(57)【要約】座屈共振周波数の低周波化を抑止しつつ、トラッキング方向の一次共振周波数の低減を図ることを目的とする。対物レンズホルダに固定された対物レンズを弾性支持部材の撓み変形によって固定部材に対してフォーカス方向及びトラッキング方向に相対的に変位させる。各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けられている。台形部は、弾性支持部材の有効長に対して２７％以上で５０％以下の長さを有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に支持された複数の弾性支持部材に対物レンズホルダが保持され、この対物レンズホルダに固定された対物レンズを前記弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置であって、
前記各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けら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】
前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して２７％以上の長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して５０％以下の長さを有していることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項４】
前記台形部は、トラッキング方向の幅が最も広い部分での幅をｗ１とし、トラッキング方向の幅が最も狭い部分での幅をｗ２としたときに、比ｗ１／ｗ２が０．９以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項５】
前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．８以下となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項６】
前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．６５以上となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項７】
前記台形部は、固定部材側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項８】
前記台形部は、レンズホルダ保持側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光学ヘッドに用いられる対物レンズ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ＤＶＤ、ＣＤ、ミニディスク（以下ＭＤと略す）などの光ディスク、光磁気ディスク等の円盤状の光記録媒体（以下光ディスクと略す）を記録媒体として用いる光ディスク装置は、光ディスクに記録された情報信号を再生し、或いは情報信号を記録するための光学ヘッドを備えている。この光学ヘッドは、光ディスクの情報記録面に照射される光束を出射する光源となる半導体レーザと、光ディスクからの戻り光を分離するビームスプリッター、ホログラム素子等からなる光学系ブロックと、半導体レーザから出射された光束を対物レンズによって光ディスクの情報記録面に集光させるとともに、情報トラックに光束を追従させる対物レンズ駆動装置とを備えている。【０００３】  対物レンズ駆動装置は、対物レンズを光ディスクの回転に伴う面振れと偏心に追従させるため、情報記録面と垂直な方向、すなわちフォーカス方向と、光ディスクの情報記録面と平行でかつ情報トラックと直交する方向、すなわち光ディスクの内外周方向であるトラッキング方向に対物レンズを移動調整するための装置である。この対物レンズ駆動装置は、対物レンズを例えばフォーカス方向に２ｍｍ、トラッキング方向に１ｍｍの範囲で移動させて位置調整する。このため、対物レンズ駆動装置は直交２軸アクチュエータ機構を備えている。この直交２軸アクチュエータ機構は、磁界中に配置されたコイルに制御電流を給電し、それによって生じる電磁力を利用して対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる。【０００４】  実用化されている直交２軸アクチュエータ機構として、摩擦が無く円滑な駆動特性が得られるバネ支持方式と、組立精度が得やすく、かつ対物レンズの傾き姿勢の維持特性に優れた軸摺動方式とがある。【０００５】  前記バネ支持方式の直交２軸アクチュエータ機構において、対物レンズを保持する弾性支持部材の構造としては、ヒンジ型構造、ワイヤー型構造或いは板バネ構造が知られている。板バネ型構造の直交２軸アクチュエータ機構は、加工性或いは動作特性などから対物レンズ駆動装置の小型化に極めて有効である。【０００６】  かかる板バネ構造の直交２軸アクチュエータ機構を備えた従来の対物レンズ駆動装置については、例えば特許文献１に記載されたものがある。【０００７】  以下、図１５〜図１８を用いて従来の対物レンズ駆動装置について説明する。図１５は従来の対物レンズ駆動装置の一例を示す全体斜視図であり、図１６はその全体平面図であり、図１７は同対物レンズ駆動装置に備えられ、対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータを構成する弾性支持部材を一部省略して示した斜視図であり、図１８は有限要素法を用いた数値解析でのヨーイング方向の共振モード（座屈共振周波数）を示す従来の対物レンズ駆動装置の上面図である。【０００８】  図１５〜図１８において、対物レンズ１はガラスプレス又は樹脂成形により形成されており、この対物レンズ１は、対物レンズホルダ２に接着により固定されている。対物レンズホルダ２は、樹脂で成形されるとともに、穴が形成されていて、この穴に対物レンズ１が挿入されている。対物レンズホルダ２にはＺ軸を中心に巻回されたフォーカスコイル���とＸ軸を中心に巻回されたトラッキングコイル４Ａ，４Ｂが接着により固定されており、これら対物レンズ１、対物レンズホルダ２、フォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂにより、可動部５が構成される。【０００９】  薄い板バネ材で形成された弾性支持部材６０は、一端が対物レンズホルダ２の側面に固定される一方、他端がベース部材８に固定された固定部材７に固着されている。そして、弾性支持部材６０は、可動部５をフォーカス方向（Ｚ軸方向）とトラッキング方向（Ｙ軸方向）に変位可能に支持している。なお、固定部材７は樹脂で成形されたものである。【００１０】  弾性支持部材６０は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工して打ち抜き形成したものである。この弾性支持部材６０は、フォーカスコイル３、トラッキングコイル４への通電にも利用される。【００１１】  図１７に示すように、弾性支持部材６０には、固定部材７側の端部にＵ字型の折り返し部７０が形成されている。このため弾性支持部材６０の有効長は、Ｌ１０＋Ｌ２０となっている。【００１２】  ベース部材８は鉄など強磁性体の金属でできており、フォーカスコイル３とトラッキングコイル４とを挟むように互いに対向するヨーク９Ａとヨーク９Ｂを具備している。ヨーク９Ａ及びヨーク９Ｂには、磁極の方向がＸ軸方向で且つ互いに対向する面の磁極が異なる永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂが接着固定されている。これらヨーク９Ａ，９Ｂ、永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂは、磁気回路部４０を構成している。【００１３】  以上のように構成された対物レンズ駆動装置９０１では、フォーカスコイル３にフォーカスエラー信号に応じた電流が供給されると、このフォーカスコイル３に流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂからの磁束とによって、可動部５をフォーカス方向へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と平行なフォーカス方向に移動させ、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのフォーカス調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６０は、フォーカス調整動作に際して、図１５に示すＺ軸方向（フォーカス方向）に弾性変形する事により、可動部５、すなわち対物レンズ１をＺ軸方向に位置調整する。【００１４】  また、前記対物レンズ駆動装置９０１では、第１のトラッキングコイル４Ａ又は第２のトラッキングコイル４Ｂに、トラッキングエラー信号に応じた電流が供給されると、これらトラッキングコイル４Ａ又はトラッキングコイル４Ｂにおける対物レンズ１の光軸と平行な部位を流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０の磁束とによって、可動部５をトラッキング方向（Ｙ軸方向）へと駆動する磁気駆動力が発生する。この磁気駆動力は、対物レンズ１を光軸と直交するトラッキング方向に調整動作し、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのトラッキング調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、トラッキング調整動作に際して、図１５に示すＹ軸方向（トラッキング方向）に弾性変形する事により、可動部５、すなわち対物レンズ１をＹ軸方向に位置調整する。【０���１５】  入力電流に対するフォーカス方向及びトラッキング方向への可動部５の変位動作は、低周波帯域においてはほぼ一定であるが、ある周波数を越した高周波帯域においては、周波数が高くなるにつれ−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾きで小さくなる振動動作となる。このある特定周波数、すなわち一次共振周波数（ｆ０）は、可動部５の重量と、弾性支持部材６０のヤング率と形状でほぼ決まり、例えば弾性支持部材６０の有効長の２／３乗に反比例する。【００１６】  一次共振周波数（ｆ０）が高くなると、低周波帯域における入力電流に対する可動部５の変位量が小さくなってしまうため、従来の対物レンズ駆動装置９０１においては、弾性支持部材６０の固定部材７側にＵ字形の折り返し部７０を設けることで弾性支持部材６の有効長を延ばし、これにより、特にフォーカス方向の一次共振周波数を低くしていた。
【特許文献１】特開平８−８３４３３号公報
