JP4166715B2 - 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

Description

本発明は、光ディスクドライブまたは光磁気ディスクドライブの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に関する。

光ディスク装置では、レーザの光束をメディアとしての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光のスポットが形成できるように構成されている。

ところで、大容量のデータを扱うに当たって、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。しかし、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、このためには対物レンズの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。

ここで、対物レンズ駆動装置がフォーカシング方向とトラッキング方向のみに駆動を行う場合（２軸対物レンズ駆動装置）、フォーカシングおよびトラッキング動作をしたときに発生する対物レンズのチルトを小さくする必要がある。

近年では更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も提供されている。チルトを補正する方式は幾つかあるが、特に、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チルト駆動対応の対物レンズ駆動装置は、低コストで省スペース化が可能であり、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。チルト駆動対応の対物レンズ駆動装置においてもフォーカシングおよびトラッキング動作によるチルトが大きいとサーボが外れやすくなるため、フォーカシングおよびトラッキング動作によるチルトは低減する必要がある。

以下、従来の対物レンズ駆動装置の例を説明する。

図２３は第１の従来例における２軸対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図である。

第１の従来例は、２軸対物レンズ駆動装置１００において、対物レンズ１０１を含む可動部１０２を固定部１０３に対して４本の棒状弾性支持部材１０４でタンジェンシャル方向片側から支持したものである。また、フォーカス駆動コイル１０５はフォーカシング方向を巻回軸とする円筒コイルでそのトラッキング方向に電流が流れる部分をタンジェンシャル方向に磁石１０７の磁束が貫いている。トラッキングコイル１０６はタンジェンシャル方向を巻回軸とする平面状コイルでトラッキング方向に２つ並んで配置されており、そのフォーカシング方向に電流が流れる一辺をやはりタンジェンシャル方向に磁石１０７の磁束が貫いている。それぞれの駆動コイルに電流を供給することでフォーカシングおよびトラッキング動作を行っている。

ここで、フォーカシングおよびトラッキング方向にオフセットした状態では、磁石１０７による磁束密度分布があるために、フォーカシング方向の推力中心の位置がずれてしまう。

図２４は第２の従来例における２軸対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図である。

対物レンズ１１１を保持する対物レンズ保持部材１１２がステム１１３から引出された棒状弾性支持部材としての４本のワイヤばね１１４により弾性的に支持されている。対物レンズ保持部材１１２の先端部分には対物レンズ１１１が固定されている。また、この対物レンズ保持部材１１２には対物レンズ１１１の片側に位置させて１個の駆動コイル組立１１５が積層固定されている。また、対物レンズ１１１への光軸１１６は、先端側から立上げプリズム１１７を経て直接的に与えるようにこの立上げプリズム１１７がステム１１３と一体的な板材上に設けられている。

次いで、対物レンズ保持部材１１２のワイヤばね１１４の軸方向には適当な空隙をあけた状態で駆動コイル組立１１５の各々に対向させてこの駆動コイル組立１１５を挟むように２組のヨーク１１８，１１９および駆動用磁石１２０，１２１がステム１１３と一体的な板材上に設けられている。これらの駆動用磁石１２０，１２１は正方形状のもので、図１６に示すように、十字状の着磁境界線を境に４分割されて着磁されており、その着磁方向は、フォーカシング方向とトラッキング方向とを含む面に対して垂直でかつ隣り合う領域とは反対方向に着磁されている。

駆動コイル組立１１５は、２個ずつのフォーカス駆動用コイル１２２とトラック駆動用コイル１２３との組合せにより構成されている。フォーカス駆動用コイル１２２は平面形状をしたコイルで形成されており、駆動用磁石１２０，１２１のフォーカシング方向の着磁境界線の両側に２つ設けられ、各々トラッキング方向の着磁境界線ｂをまたいで対物レンズ保持部材１１２に装着されている。一方、トラック駆動用コイル１２３は平面形状をしたコイルで形成されており、駆動用磁石１２０，１２１のトラッキング方向の着磁境界線の両側に２つ設けられ、各々フォーカシング方向の着磁境界線をまたいで対物レンズ保持部材１１２に装着されている。この際、駆動用磁石１２０，１２１は、フォーカス駆動用コイル１２２、トラック駆動用コイル１２３を挟んで互いに向かい合う部分の着磁方向が一致するように配設されている。このようにして、フォーカス駆動用コイル１２２、トラック駆動用コイル１２３および駆動用磁石１２０，１２１により１個の駆動用モータ１２４が構成されている。

