JPH03287222A - トラッキングミラーアクチュエータ装置 - 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、光デイスクドライブ装置等の光ピツクアップ
に装備されるトラッキングミラーアクチュエータ装置に
関する。

〔従来の技術〕

光デイスクドライブ装置や光磁気ディスクドライブ装置
等の光情報記録再生装置において、光情報記録媒体上に
集光された光スポットの精密位置制御を行うために、光
ピツクアップには光スポットのトラッキング動作を行う
ためのトラッキングミラーアクチュエータ装置が設けら
れているが、このトラッキングミラーアクチュエータ装
置とし３− ９図を参照して説明する。

第８図及び第９図において、可動部１は、ミラー２とミ
ラー支持体３と２つの駆動コイル４とから構成されてい
る。この可動部ｌを支持する２つの支持ばね５は、夫々
一端をミラー支持体３に、他端を基台１０側の固定部支
持体６・に固定されている。可動部１のミラー支持体３
の両側に固定された乱動コイル４の中には、基台１ｏ側
に固定された磁気回路のヨーク７の一端が挿入され、磁
石８とヨーク７の形成する磁気ギャップ９の中に乱動コ
イル４の一辺が位置している。

また、上記支持ばね５は、可動部１の両側に対称に設け
られており、可動部ＩＷＪ側の支持ばね５の中心線は同
一直線Ｃの上にあり、この直線Ｃは、可動部工の回転中
心となっている。また、可動部１の重心は直線Ｃの近傍
に位置している。

さて、以上のような構成からなるトラッキングミラーア
クチュエータ装置において、磁気ギャップ９の中の駆動
コイル４に発生するミラー法線方向（図中２方向）の力
の向きが、夫々のコイルでては、例えば、特開昭６２−
２１０４１８号公報記載のものなどが知られている。

上記公報記載のトラッキングミラーアクチュエータ装置
では、ミラーとミラー支持体とを含む可動部を左右２つ
の薄板状のばね部材で支持し、この支持ばね部材のねじ
り中心線上近傍に可動部の重心を設けると共に、支持系
の低剛性の方向がミラー面内方向となり、高剛性の方向
がミラー法線方向となるように、上記支持ばね部材の厚
み方向をミラー面内方向に合わせて固定している。

したがって、このトラッキングミラーアクチュエータ装
置では、ミラー面内でミラーが微小量移動しても光ビー
ムの位置には全く影響しないため。

支持系が低剛性であっても問題はなく、光ビームの位置
に関係するミラー法線方向の支持系剛性は高剛性とする
ことができるため、光スポットの位置決め精度を低下さ
せる振動を抑制することができる。

ここで、上記従来のトラッキングミラーアクチュエータ
装置の具体的な例について第８図及び第４− 反対となるように電流の向きを決定することにより、可
動部１を直線Ｃを中心として回転させる磁気的偶力が発
生する。

ここで、支持ばね５の回転中心Ｃと可動部工の重心とが
一致し、両端の駆動コイル４で発生する正、負の力の大
きさが一致している場合、可動部１には直線Ｃを中心と
する回転運動しか発生しない。

しかしながら、一般に、回転中心Ｃと可動部１の重心に
はずれが生じ、２つの駆動コイル４で発生する力も同じ
大きさではない。また、可動部１両側の支持ばね５も、
形状、材料特性に生じるずれが避けられない。したがっ
て、これらの影響により、可動部１には、直線０回りの
回転の他に、ｘ、ｙ、ｚ方向の直進運動及びｘ、ｚ軸回
りの回転運動が発生する。

そこで、上記従来技術では、支持ばね５の厚み方向が、
ミラー２の面内方向となるように固定している。すなわ
、支持ばね５は、長手方向（ｙ方向）と巾方向（２方向
）の剛性は十分大きいため、２方向、ｙ方向の直進運動
、及びＸ軸回りの回転運動の変位は、十分小さくなる。

