KR100941532B1 - 대물 렌즈 구동 장치, 광헤드 및 광디스크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 소형이고 박형의 외형을 구비하고, 가속도 감도가 높은 대물 렌즈 구동 장치를 제공하는데 있다. 대물 렌즈 구동 장치는 광비임을 수렴시키기 위한 대물 렌즈(1)와, 대물 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더(2)와, 포커싱 코일(3a) 및 적어도 하나의 트래킹 코일(3b, 3c)을 갖고, 렌즈 홀더에 고정된 코일 기판을 포함하는 가동체(41), 베이스(6), 베이스(6)에 대하여 가동체(41)를 대물 렌즈의 광축 방향과 평행한 포커싱 방향 및 포커싱 방향으로 수직인 트래킹 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지부(7a 내지 7d), 및 간극을 통해 코일 기판을 협지하도록 베이스에 고정된 제 1 및 제 2 다극 마그넷(4, 5)을 포함한다. 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)은 서로 평행하고, 또한 다른 평면에서 편평한 형상을 각각 갖고, 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)의 적어도 일부는 서로 겹치도록 배치되어 있다.

Description

대물 렌즈 구동 장치, 광헤드 및 광디스크 장치{OBJECTIVE LENS DRIVING UNIT}

도 1은 본 발명의 대물 렌즈 구동 장치의 제 1 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도 2의 (a)는 도 1에 나타낸 대물 렌즈 구동 장치의 평면도이고, (b) 및 (c)는 각각 도 1에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에 사용되는 코일 기판의 단면도 및 평면도,

도 3의 (b)는 도 1에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에 사용되는 코일 기판, 제 1 다극 마그넷 및 제 2 다극 마그넷을 위에서 본 도면이고, (a)는 트래킹 코일과 제 2 다극 마그넷과의 위치 관계를 나타내기 위해서 (b)에 나타내는 화살표(U) 방향에서 코일 기판을 본 도면, (c)는 포커싱 코일과 제 1 다극 마그넷과의 위치 관계를 나타내기 위해서 (b)에 나타내는 화살표(V) 방향에서 코일 기판을 본 도면,

도 4는 본 발명의 대물 렌즈 구동 장치의 제 2 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도 5의 (b)는 도 4에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에 사용되는 코일 기판, 제 1 다극 마그넷 및 제 2 다극 마그넷을 위에서 본 도면이며, (a)는 트래킹 코일 과 제 2 다극 마그넷과의 위치 관계를 나타내기 위해서 (b)에 나타내는 화살표(U) 방향에서 코일 기판을 본 도면, (c)는 포커싱 코일과 제 1 다극 마그넷과의 위치 관계를 나타내기 위해서 (b)에 나타내는 화살표(V) 방향에서 코일 기판을 본 도면,

도 6은 본 발명의 대물 렌즈 구동 장치의 제 3 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도 7은 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에서의 코일 패턴의 배선도,

도 8은 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에서의 코일 패턴과 자극의 배치를 나타내는 투시도,

도 9는 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에서의 레이디얼 틸트 동작시의 전류 방향과 자극과의 관계를 나타내는 투시도,

도 10의 (b)는 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치의 코일 기판의 평면도이며, (a) 및 (c)는 각각 (b)에서의 A-A 선 및 B-B 선에서의 단면을 나타내는 도면,

도 11의 (a) 및 (b)는 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에서, 포커싱 방향으로 가동체를 이동시키는 구동 전류 및 트래킹 방향으로 가동체를 이동시키는 구동 전류에 의해서 생기는 모멘트를 각각 모식적으로 나타낸 도면,

도 12의 (a) 내지 (c)는 도 6에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치에서, 구동 전류와 발생 모멘트와의 관계를 계산한 결과를 나타내는 그래프,

도 13은 본 발명의 광디스크 장치의 실시예를 나타내는 모식도,

도 14는 제 2 실시예의 변형예를 나타내는 분해 사시도,

도 15는 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 구성을 나타내는 사시도,

도 16은 도 15에 나타내는 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 평면도,

도 17의 (b)는 도 15에 나타내는 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 포커싱 코일 및 트래킹 코일과 마그넷을 나타내는 평면도이며, (a) 및 (c)는 (b)에서 화살표(U 및 V) 방향에서 본 포커스 코일과 마그넷 및 트래킹 코일과 마그넷의 측면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 101 : 대물 렌즈 2, 102 : 렌즈 홀더

3, 104 : 코일 기판 3a, 105 : 포커싱 코일

3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 : 유효 코일 영역

3b, 3c, 106, 107, 108, 109 : 트래킹 코일

4, 11, 13 : 제 1 다극 마그넷 4a, 4b : 자극 영역

5, 115 : 제 2 다극 마그넷 5a, 5b : 자극 영역

6, 106 : 베이스 7a 내지 7d, 111a 내지 111f : 와이어

8 : 서스홀더 9 : 중계 단자판

41, 120 : 가동체 10, 112 : 고정 기판

110a 내지 110f : 랜드 113 : 와이어 홀더

114 : 요크 베이스 121 : 고정부

본 발명은 디스크형 기록 매체에 광비임을 조사하여 광학적으로 정보를 기록 및 재생하는 기록 재생 장치에서의 대물 렌즈 구동 장치에 관한 것이다.

컴팩트 디스크 등의 디스크형 기록 매체(이하, 간단히 "광디스크"라고 한다)로 광학적으로 정보를 기록 및/또는 재생하는 광디스크 장치는 광헤드를 구비한다. 광헤드는 디스크의 반경 방향으로 이동하고, 정보를 기록하기 위한 소정의 트랙에 광비임을 조사한다. 또한 디스크에서 반사된 광비임을 검출하고, 검출한 빛을 전기 신호로 변환한다.

광헤드는 광원과, 광원으로부터 출사된 광비임을 수렴하는 대물 렌즈를 구비하고, 광비임의 수렴 영역이 디스크의 트랙상에 있어서, 일정한 수렴 상태를 유지한 채로 트랙을 추종하도록 대물 렌즈를 이동시킨다. 구체적으로는 디스크의 면진동에 의한 포커싱 어긋남 및 편심 등에 의한 트래킹 어긋남을 보정하기 위해서, 대물 렌즈는 대물 렌즈의 광축 방향인 디스크에 대해 수직인 방향(이하, 포커싱 방향이라고 한다), 및 디스크의 반경 방향(이하 트래킹 방향이라고 한다)으로 구동된다. 이와 같이 대물 렌즈를 구동하는 장치를 대물 렌즈를 포함해서 대물 렌즈 구동 장치라고 부른다.

최근, 광디스크의 고밀도화 및 광디스크 장치에서의 고전송률화가 진전되고 있다. 이 때문에 대물 렌즈를 높은 정밀도로 위치 결정 제어할 필요성, 및 고속 회전시킨 광디스크로부터 기록·재생 정보를 높은 비율로 전송할 필요성이 늘고 있 다.

광디스크를 고속 회전시킨 경우, 면진동 가속도 및 편심 가속도는 회전수의 2승에 비례하여 커진다. 이 때문에 이러한 가속도에 대해 대물 렌즈 구동 장치에서의 대물 렌즈가 이동하는 가속도 감도가 충분히 크지 않은 경우, 면진동, 편심에 대한 대물 렌즈의 추종 성능이 낮아지고, 제어 오차가 생긴다. 오차가 커지면, 디포커스 또는 디트랙이 발생하여, 기록 재생 신호를 열화시키는 원인이 된다.

한편, 광디스크 장치의 소형화에 대한 필요에 따라, 대물 렌즈 제어 장치도 소형화, 특히 박형화도 동시에 요구되고 있고, 한정된 스페이스 내에서 충분한 가속도 감도가 얻어지는 대물 렌즈 구동 장치를 구성하는 것이 보다 곤란해지고 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 박형의 구조를 갖춘 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 일 예를 설명한다. 도 15는 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 16은 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 17의 (b)는 종래의 대물 렌즈 구동 장치에서의 마그넷과 포커싱 코일 및 트래킹 코일과의 위치 관계를 설명하기 위한 모식적인 평면도이며, 도 17의 (a) 및 (c)는 각각 도 17의 (b)를 화살표 U 및 V의 방향으로부터 본 측면도이다.

도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 종래의 대물 렌즈 구동 장치에서, 대물 렌즈(1)는 중앙에 관통 구멍이 있는 렌즈 홀더(301)에 유지된다. 이 렌즈 홀더(301)의 관통 구멍의 내측에는 대략 5각형 기둥 형상을 갖는 포커싱 코일(302)이 부착되어 있다. 포커싱 코일(302)의 측면에는 직렬로 접속된 한쌍의 편평하고 또한 대략 4각형상을 갖는 트래킹 코일(303)이 부착되어 있다.

포커싱 코일(302) 및 트래킹 코일(303)을 간극을 통해 동시에 끼워넣도록 2개의 마그넷(304 및 305)이 베이스(306)에 고정되어 있다. 베이스(306)에는 서스홀더(308)가 고정되어 있고, 서스홀더(308)의 배면에는 고정 기판(310)이 고정되어 있다.

렌즈 홀더(301)의 2측면에는 한쌍의 중계 단자판(309)이 고정되어 있고, 4개의 와이어(307a 내지 307d)의 각각의 일단이 중계 단자판(309)에 땜납에 의해 접속 고정되고, 와이어(307a 내지 307d)의 타단은 고정 기판(310)에 땜납에 의해서 접속 고정되어 있다.

대물 렌즈(1), 렌즈 홀더(301), 포커싱 코일(302), 트래킹 코일(303) 및 중계 단자판(309)에 의해서 가동체가 구성된다. 이 가동체는 베이스(306)에 대해 4개의 와이어(307a 내지 307d)에 의해서 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)으로 이동 가능하도록 지지된다.

와이어(307a 내지 307d)는 베릴륨동 및 인청동 등의 탄성 금속 재료로 이루어지는 선재에 의해서 구성되어 있다. 포커싱 코일(302)의 2개의 단자 및 직렬로 접속된 한쌍의 트래킹 코일(303)의 2개의 단자는 각각 독립으로 중계 단자판(309), 와이어(337a 내지 307d)를 통해 고정 기판(310)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 마그넷(304 및 305)은 서로 상이한 극이 대향하도록 배치되어 있고, 트래킹 방향(T)의 외형 치수는 대략 동일한 치수(J)로 되어 있다.

이 종래의 대물 렌즈 구동 장치에서, 포커싱 코일(302) 및 트래킹 코일(303)의 마그넷(304)과, 마그넷(305)에 끼워진 부분이 구동력 발생점이 된다. 구동력 발생점은 가동체의 대략 중앙에 위치하고, 이 구동력 발생점으로부터 어긋난 위치에 대물 렌즈(1)를 배치함으로써, 광비임을 포커싱 방향(F)으로 반사시키기 위한 입상 미러(도시하지 않음)와 마그넷(304, 305) 및 포커싱 코일(302), 트래킹 코일(303)로 이루어지는 구동 수단과의 기계적인 간섭을 피하고 있다. 대물 렌즈 구동 장치를 박형화하여, 박형의 광헤드를 실현할 수 있다.

