JPH04103310U - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対物レンズを光軸方向に正確に案内する一
方、フレームへの振動の伝達を抑制する。 【構成】 フレーム(13)と、光軸(2) に関して軸線方向
に移動可能な対物レンズ(1) と、フレームに剛固に取付
けられ対物レンズを軸線方向に案内する平行ガイド装置
(11,12) と、フレームに剛固に取付けられた平行ガイド
装置に関連して対物レンズを軸線方向に移動させる電磁
駆動装置とを具え、この電磁駆動装置が、対物レンズに
連結された第１の駆動手段と、軸線方向に弾性を有する
減衰手段を介してフレームに配設された第２の駆動手段
とを有し、フレームと第２の駆動手段との間に装着され
た減衰手段(16)が、第２の駆動手段によりフレームが受
ける軸線方向の力を減衰させる一方、第１及び第２の駆
動手段が光軸に交差する磁界を伴う空隙内で互いに軸線
方向に協働し、また更に、第２の駆動手段を軸線方向に
案内する平行ガイドとを具える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フレームと、光軸に関して軸線方向に移動できる対物レンズと、こ の対物レンズを軸線方向に案内する平行ガイド装置と、この対物レンズを軸線方 向に動かす電磁駆動装置とを具え、対物レンズに連結された第１の駆動手段と、 フレームに配設した第２の駆動手段とで電磁駆動装置を構成し、光軸と交差する 磁界を有する空隙内で互いに第１および第２の駆動手段を軸線方向に協働させた 光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

このような光学装置は数多く在り、特に光ディスクに光ビームを集束する集束 装置は種々のものがある。光ビデオディスクプレーヤ用の光集束装置は、たとえ ば、米国特許第4021101 号により既知である。この装置は、対物レンズのまわり に同心に配設されて軸線方向に磁化した環状の永久磁石と、この環状磁石の両側 に取り付けた磁極片並びに、これら磁極片の一方に連結され環状の隙間により他 の磁極片から離間した軟鋼製スリーブを有する軟鋼製ヨークとを具える。第１の 駆動手段は、対物レンズに連結されて軟鋼製ヨークの環状空隙を運動する環状コ イルを有する。スリーブを環状磁石の中心に取り付ける。スライドベアリング装 置により対物レンズの平行ガイドを構成する。軟鋼製スリーブにベアリングブッ シュを装着し、このベアリングブッシュに正確に軸線方向にすべりばめしたマウ ントに対物レンズを配設する。下側の軟鋼製磁極片はフランジ状をしており、ビ デオディスクに対して半径方向に移動可能な往復台に光学装置を固着するのに利 用される。

【０００３】 本明細書中、「フレーム」とは、機器に光学装置を固着するのに使用する光学 装置の一部、及びこの一部に剛固に連結した全ての他の部片を意味する。既知の 光学装置において、フレームは、環状磁石と軟鋼製ヨークと対物レンズをシール ドするとともに電気的に接続するため、このヨークの上側に配設した手段とを具 える。フレームに配設した第２の駆動手段は、対物レンズに連結された第１の駆 動手段に空隙を介して磁力を及ぼす。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

一般に対物レンズは、無視できない質量を有し、ある場合には、たとえばビデ オディスクプレーヤにあっては、その対物レンズを、光軸に沿ってかなり高速で 移動させなければならないので、上記磁力が相当に大きい。

【０００５】 この結果、第２の駆動手段に作用する反力もまた相当大きくなる。それ故、光 学装置のフレームは機械的振動を受けるとともに、光学装置が利用されている機 器に振動が伝えられることとなる。これは種々の理由で望ましくなく、例えば、 ビデオディスクプレーヤの光路内に配設した複数の他の光学装置が振動し始め、 種々の光学装置の間でクロストークが生じるからである。

【０００６】 それゆえ、本考案の目的は、フレームに伝わる振動が少ない、冒頭に述べた型 式の光学装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案装置にあっては、フレームと、光軸に関して 軸線方向に移動可能な対物レンズと、フレームに剛固に取付けられ対物レンズを 軸線方向に案内する平行ガイド装置と、フレームに剛固に取付けられた平行ガイ ド装置に関連して対物レンズを軸線方向に移動させる電磁駆動装置とを具え、こ の電磁駆動装置が、対物レンズに連結された第１の駆動手段と、軸線方向に弾性 を有する減衰手段を介してフレームに配設された第２の駆動手段とを有し、フレ ームと第２の駆動手段との間に装着された減衰手段が、第２の駆動手段によりフ レームが受ける軸線方向の力を減衰させ、第１及び第２の駆動手段は、光軸に交 差する磁界を伴う空隙内で互いに軸線方向に協働し、また更に、第２の駆動手段 を軸線方向に案内する平行ガイドとを具える。

