JP2006286049A - 光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】質量の大きい対物レンズを用いても、駆動時に不要な共振が生じることがなく、サーボ帯域の広い対物レンズアクチュエータを用いた光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 フォーカス制御回路19は対物レンズアクチュエータ14を用いて、レーザ光のフォーカスを制御し、トラッキング制御回路21は対物レンズアクチュエータ14を用いて、レーザ光のトラッキングを制御する。レンズアクチュエータ14は、2つのマグネット32を含む固定部と、前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ15、レンズホルダ31、フォーカスコイル35、及びトラッキングコイル36を含む可動部38とを備える。トラッキングコイル36はトラキングコイル中心Bのフォーカス方向位置が、各マグネットの磁気回路中心Aのフォーカス方向位置より、対物レンズ側の位置になるように、レンズホルダ31に設けられている。
【選択図】 図7
【解決手段】 フォーカス制御回路19は対物レンズアクチュエータ14を用いて、レーザ光のフォーカスを制御し、トラッキング制御回路21は対物レンズアクチュエータ14を用いて、レーザ光のトラッキングを制御する。レンズアクチュエータ14は、2つのマグネット32を含む固定部と、前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ15、レンズホルダ31、フォーカスコイル35、及びトラッキングコイル36を含む可動部38とを備える。トラッキングコイル36はトラキングコイル中心Bのフォーカス方向位置が、各マグネットの磁気回路中心Aのフォーカス方向位置より、対物レンズ側の位置になるように、レンズホルダ31に設けられている。
【選択図】 図7
Description
この発明は、光ディスクに対して情報の記録再生を行なう光ディスク装置に関し、詳細には光ディスク上にレーザ光を集光させるための対物レンズをフォーカス方向、トラッキング方向及びラジアルチルト方向にそれぞれ駆動する対物レンズアクチュエータに関する。
周知のように近年では、情報の高密度記録技術が進み、片面1層に4.7GB(Giga Byte)の記録容量を有する光ディスクも普及している。CD(Compact Disk)等の光ディスクは情報記録媒体として一般に知られている。光ディスクとしてはCDの他に、DVD(Digital Versatile Disk)、HD(High Definition)−DVD等がある。
光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う場合、レーザビームがディスク記録面に集光し、光ビームスポットがディスク上の情報トラックに追従し、更にディスクにそりがある場合でも、レーザビームがディスク記録面に直角に照射されるように、対物レンズの位置及び角度が制御される。
レーザビームがディスク記録面に集光するように、対物レンズの位置を調節する制御をフォーカス制御、光ビームスポットがディスク上の情報トラックに追従するように対物レンズの位置を調節する制御をトラッキング制御、レーザビームがディスク記録面に直角に照射されるように、対物レンズの角度を調節する制御をチルト制御という。これらの制御は対物レンズアクチュエータを用いて行われる。光ディスク上に記録される情報の高密度記録技術が進むにつれ、対物レンズアクチュエータの高いレンズ駆動精度が益々要求されるようになる。
対物レンズアクチュエータに好適に用いられるマグネットとしては、小型軽量を目的として、多極着磁マグネットがある。多極着磁マグネットは、分割された複数の領域を有し、隣合う領域の着磁方向が互いに逆向であるマグネットを示す。多極着磁のマグネットを用いた対物レンズアクチュエータの例が下記特許文献1に示されている。
特開2004−139642
従来のDVDより高記録密度の実現を目的とするHD−DVD等の光ディスクの場合、開口数が大きな対物レンズが用いられるため、対物レンズの質量が従来より大きくなる。質量の大きい対物レンズを用いると、レンズ駆動時に不要な共振が生じ、サーボ帯域を広くすることができない。この不要な共振は、レンズアクチュエータのトラッキングコイルの位置を工夫することで抑えることができる。
例えば上記特許文献1の場合、トラッキングコイルの取り付け位置を変更すると、フォーカスコイルの取り付け位置にも影響し、レンズアクチュエータの特性が悪化する。またトラッキングコイルの数が4個と多く、駆動電流量あたりのコイルパワーの効率が悪化する。
