JP2006236496A - レンズアクチュエータ及び光ピックアップ装置と光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 レンズアクチュエータの高次共振特性と高周波感度特性を改善して高速追従性能を向上させるとともに、コイルの放熱性及びコイルとレンズ間の断熱性を改善することによって対物レンズの過熱を防止できるようにする。
【構成】 固定磁気回路４０と、対物レンズ２４を保持するレンズホルダ４１及びレンズホルダ４１を変位させる推力を発生する複数のコイル４３，４４を備えた可動部３７と、弾性変形可能に可動部３７を支持する線状支持ばね３９とを備え、レンズホルダ４１は、中心軸線ＣＬがフォーカシング方向と平行で対物レンズ２４を保持する円筒部４５と、円筒部４５の外周から放射状に延びる４枚以上の支持板部４６Ａ〜４６Ｆとを有し、複数のコイル４３，４４を、支持板部４６Ａ〜４６Ｆの間に橋渡しするように取り付けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、対物レンズを保持してフォーカシング制御、トラッキング制御及びラジアルチルト補正制御を行う駆動系であるレンズアクチュエータ、及びそれを備えた光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置を備えた光ディスク記録再生装置に関する。

まず、従来の光ピックアップ装置に用いられているレンズアクチュエータの構成例を図面を参照しながら説明する。図９はそのレンズアクチュエータの全体構成を示す斜視図であり、図中のＴ軸方向は光ディスク記録再生装置に装着される光ディスクのトラックに対する接線（タンジェンシャル）方向であり、Ｆ軸方向はフォーカシング方向であり、Ｒ軸方向はラジアル方向（トラッキング方向）である。

図９において、レンズアクチュエータ１０１は、平板状のアクチュエータベース１０２と、このアクチュエータベース１０２の上面に平行に配設された一対のマグネット１０３と、これらマグネット１０３の互いに対向する面に対して反対側の面にそれぞれ固定された一対の背面ヨーク１０４と、一方の背面ヨーク１０４に隣接して設けられた固定ブロック１０５と、この固定ブロック１０５に取り付けられた固定側プリント基板１０６と、一対のマグネット１０３の間（磁気回路ギャップＧ）に配置される可動部１０７と、固定ブロック１０５を貫通して、固定側プリント基板１０６と可動部１０７両側面に取り付けられた可動側プリント基板１０８とを結合して、可動部１０７を弾性的に支持する６本の線状支持ばね１０９とを有している。
そして、一対のマグネット１０３から放射される磁力線のほとんどが、アクチュエータベース１０２と背面ヨーク１０４により収束されて固定磁気回路が形成されており、一対のマグネット１０３の間は特定のパターンで磁束が形成された磁気回路ギャップＧとなっている。

可動部１０７の全体は、略直方体の箱型構造物であって、上面中央に対物レンズ１１０を保持するレンズホルダ１１１を構成しており、各マグネット１０３と対向する側面にはそれぞれ巻線コイルで構成されたフォーカシング用コイル１１２、トラッキング用コイル１１３及びラジアルチルト用コイル１１４が配設されている。これらは固定側プリント基板１０６、線状支持ばね１０９及び可動側プリント基板１０８を介して通電可能に結線されており、それぞれに電流が供給されることによって対向するマグネット１０３に向けて磁束を発生しソレノイドコイルとして機能する。このように各コイル１１２，１１３，１１４がそれぞれ固定磁気回路の磁束と交差する磁束を発生させることによって、可動部１０７にはフォーカシング方向及びトラッキング方向の推力とＴ軸周りのラジアルチルト回転方向Ｉのトルクが付与されることになり、線状支持ばね１０９に弾性支持されている可動部１０７全体が変位及び傾斜するように駆動される。

ところで、近年では光ディスク記録再生装置に高速かつ高精度な記録再生能力が要求されることに伴い、記録再生用レーザの短波長化が進み、対物レンズの高ＮＡ化が進んできている。このため、光ディスクに対する対物レンズの傾き誤差の許容範囲が小さくなっているため、従来から用いられているフォーカシングアクチュエータとトラッキングアクチュエータに加え、上述したような傾き誤差を補正するためのチルトアクチュエータを備えた３軸のレンズアクチュエータが実用化されている。しかし、このように高速追従のための推力発生部を多く設けたことで、消費電力及びその熱損失も増大し、レンズアクチュエータの可動部が過熱してしまうという問題がある。