【００１７】  しかしながら上記従来の構成では、弾性支持部材６０の固定部材７側に折り返し部７０が形成されているため、金型構造が複雑になるとともに、弾性支持部材６０の製造時に歩留まりが低下したり、金型寿命が短くなるという問題があった。【００１８】  対物レンズ駆動装置９０１は、前記一次共振周波数よりも高周波の帯域にも共振周波数を有している。図１８に示すように弾性支持部材６０がＸ軸方向に座屈し、可動部５がＸＹ平面内で回転運動を起こすヨーイングモードの共振（座屈共振）では、対物レンズ１がＹ軸方向に振動するため、トラッキング方向のサーボ特性に影響を及ぼす。特に、サーボゲインがゼロとなる周波数であるゲイン交点周波数（通常５００Ｈｚから１．５ｋＨｚに設定される）の近傍に前記ヨーイングモードの共振周波数である座屈共振周波数が存在する場合、サーボ特性に多大な影響を及ぼすため、座屈共振周波数はゲイン交点周波数よりも十分に高い周波数である必要がある。しかしながら、上記従来の構成では、折り返し部７０を具備することで弾性支持部材６０の座屈に対する剛性が低下するため、座屈共振周波数が低下している。このため、座屈共振周波数がサーボのゲイン交点周波数に近づき、サーボ特性を不安定にするという問題があった。【００１９】  ここで、図１７に示す折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０と、図１９に示すストレート部分のみで構成される弾性支持部材６１とについて、有限要素法を用いて共振周波数の数値計算を行った。サスペンションの有効長Ｌ３０（＝Ｌ１０＋Ｌ２０）＝８．６ｍｍ、幅ｂ１＝ｂ２＝ｂ３＝０．０８ｍｍ、厚さｔ＝０．０５ｍｍとしたときの計算結果では、折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０の場合は、フォーカス方向の一次共振周波数が３６Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が４７Ｈｚ、座屈共振周波数が１．２ｋＨｚとなった。【００２０】  これに対し、ストレート部分のみで構成される弾性支持部材６１の場合は、フォーカス方向の一次共振周波数が３７ＨＺ、トラッキング方向の一次共振周波数が５０Ｈｚ、座屈共振周波数が３．６ｋＨｚとなり、座屈共振周波数は折り返し部７０を具備する場合の３．３倍の周波数となる。この計算結果からも折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０では、座屈共振周波数がトラッキング方向のゲイン交点周波数に近づくことが分かる。【００２１】  また、近年ポータブル機器の普及に伴い、小型化と共に消費電力の低減化が課題となっている。一次共振周波数が高いものでは、弾性支持部材の剛性が高いため、制御動作のための消費電力が大きくなる。一方、一次共振周波数が低いものでは、外部からの衝撃等の外乱が加わった場合に可動部５の変位量が大きくなるため、対物レンズと光ディスクとの衝突によるディスク傷つきが発生するという問題が発生する。この観点から、フォーカス方向の一次共振周波数は３０Ｈｚから４０Ｈｚの間に設定する事が望ましい。【００２２】  しかしながら、一般的に板金プレス加工では、生産性を維持するために弾性支持部材のばね領域の幅を板厚の１．３倍以上とすることが望ましい。このためフォーカス方向の一次共振周波数を３０Ｈｚ以上とすると、トラッキング方向の一次共振周波数が高くなり、トラッキング方向への制御動作のための消費電力が大きくなるという問題があった。
【発明の開示】
【００２３】  本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、フォーカス方向の一次共振周波数及び座屈共振周波数の低周波化を抑止しつつ、トラッキング方向の一次共振周波数の低減を図ることを目的とする。
【００２４】  前記目的を達成するため、本発明は、固定部材に支持された複数の弾性支持部材に対物レンズホルダが保持され、この対物レンズホルダに固定された対物レンズを前記弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置を前提として、前記各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けられている。
【００２５】  本発明では、弾性支持部材に端部側ほどトラッキング方向の幅が狭くなる台形部を設けるようにしたので、フォーカス方向の剛性を維持しつつ、トラッキング方向の剛性を低減することができる。このため、フォーカス方向の変位量が過大にならないようにできるとともに、トラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。したがって、対物レンズと光ディスクの衝突を防止しつつ、トラッキング方向の制御動作時の消費電力を低減することができる。しかも、折り返し部を設ける構成に比べ座屈共振周波数を高い値に維持することができるので、サーボ特性が不安定になるのを防止することができる。
【００２６】  すなわち、本発明の対物レンズ駆動装置では、座屈に対する剛性が高く維持でき、且つトラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態１に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２】前記対物レンズ駆動装置の上面図である。
【図３】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図４】前記弾性支持部材のフォーカス方向の一次共振周波数での共振モードを示す図である。
【図５】前記弾性支持部材のトラッキング方向の一次共振周波数での共振モードを示す図である。
【図６】前記弾性支持部材のヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示す図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図８】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図９】台形部割合とトラッキング方向の共振周波数相対値との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１１】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１２】比ｗ１／ｗ２と共振周波数相対値との関係を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施形態４に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１４】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１５】従来の対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１６】従来の対物レンズ駆動装置の上面図である。
【図１７】従来の対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１８】前記弾性支持部材のヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示す図である。
【図１９】ストレート部分のみを有する弾性支持部材の斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】  以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。【００２９】  （実施の形態１）
図１は本発明に係る対物レンズ駆動装置１０１の第１実施形態を示す斜視図であり、図２は図１の対物レンズ駆動装置１０１の上面図であり、図３は図１の対物レンズ駆動装置１０１に設けられた弾性支持部材６を一部省略して示す斜視図である。この弾性支持部材６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられる。図４は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す側面図であり、フォーカス方向の一次共振周波数での共振モードを示している。図５は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す上面図であり、トラッキング方向の一次共振周波数での共振モードを示している。図６は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す上面図であり、ヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示している。図１〜図６において、Ｘ軸は光ディスクのトラック接線方向を表し、Ｙ軸はトラッキング方向を表し、Ｚ軸はフォーカス方向を表している。【００３０】  なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。【００３１】  図１〜図６に示すように、対物レンズ駆動装置１０１は、ベース部材８と、このベース部材８に固定された固定部材７と、弾性支持部材６と、この弾性支持部材６によって固定部材７に弾性的に支持された対物レンズホルダ２とを備えている。【００３２】  対物レンズホルダ２は樹脂成形したものである。この対物レンズホルダ２には、穴が設けられていて、この穴に対物レンズ１が挿入されている。そして、対物レンズ１は、対物レンズホルダ２に接着されることによって固定されている。対物レンズ１は、ガラスプレス又は樹脂成形により形成されている。【００３３】  対物レンズホルダ２には、Ｚ軸回り巻回されたフォーカスコイル３とＸ軸回りに巻回されたトラッキングコイル４Ａ，４Ｂとが接着によって固定されている。そして、対物レンズ１と、対物レンズホルダ２と、フォーカスコイル３と、トラッキングコイル４Ａ，４Ｂとにより、固定部材７に対して変位可能な可動部５が構成されている。【００３４】  前記弾性支持部材６は、薄い板バネ材で形成されるものであり、各弾性支持部材６は、一端部が対物レンズホルダ２に設けられた支持部１１に固着されるとともに、他端部が固定部材７に固着されている。弾性支持部材６は、可動部５をフォーカス方向とトラッキング方向とに変位可能に支持している。具体的に説明すると、固定部材７は、ベース部材８におけるＸ軸方向の一端部に設けられている。一方、前記対物レンズホルダ２の支持部１１は、Ｘ軸方向における固定部材７と反対側に位置するように対物レンズホルダ２に設けられている。そして、各弾性支持部材６はＸ軸方向に沿うように配設されている。これら各弾性支持部材６は、Ｘ軸方向に見ると横長長方形を形成するように配置されている。そして、トラッキング方向の両側に配置される弾性支持部材６間に対物レンズホルダ２が配置されている。【００３５】  対物レンズホルダ２と固定部材７は、それぞれ樹脂でできている。そして、弾性支持部材６は、インサート成形により対物レンズホルダ２及び固定部材７と一体化されている。【００３６】  弾性支持部材６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などからなる金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成したものである。弾性支持部材６の一端部は、フォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けにより結合されている。すなわち、弾性支持部材６は、通電されるようになっている。【００３７】  弾性支持部材６は、図３に示すように、固定部材７から突出する基端部１２と、前記支持部１１から突出する先端部１３との間の部位が、対物レンズ１の移動に寄与するように弾性変形する弾性変形部１４として形成されている。前記基端部１２は、固定部材７からＹ軸方向に突出していて、この基端部１２から折れ曲がるように弾性変形部１４が繋がっている。そして、弾性変形部１４は、Ｘ軸方向に真っ直ぐに延びている。先端部１３は、弾性変形部１４よりも幅広に形成されている。なお、弾性支持部材６は、何れも同じ構成である。【００３８】  弾性変形部１４は、前記先端部１３に繋がるストレート部１５と、このストレート部１５に連続し基端部１２へ繋がる台形部１７とを備えている。ストレート部１５は、トラッキング方向の幅が長さ方向の全体に亘って一定となっている。このストレート部１５の幅をｗ２とする。台形部１７は、Ｚ軸方向に見た形状が台形に形成される部位である。台形部１７は、ストレート部１５に繋がる一端部が幅ｗ２に形成されており、基端部１２に繋がる他端部の幅ｗ１が幅ｗ２よりも狭く形成されている。すなわち、台形部１７は、弾性変形部１４の中央部から端部に近づくほど幅が狭くなる形状に構成されており、この結果、台形部１７は、固定部材７側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されている。弾性支持部材６は、Ｚ軸方向の厚みをｔとして、Ｙ軸方向の幅の値がそのｔよりも大きくなっている。弾性支持部材６の有効長、より具体的には弾性変形部１４の有効長をＬ１とし、台形部１７の有効長をＬ２とする。この有効長とは、対物レンズ１がＺ軸方向（フォーカス方向）に変位する際に、その変位に寄与する部分の長さを意味している。【００３９】  前記ベース部材８は、鉄など強磁性体の金属でできている。ベース部材８は、前記フォーカスコイル３とトラッキングコイル４Ａ，４Ｂとを挟むように互いに対向するヨーク９Ａとヨーク９Ｂとを具備している。ヨーク９Ａ及びヨーク９Ｂには、磁極の方向がそれぞれＸ軸方向であり、且つ対向する面の磁極が異なる永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂが接着固定されている。これらヨーク９Ａ、ヨーク９Ｂ、永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂは磁気回路部４０を構成している。【００４０】  固定部材７には、Ｘ軸方向に貫通する貫通孔７ａ（図１参照）が形成されていて、図外の光学系ブロックに配置された半導体レーザから出射された光束がこの貫通孔７ａを通過するようになっている。