JP2000215477A

JP2000215477A - 光学ピックアップの２軸アクチュエ―タ

Info

Publication number: JP2000215477A
Application number: JP11010015A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tagami; 賢司田上
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性支持部材の、ヨーイングモード等の高次
変形モードによる数ｋＨｚの振動を抑制することがで
き、安定して、高密度の情報の記録・再生を行うことが
できる、簡単な構成の光学ピックアップの２軸アクチュ
エータを提供すること。【解決手段】対物レンズ１が固定されたレンズホルダ
２の両側面に、２対の弾性支持部材７の一端部が支持基
板４を介して固定され、他端部は固定基板１０に固定さ
れている。固定基板１０はダンパボックス９に、ダンパ
ボックス９はアクチュエータベース５にそれぞれ固定さ
れている。弾性支持部材７のフォーカス方向に直交する
平面内での形状は、弓状に湾曲した正弦波の一波長分の
形状で、その側面方向から見た形状は直線状である。２
対の弾性支持部材７は、アクチュエータベース５に対し
て平行になるように配置されている。このダンパボック
ス９には２組の弾性支持部材７が貫通する２つの穴部９
ａが形成され、内部にダンパ材１１が充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク（ＣＤ）やＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の記録媒
体を用いて情報の記録や再生を行う光学記録再生装置に
関し、特に、記録媒体に光を収束させる対物レンズを搭
載した光学ピックアップの２軸アクチュエータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、収束させた光ビームを記録媒体
上に合焦させて情報を記録し、この記録媒体からの戻り
光を検出することにより情報の再生を行う光学記録再生
装置においては、光を収束させるための対物レンズを搭
載した光学ピックアップが用いられている。この光学ピ
ックアップは、２軸アクチュエータにより駆動される。

【０００３】この２軸アクチュエータは、図６に示すよ
うな構成を有している。同図において、対物レンズ１が
接着固定されたレンズホルダ２の両側面に、それぞれ２
本の弾性支持部材１２の一端部が支持基板４を介して固
定され、その他端部は、ダンパボックス９を介してアク
チュエータベース５に配設された固定基板１０に固定さ
れている。この構成により、レンズホルダ２は、アクチ
ュエータベース５に対して浮いた状態とされている。

【０００４】各弾性支持部材１２の一端部は支持基板４
に固定され、支持基板４はレンズホルダ２に固定されて
いる。弾性支持部材１２は、細い棒状であって、その断
面形状は例えば円形である。レンズホルダ２の両側で対
になっている２組の弾性支持部材１２は、それぞれアク
チュエータベース５に対して平行になるように配置さ
れ、弾性支持部材１２の中心線が、レンズホルダ２側の
固定端と固定基板１０の固定端を結ぶ直線と一致するよ
うに配置されている。

【０００５】ダンパボックス９は、アクチュエータベー
ス５に固定され、固定基板１０は、ダンパボックス９が
レンズホルダ２側に位置するように、ダンパボックス９
に固定されている。ダンパボックス９には、２本の弾性
支持部材１２が貫通するための穴となる穴部９ａが、各
弾性支持部材１２に対応する位置に形成されている。こ
の穴部９ａには、弾性支持部材１２を弾性的に支持する
ためのダンパ材１１が充填されている。

【０００６】レンズホルダ２には、その中央部にヨーク
穴部２ａが設けられ、このヨーク穴部２ａの中央部に、
ヨーク穴部２ａを２分割する形で、フォーカシングコイ
ルとトラッキングコイルが一体となったＦＴコイル３が
固定されている。

