JP2006120205A

JP2006120205A - 対物レンズ駆動装置およびそれを用いた光ピックアップ

Info

Publication number: JP2006120205A
Application number: JP2004305026A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kimura; 勝彦木村; Junichi Chiga; 淳一千賀
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: CN1763852A; US7376962B2; US20060083121A1; CN100367378C; JP4444783B2

Abstract

【課題】
対物レンズ駆動装置において、発生する振動を低減する。
【解決手段】
対物レンズ駆動装置５０は、対物レンズ１を用いて光ディスクとの間で情報を読み書きする光ピックアップに用いられる。対物レンズ駆動装置は、中央部に対物レンズを保持するレンズホルダ２と、このレンズホルダの両側面に配置される複数のトラッキングコイル４ａ〜４ｄとを有する。一方の側面に配置した１対の第１のトラッキングコイルの質量が、他方の側面に配置した１対の第２のトラッキングコイルの質量よりも大である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクとの間で情報を記録または再生する光ディスク装置が備える対物レンズ駆動装置および光ピックアップに関する。

従来の光ディスク装置に用いる対物レンズ駆動装置の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の対物レンズ駆動装置は、対物レンズを保持するレンズホルダに、駆動コイルであるフォーカシングコイルとトラッキングコイルを取り付けている。そして、可動部を支持する支持部材の一端を固定部に固定し、他端をレンズホルダに固定している。可動部の一側方ではトラッキングコイルを中央寄りに、可動部の他側方ではトラッキングコイルを外側に配置している。

特開２００４−１７１６６２号公報（第４頁、図１）

上記特許文献１に記載の対物レンズ駆動装置は、レンズホルダを支持する支持部材が各コイルへの電流供給を兼ねており、支持部材と各コイルの端部をはんだ等で電気的に接続しなければならない。その際、支持部材がレンズホルダを固定する位置が、レンズホルダの中心線上になるのが望ましいので、各コイルと支持部材の接続位置を固定部から遠い方の支持部材の先端寄りにせざるを得ない。その結果、はんだ等の接続部材の質量が、固定部から遠い方のレンズホルダ側に付加される。

光ディスク装置の小型化、延いては対物レンズ駆動装置の小型軽量化のためには、はんだ等の接続部材の質量の影響を無視できない。つまり、はんだ等の接続部材の質量により、可動部に質量のアンバランスを生じる恐れがある。可動部の質量がアンバランスになると、対物レンズをフォーカシング方向やトラッキング方向に駆動したときに、可動部の重心と駆動力の中心とがずれて、可動部に回転モードの振動を発生する。このような振動が発生すると、フォーカシング制御やトラッキング制御において発振現象を生じるおそれがあり、情報を正確に記録再生できなくなる。

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は対物レンズ駆動装置において振動の発生を防止または低減することにある。本発明の他の目的は、対物レンズ駆動装置を用いる光ディスクにおいて、情報を正確に記録再生することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、対物レンズを用いて光ディスクとの間で情報を読み書きする光ピックアップに用いる対物レンズ駆動装置において、中央部に対物レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダの両側面に配置される複数のトラッキングコイルとを有し、一方の側面に配置した１対の第１のトラッキングコイルの質量が、他方の側面に配置した１対の第２のトラッキングコイルの質量よりも大であることにある。

そしてこの特徴において、第１のトラッキングコイル間の距離が第２のトラッキングコイル間の距離よりも大きいのが望ましく、第1のトラッキングコイルに対向して１対の第１の永久磁石を配し、前記第２のトラッキングコイルに対向して１対の第２の永久磁石を配し、第１の永久磁石間の距離が第２の永久磁石間の距離よりも小とするのがさらに望ましい。また、レンズホルダの端部であって、対物レンズを挟んだ位置にフォーカシングコイルを配置し、このフォーカシングコイル内に第３の永久磁石を配置するのがよい。

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、光ディスクの記録面に光を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、レンズホルダに取り付けたフォーカシングコイルおよび複数のトラッキングコイルと、レンズホルダを支持するための固定部と、レンズホルダを含む可動部を固定部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動作可能に支持する支持部材と、レンズホルダの両側面に対向して配置した永久磁石とを有する対物レンズ駆動装置において、支持部材の反固定部側の先端部を、フォーカシングコイルの端末およびトラッキングコイルの端末に接続部材を介して接続し、レンズホルダの固定部側の側面であってレンズホルダのトラッキング方向両端側に少なくとも２個の前記トラッキングコイルを配置し、前記レンズホルダの反固定部側の側面であってレンズホルダのトラッキング方向中央寄りに少なくとも２個のトラッキングコイルを配置することにある。

