(57)【要約】【課題】構造が簡単で、レンズ駆動装置を構成するウォームギアとナットとの食い付きを確実に防止できるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置において、一方のフレーム１０１に装着されている永久磁石１２０，永久磁石１２０に対向して、レンズホルダ１０５に装着されている永久磁石１２１、ナットに装着されている永久磁石１２２、また永久磁石１２２に対向して、他方のフレーム１０２に装着されている永久磁石１２３とを備える。【選択図】  図１
2010197892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をもって設けられた２つのフレームと、この両フレームを連結するように設けられたガイド軸と、このガイド軸に沿って移動可能に設けたレンズホルダと、回転軸の先端が前記一方のフレーム側に延在するように前記他方のフレームに設けられたモータと、前記回転軸に設けたウォームギアと、このウォームギアに螺合するように前記レンズホルダに設けられたナットとを備えたレンズ駆動装置において、
前記一方のフレームと前記レンズホルダとが対向する面と前記他方のフレームと前記レンズホルダとが対向する面のそれぞれに永久磁石を設け、これらの対向する永久磁石はそれぞれ同じ極性であることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ駆動機構において、
前記永久磁石は前記ウォームギアが位置する一方のフレームと前記レンズホルダが対向する面に設けられ、前記他方のフレームと前記ウォームギアが螺合するナットに設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載のレンズ駆動機構において、
前記永久磁石は前記ナットの両面に設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載のレンズ駆動機構において、
前記永久磁石は前記レンズホルダの両面に設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
レーザと、このレーザから照射される光を反射するミラーと、このミラーからの反射光を光ディスクへ集光させる対物レンズで構成された光ピックアップ装置において、
前記対物レンズの球面収差を補正するためのレンズ駆動装置として前記レンズ駆動装置を搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、
前記モータは所定の回転数で始動し、その回転数で前記レンズホルダを移動して所定の位置に達すると停止する制御部を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの再生または記録に用いられる光ピックアップ装置等に搭載されるレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置やデジタルカメラ等に搭載されているレンズ駆動装置は、モータの回転軸にウォームギアが形成され、このウォームギアとレンズが装着されたレンズホルダのナットが嵌合されている。したがって、ウォームギアが回転することによってナットととみにレンズホルダが前進後退移動するものである。
【０００３】
このレンズ駆動装置の課題として、モータの制御が何らかの原因で暴走し、ナットが回転軸の両端へ行き過ぎると、ウォームギアとナットが食い付いて動作不能になることがある。そこで、この食い付きを防止するために回転軸の両端にナットが空転する空転部を設け、さらに空転部からウォームギア側へナットを付勢し、ナットをウォームギア側へ復帰させる付勢部材としてのコイルばね（弾性部材）を設けた従来技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８７００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、回転軸の方向に少なくともナットの厚さ以上の空転部が２箇所必要となる。しかしながら、更なる小型化が要求されている光ピックアップ装置に搭載するレンズ駆動装置では、回転軸方向の長さが空転部２箇所分増えることから小型化が困難となっている。
【０００６】
また、レンズユニットの駆動安定性のために設けられているコイルばねは、ナットをウォームギア側へ復帰させる付勢部材としても機能しているが、このコイルばねの長さは、レンズユニットのストローク分必要である。
【０００７】
一方、レンズユニットをコイルばねによる付勢方向の逆方向へ戻す場合、コイルばねは圧縮される。このコイルばねが、レンズユニットの駆動安定性を得るだけの弾性力で十分ならばコイルばねのばね定数を小さくしても良いのでコイルばねは容易に圧縮でき、コイルばね長も小さくできる。
