JPS6258431A - 光学ピツクアツプ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、回転するディスク状記録担体上に集光レンズ
によってレーザ光を集光し、情報の記録再生、あるいは
消去を行なう光デイスク装置の光学ピ・ツクアップ装置
に関するものである。

従来の技術 近年、光デイスク装置の普及が急速に進行しつつあり、
この種の装置の性能を決定する要素技術のひとつである
光学ピックアップの性能向上が求められている。

以下、図面を参照しながら従来例の光ピツクア・ツブに
ついて説明する。第４図（＆）において、９はディスク
上にレーザ光を絞り込む集光レンズである。１０は集光
レンズ９をディスク面に略垂直な方向に駆動するコイル
（以下フォーカスコイル１０という）であり、１１は集
光レンズ９をディスクの半径方向に駆動するコイル（以
下トラッキングコイル１１という）である。そして、こ
れら集光レンズ９とフォーカスコイル１０とトラッキン
グコイル１１は接着等の手段によって一体的に固定され
て可動部３０となる。

第４図（ｂ）において、１２は移送台で、中心部に入射
光に対して４５度傾いた反射面を持つミラー１３が一体
的に構成されている。矢印ムよシ入射される略平行なレ
ーザ光は移送台１２にある円形開口部１４を通過し、ミ
ラー１３で上方に反射する。１６は金属板バネ、ゴム、
樹脂あるいはこれらの複合によってできている可撓性支
持部材（以下単に板バネ１５という）であシ、その一端
は移送台１２に接着等の手段によって固定されている。

１６はベアリングであシ、移送台１２に回転自在に支承
されている。板バネ１６は固定部λ′１で可動部３０の
上端部Ａ１に固定され、固定部Ａ／２で可動部３０の下
端部人２に固定される。この結果、可動部３０は移送台
１２に対してディスク面に略垂直な方向（紙面上下方向
）に移動可能に支持される。

第４図（０）において、磁気回路は、磁石１８．ヨーク
１９からなり、ギャップ部Ｂ’Ｉ＋　Ｂ２にフォーカス
コイル１ｏとトラッキングコイル１１が挿入される。レ
ール１７の斜面にはベアリング１６の外径が当接し、ベ
アリング１６がレール１７上を転動することにより移送
台１２は滑走する。開口部２０は、略平行なディスクへ
の入射光およびディスクからの反射光を通過させるため
のものである。

次に従来の装置の動作について説明する。

第４図（Ｃ）の磁気回路はフォーカスコイル１ｏとトラ
・ンキングコイル１１に対し共通であって、磁気ギャッ
プＢ＋＋　Ｂ２に垂直な方向に磁束を持つ。

磁気ギャップＢ、、Ｂ２内においてフォーカスコイル１
０に電磁力を発生させるために有効な電流の流れる方向
は矢印３１方向であるために可動部３゜はディスク面に
略垂直な方向（紙面上下方向）に運動する。７オーカス
方向については、板バネ１６が移送台１２の剛性に対し
て十分軟らかいので、可動部３０のみが板バネ１５によ
って支持されながら運動する。板バネ１６はダンピング
特性を有するとともに、フォーカス方向は低い周波数ｆ
１゜即ち３Ｑ〜６ｏＨｚ付近に共振点を持ち、フォーカ
ス方向の周波数特性は第６図（ａｌのような一般的な特
性を有する。

一方、トラ・ノキングコイル１１に電磁力を発生させる
ために有効な電流の流れる方向は紙面上下方向であるた
めに、可動部３ｏはディスクの半径方向（矢印３２）に
運動する。

このトラッキング、アクセス方向の周波数特性は一般的
な特性とは少し異る特性を有している。

即ち、トラッキングコイル１１に電磁力が発生すると、
この電磁力は集光レンズ９．板バネ１６を介して移送台
１２に伝わる。板バネ１６１ｄ）ラッキング、アクセス
方向についてはダンピング特性とともに、１〜２ＫＨ２
という比較的高い共振周波数ｆ２を持つ。従って、トラ
・ンキングコイル１１への入力信号周波数がｆ２よりも
十分低い領域では、集光レンズ９を含む可動部３０と移
送台１２は一体となって運動するが、入力信号周波数が
ｒ２よシも十分高い領域では板バネ１５が実質的には無
いことと等しくなり移送台１２は運動せず、集光レンズ
９を含む可動部３ｏのみが運動する。可は入力電圧の振
幅に比例した定数である。

