(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを有したレンズ可動体と、
このレンズ可動体を上記対物レンズの光軸方向であるフォーカス方向に可動させるフォーカス調整駆動用磁気回路と、
上記レンズ可動体を上記対物レンズの光軸と直交する方向であるトラッキング方向に可動させるトラッキング調整駆動用磁気回路と、
光学ピックアップ装置のキャリッジ等に取り付けられる固定ベースと、
該固定ベース上に垂直に立設したトラッキング方向用支軸と、
該トラッキング方向用支軸を中心にして左右方向に回転自在に支持されており、弾性体を介して上記レンズ可動体を支持する可動ベースと、
該可動ベースの上記トラッキング方向用支軸と直交する方向に突設されたフォーカス方向用支軸と、
該フォーカス方向用支軸を中心にして上下方向に回転自在に支持されたウエイトホルダーと、
該ウエイトホルダーの基端部に保持され、上記レンズ可動体のカウンタバランスとして機能するウエイトとを有し、
上記ウエイトホルダーの先端部に水平状に延びる切欠溝部が形成され、該切欠溝部に上記レンズ可動体より突設したピンが挿入されて上記レンズ可動体が上記ウエイトホルダーの先端部に枢支されていることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の対物レンズ駆動装置において、
上記レンズ可動体を、上記対物レンズと、この対物レンズを保持したボビンと、このボビンに取付けられたフォーカス制御用駆動コイル及びトラッキング制御用駆動コイルとで構成し、
上記フォーカス調整駆動用磁気回路を、上記フォーカス制御用駆動コイルと、上記固定ベース上に立設されて上記フォーカス制御用駆動コイルを挾むように対峙した磁石及び磁気ヨークとで構成し、
上記トラッキング調整駆動用磁気回路を、上記トラッキング制御用駆動コイルと、上記固定ベース上に立設されて上記トラッキング制御用駆動コイルを挾むように対峙した磁石及び磁気ヨークとで構成し、
上記可動ベースに弾性体を介して支持する上記レンズ可動体の上記ボビンに上記ピンが突設されており、上記レンズ可動体の上記ボビンが上記ウエイトホルダーの先端部に枢支されていることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置において、
上記ピンは、上記レンズ可動体の上記対物レンズの中心に対して相対向するように突設されていることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、光ディスク或は光磁気ディスク駆動装置の光学ピックアップ装置等に用いられ、光源から出射される光ビームを光ディスク或は光磁気ディスク等の信号記録面に集光させる対物レンズを、互いに直交するフォーカス方向及びトラッキング方向の２軸方向に駆動変位させるようにした対物レンズ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光ディスク駆動装置では、光ディスクの信号記録面に記録された情報信号を読み取る手段として光学ピックアップ装置が用いられている。この光学ピックアップ装置には、光源としての半導体レーザから出射された光ビームを上記信号記録面に集束させる対物レンズを、互いに直交するフォーカス方向及びトラッキング方向の２軸方向に駆動変位させることによって、上記光ビームが上記信号記録面に合焦して記録トラックを正確に走査するようにしたアクチュエータとしての対物レンズ駆動装置が配設されている。
【０００３】
この対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向の２軸方向に駆動させる主なアクチュエータとしては、４本ワイヤ型と、軸摺動型のものが一般に知られている。これらを、図６，図７によって具体的に説明すると、図６は４本ワイヤ型の対物レンズ駆動装置１００を、図７は軸摺動型の対物レンズ駆動装置１１０を、それぞれ示す。この４本ワイヤ型の対物レンズ駆動装置１００は、対物レンズ１０１の支持体１０２を４本のワイヤ１０３でベース１０４に対して支持し、支持体１０２に巻き付けられたフォーカス制御用及びトラッキング制御用の駆動コイル１０５と磁石１０６及び磁気ヨーク１０７の電磁力により、対物レンズ１０１をフォーカス方向Ｆとトラッキング方向Ｔに駆動変位させる方式である。
