JP3087144B2 - 対物レンズアクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録，再生のた
めに光束を光記録媒体に集光する対物レンズを駆動する
対物レンズアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】対物レンズアクチュエータにおいて、対
物レンズを可動体であるボビンに予め設定された状態で
良好かつ強固に固定するために種々の方法が提案され、
実施されている。

【０００３】例えば実開昭62−195217号公報には、レン
ズの入射面側と出射面側とを間違えないようにホルダに
挿入して固定するためのレンズ取付装置が示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のレンズ取
付装置では、レンズの挿入側の光透過面がホルダに接触
する構成であるので、組立時にレンズを誤って傾けてホ
ルダに挿入してしまうと、光透過面に傷を付けてしまう
おそれがある。

【０００５】また、通常、レンズをホルダに固定するた
め接着剤が用いられるが、組立時に接着剤の一部が固定
部以外へ流出し、時としてレンズの光透過面にまで流れ
てレンズ性能を劣化させるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、対物レンズを光学的性能
を劣化させることなく、容易かつ確実に固定できる対物
レンズアクチュエータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、情報の記録，再生のために光束を光記録
媒体に集光する対物レンズと、対物レンズが搭載され、
かつ少なくとも記録媒体に対して接離する方向に移動自
在に支持された可動体と、可動体を駆動して対物レンズ
の焦点制御を行う駆動手段とを有する対物レンズアクチ
ュエータにおいて、前記可動体に、対物レンズが載置さ
れて可動体に対する対物レンズの光軸方向の位置決めを
する対物レンズ載置面と、対物レンズの外径の位置決め
をする対物レンズ嵌合部と、対物レンズ載置面から距離
をおいて対物レンズに入射する光束の径を決定する円筒
状のアパーチャを形成し、前記対物レンズ嵌合部の少な
くとも２箇所に対物レンズの光軸に対して対称に切欠部
を設け、この切欠部と対物レンズの側面で形成される凹
部に接着剤を設けて対物レンズを前記可動部に固定した
ことを特徴とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】さらに前記対物レンズ載置面の外周に凹欠
部を設け、さらに前記対物レンズ嵌合部の切欠部を対物
レンズ載置面より低い位置まで形成したことを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】上記の手段によれば、可動体に、対物レンズが
載置されて可動体に対する対物レンズの光軸方向の位置
決めをする対物レンズ載置面と、対物レンズの外径の位
置決めをする対物レンズ嵌合部と、対物レンズ載置面か
ら一段下がった位置に対物レンズに入射する光束の径を
決める円筒状のアパーチャを形成したので、対物レンズ
の光束透過面が可動体に接触することがなく、組立時に
誤って対物レンズを傾けて載置してしまった場合でも対
物レンズを傷つけてしまうのを防ぐことができる。

【００１２】

【００１３】また対物レンズ嵌合部に、２箇所以上の切
欠部を対物レンズの光軸に対して対称な位置に設け、切
欠部と対物レンズの側面で形成される凹部に接着剤を付
けて対物レンズを可動体に固定したので、接着剤が対物
レンズの上面や下面に流れ込んでしまうことなく、確実
に対物レンズを可動体に固定することができる。

【００１４】さらに対物レンズ載置面の外周に凹欠部を
設け、対物レンズ嵌合部の前記切欠部を対物レンズ載置
面より低い位置まで設けたので、対物レンズの全周を接
着することができ、接着強度がさらに増す。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の対物レンズアクチュエータ
ユニットの一実施例を示す分解斜視図、図２は対物レン
ズ取付部を一部断面した斜視図、図３は図２の対物レン
ズ取付時の状態の断面図、図４は図２の接着部分の斜視
図である。

