JPH0670856B2 - 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） 本発明は対物レンズ駆動装置に係り、特に、光学式デイ
スクレコード再生装置に組み込むのに好適な対物レンズ
駆動装置に関する。

（従来の技術） 近年、音響機器の分野では、PCM（パルスコードモジユ
レーション）技術を利用したデジタル記録再生方式が普
及しつつある。周知のように、PCMデジタル記録再生方
式は、オーデイオ特性が記録媒体の特性に左右されない
こと、雑音に対して非常に強いことなどの利点を有して
いる。そして、記録媒体として、デイスクを対象とした
ものにあっては、その再生方式も光学式、静電式および
機械式などがすでに知られている。これらのうちの何れ
の再生方式を採用する場合であっても、その再生装置に
は、在来のアナログ方式にみられない高度な機能や性能
が要求される。

たとえば、光学式再生方式のうちでCD（コンパクトデイ
スク）方式による光学式デイスクレコード再生装置にお
いては、デイスクにトラツクピツチ1.6μｍで緻密に記
録されている情報を正確に読取る必要がある。このた
め、読取り系には高度な機能や性能が備わっていなけれ
ばならない。

しかして、光学式デイスクレコード再生装置にあって
は、一般に、デイスクに記録されている情報を対物レン
ズを介して読込む方式を採用している。この場合、良好
な再生を実現するには、対物レンズの焦点を常に、デイ
スクの情報が記録されているグループまたはピツトに合
わせ、かつ情報の記録されているトラツクからトラツク
はずれしないように対物レンズの位置を細かく制御する
必要がある。このため、一般には、対物レンズを対物レ
ンズ駆動装置で保持させ、読出された情報信号を利用し
て上記駆動装置をサーボ系で制御し、これによってフオ
ーカシング制御およびトラツキング制御を行わせるよう
にしている。

ところで、上記のようなフオーカシング制御およびトラ
ッキング制御を行う対物レンズ駆動装置の主要部は、通
常、第４図から第６図に示すように構成されている。

すなわち、磁性材で形成されたベース１の上面中央部に
軸２を植設するとともに上記軸２と嵌合して上記軸２と
ですべり軸受機構を構成する軸受筒３を介して有底筒状
に形成された保持筒４を軸方向にすべり自在で、かつ軸
回りに回転自在に装着している。そして保持筒４のいわ
ゆる底壁4aで対物レンズ５を支持させるとともに保持筒
４の筒部4bをコイルボビンとして利用し、上記筒部4bの
外周に軸方向の位置を制御するためのフオーカシングコ
イル６と軸回り方向の位置を制御するためのトラツキン
グコイル７とを固定している。また、ベース１の上面で
保持筒４の底壁4aの内面と対向する位置に筒部4b内に非
接触に嵌入する関係に２本の内側ヨーク8a,8bを軸２を
中心にして対称的に突設し、さらに、筒部4bの外側に上
記内側ヨーク8a,8bの外面と対向する関係にそれぞれ外
側ヨーク9a,9bを配置し、これら外側ヨーク9a,9bとベー
ス１の上面との間に軸方向に着磁された永久磁石10を介
在させている。また、ベース１の上面で、かつ保持筒４
の底壁4aの内面と対向する位置に小軸11を立設し、この
小軸11と軸受筒３との間にたとえばゴムなどで形成され
たトラツキング方向の中立位置設定用ダンパ部材12を介
在させている。なお、第５図中13は、ベース１に設けら
れ、対物レンズ５への光および対物レンズ５からの光を
導く、光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、フオーカ
シングコイル６への通電制御に伴う電磁力で保持筒４の
位置を第４図中Ｙ軸方向に変化さしかしながら、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
次のような問題があった。すなわち、保持筒４の中立位
置を決めるダンパ部材12は、そのＹ軸方向における取付
け位置がフオーカシングコイル６やトラツキングコイル
７とほぼ同一の位置となっている。ダンパ部材12をこの
ように低い位置に取付けた場合、対物レンズ５を含む保
持筒４の重量のほとんどがダンパ部材12の上部に配置さ
れることになるので、保持筒４の支持が不安定となって
しまう。そして、第８図に示すように、例え保持筒４の
中心軸が重力方向に一致していたとしても、保持筒４の
中心軸は必然的に傾いてしまう。