そしてこの特徴において、固定部側のトラッキングコイルの質量が、反固定部側のトラッキングコイルの質量よりも大きく、接続部材がはんだであるのがよく、永久磁石は、固定部側のトラッキングコイルに対向する第１の永久磁石と、反固定部側のトラッキングコイルに対向する第２の永久磁石とを有し、第１の永久磁石とこれに対向するトラッキングコイルの間隔が、第２の永久磁石とこれに対向するトラッキングコイルの間隔よりも大きいものであってもよい。また、対物レンズのトラッキング方向の両側にインナーヨークを配置し、インナーヨークの上部中央に切り欠きを形成してもよい。

上記目的を達成する本発明のさらに他の特徴は、レーザ発光素子と、光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ピックアップが、上記いずれかの特徴を有する対物レンズ駆動装置を備えることにある。

本発明によれば、対物レンズ駆動装置のコイルと支持部材を接続する接続部材により発生するモーメントをバランスさせたので、対物レンズ駆動装置をトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動させても、対物レンズ駆動装置を回転させるモーメントの発生を防止または低減できる。その結果、対物レンズ駆動装置における振動の発生を低減または防止でき、対物レンズ駆動装置を用いて光ディスクの情報を正確に記録あるいは再生できる。

以下、本発明に係る光ピックアップの一実施例を、図１ないし図５を用いて説明する。初めに、光ピックアップ１１０を搭載した光ディスク装置１００を、図５のブロック図を用いて説明する。光ディスク装置１００は、光ディスク１０１を回転させるスピンドルモータ１２０を有する。光ピックアップ１１０が、光ディスク１０１との間で情報の読み出し／書き込みを実行する。スピンドルモータ１２０および光ピックアップ１１０は、コントローラ１３０により制御される。光ピックアップ１１０は、詳細を後述する対物レンズ駆動装置と、レーザ発光素子１１１等の光学部品を搭載している。

コントローラ１３０に、ディスク回転制御回路１３１が接続されている。コントローラ１３０からの指令が入力されると、ディスク回転制御回路１３１は光ディスク１０１を搭載したスピンドルモータ１２０を回転駆動する。コントローラ１３０には、送り制御回路１３２も接続されている。送り制御回路１３２は、コントローラ１３０からの指令信号により、光ピックアップ１１０を光ディスク１０１の半径方向に移動させる。

光ピックアップ１１０に搭載されたレーザ発光素子１１１に、発光素子駆動回路１３３が接続されている。コントローラ１３０からの指令信号により、発光素子駆動回路１３３は駆動信号をレーザ発光素子１１１に送信する。駆動信号が入力されると、レーザ発光素子１１１はレーザ光を発光する。レーザ光を対物レンズ１が光ディスク１０１上に集光する。集光されたレーザ光は、光ディスク１０１で反射し、対物レンズ１を通過して光検出器１１２に入射する。光検出器１１２で処理されて得られた検出信号１３４は、サーボ信号検出回路１３５および再生信号検出回路１３７に送信される。サーボ信号検出回路１３５に入力された検出信号１３４に基づいてサーボ信号が生成され、アクチュエータ駆動回路１３６に入力される。

アクチュエータ駆動回路１３６は、光ピックアップ１１０の図示しない対物レンズ駆動装置に駆動信号を入力し、対物レンズ１を位置決め制御する。一方、再生信号検出回路１３７に入力された検出信号１３４から再生信号検出回路１３７で再生信号が生成され、光ディスク１０１の情報が再生される。この図５で示した光ピックアップ１１０が有する対物レンズ駆動装置の詳細を、以下に説明する。

図１は、対物レンズ駆動装置５０の上面図であり、図２はその分解斜視図である。対物レンズ１を光ディスク面に接近または離遠させる方向（フォーカシング方向）がｚ方向であり、光ディスクの半径方向（トラッキング方向）がｙ方向である。ｙ方向とｚ方向の双方に直交する方向を、ｘ方向とする。

対物レンズ駆動装置５０のほぼ中央部には、図示しない光ディスクの情報を読み書きするための対物レンズ１が配置されている。レンズホルダ２は、対物レンズ１を上面中央部に保持する。レンズホルダ２および対物レンズ１を有する可動部は、支持部材６により固定部７に支持される。