ところで、トラッキング、アクセス方向の可動部質量は
上述のように周波数によって変化する。

つまり、ｆ２よりも低い周波数では可動部３０の質量’
１＋移送台１２の質量Ｍ２０合計となυ、ｒ２よりも高
い周波数では可動部３ｏの質量Ｍ１だけとなる。従って
、振幅Ｘは第５図（ｂ）のようにｒ２ヨりも低い周波数
テハ／（Ｍ１＋Ｍ２　）　、ｆ２（！：　すり、ｆ２よ
りも高い周波数では　／Ｍ１　、ｆ２　となる。

従って、トラッキング、アクセス方向の特性は理想的に
はｒ２で位相が持ち上がり、回路で位相補償したのと同
じような特性になる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の様な磁気回路およびコイルの構成
では、フォーカス方向については問題はないが、トラッ
キング、アクセス方向については問題が発生する。

上述した従来の装置のトラ・ソキング、アクセス方向の
動作を実際の使用上のいろいろな場合を想定して説明す
る。第６図は上述した従来の装置を模式化した断面図で
ある。この第６図は従来の装置が理想的に動作した場合
であって、その特性は第５図（ｂ）に示すようになる。

つまり、この第６図のように、磁石１８とヨーク１９の
高さを等しく構成している磁気回路のギャップＢ１＋　
Ｂ２の高さ方向の中心Ｂと可動部３０の重心Ｇが等しい
位置にある時は、可動部３０の上方にある集光レンズ９
と下方のＡ２はトラッキングコイル１１への入力信号に
対して正常に応答して、集光レンズ９とム２は同位相で
紙面に垂直な方向に平行に運動する。従って、集光レン
ズ９の周波数特性は第６図（ｂ）のようになる。

しかし、実際の使用においては、可動部３０はフォーカ
ス方向にも運動するため、磁気回路のギャップＢ１．Ｂ
２の中心Ｂと可動部３ｏの重心Ｇの高さ方向の位置は必
ずしも一致しない。

第７図（＆ｌ　、　（ｂ）は第６図を更に模式化し、ギ
ャップＢ１＋　Ｂ２の中心Ｂと可動部３０の重心Ｇが一
致しない状態を示すものである。第７図（ａ）は可動部
３０がフォーカス方向について上方に移動した場合であ
る。この時には、磁気回路のギャップＢ１゜Ｂ２の高さ
が変化しないために当然のことながら、可動部３０の重
心ＧとギャップＢ、、Ｂ２の中心Ｂはずれることになる
。そして、この時には、可動部３０には重心Ｇよりも下
方に磁気回路による磁力中心Ｂが作用するために、可動
部３０はトラ・ソキング方向に関して板バネ１５の共振
点ｆ２付近においては図中矢印で示すように揺動運動す
ることになり、更に、トラ・ｌキングコイル１１への入
力信号に対して正常に応答するのは可動部３ｏの重心Ｇ
よりも下方のム２の方である。従って、本来、周波数特
性の必要な集光レンズ９の運動はトラッキングコイル１
１への入力信号に対して位相が反転してしまうことにな
る。この状態の集光レンズの位相特性を示すのが第８図
（ａ）である。このようになると当然のことながら、集
光レンズ９１ｉデイスク上のトラックの偏心に追従でき
なくなり、情報の記録再生は不可能となる。

一方、第７図（ｂ）で示すように、可動部３０がフォー
カス方向について下方に移動した場合について述べると
、この時にも当然のことながら、可動部３ｏの重心Ｇと
ギャップＢ１　＋　８２の中心Ｂはずれることになる。

そして、この時には、可動部３０には重心よシも上方に
磁気回路による磁力中心Ｂが作用するために、可動部３
０はトラ−１キング方向に関して板バネ１５の共振点ｆ
２付近においては図中矢印で示す様に揺動運動すること
になる。

しかし、この時、第７図（ａ）の状態と異るのは、磁気
回路による磁力中心Ｂが可動部３０の重心Ｇよりも上方
に作用しているために、トラッキングコイル°１１への
入力信号に対して正常に応答するのは可動部３ｏの重心
Ｇよシも上方の集光レンズ９の方である。従って、集光
レンズ９の位相特性は第８図（ｂ）の様になり、ディス
クへの記録再生は正常に行なうことができる。

