JP4169753B2 - 光学素子駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）レコーダ等、情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う装置において、対物レンズ等の光学素子を駆動する駆動装置に関する。

近年、複数の種類の光ディスクに対応可能な光ディスク装置の開発が進められている。このような光ディスク装置では、光ディスクの種類に応じた適切な光スポットを形成する必要があるため、光ディスクの種類によって複数の対物レンズを切り替えて使用している。対物レンズの切り替えは、複数の対物レンズを搭載した対物レンズ駆動装置の全体をトラッキング方向にスライドさせることによって行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−８１９４７号公報（第１−８貢、第１−６図）

しかしながら、上述した従来の構成では、対物レンズの切り替えの際に、軽量な対物レンズやレンズホルダだけでなく、重量の大きい構成部分（支持ロッドや固定部）をトラッキング方向に移動させることになるため、大きな駆動力が必要となり、大掛かりな装置が必要となるという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、少ない駆動力で光学素子の切り替えを行うことができる光学素子駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光学素子駆動装置は、記録媒体に光を集光する切り替え可能な２つの光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを支持する弾性変形可能な支持手段と、前記ホルダを前記光学素子の光軸方向に駆動するフォーカシング駆動手段と、前記ホルダを前記光軸方向と略直交するトラッキング方向に駆動するトラッキング駆動手段とを備え、前記トラッキング駆動手段によって前記ホルダを移動させることにより、前記記録媒体に光を集光する前記光学素子の切り替えを行う光学素子駆動装置であって、前記トラッキング駆動手段は、前記ホルダに固定されたコイルと、前記２つの光学素子の各一方が選択されているときに前記コイルにそれぞれ対向するよう、前記トラッキング方向に並んで配置された第１及び第２のマグネットと、いずれの光学素子が選択されているときでも前記コイルに対向するよう、前記ホルダを挟んで前記第１及び第２のマグネットと反対の側に配置された第３のマグネットとを備え、前記ホルダに設けられた磁性体と前記第１、第２又は第３のマグネットとの磁気相互作用により、前記光学素子を、前記記録媒体に光を集光する位置で保持することを特徴とする。

本発明によれば、トラッキング駆動手段を用いて、光学素子（例えば対物レンズ）を搭載したホルダをトラッキング方向に移動させることで、光学素子の切り替えを行うことができる。従って、重量の大きい構成部分を移動させる必要が無く、簡単な構成で光学素子の切り替えを行うことができる。光学素子の切り替えのための専用の機構を設ける必要がないため、安価で小型な光学素子駆動装置を得ることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学素子駆動装置を示す斜視図であり、２つの光学素子の一方を選択した状態を示すものである。図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１に示した光学素子駆動装置を示す正面図、側面図及び平面図である。図３は、図１に示した光学素子駆動装置が他方の光学素子を選択した状態を示す斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図３に対応する正面図、側面図及び平面図である。図５は、図１に示した光学素子駆動装置を可動部と固定部とに分けて示す斜視図である。図６は、図５に示した光学素子駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る光学素子駆動装置は、ベース１０１と、ベース１０１上に設けられた支持台１０２と、支持台１０２にワイヤ（後述）を介して弾性支持される略直方体形状のレンズホルダ１０６と、このレンズホルダ１０６に保持される対物レンズ（光学素子）１０４，１０５とを備えている。対物レンズ１０４，１０５は、それぞれの光軸が平行になるように、且つ互いに隣接して配置されている。また、レンズホルダ１０６は、対物レンズ１０４，１０５の光軸が光ディスク（記録媒体）の記録面に対して直交するように（すなわち光ディスクの回転軸と平行になるように）、対物レンズ１０４，１０５を保持している。

以下の説明では、対物レンズ１０４，１０５の光軸方向（光ディスクの記録面に対して直交する方向）を、Ｚ方向とする。また、Ｚ方向において、光ディスクに接近する方向を上方とし、その反対方向を下方とする。また、対物レンズ１０４，１０５の並ぶ方向、すなわち対物レンズ１０４，１０５の各レンズ中心を結ぶ方向を、Ｘ方向とする。Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向を、Ｙ方向とする。Ｘ方向は、対物レンズ１０４，１０５の各中心を通る光ディスクの半径方向と一致する。また、Ｙ方向は、光ディスクのトラックの方向と一致する。

