JPH06349089A - 光ヘッドの対物レンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸摺動式の主な問題である線形性を確保する構
成を有するアクチュエータの構造を工夫し、ハィビショ
ン対応の光ディスク装置、もしくは高速データ転送速度
を有する光ディスク装置に応じた光ヘッドの対物レンズ
アクチュエータを提供する。 【構成】軸摺動式の可動体を構成する可動体の支持を磁
気ばね式として構成する。光ヘッド全体の構成として薄
型化を実現するために、円形形状の磁気回路中心軸上に
対物レンズを配置する構成とするのではなく、この軸か
ら離れた位置に対物レンズ１７を配置し、対物レンズ１
７を磁気回路からはみ出す構造とした。磁気回路は瓦形
の円弧型マグネット１２を２つと長尺の棒状マグネット
１３を１つとするか、３つとする構成とし、トラッキン
グドライブのみに限定し、棒状のマグネット１３を３本
で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ヘッドの対物レンズ
アクチュエータに関し、特に再生専用もしくは追記可能
もしくは記録再生消去可能な光ディスク装置に取り付け
られる高分解能・高精度の対物レンズアクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理分野は急速に発展してお
り、情報処理システムおよび放送・映像システム全体と
しては、ダウンサイジング化の方向にあり、また、扱う
情報もマルチメディア化され、益々増加の一途を辿って
いる。

【０００３】このような中で、これらの情報であるデー
タを記憶する外部記憶装置が、情報処理システムや音声
・映像処理システムにおいて重要な役割りを果してお
り、この外部記憶装置の小型・大容量化、処理速度の高
速化が望まれている。

【０００４】そして、その一つとしてデータ転送速度が
速く、高速ランダムアクスセが可能で、小型・大容量、
低価格で、媒体の交換可能な外部記憶装置が期待されて
いる。

【０００５】現在、この外部記憶装置としては、代表的
なものとして磁気ディスク装置、光ディスク装置等があ
る。

【０００６】光ディスク装置は、円板型のディスク状の
媒体を使用しており、よく磁気ディスク装置と比較され
る。この光ディスク装置と磁気ディスク装置との相違点
はいろいろとあるが、一つの大きな相違は媒体の交換型
と固定型の相違からくる機械的精度の差であり、他の大
きな相違は書込み／読出し用ヘッドの重量と書込み／読
出し速度の差である。そして、この差がデータ転送速
度、アクセス速度等を含むデータ処理速度、データの信
頼性に大きく影響する。

【０００７】このように、音声・映像処理システムにお
けるハイビジョン対応もしくは現行の放送システムのデ
ジタル化をめざした光ディスク装置においては、コンピ
ュータ用の外部記憶装置である磁気ディスク装置の高速
アクセス性と、光ディスク装置のもつ大容量メモリを併
せもつ外部記憶装置の研究が急速に進展している。

【０００８】このような次世代の光ディスク装置では、
高速のデータ転送速度と大容量メモリの必要性から記録
再生消去可能な光ヘッドの対物レンズの開口数が大き
く、かつレーザの波長も短波長のものが使用されること
になる。特にフォーカスサーボにおいては上記の開口数
の増大、レーザ波長が短くなることから焦点深度がより
浅くなり、より分解能の高い精度の高い対物レンズアク
チュエータが要望されている。高速アクセス対応の対物
レンズアクチュエータは内外周サーチ時にトラッキング
動作をロックし、サーチ後ロックを解除し、トラッキン
グ動作に移行するものと、トラッキングの自己保持力を
大きく取り、ディスク内周外周アクセス時に自己保持に
よるトラッキングの振動を抑え、すみやかにサーチ後の
トラッキング動作に移行するものがある。前者はトラッ
キング位置検出を取り付ける必要がある。さらに、対物
レンズアクチュエータはレンズの支持方法によって大き
く分けてばね式と軸摺動式にわけられる。両者ともメリ
ット／デメリットを有する。ばね式は可動体が軽く同一
体積においては大きな加速度を得ることが可能である
が、動作時の軸安定性、経年変化に問題がある。軸摺動
式は可動体にスリーブを設けこれと勘合する軸によって
軸摺動を実現している。この方式は摺動部分を有するた
め運動に際して非線形性があることである。しかし、軸
安定性に優れており、量産時点において高開口数を有す
る対物レンズの軸傾き（チルト）特性が厳しいものに対
して有利な構成である。さらに高速アクセス、装置全体
の小型化に伴って小型、軽量化、薄型化が要望され、併
せて光ヘッドも小型、軽量化、薄型化が可能となる光ヘ
ッドの対物レンズアクチュエータが要望されている。

