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JP2008130224A - 光ピックアップアクチュエータ - Google Patents

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JP2008130224A JP2007186337A JP2007186337A JP2008130224A JP 2008130224 A JP2008130224 A JP 2008130224A JP 2007186337 A JP2007186337 A JP 2007186337A JP 2007186337 A JP2007186337 A JP 2007186337A JP 2008130224 A JP2008130224 A JP 2008130224A
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石中 金
Se-June Park
世▲ジュン▼ 朴
Soo-Han Park
壽韓 朴
Young-Man Ahn
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Abstract

【課題】本発明の目的は、光ピックアップアクチュエータを提供することである。
【解決手段】対物レンズが搭載される可動部と、可動部を移動自在に支持する支持部と、可動部をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させ、チルティングさせる３軸磁気駆動部とを備える光ピックアップアクチュエータであって、３軸磁気駆動部は、対物レンズを中心として、互いに交差して斜めに対向するように支持部に設置される第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石並びに第１及び第２トラッキング駆動用磁石と、各フォーカス／チルト駆動用磁石に対向するように可動部に設置される第１及び第２フォーカスコイル及び各フォーカスコイルに独立して配線される第１及び第２チルトコイルと、各トラッキング駆動用磁石に対向するように可動部に設置される第１及び第２トラッキングコイルとを備える光ピックアップアクチュエータである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップアクチュエータに係り、さらに詳細には、薄型構造であり、かつ独立的なチルトサーボ駆動が可能な光ピックアップアクチュエータに関する。
一般的に、光ピックアップアクチュエータのチルト駆動は、独立駆動方式と差動駆動方式の２つに分類される。
独立駆動方式の場合には、フォーカスコイルと別途にチルト駆動を構成するために、別途の磁石及びチルトコイルから構成された磁気回路が備えられ、チルト駆動が独立的に行われる。
一方、差動駆動方式の場合には、対物レンズを中心としてトラッキング方向にそれぞれ分離された一対のフォーカスコイルに対して、それぞれ電流印加が行われる。これにより、フォーカス駆動時に一対の電流印加による差によって同時にチルト駆動が可能である。このような差動駆動方式は、構造的には、別途の磁石やチルトコイルを必要とせずに、既存の一対のフォーカスコイルによってチルト駆動が可能であるので、容易に薄型化できるという長所がある。しかし、フォーカス駆動とチルト駆動とが一対のフォーカスコイルによって行われるため、サーボ適用の困難さが存在する。すなわち、光ピックアップアクチュエータが、構造的にまたは組立過程でフォーカスとチルト運動と間の相互カップリングが存在する場合には、サーボ適用時にこのようなカップリングの影響のため、フォーカスサーボ及びチルトサーボの困難さが増大する。
本発明は、前記従来の光ピックアップアクチュエータの問題点を解決するために案出されたものであって、構造的に単純化され、かつチルト駆動が独立的に可能な光ピックアップアクチュエータを提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明による光ピックアップアクチュエータは、対物レンズが搭載される可動部と、前記可動部を移動自在に支持する支持部と、前記可動部及び支持部に設置されて、前記可動部をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させてチルティングさせる３軸磁気駆動部とを備える光ピックアップアクチュエータであって、前記３軸磁気駆動部は、前記可動部をフォーカス方向に移動させてチルティングさせるためのものであり、対物レンズを中心として、互いに交差して斜めに対向するように前記支持部に設置される第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石と、前記可動部をトラッキング方向に移動させるためのものであり、対物レンズを中心として、互いに交差して斜めに対向するように前記支持部に設置される第１及び第２トラッキング駆動用磁石と、前記可動部を前記フォーカス方向に移動させるためのものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２フォーカスコイルと、前記可動部をチルティングさせるものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置され、前記第１及び第２フォーカスコイルに独立して配線される第１及び第２チルトコイルと、前記可動部をトラッキング方向に移動させるものであり、前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２トラッキングコイルとを備えることを特徴とする。
ここで、前記第１チルトコイルは、前記第１フォーカスコイルの内側に配置され、前記第２チルトコイルは、前記第２フォーカスコイルの内側に配置されうる。
