JP2005528722A - 光ディスクシステム用の３次元アクチュエータ - Google Patents

Abstract

要約すると、本発明は以下のように説明され得る。光ピックアップアクチュエータ１はレンズホルダ２を有している。このレンズホルダは、レンズホルダ２のサイドにおいて２つの平行な平面に実質的に延在するトラッキングコイル５ｒ及びフォーカシングコイル５ｆを有する。トラッキングコイル及びフォーカシングコイルと協働するマグネットシステム７がレンズホルダから分離して配され、上記平面の向こうに延在する。コイルシステムは、レンズホルダの２つの互いに対向するサイドのそれぞれに設けられることが好ましい。

Description

本発明は、懸架手段により懸架され、トラッキングコイルと、フォーカシングコイルと、上記トラッキングコイル及びフォーカシングコイルと協働するマグネットと、対物レンズとを備えたレンズホルダと、このレンズホルダを傾斜（tilt）させる手段とを有する光ピックアップアクチュエータに関する。

本発明は、また、光ピックアップアクチュエータを有する光読取り及び／又は書込みシステムに関する。

光ピックアップアクチュエータ及び光ピックアップアクチュエータを有する光読取り及び／又は書込みシステムは知られている。上記アクチュエータは、懸架手段により懸架されたレンズホルダを有している。レンズホルダ上のトラッキングコイル及びフォーカシングコイルは、固定された部品上のマグネットと協働して、レンズホルダがラジアル方向（トラッキング）及び鉛直方向（フォーカシング）に動かされることを可能にする。固定された部品上のコイル及びコイルホルダ上のマグネットを有するピックアップアクチュエータと比較して、このタイプのアクチュエータは軽量であり、良好にトラッキング及びフォーカシングを行うことができる。そのようなアクチュエータ及びシステムは、ＵＳ２００１／００３０８１５公報に開示されている。このアクチュエータには、レンズホルダを傾斜させる手段も設けられている。シャフトが設けられており、その周りにおいてレンズホルダが傾斜され得る。傾斜させること、すなわちシャフトの周りを回転させることは、レンズホルダの動きにおいて改善された制御を可能にし、その結果レンズホルダにおけるレンズの光軸と読取られるべき又は書込まれるべき光媒体との改善された相関関係を可能にする。しかしながら、ＵＳ２００１／００３０８１５公報から知られているレンズホルダを傾斜させる手段は、かなり複雑であり、従って高価である。

本発明の目的は、かなり簡単であり、効果的なレンズを傾斜させる手段を有する冒頭の段落において述べたタイプのアクチュエータを提供することにある。

この目的のために、アクチュエータは、レンズホルダのサイドに、第１の平面に実質的に延在するフォーカシングコイルシステム及び第１の平面と平行な第２の平面に実質的に延在するトラッキングコイルシステムを有するコイルシステムを有すると共に、レンズホルダから分離しており、レンズホルダから見て第１及び第２の平面の向こうに実質的に延在するマグネットシステムを備え、マグネットシステムはトラッキング及びフォーカシングコイルと協働し、フォーカシング及び／又はトラッキングコイルシステムはマグネットシステムと協働することにより傾斜に影響を及ぼすように配されたことを特徴としている。

現在及び将来の設計は、良好なフォーカス及び／又はラジアル位置決定の精度を更に重要にするが、特に電力損失が非常に重要である。情報が密に記憶されるほど、特に書込みシステムにおいてアクティブなチルト制御が重要になる。あまりにも大きな電力損失は、構造上の損傷又は損傷を防止するために回転を下げる必要を招く。この問題は、読取り／書込み速度が大きくなり、ディスク上の情報の密度が増大するにしたがって非常に重要になる。速度が増大すると、アクチュエータの電力損失は非常に重要になる。あまりにも大きな電力損失は、過熱したコイル及びレンズの質の劣化（構造上の損傷）を招く。また、あまりにも大きな電力損失は、システムの温度を高め、これはレーザの寿命を制限する。電力損失を最小限にするために、アクチュエータの効率は最適化されるべきである。本発明は、上述した問題の１つ又はそれ以上の解決を与える。レンズホルダ全体の質量をできる限り小さくすることは効率を高める。これは、コイルシステムにおいてフォーカス、トラッキング及びチルトの機能を組み合わせることによってコイルの質量をできる限り小さくすることにより達成される。それにより、分離したチルトコイルシステムが妨げられ、レンズホルダの質量及び設計の複雑さが低減される。チルト機能は、フォーカシング及びチルト若しくはトラッキング及びチルトを組み合わせることにより、又はフォーカシング、トラッキング及びチルト機能の組み合わせにより実現される。マグネットシステムは、レンズホルダから見て上記第１及び第２の平面の向こうに実質的に延在するレンズホルダから分離して位置しており（すなわち、レンズホルダに取り付けられていない。）、トラッキング、チルト及びフォーカシングに影響を及ぼすように組み合わせられたトラッキング及びフォーカシングコイルと協働する。従って、レンズホルダの質量は、マグネットシステム（の一部）を有するレンズホルダと比較して更に低減される。一般に、１つの平面に（又は、コイル間における鉄若しくはマグネットを伴わない互いに近い平面に）フォーカス、ラジアル及びチルトアクチュエータを組み合わせたコイルシステムを有することの利点は、以下のことが組み合わせられ得ることである。
１．フォーカス、ラジアル及びチルトのストロークに依存しないマグネットとコイルとの間の一定の空隙
２．レンズホルダの非常にコンパクトな設計（スペース及び質量が小さく、その結果高い効率及び高い共振周波数を伴う）
３．かなり簡単な設計の組み合わせられたマグネットシステム、例えば１つの単一多極マグネット又はフォーカス、ラジアル、チルトコイルの各セットに関する制限されたアレイ（例えば２極マグネットの１つのアレイ）。小さなマグネットの体積がアクチュエータの寸法を小さく維持すること及びコストを最小限にすることを助ける。レンズホルダ内にマグネットシステム（の一部）を持たないことがレンズホルダの重量を減じ、効率を増大させる。

