JP4444178B2 - 光ヘッド装置及びそれを用いた光記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ヘッド装置及びそれを用いた光記録再生装置に関する。

光ヘッド装置は一般に、対物レンズを備えた対物レンズ駆動装置（アクチュエータ）と、対物レンズを介して光の送受を行う光学系とから構成され、光学系ブロックの取付台上に対物レンズ駆動装置を配置した構造となっている。

対物レンズ駆動装置は大別すると、対物レンズとフォーカスコイルとトラッキングコイルとが保持されたレンズホルダと、磁気回路を備えた固定部材とを有している。レンズホルダは複数の弾性支持部材で固定部材に片持ち梁式に支持されている。

図６は、対物レンズ５９を保持した状態のレンズホルダ５３の斜視図である。図６で上下方向に伸びる矢印は、フォーカスサーボによりレンズ保持部５５が位置制御される際のフォーカス位置制御方向Ｆを示し、それにほぼ直交すると共に互いに直交する２つの矢印は、トラッキングサーボによりレンズ保持部５５が位置制御される際のトラッキング位置制御方向（光記録媒体の半径（ラジアル）方向）Ｒと、光記録媒体のトラックの接線（タンジェンシャル）方向Ｔとを示している。なお、後述の図７に示す方向Ｆ、Ｒ、Ｔも同様である。

図６に示すように、レンズホルダ５３は、レンズ外周囲が円筒状の対物レンズ５９を保持するレンズ保持部５５と、マグネットと組み合わせて磁気回路を構成するコイル（不図示）が枠状壁部に取り付けられた枠状部５７とを有している。レンズ保持部５５のほぼ中央には、対物レンズ５９に光を入射させる中空円筒状の開口部（不図示）が開口されている。開口部の周囲には、対物レンズ５９を固定配置するレンズ配置部６３が形成されている。レンズ保持部５５のレンズ配置部６３側の外周囲側壁は対物レンズ５９の載置方向に見ると、方向Ｔの一方に凸状に突出した台形状輪郭を有している。台形の上底部をなす側壁５５ａの両側から所定角度で末広がりに側壁５５ｂ、５５ｃが形成されている。

レンズ保持部５５の開口部の開口の中心軸は枠状部５７の枠の中心軸から所定距離ずれて配置されている。レンズ保持部５５両端から対向して延びる枠状部５７の２つの側壁の外側には、不図示のコイルへの通電を兼ねる導電性ワイヤ（弾性支持部材）が接続される直方体形状のワイヤ接続部５７ａが形成されている。

回転する光記録媒体の情報記録面に対し対物レンズ５９をフォーカシング（焦点位置合せ）したりトラッキング（トラック位置合せ）したりするために、レンズホルダ５３の枠状部５７に取り付けられたフォーカスコイルやトラッキングコイル（ともに不図示）に不図示の導電性ワイヤからフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号が供給される。これにより、枠状部５７の枠内に配置された不図示のマグネットの磁界の影響を受けてコイルを所定方向に移動させる力が生じ、これを駆動力としてレンズホルダ５３に固定された対物レンズ５９が移動してフォーカシングやトラッキングが実現される。

極めて高速且つ高精度で対物レンズ５９を所定位置に位置決めさせる必要があることから、フォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号はステップ関数に近い時間波形となる。このため、これらサーボ信号にはＤＣ（直流）から数十ｋＨｚ（例えば５０ｋＨｚ以上）の広帯域の周波数成分が含まれる。従って、サーボ信号に基づいてレンズホルダ５３に駆動力を与えることは、見方を変えればＤＣから数十ｋＨｚという広い周波数帯域でレンズホルダ５３を加振していることになる。

一方、レンズホルダ５３には、その形状や材質等に基づき複数の共振周波数が存在している。これらの共振周波数で加振されると、レンズホルダ５３は各共振周波数に応じた固有の振動モードで振動する。図７は、レンズホルダ５３におけるフォーカス位置制御方向Ｆの有害共振モードを模式的に示している。図７（ａ）及び図７（ｃ）は、対物レンズ５９の光軸を含んで方向Ｔに平行な仮想平面で切断したレンズホルダ５３を１本の線で模式的に示し、図７（ｂ）は、対物レンズ５９の光軸を含んで方向Ｒに平行な仮想平面で切断したレンズ保持部５５を１本の線で模式的に示している。図７（ａ）乃至図７（ｃ）において、レンズホルダ５３又はレンズ保持部５５は、静止状態を一点鎖線で示し、振動モードでの最大及び最小振幅をそれぞれ実線及び破線で示している。