従って本発明は、質量の大きい対物レンズを用いても、駆動時に不要な共振が生じることがなく、サーボ帯域の広い対物レンズアクチュエータを用いた光ディスク装置を提供することにある。
上記不要な共振が発生する理由は、質量の大きな対物レンズを設けたことにより、レンズアクチュエータ可動部の重心位置がレンズ側に移動し、トラッキングコイル駆動力の作用点の位置が可動部の重心位置からずれ、可動部に不要なトルクが発生するからである。
本発明の1実施形態に係る光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面上にレーザ光を集光させるための対物レンズを、フォーカス方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動するレンズアクチュエータと、前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のトラッキングを制御するトラッキング制御手段とを具備し、前記レンズアクチュエータは、2つのマグネットを含む固定部と、前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ、レンズホルダ、フォーカスコイル、及びトラッキングコイルを含む可動部とを備え、前記トラキングコイル中心Bのフォーカス方向位置が、各マグネットの磁気回路中心のフォーカス方向位置より、前記対物レンズ側の位置になるように、前記トラッキングコイルが前記レンズホルダに設けられている。
以上により、トラッキングコイル駆動力の作用点の位置は、可動部の重心位置に一致し可動部に不要なトルクが発生することはない。
質量の大きい対物レンズを用いても、駆動時に不要な共振が生じることがなく、サーボ帯域の広い対物レンズアクチュエータを用いた光ディスク装置を提供できる。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(1)光ディスク装置の構成
図1は本発明が提供される光ディスク装置の構成を示すブロック図である。この光ディスク装置は、CD、DVD、あるいはHD−DVD等の光ディスク1に対して、情報の記録再生を行なう機能を有している。
図1は本発明が提供される光ディスク装置の構成を示すブロック図である。この光ディスク装置は、CD、DVD、あるいはHD−DVD等の光ディスク1に対して、情報の記録再生を行なう機能を有している。
この光ディスク装置は、変調回路3、記録再生制御部4、レーザ制御回路5、光ヘッド6、信号処理回路7、復調回路8、レンズアクチュエータ制御部9を備えている。
上記光ヘッド6は、半導体レーザ10、コリメートレンズ11、PBS(偏光ビームスプリッタ)12、4分の1波長板13、対物レンズアクチュエータ14、対物レンズ15、集光レンズ16、光検出器17を備えている。
また、上記レンズアクチュエータ制御部9は、フォーカスエラー信号生成回路18、フォーカス制御回路19、トラッキングエラー信号生成回路20、トラッキング制御回路21、ラジアルチルトエラー信号生成回路22、ラジアルチルト制御回路23を備えている。
まず、この光ディスク装置による光ディスク1への情報の記録について説明する。変調回路3は、所定の変調方式に基づいてホストから提供される記録データ(データシンボル)をチャネルビット系列に変調する。記録データに対応したチャネルビット系列は、記録再生制御部4に入力される。
この記録再生制御部4には、ホストからの記録再生指示(この場合、記録指示)が入力される。記録再生制御部4は、目的の記録位置に光ビームが適切に集光されるように光ヘッド6を駆動させる。さらに、記録再生制御部4は、チャネルビット系列をレーザ制御回路5に供給する。
レーザ制御回路5は、チャネルビット系列をレーザ駆動波形に変換し、半導体レーザ10を駆動する。ここでレーザ制御回路5は、半導体レーザ10をパルス駆動する。これに伴ない、半導体レーザ10は、所望のビット系列に対応した記録用の光ビームを発生する。
半導体レーザ10から発生された記録用の光ビームは、コリメートレンズ11で平行光となり、PBS12に入射し、透過する。PBS12を透過した光ビームは、4分の1波長板13を透過し、対物レンズ15により光ディスク1の情報記録面に集光される。
集光された記録用の光ビームは、フォーカス制御回路19並びに対物レンズアクチュエータ14によるフォーカス制御、トラッキング制御回路21並びに対物レンズアクチュエータ14によるトラッキング制御、ラジアルチルト制御回路23並びに対物レンズアクチュエータ14によるラジアルチルト制御によって、光ディスク1の情報記録面上に最良の光ビームスポットが得られる状態で維持される。