前記可動部の一側面に前記第１フォーカスコイル、第１チルトコイル、及び第１トラッキングコイルが設置され、前記可動部の前記一側面に対向する他側面に第２フォーカスコイル、第２チルトコイル、及び第２トラッキングコイルがそれぞれ設置されうる。
前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石は、フォーカス方向に上下分極されてもよい。
前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石は、トラッキング方向に左右に分極されてもよい。
前記対物レンズ方向に光が入射されるように、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石及び前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石のうち、光が入射される側に配置されるフォーカス／チルト駆動用磁石とトラッキング駆動用磁石とは、入射される光の直径と等しいか大きく離隔されて配置されうる。
本発明による光ピックアップアクチュエータは、フォーカスサーボ駆動とチルトサーボ駆動とに使われる磁石を共用することによって、構造的に単純化され、フォーカスコイルと別個にチルトコイルを設けて、独立的なチルトサーボ駆動を可能にする。
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態による光ピックアップアクチュエータを詳細に説明する。
図１は、本発明の一の実施形態による光ピックアップアクチュエータを概略的に示す組立斜視図であり、図２は、図１の可動部及び支持部の概略的な分離斜視図である。図３は、図１の３軸磁気駆動部だけを別途に示す。
図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施形態による光ピックアップアクチュエータは、対物レンズ１０が搭載される可動部２０と、可動部２０を移動自在に支持する支持部と、可動部２０及び支持部に設置されて、可動部をサーボ駆動する３軸磁気駆動部とを備える。ここで、支持部は、一端が可動部２０に結合されて弾性支持するサスペンション３１と、サスペンション３１の他端を固定するホルダー３２と、ホルダー３２が付着されたベース３３とを備える。
本発明の主要な特徴である３軸磁気駆動部は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２と、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４と、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と、第１及び第２チルトコイル５３、５４（図２及び図３にそれぞれ示される）と、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６とを備える。
第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２は、対物レンズ１０を中心として斜めに対向するようにベース３３に設置される。第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２は、ｚ方向に上下分極される。後述のように、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２のそれぞれは、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と電磁的相互作用をし、±ｚ方向の駆動力を発生させる。また、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２のそれぞれは、第１及び第２チルトコイル５３、５４と電磁的相互作用をし、ｘ軸を中心としてチルティングする駆動力を発生させる。駆動力を効率的に発生させるためには、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２で発生する磁力線が、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とを垂直に通過するようにすることが望ましい。したがって、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２のそれぞれは、示された点線を境界としてｘ方向に分極されている上部磁石４１ａ、４２ａ及び下部磁石４１ｂ、４２ｂが接合されて構成される。このとき、一対の上部磁石４１ａ、４２ａの互いに斜めに対向する磁極４１１ａ、４２１ａは、同極性であるか、または逆極性であってもよい。同様に、一対の下部磁石４１ｂ、４２ｂの互いに斜めに対向する磁極４１１ｂ、４２１ｂは、同極性であるか、または逆極性であってもよい。ただし、磁極の配置によって、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２及び第１及び第２チルトコイル５３、５４の印加される電流の方向が変わる。
図３を参照すれば、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２と互いに交差し、斜めに対向するようにベース３３に設置される。第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４は、ｙ方向で左右に分極される。後述のように、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４は、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６と電磁的相互作用をして、±ｙ方向の駆動力を発生させるので、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４は、示された点線を境界としてｘ方向に分極されている左側磁石４３ａ、４４ａ及び右側磁石４３ｂ、４４ｂが接合されて構成されうる。このとき、一対の左側磁石４３ａ、４４ａの互いに斜めに対向する磁極４３１ａ、４４１ａは、同極性であるか、または逆極性であってもよい。同様に、一対の右側磁石４３ｂ、４４ｂの互いに斜めに対向する磁極４３１ｂ、４４１ｂは、同極性であるか、または逆極性であってもよい。これにより、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６の印加される電流方向が変わる。
