JP2837553B2 - 光学式ピックアップにおけるレンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は光学式ピックアップにおけるレン
ズ駆動装置に関する。

【０００２】

【背景技術】光学式ピックアップは、記録媒体としての
情報記録ディスクの情報記録面に形成された記録トラッ
ク上に情報読取用の光ビームを微細なスポット光として
集束照射し、該情報記録面からの反射光などの変化によ
って情報の読み取りをなすものである。そのために、光
ビームをディスクの面反り等に起因する面振れにもかか
わらず記録トラック上に常に集束させる必要があること
から、光ビーム集束用の対物レンズをその光軸方向にお
いて微小移動せしめる（フォーカスサーボ）ようになっ
ている。また、記録トラックの偏心にもかかわらずスポ
ット光が記録トラックを常に正確に追跡する必要がある
ことから、対物レンズを記録トラックに対して直交する
方向に微小移動せしめる（トラッキングサーボ）ように
もなされている。

【０００３】かかる対物レンズのサーボ駆動のためのレ
ンズ駆動装置を具備した従来の光学式ピックアップの要
部を図７及び図８に示す。図７に示すように、当該光学
式ピックアップは、中空のピックアップボディ４１と、
該ピックアップボディ内に固設されたアクチュエータベ
ース４２とを有している。これらピックアップボディ４
１及びアクチュエータベース４２によって、光学式ピッ
クアップの基体部分が構成される。なお、該光学式ピッ
クアップは図示せぬターンテーブル上に載置されて回転
せしめられるディスク４３の情報記録面に沿って移動す
るように、図示せぬ案内機構によって円滑に案内され
る。詳しくは、該案内機構は直線状のガイドシャフトか
ら成り、ピックアップボディ４１がこのガイドシャフト
に摺動自在に係合している。又、該光学式ピックアップ
をこのガイドシャフトに沿って移動せしめるためのピッ
クアップ駆動手段（図示せず）が設けられている。

【０００４】ピックアップボディ４１内には、光ビーム
を発する発光手段としての半導体レーザ４４や、該光ビ
ームを直角に反射して対物レンズ４７に導くプリズム４
５など、光学式ピックアップを形成するための所要の光
学素子が設けられている。なお、該光ビームは対物レン
ズ４７を経ることにより、ディスクの情報記録面にスポ
ット光として集束照射される。

【０００５】対物レンズ４７は、筒状に形成されたレン
ズホルダ４８の上端部に取り付けられている。図８にも
示すように、レンズホルダ４８の外周にはコイル中心軸
が対物レンズ１の光軸と平行となるようにフォーカシン
グコイル５０が巻装されている。フォーカシングコイル
５０の外側にはコイル中心軸が対物レンズ４７の光軸に
対して直角となるように例えば４つのトラッキングコイ
ル５１が取り付けられている。各トラッキングコイル５
１は、予め各々環状に巻回されたものをフォーカシング
コイル５０上に貼付してなる。対物レンズ４７及びレン
ズホルダ４８から成る可動光学系は、互いに対物レンズ
４７の光軸方向において一対ずつ離隔して配置された２
組、合計４本のサスペンション用細長弾性部材５３の一
端部により支持されている。各弾性部材５３は、対物レ
ンズ４７の光軸方向（矢印Ｆ方向）及びこれに対して垂
直な第１方向（矢印Ｔ方向）の２方向に対して垂直な第
２方向（矢印Ｘ方向）において延在し、アクチュエータ
ベース４２上に上方に向けて伸長すべく形成された張出
部４２ａにその他端部において片持梁状に取り付けられ
ている。各弾性部材５３はばね鋼などから成って可撓性
を有し、これによって対物レンズ４７及びレンズホルダ
４８から成る可動光学系は、該対物レンズの光軸方向
（矢印Ｆ方向）及び上記第１方向（矢印Ｔ方向）の２方
向において移動自在となっている。なお、この光軸方向
は情報記録ディスクの情報記録面に対して垂直に設定さ
れるフォーカシング方向であり、又、該第２方向は該情
報記録面に形成された記録トラックを直角に横切るトラ
ッキング方向である。

【０００６】前述したフォーカシングコイル５０及びト
ラッキングコイル５１は、マグネット５５及びヨーク５
６から成る磁気回路の磁気ギャップ内に位置せしめられ
ている。該磁気ギャップには該各コイルと直角に鎖交す
べく平行磁束が発生しており、該各コイルに所定電流を
供給することにより矢印Ｆ及びＴの各方向の駆動力が発
生して該各方向に上記の可動光学系を駆動することがで
きる。