【０００８】
しかしながら、このコイルばねがナットをウォームギア側へ復帰させる付勢部材としても機能させる場合、レンズユニットの駆動安定性の他、ナットもウォームギア側へ復帰させる弾性力が必要になるため、ばね定数を大きくする必要がある。したがって、コイルばねを容易に圧縮することは難しくなり、コイルばね長も小さくできず、小型化が困難となる。
【０００９】
さらに、モータの制御において、ウォームギアとナットが食い付いている場合、モータ（ステッピングモータ）が低回転で高トルクを出す特性を有しているので、始動時は低回転で制御する必要があり、かつ、所定の位置に到達する前に、モータを減速させて、食い付きを防ぐ必要がある。しかしながら上述の制御方式では、モータを徐々に加減速させるため、制御が複雑になり、制御回路が複雑になるため、信頼性が十分確保できず、消費電力も多くなる。
【００１０】
本発明の目的は、小型化が可能で、確実に食い付きを防止でき、単純な制御方法により信頼性を確保し、消費電力が少ないレンズ駆動装置及びそれを搭載した光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、所定の間隔をもって設けられた２つのフレームと、この両フレームを連結するように設けられたガイド軸と、このガイド軸に沿って移動可能に設けたレンズホルダと、回転軸の先端が前記一方のフレーム側に延在するように前記他方のフレームに設けられたモータと、前記回転軸に設けたウォームギアと、このウォームギアに螺合するように前記レンズホルダに設けられたナットとを備えたレンズ駆動装置において、前記一方のフレームと前記レンズホルダとが対向する面と前記他方のフレームと前記レンズホルダとが対向する面のそれぞれに永久磁石を設け、これらの対向する永久磁石はそれぞれ同じ極性であることにより達成される。
【００１２】
また上記目的は、前記永久磁石は前記ウォームギアが位置する一方のフレームと前記レンズホルダが対向する面に設けられ、前記他方のフレームと前記ウォームギアが螺合するナットに設けられていることにより達成される。
【００１３】
また上記目的は、前記永久磁石は前記ナットの両面に設けられていることにより達成される。
【００１４】
また上記目的は、前記永久磁石は前記レンズホルダの両面に設けられていることにより達成される。
【００１５】
また上記目的は、レーザと、このレーザから照射される光を反射するミラーと、このミラーからの反射光を光ディスクへ集光させる対物レンズで構成された光ピックアップ装置において、前記対物レンズの球面収差を補正するためのレンズ駆動装置として前記レンズ駆動装置を搭載したことにより達成される。
【００１６】
また上記目的は、前記モータは所定の回転数で始動し、その回転数で前記レンズホルダを移動して所定の位置に達すると停止する制御部を備えたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レンズ駆動装置の小型化が図れ、また、単純な制御方式により、信頼性の確保及び消費電力の図ったレンズ駆動装置及びそれを搭載した光ピックアップ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のレンズ駆動装置の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明のレンズ駆動装置の第１の実施の形態におけるレンズホルダを一方に移動させた場合の動作例を示す平面図である。
【図３】図１に示す本発明のレンズ駆動装置の第１の実施の形態におけるレンズホルダを他方に移動させた場合の動作例を示す平面図である。
【図４】本発明のレンズ駆動装置の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図５】本発明のレンズ駆動装置の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図６】本発明のレンズ駆動装置の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図７】本発明を適用しない場合の、ステッピングモータの制御における速度と時間の関係である。
【図８】本発明を適用する場合の、ステッピングモータの制御における速度と時間の関係である。
【図９】本発明のレンズ駆動装置を搭載した光ピックアップ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を備えたレンズ駆動装置の図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は第１の実施例を備えたレンズ駆動装置の平面図である。  
