JPH01243246A - 光学系支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばコンパクトディスク、ビデオディス
ク等の光ディスクや光磁気ディスク等の光学式記録媒体
に対して情報の記録や再生を行うために用いる光ピツク
アップに装着される対物レンズなどの光学系の支持装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般に光デイスク用ピンクアンプにおいては、記録、再
生用光ビームを対物レンズを介して合焦状態で光ディス
クに照射するため、並びに光ディスクのトラックに追従
させるために、対物レンズはその光軸方向であるフォー
カス方向とフォーカス方向と直交し且つ光ディスクのト
ランク方向と直交するトラッキング方向とに移動可能に
光ピンクアップ本体に支持されている。

そしてかかる対物レンズの支持装置としては、例えば特
開昭５９−２２１８３９号公報に示されるようなものが
提案されている。この公報開示の対物レンズ支持装置は
、その要部を示した第１２図にみられるように、弾性を
有する４木のワイヤー３を平行に配置し、それらの一端
には対物レンズ１を保持している可動部たるホルダー２
を固定し、ワイヤー３の他端は固定部材４に固定するよ
うに構成されており、この４本のワイヤー３が直交する
異なる方向に撓むことにより、フォーカス方向とトラッ
キング方向に対物レンズ１を移動させることができるよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来の構成の対物レンズ支持装置におい
ては、部品製作あるいは組立上の誤差により、可動部２
の重心と駆動制御機構により加えられる駆動力の中心と
が一致しない場合が生じ、それにより可動部２が回転す
るモードの振動が発生する。この回転モードの振動にお
ける回転軸としては３つ考えられる。すなわち、第１の
軸はトラック方向に平行なもの、第２の軸はトラ・ツク
方向と直交するトラッキング方向に平行なもの、第３の
軸はフォーカス方向に平行なものであり、いずれも可動
部の重心を通るものである。

第１の軸をＹ軸、第２の軸をＹ軸、第３の軸をＹ軸とす
ると、Ｙ軸まわりに回転する振動モードの固有振動数は
、ワイヤー３の曲げ剛性とワイヤー３の間隔の平方根に
比例し、可動部２のＹ軸まわりの慣性モーメントの平方
根に反比例する。またＹ軸及びＹ軸まわりに回転する振
動モードの固有振動数は、ワイヤー３の伸び剛性とワイ
ヤー３の間隔の平方根に比例し、可動部２のＹ軸及びＹ
軸まわりの慣性モーメントの平方根に反比例する。

ワイヤー３の長さ、径、祠質は、フォーカシング方向及
びトラッキング方向に平行移動するモードの固有振動数
が、所定の範囲内、すなわち通常は２０１１ｚ〜４０！
＋ｚになるように決められるために、ワイヤー３の曲げ
と伸びの剛性を自由に選択することはできない。またワ
イヤー３の間隔は、駆動用コイルとの干渉を避けるため
に、あまり小さくすることはできない。

そのためＹ軸まわりに回転する振動モードの固有振動数
は４０〜１００Ｈｚ　、　Ｙ軸まわりとＹ軸まわりに回
転する振動モードの固有振動数は８００〜５に１１ｚに
なる場合が多い。ところが可動部２に保持されている対
物レンズ１の位置を制御するサーボ系のゲイン交点周波
数は、通常１〜２ｋ　ｌｉｚであり、上記Ｘ、Ｚ軸まわ
りに回転する振動モードの周波数は、このゲイン交点周
波数に接近した値となるため、サーボ系の安定性が阻害
される原因となっていた。

本発明は、従来の対物レンズ保持装置における上記問題
点を解消するためになされたもので、可動部に発生する
各軸まわりに回転する振動モード、の固有振動数を、可
動部の位置制御を行うサーボ系のゲイン交点周波数に比
べてかなり低（なるように構成し、大きな振動が発生し
ても安定したサーボ系が得られるようにした光学系支持
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するために、本発明は、固定部材と、光学系を保持し
た可動部材と、該可動部材の片側に配置されていて前記
固定部材と前、配回動部材とを接続し、該可動部材を第
１の方向に移動可能に支持する第１の支持部材とを有す
る光学系支持装置において、前記第１の方向にほぼ直交
する第２の方向に変形可能な第２の支持部材を備え、該
第２の支持部材は、前記可動部材を第１の方向に移動さ
せたとき同時に第２の方向に変形するように構成するも
のである。