【０００７】かかるレンズ駆動装置において、仮にフォ
ーカシングコイル５０のみに通電して可動光学系を単に
フォーカシング方向Ｆにおいて駆動すると仮定した場
合、図９に示す如く可動光学系はトラッキング方向にお
いて移動することはなく、磁気回路部の中心軸Ｃ₁と可
動光学系の中心軸Ｃ₂とはほぼ一致している。ところ
が、このようなことはなく、トラッキングサーボ系をな
すべくトラッキングコイル５１にも電流が供給されるの
であり、図１０に示す如く可動光学はトラッキング方向
Ｔにおいても移動する。なお、この可動光学系の移動量
を同図においてｅにて示している。よって、この図１０
に示す状態において、フォーカシングコイル５０に通電
することにより発生する力Ｐ（図１１に示している）
は、図１１にも示す如く可動光学系に対して、可動光学
系の中心軸Ｃ₂からの可動光学系の移動量ｅだけ偏倚し
た位置に加わり回転モーメントＭ（＝Ｐ・ｅ）が生ずる
こととなる。

【０００８】従って、図１１に示すように、可動光学系
が傾き、これによってディスク４３の情報記録面に対す
る対物レンズ４７の正対関係が乱れて集光形状に異常が
生じ、甚だしい場合には正確な再生信号が得られなくな
る。これを防止するために、当該レンズ駆動装置におい
ては、図８に示すように各弾性部材５３の固定端部近傍
に、粘弾性部材６０を外嵌せしめている（但し、図９に
はこの粘弾性部材は示していない）。即ち、この粘弾性
部材６０の内部損失を利用して各弾性部材５３の制振を
なし、以て、可動光学系の傾きを防止せんとしている訳
である。なお、図１２に示すように、この粘弾性部材６
０の断面形状は円形となっている。

【０００９】ところが、かかる粘弾性部材６０を設けた
にも拘らず、可動光学系の傾き防止の効果としては未だ
十分なものは得られてはいなかった。ここで、図１１に
示すように、可動光学系の傾き角をα、弾性部材５３及
び粘弾性部材６０から成るサスペンション全体としての
ばね定数をｋ，可動光学系の重心Ｇからサスペンション
の軸中心までの距離をγにて示すと、駆動力Ｐに基づき
生ずるモーメントとこれに抗すべくサスペンション側に
て生ずるモーメントとのつり合いの式は、

【００１０】

【数１】

【００１１】となる。従って、傾き角αは次式によって
求めることが出来る。

【００１２】

【数２】

【００１３】この式から明らかなように、傾き抑止効果
を大とする手段として例えば、上記の距離γを大とした
り、あるいは、粘弾性部材６０の直径を大としてばね定
数ｋを増大することが考えられる。しかしながら、距離
γを大とすれば各部材は元よりレンズ駆動装置全体の大
型化を招来するという不都合がある。又、ばね定数を大
とするために粘弾性部材６０の直径を単に増大すれば、
これがフォーカシング方向（Ｆ）及びトラッキング方向
（Ｔ）における可動光学の動きに対しても大きな制振作
用を及ぼすこととなり、レンズ駆動装置の駆動周波数特
性の劣化をもたらす。

【００１４】

【発明の目的】本発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは装置の小型化及び
駆動周波数特性の向上を可能にすると共に、可動光学系
の傾きを防止したレンズ駆動装置を提供することであ
る。

【００１５】

【発明の構成】本発明によるレンズ駆動装置において
は、対物レンズを含む可動光学系を前記対物レンズの光
軸方向及びこれに対して垂直な第１方向において移動自
在に支持する支持機構と、前記可動光学系に駆動力を付
与する駆動力付与手段とを含み、前記支持機構は前記光
軸方向及び前記第１方向に対して略垂直な第２方向にお
いて延在して自由端部にて前記可動光学系に結合した４
本の片持梁状細長弾性部材と、前記弾性部材に外嵌せし
められた粘弾性部材とを有するレンズ駆動装置であっ
て、前記弾性部材及び前記粘弾性部材の少なくともいず
れか一方は前記光軸方向及び前記第１方向を含む面内に
おいて前記弾性部材各々を通過する円の接線方向の曲げ
に対する断面２次モーメントが、前記光軸方向及び前記
第１方向の曲げに対する断面２次モーメントより大であ
ることを特徴としている。

【００１６】

【発明の作用】かかる構成のレンズ駆動装置において
は、可動光学系が移動すべき方向における制振作用は小
となり、傾き方向における制振作用のみが大となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例としてのレンズ駆動装
置を添付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、
本発明の実施例としてのレンズ駆動装置の要部を示すも
のである。なお、当該レンズ駆動装置は該要部以外は図
７ないし図１２に示した従来のレンズ駆動装置と同様に
構成されており、装置全体としては詳述しない。又、以
下の説明において、図７ないし図１２に示した従来装置
と同一あるいは対応する部分については同じ参照符号を
用いている。

