JP4398892B2

JP4398892B2 - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP4398892B2
Application number: JP2005075451A
Authority: JP
Inventors: 光教和田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: JP2006260656A

Description

本発明は、レンズホルダに保持された対物レンズをＤＶＤ等の光ディスクに対向させて情報の記録および／または再生を行う光学式ピックアップの対物レンズ駆動装置に係り、特に、レンズホルダが導電性のワイヤを介して弾性的に支持されていると共に、このレンズホルダに３系統の駆動コイルを搭載して対物レンズのフォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が行えるようにした対物レンズ駆動装置に関する。

従来より知られている一般的な光学式ピックアップの対物レンズ駆動装置は、対物レンズを搭載したレンズホルダが４本の導電性ワイヤを介して支持部材に弾性的に支持されており、ムービングコイル方式の場合、レンズホルダに搭載されたフォーカスコイルおよびトラッキングコイルにこれら４本のワイヤの各一端部が接続されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は上記特許文献１などに開示された従来例を説明するもので、同図に示す従来の対物レンズ駆動装置において、光ディスクの信号面に対向する対物レンズ１はレンズホルダ２に搭載されており、このレンズホルダ２は導電性金属材からなる４本のワイヤ４を介して支持部材３に弾性的に支持されている。支持部材３の背面側には凸部３ａが形成されており、この凸部３ａの平坦面に背面基板５の中央固定部５ａが接着固定されている。なお、支持部材３は図示せぬベース部材上に固定されている。

背面基板５の中央固定部５ａの長手方向両側は非固定領域で撓みが許容された可撓部５ｂとなっており、両可撓部５ｂは支持部材３の凹段部３ｂと対向している。この背面基板５は、リン青銅等の弾性金属板からなる４片の導体板パターンを互いに非接触に並設し、これら４片の導体板パターンをポリイミドフィルム等の耐熱絶縁性のカバーフィルムで挟み込んだラミネート構造の基板である。背面基板５の両可撓部５ｂには上部と下部に２箇所ずつ、計４箇所にワイヤ４を貫通させる小孔が穿設されており、各小孔の周囲には導体板パターンの一部を露出させたランド部６ｂが設けられている。また、背面基板５の中央固定部５ａには各導体板パターンを外方へ延出させた外部回路接続ランド６ａが設けられており、これらの外部回路接続ランド６ａは図示せぬ配線基板のリードパターンに半田付けされて外部駆動回路と接続される。

レンズホルダ２にはフォーカスコイルＣ１とトラッキングコイルＣ２とが搭載されており、前記ベース部材上に設置された図示せぬマグネットの磁路が各コイルＣ１，Ｃ２を横断している。４本のワイヤ４はレンズホルダ２の両側部（耳部２ａ）に２本ずつ架設されており、各ワイヤ４の一端部がフォーカスコイルＣ１またはトラッキングコイルＣ２に接続されている。また、各ワイヤ４の他端部は支持部材３の図示せぬダンパ材充填部と背面基板５の前記小孔を貫通してランド部６ｂに半田付けされている。

このように概略構成された対物レンズ駆動装置は、外部駆動回路から各外部回路接続ランド６ａを経由して各導体板パターンへ与えられた駆動電流を、４本のワイヤ４を介して各コイルＣ１，Ｃ２へ供給することができるので、電磁力によりレンズホルダ２を適宜駆動して対物レンズ１をフォーカス方向とトラッキング方向とに姿勢制御できるようになっている。また、背面基板５の可撓部５ｂに設けられたランド部６ｂに各ワイヤ４の端部が半田付けされているので、対物レンズ１の姿勢制御時に各ワイヤ４の曲げ変形に追従して可撓部５ｂを弾性的に撓ませることができ、それゆえピッチング動作などの高次共振がフォーカス制御やトラッキング制御に悪影響を及ぼさないように設定することができる。

ところで近年、光ディスクの高密度化が促進されているが、かかる高密度の光ディスクに対して情報を記録する場合などに、レンズホルダに搭載された対物レンズのフォーカス制御とトラッキング制御だけでなく、この対物レンズの光軸を光ディスクの信号面に対して略垂直に保つチルト角制御が要求されるようになっている。

このように対物レンズのフォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が行えるようにした対物レンズ駆動装置の従来例としては、レンズホルダに搭載された３系統の駆動コイルに導電性の６本のワイヤを介して駆動電流を供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