このように構成することにより、可動部材に位置制御用
の駆動力が加えられて第１の支持部材が第１の方向に変
形したとき、同時に第２の支持部材が第１の方向とほぼ
直交する第２の方向へ変形する。これにより可動部材の
変位が容易に行われ、可動部材に発生する各軸まわりに
回転する振動モードの固有振動数を、可動部材の位置を
制御するサーボ系のゲイン交点周波数よりかなり低くす
ることが可能となり、安定したサーボ系が得られる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
光学系支持装置の一実施例を示す斜視図で、第２図は、
その固定部材を示す平面図で、第３図は、第２図の矢印
Ａ方向からみた側面図である。図において、■は対物レ
ンズで、該対物レンズ１を接着したホルダー２には、互
いに平行に配置された４本のワイヤー３の一端がそれぞ
れ固着されている。そして該ワイヤー３の他端は固定部
材４に固定されている。固定部材４は、ワイヤー３の他
端を固定するため隅部に配置したワイヤー固着部４ａと
、固定部材４をベース（図示せず）に固定するため中央
部に配置した取付固着部４ｃと、前記ワイヤー固着部４
ａと取付固着部４Ｃとの間に配置され、厚みを薄くした
薄肉部４ｂとを備えており、例えばプラスチック又はス
テンレス等の金属で一体的に形成されている。なおこの
実施例における光学系支持装置には、ホルダー駆動用の
コイル、マグネット等が配置されるが、本発明とは直接
関連がないので図示を省略する。

このような構成において、ワイヤー３の長手方向をＹ軸
とし、ワイヤー３の該長手方向に直交する横方向をＸ軸
、同じく長手方向に直交する上下方向をＹ軸とすると、
ワイヤー３のＹ軸方向、すなわち長手方向に力が作用す
るときには、固定部材４の薄肉部４ｂがＹ軸方向に容易
に変形し、ワイヤー固着部４ａがＹ軸方向に変位する。

すなわちＹ軸方向の剛性が低下したことになる。

一方、固定部材４の薄肉部４ｂはＸ軸方向及びＺ軸方向
に対しては変形しにくく剛性が高いため、従来の固定部
材と同様にそのワイヤー固着部４ａはＸ軸及びＺ軸方向
には変位しにくいようになっている。したがってＹ軸ま
わりに回転する振動モード、すなわち基本振動の周波数
は従来のものと同様に、２０〜４０Ｈｚに保ちながら、
Ｘ軸まわり及びＹ軸まわりに回転する振動モードの固有
振動数を数１０〜２００Ｈｚ程度に低減することができ
る。この固有振動数は、ホルダーの位置を制御するサー
ボ系のゲイン交点周波数の１〜２ｋＨｚに比べかなり低
く、サーボ系の安定性を阻害することはなくなる。

この実施例において、固定部材４はワイヤー３への電気
的接続部材を兼ねさせるためのプリント基板で構成する
こともできる。

またこの実施例においてはＹ軸方向に変形可能な薄肉部
を固定部材４に設けたものを示したが、この変形可能な
薄肉部は、ホルダー２のワイヤー３の固定部分に設けて
もよく、その場合も同様にワイヤー３をＹ軸方向に容易
に変位させることができる。

第４図は、第２実施例の要部を示す平面図で、第５図は
その矢印六方向からみた側面図である。

この実施例は、ワイヤー３の一端を同しく固定部材４の
ワイヤー固着部４ａに固定するものであるが、このワイ
ヤー固着部４ａと、この固定部材４をベース（図示せず
）へ固定するための取付固着部４Ｃとの間には、薄肉部
の代わりにブチルゴム等の弾性変形可能な粘弾性体５を
一体的に配置したものである。そしてこの粘弾性体５が
ワイヤー３に対してＹ軸方向に力が作用したとき、Ｙ軸
方向に容易に変形することによりワイヤー３のＹ軸方向
の剛性を低下させるようになっている。

この実施例の場合には、粘弾性体５はダンピング特性が
良いため、Ｘ軸まわり及びＹ軸まわりに回転する振動モ
ードの固有振動数を数１０〜２００Ｈｚ程度に低減する
ことができると共に、この共振自体を小さくすることが
できる。