例えば、図６に示す構造のレンズホルダ５３では、２０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ及び５０ｋＨｚ近傍に高次（２次、３次、４次）の共振周波数ｆｒ２、ｆｒ３、ｆｒ４が存在している。２次共振周波数ｆｒ２でレンズホルダ５３を加振すると、レンズホルダ５３は図７（ａ）に示すように、方向Ｔと方向Ｆを含む平面内で方向Ｆに変位し、レンズホルダ５３のほぼ中央部に振動の腹が生じ、レンズホルダ５３の両端部よりわずかに内側に振動の節が生じるベンディングモードで振動する。また、３次共振周波数ｆｒ３でレンズホルダ５３を加振すると、レンズホルダ５３は図７（ｂ）に示すように、方向Ｒと方向Ｆを含む平面内で方向Ｆに変位し、レンズホルダ５３のほぼ中央部に振動の節が生じ、レンズホルダ５３の両端部が逆位相で振動の腹となる方向Ｔの軸周りのねじれ振動が生じる。さらに、４次共振周波数ｆｒ４でレンズホルダ５３を加振すると、レンズホルダ５３は図７（ｃ）に示すように、図左端のレンズ保持部５５が方向Ｔと方向Ｆを含む平面内で方向Ｆに変位し、レンズ保持部５５のほぼ中央部に振動の節が生じ、レンズ保持部５５の先端部に振動の腹が生じる首振り振動が生じる。なお、１次共振は、ワイヤサスペンションの共振であり、レンズホルダ５３の剛性とは無関係である。

図８は、レンズホルダ５３の振動伝達特性を示すボード線図である。横軸は周波数（ｋＨｚ）を対数表示し、縦軸は伝達関数の振幅をデシベル（ｄＢ）表示している。図８の曲線は、レンズホルダ５３に保持された対物レンズ５９の光記録媒体側の最凸部からわずかに離れた位置で計測した伝達特性を示している。図８に示す伝達特性からレンズホルダ５３には、共振周波数ｆｒ２＝２０、ｆｒ３＝４０、ｆｒ４＝５０ｋＨｚで固有の振動モードによる振動が生じることが分かる。

対物レンズ５９は、レンズ保持部５５で保持されているので、上述の振動モードで一緒に振動してしまう。このため、当該振動モードによる対物レンズ５９の振動が外乱（ノイズ）となってフォーカスサーボ系（システム）やトラッキングサーボ系が不安定になってしまい、最終的には系に発振が生じてしまう危険性が高まる。発振が生じてしまうと最早フォーカシング制御やトラッキング制御は不能になるため、光記録媒体の情報記録面に形成されたトラックに対して光ヘッド装置からのレーザビームのスポットを最適焦点位置で追従させることができなくなってしまう。また、発振を抑えようとするとシステム・ゲインを十分に上げることができなくなるため、対物レンズ５９を高速で高精度に位置決めできなくなるという問題が生じる。

これを改善するため、特許文献１には、回転中心に対して回転及び上下移動可能な対物レンズホルダを有する光ピックアップの対物レンズ駆動装置において、上記対物レンズホルダに対物レンズを載置し、上記対物レンズの取付位置と反対側の上記対物レンズホルダの最外周面に、上記対物レンズホルダの重量バランスをとるためのバランサーを、その取付面が上記対物レンズの制御駆動による上記対物レンズホルダの振動共振方向と平行となるように粘着性を有する粘着材を介して取付け、該粘着材の歪みにより振動エネルギーを吸収させるようにした光ピックアップの対物レンズ駆動装置が開示されている。

特許文献２には、図６に示す構造と同様の複数の弾性支持部材で固定部材に片持ち式に支持されるレンズホルダの防振技術が開示されている。すなわち、特許文献２のレンズホルダは、駆動コイルを保持するコイル保持部からレンズ保持部が突出している。また、レンズ保持部を略リング状にすることにより、フォーカシング方向の振動に集約させ、それを第１の振動吸収部材で抑制している。また、レンズ保持部からリブを削除することにより、振動をトラッキング方向の振動に集約し、それを第２の振動吸収部材で抑制している。つまり、図６に示すレンズホルダ５３のレンズ保持部５５の側壁５５ａに相当する位置に第１の振動吸収部材を配置し、レンズ保持部５５の枠状部５７との２つの付け根部分に第２の振動吸収部材を配置している。
特許第２５９８５３０号公報 特開２００４−１２７４１５号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、回転中心に対して回転及び上下移動可能な対物レンズホルダを前提としており、図６に示すような複数の弾性支持部材で固定部材に片持ち式に支持されるレンズホルダには適用できない。

