JPS6124034A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光情報記録再生装置における対物レンズ駆動装
置、特に光デイスクファイル、光ビデオディスク、コン
パクト、ディスクプレーヤ等に情報を記録し再生する際
、光をディスク面に焦点合せするために対物レンズを光
軸方向に駆動させる対物レンズ駆動装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

円板上のディスクまたはシールに、１ミクロン前後の大
きさに光記録を行ない、この部分（これをピットと呼ぶ
）の位相もしくは振幅を他の部分と異ならせてビデオ信
号やディジタル情報を記録し再生する光情報記録再生装
置が開発されている。

このような光情報記録、再生装置における対物レンズ駆
動装置としては、例えば肴恭実開昭５７−１２２０３０
号公報に開示されているものがある。即ち、対物レンズ
系はフォーカシング方向にのみ変位する第１の弾性支持
部材としてのばねと、トラッキング方向にのみ変位する
第２の弾性支持部材としての支持ばねを用いて支持し、
これら２種類の支持ばねは固定支持部材と、面支持ばね
の動く方向を分離する働きをする中実形状の中間ホルダ
により両端が固定されている構造のものである。

しかし、従来の駆動装置においては、駆動機構を構成し
ている各部材のうち、第１の支持ばねおよび第２の支持
ばねは２方向へ自由な動きが必要で、非常に柔くする必
要がある。このため面支持ばねは銅等のばね材料を用い
ているため、数百上にすてに参曲げ共振点を用いている
。

即ち、ピット部に自動焦点を行なうため自動焦点駆動機
構を使用し、対物レンズをフォーカシング方向またはト
ラッキング方向に駆動した時、その力により、支持ばね
が励振され、前述のトラッキング方向またはフォカシン
グ方向に対物レンズ系が微小振動し、その結果、ビット
に対し良好な集束光が照射されなくなり、記録再生誤差
およびＳ／Ｎ比の低下となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事柄に基づいてなされたもので対物レン
ズ系をフォーカシング方向、あるいはトラッキング方向
へ駆動させる際に、フォーカシング方向、あるいはトラ
ッキング方向に発生する余分な振動をホさくし、記録再
生誤差の低減とＳ／Ｎ比の向上を図り、記録、再生時間
を高速にすることを目的とするものである。

〔発明の概要〕

対物レンズをフォーカシング方向あるいはトラッキング
方向に駆動したとき、弾性支持部材が励磁され、対物レ
ンズ系がトラッキング方向あるいはフォーカシング方向
に微小振動する。この方向達成振動をクロスアクション
と呼ぶ。このクロスアクション値ＣＡを次式で定義する
。

（ＴＲ方向応答）／（ＴＲ方向駆動力）　δｔ＋＋／Ｆ
ｙ＊従来構造である２次元アクチュエータにおいてこの
方向達成振動の要因としては、 （１）中間ホルダなど対物レンズを支持している弾性支
持部材の可動側を支持している部材とレンズ部を質点−
ばね系とした振動系の特性゛　によるもの。

（２）弾性支持部材の弾性共振によるもの。

と大きく２つを考えることができる。

本発明は、クロスアクション低減のために特に上記（１
）の立場にたち、対物レンズを支持している弾性支持部
材の可動側を支持している部材を、質量低減と回転慣性
モーメント増加を図って構造としたものである。

仮に従来構造において、中間ホルダで支持されている４
本の支持ばねのばね定数が等しく、完全対称構造である
とすると、クロスアクションは発生しない。クロスアク
ションは組立誤差や支持ばねの共振による等価な剛性が
非対称になることによって構造の対称性がくずれた状態
で発生するものである。

従来構造である２次元アクチュエータの中間ホルダと対
物レンズを２質点とし、各質点につき、フォーカシング
方向（Ｘ方向）、トラッキング方向（Ｘ方向）、とさら
にそれらに垂直な軸に関する回転（０方向）の３自由度
をもつ計６自由度系にモデル化する。

このモデルにおいて、クロスアクション発生の要因を調
べるために、中間ホルダの質量をｍｌ、中間ホルダのト
ラッキング方向の長さをａｏ、フォーカシング方向の長
さをｂｌ、中間ホルダの４枚の支持ばねの固定点に対す
る回転方向の慣性モーメントエ、１、対物レンズを有す
る被駆動体の質量をｍ２　とおく。