図１において、レンズ駆動装置１００は、対向する一方のフレーム１０１と他方のフレーム１０２との間に、主ガイド軸１０３ａと副ガイド軸１０３ｂが設けられている。レンズホルダ１０４が装着されたレンズホルダ１０５は主ガイド軸１０３ａと副ガイド軸１０３ｂに沿って図中上下に摺動できるように主ガイド軸１０３ａと副ガイド軸１０３ｂに嵌合されている。
【００２１】
他方のフレーム１０２に取り付けられたステッピングモータ１０６の回転軸１０７にはウォームギア１０８が取り付けられ、レンズホルダ１０５がウォームギア１０８に嵌合されている。また、ウォームギア１０８にはナット１０９が螺合されている。ナット１０９自体の回転を抑える手段を有することより（図示せず）ウォームギア１０８の回転で、ナット１０９が回転軸１０７に沿って上下移動する。さらに、一方のフレーム１０１とレンズホルダ１０５の間の主ガイド軸１０３ａにはレンズホルダ１０５を下方に押す予圧ばね１１０が取り付けられている。この予圧ばね１１０は、主ガイド軸１０３ａ，副ガイド軸１０３ｂに沿ってレンズホルダ１０５が安定して移動させるために必要である。
【００２２】
レンズホルダ１０５を図中上方に移動させるには、レンズホルダ１０５の下方に接触しているナット１０９を上方へ移動させれば良い。このとき、予圧ばね１１０が圧縮される。一方、レンズホルダ１０５を図中下方へ移動させるときは、ナット１０９を下方へ移動させる。ナット１０９の移動と共に、圧縮された予圧ばね１１０がレンズホルダ１０５を下方へ押し下げるため、ナット１０９に接触しつつレンズホルダ１０５が下方へ移動する。
【００２３】
なお、一方のフレーム１０１に装着されている永久磁石１２０，永久磁石１２０に対向してレンズホルダ１０５に装着されている永久磁石１２１，ナット１０９に装着されている永久磁石１２２、また永久磁石１２２に対向して他方のフレーム１０２に装着されている永久磁石１２３については後述する。
【００２４】
図２はレンズホルダ１０５がウォームギア１０８の上方へ移動したときの動作例を示す平面図である。  
図２において、ステッピングモータ１０６の制御が何らかの原因で暴走し、ナット１０９が勢い良く上方へ移動した場合、一方のフレーム１０１に装着された永久磁石１２０と永久磁石１２０に対向してレンズホルダ１０５に装着された永久磁石１２１が接近する。永久磁石１２０と永久磁石１２１の対向する面を同極（何れもＮ極同士、またはＳ極同士）にした場合、両者間の距離の二乗に反比例して反発力が生じるため、永久磁石１２０と永久磁石１２１とが接近することによって急激に反発しあう。それにより回転軸１０７に過大なトルクが発生し、ステッピングモータ１０６が脱調して、回転軸１０７の回転を止めることができる。
【００２５】
このように、一方のフレーム１０１とレンズホルダ１０５とは接触せず、ナット１０９がウォームギア１０８に食い付くことがない。
【００２６】
仮に永久磁石１２０と１２１とを備えられていなかった場合には、レンズホルダ１０５と一方のフレーム１０１とが面接触することになる。そのため、力の掛かる面積が広くなり、回転軸１０７の回転が停止するトルクに達するまで、ナット１０９がウォームギア１０８にじわじわと過剰に食い付き、ナット１０９の下方への復帰が困難となる。
【００２７】
一方、永久磁石１２０と１２１が接近した場合、両者は非接触で反発し合うため、ナット１０９がウォームギア１０８にじわじわと過剰に食い付かせずに、回転軸１０７の回転を止めることができる。したがって、ウォームギア１０８の逆回転によるナット１０９の下方復帰時には、永久磁石１２０と１２１の反発力により、ナット１０９が下方へ容易に復帰できる。
【００２８】
このように、本実施例ではナット１０９の空転部やナット１０９をウォームギア１０８側へ復帰させる付勢部材が不要なので、一方のフレーム１０１の直下までレンズホルダ１０４を移動させることができる。そのため、レンズ駆動装置１００の小型化が図れる。また、レンズホルダ１０５の停止位置が定まるので、レンズホルダの位置をコントロールする原点出しの精度が良くなり、後述する光ピックアップ装置において、対物レンズの球面収差を精度良く行うことができる。さらにレンズホルダの位置を監視するセンサが不要となり、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
図３はレンズホルダ１０５がウォームギア１０８の下方へ移動したときの動作例を示す平面図である。  