上記特許文献２に開示された従来例においては、対物レンズと３系統の駆動コイルを搭載したレンズホルダの両側部には３本ずつワイヤが架設されており、各ワイヤの一端部が３系統の駆動コイルに接続されている。そして、これら６本のワイヤを介してレンズホルダは弾性的に支持されているが、６本のワイヤをバランス良く高い位置精度で取り付けることは容易でなくレンズホルダの過剰拘束も懸念されるので、６本のうちの２本については、ワイヤの他端部をフレキシブルプリント基板の非補強領域（補強板に支持されていない領域）に固定することによってワイヤサスペンションとしての剛性を弱めており、こうすることで対物レンズの姿勢制御時におけるレンズホルダの動作の安定化や円滑化を図っている。
特開２００４−８７０３７号公報（第５−７頁、図１）特開２００４−１４５９８９号公報（第３−４頁、図１）

前述したように、対物レンズと３系統の駆動コイルを搭載したレンズホルダを６本の導電性ワイヤを介して弾性的に支持するという従来の対物レンズ駆動装置は、６本のうちの２本については、ワイヤの端部をフレキシブルプリント基板の非補強領域に固定することによってワイヤサスペンションとしての剛性を低下させているが、この非補強領域は補強板の切欠き部と対向している狭い領域で許容される撓み量が少ないため、レンズホルダの動作がこの２本のワイヤの拘束力に影響されることは避け難い。また、残余の４本のワイヤについては、接続部位が弾性変形しにくい構造になっているため、これら４本は高剛性のワイヤサスペンションとなりやすい。したがって、かかる従来例では、対物レンズの姿勢制御時にレンズホルダが過剰に拘束されて円滑な動作が阻害されたり、各ワイヤの相対位置のアンバランスによってレンズホルダの動作が不安定になってしまうという問題を解消することが困難であり、高信頼性を期待することはできなかった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、フォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が可能な対物レンズの姿勢制御時にレンズホルダをワイヤサスペンションによって安定的かつ円滑に動作させることが可能な対物レンズ駆動装置を提供することにある。

本発明は、レンズホルダに搭載された３系統の駆動コイルに一端部が接続されている６本の導電性ワイヤのうち、４本のワイヤの他端部は背面基板の非固定領域内のランド部に接続するが、残り２本のワイヤの他端部は該非固定領域に設けた可撓性に富む弾性突出片をレンズホルダから離隔する側へ折り返してその自由端部を背面基板に対向させ、該自由端部に接続することとした。

本発明の対物レンズ駆動装置は、レンズホルダに架設された６本のワイヤのうちの２本がレンズホルダを支持する機能をほとんど有しておらず、事実上４本のワイヤによってレンズホルダを弾性的に支持することができるので、特別な加工が不要で太さも同等な６本のワイヤをレンズホルダに架設した構造であっても、フォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が可能な対物レンズの姿勢制御時にレンズホルダを安定的かつ円滑に動作させることが容易となり、高信頼性の対物レンズ駆動装置を安価に提供することができる。また、弾性突出片の自由端部に２本のワイヤの他端部をレンズホルダから離隔する側へ折り返して接続したので、レンズホルダを支持する機能が求められないワイヤの長手寸法が増大し、かつ、極めて可撓性に富む弾性突出片の自由端部にこれら２本のワイヤが接続されることになるので、対物レンズの姿勢制御時に該ワイヤによってレンズホルダが拘束されることはほとんどなくなり、信頼性が一層向上する。

本発明は、光ディスクに対向する対物レンズと、この対物レンズを光軸方向と該光軸に直交する方向および傾倒方向に駆動する３系統の駆動コイルと、前記対物レンズおよび前記駆動コイルを搭載したレンズホルダと、このレンズホルダの両側部に３本ずつ架設されると共にそれぞれの一端部を前記駆動コイルに接続した６本の導電性のワイヤと、これら各ワイヤの他端部が接続された可撓性を有する背面基板と、この背面基板の中央部が固定された支持部材とを備え、前記光ディスクに対して前記対物レンズのフォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が可能な対物レンズ駆動装置において、前記背面基板の中央部を除く両側それぞれの一部に他部よりも可撓性に富む弾性突出片を設け、この弾性突出片を前記レンズホルダから離隔する側へ折り返してその自由端部を前記背面基板に対向させ、該自由端部に左右両側の３本ずつの前記ワイヤのうち１本ずつのワイヤの他端部を接続するという構成にした。