レンズホルダ２の両端部であって、対物レンズ１を挟んでｙ方向両側に、フォーカシングコイル３が配置される。レンズホルダ２の左右両側面（ｘ方向両側面）には、トラッキングコイル４ａ〜４ｄがそれぞれ間隔を置いて取り付けられている。このトラッキングコイル４ａ〜４ｄを、以下のように配置する。レンズホルダ２の固定部７に近い方（図の左側）の側面では、２個のトラッキングコイル４ｃ、４ｄをレンズホルダ２のｙ方向両端側に配置する。レンズホルダ２の固定部７から遠い方（図の右側）の側面では、２個のトラッキングコイル４ａ、４ｂをレンズホルダ２のｙ方向中央寄りに配置する。

すなわち、レンズホルダ２の左側側面では、トラッキングコイル４ｃ、４ｄ間の距離が長く、レンズホルダ２の右側側面では、トラッキングコイル４ａ、４ｂ間の距離が短くなっている。それとともに、固定部７に近い方（左側）の側面に配置したトラッキングコイル４ｃ、４ｄは、固定部から遠い方（右側）の側面に配置したトラッキングコイル４ａ、４ｂよりも、質量が大きい。質量を大きくするためには、コイルの巻数を増やしてコイル線長を長くするか、線径の太いコイル線を用いる。

支持部材６は、レンズホルダ２のｙ方向両外側に位置しており、一端側を固定部７に固定する。支持部材６の他端側を、レンズホルダ２の突起部２ａに固定する。支持部材６のレンズホルダ２側の先端部と、フォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４ａ〜４ｄの端末とは、レンズホルダ２のｙ方向（図の上下方向）両外側に取り付けた接続基板２１に、はんだ等の導電性接続部材２２を介して接続される。支持部材６は導電性を有しており、この支持部材６を介してフォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４ａ〜４ｄに電流が供給される。

可動部のｘ方向（図の左右方向）の端部には、ｙ方向（図の上下方向）に延びる１対のアウターヨーク１１ａ、１１ｂが配置されている。このアウターヨーク１１ａ、１１ｂの内側には、各１対の永久磁石８ａ〜８ｄが互いに離隔して配置されている。フォーカシングコイル３の内側であって、アウターヨーク１１ａ、１１ｂとほぼ直交する位置には、１対のインナーヨーク１１ｃ、１１ｄがｘ方向に延びて配置されている。インナーヨーク１１ｃ、１１ｄは、ヨーク部材１１の底板部から端部を折り曲げて形成される。インナーヨーク１１ｃ、１１ｄの内側に隣り合って、永久磁石９、９が配置されている。ヨーク１１ａ〜１１ｄおよび永久磁石８ａ〜８ｄ、９は、磁気回路を形成する。

ところで、支持部材６と、フォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４ａ〜４ｄの各端末とを、レンズホルダ２の反固定部７側（図の右側端部）で接続したので、接続基板２１と導電性接続部材２２の質量が、モーメント荷重として無視できなくなる。すなわち、こられの質量が、ｘ方向についてはレンズホルダ２の固定部７から遠い側にあり、ｙ方向についてはレンズホルダ２のｙ方向外側にあるので、ｘ軸周りにモーメント荷重として作用する。この場合、トラッキングコイル４ａ、４ｂ間およびトラッキングコイル４ｃ、４ｄ間のｙ方向距離が同じであると、接続基板２１と導電性接続部材２２の質量により、可動部の質量バランスが崩される。

そこで本実施例においては、以下に述べる方法により、質量バランスを図っている。すなわち、レンズホルダ２の反固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ａ、４ｂを、固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ｃ、４ｄよりも、ｙ方向中央側に配置した。これにより、対物レンズ１の中心に座標軸を設定したときのｘ軸周りのモーメントをバランスさせることができる。また、レンズホルダ２の固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ｃ、４ｄの質量を、反固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ａ、４ｂの質量より大きくしたので、ｙ軸周りのモーメントをバランスさせることができる。

なお、前者のトラッキングコイル４ａ、４ｂ間のｙ方向距離をトラッキングコイル４ｃ、４ｄ間のｙ方向距離よりも短くすること、および後者のトラッキングコイル４ｃ、４ｄの質量をトラッキングコイル４ａ、４ｂの質量より大きくすること、のいずれかを用いれば、ｙ方向あるいはｘ方向の質量バランスが改善される。さらに、これらの双方を用いれば、ｘ方向とｙ方向の両方向の質量バランスが改善される。

