JP2008077709A

JP2008077709A - 対物レンズアクチュエータ

Info

Publication number: JP2008077709A
Application number: JP2006253054A
Authority: JP
Inventors: Satohiro Tanaka; 聡弘田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】弾性支持部材の可動部への取り付けを容易に行うことができる対物レンズアクチュエータを提供する。
【解決手段】レンズホルダ２７に対物レンズ２６が保持され、フォーカシング推力及びトラッキング推力を発生する駆動コイル２８，２９がレンズホルダ２７に設けられ、駆動コイル２８，２９の推力発生量に応じてレンズホルダ２７を変位可能に支持するために一端をレンズホルダ２７の両側面に接続した複数の支持ばね３０ａ，３０ｂがレンズホルダ２７の両側面の各面に支持ばね３０ａ，３０ｂの平行状態を維持したままフォーカス方向に接続高さが異なるように段差状又は傾斜状の支持面に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、対物レンズに対してフォーカシング制御及びトラッキング制御を行う対物レンズアクチュエータに関する。

従来から、光ピックアップ装置等に用いられて、対物レンズに対してフォーカシング制御及びトラッキング制御を行う対物レンズアクチュエータは、駆動コイルの電気的直接変調により対物レンズを高速で所望の位置に制御するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

これを満たすためには、対物レンズを保持したレンズホルダを含む可動部が軽量であること、その可動部の構造が高速移動等に起因して内部変形しないように高剛性であること、その可動部の構造及び構成部品が駆動コイルの消費電力に伴う発熱に耐えること、精密駆動機構の構造に必要な原理としてアッベの原理を満たす必要がある。

このアッベの原理は、可動部を並進させたいときに傾かないようにするか、これとは逆の事象が発生しないようにするためには、低周波の駆動特性に対しては駆動力が可動部を支持する支持ばねの中心に作用する必要があり、高周波の駆動特性に対しては駆動力が可動部の慣性中心に作用する必要がある。

換言すれば、対物レンズアクチュエータの場合には、駆動コイルの推力中心と、可動部を支持する支持ばねの弾性中心と、質量分布の慣性中心とが一致している必要がある。

図３は従来の対物レンズアクチュエータの一例を示し、（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。尚、図３（Ａ）において、紙面上下方向は光ディスクにおけるタンジェンシャル方向、紙面直交方向はフォーカス方向、紙面左右方向はラジアル方向（トラッキング方向）である。また、以下の説明において、上下左右方向はこの図３（Ａ）を基準として説明する。

図３において、１は光ピックアップ装置等の光学的情報記録・再生装置に搭載されるステータ部である。

このステータ部１は、略矩形のベース体２と、このベース体２の図示上下に離間状態で設けられたヨーク２ａ，２ｂの互いに対向する一面に固定されたマグネット３ａ，３ｂと、このマグネット３ａとマグネット３ｂとの間に配置された可動部４と、図示上方のヨーク２ａの他面に固定されたマウント５と、を備えている。

可動部４は、対物レンズ６を保持するレンズホルダ７と、フォーカシング用駆動コイル８と、トラッキング用駆動コイル９と、マウント５を一端が貫通する複数本（本例では合計４本）の支持ばね１０と、支持ばね１０の他端を機械的結合と電気的結合とを兼ねた半田付けによって固定する支持ばね固定用兼駆動コイル給電用のプリント配線基板１１と、レンズホルダ７の裏面に固定されて主として対物レンズ６の慣性一次モーメントを打ち消すための慣性バラスト１２と、を備えている。尚、支持ばね１０の一端はマウント５に設けられたフレキシブルプリント配線基板１３に機械的結合と電気的結合とを兼ねた半田付けによって接続固定されている。
特許第３７５４２２５号公報特開２００６−１３４４３７号公報

ところで、上記の如く構成された対物レンズアクチュエータにあっては、ラジアル方向の支持ばね１０の間隔がフォーカス方向の高さに関らず一定であるため、構造的には対称性が高いが、構造的にフォーカス方向下側の支持ばね１０がベースに非常に近接して配置されている為に精度の高い組み立てには不向きな構造であるという問題が生じていた。

