JP2009116957A - 対物レンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】
対物レンズの不要な振動モードを低減し、安定した制御が可能な対物レンズアクチュエータを提供する。
【解決手段】
半導体レーザ，レンズ等の電気光学部品および対物レンズアクチュエータ等を筐体に具備する光ピックアップであって、前記対物レンズアクチュエータは対物レンズ及びコイルを搭載し可動部となるホルダ、該ホルダを磁気駆動するマグネットとヨークからなる磁気回路部、前記ホルダを弾性支持する複数の弾性支持部材及び該弾性支持部材の他端を固定する固定部からなり、前記固定部は弾性支持部材間に弾性支持部材に平行に切開された部位を有し、各々の前記弾性支持部材１つに対して前記弾性支持部材を通す貫通穴を１つ有したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は光ディスク装置等のディスク読み書きを行う光ピックアップの対物レンズアクチュエータに関し、さらにそれを備えた光ピックアップおよび光ディスク装置に関するものである。

近年、光ディスク装置においては高密度化によるデータ転送レートの高速化が進み、特にスリム型と呼ばれる薄型の光ディスク装置に於いて顕著である。光ディスク装置のデータ記録再生を行うのが光ピックアップである。光ピックアップにおいて、光ディスク上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（光ディスク面に接近／離遠する方向）とトラッキング方向（光ディスクの半径方向）とラジアルチルト方向（光ディスク半径方向に傾く）に駆動する装置が対物レンズアクチュエータである。また、対物レンズアクチュエータを搭載し、光ディスクへの読み書きを可能としたものが光ピックアップである。

この対物レンズアクチュエータの対物レンズとコイルを装備したホルダからなる可動部支持配置は、一端を可動部に他端を固定部に固定された弾性支持部材すなわちワイヤが複数本平行リンクを構成するように配置されている。

データ転送レートの高速化を実現するにあたっては対物レンズアクチュエータの不要共振を潜在化させる必要がある。本課題に対する手法として、特許文献１ではワイヤ固定部材を分割し、ワイヤ固定部に弾性を持たせて対物レンズアクチュエータの不要共振を潜在化させている。

特開２００２−７４７０４号公報（第１図）

上記従来技術はワイヤ固定部材におけるワイヤ通過穴が２箇所存在し、ワイヤ固定部とワイヤ貫通穴が存在している。ワイヤ貫通穴はレンズホルダでのワイヤ固定部と前記ワイヤ固定部材でのワイヤ固定部の中間に存在している。ワイヤ貫通穴の直径はワイヤ直径より大きく形成されている。そのため、フォーカス方向またはトラック方向にレンズシフトした場合、ワイヤ貫通穴とワイヤが触れる可能性がある。ワイヤ本来持っている弾性はレンズホルダでのワイヤ固定部と前記ワイヤ固定部材でのワイヤ固定部との距離によりなるが、前記事象が発生するとワイヤ弾性の急激な変化が起こり対物レンズアクチュエータの制御に支障をきたす。

本発明の目的は、対物レンズアクチュエータの不要共振を効果的に潜在化しつつデータ転送レートの高速化を安定して実現できる光ピックアップ、ひいては光ディスク装置を提供することにある。

上記目的は半導体レーザ，レンズ等の電気光学部品および対物レンズアクチュエータ等を筐体に具備する光ピックアップであって、前記対物レンズアクチュエータは対物レンズ及びコイルを搭載し可動部となるホルダ、該ホルダを磁気駆動するマグネットとヨークからなる磁気回路部、前記ホルダを弾性支持する複数の弾性支持部材及び該弾性支持部材の他端を固定する固定部からなり、前記固定部は弾性支持部材間に弾性支持部材に平行に切開された部位を有し、各々の前記弾性支持部材１つに対して前記弾性支持部材を通す貫通穴を１つ有したことにより達成される。

