JP2711581B2 - 光情報装置における対物レンズ支持機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク装置などの光情報装置に装
備されるピックアップ内の対物レンズ支持機構に係り、
特に薄型化でき且つ、対物レンズの駆動方向以外の弾性
変位を抑え、補正駆動特性を向上できる対物レンズ支持
機構に関する。

〔従来の技術〕

第６図に示すように、光情報装置のピックアップで
は、ディスク（情報媒体）Ｄに対向する対物レンズ１が
Ｆ方向へ駆動され、対物レンズ１から照射されるレーザ
ビームのスポット焦点がディスクＤの記録面に合うよう
に補正駆動される。一般的な機構では、対物レンズ１を
保持するレンズホルダ２が板ばねなどのような弾性支持
部材３によりピックアップシャーシ４に対して可動でき
るように支持されている。また光磁気ディスク装置で
は、高速アクセス動作が必要になるが、そのためにピッ
クアップシャーシ４全体がリニアモータ機構などにより
Ｔ方向（ディスクＤの情報トラックを横断する方向）へ
高速駆動される。このＴ方向は第６図に矢印で示す方向
または紙面に直交する方向である。また情報の再生動作
におけるトラッキングすなわちレーザビームスポットが
情報トラックを正確に走査するための補正動作はピック
アップシャーシ４全体をＴ方向に微動させ、あるいはピ
ックアップシャーシ４上に設けたトラッキング補正機構
によりレンズホルダ２をトラック横断方向へ微駆動する
ことにより行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

光磁気ディスク装置のピックアップでは、前記高速ア
クセスの必要性から、軽量化が求められ、さらに高速ア
クセス方向の剛性を高めることが要求される。

ところが、従来のコンパクトディスク用のピックアッ
プなどでは、レンズホルダ２をＦ方向などへ移動させる
ためにマグネットとコイルとを使用した磁気駆動装置が
設けられている。従来はこの磁気駆動装置によってレン
ズホルダ２を直接Ｆ方向などへ駆動しているため、対物
レンズ１の補正移動量を十分に確保し、また動作の追従
性を確保するためには、比較的大きなマグネットなどを
使用する必要があり、磁気駆動装置が大型化している。
そのため、重量が大きくなって前記高速アクセスを行な
う場合不利である。

また第６図に示すようにレンズホルダ２を弾性支持部
材３により支持した場合、レンズホルダ２をＦ方向へ駆
動するために、弾性支持部材３のＦ方向への剛性がある
程度の範囲で決定されてしまう。そのため第７図に模式
的に示すように、弾性支持部材３は、対物レンズ１をＦ
方向へ支持するばね剛性k₁だけでなく、高速アクセス方
向へのばね剛性k₂を有するようになる。そのため外乱に
よってＴ方向への振動が発生し、これが不要な共振を導
くなどの問題が生じる。

そこで、軽量で且つ支持剛性を高くできる構造として
圧電素子を使用した対物レンズ支持装置が考えられてい
る。例えば実開昭57−107130号公報、特開昭62−246152
号公報などには、バイモルフ型圧電素子を使用してこの
素子の湾曲によって対物レンズをＦ方向へ駆動する技術
が示されている。しかしながらこの種のバイモルフ型圧
電素子を使用したピックアップでは、対物レンズの変位
量を確保できても発生力が非常に小さく、実際にレンズ
ホルダを駆動する構造としての実現性は非常に薄い。ま
た特開昭55−153135号公報には、積層型圧電素子により
対物レンズを直接Ｆ方向へ動作させる技術が示されてい
る。ところが、積層型圧電素子を直接使用した場合、発
生力は大きいがそれ自体の変形量が小さいため、対物レ
ンズを必要な補正量だけ駆動することは困難である。