이 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 동작을 도 17의 (a) 내지 (c)를 사용하여 설명한다.

우선, 포커싱 구동에 관해서 설명한다. 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 포커싱 코일(302)에 대해 화살표(If)의 방향으로 전류를 흘리면, 대향하는 자극은 N극이기 때문에, 포커싱 코일(302)의 한 변에 화살표(Pf)의 방향으로 구동력이 발생한다. 이 때문에 포커싱 코일(302)에 발생한 구동력(Pf)에 의해서 렌즈 홀더(301)는 포커싱 방향(F)으로 구동된다.

다음으로 트래킹 구동에 관해서 설명한다. 도 17(c)에 도시한 바와 같이, 트래킹 코일(303)에 대하여 화살표(It)의 방향으로 전류를 흘리면, 대향하는 자극은 S극이기 때문에, 트래킹 코일(303)의 한 변에 화살표(Pt)의 방향의 구동력이 발생한다. 이 때문에 트래킹 코일(303)에 발생한 구동력(Pt)에 의해서 렌즈 홀더(301)는 트래킹 방향(T)으로 구동된다.

상술한 종래의 대물 렌즈 구동 장치에서, 대물 렌즈를 이동시키는 가속도 성능을 향상시키는 경우, 이하와 같은 과제를 갖는다.

우선, 종래의 대물 렌즈 구동 장치에서, 포커스 방향의 구동력은 5각 기둥 형상을 갖는 포커싱 코일(302)중의 한 변에만 생긴다. 이 때문에 코일의 총 길이에 대한 구동력 발생에 기여하는 코일 유효 길이의 비율의 개선에는 한계가 있고, 구동력 발생의 효율의 점에서 문제가 있다.

또한 코일의 유효 길이를 증가시키기 위해서 마그넷(304 및 305)의 폭(J)을 길게 하는 경우, 특히 대물 렌즈(1)에 가까운 측에 배치되어 있는 마그넷(304)의 폭(J)을 넓히는 경우, 렌즈 홀더(301)의 대물 렌즈(1)를 유지하고 있는 부분과 포커싱 코일(102) 및 트래킹 코일(103)이 설치된 부분과의 접속 영역(301a 및 301b)의 두께를 작게 해야 한다. 그러나 이 부분의 두께를 작게 하면, 구동력의 전달 경로의 강성이 열화되어 버린다. 이 때문에 대물 렌즈 구동 장치의 고차 공진 주파수가 낮아지고, 서보 대역이 저하함으로써, 면진동, 편심에 대한 대물 렌즈(1)의 추종 성능이 열화된다. 이것은 기록 재생 신호가 열화되는 원인이 된다.

마그넷(305)의 폭(J)을 넓힌 경우, 마그넷(105)의 주위에 존재하는 포커싱 코일(102)의 둘레 길이도 커진다. 이 때문에 코일의 유효율을 향상시킬 수 없고, 포커싱 코일(302)로의 인가 전압에 대한 발생 가속도 감도의 향상에 한계가 있다.

또한 종래의 대물 렌즈 구동 장치로서는 2개의 트래킹 코일(303)중의 각각 한 변만이 구동력의 발생에 기여하고 있었다. 따라서 트래킹 코일(303)의 코일 유 효율의 향상에는 한계가 있고, 트래킹 코일(303)로의 인가 전압에 대한 발생 가속도 감도의 향상에 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 대물 렌즈 구동 장치의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 소형으로 박형의 외형을 구비하고, 가속도 감도를 보다 높게 할 수 있고, 광디스크를 고속 회전한 경우라도 양호한 추종 성능을 확보하여 기록 재생 신호의 열화를 억제할 수 있는 대물 렌즈 구동 장치를 제공하는 것을 목적이라고 하고 있다.

발명의 요약

본 발명의 대물 렌즈 구동 장치는, 광비임을 수렴시키기 위한 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더와, 포커싱 코일 및 적어도 하나의 트래킹 코일을 갖고 렌즈 홀더에 고정된 코일 기판을 포함하는 가동체와, 베이스와, 상기 베이스에 대하여 상기 가동체를 상기 대물 렌즈의 광축 방향과 평행한 포커싱 방향 및 상기 포커싱 방향으로 수직인 트래킹 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지부와, 간극을 통해 상기 코일 기판을 협지하도록 베이스에 고정된 제 1 및 제 2 다극 마그넷을 포함하는 대물 렌즈 구동 장치에 있어서, 상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일은 서로 평행하고, 또한 다른 평면에 있어서 편평한 형상을 각각 갖고, 상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일의 적어도 일부는 서로 중첩되도록 배치되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 대물 렌즈와 상기 코일 기판과의 사이에 상기 제 1 다극 마그넷이 위치된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 포커싱 코일은 상기 트래킹 코일보다도 상기 제 1 다극 마그넷에 근접되어 있고, 상기 트래킹 코일은 상기 포커싱 코일보다도 상기 제 2 다극 마그넷에 근접되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷은 적어도 포커싱 방향으로 상이한 극이 배열되도록 분할되어 있고, 상기 제 2 다극 마그넷은 적어도 트래킹 방향으로 상이한 극이 배열되도록 분할되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 다극 마그넷은 제 1 자극 영역과, 상기 제 1 자극 영역을 둘러싸고, 트래킹 방향으로 연장된 평평한 저면을 갖는 U자 형상의 제 2 자극 영역을 포함하고, 상기 제 1 자극 영역 및 제 2 영역은 상이한 극에 착자되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 다극 마그넷은 상기 트래킹 방향으로 3열로 분할되고, 상기 포커싱 방향으로 2행으로 분할됨으로써 형성된 6개의 자극 영역을 구비하고, 상기 6개의 자극 영역은 서로 인접하는 자극 영역이 상이한 극이 되도록 착자되어 있고, 상기 6개의 자극 영역중 중앙의 열이며 상방의 행에 위치하는 자극 영역이 제 1 자극 영역이 되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷은 상기 제 2 다극 마그넷과 동일한 구조를 구비한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷은 포커싱 방향으로 2행으로 분할됨으로써 형성된 2개의 자극 영역을 갖고, 상기 2개 자극 영역은 상이한 극이 되도록 착자되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 코일 기판은 상기 트래킹 코일을 2개 갖고, 상기 2개의 트래킹 코일은 트래킹 방향으로 배치되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷, 상기 제 2 다극 마그넷 및 상기 제 1 자극 영역의 트래킹 방향의 폭을 각각 M, N 및 L이라 했을 때, L<M<N 의 관계를 만족한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 다극 마그넷은 포커싱 방향으로 대략 균등한 폭으로 2행으로 분할되고, 트래킹 방향으로 대략 1:2:1의 폭으로 3열로 분할된 6개의 자극 영역을 구비하고, 상기 6개의 자극 영역은 서로 인접하는 자극 영역이 상이한 극이 되도록 착자되어 있고, 상기 제 1 다극 마그넷은 상기 포커싱 방향으로 대략 균등한 폭으로 2행으로 분할된 2개의 자극 영역을 갖고, 상기 2개의 자극 영역은 서로 상이한 극이 되도록 착자되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷 및 상기 제 2 다극 마그넷은 포커싱 방향의 폭이 거의 균등하고, 상기 제 1 다극 마그넷의 트래킹 방향의 폭은 상기 제 2 다극 마그넷의 중앙의 자극 영역의 트래킹 방향의 폭과 거의 균등하게 되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 다극 마그넷은 상기 2 다극 마그넷의 중앙 열에 위치하는 2개의 자극 영역과 대향하도록 배치되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 수직하는 회전축의 주위에서 회전 가능하도록 상기 가동체를 지지하고 있고, 상기 코일 기판은 4개의 트래킹 코일을 갖고, 상기 회전축이 상기 코일 기판과 교 차하는 점을 통과하여, 상기 포커싱 방향으로 평행한 제 1 축 및 상기 트래킹 방향으로 평행한 제 2 축에 대해, 상기 4개의 트래킹 코일은 대칭하는 위치에 배치되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 축으로 대하여 상방 2개의 트래킹 코일은 상부 코일 그룹을 형성하도록 직렬로 접속되고, 상기 제 2 축으로 대하여 하방 2개의 트래킹 코일은 하부 코일 그룹을 형성하도록 직렬로 접속되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 코일 그룹 및 상기 하부 코일 그룹에 동상 성분의 전류를 통전함으로써 상기 트래킹 방향으로 상기 가동체를 이동시키고, 상기 상부 코일 그룹 및 상기 하부 코일 그룹에 서로 역상 성분의 전류를 통전함으로써 상기 가동체를 상기 회전축의 주위로 회전시킨다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 포커싱 코일의 권취축은 상기 회전축과 일치하고 있다.

또한, 본 발명의 광헤드는 상기 실시예중 어느 한 실시예에 따른 대물 렌즈 구동 장치와, 상기 광비임을 출사하기 위한 광원을 구비한다.

또한, 본 발명의 광디스크 장치는 광디스크를 회전시키기 위한 모터와, 상기 광디스크에 수렴된 광비임을 조사하도록 배치된 광헤드와, 상기 광비임을 상기 광헤드의 반경 방향으로 이동시키기 위한 이동 수단을 구비한다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 대물 렌즈 구동 장치(51)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2의 (a)는 대물 렌즈 구동 장치(51)의 평면도이다. 이들 도면에서, 참조부호(F)는 포커싱 방향을 나타내고, 참조부호(T)는 트래킹 방향을 나타내고 있다. 또한 참조부호(K)는 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)에 수직인 방향을 나타내고 있고, 이들 포커싱 방향(F), 트래킹 방향(T) 및 방향(K)은 각각 3차원의 직교 좌표에서의 각 좌표축의 방향으로 일치한다. 이하, 포커싱 방향(F)과 트래킹 방향(T)을 포함하는 면, 트래킹 방향(T) 및 방향(K)을 포함하는 면 및 포커싱 방향(F) 및 방향(K)을 포함하는 면을 각각 F-T 평면, T-K 평면 및 K-F 평면이라고 부르는 경우가 있다.

대물 렌즈 구동 장치(51)는 성형 수지 등으로 이루어지는 렌즈 홀더(2)와, 대물 렌즈(1)와, 코일 기판(3)과, 제 1 다극 마그넷(4)과, 제 2 다극 마그넷(5)과, 베이스(6)를 구비하고 있다.