また上記目的は、前記固定部の切開された部位は弾性支持部材の軸方向を長辺としたことにより達成される。

また上記目的は、前記固定部の切開された部位に薄肉部を設けたことにより達成される。

また上記目的は、前記対物レンズアクチュエータを搭載したことにより達成される。

また上記目的は、半導体レーザ，レンズ等の電気光学部品および対物レンズアクチュエータ等を筐体に具備する光ピックアップであって、前記対物レンズアクチュエータは対物レンズ及びコイルを搭載し可動部となるホルダ、該ホルダを磁気駆動するマグネットとヨークからなる磁気回路部、前記ホルダを弾性支持する複数の弾性支持部材及び該弾性支持部材の他端を固定する固定部からなり、前記固定部は弾性支持部材間に弾性支持部材に平行に切開された部位を有し、各々の前記弾性支持部材１つに対して前記弾性支持部材を通す貫通穴を１つ有した、かつ前記固定部位には穴が設けられ前記筐体に設けられた凸部とで嵌合されることにより達成される。

また上記目的は、前記固定部の切開された部位は弾性支持部材の軸方向を長辺としたことにより達成される。

また上記目的は、前記固定部の切開された部位に薄肉部を設けたことにより達成される。

本発明によれば、対物レンズアクチュエータの不要共振を効果的に潜在化しつつデータ転送レートの高速化を安定して実現できる光ピックアップ、ひいては光ディスク装置を提供できる。

以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。

本発明の第１実施例を図１，図２，図３，図４，図７を用いて説明する。
図１は本実施例の対物レンズアクチュエータを示す外観図である。
図２は本実施例の弾性支持部材固定部近傍を示す図１におけるＡ視断面図である。
図３は本実施例のヨーイング振動発生時の動作を示す図である。
図４は本実施例のピッチング振動発生時の動作を示す図である。
図７は弾性支持部材固定部の切欠距離とヨーイング振動の位相乱れ量の関係を示す図である。

本実施例の特徴はレンズホルダを弾性支持する弾性支持部材の他端を固定する部材において弾性支持部材軸方向に沿った四角形状の切開部を設けたことである。弾性支持部材は本実施例では真直ワイヤを使用したため、以下、弾性支持部材の表現をワイヤとする。また、ワイヤ以外に板ばね等も適用可能である。

以下、本実施例の構成を説明する。

図において、対物レンズ１１１はレンズホルダ１１２に取り付けられている。レンズホルダ１１２は、ワイヤ固定部１２０にワイヤ１３１ａ，１３１ｂを介し弾性支持され可動可能となっている。このようにして対物レンズ１１１は図示しないディスクに対しレーザの焦点を合わせることが出来る。レンズホルダ１１２の可動方向はフォーカス，トラッキング，ラジアルチルト方向に大きく変位するが、後述するようにワイヤ固定部１２０のワイヤとの接続部は薄板部１２３ａ，１２３ｂの弾性により図１に示すピッチング方向およびヨーイング方向にも変位するようになっている。ワイヤ固定部１２０のワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂ内部はワイヤ１３１ａ，１３１ｂがワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂに触れないように空間部１２１ｃ，１２１ｄが形成されている。なお、その空間部には振動減衰をより促進するため、振動減衰材を充填してもよい。また、四角に切り欠かれている部位１２２ａ，１２２ｂにもワイヤ１３１ａ，１３１ｂの振動減衰材４０１ａ，４０１ｂを充填してもよい。振動減衰材は例えばシリコンゲル，ゴムなどが良い。

レンズホルダ１１２のディスクへのレーザ焦点合わせのための駆動は、図１，図３に示すレンズホルダ１１２に搭載されたコイルとその対向面に配置された磁石１４２ａ，１４２ｂとの電磁作用により行う。磁石１４２ａ，１４２ｂはそれを空間的に保持しかつ磁気回路を構成するために上記磁石群はヨーク１４１に支持されている。また、可動部をなすレンズホルダ１１２，ワイヤ１３１ａ，１３１ｂおよび固定部１２０は固定部１２０のヨーク１４１の対向面に存在する切欠部１２４ａ，１２４ｂに接着剤等の接続部材が充填されヨーク１４１と剛結合される。