第６図は、第３の実施例を示す斜視図であり、第７図は
、その要部たるワイヤーの構成を示す図である。この実
施例は、ワ′イヤー３をその中間にループ３ａを形成し
て構成したものである。ワイヤー３の長手方向、すなわ
ちＹ軸方向に力が作用するときワイヤー３の両端の距離
を変えるために要する力は、ループ３ａを設けていない
場合は、ワイヤ−３自体を伸縮させる力に等しくなるた
め非常に大きいが、本実施例のようにワイヤー３の中間
にループ３ａを設けている場合には、長手方向に力が作
用したとき、そのループ３ａ部分において曲げ変形が生
じ、ワイヤー３の両端間の距離は容易に変化する。した
がってワイヤー３のＹ軸方向の剛性が低下したことにな
る。

なお、このようにワイヤー３の中間にループ３ａを形成
した場合、ワイヤー３の長平方向に直交する方向、ずな
わちＸ軸又はＺ方向に力が作用するときには、ワイヤー
３を曲げるために要する力は、ループ３ａを設けない場
合と比較して、ワイヤー３の全長が伸びたことによって
小さくなる。

しかしその減少量は、ワイヤー３の全長あるいは直径を
調節することによって容易にキャンセルできる程度であ
る。

上記実施例は、ワイヤー３の中間に曲げ変形が生ずる部
分としてループ３ａを設けたものを示したが、ループの
代わりに第８図に示すようなコ字状屈曲部３ｂを設けた
場合も、Ｙ軸方向に力が作用すると同様に、この屈曲部
３ｂに曲げ変形が生じ、ワイヤー両端間の距離を容易に
変化させることができ、同様な作用効果が得られる。更
にワイヤー３の端部をＬ字状に曲げて固定部材４に固定
するように構成しても、同様な作用効果が得られる。

第９図は、互いに平行に配置した４本のワイヤー３を備
えた上記第１実施例のＸ軸方向からみた概略線図で、実
線は変形前の態様を示し、破線はＺ軸（＋）方向の力Ｆ
を受けて変形した後の態様を示している。今、図示のよ
うにホルダー２がフォーカス方向（Ｘ軸方向）に移動す
る場合を考え、ホルダー２に対してＺ軸（→−）方向の
力Ｆが加わったとすると、固定部材４のＺ軸（十）側に
配置されているワイヤー固着部４ａ−１には、Ｙ軸（−
）方向の力ｆ１が作用し、一方Ｚ軸（−）側に配置され
ているワイヤー固着部４ａ−２には、Ｙ軸（＋）方向の
力ｆ２が作用する。その結果、ホルダー２及びワイヤー
３は、それぞれ２′及び３′で示すように、Ｚ軸（＋）
側に移動すると同時に、固定部材４のＺ軸（→−）方向
及びＺ軸（−）方向のワイヤー固着部４ａ−＋及び４ａ
−２は、４ａ−、ｌ及び４ａ−２′で示すように、それ
ぞれ反対方向にδだげ変位し、それによりホルダー２は
Ｘ軸のまわりに、Δθ、だけ傾いてしまう。このボルダ
−２の傾きΔθ１の値が大きい場合には、位置制御用の
サーボ特性が劣化してしまう。

この問題点を解消するため、まず第１０図に示す冊 構成のものを考えてみる。すなわち、第１０図に示す構
成は、ワイヤー３をＸ軸方向からみて非平行になるよう
に配置し、ワイヤー３の固定部材４例の固定端の間隔ｄ
、は、ホルダー２側の固定端の間ｍａｔよりも大きく設
定されており、また固定部材４はＹ軸方向には変形しな
いように構成したものである。このように構成した場合
、ホルダー２及びワイヤー３をＺ軸（（−）方向に移動
させると、破線で２″及び３”で示すように変位し、ホ
ルダー２はＸ軸のまわりに、第９図に示した第１実施例
の場合とは逆方向にΔθ２だけ傾く。したがって、第９
図に示す第１実施例の構成に、第１０図に示したワイヤ
ー構成を組み合わせることにより、ホルダー２の傾きを
なくすことが可能となる。

第１１図は、上記考え方に基づき構成した本発明の第４
実施例を示す概略線図である。すなわちこの実施例は、
前記Ｚ軸まわりの傾きΔθ１とそれと逆向きの傾きΔθ
２とが等しくなるように、ワイヤー３を非平行に配置し
、薄肉部４ｃを備えた固定部材４のワイヤー固着部４　
ａ−１＋　　４　ａ−２にそれぞれ固定するものである
。このように構成することにより、ホルダー２及びワイ
ヤー３をＸ軸方向（フォーカス方向）に移動させた場合
でも、２′及び３Ｎで示すように、ホルダー２の傾きは
発生せず、したがって良好なサーボ特性が維持される。