대물 렌즈(1)는 T-K 평면과 평행해지도록 렌즈 홀더(2)에 유지되어 있다. 이 때문에, 대물 렌즈(1)의 광축은 포커싱 방향(F)과 일치한다. 렌즈 홀더(2)는 대물 렌즈(1)를 유지하고 있는 부분에 인접하여 포커싱 방향(F)을 따라 관통하는 대략 직사각형의 구멍(2h)을 갖고 있다. 코일 기판(3)은 그 일부가 구멍(2h)에 삽입되고, 렌즈 홀더(2)의 대략 중앙에 부착되어 있다. 코일 기판(3)은 대물 렌즈(1)와 수직인 방향인 T-F 평면과 평행으로 되어 있다.

도 2의 (b)는 코일 기판(3)의 T 단면도를 나타내고 있다. 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 코일 기판(3)은 제 1 층(3') 및 제 2 층(3")을 포함하고, 제 1 층(3')및 제 2 층(3")에 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)이 각각 설치되어 있다. 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)은 각각 코일 기판(3)과 수직인 방향인 방향(K)을 축으로서, 코일 기판(3)의 면과 평행하게 편평한 형상을 갖도록 권취되어 있다. 트래킹 코일(3b)과 트래킹 코일(3c)은 직렬로 접속되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 포커싱 코일(3a)은 대물 렌즈(1)에 가까운 측에 배치되고, 트래킹 코일(3b, 3c)은 대물 렌즈(1)로부터 먼 측에 배치되어 있다.

도 2의 (c)는 대물 렌즈(1)측으로부터 코일 기판(3)을 본 평면도이다. 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 포커싱 코일(3a)은 트래킹 코일(3b, 3c)과 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)에 수직인 방향(K)에 적층되고, F-T 평면에서 겹치도록 코일 기판(3)에 배치되어 있다. 또한 포커싱 코일(3a)은 트래킹 방향이 포커싱 방향보다도 긴 타원형상 또는 사각형상을 갖고 있다. 한편, 트래킹 코일(3b, 3c)은 트래킹 방향 및 포커싱 방향에 있어서 거의 균등한 길이를 갖는 사각형상을 구비하고 있다.

본 실시예에서는 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)은 프린트 코일로 이루어지고, 제 1 층(3') 및 제 2 층(3")의 내부에 형성되어 있다. 그러나 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)은 예컨대 코일 기판(3)의 표면 및 이면에 형성될 수도 있다. 또한 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)은 독립된 권선 코일로 이루어지고, 코일 기판(3)의 표면 및 이면에 대립되어 있고, 코일 기판(3)의 내부에 매설될 수도 있다. 또한 제 1 층(3') 및 제 2 층(3")의 사이에 다른 층이 개재하고 있을 수도 있고, 제 1 층(3') 및 제 2 층(3") 자체가 복수의 부층으로 구성될 수도 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 렌즈 홀더(2)의 트래킹 방향(T)에 수직하는 2개의 측면에는 각각 중계 단자판(9)이 고정되어 있고, 코일 기판(3)상에 형성된 포커싱 코일(3a)의 양단 단자 및 트래킹 코일(3b, 3c)의 양단 단자가 땜납에 의해서 접속되어 있다.

대물 렌즈(1), 렌즈 홀더(2), 코일 기판(3) 및 중계 단자판(9)에 의해서 가동체(41)가 구성되어 있다. 가동체(41)는 대물 렌즈(1)의 광축을 포함하는 F-K면과 평행한 면에 대하여 대칭인 형상을 갖고, 이 평면과 코일 기판(3)의 면과 교차하는 선상에 가동체(41)의 중심이 위치하도록 설정되어 있다.

도 1 및 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 제 1 다극 마그넷(4)은 동일면에 복수의 자극 영역을 갖는다. 본 실시예로서는 대물 렌즈(1)측에 위치하는 제 1 주면(4')에서는 T-K면과 평행한 자계 경계면에서 구분된 자극 영역(4a) 및 자극 영역(4b)을 갖는다. 예컨대, 자극 영역(4a) 및 자극 영역(4b)은 S극 및 N극이 되도록 착자되어 있다. 이 경우, 제 2 주면(4")에서는 자극 영역(4a) 및 자극 영역(4b)에 대응하는 영역이 각각 N극 및 S극이 되도록 착자되어 있다.

제 2 다극 마그넷(5)도 동일면에 복수의 자극 영역을 갖는다. 본 실시예에서는 대물 렌즈(1)측에 위치하는 제 1 주면(5')에서는 트래킹 방향(T) 및 포커싱 방향(F)을 조합시킬 수도 있고, 평평한 저면을 갖는 U자의 자계 경계선으로 구분된 자극 영역(5a) 및 자극 영역(5b)을 갖는다. 이 때문에 자극 영역(5a)은 평평한 저면을 갖는 U자 형상의 자극 영역(5b)에 둘러싸여 있다. 자극 영역(5a) 및 자극 영 역(5b)은, 예컨대 N극 및 S극이 되도록 착자되어 있다. 이 경우, 제 2 주면(5")에서는 자극 영역(5a) 및 자극 영역(5b)에 대응하는 영역이 각각 S극 및 N극이 되도록 착자되어 있다.

제 1 다극 마그넷(4) 및 제 2 다극 마그넷(5)은 간극을 통해 코일 기판(3)을 끼워넣도록, 또한 대물 렌즈(1)에 가까운 측에 제 1 다극 마그넷(4)이 배치되고, 먼 측에 제 2 다극 마그넷(5)이 배치되도록 베이스(6)에 고정되어 있다.

제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4a) 및 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)의 대향하는 자극면은 각각 S극과 N극으로 되어 있고, 서로 상이한 극이 대향하도록 되어 있다. 마찬가지로 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4b) 및 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5b)의 일부 대향하는 자극면은 각각 N극과 S극으로 되어 있고, 상이한 극이 대향하도록 배치되어 있다.

도 3의 (b)는 코일 기판(3), 제 1 다극 마그넷(4) 및 제 2 다극 마그넷(5)을 위에서 본 도면이며, 도 3의 (a)는 트래킹 코일(3b, 3c)과 제 2 다극 마그넷(5)과의 위치 관계를 나타내기 때문에, 도 3의 (b)에 나타내는 화살표 U 방향으로 코일 기판(3)을 본 도면이다. 또한 도 3의 (c)는 포커싱 코일(3a)과 제 1 다극 마그넷(4)과의 위치 관계를 나타내기 위해서, 도 3의 (b)에 나타내는 화살표(V)의 방향으로부터 코일 기판(3)을 본 도면이다.

포커싱 코일(3a)중 포커싱 구동에 기여하는 유효 코일 영역(3a1)은 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4a)과, 유효 코일 영역(3a2)은 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4b)과 각각 대향하고 있다.

트래킹 코일(3b)중 트래킹 구동에 기여하는 유효 코일 영역(3b1)은 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)과, 유효 코일 영역(3b2)은 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5b)과 각각 대향하고 있다. 마찬가지로 트래킹 코일(3c)중의 트래킹 구동에 기여하는 유효 코일 영역(3c1)은 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)과, 유효 코일 영역(3c2)은 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5b)과 각각 대향하고 있다.

도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 제 1 다극 마그넷(4)의 트래킹 방향(T)의 폭치수(M)와 제 2 다극 마그넷(5)의 트래킹 방향(T)의 폭치수(N) 및 자극 영역(5a)의 폭치수(L)의 관계는 L<M<N으로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 렌즈 홀더(2)에서, 대물 렌즈(1)를 유지하는 부분과, 코일 기판(3)이 부착된 부분과 접속하는 접속부(2a 및 2b)는 두꺼운 두께로 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 가동체(41)에 있어서 구동력의 전달 경로의 강성을 높일 수 있다. 제 1 다극 마그넷(4)의 트래킹 방향(T)의 폭치수(M)는 접속부(2a 및 2b)를 두꺼운 두께로 한 상태에서, 제 1 다극 마그넷(4)이 렌즈 홀더(2)와 접촉하지 않는 간극을 설치할 수 있는 정도로 되어 있는 것이 바람직하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 포커싱 코일(3a)의 양 단자 및 트래킹 코일부(3b, 3c)의 양 단자가 접속된 2개의 중계 단자판(9)에는 지지부인 각각 2개의 와이어(7a 내지 7d)가 땜납에 의해 접속되어 있다. 와이어(7a 내지 7d)는 베이스(6)에 고정된 서스홀더(8)에 설치된 고정 기판(10)에 땜납되어 있다.

와이어(7a 내지 7d)는 베릴륨동이나 인청동 등의 탄성 금속 재료로 이루어지고, 원형, 다각형 또는 타원형 등의 단면 형상을 갖는 선재 또는 봉재가 사용된다. 다른 형상의 지지부를 사용할 수도 있다. 와이어(7a 내지 7d)가 가동체(41)를 지지하고 있는 점의 중심인 지지 중심은 가동체의 중심에 대략 일치하도록 설정되어 있다.

다음으로, 대물 렌즈 구동 장치(51)의 동작을 도 3의 (a) 내지 (c)를 사용하여 설명한다.

우선, 가동체(41)의 포커싱 방향(F)으로의 구동 동작을 설명한다. 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 포커싱 코일(3a)에 대하여 화살표(If)의 방향으로 전류를 흘리면, 유효 코일 영역(3a1)에 대향하는 자극 영역(4a)은 S극이며, 유효 코일 영역(3a2)에 대향하는 자극 영역(4b)은 N극이기 때문에, 포커싱 코일부(3a)의 유효 코일 영역(3a1, 3a2)에는 모두 화살표(Pf) 방향의 구동력이 발생한다. 즉, 포커싱 코일(3a)에 발생한 구동력(Pf)에 의해서 렌즈 홀더(2)는 포커싱 방향(F)으로 구동된다.

다음으로 가동체의 트래킹 방향(T)으로의 구동 동작을 설명한다. 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 트래킹 코일부(3b, 3c)에 대하여 화살표(It)에 전류를 흘리면, 유효 코일 영역(3b1) 및 유효 코일 영역(3c1)에 대향하는 자극 영역(5a)은 N극이고, 유효 코일 영역(3b2) 및 유효 코일 영역(3c2)에 대향하는 자극 영역(5b)은 S극이기 때문에, 트래킹 코일부(3b, 3c)의 유효 코일 영역(3b1, 3b2, 3c1, 3c2)에 전부 화살표 방향(Pt)의 구동력이 발생한다. 즉, 트래킹 코일부(3b, 3c)에 발생한 구동력(Pt)에 의해서 렌즈 홀더(2)는 트래킹 방향(T)으로 구동된다.

이상과 같이, 제 1 다극 마그넷(4)보다 폭이 큰 제 2 다극 마그넷(5)을 대물 렌즈(1)로부터 먼 측에 배치함으로써, 코일 기판(3)으로부터 대물 렌즈(1)까지를 기계적으로 연결하는 접속부(2a, 2b)를 두꺼운 두께로 유지하고, 구동력의 전달 경로의 강성을 열화시키지 않고 마그넷의 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해 코일에 쇄교(鎖交)하는 자속량을 늘려 가속도 감도를 향상할 수 있다.