次に本実施例の特徴であるワイヤ固定部１２０の構造について説明する。
図２，図３に示すワイヤ固定部１２０は可動部であるレンズ１１１を搭載したレンズホルダ１１２とそれを支持するワイヤ１３１ａ，１３１ｂのワイヤ他端の固定部である。これとともにワイヤ固定部１２０は図１には図示していない光ピックアップ筐体への接続の機能も持っている。ワイヤ固定部１２０はワイヤを通すための貫通穴１２１ｅ，１２１ｆ等を有し、貫通穴１２１ｅ，１２１ｆ等でワイヤを接着剤等の固定部材でワイヤ１３１ａ，１３１ｂを固定する。

また、ワイヤ固定部１２０におけるワイヤ１３１ａとワイヤ１３１ｂは距離を置いて固定されており、両者間にはワイヤ１３１ａまたはワイヤ１３１ｂの軸方向に長い切開された部位１２２ａ，１２２ｂを有している。そのため、ワイヤ固定部１２０には切開された部位１２２ａ，１２２ｂ以外のワイヤ軸方向の残存した部分すなわち薄肉部１２３ａ，１２３ｂも存在する。この薄肉部１２３ａ，１２３ｂによりワイヤ固定部１２０の中央側を固定端、外側のワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂを自由端とした片持ち梁の形態がワイヤ１３１ａまたはワイヤ１３１ｂのワイヤ固定部１２０との固定部近傍に形成される。この構造は変位方向はワイヤ１３１ａ，１３１ｂの軸方向が主変位方向であるが、薄肉部１２３ａ，１２３ｂは板状をなしているのでねじれも発生する。このことにより、ワイヤ通過部１２１ａまたは１２１ｂはフォーカス方向にも薄肉部１２３ａまたは１２３ｂ中心近傍とした円運動をする。

次に本発明の第１実施例の作用を図２，図３，図４を用いて説明する。
レンズホルダ１１２にフォーカス，トラッキング方向等の磁気推進力が加わった場合、ある周波数においてワイヤ１３１ａ，１３１ｂをばねとするレンズホルダ１１２の剛体振動モードが発生する。この振動モードは並進モードおよび回転モードである。このうち、フォーカス方向を軸として回転するモードがヨーイング振動、トラッキング方向を軸として回転するモードがピッチング振動である。具体的には、図３に示した変位モードがヨーイング振動、図４に示したモードがピッチング振動である。本実施例ではこれらのモードをワイヤ固定部１２０により低減できる。まずヨーイング振動の振動低減動作を図３を用いて説明する。

図３に示すようにレンズホルダ１１２にヨーイング振動が発生すると、レンズホルダ１１２には回転運動として振動するが、レンズホルダ１１２と支持しているワイヤ１３１ａ，１３１ｂにとってはワイヤの軸方向振動として変換されるため、図の両脇に示した矢印５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄの方向にワイヤ１３１ａ，１３１ｂが変位しようとする。振動による変位方向は周期的であるので、図３に示した矢印５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄとは逆の場合もあるが、本説明では図３に示した振動による変位方向で説明を行う。

図３に示した振動方向の場合、ワイヤ１３１ａには圧縮力、ワイヤ１３１ｂには引っ張り力が軸力として加わる。この軸力はワイヤ１３１ａおよび１３１ｂを介してワイヤ固定部１２０のワイヤ１３１ａ，１３１ｂを固定している部位である１２１ｅを押し、１２１ｆを引っ張る。

一方、ワイヤ１３１ａ，１３１ｂを固定している部位である１２１ｅ，１２１ｆはワイヤ固定部１２０の一部ではあるが、中央部とは薄肉部１２３ａ，１２３ｂを介してつながっているため本部位でばね性を持っている。したがって、ワイヤ１３１ａ，１３１ｂを固定している部位である１２１ｅ，１２１ｆに生じたワイヤの軸力によりワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂは薄肉部１２３ａ，１２３ｂのばねによりワイヤの軸方向に変位する。

