JP2004046942A - 対物レンズ駆動装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズおよびレンズ支持部材、フォーカスコイル、トラッキングコイル等を含む可動部の共振の周波数応答ピークが抑制された対物レンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】対物レンズ１を支持するレンズ支持部材２のフォーカス方向およびトラッキング方向に平行な側面に、トラッキング方向において偏った位置にフォーカスコイル３ａ，３ｂを取付け、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏って取付けられた側に開口部９ａや凹部を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ駆動装置に係わり、特に、光磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ装置、ＤＶＤ−ＲＯＭ装置、ＤＶＤ−ＲＡＭ／Ｒ装置などに用いられる対物レンズ駆動装置およびそれを用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲＯＭ装置、ＤＶＤ−ＲＯＭ装置やコンピュータ用記録装置などとして用いられる光ディスク装置は、データの高転送速度化が進んできている。このデータの高転送速度化の方法は、主にディスクを高速に回転させることによって対応を図っており、ディスクに対して対物レンズを追従させるため対物レンズ駆動装置の推力を増加させる必要が生じた。そのひとつの解決策として、例えば特開昭６３−２５９８４２号公報のように、コイルの全長に対する推力を発生する線層の割合を増加させ推力の増加を図るため、磁気回路をヨークおよびフォーカス方向とトラッキング方向に磁極境界面を各々１個所ずつ有するように複数個の磁石で形成し、磁気回路の磁石のトラッキング方向に沿った磁極境界面を中心に配置されたフォーカスコイルと、磁気回路の磁石のフォーカス方向に沿った磁極境界面を中心に配置されたトラッキングコイルを含む対物レンズ駆動装置など、トラッキング方向に偏った位置にフォーカスコイルを取付けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の対物レンズ駆動装置では、トラッキング方向において偏った位置にフォーカスコイルを取付けることにより、可動部の質量バランスおよび剛性のバランスがくずれ、対物レンズの光軸を含むフォーカス方向をＺ軸、トラッキング方向をＹ軸、もう一方をＸ軸とすると、ＺＸ平面に対して非対称構造となる。推力が偏った対物レンズ駆動装置方式は、ＺＸ平面からみてフォーカス推力中心と可動部重心との間に距離を有するため、ねじれ共振を励起させ対物レンズの周波数応答においてねじれ共振のピークが顕在化するという問題が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、対物レンズを支持するレンズ支持部材の前記フォーカス方向およびトラッキング方向に平行な側面に、前記トラッキング方向において偏った位置にフォーカスコイルを取付け、フォーカスコイルが偏って取付けられた側に開口穴や凹部を持つことによって、可動部のねじれ共振における対物レンズ近傍の変形をＺＸ平面およびＹＺ平面に対して対称とさせ、対物レンズ中心近傍をねじれ共振のモードの節とすることにより、周波数応答においてねじれ共振のピークを抑制することができる。
【０００５】
また、対物レンズ駆動装置の推力の増加を図るため、フォーカス方向とトラッキング方向に磁極境界面をＬ字状に各々１個所づつ有する２極に着磁された磁石と前記磁気回路の磁石のトラッキング方向に沿った磁極境界面を中心にまたぐように配置されたフォーカスコイルと、前記磁気回路磁石のフォーカス方向に沿って磁極境界面に中心にまたぐように配置されたトラッキングコイルとを含む対物レンズ駆動装置において、フォーカスコイルあるいはトラッキングコイルの一部をＬ字状磁極のコーナ領域に配置することにより、コイルに占める推力を発生する線層の割合を増加させることによって対物レンズ駆動装置の推力が増加する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１から図７を参照して、本発明による対物レンズ駆動装置の実施例を説明する。
【０００７】
図１は本発明による対物レンズ駆動装置の一実施例の外観を示す斜視図である。対物レンズ１の光軸方向すなわちＺ軸をフォーカス方向とし、ディスク１４の半径方向すなわちＹ軸方向をトラッキング方向とする。
【０００８】
対物レンズ１は、レンズ支持部材２に支持されている。フォーカスコイル３ａ，３ｂは、対物レンズの光軸を含みフォーカス方向（Ｚ軸）とトラッキング方向（Ｙ軸）で構成されるＺＸ平面に平行なレンズ支持部材２の側面に、トラッキング方向に偏って配置されている。
【０００９】
