JPH07235071A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可動部に搭載される構成要素を極力少なくして
高速シークに十分に耐え得る光学ヘッド装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】対物レンズ4 を搭載する可動体6 には回転軸受
7a,7b が設けられ、キャリッジ9 に対して回転移動が可
能である。また平行な２枚の板バネ8a,8b によりキャリ
ッジ9 に対して上下移動が可能である。可動体6 には回
転軸受7a,7b を挟んで対称な位置に２個のトラッキング
コイル10a,10b が設けられ、ベース2 に固定された磁気
回路11a,11b から磁界が付与される。２個のトラッキン
グコイル10a,10bに流す電流の向きを制御することによ
り、可動体6 は並進移動（大移動）したり回転移動（微
小移動）することができる。可動体6 の内部は中空であ
り、光学ユニット5 が光路を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学ヘッド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクなど
の光情報記録媒体の開発に伴い、これら光情報記録媒体
の再生装置や記録装置に用いられる光学ヘッド装置の開
発が活発に行われてる。

【０００３】光学ヘッド装置の特徴は高い記録密度にあ
る。これは、光ビームを１ミクロン程度の大きさの光ス
ポットに絞り込んで記録媒体に照射することにより、情
報を記録媒体に記録したり、すでに記録媒体に記録され
ている情報を読み込むことにより実現されている。

【０００４】このような高い記録密度を実現する光情報
記録方式は、情報が記録される記録媒体のトラックの間
隔が、磁気記録方式に比べ狭いことが特徴である。その
ため、狭い記録トラックに対して光ビームを正確に照射
するための制御方法が必要である。

【０００５】一般にこのような制御には、周波数帯域で
10kHz から40kHz に及ぶ性能が要求されている。そして
これを実現するために駆動系の振動特性を改善するさま
ざまな工夫がなされている。

【０００６】以下に、この種の光学ヘッド装置の従来例
について説明する。図14および図15は従来の光学ヘッド
装置を示す平面図および断面図である。図中100 は対物
レンズであり、円筒状の可動体101 に取り付けられてい
る。可動体101 は紙面方向に伸びる軸102 の回りに回動
可能であり、かつ軸102 の長手方向に並進移動可能に係
合している。なお軸102 の一端はキャリッジ103 に固定
されている。

【０００７】キャリッジ103 の２箇所には滑り軸受104
が設けられ、ここにガイドレール105 が挿通されること
によりキャリッジ103 の直線移動が可能となり、ここで
は図示しない光情報記録媒体（光ディスク）の最内周か
ら最外周まで移動可能に支持されている。

【０００８】可動体101 の側面にはフォーカシングコイ
ル107 およびトラッキングコイル108 が貼付されてい
る。フォーカシングコイル107 およびトラッキングコイ
ル108には、キャリッジ103 に設けられた磁気回路109
により磁界が付与される関係に構成されている。そして
フォーカシングコイル107 に電流を流すことにより可動
体101 をフォーカス方向、すなわち対物レンズ100 の光
軸方向に移動させ、またトラッキングコイル108 に電流
を流すことにより可動体101 を軸102 の回りに回転移動
させ、対物レンズ100 をトラッキング方向に微小移動さ
せる。

【０００９】また、キャリッジ103 の両側面にはリニア
モータコイル110a,110b が取り付けられており、このリ
ニアモータコイル110a,110b に磁界を付与するためのリ
ニアモータ磁気回路111a,111b が図示しないベースに取
り付けらている。そしてリニアモータコイル110a,110b
に電流を流すことによりキャリッジ103 を大移動させ、
キャリッジ103 に登載された対物レンズ100 を含む移動
部全体を光ディスクの所望の位置の近傍まで移動させる
ことができるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光学ヘッド装置には、以下に述べるような問
題点があった。すなわち、永久磁石などを含む磁気回路
109 がキャリッジ103 上に搭載されているため、キャリ
ッジ103 を含む移動部全体の質量が比較的大きくなって
しまっていた。そのためリニアモータコイル110a,110b
により得られるキャリッジ103の加速度は、将来の高速
シークを実現するには必ずしも十分なものとは言えなか
った。そこで本発明は、可動部に搭載される構成要素を
極力少なくして高速シークに十分に対応することができ
る光学ヘッド装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光学ヘッド装置は、対物レンズと、前記対
物レンズを搭載するとともに内部が中空に形成された第
１の可動体と、前記第１の可動体を前記対物レンズの光
軸と平行な軸の回りに回転が可能となるように支持する
第２の可動体と、前記第１の可動体に固定されるととも
に前記軸にほぼ対称な位置に配置される２個の駆動コイ
ルと、前記第２の可動体を前記軸と直交する方向に並進
可能に支持する並進支持機構と、前記駆動コイルにそれ
ぞれ磁束を与える２個の磁気回路と、前記２個の駆動コ
イルに対して同方向の駆動力または異方向の駆動力を選
択的に付与する制御部とを有することを特徴としてい
る。

【００１２】なお、前記第１の可動体の中空部には、前
記対物レンズに光ビームを与える光学ユニットが配置さ
れている。また、前記軸は、前記第１の可動体を挟んで
配置された回転軸受により構成されている。また、前記
第１の可動体の重心は、前記回転軸受の軸線上にほぼ一
致している。また、前記光学ユニットからの光ビームは
前記回転軸受の軸線上を通過して前記対物レンズに至る
経路を有し、特に前記回転軸受の軸線上をほぼ直交する
ように通過して前記対物レンズに至る経路を有する。

