JPS5965943A - 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めるいは同心凹状に記録さ
ｎ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。

従来のこの頂の対物レンズ駆動装置の概略構成図（ｉｌ
−第１図、第２図に示す。図において、（２）は記録媒
体（１）の記録向上にレーサー光を来末させる対物レン
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）全保持
する板バネ、（６）はレンズ枠（３）に取付けられた電
磁コイノペ（７）は外枠（４）に固定さｎ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（５）と電磁コイル（６）
が取５付けら几た内枠、（１（Ｍ内枠（９）ヲ介して対
物レンズ（幻ヲ保持する１対の板バネ、（１１）４１２
）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りる。

この上うな従来の対物レンズ駆動装置は記録媒体（１）
の記録＋ｕｉ上にレーザー光を微少スポットに集束させ
る焦点調節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（６）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リレンズ（２）ｆ：
図においては上下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ｎる。又、トラッキング調節制
御は図示しない位置制御機構によって大まかにはなさｎ
るが、倣少な制御は図示しないトラッキング誤差検出部
からの制御を流によって、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′亀イ丑コイノ…υに制御電流を流し、
該′電磁コイルα１）とｍｂα刀との磁力作用によって
対物レンズ（２）を図においては丘右方向つまりトラッ
キング調節制御方向に運動させることによってなさｎる
。このため、位亀制＠Ｉ磯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、憫撃が加わる
と、ガルバノメーター（８）、あるいは対物レンズ（２
〕に不快な振動が生じる。この振動が焦点調ｄ１）制御
及びトラッキング調節制御の１ｔｊｌｌ　（ｎ範囲で充
分制御出来る程度のものであｎ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、記録面での情
報トラックへの正確な商運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ずｎる
という欠点がめった。

又、対物レンズ（２）による集束ビームスポットが記録
面に斜めに照射さ扛ると、図示しない受光面上での戻り
ビーム光の形状が変形し、正確な位唾検出が困難になり
、記録向上の消化トラックをトレースすることができな
くなる。この角度積度は実験的に９０°±０．５°以内
であることが判明している。

上記の９０°±０．５°の、１１１１度を阻害する要因
としては、記録媒体（１）の反り、変形、対物レンズ（
２ン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）を焦点調節制御
方向、つまり図において上下方向に移動制御した時、対
物レンズ（２）は該記＠曲に垂直方向に積置よく移動す
る保睦はなく、微小に傾いて移動するので、対物レンズ
（２）の１唄きに対する余裕度はさらに小さな値になる
。対物レンズが頌くことを防止するために、従来は板バ
ネ（５）全使用しているが、対物レンズの傾きが生じな
い溝造ではないので、微小に傾いて移動し、正確な位置
を検出が困難になり情報トラックをトレースしｓｉＬく
なる。この時に外部から撮動、価ジＶが加わるとｌ１ｉ
）ラックから外ｎ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、該板パオ（
ｌＯ）と内枠〔９ンとの取付点を支点にして円弧運動を
するのでレンズの１頃きが第１図の場合よりも多くなり
、さらに情報トラックから外ｎ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１
開明１しようとした時、対９勿レンズ（２）がトラッキ
ングＮＭ　＊ｉｊ　ｆｌｔｌＪ側ｊ方向、つまり図で左
右方向に横掘ｎ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’＋ｂｎを起してい
た。第２図においては、板バベ１岨左右方向に移動させ
る目的のバネであることから、この＋ｌＪ、ａｎは第１
図よりも起り易い。さらに第２図においては、トラッキ
ング調霜ｊ制御方向に対物レンズ（２）ｆ：移動せしめ
ようと制御した時、仮バネ（５）により上下方向にも振
動しやすく１、また、焦点副筒）制御とトラッキング調
ｎ（＋開側１のどちらか１方を制御ｊした時、例えは焦
点−＠　Ｎ（＋制御をした時にトラッキング調節’＋ｌ
ｉ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ＩＩｊ匍］側１範囲が狭くなるこ
とになり、尚速アクセス時及び外部から振動衝撃が加わ
った時に、ドラッギング調節制御が正確に行なわｎなく
なる欠点があった。

