JP2001184701A

JP2001184701A - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP2001184701A
Application number: JP36267599A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nagai; 宏一永井; Hiroshi Kawakami; 寛川上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら、高効率の対物レンズ
駆動装置を提供する。【解決手段】対物レンズ１を保持し４本の支持ばね４
ａ，４ｂ、４ｃ，４ｄによってＸ方向Ｚ方向に平行移動
可能に支持された対物レンズホルダ２の対物レンズ１の
直下に光集積素子９が搭載され、対物レンズホルダ２の
Ｙ方向の両側にはＹ方向に着磁された永久磁石３ａ，３
ｂが磁極面以外の場所で固着されている。従来存在した
ミラーが存在せず収差が少ない簡単な光学系としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
情報記録媒体に対する情報の記録・再生時に用いられる
対物レンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）やレーザディスク（ＬＤ）に代表されるように、レ
ーザ光を用いて情報の再生を行う光ディスク装置が広く
普及している。また最近では、光ディスク装置はコンピ
ュータの記憶装置として利用されるようになっている。

【０００３】光ディスクに対する情報の記録・再生を行
う場合、対物レンズを用いて光ディスク面にレーザピー
ムを焦束しスポットを形成することにより行う。このス
ポットのサイズが小さければ小さい程、光ディスクに対
する記録密度を高くすることができる。

【０００４】一方、スポットサイズが小さくなるにつ
れ、要求されるスポットの位置決め精度、および焦点位
置精度が高くなり、対物レンズアクチュエータの制御帯
域を高くすることが必要になる。このため、対物レンズ
アクチュエータに求められる剛性、および駆動感度性能
も高くなる。また普及のためには低価格にするため光ヘ
ッドを簡単な構造にする必要がある。

【０００５】そのような光ヘッドとして、レーザダイオ
ードや受光素子を対物レンズ駆動装置に搭載した一体型
光ヘッドがある。この光ヘッドは可動部に光学素子がす
べて搭載されており、対物レンズとレーザダイオードや
受光素子との位置関係が変化しないため、光学収差が発
生しにくく光軸ずれが原理的に生じないなど、光学的に
優れ、また可動部に精度の必要な部品が集中するため、
光ディスクドライブ全体の構造が簡単になるという特徴
があった。

【０００６】しかし、対物レンズの下にミラーを設け光
路を９０度曲げているため、部品数の増加や体積の増加
を招いていた。さらに可動部の重さが重くなるため剛性
低下や駆動感度の低下を招き良好な制御が困難であり、
また可動部に取り付けられた駆動コイルの発生する熱に
よってヘッドの動作環境温度が高くできないといった問
題があり、実用化が困難であった。

【０００７】剛性の高い従来の対物レンズ駆動装置とし
ては、例えば図１２に示された構造が知られている。こ
れは特開平4-57226で示されているものである。

【０００８】同図において対物レンズ１０１は、対物レ
ンズホルダ１０２に取り付けられている。対物レンズホ
ルダには、４本の平行ワイヤ１０４ａ,１０４ｂ,１０４
ｃ,１０４ｄが取り付けられており、さらにこのワイヤ
の対物レンズホルダ１０２に接続されなかった他端はワ
イヤ固定台１０８に固定されている。ワイヤ固定台１０
８はさらに図示しないベースに固定されている。前記ワ
イヤ１０４ａ,１０４ｂ,１０４ｃ,１０４ｄが弾性変形
することによって、対物レンズホルダはＦ方向、Ｔ方向
に平行移動可能に支持されている。対物レンズホルダ１
０２には、Ｔ方向とＦ方向に直角な方向の面に永久磁石
１０３ａ、１０３ｂが取り付けられており、その着磁方
向はＴ方向とＦ方向に垂直になっている。

【０００９】永久磁石１０３ａと１０３ｂの磁極面に対
向してヨーク１０５ａ、１０５ｂがベース１０９に固定
されている。ヨーク１０５ａ、１０５ｂには、フォーカ
スコイル１０６ａ,１０６ｂとトラックコイル１０７ａ,
１０７ｂが巻かれている。フォーカス用コイル１０６
ａ,１０６ｂに電流を流すことにより、対物レンズホル
ダ１０２にはフォーカス方向（Ｆ方向）の力が働きＦ方
向に移動可能になる。同様にトラックコイル１０７ａ,
１０７ｂに電流を流すことにより、対物レンズホルダ１
０２にはトラッキング方向（Ｔ方向）の力が働きＴ方向
に移動可能になる。

【００１０】なお、この従来例では対物レンズホルダ内
に光学ユニットが内蔵されているが、内蔵されない場合
でも大きさが小さくなる効果のあるものの駆動装置の構
成としては何ら変わらない。光学ユニットが内蔵されな
いものとしては、例えば特開平5-101404がある。

【００１１】しかしながら、この従来例の構造では磁気
回路の効率が悪いという問題があった。この問題をトラ
ックコイル１０６ａ、１０６ｂの場合について図１３
（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図１３（ａ）は、図１
２の装置を上から見た時（Ｆ方向）の断面図であり、図
１３（ｂ）はＴ方向から見た場合の断面図である。どち
らも説明のため主要部品のみを簡略に表記したものであ
り、対物レンズ１０１やフォーカスコイル１０７ａ,１
０７ｂなどを省略している。

