JP2559367B2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置

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JP2559367B2
JP2559367B2 JP61048343A JP4834386A JP2559367B2 JP 2559367 B2 JP2559367 B2 JP 2559367B2 JP 61048343 A JP61048343 A JP 61048343A JP 4834386 A JP4834386 A JP 4834386A JP 2559367 B2 JP2559367 B2 JP 2559367B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学式デイスク装置に用いられる対物レン
ズ駆動装置に関する。
〔従来の技術〕
対物レンズ駆動装置として、例えば、特開昭60−4323
2号公報に示されるように、対物レンズを回動アーム上
に支軸から離間して設け、回動アームに支軸線方向駆動
(フオーカシング)手段及び回動方向駆動(トラツキン
グ)手段を配置したものが知られている。この装置で
は、回動アームの端部に回動方向の駆動力を加えるた
め、小形化の可能性がある。しかし、この装置では回動
アーム端部に与えた駆動力の方向の力が平衡していない
ため、上記駆動力を加えると対物レンズは支軸を中心と
した回動による変位と上記駆動力の方向の直進方向の変
位の和だけ変位する。そのため支軸が共振すると、直進
方向の変位が大きくなり対物レンズのトラツキング方向
の変位の振幅及び位相は、回動のみの場合に比べてず
れ、正常な制御ができない場合がある。
上記装置の問題点を解決するために、トラツキング方
向と直交する方向の2つの駆動力によつて直進方向の力
を平衡させ、純粋な回転モーメントにより対物レンズを
回動させてトラツキング方向に変位させることが考えら
れる。
このような方法の場合、回動方向駆動コイルが磁気回
路の中央付近にある時は良好な特性を示すが、回動アー
ムが上または下にある時に上記した公知例と類似した対
物レンズのトラツキング方向変位の振幅および位相のず
れが発生することがある。この原因を第2a図,第2b図お
よび第3図により説明する。回動アーム2の端部に設け
られれた回動方向駆動コイル15(15a,15b)は、磁石16,
ヨーク17およびヨーク18により形成される磁気ギヤツプ
内に第2a図,第2b図に示されるように配置される。第2a
図はフオーカス方向の位置が中央にある場合である。回
動方向駆動コイル15に電流iが流れると、磁気ギヤツプ
内のコイルB−C間に上向きの力f3,C−D間に後向きの
力f1,E−D間に下向きの力f2が発生する。上向きの力f3
と下向きの力f2が打消し合うため、後向きの力f1のみが
残る。回動アームには第3図に示す後向きの力f1bと前
向きの力f1aが作用し、支軸回りに回動する。一方、第2
b図は回動アームがフオーカス方向の上方に位置してい
る場合である。回動コイルのうちB−C間およびC−F
間は磁気ギヤツプ内から出てしまうため、この部分では
力が発生しない。そのためコイル15には後向きの力f1
下向きの力f2が作用する。この時、回動アームには、第
3図に示す後向きの力f1bと前向きの力f1aばかりでな
く、下向きの力f2bと上向きの力f2aが作用する。そのた
め回動アームには支軸回りの回動モーメントGだけでな
く、支軸に直交する(ジツタ)軸回りのモーメントHも
同時に作用する。モーメントHは回動アーム2に接合さ
れている軸受3を通じて支軸に加わる。そのため支軸が
共振し、回動アームの最上部にある対物レンズには、ト
ラツキング方向の変位を生じる。その結果、対物レンズ
のトラツキング方向の変位は、支軸回りの回動モーメン
トGのみが作用する時の2次遅れ系の特性からずれた特
性となり、正常な制御ができなくなる問題があつた。
また、実開昭60−116619号公報及び特開昭62−208437
号公報には対物レンズの支軸に対向してトラッキングコ
イルを2個配置した装置が夫々開示されているが、前者
に開示のものはコイルに発生する駆動力の方向が対物レ
ンズのトラッキング方向と一致しており、後者のものは
対物レンズのトラッキング方向と角度を持って配置され
ており、いずれにおいても2個のコイルに生ずる駆動力
のアンバランスによって対物レンズの支軸にトラッキン
グ方向の力を加えるため、支軸に摩擦及びトラッキング
方向の振動を発生させ位置決め精度が低くなる場合があ
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、従来技術では、フオーカス方向の位置
