(57)【要約】　　　（修正有）【課題】光ディスク用対物レンズ駆動装置において、フォーカス方向とトラッキング方向の２軸に加え、この両者で形成される面内のチルト方向制御を付加さる構造において、永久磁石の片面に２極着磁により形成された共通する磁界内部に新たにチルト方向制御を付加させて、シンプルな構成にて提供する。【解決手段】一つのフォーカス用コイル３を対物レンズ１の中心に対してディスクの外周側と内周側に配置した２つのコイルに分け、トラキング用の各コイルと共に多層集積工法を利用して一体化させることにより、従来のシンプルな共通磁界にてチルト制御を付加させることが出来る。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを保持するレンズホルダーと、固定ベースに設けられたサスペンションホルダーと、前記サスペンションホルダーの左右両側から上下方向に間隔をおいて延び、他端が前記レンズホルダーに固定され前記レンズホルダーを変位可能に支持している６本のサスペンションワイヤーと、前記レンズホルダーに取り付けられたフォーカス方向とトラッキング方向、更にフォーカスとトラッキングの両方向で形成される面内のチルト方向に変位させる各駆動用コイルがあり、前記駆動用コイルにはサスペンションワイヤーを経由して制御電流が供給されており、前記の各駆動用コイルに対して、片側面にＮ極とＳ極が２分して２極着磁がなされた磁石を配置し、レンズの光軸に対して直角方向で、サスペンションワイヤーの延長方向にＮ→Ｓ方向とＳ→Ｎ方向に隣り合わせて形成された磁場をコイルに近接構成させた光ピックアップ用対物レンズ駆動装置であって、片側面の２極着磁により形成される共通磁界において上下方向のフォーカスコイル、左右方向のトラッキングコイル、及びフォーカスとトラッキングで形成される面内でのチルトコイルの３方向を駆動するコイルを一体化集積コイルとして配置したことを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ駆動装置。
【請求項２】
対物レンズを保持するレンズホルダーと、固定ベースに設けられたサスペンションホルダーと、前記サスペンションホルダーの左右両側から上下方向に間隔をおいて延び、他端が前記レンズホルダーに固定され前記レンズホルダーを変位可能に支持している６本のサスペンションワイヤーと、前記レンズホルダーに取り付けられたフォーカス方向とトラッキング方向、更にフォーカスとトラッキングの両方向で形成される面内のチルト方向に変位させる各駆動用コイルがあり、前記駆動用コイルにはサスペンションワイヤーを経由して制御電流が供給されており、前記の各駆動用コイルに対して、片側面にＮ極とＳ極が２分して２極着磁がなされた磁石を配置し、レンズの光軸に対して直角方向で、サスペンションワイヤーの延長方向にＮ→Ｓ方向とＳ→Ｎ方向に隣り合わせて形成された磁場をコイルに近接構成させた光ピックアップ用対物レンズ駆動装置であって、上下方向用フォーカスコイルと左右方向用トラッキングコイルと回転方向用チルトコイルで形成した一対のコイルブロックを対物レンズの光軸を挟む前後に対称的に配置したことを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
対物レンズを保持するレンズホルダーと、固定ベースに設けられたサスペンションホルダーと、前記サスペンションホルダーの左右両側から上下方向に間隔をおいて延び、他端が前記レンズホルダーに固定され前記レンズホルダーを変位可能に支持している６本のサスペンションワイヤーと、前記レンズホルダーに取り付けられたフォーカス方向とトラッキング方向、更にフォーカスとトラッキングの両方向で形成される面内のチルト方向に変位させる各駆動用コイルがあり、前記駆動用コイルにはサスペンションワイヤーを経由して制御電流が供給されており、前記の各駆動用コイルに対して、片側面にＮ極とＳ極が２分して２極着磁がなされた磁石を配置し、レンズの光軸に対して直角方向で、サスペンションワイヤーの延長方向にＮ→Ｓ方向とＳ→Ｎ方向に隣り合わせて形成された磁場をコイルに近接構成させた光ピックアップ用対物レンズ駆動装置であって、フォーカス用コイルとトラッキング用コイルのコイルブロックと共に、更にチルト方向に傾き力を形成するチルトコイルを付加させて、このチルトコイルにバイアス制御電流を供給してチルト角度を制御することを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク状の記録媒体に光スポットを照射して。光学的に情報を記録したり、再生することが出来る光ディスク装置の光ピックアップ用対物レンズ駆動装置に関するものである。