これにより薄肉部１２３ａ，１２３ｂにおいて振動エネルギの消費が図られレンズホルダ１１２のヨーイング振動低減が実現する。さらに切開された部位１２２ａ，１２２ｂに振動減衰材４０１ａ，４０１ｂがある場合は、ワイヤ固定部１２０側壁と同部位ワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂ側壁とは相対変位を生じ、同時に切開された部位１２２ａ，１２２ｂに充填された振動減衰材４０１ａ，４０１ｂが変形する。このとき振動減衰材４０１ａ，４０１ｂでは振動エネルギの消費が行われ、その結果本振動モードにおいては振動減衰が発生し、ヨーイング振動を効果的に抑制することができる。

ワイヤ固定部の切開部の大きさについては、ワイヤ固定部１２０の中心からワイヤ通過穴１２１ｅまたは１２１ｆまでの距離をＬとし、切開された部位１２２ａ，１２２ｂ幅をｘとした場合、振動モード周波数の位相乱れ量をプロットすると図７に示すとおりとなる。位相乱れ量の目標値は切開部位が無い状態の位相乱れ量の約２分の１とすることで制御系の安定性を得ることができるため、目標値を２分の１とすればよい。位相乱れ量を切欠なし状態の２分の１とするためには切開された部位１２２ａ，１２２ｂ幅ｘはワイヤ固定部１２０の中心からワイヤ貫通穴１２１ｅまたは１２１ｆまでの距離をＬの２分の１から３分の２の範囲がよい。

位相乱れ量を指標とした理由は、対物レンズアクチュエータは通常並進駆動を行い、駆動方向と同方向の測定結果を持って制御を行うが、ヨーイング振動およびピッチング振動の回転振動モードは変位には現れにくい。しかし位相の乱れとして明確に現れるからである。同様に回転振動モードは制御系に対し位相乱れを引き起こし、安定制御に悪影響を及ぼす。ピッチング振動においても上記と同様な作用で振動を効果的に抑制することができる。

以上、説明したように本実施例においてはレンズホルダの回転振動モード、特にヨーイング振動モードおよびピッチング振動モードを効果的に振動減衰し、レンズホルダに搭載される対物レンズの振動特性を平滑化した対物レンズアクチュエータを得ることができる。本実施例の対物レンズアクチュエータを光ピックアップに使用することで、さらに制御性を安定化することができるので、精度よく光ディスクへの記録再生を行うことができ、信頼性の高い光ピックアップを得ることができる。

なお、本実施例では振動減衰のためのワイヤ固定部の切欠を四角で表記したが、ばね部となる薄肉部のトラッキング方向距離をとり、かつ減衰剤を保持するためにヨーイング振動平面に対しＬ字型に形成しても目的は達成される。

本発明の第２実施例を図５を用いて説明する。
図５は本実施例の対物レンズアクチュエータを光ピックアップ筐体に搭載した図である。
本実施例の特徴は光ピックアップ筐体に形成された凸部に対物レンズアクチュエータに設けた穴部に嵌合することである。
以下、本実施例の構成を示す。
図５において、対物レンズ１１１はレンズホルダ１１２に取り付けられている。レンズホルダ１１２は、ワイヤ固定部１２０に弾性支持部材であるワイヤ１３１ａ，１３１ｂを介し弾性支持され可動可能となっている。

このようにして対物レンズ１１１は図示しないディスクに対しレーザの焦点を合わせることが出来る。レンズホルダ１１２の可動方向はフォーカス，トラッキング，ラジアルチルト方向に大きく変位するが、後述するようにワイヤ固定部１２０のワイヤとの接続部は薄板部１２３ａ，１２３ｂの弾性により図１に示すピッチング方向およびヨーイング方向にも変位するようになっている。ワイヤ固定部１２０のワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂ内部はワイヤ１３１ａ，１３１ｂがワイヤ通過部１２１ａ，１２１ｂに触れないように空間部１２１ｃ，１２１ｄが形成される。その空間部には振動減衰をさらに高めるため、振動減衰材を充填しても良い。切開された部位１２２ａ，１２２ｂにも前記同様の理由で図１，図２，図３に示した振動減衰材４０１ａ，４０１ｂを充填しても良い。振動減衰材としては、シリコンゲル、ゴム等が適当である。レンズホルダ１１２のディスクへのレーザ焦点合わせのための駆動は、実施例１に示した作用と同様である。