対物レンズ１０４，１０５は、光ディスクに対して光を集光するものであり、互いに異なる種類の光ディスクに対応している。例えば、対物レンズ１０４は、ブルーレイディスクに使用され、対物レンズ１０５は、他の方式に使用される。対物レンズ１０４，１０５は、それぞれが使用される光ディスクに対して最適なビームスポットを形成できるように構成され、対物レンズ１０４，１０５に取り付けられる。

ベース１０１は、磁性体等の金属により形成されている。上述した支持台１０２は、ベース１０１の上面で且つＹ方向一端に設けられている。ベース１０１には、また、対物レンズ（１０４又は１０５）に入射する光を通過させる貫通孔１０１ｅ（図５）が形成されている。貫通孔１０１ｅは、ベース１０１の支持台１０２と反対側の端部近傍で、且つＸ方向における中央部に位置している。

ベース１０１において支持台１０２と反対側の端部には、マグネット１０３ａ，１０３ｂが配置されている。マグネット１０３ａ，１０３ｂは、例えば永久磁石であり、ＸＺ面に平行な磁極面を有し、この磁極面を支持台１０２側に向けている。マグネット１０３ａ，１０３ｂは、ベース１０１のＸ方向中心を挟んで両側に位置している。

ベース１０１上には、また、マグネット１０３ａ，１０３ｂと支持台１０２との間に位置するように、マグネット１０３ｃが配置されている。マグネット１０３ｃは、ＸＺ面に平行な磁極面を有し、この磁極面をマグネット１０３ａ，１０３ｂ側に向けている。また、マグネット１０３ｃは、ベース１０１のＸ方向中心に位置している。

マグネット１０３ａ，１０３ｂと、マグネット１０３ｃとは、レンズホルダ１０６をＹ方向に挟み込むように配置されている。また、マグネット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、ベース１０１に一体に形成された固定壁１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃにそれぞれ取り付けられている。固定壁１０１ａ〜１０１ｃは、例えば、平板上のベース１０１の一部をそれぞれ屈曲することにより形成したものである。

図２及び図３に示すように、レンズホルダ１０６のＸ方向両端には、導電性を有する６本のワイヤ（弾性体）１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１１ｅ，１１１ｆが３つずつ取り付けられている。ワイヤ１１１ａ〜１１１ｃはＺ方向に並んでおり、各先端部はレンズホルダ１０６のＸ方向一端面（ＹＺ面に平行な壁面）に形成された突部１０６ａに固定され、各末端部は支持台１０２に取り付けられた基板１１２に固定されている。同様に、ワイヤ１１１ｄ〜１１１ｆはＺ方向に並んでおり、各先端部はレンズホルダ１０６のＸ方向他端面（ＹＺ面に平行な壁面）に形成された突部１０６ｂに固定され、各末端部は基板１１２に固定されている。レンズホルダ１０６は、これらワイヤ１１１ａ〜１１１ｆにより、支持台１０２に対して弾性支持されている。

ワイヤ１１１ａ〜１１１ｆの弾性変形により、レンズホルダ１０６は、図１に示す位置と図３に示す位置との間で略Ｘ方向に移動可能となる。レンズホルダ１０６が図１に示す位置にあるときには、対物レンズ１０４がベース１０１の貫通孔１０１ｅ（図５）の上に位置する。これにより、対物レンズ１０４による光ディスクへの情報の記録、再生又はその両方が可能となる。レンズホルダ１０６が図３に示す位置にあるときには、対物レンズ１０５がベース１０１の貫通孔１０１ｅ（図５）の上に位置する。これにより、対物レンズ１０５による光ディスクへの情報の記録、再生又はその両方が可能となる。

図６に示すように、フォーカシングコイル１０７は、レンズホルダ１０６のＸＺ面に平行な２つの壁面と、ＹＺ面に平行な２つの壁面とを囲むように固定されている。このフォーカシングコイル１０７は、Ｚ方向の巻き軸を有し、Ｘ方向およびＹ方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。

トラッキングコイル１０８ａは、レンズホルダ１０６のＸＺ面に平行な一方の壁面に固定され、トラッキングコイル１０８ｂは、レンズホルダ１０６のＸＺ面に平行な他方の壁面に固定されている。トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂは、いずれもＹ方向の巻き軸を有し、Ｘ方向及びＺ方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。

チルトコイル１０９ａ，１０９ｂは、レンズホルダ１０６の下面（ＸＹ面に平行な壁面）に、Ｘ方向に隣り合うように固定されている。チルトコイル１０９ａ，１０９ｂは、いずれもＺ方向に巻き軸を有し、Ｘ方向及びＹ方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。また、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂは、巻き回し方向が互いに逆方向となっている。

