(57)【要約】【課題】光学式記録媒体の情報読取や情報記録に用いるレンズ駆動装置において、磁気回路を有効に利用して高推力、広帯域を実現するとともに、フォーカスサーボやトラッキングサーボへの悪影響を伴わないようにする。【解決手段】レンズ駆動装置６は、対物レンズ７をその光軸方向及び光軸方向に直交するトラッキング方向に動かすためにフォーカスコイル１２Ｆ及びトラッキングコイル１２Ｔが付設された可動部１０と、可動部１０を支持するとともに各コイルに対する界磁手段１８を有する固定部１６を備えている。可動部１０の重心Ｇを通る慣性軸（ｚ軸）と対物レンズ７の光軸を一致させるとともに、ｘ軸方向（ディスクの線速方向）における可動部１０の一方の側面にトラッキングコイル１２Ｔを設け、他方の側面にフォーカスコイル１２Ｆを設け、可動部１０の重心Ｇと駆動中心とをｘ軸方向においてずれた位置に規定した。【選択図】        図３
2004280958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載されたレンズをその光軸方向及び該光軸方向に直交する移動方向に動かすために複数の駆動用コイル若しくは界磁手段が付設された可動部と、該可動部を支持するとともに上記駆動用コイルに対する界磁手段若しくは上記界磁手段に対する駆動用コイルを有する固定部を備えたレンズ駆動装置において、
上記可動部の重心が上記レンズの光軸上に位置されるとともに、上記レンズの光軸方向からみた場合に、上記可動部の重心と上記可動部の駆動中心が上記レンズの光軸方向及び上記移動方向に対して直交する方向にずれをもって位置している
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載したレンズ駆動装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記移動方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、上記可動部のｙ軸方向への駆動中心を「Ｄｔ」と記すとき、
重心Ｇのｚ座標値と駆動中心Ｄｔのｚ座標値とが等しく又はほぼ等しくされている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載したレンズ駆動装置において、
上記レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載したレンズ駆動装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記移動方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、ｚ軸方向における上記可動部の駆動中心を「Ｄｆ」と記すとき、重心Ｇのｘ座標値と駆動中心Ｄｆのｘ座標値とが異なる
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載したレンズ駆動装置において、
上記レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載したレンズ駆動装置において、
上記複数の駆動用コイルが、上記レンズの光軸方向への駆動用コイルと上記移動方向への駆動用コイルから成り、各駆動用コイル又は該駆動用コイルに対してそれぞれに設けられた上記界磁手段が上記レンズを挟んで互いに対向した配置とされている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
光学式記録媒体の情報信号を読み取り又は記録するために対物レンズ及び光源を含む光学系を有し、該対物レンズをその光軸方向及び該光軸方向に直交する移動方向に動かすために複数の駆動用コイル若しくは界磁手段が付設された可動部と、該可動部を支持するとともに上記駆動用コイルに対する界磁手段若しくは上記界磁手段に対する駆動用コイルを有する固定部を備えた光学式ヘッド装置において、
上記可動部の重心が上記対物レンズの光軸上に位置されるとともに、上記対物レンズの光軸方向からみた場合に、上記可動部の重心と上記可動部の駆動中心が上記対物レンズの光軸方向及び上記移動方向に対して直交する方向にずれをもって位置している
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項８】
請求項７に記載した光学式ヘッド装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記移動方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、上記可動部のｙ軸方向への駆動中心を「Ｄｔ」と記すとき、
