JPS61280038A - 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わ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（これをビットと呼ぶ
）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
操作における対物レンズ駆動装置としては、例えば実開
昭５７−１２２０３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の弾性支持材としてのばねと、トラッキン方向
にのみ変位する第２図の弾性支持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
状の中間ホルダー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Ｈ工にすでに曲げ共振点が存在する。

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ーカシ
ング方向に対物レンズ系が微小振動し、その結果、ピッ
トに対して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
ツキグ方向に発生する余分な振動を小さくし、記録再生
誤差の低域と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。

〔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
ンズ系がフォーカシング方向あるいはトラッキング方向
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
。

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）中間ホルダー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、対物レンズ支持している弾性支持部材
の２対の弾性支持部材の配置が、弾性支持部材の軸方向
から見た縦横比を少なくとも０．７５から１．２５以内
となるような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（ｙ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（θ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ＦＬＬｓ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Ｗ、、”　”　４　ｋ　、、／　ｍ、、Ｗｔ、””４
　ｋｇ、／　Ｉ？−１（ｉ＝１．２．４１　＝　ｘｙ） ７１ｇ　　＝ｍｔａｔ”／　　Ｌ２％ Ｙｔｙ＝ｍｔｂｉ”／Ｉｐｔ、ｉ＝１．２を導入し１ｍ
＝ｍ、＋ｍ２．Ｉｐ＝ＩＰ１＋Ｌｘとすることで と表わされる。この振動数方程式は ω６−ω４（ω１．４＋（γ、、＋１）ω□、′＋（γ
１＋１）ω０．２）＋ω２（（１＋γ□８＋γ１．）ω
１１ω１．＋ω８．２（ω１．２＋ω１．ワ）！１＋Ｉ
Ｋ”　６）ｌｙ”　ω１．”＝＝Ｑとなり、各方向が独
立に振動するための条件はγ１ｘ＋１→１ γ１７＋１→１ γ１Ｘ＋γ１ｖ＋１→１ であり、これは ’ｌｘｘ＝ｍａ１”／　Ｉ、−＋□ Ｙｚｖ＝ｍｂｘ”／Ｉ、→０ を意味する。すなわちこれによりクロスアクション低減
の方向としては （１）質量をできるだけ軽くする。

（２）うでの長さをできるだけ小さくする。すなわち中
心で支持する。

（３）回転慣性をできるだけ大きくする。

ことがあげられる。上記３項をすべて満足する形状は現
実的に不可能であるので、中間ホルダの形状に関し現実
的なパラメータにより検討を行なう。

中間ホルダが長方形の場合には、中間ホルダの板厚ｔ、
密度ρを用いて ｍ１＝４ａｂ、ｔρ Ｉ、、＝　−（ａ、”＋ｂ１”） と表わせ、γ１８．γ１ｖを同時に小さくする値はａ工
＝ｂ、であることがわかる。すなわち、中間ホルダの形
状は正方形がクロスアクション低減に効果があることが
わかる。

これは、中間ホルダを有し、フォーカシング方向にのみ
変化する第１の弾性支持部材と、トラッキング方向にの
み変化する。第２の弾性支持部材を備える駆動装置以下
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。

中間ホルダや中間ホルダを持たない場合にはレンズ支持
体において、２対のばねの配置の縦横比の関係は等しい
場合がクロスアクション低減に最も効果があるが、縦横
比を０．７５から１．２５以内におさえた構造とするこ
とでクロスアクション低減を達成できる。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、前記２対のばねの縦横比を０．７５か
ら１．２５以内におさえる構造としたものである。

〔発明の実施例〕

以下２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。

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に支持されている支持部材は第２図に示すように
、その支持部材の軸方向からみた縦横比が１．０となる
ように配置されている。第１図、第２図で示した実施例
による効果を裏づけるため、前記２質点６自白皮系のモ
デルに関する運動方程式を解いた例を示す。比例減衰系
として質量マトリクスと剛性マトリクスにより固定値解
析を行ない、その後モーダルダンピングを入力し、モー
ダルアナリシスによる定常応解析を行なった。その解析
結果を第３図、第４図及び第５図に示す。第３図、第４
図及び第５図において横軸には中間ホルダの縦横比をと
り、横軸には相対クロスアクションをとっている。これ
らは中間ホルダの縦の長さｂｌと横の長さａ□の比、ｂ
ｚ／ａｘを変化させたときのクロスアクションの変化で
あり、いずれもｂ１／ａ、＝１．０すなわち第２図で示
した構造を基準として、相対値で変動を示す＠　ｂ　１
　／　ａ　１の変化の影響をうけないモードは図から省
略している全体の傾向は各方向モードの１次が単純で２
次は複雑であり（１）１次（Ｏ印）　　ｂ　ｘ　／ａ　
１の増加に従って下がる （２）３次（Δ印）−ｂ１／ａ□の増加に従って上がる （３）４次（・印）−ｂ１／ａ１＝１の時が最低でそれ
以外では上がる。

（４）５次（■印）−はとんど影響がない。

（５）６次（ム印）−ｂ”／ａｚが１．０以下の時す、
／６□が増加すると減少し す、／ａ、が１．０以上の時 す、／ａ１＝１．Ｏで増加し他 では下がる複雑な挙動 ６次モードの挙動が複雑なため一概にいえないが、前記
特性を低クロスアクション化の方向とてらしあわせると
８１　＝ｂ　１に近い場合がよりよい方向といえる。ま
たａ、ｂはそれぞれ大きい方がよ警１゜ その他に、中間ホルダ６上の第１の弾性支持部材配置の
要部を第６図、第７図で示す構造にしても上記構造と同
様の効果が得られる。

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２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
に前記支持部材を配置する場合に４本の支持部材を軸方
向からみて対称になるように配置したものである。この
配置により第３図で示したものと同様の効果が得られる
。

第８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２をフォーカシング方向に駆動する
ために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
のために被駆動体２に取付られた弾性支持部材の配置が
軸方向からみて対称に配置されている。これにより前述
の実施例と同様に、Ｓ／Ｎ比向上、記録、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実施例を示す
斜視図、第２図は第１図の要部を説明する図、第３図〜
第５図は本発明の詳細な説明する図、第６図及び第７図
は本発明の一例における弾性支持部材の配置を示す図、
第８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、ダ　１　図 ■　２　図 ￥Ｊ　３　　口 ｆＪ４図 ン間す、ルア封〔横に（ｂ・Ａ　ｔ〕 ￥Ｊ　Ｚ　図 ′ｆＪ　７　図 冨Ｂ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、対物レンズ系を光軸および光軸に垂直な面内の２次
   元方向に駆動可能なレンズアクチュエータのレンズ支持
   ばねが２対の平行状に配置されている対物レンズ駆動装
   置において前記２対の支持ばねの配置がレンズ支持ばね
   の軸方向から見た縦横比が、少なくとも０．７５から１
   ．２５以内に取り付けられていることを特徴とする対物
   レンズ駆動装置。