JPS5965940A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録媒体上に螺旋状あるいは同心円状に記録さ
れた情報を半導体レーザーからの光を対物レンズによっ
て微小スポットに集束して読取る光学式ビデオディスク
、光学式オーディオディスク装置及びディスクメモリ装
置の光学ヘッドにおける対物レンズの駆動装置に関する
ものである。

従来のこの柚の対物レンズ駆動装置の概略構成図を第１
図、第２図に示す。図において（２）は記録媒体（１）
の記録面上にレーザー光を集束させる対物レンズ、（３
）は対物レンズ（２）を保持するレンズ枠、（４）は外
枠、（５）は外枠（４）にレンズ（２）を保持する板バ
ネ、（６）はレンズ枠（３）に取付けられた電磁コイル
、（７）は外枠（４）に固定された磁石である。（８）
はガルバノミラ−１第２図は別の従来例を示すもので、
図中（９）は板バネ１５）と電磁コイル（６）が取付け
られた内枠、（１０）は内枠（９）を介して対物レンズ
（２）を保持する１対の板バネ、（１１）、０２）は対
物レンズ（２）をトラッキング調節制御軸方向に移動制
御するための電磁コイルと磁石である。

このような従来の対物ルンズ駆動装置は記録媒らの制御
電流を’ｉｎ、修コイル（６ンに流し該電磁コイル（６
）と磁石（７）との磁力作用によって対物レンズ（２）
を１辺においては上−ト方向いわゆる焦点調節制御方向
に運動させることによってなされる。又、トラッキング
ｉＪ１節制御は図示しない位置制御機構によって大まか
にはなされるが、微小な制御は図示しないトラッキング
誤差検出部からの制御電流によって、第１図においては
ガルバノミラ−（８）を回転させることによってなされ
、第２図においては該電磁コイル（１１）に制御電流を
流し該電磁コイル０１）と磁石（１２）との磁力作用に
よって対物レンズ（２）を図においては左右方向つまり
トラッキング調節制御方向に連動させることによってな
される。

このため、該位置制御機構によって高速に動作させたり
、ピックアップ装置に外部からの振動、衝撃が加わると
、カルバツメ−ター（８）、あるいは対物レンズ（２）
に不要な振動が生じる。この振動が・竪点腑節制御及び
トラッキング調９７１制御の制御節回で充分制御出来る
程度のものであれば、何ら問題はないが概して制御範囲
を超す振動を起すので記鉢面での情報トラックへの正確
な高速アクセスができないし、外部から振動、衝撃が加
わると情報トラックから外れるという欠点があった。

又対物レンズ（２）による集束ヒームスボソトが記録面
に斜めに照射されると、図示しない受光面上での戻りビ
ーム光の形状が変形し正確な位７７４検出が困難になり
、記録面上の情報トラックをトレースすることができな
くなる。この角度精度は実験的に９０°±０．５°以内
であることが判明している。

上記の９０°±０．５°の精度を１５１−１害する要因
としては、記録媒体（１）の反り、変形、対物ルンス（
２）の傾き、及び光学ヘッド装置と記録媒体（１）との
機械的取付精度があり、対物レンズ（２）を焦Ａ、Ｔｈ
節制御方向、つまり図において上下方向に移ｉ助制御し
た時対物レンズＣ）は該記録面に垂直方向に精度よく移
動する保証はなく、微小に傾いて移動するので対物レン
ス巳）の傾きに対する余裕度はさらに小さな直になる。

対物レンズが傾くことを防止するために、従来は板バネ
（５）を使用しているが、対物レンズの傾きが生じない
構造ではないので、微小に傾いて移動し、正確な位置検
出が困離になり情報トラックをトレースし難くなる。こ
の時に外部から振動、衝撃が加わると情報トラックから
外れるという欠点があった。

また、第２図の場合はトラッキング調節制御方向、つま
り図においては左右方向に移動制御した時、該板バネ（
１０）と内枠（９）との取付点を支点にして円弧運動を
するのでレンズの傾きが第１図の場合よりも多くなりさ
らに情報トラックから外れやすくなる欠点があった。

