JP4231032B2 - 光ピックアップアクチュエータ - Google Patents

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Description

本発明は光ピックアップアクチュエータに係り、特にボビンのフォーカス方向、トラック方向及びチルト方向駆動のためのフォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルをボビンの両側面に備えてボビンの残りの側面空間を確保した光ピックアップアクチュエータに関する。
一般的に、光ピックアップは光記録/再生装置に採用されて記録媒体の光ディスクの半径方向に移動しつつ非接触式にターンテーブルに搭載された光ディスクについて情報の記録及び/または再生を行う装置である。
この光ピックアップは光源から出射された光を集束して光ディスクに光スポットを形成する対物レンズと、この対物レンズにより形成された光スポットが光ディスクの正確な位置に置かるべく前記対物レンズをトラック方向、フォーカス方向及びチルト方向に制御するアクチュエータを含む。
光ピックアップアクチュエータには、基本的にトラック方向とフォーカス方向駆動のための2軸の駆動アクチュエータがある。ところで、最近は高密度記録のために対物レンズの開口数が増え、レーザの波長が短くなるにつれて光ピックアップアクチュエータのチルトマージンが減るので、これを補償するために既存の2軸駆動以外にチルト方向駆動まで可能な3軸駆動または4軸駆動アクチュエータが要求される。3軸駆動はフォーカス方向、トラック方向及びチルトラジアル方向駆動を意味し、4軸駆動はフォーカス方向、トラック方向、チルトラジアル方向及びチルトタンジェンシャル駆動を意味する。図1を参照すれば、フォーカス方向がL−L’、トラック方向がM−M’、チルトラジアル方向がN、チルトタンジェンシャル方向がOとそれぞれ表示されている。
図1を参照すれば、従来の光ピックアップ用アクチュエータは、ベース100と、このベース100に固定されたホルダ103と、対物レンズ105が搭載されたボビン107と、前記ボビン107から前記ホルダ103まで連結されたワイヤ109と、前記ボビン107をトラック方向、フォーカス方向またはチルト方向に動かす磁気駆動部とを備える。
前記磁気駆動部は、前記ボビン107の対面する側面107aにそれぞれ1対ずつ設けられたフォーカスコイル110とチルトコイル112、前記フォーカスコイル110とチルトコイル112とが配されていない他の側面107bに配されたトラックコイル115及び前記フォーカスコイル110、チルトコイル112及びトラックコイル115に対向すべく所定間隔をおいて前記ベース100上に設された第1磁石117及び第2磁石119を含む。また、前記ベース100に設けられて前記第1磁石117及び第2磁石119をそれぞれ固定する外側ヨーク118,120と、前記第1磁石117に対して対面する位置の前記ベース100に設けられて前記ボビン107をガイドする内側ヨーク122とがさらに備わる。前記外側ヨーク118,120と内側ヨーク122とは前記第1及び第2磁石117,119による磁場が所望する所に向かうべく誘導するためのものである。
一方、前記ワイヤ109は一端が前記ボビン107の両側面にハンダ付けされ、他端が前記ホルダ103に連結されて磁気駆動部に電流を印加する回路部に電気的に接続される。
図2は、前記フォーカスコイル110及びチルトコイル112とこれに対応する第1磁石117との相互作用による力関係を説明するために磁石の極性と電流方向とを例にとって概略的に示した。ここで、前記ボビン107の四側面のうち二側面107aに備わった前記フォーカスコイル110は、フレミングの左手法則により力Fを受けてボビン107がフォーカス方向Lに運動する。電流Iの方向が反対になれば、フォーカスコイル110は反対方向L’に力を受ける。
一方、前記チルトコイル112は前記ボビン107の二側面107aに前記フォーカスコイル110と共に1対が備わって前記第1磁石117と相互作用を行う。この時、両側チルトコイル112にそれぞれ大きさが同じで方向が反対の電流を印加すれば、両側チルトコイルが受ける力Ftiが互いに反対になるので、チルト方向、特にラジアルチルト方向N駆動になる。
また、図3は前記トラックコイル115とこれに対応する第2磁石119との相互作用による力関係を説明するために磁石の極性と電流方向とを例にとって概略的に示した。磁石とコイル間の力の方向と大きさとはフレミングの左手法則により決まる。従って、前記ボビン107の四側面のうち前記フォーカスコイル110及びチルトコイル112が配されていない他の二側面107bに備わったトラックコイル115が第2磁石119によりトラック方向の力Fを受けてボビン107がトラック方向M駆動を行う。ここで、電流Iの方向が反対になればトラックコイル115は反対方向M’に力を受ける。
上記の通りにフォーカス方向、トラック方向及びチルト方向駆動のためには一般的にアクチュエータのワイヤ109が6本よりなる。さらに、4軸駆動アクチュエータの場合にはより多くのワイヤが要求されうる。ところで、光ピックアップ用のアクチュエータは非常に小型であるゆえに、従来のようにフォーカスコイル、トラックコイルまたはチルトコイルを設けるために前記ボビン107の四側面を全て使用すれば前記ワイヤ109設置時に、空間的制約を受ける。それのみだけではなく、ワイヤ数が多くなれば狭い空間でワイヤを付着する工程が非常に困難になり、それにより不良率が高まる。
