JPH09138959A - 二軸アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で製造容易な二軸アクチュエータを提供
すること。 【解決手段】 対物レンズを支持するレンズホルダー１
１が、弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを
介して固定部１４に支持されており、これら各弾性支持
部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが略同一平面内に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）や光磁気ディスク，データストレージ用の情
報記録媒体等の信号を記録再生するために使用される光
学ピックアップ用の二軸アクチュエータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク等の情報記録媒体、例
えばいわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）や光磁気ディ
スクに対する情報信号の再生もしくは記録は、光学ピッ
クアップを使用して行なわれる。この光学ピックアップ
は、光源としての半導体レーザ，対物レンズ，光学系及
び光検出器を含んでいる。

【０００３】この光学ピックアップにおいては、半導体
レーザから出射された光ビームが、光学系を介して対物
レンズによって光ディスクの記録面上に集光される。光
ディスクからの戻り光ビームは、光学系により半導体レ
ーザから出射された光ビームと分離されて、光検出器に
導かれる。半導体レーザから出射された光ビームは、光
ディスクの反り等に起因して発生する光ディスクの面方
向と直交する方向（フォーカシング方向）の光ディスク
の変位に追従して、光ディスクの記録面上で合焦される
ように、対物レンズの光軸方向の位置が調整される。同
時に、半導体レーザから出射された光ビームの光ディス
ク上のスポットの位置が光ディスクの偏心や光ディスク
上に形成されたトラックの蛇行に追従するように、対物
レンズの光軸と直交する方向（トラッキング方向）の位
置が調整される。

【０００４】この半導体レーザから出射された光ビーム
の合焦位置及び光ディスクの記録面上のスポット位置の
調整は、対物レンズを対物レンズの光軸方向の位置及び
光軸と直交する方向の位置を調整することによって行な
われる。対物レンズの位置調整には、電磁駆動型のアク
チュエータが使用される。このアクチュエータは、対物
レンズアクチュエータまたは二軸アクチュエータとい
い、対物レンズが取り付けられたコイルボビンと、複数
の弾性支持部材と、駆動力を発生する駆動部とを含んで
いる。このコイルボビンは、固定部に対して複数の弾性
支持部材によって、対物レンズの光軸方向の位置、すな
わちフォーカス位置と、対物レンズの光軸と直交する方
向の位置、すなわちトラッキング位置が調整可能に支持
されている。以下、この二軸アクチュエータの一例を図
８にて説明する。

【０００５】このような二軸アクチュエータは、例え
ば、図８に示すように構成されている。図８において、
二軸アクチュエータ１は、対物レンズ２ａが先端に取り
付けられたレンズホルダー２と、このレンズホルダー２
に対して、接着等により取り付けられたコイルボビン３
とを有している。

【０００６】上記レンズホルダー２は、一端がこのレン
ズホルダー２の両側に、また他端が固定部４に対して固
定された複数の弾性支持部材，例えば二対の弾性支持部
材５ａ，５ａ，及び５ｂ，５ｂによって、固定部４に対
して垂直な二方向、即ち符号Ｔｒｋで示すトラッキング
方向及び、符号Ｆｃｓで示すフォーカシング方向に移動
可能に支持されている。

【０００７】また、上記コイルボビン３は、上下方向に
貫通する開口部３ａを備えていると共に、この開口部３
ａを包囲するように巻回されたフォーカシング用コイル
と、このコイルボビン３の前側（図８にて対物レンズ
側）に設けられたトラッキング用コイル（図示せず）を
備えている。そして、フォーカシング用コイル及びトラ
ッキング用コイルは、その巻線端末が、それぞれコイル
ボビン２の後側に植設された接続ピン３ｂに接続されて
いる。そして、図示しない機器本体側の給電手段から、
接続ピン３ｃを介して、フォーカシング用コイル及びト
ラッキング用コイルに通電することにより、各コイルに
発生する磁束が、固定部４に取り付けられたヨーク６及
びそれに取り付けられたマグネット７による磁束と相互
に作用するようになっている。

