JPH0568013B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、記録媒体上に光学的に記録された情
報を読みとるために、対物レンズを含む被駆動体
を光軸方向および光軸と垂直方向に駆動する対物
レンズ駆動装置に関する。

〔発明の背景〕

レーザ光を用いる光学的再生装置では、レーザ
光をレンズなどにより微小スポツトに集光して信
号検出を行なつているが、正しく信号を検出する
のには、情報記録担体の凹凸や振動に応じて光ス
ポツトの焦点を情報記録担体上に結ぶためのフオ
ーカシング制御および光スポツトを常に正しい信
号トラツクに追従させるトラツキング制御が必要
である。

また、情報記録担体の回転むらなどにより時間
軸誤差を生じる場合は、これを補正するための制
御が必要である。これらの制御を行なうために
は、それぞれ誤差を検出する誤差検出装置と誤差
を打消すように光学系を動かすアクチユエータが
必要である。

従来、このために、いわゆるボイスコイルを対
物レンズに設けて、光軸方向に移動可能にすると
ともに、対物レンズに到る光路中に互いに直交す
る回動軸をもつ鏡を配設し、これらの鏡を回転す
ることにより光軸に垂直な二方向に光路を移動さ
せ、もつて焦点位置を３つの独立した方向に関し
制御するようにしているが、対物レンズに画角の
大きなレンズを必要とするために装置が大きくな
る欠点があつた。

また、このような欠点を除去するために、画角
の狭い対物レンズを用いた光学系を対応する電気
信号により、光軸方向および光軸と垂直方向に振
動させる方法が提案されている。

このような対物レンズを二次元的に駆動する装
置において、対物レンズを駆動させる手段として
は、電磁石を用いる方式、ボイスコイル方式、圧
電素子を用いる方式などが考えられるが、フオー
カシングおよびトラツキングの応答性能を良好に
保つためには、小形軽量とする必要がある。

従来のアクチユエータにおいて、その支持装置
として第１図のごとく４本の細い金属棒もしく
は、糸状もしくは棒状に加工された等方性の粘弾
性体１ａ〜１ｄを互いに平行に配置し、一端が被
駆動体２に取付けられ、他端が固定枠３に取付ら
れている方法が提案され、該被駆動体２をフオー
カシング方向(y)およびトラツキング方向(x)に駆動
させている。但し、第１図において駆動させる手
段の図は省略されている。

こらの方式は、次のような欠点を有している。

まず、金属棒で支持体を構成する場合は「オプ
テカル ソシエテイ オブ アメリカ」（Optical
Society of America）1984年の「トピカル ミ
ーテイング オン オプテカル データ ストウ
リツジ」（TOPICAL MEETING ON
OPTICAL DATA STORAGE）における
Thomas E.Bergにより論じられている。この方
式は被駆動体の最低共振周波数（f₀）における共
振尖鋭度（Q₀）が高く、サーボ回路の応答性能
が悪化させてしまう。これは、金属棒の内部損失
が小さく、共振をダンピングすることが出来にく
いためである。さらに支持体の長さが４本とも均
一でないとバラツキの少ないf₀値を得ることが困
難であるという欠点を有している。

一方、ゴム等の粘弾性体を用いた場合は、前記
の金属棒を用いる方法に比較して、共振尖鋭度を
低くすることは可能であるが、本方法にも次の欠
点がある。

まず、粘弾性体としてゴム材を使用した場合
は、ゴム材のダンピング性により共振尖鋭度が決
められるため、温度変化により、ゴム材が硬化す
ると、f₀が高くなり、Q₀が大きくなる。この結
果、サーボ回路の性能が悪化してしまう。温度変
化に対してゴム硬度の変化が小さいものは、一般
的にダンピング特性が悪く、支持体としては不適
である。

次に、ゴム材は、経時変化により老化をする現
象があり、長期間使用する必要のある支持体とし
ては、信頼性に問題がある。

次に、粘弾性体による支持体は、全方向に自由
に動くようにされているため、駆動力のわずかな
アンバランスおよび、被駆動体の重心位置と駆動
力の中心とのわずかなずれにより、被駆動体は、
振動時に使用帯域内で、不要な達成共振いわゆる
ローリング現象が発生し、対物レンズが傾きなが
ら働くため、サーボ性能に支障をきたす場合が多
い。