次に、この光ディスク装置による光ディスク1からの情報の再生について説明する。記録再生制御部4には、ホストからの記録再生指示(この場合、再生指示)が入力される。記録再生制御部4は、ホストからの再生指示にしたがい、レーザ制御回路5に再生制御信号を出力する。
レーザ制御回路5は、再生制御信号に基づき半導体レーザ10を駆動する。これに伴ない、半導体レーザ10は、再生用の光ビームを発生する。半導体レーザ10から発生された再生用の光ビームは、コリメートレンズ11で平行光となり、PBS12に入射し透過する。PBS12を透過した光ビームは4分の1波長板13を透過し、対物レンズ15により光ディスク1の情報記録面に集光される。
集光された再生用の光ビームは、フォーカス制御回路19、トラッキング制御回路21、ラジアルチルト制御回路23、ならびに対物レンズアクチュエータ14によって、光ディスク1の情報記録面上に最良の光ビームスポットが得られるように調節される。
このとき、光ディスク1上に照射された再生用の光ビームは、情報記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜により反射される。反射光は、対物レンズ15を逆方向に透過して再度平行光となり、4分の1波長板13を透過した後、入射光に対して垂直な偏光を持つPBS12で反射される。
PBS12で反射された光ビームは、集光レンズ16により収束光となり、光検出器17に入射される。光検出器17は、例えば、4分割のフォトディテクタから構成されている。光検出器17に入射した光束は、光電変換されて電気信号となり増幅される。増幅された信号は、信号処理回路7にて等化され2値化され、復調回路8に送られる。復調回路8では所定変調方式に対応した復調動作が施されて、再生データが出力される。
また、光検出器17から出力される電気信号の一部に基づいて、フォーカスエラー信号生成回路18によりフォーカスエラー信号が生成される。同様に、光検出器17から出力される電気信号の一部に基づいて、トラッキングエラー信号生成回路20によりトラッキングエラー信号が生成される。同様に、光検出器17から出力される電気信号の一部に基づいて、ラジアルチルトエラー信号生成回路22によりラジアルチルトエラー信号が生成される。
そして、フォーカス制御回路19は、フォーカスエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ14を制御し、ビームスポットのフォーカスを制御する。トラッキング制御回路21は、トラッキングエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ14を制御し、ビームスポットのトラッキングを制御する。ラジアルチルト制御回路23は、ラジアルチルトエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ14を制御し、ビームスポットのラジアルチルトを制御する。
(2)対物レンズアクチュエータの全体構成
次に、本発明の一実施形態に係る対物レンズアクチュエータ14について説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る対物レンズアクチュエータ14について説明する。
図2は対物レンズアクチュエータ14の全体的な構造を示す斜視図、図3は対物レンズアクチュエータ14の可動部38の構造を示す斜視図である。対物レンズ15、フォーカスコイル35、トラッキングコイル36を搭載したレンズホルダ31は両側の6本のサスペンションワイヤー33によって支持されている。サスペンションワイヤー33はダンピング剤が入ったゲルボックス34を通り、ゲルボックス34に接着された基板によって固定されていて、このサスペンションワイヤー33を介して外部電源から可動部38のコイルに電力が供給される。
このコイルに電流が流れることによる磁界と、可動部38を挟むようにヨークベース30に固定されている2個のマグネット32が発生する磁束により、コイルにローレンツ力が働き、対物レンズ15をフォーカス方向、トラッキング方向、ラジアルチルト方向に駆動する。ヨークベース30、2個のマグネット32及びゲルボックス34は固定部を構成する。
尚、本発明が対象とするHD−DVDのような高密度記録光ディスクの場合、開口数の大きな対物レンズを用いる必要がある。対物レンズ15は、大きな開口数を達成するように、その成分及び形状が決定されているため、その質量は従来の対物レンズより大きい。
(3)磁気回路部分
