JPH10334487A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 媒体種類に応じて回転数の切り換えが行われ
る光ディスク装置に対応することを課題とする。 【解決手段】 対物レンズ１と、マウント３上に固定装
備された支持軸２と、対物レンズ１を保持すると共に，
支持軸２を中心に回動自在且つ往復移動自在に装備され
たレンズホルダ４と、その回動動作を付勢するトラッキ
ング駆動手段５と、その往復移動動作を付勢するフォー
カシング駆動手段６と、レンズホルダを一定の位置に復
帰させる復帰力を付勢する原位置復帰手段７とを備え、
この原位置復帰手段７を、マウント３とレンズホルダ４
のいずれか一方に装備されたコイル７１と、マウント３
とレンズホルダ４のいずれか他方でコイル７１の近傍に
装備された磁性体７２とから構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ駆動装
置に係り、特に、光ディスク装置等に用いられる光ピッ
クアップにおける対物レンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置等において、レーザ光を
照射して、光ディスク媒体のピットやグルーブに記録、
再生用の光スポットを形成する際、レーザ光を集光する
対物レンズを光軸方向、すなわちフォーカシング方向、
及び光ディスク媒体のトラックを横切る方向、すなわち
トラッキング方向に駆動することによりピット等に対し
オートフォーカシング及びオートトラッキングを行なっ
ている。

【０００３】対物レンズを駆動する手段として、駆動用
コイルと永久磁石とを有する磁気回路を構成し、これに
よる電磁気力を駆動源としている。

【０００４】対物レンズ駆動装置の第一の従来例を図
４、図５に参照しながら説明する。この図４において、
支持軸１０３を中心として回動するレンズホルダ１０２
上において支持軸１０３から偏芯した位置に対物レンズ
１０１が設けられており、このレンズホルダ１０２は支
持軸１０３の周りに回動可能かつ支持軸方向に摺動可能
に支持されている。

【０００５】レンズホルダ１０２上には、支持軸１０３
を中心にして対物レンズ１０１の反対方向にバランスウ
ェイト１１１が固着されている。レンズホルダ１０２の
外周面には支持軸１０３を挟んで対称位置にそれぞれ対
をなすフォーカシング用駆動コイル１１２とトラッキン
グ駆動コイル１１３が固着されている。

【０００６】支持軸１０３はアウターヨーク１０５の中
央部分に圧入や接着等の手段により固定されている。

【０００７】アウターヨーク１０５にはフォーカシング
用マグネット１１４，及びトラッキング用マグネット１
１５が、支持軸１０３を挟んで対称位置にそれぞれフォ
ーカシング用駆動コイル１１２及びトラッキング用駆動
コイル１１３に対向するように対をなして固定されてい
る。

【０００８】フォーカシング用マグネット１１４は、Ｎ
極とＳ極が支持軸１０３に沿った方向に並ぶように分極
着磁される一方で、トラッキング用マグネット１１５
は、フォーカシング用マグネット１１４の着磁方向に対
して直交する方向（支持軸１０３を中心とする周方向）
にＮ極とＳ極とが並ぶように分極着磁されている。

【０００９】アウターヨーク１０５には、当該アウター
ヨーク１０５と対向するインナーヨーク１１６が装備さ
れており、このインナーヨーク１１６には、各マグネッ
ト１１４，１１５と対向するフォーカシング用駆動コイ
ル１１２，トラッキング用駆動コイル１１３が装備され
ている。

【００１０】以上のようにしてインナーヨーク１１６，
コイル１１２，マグネット１１４，アウターヨーク１０
５が各々支持軸１０３を中心とする円弧に沿って配置さ
れ、フォーカシング方向Ｆの磁気回路を形成し、一方イ
ンナーヨーク１１６，コイル１１３，マグネット１１
５，アウターヨーク１０５が同様に配置されトラッキン
グ方向Ｔの磁気回路を形成している。

【００１１】また、レンズホルダ１０２の外周縁部に
は、フォーカシング用マグネット１１４の磁極中心に対
向する位置に磁性片１１７が各々固着されている。

【００１２】次に、動作について説明する。フォーカシ
ング用マグネット１１４による磁束と磁性片１１７との
関係を図６，図７に示す。この図６，７中では、レンズ
ホルダ１０２及びフォーカシング用駆動コイル１１２の
図示が省略されているものとする。

