JPS62243136A - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、支持軸によりこの軸線方向に摺動可能に、
かつ軸線のまわりに揺動可能に支持される対物レンズ保
持体を備える対物レンズ駆動装置に関し、特に、光デイ
スク装置における光学ヘッド用に前記レンズの光軸を正
確に一定方向であるように構成したものである。

【従来技術とその問題点】

従来、この種の対物レンズ駆動装置、例えば、対物レン
ズを光軸方向に駆動制御するためのフォ−カス制御機能
と、この光軸方向に対して垂直な方向に駆動制御するた
めのトラッキング制御機部とを備える２軸駆動制御の対
物レンズ駆動装置としては、第１２図〜第１５図によっ
て示されるものがある。第１２図は従来例の作用を示す
要部断面図、第１３図は従来例の斜視図、第１４図は同
じく縦断面図である。 第１３図によって、概略的な構成を説明する。この従来
例は、大別して対物レンズ保持部とヨーク部とからなる
。対物レンズ保持部の主要部材は、対物レンズ保持体３
１、この上端部分に取り付けられたレンズ枠３５．対物
レンズ３６、同じく保持体３１の外周面に設けられたフ
ォーカス・コイル３７．トラッキング・コイル３８Ａ〜
３８Ｄである。また、ヨーク部の主要部材は、基台３３
、この上に積み重ねられた断面方形の円環状永久磁石３
９、そのまた上に設置された、外部ヨーク４０ａ、４０
ｂおよびこれらを下部で連結する連結台４０ｃからなる
一体部材、この両外部ヨーク４０ａ、４０ｂに対向して
対物レンズ保持体３１の内側に設けられ基台３３と一体
に結合された、図示されていない内部ヨーク３３ａ、３
３ｂ　、前記基台３３の中心に固着された支持軸３４で
ある。前記対物レンズ保持体３１は、支持軸３４を介し
て、この軸のまわりに揺動可能に、かつこの軸方向に摺
動可能に、ヨーク部に支持される。 次に、第１４図の縦断面図によって、第１３図で説明で
きなかった部分を補足説明する。基台３３の中心部に固
着された支持軸３４に、軸受３２が緩（嵌合し、この軸
受３２は対物レンズ保持体３１の端部３１ａの中心部に
固着されている。したがって、対物レンズ保持台３１は
支持軸３４のまわりに円滑に揺動可能であり、かつその
軸方向にも同じく円滑に摺動可能である。 対物レンズ保持体３１の端部３１ａに、レンズ枠３５を
介して、対物レンズ３６が取り付けられており、この先
軸は支持軸３４に対して平行である。また、対物レンズ
保持体３１の円筒部３１ｂの外周面には、その円周に沿
いかつその軸方向にフォーカス・コイル３７が巻回され
ている。さらにまた、このフォーカス・コイル３７の外
表面に層状に重ね合わされて、４個のほぼ方形状に巻回
されたトラッキング・コイル３８Ａ〜３８Ｄ（第１３図
参照）が、その円周に沿って等間隔に、かつ、方形状の
相対向する一組の辺が支持軸３４の軸線に平行になるよ
うに接着固定されている。 したがって、内ヨーク３３ａ、３３ｂ　、外ヨーク４０
ａ。 ４０ｂ、および円環状永久磁石３９により構成された磁
気回路の磁気空隙、つまり内ヨーク３３ａ、３３ｂと外
ヨーク４０ａ、４０ｂとの間に形成される磁気空隙には
、層状に重ね合わされたフォーカス・コイル３７とトラ
ッキング・コイル３８Ａ〜３８Ｄそれぞれの支持軸３４
と平行な各−辺だ°けが配置されるように、対物レンズ
保持体３１の円筒部３１ｂが位置されている。 そして、前記磁気空隙内で対物レンズ保持体３１の円筒
部３１ｂに直交するような方向に形成される磁界に対し
て、フォーカス・コイル３７に流れる電流、つまり支持
軸３４の軸線を中心とする円周方向に流れる電流によっ
て、対物レンズ保持体３１は、フォーカス方向である支
持軸３４の軸線の方向に電磁駆動される。また、トラッ
キング・コイル３８Ａ〜３８Ｄの、前記磁気空隙内に位
置するそれぞれの一辺に、支持軸３４の軸線方向に流れ
る電流によって、対物レンズ保持体３１は、トラッキン
グ方向に相当する、支持軸３４の軸線のまわりの回動力
向に電磁駆動される。 また第１４図で、外ヨーク４０ａ、４０ｂに対向する位
置に、基台３３の上面に内ヨーク３３ａ　、　３３ｂが
固着されているが、この内ヨーク３３ａ、３３ｂの内面
間に挟まれ、かつ基台３３の中心部の突出面の上に、弾
性支持体４３が配置されている。この弾性支持体４３は
、第１５図に示すような形状のゴム材料からなる部材で
、その穴４３ａに、対物レンズ保持体３１の端部３１ａ
に固着された支持ビン４２が嵌合して、位置決めされる
。 この弾性支持体４３は、対物レンズ保持体３１に作用す
る、自動焦点位置調節方向やトラッキング方向への電磁
駆動力が解除されたとき、対物レンズ保持体３１を自動
的に中立位置に復帰させる機能をもち、一種のセンタリ
ング機構である。 ところで、上述した軸受３２と支持軸３４とが円滑に揺
動ないし摺動するためには、両者間にある程度の遊隙が
必要で、普通１０〜２０　　μｍの遊隙を設ける。この
遊隙のために支持軸３４が軸受３２に対して傾斜し、対
物レンズ３６の光軸の光デイスク面に対する垂直度が崩
れて、記録されたコード情報などの読取りに誤差を生じ
る。このことは、光デイスク装置の生命であるデータ信
頼度を低下させることになり、性能上重大な問題となる
。 以上のことを第１２図を参照しながら説明する。 対物レンズ保持体３１に固着された軸受３２と、これに
嵌合された支持軸３４との間の遊隙に基づく支持軸３４
の傾斜角θは、前記遊隙の値をｒ、支持軸３４の軸受３
２内に挿通された部分の長さをｈとするとθ＝ｆ／ｈ 例えばココテ、ｈ：１ｔａｔａ、、ｒ：２０＃ｔｓとす
ると θ＝１０分弱（角度） になる。 さらに悪いことに、前記支持軸３４の傾斜角θは、長期
間の使用で軸受３２とともに生じる摩耗によって増加す
る。