또한, 폭(N)을 확대한 제 2 다극 마그넷(5)에 가까운 측에 트래킹 코일(3b, 3c)을 배치함으로써, 제 2 다극 마그넷(5)의 트래킹 코일(3b, 3c)과 대응하는 부분에서는 트래킹 방향(T)을 따라 다른 자극이 교대로 3개 늘어선다. 이 때문에 트래킹 코일(3b, 3c)의 유효 코일 영역은 참조부호(3b1, 3b2 및 3c1, 3c2)로 되고, 트래킹 코일(3b, 3c)의 유효 코일 영역을 최대한 늘릴 수 있다. 따라서 트래킹 코일(3b, 3c)의 코일 유효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 제 1 다극 마그넷(4)에 가까운 측에 포커싱 코일(3a)을 배치함으로써, 제 1 다극 마그넷(4)의 포커싱 코일(3a)과 대응하는 부분에서는 포커싱 방향을 따라 다른 자극이 2개 늘어선다. 이 때문에, 포커싱 코일(3a)의 유효 코일 영역은 참조부호(3a1 및 3a2)가 되고, 유효 코일 영역을 최대한 늘릴 수 있다. 따라서, 코일 유효율을 대폭 향상할 수 있다.

제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)의 폭(L)을 확대하면 트래킹 코일(3b, 3c)의 트래킹 방향(T)의 피치를 크게 할 필요가 있기 때문에, 허용 스페이스내에서 트래킹 코일(3b, 3c)을 구성하기 위해서는 폭(L)을 그다지 큰 값으로 할 수는 없다. 한편, 제 1 다극 마그넷(4)의 폭(M)은 상술한 바와 같이 코일 기판(3)으로부터 대물 렌즈(1)까지를 기계적으로 연결하는 렌즈 홀더(2)의 접속부(2a, 2b)를 충 분히 두꺼운 두께로 할 수 있는 범위 내에서 폭(L)보다 크게 할 수 있다.

이 때, 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)에서 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4a)으로 향하는 자속은 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 자극 영역(5a) 근방에서는 자극 영역(5a)의 폭(L) 내에 수렴되고 있고, 자극 영역(4a) 근방에서는 폭(M)내로 넓어진다.

이 때문에 자극 영역(4a)의 폭(M)을 폭(L) 보다 크게 함으로써, 트래킹 코일(3b, 3c)의 피치를 확대하지 않고, 포커싱 코일(3a)의 유효 코일 영역(3a1, 3a2)의 유효 길이를 길게 할 수 있고, 포커싱 코일(3a)의 코일 유효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)이 6개인 유효 코일 영역(3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2)을 구비하는 것에 추가하여, 유효 코일 영역(3a1, 3a2, 3b1, 3c1)은 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4a)과 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)에 끼워져 있다. 이 때문에 이러한 유효 코일 영역에서는 쇄교하는 자속량이 증대하고, 포커스 방향 및 트래킹 방향의 한층 더 가속도 감도의 향상이 가능해진다.

또한 코일 기판(3)에서 편평한 포커싱 코일(3a)이 넓어지는 면은 편평한 트래킹 코일(3b, 3c)이 넓어지는 면과 다르고, 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)의 적어도 일부가 서로 포커싱 방향 및 트래킹 방향과 수직인 방향으로 적층하여 겹치도록, 이들 2개의 면이 대략 평행하게 배치된다. 이 때문에, 포커싱 코일(3a) 및 트래킹 코일(3b, 3c)을 설치하는 코일 기판(3)의 면적을 작게 할 수 있어서, 대물 렌즈 구동 장치(51) 전체의 치수를 작게 할 수 있다.

또한 제 1 다극 마그넷(4)의 자극 영역(4a)과 자극 영역(4b)을 나누는 자계 경계면 및 제 2 다극 마그넷(5)의 자극 영역(5a)과 자극 영역(5b)을 나누는 자계 경계선은 반드시 엄밀하게 T면과 평행 또는 트래킹 방향(T) 및 포커싱 방향(F)과 평행할 필요는 없다. 각 자극 영역(4a, 4b, 5a, 5b)이 유효 코일 영역(3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2)에 대응하고 있으면 상술한 효과를 얻을 수 있다.

(제 2 실시예)

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 대물 렌즈 장치(52)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 4에서, 제 1 실시예의 대물 렌즈 구동 장치(51)와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈 구동 장치(52)는 제 2 다극 마그넷(11)을 구비하고 있다는 점에서 제 1 실시예와는 상이하다.

제 2 다극 마그넷(11)은 트래킹 방향으로 평행한 선에 의해서 2행으로 분할되고, 포커싱 방향(F)으로 평행한 선에 의해서 3열로 분할됨으로써 얻어지는 사각형상의 자극 영역(11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f)을 갖고 있다.

인접하는 자극 영역은 서로 다른 자극을 갖고 있다. 제 1 주면(11')에서 자극 영역(11a, 11c, 11e)은 S극으로 되어 있고, 자극 영역(11b, 11d, 11f)은 N극으로 되어 있다. 제 1 다극 마그넷(4)의 제 1 주면(4')에서의 자극 영역(4a)과 제 2 다극 마그넷(11)의 제 1 주면(11')에서의 자극 영역(11b)은 대향하고, 서로 상이한 극으로 되어 있다. 마찬가지로 제 1 다극 마그넷(4)의 제 1 주면(4')에서의 자극 영역(4b)과 제 2 다극 마그넷(11)의 제 1 주면(11')에서의 자극 영역(11e)은 대향하고, 서로 상이한 극으로 되어 있다.

도 5의 (b)는 코일 기판(3), 제 1 다극 마그넷(4) 및 제 2 다극 마그넷(11)을 위에서 본 도면이며, 도 5의 (a)는 트래킹 코일(3b, 3c)과 제 2 다극 마그넷(11)과의 위치 관계를 나타내기 위해서, 도 5의 (b)에 나타내는 화살표 U 방향으로부터 코일 기판(3)을 본 도면이다. 또한 도 5의 (c)는 포커싱 코일(3a)과 제 1 다극 마그넷(4)과의 위치 관계를 나타내기 위해서, 도 5의 (b)에 나타내는 화살표(V) 방향으로부터 코일 기판(3)을 본 도면이다.

트래킹 코일(3b)중 트래킹 구동에 기여하는 유효 코일 영역(3b1)은 제 2 다극 마그넷(11)의 자극 영역(11b)과, 유효 코일 영역(3b2)은 제 2 다극 마그넷(11)의 자극 영역(11a)과 각각 대향하고 있다. 마찬가지로 트래킹 코일(3c)중의 트래킹 구동에 기여하는 유효 코일 영역(3c1)은 제 2 다극 마그넷(11)의 자극 영역(11b)과, 유효 코일 영역(3c2)은 제 3 다극 마그넷(11)의 자극 영역(11c)과 각각 대향하고 있다.

제 1 다극 마그넷(4)의 트래킹 방향(T)의 폭치수(M)와 제 2 다극 마그넷(11)의 트래킹 방향(T)의 폭치수(N) 및 중앙의 열에 위치하는 자극 영역(11b)의 폭치수(L)의 관계는 제 1 실시예와 동일하게 L<M<N으로 되어있다.

제 2 다극 마그넷(11)에서, N극과 S극의 면적의 비율은 자극 영역(11b, 11d, 11f)의 면적의 합과 자극 영역(11a, 11c, 11e)의 면적의 합과의 비이며, 거의 균등하다. 이 때문에 N극과 S극의 분포에 치우침이 없고, 포커싱 방향(F)의 자계 강도 분포의 피크 위치도 트래킹 방향에 있어서 변화가 작아진다. 이에 따라 트래킹 방향(T)으로의 가동체(41)의 구동 중심과 지지 중심을 일치시키기 쉬워지고, 대물 렌즈(1)가 기울어지지 않고, 가동체(41)를 트래킹 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한 N극과 S극의 면적의 비율이 거의 균등하기 때문에, 마그넷을 착자할 때의 격차도 작고, 자계 강도, 착자 패턴의 안정성이 높다. 따라서, 개체차가 적은 안정된 특성을 갖는 대물 렌즈 구동 장치(52)를 얻을 수 있다.

(제 3 실시예)

도 6은 본 발명의 제 3 실시예인 대물 렌즈 장치(53)를 나타내는 분해 사시도이다. 본 실시예의 대물 렌즈 장치(53)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 대물 렌즈 구동 장치의 동작에 추가하여, 디스크의 원주 방향을 축으로 하는 대물 렌즈의 디스크 반경 방향의 경사(이하, "레이디얼 틸트"라고 함)를 보정할 수 있다. 대물 렌즈의 레이디얼 틸트를 조정함으로써, 디스크의 데이터면에 조사한 빛의 수렴 영역의 수차를 저감한다. 도면에서 화살표(F)는 포커싱 방향, 화살표(T)는 트래킹 방향, 화살표(R)는 레이디얼 틸트 방향을 나타내고 있다. 또한 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)에 수직인 방향을 화살표(W)로 나타내고 있다. 제 1 실시예와 같이 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)에 평행한 면을 F-T면이라고 부르기도 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈 장치(53)는 대물 렌즈(101), 렌즈 홀더(102), 코일 기판(104), 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)을 구비한다.

대물 렌즈(101) 및 코일 기판(104)은 렌즈 홀더(102)에 예컨대 고착 등의 방법에 의해 부착되어 가동체(120)를 구성하고 있다. 가동체(120)에는 대물 렌즈(101)가 도시하지 않은 디스크와의 충돌을 방지하기 위한 렌즈 프로텍터(203)가 설치되어 있다.

코일 기판(104)은 포커싱 코일(105)만을 배치한 층으로 이루어지는 제 1 층(104a)과, 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)만을 배치한 층으로 이루어지는 제 2 층(104b)을 포함하고, 이들은 적층되어 있다. 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b)은 예컨대 종래의 대물 렌즈 구동 장치와 마찬가지로 얇은 유리 에폭시 등의 기판 및 기판상에 동박을 소용돌이 형상으로 에칭하여 구성한 코일을 갖는다. 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b)은 적층되고, 표면에 보호막을 형성함으로써 코일 기판(104)을 구성하고 있다. 제 1 층(104a)의 표면에는 코일 단자가 되는 랜드(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)가 설치되어 있다.

포커싱 코일(105) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)은 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b)의 어느 한편의 주면에 설치될 수도 있고, 제 1 층(4a) 및 제 2 층(4b)의 내부에 설치될 수도 있다.

또한 포커싱 코일(105) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)은 독립된 권선 코일로 이루어져, 코일 기판(104)의 표면 및 이면에 대립되어 있을 수도 있고, 코일 기판(104)의 내부에 매설될 수도 있다. 또한, 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b)의 사이에 개재하는 다른 층이 존재할 수도 있고, 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b) 자체가 복수의 부층으로 구성되어 있을 수도 있다.

