JP2770304B2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば光源から出射される光ビームを光デ
ィスクの信号記録面に集束せしめる対物レンズをフォー
カス方向及びトラッキング方向あるいこれら方向の何れ
か一方に駆動変位させる対物レンズ駆動装置に関する。

［発明の概要］ 本発明は対物レンズをフォーカス方向、トラッキング
方向に駆動変位させる対物レンズ駆動装置であって、対
物レンズが取付けられるボビン等から成る可動体を駆動
手段のヨーク等から成るフレームに第１、第２の支持部
材を介し支持し、この第１、第２の支持部材は一対のヒ
ンジ部とその間を連結する第１、第２の平行リンクを有
することにより対物レンズは可動体を介して支持部材の
第１、第２の平行リンクにより光軸と平行する方向に移
動され、また可動体とフレームと第１、第２の支持部材
により構成される第１、第２の支持部材の一対のヒンジ
部において可撓される第３の平行リンクにより光軸と直
交する方向に移動自在となされることにより可動体の形
状の制約をなくし、また装置の薄型化を可能としたもの
である。

［従来の技術］ 従来の対物レンズ駆動装置としては対物レンズが取付
けられる可動体をベース基板に対してヒンジと平行リン
クとを有する単体の支持アームにより支持するように構
成したもの（特開昭62−40627号公報参照）、第７図に
示す如く対物レンズ（１）を支持すると共にフォーカス
制御用駆動コイル（２）及びトラッキング制御用駆動コ
イル（３）を取付けたボビン（４）をヨークとしての基
台（５）上に対設したマグネット（６），（６）間に配
して基台（５）上に植設された取付板（７）の前面左右
部位の上下に平行に片持ち状に横架したバネ性を有する
金属製の支持棒（８）で片持ち状に支持して構成したも
のが知られている。

そして、この構成のものはボビン（４）がフォーカス
制御用駆動コイル（２）あるいはトラッキング制御用駆
動コイル（３）に駆動電流を供給することにより支持棒
（８）の弾性変位によって移動され、このボビン（４）
に支持された対物レンズ（１）がフォーカス方向及びト
ラッキング方向に移動される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術で述べたもののうち前者においては、支持
アームのヒンジが可動体の回転中心に位置するので、こ
れが可動体の形状の制約となり、例えば一体駆動を行う
場合の光学系配置の自由度を狭ばめることになって薄型
化を困難にしている。

また後者においては、片持バネ支持方式であるため、
薄型化すると上下のバネ状支持棒間の間隔が狭ばまり、
対物レンズの光軸倒れが出やすく、一体駆動の場合は信
号線の引出し方法が別途に必要であって構成が複雑にな
り、しかも４本のバネ状支持棒ではフォーカス方向及び
トラッキング方向の振動特性を独立には設定できず、こ
のため動作の円滑性に欠ける不具合がある。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは対物
レンズを支持する可動体の形状の自由度が大きく、薄型
化を可能とし、またフォーカス方向及びトラッキング方
向の振動特性を独立して設定できてその設定範囲を広げ
ることができるようにした対物レンズ駆動装置を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明における対物
レンズ駆動装置は、対物レンズを支持する可動体と、対
物レンズを、その光軸と平行な方向及び光軸と直交する
方向に駆動するための駆動手段と、可動体を基台に対し
て支持する、各々弾性を保有する合成樹脂により一体に
形成された第１と第２の支持部材とを備え、第１、第２
の支持部材は、各々両端が連結された互いに平行な一対
のアーム部の両端側に前記対物レンズの光軸に平行な方
向に撓む可撓部が設けられ、この可撓部の内方寄りに前
記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に撓む一対のヒ
ンジ部を有する第１、第２の平行リンクを有し、第１、
第２の支持部材は、対物レンズの光軸中心を通り、対物
レンズの光軸に対して平行で、且つ、対物レンズが移動
する光軸と直交する方向に垂直な面に対して対称的に配
して構成したものである。

そして、第１、第２の支持部材の第１、第２の平行リ
ンクより対物レンズを可動体を介して光軸と平行する方
向に移動自在になし、また可動体とフレームと第１、第
２の支持部材により構成される第３の平行リンクにより
対物レンズを光軸と直交する方向に移動自在となしたも
のである。

