(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式記録媒体に光ビームを導く光学手段を駆動制御する光学手段駆動装置において、ベースと、このベースに下端を保持された支軸と、この支軸に沿って移動可能に、かつこの支軸を中心として回動可能に支持される光学手段保持部と、この光学手段保持部の一端に保持された光学手段と、上記ベースに固定されて上記支軸の上端部と当接する支持部を軸線方向に押圧するバネ性を有する片持ち梁部を有するカバーとを備えた光学手段駆動装置。
【請求項２】
片持ち梁部は、カバーに形成された光ビーム通過用穴により形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学手段駆動装置。
【請求項３】
片持ち梁部は、支軸と光学手段を結ぶ方向に延びており、その自由端部に支持部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の光学手段駆動装置。
【請求項４】
支持部は、支軸と接触する部分が支軸側に拡がる円錐形状の凹面に形成されていることを特徴とする請求項３記載の光学手段駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光学式記録媒体に対する光学手段の駆動制御を行うための光学手段駆動装置の機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３〜図１５は、特開平６−３３８０６８号公報に記載された従来の光学手段駆動装置を示す図で、図１３は要部の分解斜視図、図１４は平面図、図１５は断面図である。
【０００３】
図１３〜図１５において、１はベースであり、底面に光束通過用穴１ａを有し、図示しない光源より出射された光ビーム２が、底面側から入射可能なように構成されている。また、底面の中央部には固定穴部１ｂが設けられて支軸３の下端部を保持している。４ａ，４ｂは支軸３を挟んでベース１の底面に取付けられた円弧状のフォーカシング用マグネットで、支軸３の軸線方向に着磁されており、フォーカシング用ヨーク５ａ，５ｂが接着固定されている。
【０００４】
６ａ，６ｂは支軸３を挟んでベース１の側面に取付けられたトラッキング用マグネットで、支軸３を挟む方向に着磁されており、ベース１の側面との間にトラッキング用ヨーク７ａ，７ｂが設けられている。８ａ〜８ｄはベース１の解放端面に設けられたネジ穴で、カバー２０が固定ネジ２５ａ〜２５ｄで取り付けられる。１０は合成樹脂材で形成されたレンズホルダ、１１はレンズホルダ１０の長手方向の一端に固定された対物レンズであり、光ビーム２を光ディスク１２内の媒体面１３上に集光スポット１４として集光させる。
【０００５】
１５はバランスウェイトで、レンズホルダ１０の対物レンズ１１が配置されていない方の端部に固定されている。１６はレンズホルダ１０に設けられた軸受で、レンズホルダ１０に対物レンズ１１の光軸が支軸３と平行となるように形成されて支軸３に挿入され、支軸３に沿って移動可能に、かつこの支軸３を中心として回動可能に支持されている。１７はフォーカシング用コイルで、レンズホルダ１０に軸受１６と同軸に固定されてフォーカシング用ヨーク５ａ，５ｂと対向する位置に配置されている。１８ａ，１８ｂはレンズホルダ１０の両側面に接着固定されたトラッキング用コイルで、トラッキング用マグネット６ａ，６ｂと対向する位置に配置されている。
【０００６】
２０はカバーで、光ビーム通過用穴２１と、支軸３の上端部を支持する支持穴２２と、カバー２０の位置調整を行うための図示していない調整ピンが挿入されるピン用穴２４ａ，２４ｂと、カバー２０をベース１に固定する固定ネジ２５ａ〜２５ｄを挿入する透孔２６ａ〜２６ｄが形成されている。
【０００７】
この光学手段駆動装置は、フォーカシング用マグネット４ａ，４ｂとフォーカシング用コイル１７の相互作用によりレンズホルダ１０を支軸３に沿って移動させることで対物レンズ１１の焦点制御を行い、トラッキング用マグネット６ａ，６ｂとトラッキング用コイル１８ａ，１８ｂの相互作用によりレンズホルダ１０を支軸３を中心として回動させることで対物レンズ１１のトラッキング制御を行う。
【０００８】
また、カバー２０の位置をピン用穴２４ａ，２４ｂに調整ピンを挿入して調整することで、支持穴２２によって上端部が支持された支軸３を微妙に傾けて対物レンズ１１の傾き調整を行い、調整完了後に固定ネジ２５ａ〜２５ｄによりカバー２０をベース１に固定するように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成された従来の光学手段駆動装置においては次のような問題点があった。
