JP2005182925A - 対物レンズ駆動装置およびそれを備える光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い駆動感度を得ることができる対物レンズ駆動装置と、それを備える光ピックアップ装置とを提供する。
【解決手段】 レンズホルダ３０を移動させるべき方向の磁気力が作用するフォーカシングコイル２３の底辺部２３ａを、磁界の向きに対して略垂直方向に配設するとともに、レンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るフォーカシングコイル２３の対向部２３ｂ，２３ｃを、磁界の向きに対して傾斜方向に配設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録媒体に対して情報の記録および再生などの各種の光学的処理をするために用いられる対物レンズ駆動装置と、その対物レンズ駆動装置を備える光ピックアップ装置に関する。

本発明において、「略垂直」は垂直を含み、「略平行」は平行を含む。

図１０は、従来技術の対物レンズ駆動装置１の一部を示す正面図である。図１１は、フォーカシングコイル４を示す斜視図である。光ディスクへの情報の記録および光ディスクからの情報の再生をするために、光ピックアップ装置が用いられる。光ピックアップ装置には、情報の記録および再生をするために、対物レンズ駆動装置１が搭載されている。この対物レンズ駆動装置１は、光を集光する対物レンズ２が設けられるレンズホルダ３を、フォーカシング方向およびトラッキング方向に変位駆動させる。また対物レンズ駆動装置１は、レンズホルダ３に設けられるフォーカシングコイル４およびトラッキングコイル５と、各コイル４，５に対向して配設される磁石片とを組合せた磁気回路を備えている。対物レンズ駆動装置１の性能として、低消費電力の観点から磁気効率の良い磁気回路構成が望まれている。

フォーカシングコイル４は、大略的に角筒状に巻回される。具体的にフォーカシングコイル４を、光の集光方向に垂直な仮想平面で切断して見ると、長方形状になるように形成される。フォーカシングコイル４が通電されると、このフォーカシングコイル４に対向して配設される磁石片の磁界によって、フォーカシングコイル４は磁気力を受ける。フォーカシングコイル４のうち前記磁石片に近接する周方向一部には、レンズホルダ３を変位させるべき方向の磁気力が与えられる。フォーカシングコイル４のうち磁石片から離隔してレンズホルダ３に固着される周方向他部には、レンズホルダ３を変位させるべき方向と反対方向の磁気力が与えられる。このフォーカシングコイル４の周方向他部に付与される磁気力によって、レンズホルダ３および各コイル４，５を含む駆動体の駆動感度が低下する。

レンズホルダを変位させるべき方向と反対方向の磁気力を小さくするために、略Ｄ字状に巻回したフォーカシングコイルを備える対物レンズ駆動装置が提案されている。フォーカシングコイルは、光の集光方向に垂直な仮想平面で該フォーカシングコイルを切断して見た断面形状が略Ｄ字状になるように、角部を湾曲させて巻回される。またフォーカシングコイルには磁石片およびヨークが挿通されるとともに、フォーカシングコイルはその周方向一部が一対の磁石片間に挟まれるように配設されている。角部を湾曲させて巻回されるフォーカシングコイルは、前述の長方形状に巻回されるフォーカシングコイルに比べて、ヨークからの漏れ磁束が通る周方向他部がヨークから離反されている。このようにフォーカシングコイルを構成することによって、周方向他部が受ける磁気ギャップを大きくしてレンズホルダを変位させるべき方向と反対方向の磁気力を抑制しようとしている（たとえば特許文献１参照）。

また光ディスクの性能として、記録密度が高いことおよび記録容量が大きいことが強く求められている。単位面積あたりの記録容量である記録密度を向上するためには、情報記録面におけるビームスポットの径を小さくすればよく、これを実現するための構成として波長が短い光源を用いる構成と、光学系における開口数を大きくする構成とがある。

特開平８−２６３８６４号公報

前述のように光ピックアップ装置がビームスポットの径を小さくすることができる構成であっても、対物レンズ、レンズホルダおよび各コイルを含む駆動体の剛性が低い場合、あるいは駆動体の共振時の振幅が大きい、すなわち振動に対して駆動体の減衰特性が小さい場合、広い周波数帯域において対物レンズを精度良くサーボ制御することができない。これによって光ディスクの面振れおよび偏心等に対して、ビームスポットを記録トラックに精度良く追従させることができない。

前述の特許文献１に示される対物レンズ駆動装置の場合、光ピックアップ装置の性能から広いサーボ制御帯域を必要としないので、駆動体の高剛性化よりも高駆動感度化が選択されている。したがって磁石片およびヨークがフォーカシングコイルに挿通されるとともに、フォーカシングコイルの周方向一部が一対の磁石片の間に配設されている。

また特許文献１に示される対物レンズ駆動装置では、磁石片およびヨークがフォーカシングコイルに挿通される構成になっているので、対物レンズ、レンズホルダおよび各コイルを含む駆動体が、トラッキング方向に変位駆動されるとき、磁石片およびヨークがフォーカシングコイルに接触しないように充分なクリアランスを確保する必要がある。それ故、フォーカシングコイルの角部における曲率は必要以上に大きく設定することができない。したがって略Ｄ字状のフォーカシングコイルと、抵抗値が同等となる角筒状に巻回されたフォーカシングコイルとを比較しても、周方向他部とヨークとの間隔はさほど変わらないので、磁気ギャップの拡大量は小さく、レンズホルダを変位させるべき方向と反対方向に発生する磁気力はほとんど変わらない。つまり特許文献１に示される対物レンズ駆動装置においても、レンズホルダを変位させるべき方向と反対方向に発生する磁気力を抑制することはできない。したがって特許文献１に示される対物レンズ駆動装置では、磁気回路の効率を大きく改善するという効果を達成することは期待できず、高い駆動感度を得ることができない。

