JP4118174B2

JP4118174B2 - Objective lens driving device, optical head, and optical disk device

Info

Publication number: JP4118174B2
Application number: JP2003074254A
Authority: JP
Inventors: 寛爾若林; 寛山本; 喜博井川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004005918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスク状記録媒体に光ビームを照射して光学的に情報を記録および再生する記録再生装置における対物レンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンパクトディスクなどのディスク状記録媒体（以下、単に光ディスクという）へ光学的に情報を記録および／または再生する光ディスク装置は、光ヘッドを備える。光ヘッドは、ディスクの半径方向に移動し、情報を記録するための所定のトラックに光ビームを照射する。また、ディスクにおいて反射した光ビームを検出し、検出した光を電気信号に変換する。
【０００３】
光ヘッドは、光源と、光源から出射した光ビームを収束する対物レンズとを備え、光ビームの収束領域がディスクのトラック上において、一定の収束状態を保ったままトラックを追従するように、対物レンズを移動させる。具体的には、ディスクの面振れによるフォーカシングずれや偏心などによるトラッキングずれを補正するために、対物レンズは、対物レンズの光軸方向であるディスクに対して垂直な方向（以下、フォーカシング方向という）、及びディスクの半径方向（以下トラッキング方向という）に駆動される。このように対物レンズを駆動する装置を対物レンズを含めて対物レンズ駆動装置と呼ぶ。
【０００４】
近年、光ディスクの高密度化および光ディスク装置における高転送レート化が、進展している。このため、対物レンズを高い精度で位置決め制御する必要性、および、高速回転させた光ディスクから、記録・再生情報を高いレートで転送する必要性が増している。
【０００５】
光ディスクを高速回転させた場合、面振れ加速度および偏心加速度は回転数の２乗に比例して大きくなる。このため、これらの加速度に対して、対物レンズ駆動装置における対物レンズが移動する加速度感度が十分に大きくない場合、面振れ、偏心に対する対物レンズの追従性能が低くなり、制御誤差が生じる。誤差が大きくなると、デフォーカスまたはデトラックが発生し、記録再生信号を劣化させる原因となる。
【０００６】
一方、光ディスク装置の小型化に対するニーズにともなって、対物レンズ制御装置も小型化、特に薄型化も同時に要求されており、限られたスペースの中で十分な加速度感度が得られる対物レンズ駆動装置を構成することがより困難となってきている。
【０００７】
以下、図面を参照しながら、薄型の構造を備えた従来の対物レンズ駆動装置の一例を説明する。図１５は、従来の対物レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図であり、図１６は従来の対物レンズ駆動装置の構成を示す平面図である。図２３（ｂ）は、従来の対物レンズ駆動装置における、マグネットとフォーカシングコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を説明するための模式的な平面図であり、図１７（ａ）および図１７（ｃ）は、それぞれ、図１７（ｂ）を矢印ＵおよびＶの方向から見た側面図である。これらの図に示す従来の対物レンズ駆動装置はたとえば、特許文献１に開示されている。
【０００８】
図１５および図１６に示すように、従来の対物レンズ駆動装置において、対物レンズ１は中央に貫通穴があるレンズホルダ３０１に保持される。このレンズホルダ３０１の貫通穴の内側にはおおよそ５角形柱形状を有するフォーカシングコイル３０２が取り付けられている。フォーカシングコイル３０２の側面には直列に接続された一対の扁平でかつおおよそ４角形状を有するトラッキングコイル３０３が取り付けられている。
【０００９】
フォーカシングコイル３０２およびトラッキングコイル３０３を空隙を介して同時に挟み込むように２個のマグネット３０４および３０５がベース３０６に固定されている。ベース３０６にはサスホルダ３０８が固定されており、サスホルダ３０８の背面には固定基板３１０が固定されている。
【００１０】
レンズホルダ３０１の２側面には一対の中継端子板３０９が固定されており、４本のワイヤー３０７ａ〜３０７ｄのそれぞれの一端が中継端子板３０９に半田付けによって接続固定され、ワイヤー３０７ａ〜３０７ｄの他端は固定基板３１０に半田付けによって接続固定されている。
【００１１】
対物レンズ１、レンズホルダ３０１、フォーカシングコイル３０２、トラッキングコイル３０３および中継端子板３０９によって可動体が構成される。この可動体はベース３０６に対して４本のワイヤー３０７ａ〜３０７ｄによってフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに移動可能なように支持されている。
【００１２】
ワイヤー３０７ａ〜３０７ｄはベリリウム銅やリン青銅等の弾性金属材料からなる線材によって構成されている。フォーカシングコイル３０２の２本の端子および直列に接続された一対のトラッキングコイル３０３の２本の端子はそれぞれ独立に中継端子板３０９、ワイヤー３３７ａ〜３０７ｄを介して固定基板３１０に電気的に接続されている。
【００１３】
また、図１６に示すように、マグネット３０４および３０５は互いに異極が対向するように配置されており、トラッキング方向Ｔの外形寸法はおおよそ同一であるＪとなっている。
【００１４】
この従来の対物レンズ駆動装置において、フォーカシングコイル３０２およびトラッキングコイル３０３のマグネット３０４とマグネット３０５とに挟み込まれた部分が駆動力発生点となる。駆動力発生点は可動体のおおよそ中央に位置し、この駆動力発生点からずれた位置に対物レンズ１を配置することにより、光ビームをフォーカシング方向Ｆに反射させるための立上げミラー（図示せず）とマグネット３０４、３０５およびフォーカシングコイル３０２、トラッキングコイル３０３からなる駆動手段との機械的な干渉を避けている。対物レンズ駆動装置を薄くし、薄型の光ヘッドを実現することができる。
【００１５】
この従来の対物レンズ駆動装置の動作を図１７（ａ）から（ｃ）を用いて説明する。
【００１６】
まず、フォーカシング駆動について説明する。図１７（ａ）に示すように、フォーカシングコイル３０２に対して矢印Ｉｆの方向に電流を流すと、対向する磁極はＮ極であるため、フォーカシングコイル３０２の一辺に矢印Ｐｆの方向に駆動力が発生する。このため、フォーカシングコイル３０２に発生した駆動力Ｐｆによってレンズホルダ３０１はフォーカシング方向Ｆに駆動される。
【００１７】
次に、トラッキング駆動について説明する。図１７（ｃ）に示すように、トラッキングコイル３０３に対して矢印Ｉｔの方向に電流を流すと、対向する磁極はＳ極であるため、トラッキングコイル３０３の一辺に矢印Ｐｔの方向の駆動力が発生する。このため、トラッキングコイル３０３に発生した駆動力Ｐｔによってレンズホルダ３０１はトラッキング方向Ｔに駆動される。
【００１８】
【特許文献１】
特開平５−３１４５１４号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の対物レンズ駆動装置において、対物レンズを移動させる加速度性能を向上させる場合、以下のような課題を有する。
【００２０】
まず、従来の対物レンズ駆動装置において、フォーカス方向の駆動力は、５角柱形状を有するフォーカシングコイル３０２のうちの一辺にのみ生じる。このため、コイルの総長に対する駆動力発生に寄与するコイル有効長の比率の改善には限界があり、駆動力発生の効率の点で問題がある。
【００２１】
また、コイルの有効長を増加させるためにマグネット３０４および３０５の幅Ｊを長くする場合、特に対物レンズ１に近い側に配置されているマグネット３０４の幅Ｊを広くする場合、レンズホルダ３０１の対物レンズ１を保持している部分とフォーカシングコイル１０２およびトラッキングコイル１０３が設けられた部分との接続領域３０１ａおよび３０１ｂの厚みを小さくする必要がある。しかし、この部分の厚みを小さくすると、駆動力の伝達経路の剛性が劣化してしまう。このため、対物レンズ駆動装置の高次共振周波数が低くなり、サーボ帯域が低下することによって、面振れ、偏心に対する対物レンズ１の追従性能が劣化する。これは記録再生信号が劣化する原因となる。
【００２２】
マグネット３０５の幅Ｊを広くした場合、マグネット１０５の周囲に存在するフォーカシングコイル１０２の周回長も大きくなる、このため、コイルの有効率を向上させることができず、フォーカシングコイル３０２への印加電圧に対する発生加速度感度の向上に限界がある。
【００２３】
また従来の対物レンズ駆動装置では、２つのトラッキングコイル３０３のうちの各々一辺のみが駆動力の発生に寄与していた。したがって、トラッキングコイル３０３のコイル有効率の向上には限界があり、トラッキングコイル３０３への印加電圧に対する発生加速度感度の向上に限界があった。
【００２４】
本発明は、このような従来の対物レンズ駆動装置の課題を解決するためになされたもので、小型で薄型の外形を備え、加速度感度をより高くすることができ、光ディスクを高速回転した場合でも良好な追従性能を確保して記録再生信号の劣化を抑制することのできる対物レンズ駆動装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の対物レンズ駆動装置は、光ビームを収束させるための対物レンズと、記対物レンズを保持するレンズホルダと、フォーカシングコイルおよび少なくとも１つのトラッキングコイルを有し、レンズホルダに固定されたコイル基板とを含む可動体、ベース、前記ベースに対して、前記可動体を前記対物レンズの光軸方向と平行なフォーカシング方向および前記フォーカシング方向に垂直なトラッキング方向へ移動可能に支持する支持部、および、空隙を介して前記コイル基板を挟むようにベースに固定された第１および第２の多極マグネットを含む。コイル基板において、前記フォーカシングコイルおよび前記トラッキングコイルは互いに平行でありかつ異なる平面において扁平な形状をそれぞれ有し、前記フォーカシングコイルおよび前記トラッキングコイルの少なくとも一部は互いに重なるよう配置されている。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記対物レンズと前記コイル基板との間に前記第１の多極マグネットが位置している。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記フォーカシングコイルは前記トラッキングコイルよりも前記第１の多極マグネットに近接しており、前記トラッキングコイルは前記フォーカシングコイルよりも前記第２の多極マグネットに近接している。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記第１の多極マグネットは、少なくともフォーカシング方向に異極が配列されるよう分割されており、前記第２の多極マグネットは、少なくともトラッキング方向に異極が配列されるよう分割されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記第２の多極マグネットは、第１の磁極領域と、前記第１の磁極領域を囲み、トラッキング方向に延びた平らな底面を有するＵ字状の第２の磁極領域とを含み、前記第１の磁極領域および第２の領域は異なる極に着磁されている。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記第２の多極マグネットは、前記トラッキング方向に３列に分割され、前記フォーカシング方向に２行に分割されることにより形成された６つの磁極領域を有し、前記６つの磁極領域は互いに隣接する磁極領域が異なる極となるよう着磁されており、前記６つの磁極領域のうち、中央の列であって、上方の行に位置する磁極領域が第１の磁極領域になっている。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記第１の多極マグネットは前記第２の多極マグネットと同じ構造を備えている。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記前記第１の多極マグネットは、フォーカシング方向に２行に分割されることにより形成された２つの磁極領域を有し、前記２つ磁極領域はとなるよう着磁されている。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、前記コイル基板は、前記トラッキングコイルを２つ有し、前記２つのトラッキングコイルはトラッキング方向に配置されている。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記第１の多極マグネット、前記第２の多極マグネット、および前記第１の磁極領域のトラッキング方向の幅をそれぞれＭ、ＮおよびＬとしたとき、Ｌ＜Ｍ＜Ｎの関係を満たしている。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記第２の多極マグネットは、フォーカシング方向におおよそ等しい幅で２行に分割され、トラッキング方向におおよそ１：２：１の幅で３列に分割された６つの磁極領域を有し、前記６つの磁極領域は互いに隣接する磁極領域が異なる極となるよう着磁されており、前記第１の多極マグネットは、前記フォーカシング方向におおよそ等しい幅で２行に分割された２つの磁極領域を有し、前記２つの磁極領域は互いに異なる極となるよう着磁されている。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記第１の多極マグネットおよび前記第２の多極マグネットはフォーカシング方向の幅がほぼ等しく、前記第１の多極マグネットのトラッキング方向の幅は、前記第２の多極マグネットの中央の磁極領域のトラッキング方向の幅とほぼ等しくなっている。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記第１の多極マグネットは、前記２の多極マグネットの中央列に位置する２つの磁極領域と対向するよう配置されている。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記支持部は前記フォーカシング方向およびトラッキング方向に垂直な回転軸の周りに回転可能なように前記可動体を支持しており、前記コイル基板は４つのトラッキングコイルを有し、前記回転軸が前記コイル基板と交わる点を通り、前記フォーカシング方向に平行な第１の軸および、前記トラッキング方向に平行な第２の軸に対して、前記４つのトラッキングコイルは対称な位置に配置されている。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記第２の軸に対して上方２つのトラッキングコイルは上コイル群を形成するよう直列に接続され、前記第２の軸に対して下方２つのトラッキングコイルは下コイル群を形成するよう直列に接続されている。
【００４０】
ある好ましい実施形態において、前記上コイル群および前記下コイル群に同相成分の電流を通電することで前記トラッキング方向へ前記可動対を移動させ、前記上コイル群および前記下コイル群に互いに逆相成分の電流を通電することにより前記可動体を前記回転軸の周りに回転させる。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、前記フォーカシングコイルの巻回軸は前記回転軸と一致している。
【００４２】
また、本発明の光ヘッドは、上記いずれかの対物レンズ駆動装置と、前記光ビームを出射するための光源とを有する。
【００４３】
また、本発明の光ディスク装置は、光ディスクを回転させるためのモータと、前記光ディスに収束した光ビームを照射するよう配置された上記光ヘッドと、前記光ビームを前記光ヘッドの半径方向へ移動させるための移動手段とを備える。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態である対物レンズ駆動装置５１を示す分解斜視図である。図２（ａ）は、対物レンズ駆動装置５１の平面図である。これらの図において、Ｆはフォーカシング方向を示し、Ｔはトラッキング方向を示している。また、Ｋはフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに垂直な方向を示しており、これらフォーカシング方向Ｆ、トラッキング方向Ｔ、および方向Ｋはそれぞれ、３次元の直交座標における各座標軸の方向に一致する。以下、フォーカシング方向Ｆとトラッキング方向Ｔとを含む面、トラッキング方向Ｔおよび方向Ｋを含む面ならびにフォーカシング方向Ｆおよび方向Ｋを含む面をそれぞれ、Ｆ−Ｔ平面、Ｔ−Ｋ平面ならびにＫ−Ｆ平面と呼ぶことがある。
【００４５】
対物レンズ駆動装置５１は、成形樹脂などからなるレンズホルダ２と、対物レンズ１と、コイル基板３と、第１の多極マグネット４と、第２の多極マグネット５と、ベース６とを備えている。
【００４６】
対物レンズ１は、Ｔ−Ｋ平面と平行となるようにレンズホルダ２に保持されている。このため、対物レンズ１の光軸はフォーカシング方向Ｆと一致する。レンズホルダ２は、対物レンズ１を保持している部分に隣接してフォーカシング方向Ｆに沿って貫通するおよそ長方形の孔２ｈを有している。コイル基板３は、その一部が孔２ｈに挿入されて、レンズホルダ２のおおよそ中央に取り付けられている。コイル基板３は、対物レンズ１と垂直な方向であるＴ−Ｆ平面と平行になっている。
【００４７】
図２（ｂ）は、コイル基板３のＴ断面図を示している。図２（ｂ）に示すように、コイル基板３は、第１の層３’および第２の層３’’を含み、第１の層３’および第２の層３’’にフォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃがそれぞれ設けられている。フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃはそれぞれ、コイル基板３と垂直な方向である方向Ｋを軸として、コイル基板３の面と平行に扁平な形状を有するよう回巻されている。トラッキングコイル３ｂとトラッキングコイル３ｃとは直列に接続されている。図１に示すように、フォーカシングコイル３ａは対物レンズ１に近い側配置され、トラッキングコイル３ｂ、３ｃは対物レンズ１から遠い側に配置されている。
【００４８】
図２（ｃ）は、対物レンズ１側からコイル基板３を見た平面図である。図２（ｃ）に示すように、フォーカシングコイル３ａは、トラッキングコイル３ｂ、３ｃとフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに垂直な方向Ｋに積層され、Ｆ−Ｔ平面において重なるようにコイル基板３に配置されている。また、フォーカシングコイル３ａはトラッキング方向のほうがフォーカシング方向よりも長い楕円形状、あるいは、矩形形状を有している。一方、トラッキングコイル３ｂ、３ｃは、トラッキング方向およびフォーカシング方向においてほぼ等しい長さを有する矩形形状を備えている。
【００４９】
本実施形態では、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃは、プリントコイルからなり、第１の層３’および第２の層３’’の内部に形成されている。しかし、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃは、たとえばコイル基板３の表面および裏面に形成されていてもよい。また、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃは、独立した巻線コイルからなり、コイル基板３の表面および裏面に張り合わせられていたり、コイル基板３の内部に埋設されていてもよい。さらに第１の層３’および第２の層３’’の間に他の層が介在していてもよいし、第１の層３’および第２の層３’’自体が複数の副層から構成されていてもよい。
【００５０】
図１に示すように、レンズホルダ２のトラッキング方向Ｔに垂直な２つの側面には各々中継端子板９が固定されており、コイル基板３上に形成されたフォーカシングコイル３ａの両端端子およびトラッキングコイル３ｂ、３ｃの両端端子が半田付けによって接続されている。
【００５１】
対物レンズ１、レンズホルダ２、コイル基板３および中継端子板９によって可動体４１が構成されている。可動体４１は対物レンズ１の光軸を含むＦ−Ｋ面と平行な面に対して対称な形状を有し、この平面とコイル基板３の面と交わる線上に可動体４１の重心が位置するように設定されている。
【００５２】
図１および図２（ａ）に示すように、第１の多極マグネット４は、同一面に複数の磁極領域を有する。本実施形態では、対物レンズ１側に位置する第１の主面４’では、Ｔ−Ｋ面と平行な磁界境界面で区切られた磁極領域４ａおよび磁極領域４ｂを有する。たとえば、磁極領域４ａおよび磁極領域４ｂは、Ｓ極およびＮ極となるよう着磁されている。この場合、第２の主面４’’では、磁極領域４ａおよび磁極領域４ｂに対応する領域がそれぞれＮ極およびＳ極となるよう着磁されている。
【００５３】
第２の多極マグネット５も、同一面に複数の磁極領域を有する。本実施形態では、対物レンズ１側に位置する第１の主面５’では、トラッキング方向Ｔおよびフォーカシング方向Ｆを組み合わせてできる、平らな底面を有するＵ字の磁界境界線で区切られた磁極領域５ａおよび磁極領域５ｂを有する。このため、磁極領域５ａは、平らな底面を有するＵ字形状の磁極領域５ｂに囲まれている。磁極領域５ａおよび磁極領域５ｂは、たとえば、Ｎ極およびＳ極となるよう着磁されている。この場合、第２の主面５’’では、磁極領域５ａおよび磁極領域５ｂに対応する領域がそれぞれＳ極およびＮ極となるよう着磁されている。
【００５４】
第１の多極マグネット４および第２の多極マグネット５は、空隙を介してコイル基板３を挟み込むよう、また、対物レンズ１に近い側に第１の多極マグネット４が配置され、遠い側に第２の多極マグネット５が配置されるよう、ベース６に固定されている。
【００５５】
第１の多極マグネット４の磁極領域４ａおよび第２の多極マグネット５の磁極領域５ａの対向する磁極面は各々Ｓ極とＮ極となっており、互いに異極が対向するようになっている。同様に第１の多極マグネット４の磁極領域４ｂおよび第２の多極マグネット５の磁極領域５ｂの一部対向する磁極面は各々Ｎ極とＳ極となっており、異極が対向するように配置されている。
【００５６】
図３（ｂ）は、コイル基板３、第１の多極マグネット４および第２の多極マグネット５を上から見た図であり、図３（ａ）は、トラッキングコイル３ｂ、３ｃと第２の多極マグネット５との位置関係を示すために、図３（ｂ）に示す矢印Ｕの方向からコイル基板３を見た図である。また、図３（ｃ）は、フォーカシングコイル３ａと第１の多極マグネット４との位置関係を示すために、図３（ｂ）に示す矢印Ｖの方向からコイル基板３を見た図である。
【００５７】
フォーカシングコイル３ａのうちフォーカシング駆動に寄与する有効コイル領域３ａ１は第１の多極マグネット４の磁極領域４ａと、有効コイル領域３ａ２は第１の多極マグネット４の磁極領域４ｂと各々対向している。
【００５８】
トラッキングコイル３ｂのうちトラッキング駆動に寄与する有効コイル領域３ｂ１は第２の多極マグネット５の磁極領域５ａと、有効コイル領域３ｂ２は第２の多極マグネット５の磁極領域５ｂと各々対向している。同様にトラッキングコイル３ｃのうちのトラッキング駆動に寄与する有効コイル領域３ｃ１は第２の多極マグネット５の磁極領域５ａと、有効コイル領域３ｃ２は第２の多極マグネット５の磁極領域５ｂと各々対向している。
【００５９】
図３（ｂ）に示すように、第１の多極マグネット４のトラッキング方向Ｔの幅寸法Ｍと第２の多極マグネット５のトラッキング方向Ｔの幅寸法Ｎおよび磁極領域５ａの幅寸法Ｌの関係は、Ｌ＜Ｍ＜Ｎとなっていることが好ましい。
【００６０】
また、レンズホルダ２において、対物レンズ１を保持する部分と、コイル基板３が取り付けられた部分と接続する接続部２ａおよび２ｂは肉厚になっていることが好ましい。これにより、可動体４１において駆動力の伝達経路の剛性を高めることができる。第１の多極マグネット４のトラッキング方向Ｔの幅寸法Ｍは、接続部２ａおよび２ｂを肉厚にした状態において、第１の多極マグネット４がレンズホルダ２と接触しないような空隙を設けられる程度になっていることが好ましい。
【００６１】
図１に示すように、フォーカシングコイル３ａの両端子およびトラッキングコイル部３ｂ、３ｃの両端子が接続された２つの中継端子板９には、支持部である各々２本のワイヤー７ａ〜７ｄが半田付けにより接続されている。ワイヤー７ａ〜７ｄはベース６に固定されたサスホルダ８に取付けられた固定基板１０に半田付けされている。
【００６２】
ワイヤー７ａ〜７ｄはベリリウム銅やリン青銅等の弾性金属材料からなり、円形、多角形、または楕円形等の断面形状を有する線材、または棒材が用いられる。他の形状の支持部を用いてもよい。ワイヤー７ａ〜７ｄが可動体４１を支持している点の中心である支持中心は、可動体の重心に略一致するように設定されている。
【００６３】
次に、対物レンズ駆動装置５１の動作を図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）を用いて説明する。
【００６４】
まず、可動体４１のフォーカシング方向Ｆへの駆動動作を説明する。図３（ｃ）に示すように、フォーカシングコイル３ａに対して矢印Ｉｆの方向に電流を流すと、有効コイル領域３ａ１に対向する磁極領域４ａはＳ極であり、有効コイル領域３ａ２に対向する磁極領域４ｂはＮ極であるので、フォーカシングコイル部３ａの有効コイル領域３ａ１、３ａ２にはいずれも矢印Ｐｆ方向の駆動力が発生する。つまり、フォーカシングコイル３ａに発生した駆動力Ｐｆによってレンズホルダ２はフォーカシング方向Ｆに駆動される。
【００６５】
次に、可動体のトラッキング方向Ｔへの駆動動作を説明する。図３（ａ）に示すように、トラッキングコイル部３ｂ、３ｃに対して矢印Ｉｔに電流を流すと、有効コイル領域３ｂ１および有効コイル領域３ｃ１に対向する磁極領域５ａはＮ極、有効コイル領域３ｂ２および有効コイル領域３ｃ２に対向する磁極領域５ｂはＳ極であるので、トラッキングコイル部３ｂ、３ｃの有効コイル領域３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２にはいずれも矢印方向Ｐｔの駆動力が発生する。つまり、トラッキングコイル部３ｂ、３ｃに発生した駆動力Ｐｔによってレンズホルダ２はトラッキング方向Ｔに駆動される。
【００６６】
以上のように、第１の多極マグネット４より幅の大きな第２の多極マグネット５を対物レンズ１から遠い側に配置することにより、コイル基板３から対物レンズ１までを機械的に連結する接続部２ａ、２ｂを肉厚に保ち、駆動力の伝達経路の剛性を劣化させることなくマグネットの容量を増大させることができる。これによりコイルに鎖交する磁束量を増やして加速度感度を向上することができる。
【００６７】
また、幅Ｎを拡大した第２の多極マグネット５に近い側にトラッキングコイル３ｂ、３ｃを配置することにより、第２の多極マグネット５のトラッキングコイル３ｂ、３ｃと対応する部分では、トラッキング方向Ｔに沿って異なる磁極が交互に３つ並ぶ。このためトラッキングコイル３ｂ、３ｃの有効コイル領域は３ｂ１、３ｂ２および３ｃ１、３ｃ２となり、トラッキングコイル３ｂ、３ｃの有効コイル領域を最大限に増やすことができる。したがって、トラッキングコイル３ｂ、３ｃのコイル有効率を大幅に向上することができる。
【００６８】
さらに、第１の多極マグネット４に近い側にフォーカシングコイル３ａを配置することにより、第１の多極マグネット４のフォーカシングコイル３ａと対応する部分では、フォーカシング方向に沿って異なる磁極が２つ並ぶ。このため、フォーカシングコイル３ａの有効コイル領域は３ａ１と３ａ２となり、有効コイル領域を最大限に増やすことができる。したがって、コイル有効率を大幅に向上することができる。
【００６９】
第２の多極マグネット５の磁極領域５ａの幅Ｌを拡大するとトラッキングコイル３ｂ、３ｃのトラッキング方向Ｔのピッチを大きくする必要があるため、許容スペース内でトラッキングコイル３ｂ、３ｃを構成するためには幅Ｌをあまり大きな値にすることはできない。一方、第１の多極マグネット４の幅Ｍは、上述したようにコイル基板３から対物レンズ１までを機械的に連結するレンズホルダ２の接続部２ａ、２ｂを十分に肉厚にできる範囲内で幅Ｌより大きくすることできる。
【００７０】
このとき、第２の多極マグネット５の磁極領域５ａから第１の多極マグネット４の磁極領域４ａへ向かう磁束は、図３（ｂ）に示すように、磁極領域５ａ近傍では、磁極領域５ａの幅Ｌ内に収まっており、磁極領域４ａ近傍では幅Ｍ内に広がる。
【００７１】
このため、磁極領域４ａの幅Ｍを幅Ｌより大きくすることにより、トラッキングコイル３ｂ、３ｃのピッチを拡大することなく、フォーカシングコイル３ａの有効コイル領域３ａ１、３ａ２の有効長を長くすることができ、フォーカシングコイル３ａのコイル有効率を向上させることが可能となる。
【００７２】
また、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃが、６つの有効コイル領域３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２を備えているのに加えて、有効コイル領域３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｃ１は、第１の多極マグネット４の磁極領域４ａと第２の多極マグネット５の磁極領域５ａとに挟まれている。このため、これらの有効コイル領域では鎖交する磁束量が増大し、フォーカス方向およびトラッキング方向のさらなる加速度感度の向上が可能となる。
【００７３】
また、コイル基板３において、扁平なフォーカシングコイル３ａが広がる面は扁平なトラッキングコイル３ｂ、３ｃが広がる面と異なっており、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃの少なくとも一部が互いにフォーカシング方向およびトラッキング方向と垂直な方向に積層して重なるように、これら２つの面がおおよそ平行に配置される。このため、フォーカシングコイル３ａおよびトラッキングコイル３ｂ、３ｃを設けるコイル基板３の面積を小さくすることができ、対物レンズ駆動装置５１全体の寸法を小さくすることができる。
【００７４】
なお、第１の多極マグネット４の磁極領域４ａと磁極領域４ｂとを分ける磁界境界面および第２の多極マグネット５の磁極領域５ａとび磁極領域５ｂとを分ける磁界境界線は、必ずしも、厳密にＴ面と平行あるいはトラッキング方向Ｔおよびフォーカシング方向Ｆと平行である必要はない。各磁極領域４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂが有効コイル領域３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２に対応しておれば上述した効果を得ることができる。
【００７５】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態である対物レンズ装置５２を示す分解斜視図である。図４において、第１の実施形態である対物レンズ駆動装置５１と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。図４に示すように、対物レンズ駆動装置５２は、第２の多極マグネット１１を備えている点で第１の実施形態とは異なっている。
【００７６】
第２の多極マグネット１１は、トラッキング方向に平行な線によって２行に分割され、フォーカシング方向Ｆに平行な線によって３列に分割されることにより得られる四角形状の磁極領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを有している。
【００７７】
隣接する磁極領域は互いに異なる磁極を有している。第１の主面１１’において、磁極領域１１ａ、１１ｃ、１１ｅはＳ極になっており、磁極領域１１ｂ、１１ｄ、１１ｆはＮ極になっている。第１の多極マグネット４の第１の主面４’における磁極領域４ａと第２の多極マグネット１１の第１の主面１１’における磁極領域１１ｂは対向し、互いに異極になっている。同様に第１の多極マグネット４の第１の主面４’における磁極領域４ｂと第２の多極マグネット１１の第１の主面１１’における磁極領域１１ｅは対向し、互いに異極になっている。
【００７８】
図５（ｂ）は、コイル基板３、第１の多極マグネット４および第２の多極マグネット１１を上から見た図であり、図５（ａ）は、トラッキングコイル３ｂ、３ｃと第２の多極マグネット１１との位置関係を示すために、図５（ｂ）に示す矢印Ｕの方向からコイル基板３を見た図である。また、図５（ｃ）は、フォーカシングコイル３ａと第１の多極マグネット４との位置関係を示すために、図５（ｂ）に示す矢印Ｖの方向からコイル基板３を見た図である。
【００７９】
トラッキングコイル３ｂのうち、トラッキング駆動に寄与する有効コイル領域３ｂ１は第２の多極マグネット１１の磁極領域１１ｂと、有効コイル領域３ｂ２は第２の多極マグネット１１の磁極領域１１ａと各々対向している。同様にトラッキングコイル３ｃのうちのトラッキング駆動に寄与する有効コイル領域３ｃ１は第２の多極マグネット１１の磁極領域１１ｂと、有効コイル領域３ｃ２は第３の多極マグネット１１の磁極領域１１ｃと各々対向している。
【００８０】
第１の多極マグネット４のトラッキング方向Ｔの幅寸法Ｍと第２の多極マグネット１１のトラッキング方向Ｔの幅寸法Ｎおよび中央の列に位置する磁極領域１１ｂの幅寸法Ｌの関係は第１の実施形態と同様、Ｌ＜Ｍ＜Ｎとなっている。
【００８１】
第２の多極マグネット１１において、Ｎ極とＳ極の面積の比率は、磁極領域１１ｂ、１１ｄ、１１ｆの面積の和と磁極領域１１ａ、１１ｃ、１１ｅの面積の和との比であり、ほぼ等しい。このため、Ｎ極とＳ極の分布に偏りがなく、フォーカシング方向Ｆの磁界強度分布のピーク位置もトラキング方向において変化が小さくなる。これにより、トラッキング方向Ｔへの可動体４１の駆動中心と支持中心を一致させ易くなり、対物レンズ１が傾くことなく、可動体４１をトラッキング方向へ移動させることができる。
【００８２】
また、Ｎ極とＳ極の面積の比率がほぼ等しいため、マグネットを着磁する際のばらつきも小さく、磁界強度、着磁パターンの安定性が高い。したがって、個体差のすくない、安定した特性を有する対物レンズ駆動装置５２を得ることができる。
【００８３】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態である対物レンズ装置５３を示す分解斜視図である。本実施形態の対物レンズ装置５３は、第１および第２の実施形態の対物レンズ駆動装置の動作に加えて、ディスクの円周方向を軸とする対物レンズのディスク半径方向の傾き（以下、ラジアルチルトという）を補正することができる。対物レンズのラジアルチルトを調整することにより、ディスクのデータ面に照射した光の収束領域の収差を低減する。図において、矢印Ｆはフォーカシング方向、矢印Ｔはトラッキング方向、矢印Ｒはラジアルチルト方向を示している。また、フォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに垂直な方向を矢印Ｗで示している。第１の実施形態と同様、フォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに平行な面をＦ−Ｔ面と呼ぶことがある。
【００８４】
図６に示すように、対物レンズ装置５３は、対物レンズ１０１、レンズホルダ１０２、コイル基板１０４、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５を備える。
【００８５】
対物レンズ１０１およびコイル基板１０４はレンズホルダ１０２にたとえば固着などの方法により取り付けられ、可動体１２０を構成している。可動体１２０には、対物レンズ１０１が図示しないディスクとの衝突を防止するためのレンズプロテクタ２０３が設けられている。
