JPH0467258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、記録媒体上に光学的に記録された情
報を読みとるために、対物レンズを含む被駆動体
を光軸方向および光軸と垂直方向に駆動する対物
レンズ駆動装置に関する。

〔発明の背景〕

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微小スポツトに集光して信
号検出を行なつているが、正しく信号を検出する
には、情報記録担体の凹凸や振動に応じて光スポ
ツトの焦点を情報記録担体上に結ぶためのフオー
カシング制御および光スポツトを常に正しい信号
トラツクに追従させるトラツキング制御が必要で
ある。

また、情報記録担体の回転むらなどにより時間
軸誤差を生じる場合は、これを補正するための制
御が必要である。これらの制御を行なうために
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ユエータ
が必要である。

従来、このために、いわゆるボイスコイルを対
物レンズに設けて、光軸方向に移動可能にすると
ともに、対物レンズに到る光路中に互いに直交す
る回動軸をもつ鏡を配設し、これらの鏡を回転す
ることにより光軸に垂直な二方向に光路を移動さ
せ、もつて焦点位置を３つの独立した方向に関し
制御するようにしているが、対物レンズに画角の
大きなレンズを必要とするために装置が大きくな
る欠点があつた。

また、このような欠点を除去するために、画角
の狭い対物レンズを用いた光学系を対応する電気
信号により、光軸方向および光軸と垂直方向に振
動させる方法が提案されている。

このような対物レンズを二次元的に駆動する装
置において、対物レンズを駆動させる手段として
は、電磁石を用いる方式、ボイスコイル方式、圧
電素子を用いる方式などが考えられるが、フオー
カシングおよびトラツキングの応答性能を良好に
保つためには、小形軽量とする必要がある。

従来のアクチユエータにおいて、その支持装置
として第１図のごとく４本の細い金属棒もしく
は、糸状もしくは棒状に加工された等方性の粘弾
性体１ａ〜１ｄを互いに平行に配置し、一端が被
駆動体２に取付けられ、他端が固定枠３に取付け
られている方法が提案され、該被駆動体２をフオ
ーカシング方向ｙおよびトラツキング方向ｘに駆
動させている。但し、第１図において駆動させる
手段の図は省略されている。

これらの方式は、次のような欠点を有してい
る。

まず、金属棒で支持体を構成する場合は、被駆
動体の最低共振周波数₀における共振尖鋭度Q₀
が高く、サーボ回路の応答性能が悪化されてしま
う。これは、金属棒の内部損失が小さく、共振を
ダンピングすることが出来にくいためである。

一方、ゴム等の粘弾性体を用いた場合は、前記
の金属棒を用いる方法に比較して、共振尖鋭度を
低くすることは可能であるが、本方法にも次の欠
点がある。

まず、粘弾性体としてゴム材を使用した場合
は、ゴム材のダンピング性により共振尖鋭度が決
められるため、温度変化により、ゴム材が硬化す
ると、₀が高くなり、Q₀が大きくなる。この結
果、サーボ回路の性能が悪化してしまう。温度変
化に対してゴム硬度の変化が小さいものは、一般
的にダンピング特性が悪く、支持体としては不適
である。

次に、ゴム材は、経時変化により老化する現象
があり、長期間使用する必要のある支持体として
は、信頼性に問題がある。

次に、粘弾性体による支持体は、全方向に自由
に動くようにされているため、駆動力のわずかな
アンバランスおよび、被駆動体の重心位置と駆動
力の中心とのわずかなずれにより、被駆動体は、
振動時に使用帯域内で、不要な連成共振いわゆる
ローリング現象が発生し、対物レンズが傾きなが
ら動くため、サーボ性能に支障をきたす場合が多
い。

第２図は、実際にローリング現象が発生した時
の対物レンズの周波数特性を示すもので50Hz付近
で大きく位相遅れを生じてしまい、サーボ回路が
発振する場合や、良好な信号を読み取れない現象
がしばしば生じた。

