JPH04360025A - 対物レンズ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体マスクアナライ
ザや精密Ｘ−Ｙステージ等の位置決め機構として用いら
れる対物レンズ駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における対物レンズ駆動制御装置の
一例を図６に基づいて説明する。対物レンズ１は立方体
状をなすボビン２に収納されており、このボビン２には
コイル３が巻回されている。そのボビン２の上端及び下
端にはそれぞれ２枚ずつ計４枚の板バネ５の一端が取付
けられており、それら板バネ５の他端はベース４の側板
４ａに取付けられている。これにより、対物レンズ１を
保持したボビン２は、板バネ５を介してベース４に弾性
支持された形となっている。また、前記ベース４上には
コイル３を挾むような形で一対の外ヨーク６が形成され
、この外ヨーク６に挾まれた前記コイル３の巻回された
ボビン２の内側には一対の内ヨーク７が形成されている
。この内ヨーク７と対向する前記外ヨーク６の側面には
、光軸方向Ａと直交する方向に磁化された永久磁石８が
取付けられている。なお、前記ベース４と永久磁石８と
外ヨーク６と内ヨーク７とは、磁気回路を構成している
。また、前記対物レンズ１と前記ボビン２と前記コイル
３と前記板バネ５とは、可動部を構成している。以下、
前記磁気回路と前記可動部とを含めた構成を対物レンズ
アクチュエータ１０と呼ぶことにする。

【０００３】このような構成において、コイル３は上述
したような磁気回路中に配置されており、図示しない端
末からそのコイル３に通電することにより、コイル３に
流れる電流と磁界との関係により電磁力が発生し、これ
により可動部すなわち板バネ５に支持された対物レンズ
１は光軸方向Ａに自由に移動できることになる。これま
で述べたような動作機構は一般にボイスコイルと呼ばれ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の対物レンズ駆動制御装置において、対物レンズを駆動
する駆動機構としては、ボイスコイルだけで光軸方向に
駆動制御を行っているのが一般的である。しかし、この
ような制御方法では、図７に示すように、前述した対物
レンズ１（図６参照）により集束された光が照射される
光情報記録媒体９（例えば、光ディスク原盤又は光ディ
スク）の盤面の面高さ（具体的には、ディスク面の傾き
）が大きくなると、必然的にコイル３の通電電流を大き
くして、可動部を直流的に常時変位させなければならず
、これによりコイル３の部分での発熱が大きくなり、駆
動回路も大容量化してしまい、その駆動制御上好ましく
ない事態が発生する。

【０００５】また、上述したような対物レンズ駆動制御
装置を備えた光ディスク原盤露光機の場合、ボイスコイ
ルの変位量は約１ｍｍ程度なので、光ディスク原盤等の
厚みのみが制限されてしまい、これによりフレキシブル
性がなくなる。また、そのようなフレキシブル性に対応
させようとすると、前述したような対物レンズアクチュ
エータ１０を別の駆動機構の上部に設けて駆動しなけれ
ばならずその機構が複雑化する。

【０００６】さらに、可動部の変位量が大きくなるよう
な場合、ボイスコイルでは、その移動の軌跡が円弧とな
るため、対物レンズ１自体の傾きが生じてしまい、その
光軸制御上好ましくない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、レーザ光源から出射されたビームを電磁力により駆動
制御される対物レンズに入射して集束させ、その集束光
を光情報記録媒体に照射する対物レンズアクチュエータ
を備えた対物レンズ駆動制御装置において、少なくとも
２つのレールクランパの形成されたクランパ部と、梁の
形成された伸縮部と、前記レールクランパ及び前記梁の
伸縮制御を行う圧電素子とよりなるインチワーム機構を
、前記対物レンズアクチュエータを支持するベースに一
体化して設けた。

【０００８】請求項２記載の発明では、クランパ部と伸
縮部とを備えベースと一体化されたインチワーム機構は
、前記ベースの弾性変形と連動して変形するようにした
。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、ベースと一体
的にインチワーム機構を設けているため、ボイスコイル
に使用しているコイルの発熱が抑制され、駆動回路を小
容量化することができる。

【００１０】請求項２記載の発明においては、ベースの
弾性変形をインチワーム機構に用いているため、対物レ
ンズアクチュエータの小型化を図ることができる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５に基づいて説
明する。なお、対物レンズ駆動制御装置の基本的な構成
、すなわち、対物レンズアクチュエータの構成は従来技
術（図６参照）において述べたので、その同一部分につ
いての説明は省略し、その同一部分については同一符号
を用いる。

【００１２】対物レンズアクチュエータ１０の底面部と
なるベース４上には、クランパ部１１と伸縮部１２とか
らなるインチワーム機構１３が一体化して取付けられて
いる。この場合、前記クランパ部１１は、図２に示すよ
うに、光軸方向Ａの上下２箇所に設けられたレールクラ
ンパ１４ａ，１４ｂと、これらレールクランパ１４ａ，
１４ｂの端部間に挾まれて設けられた圧電素子１５ａ，
１５ｂとによりなっている。そのレールクランパ１４ａ
，１４ｂの中央部はレール１６を挾持した形となってい
る。また、前記伸縮部１２は、図３に示すように、ベー
ス４から上方に延在した２本の梁１７と、この梁１７に
連設された横方向に延びた４本の梁１８と、これら梁１
７，１８と連結された周辺部１９と、梁１７間の光軸方
向Ａに延在した圧電素子２０とよりなっている。上述し
たようなインチワーム機構１３は、前記ベース４の弾性
変形と連動して変形するようになっている。