以上種々の実施例を示したが、本発明はこれらの実施例
に限られるものではなく、多くの変形が可能であり、Ｙ
軸方向の剛性を低下させる手段であれば、どのような構
成のものでも用いることができる。

また上記各実施例では、４本のワイヤーを用いた支持装
置を示したが、本発明はワイヤー以外の板バネを使用し
た支持方式、あるいはリンクの支持方式等にも同様に適
用することができる。

また上記各実施例では、Ｙ軸方向の剛性を低下させる手
段は１個所に設けたものを示したが、ワイヤーの両端な
ど複数個所に設けてもよい。またこの剛性低下手段は複
数のワイヤーの全てに設けずに、一部のワイヤーにのみ
設けても同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕 以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、可動部材の第１の移動方向とほぼ直交する第２の方向
に変形可能な第２の支持部材を設け、可動部材を第１の
方向に移動させたとき、第２の支持部材が同時に第２の
方向に変形するように構成したので、第２の方向の軸ま
わりに回転する振動モードの固有振動数を低く保持しな
がら、第２の方向と直交する軸まわりに回転する振動モ
ードの固有振動数を、可動部材の位置を制御するサーボ
系のゲイン交点周波数に比べてかなり低減することがで
き、したがってサーボ系の安定性を阻害せず、大きな振
動に如してもサーボゲインが大きいため安定したサーボ
系が得られる。

また振動発生原因である可動部材の重心と駆動力の中心
のずれの許容量も大きくすることができるため、構成部
品の歩留まりや製品の歩留まりが向上し、コストの低減
を計ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光学系支持装置の第１実施例を
示す斜視図、第２図は、その固定部材を示す平面図、第
３図は、同じく固定部材の側面図、第４図は、本発明の
第２実施例の要部を示す平面図、第５図は、その側面図
、第６図は、本発明の第３実施例を示す斜視図、第７図
は、そのワイヤーの構成を示す図、第８図は、ワイヤー
の変形例を示す図、第９図は、第１図に示した第１実施
例の変形態様を示す概略線図、第１０図は、第９図の対
比例を示す概略線図、第１１図は、本発明の第４実施例
を示す概略線図、第１２図は、従来の光学系支持装置の
構成例を示す斜視図である。 図において、１は対物レンズ、２はホルダー、３はワイ
ヤー、４は固定部材、４ａはワイヤー固着部、４ｂは薄
肉部材、４ｃは取付固着部、５は粘弾性体、３ａはルー
プ、３ｂは口字状屈曲部を示す。 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社手続補正書 昭和６３年　６月２４日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　　殿 １、事件の表示 ４、代理人 住　所　　東京都中央区新川１丁目２２番１２号ニッテ
イマンション１１０３号 電話（０３）５５１−３２６４ ６、補正により増加する請求項の数　　な　し７、補正
の対象　　明細書の発明の詳細な説明の欄８、補正の内
容 （１）明細書第８頁１１〜１３行に「したがってＹ軸・
・・・・・、・従来のものと同様に、」とあるのを、「
Ｘ軸方向（フォーカシング方向）及びＸ軸方向（トラッ
キング方向）に平行移動するモードの固有振動数を、」
と補正する。 （２）明細書第１５頁７〜８行に「第２の方向の軸まわ
りに・・・・・・低く保持しながら、」とあるのを、「
第１の方向に平行移動するモードの固有振動数を低く保
持しながら、」と補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定部材と、光学系を保持した可動部材と、該可動
   部材の片側に配置されていて前記固定部材と前記可動部
   材とを接続し、該可動部材を第１の方向に移動可能に支
   持する第１の支持部材とを有する光学系支持装置におい
   て、前記第１の方向にほぼ直交する第２の方向に変形可
   能な第２の支持部材を備え、該第２の支持部材は、前記
   可動部材を第１の方向に移動させたとき同時に第２の方
   向に変形するように構成されていることを特徴とする光
   学系支持装置。 ２、前記第１の支持部材と第２の支持部材は、一体的に
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学系
   支持装置。 ３、前記第１の支持部材は複数個備えていて、前記第１
   の方向及び第２の方向と直交する第３の方向からみて非
   平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載の
   光学系支持装置。