【００１３】また、対物レンズと、前記対物レンズを搭
載する第１の可動体と、前記第１の可動体を前記対物レ
ンズの光軸と平行な軸の回りに回転が可能となるように
支持するとともに、前記第１の可動体よりも小さな質量
を持つ第２の可動体と、前記第１の可動体に固定される
とともに前記軸にほぼ対称な位置に配置される２個の駆
動コイルと、前記第２の可動体を前記軸と直交する方向
に並進可能に支持する並進支持機構と、前記駆動コイル
にそれぞれ磁束を与える２個の磁気回路と、前記２個の
駆動コイルに対して同方向の駆動力または異方向の駆動
力を選択的に付与する制御部とを有することを特徴とし
ている。

【００１４】なお、前記対物レンズに光ビームを与える
光学ユニットは前記第１の可動体の内部または外部のい
ずれに配置されていてもよい。また、対物レンズと、前
記対物レンズを搭載する第１の可動体と、前記第１の可
動体を前記対物レンズの光軸と平行な軸の回りに回転が
可能となるように支持する第２の可動体と、前記第１の
可動体に固定されるとともに前記軸にほぼ対称な位置に
配置される２個の駆動コイルと、前記第２の可動体を前
記軸と直交する方向に並進可能に支持する並進支持機構
と、前記駆動コイルにそれぞれ磁束を与える２個の磁気
回路と、前記２個の駆動コイルに対して同方向の駆動力
または異方向の駆動力を選択的に付与する制御部と、前
記第２の可動体に固定され前記第２の可動体に前記軸と
直交する方向への駆動力を与える補助コイルとを有する
ことを特徴としている。なお、前記対物レンズに光ビー
ムを与える光学ユニットは前記第１の可動体の内部また
は外部のいずれに配置されていてもよい。

【００１５】

【作用】上記の構成をとることにより、トラッキング方
向の微小移動および大移動のための磁気回路を１つにす
ることができる。したがって、可動部の質量（例えばト
ラッキング方向の微小移動のための磁気回路の質量）が
軽減され対物レンズの高速シークを実現することができ
る。

【００１６】また本発明によれば、第１の可動体の内部
を中空に形成しているため、光学ユニットからのレーザ
光の進路が妨げられることがなく、可動体の軽量小形化
を図ることができる。

【００１７】また、第１の可動体と第２の可動体との質
量比を考慮し、第２の可動体の質量が第１の可動体の質
量に比べて小さくなるように構成されている。これによ
り、第１の可動体に発生する不要な振動を抑制すること
ができる。

【００１８】さらに、補助コイルを用いることによっ
て、第１の可動体と第２の可動体との質量比の如何によ
らず、第１の可動体の振動特性を改善するとともに並進
移動モード自体の帯域をも向上させることができるた
め、精度の高い位置制御と、速度偏差の少ない速度制御
動作を実現できる。そして、先に説明した第１の可動体
と第２の可動体との質量比の如何によらず、第１の可動
体の安定した動作を実現することができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図１乃至図３を参照して本発明の光学ヘッ
ド装置の第１実施例を説明する。ここで、図１は光学ヘ
ッド装置の平面図、図２は光学ヘッド装置に用いられる
可動部の平面図、図３は可動部の断面図である。

【００２０】情報の記録再生に供されるディスク1 （光
ディスク，光磁気ディスクなど）は、ベース2 に固定さ
れたスピンドルモータ3 に対してマグネットチャック等
のチャッキング手段により保持されており、記録再生時
にはスピンドルモータ3 によって安定に回転駆動され
る。

【００２１】ディスク1 に照射するためのレーザ光を生
成する半導体レーザなどを含む光学ユニット5 は、可動
体6 （第１の可動体）の内部空間に収納固定されてい
る。光学ユニット5 より発せられたレーザ光は、立ち上
げミラーを介して可動体6 の上部に取り付けられた対物
レンズ4 に導かれ、この対物レンズ4 よりディスク1 の
記録トラック上にレーザ光を集光させる。またディスク
1 からの反射光は、対物レンズ4 を経由して光学ユニッ
ト5 に戻される。そして、光学ユニット5 内に設けられ
た図示しないフォトディテクタなどの光検出手段によ
り、情報信号，フォーカスオフセット信号，トラックオ
フセット信号等が生成される。

【００２２】フォーカスオフセット信号，トラックオフ
セット信号を用いることにより対物レンズ4 のフォーカ
ス方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正する
ようにフォーカス用偏平コイル12（後述）に電流を流す
制御動作を行う。また、トラックオフセット信号を用い
ることにより対物レンズ4 のトラック方向の位置ズレが
検出され、この位置ズレを補正するようにトラッキング
コイル10a,10b （後述）に電流を流す制御動作を行う。

【００２３】このようにしてディスク1 の記録トラック
上に情報が記録され、またディスク1 の記録トラック上
から情報が読み取られる。可動体6 には、その重心を貫
く関係に２個の回転軸受7a，7bが上下両端部に取り付け
られている。対物レンズ4 は可動体6 の上部でかつ重心
からずれた位置（回転軸受7aに隣接する位置）に接着固
定されている。図３からも明かなように、対物レンズ4
，立ち上げミラーと光学ユニット5 とは、回転軸受7a,
7b を境として重量的にバランスのとれた関係に固定配
置されている。すなわち、可動体6 の重心は回転軸受7
a,7b を結ぶ線上にほぼ位置するように配置されてい
る。