また、支持ばね５の厚み方向（Ｘ方向）の剛性は小さい
ため、Ｘ方向の直進運動、及びＺ軸回りの回転運動の変
位は大きくなるが、ミラー２がミラー面内で移動２回転
しても、ミラー２で反射された光束の位置及び角度は変
化しないため、無視することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来のトラッキングミラーアクチュエー
タ装置においては、可動部ｌの一次共振周波数は通常５
０　Ｈｚ前後に設定する必要があるため、例えば支持ば
ね５の材質にステンレスを使用した場合、板厚を２０μ
ｍ前後と大変薄くする必要がある。これは、支持ばね５
が可動部１の回転によりねじれた場合、長手方向（図中
ｙ方向）に若干縮まってしまうのに対し、支持ばね５は
一端をミラー支持体３に、他端を固定部支持体６に固定
されているため、大変縮まりにくい構造となっているた
めである。このため、一般的な片持ち＝７− ことができれば、板厚のバラツキの影響は小さくなり、
−次共振周波数のバラツキを低減することができるが、
第８図、第９図に示す従来装置の構成のままで支持ばね
部材５の板厚を厚くした場合、−次共振周波数を５０Ｈ
ｚ前後にするためには、支持ばね部材５の長手方向（ｙ
方向）の長さを極端に長くするか、あるいは、支持ばね
部材５の巾方向（Ｘ方向）の長さを極端に短くせざるお
えない。

しかしながら、支持ばね部材５の長手方向（ｙ方向）の
長さを極端に長くした場合、装置が大型化してしまうと
いう問題が生じ、また、支持ばね部材５の巾方向（２方
向）の長さを極端に短くした場合、可動部ｌの回転によ
り支持ばね部材５に作用する剪断応力（ｋｇｆ／ａ？）
が過大になり、支持ばね部材の許容応力を越えてしまう
という問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、−次
共振周波数を良好に低減することができ、且つ一次共振
周波数のバラツキをも低減しうるよのねじりばねに比べ
て大変ばね定数が高くなってしまう。

ところで、ステンレス鋼板は、製造上その厚さに対して
±２μｍ程度の誤差が避けられないため、ステンレス鋼
板を支持ばねに使用した場合、支持ばね５の板厚は土工
○％径程度バラツキを持つことになる。

ここで第８図に示す構成のトラッキングミラーアクチュ
エータ装置の場合、支持ばね５のねじりばね定数は板厚
の３乗に比例し、−次共振周波数はばね定数の１／２乗
に比例するため、例えば、板厚が±１０％のバラツキを
持つと、−次共振周波数は±１５％程度のバラツキを持
つことになる。

一般に、トラッキングミラーアクチュエータ装置の制御
系の仕様を考慮すると、可動部１の一次共振周波数は±
１０％の範囲にある必要があり、したがって、上述の従
来装置の構成では一次共振周波数のバラツキが大きくな
りすぎており、制御系の仕様を満足することはできない
。

ところで、支持ばね部材５の板厚を大きくする８− うにしたトラッキングミラーアクチュエータ装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の第１の構成では、ミ
ラーとミラー支持体と駆動部とを有するほぼ左右対称な
可動部と、該可動部の左右両側から可動部の回転中心軸
に沿って延出するように設けられ可動部を回動自在に支
持する一対の支持ばね部材とを備え、上記可動部を上記
駆動部により回動させることによって上記光情報記録媒
体上の光スポットにトラッキング動作を行わせるように
したトラッキングミラーアクチュエータ装置において、
上記支持ばね部材は、上記可動部の回転中心軸を中心に
ねじり変形可能なねじりばね部と、回転中心軸方向に屈
曲可能な屈曲部を有し、上記ねじりばね部の一端は上記
屈曲部により回転中心軸方向に移動可能に支持されると
ともに、上記ねじりばね部の厚み方向を上記ミラーの反
射面内方向に合わせて設けたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の第２の構成で
は、ミラーとミラー支持体と駆動部とを有するほぼ左右
対称な可動部と、該可動部の左右両側から可動部の回転
中心軸に沿って延出するように設けられ可動部を回動自
在に支持する一対の支持ばね部材とを備え、上記可動部
を上記駆動部により回動させることによって上記光情報
記録媒体上の光スポットにトラッキング動作を行わせる
ようにしたトラッキングミラーアクチュエータ装置にお
いて、上記一対の支持ばね部材は、夫々上記可動部の回
転中心軸と同一直線上に中心線を有する薄板状のばね部
材からなり、この可動部左右の一対の支持ばね部材は回
転中心軸を中心に微小角度だけ同方向にねじりを加えら
れた状態で両端を夫々固定されていると共に、上記一対
の支持ばね部材の厚み方向は上記ミラーの反射面内方向
に合わせて設けられていることを特徴とする。