また、光ディスクの回転駆動が高速化してそれによる振動も高周波化しているため、レンズアクチュエータにはより高速な追従性能が要求されているが、チルトアクチュエータを追加すると、その分だけ可動部の慣性質量を増加させることになるため、２軸アクチュエータと比較して高速追従による高周波感度の改善が困難になる。しかし、高速追従作動を優先させてさらに大きい推力を発生させると、消費電力とその熱損失が増加し、レンズアクチュエータの可動部をいっそう過熱させることになる。

ところで、高速化対応のためにはサーボのゲイン交差周波数、つまり追従すべき最大スペクトル成分の周波数も上げる必要があり、それによっても消費電力を増加させる原因となるばかりでなく、位相交差周波数を超える領域でのサーボ発振を防止するために、高次共振周波数におけるオープンループ特性上のゲイン余裕を多く確保する必要がある。この対策として、可動部は全体の軽量化を図るとともに、剛性を高める必要があり、そのための具体的な構成条件としては、全体の質量を低減しつつ、可動部の構造における重心位置付近を重厚に構成し、そこから外側の方向に位置するほど軽薄短小に構成する必要がある。

また、可動部の本体を構成するレンズホルダには、上述したように各コイルからそれぞれ異なる方向の推力やトルクが組み合わされて作用するため、複雑な応力が繰り返し付与される。そのため、対物レンズの位置精度を確保するためにも、レンズホルダには高い剛性を持たせることが必要である。

ところが、図９に示した従来のレンズアクチュエータ１０１は、その可動部１０７を下方から見た分解斜視図を図１０に示すように、可動部１０７にはその最も外周側の側面に高密度重量物である巻線コイル１１２，１１３，１１４を設置しなければならないため、上述した軽量高剛性とするための条件に反しており、高速追従能力が低く、また高次共振周波数の低い構成となっている。しかも、各コイル１１２，１１３，１１４は可動部１０７の側面に接着されるか、あるいは側面表層部に埋設されているため、各コイル１１２，１１３，１１４は片方の側面でしか空気中に露出して放熱できず、付近に位置する対物レンズ１１０に熱を伝達して加熱してしまう恐れがある。

そこで、上述した高速追従性能や対物レンズへの加熱に対処するために、例えば特許文献１に開示されているように、成型されたプリント基板にプリントコイルを形成したプリントコイル基板を用いたレンズアクチュエータもある。図１１は、そのレンズアクチュエータにおける可動部を下方から見た分解斜視図である。この図１１に示すように、プリントコイル基板１２３をレンズホルダ１２２に組み込むことによって、可動部１２１の構造を簡素にして組立を容易とすることができるとともに、どのコイル１２４，１２５の発熱に対してもプリントコイル基板１２３全体がコイル１２４，１２５の放熱板として機能し効率よく放熱できる。この構成においては、プリントコイル基板１２３をレンズホルダ１２２の構造材としても使用しており、組み立てた状態ではレーザの光路を確保するために下側壁のない箱型構造となっている。

また、特許文献２に記載されている従来のレンズアクチュエータは、図１２に示すように、下側壁のない箱型構造のレンズホルダ１３２に対しその側面と平行にプリントコイル基板１３３を独立して併設しており、この場合にはレンズホルダ１３２が一体の箱型構造を形成しているため、撓みによる部品の配置ずれが生じにくい利点がある。
特開２００１−２２９５５５号公報 特開２００３−３４６３６８号公報

しかしながら、このような従来のレンズアクチュエータにおいては、以下のような問題があった。
まず、図１１に示した特許文献１に記載の構成では、プリントコイル基板１２３を組み込む前のレンズホルダ１２２の構造が側板のないコの字型の部材であるため、低剛性で撓みやすく、部品の配置精度の確保や取り扱いが難しいという問題がある。また、プリントコイル基板１２３が露出している放熱表面積が大きい代わりに、レンズホルダ１２２の対物レンズを保持している天板壁がプリントコイル基板１２３に接触して固着されるため、コイル１２４，１２５と対物レンズの間の断熱性が低くく熱伝達しやすいという不具合もある。

