JPS61264528A - 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、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ットに集光して信号検出を行なっ
ているが、正しく信号を検出するには、情報記録担体の
凹凸や振動忙応じて光スポットの焦点を情報記録担体上
に結ぶための７を一カシング制御および光スポットを常
釦正しい信号トラックに追従させるトラッキング制御が
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、それぞれの誤差を検
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
すアクチェ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、もって焦点位置を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
る欠点があった。

また、このような欠点を除失するために、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忙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、フォーカシングおよびトラッキング
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。

従来のアクチェエータにおいて、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をフォーカシング方向（”Ａおよびトラッキング方向
（幻に駆動させている。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。

これらの方式は、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「オプチカル　
ソシエテイ　オブアメリカＪ　（ＯｐｔｉｃａｌＳｏｃ
ｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ　）　１９８４年の「
トビカル　ミーティングオンオプチカルデータ　ストウ
リッジＪ　　（ＴＯＰＩＣＡＬ　ＭＥＥＴＩＮＧ　ＯＮ
　０ＰＴＩＣＡＬＤＡＴＡ　８ＴＯＲＡＧＥ　）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（ｆｏ）におけ
る共振尖鋭度（Ｑｏ）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ｆ。値を得ることが困難であるという欠点、を有
している〇 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、ｆｏが高くなり、
Ｑｏ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
８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
ずれ忙より、被駆動体は、振動時に使用帯域内で、不安
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。アクチー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
、量産性に欠けていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の欠点をなくシ、不要な共振現象
がなく・フォーカシング制ｍ％　トラッキング制御が容
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
せん状に密着巻圧巻かれた。コイルスプリングの形状を
した支持体を２本以上用い１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
付けられること九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っている。

〔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
）　１２ａ、　１２ｂと直方体をなし、厚さ方向に着磁
された磁石１３ａ、１３ｂからなる磁気回路１４ａ、１
４ｂが止めネジ２１ａ、　ｚＩｂ　＆Ｃ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２０によりヨークプレート１３
ｂ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、ビン１９８〜１９ｄが平行に固定され、電気の供給
を５けるための端子となっている。支持体１１は密着コ
イルバネ５ａ〜５ｄの中心芯線６ａ〜６ｄを通し、密着
コイルばね５ａ〜５ｄの両端を固定枠７．Ｂａ、８ｂＫ
対向させて保持している。また芯線６ａ〜６ｄは固定枠
７，８ａ、８ｂの外側へ配置した互い忙略平行をなす基
板９　、１０ａ、　１０ｂより突出させ、ハンダ付は等
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
巻されたフォーカシングコイル１５とトラッキングコイ
ル１６ａ〜１６ｂが固着されｔそれぞれの端部は基板１
０ａ、　１０ｂ　ｉｃ　／＼ンタ゛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、フを一カシング
コイルに通電することでｙ方向にトラッキングコイルに
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Ｑ、
１φ径のリン青銅線を密着巻した内径Ｑ、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、フォーカシン
グコイル用としてα０８φの銅線を１９２タ一ン４層密
着・角形巻したものを使用し、直流抵抗は約３０Ωであ
った。トラッキングコイルとしてα０８φ　エナメル銅
線をフォーカシングフィルの外側にクロス状に２６タ一
ン巻いたものを２連にして、磁界中に界在させて、トラ
ッキング方向の駆動力を得た。トラッキング方向の直流
抵抗は、約１０Ωであった。

本実施例では、駆動時のノ（ランスを取るためのバラン
スウェイト４１を使用し、トータルの実効質量は、約２
ｇであった。

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７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′：／７：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０第７図ａは、フォーカシング方向を示し、
ｆ０＝　２５Ｈｚ、　ＱＯ＝２であった。第７図すは、
トラッキング方向の周波数特性を示し、ｆ＝２５■ＺＩ
Ｑ、＝２５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ａ＝ｏ、ｏｓとな
るようにし、長さ方向のすき間１　＝　ＯＬ５を設けて
いる。

芯Ｉｍ！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ｇれて
いる。

本実施例によれば、支持部の長さ位置は、基板９．１０
により正確に出すことが出来る。芯線のバネｔ　ｌｉ　
（Ｋｌ）コイルスプリングのバネ常数（Ｋ２）の関係を
に＋＞Ｋｔ　　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。よって、バネ常数の変動もなく、安定
したｆ。を得ることが出来、サーボ性能上好適である。

第５図は１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５０としては、信越化学株式会社製
のＲＴＶゴムコンパウンドＫＥ−５４７Ｒ，ＴＶ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っ
てもかまわない。効果としては、第４図と同等であった
。

第６図は、本発明のさらに他の実施例で、コイルスプリ
ング５０両端を固定枠に、一体成形圧入等忙より固定し
た場合で、密着巻コイルスプリングの中央部に３タ一ン
程度の粗巻き部３１を設けている。本実施例でも、固定
枠の熱変形時、密巻コイル部のバネ常数を変化させるこ
とはない。粗巻き部３１は、中央部にあるため、振動系
のダンピング性能を低下させることはない。

〔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、支持体の製作後産形に対して強く
、組立時はレンズが傾くことなく取付けろことが可能と
なった。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＜
。

リニアリティの良いものを得ることが可能となった。金
属等の材質は、使用温度範囲として、−４０°Ｃ〜１１
０″Ｃであっても、は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、ｆｏ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、マグネッ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っても良い。

【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６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、第６図は支持部の一部のさらに他の実
施例を拡大して示した断面図、第７図は本発明による実
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・・−７を一カシングコイル、 １６ａ、１６ｂ・・・トラッキングコイル、２３・・・
対物レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つ以上のレンズを含む光学系とを備えた被駆動体
   を支持体により支持し、前記被駆動体に対応する電気信
   号を前記被駆動体に固定の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、２本以上の
   密着コイルバネで支持された２方向以上可動なコイルバ
   ネの中心に芯線を具備し、前記コイルバネの両端の長さ
   を前記芯線の両端の長さよりわずかに短かくし、両端の
   ホルダーに円穴ガイドを備えその中に挿入し、前記コイ
   ルばねの一端を固定し、一端が前記ホルダーの円穴内で
   固定されていないことを特徴とする対物レンズ駆動装置
   。 ２、特許請求範囲第１項記載の対物レンズ駆動装置にお
   いて、前記コイルバネの一端の前記円穴との間に、柔軟
   性材料を充填してなることを特徴とする対物レンズ。 ３、特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ駆動装置に
   おいて、前記コイルバネの両端が固定され、前記コイル
   ばねの両端を除く中央部の一部が粗巻状態で形成されて
   いることを特徴とする対物レンズ駆動装置。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか記載の
   対物レンズ駆動装置において、前記芯線の取付用基板が
   、銅箔面を外側にして、互いに平行面をなしており、そ
   の一部に芯線が通る穴を有し、前記芯線は、銅箔面にて
   固定されることを特徴とする対物レンズ駆動装置。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載
   の対物レンズ駆動装置において、前記芯線のバネ常数（
   Ｋ＿１）と前記密着スプリングのバネ常数（Ｋ＿２）は
   Ｋ＿１＞Ｋ＿２であることを特徴とする対物レンズ駆動
   装置。