JP2006059406A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズホルダの全方向への移動に伴うマグネットの振動に起因する推力が、サーボ特性に悪影響を及ぼす振動を発生する。
【解決手段】対物レンズ６を保持するレンズホルダー８に、ベース基板１４に対して弾性支持するサスペンションワイヤ１１と、レンズホルダー８をフォーカス方向及びトラッキング方向それぞれに駆動するフォーカスコイル９とトラッキングコイル１０を固着し、当該フォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０に磁気的力を付与するマグネット１５と、当該マグネット１５を接着するヨーク１７との間に、ゴム弾性部材１８を備える。これにより、フォーカスコイル９及び／またはトラッキングコイル１０に電流を供給し、マグネット１５に生じる力は減衰することができ、振動を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに光学的に情報を記録及び／又は再生する光ピックアップ装置に搭載される光ヘッドの対物レンズ駆動装置である。

図５は一般的な光ピックアップ装置の光学系を中心とした分解斜視図で、図６はこれに組込まれる対物レンズ駆動装置の構成を示す要部拡大分解斜視図である。図５において、１は高密度情報媒体（例えばＤＶＤビデオ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）用の発光素子と受光素子とを一体化した高密度用集積ユニット、２は低密度情報媒体（例えばＣＤオーディオ、ＣＤ−Ｒ等）用の発光素子と受光素子とを一体化した低密度用集積ユニット、３は高密度用集積ユニット１、低密度用集積ユニット２等を固定する光学ベース、４は高密度用集積ユニット１及び低密度用集積ユニット２それぞれからの光ビームを反射または透過するビームスプリッタ、５はビームスプリッタ４を通過した光ビームの光路を変換する立ち上げミラー、６は立ち上げミラー５で光路が変換された光ビームを不図示の情報媒体に集光する対物レンズ、７は対物レンズ駆動装置である。

光ピックアップ装置は、不図示の情報媒体の基板厚みまたは情報層の記録密度を検知して、高密度用集積ユニット１または低密度集積ユニット２の何れかを決定する。決定された集積ユニットから放射した光ビームは、ビームスプリッタ４で反射（本例では高密度用集積ユニット１）または透過（本例では低密度用集積ユニット２）して、立ち上げミラー５で対物レンズ駆動装置７の対物レンズ６に入射する。入射した光ビームは、情報媒体の情報層上に対物レンズ６により集光スポットを形成し、この集光スポットは情報層にユーザ情報信号を記録または情報層に記録された情報信号に応じて反射する。情報層で反射された反射光は、対物レンズ６、立ち上げミラー５、ビームスプリッタ４を経由し、放射した集積ユニットの光検出手段で受光する。

図６は対物レンズ駆動装置７の拡大斜視分解図であり、８は対物レンズ６を固着するレンズホルダー、９はフォーカスコイル、１０はトラッキングコイル、１１はレンズホルダー８を弾性支持する４本のサスペンションワイヤ、１２はレンズホルダー８に固定され４本のサスペンションワイヤ１１をそれぞれ固着するホルダー基板、１３は４本のサスペンションワイヤーの他端を固着するサスペンションベース、１４はサスペンションベース１３に固着されるベース基板、１５はマグネット、１６はヨーク１７と一体化したヨークベースである。

対物レンズ６はレンズホルダー８に固着され、レンズホルダー８にはフォーカスコイル９とトラッキングコイル１０とが固着され可動部を構成している。４本のサスペンションワイヤ１１は一端がレンズホルダー８に固着されたホルダー基板１２に、他端がサスペンションベース１３に固着されたベース基板１４にそれぞれ半田付けされることにより前記可動部を片持ち支持している。マグネット１５がヨークベース１６と一体成形したヨーク１７に固着され、このヨークベース１６にサスペンションベース１３が固着され固定部材を構成する。この時、レンズホルダー８は、ヨークベース１６に固着されたマグネット１５がレンズホルダー８の透孔に隙間を持ちながら入り込み、レンズホルダー８に取り付けられているフォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０の一部が磁気ギャップを持ちマグネット１５と対面している。フォーカスコイル９は対物レンズ６の光軸に直交する水平方向に巻かれており、これに電流が流れる時レンズホルダー８は垂直方向（光軸方向）に移動する。また、トラッキングコイル１０は磁気ギャップ内の有効部として垂直方向に電流が流れるように巻かれており、電流が流れる時レンズホルダー８は水平方向に移動する。以上のように対物レンズ駆動装置７は、各コイルに電流を流すことにより、光軸方向及び光軸方向に垂直な方向の二次元に対物レンズ８を駆動する振動系をなすものである。