【００１７】同図において、対物レンズ１を搭載した可
動体であるボビン２には、フォーカシング用のコイル３
が巻回され、さらに両側にトラッキング用のコイル４が
接着固定されている。またボビン２は、フォーカシング
方向とトラッキング方向の両方向に変形可能な弾性支持
手段である板バネ５で上下左右４箇所支持されており、
駆動手段を構成するフォーカシング用，トラッキング用
のコイル３，４に流す電流を制御することによって磁気
回路による一定磁界との電磁作用でフォーカシング方
向，トラッキング方向に駆動制御される。

【００１８】前記ボビン２には、対物レンズ１が載置さ
れて光軸方向の位置決めをする対物レンズ載置面６と、
対物レンズ１の外径の位置決めをする対物レンズ嵌合部
７と、対物レンズ載置面６から距離をおいて、一段下が
った位置に対物レンズ１に入射する光束の径を決める円
筒状のアパーチャ８が形成されている。そのため対物レ
ンズ１の光束透過面がボビン２に接触することが無く、
組立時に誤って対物レンズ１を傾けて載置してしまった
時に対物レンズ１を傷つけてしまうのを防ぐことができ
る。前記アパーチャ８の円筒面には、対物レンズ側の径
が大きくなるように射出成形時の抜き勾配（傾斜面）が
付けられており、対物レンズ１と反対側の最小径部がア
パーチャ径となっている。これによって、対物レンズ嵌
合部７とアパーチャ８が後述する一体の型で成形できる
ため、対物レンズ１とアパーチャ８の同軸度が高精度で
実現でき、収差の発生を抑えてより理想に近い光スポッ
トを図示しない光ディスク記録面上に形成することがで
きる。またアパーチャ８の対物レンズ側に面取り９を設
けることによりアパーチャ８の最小径部と対物レンズ１
との距離を短くして、アパーチャ８の最小径部のエッジ
で生じる回折を最小限に抑えられる。

【００１９】前記対物レンズ嵌合部７には対物レンズ１
を挟むようにしてトラッキング方向の両側に切り欠き10
が設けられていて、この切り欠き10と対物レンズ１の側
面で形成される凹部Ｏに接着剤11を付けることにより、
接着剤11が対物レンズ１の上面や下面に流れ込んでしま
うことなく、確実に対物レンズ１をボビン２に固定する
ことができる。切り欠き10は、本実施例で例示した位置
から光軸まわりに90°回転した位置に２箇所設けてもよ
く、また３箇所以上でもよい。さらにボビン２の下部に
は、対物レンズ１とバランスをとるために対物レンズバ
ランサＢが設けられている。ボビン２の材質は、繊維強
化プラスチックや液晶ポリマ等の高強度材料からなり、
対物レンズ駆動時の不要な共振を防いでいる。

【００２０】図５は図２のアパーチャ部分の成形方法の
説明図であり、１２は成形型であって、前記対物レンズ
載置面６に対応する成形部分１２ａと、前記対物レンズ
嵌合部７に対応する成形部分１２ｂと、前記アパーチャ
８に対応する成形部分１２ｃと、前記面取り９に対応す
る傾斜部分１２ｄとが一体になっている。

【００２１】前記成形型12で成形することによって、ボ
ビン２の対物レンズ嵌合部７部分とアパーチャ８を別型
で成形するよりも精度の高い同軸度が得られる。尚、成
形後にアパーチャ８の下端部ａにバリが生じた場合には
面取り処理を施す。

【００２２】図６はボビンにおける対物レンズ取付部の
他の例を示す平面図、図７は図６のｘ−ｘ線断面図であ
り、この例では、図２〜図４に基づいて説明した対物レ
ンズ載置面６の最外周部に凹欠部６aを形成し、さらに
図２，図４に基づいて説明した対物レンズ嵌合部７の切
り欠き10を対物レンズ載置面６より低い位置まで形成し
ており、図８に示したように、接着剤11が前記凹欠部６
aに回り込んで対物レンズ１の下側部全周がボビン２に
接着されることになり、接着強度を増すことができ、前
記凹欠部６aを通して切り欠き10から固定に関与しない
余分な接着剤１１が逃げるので、対物レンズ１の内周側
に接着剤１１が流れ込んでしまうことはなくなる。