このような対物レンズ駆動装置を用いて対物レンズ５の
フオーカシング方向駆動を行う場合、保持筒４と軸２と
の間に、いわゆるこじれ現象が発生してしまう。しか
も、こじれ部分には保持筒４の重量のほとんどが作用す
ることになるので、サーボ制御における引き込みが非常
に困難となり、対物レンズ５の高速高精度な位置決めが
大きく疎カス方向の準静的変位と力との関係は第７図に
示すようなヒステリシス特性となる。このように準静的
変位の大きなヒステリシスを持っているのでサーボをか
ける際の引き込みが困難となる問題があった。そこで、
このような問題を解決するために従来は軸受機構の面精
度を上げることによって対処しているが、面精度を上げ
ることには限界があり、根本的な解決に至っていないの
が実情である。

（発明が解決しようとする課題） 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、フオーカス方向の準静的変位と力
との関係におけるヒステリシス特性を抑制でき、もって
サーボ制御における引き込みの容易化に寄与できるとと
もに、その特性が常に安定して得られる構成簡単な対物
レンズ駆動装置を提供することにある。

［発明の目的］ （課題を解決するための手段） 本発明は、対物レンズを支持した可動体と、前記可動体
に軸方向へのすべりおよび軸回りの回転を許容するすべ
り軸受機構と、前記可動体の一部であり前記すべり軸受
機構の軸心線まわりに設けられた、磁束の通過を許容す
るコイルボビンと、前記コイルボビンに支持された、少
なくとも前記可動体を軸方向へ駆動するためのコイルと
を有する対物レンズ駆動装置において、前記すべり軸受
機構の軸心線を中心として軸対称な関係に軸心線まわり
に一周するように、かつ軸心線に対して対物レンズより
も遠い位置に、曲部が形成されたリング状の位置決め用
ダンパ部材を配置したことを特徴としている。

（作用） 位置決め用ダンパ部材を軸心線を中心にして対称に配置
しているので、フオーカス方向の変位が与えられても、
軸心線を挾んで向かい合うダンパ部材が逆向きの直交軸
回りモーメントを発生させて釣り合うため、すべて軸受
機構に加わる垂直抗力は増加しない。したがってヒステ
リシス特性が抑制されることになり、サーボ制御時の引
き込みの容易化を図ることができる。また、軸対称位置
を結ぶ線上および軸心線上に位置する面に対してダンパ
部材を面対称に配置することにより、フオーカス方向に
変位させたときにトラツキング方向に変位するクロスト
ーク、あるいはその逆のクロストークを少なくでき、サ
ーボ制御をより安定化させることができる。また、リン
グ状ダンパ部材が対物レンズよりも遠い位置に配置され
ていることから、ダンパ部材が可動体の中心付近に固着
される場合に比べ、可動体を安定的に吊設することがで
きる。したがって軸心線に対する可動体の傾き、いわゆ
る可動体のこじれ現象を最小限に抑えることができ、フ
ォーカシング方向のサーボ制御における引き込みが容易
となって制御特性を安定化させることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

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
平面図、第２図は第１図におけるＣ−Ｃ線切断矢視図、
また第３図は同装置を一部切欠して示す斜視図である。

これらの図において、21は磁性材でたとえば円板状に形
成されたベースを示している。ベース21のほぼ中央部に
は孔22が設けてあり、またベース21の上面には上記孔22
を中心にして対称的に内側ヨーク23a,23bが上方に向け
て突設されている。そして、上記内側ヨーク23a,23b間
には軸24が配置されており、この軸24の下端側は前記孔
22に挿入されてネジ止めあるいはその他の適宜な手段で
固定されている。

しかして、軸24には、たとえば非磁性材で偏平に形成さ
れた可動板25が装着されているる可動板25は、中心位置
を境にして対称的な形状に形成されており、そのほぼ中
央部に上記軸24と嵌合してすべり軸受け機構を構成する
軸受筒26を有している。そして、上記可動板25は、軸受
筒26と軸24との嵌合によって軸方向へのすべりが自由で
かつ軸回りに回転自在に装着されている。可動板25の長
手方向の一端部には、第３図に示すように孔27が設けて
あり、この孔27を使って対物レンズ28ががその光軸を軸
24と平行させて可動板25に固定されている。また、可動
板25の長手方向の他端部で、軸24を中心にして対物レン
ズ28の取付位置と対称的な位置には、同じく第３図に示
すように後述するコイルおよびコイルボビンを含む可動
部分全体の重心を軸24の軸心線に一致させるためのカウ
ンタウエイト29が固定されている。

