JP2005259308A - 対物レンズ駆動装置，光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部をタンジェンシャル方向において両側から支持する構成の対物レンズ駆動装置において、フォーカス，トラックオフセット時の感度低下や一次共振周波数の変動を小さくする。
【解決手段】対物レンズ保持部材２におけるトラッキング方向両側面にそれぞれ支持突部２ａ，２ｂを突設させ、支持突部２ａ，２ｂを可動部中心の両側に配置し、一端部を弾性基板９に固定したワイヤばね５ａ，５ｂを、弾性基板９に近い支持突部２ｂの２つの貫通孔を遊嵌させ、他端部を一方の弾性基板９から遠い支持突部２ａに固定し、同様に、他方の弾性基板９に固定されているワイヤばね５ｃ，５ｄは支持突部２ａの２つの貫通孔を遊嵌し、他端部を支持突部２ｂに固定し、ワイヤばね５の長さを、固定部材６側固定端部と可動部重心とのタンジェンシャル方向における距離よりも長くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクなどに対して記録／再生を行うため光ビームを光スポットとして集光するために適用される対物レンズ駆動装置、およびその対物レンズを搭載した光ピックアップ装置、ならびにその光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置に関するものである。

光ディスク装置では、レーザの光束を光ディスクに照射し、その反射光を識別することによって情報を読取っている。ここで、光ディスク装置に搭載されている対物レンズ駆動装置は、反射光から得られる制御信号を用いて、対物レンズをメディアの面振れや、偏芯などの動きに追従するように制御することにより、フォーカシング方向と、トラッキング方向に駆動し、メディアの記録面上にスポットが形成するようにされている。

大容量のデータを扱うにあたって、記録，再生も高速に行うことが望まれるため、メディアを高速回転させる必要がある。面振れや、偏芯が存在するメディアを高速回転させた場合、加速度は非常に大きくなり、メディアに対物レンズを精度良く追従させるためには大きな推力を発生できる対物レンズ駆動装置が必要になる。

さらに近年、高密度化のため、小さなスポットを形成することが必要となってきており、この為には対物レンズのＮＡを大きくするか、レーザの波長を短くすることが考えられる。ここで、ＮＡを大きくしたり、レーザの波長を短くすると、対物レンズの光軸とメディアの垂直度がずれることにより、コマ収差が発生しやすくなり、スポットの品質が劣化する、これによって、記録再生品質が劣化してしまうという問題が生じる。そのため高密度化のためにはメディアと対物レンズの傾きの精度向上が必要となる。

近年では特に精度が厳しくなり、メディアと対物レンズの傾き（チルト）を積極的に補正する機能をもった光ディスク装置が提供されている。チルトを補正する方式はいくつかあるが、対物レンズを含む対物レンズ駆動装置の可動部をメディアの傾きに追従させる方式は低コストで省スペースであり、また可動部が軽量であるため高速なメディアの傾きにも追従させることができるため、補正能力が高い方式である。

以下に従来の対物レンズ駆動装置の例を説明する。

（従来例１）
従来におけるこの種の技術として、各種のものが提案されている。例えば特許文献１に記載されている対物レンズ駆動装置（以下、従来例１と称する）では、図２９に示すように、一対の同一構造の支持部材１０１，１０２が対物レンズ１０４の光軸に直交する平面１０５内に配置されている。各支持部材１０１，１０２の一端１０１ａ，１０２ａ側はレンズホルダ１０６の２つの側面にそれぞれ固定され、また各支持部材１０１，１０２の他端１０１ｂ，１０２ｂ側は固定部１０７に固定されている。各支持部材１０１，１０２は、固定部１０７から延設された第１の棒状部材１０８，１０９と、レンズホルダ１０６から延設され、かつ第１の棒状部材１０８，１０９と互いに端部で直角に連結された第２の棒状部材１１０，１１１とから構成されている。

対物レンズ１０４におけるタンジェンシャル回転方向の剛性に関しては、支持部材１０１，１０２の一端１０１ａ，１０２ａ側の方が、支持部材１０１，１０２の他端１０１ｂ，１０２ｂ側に比べて小さい剛性となるように設定されている。レンズホルダ１０６には駆動マグネット１１２，１１３が固定されており、固定部１０７に配置されている駆動コイル（フォーカス駆動コイル，トラック駆動コイル，ラジアル駆動コイル，タンジェンシャル駆動コイル）１１４，１１５のそれぞれに電流を流すことにより、対物レンズ１０４を含むレンズホルダ１０６を４軸方向に駆動することができるようになっている。

このような構成にすることにより、可動部が薄く形成され、対物レンズ主点と可動部の慣性中心と支持中心、そして推力中心を近接させた設計をすることが可能になるなど、レンズホルダ１０６をフォーカシング方向に駆動したときのタンジェンシャル回転方向へのクロストークを低減することが可能である。したがってチルト動作による並進方向へのクロスアクションを発生しにくい。

しかし、図２９に示す従来技術では可動部を薄く構成しているために、駆動部の大きさを十分確保できず，出力加速度が低いと言う問題がある。

また、構造的にフォーカシング動作とタンジェンシャルチルト動作が相互に影響しやすく、フォーカシング動作によりタンジェンシャルチルトが発生するなどが原因で、サーボが不安定になるという問題がある。

（従来例２）
また、特許文献２に記載されている対物レンズ駆動装置（以下、従来例２と称する）では、図３０に示すように、対物レンズホルダ２０６上ほぼ中央に対物レンズ２０１を設け、対物レンズホルダ２０６の側面２０６ａには扁平型のフォーカシング調整用コイル２０４を２つ並設する。さらに、このフォーカシング調整用コイル２０４の上に同じく扁平型のトラッキング調整用コイル２０５を跨設する。そして、前述した対物レンズホルダ２０６の側面２０６ａの反対側の側面２０６ｂにも同様にフォーカシング調整用コイル２０４およびトラッキング調整用コイル２０５を設ける。なお、図３０（ａ）中の左上のフォーカシング調整用コイルをＦ１、図３０（ａ）中の右上のフォーカシング調整用コイルをＦ２、図３０（ａ）中の左下のフォーカシング調整用コイルをＦ３、図３０（ａ）中の右下のフォーカシング調整用コイルをＦ４とする。

前述した構成をもつ光ピックアップアクチュエータをヨーク２０２に挿入し、同一平面の同じ向きに配した３本ずつ（合計６本）のワイヤ（支持部材）２０７の一端側を対物レンズホルダ２０６の互いに対向する側面２０６ｃ，２０６ｄに固定する一方、ワイヤ２０７の他端側をヨーク２０２に設けられた固定部２０８に支持する。支持する位置は、フォーカシング調整用コイル２０４およびトラッキング調整用コイル２０５の存在しない対物レンズホルダ２０６の側面の両側（図１中の上面および下面）のほぼ中央とする。そして、ヨーク２０２のフォーカシング調整用コイル２０４に対向する位置にマグネット２０３（磁束発生手段）をそれぞれ２個ずつ設ける。

従来例２は、棒状弾性支持部材すなわちワイヤ７を同一平面上に配置することにより、タンジェンシャルチルト方向への可動性を良好にしたものである。この従来例２によれば、従来例１に対して可動部にコイルを配置したムービングコイル方式であるため出力加速度を大きくすることが可能である。

しかし、従来例２でもフォーカシング動作したときにタンジェンシャルチルトを発生してしまい動作が不安定になるという問題がある。

（従来例３）
また、特許文献３に記載されている対物レンズ駆動装置（以下、従来例３と称する）では、図３１に示すように、光学系の対物レンズ３０１は対物レンズホルダ２に周囲を固定されて保持されている。対物レンズホルダ３０２のディスク周方向（ｙ方向）側面にはフォーカスコイル３０３ａ，３０３ｂとトラッキングコイル３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄが対向して固着されている。さらに前記対物レンズホルダ３０２のディスク径方向（ｘ方向）側面にはチルトコイル３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄが対向して固着されている。８本の平行な直線状の支持材３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ，３０６ｄ，３０６ｅ，３０６ｆ，３０６ｇ，３０６ｈは、一端を前記対物レンズホルダ３０２の側面に、他端は基台３０７の支持材固定部３０８ａ，３０８ｂに固着され、可動部をフォーカス方向Ａ、トラッキング方向Ｂ、傾き方向Ｃの３方向に移動および傾動可能に支持している。この基台３０７は光学ピックアップ本体３１５の上部に取り付けられｙ方向に一対、ｘ方向に二対Ｕ字型ヨークがある。ｙ方向Ｕ字型ヨーク３０９ａ，３０９ｂにはフォーカス、トラッキング駆動用のｙ方向磁石３１０ａ，３１０ｂが装着され、ｘ方向Ｕ字型ヨーク３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ，３１１ｄにはチルト駆動用のｘ方向磁石３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄが装着され各々磁気回路を形成している。前記対物レンズホルダ３０２上面ｘ方向には傾き検出器３１３ａ，３１３ｂが取り付けられ、前記対物レンズ３０１から放出され光ディスク３１４に集光され反射される光のうち前記対物レンズ３０１に戻らない回折光を受光できるようになっている。

