JPS6076040A - 対物レンズ支持装置 - 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】 技術分野 本発明は光学式ディスクプレーヤ等に適用される光ピツ
クアップの対物レンズサーボアクチュエータに関し、更
に詳しくは対物レンズをフォーカス軸とラジアル軸との
直交２軸方向に移動可能に弾性支持するバネ構造体のう
ち、少なくとも一方のバネ構造体の割振特性（振動減衰
特性）を高め、良好な割振特性が得られるようにした対
物レンズ支持装置に関する。

背景技術 周知のように、光学式ディスクプレーヤの光ピツクアッ
プにおいては、対物レンズに機械的サーボを加え、フォ
ーカス軸とラジアル軸との直交２軸方向に駆動制御する
ために、電磁駆動部と対物レンズを該直交２軸方向に移
動可能に弾性支持するバネ構造体を設け、その電磁力と
バネ力とを拮抗させて可動部分を変位きせるサーボアク
チュエータ（いわゆる電気／機械変換器）が設けられる
。

このサーボアクチュエータで用いられるバネ構造体には
可動部分に有害かつ不用な振動、共振を生じさせないた
めに十分な割振特性（振動減衰特性）が要求される。Ｊ
ｃのだめ一般には、金属バネとダンパー材とによる複合
体が用いられる１、このバネ構造体としては、従来よ多
金属板バネの一方の面にゴムなどからなるダンパー材を
付着させた２層型制振構造のものと、２枚の金属板バネ
の間にゴムなどからなるダンパー材を介在させたサンド
ウィッチ型（拘束型）割振構造のものとに大別され、用
いられている。

ところが、前者の２層型バネ構造体は、ダンパー材の伸
びによるヒステリシス損を利用するといつだその特有の
割振原理から十分に大きな振動減衰効果が期待できず、
しだがって、十分なダンピング性能は得られない。まだ
ダンパー材が外部に露出しているので、経時特性や耐環
境性、例えば温度特性に劣る難点がある。これらの点で
、一般に後者のサンドウィッチ型バネ構造体の方が評価
が高く広く用いられる傾向にある。

ところが、従来のサンドウィッチ型バネ構造体ではダン
パー材である粘弾性体として、ブチルゴム、ウレタンゴ
ム、シリコンゴムなどの通常のゴム材が一般に使用され
ている。これらのゴム拐は、その温度特性において、ガ
ラス状域からゴム状域に移る転移域の温度範囲が狭いこ
とから、次のような欠点があった。

従来の代表的なブチルゴムについて、貯蔵横弾性率Ｇ′
、貯蔵縦弾性率Ｅ、損失係数ｔｔａｎδの温度特性と状
態変化とを第１図に示している。

周知のように、ダンパー祠としての性能はＥ′・ｔａ、
ｎδ甘たはＧ′・ｔａ−ｎδで評価され、この値の大き
い方が良い。

第１図に示すように、ガラス転移点Ｔｇ側近の温度で特
性が急激に変化し、捷だこの転移点以下ではＥ　／　、
　Ｇ／　の上昇とｔＬｎδの低下とによシ振動減衰効果
が小さく十分でないだめ、ダン・シー利としての使用は
不可である。したがって第１図からは、ブチルゴムを転
移点Ｔｇ近傍の転移域の温度範囲で使用するのが最良で
あることがわかる。

しかし、ブチルゴムの転移温度域は非常に狭く、使用温
度範囲の広い上記のような光ビツクアソフのサーボアク
チュエータのバネ構造体にはこのことをそのまま適用す
ることはできない。（ｌ−のため従来は、ブチルゴムを
ゴム状域で使用するようにしていた。

つまり従来のゴム材では、ガラス転移点Ｔｇ　より温度
が低下したときに損失係数ｔ　ａＬｎδ、いいかえると
Ｅ′又はＧ′・ｔｅＬｎδが急激に低下してしまい、ダ
ンピング性能がほとんど得られなくなってしまう。その
ために、あえてガラス転移点Ｔｇ付近を逝けて、温度変
化に対して略安定なダンピング性能の得られるゴム状域
で使用していた。しかし、これは、素材の持つ最良のダ
ンピング性能を十分に活用している訳ではない。

ところで前述した光ピツクアップのサーボアクチュエー
タでは、作動周波数範囲が、例えば１０ＫＨｚ　以上と
相当に高い値にまで及んでおシ、バネ構造体のダンパー
相は発熱によシ相当な高温になるｒ、まだ、その使用温
度範囲も低温から高温までかなυ高範囲にわたっている
。そのために、使用温度範囲としては一り０℃〜１００
℃程度を見込んでおく必要がある。このことから、従来
のゴム材を用いたダンパー材は、その転移域で使用する
ことはできなかった。