特に、支持ばね１０をプリント配線基板１１との導電性を必要とするために半田付けによって接続した場合にこの欠点は大きいいうえ、いずれのラジアル側にてもフォーカス方向の下側に配置される支持ばね１０がベース部１に近い為にプリント配線基板１１に対して半田付けがし難いという問題があり、しかも、並進や回転の共振周波数の設定や部品配置に対する自由度も低くなってしまうという問題が生じていた。

また、可動部４は上端に取り付けられる対物レンズ６の慣性一次モーメントによる慣性中心ズレを補正する為に、下側に慣性バラスト１２を取り付けたりレンズホルダ７の容積を増やすなどの考慮が必要となるために、可動部４の下側の支持ばね配置寸法は上側ほど自由度がない点が問題となり易い。

また、特許文献２には、図３（Ａ）で示した支持ばね１０を左右各３本配置し、その中央に位置する可動部側固定端を伸ばした例が記述されているが、下側のばねの作業性が悪く、しかも、例えば、１本だけ他の２本と接続部分をずらすことによってプリント配線基板１１の配線パターン形成が複雑化してしまううえ、半田付けの間隔が狭いことは避けられないという問題は解消し得なかった。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、弾性支持部材の可動部への取り付けを容易に行うことができる対物レンズアクチュエータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の対物レンズアクチュエータは、対物レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダに設けられてフォーカシング推力及びトラッキング推力を発生する駆動コイルと、該駆動コイルの推力発生量に応じて前記レンズホルダを変位可能に支持するために一端を前記レンズホルダの両側面に接続した複数の弾性支持部材と、を備えた対物レンズアクチュエータにおいて、前記レンズホルダの両側面の各面に、前記弾性支持部材の平行状態を維持したままフォーカス方向に接続高さが異なるように、段差状又は傾斜状の支持面を設けたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の対物レンズアクチュエータにおいて、前記弾性支持部材のうち前記レンズホルダの両面同士で対向するものと対としたときのラジアル方向間隔寸法がフォーカス方向の対物レンズ側に位置するの対ほど間隔が狭くかつ前記対物レンズから遠ざかるほど間隔が広くなることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の対物レンズアクチュエータにおいて、前記弾性支持部材が３対６本以上配置され且つフォーカス方向で高さが隣り合う対同士のフォーカス方向間隔がどの対でも一定とし、そして、そのフォーカス方向高さが隣り合う対同士のラジアル方向間隔寸法の差がどの隣り合う対でも一定としたことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載の対物レンズアクチュエータにおいて、前記支持面に固定されて前記駆動コイルと電気的に接続される一対の基板が、ラジアル方向それぞれの側面側に位置する全ての弾性支持部材から等間隔となるように、フォーカス軸に対して傾けて固着されていることを特徴とするものである。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の対物レンズアクチュエータによれば、すべての導電性ばねを平行な配置のままで、フォーカス方向の高さが異なる対同士のラジアル方向間隔が異なる配置としたので、不所望の寄生運動を発生させない構造のまま設計レイアウトや共振周波数の設定自由度を増やすことができる。従って、弾性支持部材の可動部への取り付けを容易に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、ばね対のラジアル方向間隔寸法が、フォーカス方向のディスク側のばね対ほど間隔が狭く、ディスク側から遠ざかるほど間隔が広くなる配置としたので、ベースに一番近い下側の支持ばねを側面外側に配置できるので、容易で精度の高い組み立てが可能となる。