【０００４】
また、上記軸摺動型の対物レンズ駆動装置１１０は、対物レンズ１１１の支持体１１２をベース１１３に立設した軸１１４に差し込み、フォーカス方向Ｆはフォーカス制御用駆動コイル１１５と磁石１１６及び磁気ヨーク１１７の電磁力により軸１１４に沿って上下させ、また、トラッキング方向Ｔはトラッキング制御用駆動コイル１１５′と磁石１１６及び磁気ヨーク１１７の電磁力により軸１１４の周りに回転させる方式であり、軸周りは支持体１１２に取付られたバランサ１１８によりバランスをとっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記４本ワイヤ型の対物レンズ駆動装置１００では、該対物レンズ駆動装置１００に振動衝撃が加わると、フォーカス方向Ｆとトラッキング方向Ｔの両方向で上記振動衝撃が可動部である対物レンズ１０１を支持した支持体１０２に直接作用して該対物レンズ１０１等が動き易かった。このため、対物レンズ駆動装置１００に振動衝撃が加わると、デフォーカス（対物レンズがフォーカス方向から外れること）やオフトラック（対物レンズがトラッキング方向から外れること）が生じ易いという問題があった。
【０００６】
また、上記軸摺動型の対物レンズ駆動装置１１０では、対物レンズ１１１を支持した支持体１１２の軸周りの回転はバランサ１１８によりバランスをとっているため、対物レンズ駆動装置１１０に振動衝撃が加わると、オフトラックの発生は防ぐことができるが、デフォーカスが生じ易いという問題があった
そこで、この発明は、１つのウエイトがフォーカス方向とトラッキング方向の２軸方向に対してカウンタバランス（釣り合い重り）として働いてレンズ可動体の耐振動特性及び耐衝撃特性をより一段と向上させることができる対物レンズ駆動装置を提供するものである。
【０００７】
対物レンズを有したレンズ可動体と、このレンズ可動体を上記対物レンズの光軸方向であるフォーカス方向に可動させるフォーカス調整駆動用磁気回路と、上記レンズ可動体を上記対物レンズの光軸と直交する方向であるトラッキング方向に可動させるトラッキング調整駆動用磁気回路と、光学ピックアップ装置のキャリッジ等に取り付けられる固定ベースと、該固定ベース上に垂直に立設したトラッキング方向用支軸と、該トラッキング方向用支軸を中心にして左右方向に回転自在に支持されており、弾性体を介して上記レンズ可動体を支持する可動ベースと、該可動ベースの上記トラッキング方向用支軸と直交する方向に突設されたフォーカス方向用支軸と、該フォーカス方向用支軸を中心にして上下方向に回転自在に支持されたウエイトホルダーと、該ウエイトホルダーの基端部に保持され、上記レンズ可動体のカウンタバランスとして機能するウエイトとを有し、上記ウエイトホルダーの先端部に水平状に延びる切欠溝部が形成され、該切欠溝部に上記レンズ可動体より突設したピンが挿入されて上記レンズ可動体が上記ウエイトホルダーの先端部に枢支されている。
【０００８】
上記レンズ可動体がフォーカス方向とトラッキング方向の２軸方向に駆動変位する際に、上記ウエイトが上記２軸方向に対してカウンタバランスとして機能するので、レンズ可動体に備えられた対物レンズの耐振性及び耐衝撃性が大幅に向上し、オフトラックとデフォーカスの発生がともに確実に防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的な実施の形態例について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１〜図３は、この発明の一実施形態例の対物レンズ駆動装置１を示す。この対物レンズ駆動装置１は、例えば、光ディスク駆動装置に内蔵された光学ピックアップ装置に用いられるものであり、該光学ピックアップ装置のキャリッジ等にネジ（いずれも図示省略）を介して取り付けられる固定ベース２を備えている。この固定ベース２は、金属矩形板状の前ベース部２ａと後ベース部２ｂとを有していて、これら前ベース部２ａと後ベース部２ｂとの間の該前ベース部２ａ寄りの一側部にコ字状に凹んだ開口部２ｃを切欠き形成してある。この開口部２ｃに後述する対物レンズ１１が対向するようになっている。また、前ベース部２ａ上の前端中央には矩形の起立部２ｄを垂直に突設してあると共に、後ベース部２ｂ上の前側中央及び後端中央には矩形の起立部２ｅ及び２ｆを垂直にそれぞれ突設してある。
【００１１】
