JP2001216665A - 対物レンズ駆動装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク装置のデータ転送高速化のため、
ディスク回転数を上げるためには、対物レンズ駆動装置
の高次共振周波数の向上と振動レベルの低減が必要であ
り、一方、装置の薄型化のためにレンズホルダの側面に
開口を設けた場合、可動部の剛性の向上が難しく高次共
振周波数を上げ難いという課題があった。 【解決手段】 対物レンズ1への光束が入射する側のレ
ンズホルダ2の側面に光束を遮らない開口14を設け、開
口14を設けたレンズホルダ2の側面13の厚さが、側面13
に対向するレンズホルダ2の側面の厚さの１.５倍以上で
ある対物レンズ駆動装置とする。また、可動部の曲げ振
動の節となる位置に駆動力を加える対物レンズ駆動装置
とする。また、レンズホルダ2のトラッキング方向の外
形寸法が、これに垂直な方向の外形寸法の２.５倍以上
である対物レンズ駆動装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの記録
面上に光を集光する対物レンズを、フォーカシング方向
とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置及び
それを用いた光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置には、光ディスクの記録
面上に光を集光する対物レンズを、フォーカシング方向
とトラッキング方向に駆動するための対物レンズ駆動装
置が装着されている。

【０００３】そして、装置の薄型化を図るために、対物
レンズの下方に対物レンズへの入射光束を折り曲げる立
ち上げミラーを配置する構成が知られている。このよう
な対物レンズ駆動装置の例として、例えば特開平１１−
１７５９９２号公報がある。

【０００４】上記の例によると、レンズホルダには、対
物レンズが装着される位置の両側に分けて第１および第
２のボビン部が形成され、そのボビン部間を上部で連結
し、連結部の下方に空間が形成されている。

【０００５】そして、前記第１および第２のボビン部に
対応して、それぞれ磁気回路を形成することにより、前
記空間に立ち上げミラーを配置しながら、前記立ち上げ
ミラーへの光路を確保する構成とした上で、前記連結部
の上方に補強部を形成する構成としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光ディスク装置では、
データ転送速度の高速化が進められており、その高速化
を実現する一手法として、光ディスクの回転数の向上が
図られている。

【０００７】対物レンズで集光されたスポットは、常に
フォーカシング方向とトラッキング方向に位置決めする
必要があり、光ディスクの回転数の向上に合わせて、フ
ォーカシングとトラッキングの制御帯域を高めなければ
ならない。

【０００８】そして、安定した制御を実現するために
は、対物レンズ駆動装置の高次共振周波数を、制御帯域
の５倍程度以上にする必要がある。ところで、対物レン
ズ駆動装置の高次共振は、レンズホルダ部分の弾性共振
であるため、高次共振周波数を向上させるためには、レ
ンズホルダの高剛性化を図る必要がある。

【０００９】しかしながら、上記公報に開示された対物
レンズ駆動装置では、高さ方向に前記補強部を形成する
必要があり、装置の薄型化が進んだ場合には、補強部の
寸法を十分に確保できず、レンズホルダの剛性向上が難
しいという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めになされたもので、薄型化を図るためにレンズホルダ
の一側面に開口を設けた場合、レンズホルダに十分な剛
性を確保するように構成した対物レンズ駆動装置を提供
し、さらに、高次共振の振動レベルを低減するよう構成
した対物レンズ駆動装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光ディスクの記録面に垂直に光を集光す
る対物レンズを、フォーカシング方向またはトラッキン
グ方向に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記対
物レンズを保持するレンズホルダは、前記記録面に平行
な光が通過する開口が設けられ、前記開口を設けた側面
に対向する側面が遮蔽壁であることを特徴とするもので
ある。

【００１２】すなわち、光ディスクの記録面に垂直なレ
ンズホルダの側面のうち、光ディスク記録面に平行な光
が通過する開口を設けた側面以外のレンズホルダ側面、
あるいは、少なくとも前記開口を設けた側面に対向する
側面を遮蔽壁とすることにより、レンズホルダの剛性を
高めたものである。

【００１３】具体的には、情報記録媒体である光ディス
クの記録面上に光を集光する対物レンズを、前記対物レ
ンズの光軸方向および前記光ディスクの半径方向に駆動
する対物レンズ駆動装置において、前記対物レンズを保
持するレンズホルダの前記光ディスクの半径方向に平行
な二つの側面のうち、前記対物レンズへの光束が入射す
る側の側面の下部に前記光束を遮らない開口を設け、前
記開口を設けたレンズホルダの側面の厚さが、それと対
向する反対側のもう一つの側面の厚さの１.５倍以上と
した。