종래의 대물 렌즈 구동 장치에서, 프린트 코일을 사용하여 포커싱 코일 및 트래킹 코일을 구성하는 경우, 포커싱 코일 및 트래킹 코일은 동일면내에 형성되어 있었다. 그러나 코일 기판(104)에서, 편평한 포커싱 코일(5)이 넓어지는 면은 편평한 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)이 넓어지는 면과 상이하고, 포커싱 코일(5) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)의 적어도 일부가 포커싱 방향 및 트래킹 방향과 수직인 방향으로 적층하여 겹치도록, 이들 2개의 면이 대략 평행하게 배치된다. 각각의 코일의 접속 및 그 배치에 관해서는 후술한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈 구동 장치(53)는 서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)와, 고정 기판(112)과, 와이어 홀더(113)와, 요크 베이스(114)를 추가로 구비한다.

서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)의 일단은 코일 기판(104)에 설치한 랜드(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)에 땜납 등의 수단으로 고착되어 있다. 또한 타단은 고정 기판(112)으로 동일한 수단으로써 고착된다. 고정 기판(112)과 와이어 홀더(113)와 요크 베이스(114)는 접착제 및 나사 등의 수단으로 각각이 고정되어 있고, 전체적으로 고정부(121)를 구성하고 있다. 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)은 가동체(120)의 코일 기판(104)의 양측에서 일정의 간극을 통해 끼워지도록 하여 요크 베이스(114)로 고착되어 있다. 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)의 착자에 관해서는 코일 패턴과의 관계를 포함해서 후술한다.

서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)는 서로 대략 평행해 지도록 배치되어 있고, 가동체(120)가 고정부(121)에 대하여 포커싱 방향(F) 및 트래킹 방향(T)으로 병진 가능하고, 또한 레이디얼 틸트 방향(R)으로 회전 가능하도록 지지한다. 서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)는 예컨대, 베릴륨동 합금 및 인청동 등의 도전성 재료로 구성되어 있고, 가동체(120)의 탄성 지지부인 동시에 코일 기판(104)으로의 통전부를 겸하는 와이어 홀더(113)에는 절결부(13a)가 설치되고, 예컨대 겔 형상의 댐핑 부재가 주입된다. 댐핑 부재는 그 점성에 의해 서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)를 통해 전해지는 가동체(120)의 진동을 감쇠한다.

다음으로 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)의 착자 형태를 설명한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 다극 마그넷(116)은 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)보다도 포커싱 코일(105)에 근접하여 배치되고, 제 2 다극 마그넷(115)은 포커싱 코일(105)보다도 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)에 근접하여 배치된다.

제 2 다극 마그넷(115)은 트래킹 방향(T)에 수직이고 포커싱 방향(F)에 평행한 2개의 면에 의해, 트래킹 방향(T)에 대략 1:2:1의 폭으로 3열로 분할되어 있다. 또한 포커싱 방향(F)에 수직이고 트래킹 방향(T)에 평행한 면에 의해, 포커싱 방향(F)에 대략 1:1의 폭으로 2열로 분할되어 있다. 제 2 다극 마그넷(115)의 자속은 코일 기판(104)과 수직인 방향[화살표(W) 방향]으로 관철한다. 인접하는 분할 영역은 N극과 S극이 교대로 착자되어 있고, 극성은 예컨대, 도 6에 나타낸 바와 같다.

제 1 다극 마그넷(116)은 포커싱 방향(F)의 높이가 제 2 다극 마그넷(115)의 높이와 균등하고, 트래킹 방향(T)의 폭은 제 2 다극 마그넷의 중앙의 열의 착자 영역의 폭과 거의 균등하다. 또한 제 1 다극 마그넷(116)은 포커싱 방향(F)에 수직이고 트래킹 방향(T)에 평행한 면에 의해, 포커싱 방향(F)에 대략 1:1의 폭으로 2분할되어 있다. 분할된 자극 영역의 극성은 제 2 다극 마그넷(115)과 대극 관계가 되도록 결정된다. 구체적으로는 제 2 다극 마그넷(115)의 N극에 대하여 제 1 다극 마그넷(116)의 S극이 대향하도록 착자되어 있고, 제 2 다극 마그넷(115)과 제 1 다극 마그넷(116)과의 간극에 배치한 코일 기판(104)에 의해 많은 자속을 관통시킨 자기 회로를 구성한다.

제 2 다극 마그넷(115) 및 제 1 다극 마그넷(116)을 상기와 같은 폭을 갖는 영역에 분할하여 다극 착자하는 것은 장치의 소형화에 기인하여 생기는 구동 감도 저하를 막기 때문이다. 구체적으로는 포커싱 방향(F)에 관해서 등분할하는 것은 노트북 PC용도 등의 박형 광디스크 장치에서의, 포커싱 방향의 치수의 제약이 엄격하기 때문이다. 일반적으로 자석은 작은 면적에 다극 착자하면 평행 자계가 얻어지지 않고 최대 자속 밀도가 저하된다. 이 때문에 가능한한 착자 분할수는 적고, 또한 착자 폭도 가능한한 큰 쪽이 바람직하다. 본 실시예에서는 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)을 포커싱 방향으로 대략 등분할함으로써, 자속 밀도의 저하를 최소한으로 방지하고 있다.

다음으로, 제 2 다극 마그넷(115)을 트래킹 방향으로 대략 1:2:1의 비율로 3분할하는 것은 후술하는 트래킹 코일의 유효 코일 영역 전부에 자속을 공급하기 위 해서이다. 중앙의 착자 영역을 양측의 대략 2배의 폭으로 함으로써, 트래킹 코일 및 포커싱 코일에 기여하는 자속을 많게 하고, 트래킹 방향의 구동 감도와 포커싱 방향의 구동 감도의 쌍방을 최대화할 수 있다.

제 2 다극 마그넷(115)의 중앙의 착자 영역을 상술한 비율보다도 확대한 경우, 중앙의 착자 영역이 공급하는 자속이 증가하는 비율에 비해, 양측의 착자 영역이 공급하는 자속의 감소하는 비율이 커진다. 이 때문에 트래킹 방향의 구동에 필요한 자속을 충분히 얻을 수 없어서, 트래킹 방향의 구동 효율이 저하된다. 또한 제 2 다극 마그넷(115)의 중앙의 착자 영역을 상술한 비율보다 축소한 경우, 중앙의 착자 영역이 공급하는 자속이 충분하지 않게 되고, 포커싱 방향의 구동 효율이 저하한다. 따라서, 제 2 다극 마그넷(115)은 트래킹 방향으로 대략 1:2:1의 비율로 3분할되어 있는 것이 가장 효율적이다. 단, 코일 패턴의 배치와 마그넷의 치수 제한 조건에 의해 알맞은 분할의 비율은 다소 변동하기 때문에, 엄밀히 분할비가 1:2:1인 경우가 최적이라고는 한정할 수 없다.

또한 박형의 광디스크 장치로는 대물 렌즈(1) 근방의 치수 제약도 엄격하기 때문에, 2개 있는 마그넷중 트래킹 방향의 폭이 보다 작은 제 1 다극 마그넷(116)을 대물 렌즈(1)측에 배치하고, 제 2 다극 마그넷(115)을 대물 렌즈로부터 떨어진 측에 배치하고 있다. 이에 따라, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, 렌즈 홀더(102)에서 대물 렌즈(101)를 유지하고 있는 부분과, 코일 기판(104)을 유지하고 있는 부분과의 접속 부분을 두꺼운 두께로 할 수 있고, 렌즈 홀더(102)의 강성을 높일 수 있다. 또한 제 2 다극 마그넷(115)은 주로 트래킹 방 향으로 구동하기 위한 자속을 공급하는 것부터, 제 2 다극 마그넷(115)을 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)에 의해 근접시킬 수 있다.

도 7은 코일 기판(104)에서의 포커싱 코일(105) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)의 접속 관계를 나타내는 배선도이다. 도 7에서 하얀 동그라미 표시는 코일의 접속단자이며, 도 6의 랜드(110a 내지 110f)에 각각 대응한다. 도 6에서 랜드(110a, 110c, 110d, 110f)를 정점으로 하는 직사각형의 중심은 서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f)가 가동체(120)를 지지하고 있는 점의 중심인 지지 중심점(O)과 일치한다. 도면에서는 지지 중심점(O)을 2군데 나타내고 있지만, 제 1 층(104a) 및 제 2 층(104b)은 서로 대립되기 때문에, 이들은 동일한 점을 나타낸다. 지지 중심점(O)은 가동체(120)의 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 수직하는 회전축이 코일 기판(104)과 교차하는 점이다.

포커싱 코일(105)은 지지 중심점(O)을 대략 중심으로 하여 대칭으로 코일 기판(104)상에 배치되어 있다. 또한 포커싱 코일(105)은 화살표(W)와 평행한 선을 권취축으로 하고, 트래킹 방향(T)으로 길고, F-T면과 평행한 면에 편평한 형상을 갖는다. 랜드(110e)와 랜드(110b)와의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 도 6의 코일 기판(104a)상에 나타낸 화살표 방향으로 전류가 흐르도록 배선 접속되어 있다. 포커싱 코일(105)에 흐르는 전류와, 제 2 다극 마그넷(115) 및 제 1 다극 마그넷(116)의 간극에 생기는 자속과의 상호 작용, 즉 플레밍의 법칙에 따른 전자력에 의해 포커싱 방향(F)으로 구동하는 포커싱 구동부가 구성된다.

트래킹 코일(106, 107, 108, 109)은 포커싱 코일(105)과 동일한 권취축을 갖 고, F-T 면과 평행한 면에 편평한 형상을 갖는다. 도 6에 도시한 바와 같이, 지지 중심점(O)을 지나는 포커싱 방향(F)의 축과 트래킹 방향(T)의 축에 관해 축대칭으로 배치된다. 이러한 4개의 트래킹 코일중 트래킹 코일(106)과 트래킹 코일(107)이 쌍이 되어 상부 코일 그룹을 구성하고, 트래킹 코일(108)과 트래킹 코일(109)이 쌍이 되어 하부 코일 그룹을 구성한다.

구체적으로는 도 7에 도시한 바와 같이 트래킹 코일(106)과 트래킹 코일(107)은 직렬 접속되어 있고, 랜드(110d)와 랜드(110a)와의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 도 6의 코일 기판(104)상에 나타낸 화살표 방향으로 전류가 흐르도록 접속되어 있다. 트래킹 코일(108)과 트래킹 코일(109)도 동일하게 직렬 접속되어 있고, 랜드(110f)와 랜드(110c)의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 도 6에 나타내는 코일 기판(104)상의 화살표 방향으로 전류가 흐르도록 배선 접속되어 있다.

상부 코일 그룹은 서스펜션 와이어(111d 및 111a)를 통해, 하부 코일 그룹은 서스펜션 와이어(111f 및 111c)를 통해 각각 개별로 전류를 흘릴 수 있다. 포커싱 구동부의 경우와 같이 상부 코일 그룹 및 하부 코일 그룹으로 흘리는 전류와, 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)의 간극에 생기는 자속과의 상호 작용에 의해 트래킹 구동부 및 레이디얼 틸트 구동부가 구성된다.

