JPH09204677A - 対物レンズの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に対物レンズと光ディスク表面などの対象
面とを平行に保つことを可能とし、その信頼性が向上し
た対物レンズの支持構造を提供する。 【解決手段】 対物レンズを支持する可動部材をベース
部材にフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動
可能なように、可動部材とベース部材との間に設けた左
右上下で対をなす棒状または板状ばねをもって中立位置
にばね支持し、可動部材を上記各方向に磁気駆動するよ
うになっている対物レンズの支持構造に於て、可動部材
の重心及び磁気駆動手段による駆動力の作用点を、可動
部材のトラッキング方向及び各ばねの長さ方向の中央近
傍となるようにすることにより、常に対物レンズと光デ
ィスク表面などの対象面とを平行に保つことを可能と
し、その作動信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置や光
磁気ディスク装置などに用いられる対物レンズの支持構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば光ディスク装置や光磁
気ディスク装置に於て、ディスクの各トラックに正確に
光を集光させ、またはその反射光を受光素子に集光させ
るために、対物レンズが設けられた可動部材を４本の板
ばねでベース部材に対してフォーカシング方向及びトラ
ッキング方向に移動可能なように中立位置にばね支持
し、フォーカシングコイル及びトラッキングコイルと磁
石とから構成される磁気アクチュエータをもってこの可
動部材を駆動制御する光学ヘッドが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような光学ヘッド
にあっては、上記各板ばねが平行リンクのような働きを
して可動部材がフォーカシング方向及びトラッキング方
向に平行移動するようになっているが、実際には特に可
動部材の移動量が大きな場合、対物レンズがディスク表
面に対して角度を有するようになり、フォーカシングが
甘くなり、リード／ライトエラーの原因となることが懸
念される。

【０００４】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その主な目的は、常に対物
レンズと光ディスク表面などの対象面とを平行に保つこ
とを可能とし、その信頼性が向上した対物レンズの支持
構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、対物レンズと、前記対物レンズを支持する可動
部材と、前記可動部材をベース部材にフォーカシング方
向及びトラッキング方向に移動可能なように中立位置に
ばね支持するばね手段と、前記可動部材を前記各方向に
磁気駆動する手段とを有する対物レンズの支持構造であ
って、前記ばね手段が、左右で対をなす棒状または板状
ばねを前記可動部材と前記ベース部材との間に前記フォ
ーカシング方向上下に複数対設けたものからなり、前記
可動部材の重心及び前記磁気駆動手段による駆動力の作
用点が、前記可動部材のトラッキング方向及び各ばねの
長さ方向の中央近傍になっていることを特徴とする対物
レンズの支持構造を提供することにより達成される。

【０００６】ここで、図３に示すようにモデル化した可
動部材の運動を解析する。通常、可動部材２は４本の板
ばねで保持されているが、フォーカス方向のみの運動を
考える場合は、トラッキング方向から見て図３のように
２本の板ばね４ａ、４ｃで保持されていると仮定しても
差し支えない。図３に示すように、可動部材２を、時間
的に変化する駆動力Ｐ（ｔ）を加えた場合の解析を行
う。

【０００７】まず、使用する記号を説明する。 Ｌ：板ばね４ａ（ＡＡ′）、４ｃ（ＢＢ′）の長さ Ｉ₁、Ｉ₂：板ばね４ａ、４ｃの断面２次モーメント（通
常はＩ₁＝Ｉ₂であるが、板ばねの板厚、板巾にばらつき
があるのでＩ₁≠Ｉ₂とする。） ｍ：可動部材２の質量 Ｊ：可動部材２の重心回りの慣性モーメント ｄ₁：可動部材２側の板ばねの保持点Ａ′、Ｂ′から可
動部材２の駆動点Ｓまでの距離（図３） ｄ₂：Ａ′、Ｂ′点から可動部材２の重心までの距離 δ₁、δ₂：駆動力Ｐ（ｔ）を加えたときのＡ′、Ｂ′の
変位（図４） θ₁、θ₂：駆動力Ｐ（ｔ）を加えたときのＡ′、Ｂ′の
たわみ角（図４）