従来例３では対物レンズ保持部材のタンジェンシャル方向において、両側を支持することで安定な支持をすることができる。ただし、従来例３ではラジアル方向のチルト動作は可能であるが、タンジェンシャルチルト方向の回転剛性が非常に高く、タンジェンシャルチルト動作ができない。

（従来例４）
また、特許文献４に記載されている対物レンズ駆動装置（以下、従来例４と称する）では、図３２に示すように、対物レンズ４２２を略中央に保持するレンズホルダ４２３は駆動用コイルの巻線ボビンを兼用しており、このレンズホルダ４２３の外周壁に第１の巻線溝部４２３ａが形成されて対物レンズ４２２の光軸を中心としてフォーカスコイル４２４が巻装され、一方向に相対する両外側壁にはそれぞれ一対の巻線枠部４２３ｂ1，４２３ｂ2および４２３ｂ3，４２３ｂ4が所要間隔を置いて形成されてトラッキングコイル４２５が２つに分別巻きされて巻装されている。また、このレンズホルダ４２３にはトラッキングコイル４２５の巻装側の両外側壁にそれぞれ平行してヨーク孔が形成されている。

このように構成されるレンズホルダ４２３は、サスペンション取付け部材（以下、サス取付け部材という）４２７に嵌合固着されて一体化されている。このサス取付け部材４２７には、対物レンズ４２２と光軸方向に対応する円形開口４２８が形成された基板部４２７ａの両側部に、レンズホルダ４２３のトラッキングコイル４２５の巻装側の両外側壁と直交する方向に相対する両外側壁に対応してそれぞれ一対の取付けブロック４２７ｂ1，４２７ｂ2および４２７ｂ3，４２７ｂ4が所要の間隙を隔てて立上げ形成されている。

このようにレンズホルダ４２３と一体化されるサス取付け部材４２７に弾性支持部材としてのサスペンション部材４２９a1,a2,a3,a4,b1,b2,b3,b4が取り付けられている。従来例４におけるサスペンション部材２９は平面的に形成されてレンズホルダ２３を両側より支持するように構成されている。

従来例４は、棒状弾性支持部材の軸方向の引張り圧縮力をクランク部で吸収するようにすることでフォーカシング、トラッキングオフセット時の低域感度の低下を少なくしたものである。しかし、従来例３ではワイヤの長さを十分に確保することができず、対物レンズ駆動装置全体の大きさも大きくなりやすいという問題がある。

（従来例５）
図３３は従来例５としての対物レンズ駆動装置を示す斜視図であり、対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２はタンジェンシャル方向を長手方向とするワイヤばね５ａ，５ｂによって弾性的に支持されている。ワイヤばね５ａ，５ｂは、フォーカシング方向に間隔を隔て、対物レンズ１の光軸を中心としてタンジェンシャル方向およびラジアル方向それぞれに対称に、かつ略平行に各々の平面上に４本ずつ、合計８本が配置され、ワイヤばね５ａ，５ｂの固定部材６側の端部は、ベース部材７に取り付けられている固定部材６に一部が固定されているＥ字形状をした弾性基板９に半田付けされている。

従来例５はタンジェンシャル動作時に発生する棒状弾性支持部材の軸方向の引張り圧縮力を、棒状弾性支持部材の固定部側端部を弾性基板に固定することにより吸収し、可動しやすくしたものである。

しかし、従来例５でもタンジェンシャルチルト方向の可動性を十分に確保するのは難しく、また弾性基板部のばらつきの影響を受けやすいため、タンジェンシャルチルト方向の駆動感度の管理が難しいという問題があった。

（従来例６）
図３４は従来例６としての対物レンズ駆動装置を示す斜視図であり、対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２は、タンジェンシャル方向を長手方向とするワイヤばね５によって弾性的に支持されている。ワイヤばね５は、フォーカシング方向に垂直な略１つの平面上において、対物レンズ１の光軸を中心としてタンジェンシャル方向およびラジアル方向の両側に４本ずつ合計８本が平行に配設されている。ワイヤばね５の固定部材６側における固定端部は、ワイヤばね５の軸方向に可撓性を有して微動するようになっている弾性基板９に半田固定することにより可動性を向上させている。

従来例６は、８本の棒状弾性支持部材を同一平面状に配置することでタンジェンシャル動作時に棒状弾性支持部材の軸方向の引張り圧縮力を発生しないようにしている。このような構造にすることで、ラジアルチルト方向と同程度の可動性を得ることができる。ちなみにラジアルチルト方向とタンジェンシャルチルト方向の一次共振周波数は、フォーカス，トラック方向の倍程度になる。

従来例５，６は可動部を両側から支持していることにより、フォーカシング駆動時に発生するモーメントが両側でキャンセルされ、理論上はタンジェンシャルチルトが発生しない。この反面、フォーカシング動作やトラッキング動作などで棒状弾性支持部材が撓むことによる軸方向の変動が規制されるため、フォーカス，トラック方向のオフセット時に低域の感度が低下することが問題となる。低域の感度が低下するのは軸方向の変動が規制されるためにばね乗数が増加することが原因であるため、当然一次共振周波数も変動してしまう。

（従来例７）
また、特許文献５に記載されている対物レンズ駆動装置（以下、従来例７と称する）では、図３５，図３６に示すように、トラッキング方向に離間したフォーカシング推力を逆方向に（もしくは差分で）発生させることでチルト駆動のモーメントを発生させるための２つのフォーカス方向推力発生部分をタンジェンシャル方向において異なる面に配置することで、フォーカス駆動コイル有効長を長くし推力特性を向上させているものである。

なお、図３５において、５０１は対物レンズ、５０２はレンズホルダ、５０３は第１のプリントコイル、５０３ａは第１のフォーカシングコイル部、５０３ｂは第１のトラッキングコイル部、５０４は第２のプリントコイル、５０４ａは第２のフォーカシングコイル部、５０４ｂは第２のトラッキングコイル部、５０５は第１のマグネット、５０６は第２のマグネット、５０７は端子板、５０８はワイヤー、５０９はヨーク、５１０はベース、５１１はサスホルダ、５１２は基板を示す。また、図３６において、５２１，５２２は第１，第２のボビン、５２３，５２４は第１，第２のフォーカシングコイル、５２５，５２６は第１，第２のマグネット、５２７，５２８は第１，第２のトラッキングコイル、５２９，５３０は対向ヨークを示す。

しかし、従来例７は可動部をそのタンジェンシャル方向における片側からのみ支持しているため、磁気回路をトラッキング方向に拡大しようとすると弾性支持部材と干渉してしまい、さらなる推力の増加をすることが困難であった。

またチルト駆動のモーメントは、トラッキング方向およびタンジェンシャル方向の両方向に離間したフォーカシング推力を逆方向に（もしくは差分で）発生させることで得ているため、ラジアルチルト駆動と同時にタンジェンシャルチルト方向にも変動してしまう（ラジアルチルト駆動からタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクション）。このクロスアクションはラジアルチルト動作を行う３軸対物レンズ駆動装置であれば、低周波数領域のみに限り、チルト剛性をラジアルチルト方向に対してタンジェンシャルチルト方向に十分に大きくすることで低減することができるが、ラジアルチルト動作およびタンジェンシャルチルト動作を行う４軸対物レンズ駆動装置では、タンジェンシャル方向の可動性も必要であるため、タンジェンシャルチルト方向の剛性も小さくする必要があるため問題となってしまう。
特開平１０−２７５３５４号公報 実用新案登録第２５７９７１５号公報 特開平６−１６２５４０号公報 特開２０００−１６３７７４号公報 特開２００２−１５０５８４号公報