なお、フォーカシングコイル１０７、トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂ、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂは、ワイヤ１１０ａ〜１１０ｆに電気的に接続され、ワイヤ１１０ａ〜１１０ｆ及び基板１１２を介して電流が供給されるようになっている。

レンズホルダ１０６のＸＺ面に平行な一方の壁面には、磁性片１１０ａ，１１０ｂが、マグネット１０３ａ，１０３ｂに対向するように固定されている。レンズホルダ１０６のＸＺ面に平行な他方の壁面には、磁性片１１０ｃ，１１０ｄが、マグネット１０３ｃに対向するように固定されている。

次に、本実施の形態に係る光学素子駆動装置の動作について説明する。まず、対物レンズ１０４を選択している場合（図１）について説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれフォーカシング制御、トラッキング制御及びチルト制御を説明するための模式図である。なお、図７（Ａ）乃至（Ｃ）に示すマグネット１０３ｂ，１０３ｃの磁極（Ｎ極，Ｓ極）や電流の向きは、あくまで一例である。

対物レンズ１０４が選択されている場合、図７（Ａ）に模式的に示すように、磁性片１１０ｂとマグネット１０３ｂとが対向し、磁性片１１０ｄとマグネット１０３ｃとが対向している。そのため、磁性片１１０ｂとマグネット１０３ｂとの間、及び磁性片１１０ｄとマグネット１０３ｃとの間に作用する磁気的吸引力（磁気ばね力）により、レンズホルダ１０６は図１に示す位置に保持される。

図７（ａ）に示すように、フォーカシングコイル１０７のＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１０３ｂ，１０３ｃに対向している。また、図７（Ｂ）に示すように、トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂのＺ方向に電流が流れる部分は、それぞれマグネット１０３ｂ，１０３ｃに対向している。また、図７（Ｃ）に示すように、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１０３ｂ，１０３ｃに対向している。

この状態で、光ディスク（図示せず）上に形成された光スポットの焦点方向のずれを、公知の非点収差法などを用いたフォーカシングセンサにより検知し、そのフォーカシングずれ量に応じた電流をフォーカシングコイル１０７に流す。図７（Ａ）に示すように、フォーカシングコイル１０７を流れる電流と、マグネット１０３ｂ，１０３ｃの磁界との磁作用により、Ｚ方向の駆動力が発生する。この駆動力により、レンズホルダ１０６がＺ方向（対物レンズ１０４の光軸方向）に変位し、これにより対物レンズ１０４がＺ方向に変位して、フォーカシング制御が行われる。

また、光ディスクの所望のトラックに対する光スポットのトラッキング方向のずれを、差動プッシュプル法などの公知のトラッキングセンサにより検知し、そのトラッキングずれ量に応じた電流をトラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂに電流を流す。図７（Ｂ）に示すように、トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂを流れる電流と、マグネット１０３ｂ，１０３ｃの磁界との作用により、トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂをＸ方向において同方向に付勢する駆動力が発生する。この駆動力により、レンズホルダ１０６がＸ方向に変位し、これにより対物レンズ１０４がＸ方向（トラッキング方向）に変位し、トラッキング制御が行われる。

さらに、光ディスクと対物レンズ１０４の相対的な傾きを検知し、その傾きに応じた電流をチルトコイル１０９ａ，１０９ｂに流す。図７（Ｃ）に示すように、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂを流れる電流と、マグネット１０３ｂ，１０３ｃの磁界との電磁作用により、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂをＺ方向において互いに逆側に付勢する駆動力が発生する。この駆動力により、レンズホルダ１０６の傾斜（Ｙ方向の軸線を中心とした傾斜）が変化し、チルト制御が行われる。

対物レンズ１０４から対物レンズ１０５への切り替えを行う場合は、トラッキング１０８ａ，１０８ｂに、通常のトラッキング制御時よりも大きな電流を流す。トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂを流れる電流と、マグネット１０３ｂ，１０３ｃの磁界との作用により、上述した磁気ばね力に打ち勝って、レンズホルダ１０６が図１に示す状態から図３に示す状態にＸ方向に移動する。