対物レンズホルダ２には、図１における対物レンズ１の下方に４５度に傾いたミラー（図示省略）が配置されている。このミラーは、前記貫通孔７ａを通過した光束を反射して、対物レンズ１に入射させる。すなわち、半導体レーザから出射された光束は、固定部材７の貫通孔７ａを通って対物レンズ駆動装置１０１に対しＸ軸方向に入射する。この光��は、ミラーによって光束の向きをＸ軸方向からＺ軸方向に変えて対物レンズ１に入射する。そして、図示しない光ディスクの情報記録面に光束を集光する。【００４１】  以上のように構成された対物レンズ駆動装置１０１では、フォーカスエラー信号に応じた電流がフォーカスコイル３に供給されると、このフォーカスコイル３に流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂの磁束とによって、可動部５をフォーカス方向（Ｚ軸方向）へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と平行なフォーカス方向に移動させ、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのフォーカス調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、フォーカス調整動作に際して、図１に示すＺ軸方向（フォーカス方向）に弾性変形することにより、対物レンズホルダ２を固定部材７に対して相対的に変位させる。これにより、可動部５、すなわち対物レンズ１をＺ軸方向に位置調整できる。【００４２】  また、対物レンズ駆動装置１０１では、第１のトラッキングコイル４Ａ又は第２のトラッキングコイル４Ｂに、トラッキングエラー信号に応じた電流が供給されると、これらトラッキングコイル４Ａ又はトラッキングコイル４Ｂにおける対物レンズ１の光軸と平行な部位を流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０の磁束とによって、可動部５をトラッキング方向（Ｙ軸方向）へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と直交するトラッキング方向に調整動作し、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのトラッキング調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、トラッキング調整動作に際して、図１に示すＹ軸方向（トラッキング方向）に弾性変形することにより、対物レンズホルダ２を固定部材７に対して相対的に変位させる。これにより、可動部５、すなわち対物レンズ１をＹ軸方向に位置調整できる。【００４３】  入力電流に対する可動部５のフォーカス方向乃至トラッキング方向への変位動作量は、低周波帯域においてはほぼ一定であるが、ある周波数を越した高周波帯域においては、周波数が高くなるにつれ−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾きで小さくなる振動動作となる。このある特定周波数、すなわち一次共振周波数（ｆ０）は、フォーカス方向の調整動作時にも発生し、またトラッキング方向の調整動作時にも発生する。また、トラッキング方向の調整動作では、一次共振周波数よりも高周波帯域において、弾性支持部材６がＸ軸方向に座屈して可動部５がＸＹ平面内で回動する共振モードである座屈共振が発生する。【００４４】  フォーカス方向の一次共振は、図４に示すように弾性支持部材６がＺ軸方向へ変形するモードである。このモードにおいて、弾性支持部材６は互いに平行に４本設けられているので、各弾性変形部１４は二次の曲げモードとなり、これにより対物レンズ１がフォーカス方向に平行移動する。フォーカス方向の一次共振周波数は、台形部１７が設けられて弾性変形部１４の幅が長さ方向に異なっていることによる影響をほとんど受けない。【００４５】  トラッキング方向の一次共振は、図５に示すように弾性支持部材６がＹ軸方向へ変形す���モードであり、このモードでは特に端部に応力がかかる。このため台形部１７を具備することで、トラッキング方向の一次共振周波数は低下する。【００４６】  ヨーイングモードの共振周波数（座屈共振周波数）では、図６に示すように弾性支持部材６の弾性変形部１４が座屈してＳ字状に曲がり、対物レンズホルダ２がＸＹ平面内で振られる。このとき弾性変形部１４は、長手方向（Ｘ軸方向）中央付近の変形が最も大きくなるため、弾性変形部１４の端部で幅が小さくなるように台形部１７が設けられていても、そのことによる座屈共振周波数への影響はあまりない。【００４７】  図３に示す弾性支持部材６を有する対物レンズ駆動装置１０１について、有限要素法を用いて共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部１４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部１７の有効長Ｌ２＝７．６ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、幅ｗ１＝０．０５５ｍｍ、厚みｔ＝０．０４５ｍｍとして計算を行った。この計算結果では、フォーカス方向の一次共振周波数が３０Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３７Ｈｚ、座屈共振周波数が２．２ｋＨｚであった。ここで、従来のストレート部分のみの構成の弾性支持部材６１のようにフォーカス方向の一次共振周波数が３７Ｈｚとなるように厚みｔを調整すれば、本実施形態の弾性支持部材６では、トラッキング方向の一次共振周波数が、４５．６Ｈｚとなることがわかる。同様に、厚みｔの調整により座屈共振周波数は２．７ｋＨｚとなる。したがって、トラッキング方向の一次共振周波数が５０Ｈｚである従来のストレート部分のみの弾性支持部材６１に比べ、本実施形態ではトラッキング方向の一次共振周波数が９％低減されている。このため、弾性変形部１４に台形部１７を設けることにより、ばね定数の自乗で効いてくる消費電力を２割程度低減できることがわかる。一方、座屈共振周波数が３．６ｋＨｚである従来のストレート部１５分のみの弾性支持部材６１に対し、本実施形態では２．７ｋＨｚと、低下する傾向が見られるものの、サーボゲインがゼロとなる周波数であるゲイン交点周波数（通常５００Ｈｚから１．５ｋＨｚに設定される）に対して十分大きな値であるので、サーボ特性に影響を与えるような周波数低下には至っていない。すなわち、サーボ特性が悪化しない程度に座屈共振周波数を維持しつつ、フォーカス方向の一次共振周波数に対するトラッキング方向の一次共振周波数の比を下げることができる。【００４８】  本実施形態１の弾性変形部１４では、台形部１７の最も幅の狭い部位での幅ｗ１が厚みｔの１．２倍となるが、弾性変形部１４の殆どの領域において幅が厚みｔの１．３倍以上となっているため、板金プレス加工における生産性が悪化するには至っていない。したがって、生産性を維持しつつトラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。【００４９】  以上のように、本実施形態１の対物レンズ駆動装置１０１によれば、弾性支持部材６に台形部１７を具備することで、座屈共振周波数を大幅に低下させることなく、トラッキング方向の一次共振周波数を低下させることができる。この結果、サーボ特性を維持しつつ消費電力の低減化を図ることができる。【００５０】  なお、本実施形態１では、弾性支持部材６の先端部１３側にストレート部１５を設ける構成としたが、これに限られるものではない。すなわち、弾性変形部１４の全領域を台形部１７とし、一端部の幅がｗ１とし、他端部の幅がｗ２としてもよい。この構成でも同様の効果を得ることができる。【００５１】  （実施の形態２）
図７は、本発明の第２実施形態に係る対物レンズ駆動装置２０１を示している。図８は図７の対物レンズ駆動装置２０１に設けられた弾性支持部材１６を一部省略して示す斜視図であり、図９は図７の対物レンズ駆動装置２０１における有限要素法によるトラッキング方向の一次共振周波数の数値計算結果である。弾性支持部材１６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。【００５２】  図７、図８において、弾性支持部材１６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材１６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。【００５３】  図８に示すように、各弾性支持部材１６には、弾性変形部２４にそれぞれストレート部２５と台形部２７とが設けられている。弾性変形部２４は、直線状に形成されている。ストレート部２５は弾性支持部材１６の先端部１３に繋がり、台形部２７は弾性支持部材１６の基端部１２に繋がっている。台形部２７は、ストレート部２５側の端部の幅がｗ２となっており、基端部１２側の端部が幅ｗ２よりも狭い幅ｗ１となっている。【００５４】  弾性支持部材１６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成される。【００５５】  本実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、台形部２７の有効長Ｌ３が弾性支持部材１６の有効長Ｌ１の１／２以下すなわち５０％以下に設定され、しかも有効長Ｌ３が有効長Ｌ１の２７％以上に設定されている点である。このような設定にした理由を以下説明する。【００５６】  図８に示す弾性支持部材１６を有する対物レンズ駆動装置２０１について、有限要素法を用いて、共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部２４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部２７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、ｗ１＝０．０５５ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとして計算を行った。すなわち、この数値計算では、有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を３５％としている。この数値計算では、トラッキング方向の一次共振周波数が３８Ｈｚであった。この結果から分かるように、実施の形態１の対物レンズ駆動装置１０１と比べて、幅広のストレート部２５の長さを５倍以上とした本実施形態２でも、トラッキング方向の一次共振周波数は、実施形態１とほぼ同等である。【００５７】  また、前記数値計算に併せて、有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を０〜１００％に振った数値計算についても行った。その結果を図９に示す。図９は、横軸に台形部割合、即ち有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を取り、縦軸にトラッキング方向の一次共振周波数の相対値と取ったものである。この相対値は、ストレート部２５のみで台形部２７がない場合の一次共振周波数を１．０として、それに対する相対値を示している。図９に示すように、台形部割合が２７％のところで相対値が０．８となっており、台形部割合が２７％以上であれば、トラッキング方向の一次共振周波数を有効に低減できることがわかる。そして、台形部割合が５０％を超えると、その割合が増大しても、それに伴うトラッキング方向の一次共振周波数の低減割合は小さい。このため、台形部割合が５０％を超える範囲では、トラッキング方向の一次共振周波数はさほど変わらない。しかしながら、台形部割合が大きくなるにしたがって、弾性変形部２４の幅の狭い範囲が増大することになるので、台形部割合が５０％を超える範囲では、弾性支持部材１６の生産性が低下する虞がある。したがって、台形部割合を２７％以上で、かつ５０％以下に設定することにより、トラッキング方向の一次共振周波数を効果的に低下させつつ、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができる。【００５８】  以上説明したように、本実施の形態２の対物レンズ駆動装置２０１によれば、弾性支持部材１６における弾性変形部２４に台形部２７を形成し、この台形部２７の有効長Ｌ３が弾性変形部２４の有効長Ｌ１に対して、２７％以上で５０％以下とする事で、弾性支持部材１６に幅広のストレート部分をより多く確保しながら、トラッキング方向の一次共振周波数を効率良く低下させる事ができる。