重心Ｇのｚ座標値と駆動中心Ｄｔのｚ座標値とが等しく又はほぼ等しくされている
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項９】
請求項８に記載した光学式ヘッド装置において、
上記対物レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項１０】
請求項７に記載した光学式ヘッド装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記移動方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、ｚ軸方向における上記可動部の駆動中心を「Ｄｆ」と記すとき、重心Ｇのｘ座標値と駆動中心Ｄｆのｘ座標値とが異なる
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載した光学式ヘッド装置において、
上記対物レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項１２】
請求項７に記載した光学式ヘッド装置において、
上記複数の駆動用コイルが、上記対物レンズの光軸方向への駆動用コイルと上記移動方向への駆動用コイルから成り、各駆動用コイル又は該駆動用コイルに対してそれぞれに設けられた上記界磁手段が上記対物レンズを挟んで互いに対向した配置とされている
ことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項１３】
回転手段により回転される光学式ディスクの情報信号を読み取り又は記録するために対物レンズ及び光源を含む光学系を有し、該対物レンズをその光軸方向及び該光軸方向に直交するトラッキング方向に動かすためにフォーカスコイル及びトラッキングコイル又はフォーカス用界磁手段及びトラッキング用界磁手段が付設された可動部と、該可動部を支持するとともに上記フォーカスコイル及びトラッキングコイルに対するフォーカス用界磁手段及びトラッキング用界磁手段若しくは上記フォーカス用界磁手段及びトラッキング用界磁手段に対するフォーカスコイル及びトラッキングコイルを有する固定部を備えた光学式ディスクドライブ装置において、
上記可動部の重心が上記対物レンズの光軸上に位置されるとともに、上記対物レンズの光軸方向からみた場合に、上記可動部の重心と上記可動部のフォーカス方向又はトラッキング方向の駆動中心が上記対物レンズの光軸方向及び上記トラッキング方向に対して直交する方向にずれをもって位置している
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載した光学式ディスクドライブ装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記トラッキング方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する上記光学式ディスクの線速方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、上記可動部のｙ軸方向への駆動中心を「Ｄｔ」と記すとき、
重心Ｇのｚ座標値と駆動中心Ｄｔのｚ座標値とが等しく又はほぼ等しくされている
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載した光学式ディスクドライブ装置において、
上記対物レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載した光学式ディスクドライブ装置において、
上記可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、上記トラッキング方向にｙ軸を設定し、ｚ軸及びｙ軸に直交する上記光学式ディスクの線速方向にｘ軸を設定するとともに、上記可動部の重心を「Ｇ」、ｚ軸方向における上記可動部の駆動中心を「Ｄｆ」と記すとき、重心Ｇのｘ座標値と駆動中心Ｄｆのｘ座標値とが異なる
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載した光学式ディスクドライブ装置において、
上記対物レンズの主点と上記可動部の重心Ｇとが一致し又はほぼ一致する
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載した光学式ディスクドライブ装置において、