【００２３】図９は板バネ取付部の分解斜視図、図１０
（ａ），（ｂ）は板バネの一方端の固定方法の説明図、
図１１（ａ），（ｂ）は板バネの他方端の固定方法の説
明図であり、ボビン２を支持する弾性支持部材である板
バネは、厚さ数十ミクロンの２枚の板材からなり、変形
部５ａは幅が厚さの数倍程度で、フォーカシング方向と
トラッキング方向の両方向に変形する。一対の変形部５
ａは、固定部側接着部５ｂでつながっている。上２本，
下２本の４本の変形部５ａは、平行に配置され、かつボ
ビン２をフォーカシング方向とトラッキング方向に平行
移動可能に支持しており、変形部５ａの両端には前記固
定部側接着部５ｂと可動部側接着部５ｃから突起５ｄが
出ており、変形部５ａより幅の広いダンピング部材１５
が貼着されている。ダンピング部材１５は、ブチルゴム
等の粘弾性材料からなり、板バネ５による共振の振幅を
抑える作用をする。

【００２４】前記ボビン２の板バネ支持部16には、板バ
ネ固定ピン17が入る孔が形成され、可動部側接着部５c
を板バネ固定ピン17で挟むようにして接着固定する。ボ
ビン２の一側に設置される板バネ固定部材18の接着面18
aと板バネ15の固定部側接着部５bは、板バネ固定バー19
に設けられた２本のピン19aに対応する位置に丸孔18bと
長孔18cを有し、板バネ固定バー19で位置決めをしなが
ら板バネ５の固定部側接着部５bを挟むようにして接着
固定する。接着固定後、固定部側接着部５bに突設され
た連結部５eを図９の２点鎖線部分で切断する。

【００２５】上下２本の変形部５aをそれぞれ１枚の板
バネから作っているので、容易に精度良く組立ることが
できる。また前記板バネ固定ピン17と板バネ固定バー19
は、それぞれ上下共通部品であって、板バネ５も上下共
通となっており、さらに板バネ固定部材18と板バネ固定
バー19は非導電性材料、例えばプラスチックからなって
いる。

【００２６】また板バネ５の固定方法は、図10，図11の
ように、ボビン２の板バネ支持部16と板バネ固定部材18
の接着面16a，18aにピン20a，20bを形成しておき、板バ
ネ５の孔５f，５gにそのピン20a，20bを通して熱カシメ
または超音波溶着でピン20a，20bの頭部をつぶして固定
しても良い。

【００２７】前記フォーカシング用，トラッキング用の
各コイル３，４の端子は板バネ５の可動部側接着部５ｃ
にハンダ付けされ、板バネ５の固定部側接着部５ｂはア
クチュエータ用フレキシブルケーブル２１のアクチュエ
ータ側ランド部にハンダ付けされる。アクチュエータ用
フレキシブルケーブル２１は板バネ固定部材１８を巻く
ように両面テープ等で貼着され、その際、板バネ固定部
材１８には段差１８ｄが設けられているので、アクチュ
エータ用フレキシブルケーブル２１の位置決めができる
と同時に、アクチュエータ用フレキシブルケーブル２１
がキャリッジベース２２の壁面に接触するのを防ぐこと
ができる。そしてキャリッジ側ランド部はキャリッジベ
ース２２に取り付けられた図示しないフレキシブルケー
ブルのランド部に接続される。板バネ５の前記連結部５
ｅを切断してあるので、フォーカシング用，トラッキン
グ用の各コイル３，４に独立に給電が可能である。