次に、粘弾性体は、わずかな力により変形を生
じるため、組立時、対物レンズを傾きなく組立る
ことが非常に困難である。アクチユエータの対物
レンズの傾き精度は約0.3度以下に押える必要が
あるが、粘弾性体の支持体では、この精度に組立
ようとすると、非常な手間を要し、量産性に欠け
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の欠点をなくし、不要な
共振現象がなく、フオーカシング制御、トラツキ
ング制御が容易に可能な対物レンズ駆動装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、細いピアノ線等のスプリング用の単
線を、らせん状に密着巻に巻かれた、コイルスプ
リングの形状をした支持体を４本用い、それぞれ
の端の一端を被駆動体に固定し、他端を固定枠に
取付られることにより被駆動体を支持しているこ
とを特徴としている。

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

第３図、第４図は本発明による支持体の一部を
示した斜視図である。第３図では、約0.1φのリン
青銅線４を0.3φ〜0.6φの芯材に密着巻されること
に製作されたものである。芯材を製作後、抜取る
ことにより第３図は、内側に空洞のあるいわゆる
密着コイルバネとなる。第３図では、細い線とし
てリン青銅線のような導電性が良く、ハンダ付作
業が可能であるものであれば良く、リン青銅線に
限定しない。

第４図は、コイルバネの材料として非導電性の
もの、例えば高分子材、もしくは導電性であるが
ハンダ作業の困難な部材、例えばステンレス線を
使用した時の実施例を示すものである。第４図に
おいて、密着巻されたコイルスプリング５の製作
方法は第３図と同じであるが、被駆動体にコイル
を用いるアクチユエータである場合、電流供給用
のリード線６を内側に介在させ、その位置固定用
として内部にシリコン材等の粘弾性体７を充てん
させている。本実施例で使用しているシリコン
は、温度変化に対して安定している。

第５図は、本実施例の支持体の動作の原理を示
した測面図である。第５図ａでは、片持式に４本
使用して配置されたコイルバネ５ａ〜５ｄを被駆
動体固定枠８に一端が取付られ、他端が固定枠３
に取付られている、第５図ａで、フオーカシング
方向ｙに変位するバネ５は、変形し、図の点線の
位置になる。下方向についても同様に動作する。

第５図ｂは、第５図ａでのコイルバネ部の拡大
図である。第５図ｂにて、動作時コイル５の接触
部９では、コイルが密着されているため、ずれま
さつが生じ、振動エネルギーが熱に変換されて共
振の尖鋭さをダンピングする効果がある。

このようにして、被駆動体の動作方向の振動特
性における₀のQ₀を下げることができた。

第６図は、ほぼ同一形状の支持体で、材質をパ
ラメータとした時の対物レンズ駆動装置の被駆動
体の振幅周波数特性の₀付近を示したものであ
る。

第６図において、Ａは本発明の実施例による支
持体の場合、Ｂは直径1φのシリコンゴムの粘弾
性体による場合、Ｃは、0.2φのリン青銅線のみの
場合で、₀を一致させて比較している。

本図において、本発明による実施例の周波数特
性は、他の例よりも尖鋭さが小さく、約、10〜
20db改善することが出来た。

第７図は、本発明による実施例による支持体の
コイルバネの巻き方を変えた時に、被駆動体のロ
ーリング発生状態を比較したものである。第７図
のａでは、４本のコイルバネ５の互いに、対角に
位置する巻き方を例えば右ネジ方向に一致させ、
対辺に位置するバネを左ネジに巻いてある。

こうすることにより、被駆動体の回転中心１０
を中心として発生する右回転方向の回転力１１ａ
は、左ネジ巻バネ５ｂ，５ｃにより押えられ、逆
に左回転方向の回転力１１ｂは、右ネジ巻バネ５
ａ，５ｃにより押えられ、周波数特性は第７図ｄ
のＡとなるすべてのバネを同一方向に巻いた場
合、第7bよりも被駆動体の回転中心より10を中
心とするローリング発生が押えられ、理想的な周
波数応答特性を得ることが出来た。

