JPS6343816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は例えば音響用光学式デジタル記録円
盤の再生用として適した電磁力支持式の光デイス
ク用ピツクアツプに関する。

〔従来技術〕

従来、光デイスクに記録された信号等を再生す
るためのものとして第１図ａ，ｂに示す光デイス
ク用ピツクアツプがある。

図に示すように、この光デイスク用ピツクアツ
プは静止部１と可動式の鏡筒２からなり、鏡筒２
にはレンズ３等が装着されている。この鏡筒２
は、可動架台４に対して一方（図示左右方向）に
のみ動きうるように１対の平行な板ばね５ａ，５
ｂによつて支持され、さらに可動架台４は鏡筒２
の軸線の方向（図示上下方向）にのみ動き得るよ
うに上下に設けられた１対の平行な板ばね６ａ，
６ｂによつて支持されている。

静止部１は磁性材料よりなる磁気回路７を備
え、この磁気回路７には環状の磁気間隙７′が形
成されている。可動架台４にはこれを駆動するた
めに巻線８が設けられ、この巻線８は前記磁気間
隙７′内に配置されている。可動架台４は、この
巻線８に電流を流すことにより通常のラウドスピ
ーカの場合と同様に磁気回路７から受ける電磁力
により駆動制御される。

また、鏡筒２を駆動するため、鏡筒２の先端部
両側に１対の吸引鉄片９ａ，９ｂが設けられこれ
らに対向して１対の電磁石１０ａ，１０ｂが設け
られている。したがつて、これらの電磁石１０
ａ，１０ｂを付勢することにより、前記吸引鉄片
９ａ，９ｂとの磁気吸引力により鏡筒２が駆動制
御される。

このようにして鏡筒２を静止部１に対して光軸
の方向と光軸に直交する方向との２次元の相対的
駆動を行なわせることができる。

〔従来技術の問題点〕

このような構造の場合、鏡筒２の運動性能を決
定する主要なものは板ばね５ａ，５ｂおよび６
ａ，６ｂであつて、特に光デイスク用ピツクアツ
プの場合には数ＫHzに及ぶ運動までを特性管理下
におく必要があるため、素材の品質管理、形状管
理を厳密に行なわなければならず、さらに高周波
領域での共振対策を必要とするなどの欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

この発明は上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、鏡筒を非接触で外枠内に保持するこ
とができ、その制御を容易かつ的確に行ない得る
とともに素材の品質管理、形状管理および共振対
策を著しく簡略化することができる光デイスク用
ピツクアツプを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、外枠内に設けた磁性部材による磁
路と鏡筒側に設けた巻線との間に電磁力によるス
ラスト磁気軸受およびラジアル磁気軸受により外
枠に対してレンズを備えた鏡筒を非接触に保持
し、鏡筒の光軸の方向の制御と光軸に対して垂直
な方向の制御の２次元の制御を行なうことのでき
るものである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、外枠に対して鏡筒をスラス
ト磁気軸受およびラジアル磁気軸受により非接触
の状態で保持しているので、従来の板ばねを用い
た場合に比して素子の品質管理、形状管理あるい
は共振対策を簡略化することができる。また、ス
ラスト磁気軸受およびラジアル磁気軸受のそれぞ
れの巻線に加える電流を調節することにより鏡筒
の位置の制御を行なうものであるから、制御を容
易にしかも的確に行ない得る特長がある。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第２図ａ，ｂにおいて１１は筒状の外枠
で、この外枠１１に対してレンズ１２を備えた鏡
筒１３をスラスト磁気軸受１４およびラジアル磁
気軸受１５により非接触に保持している。

スラスト軸受１４は、外枠１１の下部内壁に環
状の磁性部材１６を固着し、この磁性部材１６の
一方の端面に磁気発生源例えば永久磁石１７を介
して、鍔付筒状の磁性部材１８を配設する。ま
た、図に示すように磁性部材１６の端面と磁性部
材１８の立上り部との間隙部に鏡筒１３のスラス
ト軸部１３ａに光軸に対して平行となるように巻
回した巻線１９を介在させる。