【００１３】フォーカシング用マグネット１１４は、支
持軸１０３に沿った方向に分極着磁されているが、図６
に示すように支持軸１０３に直交する平面内では、フォ
ーカシング用マグネット１１４と磁性片１１７との間の
空隙内の磁束は周方向中央部において極大となり、空隙
の両端（図６における上下端）に近くなるにしたがって
減少していく。

【００１４】この空隙内には磁性片１７が配置されてい
るため、磁性片１１７にはフォーカシング用マグネット
１４による磁気的吸引力が作用すると共に、上記磁束の
極大点において安定に保持されようとする復元力が作用
する。

【００１５】この復元力によりレンズホルダ１０２が周
方向における一定の位置に保持され、もって対物レンズ
１０１がトラッキング方向Ｔにおける予め設定されたす
初期位置（中立点）に保持される。これにより、対物レ
ンズ１０１の光軸と光ディスクに照射されるレーザ光と
がほぼ重なる位置にレンズホルダ１０２が位置決めされ
る。

【００１６】更にこの復元力の大小によって、対物レン
ズ駆動装置１００のトラッキング方向Ｔの伝達特性にお
ける一次共振周波数（ｆ０）が決定される。

【００１７】一方、図７に示すようにフォーカシング用
マグネット１１４の支持軸１０３に沿った方向の断面内
においては、マグネット１１４が支持軸１０３に沿った
方向に分極着磁されているため、磁性片１１７が配置さ
れた空隙内における磁束の勾配が図７中の矢印に示すよ
うに、上下方向の中間部において逆転する。

【００１８】ここでは磁性片１１７は磁路の一部として
作用し、磁性片１１７が分極着磁の中央部に磁気的に吸
引される。この吸引力が復元力として作用しレンズホル
ダ１０２がフォーカシング方向における支持軸１０３の
所定位置に保持され、もって対物レンズ１０１がフォー
カシング方向Ｆの中立点に保持される。即ち、対物レン
ズ１０１から光ディスクまでの距離が当該対物レンズ１
０１の焦点距離となるようにフォーカシング方向Ｆにつ
いてレンズホルダ１０２が位置決めされる。

【００１９】更にこの復元力の大小によって、対物レン
ズ駆動装置のフォーカシング方向Ｆの伝達特性における
一次共振周波数（ｆ０）が決定される。

【００２０】次に、第二の従来例を図８に参照しながら
説明する。

【００２１】図８において対物レンズ２０１が保持され
たレンズホルダ２０２は上下各２本の弾性体としての金
属ワイヤー２３１を介して支持ホルダ２３２及びプリン
ト基板２３３に支持されている。

【００２２】レンズホルダ２０２にはフォーカシング駆
動コイル２１２、トラッキング駆動コイル２１３及び中
継基板２３４が取り付けられ、中継基板２３４には金属
ワイヤー２３１とフォーカシング駆動コイル２１２及び
トラッキング駆動コイル２１３の各端子が半田付けで接
続されており、金属ワイヤー２３１はレンズホルダ２０
２を弾性的に支持すると同時に通電手段としても利用さ
れている。

【００２３】フォーカシング駆動コイル２１２にトラッ
キング駆動コイル２１３が貼り付けられ、それを挟みこ
むようにヨーク２３５がベース２３６に取り付けられて
いる。

【００２４】第二の従来例では対物レンズ駆動装置２０
０のフォーカシング方向Ｆ及びトラッキング方向Ｔの伝
達特性における一次共振周波数（ｆ０）を決定する要因
として、レンズホルダ２０２を支持している金属ワイヤ
ー２３１のバネ定数が挙げられる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
対物レンズ駆動装置１００においては、フォーカシング
用マグネット１１４の磁気的吸引力が一定であるため、
また、対物レンズ駆動装置２００においては金属ワイヤ
ー２３１のバネ定数は一定であるため、フォーカシング
方向及びトラッキング方向の伝達特性における一次共振
周波数（ｆ０）が一定の値に固定されてしまうという不
都合を有していた。