しかして、可動板25の前記ベース21と対向する面には、
内径が前述した内側ヨーク23a,23bの外面間距離より大
きく、外径が軸24の軸心線と対物レンズ28との間の距離
の２倍より小さい円筒状に形成されたコイルボビン30が
軸24と同心的に固定されている。このコイルボビン30
は、可動板25を形成するときに可動板25と一体的に形成
することもできる。そして、コイルボビン30の外周面に
はフオーカシングコイル31が巻装されており、また、外
周面の対称的な位置に２組のトラツキングコイル32が固
定されている。

一方、コイルボビン30より外側位置には、コイルボビン
30を介して内側ヨーク23a,23bにそれぞれ対面する関係
に外側ヨーク33a,33bが配置されており、これら外側ヨ
ーク33a,33bとベース21との間には軸方向に着磁された
永久磁石34a,34bがそれぞれ介装されている。そして、
外側ヨーク33aと永久磁石34aとは非磁性材製のボルト35
によって、また外側ヨーク33bと永久磁石34bとは非磁性
材製のボルト36によってそれぞれベース21に固定されて
いる。この固定は接着剤を用いて固定することもでき
る。

しかして、可動板25の長手方向両端部下面には、それぞ
れ同一形状に形成された薄い支持板37a,37bが軸24を中
心にして対物レンズ28よりも遠い位置に対称的に固定さ
れている。そして、支持板37a,37bの下面同一位置に
は、軸回りに一周するリング状に形成されたダンパ部材
38の周方向に180度異なる２個所の位置が接着剤等を介
して固定されている。ダンパ部材38は、薄いシリコンゴ
ム板の打ち抜きあるいは成形によって形成されたもの
で、前記のように固定された状態で前記対物レンズ28の
中心と軸24の軸心線とを結ぶ線上および軸心線上に位置
する面に対して面対称の形状が形成されるように構成さ
れている。そして、上記ダンパ部材38は、前記支持板37
a,37b間の周方向中心位置において固定機構39a,39bを介
して外側ヨーク33a,33bに固定されている。固定機構39
a,39bは、外側ヨーク33a,33bの上端面にそれぞれ当てが
われ、上面にダンパ部材38の一部が嵌入する溝Ｐを有し
たスペーサ40と、このスペーサ40の上面に当てがわれる
当て板41と、前記溝Ｐ内にダンパ部材38の一部を嵌入さ
せた状態で前記当て板41、スペーサ40およびタンパ部材
38を一体的に各外側ヨーク33a,33bに固定するネジ42と
で構成されている。

また、本発明の対物レンズ駆動装置をＹ軸方向から見た
場合、対物レンズ28やカウンタウエイト29とほぼ同じ位
置にダンパ部材38が配置されている。そして、フオーカ
シングコイル31やトラツキングコイル32の取付け位置
は、ダンパ部材38よりも下方となるように設計されてい
る。

このような構成であると、フオーカシングコイル31への
通電制御に伴う電磁力で可動板25を第７図中Ｙ軸方向に
推移させ、これによつてフオーカシング制御を行い、ま
たトラツキングコイル32への通電制御に伴う電磁力で可
動板25を第７図中Ｘ軸方向に回動させ、これによつてト
ラツキング制御を行うことには変わりないが、次のよう
な利点がある。

すなわち、位置決め用ダンパ部材38を軸心線に対して対
称に配置しているので、可動板25がフオーカス方向に変
位しても、軸24を挾んで向い合うダンパ部材38の実質的
なダンパ部分が直交軸回りの逆向きのモーメントを発生
して互いに打ち消し合い、結局、直交軸回りのモーメン
トは零になる。このため軸受筒26が傾いて軸24に押し付
けられることがなく、フオーカス方向に加えた力と準静
的変位との間のヒステリシス特性を十分制御することが
できる。この結果、サーボ制御における引き込みの容易
化を図ることができる。第４図に示すヒステリシス特性
に見られるように、従来の片持ち支持のダンパ部材を用
いた場合を示す実線に対して、本実施例のごとくリング
状のダンパとした場合は破線のようになり、ヒステリシ
ス特性は大きく改善されていることがわかる。なお、一
点鎖線で示したものは、片持支持のダンパ部材を可動部
の重心より対物レンズ寄りに設けた場合のヒステリシス
特性である。