【００８６】
コイル基板１０４はフォーカシングコイル１０５のみを配置した層からなる第１の層１０４ａと、トラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９のみを配置した層からなる第２の層１０４ｂとを含み、これらは積層されている。第１の層１０４ａおよび第２の層１０４ｂは、たとえば、従来の対物レンズ駆動装置と同様、薄いガラスエポキシ等の基板および基板上に銅箔を渦巻状にエッチングして構成したコイルを有する。第１の層１０４ａおよび第２の層１０４ｂは積層され、表面に保護膜を形成することによりコイル基板１０４を構成している。第１の層１０４ａの表面にはコイル端子となるランド１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅおよび１１０ｆが設けられている。
【００８７】
フォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９は、第１の層１０４ａおよび第２の層１０４ｂのどちらの主面に設けられていてもよく、第１の層４ａおよび第２の層４ｂの内部に設けられていてもよい。
【００８８】
また、フォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９は、独立した巻線コイルからなり、コイル基板１０４の表面および裏面に張り合わせられていたり、コイル基板１０４の内部に埋設されていてもよい。さらに第１の層１０４ａおよび第２の１０４ｂの間に介在する他の層が存在していてもよいし、第１の層１０４ａおよび第２の層１０４ｂ自体が複数の副層から構成されていてもよい。
【００８９】
従来の対物レンズ駆動装置において、プリントコイルを用いてフォーカシングコイルやトラッキングコイルを構成する場合、フォーカシングコイルやトラッキングコイルは同一面内に形成されていた。しかし、コイル基板１０４において、扁平なフォーカシングコイル５が広がる面は扁平なトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９が広がる面と異なっており、フォーカシングコイル５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９の少なくとも一部がフォーカシング方向およびトラッキング方向と垂直な方向に積層して重なるように、これら２つの面がおおよそ平行に配置される。各々のコイルの接続およびその配置については後述する。
【００９０】
図６に示すように、対物レンズ駆動装置５３は、サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆと、固定基板１１２と、ワイヤホルダ１１３と、ヨークベース１１４とをさらに備える。
【００９１】
サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆの一端は、コイル基板１０４に設けたランド１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅおよび１１０ｆに半田付け等の手段で固着されている。また、他端は固定基板１１２へ同様の手段にて固着される。固定基板１１２とワイヤホルダ１１３とヨークベース１１４とは接着剤やネジ等の手段で各々が固定されており、全体として固定部１２１を構成している。第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５とは可動体１２０のコイル基板１０４の両側より一定の空隙を介して挟むようにしてヨークベース１１４へ固着されている。第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５の着磁についてはコイルパターンとの関係を含めて後述する。
【００９２】
サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆは互いにおおよそ平行となるよう配置されており、可動体１２０が固定部１２１に対してフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔへ並進可能であり、かつ、ラジアルチルト方向Ｒへ回転可能なように支持する。サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆは、たとえば、ベリリウム銅合金やリン青銅などの導電性材料で構成されており、可動体１２０の弾性支持部であると同時にコイル基板１０４への通電部を兼ねるワイヤホルダ１１３には切り欠き部１３ａが設けられ、たとえば、ゲル状のダンピング部材が注入される。ダンピング部材はその粘性によりサスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆを介して伝わる可動体１２０の振動を減衰する。
【００９３】
次に第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５の着磁形態を説明する。図６に示すように、第１の多極マグネット１１６は、トラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９よりもフォーカシングコイル１０５に近接して配置され、第２の多極マグネット１１５は、フォーカシングコイル１０５よりもトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９に近接して配置される。
【００９４】
第２の多極マグネット１１５は、トラッキング方向Ｔに垂直でフォーカシング方向Ｆに平行な２つの面により、トラッキング方向Ｔにおおよそ１：２：１の幅で３列に分割されている。また、フォーカシング方向Ｆに垂直でトラッキング方向Ｔに平行な面により、フォーカシング方向Ｆにおおよそ１：１の幅で２列に分割されている。第２の多極マグネット１１５の磁束はコイル基板１０４と垂直な方向（矢印Ｗ方向）へ貫く。隣接する分割領域はＮ極とＳ極が交番着磁されており、極性はたとえば、図６に示す通りである。
【００９５】
第１の多極マグネット１１６は、フォーカシング方向Ｆの高さが第２の多極マグネット１１５のそれに等しく、トラッキング方向Ｔの幅は第２の多極マグネットの中央の列の着磁領域の幅にほぼ等しい。また、第１の多極マグネット１１６はフォーカシング方向Ｆに垂直でトラッキング方向Ｔに平行な面により、フォーカシング方向Ｆにおおよそ１：１の幅で２分割されている。分割された磁極領域の極性は、第２の多極マグネット１１５と対極関係になるように決定される。具体的には第２の多極マグネット１１５のＮ極に対して第１の多極マグネット１１６のＳ極が対向するように着磁されており、第２の多極マグネット１１５と第１の多極マグネット１１６との空隙に配置したコイル基板１０４により多くの磁束を貫通させた磁気回路を構成する。
【００９６】
第２の多極マグネット１１５および第１の多極マグネット１１６を上記のような幅を有する領域に分割して多極着磁するのは、装置の小型化に起因して生じる駆動感度低下を防ぐためである。具体的には、フォーカシング方向Ｆについて等分割するのは、ノートパソコン用途などの薄型光ディスク装置における、フォーカシング方向の寸法の制約が厳しいためである。一般に、磁石は小さい面積に多極着磁すると平行磁界が得られず最大磁束密度が低下する。このため、可能な限り着磁分割数は少なく、かつ着磁幅も可能な限り大きいほうが好ましい。本実施形態では、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５をフォーカシング方向におおよそ等分割することにより、磁束密度の低下を最小限に防いでいる。
【００９７】
次に、第２の多極マグネット１１５をトラッキング方向におおよそ１：２：１の割合で３分割するのは、後述するトラッキングコイルの有効コイル領域すべてに磁束を供給するためである。中央の着磁領域を両側の約２倍の幅にすることによって、トラッキングコイルおよびフォーカシングコイルに寄与する磁束を多くし、トラッキング方向の駆動感度とフォーカシング方向の駆動感度の双方を最大化することができる。
【００９８】
第２の多極マグネット１１５の中央の着磁領域を上述した割合よりも拡大した場合、中央の着磁領域が供給する磁束が増す割合に比べて、両側の着磁領域が供給する磁束の減少する割合が大きくなる。このため、トラッキング方向の駆動に必要な磁束が十分得られなくなり、トラッキング方向の駆動効率が低下する。また、第２の多極マグネット１１５の中央の着磁領域を上述した割合より縮小した場合、中央の着磁領域が供給する磁束が十分でなくなり、フォーカシング方向の駆動効率が低下する。したがって、第２の多極マグネット１１５はトラッキング方向におおよそ１：２：１の割合で３分割されているのが最も効率がよい。ただし、コイルパターンの配置とマグネットの寸法制限条件により最適な分割の割合は多少変動するので、厳密に分割比が１：２：１である場合が最適であるとは限らない。
【００９９】
なお、薄型の光ディスク装置では、対物レンズ１近傍の寸法制約も厳しいため、２つあるマグネットのうちトラッキング方向の幅がより小さい第１の多極マグネット１１６を対物レンズ１側に配置し、第２の多極マグネット１１５を対物レンズから離れた側に配置している。これにより、第１および第２の実施形態で説明したように、レンズホルダ１０２において、対物レンズ１０１を保持している部分と、コイル基板１０４を保持している部分との接続部分を肉厚にすることができ、レンズホルダ１０２の剛性を高めることができる。また、第２の多極マグネット１１５は主にトラッキング方向に駆動するための磁束を供給することから、第２の多極マグネット１１５をトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９により近接させることができる。
【０１００】
図７は、コイル基板１０４におけるフォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９の接続関係を示す配線図である。図７において、白丸印はコイルの接続端子であり、図６のランド１１０ａ〜１１０ｆに各々対応する。図６において、ランド１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆを頂点とする長方形の中心は、サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆが可動体１２０を支持している点の中心である支持中心点Ｏと一致する。図では支持中心点Ｏを２箇所示しているが、第１の層１０４ａおよび第２の層１０４ｂは互いに張り合わせられるので、これらは、同一の点を表す。支持中心点Ｏは、可動体１２０のフォーカシング方向およびトラッキング方向に垂直な回転軸（ラジアルチルト方向）がコイル基板１０４と交わる点である。
【０１０１】
フォーカシングコイル１０５は、支持中心点Ｏをおおよそ中心として対称にコイル基板１０４上に配置されている。また、フォーカシングコイル１０５は矢印Ｗと平行な線を巻回軸とし、トラッキング方向Ｔに長く、Ｆ−Ｔ面と平行な面に扁平な形状を有する。ランド１１０ｅとランド１１０ｂとの間に所定の電圧を印加すれば、図６のコイル基板１０４ａ上に示した矢印方向へ電流が流れるように配線接続されている。フォーカシングコイル１０５に流れる電流と、第２の多極マグネット１１５および第１の多極マグネット１１６の空隙に生じる磁束との相互作用、すなわちフレミングの法則に従う電磁力によりフォーカシング方向Ｆへ駆動するフォーカシング駆動部が構成される。
【０１０２】
トラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９はフォーカシングコイル１０５と同様な巻回軸を有し、Ｆ−Ｔ面と平行な面に扁平な形状を有する。図６に示すように、支持中心点Ｏを通るフォーカシング方向Ｆの軸とトラッキング方向Ｔの軸について軸対称に配置される。これら４つのトラッキングコイルのうち、トラッキングコイル１０６とトラッキングコイル１０７とが対となって上コイル群を構成し、トラッキングコイル１０８とトラッキングコイル１０９とが対となって下コイル群を構成する。
【０１０３】
具体的には、図７に示すようにトラッキングコイル１０６とトラッキングコイル１０７は直列接続されており、ランド１１０ｄとランド１１０ａとの間に所定の電圧を印加すれば、図６のコイル基板１０４上に示した矢印方向へ電流が流れるように接続されている。トラッキングコイル１０８とトラッキングコイル１０９も同様に直列接続されており、ランド１１０ｆとランド１１０ｃの間に所定の電圧を印加すれば、図６に示すコイル基板１０４上の矢印方向へ電流が流れるように配線接続されている。
【０１０４】
上コイル群はサスペンションワイヤ１１１ｄおよび１１１ａを通じて、下コイル群はサスペンションワイヤ１１１ｆおよび１１１ｃを通じてそれぞれ個別に電流を流すことができる。フォーカシング駆動部の場合と同様、上コイル群および下コイル群へと流す電流と、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５の空隙に生じる磁束との相互作用によりトラッキング駆動部およびラジアルチルト駆動部が構成される。
【０１０５】
次に、対物レンズ駆動装置５３の動作を説明する。図８は、対物レンズ駆動装置５３におけるコイルパターンと磁極の配置とを示す透視図である。図においてコイル基板１０４と第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５とをコイル基板１０４に垂直な方向（図６の矢印Ｗ方向）から重ねて透視している。
【０１０６】
図８において、矢印Ｆと矢印Ｔおよび点Ｏは図６におけるフォーカシング方向Ｆ、トラッキング方向Ｔおよび可動体の支持中心点Ｏにそれぞれ対応する。２点鎖線ＭＢ１および２点鎖線ＭＢ２は第２の多極マグネット１１５のトラッキング方向Ｔの磁界境界線であり、２点鎖線ＭＢ３は、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５のフォーカシング方向Ｆの磁界境界線である。
【０１０７】
簡単のため、磁界境界線ＭＢ３を境界としてフォーカシング方向Ｆにフォーカシングコイル１０５を分割し、領域１０５ａおよび領域１０５ｂに区分して動作を説明する。まず、ランド１１０ｅとランド１１０ｂとの間に所定の電圧を印加すると、フォーカシング駆動電流Ｉｆが流れる。第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５との空隙に生じている磁束は、磁界境界線ＭＢ３より上方に位置する領域１０７ａにおいて紙面に対して垂直かつ手前方向（図６の矢印Ｗと反対方向）に向いており、磁界境界線ＭＢ３より下方に位置する領域１０７ｂにおいて紙面に対して垂直かつ奥行き方向（図６の矢印Ｗ方向）に向いている。よって、電流の向きと磁束の向きに注意してフレミングの法則を適用すると、領域１０７ａと領域１０７ｂでは共に同一方向の電磁力Ｆｆがフォーカシングコイル１０５に作用し、フォーカシング方向Ｆへコイル基板１０４を駆動する。その結果、レンズホルダ１０２を介してコイル基板１０４および対物レンズ１０１が一体となった可動体１２０がフォーカシング方向へ並進移動する。電流Ｉｆの向きを反対方向にすれば、逆向き電磁力Ｆｆと逆向きの電磁力をえることができる。これにより、フォーカシング動作が実現する。
【０１０８】
次に、支持中心点Ｏを中心に軸対称配置されるトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９の動作を、磁界境界線ＭＢ１およびＭＢ２によって区分される領域ごとに説明する。トラッキングコイル１０６は磁界境界線ＭＢ１によって領域１０６ａと領域１０６ｂに区分される。トラッキングコイル１０７、１０８、１０９も同様に参照符号に添え字ａと添え字ｂをつけて示す領域にそれぞれ区分される。添え字ａがつく領域１０６ａ、領域１０７ａ、領域１０８ａおよび領域１０９ａは紙面に対して垂直かつ手前方向（図６の矢印Ｗと反対方向）に磁束が向いており、添え字ｂがつく領域１０６ｂ、領域１０７ｂ、領域１０８ｂおよび領域１０９ｂは紙面に対して垂直かつ奥行き方向（図６の矢印Ｗ方向）に磁束が向いている。
【０１０９】
ランド１１０ｄとランド１１０ａの間に所定の電圧を印加すれば、上コイル群をなす直列接続されたトラッキングコイル１０６およびトラッキングコイル１０７に電流Ｉｔ１が流れる。フォーカシングコイル１０５と同様、上コイル群にフレミングの法則を適用すると、トラッキングコイル１０６およびトラッキングコイル１０７に対してトラッキング方向Ｔに電磁力Ｆｔ１が作用する。
【０１１０】
上コイル群と同様にして、ランド１１０ｆとランド１１０ｃの間に所定の電圧を印加すれば、下コイル群をなす直列接続されたトラッキングコイル１０８およびトラッキングコイル１０９に電流Ｉｔ２が流れ、トラッキングコイル１０８およびトラッキングコイル１０９に対してトラッキング方向Ｔに電磁力Ｆｔ２が作用する。したがって、電磁力Ｆｔ１と電磁力Ｆｔ２の合力により対物レンズ１をトラッキング方向Ｔへ可動体１２０が並進移動する。電流Ｉｔ１と電流Ｉｔ２の向きを同相で反対向きにすれば逆向きの力がそれぞれのトラッキングコイルに働く。これによりトラッキング動作が実現する。
【０１１１】
次に、ラジアルチルト動作を説明する。図９は、対物レンズ駆動装置５３のラジアルチルト動作時における電流方向と磁極との関係を示す図である。図９では、フォーカシングコイル１０５を示していない。図８に示すトラッキング動作とは異なり、ラジアルチルト動作では、下コイル群をなすトラッキングコイル１０８およびトラッキングコイル１０９の電流の向きを反転させ、上コイル群と逆相の電流を印加する。
【０１１２】
上コイル群をなすトラッキングコイル１０６およびトラッキングコイル１０７の電流Ｉｔ２は図８と同じであるので、上コイル群に作用する電磁力Ｆｔ１もトラッキング方向Ｔへ働く。一方、下コイル群をなすトラッキングコイル１０８およびトラッキングコイル１０９の電流Ｉｔ２は図８と逆向きであるので、下コイル群には、電磁力Ｆｔ２はトラッキング方向Ｔと逆向きに働く。したがって、電磁力Ｆｔ１と電磁力Ｆｔ２の合力により、支持中心点Ｏを中心に矢印Ｍの向きにモーメントが生じる。また、トラッキング駆動電流Ｉｔ１とトラッキング駆動電流Ｉｔ２の駆動電流の向きを互いに逆相で反対向きにすればモーメントは矢印Ｍと逆向きに働く。上コイル群と下コイル群に流す電流を互いに逆相にすることにより、対物レンズ１０１をラジアルチルト方向に回転駆動させることが可能となる。これにより、ラジアルチルト動作が実現する。
【０１１３】
以上まとめると、トラッキングコイルの上コイル群と下コイル群とに同相の電流を通電した場合はトラッキング方向Ｔへ可動体１２０を並進移動させることができ、上コイル群と下コイル群とに互いに逆相の電流を通電した場合はラジアルチルト方向Ｒへ可動体１２０を回転駆動することができる。
【０１１４】
次に、対物レンズ駆動装置５３が小型でありながら、可動体１２０をフォーカシング方向およびトラッキング方向へ移動させた場合、静的ラジアルチルトの発生が少ないことについて述べる。
【０１１５】
まず、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５により形成される磁束強度分布を説明し、その後、フォーカシング駆動電流のみによって生じるモーメントとトラッキング駆動電流のみによって生じるモーメントを相殺させて、静的ラジアルチルトの発生量を低減する作用について述べる。
【０１１６】
図１０（ｂ）は、コイル基板１０４、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１６を、コイル基板１０４に垂直な方向（図６の矢印Ｗ方向）から重ねて透視した平面図である。図１０（ａ）および（ｃ）は、対物レンズ駆動装置５３の図１０（ｂ）に示すＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における断面をそれぞれ示している。
【０１１７】
これらの図において、コイル基板１０４、ヨークベース１１４、第１の多極マグネット１１６、第２の多極マグネット１１５、サスペンションワイヤ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆが示されている。ヨークベース１１４は、その一部を折り曲げることにより形成されたバックヨーク部分１１４ａ、１１４ｂを含み、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５によって形成される磁気回路の一部をなしている。また、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５のそれぞれの両主面における極性を文字Ｎと文字Ｓで表している。
【０１１８】
図１０（ａ）および（ｃ）において、太実線Ｈ１およびＨ２はそれぞれコイル基板１０４を貫く磁界強度を示している。これらの図に示すように、Ａ−Ａ線断面およびＢ−Ｂ線断面における磁界強度分布は一様でない。太実線Ｈ１より、第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５の中央の着磁領域が供給する磁束は、両側の着磁領域が供給する磁束に比べて約２倍程度大きくなっている。
【０１１９】
しかし、図１０（ａ）から明らかなように、磁界強度はＢ−Ｂ線断面を対称面として対象に分布しており、また、図１０（ｃ）に示すように、Ｂ−Ｂ線断面における点Ｏを中心として磁界強度は点対称に分布している。このため、可動体１２０をフォーカシング方向のみへ駆動しかつトラッキング方向へ駆動しない場合、磁場の対称性とフォーカシングコイルの対称性により静的ラジアルチルトはほとんど発生しない。また、可動体１２０をトラッキング方向のみへ駆動しかつフォーカシング方向へ駆動しない場合も同様に、磁場の対称性とトラッキングコイルの対称性により静的ラジアルチルトはほとんど発生しない。
【０１２０】
次に、フォーカシング方向およびトラッキング方向へ同時に可動体１２０を駆動した場合における、静的ラジアルチルトの低減効果について図１１（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明をする。図１１（ａ）および（ｂ）は対物レンズ駆動装置５３において、フォーカシング方向へ可動体１２０を移動させるための電流とトラッキング方向へ可動体１２０を移動させるため駆動電流によって生じるモーメントを模式的に表した説明図である。
【０１２１】
図１１（ａ）および（ｂ）において、コイル基板１０４と第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５の位置をコイル基板１０４に垂直な方向（図６の矢印Ｗ方向）から重ねて透視している。磁極の向き、各コイルに流れる電流の向きおよび符号については図８と同じである。図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５を基準にして、コイル基板１０４がフォーカシング方向Ｆとトラッキング方向Ｔへ移動し、支持中心点Ｏがマグネットの中心ＭＣから矢印Ｅ方向に移動している。
【０１２２】
図１１（ａ）はフォーカシングコイル１０５の位置とそれに流れる電流によって発生する電磁力に着目した図であり、図１１（ｂ）はトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９の位置とそれらに流れる電流によって発生する電磁力に着目した図である。これらの図において磁界強度分布が最大と位置を点Ｎmaxおよび点Ｓmaxで示している。この磁界強度分布が最大となる位置点Ｎmaxおよび点Ｓmaxで生じる力に着目して、動作の概要を説明する。
【０１２３】
図１１（ａ）に示す点Ｎmaxおよび点Ｓmaxにおいて、フォーカシングコイル１０５には、フォーカシングコイル１０５に流れる電流Ｉｆの向きおよび大きさならびに磁束の密度および方向によって定まる力Ｆ１および力Ｆ２が作用する。電流Ｉｆによる支持中心点Ｏ回りのモーメントＭｆは、力Ｆ１の回転成分Ｓ１と半径ｒ１の積と、力Ｆ２の回転成分Ｓ２と半径ｒ２の積とを加算した値である。具体的にはＭｆ＝Ｓ１×ｒ１＋Ｓ２×ｒ２である。図１１（ａ）に示すように、モーメントＭｆは紙面に向かって右回転方向（図６の矢印Ｒ方向）に作用する。
【０１２４】
また、図１１（ｂ）に示す点Ｎmaxと点Ｓmaxにおいて、トラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９には、トラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９に流れる電流Ｉｔ１および電流Ｉｔ２の向きおよび大きさならびに磁束の密度および方向により定まる力Ｆ３および力Ｆ４が作用する。電流Ｉｔ１および電流Ｉｔ２による支持中心点Ｏ回りのモーメントＭｔは、力Ｆ３の回転成分Ｓ３と半径ｒ３との積と、力Ｆ４の回転成分Ｓ４と半径ｒ４との積とを加算した値である。具体的にはＭｔ＝−Ｓ３×ｒ３＋Ｓ４×ｒ４である。図１１（ｂ）より、モーメントＳ３×ｒ３とモーメントＳ４×ｒ４の大小比較すると、モーメントＭｔは紙面に向かって左回転方向（図６の矢印Ｒと反対方向）に作用する。なぜなら、図１１（ｂ）より、回転成分Ｓ３と回転成分Ｓ４はほぼ等しく、半径ｒ３に比べて半径ｒ４が大きいからである。
【０１２５】
このように、フォーカシング方向に可動体１２０を移動させる駆動電流Ｉｆによって生じるモーメントＭｆと、トラッキング方向に可動体１２０を移動させる駆動電流Ｉｔ１およびＩｔ２によって生じるモーメントＭｔとは互いに逆向きに作用する。すなわち、フォーカシング駆動電流のみによって生じるモーメントとトラッキング駆動電流のみによって生じるモーメントとが相殺しており、その結果、静的ラジアルチルトの発生量が低減している。したがって、対物レンズ駆動装置５３において、フォーカシング方向とトラッキング方向へと同時に可動体１２０を駆動した場合においても静的ラジアルチルトの発生量は少ない。
【０１２６】
以上、図１１（ａ）および（ｂ）を参照して説明した動作は、磁界強度の大きな成分に着目した粗い近似によるものである。詳しくは、コイルパターンに流れる電流および磁界強度により発生する電磁力を微小区域ごとに計算し、支持中心点Ｏまわりのモーメントを積分によって算出すれば、静的ラジアルチルト低減の効果がさらに明確になる。その効果についてグラフを参照しながら説明する。
【０１２７】
図１２（ａ）から（ｃ）は、対物レンズ駆動装置５３における駆動電流と発生する支点Ｏ回りのモーメントの計算結果を示すグラフである。これらグラフはサスペンションワイヤのバネ定数、磁束密度の分布および駆動電流をパラメータとして適当な値に設定して求められた結果を３次元で示している。グラフ平面の縦軸と横軸はそれぞれ可動体のフォーカシング方向とトラッキング方向の位置を表しており単位はミリメートルである。高さ方向の軸はモーメントの大きさを正規化して示している。図１１（ａ）および（ｂ）において紙面に対して左回転方向（図６の矢印Ｒと反対方向）のモーメントを正としている。
【０１２８】
図１２（ａ）はフォーカシング方向へ駆動した場合の電流Ｉｆによって生じるモーメントＭｆをグラフ化しており、図１２（ｂ）はトラッキング方向へ駆動した場合の電流Ｉｔ１と電流Ｉｔ２によって生じるモーメントＭｔをグラフ化している。図１２（ｃ）は電流Ｉｆ、電流Ｉｔ１および電流Ｉｔ２によって生じるモーメントを全て合成しており、モーメントＭｆとモーメントＭｔを加算したグラフである。何れのグラフも濃灰色はモーメントが負値であることを、白色はモーメントが零値または正値であることを示している。
【０１２９】
図１２（ａ）における点Ｐは図１１（ａ）の状態に対応しており、図１２（ｂ）における点Ｑは図１１（ｂ）の状態に対応する。フォーカシング方向およびトラッキング方向へ可動体１２０を同時に駆動した場合において、点Ｐにおけるモーメントは負であり、点Ｑにおけるモーメントは正であるから、両者のモーメントは相殺する。グラフ全体をみれば、図１２（ａ）の鞍型と図１２（ｂ）の鞍型は互いに符号が逆になる分布をしており、他のフォーカシング位置とトラッキング位置においても同様にモーメントが相殺されている。このため、図１２（ｃ）に示すように、対物レンズ駆動装置５３ではモーメントが相殺され、静的ラジアルチルトの発生量が少なくなっている。
【０１３０】
このようなモーメントの相殺効果に加えて、対物レンズ駆動装置５３では、フォーカシングコイル１０５がトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９と重なっていることによる他の相殺効果が得られる。具体的には、フォーカシングコイル１０５とトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９が重なっていることにより、これらのコイルは、第１の多極マグネット１１６と第２の多極マグネット１１５との空隙の磁束を共用する。したがって、マグネットの着磁に強弱が生じている場合、その影響はフォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９にそれぞれ同じ割合で影響する。
【０１３１】
すなわち、マグネットの着磁強度が変化した場合でも、フォーカス電流のみによって生じるモーメント変化とトラッキング電流のみによって生じるモーメント変化は同程度となり、両者の変化量は相殺する。この特徴は、フォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、１０７、１０８、１０９が重なりあい同一の磁場を利用すると共に、両者のモーメントが互いに逆向きに働くように着磁パターンとコイルパターンを決定しているためである。このため、静的ラジアルチルトの発生を抑えると同時に、第１の多極マグネット１１６および第２の多極マグネット１１５の着磁のばらつきに対する変動も抑制することができる。
【０１３２】
このように本実施形態によれば、扁平形状を有するフォーカシングコイルと扁平形状を有するトラッキングコイルを同一平面ではなく、互いに少なくとも一部が重なるように異なる平面に配置する。このため、フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルを有するコイル基板を、従来の同一平面内に配置したプリントコイルからなるコイル基板に比べて、大幅に小型化することができ、小型および薄型の対物レンズ駆動装置を得ることができる。
【０１３３】
また、マグネットの着磁分割数とその割合、および着磁パターンに対するコイルパターンを最適化することにより、マグネットが小型であっても可動体の駆動効率がよい。このため、対物レンズの追従能力が高まり高速記録／再生が可能な対物レンズ駆動装置が得られる。
【０１３４】
さらに、各々を独立に駆動できる上コイル群と下コイル群の２つにトラッキングコイルを分割し、従来のトラッキング駆動に加えてラジアルチルト駆動が行える。このため、本実施形態の対物レンズ駆動装置は、対物レンズのラジアルチルトを補正し、光スポットの品質をさらに安定化する機能を併せ備えることができる。
【０１３５】
また、フォーカシング方向に可動体を移動させる電流によるモーメントとトラッキング方向に可動体を移動させる電流によるモーメントとが互いに相殺する効果を本実施形態の対物レンズ駆動装置は有する。このため静的ラジアルチルトを抑制するともに、ラジアルチルト駆動する場合の制御誤差も低減させることができる。したがって、光スポットの品質が高く、安定した信号の記録／再生が可能な対物レンズ駆動装置が得られる。さらに、対物レンズ駆動装置の性能がマグネットの着磁強度のばらつきによる影響を受けにくいので、性能のばらつきの少ない対物レンズ駆動装置を量産することができる。
【０１３６】
上記第１から第３の実施形態の対物レンズ駆動装置は、光ディスク装置に好適に用いることができる。図１３に示すように、光ディスク装置２０１は、光ディスクを回転させるスピンドルモータ２１１と、光ヘッド２０２とを備えている。光ヘッド２０２は一対のガイドシャフト２０４により移動可能なように指示されている。光ディスク装置２０１は、スレッドモータ２０６と、リードスクリュー２０８と、ウォームホイル２０９とピニオンギア２１０とラックギア２０５をさらに備える。スレッドモータ２０６の回転は、リードスクリュー２０８、ウォームホイル２０９、ピニオンギア２１０およびにラックギア２０５によって、光ディスクの半径方向である矢印２３０の方向へ光ヘッド２０２を移動させる。
【０１３７】
光ヘッド２０２は、対物レンズ２０３を有する対物レンズ駆動装置２２０を含む。対物レンズ駆動装置２２０には、第１から第３の実施形態の対物レンズ駆動装置のいずれを用いてもよい。光ヘッド２０２は内部に光源２３１を有し、光源から出射する光ビームを対物レンズ２０３により収束させ、図示しない光ディスクのデータ記録面に収束領域を形成する。
【０１３８】
第１から第３の実施形態で詳述したように、フォーカスコイルおよびトラッキングコイルを用いて、フォーカス方向、およびトラッキング方向へ対物レンズ２０３を移動させる。これにともなって、データ記録面に形成される光ビームの収束領域の大きさが変化したり、収束領域がトラッキング方向に移動する。また、第３の実施形態の対物レンズ駆動装置を用いる場合には、対物レンズの傾きを制御し、ラジアルチルトを補正することができる。
【０１３９】
光ディスク装置２０１によれば、対物レンズ駆動装置の外形が小型で薄型であり、対物レンズの追従性能が高い。このため、小型で薄型であり、記録・再生情報のレートが高くても、記録再生信号の劣化のほとんどない光ディスク装置が実現する。
【０１４０】
なお、上記第１から第３の実施形態において、第１の多極マグネットには第２の多極マグネットに比べ、磁極の数が少なく、外形の寸法が小さいものを用いていた。これは、レンズホルダにおいて、対物レンズを保持する部分とコイル基板が取り付けられた部分と接続する接続部を肉厚に形成するためである。しかし、レンズホルダを構成する材料を適切に選択することによって、この接続部を肉厚にしなくてもよい場合には、第１の多極マグネットの外形を大きくすることができる。たとえば、図１４に示す対物レンズ駆動装置５２’は、第１の多極マグネット４に換えて第２の多極マグネット１１と同じ構造を備えた第１の多極マグネット１３を備えている。つまり、対物レンズ駆動装置５２’は同じ外形および構造を有する第１の多極マグネット１３および第２の多極マグネット１１を備えている。このような対物レンズ駆動装置５２’によれば、１種類の多極マグネットを用意すればよいので、対物レンズ駆動装置５２’の製造コストを低減させることができる。図１４では、第２の実施形態の対物レンズ駆動装置の変形例として同じ多極マグネットを用いた例を説明したが、第１および第３の実施形態の対物レンズ駆動装置において、同様に第１の多極マグネットを第２の多極マグネットと同じ構造にしてもよい。
【０１４１】
【発明の効果】
本発明によれば、フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルを設けたコイル基板の面積を小さくすることができるので、対物レンズ駆動装置の外形を小さくかつ薄くすることができる。また、マグネットが小型であっても可動体の駆動効率高く、対物レンズの追従能力が高いので、高速記録／再生が可能で、記録再生信号の劣化を抑制することのできる対物レンズ駆動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対物レンズ駆動装置の第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す対物レンズ駆動装置の平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、図１に示す対物レンズ駆動装置に用いられるコイル基板の断面図および平面図を示している。
【図３】（ｂ）は、図１に示す対物レンズ駆動装置に用いられるコイル基板、第１の多極マグネットおよび第２の多極マグネットを上から見た図であり、（ａ）は、トラッキングコイルと第２の多極マグネットとの位置関係を示すために、（ｂ）に示す矢印Ｕの方向からコイル基板を見た図である。（ｃ）は、フォーカシングコイルと第１の多極マグネットとの位置関係を示すために、（ｂ）に示す矢印Ｖの方向からコイル基板を見た図である。
【図４】本発明の対物レンズ駆動装置の第２の実施形態を示す分解斜視図である。