さらに特開昭62−164234号公報には、積層型圧電素子
の変形量を増幅して、対物レンズを必要な補正量だけ駆
動する技術が示されている。しかしながらこの公報に示
されている構造では、積層型圧電素子の変形量を増幅す
る機構が大型化している。これは積層型圧電素子の一端
の変位量のみを駆動力として使用し、これをテコの原理
で拡大しようとしているためである。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、積層
型圧電素子を使用して、薄型でしかも十分な駆動力と変
位量を得ることができ、しかも光磁気ディスク装置に使
用した場合の高速アクセス方向への剛性を小さくできる
光情報装置の対物レンズ支持機構を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、情報媒体に対向する対物レンズを保持する
レンズ保持部材と固定部との間に一対の支持板が平行に
配置され、この支持板の両端がレンズ保持部材ならびに
固定部とに可動自在に接合されてレンズ保持部材が平行
動作自在に支持されており且つ、前記一対の支持板の間
には積層型圧電素子が配置されて、この圧電素子の両端
部の変位力がそれぞれの支持板に対し同方向のモーメン
トを与える位置に作用しており、ぞれぞれの支持板にお
いて前記変位力が作用する作用点と支持板の一方の接合
部との距離は支持板の全長よりも短いことを特徴として
いる。

また上記手段において、積層型圧電素子は一対の支持
板の間にてその変位方向が支持板の長さ方向に沿って配
置され、前記支持板にはそれぞれ他方の支持板方向に延
びる突部が形成されて、この突部に前記圧電素子の両端
の変位力が作用する作用点が設けられており且つ、それ
ぞれの支持板には前記圧電素子が介入する切欠きが形成
されているものである。

〔作用〕

上記手段では、積層型圧電素子の変位をその両端から
摘出し、この両端の変位によって一対の支持板に同じ方
向のモーメントを与えている。それぞれの支持板では、
前記圧電素子の変位力が作用する作用点と支持板の接合
点との距離を支持板の全長よりも短くし、圧電素子の両
端の変位量をテコ比により拡大し、これにより対物レン
ズ保持部材をフォーカス補正方向などに駆動している。
このように積層型圧電素子の変位をその両端からとり、
これにより一対の支持板を変位させているため、圧電素
子の変位力を効率よく使用できる。また一対の支持板を
平行に使用し、この支持板自体の剛性を高くすることに
より、光磁気ディスク装置に使用した場合の高速アクセ
ス方向の外乱による共振などを防止できるようになる。

また、積層型圧電素子を２枚の支持板の間に介装し、
圧電素子が介入する切欠きを支持板に形成することによ
って、薄型の対物レンズ支持機構を構成できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第５図によって説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例による対物レンズ支持装
置の斜視図、第２図はその側面図、第３図はその動作原
理を示す概念図である。

符号11は対物レンズであり、符号12はレンズホルダで
ある。レンズホルダ12と固定部13との間は２枚の支持板
14と15とによって連結されている。レンズホルダ12、固
定部13ならびに２枚の支持板14,15は、樹脂によって一
体に成形されており、レンズホルダ12と支持板14,15の
それぞれの端部は薄肉のヒンジ部16aと16bを介して接合
されている。また固定部13と支持板14,15の端部も薄肉
のヒンジ16c,16dを介して接合されている。支持板14と1
5は前記ヒンジ部16a〜16dの変形によって、レンズホル
ダ12ならびに固定部13に対して回動変位できるようにな
っている。ただし、支持板14と15は大きな剛性を有する
ものであり、それ自体が弾性変形しにくい構造となって
いる。この十分に大きな剛性を持つようにするため、材
質の選択はもちろん、断面積（断面係数）も十分に大き
く設定されている。一対の支持板14と15がヒンジ部16a
〜16dを介して回動変位する結果、レンズホルダ12は固
定部13に対してＦ方向へ平行移動できるようになる。