図4は本発明の一実施例に係る対物レンズアクチュエータの磁気回路部分つまりマグネットとコイルの構成を示す図である。可動部38を挟むようにヨークベース30に2個のマグネット32が固定され、後述するように各マグネット32は磁気的に4つに領域分割され、その隣り合う領域は互いに逆の極性となっている。各マグネット32と向かい合うようにフォーカスコイル35が2個、トラッキングコイル36が一個それぞれ配置され、対物レンズ15及びレンズホルダ31の周りを一周するようにラジアルチルトコイル37が配置されている。
図4は本発明の一実施例に係る対物レンズアクチュエータの磁気回路部分つまりマグネットとコイルの構成を示す図である。可動部38を挟むようにヨークベース30に2個のマグネット32が固定され、後述するように各マグネット32は磁気的に4つに領域分割され、その隣り合う領域は互いに逆の極性となっている。各マグネット32と向かい合うようにフォーカスコイル35が2個、トラッキングコイル36が一個それぞれ配置され、対物レンズ15及びレンズホルダ31の周りを一周するようにラジアルチルトコイル37が配置されている。
(4)マグネット着磁
マグネット着磁は図5のように1個のマグネット32を4つの領域に分け、隣り合う領域同士が互いに逆極性になるように着磁されている。ここで着磁方向はマグネット32の領域分割面41に垂直な方向である。尚、マグネット32が直方体でなく、ヨークベース側の中央下部に凹面42が設けられている理由は後述される。
マグネット着磁は図5のように1個のマグネット32を4つの領域に分け、隣り合う領域同士が互いに逆極性になるように着磁されている。ここで着磁方向はマグネット32の領域分割面41に垂直な方向である。尚、マグネット32が直方体でなく、ヨークベース側の中央下部に凹面42が設けられている理由は後述される。
ラジアルチルトコイルを駆動させる条件から、マグネット32は図6のように配置する必要がある。この2つのマグネット32は領域分割の仕方はまったく同じであるが、極性は互いに逆となっており別々に製造する必要がある。
(5)フォーカスコイル、トラッキングコイルの配置
図7はフォーカスコイル35、トラッキングコイル36の配置を示す図である。フォーカスコイル35に電流を流すことにより、可動部38はy軸方向(フォーカス方向)に移動する。トラッキングコイル36に電流を流すことにより、可動部38はx軸方向(トラッキング方向)に移動する。このように可動部38は、y軸方向(フォーカス方向)及びx軸方向(トラッキング方向)に駆動されて移動するが、z軸方向には駆動されず移動もしない。従って以下の説明では、z軸方向の説明は省略される。
図7はフォーカスコイル35、トラッキングコイル36の配置を示す図である。フォーカスコイル35に電流を流すことにより、可動部38はy軸方向(フォーカス方向)に移動する。トラッキングコイル36に電流を流すことにより、可動部38はx軸方向(トラッキング方向)に移動する。このように可動部38は、y軸方向(フォーカス方向)及びx軸方向(トラッキング方向)に駆動されて移動するが、z軸方向には駆動されず移動もしない。従って以下の説明では、z軸方向の説明は省略される。
マグネット32の水平な着磁領域境界線43aを含む線43bと、マグネット中央の垂直な着磁領域境界線44の交点Aは、マグネット32の磁気回路中心を示す。フォーカスコイル35は、マグネット32に向かって左右に、マグネット32の水平な境界線43aを跨ぐように配置される。フォーカスコイル35の中心と境界線43aのフォーカス方向(y軸方向)位置は一致している。トラッキングコイル36は、マグネット中央の境界線44を跨ぐように配置される。トラッキングコイル36の中心Bと境界線44のトラッキング方向(x軸方向)位置は一致している。
本実施形態のように、従来より質量の大きい対物レンズを搭載することによって、可動部38の重心位置が光軸方向(y軸方向)対物レンズ15側にずれる。マグネットの磁気回路中心Aは、従来の比較的軽量な対物レンズを可動部に搭載したときの可動部の重心位置に対応する。トラッキングコイル36の中心Bは、質量の大きい対物レンズを搭載したときの可動部の重心位置に対応する。この重心位置変化に対処するため、トラッキングコイル36は従来より、対物レンズ15側にずらして配置される。これにより、可動部の重心とトラッキングコイル駆動力の作用点(トラッキングコイル中心)は一致する。即ちトラッキングコイル36は、トラキングコイル中心Bのフォーカス方向(y軸方向)位置が、各マグネットの磁気回路中心Aのフォーカス方向位置より、前記対物レンズ側にずれて、レンズホルダに設けられている。