【００２８】また図９に示したように、ボビン２には後
述するレンズ位置センサ用の遮光板２３と、この遮光板
２３とバランスをとるための遮光板バランサ２４が取り
付けられている。遮光板２３と遮光板バランサ２４は、
それぞれ上下の板バネ支持部１６には挟持されて接して
おり、板バネ支持部１６の補強となって対物レンズ駆動
時の不要な共振を防いでいる。

【００２９】図12はアクチュエータベースの一部を切断
して示した斜視図、図13はボビンとキャリッジベースと
の支持機構部分の断面図であり、固定体であるアクチュ
エータベース25は、内ヨーク26と外ヨーク27が一体に設
けられており、外ヨーク27には永久磁石28が接着され、
さらに前記板バネ固定部材18の下面には丸穴と長穴が穿
設されていて、板バネ固定部材18がアクチュエータベー
ス25に設けられた位置決めピン29との嵌合で位置決めさ
れて図１に示したネジＮ１で固定される。また上ヨーク
30が内ヨーク26と外ヨーク27の上端をつなぐように取付
けられ、上ヨーク30，内ヨーク26，外ヨーク27，アクチ
ュエータベース25，永久磁石28とで磁気回路が構成され
る。

【００３０】図12，図13において、アクチュエータベー
ス25の下面には、対物レンズ１の主点Ｘを中心とする球
面の一部からなる球面座31を設け、この球面座31がキャ
リッジベース22に設けられた環状座32に接するようにア
クチュエータベース25がキャリッジベース22上に載置さ
れる。図示しない固定光学系からキャリッジベース22に
搭載された三角プリズム33へ光束が入射してくる側の球
面座31は切り欠かれており、球面座31で入射光が遮られ
ることがない。

【００３１】またアクチュエータベース25は、キャリッ
ジベース22の裏から２本の調整ネジ35と付勢バネ36で付
勢された付勢ネジ37とでネジ孔25aで止められており、
２本の調整ネジ35で対物レンズ１の光軸とディスク面と
が垂直になるように傾き調整される。球面座31の中心が
対物レンズ１の前記主点Ｘと一致しているので、アクチ
ュエータベース25を傾けても光軸がずれることがない。
図１に示したように、２本の調整ネジ35と１本の付勢ネ
ジ37を通すためにキャリッジベース22に設けられた３個
の通孔22a〜22cのうち、２個は22a，22bはバカ孔であっ
て、１個22cは付勢ネジ37の外径と略等しい幅の長孔と
なっていて、対物レンズアクチュエータが光軸のまわり
に回転してしまうことがない。また傾き調整する時に
は、付勢ネジ37は前記環状座32の半径方向に動かなけれ
ばならないため、長孔22cの長さ方向を環状座32の半径
方向と一致させている。

【００３２】図14はレンズ位置センサＳの分解斜視図、
図15は図14のハウジングの底面を示す斜視図、図16は遮
光板の取付けを説明するための斜視図、図17は遮光板の
取付けを説明するための一部断面図、図18(a)，(b)はレ
ンズ位置センサの検出感度の説明図であり、ボビン２に
取付けられた前記遮光板23には、フォーカシング方向に
長いスリット23aが設けられていて、発光素子40からこ
のスリット23aを通過した光が、トラッキング方向に２
分割された受光面41aを持つ受光素子41に入射する。ス
リット23aは、前記受光面41aのフォーカシング方向Ｆの
寸法とボビン２のフォーカシング方向Ｆの可動ストロー
クの和より長くしてある。