次に、図１２に示した特許文献２に記載の構成では、レンズホルダ１３２の側壁に対してプリントコイル基板１３３を重ねた二重構造となっているため、可動部１３１全体の慣性質量が増加し高周波感度が低下してしまう。しかも、このプリントコイル基板１３３の設置構造では、可動部１３１の剛性向上に寄与できるものではなく、高次共振特性を悪化させることになる。さらに、プリントコイル基板１３３が片側の放熱面をレンズホルダ１３２の側面に近接して対向させているため、放熱性を低下させるだけでなく、むしろレンズホルダ１３２側を加熱して対物レンズを過熱させやすい構成となっている。
そして、上記特許文献１と特許文献２に記載されているレンズアクチュエータでは、共通して組み立てた状態のレンズホルダが箱型構造となっているが、これは振動特性や特に高次共振特性を考慮すると剛性質量比が高い構造であるとは言えず、高次共振周波数が低くなりやすい。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、レンズアクチュエータの高次共振特性と高周波感度特性を改善して高速追従性能を向上させるとともに、コイルの放熱性及びコイルとレンズ間の断熱性を改善することによって対物レンズの過熱を防止できるようにすることを目的とする。さらに、高速かつ高精度な記録再生制御を高い信頼性で行える光ディスク記録再生装置を提供することも目的とする。

この発明は、上記の目的を達成するため、光ディスク記録再生装置に搭載されるレンズアクチュエータであって、マグネット及び背面ヨークを備えた固定磁気回路と、対物レンズを保持するレンズホルダ及びそれぞれ流れる電流値に応じてそのレンズホルダを変位させる推力を発生する複数のソレノイドコイルを備えた可動部と、その可動部を支持し、上記推力による変位に応じて弾性変形する支持部材とを備え、上記複数のソレノイドコイルには、それぞれフォーカシング方向の推力を発生するソレノイドコイルとトラッキング方向の推力を発生するソレノイドコイルとを含んでおり、上記レンズホルダは、中心軸線が上記フォーカシング方向と平行であって光ディスクの配置位置に近い方の開口端に上記対物レンズを保持する円筒部と、その円筒部の外周から放射状に延びる４枚以上の支持板部とを有し、上記複数のソレノイドコイルを、上記４枚以上の支持板部のうち上記円筒部を基準に装着される光ディスクのトラックに対する接線方向において同じ側に位置する２枚以上の支持板部の間に橋渡しするように取り付けたものである。

このようなレンズアクチュエータにおいて、上記支持部材と上記可動部とを結合する中継基板を、上記４枚以上の支持板部のうち上記円筒部を基準に装着される光ディスクに対するトラッキング方向において同じ側に位置する２枚以上の支持板部の間に橋渡しするように取り付けるとよい。
また、上記複数のソレノイドコイルには、装着される光ディスクのトラックに対する接線周りの回転方向のトルクを流れる電流値に応じて発生するソレノイドコイルも含んでいてもよい。

さらに、上記複数のソレノイドコイルの少なくとも一つは、プリントコイル基板に形成されたプリントコイルであるとよい。
この発明はさらに、上記いずれかのレンズアクチュエータを備えた光ピックアップ装置及びその光ピックアップ装置を備えた光ディスク記録再生装置を提供する。

この発明のレンズアクチュエータ及び光ピックアップ装置によれば、高次共振特性と高周波感度特性を改善して高速追従性能を向上させるとともに、コイルの放熱性及びコイルとレンズ間の断熱性を改善することによって対物レンズの過熱を防止できる。
また、この発明の光ディスク記録再生装置によれば、高速かつ高精度な記録再生制御を高い信頼性で行える。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔光ディスク記録再生装置及びその光ピックアップ装置の実施形態：図２及び図３〕
まず、この発明のレンズアクチュエータを備えた光ピックアップ装置及びその光ピックアップ装置を搭載した光ディスク記録再生装置の実施形態の構成について説明する。図２は、その光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図であり、図３はその光ディスク記録再生装置における光ピックアップ装置の光源ユニットと受光器および各光学系の構成例を示す図である。

図２に示す光ディスク記録再生装置１は、後に詳述するこの発明のレンズアクチュエータを光ピックアップ装置に備えていることにより、高速かつ高精度な記録再生制御を高い信頼性で行えるものである。そして、この光ディスク記録再生装置１は、光ディスク２を回転駆動するためのスピンドルモータ３、光ピックアップ装置４、レーザコントロール回路５、エンコーダ６、モータドライバ７、再生信号処理回路８、サーボコントローラ９、バッファＲＡＭ１０、バッファマネージャ１１、インタフェース１２、ＣＰＵ１３、ＲＡＭ１４、ＲＯＭ１５及びフラッシュメモリ１６を備えている。なお、図２における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

光ピックアップ装置４は、光ディスク４のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光Ｌを照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置４は、図３に示されるように、光源ユニット２１、コリメートレンズ２２、ビームスプリッタ２３、対物レンズ２４、２つの検出レンズ（２５，２６）、２つの受光器（２７，２８）、反射ミラー２９、及び駆動系であるレンズアクチュエータ（図示せず後に詳述する）及びシークモータ（図示省略）などを備えている。