第８図、第９図は、本発明による実施例の支持
体を被駆動体２に取付けるための、支持部組立方
法を示したものである。第８図において、固定枠
は光軸方向と垂直に２分割されており、第１の固
定枠１２ａ，１２ｂは、支持固定枠として基台、
もしくは磁気回路に取付けられるためのもの、第
２の固定枠１３ａ，１３ｂは、被駆動体にガイド
１４ａ〜ｄにより固着させる。固着枠１２，１３
の材質は、ABS、ポリカーボネツト、等の熱可
塑性を使用し、成形時支持体５と一体成形され製
作されたものである。第２の固定枠には、取付ガ
イド枠１５ａ，１５ｂにより被駆動体２と固着す
る時、支持体が動かないようにされており、上下
の支持部は接合部１４にレーザ溶着、もしくは超
音波溶着により被駆動体の取付ガイド部と同時に
接合される。接合後、取付ガイド枠１５は、被駆
動体２のコイル１６とリード線１７ａ〜ｄがハン
ダ付された後、切断部１８ａ〜ｄにて切断、離脱
される。

本発明による他実施例で第９図は、第８図の組
立方法を光軸に対して２分割にした場合である。
第９図では、取付ガイド枠を省略して組立ること
が可能である。

第１０図は、本発明の実施例による対物レンズ
駆動装置の一部を断面とした斜視図である。第１
０図において、中央部に開口部１８をもつ基台１
９の上面にはヨークプレート２０ａ，２０ｂと直
方体をなし、厚さ方向に着磁された磁石２１ａ，
２１ｂからなる磁気回路２２ａ，２２ｂが止めネ
ジ２３ａ，２３ｂにより互いに同極が対向するよ
うに固定されている。磁気回路２２の一方には表
面にパターンを形成した基板２４と、固定枠１２
とがネジ２５によりヨークプレート２０ｂの側面
に固定されている。ネジ２５は、磁気回路と被駆
動体を含む振動係を分離させるものである。基板
上には、ピン２６ａ〜２６ｄが平行に固定され、
電気の供給をうけるための端子となつている。基
板２４より突出した支持体の中に通されているリ
ード線６ａ〜ｄがハンダ付により固定されてい
る。被駆動体においては、対物レンズ２７はレン
ズ枠２８に固着され、レンズ枠２８には角巻され
たフオーカシングコイル２９と、トラツキングコ
イル３０ａ〜３０ｄが固着され、それぞれの端部
は支持体のリード線部にハンダ付されている。電
気は、ピン−基板−リード線を経由して、２方向
駆動用のコイルに供給される。

これらのコイルは、磁気空隙に界在し、フオー
カシングコイルに通電することでｙ方向にトラツ
キングコイルに通電することでｘ方向に変位する
ことが出来る。

本発明の実施例では、支持体を構成するものと
して0.1φ径のリン青銅線を密着巻した内径0.5φコ
イルスプリングを使用し、内部に0.1φのリン青銅
線をリード線として介在させ、位置固定用として
信越化学製のRTVゴムパウンドKE−347−RTV
を使用し、充てんさせた。このシリコン材は同等
のものであれば、どのメーカのものであつてもか
まわない。被駆動体としては、フオーカシングコ
イル用として0.1φのアルミ銅線を160ターン４層
密着、角形巻したものを使用し、直流抵抗は約
22Ωであつた。トラツキングコイルとして0.03×
0.25の平角エナメル銅線を25ターン巻いたものを
４連にして、それぞれの４分の１部をフオーカシ
ングコイルの回りに固着させ磁界中に界在させ
て、トラツキング方向の駆動力を得た。トラツキ
ング方向の直流抵抗は、約4.4Ωであつた。