【従来の技術】
以下に従来の光ディスク装置の光ピックアップ用対物レンズ駆動装置について説明する。
第５図と第６図は従来の光ピックアップ用対物レンズ駆動装置の中で、再生だけでなく記録も出来る記録再生用対物レンズ駆動装置を示す。第５図は平面図、第６図は側面図を示す。対物レンズ１はレンズホルダー１５に固定されている。レンズホルダー１５の前後には４個のマグネット１６，１７，１８，１９が埋め込まれて構成されたレンズブロックが４本の支持ワイヤー２０によりサスペンションホルダー２１及び基板２２により支持されている。該レンズブロックを駆動させるために垂直方向（光軸と並行）に巻かれたトラッキングコイル２３の外側に水平方向（光軸に対して直角方向）に重ねて巻かれたフォーカス又はチルト用コイル２７で構成されたコイルブロックＡがあり、厚み方向にＮ極とＳ極に着磁された永久磁石１６に対向してベース部３１側に固定されている。同様に、コイル２４と２８で構成されたコイルブロックＢ、コイル２５と２９で構成されたコイルブロックＣ、コイル２６と３０で構成されたコイルブロックＣがそれぞれ永久磁石１７，１８，１９に対向してベース部３１側に固定配置されている。第５図の永久磁石の厚み方向に破線で表現した部分は各永久磁石からの磁場発生状況を示している。従って第５図に示すトラッキング方向にレンズブロックを駆動する場合はフレミングの左手の法則に従って、トラッキングコイル２３，２４、２５，２６の４つのコイルに電流を流すことによりレンズブロックをトラッキング方向に駆動出来る。また、フォーカス方向に駆動させるにはフォーカスコイル２３と３０で構成する（光ディスクの内周側とする）内周側サイド、及びフォーカスコイル２８と２９で構成される光ディスクの外周側とする）外周側サイドの２つのフォーカス又はチルト駆動部に分けて駆動している。内周側サイドと外周側サイドを同時に同相で駆動すれば単純に上下フォーカス方向に駆動出来る。また、内周側サイドと外周側サイドを逆相（逆方向）に駆動するとレンズの駆動重心を中心としてフォーカス方向とトラッキング方向で形成される面内において回転力となり、４本のサスペンションワイヤーで形成された全体の金属バネ機構とで形成されるバネ力とのバランスの範囲で、レンズの光軸姿勢が回転制御される。これは、特に光ディスクを記録したり再生する際に光ディスクのそり成分に対してレンズの光軸を微少に調整するチルト制御を行うものである。光ディスクの内周から外周にかけて動作させる時に常にレンズの光軸を光ディスクに対して垂直に姿勢制御をすることが光ディスクに情報を記録する際には必要な機能であり、上下方向のフォーカス駆動と左右方向のトラッキング駆動に加えて、微少な回転方向であるチルト駆動をさせることが求められている。この従来例はレンズホルダー側に実装された４個の永久磁石が可動部となるムービングマグネット方式の事例であり、大変複雑な構造となっている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成に於いては、第５図、第６図に示すように可動部分であるレンズブロックに４個の永久磁石が実装固着されており、重量的にも重くなり、必要感度を得るのに難度が高く、また高倍速化の要望に対して高い周波数への対応にも難点が発生する問題がある。
駆動コイルもトラッキング側のコイルとフォーカス側のコイルの巻装が複雑となり４ブロックの実装においても構造的に複雑となり、部品点数も大変多く、組立生産においてコスト高になり効率的な量産性を阻害するという問題があった。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、構造的にシンプルで、軽量なレンズ可動部分を実現し、高性能と低コスト、良好な量産性を実現するチルト駆動付き対物レンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の光ピックアップ用対物レンズ駆動装置は、レンズを保持しているレンズホルダーにコイルブロックとして薄型で多層構成が可能なプリントコイル形成技術を利用したもので、複数のコイルを重ねて板状の薄い集積型平板コイルを構成し、可動部分を軽量かつ小型ブロックで構成する。そして電流駆動とサスペンションを兼ねた６本のワイヤーで片持ち支持を行う。このコイルブロックは内周側フォーカスコイルと外周側フォーカスコイルを平面的にレンズ光軸の左右に配置し、これらの平板コイルにトラッキングコイルを重ねて配置して両者を一体化した平板形状のコイルブロックとして構成されている。