【０００８】 そして、好ましくは、対物レンズを案内する平行ガイド装置が、フレームに剛 固に取付けられた非磁性材料製のベアリングブッシュを有するものとする。また 、減衰手段をブチルゴム製のものとすることができる。更に、第２の駆動手段が 、対物レンズの周りに同心に配設され軸線方向に磁化された環状の永久磁石と、 環状をした永久磁石の両側に取付けられ磁極片及びこれら磁極片の一方に連結さ れて他の磁極片に対して環状の間隙にて離間される軟鋼製のスリーブを有する軟 鋼製ヨークとを有し、第１の駆動手段が軟鋼製ヨークの環状の間隙内を運動する 環状コイルを有し、第２の駆動手段をフレームに完全に弾性支持し、弾性を有す る減衰手段が、第２の駆動手段及びフレームに連結された板ばね手段と、フレー ム及び板ばね手段との間に配設されたゴム絶縁手段とを有するものとしても良い 。この板ばね手段は、単一の一体的に形成された板ばね部材を具え、一方、板ば ね部材が、対物レンズの光軸に同心の円に沿って又はほぼ接線方向に延在する複 数の板ばねを有し、それら板ばねを押抜き加工溝にて板ばね部材の残部から分離 させることができる。

【０００９】

【作用】

このような装置にあっては、空隙内の磁界が、光軸に交差するよう指向して第 １の駆動手段と軸線方向に協働することになるので、第２の駆動手段の軸線方向 の運動、即ち対物レンズに対する運動が、対物レンズの集束作用を阻害すること がない。従って、第２の駆動手段の軸線方向への小さな運動が、第１及び第２の 駆動手段の間の協働作用に影響を及ぼすことはない。

【００１０】 そして、第２の駆動装置を軸線方向に案内する平行ガイドは、第２の作動手段 の軸線方向を除く方向への偶発的な運動を阻止する。ベアリングブッシュをフレ ームに剛固に取付けたので、軸線方向に運動する第２の駆動手段が、対物レンズ に変動する摩擦力を及ぼすことがない。また、ベアリングブッシュを非磁性材料 製としたので、変動する半径方向のかなりの力が第２の駆動手段に作用すること もない。このことは、当該ベアリングブッシュが、比較的強い永久磁石の近くに 取付けられていることを考慮すれば、明らかであり、環状の永久磁石の磁気中心 からこのブッシュが僅かに偏移した場合に、半径方向に相当な力が作用すること となる。

【００１１】

【実施例】

以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。 第１，２図にビデオディスクプレイヤの光集束装置を示す。この装置は前述の 米国特許第4021101 号により既知である光集束装置を修正したものである。 ロータリビデオディスク４に光ビーム３を集束するため、光軸２を有する対物 レンズ１は軸線方向に移動できる。対物レンズは、第１および第２の駆動手段を 有する電磁駆動装置により駆動される。ここで第１の駆動手段は、対物レンズ１ に連結された環状コイル５を具え、第２の駆動手段は、光軸２に交差して永久磁 石が作用する空隙６内で環状コイル５と軸線方向に協働する。第２の駆動手段は 、対物レンズの周囲に同心に配設され軸線方向に磁化した環状の永久磁石７と、 この永久磁石７の両側に取り付けられた磁極片８，９を有する軟鋼製ヨークと、 磁極片８に連結され環状の空隙６により他の磁極片９と離間する軟鋼製スリーブ 10とを具える。

【００１２】 対物レンズをマウント11に固着する。対物レンズを軸線方向に案内する平行ガ イドは、ベアリングブッシュ12と、このブッシュに正しく軸線方向にすべりばめ されたマウント11とを有する。ベアリングブッシュ12は、フレームプレート13と 一体とし、このフレームプレート13により装置を、ビデオディスクプレーヤの往 復台14に４個のボルト15を用いて固着する。たとえばアルミニウムまたは銅合金 等の非磁性材料で、フレームプレート13とベアリングブッシュとを造る。