【図５】（ｂ）は、図４に示す対物レンズ駆動装置に用いられるコイル基板、第１の多極マグネットおよび第２の多極マグネットを上から見た図であり、（ａ）は、トラッキングコイルと第２の多極マグネットとの位置関係を示すために、（ｂ）に示す矢印Ｕの方向からコイル基板を見た図である。（ｃ）は、フォーカシングコイルと第１の多極マグネットとの位置関係を示すために、（ｂ）に示す矢印Ｖの方向からコイル基板を見た図である。
【図６】本発明の対物レンズ駆動装置の第３の実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示す対物レンズ駆動装置におけるコイルパターンの配線図である。
【図８】図６に示す対物レンズ駆動装置におけるコイルパターンと磁極の配置を示す透視図である。
【図９】図６に示す対物レンズ駆動装置におけるラジアルチルト動作時の電流方向と磁極との関係を示す透視図である。
【図１０】（ｂ）は、図６に示す対物レンズ駆動装置のコイル基板の平面図であり、（ａ）および（ｃ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における断面を示している。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、図６に示す対物レンズ駆動装置において、フォーカシング方向に可動体を移動させる駆動電流およびトラッキング方向に可動体を移動させる駆動電流によって生じるモーメントをそれぞれ模式的に表した図である。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は図６に示す対物レンズ駆動装置において、駆動電流と発生モーメントとの関係を計算した結果を示すグラフである。
【図１３】本発明の光ディスク装置の実施形態を示す模式図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例を示す分解斜視図である。
【図１５】従来の対物レンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１５に示す従来の対物レンズ駆動装置の平面図である。
【図１７】（ｂ）は、図１５に示す従来の対物レンズ駆動装置のフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとマグネットを示す平面図であり、（ａ）および（ｃ）は（ｂ）において、矢印ＵおよびＶの方向から見たフォーカスコイルとマグネットおよびトラッキングコイルとマグネットの側面図である。
【符号の説明】
１、１０１対物レンズ
２、１０２レンズホルダ
３、１０４コイル基板
３ａ、１０５フォーカシングコイル
３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２有効コイル領域
３ｂ、３ｃ、１０６、１０７、１０８、１０９トラッキングコイル
４、１１、１３第１の多極マグネット
４ａ、４ｂ４の磁極領域
５、１１５第２の多極マグネット
５ａ、５ｂ５の磁極領域
６、１０６ベース
７ａ〜７ｄ、１１１ａ〜１１１ｆワイヤー
８サスホルダ
９中継端子板
４１、１２０可動体
１０、１１２固定基板
１１０ａ〜１１０ｆランド
１１３ワイヤホルダ
１１４ヨークベース
１２１固定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an objective lens driving device in a recording / reproducing apparatus that optically records and reproduces information by irradiating a disk-shaped recording medium with a light beam.
[0002]
[Prior art]
An optical disc apparatus for optically recording and / or reproducing information on a disc-shaped recording medium (hereinafter simply referred to as an optical disc) such as a compact disc includes an optical head. The optical head moves in the radial direction of the disk and irradiates a predetermined track for recording information with a light beam. Further, the light beam reflected on the disk is detected, and the detected light is converted into an electric signal.
[0003]
The optical head includes a light source and an objective lens for converging the light beam emitted from the light source, and the optical beam converges on the disk track so that the objective follows the track while maintaining a constant convergence state. Move the lens. Specifically, in order to correct focusing deviation due to surface deflection of the disk and tracking deviation due to eccentricity, the objective lens is in a direction perpendicular to the disk that is the optical axis direction of the objective lens (hereinafter referred to as the focusing direction). And in the radial direction of the disk (hereinafter referred to as the tracking direction). A device for driving the objective lens as described above is called an objective lens driving device including the objective lens.
[0004]
In recent years, higher density of optical disks and higher transfer rates in optical disk devices have been developed. For this reason, there is an increasing need to position and control the objective lens with high accuracy and to transfer recording / reproducing information at a high rate from an optical disk rotated at high speed.
[0005]
When the optical disk is rotated at a high speed, the surface runout acceleration and the eccentric acceleration increase in proportion to the square of the rotation speed. For this reason, when the acceleration sensitivity with which the objective lens in the objective lens driving device moves is not sufficiently large with respect to these accelerations, the tracking performance of the objective lens with respect to surface shake and decentration is lowered, resulting in a control error. When the error increases, defocusing or detracking occurs, which causes the recording / reproducing signal to deteriorate.
[0006]
On the other hand, along with the need for miniaturization of optical disk devices, objective lens control devices are also required to be miniaturized, particularly thin, and an objective lens driving device capable of obtaining sufficient acceleration sensitivity in a limited space is required. It has become more difficult to configure.
[0007]
Hereinafter, an example of a conventional objective lens driving device having a thin structure will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is an exploded perspective view showing the configuration of a conventional objective lens driving device, and FIG. 16 is a plan view showing the configuration of the conventional objective lens driving device. FIG. 23B is a schematic plan view for explaining the positional relationship between the magnet, the focusing coil, and the tracking coil in the conventional objective lens driving device, and FIG. 17A and FIG. These are the side views which looked at FIG.17 (b) from the direction of arrow U and V, respectively. The conventional objective lens driving device shown in these drawings is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0008]
As shown in FIGS. 15 and 16, in the conventional objective lens driving device, the objective lens 1 is held by a lens holder 301 having a through hole in the center. A focusing coil 302 having an approximately pentagonal prism shape is attached to the inside of the through hole of the lens holder 301. On a side surface of the focusing coil 302, a pair of flat and approximately quadrangular tracking coils 303 connected in series are attached.
[0009]
Two magnets 304 and 305 are fixed to the base 306 so as to sandwich the focusing coil 302 and the tracking coil 303 simultaneously through a gap. A suspension holder 308 is fixed to the base 306, and a fixed substrate 310 is fixed to the back surface of the suspension holder 308.
[0010]
A pair of relay terminal plates 309 are fixed to the two side surfaces of the lens holder 301. One end of each of the four wires 307a to 307d is connected and fixed to the relay terminal plate 309 by soldering, and other wires 307a to 307d are connected. The ends are connected and fixed to the fixed substrate 310 by soldering.
[0011]
The objective lens 1, the lens holder 301, the focusing coil 302, the tracking coil 303, and the relay terminal plate 309 constitute a movable body. The movable body is supported by the four wires 307 a to 307 d so as to be movable in the focusing direction F and the tracking direction T with respect to the base 306.
[0012]
The wires 307a to 307d are made of a wire made of an elastic metal material such as beryllium copper or phosphor bronze. The two terminals of the focusing coil 302 and the two terminals of the pair of tracking coils 303 connected in series are electrically connected to the fixed substrate 310 via the relay terminal plate 309 and wires 337a to 307d, respectively. Yes.
[0013]
Further, as shown in FIG. 16, the magnets 304 and 305 are arranged so that the different poles face each other, and the outer dimensions in the tracking direction T are substantially the same J.
[0014]
In this conventional objective lens driving device, the portion of the focusing coil 302 and the tracking coil 303 sandwiched between the magnet 304 and the magnet 305 is a driving force generation point. The driving force generation point is located approximately at the center of the movable body, and the objective lens 1 is disposed at a position shifted from the driving force generation point, whereby a rising mirror for reflecting the light beam in the focusing direction F (not shown). 2) and the driving means comprising the magnets 304 and 305, the focusing coil 302, and the tracking coil 303 are avoided. The objective lens driving device can be made thin, and a thin optical head can be realized.
[0015]
The operation of this conventional objective lens driving device will be described with reference to FIGS.
[0016]
First, focusing driving will be described. As shown in FIG. 17A, when a current is passed through the focusing coil 302 in the direction of the arrow If, since the opposing magnetic pole is the N pole, a driving force is applied to one side of the focusing coil 302 in the direction of the arrow Pf. appear. For this reason, the lens holder 301 is driven in the focusing direction F by the driving force Pf generated in the focusing coil 302.
[0017]
Next, tracking driving will be described. As shown in FIG. 17C, when a current is passed through the tracking coil 303 in the direction of the arrow It, since the opposing magnetic pole is the S pole, the driving force in the direction of the arrow Pt is applied to one side of the tracking coil 303. appear. For this reason, the lens holder 301 is driven in the tracking direction T by the driving force Pt generated in the tracking coil 303.
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-5-314514
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional objective lens driving device has the following problems when improving acceleration performance for moving the objective lens.
[0020]
First, in the conventional objective lens driving device, the driving force in the focusing direction is generated only on one side of the focusing coil 302 having a pentagonal prism shape. For this reason, there is a limit in improving the ratio of the effective coil length that contributes to the generation of the driving force with respect to the total length of the coil, and there is a problem in terms of the efficiency of generating the driving force.
[0021]
Further, when the width J of the magnets 304 and 305 is increased in order to increase the effective length of the coil, particularly when the width J of the magnet 304 disposed on the side closer to the objective lens 1 is increased, the objective of the lens holder 301 is increased. It is necessary to reduce the thickness of the connection regions 301a and 301b between the portion holding the lens 1 and the portion where the focusing coil 102 and the tracking coil 103 are provided. However, when the thickness of this portion is reduced, the rigidity of the driving force transmission path is deteriorated. For this reason, the higher-order resonance frequency of the objective lens driving device is lowered and the servo band is lowered, so that the follow-up performance of the objective lens 1 with respect to surface vibration and eccentricity is deteriorated. This causes the recording / reproduction signal to deteriorate.
[0022]
When the width J of the magnet 305 is increased, the circumferential length of the focusing coil 102 existing around the magnet 105 is also increased. For this reason, the effective rate of the coil cannot be improved, and the voltage applied to the focusing coil 302 can be reduced. There is a limit to improving the acceleration sensitivity.
[0023]
In the conventional objective lens driving device, only one side of each of the two tracking coils 303 contributes to generation of the driving force. Therefore, there is a limit in improving the coil effective rate of the tracking coil 303, and there is a limit in improving the generated acceleration sensitivity with respect to the voltage applied to the tracking coil 303.
[0024]
The present invention has been made to solve the problems of such a conventional objective lens driving device, has a small and thin external shape, can increase acceleration sensitivity, and can rotate an optical disc at high speed. An object of the present invention is to provide an objective lens driving device capable of ensuring good tracking performance and suppressing deterioration of a recording / reproducing signal.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
An objective lens driving device according to the present invention includes an objective lens for converging a light beam, a lens holder for holding the objective lens, a focusing coil and at least one tracking coil, and a coil substrate fixed to the lens holder. And a support part that supports the movable body movably in a focusing direction parallel to the optical axis direction of the objective lens and a tracking direction perpendicular to the focusing direction. First and second multi-pole magnets are fixed to the base so as to sandwich the coil substrate via a gap. In the coil substrate, the focusing coil and the tracking coil are parallel to each other and have flat shapes in different planes, and at least a part of the focusing coil and the tracking coil are arranged to overlap each other.
[0026]
In a preferred embodiment, the first multipole magnet is located between the objective lens and the coil substrate.
[0027]
In a preferred embodiment, the focusing coil is closer to the first multipole magnet than the tracking coil, and the tracking coil is closer to the second multipole magnet than the focusing coil.
[0028]
In a preferred embodiment, the first multipole magnet is divided so that different poles are arranged at least in a focusing direction, and the second multipole magnet is arranged so that different poles are arranged at least in a tracking direction. It is divided like so.
[0029]
In a preferred embodiment, the second multipole magnet includes a first magnetic pole region and a U-shaped second magnetic pole region having a flat bottom surface surrounding the first magnetic pole region and extending in the tracking direction. The first magnetic pole region and the second region are magnetized to different poles.
[0030]
In a preferred embodiment, the second multipole magnet has six magnetic pole regions formed by being divided into three columns in the tracking direction and divided into two rows in the focusing direction, The two magnetic pole regions are magnetized so that adjacent magnetic pole regions have different poles, and among the six magnetic pole regions, the magnetic pole region located in the upper row and in the upper row is the first magnetic pole region. It has become.
[0031]
In a preferred embodiment, the first multipole magnet has the same structure as the second multipole magnet.
[0032]
In a preferred embodiment, the first multi-pole magnet has two magnetic pole regions formed by being divided into two rows in a focusing direction, and the two magnetic pole regions are magnetized to become ing.
[0033]
In a preferred embodiment, the coil substrate has two tracking coils, and the two tracking coils are arranged in the tracking direction.
[0034]
In a preferred embodiment, when the widths in the tracking direction of the first multipole magnet, the second multipole magnet, and the first magnetic pole region are M, N, and L, respectively, L <M <N Meet the relationship.
[0035]
In a preferred embodiment, the second multipole magnet is divided into two rows with an approximately equal width in the focusing direction, and is divided into three columns with a width of approximately 1: 2: 1 in the tracking direction. The six magnetic pole regions are magnetized so that adjacent magnetic pole regions have different poles, and the first multipole magnet is divided into two rows with approximately equal widths in the focusing direction. Two magnetic pole regions are provided, and the two magnetic pole regions are magnetized to have different poles.
[0036]
In a preferred embodiment, the first multipole magnet and the second multipole magnet have substantially the same width in the focusing direction, and the width of the first multipole magnet in the tracking direction is the second multipole magnet. The width in the tracking direction of the magnetic pole region at the center of the magnet is almost equal.
[0037]
In a preferred embodiment, the first multipole magnet is disposed so as to face two magnetic pole regions located in a central row of the two multipole magnets.
[0038]
In a preferred embodiment, the support portion supports the movable body so as to be rotatable around a rotation axis perpendicular to the focusing direction and the tracking direction, and the coil substrate includes four tracking coils, The four tracking coils are arranged at symmetrical positions with respect to a first axis parallel to the focusing direction and a second axis parallel to the tracking direction through a point where the rotation axis intersects the coil substrate. Has been.