又焦点調節制御方向のみに対物レンズ（２）を移動制御
しようとした時対物レンズ（２）がトラッキング調節制
御方向、つまり図で左右方向に横振れしない保証は単に
板バネ（５）のみであるので完全とは云えず微小な横振
れを起していた。第２図においては板バネ（１０）は左
右方向に移動させる目的のバネであることから、この横
撮れは第１図よりも起り易い。さらに第２図においては
、トラフキングル６１節制御方向に対物レンズ（２）を
移動せしめようと制御した時板バネ（５）により上下方
向にも振動しやすく、また焦点調節制御とトラッキング
調節制御のどちらか１方を制御した時、例えば焦点調節
制御をした時にトラッキング調節制御方向に、対物レン
ズ（２）が振動すると、この振動分たけトラッキング調
節制御範囲が狭くなることになり、高速アクセス時及び
外部から振動ｍｌ／＝が加わった時に、トラッキング調
節制御が正確に行なわれなくなる欠点があった。

一方、トラッキング調節制御をする時、対物レンズ（２
）に対する入射位置が俊るため、対物レンズ（２）は周
辺部においても収差の少い高価なものを必要とし、さら
に入射光束径は対物レンズ（２）の口径よりも左右方向
に並進する分だけ大きい必吸があり、光量損失も大きく
なる等の欠点があった。さらに板バネ（５）の加える力
とバネの変位匍、いわゆる復元力特性を直線にするには
板バネが複雑な形状になることから高価になり、該復元
力！特性のバラツキも多くさらに形状も小型にすること
は困か（Ｆであるという欠点があった。

本発明は以上の欠点を防ぐために、対物レンズを焦点調
節方向のみに摺動可能にし、トラッキング調節制御方向
のｌＱｌ＋上に光ビームの光路を変換する光路転換手段
を備え、トラッキング調節制御方向のみに摺動ｂ」能に
して、対物レンズに駆動棒を固定して、不要な振動をさ
け、尚速アクセス動作を容易にさせ、耐振動、耐衝撃特
性が良く、かつ、安価な対物レンズ駆動装置を提供する
ものである。

以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の
断面図である。図中（１４）は記録媒体０３）の記録面
にレーザービームを狽束させる対物レンズ、（１５）は
対物レンズを保持するレンズ枠、（１６月よその］側部
に透孔Ｑ　６　ａ）を有する中空円筒形状の光学ヘッド
の外枠、（２１）はレンズ駆動棒、（２２）は駆動棒（
２１）に取付けられた電磁コイル、（２３ンは外枠（１
６）に固定された磁石、（１７）、（］　−８＞は該対
物レンズ（１４）を焦点調節制御方向に変位可能に支持
する圧縮コイルバネ、（１９）は摩擦係数の小さな構造
体例えば球体で該レンズ枠ｕ　５）と該外枠（１６）と
を嵌合させ、該レンズ枠（１５）を、該対物レンズ（１
４）が傾斜又はトラッキング調節制御方向などに輔すれ
を起さずに焦点調節制御方向のみに変位する様になって
いる。（２０）は該外謔怨取付けられた光路変換用のブ
リメム（又はミラー）で透孔（１６ａ）を’３ｊＴ１っ
て該記録媒体（１３）と平行なレーザー光の光路を該記
録媒体（１３）と垂直な方向に転換し、該対物レンズ（
１４）の中心部を通して記録媒体（１３）の記録面に集
束させている。（２４）は光学ヘッドの外筺の１部で透
孔（２４ａ）を有し、該外枠（１６）と摩擦係数の小さ
な構造体例えば球体（２すで結合し、トラッキング調節
制御方向のみに変位し、焦点調節制御方向には変位しな
い様になっている。（３ωは該外枠０６）に取付られた
電磁コイル、（３１）は核外１λ（２４）に固定された
磁石、（２６）、（２７）はトラッキング調節制御方向
に変位可能に支持する圧縮コイルバネ、（２８）、（２
９）は透孔（２８ａ）、（２９ａ）を有する圧縮コイル
バネ（２６ン、（２７）を保持する円筒形状のバネ押え
部であり、透孔（２８ａ）、（２９ａ）は該外筺（２４
）の透孔（２４ａ）と共に該記録媒体０３）と平行なレ
ーザー光を該外枠（１６）の透孔（１６ａ）に導く光路
孔である。