【００２４】また、可動体6 が２個の回転軸受7a,7b に
より上下の両端が支持されているため、可動体6 の内部
には、光学ユニット5 から発せられるレーザ光の進路が
妨げられることのないように、中空部を形成することが
可能となっている。

【００２５】回転軸受7a,7b は、キャリッジ9 （第２の
可動体）上に固定された板バネ8a,8b にそれぞれ嵌合し
ており、キャリッジ9 に対して可動体6 を回転自在に支
持している。なお、板バネ8a,8b は互いに平行に配置さ
れており、可動体6 を上下から挟み込むように構成され
ている。

【００２６】回転軸受7a,7b および板バネ8a,8b の詳細
構造を図12，図13に示す。同図に示されるように、板バ
ネ8aの回転軸受7aが取り付けられる部分には、ジンバル
部28a が設けられている。図示しないが、これと同様
に、板バネ8bの回転軸受7bが取り付けられる部分には、
ジンバル部28b が設けられている。

【００２７】また、回転軸受7a,7b は、可動体6 に固定
される金属性のブッシュ29と、このブッシュ29と係合す
る樹脂性のリング30とで構成されている。ブッシュ29と
リング30とはアウトサートにより一体となるように成形
され、成形後の樹脂の熱収縮と金属の熱収縮との差によ
り適度のクリアランスを発生させることにより、互いが
滑り軸受機構を構成することになる。ブッシュ29と可動
体6 に設けられた突起は、接着またはカシメによって固
定されている。

【００２８】ここで、リング30は、例えばエポキシ樹脂
に炭素繊維を混合した樹脂により構成されており、炭素
繊維の含有量と硬化条件で硬化後の熱収縮率をコントロ
ールすることができる。

【００２９】一方、本発明では、対物レンズ4 を搭載し
た可動体6 に発生する振動を最小限に抑えるために、キ
ャリッジ9 の質量が可動体6 の質量に比べて小さくなる
ように設計されている。なお、両者の質量比が大きけれ
ば大きい程、可動体6 に発生する振動は一層小さくな
る。これは２つの物体が接しているとき、質量の大きい
方の物体は質量の小さい方の物体に比べて振動しにくい
と言う性質に基づくものである。可動体6 の質量がキャ
リッジ9 の質量に比べて大きければ大きい程、キャリッ
ジ9 の振幅や位相の変化が小さくなり、移動物体として
の特性が良好となる。

【００３０】なお、本実施例ではキャリッジ9 の軽量化
を図るため、キャリッジ9 の形状を図３に示すようにほ
ぼ平板状にしている。可動体6 の一端部および他端部に
は、ちょうど可動体6 の重心位置から等しい距離に第１
および第２のトラッキングコイル10a,10b が取り付けら
れている。これら第１および第２のトラッキングコイル
10a,10b には、ベース2 に固定されたトラッキング磁気
回路11a,11b から磁界が付与されている。

【００３１】トラッキング磁気回路11a,11b は、バック
ヨーク16a,16b とセンターヨーク17a,17b と、永久磁石
18a,18b とからなり、前記第１および第２のトラッキン
グコイル10a,10b はセンターヨーク17a,17b と永久磁石
18a,18b とで規定される磁気ギャップ内に移動可能に挿
通されている。なお、２つのトラッキング磁気回路11a,
11b は全く同一構造をなしており、永久磁石18a,18b の
着磁の向きは磁気ギャップの厚み方向と一致している。

【００３２】可動体6 の底部にはフォーカス用扁平コイ
ル12が取り付けられている。フォーカス用扁平コイル12
は、平面的に巻装された矩形状のコイルをコの字状に折
り曲げた形状をなしている。フォーカス用扁平コイル12
の両端部には、やはりベース2 に固定されたフォーカス
磁気回路13により磁界が付与されている。

【００３３】フォーカス磁気回路13は、ヨーク19と、２
本の永久磁石20とからなり、フォーカス用扁平コイル12
はヨーク19の中央凸部と２本の永久磁石20とで規定され
る磁気ギャップ内に挿入されている。フォーカス磁気回
路13の磁気ギャップはディスク1 の半径方向に向くよう
に設定されている。なお、２本の永久磁石20の着磁の向
きは磁気ギャップの厚み方向と一致している。

【００３４】ここで、フォーカス用扁平コイル12の折り
曲げ部分（磁気ギャップ内に挿入されている部分）どう
しの距離をＬ1 とし、第１のトラッキングコイル10a と
第２のトラッキングコイル10b とを結ぶ距離をＬ2 とす
ると、本実施例ではＬ1 が（４／５）×Ｌ2 より小さ
く、（１／５）×Ｌ2 より大きくなるように設計されて
いる。

【００３５】キャリッジ9 の左右それぞれ２ヶ所には滑
り軸受14a,14b が設けられている。これら滑り軸受14a,
14b に挿通される関係に、２本のガイドレール15a,15b
が平行配置されている。なおガイドレール15a,15b の両
端はベース2 に固定されている。キャリッジ9 はこれら
ガイドレール15a,15b に沿って移動可能に支持されてい
る。