【００１０】
カバーの剛性は支軸の曲げ剛性より大きいため、ベースにカバーを固定ネジで固定する際に位置ずれが生じると支軸が曲がり、光学手段の不要な光軸傾きが大きくなることがあった。
【００１１】
また、カバーが剛性の高い部分のみで構成されているため、ベース、支軸およびカバーの寸法バラツキによってカバーの支軸上端部の支持力にバラツキが生じるため、光学手段駆動装置の周波数特性がばらつくことがあった。
【００１２】
また、支軸上端部の支持を、剛性の高いカバーに設けた支持穴に支軸を挿入して行うため、支軸の直径と支持穴の穴径を高い精度で製作する必要があった。
【００１３】
さらに、支持穴と支軸上端部の形状バラツキにより両者の接触面積が一定せず、カバーによる支軸上端部の支持力にバラツキが生じるため、光学手段駆動装置の周波数特性がばらつくことがあった。
【００１４】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光学手段の不要な光軸傾きがほとんど生じることなく、良好な周波数特性を安定して確保できる光学手段駆動装置を得ることを第１の目的とする。
【００１５】
また、簡単な構造で支軸の上端部を弾力的に支持することで良好な周波数特性を安定して確保でき、量産性の高い光学手段駆動装置を得ることを第２の目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光学手段駆動装置においては、ベースと、このベースに下端を保持された支軸と、この支軸に沿って移動可能に、かつこの支軸を中心として回動可能に支持される光学手段保持部と、この光学手段保持部の一端に保持された光学手段と、上記ベースに固定されて上記支軸の上端部と当接する支持部を軸線方向に押圧するバネ性を有する片持ち梁部を有するカバーとを備えたものである。
【００１７】
また、片持ち梁部は、カバーに形成された光ビーム通過用穴により形成されたものである。
【００１８】
また、片持ち梁部は、支軸と光学手段を結ぶ方向に延びており、その自由端部に支持部が形成されたものである。
【００１９】
また、支持部は、支軸と接触する部分が支軸側に拡がる円錐形状の凹面に形成されたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態１である光学手段駆動装置においては、片持ち梁部のバネ性が片持ち梁部と支軸の上端部の相対位置関係を一定に保つとともに、支持部が支軸の上端部を常に安定した力で支持することができる。
【００２１】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である光学手段駆動装置の分解斜視図、図２はこの実施の形態１のカバーの平面図、図３は実施の形態１のカバーを取り除いて示した平面図、図４はこの実施の形態１の縦断面図、図５はカバーと支軸の接触状態を示す拡大図である。
【００２２】
図１〜図５において、１はベースであり、底面に光束通過用穴１ａを有し、図示しない光源より出射された光ビーム２が、底面側から入射可能なように構成されている。また、底面の中央部には固定穴部１ｂが設けられて支軸３の下端部を保持している。４ａ，４ｂは支軸３を挟んでベース１の底面に取付けられた円弧状のフォーカシング用マグネットで、支軸３の軸線方向に着磁されており、フォーカシング用ヨーク５ａ，５ｂが接着固定されている。
【００２３】
６ａ，６ｂは支軸３を挟んでベース１の側面に取付けられたトラッキング用マグネットで、支軸３を挟む方向に着磁されており、ベース１の側面との間にトラッキング用ヨーク７ａ，７ｂが設けられている。８ａ〜８ｄはベース１の解放端面に設けられたネジ穴で、カバー２０が固定ネジ２５ａ〜２５ｄで取り付けられる。１０は合成樹脂材で形成されたレンズホルダ、１１はレンズホルダ１０の長手方向の一端に固定された対物レンズであり、光ビーム２を光ディスク１２内の媒体面１３上に集光スポット１４として集光させる。
【００２４】