第２図に示すように、下側の支持板14には上方に向く
突部14aが形成され、上側の支持板15には下方に向く突
部15aが形成されている。上記両突部14aと15aの間に駆
動体17が介在している。この駆動体17はその中央部が積
層型圧電素子17aであり、この変位方向両端部に樹脂な
どによるブラケット17bと17cが接着などにより固定され
ている。このブラケット17bと17cが前記各突部14aと15a
に対し線接触している。第２図と第３図に示すように、
ブラケット17b,17cと突部14a,15aとの接触部Ａならびに
Ｂは、各支持板14と15の支持部（ヒンジ部16cと16d）の
中点（０）となる位置である。第4A図と第4B図は、Ａ点
におけるブラケット17bと突部14aとの接合部の構造の例
を示している。第4A図では、ブラケット17bと突部14aと
が薄肉のヒンジ17dを介して動作自在に接合されてい
る。また第4B図では、ブラケット17bに形成された凹部1
7eと突部14aに形成された突起14cとが相互に回動できる
ように嵌合されている。なおブラケット17b側が突起
で、突部14a側が凹部であってもよい。

また支持板14の中央には切欠き14bが、支持板15の中
央には切欠き15bがそれぞれ形成され、前記駆動体17の
厚さ方向の上下側部がそれぞれ切欠き14bならびに15b内
に介入している。また突部14aと15aのそれぞれの先端も
切欠き14bまたは15b内に入っている。よってこの構造で
は、上下の支持板14と15の配置間隔（２×Ｄ）を十分に
小さくして薄型化でき、しかもその間に駆動体17が介在
できるようになっている。また上下の支持板14と15の配
置間隔を短くすることにより、駆動体17の変位力の作用
点A,Bと支持板14,15の支持点であるヒンジ部16cまたは1
6dの距離Ｄを短くでき、レンズホルダ12の変位量の拡大
比（L/D）を大きくできる。

次に、上記実施例の動作を説明する。

第３図の動作原理図に示すように、制御電圧の印加に
より、駆動体17の圧電素子17aが厚さ方向へ変形し、突
部14aと15aを互いに逆方向へ且つほぼ同じ力Ｆにより押
圧する。Ａ点に作用する力Ｆにより下側の支持板14にヒ
ンジ部16dを中心とする（Ｄ×Ｆ）の時計回りのモーメ
ントが与えられ、Ｂ点に作用する力Ｆにより上側の支持
板15にヒンジ部16cを中心とする（Ｄ×Ｆ）の時計回り
のモーメントが作用する。このモーメントによりレンズ
ホルダ12が図の上方へ平行に駆動される。このときの駆
動体17の両端部の変位量は（L/D）に拡大され、レンズ
ホルダ12がこの拡大された変位量だけ駆動される。

ここで積層型圧電素子17aは、セラミック材料の表面
に電極が形成されている単体素子が複数個重ねられて接
着されているものであるため、レンズホルダの駆動とし
ては、圧電素子17aの厚さ方向が増加する変形によって
駆動力を発揮させることが望ましい。よってこの実施例
では圧電素子17aに一定の電圧を印加して素子の厚さ増
加方向の所定量の変形により第２図に示すレンズホルダ
12の中立位置を設定し、その電圧を増減することによ
り、第２図に示す中立位置からレンズホルダ12を上下方
向へ駆動している。なお第２図の中立状態で圧電素子17
aへの制御電圧をゼロにし、この制御電圧を正と負に振
って、厚さ方向の増加ならびに減少によりレンズホルダ
12を図の上下に駆動してもよい。

上記実施例では、支持板14と15が剛性の高い構造とな
ってそれ自体が弾性変形しないため、光磁気ディスク装
置において、第１図に示す対物レンズ支持機構が第６図
に示すＴ方向へ高速アクセス駆動されたとしても、第７
図にてk₂で示すＴ方向への等価的なばね剛性がなくな
り、副共振などの原因を除去できるようになる。