同様にトラッキングコイル４ａ，４ｂは、対物レンズの光軸を含みフォーカス方向（Ｚ軸）とトラッキング方向（Ｙ軸）で構成されるＺＸ平面に平行なレンズ支持部材２の側面に、トラッキング方向にフォーカスコイル３ａ，３ｂとは逆方向に偏って配置されている。
【００１０】
第一のフォーカスコイル３ａと第一のトラッキングコイル４ａは、第二のフォーカスコイル３ｂと第二のトラッキングコイル４ｂに対して、対物レンズ１を中心に対称な位置に配置されている。このフォーカスコイル３ａ，３ｂとトラッキングコイル４ａ，４ｂはプリントしたコイル基板でも空芯コイルでもよいものとする。
【００１１】
フォーカスコイル３ａ，３ｂとトラッキングコイル４ａ，４ｂに向き合った磁石５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂおよびその磁石５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを支持するヨーク７によって、磁気回路は構成されている。磁石５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは磁石５ａ，６ａのフォーカスコイル３ａ，３ｂに対向した面をＮ極とすると磁石５ｂ，６ｂのフォーカスコイル３ａ，３ｂに対向した面をＳ極とする二つの磁極を組み合わせた磁石でその磁極境界面はフォーカス方向とトラッキング方向に１個づつ有し、Ｌ字状となっている。その際、磁石５ａと磁石５ｂを別々の磁石としてはなく１つの磁石を２極に着磁させてもよいものとする。
【００１２】
また、第一組の磁石５ａ，５ｂと第二組の磁石６ａ，６ｂは対物レンズ１の中心に対称名位置に配置されている。その際、対称位置にある第二組の磁石６ａ，６ｂの磁極は上記磁極と逆に着磁させてもよいものとする。
【００１３】
トラッキング方向に沿った境界面を略中心にまたぐようにフォーカスコイル３ａ，３ｂが配置され、フォーカス方向に沿った境界面を略中心にまたぐようにトラッキングコイル４ａ，４ｂが配置されている。
【００１４】
レンズ支持部材２は、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏って取付けられた側面でフォーカスコイル中心１３ａ，１３ｂと対物レンズ１間に開口穴（開口部）９ａ，９ｂ（９ｂは９ａが設けられた側面とは反対側の側面に設けれており、図１では図示されていない）を対物レンズ１を中心に対称に形成して設けた。その部分の剛性が低下する構造であればよいので、この開口穴９ａ，９ｂは、凹部、穴や凹部に減衰のある充填材等レンズ支持部材２より剛性の弱い材料を挿入したものでもよい。
【００１５】
対物レンズ１、レンズ支持部材２、フォーカスコイル３ａ，３ｂ、トラッキングコイル４ａ，４ｂによって構成される可動部は、４本のサスペンション１０ａ〜１０ｄによって支持され、レンズ支持部材２側は接着剤等で、サスペンション取り付け基板１１側は、半田付け等で固定されている。
【００１６】
ダンピングホルダ１２には、シリコーンゲル等の粘弾性部材を充填し、サスペンション１０ａ〜１０ｄに高減衰を与える構造となっている。
【００１７】
本実施例はフォーカス方向とトラッキング方向に駆動できる２次元対物レンズ駆動装置であるが、フォーカス方向とトラッキング方向およびトラッキング方向に対物レンズ１を傾けるチルト方向に駆動する３軸対物レンズ駆動装置であってもよいものとする。それにともないサスペンション１０ａ〜１０ｄの数が６本等とれるものとする。
【００１８】
図２、図３では、この開口穴９ａ，９ｂの効果を説明する。図２に可動部のねじれ共振のモードを示す。フォーカスコイル３ａ，３ｂをトラッキング方向に偏って配置すると、可動部の質量バランスがくずれフォーカスコイル３ａ．３ｂが偏った側が重くなる。同様に剛性のバランスもくずれ、ＺＸ平面に対して質量バランス、剛性バランスともに非対称となり、先のねじれ共振のモードの節が対物レンズ１の中心からずれる。また、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った配置のためフォーカス推力がこのねじれ共振を励起させやすくなり、共振のピークが顕在化してしまう。本実施例では、開口穴９ａ，９ｂを設けることにより、質量バランスと剛性バランスを対称に近づけることができるので、このねじれ共振のモードの節を対物レンズ１の中心に近づけ、ねじれ共振の影響を小さくすることができる。
【００１９】
図３は開口穴９ａ，９ｂを設けた場合と設けない場合のモードの節を解析で求めたものである。開口穴９ａ，９ｂがないとモードの節は、対物レンズ１の中心からずれを生じフォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った側にある。それに対して開口穴９ａ，９ｂを設けるとモードの節が対物レンズ１の中心で交差するようになり、対物レンズ１の中心でのねじれ共振ピークは抑制できる。また、開口穴９ａ，９ｂのため共振ピークを抑制するだけでなく、可動部の軽量化を図れる。
【００２０】