第２の従来例によれば、２軸対物レンズ駆動装置において、対物レンズを含む可動部を固定部に対して棒状弾性支持部材でタンジェンシャル方向片側から支持している。このとき、フォーカシングコイルで発生するモーメントを低減するため、各々の駆動コイルの中心と、それぞれに対応する磁束密度分布の中心は概略一致、もしくはコイルの中心の間隔が磁束密度分布の中心の間隔よりも若干広く設定されている。このようにすることで各駆動コイルで発生するモーメントを低減し、フォーカシング動作およびトラッキング動作時で発生するチルトを低減させている。

図２５は第３の従来例における対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図であり、１３１は対物レンズ、１３２は対物レンズ保持部材、１３３ａ，１３３ｂはフォーカス駆動コイル、１３４はトラック駆動コイル、１３５はワイヤばね、１３６は固定部材、１３７はベース、１３８は駆動用磁石、１３９は弾性基板、１４０はラジアルチルトコイルを示す。

第３の従来例は対物レンズとメディアの角度ズレに対応して対物レンズを２方向にチルトさせることができる４軸対物レンズ駆動装置である。

第１の従来例および第２の従来例のように平行４本ばねを用いた構成ではタンジェンシャルチルト方向支持剛性が非常に高くなってしまうことに対し、第３の従来例では８本の棒状弾性支持部材を同一平面上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、タンジェンシャルチルト方向も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。
特開２００３−９１８４４号公報

第３の従来例によれば、対物レンズ保持部材１３２、フォーカス駆動コイル１３３およびトラック駆動コイル１３４等からなる可動部を、タンジェンシャル方向において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とトラッキング動作を同時に行った時に、ラジアル方向のチルトが発生することが問題となっている。具体的にはフォーカス＋方向，トラック＋方向に駆動したときに、ラジアル−方向に可動部がチルトする。フォーカスの駆動量（方向）、およびトラックの駆動量（方向）が変わるとラジアルチルト量（方向）も変化する。

発生するチルトをグラフに示すと図２７のようになる。これはフォーカシングおよびトラッキング移動によって支持中心が可動部の中心からずれることが原因であり、図２８（ａ）に示すように可動部が中立位置にあるときから、図２８（ｂ）に示すようにフォーカストラック移動した時におけるフォーカス移動量を作用半径およびトラッキング方向駆動力で生成されるモーメントと考えると分かりやすい。図２８はフォーカス＋方向，トラック＋方向に駆動した場合を示しており、ラジアル−方向に可動部がチルトする。

このようなチルトは第１の従来例や第２の従来例のように、可動部をタンジェンシャル方向片側から支持した構成ではそれほど大きくなかった。しかし、近年の精度向上に対する厳しい要求に応えるために、フォーカシング，トラッキング動作時に発生するチルトの対策が求められている。

