JP2011096311A - Lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ装置用のレンズ駆動装置に関し、特に周波数特性を向上させた駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device for an optical pickup device, and more particularly to a driving device having improved frequency characteristics.
CDやDVDに代表される光ディスクに対して、情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置が開発されている。また、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、Blu−ray Discに情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置も既に市販されている。ここで、光ピックアップ装置における情報の記録及び/又は再生時に、集光スポットを形成する対物レンズに対し、光ディスクの情報記録面に集光スポットを適切に結像させるためのフォーカシング動作と、光ディスクのトラックに適切に追従するトラッキング動作と行わせるアクチュエータが設けられている。アクチュエータとしては、対物レンズを保持するホルダを、べースに対してワイヤで支持することが一般的に行われている。しかしながら、ワイヤ支持の場合、対物レンズを有するホルダの重心に対して、バランスよくワイヤを取付ける事が困難な為、入射光束に対して対物レンズの傾きを維持するのが難しく、場合によっては対物レンズをチルト方向に駆動する機構も必要になるという問題がある。 An optical pickup device capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical disk represented by a CD or a DVD has been developed. In addition, an optical pickup device capable of recording / reproducing information on a Blu-ray Disc using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm is already on the market. Here, during recording and / or reproduction of information in the optical pickup device, a focusing operation for appropriately focusing the focused spot on the information recording surface of the optical disc with respect to the objective lens that forms the focused spot, A tracking operation that appropriately follows the track and an actuator that performs the tracking operation are provided. As an actuator, a holder that holds an objective lens is generally supported by a wire with respect to a base. However, in the case of wire support, since it is difficult to attach the wire in a balanced manner with respect to the center of gravity of the holder having the objective lens, it is difficult to maintain the tilt of the objective lens with respect to the incident light beam. There is a problem that a mechanism for driving the lens in the tilt direction is also required.
これに対し特許文献1には、共振特性の向上のため、ボビンを支持する板バネ体の変形部をフォーカシング方向とトラッキング方向の両方に変形可能とし、変形部の両端における板バネ体の固定部である固定部側接着部と可動部側接着部とに、それぞれ変形部に対して平行に突起を延出し、この突起部分に変形部より幅の広いダンピング部材を貼着してなる光ピックアップ装置用のアクチュエータが開示されている。 On the other hand, in Patent Document 1, in order to improve the resonance characteristics, the deformed portion of the leaf spring body that supports the bobbin can be deformed in both the focusing direction and the tracking direction, and the leaf spring body fixing portions at both ends of the deformable portion. An optical pickup device in which a protrusion is extended in parallel to the deformed portion on each of the fixed portion-side adhesive portion and the movable portion-side adhesive portion, and a damping member having a width wider than that of the deformable portion is attached to the protruded portion. An actuator is disclosed.
しかるに、特許文献1の技術では、対物レンズを有するホルダの重心に対して、バランスよく、ワイヤに類似した細い板バネ体を取付ける事が困難な為、ワイヤと同様に入射光束に対して対物レンズの傾きを維持するのが難しく、またダンピング材を貼り付けるだけでは、共振抑制効果が不十分という問題がある。これに対し、比較的広幅の板ばねを用いて対物レンズを保持するホルダを支持すれば、入射光束に対して対物レンズの傾きを維持することは可能になるが、別な問題が生じることが判明した。具体的には、例えば従来一般的なアクチュエータのように、比較的軽量なワイヤを用いて対物レンズを保持するホルダを支持した場合、制御系に影響のない低い周波数帯域でローリング振動が発生することが多い為、問題視されていなかったのに対し、比較的広幅の板ばねを用いて対物レンズを保持するホルダを支持すると、振動モードが変化して、制御系に影響のある帯域にローリング振動が発生する恐れがあることがわかったのである。 However, in the technique of Patent Document 1, it is difficult to attach a thin plate spring body similar to a wire in a balanced manner with respect to the center of gravity of a holder having an objective lens. However, it is difficult to maintain the inclination, and there is a problem that the resonance suppression effect is insufficient only by pasting the damping material. On the other hand, if the holder that holds the objective lens is supported using a relatively wide leaf spring, it becomes possible to maintain the tilt of the objective lens with respect to the incident light beam, but another problem arises. found. Specifically, for example, when a holder that holds an objective lens is supported using a relatively light wire, such as a conventional general actuator, rolling vibration occurs in a low frequency band that does not affect the control system. However, when the holder that holds the objective lens is supported using a relatively wide leaf spring, the vibration mode changes and rolling vibration occurs in a band that affects the control system. It was found that there is a risk of occurrence.
