JPH03296926A - 光情報装置における対物レンズ支持機構 - 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］ 本発明は、光磁気ディスク装置などの光情報装置に装備
されるピックアップ内の対物レンズ支持機構に係り、特
に薄型化でき且つ、対物レンズの駆動方向以外の弾性変
位を抑え、補正駆動特性を向上できる対物レンズ支持機
構に関する。

〔従来の技術〕

第６図に示すように、光情報装置のピックアップでは、
ディスク（情報媒体）Ｄに対向する対物レンズ１がＦ方
向へ駆動され、対物レンズ１から照射されるレーザビー
ムのスポット焦点がディスクＤの記録面に合うように補
正駆動される。一般的な機構では、対物レンズ１を保持
するレンズホルダ２が板ばねなどのような弾性支持部材
３によリビックアップシャーシ４に対して可動できるよ
うに支持されている。また光磁気ディスク装置では、高
速アクセス動作が必要になるが、そのためにピックアツ
プシャーシ４全体がリニアモータ機構などによりＴ方向
ＣディスクＤの情報トラックを横断する方向）へ高速駆
動される。このＴ方向は第６図に矢印で示す方向または
紙面に直交する方向である。また情報の再生動作におけ
るトラッキングすなわちレーザビームスポットが情報ト
ラックを正確に走査するための補正動作はピックアツプ
シャーシ４全体をＴ方向に微動させ、あるいはピックア
ップシャーシ４上に設けたトラッキング補正機構により
レンズホルダ２をトラック横断方向へ微駆動することに
より行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ 光磁気ディスク装置のピックアップでは、前記高速アク
セスの必要性から、軽量化が求められ、さらに高速アク
セス方向の剛性を高めることが要求される。

ところが、従来のコンパクトディスク用のピックアップ
などでは、レンズホルダ２をＦ方向などへ移動させるた
めにマグネットとコイルとを使用した磁気駆動装置が設
けられている。従来はこの磁気駆動装置によってレンズ
ホルダ２を直接Ｆ方向などへ駆動しているため、対物レ
ンズ１の補正移動量を十分に確保し、また動作の追従性
を確保するためには、比較的大きなマグネットなどを使
用する必要があり、磁気駆動装置が大型化している。そ
のため、重量が大きくなって前記高速アクセスを行なう
場合不利である。

また第６図に示すようにレンズホルダ２を弾性支持部材
３により支持した場合、レンズホルダ２をＦ方向へ駆動
するために、弾性支持部材３のＦ方向への剛性がある程
度の範囲で決定されてしまう、そのため第７図に模式的
に示すように、弾性支持部材３は、対物レンズｌをＦ方
向へ支持するばね剛性に、たけてなく、高速アクセス方
向へのばね剛性に、を有するようになる。そのため外乱
によってＴ方向への振動が発生し、これが不要な共振を
導くなどの問題が生じる。

そこで、軽量で且つ支持剛性を高くできる構造として圧
電素子を使用した対物レンズ支持装置が考えられている
０例えば実開昭５７−１０７１３０号公報、特開昭６２
−２４６１５２号公報などには、バイモルフ型圧電素子
を使用してこの素子の湾曲によって対物レンズをＦ方向
へ駆動する技術が示されている。しかしながらこの種の
バイモルフ型圧電素子を使用したピックアップでは、対
物レンズの変位量を確保できても発生力が非常に小さく
、実際にレンズホルダを駆動する構造としての実現性は
非常に薄い、また特開昭５５−１５３１３５号公報には
、積層型圧電素子により対物レンズを直接Ｆ方向へ動作
させる技術が示されている。ところが、積層型圧電素子
を直接使用した場合、発生力は大きいがそれ自体の変形
量が小さいため、対物レンズを必要な補正量だけ駆動す
ることは困難である。