本発明の目的は、高い駆動感度を得ることができる対物レンズ駆動装置と、それを備える光ピックアップ装置とを提供することである。

本発明は、光を記録媒体に集光する対物レンズと、
対物レンズを保持するレンズホルダと、
レンズホルダに設けられ、レンズホルダを移動させるために巻回されたコイル体と、
磁界を形成し、その磁界に配設されるコイル体が受ける磁気力によってレンズホルダを移動駆動するホルダ駆動手段とを備え、
レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分を、磁界の向きに対して略垂直方向に配設するとともに、レンズホルダを移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分を、磁界の向きに対して傾斜方向に配設することを特徴とする対物レンズ駆動装置である。

本発明に従えば、光を記録媒体に集光する対物レンズがレンズホルダによって保持される。レンズホルダには、レンズホルダを移動させるために巻回されたコイル体が設けられる。コイル体はホルダ駆動手段によって形成される磁界に配設され、磁気力を受ける。このコイル体が受ける磁気力によって、レンズホルダが移動駆動される。レンズホルダを移動駆動するにあたって、レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分は、磁界の向きに対して略垂直方向に配設されるとともに、レンズホルダを移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分は、磁界の向きに対して傾斜方向に配設される。

また本発明は、コイル体は、少なくともホルダ駆動手段に近接するコイル体の部分が、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される一辺を成す多角形状に形成されることを特徴とする。

本発明に従えば、コイル体は、ホルダ駆動手段に近接するコイル体の部分が、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される一辺を成す多角形状に形成される。このように多角形状に形成されるコイル体を実現することができる。

さらに本発明は、巻回されるコイル体の内方空間に配設され、かつコイル体に固着される補強部材をさらに備えることを特徴とする。

本発明に従えば、巻回されるコイル体の内方空間には、補強部材が配設される。この補強部材はコイル体に固着される。

さらに本発明は、前記補強部材は、接着剤から成ることを特徴とする。
本発明に従えば、補強部材は接着剤から成る。接着剤は硬化される前は流動性を有するので、コイル体の巻線同士の隙間を埋めるように充填することができるとともに、接着作用によってコイル体の巻線同士を相互に強固に固定することができる。

さらに本発明は、レンズホルダには、磁界の向きに対して傾斜方向に配設されるコイル体の一部分が嵌入されかつ固着される凹所が形成されることを特徴とする。

本発明に従えば、レンズホルダには凹所が形成され、この凹所に、コイル体の一部分が嵌入され固着される。

さらに本発明は、記録媒体への情報の記録および記録媒体からの情報の再生のうち少なくともいずれか一方をする光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
対物レンズを有し、光源からの光を記録媒体に集光する集光手段と、
前記対物レンズ駆動装置と、
集光手段によって集光され、記録媒体から反射される光を検出する光検出手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。

本発明に従えば、光ピックアップ装置は、光を出射する光源と、対物レンズを有し、光源からの光を記録媒体に集光する集光手段と、対物レンズ駆動装置と、集光手段によって集光され、記録媒体から反射される光を検出する光検出手段とを備える。対物レンズ駆動装置によってレンズホルダを精度良く変位させて、記録媒体の面振れおよび偏心に対して、ビームスポットを所望の記録トラックに確実に追従させる。

本発明によれば、レンズホルダを移動駆動するにあたって、レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分は、磁界の向きに対して略垂直方向に配設されるとともに、レンズホルダを移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分は、磁界の向きに対して傾斜方向に配設される。特に、前記反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分が、磁界の向きに対して傾斜方向に配設されるので、少なくともコイル体の一部分上の各点における発生磁束ベクトル量を小さくすることができる。つまりコイル体の一部分上の各点における実際の発生磁束ベクトル量は、各点における磁界の強さの余弦成分であって傾斜角度に応じた余弦成分となり得る。

このようにレンズホルダを移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分においては、発生磁束ベクトル量を積極的に小さくしたうえで、レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分においては、磁束ベクトル量が小さくならないようにこの部分を磁界の向きに対して略垂直方向に配設した。結局、前述の移動させるべき方向の磁気力の一部と、反対方向の磁気力とは相殺されるので、移動させるべき方向の磁気力を可及的に大きくすることができる。したがってレンズホルダを移動させるときの駆動感度を高くすることができる。また反対方向のロスとなる磁気力を極力低減することができるので、所望の駆動感度を得たうえで、たとえばコイル体の巻回数を少なくして、対物レンズ、レンズホルダおよびコイル体を含む駆動体の軽量化を図ることができる。

また本発明によれば、コイル体を多角形状にしたうえで、多角形のうち、レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分を、磁界の向きに対して略垂直方向に配設するような一辺とすることができる。これによってレンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用する部分の長さを、長方形状および略Ｄ字状に形成される従来技術におけるコイル体と同じにしても、多角形状の他辺に作用し得るロスとなる磁気力を、極力低減することができるので、従来のコイル体に比べて巻線の全線長を短くすることが可能となり、コイル体の抵抗値を小さくすることが可能となる。したがって電圧を与えたときに流れる電流値が従来技術におけるコイル体に比べて大きくなるので、レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力を従来技術のものよりも大きくすることができ、駆動感度を向上することができる。

また本発明によれば、補強部材がコイル体の内方空間に配設されて、固着されるので、コイル体の剛性強度の向上を図ることができる。それ故、コイル体が不所望に変形することを防止することができる。

また本発明によれば、補強部材は接着剤から成る。接着剤は硬化される前は流動性を有するので、コイル体の巻線同士の隙間を埋めるように充填することができるとともに、接着作用によってコイル体の巻線同士を相互に強固に固定することができる。これによってコイル体の剛性強度を確実に向上することができる。また補強部材として用いられる接着剤と、コイル体をレンズホルダに取付けるための接着剤とを同じにすることによって、補強部材のコイル体への配設作業とコイル体のレンズホルダへの取付作業とを一つの作業工程で行うことができ、組立て作業を簡略化することができる。