図２を参照すれば、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２と第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４のそれぞれで形成する磁路を効果的に形成させるためのヨークをさらに備えてもよい。前記ヨークは、第１及び第２外側ヨーク３５、３６と内側ヨーク３７とを有する。第１及び第２外側ヨーク３５、３６は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２及び第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４の外側にベース３３上に設けられる。内側ヨーク３７は、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とを挟んで、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２のそれぞれと対向するようにベース３３に設けられる。内側ヨーク３７を配置するために、可動部２０には、４個の貫通ホール２７が設けられている。
対物レンズ１０方向に光が通過できる光通路を確保するために、光が入射される側に配置される第１フォーカス／チルト駆動用磁石４１と第１トラッキング駆動用磁石４３とは、入射される光の直径と等しいか大きく離隔されて配置される。また、前記第１フォーカス／チルト駆動用磁石４１と第１トラッキング駆動用磁石４３との側に配置される第１外側ヨーク３５とには、入射される光が通過できる光ガイドホール３５ａが設けられる。
第１及び第２フォーカスコイル５１、５２は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２のそれぞれに対向するように、可動部２０に設置される。
第１及び第２チルトコイル５３、５４は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２にそれぞれ対向するように、可動部２０に第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と共に設置される。後述のように、フォーカスサーボ駆動及びチルトサーボ駆動の駆動力を考慮すれば、第１及び第２チルトコイル５３、５４のそれぞれは、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２それぞれの内側に配置されうる。例えば、図２に示すように、第１チルトコイル５３が可動部２０に設けられたスプール２１に巻き回され、第１フォーカスコイル５１は、巻き回された第１チルトコイル５３の外側に巻き回される。同様に、第２フォーカスコイル５２は、巻き回された第２チルトコイルの外側に巻き回される。本発明の第１及び第２チルトコイル５３、５４は、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２に独立して配線される。
第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４にそれぞれ対向するように、前記可動部２０に設けられたスプール２２に巻き回される。
第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とは、後述のように、±ｙ方向に流れる電流を用いてサーボ駆動力に寄与する。一方、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、後述のように、±ｚ方向に流れる電流を用いてサーボ駆動力に寄与する。したがって、前記第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とは、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の上下分極に対応する上、下側領域が有効領域である。一方、前記第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４の左右の分極に対応する左、右側領域が有効領域となる。効果的に駆動力を確保するために、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とは、ｙ方向の導線長がさらに長く巻き回され、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、ｚ方向の導線長がさらに長く巻き回されうる。例えば、示されたように、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とは、ｙ方向に長い矩形に巻き回され、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、ｚ方向に長い矩形に巻き回されうる。
前記可動部２０の対向する二側面に、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と、第１及び第２チルトコイル５３、５４と、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６とがそれぞれ設置されて、配置空間の効率性を高める。