【００３６】トラッキング磁気回路11a,11b の磁気ギャ
ップ幅は、キャリッジ9 がガイドレール15a,15b の長手
方向に必要な距離だけ移動できるように、換言すれば対
物レンズ4 をディスク1 の最外周から最内周まで、トラ
ッキング方向に移動できるように、同方向に十分に長く
形成されている。

【００３７】また、トラッキング磁気回路11a,11b の磁
気ギャップ厚みは、第１および第２のトラッキングコイ
ル10a,10b がこの磁気ギャップ厚み方向に多少変位して
もセンターヨーク17a,17b および永久磁石18a,18b に接
触しない程度の厚みに設計されている。

【００３８】さらに、可動体6 がフォーカス方向に移動
した場合にも、第１および第２のトラッキングコイル10
a,10b がセンターヨーク17a,17b に接触しない程度の空
間が確保されている。

【００３９】続いて、本実施例の動作について説明す
る。対物レンズ4 をフォーカス方向に移動する場合に
は、フォーカス用扁平コイル12に電流を流す。この電流
と永久磁石20a,20b による磁束とでローレンツ力を発生
させ、可動体6 とキャリッジ9 とを対物レンズ4 の光軸
方向すなわちフォーカス方向に移動させることによりフ
ォーカス制御を行う。

【００４０】ここで、フォーカス用扁平コイル12の折り
曲げ部分間の距離Ｌ1 は上述の如く（１／５）Ｌ2 ≦Ｌ
1 ≦（４／５）Ｌ2 に設定されているため、フォーカス
用扁平コイル12内のローレンツ力が作用する点は、ちょ
うど可動体6 の振動モードの節の付近となる。そのた
め、対物レンズ4 のフォーカス方向駆動時に可動体6 に
異常な共振がほとんど発生しない。

【００４１】またフォーカス用扁平コイル12は回転軸受
7a,7b の回転軸に対して左右対称な関係に配置されてお
り、またキャリッジ9 の回転中心に近い位置に存在す
る。そのため、フォーカス用扁平コイル12の質量中心は
キャリッジ9 の回転中心にほぼ一致し、後述する可動体
6 のトラッキング駆動時（回転駆動時）の負荷となるこ
とがない。

【００４２】次に、対物レンズ4 をトラッキング方向に
微小移動する場合には、可動体4 を回転軸受7a,7b 回り
に微小回転移動することにより行われる。すなわち、第
１のトラッキングコイル10a に電流を流して永久磁石18
a による磁束とで発生するローレンツ力と、第２のトラ
ッキングコイル10b に電流を流して永久磁石18b による
磁束とで発生するローレンツ力との相互作用を利用し、
互いのローレンツ力が逆向きになるように制御する。こ
れによって第１のトラッキングコイル10a と第２のトラ
ッキングコイル10b には、回転軸受7a,7b を中心として
逆向きの駆動力が発生する。したがって可動体6 はその
重心回りに回転移動し、対物レンズ4 がトラッキング方
向に微小駆動される。

【００４３】対物レンズ4 のトラッキング方向微小移動
が可動体6 の回転移動で実現されるため、回転軸受7a,7
b に作用する摩擦の影響が少なく、スムーズな移動が保
証され、良好な制御動作が実現できる。

【００４４】また、対物レンズ4 をトラッキング方向に
微小移動させるために、従来のように専用の磁気回路を
設ける必要がない。一方、対物レンズ4 をトラッキング
方向へ大移動させる場合には、やはり第１のトラッキン
グコイル10a に流れる電流と永久磁石18a による磁束と
で発生するローレンツ力と、第２のトラッキングコイル
10b に電流を流して永久磁石18b による磁束とで発生す
るローレンツ力との相互作用を利用する。ここでは互い
のローレンツ力が同じ向きになるように制御する。これ
によって第１のトラッキングコイル10a と第２のトラッ
キングコイル10b には、回転軸受7a,7b を中心として同
じ向きの駆動力が発生する。したがって可動体6 はその
駆動中心が重心に一致した状態を保ちながらキャリッジ
9 と共にガイドレール15a,15b に沿って平行移動する。

【００４５】このように本発明では、トラッキング方向
への大移動と微小移動とが同一の磁気回路11a,11b およ
びトラッキングコイル10a,10b で実現されることを大き
な特徴としている。

【００４６】また、質量の大きな永久磁石18a,18b を含
む磁気回路11a,11b は、可動体6 やキャリッジ9 などの
可動部には搭載されない構成になっている。そのため、
移動部分の質量が大きく軽減され、可動部分の高速移
動，高速位置決めを実現することができる。

【００４７】なお、上述のようにトラッキングコイル10
a,10b に流す電流を選択的に制御するためには、光学ユ
ニット5 内に設けられた光検出手段を介して得られたト
ラックオフセット信号を利用し、目標のトラックに対す
る対物レンズ4 のトラック方向の位置ズレを補正するよ
うに電流を流す制御動作を行えばよい。これらの電流制
御は、ここでは図示しない制御部により行われる。