上記レンズホルダは、簡単であり、かなり低コストの形態ではレンズホルダの１つのサイドに単一のコイルシステムを有するが、第１の平面（Ｐcoilf）に実質的に延在するフォーカシングコイルシステム（５ｆ，５ｆ１，５ｆ２）と、第１の平面と平行であり、コイルシステムのそれぞれに関連する第２の平面（Ｐcoilr）に実質的に延在するトラッキングコイルシステムとを有するレンズホルダの両サイドにおいて、第１及び第２の平面の向こうにレンズホルダから分離したマグネットシステムを有することが好ましい。そのような対称な配列はより良好な精度を可能にし、概して各コイルシステムを通る電流が小さくなり、その結果、非対称な形態（レンズホルダの１つのサイドのみにおけるコイルシステム）と比較して電力損失がレンズホルダにわたってより均一に分散される。

上記第１の平面及び第２の平面が実質的に一致している、すなわちコイルシステムが平面配列において実質的に延在していることが好ましい。コイルシステムの平面配列、すなわちフォーカス及びトラッキングコイルが１つの面に実質的に延在する配列は、１つのコイルが他のコイルの後方に配された設計と比較してレンズホルダのかなり簡単な設計及び高い効率の可能性を与える。

上記組み合わせられたマグネットシステムはサブマグネットの配列を有し、サブマグネットの少なくとも幾つかの磁軸がコイルの第１及び／又は第２の平面に対して非垂直な向きを持つことが好ましい。生成される磁界の少なくとも幾つかの磁軸がコイルの平面に対して非垂直に向けられたそのような向きのマグネットシステムは、高い効率が得られるようにマグネットシステムに関連する磁界を形成することを可能にする。そのような好ましい形態では、電力損失が更に低減され、コイルのより効果的な使用を可能にし、コイルの巻き数及び／又は広がりを低減し、従ってレンズホルダの重量を低減する役割も果たす。上記サブマグネットの幾つかの向きは、コイルの平面に対して斜めの方向にあることが好ましい。これは、設計を簡単にする。非垂直な向きを伴うサブマグネットの使用は、トラッキング及びフォーカシング動作の間の残留（residual）チルトの低減も与える。残留チルトは、トラッキング又はフォーカシング動作の間の望ましくないチルトである。

上記フォーカシング及び／又はトラッキングコイルシステムの少なくとも１つが各対向するサイドにおいて１つ又はそれ以上のコイルのペアを有し、上記コイルのペアはレンズホルダを傾斜させる手段を形成することが好ましい。フォーカス及び／又はトラッキングコイルの少なくとも１つを１つ又はそれ以上のコイルのペアに分割することは、（わずかに異なる電流をコイルのペアに与えることにより）レンズホルダを傾斜させるための簡単な設計を与える。更に、以下に説明されるように、上記コイルシステムの平面配列は、良好なフォーカス及びラジアル効率の可能性を与え、最大のチルトのために必要な電力損失は小さい。

上記レンズホルダを傾斜させる手段を形成するコイルのペアは、レンズホルダの光軸を通り、レンズホルダの光軸と平行であると共に、平面コイル配列の平面に対して実質的に垂直な鏡面に対して実質的に鏡面対称に配されていることが好ましい。これは、チルトの簡単で精密な制御を可能にする。そのような配列では、フォーカス及びトラッキングコイルシステムの両方が上記鏡面に対して鏡面対称に配され、傾斜させる手段を形成するシステムが鏡面から幾らか離れて上記平面の両サイドに配され、他のコイルシステムは鏡面の近くに配されることが好ましい。それにより、チルトとトラッキング及び／又はフォーカシングとの間のクロストークが小さくされる。