質量バランスの詳細を、図３を用いて説明する。レンズホルダ２の反固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ａ、４ｂの質量をｍ_１、ｙ軸からの距離をｘ_１、ｘ軸からの距離をｙ_１、固定部７側の側面に取り付けたトラッキングコイル４ｃ、４ｄの質量をｍ_２、ｙ軸からの距離をｘ_２、ｘ軸からの距離をｙ_２、接続基板および導電性接続部材の質量をｍ_３、ｙ軸からの距離をｘ_３、ｘ軸からの距離をｙ_３とする。

対物レンズ１の中心に座標原点を設定したときの、ｘ軸周りの質量バランスの条件は、
ｍ_１・ｙ_１＋ｍ_３・ｙ_３＝ｍ_２・ｙ_２
である。同様に、ｙ軸周りの質量バランスの条件は、
ｍ_１・ｘ_１＋ｍ_３・ｘ_３＝ｍ_２・ｘ_２
である。例えば、ｘ_１＝ｘ_２、ｘ_３＝０．５ｘ_１、ｙ_３＝１．３ｙ_２、ｍ_３＝０．５ｍ_１とすると、ｍ_１＝０．８ｍ_２、ｙ_１＝０．６ｙ_２となる。したがって、トラッキングコイル４ａ〜４ｄの質量と配置が、この値になるように各トラッキングコイル４ａ〜４ｄを定める。

なお、固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄの質量を、反固定部７側のトラッキングコイル４ａ、４ｂの質量より大きくするために、トラッキングコイル４ｃ、４ｄの巻数をトラッキングコイル４ａ、４ｂの巻数より多くすると、トラッキングコイル４ａ〜４ｄに作用する磁束密度の大きさが同じ条件では、トラッキングコイル４ｃ、４ｄで発生する駆動力がトラッキングコイル４ａ、４ｂで発生する駆動力よりも大きくなり、駆動力にアンバランスが生じる。

そこで、本実施例では、図４に示すように固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄとこれに対向する永久磁石８ｃ、８ｄの間隔Ｄ_２を、反固定部７側のトラッキングコイル４ａ、４ｂとこれに対向する永久磁石８ａ、８ｂの間隔Ｄ_１よりも広くした。これにより、固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄに作用する磁束密度が小さくなり、固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄと反固定部７側のトラッキングコイル４ａ、４ｂで発生する駆動力の差を縮小できる。

したがって、トラッキングコイル４ｃ、４ｄの巻数をトラッキングコイル４ａ、４ｂの巻数より多くし、トラッキングコイル４ｃ、４ｄの質量をトラッキングコイル４ａ、４ｂの質量より大きくするときは、固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄと永久磁石８ｃ、８ｄの間隔を、反固定部７側のトラッキングコイル４ａ、４ｂと永久磁石８ａ、８ｂの間隔よりも広くすれば、質量バランスと駆動力バランスの両方を改善することができる。なお上記実施例においては、固定部７側のトラッキングコイル４ｃ、４ｄに作用する磁束密度を、対向する永久磁石との距離を変えて変化させているが、固定部７側の永久磁石８ｃ、８ｄの寸法を反固定部７側の永久磁石８ａ、８ｂの寸法より小さくしたり、固定部７側の永久磁石８ｃ、８ｄの磁力を反固定部７側の永久磁石８ａ、８ｂの磁力より小さくしてもよい。

ところで、対物レンズ駆動装置５０の振動特性は、レーザ光を測定対象である対物レンズ１に照射し、その反射光を検出して測定するのが一般的である。トラッキング方向の振動特性を測定する場合は、ｙ方向からレーザ光を対物レンズ１に照射する。この場合、ｙ方向から見て対物レンズ１がインナーヨーク１１ｃ、１１ｄにより遮蔽されていると、振動特性を測定できないので、インナーヨーク１１ｃ、１１ｄのｚ方向の高さよりも高い位置に反射面を有する測定用の反射部材をレンズホルダ２に取り付ける必要が生じる。また、測定用のレーザ光が遮蔽されるのを回避するために、インナーヨーク１１ｃ、１１ｄの高さを全体的に低くすると、永久磁石８ａ〜８ｄからの磁束の流れが下向きになり、ｚ方向における磁束密度の分布が非対称になる。

本実施例では、インナーヨーク１１ｃ、１１ｄの上部中央に切り欠き２０を形成し、対物レンズ駆動装置５０のｙ方向の外部から対物レンズ１にレーザ光を通す光路を確保した。これにより、測定用だけの反射部材を別部品として取り付ける必要がなく、対物レンズ駆動装置５０のトラッキング方向の振動特性を容易に測定できる。また、インナーヨーク１１ｃ、１１ｄの高さを永久磁石８ａ〜８ｄの上端の高さよりも高くすることができるので、ｚ方向における磁束密度分布を対称な分布に近づけることができる。