【００１４】また、前記開口を設けたレンズホルダの側
面に、レンズホルダを構成する側面の材料と同等以上の
剛性を有する材質からなる補強部材を貼り付けたり、ま
た、同様の補強部材を一体形成してもよい。

【００１５】以上のように、光ディスク面に垂直に集光
する光の入射光あるいは出射光を、光ディスク面に平行
にして装置の薄型化を図る場合、レンズホルダ側面に光
が通過する開口を設けても、開口の反対側に遮蔽壁を設
けたり、開口を設けた側面の剛性を高めることにより、
レンズホルダの高次共振周波数が向上し、対物レンズ駆
動装置ひいては光ディスク装置において、対物レンズの
安定した駆動制御を実現できる。

【００１６】また、本発明は、光ディスクの記録面に光
を集光する対物レンズを、フォーカシング方向またはト
ラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置におい
て、前記対物レンズと前記対物レンズを保持するレンズ
ホルダとフォーカシングコイルおよびトラッキングコイ
ルを含む可動部の曲げ振動の節となる位置に駆動力を加
えることにより、可動部の曲げ振動に対する励振を抑え
たものである。

【００１７】また、本発明は、光ディスクの記録面に光
を集光する対物レンズを、フォーカシング方向またはト
ラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置におい
て、前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記トラ
ッキング方向の外形寸法が、前記フォーカシング方向お
よびトラッキング方向に垂直な方向の外形寸法の２.５
倍以上とすることにより、トラッキング方向におけるレ
ンズホルダの剛性を高めたものである。

【００１８】以上のような構成を採用することにより、
高次共振周波数の向上と振動レベルの低減が図られ、対
物レンズ駆動装置ひいては光ディスク装置の安定した駆
動制御を実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は本発明になる対物レンズ
駆動装置の一実施形態を示す斜視図、図２は本実施形態
の可動部を二方向から見た斜視図、図３は本実施形態の
中央部分での断面図である。

【００２０】図１に示すように、対物レンズ１を保持す
るレンズホルダ２には、筒状に巻回されたフォーカシン
グコイル３およびトラッキングコイル４が、対物レンズ
１の両側に取り付けられる。対物レンズ１、レンズホル
ダ２、フォーカシングコイル３、およびトラッキングコ
イル４が可動部５となる。

【００２１】図２に示すように、可動部５は、支持部材
６により固定部７に対して弾性的に支持されている。永
久磁石８は、対物レンズ１の両側に位置するフォーカシ
ングコイル３およびトラッキングコイル４を挟むように
相対向し、磁性体から成るヨーク９に固着される。

【００２２】ヨーク９の底面からは、インナーヨーク１
０がフォーカシングコイル３の内側に位置するよう延出
される。なお、ここでは、支持部材６は４本の棒状ワイ
ヤとしたが、これに限定されるものではなく、他に、例
えば板状の部材でもよい。

【００２３】フォーカシングコイル３に駆動電流を印加
することにより、永久磁石８からの磁束との作用により
生じる電磁力で、可動部５を対物レンズ１の光軸方向で
あるフォーカシング方向に駆動することができる。同様
に、トラッキングコイル４に駆動電流を印加することに
より、可動部５を光ディスクの半径方向であるトラッキ
ング方向に駆動することができる。

【００２４】図３に示すように、対物レンズ１の下方に
立ち上げミラー１１が配置され、図示していない光学系
からの光束を、立ち上げミラー１１で折り曲げて対物レ
ンズ１に導き、光ディスク１２に集光する構成とし、薄
型化を図っている。

【００２５】図２および図３に示すように、レンズホル
ダ２は、光束が入射する側の側面１３にのみ、その下部
に光束が通過できる開口１４を設けている。このように
レンズホルダ２の側面に開口１４を設けることで、一層
の薄型化が可能となる。

【００２６】そして、本実施形態では、開口１４を設け
た側のホルダ側面１３に対向する側に、遮蔽壁としての
側面１５を設けたことが一つの特徴である。これによ
り、レンズホルダ２の剛性を向上させることができる。

【００２７】本実施形態では、開口１４を設けた側のホ
ルダ側面１３の厚さｔｉを、これに対向するホルダ側面
１５の厚さｔｏよりも厚くしたことが特徴である。装置
の薄型化を図る場合、高さ方向には寸法の制限が厳しい
が、側面の厚さを大きくする方向には余裕があるので、
開口１４を設けた側のレンズホルダ２の側面１３を厚く
することは特に問題とならない。

