JP2007134033A - 光記録媒体のための対物レンズ駆動装置と該対物レンズ駆動装置を持つ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フォーカス及びトラッキング制御のためのアクチュエータを持つ、光記録媒体のためのピックアップに関する。
【解決手段】コイル（１２１、１２２、１２３）に面する磁石（５１、５３´、５５´、５７）が非対称であるときに生成される不要なトルク成分を防ぐため、隣接する広い磁石部分（５３´、５５´）の分離線（１３、１３´、１３´´）付近の中立帯（５４´´）をその領域において広げることによって、磁石の幅の広い部分（５３´、５５´）の磁束を意図的に削減する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光記録媒体のピックアップ、特にその機械的設計と、該ピックアップを持ち光記録媒体にアクセスする装置に関する。

情報トラックを持つ光記録媒体用記録再生装置において、ピックアップは記録媒体のアクセス位置に配置される。情報トラックに追従するために、記録媒体とピックアップは相対的に移動する。ピックアップの中では、典型的に、一つ又は二つの光ビームが生成され、記憶媒体内の層の目標箇所にフォーカスされ、また、記録媒体の再生時、目標箇所からの一つ又は二つの読み取りビームは光電検出器に向かって発せられ、該ビームは、更なる評価のために電気信号に変換される。

装置に組み込まれ、ピックアップに対して相対的に移動する記録媒体は、その公称位置と相対的に、またその周辺で目標箇所が変化するポジションエラーを伴う可能性がある。このようなポジションエラーは、層と同一面内で、トラッキング方向と呼ばれる情報トラックに対して実質的に斜め又は垂直方向に生じ、これはトラッキング誤差と呼ばれる。また、フォーカス方向と呼ばれる層に実質的に垂直な方向にも生じ、これはフォーカス誤差と呼ばれる。また、ピックアップに対する記録媒体の位置が通常の位置より変動することにより生じ、これはチルトエラー呼ばれる。トラッキング方向とフォーカス方向の両方に直交している方向は、目標箇所の情報トラックに対する接線方向となっているため、以下では、インフォメーション方向と呼ぶ。

光ビームを目標箇所に合焦させ、かつ、読み取りビームを光検出器に当てておくため、光学記録媒体ピックアップは典型的に、いわゆるアクチュエータ又は対物レンズ駆動装置を持っている。アクチュエータは、典型的に、レンズを搬送する可動部分を持ち、電流が流されているコイルと相互作用する磁石によって位置決めをする。いわゆるトラッキングサーボループが可動部の位置をトラッキング方向に制御し、いわゆるフォーカスサーボループが可動部の位置をフォーカス方向に制御し、そして、幾つかのピックアップでは、いわゆるチルトサーボループが読み取りビームの角度を制御し、これによって光検出器への読み取りビームの投射を操る。

トラッキング方向とフォーカス方向は共に、フォーカシング動作、トラッキング動作及びチルト動作を行う動作平面に架かっている。アクチュエータの可動部分は典型的に、インフォメーション方向と並行、つまり、移動平面に垂直であるワイヤのような弾性支持手段により吊り下がっている。

一般的に、アクチュエータはその可動部分に、一つ又はそれ以上のフォーカシングコイルと、一つ又はそれ以上のトラッキングコイルと、任意的に一つ又はそれ以上のチルトコイルを備えている。これらのコイルはボビンに巻きつく従来のコイル、又はプリントコイルとすることができる。それぞれの場合において、少なくとも、コイルの幾つかの部分は、表面が典型的に移動平面に位置している磁石に面している。これらの磁石は、仮に幾つかの別個の極を持つとしても、適切に磁化された磁性材料の、単一、すなわちモノリシックな一片で構成され得るか、又は、一つ又はそれ以上の物理的に別個の極と、ゼロ又はそれ以上の間隔材料を含む複合磁石構造であり得るが、これらに制限されない。この後の記述では、「磁石」は常に、これら両方の形を示す意味に使われる。

