JPS60263348A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、対物レンズ駆動装置に関し、詳しくは、記録
媒体である円盤状ディスクに形成された情報トラックに
記録された信号に対して、光源からの光スポットの位置
を正確に補正制御するために対物レンズを対物レンズの
光軸方向および光軸に対して垂直方向に駆動する対物レ
ンズ駆動装置に関するものである。

（発明の背景） レーザ光を用いる元学式再生装瞳では、レーザ光をレン
ズ等によって微小スポットに集光して、記録媒体である
円盤状ディスクの″１ｄ報トラックに記録された信号の
検出を行なっているが、正しく信号を検出するには、記
録媒体の凹凸や回動による振動に応じて、光スポットの
焦点を記録媒体上に正確に結ぶための焦点制御および光
スポットを常に正しい信号トラックに追従させるための
トラッキング制御が必要である。

この種の光学式情＠再生装置は、ビディオディスクやデ
ィジタルオーディオディスクとして実用化されていると
ともに、コンビーータ関係等の高密度情報記録再生装置
にもその応用が広がっている。

これは、符号化されたビディオ信号、音声信号あるいは
その他の信号を記録媒体であるディスク上のトランクに
情報として記録しておき、このディスクを高速にて回転
させなからレーザ光等の光源からの光をディスク上のト
ランクに集束させ、ディスク面からの反射光を検出する
ことによって記録された情報を再生するものであって、
ノイズ等の少ない高品位な情報再生が行なえるものとし
て最近急速に利用されつつある。

（発明の従来技術及び問題点） 第４図、第５図は、従来の光学式再生装置に使用されて
いる光学式ピックアップ用の対物レンズ駆動装置を示す
要部ｆｆ１＋視図で、ます、第４図の対物レンズ駆動装
置Ａを用いて説明すると、可動部材ＩＫよって保持され
た対物レンズ２は、平行並列対向させた同長の一対の板
バネ３によってＹ−Ｙ′方向にたわみ、同じく平行並列
対向させた同長の一対の板バネ４によってＸ　−Ｘ／方
向にたわむように、画板バネ３．４が中間接続部材穴に
よって接続されているとともに、ｘ−ｘ’力方向たわむ
板バネ４の端部は固定部材６に固着されている。なお、
図示されていないが、この対物レンズ駆動装置は、Ｙ−
Ｙ’力方向力Ｆ、と、Ｘ−Ｘ’力方向力Ｆ、とをそれぞ
れ生じる駆動機構、例えば、コイルと磁気回路による電
磁駆動機構を具備している。

次に、この対物レンズ駆動装置Ａの動作について説明す
ると、まず、Ｙ−Ｙ’力方向力Ｆ１が、図示していない
駆動機構によって可動部材１に印加されると、板バネ４
１）、Ｙ−Ｙ’力方向板巾方向）Ｋは１強い剛性がある
ため中間接続部材５は、Ｙ　−Ｙ′方向には変位せず、
板バネ３のみが力Ｆ１と力Ｆ１によって生じるトルクＴ
１とによってＹ　−Ｙ’力方向たわみ、このたわみが可
動部材１をＹ軸のまわりを円弧を描いてＹ−Ｙ’力方向
変位する。このとき、可動部材１の変位点（支点）と駆
動点（力点）との間の距離（ｉ、　）に比較して、可動
部材１と板バネ３との接合部３ａは前記駆動点（力点）
Ｋ対して至近距離（ｌｓ　）　（ｌ＜ｉ、〕にあるため
に板バネ３のトルクＴ１によるたわみ＆丁、力Ｆ、によ
るたわみに比べて極めて小さくＹ軸のまわりの回転に由
来する対物レンズ２０光軸の傾きは無視できる。

また、Ｘ−Ｘ／方向のＦ、が同様に可動部材１に印加さ
れると板バネ３＆１、Ｘ−Ｘ’力方向強い剛性を持つゆ
えに、板バネ３を介して中間接続部材５に力Ｆ、と力Ｆ
、によって生じるトルクＴ、が加わり、このトルクＴｔ
によって板バネ４がｘ−ｘ’力方向たわむために可動部
材１はＹ軸のまわりを円弧を描いてｘ−ｘ’力方向変位
する。しかし、この構造においては、可動部材１の駆動
点が板バネ４に対して、板バネ３を介して遠隔距離にあ
るため、可動部材１および中間接続部材５の合成質量と
、板ノ（ネ４のＸ−Ｘ／方向のたわみステイフネスとＫ
よる第１の共振と、回転トルクＴ！によって生じる可動
部材（Ａ）および中間接続部材５のＹ軸のまわりの合成
慣性モーメントと、板バネ４のＹ軸のまわりの回転ステ
ィフネスとによる第２の共振の２つの共振が発生するた
めに、サーボがかけにくいという欠点があった。