【００１３】 フレームプレート13と、すでに述べたように環状の永久磁石７、磁極片８，９ 及びスリーブ10を有する第２の作動手段との間に、発泡ゴム層16よりなる減衰手 段を介挿する。この層は、軸線方向に僅かに弾性があり、減衰特性を有する。適 切には、この層を優れた減衰特性を有するブチルゴムで造る。 この種のゴムは、弾性特性に加えて優れた減衰特性を有し、どんな所望形状に も容易に成形できる利点がある。フレームプレート13が第２の作動手段により受 ける軸力を発泡ゴム層で減衰させる。磁極片８、発泡ゴム層16、 フレーム13を、 たとえば接着により互いに剛固に連結する。このことにより、環状の永久磁石７ と軟鋼製ヨークとの半径方向の偏移を防止する。

【００１４】 図３〜図５に示す光集束装置も、前述の米国特許第4021101 号により既知であ る光集束装置を修正したものである。対物レンズ21は、環状をしたコイル23によ り光軸22に沿って軸線方向に移動可能である。対物レンズを、フレーム25に剛固 に連結したベアリングブッシュ24に取り付ける。このフレームは、ビデオディス ク26の回転軸線の半径方向に並進運動を行なうことができる。この目的のため、 光集束装置を用いるビデオディスクプレーヤのフレーム27は、２個の案内棒28, 29を有する。

【００１５】 光集束装置に加え、２個の別の電気力学的に制御される光学装置、すなわち２ 個の回動自在な鏡30, 31をフレーム25に固着する。レーザ光源より放射され、案 内ロッド28, 29に平行に導かれた光ビームを、まず鏡30で、ついで鏡31で反射さ せた後、対物レンズ21によりビデオディスク26に集束させる。なお、図面では、 レーザビームは示さず、対物レンズが休止位置、すなわち最下位置にあることを 示している。 図１，２に示した装置と同様、光集束装置のフレームに配設された第２の駆動 手段は、軸線方向に磁化された環状の磁石32と、磁極片33と、磁極片34と、環状 の空隙36にて磁極片33に離間するスリーブ35とを有する。空隙36内には半径方向 を向いた永久磁界が存在し、コイル23が軸線方向に作動することを許容する。特 に図５に示したように、軟鋼製ヨークを有する環状磁石32よりなる第２の駆動手 段を、４個の板ばね37A 〜37D と複数個のブチルゴム製のリング38とを有する弾 性的な減衰手段により、フレームに完全に弾性支持する。これら板ばねを、第２ の駆動手段とフレームとに連結する。正確に同一であるリングを用いることによ り、ほぼ等しい減衰力が四隅で得られる。このことにより、非対称な減衰に起因 する問題を回避することができる。37A から37D の板ばねは、一体に成形した単 一の板ばね部材37の一部を形成する。押抜き加工した溝孔39A 〜39D により板ば ね部材37の残部から分離し、光軸22に同心の円に沿って又はそのほぼ接線方向に 沿って、この板ばねを延在させる。

【００１６】 図面に示した２個の実施例に加え、実用新案登録請求の範囲内で種々の別な実 施例が可能である。既述したように、詳述した２個の実施例は、既知の光集束装 置を修正したものである。しかしながら、他の光学装置にも本考案の原理を適用 できる。更に、対物レンズの平行ガイドと、作動手段の構造とに関し、図示の光 集束装置と異なる他の光集束装置に対して、本考案の光集束装置を有利に適用で きる。たとえば、対物レンズの平行ガイドがスライドベアリングを配設したもの でなく、弾性的な対物レンズ懸架手段（たとえば、「フィリップス′VLR ′レコ ードプレーヤにおける制御機構」P.J.M.ジャンセン並びにP.E.デイ著、1973年No . ７、PP.190〜193 参照）を具える集束装置に本考案装置を適用することができ る。あるいは、電気力学的な平行ガイドを使用しても良い。（例えば、オランダ 国特許願第8103305 号を参照）。これら２つの文献は、作動手段の別の構造をま た開示する。前者の文献に開示された集束装置においては、第１の駆動手段を装 置の下面に取り付けるのに対し、後者の文献は全く異なった構造の駆動手段を具 えた多数の別々な装置を示し、永久磁石部品を具え、第２の駆動手段は１個また は１個以上のコイルを具えても良い。永久磁石に代わり、電磁石を用いても良い 。

【００１７】 図３〜５に示す光集束装置では、ディスク上のビデオトラックの垂直方向の振 動に対する装置の許容差が、漸次増大する。すなわち少なくとも10倍増大する。 対物レンズの質量は7.5 ｇであり、永久磁石の質量にヨークの質量を加えたもの は約６〜10倍である。ビデオディスクプスレーヤを操作する間の対物レンズの最 大加速度は、おおよそ100 m/sec²であるので、ほぼ0.75N の反力が第２の駆動装 置に作用する。空隙内の磁界は、軸方向３〜４mmの範囲内で一様である。低い周 波数では、対物レンズの運動の振幅は0.5 〜1.5mm であり、高い周波数ではその 振幅は減少する。