一方ラジアル磁気軸受１５は外枠１１の上部内
壁面に断面がＵ字形の外側磁路を形成する第１の
磁性部材２０を少なくとも３個図示例では第２図
ａに示すように周面に沿つて等間隔に４個配設す
る。そして、この第１の磁性部材２０の中間位置
より第２図ｂに示すように内側磁路を形成する第
２の磁性部材２１を磁気発生源例えば永久磁石２
２を介して第１の磁性部材２０を突設する。そし
て、第１の磁性部材２０と第２の磁性部材２１と
のそれぞれの対向面の少なくとも一方の面を所定
面積だけ突出させて磁束を集束させる磁極２１ａ
を形成する。図示例では第２の磁性部材２１の端
面を磁石２２の平面から突出させて磁極２１ａを
形成した。これにより、第１の磁性部材２０と第
２の磁性部材２１の磁極２１ａ面との間隙寸法
D1を第１の磁性部材２０と磁石２２との間隙寸
法D2に比べて小さく設定することができる。こ
の第２の磁性部材２２の磁極２１ａ面と対向する
第１の磁性部材２０との間隙部に光軸に対して垂
直となるように巻回された巻線２３を介在させ
る。この巻線２３は筒状に形成されたボビン２４
に巻回され、第１の磁性部材２０に対応する鏡筒
１３のラジアル軸部１３ｂの周面に沿つて等間隔
に配設される。このとき、ボビン２４に巻回され
た巻線２３の内側（鏡筒側）端が常に第２の磁性
部材２１の磁極２１ａ面上の磁路内に位置するよ
うに、また巻線２３の外側（外枠側）端が常に第
２の磁性部材２１の磁極２１ａの面上の磁路内よ
り外側に位置するように巻線部の長さと位置を設
定する。

次にこの発明の作用を説明する。いま、各巻線
２３に外向きに力が作用するように所定の電流を
流すと、外枠１１に固着した第１の磁性部材２０
と第２の磁性部材２１とからなる磁気回路から受
ける電磁力により、鏡筒１３は外枠１１内の正規
の位置に保持される。この状態で鏡筒１３に外力
が加わり鏡筒１３の光軸が水平方向に偏心した場
合、当該方向の巻線２３が対応する第２の磁性部
材２１側に移動するため、磁力線を横切る巻線２
３の有効面積が減少し吸引力が弱まる。

一方反対側の巻線２３は中心方向に引き寄せら
れるため、磁力線を横切る巻線２３の有効面積が
増加し、この増加分だけ吸引力が強まる。すなわ
ち、鏡筒１３が偏心した方向の巻線２３に作用す
る電磁力が弱まり、逆に反対側の巻線２３に作用
する電磁力がその分増大するため、鏡筒１３は対
向する巻線２３に作用する電磁力に差が生じる。
この電磁力の差により鏡筒１３の偏心量に応じた
復元力が発生し、鏡筒１３を正規の位置に復帰さ
せることができる。

また、外力により鏡筒１３の光軸が斜め方向例
えば右側に傾いた場合、右側上部の巻線２３は外
方向に移動するために磁力線を横切る有効断面積
が減少し右側上部の巻線２３に作用する電磁力が
弱まる。逆に右側下部の巻線２３は中心方向に移
動するため、磁力線を横切る有効断面積が増大し
右側下部の巻線２３に作用する電磁力が強まる。
一方左側上部の巻線２３は中心方向に移動するた
め、上述と同様に磁力線を横切る有効断面積が増
大し左側上部の巻線２３に作用する電磁力が強ま
る。また左側下部の巻線２３は外方向に移動する
ため、上述と同様に磁力線を横切る有効面積が減
少し左側下部の巻線２３に作用する電磁力が弱ま
る。これにより、鏡筒１３の回動に対して反対の
方向に回転トルクが発生し、鏡筒１３を正規の位
置に復帰させることができる。

なお、鏡筒１３を光軸と直交する方向に移動さ
せる場合、所望方向の巻線２３の電流を増加すれ
ば巻線２３に作用する電磁力が増大し所望の方向
に鏡筒１３を移動させることができる。このと
き、反対側の巻線２３の電流を減少させると鏡筒
１３の駆動力は倍増する。

一方、鏡筒１３を光軸方向に移動させる必要が
あれば、従来例と同様に鏡筒１３のスラスト軸部
１３ａに巻回した巻線１９に流れる電流を加減す
ることにより、磁性部材１６，１８の磁気回路か
ら受ける電磁力により光軸方向に駆動制御するこ
とができる。

