JP2010257498A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型のレンズホルダでありながら剛性が高く、加速度感度をより高くすることができ、光ディスクを高速回転した場合でも良好な追従性能を確保して記録再生信号の劣化を抑制することのできる対物レンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】光ビームを光ディスク上に集光させる対物レンズと、対物レンズをその光軸方向および光軸と直角方向に駆動する駆動コイルと、駆動コイルおよび対物レンズを保持する樹脂成型されたレンズホルダを含む可動部と、可動部に一端が固定され、可動部を弾性支持する複数の略直線状の弾性支持部材と、弾性支持部材の他端をそれぞれ固定する固定部材と、駆動コイルに駆動力を発生させる磁石を備え、レンズホルダを樹脂成型するときに生じたウエルドを局部的に融解させた後に、再固着させる。
【選択図】図３

Description

本発明はＣＤ，ＤＶＤ，ブルーレイに代表される光ディスクに光ビームを照射して光学的に情報を記録および再生する光ピックアップ装置を構成する対物レンズ駆動装置に関する。

光ピックアップ装置は、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイなどのディスク状記録媒体に光スポットを照射し、ディスク記録面上にピット列で構成される情報を記録再生する光ディスク装置に用いられる。光ピックアップ装置は、光スポット形成に使用する対物レンズを駆動するための対物レンズ駆動装置を備えている。

近年の光ディスク装置は、データ転送速度の高速化に伴い、ディスクの回転数を高速化することで高速記録／再生を実現している。そのため、高速に発生するディスクの面ぶれや偏心に対して、光スポットをより高速に追従させる必要があり、光ピックアップ装置に用いる対物レンズ駆動装置は高い周波数領域まで、制御可能な機械特性を持つことが要求される。

光ディスク装置の小型化に対するニーズにともなって、対物レンズ駆動装置の構成部品である対物レンズを保持するレンズホルダは、薄肉でありながら、高い周波数領域まで不要な振動モードを持たない高い剛性をもつことが要求される。

一方で、レンズホルダは対物レンズを保持する部分が開口部となるため、開口部を有する樹脂成型品で課題となるウエルドが生じる。樹脂成型のウエルドは、溶融樹脂の流れが合流して融着した部分であり、剛性などの機械的特性が低下するなどの課題がある。

近年の対物レンズ駆動装置は、ブルーレイディスクに対応した対物レンズと、ＣＤおよびＤＶＤ兼用に対応した対物レンズの２種類の対物レンズを保持するため、開口部が複数となり、ウエルドの対策について重要度が増している。

一般に、ウエルドの対策は成型条件である金型温度を高くしたり、射出圧力および射出速度を上げたり、ゲート位置を工夫したりして、ウエルドの影響を最小限にとどめる工夫がなされる。

例えば、特許文献１ないし特許文献２に開示されている従来の対物レンズ駆動装置は、射出成型の工夫によりウエルドの無い軸受け面を構成し、ウエルドの影響がレンズホルダの精度が必要な主要部へ現れない工夫をしている。

上記文献に記載された対物レンズ駆動装置は、軸受け部分など特に精度を有する部分のウエルドをなくすのに有効な手段であるが、軸受け以外の開口部のウエルドは残っている。上記文献の対物レンズ駆動装置は薄型形状でないことから、ウエルドがあってもレンズホルダ全体としての剛性を維持できていると考えられる。

特許第３７５７１３５号公報 特許第３８１５７２８号公報

ところが、小型の光ディスク装置への対応を考えると、レンズホルダを薄型に構成しなければならない。そのため、ウエルドが無視できず、特に対物レンズの受け面を繋ぐ部分の薄肉部分の剛性低下が課題となる。すなわち、剛性低下により対物レンズを駆動する加速度性能に制約を受ける課題がある。

また、レンズホルダを０．４ｍｍ程度の限界近くまで薄肉にすると、ウエルド部分は組立作業等で意図しない応力をかけたときにクラックに進行する場合があり、組立作業性を悪くする課題がある。

本発明は、このような従来の対物レンズ駆動装置を薄型化する際の課題を解決するためになされたもので、薄型のレンズホルダでありながら剛性が高く、加速度感度をより高くすることができ、光ディスクを高速回転した場合でも良好な追従性能を確保して記録再生信号の劣化を抑制することのできる対物レンズ駆動装置を提供することを目的としている。

本発明の対物レンズ駆動装置は、レンズホルダを樹脂成型するときに生じたウエルドを局部的に融解させた後に、再固着させる。あるいは、樹脂成型するときに生じたウエルドの表面に補強膜を固着させる。