また、特許文献２の図１に示す構成では、フォーカス位置制御方向Ｆの振動成分を１つの振動吸収部材で減衰させる構成であるため方向Ｔの軸周りのねじれ振動を抑制することが困難である。また、同図４に示す構成ではねじれ振動を抑制可能かもしれないが、振動吸収部材を少なくとも３箇所に設ける必要があり、製造工数が煩雑でコスト高になってしまうという問題を有している。また、各振動吸収部材を取り付ける十分なスペースが必要となり装置が大型化してしまうという問題も有している。

さらに、特許文献１及び２のいずれの構成も、２次、３次及び４次の共振周波数に基づく有害な振動モード全てに対して同時に減衰効果を生じさせることは困難である。

本発明の目的は、高次（２次以上）の共振周波数で生じる機械的振動の影響を除去できる光ヘッド装置及びそれを用いた光記録再生装置を提供することにある。

上記目的は、対物レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを移動可能に片持ち梁式に支持するワイヤと、前記対物レンズの光軸を含んで前記ワイヤの延伸方向に平行な仮想平面に対し、当該平面の両面側に位置する前記レンズホルダの両側壁にそれぞれ取り付けられた一対のダンピング系とを有することを特徴とする光ヘッド装置によって達成される。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記ダンピング系は、前記レンズホルダの前記光軸方向の振動振幅を減衰させることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記レンズホルダの２次共振周波数以上の周波数帯域で、前記ダンピング系の振動の位相は、前記レンズホルダの振動の位相に対して１８０°反転していることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記ダンピング系の共振周波数は、前記レンズホルダの前記２次共振周波数より低いことを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記両側壁が互いに逆位相で振動する振動モードにおいて、前記一対のダンピング系は、取り付けられた前記側壁の振動の位相と逆位相で振動することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記ダンピング系は、錘と、前記レンズホルダの前記光軸方向の振動を前記錘に伝達すると共に前記光軸方向の前記錘の振動を減衰させる粘性減衰特性を備え、前記錘を前記側壁に接着する粘弾性接着剤とを有することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記錘は、薄板形状を有し、前記粘弾性接着剤は、前記薄板形状の一表面と前記側壁とを面状に接続していることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記レンズホルダは、前記対物レンズの光軸からずれた枠構造を備えた枠状部をさらに有することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッド装置であって、前記レンズホルダは、前記枠状部と反対側に突出して前記仮想平面に対してほぼ対称な台形状輪郭を有し、前記一対のダンピング系は、前記台形の上底部をなす上底部側壁両側から所定角度で末広がりに延びる第１及び第２の側壁にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする。

また、上記目的は、上記本発明の光ヘッド装置を有することを特徴とする光記録再生装置によって達成される。

本発明によれば、高次（２次以上）の共振周波数で生じる機械的振動の影響を除去できる光ヘッド装置及びそれを用いた光記録再生装置が実現できる。

本発明の一実施の形態による光ヘッド装置及びそれを用いた光記録再生装置について図１乃至図５を用いて説明する。まず、本実施の形態による光ヘッド装置の概略の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態による光ヘッド装置の対物レンズ駆動装置１の構成を示す斜視図である。図１で上下方向に伸びる矢印は、フォーカスサーボによりレンズ保持部５が位置制御される際のフォーカス位置制御方向Ｆを示し、それにほぼ直交すると共に互いに直交する２つの矢印は、トラッキングサーボによりレンズ保持部５が位置制御される際のトラッキング位置制御方向（光記録媒体の半径（ラジアル）方向）Ｒと、光記録媒体のトラックの接線（タンジェンシャル）方向Ｔとを示している。

図１に示すように、不図示の光記録媒体の情報記録面と対面し、光ビームを集束させて光記録媒体の情報記録面に照射して、情報を記録あるいは再生するための対物レンズ９が、レンズホルダ３に保持されている。レンズホルダ３は樹脂材料で形成されている。樹脂材料としては、例えば液晶ポリマを用いることができる。所望の成形性及び剛性が得られるならば各種エンジニアリングプラスチックを当該樹脂材料として使用可能である。