このように構成された対物レンズ駆動装置によれば、レンズホルダに架設された６本のワイヤのうちの２本が背面基板の非固定領域に設けた可撓性に富む弾性突出片に接続されているので、これら２本のワイヤはレンズホルダを支持する機能をほとんど有しておらず、事実上４本のワイヤによってレンズホルダを弾性的に支持することができる。それゆえ、フォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が可能な対物レンズ駆動装置に特別な加工が不要で太さも同等な６本のワイヤを使用できると共に、対物レンズの姿勢制御時にレンズホルダを安定的かつ円滑に動作させることができて信頼性の向上が図れる。
また、弾性突出片の自由端部に２本のワイヤの他端部をレンズホルダから離隔する側へ折り返して接続したので、レンズホルダを支持する機能が求められないワイヤの長手寸法が増大し、かつ、極めて可撓性に富む弾性突出片の自由端部にこれら２本のワイヤが接続されることになるので、対物レンズの姿勢制御時に該ワイヤによってレンズホルダが拘束されることはほとんどなくなり、信頼性が一層向上する。

上記の構成において、前記背面基板が、互いに非接触に並設された弾性金属板からなる６片の導体板パターンと、これら各導体板パターンを挟み込んだ絶縁性のカバーフィルムとからなるラミネート構造に形成されていると共に、前記６片の導体板パターンのうち２片の導体板パターンの先端部分を前記カバーフィルムの両側縁から突出させて前記弾性突出片となせば、極めて可撓性に富む弾性突出片を容易に形成することができるため好ましい。

この場合において、前記２片の導体板パターンに、対応する前記ワイヤを遊挿するための逃げ孔と、前記カバーフィルムの両側縁から突出する部分を前記レンズホルダから離隔する側へ折り返して自由端部を前記逃げ孔に対向させてなる前記弾性突出片とが設けられており、この弾性突出片の自由端部に前記ワイヤの他端部を接続しておけば、レンズホルダを支持する機能が求められない２本のワイヤの長手寸法が増大し、かつ、極めて可撓性に富む弾性突出片の自由端部に該ワイヤが接続されることになるので、対物レンズの姿勢制御時にこれら２本のワイヤによってレンズホルダが拘束されることはほとんどなくなり、信頼性が一層向上する。

また、上記の構成において、前記弾性突出片に左右両側の真ん中に位置する前記ワイヤの他端部を接続すると、レンズホルダを支持する片側２本のワイヤの対向間隔を広く確保でき、レンズホルダを傾きなく支持できるため好ましい。

実施例について図面を参照して説明すると、図１は実施例に係る対物レンズ駆動装置の斜視図、図２は該対物レンズ駆動装置の平面図、図３は該対物レンズ駆動装置の側面図、図４は該対物レンズ駆動装置に備えられる背面基板の斜視図であり、図５に対応する部分には同一符号を付してある。

図１〜図３に示す光学式ピックアップの対物レンズ駆動装置は、対物レンズ１および３系統の駆動コイルＣ１〜Ｃ３を搭載したレンズホルダ２と、導電性金属材からなる４本のワイヤ４および２本のワイヤ８と、図示せぬベース部材上に固定された支持部材３と、この支持部材３の背面側に支持された背面基板５とを備えており、前記ベース部材上に設置された図示せぬマグネットの磁路が各コイルＣ１〜Ｃ３を横断している。

対物レンズ１は光ディスクの信号面に対向して配置され、この対物レンズ１は、前記ベース部材に内蔵された半導体レーザ（図示せず）からのレーザ光を絞り込んで光ディスクの信号面（記録トラック）に照射したり、該信号面で反射された戻り光を集光して受光部へ導くためのものである。レンズホルダ２には２個のフォーカスコイルＣ１，Ｃ３と１個のトラッキングコイルＣ２とが搭載されており、各コイルＣ１〜Ｃ３に別々に駆動電流を供給することによって、レンズホルダ２を対物レンズ１の光軸方向（フォーカス方向）と該光軸に直交する方向（トラッキング方向）および傾倒方向（チルト方向）とに駆動できるようになっている。

