JP3628293B2 - 光ヘッドにおける対物レンズの支持機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、光磁気ディスクなどの光学式記録媒体に信号を記録し、または同光学式記録媒体に記録された信号を再生若しくは消去する光ヘッドにおける対物レンズの支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の機構としては、例えば特開平７−１４１８５号公報および特開平７−９３７７６号公報に示されているように、対物レンズを組付けた可動部材を平行かつ水平に延設した上下一対の板ばねの各先端にて挟み込むとともに同各先端にそれぞれ固着し、同一対の板ばねの各基端部を固定部材に固定して、可動部材と共に対物レンズをその光軸方向に固定部材に対して変位可能に支持するようにしたものが知られている。また、例えば特開昭６０−１５７７３２号公報に示されているように、外輪と内輪とをスパイラル状の複数の連結部により連結するように一体成形した板ばねを用意し、この板ばねの外輪を固定部材に固着するとともに、同板ばねの内輪に可動部材を固着するようにした機構も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の従来技術においては、板ばねの各先端は各基端を中心に回動するように変位するので、対物レンズをその光軸に沿って正確に変位させることができない。すなわち、対物レンズをフォーカス制御によりその光軸方向に変位させようとしても、対物レンズはその光軸と直交する方向にもわずかに変位するので、フォーカス制御が高精度で行なわれない。また、後者の従来技術においては、可動部材が対物レンズの光軸に沿って一方向に変位する場合には左右方向のうちのいずれか一方に回転しながら変位するとともに、同光軸に沿って他方向に変位する場合には前記反対方向に回転しながら変位する。このような対物レンズの光軸方向への変位は、同対物レンズの回転方向の逆転位置（可動部材の中立位置）にて回転力によって可動部材に共振をもたらす場合がある。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、対物レンズをその光軸方向に正確に変位させて、フォーカス制御を高精度で行なうとともに可動部材の共振の問題を回避した光ヘッドにおける対物レンズの支持機構を提供することにある。
【０００５】
この目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、筒状に形成された固定部材と、固定部材内にその軸線方向に変位可能に組み込まれるとともに対物レンズをその光軸が固定部材の軸線方向と一致するように組み付けてなる可動部材と、可動部材の上端部および下端部のそれぞれにおいて固定部材の中心軸に対して対称位置に配置されて可動部材を固定部材に対して弾性的に支持する複数の板ばねとを備え、対物レンズをその光軸方向に変位可能に支持する光ヘッドにおける対物レンズの支持機構において、可動部材の上端部および下端部のそれぞれにおいて固定部材の中心軸に対して対称位置に径方向外側に突出した複数の突起部を設け、各板ばねを２つのＵ字状またはＶ字状部分を有する形状に形成して、２つのＵ字状またはＶ字状部分の各一端を可動部材の１つの突起部に固着するとともに、突起部を中央位置として両側に位置する固定部材の内側端部の２箇所に２つのＵ字状またはＶ字状部分の各他端をそれぞれ固着したことにある。
【０００６】
この場合、前記各板ばねをＥ字状に形成し、各板ばねの３本の突出辺の中で中央の１本の突出辺の先端を可動部材の１つの突起部に固着するとともに、３本の突出辺の中で両側の２本の突出辺を、突起部を中央位置として両側に位置する固定部材の内側端部の２箇所にそれぞれ固着するようにするとよい。また、各板ばねをＵ字状またはＶ字状に形成した第１および第２の板ばねでそれぞれ構成し、第１および第２の板ばねの各一端を可動部材の１つの突起部に固着するとともに、第１および第２の板ばねの各他端を、突起部を中央位置として両側に位置する固定部材の内側端部の２箇所にそれぞれ固着するようにしてもよい。
【０００７】