上記実施例によれば、接続部材が配置されるレンズホルダの反固定部側の側面では、トラッキングコイルをトラッキング方向の中央側に配置し、固定部側側面ではトラッキングコイルをトラッキング方向両端側に配置したので、トラッキング方向において質量バランスが改善される。固定部側のトラッキングコイルの質量を、反固定部側のトラッキングコイルの質量よりも大きくしたので、トラッキング方向とフォーカシング方向の両方に直交する方向において質量バランスが改善される。これにより、対物レンズ駆動装置は質量バランスに優れ、振動の発生が少なくなり、光ディスクの情報を正確に記録あるいは再生正確できる

本発明に係る対物レンズ駆動装置の一実施例の上面図である。図１に示した対物レンズ駆動装置の分解斜視図である。対物レンズ駆動装置の質量バランスを説明する図である。図１に示した対物レンズ駆動装置における永久磁石の配置を説明する図である。本発明に係る光ディスク装置の一実施例のブロック図である。

符号の説明

１…対物レンズ、２…レンズホルダ、３…フォーカシングコイル、４…トラッキングコイル、６…支持部材、７…固定部、８…永久磁石、９…永久磁石、１１…ヨーク、２０…切り欠き、２１…接続基板、２２…導電性接続部材、５０…対物レンズ駆動装置、１００…光ディスク装置、１０１…光ディスク、１１０…光ピックアップ、１１１…レーザ発光素子、１１２…光検出器。

Claims

対物レンズを用いて光ディスクとの間で情報を読み書きする光ピックアップに用いる対物レンズ駆動装置において、中央部に対物レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダの両側面に配置される複数のトラッキングコイルとを有し、一方の側面に配置した１対の第１のトラッキングコイルの質量が、他方の側面に配置した１対の第２のトラッキングコイルの質量よりも大であることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
前記第１のトラッキングコイル間の距離が前記第２のトラッキングコイル間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
前記第1のトラッキングコイルに対向して１対の第１の永久磁石を配し、前記第２のトラッキングコイルに対向して１対の第２の永久磁石を配し、前記第１の永久磁石間の距離が前記第２の永久磁石間の距離よりも小としたことを特徴とする請求項２に記載の対物レンズ駆動装置。
前記レンズホルダの端部であって、前記対物レンズを挟んだ位置にフォーカシングコイルを配置し、このフォーカシングコイル内に第３の永久磁石を配置したことを特徴とする請求項３に記載の対物レンズ駆動装置。
光ディスクの記録面に光を集光する対物レンズと、前記対物レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けたフォーカシングコイルおよび複数のトラッキングコイルと、前記レンズホルダを支持するための固定部と、前記レンズホルダを含む可動部を固定部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動作可能に支持する支持部材と、前記レンズホルダの両側面に対向して配置した永久磁石とを有する対物レンズ駆動装置において、
前記支持部材の反固定部側の先端部を、前記フォーカシングコイルの端末およびトラッキングコイルの端末に接続部材を介して接続し、前記レンズホルダの固定部側の側面であって前記レンズホルダのトラッキング方向両端側に少なくとも２個の前記トラッキングコイルを配置し、前記レンズホルダの反固定部側の側面であって前記レンズホルダのトラッキング方向中央寄りに少なくとも２個の前記トラッキングコイルを配置したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
固定部側の前記トラッキングコイルの質量が、反固定部側の前記トラッキングコイルの質量よりも大きく、前記接続部材がはんだであることを特徴とする請求項５に記載の対物レンズ駆動装置。
前記永久磁石は、固定部側の前記トラッキングコイルに対向する第１の永久磁石と、反固定部側の前記トラッキングコイルに対向する第２の永久磁石とを有し、前記第１の永久磁石とこれに対向するトラッキングコイルの間隔が、前記第２の永久磁石とこれに対向するトラッキングコイルの間隔よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の対物レンズ駆動装置。
前記対物レンズのトラッキング方向の両側にインナーヨークを配置し、前記インナーヨークの上部中央に切り欠きを形成したことを特徴とする請求項５に記載の対物レンズ駆動装置。
レーザ発光素子と、光ディスクからの反射光を受光する光検出器とを有する光ピックアップにおいて、請求項1ないし８のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置を備えることを特徴とする光ピックアップ。