本発明の光対物レンズ駆動装置は、レンズホルダの薄肉部分に生じたウエルドを補強することで、組立作業の取り扱いが容易となる。同時に、レンズホルダの剛性が高まるため、高次の振動モードの影響を低減し、レンズ位置サーボ制御のゲイン交点周波数を高い周波数まで伸ばすことが出来るため、高倍速で安定した情報の記録再生が可能となる。

本実施形態の対物レンズ駆動装置の構成を示す斜視図 レンズホルダのウエルドの発生位置を示す図 レーザによる再固着を示す模式図 レンズホルダのウエルドの再固着状態を示す断面図 補強膜による補強状態を示す模式図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は対物レンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。図１において、対物レンズ１は、樹脂成型されたレンズホルダ２に保持されている。レンズホルダ２は他に、トラッキングコイル３およびフォーカシングコイル４ａ、４ｂを保持している。レンズホルダ２に固定された端子基板５へ、トラッキングコイル３およびフォーカシングコイル４ａ、４ｂの端線が図示しない半田等で導通処理されている。レンズホルダ２に固定された、トラッキングコイル２、フォーカシングコイル４ａ、４ｂ、端子基板５は一体となって可動部を形成する。

可動部はワイヤーサスペンション６により、固定基板７から保持されている。ワイヤーサスペンション６は一般にベリリウム銅合金などの導電性ワイヤーで構成され、端子基板５と固定基板７へ半田等で導通処理されている。固定基板７はヨークベース８に固定されており、ヨークベース８には複数の磁石９が固定される。固定基板７とヨークベース８と磁石９は一体となり固定部を構成する。また、ヨークベース８と磁石９は磁気回路を構成しており、トラッキングコイル２とフォーカシングコイル４ａ、４ｂへ磁束を供給する。

矢印Ｆｏはフォーカシング方向、矢印Ｔｒはトラッキング方向、矢印ＲＡＤはラジアルチルティング方向である。

フォーカシングコイル４ａとフォーカシングコイル４ｂに印加する電流が同一方向の場合、対物レンズ１はフォーカシング方向へ駆動され、逆方向の場合、ラジアルチルティング方向へ回転駆動される。トラッキングコイル２に通電した場合は、対物レンズ１はトラッキング方向へ駆動される。

以上の様に構成される対物レンズ駆動装置は従来の構成とほぼ同じであり、その動作も同じである。従来の対物レンズ駆動装置との違いは、レンズホルダ２に生じるウエルドの補強対策にあり、図２ないし図４を用いて引き続き説明する。

図２はレンズホルダのウエルドの発生位置を示す図である。
図２において、レンズホルダ２はレンズ開口部１１とコイル設置開口部１２の複数の開口部を有している。ゲート１３より成型時に樹脂材料を入れると図２の矢印で示す流動方向１４へ樹脂が流動する。開口部が複数あるため、樹脂がぶつかる箇所にウエルド１５、ウエルド１６が形成される。ウエルド１６の箇所はレンズホルダ２の肉厚が薄い部分である。
再固着部１７は、レンズホルダ２に設けた対物レンズ１の保持面側と反対側の面で、ウエルド１６を局部的に融解させた後に再固着した箇所である。

図３は、レーザによる再固着を示す模式図であり、図４は、レンズホルダのウエルドの再固着状態を示す断面図である。

図３において、レンズホルダ２は図示しない受け型で対物レンズ１の保持面側から保持されており、レーザ１８により再固着部１７となる箇所へレーザを所定時間照射する。すると、図４の断面図に示すように、レンズホルダ２のウエルド１６がある部分の樹脂がレーザ１８の熱により局部的な融解が生じたのち、冷却されると再固着部１７が形成される。受け型１９は金属などの熱伝導率のよい材料で構成しておき、レーザ１８の余剰な熱を矢印２０に示す熱移動により吸収する。

受け型１９は金属などの熱伝導率のよい材料で構成することにより、レーザによる加熱で、レンズホルダ２の薄肉部分が熱で変形する副作用を最小限にとどめ、再固着をウエルド近傍の局部的な融解に制限する作用がある。

同時に対物レンズ１の保持面側と反対側の面で融解させることで、精度が必要なレンズ保持面の熱変形を最小限にとどめられる。

ウエルド１６のように圧接に近い状態になっているのでなく、再固着部１７は構成樹脂の分子構造そのものによる再架橋で一体化しているため、剛性が他の成型部分と同じ程度まで向上する。