また、第５図の対物レンズ駆動装置Ｂについて説明する
と、７げ、長さの等しい２枚の板ノ（ネからなる支持部
材で、該支持部材７の一端は、離間されて中間接続部材
５に固着され、その他端は、相互に密着するか、十分に
小さな間隔をもって固定部材８に固着されている。そし
て、支持部材７を構成する２枚の板バネのたわみ方向が
Ｘ−Ｘ／方向となるように板バネ３と支持部材７とは、
中間接続部材５を介して互いに直交するように連結配置
されており、対物レンズ２の光軸は、Ｙ−Ｙ’力方向一
致されている。

上述の如く構成された駆動装置では、駆動装置Ａの可動
部材１のｘ−ｘ’力方向駆動時に直線運動と回転運動に
起因する２つの共振が発生するのに対して、駆動装置Ｂ
では、回転運動に起因する共振だけに限定することが可
能となる。このために駆動装置Ｂでは、駆動装＃への構
造で解決が困難であったＸ９３面に係る二元共振を解消
するのに有効な構造ではある。

しかしながら、これらは、Ｚ軸のまわりに発生する回転
トルクＴ、の影響に着目しておらず、該回転トルクＴ、
ＦＣ起因するＺ軸のまわりの可動部材１の回転に起因す
る対物レンズ２の光軸の傾きに対して殆んど無防備であ
るという欠点を有していた。

また、駆動装置Ｂにおいて可動部材（Ａ′）が、力Ｆ、
またを１力Ｆ、によってＹ−Ｙ／力方向たはＸ−Ｘ／方
向に変位する時、本来、一致させるべきである可動部材
（Ａ’）、対物レンズ（Ｂ′）および第５図に示さない
が、可動部材（Ａ′）に巻着固定される駆動用コイルか
ら成る駆動系部材のＸＹ面内における合成質量中心（以
下「重心」）と該駆動中心との間に種々の原因による位
置ずれが生ずると、前記駆動系部材の駆動中心を通るＺ
軸のまわりに慣性モーメン）Ｋよる回転トルクＴ３が発
生し、これが板バネ（Ｃ′）のＸＹ面内のねじりスティ
フネスとの間に共振を発生させ、その結果、可動部材（
Ａ′）のＺ軸まわりの回転に由来する対物レンズ（Ｂ′
）の光軸の傾きを生じさせる。

駆動装置Ｂの構造において、前記可動部材（Ａ′）（の
Ｚ軸まわりの回転に由来する対物レンズ（Ｂ′）の光軸
の傾きを防止する方法として第１Ｋ前記回転トルクＴ、
の最大発生要因である前記駆動系部材の重心と駆動中心
の位置ずれを無くすよう種々の調整を行なう方法がある
が、構成上部品の取付は位置に制約がある上、部品の個
々の寸法上のバラツキや部品相互間の取付は寸法誤差を
皆無にすることは難しく、一方、重心調整用に重量バラ
ンサー（図示せず）を用いた場合、Ｍｔバランサー自身
の取付は位置調整に手間がかかる上に、駆動系部材全体
の重量が必要以上に増加する等多くの欠点がある。また
、第２に可動部材（Ａ′）を連結支持する板バネ（Ｃ′
）のねじり方向の剛性を高め、前記回転トルクＴ、によ
る変形を受けニ＜くすることが考えられるが、いずれも
一長一短がある。すなわち、板バネ（Ｃ′）のねじり方
向の１剛性を強める方法として、例えば、（１）材質的
に高いバネ定数をもった材料を使用するか（１１）板バ
ネ（Ｃ／）の板厚をより厚くするか（＋＋＋　）板バネ
（Ｃ′）の幅をより広くするか（１■）板バネ（Ｃ′）
のＺ軸方向の長さをより短くするか（Ｖ）平行並列対向
する２枚の板バネ（Ｃ′）の離間距離をより大きくとる
か等が考えられる。