これにより、対物レンズ１０５がベース１０１のＸ方向中心（貫通孔１０１ｅの上）に位置し、対物レンズ１０５による情報の記録、再生又はその両方が可能になる。この状態では、磁性片１１０ａとマグネット１０３ａとが対向し、磁性片１１０ｃとマグネット１０３ｃとが対向するため、磁性片１１０ａとマグネット１０３ｂとの間、及び磁性片１１０ｃとマグネット１０３ｃとの間に作用する磁気的吸引力（磁気ばね力）により、レンズホルダ１０６は図３に示す位置に保持される。

さらに、図３に示した状態では、フォーカシングコイル１０７のＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１０３ａ，１０３ｃに対向し、トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂのＺ方向に電流が流れる部分は、それぞれマグネット１０３ａ，１０３ｃに対向している。また、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１０３ａ，１０３ｃに対向している。そのため、対物レンズ１０４が選択された状態と同様に、フォーカシング制御、トラッキング制御、チルト制御を行うことができる。

上述した光学素子駆動装置の動作において、レンズホルダ１０６を含む可動部分の重心位置は、水平面内（ＸＹ面内）においてほぼ対物レンズ１０４，１０５との中間位置にあり、垂直方向（Ｚ方向）においてほぼレンズホルダ１０６の中心位置にある。図１に示すように対物レンズ１０４が選択された状態では、通電されるフォーカシングコイル１０７とそれに対向するマグネット１０３ｂ，１０３ｃとの間に発生する駆動力の合力が、ほぼ前記重心位置に印加されるように構成されている。また、図３に示すように対物レンズ１０５が選択された状態でも、通電されるフォーカシングコイル１０７とそれに対向するマグネット１０３ａ，１０３ｃとの間に発生する駆動力の合力が、ほぼ前記重心位置に印加されるように構成されている。

トラッキング制御についても同様である。すなわち、図１に示すように対物レンズ１０４が選択された状態では、トラッキングコイル１０８ａとマグネット１０３ｂとの間、及びトラッキングコイル１０８ｂとマグネット１０３ｃとの間に発生する駆動力の合力が、ほぼ前記重心位置に印加されるように構成されている。図３に示すように対物レンズ１０５が選択された状態でも、トラッキングコイル１０８ａとマグネット１０３ａとの間、及びトラッキングコイル１０８ｂとマグネット１０３ｃとの間に発生する駆動力の合力が、ほぼ前記重心位置に印加されるように構成されている。

上述した光学素子駆動装置の動作において、レンズホルダ１０６の復元力は、ワイヤ１１１ａ〜１１１ｆの曲げ弾性力と、上述した磁気的吸引力（磁気ばね力）との合力によって得られる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トラッキング駆動手段（トラッキングコイル１０８ａ，１０８ｂとマグネット１０３ａ〜１０３ｃ）を用いてレンズホルダ１０６をＸ方向に移動させることにより、対物レンズ１０４，１０５の切り替えを行っているため、重量の大きい構成部分を移動させる必要が無く、簡単な構成で対物レンズ１０４，１０５の切り替えを行うことができる。また、対物レンズ１０４，１０５を切り替える専用の機構を設ける必要がないため、部品コストを低減し、また組立工数を少なくすることができる。

また、磁性片１１０ａ〜１１０ｄとマグネット１０３ａ〜１０３ｃとの磁気的吸引力を利用することにより、対物レンズ１０４を図１に示す位置で安定に保持し、また、対物レンズ１０５を図３に示す位置で安定に保持することができる。

また、トラッキング制御用とフォーカシング制御用とで共通のマグネット１０３ａ〜１０３ｃを用いるようにしたので、部品点数を少なくし、光学素子駆動装置のコストを低減することができる。

また、ホルダ１０６及びそれに搭載された各構成部品からなる可動部の重心位置に駆動力を作用させることが可能になり、その結果、フォーカシング制御及びトラッキング制御を安定に行うことが可能になる。

また、マグネット１０３ａ〜１０３ｃがホルダ１０６のＹ方向両側に配置されており、対物レンズ１０４の選択時にはマグネット１０３ｂが各コイルに対向し、対物レンズ１０５の選択時にはマグネット１０３ａが各コイルに対向し、更にいずれの場合もマグネット１０３ｃが各コイルに対向するため、マグネットの体積を小さくすることができ、その結果、光学素子駆動装置を小型化し、コストを低減することができる。

