JPH0792920B2 - 対物レンズ支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル・オーディ
オ・ディスク（ＤＡＤ）やビデオ・ディスク（ＶＤ）等
の光学的情報記録媒体より情報を光学的に読取りまたは
記録するために利用される対物レンズを支持する対物レ
ンズ支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光学的情報記録媒体例えば透明
樹脂円盤に対し、ディジタル（ＰＣＭ）化データに対応
したピット（反射率の異なる凹凸）列を１．６μｍのト
ラックピッチで形成する金属薄膜を被着してなる直径１
２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍの光ディスクを、ＣＬＶ（線速
度一定）方式により約２００〜５００ｒｐｍの可変速度
で運動させているＣＤ（コンパクト・ディスク）より情
報を取出し再生する場合、光学的情報処理装置例えば光
学式ピックアップを使用している。

【０００３】この光学式ピックアップは、図３に示すよ
うに構成されている。半導体レーザ等の光源１より発散
した光束は、回折格子２により０次、±１次の３本の光
束になり、偏光ビームスプリッタ３により直線偏光波と
なって、コリメーションレンズ４に入射し、平行光束と
なる。この平行光束はプリズムミラー５で曲げられ、１
／４波長板６通過後、円偏光波となって対物レンズ（集
光レンズ）７に入射し、収束光となって光学的情報記録
媒体である光ディスク８の情報記録面に、直径が約１．
６μｍの微小スポットが形成される。この光ディスク８
からの反射回折光は対物レンズ７、１／４波長板６、プ
リズムミラー５、コリメーションレンズ４を逆行し、偏
光ビームスプリッタ３で反射され、非点収差レンズ系９
を通り、多分割光検出器10に入射し、光電変換された電
気信号11は信号処理回路12で演算増幅され、後述する対
物レンズ駆動装置を駆動するための駆動回路13で制御信
号が電力増幅され、対物レンズ駆動装置の電磁力発生用
コイル等に制御信号が印加される。この対物レンズ駆動
装置により、対物レンズ７は光軸方向（フォーカシング
方向）と光ディスク８に平行な半径方向（トラッキング
方向）の２軸に駆動され、光ディスク８の情報記録面の
情報記録ピット列を正確にトレースし、情報信号14を読
取ることができる。

【０００４】さて、上記の対物レンズ駆動装置は、光デ
ィスク８の上下の変動に対しても、正確に対物レンズ７
によって収束された微小スポットを光ディスク８面に照
射するためのフォーカス方向の駆動と、光ディスク８の
トラック（ピット列）のずれに対して上記微小スポット
を正確にトレースさせるトラック方向の駆動が可能でな
ければならない。そこで、従来の対物レンズ駆動装置は
図４(a),(b) に示すように構成され、ヨークベース20の
中心には主軸24が突設されている。この主軸24と同軸的
に上記ヨークベース20上には一対の円弧状内側ヨーク28
a,28b が突設されている。更に上記ヨークベース20上に
は、一対の円弧状磁石29a,29b が上記内側ヨーク28a,28
b と所定間隔を置いて同軸的に突設されている。そし
て、上記磁石29a,29b 上には、円弧上外側ヨーク30a,30
b が設けられている。上記内外ヨーク28a,28b,30a,30b
および磁石29a,29b で磁気回路が形成され、内側ヨーク
28a,28b の外面と外側ヨーク30a,30b の内面との間隙
（作用領域と呼ぶ）に磁束を発生する。更に上記主軸24
には、小判形板状の対物レンズ支持部材22の軸受33が回
動自在かつ軸方向に摺動自在に嵌合されている。この対
物レンズ支持部材22の裏面には、コイルボビン34が上記
内側ヨーク28a,28b と外側ヨーク30a,30b との間に位置
するように一体に形成されている。このコイルボビン34
の外周には、駆動コイルが巻回されている。すなわち、
この駆動コイルは、上記作用領域における電磁力の作用
により電流を流した時フォーカス方向に駆動力を与える
フォーカスコイル31と、このフォーカスコイル31の上に
巻かれたトラック方向に対して駆動力を与えるトラッキ
ングコイル25a,25b,25c,25d からなっている。なお、ト
ラッキングコイル25a,25b,25c,25d はフォーカスコイル
31の内側に位置しても良い。また、上記対物レンズ支持
部材22の一端近くには、対物レンズ（集光レンズ）21が
取付けられている。この対物レンズ21、対物レンズ支持
部材22、コイルボビン34、駆動コイルがいわゆる可動部
を構成し、内外ヨーク28a,28b,30a,30b 、磁石29a,29b
がいわゆる固定部を構成している。そして、所定量だけ
回動する可動部に対して復元力を与える環状のゴムダン
パからなるサスペンション27a,27b により、上記可動部
と固定部は接続されている。なお、図中25はトラッキン
グコイル25a,25b,25c,25d のリード線、26a,26b はサス
ペンション27a,27b の固定部、32はフォーカスコイル31
のリード線である。