【００１８】図１及び図２に示す如く、当該レンズ駆動
装置においては、基体としてのアクチュエータベース４
２が、各細長弾性部材５３を支える張出部４２ａの他
に、該張出部との間に対物レンズ４７及びレンズ駆動用
の磁気回路部を挾むが如く位置するもう１つの張出部４
２ｇを有している。両張出部４２ａ及び４２ｇは互いに
上方に向けて伸長している。なお、一方の張出部４２ａ
はアクチュエータベース４２の本体部分とは別体に形成
されており、該張出部の下端部に突設されたピン４２ｄ
が該本体部分に形成された孔４２ｅに密接に嵌合するこ
とにより両者の一体的結合がなされている。

【００１９】上述の２つの張出部４２ａ及び４２ｇは、
Ｕ字状に形成されたヨーク５６の背面側に該背面との間
に隙間を隔てて位置している。そして、この隙間には、
ゴムなどから成る粘弾性体１が介装せしめられている。
４本設けられたサスペンション用の可撓性の弾性部材５
３は、その断面形状が例えば円形であり張出部４２ａ及
びレンズホルダ４８に対して、その両端部に固着された
結合ブロック５３ａ及び５３ｂを介して結合せしめられ
ている。これら両結合ブロック５３ａ及び５３ｂ並びに
弾性部材５３は、インサート成形によって互いに一体的
に固着せられたものである。

【００２０】図１に示すように、各弾性部材５３の固定
端部近傍に、粘弾性部材５が外嵌せしめられている。図
３は図１に関するIII−III断面を示すものであるが、該
図から明らかなように、各粘弾性部材５の断面形状は長
方形であり、フォーカシング方向Ｆ及びトラッキング方
向Ｔを含む面内において各弾性部材５３を通過する仮想
の円６の接線方向において長辺を有するが如く配設され
ている。なお、図３に示すように、各弾性部材５３及び
粘弾性部材５は、この円６上において等ピッチ、すなわ
ち互いに９０°の角度を隔てて位置している。

【００２１】かかる構成において、図４に示す如く、粘
弾性部材５の短辺及び長片の長さを夫々ｂ及びｈとする
と、円６の接線方向における粘弾性部材５の断面２次モ
ーメントＩ_Rは、次式の通りとなる。

【００２２】

【数３】

【００２３】又、この接線方向に対して角度θ傾いた方
向における断面２次モーメントＩ（θ）は次式にて表わ
される。

【００２４】

【数４】

【００２５】ここで、具体的数値として、図３に示すよ
うに、各弾性部材５３及び粘弾性部材５を、フォーカシ
ング方向Ｆ及びトラッキング方向Ｔに対して共に４５°
の角度位置に設定すれば、該両方向における粘弾性部材
５の断面２次モーメントＩ_F及びＩ_Tは上記の数式４にお
いてθ＝４５°を代入した値となる。即ち、

【００２６】

【数５】

【００２７】である。更に、ｈ＝２ｂ（長辺の長さが短
辺の２倍）である場合を考えると、

【００２８】

【数６】

【００２９】

【数７】

【００３０】となる。即ち、粘弾性部材５の断面形状及
びその配置を上述の如くなすことにより、Ｉ _F及びＩ_Tに
対してＩ_Rの大きさを例えば１．６倍とすることが出来
る訳である。ここで、粘弾性部材５は、これが外嵌した
弾性部材５３と共に張出部４２ａに対して片持梁状に取
り付けられている。故に、該粘弾性部材のばね定数Ｋ₁
は片持梁のそれとして、次式の如くなる。

【００３１】

【数８】

【００３２】但し、Ｅ：ヤング率 Ｉ：断面２次モーメント Ｌ：長さ である。即ち、粘弾性部材５のばね定数Ｋ₁はその断面
２次モーメントに比例し、よって、断面２次モーメント
の大小によって制振効果が大となるのである。従って、
前に示した式２を参照すれば明らかなように、上述の構
成においては円６の接線方向における断面２次モーメン
トＩ_Rが大である故にばね定数が大きく可動光学系の傾
きが有効に抑止され、その一方、フォーカシング及びト
ラッシング方向における断面２次モーメントＩ_F及びＩ_T
が小さく抑えられるが故に良好なる駆動周波数特性が得
られるのである。