［作用］ このように構成される本発明の対物レンズ駆動装置に
おいて、対物レンズを支持する可動体をフレームに対し
て支持する第１、第２の支持部材は対物レンズが駆動手
段によりその光軸と平行する方向、即ちフォーカス方向
に駆動される場合は第１、第２の平行リンクの変形揺動
により可動体が対物レンズのフォーカス方向に移動さ
れ、また対物レンズがその光軸と直交する方向、即ちト
ラッキング方向に駆動される場合は第１、第２の支持部
材は夫々の一対のヒンジ部において屈曲可撓し、可動体
は第３の平行リンクの一辺として揺動、即ちトラッキン
グ方向に移動される。

このように対物レンズのフォーカス方向とトラッキン
グ方向の駆動において第１、第２の支持部材は可動部位
が異なり、夫々の可動部位を対物レンズの駆動に最適の
振動特性に設定できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明するに、
この実施例は本発明を光学ピックアップ装置に適用した
ものである。

先ず、本発明の実施例の説明に先立って先行例を説明
する。この先行例の対物レンズ駆動装置は対物レンズ
（11）を支持した可動体としてのボビン（12）をフレー
ムとしてのヨーク（13）に第１、第２の支持部材として
のアーム部材（14），（15）を介して対物レンズ（11）
の光軸に平行する方向、即ちフォーカス方向及び光軸に
直交する方向、即ちトラッキング方向に移動可能に支持
して成るものである。

この構成におけるボビン（12）は耐熱性を有し、剛性
の高いABS樹脂等の合成樹脂により形成されて中央部に
は対物レンズ（11）が光軸を上下方向にして嵌合支持さ
れ、外周には光軸と直交する方向にフォーカス制御用駆
動コイル（16）が巻回され、このコイル（16）上に前後
面側の両側部に位置して略四角形に巻回されたトラッキ
ング制御用駆動コイル（17）が接合等により取付けられ
ている。

また、ヨーク（13）はボビン（12）を所要間隔を置い
て囲繞する大きさの四辺形状の枠体として形成され、こ
の前後辺部（13a），（13b）の内面側にはボビン（12）
のフォーカス制御用駆動コイル（16）及びトラッキング
制御用駆動コイル（17）に所定の間隔をもって対向して
マグネット（18），（18）が固着されており、これらマ
グネット（18），（18）とヨーク（13）により磁路をオ
ープンとした磁気回路が構成されてなる。なお、ヨーク
（13）の後辺部（13b）の内面側には突部（13b₁）が形
成されてこの突部（13b₁）の内端面にマグネット（18）
が固定されてコイル（16），（17）との間に所定の間隔
を得るように成されている。

また、フレームとしてのヨーク（13）に対してボビン
（12）を支持するアーム部材（14）及び（15）は一対の
ヒンジ部（14a），（14b）及び（15a），（15b）と平行
リンク（14c），（14d）及び（15c），（15d）とを有
し、弾性を保有する合成樹脂により形成されている。

このアーム部材（14）と（15）は対称的に形成される
もので、以下一方のアーム部材（14）について第２図を
参照して詳細に説明する。即ちアーム部材（14）の前後
端部側には一対のヒンジ部（14a）及び（14b）が両側面
からの切込凹部（14a₁），（14a₂）及び（14b₁），（14
b₂）を形成することにより形成されてアーム部材（14）
は一対のヒンジ部（14a），（14b）において第２図Ｂの
二点鎖線で示すように屈曲揺動され、また平行リンク
（14c）及び（14d）がヒンジ部（14a），（14b）との間
に位置しその屈曲方向と直交する方向に形成されてこの
平行リンク（14c）及び（14d）の前後両端部には切込状
に可撓部（14c₁），（14c₂）及び（14d₁），（14d₂）を
形成して第２図Ｃに二点鎖線で示すように平行揺動が円
滑に行われるように成されている。

