JP3260628B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録ディスクに
対して情報の記録・再生を行なうための対物レンズを、
ディスク半径方向に移動するフレーム上に搭載したタイ
プの光ピックアップ装置に関するものである。さらに詳
しくは、フレームに発生する振動の吸収技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタ
ルビデオディスク（ＤＶＤ）等の光記録ディスクから記
録情報を再生するための光ピックアップ装置のうち、た
とえば軸摺動回動型の対物レンズ駆動装置を用いたもの
には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カップ形状を
有する金属製のヨーク２の内側にレンズホルダー３が装
着されている。ヨーク２の中心には支軸２３が直立し、
この支軸２３をレンズホルダー３の支軸貫通孔３４に貫
通させた状態にある。ヨーク２とレンズホルダー３の間
には、レンズホルダー３に搭載されている対物レンズ５
をトラッキング方向に移動させるためのトラッキング駆
動機構、およびフォーカシング方向に移動させるための
フォーカシング駆動機構が組付けられている。これらの
駆動機構は磁気駆動式のものである。例えば、トラッキ
ング駆動機構は、レンズホルダー３の外周板部分３２の
外周面にトラッキング用駆動コイル７１、７２が形成さ
れ、ヨーク２の側面部２１の内周面にはトラッキング用
永久磁石７３、７４を備えている。従って、駆動コイル
７１、７２に対する給電を行うと、駆動コイル７１、７
２と永久磁石７３、７４との間に発生する磁力によっ
て、レンズホルダー３を支軸２３の回りに所定の角度範
囲に渡って回転させることができる。また、フォーカシ
ング駆動機構も基本点には同じ原理であり、駆動コイル
６１、６２と永久磁石６３、６４との間に発生する磁力
によって、レンズホルダー３を支軸２３に沿って摺動さ
せる。

【０００３】このような部品はいずれもフレーム９上に
一括して搭載され、フレーム９とともにディスク半径方
向に移動する。すなわち、フレーム９の両端部に形成さ
れているガイド孔９４および凹部９６には、ディスク半
径方向に延びる２本のガイド軸１０１、１０２がそれぞ
れ通され、これらのガイド軸１０１、１０２上をフレー
ム９が移動する。但し、ピックアップ装置において、対
物レンズ駆動装置の駆動力による振動、フレーム９の移
動に伴って発生する振動、あるいは携帯用・車載用の光
ピックアップ装置において外部から伝わってくる振動
は、図６にフレーム９の動きを実線Ｌ１と点線Ｌ２とに
よって示すように、フレーム９に対してガイド軸１０
１、１０２の軸線方向の振動や捩れ共振をもたらし、こ
れらの振動は、トラッキング駆動機構やフォーカシング
駆動機構に伝わってトラックへのサーボ（トラッキング
サーボ・フォーカシングサーボ）を妨げる。すなわち、
トラッキング駆動機構やフォカーシング駆動機構の周波
数特性においては、図７に示すように、前記の捩れ共振
の影響は、その共振周波数付近で異常な位相遅れを発生
させる。そこで、従来は、フレーム９の捩れ共振を防止
するという観点から、剛性の高い金属で構成したフレー
ム、リブの形成により剛性を高めたフレーム、あるいは
大きめに設計したフレームを採用する等の対策が施され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピックアップ装置において行われているいずれの対策
も、フレーム９の小型化・軽量化に逆行するだけでな
く、ガイド軸１０１、１０２の軸線方向における振動や
捩れ共振を完全に解消できないという問題点がある。ま
た、従来の対策では、フレーム９の質量が増した分、ア
クセス速度が低下するという問題点がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、上記の問題点を
解消することにあり、フレームなどの小型化・軽量化を
妨げることなくフレームの振動を吸収し、アクセス速度
が高くて、かつ、トラックへのサーボが安定して行われ
る光ピックアップ装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、対物レンズを保持するレンズホルダ
ー、および該レンズホルダーをトラッキング方向および
フォーカシング方向に駆動するレンズ駆動機構が搭載さ
れたフレームと、該フレームをディスク半径方向に駆動
するフレーム駆動機構とを有し、当該フレーム駆動機構
は、前記フレームをディスク半径方向に案内する１対の
平行なガイド部を備える光ピックアップ装置において、
前記フレームおよび該フレームへの搭載部品の少なくと
もいずれかには、前記一対のガイド部の幅方向における
略中央に相当する位置で前記ディスク半径方向に直交す
る面に、前記フレームの振動を吸収するためのウエイト
部および弾性部を具備する動吸振器が取り付けられてい
ることを特徴とする。