このときのクロスアクションはフォーカシング方向駆動
時のトラッキング方向の達成振動による並進と、中間ホ
ルダの軸中心の回転をトラッキング方向とフォーカシン
グ方向へ分解した場合のトラッキング方向の変位の和で
表わされる。このクロスアクションを最小に導く方程式
は４本のばね定数が等しく、完全対称構造であるとする
と、Ｗｉｔ２＝４ｋｔａ／ｍ２ｔ　Ｗｔｏ”＝４ｋｔａ
／Ｉ、Ｌｉ＝１，２．ｊ２＝ｘ、ｙγ、、＝ｍ１ａ　ｔ
”／　Ｉ　ｐｉｔ　７　ｔｙ＝ｍｔｂｔ”／　Ｉ　ｐｉ
　　ｉ＝ｌ、２を導入し、ｍ＝ｍｔ＋ｍ、、：［、＝＝
Ｉ、１＋Ｉ、、とすることで を表わされる。この振動数方程式は ｗ’　　ｗ’（Ｗｔｅ’　＋　（γ、＊　＋　１　）　
ｗｘｙ”　＋　（”ｙ　ｘｙ　＋１　）ｗ、、２　）＋
　Ｗ”　（（１＋　１１．＋　’Ｉ　１ｙ）　Ｗｌｌｌ
”　Ｗｌｙ”＋　Ｗｔａ”　（ｗｘｙ”Ｗｔｙ”））Ｗ
ｘｘ”　’１ｉ１ｙ”　Ｗｘ。′＝０となり、各方向が
独立に振動するための条件はγ１１１＋１→１ γ１．＋１→１　゛ γ□、＋γ１．＋１→１ であり、これは γ１　Ｈ２ｍ　ａ　１　”　／　Ｉ　Ｆ→０γ１　ｙ　
”　ｍｂ　、”　／　Ｉ　ｐ→０時に０に近づけること
が、クロスアクション低減を表わすことを意味している
。中間ホルダの形状パ′について、これを考慮すれば、 （１）重量を軽くする。

（２）中心で支持する。

（３）回転慣性を大きくする。

を意味する。

これは、中間ホルダを有し、フォーカシング方向にのみ
変位する第１の弾性支持部材と、トラッキング方向にの
み変位する第２の弾性支持部材を備える駆動装置以外に
、例えば、中間ホルダをもたず被駆動体を、フォーカシ
ング方向およびトラッキング方向の２方向に変位する弾
性支持部材により支持した構造の駆動装置でも同様のこ
とがいえる。この場合、弾性支持部材の先端に固定され
ている被駆動体におけるレンズ支持体についてその形状
を考慮すれば、前記の中間ホルダと同様のことを意味す
る。

中間ホルダや被駆動体の質量を下げ回転慣性を大きくす
ることは、両者の関係から相反することであるが、これ
は、中空状の構造とし、板厚や中空状部の大きさを変え
ずに質量を下げることで達成できる。このように本発明
は、クロスアクション低減のために、特に前記（１）の
立場にたち、対物レンズを支持している弾性支持部材の
可動側を支持している部材を、質量低減と回転慣性モー
メント増加を図って構造としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の対物レンズ駆動装置の一実施例を第１図
、第２図により説明する６ 対物レンズ１を含む光学系を有する被駆動体２は、フォ
ーカシング方向にのみ変位する４本の弾性支持部材であ
る板ばね３とトラッキング方向にのみ変位する４枚の弾
性支持部材である板ばね４により支持されている。

上記の支持ばね３は、固定支持部材５と中間ホルダ６に
よりその両端が固定されており、また上記支持ばね４は
前述の被駆動体２と中間ホルダ６によりその両端が固定
されている。

前述の被駆動体２は、固定側に設けられた磁石と可動側
の被駆動体２に設けられた駆動コイル７からなるフォー
カシング方向駆動機構、および固定側に設けられた磁石
と可動側の被駆動体２に設けられた駆動コイル８からな
るトラッキング方向駆動機構により駆動される。中間ホ
ルダ６は第２図に示すように、中空状構造になっている
。この中空部のトラッキング方向の長さをａ□′、フォ
ーカシング方向の長さをｂ１′　とする。特にａ　ｔ　
＝　ｂ　ｘ　ｔａ１′＝ｂ１′の正方形の場合を考えれ
ば。

となり、これは、すなわち、クロスアクションを低減さ
せることは中空部をできるだけ大きくすることを意味す
る。

また、クロスアクションは、中間ホルダ６の対称性がく
ずれた状態で生じることから、中空形も軸を中心に対称
な形となるようにする。

第１図、第２図に示した実施例においては、中間ホルダ
６を、中心から線対称の中空形とし従来形の質量の１／
２程度とするために、中空部の長さくａ１′およびｂ１
′）を−辺の長さくａｌおよびａ２）の０．７程度とし
たものである。

これは、回転慣性モーメントが、中間ホルダ６の質量だ
けでなく板厚の影響を受けることに注意して、板厚を従
来のまま保持することで、質量低下による、回転慣性モ
ーメントの低下をおさえたものであり、中間ホルダ６の
質量低下、回転慣性モーメント増加、中心支持の効果に
よりトラツキ・ング方向とフォーカシング方向の達成運
動をおさえ、クロスアクションを低減することができる
。