本発明は、かかる問題点に鑑みて成されたものであり、簡素な構成でありながら、周波数特性を有効に向上させることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a lens driving device capable of effectively improving frequency characteristics while having a simple configuration.
請求項1に記載のレンズ駆動装置は、光源側から入射した光束を、対物レンズを介して光ディスクに集光させる光ピックアップ装置用のレンズ駆動装置であって、
ベースと、
前記ベースに対して可動であり、前記対物レンズを保持するホルダと、
前記ホルダと前記ベースとを連結する板ばねと、
前記板ばねと一体となった弾性層とを有し、
前記板ばねと前記ベースとの間に前記弾性層が介在し、且つ前記板ばねと前記ベースとは直接接触していないことを特徴とする。
The lens driving device according to claim 1 is a lens driving device for an optical pickup device that focuses a light beam incident from a light source side onto an optical disc via an objective lens,
Base and
A holder that is movable relative to the base and holds the objective lens;
A leaf spring connecting the holder and the base;
An elastic layer integrated with the leaf spring;
The elastic layer is interposed between the leaf spring and the base, and the leaf spring and the base are not in direct contact with each other.
本願発明によれば、ワイヤでなく比較的捻れ剛性の高い板ばねを用いてホルダを支持することで、入射光束に対して対物レンズの傾きを精度良く維持することができ、従って別個にチルト制御機構を設ける必要がなく、より簡素な構成を提供できる。一方、板ばねを用いて対物レンズを保持するホルダを支持すると、制御系に影響のある帯域にローリング振動が発生してしまう恐れがあるが、かかる場合にも、板ばねとベースとが直接接触することなく、ベースと板ばねとの間に配置された弾性層が有効な制振効果を発揮するので、ローリング振動を抑制してレンズ駆動装置の周波数特性を向上させることができる。加えて、弾性層が板ばねと一体になっているので、レンズ駆動装置に容易に組み付けることが出来る According to the present invention, by supporting the holder using a leaf spring having a relatively high torsional rigidity instead of a wire, the tilt of the objective lens can be accurately maintained with respect to the incident light beam, and therefore tilt control is performed separately. There is no need to provide a mechanism, and a simpler configuration can be provided. On the other hand, if the holder that holds the objective lens is supported using a leaf spring, rolling vibration may occur in a band that affects the control system. In this case, the leaf spring and the base are in direct contact. Therefore, the elastic layer disposed between the base and the leaf spring exhibits an effective vibration damping effect, so that rolling vibration can be suppressed and the frequency characteristics of the lens driving device can be improved. In addition, since the elastic layer is integrated with the leaf spring, it can be easily assembled to the lens driving device.
請求項2に記載のレンズ駆動装置は、請求項1に記載の発明において、前記板ばねとの間に前記弾性層を挟持した固定部材を介して、前記板ばねが前記ベースに対して固定されていることを特徴とする。 A lens driving device according to a second aspect is the lens driving device according to the first aspect, wherein the leaf spring is fixed to the base via a fixing member sandwiching the elastic layer with the leaf spring. It is characterized by.
請求項3に記載のレンズ駆動装置は、請求項2に記載の発明において、前記弾性層の厚みを変えることにより、前記弾性層の減衰特性を調整可能となっていることを特徴とする。
The lens driving device according to
請求項4に記載のレンズ駆動装置は、請求項2又は3に記載の発明において、前記弾性層は、前記板ばねと前記固定部材との間隔を所定値に維持したまま、その間に液体の素材を充填した後、固化させることで形成されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lens driving device according to the second or third aspect, the elastic layer is a liquid material while maintaining a predetermined distance between the leaf spring and the fixing member. It is formed by solidifying after filling.
請求項5に記載のレンズ駆動装置は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記ホルダは、前記光源から出射された光束を前記対物レンズに導くための立ち上げミラーを保持していることを特徴とする。 The lens driving device according to claim 5 is the lens driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the holder holds a rising mirror for guiding the light beam emitted from the light source to the objective lens. It is characterized by.