一方、トラッキング調節側倒１全する時、対物レンズ（
２）に対する入射位置が変るため、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璧とし、き
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要があり、光量損失も大き
くなる等の欠点がめった。さらに板バネ（５）の加える
力とバネの震位量、いわゆる復元力特性を直線にするに
は版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
とは困建であるという入点があった。

本発明は以上の欠点を防ぐために、対物レンズを焦点副
筒“Ｊ方向のみに摺動可能にし、トラッキング調節制御
方向の軸上に光ビームの光路を変換する光路変換手段を
１１＃ｉえ、トラッキング調節制御方向のみに摺動可能
にして、不要な振動をさけ、四速アクセス動作金容易に
させ、耐振動、耐伯Ｊ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１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ｊｒ
’ｔの助面図である。図刊４戦記録媒（Ｅ１３＋の記録
１釦にレーザービームを集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）１４その
１側部に透孔（１６ａ）を有する中空円筒形状の光学ヘ
ッドの外枠、（２０戦該レしズ荊５Ｙ取伺けられた電磁
コイル、（２１ｙ／′ｉ外梠６）に固定さｌ′１．たｍ
石、（１八Ｇ漁ｄ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動コイルバネ、α躇１摩捺係
０の小さな構造体、例えば球体で、該し／ズ枠α５）と
該外向６）とを紙付させ、該レンズ梠５）を該対物レン
ズα脣が１頃斜又はトラッキング調如開側ｊ方向などに
軸ず扛を起さずに焦点調節制御方向のみに変位する椋に
なっている。（２２社該核外向）に取付けら／した光路
変換用のプリズム（又はミラー）で透孔σ６功を通りて
該記録Ｗｍ１３）と平行なレーサー光の光路を該記録媒
触３）と垂直な方向に転換し、該対物レンズ（１勺の中
心部を通して記録媒（１３）の記録面に集果させている
。（２３に光学ヘッドの外筐の１部で、透孔（２３ａ）
を有し、該外枠住６）と摩擦係数の小さな構造体例えば
球１４）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
。ｅ２υ、公社トラッキング調節制御方向に変位可能に
支持する圧動コイルバネ、（２８１ωは該圧動コイルバ
ネ（２６入（２７斤保持する中空円筒形状のバネ押え部
であり、該バネ押えｆｆ１１ｃ２８慰透孔ｔ２８ａ）を
有し、該レンズ外向ψに固定さｎ１該バネ押え叡四社核
外蹴淘に固定さｎている。ｃ３ψは該バネ押え音ｖＪ２
８）に取付けらｎた電イｍコイル、０υは該外筐（２５
）ｌこ固定さｊした磁石であり、該透孔Ｃ２，８ａ）は
該外筐シ５恥透孔（２５ωと共に、該記録媒体α段と平
行なレーザービームを該外枠σ６）の透孔（１６ａ）に
導く光路孔でおる。

次に動作について説明する。図示しない位置制御機淘に
よって大まかな位置制御がなさｎ１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ビーム
は光学ヘッドの珀嘘５沖透孔（２５ａ）、バネ押え部（
２８）の透孔（２８ａ）＆び光学ヘッド外鞘托）の透孔
（１６ａ）を辿ってプリズム（２０尺直角に反射さ）１
．対物レンＡＵ４）Ｄ中心部ｆｉ！：通って記録媒体住
３）の記録面に集束さｎる。ここで焦点調節制御は図示
しない焦点誤着検出部からの制＠電流をｔ憔コイノＬ（
２３）Ｋ流し、替篭磁コイノ咄３）と磁す呟助島らなる
（磁力作用によって可動体であるレンズＭ５知ｆ圧縮コ
イルバネ（１″Ｉ）、α印と摩擦係数の小さな球体（１
９）を介して焦点ｍＭ　’ｌｉ＋）制御方向に変位して
なさｎ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
ｃ３ψに流し、該′ｔｋ１．磁コイバ旬）と磁石Ｇυか
らなる磁力作用によって光学ヘッド外１６）６”、摩擦
係数の小さな球体Ｃ２を介して光学ヘッド外筐床置対し
て、トラッキング調節制御方向に変位してなさｎる。