本発明は、フォーカシング，トラッキング動作時に支持系によって発生するチルトを低減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を有する可動部と、この可動部の両側部に設けられ、前記可動部を、固定部に対して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このフォーカシング方向に垂直であるトラッキング方向に移動可能にタンジェンシャル方向の両側から支持する複数の棒状弾性支持部と、前記可動部をフォーカシング方向に変位させるための推力を発生するフォーカシング推力発生部およびトラッキング方向に変位させるためのトラッキング推力を発生させるトラッキング推力発生部を有する駆動部とからなる対物レンズ駆動装置において、
前記フォーカシング推力発生部および前記トラッキング推力発生部では略次式、
Ｍ＝α*Ｘｆｏ＊Ｘｔｒ＊ｋθ／（ｋｆｏ*ｋｔｒ）
（α：係数、Ｘｆｏ：フォーカス移動量、Ｘｔｒ：トラック移動量、ｋθ：チルト方向ばね定数、ｋｆｏ：フォーカシング方向ばね定数、ｋｔｒ：トラッキング方向ばね定数）
で与えられるフォーカシング方向とトラッキング方向に垂直な軸まわりのモーメントを発生し、フォーカシング動作とトラッキング動作を同時に行った時のラジアル方向のチルトを低減することを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカシング、トラッキングを同時に移動した時に支持系によって発生するラジアル方向のチルト量に対応したモーメントを駆動コイル発生させ、確実にキャンセルを行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記棒状弾性支持部が一直線状になるときのフォーカシング位置において、前記駆動コイルのフォーカシング方向の中心と前記磁気回路のフォーカシング方向の中心が略一致し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、支持系およびモータのチルト発生の中心位置を一致させ、確実にキャンセルを行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記フォーカシング推力発生部をトラッキング方向に複数並設し、隣り合う２つの前記推力発生部の駆動コイルの中心の間隔は、各々に対応する駆動用磁石の磁束密度分布中心の間隔よりも狭いことを特徴とする。このように構成したことにより、トラッキング方向に並ぶ複数のフォーカス駆動部を持つモータ構成で支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３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推力発生部をトラッキング方向に複数並設し、フォーカス、トラック移動時に生じる、前記複数の推力発生部におけるフォーカシング方向の駆動力の差によって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメント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、トラッキング方向に並ぶ複数のフォーカス駆動部を持つモータ構成で支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記トラッキング推力発生部をフォーカシング方向に複数並設し、隣り合う２つの前記トラッキング推力発生部における駆動コイルの間隔は、各々に対応する駆動用磁石の磁束密度分布中心の間隔よりも広いことを特徴とする。このように構成したことにより、フォーカシング方向に並ぶ複数のトラッキング推力発生部を持つモータ構成で支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１，２または５に係る発明において、前記トラッキング推力発生部をフォーカシング方向に複数並設し、フォーカス、トラック移動時に生じる、前記複数の推力発生部におけるトラッキング方向の駆動力の差によって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメント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、フォーカシング方向に並ぶ複数のトラッキング推力発生部を持つモータ構成で支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項７に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記駆動用磁石を、トラッキング方向に着磁境界線を有する２極着磁磁石とし、前記フォーカシング方向の推力発生部の駆動コイルを、前記着磁境界線をまたぎ、前記２極着磁磁石に対向して配置される平面形状のコイルとし、前記駆動コイルにおけるフォーカシング，トラッキング移動時にフォーカシング方向に電流が流れる部分で発生するトラッキング方向の駆動力の大きさの違いによって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメント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、２極着磁磁石と平面状フォーカスコイルを用いたモータ構成で支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項８に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記トラッキング方向の推力発生部の駆動コイルを、この駆動コイルにおけるフォーカシング方向に電流が流れる部分に対してタンジェンシャル方向の磁束が貫くように配置し、フォーカシング移動時に前記駆動コイルの有効部を貫く磁束が変化することにより、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメント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、トラッキング駆動コイルの有効部に発生する駆動力を利用して、支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項９に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記トラッキング方向の推力発生部の駆動コイルを２つの略四角形状のコイルとし、それぞれのフォーカシング方向に平行かつ内側の一辺にタンジェンシャル方向の磁束が貫くように前記駆動コイルを配置し、前記駆動コイルのトラッキング方向に電流が流れる部分の長さをフォーカシング方向に平行な辺の長さに対して大きく設定し、フォーカス，トラック動作時に、前記駆動コイルのトラッキング方向に電流が流れる部分において発生するフォーカシング方向の推力により、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセル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、トラッキング方向に並ぶ２つの略四角形状のトラッキングコイルの駆動力を利用して、支持系のチルトをキャンセルし、全体チルトを低減することができる。

請求項１０に係る発明は、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、この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１〜９のいずれか１項に係る対物レンズ駆動装置を備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、チルト特性の優れた対物レンズ駆動装置を用いることで、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できる。

請求項１１に係る発明は、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１０記載のピックアップ装置とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、チルト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ドライブ装置を提供することができる。

本発明を用いることにより、フォーカシング，トラッキング動作時に発生するラジアル方向のチルトが小さい対物レンズ駆動装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図であり、１は対物レンズ、２は対物レンズ保持部材、３はフォーカス駆動コイル（以下、Ｆｏコイルと称する）、４はトラック駆動コイル（以下、Ｔｒコイルと称する）、５はワイヤばね、６は固定部材、７はベース、８は駆動用磁石、９はラジアルチルト駆動コイルを示す。

ベース７には中央部に孔部が形成されており、この孔部の両側部に互いに対向するように壁部７ａ，７ａが設けられており、ベース７の両側部に壁部７ａ，７ａの挟むように固定部材６，６が固定される。壁部７ａ，７ａにはそれぞれ駆動用磁石８が固定されており、駆動用磁石８，８の間に対物レンズ１を保持する対物レンズ保持部材２が配置される。