発明の開示 本発明は上述した従来の問題点ｖＣ１，みなされたもの
で、その目的は広い温度範囲にわたって高くて安定した
良好なダンピング性能が得られ、しかも上記ビツクアソ
フのサーボアクチュエータのような微細なサーボ制御を
行う必をのあるサーボ系の電気／機械変換器に用いて好
適な痺いサンドウィッチ型バネ構造体を倫えた対物レン
ズ支持装置を提供することにある。

この目的は、対物レンズを支持するフォーカスおよびラ
ジアル用バネ描造体のうち、その少なくとも一方のバネ
構造体を二軟の金属相かもなる平行板バネと、該板バネ
間にサンドウィンチ状に介装された転移温度域の広いア
クリル系高分子相からなる粘弾性体とによって構成する
ことによって達成できる。

本発明によれば、板バネ間に介在された粘弾性体層の転
移温度域が従来に比して大幅に広くなるため、損失係数
ＨＬｎδを広い温度範囲にわたりて高くすることができ
、上記Ｅ′・ｔａｎδおよびＧ′・ｔＬＩＬｎδの値を
転移域全般にわだシ広い温度卸囲で大きくすることがで
きる、したがって、最も良いダンピング特性の得られる
温度範囲をよシ広くすることができ、対物レンズ可動部
分の支持機構に使用温度範囲の全般にわたって常時良好
で安定したダンピング性能を発揮させることができる、
発明を実施するだめの最良の形態 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて詳
却ｊに説明する。

第２図、第３図は本発明を光学式ディスクプレーヤの光
ピツクアップにおける対物レンズのサーボアクチュエー
タに適用した一例を示している。

これらの図において、１１は光学系を内蔵する光学ベー
スであって、その短手方向がラジアル軸Ｒと平行に、か
つ長手方向がラジアル軸Ｒと直交するように配置きれて
いる。

上記光学系の光軸Ｌ１は光学ベース１１の長手方向と平
行、す々わちラジアル軸Ｒと直交している。

光学ベース１１の長手方向一端寄シ上部にホルダベース
１２が設けられ、その上面にレーザホルダ１３が設置さ
れている。レーザホルダ１３に役牛導体レーザ１４から
出射しだレーザビームはホルダベース、１２の透孔１２
０を通してベース内部に垂直下向きに入射し、回折格子
１５を経て光の回折・干渉作用により、互に倣少な角度
を乃して出射スる３本のビームに分離する。この３本の
ビームのうち、中央のビー７−は記録情報の必しみ出し
用、両側の２本のビームはトラッキング信号の検出用と
して用いられるーこの３本のビームは、ハーフミラ−１
６を経てＳ波成分が９０°偏向され、コリメータレンズ
１７で平行光束となり、９０°偏向プリズムミラー１８
で９０°偏向きれた後、対物レンズ３５に至る。対物レ
ンズ３５を透過した３本の光束はディスクＤのピント面
上でトラックに沿って３個のスポツ）ａ、ｂ、ｃＫ収束
する。そのうち、中央のスポラ）ｂは記録情報の読み取
り用、両側のスポツ）ａ、ｃはトラッキング信号検出用
である。

ピントで変調を受けた３個のスボントａ、ｂ。

ＣのディスクＤからの反射光は、再び対物レンズ３５を
通過して９０’偏向フリズムミラ−１８で９０°偏向さ
れた後、コリメータレンズ１７に至如、これを経てハー
フミラ−１６を透過し、その後方の凹レンズ１９、シリ
ンドリカルレンズ２０を通して６分割光センサ２１の３
個の受光面２１＆。

２１ｂ、２１ｃ　で夫々受光検出される。中央の受光面
２１ｂには記録情報を読み取った中央の光束が。

また両側の受光面２１ａ、２１ｃ　にはトラッキング信
号検出用の２本の光束が結像され、夫々の光量が電気信
号に変換される。これによ）フォーカスおよびラジアル
エラーの検出ならびにｈＦ倍信号検出が行われる１、中
央の受光面２１ｂは４分割されていて、記録情報の読み
取シの他、フォーカスエラー信号の検出用にも供されて
いる。そして、フォーカスエラーの検出は非点収差式で
、またラジアル（トラッキング）エラーの検出はいわゆ
る３ビ一ム方式で行われるようになっている。上記光学
系の光軸り、はベース１１の長手方向と平行、すなわち
ラジアル軸Ｒと直交している。