【０００９】このような中で、従来の公知例としては特
開平４−３８７２５が知られている。

【００１０】この従来の光ヘッドの対物レンズアクチュ
エータについて図面を参照して説明する。図５は従来例
の光ヘッドの対物レンズアクチュエータを示す図、図５
（ａ）は対物レンズアクチュエータの平面図、図５
（ｂ）は対物レンズアクチュエータの立面図である。

【００１１】この従来例の光ヘッドの対物レンズアクチ
ュエータの対物レンズ５１は略ひし形をしたレンズホル
ダ５２に取り付けられる。このレンズホルダの中心に設
けられたヒンジ５３でトラッキングは回転による円弧運
動による移動、このヒンジ５３を支える金属板ばね５４
で平行板ばねを形成し、フォーカス方向に移動させる。
このようにフォーカス、トラッキング方向に支持された
ものに対して、前述のレンズホルダ５１に取り付けられ
たフォーカス駆動用コイル５５とトラッキング駆動用コ
イル５６でレンズホルダ５１を駆動する。これらのコイ
ルを略閉磁路である一対の磁石５７で構成する磁気回路
で磁界を印加する。この磁気回路はフォーカス、トラッ
キング方向の駆動を共通して駆動するよう構成してい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のヒンジ
・ばね式の対物レンズアクチュエータにおいては、ヒン
ジ部分の厚さが２０〜３０μｍと薄く、成形時の湯の流
れが大きく阻害されるためヒンジ５３の成形が問題であ
り、温度変化特性はプラスチックであるため良好ではな
い。

【００１３】この対物レンズアクチュエータの構造で
は、カウンターバランス５８を設ける必要があるため構
造的に可動体重量が大きくなり、さらに駆動用電磁駆動
の磁気回路とコイル配置も制限された構成であるため、
結果的に角形様コイル５６の４辺の内１辺しか電磁駆動
に寄与せず、駆動感度に問題があり、これらの温度特性
と、とくにトラッキング駆動感度を改善することが要望
されている。次に、生産性をいかにして確保するかが問
題である。ヒンジ・ばね式アクチュエータのヒンジ部分
は、例えばナイロン製の樹脂であり、レンズホルダはポ
リ・フェニレン・サルファイド（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｉ
ｌｅｎ Ｓｕｌｆｉｄｅ 以下、ＰＰＳと称す〕であ
る。この両者をクサビ型のはめ合いによって接合する
が、ナイロン製の樹脂とＰＰＳという異質の材料である
ため、勘合公差が問題となる。さらにはめ合い公差によ
ってはヒンジ自体の変形につながる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記の
対物レンズアクチュエータの駆動感度、生産性と信頼性
の問題点を解決するため、信頼性の良好な金属ばねを用
い、フォーカス方向は並進、トラッキング方向は回転運
動するアクチュエータの構造を工夫し、高速アクセス可
能な光ディスク装置に応じた光ヘッドのアクチュエータ
を提供することにある。

【００１５】そのため、本発明の光ヘッドの対物レンズ
アクチュエータは、対物レンズを取り付ける略楕円形状
をした対物レンズホルダと、対物レンズホルダに一体化
して取り付けられフォーカスコイルを有する略円筒形状
のフォーカスコイルホルダと、フォーカスコイルの捲き
線と共に一体化された対物レンズホルダとフォーカスコ
イルホルダとの軸の軸方向および回転方向に電磁駆動力
を与える円弧状の磁気回路を有し一体化された対物レン
ズホルダとフォーカスコイルホルダを保持するアクチュ
エータベースと、一端を一体化された対物レンズホルダ
とフォーカスコイルホルダの対物レンズホルダ側の中心
軸に他の２端をアクチュエータベースにまた一端を一体
化された対物レンズホルダとフォーカスコイルホルダの
フォーカスコイルホルダ側の中心軸に他の２端をアクチ
ュエータベースにそれぞれ取り付けた上下一対の略三角
形状の板ばねとを有することを特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明は上述した構成により、対物レンズを搭
載した可動体のフォーカス、トラッキング方向の位置中
立を保持するために金属板ばねで構成し、この金属板ば
ねに並進とレンズホルダの回転をさせる可動機能をもた
せる。この金属ばねは基本的には平行板ばね構成とし、
略三角形の辺を構成する形状としたことによってフォー
カス方向とトラッキング方向の干渉が少なくなるように
構成した。この構成に沿った磁気回路をコンパクトに
し、結果的に薄型、高感度のアクチュエータを構成でき
る。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は本発明による光ヘッドの対物レンズ
アクチュエータの一実施例を示す分解斜視図である。こ
の実施例の対物レンズアクチュエータにおいて、磁気ヨ
ークとなる円形をカットした形状のアクチュエータベー
ス１１には、円弧状の磁石１２と棒状の磁石１３を取り
付けていて、円弧状の磁石１２と棒状の磁石１３とで磁
気回路を構成している。