また本発明によれば、レンズホルダには、磁界の向きに対して傾斜方向に配設されるコイル体の一部分が嵌入されかつ固着される凹所が形成されるので、レンズホルダを小形化することが可能となる。つまりレンズホルダのうち、傾斜方向に配設されるコイル体の一部分が固着される部位を、コイル体の一部分が嵌り込むように凹設するので、レンズホルダとコイル体との接触面積が、仮に従来技術におけるコイル体をレンズホルダに固定するために必要な接触面積と同じであっても、レンズホルダのコイル体が固着される部位を、傾斜方向に配設されるコイル体の一部分に沿って凹設する分だけ、レンズホルダを小形化することができる。またレンズホルダの軽量化を図ることも可能となる。このようにコイル体をレンズホルダに確実に固着したうえで、レンズホルダの小形化および軽量化を図ることが可能となり、駆動感度を向上することができる。

また本発明によれば、光ピックアップ装置は、光を出射する光源と、対物レンズを有し、光源からの光を記録媒体に集光する集光手段と、対物レンズ駆動装置と、集光手段によって集光され、記録媒体から反射される光を検出する光検出手段とを備える。対物レンズ駆動装置によってレンズホルダを精度良く変位させて、記録媒体の面振れおよび偏心に対して、ビームスポットを所望の記録トラックに確実に追従させることができる。これによって所望の記録トラックに対して情報の記録および再生のうち少なくともいずれか一方を好適に実行することができる。したがって高密度および大容量の記録媒体に対して、情報を確実に記憶することおよび情報を確実に再生することのうち少なくともいずれか一方を確実に実行することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である対物レンズ駆動装置１０の一部を示す斜視図である。図２は、対物レンズ駆動装置１０をフォーカシング方向に見た図である。図３は、対物レンズ駆動装置１０を示すトラッキング方向に見た図である。対物レンズ駆動装置１０は、対象物に情報を記録するとともに、対象物に記録される情報を再生するために、対物レンズ１１をフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに変位させて光源１２からの光を対象物の予め定める位置に集光させるための装置である。フォーカシング方向Ｆは、対象物に対して近接および離反する方向である。トラッキング方向Ｔは、対象物に記録される情報を再生する場合または対象物に情報を記録する場合に、対象物の記録領域を走査する方向である。対物レンズ駆動装置１０は光ピックアップ装置１０Ａに搭載される。

光ピックアップ装置１０Ａは、対象物である記録媒体換言すると光ディスク１３への情報の記録および光ディスク１３からの情報の再生のうち少なくともいずれか一方をする装置である。光ディスク１３には円板状の記録媒体、たとえばコンパクトディスク（
Compact Disc；略称ＣＤ）およびデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile
Disc；略称ＤＶＤ）などがある。前記フォーカシング方向Ｆは、光ディスク１３の情報記録面１３ａに垂直な方向であり、前記トラッキング方向Ｔは、光ディスク１３の一半径方向に平行でかつフォーカシング方向Ｆに垂直な方向である。

光ピックアップ装置１０Ａは、対物レンズ駆動装置１０に加えて、光源１２、集光手段１４および光検出手段１５を備える。光源１２は、たとえば半導体レーザによって実現され、光、具体的にはレーザ光を発する。集光手段１４は、対物レンズ１１と、図示外の偏光ビームスプリッタ、回折格子、コリメータレンズ、１／４波長板および円筒レンズを備える。光源１２から発せられるレーザ光は、集光手段１４のうち最終的に対物レンズ１１によって、光ディスク１３の情報記録面１３ａに集光する。光源１２から発せられるレーザ光は、対物レンズ１１を含む集光手段１４を介して情報記録面１３ａに集光され、光ディスク１３から反射されるレーザ光は光検出手段１５に導かれるようになっている。

光検出手段１５は、光センサによって実現される受光素子を有する。光検出手段１５は、集光手段１４によって集光されて光ディスク１３から反射されるレーザ光を、受光素子を用いて検出する。光ピックアップ装置１０Ａは、光検出手段１５によるレーザ光の検出結果に基づいて、対物レンズ１１のフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔへの変位を制御して、情報記録面１３ａに対して情報の記録および再生のうち少なくともいずれか一方を行う。

対物レンズ駆動装置１０は、主に、駆動体１６と、保持体１７と、ホルダ駆動機構１８とを有する。保持体１７は、駆動体１６を光ディスク１３に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に変位可能に保持する。この保持体１７は、ベース部１９と、立設部２０と、保持部材２１，２２とを有する。これらのうちベース部１９の主要部は、駆動体１６よりも矢符Ｆ１で示すフォーカシング方向一方に所定小距離離隔して配設される。またベース部１９は、その主要部をフォーカシング方向に見て矩形状となるように形成される。ここでフォーカシング方向およびトラッキング方向に垂直な方向をＲ方向と定義し、図１〜図３においてＲ方向を矢符Ｒで示す。立設部２０は、ベース部１９のＲ方向一方側端部から矢符Ｆ２で示すフォーカシング方向他方に立設するように配設される。

立設部２０のうち、図２の矢符Ｔ１で示すトラッキング方向一方側端部には、一対の保持部材２１，２２が保持されている。これら一対の保持部材２１，２２は、図３に示すように、フォーカシング方向に一定間隔をあけて略平行に配設されるとともに、それぞれ立設部２０から駆動体１６のトラッキング方向一方側端部までＲ方向他方（矢符Ｒ２で示す方向）に延設されている。また立設部２０のうち、矢符Ｔ２で示すトラッキング方向他方側端部にも、一対の保持部材２１，２２が保持されている。これら一対の保持部材２１，２２は、フォーカシング方向に一定間隔をあけて略平行に配設されるとともに、それぞれ立設部２０から駆動体１６のトラッキング方向他方側端部までＲ方向他方に延設されている。各保持部材２１（２２）は、弾発性を有する板ばね片によって実現されるうえ、前述のように保持されるので、駆動体１６が、光ディスク１３に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に変位可能に支持される。