それ故、実施の形態１の効果に加え、弾性支持部材１６の板金プレス加工での生産性を高めることができる。【００５９】  本実施形態２の概要を説明する。【００６０】（１）前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して２７％以上の長さを有している。したがって、トラッキング方向の一次共振周波数を有効に低減することができる。【００６１】（２）弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して５０％以下の長さを有している。したがって、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができるので、弾性支持部材を安定して生産することができる。【００６２】  なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。【００６３】  （実施の形態３）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る対物レンズ駆動装置３０１を示している。図１１は、図１０の対物レンズ駆動装置３０１に設けられた弾性支持部材２６を一部省略して示す斜視図であり、図１２は図１０の対物レンズ駆動装置３０１における有限要素法によるトラッキング方向の一次共振周波数の数値計算結果である。弾性支持部材２６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。【００６４】  図１０、図１１において、弾性支持部材２６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材２６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。【００６５】  図１１に示すように、各弾性支持部材２６には、弾性変形部３４にそれぞれストレート部３５と台形部３７とが設けられている。弾性変形部３４は直線状に形成されている。ストレート部３５は弾性支持部材２６の先端部１３に繋がり、台形部３７は弾性支持部材２６の基端部１２に繋がっている。台形部３７は、ストレート部３５側の端部の幅がｗ２となっており、基端部１２側の端部が幅ｗ２よりも狭い幅ｗ１となっている。【００６６】  弾性支持部材２６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成されている。【００６７】  本実施形態３では、台形部３７における最も幅の広い部分での幅ｗ２と、台形部３７における最も幅の狭い部分での幅ｗ１との関係が以下の式（１）を満足するように台形部３７が形成されている。【００６８】  ０．６３≦ｗ１／ｗ２≦０．９  ・・・（１）【００６９】  台形部３７における両端部の幅ｗ１，ｗ２が前記式（１）を満足するように設定した理由を以下説明する。【００７０】  台形部３７において最も幅が狭い部分の幅ｗ１を小さくすれば、トラッキング方向の一次共振周波数を低くすることができるが、板金プレス加工時の生産性が低下する。また、フォーカス方向の一次共振周波数への影響や座屈共振周波数への影響も生じてくる。そこで、幅ｗ２に対する幅ｗ１の比を変化させて、そのときのフォーカス方向の一次共振周波数、トラッキング方向の一次共振周波数及び座屈共振周波数（ヨーイングモードの共振周波数）を有限要素法を用いて計算した。この計算では、弾性変形部３４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部３７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとした。【００７１】  図１２にその結果を示す。図１２は、横軸に比ｗ１／ｗ２を取り、縦軸に共振周波数の相対値を取ったものである。この相対値は、比ｗ１／ｗ２が１のときの共振周波数を１として、それに対する相対値を表すものである。【００７２】  図１２から分かるように、比ｗ１／ｗ２が０．９であれば、トラッキング方向の一次共振周波数の相対値を５％程度低減できるので、それ以下の範囲において消費電力の低減効果が表れるとい���る。したがって、比ｗ１／ｗ２が０．９以下であるのが好ましい。そして、比ｗ１／ｗ２が０．８以下であれば、トラッキング方向の一次共振周波数の相対値を１０％程度低減できるので、消費電力の低減効果を有効に発揮することができる。このため、比ｗ１／ｗ２が０．８以下であるのがより好ましい。なお、比ｗ１／ｗ２が０．８以上では、フォーカス方向の一次共振周波数及びヨーイングモードの共振周波数がほとんど低下することなく、トラッキング方向の一次共振周波数のみが低減されている。【００７３】  一方、比ｗ１／ｗ２が小さくなると板金プレス加工時の生産性に影響を与える虞が生ずる。すなわち、厚みｔに対する幅ｗ１の比が１．１以下となる幅ｗ１＝０．０５０ｍｍを下回ると生産性が悪化する虞がある。このため、比ｗ１／ｗ２は、０．６３以上であるのが好ましい。なお、本実施形態３では、Ｌ３の有効長を弾性変形部３４の約３５％としているが、Ｌ３の有効長がこれ以外の場合であっても同様の傾向がある。【００７４】  以上のように、本実施形態３の対物レンズ駆動装置３０１によれば、弾性支持部材２６に台形部３７が設けられ、弾性変形部３４のストレート部３５における幅ｗ２と台形部３７の最も幅が狭い部分での幅ｗ１との関係が前記式（１）を満足する事で、トラッキング方向の一次共振周波数のみを低下させることができ、フォーカス方向の一次共振周波数と座屈共振周波数の低下を抑制することができる。【００７５】  実施形態３の概要を説明する。【００７６】（１）前記台形部は、トラッキング方向の幅が最も広い部分での幅をｗ１とし、トラッキング方向の幅が最も狭い部分での幅をｗ２としたときに、比ｗ１／ｗ２が０．９以下となるように構成されている。したがって、消費電力の低減効果を発揮させることができる。【００７７】（２）前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．８以下となるように構成されている。したがって、消費電力の低減効果を有効に発揮することができる。【００７８】（３）前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．６５以上となるように構成されている。したがって、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができる。【００７９】  なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。【００８０】  （実施の形態４）
図１３は、本発明の第４実施形態に係る対物レンズ駆動装置４０１を示している。図１４は、図１３の対物レンズ駆動装置４０１に設けられた弾性支持部材３６を一部省略して示す斜視図である。弾性支持部材３６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。【００８１】  図１３、図１４において、弾性支持部材３６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材３６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。【００８２】  弾性支持部材３６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成される。【００８３】  図１４に示すように、弾性支持部材３６には、弾性変形部４４にそれぞれストレート部４５と台形部４７とが設けられている。弾性変形部４４は直線状に形成されている。本実施形態４では、前記実施形態１〜３の何れとも異なり、台形部４７がストレート部４５の先端部１３側に設けられている。すなわち、弾性支持部材３６の基端部１２にはストレート部４５が繋がっており、このストレート部４５の幅はｗ２となっている。そして、このストレート部４５の先端部１３側に台形部４７が繋がっている。台形部４７は、ストレート部４５側の幅がｗ２となっており、先端部１３に向かうほど幅が狭くなっている。そして、台形部４７は、弾性支持部材３６の先端部１３に繋がるところでの幅がｗ１となっている。【００８４】  座屈共振周波数での共振モードでは、図６に示すように、弾性支持部材３６は、固定部材７に近い基端部１２側での変形が大きい。このように変形の大きな側を幅広のストレート部４５にするとともに、対物レンズホルダ２を支持する先端部１３側に台形部４７が形成される本実施形態の弾性支持部材３６によれば、座屈共振周波数への影響を小さくすることができる。【００８５】  ここで、本実施形態の対物レンズ駆動装置４０１について、有限要素法を用いて、共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部４４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部４７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、ｗ１＝０．０６５ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとした。そして、台形部４７がストレート部４５の先端部１３側に配置される場合と、ストレート部４５の基端部１２側に配置される場合とを比較した。【００８６】  その結果、台形部４７が先端部１３側に配置されている場合では、フォーカス方向の一次共振周波数が３４Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３９Ｈｚ、座屈共振周波数が２．９ｋＨｚであった。一方、台形部４７が基端部１２側に配置されている場合では、フォーカス方向の一次共振周波数が３５Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３９Ｈｚ、座屈共振周波数が２．５ｋＨｚであった。すなわち、台形部４７を、対物レンズホルダ２を支持する先端部１３側に配置する方が座屈共振周波数を高く設定できることが分かる。【００８７】  以上のように、本実施形態４の対物レンズ駆動装置４０１では、弾性支持部材３６の先端部１３側に台形部４７が形成されているので、座屈共振周波数をより高く設定することができる。この結果、より安定したサーボ特性を得ることができる。【００８８】  実施形態４の概要を説明する。すなわち、前記台形部は、レンズホルダ保持側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されている。したがって、座屈共振周波数をより高く設定できるので、より安定したサーボ特性を得ることができる。【００８９】  なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００９０】  本発明は、対物レンズを弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置に有用である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】固定部材に支持された複数の弾性支持部材に対物レンズホルダが保持され、この対物レンズホルダに固定された対物レンズを前記弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置であって、