移動平面に位置する、閉じたループであるトラッキングコイルを使って強いトラッキング力を生成するために、磁石は、相反する極性を持つ磁極が、フォーカス方向の分離線に沿って隣接する区分を持つ。このセットアップ、又はこれに相応するものは、ある方向に電流を持つトラッキングコイルの上方部分と、前記方向とは逆方向に流れる戻り電流を持つトラッキングコイルの下方部分が、相反する極性の磁界に面して、同じ方向に向かうローレンツ力を作り出すために必要である。これと同じ原理により、強いフォーカシング力のためには、磁石は、相反する極性の磁極がトラッキング方向に位置する分離線に沿って隣接するもう一つの区分を持つことになる。異なる位置にある二つの分離線をひとまとめに考えると、ピックアップ磁石はよく、その表面に、Ｌ形、Ｃ型、またそうでなければ非直線の反った、又は湾曲した、一つ又はそれ以上の境界線又は分離線を持っている。これらのような、境界線又は分離線によって囲まれた磁極は不均等な幅であることが多くなる。

周囲が非直線の磁極に面するコイルの中では、コイルの作動部分とも呼ばれる力を発生させるコイルの部分は、異なる幅の磁極の部分に面していることがあり得る。結果として、部分に生じる力は、その部分で不均一に分布し又は部分間で不均一に分布し、等価な力の働く点は、含まれる部分の幾何学中心又は重心から外れることになる。これは、その代わりに、理想的に、単一の推力を目的とした時に、副産物としての無用なトルクの発生につながる。

特許文献１は、可動部のコイルが、第１の分離線に添って隣接する異なる極性を持ち、コイルに面する磁石の２つ以上の磁極と面し、そして、第１の分離線は第１の線部分を持ち、第１の線部分は隣接する磁極の少なくとも１つを、第１の分離線を横切る方向において、第１の分離線の第２の線部分よりも幅を広くさせる、対物レンズ駆動装置を開示している。また、相反する磁極間にあるＬ字形の分離線も開示されている。開示されている総ての装置において、両サイドにサスペンションを伴う可動部が示されている。不要なトルクを阻止する為に、特許文献１はフォーカシングコイルを、それらコイルの中心が、Ｌ形の境界線又は分離線で接している磁極の小さい方が最大の磁束密度を持つポイントからトラッキング方向にずれるように配置することを提案している。このような配置にすると、可動部がトラッキング方向にずれるとき、二つのフォーカシングコイルによって作られた力は等しくなくなり、よってトルクの生成を阻止する。
米国特許出願公開第２００５／０１８５５３０号明細書

従来技術は、可動部が技術的に複雑なサスペンションを持ち、フォーカシングオフセット及びトラッキングオフセットが同時に存在する時に発生する不要なトルクのみが中性化され、開示されたデザインによると、コイルは意図的に、コイル-磁石相互作用の感度が次善な所に位置する、という欠点を持つようにみられる。本発明は、この点に関して改良したアクチュエータを持つピックアップを提供することを目的としている。

本発明は、相反する磁極間の分離線の、磁極が広くなっている部分の近くにおいて、磁極間の非磁性中立帯が、磁極が狭くなっている部分より幅広く形成されている対物レンズ駆動装置又はアクチェータを提案する。

本発明による対物レンズ駆動装置又はアクチュエータは、固定された多極磁石に面する可動部又は可動部分を備えている。磁石においては、相反する磁極が第１の分離線に沿って接しており、第1の分離線の第1の線部分で接している片方又は両方の磁極は、第1の分離線の第２の線部分で接している磁極より広くなっている。本発明はそして、第１の分離線の第１の線部分の近くで、磁石は、第２の線部分付近よりも広くなっている非磁性中立帯を持つことを示している。この方法だと、磁極の幅が広い部分のより大きな面積において、磁束がわずかに減少し、そこで作られる力は、第２の分離線で接している磁極の狭い部分で生成される力と等しくなる。この方法の利点の一つは、第１の分離線に直交する分離線で接している磁極に面するフォーカシングコイルを、例えば磁束が最大である場所といった、効果的な場所に自由に位置決めできることにある。もう一つの利点は、片側にサスペンションを持つアクチュエータとして実現できることにある。

対物レンズ駆動装置で、第１の線部分で幅広になっている磁極の形状は、少なくともある部分は第１の分離線に平行でない第２の分離線に沿った第３の磁極に隣接している磁極と、第１及び第２の分離線に囲まれた磁極に依存する。特に、第２の分離線は、第１の分離線と平行な第１の線区間と第１の分離線に直角な第２の線区間を持つＬ字形とすることができる。