【００２６】ここで、光ディスク装置とりわけＣＤ−Ｒ
ＯＭ駆動装置等では、転送レートを上げるため光ディス
クを高速で回転させる。この場合、その面振れや偏芯に
追従するようサーボをかける際、対物レンズ駆動装置の
伝達特性における一次共振周波数ｆ０は高い方が望まし
い。これは光ディスクが高速回転すれば、その面振れ周
波数や偏芯周波数も高くなるためである。

【００２７】一方、音楽ディスク（ＣＤ）のように光デ
ィスクの回転数が低い場合は、逆に一次共振周波数ｆ０
が高くなるとキズのついたディスク等にサーボが追従で
きなかったり、かえって面振れや偏芯等に弱くなったり
する。

【００２８】このため、上述した従来の各対物レンズ駆
動装置は、回転数をその媒体に合わせて可変させるよう
な光ディスク装置に装備した場合、対物レンズ駆動装置
の一次共振周波数ｆ０が一定であるため、各媒体に対応
することが難しく、光ディスクの回転速度の高速化に限
界を生じたり、或いは読み出しエラー等の発生を生じた
りする恐れがあるという不都合を有していた。

【００２９】

【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、フォーカシング方向及びトラッキング方向の
一次共振周波数を可変とする対物レンズ駆動装置の提供
を目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本願発明は、光ディスク
にレーザ光を集光する対物レンズと、レーザ光の照射方
向にほぼ平行に配設した支持軸と、この支持軸を固定装
備するマウントと、対物レンズを保持すると共に，支持
軸を中心に回動自在且つ支持軸に沿って往復移動自在に
装備されたレンズホルダと、このレンズホルダの回動動
作を付勢するトラッキング駆動手段と、レンズホルダの
支持軸に沿った方向への往復移動動作を付勢するフォー
カシング駆動手段と、レンズホルダを支持軸に対する回
動方向及び往動方向について一定の位置に復帰させる復
帰力を付勢する原位置復帰手段とを備えている。

【００３１】そして、原位置復帰手段を、マウントとレ
ンズホルダのいずれか一方に装備されたコイルと、マウ
ントとレンズホルダのいずれか他方でコイルの近傍に装
備された磁性体とを含む構成とするという構成を採って
いる。

【００３２】上述した構成では、コイルに通電する電流
の増減により、磁性体が受ける磁気的吸引力が増減し、
これに伴い、レンズホルダを吸引する力が可変となり、
当該レンズホルダのフォーカシング方向及びトラッキン
グ方向における所定位置（中立点）への復元力が可変と
なる。

【００３３】これにより、例えば、上記対物レンズ駆動
装置を光ディスク装置に装備した場合、光ディスクの回
転数に応じてコイルの通電量を調整し、各回転数に応じ
た伝達特性の一次共振周波数の調整が行われる。

【００３４】本発明は、上述した構成によって前述した
目的を達成しようとするものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】本願発明の一実施形態を図１乃至
図３に基づいて説明する。本実施形態は、光ディスク媒
体の種類（例えば、ＣＤ−ＲＯＭと音楽用ディスク等）
に応じて光ディスクの回転数を変更自在である光ディス
ク装置に装備されてなる対物レンズ駆動装置１０を示し
ている。

【００３６】この対物レンズ駆動装置１０は、光ディス
クにレーザ光を集光する対物レンズ１と、レーザ光の照
射方向にほぼ平行に配設した支持軸２と、この支持軸２
を固定装備するマウント３と、対物レンズ１を保持する
と共に，支持軸２を中心に回動自在且つ支持軸２に沿っ
て往復移動自在に装備されたレンズホルダ４と、このレ
ンズホルダ４の回動動作を付勢するトラッキング駆動手
段５と、レンズホルダ４の支持軸２に沿った方向への往
復移動動作を付勢するフォーカシング駆動手段６と、レ
ンズホルダ４を支持軸２に対する回動方向及び往復方向
について一定の位置に復帰させる復帰力を付勢する原位
置復帰手段７とを備えている。

