JPH0725859Y2 - 焦点位置制御用ミラーアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、光ディスクピックアップ光学系等の焦点位置
制御機構に使用されるアクチュエータの動特性の改善に
関するものである。

＜従来の技術＞ 第４図（イ）は従来のレンズアクチュエータの一例を示
す構成図、（ロ）図は（イ）図のレンズアクチュエータ
を用いた焦点位置制御の一例を示す構成図である。

第４図（イ）において、対物レンズ21を保持するレンズ
ホルダ22は、平行板バネ23により支持されている。レン
ズホルダ22にはフォーカスコイル24と磁気回路25が設置
され、ボイスコイルモータを構成しており、フォーカス
コイル24に通電することにより、対物レンズ21をフォー
カス方向に駆動させる。このような構成のレンズアクチ
ュエータ２を用いた焦点位置制御は、（ロ）図におい
て、光ディスク１の媒体面と焦点位置との偏差を光ディ
スクピックアップ光学系のフォーカスエラー検出光学系
３で検出する。この検出信号を用いて、前置増幅器４、
制御回路５を通して、焦点位置偏差が零になるようにレ
ンズアクチュエータ２のフォーカスコイル24に通電し、
対物レンズ21を光ディスク１に対してフォーカス方向に
駆動させる。

＜考案が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記従来技術に示すレンズアクチュエー
タを用いた焦点位置制御では、フォーカスコイル24及び
磁気回路25で構成されたボイルコイルモータが発生する
駆動力が小さいので、対物レンズ21とレンズホルダ22の
重量を駆動する際、十分大きな加速度を得ることができ
ず、又、10kHz前後に高次の共振が発生するので、サー
ボ系の帯域を十分に広くすることができないため、光デ
ィスク１の高速回転（3600rpm以上）に対して追従性が
悪化するという課題があった。

本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたもの
であり、光ディスクの高速回転（3600rpm以上）におい
ても、焦点位置の追従が可能な応答周波数の高い焦点位
置制御用ミラーアクチュエータを提供することを目的と
したものである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するための本考案の構成は、一方の面に
球面状の突起部が設けられた積層圧電素子と、この積層
圧電素子の他方の面に固定されたプレートと、前記積層
圧電素子の球面状の突起部をその裏面中央部に接触させ
た平面ミラーと、この平面ミラーの外周部をそのつば部
で支持すると共に前記プレートとは固定ネジにより固定
され前記平面ミラーと積層圧電素子とプレートとを収納
するためのケースで構成され、前記積層圧電素子への印
加電圧の制御によりその伸縮変位量を調整し、前記平面
ミラーを曲率を変えて曲面状に変形させるようにしたこ
とを特徴とするものである。

＜作用＞ 本考案によると、発生力の大きい積層圧電素子で軽量の
平面ミラーを変位させており、平面ミラーを高速で駆動
することができる。

＜実施例＞ 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１図（イ）は本考案に係わる焦点位置制御用ミラーア
クチュエータの一実施例を示す構成図である。

第１図（イ）において、11は平面ミラー、12は積層圧電
素子であり、この先端には球面状の突起部が設けられて
いる。又、平面ミラー11の裏面中央部にこの積層圧電素
子12の球面状の突起部が接触している。14はプレートで
あり、積層圧電素子12の片側面に固定されている。15は
ケースであり、平面ミラー11と積層圧電素子12とプレー
ト14とが収納され、平面ミラー11の外周部をケース15の
つば部により支持している。16は固定ネジであり、平面
ミラー11の外周部とケース15のつば部とが接触する位置
でプレート14とケース15とをネジ止めしている。

このような構成において、その動作を第１図（ロ）を用
いて説明する。（ロ）図において、積層圧電素子12に電
圧を印加すると矢印の方向に延びて変位する。平面ミラ
ー11は積層圧電素子12の球面状の突起部13で押される
が、外周部をケース15のつば部で支持されているため、
曲面状に変形する。この曲面の曲率は、積層圧電素子12
への印加電圧により制御することができる。

第２図（イ）は第１図（イ）の焦点位置制御用ミラーア
クチュエータを用いた焦点位置制御の一実施例を示す構
成図である。なお、第２図（イ）において第４図と同一
要素には同一符号を付けて重複する説明は省略する。