【０００８】このように構成された二軸アクチュエータ
１によれば、外部から、各コイルに駆動電流が供給され
ることにより、各コイルに発生する磁束が、ヨーク７及
びマグネット８による磁束と相互に作用して、このコイ
ルボビン３が、トラッキング方向Ｔｒｋ及びフォーカシ
ング方向Ｆｃｓに対して移動される。かくして、レンズ
ホルダー２に取り付けられた対物レンズ２ａが、フォー
カシング方向及びトラッキング方向に対して適宜に移動
されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の二軸アクチュエータ１においては、レンズホ
ルダー２を支持する複数の弾性支持部材のうち、一対の
弾性支持部材５ａと、他の一対の弾性支持部材５ｂと
は、レンズホルダー２の厚み方向に重ねて配置されてい
る。このため、両弾性支持部材５ａ，５ｂの間には、図
８に示すように、所定の距離Ｌを設ける必要があり、そ
の分二軸アクチュエータ１を小型化する上で制約となっ
ていた。

【００１０】また、一対の弾性支持部材５ａと他の一対
の弾性支持部材５ｂとを別々の板バネから形成していた
ので、材料となる板バネが２枚となることから材料コス
トが高くなってしまうという問題があった。さらに、コ
イルボビン３の巻回されたフォーカシング及びトラッキ
ング用の各コイルの巻線端部に電流を供給するために、
固定部側４との間にフレキシブル基板等の給電手段を設
ける必要があり、その分工数や製造コストがかかるとい
う欠点もあった。

【００１１】本発明は、以上の点に鑑み、二軸アクチュ
エータをより一層小型化でき、しかも、簡単な構成によ
り、製造上の工数やコストを削減できる、二軸アクチュ
エータを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、対物レンズを支持するレンズホルダーと、前記レ
ンズホルダーに備えられたコイルボビンと、このコイル
ボビンに対して巻回されたフォーカス用コイルと、前記
フォーカス用コイルの巻方向と直交する方向に沿って、
前記コイルボビンに対して巻回されたトラッキング用コ
イルと、前記レンズホルダーを固定部に対して弾性的に
支持する少なくとも二対の弾性支持部材とを備え、且つ
前記少なくとも二対の弾性支持部材は、略同一平面上に
配置されている二軸アクチュエータにより、達成され
る。

【００１３】上記構成によれば、磁気回路の一部を構成
するフォーカシング用コイル及びトラッキング用コイル
に適宜に通電を行うことにより、対物レンズを保持する
レンズホルダーをそれぞれの方向に移動することができ
る。このレンズホルダーを支持している前記少なくとも
二対の弾性支持部材は、略同一平面上に配置されるよう
になっている。このため、これらの弾性支持部材の一端
が固定されるレンズホルダーは、従来のように厚み方向
に大きくなくても、上記弾性支持部材の各一端を固定す
ることが可能となる。これによって、二軸アクチュエー
タは、レンズホルダーを薄く構成できるので、その分小
型に形成できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。尚、以
下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１５】図１は本発明による二軸アクチュエータの
一実施形態を示しており、その側面図、図２はこの二軸
アクチュエータの平面図であり、図１では理解の都合上
コイルボビンの図示を省略している。これらの図におい
て、二軸アクチュエータ１０は、レンズホルダー１１，
コイルボビン１２，複数の弾性支持部材１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ，固定部１４，ヨーク３１を含んで
いる。

【００１６】上記レンズホルダー１１は、後述するよう
に、合成樹脂により形成され、図２に示すように、一端
部に円形の開口１１ａを有し、この開口１１ａに光学ピ
ックアップの対物レンズ３６を収容するようになってい
る。これにより、この開口１１ａを光源からの光が通過
して、対物レンズ３６により、ディスク状記録媒体の記
録面に集光され、さらに、ディスク状記録媒体からの戻
り光はこの開口１１ａの３６を通過して、信号検出側に
導かれるようになっている。

【００１７】さらに、上記レンズホルダー１１は、その
中央付近から他端部にかけて、大きな開口を有してい
る。この開口１１ｂには、図２に示すように断面が略四
角形をした円筒状のコイルボビン１２が挿入固定される
ようになっている。このように、レンズホルダー１２は
従来のように上下二部材で構成されていないので、部品
点数が削減され、製造工程における工数も減らすことが
できる。