また、前記ボビン107の四側面を全て使用してコイルを配すればコイル間配線が複雑になり、磁石もフォーカスコイル及びチルトコイルとトラックコイルとに対してそれぞれ備わるので、部品数増加により生産性が低下する問題点がある。さらに、前記ボビン107の左右に配されたフォーカスコイル用第1磁石117による影響によりディスク回転のためのスピンドルモータ(図示せず)との干渉が生じ、スピンドルモータの正確な制御に悪影響を与えうる。
本発明は前記の問題点を解決するために案出されたものであり、ボビンのフォーカス方向、トラック方向及びチルト方向駆動のためのフォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルをボビンの両側面に配することによりボビンの他方向両側面に余裕空間を確保できる光ピックアップアクチュエータを提供するところに目的がある。
前記の目的を達成するために本発明による光ピックアップアクチュエータは、ベースと、前記ベース上に支持部材により遊動自在に配されたボビンと、前記ベース上の一側に設けられ、前記支持部材の一端が接続されたホルダと、前記ボビンをフォーカス方向に駆動するためのフォーカスコイル、トラック方向に駆動するためのトラックコイル、チルト方向に駆動するためのチルトコイル及び前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルと対向すべく設された磁石を備えた磁気駆動部とを含み、前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルが前記ボビンの両側面に配されることを特徴とする。
また、前記磁石は4分極の面分極磁石であることを特徴とする。
また、前記磁石は少なくとも2つの2分極の面分極磁石が1セットによりなることを特徴とする。
また、前記フォーカスコイルとチルトコイルとが一つのコイルによりなることを特徴とする。
また、前記フォーカスコイルとチルトコイルとが別途のコイルによりなることを特徴とする。
また、前記フォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルのうち少なくともいずれの一つが微細コイルによりなることを特徴とする。
また、前記フォーカスコイルとチルトコイルとが前後に重複して配されることを特徴とする。
また、前記支持部材が前記ボビンの側面のうちフォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルが配された側面と異なる両側面に配されたことを特徴とする。
また、前記支持部材がワイヤまたは板スプリングであることを特徴とする。
また、前記磁石が固定される外側ヨークと前記外側ヨークに対応する内側ヨークとがさらに備わることを特徴とする。
前述のように、本発明による光ピックアップアクチュエータは、ボビンの両側面にフォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルを備え、コイルが備わっていないボビンの他方両側面に自由空間を確保する。それにより、ボビンの他方両側面にワイヤを容易に設置でき、不良率を減らせ、3軸駆動及び4軸駆動を安全に具現できる。
図4及び図5を参照すれば、本発明による光ピックアップアクチュエータはベース10、前記ベース10上の一側に設けられたホルダ12、対物レンズ14が搭載されたボビン15、前記ボビン15をフォーカス方向、チルト方向及びトラック方向にそれぞれ駆動させるための磁気駆動部を含む。
前記磁気駆動部は前記ボビン15の両側面にフォーカス方向駆動のための少なくとも一つのフォーカスコイルと、トラック方向駆動のための少なくとも一つのトラックコイルと、チルト方向駆動のための少なくとも一つのチルトコイル及び前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルに対向すべく設された磁石22とを含む。
例えば、前記少なくとも一つのフォーカスコイルは第1、第2、第3及び第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4より構成され、前記トラックコイルは二つのコイルTC1,TC2より構成されうる。また、前記磁石22は前記ボビン15を挟んで前記第1、第2、第3及び第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4、トラックコイルTC1,TC2及びチルトコイルに対向すべく設けられる。ここで、前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4、トラックコイルTC1,TC2及びチルトコイルは全て前記ボビン15の両側面に配され、コイルが配されていないボビン15の残りの両側面には前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4、トラックコイルTC1,TC2及びチルトコイルに電流を印加するための支持部材30が配される。前記支持部材30は、例えばワイヤまたは板スプリングでありうる。
前記構成では、前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4がフォーカス方向駆動とチルト方向駆動を共に制御するようになっている。