【発明の目的】

この発明の目的は、従来のものがもつ以上の問題点を解
消し、対物レンズの光軸を光デイスク面に対して常に垂
直であるように保持することができ、かつ小型で簡単な
構造の対物レンズ駆動装置を提供することにある。

【発明の要点】

上述の目的を達成するための本発明の要点は、支持軸を
磁力によって常に軸受の所定半径方向に片寄らせるよう
にして支持する、という考え方に基づいている。 その構成は、支持軸によりこの支持軸の軸線方向に摺動
可能に、かつこの軸線方向のまわりに揺動可能に支持さ
れる対物レンズ保持体を備える装置において、対物レン
ズ保持体の少なくとも前記支持軸周辺部を非磁性材料で
構成し、軸受は前記対物レンズ保持体に設けられ、所定
半径方向を主たる方向とする磁力を有するものであり、
支持軸は、少なくともこの軸受と嵌合する部分が磁性材
料からなるものである。 したがって、前記軸受の磁力によって前記支持軸はその
磁力の主方向に吸引され、この支持軸と軸受との間の、
磁力の主方向に相当する方向の遊隙が除去される。 また一実施態様として、軸受を、非磁性材料からなる軸
受本体と、前記支持軸の近傍でかつ軸受長の範囲内位置
に設けられた永久磁石との２つの部分から構成すること
ができる。つまり、軸受機能と磁力による吸引機能とを
それぞれ別の部材に担当させるわけである。 他の実施態様として、軸受自体を、支持軸の軸線を含む
平面の一方の側に位置する非磁性材料からなる部分と、
前記平面の他方の側に位置する永久磁石からなる部分と
の２つの部分から構成するようにしてもよい、距離が短
くなるので少ない磁束密度で必要な磁力をうろことがで
きる。 また、さらに他の実施態様として、少なくとも支持軸を
片寄せて接触させる側の軸受面をＶ溝にすることができ
る。支持軸と軸受との接触が線接触になるから、揺動や
摺動の際の摩擦が少なくなる。

