JPH05225591A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対物レンズの駆動を安定かつ正確にするた
め、中心軸と軸受間のガタつきをなくし、しかも組立を
容易にする。 【構成】 対物レンズを保持するボビンを板ばねを介し
て支持するアーム104をベース105に対して中心軸502で
回動可能に支持する。前記ベース105に立設された中心
軸502をころがり軸受500，501を介してアーム104で支承
する。またころがり軸受500，501は、ばね503で中心軸5
02の軸線に対して直交する方向に予圧を与えられ、さら
にスプリングワッシャ504で中心軸502の軸線方向に予圧
を与えられて、中心軸502と軸受500，501とが密接して
ガタつかないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク，光磁気デ
ィスク，相変化型光ディスク等の光学的記録媒体に対し
て情報の記録，再生，消去をするための光ピックアップ
装置に適用される対物レンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ピックアップ装置においては、
光学的記録媒体(以下、光ディスクという)の記録膜に光
スポットを照射して情報の記録，再生、あるいは消去を
行う。光スポットは、対物レンズにより光束を集光させ
ることによって形成される。光ディスクは、円盤状であ
り、そり，偏心により光ディスクの記録膜が、その中心
軸方向，半径方向に振動してしまう。光スポットを記録
膜に追従させるために、対物レンズを光軸方向，光軸と
直交する方向へ微動調整するためのアクチュエータが必
要である。特開昭60−253029号公報において、図14の断
面図に示した対物レンズアクチュエータが提案されてい
る。

【０００３】図14において、対物レンズ11を保持する対
物レンズホルダ12は、対物レンズ11を光軸方向へ駆動す
るためのフォーカシングコイル13と、光軸直交方向へ駆
動するためのトラッキングコイル14が設けられ、フォー
カスばね15により光軸方向へ弾性支持されている。フォ
ーカスばね15はばねホルダ16に固定され、ばねホルダ16
には、対物レンズ11を光軸直交方向に偏位させるため
に、光軸と平行に軸17が設けられている。軸17は軸受19
により回転自在に軸支され、また軸受19は軸受ホルダ18
に設けられ、さらに軸受ホルダ18はベース20に固定され
ている。ベース20は公知の磁気回路部21，22を有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の対物レン
ズアクチュエータにおいて、軸17は軸線方向には軸受19
によって固定されていなればならない。軸17が不完全に
固定、つまり軸受19との間で軸方向にガタがあると、対
物レンズホルダ12が光軸方向へ移動するたびに、軸17と
軸受19とが当接し、その衝撃により精度よい制御ができ
なくなる。トラッキングに関しても同様で軸17と軸受19
との間で半径方向にガタがあると精度よい制御ができな
くなるという問題がある。

【０００５】また組立方法を考察すると、軸受ホルダ18
に軸受19を固定する際に、軸17を軸受19により回転自在
に支持したまま、組付けなければならず、例えば、一方
の軸受19を軸受ホルダ18に固定した後、軸17を何らかの
手段で保持した後、他方の軸受19を軸受ホルダ18に固定
し、軸受ホルダ18をベース20に固定するという手順が考
えられるが、組立が複雑であるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、対物レンズの駆動を安定
かつ正確にするため、中心軸と軸受間のガタつきをなく
し、しかも組立が容易な対物レンズ駆動装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、光学的情報記録媒体に光源からの光束を
光スポットとして照射させるための対物レンズと、対物
レンズを保持するボビンと、ボビンを変位可能に支持す
る弾性支持部材と、弾性支持部材を支持するアーム部材
と、アーム部材を回動可能に支持するベース部材とを備
えた対物レンズ駆動装置において、前記ベース部材に中
心軸を立設し、この中心軸に軸受を介して前記アーム部
材を回動可能に装着し、前記軸受に前記中心軸の軸線方
向と中心軸の軸線に対して直交する方向へ予圧を加える
予圧部材を設けたことを特徴とする。

【０００８】また内外輪を有する軸受を用い、軸受の外
輪を前記アーム部材の受孔に固定し、軸受の内輪を前記
中心軸に嵌着したことを特徴とする。

【０００９】また前記予圧部材を、一端が前記ベース部
材に弾接し、他端が軸受の内輪に弾接する一枚の板ばね
体で構成したことを特徴とする。

【００１０】さらに軸受を中心軸の軸線方向に２個並設
し、軸受の外輪間のみにスペーサを設け、予圧部材とし
て、中心軸の周側に形成した溝と軸受の内輪との間に設
置した弾性体と、一方の軸受を中心軸の軸線方向へ押圧
するスプリングワッシャとを用いたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の手段によれば、アーム部材をベース部材
に対して回動可能に支持させるための中心軸と軸受にお
いて、予圧部材によって軸受に中心軸の軸線方向と、こ
の軸線と直交する方向へ予圧を加えることで、中心軸と
軸受とが密接して両者間のガタつきをなくせ、駆動動作
が安定し、信頼性を向上させることができる。