磁石配置は片面においてＮ極とＳ極が上下に２分する２極着磁とし、平板形状の永久磁石を平板コイルに近接配置をする。さらに、同様に２極着磁をした平板形状の永久磁石の異極側を互いに対向させて強力な磁気空間を形成することにより高い磁場が構成できる。各永久磁石の背面には磁性材料よりなるヨーク材で保持をすることにより、全体の磁路の閉磁路化を形成させて、更に効率の高い磁界を形成する。この説明には２個の永久磁石で説明したが、１個の永久磁石の片面に２極着磁をした永久磁石に対向させて、磁性材料よりなるヨークで同様の磁気回路を形成させることも可能である。この場合は少し効率は落ちるが動作としては同様の効果を得ることが出来る。
上記の各構成は構造的にシンプルであり、小型軽量で強固な可動レンズブロックの構成が可能となり、高性能でかつ効率的な量産性が期待出来る。
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、対物レンズを保持するレンズホルダーを変位可能に支持しているサスペンションワイヤーと、前記レンズホルダーのレンズの光軸に平行で、かつレンズに近接して取り付けられたフォーカス方向とトラッキング方向、及びこの２方向で形成される面内での光軸において回転方向に微少に駆動させるチルト方向を加えて全部で３方向に変位させるため、一体化された各駆動用コイルの形態と、前記各駆動用コイルに制御電流を供給中継するとともに片持ち支持を行い、左と右に各３本として合計６本のバネ性を有する金属ワイヤーにより結合支持された光ピックアップ形態が大きな作用を有している。また、該平板四角形の永久磁石の片面を単純な２極着磁によりシンプルに形成された共通する磁気的空間に、一体化された駆動用コイルを配置することによってフォーカスとトラッキングとチルトの３方向の駆動が可能となる作用を有する。
請求項２に記載の発明は、コイルの構成において一体化された各駆動用コイルをレンズの光軸を挟む前後にそれぞれ平行配置し、前記各駆動用コイルに制御電流を供給中継するとともに片持ち支持を行う左と右に各３本、合計６本のバネ性を有する金属ワイヤーにより結合支持された光ピックアップ用駆動装置であって、２極着磁のシンプルな共通の磁気的空間において、レンズホルダの前後に配置された２個の一体化された集積コイルによってフォーカスとトラッキングとチルトの３方向の駆動が可能となる。特にレンズの中心光軸に対して対称的に駆動コイルが配置されており、また重心位置からの対称性も確保出来るので、可動部分の重心付近を駆動することができ、振動特性の不安定さを阻止する作用を有する。
請求項３に記載の発明は、コイルの構成において、フォーカス方向とトラキング方向用コイルの２軸駆動のコイルに加え、独立して傾きを制御するためのチルト専用コイルを設け、このコイルをフォーカスコイルとトラッキングコイルと共にチルトコイルの３つのコイルを一体化させた集積コイルブロックを形成し、チルト駆動にはバイアスとして電流を制御してチルト方向の単独制御作用を有するものである。
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
（実施の形態１）
第１図は本発明の実施の形態１における光ピックアップ用レンズ駆動装置を示す斜視図である。