によつて外乱となる力が発生する点について配慮されて
おらず、回動アームが支軸の軸方向(フオーカス方向)
に大きく移動するとトラツキング方向の駆動電流に対す
る対物レンズの変位の振幅や位相が、通常の2次遅れ系
の特性からずれて、正常な制御ができなくなる問題があ
つた。
本発明の目的は、対物レンズに対するバランサを兼ね
ると共に、フオーカス方向のいかなる位置においても、
支軸に対して力あるいはモーメントを作用させない回動
方向駆動手段を備えた対物レンズ駆動装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、支軸に回動可能に設けられた回動アーム
に対物レンズを支軸から離間して設け、巻中心が支軸と
ほぼ一致する軸線方向駆動用コイルと、支軸から離間し
て設けた複数の回動方向駆動用コイルと、前記各コイル
に対向する永久磁石と、この永久磁石を固定するヨーク
とを備え、支軸を中心にした回動及び支軸の軸線方向の
摺動が可能な対物レンズ駆動装置において、前記永久磁
石は、前記支軸の軸心を通る面に対称に2個ずつ配置さ
れ、かつ2個ずつ配置された夫々は支軸の軸線を含む面
に直交する面の磁束が互いに逆向きになるように軸線の
方向に平行な間隔を有して前記ヨークに固定されるとと
もに、各コイルの外側の面に対し間隔を有して配置さ
れ、前記回動方向駆動用コイルは、この回動方向駆動用
コイルに発生する力が前記対物レンズのトラッキング方
向と略直角方向となるように、かつ前記2個の永久磁石
の軸線方向に有する間隔部分に対向し前記回動アームの
支軸に対し対物レンズと反対側に設置することに達成さ
れる。
〔作用〕
第4図に示すコイル7に電流iを流した時、右辺に作
用する力f5と左辺に作用する力f8は加え合い、上辺に作
用する力f4とf7、下辺に作用する力f6とf9はそれぞれ打
消し合う。上辺の力f4とf7、下辺の力f6とf9で構成され
るモーメントM2とM3は打消し合う方向である。
回動アームがフオーカス方向の上方に位置した場合に
ついて第5図で説明する。この場合、コイル7a,bの上辺
側には磁界が作用しないので力は発生せず、それぞれの
コイルにはf5,f6,f8,f9が作用し、それぞれ合力として
白ぬきの矢印で示した支軸回りのモーメントM1と互いに
方向が反対でトラツキング方向軸回りのモーメントM3a,
M3bとなる。M3aとM3bは方向が逆のため、回動アームお
よびコイル7の剛性が十分大きければ、回動アームの変
位は生じない。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図,第6図〜第10図に
より説明する。
第1図は本発明の一実施例における分解斜視図、第6
図は平面図,第7図は正面図,第8図は回動アームの後
部の断面を示している。対物レンズ1は回動アーム2の
一端に挿入固定される。この回動アーム2は、アルミニ
ウム等の軽量かつ高剛性の非磁性材料から成る。回動ア
ーム2には軸受3が挿入固定されている。軸受3は、後
述する支軸9と摺動部を構成しており、軽量かつ高剛性
の非磁性材料から加工形成されている。支軸軸線(フオ
ーカス)方向駆動コイル6は軸受3を巻中心とし、回動
アーム2に形成されたボビン部に固定される。回動方向
駆動コイル7a,7bは、軸受3に対し対物レンズ1と反対
側で、かつトラツキング方向に離間した位置に設けら
れ、ガラス繊維入りポリカーボネートなどの高剛性プラ
スチツク製の回動コイル保持体5の両側に設けられた巻
芯4a,4bに固定される。回動コイル支持体5は、第8図
に示すように、回動アーム2の対物レンズとは反対側の
一端に、回動アーム2の上面および下面の張り出し部と
嵌合して固定される。回動アーム2の上面および下面の
張り出し部は、回動方向駆動コイル7a,7bに発生した力
を、回動アームに伝達するために十分大きな剛性を持つ
ている。また、この上面および下面の張り出し部は、軸
線方向駆動コイル6の上,下面押えを兼ねている。
鉄等の磁性材でつくられたベース板8には、支軸9が
垂直に圧入固定されている。支軸9は、高剛性の材料か
ら加工形成され、摺動表面は低摩擦係数の樹脂でコーテ
イングされている。さらに、ベース板8には、軸線方向
駆動用磁気ギヤツプ14a,14bを形成するヨーク12a,12b
と、軸線方向駆動用磁気ギヤツプおよび回動方向駆動用
磁場形成に共用されるヨーク11a,11bが形成されてい
る。ヨーク11a,11bの上部には軸線方向駆動用磁気ギヤ
ツプ形成用および回動方向駆動用磁場形成用のマグネツ
ト10a,10bと回動方向駆動用磁場形成用マグネツト13a,1
3bが、若干の間隔を隔てて固定されている。マグネツト
10a,10bとヨーク11a,11bおよびヨーク12a,12bは、軸線