【００１８】さらに、上記レンズホルダー１１は、弾性
支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって、フ
ォーカシング方向Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋ方
向に移動可能に支持されている。この弾性支持部材１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、導通性があり、しかも
バネ性があるものが好ましく、例えばリン青銅やベリリ
ウム銅，チタン銅，スズ−ニッケル合金，ステンレス等
の材質が用いられる。これらにより、本実施形態では、
薄い板金によって、例えば、板バネサスペンションとし
て形成されている。

【００１９】また、弾性支持部材１３は、この実施形態
の場合、図２に示されているように、外側に配置される
弾性支持部材１３ａ，１３ｂと、これより内側に配置さ
れる弾性支持部材１３ｃ，１３ｄとからなっている。こ
れらはレンズホルダーの長手方向に沿った軸方向を基準
として左右で各一対（図２においては上下で一対）の部
材でなっており、上記一対の弾性支持部材１３ａ，１３
ｂと、他の一対の弾性支持部材１３ｃ，１３ｄとは図１
に示すように、略同一の平面内に配置されている。そし
て、後述するように、上記各弾性支持部材１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄの一端は固定部１４に対して一体に
固定され、他端は、レンズホルダー１１に一体に固定さ
れていて、弾性支持部材１３ａ，１３ｂと、弾性支持部
材１３ｃ，１３ｄとは互いに切り離されており、個別に
動くことができるようになっている。

【００２０】さらに、この二軸アクチュエータ１０で
は、上記各弾性支持部材１３の固定部１４側端部は、以
下のように構成されている。例えば図２に示されている
ように、弾性支持部材１３ｃは、２箇所で屈曲されてお
り、第１の屈曲部１３ｃ−１と、第２の屈曲部１３ｃ−
２とが設けられている。そして、これら屈曲部に関連し
て図２の矢印で示すＴｒｋ方向に延びる第１のスリット
部（間隙）１３ｃ−４と、このスリット部と直交する方
向に延びる第２のスリット部１３ｃ−３とが形成されて
いる。このため、弾性支持部材１３ｃは、レンズホルダ
ー１１のトラッキング方向Ｔｒｋの移動，またはフォー
カシング方向Ｆｃｓの移動にともなって、上記各スリッ
ト部が変位することができる。さらに、弾性支持部材１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのこれら端部領域には、
減衰材（ダンパー）として作用する粘性体１６が塗布さ
れ、且つ硬化されている（図６参照）。これにより、レ
ンズホルダー１１の移動に伴う共振に関して、ダンピン
グ特性が向上するようになっている。

【００２１】コイルボビン１２には、図１に示すベース
３０と一体の金属ヨーク３１及びその内ヨーク３１ａの
内側面に取付けられた永久磁石３２からなる磁気回路が
挿入される開口部１２ａが形成されていると共に、フォ
ーカシング用コイル１２ｂ及びトラッキング用コイル１
２ｃ（図３参照）が備えられている。フォーカシング用
コイル１２ｂは、コイルボビン１２に装着した対物レン
ズ３６の光軸と平行な軸に沿って巻回されている。ま
た、トラッキング用コイル１２ｃは、楕円状または矩形
状にコイルを巻回することによって形成され、フォーカ
シング用コイル１２ｂの一つの側面に取り付けられてい
る。コイルボビン１２は、フォーカシング用コイル１２
ｂ及びトラッキング用コイル１２ｃが取り付けられた状
態で、図２に示すように、レンズホルダー１１に形成さ
れた開口部１２ａに取り付けられる。

【００２２】ここで、ベース３０には、前記磁気回路を
構成する一対のヨーク３１ａ，３１ｂがベース３０の一
部をそれぞれ上方に曲折することにより設けられてお
り、一方のヨーク３１ａの他方のヨーク３１ｂに対向す
る面に取り付けられた永久磁石３２が備えられている。
これにより、一対のヨーク３１ａ，３１ｂと永久磁石３
２により、磁気回路が構成されている。そして、上述の
ように、固定部１４がベースに取り付けられると、他方
のヨーク３１ｂと永久磁石３２との間のギャップ内に、
コイルボビン１２に取り付けられたフォーカシング用コ
イル１２ｂ及びトラッキング用コイル１２ｃが挿入され
る。同時に、一方のヨーク３１ａ及び永久磁石３２が、
コイルボビン１２の開口部内に挿入されることになる。