また、固定ベース２の後ベース部２ｂ上の略中央には、円柱状のトラッキング方向用支軸３を圧入等の手段により垂直に立設してある。このトラッキング方向用支軸３には、図示しないボールベアリング等の軸受を介して金属製で四角ブロック状の可動ベース４を左右方向に回転自在に支持してある。この可動ベース４の前側には、金属板状の一対のフォーカスバネ（弾性体）５，５を介してレンズ可動体１０を該可動ベース４から所定間隔離して取付けてある。このレンズ可動体１０は、フォーカス調整駆動用磁気回路２０によりフォーカス方向（対物レンズ１１の光軸方向で図１，２中符号Ｆで示す）に駆動変位すると共に、トラッキング調整駆動用磁気回路２０′によりトラッキング方向（対物レンズ１１の光軸と直交する方向で図１．３中符号Ｔで示す）に駆動変位するようになっている。また、可動ベース４の両側面４ａ，４ａ中央の上記トラッキング方向用支軸３に相対向する同位置で該支軸３と直交する方向には、一対のフォーカス方向用支軸６，６を突設してある。この一対のフォーカス方向用支軸６，６には、図示しないボールベアリング等の軸受を介して金属製のウエイトホルダー３０を上下方向に回転自在に支持してある。さらに、可動ベース４と後ベース部２ｂの起立部２ｆとの間には金属棒状のトラッキングバネ（弾性体）７を介在してある。
【００１２】
レンズ可動体１０は、対物レンズ１１と、この対物レンズ１１を保持したボビン（レンズホルダー）１２と、このボビン１２に取付けられた後述するフォーカス制御用駆動コイル２１及びトラッキング制御用駆動コイル２１′と、上記ボビン１２の両側面中央において対物レンズ１１の中心に相対向するように突設した金属製の一対のピン１３，１３とで構成されている。対物レンズ１１は、光学ピックアップ装置に内蔵された光源としての半導体レーザから出射された光ビームを光ディスクの信号記録面（いずれも図示省略）に集束させるためのものである。ボビン１２は合成樹脂により略四角ブロック状に成形され、その中央に円筒状の突部１２ａを一体突出形成してあると共に、その前後部に矩形の一対の孔部１２ｂ，１２ｂを形成してある。このボビン１２の円筒状の突部１２ａに上記対物レンズ１１を嵌合してある。
【００１３】
また、上記ボビン１２を可動ベース４に取り付けるための各フォーカスバネ５は、上，下片部５ａ，５ｂと、この上，下片部５ａ，５ｂの先端側に一体折り曲げ形成された側片部５ｃとで正面コ字形に形成されており、各上，下片部５ａ，５ｂが上下方向に弾性変形するようになっている。そして、上記各フォーカスバネ５の側片部５ｃの内面側を上記ボビン１２の側面に接着剤等により固定してあると共に、該各フォーカスバネ５の上，下片部５ａ，５ｂの基部間を可動ベース４の上下面に挾むようにして接着剤等により固定してある。
【００１４】
フォーカス調整駆動用磁気回路２０は、上記ボビン１２の前後の孔部１２ｂ，１２ｂの回りを囲むように巻装されて取付けられた一対のフォーカス制御用駆動コイル２１，２１と、前記固定ベース２上に立設されて各フォーカス制御用駆動コイル２１の一部を挾むように対峙した各一対の磁石２２及び磁気ヨーク２３とで構成されている。この各磁石２２は固定ベース２の起立部２ｄ，２ｅにそれぞれ接着剤等により固定してあり、各磁気ヨーク２３は固定ベース２上に立設してボビン１２の前後の各孔部１２ａ内に遊挿されている。また、トラッキング調整駆動用磁気回路２０′は、上記ボビン１２の前後面に各一対取付けられたトラッキング制御用駆動コイル２１′，２１′と、上記固定ベース２上に立設されて各トラッキング制御用駆動コイル２１′を挾むように対峙した各一対の磁石２２及び磁気ヨーク２３とで構成されており、これら磁石２２と磁気ヨーク２３は上記フォーカス調整駆動用磁気回路２０のものと兼用されている。
【００１５】
ウエイトホルダー３０は、枠型の基端部３１と、この基端部３１の両端側より前方に延びる両側部３２，３２とで平面略コ字状に形成してある。このウエイトホルダー３０の枠型の基端部３１内には、レンズ可動体１０のカウンタバランスとして機能する金属矩形板状のウエイト４０を保持してある。また、ウエイトホルダー３０の両側部３２，３２の先端部には水平状に延びる切欠溝部３２ａをそれぞれを形成してある。この両側部３２，３２の各切欠溝部３２ａにはレンズ可動体１０のボビン１２の両側面より突設した各ピン１３をそれぞれ挿入して枢支してある。
【００１６】