[0039]
In a preferred embodiment, the upper two tracking coils are connected in series to form the upper coil group with respect to the second axis, and the lower two tracking coils with respect to the second axis are connected to the lower coil group. They are connected in series to form.
[0040]
In a preferred embodiment, the movable pair is moved in the tracking direction by passing an in-phase component current through the upper coil group and the lower coil group, and the upper coil group and the lower coil group have mutually opposite phase components. The movable body is rotated around the rotation axis by energizing the current.
[0041]
In a preferred embodiment, a winding axis of the focusing coil coincides with the rotation axis.
[0042]
The optical head of the present invention includes any one of the objective lens driving devices described above and a light source for emitting the light beam.
[0043]
The optical disk apparatus according to the present invention includes a motor for rotating the optical disk, the optical head arranged to irradiate the optical beam converged on the optical disk, and the optical beam moved in the radial direction of the optical head. And moving means for causing them to move.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an objective lens driving device 51 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of the objective lens driving device 51. In these figures, F indicates the focusing direction, and T indicates the tracking direction. K indicates a direction perpendicular to the focusing direction F and the tracking direction T. The focusing direction F, the tracking direction T, and the direction K are respectively coincident with the directions of the coordinate axes in the three-dimensional orthogonal coordinates. Hereinafter, a plane including the focusing direction F and the tracking direction T, a plane including the tracking direction T and the direction K, and a plane including the focusing direction F and the direction K are respectively referred to as an FT plane, a TK plane, and a KL plane. Sometimes called.
[0045]
The objective lens driving device 51 includes a lens holder 2 made of a molding resin, the objective lens 1, a coil substrate 3, a first multipole magnet 4, a second multipole magnet 5, and a base 6. ing.
[0046]
The objective lens 1 is held by the lens holder 2 so as to be parallel to the TK plane. For this reason, the optical axis of the objective lens 1 coincides with the focusing direction F. The lens holder 2 has a substantially rectangular hole 2h that penetrates along the focusing direction F adjacent to the portion that holds the objective lens 1. A part of the coil substrate 3 is inserted into the hole 2 h and attached to the center of the lens holder 2. The coil substrate 3 is parallel to the TF plane which is a direction perpendicular to the objective lens 1.
[0047]
FIG. 2B shows a T sectional view of the coil substrate 3. As shown in FIG. 2B, the coil substrate 3 includes a first layer 3 ′ and a second layer 3 ″, and a focusing coil 3a is formed on the first layer 3 ′ and the second layer 3 ″. And tracking coils 3b and 3c are respectively provided. The focusing coil 3a and the tracking coils 3b and 3c are each wound so as to have a flat shape parallel to the surface of the coil substrate 3 with the direction K being a direction perpendicular to the coil substrate 3 as an axis. The tracking coil 3b and the tracking coil 3c are connected in series. As shown in FIG. 1, the focusing coil 3 a is arranged on the side close to the objective lens 1, and the tracking coils 3 b and 3 c are arranged on the side far from the objective lens 1.
[0048]
FIG. 2C is a plan view of the coil substrate 3 as viewed from the objective lens 1 side. As shown in FIG. 2 (c), the focusing coil 3a is laminated on the tracking coil 3b, 3c in the direction K perpendicular to the focusing direction F and the tracking direction T, and is arranged on the coil substrate 3 so as to overlap in the FT plane. Has been. The focusing coil 3a has an elliptical shape or a rectangular shape whose tracking direction is longer than the focusing direction. On the other hand, the tracking coils 3b and 3c have a rectangular shape having substantially the same length in the tracking direction and the focusing direction.
[0049]
In the present embodiment, the focusing coil 3a and the tracking coils 3b and 3c are formed of printed coils, and are formed inside the first layer 3 ′ and the second layer 3 ″. However, the focusing coil 3a and the tracking coils 3b and 3c may be formed on the front surface and the back surface of the coil substrate 3, for example. Further, the focusing coil 3 a and the tracking coils 3 b and 3 c are made of independent winding coils, and may be attached to the front and back surfaces of the coil substrate 3 or embedded in the coil substrate 3. Further, another layer may be interposed between the first layer 3 ′ and the second layer 3 ″, and the first layer 3 ′ and the second layer 3 ″ themselves are a plurality of sublayers. You may be comprised from.
[0050]
As shown in FIG. 1, relay terminal plates 9 are fixed to two side surfaces perpendicular to the tracking direction T of the lens holder 2, respectively, and both end terminals of the focusing coil 3a formed on the coil substrate 3 and the tracking coil. Both end terminals 3b and 3c are connected by soldering.
[0051]
A movable body 41 is constituted by the objective lens 1, the lens holder 2, the coil substrate 3 and the relay terminal plate 9. The movable body 41 has a symmetrical shape with respect to a plane parallel to the FK plane including the optical axis of the objective lens 1, and the center of gravity of the movable body 41 is located on a line intersecting the plane and the surface of the coil substrate 3. Is set to
[0052]
As shown in FIGS. 1 and 2 (a), the first multipole magnet 4 has a plurality of magnetic pole regions on the same surface. In the present embodiment, the first main surface 4 ′ located on the objective lens 1 side has a magnetic pole region 4 a and a magnetic pole region 4 b which are separated by a magnetic field boundary surface parallel to the TK surface. For example, the magnetic pole region 4a and the magnetic pole region 4b are magnetized so as to have an S pole and an N pole. In this case, the second main surface 4 ″ is magnetized so that the regions corresponding to the magnetic pole region 4a and the magnetic pole region 4b are N and S poles, respectively.
[0053]
The second multipole magnet 5 also has a plurality of magnetic pole regions on the same surface. In the present embodiment, on the first main surface 5 ′ located on the objective lens 1 side, a magnetic pole region delimited by a U-shaped magnetic field boundary line having a flat bottom surface, which is formed by combining the tracking direction T and the focusing direction F. 5a and magnetic pole region 5b. For this reason, the magnetic pole region 5a is surrounded by a U-shaped magnetic pole region 5b having a flat bottom surface. The magnetic pole region 5a and the magnetic pole region 5b are magnetized so as to have, for example, an N pole and an S pole. In this case, the second main surface 5 ″ is magnetized so that the regions corresponding to the magnetic pole region 5a and the magnetic pole region 5b are the S pole and the N pole, respectively.
[0054]
The first multipole magnet 4 and the second multipole magnet 5 are arranged so that the coil substrate 3 is sandwiched through a gap, and the first multipole magnet 4 is disposed on the side closer to the objective lens 1, and the far side The second multi-pole magnet 5 is fixed to the base 6 so that the second multi-pole magnet 5 is disposed on the base 6.
[0055]
The opposing magnetic pole surfaces of the magnetic pole region 4a of the first multipolar magnet 4 and the magnetic pole region 5a of the second multipolar magnet 5 are the S pole and the N pole, respectively, and the different polarities face each other. Yes. Similarly, the magnetic pole surfaces of the magnetic pole area 4b of the first multipolar magnet 4 and the magnetic pole area 5b of the second multipolar magnet 5 that are partially opposed to each other are the N pole and the S pole, respectively, so that the different poles face each other. Is arranged.
[0056]
FIG. 3B is a view of the coil substrate 3, the first multipole magnet 4, and the second multipole magnet 5 as viewed from above, and FIG. 3A shows the tracking coils 3 b and 3 c and the second multipole magnet 5. FIG. 4 is a view of the coil substrate 3 viewed from the direction of the arrow U shown in FIG. 3B in order to show the positional relationship with the multipolar magnet 5. FIG. 3C is a view of the coil substrate 3 viewed from the direction of the arrow V shown in FIG. 3B in order to show the positional relationship between the focusing coil 3a and the first multipole magnet 4. .
[0057]
Of the focusing coil 3a, the effective coil region 3a1 contributing to the focusing drive is opposed to the magnetic pole region 4a of the first multipole magnet 4, and the effective coil region 3a2 is opposed to the magnetic pole region 4b of the first multipole magnet 4. .
[0058]
Of the tracking coil 3b, the effective coil region 3b1 that contributes to tracking drive is opposed to the magnetic pole region 5a of the second multipole magnet 5, and the effective coil region 3b2 is opposed to the magnetic pole region 5b of the second multipole magnet 5. . Similarly, in the tracking coil 3c, the effective coil region 3c1 that contributes to tracking drive is opposite to the magnetic pole region 5a of the second multipole magnet 5, and the effective coil region 3c2 is opposite to the magnetic pole region 5b of the second multipole magnet 5. is doing.
[0059]
As shown in FIG. 3B, the width dimension M in the tracking direction T of the first multipole magnet 4, the width dimension N in the tracking direction T of the second multipole magnet 5, and the width dimension L of the magnetic pole region 5a. The relationship is preferably L <M <N.
[0060]
Moreover, in the lens holder 2, it is preferable that the connection parts 2a and 2b which connect the part holding the objective lens 1 and the part to which the coil substrate 3 is attached are thick. Thereby, the rigidity of the transmission path of the driving force in the movable body 41 can be increased. The width M in the tracking direction T of the first multipole magnet 4 is provided with a gap so that the first multipole magnet 4 does not come into contact with the lens holder 2 in a state where the connecting portions 2a and 2b are thick. It is preferable that it is about.
[0061]
As shown in FIG. 1, two wires 7 a to 7 d serving as support portions are soldered to two relay terminal plates 9 to which both terminals of the focusing coil 3 a and tracking coil portions 3 b and 3 c are connected. Connected by attaching. The wires 7 a to 7 d are soldered to a fixed substrate 10 attached to a suspension holder 8 fixed to the base 6.
[0062]
The wires 7a to 7d are made of an elastic metal material such as beryllium copper or phosphor bronze, and wires or rods having a cross-sectional shape such as a circle, a polygon, or an ellipse are used. You may use the support part of another shape. The support center, which is the center of the point where the wires 7a to 7d support the movable body 41, is set to substantially coincide with the center of gravity of the movable body.
[0063]
Next, the operation of the objective lens driving device 51 will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c).
[0064]
First, the driving operation of the movable body 41 in the focusing direction F will be described. As shown in FIG. 3C, when a current is passed through the focusing coil 3a in the direction of the arrow If, the magnetic pole region 4a facing the effective coil region 3a1 is the S pole, and the magnetic pole facing the effective coil region 3a2. Since the region 4b has N poles, a driving force in the direction of the arrow Pf is generated in each of the effective coil regions 3a1 and 3a2 of the focusing coil portion 3a. That is, the lens holder 2 is driven in the focusing direction F by the driving force Pf generated in the focusing coil 3a.
[0065]
Next, the driving operation of the movable body in the tracking direction T will be described. As shown in FIG. 3A, when a current is passed through the tracking coil portions 3b and 3c in the arrow It, the effective coil region 3b1 and the magnetic pole region 5a facing the effective coil region 3c1 are the N pole and the effective coil region 3b2. Since the magnetic pole region 5b facing the effective coil region 3c2 is the S pole, a driving force in the arrow direction Pt is generated in each of the effective coil regions 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 of the tracking coil portions 3b, 3c. That is, the lens holder 2 is driven in the tracking direction T by the driving force Pt generated in the tracking coil portions 3b and 3c.
[0066]
As described above, the second multipole magnet 5 having a width larger than that of the first multipole magnet 4 is disposed on the side far from the objective lens 1 to mechanically connect the coil substrate 3 to the objective lens 1. The connecting portions 2a and 2b can be kept thick, and the capacity of the magnet can be increased without deteriorating the rigidity of the driving force transmission path. As a result, the acceleration sensitivity can be improved by increasing the amount of magnetic flux linked to the coil.
[0067]
Further, by arranging the tracking coils 3b and 3c on the side closer to the second multipole magnet 5 with the expanded width N, the tracking direction in the portion corresponding to the tracking coils 3b and 3c of the second multipole magnet 5 is increased. Three different magnetic poles are arranged alternately along T. Therefore, the effective coil areas of the tracking coils 3b and 3c are 3b1, 3b2 and 3c1, 3c2, and the effective coil area of the tracking coils 3b and 3c can be increased to the maximum. Therefore, the coil effective rate of the tracking coils 3b and 3c can be greatly improved.
[0068]
Further, by disposing the focusing coil 3a on the side close to the first multipole magnet 4, two different magnetic poles are arranged along the focusing direction at a portion corresponding to the focusing coil 3a of the first multipole magnet 4. . For this reason, the effective coil area of the focusing coil 3a is 3a1 and 3a2, and the effective coil area can be increased to the maximum. Therefore, the coil effective rate can be greatly improved.
[0069]
When the width L of the magnetic pole region 5a of the second multipole magnet 5 is enlarged, it is necessary to increase the pitch of the tracking coils 3b and 3c in the tracking direction T. Therefore, in order to configure the tracking coils 3b and 3c in an allowable space Cannot make the width L too large. On the other hand, the width M of the first multipole magnet 4 is within a range in which the connecting portions 2a and 2b of the lens holder 2 for mechanically connecting the coil substrate 3 to the objective lens 1 can be sufficiently thick as described above. Can be made larger than the width L.
[0070]
At this time, the magnetic flux from the magnetic pole region 5a of the second multipole magnet 5 to the magnetic pole region 4a of the first multipole magnet 4 is, as shown in FIG. 3B, in the vicinity of the magnetic pole region 5a. In the vicinity of the magnetic pole region 4a.
[0071]
Therefore, by making the width M of the magnetic pole region 4a larger than the width L, the effective length of the effective coil regions 3a1, 3a2 of the focusing coil 3a can be increased without increasing the pitch of the tracking coils 3b, 3c. Thus, the coil effective rate of the focusing coil 3a can be improved.
[0072]