本発明は、このような問題点を解決し、可動部をタンジェンシャル方向において両側から支持する構成の対物レンズ駆動装置において、フォーカス、トラックオフセット時の感度低下や一次共振周波数の変動を小さくすることを実現した対物レンズ駆動装置、光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる駆動部とを備えた対物レンズ駆動装置において、前記複数の棒状弾性支持部材の個々の長さを、タンジェンシャル方向における前記棒状弾性支持部材の固定部側の端部と可動部重心との距離よりも長くしたことを特徴とする。このように、棒状弾性支持部材の長さを長くすることにより、フォーカシング，トラッキング動作時などに発生する撓みによる棒状弾性支持部材の軸方向の変動を小さくすることで低域の感度低下の発生を小さくすることが可能になる。また、棒状弾性支持部材の長さを長くすることにより部品ばらつきによるばね定数のばらつきを低減することが可能になる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記複数の棒状弾性支持部材の中で、互いにタンジェンシャル方向で対向する棒状弾性支持部材を、前記棒状弾性支持部材同士の干渉を避けるように、トラッキング方向にわずかにオフセットさせたことを特徴とする。このように、可動部のタンジェンシャル方向両側の棒状弾性支持部材を互いにその同一軸上に配置しないようにし、棒状弾性支持部材同士の干渉をなくすことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする。このように構成したことにより、装置のレイアウトをしやすくすることが可能になる。さらに、可動部のタンジェンシャル方向両側の棒状弾性支持部材をトラッキング方向にできるだけ離し、オフセットした位置に配置することにより軸方向の変動を規制しないようにし、フォーカシング，トラッキング時の低域の感度低下を小さくすることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１，２または３に係る発明において、前記棒状弾性支持部材の可動部側の固定端部を、タンジェンシャル方向において、前記可動部から前記固定部側の方向とは反対方向に突出させたことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカシング，トラッキング動作時などに発生する撓みによる棒状弾性支持部材の軸方向の変動を小さくすることによって低域の感度低下の発生を小さくすることが可能になる。また、棒状弾性支持部材の長さを長くすることにより部品ばらつきによるばね定数のばらつきを低減することが可能になる。

請求項５に係る発明は、対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる駆動部とを備えた対物レンズ駆動装置において、前記複数の棒状弾性支持部材を、前記対物レンズ保持部材の側面近傍ではタンジェンシャル方向を長手方向とし、前記可動部のタンジェンシャル方向両側に配置される磁気回路のタンジェンシャル方向外側で略９０度屈曲させて、前記固定部材に取り付けることを特徴とする。このように、棒状弾性支持部材の長さを長くすることによりフォーカシング，トラッキング動作時などに発生する撓みによる棒状弾性支持部材の軸方向の変動を小さくすることで低域の感度低下の発生を小さくすることが可能になる。また、棒状弾性支持部材の長さを長くすることにより部品ばらつきによるばね定数のばらつきを低減することが可能になる。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、互いに反対方向に略９０度屈曲させて、前記磁気回路を囲むように、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする。このように、棒状弾性支持部材を磁気回路を囲むように屈曲させることで対物レンズ駆動装置を小型化することが可能になる。

請求項７に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、それぞれ同一方向に略９０度屈曲させて、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカシング，トラッキング時の棒状弾性支持部材のトラッキング方向への変動を、可動部のタンジェンシャル方向両側の棒状弾性支持部材で同一方向に変動させることでお互いの干渉をなくすることが可能になる。また可動部のタンジェンシャル方向からレーザが入射する光路を確保することが可能になる。

請求項８に係る発明は、請求項３，５，６または７に係る発明において、前記複数の棒状弾性支持部材を、前記対物レンズ寄りに配置されている棒状弾性支持部材とその外側に配置されている棒状弾性支持部材がそれぞれ長さが等しくなるように、前記複数の棒状弾性支持部材の固定部側の端部をそれぞれオフセットさせた前記固定部材に取り付けたことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカシング，トラッキング動作による軸方向への変動が隣接した棒状弾性支持部材同士で干渉しないようにすることができる。

請求項９に係る発明は、対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる推力発生部とを備えた対物レンズ駆動装置において、前記棒状弾性支持部材を、前記対物レンズの光軸方向からみて、前記可動部の一方の対角方向からのみ支持されており、かつ、前記可動部の他方の対角方向における前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に前記磁気回路の一部を配置したことを特徴とする。このように構成したことにより、可動部を対角方向から支持し棒状弾性支持部材と磁気回路の干渉を避け、棒状弾性支持部材の延長上の部分にもモータを配置することにより磁気回路を拡大し、推力特性を向上させることが可能になる。

請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に配置されている磁気回路部分は閉磁路を形成していることを特徴とする。このように、棒状弾性支持部材の延長上の部分のモータの磁気回路を閉磁路にすることにより、さらにこの部分の推力特性を向上することが可能になる。

請求項１１に係る発明は、請求項９または１０に係る発明において、前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に配置されている磁気回路部分に、チルト推力の発生部を配置したことを特徴とする。このように、ラジアルチルト推力発生部の作用半径を大きくすることで、ラジアルチルト方向の発生トルクを大きくすることが可能になる。

請求項１２に係る発明は、請求項９または１０に係る発明において、前記磁気回路を、前記可動部のタンジェンシャル方向における両側側面近傍に配置し、タンジェンシャル方向に見て前記磁気回路の概略重なっている部分にフォーカシング方向の推力発生部を配置したことを特徴とする。このように、フォーカシング方向推力発生部を中央付近に配置することにより、推力ばらつきで発生するトルクの作用半径を小さくすることでフォーカシング動作に伴う対物レンズのチルトを低減することが可能になる。

請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明において、前記フォーカシング方向の推力発生部においてフォーカシング方向推力を複数発生させ、それらの差によりチルト推力を発生させることを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカス方向駆動力を利用してチルト動作を行い、チルト動作によるクロスアクションを低減することが可能になる。

請求項１４に係る発明は、請求項１２または１３に係る発明において、前記フォーカシング方向の推力発生部において、少なくともトラッキング方向に並ぶ２つのフォーカシング方向の推力差によってラジアルチルト動作を行うことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカス方向駆動力を利用してラジアルチルト動作を行うことが可能になる。また、ラジアルチルト動作によるタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションをなくすることが可能になる。これにより４軸対物レンズ駆動装置を提供することが可能になる。

請求項１５に係る発明は、請求項１２，１３または１４に係る発明において、前記フォーカシング方向推力発生部における、少なくとも前記可動部のタンジェンシャル方向両側側面で発生されるフォーカシング方向推力の差によりタンジェンシャルチルト動作を行うことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカス方向駆動力を利用してタンジェンシャルチルト動作を行うことが可能になる。また、タンジェンシャルチルト動作によるラジアルチルト方向へのクロスアクションをなくする。これにより４軸対物レンズ駆動装置を提供することが可能になる。

請求項１６に係る発明は、請求項９〜１５のいずれか１項に係る発明において、前記フォーカシング方向の推力発生部は、トラッキング方向の境界線の両側で互いに反対方向に着磁されていることを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカス推力発生部である有効長を長く確保し、効率の良い駆動モータを形成することが可能になる。

請求項１７に係る発明は、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部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる推力発生部とを備えた対物レンズ駆動装置において、前記可動部を、前記棒状弾性支持部材によって前記対物レンズの光軸方向からみて前記可動部の１つの対角方向からのみ支持させ、前記棒状弾性支持部材の可動部側端部を、前記可動部のタンジェンシャル方向における略中心において前記可動部に接続したことを特徴とする。このように構成したことにより、チルト剛性の非対称性をなくすることが可能になる。

請求項１８に係る発明は、光ピックアップ装置において、光ディスクに対して照射光を発するレーザ光源と、前記光ディスクからの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系における受光信号に基づいた制御信号を出力する対物レンズ制御系と、請求項１〜１７のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装置を備えたことを特徴とする。このように、推力特性の優れた対物レンズ駆動装置を用いることにより、良好な信号を得ることができる光ピックアップを提供することが可能になる。

