JPS6325835A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスク駆動装置に用いる対物レンズ
駆動装置に関するものである。

従来技術 従来、例えば永久磁石とコイルとを対向配置させ、コイ
ルに流す電流の強さやその周波数を調整することにより
コイルに作用する駆動力を変化させる１ｉ磁コイルは、
多（の分野で用いられている。

このような電磁誘導による起動力を用いて位置制御を行
う場合、その速度を検出して帰還する所謂速度帰還を行
うと、外乱振動等に対するサーボ系の剛性が高まること
が知られており、この速度帰還を行うためには、上記電
磁コイルの固定部に対する可動部の相対速度を検出する
速度センサを設ける必要がある。

このような速度センサとしては、上記可動部の変位に伴
って、磁界中のコイルの両端に上記相対速度に比例した
逆起動力力（生じるので、これを適切に検出し帰還する
ものが知られている。

光磁気ディスク駆動装置における対物レンズ駆動装置に
おいても同様で、本発明は、このような対物レンズの移
動速度を制御系に帰還して、制御性能の向上を図らんと
するものである。

従来技術の問題点 このようなコイルにおける電磁作用を利用した速度検出
装置において、駆動用のコイルと速度検出用のコイルと
を兼用しようとすると、速度検出中にそのコイルを駆動
用として用いることは困難であるため、それぞれ独立し
た電流を時分割で流せるような構造にしておく必要があ
る。

そのため、上記のような駆動コイルと速度検出コイルを
兼用した形式のものでは、構造が複雑で高価になるとい
う問題点を有している。

また、従来技術の他の問題点を第７図及び第８図に示し
た光磁気ディスクに対する対物レンズ駆動装置に用いる
コイルを例にとって説明する。

第７図は、光磁気ディスク装置の概略図で、光ディスク
６はモータ９により回転駆動され、レーザ光源３から発
射されたレーザ光４は、ミラー５で反射された後、対物
レンズ２を遣って光磁気ディスク６に内蔵されたディス
ク記録媒体６１の表面上に収束し、情報の再生・消去・
書き込みを行う、ｌは上記対物レンズ２を上下左右に駆
動してレンズ光の収束位置をディスク記録媒体６１の記
録トランク上に追従制御させるための対物レンズ駆動装
置であり、７は以上の光学系を収納する光学ヘッドであ
る。

上記対物レンズ駆動装置１は、対物レンズ２を光磁気デ
ィスク６の記録媒体６．の表面に垂直方何（フォーカス
方向）に移動させたり、又は、光磁気ディスク６の半径
方向（トラッキング方向）に移動させて、ディスク記録
媒体６．の面ぶれやディスクの偏心回転に合わせて対物
レンズ２を変位させ、絶えず正確に情報トランク上にレ
ーザ光を収勤するためのもので、従来の一般的構造が第
８図に示されている。

即ち、対物レンズ駆動装置１は第８１！ｌに示すように
、対物レンズ２を収納支持する対物レンズ鏡筒１１を対
物レンズ２の光軸方向に移動自在に具備しており、この
対物レンズ鏡筒１１はトラッキング方向にのみ変位可能
の一対のトラッキング方向可動平行バネ１２．１２によ
って中間支持体１３に取付けられている。従って対物レ
ンズ２は、ディスク記録媒体６１０半径方向に揺動可能
に支持されている。

上記トラッキング方向可動平行バネ１２の内側には、こ
のバネの振動を吸収するためのゴム状弾性体１４が接着
されている。１５は上記対物レンズ鏡筒１１の外周下部
に外嵌された管状のカウンタバランスウェートである。

一方、対物レンズ駆動装置１の外郭をｔ１成する固定支
持体１７は中空円筒状に形成され、その内側に固着され
たトラッキング用磁気回路１６は、トラッキング用ヨー
ク１８とトラッキング用マグネット１９とで構成され、
両者の間でトラッキング用磁気空隙２０が形成されてい
る。このトラッキング用磁気空隙２０内には、この空隙
２０を横切るように一端が対物レンズ鏡筒１１に固着さ
れたトラッキング駆動コイル２１が挿入されている。

上記のようなトラッキング用磁気回路１６とトラッキン
グ駆動用コイル２１は、対物レンズ２の光軸を挟んで対
称に一組設けられている。

従って、上記トラッキング駆動用コイル２１への入力電
流を変化させると、電磁作用によりトラッキング駆動用
コイル２１に外力が働き、対物レンズｉ、ＩｍＭ１１及
びこれに支持された対物レンズ２をトランキング方向に
変位させる。