【０００７】一方、アクチュエータベース５側には、ア
クチュエータベース５と一体的に形成されたヨーク部５
ａ，５ｂが設けられ、このヨーク部５ａ，５ｂに磁石６
ａ，６ｂが接着固定されている。このヨーク部５ａ，５
ｂは、アクチュエータベース５に対して垂直方向に設け
られている。これらヨーク部５ａ，５ｂ及び磁石６ａ，
６ｂがレンズホルダ２のヨーク穴部２ａ内に位置するよ
うに、且つ、ＦＴコイル３の一部が、磁石６ａ，６ｂか
ら成る磁気回路の磁気ギャップの中に位置するように、
各部材が配置されている。

【０００８】上記構成において、ＦＴコイル３に電力が
供給されると、磁石６ａ，６ｂにより受ける磁界と相ま
って、これに電磁力が作用し、レンズホルダ２が駆動さ
れる。このＦＴコイル３に流れる電流の方向と大きさを
制御することにより、レンズホルダ２の対物レンズ１を
フォーカシング方向Ｆｃ、及びトラッキングＴｒ方向に
に変位させる。対物レンズ１を、フォーカシング方向Ｆ
ｃに変位させてレーザ光を光スポットとして集光させ、
且つ、トラッキング方向Ｔｒに変位させて光ピットのト
ラックに追従させるようにする。

【０００９】この時、対物レンズ１やＦＴコイル３等を
有するレンズホルダー２の質量と、４本の弾性支持部材
１２の弾性係数とから決定される共振周波数における振
動は、穴部９ａに充填されているダンパ材１１により、
ある程度抑制することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記光学ピックアップの２軸アクチュエータにおいて
は、図７のトラッキング方向の伝達特性図に示すよう
に、弾性支持部材１２の高次の変形モード、特に、トラ
ッキング系の２次共振であるヨーイングモードの周波数
では、伝達特性上、大きな共振ピークｐと位相廻りｑを
起こし、制御上発振してしまって制御不能となり、情報
の記録・再生が不可能となってしまう。この時の、弾性
支持部材１２の高次の変形モードによる不要な振動は、
穴部９ａに充填されているダンパ材１１では抑制するこ
とができないという問題点があった。

【００１１】これは、可動部であるレンズホルダー２の
質量と、弾性支持部材１２の弾性係数から決定される共
振周波数は、数１０Ｈｚであるのに対して、弾性支持部
材１２の高次変形モードによる振動は数ｋＨｚであり、
この高い周波数を抑制するのに、ダンパ材１１の特性だ
けでは対応できないためである。

【００１２】

【発明の目的】本発明は、上記従来の実情に鑑み案出さ
れたもので、弾性支持部材の、ヨーイングモード等の高
次変形モードによる数ｋＨｚの振動を抑制することがで
き、安定して、高密度の情報の記録・再生を行うことが
できる、簡単な構成の光学ピックアップの２軸アクチュ
エータを提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明では、対物レンズを支持するレンズホルダと、
このレンズホルダに一端が固定され固定部に他端が固定
されるとともに当該固定部に対して当該レンズホルダを
移動可能に支持する線状の複数の弾性支持部材と、レン
ズホルダを固定部に対してフォーカス方向及びトラッキ
ング方向に移動させる駆動手段とを備えた光学ピックア
ップの２軸アクチュエータにおいて、弾性支持部材は、
滑らかに湾曲した形状であるとともに、歪み応力が与え
られていない状態で固定されている構成とした。

【００１４】この構成により、弾性支持部材の長手方向
の剛性が低下して、トラッキング方向の振動が吸収され
易くなるため、高次変形モードによる数ｋＨｚの高周波
数、特に、トラッキング系の２次共振であるヨーイング
モードの周波数が低下させられる。この周波数の低下し
た振動は、ダンパ材により、さらに抑制される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す
光学ピックアップの２軸アクチュエータの斜視図、図２
は図１の光学ピックアップの２軸アクチュエータを示す
平面図、図３は本発明の実施の形態を示す弾性支持部材
の平面図、図４は本実施の形態のトラック方向の伝達特
性を示すボード線図である。尚、従来技術と同一部材に
は同一番号を付している。

