JPH09180215A - 対物レンズユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクにレーザービームを集光させる対
物レンズユニットにおいて、高次周波数における共振ピ
ーク値を低く抑え、サーボ特性の改善された対物レンズ
ユニットを安価に提供可能とする。 【解決手段】 対物レンズホルダー２とフォーカシング
コイル５ｂとの間にギャップ２０を設け、そのギャップ
２０をヤング率が低く弾性に富んだ接着剤２５によって
満たす。接着剤の層がフォーカシングコイルを取り付け
る機能と、振動を減衰させる機能の両方の機能を果たす
ので、新たな部品や製造工程を追加することなく、サー
ボ特性に優れた対物レンズユニットを安価に提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームを
光ディスクの表面に集光する光ヘッドなどの対物レンズ
ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１に、光ディスクの表面にレーザービ
ームを集光して、光ディスクの所定のトラックに一定の
大きさのビームスポットを形成する対物レンズユニット
の一例を示してある。本例の対物レンズユニット１０
は、対物レンズ１とこれを支持する対物レンズホルダー
２を備えている。対物レンズ１は、対物レンズホルダー
２の上面２ａのほぼ中央に設置されており、対物レンズ
ホルダー２の側面２ｂ〜２ｅに設けられたサーボ機構に
よって光ディスクの所望のトラックに所定の大きさのス
ポットを形成するように、対物レンズ１と不図示の光デ
ィスクとの相対的な位置が制御される。本例の対物レン
ズホルダー２には、向かい合った側面２ｂおよび２ｄに
トラック方向の位置を制御する一対のトラッキングコイ
ル３ａおよび３ｂが磁性体コア４ａおよび４ｂと共に取
り付けられている。また、対物レンズホルダー２の上記
と異なる向かい合った側面２ｃおよび２ｅにフォーカス
方向の位置を制御する一対のフォーカシングコイル５ａ
および５ｂが取り付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、対物レンズホル
ダー２の精密な位置制御を行うトラッキングコイル３ａ
および３ｂ、あるいはフォーカシングコイル５ａおよび
５ｂといった駆動コイルは、応答性が良く、精度の高い
制御を行うために対物レンズホルダー２に接着剤などを
用いて強固に固定されていた。接着剤によって駆動コイ
ルを固定する場合は、接着強度を確保するために硬化時
のヤング率が２００ＭＰａ（メガパスカル）程度あるい
はそれ以上の接着剤が採用され、駆動コイルが対物レン
ズホルダーに密着するように固定されていた。

【０００４】近年、対物レンズホルダーの持つフォーカ
シング方向およびトラッキング方向の高次共振周波数に
おける共振現象が、対物レンズホルダーの制御において
安定したサーボ性能を得る上で問題になっている。従っ
て、サーボ性能を向上するためにはダンピングによって
この共振のピーク値を低く抑える必要があり、例えば、
特開平３−１６５３３１号では、駆動コイルと対物レン
ズホルダーの間に制振効果を備えた新たな部材を組み込
んでいる。また、特開平２−２４４４２７号では、駆動
コイルをホルダーに接着剤で固定した後、別種の接着剤
を駆動コイルの表面および空芯に塗布して接着強度を向
上させると共にダンピングを図っている。

【０００５】制振効果を得るために新たな部材を組み込
んだ対物レンズホルダーや、駆動コイルの表面や空芯に
まで接着剤を塗布した対物レンズホルダーは、共振ピー
クを低減できるので、安定したサーボ性能を持った対物
レンズユニットとなる。

【０００６】しかしながら、これらの対物レンズユニッ
トを製造するためには、共振ピークを下げるために新た
な部材を増やしたり、接着剤を広範囲に塗布する新たな
工程が必要となる。このような部品点数の増加や工数の
増加は製造コストを引き上げる要因となり、また、歩留
りを低下させる原因ともなる。

【０００７】そこで、本発明においては、部品点数の増
加や、工数の増加を伴わずに共振ピーク値の低減を図れ
る対物レンズユニットを提供することを目的としてい
る。そして、簡易な構成で安定したサーボ特性を備えた
対物レンズユニットを安価に提供可能にすることを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、対物
レンズの支持体に駆動コイルを接着剤を用いて固定する
部分に着目し、この接着剤によって固定される部分に制
振能力を持たせることによって、部品や工数を増加させ
ずに共振ピーク値を低く抑えた対物レンズユニットを提
供可能にしている。すなわち、本発明のレーザービーム
を光記録媒体に集光する対物レンズと、この対物レンズ
を支持する支持体と、この支持体の微細な位置制御を行
う駆動コイルとを有する対物レンズユニットにおいて
は、支持体と駆動コイルとの間にギャップを形成し、硬
化後のヤング率が低い接着剤によってこのギャップを満
たしてあるので、対物レンズホルダーなどの支持体と駆
動コイルとの結合バネ定数が小さくなる。このため、駆
動コイルの振動は減衰されて対物レンズホルダーに伝わ
り、共振ピーク値を低減できる。