第２図（イ）において、６は半導体レーザ、７はコリメ
ータレンズ、８、９はビームスプリッタ、10は本考案の
焦点位置制御用ミラーアクチュエータである。

このような構成において、半導体レーザ６の出射光は、
コリメータレンズ７により平行光束とされ、ビームスプ
リッタ８を直進し、ビームスプリッタ９で光路を直角に
曲げられ、焦点位置制御用ミラーアクチュエータ10の平
面ミラー11に垂直に入射する。この平面ミラー11で反射
した光束は、ビームスプリッタ９を直進して光ディスク
ピックアップ光学系中に固定された対物レンズ21に入射
する。光束は対物レンズ21により絞り込まれ、光ディス
ク１の媒体面に焦点を結ぶ。光ディスク１からの反射光
は、対物レンズ21、ビームスプリッタ９を通って再び平
面ミラー11で反射する。反射光は、ビームスプリッタ
９、８で順次反射され、フォーカスエラー検出光学系３
で電気信号に変換される。

ここで、第２図（ロ）に示すように、光ディスク１の位
置が変化すると、対物レンズ21の焦点位置と光ディスク
１の媒体面との誤差に対応した電気信号がフォーカスエ
ラー検出光学系３で発生する。この信号を前置増幅器４
で増幅し、制御回路５にて誤差が小さくなるように焦点
位置制御用ミラーアクチュエータ10の積層圧電素子12が
伸びるように制御する。焦点位置制御用ミラーアクチュ
エータ10の平面ミラー11が曲面になると、対物レンズ21
に入射する光束が平行光束から変化し、対物レンズ21の
焦点位置と光ディスク１の媒体面が一致するように制御
される。又、合焦位置での光ディスク１からの反射光
は、焦点位置制御用ミラーアクチュエータ10の平面ミラ
ー11で反射されると平行光束になり、フォーカスエラー
検出光学系３に入射する。即ち、合焦位置ではフォーカ
スエラー検出光学系３へ入射する光束は常に同一の状態
である。

なお、第３図に示すように、平面ミラーの厚さ分布を半
径に応じて変化させ、積層圧電素子の伸縮により平面ミ
ラーが変位した時の曲面形状が球面になるようにして、
波面収差が大きくならない構成とすることもできる。
又、球面だけではなく、任意の非球面形状を得られるよ
うな平面ミラーの厚さ分布にしておくことも可能であ
る。

＜考案の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案の
焦点位置制御用ミラーアクチュエータは、平面ミラーが
非常に軽量であり、積層圧電素子の発生力が大きいた
め、平面ミラーを高速で駆動することができる。したが
って、容易にその応答周波数を10kHz以上にすることが
できる。又、本考案の焦点位置制御用ミラーアクチュエ
ータを用いた焦点位置制御は、光ディスクが高速で回転
した時のフォーカス方向の振れに対して十分追従するこ
とのできるサーボ帯域帯域を得ることができる。更に、
対物レンズが固定であるため、従来のレンズアクチュエ
ータのように、フォーカスサーボが外れた場合等に、対
物レンズが光ディスクに当たり、光ディスク或いは対物
レンズを傷付けることがないため、信頼性を向上するこ
とができる等の利点を持つ焦点位置制御用ミラーアクチ
ュエータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本考案に係わる焦点位置制御用ミラーア
クチュエータの一実施例を示す構成図、（ロ）図は
（イ）図の焦点位置制御用ミラーアクチュエータの動作
を説明するための構成図、第２図（イ）は第１図（イ）
の焦点位置制御用ミラーアクチュエータを用いた焦点位
置制御の一実施例を示す構成図、（ロ）図はその動作を
説明するための構成図、第３図は平面ミラーの他の実施
例を示す側面図、第４図（イ）は従来のレンズアクチュ
エータの一例を示す構成図、（ロ）図は（イ）図のレン
ズアクチュエータを用いた従来の焦点位置制御の一例を
示す構成図である。 10……焦点位置制御用ミラーアクチュエータ、11……平
面ミラー、12……積層圧電素子、13……球面状の突起
部、14……プレート、15……ケース、16……固定ネジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の面に球面状の突起部が設けられた積
   層圧電素子と、この積層圧電素子の他方の面に固定され
   たプレートと、前記積層圧電素子の球面状の突起部をそ
   の裏面中央部に接触させた平面ミラーと、この平面ミラ
   ーの外周部をそのつば部で支持すると共に前記プレート
   とは固定ネジにより固定され前記平面ミラーと積層圧電
   素子とプレートとを収納するためのケースで構成され、
   前記積層圧電素子への印加電圧の制御によりその伸縮変
   位量を調整し、前記平面ミラーを曲率を変えて曲面状に
   変形させるようにしたことを特徴とする焦点位置制御用
   ミラーアクチュエータ。