JP4118174B2 - Objective lens driving device, optical head, and optical disk device - Google Patents
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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、4b 4の磁極領域
5、115 第2の多極マグネット
5a、5b 5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,
[0008]
As shown in FIGS. 15 and 16, in the conventional objective lens driving device, the
[0009]
Two
[0010]
A pair of
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
Further, as shown in FIG. 16, the
[0014]
In this conventional objective lens driving device, the portion of the focusing
[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
[0017]
Next, tracking driving will be described. As shown in FIG. 17C, when a current is passed through the tracking
[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
[0021]
Further, when the width J of the
[0022]
When the width J of the
[0023]
In the conventional objective lens driving device, only one side of each of the two tracking
[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
[0045]
The objective
[0046]
The
[0047]
FIG. 2B shows a T sectional view of the
[0048]
FIG. 2C is a plan view of the
[0049]
In the present embodiment, the focusing
[0050]
As shown in FIG. 1,
[0051]
A
[0052]
As shown in FIGS. 1 and 2 (a), the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The opposing magnetic pole surfaces of the
[0056]
FIG. 3B is a view of the
[0057]
Of the focusing
[0058]
Of the tracking
[0059]
As shown in FIG. 3B, the width dimension M in the tracking direction T of the
[0060]
Moreover, in the
[0061]
As shown in FIG. 1, two
[0062]
The
[0063]
Next, the operation of the objective
[0064]
First, the driving operation of the
[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
[0066]
As described above, the
[0067]
Further, by arranging the tracking coils 3b and 3c on the side closer to the
[0068]
Further, by disposing the focusing
[0069]
When the width L of the
[0070]
At this time, the magnetic flux from the
[0071]
Therefore, by making the width M of the
[0072]
Further, in addition to the focusing
[0073]
Further, in the
[0074]
The magnetic field boundary that separates the
[0075]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an
[0076]
The
[0077]
Adjacent magnetic pole regions have different magnetic poles. In the first
[0078]
FIG. 5B is a view of the
[0079]
Of the tracking
[0080]
The relationship between the width dimension M in the tracking direction T of the
[0081]
In the
[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
[0083]
(Third embodiment)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing an
[0084]
As shown in FIG. 6, the
[0085]
The
[0086]
The
[0087]
The focusing
[0088]
The focusing
[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
[0090]
As shown in FIG. 6, the objective
[0091]
One end of each of the
[0092]
The
[0093]
Next, the magnetization form of the
[0094]
The
[0095]
The
[0096]
Dividing the second
[0097]
Next, the reason why the second
[0098]
When the central magnetized region of the
[0099]
In the thin optical disk apparatus, since the dimensional restrictions in the vicinity of the
[0100]
FIG. 7 is a wiring diagram showing the connection relationship between the focusing
[0101]
The focusing
[0102]
The tracking coils 106, 107, 108, 109 have a winding axis similar to that of the focusing
[0103]
Specifically, as shown in FIG. 7, the tracking
[0104]
Current can flow individually through the suspension coils 111d and 111a, and the lower coil group can individually flow through the
[0105]
Next, the operation of the objective
[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
[0107]
For the sake of simplicity, the operation will be described by dividing the focusing
[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
[0109]
When a predetermined voltage is applied between the
[0110]
When a predetermined voltage is applied between the
[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
[0112]
Since the current It2 of the tracking
[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
[0114]
Next, it will be described that the static radial tilt is less generated when the
[0115]
First, the magnetic flux intensity distribution formed by the
[0116]
FIG. 10B is a plan view in which the
[0117]
In these drawings, a
[0118]
10A and 10C, thick solid lines H1 and H2 indicate the magnetic field strengths penetrating the
[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
[0120]
Next, the effect of reducing the static radial tilt when the
[0121]
11A and 11B, the positions of the
[0122]
FIG. 11A is a diagram focusing on the position of the focusing
[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
[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
[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
[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
[0130]
In addition to the moment canceling effect, the objective
[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
[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
[0137]
The
[0138]
As described in detail in the first to third embodiments, the
[0139]
According to the
[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
[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,
5, 115 Second multipole magnet
5a,
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 (11)
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:
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