本発明によれば、簡素な構成でありながら、周波数特性を有効に向上させることができるレンズ駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens driving device capable of effectively improving frequency characteristics while having a simple configuration.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置用のレンズ駆動装置10の斜視図である。図2(a)はレンズ駆動装置10の上面図、図2(b)はレンズ駆動装置10のIIB-IIB断面図、図2(c)はレンズ駆動装置10のIIC-IIC断面図である。尚、図1において矢印T方向がトラッキング方向であり、矢印F方向がフォーカシング方向である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
ヨークを兼ねるベース11は、一対の側板11a、11aの下端を底板11bで連結した一体的形状を有する。各側板11aの内側中央に形成された切欠11c内には、裏面にヨーク12aを取り付けた磁石12が配置されている。
The
ベース11内に非接触的に配置された第1ホルダ13は、ヨークを兼ねると共に、一対の側板13a、13aの上端を上板13bで連結した形状を有する。上板13bの中央には、矩形状の開口13cが形成されている。各側板13aの内側面において開口13cに面するように形成された切欠13d内には、裏面にヨーク14aを取り付けた磁石14が配置されている。又、各側板13aの外側面には、磁石12に対向してトラッキングコイル15を配置している。
The
ベース11の側板11aの端面と、第1ホルダ13の側板13aの端面とは、平行する一対の板ばねユニットSUにより連結されている。板ばねユニットSUについては後述する。
The end surface of the
第1ホルダ13の開口13c内に非接触的に配置された第2ホルダ16は、中央の開口16a内にガラス製の対物レンズ17を保持している。図2(c)に示すように、第1ホルダ13の上板13bは、一端(図1で奥側端)から下方に向かって側板13aの間に回り込むように延在するL字状の板部13eを有しており、水平に延在するその先端近傍の上面には、対物レンズ17に対向するようにして立ち上げミラー18が形成されている。
The
第2ホルダ16の両側面には、磁石14に対向してフォーカシングコイル19(図1で片方のみ図示)をそれぞれ配置している。上下に平行する矩形板状の第2の板ばね20、20は、第1ホルダ13の上板13bの上面及び下面にそれぞれ一端をねじBで固定され、その他端は開口13c内に延在して、第2ホルダ16に連結されている。
A focusing coil 19 (only one of them is shown in FIG. 1) is arranged on both side surfaces of the
板ばねユニットSUを介して、トラッキングコイル15用及びフォーカシングコイル19用の配線を取り回すことが出来、また第2の板ばね20を介して、フォーカシングコイル19用の配線を取り回すことが出来る。
Wiring for the tracking
図3は、板ばねユニットSUの斜視図である。板ばねユニットSUは、第1の板ばね21と,弾性層としての接着層22と、固定部材23とを重ねて接合してなる。矩形板状の第1の板ばね21の長手方向一端側に、第1の板ばね21と同幅であるがその全長の1/3程度の長さを有する矩形板状の固定部材23が、薄い接着層22を介して接合されている。第1の板ばね21は、固定部材23側に一対の第1孔21a、21aを有し、固定部材23から遠い側に、第1孔21a、21aより小径である一対の第2孔21b、21bを有している。又、固定部材23も、第1の板ばね21の第1孔21a、21aに対応して、第1孔21a、21aより小径である孔23a、23aを有している。以下、板ばねユニットSUの製造方法を説明する。
FIG. 3 is a perspective view of the leaf spring unit SU. The leaf spring unit SU is formed by stacking and joining a
図4,5は、板ばねユニットSUを製造する工程を示す図であり、図6は、図5の構成を第1の板ばね21を据え付けた状態で、VI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。図4において、板ばねユニットSUの製造に用いる治具JZは、全体的に筐体状であって、後述する接着層の樹脂が貼り付きにくい素材からなる。治具JZの上面において第1の板ばね21とほぼ等しい幅Wの浅溝JZaと、浅溝JZa内に形成されたより深い矩形状の凹部JZbと、凹部JZbの底面に形成された2つのねじ孔JZc(図6参照)とが形成されている。浅溝JZaと凹部JZbとの間には、面取り部Cを形成しても良い。凹部JZbの内形状は、固定部材23の外形状にほぼ一致する。固定部材23の孔23aとほぼ同径D1のねじ孔JZcには、付勢ねじSCをねじ込み可能となっている。付勢ねじSCは、ねじ孔JZcに螺合するねじ部SCaと、ねじ部SCaより大径であり第1の板ばね21の第1孔21aとほぼ同径D2(>D1)の頭部SCbとを有する。
4 and 5 are diagrams showing a process of manufacturing the leaf spring unit SU, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI with the
板ばねユニットSUを製造するときは、付勢ねじSCをねじ孔JZcから取り外した状態で、まず治具JZの凹部JZb内に固定部材23を載置し、次いで、付勢ねじSCのねじ部SCaをねじ孔JZcに螺合させると、頭部SCbが固定部材23の上面に当接し、それ以上のねじ込みが阻止される。かかる状態で、固定部材23は付勢ねじSCにより、凹部JZb内に固定された状態になる。固定部材23の厚さhは、浅溝JZaの底面から凹部JZbの底面までの深さΔより薄くなっている(Δ>h)。
When manufacturing the leaf spring unit SU, the fixing