【００１６】図１及び図２に示すように、レンズホルダ
２の両側面に、２対の弾性支持部材である弾性支持部材
７の一端部が支持基板４を介して固定されている。この
２対の弾性支持部材７の他端部は、ダンパボックス９を
介してアクチュエータベース５に配設された固定基板１
０に固定されている。これにより、レンズホルダ２は、
アクチュエータベース５に対して浮いた状態となるよう
に設置されている。レンズホルダ２には、対物レンズ１
が接着固定されている。各弾性支持部材７の一端部は支
持基板４に固定され、支持基板４はレンズホルダ２の両
側面に固定されている。

【００１７】弾性支持部材７は、細い角棒状であって、
その断面形状は矩形である。図１において、弾性支持部
材７を矢印Ａ方向（上方向）から見た形状、即ち、フォ
ーカス方向Ｆｃに直交する平面内での形状は、図２の弾
性支持部材７を拡大した図３に示すように、全体が弓状
に湾曲している。詳述すると、弾性支持部材７は、フォ
ーカス方向Ｆｃに直交する平面内において、中心線（一
点鎖線で示す）が弓状に湾曲しており、それが正弦波の
一波長分の形状とされている。弾性支持部材７のこの形
状は、対になったレンズホルダ２の反対側面の弾性支持
部材７、即ち、他方の弾性支持部材７と対称になるよう
に形成されている。このように、弾性支持部材７の中心
線は、レンズホルダ２側の固定端７ａと固定基板１０の
固定端７ｂを結ぶ直線（２点鎖線で示す）と一致しては
いない。

【００１８】図２において、弾性支持部材７を矢印Ｂ方
向（側面方向）から見た形状は、直線状である。２本づ
つ組になっている弾性支持部材７は、それぞれアクチュ
エータベース５に対して平行になるように配置されてい
る。この弾性支持部材７は、エッチング等により簡単に
製作することができる。

【００１９】ダンパボックス９は、アクチュエータベー
ス５に固定されている。このダンパボックス９には、２
本組の各弾性支持部材７が貫通するための穴となる穴部
９ａが、それぞれ対応する位置に形成されている。２対
の弾性支持部材７によって連結された固定基板１０とレ
ンズホルダ２との間にダンパボックス９が位置するよう
に、ダンパボックス９の穴部９ａを弾性支持部材７が貫
通した状態で、ダンパボックス９の固定基板１０側の面
に固定基板１０が固定されている。この穴部９ａには、
弾性支持部材７を弾性的に支持するためのダンパ材１１
が充填されている。この固定基板１０、ダンパボックス
９、アクチュエータベース５により固定部が構成されて
いる。

【００２０】レンズホルダ２には、その中央部に、対物
レンズ１と隣接して、ヨーク穴部２ａが形成されてい
る。このヨーク穴部２ａの中央部に、フォーカシングコ
イルとトラッキングコイルが一体となったＦＴコイル３
が固定されている。

【００２１】一方、アクチュエータベース５側には、ア
クチュエータベース５と一体的に形成されたヨーク部５
ａ，５ｂが、同ベース５に対して垂直方向に設けられて
いる。このヨーク部５ａ，５ｂに磁石６ａ，６ｂが固定
されている。このヨーク部５ａ，５ｂ及び磁石６ａ，６
ｂ、及びレンズホルダ２は、レンズホルダ２のヨーク穴
部２ａ内に、ヨーク部５ａ，５ｂ及び磁石６ａ，６ｂ
が、内側面に接触することなく、その隙間が対称となる
ように、且つ、ＦＴコイル３の一部が、磁石６ａ，６ｂ
から成る磁気回路の磁気ギャップの中に位置するように
配置されている。このヨーク穴部２ａ、ＦＴコイル３、
ヨーク部５ａ，５ｂ、磁石６ａ，６ｂにより駆動手段が
構成されている。