【００１９】このアクチュエータベース１１の端に平行
板ばねを構成する金属ばね１４を取り付けるスタンド１
５を設けている。このスタンドにたとえば、接着もしく
はハンダ付けによって上記の金属板ばね１４を接合す
る。この金属板ばね１４は略三角形をなしている。この
三角形の頂点とレンズホルダ１６を接合する部分を取り
付けている。レンズホルダ１６は円筒をカットした形の
上に略楕円形のレンズと取り付ける部分を設けた形を有
している。この部分にレンズ１７を搭載している。この
レンズホルダの円筒部分を周方向にフォーカスコイルを
捲き線し、レンズの重量とダイナミックバランスをとれ
る位置に角形トラッキングコイルを円弧状に整形し、取
り付けている。図中、対物レンズと反対方向にこの一対
のトラッキングコイルを設けている。以上のレンズホル
ダを三角形状をした平行板ばねで支持して二軸アクチュ
エータを構成している。このアクチュエータの特徴は対
物レンズの下に９０゜ミラー１８を配置することが可能
となり、結果的に光ヘッドの薄型化に寄与する構成とな
っている。

【００２０】図２は図１の対物レンズアクチュエータの
アクチュエータベースを示す図、図２（ａ）は対物レン
ズアクチュエータのアクチュエータベースの平面図、図
２（ｂ）は角形コイル部分と磁界の印加方向を示す側面
図である。

【００２１】円弧型マグネット１２によってフォーカス
コイル２１とトラッキングコイル２２を略閉磁路構成に
よって磁界を印加する。さらに棒状マグネット１３によ
って一対のトラッキングコイルに磁界を印加している。
この磁界印加は相手側の磁気ヨークによって略閉磁路と
なっており、磁界印加効率を大きくとっている。前述の
円弧状マグネット１２とこの棒状マグネット１３によっ
て角形トラッキングコイルの４辺の２辺を磁界印加し、
回転運動に変えている。図２（ｂ）はこの動作原理を説
明するものである。一対のトラッキングコイルの縦方向
の電流に対し、磁界を図中、破線で印加するためフレミ
ングの左手の法則に従って、矢印の方向に回転力が印加
される。図３は図１の対物レンズアクチュエータの平、
立、側面図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は対物レンズ
アクチュエータの平、立、側面図、図３（ｄ）は磁気回
路の平面図である。

【００２２】レンズホルダの回転中心とレンズ中心がず
れており、この中心間の距離に回転角度を乗算したもの
がトラッキング変位距離となる。図３（ａ）の平面図に
三角形状をした金属ばねを示す。図３（ｂ）は側面図を
示し、対物レンズ位置と９０゜ミラープリズム１８の配
置を示す。これによって光ヘッド全体を薄型化できる。
図３（ｃ）は金属ばねによってレンズホルダを支持する
と同時にフォーカス、もしくはトラッキングのコイル給
電の結線を兼ねるものを示す。図３（ｄ）はアクチュエ
ータベースの磁気回路を示す。三角形ばねが配置できる
ようにスリット３１を設けている。図４は図１の金属ば
ね１４の平面図である。