しかし、（１）および（１１）の方法は、板バネ（Ｃ′
）のＹ−Ｙ／力方向たわみ力も同時に大きくなるために
、駆動部材（Ａ′）のＹ−Ｙ／力方向駆動力Ｆ、が大き
くなる欠点があり、（ｍ　）は対物レンズ駆動装置の横
幅（Ｘ−Ｘ／方向）が大きくなるため、装置の小型化を
はかる上で難点があり、寸法上の制約を受ける結果、そ
の効果に限界がある。また、（１ｖ）は、板バネ（Ｃ′
）のＺ軸方向の長さを短くすると、可動部材（Ａ′）の
Ｙ−Ｙ’力方向一定の変位置に対する板バネ（Ｃ′）の
たわみ量をより大きくとる必要が生じ、板バネ（Ｃ′）
のトルクＴ、によるたわみが大きくなるため、可動部材
（Ａ′）のＸ軸まわりの回転に由来する対物レンズ（Ｂ
′）の光軸の傾きが無視できなくなり、寸法上の制約を
受ける結果、その効果に限界がある。さらに（Ｖ）は、
対物レンズ駆動装置の厚み（Ｙ−Ｙ’力方向が大きくな
るため、装置の薄型化をを了かる上で難点があり、寸法
上の制約を受けるという問題がある。

このことは、駆動装置Ａ’についても同様に言えること
は勿論である。

（発明の目的） 本発明の目的は、ｘ−ｘ’およびＹ−Ｙ’力方向対物レ
ンズを保持固定する可動部材が変位したとき、可動部材
のＺ軸のまわりの回転運動に由来して生じる対物レンズ
の光軸の傾きが防止される対物レンズ駆動装置を提供す
ることにある。

（発明の一実施例） 第１図乃至第３図の図面を用いて本発明の一実施例を詳
細に説明すると、第３図は、対物レンズ駆動装置Ｃの原
理構造を示す斜視図で、第１図は。

本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は、第１図の分
解斜視図である。

図において、２１は、可動部材で、該可動部材２１には
、対物レンズ２を固定するための固定部２５と駆動用コ
イル３０を固定する固定部２６が形成されている。２３
は、平行並列対向する一対の剛性を有する支持部材で、
該支持部材２３は、対物レンズ２の光軸方向（Ｙ−Ｙ／
力方向のみ可動自在なヒンジ部材２４を両端に具備し、
該ヒンジ部２４を介して一端が可動部拐２１に連結され
、他端が対物レンズ２の光軸に対して垂直方向（Ｘ−Ｘ
／方向）のみ可動自在なヒンジ部材４２を具備する第２
の対物レンズ駆動支持体４０に形成された結合部４１に
よって係合される中間接続部材２２に連結固着されてい
る。第１の対物レンズ駆動支持体２０は、前記した可動
部材２１、中間接続部材２２、支持部材２３およびヒン
ジ部材２４から構成されており、かつ、第２の対物レン
ズ駆動支持体４０を介して固定支持体５に支持されてい
る。

また、第１の対物レンズ駆動支持体２０を了、対物レン
ズ２の光軸の略垂直面（Ｘ−Ｚ面）で互いに嵌合一体化
が可能な形状に２分割することかできる。

そして、この第１の対物レンズ駆動支持体２０を組み立
て、嵌合一体化するときは、予め、２分割された第１の
対物レンズ駆動支持体２０の一方の駆動支持体２０ａと
他方の駆動支持体２０ｂとの間に駆動コイル３０等を配
置し、この後に一対の駆動支持体２０ａ、２０ｂを嵌合
する。このとき。

駆動コイル３０は、２分割された可動部材２１ａ。

２１ｂＫ各々形成されている駆動コイル３０を固定する
ための固定部２６ａ、２６ｂに固着される。

なお、このとき同時に第２の対物レンズ駆動支持体４０
の結合部４１が中間接続部材２２に形成された凹部２７
に係合される。４３は固定部、５０は剛性を有する固定
支持体、６０はフェライト等から成る永久磁石、７０を
１該永久磁石６０を保持するヨークである。