さらに特開昭６２−１６４２３４号公報には、積層型圧
電素子の変形量を増幅して、対物レンズを必要な補正量
だけ駆動する技術が示されている。しかしながらこの公
報に示されている構造では、積層型圧電素子の変形量を
増幅する機構が大型化している。これは積層型圧電素子
の一端の変位量のみを駆動力として使用し、これをテコ
の原理で拡大しようとしているためである。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、積層型
圧電素子を使用して、薄型でしかも十分な駆動力と変位
量を得ることができ、しかも光磁気ディスク装置に使用
した場合の高速アクセス方向への剛性を小さくできる光
情報装置の対物レンズ支持機構を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、情報媒体に対向する対物レンズを保持するレ
ンズ保持部材と固定部との間に一対の支持板が平行に配
置され、この支持板の両端がレンズ保持部材ならびに固
定部とに可動自在に接合されてレンズ保持部材が平行動
作自在に支持されており且つ、前記一対の支持板の間に
は積層型圧電素子が配置されて、この圧電素子の両端部
の変位力がそれぞれの支持板に対し同方向のモーメント
を与える位置に作用しており、ぞれぞれの支持板におい
て前記変位力が作用する作用点と支持板の一方の接合部
との距離は支持板の全長よりも短いことを特徴としてい
る。

また上記手段において、積層型圧電素子は一対の支持板
の間にてその変位方向が支持板の長さ方向に沿って配置
され、前記支持板にはそれぞれ他方の支持板方向に延び
る突部が形成されて、この突部に前記圧電素子の両端の
変位力が作用する作用点が設けられており且つ、それぞ
れの支持板には前記圧電素子が介入する切欠きが形成さ
れているものである。

〔作用〕

上記手段では、積層型圧電素子の変位をその両端から摘
出し、この両端の変位によって一対の支持板に同じ方向
のモーメントを与えている。それぞれの支持板では、前
記圧電素子の変位力が作用する作用点と支持板の接合点
との距離を支持板の全長よりも短くし、圧電素子の両端
の変位量をテコ比により拡大し、これにより対物レンズ
保持部材をフォーカス補正方向などに駆動している。こ
のように積層型圧電素子の変位をその両端からとり、こ
れにより一対の支持板を変位させているため、圧電素子
の変位力を効率よく使用できる。また一対の支持板を平
行に使用し、この支持板自体の剛性を高くすることによ
り、光磁気ディスク装置に使用した場合の高速アクセス
方向の外乱による共振などを防止できるようになる。

また、積層型圧電素子を２枚の支持板の間に介装し、圧
電素子が介入する切欠きを支持板に形成することによっ
て、薄型の対物レンズ支持機構を構成できる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第５図によって説明する
。

第１図は本発明の第１実施例による対物レンズ支持装置
の斜視図、第２図はその側面図、第３図はその動作原理
を示す概念図である。

符号１１は対物レンズであり、符号１２はレンズホルダ
である。レンズホルダ１２と固定部１３との間は２枚の
支持板１４と１５とによって連結されている。レンズホ
ルダ１２、固定部１３ならびに２枚の支持板１４．１５
は、樹脂によって一体に成形されており、レンズホルダ
１２と支持板１４．１５のそれぞれの端部は薄肉のヒン
ジ部１６ａと１６ｂを介して接合されている。また固定
部１３と支持板１４．１５の端部も薄肉のヒンジ１６ｃ
、１６ｄを介して接合されている。支持板１４と１５は
前記ヒンジ部１６ａ〜１６ｄの変形によって、レンズホ
ルダ１２ならびに固定部１３に対して回動変位できるよ
うになっている。ただし、支持板１４と１５は大きな剛
性を有するものであり、それ自体が弾性変形しにくい構
造となっている。この十分に大きな剛性を持つようにす
るため、材質の選択はもちろん、断面積（断面係数）も
十分に大きく設定されている。