図中２７はフォーカス用マグネット、２６はフォーカス
用ヨークで、これらによりフォーカス磁気回路２５が構
成され、前記中間支持体１３の下端に固定され、一端が
磁気回路２５のフォーカス用磁気空隙２９に挿入された
フォーカス駆動用コイル３０とによりフォーカス方向の
駆動手段が構成されている。尚、２３．２３は、前記中
間支持体１３をフォーカス方向にのみ往復運動自在に支
持するフォーカス方向可動平行バネで、この場合円環平
板状をなし、２４はゴム状弾性体、２８はフォーカス用
マグネット２７の押さえ用部材である。

このような対物レンズ駆動装置におけるトラッキング方
向の駆動力を制御するために、速度帰還用のコイルを設
けようとする場合、左右のトランキング駆動用コイル２
１．２１の一方を駆動用とし、他方をトラッキング速度
帰還用としてトラッキング速度帰還用コイルの出力を必
要な回路を経てトラッキング駆動用のコイル側に帰還す
る方法が考えられるが、この場合２個のコイルが対物レ
ンズ鏡筒１１から左右に突出するため、装置全体が大型
化しコンパクト化の障害となる。

発明の目的 従って、本発明が目的とするところは、上記光磁気ディ
スクの対物レンズをトラッキング方向又はフォーカス方
向に駆動する装置において、電磁作用による駆動力の発
生と、その変位速度の検出とを同時に行うことができ、
且つ、小型化の可能な電磁コイル構造を有する対物レン
ズ駆動装置を提供することである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、磁気作用により駆動力
を発生させ磁気空隙中で変位する駆動用コイルと、上記
駆動用コイルの変位速度を検出するための速度検出用コ
イルとを積Ｎ嫁に形成した点に係る対物レンズ駆動装置
である。

作用 駆動用コイルに流された電流により駆動用コイルが変位
すると、この変位速度が駆動用コイルと一体で且つ、積
層状に形成された速度検出用コイルにより検出される。

これに基づき、たとえば速度帰還その他の制御が可能と
なる。

実施例 続いて第１図乃至第４図に示した本発明の一実施例につ
き説明し、本発明の理解に供する。ここに第１図は本発
明の一実施例に係る対物レンズ駆動装置の一例の側断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ矢視断面図、第３図
は上記実施例に用いることのできるトラッキング駆動用
コイル及びトラッキング用磁気回路の斜視図、第４図＋
ａ＋及び（′ｂ）はそれぞれ上記トラッキング駆動用コ
イルの一例を示す平面図、第５図は上記対物レンズ駆動
装置に用いることのできるフォーカス駆動用コイルと、
フォーカス用磁気回路の分解斜視図、第６図（ａ）及び
（ｂ）は上記フォーカス駆動用コイルの一例の斜視図及
び展開図である。

尚、第８図に示した従来の構成要素と共通の要素には、
同一の符号を使用して説明する。また以下の実施例は、
本発明の一具体例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定
する性格のものではない。

第２図に示す如く、この実施例に係る電磁コイル構造を
用いると、トラッキング駆動用コイル２１とトラッキン
グ速度帰還用コイル２２とが積層状態で配置されている
ので、従来のトラッキング駆動装置のように対物レンズ
２の光軸を挟んでその両側に１組のトラッキング用コイ
ルを設ける必加がなく、第１図及び第２図に示す如く、
上記トラッキング駆動用コイル２１やトラッキング速度
帰還用コイル２２を設けた側とは反対側の構造が極めて
簡略化され、この簡略化された部分に第７図に示したモ
ータ９を近接配置することができ、スペースの小型化及
びディスクの記憶容量の増大を図り得る。前記のような
トラッキング速度帰還用コイル２２は、通常の記録・再
生時にはトラッキング駆動用として働かせ（この時、ト
ラッキング駆動用コイルが２１．２２の２個になる）、
対物レンズが高速で移動するアクセス時に、速度帰還用
として作用させることができる。

尚、第１図に示したような構造にする場合、フォーカス
方向可動平行バネ２３は片持ちの板バネ状となるが、こ
れを図示の如く上下に一対平行に設けることにより、揺
動時の対物レンズ２の光軸の傾きは防止される。

次に上記のようなｆｉＩ層して用いる電磁コイル２１．
２２の構造について説明する。このようなコイルは、導
線を薄いシート状に巻いて形成することもできるが、コ
イルを巻くための労力の点で不利である。また、例えば
、−層巻き等の場合では、線間の接着力も弱（なり、１
１１層していく際の作業性にも問題がある。