前述のコイル５１、…、５６の例として巻線コイルを例示したが、これに限定されるものではない。一例として、フォーカスコイル、チルトコイル、及びトラッキングコイルは、フィルム上にコイル形態がパターニングされて製造される薄膜コイル形態であってもよい。フォーカスコイルとチルトコイルとは、同じフォーカス／チルト駆動用磁石と対向するように配置されるので、薄膜コイルをフォーカスコイルとチルトコイルとして採択する場合、同一位置で複数の薄膜コイルが重畳して配置されるように構成してもよい。
サスペンション３１は、金属ワイヤーのような複数の導電性弾性支持材からなって、一端が可動部２０の突出部２５に結合され、他端がホルダー３２に結合される。サスペンション３１は、可動部２０に設けられたコイル５１、…、５６に電流を供給する通路となる。すなわち、サスペンション３１の一端は、各コイル５１、…、５６に電気的に連結され、サスペンション３１の他端は、ホルダー３１の後方に設けられたプリント基板（図示せず）に電気的に連結される。それぞれ第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と、第１及び第２チルトコイル５３、５４と、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６に独立的に電流が印加されるので、サスペンション３１は、少なくとも６個の弾性支持材を備える。
本発明において、フォーカスサーボ駆動のためのコイル（すなわち、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２）と、チルトサーボ駆動のためのコイル（すなわち、第１及び第２チルトコイル５３、５４）とが、それぞれ一対ずつ使われる一方、フォーカスサーボ駆動のための磁石と、チルトサーボ駆動のための磁石とは、一体となって一対のフォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２が共用される。このような構成を有する３軸磁気駆動部は、独立的にフォーカスサーボ、トラッキングサーボ、及びチルトサーボの３軸駆動を可能にする。さらに、本発明の３軸磁気駆動部は、従来のチルト駆動方式中、フォーカスとチルト運動の相互カップリングに関係なく、チルト駆動できる独立駆動方式の長所と、構造的に単純化され、薄型光ピックアップアクチュエータの具現が可能な差動駆動方式の長所とをいずれも有する。
以下、図３ないし図７Ｂを参照して、本発明の光ピックアップアクチュエータの駆動方法について詳細に説明する。図４は、３軸磁気駆動部の原理を説明するための図であり、図５Ａないし図７Ｂは、図３の３軸磁気駆動部の上部から見た図である。
図４を参照すれば、磁場Ｂのある所に、導線６０が磁場の方向に垂直に置かれた場合、導線６０に流れる電流ｉに対して電磁的相互作用によるローレンツ力Ｆが、単位長さ当りＢｉほど作用する。この際に作用するローレンツ力Ｆの方向は、電流ｉの方向をｘ方向、磁場Ｂの方向をｙ方向としたとき、ｚ方向である。本願発明の３軸磁気駆動部は、このようなローレンツ力によってサーボ駆動が行われる。
図３及び図５Ａないし図７Ｂにおいて、光ピックアップアクチュエータのサーボ駆動は、光ディスク（図示せず）に対する可動部（図１の２０）の位置を補正する動きである。したがって、光ピックアップアクチュエータの３軸磁気駆動部は、光ディスクを基準として位置限定を行うことが有用である。図面でｘ方向は、光ディスク（図示せず）のトラックに対する接線方向であり、ｙ方向は、光ディスクの直径方向であり、ｚ方向は、光ディスクに垂直な方向である。このとき、ディスクの反りに対応して、接線方向（すなわち、ｘ方向）の軸を可動部２０がチルティングすることをチルトサーボ駆動と言い、この意味で前記接線方向は、チルト方向という。また、前記直径方向（すなわち、ｙ方向）は、可動部２０のトラッキングサーボ駆動時に移動する方向であり、トラッキング方向という。前記垂直方向（すなわち、ｚ方向）は、対物レンズ（図１の１０）のフォーカスサーボ駆動時に移動する方向であり、フォーカス方向という。
図５Ａと図５Ｂを参照して、フォーカスサーボ駆動について説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示された第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の磁極は、上部磁石４１ａ、４２ａの磁極であり、示された第１及び第２フォーカスコイル５１、５２に流れる電流ｉは、上側の電流方向を基準として示したものである。フォーカスサーボ駆動は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２から放出する磁場Ｂと、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２に±ｙ方向に流れる電流ｉとによる力によって行われる。
図５Ａは、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の各分極が同極性であり、斜めに対向する場合である。第１及び第２フォーカスコイル５１、５２のそれぞれに流れる電流ｉの方向は、一方のコイルに流れる電流ｉの方向が時計回り方向であれば、他方のコイルに流れる電流ｉの方向が逆時計回り方向である。すなわち、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２は、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、互いに異なる方向となるように配線される。このような場合、可動部２０の両側面で同時にｚ方向または−ｚ方向の力Ｆｏ１、Ｆｏ２を受けるので、フォーカスサーボ駆動が可能である。ここで、時計回り方向は、図５ａに示した座標軸において、−ｘ方向からｘ方向にねじが巻かれる方向であると定義した。