そして、このアーム部材（14），（15）は、対物レン
ズ（11）を支持したボビン（12）とヨーク（13）との間
に、対物レンズ（11）の光軸中心を通り、対物レンズ
（11）の光軸に対して平行で、且つ、対物レンズ（11）
が移動する光軸と直交する方向に垂直な面に対して対称
的に配してボビン（12）をヨーク（13）対して支持して
いる。即ち、このアーム部材（14），（15）はヨーク
（13）内に突部（13b₁）を挟んで配し、その後端面をヨ
ーク後辺部（13b）の内面側に平行リンク（14c）と（14
d）及び（15c）と（15d）が上下、即ち対物レンズ（1
1）の光軸方向に対応する状態で固定し、前端面をボビ
ン（12）の後面側の両側部に固着することによりボビン
（12）をヨーク（13）に対して支持している。

また、ボビン（12）の両側部には所要数の配線パター
ンが形成された帯状のフレキシブルプリント基板（1
9），（20）が給電引出し線として接続され、90度ねじ
りを与えた状態でヨーク（13）の後辺部（13b）の上縁
側に固定して外方に導出されている。

以上のように構成される先行例の対物レンズ駆動装置
は、ボビン（12）に巻回されたフォーカス制御用駆動コ
イル（16）に給電引出し線としてのフレキシブルプリン
ト基板（19），（20）を通して駆動電流が供給される
と、磁気回路のマグネット（18），（18）からの磁束と
相俟ってボビン（12）を上方又は下方、即ち、ボビン
（12）に取付けられた対物レンズ（11）の光軸と平行す
る方向（フォーカス方向）に可動させる駆動力が発生す
る。

そして、前述した如くこのボビン（12）をヨーク（1
3）に対して支持するアーム部材（14）及び（15）は上
下の平行リンク（14c），（14d）及び（15c），（15d）
がその前後両端部の可撓部において上方又は下方に平行
に屈曲して揺動することによってボビン（12）は上方又
は下方に平行に変位され、これに伴って対物レンズ（1
1）がフォーカス方向に可動される。この際、フレキシ
ブルプリント基板（19），（20）は水平面部においてね
じり部の伸縮弾性作用に伴って撓み動作するのでボビン
（12）の変位動作は何等支障なく行われる。

また、トラッキング制御用駆動コイル（17）にフレキ
シブルプリント基板（19），（20）を通して駆動電流が
供給されると、マグネット（18），（18）からの磁束と
相俟ってボビン（12）を横方向、即ち、対物レンズ（1
1）の光軸と直交する方向（トラッキング方向）に可動
させる駆動力が発生する。

そして、ボビン（12）をヨーク（13）に対して支持す
るアーム部材（14）及び（15）が前後のヒンジ部（14
a），（14b）及び（15a），（15b）において左方向又は
右方向に屈曲して揺動することによってボビン（12）は
横方向、即ち左方向又は右方向に変位される。このボビ
ン（12）の横方向変位はボビン（12）とヨーク（13）と
を左右方向に揺動するアーム部材（14），（15）により
連結することによって全体として平行リンク即ち、第３
の平行リンクが構成されるため、水平状態で行われ、こ
れに伴って対物レンズ（11）がトラッキング方向に可動
される。この際、フレキシブルプリント基板（19），
（20）は垂直部においてねじり部の伸縮弾性作用に伴っ
て撓み動作するのでボビン（12）の変位動作は何等支障
なく行われる。

次に第３図を参照して他の先行例を説明するに、先行
例は対物レンズ（11）と光学ピックアップユニット（2
1）を一体的に組込んだ一体型光学ピックアップ装置で
ある。

先行例におけるボビン（22）は耐熱性を有し、剛性の
高いABS樹脂等の合成樹脂により匣体状に形成されてそ
の上面側に対物レンズ（11）が光軸を上下方向にして嵌
合保持され、内部には光源としての半導体レーザ、この
半導体レーザからの光ビームを対物レンズに導くビーム
スプリッタ及び反射ミラー、光ディスクから反射された
戻りビームをビームスプリッタを通して検出するフォト
ディテクタ等の光検出器等から成る光学ピックアップユ
ニット（21）が内蔵されている。

また、先行例のヨーク（23）は略コ字状に形成された
前半側ヨーク部（23a）と後半側ヨーク部（23b）とを、
その両端部において角度調整可能に連結して四辺形状の
枠体として形成されるもので、この前後半側ヨーク部
（23a），（23b）の夫々の内側に内側ヨーク部（23
a₁），（23b₁）を突設してある。