請求項１９に係る発明は、光ディスク装置において、光ディスクを回転駆動する回転駆動系と、前記光ディスクの半径方向に移動自在に設けられた請求項１８記載のピックアップ装置とを備えたことを特徴とする。このように、推力特性の優れた対物レンズ駆動装置を用いることで、データの読み書きを良好に行うことが可能な光ディスク装置を提供することが可能になる。

本発明によれば、可動部をタンジェンシャル方向において両側から支持する構成の対物レンズ駆動装置において、フォーカス，トラックオフセット時の感度低下や一次共振周波数の変動を小さくすることが可能になる。

また、推力特性を向上させるとともに、各駆動軸間のクロスアクションを低減すること、特にフォーカシング動作時に発生するチルト方向のクロスアクションと、ラジアルチルト動作によるタンジェンシャルチルト方向のクロスアクションを低減することが可能になる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態１を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図、図２は図１に示す実施形態１の対物レンズ駆動装置の正面図であり、１は対物レンズ、２は対物レンズ１を中央上部に設置した可動部である対物レンズ保持部材、３は対物レンズ保持部材２に保持されているフォーカスコイル、４は対物レンズ保持部材２に保持されているトラックコイル、５ａ〜５ｄは対物レンズ保持部材２を保持する可動部支持体を構成する複数本（図示した例では８本であるが、奥側のものは他部材により隠れるため図示されない）の棒状弾性支持部材であるワイヤばね、６はタンジェンシャル方向に対向させて配置した固定部材、７はベース部材、８は駆動コイルであるフォーカスコイル３およびトラックコイル４に対向設置された駆動用磁石、９は可撓性を有する弾性基板である。

対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２はタンジェンシャル方向を長手方向とするワイヤばね５によって固定部材６に対して弾性的に支持されている。このワイヤばね５はフォーカシング方向に垂直な略１つの平面上、かつ、対物レンズ１の光軸を中心としてタンジェンシャル方向およびラジアル方向の両側に４本ずつ合計８本が平行に配置されている。また、ワイヤばね５の固定部側の一端部はワイヤばね５の軸方向に微動可能な弾性基板９に固定されている。

対物レンズ保持部材２におけるトラッキング方向両側面にそれぞれ支持突部２ａ，２ｂが突設しており、この支持突部２ａ，２ｂは可動部中心の両側に配置されている。支持突部２ａ，２ｂには２つの貫通孔が穿設されており、一方の弾性基板９に固定されているワイヤばね５ａ，５ｂは一方の弾性基板９に近い支持突部２ｂの２つの貫通孔を遊嵌し、他端部が一方の弾性基板９から遠い支持突部２ａに固定される。同様に、他方の弾性基板９に固定されているワイヤばね５ｃ，５ｄは支持突部２ａの２つの貫通孔を遊嵌し、他端部が支持突部２ｂに固定される。

ここでワイヤばね５の長さは、固定部材６側固定端部と可動部重心とのタンジェンシャル方向における距離よりも長く構成されている。そのため、タンジェンシャル方向において可動部の両側に配置されているワイヤばね５は互いにトラッキング方向にオフセットされた位置に配置されており、ワイヤばね５同士の干渉がないようになっている。

図２は可動部の斜視図であり、対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向両側面の中央にはそれぞれトラックコイル４が装着されており、トラックコイル４に対してトラッキング方向両側にフォーカスコイル３およびラジアルチルトコイル１０が装着されている。なお、フォーカスコイル３とラジアルチルトコイル１０とは重ねて装着される。なお、対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向の一方の側面に設けたフォーカスコイル３を、フォーカスコイル３ａと称し、他方の側面に設けたフォーカスコイル３を、フォーカスコイル３ｂと称することにする。このように、対物レンズ保持部材２に、フォーカスコイル３ａ、フォーカスコイル３ｂ、トラックコイル４、ラジアルチルトコイル１０の４系統の駆動コイルが装着されて可動部が構成される。

ベース７は磁性体であり、一部を折り曲げることによりヨークを形成している。このヨークに固定された駆動用磁石８は対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向両側に配置されており、フォーカスコイル３，トラックコイル４，ラジアルチルトコイル１０に磁束が貫くように磁気回路が形成されている。

駆動用磁石８は、図３に示すように、トラッキング方向における略中央において、フォーカシング方向の着磁境界線ａにより分割着磁されている。着磁境界線ａの両側はさらに、駆動用磁石８のメディア側端面に垂直なフォーカシング方向の着磁境界線ｂと、駆動用磁石８のトラッキング方向の側面に垂直な着磁境界線ｃによりＬ字状に分割着磁されている。

フォーカスコイル３ａおよびフォーカスコイル３ｂはタンジェンシャル方向を軸として巻回されており、駆動用磁石８の着磁境界線ａのトラッキング方向における両側に配置されている。フォーカスコイル３の２箇所のトラッキング方向に電流が流れる部分はそれぞれ着磁境界線ｃのフォーカシング方向における両側に配置され、フォーカシング方向に電流が流れる部分は着磁境界線ｃをまたいで配置されている。

トラックコイル４はタンジェンシャル方向を軸として巻回され、駆動用磁石８に対向し、トラッキング方向に電流が流れる部分が着磁境界線ａをまたいでいる。ラジアルチルトコイル１０はタンジェンシャル方向を軸として巻回され、着磁境界線ａの両側に配置されている。メディア側のトラッキング方向に電流が流れる部分が駆動用磁石８の着磁境界線ｃをまたぎ、着磁境界線ａから遠い側のフォーカシング方向に電流が流れる部分が着磁境界線ｃをまたいでいる。

そして、フォーカスコイル３ａおよびフォーカスコイル３ｂに同等の電流を流すことにより可動部をフォーカシング方向に駆動することができる。また、フォーカスコイル３ａとフォーカスコイル３ｂに流す電流に差を与えることによりタンジェンシャルチルト方向に駆動することが可能である。また、トラックコイル４に電流を流すことによりトラッキング方向、およびラジアルチルトコイル１０に電流を流すことによりラジアルチルトコイル方向に駆動することができる。なお、ワイヤばね５が８本あるのはこれら４つの駆動コイルに電流を供給するためでもある。

実施形態１においては、ワイヤばね５の長さを、従来例４や従来例６に対して長くすることで、フォーカシング，トラッキングなどで発生するワイヤの撓みによるワイヤの軸方向の変動が小さくすることができる。例えば図４（ａ）のグラフに示すように従来例４で８ｍｍ程度であるのに対し、実施形態１ではワイヤばね５を１２ｍｍ程度にすることが可能なのでフォーカシング方向への移動量が０．６ｍｍの時、軸方向の変動は２７．１μｍから１８．０μｍに低減できることになる。これによって、フォーカシング，トラッキング時の低域の感度低下を抑えることが可能である。フォーカシング動作時のワイヤばね５の撓み変形の様子は図４（ｂ）のようになっている。

図５は本発明の実施形態２を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図５において、図１に示す実施形態１における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

実施形態２は、実施形態１の対物レンズ保持部材２における支持突部２ｂをなくし、かつ支持突部２ａの貫通孔をなくし、一方の弾性基板９に固定されているワイヤばね５の一端を弾性基板９に平行に並べて固定し、他端を一方の支持突部２ａに固定し、他方の弾性基板９に固定されているワイヤばねは他端部を他方の支持突部２ａに固定したものである。

このように、可動部のトラッキング方向において両側に配置されるワイヤばね５は、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の固定部材６に固定されており、ワイヤばね５はフォーカシング方向に垂直な略１つの平面上、かつ、対物レンズ１の光軸を中心として対角位置に４本ずつ合計８本が平行に配置されている。ここでワイヤばね５の長さは、固定部材６側固定端部と可動部重心とのタンジェンシャル方向における距離よりも長く構成されている。

このように構成することにより、実施形態１と同じようにワイヤばね５を長くすることができるので、実施形態１と同様の効果が得られる。

さらに実施形態２では、実施形態１のように、隣接するワイヤばね５が互いにタンジェンシャル方向両側から配置されていないので、ワイヤばね５が干渉しにくく、可動部のレイアウトを容易にすることが可能である。