【００２８】図４に、この側面１３を対向する側面１５
より厚くしたことの効果を示す。図４は、側面１３の厚
さｔｉと側面１５の厚さｔｏとの比に対して、高次共振
周波数の変化を調べたものである。なお、ここではｔｏ
を０.３ｍｍとした。

【００２９】図４に示したように、ｔｉとｔｏの比を大
きくするにつれて、高次共振周波数を向上することがで
きる。高次共振周波数は高いほど望ましいが、実用上は
１７ｋＨｚ程度であれば支障はない。

【００３０】このため、ｔｉとｔｏの比が１.３以上で
あればよい。これにより、可動部であるレンズホルダの
高次共振周波数を向上させ、制御帯域の高帯域化を図
り、光ディスク装置のデータ転送速度を高めることがで
きる。

【００３１】次に、本発明の他の実施形態を図５に示
す。図５に示す対物レンズ駆動装置は、光束が入射する
側のレンズホルダ２２の側面２３にのみ、下部に光束が
通過するように開口２４を設け、開口２４を設けた側の
レンズホルダ２２の側面２３に補強部材２６を取り付け
ている。

【００３２】その他の構成は前記実施形態と同様なの
で、ここでは説明を省略する。この補強部材２６は、レ
ンズホルダ２２の側面を構成する材料と同等以上の剛性
を有する材質のものが使用される。このように、レンズ
ホルダ２２と同等以上の剛性を有する補強部材２６を貼
り付けることで、開口２４を設けた部分の剛性をより一
層向上させることができる。

【００３３】なお、図５では、補強部材２６を開口２４
側のレンズホルダ側面２３に貼り付ける構成を示した
が、レンズホルダ２２を成形する際に、補強部材２６と
レンズホルダ２２を一体的に成形するようにしてもよ
い。このようにすると、剛性を向上させる効果は同じ
で、補強部材２６をレンズホルダ２２に貼り付ける製造
工程を省略することができ、コスト低減を図ることがで
きる。

【００３４】次に、本発明の他の実施形態を図６に示
す。図６に示す対物レンズ駆動装置は、対物レンズ１、
レンズホルダ３２、フォーカシングコイル３およびトラ
ッキングコイル４を含む可動部３５の曲げ振動の節とな
る位置に、駆動力を加えるよう構成したものである。

【００３５】本実施形態では、これまでの実施形態で説
明したレンズホルダ側面の開口の有無、およびレンズホ
ルダ側面を厚くすることには特に影響を受けないので、
ここでは、レンズホルダ側面に開口がなく、レンズホル
ダ両側面の厚さが同じ場合を示した。その他の構成は前
記実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。

【００３６】本実施形態の具体的な構成を図７によって
説明する。図７は本実施形態の対物レンズ駆動装置の上
面図であり、トラッキング方向に沿って対物レンズ１の
両側に分けて配置した永久磁石８の中心間の距離ｃを、
レンズホルダ３２のトラッキング方向の外形寸法ａのほ
ぼ０.５倍としている。

【００３７】また、トラッキング方向に沿って対物レン
ズ１の両側に分けて配置したフォーカシングコイル３の
主な駆動力を発生する部分間の距離ｄも、レンズホルダ
３２のトラッキング方向の外形寸法ａのほぼ０.５倍と
している。

【００３８】このように構成したことにより、高次共振
の振動レベルを低減できることについて説明する。高次
共振の振動形態は、図８に示すように、可動部３５の曲
げ変形として現れる。図中、黒丸で示した位置３３は、
この振動形態において変位が生じない節である。この振
動の節３３に正確に駆動力を加えれば、図８に示す振動
形態は励起されないため、高次共振は生じない。

【００３９】駆動力を加える位置により、発生する振動
がどのように変化するかを調べた結果を図９に示す。図
９は、駆動力を加える位置を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅと変
化させたときに、対物レンズ１の中央での周波数応答を
調べたものである。

【００４０】点Ａは、その間隔が振動の節３３の間隔ｅ
の０.６倍となる位置、点Ｂは、その間隔が振動の節３
３の間隔ｅの０.８倍となる位置、点Ｃは、振動の節３
３の位置、点Ｄは、その間隔が振動の節３３の間隔ｅの
１.２倍となる位置、点Ｅは、振動の節３３の間隔ｅの
１.４倍となる位置である。

【００４１】図９から、振動の節となる点Ｃに駆動力を
加えた場合は振動が発生せず、駆動力を加える位置を点
Ｃから、点Ｂあるいは点Ｄ、さらに点Ａあるいは点Ｅと
離していくほど、振動振幅および位相変化が大きくなる
ことがわかる。

