JPH0471270B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的手段を用いて記録媒体面上に
情報を記録し、あるいは記録媒体面に既に記録さ
れている情報を再生もしくは消去する光学ヘツド
のレンズアクチユエータに関し、特に集光レンズ
を記録媒体面に対し垂直、並びに平行に移動せし
める形式のレンズアクチユエータに関する。

〔従来の技術〕

従来、レーザ光を光源とし、このレーザ光を外
部の情報源からのパルス状信号を変調して、記録
媒体面上に２値的に記録し、あるいは既に記録さ
れた情報を再生もしくは消去する光学ヘツドにお
いては、情報の記録再生あるいは消去を正確に行
うために、レンズアクチユエータを用いて、焦点
制御によつて記録媒体面上が集光レンズの焦点と
なるよう、フオーカス方向の焦点位置制御が行わ
れているとともに、集光されたレーザ光の記録媒
体面上での光スポツトが記録媒体面上に予め形成
されている案内溝に対して正確に位置決めされる
ように、集光レンズを案内溝に対して垂直なトラ
ツキング方向に駆動することによつてトラツキン
グ位置制御が行われている。

この種のレンズアクチユエータには、種々の構
成のものが提案されており、その１つにフオーカ
ス方向の可動支持を平行板ばねで行い、トラツキ
ング方向の可動支持を揺動支持機構で行うものが
ある。例えば、特願昭58−199504号明細書に提案
されているレンズアクチユエータがこれに相当す
る。この形式のレンズアクチユエータの最も基本
的な構成は、次のようなものである。集光レンズ
を搭載した可動部は、フオーカス方向に垂直な方
向に互いに２枚の板ばねを介して、アームに取り
付けられている。さらにアームは、トラツキング
方向に揺動可能に揺特支持機構によつてきよう体
に保持される。また、可動部をフオーカス方向と
トラツキング方向に駆動するため、フオーカスコ
イルとトラツキングコイルとが、可動部に設けら
れている。フオーカスコイルは、平行な板ばねよ
りも下側に、かつ、可動部の搭載する集光レンズ
の光軸を囲むように巻装され、トラツキングコイ
ルは、平行な板ばねの中間の可動部の重心を駆動
する位置に設定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のレンズアクチユエータにおいて
は、板ばねの剛性と可動部の質量との関係から、
可動部のねじり方向、すなわちトラツキング方向
とフオーカス方向と互いに直交する、長手方向軸
を中心とする回転方向の振動が避けられない。こ
の方向の振動は結果的に集光レンズによる光スポ
ツトをトラツキング方向に振動させ、しかも、こ
の方向の振動はトラツキング方向のアクチユエー
タでは制御不能な回転運動であるから、集光レン
ズのトラツキング方向動作のサーボ帯域がこの集
光レンズを含む可動部のねじれ方向振動の共振周
波数によつて制限されてしまう。その結果、集光
レンズを含む可動部の高速動作ができなくなると
いう欠点がある。また、可動部を支える板ばね
は、共振周波数の値がその長手方向の長さに対し
敏感であつて、直接に板ばねを可動部あるいはア
ーム部に接合する形式においては、４枚の板ばね
の特性を調整することは勿論のこと、個々のアク
チユエータ間における特性のばらつきが生じ、そ
の結果特性不良が発生するといつた欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、集
光レンズを含む可動部のねじれ方向振動の共振周
波数を高め、高速動作を実現するとともに、特性
の個体間差の小さな動特性を持つレンズアクチユ
エータを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のレンズアクチユエータは、 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レ
ンズを搭載する可動部と、 アームと、 前記可動部のトラツキング方向両側かつフオー
カス方向上下にそれぞれ一端が接続され、両端及
びその中間部の三箇所においては前記可動部のト
ラツキング方向及びフオーカス方向と互いに直交
する長手方向と平行してフランジを設けたフラン
ジ付きばね部が設けられ、前記可動部と接合され
るフランジ付きばね部及び前記アームと接合され
るフランジ付きばね部と中間のフランジ付きばね
部の間にはそれぞれ可とう部が設けられた構造で
あるフオーカス方向に可動な複数枚の板ばねと、 前記アームを、フオーカス方向と平行な一つの
軸の回りに揺動可能にきよう体において支持する
揺動支持機構と、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部
に設けられたフオーカスコイル及びトラツキング
コイルと、 前記きよう体に設けられ、前記集光レンズの、
トラツキング方向に垂直な方向の両側で前記フオ
ーカスコイル及びトラツキングコイルと磁気的に
結合する２つの磁気回路とを有することを特徴と
している。