【００１２】永久磁石１０３ａ、１０３ｂの発生する磁
束の内、駆動力を発生するために寄与するのは、図１３
（ａ）においてコイル１０６ａ、１０６ｂの磁石１０３
ａ、１０３ｂに対向する側面から入り、ヨーク１０５
ａ、１０５ｂの図１３（ａ）における上下方向から抜
け、永久磁石１０３ａ、１０３ｂのコイルに対向しない
面に戻るもののみである。この磁路は磁気抵抗の多い空
中を長い距離通過しているため、磁気回路の磁気抵抗が
大きく、コイルを通過する磁束密度を大きくするのが難
しいという問題があった。

【００１３】また、コイル１０６ａ,１０６ｂの磁石１
０３ａ、１０３ｂに対向する側面から入った磁束のう
ち、再びコイル１０６ａ,１０６ｂを通過してしまうも
のも存在する。この場合、１回目にコイルを通過した磁
束による力と逆方向の力が磁束が２回目にコイルを通過
した場所で発生してしまう。例えば、図１３（ａ）に示
すようにコイル１０６ａ,１０６ｂの磁石１０３ａ、１
０３ｂに対向する側面から入った磁束には、そのまま水
平にコイル１０６ａ,１０６ｂの反対側から抜けてしま
うものがある。また図１３（ｂ）に示すように、コイル
を通過したあと図１３（ｂ）の上下方向に抜けてしまう
磁束もある。なお、これはトラックコイルを例に説明し
たが、フォーカスコイルにおいても全く同じ問題が発生
する。

【００１４】このように、従来の対物レンズ駆動装置で
は永久磁石が十分な磁束密度を発生するのが難しく、ま
た発生した磁束を有効に利用できないという問題がある
ため、駆動感度が低くそのため消費電力が多い、またコ
イルに流せる電流にも限度があるので十分な加速度を発
生することができず十分な制御性能を得ることができな
いといった問題があった。

【００１５】さらに駆動力を上げるため永久磁石を大き
くするなどして強くすると、永久磁石とヨークの間の磁
気吸引力によって、図のＦ方向とＴ方向に強い磁気ばね
効果が発生してしまう。この力によって対物レンズホル
ダのＴ方向とＦ方向の主共振周波数が高くなってしまう
問題があった。すなわちＴ方向やＦ方向に対物レンズホ
ルダが磁気的中立位置から変位すると、変位の逆方向に
大きな力が働き、この力をキャンセルするためコイルに
大きな電流を流す必要が生じ、主共振周波数より低い周
波数での駆動感度が著しく低下するといった問題もあっ
た。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の対物レンズ駆動装置では、対物レンズの下にミラーを
設け、光路を90度曲げているため、部品数の増加や体積
の増加を招き、これにより駆動感度が低く、高速な移動
ができないという問題点があった。

【００１７】また、従来の対物レンズ駆動装置では、永
久磁石を挟む位置に配置されたヨークの片側にのみコイ
ルを形成していたため、磁気回路の効率が低く、これに
より駆動感度が低いため、追従できず、これにより、加
速度が落ち、このため、高速な移動ができないという問
題点があった。

【００１８】このため、本発明の目的は、上述した問題
点を解決するものであり、駆動感度が高く高速な移動が
できる対物レンズ駆動装置を提供するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光学的情報記録媒体に照射される光ビ
ームを集光させるための対物レンズと、この対物レンズ
を保持するための対物レンズ保持手段と、この対物レン
ズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対して移動可能
とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための光
ビーム発生手段とを備え、前記光ビーム発生手段の光ビ
ーム発生面が前記対物レンズと対向した位置に配置され
るとともに、該光ビーム発生手段が前記対物レンズ保持
手段に搭載されていることを特徴とする。

【００２０】また、光学的情報記録媒体に照射される光
ビームを集光させるための対物レンズと、この対物レン
ズを保持するための対物レンズ保持手段と、この対物レ
ンズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対して移動可
能とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための
光ビーム発生手段とを備え、前記光ビーム発生手段を前
記対物レンズの直下に配置したことを特徴とする。

【００２１】さらに光学的情報記録媒体に照射される光
ビームを集光させるための対物レンズと、この対物レン
ズを保持するための対物レンズ保持手段と、この対物レ
ンズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対して移動可
能とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための
光ビーム発生手段とを備え、前記光ビーム発生手段を前
記対物レンズの前記光ビームの通過する軸上に配置した
ことを特徴とする。

【００２２】そして、本発明によれば、光ビーム発生手
段が対物レンズの直下にあるので、ミラーを必要とせ
ず、これによる部品数の増加や体積の増加がないため、
駆動感度を高くすることができ、これにより高速な移動
が可能なる。

【００２３】また、本発明では、光学的情報記録媒体に
照射される光ビームを集光させるための対物レンズと、
この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を前記光学的情報記録媒に
対して移動させるために、該対物レンズ保持手段に取り
付けられた永久磁石と、この永久磁石を挟む位置に配置
された少なくとも3辺を有する形状のヨークと、このヨ
ークの前記永久磁石と対向する面の両方に配置されたコ
イルとを備えたことを特徴とする。

【００２４】さらに、光学的情報記録媒体に照射される
光ビームを集光させるための対物レンズと、この対物レ
ンズを保持するための対物レンズ保持手段と、この対物
レンズ保持手段を、少なくとも前記対物レンズの光軸方
向と該光軸方向に垂直な方向に移動可能に支持するため
の支持手段と、前記対物レンズ保持手段に取り付けられ
た永久磁石と、この永久磁石を挟む位置に配置されたU
字型をなすヨークと、このヨークに取り付けられ、前記
永久磁石と対向する面の両方に配置されたコイルと、を
備えたことを特徴とする。