したがつて、鏡筒１３のスラスト軸部１３ａを
スラスト磁気軸受１４て磁気的に保持するととも
に、鏡筒１３のラジアル軸部１３ｂに巻線２３を
少なくとも３個放射線状に配設し、これら巻線２
３を外枠に固着した磁気回路の磁路に直交する方
向に介在させ鏡筒１３のラジアル軸部１３ｂをラ
ジアル磁気軸受１５で磁気的に保持することによ
り、鏡筒１３を電磁力により非接触で外枠１１内
に保持することができるため、従来例において鏡
筒１３を保持するために必要であつた板ばねを全
て廃止することとができる。これにともない板ば
ねに起因して生じる諸問題を解決することができ
素材の品質管理、形状管理および高周波域での共
振対策を容易に行なうことができる。また、鏡筒
１３の偏倚量に応じて電磁力が増減し鏡筒１３に
復元力が働くため、鏡筒を常に正規の位置に保持
することができる。また、所望方向の巻線２３に
流す電流を調整することにより、電磁力を自在に
変えることができるため、鏡筒１３をその光軸と
直交する方向に駆動制御することができる。

次に、第３図乃至第５図によりこの発明の他の
実施例を説明する。

第３図は、この発明の第２の実施例の要部であ
るラジアル磁気軸受を示す斜視図である。図にお
いて３１は有底矩形筒状に形成した第１の磁性部
材で、この第１の磁性部材３１の内部に内側磁路
を形成する第２の磁性部材３２を介在させる。そ
して、この第２の磁性部材３２を第１の磁性部材
３１の有底部に図示しない磁石を介して固着す
る。このとき、第１の磁性部材３１と第２の磁性
部材３２との間に所定寸法の間隙が設ける。この
間隙に矩形筒状のコイルボビン３３に巻回した巻
線３４を介在させる。このとき、巻線３４の内側
端が常に第２の磁性部材３２の磁極３２ａ面上の
磁路内に位置するように、また巻線３４の外側端
が常に第２の磁性部材３２の磁極３２ａ面上の磁
路内より外側に位置するように巻線部の長さと位
置を設定する。

したがつて、このような構成により上述と同様
の効果を挙げることができるとともに、巻線３４
を第１の磁性部材３１で囲むことにより、巻線３
４の電流を有効に利用することができる。

第４図は、この発明の第３の実施例の要部であ
るラジアル軸受を示す断面図である。図におい
て、４１は断面コ字形に形成した第１の磁性部材
で、この第１の磁性部材４１の先端部を突出させ
て磁極４１ａを形成する。そして、この第１の磁
性部材４１の有底部に磁石４２を介して第２の磁
性部材４３を固着する。このとき、第２の磁性部
材４３の端面を磁石４２の平面から突出させて磁
極４３ａを形成する。この第２の磁性部材４３の
磁極４３ａと第１の磁性部材４１の磁極４１ａと
の間隙寸法が第１の磁性部材４３と磁石４２との
間隙寸法に比べて小さくなるように設定される。
この磁極４１ａと４３ａとの間隙に有底筒状のコ
イルボビン４４に巻回された巻線４５を介在させ
る。この場合も上述と同様に巻線４５と磁路との
間に相対関係をもたせる。

したがつて、このような構成によれば上記実施
例と同様の効果を挙げることができるとともに、
第１の磁性部材４１と第２の磁性部材４３の磁極
面を突出させて設けることにより、磁束を集束さ
せることができ電磁力を大きくとりうるとともに
制御特性を向上させることができる。

第５図はこの発明の第４実施例の構成を示した
縦断面図である。なお、第５図において第２図と
同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図において５１は外側磁路を形成する断面がコ字
形の第１の磁性部５１ａと内側磁路を形成する第
２の磁性部５１ｂとをＥ字形に一体に形成した磁
性部材である。この磁性部材５１の第１の磁性部
５１ａと第２の磁性部５１ｂとの各対向面にそれ
ぞれ永久磁石５２ａ，５２ｂおよび５２ｃ，５２
ｄを対向させて設ける。そして、永久磁石５２
ａ，５２ｂおよび５２ｃ，５２ｄとの間隙部に第
２図と同様にコイルボビン２４に巻回された巻線
２３を介在させる。

したがつて、このような構成によれば上記実施
例と同様の効果を挙げることができる。また、第
１の磁性部５１ａと第２の磁性部５１ｂとの対向
面に永久磁石５２ａ，５２ｂまたは５２ｃ，５２
ｄを配設することにより、磁束が均一化され電磁
力および復元力を効率よく発生させることができ
制御特性を著しく向上させることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、要旨を変更しない範囲において種々変
形して実施することができる。