レンズホルダ３は、レンズ外周囲が円筒状の対物レンズ９を保持するレンズ保持部５と、レンズ保持部５側壁とで中空ロ字状の枠体を構成する枠状部７とを有している。レンズ保持部５のほぼ中央には、対物レンズ９を固定配置するレンズ配置部１３が形成されている。レンズ配置部１３の外周囲の一部には、他より突出して対向する壁状のレンズ保持側壁部１８が形成されている。対向する２つのレンズ保持側壁部１８の内壁は対物レンズ９が容易に収まるように対物レンズ９の円筒状外周囲側壁と所定間隙を介してそれに倣う形状に形成されている。対物レンズ９は、例えば、光又は熱で硬化する樹脂製の接着剤１１をレンズ配置部１３及び対物レンズ９の側壁に亘って塗布（滴下）固着することによりレンズホルダ３に固定されている。レンズ保持部５のほぼ中央には対物レンズ９に光を入射させる例えば中空円筒状の開口部（不図示）が開口されている。レンズ保持部５のレンズ配置部１３側の外周囲側壁は対物レンズ９の載置方向に見ると、枠状部７と反対側の方向Ｔの一方に凸状に突出した台形状輪郭を有している。当該台形状輪郭は、対物レンズ９の光軸を含んで方向Ｔに平行な仮想平面に対してほぼ対称になっている。台形の上底部をなす側壁５ａの両側から所定角度で末広がりに側壁（第１及び第２の側壁）５ｂ、５ｃが形成されている。

対物レンズ９の光軸を含んで方向Ｔに平行な仮想平面に対し、当該平面の両面側に位置する両側壁５ｂ、５ｃには、ダンピング系３０、３１がそれぞれ取り付けられている。ダンピング系３０、３１は対物レンズ９の近傍に配置されている。ダンピング系３０は、金属性薄板形状の錘３０ａと、錘３０ａを側壁５ｂに接着する粘弾性接着剤３０ｂとを有している。粘弾性接着剤３０ｂはレンズホルダ３の対物レンズ９の光軸方向の振動を錘３０ａに伝達すると共に当該光軸方向の錘３０ａの振動を減衰させる粘性減衰特性を備えている。粘弾性接着剤３０ｂは、錘３０ａの薄板形状の一表面と側壁５ｂとを面状に接続している。ダンピング系３１は、金属性薄板形状の錘３１ａと、錘３１ａを側壁５ｃに接着する粘弾性接着剤３１ｂとを有している。粘弾性接着剤３１ｂはレンズホルダ３の対物レンズ９の光軸方向の振動を錘３１ａに伝達すると共に当該光軸方向の錘３１ａの振動を減衰させる粘性減衰特性を備えている。粘弾性接着剤３１ｂは、錘３１ａの薄板形状の一表面と側壁５ｃとを面状に接続している。

レンズ保持部５に固定された対物レンズ９の光軸は枠状部７の枠の中心軸から所定距離ずれて配置されている。枠状部７の枠内壁には、コイル部の一部が枠壁に沿って巻回されたフォーカスコイル２３と、フォーカスコイル２３の中心軸に直交する方向に中心軸が形成されるようにコイル部が巻回されたトラッキングコイル２５とが固着されている。レンズホルダ３の図中下側に配置されたベースヨーク１７には、所定間隙で対向する２つの磁石（マグネット）２７が突出して配置されている。一方の磁石２７はフォーカスコイル２３の内周側に配置され、他方の磁石２７はトラッキングコイル２５とレンズ保持部５との間に配置さている。２つの磁石２７に跨って、例えば下側が開口したコ字状断面のトップヨーク２９が配置されている。トップヨーク２９及びベースヨーク１７により磁石２７で生じた磁束が磁路から漏洩するのを抑制している。２つの磁石とトップヨーク２９とベースヨーク１７とにより磁気回路が構成されている。

