JP3495392B2

JP3495392B2 - 対物レンズ駆動装置

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Publication number: JP3495392B2
Application number: JP24470793A
Authority: JP
Inventors: 厚司市川; 昭雄矢部
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JPH0798879A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対物レンズ駆動装置に
係り、特に、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等に
使用して好適な対物レンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の対物レンズ駆動装置に関する従
来技術として、例えば、特開昭６２−２０８４３７号公
報等に記載された技術が知られている。

【０００３】この従来技術は、対物レンズを回動アーム
上に支軸から離間して配置し、回動アームに支軸軸線方
向駆動手段（フォーカシング）及び回動方向駆動手段
（トラッキング）を配置したものである。

【０００４】図５は従来技術による対物レンズ駆動装置
の構成を示す斜視図であり、以下、この図面により従来
技術を説明する。図５において、１は対物レンズ、２は
回動アーム、３は軸受、４は軸線方向駆動用コイル、５
ａ、５ｂは回動方向駆動用コイル、７ａ〜７ｄはヨー
ク、８ａ〜８ｄは磁石である。

【０００５】図示従来技術は、図５に示すように、回動
アーム２に、対物レンズ１及び対称面を有する複数の回
動方向駆動用コイル５ａ、５ｂを支軸９に対して対向さ
せて配置し、かつ、軸線方向駆動用コイル４が配置され
た可動部を、磁石８ａ〜８ｄ、ヨーク７ａ〜７ｄ等によ
り構成され、磁気回路を作る固定部に連結して構成され
る。そして、前述の対物レンズ１、軸線方向駆動用コイ
ル４、回動方向駆動用コイル５、軸受３等により構成さ
れる可動部は、固定部の支軸９に対して対称に弾性部材
で支持されている。この結果、前記複数の回動方向駆動
用コイル５ａ、５ｂの対称面に対し、ほぼ逆方向の磁場
分布を有する磁気回路が、磁石８ｂ、８ｄにより形成さ
れる。

【０００６】前述のように構成される従来技術は、支軸
まわりの回動モーメントのみを発生させることができる
ので、支軸に並進力が加わわることがなく、軸受３と支
軸９との間に生じる摩擦及び軸受３に伝わる支軸９及び
その他の振動を低減することができるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
技術は、対称面を有する回動方向駆動用コイル５ａ、５
ｂにその対称面に対し逆方向の磁場を与えるため、軸線
方向駆動用コイル４と兼用のものを含めて合計４個の磁
石を使用しており、小型化、低コスト化が困難であると
いう問題点を有している。

【０００８】また、前述した従来技術は、対称面を有す
る回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂの支軸軸線方向投影
面形状が、ほぼ直線になっており、支軸からの回動方向
駆動用コイル最先端部までの距離が長く、そのため、慣
性モーメントが大きく、回動加速度を大きくするため
に、磁石８ａ〜８ｄ、回動方向駆動用コイル５を大きく
しなければならないという問題点を有している。

【０００９】前述のように、従来技術は、小型化、低コ
スト化を図るという点について配慮されておらず、軸受
と支軸との間に生じる摩擦及び軸受に伝わる支軸及びそ
の他の振動を低減し、かつ、所定の回動加速度特性を得
るためには、装置が大きくなってしまうという問題点を
有している。

【００１０】このような問題点は、回動方向駆動用コイ
ルを支軸に対し点対称となるように、例えば、個々の磁
気回路内に偶数個配置し、かつ、対物レンズのカウンタ
バランスとしてバランスウエイトを支軸に対し対物レン
ズと反対側に配置し、かつ、磁石を対物レンズと支軸と
を結ぶ直線と平行に配置し、これによる磁束の分布が支
軸に対して対称となるようにすることにより解決するこ
とができる。

【００１１】しかし、前述の構成は、可動部を重くし動
特性を劣化させるバランスウエイトを有すること、及
び、対物レンズ側に配置した回動方向駆動用コイルが、
対物レンズに入射するレーザ光を遮る恐れがあるため、
回動方向駆動用コイルを小さくする必要があり、回動加
速度が低下する等の問題を生じさせる。