ウエイト４０は、フォーカス方向Ｆとトラッキング方向Ｔの２軸方向に対してレンズ可動体１０のカウンタバランス（釣り合い重り）として機能する重さ等になるように決められている。詳述すると、図４に示すように、レンズ可動体１０がフォーカス方向に振動衝撃を受けた場合の衝撃値をＧ、レンズ可動体１０の質量をｍ１、ウエイト４０の質量をｍ２、フォーカス方向用支軸６からレンズ可動体１０の重心までの距離をｄ１、上記フォーカス方向用支軸６からウエイト４０の重心までの距離をｄ２とすると、フォーカス方向用支軸６まわり（Ｘ軸方向まわり）のモーメントＭは、Ｍ＝ｍ１×Ｇ×ｄ１−ｍ２×Ｇ×ｄ２となる。従って、ｍ２×ｄ２＝ｍ１×ｄ１となるようにｍ２とｄ２を決めれば、上記モーメントＭは常に０となる。
【００１７】
さらに、図５に示すように、レンズ可動体１０がトラッキング方向に振動衝撃を受けた場合の衝撃値をＧ、レンズ可動体１０の質量をｍ１、ウエイト４０の質量をｍ２、トラッキング方向用支軸３からレンズ可動体１０の重心までの距離をｄ１、トラッキング方向用支軸３からウエイト４０の重心までの距離をｄ２とすると、上記トラッキング方向用支軸３まわり（Ｚ軸方向まわり）のモーメントＭは、Ｍ＝ｍ１×Ｇ×ｄ１−ｍ２×Ｇ×ｄ２となる。従って、ｍ２×ｄ２＝ｍ１×ｄ１となるようにｍ２とｄ２を決めれば、上記モーメントＭは常に０となる。上記トラッキング方向用支軸３とフォーカス方向用支軸６の位置は相対向する同位置になっているので、トラッキング方向の振動衝撃時とフォーカス方向の衝撃振動時の上記ｄ１及びｄ２はそれぞれ等しい。これらにより、トラッキング方向Ｔとフォーカス方向Ｆのどちらの方向に振動衝撃が加わった場合も、各支軸３，６まわりのレンズ可動体１０とウエイト４０に発生するモーメントが打ち消し合うようにウエイト４０の重量（ｍ２）と腕の長さ（ｄ２）等を予め所定値に決めてある。
【００１８】
以上の実施形態例の対物レンズ駆動装置１によれば、図１に示す状態からボビン１２に取付られたフォーカス制御用駆動コイル２１に、光学ピックアップ装置により検出されたフォーカスエラー信号に基づく駆動電流が供給されると、上記フォーカス制御用駆動コイル２１の磁気ヨーク２３と対向する部分に流れる電流と磁石２２からの磁束との作用によって、図２に示すフォーカス方向Ｆの電磁駆動力が発生する。これにより、レンズ可動体１０が上下方向に並進移動する。すなわち、レンズ可動体１０の対物レンズ１１がフォーカス方向Ｆに可動制御されてフォーカス調整され、光ディスクの信号記録面上の所定位置に光ビームが正確に集光するようになる。この際に、レンズ可動体１０を支持する一対のフォーカスバネ５，５がフォーカス方向Ｆに撓み変形して、レンズ可動体１０とウエイト４０を保持したウエイトホルダー３０とが一対のフォーカス方向用支軸６，６を中心にしてシーソーのように上下方向に動く。尚、上記駆動電流が解除されると、一対のフォーカスバネ５，５の弾性付勢力により、上記レンズ可動体１０等は図１に示す元の位置に復帰する。
【００１９】
また、図１に示す状態からボビン１２に取付けられたトラッキング制御用駆動コイル２１′に、光学ピックアップ装置により検出されたトラッキングエラー信号に基づく駆動電流が供給されると、上記トラッキング制御用駆動コイル２１′の磁気ヨーク２３と対向する部分に流れる電流と磁石２２からの磁束との作用によって、図３に示すトラッキング方向Ｔの電磁駆動力が発生する。これにより、レンズ可動体１０と一対のフォーカスバネ５，５と可動ベース４と一対のフォーカス方向用支軸６，６及びウエイト４０を保持したウエイトホルダー３０とがトラッキング方向用支軸３を中心にしてトラッキング方向Ｔにともに回転し、レンズ可動体１０の対物レンズ１１がトラッキング方向Ｔに可動制御されてトラッキング調整され、上記光ディスクの信号記録面の記録トラックに追従するように光ビームが正確に集光するようになる。尚、上記駆動電流が解除されると、トラッキングバネ７の弾性付勢力により、上記レンズ可動体１０等は図１に示す元の位置に復帰する。
【００２０】