【００２３】図中の穴部分４１はレンズホルダ１６の回
転中心部分に接着もしくはハンダ付けによって接合する
ものである。この穴部分４１の両側にはＨ形状の突起４
２がついており、この部分と取り付け穴とこの部分から
三角形の板ばねにとりついた首部分４３が回転支持でき
るようになっている。首部分４３を両側のＨ形状をした
突起４２をプラスチックテープ４４で包み込むように接
着することによって回転系のダンピングをおこなう。穴
４５，４６部分はアクチュエータベースに固定するため
のものである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ヘッド
の対物レンズアクチュエータは、高速アクセス対応の光
ディスク装置における高精度対物レンズアクチュエータ
を従来のヒンジ式アクチュエータ固有の問題である低感
度、生産性、信頼性の問題を解決でき、また、この構成
から生まれるレンズ飛び出し構成によって結果的に薄型
光ヘッドを構成でき光ディスク装置の小型化が実現でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ヘッドの対物レンズアクチュエ
ータの一実施例を示す分解斜視図である。

【図２】図１の対物レンズアクチュエータのアクチュエ
ータベースを示す図である。図２（ａ）は対物レンズア
クチュエータのアクチュエータベースの平面図である。
図２（ｂ）は角形コイル部分と磁界の印加方向を示す側
面図である。

【図３】図１の対物レンズアクチュエータの平、立、側
面図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は対物レンズ
アクチュエータの平、立、側面図である。図３（ｄ）は
磁気回路の平面図である。

【図４】図１の金属ばね１４の平面図である。

【図５】従来例の光ヘッドの対物レンズアクチュエータ
を示す図である。図５（ａ）は対物レンズアクチュエー
タの平面図である。図５（ｂ）は対物レンズアクチュエ
ータの立面図である。

【符号の説明】

１１ アクチュエータベース １２ 円弧型マグネット １３ 棒状マグネット １４ 金属板ばね １６ レンズホルダ １７ 対物レンズ １８ ９０゜ミラー ２１ フォーカスコイル ２２ トラッキングコイル ３１ スリット ４１ 穴部分 ４２ Ｈ形状の突起 ４３ 首部分 ４４ プラスチックテープ ４５，４６ 穴 ５１ 対物レンズ ５２ レンズホルダ ５３ ヒンジ ５４ 金属板ばね ５５ フォーカス駆動用コイル ５６ トラッキング駆動用コイル ５７ 磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを取り付ける略楕円形状をし
   た対物レンズホルダと、前記対物レンズホルダに一体化
   して取り付けられフォーカスコイルを有する略円筒形状
   のフォーカスコイルホルダと、前記フォーカスコイルの
   捲き線と共に前記一体化された対物レンズホルダとフォ
   ーカスコイルホルダとの中心軸の軸方向および回転方向
   に電磁駆動力を与える円弧状の磁気回路を有し前記一体
   化された対物レンズホルダとフォーカスコイルホルダを
   保持するアクチュエータベースと、一端を前記一体化さ
   れた対物レンズホルダとフォーカスコイルホルダの対物
   レンズホルダ側の中心軸に他の２端を前記アクチュエー
   タベースにまた一端を前記一体化された対物レンズホル
   ダとフォーカスコイルホルダのフォーカスコイルホルダ
   側の中心軸に他の２端を前記アクチュエータベースにそ
   れぞれ取り付けた上下一対の略三角形形状の板ばねとを
   有することを特徴とする光ヘッドの対物レンズアクチュ
   エータ。
2. 【請求項２】 前記磁気回路が、円弧型マグネットと棒
   状マグネットとを有し、前記フォーカスコイルホルダに
   取り付けた一対の略角形コイルを取り付け、円弧型マグ
   ネットと棒状マグネットを回転中心に対して逆極に印加
   し、前記略三角形形状の板ばねが、前記略三角形形状の
   板ばねの頂点で平行に支持され、前記対物レンズホルダ
   の軸方向の上下に回転運動中心に動作することを特徴と
   する請求項１記載の光ヘッドの対物レンズアクチュエー
   タ。
3. 【請求項３】 前記略三角形の形状をした板ばねが、前
   記対物レンズホルダの回転中心部分で前記対物レンズホ
   ルダの中心に穴勘合する部分を前記の三角形の形状をし
   た板ばねの頂点から片持ちばねで支持し、この支持点の
   両側にＨ形状の突起を設け、この突起と前記対物レンズ
   ホルダとを支持する板ばねを粘着性のあるテープ材で包
   み込んでテーピングする構造を有することを特徴とする
   請求項２記載の光ヘッドの対物レンズアクチュエータ。