一方、前記磁石22は、例えば図6に示されたように4分極になっている。すなわち、磁石22全体が4つのセクションに分けられ、N極とS極とに適切に分配されている。便宜上、4分極になった磁石を第1分極22a、第2分極22b、第3分極22c及び第4分極22dに分け、第1分極22aはN極、第2分極22bはS極、第3分極22cはN極、第4分極22dはS極とする。そして、前記磁石22の各分極22a,22b,22c,22dに対して前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4、トラックコイルTC1,TC2がそれぞれ対応すべく配される。
例えば、前記トラックコイルTC1,TC2は前記第1分極22aと第2分極22b両方にかけて対向するように配される。そして、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4は前記トラックコイルTC1,TC2が配されたボビン15の両側面に共に1対ずつそれぞれ備わるが、前記第1分極22aと第4分極22dとにかけて対向するように配されると共に、前記第2分極22bと第3分極22cとにかけて対向するように配されうる。
これと異なり、前記磁石22は2分極の面分極磁石であってもよい。例えば、2分極の面分極磁石2つを1セットとし、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4及びトラックコイルTC1,TC2に対向すべく所定間隔離隔されて配されうる。
ここで、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4及びトラックコイルTC1,TC2は巻線コイルであってもよい。または、図7に示されたようにフォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルのうち少なくともいずれの一つは微細コイル20であってもよい。微細コイル20はフィルム上にコイル形態をパターニングして製造されたものであり、小さな空間に非常に有用に設置できる。
前述の実施形態は、チルトコイルが前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4と共用に使われる場合である。すなわち、一つのコイルでフォーカス方向とチルト方向駆動を共に制御する。また、他の実施形態として、チルトコイルを前記フォーカスコイルと別途に備えられる。この場合には、図8に示されたように第1、第2、第3及び第4チルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4が前記第1、第2、第3及び第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4と類似の位置に重複するように配される。ここで、前記コイルが第1及び第2微細コイル35,36状に配される。
磁石22は前述の通り4分極22a,22b,22c,22dの磁石をそのまま利用でき、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4は前記第1分極22aと第4分極22dとにかけて対向するように配されると共に、前記第2分極22bと第3分極22cとかけて対向するように配される。また、前記チルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4がパターニングされた第2微細コイル36は前記フォーカスコイルFC1,FC3とトラックコイルTC1とがパターニングされた第1微細コイル35の前面または背面に配置可能である。前記チルトコイルは、例えば前記ボビン15の両側面15aに1対ずつ配されうる。図面では、両側面のうち一方面の第1及び第3チルトコイルTiC1,TiC3だけ示されているが、他方面にも同一に第2及び第4チルトコイルTiC2,TiC4が配される。
一方、前記磁石22は分極面積が対称に4分極にもなりうるが、前記トラックコイルTC1,TC2の有効面積を確保するためにトラックコイルに対応する第1分極22a及び第2分極22bを第3分極22c及び第4分極22dより広い面積に分極させられる。換言すれば、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4及びチルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4、は前記第1ないし第4分極22a,22b,22c,22dを全て使用するのに対し、前記トラックコイルTC1,TC2は第1分極22a及び第2分極22bだけを使用するので、フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4及びチルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4との均衡的な配分のために分極面積を調節できる。
また、前記磁石22の各分極22a,22b,22c,22d間に中性区域23を置ける。この中性区域23は、極性が互いに反対の接点地域で磁力線が相殺されることにより全体的な磁力が弱まることを防止するために各分極の境界地点に作られる。
そして、前記磁石22により生じる磁力線を所望の所へ誘導するために外側ヨーク25と内側ヨーク27とをさらに備える。
次は、上記の通り構成された本発明による光ピックアップアクチュエータの作用関係を説明する。
まず、フォーカスコイルとチルトコイルとを共用する場合について説明する。前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4と磁石22との相互作用によりフォーカス方向Fとチルト方向Tとに駆動される。