【発明の実施例】

この発明の実施例を、第１図〜第１１図を参照しながら
説明する。第１図はこの発明に係る第１実施例の外観側
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は同じく
外観平面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第５図は
第３図のＣ−Ｃ断面図、第６図は同じく要部平面図、第
７図は第２実施例の縦断面図、第８図は同じく要部平面
図、第９図は第３実施例の縦断面図、第１０図は同じく
要部平面図、第１１図は前記第１実施例の作用を説明す
る要部断面図である。 第１実施例を示す第１図〜第６図において、まず第２図
、第５図、第６図を主に、第１図、第３図、第４図を補
助にして、この実施例の概略の構成を説明する。 この対物レンズ駆動装置は、主として対物レンズ保持部
とヨーク部とからなる。対物レンズ保持部は、対物レン
ズ保持体ｌ、この対物レンズ保持体１の中心部に設けら
れた非磁性材料からなる軸受２）対物レンズ保持体ｌの
円筒部ｌｂの外周面に巻回されたフォーカス・コイル７
、このフォーカス・コイル７の外表面に層状に重ね合わ
せて接着された４個のほぼ方形に巻回されたトラッキン
グ・コイル８＾〜８Ｄとからなる。 このトラッキング・コイル８＾〜８１）は、フォーカス
・コイル７の円周に沿って等間隔に、かつ、方形を形成
する相対向する一組の辺が軸受２の軸線方向に平行にな
るように配置され、かつ直列に接続されている。また、
対物レンズ保持体１の材料は合成樹脂やセラミックス等
の非磁性・絶縁性材料であり、軽量で渦電流損の発生が
なく、かつ後述する磁気の影響を受けないようになって
いる。 ヨーク部は、１対の外ヨーク１０ａ、同じく一対の内ヨ
ークｌＯｂ、基板１０ｃから一体に形成された、高ｉ３
磁率材料からなるヨークｌＯ１各外ヨーク１０ａの端部
内面に設けられた永久磁石９、ヨーク１０の中心部に設
けられた磁性材料からなる支持軸４、ヨ一り１０の内部
基面１０ｆに取付板１２を介して設けられた弾性支持体
１３と緩衝台１４、コネクタ１５などから構成されてい
る。なお、二点鎖線で示したものはカバー１６で、対物
レンズ駆動装置全体を保護遮蔽する。 一対の外ヨーク１０ａおよびこの内側に固着された永久
磁石９の組は、同心円の４分の１円周をそれぞれ占める
形で互いに対峙して配置され、また他の一対の内ヨーク
１０ｂは、前記外ヨーク１０ａと永久磁石９の組の内側
にそれぞれと対向して配置されている。そして、ヨーク
１０の中心部の磁性材料からなる支持軸４に、対物レン
ズ保持体ｌの中心部の軸受２を挿通させたとき、それぞ
れ対向配置された外ヨーク１０ａ、内ヨーク１０ｂ間の
空隙内に対物レンズ保持体ｌの円筒部１ｂが納まるよう
に構成される。 また、外ヨーク１０ａ、永久磁石９．内ヨーク１０ｂ。 基板１０ｃから構成される磁気回路の磁気空隙、つまり
内ヨーク１０ｂと永久磁石９との間に形成される磁気空
隙内には、層状に重ね合わされたフォーカス・コイル７
とトラッキング・コイル８Ａ〜８Ｄの一辺とが配置され
るように、対物レンズ保持体１の円筒部１ｂが位置して
いる。 ヨーク１０の基板１０ｃに設けられたコネクタ１５は４
個の端子をもっており、前記フォーカス・コイル７とト
ラッキング・コイル８＾〜８Ｄの引き出し線をそれぞれ
中継する。 次に、第５図、第６図において、対物レンズ保持体ｌの
端部１ａの中心部から円周までの中間位置に、レンズ枠
５を介して対物レンズ６が設けられ、その先軸は軸受２
の軸線と平行である。また、ブロック状の永久磁石３が
、軸受２の外周面に近接して端部１ａ内部に埋設される
。 また、第２図、第５図のように、ヨーク１０の内部基面
１０ｆの中心部には、支持軸４に嵌ってリング状の弾性
材料からなる緩衝台１４が設けられ、さらに取付板１２
を介して弾性支持体１３が設けられる。 この弾性支持体１３は、狭い幅の矩形周縁部からなる偏
平なリング状のゴム板と、その対向する長辺の各中央部