光源ユニット２１は、波長が約６６０ｎｍ（例として光ディスクがＤＶＤ＋Ｒである場合の波長）のレーザ光を発光する光源としての半導体レーザ２１ａを含んで構成されている。なお、本実施形態では、光源ユニット２１から光ビームとして出射されるレーザ光の光束（以下、「光束」と略述する）の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。
コリメートレンズ２２は、光源ユニット２１の＋Ｘ側に配置され、光源ユニット２１から出射された光束を略平行光とする。
反射ミラー２９は、コリメートレンズ２２の近傍に配置され、光源ユニット２１から出射された光束の一部をモニタ用光束として−Ｚ方向に反射する。

ビームスプリッタ２３は、コリメートレンズ２２の＋Ｘ側に配置され、コリメートレンズ２２で略平行光とされた光束をそのまま透過させる。また、ビームスプリッタ２３は、光ディスク２で反射され、対物レンズ２４を介して入射する光束（戻り光束）を−Ｚ方向に分岐する。
対物レンズ２４は、ビームスプリッタ２３の＋Ｘ側に配置され、ビームスプリッタ２３を透過した光束を光ディスク２の記録面に集光する。
検出レンズ２５は、ビームスプリッタ２３の−Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ２３で−Ｚ方向に分岐された戻り光束を受光器２７の受光面に集光する。

受光器２７は、通常の光ディスク記録再生装置と同様に、例えば、４つの部分受光素子に分かれた４分割受光素子が用いられている。なお、ここでは、Ｙ軸方向が光ディスク２におけるトラックの接線方向とほぼ一致している。各部分受光素子はそれぞれ光電変換により受光量に応じた電流信号を生成し再生信号処理回路８に出力する。
検出レンズ２６は、反射ミラー２９の−Ｚ側に配置され、反射ミラー２９で−Ｚ方向に反射されたモニタ用光束を受光器２８の受光面に集光する。受光器２８は、光電変換により受光量に応じた電流信号を生成し、パワーモニタ信号としてレーザコントロール回路５に出力する。

また、図２に戻って、再生信号処理回路８は、光ディスク２の種類に対応して光ピックアップ装置４からの出力信号である電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号に基づいてウォブル信号、再生信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路８では、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ１３に出力され、同期信号はエンコーダ６に出力される。さらに、再生信号処理回路８では、再生信号に対して誤り訂正処理等を行なった後、バッファマネージャ１１を介してバッファＲＡＭ１０に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路８からサーボコントローラ９に出力される。なお、再生信号処理回路８では、ＣＰＵ１３の指示により、光ディスク２の種類に対応したサーボパラメータ（例えば、信号レベル調整用ゲインなど）を設定する。

サーボコントローラ９では、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置４を制御する制御信号を生成し、モータドライバ７に出力する。
バッファマネージャ１１では、バッファＲＡＭ１０へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ１３に通知する。
モータドライバ７では、サーボコントローラ９からの制御信号及びＣＰＵ１３の指示に基づいて、光ピックアップ装置４の駆動系（後に詳述するレンズアクチュエータ及びシークモータ）及びスピンドルモータ３を制御する。

エンコーダ６では、ＣＰＵ１３の指示に基づいて、バッファＲＡＭ１０に蓄積されているデータをバッファマネージャ１１を介して取り出し、エラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク２への書き込みデータを作成する。そして、エンコーダ６では、ＣＰＵ１３からの指示に基づいて、再生信号処理回路８からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路５に出力する。
レーザコントロール回路５では、エンコーダ６からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ装置４からのレーザ光出力を制御する。

インタフェース１２は、ホスト（例えば、パーソナルコンピュータ）１７との双方向の通信インタフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等の標準インタフェースに準拠している。
ＲＯＭ１５には、ＣＰＵ１３にて解読可能なコードで記述された後述するレンズアクチュエータを駆動制御するプログラムを含む各種プログラムが格納されている。フラッシュメモリ１６は、不揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１３からの書き込み及び読み出しが可能であるとともに、電源が切られても記録された内容は保持される。

ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１５に格納されている上記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ１４に保存する。なお、光ディスク記録再生装置１に電源が投入されると、ＲＯＭ１５に格納されている上記プログラムは、ＣＰＵ１３のメインメモリ（図示省略）にロードされる。