請求項３，４に記載の発明によれば、フォーカス方向高さが隣り合う対同士のフォーカス方向間隔がどの対でも一定で、そのフォーカス方向高さが隣り合う対同士のラジアル方向間隔寸法の差が、どの隣り合う対でも一定とし、一対の中継基板が、ラジアル方向それぞれの側面側に位置するすべての導電ばねから等間隔となるようフォーカス軸に対して傾けて固着された構造としたので、高機能アクチュエータの可動部下側に必要とされる部品や形状を避けて基板を配置することが可能となり、また全てのばねと基板の間隔が一定であるため容易で精度の高い組み立てが可能となる。さらにアクチュエータをフォーカス方向に薄型化しても、基板が傾斜して取り付けられているため、支持ばね間隔は従来例よりも明らかに広く、基板のパターンの形成にも有利となる。

次に、本発明の一実施形態に係る対物レンズアクチュエータについて、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の対物レンズアクチュエータの実施の形態１を示し、図１（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、図１（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、図１（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。尚、図１（Ａ）において、紙面上下方向は光ディスクにおけるタンジェンシャル方向、紙面直交方向はフォーカス方向、紙面左右方向はラジアル方向（トラッキング方向）である。また、以下の説明においては、この図１（Ａ）の上下左右方向を基準に説明する。

図１において、２１は光学的情報記録・再生装置に搭載されるステータ部である。
このステータ部２１は、支持部材である略矩形のベース体２２と、このベース体２２の図示上下に離間状態で設けられたヨーク２２ａ，２２ｂの互いに対向する一面に固定されたマグネット２３ａ，２３ｂと、このマグネット２３ａとマグネット２３ｂとの間に配置された可動部２４と、ヨーク２２ａの他面に固定されたマウント２５と、を備えている。

可動部２４は、対物レンズ２６を保持するレンズホルダ２７と、フォーカシング用駆動コイル２８と、トラッキング用駆動コイル２９と、マウント２５を一端が貫通する複数本（本例では合計４本）の弾性支持部材としての支持ばね３０と、支持ばね３０の他端を機械的結合と電気的結合とを兼ねた半田付けによって固定する支持ばね固定用兼駆動コイル給電用プリント配線基板３１ａ，３１ｂと、レンズホルダ２７の裏面に固定されて主として対物レンズ２６の慣性一次モーメントを打ち消すための慣性バラスト３２と、を備えている。

また、可動部２４は、作動中心と対物レンズ２６の光軸とが一致するように構成されている。尚、マウント２５を貫通した支持ばね３０の一端は、マウント２５に設けられたフレキシブルプリント配線基板（図示せず）又はパターン形成に機械的結合と電気的結合とを兼ねた半田付けによって接続固定されている。この際、マウント２５の内部には振動減衰用のダンパ材（図示せず）が支持ばね３０を包むように埋設されている。

フォーカシング用駆動コイル２８とトラッキング用駆動コイル２９とは、支持ばね固定用兼駆動コイル給電用プリント配線基板３１に電気的に接続されている。

また、本実施形態では、支持ばね３０は金属製の線ばねであって、固定方法として支持ばね固定用兼駆動コイル給電用のプリント配線基板３１ａ，３１ｂに機械的結合と電気的結合とを兼ねた半田付けとしている。このプリント配線基板３１ａ，３１ｂは、レンズホルダ２７の両側面に形成されてフォーカス方向下側にある支持ばね３０ａ，３０ｂをラジアル方向の外側に張り出させるように段差状に形成された支持面２７ａに設けられている。

この構造ではフォーカス方向の下側にある支持ばね３０ａ，３０ｂの半田付けも容易であり、かつ構造下側に取り付ける慣性バラスト３２の形状構造等の自由度も高くなる。また従来例よりもラジアル方向の可動部４の傾きに対する捻り剛性を高めることも可能となる。

（実施の形態２）
図２は本発明の対物レンズアクチュエータの実施の形態２を示し、図２（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、図２（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、図２（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。尚、図２において、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

この実施の形態２においては、ラジアルチルト機能を持たせた３軸駆動アクチュエータを構成した場合を示し、フォーカス方向の高さが等しい３対の支持ばね４０ａ，４０ｂ，４０ｃを隣同士が同じ量だけラジアル方向に広がった間隔とした例である。