【０００７】このように一対のガイド部によってフレー
ムが支持されている場合には、これらのガイド部の幅方
向における略中央に相当する位置でフレームの振幅が最
大となりやすいが、本発明では、このような振幅が最大
となる箇所に動吸振器を配置したので、振動を最も効果
的に吸収できる。

【０００８】本発明に係る光ピックアップ装置では、重
いフレームなどを用いる従来の対策と違って動吸振器を
効果的に用いているため、フレームとして合成樹脂製な
どの小型で、かつ軽量のものを用いた場合でも、フレー
ムの振動を確実に防止できる。それ故、光記録ディスク
に対するアクセス動作を高速で行え、かつ、トラックへ
のサーボも安定して行うことができる。

【０００９】本発明では、前記ウエイト部の質量は、前
記フレームおよび該フレームへの搭載部品の全質量に対
して３質量％から３０質量％までの範囲にあることが好
ましい。すなわち、フレームの振動を確実に防止でき、
かつ、アクセス速度を低下させない範囲内にウエイト部
の質量を設定することが好ましい。

【００１０】本発明において、フレームは、軽量化を図
るという観点からすればマグネシウム合金等の軽金属を
用いることができるが、コストや成形しやすさ等も考慮
すれば、樹脂材料で構成するのが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。なお、以下に説明する形態は、
基本的な構造が従来の技術で説明したものと共通してい
るので、対応する部分には同符号を付してある。

【００１２】（光ピックアップの構造）図１（Ａ）は、
本発明を適用した光ピックアップの対物レンズ駆動装置
の平面図、図１（Ｂ）はその縦断面図である。

【００１３】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光ピッ
クアップ装置１の軸摺動回動型の対物レンズ駆動装置１
Ａには、カップ形状を有する金属製のヨーク２、このヨ
ーク２の内側に装着されているプラスチック製のレンズ
ホルダー３などが構成され、これらの部品は合成樹脂製
のフレーム９の上に搭載されている。

【００１４】ヨーク２は、円筒状の側面部２１と底面部
２２を備え、底面部２２の中心には支軸２３が直立して
いる。

【００１５】レンズホルダー３は、略円形をした天板部
分３１と、この天板部分３１の外周縁に連続しているほ
ぼ円筒形状の外周板部分３２と、天板部分３１の中心か
ら垂直に延びる円筒状の内周板部分３３とを備えてお
り、当該内周板部分３３の内側の中空部分が、上記の支
軸２３が貫通する支軸貫通孔３４となっている。支軸２
３を支軸貫通孔３４に貫通させた状態においては、支軸
２３を中心としてレンズホルダー３は回転自在であると
共に、支軸２３の軸線方向に摺動自在となっている。レ
ンズホルダー３の内部において、外周板部分３２と内周
板部分３３の間は複数の補強リブ（図示せず）によって
連結されている。

【００１６】光ピックアップ装置１としては、ＤＶＤお
よびＣＤの双方に対応するタイプのもの、いずれか一方
だけに対応するタイプのものがあるが、たとえばＣＤに
対応するタイプのものであれば、レンズホルダー３の天
板部分３１にはＣＤ用対物レンズ５のみが搭載されてい
る。

【００１７】ヨーク２とレンズホルダー３の間には、レ
ンズホルダー３に搭載されているＣＤ用対物レンズ５を
トラッキング方向（矢印Ａの方向）に移動させるための
トラッキング駆動機構、およびフォーカシング方向（矢
印Ｂの方向）に移動させるためのフォーカシング駆動機
構が組付けられている。これらの駆動機構は磁気駆動式
のものである。例えば、トラッキング駆動機構は、レン
ズホルダー３の外周板部分３２の外周面に１８０度の間
隔で取り付けた取り付けたトラッキング用駆動コイル７
１、７２を備えている。また、ヨーク２の側面部２１の
内周面には、１８０度の間隔で取り付けた一対のトラッ
キング用永久磁石７３、７４を備えている。これらの駆
動コイルに対する給電を制御することにより、駆動コイ
ル７１、７２と、対応する永久磁石７３、７４との間に
発生する磁力によって、レンズホルダー３を支軸２３の
回りに所定の角度範囲に渡って回転させることができ
る。すなわち、レンズホルダー３に搭載されているＣＤ
用対物レンズ５をトラッキング方向に移動させることが
できる。フォーカシング駆動機構も基本的には同様な構
成となっており、フォーカシング用駆動コイル６１、６
２と、対応する永久磁石６３、６４との間に発生する磁
力によって、レンズホルダー３を支軸２３の軸線方向に
摺動させるようになっている。なお、磁気式駆動機構の
原理は公知であるので、本明細書においてはこれ以上の
説明は省略するものとする。