Further, in addition to the focusing coil 3a and the tracking coils 3b, 3c having six effective coil regions 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, the effective coil regions 3a1, 3a2, 3b1, 3c1 It is sandwiched between the magnetic pole region 4 a of the first multipolar magnet 4 and the magnetic pole region 5 a of the second multipolar magnet 5. For this reason, the amount of magnetic flux interlinked in these effective coil regions increases, and further acceleration sensitivity in the focus direction and tracking direction can be improved.
[0073]
Further, in the coil substrate 3, the surface on which the flat focusing coil 3a extends is different from the surface on which the flat tracking coils 3b, 3c expand, and at least a part of the focusing coil 3a and the tracking coils 3b, 3c are in the focusing direction and tracking. These two surfaces are arranged approximately in parallel so as to be stacked in a direction perpendicular to the direction. For this reason, the area of the coil substrate 3 on which the focusing coil 3a and the tracking coils 3b and 3c are provided can be reduced, and the overall size of the objective lens driving device 51 can be reduced.
[0074]
The magnetic field boundary that separates the magnetic pole region 4a and the magnetic pole region 4b of the first multipole magnet 4 and the magnetic field boundary that separates the magnetic pole region 5a and the magnetic pole region 5b of the second multipole magnet 5 are not necessarily strictly specified. Need not be parallel to the T-plane or to the tracking direction T and the focusing direction F. If the magnetic pole regions 4a, 4b, 5a, 5b correspond to the effective coil regions 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, the above-described effects can be obtained.
[0075]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an objective lens device 52 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those of the objective lens driving device 51 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 4, the objective lens driving device 52 is different from the first embodiment in that it includes a second multipole magnet 11.
[0076]
The second multipole magnet 11 is divided into two rows by a line parallel to the tracking direction, and is divided into three columns by a line parallel to the focusing direction F. The quadrangular magnetic pole regions 11a, 11b, and 11c are obtained. , 11d, 11e, and 11f.
[0077]
Adjacent magnetic pole regions have different magnetic poles. In the first main surface 11 ′, the magnetic pole regions 11a, 11c, and 11e are S poles, and the magnetic pole regions 11b, 11d, and 11f are N poles. The magnetic pole region 4 a on the first main surface 4 ′ of the first multipole magnet 4 and the magnetic pole region 11 b on the first main surface 11 ′ of the second multipolar magnet 11 face each other and have different polarities. . Similarly, the magnetic pole region 4b on the first main surface 4 ′ of the first multipole magnet 4 and the magnetic pole region 11e on the first main surface 11 ′ of the second multipole magnet 11 face each other and have different polarities. ing.
[0078]
FIG. 5B is a view of the coil substrate 3, the first multipole magnet 4 and the second multipole magnet 11 as viewed from above. FIG. 5A shows the tracking coils 3b and 3c and the second multipole magnet 11. FIG. 6 is a view of the coil substrate 3 viewed from the direction of arrow U shown in FIG. 5B in order to show the positional relationship with the multipolar magnet 11. FIG. 5C is a view of the coil substrate 3 viewed from the direction of the arrow V shown in FIG. 5B in order to show the positional relationship between the focusing coil 3a and the first multipole magnet 4. FIG. .
[0079]
Of the tracking coil 3b, the effective coil region 3b1 that contributes to tracking drive is opposed to the magnetic pole region 11b of the second multipole magnet 11, and the effective coil region 3b2 is opposed to the magnetic pole region 11a of the second multipole magnet 11. Yes. Similarly, in the tracking coil 3c, the effective coil region 3c1 that contributes to tracking drive is opposite to the magnetic pole region 11b of the second multipole magnet 11, and the effective coil region 3c2 is opposite to the magnetic pole region 11c of the third multipole magnet 11. is doing.
[0080]
The relationship between the width dimension M in the tracking direction T of the first multipole magnet 4, the width dimension N in the tracking direction T of the second multipole magnet 11, and the width dimension L of the magnetic pole region 11 b located in the center row is the first. As in the embodiment, L <M <N.
[0081]
In the second multipole magnet 11, the ratio of the area of the N pole and the S pole is the ratio of the sum of the areas of the magnetic pole regions 11b, 11d, and 11f to the sum of the areas of the magnetic pole regions 11a, 11c, and 11e, equal. For this reason, there is no bias in the distribution of the N pole and the S pole, and the peak position of the magnetic field intensity distribution in the focusing direction F also changes less in the tracking direction. Thereby, the driving center and the support center of the movable body 41 in the tracking direction T can be easily matched, and the movable body 41 can be moved in the tracking direction without the objective lens 1 being inclined.
[0082]
Further, since the ratio of the areas of the N pole and the S pole is substantially equal, the variation in magnetizing the magnet is small, and the magnetic field strength and the stability of the magnetization pattern are high. Therefore, it is possible to obtain the objective lens driving device 52 having a stable characteristic with little individual difference.
[0083]
(Third embodiment)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing an objective lens device 53 according to the third embodiment of the present invention. In addition to the operations of the objective lens driving devices of the first and second embodiments, the objective lens device 53 of the present embodiment has an inclination in the disc radial direction of the objective lens about the circumferential direction of the disc (hereinafter referred to as radial). (Referred to as tilt). By adjusting the radial tilt of the objective lens, the aberration in the convergence area of the light irradiated on the data surface of the disk is reduced. In the figure, arrow F indicates the focusing direction, arrow T indicates the tracking direction, and arrow R indicates the radial tilt direction. A direction perpendicular to the focusing direction F and the tracking direction T is indicated by an arrow W. As in the first embodiment, a plane parallel to the focusing direction F and the tracking direction T may be referred to as an FT plane.
[0084]
As shown in FIG. 6, the objective lens device 53 includes an objective lens 101, a lens holder 102, a coil substrate 104, a first multipole magnet 116, and a second multipole magnet 115.
[0085]
The objective lens 101 and the coil substrate 104 are attached to the lens holder 102 by, for example, a fixing method, and constitute a movable body 120. The movable body 120 is provided with a lens protector 203 for preventing the objective lens 101 from colliding with a disk (not shown).
[0086]
The coil substrate 104 includes a first layer 104a composed of a layer in which only the focusing coil 105 is disposed, and a second layer 104b composed of a layer in which only the tracking coils 106, 107, 108, 109 are disposed, and these are laminated. ing. The first layer 104a and the second layer 104b have, for example, a thin glass epoxy substrate or the like and a coil formed by spirally etching a copper foil on the substrate, as in the conventional objective lens driving device. The first layer 104a and the second layer 104b are laminated, and the coil substrate 104 is formed by forming a protective film on the surface. Lands 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, and 110f serving as coil terminals are provided on the surface of the first layer 104a.
[0087]
The focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, 109 may be provided on either main surface of the first layer 104a or the second layer 104b, and the first layer 4a and the second layer 4b. It may be provided inside.
[0088]
The focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, and 109 are independent winding coils, and may be attached to the front and back surfaces of the coil substrate 104 or embedded in the coil substrate 104. . Further, there may be another layer interposed between the first layer 104a and the second 104b, and the first layer 104a and the second layer 104b themselves are composed of a plurality of sublayers. Also good.
[0089]
In a conventional objective lens driving device, when a focusing coil and a tracking coil are configured using a printed coil, the focusing coil and the tracking coil are formed in the same plane. However, in the coil substrate 104, the surface on which the flat focusing coil 5 spreads is different from the surface on which the flat tracking coils 106, 107, 108, 109 spread, and at least the focusing coil 5 and the tracking coils 106, 107, 108, 109 are not. These two surfaces are arranged approximately in parallel so that a part thereof is stacked and overlapped in a direction perpendicular to the focusing direction and the tracking direction. Connection and arrangement of each coil will be described later.
[0090]
As shown in FIG. 6, the objective lens driving device 53 further includes suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f, a fixed substrate 112, a wire holder 113, and a yoke base 114.
[0091]
One end of each of the suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f is fixed to the lands 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, and 110f provided on the coil substrate 104 by means such as soldering. The other end is fixed to the fixed substrate 112 by the same means. The fixed substrate 112, the wire holder 113, and the yoke base 114 are each fixed by means such as an adhesive or a screw, and constitute a fixed portion 121 as a whole. The first multi-pole magnet 116 and the second multi-pole magnet 115 are fixed to the yoke base 114 so as to be sandwiched from both sides of the coil substrate 104 of the movable body 120 via a certain gap. The magnetization of the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 will be described later including the relationship with the coil pattern.
[0092]
The suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f are arranged so as to be approximately parallel to each other, the movable body 120 can translate in the focusing direction F and the tracking direction T with respect to the fixed portion 121, and It is supported so as to be rotatable in the radial tilt direction R. The suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f are made of, for example, a conductive material such as beryllium copper alloy or phosphor bronze, and are an elastic support portion of the movable body 120 and at the same time to the coil substrate 104. The wire holder 113 that also serves as the energizing portion is provided with a notch 13a, for example, a gel-like damping member is injected. The damping member attenuates the vibration of the movable body 120 transmitted through the suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f due to its viscosity.
[0093]
Next, the magnetization form of the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 will be described. As shown in FIG. 6, the first multipole magnet 116 is disposed closer to the focusing coil 105 than the tracking coils 106, 107, 108, and 109, and the second multipole magnet 115 is arranged from the focusing coil 105. Are also arranged in proximity to the tracking coils 106, 107, 108, 109.
[0094]
The second multipole magnet 115 is divided into three rows with a width of approximately 1: 2: 1 in the tracking direction T by two surfaces perpendicular to the tracking direction T and parallel to the focusing direction F. Further, the surface is divided into two rows with a width of approximately 1: 1 in the focusing direction F by a plane perpendicular to the focusing direction F and parallel to the tracking direction T. The magnetic flux of the second multipole magnet 115 penetrates in the direction perpendicular to the coil substrate 104 (the direction of the arrow W). The adjacent divided regions are alternately magnetized with N and S poles, and the polarities are, for example, as shown in FIG.
[0095]
The first multipole magnet 116 has a height in the focusing direction F equal to that of the second multipole magnet 115, and the width in the tracking direction T is equal to the width of the magnetized region in the center row of the second multipole magnet. Almost equal. The first multipole magnet 116 is divided into two with a width of about 1: 1 in the focusing direction F by a plane perpendicular to the focusing direction F and parallel to the tracking direction T. The polarities of the divided magnetic pole regions are determined so as to have a counter electrode relationship with the second multipolar magnet 115. Specifically, the second multipole magnet 115 is magnetized so that the south pole of the first multipole magnet 116 faces the north pole of the second multipole magnet 115. A magnetic circuit in which a large amount of magnetic flux is passed through the coil substrate 104 disposed in the gap with the pole magnet 116 is configured.
[0096]
Dividing the second multi-pole magnet 115 and the first multi-pole magnet 116 into regions having the above-described widths and multi-pole magnetizing prevents a decrease in drive sensitivity caused by downsizing of the apparatus. Because. Specifically, the equal division in the focusing direction F is due to severe restrictions on the dimension in the focusing direction in a thin optical disc apparatus such as a notebook personal computer. In general, when a magnet is magnetized in a small area with multiple poles, a parallel magnetic field cannot be obtained and the maximum magnetic flux density decreases. For this reason, it is preferable that the number of magnetization divisions is as small as possible and the magnetization width is as large as possible. In the present embodiment, the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 are approximately equally divided in the focusing direction, thereby preventing a decrease in magnetic flux density to a minimum.
[0097]
Next, the reason why the second multi-pole magnet 115 is divided into three at a ratio of approximately 1: 2: 1 in the tracking direction is to supply magnetic flux to all effective coil regions of the tracking coil described later. By making the central magnetized region about twice as wide on both sides, the magnetic flux contributing to the tracking coil and the focusing coil can be increased, and both the driving sensitivity in the tracking direction and the driving sensitivity in the focusing direction can be maximized. it can.
[0098]
When the central magnetized region of the second multipole magnet 115 is expanded from the above ratio, the magnetic flux supplied by the magnetized regions on both sides is reduced compared to the rate of increase of the magnetic flux supplied by the central magnetized region. The ratio to do becomes large. For this reason, sufficient magnetic flux required for driving in the tracking direction cannot be obtained, and driving efficiency in the tracking direction is lowered. Further, when the central magnetized region of the second multipole magnet 115 is reduced from the above-described ratio, the magnetic flux supplied by the central magnetized region is not sufficient, and the driving efficiency in the focusing direction decreases. Therefore, it is most efficient that the second multi-pole magnet 115 is divided into three at a ratio of approximately 1: 2: 1 in the tracking direction. However, since the optimal division ratio varies somewhat depending on the coil pattern arrangement and the magnet size restriction conditions, the case where the division ratio is strictly 1: 2: 1 is not always optimal.