このような構成の対物レンズ駆動装置７において、トラッキングコイル１０に駆動電流を流すと、トラッキングコイル１０及びマグネット１５のそれぞれに対して、図２に示すように大きさが等しく方向が逆の推力Ｔ１及びＴ２が発生する。推力Ｔ１はレンズホルダー８をトラッキング方向に移動させる。一方、マグネット１５はヨークベース１６を介し光学ベース３に固定されているため、Ｔ２はマグネット１５と共に光学ベース３を振動させる。また、フォーカスコイル９に電流を流すと、トラッキングコイル１０に電流を流した時と同様に、図３に示すように推力Ｆ１及びＦ２が発生し、レンズホルダー８を移動させると共にマグネット１５及び光学ベース３を振動させる。

この光学ベース３の振動は、ビームスプリッタ４、立ち上げミラー５等の光学素子及びこれらを支持する光学ベース３を介し光ディスクに伝達される。この時振動の経路内に特異な共振点があると、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボが発振するなどの問題が発生する場合がある。特に、最近では、光ピックアップ装置の薄型化、軽量化の要求に伴って、光ピックアップ装置を構成する各部品の剛性が低下する傾向にあるため、特異な共振が発生しやすい。そのため、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボの発振などの問題が生じやすくなる課題を有している。

この対策として、特許文献１では図７に示したように、対物レンズ駆動装置の固定部全体を例えば板バネ１９で弾性支持することで、フォーカス方向にのみ自由度をもって粘弾性支持する方法が提案されている。
特開平７−１０５５５０号公報

しかしながら、前記方法では、低周波数から減衰効果を持たせているため、可動部が制御電流に対し十分に追従せず、フォーカス方向のピッチング周波数にて位相が遅れ、安定したサーボ特性を得られなくなる問題がある。すなわち、マグネット１５で生じた推力Ｔ１、Ｔ２、Ｆ１及びＦ２に起因した振動がダンピングされることなく、ヨークベース１６えお介して光学ベース３に伝わり、例えば図８のサーボ特性の一部のボード線図に示すように、特異的な共振が発生及び／またはゲインや位相曲線に乱れが生じる。このような乱れを生じると、位相の裕度がなくなり、サーボが発振し、再生及び／または記録動作ができなくなるという重大な課題が発生する。

更に、特許文献１では図７に示したように板バネ１９がトラッキング方向は完全固定となっており、トラッキングサーボの安定が得られない。また、対物レンズ駆動装置７の固定部全体を粘弾性支持する板バネ１９のスペースが必要となり、構成が複雑であり小型及び軽量化が困難であるとともに、コストアップ要因となるという課題がる。

本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、その目的は、省スペースでレンズホルダーの全方向の移動に伴うマグネットの振動を抑える対物レンズ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の対物レンズ駆動装置は、情報媒体の情報層に光スポットを集光する対物レンズ、前記対物レンズを保持するレンズホルダー、マグネット、前記マグネットを固定するヨーク、前記マグネットと磁気回路を構成し前記対物レンズの光軸方向と前記光軸方向に直交する方向に前記レンズホルダーを駆動するコイル、及び前記レンズホルダーを弾性支持する支持部材を有し、前記マグネットと前記ヨークとの界面にゴム弾性部材を備える。

本発明の対物レンズ駆動装置は、上記構成を採用することにより、非常に簡単な構成にて、生産性がよく、共振のない安定したサーボ特性を得られるため、記録及び／または再生光ピックアップ装置を小型・安価・高性能が実現できる。

以下本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の対物レンズ駆動装置の要部分解斜視図である。図において、対物レンズ６が固着されたレンズホルダー８には、フォーカスコイル９が、その中心軸が前記対物レンズ６の光軸に対し平行になるように巻装され、また、トラッキングコイル１０が、その中心軸が前記対物レンズ６の光軸に対し垂直になるように巻装され、レンズホルダー８に固着されて可動部を構成している。４本の平行に配置されたワイヤー１１は一端がヨークベース１６に固着したベース基板１４、他端がレンズホルダー８に固着されたホルダー基板１２にそれぞれ半田付けされることにより、レンズホルダー８を可動可能に片持ち支持している。マグネット１５のヨーク１７との接着面にライン状にゴム弾性部材１８を介してマグネット１５がヨーク１７に固着され、ヨークベース１６に設けた一対のヨーク１７の内側にはフォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０とに隙間を持ちながら入り込む。これによりフォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０とマグネット１５との間に形成した磁気ギャップに、レンズホルダー８に装着されているフォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０の一部が入るようになる。また、ヨークベース１６は光学ベース３に固着される。