ホルダ駆動手段としてのホルダ駆動機構１８は、磁界を形成し、その磁界に配設されるフォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５が受ける磁気力によって駆動体１６つまりレンズホルダ１１を移動駆動する。ホルダ駆動機構１８は、第１および第２ヨーク２６，２７と、第１および第２マグネット体２８，２９とを含む。第１および第２ヨーク２６，２７は、強磁性材料から成る。ベース部１９のうちＲ方向他方側端部には、矢符Ｆ２で示すフォーカシング方向他方に立設される第１ヨーク２６が形成される。この第１ヨーク２６は、たとえばベース部１９のＲ方向他方側端部の一部分を曲げ加工することによって実現される。ベース部１９のうちＲ方向一方側端部には、フォーカシング方向他方に立設される第２ヨーク２７が形成される。この第２ヨーク２７は、立設部２０に近接して配設されるうえ、たとえばベース部１９のＲ方向一方側端部の一部分を曲げ加工することによって実現される。第１および第２ヨーク２６，２７は、駆動体１６のＲ方向一方および他方に間隔をあけて配設される。

第１および第２マグネット体２８，２９は、表裏２極着磁の永久磁石片である。第１マグネット体２８は、駆動体１６に臨む第１ヨーク２６の一表面部に設けられる。第２マグネット体２９は、駆動体１６に臨む第２ヨーク２７の一表面部に設けられる。第１および第２マグネット体２８，２９は、駆動体１６のＲ方向一方および他方に間隔をあけて配設される。第１および第２マグネット体２８，２９の磁極面２８ａ，２９ａは、Ｒ方向に垂直な仮想平面上にそれぞれ配設されるとともに、フォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５に臨むべく配設される。

図４は、第１および第２マグネット体２８，２９から発生する磁界の分布を示す図である。図５は、フォーカシングコイル２３に流れる電流と第１および第２マグネット体２８，２９による磁界との関係を説明するための図である。図６は、フォーカシングコイル２３を示す斜視図である。駆動体１６は、主にレンズホルダ３０と、一対のコイル群３１と、一対の基板３２とを含む。後述するレンズホルダ３０には、一対のコイル群３１がそれぞれ固着される。これらコイル群３１は、対物レンズ１１の光軸の軸対称位置であって、Ｒ方向に離反した前記光軸の軸対称位置に配設される。これらコイル群３１のうち矢符Ｒ１で示すＲ方向一方のコイル群３１は、フォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５を含む。矢符Ｒ２で示すＲ方向他方のコイル群３１も、フォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５を含む。

フォーカシングコイル２３は、レンズホルダ３０つまり対物レンズ１１を光ディスク１３に対してフォーカシング方向に移動させるために巻回されたコイル体である。フォーカシングコイル２３は、ホルダ駆動機構１８に近接する該フォーカシングコイル２３の部分（後述の底辺部２３ａに相当する）が、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される一辺を成す三角形状に形成される。具体的にフォーカシングコイル２３は、フォーカシング方向に沿って延びる三角柱形状に形成される。したがってフォーカシングコイル２３を、その軸線Ｌ１に垂直な仮想平面で切断して見た断面形状は三角形状、より詳細には二等辺三角形状となる。一対のフォーカシングコイル２３は光軸に対して対称な同一構造であるので、以後第１マグネット体２８付近のフォーカシングコイル２３についてのみ詳細に説明し、第２マグネット体２９付近のフォーカシングコイル２３には、第１マグネット体２８付近のフォーカシングコイル２３に付した符号と同一の符号を付し、第２マグネット体２９付近のフォーカシングコイル２３の説明は省略するものとする。

フォーカシングコイル２３を通電させると、前記二等辺三角形の各底辺部２３ａには、レンズホルダ３０を移動させるべきフォーカシング方向の磁気力が作用する。各底辺部２３ａは、第１マグネット体２８の磁極面２８ａに略平行にかつ磁極面２８ａ付近に配設される。換言すれば各底辺部２３ａは、ホルダ駆動機構１８による磁界の向きに対して略垂直方向に配設される。したがって磁極面２８ａに臨むフォーカシングコイル２３の全底辺部２３ａ、つまり磁極面２８ａに臨むフォーカシングコイル２３の壁面部２３Ａ（図６参照）は、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される。

フォーカシングコイル２３を前記仮想平面で切断して見た二等辺三角形状において、底辺部２３ａを除く他辺部である各対向部２３ｂ，２３ｃには、レンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用する。つまりフォーカシングコイル２３を通電させると、各対向部２３ｂ，２３ｃに流れる電流の向きは、底辺部２３ａに流れる電流の向きの略反対方向となる。それ故、各対向部２３ｂ，２３ｃには、レンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用する。各対向部２３ｂ（２３ｃ）は、第１マグネット体２８の磁極面２８ａに対して傾斜しかつ前記磁極面２８ａからやや離隔して配設される。換言すれば各対向部２３ｂ（２３ｃ）は、ホルダ駆動機構１８による磁界の向きに対して傾斜するように配設される。したがって全対向部２３ｂ，２３ｃ、つまり前記壁面部２３Ａに臨むフォーカシングコイル２３の傾斜壁面部２３Ｂ、２３Ｃは、磁界の向きに対して傾斜方向に配設される。