【００２５】そして、本発明によれば、永久磁石を挟む
位置に配置されたヨークと、このヨークに取り付けら
れ、前記永久磁石と対向する面の両方にコイルを配置す
ることにより、磁気回路の効率が高まり、これにより駆
動感度が高くなり良好な制御ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を説明する。

【００２７】図１は本発明の対物レンズ駆動装置の斜視
図、図２は本発明の対物レンズ駆動装置の可動部分のみ
を示す斜視図、図３は図１の手前の磁気回路のみを示す
斜視図、図４は図３の磁気回路の一部を示す斜視図、図
５は対物レンズ駆動装置の側面図、図６は側面断面図で
ある。

【００２８】また、図７は光集積素子９の拡大図であ
る。

【００２９】図１において、１は対物レンズ、２は対物
レンズを保持するPPSや液晶ポリマーなどの樹脂で作ら
れたレンズホルダーであり、対物レンズ１はレンズホル
ダー２に固定されている。レンズホルダ２には、薄い金
属板ばねをエッチングで加工して両端部を除いてワイヤ
状の形状とした支持ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが互い
に平行になるように固着されている。支持ばね４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄの他端は、ばね固定台５に固着されてい
る。ばね固定台５は図示しないベースに固定されてい
る。４本の支持ばね４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが互いに平
行なため対物レンズホルダ２は、Ｘ方向、Ｚ方向に平行
移動可能である。

【００３０】対物レンズホルダ２のＸ方向の両側面に
は、図１下側に大開放口がある箱状の磁石支持部が形成
されており、Ｙ方向に着磁された永久磁石３ａ、３ｂが
磁石の側面で固定されている。永久磁石材料としては、
最大エネルギー積の大きい磁石を使うことが望ましく、
希土類磁石などがよい。また永久磁石３ａ,３ｂを挟む
ように一端が前記対物レンズホルダ磁石支持部の開放口
に挿入された鋼などの磁性材料からなるＵ字型のヨーク
６ａ,６ｂが図示しないベースに固定されている。Ｕ字
型のヨーク６ａにはＺ方向を巻き軸にしたフォーカスコ
イル７ａが、ヨーク６ｂには同様にフォーカスコイル７
ｂが巻かれている。

【００３１】さらにＵ字型のヨーク６ａの内面には、Ｙ
方向を巻き軸にしたトラックコイル８ａ,８ｃが固着さ
れ、Ｕ字型のヨーク６ｂの内面には同様にトラックコイ
ル８ｂ,８ｄが固着されている。

【００３２】対物レンズホルダ２の下部には、レーザダ
イオード、フォトディテクタ、回折格子などを搭載した
光集積素子９が取り付けられている。光集積素子は、図
示しない配線材料によって、固定側に設置された図示し
ない制御装置、信号処理装置に結合される。

【００３３】以上のように構成された本発明の１実施例
の光ヘッドについて、以下その動作について説明する。
光集積素子９内から出射した光は対物レンズ１を通過
し、図示しない光ディスク上で焦点を結ぶ。反射光は、
逆の経路を通って、光集積素子９に戻り、フォトディテ
クタで検出され、再生信号や制御用信号になる。

【００３４】なお、図７は光集積素子９の拡大図であ
り、光集積素子９は光ビーム発生面701と対物レンズを
介して戻ってきた光ビームを受光するための受光部702
を有する。

【００３５】図６は図１のＸ方向から見た対物レンズ１
の中心を含む面の断面側面図である。永久磁石３ａのＮ
極から出た磁束は、フォーカスコイル７ａを通過し、ヨ
ーク６ａに入り、Ｕ字の下側を通過して、トラックコイ
ル８ａ、または８ｃを通過し、永久磁石３ａのＳ極に戻
る。同様に永久磁石３ｂのＮ極から出た磁束は、フォー
カスコイル７ｂを通過し、ヨーク６ｂに入り、Ｕ字の下
側を通過して、トラックコイル８ｂ、または８ｄを通過
し、永久磁石３ｂのＳ極に戻る。

【００３６】フォーカスコイル７ａ,７ｂは永久磁石３
ａ，３ｂの磁極面とヨーク６ａ，６ｂにはさまれた部分
にのみ磁束が通過する。このためフォーカスコイル７
ａ,７ｂに電流を流すことによって、Ｚ方向の力が対物
レンズホルダ２に働き、対物レンズホルダ２はＺ方向に
移動する。ディスク上にレーザ光が正しく焦点を結ぶよ
う、フォーカスコイル７ａ,７ｂには電流が流される。

【００３７】トラックコイル８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄは、
永久磁石３ａ，３ｂの磁極面とヨーク６ａ，６ｂにはさ
まれた部分、すなわちＺ方向の２辺のうち中心側の１辺
に磁束が通過するので、トラックコイルに電流を流すこ
とによって、Ｘ方向の力が対物レンズホルダ２に働く。
この力によって対物レンズホルダ２はＸ方向に移動す
る。このためディスク上のレーザ光焦点位置もディスク
半径方向に移動する。トラックコイルの電流は、焦点が
ディスクのトラック上に一致するように制御される。

【００３８】このように、本発明によれば、対物レンズ
１の直下に光集積素子があり、間にミラーが存在しない
ため、構造が簡単になり、稼動部の重量が減り、高い駆
動感度が得られ、消費電力が低減できる。