다음으로 대물 렌즈 구동 장치(53)의 동작을 설명한다. 도 8은 대물 렌즈 구동 장치(53)에서의 코일 패턴과 자극의 배치를 나타내는 투시도이다. 도면에서 코일 기판(104)과 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)을 코일 기판(104)에 수직인 방향[도 6의 화살표(W) 방향]으로부터 재차 투시하고 있다.

도 8에 있어서, 화살표(F), 화살표(T) 및 점(O)은 도 6에서의 포커싱 방향(F), 트래킹 방향(T) 및 가동체의 지지 중심점(O)에 각각 대응한다. 2점 쇄선(MB1) 및 2점 쇄선(MB2)은 제 2 다극 마그넷(115)의 트래킹 방향(T)의 자계 경계선이며, 2점 쇄선(MB3)은 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)의 포커싱 방향(F)의 자계 경계선이다.

간단하게 하기 위해, 자계 경계선(MB3)을 경계로서 포커싱 방향(F)에 포커싱 코일(105)을 분할하고, 영역(105a) 및 영역(105b)으로 구분하여 동작을 설명한다. 우선, 랜드(110e)와 랜드(110b)의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 포커싱 구동 전류(If)가 흐른다. 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)과의 간극에 발생하고 있는 자속은 자계 경계선(MB3) 보다 상방에 위치하는 영역(107a)에서 지면에 대하여 수직이고 또한 전방향[도 6의 화살표(W)와 반대 방향]을 향하고 있다. 자계 경계선(MB3) 보다 하방에 위치하는 영역(107b)에서 지면에 대하여 수직이고 또한 깊이 방향[도 6의 화살표(W) 방향]을 향하고 있다. 따라서 전류의 방향과 자속의 방향으로 주의해서 플레밍의 법칙을 적용하면, 영역(107a)과 영역(107b)에서는 지면에 대해 수직이고 또한 동일 방향의 전자력(Ff)이 포커싱 코일(105)에 작용하고, 포커싱 방향(F)으로 코일 기판(104)을 구동한다. 그 결과, 렌즈 홀더(102)를 통해 코일 기판(104) 및 대물 렌즈(101)가 일체가 된 가동체(120)가 포커싱 방향으로 병진 이동한다. 전류(If)의 방향을 반대 방향으로 하면, 역향 전자력(Ff)과 역향의 전자력을 구할 수 있다. 이에 따라, 포커싱 동작이 실현된다.

다음으로, 지지 중심점(O)을 중심으로 축대칭 배치되는 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)의 동작을 자계 경계선(MB1 및 MB2)에 의해서 구분되는 영역마다 설명한다. 트래킹 코일(106)은 자계 경계선(MB1)에 의해서 영역(106a)과 영역(106b)으로 구분된다. 트래킹 코일(107, 108, 109)도 동일하게 참조부호에 첨가문자 a와 첨가문자 b를 붙여서 나타내는 영역으로 각각 구분된다. 첨가문자 a가 붙는 영역(106a), 영역(107a), 영역(108a) 및 영역(109a)은 지면에 대해 수직이고, 또한 전방향[도 6의 화살표(W)와 반대방향]으로 자속이 향하고 있고, 첨가문자 b가 붙는 영역(106b), 영역(107b), 영역(108b) 및 영역(109b)은 지면에 대하여 수직이고 또한 깊이 방향[도 6의 화살표(W) 방향]으로 자속이 향하고 있다.

랜드(110d)와 랜드(110a)의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 상부 코일 그룹을 이루는 직렬 접속된 트래킹 코일(106) 및 트래킹 코일(107)에 전류(It1)가 흐른다. 포커싱 코일(105)과 동일하게 상부 코일 그룹에 플레밍의 법칙을 적용하면, 트래킹 코일(106) 및 트래킹 코일(107)에 대하여 트래킹 방향(T)으로 전자력(Ft1)이 작용한다.

상부 코일 그룹과 마찬가지로, 랜드(110f)와 랜드(110c)의 사이에 소정의 전압을 인가하면, 하부 코일 그룹을 이루는 직렬 접속된 트래킹 코일(108) 및 트래킹 코일(109)에 전류(It2)가 흘러, 트래킹 코일(108) 및 트래킹 코일(109)에 대하여 트래킹 방향(T)에 전자력(Ft2)이 작용한다. 따라서, 전자력(Ft1)과 전자력(Ft2)의 합력에 의해 대물 렌즈(1)를 트래킹 방향(T)으로 가동체(120)가 병진 이동한다. 전류(It1)와 전류(It2)의 방향을 동상으로 반대향으로 하면 역향의 힘이 각각의 트래킹 코일에 작용한다. 이에 의해 트래킹 동작이 실현된다.

다음으로 레이디얼 틸트 동작을 설명한다. 도 9는 대물 렌즈 구동 장치(53)의 레이디얼 틸트 동작시에서의 전류 방향과 자극과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 9에서는 포커싱 코일(105)을 나타내지 않고 있다. 도 8에 나타내는 트래킹 동작과는 상이하지만, 레이디얼 틸트 동작으로서는 하부 코일 그룹을 이루는 트래킹 코일(108) 및 트래킹 코일(109)의 전류의 방향을 반전시켜, 상부 코일 그룹과 서로 다른 전류를 인가한다.

상부 코일 그룹을 이루는 트래킹 코일(106) 및 트래킹 코일(107)의 전류(It2)는 도 8과 동일하기 때문에, 상부 코일 그룹에 작용하는 전자력(Ft1)도 트래킹 방향(T)으로 작용한다. 한편, 하부 코일 그룹을 이루는 트래킹 코일(108) 및 트래킹 코일(109)의 전류(It2)는 도 8과 역향이기 때문에, 하부 코일 그룹에는 전자력(Ft2)은 트래킹 방향(T)과 역향으로 작용한다. 따라서 전자력(Ft1)과 전자력(Ft2)의 합력에 의해, 지지 중심점(O)을 중심으로 화살표(M)의 방향으로 모멘트가 발생한다. 또한 트래킹 구동 전류(It1)와 트래킹 구동 전류(It2)의 구동 전류의 방향을 서로 역상으로 반대방향으로 하면 모멘트는 화살표(M)와 역향으로 작용한다. 상부 코일 그룹과 하부 코일 그룹에 흘리는 전류를 서로 역상으로 함으로써, 대물 렌즈(101)를 레이디얼 틸트 방향으로 회전 구동시키는 것이 가능해진다. 이에 따라, 레이디얼 틸트 동작이 실현된다.

이상 정리하면, 트래킹 코일의 상부 코일 그룹과 하부 코일 그룹과 동상의 전류를 통전한 경우는 트래킹 방향(T)으로 가동체(120)를 병진 이동시킬 수 있고, 상부 코일 그룹과 하부 코일 그룹과 서로 역상의 전류를 통전한 경우는 레이디얼 틸트 방향(R)으로 가동체(120)를 회전 구동할 수 있다.

다음으로 대물 렌즈 구동 장치(53)가 소형이면서, 가동체(120)를 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 이동시킨 경우, 정적 레이디얼 틸트의 발생이 적은 것에 관해서 설명한다.

우선, 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)에 의해 형성되는 자속 강도 분포를 설명하고, 그 후, 포커싱 구동 전류에 의해서만 발생되는 모멘트와 트래킹 구동 전류에 의해서만 발생되는 모멘트를 상쇄시켜, 정적 레이디얼 틸트의 발생량을 저감하는 작용에 관해서 설명한다.

도 10의 (b)는 코일 기판(104), 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(116)을 코일 기판(104)에 수직인 방향[도 6의 화살표(W) 방향]으로부터 재차 투시한 평면도이다. 도 10의 (a) 및 (c)는 대물 렌즈 구동 장치(53)의 도 10의 (b)에 나타내는 A-A 선 및 B-B 선에서의 단면을 각각 나타내고 있다.

이러한 도면에서, 코일 기판(104), 요크 베이스(114), 제 1 다극 마그넷(116), 제 2 다극 마그넷(115), 서스펜션 와이어(111a, 111b, 111c, 111d, 111d, 111e, 111f)를 나타내고 있다. 요크 베이스(114)는 그 일부를 구부림으로써 형성된 백 요크 부분(114a, 114b)을 포함하고, 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)에 의해서 형성되는 자기 회로의 일부를 나타내고 있다. 또한 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)의 각각의 양 주면에서의 극성을 문자 N과 문자 S로 나타내고 있다.

도 10의 (a) 및 (c)에서, 굵은 실선(H1 및 H2)은 각각 코일 기판(104)을 관 철하는 자계 강도를 나타내고 있다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, A-A 선 단면 및 B-B 선 단면에서의 자계 강도 분포는 동일하지 않다. 굵은 실선(H1)에서, 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)의 중앙의 착자 영역이 공급하는 자속은 양측의 착자 영역이 공급하는 자속에 비해 약 2배 정도 커져 있다.

그러나 도 10의 (a)로부터 명백한 바와 같이, 자계 강도는 B-B 선 단면을 대칭면으로서 대상에 분포하고 있고, 또한 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, B-B 선 단면에서의 점(O)을 중심으로 하여 자계 강도는 점대칭으로 분포되고 있다. 이 때문에, 가동체(120)를 포커싱 방향으로만 구동하고 또한 트래킹 방향으로 구동하지 않는 경우, 자장의 대칭성과 포커싱 코일의 대칭성에 의해 정적 레이디얼 틸트는 거의 발생하지 않는다. 또한 가동체(120)를 트래킹 방향만으로 구동하고 또한 포커싱 방향으로 구동하지 않는 경우도 동일하게, 자장의 대칭성과 트래킹 코일의 대칭성에 의해 정적 레이디얼 틸트는 거의 발생하지 않는다.

다음으로 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 동시에 가동체(120)를 구동한 경우에서의, 정적 레이디얼 틸트의 저감 효과에 관해서 도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면서 설명을 한다. 도 11의 (a) 및 (b)는 대물 렌즈 구동 장치(53)에서, 포커싱 방향으로 가동체(120)를 이동시키기 위한 전류와, 트래킹 방향으로 가동체(120)를 이동시키기 위해서 구동 전류에 의해서 생기는 모멘트를 모식적으로 나타낸 설명도이다.

도 11의 (a) 및 (b)에서, 코일 기판(104)과 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)의 위치를 코일 기판(104)에 수직인 방향[도 6의 화살표(W) 방향] 으로부터 재차 투시하고 있다. 자극의 방향, 각 코일에 흐르는 전류의 방향 및 부호에 관해서는 도 8과 동일하다. 도 11의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)을 기준으로 하여, 코일 기판(104)이 포커싱 방향(F)과 트래킹 방향(T)으로 이동하고, 지지 중심점(O)이 마그넷의 중심(MC)으로부터 화살표(E) 방향으로 이동하고 있다.