第５図は本発明の第２実施例を示している。

この実施例は第３図と同様にその構造を概念的に示し
ている。この実施例では、駆動体17の変形量を他段階に
て増幅できるようにしている。まず駆動体17は支持部材
21内に挿入されており、この支持部材21の両端にヒンジ
部22aと22bを介してアーム23と24が接合されている。こ
のアーム23と24のＡ点とＢ点に対して駆動体17の変位力
が作用する。さらにアーム23と24がヒンジ23aと24aによ
って、支持板14,15の突部14aと15aに接合されている。
前記変位力の作用点であるＡ点またはＢ点とヒンジ22a
または22bとの間隔をｄとする。さらに22a,22bとヒンジ
23aまたは24aの間隔をｌとする。

この実施例では、駆動体17の両端のＡとＢ部の変位に
よって、アーム23,24さらには突部14a,15aを介して支持
板14と15に同じ方向のモーメントが与えられ、レンズホ
ルダ12がＦ方向へ駆動される。このとき、駆動体の変位
量はアーム23と24にて（l/d）に拡大され、さらに支持
板14と15において（L/D）に拡大される。よって第１図
〜第３図に示す実施例よりも圧電素子の変位量の拡大率
が高くなる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、
積層型圧電素子の両端部の変位力により支持板14と15を
駆動するものであれば、どのような構造でまたさらに多
段階の変位の増幅であってもよい。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、積層型圧電素子の変位
をその両端部から取り出し、この両端部の変位量を増大
させて支持板を駆動し、これによってレンズ保持部材を
駆動している。よって駆動効率がよくなる。また２つの
支持板を同じ変位量にて駆動しているため、レンズホル
ダを平行駆動できるのみならず、この支持板の剛性を高
くすることにより、光磁気ディスク装置において高速ア
クセスする際のアクセス方向のばね剛性がなくなり、ア
クセスによる副共振などが生じなくなる。

また２枚の支持板の間に積層型圧電素子を介在させ、
この素子を支持板の切欠き内に介入させることにより、
薄型化でき、しかも圧電素子による支持板への変位力の
作用点と支持板の接合点との距離を小さくできるため、
レンズホルダの変位量の増幅度を大きくすることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示すものであり、第
１図は第１実施例による対物レンズ支持機構を示す斜視
図、第２図はその側面図、第３図はその駆動力の作用状
態を示す動作原理図、第4A図と第4B図は駆動体と突部と
の接合状態を実施例別に示す側面図、第５図は第２実施
例による対物レンズ支持機構を示す動作原理図、第６図
は従来の対物レンズ支持機構を示す側面図、第７図は従
来の問題点を説明するための説明図である。 11……対物レンズ、12……レンズホルダ、13……固定
部、14,15……支持板、14a,15a……突部、14b,15b……
切欠き、16a〜16d……ヒンジ部、17……駆動体、17a…
…積層型圧電素子。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報媒体に対向する対物レンズを保持する
   レンズ保持部材と固定部との間に一対の支持板が平行に
   配置され、この支持板の両端がレンズ保持部材ならびに
   固定部とに可動自在に接合されてレンズ保持部材が平行
   動作自在に支持されており且つ、前記一対の支持板の間
   には積層型圧電素子が配置されて、この圧電素子の両端
   部の変位力がそれぞれの支持板に対し同方向のモーメン
   トを与える位置に作用しており、ぞれぞれの支持板にお
   いて前記変位力が作用する作用点と支持板の一方の接合
   部との距離は支持板の全長よりも短いことを特徴とする
   光情報装置における対物レンズ支持機構
2. 【請求項２】積層型圧電素子は一対の支持板の間にてそ
   の変位方向が支持板の長さ方向に沿って配置され、前記
   支持板にはそれぞれ他方の支持板方向に延びる突部が形
   成されて、この突部に前記圧電素子の両端の変位力が作
   用する作用点が設けられており且つ、それぞれの支持板
   には前記圧電素子が介入する切欠きが形成されている請
   求項１記載の光情報装置における対物レンズ支持機構