【００３７】以下各部を詳説すると、まず、対物レンズ
１は、レンズホルダ４の回動中心位置から幾分半径方向
にずれた位置に、当該対物レンズ１の光軸とレンズホル
ダ４の回動中心軸とを平行に設定した状態で装備されて
いる。

【００３８】レンズホルダ４は、その回動中心位置に貫
通穴４１を有し、かかる貫通穴４１に支持軸２を挿入し
た状態で当該支持軸２に対して回動自在且つ摺動自在に
係合している。また、このレンズホルダ４は、支持軸２
を中心とする一定半径の外周面４２を有しており、この
外周面上には、後述するトラッキング駆動手段５のトラ
ッキング用駆動コイル５１及びフォーカシング駆動手段
６のフォーカシング用駆動コイル６１がそれぞれ支持軸
２を中心とする周方向（フォーカシング方向Ｆ）に沿っ
て並んで装備されている。

【００３９】これらトラッキング用駆動コイル５１及び
フォーカシング用駆動コイル６１は、いずれも支持軸２
を挟んで対称となる位置に同一のものがもう一つずつ装
備され、レンズホルダ４の回動動作（トラッキング動
作），及び往復動作（フォーカシング動作）がいずれも
支持軸２を挟んで両側から付勢される構造となってい
る。

【００４０】支持軸２は、平板状のマウント３に対して
垂直に立設された円柱状部材であり、前述したレンズホ
ルダ４の貫通穴４１との間には、回動及び摺動を自在と
する軸受けが介挿される。

【００４１】一方、マウント３には、支持軸２を中心と
する円周方向に沿った周壁状の二つのアウターヨーク３
１が立設されている。このアウターヨーク３１は、前述
したレンズホルダ４の外周面４２よりも幾分その半径が
大きく設定されており、その内周面上に前述したトラッ
キング用駆動コイル５１及びフォーカシング用駆動コイ
ル６１に個別に対向するトラッキング用マグネット５２
及びフォーカシング用マグネット６２が装備されてい
る。他方のアウターヨーク３１についても同様である。

【００４２】また、マウント３には、支持軸２を中心と
する円周方向に沿った周壁状の二つのインナーヨーク３
２が立設されている。このインナーヨーク３２は、前述
したレンズホルダ４の外周面４２よりも幾分その半径が
小さく設定されており、レンズホルダ４の外周面４２の
背後に形成された空隙部４３に遊挿される。

【００４３】上述したインナーヨーク３２，トラッキン
グ用駆動コイル５１，トラッキング用マグネット５２及
びアウターヨーク３１によりトラッキング方向Ｔの磁気
回路を形成し、これらによりトラッキング駆動手段５が
構成される。また、上述したインナーヨーク３２，フォ
ーカシング用駆動コイル６１，フォーカシング用マグネ
ット６２及びアウターヨーク３１により、フォーカシン
グ方向Ｆの磁気回路を形成し、これらによりフォーカシ
ング駆動手段６が構成される。

【００４４】原位置復帰手段７は、マウント３上に保持
部材７３を介して装備されたソレノイドコイル７１と、
レンズホルダ４上に装備された磁性体７２とから構成さ
れる。

【００４５】さらに詳述すると、レンズホルダ４上にお
いて、磁性体７２は、支持軸２を挟んで対物レンズ１の
反対側に装備される。そして、マウント３上において、
ソレノイドコイル７１は、通過するレーザ光と対物レン
ズ１の光軸とが一致するときにレンズホルダ４上の磁性
体７２と丁度対向する位置に装備されている。

【００４６】ソレノイドコイル７１は、その巻回された
コイルの中心軸が支持軸３と直交する方向に向けられて
配設されている。そして、図示しない配線を介して図示
しない制御回路と接続され、当該ソレノイドコイル７１
に通電される電流の大きさの調整が自在に行われる構成
となっている。

【００４７】以下、図２及び図３に基づいて、対物レン
ズ駆動装置１０の動作を説明する。ここで、図２は、原
位置復帰手段７を図１における上方からみた図であり、
図３は、原位置復帰手段７を図１における側方から見た
図である。これらの図では、原位置復帰手段７以外の他
の構成については図示を省略するものとする。