第１図と第２図において、集積コイル３は樹脂ベース部材をバインダーとして金属導電部材を電気メッキ工法にて平面的なスパイラル巻きコイルを形成しており、複数層のパターン形成を施した一体化されたプリントコイルである。同一工法にてフォーカス方向とトラッキング方向とチルト方向への各駆動用コイルを形成している。しかし、従来の絶縁被覆付き導電部材（自己融着セメントワイヤーやマグネットワイヤー）により巻装された空芯コイルを多層に重ねて構成しても同様の作用を得ることは出来るが、プリントコイル製造工法の方が生産性は高い。張り合わせて一体化された多層集積コイル３はレンズ１と共にレンズホルダー２に接合され可動部分を形成している。そして多層集積コイルに結合された６本のサスペンションワイヤー４により、ダンピング部材を有するサスペンションホルダー５を介して、取り付け基板６に電気的結合と共に片持ち支持が成されており、更にベース部材７に固定されえている。また、ベース部材から立ち上げられた磁性材料からなるヨークに接合保持された永久磁石８と９は互いに空間を持って対向配置されており、この永久磁石８はＮ極とＳ極がレンズの光軸に平行配置で、かつ上下に２分された面に２極着磁がなされた該四角平板形状で、一定空間をもって配置された永久磁石９は同様に、片面２極着磁がなされた該同一の四角平板形状であり、互いに異極を対向配置して磁気的空間を形成している。この磁気的空間に前記多層集積コイル３を非接触配置されている。
多層集積コイル３の詳細につき第７図と第８図、及び第９〜１３図にて説明をする。第７図では該四角形のコイルを左右に２個構成している。１層目の左コイルの端子３２から供給された電流は上辺では右方向に電流が流れ、下辺では左側へ電流が流れ、中央部にて破線で示す２層目にスルーホールを介して結合され、１層目と同じ方向で上辺と下辺にて電流が流れ、スルーホールを通じて端子３３に電流が流れる。同様に端子３４から供給した電流は端子３５に電流が流れて右コイルの上辺では左向きに電流が流れ、下辺では右向きに電流が流れる。動作につき第９図〜第１３図も参考にして説明する。第７図の集積コイル３の上半分において、磁界の方向が手前から紙面の方向にＮ→Ｓとし、下半分では紙面から手前に向けてＮ→Ｓとすると、フレミングの左手の法則により、コイル３の左半分では上向きに駆動され、右半分は下向きに駆動の力が発生して時計方向（第１１図）への回転力を発生させることが出来る。左右のコイルの電流方向を共に逆にすると、反時計方向（第９図）への回転力が発生して、レンズ光軸のチルト方向を制御することが出来る。
右側コイルのみの電流方向を逆に変えて左右のコイルに同相電流を流すとコイル３は上側へ駆動（第１０図）され、逆に左側コイルのみの電流方向を逆方向に変えて左右のコイルに同相電流を流すとコイル３は下向きへ駆動（第１２図）され、単純な上下方向のフォーカス方向に動作させることが出来る。従って、左右２つのコイルでフォーカス方向と回転力によるチルト方向の動作に寄与させる。
このチルト方向の回転量はチルトコイルに供給された制御電流とサスペンションワイヤーで囲まれたバネ性を有する構造全体のねじり方向のバネ性とのバランス量により動作範囲は規定されるものである。
次に第８図はトラッキングコイルの構成を示す。１層目と２層目に該四角形のコイルを平面的に上下左右の４カ所に配置している。端子３６から電流を流し１層目左上から２層目左上までは右巻きとし、次に、左巻きで２層目左下へ行き１層目左下へスルーホールで接合され左巻きとする。次に１層目右上へ行き左巻きで２層目右上へ、そして２層目右下へ行き右巻きとしてスルーホールで１層目右下へ行き右巻きとする。その結果トラッキングコイルの上半分において中央部のコイルは下向きに電流が流れ下半分での中央部は上向きに電流が流れて端子３７に至る。
片面２極着磁で形成されたフォーカスコイルの場合と共通の磁界において、フレミングの左手の法則よりこのトラッキングコイルにおいて、上半分は右向きに駆動され、下半分も右向きに駆動されることになり、結果として多層集積コイルは右向きに駆動（第１３図）される力が発生する。
具体的には、第７図コイルと第８図コイルを張り合わせ一体化された多層集積コイル３となる。
（実施の形態２）
第３図と第４図は本発明の実施の形態２における光ピックアップ用対物レンズ駆動装置の要部を示す図である。
フォーカス方向とトラッキング方向とチルト方向に駆動するための一体化された集積コイルをサスペンションワイヤーの延長方向で対物レンズ１を実装したレンズホルダー１０において前後２箇所にコイルをレンズの光軸中心に対して対称的に配置された可動部分を形成している。磁界形成においては該可動部分のコイル部に近接させて、実施の形態１と同様に、永久磁石の片面において上下に２分した２極着磁をした永久磁石を可動部に一体化された前後の集積コイルに非接触にて近接配置を行う。この永久磁石８と９は互いに異極を対向させてベース部材１４から立ち上げたヨーク部材にて保持されている。この場合、永久磁石８に近接している３方向駆動用コイルと永久磁石９に近接している３方向駆動用の各集積コイルは、その展開形状はフォーカスとチルト用の集積コイル（第１４図）とトラッキング用集積コイル（第１５図）に示すように一体化されており、レンズホルダーの側面に構成されているものである。これらの各コイルを多層に集積したものを第１６図に示す。共通する磁界での駆動動作原理は実施形態１と同様であるので、説明は省略する。