図３において、ステッピングモータ１０６の制御が何らかの原因で暴走し、ナット１０９が勢い良く下方へ移動した場合、ナット１０９に装着された永久磁石１２２と、この永久磁石１２２に対向して他方のフレーム１０２に装着された永久磁石１２３が接近する。永久磁石１２２と永久磁石１２３の対向する面を同極（何れもＮ極同士、またはＳ極同士）にした場合、両者間の距離の二乗に反比例して反発力が生じるため、永久磁石１２０と永久磁石１２１が接近することによって急激に反発しあう。それにより回転軸１０７に過大なトルクが発生し、ステッピングモータ１０６が脱調して、回転軸１０７の回転を止めることができる。
【００３０】
このように、ナット１０９と他方のフレーム１０２が接触せず、ナット１０９がウォームギア１０８に食い付くことはない。
【００３１】
仮に永久磁石１２２と１２３を備えていなかった場合には、ナット１０９との他方のフレーム１０２が面接触する。そのため、力の掛かる面積が広くなり、回転軸１０７の回転が停止するトルクに達するまで、ナット１０９がウォームギア１０８にじわじわと過剰に食い付き、ナット１０９の上方への復帰が困難となる。一方、永久磁石１２２と１２３が接近した場合、両者は非接触で反発し合うため、ナット１０９がウォームギア１０８にじわじわと過剰に食い付かせずに、回転軸１０７の回転を止めることができる。
【００３２】
したがって、ウォームギア１０８の逆回転によるナット１０９の上方復帰時には、永久磁石１２２と１２３の反発力によりナット１０９が上方へ容易に復帰できる。
【００３３】
このように、本実施例ではナット１０９の空転部やナット１０９をウォームギア１０８側へ復帰させる付勢部材が不要となるので、一方のフレーム１０２の直上からナット１０９の厚さ分のみまでレンズホルダ１０４を移動させることができ、レンズ駆動装置１００の小型化が図れる。また、レンズホルダ１０５の停止位置が定まるので、レンズホルダの位置をコントロールする原点出しの精度が良くなり、後述する光ピックアップ装置において、対物レンズの球面収差を精度良く行うことができる。さらにレンズホルダの位置を監視するセンサが不要となり、コストの低減ができる。なお、上述した永久磁石１２０〜１２３の材質はネオジウムが好適であるが、用途に応じて他の材質を用いても良い。
【実施例２】
【００３４】
図４に他の実施例を備えたレンズ駆動装置の正面図である。  
図４において、実施例１では一方のフレーム１０１と対向するレンズホルダ１０５に、またナット１０９と対向する他方のフレーム１０２に各々永久磁石１２０〜１２３を設けたものである。しかしながら一方のフレーム１０１に設けた永久磁石１２０とナット１０９に設けた永久磁石１２２が接近し、レンズホルダ１０５を介しても所定の反発力を得ることができれば、レンズホルダ１０５に設ける永久磁石１２１を省略しても良い。
【００３５】
図４では、ナット１０９に永久磁石１２０と対向する面に永久磁石１２２ａ，永久磁石１２３と対向する面に永久磁石１２２ｂを設けているが、永久磁石１２２ａと１２２ｂを一体にした構造でも良い。なお、極性については永久磁石１２０と永久磁石１２２の対向する面が同極、かつ永久磁石１２２と永久磁石１２３が対向する面が同極となるように配置する。上述のようにすることにより、永久磁石を省略できるので、部品や組み立てのコストを削減できる。
【実施例３】
【００３６】
図５は他の実施例を備えたレンズ駆動装置の正面図である。  
図５において、前述の実施例２では、レンズホルダ１０５に設けた永久磁石１２１を省略したものであるが、本実施例ではその代わりに、ナット１０９に設けた永久磁石１２２を省略したものである。すなわち、レンズホルダ１０５に設けた永久磁石１２１と他方のフレーム１０２に設けた永久磁石１２３が接近し、ナット１０９を介しても所定の反発力を得ることができれば、ナット１０９に設ける永久磁石１２２を省略しても良い。
【００３７】
図５では、レンズホルダ１０５に永久磁石１２０と対向する面に永久磁石１２１ａ，永久磁石１２３と対向する面に永久磁石１２１ｂを設けているが、永久磁石１２１ａと１２１ｂを一体にし、レンズホルダ１０５を貫通させた構造でも良い。なお、極性については、永久磁石１２０と永久磁石１２１の対向する面が同極、かつ永久磁石１２１と永久磁石１２３が対向する面が同極となるように配置する。上述のようにすることにより、永久磁石を省略できるので、部品や組み立てのコストを削減できる。
【００３８】
図５の実施例では、永久磁石１２０，１２１，１２３が回転軸１０７の軸方向に沿って配置されているが、主ガイド軸１０３ａ、または副ガイド軸１０３ｂの軸方向に沿って設けても良い。
【実施例４】
【００３９】
図６は他の実施例を備えたレンズ駆動装置の正面図である。  
図６は主ガイド軸１０３ａの軸方向に沿って、永久磁石１２０，１２１，１２３を設けた例を示す。  