あるいは、第１の線部分付近が第２の線部分付近より幅広になっている磁極の形状は、1つ以上の他の障害となる装置要素によって削減されたスペースによるものである。ピックアップの寸法、生産性、耐久度といった設計基準と、それらの結果としての特定のピックアップの設計により、アクチュエータ内の磁極のためのスペースは削減又は制限されることがある。障害となる装置要素の材料によって、磁極は、それらの要素を避けるだけではなく、ある一定の距離や空間のゆとりを確保し、磁極が位置付けされ得るスペースを更に削減する。障害要素によるスペースの制限は、磁極に対して幾何学的に左右対称である必要はなく、そのため、磁極は相反する極と隣接する分離線の、異なる線部分に沿って異なる幅を持つことができる。

有利なことに、第１及び第２の線部分の間において、非磁性中立帯の異なる幅間の遷移は、段階的、線形的な増加、徐々に変化する形、又は、それらの組合せで生じる。その利点としては、磁極を作るために使われる磁化備品の特性が斟酌されるということである。

第１の分離線以外に、磁極が他の第３の磁極と隣接する他のＬ字形の分離線があるとき、異なる幅の非磁性中立帯の部分間の遷移は、Ｌ字形の分離線のコーナー又は屈折している箇所の近くに有利に位置する。この方法だと、磁極とコイルの間の力を作り出す相互作用領域の幅が、実質的に、第１の分離線の長さに渡って一定に保たれる。

また、非磁性中立帯の幅が広いほうの幅は、有利に、コイルと磁極の幅が広い方の部分との相互作用領域が、実質的に、コイルと磁極の幅の狭い方の部分との相互作用領域と等しくなる寸法で作られる。この方法による設定で作られたローレンツ力は、均等に分布する。

本発明による、光記録記憶媒体にアクセスする装置は、上記本発明による対物レンズ駆動装置又はアクチュエータを実装する、光記録媒体の記録及び／又は再生装置である。

本発明の典型的な実施形態は図面に描かれており以下に詳しく説明する。それらは、光ディスクである記録媒体と、反射ビームである読み取りビームを参照する。これに関わらず、この分野の専門家には明らかなように、本発明は、読み取りの原理が反射によるものか変換によるものかに関わらず、カードやテープ型のような、層に情報トラックを持つ任意の種類の光記録媒体に使用することができる。図において、同じ部分には同じ参照符号を付与する。

図１は、光記録媒体に共通した型の光ディスクのピックアップ１の斜視図を示している。光ディスク媒体において、情報トラックはらせん状又は同心円の形状を有している。光ディスクのピックアップにおいて、ピックアップに対する媒体の移動は、例えばスピンドルモータと呼ばれるディスクを回転させ、例えばステップモータ、ネジ付きスピンドル又は現在の等価な線形位置決め装置といった、ディスク中心対して半径方向にピックアップを移動させることにより行われる。光ディスクを伴うピックアップでは、トラッキング方向は半径方向に対応し、フォーカス方向はディスクの回転軸に平行な軸方向に対応する。以下の記述では、反射光ディスクを想定し、そこでは、読み取りビームは、ディスクの外側又は内側の表面又は層によって反射された入射光ビームから生じる反射光ビームに対応する。

図１のピックアップ１は、多極磁石５を持つ２つの垂直ヨーク３を備えたベースプレート２と、サスペンションワイヤ７が固定されたサスペンションワイヤホルダ６を備えている。それらの反対側の端には、弾性のサスペンションワイヤ７が、レンズ９と、この図では見えないが、プリントコイルを持つプリント回路板１０を保持する可動部８に固定されている。プリント回路板１０は、フォーカス方向Ｙとトラッキング方向Ｘによって規定される移動平面に位置し、サスペンションワイヤはインフォメーション方向Ｚに取り付けられている。

図２は、従来技術によるアクチュエータの、この図では見えないプリントコイルを持つプリント回路板１０と、それに面する多極磁石５を備えるアセンブリの斜視図である。磁石５の相反する磁極間には、中立帯５２、５４及び５６が誇張された幅で示されている。小さな中立帯５２、５４及び５６は、磁石５のように、隣りあわせで異なる磁極を持つように磁性材料が磁化された場合に結果として生じ、避けることのできないものである。図はまた、相反する極５１と５３の間の中立帯５２と、相反する極５５と５７の間の中立帯５６はＬ字形又は非直線であることを示しており、そして、相反する該極５３と５５の間の中立帯５４は、第１の部分５４´´を有しており、第１の部分５４´´が隣接する、相反する磁極５３及び５５は、中立帯５４の第二の部分５４´に隣接する部分より幅広なことを示している。