にそれぞれ一体に突片を設けたもので、一方の突片は前
記取付板１２に固着され、他方の突片には穴が設けられ
て、この穴と対物レンズ保持体１の端部１ａの内側との
間に支持ピン１１が架設される。つまり支持ビン１１の
両端は、それぞれ前記端部１ａと弾性支持体１３とに固
着される。 以上のような構成であるから、この実施例の作用は次の
とおりである。永久磁石９．内ヨーク１０ｂ間の磁気空
隙内で、対物レンズ保持体１の円筒部１ｂに直交し永久
磁石９から内ヨーク１０ｂ’の方向に形成される磁界に
対して、フォーカス・コイル７に流れる電流、つまり支
持軸４の軸線を中心とする、第２図で時計方向の円周方
向に流れる電流によって、対物レンズ保持体ｌは、フォ
ーカス方向である、支持軸４の、紙面の垂直下方向に電
磁駆動される。逆に、反時計方向に電流が流れると、対
物レンズ保持体ｌは紙面の垂直上方に電磁駆動される。 このようにして自動焦点調節動作がおこなわれるわけで
ある。 また、トラッキング・コイル８Ａ〜８Ｄの、前記磁気空
隙内に位置するそれぞれの一辺に、支持軸４の軸線方向
に流れる電流の方向が、第２図で紙面に垂直上方向であ
ると、対物レンズ保持体１は、支持軸４の軸線のまわり
に時計方向に回転駆動される。逆に、電流の方向が紙面
に垂直下方向であると、反時計方向に回転駆動されて、
トラッキングがおこなわれる。 なお弾性支持体１３は、対物レンズ保持体１に作用する
、自動焦点調節方向やトラッキング方向への電磁駆動力
が解除されたとき、対物レンズ保持体１を自動的に中立
位置に復帰させる機能をもち、一種のセンタリング機構
である。また、緩衝台１４は軸受２に対して、自動焦点
調節動作により万一の衝突があった時の緩衝作用をもつ
。 さて第６図において、対物レンズ保持体１が、軸受２を
介して支持軸４のまわりに揺動、または支持軸４の方向
に摺動するとき、対物レンズ保持体１に埋設された永久
磁石３と支持軸４との間には磁力が吸引的に働き、支持
軸４の右側μ軸受２に接触したままの状態でおこなわれ
る。この際の支持軸４と軸受２の接触状態を、拡大した
側面図によって示したものが第１１図である。なお、既
に述べたように、対物レンズ保持体１．軸受２は非磁性
材料から、支持軸４は磁性材料がらなっているから、永
久磁石３による上述した支持軸４の吸引作用は有効にお
こなわれる。 次に、第２の実施例を第７図、第８図を参照しながら説
明する。この実施例では、前記第１実施例での軸受２の
代わりに、■ブロック状の２個の部材が用いられる。す
なわち、一方の軸受２１は非磁性材料からなるもの、他
方の磁石軸受２２は永久磁石からなるもので、これら両
部材で支持軸４を支持する。 したがって、磁石軸受２２が直接支持軸４を吸引して、
そのＶ溝面に支持軸４を接触させる。この場合、軸受２
１はＶ溝でなく半円形であってもよいが、少なくとも磁
石軸受２２はＶ溝であることが望ましく、その理由は、
磁石の吸引力に基づく支持軸４と磁石軸受２２との接触
面での摩擦力を軽減するためである。なお、支持軸４と
磁石軸受２２との接触状態は、前記第１１図で示された
ものに準じる。 この第２実施例では、永久磁石からなる磁石軸受２２が
支持軸４と直接接触するため、その磁石の強さが弱くて
も十分な吸引力を得ることができる点で優れる。 さらに次に、第３実施例を第９図、第１０図を参照しな
がら説明する。この場合は、第２実施例の軸受２１．２
２と異なり、２個の同じ非磁性材料からなるＶブロック
状部材である軸受２１からなる。そして、一方の軸受２
１と隣接して、直方体状の永久磁石２３を対物レンズ支
持体ｌに埋設する。支持軸４を一方の軸受２１のＶ溝面
に接触させることは、上述した第２実施例の場合と同様
で、支持軸４と軸受２１との接触状態は、第１１図で示
されたものに準じる。 なお、この実施例の特別な効果は、■少なくとも接触す
る側の軸受２１を軸受性の良い材料にすることができる
、■接触面がＶ溝であるから摩擦を軽減することができ
るーことである。