【００１２】また、前述の構成は、回動方向駆動用コイ
ルの水平方向部分に流れる駆動電流と、この部分に作用
する磁石の上下方向の漏れ磁束とによってトラッキング
方向の並進力が発生し、支軸に軸受が強く接触して、軸
受と支軸との間に生じる摩擦及び軸受に伝わる支軸から
の振動を低減することが不可能になるという問題点を生
じてしまう。

【００１３】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、従来技術の場合と同等に軸受に対する支軸
との摩擦及び軸受に伝わる支軸及びその他の振動を低減
することができ、かつ、所定の回動加速度特性を得るこ
とができ、さらに、小型化、低コスト化が可能な対物レ
ンズ駆動装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、対物レンズ、支軸の軸線方向駆動用コイル、及び、
複数の回動方向駆動用コイルがそれぞれ支軸から離間し
て設けられている支軸に回動可能に設けられた回動アー
ムと、前記軸線方向駆動用コイルと前記回動方向駆動用
コイルとに交鎖する磁束を発生する複数の磁気回路とを
備え、支軸を中心とした回動及び支軸の軸線方向の摺動
が可能な対物レンズ駆動装置において、それぞれの互い
に対向する部分の間隔が、前記対物レンズと支軸とを結
ぶ線の方向の両端で異なっている複数の磁気回路を、前
記支軸軸線方向に投影した形状が、前記対物レンズと前
記支軸とを結ぶ直線に対称で、かつ、前記支軸を通り、
前記直線に直交する直線に対して非対称となるように配
置され、前記回動方向駆動コイルが、前記対物レンズと
前記支軸とを結ぶ直線および前記支軸にそれぞれ直交す
る方向に、前記直線から離間して設けられ、前記支軸軸
線方向に投影した形状が、ほぼその中央部で支軸からの
距離が短くなる方向に「く」の字形に曲がっていること
により達成される。

【００１５】また、前記目的は、回動方向駆動用コイル
の水平方向部分に流れる駆動電流とこの部分に作用する
磁石からの上下方向の漏れ磁束とによって発生するトラ
ッキング方向の並進力の影響を低減するように、この並
進力とほぼ同じ大きさで、かつ、反対方向の力を回動方
向駆動用コイルに発生させると共に、回動アーム、軸線
方向駆動用コイル、回動方向駆動用コイル、軸受、対物
レンズ等から構成される可動部を、支軸に対してほぼ対
称な力、モーメントを発生する複数の弾性部材で支持す
るようにすることにより達成される。

【００１６】

【００１７】

【作用】回動方向駆動用コイルには、磁石から放射され
た磁束が交鎖しており、コイルに駆動電流を流すことに
より電磁力が発生する。この電磁力は、対物レンズを支
軸まわりに回動させる回転モーメントとなるものであ
り、本来この回転モーメントとなる電磁力のみを発生さ
せることが望ましい。しかし、実際には、磁石からの上
下方向への漏れ磁束と回動方向駆動用コイルの水平部分
を流れる電流との作用により回転モーメントとは別にト
ラッキング方向への並進力が発生する。

【００１８】この並進力は、軸受と支軸との間の摩擦力
を大きくし、かつ、支軸の振動を軸受に伝え易くする等
の悪影響を装置に与えるため、本来小さいことが望まし
い。

【００１９】本発明は、磁石をハの字型に、あるい
は、磁石に対して回動方向駆動用コイルをずらして配置
することにより、回動方向駆動用コイルを磁気回路の磁
束中心から非対称に配置しているので、磁石から放射さ
れる磁束が回動方向駆動用コイルに対し斜めに交鎖する
ことになり、これによって発生する電磁力も斜め方向に
発生する。

【００２０】この電磁力は、対物レンズを回動する回転
モーメントを発生させる電磁力とそれらと直交する電磁
力とにそれぞれ分けて考えることが可能である。この電
磁力のうち回転モーメントを発生させる電磁力と直交す
る電磁力は並進力であるが、前述した漏れ磁束と回動方
向駆動用コイルの水平部分を流れる電流との作用により
回転モーメントとは別方向に生じた電磁力による並進力
とは方向が逆となる。