ここで該電磁コイ／Ｌ（２３）と磁石（２４Ｘｄ第４図
に示すようにｍｔ而面形形状で磁石囚社トラッキングａ
１７ＪＩＡ）制（ａｎ力回のギャップ（２４ａ）が叢位
翻に相当する間隔（ｌｌ−’１Ｍして広く、ギャップ（
２４ａ）と垂直方向のキャップ（２４ｂ）は狭くなって
いる。と扛は一様のキャップ１削（２４ａ）を設けると
効率が低下するのを防ぐためでりり、不笑施例によると
、効率を低下きせることなく、かつ磁石ｃ２４）ヲ固足
しているので、変位する質量を小さくすることができる
ため、トラッキング調節制御の応答速度を高めることが
ｉＪ能である。

さらに、レンズ梠５）と、外枠σ６）とは＃擦係数の小
さな例えは球１９）１＆：介して嵌合しているので、対
物レンズ１４功工傾斜したり、ドラッギング調節制御方
向などに軸ずｎ及び横掘ｎすることなく、第３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
向も外向Ｑと外蹴兜とは＃際係叡の小芒な例えｉｄ球球
種４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、焦点調パｌ」１１ｉ１Ｊ岬とトラッキ
ング調節制御は各々独立したｊＬｉｌｌ側１を行い、１
方全制御した時他方に不要撮動なとの影菩を与えること
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」屹囲も広がり、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、倒ポが
加わっても情報トラックから外ｎ難くなる。

トラッキング調節制御ｌ１４＋は外向６）を平行光束ビ
ーム方向に移動して行なわノするので、対物レンズが焦
点調節１１ｉ１１　ｍｉ１方向に変位することがなく、
父上記のとおり対′１勿レンズか１頃ｊＭすることがな
いので位１白：イ英田も容易であり、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
）に対するレーサー光の入射位置は変化しないので、光
量損失もなく、かつ、レーザー光は対物レンズ（１１４
）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せす、安価なし／ズを対物レン
ズとして１史用できる。さらに、プリズム（２２ｙ／こ
よってレーザー光Ｊｔ、９０°嘔挨しているので、焦点
調節制御方向の寸法を小くすゐことがでさ、薄形の光学
ヘッドを提供できる。

焦点調節制御方向及びトラッキング調節制側１方向の弾
性部材として、圧締コイルバネ（１７）、（１８）、（
２７）、（２８）　ｋ吠っているので、復元力特性に秀
ノ′シ、又形状も単純であることから、安価に人士でき
る。

バネ固有の振動を吸収するダンパー制としては、弾性状
のゴム又は圧煽コイルバイ・に樹脂を仮榎することによ
って容易にダンパーとしての目的を達成できる。

第５図及びｇ６図は本発明の第２実施例ケ示す。

第５図に秒いてはレンズ荊５）と外）ｌ包６）との間に
１桔擦係数の小さな球財９）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飄嵌合させたパイプ形状
にして構造を簡単にし、さらに外枠（１６）と外筐（２
５）と全球慨勿を介してトラッキング調節ｆｌｉ制御方
向のみに変位可能ならしめていたものを、上ｈＣと同様
にバネ押え部（２８に、（２９）をパイプ状の形状にし
、かつ摩悔保奴の小さなフッソ樹脂加工、テフロン１ｌ
ＩＩｊ脂又は粘性の小さな油などを介して強嵌付させ、
焦点調節制御方向構、トラッキング調顛制御様横ともに
同一形状にできることがら、生産性に畠み４→Ｉ′「造
が１８〕牢で安価な対物レンズ駆動装置を提供するもの
である。

第６図Ｑよ本発明の第３実施例を示し、第３図、第４図
でトラッキング調節制＠１用磁石Ｇ１）がレーザービー
ムの軸上にめったものを、該外筐ｃ２５）の紙面に配皓
１している。該イ丑石いりは中空円筒形状でないため、
外形質量とも小さくすることができることから、光学ヘ
ッド全体を小形１ｔｌｔにすることが可能である。

