JP3820089B2 - Lens actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の異なる倍速対応数値を有して光学的記憶媒体に情報の記録/再生を行う装置(以下、光ディスクドライブ装置という)に用いられるレンズアクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アクティブ制御に使用されるレンズアクチュエータにおいては、非線形性などによる損失動作を可能な限り低減させるための可動機構を採用する必要がある。このために高精度制御を要する光ディスクドライブ装置に用いられるレンズアクチュエータの支持構造としてばね支持構造が多く採用されており、例えば特許第2856176号公報に記載されているように4本の支持ばね(線状弾性部材)によって光ピックアップを支持する構造を挙げることができる。
【0003】
一方、記録密度増加に伴い高NA対物レンズを搭載する必要性から、フォーカシングとトラッキングとの並進駆動時における寄生回転運動による光軸傾きを低減する必要がある。ところが特許第2856176号公報に記載されたような構造では、フォーカシング方向およびトラッキング方向の変位感度を高めるために、支持ばねの両方向におけるコンプライアンス(弾性係数)を低く設定する必要があり、かつ小型軽量化の面より外形寸法が制約を受けることから、支持ばねの配置寸法が制限されるため、原理上、必然的にラジアル方向の捩り剛性が低くなるという問題がある。
【0004】
このため組立誤差、あるいはフォーカシング,トラッキング並進シフト時の駆動推力の寄生モーメント、あるいは支持ばね組立誤差による非対称の僅かな存在によって並進駆動時のラジアル方向の寄生回転運動が発生し、特性上の問題を生むと共に、生産上の歩留まりあるいはコストに負担を与えることが多い。
【0005】
これまではこの寄生回転運動による光軸傾きはラジアル,タンジェンシャル軸傾きともに主としてレンズアクチュエータのDC(直流)シフトに対する問題として議論されてきた。これは第1に前記の通りDCシフト量が直交する方向の推力の作用半径として寄生モーメントを発生させる要因であること、第2に従来の光ディスクドライブ装置仕様ではタンジェンシャル軸廻り共振(以下、ロール共振という)周波数を光ディスクドライブ装置仕様の最大スピンドル回転周波数より高く設定可能であったことによる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の度重なる光ディスクドライブ装置の高速化の要求により、再生時はもちろん記録時のスピンドル回転周波数が従来のレンズアクチュエータのロール共振周波数を凌駕する傾向になりつつある。もしこの両周波数が一致した場合には後述するような現象が発生する。
【0007】
ディスクの面ぶれや偏芯成分のスペクトルは自然界の原理に従い低周波成分が強い傾向にあり、ディスク規格からも一次成分すなわちスピンドル回転周波数成分の大きいものが存在しうる。つまり、このディスクのスピンドル回転周波数成分を持つ面ぶれ,偏芯成分が、それぞれフォーカシング,トラッキングに対してレンズアクチュエータへの強制フィードバックとなり加振力として作用する。
【0008】
この加振力が理論上の純粋な並進推力として作用する限りは特に問題は生じない。ところが前述の並進推力がそれぞれフォーカシング,トラッキングに対して発生するとき、それぞれの直交方向となるトラッキング,フォーカシング方向にDCシフトが発生している状況を回避し得ない。この結果、このシフト量が作用半径として機能し前述の並進推力が推力寄生モーメントを発生し、しかもこの寄生モーメントは前述の周波数一致によりロール共振周波数と同一周波数成分であることになり同期信号加振による文字通りの回転共振が発生することになる。
【0009】
この可動部の回転共振により発生するAC(交流)的なラジアル方向傾き量は従来のDCシフトにより発生するラジアル方向傾き量をピーク値ではるかに上回り、トラッキングエラー信号やRF信号の振幅を変調させ安定した記録/再生性能を妨げるとともに、その程度次第でサーボエラーの発生に至る可能性がある。
【0010】
これらに対しては文字通りの共振であることから、DCシフトのみを想定した寄生傾き対策に使用されるようなフォーカシング,トラッキングの寄生モーメント相殺手段は効果がない。
【0011】
前述の内容をまとめるとロール共振周波数における同期信号加振はロールすなわちラジアル傾きの感度が最大となる加振条件である。よって、不可避のフォーカス方向における累積偏差、あるいはトラッキング方向におけるキャリッジ追従誤差等のDC的なシフト時に、それらに直交する方向にディスクの面ぶれ、あるいは偏芯追従のためのAC的な加振力が加わることにより、ラジアル傾きが急増することになる。この結果、RF信号振幅に変調が発生して、エラーレートの増加あるいはサーボエラーの発生の可能性が増加し、高速化への著しい妨げとなる。
【0012】
ところがレンズアクチュエータを使用する以上、どこかにロール共振周波数が存在するので、ロール共振周波数における前記のような特性を回避することはできない。前記の説明では便宜上ばね支持構造を前提に説明してきたが、他の構造においても例えば弾性ヒンジあるいは軸受けでも課題は共通となる。したがって、スピンドル回転周波数を避けてそのロール共振周波数を設定する必要があり、最も望ましいのは最大使用回転数のスピンドル回転周波数に対して必要十分な高いロール共振周波数を設定することである。
【0013】
ただし、前述の高速化の要求により、光ピックアップに用いられるレンズアクチュエータの稼働時間内の光ディスクドライブに要求される回転速度が常に同一条件とは限らず、またCD/DVD及びその再生/記録により異なるスピンドルの回転数制御が行われるためにこれに対する対処も必要となる。
【0014】