マグネット32の溝42は、トラッキングコイル上端からマグネット上端までの距離46aとトラッキングコイル下端からマグネット下端までの距離46bが同一となるように設けられている。この溝42により、トラッキングコイル36に働くローレンツ力がトラッキングコイル36の上側(対物レンズ15側)と下側で同一となり、不要な傾きが防止される。
(6)フォーカスコイルの駆動原理
図8はフォーカスコイル35の駆動原理を説明するための図である。フォーカスコイル35に図8に示す方向の電流Iを流すことを考える。フォーカスコイル35が直面するマグネット32が発生している磁界の方向は、z軸方向(紙面鉛直方向)であり、コイルの巻き線方向と垂直となっている。また、この磁界の方向はN極ではコイルに向い、S極ではマグネット32に向かっている。
図8はフォーカスコイル35の駆動原理を説明するための図である。フォーカスコイル35に図8に示す方向の電流Iを流すことを考える。フォーカスコイル35が直面するマグネット32が発生している磁界の方向は、z軸方向(紙面鉛直方向)であり、コイルの巻き線方向と垂直となっている。また、この磁界の方向はN極ではコイルに向い、S極ではマグネット32に向かっている。
このモデルにフレミング左手の法則を適用すると、図8の左右のフォーカスコイル35では、水平方向(x方向)に平行な4つの辺i、j、k、lには、太い矢印のように全て垂直上方向のローレンツ力が働くことになる。尚、垂直方向(y軸方向)に平行な4つの辺e、f、g、hについてもそれぞれ水平方向にローレンツ力が発生するが、これらの力はお互いに打ち消しあい、垂直上方向に働くローレンツ力に比べて、無視できる量にまで小さい。この原理により、可動部38をフォーカス方向に駆動することができる。尚、図8では片側のフォーカスコイル35及びマグネット32の磁場について考えたが、対物レンズ15及びレンズホルダ31を挟んで反対側に位置するフォーカスコイル35及びマグネット32の配置も同様であり、全く同様の原理により、フォーカス方向への駆動力を発生させることができる。
(7)トラッキングコイル駆動原理
図9はトラッキングコイル36の駆動原理を説明するための図である。トラッキングコイル36に図9に示す方向の電流Iを流すことを考える。トラッキングコイル36に直面するマグネット32が発生している磁界の方向はz軸方向であり、コイルの巻き線方向と垂直になっている。また、この磁界の方向はN極ではコイルに向い、S極ではマグネット32に向かっている。
図9はトラッキングコイル36の駆動原理を説明するための図である。トラッキングコイル36に図9に示す方向の電流Iを流すことを考える。トラッキングコイル36に直面するマグネット32が発生している磁界の方向はz軸方向であり、コイルの巻き線方向と垂直になっている。また、この磁界の方向はN極ではコイルに向い、S極ではマグネット32に向かっている。
このモデルにフレミング左手の法則を適用すると、図9のトラッキングコイル36では、垂直方向(y軸方向)に平行な2つの辺m、nには、太い矢印のように全て水平右方向のローレンツ力が働くことになる。尚、水平方向(x方向)に平行な2つの辺o、pについてもそれぞれ垂直方向にローレンツ力が発生するが、これらの力はお互いに打ち消しあい、水平右方向に働くローレンツ力に比べて無視できる量にまで小さい。この原理により、可動部38をトラッキング方向に駆動することができる。尚、図9では片側のトラッキングコイル36及びマグネット32の磁場について考えたが、対物レンズ15及びレンズホルダ31を挟んで反対側にあるトラッキングコイル36及びマグネット32の配置も同様であり、全く同様の原理によって、フォーカス方向への駆動力を発生させることができる。
(8)ラジアルチルトコイル駆動原理
図10はラジアルチルトコイル37の駆動原理を説明するための図である。ラジアルチルトコイル37は2つのマグネット32の間に、対物レンズ15及びレンズホルダ31を取り囲むように、レンズホルダ31に直接巻き付けられている(図3参照)。図10において、ラジアルチルトコイル37のマグネット面に平行な辺q、pでは、マグネット32の着磁パターンにより、各辺の右側と左側で逆方向の磁界が作用している。この状態でコイルに電流Iを図10の方向に流すことを考える。磁界の向きと電流の向きからフレミング左手の法則により、太線矢印のようにラジアルチルトコイル37のマグネット32に平行な各辺において、右側と左側で上下逆方向のローレンツ力が発生する。これらの力が偶力となり、可動部38をラジアルチルト方向に傾けるトルクを発生させることができる。