図３は、従来技術によるアクチュエータの、磁石５１、５３、５５及び５７の外郭と、コイル１２１、１２２及び１２３の外郭の重なった状態を平面で示したものである。外郭１２１が示す、第１のフォーカスコイル又はチルトコイルであるコイルにおいて、上側の水平部分１２１１は磁石５１の磁束と相互に作用し、下側の水平部分１２１２は磁石５３の下方部分の磁束と相互に作用する。外郭１２２が示す、トラッキングコイルであるコイルにおいて、左側の垂直部分１２２１は磁石５３の磁束と相互に作用し、右側の垂直部分１２２２は磁石５５の磁束と相互に作用する。外郭１２３が示す、第２のフォーカスコイル又はチルトコイルであるコイルにおいて、上側の水平部分１２３１は磁石５７の磁束と相互に作用し、下側の水平部分１２３２は磁石５５の下方部分の磁束と相互に作用する。

外郭１２２が示すコイルの左側の垂直部分１２２１の上部に面している磁石５３の部分は、その底部に面している磁石５３の部分よりも幅が狭く、かつ、外郭１２２が示すコイルの右側の垂直部分１２２２の上部に面している磁石５５の部分は、その底部に面している磁石５５の部分よりも幅が狭いことが分かる。この結果、従来技術のアクチュエータでは、外郭１２２が示すコイルの垂直部分１２２１及び１２２２の底部は、上部で作り出される力よりわずかに大きな力を生ずる。これによって、いかなる対策も取られないときには、インフォメーション方向Ｚを軸として可動部を回転、すなわちチルトさせる不要なトルクを発生させる。チルトはディスクからの読み取り信号を悪化させる。また、ディスクが回転されることと、トラッキング力とフォーカス力がかなり大きなことを考えると、このようなトルクと回転は、可動部の機械的振動の原因となり、アクチュエータとそのサーボ制御を不安定にする。

図４は、本発明によるアクチュエータのための、磁石５１、５３´、５５´及び５７の外郭と、コイル１２１、１２２及び１２３の外郭の重なった状態を平面で示したものである。ここで、磁極５１、５３´、５５´及び５７で構成された磁石のうち、第１の分離線１３の、第１の下側線部分１３´付近で隣接している磁極５３´及び５５´は、第１の分離線１３の上側線部分１３´´付近で隣接する部分よりも幅が広いことが示されている。また、非直線、この場合はＬ字形の第２の分離線１４で接している相反する磁極５１と５３´と、非直線のＬ字形の第２の分離線１５で接している相反する該磁極５５´と５７も示されている。また、第１の分離線１３の周辺で、隣接する磁極５３´と５５´間の非磁性の中立帯５４´´が示されており、非磁性の中立帯５４´´は、第１の分離線１３の上側部分１３´´の周辺よりも、第１の、下側部分１３´の周辺の幅が広くなっている。

中立帯５４を拡大し、磁極の幅の広い部分で作られる力を磁極の幅の狭い部分で作られる力に等しくすることでトルクの発生を防ぐようにすることは機械的な設計の問題である。第１の近似として、コイル１２２が第１の線部分１３´の近くで磁極５３´と５５´に面する領域と、コイル１２２が第２の線部分１３´´の近くで磁極５３´と５５´に面する領域とを大体等しくなるようにサイズは決定される。

また、非磁性領域５４の狭い部分５４´と広い部分５４´´の間での遷移５４０が、傾斜型５４２で成されると、生成されるトラッキング力の不要な副作用として生じ得る、不要なフォーカス力を最小化するという利点を持つ、ということも見つかっている。

言い換えると、本発明は、フォーカス及びトラッキング制御用アクチェータ８を有する、光記録媒体用ピックアップ１に関するものであり、コイル１２１、１２２及び１２３に面する磁石５が非対称のときに発生する不要なトルク成分を防ぐため、広い磁石部分５３´及び５５´と隣接する分離線１３の付近の中立帯５４をその範囲において広げ、よって、磁石５３´と５５´の幅の広い部分の磁束を意図的に削減する。