【０００８】まず、可動部材２と板ばねをＡ′、Ｂ′点
で切り離して考えたときの板ばね側のＡ′、Ｂ′点に発
生する力をＰ₁、Ｐ₂モーメントをＭ₁、Ｍ₂とする（図
５）。作用反作用の法則により可動部材２側のＡ′、
Ｂ′点に発生する力、モーメントは板ばね側に発生する
力モーメントを大きさが同じで向きが反対になる（図
５）。板ばねＡＡ′（４ｃ）に力Ｐ₁、モーメントＭ₁が
加わることによりたわみδ₁、たわみ角θ₁が生ずるの
で、これらに次の関係式が成立する。

【０００９】

【数１】

【００１０】

【数２】

【００１１】同様に板ばねＢＢ′（４ａ）についても、

【数３】

【００１２】

【数４】 が成立する。

【００１３】可動部材２を剛体とすれば、θ₁＝θ₂（＝
θとおく）、またθは非常に小さいからδ₁＝δ₂（＝δ
₃とおく）とすることができる。ここで、式（１）〜式
（４）の（δ₁、δ₂）をδ、（θ₁、θ₂）をθと置き、
Ｐ₁、Ｍ₁、Ｐ₂、Ｍ₂をδ、θで表せば、

【数５】

【００１４】

【数６】

【００１５】

【数７】

【００１６】

【数８】

【００１７】次に、可動部材２の運動方程式を立てる。
ここで、簡単のため減衰は無視する。重心の変位をδ_G
とすると、

【数９】

【００１８】

【数１０】

【００１９】となる。δ_G＝δ＝θα₂の関係と、式
（５）〜式（８）を式（９）、式（１０）に代入して整
理すると、

【００２０】

【数１１】

【００２１】

【数１２】

【００２２】となる。今、Ｐ（ｔ）を角周波数ωの周期
力Ｐ＝Ｐ₀sinωｔとすると、δ、θはδ＝δ₀sinωｔ、
θ＝θ₀sinωｔとして表わすことができる（Ｐ₀、δ₀、
θ₀は時間に関係ない定数）。これらを式（１１）（１
２）に代入し、δ₀、θ₀を求めると、

【００２３】

【数１３】

【００２４】

【数１４】

【００２５】

【数１５】

【００２６】

【数１６】

【００２７】

【数１７】

【００２８】

【数１８】

【００２９】

【数１９】 となる。式１４は、

【００３０】

【数２０】 と書ける。

【００３１】ωが変化しても常にθ₀が０になるために
は式２０より、ｄ₁、ｄ₂は

【数２１】 を満足すればよいことになる。

【００３２】従って、この関係が成り立てば、ｋ₁≠
ｋ₂、即ち板ばねの板巾や板厚にばらつきがあってもθ₀
は０となることがわかる。即ち、θ₀＝０とするには、
駆動力Ｐ（ｔ）の作用する点と重心とがばねの長さＬの
１／２の位置となるようにすれば良いことがわかる（図
６）。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付の図面について詳しく説明する。図１は、本発明が
適用された光ディスク装置や光磁気ディスク装置などに
用いられる光学ヘッドの要部斜視図、図２はその平面図
である。この光学ヘッドは、対物レンズ１と、この対物
レンズ１を一端で支持する可動部材２と、図示されない
装置本体側に設けられた駆動装置により粗動するように
なっているベース部材３と、可動部材２をベース部材３
にフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能
なように中立位置にばね支持するばね手段としての互い
に平行な４本の板ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとを有し
ている。また、可動部材２の中間部には開口２ａが開設
され、その対物レンズ１と相反する側寄りにフォーカシ
ングコイル５が貼着され、該フォーカシングコイル５の
前端面に左右一対のトラッキングコイル６が貼着されて
いる。一方、ベース部材３にはヨーク及び磁石からなる
磁石ユニット７、８が立設され、一方の磁石ユニット７
はフォーカシングコイル５に突入し、他方の磁石ユニッ
ト８は開口２ａのフォーカシングコイル５のない前部に
突入してトラッキングコイル６と対峙している。

【００３４】４本の板ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのう
ち、下側の板ばね４ａ、４ｂの一端は可動部材２の下部
にトラッキング方向に突設された一対のフランジ２ｂに
接着され、上側の板ばね４ｃ、４ｄの一端は可動部材２
の上端面に接着されている。各板ばね４ａ、４ｂ、４
ｃ、４ｄの他端はベース部材３に立設されたバックプレ
ート３ａの溝３ｃ、３ｄにて接着され、この溝３ｃ、３
ｄ内には公知のダンパ剤が充填、硬化されている。尚、
各板ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄはフォーカシングコイ
ル５及びトラッキングコイル６と図示されない外部制御
装置を介して電源とを電気的に接続する配線をも兼ねて
いる。