このヨーク（23）の前後の内面側、即ち前後半側ヨー
ク部（23a），（23b）の内面に、ボビン（22）に巻回固
定されたフォーカス制御用駆動コイル（16）及びトラッ
キング制御用駆動コイル（17）に対向されるマグネット
（18），（18）が固着されて、これらマグネット（1
8），（18）とヨーク（23）により磁気回路が構成され
る。

そして、このヨーク（23）にボビン（22）を両駆動コ
イル（16）及び（17）が内側ヨーク（23a₁），（23b₁）
とマグネット（18），（18）との間に位置するように配
してアーム部材（14）及び（15）により支持する。この
アーム部材（14）及び（15）は前述した実施例と同様に
ヒンジ部と平行リンクとを有し、その後端側においてヨ
ーク（23）の後端側、即ち後半側ヨーク部（23b）に固
定され、前端側がボビン（22）に固定されている。

なお、ヨーク（23）の前面側、即ち前半側ヨーク部
（23a）の前面にはガイド軸ホルダー（24）が取付けら
れて、移動基軸としてのガイド軸（25）に嵌挿され、ま
た、後面部、即ち後半側ヨーク部（23b）の後面には固
定ブロック（26）を介して高さ決めピン（27）が突設さ
れて高さ決めベース（28）に載置当接される。図中、
（29）はヨーク（23）の前後半側ヨーク部（23a），（2
3b）を連結する止めネジで、前半側ヨーク部（23a）の
一端部に穿設された上下に長い案内孔（30）を通して後
半側ヨーク部（23b）に螺合される。（31）は前半側ヨ
ーク部（23a）の一端部に案内孔（30）より前側に位置
して穿設された上下に長い角度調整用長孔、（32）は後
半側ヨーク部（23b）の一端部に突設されて角度調整用
長孔（31）に係合されるダボ、（33）は後半側ヨーク部
（23b）の他端側に穿設した円形の角度調整用基準孔、
（34）は前半側ヨーク部（23a）の他端側に突設されて
角度調整用基準孔（33）に係合されるダボである。

以上のように構成される先行例においても、前述した
実施例と同様に、フォーカス制御用駆動コイル（16）、
トラッキング制御用駆動コイル（17）に駆動電流を供給
することによりボビン（22）はアーム部材（14）及び
（15）の平行リンク、ヒンジ部による揺動動作によって
対物レンズ（11）の光軸と平行する方向、光軸と直交す
る方向に移動されて対物レンズ（11）はフォーカス駆
動、トラッキング駆動されることになる。

次に、本発明の対物レンズ駆動装置に適用する支持部
材であるアーム部材の実施例を第４図及び第６図を参照
して説明する。第４図は一実施例を示すものでこの実施
例においても一方のアーム部材のみについて説明する。

先ず第４図に示すアーム部材（44）は一対のヒンジ部
材（44a）及び（44b）と平行リンク（44c）及び（44d）
の可撓部の位置関係を前述したアーム部材（14）の場合
と逆にしたものである。即ち平行リンク（44c）及び（4
4d）は両端側可撓部（44c₁），（44c₂）及び（44d₁），
（44d₂）をアーム部材（44）の両端側に形成し、一対の
ヒンジ部（44a）及び（44b）は内方寄りに形成したもの
であって、このように形成されるアーム部材（44）は平
行リンク（44c）及び（44d）が長く形成されることにな
って対物レンズのフォーカス動作時の復元力が低減され
ることになり、このためフォーカス制御用駆動コイルへ
の供給電圧に対する可動体としてのボビンの移動量を増
加することができて対物レンズのフォーカス駆動範囲を
拡大できることになる。

次に、第６図を参照して本発明の対物レンズ駆動装置
に適用する支持部材であるアーム部材の他の実施例を説
明する。この他の実施例のアーム部材（64）は平行リン
ク（64c）及び（64d）の両端側可撓部（64c₁），（64
c₂）及び（64d₁），（64d₂）をアーム部材（64）の両端
部側に、ヒンジ部（64a）及び（64b）としての平行リン
ク状可撓部（64a₁）（64a₂），（64b₁）（64b₂）を内側
より形成したものである。