上述の如き構成の対物レンズ駆動装置の作用について説
明する。

いま、可動部材２１が第４図に示す如く、駆動コイル３
０．磁石６０およびヨーク７０から成る電磁駆動機構に
よって生じる力Ｆ１または力Ｆ、によってＹ−Ｘ／方向
またはＸ−Ｘ／方向に変位する時、一致すべき対物レン
ズ２および駆動コイル３０を含む駆動を司どる第１およ
び第２の駆＃ｊ支持体加、４０のＸ、Ｙ面内の合成質量
の中心（重心）と駆動中心（１１Ｌ磁駆動機構内）との
間に位置ずれを生じる。この位置すれによって、駆動支
持体２０゜４０の駆動中心を通るＺ軸のまわりに慣性モ
ーメントによる回転トルクＴ、が生じる。しかしながら
、駆動支持体２０，４００それぞれのヒンジ部２４．４
２を除く他の部材は、剛体で形成されているために、回
転トルクＴ３による変形の影響を受けることなく、よっ
て、回転トルクＴ、は、ヒンジ＠２４．４２にＺ軸のま
わりのねじり応力として集中作用する。しかしながら、
それぞれのヒンジ部２４．４２は、その可動自在部のＺ
軸方向の長さｌｊｌ、ｌ！＊に対するヒンジ部２４のＸ
１１１１方向の実効長さり。

およびヒンジ部４２のＹ軸方向の実効長さり、の相対比
（Ｌ＋＃ｔ　、　Ｌ＊／Ｖｔ　）を極めて大きくとっで
あるために、前記ねじり応力による変形が無視できる程
小さく、トルクＴ３に対して殆んど剛体として作用する
。したがって、回転トルクＴ３による可動部材２１のＺ
軸のまわりの慣性モーメントによる回転運動は、殆んど
生じず、対物レンズ２０光軸の傾きを無視できる程小さ
くおさえることができる。

なお、ヒンジ部２４．４２の材質としては、例えば、ポ
リアセタール、ポリプロピレン樹脂等の高弾性合成樹脂
材料やリン青銅、べＩ）　ＩＪウム銅、銅チタン、洋白
等のバネ用鋼合金やバネ用ステンレス等の高弾性金属材
料が考えられる。１％に、ヒンジ部２４．４２に前記高
弾性金属材料を用いる場合は、インサート成形等によっ
て種々の成形可能な合成樹脂との複合使用が可能であり
、高弾性金属材料の外部露出部（矢出部）をヒンジ部に
用いると共に１合成樹脂部を剛体として用いることがで
きる。また、このとき、合成樹脂の材質を目的に合わせ
て適夏に選択すれば、例えは、前記弾性材料に生じる共
振を合成樹脂で効率よく吸収することも可能である。

（発明の効果） 本発明の対物レンズ駆動装置では、上述の如く、可動部
材２１０力Ｆ’、ＶＣよるｘ−ｘ’力方向変位を第２の
対物レンズ駆動支持体４０のヒンジ部４２のたわみによ
る回転運動だけで行なうため、従来の可動部材のｘ−ｘ
’力方向直線運動と回転運動とに起因する２次共振を防
止することが可能であるとともに、従来装置では防止す
ることのできなかった可動部材のＹ−Ｙ’力方向よびｘ
−ｘ’力方向変位に伴５ｚ軸のまわりの回転運動を防止
することが可能であり、可動部材に保持固定される対物
レンズの光軸のズレな皆無に近くすることができる。

また、この対物レンズ駆動装置は、用動部材２１、中間
接続部材２２、支持部材２３およびヒンジ部２４の４点
の構成部材が２分割されており、そして、これが一体形
成されているために、部品点数が削減されているうえに
これら構成部材相互間の組立作業における煩雑な位置調
整が簡略化できる。

よって、この対物レンズ駆動装！汀、安定・高品質であ
るばかりか、生産性も極めて高いものであるとの効果な
葵する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置
の斜視図、第２図は、第１図の分解斜視図、第３図は、
第１図の要部構成を示す斜視図、第４図、第５図は、従
来の対物レンズ駆動装置の要部構成を示す斜視図である
。 ２・・・・・・対物レンズ、２０・・・・・・第１の対
物レンズ駆動支持体、２１・・・・・・可動部材、２２
・・・・・・中間接続部材、２３・・・・・・支持部材
、２４．４２・・・・・・ヒンジ部 第３図 Ｙ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動コイルを固定するための可動部材と、対物レンズの
   光軸に対して垂直な方向のみに可動自在なヒンジ部を有
   する支持部材に結合された中間接続部材と、対物レンズ
   の光軸方向のみに可動自在な一対のヒンジ部であって、
   該ヒンジ部を介して一端が前記可動部材に、他端が前記
   中間接続部材に連結されている一対の剛体支持部材とか
   ら成る対物レンズ駆動支持体と、対物レンズとによって
   構成されたレンズ駆動装置において、前記対物レンズ駆
   動支持体は、対物レンズの光軸に対し、略垂直面で２分
   割されていることを特徴とする対物レンズ駆動装置。