この点、薄いシート状のコイルをフレキシブルプリント
回路で構成すると、導体パターンをエツチングで加工す
ることができるため容易に製作でき且つ、バラツキも少
なく、更に積層していく際の作業性も向上する。

上記のようにＭｉ層されたシート状のコイルの一部の層
は、トラッキング駆動用として用いられ、残りはトラッ
キング速度検出用として用いることができ、必要に応じ
て速度帰還を行って外乱振動等に対するサーボ系の剛性
を高めることができる。

第３図には、上記のようなフレキシブルプリント回路に
よりシート状のコイルを形成し、これを積層したものを
対物レンズ鏡筒１１のαり面に接着することにより構成
されたトラッキング駆動用コイル３０’を示しているが
、このようなフレキシブルプリント回路で多層状にコイ
ルを積層し、これらのコイルを部分的に違う用途に用い
る場合には、各用途ごとにコイルの両端を外部に引き出
して結線する必要がある。

第４図ｆａｔに示されたコイルは、例えば１枚のフレキ
シブルプリントボードの片面にトラッキング駆動用のコ
イル２１をプリントしたコイルパターンを示すが、この
場合には例えば、トラフキング駆動用コイル２１の両端
部３４．３４に弾性の小さい細い導線３２をハンダ付け
し結線することができる。またこのようなコイルパター
ンはトラッキング速度検出用のコイルについても同様で
ある。

上記第４図（ａ）に示した単純な導線引き出し構造では
導線が互いに干渉し、また用途ごとの導線を識別するこ
とができなくなる虞れがあるので、たとえば第４図山）
に示す如く、導線引き出し部のパターンを用途ごとに若
干変えることが望ましい。

例えば第４図（′ｂ）に示した例では、トラッキング駆
動用コイル（Ｉ１１端部３４とトラッキング速度検出用
コイルの端部３３とがコイルの厚み方向に見て若干異な
る部分に形成され、各端部に結線された導線が用途ごと
に分離され、容易に識別することができるようになって
いる。

以上述べたのは、本発明を対物レンズ２のトラ７キング
方向の駆動及び速度検出に通用した例であるが、本発明
は、対物レンズ２をフォーカス方向に駆動する電磁コイ
ル、及びその速度を帰還するための速度検出用コイルに
通用することも可能である。

第５図はこのようなフォーカス駆動用コイル３０と、こ
れに積層状に重ね合わせるフォーカス速度帰還用コイル
３１と、上記積層状のコイル３０．３１を第１図に示す
如く挿入するフォーカス用磁気空隙２９を有するフォー
カス磁気回路２５とを分解状態で示す斜視図で、フォー
カス駆動用コイル３０及びフォーカス速度帰還用コイル
３１は円筒状に形成されている。

かかるフォーカス用のコイルの構造については前記トラ
ッキング用のコイルと同様で導線を薄いシート状に巻い
て形成してもよいが、薄いシート状のフレキシブルプリ
ント回路で構成することも可能である。特にフレキシブ
ルプリント回路で構成する場合、無端状の円筒型に形成
することは製造上不利であるため、例えば第６図（ａ）
に斜視図で示す如く、円筒の一部を切り欠いた３０ａ　
（３１ａ）構造にしておけば第６図（ｂ）に示す如く展
開状態で製造することができるので都合が良い。

このようなフォーカス用コイＪしからのリード撃泉の引
き出し方は、既にトラッキング用コイルについて述べた
と同様であるので、説明を省略する。

最後に速度帰還について簡単に説明する。第１図におい
て、トランキング用コイル２１，２２゜対物レンズ鏡筒
１１．対物レンズ２．カウンタバランスクェート１５等
からなるトラッキング可動部の質量をｍ、）ラフキング
方向可動平行バネ１２およびゴム状弾性体１４の減衰定
数およびバネ定数をそれぞれｄおよびｋとする時、質Ｎ
ｍに外力が加わらない場合の運動方程式をラプラス変換
した形で表すと、 （ｍｓ２＋ｄｓ＋ｋ）ｘ２　＝　（ｄｓ＋ｋ）Ｘ。

・・・（１） ただし、ｘｌ、ｘ２はそれぞれトラッキング可動部及び
トラッキング方向可動平行バネ１２を介してこれを支持
する中間支持体１３のトラッキング方向の変位（のラプ
ラス変換）である。