対物レンズ保持部材２は中央部に孔部を有する略直方体形状であり、この孔部の最上部に対物レンズ１が取り付けられている。ここで、対物レンズ保持部材２における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ただ一つの平面上に互いに略平行に配置されたワイヤばね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。固定部材６は、トラッキング方向両側２箇所においてワイヤばね５を２本ずつ固定するように構成されている。そして、対物レンズ保持部材２はタンジェンシャル方向両側の固定部材６，６から計８本のワイヤばね５によって支持されている。

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Ｆｏコイル３の対，Ｔｒコイル４およびラジアルチルトコイル９の対が取り付けられている。これらのコイルと駆動用磁石８が対向するようになる。ラジアルチルト駆動コイル９はＦｏコイル３に重なっており、４連でつながって巻かれている。また、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たＦｏコイル３の対はそれぞれ別の線で各々２連の巻き線コイルになっている。なお、以下、説明の便宜のため対物レンズ保持部材２に対物レンズ１，Ｆｏコイル３およびＴｒコイル４を取り付けたものを可動部と称することにする。また、対物レンズ保持部材２に設けられたＦｏコイル３，Ｔｒコイル４およびラジアルチルトコイル９からなるコイル群を駆動コイルと総称する。さらに、駆動コイルと駆動用磁石８からなる磁気回路を駆動モータと称する。

そして、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たＦｏコイル３の対を別々に駆動することにより、その推力の差により対物レンズ保持部材２をタンジェンシャルチルト方向にチルト駆動することができる。また、ラジアルチルトコイル９，９に電流を流した場合、トラッキング方向に並んだラジアルチルトコイル９，９には、互いにフォーカスシング方向でかつ反対方向の推力を発生するため、ラジアルチルト方向にモーメントが発生することにより、可動部をラジアルチルト駆動することが可能である。

図２は駆動モータの構成を示す正面図であり、駆動用磁石８には、駆動用磁石８の中央を通りかつフォーカシング方向に平行な境界線と、駆動用磁石８の両側部上側のＬ字型の境界線とによって４つの着磁領域が形成されており、隣り合う領域の磁極は互いに異なっている。なお、各領域の配置位置は中央を通りかつフォーカシング方向に平行な境界線に対して対称である。

また、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、２つのＦｏコイル３，３およびラジアルチルトコイル９，９がトラッキング方向に並んで取り付けられており、Ｆｏコイル３，３の間にＴｒコイル４が取り付けられている。そして、駆動用磁石８に駆動コイルを対向させたとき、トラック駆動コイル４は中央のフォーカシング方向に平行な境界線に対向し、２つのＦｏコイル３，３は両側部のトラッキング方向に平行な境界線にそれぞれ対向する。

図３は可動部が中立位置にある場合におけるフォーカス駆動コイルによる駆動力の説明図であり、２つのＦｏコイル３，３の個々トラッキング方向における中心の間隔Lc_foは、駆動用磁石８における両側部上側のＬ字型の境界線によって囲まれた着磁領域の磁束密度分布の中心の間隔Lm_foよりも狭く設定されている。仮に、２つのＦｏコイル３，３が理想位置であれば、２つのＦｏコイル３，３が対向する着磁領域における磁束密度は等しいため、２つのＦｏコイル３，３に同じ電流を印加した場合には同じ大きさの推力が発生するようになる。

図４は可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図である。フォーカシング駆動とトラッキング駆動を同時に行った時、駆動用磁石８によって形成される磁束密度には分布があるために、２つのＦｏコイル３，３の個々において発生するフォーカス駆動力の大きさに差が発生する。

具体的にはフォーカス＋方向，トラック＋方向に移動したときには、トラッキング方向マイナス側に配置されているＦｏコイル３のフォーカシング方向駆動力は減少する。一方、トラッキング方向プラス側に配置されているＦｏコイル３のフォーカシング方向駆動力は磁束密度分布の中心方向に向かうため、フォーカス駆動力は増加することになる。したがって、可動部全体にはラジアル＋方向のモーメントが加わることになる。なお、フォーカス駆動方向，トラック駆動方向が変わるとモーメントの方向も変わる。

このモーメントは、支持系で発生するチルト（フォーカス＋、トラック＋でラジアル−方向）に対して反対方向であるため、支持系で発生するチルトをキャンセルするようになり、支持系で発生する可動部のチルトを低減することができる。