【０００５】動作時には、内側ヨーク28a,28b と、外側
ヨーク30a,30b 、磁石29a,29b の間の静磁界中で、トラ
ッキングコイル25a,25b,25c,25d とフォーカスコイル31
に各々通電することにより各コイルに電磁力が作用し、
対物レンズ支持部材22とともに対物レンズ21が駆動さ
れ、フォーカス方向は主軸24の軸方向に滑りながら可動
することになる。このような滑り回動軸受方式の対物レ
ンズ駆動装置は、外部より力を加えても比較的堅固な構
造である。他の構造のものでは、例えば平行板バネもし
くはダイヤフラム状のバネ等をサスペンションとした構
造の光学式ピックアップも開発されているが、機械的外
力により、バネが薄いため（通常３０〜１３０μｍのベ
リリウム銅板）変形しやすい。

【０００６】このことは、対物レンズ駆動装置の最も重
要な性能として挙げられるフォーカス方向およびトラッ
キング特性の各々独自に発生する機械的共振およびこれ
らが共合して起こる共振現象による振動特性の劣化につ
ながることである。ＣＤプレーヤーの安定性はこの共振
現象を克服し、所定の周波数帯（実験結果より１０〜１
３ＫＨｚ）までなくさねば得られないと言っても過言で
はない。

【０００７】このような観点から、軸滑り回動の２軸対
物レンズ駆動装置は安定性が高いのであるが、一方、光
学式ピックアップの主要性能である光学的特性として、
光ディスク８に微小スポットを形成することが必要であ
り、この性能は対物レンズの性能で決定されることが高
い。すなわち、対物レンズ７を含めた光学系は回折限界
系であるため、プレイヤーの長期動作をさせた場合、レ
ンズの表面にゴミや水分の付着によるシミあるいはカビ
による汚れが発生すると、所定の微小スポット径が増大
し、安定な追従性能が得られなくなり、プレイヤーとし
ては致命傷となる。したがって、このような場合、対物
レンズ７のクリーニングをすることになる。そして、既
述のように対物レンズ駆動装置は本質的に強い構造とな
っているのであるが、対物レンズ７のクリーニングはか
なりの熟練を要する作業で、一般のユーザが清浄なレン
ズ面にすることは困難である。また、レンズ面をクリー
ニングペーパ等で拭くことにより、キズの発生により、
レンズの収差を増大させ、収束性能を劣化させる要因と
なる。このことは、特に小形、軽量化、低価格化を目指
しているＣＤプレイヤーとしては、現在のガラスレンズ
から非球面プラスチックレンズに代わると、素材が柔ら
かいため、なお顕著な問題となってくる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の対
物レンズ駆動装置にあっては、対物レンズに汚れ等が発
生した場合に安定な追従性能が得られなくなり、プレイ
ヤーとしては致命傷となる。しかしながら、対物レンズ
のクリーニングはかなりの熟練を要する作業で、一般の
ユーザが清浄なレンズ面にすることは困難である。

【０００９】そこで本発明は、上記従来の問題点を解消
し、プレイヤーとしての寿命を延ばすべく、対物レンズ
駆動装置に搭載された対物レンズの取換え、補修が簡単
にできる対物レンズ支持装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、少なくとも一部に曲面形状を有
するレンズ部、およびこのレンズ部の周囲に設けられる
鍔部とからなる対物レンズと、前記対物レンズが前記鍔
部を介して載置される対物レンズ支持部材と、前記対物
レンズ支持部材に対して着脱可能であり前記対物レンズ
支持部材とともに前記鍔部を挟み込む対物レンズ押え部
材と、を有する対物レンズ支持装置とした。

【００１１】また、鍔部と対物レンズ支持部材との間、
または対物レンズ押え部材の鍔部と接触する部分に弾性
体を介在させる構成を採用した。

【００１２】

【作用】以上のように構成された本発明によれば、対物
レンズの鍔部を利用して対物レンズ支持部材に着脱自在
に固定する構成としたので、対物レンズの曲面レンズ部
分に歪みを生じさせることなく取換え補修が簡単に行え
るようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【００１４】本発明の対物レンズ支持装置の要部は、図
１(a),(b) に示すように構成されている。つまり、同図
(a) は本発明に係る対物レンズ支持装置の平面図、(b)
は(a) のａ−ａ´線に沿って切断し、矢視方向に見た断
面図である。

【００１５】略小判形の例えばアルミニウムからなる対
物レンズ支持部材40の一端近くには、レンズ挿入孔42が
穿設され、このレンズ挿入孔42には対物レンズ41の下部
が嵌合されている。この場合、レンズ挿入孔42の径は、
嵌合される対物レンズ41の下部の径より１０〜３０μｍ
大きく設定されている。