図４は上記開口穴９ａの位置を示した図である。開口穴９ａはフォーカスコイル３ａ，３ｂ取付け面方向からみて、対物レンズ１の光軸よりフォーカスコイル３ａがトラッキング方向に偏った側で、かつ、フォーカスコイル中心１３ａと対物レンズ１側によって囲まれた位置に設けてある。開口穴９ｂも同様である。
【００２１】
図５は開口穴の大きさや位置により、ねじれ共振のピークを小さくする効果を解析によって求めた図である。ここではその効果を明確にするため理想的な位相とねじれ共振による位相との差、位相差によって効果を示している。
【００２２】
（ａ）は開口穴９ａ，９ｂの長さＡ（トラッキング方向の長さ）による効果を表しており、開口穴９ａ，９ｂの長さＡはレンズ支持部材２の半分程度（Ｌ／２）までは長いほどねじれ振動のピークを抑制する効果がある。しかし、開口穴９ａ，９ｂの長さＡがレンズ支持部材２の半分程度（Ｌ／２）から急激にレンズ支持部材２の剛性が低下し可動部の固有振動数が低下する。従って、開口穴９ａ，９ｂの長さＡはレンズ支持部材２の長さの半分程度以下よい。
【００２３】
（ｂ）は開口穴９ａ，９ｂのトラッキング方向位置Ｂによる効果を表しており、開口穴９ａ，９ｂのトラッキング方向位置Ｂは、対物レンズ１の中心からフォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った側の間に設けるとピークの抑制効果がある。
【００２４】
（ｃ）は開口穴９ａ，９ｂの高さ位置による効果を表しており、開口穴９ａ，９ｂの高さ位置はフォーカスコイル中心１３ａ，１３ｂから対物レンズ１までの間に設けるとピークの抑制効果がある。
【００２５】
この開口穴９ａ，９ｂの効果はレンズ支持部材２の剛性を一部低下させることによる効果のため、開口穴９ａ，９ｂの形状や開口穴９ａ，９ｂの代わりに凹部、あるいは開口穴に減衰材等を充填してもよいものとする。また、対物レンズ１の中心からフォーカスコイル３ａ，３ｂが偏って取付けた側とその逆側を比較した場合、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った側の剛性が低ければよい。従って、両側あるいはつながって開口穴９ａ，９ｂなどがある場合、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った側の開口穴９ａ，９ｂなどの面積が、大きくてもよいものとする。同様に、開口穴９ａ，９ｂなどが両側にある場合、フォーカスコイル３ａ，３ｂが偏った側の開口穴９ａ，９ｂ上端が、逆側のそれより対物レンズに近い（高い）位置にあってもよいものとする。
【００２６】
図６は、対物レンズ駆動装置２１の推力を増加させるフォーカスコイル３ａ，３ｂとトラッキングコイル４ａ，４ｂのコイル形状および配置で、対物レンズ１側から磁石６ａ，６ｂを見た図ある。
【００２７】
同一コイル線材および同一抵抗において、対物レンズ駆動装置２１の推力を増加させるには、推力が発生する線層である有効線層のコイルに占める割合を増加させる必要がある。そのため、フォーカス方向とトラッキング方向に磁極境界面を各々１個所ずつ有する２極に着磁あるいは複数の磁石で形成される磁気回路と、前記磁気回路の磁石のトラッキング方向磁極境界面を中心にまたぐようにフォーカスコイル３ａ，３ｂと、前記磁気回路磁石のフォーカス方向磁極境界面に中心にまたぐようにトラッキングコイル４ａ，４ｂを配置していた。
【００２８】
このフォーカスコイル３ｂにフォーカスコイル電流２６を流すとフォーカス方向推力２７がフォーカスコイル３ｂの上側線層と下側線層に発生する。同様にトラッキングコイル４ｂにトラッキングコイル電流２８を流すとトラッキング方向推力２９がトラッキングコイル４ｂの右側線層と左側線層に発生する。これを更に有効線層の割合を増加させるため、フォーカスコイル３ａ，３ｂの一部この場合は下側の線層をＬ字状磁極コーナ領域８（ハッチングで囲われた領域）まで伸ばし、推力の増加を図っている。また、この伸ばした線層により第一面からみて、フォーカスコイル推力中心を可動部の重心に近づけることが可能となり、先のねじれ振動のピークを低減することも可能となる。
【００２９】
図７は、本発明による対物レンズ駆動装置を搭載した光ディスク装置の一実施例の概略構造を示す斜視図である。
【００３０】
光ディスク装置は、ディスク１４をディスクトレイ１５に置くと、ここでは図示していないディスクローディング機構により、ディスク１４を装置内部に送る。ディスク１４は、クランパホルダ１６に取り付けられているクランパ１７により、スピンドルモータのターンテーブル１８に磁気吸引して固定される。ディスク１４は、スピンドルモータにより所定回転数で回転し、ディスク１４の下方に配置されているユニットメカシャシ１９に備えられた光ヘッド２０によって、情報を書き込まれ、または情報を読み出される。
【００３１】
光ヘッド２０は、ディスク１４の半径方向に粗移動できるようにユニットメカシャシ１９に固定され、対物レンズ駆動装置２１を搭載している。ユニットメカシャシ１９は、弾性部材からなる防振脚２２ａ〜２２ｄを介して、メカベース２３に取り付けられる。これらの機構の外側には、ボトムカバー２４とトップカバー２５が取り付けられている。