また、実施形態２ではフォーカシング，トラッキング動作による、ワイヤばね５の軸方向の変動を可動部が回転することにより吸収することができる。すなわち、可働部が、図６（ａ）に示すノミナル位置の場合からフォーカスオフセットした場合には、図６（ｂ）に示すように、ワイヤばね５がタンジェンシャル方向に変動し、ワイヤばね５の固定部側端部から可動部端部までの距離が撓み分だけ短くなり、その結果、可動部の隅の移動分だけ可動部を光軸中心に回転するようになる。これによって、フォーカシング，トラッキング時の低域の感度低下を小さくすることができる。このときの可動部の回転は光軸中心で回転するため、スポットの位置は変動せず、スポットの位置の変動に伴う問題の発生を防止できる。

図７は実施形態２の変形例を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図７において、図５に示す部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

この変形例は、図５に示す実施形態２の対物レンズ保持部材２における支持突部２ａを、対物レンズ保持部材２からタンジェンシャル方向に延在する延材部とワイヤばね５の固定部からなる略Ｌ字状の部材とし、固定部の位置が、図５に示す固定部の位置よりも可動部中心に対してさらに遠くなるように構成したものである。

このように構成したことにより、ワイヤばね５の可動部側端部をタンジェンシャル方向に突出させることによってさらにワイヤの長さを長くすることが可能である。この場合、支持突部２ａの突出分だけ可動部が大きくなってしまうが、軽量になるように形成することで、高次共振に及ぼす悪影響を小さくすることができる。

図８は本発明の実施形態３を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図８において、図２に示す実施形態２における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

この実施形態３は、ワイヤばね５を略Ｌ字状に構成し、図５に示す実施形態２の固定部材６，６を対物レンズ１の光軸に対して対角位置に配置し、ワイヤばね５の一端部を固定部材６，６の側面部に固定し、他端部を支持突部２ａを固定下ものである。

ここで、複数のワイヤばね５は、対物レンズ保持部材２の側面近傍ではタンジェンシャル方向を長手方向としているが、可動部のタンジェンシャル方向両側に配置される磁気回路のトラッキング方向における固定部端部側において、略９０度屈曲し、固定部材６に取り付けられている。

このように構成することにより、ワイヤばね５の長さをさらに長くすることができるため、フォーカシング，トラッキング動作時の低域感度の低下を防ぐことができる。さらに、図８に示すように、ワイヤばね５は磁気回路を囲むように屈曲されているため、対物レンズ駆動装置を小型化することが可能である。さらに、可働部が、図９（ａ）に示すノミナル位置の場合からフォーカスオフセットした場合には、図９（ｂ）に示すように可動部の回転は光軸中心で回転するため、スポットの位置は変動せず、スポットの位置の変動に伴う問題の発生を防止できる。

図１０は実施形態３の変形例１を説明するための対物レンズ駆動装置の要部を示す説明図である。なお、図１０において、図８，図９に示す部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

図８に示す構成によれば、ワイヤばね５の軸方向がトラッキング方向の部分では、フォーカシング，トラッキング動作時にトラッキング方向に変動が生じる。このとき図９（ａ）に示すようにタンジェンシャル方向両側のワイヤばね５が配置されていると、フォーカシング，トラッキング動作を妨げてしまうことになる。

そこで、図１０（ａ）に示すように可動部のタンジェンシャル方向両側のワイヤばねをトラッキング方向において同一の方向に屈曲させることにより、図１０（ｂ）に示すようにワイヤばね５のトラッキング方向への変動が同一方向に発生するので、フォーカシング，トラッキング動作による低域感度の低下を防ぐことが可能になる。

図１１は実施形態３の変形例２を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図１１において、図９，図１０に示す部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

図９に示す構成では、内側のワイヤばね５と外側のワイヤばね５で長さが異なるため、ワイヤばね５の変位量が各ワイヤばね５において若干異なり、ワイヤばね５の配置間隔が狭い場合には隣接したワイヤばね５同士で干渉する可能性もある。

図１１に示す変形例２は、固定部材６の側面を斜面とし、ワイヤばね５の固定端部をずらすことにより、ワイヤばね５の長さを等しくしたものである。

このように構成したことにより、フォーカシング，トラッキング動作による軸方向への変動が隣接したワイヤばね５同士で干渉しないようにすることが可能になる。

図１２は本発明の実施形態４を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図１２において、図１に示す実施形態１における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２はタンジェンシャル方向を長手方向とするワイヤばね５によって固定部材６に対して弾性的に支持されている。このワイヤばね５は対物レンズ１の光軸を中心として一方のみの対角方向に配置されており、フォーカシング方向に離間した２つの平面上に２本ずつ合計４本が平行に配置されている。

対物レンズ保持部材２におけるトラッキング方向両側面にそれぞれ支持突部２ｃ，２ｄが突設しており、この支持突部２ｃ，２ｄは可動部中心の両側でかつ対物レンズ１の光軸に対して対称位置に配置されている。支持突部２ｃは対物レンズ１の光軸を含むトラッキング方向の平面上に配置されており、支持突部２ｄは対物レンズ保持部材２におけるタンジェンシャル方向両側面と同一面となるように形成されている。そして、突部２ｃにワイヤばね５の端部が接続される。

対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向における両側側面にはフォーカスコイル３およびトラックコイル４が取り付けられている。これらのコイルに対向して駆動用磁石８が配置されている。

ここで可動部をフォーカシング方向からみると、対物レンズ保持部材２の一方の対角方向にワイヤばね５が配置されているが、他方の対角部分である、ワイヤばね５の長手方向延長上にはフォーカスコイル３が配置されている。

駆動用磁石８は、図１３に示すように、フォーカシング方向の着磁境界線ａ，ｂと、着磁境界線ｂに連結してＬ字型を形成するトラッキング方向の着磁境界線ｃによって分割着磁されている。着磁境界線ｂは、対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向における両側側面において支持突部２ｄを含まない領域の中央に対向する部位に配置されており、着磁境界線ｃは支持突部２ｄが延在する方向に延びている。さらに、着磁境界線ａは着磁境界線ｂの隣に配置されている。そして、着磁境界線ｃに対向してフォーカスコイル３が配置され、着磁境界線ａに対向してトラックコイル４が配置される。

図１４はフォーカスコイル部磁石幅が５ｍｍの場合と６ｍｍの場合とにおける駆動感度を示すものである。加速度電流感度(m/s^2/A)は駆動電流に対する出力加速度、加速度電圧感度(m/s^2/V)は駆動電圧に対する出力感度をあらわすものである。フォーカスコイル３の有効部を長くすることによる駆動感度の改善具合を仮に計算してみると図１４に示すように、感度が高くなっていることがわかる。

このようにすることで、トラッキング方向に磁気回路を広げることができるため、推力特性を向上させることが可能である。

また、従来例７のように可動部を片側からのみ支持しているワイヤばね支持方式の対物レンズ駆動装置においてはトラッキング方向に並ぶワイヤばねの間に磁気回路もしくはモータ部分を入れ込まなければならないために十分な推力特性を得ることが難しい場合がある。それに対して、ワイヤばね５の可動部側固定端部は可動部のタンジェンシャル方向略中心近傍に配置されている。このようにすることで、従来例６で固定端部を結ぶ軸を中心として回転しやすかった問題をなくすることができる。

図１５は本発明の実施形態５を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図１２に実施形態４における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

実施形態４がフォーカス，トラック動作のみの２軸対物レンズ駆動装置であったのに対し、実施形態５はラジアルチルト方向にも動作可能な３軸対物レンズ駆動装置としたものであり、対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２はタンジェンシャル方向を長手方向とし、フォーカシング方向に離間した３つの平面上に配置された６本のワイヤばね５によって固定部材６に対して弾性的に支持されている。

その他の構成は実施形態４と同一であり、磁気回路がトラッキング方向に長く確保できるため、効率の良いフォーカス駆動モータを構成することが可能となっている。

図１６はラジアルチルト差動駆動の駆動力および方向を示す斜視図である。実施形態５は、トラッキング方向に離間したフォーカシング推力を逆方向に（もしくは差分で）発生させることでチルト駆動のモーメントを発生させるための２つのフォーカスコイル３，３をタンジェンシャル方向において異なる面に配置することにより、有効長を長くし、推力特性を向上させるものである。したがって、従来例１に対して磁気回路をトラッキング方向に拡大できるため、推力の向上が可能である。

