JP4490895B2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において用いられる対物レンズ駆動装置に関し、特に、対物レンズホルダの剛性を向上した対物レンズ駆動装置に関するものである。

ディスク状の情報記録媒体に対して情報の記録再生を行う光ディスク記録再生装置では、ディスクを高速に回転させることによってデータ転送速度の向上が図られている。光ディスク記録再生装置には、高速に回転する光ディスクに対して正確に情報を記録再生するために、対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動して光ディスクの記録面に追従させる対物レンズ駆動装置が搭載されている。

一般的な対物レンズ駆動装置は、ヨークと永久磁石からなる磁気回路と、対物レンズを保持する可動のレンズホルダと、このレンズホルダを保持する固定部と、固定部に対してレンズホルダを弾性支持する支持部材とから構成される。レンズホルダにはフォーカシングコイルとトラッキングコイルが取付けられており、フォーカシングコイルに電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用によって生じる電磁力でレンズホルダがフォーカシング方向に駆動されるようになっている。同様にトラッキングコイルに電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用によって生じる電磁力でレンズホルダがトラッキング方向に駆動されるようになっている。

このように対物レンズの位置決めを行う対物レンズ駆動装置では、光ディスクの回転数が高速化されるのに伴って、フォーカシングとトラッキングの制御帯域を高める必要がある。そして、安定した制御を実現するためには、対物レンズ駆動装置の高次共振周波数を高くする必要がある。この対物レンズ駆動装置の高次共振はレンズホルダの弾性共振によるものであるから、高次共振周波数を高くするためにはレンズホルダの剛性を向上させる必要がある。

このようなレンズホルダの剛性向上の問題に対して、レンズ保持部とコイル配置部とを薄肉状の補強リブで相互に連結し、かつレンズ保持部の外部とコイル配置部と補強リブとに囲まれる空間の上端面側の開口部の少なくとも一部を薄板で閉塞することにより対処する方法が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の対物レンズホルダでは、補強リブを薄肉状にすると共に、上端面側の開口部を閉塞する板を薄板にすることにより、レンズホルダの軽量化を図るとともに、レンズホルダの高次共振周波数を高くすることができるとされている。

特開平９−１９８６８２（請求項１、図１等）

一般的に対物レンズのレンズホルダは底面（対物レンズから遠い側の端面）が開口した箱状であることが多い。このようなレンズホルダでは、高次共振の振動形態は、レンズホルダの外側の側壁の底面が変形する振動として現れる。このような対物レンズのレンズホルダ底面の変形による振動形態の例を図７に示す。上記従来技術では、上面（対物レンズに近い側の端面）において開口部を閉塞する平板を設けているが、この構成ではレンズホルダの高さ寸法（対物レンズの光軸方向の寸法）が長いと上記平板を固定端として側壁が振動してしまうため、十分な剛性が確保できないという問題点があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、レンズホルダの剛性を向上し、高次共振周波数を十分に高くした対物レンズ駆動装置を提供しようとするものである。

上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、レンズホルダのフォーカシング方向の両端の中ほどの位置で、レンズ保持部の側壁とトラッキング方向外側の側壁との間にフォーカシング方向に垂直な平板を設けることによりレンズホルダの剛性を向上する構成に想到した。

すなわち、本発明は、光ディスクの記録面に対して記録再生を行うための対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズを保持するレンズホルダは、フォーカシング方向に伸張した中空の側壁と、該側壁の内部においてフォーカシング方向に伸張した中空のレンズ保持部とを有し、前記側壁とレンズ保持部とを接続するトラッキング方向にほぼ平行な平板が、フォーカシング方向の両端近傍ではない位置に設けられていることを特徴とする対物レンズ駆動装置を提供するものである。

本発明の対物レンズ駆動装置において、前記レンズホルダは、その側壁外面に固着された支持部材によって支持されており、前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記レンズホルダにおける前記支持部材の固着位置の近傍であることを特徴とする。あるいは、前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記異なる複数の支持部材固着位置のうち前記レンズホルダの一端に最も近い支持部材固着位置と他端に最も近い支持部材固着位置との間であるのが好ましい。あるいは、前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記レンズホルダのほぼ中央であってもよい。

本発明の対物レンズ駆動装置において、前記平板は、前記レンズホルダのフォーカシング方向の中心軸に対して対称な位置に少なくとも２つの貫通孔を有することを特徴とする。対物レンズ駆動装置の組み立て時にこれらの貫通孔に棒状部材を通すと、前記レンズホルダを容易に保持することができる。