方向駆動用磁気ギヤツプ14a,14bを形成し、この磁気ギ
ヤツプ14a,14bには軸線方向駆動用コイル6が挿入され
る。ヨーク12a,12bの下部は磁束密度が飽和し易いの
で、厚みを増して、飽和するのを防いでいる。回動アー
ム2はこの厚みを増した部分との干渉を避けるため下部
の幅が狭くなつている。回動方向駆動コイル7a,7bは、
第6図,第7図に示すようなマグネツト10a,10bとマグ
ネツト13a,13bにまたがつて対向して設けられる。マグ
ネツト10aと10bは、軸方向駆動コイルに軸方向駆動力を
発生させるため、極性は逆方向となつている。また、マ
グネツト10aとマグネツト13aは、回動方向駆動力を回動
方向駆動コイル11に発生させるため逆極性となつてい
る。マグネツト10bと13bも同様に逆極性となつている。
マグネツト10aと13aに対向する部分の大きさが、ほぼ等
しくなるように、回動方向駆動コイル7aは設けられる。
また、回動方向駆動コイル7aの対称面17aに対し、磁束
密度分布が逆対称となる様に、マグネツト10a,ヨーク11
a,マグネツト13aは定められる。反対側の回動方向駆動
コイル7bに対しても同様である。
回動方向駆動コイル7a及び7bは、対物レンズ1に対す
るカウンタウエイトを兼ねるため、軸受3に対し、対物
レンズ1の反対側に設けられる。また、回動方向駆動コ
イル7a,7bは、対物レンズ1と軸受3を結ぶ線に直交す
る線上に離間して設けられる。本実施例においては、回
動方向駆動コイル7a,7b付近の磁場は、コイル7a,7bの面
に垂直でなく、傾いている。コイル7bの中心線における
磁束密度の有効成分を、第9図のJ1〜J8に示す。コイル
7bに電流iを流した時、コイル7bの各部分に発生する力
は、上辺をP−N間にはf4とf12,T−R間にはf7とf14,
右辺のN−O間にはf5とf10,左辺のT−U間にはf8とf
15,下辺のO−Q間にはf6とf11,S−U間にはf9とf13
力がそれぞれ発生する。力f5とf8は同一方向であり、加
え合わされて一つの合力となる。f6とf9およびf4とf7
それぞれトラツキング方向を軸とする互いに反対方向の
回転モーメントを形成する。この合成モーメントを第5
図にならつてM3と名づける。一方、f11とf13およびf12
とf14は回転支軸回りの、上から見て左回りの回転モー
メントを形成し、f10とf15は同一軸回りの右回りの回転
モーメントを形成する。これらのモーメントの合成モー
メントをM4と名づける。コイル7bの形状は、一般的に縦
方向の辺N−Oを、横方向の辺U−Oよりも長くするの
で、右回り成分の方が大きくなり、合成モーメントも右
回りとなる。回動方向駆動コイル7aでは、コイル7bと磁
場の極性が逆で、コイルの電流が同一方向であるから、
回動方向駆動コイル7a,7bで発生する回動アーム駆動力
は第10図に示すものとなる。第10図に示すようにf5a+f
8aとf5b+f8bが形成する回動モーメントと回転モーメン
トM4a,M4bは同一方向であり、回転モーメントM4a,M4bが
回動駆動力を増大させる効果があることが分かる。一
方、モーメントM3aとM3bは反対方向であるため、回動ア
ーム2および回動方向駆動コイル7a,7bおよび支持枠5
の剛性が十分大きければ、回転アームに変位を発生させ
ることはない。以上、説明したように本実施例によれ
ば、回動アームに加わる駆動力は、支軸回りの回転モー
メントのみとなり、支軸に力を加え、支軸の共振を発生
させることはない。
回動コイル支持体5は、第1図に示すように、その両
端に回動方向駆動コイル7a,7bを固定している。第8図
に示す様に、支持体5の、回動アーム2と接合された側
と反対側は、回動方向駆動コイル7a,7bを固定した端面
同志を、十分な厚さでの板で結合し、さらにその板と前
記のコイル7a,7bを固定した端面の下部とに接続した底
面板を設け、この底面板を、回動アームの一端に接合し
ている。このため、回動方向駆動コイル7a,7bに駆動力f
5+f8などが加わつても、コイル7a,7bの変形が十分小さ
く抑えられる。その結果、高周波領域まで回動アーム
を、回動駆動することができ、対物レンズを高精度に位
置制御することが可能となる。
なお、第1図に示したように、回動方向駆動用磁場形
成マグネツト13a,13bの下部のベースに穴19を設けてお
けば、コイル7a,7b下部の磁場を、コイルに直角な方向
に向かせる同時に、その磁場密度を高める効果がある。
また、マグネツト13a,13bのフオーカス方向の寸法を
大きくすることにより、コイル7a,7b部の磁束密度を高
めることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本願発明によれば、回動方向駆
動用コイルが対物レンズに対するバランサを兼ねてお