【００４８】さらに本発明では、トラッキング方向への
微小移動は並進移動ではなく、回転移動で実現してい
る。一般的に、物体が回転移動する場合には回転中心位
置の質量が移動時の負荷としてほとんど作用しないのに
対し、物体が並進移動する場合にはすべての位置の質量
が移動を妨げる負荷として作用してしまう。そのため、
本発明は、大移動と微小移動の両方を並進移動で実現す
る構成に比べ、対物レンズ位置での微小移動の加速度を
大きくすることができる。

【００４９】ここで、対物レンズ4 をディスク1 の記録
トラック上をトラッキング方向に動作させる場合、つま
りトラッキング動作モードにある状態について詳説す
る。ディスク1 に照射されたレーザ光と記録トラックと
のズレ量を公知の方法により検出し、そのズレ量を補正
するように可動体6 を位置決めするためには、次の２つ
の動作を同時に行う必要がある。 ・第１のトラッキングコイル10a および第２のトラッキ
ングコイル10b にそれぞれ電流ＩTA，ＩTBを流して可動
体6 を微小回転移動させる。 ・第１のトラッキングコイル10a および第２のトラッキ
ングコイル10b にそれぞれ電流ＩLA，ＩLBを流して可動
体6 を並進移動させる。

【００５０】つまり、第１のトラッキングコイル10a に
は（ＩTA＋ＩLA）の電流が、第２のトラッキングコイル
10b には（ＩTB＋ＩLB）の電流が、それぞれ同時に流さ
れることになる。

【００５１】ここで、可動体6 を微小回転移動させるた
めの電流ＩTA，ＩTBによる制御系の制御帯域は、可動体
6 を並進移動させようとする電流ＩLA，ＩLBによる制御
系の制御帯域より高い帯域に設定されている。すなわ
ち、高周波領域における対物レンズ4 の移動は、主とし
て可動体6 の微小回転移動により実現され、低周波領域
における対物レンズ4 の移動は、主として可動体6 の並
進移動により実現されるようになっている。このため、
トラッキング動作モードにおいて制御を安定に保つこと
ができる。

【００５２】さらに、微小回転移動時には図示しない回
転変位検出器の検出値を利用し、その値がなるべく小さ
くなるように制御することが好ましい。このように制御
することにより、可動体6 の回転角が異常に大きくなっ
てトラッキングコイル10a,10b と永久磁石18a,18b とが
衝突してしまう危険性を回避することができる。もちろ
ん、機械的なストッパを用いて可動体6 の回転角を強制
的に所定範囲内に保つこともできる。

【００５３】また本実施例によれば、可動体6 の内部を
中空に形成しているため、光学ユニット5 からのレーザ
光の進路が妨げられることがなく、可動体6 の軽量小形
化を図ることができる。また、可動体6 の内部に配置さ
れる対物レンズ4,立ち上げミラー23，および光学ユニッ
ト5 は、可動体6 の回転中心軸上に重心が位置するよう
に配置されている。そのため、可動体6 が回転する際に
発生する負荷を低減させることができ、さらなる高速シ
ークが実現する。

【００５４】また、回転支持部は、板バネ8a,8b を互い
に平行に配置させて、可動体6 を上下から挟み込むよう
に構成される。さらに、板バネ8a,8b にそれぞれ嵌合す
る回転軸受7a,7b は、可動体6 が回転自在となるように
支持している。このように回転支持部を簡単な構造とす
ることにより、部品の製造コストを低減させることがで
き、かつ回転時に発生する摩擦を抑制することができ
る。

【００５５】さらに、キャリッジ9 と可動体6 との質量
比を考慮し、キャリッジ9 の質量が可動体6 の質量に比
べて小さくなるように構成されている。特に、キャリッ
ジ9をほぼ平板状とすることにより軽量化を達成してい
る。これにより、可動体9 に発生する不要な振動を抑制
することができる。

【００５６】続いて、図４および図５を参照しながら本
発明の光学ヘッド装置の第２実施例を説明する。なお、
以下の各実施例の説明では、第１実施例と同一部品には
同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【００５７】この第２実施例が第１実施例と異なる点
は、フォーカス駆動コイル及びその磁気回路の配置にあ
る。すなわち、第１実施例においてはトラッキング磁気
回路11a,11b とフォーカス磁気回路13とは別々に設けら
れていたが、本実施例では平面的に巻装された矩形状の
フォーカス用扁平コイル12a,12b をトラッキングコイル
10a,10b の外側、つまり永久磁石18a,18b に近接する位
置に張り付け、第１実施例におけるトラッキング磁気回
路11a,11b にて対物レンズ4 のフォーカス方向移動とト
ラッキング方向（並進，回転）移動の両方を行い得るよ
うに構成している。

【００５８】このように構成された本実施例において
も、可動体6 の内部を中空に形成しているため、光学ユ
ニット5 からのレーザ光の進路が妨げられることがな
く、可動体6 の軽量小形化を図ることができる。また、
可動体6 の内部に配置される対物レンズ4,立ち上げミラ
ー23，および光学ユニット5 は、可動体6 の回転中心軸
上に重心が位置するように配置されている。そのため、
可動体6 が回転する際に発生する負荷を低減させること
ができ、さらなる高速シークが実現する。

【００５９】また、回転支持部は、板バネ8a,8b を互い
に平行に配置させて、可動体6 を上下から挟み込むよう
に構成される。さらに、板バネ8a,8b にそれぞれ嵌合す
る回転軸受7a,7b は、可動体6 が回転自在となるように
支持している。このように回転支持部を簡単な構造とす
ることにより、部品の製造コストを低減させることがで
き、かつ回転時に発生する摩擦を抑制することができ
る。