〔作　　用〕

本発明の第１の構成によるトラッキングミラーアクチュ
エータ装置においては、可動部を支持する支持ばね部材
に１回転中心線を中心にねじれる１１− 一夕装置の良好な制御が可能となる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の第１の構成の一実施例を示すトラッキ
ングミラーアクチュエータ装置の斜視構成図、第２図（
、）は同上トラッキングミラーアクチュエータ装置の支
持ばね部材を図中２方向より見た状態を模式的に示す平
面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の■−■線断面図で
ある。

第１図及び第２図において、このトラッキングミラーア
クチュエータ装置の可動部１は、ミラー２とミラー支持
体３と２つの乱動コイル４とから構成されている。この
可動部１の左右両側を夫々支持する２つの支持ばね部材
１５は、夫々一端をミラー支持体３に、他端を基台上○
側の固定部支持体６に固定されている。可動部ｌのミラ
ー支持体３の両側に固定された方形状の乱動コイル４の
中には、基台１０側に固定された磁気回路のコ字型形状
をしたヨーク７の一端側が挿入されており、ねじりばね
部と、回転中心線の方向に曲がる屈曲部とを設けること
により、上記ねじりばね部の一端側は上記屈曲部の作用
により回転中心線方向に移動可能となり、上記支持ばね
部材のねじりばね部の板厚を厚くしても一次共振周波数
を低くでき、板厚のバラツキによる一次共振周波数のバ
ラツキも少なくすることができ、トラッキングミラーア
クチュエータ装置の良好な制御が可能となる。

また、本発明の第２の構成によるトラッキングミラーア
クチュエータ装置においては、可動部左右の一対の支持
ばね部材は回転中心軸を中心に微小角度だけ同方向にね
じりを加えられた状態で両端を可動部と固定部とに夫々
固定されているため、可動部の回転によりねじれが生じ
たときにも、各支持ばね部材の回転中心軸方向の長さが
、一方の支持ばね部材は縮み、他方の支持ばね部材は延
びるように作用するため、支持ばね部材の板厚を厚くし
ても一次共振周波数を低くでき、板厚のバラツキによる
一次共振周波数のバラツキをも少なくすることができ、
トラッキングミラーアクチュエ１２− このヨーク端と、ヨーク７の他端側に固定された磁石８
とによって形成される磁気ギャップ９の中に上記乱動コ
イル４の一辺が位置していることになる。

上記支持ばね部材１５は、可動部１の両側に左右対称に
設けられており、この可動部１両側の支持ばね部材１５
は、夫々同一直線Ｃを中心にねじれるねじりばね部２０
と、直ｖＡＣの方向に屈曲する屈曲部２１とを有する構
造となっている。

ここで、ねじりばね部２０は、直、ｔｌＣ上に中心線を
有する薄板状のばねよりなり、一端を可動部１のミラー
支持部材３に、他端を、支持ばね部材１５の屈曲部２１
側に固定されている。また、屈曲部２１は、直線Ｃに垂
直な面と、直ＩｓＣに平行な面とを有し、直線Ｃの方向
に屈曲可能に形成されており、ねじりばね部２０の一端
を、固定部支持体６に対して直線Ｃの方向に移動可能に
支持している。

尚、可動部１の重心は、直線Ｃの近傍に位置し、この直
線Ｃは可動部１の回転中心となる。

さて、第１図、第２図に示す構成のトラッキングミラー
アクチュエータ装置において、磁気ギャップ９の中の駆
動コイル４に発生するミラー法線方向（図中２方向）の
力の向きが、夫々のコイルで反対となるように各駆動コ
イル４に流れる電流の向きを決定することにより、可動
部１には磁気的に偶力が発生し、可動部１は直線Ｃを中
心に回動される。したがって、可動部上の回動方向をト
ラッキングエラーは号によって制御することにより所定
のトラッキング動作が行われる。