【００１２】また内外輪からなる軸受の外輪をアーム部
材の受孔に固定しておき、ベース部材の中心軸に軸受の
内輪を挿入して嵌着することで組付けが終了するので、
特別な治具を必要とせず組立工程が簡単になる。

【００１３】また一枚の板ばね体で、上記の中心軸の軸
線方向と、軸線と直交する方向への予圧が行われるの
で、構成が簡素化される。

【００１４】さらに外輪間にスペーサを介在させて並設
された２個の軸受によって中心軸を支承し、軸受に対し
て、中心軸の軸線と直交する方向への予圧を中心軸の周
側と軸受の内輪間に設置された弾性体で与え、さらに中
心軸の軸線方向への予圧をスプリングワッシャで与える
ことで、中心軸の軸受による支持が確実で、しかも中心
軸と軸受間のガタつきをなくせる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の一実施例の平面図、図２は
本実施例の側面断面図であり、101は対物レンズ、102は
対物レンズを保持するボビン、103は板ばね、104はアー
ムであって、対物レンズ101は、弾性支持部材である板
ばね103により、その光軸方向に対して弾性的に支持さ
れ、光軸と直交する方向(以下、トラッキング方向とい
う)へアーム104と共に回動する。アーム104は、後述す
るようにベース105に回動自在に支持されている。121は
永久磁石であり、ベース105と共に後述する磁気回路を
構成している。

【００１７】前記ベース105によるアーム104の支持構成
を図３の拡大断面図に基づいて説明する。アーム104に
は一対のころがり軸受500，501が装着されるが、アーム
104の受孔104aに、ころがり軸受500が挿入され、その外
輪500aをアーム104に固定している。同様にころがり軸
受501の外輪501aが、アーム104に固定されている。スペ
ーサＳは、ころがり軸受500の外輪500aと、ころがり軸
受501の外輪501aとで挾持されている。ベース105に中心
軸502が圧入あるいは接着により端部を固定することで
立設されている。中心軸502は、ころがり軸受500，501
の内輪500b，501bに挿入され、中心軸502に設けた溝502
aに設置された予圧部材であるばね503により軸線に対し
て直交方向に押圧されている。下方のころがり軸受500
の内輪500bは中心軸502のフランジ部502bに当接し、上
方のころがり軸受501の内輪501bは予圧部材であるスプ
リングワッシャ504に当接している。

【００１８】前記スプリングワッシャ504は、ベース105
にねじ506により固定された中板505と上方のころがり軸
受501の内輪501bとの間で軸受500，501の軸線方向に予
圧をかけている。つまり、中板505によりスプリングワ
ッシャ504は、上方のころがり軸受501の内輪501bを押圧
し、上方のころがり軸受501は予圧を受けて外輪501aが
スペーサＳを押圧する。スペーサＳは下方のころがり軸
受500の外輪500aを押圧する。従って、下方のころがり
軸受500は予圧を受けて、中心軸502のフランジ部502bを
押圧する。このようにしてアーム104はベース105に回動
自在に支持されている。

【００１９】図４は可動部の分解斜視図であり、対物レ
ンズ101は、ボビン102に接着されており、ボビン102に
はフォーカシングコイル114が巻き付けられている。さ
らにトラッキングコイル115とトラッキングコイル116と
が接着されている。ここで、トラッキングコイル115と
トラッキングコイル116とは、質量が同じであるが、線
材の太さと、巻き数と大きさが異っている。トラッキン
グコイル116は、板ばね103の間に配置され、フォーカシ
ング動作しても板ばね103に当接しない大きさとなって
いる。トラッキングコイル115はトラッキングコイル116
より大きい。さらに両側面からアパーチャ部材117，ビ
ーム部材118が接着される。このアパーチャ部材117とビ
ーム部材118とは質量が同じであり、重心位置も略等し
い。上記のボビン102の組立体には、板ばね103の一端が
押圧ピン119により固定される。板ばね103にはダンパー
120が接着されている。また板ばね103の他端は押圧ピン
119によりアーム104に固定される。このようにしてボビ
ン102の組立体は、板ばね103により光軸方向に可動にか
つ弾性的に支持されている。アーム104は図３に基づい
て説明したごとくベース105に回転自在に支持されてい
る。