第２図は、実際にローリング現象が発生した時
の対物レンズの周波数特性を示すもので50Hz付近
で大きく位相遅れを生じてしまい、サーボ回路が
発振する場合や、良好な信号を読み取れない現象
がしばしば生じた。

次に、粘弾性体は、わずかな力により変形を生
じるため、組立時、対物レンズを傾きなく組立る
ことが非常に困難である。アクチユエータの対物
レンズの傾き精度は約0.3度以下に押える必要が
あるが、粘弾性体の支持体では、この精度に組立
ようとすると、非常な手間を要し、最産性に欠け
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の欠点をなくし、不要な
共振現象がなく、フオーカシング制御、トラツキ
ング制御が容易に可能な対物レンズ駆動装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、細いピアノ線等のスプリング用の単
線を、らせん状に密着巻に巻かれた、コイルスプ
リングの形状をした支持体を２本以上用い、その
内部の芯線の両端は基板に設けられた穴を介して
銅箔面にハンダ等で固定され、それぞれの端の一
端を被駆動体に、他端を固定枠に取付けらること
により被駆動体を支持し、コイルスプリング部は
ホルダー内に介在し、一端はホルダーに固定さ
れ、他端は固定されない状態となつている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

第３図は、本発明の実施例による対物レンズ駆
動装置の一部を断面とした斜視図である。第３図
において、中央部に開口部２１をもつ基台１８の
上面にはヨークプレート１２ａ，１２ｂと直方体
をなし、厚さ方向に着磁さた磁石１３ａ，１３ｂ
からなる磁気回路１４ａ，１４ｂが止めネジ２１
ａ，２１ｂにより互いに同極が対向するように固
定されている。磁気回路１４の一方には表面にパ
ターンを形成した基板９と、固定枠７とがネジ２
０によりヨークプレート１３ｂの側面に固定され
ている。ネジ２０は、磁気回路と被駆動体を含む
振動系を分離させるものである。基板上には、ピ
ン１９ａ〜１９ｄが平行に固定され、電気の供給
をうけるための端子となつている。支持体１は密
着コイルバネ５ａ〜５ｄに中心芯線６ａ〜６ｄを
通し、密着コイばね５ａ〜５ｄの両端を固定枠
７，８ａ，８ｂに対向させて保持している。また
芯線６ａ〜６ｄは固定枠７，８ａ，８ｂの外側へ
配置して互いに略平行をなす基板９，１０ａ，１
０ｂより突出させ、ハンダ付け等により固定され
ている。被駆動体においては、対物レンズ２３は
レンズ枠１１に固着され、レンズ枠１１には角巻
されたフオーカシングコイル１５とトラツキング
コイル１６ａ〜１６ｂが固着され、それぞれの端
部は基板１０ａ，１０ｂにハンダ付されている。
電気は、ピン−基板−リード線を経由して、２方
向駆動用のコイルに供給される。

これらのコイルは、磁気空隙に界在し、フオー
カシングコイルに通電することでｙ方向にトラツ
キングコイルに通電することでｘ方向に変位する
ことが出来る。

本発明の実施例では、支持体を構成するものと
して0.1φ径のリン青銅線を密着巻した内径0.5φコ
イルスプリングを使用し、内部に0.1φのリン青銅
線をリード線として介在させ、被駆動体として
は、フオーカシングコイル用として0.08φの銅線
を192ターン４層密着、角形巻したものを使用し、
直流抵抗は約30Ωであつた。トラツキングコイル
として0.08φエナメル銅線をフオーカシングコイ
ルの外側にクロス状に26ターン巻いたものを２連
にして、磁界中に界在させて、トラツキング方向
の駆動力を得た。トラツキング方向の直流抵抗
は、約10Ωであつた。

