JPH071551B2 - 光学ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、記録媒体上に形成された情報トラックに情報
を記録再生あるいは消去を行なう光学ヘッドに関するも
のである。

従来の技術 一般に、光ディスクドライブ装置は、光スポットを情報
トラックに追従させるための、対物レンズをフォーカス
方向およびトラッキング方向に可動させる対物レンズ駆
動手段と、この対物レンズ駆動手段を含む光学ユニット
を、目的トラックに移送させるアクセス手段から構成さ
れる。対物レンズ駆動手段とアクセス手段は、磁気回路
の磁束中に可動コイルを配し、可動コイルに電流を流す
ことにより駆動推力を発生させる構成が一般的である。

一方、近年、光ディスクドライブ装置への性能要求とし
て、小型薄型化、高速に検索できることが望まれてい
る。

このためには、従来から光学ユニットを分離して、対物
レンズ駆動手段と反射ミラー等の一部の光学部品だけを
アクセス手段に搭載して移送部の軽量化を図り、高速検
索を行う分離光学ヘッドが考案されている。さらには、
特願昭63-220941号に示されるような、対物レンズ駆動
手段とアクセス手段の磁気回路を共用化して、より小型
薄型化、高速検索を目指した光学ヘッドが提案されてい
る。この従来技術の実施例について、第３図〜第５図に
基づいて説明する。

第３図は分解斜視図で、第４図は上面図で、第５図はＡ
−Ａ′断面図である。

第３図〜第５図において、Ｘ方向は記録媒体の情報トラ
ックと直交する方向（トラッキング方向と呼ぶ）であ
り、Ｙ方向は記録媒体と垂直な方向（フォーカス方向と
呼ぶ）である。

101は記録媒体で、螺旋状か同心円状の情報トラックが
形成された光ディスクである。102はディスクモータ
で、記録媒体101を装着して回転させるモータである。1
03は固定光学ユニットで、光源となる半導体レーザ、記
録媒体101からの反射光を検出するディテクター、半導
体レーザからの光ビームを平行光にするプリズム等の光
学素子等を固定部材に収納したものであり、サイドヨー
クA116にネジ止め固定されている。104は対物レンズ
で、光ビームを記録媒体101に集光させる。105は可動子
ボビンで、対物レンズ104を収納し、これをＹ方向に駆
動する二つのフォーカスコイル105aおよびＸ方向に駆動
する二つのトラッキングコイル105bが巻かれている。10
6はフォーカス板バネで、渦巻状のフォーカス板バネ
と、このフォーカス板バネの共振を減衰させるダイピン
グゴムから構成され、各々、可動子ボビン105の円筒部
の外周部に接着固定されている。107はキャリッジで、
二つのフォーカス板バネ106の周辺部をＹ方向の記録媒
体101側の面およびその反対側の面で接着固定してい
る。108は軸受Ａで、二つの円筒状の滑り軸受を両端部
に形成し、キャリッジ107に接着固定されている。109は
軸受Ｂで、キャリッジ107の回転を規制するもので、キ
ャリッジ107に接着固定されている。110は反射ミラー
で、固定光学ユニット103からＸ方向に出射された光ビ
ームをＹ方向に反射させるミラーである。111はアクセ
スコイルボビンＡで、反射ミラー110が接着固定され、
キャリッジ107をＸ方向に駆動するアクセスコイル111a
が長方形状に巻かれ、キャリッジ107に接着固定されて
いる。112はアクセスコイルボビンＢで、アクセスコイ
ルボビンA111と同様にアクセスコイル112aが長方形状に
巻かれ、キャリッジ107に接着されている。113はマグネ
ットで、バックヨーク114、対向ヨーク115、サイドヨー
クA116、サイドヨークB117とともに磁気回路を構成し、
アクセスコイル111a,112aとの電磁力によりキャリッジ1
07をＸ方向に駆動し、フォーカスコイル105aおよびトラ
ッキングコイル105bとの電磁力により可動子ボビン105
をそれぞれＹ方向,X方向に駆動する。118はガイド軸
で、軸受A108および軸受B109とともに、キャリッジ107
をＸ方向に摺動自在に支持している。119はガイド軸支
持バネで、サイドヨークB117にネジ止め固定され、ガイ
ド軸118をサイドヨークB117に固定する。