また固有振動の原理より、ロール共振周波数はばね支持構造の捩りばね定数の平方根に比例するとともに可動構造の慣性モーメントの平方根に反比例する。この原理の示唆するところは、ロール共振周波数を十分に高くするためには従来に比べて捩りばね定数を非常に高くするか、慣性モーメントを非常に小さくするか又はその両方を必要とする。ところが一般にばね支持構造ではDC感度を高くするために支持ばねを低コンプライアンスとすると、これに依存する捩りばね定数も低くなることは避けられない。一方でこのような影響を受けにくい他の支持構造においては、可動構造の中心を支持構造が占領することから推力発生源を対称性のため両側に一対設ける必要が生じ、大型化即ち慣性モーメントの増大を招く。
【0015】
よって、いずれの構造でも他の望ましい特性を満たした上でロール共振周波数のみを必要十分に高めることは困難であることが多いという問題があった。
【0016】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、高速化に有害となるロール共振成分の影響を少なくすることができるレンズアクチュエータを提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係るレンズアクチュエータは、光学的記憶媒体の記録/再生が複数の異なる倍速対応数値を有して情報の記録/再生を行う装置に用いられ、フォーカシング,トラッキング制御するため対物レンズを駆動するレンズアクチュエータであって、対物レンズを保持するホルダと、ホルダをホルダの両側から支持する線ばねと、線ばねの端部を固定する固定ブロックと、を備えたレンズアクチュエータにおいて、ホルダの両側にある線ばねの間隔を、ホルダでの固定位置よりも固定ブロックでの固定位置において広げるように設置し、対物レンズのレンズ光軸と同軸の円筒面とした固定ブロックの固定位置に線ばねを固定し、かつ線ばねを固定ブロックの固定部分近傍において外曲げ状に湾曲させていることを特徴とする。
【0021】
前記構成によれば、線ばねを低コンプライアンスとしたまま捩りばね定数を高め、ロール共振周波数を画期的に高めることができる。
【0022】
また、レンズアクチュエータの可動部と支持構造の組み付け時に可動部,固定ブロックを対物レンズのレンズ光軸と同軸で部品位置決めを行い、その同軸線からの作用半径を大きくした固定ブロック側の支持ばね(線ばねあるいは板ばねなど)を拘束するばね固着部形状面も同軸の円筒面としているため、組立の際にフォーカシング方向(Y軸)廻りの部品にて相対回転ずれが発生しても支持ばね有効長が変動し難く、可動部の両翼の線ばねの長さが異なることによるコンプライアンスの非対称を防止でき、そして、タンジェンシャル軸(X軸)廻りにおける寄生回転運動の発生も低減することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【0024】
図1は本発明の実施の形態におけるレンズアクチュエータの前方側を示す斜視図、図2は図1のレンズアクチュエータにおける後方側を示す斜視図であり、1はベース、2は相対向してベース1に設置されたマグネット、3は対物レンズ、4は対物レンズ3を保持するホルダ、5はフォーカス用コイル、6はトラッキング用コイル、7は本例では4本(少なくとも4本であればよい)のホルダ支持ばねである線ばね、8はホルダ4の両側部に固定された線ばね固定用兼コイル給電用のプリント基板、9は線ばね7の端部を固定する固定ブロックである。
【0025】
可動部は、ホルダ4に固定,保持された対物レンズ3と、フォーカス用コイル5,トラッキング用コイル6と、プリント基板8により構成される。また固定部は、磁気回路背面ヨークを兼ねるベース1と、マグネット2と、ベース1上に固定された固定ブロック9により構成される。
【0026】
そして、磁束発生源であるマグネット2と背面ヨークであるベース1によって固定磁気回路が形成され、ホルダ4は、互いに対称関係にあるように設置されている4本の線ばね7によって、推力発生量に応じ弾性変位可能であるように固定ブロック9に対して支持されており、ホルダ4に保持固定されている対物レンズ3を、フォーカス用コイル5,トラッキング用コイル6に流れる電流値に応じてフォーカシングとトラッキング推力を発生することが可能な構成になっている。
【0027】
ホルダ4のプリント基板8に一端が固定された線ばね7の他端は、固定ブロック9の内面壁に距離を取って一対形成されたダンパ材充填用の窪み10を通り、図2に示すように固定ブロック9の窪みに連通して形成された長孔11を貫通して、固定ブロック9の背面壁に形成された円弧面部9aに設けられるフレキシブルプリント基板(図示せず)のパターンに半田付けにより固定される。
【0028】
ただし、線ばね7の固定パターンとしてはプリント基板に形成されたものであってもよいし、他の例として成型樹脂製の固定ブロック9にメッキ手法をもって直接形成された金属パターンなどであってもよい。また、窪み10に充填されるダンパ材としては、例えばシリコーン系のゲル材料が使用される。
【0029】
さらに、固定ブロック9上には位置決め用長孔12が形成されている。この位置決め用長孔12に対して位置決め基準軸13が挿入されて、図1に示すフォーカシング方向(Y軸)廻りにおける固定ブロック9の回転方向の位置決めが行われることになる。位置決め基準軸13はベース1上に形成してもよいし、ベース1を基準に対して位置を固定した組立作業台に設けたものであってもよい。位置決め後に固定作業が行われるが、固定方法としてはベース1と固定ブロック9間の接着またはネジ止めなどの方法を採用することができる。
【0030】
なお、本実施の形態においては線ばね7として金属線ばねを使用し、固定方法としては給電接続を兼ねて半田付けを用いる例を挙げているが、線ばね7の材料としては仕様,設計条件などに応じて適当な材料を選択して用い、また板ばねなどの弾性を有する支持ばねを使用してもよく、その支持ばねの材質,構造に応じて、固定方法として接着あるいはインサート成型方法などを適宜選択して採用することが考えられる。
【0031】
図3は第1実施例のレンズアクチュエータの平面図であり、ホルダ4が固定ブロック9に対して4本の線ばね7によって支持されており、各線ばね7におけるホルダ4と固定ブロック9間の自由直線部分7aにおけるトラッキング方向の間隔を、ホルダ4の固定位置側に対して固定ブロック9の固定位置側の方を広げ、かつ各線ばね7を固定ブロック9の固定部分近傍において外曲げ状に湾曲させている。
【0032】