【００２１】従って、本発明によれば、不要なトラッキ
ング方向の並進力を総合的には除去することが可能とな
り、そのため、軸受と支軸との間の摩擦力が大きくなっ
たり、支軸及びその他の振動を軸受に伝え易くなる等の
問題を生じることがない。また、本発明は、回動方向駆
動用コイル５の先端をくの字型に折り曲げているため、
支軸からの距離が小さく、そのため、慣性モーメントを
小さくすることができ、回動加速度特性を向上すること
が可能である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明による対物レンズ駆動装置の一
実施例を図面により詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施例の構成を示す上面
図、図２は本発明の一実施例の構成を示す断面図、図３
は本発明の一実施例の動作を説明する斜視図、図４は本
発明の一実施例の動作を説明する上面図である。図１〜
図４において、４ａ、４ｂは軸線方向駆動用コイル、６
ａ〜６ｄはサスペンション、１０はベース板であり、他
の符号は図５の場合と同一である。

【００２４】本発明の一実施例の構成を示す図１におい
て、対物レンズ１は、ＰＰＳ材等の軽量かつ高剛性の非
磁性材料からなる回動アーム２の一端に挿入固定されて
いる。この回動アーム２に設けられる軸受３は、固定部
の支軸９との摺動部を構成しており、軽量かつ高剛性の
非磁性材料から加工形成、あるいは、ＰＰＳ材等で射出
成形されている。

【００２５】そして、支軸軸線（フォーカス）方向駆動
用コイル４ａ、４ｂは、支軸９に対し左右ほぼ対称に回
動アーム２に形成されたボビンに固定されている。ま
た、回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂは、対物レンズ１
に対するカウンタウエイトを兼ねるため、軸受３に対し
対物レンズ１と反対側に設けられる。さらに、回動方向
駆動用コイル５ａ、５ｂは、対物レンズ１と支軸９とを
結ぶ直線に直交する方向（トラッキング方向）に離間し
た、コイルの一部のみが磁気回路内に存在するような位
置に設けられ、前記ボビンに固定されている。この回動
方向駆動用コイル５ａ、５ｂは、ほぼその中央付近で支
軸からの距離が短くなる方向にくの字型に折り曲げられ
ている。

【００２６】鉄等の磁性材で作成された固定部のベース
板１０には、図２に示すように、支軸９がほぼ垂直に圧
入固定されている。この支軸９は、高剛性の材料から加
工形成され、摺動表面は低摩擦係数の樹脂でコーティン
グされている。

【００２７】さらに、ベース板１０には、磁気ギャップ
１１ａ、１１ｂを形成するヨーク７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄが形成され、ヨーク７ａ、７ｃには、支軸軸線方向駆
動用コイル４ａ、４ｂと回動方向駆動用コイル５ａ、５
ｂとの両方に兼用する磁場を発生させる磁石８ａ、８ｂ
が取り付けられる。ヨーク７ａ、７ｃの磁石８ａ、８ｂ
が取り付けられる面は、支軸軸線方向遠方より見たと
き、ハの字型になるように内側のヨーク７ｂ、７ｄに対
し傾いており、この面に磁石８ａ、８ｂがそれぞれ固定
される。これにより、対物レンズ１と支軸９とを結ぶ方
向に対して磁石８ａ、８ｂと内側ヨーク７ｂ、７ｄとの
間隔が異なる磁気ギャップ１１ａ、１１ｂが形成され
る。

【００２８】また、外側ヨーク７ａ、７ｃの磁石８ａ、
８ｂが取り付けられる面とは反対側の面は、図１に示す
ように内側ヨーク７ｂ、７ｄとほぼ平行になっており、
従って、外側ヨーク７ａ、７ｃの板厚は、対物レンズ１
と支軸９とを結ぶ方向に対して均一ではなく、対物レン
ズ１側の方が厚くなっている。そして、回動方向駆動用
コイル５ａ、５ｂは、これらの約半分に相当する部分の
前記間隔が場所によって異なる磁気ギャップ１１ａ、１
１ｂ内に配置されている。磁石８ａ、８ｂの極性は、図
示のように互いに支軸側がＳ極となるように配置されて
いる。