本実施形態においては、ゴム弾性部材１８として、硬度７０度以下のウレタンゴムをコーティングし、粘弾性接着剤２０の厚み５０μｍ以上の厚み確保するような厚みとした。そして、マグネット１５が接着力を有する粘弾性部材２０を介しヨーク１７に固着した。

以上のように構成された本実施形態の光ピックアップ装置について、以下その作用について説明する。マグネット１５に前述のように接着面の両端にライン上に、ゴム弾性部材１８を介してマグネット１５をヨーク１７固定することによって、電磁気力によりフォーカスコイル９及びトラッキングコイル１０とマグネット１５との間で発生した推力は、マグネット１５を振動させる力をダンピングすることにより、光学ベース３に伝達する振動を減衰させ、従来発生していた特定の周波数での共振の発生をなくすことができ、安定したサーボ特性が得た。

図６は本実施形態でのサーボ特性の一部を示すボード線図である。マグネット１５で生じた推力による振動が、ヨーク１７を介してヨークベース１６に伝わる前にダンピングされることができ、光学ベース３にて特異な共振の発生がなくなり、ゲイン及び位相曲線の乱れがなくなり位相余裕が確保された安定したサーボ特性を得られることが分かった。

また、マグネット１５とヨーク１７の接着固定に、ダンピング特性を有した粘弾性接着剤２０を用いることで、ダンピング用、接着用にそれぞれ違う部材を使う必要がなく、生産性が良く、更に一定厚みのゴム弾性部材１８をマグネット１５表面にコーティングすることにより、粘弾性体接着剤２０の厚みを一定とできるため、対物レンズ駆動装置７の磁気ギャップ精度を安定して確保しながら、必要とされるダンピング効果を安定して得ることができる。

なお、上記実施形態ではゴム弾性部材をマグネットに備えた後ヨークに接着する構成を説明したが、ヨークにゴム弾性部材を備えてもよいが、一般的にヨークはヨークベースと一体成形されるため、ゴム弾性部材を貼り付けまたはコーティングし難いため、マグネットに施す方が生産的には有利である。

本発明の対物レンズ駆動装置は、光学的性能が良好であるため、光ピックアップに最適に用いることができる。

本発明の対物レンズ駆動装置の一実施形態における要部分解斜視図 対物レンズ駆動装置の正面図 対物レンズ駆動装置の側面図 本発明の対物レンズ駆動装置におけるサーボ特性図 光ピックアップ装置の構成を示す要部分解斜視図 対物レンズ駆動装置の構成を示す要部分解斜視図 従来の対物レンズ駆動装置の要部斜視図 従来の対物レンズ駆動装置におけるサーボ特性図

符号の説明

１ 高密度用集積ユニット
２ 低密度用集積ユニット
３ 光学ベース
４ ビームスプリッタ
５ 立ち上げミラー
６ 対物レンズ
７ 対物レンズ駆動装置
８ レンズホルダー
９ フォーカスコイル
１０ トラッキングコイル
１１ サスペンションワイヤ
１２ ホルダー基板
１３ サスペンションベース
１４ ベース基板
１５ マグネット
１６ ヨークベース
１７ ヨーク
１８ ゴム弾性部材
１９ 板バネ
２０ 粘弾性接着部材

Claims (2)

1. 情報媒体の情報層に光スポットを集光する対物レンズ、前記対物レンズを保持するレンズホルダー、マグネット、前記マグネットを固定するヨーク、前記マグネットと磁気回路を構成し前記対物レンズの光軸方向と前記光軸方向に直交する方向に前記レンズホルダーを駆動するコイル、及び前記レンズホルダーを弾性支持する支持部材を有し、
   前記マグネットと前記ヨークとの界面にゴム弾性部材を備えることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記ゴム弾性部材は、前記マグネットと前記ヨークとの接触面の外周に少なくとも一対配され、前記外周に囲まれた範囲の内側に粘弾性接着剤を備えることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
   

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