図4は第2実施例のレンズアクチュエータの平面図であり、第1実施例の構成と異なる点は線ばね7の湾曲形状であって、他の構成は第1実施例と基本的には同様であるので、対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。すなわち、第2実施例においては、各線ばね7におけるホルダ4と固定ブロック9間の自由直線部分7aにおけるトラッキング方向の間隔を、ホルダ4の固定位置側に対して固定ブロック9の固定位置側の方を広げる点では第1実施例と同様であるが、各線ばね7を固定ブロック9の固定部分近傍において内曲げ状に湾曲させた点において異なっている。
【0033】
つまり第2実施例では、線ばね7の自由直線における角度を大きく取り、湾曲を内曲げとして、トラッキング方向のコンプライアンスの増加を軽減しつつ、ラジアル回転方向(ロール回転方向)のコンプライアンスの増強を図っている。
【0034】
第1実施例では、線ばね7の自由直線における角度を第2実施例よりは小さく、かつ湾曲を外曲げとしている。この構成では、ロール回転方向のコンプライアンス増強の効果が第2実施例より少ないが、固定ブロック9の線ばね7の固定位置における図1に示すトラッキング方向(Z軸)の寸法を長くすることにより同様の効果を得ることができる。
【0035】
その全体を図1に示す、レンズアクチュエータの組立結合時に図1上のフォーカシング方向(Y軸)廻りにおける相対回転調整を行って、フォーカシング方向(Y軸)廻りと並進運動時のタンジェンシャル軸(X軸)廻り寄生回転運動を最小化する。
【0036】
前記調整において、調整のモニタ対象は、従来のようなフォーカシング方向にDC的なシフトを与えた場合の寄生ラジアルチルト量ではなく、フォーカシング方向にAC的なスピンドル回転周波数成分を有する振動を与えて、このときの寄生ラジアルチルト量を最小化するように調整を行う。
【0037】
このような可動部構成により、軽量化による慣性モーメントの低減を図った上で、線ばねを低コンプライアンスとしたまま捩りばね定数を高め、ロール共振周波数を画期的に高めることができる。
【0038】
また、レンズアクチュエータの可動部と支持構造の組み付け時に可動部,固定ブロックを対物レンズ3のレンズ光軸と同軸で部品位置決めを行い、その同軸線からの作用半径を大きくした固定ブロック9側の支持ばね(線ばねあるいは板ばねなど)を拘束するばね固着部形状面も同軸の円筒面としているため、組立の際にフォーカシング方向(Y軸)廻りの部品にて相対回転ずれが発生しても支持ばね有効長が変動し難く、可動部の両翼の線ばね7の長さが異なることによるコンプライアンスの非対称を防止でき、そして、タンジェンシャル軸(X軸)廻りにおける寄生回転運動の発生も低減することができる。
【0039】
作業性の向上と特性の安定性、さらにレンズ光軸ずれ防止の観点から、前記のように支持構造の固定ブロックと固定磁気回路とのトラッキング方向成分の相対位置調整を、可動部の対物レンズの光軸と同軸または略同軸をなす軸廻り回転調整によって行っているが、マグネット2のみの位置調整、あるいは支持構造の固定ブロック9と固定磁気回路との相対的位置調整、あるいは可動部と固定磁気回路の相対並進位置の調整を行うようにしてもよい。
【0040】
ここで、光ディスクドライブ装置仕様における記録/再生最大速度となるスピンドル回転周波数のいずれに対しても、十分高くなるようにあるいは異なる値をとるようにロール共振周波数を設定し調整することにより、寄生モーメントによる回転共振の発生を防ぐ。
【0041】
図5(a),(b)はスピンドル回転周波数に対してロール共振周波数が考慮されていない場合のレンズアクチュエータの周波数応答特性例を示す図である。この例は、標準のデータ転送速度に対して2,4倍速と表現される倍速対応数値として、再生32倍速CAV(Constant Angular Velocity)方式,記録8倍速CLV(Constant Linear Velocity)方式に対応するレンズアクチュエータである。
【0042】
図5(a),(b)はレンズアクチュエータの特性の内でフォーカス中立位置及び±0.3mm(DCシフト)におけるトラッキング方向の周波数応答特性を示している。図5(a)はゲイン特性、図5(b)は位相特性である。トラッキング固有値が約50Hzに存在し、これに寄生するロール共振が約60Hz付近に存在することがわかるが、これのみでは特性上問題となる共振には見えない。
【0043】
ところが前述の記録8倍速CLV方式では、OPC(Optimum Power Control)領域におけるスピンドル回転周波数が約60〜70Hzとなり、ロール共振周波数がこのOPC領域では同期信号加振される現象が発生する。
【0044】
そして、図6はフォーカス中立位置及び±0.3mmにおけるロール共振特性をトラッキングの変位振幅当たりロール傾き感度(rad/m)で表したものである。ちなみにフォーカスの0.3mmシフトは、ディスク面から対物レンズまでの累積初期偏差として有り得る数値を例示している。1(rad/m)は約0.06(度/mm)に相当する。これによれば60〜70Hzにおけるロール傾き感度は約5(度/mm)以上となり、メディア、チャックあるいはターンテーブルを含む偏芯一次成分が0.1mmあったとすると、約0.5度以上であり最大時1度以上の対物レンズにチルトが発生することになる。これではRF信号やトラックエラー信号に変調をきたし本例では記録特性を著しく損なうことになる。また、これが再生時のスピンドル回転周波数に同期し発生する場合は再生特性に問題が発生する。
【0045】
図7(a),(b)は、本例を実施した場合の再生32倍速CAV方式,記録8倍速CLV方式に対応したレンズアクチュエータの特性を表し、フォーカス中立位置及び±0.3mmにおけるトラッキング方向のレンズアクチュエータの周波数応答特性を示す図である。
【0046】
スピンドル回転周波数に対してロール共振周波数が考慮され、トラッキング固有値は従来例と略同じ約50Hzであるが、これに寄生するロール共振周波数は約90Hzに存在する。ただし、トラッキングのアクティブ変位とロール傾き感度の割合の関係でトラッキング応答上のロール共振そのものは殆ど見えない程である。もっともトラッキングのアクティブ特性上であまり目立たないだけでは、問題にならないことを保証できないことは前述に示されている。