前記各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けら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】前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して２７％以上の長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項３】前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して５０％以下の長さを有していることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項４】（補正後）前記台形部は、トラッキング方向の幅が最も狭い部分での幅をｗ１とし、トラッキング方向の幅が最も広い部分での幅をｗ２としたときに、比ｗ１／ｗ２が０．９以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項５】前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．８以下となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項６】前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．６５以上となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項７】前記台形部は、固定部材側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項８】前記台形部は、レンズホルダ保持側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
２１
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月20日(2006.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に支持された複数の弾性支持部材に対物レンズホルダが保持され、この対物レンズホルダに固定された対物レンズを前記弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置であって、
前記各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けら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】
前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して２７％以上の長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して５０％以下の長さを有していることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項４】
前記台形部は、トラッキング方向の幅が最も狭い部分での幅をｗ１とし、トラッキング方向の幅が最も広い部分での幅をｗ２としたときに、比ｗ１／ｗ２が０．９以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項５】
前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．８以下となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項６】
前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、
前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．６５以上となるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項７】
前記台形部は、固定部材側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項８】
前記台形部は、レンズホルダ保持側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ヘッドに用いられる対物レンズ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ、ＣＤ、ミニディスク（以下ＭＤと略す）などの光ディスク、光磁気ディスク等の円盤状の光記録媒体（以下光ディスクと略す）を記録媒体として用いる光ディスク装置は、光ディスクに記録された情報信号を再生し、或いは情報信号を記録するための光学ヘッドを備えている。この光学ヘッドは、光ディスクの情報記録面に照射される光束を出射する光源となる半導体レーザと、光ディスクからの戻り光を分離するビームスプリッター、ホログラム素子等からなる光学系ブロックと、半導体レーザから出射された光束を対物レンズによって光ディスクの情報記録面に集光させるとともに、情報トラックに光束を追従させる対物レンズ駆動装置とを備えている。
【０００３】
対物レンズ駆動装置は、対物レンズを光ディスクの回転に伴う面振れと偏心に追従させるため、情報記録面と垂直な方向、すなわちフォーカス方向と、光ディスクの情報記録面と平行でかつ情報トラックと直交する方向、すなわち光ディスクの内外周方向であるトラッキング方向に対物レンズを移動調整するための装置である。この対物レンズ駆動装置は、対物レンズを例えばフォーカス方向に２ｍｍ、トラッキング方向に１ｍｍの範囲で移動させて位置調整する。このため、対物レンズ駆動装置は直交２軸アクチュエータ機構を備えている。この直交２軸アクチュエータ機構は、磁界中に配置されたコイルに制御電流を給電し、それによって生じる電磁力を利用して対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる。
【０００４】
実用化されている直交２軸アクチュエータ機構として、摩擦が無く円滑な駆動特性が得られるバネ支持方式と、組立精度が得やすく、かつ対物レンズの傾き姿勢の維持特性に優れた軸摺動方式とがある。
【０００５】
前記バネ支持方式の直交２軸アクチュエータ機構において、対物レンズを保持する弾性支持部材の構造としては、ヒンジ型構造、ワイヤー型構造或いは板バネ構造が知られている。板バネ型構造の直交２軸アクチュエータ機構は、加工性或いは動作特性などから対物レンズ駆動装置の小型化に極めて有効である。
【０００６】
かかる板バネ構造の直交２軸アクチュエータ機構を備えた従来の対物レンズ駆動装置については、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００７】
以下、図１５〜図１８を用いて従来の対物レンズ駆動装置について説明する。図１５は従来の対物レンズ駆動装置の一例を示す全体斜視図であり、図１６はその全体平面図であり、図１７は同対物レンズ駆動装置に備えられ、対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータを構成する弾性支持部材を一部省略して示した斜視図であり、図１８は有限要素法を用いた数値解析でのヨーイング方向の共振モード（座屈共振周波数）を示す従来の対物レンズ駆動装置の上面図である。
【０００８】
図１５〜図１８において、対物レンズ１はガラスプレス又は樹脂成形により形成されており、この対物レンズ１は、対物レンズホルダ２に接着により固定されている。対物レンズホルダ２は、樹脂で成形されるとともに、穴が形成されていて、この穴に対物レンズ１が挿入されている。対物レンズホルダ２にはＺ軸を中心に巻回されたフォーカスコイル３とＸ軸を中心に巻回されたトラッキングコイル４Ａ，４Ｂが接着により固定されており、これら対物レンズ１、対物レンズホルダ２、フォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂにより、可動部５が構成される。
【０００９】
薄い板バネ材で形成された弾性支持部材６０は、一端が対物レンズホルダ２の側面に固定される一方、他端がベース部材８に固定された固定部材７に固着されている。そして、弾性支持部材６０は、可動部５をフォーカス方向（Ｚ軸方向）とトラッキング方向（Ｙ軸方向）に変位可能に支持している。なお、固定部材７は樹脂で成形されたものである。
【００１０】
弾性支持部材６０は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工して打ち抜き形成したものである。この弾性支持部材６０は、フォーカスコイル３、トラッキングコイル４への通電にも利用される。
【００１１】
図１７に示すように、弾性支持部材６０には、固定部材７側の端部にＵ字型の折り返し部７０が形成されている。このため弾性支持部材６０の有効長は、Ｌ１０＋Ｌ２０となっている。
【００１２】
ベース部材８は鉄など強磁性体の金属でできており、フォーカスコイル３とトラッキングコイル４とを挟むように互いに対向するヨーク９Ａとヨーク９Ｂを具備している。ヨーク９Ａ及びヨーク９Ｂには、磁極の方向がＸ軸方向で且つ互いに対向する面の磁極が異なる永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂが接着固定されている。これらヨーク９Ａ，９Ｂ、永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂは、磁気回路部４０を構成している。
【００１３】
以上のように構成された対物レンズ駆動装置９０１では、フォーカスコイル３にフォーカスエラー信号に応じた電流が供給されると、このフォーカスコイル３に流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂからの磁束とによって、可動部５をフォーカス方向へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と平行なフォーカス方向に移動させ、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのフォーカス調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６０は、フォーカス調整動作に際して、図１５に示すＺ軸方向（フォーカス方向）に弾性変形する事により、可動部５、すなわち対物レンズ１をＺ軸方向に位置調整する。
【００１４】
また、前記対物レンズ駆動装置９０１では、第１のトラッキングコイル４Ａ又は第２のトラッキングコイル４Ｂに、トラッキングエラー信号に応じた電流が供給されると、これらトラッキングコイル４Ａ又はトラッキングコイル４Ｂにおける対物レンズ１の光軸と平行な部位を流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０の磁束とによって、可動部５をトラッキング方向（Ｙ軸方向）へと駆動する磁気駆動力が発生する。この磁気駆動力は、対物レンズ１を光軸と直交するトラッキング方向に調整動作し、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのトラッキング調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、トラッキング調整動作に際して、図１５に示すＹ軸方向（トラッキング方向）に弾性変形する事により、可動部５、すなわち対物レンズ１をＹ軸方向に位置調整する。
【００１５】
入力電流に対するフォーカス方向及びトラッキング方向への可動部５の変位動作は、低周波帯域においてはほぼ一定であるが、ある周波数を越した高周波帯域においては、周波数が高くなるにつれ−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾きで小さくなる振動動作となる。このある特定周波数、すなわち一次共振周波数（ｆ０）は、可動部５の重量と、弾性支持部材６０のヤング率と形状でほぼ決まり、例えば弾性支持部材６０の有効長の２／３乗に反比例する。
【００１６】
一次共振周波数（ｆ０）が高くなると、低周波帯域における入力電流に対する可動部５の変位量が小さくなってしまうため、従来の対物レンズ駆動装置９０１においては、弾性支持部材６０の固定部材７側にＵ字形の折り返し部７０を設けることで弾性支持部材６の有効長を延ばし、これにより、特にフォーカス方向の一次共振周波数を低くしていた。
【特許文献１】特開平８−８３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら上記従来の構成では、弾性支持部材６０の固定部材７側に折り返し部７０が形成されているため、金型構造が複雑になるとともに、弾性支持部材６０の製造時に歩留まりが低下したり、金型寿命が短くなるという問題があった。
【００１８】
対物レンズ駆動装置９０１は、前記一次共振周波数よりも高周波の帯域にも共振周波数を有している。図１８に示すように弾性支持部材６０がＸ軸方向に座屈し、可動部５がＸＹ平面内で回転運動を起こすヨーイングモードの共振（座屈共振）では、対物レンズ１がＹ軸方向に振動するため、トラッキング方向のサーボ特性に影響を及ぼす。特に、サーボゲインがゼロとなる周波数であるゲイン交点周波数（通常５００Ｈｚから１．５ｋＨｚに設定される）の近傍に前記ヨーイングモードの共振周波数である座屈共振周波数が存在する場合、サーボ特性に多大な影響を及ぼすため、座屈共振周波数はゲイン交点周波数よりも十分に高い周波数である必要がある。しかしながら、上記従来の構成では、折り返し部７０を具備することで弾性支持部材６０の座屈に対する剛性が低下するため、座屈共振周波数が低下している。このため、座屈共振周波数がサーボのゲイン交点周波数に近づき、サーボ特性を不安定にするという問題があった。