例えば、第１フォーカス／チルト駆動用磁石４１は、第１フォーカスコイル５１側に−ｘ方向の磁場Ｂを放出し、第１フォーカスコイル５１は、ｙ方向に電流ｉが流れる場合、第１フォーカスコイル５１が受ける力Ｆｏ１は、ｚ方向に向かう。同様に、第２フォーカス／チルト駆動用磁石４２が、第２フォーカスコイル５２側にｘ方向の磁場Ｂを放出し、第２フォーカスコイル５２は、−ｙ方向に電流ｉが流れる場合、第２フォーカスコイル５２が受ける力Ｆｏ２は、ｚ方向に向かう。その結果、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２が付着されている可動部（図１の２０）は、ｚ方向の力を受ける。もし、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２に流れる電流ｉの方向が反対となれば、可動部２０に作用する力Ｆｏ１、Ｆｏ２は、−ｚ方向に向かう。
図５Ｂは、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の各分極が逆極性であり、斜めに対向する場合である。図５Ｂを参照すれば、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の各分極が逆極性であり、斜めに対向する場合であるので、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２は、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向の一方向に統一されるように配線される。このような場合、可動部２０の両側面で同時にｚ方向または−ｚ方向の力Ｆｏ３、Ｆｏ４を受けるので、フォーカスサーボ駆動が可能である。
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、チルトサーボ駆動について説明する。図６Ａ及び図６Ｂに示された第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の磁極は、上部磁石４１ａ、４２ａの磁極であり、示された第１及び第２チルトコイル５３、５４に±ｙ方向に流れる電流ｉは、上側の電流方向を基準として示したものである。チルトサーボ駆動は、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２から放出する磁場Ｂと、第１及び第２チルトコイル５３、５４に流れる電流ｉとによる力によって行われる。
図６Ａは、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の各分極が同極性であり、斜めに対向する場合である。第１及び第２チルトコイル５３、５４は、電流印加時、電流方向が同じ方向となるように配線される。この場合、可動部２０の両側面で異なる方向の力Ｔｉ１、Ｔｉ２を受けるので、チルトサーボ駆動が可能である。例えば、第１フォーカス／チルト駆動用磁石４１は、第１チルトコイル５３側に−ｘ方向の磁場Ｂを放出し、第１チルトコイル５３は、−ｙ方向に電流ｉが流れる場合、第１チルトコイル５３が受ける力Ｔｉ１は、−ｚ方向に向かう。一方、第２フォーカス／チルト駆動用磁石４２が、第２チルトコイル５４側にｘ方向の磁場Ｂを放出し、第２チルトコイル５４は−ｙ方向に電流ｉが流れる場合、第２チルトコイル５４が受ける力Ｔｉ２は、ｚ方向に向かう。この結果、第１チルトコイル５３に作用する力Ｔｉ１と第２チルトコイル５４に作用する力Ｔｉ２とは、反対方向となって、可動部（図１の２０）は、ねじれ力を受ける。
図６Ｂは、第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２の各分極が逆極性であり、斜めに対向する場合である。図６Ｂを参照すれば、第１及び第２チルトコイル５３、５４は、電流印加時、電流方向が互いに反対方向となるように配線される。このような場合、可動部２０の両側面で異なる方向の力Ｔｉ３、Ｔｉ４を受けるので、チルトサーボ駆動が可能である。
本実施形態のように、第１及び第２チルトコイル５３、５４が設置されていない可動部２０の両側面に、サスペンション３１が付着される場合、第１及び第２チルトコイル５３、５４に作用する異なる方向の力Ｔｉ１、Ｔｉ２によって、ｘ軸を基準としてラジアルチルティングする力が可動部２０に作用する。これによる可動部２０のチルティングは、光ディスク（図示せず）への記録／再生時に光ディスクの反りに対応するように調整されて、発生しうる欠陥を防止する。
光ディスクの反りは、一般的にきわめて微細であり、このような可動部２０のチルティングは、フォーカスサーボ駆動に比べて小さく駆動しても十分なので、第１及び第２チルトコイル５３、５４に作用する力が、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２に作用する力より小さくなるように構成してもよい。ローレンツ力の強度は、磁束に垂直な導線の長さに比例するという点を考慮して、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２は、外側に配置されて磁束にさらに多く露出され、第１及び第２チルトコイル５３、５４のそれぞれは、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２の内側に配置されて、相対的に磁束にさらに少なく露出されるように構成してもよい。このように、フォーカス／チルト駆動用磁石４１、４２を共用しながら、第１及び第２フォーカスコイル５１、５２と第１及び第２チルトコイル５３、５４とを内外側に配置することによって、構造的に単純化され薄型に製造することが容易であり、かつフォーカスサーボとチルトサーボとの相互カップリングなしにサーボ駆動することができる。