次に本実施例の特徴であるワイヤ固定部１２０の構造について説明する。ヨーイング振動あるいはピッチング振動のワイヤ固定部１２０における振動減衰作用は実施例に示した作用と同様であるが、本ワイヤ固定部１２０は光ピックアップ筐体２００との嵌合穴１２５ａ，１２５ｂを設けてある。

次に本実施例の作用を説明する。
レンズホルダ１１２で発生したヨーイング振動あるいはピッチング振動の基本的な振動減衰は実施例１と同様であるが、前記振動量が過大であると所望の振動量に減衰できない場合がある。このとき振動は薄肉部１２３ａ，１２３ｂおよびワイヤ固定部１２０を経由し光ピックアップ筐体２００との結合部である２０１ａ，２０１ｂに伝達し、光ピックアップ筐体２００を振動させる構造となっている。光ピックアップ筐体２００は可動部であるレンズホルダ１１２の質量の数十倍あるので、レンズホルダ１１２で発生した振動エネルギが全て光ピックアップ筐体２００に伝達したとしても光ピックアップ筐体全体への振動の影響は無い。このようにレンズホルダ１１２で発生した振動はワイヤ固定部１２０で減衰し、さらに光ピックアップ筐体２００へ伝達し振動が減少するため、大きな振動がレンズホルダ１１２で発生しても振動を低減することができる。

以上、説明したように本実施例において過大な振動がレンズホルダで発生しても的確に振動減衰を図ることができるため、振動特性の良好な対物レンズアクチュエータを得ることができる。また、本実施例の対物レンズアクチュエータを光ピックアップに搭載することで、対物レンズの制御性を安定化することができるので、精度よく光ディスクへの記録再生を行うことができ、信頼性の高い光ピックアップを得ることができる。

なお、本実施例では振動減衰のためのワイヤ固定部の切欠を四角で表記したが、ばね部となる薄肉部の横方向距離をとり、かつ減衰剤を保持するためにＬ字型に形成しても目的は達成される。

本発明の第３実施例を図６を用いて説明する。
図６はワイヤ固定部と光ピックアップ筐体との接続部を拡大した図である。
本実施例の特徴は第２実施例のワイヤ固定部と光ピックアップ筐体との接続部に減衰機能がある接着材を配置したことである。

以下、本実施例の構成を説明する。

図６において、ワイヤ固定部１２０と光ピックアップ筐体２００の接続部はワイヤ固定部２００に設けられた嵌合穴１２５ａと光ピックアップ筐体２００に設けられた凸部２０１ａにより接続する。嵌合穴１２５ａの大きさは凸部２０１ａに対し小さく形成されている。したがってワイヤ固定部１２０を光ピックアップ筐体２００に接続する際には、嵌合穴１２５ａと凸部２０１ａには間隙が生じる。

この間隙に第２の減衰部位とした減衰機能を持つ接着材を設置する。そのほかの構成は第２実施例と同様である。以上の構成とすることで、レンズホルダで発生した振動を第１の減衰部位すなわちワイヤ固定部１２０の薄肉部１２３ａとワイヤ通過部１２１ａで構成される部位にて減衰しきれずワイヤ固定部１２０全体に伝達した振動を第２の減衰部位すなわちワイヤ固定部１２０と光ピックアップ筐体２００との接続部にて減衰することで、安定に振動を低減することが可能となる。

以上、説明したように本実施例において過大な振動がレンズホルダで発生しても第１の振動減衰部位と第２の振動減衰部位により振動減衰を図ることができるため、振動特性の良好な対物レンズアクチュエータを得ることができる。また、本実施例の対物レンズアクチュエータを光ピックアップに搭載することで対物レンズの制御性を安定化することができるので、精度よく光ディスクへの記録再生を行うことができ、信頼性の高い光ピックアップを得ることができる。