[0099]
In the thin optical disk apparatus, since the dimensional restrictions in the vicinity of the objective lens 1 are severe, the first multipole magnet 116 having a smaller width in the tracking direction among the two magnets is arranged on the objective lens 1 side, and the second Are arranged on the side away from the objective lens. As a result, as described in the first and second embodiments, in the lens holder 102, the connecting portion between the portion holding the objective lens 101 and the portion holding the coil substrate 104 is made thick. The rigidity of the lens holder 102 can be increased. Further, since the second multipole magnet 115 mainly supplies a magnetic flux for driving in the tracking direction, the second multipole magnet 115 can be brought closer to the tracking coils 106, 107, 108, and 109.
[0100]
FIG. 7 is a wiring diagram showing the connection relationship between the focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, 109 on the coil substrate 104. In FIG. 7, white circles are coil connection terminals and correspond to the lands 110 a to 110 f in FIG. 6. In FIG. 6, the center of the rectangle whose vertices are the lands 110a, 110c, 110d, and 110f is the support center that is the center of the point where the suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, and 111f support the movable body 120. It coincides with point O. In the figure, two support center points O are shown. However, since the first layer 104a and the second layer 104b are bonded to each other, they represent the same point. The support center point O is a point where the rotation axis (radial tilt direction) perpendicular to the focusing direction and tracking direction of the movable body 120 intersects the coil substrate 104.
[0101]
The focusing coil 105 is disposed on the coil substrate 104 symmetrically about the support center point O. The focusing coil 105 has a winding axis as a winding axis parallel to the arrow W, is long in the tracking direction T, and has a flat shape in a plane parallel to the FT plane. When a predetermined voltage is applied between the land 110e and the land 110b, the wiring is connected so that a current flows in the direction of the arrow shown on the coil substrate 104a in FIG. The interaction between the current flowing in the focusing coil 105 and the magnetic flux generated in the gap between the second multipolar magnet 115 and the first multipolar magnet 116, that is, a focusing drive unit that drives in the focusing direction F by electromagnetic force in accordance with Fleming's law Is configured.
[0102]
The tracking coils 106, 107, 108, 109 have a winding axis similar to that of the focusing coil 105, and have a flat shape in a plane parallel to the FT plane. As shown in FIG. 6, they are arranged symmetrically with respect to the axis in the focusing direction F passing through the support center point O and the axis in the tracking direction T. Of these four tracking coils, the tracking coil 106 and the tracking coil 107 constitute an upper coil group, and the tracking coil 108 and the tracking coil 109 constitute a lower coil group.
[0103]
Specifically, as shown in FIG. 7, the tracking coil 106 and the tracking coil 107 are connected in series, and if a predetermined voltage is applied between the land 110d and the land 110a, the coil coil 104 on FIG. They are connected so that current flows in the direction indicated by the arrow. Similarly, the tracking coil 108 and the tracking coil 109 are connected in series. When a predetermined voltage is applied between the land 110f and the land 110c, wiring is performed so that a current flows in the arrow direction on the coil substrate 104 shown in FIG. It is connected.
[0104]
Current can flow individually through the suspension coils 111d and 111a, and the lower coil group can individually flow through the suspension wires 111f and 111c. As in the case of the focusing drive unit, the tracking drive unit and the current flowing through the upper coil group and the lower coil group and the interaction between the magnetic flux generated in the gap between the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 A radial tilt drive unit is configured.
[0105]
Next, the operation of the objective lens driving device 53 will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the coil pattern and the arrangement of magnetic poles in the objective lens driving device 53. In the figure, the coil substrate 104, the first multi-pole magnet 116, and the second multi-pole magnet 115 are seen in a superimposed manner from the direction perpendicular to the coil substrate 104 (the direction of arrow W in FIG. 6).
[0106]
In FIG. 8, an arrow F, an arrow T, and a point O correspond to the focusing direction F, the tracking direction T, and the support center point O of the movable body in FIG. The two-dot chain line MB1 and the two-dot chain line MB2 are magnetic field boundary lines in the tracking direction T of the second multipole magnet 115, and the two-dot chain line MB3 is the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115. It is a magnetic field boundary line in the focusing direction F.
[0107]
For the sake of simplicity, the operation will be described by dividing the focusing coil 105 in the focusing direction F with the magnetic field boundary line MB3 as a boundary and dividing it into regions 105a and 105b. First, when a predetermined voltage is applied between the land 110e and the land 110b, a focusing drive current If flows. The magnetic flux generated in the gap between the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 is perpendicular to the paper surface in the region 107a located above the magnetic field boundary line MB3 (arrow in FIG. 6). In the region 107b located below the magnetic field boundary line MB3, it is perpendicular to the paper surface and in the depth direction (the direction of arrow W in FIG. 6). Therefore, if Fleming's law is applied while paying attention to the direction of current and the direction of magnetic flux, the electromagnetic force Ff in the same direction acts on the focusing coil 105 in both the region 107a and the region 107b and drives the coil substrate 104 in the focusing direction F. To do. As a result, the movable body 120 in which the coil substrate 104 and the objective lens 101 are integrated through the lens holder 102 translates in the focusing direction. If the direction of the current If is set in the opposite direction, an electromagnetic force in the opposite direction to the reverse electromagnetic force Ff can be obtained. Thereby, a focusing operation is realized.
[0108]
Next, the operation of the tracking coils 106, 107, 108, 109 that are axially symmetric with respect to the support center point O will be described for each region divided by the magnetic field boundary lines MB1 and MB2. The tracking coil 106 is divided into a region 106a and a region 106b by a magnetic field boundary line MB1. Similarly, the tracking coils 107, 108, and 109 are divided into regions indicated by subscripts a and b attached to the reference numerals. The region 106a, the region 107a, the region 108a, and the region 109a with the subscript a are perpendicular to the paper surface and have a magnetic flux in the front direction (the direction opposite to the arrow W in FIG. 6). In the area 107b, the area 108b, and the area 109b, the magnetic flux is perpendicular to the paper surface and in the depth direction (the arrow W direction in FIG. 6).
[0109]
When a predetermined voltage is applied between the land 110d and the land 110a, a current It1 flows through the tracking coil 106 and the tracking coil 107 connected in series forming the upper coil group. Similar to the focusing coil 105, when Fleming's law is applied to the upper coil group, the electromagnetic force Ft 1 acts in the tracking direction T on the tracking coil 106 and the tracking coil 107.
[0110]
When a predetermined voltage is applied between the land 110f and the land 110c in the same manner as the upper coil group, a current It2 flows in the tracking coil 108 and the tracking coil 109 connected in series forming the lower coil group, and the tracking coil 108 and An electromagnetic force Ft2 acts on the tracking coil 109 in the tracking direction T. Accordingly, the movable body 120 translates the objective lens 1 in the tracking direction T by the resultant force of the electromagnetic force Ft1 and the electromagnetic force Ft2. If the directions of the current It1 and the current It2 are in the same phase and opposite to each other, a reverse force acts on each tracking coil. Thereby, a tracking operation is realized.
[0111]
Next, the radial tilt operation will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the current direction and the magnetic poles during the radial tilt operation of the objective lens driving device 53. In FIG. 9, the focusing coil 105 is not shown. Unlike the tracking operation shown in FIG. 8, in the radial tilt operation, the current direction of the tracking coil 108 and the tracking coil 109 forming the lower coil group is reversed, and a current having a phase opposite to that of the upper coil group is applied.
[0112]
Since the current It2 of the tracking coil 106 and the tracking coil 107 forming the upper coil group is the same as in FIG. 8, the electromagnetic force Ft1 acting on the upper coil group also acts in the tracking direction T. On the other hand, since the current It2 of the tracking coil 108 and the tracking coil 109 forming the lower coil group is in the opposite direction to that in FIG. 8, the electromagnetic force Ft2 acts in the opposite direction to the tracking direction T in the lower coil group. Therefore, a moment is generated in the direction of the arrow M around the support center point O by the resultant force of the electromagnetic force Ft1 and the electromagnetic force Ft2. Further, if the driving current directions of the tracking driving current It1 and the tracking driving current It2 are reversed and opposite to each other, the moment works in the direction opposite to the arrow M. By making the currents flowing through the upper coil group and the lower coil group have opposite phases, the objective lens 101 can be rotationally driven in the radial tilt direction. Thereby, a radial tilt operation is realized.
[0113]
In summary, when a current of the same phase is applied to the upper coil group and the lower coil group of the tracking coil, the movable body 120 can be translated in the tracking direction T, and the upper coil group and the lower coil group are opposite to each other. When a phase current is applied, the movable body 120 can be rotationally driven in the radial tilt direction R.
[0114]
Next, it will be described that the static radial tilt is less generated when the movable body 120 is moved in the focusing direction and the tracking direction while the objective lens driving device 53 is small.
[0115]
First, the magnetic flux intensity distribution formed by the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 will be described, and then the moment generated only by the focusing drive current and the moment generated only by the tracking drive current will be offset, The effect of reducing the amount of static radial tilt generated will be described.
[0116]
FIG. 10B is a plan view in which the coil substrate 104, the first multipolar magnet 116, and the second multipolar magnet 116 are seen through each other in a direction perpendicular to the coil substrate 104 (the direction of arrow W in FIG. 6). It is. FIGS. 10A and 10C show cross sections of the objective lens driving device 53 taken along lines AA and BB shown in FIG.
[0117]
In these drawings, a coil substrate 104, a yoke base 114, a first multipole magnet 116, a second multipole magnet 115, and suspension wires 111a, 111b, 111c, 111d, 111d, 111e, and 111f are shown. The yoke base 114 includes back yoke portions 114a and 114b formed by bending a part of the yoke base 114, and forms part of a magnetic circuit formed by the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115. ing. Further, the polarities on both main surfaces of the first multipolar magnet 116 and the second multipolar magnet 115 are represented by a letter N and a letter S, respectively.
[0118]
10A and 10C, thick solid lines H1 and H2 indicate the magnetic field strengths penetrating the coil substrate 104, respectively. As shown in these drawings, the magnetic field strength distribution in the AA line cross section and the BB line cross section is not uniform. From the thick solid line H1, the magnetic flux supplied from the center magnetized region of the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 is about twice as large as the magnetic flux supplied from the magnetized regions on both sides. ing.
[0119]
However, as is clear from FIG. 10 (a), the magnetic field strength is distributed to the object with the BB line cross section as the symmetry plane, and as shown in FIG. The magnetic field intensity is distributed point-symmetrically around the point O. For this reason, when the movable body 120 is driven only in the focusing direction and not in the tracking direction, the static radial tilt hardly occurs due to the symmetry of the magnetic field and the symmetry of the focusing coil. Similarly, when the movable body 120 is driven only in the tracking direction and not in the focusing direction, the static radial tilt hardly occurs due to the symmetry of the magnetic field and the symmetry of the tracking coil.
[0120]
Next, the effect of reducing the static radial tilt when the movable body 120 is driven simultaneously in the focusing direction and the tracking direction will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). 11A and 11B schematically show a current for moving the movable body 120 in the focusing direction and a moment generated by the drive current for moving the movable body 120 in the tracking direction in the objective lens driving device 53. FIG.
[0121]
11A and 11B, the positions of the coil substrate 104, the first multipole magnet 116, and the second multipole magnet 115 are overlapped from the direction perpendicular to the coil substrate 104 (the direction of arrow W in FIG. 6). See through. The direction of the magnetic pole, the direction of the current flowing through each coil, and the sign are the same as in FIG. As shown in FIGS. 11A and 11B, the coil substrate 104 moves in the focusing direction F and the tracking direction T with reference to the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115, and is supported. The center point O has moved in the direction of arrow E from the center MC of the magnet.
[0122]
FIG. 11A is a diagram focusing on the position of the focusing coil 105 and the electromagnetic force generated by the current flowing therethrough, and FIG. 11B shows the position of the tracking coils 106, 107, 108, 109 and the current flowing through them. It is the figure which paid its attention to the generated electromagnetic force. In these figures, the maximum and position of the magnetic field strength distribution are indicated by a point Nmax and a point Smax. The outline of the operation will be described by paying attention to the force generated at the position point Nmax and the point Smax at which the magnetic field intensity distribution becomes maximum.
[0123]
At points Nmax and Smax shown in FIG. 11A, the force F1 and the force F2 determined by the direction and magnitude of the current If flowing through the focusing coil 105 and the density and direction of the magnetic flux act on the focusing coil 105. The moment Mf around the support center point O by the current If is a value obtained by adding the product of the rotational component S1 of the force F1 and the radius r1 and the product of the rotational component S2 of the force F2 and the radius r2. Specifically, Mf = S1 × r1 + S2 × r2. As shown in FIG. 11A, the moment Mf acts in the clockwise direction (the direction of arrow R in FIG. 6) toward the paper surface.