本発明の対物レンズ駆動装置は、さらに、前記レンズ保持部は、フォーカシング方向の対物レンズを保持する端とは反対側の端の近傍の内周部において開口絞りを備えていることを特徴とする。

本発明は、また、光ディスクの記録面に対して記録再生を行うための対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズを保持するレンズホルダは、フォーカシング方向に伸張した中空の側壁と、該側壁の内部においてフォーカシング方向に伸張した中空のレンズ保持部とを有し、前記レンズ保持部は、フォーカシング方向の対物レンズを保持する端とは反対側の端の近傍の内周部において開口絞りを有することを特徴とする対物レンズ駆動装置を提供するものである。

以上、説明したように、本発明によれば、レンズホルダのフォーカシング方向の両端の中ほどの位置で、レンズ保持部の側壁とトラッキング方向外側の側壁との間にフォーカシング方向に垂直な平板を設けることにより、レンズホルダの剛性が向上された対物レンズ駆動装置が提供される。さらに、レンズホルダの支持部材固着点の近傍に上記平板を設けることにより、支持部材固着部に塗布されたはんだの重さによって誘起される支持部材固着部の振動が抑制される。また、レンズホルダのフォーカシング方向のほぼ中央に上記平板を設けることにより、レンズホルダの剛性を一層向上することができる。

また、上記平板に少なくとも２つの穴（貫通孔）を形成し、組立て・調整時にこれらの穴にピンを貫通させてレンズホルダを保持することによって、レンズホルダを安定して固定することができ、組立て精度が向上される。さらに、レンズホルダのレンズ保持部の下端付近に開口絞りを備えることにより、レンズホルダ下部の剛性がさらに向上されるとともに、レンズ保持部の上部の対物レンズの重量がカウンタバランスされて、レンズホルダ側面の中ほどに配置されたトラッキングコイルによるレンズホルダの駆動が安定化される。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の対物レンズ駆動装置を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図６は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。

[第１実施形態]
図１は、第１実施形態の対物レンズ駆動装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。以下において、各図に示すｘ軸方向は図示しない光ディスク円周の接線方向、ｙ軸方向は光ディスクの半径方向であるトラッキング方向、ｚ軸方向は対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向を示すものとする。また、図示しない光ディスクに対して対物レンズが近づく方向を上方向、遠ざかる方向を下方向と定義する。

図１において、対物レンズ駆動装置１は、対物レンズ２、対物レンズ２を保持するレンズホルダ３、レンズホルダ３を保持する固定部８、固定部８に対してレンズホルダ３を弾性支持する支持部材９、永久磁石４、ヨーク５から構成されている。対物レンズ２は、レンズホルダ３の上面に取付けられている。レンズホルダ３は、ｘ軸方向に垂直な２側面のそれぞれにおいて、１対のフォーカシングコイル６と、トラッキングコイル７とを装着している。ワイヤ状の支持部材９は、一端が固定部８の端面近辺に固定され、他端がレンズホルダ３の支持部材固着部３ｄにはんだ１１を用いて固定されている。この対物レンズ駆動装置１では、対物レンズ２を保持するレンズホルダ３と、フォーカシングコイル６及びトラッキングコイル７とが、固定部８に対して移動する可動部となっている。

次に、図１に示す対物レンズ駆動装置の対物レンズ２及びレンズホルダ３の内部形状について説明する。図２は、対物レンズ２及びレンズホルダ３のｘ軸方向に垂直な面における断面図である。図２において、レンズホルダ３は、ｚ軸方向を中心とした円筒形のレンズ保持部３ｉと、これと同軸の外側の側壁３ｓとを有している。レンズ保持部３ｉと外側の側壁３ｓとは、ｘｙ平面に平行な平板３ａにより接続されている。この平板３ａが形成されるｚ軸方向の位置は、図２に示すレンズホルダ断面において、ｚ軸方向の異なる高さに一対ずつあるレンズホルダ３と支持部材９との固着点３ｄのうち、一方よりも高く他方よりは低い範囲内とする。また、レンズ保持部３ｉの対物レンズ２を保持する端部付近には開口絞り１３ｂが形成されている。