【００１８】ここで、レンズホルダー３の側に搭載され
ている各駆動コイル６１、６２、７１、７２等へ給電を
行なうために、レンズホルダー３とヨーク２の間には、
フレキシブルプリント基板８が懸け渡されている。フレ
キシブルプリント基板８は、例えば、可撓性の基板の表
面に銅箔等の配線パターンを印刷したものであり、配線
パターンの保護層を省略することにより、当該フレキシ
ブルプリント基板を柔軟なものとしてある。本例では、
フレキシブルプリント基板８は、レンズホルダー３の側
とヨーク２の側との間でＵ字状に弛んだ状態で架け渡さ
れ、この弛み部分がレンズホルダー３の回転に伴って変
形することになる。なお、フレキシブルプリント基板８
に対する給電は、フレーム９上に搭載されているコネク
タ８０、回路基板８１、およびそれから引き出されてい
るフレキシブルプリント基板８２を介して行われる。

【００１９】（フレームの構成）このように構成した対
物レンズ駆動装置１は、ＣＤ用対物レンズ５にレーザ光
を導く光学部品などが搭載されたフレーム９を用いてＣ
Ｄ再生装置などに組み込まれる。

【００２０】フレーム９は、樹脂成形品であり、上記の
ヨーク２などが搭載される部品搭載部９１と、そこから
両側に延設された連結部９２、９３とから構成され、略
くの字状の平面形状を有している。２つの連結部９２、
９３のうち、連結部９２の先端側には、フレーム９をデ
ィスク半径方向（矢印Ｃで示す方向）に駆動するための
フレーム駆動機構（図示せず。）に構成されているガイ
ド軸１０１が通る２つのガイド孔９４が形成され、その
内部には金属製のスリーブ９５がそれぞれ嵌められてい
る。一方、連結部９３の先端側には、同じくフレーム９
をディスク半径方向（矢印Ｃで示す方向）に駆動するた
めのフレーム駆動機構のガイド軸１０２を受ける凹部９
６が形成されている。ここで、ガイド軸１０１、１０２
は、互いに平行に配置されている。従って、フレーム９
は、ガイド軸１０１、１０２、ガイド孔９４、およびガ
イド軸受け用の凹部９６を介してディスク半径方向に移
動することになる。

【００２１】フレーム９の部品搭載部９１は、ヨーク２
などが搭載される上半部９８と、そこから下方に向けて
概ね角形に突出する下半部９９とから構成されている。
この下半部９９の内部には半導体レーザ、回折格子、ビ
ームスプリッタ、１／２波長板、全反射ミラーなどの各
種光学部品が搭載され、これらの光学部品によって半導
体レーザから出射されたレーザ光は、ＣＤ用対物レンズ
５に導かれるようになっている。また、光記録ディスク
から反射光は、ＣＤ用対物レンズ５で受光された後、上
記の各種光学部品を介して光検出器９７において検出さ
れ、光記録ディスクに記録されている情報が再生される
ようになっている。

【００２２】（フレームに対する吸振構造） このように構成したフレーム９は、ガイド軸１０１、１
０２に支持されながらディスク半径方向に移動する際、
あるいは携帯用・車載用の光ピックアップ装置１におい
て外部から振動が伝わった際に、図６を参照して説明し
たように、ガイド軸１０１、１０２の軸線方向における
振動や捩れ共振を起こそうする。そこで、本発明では、
図６に示した振動において最も振幅の大きな位置に動吸
振器２００を設けてある。すなわち、本形態では、フレ
ーム９の両端が２本のガイド軸１０１、１０２に支持さ
れていることから、２本のガイド軸１０１、１０２の略
中央に相当する位置で振幅が最も大きいので、図１
（ｂ）に示すように、部品搭載部９１（下半部９９）の
うち、ガイド軸１０１、１０２の略中央に相当する位置
でディスク半径方向と直交している側面部９９０の底面
側９９１近くに動吸振器２００を固着してある。この動
吸振器２００は、ばねとして機能するゴム層２０１（弾
性部）と、このゴム層２０１の表面側に接着材などで固
着された金属製のウエイト部２０２とから構成され、ゴ
ム層２０１の裏面側が接着材によって部品搭載部９１の
側面部９９０に張り付けられている。