〔レンズアクチュエータの第１実施形態：図１、図４乃至図７〕
次に、上述したような光ディスク記録再生装置１の光ピックアップ装置４に搭載するこの発明のレンズアクチュエータの第１実施形態について説明する。
図１は、その第１実施形態のレンズアクチュエータの全体構成を示す斜視図であり、図４はそのレンズアクチュエータが備える可動部の全体構成を示す斜視図である。この第１実施形態のレンズアクチュエータは、ソレノイドコイルを巻線コイルで構成する場合のものである。なお、図１中に示すＴ軸方向は、光ディスク記録再生装置に装着される光ディスクのトラックに対する接線方向（以下、タンジェンシャル方向という）であり、Ｆ軸方向はフォーカシング方向であり、Ｒ軸方向は光ディスクのラジアル方向（以下、トラッキング方向という）である。

図１において、レンズアクチュエータ３１は、平板状のアクチュエータベース３２と、このアクチュエータベース３２の上面に平行に配設された一対のマグネット３３と、これらマグネット３３の互いに対向する面に対して反対側の面にそれぞれ固定された一対の背面ヨーク３４と、一方の背面ヨーク３４に隣接して設けられた固定ブロック３５と、この固定ブロック３５に取り付けられた固定側プリント基板３６と、一対のマグネット３３の間（磁気回路ギャップＧ）に配置される可動部３７と、固定ブロック３５を貫通して、固定側プリント基板３６と可動部３７両側面に取り付けられた可動側プリント基板３８とを結合して、可動部３７を弾性的に支持する６本の線状支持ばね（支持部材）３９とを有している。

アクチュエータベース３２は、レンズアクチュエータ３１の固定基板として機能するものである。また特に図示しないが、アクチュエータベース３２の下方には前述した光ピックアップ装置４の光源ユニット２１や各光学系部品が設置されており、アクチュエータベース３２の中央位置（磁気回路ギャップＧの中央）には、可動部３７の上部中央に保持された対物レンズ２４にレーザ光の光束を通過させるための通過孔が形成されている。

各マグネット３３は、フォーカシング方向又はトラッキング方向に分割された複数の分割マグネットを組み合わせたものであり、それら分割マグネットはそれぞれタンジェンシャル方向に沿ってＮ極又はＳ極に着磁され、また隣接する分割マグネット同士では磁極が逆となるよう配置されている。そして、一対のマグネット３３から放射される磁束のほとんどが、アクチュエータベース３２と一対の背面ヨーク３４により収束されて固定磁気回路４０が形成されており、一対のマグネット３３の間は特定のパターンで磁束が形成された磁気回路ギャップＧとなっている。

図４において、可動部３７は、全体の構造部材として中央に位置するレンズホルダ４１と、このレンズホルダ４１の上部中央に保持される対物レンズ（図示省略）と、レンズホルダ４１のトラッキング方向で対向する両側面にそれぞれ取り付けられた一対の中継基板４２と、レンズホルダ４１のタンジェンシャル方向で対向する両側面（各マグネット３３と対向する側面）にそれぞれ配設された一対のフォーカシング用コイル４３及び一対のトラッキング用コイル４４とを有している。なお、特に図示しないが、これら構成部材間は接着剤によって強固に接触固着させており、また半田付けやロウ付けなどによって固着させてもよい。

レンズホルダ４１は、中心軸線ＣＬがフォーカシング方向と平行な円筒部４５と、この円筒部４５の外周から放射状に延びる６枚の支持板部４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅ，４６Ｆとを一体に成形した部材であり、円筒部４５で光ディスクの配置位置に近い方（図中の上方）の開口端には環状フレーム４７を介して対物レンズ２４が保持されている（図１参照）。６枚の支持板部４６Ａ〜４６Ｆのうち４枚の傾斜板部４６Ａ〜４６Ｄがそれぞれ可動部３７の四隅まで延びる配置となっており、他の２枚の補助板部４６Ｅ，４６Ｆがタンジェンシャル方向に延びる配置となっている。

一対の中継基板４２は、それぞれ上記４枚の傾斜板部４６Ａ〜４６Ｄのうちの円筒部４５を基準に装着される光ディスクに対するトラッキング方向において同じ側に位置する２枚の傾斜板部（つまり傾斜板部４６Ａと傾斜板部４６Ｂの組み合わせ、及び傾斜板部４６Ｃと傾斜板部４６Ｄの組み合わせ）の間に橋渡しするように取り付けられている。また、各中継基板４２には線状支持ばね３９に半田付けされた可動側プリント基板３８を取り付けており、これにより中継基板４２は線状支持ばね３９と可動部３７とを結合している。

