JP2601809B2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、対物レンズ駆動装置に関し、特にレンズ
を含む可動体の支持方式に関する。

（従来の技術） レーザ光を用いる光学的再生装置では、レーザ光をレ
ンズなどにより記録媒体に集光して信号検出を行なう。
正しく信号を検出するには、記録媒体の凹凸や振動に応
じて光スポットの焦点を情報記録媒体上に結ぶためのフ
ォーシング制御と、光スポットを信号トラックに追従さ
せるトラッキング制御が必要である。

これらの制御を行うためには、それぞれの誤差を検出
する誤差検出装置と誤差を打消すように光学系を動かす
アクチュエータが必要である。

従来、以下に示すような対物レンズ駆動装置が知られ
ている。

まず、第５図から第７図に示すような、可動体の慣性
主軸回りの回転と慣性主軸方向の平行移動により対物レ
ンズをフォーカス方向とトラッキング方向の直角２方向
の移動を実現するものがある。即ち、磁性材で形成され
たベース101の上面中央部に軸102を植設するとともに上
記軸102と嵌合して、滑り軸受機構を構成する軸受筒103
を介して有底筒状に形成された保持筒104を軸方向に滑
り自在で、かつ軸回りに回転自在に装着している。そし
て、保持筒104のいわゆる底壁104aで対物レンズ105を支
持させるとともに保持筒104の筒部104bをコイルボビン
として利用し、上記筒部104bの外周に軸方向の位置を制
御するためのフォーカシングコイル106と軸回り方向の
位置を制御するためのトラッキングコイル107とを固定
している。

また、ベース101の上面で保持筒104の底壁104aの内面
と対向する位置に筒部104b内に非接触に嵌入する関係に
２本の内側ヨーク108a,108bを軸102を中心にして対称的
に突設し、さらに、筒部104bの外側に上記内側ヨーク10
8a,108bの外面と対向する関係にそれぞれ外側ヨーク109
a,109bを配置し、これら外側ヨーク109a,109bとベース1
01の上面との間に軸方向に着磁された永久磁石110を介
在させている。また、ベース101の上面で、かつ保持筒1
04の底壁104aの内面と対向する位置に小軸111を立設、
この小軸111と軸受筒103との間に例えばゴムなどで形成
されたトラッキング方向の中立位置設置用ダンパ部材11
2を介在させている。なお、第６図中113は、ベース101
に設けられ、対物レンズ105への光及び対物レンズ105か
らの光を導く、透過孔を示している。

このように構成された対物レンズ駆動装置は、フォー
カシングコイル106への通電制御に併う電磁力で保持筒1
04の位置を第５図中Ｙ軸方向に変化させ、これによって
フォーカシング制御を行うとともに、トラッキングコイ
ル107への通電制御に併う電磁力で保持筒104の位置を第
５図中Ｘ方向に回転移動させ、これによってトラッキン
キグ制御を行うようにしている。そして、これらの通電
制御は図示しないサーボ系で行わせるようにしている。

また、第８図に示すように、対物レンズを保持する可
動体を直接フォーカス方向とトラッキング方向の直角２
方向へ移動させる対物レンズ駆動装置も知られている。
即ち、磁性材で形成されたベース211の端部には金属棒
固定板212が上方に向けて突設されている。そして金属
棒固定板212にはベース211と直交する平面内で互いに平
行な金属棒213a,213b,213c,213dの一端が固定されてい
る。金属棒213a,213b,213c,213dの他端に対物レンズ214
を保持する可動体215が固着されている。さらに、可動
体215にはフォーカス用コイル216及びトラッキング用コ
イル217a,217bが固定されている。

一方前記ベース211には、前記フォーカス用コイル216
の内側に一定の隙間が設けられる状態で挿入されるよう
に内側ヨーク218a,218bが突出している。そして、前記
内側ヨーク218a,218bの外側には前記フォーカス用コイ
ル216及びトラッキング用コイル217a,217bを挟み、内側
ヨーク218a,218bと対向する位置に外側ヨーク219a,219b
が突設されている。前記外側ヨーク219a,219bの前記内
側ヨーク218a,218bと対向する面には磁石220a,220bが固
着されている。

このように構成された対物レンズ駆動装置は、フォー
カシングコイル216への通電制御に併う電磁力で可動体2
15を第８図中Ｙ方向に移動させ、これによってフォーカ
シング制御を行ない、またトラッキングコイル217a,217
bへの通電制御に併う電磁力で可動体215を第５図中Ｘ軸
方向に移動させこれによってトラッキング制御を行なっ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のように構成された従来の対物レ
ンズ駆動装置にあっては次のような問題点があった。