また、フォーカスコイル105a、トラッキングコイル105b
およびアクセスコイル111a,112aに発生する駆動力によ
り動かされる可動ユニットは、大きく二つの可動ユニッ
トから構成されている。その第一は可動ユニットＡで、
フォーカス板バネ106により支持され、対物レンズ104、
可動子ボビン105およびフォーカスコイル105a、トラッ
キングコイル105bにより一体的に構成されたユニットで
ある。第二は可動ユニットＢで、キャリッジ107、軸受A
108、軸受B109、反射ミラー110、アクセスコイルボビン
A111、アクセスコイルボビンB112、およびアクセスコイ
ル111a,112aにより一体的に構成されたユニットであ
る、そして、Ｙ方向の振動特性すなわちフォーカス特性
は、可動ユニットＡの質量とフォーカス板バネ106のＹ
方向剛性で決まる１自由度系の振動特性となる。また、
Ｘ方向の振動特性すなわちトラッキング特性あるいはア
クセス特性は、可動ユニットＡの質量とフォーカス板バ
ネ106のＸ方向剛性と可動ユニットＢで決まる共振，反
共振点を有する２自由度系の振動特性となる。

以上のように構成された従来例の光学ヘッドについて、
以下その動作について説明する。

先ず、フォーカスコイル105aに駆動電源が流れると、フ
ォーカスコイル105aは磁気回路との電磁作用によってＹ
方向に駆動力が発生する。この時、可動ユニットＡを可
動ユニットＢに対して支持するフォーカス板バネ106の
渦巻部がＹ方向に関して十分柔らかいので、フォーカス
板バネ106の渦巻部が変形することにより、可動ユニッ
トＡがＹ方向に動く。この結果、対物レンズ104がフォ
ーカス方向に動きフォーカス制御が行われる。

一方、トラッキングコイル105bに駆動電流が流れると、
トラッキングコイル105bには磁気回路との電磁作用によ
ってＸ方向に駆動力が発生する。この時、反共振周波数
近傍までは可動部ユニットＡと可動部ユニットＢは一体
となって動き、それより高い共振周波数帯域以上では可
動部ユニットＡだけが動き、トラッキング制御が行われ
る。

また、アクセスコイル111a,112aに駆動電流が流れる
と、アクセスコイル111a,112aには磁気回路との電磁作
用によってＸ方向に駆動力が発生する。この時、トラッ
キングコイル105bの場合と逆に、反共振周波数近傍まで
は可動部ユニットＡと可動部ユニットＢは一体となって
動き、それより高い共振周波数帯域以上では可動部ユニ
ットＢだけが動き、アクセスが行われる。

かかる構成により、磁気回路の共用化に伴う、移送部の
軽量化および光学ヘッドの薄型化が図れるものであっ
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の実施例では、トラッキング方向の
振動特性が２自由度系となるため、トラッキング制御お
よびアクセス制御が１自由度系に比べて不安定になると
いう欠点を有していた。すなわち、フォーカス板バネ10
6のＸ方向の剛性を上げた場合、アクセス時は可動部ユ
ニットＡと可動部ユニットＢは一体となって動くので、
対物レンズの揺れが少なくアクセス動作は安定するが、
トラッキング時には可動質量が増えトラッキング感度が
低下するとともに、軸受A108および軸受B109とガイド軸
118との摺動摩擦により、トラッキング制御が不安定に
なっていた。一方、フォーカス板バネ106のＸ方向の剛
性を下げた場合、トラッキング制御は安定するが、アク
セス時に可動部ユニットＡが揺れアクセス動作が不安定
となり、検索時間が長くなっていた。