フォーカシング用コイル４３及びトラッキング用コイル４４は、それぞれ環状に形成された巻線コイルで構成されており、固定側プリント基板３６、線状支持ばね３９及び可動側プリント基板３８を介して通電可能に結線されている。そして各コイル４３，４４は、６枚の支持板部４６Ａ〜４６Ｆのうち円筒部４５を基準にタンジェンシャル方向において同じ側に位置する傾斜板部と補助板部との間に橋渡しするように取り付けられており、それぞれ中心軸線をタンジェンシャル方向に向けた姿勢となっている。また、一対のフォーカシング用コイル４３同士と一対のトラッキング用コイル４４同士はそれぞれの組み合わせで結線されながら、円筒部４５の中心軸線ＣＬに対して線対称となる配置で取り付けられている。この状態で各コイル４３，４４は各支持板部４６Ａ〜４６Ｆに強固に接触固着されていることで、可動部３７に付与された荷重を受ける構造部材としても機能する。

そして、各コイル４３，４４の中心軸線は、対向するマグネット３３の側面において隣接する分割マグネットの境界にほぼ一致するよう配置されている。フォーカシング用コイル４３の中心軸線はフォーカシング方向で隣接する分割マグネットの境界と一致し、トラッキング用コイル４４の中心軸線はトラッキング方向で隣接する分割マグネットの境界と一致している。このような配置関係にある各コイル４３，４４に電流を供給すると、コイル４３，４４は逆磁極にある２つの分割マグネットのどちらか一方へ引き寄せられ、すなわち各コイル４３，４４はそれぞれに流れる電流値に応じてレンズホルダ４１に対し推力を発生するソレノイドコイルとして機能する。フォーカシング用コイル４３はフォーカシング方向で隣接する分割マグネットのどちらか一方に引き寄せられることでフォーカシング方向の推力を発生し、同様にトラッキング用コイル４４はトラッキング方向の推力を発生する。これにより、６本の線状支持ばね３９に弾性支持されている可動部３７全体がフォーカシング方向およびトラッキング方向のいずれか一方又は両方で変位するよう駆動される。

そして、以上のような構成にあるこの実施形態のレンズアクチュエータ３１によれば、円筒部４５と４枚以上（この実施形態では６枚）の支持板部４６Ａ〜４６Ｆからなるレンズホルダ４１を有していることにより、高次共振特性と高周波感度特性が良好であって高速対中性能が高く、またコイル４３，４４の放熱性及びコイル４３，４４と対物レンズ２４間の断熱性も良好であって対物レンズ２４の過熱を防止できるものとなっている。以下、その理由となる作用効果について説明する。

まず、比較例として、従来の可動部の構成にあるようにレンズホルダが箱型構造である場合について説明する。図５の平面図に示すように、箱型構造のレンズホルダ２０１にトラッキング方向（又はタンジェンシャル方向）の荷重を付与すると容易に変形しやすく、また図６の側断面図で示すようにフォーカシング方向の荷重（例えば対物レンズの重量）を付与しても変形しやすいため、剛性の低い構造となっている。そして、この箱型構造のレンズホルダ２０１に対して、剛性を向上させるために補強部材を設けた場合には、可動部の慣性質量が増加するため高周波での往復駆動などが困難となる。すなわち、箱型構造の可動部を備えたレンズアクチュエータは、剛性質量比（剛性と重量のバランス）が低いため高周波感度特性の低い構造となる。さらに、このような箱型構造の壁面に巻線コイルや対物レンズを取り付けた場合には、単なる板状の梁に重量物を設けた構成となるため、高次共振周波数が低く振動特性上好ましくない。

これに対して、この実施形態のレンズアクチュエータ３１が備える可動部３７によれば、剛性の高い円筒部４５で対物レンズ２４を保持するとともに、この円筒部４５の外周から放射状に延びる支持板部４６で円筒部４５を支持していることにより、図７（ａ）の平面図及び図７（ｂ）の側断面図に示すように、あらゆる方向から受ける荷重に対して高い剛性を有する構造となっている。特に、一対の中継基板４２及びタンジェンシャル方向で対向する両側壁（この実施形態では各コイル４３，４４で構成）に対してそれぞれ曲げ応力が付与された場合でも、４枚の傾斜板部４６Ａ〜４６Ｄがそれら曲げ応力を強度上有利な引っ張り圧縮方向の応力に転化するため剛性の高い構造となっている。さらにこのレンズホルダ４１の構成は、箱型構造の場合よりも必要とする板部材の総面積が少ないため軽量化を図ることができ、剛性質量比の点で非常に有利で高周波感度特性の高い構成となっている。また、このように高い剛性を有するレンズホルダに重量物を取り付けた場合、高次共振周波数の低下を防ぐことができ、振動特性においても有利な構成である。