光学ベース１１上の一側端縁に沿って取付壁部２２が立
上多形成され、この取付壁部２２上にアクチュエータベ
ース２３がネジ止めにより取付けられている。アクチュ
エータベース２２の一端は略り状に折曲され、その折曲
片２４の端部がホルダベース１２上にネジ止めにより設
置固定されている。折曲片２４の略中夫に上下に突出す
る取付基部２５がブロック状に形成されているｎ取付基
部２５の上下面に一対のフォーカス用バネ構造体３０．
３０の一端が接着等によ如取付けられている。バネ構造
体３０．３０の他端は光学ベース１１の上面と平行にそ
の長手方向に沿って他端側の対物レンズ３５の方向に延
びている。その他端部にフレーム３１が片持ち状に取付
けられている。バネ構造体３０．３０は、そのベース長
手方向に沿う中心軸線Ｌ２が後述する対物レンズホルダ
の重心Ｐを通る中心線と一致するように配置されている
。

中心軸線Ｌ２は光軸Ｌ１に対してランアル軸ＲＫ沿いデ
ィスク中心ｄと反対方向に距離ｔだけ偏位している。

フレーム３１の両側下部に一対のラジアル用ノくネ構造
体３２．３２の取付基端が接着固定されでいる。バネ構
造体３２．３２はフォーカス用バネ構造体３２．３２と
互に直交し、フォーカス軸Ｆに沿ってこれと平行に上方
に所要の長さで延びている。このバネ構造体３２．３２
は中心軸線Ｌ２を挾んで互に平行かつ対称に配置されて
おり、その上端部に対物レンズホルダ３３の両側上部が
片持ち支持されている。

レンズホルダ３３は略矩形ブロック状に形成され、その
重心Ｐからラジアル軸ＲＶｃ沿ってディスクＤの中心ｄ
の方向に上記距離ｔだけ偏ったところに透孔３４が上下
に貫通形成され、との透孔３４にレンズ中心が光軸り、
と合致する対物レンズ３５が装着されている。

レンズホルダ３５の外周壁に沿って角形のフォーカス制
御用コイル３６がフォーカス軸Ｆおよび光軸り、と直交
して周設されている。レンズホルダ３３の重心Ｐに対し
て対物レンズ３５と反対側の一端部周壁にラジアル軸Ｒ
と直交する角形のラジアル制御用コイル３７がフォーカ
ス制御用コイル３６の外側から互に直交するように嵌装
をれている。

光学ベース１１の取付壁部２２と反対側の一側端縁に沿
って設けた壁部３８にヨークスタンド３９の下部が取付
けられ、このヨークスタンド３９の両側板片３９１，３
９１の内壁に一対の磁気回路４０゜４０が、光学ベース
１１の長手方向に一定の間隔をおいてレンズホルダ３３
を挾み相対向して配設されている。磁気回路４０は、側
板片３９１の内壁にラジアル軸Ｒと平行に取付けられた
下方に開口する断面；の字形状の磁気ヨーク４１と、磁
気ヨーク４１の側板片３９１の側の内壁にラジアル軸Ｒ
と平行に装着されたマグネット４２とから成っている。

磁気ヨーク４１　、４．１の側板片３９１と反対の側の
一辺内壁と該内壁と対向するマグネット４２の一面間に
夫々磁気ギヤラフ４３．４３が設けられ、ここにフォー
カスおよびランアル制御用コイル３６．３７のラジアル
軸Ｒに沿う対向二辺が互に直交状態で夫々介装されてい
る、これによって磁気回路４０．４０が両コイル３６．
３７の上記対向二辺にまたがるように組み合される。

上記バネ構造体３０．３２はよシ詳しくは第４図、第５
図に示すように構成されている。

このバネ構造体３０（３２）は、２枚の金属板バネ３０
１（３２１，）、３０１（３２１）と、との両板バネ３
０１（３２１）、３０１（３２１）間にサンドウィンチ
状に介装されたアクリル系高分子材料からなる粘弾性体
層３０２（３２２）、すなわちダンパー材３０２（３２
２）とから成っている。

粘弾性体層３０２（３２２）のアクリル系高分子材料と
しては、例えばアクリル酸メチル、アクリルアミド、ア
クリルニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸メチルな
どの重合体や共重合体が用いられる。これらのアクリル
系高分子材料は、その転移域の温度範囲が極めて広く、
しかも分子量を適当に変えることによって転移域におけ
る使用温度域を適宜−３０℃〜１ｏｏ℃程度まで自由に
変えることができる。