例えば上記実施例では磁気発生源として永久磁
石を用いたが、この発明はこれに限定されるもの
ではなくこれに換えて電磁石を用いることもでき
る。

また、上記各実施例において、スラスト磁気軸
受およびラジアル磁気軸受の個々の巻線は同一方
向に巻回されたものを示したが、これを２分し流
れる電流の方向を逆にするか、あるいは同一方向
の電流を流す場合には逆向きに巻回して作用が逆
になるように構成し鏡筒の偏心の際に復元力を強
め安定な保持を行なわせるようにすることもでき
る。

これを第４図に示す第３の実施例に対して適用
した場合を例示すれば、第６図の如くになる。す
なわち、Ａの領域の巻線とＢの領域の巻線とに逆
向きの電流が流れるようにすれば磁極４１ａと磁
極４３ａとの対向面両端において上記各実施例に
対し述べた効果を生ずることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは従来の光デイスク用ピツク
アツプの一例を示すものでａは平面図、ｂは鏡筒
の光軸に沿つて切断した縦断面図、第２図ａおよ
びｂはこの発明の一実施例を示すものでａは平面
図、ｂは鏡筒の光軸に沿つて切断した縦断面図、
第３図ないし第４図はこの発明の第２および第３
の実施例の要部を示す図で第３図は斜視図、第４
図は縦断面図、第５図ａ，ｂはこの発明の第４の
実施例を示す図でａは平面図、ｂは鏡筒の光軸に
沿つて切断した縦断面図、第６図は第３の実施例
の一変形を示す断面図である。 １…静止部、２…鏡筒、３…レンズ、４…可動
架台、５ａ，５ｂ…板ばね、６ａ，６ｂ…板ば
ね、７…磁気回路、７′…磁気間隙、８…巻線、
９ａ，９ｂ…吸引鉄片、１０ａ，１０ｂ…電磁
石、１１…外枠、１２…レンズ、１３…鏡筒、１
３ａ…スラスト軸部、１３ｂ…ラジアル軸部、１
４…スラスト磁気軸受、１５…ラジアル磁気軸
受、１６…磁性部材、１７…永久磁石、１８…磁
性部材、１９…巻線、２０…第１の磁性部材、２
１…第２の磁性部材、２１ａ…磁極、２２…磁
石、２３…巻線、２４…ボビン、３１…第１の磁
性部材、３２…第２の磁性部材、３２ａ…磁極、
３３…コイルボビン、３４…巻線、４１…第１の
磁性部材、４１ａ…磁極、４２…磁石、４３…第
２の磁性部材、４３ａ…磁極、４４…コイルボビ
ン、４５…巻線、５１…磁性部材、５１ａ…第１
の磁性部、５１ｂ…第２の磁性部、５２ａ〜５２
ｄ…永久磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状の外枠と、レンズを備えた鏡筒と、この
   鏡筒のスラスト軸部を外枠側に設けられ磁路を形
   成する磁性部材と鏡筒側に設けた巻線との間の電
   磁力により外枠に対して非接触に保持するスラス
   ト磁気軸受と、前記外枠の内周面に沿つて少なく
   とも３個等間隔に設けられ断面がＵ字形の外側磁
   路を形成する第１の磁性部材と、この第１の磁性
   部材の略中間部から突出して設けられ内側磁路を
   形成する第２の磁性部材と、この第２の磁性部材
   および前記第１の磁性部材の対向面の少なくとも
   一方を所定面積だけ突出させて形成した磁極と、
   前記第１の磁性部材および第２の磁性部材の少な
   くとも一方に設けた磁気発生源と、前記鏡筒のラ
   ジアル軸部に設けられるとともに第１の磁性部材
   および第２の磁性部材の磁極間に磁束と交叉する
   ように介挿された巻線とを具備したことを特徴と
   する光デイスク用ピツクアツプ。 ２ 前記磁気発生源は永久磁石により構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   デイスク用ピツクアツプ。 ３ 前記磁気発生源は電磁石により構成されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光デ
   イスク用ピツクアツプ。 ４ 前記第１の磁性部材と第２の磁性部材との対
   向面にそれぞれ永久磁石を突出させて磁極を形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光デイスク用ピツクアツプ。 ５ 前記第１の磁性部材は有底筒状に形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光デ
   イスク用ピツクアツプ。 ６ 前記巻線は中央で２分し、おのおのが第１お
   よび第２の磁性部材によつて構成される磁気回路
   に生じる電磁力が逆になるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光デイスク用
   ピツクアツプ。