【００１３】このような構成において、クランパ部１１
の圧電素子１５ａ，１５ｂに電圧を印加して矢印方向ａ
に変位させることにより、そのレール１６を挾持したり
しなかったりすることができる。また、伸縮部１２は、
ベース４と支点Ｐを介して接続されており、圧電素子２
０に電圧を印加して矢印方向ｂに変位させることにより
、梁１７，１８の部分が破線で示すように弾性変形を起
こし、これによりその底面のベース４全体が光軸方向に
微小量だけ移動する。

【００１４】図４はベース４を下降させる時の圧電素子
印加電圧パターンの様子を示すものであり、波形２１は
圧電素子１５ｂを印加するパターンを示し、波形２２は
圧電素子２０を印加するパターンを示し、波形２３は圧
電素子１５ａを印加するパターンを示すものである。ま
た、図５はベース４を上昇させる時の圧電素子印加電圧
パターンの様子を示すものであり、波形２４は圧電素子
１５ｂを印加するパターンを示し、波形２５は圧電素子
２０を印加するパターンを示し、波形２６は圧電素子１
５ａを印加するパターンを示すものである。このように
圧電素子１５ａ，１５ｂ，２０を電圧制御するパターン
を変えることにより、レール１６をガイドとして、ベー
ス４を光軸方向Ａに移動自在（すなわち、インチワーム
駆動）とすることが可能となり、これによりそのベース
４に搭載された対物レンズアクチュエータ１０を光軸方
向Ａに移動させることができる。

【００１５】従って、図７に示すような光ディスク原盤
或いは光ディスクの面高差（傾き）に対しては上述した
ようなインチワームを駆動し、一方、光ディスク原盤或
いは光ディスクの面ブレ（回転成分）に対してには対物
レンズアクチュエータ１０によるボイスコイルを駆動さ
せることにより、傾きに応じた過剰な電流を常時コイル
３に通電する必要がなくなり、これによりコイル３自体
の発熱も小さくなり、ボイスコイル駆動回路も小容量で
行うことが可能となる。また、レール１６の長さ分だけ
インチワームは可動することができるため、光ディスク
原盤或いはディスク等の厚みも許容されるようになり、
これによりアクチュエータ全体に別の駆動源を必要とし
ないため機構を簡易とすることができる。

【００１６】なお、上述した実施例では、光軸方向Ａへ
のインチワームについて述べたが、この他に、シーク動
作用として光軸直角方向に動作させることも可能である
。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射されたビームを電磁力により駆動制御される対物レ
ンズに入射して集束させ、その集束光を光情報記録媒体
に照射する対物レンズアクチュエータを備えた対物レン
ズ駆動制御装置において、少なくとも２つのレールクラ
ンパの形成されたクランパ部と、梁の形成された伸縮部
と、前記レールクランパ及び前記梁の伸縮制御を行う圧
電素子とよりなるインチワーム機構を、前記対物レンズ
アクチュエータを支持するベースに一体化して設けたの
で、ベースと一体的にインチワーム機構を設けているた
め、ボイスコイルに使用しているコイルの発熱が抑制さ
れ駆動回路を小容量化することができ、また、可動部に
よる移動を小変位にすることができるため対物レンズの
倒れが小さく制御精度を向上させることができるもので
ある。

【００１８】請求項２記載の発明は、クランパ部と伸縮
部とを備えベースと一体化されたインチワーム機構は、
前記ベースの弾性変形と連動して変形するようにしたの
で、このようにベースの弾性変形をインチワーム機構に
用いることによって、対物レンズアクチュエータの小型
化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である対物レンズ駆動制御装
置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】レールクランパの様子を示す平面図である。

【図３】伸縮部の様子を示す側面図である。

【図４】ベース下降時の圧電素子の印加電圧パターンの
様子を示す波形図である。

【図５】ベース上昇時の圧電素子の印加電圧パターンの
様子を示す波形図である。

【図６】従来における対物レンズ駆動制御装置の様子を
示す斜視図である。

【図７】光情報記録媒体の面高差の様子を示す状態図で
ある。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　　　対物レンズ４　　
　　　　　　　　　　　　　　ベース９　　　　　　　
　　　　　　　　　光情報記録媒体１０　　　　　　　
　　　　　　　対物レンズアクチュエータ１１　　　　
　　　　　　　　　　クランパ部１２　　　　　　　　
　　　　　　伸縮部１３　　　　　　　　　　　　　　
インチワーム機構１４ａ，１４ｂ　　　　レールクラン
パ１５ａ，１５ｂ　　　　圧電素子 １７，１８　　　　　　　　梁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源から出射されたビームを電
   磁力により駆動制御される対物レンズに入射して集束さ
   せ、その集束光を光情報記録媒体に照射する対物レンズ
   アクチュエータを備えた対物レンズ駆動制御装置におい
   て、少なくとも２つのレールクランパの形成されたクラ
   ンパ部と、梁の形成された伸縮部と、前記レールクラン
   パ及び前記梁の伸縮制御を行う圧電素子とよりなるイン
   チワーム機構を、前記対物レンズアクチュエータを支持
   するベースに一体化して設けたことを特徴とする対物レ
   ンズ駆動制御装置。
2. 【請求項２】　　クランパ部と伸縮部とを備えベースと
   一体化されたインチワーム機構は、前記ベースの弾性変
   形と連動して変形することを特徴とする請求項１記載の
   対物レンズ駆動制御装置。