この発明に係るアクリル系高分子材料からなる粘弾性体
層３０２（３２２）について、貯蔵縦弾性率Ｇ′、貯蔵
縦弾性率Ｅ／、損失係数を改ｎδの温度特性と状態変化
とを第６図に示す。この図から明らかなように、転移温
度帯域は第１図に示す単純なゴム材からなる粘弾性体に
比べて非常に広く、−３０℃以下から１００℃以上の広
い範囲に及んでいる。

そしてこの広い範囲において損失係数ｔＬｎδ、いいか
えるとＥ’ｅｔＬｎδおよびＧ’ｅｔＮｎδが高い値に
保たれている。よって良好なダンピング性能、すなわち
制振特性（振動減衰効果）が得られる。

しだがって、上記フォーカスまたはう／アル制御用コイ
ル３６．３７に通電し、磁気回路４０に生ずる磁界によ
って対物レンズ３５をレンズホルダ３３を介してトラッ
キング（ラジアル）軸Ｒ又はフォーカス軸Ｆ方向にトラ
ッキング又はフォーカシング制御した際、この対物レン
ズ３５を支えるバネ構造体３０，３２の対物レンズ作動
ニ伴ッて生ずる有害かつ不用な共振や妨害振動を有効。

確実に防止することができる。その結果、精度の良い、
良好で正確な対物レンズのザーボ制御を常時行わせるこ
とができる。

まだ、金属板バネ３０１（３２１）、３０１（３２］ン
および粘弾性体層３０２（３２２）の厚みは、粘弾性体
層としてアクリル系高分子材を用いたことにより例えば
夫々５０μｍ程度の極めて薄いものに設定することがで
き、従来の二層型やサンドウィンチ型バネ構造体のよう
に、金属板バネに対して粘弾性体層の厚みを４〜１０倍
にしなければ十分な割振性能を発揮させることができな
いといつだ不都合もなく、バネ構造体の厚みを必要かつ
十分に薄くすることができる。しだがって、バネ構造体
自体の重量を軽減でき、省資源、省スペースを図ること
ができる。また、これにより対物レンズ支持装置、いい
かえると光ビンクアツフー全体の小型軽量化、薄型化を
図ることができる。

しかも、粘弾性体層３０２（３２２）の厚さは自由に改
変設定でき、５０ｐｍ程度の薄いものであっても、必要
かつ十分な割振性能を発揮させることができる。しだが
って、本バネ構造体３０．３２は上記のような光ピツク
アップの対物レンズ支持装置に適用して極めて好適であ
り、性能の優れたサーボアクチュエータを提供すること
ができる。

なお、本発明は上記のような対物レンズのサーボアクチ
ュエータのみに限定されるものでなく、その他の微細な
サーボ制御を行う必要のあるサーボアクチュエータの可
動体支持装置に広く適用できるものである１、虹に、本
発明は上記実施例に記載された内容に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲内で棟々の改変を加えることが
可能であることは勿論である。また、実施例ではフォー
カスおよびラジアル用の双方のバネ構造体を三層構造に
したものについて説明しだが、そのうちの一方、例えば
う７アル用のバネ構造体３２．３２のみを三層構造つま
りサンドウィンチ構造にするようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のゴム制を用いた粘弾性体の温度特性およ
び状態変化を示す特性図、第２図は本発明が適用される
光ピツクアップの対物レンズサーボアクチュエータを示
す斜視図、第３図は同じく正面図、第４図は本発明で用
いられるバネ構造体の斜視図、第５図はその縦断面図、
第６図は本発明による粘弾性体層の温度特性および状態
変化を示す特性図である。 ３５・・・・・対物レンズ、 ３０．３０・・・・・・　フォーカス用バネ構造体、３
２．３２・・・・・・　ランアル用バネ構造体、３０１
．３２１・・・・・・（金属）板バネ、３０２．３２２
・・・・・粘弾性体層、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、光学系の光軸上に配置された対物レンズをフォ
   ーカス方向とこれに直交するラジアル方向との直交２軸
   方向に駆動制御するサーボアクチュエータを備えた光学
   式ディスクプレーヤ等において、前記対物レンズを前記
   直交２軸方向に移動可能に弾性支持するフォーカスおよ
   びラジアル用バネ構造体のうち、少なくとも一方のバネ
   構造体を二枚の板バネと、該二枚の板バネ間にサンドウ
   ィッチ状に介装された転移温度域の広いアクリル系高分
   子材から成る粘弾性体層とによって構成したことを特徴
   とする対物レンズ支持装置。