【００１８】 光ビデオディスクプレーヤの自動集束制御ループのバンド幅は、およそ５KHz である。対物レンズの運動は、人間の耳が非常に敏感である周波数範囲に属する ある音圧を生ずる。本考案の装置の構造は、第２の駆動装置の運動によりこの音 圧を小さくすると言う付加的な利点を有する。もし対物レンズと第２の駆動手段 とが反対向きに運動するとすれば、音圧も互いに対抗し、その結果少なくとも部 分的に互いに打消し合うことになるからである。

【００１９】

【考案の効果】

かくして、この考案によれば、フレームに剛固に取付けられた対物レンズの平 行ガイド装置が、当該対物レンズの光軸方向への運動を担保する一方、その光軸 に交差する方向への運動を拘束するので、トラッキングエラーを生ずることもな い。しかも、対物レンズの光軸方向に沿う高速運動に対応して当該レンズを駆動 する駆動手段の一つに作用する反力を、その駆動手段とフレームとの間に配設し た減衰手段により吸収減衰させることとしたため、フレームが機械的な振動を起 こすこともなく、光学装置におけるクロストークを生ずることもないなど、数多 くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光集束装置の一実施例の断面図であ
る。

【図２】図１に示す光集束装置の平面図である。

【図３】本考案の光集束装置の他の実施例の断面図であ
る。

【図４】図３に示す光集束装置の平面図である。

【図５】図３および図４に示す光集束装置を、図４にお
いて線Ｖ−Ｖで切断した時の断面図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 光軸 ３ 光ビーム ４ ロータリビデオディスク ５ 環状コイル ６ 空隙 ７ 環状磁石 ８ 磁極片 ９ 磁極片 10 スリーブ 11 マウント 12 ベアリングブッシュ 13 フレームプレート 14 往復台 15 ボルト 16 減衰手段 30 鏡 37 板ばね部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 エデユアルド カメリク オランダ国 5621 ベーアー アインドー フエン フルーネバウツウエツハ １

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】

1. フレームと、光軸に関して軸線方向に移動可能な対
物レンズと、フレームに剛固に取付けられ対物レンズを
軸線方向に案内する平行ガイド装置と、フレームに剛固
に取付けられた平行ガイド装置に関連して対物レンズを
軸線方向に移動させる電磁駆動装置とを具え、この電磁
駆動装置が、対物レンズに連結された第１の駆動手段
と、軸線方向に弾性を有する減衰手段を介してフレーム
に配設された第２の駆動手段とを有し、フレームと第２
の駆動手段との間に装着された減衰手段が、第２の駆動
手段によりフレームが受ける軸線方向の力を減衰させ、
第１及び第２の駆動手段は、光軸に交差する磁界を伴う
空隙内で互いに軸線方向に協働し、また更に、第２の駆
動手段を軸線方向に案内する平行ガイドとを具えること
を特徴とする光学装置。

2. 実用新案登録請求の範囲１記載の装置において、対
物レンズを案内する平行ガイド装置が、フレームに剛固
に取付けられた非磁性材料製のベアリングブッシュを有
する光学装置。

3. 実用新案登録請求の範囲１記載の装置において、減
衰手段をブチルゴム製とした光学装置。

4. 実用新案登録請求の範囲１記載の装置において、第
２の駆動手段が、対物レンズの周りに同心に配設され軸
線方向に磁化された環状の永久磁石と、環状をした永久
磁石の両側に取付けられ磁極片及びこれら磁極片の一方
に連結されて他の磁極片に対して環状の間隙にて離間さ
れる軟鋼製のスリーブを有する軟鋼製ヨークとを有し、
第１の駆動手段は軟鋼製ヨークの環状の間隙内を運動す
る環状コイルを有し、第２の駆動手段をフレームに完全
に弾性支持し、弾性を有する減衰手段が、第２の駆動手
段及びフレームに連結された板ばね手段と、フレーム及
び板ばね手段との間に配設されたゴム絶縁手段とを有す
る光学装置。

5. 実用新案登録請求の範囲４記載の装置において、板
ばね手段が単一の一体的に形成された板ばね部材を具
え、板ばね部材は、対物レンズの光軸に同心の円に沿っ
て又はほぼ接線方向に延在する複数の板ばねを有し、そ
れら板ばねを押抜き加工溝にて板ばね部材の残部から分
離させた光学装置。