上記フォーカスコイル及びトラッキングコイル又は該フォーカスコイル及びトラッキングコイルに対してそれぞれに設けられた上記フォーカス用界磁手段及びトラッキング用界磁手段が上記対物レンズを挟んで互いに対向した配置とされている
ことを特徴とする光学式ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式ディスクの情報再生や記録に用いるレンズ駆動装置や光学式ヘッド装置において、対物レンズを搭載した可動部の重心と駆動中心とがディスクの線速度方向に一致せず、かつレンズ光軸と可動部の慣性軸とが一致する構成形態を採用するとともに、該慣性軸回りの不要共振のサーボエラーに与える影響を低減するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクや光磁気ディスク等の光学式記録媒体を用いたディスクドライブ装置では、記録された情報信号の読取手段として光学ピックアップが使用され、対物レンズの駆動装置を構成するアクチュエータ（所謂２軸アクチュエータ）の制御により、フォーカスサーボ制御やトラッキングサーボ制御が行われる。
【０００３】
そして、対物レンズの駆動用アクチュエータは可動部と固定部を備え、例えば、対物レンズを搭載した可動部にフォーカスコイルやトラッキングコイルを付設した構成を有し、対物レンズに係る駆動中心と可動部の重心とを一致させる設計がなされている。これは、駆動方向に沿った並進運動以外の運動（例えば、回転方向の不要共振等）を抑制するためであり、対物レンズのフォーカス方向における駆動中心の位置と可動部の重心の位置とを一致させた構成等が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８０２２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、駆動中心と可動部の重心とを一致させる場合に、例えば、可動部の一方向への駆動を行うために可動部の重心を挟んで複数個のコイルを対称的に配置する必要がある等、設計上の制約が多く、可動部のサイズが大きくなる傾向にあり、小型化や構造の単純化に支障を来すといった問題がある。
【０００６】
また、従来の構成では、コイル駆動にとって実質的に寄与するコイル長（所謂有効長）を充分に確保することが難しく、構造上及び推力の観点から設計上不利な場合が多い。
【０００７】
そこで、本発明は、光学式記録媒体の情報読取や情報記録に用いるレンズ駆動装置において、磁気回路を有効に利用して高推力及び広帯域を実現するとともに、フォーカスサーボやトラッキングサーボへの悪影響を伴わないようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、複数のレンズ駆動用コイル又は界磁手段が付設された可動部と、該駆動用コイルに対する界磁手段又は可動部の界磁手段に対する駆動用コイルを有する固定部を備えたレンズ駆動装置において、下記に示す構成を備えたものである。
【０００９】
・可動部の重心がレンズの光軸上に位置されること。
【００１０】
・レンズの光軸方向からみた場合に、可動部の重心と駆動中心とがレンズの光軸方向及び可動部の移動方向に対して直交する方向にずれをもって位置していること。
【００１１】
従って、本発明によれば、レンズの光軸方向からみた場合の駆動中心と可動部の重心とを一致させる必要性に拘束されないので、レンズ駆動機構の設計自由度が高い。また、可動部の重心をレンズの光軸上に位置させることにより、可動部の重心を中心にして生じる回転や振動モードによるレンズ駆動制御への影響を抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、レンズ駆動装置及びこれを用いた光学式ヘッド装置、光学式ディスクドライブ装置に関するものであり、光磁気媒体、相変化型媒体、有機色素系媒体等を用いたディスクシステムに適用することができる。尚、ディスク状記録媒体に係る情報の再生又は記録の如何を問わない（再生専用装置、記録再生装置、記録専用装置のいずれの形態でも構わない。）。
【００１３】
図１及び図２は本発明に係る光学式ディスクドライブ装置の基本構成例を示す概略図である。
【００１４】
光学式ディスクドライブ装置１は、光学式ディスク２を回転させる回転手段３（図１参照）としてスピンドルモータを備えている。尚、光学式ディスク（以下、単に「ディスク」という。）については、読み出し専用のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）媒体や、書き込み可能でランダムアクセス可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）媒体等が挙げられる。