ところで、この１〜ラッキング動作時に、支持ばね部材
工５のねじりばね部２０にはねじり変形が生じ、ねじり
ばね部２０は長手方向（図中ｙ方向）に若干縮まるが、
ねじりばね部２０は、上述したように、屈曲部２１によ
り一端側が直線Ｃ（回転中心軸）方向に移動可能に支持
されているため、このときのばね定数は、一般的な片持
ちのねじりばねとほぼ同等となる。このため、支持ばね
部材１５のねじりばね部２０の板厚は、従来の両端固定
の時に比べて十分厚くすることができ、板厚の１５− ばね部材１５の屈曲部２１はｙ方向の剛性が小さくなっ
ているため、可動部１にはｙ方向の直進運動及びＺ軸回
りの回転運動が発生しやすいが、何れもミラー２の反射
面内の運動であるので、ミラー２で反射された光束の装
置及び角度への影響はない。

次に、第５図は本発明の第２の構成の一実施例を示すト
ラッキングミラーアクチュエータ装置の斜視構成図であ
る。

第５図において、このトラッキングミラーアクチュエー
タ装置の可動部１は、ミラー２とミラー支持体３と２つ
の駆動コイル４とから構成されており、この可動部上の
構造は第１図乃至第４図で説明した第１の構成のものと
同一である。

上記可動部ｌの左右両側を夫々支持する２つの支持ばね
部材２５は、夫々の中心線が同一直線Ｃ上にある薄板よ
りなり、直線Ｃを中心に微小角ねじれた形で、一端側を
可動部１のミラー支持体３に、他端側を基台１０側の固
定部支持体６に固定されている。ここで、第６図は上記
支持ばね部材バラツキによる一次共振周波数のバラツキ
は十分小さくなる。

次に、第３図及び第４図に本発明の第１の構成のトラッ
キングミラーアクチュエータ装置の第２の実施例を示す
。ここで、第３図はトラッキングミラーアクチュエータ
装置の斜視構成図、第４図（ａ）は同上１−ラッキング
ミラーアクチュエータ装置の支持ばね部材を図中２方向
より見た状態を模式的に示す平面視図、第４図（ｂ）は
第４図（ａ）のｍＶ−ＩＶ線断線断面同図る。

第３図、第４図において、この実施例におけるトラッキ
ングミラーアクチュエータ装置の構造は第１の実施例と
略同−であるが、本実施例では、支持ばね部材工５とし
てＬ字状の薄板を用い、ねじりばね部２０と屈曲部２１
とを単一の板ばねにより形成した例である。このように
ねじりばね部２０と屈曲部２１とを単一の板ばねにより
形成した場合には、部品点数の削減、組立作業の簡単化
が図れる。

尚、上述の第Ｉ、第２の実施例において、支持＝１６− ２５の固定前の状態を示す図、第７図は上記支持ばね部
材２５の固定後の状態を夫々模式的に示す図であり、可
動部１両側の夫々の支持ばね部材２５は同一方向にねじ
れた状態で固定されている。

尚、可動部１の重心は直ｇＡＣの近傍に位置し、この直
線Ｃが可動部上の回転中心となる。

さて、第５図に示す構成のトラッキングミラーアクチュ
エータ装置において、磁気ギャップ９の中の駆動コイル
４に発生するミラー法線方向（図中２方向）の力の向き
が、夫々のコイルで反対となるように駆動コイル４に流
す電流の向きを決定することにより、可動部上には磁気
的に偶力が発生し、可動部１は直線Ｃを中心に回動され
る。したがって、トラッキングエラー信号に応じて駆動
コイル４に流す電流の向き大きさを制御し、可動部１の
回動を制御することにより所定のトラッキング動作が行
われる。