【００３９】また、稼動部全体もコンパクトになるた
め、剛性が上がり、高い制御帯域を実現でき、位置決め
精度の高い制御が可能になる。

【００４０】この他、ミラーが無いので、製造コストも
低減できる。

【００４１】さらにミラーの取り付け角度のずれによる
光軸ずれ、ミラーによる光学収差の発生が無く、その分
ディスクのそりなどによって発生する許容コマ収差が大
きくでき、ドライブ全体の調整が楽になる、あるいは従
来より品質の劣るディスクも良好に記録再生できる。

【００４２】また本発明によれば、永久磁石から出た磁
束は、コイルを通過するのに必要な部分以外で空中を通
らず、磁性体からなる磁気抵抗の小さいヨーク６ａ，６
ｂを通過する。このため永久磁石３ａ,３ｂは従来に比
べ小さくとも大きな磁束密度をフォーカスコイル７ａ,
７ｂ、トラックコイル８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄに与えるこ
とができる。すなわち磁気回路として効率がよい。また
従来と異なり、各コイルには駆動力に寄与する磁束しか
通過せず無駄な力が発生しない。

【００４３】対物レンズホルダ２の最大発生加速度は、
駆動感度と、コイルに流せる電流が支配的要因である
が、コイルに流せる電流の最大値はコイルの放熱能力が
支配的要因である。ヨーク６ａ，６ｂは金属からなる上
従来に比べて表面積も大きいため、フォーカスコイル７
ａ,７ｂ、トラックコイル８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄの放熱板
としての効果がある。このためフォーカスコイル７ａ,
７ｂ、トラックコイル８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄには従来に
比較して電流を多く流せるため、結果として高い加速度
を発生することができるという効果もある。

【００４４】このため本発明の駆動装置によれば、従来
に比べ高い駆動効率を得ることができ低消費電力であ
り、さらにコイルの放熱特性が良好なため高加速度を発
生でき、高い制御帯域を持つ光ヘッドに用いることがで
きる。

【００４５】また本実施例では図６に示すように、ヨー
ク６ａ，６ｂの内面は平行であり、また磁石３ａ、３ｂ
に対して広い面積を持つ。このため永久磁石３ａ、３ｂ
がＸ方向、Ｚ方向に移動しても、ほとんどＸ方向、Ｚ方
向に磁気吸引力が発生しない。このため強力な永久磁石
を用いても従来の対物レンズ駆動装置のようにＺ方向、
Ｘ方向の主共振周波数が大幅に高くなってしまうような
ことがなく、対物レンズ駆動装置の可動部の重さと、支
持ばね４ａ,４ｂ，４ｃ，４ｄの剛性から共振周波数が
決まり、設計がしやすいという利点もある。なお、Ｚ方
向に非対称なため寸法によっては永久磁石３ａ，３ｂに
は図６での下方向に無視できない弱い吸引力が発生する
が、Ｕ字型ヨークの下部の間隔のみ若干広げることによ
って、ある程度の補正は可能である。

【００４６】なお本発明の構成では、永久磁石３ａ,３
ｂのＹ方向位置がヨーク６ａ,６ｂのギャップ内のちょ
うど真ん中にあれば、永久磁石３ａ,３ｂにはＹ方向の
力が発生しないが、組立て誤差等で少しでもずれると、
Ｙ方向に変位を拡大する方向に力が発生する。この力は
変位が大きくなるにつれ大きくなる。この時、支持ばね
４ａ,４ｂ、４ｃ,４ｄを圧縮する方向の力が大きくなり
すぎると座屈を起こして破壊してしまう。このため組立
て誤差等があっても、支持ばね４ａ,４ｂ、４ｃ,４ｄに
圧縮力が働かないよう、常に張力が働くようにしておく
と破壊しにくくなる。このためには、例えば、永久磁石
３ａ,３ｂのＹ方向位置の設計位置をヨーク６ａ,６ｂの
ギャップの中心から張力が発生する方向にずらしておく
といった方法がある。あるいは別に対物レンズホルダ２
に、支持ばね４ａ,４ｂ、４ｃ,４ｄに張力が発生するよ
う力を発生させる手段を設けてもよい。安全機構とし
て、対物レンズホルダがワイヤ圧縮方向にある変位以上
動かないように、対物レンズホルダ２の支持ばね４ａ,
４ｂ、４ｃ,４ｄのある方向の面に接触するストッパを
設けてもよい。また上記の方法を組み合わせることもで
きる。

【００４７】また本実施例では、永久磁石３ａ，３ｂお
よび支持ばね４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは対物レンズ１の
光軸を通るＸＺ面、ＹＺ面に対して対称であり、ＸＹ面
に関しても永久磁石３ａ，３ｂと支持ばね４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄは対称面が等しい。対物レンズホルダ２が駆
動されて変位すると、永久磁石位置３ａ，３ｂとヨーク
６ａ，６ｂの間には元の位置に戻そうとする吸引力が発
生するが、このように対称にすることによって、対物レ
ンズホルダ２が傾きにくくなり、対物レンズ１の光軸が
光ディスクに対して傾くことによって発生するコマ収差
が抑えられ、良好な特性が得られる。

【００４８】また、本実施例では、永久磁石３ａ，３ｂ
のＺ方向の中心位置は、対物レンズホルダ２とそれに取
り付けられた対物レンズ１などの部品からなる可動部の
重心のＺ方向の位置と合わせてある。さらに可動部全体
の重心が対物レンズ１の光軸上に一致させている。これ
によって、可動部に働く駆動力が重心に対して作用する
ようになり、駆動によって可動部が傾く、あるいはねじ
れ振動などの有害な振動が発生するなどの問題が起きな
くなる。