ここで第１および第２マグネット体２８，２９は、同極の磁極面たとえばＮ極の磁極面２８ａ，２９ａが対向するように配設されている。つまり第１マグネット体２８付近のフォーカシングコイル２３は、Ｎ極の磁極面２８ａに臨むように配設される。前記フォーカシングコイル２３が配設される領域において、第１マグネット体２８による磁界の向きはＲ方向に略平行である。フォーカシングコイル２３の各底辺部２３ａに流れる電流であって、たとえば矢符Ｔ２で示すトラッキング方向他方に略平行に流れる電流と、矢符Ｒ１で示すＲ方向一方に向かう磁界との磁気的作用によって、駆動体１６つまりレンズホルダ３０を変位させるべきフォーカシング方向の磁気力である駆動力が働く。そのときフォーカシングコイル２３の各対向部２３ｂ，２３ｃに流れる電流と、磁界との磁気的作用によって、駆動体１６つまりレンズホルダ３０を変位させるべき方向とは反対方向の磁気力が働く。

前述したように、フォーカシングコイル２３をその軸線Ｌ１に垂直な仮想平面で切断して見た断面形状は、二等辺三角形状に形成されている。また各対向部２３ｂ，２３ｃは、磁界の向きに対して傾斜するように配設される。それ故、図５に示すように、各底辺部２３ａを交差する磁界の向きは、各底辺部２３ａを流れる電流の向きに対して、垂直に交差する。したがって各底辺部２３ａにおける任意の点においては、Ｒ方向向きの磁界の強さと、その底辺部２３ａに流れる電流との磁気的作用によって、レンズホルダ３０を変位させるべきフォーカシング方向の磁気力が発生する。各対向部２３ｂ（２３ｃ）を交差する磁界の向きは、各対向部２３ｂ（２３ｃ）を流れる電流の向きに対して、垂直に交差することなく傾斜して交差する。したがって各対向部２３ｂ（２３ｃ）における任意の点においては、Ｒ方向向きの磁界の強さの余弦成分と、その対向部２３ｂ（２３ｃ）に流れる電流との磁気的作用によって、レンズホルダ３０を変位させるべき方向とは反対方向の磁気力が発生する。

各対向部２３ｂ（２３ｃ）は、第１マグネット体２８の磁極面２８ａに対して各底辺部２３ａよりもやや離隔して配設されるので、各対向部２３ｂ（２３ｃ）の任意の点における磁界の強さは、少なくとも各底辺部２３ａの磁界の強さよりも小さくなる。また底辺部２３ａに対する対向部２３ｂ（２３ｃ）の傾斜角度をα（αはたとえば３０度）とし、各対向部２３ｂ（２３ｃ）におけるＲ方向向きの磁界の強さをＨとすると、各対向部２３ｂ（２３ｃ）の任意の点におけるＲ方向向きの磁界の強さの余弦成分は、Ｈ・ｃｏｓαと表される。このＲ方向向きの磁界の強さの余弦成分は、対向部２３ｂ（２３ｃ）の任意の点に実際に作用する磁束ベクトル量と同義である。したがって対向部２３ｂ（２３ｃ）の任意の点に実際に作用する磁束ベクトル量は、その点におけるＲ方向向きの磁界の強さよりも小さくなる。「磁束ベクトル量」を「発生磁束ベクトル量」という場合がある。

換言すれば、対向部２３ｂ（２３ｃ）の任意の点に実際に作用する磁束ベクトル量は、対向部が磁界の向きに対して垂直に配設される場合に比べて小さくなる。これによってレンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向のロスとなる磁気力を極力低減することができる。結局、前述の移動させるべき方向の磁気力の一部と、その反対方向の磁気力とは相殺されるので、移動させるべき方向の磁気力を可及的に大きくすることができる。したがってレンズホルダ３０を移動させるときの駆動感度を高くすることができる。

図７は、フォーカシングコイル２３をフォーカシング方向に見た図である。図６も参照しつつ説明する。フォーカシングコイル２３をフォーカシング方向に見て、そのトラッキング方向の寸法は、図１０および図１１に示す角筒状のフォーカシングコイルにおけるトラッキング方向の寸法と同一に設定される。フォーカシングコイル２３のＲ方向の寸法は、前記角筒状のフォーカシングコイルにおけるＲ方向の寸法と同一に設定される。したがって本実施形態の三角柱状のフォーカシングコイル２３は、従来の角筒状のフォーカシングコイルよりも、巻線一周あたりの長さが短くなる。つまり角筒状のフォーカシングコイルに比べて、本実施形態の三角柱状のフォーカシングコイル２３は、巻線の全線長を短くすることができる。それ故、フォーカシングコイル２３の抵抗値を、角筒状のフォーカシングコイルの抵抗値よりも小さくすることができる。これによって三角柱状および角筒状の各フォーカシングコイルに与えられる電圧が同じである場合、三角柱状のフォーカシングコイル２３の方により多くの電流を流すことが可能となる。それ故、駆動体１６の駆動感度を一層向上することができる。たとえば本実施形態において、底辺部２３ａのトラッキング方向の寸法が５ｍｍ、底辺部２３ａから対向部２３ｂ（２３ｃ）までの高さが最大で約２ｍｍになるようにフォーカシングコイル２３を形成したとき、三角柱状のフォーカシングコイル２３は、角筒状のフォーカシングコイルに対して約８１％の抵抗値となる。したがって三角柱状のフォーカシングコイル２３に多くの電流を流すことが可能となり、高い駆動感度を確実に得ることができる。

巻回されるフォーカシングコイル２３の内方空間には、図１および図２に示すように補強部材３３が配設される。ここで駆動体１６の剛性について説明しておく。光ディスク１３の面振れおよび偏心に対して、ビームスポットを記録トラックに精度良く追従させるために、対物レンズ駆動装置１０における高次共振特性の向上を推し進める必要がある。対物レンズ駆動装置１０における高次共振は、主に対物レンズ１１、レンズホルダ３０、フォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５を含む駆動体１６全体の１次変形モードおよび２次変形モードによる共振である。各変形モードによる共振周波数は、駆動体１６の剛性強度が高いほど高くなる。共振周波数が高ければ高いほど、光ディスク１３の面振れに追従させるフォーカシングサーボ制御と、光ディスク１３の偏心に追従させるトラッキングサーボ制御とを余裕を持って安定して行うことができる。