さらに、図８に示すように光ピックアップ６００に本発明の対物アクチュエータ１００を搭載することにより光ピックアップ６００の薄形化と高信頼性を得ることができる。

以上のごとく、本発明によれば対物レンズアクチュエータの不要共振を効果的に潜在化しつつデータ転送レートの高速化を安定して実現できる光ピックアップ、ひいては光ディスク装置を提供できる。

本発明の第１実施例を説明する図である。 本発明の第１実施例のワイヤ固定部近傍断面図である。 本発明の第１実施例のヨーイング振動を説明する図である。 本発明の第１実施例のピッチング振動を説明する図である。 本発明の第２実施例を説明する図である。 本発明の第３実施例を説明する光ピックアップ筐体とワイヤ固定部近傍の拡大図である。 本発明における切欠長さとヨーイング振動等のモード周波数における位相乱れ量との関係を示す模式図である。 本発明の対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップを示す図である。

符号の説明

１００ 対物レンズアクチュエータ
１１１ 対物レンズ
１１２ レンズホルダ
１２０ ワイヤ固定部
１２１ａ，ｂ ワイヤ通過部
１２１ｃ，ｄ ワイヤ通過部の穴
１２１ｅ，ｆ ワイヤ通過穴および固定部
１２２ａ，ｂ 切開部
１２３ａ，ｂ 薄肉部
１２４ａ，ｂ ヨークとの接着部用切欠
１２５ａ，ｂ 光ピックアップ筐体との接続穴
１３１ａ，ｂ ワイヤ
１４１ ヨーク
１４２ａ，ｂ 磁石
２００ 光ピックアップ筐体
２０１ａ，ｂ ワイヤ固定部との接続用凸部
３０１ 光ピックアップ筐体とワイヤ固定部接続部の間隙に在る減衰機能を持った接着材
４０１ａ，ｂ 切開部に在る減衰部材

Claims (8)

1. 半導体レーザ，レンズ等の電気光学部品および対物レンズアクチュエータ等を筐体に具備する光ピックアップであって、
   前記対物レンズアクチュエータは対物レンズ及びコイルを搭載し可動部となるホルダ、該ホルダを磁気駆動するマグネットとヨークからなる磁気回路部、前記ホルダを弾性支持する複数の弾性支持部材及び該弾性支持部材の他端を固定する固定部からなり、前記固定部は弾性支持部材間に弾性支持部材に平行に切開された部位を有し、各々の前記弾性支持部材１つに対して前記弾性支持部材を通す貫通穴を１つ有したことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
2. 請求項１記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記固定部の切開された部位は弾性支持部材の軸方向を長辺としたことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
3. 請求項１記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記固定部の切開された部位に薄肉部を設けたことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記対物レンズアクチュエータを搭載したことを特徴とする光ピックアップ。
5. 半導体レーザ，レンズ等の電気光学部品および対物レンズアクチュエータ等を筐体に具備する光ピックアップであって、
   前記対物レンズアクチュエータは対物レンズ及びコイルを搭載し可動部となるホルダ、該ホルダを磁気駆動するマグネットとヨークからなる磁気回路部、前記ホルダを弾性支持する複数の弾性支持部材及び該弾性支持部材の他端を固定する固定部からなり、前記固定部は弾性支持部材間に弾性支持部材に平行に切開された部位を有し、各々の前記弾性支持部材１つに対して前記弾性支持部材を通す貫通穴を１つ有した、かつ前記固定部位には穴が設けられ前記筐体に設けられた凸部とで嵌合されることを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
6. 請求項５記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記固定部の切開された部位は弾性支持部材の軸方向を長辺としたことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
7. 請求項５記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記固定部の切開された部位に薄肉部を設けたことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
8. 請求項２記載対物レンズアクチュエータにおいて、
   前記固定部における筐体との嵌合部である固定部位の穴は筐体の凸部より大きく、該穴と該凸部の間隙に減衰部材を有することを特徴とする光ピックアップ。

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