また、チルトコイル１０９ａ，１０９ｂを設けたことにより、対物レンズの光軸と光ディスクの記録面とを直交に保つ姿勢制御、すなわちチルト制御が可能となる。

また、ワイヤ１１１ａ〜１１１ｆを用いてホルダ１０６を支持するようにしたので、ホルダ１０６をフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持することができる上、チルト方向にも移動可能に支持することができる。さらに、ワイヤ１１１ａ〜１１１ｆが各コイルへの電流供給手段を兼ねているため、部品点数を少なくし、コストを低減することができる。

実施の形態２．
図８（Ａ）は、本発明の実施の形態２に係る光学素子駆動装置を示す斜視図であり、２つの光学素子の一方を選択した状態を示すものである。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した光学素子駆動装置のマグネットの構成例を示す斜視図である。図９（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図８に示した光学素子駆動装置を示す正面図、側面図及び平面図である。図１０は、図８に示した光学素子駆動装置が他方の光学素子を選択した状態を示す斜視図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１０に対応する正面図、側面図及び平面図である。図１２は、図８に示した光学素子駆動装置を可動部と固定部とに分けて示す斜視図である。図１３は、図１２に示した光学素子駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。図８〜図１３において、実施の形態１の構成要素と同一の構成要素には、同一符号を付す。

図８（Ａ）に示すように、実施の形態２においては、レンズホルダ１２６のＹ方向両側に、Ｘ方向に長い２つのマグネット１２３ａ，１２３ｂが配置されている。マグネット１２３ａ，１２３ｂは、レンズホルダ１２６のＸ方向の移動範囲をカバーする長さ（例えば、レンズホルダ１２６のＸ方向長さの約１．５倍）を有している。マグネット１２３ａ，１２３ｂは、互いに対向するＸＺ面に平行な磁極面を有している。マグネット１２３ａ，１２３ｂは、いずれも、Ｘ方向に３つ、Ｙ方向に２つの合計６つの領域（磁極面）に分割された構造を有しており、隣り合う磁極面が同じ極性にならないように多極着磁されている。

図８（Ｂ）に示すように、マグネット１２３ａは、例えば、上段（＋Ｚ側）においてＸ方向に分割された３つの磁極面３０１，３０２，３０３と、下段（−Ｚ側）においてＸ方向に分割された３つの磁極面３０４，３０５，３０６とを有している。マグネット１２３ａの磁極面３０１，３０２，３０３は、例えば、順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極にそれぞれ着磁しており、磁極面３０４，３０５，３０６は、順にＳ極、Ｎ極、Ｓ極にそれぞれ着磁している。もう一方のマグネット１２３ｂも、同様に分割された構造を有している。なお、図８（Ｂ）に示すマグネット１２３ａ，１２３ｂの磁極（Ｎ極，Ｓ極）は、あくまで一例である。

図８（Ａ）に示すように、ベース１２１は、マグネット１２３ａ，１２３ｂを固定できるよう立設された固定壁１２１ａ，１２１ｂを有している。固定壁１２１ａ，１２１ｂにおいて、マグネット１２３ａ，１２３ｂが固定された部分とベース１２１との間の部分は、Ｘ方向寸法が狭くなるよう構成されている。

図９に示すように、レンズホルダ１２６は、略直方体形状を有しており、そのＸ方向両端には、ワイヤ１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄが２つずつ取り付けられている。ワイヤ１３１ａ，１３１ｂはＺ方向に並んで設けられており、それぞれの先端部は、レンズホルダ１２６のＸ方向一端面に形成された突部１２６ａに固定されている。ワイヤ１３１ａ，１３１ｂの各末端部は、支持台１０２に取り付けられた基板１３２に固定されている。同様に、ワイヤ１３１ｃ，１３１ｄはＺ方向に並んで設けられており、それぞれの先端部は、レンズホルダ１２６のＸ方向他端面に形成された突部１２６ｂに固定されている。ワイヤ１３１ｃ，１３１ｄの各末端部は、支持台１０２に取り付けられた基板１３２に固定されている。レンズホルダ１２６は、これらワイヤ１３１ａ〜１３１ｄにより、支持台１０２に対して支持されている。

ワイヤ１３１ａ〜１３１ｄの弾性変形により、レンズホルダ１２６は、図８に示す位置と図１０に示す位置との間で略Ｘ方向に移動可能となる。レンズホルダ１２６が図８に示す位置にあるときには、対物レンズ１０４による光ディスクへの情報の記録、再生又はその両方が可能となる。レンズホルダ１２６が図１０に示す位置にあるときには、対物レンズ１０５による光ディスクへの情報の記録、再生又はその両方が可能となる。

図１３に示すように、フォーカシングコイル１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄは、レンズホルダ１２６のＸＺ面に平行な２側面にそれぞれ２つずつ設けられている。フォーカシングコイル１２７ａ〜１２７ｄのうち、フォーカシングコイル１２７ａ，１２７ｂは、レンズホルダ１２６のＸＺ面に平行な一方の側面（支持台１０２から離れた方の面）にＸ方向に並ぶように固定されている。同様に、フォーカシングコイル１２７ｃ，１２７ｄは、レンズホルダ１２６のＸＺ面に平行な他方の側面（支持台１０２側の面）にＸ方向に並ぶように固定されている。フォーカシングコイル１２７ａ〜１２７ｄは、いずれもＹ方向の巻き軸を有し、Ｘ方向とＺ方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。

トラッキングコイル１２８ａ，１２８ｂ，１２８ｃ，１２８ｄは、レンズホルダ１２６のＸＺ面に平行な２側面にそれぞれ２つずつ設けられている。トラッキングコイル１２８ａ〜１２８ｄのうち、トラッキングコイル１２８ａ，１２８ｂは、フォーカシングコイル１２７ａ，１２７ｂの間にほぼ位置するように、且つＹ方向に並ぶように固定されている。同様に、トラッキングコイル１２８ｃ，１２８ｄは、フォーカシングコイル１２７ｃ，１２７ｄの間にほぼ位置するように、且つＹ方向に並ぶように固定されている。トラッキングコイル１２８ａ〜１２８ｄは、いずれもＹ方向の巻き軸を有し、Ｘ方向とＺ方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。

本実施の形態の光学素子駆動装置は、フォーカシング制御及びトラッキング制御のみを行うよう構成されており、従ってチルトコイルは設けられていない。

磁性片１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄは、レンズホルダ１２６のＸＺ面に平行な２側面にそれぞれ２つずつ設けられている。磁性片１３０ａ〜１３０ｄのうち、磁性片１３０ａ，１３０ｂは、トラッキングコイル１２８ａ，１２８ｂの巻き線のそれぞれ内側に配置されており、磁性片１３０ｃ，１３０ｄは、トラッキングコイル１２８ｃ，１２８ｄの巻き線のそれぞれ内側に配置されている。

次に、本実施の形態に係る光学素子駆動装置の動作について説明する。まず、図８に示すように、対物レンズ１０４を選択している場合について説明する。図１４は、マグネット１２３ａと各コイルとの関係を示す模式図である。対物レンズ１０４が選択されている状態では、レンズホルダ１２６（図１４では省略）に取り付けられた磁性片１３０ａ，１３０ｂは、マグネット１２３ａの磁極面３０５，３０６の境界部分、及び磁極面３０２，３０３の境界部分にそれぞれ対向する。同様に、レンズホルダ１２６に取り付けられた磁性片１３０ｃ，１３０ｄは、マグネット１２３ｂの磁極面３０５，３０６の境界部分、及び磁極面３０２，３０３の境界部分にそれぞれ対向している。

フォーカシングコイル１２７ａのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ａの互いに逆極性の磁極面３０２，３０５に対向しており、フォーカシングコイル１２７ｂのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ａの互いに逆極性の磁極面３０３，３０６に対向している。同様に、フォーカシングコイル１２７ｃのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ｂの互いに逆極性の磁極面３０３，３０６に対向しており、フォーカシングコイル１２７ｄのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ｂの互いに逆極性の磁極面３０２，３０５に対向している。

また、トラッキングコイル１２８ａのＺ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ａの互いに逆極性の磁極面３０５，３０６に対向しており、トラッキングコイル１２７ｂのＺ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ａの互いに逆極性の磁極面３０２，３０３に対向している。同様に、トラッキングコイル１２８ｃのＺ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ｂの互いに逆極性の磁極面３０５，３０６に対向しており、トラッキングコイル１２８ｄのＺ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ｂの互いに逆極性の磁極面３０２，３０３に対向している。

この状態で、光ディスク（図示せず）上に形成された光スポットの焦点方向のずれを、公知の非点収差法などを用いたフォーカシングセンサにより検知し、そのフォーカシングずれ量に応じた電流をフォーカシングコイル１２７ａ〜１２７ｄに流す。フォーカシングコイル１２７ａ，１２７ｂを流れる電流とマグネット１２３ａの磁界との作用、及びフォーカシングコイル１２７ｃ，１２７ｄを流れる電流とマグネット１２３ｂの磁界との作用により、Ｚ方向の駆動力が発生する。この駆動力により、レンズホルダ１２６がＺ方向（対物レンズ１０４の光軸方向）に変位し、これにより対物レンズ１０４がＺ方向に変位して、フォーカシング制御が行われる。

また、光ディスクの所望のトラックに対する光スポットのトラッキング方向のずれを、差動プッシュプル法などの公知のトラッキングセンサにより検知し、そのトラッキングずれ量に応じた電流をトラッキングコイル１２８ａ〜１２８ｄに流す。トラッキングコイル１２８ａ，１２８ｂを流れる電流とマグネット１２３ａの磁界との作用、及びトラッキングコイル１２８ｃ，１２８ｄを流れる電流とマグネット１２３ｂの磁界との作用により、レンズホルダ１２６をＸ方向に変位させる駆動力が発生する。この駆動力により、レンズホルダ１２６がＸ方向に変位し、これにより対物レンズ１０４がＸ方向（トラッキング方向）に変位し、トラッキング制御が行われる。

対物レンズ１０４から対物レンズ１０５への切り替えを行う場合は、トラッキング１２８ａ〜１２８ｄに、通常のトラッキング動作時よりも大きな電流を流す。トラッキングコイル１２８ａ，１２８ｂを流れる電流とマグネット１２３ａ，１２３ｂの磁界との作用、及びトラッキングコイル１２８ｃ，１２８ｄを流れる電流とマグネット１２３ｂの磁界との作用により、上述した磁気ばね力に打ち勝って、レンズホルダ１２６が図８に示す状態から図１０に示す状態にＸ方向に移動する。これにより、対物レンズ１０５により情報の記録、再生又はその両方が可能になる。

この状態では、レンズホルダ１２６に取り付けられた磁性片１３０ａ，１３０ｂは、マグネット１２３ａの磁極面３０４，３０５の境界部分、及び磁極面３０１，３０２の境界部分にそれぞれ対向する。同様に、レンズホルダ１２６に取り付けられた磁性片１３０ｃ，１３０ｄは、マグネット１２３ｂの磁極面３０４，３０５の境界部分、及び磁極面３０１，３０２の境界部分にそれぞれ対向する。

また、フォーカシングコイル１２７ａのＸ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ａの磁極面３０１，３０４に対向し、フォーカシングコイル１２７ｂのＸ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ａの磁極面３０２，３０５に対向する。同様に、フォーカシングコイル１２７ｃのＸ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ｂの磁極面３０２，３０５に対向し、フォーカシングコイル１２７ｄのＸ方向に電流が流れる２つの部分は、マグネット１２３ｂの磁極面３０１，３０４に対向する。

また、トラッキングコイル１２８ａのＺ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ａの磁極面３０４，３０５に対向し、トラッキングコイル１２８ｂのＺ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ａの磁極面３０１，３０２に対向する。同様に、トラッキングコイル１２８ｃのＺ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ｂの磁極面３０４，３０５に対向し、トラッキングコイル１２８ｄのＺ方向に電流が流れる部分は、マグネット１２３ｂの磁極面３０１，３０２に対向する。

そのため、対物レンズ１０４が選択された状態と同様に、フォーカシング制御、トラッキング制御及びチルト制御を行うことができる。

本実施の形態では、実施の形態１と同様、重量の大きい構成部分を移動させる必要が無く、簡単な構成で対物レンズ１０４，１０５の切り替えを行うことができる。また、対物レンズ１０４，１０５を切り替える手段とトラッキング駆動手段とを兼用することにより、部品コストが安くなるとともに組立工数を少なくすることが可能となる。

加えて、本実施の形態では、マグネット１２３ａ，１２３ｂを多極着磁としたので、各コイルの利用効率を高めることが可能となる。

なお、本実施の形態２においては、フォーカシング制御とトラッキング制御のみ行う例について説明したが、さらにチルト制御を行うようにすることもできる。この場合、レンズホルダ１２６の内面下部に、電流がＸ方向に流れる部分を有する２つのチルト用コイルを、永久磁石１２３ａ，１２３ｂに対向するように配置する。また、ワイヤ１３１ａ〜１３１ｄに加え、さらに２本の弾性体を、レンズホルダ１２６と基板１３２の間に設け、それぞれのチルトコイルに電気的に接続する。これにより、実施の形態１で説明したように、レンズホルダ１２６のＸ方向の傾きを変化させてチルト制御を行うことができる。