【0047】
図8は図6と同様にフォーカス中立位置及び±0.3mmにおけるロール共振特性をトラッキングの変位振幅当たりロール傾き感度(rad/m)で表したものである。ロール共振周波数と略等しいピーク位置におけるロール傾き感度は、前述と略同等であるが、本例では記録8倍速CLV方式のOPC領域のとき60〜70Hzと、再生32倍速CAV方式のときの120Hzのいずれに対してもピーク位置が離れているように考慮されているため、これら当該周波数帯におけるロール傾き感度は低く抑えられていることがわかる。
【0048】
また、通常の光ディスクドライブ装置では、極端に機械的特性の劣化した光ディスクがロードされた場合、この光ディスクへ無理に記録/再生最大速度となるスピンドル回転速度によって情報の記録/再生を行うことが、光ディスクドライブあるいは光ディスク、及びその信号の品質あるいは信頼性に影響を与えかねないときには、その回転数を下げて記録/再生を行うことが可能なように考慮されている。そのための何種類かの低い倍速対応数値もサポートしている。これらの倍速対応数値のスピンドル回転周波数に関しても、前記と同様に同期信号加振による回転共振となることを避けたロール共振周波数に設定する。
【0049】
つまり、光ディスクドライブ装置における仕様により予め設定される倍速対応数値の記録/再生速度のすべてのスピンドル回転周波数を避けた不使用回転周波数にロール共振周波数を設定することにより、ロール共振成分の影響を少なくでき、光ディスクドライブ装置を高速化することができる。
【0050】
このことから、記録/再生最大速度となるスピンドル回転周波数に対して必要十分にロール共振周波数を高く設定できないとき、また他の支持構造あるいは従来の構造であっても前述のような光ディスクドライブ装置仕様の記録/再生最大速度となるスピンドル回転周波数を避けてロール共振周波数を設定,調整する設計によりロール共振成分の影響を少なくすることができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、線ばねを低コンプライアンスとしたまま捩りばね定数を高め、ロール共振周波数を画期的に高めることができ、また、レンズアクチュエータの可動部と支持構造の組み付け時に可動部,固定ブロックを対物レンズのレンズ光軸と同軸で部品位置決めを行い、その同軸線からの作用半径を大きくした固定ブロック側の支持ばね(線ばねあるいは板ばねなど)を拘束するばね固着部形状面も同軸の円筒面としているため、組立の際にフォーカシング方向(Y軸)廻りの部品にて相対回転ずれが発生しても線ばね有効長が変動し難く、可動部の両翼の線ばねの長さが異なることによるコンプライアンスの非対称を防止でき、そして、タンジェンシャル軸(X軸)廻りにおける寄生回転運動の発生も低減することができ、光ディスクドライブ装置の高速化を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるレンズアクチュエータの前方側を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態におけるレンズアクチュエータの後方側を示す斜視図
【図3】本発明の実施の形態における第1実施例のレンズアクチュエータの平面図
【図4】本発明の実施の形態における第2実施例のレンズアクチュエータの平面図
【図5】(a)はレンズアクチュエータの特性におけるトラッキング方向の周波数応答特性を表すゲイン特性、(b)は位相特性を示す図
【図6】フォーカス中立位置及び±0.3mmにおけるロール共振特性をトラッキングの変位振幅当たりロール傾き感度(rad/m)を示す図
【図7】(a)は再生32倍速CAV方式,記録8倍速CLV方式対応用のレンズアクチュエータの特性におけるトラッキング方向の周波数応答特性を表すゲイン特性、(b)は位相特性を示す図
【図8】フォーカス中立位置及び±0.3mmにおけるロール共振特性をトラッキングの変位振幅当たりロール傾き感度(rad/m)を示す図
【符号の説明】
1 ベース
2 マグネット
3 対物レンズ
4 ホルダ
5 フォーカス用コイル
6 トラッキング用コイル
7 線ばね
7a 自由直線部分
8 プリント基板
9 固定ブロック
9a 円弧面部
10 窪み
11 長孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens actuator used in an apparatus (hereinafter referred to as an optical disk drive apparatus) that records / reproduces information on an optical storage medium having a plurality of different values corresponding to double speed.
[0002]
[Prior art]
In a lens actuator used for active control, it is necessary to employ a movable mechanism for reducing loss operation due to nonlinearity as much as possible. For this reason, a spring support structure is often used as a support structure for a lens actuator used in an optical disk drive device that requires high-precision control. For example, as described in Japanese Patent No. 2856176, four support springs (wires) are used. A structure in which the optical pickup is supported by the elastic member).
[0003]