【００３５】ここで、各板ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
のばねとしての実質的な長さは共に同じであり、これを
Ｌとする。また、フォーカシングコイル５による駆動力
の作用点、トラッキングコイル６による駆動力の作用点
及び可動部材２の重心Ｇは略一致しており、かつ上記板
ばねの長さＬの１／２の位置（中央）になっている。し
かしながら、実際には上記板ばねのたわみ角θには許容
範囲があり、この範囲で上記各駆動力の作用点と重心Ｇ
とがずれていても良い。また、この構成ではフォーカシ
ングコイル５による駆動力の作用点と、トラッキングコ
イル６による駆動力の作用点とは板ばねの長さ方向にや
やずれているが、これも上記たわみ角θが許容範囲とな
れば問題とならない。

【００３６】尚、上記説明では必ずしもトラッキングコ
イル６の作用点は板ばねの長さＬの１／２の位置に設定
する必要がないようであるが、厳密に云うとトラッキン
グコイル６による駆動力の作用点と重心Ｇとがずれてい
ると振動モードに好ましくないピークが発生し、また、
各板ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと平行な可動部材２の
中心軸について回転する力が作用し、所謂ローリングを
発生する。これらを可及的に除去するためにトラッキン
グコイル６の作用点をも重心Ｇに一致させ、かつ板ばね
の長さＬの１／２の位置に設定すると良い。

【００３７】そこで、フォーカシングコイル５による駆
動力の作用点と、トラッキングコイル６による駆動力の
作用点とを一致させるためには、図７に示すように、ト
ラッキングコイル６を挟んでフォーカシングコイル５と
対称位置にフォーカシングコイル１５を設ければ良い。
これにより正確に両作用点と、重心Ｇとを一致させ、か
つ板ばねの長さＬの１／２の位置に設定できる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による対物レンズの支持構造によれば、対物レンズを
支持する可動部材をベース部材にフォーカシング方向及
びトラッキング方向に移動可能なように、可動部材とベ
ース部材との間に設けた左右上下で対をなす棒状または
板状ばねをもって中立位置にばね支持し、可動部材を上
記各方向に磁気駆動するようになっている対物レンズの
支持構造に於て、可動部材の重心及び磁気駆動手段によ
る駆動力の作用点を、可動部材のトラッキング方向及び
各ばねの長さ方向の中央近傍となるようにすることによ
り、常に対物レンズと光ディスク表面などの対象面とを
平行に保つことを可能とし、その作動信頼性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された光ディスク装置や光磁気デ
ィスク装置などに用いられる光学ヘッドの要部斜視図。

【図２】図１の平面図。

【図３】本発明の作動原理を図４〜図６と共に説明する
べく対物レンズの支持構造を模式的に示す図。

【図４】本発明の作動原理を図３、図５及び図６と共に
説明するべく対物レンズの支持構造を模式的に示す図。

【図５】本発明の作動原理を図３、図４及び図６と共に
説明するべく対物レンズの支持構造を模式的に示す図。

【図６】本発明の作動原理を図３〜図５と共に説明する
べく対物レンズの支持構造を模式的に示す図。

【図７】本発明が適用された別の実施形態を示す図２と
同様な光学ヘッドの要部斜視図。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 可動部材 ２ａ 開口 ２ｂ フランジ ３ ベース部材 ３ａ バックプレート ３ｃ、３ｄ 溝 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 板ばね ５ フォーカシングコイル ６ トラッキングコイル ７、８ 磁石ユニット １５ フォーカシングコイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと、前記対物レンズを支持
   する可動部材と、前記可動部材をベース部材にフォーカ
   シング方向及びトラッキング方向に移動可能なように中
   立位置にばね支持するばね手段と、前記可動部材を前記
   各方向に磁気駆動する手段とを有する対物レンズの支持
   構造であって、 前記ばね手段が、左右で対をなす棒状または板状ばねを
   前記可動部材と前記ベース部材との間に前記フォーカシ
   ング方向上下に複数対設けたものからなり、 前記可動部材の重心及び前記磁気駆動手段による駆動力
   の作用点が、前記可動部材のトラッキング方向及び各ば
   ねの長さ方向の中央近傍になっていることを特徴とする
   対物レンズの支持構造。