一対の支持板１４と１５がヒンジ部１６ａ〜１６ｄを介
して回動変位する結果、レンズホルダ１２は固定部１３
に対してＦ方向へ平行移動できるようになる。

第２図に示すように、下側の支持板１４には上方に向く
突部１４ａが形成され、上側の支持板１５には下方に向
く突部１５ａが形成されている。上記両突部１４ａと１
５ａの間に駆動体１７が介在している。この駆動体１７
はその中央部が積層型圧電素子１７ａであり、その変位
方向両端部に樹脂などによるブラケット１７ｂと１７ｃ
が接着などにより固定されている。このブラケット１７
ｂと１７ｃが前記各突部１４ａと１５ａに対し線接触し
ている。第２図と第３図に示すように、ブラケット１７
ｂ、１７ｃと突部１４ａ、１５ａとの接触部Ａならびに
Ｂは、各支持板１４と１５の支持部（ヒンジ部１６ｃと
１６ｄ）の中点（０）となる位置である。第４Ａ図と第
４Ｂ図は、Ａ点におけるブラケット１７ｂと突部１４ａ
との接合部の構造の例を示している。第４Ａ図では、ブ
ラケット１７ｂと突部１４ａとが薄肉のヒンジ１７ｄを
介して動作自在に接合されている。また第４Ｂ図では、
ブラケット１７ｂに形成された凹部１７ｅと突部１４ａ
に形成された突起１４ｃとが相互に回動できるように嵌
合されている。なおブラケット１７ｂ側が突起で、突部
１４ａ側が凹部であってもよい。

また支持板１４の中央には切欠き１４ｂが、支持板１５
の中央には切欠き１５ｂがそれぞれ形成され、前記駆動
体１７の厚さ方向の上下側部がそれぞれ切欠き１４ｂな
らびに１５ｂ内に介入している。また突部１４ａと１５
ａのそれぞれの先端も切欠き１４ｂまたは１５ｂ内に入
っている。

よってこの構造では、上下の支持板１４と１５の配置間
隔（２ＸＤ）を十分に小さくして薄型化でき、しかもそ
の間に駆動体１７が介在できるようになっている。また
上下の支持板１４と１５の配置間隔を短（することによ
り、駆動体１７の変位力の作用点Ａ、Ｂと支持板１４．
１５の支持点であるヒンジ部１６ｃまたは１６ｄの距離
りを短くでき、レンズホルタ１２の変位量の拡大比（Ｌ
／Ｄ）を大きくできる。

次に、上記実施例の動作を説明する。

第３図の動作原理図に示すように、制御電圧の印加によ
り、駆動体１７の圧電素子１７ａが厚さ方向へ変形し、
突部１４ａと１５ａを互いに逆方向へ且つほぼ同じ力Ｆ
により押圧する。Ａ点に作用する力Ｆにより下側の支持
板１４にヒンジ部１６ｄを中心とする（ＤＸＦ）の時計
回りのモーメントが与えられ、Ｂ点に作用する力Ｆによ
り上側の支持板１５にヒンジ部１６ｃを中心とする（Ｄ
ＸＦ）の時計回りのモーメントが作用する。

このモーメントによりレンズホルダ１２が図の上方へ平
行に駆動される。このときの駆動体１７の両端部の変位
量は（Ｌ／Ｄ）に拡大され、レンズホルダ１２がこの拡
大された変位量だけ駆動される。

ここで積層型圧電素子１７ａは、セラミック材料の表面
に電極が形成されている単体素子が複数個重ねられて接
着されているものであるため、レンズホルダの駆動とし
ては、圧電素子１７ａの厚さ方向が増加する変形によっ
て駆動力を発揮させることが望ましい、よってこの実施
例では圧電素子１７　ａに一定の電圧を印加して素子の
厚さ増加方向の所定量の変形により第２図に示すレンズ
ホルダ１２の中立位置を設定し、その電圧を増減するこ
とにより、第２図に示す中立位置からレンズホルダ１２
を上下方向へ駆動している。なお第２図の中立状態で圧
電素子１７ａへの制御電圧をゼロにし、この制御電圧を
正と負に振って、厚さ方向の増加ならびに減少によりレ
ンズホルダ１２を図の上下に駆動してもよい。

上記実施例では、支持板１４と１５が剛性の高い構造と
なってそれ自体が弾性変形しないため、光磁気ディスク
装置において、第１図に示す対物レンズ支持機構が第６
図に示すＴ方向へ高速アクセス駆動されたとしても、第
７図にてに２で示すＴ方向への等測的なばね剛性がなく
なり、副共振などの原因を除去できるようになる。