ワイヤ４とワイヤ８はいずれも直線状に延びる同じ太さの導電性ワイヤであるが、長手寸法はワイヤ４よりもワイヤ８のほうが若干長く設定されている。これらワイヤ４，８はレンズホルダ２の両側部（耳部２ａ）に３本ずつ架設されており、上下２本のワイヤ４の間に１本のワイヤ８が配置されている。各ワイヤ４，８の一端部はレンズホルダ２の両側部に取り付けられた中継基板９に半田付けされており、この中継基板９を介して各ワイヤ４，８の一端部はフォーカスコイルＣ１またはフォーカスコイルＣ３またはトラッキングコイルＣ２に電気的に接続されている。なお、詳細な構成は図示省略されているが、各ワイヤ４，８の他端部は支持部材３の凹部を貫通して背面側へ延出しており、該凹部内にゲル状のダンパ材が充填されている。

支持部材３の背面側には凸部３ａが形成されており、この凸部３ａの平坦面に背面基板５の中央固定部５ａが接着固定されている。この中央固定部５ａの長手方向両側に位置する背面基板５の非固定領域は撓みの許容された可撓部５ｂとなっており、これら可撓部５ｂは支持部材３の背面に形成された凹段部３ｂと対向している。各可撓部５ｂには略Ｌ字形の弾性突出片６ｃがそれぞれ突設されており、支持部材３の背面側へ延出した各ワイヤ４，８のうち、４本のワイヤ４の他端部は各可撓部５ｂの上部と下部の２箇所、計４箇所に設けられたランド部６ｂに半田付けされているが、２本のワイヤ８の他端部は弾性突出片６ｃに半田付けされている。

図４に示すように、背面基板５は、リン青銅等の弾性金属板からなる６片の導体板パターン６を互いに非接触に並設して、これら６片の導体板パターン６の大部分をポリイミドフィルム等の耐熱絶縁性のカバーフィルム７で挟み込んだラミネート構造の基板である。この背面基板５の各可撓部５ｂには上部と下部に２箇所ずつ、計４箇所にワイヤ４を貫通させる小孔５ｃが穿設されており、各小孔５ｃの周囲に導体板パターン６の一部を露出させたランド部６ｂが設けられている。また、各可撓部５ｂにおいてランド部６ｂを有さない中間の導体板パターン６には、小孔５ｃよりも大径でワイヤ８を遊挿するための逃げ孔５ｄが穿設されていると共に、カバーフィルム７から突出する部分をレンズホルダ２から離隔する側へ折り返して自由端部を逃げ孔５ｄに対向させてなる略Ｌ字形の弾性突出片６ｃが突設されており、この弾性突出片６ｃの自由端部にワイヤ８を貫通させる小孔６ｄが穿設されている。つまり、ワイヤ４よりも若干長いワイヤ８は支持部材３側で逃げ孔５ｄに遊挿されて弾性突出片６ｃの自由端側の小孔６ｄを貫通しており、この小孔６ｄの周縁部の弾性突出片６ｃに該ワイヤ８の端部が半田付けされている。また、背面基板５の中央固定部５ａには各導体板パターン６を外部下方へ延出させた外部回路接続ランド６ａが設けられており、これら外部回路接続ランド６ａは図示せぬ配線基板のリードパターンに半田付けされて外部駆動回路と電気的に接続される。

このように構成された対物レンズ駆動装置は、外部駆動回路から各外部回路接続ランド６ａを経由して各導体板パターン６へ与えられた駆動電流を、６本のワイヤ４，８を介して各コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３へ供給することができるので、電磁力によりレンズホルダ２を適宜駆動して対物レンズ１をフォーカス方向とトラッキング方向およびチルト方向に姿勢制御できるようになっている。すなわち、フォーカスコイルＣ１，Ｃ３に電流の大きさと向きが同じ駆動電流を供給すればフォーカス制御が行え、各コイルＣ１，Ｃ３に電流の大きさや向きが異なる駆動電流を供給すればチルト角制御が行える。また、トラッキングコイルＣ２に駆動電流を供給すればトラッキング制御が行える。