【００２０】次に図１，図２に基づいて磁気回路につい
て説明する。ベース105は、一対のヨーク122，123を有
し、永久磁石121は、一方のヨーク122に固定され、ベー
ス105，ヨーク122，上カバー124，ヨーク123で磁気回路
を形成し、永久磁石121とヨーク122，123との間にでき
る空隙にフォーカシングコイル114，トラッキングコイ
ル115，116を配置し、これらのコイル114〜116に通電す
ることにより電磁力を得る。

【００２１】トラッキングコイル115により発生する電
磁力とトラッキングコイル116により発生する電磁力
Ｆ₁，Ｆ₂と図４の可動部の回転角加速度θ″との関係
は、以下の通りである。

【００２２】

【数１】

【００２３】θ″：可動部の回転角加速度 Ｆ₁ ：トラッキングコイル115により発生する電磁力 Ｆ₂ ：トラッキングコイル116により発生する電磁力 ｒ₁ ：可動部の重心とトラッキングコイル115との距離 ｒ₂ ：可動部の重心とトラッキングコイル116との距離 Ｉ ：可動部の慣性モーメント また、トラッキングコイル115により発生する電磁力
と、トラッキングコイル116により発生する電磁力と、
ボビン102の組立体のトラッキング方向の加速度との関
係は、以下の通りである。

【００２４】

【数２】

【００２５】 ｘ″：ボビン102の組立体のトラッキング方向の加速度 ｍ ：ボビン102の組立体の質量 ところで、可動部の回転角加速度θ″とボビン102の組
立体のトラッキング方向の加速度ｘ″が同等のものでな
ければ、その差分だけ、板ばね103にトラッキング方向
への変形が発生することになり、これは機械的な共振と
なってトラッキング制御が不安定になってしまう。そこ
で、可動部の回転角加速度θ″とボビン102の組立体の
トラッキング方向の加速度ｘ″が同等であるために、以
下の関係が成立することが必要である。

【００２６】

【数３】Ｌθ″ ＝ ｘ″ Ｌ ：アーム104の回転中心とボビン102の組立体の重心
との距離 上記の数１〜数３より、

【００２７】

【数４】

【００２８】となり、電磁力Ｆ₁，Ｆ₂は以下の関係式で
表わされる。

【００２９】

【数５】

【００３０】上記の数４，５より、

【００３１】

【数６】

【００３２】となり、数６の条件を満足するために、ト
ラッキングコイル115の巻き数は、トラッキングコイル1
16の巻き数より多く巻いてある。そして、トラッキング
コイル115の線径はトラッキングコイル116の線径より細
く、トラッキングコイル115の大きさ(磁気回路の空隙に
入らない部分)はトラッキングコイル116よりも大きくな
っており、トラッキングコイル115とトラッキングコイ
ル116の質量は同じである。図１より明らかに、トラッ
キングコイル116は板ばね103に常時当接しない大きさに
なっている。

【００３３】ところで、図１において、アパーチャ部材
117には、通孔117aが形成されており、発光体125が発す
る光束の内、通孔117aを通過した光束は受光素子126に
入射する。ボビン102の組立体がトラッキング移動した
時、通孔117aも移動するので、受光素子126上に形成さ
れる光束が移動し、この移動量を受光素子126の光電変
換信号から検知することができる。尚、127は受光体125
と受光素子126とを保持するホルダーであり、ベース105
に固定されている。また124は磁性体からなる上カバー
である。

【００３４】次に図５を参照して、ベース105によるア
ーム104の支持機構の組立方法を説明する。アーム104に
は、既にころがり軸受500，501とスペーサＳが挿入、嵌
着されている。そしてベース105の中心軸502にアーム10
4を嵌合し、図３のように中心軸502の溝502aと、ころが
り軸受500，501の内輪500b，501bの間にばね503を設置
させる。さらに上方のころがり軸受501の内輪501b上
に、中心軸502と嵌合されるスプリングワッシャ504を載
せる。中板505をねじ506でベース105に止めることによ
り、スプリングワッシャ504による予圧を得る。尚、図
５には示していないが、アーム104には、ボビン102，板
ばね103が組み込まれていることとする。

【００３５】前記中心軸502は、ベース105に直接固定さ
せていなくてもよい。すなわち図６に示すように、ユニ
ットベース600に中心軸502を圧入、あるいは接着等によ
り固定し、この中心軸502にアーム104を回転自在に支持
させて支持ユニット602を構成し、この支持ユニット602
をベース601にねじ止め等により固定すればよい。尚、
図６において図３に基づいて説明した部材には同一符号
を付して説明は省略した。