対物レンズ駆動装置１０は、前述の補強部材３３を備えている。補強部材３３は、フォーカシングコイル２３によって外囲される内方空間に配設され、フォーカシングコイル２３を内方側から固定する。具体的にフォーカシングコイル２３の内方空間には、補強部材３３が隙間なく充填されて設けられる。これによって補強部材３３は、フォーカシングコイル２３の底辺部２３ａと対向部２３ｂ，２３ｃとを連結して固定する。したがって底辺部２３ａが対向部２３ｂ，２３ｃに対して相対的に変位することを防止することができる。このようにフォーカシングコイル２３の変形を防止することができる。換言すれば、補強部材３３によってフォーカシングコイル２３の剛性強度を高くすることができ、駆動体１６の剛性強度の向上を図ることができる。したがって本実施の形態においては、フォーカシングサーボ制御とトラッキングサーボ制御とを余裕を持って安定して行うことが可能となる。

補強部材３３は、たとえば熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いた接着剤から成る。この接着剤は、硬化される前には流動性を有し、かつ硬化時に２００メガパスカル程度のヤング率を有する。本実施の形態では、補強部材３３として、たとえばナガセケムテックス（株）製、製品名称がＸＮＲ３５０３である接着剤が用いられる。補強部材３３は流動性を有する接着剤から成るので、フォーカシングコイル２３の内方側から、前記接着剤が巻線同士の間に入り込む。その後この接着剤が硬化することによって、フォーカシングコイル２３の巻線同士を相互に固定する。

補強部材３３は一種類の接着剤から成っていてもよいし、複数種類の接着剤から成っていてもよい。補強部材３３が複数種類の接着剤から成る場合、内方空間に該接着剤を充填するにあたって、内方空間の予め定める領域毎に接着剤を選択的に注入して、補強部材３３が内方空間に段階的に配設される。複数種類の接着剤を用いて、内方空間に段階的に補強部材３３を配設する場合には、接着剤の硬化時の収縮力によって、フォーカシングコイル２３の変形を一層確実に防止することが可能となる。

補強部材３３は、フォーカシングコイル２３の内方空間のほぼ全域にわたって配設されるので、フォーカシングコイル２３の変形を確実に防止することができる。これによってフォーカシングコイル２３の剛性強度がさらに向上されるので、駆動体１６全体の剛性強度を確実に向上することができる。また本実施の形態では、接着剤だけから成る補強部材３３を適用するが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。たとえば図示外の基材をフォーカシングコイル２３に挿通して設けたうえで、接着剤をさらに充填することによって形成されてもよい。基材を用いる場合には、接着剤に比べて軽量な基材を用いるようにして、フォーカシングコイル全体の軽量化を図ることが望ましい。これによっても駆動感度の向上を図ることが可能となる。

トラッキングコイル２４，２５は、レンズホルダ３０つまり対物レンズ１１を光ディスク１３に対してトラッキング方向に移動させるために巻回されたコイル体である。Ｒ方向に離隔して配設される一対のトラッキングコイル２４，２５は、同一構造であるので、矢符Ｒ２で示すＲ方向他方のトラッキングコイル２４，２５についてのみ説明する。Ｒ方向一方のトラッキングコイル２４，２５については、Ｒ方向他方のトラッキングコイル２４，２５に付した同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

各トラッキングコイル２４（２５）をＲ方向に垂直な仮想平面で切断して見た形状が、略Ｄ字形状になるように、各トラッキングコイル２４（２５）は形成される。フォーカシングコイル２３の壁面部２３Ａには、これらトラッキングコイル２４，２５が固着される。これら一対のトラッキングコイル２４，２５は、トラッキング方向に所定小距離離隔して配設される。トラッキングコイル２４，２５をフォーカシングコイル２３に固着するときには、フォーカシングコイル２３とトラッキングコイル２４，２５との巻線同士の間に接着剤を充填する。これによって、フォーカシングコイル２３とトラッキングコイル２４，２５とが相互に固定される。このようにしてコイル群３１全体を強固に固定することができ、高い剛性強度を得ることができる。トラッキングコイル２４，２５が通電される場合には、駆動体１６つまりレンズホルダ３０がトラッキング方向へ変位駆動される。

図８は、駆動体１６とフォーカシングコイル２３との関係を示す図である。駆動体１６のうちレンズホルダ３０には、フォーカシングコイル２３が固着されるうえ、対物レンズ１１が保持される。レンズホルダ３０は、駆動体１６の外部から与えられる振動に対して、除振効果が大きい材料、換言すると減衰特性に優れた材料から成る。具体的にレンズホルダ３０は、液晶樹脂（Liquid Crystalline Polymer；略称ＬＣＰ）から成る。レンズホルダ３０は、略直方体状に形成されるとともに第１および第２マグネット体２８，２９の間に配設される。光ディスク１３に臨む一表面部であって、レンズホルダ３０の一表面部には、たとえば紫外線硬化性接着剤などを介して対物レンズ１１が固着される。