さらに２つのＦｏコイル３，３からの推力によって発生するモーメントが以下の（数１）を満たすように構成することによって、図１に示す両側支持の構成で特に問題となっているラジアルチルトを効率良く低減できるようになる。
（数１）
Ｍ＝α*Ｘｆｏ＊Ｘｔｒ＊ｋθ／（ｋｆｏ*ｋｔｒ）
（α：係数、Ｘｆｏ：フォーカス移動量、Ｘｔｒ：トラック移動量、ｋθ：チルト方向ばね定数、ｋｆｏ：フォーカシング方向ばね定数、ｋｔｒ：トラッキング方向ばね定数）
Ｆｏコイル３，３で発生するモーメントは、２つのＦｏコイル３，３の間隔Lc_foを変えることにより作用半径が変わり、コイル間隔Lc_foと磁石間隔Lm_foの差を変えることにより左右のコイルでの推力が増減して変わるので、発生量を自由に調整することが可能である。もちろん磁気回路の大きさを変えるなどにより磁束密度分布を変えることでもモーメント大きさを変化させることが可能である。

また、支持系で発生するモーメントは、ワイヤばね５がフォーカシング方向およびトラッキング方向に撓むことによって発生するため、ワイヤばね５に撓みがない状態でモーメントがゼロとなる、この状態のときにＦｏコイル３，３と駆動用磁石８のフォーカシング方向の中心が一致するように可動部の位置を設定する。このように設定することにより、モーメント発生のゼロ点を一致させることで、フォーカシング動作，トラッキング動作によるチルトを効率良く低減させることができる。

なお、完全にキャンセルできない場合もあるのでこの位置をフォーカシング方向の可動範囲の中心としておくことが望ましい。

また、本実施形態は、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チルト駆動対応の４軸対物レンズ駆動装置の例であるが、フォーカシング動作およびトラッキング動作のみの２軸対物レンズ駆動装置で利用しても良い。

次に、第２の実施形態について、以下に説明する。

図５は本発明の第２の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図であり、ベース７の孔部の形状，駆動用磁石８の構成および駆動コイルの配置以外は、図１に示す第１の実施形態の構成と同一である。なお、図１に示す第１の実施形態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。

図６は駆動モータの構成を示す正面図であり、駆動用磁石８には、駆動用磁石８の中央を通りかつフォーカシング方向に平行な境界線と、駆動用磁石８の中央を通りかつトラッキング方向に平行な境界線とによって十字型に４つの着磁領域が形成されており、隣り合う領域の磁極は互いに異なっている。

また、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、２つのＦｏコイル３，３がトラッキング方向に並んで取り付けられており、２つのＦｏコイル３，３の間に重ねてＴｒコイル４，４が取り付けられている。また、２つのＴｒコイル４，４はフォーカシング方向に並んで取り付けられている。

そして、駆動用磁石８に各コイルを対向させたとき、２つのＴｒコイル４，４はフォーカシング方向に平行な境界線に対向し、２つのＦｏコイル３，３はトラッキング方向に平行な境界線に対向する。

図７は可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図であり、図８は可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図である。

図７，図８に示すように、フォーカス動作およびトラック動作時に２つのＴｒコイル４，４の駆動力に差が出るようになっているため、第１の実施形態と同様な原理によりモーメントを発生することができる。

ただし、Ｔｒコイル４，４の中心間隔Lc_trに対して磁束密度分布の中心の間隔Lm_trを広く設定する点において第１の実施形態とは異なり、フォーカス＋方向，トラック＋方向移動時においてラジアル＋方向にモーメントを発生させることによって、支持系で発生するラジアル方向−方向のチルトをキャンセルしている。

次に、第３の実施形態について、以下に説明する。

図９は本発明の第３の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図であり、駆動用磁石８の構成、および各駆動コイルの配置以外は、図１に示す第１の実施形態の構成と同一である。なお、図１に示す第１の実施形態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。

図１０は駆動モータの構成を示す正面図であり、駆動用磁石８には、駆動用磁石８の中央を通りかつフォーカシング方向に平行な境界線と、駆動用磁石８の中央を通りかつトラッキング方向に平行な境界線とによってＬ字型に領域を分割し、さらに、Ｌ字型におけるフォーカシング方向に平行な境界線の隣に、前記境界線に平行な境界線によって領域を分割することにより、３つの着磁領域に分けられている。なお、隣り合う領域の磁極は互いに異なっている。