【００３３】本実施例では、発光素子４０として発光ダ
イオード、受光素子４１としてフォトダイオードを用い
る。受光素子４１は、受光量に応じた電気信号を出力
し、左右の受光面４１ａの出力の差によってボビン２，
対物レンズ１のトラッキング方向の位置を検出すること
ができる。図１６，１７に示したように、遮光板２３
は、ボビン２の対物レンズ載置面６に垂直に形成された
位置決め面６ａに基準面２３ｂが取付けられ、基準面２
３ｂと平行にスリット２３ａが形成されているので、対
物レンズ１の光軸とスリット２３ａとの平行度は高精度
に保たれている。またスリット２３ａのフォーカシング
方向Ｆの長さは、受光素子４１の受光面４１ａのフォー
カシング方向の寸法とボビン２のフォーカシング方向の
可動ストロークの和よりも長くとってあるので、スリッ
ト２３ａを通過した光は、常に受光面４１ａのフォーカ
シング方向全体に当り、受光素子４１が傾いていても、
ボビン２がフォーカシング方向に移動した時に検出位置
がずれることがない。

【００３４】上記のように検出された位置信号は、対物
レンズ１と受光素子41＝キャリッジベース22＝三角プリ
ズム33との相対的な変位を表すので、この変位をゼロに
するようにキャリッジベース(＝受光素子41＝三角プリ
ズム33)22を移動させることによって、常に三角プリズ
ム33から対物レンズ１に入射する光束と対物レンズ１の
光軸とを一致させておくことができる。上記のレンズ位
置検出部はアクチュエータべース25のディスク外周側
(固定光学系側)に設けられ、これによってレンズ位置セ
ンサＳと図示しないスピンドルモータとが干渉しないよ
うにできるので、ディスク内周側のアクセス可能範囲が
広がる。

【００３５】上記のレンズ位置検出部を組立るに際して
は、まず、発光素子40に取付けられたガイドプレート45
が、保持体であるハウジング46に設けられた受光素子41
の受光面41aに平行なガイド面46aに接するように発光素
子40をスライドさせて、左右の受光面41aの受光量が等
しくなるように(左右の受光面の出力の差がゼロとなる
ように)調整して固定する。アクチュエータベース25
に、図12のように、トラッキング方向に並べて設けられ
た２本のガイドピン47と、ハウジング46の下面に受光面
41aと平行に設けられたガイド溝48によってハウジング4
6がトラッキング方向に案内されており、ハウジング46
をスライドさせて、対物レンズ１がトラッキング方向の
中立位置にある時に遮光板23のスリット23aを通過した
光の左右の受光面41aの受光量が等しくなるように(左右
の受光面の出力の差がゼロとなるように)調整して、図
１のように、アクチュエータベース25の下面から貫通長
孔25bを通してネジＮ２でネジ止めする。ネジＮ２の位
置はピックアップユニットからの光束を遮らないように
ずらしてある。

【００３６】ところで、図１８（ａ）に示したように、
一般に殆どの発光素子の光量分布は、中心部が強く、周
辺部にいくほど弱くなる。発光素子の調整を行うと、受
光面Ａ，Ｂの入射する光量分布Ｆｈは左右均等になり、
スリットＳＬの中心と分割線Ｃが一致した時に左右の受
光面Ａ，Ｂの出力の差がゼロとなる。遮光板（＝対物レ
ンズ）のスリットＳＬが右（または左）にａ（ｂ）分移
動すると、光は全て受光面Ａ（またはＢ）に入射するよ
うになり、それ以上の位置検出はできない。つまり検出
可能範囲はａ，ｂである。図１８（ｂ）のように、発光
素子の受光分布Ｆｈ′がずれていると、スリットＳＬの
中心が分割線からずれた位置で左右の受光面の出力の差
がゼロとなる。この時の検出可能範囲ａ′，ｂ′は左右
不均等になり、片側の検出可能範囲が狭くなってしま
う。また光量分布の中心と分割線Ｃが一致していた方
が、受光量が多いので検出感度が高く、光量分布がフラ
ットなので感度のバラツキも小さい。このため上記の受
光量調整が必要となる。