【０００９】接着剤の硬化後のヤング率は、３０メガパ
スカル程度あるいはそれ以下が望ましく、１０メガパス
カル程度あるいはそれ以下とすることがさらに望まし
い。また、ギャップの一部だけを接着剤で満たすことに
よって、さらに結合バネ定数を小さくできる。このた
め、共振ピークの値を低減し、サーボ特性の優れた対物
レンズユニットを提供できる。また、ギャップの一部だ
けを接着剤で満たすことによって結合バネ定数を小さく
できるので、ヤング率が上記より高い接着剤を用いたと
きでも共振ピーク値を低減する効果が得られる。

【００１０】このように、本発明の対物レンズユニット
においては、駆動コイルを支持体に固定する接着方法や
接着剤の弾性率を下げることによって、駆動コイルを対
物レンズユニットに接着する部分に、固定する機能と振
動を減衰する機能を兼ねさせることができる。従って、
本発明の対物レンズユニットは、部品点数や製造工数を
増加させることなく共振ピーク値を低くできるので、サ
ーボ特性の優れた対物レンズユニットを安価に提供でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に実施例に基づき本発明をさ
らに説明する。図１に示した対物レンズホルダー２にフ
ォーカシングコイル５ａおよび５ｂとトラッキングコイ
ル３ａおよび３ｂを取り付けた対物レンズユニット１０
のうち、本例に基づきフォーカシングコイル５ｂの取り
つけ部分を図２に例として拡大して示してある。本例の
対物レンズユニット１０では、対物レンズホルダー２の
フォーカシングコイルなどの駆動コイルを取り付ける側
面２ｂ〜２ｅの各々が、対応する駆動コイルの形状や大
きさに合わせて加工されている。例えば、図２に示した
フォーカシングコイル５ｂを取り付ける側面２ｅには、
フォーカシングコイル５ｂを嵌め込める大きさの凹み１
１が設けられており、この凹み１１の中にフォーカシン
グコイル５ｂの２／３程度が挿入される。さらに、側面
２ｅに設けられたこの凹み１１の幅方向の寸法Ｘは、フ
ォーカシングコイル５ｂの外形寸法より若干大きくなる
ように設定されている。このため、フォーカシングコイ
ル５ｂを嵌め込むときに適当なクリアランスが確保で
き、同時に、フォーカシングコイル５ｂを固定した後
も、フォーカシングコイル５ｂと凹み１１の側壁１１ｂ
との間に所定の幅ｄのギャップ２０が形成されるように
なっている。また、フォーカシングコイル５ｂは凹み１
１の内壁１１ａに対しギャップ２０が形成されるように
挿入されている。このため、内壁１１ａとの間に側壁ｂ
とほぼ同じ幅のギャップ２０が形成されている。

【００１２】なお、上記対物レンズホルダー２を移動可
能に保持するフレームには、上記トラッキングコイル３
ａ、３ｂと対向してトラッキング用マグネットが取り付
けられ、また、フォーカシング用マグネットを取り付け
たＵ字形状のヨークが取り付けられ、該ヨークのＵ字形
状の一方側が上記フォーカシングコイル５ａ、５ｂの中
央孔内に挿入されているが詳細については説明を省略す
る。

【００１３】本例の対物レンズユニット１０において
は、フォーカシングコイル５ｂと凹み１１との間のギャ
ップ２０が光硬化樹脂製の接着剤２５によって満たされ
ている。従って、フォーカシングコイル５ｂが直に対物
レンズホルダー２と接触する箇所は全くなく、接着剤２
５の層を挟んでフォーカシングコイル５ｂが対物レンズ
ホルダー２に取り付けられる。このため、接着剤２５の
層がフォーカシングコイル５ｂを取り付ける機能と共に
フォーカシングコイル５ｂの振動を減衰して対物レンズ
ホルダー２に伝達する機能を果たす。さらに、本例の光
硬化樹脂製の接着剤２５には、硬化後のヤング率が約６
ＭＰａと低いものが採用されており、このヤング率は、
従来駆動コイルを固定するために用いられていた接着剤
のヤング率の約１／３０程度である。従って、本例の接
着剤２５は、非常に弾性に富んだ接着剤である。フォー
カシングコイル５ｂと対物レンズホルダー２によって可
動な振動系が構成されていると考えると、本例の接着剤
によって振動系の結合バネ定数が大幅に小さくなってい
る。このため、フォーカシングコイル５ｂと対物レンズ
ホルダー２の間に、図３に示すような動吸振器（ダイナ
ミックダンパ）付きの振動系が構成されたことと等価に
なるので、共振ピーク値を低く抑えることができる。本
例の対物レンズユニット１０の振動系は、図３に示すよ
うにダイナミックダンパ付きの振動系として考えること
ができ、対物レンズホルダー２がダンパＣ１とバネＫ１
の並列に並んだ要素で光ディスク装置のハウジングなど
のベース３１に取りつけられている。さらに、質量Ｍの
対物レンズホルダー２にフォーカシングコイル５ｂなど
の質量ｍの駆動コイルがダンバＣ２とバネＫ２の並列に
並んだ要素で結合されている。本例においては、ダンバ
の減衰係数Ｃ２とバネの弾性係数Ｋ２が光硬化樹脂製の
接着剤の硬化後の特性によって決まる。このような構成
によりコイルの振動が減衰して対物レンズホルダー２に
伝達され、共振ピーク値を低くできる。従来において、
ヤング率が高く、すなわち、バネＫ１が大きな接着剤を
用いて強固にコイルを固定した場合には、質量Ｍとｍと
を分離した系とする効果が大きく、ダンパＣ１による減
衰の効果はほとんどない。