図７Ａと図７Ｂを参照して、トラッキングサーボ駆動について説明する。図７Ａ及び図７Ｂに示された第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４の磁極は、左右に分極された左側磁石４３ａ、４４ａ及び右側磁石４３ｂ、４４ｂの極性であり、ｚ方向にかけて同一である。トラッキングサーボ駆動は、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４から放出する磁場Ｂと、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６に±ｚ方向に流れる電流ｉとによる力により行われる。
図７Ａは、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４の各分極が同極性であり、斜めに対向する場合である。第１及び第２トラッキングコイル５５、５６のそれぞれに流れる電流ｉの方向は、一方のコイルに流れる電流ｉの方向が時計回り方向であれば、他方のコイルに流れる電流ｉの方向が逆時計回り方向である。このような場合、可動部２０の両側面で同時にｙ方向または−ｙ方向の力Ｔｒ１、Ｔｒ２を受けるので、トラッキングサーボ駆動が可能である。
例えば、第１トラッキング駆動用磁石４３は、左側磁石４３ａの第１トラッキングコイル５５に対向する分極がＳ極であり、右側磁石４３ｂの第１トラッキングコイル５５に対向する分極がＮ極となるようにする。一方、第１トラッキング駆動用磁石４３の左側磁石４３ａに対向する第１トラッキングコイル５５の左側部分は、−ｚ方向に電流ｉが流れ、第１トラッキング駆動用磁石４３の右側磁石４３ｂに対向する第１トラッキングコイル５５の右側部分は、ｚ方向に電流ｉが流れるようにする。この場合、第１トラッキングコイル５５は、−ｙ方向の力Ｔｒ１を受ける。もし、第１トラッキングコイル５５に流れる電流ｉの方向が反対となれば、ｙ方向の力Ｔｒ１が作用する。
これと同様に、第２トラッキング駆動用磁石４４は、左側磁石４４ａの第２トラッキングコイル５６に対向する分極がＳ極であり、右側磁石４４ｂの第２トラッキングコイル５６に対向する分極がＮ極となるようにする。一方、第２トラッキング駆動用磁石４４の左側磁石４４ａに対向する第２トラッキングコイル５６の左側部分は、ｚ方向に電流が流れ、第１トラッキング駆動用磁石４３の右側分極４３ｂに対向する第２トラッキングコイル５６の右側部分は、−ｚ方向に電流が流れる。この場合、第２トラッキングコイル５５は、−ｙ方向の力Ｔｒ２を受ける。もし、第２トラッキングコイル５６に流れる電流ｉの方向が反対となれば、ｙ方向の力Ｔｒ２が作用する。
前述のように、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６は、同じ方向の力Ｔｒ１、Ｔｒ２を受けるので、可動部（図１の２０）は、±ｙ方向、すなわちトラッキング方向の力を受けてトラッキングサーボ駆動が可能になる。
図７Ｂは、第１及び第２トラッキング駆動用磁石４３、４４の各分極が逆極性であり、斜めに対向する場合である。このとき、第１及び第２トラッキングコイル５５、５６のそれぞれに流れる電流ｉの方向は、いずれも時計回り方向または逆時計回り方向である。このような場合、可動部２０の両側面で同時にｙ方向または−ｙ方向の力Ｔｒ３、Ｔｒ４を受けるので、トラッキングサーボ駆動が可能である。
図８は、本発明による光ピックアップアクチュエータが採用された光記録／再生装置の構成を概略的に示す図である。
本発明による光記録／再生装置は、光情報記録媒体、例えば、光ディスクＤを回転させるスピンドルモータ８５と、前記光ディスクＤの半径方向に移動自在に設置されて、光ディスクＤに記録された情報を判読するか、または情報を記録する光ピックアップ装置８０と、前記スピンドルモータ８５と光ピックアップ装置８０とを駆動するための駆動部８７と、前記光ピックアップ装置８０のフォーカス、トラッキング及びチルトサーボを制御するための制御部８９とを備える。ここで、参照番号８２は、光ディスクＤが装着されるターンテーブルを、８３は、光ディスクＤをチャッキングするためのクランプを示す。
前記光ピックアップ装置８０は、光源から出射された光を光ディスクＤに集束させる対物レンズ１０を有する光学系と、この対物レンズ１０をフォーカス、トラッキング及びチルト方向にサーボ駆動するための光ピックアップアクチュエータとを備える。前記光ピックアップアクチュエータとしては、本発明による光ピックアップアクチュエータを採用する。前記光ピックアップアクチュエータの構造は、前述した通りであるので、その詳細な説明を省略する。
光ディスクＤから反射された光は、光ピックアップ装置８０に設けられた光検出器を通じて検出され、光電変換されて電気信号に変わり、該電気信号は、駆動部８７を介して制御部８９に入力される。前記駆動部８７は、前記スピンドルモータ８５の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ装置８０を駆動する。前記制御部８９は、駆動部８７から入力された信号を基に調節されたフォーカスサーボ、チルトサーボ及びトラッキングサーボに対する命令をさらに駆動部８７に送り、フォーカスサーボ、チルトサーボ及びトラッキングサーボを行わせる。言い換えれば、光記録／再生装置は、本発明による光ピックアップアクチュエータを採用して、対物レンズを光ディスクに対して移動させつつ、ターンテーブルに搭載された光ディスクに／から情報を記録及び／または再生を行う。