以上説明した様に、従来の装置においては、集光レンズ
９を含む可動部３０のフォーカス方向の位置によっては
、集光レンズ９がディスクの偏芯に対して正常に応答せ
ず、ディスクへの情報の記録再生が不可能となることが
あった。

本発明は上記の問題点に鑑み、集光レンズのフォーカス
方向の位置に影響されずに、トラッキング方向に常に安
定した特性を得ることのできる光ピツクアップを提供す
るものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の光ピツクアップは
、ディスク状記録担体の半径方向に移動可能な移送台と
、光源部からの略平行光を担体面上に集光する集光レン
ズと、この集光レンズを担体面に略垂直な方向に駆動す
る第１のコイルと。

集光レンズを上記担体の半径方向に駆動する第２のコイ
ルト、集光レンズと第１のコイルと第２のコイルとを一
体的に固定する可動部と、一端がこの可動部の上端部お
よび下端部に、他端が上記移送台に固定され、可動部を
担体面に略垂直な方向に移動可能な状態で支持する上下
二つの可撓性支持部材と、このコイルに推力を発生させ
る磁気回路を備え、この磁気回路によって第２のコイル
に発生する中心が、可動部の担体面に略垂直な方向への
可動範囲内においては可動部の重心よりも集光レンズに
近い方へ作用する様な構成を備えたものである。

作用 本発明は、上記したように、集光レンズを含む可動部を
ディスク状記録担体の半径方向に駆動するトラッキング
コイルの推力の中心が可動部のディスク状記録担体面に
垂直な方向への位置に影響されずに可動部の重心よシも
常に集光レンズに近い方へ作用するように構成したこと
によって、集光レンズのディスク状記録担体の半径方向
への運動がいかなる使用状態においてもトラッキングコ
イルへの入力信号に正常に応答するようにしたものであ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例の光学ピ・ソクアｌプについて
、図面を参照しながら説明する。

第１図（２Ｌ）、（ｂ）は本発明の実施例における光学
ピックアップの分解斜視図である。図において、５０は
ディスク５１上にレーザ光を絞り込む集光レンズである
。５２は集光レンズ５０をディスク５１の面に略垂直な
方向に駆動するコイル（以下フォーカスコイル５２）で
あり、５３は集光レンズ５゜をディスク５１の半径方向
に駆動するコイル（以下トラッキングコイル５３）であ
る。そして、これら集光レンズ５ｏとフォーカスコイル
６２とトラッキングコイル５３は接着等の手段によって
一体的に固定されて可動部５４となる。

５５は移送台で、中心部に入射光に対して４５度傾いた
反射面を持つミラー５６が一体的に構成されている。矢
印人より入射される略平行なレーザ光は移送台５５にあ
る円形開口部５７を通過し、ミラー５６で上方に反射す
る。５８は金属板バネ。

ゴム、樹脂あるいはこれらの複合によってできている可
撓性支持部材（以下、板バネ５８）であり、その一端は
移送台５５に接着等の手段によって固定されている。５
９はベアリングであり、移送台５５に回転自在に支承さ
れている。板バネ５８は固定部Ａ′１で可動部６４の上
端部ム１に固定され、固定部Ａ′２で可動部５４の下端
部ム２に固定される。この結果、可動部５４は移送台５
５に対してディスク面５１に略垂直な方向（紙面上下方
向）に移動可能に支持される。尚、上下２枚の板バネ５
８のバネ定数は等しく設定されている。また、可動部５
４の重心からの上下の板バネ５８の固定部ＡＩ＋　Ａ２
までの距離もほぼ等しく設定している。

第１図（Ｃ）は、本発明の実施例の光学ピックアップを
組み立てたものの要部断面図である。図において、磁気
回路６ｏは磁石６１．ヨーク６２から成り、ギャップ部
Ｂ１＋　Ｂ２にフォーカスコイル５２゜トラッキングコ
イル５３が挿入される。この磁気回路６０においては、
磁石６１とヨーク６２の高さ方向に関する中心位置を４
だけあらかじめずらしており、磁石６１の中心位置はヨ
ークのそれよりも集光レンズ５ｏに近く設定している。