レンズ保持部５両端から対向して延びる枠状部７の２つの側壁の外側には、コイルへの通電を兼ねる複数（本例では両側２本ずつ）の導電性ワイヤ（弾性支持部材）１５がそれぞれ接続されるほぼ直方体形状の複数のワイヤ接続部７ａが形成されている。フォーカスコイル２３及びトラッキングコイル２５にサーボ信号（電流）を供給するため、両コイル２３、２５のそれぞれの端部はワイヤ接続部７ａに絡げられ、ワイヤ１５の一端と、例えば半田付けされて接続固定されている。ワイヤ１５の他端は、ダンパケース１９に、例えば半田付けされて固定されている。これにより、レンズホルダ３は、ヨークベース１７、トップヨーク２９、磁石２７、ダンパケース１９及びダンパケース１９に固定された基板２１で構成される固定部に対して移動可能に片持ち梁式に支持されている。

２つの磁石２７の対向面がトラッキング位置制御方向Ｒに平行になるように対物レンズ駆動装置１を備えた光ヘッド装置を配置して、枠状部７内のフォーカスコイル２３及びトラッキングコイル２５に通電すれば、フレミングの左手の法則に基づいて、２つの磁石２７に挟まれたフォーカスコイル２３のコイル部にフォーカス位置制御方向Ｆに移動する駆動力が発生し、２つの磁石２７に挟まれたトラッキングコイル２７のコイル部にトラッキング位置制御方向Ｒに移動する駆動力が発生する。これにより、対物レンズ９を光記録媒体の情報記録面にほぼ垂直な方向に移動させて焦点位置を調整し、対物レンズ９を光記録媒体の半径方向Ｒに移動させてトラック位置を調整することができる。

図２は、レンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動モデルを示している。レンズホルダ３は、質量Ｍｈの質点が固定端からばね定数Ｋｈと粘性係数Ｃｈとで接続された１自由度の振動系Ｒｈで表されている。ダンピング系３０、３１は、錘３０ａ、３１ａと等価の質量Ｍｄの質点がレンズホルダ３の側壁５ｂ、５ｃから粘弾性接着剤３０ｂ、３１ｂのばね定数Ｋｈと粘性係数Ｃｈとで接続された１自由度の振動系Ｒｄで表されている。２次共振、３次共振、あるいは４次共振での各振動モードは、それぞれ図２に示す振動モデルで表すことができる。

損失エネルギー（エネルギーの減衰）は、粘性係数に速度（ｄｘ／ｄｔ）を乗じて求められるので、振動系Ｒｈと振動系Ｒｄとの速度差が大きいほど振動系Ｒｄによるダンピング効果が大きくなる。そこで、振動系Ｒｈの２次共振周波数より低い周波数で、振動系Ｒｄの振動の位相が振動系Ｒｈの振動の位相に対して１８０°反転しているようにすればよい。このような振動系Ｒｄを用いることにより、振動系Ｒｈの高次共振周波数に対して最大効率で振動振幅の減衰効果を得ることができる。所定の周波数以上の周波数帯域において、振動系Ｒｄの振動の位相を振動系Ｒｈの振動の位相に対して１８０°反転させることにより、振動系Ｒｈの高次共振周波数の全ての振動モードに対し振動振幅の減衰効果を得ることができる。

次に、ダンピング系３０、３１の具体的な構成について図３を用いて説明する。ダンピング系３０と３１とは同一構成であるのでダンピング系３０を例にとって説明する。図３は、ダンピング系３０の寸法を示している。図３（ａ）は、錘３０ａの一表面をその法線方向に見たダンピング系３０を示し、図３（ｂ）は、ダンピング系３０の一側面を示している。粘弾性接着剤３０ｂと錘３０ａとは貼り合わされて１つのダンピング系３０を構成しており、ダンピング系３０自身の共振周波数が、レンズホルダ３の共振周波数より低くなるように（例えば、約半分）に設定されている。

ダンピング系３０が側壁５ｂを固定端とする片持ち梁であると考えると、梁断面はダンパ縦幅ｈ（ｍ）、ダンパ横幅ｂ（ｍ）の長方形で、ダンパ腕長さをｌ（ｍ）とすると、ダンピング系３０の共振周波数ｆｒｄは、式（１）のように表すことができる。

ｆｒｄ＝（１／２π）√（Ｋ／ｍ）
＝（１／４π）√（Ｅｂｈ^３／ｍｌ^３） ・・・（１）

式（１）において、Ｋは粘弾性接着剤３０ｂのばね定数を示し、Ｅは粘弾性接着剤３０ｂのヤング率を示し、ｍは錘３０ａの質量を示している。粘弾性接着剤３０ｂのばね定数Ｋは、式（２）のように表すことができる。