好ましい形態では、上記フォーカス及びトラッキングコイルが共通の電気ラインを共有する。これは、コイルシステムに対して電気ラインの数を少なくし、設計の複雑さを低減する。

上記コイルシステムは巻回されたコイルにより構成されていてもよいが、各形態においてはフォイルに印刷されたコイルにより作製されていてもよい。後者は、レンズホルダの重量の更なる低減をもたらす。

本発明の他の目的は、光ピックアップアクチュエータを有する光読取り及び／又は書込みシステムを提供することにある。この目的のために、光読取りシステムは、本発明による光ピックアップアクチュエータを有している。光ピックアップの上記利点が光ピックアップ自身の機能を改善するが、これは、全体として光読取りシステムの機能の改善を与える。光ピックアップアクチュエータにおいて又はその近くにおいて損失する電力は光読取りシステムの他の部品に向けて損失するので、電力損失の低減の可能性は全体として光読取りシステムにプラスの影響を及ぼし、上記部品の適切な機能にも影響を及ぼす。

本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に説明される実施の形態から明らかであり、以下に説明される実施の形態を参照して解明されるであろう。図面は正確な縮尺では描かれていない。概して、各図面において同一の構成要素は同一の参照符号により示されている。

図１は、本発明によるピックアップアクチュエータを模式的に示している。このアクチュエータ１はレンズ３を備えたレンズホルダ２を有しており、レンズホルダ２は懸架手段４により懸架されている。レンズホルダ２は、レンズシステム、図１に示されているラジアルトラッキングコイル５ｒの一部を有している。また、アクチュエータ１は、レンズホルダ上のコイルシステムと協働するマグネットシステム７を有する固定された部品６を有している。上記コイルシステム及びマグネットシステムは、上記レンズホルダと固定された部品との間の間隙を隔てて互いに面しており、ラジアル、フォーカス及びチルトの制御を行うように協働する。これは、分離したチルト制御システムが用いられる設計又はコイルシステムの間（及び従ってコイルホルダ上）にマグネットが用いられるレンズホルダと比較して電力消費を制限する。

図２は、図１のピックアップアクチュエータの細部を斜視図で示している。レンズホルダの両サイド２ａ，２ｂにおいて、ラジアルコイル５ｒ（すなわちラジアル方向に沿ってレンズホルダの位置を修正するためのコイル）とコイルのペア５ｆ１，５ｆ２を有するフォーカスコイルシステム５ｆとを有するコイルシステム５が設けられている。このコイルシステムは、実質的に平面Ｐ_{ｃｏｉｌｓ}に延在している。当然、コイル５ｒ、５ｆ１及び５ｆ２は幅を持っており、コイルが実質的に上記平面Ｐ_{ｃｏｉｌｓ}に延在していることは実際の意味において理解されるべきであり、この条件の数学的な解釈に必要以上に限定されるべきではない。この好ましい実施の形態では、トラッキングコイル及びフォーカシングコイルは単一の平面に延在する。最も広い意味での本発明の枠組み内において、コイルシステムは２つの平行な平面に延在していてもよく、１つのシステムが他のシステムの後方に延在し得る。そのようなシステムは、コイルのかなり大きな大きさが必要とされる場合に用いられ得る。

１つの平面に（又は、鉄若しくはマグネットを伴うことなく互いに近い平面に）フォーカス、ラジアル及びチルトアクチュエータを組み合わせたコイルシステムを有することの利点は、以下のことが組み合わせられ得ることである。
１．フォーカス、ラジアル及びチルトのストロークに依存しないマグネットとコイルとの間の一定の空隙
２．レンズホルダの非常にコンパクトな設計（スペース及び質量が小さく、その結果高い効率及び高い共振周波数を伴う）
３．かなり簡単な組み合わせられたマグネットシステム、例えば１つの単一多極マグネット又はフォーカス、ラジアル、チルトコイルの各セットに関する制限されたアレイ（例えば２極マグネットの１つのアレイ）。小さなマグネットの体積がアクチュエータの寸法を小さく維持すること及びコストを最小限にすることを助ける。レンズホルダ内にマグネットシステム（の一部）を持たないことがレンズホルダの重量を減じ、効率を増大させる。
図３は、本発明によるアクチュエータのためのレンズホルダを模式的に示している。この図は好ましい実施の形態の幾つかの特徴を示している。図３は、例えば、レンズホルダのサイド２ａ，２ｂに対して実質的に垂直な方向及びレンズの光軸（レンズの中心を通り、レンズに対して実質的に垂直な軸）により規定される平面を示している。ラジアルコイルシステム５ｒ及びフォーカスコイルシステム５ｆ１，５ｆ２は、この平面に対して実質的に鏡面対称に配されている。レンズホルダの重心が星印により模式的に示されており、レンズの下に小さな距離を有している。フォーカスコイルシステム５ｆ１，５ｆ２は、フォーカス方向に沿った方向に見て、本実施の形態におけるこの重心の下方に存在するが、ラジアルコイルシステム（又はトラッキングコイルシステム（時にはそう呼ばれることがある。））は、重心と実質的に同じレベルに存在する。好ましい実施の形態では、重心が２次元（フォーカス−トラック面）の懸架装置の剛性の中心と一致する。フォーカスコイル５ｆ１，５ｆ２及びラジアルコイル５ｒの両方は、結果として得られるラジアル力及びフォーカス力が重心及び２次元の剛性の中心（の近く）を通って作用するように位置決定されている。