尚、この設定量４は本実施例では可動部５４のフォーカ
ス方向の最大移動量の半分よシ若干多く設定している。

レール６３の斜面にはベアリング６９の外径が当接して
おり、ベアリング５９がレール６３上を転動することに
よって移送台５５はディスク５１の半径方向に滑走する
。

以上の様に構成された本発明の光学ピックアップの動作
について説明する。

第１図において、磁気回路６０はフォーカスコイル５２
．トラッキングコイル６３に対して共通であって、磁気
ギャップＢ１＋　８２に垂直な方向に磁束を持つ。磁気
ギャップＢ１．Ｂ２内においてフォーカスコイル５２に
電磁力を発生させるために有効な電流の流れる方向は矢
印６４方向であるために可動部５４はディスク５１の面
に略垂直な方向（紙面上下方向）に運動する。フォーカ
ス方向については、板バネ５８が移送台５５の剛性に対
して十分軟らかいので、可動部５４のみが板バネ５８に
支持されながら運動する。板バネ５８はダンピング特性
を有するとともに、フォーカス方向には３０〜６０Ｈ２
という低い周波数ｆ１に共振点を持ち、可動部５４のフ
ォーカス方向の周波数特性は従来例で説明したように第
５図（ａ）のように一般的な特性となる。

一方、トラッキングコイル６３に電磁力を発生させるた
めに有効な電流の流れる方向は紙面上下方向であるため
に可動部５４はディスク６１の半径方向（矢印６４）に
運動する。このトラッキング、アクセス方向の運動は一
般的な特性とは少し異なる。従来例の動作でも説明した
様に、可動部５４の質量をＭ１＋移送台５５の質量を’
２＋板バネ５８のトラッキング方向の共振周波数をｆ２
＋トラッキングコイル５３への入力信号周波数をｆ。

可動部５４の集光レンズ５０の振幅をＸとすると、時の
集光レンズ５ｏの周波数特性は第５図（ｂ）の様になる
。

このように構成した本実施例の光学ピックアップの実際
の使用状態を第２図に示す模式図を用いて説明する。

第２図（ａ）は、可動部５４がフォーカス方向の可動範
囲の中程にあるときである。この時、磁気回路６０によ
る磁束の中心Ｂが可動部５４０重心Ｇよりも集光レンズ
５ｏにｌだけ近い方にあり、可動部５４の重心Ｇから上
下の板バネ５８までの距離もｍと等しいので、板バネ５
８のトラッキング方向への共振点ｆ２付近では可動部５
４は図中矢印で示すようにトラッキング方向に揺動する
。そして、トラッキングコイル５３に発生する推力の中
心は磁束中心Ｂに等しい位置にあシ、可動部５４の重心
Ｇよりも集光レンズ５０に近いので、集光レンズ５０は
トラッキングコイル５３への入力信号に正常に応答する
。

第２図（ｂ）は、可動部５４がフォーカス方向可動範囲
内において上方に最大移動した時である。この場合にお
いても可動部５４の重心Ｇよシも磁束の中心Ｂが４１だ
け集光レンズ５０に近い方にあるので、トラッキングコ
イル５３の推力中心は可動部６４の重心Ｇよりも集光レ
ンズ５ｏに近くなり、集光レンズ５ｏはトラッキングコ
イル５３への入力信号に対して正常に応答する。尚、こ
の場合においては、β１は小さな値になるので可動部６
４はトラッキング方向において図中矢印で示すように略
平行に運動する。

また第２図（Ｃ）は可動部６４がフォーカス方向の可動
範囲内において下方に最大に移動した場合を示す。この
場合においても可動部６４の重心Ｇよシも磁束の中心Ｂ
が１２だけ集光レンズ５ｏに近い方にあるので、集光レ
ンズ５０はトラッキングコイル６３への入力信号に対し
て正常に応答する。

以上説明した第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）に
おける集光レンズ５０のトラッキング方向の位相特性は
第３図に示すように、板バネ６８のトラ・ソキング方向
の共振点ｆ２付近において持ち上がり、サーボ回路によ
って位相補償するのと同等の特性になる。