即ち、第５図から第７図に示される対物レンズ駆動装
置にあっては、ダンパ部材112により保持筒104の中立位
置を決めると同時にトラッキング方向の復元力を得てお
り、前記ダンパ部材112の内部減衰により主共振におけ
るＱ値を低く押える作用を得ているが、一般的に減衰率
の大きい材質はクリープしやすいため、中立位置が時間
と共に変化するという問題があった。即ち、制御特性を
向上させる為に減衰率の大きな材料を使用すると中立位
置が変化し所定の駆動範囲が取れなくなり、一方、中立
位置が変化しないような材料を選択するとＱ値が大きく
なり制御特性が悪化するといった問題があった。

また第８図に示す対物レンズ駆動装置にあっては、図
中Ｘ軸に示すトラッキング方向に対物レンズを移動させ
る場合、トラッキングコイルが発生する力の作用点を可
動体の重心と一致させることにより可動体を平行に移動
させている。このため、中立位置からフォーカシング方
向に可動体がシフトした状態では、トラッキングコイル
が発生する力の作用点は可動体の重心からずれ、図中Ｚ
軸に示す軸回りの回転変位することになっていた。その
結果、対物レンズが傾き、ジッタの増加を招いていた。

４本の金属棒の代わりに、第９図及び第10図に示すよ
うな平行板バネの組合せや、第11図及び第12図に示す平
行板バネと回転軸受により支持する場合は、Ｚ軸回りの
回転変位に対する拘束力が強いが、やはり中立位置から
フォーカシング方向に可動体がシフトした状態では、基
本的にＺ軸回りに可動体を回転させようとする力が作用
することには変りがないため、低周波領域における傾き
量は小さくなるものの1KHz付近の周波数領域で傾き振動
を励起し、結果として制御動作を不安定なものとしてい
た。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、Ｑ値を小さく押えながら中立
位置が変化しない構造を実現すると共に、フォーカス方
向あるいはトラッキング方向にシフトした状態において
も力のバランスが崩れレンズの傾きを引起すことをなく
し、もって制御動作開始時におけるサーボ引き込み動作
の容易化と、安定した制御特性が得られて、構成が簡単
な対物レンズ駆動装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の対物レンズ駆動装置では、複数のコイルと少
なくとも１つの対物レンズを含む光学系とを備えた可動
体の前記複数のコイルに電気信号を供給して、前記対物
レンズを光学記録媒体の半径方向及び垂直方向の２方向
に駆動させ、前記光学記録媒体の半径方向への前記対物
レンズの移動を、前記対物レンズを固着する可動体の慣
性主軸回りの回転により実現する対物レンズ駆動装置に
おいて、一端が前記可動体と固定され、前記慣性主軸と
同軸の中心軸回りの回転に対する復元力を得るためのヒ
ンジを有し、弾性体で構成されたヒンジ部材と、一端が
このヒンジ部材の他端に固定され、垂直方向に対する前
記可動体の支持及び復元力を有する平行板ばねと、この
平行板ばねの他端を固定する部材とを備え、前記ヒンジ
を、前記平行板ばねの両固定端の内側に配置するととも
に、前記ヒンジの回転中心軸と前記平行板ばねの一端
を、近接して配置したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の対物レンズ駆動装置によれば、ヒンジを板ば
ねの両固定端の内側に配置したことにより、小型及び可
動体を軽量化できる。さらに、平行板ばねの一端とヒン
ジの回転中心軸を近接して配置することにより、上記し
たようにヒンジを板ばねの両固定端の内側に配置するこ
とと相まって、対物レンズを含む可動体の半径方向（ト
ラッキング方向）及び垂直方向（フォーカス方向）の個
々の動作に対してローリングが発生せず、これにより制
御特性が向上する。

（実施例） 以下本発明は図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置の正
面図、第２図は第１図においてＣ−Ｃ線に沿っての断面
図、第３図は分解斜視図、第４図は全体を示す斜視図で
ある。

これらの図において、11は磁性材で形成されたヨーク
である。可動体12の一端部121には対物レンズ13が固着
されている。この対物レンズ13の光軸方向と平行な回転
中心軸を有するヒンジ14を含むヒンジ部材140は、弾性
材、例えば合成樹脂で構成される。このヒンジ部材140
の一端部15は、圧入または接着等の固定手段により可動
体12の他端部122に固定され、前記可動体12の慣性主軸
は、前記ヒンジ14の回転中心軸と同軸に配置されてい
る。またヒンジ部材140の他端部16は、平行な２枚の板
ばね17a,17bの一端部171a,171bと接続されている。平行
板ばね17a,17bの他端部172a,172bは、固定部材18により
ヨーク11に植設されたピン11a,11bに嵌入、固定されて
いる。