【００２９】対物レンズ１、軸線方向駆動用コイル４、
回動方向駆動用コイル５、軸受３、回動アーム２等から
構成される可動部は、４本のトラッキング方向に伸びた
コイル状サスペンション６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによっ
て、磁石８、ヨーク７、ベース板１０等から構成される
固定部と結合されている。コイル状サスペンション６ａ
〜６ｄは、それぞれほぼ平行に配置され、かつ、支軸軸
線方向位置が４本共にほぼ同じ高さに、すなわち、支軸
に垂直な平面上に配置されている。

【００３０】また、サスペンション６ａ〜６ｂの巻方向
は、支軸９に対して対称となっており、図１に示す実施
例では、６ａと６ｄ、６ｂと６ｃがそれぞれ同じ方向に
巻かれたコイル状サスペンション６となっている。この
コイル状サスペンション６は、導電体により構成するこ
とにより、各駆動用コイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのリ
ード線を兼ねることができる。

【００３１】次に、前述したように構成される本発明の
一実施例の動作を図３、図４を参照して説明する。な
お、支軸軸線方向の動作は、軸線方向駆動用コイルが２
個設けられているが、従来技術の場合と同一であるの
で、その説明を省略し、ここでは、回動方向の動作につ
いてのみ説明する。

【００３２】いま、回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂに
駆動電流が流れていないものとする。この場合、回動方
向駆動用コイル５ａ、５ｂと対物レンズ１とは、バラン
ス状態にあり、かつ、サスペンション６ａ〜６ｄによっ
て弾性支持されているので、支軸９と軸受３との間には
大きな力は作用しない。

【００３３】そして、回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂ
に駆動電流ｉ₂、ｉ₁が流れると、図３に示すように、回
動方向駆動用コイル５ａ、５ｂが磁束ｊ₂、ｊ₁を発生
し、この磁束の作用により電磁力ｆ₂、ｆ₁が発生する。
この電磁力ｆ₂、ｆ₁は、大きさがほぼ同じで方向が逆方
向となる偶力であるため、対物レンズ１を支軸９の周り
に回動させる回転トルクを発生させる。従って、対物レ
ンズ１は、支軸９の周りに回動し、トラッキング方向に
動作する。

【００３４】しかし、前述において、磁石８ｂ、８ａか
らは、漏れ磁束ｊ₃〜ｊ₆が放射されているので、この磁
束と回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂの水平部分を流れ
る電流との作用により、回動方向駆動用コイル５ｂ、５
ａは、電磁力ｆ₁、ｆ₂以外の電磁力ｆ₃〜ｆ₆を発生す
る。

【００３５】図１、図２に示すように構成される本発明
の一実施例は、磁石８ａ、８ｂがハの字型に配置され、
片側１個の回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂが磁気回路
の磁束の中心に対し非対称に配置されているため、図４
に示すように、磁石８ａ、８ｂからの磁束ｊ₂、ｊ₁は、
回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂに対して傾いて交鎖す
る。そのため、電磁力ｆ₈、ｆ₇は、図示のように対物レ
ンズ１と支軸９とを結ぶ直線に対して、傾いて発生す
る。この電磁力ｆ₈、ｆ₇のトラッキング方向に直交する
方向の成分ｆ₂、ｆ₁は、図３に示した電磁力ｆ₂、ｆ₁と
同一であり、対物レンズ１を支軸９に対して回動させ、
トラッキング方向に動作させる。

【００３６】一方、回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂが
発生する電磁力ｆ₈、ｆ₇のトラッキング方向成分ｆ₁₀、
ｆ₉は、前記可動部をトラッキング方向に移動させる並
進力であるが、前述の磁石８ｂ、８ａから放射される上
下方向の漏れ磁束ｊ₃〜ｊ₆によって発生する電磁力ｆ₃
〜ｆ₆を打消すように作用する。

【００３７】本発明の一実施例は、磁石８ａ、８ｂの傾
き角、及び、磁力を適切に設定することにより、これら
の不要な並進力をほとんど除去することができ、対物レ
ンズ１を支軸９に対して回動させるための偶力ｆ₂、ｆ₁
のみを発生させることが可能となり、良好な回動特性を
一対の磁石８ａ、８ｂのみにより得ることができ、従来
技術に比較して、より小型で低コストの装置により、従
来技術と同等の特性を得ることができる。