【００２２】尚、弾性支持部材７は、支持基板４や固定
基板１０に対して、弾性支持部材７自体の歪みを補正す
る形で固定されているのではなく、歪み応力を与えられ
ず、製造時の形状のまま固定されている。この弾性支持
部材７の固定時の状態が、前述の如く、ヨーク部５ａ，
５ｂや磁石６ａ，６ｂとの隙間が対称となり、レンズホ
ルダ２のフォーカス方向及びトラッキング方向に対する
中立位置となるようにされている。

【００２３】上記構成において、外部から、ＦＴコイル
３に駆動電圧を供給することによりＦＴコイル３に発生
する磁界が、ヨーク部５ａ，５ｂ、及び磁石６ａ，６ｂ
による磁界と相互に作用して、ＦＴコイル３を取り付け
たレンズホルダ２が駆動される。このＦＴコイル３に流
れる電流の方向と大きさを制御することにより、図１に
示すように、レンズホルダ２の対物レンズ１をフォーカ
シング方向Ｆｃに変位させて、レーザ光を光ディスク
（図示しない）上に光スポットとして集光させる。同様
にして、レンズホルダ２をトラッキング方向Ｔｒに変位
させて、前記光ディスク上の光ピットのトラックに追従
させるようにする。このようにして、レンズホルダ２の
対物レンズ１は、そのフォーカス方向Ｆｃ、及びトラッ
キング方向Ｔｒに適宜移動する。

【００２４】電力の供給を停止すると、湾曲した弾性支
持部材７の弾性的な復元力によって、レンズホルダ２が
元の位置に戻る。この位置は、レンズホルダ２のフォー
カス方向Ｆｃ、及びトラッキング方向Ｔｒに対する中立
位置である。

【００２５】このレンズホルダー２の駆動の際、レンズ
ホルダー２はそれぞれの移動方向に振動しようとする。
これは、レンズホルダー２全体の質量と、４本の弾性支
持部材７の弾性係数とから決定される数１０Ｈｚの共振
周波数における振動であり、この振動は、穴部６９ａに
充填されたダンパ材１１の減衰作用により、ある程度抑
制される。

【００２６】これに加えて生じる、弾性支持部材７の高
次の変形モード、特に、トラッキング系の２次共振であ
るヨーイングモードによる数ｋＨｚの振動は、弾性支持
部材７の形状によって、その周波数を低下させることが
できる。これは、図３に示したように、弾性支持部材７
は、弓状に湾曲した正弦波の一波長分の形状であるた
め、弾性支持部材７の長手方向（２点鎖線方向）の剛性
が低下しているという理由による。この剛性の低下した
弾性支持部材７が、高次の変形モードによる高周波数の
振動を、ある程度吸収するので、結果として、周波数は
低下する。

【００２７】周波数の低下した高次の変形モードによる
振動は、ダンパ材１１の作用により、さらに抑制される
が、ダンパ材１１を、弾性支持部材７の固定端である固
定基板１０に隣接する位置に設けているので、振動がよ
り効果的に抑制される。

【００２８】これにより、図４に示すように、従来例の
図７で見られた、トラッキング方向Ｔｒの伝達特性上数
ｋＨｚでの大きな共振ピークｐ、位相廻りｑは無くなる
ため、発振して制御不能になるのを回避することができ
る。

【００２９】また、弾性支持部材７は、前述の如く、支
持基板４や固定基板１０に歪み応力のない状態で取り付
けられているので、レンズホルダ２はヨーク部５ａ，５
ｂや磁石６ａ，６ｂに対して、平衡の取れた位置に無理
なく配置されている。この構成により、レンズホルダ２
を駆動状態にした時に、レンズホルダ２がヨーク部５
ａ，５ｂや磁石６ａ，６ｂと接触したり、その駆動可能
距離が非対称になったり、対物レンズが傾いて対物レン
ズチルトが発生する等の不具合を防止することができ、
安定し平衡の取れた駆動が可能である。