つまり、ヒンジ部材140を平行板ばね17a、17bの両固
定端171a,171b及び172a,172bの内側に配置し、また平行
板ばねの一端とヒンジの回転中心軸（第１図の141）
を、近接して配置する。

そして、上記のように、可動体12の慣性主軸とヒンジ
14の回転中心軸とを同軸とし、かつ、ヒンジ14の回転中
心軸141と平行板ばね17a,17bの一端部171a,171bとを近
接して配置することにより、例えば、本発明の対物レン
ズ駆動装置を組み込んだ光学的再生装置における、対物
レンズを含む光学系の高速アクセスに伴う振動、及びフ
ォーカス方向の移動に対しても、高安定な特性を示し、
追従制御の範囲を大幅に拡大できる。

さらに、可動体12には可動体12の慣性中心に対して互
いに対称な位置にフォーカシング用コイル19a、19b及び
トラッキング用コイル20a、20bが固定されている。ヨー
ク11には、フォーカス用コイル19a、19bの内側に一定の
間隔が設けられる状態で挿入されるように、内側ヨーク
21a、21bが突出している。そして、内側ヨーク21a、21b
の外側にはフォーカシング用コイル19a、19b及びトラッ
キング用コイル20a、20bを挟み、内側ヨーク21a、21bと
対向する位置に外側ヨーク22a、22bが突設されている。
外側ヨーク22a、22bの内側ヨーク21a、21bと対向する面
には、マグネット23a、23bが固着されている。

なお、トラッキング用コイル20a、20b及びフォーカシ
ング用コイル19a、19bの外部接続は、フレキシブルシー
ト24a、24bにて行なっている。

本発明の実施例の対物レンズ駆動装置では、記録媒体
の半径方向に対する対物レンズの移動は、ヒンジの回転
中心軸（第１図の141）を回転中心として行ない、垂直
方向の支持及び復元には板ばねを用いている。なお、ヒ
ンジを板ばねにして構成しても良い。また、慣性主軸回
りの回転に対する復元力を有するヒンジと平行板バネを
射出成型にて一体成型してもよく、それにより組立工程
の低減および低廉化が可能となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、下記の利点がある。

ヒンジを板ばねの両固定端の内側に配置したことによ
り、小型及び可動体を軽量化できる。さらに、平行板ば
ねの一端とヒンジの回転中心軸を近接して配置すること
により、上記したようにヒンジを板ばねの両固定端の内
側に配置することと相まって、対物レンズを含む可動体
の半径方向（トラッキング方向）及び垂直方向（フォー
カス方向）の個々の動作に対してローリングが発生せ
ず、これにより制御特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対物レンズ駆動装置の正面図、第２図
は本発明の対物レンズ駆動装置の断面図、第３図は本発
明の対物レンズ駆動装置の分解斜視図、第４図は本発明
の対物レンズ駆動装置の斜視図、第５図乃至第７図は従
来例の対物レンズ駆動装置を示す図、第８図は他の従来
例の対物レンズ駆動装置を示す図、第９図及び第10図は
他の従来例の対物レンズ駆動装置を示す図、第11図及び
第12図は他の従来例の対物レンズ駆動装置を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉井 光一 川崎市幸区堀川町72番地 株式会社東芝 堀川町工場内 (72)発明者 松尾 博司 川崎市幸区堀川町72番地 株式会社東芝 堀川町工場内 (72)発明者 奥村 明彦 川崎市幸区堀川町72番地 東芝電子デバ イスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 高桑 生一 川崎市幸区堀川町72番地 東芝電子デバ イスエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−40627（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のコイルと少なくとも１つの対物レン
   ズを含む光学系とを備えた可動体の前記複数のコイルに
   電気信号を供給して、前記対物レンズを光学記録媒体の
   半径方向及び垂直方向の２方向に駆動させ、前記光学記
   録媒体の半径方向への前記対物レンズの移動を、前記対
   物レンズを固着する可動体の慣性主軸回りの回転により
   実現する対物レンズ駆動装置において、 一端が前記可動体と固定され、前記慣性主軸と同軸の回
   転中心軸回りの回転に対する復元力を得るためのヒンジ
   を有し、弾性体で構成されたヒンジ部材と、 一端がこのヒンジ部材の他端に固定され、垂直方向に対
   する前記可動体の支持及び復元力を有する平行板ばね
   と、 この平行板ばねの他端を固定する部材とを備え、 前記ヒンジを、前記平行板ばねの両固定端の内側に配置
   するとともに、前記ヒンジの回転中心軸と前記平行板ば
   ねの一端を、近接して配置したことを特徴とする対物レ
   ンズ駆動装置。