【００１６】さらに、対物レンズ支持部材40の両側面に
は、それぞれ段部43a,43b が形成されている。そして、
上記対物レンズの鍔部41a を、クッションゴムのような
環状弾性体45を介して押え付けるように、レンズ押え具
44が対物レンズ支持部材40に装着されている。この場
合、レンズ押え具44は断面Ｕ字形をなし、上面に対物レ
ンズ用透孔46が穿設され、両下端にはそれぞれ内方を向
いた係止片44a,44b が突設されている。そして、この係
止片44a,44b がそれぞれ上記対物レンズ支持部材40の段
部43a,43b に係止されている。このとき、上記弾性体42
の圧縮歪力により対物レンズ41を対物レンズ支持部材40
にガタなく押し付けることができる。

【００１７】つまり、対物レンズ41を対物レンズ支持部
材40にて固定支持する際に、対物レンズ41の中心に形成
されている凸面レンズ部分を押え付けることはせず、そ
の周囲に設けられている鍔部41a を押え付けている。

【００１８】弾性体45、つまりクッションゴムにはネオ
プレン系、ブチルゴム系、シリコーン系、フッ素系等の
ゴムを用い、対物レンズ41の固定時に、圧縮率は１５〜
２５％になるように弾性体42の厚さを決めておく。

【００１９】なお、圧縮率が１０％未満であると、温度
サイクルを繰り返した後で、低温度（−１０℃〜−２５
℃）において対物レンズ駆動装置を動作させ、光学式ピ
ックアップの性能を測定すると、対物レンズ41のガタに
よりアイパターンが劣化し、信号を読み取るときの誤り
率が増大し、プレイヤーとしての安定性を失う。

【００２０】また、上記レンズ押え具44は、例えばＡＢ
Ｓ樹脂、フッ素樹脂、ビニール、６−６ナイロン、ジュ
ラコン、塩化ビニール等の可撓性を有するプラスチック
成型品からなっており、寸法の安定性と低価格化が図れ
る。

【００２１】さらに、上記弾性体45を上記レンズ押え具
44と一体成形により構成することもできる。つまり、レ
ンズ押え具44を記述のゴムで構成してもよい。

【００２２】ところで、対物レンズ駆動装置の機械的副
共振が１０ＫＨｚ以下にないことが、プレイヤーの安定
性を得るための必須条件である。これを満足するするた
めに可動部の質量はできるだけ軽く、かつガタのないこ
とが必要であり、これらの条件を満足させる構成がこの
発明である。

【００２３】なお、本発明の対物レンズ支持装置のその
他の構成は、上記以外は図３および図４と同様構成ゆ
え、詳細な説明を省略する。

【００２４】このように構成された本発明によれば、従
来のように接着剤を直接対物レンズ41に付着することが
ないため、対物レンズ41に極めて容易に対物レンズ支持
部材40に着脱することができる。この結果、次のような
優れた数多くの効果が得られる。

【００２５】(1) プレイヤーに光学式ピックアップが組
み込まれた後でも、対物レンズ41のみの交換が簡単に行
える。したがって、長期間プレイヤーを使用し、空気中
のゴミ、タバコのヤニ、あるいは水分の付着による汚
れ、もしくは対物レンズ41の表面に発生するカビによる
シミ等が強固に付着し、クリーニングが十分にできなく
なった場合、もしくはクリーニング時にスクラッチ等の
微細なキズがつき、表面精度が劣化したことにより光学
式ピックアップの性能劣化が生じた場合等に、熟練者で
なくても一般の使用者自身の手で、従来の針式のピック
アップヘッドを交換するように対物レンズ41を取換え、
補修することが可能となる。このことはプレイヤーの寿
命を延ばすことにもなり、使用者にとってメリットは大
である。

【００２６】(2) 光学式ピックアップの製作上でも、大
きな効果を期待できる。この種の対物レンズ41は回折限
界歪を構成しているので、その表面収差の許容限界は対
物レンズ単体で０．０３λＲＭＳ（λは約７８０ｎｍ）
であり（光学系全体の総合波面収差は０．０５λが必
要）、この値を正確に全数受入時に検査することは、時
間および測定装置等の設備面で容易でなく、価格上昇に
つながる。すなわち、数少ない不良品を光学式ピックア
ップの製品に紛れ込ませないために、製造工程の中で厳
重な検査を行っており、対物レンズ41に起因する場合、
従来は対物レンズ支持部材40ごと交換せざるを得なく、
損失は大であった。しかし、この発明によれば、部品交
換が対物レンズ41だけになり、損失は最小限にとどめる
ことが可能となって、製品の低価格化が図れる。