り、かつ回動方向駆動用コイルに発生する力およびモー
メントが、支軸方向のいかなる位置にあっても、支軸回
りの回動モーメントのみとなるため、支軸に力を加える
ことがなく、その結果軸受に加わる摩擦及び振動を低減
でき、位置決め精度を高めることができる。さらに、回
動方向駆動用コイルが、支軸の軸線を含む面に直交する
面の磁束が互いに逆向きになるように、軸線の方向に平
行な間隔を有して2個配置した永久磁石に対向している
ため、コイルの左右の支軸方向の部分がそれぞれ磁束密
度が大きく、かつ逆方向の磁束を供給することができる
ため、駆動力が大きくとれ回動方向の応答性がよくなる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の対物レンズ駆動装置の一実施例を示
す分解斜視図、第2a図,第2b図および第3図は従来技術
の問題点の説明図、第4図と第5図は本発明の原理説明
図、第6図と第7図は第1図と同じ実施例の平面図と正
面図、第8図は第1図に示す実施例の後部断面図、第9
図と第10図は第1図に示す実施例の作用力説明図であ
る。 1……対物レンズ、2……回動アーム、3……軸受、5
……回動方向駆動コイル支持体、6……軸線方向駆動コ
イル、7a,7b……回動方向駆動コイル、8……ベース、
9……支軸、10a,10b……マグネツト、11a,11b……ヨー
ク、12a,12b……ヨーク、13a,13b……マグネツト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貫 秀男 横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所家電事業本部家電研究所内 (72)発明者 矢部 昭雄 横浜市戸塚区吉田町292番地 日立ビデ オエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−98532(JP,A) 実開 昭60−116619(JP,U) 実開 昭60−120520(JP,U) 実開 昭60−120521(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支軸に回動可能に設けられた回動アームに
    対物レンズを支軸から離間して設け、巻中心が支軸とほ
    ぼ一致する軸線方向駆動用コイルと、支軸から離間して
    設けた複数の回動方向駆動用コイルと、前記各コイルに
    対向する永久磁石と、この永久磁石を固定するヨークと
    を備え、支軸を中心にした回動及び支軸の軸線方向の摺
    動が可能な対物レンズ駆動装置において、前記永久磁石
    は、前記支軸の軸心を通る面に対称に2個ずつ配置さ
    れ、かつ2個ずつ配置された夫々は支軸の軸線を含む面
    に直交する面の磁束が互いに逆向きになるように軸線の
    方向に平行な間隔を有して前記ヨークに固定されるとと
    もに、各コイルの外側の面に対し間隔を有して配置さ
    れ、前記回動方向駆動用コイルは、この回動方向駆動用
    コイルに発生する力が前記対物レンズのトラッキング方
    向と略直角方向となるように、かつ前記2個の永久磁石
    の軸線方向に有する間隔部分に対向し前記回動アームの
    支軸に対し対物レンズと反対側に設置されたことを特徴
    とする対物レンズ駆動装置。
  2. 【請求項2】前記回動方向駆動用コイル若しくは回動方
    向駆動用コイルを固定するボビンの一端を回動アームに
    接合し、他端同志を軽量高剛性を有する結合部材で結合
    し、前記回動方向駆動用コイル若しくは前記ボビンと前
    記結合部材をこれにほぼ直交するほぼ平面の部材で結合
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の対物
    レンズ駆動装置。
JP61048343A 1985-10-23 1986-03-07 対物レンズ駆動装置 Expired - Lifetime JP2559367B2 (ja)

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KR1019860008872A KR900004619B1 (ko) 1985-10-23 1986-10-23 대물렌즈 구동장치

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JPS60116619U (ja) * 1984-01-10 1985-08-07 京セラ株式会社 光学ピツクアツプ用アクチユエ−タ

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