また、巻線コイルで構成されたソレノイドコイルを用いているため熱対策上不利な構成でありながら、各コイル４３，４４は両側面を空気中に露出しているため放熱性が非常によく、また支持板部４６Ａ〜４６Ｆと円筒部４５とを介して対物レンズ２４と離間した配置にあるためコイル４３，４４と対物レンズ２４間の断熱性も良好であり、対物レンズ２４の過熱を防止できる構成となっている。
以上により、この実施形態のレンズアクチュエータ３１によれば、高次共振特性と高周波感度特性が良好であって高速追従性能が高く、またコイル４３，４４の放熱性及びコイル４３，４４と対物レンズ２４間の断熱性も良好であって対物レンズ２４の過熱を防止できる。

〔レンズアクチュエータの第２実施形態：図８〕
次に、この発明のレンズアクチュエータの第２実施形態について説明する。
図８は、その第２実施形態のレンズアクチュエータが備える可動部の全体構成を示す斜視図である。この第２実施形態のレンズアクチュエータは、ラジアルチルト用コイルも備えた３軸アクチュエータであって、また各ソレノイドコイルがプリントコイル基板に形成されたプリントコイルを用いる場合のものである。以下においては、可動部におけるその差異点のみを説明し、他の共通する各部については同じ符号を付し説明を省略する。

図８において、可動部５０が備えるレンズホルダ５１は４枚の傾斜板部４６Ａ〜４６Ｄだけを支持板部として円筒部４５の外周に設けており、一対のプリントコイル基板５２がそれぞれ４枚の傾斜板部４６Ａ〜４６Ｄのうち円筒部４５を基準にタンジェンシャル方向において同じ側に位置する２枚の傾斜板部の間に橋渡しするように取り付けられている。また、フォーカシング用コイル５３及びトラッキング用コイル５４は、それぞれ第１実施形態と同じ配置で、各プリントコイル基板５２にプリントコイルで形成されている。さらに、各プリントコイル基板５２の両端部（全４箇所）には、それぞれラジアルチルト用コイル５５がプリントコイルで形成されている。

これらラジアルチルト用コイル５５の中心軸線は、対向するマグネットの側面においてフォーカシング方向で隣接する分割マグネットの境界とほぼ一致するよう配置されている。これらラジアルチルト用コイル５５に電流を供給した場合、同じプリントコイル基板５２に形成されたラジアルチルト用コイル同士で逆のフォーカシング方向の推力が発生し、それにより可動部５０全体にタンジェンシャル軸周り（光ディスクのトラックに対する接線周り）の回転方向Ｉのトルクが作用して、可動部５０は傾くよう駆動される。

そして、以上のような構成にあるこの第２実施形態のレンズアクチュエータによれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、巻線コイルよりも剛性質量比の高いプリントコイル基板５２がレンズホルダ５１の構造部材として機能するため、さらに高い高次共振特性と高周波感度特性が得られる。また、プリントコイル基板５２の両面で各コイル５３，５４，５５の空冷放熱面積が得られるため、第１実施形態よりもさらにコイル放熱性が優れている。さらにまた、第１実施形態における補助板部４６Ｅ，４６Ｆを有していないため、各プリントコイル５３，５４，５５は対物レンズ２４とさらに離間した配置となっており、コイル５３，５４，５５と対物レンズ２４間の断熱性が向上し、対物レンズ２４の過熱をより好適に防止できる。またプリントコイル基板５２を用いているため、可動部５０の組立が容易であるという利点もある。なお、全てのソレノイドコイルをプリントコイルで形成する必要はなく、いずれか１つでもプリントコイルで構成することで上記の作用効果を得ることができる。

以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、各実施形態においては可動側プリント基板３８に半田付けされた６本の線状支持ばね３９によって、可動部３７、５０の機械的な弾性支持と各コイルに対する電気的な接続を行っている。しかし、その他にも可動側プリント基板３８と線状支持ばね３９を接着剤による接着やインサート成型法などにより固定してもよいし、また線状支持ばね３９（及び中継基板４２）を用いずに任意のコイルばねや板ばねによって可動部を支持してもよい。その場合には、各コイルに対して給電するための配線手段を別に設ける必要がある。