【００４２】ここで、振動の節３３の間隔ｅは、レンズ
ホルダ３２のトラッキング方向の外形寸法ａのほぼ０.
５倍となるため、駆動力を加える位置は、レンズホルダ
３２のトラッキング方向の外形寸法ａのほぼ０.５倍と
なる位置にすればよい。

【００４３】本実施形態では、トラッキング方向に沿っ
て対物レンズ１の両側に分けて配置した永久磁石８の中
心間の距離ｃを、レンズホルダ３２のトラッキング方向
の外形寸法ａのほぼ０.５倍とすることにより、磁束が
振動の節の近傍を中心として作用するように構成してい
る。

【００４４】さらに、トラッキング方向に沿って対物レ
ンズ１の両側に分けて配置したフォーカシングコイル３
の主な駆動力を発生する部分間の距離ｄを、レンズホル
ダ３２のトラッキング方向の外形寸法ａのほぼ０.５倍
とすることにより、駆動力が振動の節の近傍を中心とし
て発生するように構成している。これにより、高次共振
の振動レベルの低減を図り、対物レンズ駆動装置の安定
した駆動制御を実現できる。

【００４５】実用的には、図９において、駆動点Ｂある
いは駆動点Ｄでの振動振幅と位相変化であれば使用する
ことが可能である。したがって、駆動力を加える位置
は、振動の節を中心として、振動の節の間隔の０.８倍
から１.２倍の範囲であればよい。

【００４６】あるいは、駆動力を加える位置は、レンズ
ホルダ３２のトラッキング方向の外形寸法ａの０.５倍
となる位置を中心として、レンズホルダ３２のトラッキ
ング方向の外形寸法ａの０.４倍から０.６倍の範囲であ
ればよい。

【００４７】次に、本発明の実施形態による別の効果に
ついて説明する。図７に示すように、本実施形態におけ
る対物レンズ駆動装置は、レンズホルダ３２のトラッキ
ング方向の外形寸法ａを、フォーカシング方向およびト
ラッキング方向に垂直な方向の外形寸法ｂの２.５倍以
上としている。

【００４８】トラッキング方向に生じる可動部の曲げ振
動に対する剛性は、レンズホルダ３２の外形寸法ａの３
乗と外形寸法ｂとの積に比例する。したがって、外形寸
法ａが外形寸法ｂに対して大きいほどトラッキング方向
の剛性が向上し、しかも３乗で寄与するので効果は顕著
である。

【００４９】本実施形態のように、レンズホルダ３２の
外形寸法ａを外形寸法ｂの２.５倍以上とすることで、
トラッキング方向の剛性を１０倍以上にでき、高次共振
周波数を向上することができる。

【００５０】次に、本発明の他の実施形態を図１０と図
１１に示す。図１０は、フォーカシングコイル３の主な
駆動力を発生する部分が、可動部の曲げ振動の節に位置
するよう、トラッキング方向に沿って対物レンズ１の両
側に分けて配置したフォーカシングコイル３の主な駆動
力を発生する部分間の距離ｄを、レンズホルダ３２のト
ラッキング方向の外形寸法ａの０.４倍から０.６倍の範
囲とし、永久磁石４８は、トラッキング方向に沿って対
物レンズ１の両側に分けずに１個としたものである。

【００５１】図１１は、永久磁石８の中心が、可動部の
曲げ振動の節に位置するよう、トラッキング方向に沿っ
て対物レンズ１の両側に分けて配置した永久磁石８の中
心間の距離ｃを、レンズホルダ４２のトラッキング方向
の外形寸法ａの０.４倍から０.６倍の範囲とし、フォー
カシングコイル４３は、トラッキング方向に沿って対物
レンズ１の両側に分けずにレンズホルダ４２の周囲に巻
回したものである。

【００５２】高次共振の振動レベルを低減するには、振
動の節に駆動力を加えればよいので、図１０のように、
フォーカシングコイル３の主な駆動力を発生する部分が
振動の節近傍であれば、永久磁石を分けなくてもよく、
また、図１１のように永久磁石８の中心が振動の節近傍
であれば、フォーカシングコイルを分けなくてもよい。

【００５３】このようにすると、高次共振の振動レベル
を低減する効果は同じで、永久磁石あるいはフォーカシ
ングコイルの個数を少なくすることができ、コスト低減
を図ることができる。

【００５４】

【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、薄型化
を図るためにレンズホルダの一側面に開口を設けた場合
でも、開口を設けた部分の剛性を向上させることができ
るので、可動部の高次共振周波数を向上させることがで
きる。また、可動部の曲げ振動の節となる位置に駆動力
を加えることにより、高次共振の振動レベルを低減する
ことができる。