【００４９】本実施例の構成では、Ｚ方向の長さが長く
なるにつれトラックコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのそ
れぞれの４辺の内、駆動力を発生するＺ方向部分のうち
中心側の１辺の割合が増えていき、駆動効率が上がると
いう利点がある。本実施例では対物レンズ２の下に光集
積素子９を配置しているため、Ｚ方向の長さが従来に比
べ長いので、このトラックコイルの構成は非常に適して
いる。さらにトラックコイルの駆動力を発生しない部分
は永久磁石３ａ，３ｂに対向しない位置になるようトラ
ックコイルのＺ方向の長さは永久磁石のそれより長くし
て、永久磁石の磁束を有効に活用している。

【００５０】またフォーカスコイル７ａ，７ｂのＺ方向
の長さは、Ｚ方向の移動時に駆動感度の低下を抑えるた
め永久磁石３ａ，３ｂのＺ方向の長さより長くなってい
るが、この長さの差は永久磁石のＺ方向の長さが長くな
るほど少なくてもよいため、やはり対物レンズ２の下に
光集積素子９を配置した光ヘッドに適している。

【００５１】また、本実施例のフォーカスコイル７ａ，
７ｂの外形をＸＺ面に投影した大きさは、永久磁石３
ａ，３ｂより大きい。これによって、対物レンズホルダ
２が変位した時の駆動感度低下が抑制される。

【００５２】本発明の構成では、永久磁石３ａ，３ｂが
両Y方向に設けられた図１下側に大開放口がある箱状の
磁石支持部によって支持されている。これによって永久
磁石３ａ，３ｂが対物レンズ１から離れた位置にあるに
もかかわらず、剛性低下を最小限に抑えることが可能に
なる。

【００５３】両Ｚ方向を開放口にすれば、対物レンズホ
ルダX方向の両端部付近からY方向に突出した磁石支持梁
により永久磁石３ａ，３ｂが支持される構成になる。こ
のように構成した場合、ヨーク６ａ，６ｂと対物レンズ
ホルダ２とのＺ方向の干渉が減り、Ｚ方向の寸法を小さ
くすることができるが、反面可動部の剛性は低下する。
なお、この場合はＵ字型ヨークの上面も結合した口型ヨ
ークにすることもできる。この場合はヨーク中を流れる
磁束が上下に分かれるため、ヨークの厚さを薄くするこ
とができるが、フォーカスコイルは、ヨークを巻く構成
では無く、トラックコイルのようにＹ方向を軸として巻
いたコイルを、ヨーク内面にヨーク１個あたり、１個ま
たは２個貼り付けた構成にすることが好ましい。この場
合、フォーカスコイルの４辺のうち、Ｘ方向の２辺の一
方がヨークと永久磁石に挟まれる位置に配置するように
する。この理由を以下に説明する。

【００５４】フォーカスコイルに発生するＺ方向の力を
Ｆｆ、ヨークに発生するＺ方向の力をＦｙ、磁石に発生
するＺ方向の力をＦｍとすると、以下の式（１）が常に
成り立つ。

【００５５】Ｆｆ＋Ｆｙ＋Ｆｍ＝０（１）駆動効率の点では、Ｆｙはゼロ、あるいはＦｆと符号が
同じ方がよい。

【００５６】有限要素法による電磁界静解析によると、
Ｕ字型ヨークにした場合はフォーカスコイルが前述のい
ずれのタイプでもＦｙはほぼゼロであるが、口字型ヨー
クにした場合にフォーカスコイルがヨークを巻く方式に
した場合、ＦｙはＦｆと符号が逆になってしまう。すな
わちコイルで発生した駆動力が磁石にすべて伝わらず、
ヨークにも働いてしまい駆動効率が低下してしまう。と
ころがトラッキングコイルと同様にＹ方向を軸にして巻
いたコイルをヨーク内面に貼った場合にはＦｙはほぼゼ
ロになり、フォーカスコイルの力が永久磁石に伝わり効
率がよくなる。

【００５７】本発明では、光集積素子９を対物レンズホ
ルダ２に搭載しているが、コイルが可動部にないため、
発熱部が光集積素子９だけであるため、光集積素子の温
度上昇が少なく、動作可能な環境温度が高くできるとい
う利点もある。また、永久磁石３ａ，３ｂが対物レンズ
ホルダ２の両Ｙ方向に設置されているため、トラック方
向であるＸ方向の大きさをコンパクトに設計できる。

【００５８】なお、本発明において、永久磁石を保持し
ている箱部分に貫通口を複数設けてもよい。

【００５９】図７は、貫通口を設けた本発明の光ヘッド
の可動部の斜視図である。図２で示した対物レンズホル
ダ２のヨーク挿入部分の上面や側面に小さな貫通口２１
を複数設けた対物レンズホルダ２０を用いている。これ
によって、剛性の低下を最小限に抑えつつ、可動部の重
量を減らし、箱内部と外部の空気の流れがよくなるた
め、トラックコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによる熱に
よる、コイルおよび可動部の温度上昇が抑えられる。こ
のため、駆動感度を上がるとともに動作環境温度をさら
に上げることができる。なお、若干効果が減るものの穴
は上面だけでも、側面だけでもよい。穴形状も円である
必要は無い。