図６において、フレーム１０２と一体となった突起１３０に永久磁石１２３を設けた例を示している。ここで、フレーム１０２の面から突起１０３の軸方向高さは、ナット１０９の高さと同じにすることで、ナット１０９がフレーム１０２に接触する前に、永久磁石１２１ｂと永久磁石１２３が接近して反発し合い、ウォームギア１０８にじわじわと過剰に食い付かせずに、回転軸１０７の回転を止めることができる。
【００４０】
また図６では、レンズホルダ１０５に、永久磁石１２０と対向する面に永久磁石１２１ａ，永久磁石１２３と対向する面に永久磁石１２１ｂを設けているが、永久磁石１２１ａと１２１ｂを一体にし、レンズホルダ１０５を貫通させた構造でも良い。なお、この実施例では、フレーム１０２の材料を樹脂と想定した場合、モールド一体成形により突起１３０を設けたものであるが、フレーム１０２の材料が金属であれば、プレス加工により、突起１３０を設けても良い。本実施例により、永久磁石の配置設計の自由度が広がり、コストの低減が図れる。
【実施例５】
【００４１】
次に、上述の各実施例におけるステッピングモータの制御について図７，図８を用いて説明する。
【００４２】
図７において、レンズホルダ１０５が一方のフレーム１０１、または他方のフレーム１０２側から、対向するフレーム側へ移動する場合、できるだけ速く所定の位置へ移動するのが望ましい。もしナット１０９がレンズホルダ１０５、または他方のフレーム１０２に食い付いている場合、ナット１０９を始動させるためには、始動に高トルクが必要である。しかしながら、ステッピングモータ１０６は、低回転で高トルクを出す特性を有しているので、低回転で始動する必要がある。
【００４３】
したがって、図７に示す、速度ｖと時間ｔの関係において、ナット１０９の始動から、ステッピングモータ１０６の最高回転数に到達するまでには、時刻ｔ＝ｔ１まで速度ｖを徐々に上昇させる必要がある。
【００４４】
一方、本実施例では、ナット１０９が食い付いていないので、始動時に高トルクを必要とせず、高回転で始動が可能である。
【００４５】
図８において、速度ｖと時間ｔの関係では、ナット１０９の始動からステッピングモータ１０６の最高回転数まで一気に上昇させればよい。また、図７と比較すると、所定の距離を短時間で移動できることを示している（ｔ２＞ｔ３）。また、ステッピングモータ１０６の制御自体がオンオフ制御で良くなるため、制御が単純となり、簡単な制御回路で良いので、信頼性が増し、さらに消費電力の削減が図れ、コストも低減できる。
【実施例６】
【００４６】
図９は本発明のレンズ駆動装置を搭載した光ピックアップ装置の概略構成図である。  
図９において、光ドライブ装置２００は、光ピックアップ装置３００と光ディスク４００と光ディスクを回転させるスピンドルモータ５００で構成される。光ピックアップ装置３００は、多波長光を照射するレーザ３１０と球面収差補正のためのレンズ駆動装置１００とレーザ光を反射するミラー３３０と光ディスク４００へ光を集光される対物レンズ３４０とで構成されている。
【００４７】
波長の異なるレーザ光を１つの対物レンズ３４０で光ディスク４００へ集光させる場合、対物レンズ３４０の球面収差の影響が大きくなるため、球面収差を補正するレンズ駆動装置１００を用いる。このようにすることによって波長の異なるレーザ光を１つの対物レンズ３４０で光ディスク００へ集光させる光ピックアップ装置において、対物レンズ３４０の球面収差を精度良く補正できるレンズ駆動装置が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１００  レンズ駆動装置
１０１  一方のフレーム
１０２  他方のフレーム
１０３ａ  主ガイド軸
１０３ｂ  副ガイド軸
１０４，１０５  レンズホルダ
１０６  ステッピングモータ
１０７  回転軸
１０８  ウォームギア
１０９  ナット
１１０  予圧ばね
１２０，１２１，１２２，１２３  永久磁石
１３０  突起
２００  光ドライブ装置
３００  光ピックアップ装置
３１０  レーザ
３３０  ミラー
３４０  対物レンズ
４００  光ディスク
５００  スピンドルモータ
【図１】
2010197892.tif 000003
【図２】
2010197892.tif 000004
【図３】
2010197892.tif 000005
【図４】
2010197892.tif 000006
【図５】
2010197892.tif 000007
【図６】
2010197892.tif 000008
【図７】
2010197892.tif 000009
【図８】
2010197892.tif 000010
【図９】
2010197892.tif 000011