本発明は上記した従来の問題点にかんがみてなされたも
ので、フォーカス，トラッキング，アクセス用の磁気回
路を共用化した光学ヘッドにおいて、トラッキング制御
が安定で高速検索に適する光学ヘッドを提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明の技術的な手段は、記録媒体
に形成された情報トラックに直交する方向に移送可能に
案内させたキャリッジと、前記キャリッジに光ビームの
光軸と平行に植立された支軸と、前記支軸のまわりに回
動可能でかつ前記支軸の軸方向に摺動可能に軸支された
可動子ボビンと、前記可動子ボビンの回動により対物レ
ンズが情報トラックを略直交して横切るよう、前記可動
子ボビンに支軸より離間した位置に固定された対物レン
ズと、前記可動子ボビンに固定された、前記対物レンズ
を前記記録媒体に垂直な方向に駆動するフォーカスコイ
ルと、前記可動子ボビンに支軸に対し略等間隔離間した
対称位置に配設させた、前記記録媒体の情報トラックに
直交する方向に各々が駆動力を発生させる少なくとも一
対以上のトラッキングコイルと、前記フォーカスコイル
と前記トラッキングコイルの両方に共通に磁束を供給し
駆動力を発生させる磁気回路とを備え、前記トラッキン
グコイルにて前記可動子ボビンに軸モーメント力を発生
させて、前記可動子ボビンを回転させてトラッキング駆
動を行い、また、前記トラッキングコイルにて前記可動
子ボビンに並進力を発生させて前記キャリッジを移送す
るアクセス駆動を行う構成にしたことを特徴とするもの
である。

作用 本発明は上記した構成により、トラッキング時は支軸ま
わりのモーメントを発生させて可動子ボビンを支軸のま
わりに回動させてトラッキング動作を行い、アクセス時
は支軸対称に同方向に推力を発生させ可動子ボビンの回
動動作を抑制して、可動子ボビンとキャリッジとを一体
的にアクセスさせることができるので、従来に較ベトラ
ッキング制御特性に優れアクセスが高速な光学ヘッドを
提供することが可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例の光学ヘッドについて、図面を参
照しながら説明する。

第１図は分解斜視図で、第２図は上面図である。第１
図，第２図において、Ｘ方向は記録媒体の情報トラック
と直交する方向（トラッキング方向と呼ぶ）であり、Ｙ
方向は記録媒体と垂直な方向（フォーカス方向と呼ぶ）
である。

１は記録媒体で、螺旋状か同心円状の情報トラックが形
成された光ディスクである。２はディスクモークで、記
録媒体１を装着して回転させるモータである。３は固定
光学ユニットで、光源となる半導体レーザ、記録媒体１
からの反射光を検出するディテクター、半導体レーザか
らの光ビームを平行光にするプリズム等の光学素子等を
固定部材に収納したものであり、サイドヨークA16にネ
ジ止め固定されている。４は可動子ボビンで、後述する
支軸10と係合し、支軸10のまわりに回動可能でかつ支軸
10の軸方向に摺動可能に支持されている。５は光ビーム
を記録媒体の情報トラックに集光する対物レンズで、可
動子ボビン４に支軸10より離間して保持されている。ま
た可動子ボビン４にはこれをＹ方向に駆動するフォーカ
スコイル６と、Ｘ方向に駆動あるいは支軸10まわりに回
動させる二つのトラッキングコイル7a,7bが支軸10を対
称に固定されている。

このトラッキングコイル7a,7bはスイッチング手段（図
示せず）にて、各々に流れる電流の極性を切り替えるこ
とができる。なお、可動子ボビン４の質量分布は支軸10
に対し軸対称になるように構成されている。８は弾性部
材で、一端が可動子ボビン４に端極が支軸10に固定され
ており、可動子ボビン４のＹ方向の動きおよび支軸10ま
わりの回動を規制し、対物レンズ５を中立位置に保持す
る。９はキャリッジで、支軸10が植立されるとともに、
固定光学ユニット３からＸ方向に出射された光ビームを
Ｙ方向に反射させる反射ミラー11が固定されている。12
は円筒状の滑り軸受で、キャリッジ９に接着固定されて
いる。

13はマグネットで、バックヨーク14、対向ヨーク15、サ
イドヨーク16、サイドヨークB17とともに磁気回路を構
成し、フォーカスコイル６およびトラッキングコイル7
a,7bとの電磁力により可動子ボビン４をボビン４をそれ
ぞれＹ方向,X方向あるいは支軸10まわりに回動駆動す
る。

18はガイド軸で、滑り軸受12と係合し、キャリッジ９を
Ｘ方向に摺動自在に支持している。19はガイド軸支持バ
ネで、サイドヨークA16、サイドヨークB17にネジ止め固
定され、ガイド軸18をサイドヨークA16、サイドヨークB
17に固定する。