【００２３】また、この二軸アクチュエータ１０にあっ
ては、コイルボビン１２の後面（対物レンズ３６と反対
の面）から突出するように接続ピン１２ｄが設けられて
いる。そして、この接続ピン１２ｄと接触するように、
レンズホルダー１１の側縁部１１ｃに設けられた給電用
ランド部１１ｄは、例えば次のように構成されている。
図２に示されているように、弾性支持部材１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄの一端側は、固定部１４に固定され
ており、弾性支持部材１３ａ，１３ｂは、固定部１４の
給電端子１４ａ，１４ｂのそれぞれ接続されている。弾
性支持部材１３ｃ，１３ｄは、固定部１４の給電端子１
４ｃ，１４ｄにそれぞれ接続されている。この固定部１
４の給電端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄには、外
部からフォーカシング駆動用，及びトラッキング駆動用
の電流が、図示しないフレキシブル基板等を接続するこ
とにより供給されるようになっている。

【００２４】一方、弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄの他端側は、図３に示すようにレンズホルダ
ー１１の側縁１１ｃの上面にそれぞれ露出した状態で固
定され給電ランド１１ｄが設けられている。そして、コ
イルボビン１２の各接続端子１２ｄをこれら各給電ラン
ド１１ｄに対して、半田等により電気的に接続すること
により、コイルボビン１２に対する給電手段が構成され
る。したがって、駆動用電流は固定部１４から各弾性支
持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを介して、コイ
ルボビン１２の供給されるようにしたので、コイルボビ
ン１２と固定部１４とをフレキシブル基板等を用いて接
続する必要がなく、製造工程が簡略化される。

【００２５】次に、この二軸アクチュエータ１０の製造
方法の一例を説明する。先ず、薄い金属板４１を図４に
示すように、各弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄが上述した形状となるように、例えば金属プレス
等の手段により打ち抜く。ここで、好ましくは、図示さ
れているように、弾性支持部材１３ｃ，１３ｄの所定箇
所には幅広部１３ｃ−５，１３ｄ−５を設けて、後述す
る粘性体１６を適用できるようにする。ここで、金属板
４１は、例えばリン青銅やベリリウム銅，チタン銅，ス
ズ−ニッケル合金，ステンレス等の導通性があり、バネ
性を備えたものが好ましい。次に、上記金属板４１を所
定の型内に挿入し、図５に示すように、固定部１４及び
レンズホルダー１１を、例えばポリフェニレンサルファ
イド（ＰＰＳ）や液晶ポリマー等によって、樹脂モール
ドする。この時、同時に固定部１４に給電端子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを形成する。したがって、レン
ズホルダー１１を従来のように上下二部材で構成する必
要がなく、一度の成形にて形成することが可能となる。

【００２６】次いで、図６に示すように、コイルボビン
１２の本体を液晶ポリマー等により形成し、トラッキン
グ用コイル及びフォーカシング用コイルを巻回する。こ
のコイルボビン１２をレンズホルダー１１の開口１１ｂ
の所定箇所に挿入して接着等により固定し、レンズホル
ダー１１の開口１１ａにはアクリル製の対物レンズ３６
を装着する。また、弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄの固定部１４側の端部及び弾性支持部材１３
ｃ，１３ｄの幅広部１３ｃ−５，１３ｄ−５には、それ
ぞれ例えばシリコンゲンル等による粘性体１６をダンパ
ー材として適用する。この場合、弾性支持部材１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの固定部１４側端部において
は、その屈曲部を中心として、スリット（間隙）をまた
ぐようにして、上記粘性体１６を適用するようにすれ
ば、好ましいダンピング効果を得ることができる。

【００２７】さらに、図７に示すように、金属板４１の
Ｃ１〜Ｃ８の各箇所をカットする。即ち、Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ７，Ｃ８をカットすることで、金属板４１から必要な
箇所を切り抜く。そして、Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ
７，Ｃ８をカットすることで、弾性支持部材１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄの相互の接続を切り離し、それぞ
れ独立して動けるようにすると共に、相互に電気的にも
切り離されるようにする。最後に、図１のベース部３０
のヨーク部３１をレンズホルダー１１の開口部１１ｂに
下から挿入し、このベース部３０と固定部１４とを固着
する。これにより、二軸アクチュエータ１０は、固定部
１４とベース部３０とが固定さる。この固定部１４に対
して、弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを
介してレンズホルダー１１は弾性的に支持される。