前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4に電流をどの方向に印加するかにより駆動方向が決まる。前記フォーカスコイルに電流を印加する一つの方法として、前記第1及び第2フォーカスコイルFC1,FC2の電流入力が共通であり、残りの第3及び第4フォーカスコイルFC3,FC4の電流入力が共通でありうる。もう一つの方法は、前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4にそれぞれ別途の電流を印加する方法である。
前者の場合に、第1及び第2フォーカスコイルFC1,FC2及び第3及び第4フォーカスコイルFC3,FC4に全て同じ方向の電流が印加されれば、前記磁石22との相互作用により前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4が上向きまたは下向きの方向に力を受ける。従って、前記ボビン15のフォーカス方向Fの駆動を制御できる。これに対し、前記第1及び第2フォーカスコイルFC1,FC2と第3及び第4フォーカスコイルFC3,FC4に互いに反対方向の電流が印加されれば、前記フォーカスコイルが左右からそれぞれ上向きまたは下向きの反対方向に力を受ける。従って、前記ボビン15のチルト方向駆動を制御できる。これにより、フォーカス方向F、トラック方向T及び半径方向チルトTirの3軸駆動が可能である。
これと異なり、前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4のうち第1及び第3フォーカスコイルFC1,FC3の入力が共通であり、他側面にある第2及び第4フォーカスコイルFC2,FC4の入力が共通である時、互いに反対方向の電流を印加すればタンジェンシャル方向Titのチルト駆動が可能である。
さらに他の方式として前記フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4にそれぞれ独立的に電流が印加される場合、前記四つのフォーカスコイルに電流方向が同一に印加されれば、前記ボビン15が上下方向に運動することによりフォーカス方向Fに駆動される。
これに対し、第1ないし第4フォーカスコイルのうち第1及び第2フォーカスコイルFC1,FC2と第3及び第4フォーカスコイルFC3,FC4にそれぞれ電流方向が反対に印加されれば、半径方向のチルト駆動Tirがなされる。または、前記第1ないし第4フォーカスコイルのうち第1及び第3フォーカスコイルFC1,FC3と第2及び第4フォーカスコイルFC2,FC4とにそれぞれ電流方向が反対に印加されれば、タンジェンシャル方向のチルト駆動Titがなされる。
また、前記トラックコイルTC1,TC2は第1分極22a及び第2分極22bとの相互作用により前記ボビン15がトラック方向Tに運動する。このように、フォーカス方向F、トラック方向T、ラジアルチルト方向Tir及びタンジェンシャルチルト方向Titの4軸駆動が可能である。
次は、図8に示されたように前記ボビン15の同側面に第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4と第1ないし第4チルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4とが別途に備わった場合に、コイルと磁石間の作動関係を説明する。
前記第1ないし第4フォーカスコイルFC1,FC2,FC3,FC4には電流入力を共通にできる。この場合、単純に電流の方向により前記ボビン15を上向きまたは下向きに駆動できる。トラックコイルTC1,TC2は前述したのと同一なのでこれに関する説明はここでは省略する。
前記第1ないし第4チルトコイルTiC1,TiC2,TiC3,TiC4にはそれぞれ独立的に電流を印加してラジアルチルト方向Tirとタンジェンシャルチルト方向Titに駆動できる。まず、第1及び第2チルトコイルTiC1,TiC2に同電流を印加し、第3及び第4チルトコイルTiC3,TiC4にそれと反対の電流を印加すれば、ラジアルチルト方向Tirに駆動できる。これと異なり、第1及び第3チルトコイルTiC1,TiC3に同電流を印加し、第2及び第4チルトコイルTiC2,TiC4にそれと反対の電流を印加すれば、タンジェンシャルチルト方向Titに駆動できる。
一方、前記磁石の分極配置とコイル配置とについての前記説明は一例に過ぎず、発明の要旨を変更しない範囲内でさまざまな変形が可能であることはもちろんである。
従来の光ピックアップアクチュエータの平面図である。 従来の光ピックアップアクチュエータの磁石とコイルとの関係を概略的に示した図面である。 従来の光ピックアップアクチュエータの磁石とコイルとの関係を概略的に示した図面である。 本発明の一実施形態による光ピックアップアクチュエータの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による光ピックアップアクチュエータの平面図である。 本発明による光ピックアップアクチュエータにおいて磁石とコイル間の配置関係を概略的に示した図面である。 本発明による光ピックアップアクチュエータにて磁石と微細コイル間に作用する力関係を示した図面である。 本発明の他の実施形態による光ピックアップアクチュエータの分解斜視図である。
符号の説明
10 ベース
12 ホルダ
14 対物レンズ
15 ボビン
22 磁石
25 外側ヨーク
27 内側ヨーク
30 支持部材
FC1,FC3 フォーカスコイル
TC1,TC2 トラックコイル

Claims (11)