尚、本実施例では、磁束中心Ｂｆｌトラッキングコイル
５３の非動作時においても可動部５４０重心よりも集光
レンズ５０側に設定しているが、トラッキングコイル６
３の動作時においてのみ上記条件を満たせば良いことは
いうまでもない。

以上のように本実施例によれば、上下二枚の板バネ５８
の固定部ＡＩ　＋ム２からの可動部５４０重心Ｇまでの
距離をほぼ等しく設定するとともに、磁気回路６０の磁
束中心Ｂを可動部５４の重心Ｇよシもｌ（可動部５４の
フォーカス方向の最大移動範囲の半分より若干大きく）
だけ集光レンズ５０に近くあらかじめ設定しているので
、集光レンズ５ｏはトラッキング方向には、可動部５４
のフォーカス方向の位置に影響されずにトラ−ｌキング
コイル５３へ、の入力信号に正常に応答して運動するこ
とができる。

発明の効果 以上のように、本発明は、集光レンズと、集光レンズを
ディスク状記録担体面に略垂直な方向に駆動する第１の
コイルと、集光レンズを担体の半径方向に駆動する第２
のコイルと、これら集光レンズと第１のコイルと第２の
コイルからなる可動部と、この可動部を担体面に略垂直
な方向に移動可能に支持する上下二つの可撓性支持部材
と、コイルに推力を発生させる磁気回路を備え、磁気回
路によって第２のコイルに発生する推力の中心が可動部
の担体面に略垂直な方向への可動範囲内においては可動
部の重心よりも集光レンズに近い方へ作用するよう構成
したことにより、集光レンズのディスク状担体の半径方
向への運動が、可動部の上記担体面に略垂直な方向への
位置に関係なく、第２のコイルの入力信号に対していか
なる使用状態においても正常に応答するようにすること
ができ、良好な動作を達成することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図（＆）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は本発明の一実
施例における光学ビックアンプ装置の分解斜視図と要部
断面図、第２図（＆）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）はその
模式図、第３図はその特注図、第４図（ａ）　、　（ｂ
）　、　（Ｃ）は従来例の光学ピックアップ装置の分解
斜視図、第５図はその特性図、第６図はその模式図、第
７図はその模式図、第８図はその特性図である。 ５０・・・・・・集光レンズ、５１・・・・・・ディス
ク、５２・・・・・フォーカスコイル、５３・・・・・
・トラッキングコイル、６４・・・・・・可動部、５５
・・・・・・移送台、６６・・・・・ミラー、５８・・
・・・・板バネ、６ｏ・・・・・・磁気回路、６１・・
・・磁石、６２・・・・・・ヨーク。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ａ１
図　　　　　　　５２−１達Ｌ−／７”５１−・−均ス
ク 第　２　図 １、−一シ〆 第３図 ７誓１　ラ、Ｚシξ　Ｊ七［：　　（Ｍｌ）ぜひ−−７
１−クスコｆル ＩＪ−−一確面 ｆ９−−−コーク くコ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　−一′６　　　　　　− １５−ｍ−ηｂ（ネ □　　　　公−ｑｂ舒 １−一一ノグ 一一−ｌ 第　８　図 周彼教Ｃ訂） 用　汲教（Ｈ２゜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク状記録担体の半径方向に移動可能な移送
   台と、光源部からの略平行光を上記担体面上に集光する
   集光レンズと、上記集光レンズを上記担体面に略垂直な
   方向に駆動する第１のコイルと、上記集光レンズを上記
   担体の半径方向に駆動する第２のコイルと、上記集光レ
   ンズと第１のコイルと第２のコイルとを一体的に固定し
   て成る可動部と、一端が上記可動部の上端部および下端
   部に、他端が上記移送台に固定され、上記可動部を上記
   担体面に略垂直な方向に移動可能な状態で支持する上下
   二つの可撓性支持部材と、上記コイルに推力を発生させ
   る磁気回路を備え、上記磁気回路によって第２のコイル
   に発生する推力の中心が、可動部の担体面に略垂直な方
   向への可動範囲内においては可動部の重心よりも集光レ
   ンズに近い方へ作用するように構成したことを特徴とす
   る光学ピックアップ装置。
2. （２）第２のコイルの動作時には、上記第２のコイルに
   よる推力中心が可動部の重心よりも集光レンズに近いよ
   うになされていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光学ピックアップ装置。