【００４８】ソレノイドコイル７１に電流を通電する
と、図２に示すように当該ソレノイドコイル７１と磁性
体７２の空隙内には磁束Ｊが流れる。

【００４９】磁束Ｊは、ソレノイドコイル７１の中心に
沿って極大となり、これに伴い、空隙内の中央部におい
て極大となるため磁性体７２には磁束Ｊの極大点におい
て安定に保持されようとする弾性的な復元力が作用す
る。

【００５０】この復元力により磁性体７２が固着された
レンズホルダ４、ひいては対物レンズ１はトラッキング
方向Ｔの中立点（ここでは、磁性体７２及びソレノイド
コイル７１の配設位置により予め設定された、対物レン
ズ１の光軸をレーザ光が通過する位置）に保持される。

【００５１】同様にフォーカシング方向Ｆにおいても、
図３に示すように、ソレノイドコイル７１と磁性体７２
の空隙内の中央部で磁束Ｋが極大となり磁性体７２には
磁束Ｋの極大点において安定に保持されようとする弾性
的な復元力が作用し、この復元力により対物レンズ１は
フォーカシング方向２１の中立点（ここでは、磁性体７
２及びソレノイドコイル７１の配設位置により予め設定
された、対物レンズ１が光ディスクからほぼ焦点距離だ
け離間する位置）に保持される。

【００５２】ソレノイド７に通電することにより発生す
る磁気的吸引力から得られるフォーカシング方向Ｆ及び
トラッキング方向Ｔの復元力は、対物レンズ駆動装置１
０の伝達特性における一次共振周波数（ｆ０）を決定す
るパラメータとなる。

【００５３】ここで、ソレノイドコイル７１のコイルの
巻数をＮ、全長をＬ、コイルに流れる電流をＩとした時
発生する磁界の強さＨは次式に表される。

【００５４】Ｈ＝ＮＩ／Ｌ

【００５５】このときの磁気的吸引力をＦとすると、さ
らに次式に表される（ｑ：磁性体の磁極の強さ）。

【００５６】Ｆ＝ｑＨ

【００５７】これにより、ソレノイドコイル７１に流す
電流の大きさによって磁気的吸引力を変化させることが
できる。

【００５８】以上のように、本実施形態では、マウント
３とレンズホルダ４との間に、ソレノイドコイル７１と
磁性体７２とを有する原位置復帰手段７を装備している
ため、ソレノイドコイル７１への通電電流の大きさを調
節することによりレンズホルダ４の所定の初期位置への
復帰力（原位置復帰力）を自在に変えることができ、こ
れにより、対物レンズ駆動装置１０の一次共振周波数ｆ
０を自在に調節することが可能となる。

【００５９】このため、光ディスク装置において、光デ
ィスクの回転速度の切り換えが行われる（例えば、ＣＤ
−ＲＯＭ等の高速転送を要求され、かつ音楽ディスクも
再生可能とする）場合でも、光ディスクの回転数に対応
する一次共振周波数に可変設定できるため、常に回転数
に合わせた最適なサーボ系の設定が可能となり、回転数
の高速化に対応しつつも、面振れや偏芯，傷を有する光
ディスクの読み出し等を良好に行うことが可能である。

【００６０】また、原位置復帰手段７では、ソレノイド
コイル７１をマウント３上に、また、磁性体７２をレン
ズホルダ４上に装備しているため、ソレノイドコイル７
１が駆動するレンズホルダ４上にある場合と比較して、
当該ソレノイドコイル７１の配線が容易となり生産性が
向上すると共に、駆動するレンズホルダ４の軽量化が図
られ、消費電力の低減化を図ることが可能となる。

【００６１】さらに、原位置復帰手段７のコイルをソレ
ノイドコイル７１としているため、極大となる磁束の発
生方向が一定であり、磁界強度の設定がコイルの巻数，
コイルの長さ及び通電電流の大きさにより一定値に決定
されるため、その配設位置等の設定及び光ディスクの回
転数に応じた調整が容易である。