Ｋ＝３ＥＩ／ｌ^３ ・・・（２）

式（２）において、Ｉは粘弾性接着剤３０ｂの断面２次モーメントを示しており、式（３）のように表すことできる。

Ｉ＝ｂｈ^３／１２ ・・・（３）

例えば、レンズホルダ３の２次共振周波数ｆｒ２を２０ｋＨｚとすると、ダンピング系３０ａ、３０ｂの共振周波数は、１０ｋＨｚに合わせることが望ましい。なぜなら、ダンピング系３０ａ、３０ｂの共振周波数が１０ｋＨｚであると、そのピークで位相が９０°反転し、２０ｋＨｚでは位相が完全に１８０°反転するためである。ここで、ダンピング系３０、３１の共振周波数ｆｒｄを１０ｋＨｚとするためには、ｂ＝０．００２（ｍ）、ｈ＝０．００２（ｍ）、ｌ＝０．０００６（ｍ）、ｍ＝０．００００１３９２（ｋｇ）、Ｅ＝３２５００００（Ｐａ）とし、錘３０ａの厚さをｔｐを０．０００４（ｍ）、錘３０ａの比重を８．７とし、粘弾性接着剤３０ｂの厚さｔｖを０．０００４（ｍ）とする。上記各パラメータを式（１）乃至式（３）に代入すると、ダンピング系３０ａの共振周波数は、ｆｒｄ＝１０４６５．１４６６（Ｈｚ）になる。

図４は、レンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動伝達特性を示すボード線図の一例である。図４（ａ）は、レンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動振幅の伝達特性を示し、横軸は周波数（ｋＨｚ）を対数表示し、縦軸は伝達関数の振幅をデシベル（ｄＢ）表示している。図４（ｂ）は、レンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動の位相の周波数特性を示し、横軸は周波数（ｋＨｚ）を対数表示し、縦軸は位相（°）を表示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）の実線の曲線Ｈは、レンズホルダ３に保持された対物レンズ９の光記録媒体側の最凸部からわずかに離れた位置で計測した伝達特性を示している。破線の曲線Ｄは、ダンピング系３０、３１の錘３０ａ、３０ｂの光記録媒体側の側壁で計測した伝達特性を示している。図４（ａ）の曲線Ｈに重ねて示す一点鎖線の曲線Ｈ’は、従来のレンズホルダ５３の伝達特性である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、レンズホルダ３の振動周波数が７ｋＨｚ以下程度であると、ダンピング系３０、３１はレンズホルダ３の振動に追従して振動するので、ダンピング系３０、３１とレンズホルダ３との振動の位相差はほぼ０である。レンズホルダ３の振動周波数が７ｋＨｚを超えると、ダンピング系３０、３１はレンズホルダ３の振動に追従しなくなって、ダンピング系３０、３１とレンズホルダ３との振動の位相に差が生じ始める。ダンピング系３０、３１は約１０ｋＨｚで共振するように形成されているので、レンズホルダ３の振動周波数が１０ｋＨｚになると共振して振幅が大きくなる。また、ダンピング系３０、３１の位相は共振周波数ｆｒｄ＝１０ｋＨｚで初期の位相に対して９０°反転する。

レンズホルダ３の振動周波数が１５ｋＨｚ程度になると、ダンピング系３０、３１の位相は初期の位相に対して１８０°反転している。レンズホルダ３の振動周波数が２次共振周波数ｆｒ２＝２０ｋＨｚに近付くと、レンズホルダ３の位相は初期の位相からずれ始めて、２０ｋＨｚで９０°反転する。一方、ダンピング系３０、３１はレンズホルダ３との１８０°の位相差を維持したまま位相が反転する。図４（ｂ）に示すように、２次共振周波数ｆｒ２＝２０ｋＨｚにおいて、レンズホルダ３とダンピング系３０、３１との位相差は１８０°になる。レンズホルダ３の振動とダンピング系３０、３１の振動とは相対的な関係にあり、レンズホルダ３が、外部入力に対してどのような位相で運動しても、レンズホルダ３とダンピング系３０、３１の位相関係は変わらない。このため、レンズホルダ３とダンピング系３０、３１との相対速度は最大となり、ダンピング系３０、３１はレンズホルダ３の振動に対して最大効率で振動振幅を減衰させることができるようになる。これにより、図４（ａ）に示すように、本実施の形態の光ヘッド装置に備えられた対物レンズ駆動装置１は、従来の対物レンズ駆動装置と比較して２次共振周波数ｆｒ２＝２０ｋＨｚにおいて生じる共振による振動を十分に低減することができる。