第５図は本発明の第２実施例を示している。

この実施例は第３図と同様にその構造を概念的に示して
いる。この実施例では、駆動体１７の変形量を他段階に
て増幅できるようにしている。まず駆動体１７は支持部
材２１内に挿入されており、この支持部材２１の両端に
ヒンジ部２２ａと２２ｂを介してアーム２３と２４が接
合されている。このアーム２３と２４のＡ点とＢ点に対
して駆動体１７の変位力が作用する。さらにアーム２３
と２４がヒンジ２３ａと２４ａによって、支持板１４．
１５の突部１４ａと１５ａに接合されている。前記変位
力の作用点であるＡ点またはＢ点とヒンジ２２ａまたは
２２ｂとの間隔をｄとする。さらに２２ａ、２２ｂとヒ
ンジ２３ａまたは２４ａの間隔を２とする。

この実施例では、駆動体１７の両端のＡとＢ部の変位に
よって、アーム２３．２４さらには突部１４ａ、１５ａ
を介して支持板１４と１５に同じ方向のモーメントが与
えられ、レンズホルダ１２がＦ方向へ駆動される。この
とき、駆動体の変位量はアーム２３と２４にて（ｆｆ／
ｄ）に拡大され、さらに支持板１４と１５において（Ｌ
／Ｄ）に拡大される。よって第１図〜第３図に示す実施
例よりも圧電素子の変位量の拡大率が高くなる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、積
層型圧電素子の両端部の変位力により支持板１４と１５
を駆動するものであれば、どのような構造でまたさらに
多段階の変位の増幅であってもよい。

〔効果〕 以上のように本発明によれば、積層型圧電素子の変位を
その両端部から取り出し、この両端部の変位量を増大さ
せて支持板を駆動し、これによってレンズ保持部材を駆
動している。よって駆動効率がよくなる。また２つの支
持板を同じ変位量にて駆動しているため、レンズホルダ
を平行駆動できるのみならず、この支持板の剛性を高く
することにより、光磁気ディスク装置において高速アク
セスする際のアクセス方向のばね剛性がなくなり、アク
セスによる副共振などが生じなくなる。

また２枚の支持板の間に積層型圧電素子を介在させ、こ
の素子を支持板の切欠き内に介入させることにより、薄
型化でき、しかも圧電素子による支持板への変位力の作
用点と支持板の接合点との距離を小さくできるため、レ
ンズホルダの変位量の増幅度を大きくすることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示すものであり、第
１図は第１実施例による対物レンズ支持機構を示す斜視
図、第２図はその側面図、第３図はその駆動力の作用状
態を示す動作原理図、第４Ａ図と第４Ｂ図は駆動体と突
部との接合状態を実施個別に示す側面図、第５図は第２
実施例による対物レンズ支持機構を示す動作原理図、第
６図は従来の対物レンズ支持機構を示す側面図、第７図
は従来の問題点を説明するための説明図である。 １１・・・対物レンズ、１２・・・レンズホルダ、１３
　・・・固定部、１４．１５・・・支持板、１４ａ。 １５　ａ−・・突部、１４ｂ、１５ｂ・・・切欠き、１
６ａ〜１６ｄ・・・ヒンジ部、１７・・・駆動体、１７
ａ・・・積層型圧電素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報媒体に対向する対物レンズを保持するレンズ保
   持部材と固定部との間に一対の支持板が平行に配置され
   、この支持板の両端がレンズ保持部材ならびに固定部と
   に可動自在に接合されてレンズ保持部材が平行動作自在
   に支持されており且つ、前記一対の支持板の間には積層
   型圧電素子が配置されて、この圧電素子の両端部の変位
   力がそれぞれの支持板に対し同方向のモーメントを与え
   る位置に作用しており、ぞれぞれの支持板において前記
   変位力が作用する作用点と支持板の一方の接合部との距
   離は支持板の全長よりも短いことを特徴とする光情報装
   置における対物レンズ支持機構 ２、積層型圧電素子は一対の支持板の間にてその変位方
   向が支持板の長さ方向に沿って配置され、前記支持板に
   はそれぞれ他方の支持板方向に延びる突部が形成されて
   、この突部に前記圧電素子の両端の変位力が作用する作
   用点が設けられており且つ、それぞれの支持板には前記
   圧電素子が介入する切欠きが形成されている請求項１記
   載の光情報装置における対物レンズ支持機構