なお、フォーカシング駆動とラジアルチルト駆動を独立で行う場合には、図１７，図１８に示すように、フォーカスコイル３にラジアルチルトコイル１０を重ねて配置し、可動部のタンジェンシャル方向両側側面に逆方向のフォーカシング推力が発生するように構成すれば良い。

このように支持ばねの延長上にチルト方向推力発生部（＝フォーカシング方向推力発生部）を設け、トラッキング方向に離して配置することにより、作用半径が増大し、大きなトルク（トルクＴ＝作用半径Ｒ×推力Ｆ）を発生することが可能である。

ところで、実施形態５では、チルト方向推力発生部はタンジェンシャル方向にも離間しているため、タンジェンシャル方向のトルクも発生してしまうことが問題となる。そのため、フォーカシング駆動，トラッキング駆動，ラジアルチルト駆動が可能な３軸対物レンズ駆動装置に適用する場合にはこれを避けるために、タンジェンシャルチルト方向の支持剛性をラジアルチルト方向の剛性よりも十分大きくしておく必要がある。そこで、実施形態５では、可動部の対角位置に配置されているワイヤばね５はすべてフォーカシング方向に離間して配置してある。

ただし、ラジアルチルト方向にあまり高速で駆動すると、タンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションが大きくなってしまう。したがって、実施形態５は、ラジアルチルト方向の低周波領域の補正を行うだけであれば、有効な構成である。

また、実施形態５を４軸対物レンズ駆動装置とすることも考えられるが、ラジアルチルト方向からタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションが大きいため、タンジェンシャル方向の可動性がよくなるように支持系を変更しても４軸対物レンズ駆動装置としての利用は困難である。

図１９は本発明の実施形態６を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図１２に実施形態４における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

対物レンズ保持部材２は、タンジェンシャル方向を長手方向とし、フォーカシング方向１つの平面上に配置された８本のワイヤばね５によって固定部材６に対して弾性的に支持されている。

ワイヤばね５はフォーカシング方向からみて、略四角形上の対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向において両側４本ずつ、かつ、ただ一つの対角方向に配置されている。そして、他方の対角部分であるワイヤばね５の長手方向延長上側には支持突部２ｄ，２ｄが延在しており、トラックコイル４が配置されている。さらに、対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向における両側側面にはフォーカスコイル３が１つずつ取り付けられており、このフォーカスコイル３に重ねて２つのラジアルチルトコイル１０，１０が可動部中心の両側でかつトラッキング方向に並べて取り付けられている。なお、図１９に示す構成によれば、対物レンズ保持部材２、ラジアルチルトコイル１０，１０、フォーカスコイル３の順で配置されている。そして、これらのコイル３，４，１０に対向して駆動用磁石８が配置されている。

駆動用磁石８は、図２１に示すように、トラッキング方向の着磁境界線ａとフォーカシング方向の着磁境界線ｂからなるＬ字状着磁境界線により分割着磁されている。また、着磁境界線ａ，ｂの側方はフォーカシング方向の着磁境界線ｃによって分割着磁されている。そして、駆動用磁石８を配設したとき、着磁境界線６ｂは対物レンズ保持部材２における支持突部２ｄの付け根の部分に対向し、着磁境界線６ｃは支持突部２ｄに対向する。

可動部および駆動用磁石８を配設したとき、図２１に示すように、駆動用磁石８のフォーカシング方向略中央付近のトラッキング方向の着磁境界線ａの両側で互いに反対方向に着磁されている。フォーカスコイル３およびラジアルチルトコイル１０は略四角形状をなしており、着磁境界線ａを挟むように配置される。特に、ラジアルチルトコイル１０は可動部中心のトラッキング方向の両側でかつフォーカスコイル３に重ねて配置されている。フォーカスコイル３およびラジアルチルトコイル１０のトラッキング方向に伸びる二辺はそれぞれ互いに反対方向の磁束を有する部分にくるように配置される。フォーカスコイル３およびラジアルチルトコイル１０に電流を供給することによりフォーカス推力を発生させることができる。トラッキング駆動はフォーカス駆動の構成をそのまま９０度回転させた構成である。

なお、以下、各駆動コイル３，４，１０と駆動用磁石８とからなる磁気回路において、特に、フォーカシング方向に推力を発生させる部分、すなわちフォーカス駆動コイル４およびラジアルチルトコイル１０と駆動用磁石８とによる推力発生部分を、フォーカシング方向推力発生部と称することにする。

図２０はフォーカシング方向推力発生部分の磁気回路に対する位置を示す平面図である。各駆動コイル３，４，１０および駆動用磁石８によって構成される駆動モータ部分は、図２０に示すように、対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向における両側側面に配置されている。ワイヤばね５の延長上にはトラックコイル４および駆動用磁石８からなる磁気回路が配置されており、これら２つの磁気回路は可動部のタンジェンシャル方向両側のトラッキング方向にオフセットして配置されている。

そのため、磁気回路をタンジェンシャル方向からみたとき、図２０に示すように、重なる部分とそうでない部分が存在することになる。

ここで、駆動用磁石８の磁束密度分布の不均一や、各駆動コイル３，４，１０の形状のばらつき、磁気回路のギャップの不均一等の要因により、駆動コイル３，４，１０で発生する推力にばらつきが生じる。推力ばらつきがある場合に駆動コイルが可動部の中心に対して端の方にあると作用半径が大きいために、フォーカシング動作を行った時に、非常に大きなトルクを発生し、チルトしてしまうことになる。

フォーカシング方向の推力を、チルト動作を行うことのできる対物レンズ駆動装置として利用する場合、トラッキング方向の異なる位置でフォーカシング推力を反対方向に発生させることでラジアルチルト動作を行い、タンジェンシャル方向で異なる位置でフォーカシング推力を反対方向に発生させることによってタンジェンシャルチルト動作を行うことができる。

ただし、ラジアルチルト動作を行うためのフォーカシング推力がタンジェンシャル方向に異なる位置にあると、タンジェンシャルチルト方向のクロスアクションを発生する。同様にタンジェンシャル動作を行うためのフォーカシング推力がトラッキング方向に異なる位置にあると、ラジアルチルト方向にクロスアクションが発生してしまう。

一方、可動部の中央に対物レンズが配置されている対物レンズ駆動装置においては、駆動部は可動部のタンジェンシャル方向の両側側面に配置されている。すなわち、もともとフォーカシング推力発生部はタンジェンシャル方向には異なる位置に配置されていることになる。

このような構成においてクロスアクションを発生しない構成とするためにはチルトモーメントを発生させるためのフォーカシング駆動力を可動部中心に対してトラッキング方向に対称に配置する必要がある。

そこで実施形態６では、可動部を対角方向で支持することで磁気回路が拡大できた分およびオフセットしてしまった分を除き、可動部のタンジェンシャル方向両側に配置される磁気回路が、タンジェンシャル方向で重なる部分をフォーカシング推力発生部としたものである。

図２２は実施形態６における対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図である。

フォーカシング方向に駆動力を発生するフォーカスコイル３はトラッキング方向一つの巻回軸で構成され、可動部のタンジェンシャル方向両側に１つずつ配置されている。実施形態６では従来例６や実施形態２に対してフォーカスコイル３の有効長（駆動コイルのトラッキング方向の辺の長さ）を大きくとることが可能であるので推力特性を向上させることが可能である。

従来例６や実施形態２のようにトラッキング方向に分割し４連で有効長が短い場合と、分割しないで２連で有効長が長い場合とで駆動感度を仮に計算してみると図２３のようになる。加速度電流感度(m/s^2/A)は駆動電流に対する出力加速度、加速度電圧感度(m/s^2/V)は駆動電圧に対する出力感度をあらわすものである。図２３に示すように分割しないで２連で有効長が長い場合の方が、良い感度が得られることがわかる。