また、本実施例に係る対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ２に架設された６本のワイヤ４，８のうち、中央２本のワイヤ８は背面基板５の非固定領域である可撓部５ｂに設けた弾性突出片６ｃの自由端部に半田付けされているが、この弾性突出片６ｃはそれ以外の可撓部５ｂに比べて特にワイヤ８の長手方向（タンジェンシャル方向）における可撓性が極めて高く、かつ、ワイヤ８は他のワイヤ４よりも長くてバネ定数が小さいため、弾性突出片６ｃの自由端部に半田付けされている２本のワイヤ８はワイヤサスペンションとしての剛性が極端に低くなっている。つまり、これら２本のワイヤ８にはレンズホルダ２を支持する機能はほとんどなく、レンズホルダ２は実質的に４本のワイヤ４のみによって弾性的に支持されている。また、各ワイヤ４の端部は背面基板５の可撓部５ｂに設けられたランド部６ｂに半田付けされているので、各ワイヤ４のワイヤサスペンションとしての剛性が高くなり過ぎることはない。それゆえ、この対物レンズ駆動装置は、対物レンズ１の姿勢制御時に６本のワイヤ４，８を架設したレンズホルダ２を安定的かつ円滑に動作させることが容易となり、高信頼性が確保しやすくなっている。しかも、使用する６本のワイヤ４，８は特別な加工が不要で太さも同等なもので良いため、コストアップを抑えることもできる。

なお、本実施例では、６本のワイヤ４，８のうち、フォーカス方向における真ん中に位置する２本のワイヤ８を弾性突出片６ｃに接続したので、主としてレンズホルダ２を支持する４本のワイヤ４をフォーカス方向に間隔をあけて配置することができ、レンズホルダ２の傾き（ピッチングやヨーイング）が発生し難い構成となっている。ただし、対物レンズ駆動装置全体のフォーカス方向における厚み寸法が大きく確保できる場合は、２本のワイヤ８および弾性突出片６ｃを上端または下端に配置しても良い。

本発明の実施例に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。該対物レンズ駆動装置の平面図である。該対物レンズ駆動装置の側面図である。該対物レンズ駆動装置に備えられる背面基板の斜視図である。従来例に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。

符号の説明

１対物レンズ
２レンズホルダ
３支持部材
４，８ワイヤ
５背面基板
５ａ中央固定部
５ｂ可撓部（非固定領域）
５ｄ逃げ孔
６導体板パターン
６ａ外部回路接続ランド
６ｂランド部
６ｃ弾性突出片
７カバーフィルム
Ｃ１，Ｃ３フォーカスコイル
Ｃ２トラッキングコイル

Claims

光ディスクに対向する対物レンズと、この対物レンズを光軸方向と該光軸に直交する方向および傾倒方向に駆動する３系統の駆動コイルと、前記対物レンズおよび前記駆動コイルを搭載したレンズホルダと、このレンズホルダの両側部に３本ずつ架設されると共にそれぞれの一端部を前記駆動コイルに接続した６本の導電性のワイヤと、これら各ワイヤの他端部が接続された可撓性を有する背面基板と、この背面基板の中央部が固定された支持部材とを備え、前記光ディスクに対して前記対物レンズのフォーカス制御とトラッキング制御およびチルト角制御が可能な対物レンズ駆動装置において、
前記背面基板の中央部を除く両側それぞれの一部に他部よりも可撓性に富む弾性突出片を設け、この弾性突出片を前記レンズホルダから離隔する側へ折り返してその自由端部を前記背面基板に対向させ、該自由端部に左右両側の３本ずつの前記ワイヤのうち１本ずつのワイヤの他端部を接続したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
請求項１の記載において、前記背面基板が、互いに非接触に並設された弾性金属板からなる６片の導体板パターンと、これら各導体板パターンを挟み込んだ絶縁性のカバーフィルムとからなるラミネート構造に形成されていると共に、前記６片の導体板パターンのうち２片の導体板パターンの先端部分を前記カバーフィルムの両側縁から突出させて前記弾性突出片となしたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
請求項２の記載において、前記２片の導体板パターンに、対応する前記ワイヤを遊挿するための逃げ孔と、前記カバーフィルムの両側縁から突出する部分を前記レンズホルダから離隔する側へ折り返して形成する前記自由端部を前記逃げ孔に対向させてなる前記弾性突出片とが設けられており、この弾性突出片の自由端部に前記ワイヤの他端部を接続したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
請求項１〜３のいずれか１つの記載において、前記弾性突出片に左右両側の真ん中に位置する前記ワイヤの他端部を接続したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。