図３は、図２に示す対物レンズ２及びレンズホルダ３のｘ軸方向に垂直な面における断面の部分拡大図である。比較のために、従来の対物レンズ及びレンズホルダの同様な断面も示している。図２に示すように、従来例では、レンズホルダ３のレンズ保持部３ｉと外側の側壁３ｓとの間を接続する平板３ａをレンズホルダ３の軸方向（ｚ軸方向）上端付近に形成しているのに対して、本実施形態の対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ３のレンズ保持部３ｉと外側の側壁３ｓとの間を接続する平板３ａをレンズホルダ３の軸方向中ほどの位置に形成している。これにより、本実施形態の対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ３の外側の側壁３ｓの下方の開口端が変形する度合いを小さく抑えることができるので、高次共振の振動形態であるレンズホルダ３の変形に対して剛性が向上されたことになる。

また、レンズホルダ３の外側の側壁３ｓの下方の開口端が変形する振動は、支持部材固着部３ｄに塗布されたはんだ１１の重みによって助長されるが、上記したように支持部材固着部３ｄの近傍に平板３ａを形成することにより、このはんだ１１の重みによる影響が軽減され、レンズホルダ３の剛性が向上されることになる。さらに好ましくは、レンズホルダ３の外側の側壁３ｓのｚ軸方向長さの中心付近に平板３ａを設けることにより、レンズホルダ３の剛性をより一層向上できる。

尚、本実施形態の対物レンズ駆動装置において、平板３ａの配置は必ずしも上記のとおりである必要はない。例えば、レンズホルダ３の外側の側壁３ｓの上端及び下端から少し離れた任意の位置に平板３ａを設けてもよい。このような構成であっても、図３に示す従来例のように平板１３ａをレンズホルダ３の外側の側壁３ｓの上端に設けた場合に比べて、レンズホルダ３の剛性が向上するという効果が得られる。

[第２実施形態]
続いて、本発明の対物レンズ駆動装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の対物レンズ駆動装置の全体構成は図１に示すものと同様であり、以下ではその特徴部分であるレンズホルダ３の内部形状について詳細に説明する。図４は、本実施形態の対物レンズ駆動装置の対物レンズ２及びレンズホルダ３のｘ軸方向に垂直な面における断面図である。図４において、レンズホルダ３は、図２に示す第１実施形態と同様の構成に加えて、レンズ保持部３ｉの下端部付近に開口絞り３ｂを備えている。開口絞り３ｂは、レンズホルダ３側面に装着されるトラッキングコイル７の巻回し中心よりも下側の位置に形成されるものとする。

このように構成された本実施形態の対物レンズ駆動装置は、レンズ保持部３ｉの下端部付近に開口絞り３ｂを備えない構成に比べてレンズホルダ３下部の剛性が向上される。また、レンズ保持部３ｉの下端部付近に開口絞り３ｂを備えることにより、レンズホルダ３下部の重量が増し、対物レンズ２の重量がカウンタバランスされて、対物レンズ２及びレンズホルダ３全体の重心がレンズホルダ３のｚ軸方向長さの中心に近づくことになる。言い換えると、対物レンズ２及びレンズホルダ３全体の重心がこれらを駆動するトラッキングコイル７の巻回し中心に近くなるので、対物レンズ２をトラッキング方向に駆動する際には安定した動作が確保されることになる。

[第３実施形態]
続いて、本発明の対物レンズ駆動装置の第３実施形態について説明する。本実施形態の対物レンズ駆動装置の全体構成は図１に示すものと同様であり、以下ではその特徴部分であるレンズホルダ３の内部形状について詳細に説明する。図５は、本実施形態の対物レンズ駆動装置の対物レンズ２及びレンズホルダ３のｘ軸方向に垂直な面における断面図である。図５において、レンズホルダ３は、図４に示す第２実施形態と同様の構成に加えて、図示する断面において、平板３ａの両側に一対の貫通する穴３ｃを設けた構成となっている。この一対の穴３ｃの位置及び形状は、対物レンズ２の光軸に対してほぼ対称となっている。あるいは、対物レンズ２の光軸に対してほぼ対称な３個以上の穴を形成してもよい。一対の穴３ｃのそれぞれには一対のピン１０を貫通させて、ピン１０に形成されたストッパ１０ａにより、レンズホルダ３を保持することができるようになっている。

このように構成された本実施形態の対物レンズ駆動装置は、組立てや調整時において、ピン１０によりレンズホルダ３を安定に保持しておくことにより、レンズホルダ３が傾いて固定されるのを防ぐことができる。また、組立てや調整時において、ピン１０のストッパ１０ａによりレンズホルダ３を保持することができるため、レンズホルダ３のｚ軸方向の位置決めも容易となる。したがって、対物レンズ駆動装置の製造等におけるレンズホルダ３の組立て精度を向上することができる。