本発明は上述のように栴成さｎルンズ荊５）と外向６）
とは＃、：］祭係数の小さな例えは球財９）を介して嵌
合しているので、対物レンズ（１４）が傾斜シたり、ト
ラッキング調節制御方向などに軸ずれ及び横」辰汎する
ことなく、図において上下方向にしか変位ぜす、又トラ
ッキング調節制御方向も外向６２と外筐（２３）とは摩
擦係数の小芒な例えば原曲４ン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、焦点調角）制
御１とトラッキング調節開側１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′４＃全
与えることなく、又対物レンズも傾かないので、焦点及
びトラッキング調顛旧」側［範囲も広がり、記球面での
１Ｈ報トラツ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ｆ１．覇
１ｔくなる。

］・ランキング調節制御は外向６）を平行光束ビーム方
向に移動して行なわ庇るので、対物レンズが焦点調節制
御方向に変位することがなく、父上記のとおり対物レン
ズが傾が１することがないので、位置構出も容易であり
尚速アクセスがやり易くなる。

又、トラッキング調節制御１をする時、対９勿レンズ（
１４）に対するレーサ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０４り
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せす、安価な１／ンス奮対物レン
ズとして便用できる。

−また、プリズム９床よってレーザー元を９０°転羞し
ているので、焦点調節１１ｊｌＪ　俳方向の寸法を小さ
くすることがでさ、曹形の光学ヘッドを提供できる。

史に、焦点調部１ムリ側ｊ方向及びトラッキング調節制
ｊａｉ１方向の弾性部材として、圧Ｍ白コイルバネ（１
八（１８）、（２７）、（２８）金１史っているので、
イ糺元力特性にガｎ１又形状も単純であることから、安
価に人手できる。ぞして、バネ固肩゛の倣動を吸収する
タンパ−相としては、弾性状のゴム又は圧縮コイルバネ
に籏］月旨を破今夏することによって容易にダンパーと
しての目日勺ケ達ＩＪ７できる。

【図面の簡単な説明】

第１１ｙＡ及び第２図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実施例ケ
示す対物レンズ駆動装置の正面断面図、第４図は第３図
中１−１線断面図、第５図、第６図は、婆らに他の実施
例を示す対物レンズ駆動装置の正凹断囲図である。 （１４）・・・・・・対物レンズ、ａ５）・・・・・・
レンズ枠、（１６）　・・・−外枠、（１７１（Ｌａ　
（２７１（２８）−’−’−圧＋％ｌｉｊ　コイルバ２
＼ｕｉ　（２２）・・・・・・支持構造体（球体）、（
２０ン・・・・・・）゛リズム、（２ｕ・・・・・レン
ズ支付月、（２凍Ｃ３０）・・・・・・′亀イ派コイル
、ｅ２ａＣ３ひ・・・・・（ｉ石、（２５）・・・・・
・外筐 第　１　（２Ｉ　　　　　　　　第２（２１第４図 第５図 集６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｍｌ録媒体上に螺旋状あるいは同心円状に記録さ扛た情
   報全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填において
   、前記記録媒体の記録面に直交する光路上に配設し、か
   つレンズ枠に保持さ扛た対物レンズ並ひに該対物レンズ
   のレンズ枠を摺動させる外枠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僧えた焦点訓電）制御
   駆動機栴と、前記記録面と平行なトラッキング調節ｔｌ
   ｉｌＪ御軸上に光ビームの光路ヲ変侠する光路変換手段
   と、前記焦点調節制御駆動機構をトラッキング調節Ｈｉ
   ｌｌ　御ｒ咄方向のみに移動してトラッキングＡ節制御
   ケする磁気回路を備えたトラッキング調節開側１駆動機
   構會配篭し、前記焦点、トラッキング調Ｉｆ）ｉＢＩＪ
   御駆動機駆動機構くとも一方に、一対のコイルバネを制
   御軸上の移動に対して抗力となるように配設したことを
   特徴とする対物レンズ駆動装置。