도 11의 (a)는 포커싱 코일(105)의 위치와 또한 그것에 흐르는 전류에 의해서 발생하는 전자력에 착안한 도면이며, 도 11의 (b)는 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)의 위치와 그것에 흐르는 전류에 의해서 발생하는 전자력에 착안한 도면이다. 이들 도면에서 자계 강도 분포가 최대가 되는 위치를 점(Nmax) 및 점(Smax)으로 나타내고 있다. 이 자계 강도 분포가 최대가 되는 위치 점(Nmax) 및 점(Smax)에서 생기는 힘에 착안하여, 동작의 개요를 설명한다.

도 11의 (a)에 나타내는 점(Nmax) 및 점(Smax)에서, 포커싱 코일(105)에는 포커싱 코일(105)에 흐르는 전류(If)의 방향 및 크기 및 자속의 밀도 및 방향에 의해서 정해지는 힘(F1) 및 힘(F2)이 작용한다. 전류(If)에 의한 지지 중심점(O) 주위의 모멘트(Mf)는 힘(F1)의 회전성분(S1)과 반경(r1)의 곱과, 힘(F2)의 회전성분(S2)과 반경(r2)의 곱을 가산한 값이다. 구체적으로는 Mf=S1×r1+S2×r2이다. 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 모멘트(Mf)는 지면을 향하여 오른쪽 회전 방향[도 6의 화살표(R) 방향]으로 작용한다.

또한 도 11의 (b)에 나타내는 점(Nmax) 및 점(Smax)에서, 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)에는 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)에 흐르는 전류(It1) 및 전류(It2)의 방향 및 크기 및 자속의 밀도 및 방향에 의해 정해지는 힘(F3) 및 힘(F4)이 작용한다. 전류(It1) 및 전류(It2)에 의한 지지 중심점(O) 주위의 모멘트(Mt)는 힘(F3)의 회전성분(S3)과 반경(r3)과의 곱과, 힘(F4)의 회전성분(S4)과 반경(r4)과의 곱을 가산한 값이다. 구체적으로는 Mt=-S3×r3+S4×r4이다. 도 11의 (b)에서, 모멘트 S3×r3과 모멘트 S4×r4의 대소를 비교하면, 모멘트 Mt는 지면을 향해 좌회전 방향[도 6의 화살표(R)와 반대방향]으로 작용한다. 왜냐하면 도 11의 (b)에서, 회전성분(S3)과 회전성분(S4)은 거의 균등하고, 반경(r3)에 비해 반경(r4)이 크기 때문이다.

이와 같이, 포커싱 방향으로 가동체(120)를 이동시키는 구동 전류(If)에 의해서 발생되는 모멘트(Mf)와, 트래킹 방향으로 가동체(120)를 이동시키는 구동 전류(It1 및 It2)에 의해서 발생되는 모멘트(Mt)는 서로 역향으로 작용한다. 즉, 포커싱 구동 전류만에 의해서 생기는 모멘트와 트래킹 구동 전류만에 의해서 생기는 모멘트가 상쇄하고 있고, 그 결과 정적 레이디얼 틸트의 발생량이 저감하고 있다. 따라서, 대물 렌즈 구동 장치(53)에서, 포커싱 방향과 트래킹 방향으로 동시에 가동체(120)를 구동한 경우에서도 정적 레이디얼 틸트의 발생량은 적다.

이상, 도 11의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한 동작은 자계 강도가 큰 성분에 착안한 거친 근사에 의한 것이다. 자세하게는 코일 패턴에 흐르는 전류 및 자계 강도에 의해 발생하는 전자력을 미소 구역마다 계산하고, 지지 중심점(O) 주위의 모멘트를 적분에 의해서 산출하면, 정적 레이디얼 틸트 저감의 효과가 더욱 명확해진다. 그 효과에 관해서 그래프를 참조하면서 설명한다.

도 12의 (a) 내지 (c)는 대물 렌즈 구동 장치(53)에서의 구동 전류와 발생하는 지점(O) 주위의 모멘트의 계산 결과를 나타내는 그래프이다. 이들 그래프는 서스펜션 와이어의 스프링 정수, 자속 밀도의 분포 및 구동 전류를 파라미터로서 적당한 값을 설정하여 요청된 결과를 3차원으로 나타내고 있다. 그래프 평면의 세로축과 횡축은 각각 가동체의 포커싱 방향과 트래킹 방향의 위치를 나타내고 있고 단위는 밀리미터이다. 높이 방향의 축은 모멘트의 크기를 정규화하여 나타내고 있다. 도 11의 (a) 및 (b)에서 지면에 대하여 좌회전 방향[도 6의 화살표(R)와 반대방향])의 모멘트를 정(正)으로 하고 있다.

도 12의 (a)는 포커싱 방향으로 구동한 경우의 전류(If)에 의해서 발생되는 모멘트(Mf)를 그래프화하고 있고, 도 12의 (b)는 트래킹 방향으로 구동한 경우의 전류(It1)와 전류(It2)에 의해서 발생되는 모멘트(Mt)를 그래프화하고 있다. 도 12의 (c)는 전류(If), 전류(It1) 및 전류(It2)에 의해서 발생되는 모멘트를 모두 합성하고 있고, 모멘트(Mf)와 모멘트(Mt)를 가산한 그래프이다. 모든 그래프의 짙은 회색은 모멘트가 음의 값(負値)인 것을, 백색은 모멘트가 0의 값(零値) 또는 양의 값(正値)인 것을 나타내고 있다.

도 12의 (a)에서의 점(P)은 도 11의 (a)의 상태에 대응하고 있고, 도 12의 (b)에서의 점(Q)은 도 11의 (b)의 상태에 대응한다. 포커싱 방향 및 트래킹 방향으로 가동체(120)를 동시에 구동한 경우에 있어서, 점(P)에서의 모멘트는 음이며, 점(Q)에서의 모멘트는 양이므로, 양자의 모멘트는 상쇄한다. 그래프 전체를 보면, 도 12의 (a)의 안장형과 도 12의 (b)의 안장형은 서로 부호가 반대가 되는 분포를 하고 있고, 다른 포커싱 위치와 트래킹 위치에서도 동일하게 모멘트가 상쇄되어 있다. 이 때문에 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈 구동 장치(53)로서는 모멘트가 상쇄되고, 정적 레이디얼 틸트의 발생량이 적어지고 있다.

이러한 모멘트의 상쇄 효과에 추가하여, 대물 렌즈 구동 장치(53)에서는 포커싱 코일(105)이 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)과 중첩되는 것에 의해 다른 상쇄 효과가 얻어진다. 구체적으로는 포커싱 코일(105)과 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)이 중첩되는 것에 의해, 이들 코일은 제 1 다극 마그넷(116)과 제 2 다극 마그넷(115)과의 간극의 자속을 공용한다. 따라서 마그넷의 착자에 강약이 발생하는 경우, 그 영향은 포커싱 코일(105) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)에 각각 동일한 비율로 영향을 준다.

즉, 마그넷의 착자 강도가 변화된 경우에도, 포커스 전류에 의해서만 발생되는 모멘트 변화와 트래킹 전류에 의해서만 발생되는 모멘트 변화는 동일한 정도가 되고, 양자의 변화량은 상쇄한다. 이 특징은 포커싱 코일(105) 및 트래킹 코일(106, 107, 108, 109)이 서로 중첩되어 동일한 자장을 이용하는 동시에, 양자의 모멘트가 서로 역향으로 작용하도록 착자 패턴과 코일 패턴을 결정하고 있기 때문이다. 이 때문에 정적 레이디얼 틸트의 발생을 억제하는 동시에, 제 1 다극 마그넷(116) 및 제 2 다극 마그넷(115)의 착자의 격차에 대한 변동도 억제할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 편평 형상을 갖는 포커싱 코일과 편평 형상을 갖는 트래킹 코일을 동일 평면이 아니라, 서로 적어도 일부가 중첩되도록 다른 평면에 배치한다. 이 때문에 포커싱 코일 및 트래킹 코일을 갖는 코일 기판을 종래의 동일 평면내에 배치한 프린트 코일로 이루어지는 코일 기판에 비해서, 대폭 소형화할 수 있고, 소형 및 박형의 대물 렌즈 구동 장치를 얻을 수 있다.

또한, 마그넷의 착자 분할수와 그 비율 및 착자 패턴에 대한 코일 패턴을 최적화함으로써, 마그넷이 소형이더라도 가동체의 구동 효율은 양호하다. 이 때문에 대물 렌즈의 추종 능력이 높아져 고속 기록/재생이 가능한 대물 렌즈 구동 장치가 얻어진다.

또한 각각을 독립으로 구동할 수 있는 상부 코일 그룹과 하부 코일 그룹의 2개로 트래킹 코일을 분할하고, 종래의 트래킹 구동에 첨가하여 레이디얼 틸트 구동을 할 수 있다. 이 때문에 본 실시예의 대물 렌즈 구동 장치는 대물 렌즈의 레이디얼 틸트를 보정하고, 광스폿의 품질을 더욱 안정화하는 기능을 더불어 구비할 수 있다.

또한 포커싱 방향으로 가동체를 이동시키는 전류에 의한 모멘트와 트래킹 방향으로 가동체를 이동시키는 전류에 의한 모멘트가 서로 상쇄하는 효과를 본 실시예의 대물 렌즈 구동 장치는 갖는다. 이 때문에 정적 레이디얼 틸트를 억제하는 동시에 레이디얼 틸트 구동하는 경우의 제어 오차도 저감시킬 수 있다. 따라서, 광스폿의 품질이 높고, 안정한 신호의 기록/재생이 가능한 대물 렌즈 구동 장치가 얻어진다. 또한 대물 렌즈 구동 장치의 성능이 마그넷의 착자 강도의 격차에 의한 영향을 받기 어렵기 때문에, 성능의 격차가 적은 대물 렌즈 구동 장치를 양산할 수 있다.

상기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 대물 렌즈 구동 장치는 광디스크 장치에 바람직하게 사용할 수 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, 광디스크 장치(201)는 광디스크를 회전시키는 스핀들 모터(211)와, 광헤드(202)를 구비하고 있다. 광헤드(202)는 한쌍의 가이드 샤프트(204)에 의해 이동 가능하도록 지시되어 있다. 광디스크 장치(201)는 스레드 모터(206)와, 리드 스크류(208)와, 워엄 휠(209)과, 피니언 기어(210)와, 래크 기어(205)를 추가로 구비한다. 스레드 모터(206)의 회전은 리드 스크류(208), 워엄 휠(209), 피니언 기어(210) 및 래크 기어(205)에 의해서, 광디스크의 반경 방향인 화살표(230)의 방향으로 광헤드(202)를 이동시킨다.