【００１４】本例の対物レンズユニット１０において
は、他方の側のフォーカシングコイル５ａ、両側のトラ
ッキングコイル３ａおよび３ｂに対しても上記と同様に
コイルと対物レンズホルダー２との間にギャップを設
け、同じ光硬化樹脂製の接着層を設けてある。従って、
高次共振周波数における共振ピーク値を低く抑え、サー
ボ特性の良い対物レンズユニットを提供できる。

【００１５】図４および図５に、本例の対物レンズユニ
ット１０および従来のヤング率の高い接着剤を用いた対
物レンズユニットで測定した利得と位相角をボード線図
に纏めてある。図４に示すように、本例の対物レンズユ
ニット１０の利得は共振周波数ｆ１において比較的緩や
かな変化を示し、そのピークの値も小さい。これに対
し、図５に示すように、ヤング率が２００ＭＰａと高い
接着剤を用いた対物レンズユニットにおいては、共振周
波数ｆ１’において利得が鋭く変化し、そのピーク値も
大きい。これらの図を比較すると、本例の対物レンズユ
ニットによって、共振ピークの値を低く抑えられること
が判る。このため、本例の対物レンズユニットは、共振
周波数における余裕を確保でき、光ディスクの面振れや
偏芯などに対応して対物レンズホルダーの微細な位置制
御を行うサーボ特性の改善を図れる。

【００１６】また、図４および図５から判るように、共
振ピークの値が低くなったことを除き、本例の対物レン
ズユニットと従来の対物レンズユニットの間に周波数特
性の相違は殆どない。従って、本例の対物レンズユニッ
トのように、駆動コイルを弾性の高い接着層を挟んで取
り付けても、共振ピーク値が低くできることを除いて応
答感度などの面での影響は見られず、応答感度やサーボ
特性などが良好な優れた制御特性を備えた対物レンズユ
ニットを提供できる。なお、ヤング率がほぼ３０ＭＰａ
の接着剤を用いた対物レンズユニットであっても、ピー
ク値は多少高くなるほかは、図４と同様に滑らかな共振
ピークを備えた特性が得られることが判っている。

【００１７】このように、本例の対物レンズユニット
は、対物レンズユニットとフォーカシングコイルなどの
駆動コイルとの間にギャップを設定し、そのギャップを
弾性率の低い接着剤で満たすことによってサーボ特性の
改善を図れる。すなわち、本発明においては、フォーカ
シングコイルなどを固定する接着剤をヤング率の低いも
のに交換し、さらに、フォーカシングコイルなどの位置
決めを行う際にギャップを考慮するだけで優れたサーボ
特性を備えた対物レンズユニットを製造できる。

【００１８】従って、工数や部品の増加を防止でき、安
価で制御特性の優れた対物レンズユニットを製造でき
る。さらに、部品点数が少なく、製造工程が簡略化され
るので、製品の歩留りの改善も容易であり、優れた特性
を備えた対物レンズユニットを安定して供給できる。

【００１９】図６および図７に、上記と異なり、フォー
カシングコイル５ｂと対物レンズホルダー２との間に設
けたギャップ２０の一部を接着剤で満たした例を示して
ある。図６に示した例では、対物レンズユニット２とフ
ォーカシングコイル５ｂの間のギャップ２０の内、凹み
の側壁１１ｂの先端部分のギャップ２０を光硬化樹脂製
の接着剤２５で満たし、他のギャップ２０の部分は空洞
にしてある。また、図７には、ギャップ２０の内、凹み
の内壁１１ａとの隙間の部分に光硬化樹脂製の接着剤２
５を満たした例を示してある。