１５はバランスウェイトで、レンズホルダ１０の対物レンズ１１が配置されていない方の端部に固定されている。１６はレンズホルダ１０に設けられた軸受で、レンズホルダ１０に対物レンズ１１の光軸が支軸３と平行となるように形成されて支軸３に挿入され、支軸３に沿って移動可能に、かつこの支軸３を中心として回動可能に支持されている。１７はフォーカシング用コイルで、レンズホルダ１０に軸受１６と同軸に固定されてフォーカシング用ヨーク５ａ，５ｂと対向する位置に配置されている。１８ａ，１８ｂはレンズホルダ１０の両側面に接着固定されたトラッキング用コイルで、トラッキング用マグネット６ａ，６ｂと対向する位置に配置されており、この光学手段駆動装置は、図２および図３に示した支軸３の軸線を含む平面Ｊに対して基本的に対称の構造を有している。
【００２５】
１２０はカバーで、レンズホルダ１０の長手方向の延びるＵ字形に形成された光ビーム通過用穴１２１を有し、Ｕ字形に残った部分で片持ち梁部１２２を形成し、その先端部分に、支持部１２２ａが形成されている。またカバー１２０には、カバー１２０の位置調整を行うための図示していない調整ピンが挿入されるピン用穴２４ａ，２４ｂと、カバー１２０をベース１に固定する固定ネジ２５ａ〜２５ｄを挿入する透孔２６ａ〜２６ｄが形成されている。
【００２６】
また、支持部１２２ａは、図５に示すように、支軸３と接触する部分が支軸３側に拡がる円錐形状の凹面１２２ｂに形成されており、支軸３の上端面の周縁と円錐形状の凹面１２２ｂの傾斜面が当接している。
【００２７】
次に動作について説明する。光学手段の駆動制御法については、従来例に示したように、フォーカシング用マグネット４ａ，４ｂとフォーカシング用コイル１７の相互作用によりレンズホルダ１０を支軸３に沿って移動させることにより対物レンズ１１の焦点制御を行い、トラッキング用マグネット６ａ，６ｂとトラッキング用コイル１８ａ，１８ｂの相互作用によりレンズホルダ１０を支軸３を中心として回動させることにより対物レンズ１１のトラッキング制御を行う。
【００２８】
この実施の形態においては、カバー１２０をベース１に対して固定する際に多少の寸法ずれが生じても、また、支軸３の長さや円錐状の凹部１２２ｂの形状がばらついても、片持ち梁部１２２のバネ性により寸法ずれを吸収し、安定した力で支軸３の上端部を支持している。具体的には、支軸３自身と固定穴部１ｂから決定される支軸３のベース１に対する曲げ剛性に対し、片持ち梁部１２２の曲げ剛性は適切な値に設定されている。結果としてカバー１２０による支軸３の上端部の支持力を安定して確保している。
【００２９】
また、カバー１２０をベース１に対して固定する際、支軸３のベース１に対する曲げ剛性と片持ち梁部１２２の曲げ剛性の比で決定される量だけ支軸３が傾くが、片持ち梁部１２２の曲げ剛性を適切な値に設定することにより支軸３の傾き量を実用上充分小さい値に設定することができる。
【００３０】
また、片持ち梁部１２２は支軸３の軸線と対物レンズ１を結ぶ平面Ｊ（図２、図３中の面Ｊ）に沿って延びている。上述したように、支軸３のベース１に対する曲げ剛性と片持ち梁部１２２の曲げ剛性の比で決定される量だけ支軸３が微小量傾いた場合でも、光学手段の駆動制御系の対称性を確保している。
【００３１】
また、トラッキング制御を行う際に支軸３が共振を起こす場合があるが、片持ち梁部１２２が支軸３の共振を常に安定に抑えるように働く。
【００３２】
また、カバー１２０をベース１に固定する際、円錐状の凹部１２２ｂが支軸３上端部の周縁と容易に当接できるため、安定した接触面積を確保できる。
【００３３】
つぎに、この実施の形態１の機構学上の特性について説明する。
図６は、上端部を自由端とした場合の支軸の曲げ振動を説明するための概略図である。図６において、支軸の長さをＬ、縦弾性係数をＥ、断面２次モーメントをＩ、密度をρ、断面積をＡとすると、１次の曲げ共振周波数は下式によって求められる。
ｆ１＝１／２π＊（１．８７５／Ｌ）２  ＊√（ＥＩ／ρＡ）
例えば、Ｌ＝１０ｍｍ、Ｅ＝２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２  、Ｉ＝π／６４＊１．５４ｍｍ４、ρ＝６７．８ｇ／ｃｍ３、Ａ＝１．５２ｍｍ２とすると、
ｆ１＝１０５６５Ｈｚを得る。
【００３４】
実際の光学手段駆動装置においては、レンズホルダ１０や対物レンズ１１等からなる可動部分が支軸３に付加されるため、１次の共振周波数は上記１０５６５Ｈｚよりも低い、数ｋＨｚとなる。
【００３５】
図７は、図６の支軸の１次から３次までの曲げ振動モードを表す概略図である。図７中の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は、それぞれ１次、２次、３次の共振周波数を示し、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の比は、ｆ１を１として、概略１：６．２６：１７．５５となる。