【００１９】
ここで、図１７に示す折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０と、図１９に示すストレート部分のみで構成される弾性支持部材６１とについて、有限要素法を用いて共振周波数の数値計算を行った。サスペンションの有効長Ｌ３０（＝Ｌ１０＋Ｌ２０）＝８．６ｍｍ、幅ｂ１＝ｂ２＝ｂ３＝０．０８ｍｍ、厚さｔ＝０．０５ｍｍとしたときの計算結果では、折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０の場合は、フォーカス方向の一次共振周波数が３６Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が４７Ｈｚ、座屈共振周波数が１．２ｋＨｚとなった。
【００２０】
これに対し、ストレート部分のみで構成される弾性支持部材６１の場合は、フォーカス方向の一次共振周波数が３７ＨＺ、トラッキング方向の一次共振周波数が５０Ｈｚ、座屈共振周波数が３．６ｋＨｚとなり、座屈共振周波数は折り返し部７０を具備する場合の３．３倍の周波数となる。この計算結果からも折り返し部７０を具備する弾性支持部材６０では、座屈共振周波数がトラッキング方向のゲイン交点周波数に近づくことが分かる。
【００２１】
また、近年ポータブル機器の普及に伴い、小型化と共に消費電力の低減化が課題となっている。一次共振周波数が高いものでは、弾性支持部材の剛性が高いため、制御動作のための消費電力が大きくなる。一方、一次共振周波数が低いものでは、外部からの衝撃等の外乱が加わった場合に可動部５の変位量が大きくなるため、対物レンズと光ディスクとの衝突によるディスク傷つきが発生するという問題が発生する。この観点から、フォーカス方向の一次共振周波数は３０Ｈｚから４０Ｈｚの間に設定する事が望ましい。
【００２２】
しかしながら、一般的に板金プレス加工では、生産性を維持するために弾性支持部材のばね領域の幅を板厚の１．３倍以上とすることが望ましい。このためフォーカス方向の一次共振周波数を３０Ｈｚ以上とすると、トラッキング方向の一次共振周波数が高くなり、トラッキング方向への制御動作のための消費電力が大きくなるという問題があった。
【００２３】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、フォーカス方向の一次共振周波数及び座屈共振周波数の低周波化を抑止しつつ、トラッキング方向の一次共振周波数の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記目的を達成するため、本発明は、固定部材に支持された複数の弾性支持部材に対物レンズホルダが保持され、この対物レンズホルダに固定された対物レンズを前記弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置を前提として、前記各弾性支持部材には、この弾性支持部材の端部に近づくにしたがってトラッキング方向の幅が狭くなる台形部が設けられている。
【００２５】
本発明では、弾性支持部材に端部側ほどトラッキング方向の幅が狭くなる台形部を設けるようにしたので、フォーカス方向の剛性を維持しつつ、トラッキング方向の剛性を低減することができる。このため、フォーカス方向の変位量が過大にならないようにできるとともに、トラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。したがって、対物レンズと光ディスクの衝突を防止しつつ、トラッキング方向の制御動作時の消費電力を低減することができる。しかも、折り返し部を設ける構成に比べ座屈共振周波数を高い値に維持することができるので、サーボ特性が不安定になるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
すなわち、本発明の対物レンズ駆動装置では、座屈に対する剛性が高く維持でき、且つトラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る対物レンズ駆動装置１０１の第1実施形態を示す斜視図であり、図２は図１の対物レンズ駆動装置１０１の上面図であり、図３は図１の対物レンズ駆動装置１０１に設けられた弾性支持部材６を一部省略して示す斜視図である。この弾性支持部材６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられる。図４は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す側面図であり、フォーカス方向の一次共振周波数での共振モードを示している。図５は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す上面図であり、トラッキング方向の一次共振周波数での共振モードを示している。図６は図１の対物レンズ駆動装置１０１を部分的に示す上面図であり、ヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示している。図１〜図６において、Ｘ軸は光ディスクのトラック接線方向を表し、Ｙ軸はトラッキング方向を表し、Ｚ軸はフォーカス方向を表している。
【００２９】
なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図１〜図６に示すように、対物レンズ駆動装置１０１は、ベース部材８と、このベース部材８に固定された固定部材７と、弾性支持部材６と、この弾性支持部材６によって固定部材７に弾性的に支持された対物レンズホルダ２とを備えている。
【００３１】
対物レンズホルダ２は樹脂成形したものである。この対物レンズホルダ２には、穴が設けられていて、この穴に対物レンズ１が挿入されている。そして、対物レンズ１は、対物レンズホルダ２に接着されることによって固定されている。対物レンズ１は、ガラスプレス又は樹脂成形により形成されている。
【００３２】
対物レンズホルダ２には、Ｚ軸回り巻回されたフォーカスコイル３とＸ軸回りに巻回されたトラッキングコイル４Ａ，４Ｂとが接着によって固定されている。そして、対物レンズ１と、対物レンズホルダ２と、フォーカスコイル３と、トラッキングコイル４Ａ，４Ｂとにより、固定部材７に対して変位可能な可動部５が構成されている。
【００３３】
前記弾性支持部材６は、薄い板バネ材で形成されるものであり、各弾性支持部材６は、一端部が対物レンズホルダ２に設けられた支持部１１に固着されるとともに、他端部が固定部材７に固着されている。弾性支持部材６は、可動部５をフォーカス方向とトラッキング方向とに変位可能に支持している。具体的に説明すると、固定部材７は、ベース部材８におけるＸ軸方向の一端部に設けられている。一方、前記対物レンズホルダ２の支持部１１は、Ｘ軸方向における固定部材７と反対側に位置するように対物レンズホルダ２に設けられている。そして、各弾性支持部材６はＸ軸方向に沿うように配設されている。これら各弾性支持部材６は、Ｘ軸方向に見ると横長長方形を形成するように配置されている。そして、トラッキング方向の両側に配置される弾性支持部材６間に対物レンズホルダ２が配置されている。
【００３４】
対物レンズホルダ２と固定部材７は、それぞれ樹脂でできている。そして、弾性支持部材６は、インサート成形により対物レンズホルダ２及び固定部材７と一体化されている。
【００３５】
弾性支持部材６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などからなる金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成したものである。弾性支持部材６の一端部は、フォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けにより結合されている。すなわち、弾性支持部材６は、通電されるようになっている。
【００３６】
弾性支持部材６は、図３に示すように、固定部材７から突出する基端部１２と、前記支持部１１から突出する先端部１３との間の部位が、対物レンズ１の移動に寄与するように弾性変形する弾性変形部１４として形成されている。前記基端部１２は、固定部材７からＹ軸方向に突出していて、この基端部１２から折れ曲がるように弾性変形部１４が繋がっている。そして、弾性変形部１４は、Ｘ軸方向に真っ直ぐに延びている。先端部１３は、弾性変形部１４よりも幅広に形成されている。なお、弾性支持部材６は、何れも同じ構成である。
【００３７】
弾性変形部１４は、前記先端部１３に繋がるストレート部１５と、このストレート部１５に連続し基端部１２へ繋がる台形部１７とを備えている。ストレート部１５は、トラッキング方向の幅が長さ方向の全体に亘って一定となっている。このストレート部１５の幅をｗ２とする。台形部１７は、Ｚ軸方向に見た形状が台形に形成される部位である。台形部１７は、ストレート部１５に繋がる一端部が幅ｗ２に形成されており、基端部１２に繋がる他端部の幅ｗ１が幅ｗ２よりも狭く形成されている。すなわち、台形部１７は、弾性変形部１４の中央部から端部に近づくほど幅が狭くなる形状に構成されており、この結果、台形部１７は、固定部材７側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されている。弾性支持部材６は、Ｚ軸方向の厚みをｔとして、Ｙ軸方向の幅の値がそのｔよりも大きくなっている。弾性支持部材６の有効長、より具体的には弾性変形部１４の有効長をＬ１とし、台形部１７の有効長をＬ２とする。この有効長とは、対物レンズ１がＺ軸方向（フォーカス方向）に変位する際に、その変位に寄与する部分の長さを意味している。
【００３８】
前記ベース部材８は、鉄など強磁性体の金属でできている。ベース部材８は、前記フォーカスコイル３とトラッキングコイル４Ａ，４Ｂとを挟むように互いに対向するヨーク９Ａとヨーク９Ｂとを具備している。ヨーク９Ａ及びヨーク９Ｂには、磁極の方向がそれぞれＸ軸方向であり、且つ対向する面の磁極が異なる永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂが接着固定されている。これらヨーク９Ａ、ヨーク９Ｂ、永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂは磁気回路部４０を構成している。
【００３９】
固定部材７には、Ｘ軸方向に貫通する貫通孔７ａ（図１参照）が形成されていて、図外の光学系ブロックに配置された半導体レーザから出射された光束がこの貫通孔７ａを通過するようになっている。対物レンズホルダ２には、図１における対物レンズ１の下方に４５度に傾いたミラー（図示省略）が配置されている。このミラーは、前記貫通孔７ａを通過した光束を反射して、対物レンズ１に入射させる。すなわち、半導体レーザから出射された光束は、固定部材７の貫通孔７ａを通って対物レンズ駆動装置１０１に対しＸ軸方向に入射する。この光束は、ミラーによって光束の向きをＸ軸方向からＺ軸方向に変えて対物レンズ１に入射する。そして、図示しない光ディスクの情報記録面に光束を集光する。
【００４０】
以上のように構成された対物レンズ駆動装置１０１では、フォーカスエラー信号に応じた電流がフォーカスコイル３に供給されると、このフォーカスコイル３に流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０Ａ及び磁石１０Ｂの磁束とによって、可動部５をフォーカス方向（Ｚ軸方向）へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と平行なフォーカス方向に移動させ、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのフォーカス調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、フォーカス調整動作に際して、図１に示すＺ軸方向（フォーカス方向）に弾性変形することにより、対物レンズホルダ２を固定部材７に対して相対的に変位させる。これにより、可動部５、すなわち対物レンズ１をＺ軸方向に位置調整できる。
【００４１】