【００１５】
光学式ヘッド装置４は、ディスク２に係る情報記録又は情報再生を行うものであり、図２に示すように、ディスク２への光照射のために設けられる光源５（あるいはレーザ光源及び受光手段を含む送受光用集積型光学素子等）を備えている。
【００１６】
本例において、レンズ駆動装置６は、光源５とともに光学系を構成する対物レンズ７の駆動に用いられ、所謂２軸アクチュエータとしての構成を有している。例えば、その可動部には、搭載されたレンズ（対物レンズ）をその光軸方向及び光軸方向に直交する移動方向に動かすための複数の駆動用コイルが付設されており、該可動部を支持するための固定部には駆動用コイルに対する界磁手段（マグネット及びヨーク等）が設けられている（その詳細については後述する。）。
【００１７】
ディスク２からの戻り光は図示しない受光部によって検出され、信号処理部８に送出される。尚、信号処理部８は再生データの復調処理や記録データの変調処理、ＥＣＣ（誤り訂正符号）処理、アドレス情報の復号処理等を行う。
【００１８】
制御部９は、回転手段３を構成するスピンドルモータの駆動制御（スピンドルサーボ制御）や、ディスク２の半径方向における光学式ヘッド装置４の位置制御、対物レンズ７に係るフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御等を行う。この他、レーザ光源のパワー制御回路等が制御部９に含まれる。
【００１９】
本発明に係るレンズ駆動装置６は、その可動部の重心とフォーカス方向及びトラッキング方向の駆動中心とがディスクの線速方向（ディスク回転方向に沿う接線方向）において一致しない形態を有し、レンズ光軸と可動部の慣性軸とを一致させたものである。これによって、慣性軸回りの共振に起因する、フォーカス及びトラッキングサーボの一巡伝達特性への影響を低減するとともに、界磁手段を含む磁気回路の利用効率を高めることで、高い推力及び広帯域を実現することが可能である。
【００２０】
そして、レンズ駆動装置６の実施形態としては、下記に示す２形態が挙げられる。
【００２１】
（Ｉ）可動部に駆動用コイルを設け、該可動部を支持する固定部に界磁手段（マクネット等）を設けた構成形態（所謂「ＭＣ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｃｏｉｌ）型」）
（ＩＩ）可動部に界磁手段を設け、該可動部を支持する固定部に駆動用コイルを設けた構成形態（所謂「ＭＭ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔ）型」）。
【００２２】
本発明の適用において、いずれの形態を採ることも可能であるが、以下では、形態（Ｉ）について説明する。
【００２３】
図３は、レンズ駆動装置６について実施の一例を示した概略図を示しており、ｘ、ｙ、ｚで示す３次元直交座標系の設定に関しては、可動部の重心を通り光軸と平行な方向にｚ軸を設定し、レンズ移動に係るトラッキング方向にｙ軸を設定するとともに、ｚ軸及びｙ軸に直交するディスクの線速方向にｘ軸を設定しており、可動部の重心「Ｇ」を原点に選んでいる。尚、（Ａ）乃至（Ｄ）図のうち、（Ａ）図がｚ軸方向からみた可動部及び固定部の平面図を示し、（Ｂ）図がｙ軸方向からみた可動部及び固定部の側面図を示しており、（Ｃ）図及び（Ｄ）図がｘ軸方向において異なる向きからみた可動部の側面図をそれぞれ示している。
【００２４】
本例に示す対物レンズアクチュエータを構成する可動部１０は略直方体状をした合成樹脂製の主部（ボビン）１１を有し、該主部１１の側面のうち、ｚ軸に直交する一方の面には対物レンズ７が設けられ、ｘ軸に直交する側面には、対物レンズ７を挟んで駆動用コイル１２Ｆ、１２Ｔが付設されている。即ち、駆動用コイル１２Ｆはフォーカスコイル（フォーカス方向の駆動用コイル）とされ、（Ｃ）図に示すように主部１１の側面のうち、ｘ軸に直交する一方の側面に固定されている。他方の駆動用コイル１２Ｔはトラッキングコイル（トラッキング方向の駆動用コイル）とされ、（Ｄ）図に示すように主部１１の側面のうち、ｘ軸に直交する側面であってフォーカスコイル１２Ｆが設けられた側面とは対物レンズ７を挟んで反対側に位置する側面に固定されている。
【００２５】