【００２８】本実施の形態による二軸アクチュエータ１
０は、以上のように構成されており、コイルボビン１２
に巻回されたフォーカシング用コイル１２ｂ及びトラッ
キング用コイル１２ｃに対して、フォーカスサーボ信号
及びトラッキングサーボ信号に基づく電流が、それぞれ
供給される。これにより、磁気回路の直流磁界とフォー
カシング用コイル１２ｂ及びトラッキング用コイル１２
ｃから生ずる交番磁界とによって、レンズホルダー１１
即ち対物レンズ３６がフォーカス方向Ｆｃｓ及びトラッ
キング方向Ｔｒｋに駆動される。

【００２９】ここで、この二軸アクチュエータ１０にお
いては、複数の弾性支持部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄが全て略同一平面内に配置されることから、レン
ズホルダー１１の厚みを小さくでき、その分全体を小型
に構成できる。さらに、複数の弾性支持部材１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄを全て略同一平面内に配置したこ
とから、これらを所定の型内でインサート成形すること
で、レンズホルダー１１を一回の成形で形成でき、製造
工程を削減できる。また、これらの弾性支持部材を給電
手段として利用することにより、固定部１４側からコイ
ルボビン１２に対して、従来のようにフレキシブル基板
等を接続する必要がないので、この点でも製造工程を削
減できる。

【００３０】尚、上述した実施の形態においては、各弾
性支持部材をレンズホルダー１１の対物レンズと反対側
の端部に固定しているが、これ以外の箇所に固定するこ
ともできる。例えば、弾性支持部材１３ｃ，１３ｄをレ
ンズホルダー１１のより対物レンズ側に固定してもよ
い。また、これら弾性支持部材のレンズホルダーとの固
定箇所に屈曲部やスリット部を設けてもよいし、さらに
これらの箇所にダンピング材を適用してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、二
軸アクチュエータをより一層小型化でき、しかも、簡単
な構成により、製造上の工数やコストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップ用二軸アクチュ
エータの好ましい実施の形態の概略側面図である。

【図２】図１の二軸アクチュエータの平面図である。

【図３】図１の二軸アクチュエータのコイルボビンの電
気的接続手段を示す一部拡大斜視図である。

【図４】図１の二軸アクチュエータの製造工程の一部を
示す概略平面図である。

【図５】図１の二軸アクチュエータの製造工程の一部を
示す概略平面図である。

【図６】図１の二軸アクチュエータの製造工程の一部を
示す概略平面図である。

【図７】図１の二軸アクチュエータの製造工程の一部を
示す概略平面図である。

【図８】従来の二軸アクチュエータの一例を示す概略斜
視図である。

【符号の説明】

１０ 二軸アクチュエータ １１ レンズホルダー １１ａ 開口部 １１ｂ 開口部 １１ｄ 給電用ランド部 １２ コイルボビン １２ａ 開口部 １２ｂ フォーカシング用コイル １２ｃ トラッキング用コイル １２ｄ 接続ピン １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 弾性支持部材 １４ 固定部 １６ 粘性体 ３１ ヨーク部 ３２ 永久磁石 ３６ 対物レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを支持するレンズホルダー
   と、 前記レンズホルダーに備えられたコイルボビンと、 このコイルボビンに対して巻回されたフォーカス用コイ
   ルと、 前記フォーカス用コイルの巻方向と直交する方向に沿っ
   て、前記コイルボビンに対して巻回されたトラッキング
   用コイルと、 前記レンズホルダーを固定部に対して弾性的に支持する
   少なくとも二対の弾性支持部材とを備え、 且つ前記少なくとも二対の弾性支持部材は、略同一平面
   上に配置されていることを特徴とする二軸アクチュエー
   タ。
2. 【請求項２】 前記少なくとも二対の弾性支持部材のう
   ち、一対の弾性支持部材は、 一端が前記固定部に対して固定されていると共に、他端
   側が前記レンズホルダーの両側面に対して固定されてお
   り、 他の弾性支持部材は、 前記一対の弾性支持部材と略同一平面内で、この一対の
   弾性支持部材の外側に配置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の二軸アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記弾性支持部材は、前記固定部側か
   ら、前記コイルボビンの各コイルに給電を行うための給
   電部材を兼ねる構成としたことを特徴とする請求項１に
   記載の二軸アクチュエータ。