On the other hand, due to the necessity of mounting a high NA objective lens as the recording density increases, it is necessary to reduce the optical axis tilt due to parasitic rotational motion during translational driving of focusing and tracking. However, in the structure described in Japanese Patent No. 2856176, in order to increase the displacement sensitivity in the focusing direction and the tracking direction, it is necessary to set the compliance (elastic coefficient) in both directions of the support spring low, and the size and weight are reduced. Since the outer dimension is restricted by the surface of the surface, the arrangement size of the support spring is limited, and therefore, in principle, there is a problem that the torsional rigidity in the radial direction is inevitably lowered.
[0004]
For this reason, the parasitic error of drive thrust during focusing or tracking translation shift, or the presence of a little asymmetry due to the assembly error of the support spring, causes parasitic rotational motion in the radial direction during translation drive. It often gives rise to production yields or costs.
[0005]
Until now, the optical axis tilt due to this parasitic rotational motion has been discussed mainly as a problem with respect to the DC (direct current) shift of the lens actuator in both radial and tangential axis tilts. This is a factor that firstly generates a parasitic moment as a working radius of thrust in a direction in which the DC shift amount is orthogonal as described above. Second, in the conventional optical disk drive device specifications, resonance around a tangential axis (hereinafter referred to as roll). This is because the frequency (called resonance) could be set higher than the maximum spindle rotation frequency of the optical disk drive device specification.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, due to the recent demand for high speed optical disk drive devices, the spindle rotation frequency during recording as well as during reproduction tends to exceed the roll resonance frequency of the conventional lens actuator. If these two frequencies match, the phenomenon described later occurs.
[0007]
The spectrum of the disk runout and eccentric component tends to be strong in the low frequency component in accordance with the principle of the natural world, and there may be a component having a large primary component, that is, a spindle rotation frequency component from the disc standard. That is, the surface blur and the eccentric component having the spindle rotation frequency component of this disk act as a forced feedback to the lens actuator for focusing and tracking, respectively, and act as an excitation force.