【００６０】さらに、キャリッジ9 と可動体6 との質量
比を考慮し、キャリッジ9 の質量が可動体6 の質量に比
べて小さくなるように構成されている。特に、キャリッ
ジ9をほぼ平板状とすることにより軽量化を達成してい
る。これにより、可動体9 に発生する不要な振動を抑制
することができる。

【００６１】また本実施例では、装置の可動部全体を薄
型・偏平型とすることができ、装置の小型化を実現でき
るとともに、装置全体で使用する永久磁石の絶対量を低
減することができるという実用上の大きな効果が期待で
きる。

【００６２】続いて、図６および図７を参照しながら本
発明の光学ヘッド装置の第３実施例を説明する。この第
３実施例が前述の実施例と異なる点は、主に、光学ユニ
ット5 が可動体6 の内部空間に収納固定されておらずベ
ース2 に取り付けられている点と、ガイドレール15a,15
b がトラッキング磁気回路11a,11b のセンターヨークを
兼用している点と、可動体6 に軸21を貫通させて可動体
6 の軸摺動支持を実現している点と、にある。これら３
点について以下に詳細に説明する。

【００６３】まず、光学ユニットの改良点について説明
する。ベース2 に固定された光学ユニット5 より発せら
れたレーザ光は可動体6 のトラッキング方向に向かって
照射され、可動体6 の透孔より可動体6 内部に進入し、
立ち上げミラー23により直角方向に曲げられ、可動体6
の上部に取り付けられた対物レンズ4 に導かれ、この対
物レンズ4 よりディスク1 の記録トラック上にレーザ光
を集光させる。またディスク1 からの反射光は、対物レ
ンズ4 および立ち上げミラー23を経由して可動体6 から
離れ、光学ユニット5 に戻される。光学ユニット5 に導
かれたレーザ光の信号処理は、前述の各実施例と同一で
ある。

【００６４】なお、可動体6 から光学ユニット5 を取り
除いたことにより、図７に示すように、対物レンズ4 ，
立ち上げミラー23を固定した側（ここではトラッキング
コイル10a 側）の重量が大きくなってしまう恐れがあ
る。そのため本実施例では、可動体6 およびキャリッジ
9 のトラッキングコイル10b 側の一部を肉厚とすること
により、その重心位置を軸21付近に一致させるようにし
ている。

【００６５】次にガイドレールの改良点について説明す
る。キャリッジ9 の四隅には弾性支持されたすべり軸受
14がそれぞれ設けられ、各ガイドレール15a,15b に２つ
づつが挿通されている。ガイドレール15a,15b は、キャ
リッジ9 をトラッキング方向に移動可能とするべくディ
スク1 の半径方向に延設されている。なお、ここではガ
イドレール15a,15b は金属等の透磁率の高い部材で形成
されている。

【００６６】このようにして、ガイドレール15a,15b と
永久磁石18a,18b とバックヨーク16a,16b とで磁気回路
11a,11b が構成される。また、第２実施例と同様に、ト
ラッキングコイル10a,10b の外側には、それぞれ軸21を
挟んで対称な位置にフォーカス用扁平コイル12が貼付さ
れている。そして、磁気回路11a,11b は、トラッキング
コイル10a,10b およびフォーカス用偏平コイル12a,12b
に対して所定の磁場を与え、キャリッジ9 の駆動力を生
成している。

【００６７】次に可動体の支持方式について説明する。
対物レンズ4 は可動体6 に光硬化性接着剤などにより固
定されている。可動体6 は、その重心付近に設けられた
軸受部22の孔内に、キャリッジ9 に埋設され立設された
軸21が嵌挿されている。このような構造、いわゆる軸摺
動方式を採用することにより、軸21の軸方向すなわち対
物レンズ4 の光軸方向（フォーカシング方向）への移動
と、軸回りの回転方向（トラッキング方向）移動が可能
となるように支持される。

【００６８】以上のように構成された本実施例によれ
ば、キャリッジ9 と可動体6 との質量比を考慮し、キャ
リッジ9 の質量が可動体6 の質量に比べて小さくなるよ
うに構成されている。特に、キャリッジ9 をほぼ平板状
とすることにより軽量化を達成している。これにより、
可動体9 に発生する不要な振動を抑制することができ
る。

【００６９】さらに本実施例では、光学ユニット5 を可
動体6 の外部に配置したことにより、可動体6 内部に光
路を確保する必要がなくなる。そのため、可動体6 およ
びキャリッジ9 の中心部に軸21を立設するスペースを確
保することができ、可動体6の２方向移動のための支持
機構を軸摺動方式という簡単な方式に置き換えることが
可能となる。

【００７０】また、ガイドレール15a,15b を磁気回路と
一体に構成することができたため、装置の部品点数が軽
減され軽量化が図れる。続いて、図８および図９を参照
しながら本発明の光学ヘッド装置の第４実施例を説明す
る。

【００７１】この第４実施例が前述の実施例と異なる点
は、主に、可動体6 の支持を軸摺動方式ではなく、板バ
ネによるフォーカス方向移動と軸回転によるトラッキン
グ方向移動で実現している点と、キャリッジ9 に２個の
補助コイル24を設けた点と、にある。これら２点につい
て以下に詳細に説明する。