光ディスクのためのピックアップの斜視図である。 従来技術によるアクチュエータの、プリントコイルを運ぶプリントサーキットボードとそれに面する磁石から成るアセンブリの斜視図である。 従来技術のアクチュエータの、磁石の外郭とコイルの外郭の重なった状態の平面図である。 本発明によるアクチュエータの、磁石の外郭とコイルの外郭の重なった状態の平面図である。

符号の説明

１ ピックアップ
２ ベースプレート
３ 垂直ヨーク
５ 磁石
６ サスペンションワイヤホルダ
７ サスペンションワイヤ
８ 可動部
９ レンズ
１０ プリント回路板
１３ 第1の分離線
１３´第１の分離線の下側線部分
１３´´第１の分離線の上側線部分
１４、１５ 第２の分離線
５１、５３、５３´、５５、５５´、５７ 磁極
５２、５４、５６ 中立帯
５４´ 中立帯の第２の部分
５４´´ 中立帯の第１の部分
１２１、１２３ フォーカスコイル又はチルトコイル
１２２ トラッキングコイル
５４０ 遷移
５４１ 段形の遷移
５４２ 直線的逓増の遷移
５４３ 徐々に変化する遷移
１２１１ フォーカスコイルの上側水平部分
１２１２ フォーカスコイルの下側水平部分
１２２１ トラッキングコイルの左側垂直部分
１２２２ トラッキングコイルの右側垂直部分
１２３１ フォーカスコイルの上側水平部分
１２３２ フォーカスコイルの下側水平部分

Claims (8)

1. ２つ以上の磁極（５１、５３´、５５´、５７）を有する固定された磁石構成（５）と面するコイル（１２１、１２２、１２３）を保持する可動部（８）を備え、
   前記磁石構成（５）がコイルの１つ（１２２）と面する領域において、２つの相反する磁極（５３´、５５´）が、非磁性中立帯（５４）が取り囲む第１の分離線（１３）に沿って隣接しており、
   第１の分離線（１３）は、第１の線部分（１３´）を有し、
   第１の線部分（１３´）で隣接する磁極（５３´、５５´）の少なくとも１つは、第１の分離線（１３）を横切る方向での幅が、第１の分離線（１３）の第２の線部分（１３´´）で隣接する磁極の幅より広い形状である、
   対物レンズ駆動装置であって、
   第１の分離線（１３）の第１の線部分（１３´）付近で、非磁性中立帯（５４）は、第１の幅である第１の区間部分（５４´´）を有し、
   第１の幅は、第１の分離線（１３）の第２の線部分（１３´´）付近の第２の区間部分（５４´）の第２の幅よりも大きいことを特徴とする装置。
2. 相反する磁極（５３´、５５´）のうち少なくとも１つが第２の分離線（１４、１５）に沿って第３の磁極（５１、５７）に接し、第２の分離線（１４、１５）は、少なくとも部分的に、第１の分離線（１３）と平行でなく、前記形状は、第１及び第２の分離線（１３、１４、１５）に囲まれた磁極（５３´、５５´）から生じることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 第２の分離線（１４、１５）は、第１の分離線（１３）と平行な第１の線区間と、第１の分離線（１３）と直角な第２の線区間を持つ、Ｌ字形であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記形状は、１つ以上の他の障害となる装置要素のために削減されたスペースを持つ少なくとも一つの隣接する磁極（５３´、５５´）により生じることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 第１の区間部分（５４´´）と第２の区間部分（５４´）の間に、段階的に（５４１）、線形的に増加（５４２）、徐々に変化する形（５４３）のいずれか１つ、又は、それらの組み合わせである、非磁性中立帯（５４）の第一の幅と第二の幅間の遷移があることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 第１の区間部分（５４´´）と第２の区間部分（５４´）間の遷移が、第１の線区間と第２の線区間が接する箇所付近に位置していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
7. 第１の幅は、コイル（１２２）が第１の線部分（１３´）付近で磁石（５）に面する領域と、該コイル（１２２）が第２の線部分（１３´´）付近で磁極（５）に面する領域とが実質的に等しくなるサイズであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の対物レンズ駆動装置を備えていることを特徴とする光記録媒体にアクセスする装置。

Images