【００２３】（本形態の効果）このように構成した光ピ
ックアップ装置１では、フレーム９自身の移動に伴って
発生する振動、あるいは外部から伝わってくる振動によ
ってフレーム９が捩れ共振などを起こそうとしたときで
も、その振動を動吸振器２００が吸収する。しかも、フ
レーム９に捩れ共振などが起きたときに最も振幅が大き
い箇所に動吸振器２００を配置してあるため、動吸振器
２００は最も効果的に振動を吸収することになる。従っ
て、本発明を適用した光ピックアップ装置１において、
トラッキング駆動機構およびフォーカシング駆動の周波
数特性を計測したところ、図２に示すように、前記の捩
れ共振に起因する周波数２ｋＨｚ付近での異常な位相遅
れが、図９に示す結果と比較して著しく低減される。ま
た、フレーム９の捩れ共振を吸収するにあたって、重い
フレームなどを用いる従来の対策と違って、本発明で
は、動吸振器２００を効果的に用いているため、フレー
ム９として合成樹脂製の小型で、かつ軽量のものを用い
ることができる。それ故、光記録ディスクに対するアク
セス動作を高速で行うことができるとともに、安定した
トラッキングサーボやフォーカシングサーボを行うこと
ができる。

【００２４】ここで、動吸振器２００のウエイト部２０
２の質量を種々変化させたときに、レンズホルダー３の
側での２ｋＨｚの振動に対する位相の乱れ量がどのよう
に変化するかを測定した結果を図３に示す。位相の乱れ
量については、動吸振器２００を付加しない状態の位相
の乱れ量を１００％として表してある。図３に示すよう
に、動吸振器２００の質量がフレームおよびそれに搭載
の全部品の総質量に占める割合が大きくなるほど、位相
の乱れ量が小さくなる傾向にある。但し、位相の乱れ量
と光記録ディスクへのサーボ動作との関係を検討したと
ころ、動吸振器２００を付加しないときの位相の乱れ量
からみて約５０％にまで位相の乱れ量を低減すれば、光
記録ディスクへのサーボ動作に支障がないことが確認さ
れている。従って、動吸振器２００のウエイト部２０２
の質量については、フレーム９およびそれに搭載の全部
品を含む総質量に対して約３質量％以上とすればよい。
また、動吸振器２００のウエイト部２０２の質量がフレ
ーム９およびそれに搭載の全部品を含む総質量に対して
約３０質量％を越えても、位相の乱れ量への改善効果が
飽和する傾向にあることから、動吸振器２００のウエイ
ト部２０２の質量については、フレーム９およびそれに
搭載の全部品を含む総質量に対して約３０質量％以下に
設定し、動吸振器２００を付加してもアクセス速度が低
下しないようにすることが好ましい。

【００２５】また、動吸振器２００自身の共振周波数を
変化させたとき、レンズホルダー３の側での２ｋＨｚの
振動に対する位相の乱れ量がどのように変化するかを測
定した結果を図４に示す。この図でも、位相の乱れ量に
ついては、動吸振器２００を付加しない状態の位相の乱
れ量を１００％として表してある。図４に示すように、
動吸振器２００の共振周波数と、レンズホルダー３の側
で生じる振動の周波数（２ｋＨｚ）とを一致させたとき
に位相の乱れ量が最小になり、動吸振器２００を付加し
ないといの位相の乱れ量の約１０％のレベルまで低減で
きる。但し、前述のとおり、動吸振器２００を付加しな
いときの位相の乱れ量からみて約５０％にまで位相の乱
れ量を低減すれば光記録ディスクへのサーボ動作に支障
がないことが確認されていることから、共振周波数が約
０．８ｋＨｚから約５ｋＨｚの動吸振器２００を用いれ
ばよいといえる。