その後、第1の板ばね21の第1孔21aを、付勢ねじSCの頭部SCbに挿通するようにして、浅溝JZa内に第1の板ばね21を載置する。かかる状態では、固定部材23と第1の板ばね21との間には、所定値としての隙間(Δ−h)が形成されることとなる。そこで、治具JZの側方からこの隙間に液状の樹脂剤(例えばアクリル変成シリコーン樹脂:ショアー硬さ42A、破断時伸び220%)を流し込み、時間をおいて固化させる。これにより、第1の板ばね21と固定部材23との間に接着層22が密着一体的に形成されることとなる。このとき、図4を参照して、接着層22には付勢ねじSCの頭部SCbが貫通しているため、固化時に内径D2の貫通孔22aが形成されることとなる。その後、付勢ねじSCをゆるめて外し、この一体接合物を治具JZから取り外すことで、板ばねユニットSUが形成される。このとき、治具JZに形成した貫通孔JZdに挿入したピン等を突き出すことにより、第1の板ばね21を背面から押して、板ばねユニットSUの取り外しを容易に行うことができる。
Thereafter, the
このようにして形成された板ばねユニットSUの一端は、図3に示すように、第1孔21a、21aに挿通された頭部付きねじBを介してベース11に固定される。即ち、頭部付きねじBのねじ部Bbを、ベース11のねじ孔(不図示)に螺合すると、その頭部Baが固定部材23の孔23aの周囲を押圧することで、頭部付きねじB及び固定部材23がベース11に固定されて一体化することとなる。更に、板ばねユニットSUの他端は、第2孔21b、21bに挿通された同様のねじBにより、第1ホルダ13に固定される。以上により第1ホルダ13は、板ばねユニットSUを介してベース11に対して変位可能に支持されることとなる。レンズ駆動装置10は、比較的小型の構成であり、その部品は小さいので、板ばねユニットSUとして一体的に第1の板ばね21,接着層22,固定部材23を組み付けることで、組付けが容易となる。
As shown in FIG. 3, one end of the leaf spring unit SU formed in this way is fixed to the
ここで、頭部付きねじBの頭部Baの外径D3は、第1の板ばね21の第1孔21a及び接着層22の貫通孔22aの内径D2よりも小さく(D3<D2)なっている。
Here, the outer diameter D3 of the head Ba of the screw with head B is smaller than the inner diameter D2 of the
従って、図6の点線を参照して明らかなように、頭部付きねじBの頭部Baは付勢ねじSCの頭部SCbに比して小径(D3)であるから、固定部材23が頭部付きねじBを介してベース11に固定された状態では、第1の板ばね21の第1孔21a及び接着層22の貫通孔22aの内周に接触しないこととなる。即ち、ベース11と第1の板ばね21との間には、接着層22しか存在しないので、その減衰効果を阻害されることなく周波数特性を向上させることが出来る。尚、接着層22の減衰特性は、その厚みによっても変化するが、本実施の形態によれば、治具JZに組み付ける固定部材23の厚みhを変化させることで、治具JZ上での第1の板ばね21と固定部材23との隙間(Δ−h)を任意の値に設定できるから、これにより接着層22の厚みを変更して減衰特性を調整できる。
Accordingly, as apparent with reference to the dotted line in FIG. 6, the head Ba of the head screw B has a smaller diameter (D3) than the head SCb of the biasing screw SC. In a state of being fixed to the
図7は、本発明者らが行ったシミュレーション結果を示す図であり、図7(a)は、接着層を用いることなく第1の板ばねをベースに直接固定したレンズ駆動装置の周波数特性を示し、図7(b)は、接着層を介して第1の板ばねをベースに固定したレンズ駆動装置の周波数特性を示している。接着層を用いない場合、図7(a)に示すように制御系に影響のある帯域としての800Hz前後に共振(フォーカシング方向(F)及びトラッキング方向(T)に直交する軸線周りのローリング振動による)が発生するが、本実施の形態のように接着層を用いると、図7(b)に示すように同じ帯域における共振が消失した。従って、本願発明の効果が確認された。 FIG. 7 is a diagram showing a simulation result performed by the present inventors. FIG. 7A shows frequency characteristics of a lens driving device in which the first leaf spring is directly fixed to the base without using an adhesive layer. FIG. 7B shows frequency characteristics of the lens driving device in which the first leaf spring is fixed to the base via the adhesive layer. When the adhesive layer is not used, as shown in FIG. 7A, resonance occurs around 800 Hz as a band that affects the control system (due to rolling vibration around the axis orthogonal to the focusing direction (F) and the tracking direction (T). However, when an adhesive layer is used as in this embodiment, resonance in the same band disappears as shown in FIG. Therefore, the effect of the present invention was confirmed.