[0124]
In addition, at the points Nmax and Smax shown in FIG. 11B, the tracking coils 106, 107, 108, 109 have directions and magnitudes of the currents It1 and It2 flowing in the tracking coils 106, 107, 108, 109, and A force F3 and a force F4 determined by the density and direction of the magnetic flux act. The moment Mt around the support center point O by the current It1 and the current It2 is a value obtained by adding the product of the rotational component S3 of the force F3 and the radius r3 and the product of the rotational component S4 of the force F4 and the radius r4. Specifically, Mt = −S3 × r3 + S4 × r4. From FIG. 11B, comparing the magnitudes of the moment S3 × r3 and the moment S4 × r4, the moment Mt acts in the counterclockwise direction (the direction opposite to the arrow R in FIG. 6) toward the paper surface. This is because, from FIG. 11B, the rotation component S3 and the rotation component S4 are substantially equal, and the radius r4 is larger than the radius r3.
[0125]
Thus, the moment Mf generated by the drive current If that moves the movable body 120 in the focusing direction and the moment Mt generated by the drive currents It1 and It2 that move the movable body 120 in the tracking direction act in opposite directions. That is, the moment generated only by the focusing drive current and the moment generated only by the tracking drive current cancel each other, and as a result, the amount of static radial tilt generated is reduced. Accordingly, even when the objective lens driving device 53 drives the movable body 120 simultaneously in the focusing direction and the tracking direction, the amount of static radial tilt generated is small.
[0126]
As described above, the operation described with reference to FIGS. 11A and 11B is based on rough approximation focusing on a component having a large magnetic field strength. Specifically, if the electromagnetic force generated by the current flowing through the coil pattern and the magnetic field strength is calculated for each minute area, and the moment around the support center point O is calculated by integration, the effect of reducing the static radial tilt is further clarified. . The effect will be described with reference to a graph.
[0127]
FIGS. 12A to 12C are graphs showing calculation results of the drive current and the generated moment around the fulcrum O in the objective lens driving device 53. FIG. These graphs show three-dimensional results obtained by setting the suspension wire spring constant, magnetic flux density distribution, and drive current to appropriate values as parameters. The vertical axis and the horizontal axis of the graph plane represent the positions of the movable body in the focusing direction and the tracking direction, respectively, and the unit is millimeters. The height axis shows the normalized magnitude of the moment. 11A and 11B, the moment in the left rotation direction (the direction opposite to the arrow R in FIG. 6) is positive with respect to the paper surface.
[0128]
12A is a graph of the moment Mf generated by the current If when driven in the focusing direction, and FIG. 12B is a graph of the moment Mt generated by the current It1 and the current It2 when driven in the tracking direction. ing. FIG. 12C is a graph in which all moments generated by the current If, the current It1, and the current It2 are combined and the moment Mf and the moment Mt are added. In both graphs, dark gray indicates that the moment is negative, and white indicates that the moment is zero or positive.
[0129]
A point P in FIG. 12 (a) corresponds to the state of FIG. 11 (a), and a point Q in FIG. 12 (b) corresponds to the state of FIG. 11 (b). When the movable body 120 is driven simultaneously in the focusing direction and the tracking direction, the moment at the point P is negative and the moment at the point Q is positive. Looking at the entire graph, the saddle shape in FIG. 12A and the saddle shape in FIG. 12B have a distribution in which the signs are opposite to each other, and the moments cancel out similarly at other focusing positions and tracking positions. Has been. For this reason, as shown in FIG. 12C, the moment is canceled in the objective lens driving device 53, and the generation amount of the static radial tilt is reduced.
[0130]
In addition to the moment canceling effect, the objective lens driving device 53 provides another canceling effect due to the focusing coil 105 overlapping the tracking coils 106, 107, 108, and 109. Specifically, since the focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, and 109 are overlapped, the magnetic flux in the gap between the first multipolar magnet 116 and the second multipolar magnet 115 is used. Share. Therefore, when the magnet is magnetized, the effect affects the focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, and 109 at the same rate.
[0131]
That is, even when the magnetizing intensity of the magnet changes, the moment change caused only by the focus current and the moment change caused only by the tracking current are approximately the same, and the amount of change between both cancels out. This feature is that the focusing coil 105 and the tracking coils 106, 107, 108, 109 overlap and use the same magnetic field, and the magnetization pattern and the coil pattern are determined so that the moments of the two work in opposite directions. Because. For this reason, the occurrence of static radial tilt can be suppressed, and at the same time, fluctuations due to variations in magnetization of the first multipole magnet 116 and the second multipole magnet 115 can be suppressed.
[0132]
As described above, according to the present embodiment, the focusing coil having the flat shape and the tracking coil having the flat shape are not arranged on the same plane, but are arranged on different planes so that at least a part thereof overlaps. For this reason, the coil substrate having the focusing coil and the tracking coil can be greatly reduced in size compared with the conventional coil substrate made of a printed coil arranged in the same plane, and a small and thin objective lens driving device can be obtained. Obtainable.
[0133]
Further, by optimizing the number of magnetized divisions and the ratio of the magnet and the coil pattern with respect to the magnetized pattern, the driving efficiency of the movable body is good even if the magnet is small. For this reason, an objective lens driving device capable of increasing the follow-up capability of the objective lens and capable of high-speed recording / reproducing can be obtained.
[0134]
Further, the tracking coil is divided into an upper coil group and a lower coil group that can be driven independently, and a radial tilt drive can be performed in addition to the conventional tracking drive. For this reason, the objective lens driving device of the present embodiment can be provided with a function of correcting the radial tilt of the objective lens and further stabilizing the quality of the light spot.
[0135]
In addition, the objective lens driving device of the present embodiment has an effect that the moment caused by the current that moves the movable body in the focusing direction and the moment caused by the current that moves the movable body in the tracking direction cancel each other. For this reason, it is possible to suppress static radial tilt and reduce control errors in the case of radial tilt driving. Therefore, an objective lens driving device with high light spot quality and capable of recording / reproducing stable signals can be obtained. Furthermore, since the performance of the objective lens driving device is not easily affected by variations in the magnetizing intensity of the magnet, it is possible to mass-produce objective lens driving devices with little performance variation.
[0136]
The objective lens driving device of the first to third embodiments can be suitably used for an optical disk device. As shown in FIG. 13, the optical disc apparatus 201 includes a spindle motor 211 that rotates the optical disc and an optical head 202. The optical head 202 is instructed to be movable by a pair of guide shafts 204. The optical disc apparatus 201 further includes a thread motor 206, a lead screw 208, a worm wheel 209, a pinion gear 210, and a rack gear 205. The rotation of the sled motor 206 moves the optical head 202 in the direction of the arrow 230 that is the radial direction of the optical disk by the lead screw 208, the worm wheel 209, the pinion gear 210 and the rack gear 205.
[0137]
The optical head 202 includes an objective lens driving device 220 having an objective lens 203. Any of the objective lens driving devices of the first to third embodiments may be used as the objective lens driving device 220. The optical head 202 has a light source 231 inside, and a light beam emitted from the light source is converged by the objective lens 203 to form a convergence area on a data recording surface of an optical disk (not shown).
[0138]
As described in detail in the first to third embodiments, the objective lens 203 is moved in the focus direction and the tracking direction using the focus coil and the tracking coil. Along with this, the size of the convergence area of the light beam formed on the data recording surface changes or the convergence area moves in the tracking direction. Further, when the objective lens driving device of the third embodiment is used, the tilt of the objective lens can be controlled to correct the radial tilt.
[0139]
According to the optical disc apparatus 201, the objective lens driving device has a small and thin external shape, and the follow-up performance of the objective lens is high. For this reason, an optical disc apparatus that is small and thin and has almost no deterioration in recording / reproducing signals even when the recording / reproducing information rate is high is realized.
[0140]
In the first to third embodiments, the first multipole magnet has a smaller number of magnetic poles and a smaller outer dimension than the second multipole magnet. This is because, in the lens holder, a connection portion that connects the portion that holds the objective lens and the portion to which the coil substrate is attached is formed thick. However, by appropriately selecting the material constituting the lens holder, the outer shape of the first multipole magnet can be increased when the connecting portion does not have to be thick. For example, the objective lens driving device 52 ′ shown in FIG. 14 includes a first multipole magnet 13 having the same structure as the second multipole magnet 11 instead of the first multipole magnet 4. That is, the objective lens driving device 52 ′ includes the first multipole magnet 13 and the second multipole magnet 11 having the same outer shape and structure. According to such an objective lens driving device 52 ′, it is only necessary to prepare one type of multi-pole magnet, so that the manufacturing cost of the objective lens driving device 52 ′ can be reduced. FIG. 14 illustrates an example in which the same multipole magnet is used as a modification of the objective lens driving device of the second embodiment. However, in the objective lens driving devices of the first and third embodiments, the first embodiment The multi-pole magnet may have the same structure as the second multi-pole magnet.
[0141]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the area of the coil substrate provided with the focusing coil and the tracking coil can be reduced, the outer shape of the objective lens driving device can be made smaller and thinner. In addition, even if the magnet is small, the movable body has high driving efficiency and the objective lens has high tracking capability, so that an objective lens driving device capable of high-speed recording / reproducing and suppressing deterioration of the recording / reproducing signal is obtained. It is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of an objective lens driving device of the present invention.
2A is a plan view of the objective lens driving device shown in FIG. 1, and FIGS. 2B and 2C are a cross-sectional view and a plan view of a coil substrate used in the objective lens driving device shown in FIG. Is shown.
FIG. 3B is a view of the coil substrate, the first multipole magnet, and the second multipole magnet used in the objective lens driving apparatus shown in FIG. 1 as viewed from above, and FIG. It is the figure which looked at the coil board | substrate from the direction of the arrow U shown to (b), in order to show the positional relationship of a tracking coil and a 2nd multipole magnet. (C) is the figure which looked at the coil board | substrate from the direction of the arrow V shown to (b), in order to show the positional relationship of a focusing coil and a 1st multipole magnet.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the objective lens driving device of the present invention.
FIG. 5B is a view of the coil substrate, the first multipole magnet, and the second multipole magnet used in the objective lens driving device shown in FIG. 4 as viewed from above, and FIG. It is the figure which looked at the coil board | substrate from the direction of the arrow U shown to (b), in order to show the positional relationship of a tracking coil and a 2nd multipole magnet. (C) is the figure which looked at the coil board | substrate from the direction of the arrow V shown to (b), in order to show the positional relationship of a focusing coil and a 1st multipole magnet.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the objective lens driving device of the present invention.
7 is a wiring diagram of a coil pattern in the objective lens driving device shown in FIG. 6;
8 is a perspective view showing the arrangement of coil patterns and magnetic poles in the objective lens driving device shown in FIG. 6;
9 is a perspective view showing a relationship between a current direction and a magnetic pole during a radial tilt operation in the objective lens driving device shown in FIG. 6;
10B is a plan view of the coil substrate of the objective lens driving device shown in FIG. 6, and FIGS. 10A and 10C are cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. Show.
FIGS. 11A and 11B schematically illustrate moments generated by a driving current for moving the movable body in the focusing direction and a driving current for moving the movable body in the tracking direction in the objective lens driving apparatus shown in FIG. FIG.
12A to 12C are graphs showing the results of calculating the relationship between drive current and generated moment in the objective lens driving apparatus shown in FIG. 6;
FIG. 13 is a schematic diagram showing an embodiment of an optical disc apparatus of the present invention.
FIG. 14 is an exploded perspective view showing a modification of the second embodiment.
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a conventional objective lens driving device.
16 is a plan view of the conventional objective lens driving device shown in FIG.
17 (b) is a plan view showing a focus coil, a tracking coil, and a magnet of the conventional objective lens driving device shown in FIG. 15, and (a) and (c) are arrows U and It is the side view of a focus coil and a magnet and a tracking coil and a magnet seen from the direction of V.
[Explanation of symbols]
1,101 Objective lens
2,102 Lens holder
3, 104 Coil substrate
3a, 105 Focusing coil
3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 Effective coil area
3b, 3c, 106, 107, 108, 109 Tracking coil
4, 11, 13 First multipole magnet
4a, 4b 4 pole regions
5, 115 Second multipole magnet
5a, 5b 5 magnetic pole region
6, 106 base
7a-7d, 111a-111f wire
8 Suspension holder
9 Relay terminal board
41, 120 Movable body
10, 112 Fixed substrate
110a-110f land
113 Wire holder
114 York base
121 fixed part