【００７２】まず移動方式の改良点について説明する。
可動体6 は、その重心位置を貫通するように立設された
軸21の両端部は上下２個の回転軸受7 と挿通しており、
可動体6 を回転自在に支持している。それぞれの回転軸
受7 は、２枚の平行に配置された板バネ8a,8b の一端部
に固定支持されており、また板バネ8a,8b の他端部はキ
ャリッジ9 に固定されている。したがって可動体6 に
は、軸21の軸回りの回転移動と板バネ8a,8b による軸方
向の平行移動とが実現する。

【００７３】次に補助コイルについて説明する。キャリ
ッジ9 には、ガイドレール15a に対しては１ヶ所で、ガ
イドレール15b に対しては２ヶ所で、それぞれ挿通する
３個の滑り軸受14が設けられている。さらに、ディスク
1 から遠い位置にある２つの滑り軸受14の側面に、２つ
の補助コイル24がそれぞれ取り付けられている。補助コ
イル24はそれぞれ円筒状に巻装され、ガイドレール15a,
15b を挿通する関係に配置されている。

【００７４】そして、ガイドレール15a,15b と磁石18a,
18b とバックヨーク16a,16b とで磁気回路11a,11b が構
成され、これら磁気回路11a,11b はトラッキングコイル
10a,10b とフォーカス用偏平コイル12と補助コイル24の
それぞれに所定の磁場を与えている。

【００７５】ここで、トラッキングコイル10a,10b への
通電方法は、第１実施例で説明した方法と同様であり、
微小移動は可動体6 の回転移動により実現し、大移動は
可動体6 の並進移動により実現している。そして、新た
に設けられた２つの補助コイル24は可動体6 の回転駆動
力には関与せず、キャリッジ9 の並進移動を補助するた
めのみに使用されている。補助コイル24の制御帯域は可
動体6 の並進移動モードの帯域とほぼ同じ帯域に設定さ
れている。

【００７６】このように補助コイル24を用いることによ
り、滑り軸受14の摩擦力に起因する外乱効果が低減さ
れ、より一層精度の高い位置決め制御を実現することが
できる。また、トラッキング方向の振動特性を改善する
とともに並進移動モード自体の帯域をも向上させること
ができるため、精度の高い位置制御と、速度偏差の少な
い速度制御動作を実現できる。そして、先に説明したキ
ャリッジ9 と可動体6 との質量比の如何によらず、キャ
リッジ9 の安定した動作を実現することができる。

【００７７】なお、本実施例におけるキャリッジ9 の形
状は、３個の滑り軸受14と立ち上げミラー23を支持する
程度の形状に設計されており、可動体6 の底部は補助板
25により封止されている。これにより一層の軽量化を図
ることができる。

【００７８】続いて、図10および図11を参照しながら本
発明の光学ヘッド装置の第５実施例を説明する。この第
５実施例が前述の実施例と異なる点は、主に、フォーカ
ス方向移動およびトラッキング方向移動にヒンジ機構を
利用している点にある。以下に詳細に説明する。

【００７９】キャリッジ9 の端部にはヒンジ部27b が形
成されており、このヒンジ部27b を一端に備えた板部材
の他端にも同様にヒンジ部27a が形成されている。ヒン
ジ部27a,27b は上下に２個づつ設けられており、したが
ってヒンジ部27a,27b が形成された板部材がちょうど２
枚平行に設けられた状態となっている。

【００８０】また、ヒンジ部27a を一端として可動体6
を弾性支持するとともに、可動体6を回転移動可能に支
持するヒンジ部26が設けられている。ヒンジ部26は可動
体6を挟んで上下に２個が配置されている。

【００８１】このような構造であっても前述の各実施例
と同様、可動体6 を並進方向および回転方向に移動する
ことが可能となる。特に、回転方向移動のための滑り軸
受を設ける必要がなくなるため製作が容易となる。

【００８２】また、可動体6 の内部を中空に形成してい
るため、光学ユニット5 からのレーザ光の進路が妨げら
れることがなく、可動体6 の軽量小形化を図ることがで
きる。また、可動体6 の内部に配置される対物レンズ4,
立ち上げミラー23，および光学ユニット5 は、可動体6
の回転中心軸上に重心が位置するように配置されてい
る。そのため、可動体6 が回転する際に発生する負荷を
低減させることができ、さらなる高速シークが実現す
る。

【００８３】さらに、キャリッジ9 と可動体6 との質量
比を考慮し、キャリッジ9 の質量が可動体6 の質量に比
べて小さくなるように構成されている。特に、キャリッ
ジ9をほぼ平板状とすることにより軽量化を達成してい
る。これにより、可動体9 に発生する不要な振動を抑制
することができる。

【００８４】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、種々変形して実施できることは言うまでもない。も
ちろん、ここに示した各実施例の要部をそれぞれ組み合
わせて実施することも可能である。

【００８５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、対物レン
ズのトラッキング方向移動について、対物レンズの微小
移動は可動体の回転移動で実現し、大移動は並進移動で
実現されている。そのために、摩擦の影響が少なくスム
ーズな移動が保証できるため、良好な制御動作が実現で
きると同時に、微小移動の加速度を大きくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光学ヘッド装置の概
略平面図。