これらの構成によれば、複数の板ばねは、可動部材の上端部および下端部のそれぞれにおいて固定部材の中心軸に対して対称位置に配置されているので、可動部材を固定部材に対して対物レンズの光軸方向（固定部材の軸線方向）に変位させたときには、可動部材に対して対称位置に位置する一対の板ばねを結ぶ方向の内側および外側方向に均等の力が作用するとともに、各板ばねの中間点が固定部材の中心軸を中心とする円の径方向に変位する。したがって、可動部材をその軸線方向に沿って正確に変位させることができるとともに、可動部材が軸線回りに回転することもない。その結果、本発明によれば、対物レンズのフォーカス制御を正確に行なうことができるとともに、同対物レンズの回転に伴う共振の問題もなくなる。
【０００８】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係る光ヘッドにおける対物レンズの支持機構の外観斜視図である。図２は同支持機構の縦断面図であり、図３は同支持機構の分解斜視図である。この支持機構は、固定部材１０、可動部材２０、対物レンズ３０、弾性支持部材４０，５０および基台６０を備えている。
【０００９】
固定部材１０は、透磁率の低い軽金属（例えば、アルミニウム）で円筒状に形成されて、その中央に軸線方向に沿った水平断面正方形状の貫通孔１１ａを設けた円筒部１１を有する。この貫通孔１１ａの４角には、水平断面略Ｌ字型かつ柱状に円筒部１１と一体形成した４個の柱状部１２が、貫通孔１１ａの内側に突出して設けられている。４個の柱状部１２は、円筒部１１の上面および下面から共に同一長さだけ突出している。
【００１０】
円筒部１１の側面には、外周面および貫通孔１１ａに開口した断面正方形状の４つの貫通孔１１ｂが周方向に９０度間隔で設けられている。この４つの貫通孔１１ｂには、方形状の永久磁石１３が貫通孔１１ａに突出するように組み込まれて固定されている。これらの磁石１３は、図５に示すように、貫通孔１１ａ側の上部がＮ極となるとともに貫通孔１１ａ側の下部がＳ極となるようにそれぞれ磁化されている。また、各貫通孔１１ｂには、高透磁率の金属材料で構成したヨーク１４が各磁石１３の外側位置に組み込まれるとともに固定されている。
【００１１】
可動部材２０は、透磁率の低い軽金属（例えば、アルミニウム）で円筒状に形成された円筒部２１を有し、同円筒部２１の中心軸を固定部材１０の中心軸と同一にして固定部材１０の貫通孔１１ａ内に組み込まれている。円筒部２１の上端部には、径方向外側に突出した方形状の４つ突起２２が周方向に９０度間隔で円筒部２１と一体的に形成されている。円筒部２１の下端部にも、径方向外側に突出した方形状の４つ突起２３が前記突起２２と同一周方向位置に一体的に形成されている。これらの各４つずつの突起２２，２３は、可動部材２０を固定部材１０内に組み込んだ状態で、固定部材１０の隣合う一対の柱状部１２の中央位置に配置されるようになっている。
【００１２】
また、円筒部２１の軸線方向中間部の外周面上には、一対のコイル２４，２５が互いに反対向きに巻き回されている。これらのコイル２４，２５の各一端は互いに接続され、各他端が通電線２４ａ，２５ａに接続されている。
【００１３】
対物レンズ３０は、レンズ本体３１と、レンズ本体３１を固定してなるレンズホルダ３２とからなる。レンズホルダ３２は、レンズ本体３１の光軸が可動部材２０の中心軸と一致するように、可動部材２０の上部に組み込まれて固定されている。
【００１４】
弾性支持部材４０は、４個のＥ字型の板ばね４１で構成されており、固定部材１０および可動部材２０の上面部に組み付けられて、可動部材２０を固定部材１０に対して軸線方向に変位可能かつ弾性的に支持する。各板ばね４１は、一直線状に延びた基部辺４１ａと、同基部辺４１ａの両端から一方向に突出した一対の突出辺４１ｂ、４１ｂと、同基部辺４１ａの中央位置から突出辺４１ｂ、４１ｂと同一方向に突出した突出辺４１ｃとを備えている。
【００１５】
そして、各板ばね４１の一対の突出辺４１ｂ，４１ｂは、それらの各下面にて固定部材１０の隣合う一対の柱状部１２，１２の上面にそれぞれ接着固定されている。各板ばね４１の中央の突出辺４１ｃは、その下面にて可動部材２０の突起２２の上面に接着固定されている。なお、これらのＥ字状の板ばね４１は、基部辺４１ａの各端部の一方の突出辺４１ｂと基部辺４１ａの中央部の突出辺４１ｃとをそれぞれ組み合わせて取り出してみれば、２つのＵ字状部分を有する板ばねとみなすことができる。
【００１６】
弾性支持部材５０も、前記板ばね４１と同一構成を有する４個のＥ字型の板ばね５１で構成されており、固定部材１０および可動部材２０の下面部に組み付けられて、可動部材２０を固定部材１０に対して軸線方向に変位可能かつ弾性的に支持する。各板ばね５１の一対の突出辺５１ｂ，５１ｂは、それらの各上面にて固定部材１０の隣合う一対の柱状部１２，１２の下面にそれぞれ接着固定されている。各板ばね４１の中央の突出辺４１ｃは、その上面にて可動部材２０の突起２３の下面に接着固定されている。