【００３０】次に、本発明の他の実施の形態について、
図５を参照して説明する。

【００３１】この実施の形態は、上記実施の形態と略同
様であり、同一の２軸アクチェータに関するものであ
る。異なっている点は、弾性支持部材７の形状である。
上記実施の形態においては、弾性支持部材７のフォーカ
ス方向に直交する平面内での形状は、図３に示したよう
に、正弦波の一波長分の形状であったが、図５［１］に
示す例では、弾性支持部材７１を正弦波の１／２波長分
の形状にしている。この形状であっても、弾性支持部材
７１の長手方向の剛性が低下するので、同様の効果を期
待することができる。

【００３２】要するに、対になった弾性支持部材の各中
心線が、レンズホルダ２側の固定端と固定基板１０の固
定端を結ぶ直線と一致しない形状で、弾性支持部材の前
記フォーカス方向に直交する平面内において、対称とな
るように弓状に湾曲した形状であること、且つ、最小限
のスペースで実現可能であって、弾性支持部材の長手方
向の剛性を低下させるような形状であれば、他の適当な
形状でも良い。

【００３３】また、図１に示した上記実施の形態では、
弾性支持部材７の長手方向に直交する平面に平行な断面
は矩形で、その断面積は長手方向においてで一定であっ
たが、図５［２］，［３］に示すように、その断面積
が、連続的に変化する形状にしても良い。

【００３４】例えば、図５［２］に示す弾性支持部材７
２は、その長手方向に直交する平面に平行な断面形状が
矩形で、フォーカス方向に直交する平面に平行な面７２
ａを有している。この面７２ａの片方の長辺７２ｂは直
線状で、他方の長辺７２ｃは曲率を有する円弧状に形成
されている。したがって、その中心線（一点鎖線）は、
正弦波の１／２波長分の形状であって、非常にゆるやか
に湾曲している。

【００３５】この面７２ａの短手方向の幅は、両端部が
最大幅ｄ２で、中央部に向かって徐々に細くなり、中央
部が最も細い幅ｄ１となる形状である。言い換えると、
弾性支持部材７２の長手方向に直交する平面に平行な断
面の断面積は、両端部が最大で、中央部に向かって徐々
に小さくなり、中央部が最小となる。

【００３６】また、図５［３］に示す弾性支持部材７３
は、図５［２］の弾性支持部材７２全体を曲率をつけて
円弧状に曲げたような形状であって、フォーカス方向に
直交する平面に平行な面７３ａは、曲率半径の異なる２
つ円弧を長辺に持つ形状である。その中心線（一点鎖
線）は、正弦波の１／２波長分の形状であって、ゆるや
かに湾曲している。

【００３７】この面７３ａの短手方向の幅は、両端部が
最大幅ｄ２で、中央部に向かって徐々に細くなり、中央
部が最も細い幅ｄ１となる形状である。言い換えると、
弾性支持部材７３の前記断面積は、両端部が最大で、中
央部に向かって徐々に小さくなり、中央部が最小とな
る。

【００３８】尚、上記図５［２］，［３］の実施の形態
における、弾性支持部材７２，７３の前記断面形状は、
矩形に限らず、前記断面積が同様の条件を満たしている
ならば、他の形状であっても良い。

【００３９】これらの実施の形態においても、弾性支持
部材７２，７３の長手方向の剛性を低下させることがで
きるため、高次の変形モードによる高周波数の振動があ
る程度吸収され、周波数は低下する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、対物レンズを支持
するレンズホルダと、このレンズホルダに一端が固定さ
れ固定部に他端が固定されるとともに当該固定部に対し
て当該レンズホルダを移動可能に支持する線状の複数の
弾性支持部材と、レンズホルダを固定部に対してフォー
カス方向及びトラッキング方向に移動させる駆動手段と
を備えた２軸アクチュエータにおいて、弾性支持部材
は、滑らかに湾曲した形状であるとともに、歪み応力が
与えられていない状態で固定されているので、この湾曲
部によりトラッキング方向の振動が吸収され、高次変形
モード、特に、トラッキング系の２次共振であるヨーイ
ングモードに起因する数ｋＨｚの周波数を低下させるこ
とができる。この周波数の低下した振動を、さらにダン
パ材によって抑制することができる。