ダンピング系３０、３１は、３次共振周波数ｆｒ３＝４０ｋＨｚにおいてもレンズホルダ３に対して２次共振周波数ｆｒ２のときと同様に作用して、図４（ａ）に示すように、共振による振動を十分に低減することができる。図７（ｂ）に示すように、３次共振周波数ｆｒ３での振動モードは、レンズ保持部５で方向Ｔの軸周りのねじれ振動である。このため、レンズホルダ３の側壁５ｂ、５ｃは３次共振周波数ｆｒ３では逆位相で振動する。ダンピング系３０、３１は初期の位相から１８０°反転する周波数以上の周波数帯域では、レンズホルダ３の振動の位相に対して常に１８０°位相反転するので、ダンピング系３０、３１は取り付けられた側壁５ｂ、５ｃの振動の位相と逆位相で振動する。これにより、ダンピング系３０、３１は方向Ｔの軸周りのねじれ振動に対しても最大効率で共振振動振幅を十分に低減することができる。

また、ダンピング系３０、３１は、４次共振周波数ｆｒ４＝５０ｋＨｚにおいてもレンズホルダ３に対して２次共振周波数ｆｒ２のときと同様に作用して、図４（ａ）に示すように、従来の対物レンズ駆動装置と比較して共振による振動を十分に低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、一対のダンピング系３０、３１をレンズホルダ３の対物レンズ９側の側壁５ｂ、５ｃに配置し、ダンピング系３０、３１の共振周波数をレンズホルダ３の２次共振周波数ｆｒ２のほぼ半分程度に設定することにより、２次共振及びさらに高次（３次、４次）共振での振動振幅のピークを低減することができ、２次以上の共振周波数で生じる機械的振動の影響を十分除去できるようになる。また、一対のダンピング系３０、３１は、ベンディングモードの振動（２次共振）と、レンズホルダ３がタンジェンシャル方向に移動する際に生じるレンズ保持部５のねじれ振動（３次共振）と、レンズホルダ３がフォーカス位置制御方向Ｆに移動する際に生じるレンズ保持部５の首振り振動（４次共振）とを低減できるように形成されて配置されている。このように、対物レンズ駆動装置１は１種類のダンピング系で全ての振動モードの振動を吸収することができるので、光ヘッド装置のスペース効率が格段に向上する。

次に、本実施の形態による光記録再生装置について説明する。光記録再生装置は、例えば円板状の光記録媒体の円周方向に沿って形成され且つ光記録媒体の半径方向に複数形成されたトラックの所定領域に情報を記録し、又は当該トラックの所定領域に記録された情報を再生する光ヘッド装置を備えている。光ヘッド装置には、光記録媒体に対して情報を記録するだけに用いられる記録専用型と、情報を再生するだけに用いられる再生専用型、及び記録再生の双方に使用可能な記録再生型とがある。従って、これらを搭載した装置はそれぞれ光記録装置、光再生装置、光記録再生装置となるが、本願では、それら全てを包含して光記録再生装置と総称する。

図５は、本実施の形態による光ヘッド装置１６０を搭載した光記録再生装置１５０の概略構成を示している。光記録再生装置１５０は、図５に示すように光記録媒体１６１を回転させるためのスピンドルモータ１５２と、光記録媒体１６１にレーザビームを照射するとともにその反射光を受光する光ヘッド装置１６０と、スピンドルモータ１５２及び光ヘッド装置１６０の動作を制御するコントローラ１５４と、光ヘッド装置１６０にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１５５と、光ヘッド装置１６０にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１５６とを備えている。

コントローラ１５４にはフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路１５７が作動すると、回転している光記録媒体１６１の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１５８が作動すると、光記録媒体１６１の偏芯している信号トラックに対して、レーザビームのスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路１５７及びトラッキングサーボ追従回路１５８には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能がそれぞれ備えられている。また、レーザコントロール回路１５９は、レーザ駆動回路１５５により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、光記録媒体１６１に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。

これらフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９については、コントローラ１５４内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１５４と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１５４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、対物レンズ９の光軸と、枠状部７の中心とがずれている、いわゆるレンズオフセット型のレンズホルダ３を例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、対物レンズがレンズホルダのほぼ中心に配置される、いわゆるレンズセンタ型のレンズホルダにも本発明は適用可能である。

本発明の一実施の形態による光ヘッド装置に備えられた対物レンズ駆動装置１の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による光ヘッド装置に備えられたレンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動モデルを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による光ヘッド装置に備えられたダンピング系３０の寸法を示す図である。 本発明の一実施の形態による光ヘッド装置に備えられたレンズホルダ３及びダンピング系３０、３１の振動伝達特性を示すボード線図である。 本発明の一実施の形態による光記録再生装置１５０の概略構成を示す図である。 従来のレンズホルダ５３の概略構成を示す斜視図である。 従来のレンズホルダ５３におけるフォーカス位置制御方向Ｆの有害共振モードを模式的に示す図である。 従来のレンズホルダ３の振動伝達特性を示すボード線図である。

符号の説明

１ 対物レンズ駆動装置
３、５３ レンズホルダ
５、５５ レンズ保持部
７、５７ 枠状部
７ａ、５７ａ ワイヤ接続部
９、５９ 対物レンズ
１１ 樹脂
１３、６３ レンズ配置部
１５ ワイヤ
１７ ベースヨーク
１８ レンズ保持側壁部
１９ ダンパケース
２１ 基板
２３ フォーカスコイル
２５ トラッキングコイル
２７ 磁石
２９ トップヨーク
３０、３１ ダンピング系
３０ａ、３１ａ 錘
３０ｂ、３１ｂ 粘弾性接着剤
１５０ 光記録再生装置
１５２ スピンドルモータ
１５４ コントローラ
１５５ レーザ駆動回路
１５６ レンズ駆動回路
１５７ フォーカスサーボ追従回路
１５８ トラッキングサーボ追従回路
１５９ レーザコントロール回路
１６０ 光ヘッド装置
１６１ 光記録媒体

Claims (8)

1. 対物レンズを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダを移動可能に片持ち梁式に支持するワイヤと、
   前記対物レンズの光軸を含んで前記ワイヤの延伸方向に平行な仮想平面に対し、当該平面の両面側に位置する前記レンズホルダの両側壁にそれぞれ取り付けられた一対のダンピング系と
   を有する光ヘッド装置であって、
   前記レンズホルダは、前記対物レンズの光軸からずれた枠構造を備えた枠状部と、前記枠状部と反対側に突出して前記仮想平面に対してほぼ対称な台形状輪郭とを有し、
   前記一対のダンピング系は、前記台形の上底部をなす上底部側壁両側から所定角度で末広がりに延びる第１及び第２の側壁にそれぞれ取り付けられていること
   を特徴とする光ヘッド装置。
2. 請求項１記載の光ヘッド装置であって、
   前記ダンピング系は、
   前記レンズホルダの前記光軸方向の振動振幅を減衰させること
   を特徴とする光ヘッド装置。
3. 請求項２記載の光ヘッド装置であって、
   前記レンズホルダの２次共振周波数以上の周波数帯域で、前記ダンピング系の振動の位相は、前記レンズホルダの振動の位相に対して１８０°反転していること
   を特徴とする光ヘッド装置。
4. 請求項３記載の光ヘッド装置であって、
   前記ダンピング系の共振周波数は、前記レンズホルダの前記２次共振周波数より低いこと
   を特徴とする光ヘッド装置。
5. 請求項４記載の光ヘッド装置であって、
   前記両側壁が互いに逆位相で振動する振動モードにおいて、前記一対のダンピング系は、取り付けられた前記側壁の振動の位相と逆位相で振動すること
   を特徴とする光ヘッド装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置であって、
   前記ダンピング系は、
   錘と、
   前記レンズホルダの前記光軸方向の振動を前記錘に伝達すると共に前記光軸方向の前記錘の振動を減衰させる粘性減衰特性を備え、前記錘を前記側壁に接着する粘弾性接着剤と
   を有することを特徴とする光ヘッド装置。
7. 請求項６記載の光ヘッド装置であって、
   前記錘は、薄板形状を有し、
   前記粘弾性接着剤は、前記薄板形状の一表面と前記側壁とを面状に接続していること
   を特徴とする光ヘッド装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光ヘッド装置を有することを特徴とする光記録再生装置。

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