【００１７】
基台６０は、透磁率の低い軽金属（例えば、アルミニウム）で環状に形成された環状部６１を有し、固定部材１０の下面に固着されている。この環状部６１の上面には、４個の板ばね５１の各間の位置にて、上方に突出した４個の突起６２が一体的に形成されている。これらの４個の突起６２は、固定部材１０を基台６０に組付けた状態で、板ばね５１が固定部材１０および基台６０に接触しないようにするための隙間を形成している。各突起６２には、環状部６１を貫通するねじ孔が形成されており、同ねじ孔は固定部材１０の対応するねじ孔（図示しない）に連通している。そして、４個のねじ６３により、固定部材１０が基台６０に固定されている。
【００１８】
次に、前記のように構成した実施形態の動作を説明する。コイル２４，２５に通電されていない状態では、可動部材２０は、各４個ずつの板ばね４１，５１からなる弾性支持部材４０，５０の付勢力により、固定部材１０に対して図１，２に示す位置（中立位置）にある。
【００１９】
一方、コイル２４，２５に図５に示す方向に電流を流すと、可動部材２０には図５に矢印で示す上方に力Ｆが作用する。したがって、可動部材２０および対物レンズ３０は、板ばね４１，５１の付勢力に抗して固定部材１０に対して中立位置から上方に変位する（図４，５参照）。また、逆に、コイル２４，２５に図５に示す方向と反対方向の電流を流すと、可動部材２０には下方向の力が作用する。したがって、この場合には、可動部材２０および対物レンズ３０は、板ばね４１，５１の付勢力に抗して固定部材１０に対して中立位置から下方に変位する。
【００２０】
そして、前記可動部材２０に作用する力すなわち対物レンズ３０の中立位置から上方および下方への変位量は、コイル２４，２５に流れる電流の大きさに比例する。したがって、コイル２４，２５に流す電流の向きおよび大きさを制御することにより、対物レンズ３０をその光軸方向に任意の量だけ中立位置から上下に変位させることができる。その結果、これによれば、対物レンズ３０のフォーカス制御が実現される。
【００２１】
前記のように構成されるとともに作動する対物レンズ３０の支持機構によれば、各４個ずつの板ばね４１，５１は固定部材１０の中心軸に対してそれぞれ対称位置に配置されているので、可動部材２０を固定部材１０に対して対物レンズ３０の光軸方向（固定部材１０の軸線方向）に変位させたときには、可動部材２０に対して径方向内側および外側方向に均等の力が作用するとともに、各板ばね４１，５１の基部辺４１ａ，５１ａが固定部材１０の中心軸を中心とする円の径方向に変位する。したがって、可動部材２０をその軸線方向に沿って正確に変位させることができるとともに、可動部材２０が軸線回りに回転することもない。その結果、上記実施形態によれば、対物レンズ３０のフォーカス制御を正確に行なうことができるとともに、同対物レンズ３０の回転に伴う共振の問題もなくなる。
【００２２】
また、板ばね４１，５１は、圧延した金属板をＥ字型にエッチングまたはプレスすることにより成型される。このような板ばね４１，５１においては、その幅をｂ、その厚みをｄとすれば、板ばね４１，５１の断面２次モーメントは一般的に（ｂ×ｄ^３）／１２で表される。本実施形態においては、板ばね４１，５１の厚みｄはばね作用を利用する小さな範囲ではほぼ均質とみることができる。また、エッチングまたはプレスによる幅方向のばらつきも数μｍ以下に抑えることができるので、各板ばね４１，５１はほぼ均一に撓むと考えられる。この点からしても、対物レンズ３０のフォーカス制御を少ないばらつきで正確に行なうことができる。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、Ｅ字型の板ばね４１，５１の各突出辺４１ｂ、５１ｂを固定部材１０側にそれぞれ固着するとともに、各突出辺４１ｃ、５１ｃを可動部材２０側にそれぞれ固着するようにした。しかし、これに代えて、Ｅ字型の板ばね４１，５１の各突出辺４１ｃ、５１ｃを固定部材１０側にそれぞれ固着するとともに、各突出辺４１ｂ、５１ｂを可動部材２０側にそれぞれ固着するようにしてもよい。
【００２４】