[0008]
As long as the excitation force acts as a theoretical pure translational thrust, no particular problem occurs. However, when the above-mentioned translational thrust is generated for focusing and tracking, it is inevitable that a DC shift occurs in the tracking and focusing directions that are in the orthogonal directions. As a result, this shift amount functions as a working radius, and the above-mentioned translational thrust generates a thrust parasitic moment, and this parasitic moment has the same frequency component as the roll resonance frequency due to the above-mentioned frequency coincidence. Will cause a literal rotational resonance.
[0009]
The AC (alternating current) radial direction tilt amount generated by the rotational resonance of the movable part is much higher than the conventional radial direction tilt amount caused by the DC shift, and modulates the amplitude of the tracking error signal and the RF signal. In addition to hindering stable recording / reproduction performance, servo errors may occur depending on the degree.
[0010]
Since these are literal resonances, the focusing and tracking parasitic moment canceling means used for the countermeasure against the parasitic inclination assuming only the DC shift is not effective.
[0011]
In summary, the synchronous signal excitation at the roll resonance frequency is an excitation condition that maximizes the sensitivity of the roll, that is, the radial gradient. Therefore, at the time of DC shift such as an inevitable cumulative deviation in the focus direction or a carriage tracking error in the tracking direction, there is an AC excitation force for disc surface deviation or eccentric tracking in a direction perpendicular to them. By adding, the radial inclination increases rapidly. As a result, the RF signal amplitude is modulated, increasing the error rate or increasing the possibility of occurrence of a servo error, which significantly hinders the speeding up.
[0012]
However, since the roll resonance frequency exists somewhere as long as the lens actuator is used, the above-described characteristics at the roll resonance frequency cannot be avoided. In the above description, the spring support structure has been described for the sake of convenience, but the problem is common to other structures, for example, an elastic hinge or a bearing. Therefore, it is necessary to set the roll resonance frequency while avoiding the spindle rotation frequency, and it is most desirable to set a roll resonance frequency that is high enough and necessary for the spindle rotation frequency of the maximum operating rotation speed.
[0013]
However, the rotational speed required for the optical disk drive within the operating time of the lens actuator used for the optical pickup is not always the same due to the above-mentioned demand for high speed, and also varies depending on the CD / DVD and its reproduction / recording. Since the spindle rotation speed control is performed, it is necessary to cope with this.
[0014]
From the principle of natural vibration, the roll resonance frequency is proportional to the square root of the torsion spring constant of the spring support structure and inversely proportional to the square root of the moment of inertia of the movable structure. This principle suggests that in order to sufficiently increase the roll resonance frequency, it is necessary to make the torsion spring constant much higher than before and / or make the moment of inertia very small. However, in general, in the spring support structure, if the support spring is set to low compliance in order to increase DC sensitivity, it is inevitable that the torsion spring constant depending on the support spring also becomes low. On the other hand, in other support structures that are not easily affected by this, since the support structure occupies the center of the movable structure, it is necessary to provide a pair of thrust generation sources on both sides for symmetry. Incurs an increase.
[0015]
Therefore, in any structure, there is a problem that it is often difficult to increase only the roll resonance frequency as necessary while satisfying other desirable characteristics.
[0016]
The present invention is directed to solving the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a lens actuator that can reduce the influence of a roll resonance component that is harmful to speeding up.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the lens actuator according to the present invention is used in an apparatus for recording / reproducing information having a plurality of values corresponding to different speeds for recording / reproducing of an optical storage medium, focusing and tracking. A lens actuator for driving an objective lens for control, comprising a holder that holds the objective lens, a wire spring that supports the holder from both sides of the holder, and a fixed block that fixes an end of the wire spring in the actuator, the spacing of the wire spring on each side of the holder, is installed to spread Oite a fixed position location in a fixed position location by remote fixed block in the holder, the lens optical axis and the cylindrical surface of the coaxial objective lens that it is curved to the outer bending shape of the fixing portion content vicinity of fixing the wire spring is fixed to the position, and the fixed block wire springs fixed blocks and And butterflies.
[0021]
According to the said structure, a torsion spring constant can be raised with a wire spring made low compliance, and a roll resonant frequency can be raised epoch-makingly .