また、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、Ｆｏコイル３およびＴｒコイル４がトラッキング方向に並んで取り付けられている。

そして、駆動用磁石８にＦｏコイル３およびＴｒコイル４を対向させたとき、Ｆｏコイル３はＬ字型におけるトラッキング方向に平行な境界線に対向し、Ｔｒコイル４はＬ字型の隣のフォーカシング方向に平行な境界線に対向する。

第１，２の実施形態ではフォーカシング方向，トラッキング方向に同時に移動した時に、２つのコイルの推力の差によってモーメントを生成していたが、第３の実施形態では２極着磁磁石と平面コイルを用いたフォーカシングモータ１つだけでモーメントを生成するものである。

図１１は可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図であり、図１２は可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図である。

Ｆｏコイル３は着磁境界線をまたぐように配置され、着磁境界線をまたいでいない２辺を有効部としている。可動部が中心付近にあるときには、フォーカシング方向に電流が流れる部分における推力およびモーメントの合計はゼロになるようになっている。

ここでフォーカシング動作およびトラッキング動作時にはＦｏコイル３，Ｔｒコイル４が磁気回路に対してオフセットするので、磁束密度に分布があることによりフォーカシング方向に電流が流れる部分で発生する推力は図１２に示すようになる。このときに発生するモーメントは、フォーカス＋方向、トラック＋方向に移動したときにラジアル＋方向に発生する。

したがって、支持系で発生するラジアル−方向のチルトをキャンセルし、全体のチルトを低減することができる。また、有効部に対して無効部の長さを長くしたり、駆動用磁石と駆動コイルの形状を変えることによって無効部で発生するモーメントを変化させることも可能である。

次に、第４の実施形態について、以下に説明する。

図１３は本発明の第４の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図であり、駆動用磁石８の構成および駆動コイルの配置以外は、図１に示す第１の実施形態の構成と同一である。なお、図１に示す第１の実施形態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。

第４の実施形態はＴｒコイル４の有効部で発生するモーメントを利用するものである。

図１４は駆動モータの構成を示す正面図であり、駆動用磁石８における可動部との対向面は単一の磁極である。駆動モータは、対物レンズ保持部材２にフォーカシング方向を巻回軸として巻線されたＦｏコイル３，３と、トラッキング方向を巻回軸として巻線されたＴｒコイル４，４、およびこれらの駆動コイルに対してタンジェンシャル方向に磁束が貫くように配置された磁気回路によって構成されている。

図１５は可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図であり、図１６は可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図である。

Ｔｒコイル４，４のフォーカシング方向の長さは磁気回路のフォーカシング方向の長さに対して長く構成されており、可動部がフォーカシング方向に移動したときにＴｒコイル４，４がはみだすようになっている。このように構成することによって、フォーカシング，トラッキング動作を同時に行ったときにＴｒコイル４，４の有効部を貫く磁束密度が不均一になるため、モーメントを発生する。

このとき発生するモーメントは、フォーカス＋方向，トラック＋方向に移動したときに可動部の下側での推力が大きくなるため、ラジアル＋方向に発生する。したがって、支持系によって発生するラジアル−方向のチルトをキャンセルし、全体のチルトを低減することが可能となる。

次に、第５の実施形態について、以下に説明する。

図１７は本発明の第５の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図であり、駆動用磁石８の構成および各駆動コイルの構成と配置以外は、図１に示す第１の実施形態の構成と同一である。なお、図１に示す第１の実施形態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。

第５の実施形態は、図１３に示す第４の実施形態におけるＴｒコイルの代わりに、２対の略長方形（正方形）の平面型Ｔｒコイル４，４を設け、Ｔｒコイル４，４のトラッキング方向に電流が流れる部分（無効部）の長さをフォーカシング方向に平行な辺（有効部）の長さに対して大きく設定しておくことにより、フォーカス及びトラック動作時に、無効部で発生するフォーカシング方向の推力を、支持系によって発生するチルトをキャンセルすることに利用するものである。

図１８は駆動モータの構成を示す斜視図であり、駆動用磁石８における可動部との対向面は単一の磁極である。また、対物レンズ保持部材２には、フォーカシング方向を中心軸として巻回されたＦｏコイル３，３および対物レンズ保持部材２のタンジェンシャル方向両側側面に貼りつけられた、２対の平面形状のＴｒコイル４，４と、タンジェンシャル方向に磁束が貫くように配置された駆動用磁石８とによって構成されている。Ｔｒコイル４，４の中心は駆動用磁石８のトラッキング方向両端に対向する。