【００３７】また前記発光素子４０と受光素子４１へは
図１のレンズ位置センサ用フレキシブルケーブル５０を
通して給電される。レンズ位置センサ用フレキシブルケ
ーブル５０はハウジング４６を巻くように両面テープ等
で貼着され、キャリッジ側ランド部はキャリッジベース
２２に取り付けられた図示しないフレキシブルケーブル
のランド部に接続される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可動体に対して対物レンズは光軸方向と外径の位置決め
がなされ、アパーチャ周部と対物レンズの光束透過面が
接触しないので、組立時に誤って対物レンズを傾けて載
置してしまっても対物レンズに損傷を与えることが防止
され、また対物レンズ嵌合部の切欠部と対物レンズの側
面で形成される凹部に接着剤を付けて対物レンズを可動
体に固定したので、接着剤が対物レンズの上下面へ流れ
込むことなく確実な固定ができ、さらに対物レンズ載置
部の外周の凹欠部によって接着剤が対物レンズの全周に
回り込んで接着強度をより増すことができるため、対物
レンズを、光学的性能を劣化させることなく、容易かつ
確実に固定できる対物レンズアクチュエータを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズアクチュエータの一実施例
を示す分解斜視図である。

【図２】対物レンズ取付部を一部断面した斜視図であ
る。

【図３】図２の対物レンズ取付時の状態の断面図であ
る。

【図４】図２の接着部分の斜視図である。

【図５】図２のアパーチャ部分の成形方法の説明図であ
る。

【図６】ボビンにおける対物レンズ取付部の他の例を示
す平面図である。

【図７】図６におけるｘ−ｘ線断面図である。

【図８】図６，図７の対物レンズ取付部の接着部分の説
明図である。

【図９】板バネ取付部の分解斜視図である。

【図１０】板バネの一方端の固定方法の説明図である。

【図１１】板バネの他方端の固定方法の説明図である。

【図１２】アクチュエータベースの一部を切断して示し
た斜視図である。

【図１３】ボビンとキャリッジベースとの支持機構部分
の断面図である。

【図１４】レンズ位置センサの分解斜視図である。

【図１５】図14のハウジングの底面を示す斜視図であ
る。

【図１６】遮光板の取付けを説明するための斜視図であ
る。

【図１７】遮光板の取付けを説明するための一部断面図
である。

【図１８】レンズ位置センサの検出感度の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…対物レンズ、 ２…ボビン(可動体)、 ３，４…コ
イル(駆動手段)、 ６…対物レンズ載置面、 ６a…凹
欠部、 ７…対物レンズ嵌合部、 ８…アパーチャ、
９…面取り(傾斜面)、 10…切り欠き(切欠部)、 11…
接着剤、 12…成形型、 Ｏ…凹部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木船 英明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭64−46241（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−162114（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−24515（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−8710（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−42122（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−170330（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/12 - 7/135 G11B 7/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報の記録，再生のために光束を光記録
   媒体に集光する対物レンズと、対物レンズが搭載され、
   かつ少なくとも記録媒体に対して接離する方向に移動自
   在に支持された可動体と、可動体を駆動して対物レンズ
   の焦点制御を行う駆動手段とを有する対物レンズアクチ
   ュエータにおいて、前記可動体に、対物レンズが載置さ
   れて可動体に対する対物レンズの光軸方向の位置決めを
   する対物レンズ載置面と、対物レンズの外径の位置決め
   をする対物レンズ嵌合部と、対物レンズ載置面から距離
   をおいて対物レンズに入射する光束の径を決定する円筒
   状のアパーチャを形成し、前記対物レンズ嵌合部の少な
   くとも２箇所に対物レンズの光軸に対して対称に切欠部
   を設け、この切欠部と対物レンズの側面で形成される凹
   部に接着剤を設けて対物レンズを前記可動部に固定した
   ことを特徴とする対物レンズアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記対物レンズ載置面の外周に凹欠部を
   設け、さらに前記対物レンズ嵌合部の切欠部を対物レン
   ズ載置面より低い位置まで形成したことを特徴とする請
   求項１記載の対物レンズアクチュエータ。