【図２】本発明の第１実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の平面図。

【図３】本発明の第１実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の断面図。

【図４】本発明の第２実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の平面図。

【図５】本発明の第２実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の断面図。

【図６】本発明の第３実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の平面図。

【図７】本発明の第３実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の断面図。

【図８】本発明の第４実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の平面図。

【図９】本発明の第４実施例に係る光学ヘッド装置の可
動部分の断面図。

【図１０】本発明の第５実施例に係る光学ヘッド装置の
可動部分の平面図。

【図１１】本発明の第５実施例に係る光学ヘッド装置の
可動部分の断面図。

【図１２】回転軸受および板バネの構造を示す平面図。

【図１３】回転軸受および板バネの構造を示す断面図。

【図１４】従来技術に係る光学ヘッド装置の可動部分の
平面図。

【図１５】従来技術に係る光学ヘッド装置の可動部分の
断面図。

【符号の説明】

１…ディスク ２…ベース ４…対物レンズ ５…光学ユニット ６…可動体（第１の可動体） 7a,7b …回転軸受 8a,8b …板バネ ９…キャリッジ（第２の可動体） 10a,10b …トラッキングコイル 11a,11b …トラッキング用磁気回路 12,12a,12b…フォーカス用偏平コイル 13…フォーカス用磁気回路 15a,15b …ガイドレール 18a,18b,20a,20b …磁石 21…軸 22…軸受 24…補助コイル 28a,28b …ジンバル部 29…ブッシュ 30…リング

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズと、 前記対物レンズを搭載するとともに内部が中空に形成さ
   れた第１の可動体と、 前記第１の可動体を前記対物レンズの光軸と平行な軸の
   回りに回転が可能となるように支持する第２の可動体
   と、 前記第１の可動体に固定されるとともに前記軸にほぼ対
   称な位置に配置される２個の駆動コイルと、 前記第２の可動体を前記軸と直交する方向に並進可能に
   支持する並進支持機構と、 前記駆動コイルにそれぞれ磁束を与える２個の磁気回路
   と、 前記２個の駆動コイルに対して同方向の駆動力または異
   方向の駆動力を選択的に付与する制御部と、 を有することを特徴とする光学ヘッド装置。
2. 【請求項２】前記第１の可動体の中空部には、前記対物
   レンズに光ビームを与える光学ユニットが配置されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
3. 【請求項３】前記軸は、前記第１の可動体を挟んで配置
   された回転軸受により構成されていることを特徴とする
   請求項１または２記載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】前記第１の可動体の重心は、前記回転軸受
   の軸線上にほぼ一致していることを特徴とする請求項３
   記載の光学ヘッド装置。
5. 【請求項５】前記光学ユニットからの光ビームは前記回
   転軸受の軸線上を通過して前記対物レンズに至る経路を
   有することを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド装
   置。
6. 【請求項６】前記光学ユニットからの光ビームは前記回
   転軸受の軸線上をほぼ直交するように通過して前記対物
   レンズに至る経路を有することを特徴とする請求項５記
   載の光学ヘッド装置。
7. 【請求項７】対物レンズと、 前記対物レンズを搭載する第１の可動体と、 前記第１の可動体を前記対物レンズの光軸と平行な軸の
   回りに回転が可能となるように支持するとともに、前記
   第１の可動体よりも小さな質量を持つ第２の可動体と、 前記第１の可動体に固定されるとともに前記軸にほぼ対
   称な位置に配置される２個の駆動コイルと、 前記第２の可動体を前記軸と直交する方向に並進可能に
   支持する並進支持機構と、 前記駆動コイルにそれぞれ磁束を与える２個の磁気回路
   と、 前記２個の駆動コイルに対して同方向の駆動力または異
   方向の駆動力を選択的に付与する制御部と、 を有することを特徴とする光学ヘッド装置。
8. 【請求項８】前記第１の可動体の内部に、前記対物レン
   ズに光ビームを与える光学ユニットが配置されているこ
   とを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド装置。
9. 【請求項９】前記第１の可動体の外部に、前記対物レン
   ズに光ビームを与える光学ユニットが配置されているこ
   とを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド装置。
10. 【請求項１０】対物レンズと、 前記対物レンズを搭載する第１の可動体と、 前記第１の可動体を前記対物レンズの光軸と平行な軸の
    回りに回転が可能となるように支持する第２の可動体
    と、 前記第１の可動体に固定されるとともに前記軸にほぼ対
    称な位置に配置される２個の駆動コイルと、 前記第２の可動体を前記軸と直交する方向に並進可能に
    支持する並進支持機構と、 前記駆動コイルにそれぞれ磁束を与える２個の磁気回路
    と、 前記２個の駆動コイルに対して同方向の駆動力または異
    方向の駆動力を選択的に付与する制御部と、 前記第２の可動体に固定され前記第２の可動体に前記軸
    と直交する方向への駆動力を与える補助コイルと、 を有することを特徴とする光学ヘッド装置。
11. 【請求項１１】前記第１の可動体の内部に、前記対物レ
    ンズに光ビームを与える光学ユニットが配置されている
    ことを特徴とする請求項１０記載の光学ヘッド装置。
12. 【請求項１２】前記第１の可動体の外部に、前記対物レ
    ンズに光ビームを与える光学ユニットが配置されている
    ことを特徴とする請求項１０記載の光学ヘッド装置。