図４ａは、本発明によるピックアップアクチュエータを有する光読取りシステムのための電気回路を示している。この読取り／書込みシステムは、チルト制御部４１、フォーカシング制御部４２及びラジアル移動（displacement）制御部４５を有しており、これらは読取り／書込みシステムの良く知られている素子である。これらの検出器は、制御信号Ｕtilt、Ｕfoc及びＵradをそれぞれ生成する。Ｕfoc及びＵtiltは、加算器４３及び４４を介してＩfoc１及びＩfoc２を生成するコイル５ｆ１及び５ｆ２に一緒に送られる。Ｉfoc１とＩfoc２との差は、レンズホルダを傾斜させる（有効な）チルト電流に等しい。Ｉfoc１とＩfoc２との和は、フォーカス制御のための（合計の有効な）フォーカス電流Ｉfocに等しい。Ｕradはラジアル制御のためのＩradを生成するラジアルコイルに課される。この好ましい配列では、フォーカス及びトラッキングコイルシステムが共通の電気ライン４６を共有する。その場合、電気ラインの合計数は４であり、それらは共通のライン４６、ラジアルコイル用のライン及びフォーカスコイル５ｆ１，５ｆ２用の２本のラインである。ラジアル位置、フォーカス及びチルトの修正のために必要な単に４本のラインを持つことは、簡単で共通に用いられる４ヒンジ懸架装置のヒンジを用いることを可能にし、電気的接続部もまた簡単な電気的配列を可能にする。

図４ｂは６つのコネクタを必要とする電気回路を示しており、これは、各コイル５ｆ１、５ｆ２、５ｒを電気的に分離することを可能にし、電気的なクロストークを防止する。また、この配列は、単純で容易な（straightforward）電子ドライバを用いることを可能にする。しかしながら、この配列は、機械的に複雑であり、高価である。

図５ａは、ラジアルコイル５ｒ及びフォーカスコイル５ｆ１，５ｆ２を備えたレンズホルダの側面図である。マグネット７もまた示されている。コイル５ｒを通る電流を送ることはラジアル方向radにおいてレンズホルダを移動させ、コイル５ｆ１及び５ｆ２を通る電流の合計はフォーカス方向focに沿ってレンズホルダを移動させ、コイル５ｆ１とコイル５ｆ２との間の電流の差が図５ａにおいて矢印「tilt」により示されているようにレンズホルダを傾斜させる。

図５ｂは、ラジアルコイル５ｒ１，５ｒ２及びフォーカスコイル５ｆ１，５ｆ２を備えたレンズホルダの側面図である。マグネット７もまた示されている。コイル５ｒ１及び５ｒ２を通る電流を送ることはラジアル方向radにおいてレンズホルダを移動させ、コイル５ｆ１及び５ｆ２を通る電流の合計はフォーカス方向focに沿ってレンズホルダを移動させ、コイル５ｆ１とコイル５ｆ２との間の電流の差が図５ａにおいて矢印「tilt」により示されているようにレンズホルダを鉛直方向の軸に沿って傾斜させる。この配列を用いると、水平方向の軸に沿って「チルト」を引き起こすように（コイル５ｒ１及び５ｒ２を通るわずかに異なる電流を送ることにより）傾斜させることも可能である。

図５ｃは、後部にヨーク５ｊを伴うマグネットシステム７を正面図（Ｆ）及び側面図（Ｓ）で示している。そのようなヨークは、磁界が高められること及び変更される（ある方向に向けられる）ことを可能にする。