この発明は、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどの各種光ディスクに対して情報を記録または再生する各種光ディスク記録再生装置、及びその光ピックアップ装置に搭載するレンズアクチュエータに適用することができる。また、レンズアクチュエータの高次共振特性と高周波感度特性を改善して高速追従性能を向上させるとともに、コイルの放熱性及びコイルと対物レンズ２４間の断熱性を改善することによって対物レンズ２４の過熱を防止できる。さらに、光ディスク記録再生装置において高速かつ高精度な記録再生制御を高い信頼性で行える。

この発明の第１実施形態であるレンズアクチュエータの全体構成を示す斜視図である。 この発明の光ディスク記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。 同じく、光ピックアップ装置の光源ユニットと受光器および各光学系の構成例を示す図である。 この発明の第１実施形態のレンズアクチュエータが備える可動部の全体構成を示す斜視図である。 従来の箱型構造のレンズホルダにトラッキング方向の荷重を付与した際に変形する様子を模式的に示す平面図である。

従来の箱型構造のレンズホルダにフォーカシング方向の荷重を付与した際に変形する様子を模式的に示す側断面図である。 本発明のレンズアクチュエータが備えるレンズホルダに複数の荷重を付与した状態を模式的に示す図であり、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はその側断面図である。 この発明の第２実施形態であるレンズアクチュエータが備える可動部の全体構成を示す斜視図である。 従来の光ディスク記録再生装置が備えるレンズアクチュエータの一例を示す全体斜視図である。

図９に示したレンズアクチュエータが備える可動部を下方から見た分解斜視図である。 プリントコイル基板を用いた可動部の一例を下方から見た分解斜視図である。 箱型構造のレンズホルダの側面にプリントコイル基板を併設した例の可動部を下方から見た分解斜視図である。

符号の説明

１：光ディスク記録再生装置、２：光ディスク、４：光ピックアップ装置、
２１：光源ユニット、２４：対物レンズ、２７，２８：受光器、
３１：レンズアクチュエータ、３２：アクチュエータベース、３３：マグネット、
３４：背面ヨーク、３５：固定ブロック、３６：固定側プリント基板、
３７，５０：可動部、３８：可動側プリント基板、３９：線状支持ばね（支持部材）、
４０：固定磁気回路、４１，５１：レンズホルダ、４２：中継基板、
４３：フォーカシング用コイル、４４：トラッキング用コイル、４５：円筒部、
４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ：傾斜板部（支持板部）、
４６Ｅ，４６Ｆ：補助板部（支持板部）、４７：環状フレーム、
５２：プリントコイル基板、５３：フォーカシング用コイル（プリントコイル）、
５４：トラッキング用コイル（プリントコイル）、
５５：ラジアルチルト用コイル（プリントコイル）

Claims (6)

1. 光ディスク記録再生装置に搭載されるレンズアクチュエータであって、
   マグネット及び背面ヨークを備えた固定磁気回路と、
   対物レンズを保持するレンズホルダ及びそれぞれ流れる電流値に応じて該レンズホルダを変位させる推力を発生する複数のソレノイドコイルを備えた可動部と、
   該可動部を支持し、前記推力による変位に応じて弾性変形する支持部材とを備え、
   前記複数のソレノイドコイルには、それぞれフォーカシング方向の推力を発生するソレノイドコイルとトラッキング方向の推力を発生するソレノイドコイルとを含んでおり、
   前記レンズホルダは、中心軸線が前記フォーカシング方向と平行であって光ディスクの配置位置に近い方の開口端に前記対物レンズを保持する円筒部と、該円筒部の外周から放射状に延びる４枚以上の支持板部とを有し、
   前記複数のソレノイドコイルを、前記４枚以上の支持板部のうち前記円筒部を基準に装着される光ディスクのトラックに対する接線方向において同じ側に位置する２枚以上の支持板部の間に橋渡しするように取り付けたことを特徴とするレンズアクチュエータ。
2. 請求項１記載のレンズアクチュエータであって、
   前記支持部材と前記可動部とを結合する中継基板を、前記４枚以上の支持板部のうち前記円筒部を基準に装着される光ディスクに対するトラッキング方向において同じ側に位置する２枚以上の支持板部の間に橋渡しするように取り付けたことを特徴とするレンズアクチュエータ。
3. 請求項１又は２記載のレンズアクチュエータであって、
   前記複数のソレノイドコイルには、装着される光ディスクのトラックに対する接線周りの回転方向のトルクを流れる電流値に応じて発生するソレノイドコイルも含んでいることを特徴とするレンズアクチュエータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズアクチュエータであって、
   前記複数のソレノイドコイルの少なくとも一つは、プリントコイル基板に形成されたプリントコイルであることを特徴とするレンズアクチュエータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズアクチュエータを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項５記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク再生装置。
   

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