また、ダンパ部材38が対物レンズ28よりも遠い位置に形
成された支持板37a,37bに固着されている。そのためダ
ンパ部材38が可動板25の中心付近に固着される場合に比
べ、可動板25をより安定的に吊設支持することができ
る。したがって軸24に対する可動板25の傾き、いわゆる
軸受筒26のこじれ現象を最小限に抑えることができ、フ
ォーカシング方向のサーボ制御における引き込みが容易
となって制御特性を安定化させることが可能となる。

また、位置決め用ダンパ部材38を対物レンズ28の中心と
軸心線とを結ぶ線上および軸心線上に位置する面に対し
ても対称に設けているので、可動板25をフオーカス方向
に変位させたとき、前記対称面を挾んで向かい合うダン
パ部材38のトラツキング方向の分力を釣り合わせること
ができる。したがつて、フオーカス方向とトラツキング
方向のクロストークを少なくでき、一層、安定した２方
向のサーボ制御を実現することができる。

さらに、また、対称ダンパ構造を２つ以上のダンパ部材
によって形成する場合には、たとえばシリコーン等のゴ
ム類でダンパ部材を構成しようとすると、成形時の温
度、湿度等の成形条件によつて大きく硬度が変化して各
ダンパ部材に剛性のバラツキが発生し、これによつて向
かい合うダンパ部材のモーメント及びトラツキング方向
の分力の釣り合いがくずれ、力と準静的変位との間のヒ
ステリシスが大きくなったり、フオーカス方向とトラツ
キング方向のクロストークが多くなったりする。しか
し、本実施例では、１つのリング状のダンパ部材38を用
いて対称性を出すようにしているので上記の問題を解消
することができ、ヒステリシス特性の非常に抑制された
対物レンズ駆動装置を得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、本発明は、第５図に示した保持筒タイ
プのものにも適用できることは勿論である。また、ダン
パ部材の可動側における取付位置も前述した条件を満た
していれば可動部のどの市に取付けてもよい。また、可
動側に軸を設け、静止側に軸受筒を設けるようにしたて
もよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の対物レンズ駆動装置によれ
ば、可動体と軸とのいわゆるこじれ現象が最小限に抑え
られるので、サーボ制御における引き込みが容易とな
り、常に安定した制御特性が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

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
主要部を示す平面図、第２図は第１図におけるＣ−Ｃ線
切断矢視図、第３図は同装置を局部的に切欠して示す斜
視図、第４図は従来の対物レンズ駆動装置における主要
部の斜視図、第５図は第４図におけるＡ−Ａ線切断矢視
図、第６図は第４図におけるＢ−Ｂ線切断矢視図、第７
図は従来装置の問題点を説明するための図である。 21……ベース 23a,23b……内側ヨーク 24……軸 25……可動板 26……軸受筒 28……対物レンズ 29……カウンタウエイト 30……コイルボビン 31……フオーカシングコイル 32……トラツキングコイル 33a,33b……外側ヨーク 34a,34b……永久磁石 37a,37b……支持板 38……ダンパ部材 39a,39b……固定機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 顕也 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (56)参考文献 特開 昭57−92441（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−62448（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズを支持した可動体と、 前記可動体に軸方向へのすべりおよび軸回りの回転を許
   容するすべり軸受機構と、 前記可動体の一部であり前記すべり軸受機構の軸心線ま
   わりに設けられた、磁束の通過を許容するコイルボビン
   と、 前記コイルボビンに支持された、少なくとも前記可動体
   を軸方向へ駆動するためのコイルと、 を有する対物レンズ駆動装置において、 前記すべり軸受機構の軸心線を中心として軸対称な関係
   に軸心線まわりに一周するように、かつ軸心線に対して
   対物レンズよりも遠い位置に、曲部が形成されたリング
   状の位置決め用ダンパ部材を配置したことを特徴とする
   対物レンズ駆動装置。