【００６２】

【発明の効果】本願発明では、マウントとレンズホルダ
との間に、コイルと磁性体からなる原位置復帰手段を装
備しているため、コイルへの通電電流の大きさを調節す
ることによりレンズホルダの所定の初期位置への復帰力
（原位置復帰力）を自在に変えることができ、これによ
り、対物レンズ駆動装置の一次共振周波数を自在に調節
することが可能となる。このため、本願発明を、光ディ
スクの回転速度の切り換えが行われる（例えば、ＣＤ−
ＲＯＭ等の高速転送を要求され、かつ音楽ディスクも再
生可能とする）光ディスク装置に装備することにより、
光ディスクの回転数に対応する一次共振周波数に可変設
定できるため、常に回転数に合わせた最適なサーボ系の
設定が可能となり、回転数の高速化に対応しつつも、面
振れや偏芯，傷を有する光ディスクの読み出し等を良好
に行い得る対物レンズ駆動装置を提供することが可能で
ある。

【００６３】また、原位置復帰手段のコイルをマウント
上に、また、磁性体をレンズホルダ上に装備する構成の
場合、コイルが駆動するレンズホルダ上にある場合と比
較して、当該コイルの配線が容易となり生産性が向上す
ると共に、駆動するレンズホルダの軽量化が図られ、消
費電力の低減化を図ることが可能となる。

【００６４】また、上述のコイルをソレノイドコイルと
した場合、極大となる磁束の発生方向が一定であり、磁
界強度の設定がコイルの巻数，コイルの長さ及び通電電
流の大きさにより一定値に決定されるため、その配設位
置等の設定及び光ディスクの回転数に応じた調整が容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す分解斜視図である。

【図２】図１に示した実施例におけるソレノイドコイル
と磁性体との間における磁束の発生状態を示す平面図で
ある。

【図３】図１に示した実施例におけるソレノイドコイル
と磁性体との間における磁束の発生状態を示す正面図で
ある。

【図４】第一の従来例を示す平面図である。

【図５】図４に示した従来例の縦断面図である。

【図６】図４に示した従来例における磁性片とマグネッ
トとの間における磁束の発生状態を示す平面図である。

【図７】図４に示した従来例における磁性片とマグネッ
トとの間における磁束の発生状態を示す支持軸に沿った
端面図である。

【図８】第二の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 支持軸 ３ マウント ４ レンズホルダ ５ トラッキング駆動手段 ６ フォーカシング駆動手段 ７ 原位置復帰手段 １０ 対物レンズ駆動装置 ７１ ソレノイドコイル ７２ 磁性体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクにレーザ光を集光する対物レ
   ンズと、前記レーザ光の照射方向にほぼ平行に配設した
   支持軸と、この支持軸を固定装備するマウントと、前記
   対物レンズを保持すると共に，前記支持軸を中心に回動
   自在且つ前記支持軸に沿って往復移動自在に装備された
   レンズホルダと、このレンズホルダの回動動作を付勢す
   るトラッキング駆動手段と、前記レンズホルダの前記支
   持軸に沿った方向への往復移動動作を付勢するフォーカ
   シング駆動手段と、前記レンズホルダを前記支持軸に対
   する回動方向及び往復方向について一定の位置に復帰さ
   せる復帰力を付勢する原位置復帰手段とを備え、 前記原位置復帰手段を、前記マウントと前記レンズホル
   ダのいずれか一方に装備されたコイルと、前記マウント
   と前記レンズホルダのいずれか他方で前記コイルの近傍
   に装備された磁性体とを含む構成としたことを特徴とす
   る対物レンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記レンズホルダ上の前記コイル又は磁
   性体を，前記支持軸を挟んで前記対物レンズの反対側に
   装備すると共に、 前記マウント上の前記磁性体又はコイルを、前記レーザ
   光と前記対物レンズの光軸とがほぼ一致するときに前記
   レンズホルダ上の前記コイル又は磁性体と対向する位置
   に装備したことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ
   駆動装置。
3. 【請求項３】 前記マウント上に前記コイルを装備し、
   前記レンズホルダ上に前記磁性体を装備したことを特徴
   とする請求項１又は２記載の対物レンズ駆動装置。
4. 【請求項４】 前記コイルをソレノイドコイルとしたこ
   とを特徴とする請求項１，２又は３記載の対物レンズ駆
   動装置。