【００２０】このように、ギャップ２０の一部分を接着
剤で満たすことによって、フォーカシングコイル５ｂと
対物レンズホルダー２の振動系の結合バネ定数をさらに
小さくできるので、共振ピーク値をより低く抑えられ
る。また、図６に示した例のように、接着剤２５が塗布
される部分を小さくすることによって、ヤング率の高い
接着剤を用いた場合であっても振動系の結合バネ定数を
下げることができる。このため、上記に示した値より大
きなヤング率の接着剤を用いた対物レンズホルダーにお
いても共振ピーク値を低くする効果が得られる。

【００２１】なお、以上においては、光学系として対物
レンズのみを有する対物レンズホルダーにフォーカシン
グコイルやトラッキングコイルを取り付けた対物レンズ
ユニットを例として説明しているが、レーザー光源とな
るレーザーダイオードや、光ディスクから反射された光
を検出するフォトダイオードなどの光学系を収納した対
物レンズユニットであっても良い。これらを収納し、光
ヘッドの機能を備えた対物レンズユニットであっても、
上記と同様にフォーカシングコイルおよびトラッキング
コイルを弾性に富んだ接着剤で取り付けることにより、
共振ピークの値を抑えて良好なサーボ特性が得られる。
また、ヤング率が低く弾性に富んだ接着剤として光硬化
樹脂を用いた接着剤を使用しているが、これに限定され
るものではない。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の対物レ
ンズユニットにおいては、フォーカシングコイルやトラ
ッキングコイルといった駆動コイルと対物レンズホルダ
ーなどの支持体との間にギャップを設け、そのギャップ
全体、あるいは一部に弾性に富んだ接着剤を満たして駆
動コイルを支持体に取り付けている。このため、接着剤
の層に駆動コイルを対物レンズユニットに取り付ける機
能と駆動コイルの振動を減衰する機能を兼させることが
できる。このため、本発明の対物レンズユニットは、部
品点数や製造工数を増加させることなく高次共振周波数
における共振ピーク値を低くできるので、サーボ特性の
優れた対物レンズユニットを安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】対物レンズユニットの一般的な構成を示す展開
斜視図である。

【図２】本発明の実施例に係る対物レンズユニットのフ
ォーカシングコイルを対物レンズホルダーの側面に取り
付けた様子を示す図である。

【図３】図２に示す対物レンズユニットの振動系のモデ
ルを示す図である。

【図４】図２に示す本例の対物レンズユニットで実測さ
れた利得と位相角を纏めたボード線図である。

【図５】ヤング率の高い接着剤で駆動コイルを固定した
対物レンズユニットで実測された利得と位相角を纏めた
ボード線図である。

【図６】図２に示した例と異なり、ギャップの一部に接
着剤を塗布してフォーカシングコイルを対物レンズホル
ダーに取り付けた様子を示す図である。

【図７】図６と異なる部分に接着剤を塗布してフォーカ
シングコイルを対物レンズホルダーに取り付けた様子を
示す図である。

【符号の説明】

１・・対物レンズ ２・・対物レンズホルダー ３・・トラッキングコイル ５・・フォーカシングコイル １０・・対物レンズユニット １１・・対物レンズホルダーの側壁に用意された凹み ２０・・対物レンズホルダーとファーカシングコイルと
の間のギャップ ２５・・接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザービームを光記録媒体に集光する
   対物レンズと、この対物レンズを支持する支持体と、こ
   の支持体の微細な位置制御を行う駆動コイルとを有する
   対物レンズユニットにおいて、 前記支持体と前記駆動コイルとの間にギャップが形成さ
   れており、硬化後のヤング率がほぼ３０メガパスカルあ
   るいはそれ以下である接着剤によって前記ギャップが満
   たされていることを特徴とする対物レンズユニット。
2. 【請求項２】 レーザービームを光記録媒体に集光する
   対物レンズと、この対物レンズを支持する支持体と、こ
   の支持体の微細な位置制御を行う駆動コイルとを有する
   対物レンズユニットにおいて、 前記支持体と前記駆動コイルとの間にギャップが形成さ
   れており、硬化後のヤング率がほぼ１０メガパスカルあ
   るいはそれ以下である接着剤によって前記ギャップが満
   たされていることを特徴とする対物レンズユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記ギャッ
   プの一部が前記接着剤によって満たされていることを特
   徴とする対物レンズユニット。
4. 【請求項４】 レーザービームを光記録媒体に集光する
   対物レンズと、この対物レンズを支持する支持体と、こ
   の支持体の微細な位置制御を行う駆動コイルとを有する
   対物レンズユニットにおいて、 前記支持体と前記駆動コイルとの間にギャップが形成さ
   れており、このギャップの１部が接着剤によって満たさ
   れていることを特徴とする対物レンズユニット。