【００２６】［その他の実施の形態］ なお、上記形態では、動吸振器２００をフレーム９の側
面部９９０に固着したが、フレーム９の捩れ共振を防止
できる位置であれば、フレーム９の側面部９９０に代え
て、図１（ａ）に一点鎖線で示すように、動吸振器２０
０Ａをヨーク２のディスク半径方向と直交する側面部２
１の外周面などに固着してもよい。また、振動の状態に
よっては、一対のガイド部１０１ｎ、１０２の幅方向に
おける略中央のうち、ガイド軸１０１の方または１０２
の方に偏った位置に動吸振器を設けてもよい。

【００２７】さらに、動吸振器２００としてはゴム層２
０１をフレーム９に対して接着材で固着したものを用い
たが、ゴム層２０１に孔（または突起）を設ける一方、
フレーム９やヨークの側に突起（または孔）を設け、孔
に突起が嵌まり込むことによって動吸振器２００とフレ
ームやヨークとが機構的に固着した構造を用いてもよ
い。

【００２８】また、動吸振器２００としては、ゴム層２
０１がばねとして機能するものを用いたが、ウエイト部
２０２に接続するコイルばねや板ばねが弾性力を発揮す
るもの、あるいはウエイト部２０２をフレーム９などに
固着するための接着材自身、あるいは粘着材自身が弾性
部として機能するものでもよい。

【００２９】さらにまた、上記形態では、軽量化に加え
て、コストや成形しやすさ等の観点から合成樹脂製のフ
レーム９を用いたが、軽量化という観点からすればマグ
ネシウム合金等の軽金属製のフレームを用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光ピ
ックアップ装置では、フレーム自身の移動に伴って発生
する振動、あるいは外部から伝わってくる振動によって
フレームが振動しようとするのを動吸振器で防止するこ
とに特徴を有する。従って、重いフレームなどを用いる
従来の対策と違って、本発明では動吸振器を効果的に用
いているため、フレームとして合成樹脂製などの小型
で、かつ軽量のものを用いた場合でもフレームの捩れ共
振を確実に防止できる。それ故、光記録ディスクに対す
るアクセス動作を高速で行え、かつ、トラックへのサー
ボも安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明を適用した光ピックアップ装
置の平面図、（Ｂ）はその側面図である。

【図２】本発明を適用した光ピックアップ装置において
捩れ共振を防止対策を施した後のトラッキング駆動機構
やフォカーシング駆動機構の周波数特性を表すグラフで
ある。

【図３】本発明を適用した光ピックアップ装置における
動吸振器のウエイト部の質量とレンズホルダー側での位
相の乱れ量との関係を示すグラフである。

【図４】本発明を適用した光ピックアップ装置における
動吸振器自身の共振周波数とレンズホルダー側での位相
の乱れ量との関係を示すグラフである。

【図５】（Ａ）は従来の光ピックアップ装置の平面図、
（Ｂ）はその側面図である。

【図６】フレームに生じる捩れ共振を示す説明図であ
る。

【図７】従来の光ピックアップ装置において捩れ共振に
起因してトラッキング駆動機構やフォカーシング駆動機
構の周波数特性に生じる乱れを表すグラフである。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ装置 １ａ 対物レンズ駆動装置 ２ ヨーク ３ レンズホルダー ５ ＣＤ用の対物レンズ ９ フレーム ９１ フレームの部品搭載部 １０１、１０２ フレーム駆動機構のガイド軸 ２００、２００Ａ 動吸振器 ２０１ 動吸振器のゴム層（弾性部） ２０２ 動吸振器の金属製のウエイト部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを保持するレンズホルダー、
   および該レンズホルダーをトラッキング方向およびフォ
   ーカシング方向に駆動するレンズ駆動機構が搭載された
   フレームと、該フレームをディスク半径方向に駆動する
   フレーム駆動機構とを有し、当該フレーム駆動機構は、
   前記フレームをディスク半径方向に案内する１対の平行
   なガイド部を備える光ピックアップ装置において、 前記フレームおよび該フレームへの搭載部品の少なくと
   もいずれかには、前記一対のガイド部の幅方向における
   略中央に相当する位置で前記ディスク半径方向に直交す
   る面に、前記フレームの振動を吸収するためのウエイト
   部および弾性部を具備する動吸振器が取り付けられてい
   ること を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ウエイト部の質
   量は、前記フレームおよび該フレームへの搭載部品の全
   質量に対して３質量％から３０質量％までの範囲にある
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記フレー
   ムは、樹脂材料から構成されていることを特徴とする光
   ピックアップ装置。