第１実施形態及び第２実施形態の対物レンズ駆動装置と、従来例による対物レンズ駆動装置とについて、レンズホルダの振動試験を行った。その結果を図６に示す。振動試験では、加振に対する応答の比である周波数応答関数のゲインがピークとなる周波数を測定した（測定方法の詳細については、特許文献１（図１３等）の記載や、「モード解析入門」ｐ６６〜６７、長松昭男、（財）学術文献普及会、１９９３年発行などを参照されたい）。図６において、振動形態（ａ）〜（ｃ）は、図７に示すレンズホルダの振動形態（ａ）〜（ｃ）に相当する。

この振動試験の結果から、第１実施形態及び第２実施形態の対物レンズ駆動装置では、従来例に比べて、振動形態（ａ）〜（ｃ）のいずれに対しても共振周波数が高くなっていることが分かる。また、第２実施形態の対物レンズ駆動装置においてレンズホルダ３下部の剛性を向上した効果として、特に振動形態（ｂ）に対する共振周波数が高くなっていることが顕著である。

以上、本発明の対物レンズ駆動装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。

本発明の対物レンズ駆動装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。 第１実施形態の対物レンズ駆動装置の対物レンズ及びレンズホルダのｘ軸方向に垂直な面における断面図である。 図２に示す対物レンズ及びレンズホルダのｘ軸方向に垂直な面における断面の部分拡大図である。比較のために、従来の対物レンズ及びレンズホルダの同様な断面も示している。 第２実施形態の対物レンズ駆動装置の対物レンズ及びレンズホルダのｘ軸方向に垂直な面における断面図である。 第３実施形態の対物レンズ駆動装置の対物レンズ及びレンズホルダのｘ軸方向に垂直な面における断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態の対物レンズ駆動装置と、従来例による対物レンズ駆動装置とについて、レンズホルダの振動試験を行った結果を示す図である。 従来の対物レンズのレンズホルダ底面の変形による振動形態の例を示す図である。

符号の説明

１ 対物レンズ駆動装置
２ 対物レンズ
３ レンズホルダ
３ａ 平板
３ｂ、１３ｂ 開口絞り
３ｃ 穴
３ｄ 支持部材固着部
３ｉ レンズ保持部の側壁
３ｓ レンズホルダ外側の側壁
４ 永久磁石
５ ヨーク
６ フォーカシングコイル
７ トラッキングコイル
８ 固定部
９ 支持部材
１０ ピン
１０ａ ストッパ
１１ はんだ
１３ａ 薄板

Claims (6)

1. 光ディスクの記録面に対して記録再生を行うための対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、
   前記対物レンズを保持するレンズホルダは、フォーカシング方向に伸張した中空の側壁と、該側壁の内部においてフォーカシング方向に伸張した中空のレンズ保持部とを有し、
   前記側壁とレンズ保持部とを接続するトラッキング方向にほぼ平行な平板が、フォーカシング方向の両端近傍ではない位置に設けられ、
   前記レンズ保持部は、フォーカシング方向の、トラッキングコイルの巻回し中心よりも下側の位置に開口絞りを有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記レンズホルダは、その側壁外面に固着された支持部材によって支持されており、
   前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記レンズホルダにおける前記支持部材の固着位置の近傍であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
3. 前記レンズホルダは、その側壁外面のフォーカシング方向に異なる複数の位置に固着された支持部材によって支持されており、
   前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記異なる複数の支持部材固着位置のうち前記レンズホルダの一端に最も近い支持部材固着位置と他端に最も近い支持部材固着位置との間であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記平板が設けられるフォーカシング方向の位置は、前記レンズホルダのほぼ中央であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
5. 前記平板は、前記レンズホルダのフォーカシング方向の中心軸に対して対称な位置に少なくとも２つの貫通孔を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の対物レンズ駆動装置。
6. 光ディスクの記録面に対して記録再生を行うための対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、
   前記対物レンズを保持するレンズホルダは、フォーカシング方向に伸張した中空の側壁と、該側壁の内部においてフォーカシング方向に伸張した中空のレンズ保持部とを有し、
   前記レンズ保持部は、フォーカシング方向の、トラッキングコイルの巻回し中心よりも下側の位置に開口絞りを有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。

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