タンジェンシャルチルト駆動は、タンジェンシャル方向両側の２つのフォーカスコイル３，３の推力の差によって駆動している。すなわち、タンジェンシャル方向両側別系統のフォーカシング方向駆動力を発生する駆動コイルが配置されている。

差動駆動方式はフォーカス駆動信号とタンジェンシャルチルト駆動信号とから２系統の駆動コイルに必要な駆動信号を生成する必要があるため、制御回路としては複雑になってしまうが、コイル構成としては簡単であるため、対物レンズ駆動装置の組付け性、およびコストの改善には有効である。

またフォーカシング推力発生部も可動部中心に配置されているため、フォーカシング駆動によるラジアルチルト方向へのクロスアクションも小さい構成であるといえる。

ラジアルチルト方向駆動力を発生するラジアルチルトコイル１０はトラッキング方向に２つ並んで配置されている。トラッキング方向に並ぶ２つのラジアルチルトコイル１０，１０ではフォーカシング方向略反対方向の駆動力を発生させている。これを可動部のタンジェンシャル方向両側に配置している。

実施形態６のラジアルチルト駆動モータの感度は実施形態５に対しては比較的小さい。これは作用半径が小さいからであるが、ラジアルチルト動作でタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションを発生しないようにするためには実施形態６のようにする方が好ましい。実施形態６では理論上（ばらつきを除外すれば）ラジアルチルト駆動によるタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションを発生することはない。

このように、フォーカスコイル３とは別にラジアルチルトコイル１０を配置することでフォーカシング駆動とラジアルチルト駆動を独立して駆動、制御することができる。

図２４は実施形態６の変形例１の要部構成および対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図である。図２４に示す変形例１は図２２に示す構成において、フォーカスコイル３とラジアルチルトコイル１０，１０の配置を逆にした以外は、同じ構成であるが、変形例１においてはラジアルチルトコイル１０，１０をフォーカシング駆動およびラジアルチルト駆動に用い、タンジェンシャルチルト駆動を２つのフォーカスコイル３，３の推力差によって行うものである。

すなわち、フォーカシング方向に駆動力を発生する別系統の駆動コイル（ラジアルチルトコイル１０）が、トラッキング方向に２つ並んで配置されており、この駆動コイルはタンジェンシャル方向両側側面に配置されており、タンジェンシャル方向に見て重なる部分で同一の推力を発生するようになっている。この２つのフォーカシング方向の駆動コイルの推力の和によりフォーカシング動作を行い、両者の駆動力の差によりラジアルチルト動作を行うものである。

ただし、この構成ではフォーカス駆動コイルを二対（ラジアルチルトコイル１０，１０）で構成することになるため、有効長が小さくなり効率的ではない。

タンジェンシャルチルト駆動は、可動部のタンジェンシャル方向両側のフォーカスコイル３，３にフォーカシング方向反対に推力を発生するようにして独立に駆動している。

図２５は実施形態６の変形例２の要部構成および対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図である。図２５に示す変形例２は図２２に示す構成と基本的には同じであるが、ラジアルチルト駆動およびラジアルチルト駆動がともに独立駆動である点で異なる。

フォーカシング方向駆動力を発生するフォーカスコイル３は可動部のタンジェンシャル方向両側で別系統の駆動コイルである。また、タンジェンシャル方向に並ぶ２つのフォーカスコイル３，３はフォーカシング方向略反対方向の駆動力を発生させている。

ラジアルチルト方向駆動力を発生するラジアルチルトコイル１０，１０はトラッキング方向に２つ並んで配置されている。ラジアルチルトコイル１０，１０ではフォーカシング方向略反対方向の駆動力を発生させている。ラジアルチルトコイル１０，１０は可動部のタンジェンシャル方向両側に配置されている。

以上、チルト動作を行うためのモータ構成をいくつか説明したが、要求特性にもっとも合うように上述した構成を組合せて４軸駆動対物レンズ駆動装置を構成すれば良い。

このように、実施形態５に対して実施形態６はフォーカシング駆動によるチルト方向へのクロスアクションを小さくすることが可能である。また、ラジアルチルト駆動によるタンジェンシャルチルト方向へのクロスアクションが小さくすることが可能である。さらに、クロスアクションを低減することによりタンジェンシャルチルト方向の支持剛性を小さくしてもよくなるので、可動性を向上させ、タンジェンシャルチルト方向の駆動を行うことで、４軸対物レンズ駆動装置を構成したものである。

図２６は本発明の実施形態７を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図である。なお、図１９に実施形態６における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

実施形態７は、ワイヤばね５の長手方向延長上の磁気回路部分を閉磁路にそたものである。

このように構成したことにより、ワイヤばね５の長手方向延長上の磁気回路部分の磁束密度を著しく増加させることができるので、効率よく推力を増加させることができる。

図２７は図１〜図２６にて説明した実施形態の対物レンズ駆動装置を搭載した本発明に係る光ピックアップ装置の実施形態を説明するための概略構成図であって、３１は光源、３２はコリメートレンズ、３３はビームスプリッタ、３４は立上げミラー、３５は集光レンズ、３６はシリンドリカルレンズ、３７は受光光学手段としての受光素子、３８は光ディスクであって、３９が前記実施形態の対物レンズ駆動装置である。

光源３１から出射した拡散光は、コリメートレンズ３２によって略平行光になる。その後、ビームスプリッタ３３を通り、立上げミラー３４により折り曲げられる。立上げミラー３４によって折り曲げられた平行光は対物レンズ駆動装置３９の対物レンズ１に入射し、光ディスク３８上に光スポットＳを形成する。光ディスク３８からの光スポットＳの反射光は、ビームスプリッタ３３によって偏向されて、集光レンズ３５とシリンドリカルレンズ３６を通った後、受光素子３７に入射する。

このように、光ディスク３８上の光スポットＳの反射光が受光素子３７に入射するように配置しておく。受光素子３７で得られた信号を基にして、演算処理部などの対物レンズ制御手段（図示せず）によって制御信号を生成し、対物レンズ駆動装置３９に出力することにより、フォーカスコイル，トラックコイルを駆動し、光ディスク３８に対して対物レンズ１を追従させることにより光ディスク３８に記録された情報を再生することができる。さらに、図示しないチルトセンサにより光ディスク２８の傾きを検出し、それに応じた電流を対物レンズ駆動装置３９のチルトコイル（図示せず）に流すことにより、光ディスク３８に対して対物レンズ１を傾斜させてチルト補正を行う。

ここで、対物レンズ駆動装置３９は図１〜図２６にて説明した各実施形態の構成の対物レンズ駆動装置であって、既述したように、この対物レンズ駆動装置３９を用いることによって、面ぶれ，偏心，反りの大きな光ディスク３８を高速に回転させた場合でも、対物レンズ１を光ディスク３８に対して追従させることが可能になる。すなわち良好な信号を高速で記録再生することができる。

図２８（ａ）は図１〜２６にて説明した実施形態の対物レンズ駆動装置を備えた図２７の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置の実施形態を説明するための概略構成を示す平面図、図２８（ｂ）は図２７の光ディスク装置の正面図であり、４０は図３１にて説明した光ピックアップ装置であって、光ピックアップ装置４０は、光源３１，コリメートレンズ３２，シリンドリカルレンズ３６，受光素子３７，対物レンズ駆動装置３９などから構成されている。

さらに、４１は光ディスク装置の筐体、４２は防振ゴム、４３は光ディスク３８の回転駆動手段であるスピンドルモータ、４４はシークレール、４５はピックアップモジュールベースであって、光ディスク装置の筐体４１に防振ゴム４２を介してピックアップモジュールベース４５が設置されている。ピックアップモジュールベース４５には光ディスク３８を回転駆動させるスピンドルモータ４３が設置されている。また、ピックアップモジュールベース４５に取り付けられたシークレール４４には光ピックアップ装置４０が搭載されている。光ピックアップ装置４０は、図示しないシークモータなどからなるピックアップ駆動手段によってシークレール４４上を光ディスク２８の半径方向に移動駆動される。

ここで図２７，図２８に示す光ディスク装置に搭載されている光ピックアップ装置４０は既述した構成の光ピックアップ装置であって、面ぶれ，偏心，反りの大きな光ディスク３８を高速に回転させた場合でも、対物レンズ１を光ディスク３８に対して追従させることが可能である。したがって、本実施形態例の光ディスク装置は記録／再生を良好に、しかも高速に行うことが可能になる。