次に動作について説明する。

図示しない位置制御機構によって大まかに位置制御がな
され、更に図示しない半導体レーザー、レンズ等を通過
した平行なレーザー光は光学ヘッドの外［（２４）の透
孔（２４ａ）、バネ押え部に）、（ハ）の透孔（２８ａ
）、（２９ａ）及び光学ヘッド外枠（１６）の透孔（１
６ａ）を通ってプリズム翰で直角に反射され対物レンズ
（１４）の中心部を通って記録媒体（１３■記録面に集
束される。ここで焦点調節制御は図示しない焦点誤差検
出部からの制御電流を電磁コイルＶ４に流し、該電（市
コイルＱ４と磁石翰からなる磁力作用によって可動体で
あるレンズ枠（１５）が圧縮コイルバネ（１７）、（１
８）と摩擦係数の小さな球体（１９）を介して焦点調節
制御方向に変位してなされる。

又微小なトラッキング調節制御は図示しないトラッキン
グ誤差検出部からの制御電流を電磁コイル（ト）に流、
シ、該電磁コイル翰と磁石０１）からなる磁力作用によ
って、光学ヘッド外枠（１６）が、摩、擦係数の小さな
球体四を介して光学ヘッド外ｆｆ　Ｋｆ＋に対してトラ
ッキング調節制御方向に変位してなされる。

ここで、レンズ枠（１５）と外枠（１６）とは摩擦係数
の小さな例えば球体（１９）を介して嵌合しているので
、対物レンズ（１４）が傾斜したり、トラッキング調節
制御方向などに軸ずれ及び横振れすることなく図におい
て上下方向にしか変位せず、又トラッキング調節制御方
向も外枠（１６）と外筺動）とは摩擦係数の小さな例え
ば球体製を介して図において左右方向のみに変位する。

本実施例によると、焦点調ｊｉｌ’＋制御とトラッキン
グ調節制御は各々独立した制御を行い、１方を制御した
時他方に不要振動などの影臀を与えることなく又対物レ
ンズも傾かないので、焦点及びトラッキング調節制御範
囲も広がり、記録面での情報トラックへの高速アクセス
も容易になり、外部から振動、衝撃が加わっても情報ト
ラックから外れ難くなる。

トラッキング調節制御は外枠（１６）を平行光束ビ−入
方向に移動して行なわれるので、対物レンズが焦点調節
制御方向に変位することがなく、又上記のとおり、対物
レンズが傾斜することがないので位置検出も容易であり
高速アクセスがやり易くなる。

又、トラッキング調節制御をする時該対物レンズ（１４
）に対するレーザー光の入射位置は変化しないので、光
量損失もなくレーザー光は対物レンズ（１４）の収差の
少い中心部を常に通過するので周辺部まで収差の少いレ
ンズを必要とぜず、安価なレンズを対物レンズとして使
用できる。

さらにプリズム（２０ンによってレーザービームを９０
°転換しているので焦点調節制御方向の寸法を小くする
ことができ薄形の光学ヘッドを提供できる。

また、本光学ヘッドに使われる該対物レンズは、平行の
レーザービームを一点に収束することから球面収差を補
正すればよく、該対物レンズの中心部にて、レンズ有効
径の概略１／１０程度の大きさでレーザービーム光を遮
光しても、球面収差を太きくし一点に収束されたレーザ
ービームのスポット径を劣化することはない。本実施例
のように該対物レンズの中心部にレンズ有効径の概略１
／１０程度の金属又は樹脂の駆動棒を焦点調節制御方向
に固定してもレーザービームスポット径を劣化させるこ
となく、さらに他端の磁気回路は円筒中壁形状でないた
め、外形、質量とも小さくすることができ、光学ヘッド
全体を小型軽゛献にすることが可能であるとともに、ト
ラッキング調負ｉ制御についても、質ｉＪ゛が小さくな
ることから容易にでき応答速度を高めることが可能であ
る。

また、焦点調節制御方向及び、トラッキング調節開側ｉ
方向の弾性部材として、圧縮コイルバネ（１力、０もに
）、（社）を使っているので復元力特性に優れ、又形状
も単純であることから安価に入手できる。

バネ固有の振動を吸収するダンノミ部材としては、弾性
状のゴム又は圧縮コイルバネに樹脂を被棟することによ
って容易にダンパーとしての目的を達成できる。

第４図は本発明の第２夾施例を示す。

第３図においてはレンズ枠（１５）と外枠（１６ンとの
間に摩擦係数の小さな球体（１９）を介して嵌合してい
たものを摩擦係数の小さなフッソ樹脂加工、テフロン樹
脂、又は粘性の小さな油などを介して強嵌合させたパイ
プ形状にした摺動部（１５ａ）を形成し、構造をｎ＋１
単にしている。

