JPH0722746Y2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、例えば光学ピックアップ装置において対物レ
ンズを可動自在に支持して所定方向に変位駆動する対物
レンズ駆動装置に関する。

B.考案の概要 本考案は、光源から出射された光ビームを光記録媒体の
信号記録面に集光させる対物レンズを少なくともその光
軸方向に駆動変位させる対物レンズ駆動装置に関する。
この対物レンズ駆動装置は、互いに平行に配設された電
歪変換素子板及び支持板の先端部に、対物レンズを一対
のヒンジ部を有する変位部材を介して支持させたもので
ある。

C.従来の技術 従来、ディスク状やテープ状等の光記録媒体に対して情
報信号の書込み及び／又は読出しを行う光学ピックアッ
プ装置においては、対物レンズを介して上記光記録媒体
上に光ビームを集光するようにしている。

この対物レンズは、この対物レンズにより集光される光
ビームが上記記録媒体上に形成された記録トラックを正
確にトレースするように、対物レンズ駆動装置により、
所定方向に可動自在に支持されるとともに所定の制御信
号に基づいて変位駆動されるようになされている。すな
わち、光学ピックアップ装置においては、対物レンズを
上記記録トラックに追従させるいわゆるトラッキング制
御と、この対物レンズをその光軸方向に駆動制御するい
わゆるフォーカス制御とが行われている。そして、上記
フォーカス制御においては、上記対物レンズ駆動装置
は、対物レンズの変位に伴って光軸の傾きが生じないよ
うに、対物レンズを平行移動させる必要がある。

上記対物レンズ駆動装置として、例えば、本件出願人が
先に提案している対物レンズ駆動装置においては、互い
に平行に基端部を固定されて配設された一対の電歪変換
素子板を備え、これら２枚の電歪素子板のそれぞれの先
端部により、対物レンズを支持するようにしている。こ
の対物レンズ駆動装置においては、上記一対の電歪変換
素子板のそれぞれに制御信号に基づく駆動電圧を印加す
ることにより、これら電歪変換素子板を互いに同方向に
歪曲させる。すると、これら電歪変換素子板は、互いに
平行な位置関係を保ったまま、上記対物レンズを変位さ
せる。このように、上記一対の電歪変換素子板が互いに
平行な状態のまま歪曲することにより、上記対物レンズ
がその光軸方向に平行移動されるようになされている。

D.考案が解決しようとする課題 ところで、上述のような、本件出願人が先に提案してい
る対物レンズ駆動装置においては、上記対物レンズを支
持する２枚の電歪変換素子板間の変換特性が僅かに異な
ると、いわゆる高次共振等の寄生振動が増大する虞れが
ある。

光学ピックアップ装置においては、情報信号の再生出力
よりフォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエ
ラー信号に基づいて対物レンズを変位駆動させるいわゆ
る閉ループ制御を行っている。そのため、対物レンズ駆
動装置における高次共振が増大すると、高周波数帯域に
おいて高ゲインの駆動制御を行うことができない。

情報信号が高密度で記録される光ディスクにおいては、
光ディスクが高速で回転駆動されるため、フォーカス制
御のための対物レンズの変位駆動を高い周波数の制御信
号に基づいて行う必要がある。したがって、高周波数帯
域において高ゲインの駆動制御が行えない対物レンズ駆
動装置を用いる場合には、高密度に記録された情報信号
の読取りを行うことが困難となる。

すなわち、上述のような対物レンズ駆動装置において、
高周波数帯域においても対物レンズを良好に変位駆動す
るためには、２枚の電歪素子板の変換特性が等しくなる
ように構成する必要がある。変換特性の等しい２枚の電
歪変換素子板を製作しなければならないことは、このよ
うな構成の対物レンズ駆動装置の製作を困難となしてい
る。また、電歪変換素子板を２枚使用することから、装
置の軽量化が困難となっている。