〔作用〕

本発明のレンズアクチユエータは、可動部のね
じれ方向振動の共振周波数を決定する、可動部フ
オーカス方向とトラツキング方向と互いに直交す
る長手方向回りの可動部慣性モーメントを低減
し、同時に可動部を支える板ばねの剛性を高めた
構造とすることによつて、結果的に可動部のねじ
れ方向振動の共振周波数を高く設定すると同時に
所望の設計動特性を高精度に実現するものであ
る。すなわち、本発明の構成によれば、フオーカ
スコイルを平行板ばねの間に設定するため、可動
部がフオーカス方向に長くならず、従つて、長手
方向回りの慣性モーメントを小さく設定すること
ができる。可動部とアーム間に設置される複数枚
の板ばねは、可動部及びアームと接合される付近
と中間部のフランジ取り付け部に挟まれた可とう
部を除いて、板ばねに付与されたフランジによつ
て高剛性化される。以上２つの効果の相乗作用に
よつて軽量高剛性であり、ねじり共振周波数の高
いレンズアクチユエータとすることができ、トラ
ツキング方向の高速動作を実現できる。また、本
発明の構成のごとく板ばねを設定することによ
り、一体品であるためもあつて可動部の動特性に
最も影響する可とう部の長さやフランジ付きばね
部との境界条件を一定に設定することができ、可
動部の動特性を設計値に厳密に一致させ、設計値
と実際の特性誤差を大きく低減することができ
る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図，第２図は、本発明の第１の実施例を示
すものであり、第１図は分解斜視図、第２図は斜
視図を示す。なお、説明の便宜上、第１図内に直
交デカルト座標系を設定する。ｘ座標方向はトラ
ツキング方向、ｚ座標方向はフオーカス方向を示
している。

本実施例のレンズアクチユエータは、集光レン
ズ１と、フオーカスコイル８と、トラツキングコ
イル９と、可動部２と、板ばね３ａ，３a′，３
ｂ，３b′と、アーム４と、回転支持機構５と、セ
ンターヨーク１０ａ，１０ｂと、きよう体６上に
設けられた磁石１１ａ，１１ｂとサイドヨーク１
２ａ，１２ｂとから成る２つの磁気回路とで構成
される。

集光レンズ１は、光源からのレーザ光を記録媒
体面上に集光させる。

可動部２は、この集光レンズ１を搭載してい
る。可動部２には、この集光レンズ１の両側の位
置で、トラツキング方向（ｘ座標方向）に対し垂
直なフオーカス方向（ｙ座標方向）に、２つの空
孔１３ａ，１３ｂが開けられている。この２つの
空孔１３ａ，１３ｂと集光レンズ１を囲むように
xy平面に平行にフオーカスコイル８が巻かれて
いる。さらに、フオーカスコイル８上に４つのト
ラツキングコイル９が接合されている。トラツキ
ングコイル９はほぼ矩形の薄いドーナツ状に巻か
れたコイルであり、空孔１３ａ，１３ｂのｙ座標
方向に相当する部分において、コイルの一辺に電
流がフオーカス方向に主として流れるように配置
されている。

板ばね３ａ，３a′，３ｂ，３b′は可動部２をア
ーム４に対して支持しており、本実施例では、集
光レンズ１が搭載されている可動部２のトラツキ
ング方向（ｘ座標方向）両端の上部突出し部上面
及び側面に、板ばね３ａ，３ｂの一端部下面及び
フランジ部内面がそれぞれ接合され、可動部２の
トラツキング方向両端の下部突出し部下面及び側
面に、板ばね３a′，３b′の一端部上面及びフラン
ジ部内面がそれぞれ取り付けられる。これら４枚
の板ばね３ａ，３ｂ，３a′，３b′はｙ座標方向に
平行に設置される。