レンズホルダ３０には、フォーカシングコイル２３の各対向部２３ｂ（２３ｃ）が嵌入されかつ固着される凹所３４が形成される。このフォーカシングコイル２３の各対向部２３ｂ（２３ｃ）が、コイル体の一部分に相当する。具体的にフォーカシングコイル２３の対向部２３ｂ，２３ｃに臨むレンズホルダ３０の一表面部は、対向部２３ｂ，２３ｃに対応するように凹設される。レンズホルダ３０の前記一表面部をフォーカシング方向に見ると、そのトラッキング方向一端および他端からトラッキング方向中間付近に向かうに従ってＲ方向一方に凹む略Ｖ字形状に形成される。さらにレンズホルダ３０の前記一表面部と、対向部２３ｂ，２３ｃとの間には、略均一なクリアランスδが確保されるように配設される。すなわちレンズホルダ３０の一表面部には、接着剤を介してフォーカシングコイル２３が固着され、この接着剤の層３５によって前述の略均一なクリアランスδが確保される。ここで「略均一」は「均一」を含む。

図１０に示す従来技術の対物レンズ駆動装置においては、レンズホルダのフォーカシングコイルが固定される部分のトラッキング方向の寸法を、Ｌ２とする。また本実施の形態と従来技術とにおいて、フォーカシングコイルの磁極面に対向する部分の寸法を同一とする。前述のようにレンズホルダ３０の一表面部をフォーカシングコイル２３の形状に対応して凹設するので、レンズホルダ３０とフォーカシングコイル２３とが接着剤を介して接触する接触面積を、従来のコイル、ホルダ間の接触面積と同一に設定する場合には、次の効果を奏する。本実施の形態におけるレンズホルダ３０の一表面部のトラッキング方向Ｔの寸法Ｌ３を、従来のトラッキング方向の寸法Ｌ２に比べて小さくすることができる。

またレンズホルダ３０の一表面部はＶ字状に凹設されるので、フォーカシングコイル２３のＲ方向の寸法を、従来のフォーカシングコイルのＲ方向寸法と同じにした場合であっても、一表面部を凹設する分、レンズホルダ３０のＲ方向寸法を小さくすることができる。これによって駆動体１６の小形化および軽量化を図ることができる。

またフォーカシングコイル２３とレンズホルダ３０とが接触する領域のトラッキング方向Ｔの寸法Ｌ３が前記Ｌ２より小さくなり、かつフォーカシングコイル２３が三角柱状に形成されることによって、次の効果を奏する。つまり図８に示すように、レンズホルダ３０のトラッキング方向両側の縁辺部の余分な部分３６を、予め削除することが可能となる。したがって駆動体１６の軽量化を図ることができる。フォーカシングコイル２３のレンズホルダ３０による保持強度を低下させることなく駆動体１６全体の質量を小さくし、駆動感度の向上が可能となる。

またレンズホルダ３０とコイル群３１とは、別体に形成される。これによってレンズホルダ３０にフォーカシングコイル２３およびトラッキングコイル２４，２５を巻回する場合に比べて、コイル体の巻回数等の変更による形状の変更に容易に対応することができるとともに、巻回作業を簡単化することができる。駆動体１６を弾発的に保持する保持部材２１，２２のＲ方向他端部には、基板３２が電気的かつ機械的に接続される。レンズホルダ３０には、コイル体を直接巻回しないので、レンズホルダ３０に基板３２を直接接着して固定することができる。これによって対物レンズ駆動装置１０に不要な共振が発生することが防がれ、良好な周波数特性を得ることができる。

以上説明した対物レンズ駆動装置１０によれば、特にレンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るフォーカシングコイル２３の対向部２３ｂ，２３ｃが、磁界の向きに対して傾斜方向に配設されるので、対向部２３ｂ，２３ｃの各点における磁束ベクトル量を小さくすることができる。つまりフォーカシングコイル２３の対向部２３ｂ，２３ｃ上の各点における実際の磁束ベクトル量は、各点における磁界の強さの余弦成分であって傾斜角度に応じた余弦成分となり得る。

このようにレンズホルダ３０を移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るフォーカシングコイル２３の対向部２３ｂ，２３ｃにおいては、磁束ベクトル量を積極的に小さくしたうえで、レンズホルダ３０を移動させるべき方向の磁気力が作用するフォーカシングコイル２３の底辺部２３ａにおいては、磁束ベクトル量が小さくならないようにこの底辺部２３ａを磁界の向きに対して略垂直方向に配設した。結局、前述の移動させるべき方向の磁気力の一部と、反対方向の磁気力とは相殺されるので、移動させるべき方向の磁気力を可及的に大きくすることができる。したがってレンズホルダ３０を移動させるときの駆動感度を高くすることができる。また反対方向のロスとなる磁気力を極力低減することができるので、所望の駆動感度を得たうえで、フォーカシングコイル２３の巻回数を少なくして、駆動体１６の軽量化を図ることができる。

また本対物レンズ駆動装置１０によれば、フォーカシングコイル２３は、その軸線Ｌ１に垂直な仮想平面で切断して見た断面形状が三角形状に形成される。これによって、レンズホルダ３０を移動させるべき方向の磁気力が作用する部分の寸法を、軸線Ｌ１に垂直な断面形状が長方形状および略Ｄ字状に形成される従来のフォーカシングコイルと同一寸法にした場合、この従来のフォーカシングコイルに比べて巻線の全線長を短くすることができる。したがってフォーカシングコイル２３の抵抗値を小さくすることができる。したがって電圧を与えたときに流れる電流値が従来のフォーカシングコイルに比べて大きくなるので、レンズホルダ３０を移動させるべき方向の磁気力が大きくなり、駆動感度を向上することができる。

また補強部材３３がフォーカシングコイル２３の内方空間に配設され、フォーカシングコイル２３を内方側から固定する。これによってフォーカシングコイル２３が不所望に変形することを防止し得るだけでなく、フォーカシングコイル２３の剛性強度の向上を図ることができる。したがって駆動体１６全体の剛性強度を向上することができ、サーボ制御の高帯域化を図ることができる。