そこで、本考案は、上述の実情に鑑み、上述のような対
物レンズ駆動装置をさらに改良して提案されるものであ
って、広い周波数帯域に亘って高ゲインの駆動制御が行
えるとともに、製作の容易化と装置の軽量化を図ること
ができる対物レンズ駆動装置を提供することを目的とす
る。

E.課題を解決するための手段 本考案に係る対物レンズ駆動装置は、上述したような目
的を達成するため、互いに平行な一対のヒンジ部を有す
る変位部材に取付けられた対物レンズと、互いに平行に
それぞれの基端部を固定されて配設されるとともに、そ
れぞれ先端部において上記変位部材が上記一対のヒンジ
部を介して取付けられることにより上記対物レンズを支
持する電歪変換素子板及び支持板とを備え、上記対物レ
ンズを、上記電歪変換素子板が歪曲駆動することにより
変位駆動されるとともに、上記変位部材によって平行移
動するように支持してなるものである。

また、電歪変換素子板及び支持板を、各々基端部側より
先端部側に向かって徐々に幅狭となされた薄板状に形成
したものである。

F.作用 本考案に係る対物レンズ駆動装置は、電歪変換素子板が
歪曲駆動されると、対物レンズが取付けられた変位部材
を介して電歪変換素子板に連結された支持板が電歪変換
素子板に追随して歪曲駆動される。そして、電歪変換素
子板と支持板は、それぞれの基端部を固定されて互いに
平行に配設されてなるので、同方向に歪曲駆動される。
また、電歪変換素子板及び支持板が歪曲駆動すると、こ
れら電歪変換素子板及び支持板の先端部間を連結した変
位部材の互いに平行な一対のヒンジ部が変位され、変位
部材に支持された対物レンズは、電歪変換素子板及び支
持板に対する初期の支持状態を維持して平行移動され
る。

また、電歪変換素子板及び支持板は、各々基端部側より
先端部側に向かって徐々に幅狭となされた薄板状に形成
されてなるので、軽量化され、共振周波数が高くなる。

G.実施例 以下、本考案の具体的な実施例を図面を参照しながら説
明する。

本考案に係る対物レンズ駆動装置は、第１図に示すよう
に、光学ピックアップ装置へ取付けられた取付台１に植
立された一対の支持軸２に、それぞれ第１及び第２の支
持部材3,4により位置決めされて基端部を固定されるフ
ォーカス方向用電歪変換素子板５及びフォーカス方向用
支持板６を有する。上記フォーカス方向用電歪変換素子
板５は、いわゆるバイモルフ板またはモノモルフ板から
なる。すなわち、このフォーカス方向用電歪変換素子板
５は、例えば、金属板の両面または片面にセラミックス
等が被着され、このセラミックス層の上に金属薄膜等か
らなる電極が形成されてなる。そして、上記フォーカス
方向用支持板６は、上記フォーカス方向用電歪変換素子
板５の振動特性に近似した振動特性を有するように、例
えば上記フォーカス方向用電歪変換素子板５の基材と同
一の材料や、あるいは、合成樹脂等の軽量の材料によ
り、薄板状に形成されてなる。これらフォーカス方向用
電歪変換素子板５及びフォーカス方向用支持板６は、そ
れぞれ上記取付台１に平行に、互いに所定の間隔を隔て
て配設されている。ところで、フォーカス方向用電歪変
換素子板５及びフォーカス方向用支持板６は、第１図に
示すように、取付台１に固定される基端側より先端部側
に向かって徐々に幅狭となされた略三角形状をなす薄板
状に形成されている。このように形成された電歪変換素
子板５及び支持板６は、軽量化が図られ、駆動変位され
たときの共振周波数が高くなる。

そして、上記フォーカス方向用電歪変換素子板５及びフ
ォーカス方向用支持板６のそれぞれの先端部には、これ
ら先端部間に架設されるようにフォーカス用変位部材７
が取付けられている。このフォーカス用変位部材７は、
例えば炭素繊維入りエポキシ樹脂等の可撓性を有する材
料よりなり、肉薄に形成された互いに平行となされた一
対のヒンジ部8,8を介して上記フォーカス方向用電歪変
換素子板５及びフォーカス方向用支持板６に接着等の手
段により取付けられている。