[0022]
In addition, when the movable part of the lens actuator and the support structure are assembled, the movable part and the fixed block are positioned coaxially with the lens optical axis of the objective lens, and the support spring on the fixed block side in which the working radius from the coaxial line is increased ( Since the shape of the spring fixing part that restrains the wire spring or leaf spring is also a coaxial cylindrical surface, the support spring is effective even if relative rotational misalignment occurs in parts around the focusing direction (Y axis) during assembly. It is difficult to change the length, the asymmetry of compliance due to the difference in the lengths of the wire springs of both wings of the movable part can be prevented, and the occurrence of parasitic rotational motion around the tangential axis (X axis) can be reduced.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
1 is a perspective view showing a front side of a lens actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a rear side of the lens actuator of FIG. 1. 1 is a base, 2 is a base 1 facing each other. , 3 is an objective lens, 4 is a holder for holding the
[0025]
The movable portion includes an
[0026]
A fixed magnetic circuit is formed by the magnet 2 that is a magnetic flux generation source and the base 1 that is the back yoke, and the holder 4 has a thrust generation amount by four
[0027]
The other end of the
[0028]
However, the fixed pattern of the
[0029]
Further, a
[0030]
In this embodiment, a metal wire spring is used as the
[0031]
FIG. 3 is a plan view of the lens actuator of the first embodiment. The holder 4 is supported by four
[0032]
FIG. 4 is a plan view of the lens actuator of the second embodiment. The difference from the configuration of the first embodiment is the curved shape of the
[0033]
In other words, in the second embodiment, the angle in the free straight line of the
[0034]
In the first embodiment, the angle in the free straight line of the
[0035]
As shown in FIG. 1, the relative rotation adjustment around the focusing direction (Y axis) in FIG. 1 is performed at the time of assembling and coupling the lens actuator, and the tangential axis (X Minimize parasitic rotational motion around the axis).
[0036]
In the adjustment, the monitoring target of the adjustment is not a parasitic radial tilt amount when a DC shift is given in the focusing direction as in the prior art, but a vibration having an AC spindle rotation frequency component in the focusing direction. Adjustment is performed to minimize the parasitic radial tilt amount at this time.
[0037]
With such a movable part configuration, the moment of inertia can be reduced by reducing the weight, and the torsion spring constant can be increased and the roll resonance frequency can be dramatically increased while keeping the wire spring in a low compliance state.
[0038]
Further, when the movable part of the lens actuator and the support structure are assembled, the movable part and the fixed block are positioned coaxially with the lens optical axis of the
[0039]
From the viewpoint of improving workability and stability of the characteristics, and preventing the optical axis deviation of the lens, the relative position adjustment of the tracking direction component between the fixed block of the support structure and the fixed magnetic circuit as described above is performed. The rotation is adjusted around the axis that is coaxial or substantially coaxial with the optical axis, but only the position of the magnet 2 is adjusted, the relative position between the
[0040]
Here, by setting and adjusting the roll resonance frequency so as to be sufficiently high or take a different value for any of the spindle rotation frequencies that are the maximum recording / reproducing speed in the optical disc drive apparatus specification, the parasitic moment Prevents the occurrence of rotational resonance.
[0041]
5A and 5B are diagrams showing examples of frequency response characteristics of the lens actuator when the roll resonance frequency is not considered with respect to the spindle rotation frequency. In this example, a lens corresponding to a reproduction 32-times speed CAV (Constant Angular Velocity) method and a recording 8-times speed CLV (Constant Linear Velocity) method as a double-speed compatible numerical value expressed as 2,4 times the standard data transfer speed. Actuator.
[0042]
FIGS. 5A and 5B show the frequency response characteristics in the tracking direction at the focus neutral position and ± 0.3 mm (DC shift) among the characteristics of the lens actuator. FIG. 5A shows gain characteristics, and FIG. 5B shows phase characteristics. It can be seen that the tracking eigenvalue is present at about 50 Hz, and the roll resonance parasitic to this exists near about 60 Hz, but this alone does not appear to be a resonance that causes a problem in characteristics.
[0043]
However, in the above-described
[0044]
FIG. 6 shows the roll resonance characteristics at the focus neutral position and ± 0.3 mm in terms of the roll tilt sensitivity (rad / m) per tracking displacement amplitude. Incidentally, the focus shift of 0.3 mm exemplifies a possible numerical value as a cumulative initial deviation from the disk surface to the objective lens. 1 (rad / m) corresponds to about 0.06 (degrees / mm). According to this, the roll tilt sensitivity at 60 to 70 Hz is about 5 (degrees / mm) or more, and if the eccentric primary component including the media, chuck or turntable is 0.1 mm, it is about 0.5 degrees or more. A tilt occurs in the objective lens of 1 degree or more at the maximum. This modulates the RF signal and track error signal, and in this example, the recording characteristics are significantly impaired. If this occurs in synchronization with the spindle rotation frequency during reproduction, a problem occurs in reproduction characteristics.
[0045]
FIGS. 7A and 7B show the characteristics of the lens actuator corresponding to the reproduction 32 × speed CAV method and the
[0046]
The roll resonance frequency is considered with respect to the spindle rotation frequency, and the tracking eigenvalue is about 50 Hz which is substantially the same as the conventional example, but the roll resonance frequency parasitic on this is about 90 Hz. However, the roll resonance itself on the tracking response is hardly visible due to the relationship between the tracking active displacement and the ratio of the roll tilt sensitivity. However, it has been shown above that it cannot be guaranteed that it will not be a problem if it is not so conspicuous on the active characteristics of tracking.