図５ｄは、図５ａに示されている配列の実際上の変形である配列を示している。コイル５ｆ１及び５ｆ２は、コイル５ｒの下方にわずかに伸びている。このような配列は、コイル５ｆ１及び５ｆ２がより大きな領域をカバーし、（コイルがわずかに大きいので）効率を改善し、必要な電流及び電力消費を低減するか、又は、同じ電力消費であればより大きな最大のシフト若しくはチルトを可能にする。

図６ａ及び図６ｂも本発明によるアクチュエータの一実施の形態を示している。このケースでは、ラジアル制御及びチルト制御の両方を考慮してラジアルコイル５ｒ１，５ｒ２，５ｒ３，５ｒ４が分割されている。フォーカス制御に関しては単一のフォーカスコイル５ｆのみである。この例では、ラジアルコイル５ｒ１とラジアルコイル５ｒ３とが直列に接続され、コイル５ｒ２とコイル５ｒ４とが直列に接続される。

図１ないし図５ａ及び図５ｄに示されている実施の形態では、コイルシステムの配列が「Ｔ」字配列を構成しているように見え、コイル５ｆ１及び５ｆ２が「Ｔ」字の一方の部分を形成し、コイル５ｒが他方の部分を形成している。図６ａ及び図６ｂの配列は、Ｈのように見え、コイル５ｒ１ないし５ｒ４がＨの２つの縦棒を構成し、コイル５ｆが横棒を構成している。この配列では、フォーカスコイルは分割されていないが、トラッキング又はラジアルコイル５ｒはコイルの２つのペアに分割されている。この例では、コイル５ｒ１とコイル５ｒ３とが直列に接続され、コイル５ｒ２とコイル５ｒ４とが直列に接続される。全てのコイル５ｒ１ないし５ｒ４を通る共通電流がラジアルシフトを引き起こし、５ｒ１〜５ｒ３と５ｒ２〜５ｒ４との間の電流の差がレンズホルダの上部と下部との間のラジアルシフトの違いを引き起こし、チルトをもたらす。

更に他の実施の形態は、コイル５ｆを下方へ移動することにより形成される。その場合、コイルはＵ字を形成する（コイル５ｒ１及び５ｒ２が「Ｕ」字の２つの縦棒を形成し、コイル５ｆが「Ｕ」字の底部を形成する。）。

上記各実施の形態では、全てのコイル（システム５ｒ及び5ｆ）が平面配列に配されている。すなわち、各コイルは平面Ｐ_{ｃｏｉｌｓ}に存在する。最も広い意味での本発明の枠組み内において、上記コイルシステムは２つの平行な平面に延在してもよく、１つのシステムが他のシステムの後方に位置する。そのようなシステムは、コイルのかなり大きな大きさが必要とされる場合に用いられる。平面配列の特徴の効果を調べるために、本願発明者は、（レンズホルダから見て）１つのコイルシステムが他のシステムの後方に位置し、フォーカスコイル又はラジアルコイルがチルトを引き起こすように分割された設計を行った。図７は、（Ｕ字形状に関する）そのようなシステムを示しており、このシステムにおいては、フォーカスコイルがラジアルコイルよりもホルダに近い。すなわちラジアルコイルがマグネットに最も近い。ラジアル（トラッキング）コイルシステムは第１の面Ｐcoilsrに延在し、フォーカシングコイルシステムは第２の平行な面Ｐcoilsfに延在する。図１ないし６の実施の形態では、平行な面Ｐcoilr及びＰcoilfが実質的に一致している。コイルのセットをマグネットから更に遠くに配することはより低いＫファクタ（線形性のモータ定数[Ｎ／Ａ]）をもたらすが、この実施の形態はレンズホルダをよりコンパクトに構築すること（及びおそらくその重量を低減することも）を可能にする。

同じ、特定の空間範囲内において全て設計された種々の実施の形態の効率が図８に与えられている。縦軸はフォーカス効率を示し、横軸はラジアル効率を示している。各点の近くのデータ（単位はｍＷ）は、８ｍｒａｄのチルトに対する電力損失（単位はミリワット）を与えている。各点は、それぞれ、
符号７１：Ｕ字形状、フォーカスコイルは分割され、フォーカスコイルがマグネットに最も近い
符号７２：Ｕ字形状、フォーカスコイルは分割され、（図７におけるように）ラジアルコイルがマグネットに最も近い
符号７３：Ｕ字形状、ラジアルコイルは分割され、ラジアルコイルがマグネットに最も近い
符号７４：Ｕ字形状、ラジアルコイルは分割され、フォーカスコイルがマグネットに最も近い
符号７５：Ｕ字形状、ラジアルコイルは分割され、全てのコイルが平面配列
符号７６：Ｈ字形状、ラジアルコイルがマグネットに最も近い
符号７７：Ｈ字形状、（図６ａ，図６ｂにおけるように）全てのコイルが平面配列
符号７８：符号７７と同様であるが、（以下に更に説明される）内部ヨークを伴う
符号７９：Ｔ字形状、（図１ないし図５におけるように）全てのコイルが平面配列
である。