図10はラジアルチルトコイル37の駆動原理を説明するための図である。ラジアルチルトコイル37は2つのマグネット32の間に、対物レンズ15及びレンズホルダ31を取り囲むように、レンズホルダ31に直接巻き付けられている(図3参照)。図10において、ラジアルチルトコイル37のマグネット面に平行な辺q、pでは、マグネット32の着磁パターンにより、各辺の右側と左側で逆方向の磁界が作用している。この状態でコイルに電流Iを図10の方向に流すことを考える。磁界の向きと電流の向きからフレミング左手の法則により、太線矢印のようにラジアルチルトコイル37のマグネット32に平行な各辺において、右側と左側で上下逆方向のローレンツ力が発生する。これらの力が偶力となり、可動部38をラジアルチルト方向に傾けるトルクを発生させることができる。
尚、ラジアルチルトコイル37はレンズホルダ31の下側に取り付けられている。詳細には、可動部38の対物レンズ15が設けられている側を上側とすると、チルトコイル37は可動部38において、各マグネット32の磁気回路中心Aのフォーカス方向位置より、下側にのみ設けられている(図7参照)。これはラジアルチルトコイル37にはフォーカスコイル35、トラッキングコイル36ほど駆動力を必要としないこと、また重い対物レンズ15を搭載することによる重心のずれを抑えるために、銅からなる密度の大きいコイルをレンズホルダ31の下側に搭載している。
トラッキングコイル36の質量は、ラジアルチルトコイル32より遥かに小さい。従ってトラッキングコイル36を本実施形態のようにy軸方向上方に移動しても、可動部38の重心位置はあまり変わらないが、ラジアルチルトコイル32の位置を変更すると、重心位置は変更に応じて変化する。従って、重い対物レンズ15を搭載することによって可動部38の重心がレンズ側にずれるが、質量の大きなラジアルチルトコイル37をレンズホルダ31の下側に搭載することにより、このずれを抑えることができる。
従って、質量の大きな対物レンズを可動部38に搭載する場合、例えば図7のようにトラッキングコイル36を上方に移動することによりトラッキングコイル駆動力の作用点を上方に移動する。このようにトラッキングコイル駆動力の作用点を上方に移動しても、依然として可動部重心と前記作用点が一致しない場合、質量の大きなラジアルチルトコイル37をレンズホルダ31の下側に搭載して、可動部重心と前記作用点を一致させることができる。
尚、一般に対物レンズアクチュエータでは、対物レンズ15をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動すると、マグネット及びコイルを含む磁気回路におけるコイル位置がずれ、不要な方向への力が増大し、対物レンズが不要な方向に傾く現象が発生する。しかし本発明に係る磁気回路では、上記したようにマグネット32の着磁パターンとフォーカスコイル35及びトラッキングコイル36の配置を調整することにより、この対物レンズの傾きを小さく抑えている。
以上のように本実施形態では、対物レンズアクチュエータにおいて、トラッキングコイル36を磁気回路の中心よりもディスク側に配置することにより、質量の大きい対物レンズ15を搭載しても駆動力の中心とアクチュエータ可動部38の重心が、ずれることがなく不要な共振が防止される。
(9)レンズホルダ内部構造
図11はレンズホルダ31を下方から見た図である。図11のように、レンズホルダ31の低部に、対物レンズ15の取り付け穴(ビームが通過する穴)46の両側は曲げに強いH型になるようなリブ構造をしており、軽量化と高剛性化を同時に実現している。
以上のように本実施形態では、対物レンズアクチュエータにおいて、トラッキングコイル36を磁気回路の中心よりもディスク側に配置することにより、質量の大きい対物レンズ15を搭載しても駆動力の中心とアクチュエータ可動部38の重心が、ずれることがなく不要な共振が防止される。
(9)レンズホルダ内部構造
図11はレンズホルダ31を下方から見た図である。図11のように、レンズホルダ31の低部に、対物レンズ15の取り付け穴(ビームが通過する穴)46の両側は曲げに強いH型になるようなリブ構造をしており、軽量化と高剛性化を同時に実現している。
図12はレンズホルダ31の断面の一例を示す図である。対物レンズ15を搭載する部分50の壁部の肉厚48a、48bを厚くすることにより、重量レンズを搭載しても対物レンズ15の不要な振動を抑えている。この肉厚48a、48bは、外周壁の肉厚49aあるいは内周壁49b等の他の壁部の肉厚より、例えば1.5mm〜2.5mm、好適に2mm程度厚い。
(10)共振対策