【００３６】
図８は、上端部を固定端とした場合の支軸の曲げ振動を説明するための概略図である。図８における１次の曲げ共振周波数は、上式と同様に下式によって求められる。
ｆ１＝１／２π＊（４．７３０／Ｌ）２＊√（ＥＩ／ρＡ）
例えば、Ｌ＝１０ｍｍ、Ｅ＝２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２、Ｉ＝π／６４＊１．５４ｍｍ４、ρ＝６７．８ｇ／ｃｍ３、Ａ＝１．５２ｍｍ２とすると、
ｆ１＝６７２３４Ｈｚを得る。
【００３７】
図９は、図８の支軸の１次から３次までの曲げ振動モードを表す概略図である。図９中の周波数ｒ１、ｒ２、ｒ３は、それぞれ１次、２次、３次の共振周波数を示し、周波数ｒ１、ｒ２、ｒ３の比は、ｒ１を１として、概略１：２．７６：５．４０となる。
【００３８】
図１０は、支軸上端部が自由端の場合の光学手段駆動装置のトラッキング方向周波数特性を示す概略図、図１１は支軸上端部が固定端の場合の光学手段駆動装置のトラッキング方向周波数特性を示す概略図であり、それぞれ図７および図９に示した１次の曲げ共振が周波数特性に現れた場合を示している。図１０と図１１を比較すると、共振周波数がｆ１からｒ１に移動している。ｆ１とｒ１の比はｆ１を１として、概略１：６．３６となる。
【００３９】
図１２は支軸とカバーの機構関係を示す概念図である。図１２において、２０１はベース、２０３は支軸、２２０はカバー、２２２はバネ定数ｋのバネ性を有する片持ち梁部で、円錐状の凹部２２２ｂで支軸３と接している。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、光学手段の不要な光軸傾きをほとんど生じることなく良好な周波数特性を安定して確保できる光学手段駆動装置を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す光学手段駆動装置の分解斜視図である。
【図２】実施の形態１のカバーの平面図である。
【図３】実施の形態１のカバーを除いて示した平面図である。
【図４】実施例１の縦断面図である。
【図５】実施の形態１のカバーと支軸の接触状態を示す拡大図である。
【図６】実施の形態１の支軸上端部を自由端とした場合の支軸の曲げ振動を説明するための図である。
【図７】実施の形態１の支軸上端部を自由端とした場合の１次から３次までの曲げ振動モードを示す図である。
【図８】実施の形態１の支軸上端部を固定端とした場合の支軸の曲げ振動を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の支軸上端部を固定端とした場合の１次から３次までの曲げ振動モードを示す図である。
【図１０】実施の形態１の支軸上端部が自由端の場合の光学手段駆動装置のトラッキング方向周波数特性を示す図である。
【図１１】実施の形態１の支軸上端部が固定端の場合の光学手段駆動装置のトラッキング方向周波数特性を示す図である。
【図１２】実施の形態１の支軸とカバーの機構関係を示す概念図である。
【図１３】従来の光学手段駆動装置の分解斜視図である。
【図１４】従来例のカバーを除いて示した平面図である。
【図１５】従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
１    ベース、１ｂ  固定穴部、３  支軸、１０  レンズホルダ、１１  光学手段、１２０  カバー、１２２  片持ち梁部、１２２ａ  支持部、１２２ｂ  円錐状の凹部。
【図１】
0003572935.tif 000002
【図２】
0003572935.tif 000003
【図３】
0003572935.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003572935.tif 000006
【図６】
0003572935.tif 000007
【図７】
0003572935.tif 000008
【図８】
0003572935.tif 000009
【図９】
0003572935.tif 000010
【図１０】
0003572935.tif 000011
【図１１】
0003572935.tif 000012
【図１２】
0003572935.tif 000013
【図１３】
0003572935.tif 000014
【図１４】
0003572935.tif 000015
【図１５】
0003572935.tif 000016