本実施例では、駆動時のバランスを取るための
バランスウエイト４１を具備し、トータルの実効
質量は、約２ｇであつた。

なお、本実施例では、対物レンズを保護するた
めのカバー１７が具備されている。

第６図は、本発明の実施例による対物レンズ駆
動装置に一定入力を与えた時の対物レンズ位置の
周波数応答特性のうち、振幅周波数特性と位相周
波数特性を示したものである。第６図ａは、フオ
ーカシング方向を示し、f₀＝23Hz，Q₀＝２であつ
た。第６図ｂは、トラツキング方向の周波数特性
を示し、ｆ＝23Hz，Q₀2.5を得ることが出来た。

第４図は本発明による支持部の一部を拡大して
示した断面図である。第４図では、コイルスプリ
ングの一端がモールド材である固定枠の一端に同
時成形，圧入等により固定され、他端部は、固定
枠の内径がコイルスプリングの外径よりも大きく
しており、すき間ｄ＝0.05となるようにし、長さ
方向のすき間ｌ＝0.3を設けている。芯線６は位
置決穴２４，２５のある基板を通して基板の銅箔
部２６，２７にハンダ２８，２９付けされてい
る。

本実施例によれば、支持体の長さ位置は、基板
９，１０により正確に出すことが出来る。芯線の
バネ常数（K₁）コイルスプリングのバネ常数
（K₂）の関係をK₁＞K₂とすることで、コイルス
プリングは、振動のダンピング効果のみに働くよ
うにしている。一方、コイルスプリングの一端の
み固定されていることから固定枠の温度および吸
湿による変化に対してバネ常数を決める主要要素
であるコイルスプリングの初張力を変化させるこ
とがない。よつて、バネ常数の変動もなく、安定
したf₀を得ることが出来、サーボ性能上好適であ
る。

第５図は、本発明の他の実施例で、スプリング
の固定方法として、シリコンゴム充填剤３０を使
用した。

シリコンゴム充填剤３０としては、信越化学株
式会社製のRTVゴムコンパウンドKE−347RTV
を使用したが、同等のものであれば、どのメーカ
のものであつてもかまわない。効果としては、第
４図と同等であつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、４本の丸形のスプリングバネ
状の支持体を使用することで、支持体の製作後変
形に対して強く、組立時はレンズが傾くことなく
取付けることが可能となつた。スプリング材とし
て、金属等の内部損失の小さい材料でも、支持体
としては理想的にダンピングが良く、リニアリテ
イの良いものを得ることが可能となつた。金属等
の材質は、使用温度範囲として−40〜110℃であ
つても、ほとんどバネ特性は変化せず、ゴム等の
粘弾性体にくらべて格段に優れた安定性を得るこ
とが出来た。

また金属以外の部材の熱および吸湿変形に対し
てバネ常数への影響が少ない構造としているた
め、f₀の変動が少なく安定した周波数応答特性を
実現することができた。

本発明は、支持装置に関するものであり、駆動
構造に関しては本発明の実施例で示したものに限
定されるものではなく、マグネツトを被駆動体に
設けても良いことは言うまでもない。

また、基台と磁気回路が一体構造であつても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の斜視図、第２図は従来の特性
図、第３図は本発明による実施例の部分断面によ
る斜視図、第４図は本発明による支持部の一部の
一実施例を拡大して示した断面図、第５図は支持
部の一部の他の実施例を拡大して示した断面図、
による実施例の特性図である。 ５ａ〜５ｄ……密着コイルバネ、６ａ〜６ｄ…
…芯線、７，８……固定枠、１１……レンズ枠、
１５……フオーカシングコイル、１６ａ，１６ｂ
……トラツキングコイル、２３……対物レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つ以上のレンズを含む光学系を備えた被駆
   動体を弾性支持体により２方向に可動可能に支持
   し、電気信号を前記被駆動体に固定されたコイル
   に供給して前記光学系を駆動させる対物レンズ駆
   動装置において、前記被駆動体を支持する弾性支
   持体は、少なくとも２本以上の密着コイルバネか
   らなり、前記密着コイルバネの中心に芯線を具備
   し、前記芯線の両端を基板に固定するとともに、
   前記コイルバネの両端間の長さを前記芯線の両端
   間の長さよりわずかに短くし、前記コイルバネの
   両端の少なくとも一方を、前記基板に固定された
   固定枠内に遊嵌したことを特徴とする対物レンズ
   駆動装置。