すなわち、上記フォーカス方向用電歪変換素子板５がそ
の電極に電圧が印加されることにより歪曲し、上記フォ
ーカス用変位部材７が変位されると、このフォーカス用
変位部材７の変位により上記フォーカス方向用支持板６
は、上記フォーカス方向用電歪変換素子板５と同方向に
歪曲されるようになされちる。このとき、上記フォーカ
ス用変位部材７の上記一対のヒンジ部８の間の部分は、
上記フォーカス方向用電歪変換素子板５及び上記フォー
カス方向用支持板６のそれぞれの先端部に上記一対のヒ
ンジ部８を介して支持され、その姿勢を維持したまま平
行移動するように変位される。

そして、上記フォーカス用変位部材７には、トラッキン
グ方向用電歪変換素子板９を介して、レンズボビン10が
取付けられている。上記トラッキング方向用電歪変換素
子板９は、上記フォーカス方向用電歪変換素子板５と同
様に形成されてなり、上記フォーカス方向用電歪変換素
子板５に直交する状態に支持されている。上記レンズボ
ビン10には、対物レンズ11が取付けられている。

上述のように構成された本考案に係る対物レンズ駆動装
置は、上記光学ピックアップ装置により情報信号の再生
出力より生成されるいわゆるフォーカスエラー信号及び
トラッキングエラー信号に基づいて上記対物レンズ11を
変位駆動する。すなわち、上記フォーカスエラー信号に
基づく電圧が上記フォーカス方向用電歪変換素子板５に
印加され、上記トラッキングエラー信号に基づく電圧が
上記トラッキング方向用電歪変換素子板９に印加され
る。すると、上記対物レンズ11は、上記フォーカスエラ
ー信号に基づいて、第１図中矢印Ｆで示す光軸方向に駆
動制御され、上記トラッキングエラー信号に基づいて光
軸に直交する第１図中矢印Ｔで示す方向に駆動制御され
る。このように、いわゆる閉ループ制御を行うことによ
り、上記対物レンズ11が変位駆動され、いわゆるフォー
カス制御及びトラッキング制御を行うことができる。

ところで、この対物レンズ駆動装置のフォーカス方向の
振動特性は、第２図及び第３図中に実線で示すように、
第２図及び第３図中に点線で示す前述したような一対の
電歪変換素子板により対物レンズを支持するように構成
した従来の対物レンズ駆動装置の振動特性に比して、広
い周波数帯域に亘って高ゲインの駆動制御を行うことが
可能となっている。

すなわち、第２図に示す周波数−ゲイン特性について
は、従来の対物レンズ駆動装置においては、第２図中に
（ａ）及び（ｂ）で示すように、周波数4.5KHz近辺に２
次共振峰及び周波数7.5KHz近辺に３次共振峰が現れてい
る。これに対し、本考案に係る対物レンズ駆動装置にお
いては、周波数3KHz以上における共振が抑えられてお
り、共振峰が現れていない。

また、第３図に示す周波数−位相回り特性については、
従来の対物レンズ駆動装置においては、5KHz以上の周波
数帯域において、上述のように２次及び３次の共振峰が
現れていることにより、位相が180°を大きく越えて回
転してしまっている。そのため、いわゆる閉ループ制御
により上記対物レンズ11を変位駆動する場合には、所定
の位相補償回路等を用いて位相補償を行っても、高周波
数帯域におけるサーボゲインを高めることができない。
これに対し、本考案に係る対物レンズ駆動装置において
は、上述のように、２次以上の高次共振が抑えられてい
ることにより、高周波数帯域においても位相回りが少な
く抑えられている。

したがって、本考案に係る対物レンズ駆動装置において
は、いわゆる閉ループ制御により上記対物レンズ11を変
位駆動する場合には、所定の位相補償を行うことによ
り、広い周波数帯域に亘って高ゲインの駆動制御を行う
ことできる。そのため、情報信号の高密度な記録及び／
又は再生を行うために光ディスクが高速度で回転駆動さ
れる場合にも、情報信号の良好な書込み及び／又は読出
しを行うことができる。