また補強部材３３は接着剤から成る。接着剤は硬化される前は流動性を有するので、フォーカシングコイル２３の巻線同士の隙間を埋めるように充填することができるとともに、接着作用によってフォーカシングコイル２３の巻線同士を相互に強固に固定することができる。これによってフォーカシングコイル２３の剛性強度を一層確実に向上することができる。また補強部材３３に用いられる接着剤と、フォーカシングコイル２３をレンズホルダ３０に取付けるための接着剤とを同一種類の接着剤にすることによって、次の効果を奏する。補強部材３３のフォーカシングコイル２３への配設作業と、フォーカシングコイル２３のレンズホルダ３０への取付作業とを一つの作業工程で行うことができ、組立て作業を簡単化することができる。

フォーカシングコイル２３には、磁界の向きに対して傾斜方向に配設される対向部２３ｂ，２３ｃが嵌入されかつ固着される凹所３４が形成される。これによってレンズホルダ３０の外形寸法を小さくすることができる。すなわちレンズホルダ３０を小形化することができるうえ、レンズホルダ３０の軽量化を図ることができる。フォーカシングコイル２３をレンズホルダ３０に確実に固定したうえで、レンズホルダ３０の小形化および軽量化を図ることが可能となり、駆動感度を向上することができる。

また本光ピックアップ装置１０Ａによれば、対物レンズ駆動装置１０によってレンズホルダ３０を精度良く変位させて、光ディスク１３の面振れおよび偏心に対して、ビームスポットを所望の記録トラックに確実に追従させることができる。これによって所望の記録トラックに対して情報の記録および再生のうち少なくともいずれか一方を好適に実行することができる。したがって高密度および大容量の記録媒体に対して、情報を確実に記憶することができるだけでなく、情報を確実に再生することができる。

図９は、変更形態に係るフォーカシングコイル３７，３８，３９をフォーカシング方向に見た図である。本実施形態においては、フォーカシングコイルをその軸線に垂直な仮想平面で切断して見た断面形状が、二等辺三角形状に形成されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。たとえば図９（ａ）に示すように、フォーカシングコイル３７をその軸線Ｌ４に垂直な仮想平面で切断して見た断面形状が五角形状となるように、フォーカシングコイルを形成してもよい。この場合、磁極面に臨むフォーカシングコイル３７の壁面部３７Ａは、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される。壁面部３７Ａのトラッキング方向一端部および他端部から矢符Ｒ１で示すＲ方向一方にそれぞれ所定小距離延設される延設壁部３７Ｂ，３７Ｃは、磁界の向きに略平行に配設される。フォーカシングコイル３７のうちこれら延設壁部３７Ｂ，３７Ｃおよび壁面部３７Ａを除く対向壁部３７Ｄ，３７Ｅは、ホルダ駆動機構１８による磁界の向きに対して、それぞれ傾斜するように配設される。特に対向壁部３７Ｄ，３７Ｅが磁界の向きに対して傾斜するように配設されるので、本実施形態と略同様の効果を奏する。

その他図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、部分的に傾斜壁部を含むフォーカシングコイルを適用することも可能である。これらの場合にも本実施形態と略同様の効果を奏する。なおトラッキングコイル２４（２５）の内方空間に、本実施形態の補強部材に相当するものを配設してもよい。この場合には、トラッキングコイル２４，２５の剛性強度の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施の一形態である対物レンズ駆動装置１０の一部を示す斜視図である。 対物レンズ駆動装置１０をフォーカシング方向に見た図である。 対物レンズ駆動装置１０をトラッキング方向に見た図である。 第１および第２マグネット体２８，２９から発生する磁界の分布を示す図である。 フォーカシングコイル２３に流れる電流と第１および第２マグネット体２８，２９による磁界との関係を説明するための図である。 フォーカシングコイル２３を示す斜視図である。 フォーカシングコイル２３をフォーカシング方向に見た図である。 駆動体１６とフォーカシングコイル２３との関係を示す図である。 変更形態に係るフォーカシングコイル３７，３８，３９をフォーカシング方向に見た図である。 従来技術の対物レンズ駆動装置１の一部を示す正面図である。 フォーカシングコイル４を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 対物レンズ駆動装置
１０Ａ 光ピックアップ装置
１１ 対物レンズ
１２ 光源
１４ 集光手段
１５ 光検出手段
１６ 保持体
１８ ホルダ駆動機構
２３ フォーカシングコイル
３３ 補強部材
３４ 凹所

Claims (6)

1. 光を記録媒体に集光する対物レンズと、
   対物レンズを保持するレンズホルダと、
   レンズホルダに設けられ、レンズホルダを移動させるために巻回されたコイル体と、
   磁界を形成し、その磁界に配設されるコイル体が受ける磁気力によってレンズホルダを移動駆動するホルダ駆動手段とを備え、
   レンズホルダを移動させるべき方向の磁気力が作用するコイル体の部分を、磁界の向きに対して略垂直方向に配設するとともに、レンズホルダを移動させるべき方向とは反対方向の磁気力が作用し得るコイル体の一部分を、磁界の向きに対して傾斜方向に配設することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. コイル体は、少なくともホルダ駆動手段に近接するコイル体の部分が、磁界の向きに対して略垂直方向に配設される一辺を成す多角形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
3. 巻回されるコイル体の内方空間に配設され、かつコイル体に固着される補強部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記補強部材は、接着剤から成ることを特徴とする請求項３記載の対物レンズ駆動装置。
5. レンズホルダには、磁界の向きに対して傾斜方向に配設されるコイル体の一部分が嵌入されかつ固着される凹所が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の対物レンズ駆動装置。
6. 記録媒体への情報の記録および記録媒体からの情報の再生のうち少なくともいずれか一方をする光ピックアップ装置であって、
   光を出射する光源と、
   対物レンズを有し、光源からの光を記録媒体に集光する集光手段と、
   請求項１〜５のいずれか１つに記載の対物レンズ駆動装置と、
   集光手段によって集光され、記録媒体から反射される光を検出する光検出手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。

Images