本実施例では、駆動時のバランスを取るための
バランスウエイト３１を使用し、トータルの実効
質量は、約２ｇであつた。

なお、本実施例では、対物レンズを保護するた
めのカバー３２が具備されている。

第１１図は、本発明の実施例による対物レンズ
駆動装置に一定入力を与えた時の対物レンズ位置
の周波数応答特性のうち、振幅周波数特性と位相
周波数特性を示したものである。第１１図ａは、
フオーカシング方向を示し、₀＝23Hz，q₀＝２で
あつた。第１１図ｂは、トラツキング方向の周波
数特性を示し、＝23Hz，Q₀＝2.5を得ることが
出来た。

〔発明の効果〕

本発明によれば、４本の丸形のスプリングバネ
状の支持体を使用することで、支持体の製作後変
形に対して強く、組立時はレンズが傾くことなく
取付けることが可能となつた。スプリング材とし
て、金属等の内部損失の小さい材料でも、支持体
としては理想的にダンピングが良く、リニアリテ
イの良いものを得ることが可能となつた。金属等
の材質は、使用温度範囲として、−40℃〜100℃で
あつても、ほとんどバネ特性は変化せず、ゴム等
の粘弾性体にくらべて格段に優れた安定性を得る
ことが出来た。

支持体部組立時に固定枠と一体成型すること
と、２分割に固定枠を分離し、組立時位置決めに
より組立てることで、組立時間を大幅に短縮する
ことができ、量産性効果は大である。

本発明は、支持装置に関するものであり、駆動
構造に関しては本発明の実施例で示したものに限
定されるものではなく、マグネツトを被駆動体に
設けても良いことは言うまでもない。

また、基台１９と磁気回路２２が一体構造であ
つても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の斜視図例、第２図は従来の特
性図、第３図乃至第７図は本発明の実施例の部分
説明図、第８図第９図は、本発明による実施例の
組立方法を示す斜視図、第１０図は本発明による
実施例の部分断面による斜視図、第１１図は本発
明による実施例の特性図である。 ２……被駆動体、３，１２，１３……固定枠、
５……支持体、６……リード線、１９……基台、
２７……対物レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のコイルと、少なくとも１つのレンズ
   を含む光学系とを備えた被駆動体を支持体により
   支持し、前記被駆動体に対応する電気信号を前記
   コイルに供給して前記レンズを光学記録媒体の半
   径方向及び垂直方向の２方向に駆動させる対物レ
   ンズ駆動装置において、前記支持体は４本で互い
   に平行に配置され、それぞれが細い線材でらせん
   状に密着巻されたコイルバネ状部材であることを
   特徴とする対物レンズ駆動装置。 ２ 前記支持体は、導電性のある線材であり、前
   記支持体をリード線として使用してなる特許請求
   の範囲第１項記載の対物レンズ駆動装置。 ３ 前記支持体は、互い対角に位置されるコイル
   バネの巻き方向が同一で、対辺に位置されるコイ
   ルバネの巻き方向が逆である特許請求の範囲第１
   項記載の対物レンズ駆動装置。 ４ 前記支持体は、高分子材料等の非導電性の部
   材であり、内壁部内に導電性のリード線を介在し
   てなる特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ駆
   動装置。 ５ 前記支持体は、高分子材料等の非導電性の部
   材であり、内壁部内に粘弾性物を充てんしてなる
   特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ駆動装
   置。 ６ 前記支持体と、それを両端にて固定する第１
   の固定枠及び第２の固定枠とがモールド１体成形
   されて、かつ光軸方向もしくは光軸と垂直方向に
   ２分割構成となつており、前記２分割部の接合面
   に位置決めのガイドを設けており、前記支持体と
   第１及び第２の固定枠からなる支持系部材は、第
   １の固定枠が被駆動体に接合され、第２の固定枠
   が磁気回路を含む基台に固定されている特許請求
   の範囲第１項記載の対物レンズ駆動装置。