【００３８】また、本発明の実施例は、既に説明したよ
うに、回動方向駆動用コイル５ａ、５ｂをくの字型に折
り曲げ、このコイルを回動方向駆動力を発生しない部分
の支軸９からの距離を短く、従って、慣性モーメントが
極力小さくなるように配置しているので、より効率的に
回動方向の加速度特性を向上させることができる。

【００３９】また、本発明の実施例は、図１、図２に示
すように、外側ヨーク７ａ、７ｃの磁石８ａ、８ｂの取
付け面と反対側の面の一部を内側ヨーク７ｂ、７ｄとほ
ぼ平行となるように成形しているため、対物レンズ駆動
装置外周にフレキシブル基板等を貼付る場合にも、フラ
ットな面を確保することができ、これらの作業に支障を
きたすことはない。

【００４０】サスペンション６ａ〜６ｄは、図１に示し
たように、トラッキング方向に伸びたコイル状であり、
支軸９に対して対称に４本がそれぞれほぼ平行となるよ
うに、かつ、支軸軸線方向位置が４本共ほぼ同じ高さに
配置されているので、前記可動部が、軸線方向及び回動
方向に動作しても支軸９の周りに可動部全体を回転ある
いは並進させるような不要な力を発生させることはな
い。また、コイル状サスペンションは、荷重に対する変
位の直線性がよいため、コイル巻径、線径及び巻数の選
択により軸方向とそれに直角方向の剛性の調整範囲を広
く取ることが可能である。

【００４１】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来技術の場合と同等に軸受に対する支軸との摩擦及び軸
受に伝わる支軸及びその他の振動を低減することがで
き、かつ、所定の回動加速度特性を得ることができ、さ
らに、小型化、低コスト化を図り、かつ、少部品により
対物レンズ駆動装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す上面図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を説明する斜視図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の動作を説明する上面図であ
る。

【図５】従来技術による対物レンズ駆動装置の構成を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１対物レンズ２回動アーム３軸受４、４ａ、４ｂ軸線方向駆動用コイル５ａ、５ｂ回動方向駆動用コイル６ａ〜６ｄサスペンション７ａ〜７ｄヨーク８ａ〜８ｄ磁石９支軸１０ベース板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−33343（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−202335（ＪＰ，Ａ) 特開平７−14200（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 G11B 7/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズ、支軸の軸線方向駆動用コイ
ル、及び、複数の回動方向駆動用コイルがそれぞれ支軸
から離間して設けられている支軸に回動可能に設けられ
た回動アームと、前記軸線方向駆動用コイルと前記回動
方向駆動用コイルとに交鎖する磁束を発生する複数の磁
気回路とを備え、支軸を中心とした回動及び支軸の軸線
方向の摺動が可能な対物レンズ駆動装置において、それぞれの互いに対向する部分の間隔が、前記対物レン
ズと支軸とを結ぶ線の方向の両端で異なっている複数の
磁気回路を、前記支軸軸線方向に投影した形状が、前記
対物レンズと前記支軸とを結ぶ直線に対称で、かつ、前
記支軸を通り、前記直線に直交する直線に対して非対称
となるように配置され、前記回動方向駆動コイルは、前記対物レンズと前記支軸
とを結ぶ直線および前記支軸にそれぞれ直交する方向
に、前記直線から離間して設けられ、前記支軸軸線方向
に投影した形状が、ほぼその中央部で支軸からの距離が
短くなる方向に「く」の字形に曲がっていることを特徴
とする対物レンズ駆動装置。
【請求項２】前記回動方向駆動用コイルは、その一部
のみを磁気回路内に存在させたことを特徴とする請求項
１記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項３】前記支軸に回動可能に設けられた回動ア
ームは、複数のコイル状サスペンションにより、前記磁
気回路を備えている固定部に接続されて支持され、前記
複数個のコイル状サスペンションは、支軸に垂直な平面
上に互いにほぼ平行に、かつ、コイル状サスペンション
の巻き方向が支軸に対して対称になるよう配置されてい
ることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ
駆動装置。
【請求項４】前記コイル状サスペンションが導電体で
形成され、前記軸線方向駆動用コイルと前記回動方向駆
動用コイルとに対する駆動導体を兼ねることを特徴とす
る請求項３記載の対物レンズ駆動装置。