【００６０】上記した第１の実施例での構造の特徴を以
下に述べる。１−１．ベースと、光ディスクにレーザビームを照射
する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レン
ズ保持体である例えば、対物レンズホルダと、前記対物
レンズ保持体を少なくとも前記対物レンズ光軸方向Ｚと
光軸に垂直な１方向Ｘにベースに対して移動可能に支持
する支持手段である、例えば、支持ばねと、それぞれ前
記対物レンズ保持体のX方向とZ方向に垂直な方向Ｙの両
側に少なくとも磁極面の両側が外面となるように取り付
けられた方向Ｙに着磁した２つ以上の永久磁石と、前記
永久磁石を挟むようにベースに固定された２つのＵ字型
のヨークと、前記ヨークに取り付けられたＺ方向に電磁
力を発生する複数のフォーカスコイルと、前記ヨークに
取り付けられたＸ方向に電磁力を発生する複数のトラッ
クコイルとを有する。１−２．前記フォーカスコイルは前記ヨークを芯にし
てZ方向を軸として巻かれている。１−３．前記トラックコイルは前記U字型ヨークの内
側の面にY方向を軸として巻かれている。１−４．前記Ｕ字型ヨークは開いた部分がＺ方向対物
レンズ側となるよう配置され閉じた部分は対物レンズホ
ルダとそれと一体に動く部分よりＺ方向の外側にある。１−５．前記対物レンズホルダのX方向の両端部付近
からY方向に突出した磁石支持梁により、前記永久磁石
のX方向の両端近辺がそれぞれ支持されている。１−６．前記対物レンズホルダの両Y方向に設けられ
たZ軸方向のいずれか片方に大開放口があり、前記永久
磁石のX方向の両端近辺とZ方向の少なくとも一端近辺を
支持する箱状の磁石支持部を有し、前記U字型ヨークの
一端が前記箱状磁石支持部の大解放口に挿入されてい
る。１−７．前記磁石支持梁に、複数の貫通口を設けた。１−８．前記箱状の磁石支持部に、複数の貫通口を設
けた。１−９．前記永久磁石は位置および形状が前記対物レ
ンズの光軸を含む面に対してＸ方向Ｙ方向に対称かつＺ
方向に対称であり、前記支持手段は位置および形状が前
記対物レンズの光軸を含む面に対してＸ方向および前記
永久磁石のＺ方向の対称面に対称である。１−１０．前記永久磁石の重心は、前記対物レンズホ
ルダと一体と動く部分の重心に一致する。

【００６１】次に本発明の第２の実施例を図９から図１
１を用いて説明する。図９は本発明の第２の実施例の光
ヘッドの斜視図、図１０は本発明の第２の実施例の可動
部のみを取り出した斜視図、図１１は本発明の第２の実
施例のトラックコイルとトラックヨークのみを取り出し
た斜視図である。以下の説明では第１の実施例と異なる
部分について説明し、同様の個所については省略する。

【００６２】第１の実施例と第２の実施例では、対物レ
ンズ駆動装置の構造が異なっている。

【００６３】本実施例の対物レンズホルダ３６には、Ｘ
軸方向の両側にＹ軸方向に着磁されたフォーカス駆動用
永久磁石３７ａ，３７ｂが取り付けられている。フォー
カス駆動用永久磁石３７ａ，３７ｂは図示しないベース
に固定されたフォーカスヨーク３０ａ，３０ｂに挟まれ
ている。フォーカスヨーク３０ａ，３０ｂはフォーカス
コイル芯部材３２ａ（図示せず），３２ｂ、３２ｃ、３
２ｄとこれらを磁気的に結合するフォーカスコイル芯部
結合材３１ａ，３１ｂで構成され、図のようにＵ字型と
なっている。フォーカス駆動用磁石３７ａはフォーカス
コイル芯部材３２ａ，３２ｂで、フォーカス駆動用磁石
３７ｂはフォーカスコイル芯部材３２ｃ，３３ｄで磁石
両側とヨークの隙間が等しくなるように配置されてい
る。フォーカスコイル芯部材３２ａ，３２ｂ、３２ｃ、
３２ｄにはそれぞれフォーカスコイル３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ，３３ｄがＺ軸方向を巻き軸に巻かれている。

【００６４】このようなフォーカス駆動装置となってい
るため、フォーカス駆動用磁石３７ａ，３７ｂの磁極面
を出た磁束は例えばフォーカスコイル３３ｂ，３３ｄを
通過したのち、フォーカスヨーク３０ａ，３０ｂを通っ
て、フォーカス駆動用磁石３７ａ，３７ｂの反対側に到
達し、再びフォーカスコイル３３ａ，３３ｃを通過して
フォーカス駆動用磁石３７ａ，３７ｂに戻る。磁路中に
空隙が少ないため、効率がよく、フォーカスコイル３３
ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに高い磁束密度を与えるこ
とができるため、高効率の磁気回路となる。なお、本実
施例のようにＵ字型ヨークの向かい合う辺の双方にヨー
クを芯にコイルを巻いた場合には、第１の実施例と異な
りＵ字の開放部分を閉じて口字型としても、永久磁石に
働く力は大きく変わらない。