本発明は、フォーカシング，トラッキング動作時における対物レンズ駆動装置の感度を向上させることができるため、高密度，大容量の光ディスクを記録媒体とする記録／再生装置等に利用可能である。

本発明の実施形態１を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 図１に示す実施形態１の対物レンズ駆動装置の正面図 実施形態１の駆動部の構成を示す説明図 図４（ａ）はフォーカスオフセットによるワイヤばねの変動量を示すグラフ、図４（ｂ）はフォーカスオフセットによるワイヤばねの変形の様子を示す図 本発明の実施形態２を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 実施形態２におけるフォーカシング，トラッキング動作による可動部の動きを示す説明図 実施形態２の変形例を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 本発明の実施形態３を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 実施形態３におけるフォーカシング，トラッキング動作による可動部の動きを示す説明図 実施形態３の変形例２の概略構成およびこの変形例２おけるフォーカシング，トラッキング動作による可動部の動きを示す説明図 実施形態３の変形例２を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 本発明の実施形態４を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 実施形態４の駆動部の構成を示す説明図 フォーカスコイル部磁石幅が５ｍｍの場合と６ｍｍの場合とにおける駆動感度を示す 本発明の実施形態５を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 ラジアルチルト差動駆動の駆動力および方向を示す斜視図 実施形態５の変形例を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 実施形態５におけるラジアルチルト独立駆動の駆動力を示す説明図 本発明の実施形態６を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 フォーカシング方向推力発生部分の磁気回路に対する位置を示す平面図 実施形態６の駆動部の構成を示す説明図 実施形態６における対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図 フォーカスコイルを分割し、４連で有効長が短い場合と、分割しないで２連で有効長が長い場合との感度の比較を示すグラフ 本発明の実施形態６の変形例１の要部構成および対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図 本発明の実施形態６の変形例２の要部構成および対物レンズ保持手段にかかる駆動力および方向を示す斜視図 本発明の実施形態７を説明するための対物レンズ駆動装置の斜視図 図１〜２６にて説明した実施形態の対物レンズ駆動装置を搭載した本発明に係る光ピックアップ装置の実施形態を説明するための概略構成図 図１〜２６にて説明した実施形態の対物レンズ駆動装置を備えた図２７の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置の実施形態を説明するための概略構成を示す説明図 従来例１の対物レンズ駆動装置の斜視図 従来例２の対物レンズ駆動装置の構成図 従来例３の対物レンズ駆動装置の斜視図 従来例４の対物レンズ駆動装置の平面図 従来例５の対物レンズ駆動装置の斜視図 従来例６の対物レンズ駆動装置の斜視図 従来例７の対物レンズ駆動装置の分解斜視図 従来例７の対物レンズ駆動装置の平面図

符号の説明

１ 対物レンズ
２ 対物レンズ保持部材
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 支持突部
３，３ａ，３ｂ フォーカスコイル
４ トラックコイル
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ ワイヤばね
６ 固定部材
７ ベース部材
８ 駆動用磁石
９ 弾性基板
１０ ラジアルチルトコイル
３１ 光源
３７ 受光素子
３９ 対物レンズ駆動装置
４０ 光ピックアップ装置
４３ スピンドルモータ

Claims (19)

1. 対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる駆動部とを備えた対物レンズ駆動装置において、
   前記複数の棒状弾性支持部材の個々の長さを、タンジェンシャル方向における前記棒状弾性支持部材の固定部側の端部と可動部重心との距離よりも長くしたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記複数の棒状弾性支持部材の中で、互いにタンジェンシャル方向で対向する棒状弾性支持部材を、前記棒状弾性支持部材同士の干渉を避けるように、トラッキング方向にわずかにオフセットさせた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. 前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記棒状弾性支持部材の可動部側の固定端部を、タンジェンシャル方向において、前記可動部から前記固定部側の方向とは反対方向に突出させたことを特徴とする請求項１，２または３記載の対物レンズ駆動装置。
5. 対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる駆動部とを備えた対物レンズ駆動装置において、
   前記複数の棒状弾性支持部材を、前記対物レンズ保持部材の側面近傍ではタンジェンシャル方向を長手方向とし、前記可動部のタンジェンシャル方向両側に配置される磁気回路のタンジェンシャル方向外側で略９０度屈曲させて、前記固定部材に取り付けることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
6. 前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、互いに反対方向に略９０度屈曲させて、前記磁気回路を囲むように、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする請求項５記載の対物レンズ駆動装置。
7. 前記複数の棒状弾性支持部材の中で、前記可動部のトラッキング方向両側に配置される前記棒状弾性支持部材を、それぞれ同一方向に略９０度屈曲させて、両側それぞれがタンジェンシャル方向において異なる方向の前記固定部に固定したことを特徴とする請求項５記載の対物レンズ駆動装置。
8. 前記複数の棒状弾性支持部材を、前記対物レンズ寄りに配置されている棒状弾性支持部材とその外側に配置されている棒状弾性支持部材がそれぞれ長さが等しくなるように、前記複数の棒状弾性支持部材の固定部側の端部をそれぞれオフセットさせた前記固定部材に取り付けたことを特徴とする請求項３，５，６または７記載の対物レンズ駆動装置。
9. 対物レンズと、この対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる推力発生部とを備えた対物レンズ駆動装置において、
   前記棒状弾性支持部材を、前記対物レンズの光軸方向からみて、前記可動部の一方の対角方向からのみ支持されており、かつ、前記可動部の他方の対角方向における前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に前記磁気回路の一部を配置したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
10. 前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に配置されている磁気回路部分は閉磁路を形成していることを特徴とする請求項９記載の対物レンズ駆動装置。
11. 前記棒状弾性支持部材の軸方向延長上に配置されている磁気回路部分に、チルト推力の発生部を配置したことを特徴とする請求項９または１０記載の対物レンズ駆動装置。
12. 前記磁気回路を、前記可動部のタンジェンシャル方向における両側側面近傍に配置し、タンジェンシャル方向に見て前記磁気回路の概略重なっている部分にフォーカシング方向の推力発生部を配置したことを特徴とする請求項９または１０記載の対物レンズ駆動装置。
13. 前記フォーカシング方向の推力発生部においてフォーカシング方向推力を複数発生させ、それらの差によりチルト推力を発生させることを特徴とする請求項１２記載の対物レンズ駆動装置。
14. 前記フォーカシング方向の推力発生部において、少なくともトラッキング方向に並ぶ２つのフォーカシング方向の推力差によってラジアルチルト動作を行うことを特徴とする請求項１２または１３記載の対物レンズ駆動装置。
15. 前記フォーカシング方向推力発生部における、少なくとも前記可動部のタンジェンシャル方向両側側面で発生されるフォーカシング方向推力の差によりタンジェンシャルチルト動作を行うことを特徴とする請求項１２，１３または１４記載の対物レンズ駆動装置。
16. 前記フォーカシング方向の推力発生部は、トラッキング方向の境界線の両側で互いに反対方向に着磁されていることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装置。
17. 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部材と、前記対物レンズの光軸方向であるフォーカシング方向および前記光軸に対して垂直なトラッキング方向に駆動力を発生する駆動コイルとからなる可動部と、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タンジェンシャル方向を略長手方向とし、前記可動部をタンジェンシャル方向における両側から前記固定部に対して弾性的に支持する複数の棒状弾性支持部材と、前記可動部を前記固定部に対して駆動する磁気回路と前記駆動コイルとからなる推力発生部とを備えた対物レンズ駆動装置において、
    前記可動部を、前記棒状弾性支持部材によって前記対物レンズの光軸方向からみて前記可動部の１つの対角方向からのみ支持させ、前記棒状弾性支持部材の可動部側端部を、前記可動部のタンジェンシャル方向における略中心において前記可動部に接続したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
18. 光ディスクに対して照射光を発するレーザ光源と、前記光ディスクからの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系における受光信号に基づいた制御信号を出力する対物レンズ制御系と、請求項１〜１７のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装置を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
19. 光ディスクを回転駆動する回転駆動系と、前記光ディスクの半径方向に移動自在に設けられた請求項１８記載のピックアップ装置とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。

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