その結果、情報続出誤差、Ｓ／Ｎ比の低減につながる。

上記の実施例における中空状構造の中間ホルダ６と、従
来形における中実構造の中間ホルダにおいて、その各固
有振動モードにおけるクロスアクションを１票希↓有限
要素法において比較したものを第３図に示す。図中、実
線矢印で示すものは１１．、有限要素法による 値である。

第３図において、クロスアクションを矢印で表したのは
、振動モードごとにおけるクロスアクションのとる範囲
を表したためである。

第３図により明白なとおり、本実施例のように中間ホル
ダ６を中空状構造にすることにより、春゛　　　　　　
　　　　　　、望ましい結果が得られる。

以上により、中間ホルダ６の質量を減少させ、回転慣性
モーメントを大きくする構造、例えば、中間ホルダ６を
、中間ホルダ６の重心に対して対称を形の中空部を有す
る中空状構造とすることで、対物レンズ駆動装置のクロ
スアクションを低減す仝ことができ、Ｓ／Ｎ比の向上、
記録、再生誤差の低減につながることが明らかとなった
。

第４図〜第６図は、本発明の駆動装置における中間ホル
ダの他の構造を示したものである。

第４図に示す構造は、質量低減と回転慣性モーメントの
増加を図るため、中空部の一辺の長さくａ１′およびｂ
１′）を−辺の長さくａｌおよびｂｔ）の０．８５程度
に大きくし、板厚を薄くしたものである。この構造によ
り、質量は１／２程度、回転慣性モーメントは増加する
ことができ、第１図および第２図に示した構造同様の効
果が期待できる。

その他に、中間ホルダ６は第５図および第６図に示すよ
うな構造にしても、上記構造と同様の効果を得ることで
きる。

以上の説明では、中間ホルダを有し、フォーカシング方
向にのみ変位する第１の弾性支持部材と、トラッキング
方向にのみ変位する第２の弾性支持部材とにより被駆動
体を支持している構造について説明したが、他に中間ホ
ルダを有しない構造の駆動装置についても実現できる。

この場合は、対物レンズを含む被駆動体をフォーカシン
グおよびトラッキング方向に駆動させるための弾性支持
部材に対して、その支持部材の可動側をささえている部
材において、その部材の質量を減少させ１回転慣性モー
メントを大きくする構造、たとえば、中空形にすること
で、第３図で示したものと同様の結果を導くことができ
る。

第７図は、中間ホルダを有しない対物レンズ駆動装置に
おける要部を示す図である。

中間ホルダを有しない装置においては、対物レンズ１を
有する被駆動体２を、フォーカシング方向とトラッキン
グ方向の２方向に駆動するために２方向に自由度をもつ
弾性支持部材としての支持ばね９で、支持しているもの
である。７は被駆動体くをフォーカシング方向に駆動す
るための駆動機構を構成する駆動コイル、８は被駆動体
２をトラッキング方向に駆動するための駆動機構を構成
する駆動コイルである。この場合、クロスアクション低
減のために、質量低減、回転慣性モーメント増大を考慮
するのは、対物レンズ、コイルを含む被駆動体２である
。このため、第７図に示すように、対物レンズ１および
駆動コイル７．８の支持部材１０を、板状に形成するこ
とにより、被駆動体２を中空状構造としている。これに
より、前述の実施例と同様に、Ｓ／Ｎ比向上向上録、再
生誤差の低減を図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、対物レンズ駆動装置において対物レン
ズを含む被駆動体を支持する弾性支持部材の可動側の質
量低減と、回転慣性モーメント増加により、クロスアク
ションを低減できるので、対物レンズ駆動において、Ｓ
／Ｎ比の向上と、記録再生誤差を低減するという効果が
有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対物レンズ駆動装置の一例を示す斜視
図、第２図は第１図の要部を説明する図、第３図は本発
明の詳細な説明する図、第４図〜第６図は本発明の一例
における中間ホルダの他の例を示す図、第７図は本発明
の対物レンズ駆動装置の他の例における要部を示す図で
ある。 １・・・対物レンズ、２・・・被駆動体、３・・・第１
の弾性部材、４・・・第２の弾性部材、６・・・中間ホ
ルダ、７゜８・・・駆動コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対物レンズを含む光学系を有する被駆動体と、この被駆
   動体を支持し、互いに直交する二方向に駆動する弾性支
   持部材を備える対物レンズ駆動装置において、前記対物
   レンズを支持している弾性支持部材の先端側を支持して
   いる部材を、質量低減と回転慣性モーメント増加を図つ
   た構造としたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。