【００６５】次にトラック駆動装置について説明する。
本実施例の対物レンズホルダ３６には、Ｙ軸方向の両側
にＹ軸方向に着磁されたトラック駆動用永久磁石３８ａ
（図示せず），３８ｂが取り付けられている。この磁石
はＸ軸方向に２分割されて着磁されており、それぞれの
部分で着磁方向が逆になっている。トラック駆動用永久
磁石３８ａ，３８ｂに対向して、わずかな隙間を持って
Ｙ方向を巻き軸としたトラックコイル３５ａ，３５ｂが
トラックヨーク３４ａ，３４ｂに固定されている。トラ
ックヨーク３４ａ，３４ｂは図示しないベースに固定さ
れている。トラック駆動装置では、トラック駆動用永久
磁石３８ａ，３８ｂの片側にしかヨーク（トラックヨー
ク３４ａ，３４ｂ）が存在しないため、磁石の利用効率
そのものはフォーカス駆動装置に比べ劣るが、本実施例
ではＺ方向の長さがあるため、トラックコイル３５ａ，
３５ｂの４辺のうち、駆動力を発生するＺ方向部分の割
合が長く、また第１の実施例と異なりトラックコイルの
２辺を利用するためトラックコイル３５ａ，３５ｂの利
用効率はよく、トラック駆動装置そのものの駆動感度は
十分に確保可能である。なお、本実施例のトラック駆動
用磁石３８ａ，３８ｂは分割着磁された磁石としたが、
当然それぞれ２つの単極の磁石を磁化方向が逆になるよ
うに並べても同じである。なお、この場合２つの磁石は
密着する必要はなく隙間を設けてもよい。

【００６６】本実施例では、上記のようにフォーカス駆
動用永久磁石３７ａ，３７ｂおよびトラック駆動用永久
磁石３８ａ，３８ｂが第１の実施例に比べ、対物レンズ
１に近い位置に配置され、対物レンズホルダ３６に開放
部分が無いため、可動部分の剛性が高く、高い位置決め
精度をしやすいという効果がある。

【００６７】また本実施例では、フォーカスコイル３３
ａ，３３ｂと３３ｃ、３３ｄに流す電流を別に制御する
ことで、Ｙ軸周りに対物レンズホルダ３６を回転させる
ことも可能である。なお、この場合は回転駆動用にフォ
ーカスコイルに同軸に別のコイルを巻いてもかまわな
い。

【００６８】上記した第２の実施例での構造の特徴を以
下に述べる。２−１．ベースと、光ディスクにレーザビームを照射
する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レン
ズ保持体である例えば、対物レンズホルダと、前記対物
レンズ保持体を少なくとも前記対物レンズ光軸方向Ｚと
光軸に垂直な１方向Ｘにベースに対して移動可能に支持
する支持手段である、例えば、支持ばねと、前記対物レ
ンズ保持体のX方向とZ方向に垂直な方向Ｙの両面に固定
された方向Ｙに着磁した２つ以上の第１の永久磁石と、
前記対物レンズ保持体のX方向の両面に固定された方向
Ｙに着磁した２つ以上の第2の永久磁石とを有する。２−２．前記第１の永久磁石はX方向に２分割され且
つ２つの領域の着磁方向が逆である永久磁石であり、前
記Y方向を巻軸とし、前記第１の永久磁石に対向するよ
うベースに対して動かないトラックコイルとを有する。２−３．前記第２の永久磁石を挟むように前記ベース
に固定されたU字型のフォーカスヨークと、前記フォー
カスヨークの前記第２の永久磁石に対向する部分を巻く
フォーカスコイルとを有する。２−４．前記永久磁石は位置および形状が前記対物レ
ンズの光軸を含む面に対してＸ方向Ｙ方向に対称かつＺ
方向に対称であり、前記支持手段は位置および形状が前
記対物レンズの光軸を含む面に対してＸ方向および前記
永久磁石のＺ方向の対称面に対称である。２−５．前記永久磁石の重心は、前記対物レンズホル
ダと一体と動く部分の重心に一致する。

【００６９】なお、本発明は上記の各実施例に限定され
るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できることはいうまでもない。

【００７０】例えば、上記実施例では、可動部に光集積
素子を載せた光ヘッドとしているが、光集積素子は搭載
せず、単なる対物レンズ駆動装置としても利用可能であ
る。

【００７１】また、上記実施例では、対物レンズホルダ
の支持部材を４本のワイヤ状の支持ばねとしたが、平行
板ばねを組み合わせた構造など、対物レンズ駆動装置に
用いられている様々な支持方法であっても適用可能であ
ることはいうまでもない。

【００７２】また、上記実施例では、搭載されているレ
ーザ発光手段は１つであるが、複数あってもよい。例え
ば、光集積素子に複数のレーザダイオードを搭載した
り、あるいは複数の波長を１チップで発光可能な２波長
レーザダイオードとしてもよい。なお、この場合、レー
ザの発光点は対物レンズの光軸からわずかにずれるを生
じるものの、問題とはならない。

【００７３】これは、波長の異なる複数のレーザ光を発
生可能な発光素子として、例えば、２波長発光できるレ
ーザダイオード（LD）を使うことにより可能となる。２
波長発光レーザダイオードにおいては、２つの波長の発
光点が離れた位置にある。このため光軸上には片方の発
光点しかおくことができない。従来の対物レンズホルダ
にLDを搭載しない方式においては、２波長LDを搭載した
場合、LDの対物レンズ光軸からのずれに加えて、対物レ
ンズホルダのトラック方向の移動によるずれが加わるた
め、１波長レーザダイオードを使った場合に比べて、光
学特性が悪化するという問題があったが、２波長発光レ
ーザダイオードを対物レンズホルダに備えると、光軸に
対して対物レンズホルダは動かないため、LDの対物レン
ズ光軸からのずれだけになる。