なお、本考案は、上述した実施例に限定されることな
く、適宜変更可能である。例えば、各電歪変換素子板や
支持板等の形状や材料等については、振動特性や重量等
を勘案して変更することができる。

また、上述の実施例においては、上記フォーカス方向用
電歪変換素子板５と上記フォーカス方向用支持板６と
は、上記フォーカス方向用電歪変換素子板５が光ディス
クに臨む側となるように配設されているが、本考案に係
る対物レンズ駆動装置は、支持板が光ディスクに臨む側
となるように構成してもよい。この場合にも、上述の実
施例と同様に、フォーカス制御を行うにあたっては、対
物レンズが平行移動するように変位駆動されるととも
に、広い周波数帯域に亘って高ゲインの駆動制御を行う
ことができる。

H.考案の効果 上述したように、本考案に係る対物レンズ駆動装置は、
それぞれの基端部を固定されて互いに平行に配設された
電歪変換素子板及び支持板の先端部間に、互いに平行な
一対のヒンジ部を介して変位部材が取付けられ、この変
位部材を介して対物レンズを支持してなるので、電歪変
換素子板が歪曲駆動されると、支持板も電歪変換素子板
に追随して同方向に歪曲駆動されるとともに、これら電
歪変換素子板及び支持板の先端部間を連結した変位部材
の互いに平行な一対のヒンジ部が変位され、対物レンズ
は、電歪変換素子板及び支持板に対する初期の支持状態
を維持して正確に平行移動される。

また、支持板が先端部側を変位部材を介して電歪変換素
子板に連結され、電歪変換素子板が歪曲駆動されること
により、この電歪変換素子板に追随して同方向に歪曲駆
動する構成となされていることから、電歪変換素子板に
おける高次共振等の寄生振動が低減され、広い周波数帯
域に亘って高ゲインの駆動制御が実現でき、閉ループ制
御を行って対物レンズを変位駆動する場合にも、高速度
で回転操作される光ディスクに対して対物レンズを正確
に追従させることができる。

さらに、電歪変換素子板を１枚のみ用いてなるので、対
物レンズを駆動変位させる駆動部の軽量化を実現でき、
製造も容易となる。

特に、電歪変換素子板及び支持板が、取付台に固定され
る基端側より先端部側に向かって徐々に幅狭となされた
薄板状に形成されてなるので、対物レンズを駆動変位さ
せる駆動部の一層の軽量化が実現されてなるので、共振
周波数が高くなり、閉ループ制御を行って対物レンズを
変位駆動する場合に、対物レンズを駆動制御する制御電
流の周波数に影響を与えず広帯域に亘ってサーボゲイン
を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る対物レンズ駆動装置の構成を示す
斜視図であり、第２図は上記対物レンズ駆動装置の振動
特性のうち周波数−ゲイン特性を示すグラフであり、第
３図は上記対物レンズ駆動装置の振動特性のうち周波数
−位相回り特性を示すグラフである。 ５……フォーカス方向用電歪変換素子板 ６……フォーカス方向用支持板 11……対物レンズ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに平行な一対のヒンジ部を有する変位
   部材に取付けられた対物レンズと、 互いに平行にそれぞれの基端部を固定されて配設される
   とともに、それぞれ先端部において上記変位部材が上記
   一対のヒンジ部を介して取付けられることにより上記対
   物レンズを支持する電歪変換素子板及び支持板とを備
   え、 上記対物レンズは、上記電歪変換素子板が歪曲駆動する
   ことにより変位駆動されるとともに、上記変位部材によ
   って平行移動するように支持されてなる対物レンズ駆動
   装置。
2. 【請求項２】上記電歪変換素子板及び支持板は、各々基
   端部側より先端部側に向かって徐々に幅狭となされた薄
   板状に形成されてなる請求項１記載の対物レンズ駆動装
   置。