このように、レンズ可動体１０をフォーカス方向Ｆとトラッキング方向Ｔの２軸方向に駆動変位させる対物レンズ駆動装置１が振動や衝撃を受けても、ウエイトホルダー３０に保持されたウエイト４０がレンズ可動体１０のカウンタバランスとして機能するので、このウエイト４０により上記振動や衝撃が吸収されてレンズ可動体１０は動かない。即ち、図４に示すように、対物レンズ駆動装置１がフォーカス方向に衝撃振動を受けたときに、フォーカス方向用支軸６のまわりにレンズ可動体１０とウエイト４０を回転させようとするモーメントが発生し、また、図５に示すように、トラッキング方向に衝撃振動を受けたときに、トラッキング方向用支軸３のまわりにレンズ可動体１０とウエイト４０を回転させようとするモーメントが発生するが、ウエイト４０の質量（ｍ２）と腕の長さ（ｄ２）等は上記モーメントを打ち消し合う所定値に決められているので、上記各支軸３，６まわりのレンズ可動体１０とウエイト４０に発生するモーメントは打ち消し合って常にゼロとなる。従って、レンズ可動体１０は振動衝撃を受けたときに動き難くなり、対物レンズ駆動装置１の耐振性・耐衝撃性を大幅に改善することができる。その結果、対物レンズ駆動装置１が振動衝撃を受けた時でもレンズ可動体１０の対物レンズ１１は動かないので、デフォーカスやオフトラックをともに確実に防ぐことができると共に、光ディスクの情報記録面に高密度で記録された情報信号を高速で読み取ることができて高速なアクセス性能を発揮させることができる。
【００２１】
また、上記フォーカス方向とトラッキング方向の両方向の耐振性、耐衝撃性を改善させるために用いる磁気回路２０，２０′等の構造も簡単な構造とすることができるため、装置全体の構造をより一段と簡素化できて高性能・高信頼性の対物レンズ駆動装置１を低コストで提供することができる。さらに、対物レンズ駆動装置１の駆動用の電気回路は、従来の光学ピックアップ装置に用いられるのものをそのまま使用できるので、この点からも低コスト化を図ることができる。
【００２２】
尚、前記実施形態例によれば、光ディスク駆動装置に内蔵された光学ピックアップ装置に用いられる対物レンズ駆動装置について説明したが、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク読み出し専用メモリー）装置や、光磁気ディスクに情報を書き込んだり情報を読み取ることができる光磁気ディスク駆動装置や、光学式ロータリーエンコーダ装置等の他の駆動装置に、前記実施形態例を適用できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の対物レンズ駆動装置によれば、対物レンズを有したレンズ可動体をフォーカス方向とトラッキング方向の２軸方向に駆動変位させる際に、フォーカス調整駆動用磁気回路とトラッキング調整駆動用磁気回路を上記レンズ可動体側にそれぞれ配設して、１つのウエイトを上記２軸方向に対してカウンタバランスとして機能させるようにしたので、上記レンズ可動体の耐振性及び耐衝撃性を大幅に向上させることができ、また、オフトラックとデフォーカスの発生をともに確実に防ぐことことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態例の対物レンズ駆動装置を示す斜視図。
【図２】上記対物レンズ駆動装置のフォーカス制御時の状態を示す側面図。
【図３】上記対物レンズ駆動装置のトラッキング制御時の状態を示す平面図。
【図４】上記対物レンズ駆動装置のフォーカス制御時のレンズ可動体とウエイトの釣り合い状態を示す側面図。
【図５】上記対物レンズ駆動装置のトラッキング制御時のレンズ可動体とウエイトの釣り合い状態を示す平面図。
【図６】従来例である４本ワイヤ型の対物レンズ駆動装置の斜視図。
【図７】他の従来例である軸摺動型の対物レンズ駆動装置の斜視図。
【符号の説明】
１…対物レンズ駆動装置
２…固定ベース
３…トラッキング方向用支軸
４…可動ベース
５…フォーカスバネ（弾性体）
６…フォーカス方向用支軸
１０…レンズ可動体
１１…対物レンズ
１２…ボビン
１３…ピン
２０…フォーカス調整駆動用磁気回路
２０′…トラッキング調整駆動用磁気回路
２１…フォーカス制御用駆動コイル
２１′…トラッキング制御用駆動コイル
２２…磁石
２３…磁気ヨーク
３０…ウエイトホルダー
３１…基端部
３２…切欠溝部（先端部）
４０…ウエイト（カウンタバランス）
Ｆ…フォーカス方向
Ｔ…トラッキング方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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