ボ５図は第３実施例を示し、外枠（１６）と外筺（２４
）とを球体（２５）を介してトラッキング調節制御方向
のみに変位可能ならしめていたものを、上記と同様にバ
ネ押え部（２８）、（２９）をパイプ状の形状にし、か
つ摩擦係数の小さなフッソ樹脂加工、テフロン樹脂又は
粘性の小さな油などを介して強嵌合させ、焦点調節制御
方向、トラッキング調節制御機構ともに同一形状にでき
ることから、生産性に富み構造力柚ＩＪ単で安価の対物
レンズ駆動装置を提供するものである。

本発明は上述のように構成され、焦点調節制御とトラッ
キング調節制御は各々独立した制御を行い１方を開側（
シた時他方に不要振動などの　影響を与えることなく又
対物レンズも傾かないので、焦点及びトラッキング調節
制御範囲も広がり、記録面での情報トラックへの高速ア
クセスも容易になり、外部から振動、衝撃が加わっても
情報トラックから外れ難くなる。

トラッキング調節制御は外枠を平行光束ビーム方向に移
動して行なわれるので、対物レンズカ見（１点調節制御
方向に変位することがなく、又上記のとおり、対物レン
ズが傾斜することがないので位置検出も容易であり高速
アクセスがやり易くなる。

又トラッキング調節制御をする時、対物レンズ（１４）
に対するレーザー光の入射位置は変化しないので光量損
失もなく、かつ、レーサー光は対物レンズ（１４）の収
差の少い中心部を常に通過するので周辺部まで収差の少
いレンズを必をさせず、安価なレンズを対物レンズとし
て使用できる。

さらに、プリズム（２０）によってレーザー光を９０°
転換しているので焦点ｉ／４ｔＡ’ｒ制御方向の寸法を
小く才ることができ、薄形の光学ヘッドを提供できる。

また、対物レンズの中心方向に駆動棒を焦点調節制御方
向に固定したので、レーザービームスポット径を劣化さ
せることなく、さらに他端に円筒中空形状の磁気回路を
設ければ、外形、質量とも小さくすることができ、光学
ヘッド全体を小型軽相にすることがｉ」能であるととも
に、トラッキングＩＡ１節制御についても、質量が小さ
くなることから容易に応答速度を高めることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２豚１は従来の別々の対物レンズ駆動装置
の概略を示す断面図、第３図は本発明の１実施例を示す
対物レンズ駆動装置の正面断面図、＠４図、第５図はそ
れぞれ與２、第３実施例を示す対物レンズ駆動装置の断
面図である。 （１４）・・・・・・卒１物レンズ、　　（１５）・・
・・・・レンズ枠、（１６）・・・・・・外枠、 （１７］、（１８）（２６）、Ｑ′７）・・・・・・圧
縮コイルバネ、（１９）、ｅ２５）・・・・・・支持構
造体（球体）、（２０）・・・・・・プリズム、　　（
２１）・・・・・・レンズ支持棒、（２２）、（３０）
・・・・・・電磁コイル、（２３］、（３１）・・・・
・・磁石、　　（２４）・・・・・・外慎第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体上に螺旋状あるいは同心円状に記録された情報
   を光ビームを対物レンズによって微小スポットに集束し
   て読み取る光学ヘッドの対物レンズ駆動装置において、
   前記記録媒体の記録面に面交する光路上に配設し、かつ
   対物レンズ並びに前記対物レンズを焦点調節方向に制御
   する磁気回路を備えた焦点調節制御駆動機構と前記記録
   面と平行なトラッキング調節制御軸上に光ビームの光路
   を変換する光路変侠手股と、−１記焦点調節制御駆動機
   檜をトラッキング調節制御軸方向のみに移動してトラッ
   キング制動制御をする磁気回路を備えたトラッキング調
   節制御駆動機構を配置し、前記対物レンズ駆動棒を前記
   焦点調節制御軸方向に固定したことを特徴とする　゛−
   °−゛′、−−姻÷凌対物レンズ駆動装置。