フォーカス効率及びラジアル効率の両方に関する高い値と組み合わせられたチルト損失に関する低い値（好ましくは１００ｍＷ未満、より好ましくは２００ｍＷ未満）が好ましい。そのような値を与える設計は、７５，７６及び７７ないし７９、特に７７ないし７９であり、７９の設計が最良の結果である。従って、
１．設計のその他の部分が変更されない場合、全てのコイルが平面配列に位置する（ＰcoilfがＰcoilrと実質的に一致する）設計は、効率の面で１つのコイルが他のコイルの後方に位置する設計よりも良好な結果を与える。
２．Ｈ及びＴ字形状はＵ字形状よりも好ましい。
３．Ｔ字形状は最良の結果を与える。
ことが分かった。

本発明が好ましい実施の形態に関連して説明されてきたが、上述した原則の範囲内においてその変形が明らかであるり、従って、本発明は上記好ましい実施の形態の１つ又は任意のものに限定されず、そのような変形を包含するよう意図されていることは当業者には理解されるであろう。

１つのそのような変形は例えば図９に示されている。図示されているアクチュエータは、ヨーク（高い透磁率μを有する金属片）がホルダのスリットに延在するコイルの後方に配され、ヨーク自体は固定された部品に取り付けられており、すなわちレンズホルダには取り付けられていないことを除き、図６ａ及び図６ｂに示されているようなＨ字形状のコイルシステムを有するアクチュエータと同様である。これは、フォーカスコイル及びトラッキングコイルにより生成される磁界を大きくすると共に、誘導し、その結果、必要とされる電流及び従って電力損失を低減する。これは、点７７（ヨークを伴わないＨ字形状）及び点７８（ヨークを伴うＨ字形状）の電力損失が比較されると明らかになる。上記ヨークは、例えばスリットを与えるためにより大きく、より複雑なレンズホルダを必要とし、従ってレンズホルダの重量を増大させるが、他方では、効率を高め、コイルの重量及び／又は大きさを小さくすることを可能にする。

好ましい実施の形態では、上記組み合わせられたマグネットシステム７がサブマグネットの配列を有し、このサブマグネットの少なくとも幾つかの磁軸は上記第１及び／又は第２の平面に対して非垂直な向きを持つ。磁界の磁軸がコイルの平面に対して非垂直に向けられたそのような向きのマグネットシステムは、より高い効率が得られるようにマグネットシステムに関連する磁界を形成することを可能にする。これは、電力損失を小さくし、コイルのより効率的な使用を可能にし、コイルの巻き数及び／又は広がりを低減し、従ってレンズホルダの重量を低減するためにも用いられ得る。

図１０ａないし図１０ｃは、そのようなマグネットの配列を示している。

図１０ａに模式的に示されているように、小さな電磁アクチュエータは、任意のヨーク９２を伴って、コイル５ｒ，５ｆに面する上面に対向して及び垂直に磁化された２つの永久磁石７を通常有している。上記磁石及びヨークは固定子を一緒に形成する。（点線により示されている）コイル５ｒ，５ｆにより回転子が形成され、これを通って、ｘ軸方向にローレンツ力を生成するようにｙ軸（Ｂ_ｙ）方向において磁界と相互作用する電流が流れる。しかしながら、そのような磁石のペアにより生成される磁界は最適ではない。アクチュエータの効率を高める必要がある。本発明の各実施の形態において効率を高めるために、上記マグネットシステムは非垂直な向きを伴うサブマグネットを有する。

図１０ｂは１つの可能な配列を与えている。この配列では、垂直な磁界の向きを持つ２つのサブマグネット７ｂ，７ｄが、平行な向きを持つマグネット７ｃにより分離され、マグネット７ａ及び７ｅにより両方のサイドにおいて側面を守られている。磁界は完全に対称であり、図１０ａに示されている配列により生成される磁界よりも良好に最適化される。好ましい実施の形態の範囲内においてではあるが、上記概念は５つのマグネット及び従って比較的大きなスペースを必要とする。

図１０ｃは、４つのみのマグネットを用いるより好ましい配列を与えている。これは、より少ないスペースしか必要としないより簡単な設計であり、磁界が図１０ｂに示されている配列の磁界よりも更に良好であることが計算により示された。
・図１０ｃの配置は幾つかの実施の形態において用いられ得る。
・マグネットのアレイ７ａないし７ｄは両面性（double-sided）であり得る。
・マグネットのアレイは、図１０ａに示されているヨークのようにヨークと組み合わせられ得る。
・マグネット７ａないし７ｄは、（わずかに）異なるサイズで作製され得る。より小さな内側のマグネット７ｂ及び７ｄがより小さなコイル、従ってより小さな移動質量を用いる可能性をもたらし、これは増大された効率につながる。