一方、一般的に光記録／再生装置には、光ディスクＤに情報を記録／再生する過程で光ディスクＤが曲げ及びねじれがある場合、このようなチルトを検出するためのチルトセンサー（図示せず）がさらに備えられている。このチルトセンサーは、例えば光ピックアップ装置８０の基準面または光ピックアップアクチュエータのカバー（図示せず）面に付着されて、光ディスクＤの回転時に周波数特性が含まれた光ディスクＤのチルト量を測定する。また、可動部の側面部に、周波数特性が含まれた対物レンズ１０のチルト量測定を可能にするもう一つのチルトセンサーが備えられていてもよい。このように、チルトセンサーによって測定された光ディスクＤ及び対物レンズ１０のチルト量に対する信号は、差動増幅器を経て光ピックアップアクチュエータの一対のチルトコイルに印加される入力信号として活用される。このチルトコイルに電流が印加されれば、チルトコイルに流れる電流方向と垂直な方向に磁束を発生させる磁石と電流との相互作用によって、可動部をチルトさせうる電磁力、すなわち、モーメントが発生する。チルトコイルによって発生するモーメントは、光ディスクＤと対物レンズ１０との間の相対的なチルト量を減らす方向に作用する。
このような本発明の光ピックアップアクチュエータは、理解を助けるために図面に示す実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されなければならない。
本発明は、光ディスクの記録／再生に関連する技術分野に好適に用いられる。
本発明の望ましい実施形態による光ピックアップアクチュエータの概略的な組立斜視図である。 図１の分離斜視図である。 図１の３軸磁気駆動部を別途に示す図である。 図１の３軸磁気駆動部の原理を説明するための概念図である。 フォーカスサーボ駆動を説明するための概念図である。 フォーカスサーボ駆動を説明するための概念図である。 チルトサーボ駆動を説明するための概念図である。 チルトサーボ駆動を説明するための概念図である。 トラッキングサーボ駆動を説明するための概念図である。 トラッキングサーボ駆動を説明するための概念図である。 本発明による光ピックアップアクチュエータが採用された光記録／再生装置の概略図である。
符号の説明
１０ 対物レンズ
２０ 可動部
３１ サスペンション
３２ ホルダー
３３ ベース
３５ 第１及び第２外側ヨーク
３５ａ 光ガイドホール
３６ 第１及び第２外側ヨーク
３７ 内側ヨーク
４１ 第１フォーカス／チルト駆動用磁石
４２ 第２フォーカス／チルト駆動用磁石
４３ 第１トラッキング駆動用磁石
４４ 第２トラッキング駆動用磁石
５１ 第１フォーカスコイル
５２ 第２フォーカスコイル
５３ 第１チルトコイル
５４ 第２チルトコイル
５５ 第１トラッキングコイル
５６ 第２トラッキングコイル
Ｂ 磁場
ｉ 電流

Claims (18)

  1. 対物レンズが搭載される可動部と、前記可動部を移動自在に支持する支持部と、前記可動部及び支持部に設置されて、前記可動部をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させ、チルティングさせる３軸磁気駆動部と、を備える光ピックアップアクチュエータにおいて、
    前記３軸磁気駆動部は、
    前記可動部をフォーカス方向に移動させ、チルティングさせるためのものであり、対物レンズを中心として、互いに交差して斜めに対向するように前記支持部に設置される第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石と、
    前記可動部をトラッキング方向に移動させるためのものであり、対物レンズを中心として、互いに交差して斜めに対向するように前記支持部に設置される第１及び第２トラッキング駆動用磁石と、
    前記可動部を前記フォーカス方向に移動させるためのものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２フォーカスコイルと、
    前記可動部をチルティングさせるものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置され、前記第１及び第２フォーカスコイルに独立して配線される第１及び第２チルトコイルと、
    前記可動部をトラッキング方向に移動させるものであり、前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２トラッキングコイルと、を備えることを特徴とする光ピックアップアクチュエータ。
  2. 前記第１チルトコイルは、前記第１フォーカスコイルの内側に配置され、前記第２チルトコイルは、前記第２フォーカスコイルの内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  3. 前記第１及び第２チルトコイルは、前記可動部に設けられた複数のスプールにそれぞれ巻き回され、
    前記第１フォーカスコイルは、前記第１チルトコイルの外側に巻き回され、前記第２フォーカスコイルは、前記第２チルトコイルの外側に巻き回されることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  4. 前記可動部の一側面に前記第１フォーカスコイル、第１チルトコイル、及び第１トラッキングコイルが設置され、前記可動部の前記一側面に対向する他側面に第２フォーカスコイル、第２チルトコイル、及び第２トラッキングコイルがそれぞれ設置されることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  5. 前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石は、フォーカス方向に上下に分極されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  6. 前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石の各分極は、斜めに対向する分極が同極性を有することを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  7. 前記第１及び第２フォーカスコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、互いに異なる方向となるように配線され、