板ばね３ａの他端部下面とフランジ部内面、及
び板ばね３ｂの他端部下面とフランジ部内面は、
それぞれアーム４の上面及び側面に取り付けら
れ、板ばね３a′，３b′のそれぞれ他端部上面及び
フランジ部内面はアーム４の下面及び側面に取り
付けらられる。その時、板ばね３ａと板ばね３
a′，板ばね３ｂの板ばね３b′はそれぞれ平行とな
るように設定される。そしてこれら４枚の板ばね
３ａ，３ｂ，３a′，３b′によつて可動部２はフオ
ーカス方向（ｚ座標方向）に可動に支持される。

これら板ばねの構造を第３図，第４図を用いて
詳しく説明する。

第３図は代表的に板ばね３ａの構造を詳細に説
明するための斜視図であり、第４図は第３図に示
した断面ｘで切断した断面形状を示している。

第３図中のｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗは
それぞれ板ばね長手方向（ｙ座標方向）の位置を
示している。位置ｒからｓまで、位置ｔからｕま
での範囲では板ばねは単純な平板構造であり、フ
オーカス方向（ｚ座標方向）へは容易にたわむこ
とができ、位置ｐからｑ、及びｖからｗの範囲で
板ばね３ａはそれぞれ第１図に示した可動部２、
アーム４にフランジ１４，１６を含んで接合され
る。一方、位置ｓよりｔまでの間には平板ばねの
長手方向に対して平行に、両側にフランジ部１
５，１５′が形成され、その結果断面ｘにおいて
切断した断面形状は、第４図に示すようなコの字
型となる。従つて本構造では、位置ｒからｓま
で、位置ｔからｕまでは曲げ剛性が小さく、位置
ｑからｒ、ｓからｔ、ｕからｖまでは曲げ剛性が
高いばねとなり、可動部２のフオーカス方向の変
位に対しては位置ｒからｓ、位置ｔからｕの平板
ばねの曲げ変位で対応し、かつ中央部のフランジ
１５，１５′の効果によつてねじり変位に対し剛
性の高い構造とすることができる。同時に、本実
施例の板ばねを用いることにより、従来の単純な
板ばねで可動部とアーム部を接続するものに較
べ、可動部がフオーカス方向へたわむ際に変形を
受ける可とう部の大きさが、組み立て後も設計を
確保することができる。すなわち、従来のごとく
可動部及びアーム部との接合境界までばね性を持
たせた場合、接合強度や有効接合長さ等が製品
個々によつて変化し、その結果可動部動特性に変
化が生じるのを、本実施例では可とう部が設計値
を実現するため避けることができる。

揺動支持機構５は、フオーカス方向（ｚ座標方
向）と平行な軸７を中心に揺動可能な機構となつ
ている。揺動支持機構部５には、４枚の板ばね３
ａ，３ｂ，３a′，３b′で囲まれたアーム４の反対
側にあるアーム４の面が取り付けられており、ア
ーム４は揺動支持機構に固定される。揺動支持機
構５は、アーム４をきよう体６に対して、フオー
カス方向（ｚ座標方向）と平行な軸７を中心とし
て揺動可能に支持している。従つて可動部２はト
ラツキング方向（ｘ座標方向）にも可動支持され
る。

磁気回路は、センターヨーク１０ａ，１０ｂと
磁石１１ａ，１１ｂとサイドヨーク１２ａ，１２
ｂとで構成され、きよう体６上に設置されてい
る。センターヨーク１０ａ，１０ｂが空孔１３
ａ，１３ｂに位置し、磁気回路のギヤツプに前述
のトラツキングコイル９の一辺及びフオーカスコ
イル８の一部が位置する。

磁気回路のギヤツプには磁石によりｙ座標方向
に磁束が発生しており、この結果、可動部２は、
フオーカスコイル８に電流を与えることによりフ
オーカス方向（ｚ座標方向）に駆動され、トラツ
キングコイル９に電流を与えることによりトラツ
キング方向（ｘ座標方向）に駆動され、集光レン
ズ１のフオーカス方向及トラツキング方向の運動
がなされる。