また、対物レンズ駆動装置１０１では、第１のトラッキングコイル４Ａ又は第２のトラッキングコイル４Ｂに、トラッキングエラー信号に応じた電流が供給されると、これらトラッキングコイル４Ａ又はトラッキングコイル４Ｂにおける対物レンズ１の光軸と平行な部位を流れる電流と、磁気回路部４０を構成する永久磁石１０の磁束とによって、可動部５をトラッキング方向（Ｙ軸方向）へと駆動する電磁駆動力が発生する。この電磁駆動力は、対物レンズ１を光軸と直交するトラッキング方向に調整動作し、これにより光ディスクに照射される半導体レーザのトラッキング調整が行われる。固定部材７に端部が固定された弾性支持部材６は、トラッキング調整動作に際して、図１に示すＹ軸方向（トラッキング方向）に弾性変形することにより、対物レンズホルダ２を固定部材７に対して相対的に変位させる。これにより、可動部５、すなわち対物レンズ１をＹ軸方向に位置調整できる。
【００４２】
入力電流に対する可動部５のフォーカス方向乃至トラッキング方向への変位動作量は、低周波帯域においてはほぼ一定であるが、ある周波数を越した高周波帯域においては、周波数が高くなるにつれ−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾きで小さくなる振動動作となる。このある特定周波数、すなわち一次共振周波数（ｆ０）は、フォーカス方向の調整動作時にも発生し、またトラッキング方向の調整動作時にも発生する。また、トラッキング方向の調整動作では、一次共振周波数よりも高周波帯域において、弾性支持部材６がＸ軸方向に座屈して可動部５がＸＹ平面内で回動する共振モードである座屈共振が発生する。
【００４３】
フォーカス方向の一次共振は、図４に示すように弾性支持部材６がＺ軸方向へ変形するモードである。このモードにおいて、弾性支持部材６は互いに平行に４本設けられているので、各弾性変形部１４は二次の曲げモードとなり、これにより対物レンズ１がフォーカス方向に平行移動する。フォーカス方向の一次共振周波数は、台形部１７が設けられて弾性変形部１４の幅が長さ方向に異なっていることによる影響をほとんど受けない。
【００４４】
トラッキング方向の一次共振は、図５に示すように弾性支持部材６がＹ軸方向へ変形するモードであり、このモードでは特に端部に応力がかかる。このため台形部１７を具備することで、トラッキング方向の一次共振周波数は低下する。
【００４５】
ヨーイングモードの共振周波数（座屈共振周波数）では、図６に示すように弾性支持部材６の弾性変形部１４が座屈してＳ字状に曲がり、対物レンズホルダ２がＸＹ平面内で振られる。このとき弾性変形部１４は、長手方向（Ｘ軸方向）中央付近の変形が最も大きくなるため、弾性変形部１４の端部で幅が小さくなるように台形部１７が設けられていても、そのことによる座屈共振周波数への影響はあまりない。
【００４６】
図３に示す弾性支持部材６を有する対物レンズ駆動装置１０１について、有限要素法を用いて共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部１４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部１７の有効長Ｌ２＝７．６ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、幅ｗ１＝０．０５５ｍｍ、厚みｔ＝０．０４５ｍｍとして計算を行った。この計算結果では、フォーカス方向の一次共振周波数が３０Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３７Ｈｚ、座屈共振周波数が２．２ｋＨｚであった。ここで、従来のストレート部分のみの構成の弾性支持部材６１のようにフォーカス方向の一次共振周波数が３７Ｈｚとなるように厚みｔを調整すれば、本実施形態の弾性支持部材６では、トラッキング方向の一次共振周波数が、４５．６Ｈｚとなることがわかる。同様に、厚みｔの調整により座屈共振周波数は２．７ｋＨｚとなる。したがって、トラッキング方向の一次共振周波数が５０Ｈｚである従来のストレート部分のみの弾性支持部材６１に比べ、本実施形態ではトラッキング方向の一次共振周波数が９％低減されている。このため、弾性変形部１４に台形部１７を設けることにより、ばね定数の自乗で効いてくる消費電力を２割程度低減できることがわかる。一方、座屈共振周波数が３．６ｋＨｚである従来のストレート部１５分のみの弾性支持部材６１に対し、本実施形態では２．７ｋＨｚと、低下する傾向が見られるものの、サーボゲインがゼロとなる周波数であるゲイン交点周波数（通常５００Ｈｚから１．５ｋＨｚに設定される）に対して十分大きな値であるので、サーボ特性に影響を与えるような周波数低下には至っていない。すなわち、サーボ特性が悪化しない程度に座屈共振周波数を維持しつつ、フォーカス方向の一次共振周波数に対するトラッキング方向の一次共振周波数の比を下げることができる。
【００４７】
本実施形態１の弾性変形部１４では、台形部１７の最も幅の狭い部位での幅ｗ１が厚みｔの１．２倍となるが、弾性変形部１４の殆どの領域において幅が厚みｔの１．３倍以上となっているため、板金プレス加工における生産性が悪化するには至っていない。したがって、生産性を維持しつつトラッキング方向の一次共振周波数を低減することができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態１の対物レンズ駆動装置１０１によれば、弾性支持部材６に台形部１７を具備することで、座屈共振周波数を大幅に低下させることなく、トラッキング方向の一次共振周波数を低下させることができる。この結果、サーボ特性を維持しつつ消費電力の低減化を図ることができる。
【００４９】
なお、本実施形態１では、弾性支持部材６の先端部１３側にストレート部１５を設ける構成としたが、これに限られるものではない。すなわち、弾性変形部１４の全領域を台形部１７とし、一端部の幅がｗ１とし、他端部の幅がｗ２としてもよい。この構成でも同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の第２実施形態に係る対物レンズ駆動装置２０１を示している。図８は図７の対物レンズ駆動装置２０１に設けられた弾性支持部材１６を一部省略して示す斜視図であり、図９は図７の対物レンズ駆動装置２０１における有限要素法によるトラッキング方向の一次共振周波数の数値計算結果である。弾性支持部材１６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
図７、図８において、弾性支持部材１６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材１６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。
【００５２】
図８に示すように、各弾性支持部材１６には、弾性変形部２４にそれぞれストレート部２５と台形部２７とが設けられている。弾性変形部２４は、直線状に形成されている。ストレート部２５は弾性支持部材１６の先端部１３に繋がり、台形部２７は弾性支持部材１６の基端部１２に繋がっている。台形部２７は、ストレート部２５側の端部の幅がｗ２となっており、基端部１２側の端部が幅ｗ２よりも狭い幅ｗ１となっている。
【００５３】
弾性支持部材１６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成される。
【００５４】
本実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、台形部２７の有効長Ｌ３が弾性支持部材１６の有効長Ｌ１の１／２以下すなわち５０％以下に設定され、しかも有効長Ｌ３が有効長Ｌ１の２７％以上に設定されている点である。このような設定にした理由を以下説明する。
【００５５】
図８に示す弾性支持部材１６を有する対物レンズ駆動装置２０１について、有限要素法を用いて、共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部２４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部２７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、ｗ１＝０．０５５ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとして計算を行った。すなわち、この数値計算では、有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を３５％としている。この数値計算では、トラッキング方向の一次共振周波数が３８Ｈｚであった。この結果から分かるように、実施の形態１の対物レンズ駆動装置１０１と比べて、幅広のストレート部２５の長さを５倍以上とした本実施形態２でも、トラッキング方向の一次共振周波数は、実施形態１とほぼ同等である。
【００５６】
また、前記数値計算に併せて、有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を０〜１００％に振った数値計算についても行った。その結果を図９に示す。図９は、横軸に台形部割合、即ち有効長Ｌ３に対する有効長Ｌ１の割合を取り、縦軸にトラッキング方向の一次共振周波数の相対値と取ったものである。この相対値は、ストレート部２５のみで台形部２７がない場合の一次共振周波数を１．０として、それに対する相対値を示している。図９に示すように、台形部割合が２７％のところで相対値が０．８となっており、台形部割合が２７％以上であれば、トラッキング方向の一次共振周波数を有効に低減できることがわかる。そして、台形部割合が５０％を超えると、その割合が増大しても、それに伴うトラッキング方向の一次共振周波数の低減割合は小さい。このため、台形部割合が５０％を超える範囲では、トラッキング方向の一次共振周波数はさほど変わらない。しかしながら、台形部割合が大きくなるにしたがって、弾性変形部２４の幅の狭い範囲が増大することになるので、台形部割合が５０％を超える範囲では、弾性支持部材１６の生産性が低下する虞がある。したがって、台形部割合を２７％以上で、かつ５０％以下に設定することにより、トラッキング方向の一次共振周波数を効果的に低下させつつ、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態２の対物レンズ駆動装置２０１によれば、弾性支持部材１６における弾性変形部２４に台形部２７を形成し、この台形部２７の有効長Ｌ３が弾性変形部２４の有効長Ｌ１に対して、２７％以上で５０％以下とする事で、弾性支持部材１６に幅広のストレート部分をより多く確保しながら、トラッキング方向の一次共振周波数を効率良く低下させる事ができる。それ故、実施の形態１の効果に加え、弾性支持部材１６の板金プレス加工での生産性を高めることができる。
【００５８】
本実施形態２の概要を説明する。
（１）前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して２７％以上の長さを有している。したがって、トラッキング方向の一次共振周波数を有効に低減することができる。
（２）弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、前記台形部は、前記弾性支持部材の有効長に対して５０％以下の長さを有している。したがって、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができるので、弾性支持部材を安定して生産することができる。
【００５９】
なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６０】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る対物レンズ駆動装置３０１を示している。図１１は、図１０の対物レンズ駆動装置３０１に設けられた弾性支持部材２６を一部省略して示す斜視図であり、図１２は図１０の対物レンズ駆動装置３０１における有限要素法によるトラッキング方向の一次共振周波数の数値計算結果である。弾性支持部材２６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
図１０、図１１において、弾性支持部材２６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材２６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。
【００６２】