  1. ベースと、
    前記ベース上に支持部材により遊動自在に配されたボビンと、
    前記ベース上の一側に設けられ、前記支持部材の一端が接続されたホルダと、
    前記ボビンをフォーカス方向に駆動するためのフォーカスコイル、トラック方向に駆動するためのトラックコイル、チルト方向に駆動するためのチルトコイル及び前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルと対向するように設けられた磁石を備えた磁気駆動部とを含み、
    前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルが前記ボビンの両側面に配され、
    前記フォーカスコイルとチルトコイルとが前記トラックコイルと互いに重畳されないように配され、
    前記磁石は、第1分極、第2分極、第3分極および第4分極を有する4分極の面分極磁石であり、
    前記トラックコイルは、前記第1および第2分極に対向するように配置され、
    前記チルト兼用フォーカスコイルは、一対が備わって第1分極と第4分極とに対向するように配置されるとともに、第2分極と第3分極とに対向するように配置され、
    前記第1分極と第2分極とは、第3分極及び第4分極より広い面積を有する
    ことを特徴とする光ピックアップアクチュエータ。
  2. ベースと、
    前記ベース上に支持部材により遊動可能に配置されたボビンと、
    前記ベース上の一側に設けられ、前記支持部材の一端が接続されたホルダと、
    前記ボビンをフォーカス方向に駆動するためのフォーカスコイル、トラック方向に駆動するためのトラックコイル、チルト方向に駆動するためのチルトコイル及び前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルと対向するように設置された磁石を具備した磁気駆動部を含み、
    前記フォーカスコイル、トラックコイル及びチルトコイルは、前記ボビンの両側面に配置され、前記支持部材は、前記ボビンの側面のうちフォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルが配置された側面と異なる両側面に配置され、
    前記磁石は、第1分極、第2分極、第3分極及び第4分極を有する4分極磁石であり、前記第1分極と第2分極とは、第3分極及び第4分極より広い面積を有し、前記トラックコイルは、前記第1及び第2分極に対向するように配置され、前記フォーカスコイルは、1対が備わってそれぞれ第1分極と第4分極とにわたって対向するように配置されるとともに、前記第2分極と第3分極とにわたって対向するように配置され、前記チルトコイルは、前記1対が備わってそれぞれ第1分極と第4分極とにわたって対向するように配置されるとともに、前記第2分極と第3分極とにわたって対向するように配置され、
    前記チルトコイルとフォーカスコイルは、前記トラックコイルと互いに重複されないように配置される
    ことを特徴とする光ピックアップアクチュエータ。
  3. 前記4分極磁石は、2個の2分極の面分極磁石が1セットからなることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  4. 前記フォーカスコイルとチルトコイルは、共用のコイルからなることを特徴とする請求項2または3に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  5. 前記フォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルのうち少なくともいずれか一つは、微細類型コイルからなることを特徴とする請求項2または3に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  6. 前記フォーカスコイルとチルトコイルとは、前後に重畳されて配置されることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  7. 前記支持部材は、前記ボビンの側面のうちフォーカスコイル、チルトコイル及びトラックコイルが配置された側面と異なる両側面に配置されたことを特徴とする請求項2ないし6のうちいずれか1項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  8. 前記支持部材は、ワイヤまたは板スプリングであることを特徴とする請求項6に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  9. 前記磁石は、固定される外側ヨークと前記外側ヨークに対応する内側ヨークとがさらに備わることを特徴とする請求項2または3に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  10. 前記ボビンに対物レンズが搭載されることを特徴とする請求項2または3に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  11. 前記フォーカスコイルとチルトコイルとは、前記磁石の縦方向の中心線を中心に対称的に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の光ピックアップアクチュエータ。
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