【００３２】
本実施例の対物レンズ駆動装置を搭載することによって、良好な周波数特性を持っており、制御の帯域を高域化することが可能になり、高転送速度に対応し高位置決め精度制御が可能な装置となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、対物レンズ駆動装置におけるレンズ支持部に開口部または凹部を設けることによって周波数応答においてねじれ共振のピークを抑制し軽量化が図れ、対物レンズ駆動装置の推力を増加させることが出来る。これによって良好な周波数特性を持ち、高加速度感度を有する対物レンズ駆動装置および光ディスク装置ができ、制御の帯域を高域化することが可能になり、高転送速度に対応し高位置決め精度制御が可能な装置ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明による対物レンズ駆動装置一実施例の外観を示す斜視図である。
【図２】可動部ねじれモードを説明する図である。
【図３】開口穴によりモードの節が変化する図である。
【図４】開口穴の位置を説明する構成図である。
【図５】開口穴の大きさや位置によるねじれ振動の抑制効果を説明する図である。
【図６】発明による磁気回路を説明する図である。
【図７】発明による光ディスク装置の一実施例の概略構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　対物レンズ
２　レンズ支持部材
３ａ，３ｂ　フォーカスコイル
４ａ，４ｂ　トラッキングコイル
５ａ，６ａ　磁石
５ｂ，６ｂ　磁石
８ａ，８ｂ　Ｌ字状磁極コーナ領域
９ａ，９ｂ　開口穴
１３ａ，１３ｂ　フォーカスコイル中心

Claims (9)

1. ディスクの半径方向に粗動させる光ヘッドに搭載され、対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、対物レンズを支持するレンズ支持部材の前記フォーカス方向およびトラッキング方向に平行な側面に、前記トラッキング方向において偏った位置にフォーカスコイルを取付け、フォーカスコイルが偏って取付けられた側に開口部または凹部を有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 請求項１記載の対物レンズ駆動装置において、前記開口部または凹部は偏って取付けられた側が偏らない側よりも大きいことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
3. 請求項１記載の対物レンズ駆動装置において、トラッキング方向に偏った側の開口穴または凹部の上端が偏らない側より対物レンズ側に近いことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
4. 請求項１記載の対物レンズ駆動装置において、フォーカスコイルが偏った側にフォーカスコイル中心と対物レンズの間かつ対物レンズ中心からフォーカスコイルが偏った側に開口穴または凹部を持つことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
5. 請求項１〜４記載の対物レンズ駆動装置において、開口穴や凹部に減衰材等レンズ支持部材より剛性の低い材料を充填することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
6. ディスクの半径方向に粗動させる光ヘッドに搭載され、対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、フォーカス方向とトラッキング方向に磁極境界面をＬ字状に各々１個所づつ有する２極に着磁された磁石と前記磁気回路の磁石のトラッキング方向に沿った磁極境界面を中心にまたぐように配置されたフォーカスコイルと、前記磁気回路磁石のフォーカス方向に沿った磁極境界面に中心にまたぐように配置されたトラッキングコイルとを有し、フォーカスコイルあるいはトラッキングコイルの一部をＬ字状磁極のコーナ領域に配置したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
7. 請求項６記載の対物レンズ駆動装置において、磁石をＬ字状と四角の複数個の磁石によって磁極境界面を形成したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
8. 請求項６記載の対物レンズ駆動装置において、フォーカスコイルとトラッキングコイルの一部をＬ字状磁極コーナ領域に配置したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
9. 請求項１〜８記載の対物レンズ駆動装置のいずれかを搭載された光ディスク装置。

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