【００７４】一般にこのずれ量は、対物レンズホルダの
トラック方向の移動量より小さいため、ずれによる特性
劣化は、従来のヘッドの対物レンズホルダのトラック方
向の移動による特性劣化より少なく、優れた光学特性の
ヘッドとなる。なお、２波長発光できるレーザを使用せ
ず、２つのレーザ素子を使い、ハーフミラーなどで２つ
のレーザ素子の光軸を合わせる場合においても、要求精
度が緩くなり、調整が不要になるなど組立が容易にな
る。

【００７５】また、上記実施例では、レーザダイオード
と受光素子が光集積素子に搭載されているとしたが、個
々に対物レンズホルダに搭載してもよい。

【００７６】また、光集積素子そのものは、対物レンズ
の直下にあり間にミラーはないが、光集積素子内にミラ
ーが搭載されていてもよい。なお、上記実施例では可動
部に磁石が搭載されている例を示しているが、当然、可
動部にコイルを搭載し、ベースに永久磁石を設けた場合
においても、発光手段を対物レンズ直下に置くことによ
る、ミラーの削減による重量低下や、ミラーによる光学
収差低減の効果が失われることは無い。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、光ビーム発生手段が対
物レンズの直下にあるので、ミラーを必要とせず、これ
による部品数の増加や体積の増加がないため、駆動感度
を高くすることができ、これにより高速な移動が可能な
るという効果を奏するものである。

【００７８】また、本発明によれば、永久磁石を挟む位
置に配置されたヨークと、このヨークに取り付けられ、
前記永久磁石と対向する面の両方にコイルを配置するこ
とにより、磁気回路の効率が高まり、これにより駆動感
度が高くなり良好な制御ができるという効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ駆動装置を示す斜視図。

【図２】本発明の対物レンズ駆動装置の可動部分のみを
示す斜視図。

【図３】図１の手前の磁気回路のみを示す斜視図。

【図４】図３の磁気回路の一部を示す斜視図。

【図５】本発明の対物レンズ駆動装置の側面図。

【図６】本発明の対物レンズ駆動装置の側面断面図。

【図７】光集積素子の拡大図。

【図８】本発明の対物レンズ駆動装置の可動部分に穴を
あけた場合の斜視図。

【図９】本発明の第２の実施例の光ヘッドの斜視図。

【図１０】本発明の第２の実施例の可動部の斜視図。

【図１１】本発明の第２の実施例のトラックコイルとト
ラックヨークを示す斜視図。

【図１２】従来の対物レンズ駆動装置を示す斜視図。

【図１３】従来の対物レンズ駆動装置の磁束の流れを示
す図。

【符号の説明】

１…対物レンズ２，３６…対物レンズホルダ３ａ，３ｂ…永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…支持ばね６ａ，６ｂ…ヨーク７ａ、７ｂ…フォーカスコイル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…トラックコイル９…光集積素子

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的情報記録媒体に照射される光ビーム
を集光させるための対物レンズと、この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対
して移動可能とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための光ビーム発生手段とを
備え、前記光ビーム発生手段の光ビーム発生面が前記対物レン
ズと対向した位置に配置されるとともに、該光ビーム発
生手段が前記対物レンズ保持手段に搭載されていること
を特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項２】光学的情報記録媒体に照射される光ビーム
を集光させるための対物レンズと、この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対
して移動可能とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための光ビーム発生手段とを備え、前記光ビーム発生手段を前記対物レンズの直下に配置し
たことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項３】光学的情報記録媒体に照射される光ビーム
を集光させるための対物レンズと、この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を前記光学的情報記録媒体に対
して移動可能とする駆動手段と、前記光ビームを発生させるための光ビーム発生手段とを
備え、前記光ビーム発生手段を前記対物レンズの前記光ビーム
の通過する軸上に配置したことを特徴とする対物レンズ
駆動装置。
【請求項４】前記光ビーム発生手段は、波長の異なる複
数のレーザ光を発生可能であることを特徴とする請求項
１，２，３，４のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装
置。
【請求項５】光学的情報記録媒体に照射される光ビーム
を集光させるための対物レンズと、この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を前記光学的情報記録媒に対し
て移動させるために、該対物レンズ保持手段に取り付け
られた永久磁石と、この永久磁石を挟む位置に配置された少なくとも3辺を
有する形状のヨークと、このヨークの前記永久磁石と対向する面の両方に配置さ
れたコイルとを備えたことを特徴とする対物レンズ駆動
装置。
【請求項６】光学的情報記録媒体に照射される光ビーム
を集光させるための対物レンズと、この対物レンズを保持するための対物レンズ保持手段
と、この対物レンズ保持手段を、少なくとも前記対物レンズ
の光軸方向と該光軸方向に垂直な方向に移動可能に支持
するための支持手段と、前記対物レンズ保持手段に取り付けられた永久磁石と、この永久磁石を挟む位置に配置されたU字型をなすヨー
クと、このヨークに取り付けられ、前記永久磁石と対向する面
の両方に配置されたコイルと、を備えたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項７】前記対物レンズ保持手段に、前記光ビーム
を発生させるための光ビーム発生手段を設けたことを特
徴とする請求項５，６のいずれか１項記載の対物レンズ
駆動装置。
【請求項８】前記光ビーム発生手段は、波長の異なる複
数のレーザ光を発生可能であることを特徴とする請求項
７記載の対物レンズ駆動装置。