しかし、この実施の形態２はレンズの中心軸を挟んで対称な構造が可能であり、シンプルな形状となり、また重心を駆動することが容易であるため振動特性において特に高い性能の確保が可能となる構造となっている。
（実施の形態３）
第１７〜１９図に示す集積コイル形状は実施の形態３の内容につき説明する。これは全体の構造や磁界配置の内容は実施の形態２と同一であるが集積コイルの内容が異なるものである。
第１７図は対物レンズの光軸の前後に配置するフォーカス駆動用コイルである。第１８図は第１７図の各フォーカスコイル形状に重ねるようにそれぞれを左と右に２分するチルト専用コイルを各２個をほぼ四角形状のコイルを形成し、内周側専用コイルを２個と外周側専用コイル２個を集積コイルとして形成している。（このチルト専用コイルの他の実施例としては、第１７図のフォーカスコイルの内側にチルト専用のコイルを構成しても同様機能を発揮できるものである。）　第１９図はトラッキングコイルである。このフォーカスコイル（第１７図）、チルト専用コイル（第１８図）、及びトラッキングコイル（第１９図）の３つを一体化させ多層集積コイルとして構成する。この構造においてはフォーカスコイルとトラッキングコイルにはそれぞれ従来と同様な駆動方式であるが、全く同一の共通磁界内に構成されたチルト専用コイルに対して、バイアス的な制御電流を単独で供給することにより、チルト制御が出来るものである。
【発明の効果】
以上のように本発明は、フォーカス方向とトラッキング方向とフォーカスとトラッキングの各方向で形成される面内のチルト方向の合計３方向を駆動する為に、永久磁石の片面を２分する簡単な２極極着された２個の永久磁石の異極を対向させてなる磁界を構成する。この共通する磁界内に一体化された多層集積コイルを配置構成したものであり、対物レンズの３方向駆動において、可動部の軽量化、シンプルな形状構成、高効率で、異常共振などの発生を押さえることが出来る対物レンズ駆動装置が実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【第１図】、
【第２図】本発明の実施の形態１における光ピックアップ用対物レンズ駆動装置の要部を示す斜視図と側面図
【第３図】、
【第４図】本発明の実施の形態２における光ピックアップ用対物レンズ駆動装置の要部を示す斜視図と側面図
【第５図】、
【第６図】従来のチルト機能付き録再用対物レンズ駆動装置の要部を示す平面図と側面図
【第７図】、
【第８図】本発明の実施の形態１におけるフォーカスとトラッキング用コイル、及びトラッキング用コイル
【第９図】〜
【第１３図】フォーカス、チルト、トラッキングの各駆動の動作方向を示す説明図
【第１４図】、
【第１５図】、
【第１６図】本発明の実施の形態２におけるフォーカスとチルト用コイル、トラッキングコイル、各コイルの集積コイルと磁界分布を示す。
【第１７図】、
【第１８図】、
【第１９図】本発明の実施の形態３におけるフォーカスコイル、とチルト専用コイル、トラッキングコイルの集積コイルを示す。
【符号の説明】
１、　対物レンズ
２、　レンズホルダー
３，　一体化された多層集積コイル
４，　サスペンションワイヤー
８〜９，　永久磁石
１０，　レンズホルダー
１１，　一体化された多層集積コイル
１２，　サスペンションホルダー
１３，　基板
１４、　取り付けベース
１５、　レンズホルダー
１６〜１９，　永久磁石
２０、　サスペンションワイヤー
２１、　サスペンションホルダー
２２、　基板
２３〜２６、トラキングコイル
２７〜３０、フォーカスとチルトコイル
３１，　取り付けベース
３２〜３７、　フォーカスとチルト用、トラッキング用コイル端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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