[0047]
FIG. 8 shows the roll resonance characteristics at the focus neutral position and ± 0.3 mm in the same manner as FIG. 6, expressed as roll tilt sensitivity (rad / m) per tracking displacement amplitude. The roll tilt sensitivity at the peak position substantially equal to the roll resonance frequency is substantially the same as described above, but in this example, it is 60 to 70 Hz in the
[0048]
Also, in an ordinary optical disk drive device, when an optical disk with extremely deteriorated mechanical characteristics is loaded, information can be recorded / reproduced at a spindle rotation speed that is the maximum recording / reproduction speed on this optical disk. When there is a possibility of affecting the quality or reliability of the optical disk drive or the optical disk and its signal, consideration is given so that recording / reproduction can be performed at a lower rotational speed. For that purpose, several types of low-speed compatible numerical values are also supported. The spindle rotational frequency corresponding to these double speeds is also set to a roll resonance frequency that avoids rotational resonance due to synchronous signal excitation as described above.
[0049]
In other words, the influence of the roll resonance component is reduced by setting the roll resonance frequency to an unused rotation frequency that avoids all the spindle rotation frequencies of the recording / reproducing speed corresponding to the double speed preset by the specifications in the optical disk drive device. In addition, the speed of the optical disk drive device can be increased.
[0050]
For this reason, when the roll resonance frequency cannot be set sufficiently high with respect to the spindle rotation frequency which is the maximum recording / reproducing speed, the specifications of the optical disk drive device as described above are used even in other support structures or conventional structures. The influence of the roll resonance component can be reduced by the design that sets and adjusts the roll resonance frequency while avoiding the spindle rotation frequency that is the maximum recording / reproducing speed.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the torsional spring constant can be increased while the wire spring is kept in low compliance, and the roll resonance frequency can be dramatically increased, and the movable portion of the lens actuator and the support structure can be improved . A spring that constrains the support spring (wire spring or leaf spring, etc.) on the fixed block side when the movable part and fixed block are positioned coaxially with the lens optical axis of the objective lens during assembly and the working radius from the coaxial line is increased. since the fixing portion shaped surface is also a coaxial cylindrical surface, the focusing direction (Y-axis) the wire spring effective length be relative rotational deviation occurs in parts around hardly varies during assembly, the movable portion of the wings Compliance asymmetry due to different lengths of wire springs can be prevented, and the occurrence of parasitic rotational movement around the tangential axis (X axis) can be reduced. It can be an effect that it is possible to perform a high-speed optical disk drive device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a front side of a lens actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a rear side of the lens actuator according to an embodiment of the invention. FIG. 4 is a plan view of the lens actuator of the second example in the embodiment of the present invention. FIG. 5A is a frequency response in the tracking direction in the characteristics of the lens actuator. FIG. 6B is a graph showing phase characteristics. FIG. 6B is a graph showing roll tilt sensitivity (rad / m) per displacement amplitude of tracking the roll resonance characteristics at the focus neutral position and ± 0.3 mm. 7 (a) is a tracking method in the characteristics of a lens actuator for reproduction 32 × speed CAV method and recording 8 × speed CLV method. FIG. 8B is a graph showing the phase characteristics. FIG. 8 is a graph showing the roll tilt sensitivity (rad / m) per displacement amplitude of tracking the roll resonance characteristics at the focus neutral position and ± 0.3 mm. Figure [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2
Claims (1)
前記対物レンズを保持するホルダと、前記ホルダを前記ホルダの両側から支持する線ばねと、前記線ばねの端部を固定する固定ブロックと、を備えたレンズアクチュエータにおいて、
前記ホルダの両側にある前記線ばねの間隔を、前記ホルダでの固定位置よりも前記固定ブロックでの固定位置において広げるように設置し、前記対物レンズのレンズ光軸と同軸の円筒面とした前記固定ブロックの固定位置に前記線ばねを固定し、かつ前記線ばねを前記固定ブロックの固定部分近傍において外曲げ状に湾曲させていることを特徴とするレンズアクチュエータ。A lens actuator for driving an objective lens for controlling focusing and tracking, which is used in an apparatus for recording / reproducing information having a plurality of numerical values corresponding to different speeds for recording / reproducing of an optical storage medium,
In a lens actuator comprising: a holder that holds the objective lens; a wire spring that supports the holder from both sides of the holder; and a fixing block that fixes an end of the wire spring.
The spacing of the line springs on both sides of the holder, and placed so as broaden Oite a fixed position location in a fixed position location by remote the fixed block in the holder, the lens optical axis and coaxial of said objective lens lens actuator, characterized in that it is curved to the outer bending shape in the the line spring is fixed in a fixed position of the fixed block, and the fixed portion component vicinity of the fixed block the line spring is a cylindrical surface.
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