図１１は、アクチュエータの効率を改善するために図１０ｃに模式的に示されている配列の概念を示している。マグネットのアレイの上半分は、平面図において示されているように斜めに磁化された４つのマグネットを有している。２つの下部のマグネットは、垂直に磁化されている。そのような設計を（図１１におけるような４つの斜めに磁化されたマグネットではなく）２つの垂直な磁化された上部のマグネットが存在する設計と比較すると、効率が著しく増大することが分かり、モータ定数（電流に対する力の比）が５０％増大し、加速度効率（電力の平方根に対する加速度の比）が２５％増大する。

また、残留チルト（すなわち、トラッキング及び／又はフォーカシング動作の間の小さな残留チルト）が小さくなり、動作の線形性（すなわち、電流と動作との関係）が改善される。これらの効果の両方が動作の制御をより容易にする。

本発明は、新規の特徴のそれぞれ及び特徴の組み合わせのそれぞれにおいて具現化される。任意の参照符号は特許請求の範囲を限定するものではない。「有する（comprise）」という語は特許請求の範囲に列挙されている構成要素以外の他の構成要素の存在を排除するものではい。構成要素の前に付された「ａ」又は「an」という単語の使用は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。各図面及び実施の形態は例として示されており、特許請求の範囲を限定するものではない。例えば、図面においてはコイルはホルダに巻回されており、実施の形態においてはコイルは印刷されていてもよく、そうでなければフォイルに設けられていてもよい。

更に有利な実施の形態は、例えば、図１０ａないし図１０ｃに示されているようなマグネットシステム（サブマグネットの配列）が対称なコイル配置（すなわち、レンズホルダの専ら１つのサイドにおけるコイルシステム）と組み合わせて用いられる形態である。サブマグネットの配列により与えられる増大した効率は、より小さなコイル及び／又はより少ない電流の使用の可能性を与え、それにより電力損失及び任意の不均一の分散する重量が低減される。

図１０ａないし図１０ｃに示されているようなマグネットシステムを上記第１及び第２の平面が同一ではない（すなわち、フォーカシングコイル及びトラッキングコイルの１つが他の後方に（部分的に）位置する）実施の形態と組み合わせて用いることも有利である。サブマグネットの配列により生成される磁界は、コイルの方により多く向けられ、概してコイルの方向においてより大きな大きさを有する。これは、コイルの１つが他のものよりもマグネットシステムから一層遠い場合に有利である。

図１２ないし図１４は、レンズ３を備えたホルダ２が両方のサイドにコイル５ｒ及び５ｆを有する他の例を示している。これらのコイルのどちらもが分割されていないが、ホルダの１つのサイドにおいてＬ字を形成し（多かれ少なかれ、コイルの１つがＬ字の縦棒部分であり、他のコイルがＬ字の横棒部分である状態でＬ字を形成する）、他のサイドにおいてＬ字の逆を形成するコイルの構成は、５ｒ及び５ｆのコイルが協働してチルトに影響を及ぼすことを可能にする。従って、この例では、それは、共にマグネットシステムとの協働によりチルトに影響を及ぼすために配されるフォーカシングコイルシステム及びトラッキングコイルシステムである。

本発明は、以下のように簡潔に説明され得る。光ピックアップアクチュエータはレンズホルダを有している。このレンズホルダは、レンズホルダのサイドにおいて２つの平行な平面に実質的に延在するトラッキングコイル及びフォーカシングコイルを有する。マグネットシステムと協働することによりチルトに影響を及ぼすために配されたトラッキングコイル及びフォーカシングコイルと協働するマグネットシステムがレンズホルダから分離して配され、上記平面の向こうに延在する。