【００３６】図７は図６の支持ユニットの分解斜視図で
あり、図１〜図５で説明したベース105に対応するベー
ス601は板金加工することが可能である。つまり支持ユ
ニット602が位置する部分603の板金を折り曲げて、ヨー
ク604を形成することができる。

【００３７】次に、図８に基づいて、板ばね103をボビ
ン102に固定する方法を説明する。図８(a)は、ボビン10
2の鍔部分を示す斜視図であり、400は板ばね搭載部、40
1はヒンジ部、402は突起403を有する押えピン部、404は
係止孔である。これらはボビン102に一体的に成形され
ている。そして図８(b)のように板ばね搭載部400に板ば
ね103を載せてヒンジ部401を湾曲させる。そして図８
(c)のように、押えピン部402の突起403を、板ばね103の
孔103aを通して板バネ搭載部400の係止孔404に嵌合させ
ることにより、ボビン102に板ばね103を固定できる。ま
た、このような構成はボビン102の板ばね搭載部分のみ
ならず、アーム104の板ばね搭載部分においても実施可
能である。

【００３８】次に、図９を用いて、板ばね固定構成の他
例を説明する。図９(a)は既述したボビン102における板
ばね固定構成を示している。つまりボビン102の板ばね
搭載部400′には、フォーカシングコイル114の反対側の
上面に板ばね103と押えピン119を載せている。一方、図
９(b)においては、ボビン102の板ばね搭載部400″に、
フォーカシングコイル114の側の下面に板ばね103と押え
ピン119を載せている。このため、フォーカシングコイ
ル114の高さと、押えピン119の厚さが重なった分、ボビ
ン102が図９(a)の構成に比べて薄くなっている。

【００３９】ところで、図９(b)のごとく、板ばね搭載
部400″のフォーカシングコイル114側で板ばね103を固
定すると、組付けが困難である。つまり、押えピン119
を単独で持って、板ばね搭載部400″の間(フォーカシン
グコイル114の厚み分)に入れて、板ばね103を板ばね搭
載部400″に固定しなければならず、極めて小さい押え
ピン119を持って、極めて狭い間隙に入れるのは組付作
業性が悪い。しかし、図８に基づいて説明したごとく、
押えピン119を持つことなく、単にヒンジ部401を湾曲さ
せるだけで、押えピン部402で板ばね103を挾持して板ば
ね搭載部400″に固定する構成を採用することで、組付
作業性が良好で、かつ図９(b)のごとく、ボビン102の薄
型化が可能となる。

【００４０】図10は板ばね103へのフォーカシングコイ
ル114あるいはトラッキングコイル115，116のリード線
の連結方法の説明図であり、板ばね103は、図10(a)に示
したように、端子部410，411を有しており、フォーカシ
ングコイル114、あるいはトラッキングコイル115，116
のリード線412を端子部410へハンダ付けする。また電力
を供給するリード線413は端子部411へハンダ付けする。
その後、図10(b)に示したように、端子部410，411は折
り曲げてしまう。

【００４１】上記の実施例において、予圧部材であるば
ね503とスプリングワッシャ504を別部材にしたが、一端
がベース105に弾接し、他端がころがり軸受500，501の
内輪500b，501bに弾接する一枚の板ばねで予圧部材を構
成することも考えられる。

【００４２】図11は一枚で予圧部材を構成した板ばね体
の一例を示す平面図、図12は図11の板ばね体の正面図で
あり、板ばね体700において、701はねじ止め用孔702を
有する一対の固定端、703はばね力を発生する屈曲部、7
04は孔705を有する作用端であって、孔705にバーリング
加工により形成された折曲部706を後述するように、こ
ろがり軸受の内輪に当接させる。

【００４３】図13は図11，図12の板ばね体700の組付後
の状態を示す要部の断面図であり、ベース105に中心軸7
10を圧入あるいは接着等により固定し、この中心軸710
に前記アーム104を回転自在に支持させて、板ばね体700
の固定端701をねじ506によりベース105に固定させるこ
とにより、板ばね体700の作用端704に設けた折曲部706
が上方のころがり軸受501の内輪501bに当接するように
設置する。

【００４４】上記のように設置すると、ベース105にね
じ506で固定された板ばね体700の固定端701と、ころが
り軸受501の内輪501bに当接した折曲部706を有する作用
端704とは、高さ方向(フォーカシング方向)に関して同
一平面上にないため、屈曲部703は屈曲されてばね力を
発生することになる。このばね力は、屈曲部703の屈曲
した方向に作用するため、上方のころがり軸受501を、
その軸線方向と軸線に対して直交する方向へ押圧する。