図11のように、レンズホルダ31の両側にH型のリブ47を備えている。このリブは、レンズホルダ31自体が弾性変形することにより数十kHzの帯域に生じるフォーカス方向の高次共振の共振周波数を高周波数側にシフトさせ、サーボ帯域を広げている。また、図12のように対物レンズ15をレンズホルダ31に若干埋め込む形で取り付け、さらに対物レンズ取り付け部分付近50のレンズホルダ肉厚が他の壁部より厚くなっている。従って、レンズホルダ31の対物レンズ取り付け部分が振動し、数十kHzの帯域に生じるトラッキング方向の高次共振の共振周波数が高周波数側にシフトし、サーボ帯域を広げている。さらに前述のトラッキングコイル36の取り付け位置を上側に変更することにより、可動部重心と駆動力の作用点位置のオフセットから生じる数kHzの帯域に生じるトラッキング方向の副共振を無くすことができる。
図11のように、レンズホルダ31の両側にH型のリブ47を備えている。このリブは、レンズホルダ31自体が弾性変形することにより数十kHzの帯域に生じるフォーカス方向の高次共振の共振周波数を高周波数側にシフトさせ、サーボ帯域を広げている。また、図12のように対物レンズ15をレンズホルダ31に若干埋め込む形で取り付け、さらに対物レンズ取り付け部分付近50のレンズホルダ肉厚が他の壁部より厚くなっている。従って、レンズホルダ31の対物レンズ取り付け部分が振動し、数十kHzの帯域に生じるトラッキング方向の高次共振の共振周波数が高周波数側にシフトし、サーボ帯域を広げている。さらに前述のトラッキングコイル36の取り付け位置を上側に変更することにより、可動部重心と駆動力の作用点位置のオフセットから生じる数kHzの帯域に生じるトラッキング方向の副共振を無くすことができる。
図13及び図14は対物レンズアクチュエータ14を試作して評価した結果を示す。
図13はフォーカスコイル駆動時における振幅(移動量)及び位相の周波数特性の計測結果である。R1は一次共振を示し、これはサスペンションワイヤー33と可動部38による共振である。R2は2次共振を示し、対物レンズ15とレンズホルダ31による共振である。コイルに高い周波数の駆動電流を流すことによって、レンズホルダが対物レンズを中心にしてしなるように変形し、駆動電流の位相と対物レンズの位相にずれが生じる。2次共振R2は、このような位相ずれが発生していることを示している。
レンズ駆動電流の周波数が2次共振周波数となると、駆動電流の位相と対物レンズの位相は互いに反転する。フォーカスサーボは、一般に1次共振R1から2次共振R2までの周波数帯域で行われる。本実施形態では、駆動電流の位相と対物レンズの位相とのずれを抑えるために、前述したようにH型のリブ47がレンズホルダ31の低部に設けられ、2次共振の周波数が従来より高周波数となっている。図13のように本発明に係るレンズアクチュエータは、大きな副共振も存在せず、40Hz〜50kHzまで、安定した周波数特性を示しているのが分かる。
図14はトラッキングコイル駆動時における振幅及び位相の周波数特性の計測結果である。トラッキングサーボも同様に、1次共振R1から2次共振R2までの周波数帯域で行われる。本実施形態では、トラッキングコイル駆動時における駆動電流の位相と対物レンズの位相とのずれを抑えるために、前述したように対物レンズ取り付け部付近のレンズホルダ壁部肉厚を、厚くすることにより、2次共振の周波数が従来より高周波数となっている。図14のように本発明に係るレンズアクチュエータは、トラッキンコイル駆動時においても、大きな副共振も存在せずに40Hz〜50kHzまで、安定した周波数特性を示しているのが分かる。
以上のように本実施形態では、対物レンズアクチュエータにおいて、レンズホルダ31を軽量、高剛性にすることにより、質量の大きい対物レンズアクチュエータを搭載しても高次(主に2次)の共振周波数が高く、対物レンズアクチュエータのサーボ帯域が広い。
1…光ディスク、6…光ヘッド、10…半導体レーザ、11…コリメートレンズ、12…偏光ビームスプリッタ、13…4分の1波長板、14…対物レンズアクチュエータ、15…対物レンズ、16…集光レンズ、17…光検出器、30…ヨークベース、31…レンズホルダ、32…マグネット、33…サスペンションワイヤー、34…ゲルボックス、35…フォーカスコイル、36…トラッキングコイル。
Claims (10)
- 光ディスクの情報記録面上にレーザ光を集光させるための対物レンズを、フォーカス方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動する対物レンズアクチュエータと、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のトラッキングを制御するトラッキング制御手段とを具備し、
前記対物レンズアクチュエータは、
2つのマグネットを含む固定部と、
前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ、レンズホルダ、フォーカスコイル、及びトラッキングコイルを含む可動部とを備え、