Claims

光ビームを収束させるための対物レンズと、前記対物レンズを保持するレンズホルダと、フォーカシングコイルおよび少なくとも１つのトラッキングコイルを有し、レンズホルダに固定されたコイル基板とを含む可動体、
ベース、
前記ベースに対して、前記可動体を前記対物レンズの光軸方向と平行なフォーカシング方向および前記フォーカシング方向に垂直なトラッキング方向へ移動可能に支持する支持部、および
空隙を介して前記コイル基板を挟むようにベースに固定された第１および第２の多極マグネット
を含む対物レンズ駆動装置であって、
前記第１の多極マグネットは前記対物レンズと前記コイル基板との間に位置し、
前記フォーカシングコイルおよび前記トラッキングコイルは互いに平行でありかつ異なる平面において扁平な形状をそれぞれ有し、前記フォーカシングコイルおよび前記トラッキングコイルの少なくとも一部は互いに重なるよう配置されており、
前記前記第１の多極マグネットは、フォーカシング方向に２行に分割されることにより形成された第１の磁極領域と第２の磁極領域を有し、前記第１の磁極領域と前記第２の磁極領域は、異なる極となるよう着磁されており、
前記第２の多極マグネットは、前記第１の磁極領域と対向する位置に配置された第３の磁極領域と、前記第３の磁極領域を囲み、トラッキング方向に延びた平らな底面を有するＵ字状の第４の磁極領域とを含み、前記第３の磁極領域と前記第４の磁極領域は、異なる極となるよう着磁されており、
前記フォーカシングコイルは前記トラッキングコイルよりも前記第１の多極マグネットに近接し、前記フォーカシングコイルに電流を流したときにフォーカシング方向に力を受ける前記フォーカシングコイルの向かい合う２つの領域が、それぞれ前記第１の磁極領域と前記第２の磁極領域に対向し、
前記トラッキングコイルは前記フォーカシングコイルよりも前記第２の多極マグネットに近接し、前記トラッキングコイルに電流を流したときにトラッキング方向に力を受ける前記トラッキングコイルの向かい合う２つの領域が、それぞれ前記第３の磁極領域と前記第４の磁極領域に対向し、
前記第１の多極マグネット、前記第２の多極マグネット、および前記第３の磁極領域のトラッキング方向の幅をそれぞれＭ、ＮおよびＬとしたとき、
Ｌ＜Ｍ＜Ｎ
の関係を満たしている対物レンズ駆動装置。A movable body including an objective lens for converging a light beam, a lens holder for holding the objective lens, and a coil substrate having a focusing coil and at least one tracking coil and fixed to the lens holder;
base,
A support part that supports the movable body in a focusing direction parallel to the optical axis direction of the objective lens and a tracking direction perpendicular to the focusing direction with respect to the base, and sandwiches the coil substrate via a gap. An objective lens driving device including first and second multipole magnets fixed to a base as described above,
The first multipole magnet is located between the objective lens and the coil substrate;
The focusing coil and the tracking coil are parallel to each other and have flat shapes in different planes, respectively, and the focusing coil and the tracking coil are arranged to overlap each other,
The first multipole magnet includes a first magnetic pole region and a second magnetic pole region formed by being divided into two rows in a focusing direction, and the first magnetic pole region and the second magnetic pole region The pole area is magnetized to have different poles,
The second multi-pole magnet has a third magnetic pole region disposed at a position facing the first magnetic pole region, and a U having a flat bottom surface surrounding the third magnetic pole region and extending in the tracking direction. A third magnetic pole region, and the third magnetic pole region and the fourth magnetic pole region are magnetized to have different poles,
The focusing coil is closer to the first multi-pole magnet than the tracking coil, and two regions facing the focusing coil that receive a force in the focusing direction when an electric current is passed through the focusing coil are respectively provided in the first coil. Opposite the magnetic pole region and the second magnetic pole region,
The tracking coil is closer to the second multi-pole magnet than the focusing coil, and two regions facing the tracking coil that receive a force in the tracking direction when a current is passed through the tracking coil are respectively the third coil. Opposite the magnetic pole region and the fourth magnetic pole region,
When the widths in the tracking direction of the first multipole magnet, the second multipole magnet, and the third magnetic pole region are respectively M, N, and L,
L <M <N
Objective lens drive device that satisfies the above relationship.

前記第２の多極マグネットは、前記トラッキング方向に３列に分割され、前記フォーカシング方向に２行に分割されることにより形成された６つの磁極領域を有し、前記６つの磁極領域は互いに隣接する磁極領域が異なる極となるよう着極されており、前記６つの磁極領域のうち、中央の列であって、上方の行に位置する磁極領域が第３の磁極領域になっている請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。The second multipole magnet has six magnetic pole regions formed by being divided into three columns in the tracking direction and being divided into two rows in the focusing direction, and the six magnetic pole regions are adjacent to each other. A magnetic pole region that is poled so as to have different poles, and among the six magnetic pole regions, a magnetic pole region that is located in a central row and located in an upper row is a third magnetic pole region. 2. The objective lens driving device according to 1.

前記コイル基板は、前記トラッキングコイルを２つ有し、
前記２つのトラッキングコイルはトラッキング方向に配置されている請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。The coil substrate has two tracking coils,
The objective lens driving device according to claim 1, wherein the two tracking coils are arranged in a tracking direction.

前記第２の多極マグネットは、トラッキング方向におおよそ１：２：１の幅で３列に分割されている請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。 3. The objective lens driving device according to claim 2, wherein the second multipole magnet is divided into three rows with a width of approximately 1: 2: 1 in the tracking direction.

前記第１の多極マグネットおよび前記第２の多極マグネットはフォーカシング方向の幅がほぼ等しく、前記第１の多極マグネットのトラッキング方向の幅は、前記第３の磁極領域のトラッキング方向の幅とほぼ等しくなっている請求項１から４のいずれか一項に記載の対物レンズ駆動装置。 The first multipole magnet and the second multipole magnet have substantially the same width in the focusing direction, and the width in the tracking direction of the first multipole magnet is equal to the width in the tracking direction of the third magnetic pole region. The objective lens driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the objective lens driving devices are substantially equal.

前記支持部は前記フォーカシング方向およびトラッキング方向に垂直な回転軸の周りに回転可能なように前記可動体を支持しており、
前記コイル基板は４つのトラッキングコイルを有し、
前記回転軸が前記コイル基板と交わる点を通り、前記フォーカシング方向に平行な第１の軸および、前記トラッキング方向に平行な第２の軸に対して、前記４つのトラッキングコイルは対称な位置に配置されている請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。The support portion supports the movable body so as to be rotatable around a rotation axis perpendicular to the focusing direction and the tracking direction,
The coil substrate has four tracking coils,
The four tracking coils are arranged at symmetrical positions with respect to a first axis parallel to the focusing direction and a second axis parallel to the tracking direction through a point where the rotation axis intersects the coil substrate. The objective-lens drive device according to claim 2.

前記第２の軸に対して上方２つのトラッキングコイルは上コイル群を形成するよう直列に接続され、前記第２の軸に対して下方２つのトラッキングコイルは下コイル群を形成するよう直列に接続されている請求項６に記載の対物レンズ駆動装置。 The upper two tracking coils are connected in series to form an upper coil group with respect to the second axis, and the lower two tracking coils are connected in series to form a lower coil group with respect to the second axis. The objective lens driving device according to claim 6.

前記上コイル群および前記下コイル群に同相成分の電流を通電することで前記トラッキング方向へ前記可動体を移動させ、前記上コイル群および前記下コイル群に互いに逆相成分の電流を通電することにより前記可動体を前記回転軸の周りに回転させる請求項７に記載の対物レンズ駆動装置。 By energizing the upper coil group and the lower coil group with current of the same phase component, the movable body is moved in the tracking direction and energizing the upper coil group and the lower coil group with currents of opposite phase components. The objective-lens drive device according to claim 7, wherein the movable body is rotated around the rotation axis.

前記フォーカシングコイルの巻回軸は前記回転軸と一致している請求項８に記載の対物レンズ駆動装置。 The objective lens driving device according to claim 8, wherein a winding axis of the focusing coil coincides with the rotation axis.

請求項１から９のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置と、前記光ビームを出射するための光源とを有する光ヘッド。 An optical head comprising: the objective lens driving device according to claim 1; and a light source for emitting the light beam.

光ディスクを回転させるためのモータと、前記光ディスに収束した光ビームを照射するよう配置された請求項１０に記載の光ヘッドと、
前記光ビームを前記ディスクの半径方向へ移動させるための移動手段と、
を備えた光ディスク装置。A motor for rotating an optical disc, and an optical head according to claim 10 arranged to irradiate a light beam converged on the optical disc;
Moving means for moving the light beam in the radial direction of the disk;
An optical disc device comprising: