JP4896232B2 - 対物レンズ駆動装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置及び光ピックアップ装置 Download PDF

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Description

この発明は、光ピックアップ装置及びその対物レンズ駆動装置に関し、特に、対物レンズをフォーカス方向に駆動したときに発生する、対物レンズの光軸の角度変動(傾き)を抑制するための技術に関する。
現在普及している光ディスクには、CD(Compact Disk)及びDVD(Digital Versatile Disk)がある。さらに、次世代光ディスクとして、高密度化技術によりディスク容量を大容量化させ、より高精細な画像情報を収納可能としたBD(Blu−ray Disk)が普及しつつある。
光ディスクを用いる記録再生装置としては、最新のBDを利用できるだけではなく、ユーザが保有しているDVDやCDも利用できるように、複数種類の光ディスクに対して正常に記録再生を行うことができる機能が求められている。
このように複数種類の光ディスクに対応するために、一つの対物レンズに、複数の焦点を持たせる技術が提案されている。この場合、例えば、BD、DVD、CDの3種類の光ディスクの情報を再生するための対物レンズは、それぞれ使用するレーザ光の波長により焦点位置が異なる。
その結果、使用する光ディスクの種類によって、作動距離(WD:Working Distance)が異なることとなる。
ここで、対物レンズアクチュエータでは、一般に、可動部のレンズホルダに取り付けたコイルと、固定部に配設したマグネットとの間の電磁力によりフォーカス方向の駆動力を発生させている。上述したように、使用する光ディスクの種類によって作動距離が異なる場合、光ディスクの種類によって可動部のフォーカス方向の基準位置(固定部のマグネットに対する位置)も異なることになる。
このように、可動部の基準位置が複数ある場合、基準位置によってマグネットの磁界分布が異なるため、対物レンズの光軸を光ディスクの記録面に対して垂直に保つこと(ラジアル方向の角度変動を抑制すること)が困難になる。
ここで、対物レンズの光軸を光ディスクの記録面に対して垂直に保つため、レンズホルダを剛性の異なる複数のワイヤで支持するようにした対物レンズ駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この対物レンズ駆動装置では、レンズホルダの両側面に2本ずつ配設された合計4本のワイヤを用いてレンズホルダを支持している。さらに、上側の2本のワイヤの剛性を下側の2本のワイヤの剛性よりも高くすることで、レンズホルダの上側の部分を下側の部分よりも動きにくくしている。これにより、レンズホルダに傾きを生じさせるトルクを打ち消す逆方向のトルクが発生し、対物レンズの光軸の角度変動を抑制している。
また、ワイヤ支持型の対物レンズ駆動装置において、ワイヤの中途部とレンズホルダの側面とをダンパーゲルで結合すると共に、ダンパーゲルの塗布位置をレンズホルダの左右で異ならせることも提案されている(例えば、特許文献2参照)。この場合、対物レンズの光軸の傾きを予め測定し、その傾きに応じた適正位置にダンパーゲルを塗布することで、対物レンズの光軸の角度変動を抑制している。
特開2003−178479号公報(図11、図13) 特開2005−92949号公報(図3)
しかしながら、特許文献1に開示された対物レンズ駆動装置では、上側のワイヤが下側のワイヤよりも高剛性であるため、一方向のトルクしか発生させることができない。すなわち、上側に回転中心を有する回転方向のトルクを発生させることはできるが、下側に回転中心を有する回転方向のトルクを発生させることができない。そのため、傾きの方向によっては、当該傾きを十分に抑制できない可能性がある。
また、特許文献2に開示された対物レンズ駆動装置では、対物レンズの光軸の傾き状態に応じて、レンズホルダの側面等におけるダンパーゲルの塗布位置を調節することができるが、逆に、塗布位置の調節によってレンズホルダの重心位置が変動するなど、他の変動要因が生じる可能性がある。
本発明は、レンズホルダの重心位置の変動を招くことなく、対物レンズ駆動装置における安定した支持構造を確保しつつ、高い精度で、対物レンズの光軸の角度変動(ラジアル方向の角度変動)を抑制することを目的とする。
また、光ディスクの種類に対応した複数の作動距離を有する対物レンズ駆動装置に適用した場合にも、煩雑な調整を必要とせずに、対物レンズの光軸の角度変動を抑制することを目的とする。
この発明に係る対物レンズ駆動装置は、対物レンズと、対物レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを、ワイヤを介して支持する固定部と、レンズホルダに設けられた電磁コイルと、固定部に設けられたマグネットであって、電磁コイルと対向する面に、異なる磁極面が並ぶように多極着磁されたマグネットとを備えている。レンズホルダのマグネットと対向する面には、凸部が設けられている。凸部は、当該凸部に対向するマグネットの磁束線の方向に平行に延在する少なくとも一つの溝部を有している。凸部の少なくとも表面は、磁性を有する材料で構成されている。
本発明の対物レンズ駆動装置では、対物レンズの光軸が傾くようなレンズホルダの傾きが生じた場合には、レンズホルダの凸部に形成された溝部がマグネットの磁束線の方向に対して傾斜するため、溝部の延在方向を磁束線の方向と平行に戻すトルクが凸部に作用する。このトルクにより、レンズホルダの傾きが抑制され、レンズホルダに搭載された対物レンズの光軸の角度変動が抑制される。
本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置を搭載した光ピックアップ装置の基本構成を示す図である。 この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置の全体構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置のヨークの構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置のフォーカス方向の駆動原理を説明するための図である。 この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置のトラック方向の駆動原理を説明するための図である。 従来の対物レンズ駆動装置における可動部の角度変動の原因を説明するための図である。 従来の対物レンズ駆動装置における可動部の角度変動の原因を説明するための図である。 図8(A)は、この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部を示す斜視図であり、図8(B)は、対物レンズ駆動装置の可動部の溝部とマグネットの各磁極との関係を示す斜視図である。 図9(A)、(B)及び(C)は、それぞれ、この発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置のレンズホルダの正面図、平面図及び側面図である。 この発明の実施の形態2における対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部の斜視図である。 この発明の実施の形態2における対物レンズ駆動装置の固定側の磁気回路と、可動部の電磁コイル及び磁性片の配置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態2における傾き抑制の原理を説明するための図である。 この発明の実施の形態2における傾き抑制の原理を説明するための図である。 この発明の実施の形態2における傾き抑制の原理を説明するための図である。 この発明の実施の形態2における傾き抑制の原理を説明するための図である。 この発明の実施の形態3における対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部の斜視図である。
符号の説明
1 BD用対物レンズ、 2 DVD用対物レンズ、 3 レンズホルダ、 4a,4b マグネット、 5 ヨーク、 6a,6b 中継基板、 7a,7b ワイヤ、 8a,8b ゲル材料、 9a,9b 固定側中継基板、 10 固定側ホルダ、 11a,11b,11c,11d フォーカス駆動用電磁コイル、 12a,12b,12c,12d トラック駆動用電磁コイル、 13a,13b,13c,13d,14a,14b,14c,14d 磁性片、 15 磁束線、 16a,16b,16c,16d,17a,17b,17c,17d 凸部、 18a,18b,18c,18d,19a,19b,19c,19d 凹部、 100 光ディスク、 101 青色半導体レーザ、 102 BD用回折格子、 103 偏光プリズム、 104 コリメータレンズ、 105 ミラー、 107 赤色赤外色半導体レーザ、 108 CD及びDVD用回折格子、 109 ダイクロイックプリズム、 110 ミラー、 112 パワーモニター光検知器、 113 シリンドリカルレンズ、 114 光検知器、 601,602,603,604,701,702,703,704 溝部、 801,802,901,902 リブ。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る対物レンズ駆動装置が搭載される光ピックアップ装置の基本構成を示す図である。この光ピックアップ装置は、CD、DVD、BD等の光ディスク100に対して、情報の記録、再生又はその両方を行う機能を有している。
光ピックアップ装置は、BD用の光源として、青色半導体レーザ101を有し、CD及びDVD用の光源として、赤外色と赤色の2波長半導体レーザ107を有している。青色半導体レーザ101の出射側には、BD用回折格子102が配置されており、2波長半導体レーザ107の出射側には、CD及びDVD用回折格子108が配置されている。青色半導体レーザ101及び2波長半導体レーザ107は、それぞれの出射光軸が直交する向きに配置されており、両出射光軸が交わる位置にダイクロイックプリズム109が配置されている。
さらに、ダイクロイックプリズム109からの出射光の進行方向に沿って、偏光プリズム103と、コリメータレンズ104と、ミラー110と、ミラー105とが配置されている。ミラー110の反射光の進行方向には、BD用対物レンズ1が配置されており、ミラー105の反射光の進行方向には、CD,DVD用対物レンズ2が配置されている。
また、ダイクロイックプリズム109に対し、半導体レーザ107と反対の側には、パワーモニター光検知器112が配置されている。また、偏光プリズム103において、後述する戻り光が略90度に反射される側には、シリンドリカルレンズ113と光検知器114とが配置されている。
青色半導体レーザ101から発せられた青色レーザは、BD用回折格子102及びダイクロイックプリズム109を透過し、コリメータレンズ104を経て平行光束となり、さらにミラー110を透過した後、ミラー105により反射され、BD用対物レンズ1に入射し、光ディスク100(BD)の情報記録層に集光する。
光ディスク100からの戻り光は、ミラー105により反射され、ミラー110及びコリメートレンズ104を透過し、さらに偏光プリズム103に入射して光検知器114側に反射され、シリンドリカルレンズ113を経て、光検知器114の検出面に集光する。
一方、2波長半導体レーザ107から発せられた赤外色及び赤色レーザは、回折格子108を透過し、ダイクロイックプリズム109に入射してコリメートレンズ104側に反射され、コリメートレンズ104を経て平行光束となり、さらにミラー110により反射されて、CD,DVD用対物レンズ2に入射し、光ディスク100(CD又はDVD)の情報記録層に集光する。
光ディスク100からの戻り光は、ミラー110により反射され、コリメートレンズ104を透過した後、偏光プリズム103に入射して光検知器114側に反射され、シリンドリカルレンズ113を経て、光検知器114の検出面に集光する。
上述したBD用対物レンズ1及びCD,DVD用対物レンズ2は、光ピックアップ装置に搭載されている対物レンズ駆動装置のレンズホルダ3(図2)に固定されている。
以下では、この実施の形態1における対物レンズ駆動装置について、詳細に説明する。
図2は、実施の形態1における対物レンズ駆動装置の全体を示す斜視図である。
対物レンズ駆動装置は、対物レンズ1,2を搭載したレンズホルダ3を含む可動部と、この可動部をワイヤを介して弾性支持する固定部とにより構成されている。
可動部は、軽量かつ高剛性の樹脂材料の成型品で構成されたレンズホルダ3を有し、このレンズホルダ3に、BD用対物レンズ1と、CD,DVD用対物レンズ2が搭載されている。BD用対物レンズ1とCD,DVD用対物レンズ2は、光学特性が最良となるように、レンズホルダ3に対して高精度で強固に接着されている。
レンズホルダ3は、例えば、フォーカス方向における両端面(上下面とする)と、トラック方向における両端面(左右の側端面とする)と、フォーカス方向及びトラック方向に直交する方向の両端面(前後の端面とする)とを有し、略直方体状に形成されている。
レンズホルダ3の前端面には、フォーカス駆動用電磁コイル11a,11b(図8(A))及びトラック駆動用電磁コイル12a,12b(図8(A))が固定されている。同様に、レンズホルダ3の後端面には、フォーカス駆動用電磁コイル11c,11d(図4〜図5)及びトラック駆動用電磁コイル12c,12d(図4〜図5)が固定されている。レンズホルダ3には、また、図示しないチルト駆動用電磁コイルも固定されている。これら各電磁コイルを用いて、上述した光検知器114で受光した光信号に基づき、対物レンズ1(2)の位置を、光ディスクに対してフォーカス方向、トラック方向及びチルト方向に制御することができる。
また、レンズホルダ3の左右の側端面には、中継基板6a,6bがそれぞれ接着されており、上述した各電磁コイルの導線に接続されている。
レンズホルダ3を含む可動部は、6本のワイヤ7a,7bにより、固定部に弾性支持されている。ワイヤ7a,7bは、レンズホルダ3の左右の側端面に3本ずつ配設されている。ワイヤ7a,7bの各一端(前端)は、中継基板6a,6bに半田付けにより接合されており、各他端(後端)は、固定部の固定側ホルダ10に設けられた中継基板9a,9bに半田付けにより接合されている。これらのワイヤ7a,7bは、レンズホルダ3の各電磁コイルへの給電手段を兼ねている。
固定部は、略板状の部材であるヨーク5と、このヨーク5上に配設された固定側ホルダ10とを有している。固定側ホルダ10は、例えば、フォーカス方向における両端面(上下面とする)と、トラック方向における両端面(左右の側端面)と、これらフォーカス方向及びトラック方向に直交する方向の両端面(前後の端面)とを有し、略直方体状に形成されている。
固定側ホルダ10の左右の側端面には、上述した中継基板9a,9bがそれぞれ固定されている。また、固定側ホルダ10の前端面の左右両側には、ワイヤ7a,7bをそれぞれ貫通させたゲル材料8a,8bが配設されている。このゲル材料8a,8bは、ワイヤ7a,7bに密着しており、振動減衰特性により、レンズホルダ3を含む可動部の共振振動を低減させている。
図3は、ヨーク5と、そのヨーク5に取り付けられたマグネットとを示す斜視図である。ヨーク5は、前後方向に相対する一対の壁部5a,5bを有している。この壁部5a,5bの互いに対向する面には、マグネット4a,4bがそれぞれ固定されている。各マグネット4a,4bは、多極着磁されており、レンズホルダ3に対向する磁極面が、例えばフォーカス方向及びトラック方向にそれぞれ2分割された構造を有している。
マグネット4a,4bは、レンズホルダ3の前後の端面にそれぞれ対向している。すなわち、マグネット4aは、レンズホルダ3の前端面に取り付けられたフォーカス駆動用電磁コイル11a,11b(図8(A))及びトラック駆動用電磁コイル12a,12b(図8(A))に対向している。また、マグネット4bは、レンズホルダ3の後端面に取り付けられたフォーカス駆動用電磁コイル11c,11d(図4)及びトラック駆動用電磁コイル12c,12d(図5)に対向している。マグネット4a,4bの磁界と、各電磁コイルに流れる電流とにより発生する電磁力により、レンズホルダ3の駆動制御が行われる。
図4は、レンズホルダ3を含む可動部をフォーカス方向に駆動する原理を説明するための模式図である。なお、図4では、上述したマグネット4a,4bのうち、固定ホルダ10側のマグネット4bと、これに対向するフォーカス駆動用電磁コイル11c,11dを示す。また、マグネット4bの磁極面は、4分割構造を有しており、左右(トラック方向)に隣接するN極領域41及びS極領域42と、これらの下側(フォーカス方向)に隣接するS極領域43及びN極領域44を有しているものとする。
フォーカス駆動用電磁コイル11cは、マグネット4bのN極領域41とS極領域43とに跨って対向するように配置されている。同様に、フォーカス駆動用電磁コイル11dは、マグネット4bのS極領域42とN極領域44とに跨って対向するように配置されている。
すなわち、フォーカス駆動用電磁コイル11c,11dは、上辺と下辺(互いに平行且つ逆向きの電流が流れる部分)が互いに逆極性の領域に対向し、互いに逆向きの磁界中に位置する。
磁界中のフォーカス駆動用電磁コイル11c,11dに、図示の方向(例えば、電磁コイル11cには図中反時計回り方向、電磁コイル11dには図中時計回り方向)に電流i11が流れると、フォーカス方向(ここでは上方)の電磁力F11c,F11dが発生する。この電磁力F11c,F11dは、レンズホルダ3を含む可動部の重心に作用し、これにより可動部がフォーカス方向に移動する。その結果、レンズホルダ3に搭載された対物レンズ1,2(図2)がフォーカス方向に移動する。
フォーカス駆動用電磁コイル11c,11dに流れる電流量と方向とを制御することにより、対物レンズ1,2のフォーカス方向の位置を制御し、光ディスク上におけるレーザスポットのフォーカスずれを制御することができる。
図5は、可動部をトラック方向に駆動する原理を説明するための図である。図5では、上述したマグネット4a,4bのうち、固定ホルダ10側のマグネット4bと、これに対向するトラック駆動用電磁コイル12c,12dを示す。
トラック駆動用電磁コイル12cは、マグネット4bのN極領域41とS極領域42とに跨って対向するように配置されている。同様に、トラック駆動用電磁コイル12dは、マグネット4bのS極領域43とN極領域44とに跨って対向するように配置されている。
すなわち、トラック駆動用電磁コイル12c,12dは、右辺と左辺(互いに平行且つ逆向きの電流が流れる部分)が互いに逆極性の領域に対向し、互いに逆向きの磁界中に位置する。
磁界中のトラック駆動用電磁コイル12c,12dに、図示の方向(例えば、電磁コイル12cには図中反時計回り方向、電磁コイル12dには図中時計回り方向)に電流i12が流れると、トラック方向(ここでは左方向)に電磁力F12c,F12dが発生する。電磁力F12c,F12dは、レンズホルダ3を含む可動部の重心に作用し、これにより可動部がトラック方向に移動する。すなわち、レンズホルダ3に搭載された対物レンズ1,2(図1)がトラック方向に移動する。
トラック駆動用電磁コイル12c,12dに流れる電流量と方向とを制御することにより、対物レンズ1,2のトラック方向の位置を制御し、光ディスク上におけるレーザスポットのトラックずれを制御することができる。
なお、図4及び図5には、マグネット4bとこれに対向する各電磁コイル11c,11d,12c,12dとによるフォーカス方向及びトラック方向の駆動力の発生原理を示したが、他方のマグネット4aとこれに対向する電磁コイル11a,11b,12a,12bとの間でも、同様の原理でフォーカス方向及びトラック方向の駆動力が発生する。
図6は、対物レンズ駆動装置の可動部に傾きが生じる原理を説明するための図であり、レンズホルダ3は図示を省略されている。なお、図6では、フォーカス駆動用電磁コイル11c,11dの電流制御により、可動部がフォーカス方向(図中上下方向)に所定量変位した状態にあるものとする。また、トラック駆動用電磁コイル12c,12dには電流は流れていないが、ばらつき等の原因により、可動部が、マグネット4bに対してトラック方向(図中左右方向)に変位した状態にあるものとする。
フォーカス駆動用電磁コイル11c,11dに制御電流i11が流れることにより、上述したように、電流と磁界との作用により電磁力が発生する。しかしながら、図6に示したようにマグネット4bに対する可動部の相対位置が変位している状態では、フォーカス駆動用電磁コイル11cとフォーカス駆動用電磁コイル11dとで磁界の強さが異なるため、発生する電磁力F11c,F11dに差が生じる。
すなわち、図6に示した例では、フォーカス駆動用電磁コイル11cはマグネット4aの中央寄りに変位しているため磁界が相対的に強く、発生する電磁力F11cも大きくなるのに対し、フォーカス駆動用電磁コイル11dはマグネット4bの外側寄りに変位しているため磁界が相対的に弱く、発生する電磁力F11dは相対的に弱くなる。
その結果、レンズホルダ3を含む可動部の重心Gを挟んだ電磁力F11cと電磁力F11dとの差のため、可動部を、重心Gを中心として回転させる方向のトルクT11が発生する。このトルクT11により、可動部が図7に示すように傾き、結果として対物レンズ1,2の光軸の角度(光ディスク100の記録面に対する垂直度)を変動させることになる。
本発明の実施の形態1では、このような対物レンズ1,2の光軸の角度変動を、以下のような構成によって抑制している。
図8(A)は、本発明の実施の形態1に係る対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部を示す斜視図である。実施の形態1における対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ3のマグネット4aと対向する前端面に、溝部を有する凸部16a,16b,17a,17bが設けられており、マグネット4bと対向する後端面に、溝部を有する凸部16c,16d,17c,17d(図9(B)(C))が設けられている。
凸部16a,16b,17a,17bは、レンズホルダ3のマグネット4aに対向する前端面において、フォーカス駆動用電磁コイル11a,11b及びトラック駆動用電磁コイル12a,12bの各巻線の内側の中空部分に位置している。各凸部16a,16b,17a,17bには、それぞれ少なくとも一つの溝部601,602,701,702(図8(B))が設けられており、各凸部に対向するマグネット4aの異極間の境界(異極境界)に対向している。
図8(B)には、各溝部601,602,701,702とマグネット4aの各磁極との関係を模式的に示すものである。
なお、マグネット4aの磁極面は、4分割構造を有しており、左右に隣接するN極41及びS極42と、これらの下側に隣接するS極43及びN極44を有している。
凸部16aの溝部601は、マグネット4において上下(フォーカス方向)に隣接するN極領域41とS極領域43との境界に対向するように配置されている。同様に、凸部16bの溝部602は、上下(フォーカス方向)に隣接するS極領域42とN極領域44との境界に対向するように配置されている。
また、凸部17aの溝部701は、マグネット4において左右(トラック方向)に隣接するN極領域41とS極領域42との境界に対向するように配置されている。同様に、凸部17bの溝部702は、左右(トラック方向)に隣接するS極領域43とN極領域44との境界に対向するように配置されている。
また、凸部16aの溝部601は、当該凸部16aに対向するN極領域41とS極領域43との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。同様に、凸部16bの溝部602は、当該凸部16bに対向するS極領域42とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。
また、凸部17aの溝部701は、当該凸部17aに対向するN極領域41とS極領域42との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。同様に、凸部17bの溝部702は、当該凸部17bに対向するS極領域43とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。
本実施の形態では、凸部16a,16b,17a,17bの表面に、磁性を有する材料(例えばニッケル)がメッキ処理されている。また、溝部601,602,701,702の内面(少なくとも内側面)にも、磁性を有する材料がメッキ処理されている。メッキ処理を行う際には、例えば、予めレーザ照射あるいは化学溶剤による表面活性化処理を行い、その後ニッケル等の磁性材料を用いてメッキ処理を行う。なお、各凸部の少なくとも表面(溝部の内側面を含む)が磁性を有する材料で構成されていれば、メッキ処理以外の方法を用いてもよいことは言うまでもない。
また、図8(A)では示されていないが、レンズホルダ3の後端面(マグネット4bと対向する端面)に設けられた凸部16c,16d,17c,17dは、それぞれフォーカス駆動用電磁コイル11c,11d(図4)及びトラック駆動用電磁コイル12c,12d(図5)の各巻線の内側の中空部分に配置されており、上述した凸部16a,16b,17a,17bの溝部601,602,701,702と同様の溝部を有している。
図9(A)、(B)及び(C)は、それぞれレンズホルダ3の正面図、上面図及び側面図である。
図9(A)〜(C)に示すように、レンズホルダ3は、略直方体形状の樹脂成型品で構成されており、その上側に図8(A)に示した対物レンズ1,2(図1)が装着される。また、レンズホルダ3の前端面及び後端面には、各電磁コイル11a〜11d,12a〜12d(図4、図5、図8(A))が固着され、両側端面には、中継基板6a,6b(図8(A))が固着されるよう構成されている。
レンズホルダ3の前端面に設けられた凸部16a,16b,17a,17b及び後端面に設けられた凸部16c,16d,17c,17dは、いずれも金型の抜き方向を考慮した形状を有している。具体的には、凸部16a〜16d及び凸部17a〜17dは、いずれも、レンズホルダ3の前端面又は後端面に突出形成された複数本の凸条として形成されている。また、各凸状の間には上述した溝部601,602,701,702が規定されており、各溝部の底面は、例えばレンズホルダ3の前端面又は後端面と同一面を形成している。
レンズホルダ3に、それぞれ溝部を有する凸部16a〜16d,17a〜17dを設けたことにより、マグネット4a,4bの磁束線の方向に対して各凸部16a〜16d,17a〜17dの溝部の延在方向を平行に保とうとするトルクが作用し、これによりレンズホルダ3の傾きが抑制される。
すなわち、図8(B)において、凸部16aの溝部601が、当該凸部16aに対向している異極境界におけるN極領域41からS極領域43に向う磁束線の方向(フォーカシング方向)に対して傾斜している場合には、凸部16aには、溝部601(より具体的には、溝部601の延在方向と深さ方向とにより規定される磁性平面)を磁束線の方向に対して平行に保とうとするトルクが作用する。同様に、凸部16b,17a,17bにも、それぞれが対向している異極境界における磁束線の方向に対して、各溝部602,701,702の延在方向を平行に保とうとするトルクが作用する。
それぞれの凸部16a,16b,17a,17bに作用するトルクは、レンズホルダ3を含む可動部が、その重心位置を中心として回動させるトルクとなる。このトルクは、可動部に傾きを生じさせようとするトルク(図6におけるトルクT11)を打ち消すように作用する。図8(B)に示されていない凸部16c,16d,17c,17dにも、同様のトルクが作用する。その結果、レンズホルダ3を含む可動部の傾きを抑制し、対物レンズ1,2の光軸の角度変動を抑制することができる。すなわち、対物レンズ1,2の光軸方向を、光ディスク100の記録面に対して垂直な方向に保つことができる。
以上説明したように、本実施の形態における対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ3のマグネット4a,4bと対向する面に、少なくとも表面が磁性を有する材料で構成された凸部16a〜16d,17a〜17dを設けると共に、各凸部16a〜16d,17a〜17dに、対向するマグネット4a,4bの磁束線の方向に平行に延在する少なくとも一本の溝部を設けている。これにより、レンズホルダ3の傾きが生じた場合に、各凸部16a〜16d,17a〜17dに、各溝部の延在方向を磁束線の方向と平行な状態に戻すトルクが作用する。このトルクにより、レンズホルダ3の傾きが抑制され、対物レンズ1,2の光軸の角度変動(ラジアル方向の角度変動)が抑制される。
また、各凸部16a〜16d,17a〜17dが、フォーカス駆動用電磁コイル11a〜11d及びトラック駆動用電磁コイル12a〜12dの内側に配置されているため、簡単な構成で、各凸部16a〜16d,17a〜17dと各異極境界とを対向させることができる。
また、各凸部16a〜16d,17a〜17dが、レンズホルダ3のマグネット4a,4bに対向する面において、レンズホルダ3の重心位置を中心としてフォーカス方向・トラック方向に対称な位置にそれぞれ配置されているため、各凸部16a〜16d,17a〜17dにおいて発生するトルクを合成して、レンズホルダ3の傾きを抑制する方向のトルクとすることができる。
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、レンズホルダに、溝部を有する樹脂成型された凸部を設け、当該凸部にメッキ処理を施していた。これに対し、この実施の形態2では、磁性を有する材料(例えばニッケル)により構成された磁性片を、レンズホルダ3に取り付けている。
図10は、本発明の実施の形態2に係る対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部を示す斜視図である。図11は、実施の形態2に係る対物レンズ駆動装置のヨーク及びマグネットと、電磁コイル及び磁性片との位置関係を示す模式図である。
図10に示すように、レンズホルダ3の前端面には、フォーカス駆動用電磁コイル11a,11b及びトラック駆動用電磁コイル12a,12bの各巻線の内側の中空部分に位置するように、磁性片13a,13b,14a,14bが設けられている。図11に示すように、レンズホルダ3の後端面(図11では省略)には、フォーカス駆動用電磁コイル11c,11d及びトラック駆動用電磁コイル12c,12dの各巻線の内側の中空部分に位置するように、磁性片13c,13d,14c,14dが設けられている。
磁性片13a〜13d,14a〜14dは、マグネット4a,4bの磁極面に対して垂直な平面を有する略板状の部材である。
図11に示すように、磁性片13cは、マグネット4bのフォーカス方向に隣接するN極領域41とS極領域43との境界に対向するように配置されている。磁性片13dは、マグネット4bのフォーカス方向に隣接するS極領域42とN極領域44との境界に対向するように配置されている。
また、磁性片14cは、マグネット4bのトラック方向に隣接するN極領域41とS極領域42との境界に対向するように配置されている。同様に、磁性片14dは、マグネット4aのトラック方向に隣接するS極領域43とN極領域44との境界に対向するように配置されている。
さらに、磁性片13cは、当該磁性片13cに対向するN極領域41とS極領域43との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。同様に、磁性片13dは、当該磁性片13dに対向するS極領域42とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。
また、磁性片14cは、当該磁性片14cに対向するN極領域41とS極領域42との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。同様に、磁性片14dは、当該磁性片14dに対向するS極領域43とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。
なお、ここではマグネット4bと磁性片13c,13d,14c,14dとの関係について説明したが、マグネット4aと磁性片13a,13b,14a,14b(図10)との関係も同様である。
このような構成により、レンズホルダ3に傾きが生じた場合には、各磁性片13a〜13d,14a〜14dに、マグネット4a,4bの磁束線の方向に対して各磁性片13a〜13d,14a〜14dの延在方向を平行に保とうとするトルクが作用する。この点について、図12〜図15を参照して説明する。
図12及び図13は、マグネット4bのフォーカス方向に隣接するN極領域41とS極領域43との間の磁界(磁束線15)の中に、磁性片13cが置かれた状態を正面及び側面から見た図である。
図12に示した状態では、N極領域41からS極領域43に向かう磁束線15の方向(より具体的には、磁極境界L4における磁束線15の接線方向)に対して、磁性片13cが斜めに延在した状態にある。そのため、磁性片13cには、磁束線15に平行な面積を増加させ、磁束線15に直交する面積を減少させる方向のトルクT13cが作用する。
このトルクT13cは、磁性片13cが磁束線15の上記接線と平行になり、N極領域41とS極領域43とに対称に跨るように(図13)、磁性片13cに対して作用する。
図14及び図15は、マグネット4bと、各電磁コイル11c,11d,12c,12dと、磁性片13c,13d,14c,14dとの対応関係を示す模式図である。
図14に示すように、磁性片13c,13d,14c,14dは、各電磁コイル11c,11d,12c,12dの内側に配置されており、レンズホルダ3に傾きが生じた場合(各磁性片の延在方向が磁束線の方向に対して傾斜した場合)には、各磁性片13c,13d,14c,14dに、それぞれの傾斜を打ち消すようなトルクが発生する。各磁性片13c,13d,14c,14dで発生したトルクは、レンズホルダ3を含む可動部を、その重心Gを中心として回動させる方向のトルクTとして合成される。
その結果、図15に示すように、レンズホルダ3に傾きを生じさせようとするトルクT(例えば、図6に示したトルクT11)を打ち消すように、反対方向のトルクTが作用し、これにより、レンズホルダ3の傾きを抑制し、対物レンズ1,2の光軸の角度変動を補正することができる。
以上説明したように、本実施の形態では、レンズホルダ3のマグネット4a,4bと対向する面に、磁性片13a〜13d,14a〜14dを設けると共に、各磁性片13a〜13d,14a〜14dを、対向するマグネット4a,4bの磁束線の方向に平行に延在させている。これにより、レンズホルダ3の傾きが生じた場合に、各磁性片13a〜13d,14a〜14dに、当該磁性片の延在方向を磁束線の方向と平行に戻そうとするトルクが作用する。このトルクにより、レンズホルダ3の傾きが抑制され、対物レンズ1,2の光軸の角度変動が抑制される。
また、各磁性片13a〜13d,14a〜14dが、フォーカス駆動用電磁コイル11a〜11d及びトラック駆動用電磁コイル12a〜12dの各巻線の内側の中空部分に配置されているため、簡単な構成で、各磁性片13a〜13d,14a〜14dと各異極境界とを対向させることができる。
また、各磁性片13a〜13d,14a〜14dが、レンズホルダ3のマグネット4a,4bに対向する面において、レンズホルダ3の重心位置を中心としてフォーカス方向・トラック方向に対称な位置にそれぞれ配置されているため、各磁性片13a〜13d,14a〜14dにおいて発生するトルクを合成して、レンズホルダ3の傾きを抑制する方向のトルクとすることができる。
なお、図12〜図15は、本実施の形態において可動部の傾きを抑制する原理を説明するための図であるが、磁性片13c,13d,14c,14dを、溝部601,602,701,702(図8(B))に置き換えることで、実施の形態1において可動部の傾きを抑制する原理を示す図となる。
実施の形態3.
図16は、本発明の実施の形態3に係る対物レンズ駆動装置の可動部及びその周辺部を示す斜視図である。
上述した実施の形態1では、レンズホルダに、溝部を有する樹脂成型された凸部を設け、当該凸部にメッキ処理を施していた。これに対し、この実施の形態3では、レンズホルダ3に、リブを有する凹部を設けている。
図16に示すように、レンズホルダ3の前端面には、フォーカス駆動用電磁コイル11a,11b及びトラック駆動用電磁コイル12a,12bの各巻線の内側の中空部分に位置するように、凹部18a,18b,19a,19bが形成されている。
また、凹部18a,18b,19a,19b内には、それぞれ少なくとも一つのリブ801,802,901,902が設けられている。
リブ801は、マグネット4aのフォーカス方向に隣接するN極領域41とS極領域43との境界(図8(B))に対向するように配置されている。同様に、リブ802は、マグネット4aのフォーカス方向に隣接するS極領域42とN極領域44との境界(図8(B))に対向するように配置されている。
また、リブ901は、マグネット4aのトラック方向に隣接するN極領域41とS極領域42との境界(図8(B))に対向するように配置されている。同様に、リブ902は、マグネット4aのトラック方向に隣接するS極領域43とN極領域44との境界(図8(B))に対向するように配置されている。
さらに、凹部18aのリブ801は、当該凹部18aに対向するN極領域41とS極領域43との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。同様に、凹部18bのリブ802は、当該凹部18bに対向するS極領域42とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちフォーカス方向に延在している。
また、凹部19aのリブ901は、当該凹部19aに対向するN極領域41とS極領域42との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。同様に、凹部19bのリブ902は、当該凹部19bに対向するS極領域43とN極領域44との間の磁束線の方向、すなわちトラック方向に延在している。
なお、図16では示されていないが、レンズホルダ3の後端面にも、上述した凹部18a,18b,19a,19b及びリブ801,802,901,902と同様の凹部及びリブが設けられている。
凹部18a,18b,19a,19bの表面には、磁性を有する材料(例えばニッケル)がメッキ処理されている。また、リブ801,802,901,902の表面(特に両側面)にも、磁性を有する材料がメッキ処理されている。なお、各凹部の少なくとも表面(各リブの側面を含む)が磁性を有する材料で構成されていれば、メッキ処理以外の方法を用いてもよいことは言うまでもない。
本実施の形態におけるリブ801,802,901,902を備えた凹部18a,18b,19a,19bは、実施の形態1における溝部を備えた凸部と同様に作用する。
すなわち、レンズホルダ3に傾きが生じている場合には、各リブ801,802,901,902の延在方向を、それぞれが対向している各異極境界における磁束線の方向と平行にする方向に、各リブ801,802,901,902にトルクが作用する。
それぞれのリブ801,802,901,902に作用するトルクは、レンズホルダ3を含む可動部を、その重心位置を中心として回動させるトルクとなり、可動部に傾きを生じさせようとするトルク(例えば、図6におけるトルクT11)を打ち消すように作用する。その結果、レンズホルダ3を含む可動部の傾きを抑制し、対物レンズ1,2の光軸の角度変動を抑制することができる。
以上説明したように、本実施の形態における対物レンズ駆動装置では、レンズホルダ3のマグネット4a,4bと対向する面に、少なくとも表面が磁性を有する材料で構成された凹部18a,18b,19a,19bを設けると共に、各凹部18a,18b,19a,19bに、対向するマグネット4a,4bの磁束線の方向に平行に延在する少なくとも一つのリブを設けている。これにより、レンズホルダ3の傾きが生じた場合に、各リブの延在方向を磁束線の方向と平行に戻そうとするトルクが作用する。このトルクにより、レンズホルダ3の傾きが抑制され、対物レンズ1,2の光軸の角度変動が抑制される。
また、各凹部18a〜18d,19a〜19dが、フォーカス駆動用電磁コイル11a〜11d及びトラック駆動用電磁コイル12a〜12dの内側に配置されているため、簡単な構成で、各凹部18a〜18d,19a〜19dと各異極境界とを対向させることができる。
また、各凹部18a〜18d,19a〜19dが、レンズホルダ3のマグネット4a,4bに対向する面において、レンズホルダ3の重心位置を中心としてフォーカス方向・トラック方向に対称な位置にそれぞれ配置されているため、各凹部18a〜18d,19a〜19dにおいて発生するトルクを合成して、レンズホルダ3の傾きを抑制する方向のトルクとすることができる。
光ディスクの種類(CD,DVD,BD等)に対応した複数の作動距離を有する対物レンズ駆動装置では、光ディスクの種類によって、レンズホルダ3のフォーカス方向の基準位置が異なっている。基準位置によってマグネットの磁界分布が異なるため、例えば図6を参照して説明したように、レンズホルダ3に傾きを生じさせるトルクが作用する可能性があり、従来はこの傾きを抑制することは困難であった。これに対し、上述した実施の形態1〜3における対物レンズ駆動装置では、凸部(溝部)、磁性片又は凹部(リブ)の作用により、レンズホルダ3に傾きを生じさせるトルクを打ち消すトルクを発生させることで、レンズホルダ3の傾きを抑制し、対物レンズの光軸を光ディスクの記録面に対して垂直に保つことを可能にしている。すなわち、光ディスクの種類に応じた複数の作動距離を有する対物レンズ駆動装置においても、煩雑な調整を必要とせずに、対物レンズの光軸の角度変動を抑制することができる。
なお、上述した実施の形態1〜3では、レンズホルダ3のマグネット4a,4bに対向する各面に、それぞれ4つずつ、凸部(実施の形態1)、磁性片(実施の形態2)又は凹部(実施の形態3)を設けたが、凸部、磁性片及び凹部の数は、それぞれ3つ以下、あるいは5つ以上であってもよい。また、各凸部、各凹部に設けられる溝部及びリブの数は任意である。
また、上述した凸部(実施の形態1)、磁性片(実施の形態2)又は凹部(実施の形態3)は、対向するマグネットの異極境界に対向する位置であれば、各電磁コイルの内側以外の部分に配置することも可能である。

Claims (13)

  1. 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、
    前記レンズホルダを、ワイヤを介して支持する固定部と、
    前記レンズホルダに設けられた電磁コイルと、
    前記固定部に設けられたマグネットであって、前記電磁コイルと対向する面に、異なる磁極面が並ぶように多極着磁されたマグネットと
    を備え、
    前記レンズホルダの前記マグネットと対向する面に、凸部を備え、
    前記凸部が、当該凸部に対向する前記マグネットの磁束線の方向に平行に延在する少なくとも一つの溝部を有し、
    前記凸部の少なくとも表面が、磁性を有する材料で構成されていること
    を特徴とする対物レンズ駆動装置。
  2. 前記凸部は、前記マグネットの異なる磁極面の境界に対向している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。
  3. 前記溝部の延在方向は、前記マグネットにおいて、前記凸部に対向する前記境界を挟んで前記異なる磁極面同士が隣接する方向である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。
  4. 前記凸部は、前記電磁コイルの内側に配置されていることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置。
  5. 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、
    前記レンズホルダを、ワイヤを介して支持する固定部と、
    前記レンズホルダに設けられた電磁コイルと、
    前記固定部に設けられたマグネットであって、前記電磁コイルと対向する面に、異なる磁極面が並ぶように多極着磁されたマグネットと
    を備え、
    前記レンズホルダの前記マグネットと対向する面に、磁性片を備え、
    前記磁性片の延在方向が、当該磁性片に対向する前記マグネットの磁束線の方向と平行であること
    を特徴とする対物レンズ駆動装置。
  6. 前記磁性片は、前記マグネットの異なる磁極面の境界に対向してい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。
  7. 前記磁性片の延在方向は、前記マグネットにおいて、前記磁性片に対向する前記境界を挟んで前記異なる磁極面同士が隣接する方向である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。
  8. 前記磁性片は、前記電磁コイルの内側に配置されていることを特徴とする請求項5から7までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置。
  9. 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、
    前記レンズホルダを、ワイヤを介して支持する固定部と、
    前記レンズホルダに設けられた電磁コイルと、
    前記固定部に設けられたマグネットであって、前記電磁コイルと対向する面に、異なる磁極面が並ぶように多極着磁されたマグネットと
    を備え、
    前記レンズホルダの前記マグネットと対向する面に、凹部を備え、
    前記凹部が、当該凹部に対向する前記マグネットの磁束線の方向に平行に延在する少なくとも一つのリブを有し、
    前記凹部の少なくとも表面が、磁性を有する材料で構成されていること
    を特徴とする対物レンズ駆動装置。
  10. 前記凹部は、前記マグネットの異なる磁極面の境界に対向していることを特徴とする請求項9に記載の対物レンズ駆動装置。
  11. 前記リブの延在方向は、前記マグネットにおいて、前記凹部に対向する前記境界を挟んで前記異なる磁極面同士が隣接する方向であることを特徴とする請求項10に記載の対物レンズ駆動装置。
  12. 前記リブは、前記電磁コイルの内側に配置されていることを特徴とする請求項9から11までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置。
  13. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置を備えた光ピックアップ装置。
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