ところで、このトラッキング動作時には、支持ばね部材
２５には可動部１の回動に応じてねじれが生じ、一方の
支持ばね部材２５は予め与えられているねじれが増す方
向にねじれ、他方側の支持ばね部材２５は予め与えられ
ているねじれが減る方向にねじれる。このため、一方の
支持ばね部材２５は長手方向（図中ｙ方向）に若干縮ま
り、他方の支持ばね部材２５は長手方向（ｙ方向）に若
干延びた状ａｈなる。このため、支持ばね部材２５のば
ね定数は、夫々の支持ばね部材２５の一端が移動可能な
状態のときと同等となる。したがって、支持ばね部材２
５の板厚は従来装置に比べて十分厚くすることが可能と
なり、板厚のバラツキによる一次共振周波数のバラツキ
を十分小さくすることが可能となる。

ところで、以上のような構成で問題となるのは、支持ば
ね部材２５は予めねじられた状態から、さらにトラッキ
ングに必要な角度だけねじられた状態となるため、支持
ばね部材２５に働く剪断応力（ｋｇｆ／ａｆ）が大きく
なるということである。

そこで、支持ばね部材２５の剪断応力（ｋｇｆ／ｄ）が
許容応力を越える危険がある場合は、支持ばね部材２５
は平坦な薄板にねじりを加えた状態１９− ばね部の一端を上記回転中心軸方向に移動可能に支持す
る屈曲部とで構成したので、上記ねじりばね部の板厚を
厚くしても一次共振周波数を十分低くすることができ、
且つ、板厚のバラツキによる一次共振周波数のバラツキ
をも小さくすることができる。

また、上記第１の構成のトラッキングミラーアクチュエ
ータ装置において、支持ばね部材のねじりばね部と屈曲
部を単一の板ばねにより形成した場合には、部品点数の
削減及び組立て作業の簡単化が図れる。

次に、本発明による第２の構成のトラッキングミラーア
クチュエータ装置においては、可動部の両側部を支持す
る支持ばね部材を、可動部の回転中心軸を中心に夫々同
方向に微小角ねじりを加えた状態で固定したため、支持
ばね部材のばね定数は、支持ばね部材の一端が回転中心
軸方向に移動可能な場合と同等となり、支持ばね部材の
板厚を厚くしても一次共振周波数を十分低くすることが
でき、且つ、板厚のバラツキによる一次共振周波で固定
するのではなく、予め、微小量ねじれた状態に形成して
おけばよい。すなわち、ねじり力が働かない状態におい
て、微小量のねじれを持つ薄板を製作し、支持ばね部材
２５として使用すればよく、この場合には、トラッキン
グ動作により支持ばね部材２５に働く剪断応力は第８図
に示した従来装置の支持ばね部材の場合とほぼ等しくな
る。

尚、以上の実施例において、支持ばね部材２５に与えら
れるねじれ角は、トラッキングに必要な回転角以上であ
れば本発明の効果は得られ、この角度は大変微小な角度
である。したがって、本実施例の場合も、支持ばね部材
２５のＺ方向及びｙ方向の剛性は従来装置の場合と同等
と考えられ、２方向及びｙ方向への無用の振動が防止で
きる。

〔発明の効果〕

以上、実施例に基づいて説明したように、本発明による
第１の構成のトラッキングミラーアクチュエータ装置に
おいては、可動部の両側部を支持する一対の支持ばね部
材を、可動部の回転中心軸を中心にねじれ変形するねじ
りばね部と、ねじり２０− 数のバラツキをも小さくすることができる。