광헤드(202)는 대물 렌즈(203)를 갖는 대물 렌즈 구동 장치(220)를 포함한다. 대물 렌즈 구동 장치(220)에는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 대물 렌즈 구동 장치중 어떤 것도 사용할 수도 있다. 광헤드(202)는 내부에 광원(231)을 갖고, 광원으로부터 출사되는 광비임을 대물 렌즈(203)에 의해 수렴시켜, 도시하지 않은 광디스크의 데이터 기록면에 수렴 영역을 형성한다.

제 1 실시예 내지 제 3 실시예에서 상술한 바와 같이, 포커스 코일 및 트래킹 코일을 사용하여, 포커스 방향 및 트래킹 방향으로 대물 렌즈(203)를 이동시킨다. 이것에 동반하여, 데이터 기록면에 형성되는 광비임의 수렴 영역의 크기가 변화되거나, 수렴 영역이 트래킹 방향으로 이동한다. 또한 제 3 실시예의 대물 렌즈 구동 장치를 사용하는 경우에는 대물 렌즈의 경사를 제어하여, 레이디얼 틸트를 보정할 수 있다.

광디스크 장치(201)에 의하면, 대물 렌즈 구동 장치의 외형이 소형이고 박형 이며, 대물 렌즈의 추종 성능이 높다. 이 때문에, 소형이고 박형이며, 기록·재생 정보율이 높더라도, 기록 재생 신호의 열화가 거의 없는 광디스크 장치가 실현된다.

또한 상기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에서, 제 1 다극 마그넷에는 제 2 다극 마그넷에 비해 자극의 수가 적고, 외형의 치수가 작은 것을 사용하고 있었다. 이것은 렌즈 홀더에서, 대물 렌즈를 유지하는 부분과 코일 기판이 부착된 부분과 접속하는 접속부를 두꺼운 두께로 형성하기 위해서이다. 그러나 렌즈 홀더를 구성하는 재료를 적절히 선택함으로써, 이 접속부를 두꺼운 두께로 하지 않을 수도 있는 경우에는 제 1 다극 마그넷의 외형을 크게 할 수 있다. 예컨대, 도 14에 나타내는 대물 렌즈 구동 장치(52')는 제 1 다극 마그넷(4) 대신에 제 2 다극 마그넷(11)과 동일한 구조를 갖춘 제 1 다극 마그넷(13)을 구비하고 있다. 즉, 대물 렌즈 구동 장치(52')는 동일한 외형 및 구조를 갖는 제 1 다극 마그넷(13) 및 제 2 다극 마그넷(11)을 구비하고 있다. 이러한 대물 렌즈 구동 장치(52')에 의하면, 1종류의 다극 마그넷을 준비하면 되기 때문에, 대물 렌즈 구동 장치(52')의 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 도 14에서는 제 2 실시예의 대물 렌즈 구동 장치의 변형예로서 동일한 다극 마그넷을 사용한 예를 설명했지만, 제 1 실시예 및 제 3 실시예의 대물 렌즈 구동 장치에서, 동일하게 제 1 다극 마그넷을 제 2 다극 마그넷과 동일한 구조로 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 포커싱 코일 및 트래킹 코일을 설치한 코일 기판의 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 대물 렌즈 구동 장치의 외형을 작고 또한 얇게 할 수 있다. 또한 마그넷이 소형이더라도 가동체의 구동 효율은 높고, 대물 렌즈의 추종 능력이 높기 때문에, 고속 기록/재생이 가능하고, 기록 재생 신호의 열화를 억제할 수 있는 대물 렌즈 구동 장치가 얻어진다.

Claims (19)

1. 광비임을 수렴시키기 위한 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더와, 포커싱 코일 및 적어도 하나의 트래킹 코일을 갖고 렌즈 홀더에 고정된 코일 기판을 포함하는 가동체,

   베이스,

   상기 베이스에 대하여 상기 가동체를 상기 대물 렌즈의 광축 방향과 평행한 포커싱 방향 및 상기 포커싱 방향에 수직인 트래킹 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지부, 및

   간극을 통해 상기 코일 기판을 협지하도록 상기 베이스에 고정된 제 1 및 제 2 다극 마그넷을 포함하는 대물 렌즈 구동 장치에 있어서,

   상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일은 서로 평행하고, 또한 다른 평면에 있어서 편평한 형상을 각각 갖고, 상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일의 적어도 일부는 서로 중첩되도록 배치되며,

   상기 포커싱 코일은 상기 트래킹 코일보다도 상기 제 1 다극 마그넷에 근접되어 있고, 상기 트래킹 코일은 상기 포커싱 코일보다도 상기 제 2 다극 마그넷에 근접되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
2. 광비임을 수렴시키기 위한 대물 렌즈와, 상기 대물 렌즈를 유지하는 렌즈 홀더와, 포커싱 코일 및 적어도 하나의 트래킹 코일을 갖고 렌즈 홀더에 고정된 코일 기판을 포함하는 가동체,

   베이스,

   상기 베이스에 대하여 상기 가동체를 상기 대물 렌즈의 광축 방향과 평행한 포커싱 방향 및 상기 포커싱 방향에 수직인 트래킹 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지부, 및

   간극을 통해 상기 코일 기판을 협지하도록 상기 베이스에 고정된 제 1 및 제 2 다극 마그넷을 포함하는 대물 렌즈 구동 장치에 있어서,

   상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일은 서로 평행하고, 또한 다른 평면에 있어서 편평한 형상을 각각 갖고, 상기 포커싱 코일 및 상기 트래킹 코일의 적어도 일부는 서로 중첩되도록 배치되며,

   상기 제 2 다극 마그넷은 제 1 자극 영역과, 상기 제 1 자극 영역을 둘러싸고 트래킹 방향으로 연장된 평평한 저면을 갖는 U자 형상의 제 2 자극 영역을 포함하며, 상기 제 1 자극 영역 및 제 2 자극 영역은 상이한 극으로 착자되어 있으며,

   상기 포커싱 코일의 일부와 상기 트래킹 코일의 일부가 상기 제 1 자극 영역에 대향하는 위치에 배치되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 대물 렌즈와 상기 코일 기판 사이에 상기 제 1 다극 마그넷이 위치되는

   대물 렌즈 구동 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 다극 마그넷은 적어도 포커싱 방향으로 상이한 극이 배열되도록 분할되어 있고, 상기 제 2 다극 마그넷은 적어도 트래킹 방향으로 상이한 극이 배열되도록 분할되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 다극 마그넷은 제 1 자극 영역과, 상기 제 1 자극 영역을 둘러싸고 트래킹 방향으로 연장된 평평한 저면을 갖는 U자 형상의 제 2 자극 영역을 포함하며, 상기 제 1 자극 영역 및 제 2 자극 영역은 상이한 극으로 착자되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 다극 마그넷은 상기 트래킹 방향으로 3열로 분할되고, 상기 포커싱 방향으로 2행으로 분할되어 형성된 6개의 자극 영역을 구비하고, 상기 6개의 자극 영역은 서로 인접하는 자극 영역이 상이한 극이 되도록 착자되어 있으며, 상기 6개의 자극 영역 중 중앙의 열로서 상방의 행에 위치하는 자극 영역이 제 1 자극 영역이 되는

   대물 렌즈 구동 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 다극 마그넷은 상기 제 2 다극 마그넷과 동일한 구조를 구비하는

   대물 렌즈 구동 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 다극 마그넷은 포커싱 방향으로 2행으로 분할되어 형성된 2개의 자극 영역을 갖고, 상기 2개의 자극 영역은 상이한 극이 되도록 착자되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 코일 기판은 상기 트래킹 코일을 2개 갖고, 상기 2개의 트래킹 코일은 트래킹 방향으로 배치되어 있는

   대물 렌즈 구동 장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 제 1 다극 마그넷, 상기 제 2 다극 마그넷 및 상기 제 1 자극 영역의 트래킹 방향의 폭을 각각 M, N 및 L이라 했을 때, L<M<N 의 관계를 만족하는

    대물 렌즈 구동 장치.
11. 제 4 항에 있어서,

    상기 제 2 다극 마그넷은 포커싱 방향으로 대략 균등한 폭으로 2행으로 분할되고, 트래킹 방향으로 대략 1:2:1의 폭으로 3열로 분할된 6개의 자극 영역을 구비하고, 상기 6개의 자극 영역은 서로 인접하는 자극 영역이 상이한 극이 되도록 착자되어 있으며,

    상기 제 1 다극 마그넷은 상기 포커싱 방향으로 대략 균등한 폭으로 2행으로 분할된 2개의 자극 영역을 갖고, 상기 2개의 자극 영역은 서로 상이한 극이 되도록 착자되어 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 다극 마그넷 및 상기 제 2 다극 마그넷은 포커싱 방향의 폭이 거의 균등하고, 상기 제 1 다극 마그넷의 트래킹 방향의 폭은 상기 제 2 다극 마그넷의 중앙의 자극 영역의 트래킹 방향의 폭과 거의 균등하게 되어 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 다극 마그넷은 상기 제 2 다극 마그넷의 중앙 열에 위치하는 2개의 자극 영역과 대향하도록 배치되어 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 지지부는 상기 포커싱 방향 및 트래킹 방향에 수직인 회전축의 주위에서 회전 가능하도록 상기 가동체를 지지하며,

    상기 코일 기판은 4개의 트래킹 코일을 갖고,

    상기 회전축이 상기 코일 기판과 교차하는 점을 통과하여, 상기 포커싱 방향에 평행한 제 1 축 및 상기 트래킹 방향에 평행한 제 2 축에 대해, 상기 4개의 트래킹 코일은 대칭인 위치에 배치되어 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 2 축에 대하여 상방 2개의 트래킹 코일은 상부 코일 그룹을 형성하도록 직렬로 접속되고, 상기 제 2 축에 대하여 하방 2개의 트래킹 코일은 하부 코일 그룹을 형성하도록 직렬로 접속되어 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 상부 코일 그룹 및 상기 하부 코일 그룹에 동상(同相) 성분의 전류를 통전함으로써 상기 트래킹 방향으로 상기 가동체를 이동시키고, 상기 상부 코일 그룹 및 상기 하부 코일 그룹에 서로 역상(逆相) 성분의 전류를 통전함으로써 상기 가동체를 상기 회전축의 주위로 회전시키는

    대물 렌즈 구동 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 포커싱 코일의 권취축은 상기 회전축과 일치하고 있는

    대물 렌즈 구동 장치.
18. 광헤드에 있어서,

    제 1 항 또는 제 2 항에 따른 대물 렌즈 구동 장치와,

    상기 광비임을 출사하기 위한 광원을 갖는

    광헤드.
19. 광디스크 장치에 있어서,

    광디스크를 회전시키기 위한 모터와,

    상기 광디스크에 수렴된 광비임을 조사하도록 배치된 제 18 항에 따른 광헤드와,

    상기 광비임을 상기 광디스크의 반경 방향으로 이동시키기 위한 이동 수단을 구비하는

    광디스크 장치.

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