【００４１】したがって、従来のように、共振ピークや
位相廻りのために制御上で発振してしまって制御不能と
なるのを防止することができ、安定した制御が可能とな
る。牽いては、高密度の情報を、安定して記録・再生す
ることができる。

【００４２】また、弾性支持部材は、固定部やレンズホ
ルダに対して、歪み応力を与えられずに固定されている
ので、レンズホルダが、駆動手段であるヨーク部や磁石
と接触したり、その駆動可能距離が非対称になったり、
対物レンズが傾いて対物レンズチルトが発生する等の不
具合を防止することができ、安定して、平衡の取れた駆
動が可能となる。

【００４３】しかも、弾性支持部材は、滑らかに湾曲し
ていることから、屈曲部がない。そのため、屈曲部に応
力が集中することによる劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２軸アクチュエータの一実施形態
を示す斜視図である。

【図２】図１の２軸アクチュエータを示す平面図であ
る。

【図３】図１の２軸アクチュエータにおける弾性支持部
材を示す平面図である。

【図４】図１の２軸アクチュエータにおけるトラッキン
グ方向の伝達特性を示すボード線図である。

【図５】本発明に係る２軸アクチュエータの他の実施形
態における弾性支持部材を示す平面図であり、図５
［１］が第一例、図５［２］が第二例、図５［３］が第
三例である。

【図６】従来の２軸アクチュエータを示す斜視図であ
る。

【図７】図６の２軸アクチュエータにおけるトラッキン
グ方向の伝達特性を示すボード線図である。

【符号の説明】

１対物レンズ２レンズホルダ２ａヨーク穴部３ＦＴコイル５アクチュエータベース５ａ，５ｂヨーク部６ａ，６ｂ磁石７弾性支持部材９ダンパボックス９ａ穴部１０固定基板１１ダンパ材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズを支持するレンズホルダと、このレンズホルダに一端が固定され固定部に他端が固定
されるとともに当該固定部に対して当該レンズホルダを
移動可能に支持する線状の複数の弾性支持部材と、前記レンズホルダを前記固定部に対してフォーカス方向
及びトラッキング方向に移動させる駆動手段と、を備えた光学ピックアップの２軸アクチュエータにおい
て、前記弾性支持部材は、滑らかに湾曲した形状であるとと
もに、歪み応力が与えられていない状態で固定されてい
る、ことを特徴とする光学ピックアップの２軸アクチュエー
タ。
【請求項２】前記弾性支持部材は、前記レンズホルダ
を中心にして対称な少なくとも一対からなる、請求項１
の光学ピックアップの２軸アクチュエータ。
【請求項３】前記固定部の前記弾性支持部材を固定す
る部分に、当該弾性支持部材の振動を減衰させるダンパ
材が設けられている、請求項１又は２記載の光学ピック
アップの２軸アクチュエータ。
【請求項４】前記弾性支持部材の形状が正弦波の一波
長分である、請求項１、２又は３記載の光学ピックアッ
プの２軸アクチュエータ。
【請求項５】前記弾性支持部材の形状が正弦波の１／
２波長分である、請求項１、２又は３記載の光学ピック
アップの２軸アクチュエータ。
【請求項６】前記弾性支持部材の長手方向に直交する
当該弾性支持部材の断面積は、端部が最大で、中央部に
向かって徐々に小さくなり、中央部が最小となる、請求
項１、２又は３記載の光学ピックアップの２軸アクチュ
エータ。