サーボ系で問題となるのはＸＩの外乱振動にＸ。

が追従せず相対変位（ＸＩ−Ｘ２）を生じることである
から、（１）式をＸ、に対する（ＸＩ−Ｘ２）の伝達関
数で表示すると、 （ＸＩ　−Ｘ２　）／ｘ、＝ ｍｓ２／　（ｍｓ’　＋ｄ　ｓ　＋ｋ）＝ｓ’　　／　
　（３’　　＋２　　ζ　ω。　Ｓ　＋ω。　２　）　
・・・偉）ｆ且し、　ω。　’　　−に／ｍ、　　　ζ
　＝　　ｄ　／　＜　２　Ｊ］ｉ−７＞となり、ダンピ
ング数ζは、ｄ、ｍ、にで決まり一定である。

一方、相対変位の時間微分（即ち相対速度）を検出し、
これを増幅して駆動コイルに加える場合の運動方程式は
、速度帰還系のゲインをａとして（ｍｓり＋（ｄ＋ａ）
ｓ＋ｋｌ　　Ｘ２＝（（ｄ＋ａ）ｓ＋ｋｌＸｌ−（３１ 従って （Ｘ＋　−Ｘ２　）　／Ｘ＋ −ｍｓ’　／　（ｍｓ’　＋　（ｄ＋ａ）ｓ＋ｋ）−５
２／　（Ｓ’　＋２ζ′ω。Ｓ＋ω。２）・・・（４）
但し、ω。−に７ｍ ζ’　＝　（ｄ＋ａ）／　（２【Ｔ） となり、速度帰還系のゲインａによってダンピング数ζ
′を変化させることができる。特にζ′≧１とすれば（
４）式の分母は非振動性であることを示し、外乱振動に
よってトラッキング可動部が共振を起こさず、サーボ系
の剛性が高まることになる。

また、アクセス時等の可動部の自由振動も抑制すること
ができる。

上記実施例では、本発明を対物レンズ駆動装置のトラッ
キング方向及び又はフォーカス方向の対物レンズの駆動
に用いるコイルに適応した場合についてのみ説明したが
、本発明は電磁作用により駆動力を発生させ磁気空隙中
で変位する駆動コイルと、その駆動コイルの変位速度を
検出するための速度検出コイルとが必要とされるあらゆ
る電磁コイル構造につき適応可能であることはいうまで
もない。

発明の効果 本発明は以上述べた如く、磁気作用により駆動力を発生
させ磁気空隙中で変位する駆動用コイルと、上記駆動用
コイルの変位速度を検出するための速度検出用コイルと
を積層状に形成したことを特徴とする対物レンズ駆動装
置であるから、駆動コイルと速度検出用コイルとを別個
に配置する従来の装置と比べてはるかにスペースを節約
することができ、また、駆動用コイルと速度検出用コイ
ルとを兼用しないので、それぞれの制御及び検出が簡単
となり、駆動精度、検出精度の向上、更にはコストの低
下に貢献するものである。

またパターンの異なるフレキシブルプリント回路のコイ
ルを積層して用いた場合には、組立配線等の作業の容易
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る対物レンズ駆動装置の一
例の側断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ矢視断面
図、第３図は上記実施例に用いることのできるトラッキ
ング駆動用コイル及びトラッキング用磁気回路の斜視図
、第４図（ａｌ及び（ｂ）はそれぞれ上記トラッキング
駆動用コイルの一例を示す平面図、第５図は上記対物レ
ンズ駆動装置に用いることのできるフォーカス駆動用コ
イルと、フォーカス用磁気回路の分解斜視図、第６図＜
ａ＞及び（ｂ）は上記フォーカス駆動用コイルの一例の
斜視図及び展開図、第７図は従来の光磁気ディスク装置
の櫃略構成図、第８図は同光磁気ディスク装置に用いる
ことのできる従来の対物レンズ駆動装置を示す側断面図
である。 （符号の説明） １・・・対物レンズ駆動装置 ２・・・対物レンズ　　　　３・・・レーザ光源４・・
・レーザ光　　　　　６・・・光磁気ディスク９・・・
固定支持体　　　　１１・・・対物レンズ鏡筒１２・・
・トラッキング方向可動平行バネ１３・・・中間支持体 １６・・・トラッキング用磁気回路 １８・・・トラッキング用コイル １９・・・トラッキング用マグネット ２１・・・トラッキング駆動用コイル ２５・・・フォーカス磁気回路 ２９・・・フォーカス用磁気空隙 ３０′・・・トラッキング駆動用コイル３０・・・フォ
ーカス駆動用コイル ３０ａ（３１ａ）・・・切り欠き ３１・・・フォーカス速度帰還用コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気作用により駆動力を発生させ磁気空隙中で変
   位する駆動用コイルと、 上記駆動用コイルの変位速度を検出するための速度検出
   用コイルとを積層状に形成したことを特徴とする対物レ
   ンズ駆動装置。