上述した実施の形態１，２に係る光学素子駆動装置は、２つの対物レンズ１０４，１０５を切り替えるよう構成されていたが、切り替える対物レンズの数は２つの限らず、３つ以上であってもよい。また、対物レンズ以外の光学素子を切り替えるものであってもよい。また、記録媒体としては、ブルーレイディスクやＤＶＤ等に限らず、他の記録媒体を用いてもよい。

本発明の実施の形態１に係る光学素子駆動装置が一方の光学素子を選択した状態を示す斜視図である。 図１に示した光学素子駆動装置を示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。 図１に示した光学素子駆動装置が他方の光学素子を選択した状態を示す斜視図である。 図２に対応する正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。 図１に示した光学素子駆動装置を可動部と固定部とに分けて示す斜視図（Ａ）、及びマグネットとコイルとの位置関係を示す概略図（Ｂ）である。 図５に示した光学素子駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る光学素子駆動装置の動作を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態２に係る光学素子駆動装置が一方の光学素子を選択した状態を示す斜視図（Ａ）及びマグネットの構成例を示す斜視図（Ｂ）である。 図８に示した光学素子駆動装置を示す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。 図８に示した光学素子駆動装置が他方の光学素子を選択した状態を示す斜視図である。 図１０に対応する正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び平面図（Ｃ）である。 図８に示した光学素子駆動装置を可動部と固定部とに分けて示す斜視図である。 図１２に示した光学素子駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。 図８に示した光学素子駆動装置のマグネットと各コイルとの位置関係を示す斜視図である。

符号の説明

１０１，１２１ ベース、 １０２ 支持台、 １０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１２３ａ，１２３ｂ 永久磁石、 １０４，１０５ 対物レンズ、 １０６，１２６ レンズホルダ、 １０７，１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄ フォーカシング用コイル、 １０８ａ，１０８ｂ，１２８ａ，１２８ｂ トラッキング用コイル、 １０９ａ，１０９ｂ チルト用コイル、 １１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 磁性片、 １１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１１ｅ，１１１ｆ ワイヤ、 １１２，１３２ 基板。

Claims (7)

1. 記録媒体に光を集光する切り替え可能な２つの光学素子を保持するホルダと、
   前記ホルダを支持する弾性変形可能な支持手段と、
   前記ホルダを前記光学素子の光軸方向に駆動するフォーカシング駆動手段と、
   前記ホルダを前記光軸方向と略直交するトラッキング方向に駆動するトラッキング駆動手段と
   を備え、
   前記トラッキング駆動手段によって前記ホルダを移動させることにより、前記記録媒体に光を集光する前記光学素子の切り替えを行う光学素子駆動装置であって、
   前記トラッキング駆動手段は、
   前記ホルダに固定されたコイルと、
   前記２つの光学素子の各一方が選択されているときに前記コイルにそれぞれ対向するよう、前記トラッキング方向に並んで配置された第１及び第２のマグネットと、
   いずれの光学素子が選択されているときでも前記コイルに対向するよう、前記ホルダを挟んで前記第１及び第２のマグネットと反対の側に配置された第３のマグネットと
   を備え、
   前記ホルダに設けられた磁性体と前記第１、第２又は第３のマグネットとの磁気相互作用により、前記光学素子を、前記記録媒体に光を集光する位置で保持することを特徴とする光学素子駆動装置。
2. 前記トラッキング駆動手段と前記フォーカシング駆動手段とが、前記第１、第２及び第３のマグネットを共用していることを特徴とする請求項１に記載の光学素子駆動装置。
3. 前記第１及び第２のマグネットと、前記第３のマグネットとは、前記光軸方向及び前記トラッキング方向に略直交する方向における前記ホルダの両側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子駆動装置。
4. 前記フォーカシング駆動手段の駆動力、及び前記トラッキング駆動手段の駆動力が、前記ホルダ及び前記光学素子を含む可動部の重心位置に作用することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の光学素子駆動装置。
5. 前記支持手段は、前記ホルダに連結された複数のワイヤであることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の光学素子駆動装置。
6. 前記複数のワイヤが、前記フォーカシングコイル駆動手段及び前記トラッキングコイル駆動手段の構成要素である各コイルへの電流供給手段を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の光学素子駆動装置。
7. 前記光軸方向及び前記トラッキング方向に略直交する軸線を中心として、前記ホルダを回動させることにより、前記光学素子の前記記録媒体に対する傾きを変化させるチルト駆動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の光学素子駆動装置。

Images