以上のように構成された本実施例の光学ヘッドについ
て、以下その動作について説明する。

先ず、フォーカスコイル６に駆動電流が流れると、フォ
ーカスコイル６には磁気回路との電磁作用によってＹ方
向に駆動力が発生する。可動子ボビン４は支軸10の軸方
向に摺動可能に支持され、弾性部材８により中立保持さ
れているので、中立位置を中心にＹ方向に動く。従っ
て、対物レンズはフォーカス方向に駆動されフォーカス
制御が行われる。

次にトラッキング制御動作について説明する。スイッチ
ング手段によりトラッキングコイル7a,7bに流れる電流
の極性を反対にしておく。例えば、トラッキングON信号
と連動してスイッチング手段を動作させればよい。駆動
電流が流れると、トラッキングコイル7a,7bには磁気回
路との電磁作用によってＸ方向に駆動力が発生するが、
トラッキングコイル7a,7bの駆動方向は逆方向であるた
め、支軸10まわりのモーメント力となる。可動子ボビン
４は支軸10のまわりに回動可能に支持され弾性部材８に
より中立保持されているので、中立位置を中心に回動す
る。従って、支軸10から離間して保持された対物レンズ
５はトラッキング方向に駆動されトラッキング制御が行
われる。なおこの時、可動子ボビン４にはＸ方向の並進
力が発生しないので、可動子ボビン４と支軸10を介して
係合しているキャリッジ９は静止した状態にある。この
ようにトラッキング制御は可動子ボビン４の回動動作だ
けで行うので、１自由度系の２次系振動特性となり、従
来に較べて安定した制御性能が得られる。また可動質量
も従来に較べて小さくするので駆動電流が少なくて済
む。

次にアクセス制御動作について説明する。スイッチング
手段によりトラッキングコイル7a,7bに流れる電流の極
性を同じにしておく、例えば、アクセスON信号と連動し
てスイッチング手段を動作させればよい。駆動電流が流
れると、トラッキングコイル7a,7bには磁気回路との電
磁作用によってＸ方向に駆動力が発生するが、トラッキ
ングコイル7a,7bの駆動方向は同一方向であるため、可
動子ボビン４にはモーメント力は発生せず、Ｘ方向の並
進駆動力となる。キャリッジ９は支軸10を介して可動子
ボビン４と係合しているので、可動子ボビン４とキャリ
ッジ９は一体となってＸ方向に動き、アクセス制御が行
われる。なおこの時、可動子ボビン４にはモーメント力
が発生しないので、可動子ボビン４の揺れはなく、従来
に較べて安定したアクセス制御性能が得られる。

本実施例ではトラッキング用駆動コイルとアクセス用駆
動コイルを一対のトラッキングコイル7a,7bで兼用し、
スイッチング手段によりラッキングコイル7a,7bの電流
極性を切り替えることにより、トラッキング制御とアク
セス制御を行っているが、スイッチング手段の代わりに
可動子ボビンに可動子ボビンにモーメント力を発生させ
る電流極性を反対にした一対のトラッキング用駆動コイ
ルと可動子ボビンに並進力を発生せる電流極性を同一に
したもう一対のトラッキング用駆動コイルを各々設けて
も、同様な効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、記録媒体に形成された情
報トラックに直交する方向に移送可能に案内させたキャ
リッジと、前記キャリッジに光ビームの光軸と平行に植
立された支軸と、前記支軸のまわりに回動可能でかつ前
記支軸の軸方向に摺動可能に軸支された可動子ボビン
と、前記可動子ボビンの回動により対物レンズが情報ト
ラックを略直交して横切るよう、前記可動子ボビンに支
軸より離間した位置に固定された対物レンズと、前記可
動子ボビンに固定された、前記対物レンズを前記記録媒
体に垂直な方向に駆動するフォーカスコイルと、前記可
動子ボビンに支軸に対し略等間隔離間した対称位置に配
設させた、前記記録媒体の情報トラックに直交する方向
に各々が駆動力を発生させる少なくとも一対以上のトラ
ッキングコイルと、前記フォーカスコイルと前記トラッ
キングコイルの両方に共通に磁束を供給し駆動力を発生
させる磁気回路とを備え、前記トラッキングコイルにて
前記可動子ボビンに軸モーメント力を発生させてトラッ
キング駆動を行い、前記トラッキングコイルにて前記可
動子ボビンに並進力を発生させて前記キャリッジを移送
するアクセス駆動を行える構成にすることにより、トラ
ッキング時は支軸まわりのモーメントを発生させて可動
子ボビンを支軸のまわりに回動させて、１自由度系の振
動特性にてトラッキング動作を行い、アクセス時は支軸
対称に同方向に推力を発生させ可動子ボビンの回動動作
を抑制して、可動子ボビンとキャリッジとを一体的にア
クセスさせることができるので、従来に較べトラッキン
グ制御特性に優れアクセスが高速な光学ヘッドを提供す
ることができ、その効果は大きい。