以上述べた構成によれば、まず、フオーカスコ
イル８は上下の板ばね間に位置するため、可動部
２がフオーカス方向に短くなり、その結果板ばね
のねじれ方向に関する可動部２の慣性モーメント
を小さくすることができる。また板ばねの剛性分
布を可動部２及びアーム４と接合される付近で柔
とし、その中間では板ばねにフランジを設けて剛
とすることによつてフオーカス方向には柔であ
り、ねじれ方向には剛とすることができる。そし
てこれらの相乗効果によつて可動部２のねじれ振
動の共振周波数を高く設定することができる。ま
た板ばねの、可動部２及びアーム４との接合部に
は端部にフランジを設けて高剛性化し、それら高
剛性部と中間のフランジ付き部に挟まれた可とう
部にばね性を持たせる構造とすることによつて可
とう部の大きさを厳密に設定でき、そのため可と
う部のばね特性が一様となり、振動特性の均質な
ものとすることができる。

また、集光レンズ１のトラツキング方向の移動
の支持を、揺特支持で行つているため、アーム４
に可動部２と同様の動作をさせる必要がなく、板
ばねにはねじれ振動を誘発する無理な力のかから
ない構造となつている。

そして、フオーカスコイル８の駆動力は集光レ
ンズ１のｙ座標方向に関する両側で発生される構
造であり、この位置が板ばね３ａ，３ｂ，３a′，
３b′のねじれの中心軸に沿つているため、２箇所
で発生する駆動力の間に不釣り合いがあつても可
動部２のねじれ方向の振動を励起することはな
い。

本実施例によれば、可動部のねじれ振動に対す
る剛性を高くすることができ、その結果集光レン
ズのトラツク位置ずれを起こす共振周波数を高く
設定することができ、従つて十分なトラツキング
サーボ帯域を確保できるため、高速に集光レンズ
位置制御を行うことができると同時に、均質な特
性を有するアクチユエータを得ることができる。

なお、本実施例は本発明を何等制限するもので
はなく、本発明の思想を逸脱しない範囲において
どのような変更を行つてもよいことは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、慣性モーメントの小さな、集
光レンズを搭載した可動部と、両端及び中央にフ
ランジを設け、可とう部をその中間に設けた板ば
ねを用いることによつて、可動部ねじれ振動の共
振周波数を高め、高速動作を行うレンズアクチユ
エータを得ることができると同時に均質な動特性
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す分解斜視
図、第２図は、第１図に示される実施例の斜視
図、第３図は、第１図に示される実施例の構成に
含まれる板ばねの斜視図、第４図は、第３図中の
一点における断面図である。 １……集光レンズ、２……可動部、３ａ，３
ｂ，３a′，３b′……板ばね、４……アーム、５…
…揺動支持機構、６……きよう体、７……軸、８
……フオーカスコイル、９……トラツキングコイ
ル、１０ａ，１０ｂ……センターヨーク、１１
ａ，１１ｂ……磁石、１２ａ，１２ｂ……サイド
ヨーク、１３ａ，１３ｂ……空孔、１４，１５，
１５′，１６……フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光
   レンズを搭載する可動部と、 アームと、 前記可動部のトラツキング方向両側かつフオー
   カス方向上下にそれぞれ一端が接続され、両端及
   びその中間部の三箇所においては前記可動部のト
   ラツキング方向及びフオーカス方向と互いに直交
   する長手方向と平行してフランジを設けたフラン
   ジ付きばね部が設けられ、前記可動部と接合され
   るフランジ付きばね部及び前記アームと接合され
   るフランジ付きばね部と中間のフランジ付きばね
   部の間にはそれぞれ可とう部が設けられた構造で
   あるフオーカス方向に可動な複数枚の板ばねと、 前記アームを、フオーカス方向と平行な一つの
   軸の回りに揺動可能にきよう体において支持する
   揺動支持機構と、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部
   に設けられたフオーカスコイル及びトラツキング
   コイルと、 前記きよう体に設けられ、前記集光レンズの、
   トラツキング方向に垂直な方向の両側で前記フオ
   ーカスコイル及びトラツキングコイルと磁気的に
   結合する２つの磁気回路とを有するレンズアクチ
   ユエータ。