この例では、レンズホルダ２７の両側面の各面に、支持ばね４０ａ，４０ｂ，４０ｃの平行状態を維持したままフォーカス方向に接続高さが異なるように、傾斜状の支持面２７ｂが形成されている。この支持面２７ｂにプリント配線基板４１を配置することで、支持ばね４０ａ，４０ｂ，４０ｃが３対６本以上配置され且つフォーカス方向で高さが隣り合う対同士のフォーカス方向間隔がどの対でも一定とし、そして、そのフォーカス方向高さが隣り合う対同士のラジアル方向間隔寸法の差がどの隣り合う対でも一定としている。

また、支持面２７ｂに固定されてフォーカシング用駆動コイル２８とトラッキング用駆動コイル２９と電気的に接続される一対の基板４１，４１が、ラジアル方向それぞれの側面側に位置する全ての支持ばね４０ａ，４０ｂ，４０ｃから等間隔となるように、フォーカス軸に対して傾けて固着されている。

このような構造の対物レンズアクチュエータによれば、その支持ばねの断面中心を結ぶ線と平行にプリント配線基板４１を傾けて配置できるので、特性面のメリットを享受しつつ、支持ばね４０ａ，４０ｂ，４０ｃの半田付け作業性をより一層向上させることができる。

また、本発明の対物レンズアクチュエータにあっては、光ディスク記録再生用ピックアップに搭載されるレンズアクチュエータであって、上述したようなフォーカス方向とラジアル方向の２軸並進駆動が可能なアクチュエータである他、例えば、この２軸並進駆動に加えてラジアル軸やタンジェンシャル軸のチルト補正も含めた３軸乃至４軸駆動が可能なアクチュエータ、この駆動のための少なくとも２軸駆動用の駆動コイルを搭載し、又は３軸乃至４軸駆動用の駆動コイルを可動部に搭載したアクチュエータ等に適用可能であることは勿論である。

本発明の対物レンズアクチュエータの実施の形態１を示し、（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。本発明の対物レンズアクチュエータの実施の形態２を示し、（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。従来の対物レンズアクチュエータを示し、（Ａ）は対物レンズアクチュエータの正面図、（Ｂ）は対物レンズアクチュエータの側面図、（Ｃ）は対物レンズアクチュエータの底面図である。

符号の説明

２４…可動部
２６…対物レンズ
２７…レンズホルダ
２７ａ，ｂ…支持面
２８…フォーカシング用駆動コイル
２９…トラッキング用駆動コイル
３０ａ…支持ばね（弾性支持部材）
３０ｂ…支持ばね（弾性支持部材）
３２…慣性バラスト

Claims

対物レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダに設けられてフォーカシング推力及びトラッキング推力を発生する駆動コイルと、該駆動コイルの推力発生量に応じて前記レンズホルダを変位可能に支持するために一端を前記レンズホルダの両側面に接続した複数の弾性支持部材と、を備えた対物レンズアクチュエータにおいて、
前記レンズホルダの両側面の各面に、前記弾性支持部材の平行状態を維持したままフォーカス方向に接続高さが異なるように、段差状又は傾斜状の支持面を設けたことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
前記弾性支持部材のうち前記レンズホルダの両面同士で対向するものと対としたときのラジアル方向間隔寸法がフォーカス方向の対物レンズ側に位置するの対ほど間隔が狭くかつ前記対物レンズから遠ざかるほど間隔が広くなることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズアクチュエータ。
前記弾性支持部材が３対６本以上配置され且つフォーカス方向で高さが隣り合う対同士のフォーカス方向間隔がどの対でも一定とし、そして、そのフォーカス方向高さが隣り合う対同士のラジアル方向間隔寸法の差がどの隣り合う対でも一定としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の対物レンズアクチュエータ。
前記支持面に固定されて前記駆動コイルと電気的に接続される一対の基板が、ラジアル方向それぞれの側面側に位置する全ての弾性支持部材から等間隔となるように、フォーカス軸に対して傾けて固着されていることを特徴とする請求項３に記載の対物レンズアクチュエータ。