また、上記実施形態においては、弾性支持部材４０，５０を構成する板ばね４１，５１をＥ字型の板ばねで構成するようにした。しかし、図６に示すように、各８個ずつのＵ字型の板ばね４２，５２を用いて弾性支持部材４０，５０を構成するようにしてもよい。この場合、各板ばね４２の基部辺４２ａから平行に延びた各一対の突出辺４２ｂ，４２ｂのうちの一方を固定部材１０の柱状部１２の上面にそれぞれ固着するとともに、他方を可動部材２０の突起２２の上面にそれぞれ固着するようにすればよい。また、各板ばね５２についても、同様にすればよい。
【００２５】
また、図７に示すように、各８個ずつのＶ字型の板ばね４３，５３を用いて弾性支持部材４０，５０を構成するようにしてもよい。この場合、各板ばね４３のＶ字型に延びた各一対の突出辺４３ａ，４３ｂのうちの一方を固定部材１０の柱状部１２の上面にそれぞれ固着するとともに、他方を可動部材２０の突起２２の上面にそれぞれ固着するようにすればよい。また、各板ばね５３についても、同様にすればよい。
【００２６】
これらの図６および図７の変形例においても、板ばね４２，５２及び板ばね４３，５３は上記実施形態と同様に作用する。その結果、これらの変形例においても、上記実施形態と同様な効果が期待される。
【００２７】
さらに、上記実施形態および変形例においては、板ばね４１，５１（一対の板ばね４２，４３，５２，５３）を９０度間隔で４箇所に配置するようにしたが、これらの板ばねは、固定部材１０の中心軸に対して対称に位置する少なくとも２箇所に配置すればよい、すなわち１８０度間隔で２箇所に配置すればよい。また、逆に、板ばねの数を増やして、６０度、４５度・・間隔で、６個、８個・・の板ばねを配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す光ヘッドにおける対物レンズの支持機構の外観斜視図である。
【図２】前記支持機構の縦断面図である。
【図３】前記支持機構の分解斜視図である。
【図４】対物レンズが上方に変位した状態を示す前記支持機構の外観斜視図である。
【図５】対物レンズが上方に変位した状態を示す前記支持機構の縦断面図である。
【図６】前記支持機構の変形例を示す外観斜視図である。
【図７】前記支持機構の他の変形例を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１０…固定部材、１１…円筒部、１２…柱状部、１３…永久磁石、１４…ヨーク、２０…可動部材、２１…円筒部、２２，２３…突起、２４，２５…コイル、３０…対物レンズ、４０，５０…弾性支持部材、４１〜４３，５１〜５３…板ばね、６０…基台。

Claims (3)

1. 筒状に形成された固定部材と、前記固定部材内にその軸線方向に変位可能に組み込まれるとともに対物レンズをその光軸が前記固定部材の軸線方向と一致するように組み付けてなる可動部材と、前記可動部材の上端部および下端部のそれぞれにおいて前記固定部材の中心軸に対して対称位置に配置されて前記可動部材を前記固定部材に対して弾性的に支持する複数の板ばねとを備え、前記対物レンズをその光軸方向に変位可能に支持する光ヘッドにおける対物レンズの支持機構において、
   前記可動部材の上端部および下端部のそれぞれにおいて前記固定部材の中心軸に対して対称位置に径方向外側に突出した複数の突起部を設け、
   前記各板ばねを２つのＵ字状またはＶ字状部分を有する形状に形成して、前記２つのＵ字状またはＶ字状部分の各一端を前記可動部材の１つの突起部に固着するとともに、前記突起部を中央位置として両側に位置する前記固定部材の内側端部の２箇所に前記２つのＵ字状またはＶ字状部分の各他端をそれぞれ固着したことを特徴とする光ヘッドにおける対物レンズの支持機構。
2. 前記各板ばねをＥ字状に形成し、同各板ばねの３本の突出辺の中で中央の１本の突出辺の先端を前記可動部材の１つの突起部に固着するとともに、３本の突出辺の中で両側の２本の突出辺を、前記突起部を中央位置として両側に位置する前記固定部材の内側端部の２箇所にそれぞれ固着するようにした前記請求項１に記載した光ヘッドにおける対物レンズの支持機構。
3. 前記各板ばねをＵ字状またはＶ字状に形成した第１および第２の板ばねでそれぞれ構成し、前記第１および第２の板ばねの各一端を前記可動部材の１つの突起部に固着するとともに、前記第１および第２の板ばねの各他端を、前記突起部を中央位置として両側に位置する前記固定部材の内側端部の２箇所にそれぞれ固着するようにした前記請求項１に記載した光ヘッドにおける対物レンズの支持機構。

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