また、第２の構成のトラッキングミラーアクチュエータ
装置において、可動部の両側部を支持する支持ばね部材
として、可動部の回転中心軸を中心に夫々同方向に微小
角ねじれた状態に予め整形された薄板を用いた場合には
、ばね定数は、支持ばね部材の一端が回転中心軸方向に
移動可能な場合と同等となり、支持ばね部材の板厚を厚
くしても一次共振周波数を十分低くすることができ、且
つ、支持ばねに働く剪断応力を増加させることなく板厚
のバラツキによる一次共振周波数のバラツキを小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の構成の一実施例を示すトラッキ
ングミラーアクチュエータ装置の斜視構成図、第２図（
ａ）は同上トラッキングミラーアクチュエータ装置の支
持ばね部材を図中２方向より見た状態を模式的に示す平
面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の■−■線断面図、
第３図は本発明の第１の構成の別の実施例を示すトラッ
キングミラーアクチュエータ装置の斜視構成図、第４図
（ａ）は同上トラッキングミラーアクチュエータ装置の
支持ばね部材を図中Ｚ方向より見た状態を模式的に示す
平面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断
面図、第５図本発明の第２の構成の一実施例を示すＩ−
ラッキングミラーアクチュエータ装置の斜視構成図、第
６図は同上トラッキングミラーアクチュエータ装置の支
持ばね部材の固定前の状態を示す説明図であって、同図
（ａ）は支持ばね部材を第５図ｙ方向から見たときの図
、同図（ｂ）は支持ばね部材を第５図Ｘ方向から見たと
きの図、第７図は第５図に示す１〜ラツキングミラーア
クチユエータ装置の支持ばね部材の固定後の状態を示す
説明図であって、同図（ａ）は支持ばね部材を第５図ｙ
方向から見たときの図、同図（ｂ）は支持ばね部材を第
５図Ｘ方向から見たときの図、第８図は従来技術の一例
を示すトラッキングミラーアクチュエータ装置の斜視構
成図、第９図（ａ）は同上従来のトラッキングミラーア
クチュエータ装置の支持ばね部材を図中Ｘ方向より２３
− 見た状態を模式的に示す平面図、第９図（ｂ）は第９図
（、）のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 ■・・・・可動部、２・・・・ミラー、３・・・・ミラ
ー支持体、４・・・・駆動コイル、１５．２５・・・・
支持ばね部材、６・・・・固定部支持体、７・・・・ヨ
ーク、８・・・・・磁石、９・・・・磁気ギャップ、１
０・・・・基台、２０・・・・ねじりばね部、２１・・
・・屈曲部、Ｃ・・・・回転中心線。 ２４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光情報記録媒体上に微小な光スポットを形成して情
   報の記録・再生を行う光情報記録再生装置において上記
   光スポットのトラッキング動作を行うために用いられる
   トラッキングミラーアクチュエータ装置であって、ミラ
   ーとミラー支持体と駆動部とを有するほぼ左右対称な可
   動部と、該可動部の左右両側から可動部の回転中心軸に
   沿って延出するように設けられ可動部を回動自在に支持
   する一対の支持ばね部材とを備え、上記可動部を上記駆
   動部により回動させることによって上記光情報記録媒体
   上の光スポットにトラッキング動作を行わせるようにし
   たトラッキングミラーアクチュエータ装置において、上
   記支持バネ部材は、上記可動部の回転中心軸を中心にね
   じり変形可能なねじりばね部と、回転中心軸方向に屈曲
   可能な屈曲部を有し、上記ねじりばね部の一端は上記屈
   曲部により回転中心軸方向に移動可能に支持されるとと
   もに、上記ねじりばね部の厚み方向を上記ミラーの反射
   面内方向に合わせて設けたことを特徴とするトラッキン
   グミラーアクチュエータ装置。 ２、光情報記録媒体上に微小な光スポットを形成して情
   報の記録・再生を行う光情報記録再生装置において上記
   光スポットのトラッキング動作を行うために用いられる
   トラッキングミラーアクチュエータ装置であって、ミラ
   ーとミラー支持体と駆動部とを有するほぼ左右対称な可
   動部と、該可動部の左右両側から可動部の回転中心軸に
   沿って延出するように設けられ可動部を回動自在に支持
   する一対の支持ばね部材とを備え、上記可動部を上記駆
   動部により回動させることによって上記光情報記録媒体
   上の光スポットにトラッキング動作を行わせるようにし
   たトラッキングミラーアクチュエータ装置において、上
   記一対の支持ばね部材は、夫々上記可動部の回転中心軸
   と同一直線上に中心線を有する薄板状のばね部材からな
   り、この可動部左右の一対の支持ばね部材は回転中心軸
   を中心に微小角度だけ同方向にねじりを加えられた状態
   で両端を夫々固定されていると共に、上記一対の支持ば
   ね部材の厚み方向は上記ミラーの反射面内方向に合わせ
   て設けられていることを特徴とするトラッキングミラー
   アクチュエータ装置。