図１９は可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図であり、図２０は可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図である。

フォーカシング方向において駆動用磁石８の磁束密度分布に対して有効長は比較的大きく設定されている。

ここでフォーカシング動作およびトラッキング動作を行った時にはコイルが磁気回路に対してオフセットするので、磁束密度に分布があることによりトラッキング方向に電流が流れる部分で発生する推力は図２０に示すようになる。このときに発生するモーメントは、フォーカス＋方向，トラック＋方向に移動したときにラジアル＋方向に発生する。したがって、支持系で発生するラジアル−方向のチルトをキャンセルし全体のチルトを低減することができる。

なお、有効部に対して無効部の長さを長くしたり、駆動用磁石８とＴｒコイル４，４の形状を変えることによって無効部で発生するモーメントを変化させることも可能である。

もちろん、第２〜５の実施形態における駆動モータで発生するモーメントの合計が（数１）を満たすようにしても良い。

さらに、駆動モータで発生するモーメントは、第１〜５の実施形態以外にも発生するのでそれらを含めた合計のモーメントが（数１）を満たすようにしても良い。

図２１は本発明の対物レンズ駆動装置を搭載した光ピックアップの概略構成を示す説明図であり、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は受光素子、３８はメディア、３９は光ピックアップ、４０は対物レンズ、４１は対物レンズ駆動装置を示す。

光ピックアップ３９に搭載されている光源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によって偏向される。立上げミラー３４によって偏向された平行光は光学ハウジング４２に搭載された対物レンズ駆動装置４１の対物レンズ４０に入射しメディア３８上にスポットを形成する。

スポットの反射光は、立上げミラー３４を通りビームスプリッタ３３によって偏向され、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。受光素子３７の位置はメディア３８上のスポットの反射光が入射するように予め設定しておく。そして、受光素子３７で得られた信号を元にして対物レンズ駆動装置４１のフォーカス，トラック駆動コイルを駆動することによって、メディア３８のトラックに対して対物レンズ４０を追従させることが可能になり、メディア３８の情報を得ることができる。

ここで、対物レンズ駆動装置４１として、光学ハウジング４２には第１〜６の実施形態の対物レンズ駆動装置が搭載されている。これまで述べたように、第１〜６の実施形態の対物レンズ駆動装置はチルト特性が優れているため、良好な信号を記録再生することが可能となる。

図２２は図２１に示す光ピックアップを搭載した光ディスク装置の構成を示す説明図であり、５１は筐体、５２は防振ゴム、５３はピックアップモジュールベース、５４はスピンドルモータ、５５はシークレールを示す。

光ディスクドライブの筐体５１に防振ゴム５２を介してピックアップモジュールベース５３が設置されている。ピックアップモジュールベース５３にはメディア３８を回転させるスピンドルモータ５４が固定されている。また、ピックアップモジュールベース５３に取り付けられたシークレール５５には光ピックアップ３９が搭載されている。光ピックアップ３９はシークレール５５上をメディア３８の半径方向に移動可能である。

ここで本実施形態の光ディスクドライブに搭載されている光ピックアップ３９は、図２１に示す光ピックアップであるため、良好なサーボを行うことができ、図２２に示す光ディスク装置は記録再生を良好に行うことが可能である。

本発明は、高密度、高容量の光ディスクを情報記憶媒体とした情報を記録または再生装置の分野に利用可能である。

本発明の第１の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図 図１の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す正面図 可動部が中立位置にある場合におけるフォーカス駆動コイルによる駆動力の説明図 可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図 本発明の第２の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図 図５の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す正面図 可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図 可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図 本発明の第３の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図 図９の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す正面図 可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図 可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図 本発明の第４の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図 図１６の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す正面図 可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図 可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図 本発明の第５の実施形態における対物レンズ駆動装置の外観を示す斜視図 図１７の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す斜視図 可動部が中立位置にある場合におけるトラック駆動コイルによる駆動力の説明図 可動部がオフセットした場合における駆動力の説明図 本発明の対物レンズ駆動装置を搭載した光ピックアップの概略構成を示す説明図 図２１に示す光ピックアップを搭載した光ディスク装置の構成を示す説明図 第１の従来例における２軸対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図 第２の従来例における２軸対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図 第３の従来例における４軸対物レンズ駆動装置の概略構成を示す平面図 図２５の対物レンズ駆動装置における駆動モータの構成を示す斜視図 図２５の対物レンズ駆動装置における支持系で発生するチルトを示すグラフ 図２５の対物レンズ駆動装置における支持系で発生するチルトの原因の説明図