コイルシステムは、レンズホルダの２つの互いに対向するサイドのそれぞれに設けられることが好ましい。

本発明によるピックアップアクチュエータを斜視図において模式的に示している。 本発明によるピックアップアクチュエータの細部を斜視図において示している。 本発明によるピックアップアクチュエータのためのレンズホルダを斜視図において示している。 本発明によるピックアップアクチュエータを有する光読取りシステムのための電気回路を示している。 本発明によるピックアップアクチュエータを有する光読取りシステムのための電気回路を示している。 本発明の実施の形態に係るピックアップアクチュエータを側面図において示している。 本発明の実施の形態に係るピックアップアクチュエータを側面図において示している。 アクチュエータのためのマグネットシステムの側面図である。 本発明の実施の形態に係るピックアップアクチュエータを側面図において示している。 本発明の一実施の形態（Ｈ形状の変形）を示している。 本発明の一実施の形態（Ｈ形状の変形）を示している。 フォーカスコイル及びトラッキングコイルの１つが他の後方に延在する、すなわち平行な別個の平面に延在する本発明の一実施の形態を示している。 本発明の幾つかの実施の形態に係るアクチュエータの効率をグラフの形で示している。 ヨークを有する本発明の実施の形態を示している。 本発明の好ましい実施の形態に係るマグネットシステムに関する具体的な配列を示している。 本発明の好ましい実施の形態に係るマグネットシステムに関する具体的な配列を示している。 本発明の好ましい実施の形態に係るマグネットシステムに関する具体的な配列を示している。 図１０に示されているマグネットシステムが使用されるアクチュエータを示している。 本発明による装置の他の例を示している。 本発明による装置の他の例を示している。 本発明による装置の他の例を示している。

Claims (14)

1. 懸架手段により懸架され、トラッキングコイル、フォーカシングコイル及び対物レンズを備えたレンズホルダと、前記レンズホルダを傾斜させる手段とを有する光ピックアップアクチュエータであって、
   前記レンズホルダのサイドに、第１の平面に実質的に延在するフォーカシングコイルシステム及び前記第１の平面と平行な第２の平面に実質的に延在するトラッキングコイルシステムを有するコイルシステムを有すると共に、前記レンズホルダから分離しており、前記レンズホルダから見て前記第１及び前記第２の平面の向こうに実質的に延在するマグネットシステムを備え、前記マグネットシステムは前記トラッキング及びフォーカシングコイルと協働し、前記フォーカシング及び／又はトラッキングコイルシステムは前記マグネットシステムと協働することにより傾斜に影響を及ぼすように配されたことを特徴とする光ピックアップアクチュエータ。
2. 前記レンズホルダが、第１の平面に実質的に延在するフォーカシングコイルシステムと、前記第１の平面と平行であり、前記コイルシステムのそれぞれに関連するように第２の平面に実質的に延在するトラッキングコイルシステムとを有する前記レンズホルダの２つの互いに対向するサイドのそれぞれにおいて前記第１及び前記第２の平面の向こうに前記レンズホルダから分離したマグネットシステムを有することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップアクチュエータ。
3. 前記第１及び前記第２の平面が実質的に一致することを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップアクチュエータ。
4. 前記マグネットシステムはサブマグネットの配列を有し、前記サブマグネットの少なくとも幾つかの磁軸が前記コイルの前記第１及び／又は前記第２の平面に対して非垂直な向きを持つことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップアクチュエータ。
5. 前記サブマグネットの少なくとも幾つかが前記第１及び／又は前記第２の平面に対して斜めの向きを持つことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップアクチュエータ。
6. 前記フォーカシングコイル及び／又はトラッキングコイルシステムの少なくとも１つが各対向するサイドにおいて１つ又はそれ以上のコイルのペアを有し、前記コイルのペアが前記レンズホルダを傾斜させる手段を形成することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップアクチュエータ。
7. 前記レンズホルダを傾斜させる手段を形成する前記コイルの前記ペアが、前記レンズホルダの光軸を通り、前記レンズホルダの光軸と平行に延在すると共に、前記平面コイル配列の前記平面に対して実質的に垂直に延在する鏡面に対して実質的に鏡面対称に配されたことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップアクチュエータ。
8. フォーカス及びトラッキングコイルシステムの両方が前記鏡面に対して鏡面対称に配され、前記傾斜させる手段を形成する前記コイルのペアが前記鏡面から幾らか離れて前記平面の両サイドに配され、他の前記コイルシステムが前記鏡面の近傍に配されたことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップアクチュエータ。
9. 前記レンズホルダを傾斜させる前記手段を有さない前記コイルシステムの重心が前記レンズホルダを傾斜させる前記手段に有されているコイルよりも重心に近く配されたことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップアクチュエータ。
10. 前記レンズホルダを傾斜させる前記手段を有さない前記コイルシステムの重心が前記レンズホルダの重心の実質的に近傍に配されたことを特徴とする請求項７記載の光ピックアップアクチュエータ。
11. 前記レンズホルダを傾斜させる手段を形成する前記コイルの前記ペアが前記フォーカスコイルシステムの一部を形成することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
12. 前記レンズホルダが磁気ヨークを有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
13. 前記トラッキング及びフォーカスコイルシステムが共通の電気ラインを共有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
14. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の光ピックアップアクチュエータを有する光読取り及び／又は書込みシステム。

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