このように構成される本例のアーム部材（64）は平行
リンク（64c）及び（64d）が長く形成されることになっ
て対物レンズのフォーカス動作時の復元力が低減されて
駆動供給電圧に対する可動部としてのボビンの移動量を
増加することができて対物レンズのフォーカス駆動範囲
が拡大できることになる。

以上のように構成される本発明における各例のアーム
部材は、合成樹脂により一体成形できてヒンジ部及び平
行リンクは夫々の可撓部の厚みを変えることによって夫
々の動作方向、即ちトラッキング方向及びフォーカス方
向の振動特性を独立に設定できて対物レンズを高精度で
支持できる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれ等
の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々変更できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば対物レンズを支持する可
動体を基台に対して支持する第１と第２の支持部材は、
アーム部の両端側に対物レンズの光軸に平行な方向に撓
む可撓部が設けられ、この可撓部の内方寄りに対物レン
ズの光軸に対して垂直な方向に撓む一対のヒンジ部を有
する第１、第２の平行リンクを有するので、この第１、
第２の平行リンクが長く形成されることになって対物レ
ンズの光軸に平行な方向な方向、即ち、フォーカス側の
固有振動数f₀を下げることができて、フォーカス動作時
の復元力が低減されることになり、このため、フォーカ
ス制御用駆動コイルへの供給電圧に対する可動体の移動
量を増加することができて対物レンズのフォーカス駆動
範囲を拡大でき、装置全体の設計の自由度が増大して所
望の装置を確実に得られるものである。

また、第１と第２の支持部材は、弾性を保有する合成
樹脂により一体成形するので均一の性能を持って正確に
形成できて歩留りが向上する等の効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明に供する対物レンズ駆動装置の先
行例の斜視図、第２図Ａ〜Ｃは第１図に示す装置に適用
する先行例のアーム部材を示し、Ａは斜視図、Ｂは平面
図、Ｃは側面図、第３図は対物レンズ駆動装置の先行他
例の斜視図、第４図〜第６図は他例の斜視図、第４図は
本発明による対物レンズ駆動装置に適用する一例のアー
ム部材を示し、Ａは斜視図、Ｂは平面図、Ｃは側面図、
第５図は本発明による対物レンズ駆動装置に適用する他
例のアーム部材を示し、Ａは斜視図、Ｂは平面図、Ｃは
側面図、第６図は従来の対物レンズ駆動装置の斜視図で
ある。 図中、（11）は対物レンズ、（12），（22）は可動体と
してのボビン、（13），（23）はフレームとしてのヨー
ク、（14），（15）は支持部材としてのアーム部材、
（14a），（14b），（15a），（15b）はヒンジ部、（14
c），（14d），（15c），（15d）は平行リンク、（1
6），（17）は駆動コイル、（18）はマグネットであ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズを支持する可動体と、 前記対物レンズを、その光軸と平行な方向及び光軸と直
   交する方向に駆動するための駆動手段と、 前記可動体を基台に対して支持する、各々弾性を保有す
   る合成樹脂により一体に形成された第１と第２の支持部
   材とを備え、 前記第１、第２の支持部材は、各々両端が連結された互
   いに平行な一対のアーム部の両端側に前記対物レンズの
   光軸に平行な方向に撓む可撓部が設けられ、この可撓部
   の内方寄りに前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向
   に撓む一対のヒンジ部を有する第１、第２の平行リンク
   を有し、 前記第１、第２の支持部材は、前記対物レンズの光軸中
   心を通り、前記対物レンズの光軸に対して平行で、且
   つ、前記対物レンズが移動する光軸と直交する方向に垂
   直な面に対して対称的に配されてなり、 前記第１、第２の支持部材の第１、第２の平行リンクよ
   り、前記対物レンズを前記可動体を介して光軸と平行す
   る方向に移動自在になし、かつ前記可動体と前記フレー
   ムと前記第１、第２の支持部材により構成される第３の
   平行リンクにより前記対物レンズを光軸と直交する方向
   に移動自在となしたことを特徴とする対物レンズ駆動装
   置。