符号の説明

１ 対物レンズ
２ 対物レンズ保持部材
３ フォーカス駆動コイル（Ｆｏコイル）
４ トラック駆動コイル（Ｔｒコイル）
５ ワイヤばね
６ 固定部材
７ ベース
８ 駆動用磁石
９ ラジアルチルト駆動コイル

Claims (11)

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を有する可動部と、この可動部の両側部に設けられ、前記可動部を、固定部に対して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このフォーカシング方向に垂直であるトラッキング方向に移動可能にタンジェンシャル方向の両側から支持する複数の棒状弾性支持部と、前記可動部をフォーカシング方向に変位させるための推力を発生するフォーカシング推力発生部およびトラッキング方向に変位させるためのトラッキング推力を発生させるトラッキング推力発生部を有する駆動部とからなる対物レンズ駆動装置において、
   前記フォーカシング推力発生部および前記トラッキング推力発生部では略次式、
   Ｍ＝α*Ｘｆｏ＊Ｘｔｒ＊ｋθ／（ｋｆｏ*ｋｔｒ）
   （α：係数、Ｘｆｏ：フォーカス移動量、Ｘｔｒ：トラック移動量、ｋθ：チルト方向ばね定数、ｋｆｏ：フォーカシング方向ばね定数、ｋｔｒ：トラッキング方向ばね定数）
   で与えられるフォーカシング方向とトラッキング方向に垂直な軸まわりのモーメントを発生し、フォーカシング動作とトラッキング動作を同時に行った時のラジアル方向のチルトを低減することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記棒状弾性支持部が一直線状になるときのフォーカシング位置において、前記駆動コイルのフォーカシング方向の中心と前記磁気回路のフォーカシング方向の中心が略一致している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. 前記フォーカシング推力発生部をトラッキング方向に複数並設し、隣り合う２つの前記推力発生部の駆動コイルの中心の間隔は、各々に対応する駆動用磁石の磁束密度分布中心の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記フォーカシング推力発生部をトラッキング方向に複数並設し、フォーカス，トラック移動時に生じる、前記複数の推力発生部におけるフォーカシング方向の駆動力の差によって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメントを発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装置。
5. 前記トラッキング推力発生部をフォーカシング方向に複数並設し、隣り合う２つの前記トラッキング推力発生部における駆動コイルの間隔は、各々に対応する駆動用磁石の磁束密度分布中心の間隔よりも広いことを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
6. 前記トラッキング推力発生部をフォーカシング方向に複数並設し、フォーカス，トラック移動時に生じる、前記複数の推力発生部におけるトラッキング方向の駆動力の差によって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメントを発生させることを特徴とする請求項１，２または５記載の対物レンズ駆動装置。
7. 前記駆動用磁石を、トラッキング方向に着磁境界線を有する２極着磁磁石とし、前記フォーカシング推力発生部の駆動コイルを、前記着磁境界線をまたぎ、前記２極着磁磁石に対向して配置される平面形状のコイルとし、前記駆動コイルにおけるフォーカシング，トラッキング移動時にフォーカシング方向に電流が流れる部分で発生するトラッキング方向の駆動力の大きさの違いによって、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメントを発生させることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
8. 前記トラッキング推力発生部の駆動コイルを、この駆動コイルにおけるフォーカシング方向に電流が流れる部分に対してタンジェンシャル方向の磁束が貫くように配置し、フォーカシング移動時に前記駆動コイルの有効部を貫く磁束が変化することにより、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルするモーメントを発生させることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
9. 前記トラッキング推力発生部の駆動コイルを２つの略四角形状のコイルとし、それぞれのフォーカシング方向に平行かつ内側の一辺にタンジェンシャル方向の磁束が貫くように前記駆動コイルを配置し、前記駆動コイルのトラッキング方向に電流が流れる部分の長さをフォーカシング方向に平行な辺の長さに対して大きく設定し、フォーカス，トラック動作時に、前記駆動コイルのトラッキング方向に電流が流れる部分において発生するフォーカシング方向の推力により、前記複数の棒状弾性支持部による支持系によって発生するチルトをキャンセルさせることを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ駆動装置。
10. 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、この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１〜９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。
11. 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１０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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