図１１に示すように、各弾性支持部材２６には、弾性変形部３４にそれぞれストレート部３５と台形部３７とが設けられている。弾性変形部３４は直線状に形成されている。ストレート部３５は弾性支持部材２６の先端部１３に繋がり、台形部３７は弾性支持部材２６の基端部１２に繋がっている。台形部３７は、ストレート部３５側の端部の幅がｗ２となっており、基端部１２側の端部が幅ｗ２よりも狭い幅ｗ１となっている。
【００６３】
弾性支持部材２６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成されている。
【００６４】
本実施形態３では、台形部３７における最も幅の広い部分での幅ｗ２と、台形部３７における最も幅の狭い部分での幅ｗ１との関係が以下の式（１）を満足するように台形部３７が形成されている。
【００６５】
０．６３≦ｗ１／ｗ２≦０．９  ・・・（１）
台形部３７における両端部の幅ｗ１，ｗ２が前記式（１）を満足するように設定した理由を以下説明する。
【００６６】
台形部３７において最も幅が狭い部分の幅ｗ１を小さくすれば、トラッキング方向の一次共振周波数を低くすることができるが、板金プレス加工時の生産性が低下する。また、フォーカス方向の一次共振周波数への影響や座屈共振周波数への影響も生じてくる。そこで、幅ｗ２に対する幅ｗ１の比を変化させて、そのときのフォーカス方向の一次共振周波数、トラッキング方向の一次共振周波数及び座屈共振周波数（ヨーイングモードの共振周波数）を有限要素法を用いて計算した。この計算では、弾性変形部３４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部３７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとした。
【００６７】
図１２にその結果を示す。図１２は、横軸に比ｗ１／ｗ２を取り、縦軸に共振周波数の相対値を取ったものである。この相対値は、比ｗ１／ｗ２が１のときの共振周波数を１として、それに対する相対値を表すものである。
【００６８】
図１２から分かるように、比ｗ１／ｗ２が０．９であれば、トラッキング方向の一次共振周波数の相対値を５％程度低減できるので、それ以下の範囲において消費電力の低減効果が表れるといえる。したがって、比ｗ１／ｗ２が０．９以下であるのが好ましい。そして、比ｗ１／ｗ２が０．８以下であれば、トラッキング方向の一次共振周波数の相対値を１０％程度低減できるので、消費電力の低減効果を有効に発揮することができる。このため、比ｗ１／ｗ２が０．８以下であるのがより好ましい。なお、比ｗ１／ｗ２が０．８以上では、フォーカス方向の一次共振周波数及びヨーイングモードの共振周波数がほとんど低下することなく、トラッキング方向の一次共振周波数のみが低減されている。
【００６９】
一方、比ｗ１／ｗ２が小さくなると板金プレス加工時の生産性に影響を与える虞が生ずる。すなわち、厚みｔに対する幅ｗ１の比が１．１以下となる幅ｗ１＝０．０５０ｍｍを下回ると生産性が悪化する虞がある。このため、比ｗ１／ｗ２は、０．６３以上であるのが好ましい。なお、本実施形態３では、Ｌ３の有効長を弾性変形部３４の約３５％としているが、Ｌ３の有効長がこれ以外の場合であっても同様の傾向がある。
【００７０】
以上のように、本実施形態３の対物レンズ駆動装置３０１によれば、弾性支持部材２６に台形部３７が設けられ、弾性変形部３４のストレート部３５における幅ｗ２と台形部３７の最も幅が狭い部分での幅ｗ１との関係が前記式（１）を満足する事で、トラッキング方向の一次共振周波数のみを低下させることができ、フォーカス方向の一次共振周波数と座屈共振周波数の低下を抑制することができる。
【００７１】
実施形態３の概要を説明する。
（１）前記台形部は、トラッキング方向の幅が最も広い部分での幅をｗ１とし、トラッキング方向の幅が最も狭い部分での幅をｗ２としたときに、比ｗ１／ｗ２が０．９以下となるように構成されている。したがって、消費電力の低減効果を発揮させることができる。
（２）前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．８以下となるように構成されている。したがって、消費電力の低減効果を有効に発揮することができる。
（３）前記弾性支持部材は、板金プレス加工によって形成されるものであり、前記台形部は、前記比ｗ１／ｗ２が０．６５以上となるように構成されている。したがって、板金プレス加工時の歩留まりが低下するのを抑制することができる。
【００７２】
なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７３】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の第４実施形態に係る対物レンズ駆動装置４０１を示している。図１４は、図１３の対物レンズ駆動装置４０１に設けられた弾性支持部材３６を一部省略して示す斜視図である。弾性支持部材３６は、対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位自在に支持する２軸アクチュエータに設けられている。なお、ここでは、図１５〜図１８に示した従来例と同じ構成要素には同じ符号を付記し、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
図１３、図１４において、弾性支持部材３６は、通電性とバネ特性の両方に優れたリン青銅、ベリリウム銅などの金属プレートを板金プレス加工で打ち抜き形成されたものである。弾性支持部材３６は、一端がフォーカスコイル３及びトラッキングコイル４Ａ，４Ｂと半田付けされており、通電されるようになっている。
【００７５】
弾性支持部材３６は、板金プレス加工にて成形された後、樹脂で形成される対物レンズホルダ２及び固定部材７と共にインサート成形により一体に形成される。
【００７６】
図１４に示すように、弾性支持部材３６には、弾性変形部４４にそれぞれストレート部４５と台形部４７とが設けられている。弾性変形部４４は直線状に形成されている。本実施形態４では、前記実施形態１〜３の何れとも異なり、台形部４７がストレート部４５の先端部１３側に設けられている。すなわち、弾性支持部材３６の基端部１２にはストレート部４５が繋がっており、このストレート部４５の幅はｗ２となっている。そして、このストレート部４５の先端部１３側に台形部４７が繋がっている。台形部４７は、ストレート部４５側の幅がｗ２となっており、先端部１３に向かうほど幅が狭くなっている。そして、台形部４７は、弾性支持部材３６の先端部１３に繋がるところでの幅がｗ１となっている。
【００７７】
座屈共振周波数での共振モードでは、図６に示すように、弾性支持部材３６は、固定部材７に近い基端部１２側での変形が大きい。このように変形の大きな側を幅広のストレート部４５にするとともに、対物レンズホルダ２を支持する先端部１３側に台形部４７が形成される本実施形態の弾性支持部材３６によれば、座屈共振周波数への影響を小さくすることができる。
【００７８】
ここで、本実施形態の対物レンズ駆動装置４０１について、有限要素法を用いて、共振周波数についての数値計算を行った。この数値計算では、弾性変形部４４の有効長Ｌ１＝８．６ｍｍ、台形部４７の有効長Ｌ３＝３．０ｍｍ、幅ｗ２＝０．０８ｍｍ、ｗ１＝０．０６５ｍｍ、厚さｔ＝０．０４５ｍｍとした。そして、台形部４７がストレート部４５の先端部１３側に配置される場合と、ストレート部４５の基端部１２側に配置される場合とを比較した。
【００７９】
その結果、台形部４７が先端部１３側に配置されている場合では、フォーカス方向の一次共振周波数が３４Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３９Ｈｚ、座屈共振周波数が２．９ｋＨｚであった。一方、台形部４７が基端部１２側に配置されている場合では、フォーカス方向の一次共振周波数が３５Ｈｚ、トラッキング方向の一次共振周波数が３９Ｈｚ、座屈共振周波数が２．５ｋＨｚであった。すなわち、台形部４７を、対物レンズホルダ２を支持する先端部１３側に配置する方が座屈共振周波数を高く設定できることが分かる。
【００８０】
以上のように、本実施形態４の対物レンズ駆動装置４０１では、弾性支持部材３６の先端部１３側に台形部４７が形成されているので、座屈共振周波数をより高く設定することができる。この結果、より安定したサーボ特性を得ることができる。
【００８１】
実施形態４の概要を説明する。すなわち、前記台形部は、レンズホルダ保持側の端部でのトラッキング方向の幅が狭くなる形状に構成されている。したがって、座屈共振周波数をより高く設定できるので、より安定したサーボ特性を得ることができる。
【００８２】
なお、その他の構成、動作及び効果については実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、対物レンズを弾性支持部材の撓み変形によってフォーカス方向及びトラッキング方向に変位させる対物レンズ駆動装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２】前記対物レンズ駆動装置の上面図である。
【図３】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図４】前記弾性支持部材のフォーカス方向の一次共振周波数での共振モードを示す図である。
【図５】前記弾性支持部材のトラッキング方向の一次共振周波数での共振モードを示す図である。
【図６】前記弾性支持部材のヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示す図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図８】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図９】台形部割合とトラッキング方向の共振周波数相対値との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１１】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１２】比ｗ１／ｗ２と共振周波数相対値との関係を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施形態４に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１４】前記対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１５】従来の対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図１６】従来の対物レンズ駆動装置の上面図である。
【図１７】従来の対物レンズ駆動装置に設けられる弾性支持部材の斜視図である。
【図１８】前記弾性支持部材のヨーインモードの共振周波数（座屈共振周波数）での共振モードを示す図である。
【図１９】ストレート部分のみを有する弾性支持部材の斜視図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006043360.tif 000021
【図２】
2006043360.tif 000022
【図３】
2006043360.tif 000023
【図４】
2006043360.tif 000024
【図５】
2006043360.tif 000025
【図６】
2006043360.tif 000026
【図７】
2006043360.tif 000027
【図８】
2006043360.tif 000028
【図９】
2006043360.tif 000029
【図１０】
2006043360.tif 000030
【図１１】
2006043360.tif 000031
【図１２】
2006043360.tif 000032
【図１３】
2006043360.tif 000033
【図１４】
2006043360.tif 000034
【図１５】
2006043360.tif 000035
【図１６】
2006043360.tif 000036
【図１７】
2006043360.tif 000037
【図１８】
2006043360.tif 000038
【図１９】
2006043360.tif 000039
【国際調査報告】
2006043360.tif 000040
2006043360.tif 000041
2006043360.tif 000042
2006043360.tif 000043