    前記第１及び第２チルトコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、一方向に統一されるように配線されたことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  8. 前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石の各分極は、斜めに対向する分極が逆極性を有することを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  9. 前記第１及び第２フォーカスコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、一方向に統一されるように配線され、
    前記第１及び第２チルトコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、互いに異なる方向となるように配線されたことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  10. 前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石は、トラッキング方向に左右に分極されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  11. 前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石の左側分極のそれぞれと右側分極のそれぞれとは、同極性が斜めに対向するように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  12. 前記第１及び第２トラッキングコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、互いに異なる方向となるように配線されたことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  13. 前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石の左側分極のそれぞれと右側分極のそれぞれとは、逆極性が互いに斜めに対向するように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  14. 前記第１及び第２トラッキングコイルは、電流印加時、電流方向が時計回り方向及び逆時計回り方向のうち、一方向に統一されるように配線されたことを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  15. 前記対物レンズ方向に光が入射されるように、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石及び前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石のうち、光が入射される側に配置されるフォーカス／チルト駆動用磁石とトラッキング駆動用磁石とは、入射される光の直径と等しいか大きく離隔されて配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  16. 前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石、第１及び第２トラッキング駆動用磁石のそれぞれ、及び磁気回路を形成するヨークをさらに備え、
    前記ヨークは、前記入射される光が通過できる光ガイドホールを備えることを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップアクチュエータ。
  17. 光ピックアップアクチュエータをトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動させ、前記光ピックアップアクチュエータをチルティングさせる３軸磁気駆動装置において、
    前記光ピックアップアクチュエータの可動部をフォーカス方向に駆動させてチルティングさせるものであり、前記可動部を移動自在に支持する支持部の対向する二側面に、斜めに互いに交差するように設置される第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石と、
    前記可動部をトラッキング方向に移動させるためのものであり、前記支持部の対向する二側面に、前記斜めに互いに交差するように設置される第１及び第２トラッキング駆動用磁石と、
    前記可動部を前記フォーカス方向に移動させるためのものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２フォーカスコイルと、
    前記可動部をチルティングさせるものであり、前記第１及び第２フォーカス／チルト駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置され、前記第１及び第２フォーカスコイルに独立して配線される第１及び第２チルトコイルと、
    前記可動部をトラッキング方向に移動させるものであり、前記第１及び第２トラッキング駆動用磁石のそれぞれに対向するように、前記可動部に設置される第１及び第２トラッキングコイルと、を備えることを特徴とする３軸磁気駆動装置。
  18. 前記第１チルトコイルは、前記第１フォーカスコイルの内側に配置され、前記第２チルトコイルは、前記第２フォーカスコイルの内側に配置されることを特徴とする請求項１７に記載の３軸磁気駆動装置。
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