【００３３】図５は粘弾性部材５の変形例を示すもので
ある。図示の如く、この粘弾性部材５は、その断面形状
が平行四平形であるように成形されており、フォーカシ
ング方向Ｆ及びトラッキング方向Ｔを含む面内において
各弾性部材５３を通過する仮想の円６の接線方向におい
て長辺を有するように配設されている。そして、各弾性
部材５３及び粘弾性部材５は、トラッキング方向Ｔ及び
フォーカシング方向Ｆに対して夫々３５．３°及び５
４．７°の位置に設定されている。かかる構成におい
て、図６に示す如く、粘弾性部材５の底辺の長さ及び高
さを例えばａ及び２ａの平方根に設定すると、上記接線
方向、フォーカシング方向Ｆ及びトラッキング方向Ｔの
夫々における粘弾性部材５の断面２次モーメントＩ_R，
Ｉ_F及びＩ_Tは、下記の如くなる。なお、この断面２次モ
ーメントの数値を求めるまでの計算過程は複雑である
故、ここではこれを省略する。

【００３４】

【数９】

【００３５】

【数１０】

【００３６】即ち、粘弾性部材５の断面形状及びその配
設位置を上述の如く定めることにより、Ｉ_F及びＩ_Tに対
してＩ_Rの大きさを例えば１．６７倍とすることが出来
るのである。上述の如く、粘弾性部材５の断面形状を平
行四辺形とすることにより、又、その配設角度位置をト
ラッキング方向Ｔに近接せしめたことによって、レンズ
駆動装置の小型化、特に薄型化が達成される。

【００３７】尚、上記した各実施例においては、弾性部
材５３についてはその断面形状が円形となっているが、
この弾性部材５３の形状を上記の粘弾性部材と同様に構
成してその断面２次モーメント値を各方向において異な
らしめても良い。又、粘弾性部材５及び弾性部材５３の
断面形状に関しては、上記した如き長方形及び平行四辺
形に限らず、他の種々の形態を採用し得ることは言及す
るまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によるレンズ
駆動装置においては、可動光学系を２方向において移動
自在とすべく該可動光学系を自由端部にて支える４本の
片持梁状細長弾性部材及びこれに外嵌した粘弾性部材の
少なくともいずれか一方につき、上記２方向を含む面内
において各弾性部材を通過する円の接線方向の曲げに対
する断面２次モーメントが上記２方向の曲げに対する断
面２次モーメントよりも大となる断面長を有するように
形成している。

【００３９】かかる構成の故、装置の大型化を抑えつつ
且つ駆動周波数特性を良好に維持しつつ、可動光学系の
傾きを防止することが出来るのである。又、逆に、傾き
防止効果を従来の装置と等価に設定する場合には、装置
の小型化及び駆動周波数特性の向上が達成されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としてのレンズ駆動装置の要部
の平面図である。

【図２】図１に関するII−II断面図である。

【図３】図１に関するIII−III断面図である。

【図４】図３における部分Ａの拡大図である。

【図５】図１及び図２に示したレンズ駆動装置が具備す
る粘弾性部材の変形例である。

【図６】図５における部分Ｂの拡大図である。

【図７】従来のレンズ駆動装置を具備した光学式ピック
アップの要部の縦断面図である。

【図８】図７に示した要部の斜視図である。

【図９】図７及び図８に示したレンズ駆動装置の動作説
明図である。

【図１０】図７及び図８に示したレンズ駆動装置の動作
説明図である。

【図１１】図７及び図８に示したレンズ駆動装置の動作
説明図である。

【図１２】図７及び図８に示したレンズ駆動装置が具備
したサスペンションの断面図である。

【主要部分の符号の説明】５……粘弾性部材 ４２……アクチュエータベース ４７……対物レンズ ４８……レンズホルダ ５０……フォーカシングコイル ５１……トラッキングコイル ５３……サスペンション用細長弾性部材 ５５……マグネット ５６……ヨーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを含む可動光学系を前記対物
   レンズの光軸方向及びこれに対して垂直な第１方向にお
   いて移動自在に支持する支持機構と、前記可動光学系に
   駆動力を付与する駆動力付与手段とを含み、前記支持機
   構は前記光軸方向及び前記第１方向に対して略垂直な第
   ２方向において延在して自由端部にて前記可動光学系に
   結合した４本の片持梁状細長弾性部材と、前記弾性部材
   に外嵌せしめられた粘弾性部材とを有するレンズ駆動装
   置であって、前記弾性部材及び前記粘弾性部材の少なく
   ともいずれか一方は前記光軸方向及び前記第１方向を含
   む面内において前記弾性部材各々を通過する円の接線方
   向の曲げに対する断面２次モーメントが前記光軸方向及
   び前記第１方向の曲げに対する断面モーメントより大で
   あることを特徴とするレンズ駆動装置。