【００２７】(3) 接着剤を使用しないので、接着剤塗布
工程が省略できるため、組立作業時間の短縮が図れ、低
価格化の要素ともなる。さらに特性上、対物レンズ41が
プラスチックレンズ等の場合、接着剤の硬化収縮応力に
よって、レンズの波面収差が増大することがあるが、こ
の危惧もなくすことができる。なお、レンズメーカー等
において、この発明を用いることにより、−２５℃〜＋
８０℃の温度環境における対物レンズの性能チェックに
有用であることは言うまでもない。因みに、０℃以下ま
たは６０℃以上において、対物レンズ等の波面収差性能
を定量的に評価できる装置、方法は実用レベルではな
い。

【００２８】(4) 従来、対物レンズの鍔部下面と、対物
レンズ支持部材の基準面の間に接着剤層が形成される
と、対物レンズ装着時の押圧力により、接着剤層の厚み
が変動し、光軸に対して対物レンズの光軸が傾き、その
値が２０’以上になると、光ディスク面上の収束ビーム
の直径が増大もしくは歪むことにより、符号間干渉ある
いは位相歪等を発生し、誤り率を増大させ、プレイヤー
の安定性を欠くことになる。しかし、この発明では、接
着剤を使用していないので、上記欠点を低減することが
できる。

【００２９】(5) 前述のように、対物レンズ41を対物レ
ンズ支持部材40にて固定支持する際に、対物レンズ41の
中心に形成されている凸面（曲面）レンズ部分を押え付
けることはせず、その周囲に設けられている鍔部41a を
押え付けている。そのため、光ディスクの情報記録面に
微小スポットを形成するために機能する凸面レンズ部分
には、押え付けによる歪みは及ばず、したがって光軸が
ずれたり、焦点距離が変化したりすることがない。つま
り、一般の使用者によって対物レンズ41の取換え、補修
が簡単に行えながら、押え付けにより生じる歪みなど光
学的に悪影響を生じることがない。

【００３０】続いて、本発明の変形例を図２を参照して
説明する。

【００３１】図２(a),(b),(c) はこの発明の変形例を示
したもので、上記実施例と同様の効果が得られる。

【００３２】すなわち、この変形例では、対物レンズ支
持部材50の一方の側面には溝54が形成され、他方の側面
には約４５°のテーパ状段部55が形成されている。そし
て、レンズ押え具51は断面Ｕ字状にして、上面には大き
な矩形状対物レンズ用透孔56が穿設され、両下端には上
記溝54および段部55にそれぞれ対応した形状の係止片51
a,51b が内方に突設されている。さらにレンズ押え具51
の内面（対物レンズ53の鍔部53a に対応する面）には、
複数例えば４個のクッションゴムからなる突起52が一体
または別個に設けられて、鍔部53a に接しており、上記
実施例の弾性体45と同じ役割を果たしている。この突起
52を介してレンズ押え具52は対物レンズ53の鍔部53a を
押さえ付けており、上記各係止片51a,51b がそれぞれ上
記溝54と段部55に係止されることにより、対物レンズ53
は固定されている。

【００３３】なお、レンズ押え具51の一部と対物レンズ
53の鍔部53a の一部、もしくはレンズ押え具51の一部と
対物レンズ支持部材50の一部を接着剤で部分固定しても
何等当初の効果が損なわれることはない。

【００３４】また、第４図の従来例に示されるような、
凸面と凹面の両方を備えたレンズ部を持つ対物レンズに
も本発明を適用することができ、これによって同様の効
果を期待することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
物レンズを対物レンズ支持部材の鍔部を用いて着脱自在
に固定する構成としたので、対物レンズの凸面レンズ部
分に歪みを生じさせることがなく、取換え、補修が簡単
に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ支持装置の一実施例に係る
要部を示す図。

【図２】本発明の対物レンズ支持装置の他の実施例に係
る要部を示す図。

【図３】一般的な対物レンズ駆動装置を示す概略構成
図。

【図４】従来の対物レンズ駆動装置を示す図。

【符号の説明】

40…対物レンズ支持部材 41…対物レンズ 41a …鍔部44…レンズ押え具 45…弾性体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一部に曲面形状を有するレンズ
   部、およびこのレンズ部の周囲に設けられる鍔部とから
   なる対物レンズと、 前記対物レンズが前記鍔部を介して載置される対物レン
   ズ支持部材と、 前記対物レンズ支持部材に対して着脱可能であり前記対
   物レンズ支持部材とともに前記鍔部を挟み込む対物レン
   ズ押え部材と、 を有することを特徴とする対物レンズ支持装置。
2. 【請求項２】鍔部と対物レンズ支持部材との間、または
   対物レンズ押え部材の鍔部と接触する部分に弾性体を介
   在させてなることを特徴とする請求項１記載の対物レン
   ズ支持装置。