【００５５】また、レンズホルダのトラッキング方向の
外形寸法を、これに垂直な方向の外形寸法の２.５倍以
上とすることにより、トラッキング方向の可動部の剛性
を向上させることができる。これにより、フォーカシン
グやトラッキングの制御帯域の高帯域化を図り、光ディ
スク装置のデータ転送速度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ駆動装置の一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】本実施形態の可動部を示す斜視図である。

【図３】本実施形態の断面図である。

【図４】本実施形態の効果を示す図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。

【図７】本発明の実施形態の上面図である。

【図８】本発明の実施形態の振動形態を示す図である。

【図９】本発明の実施形態の効果を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１１】本発明の他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ レンズホルダ ３ フォーカシングコイル ４ トラッキングコイル ５ 可動部 ６ 支持部材 ７ 固定部 ８ 永久磁石 ９ ヨーク １０ インナーヨーク １１ 立ち上げミラー １２ 光ディスク １３ 光束が入射する側の側面 １４ 開口 １５ 側面１３に対向する側面 ２２ レンズホルダ ２３ 光束が入射する側の側面 ２４ 開口 ２６ 補強部材 ３３ 振動の節

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 盛一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 末永 秀夫 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 小笠原 浩 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 5D118 AA02 AA13 AA23 BA01 DC03 EA02 EF06 5D119 AA02 BA01 JA43 JC06 LB05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの記録面に垂直に光を集光す
   る対物レンズを、フォーカシング方向またはトラッキン
   グ方向に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記対
   物レンズを保持するレンズホルダは、前記記録面に略平
   行な光が通過する開口が設けられ、前記開口を設けた側
   面に対向する側面が遮蔽壁であることを特徴とする対物
   レンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記レンズホルダは、前記開口を設けた
   側面が、前記遮蔽された側面より厚く形成されてなる請
   求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記レンズホルダは、前記開口を設けた
   側面の厚さが、前記遮蔽された側面の厚さの１.３倍以
   上である請求項１または２に記載の対物レンズ駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記レンズホルダは、前記開口を設けた
   側面に、前記遮蔽された側面の構成材料と同等以上の剛
   性を有する補強部材を貼り付けてなる請求項１、２また
   は３に記載の対物レンズ駆動装置。
5. 【請求項５】 前記レンズホルダは、前記開口を設けた
   側面に、前記遮蔽された側面の構成材料と同等以上の剛
   性を有する補強部材を一体形成してなる請求項１、２ま
   たは３に記載の対物レンズ駆動装置。
6. 【請求項６】 光ディスクの記録面に光を集光する対物
   レンズを、フォーカシング方向またはトラッキング方向
   に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記対物レン
   ズと、前記対物レンズを保持するレンズホルダと、フォ
   ーカシングコイルおよびトラッキングコイルとを含む可
   動部の曲げ振動の節となる位置に、駆動力を加えること
   を特徴とする対物レンズ駆動装置。
7. 【請求項７】 光ディスクの記録面に光を集光する対物
   レンズを、フォーカシング方向またはトラッキング方向
   に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記トラッキ
   ング方向に沿って前記対物レンズの両側に永久磁石を分
   けて配置しており、前記永久磁石の中心間の距離が、前
   記対物レンズを保持するレンズホルダの前記トラッキン
   グ方向の外形寸法の０.４倍から０.６倍の範囲であるこ
   とを特徴とする対物レンズ駆動装置。
8. 【請求項８】 光ディスクの記録面に光を集光する対物
   レンズを、フォーカシング方向またはトラッキング方向
   に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記トラッキ
   ング方向に沿って前記対物レンズの両側にフォーカシン
   グコイルを分けて配置しており、前記フォーカシングコ
   イルの主な駆動力を発生する部分間の距離が、前記対物
   レンズを保持するレンズホルダの前記トラッキング方向
   の外形寸法の０.４倍から０.６倍の範囲であることを特
   徴とする対物レンズ駆動装置。
9. 【請求項９】 光ディスクの記録面に光を集光する対物
   レンズを、フォーカシング方向またはトラッキング方向
   に駆動する対物レンズ駆動装置において、前記対物レン
   ズを保持するレンズホルダの前記トラッキング方向の外
   形寸法が、前記フォーカシング方向およびトラッキング
   方向に垂直な方向の外形寸法の２.５倍以上であること
   を特徴とする対物レンズ駆動装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のうちいずれかに記
    載の対物レンズ駆動装置が装着されてなる光ディスク装
    置。