なお、レーザの照射は、レンズホルダの成型時に金型から突き出しピンで離型させる直前で行ってもよい。 レーザ照射部分のみを入れ子にした型構造の工夫を必要とする場合もあるが、別個に受け型１９を用意するよりは、レンズホルダ２の形状精度を保持しやすいという利点がある。

なお、溶剤でウエルドの局部的な融解と再固着を行っても同等の効果を得られる。溶剤の場合は、金型への特殊な設備を追加設置する必要がない利点を有する。レンズホルダを固定するジグと、溶剤を滴下するディスペンサーと、乾燥設備だけですみ初期の設備投資が少なくてすむ利点がある。
（実施の形態２）
実施の形態１では、ウエルドの局部的な融解と再固着を行ったが、ウエルドに補強膜を設ける別の方法による実施の形態について説明する。

図５は補強膜による補強状態を示す模式図である。図５（ａ）は補強膜の場所を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の破線で囲んだ箇所の断面図である。図５（ｂ）において、レンズホルダ２とウエルド１６は、先の実施の形態１と同じである。実施の形態１のように再固着部を形成する代わりに、該当箇所を補強膜２１で覆い、ウエルド１６を補強している。

補強膜はガラス繊維や炭素繊維を混ぜた紫外線硬化タイプの接着剤を塗布した後に硬化させるのが適している。 ガラス繊維や炭素繊維を混ぜることで強度が増すと共に、紫外線のみで硬化させられるため、レンズホルダを固定するジグと、接着剤を塗布するディスペンサーと、紫外線による硬化設備だけよく、設備投資が少なくてすむ利点がある。

使用する接着剤と混ぜる繊維材料の特性に依存するが、同一体積あたりの強度は実施の形態１に及ばないものの、薄肉のウエルド部分が補強される、組立作業の取り扱いが容易となり、クラック発生などが抑制される。

なお、補強膜は金属膜をレンズホルダ２にメッキしても同等の効果を得る。一般的に接着剤に比べて金属の方が縦弾性係数が高いため、より強度が必要な場合に有用である。

本発明にかかる光ピックアップ装置は、光ディスク装置の対物レンズ駆動装置に限らず、精密な光学機器に使用される各種レンズ駆動装置にも応用することができ、高精度なレンズ位置追従が必要な、カメラや顕微鏡などの光学精密機器等の用途に有用である。

１ 対物レンズ
２ レンズホルダ
３ トラッキングコイル
４ フォーカシングコイル
５ 端子基板
６ ワイヤーサスペンション
７ 固定基板
８ ヨークベース
９ 磁石
１０ ゲルホルダ
１１ レンズ開口部
１２ コイル設置開口部
１３ ゲート
１４ 流動方向
１５ ウエルド
１６ ウエルド
１７ 再固着部
１８ レーザ
１９ 受け型
２０ 熱移動
２１ 補強膜

Claims (8)

1. 光ビームを光ディスク上に集光させる対物レンズと、前記対物レンズをその光軸方向および光軸と直角方向に駆動する駆動コイルと、前記駆動コイルおよび前記対物レンズを保持する樹脂成型されたレンズホルダを含む可動部と、前記可動部に一端が固定され、前記可動部を弾性支持する複数の略直線状の弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他端をそれぞれ固定する固定部材と、前記駆動コイルに駆動力を発生させる磁石を備え、前記レンズホルダを樹脂成型するときに生じたウエルドを局部的に融解させた後に、再固着させたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. レンズホルダに設けた対物レンズの保持面側と反対側の面のウエルドを局部的に融解させ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。
3. レーザで所定時間加熱することでウエルドの局部的な融解と再固着を行うことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
4. レーザの照射は、レンズホルダの成型時に金型から離型させる直前で行うことを特徴とする請求項３記載の対物レンズ駆動装置。
5. 溶剤でウエルドの局部的な融解と再固着を行うことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
6. 光ビームを光ディスク上に集光させる対物レンズと、前記対物レンズをその光軸方向および光軸と直角方向に駆動する駆動コイルと、前記駆動コイルおよび前記対物レンズを保持する樹脂成型されたレンズホルダを含む可動部と、前記可動部に一端が固定され、前記可動部を弾性支持する複数の略直線状の弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他端をそれぞれ固定する固定部材と、前記駆動コイルに駆動力を発生させる磁石を備え、前記レンズホルダを樹脂成型するときに生じたウエルドの表面に補強膜を固着させたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
7. 補強膜はガラス繊維もしくは炭素繊維のフィラを混ぜた接着剤であることを特徴とする請求項６記載の対物レンズ駆動装置。
8. 補強膜は金属膜をメッキしたことを特徴とする請求項６記載の対物レンズ駆動装置

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