次に、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置及びレンズ駆動装置の動作について説明する。図1において、不図示の光源から光軸Xに沿って、所定の波長の光束が出射されると、かかる光束は第1のホルダ13の側板13a、13aの間から進入し、図2(c)に示すように、立ち上げミラー18で反射され、対物レンズ17を介して光ディスクODの情報記録面に集光される。情報記録面からの反射光は、再び対物レンズ17を通過し、立ち上げミラー18で反射され、不図示の光検出器に入射する。この光検出器からの信号に基づいて、不図示の制御装置によりトラッキングコイル15に電力が供給されて、第1のホルダ13をトラッキング方向Tに変位させ、またフォーカシングコイル19に電力が供給されて、第2のホルダ16を対物レンズ17毎フォーカシング方向Fに変位させるようになっている。
Next, operations of the optical pickup device and the lens driving device according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, when a light beam having a predetermined wavelength is emitted from a light source (not shown) along the optical axis X, the light beam enters from between the
本実施の形態によれば、対物レンズ17がガラス製であり、また第1のホルダ13が立ち上げミラー18を有しており、第1のホルダ13全体の質量が比較的大きいが、捻れ剛性が高い板ばねユニットSUの第1の板ばね21で支持することにより、チルト調整機構を不要と出来る。但し、第1のホルダ13を第1の板ばね21で単純に支持するのみでは、フォーカシング方向(F)及びトラッキング方向(T)に直交する軸線周りのローリング振動が問題となる(図7(a)参照)が、板ばねユニットSUにおける接着層22の減衰機能により、ローリング振動を抑制して(図7(b)参照)、良好な周波数特性を提供できる。
According to the present embodiment, the
上述した実施の形態では、ベース11に対して第1のホルダ13を板ばねユニットSUで支持しているが、第1のホルダ13に対して第2のホルダ16を、同様な板ばねユニットを用いて支持しても良い。かかる場合、第1のホルダ13がベースに相当することとなることはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明のレンズ駆動装置は、ホログラフィックタイプの光ピックアップ装置にも適用可能である。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, the lens driving device of the present invention can be applied to a holographic type optical pickup device.
10 レンズ駆動装置
11 ベース
11a 側板
11b 底板
11c 切欠
12 磁石
12a ヨーク
13 第1のホルダ
13a 側板
13b 上板
13c 開口
13d 切欠
13e 板部
14 磁石
14a ヨーク
15 トラッキングコイル
16 ホルダ
16a 開口
17 対物レンズ
18 立ち上げミラー
19 フォーカシングコイル
21a 第1孔
21b 第2孔
22 接着層
22a 貫通孔
23 固定部材
23a 孔
B 頭部付きねじ
Ba 頭部
Bb ねじ部
C 面取り部
JZ 治具
JZa 浅溝
JZb 凹部
JZc 孔
OD 光ディスク
SC 付勢ねじ
SCa ねじ部
SCb 頭部
SU 板ばねユニット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ベースと、
前記ベースに対して可動であり、前記対物レンズを保持するホルダと、
前記ホルダと前記ベースとを連結する板ばねと、
前記板ばねと一体となった弾性層とを有し、
前記板ばねと前記ベースとの間に前記弾性層が介在し、且つ前記板ばねと前記ベースとは直接接触していないことを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens driving device for an optical pickup device for condensing a light beam incident from a light source side onto an optical disc through an objective lens,
Base and
A holder that is movable relative to the base and holds the objective lens;
A leaf spring connecting the holder and the base;
An elastic layer integrated with the leaf spring;
The lens driving device, wherein the elastic layer is interposed between the leaf spring and the base, and the leaf spring and the base are not in direct contact with each other.
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