前記トラッキングコイル中心のフォーカス方向位置が、各マグネットの磁気回路中心のフォーカス方向位置より、前記対物レンズ側の位置になるように、前記トラッキングコイルが前記レンズホルダに設けられていることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記レンズホルダの前記マグネットに対向する各面には、1つのトラッキングコイルと、該トラッキングコイルの両側に2つのフォーカスコイルが設けられ、前記トラッキングコイルの中心位置が、前記2つのフォーカスコイルの中心位置より前記対物レンズ側の位置になるように、前記フォーカスコイル及びトラッキングコイルが前記レンズホルダに設けられていることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 各マグネットは、複数の領域に分割され、隣り合う領域がそれぞれNS逆極性となるように着磁され、着磁方向が前記フォーカス方向及びトラッキング方向に対して直交する方向であることを特徴とする請求項1又は2記載の光ディスク装置。
- 前記フォーカスコイル中心のフォーカス方向位置が、各マグネットの磁気回路中心のフォーカス方向位置に一致するように、前記フォーカスコイルが前記可動部に設けられていることを特徴とする請求項3記載の光ディスク装置。
- 前記可動部には更にチルトコイルが設けられ、前記可動部の前記対物レンズが設けられている側をフォーカス方向上側とすると、前記チルトコイルは前記可動部において、前記各マグネットの磁気回路中心のフォーカス方向位置より、下側にのみ設けられていることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 前記レンズホルダの前記対物レンズ取り付け部付近の壁部肉厚が、前記レンズホルダの他の壁部の肉厚より厚いことを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
- 光ディスクの情報記録面上にレーザ光を集光させるための対物レンズを、フォーカス方向、トラッキング方向及びラジアルチルト方向にそれぞれ駆動する対物レンズアクチュエータと、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のトラッキングを制御するトラッキング制御手段と、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のラジアルチルトを制御するラジアルチルト制御手段と、を具備し、
前記対物レンズアクチュエータは、
2つのマグネットを含む固定部と、
前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ、レンズホルダ、フォーカスコイル、トラッキングコイル及びラジアルチルトコイルを含む可動部とを備え、
前記対物レンズは前記可動部においてフォーカス方向上側に設けられ、前記チルトコイルは前記可動部において、前記各マグネットの磁気回路中心のフォーカス方向位置より、下側にのみ設けられていることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記チルトコイルは、前記レンズホルダに直接巻き付けられていることを特徴とする請求項7記載の光ディスク装置。
- 光ディスクの情報記録面上にレーザ光を集光させるための対物レンズを、フォーカス方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動する対物レンズアクチュエータと、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のフォーカスを制御するフォーカス制御手段と、
前記対物レンズアクチュエータを用いて、前記レーザ光のトラッキングを制御するトラッキング制御手段とを具備し、
前記対物レンズアクチュエータは、
2つのマグネットを含む固定部と、
前記2つのマグネットの間に配置され、前記対物レンズ、レンズホルダ、フォーカスコイル、及びトラッキングコイルを含む可動部とを備え、
前記レンズホルダの前記対物レンズ取り付け部付近の壁部肉厚が、前記レンズホルダの他の壁部の肉厚より厚いことを特徴とする光ディスク装置。 - 前記レンズホルダの前記対物レンズ側を上部とすると、前記レンズホルダの底部には、リブ構造が設けられていることを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置。
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