また、支軸対称にあるトラッキングコイルから発生する
軸モーメント力が、略等しい構成にすることにより、ト
ラッキング時、アクセス時ともに軸モーメント力の不均
衡による可動子ボビンの謡動や寄生共振の発生を抑制で
きるので、より良好なトラッキング制御特性、アクセス
特性を得ることができその効果は大きい。

さらに、支軸対称から略等間隔離間したトラッキングコ
イル同士の電流極性を切り替えるスイッチング手段を備
えることにより、一対のトラッキングコイルでトラッキ
ング動作とアクセス動作を兼用することができるので、
可動子ボビンの軽量化が図れ、より高速なアクセスがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学ヘッドの分解斜
視図、第２図は本発明の光学ヘッドの上面図、第３図は
従来の光学ヘッドの分解斜視図、第４図は従来の光学ヘ
ッドの上面図、第５図は従来の光学ヘッドで第４図のＡ
−Ａ′断面図である。 １……記録媒体、４……可動子ボビン、５……対物レン
ズ、６……フォーカスコイル、7a,b……トラッキングコ
イル、８……弾性部材、９……キャリッジ、10……支
軸、11……反射ミラー、12……滑り軸受、13,14,15,16,
17……磁気回路、18……ガイド軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体の情報トラックに対物レンズを介
   して光ビームを集光して、情報の読み出しまたは書き込
   みを行う光学ヘッドであって、前記記録媒体に形成され
   た情報トラックに直交する方向に移送可能に案内された
   キャリッジと、前記キャリッジに光ビームの光軸と平行
   に植立された支軸と、前記支軸の回りに回動可能でかつ
   前記支軸の軸方向に摺動可能に軸支された可動子ボビン
   と、前記可動子ボビンの回動により対物レンズが情報ト
   ラックを略直交して横切るよう、前記可動子ボビンに支
   軸より離間した位置に固定された対物レンズと、前記可
   動子ボビンに固定された、前記対物レンズを前記記録媒
   体に垂直な方向に駆動するフォーカスコイルと、前記可
   動子ボビンに前記支軸に対し略等間隔離間した対称位置
   に配設された、前記記録媒体に形成された情報トラック
   に直交する方向の駆動力を発生させる少なくとも一対以
   上のトラッキングコイルと、前記フォーカスコイルと前
   記トラッキングコイルの両方に共通に磁束を供給し駆動
   力を発生させる磁気回路とを備え、前記トラッキングコ
   イルにて前記可動子ボビンに軸モーメント力を発生させ
   て、前記可動子ボビンを回転させてトラッキング駆動を
   行い、また、前記トラッキングコイルにて前記可動子ボ
   ビンに並進力を発生させて前記キャリッジを移送するア
   クセス駆動を行える構成にしたことを特徴とする光学ヘ
   ッド。
2. 【請求項２】支軸に対し略等間隔離間した対称位置にあ
   るトラッキングコイルから発生する軸モーメント力が、
   略等しいことを特徴とする請求項（１）記載の光学ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】トラッキングコイルを支軸に対し略等間隔
   離間した対称位置に二対配設し、その内の一対で軸モー
   メント力を発生させてトラッキング駆動を行い、他の一
   対で可動子ボビンに並進を与えアクセス駆動を行うこと
   を特徴とする請求項（１）または（２）のいずれかに記
   載の光学ヘッド。
4. 【請求項４】支軸に対し略等間隔離間した対称位置のト
   ラッキングコイル同士の電流極性を切り替えるスイッチ
   ング手段を備えたことを特徴とする請求項（１）または
   （２）のいずれかに記載の光学ヘッド。