【発明の効果】

上述したように、この発明の構成は、支持軸によりこの
支持軸の軸線方向に摺動可能に、がっこの軸線方向のま
わりに揺動可能に支持される対物レンズ保持体を備える
装置において、対物レンズ保持体の少なくとも前記支持
軸周辺を非磁性材料で構成し、軸受は前記対物レンズ保
持体に設けられ、所定半径方向を主方向とする磁力を有
するものであり、支持軸は少なくともこの軸受と嵌合す
る部分が磁性材料からなるものである。 そのため、前記軸受の磁力にょって前記支持軸はその磁
力の主方向に吸引され、この支持軸と軸受との間の、磁
力の主方向に相当する方向の遊隙が除去される。 したがって、この発明によれば、従来のものに比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１）　　支持軸に対して軸受ひいては対物レンズ保持
体が傾斜することがないので、例えば光デイスク装置に
適用した場合には、対物レンズの光軸と光デイスク面と
は常に垂直が保たれるため、データ読取り誤差が少なく
なり、ひいてはデータ信頼度を向上させることができる
。 （２）簡単な構造で、小型、軽量になるので、コスト増
加分が少ないことはもちろん、光学ヘッドが小型にまと
まり、かつ可動部の質量を小さく抑えうるので動きの応
答性が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る第１実施例の外観側面図、 第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、 第３図は同じく外観平面図、 第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図、 第５図は第３図のＣ−Ｃ断面図、 第６図は同じく要部平面図、 第７図は第２実施例の縦断面図、 第８図は同じく要部平面図、 第９図は第３実施例の縦断面図、 第１０図は同じく要部平面図、 第１１図は前記第１実施例の作用を説明する要部断面図
、 第１２図は従来例の作用を説明する要部断面図、第１３
図は従来例の斜視図、 第１４図は同じく縦断面図、 第１５図は同じく一部材の斜視図である。 符号説明 に対物レンズ保持体、２．２１　　ｎ軸受、３．２３　
：永久磁石、４：支持軸、６：対物レンズ、９：永久磁
石、１０：ヨーク、２２：磁石軸受。 ７フ２−刀ス〕イｊし　　１０　ヨークオｌ　’＋Ｗ ｂ 牙２回 才３図 オ８）刀 オ９圓 沖１０記 弁１２関　　　　　　テ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）支持軸によってこの支持軸の軸線方向に摺動可能に
   、かつこの軸線方向のまわりに揺動可能に支持される、
   少なくとも前記支持軸周辺部が非磁性材料からなる対物
   レンズ保持体を備える装置において、前記対物レンズ保
   持体には前記支持軸の半径方向への磁力を有する軸受を
   設け、前記支持軸は少なくとも前記軸受との嵌合部分を
   磁性材料から構成して、前記支持軸を前記軸受に磁気的
   に吸着させるようにしたことを特徴とする対物レンズ駆
   動装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、軸受は
   、非磁性材料からなる軸受本体と、前記支持軸の近傍で
   かつ軸受長の範囲内位置に設けられた永久磁石とを備え
   てなることを特徴とする対物レンズ駆動装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、軸受は
   、少なくとも前記永久磁石側の軸受面がＶ溝であること
   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項記載の装置において、軸受は
   、支持軸の軸線を含む平面の一方の側に位置する非磁性
   材料からなる部分と、前記平面の他方の側に位置する、
   永久磁石からなる部分とを備えてな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４項記載の装置において、軸受は
   、少なくとも前記永久磁石部分の軸受面がＶ溝であるこ
   とを特徴とする対物レンズ駆動装置。