【００４５】このようにして予圧を受けた上方のころが
り軸受501は、スペーサＳを介して、下方のころがり軸
受500の外輪500aを押圧し、しかも下方のころがり軸受5
00の内軸500bは、中心軸710のフランジ部710aを押圧す
ることにより、下方のころがり軸受500に、軸線方向と
軸線に対して直交する方向へ予圧が与えられる。

【００４６】このようにして、一枚の板ばね体700で、
ころがり軸受500，501に軸線方向と軸線に対して直交す
る方向とに予圧を加えることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズを保持するボビンを弾性支持部材を介して支
持するアーム部材をベース部材に対して回動可能に支持
させるための中心軸と軸受において、予圧部材によって
軸受に中心軸の軸線方向と、この軸線と直交する方向へ
予圧を加えることで中心軸と軸受とを密接して両者間の
ガタつきをなくすことができるので、対物レンズの駆動
を安定かつ正確に行うことができ、また軸受の外輪をア
ーム部材の受孔に固定しておいて、ベース部材の中心軸
に軸受の内輪を挿入することで組み付けができ、組立工
程の簡素化が図れ、また前記予圧部材を一枚の板ばね体
で構成することで、構成を簡単にすることができ、さら
に中心軸を２個の軸受で支承し、しかも軸線と直交する
方向の前記予圧を弾性体によって、また軸線方向の予圧
をスプリングワッシャで与えることで、中心軸の軸受に
よる支持が確実で、両者間のガタつきを確実になくすこ
とができるため、対物レンズの駆動を安定かつ正確にす
るために中心軸と軸受間のガタつきをなくし、しかも組
立が容易な対物レンズ駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ駆動装置の一実施例の平面
図である。

【図２】図１の実施例の側面断面図である。

【図３】図２のアーム支持構成を示す拡大断面図であ
る。

【図４】本実施例の可動部を示す分解斜視図である。

【図５】図３のベースによるアームの支持機構の組立方
法を説明するための分解斜視図である。

【図６】アーム支持構成の他の例を示す拡大断面図であ
る。

【図７】図６のアーム支持構成の分解斜視図である。

【図８】板ばねの固定方法を説明するための要部の斜視
図である。

【図９】板ばねの固定方法を説明するための要部の斜視
図である。

【図１０】板ばねへのリード線連結方法の説明図であ
る。

【図１１】板ばね体の平面図である。

【図１２】図11の板ばね体の正面図である。

【図１３】板ばね体の組付後の状態を示す要部の断面図
である。

【図１４】従来の対物レンズアクチュエータの断面図で
ある。

【符号の説明】

101…対物レンズ、 102…ボビン、 103…板ばね、 1
04…アーム、 104a…受孔、 105…ベース、 500，50
1…ころがり軸受、 500a，501a…外輪、 500b，501b
…内輪、 502，710…中心軸、 502a…溝、 502b，71
0a…フランジ部、503…ばね(予圧部材)、 504…スプリ
ングワッシャ(予圧部材)、 700…板ばね体(予圧部
材)、 703…屈曲部、 706…折曲部、 Ｓ…スペー
サ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 武英 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的情報記録媒体に光源からの光束を
   光スポットとして照射させるための対物レンズと、対物
   レンズを保持するボビンと、ボビンを変位可能に支持す
   る弾性支持部材と、弾性支持部材を支持するアーム部材
   と、アーム部材を回動可能に支持するベース部材とを備
   えた対物レンズ駆動装置において、前記ベース部材に中
   心軸を立設し、この中心軸に軸受を介して前記アーム部
   材を回動可能に装着し、前記軸受に前記中心軸の軸線方
   向と中心軸の軸線に対して直交する方向へ予圧を加える
   予圧部材を設けたことを特徴とする対物レンズ駆動装
   置。
2. 【請求項２】 内外輪を有する軸受を用い、軸受の外輪
   を前記アーム部材の受孔に固定し、軸受の内輪を前記中
   心軸に嵌着したことを特徴とする請求項１の対物レンズ
   駆動装置。
3. 【請求項３】 前記予圧部材を、一端が前記ベース部材
   に弾接し、他端が軸受の内輪に弾接する一枚の板ばね体
   で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の対
   物レンズ駆動装置。
4. 【請求項４】 軸受を中心軸の軸線方向に２個並設し、
   軸受の外輪間のみにスペーサを設け、予圧部材として、
   中心軸の周側に形成した溝と軸受の内輪との間に設置し
   た弾性体と、一方の軸受を中心軸の軸線方向へ押圧する
   スプリングワッシャとを用いたことを特徴とする請求項
   １又は請求項２の対物レンズ駆動装置。