このように、主部１１においてフォーカスコイル１２Ｆと、トラッキングコイル１２Ｔが互いに反対側の側面に配置されているが、各コイルについては、いずれもコイル線を矩形状に巻回して形成されている。但し、フォーカスコイル１２Ｆについては、（Ｃ）図に示すように、その長辺部１３、１３がｙ軸方向に沿って配置されるのに対して、トラッキングコイル１２Ｔについては、（Ｄ）図に示すように、その長辺部１４、１４がｚ軸方向に沿って配置されている。尚、（Ｃ）図に矢印で示す「Ｆｆ１」、「Ｆｆ２」はフォーカスコイル１２Ｆに対して、ある向きの電流を流した場合に長辺部１３、１３にそれぞれ発生する駆動力（ｚ軸の正方向の力）を示しており、（Ｂ）図に矢印で示す「Ｆｆ１＋Ｆｆ２」は、両者の合力（フォーカス方向の駆動力）を示している。また、（Ｄ）図に矢印で示す「ＦＴＲＫ１」、「ＦＴＲＫ２」はトラッキングコイル１２Ｔに対して、ある向きの電流を流した場合に長辺部１４、１４にそれぞれ発生する駆動力（ｙ軸の負方向の力）を示しており、（Ａ）図に矢印で示す「ＦＴＲＫ１＋ＦＴＲＫ２」は、両者の合力（トラッキング方向の駆動力）を示している。そして、（Ａ）図及び（Ｂ）図において「Ｈ」で示す矢印は後述のマグネットによる磁界の向きを示している。
【００２６】
これらの駆動用コイルが付設された可動部１０は、支持手段１５を用いて固定部１６に支持されており、該固定部１６は、ベース部１６ａ及びこれに立設された保持部１６ｂを有する。本例では、弾性材料で形成された複数の支持部材１５ａ、１５ａ、…を用いたサスペンション（懸架手段）で可動部１０を支えており、４本の支持部材のうち、２本を一組として、それらの一端部が、主部１１の側面（ｙ軸に直交する側面）にそれぞれ設けられた取付部１７、１７に固定されている。そして、各支持部材１５ａの他端部は、保持部１６ａに固定されて保持されている。尚、本発明の適用において可動部の支持構造の如何は問わないので、金属ワイヤーや板バネ等に限らず、各種の支持部材を用いた構成形態の採用が可能である。
【００２７】
固定部１６には、駆動用コイル（１２Ｆ、１２Ｔ）に対する界磁手段１８として、マグネット１９Ｆ、１９Ｔ及びヨーク２０が設けられている。即ち、ヨーク２０は、（Ｂ）図に示すように、ｙ軸方向からみてコ字状をしており、ｘ軸方向において対向する部分２１、２１の内面（可動部１０側の面）に、マグネット１９Ｆ、１９Ｔがそれぞれ設けられている。マグネット１９Ｆがフォーカスコイル１２Ｆに対向したフォーカス（用）マグネットであり、マグネット１９Ｔがトラッキングコイル１２Ｔに対向したトラッキング（用）マグネットである。各コイルに対して磁界を発生させるためのマグネット１９Ｆ、１９Ｔは、いずれも２極着磁とされており、（Ｂ）図に示すようにフォーカスマグネット１９Ｆについては、ｚ軸方向に２分割されることで２極に分かれており、他方、トラッキングマグネット１９Ｔについては、（Ａ）図に示すように、トラッキング方向（ｙ軸方向）に２分割されることで２極に分かれた着磁形態となっている。
【００２８】
このように、本例では、各駆動用コイル（１２Ｆ、１２Ｔ）に対してそれぞれに設けられたマグネット（１９Ｆ、１９Ｔ）が、対物レンズ７を挟んで互いに対向した配置とされている。
【００２９】
図４はｘ軸方向からみた可動部１０の側面及び該側面に付設されたフォーカスコイル１２Ｆを示しており、また、図５はｘ軸方向からみた可動部１０の側面及び該側面に付設されたトラッキングコイル１２Ｔを示している。尚、これらの図において、「ｉ」で示す矢印は各コイル辺に流れる駆動電流の向きを示し、また、各コイル辺において「○」内に「×」や「・」を付して示す記号はマグネットによる磁界の向きを示している（「○」内に「×」を付した記号は図の紙面において表側から裏側に向かう方向を示し、「○」内に「・」を付した記号は図の紙面において裏側から表側に向かう方向を示す。）。
【００３０】
上記のように各マグネットについては２極着磁の配置をとることで、例えば、フォーカス方向の駆動に寄与する部分は、図４に示すフォーカスコイル１２Ｆの長辺部１３、１３において斜線部で示す領域とされ、ｚ軸方向の駆動力Ｆｆ１、Ｆｆ２がそれぞれ発生する。つまり、フォーカス駆動時に通電されるコイルの半分以上の部分（斜線部）を駆動上有効な部分として利用することができ、駆動力を効率良く発生させることができる。尚、駆動電流が図４の矢印「ｉ」で示す向きに流れるとすると、各長辺部にはｙ軸方向に関してそれぞれ逆向きに電流が流れるが、各長辺部の磁界の向きが反対であるため、斜線部における駆動力Ｆｆ１及びＦｆ２が同一方向を向き、その和（合力）がトータルのフォーカス方向の駆動力となる（電流が逆向きの場合には、合力の向きが反対となる。）。
【００３１】
トラッキング方向の駆動に関しては、図５に示すようにトラッキングコイル１２Ｔの駆動電流が矢印「ｉ」の向きに流れるとき、ｚ軸方向に延びる長辺部１４、１４における斜線部に駆動力ＦＴＲＫ１、ＦＴＲＫ２がそれぞれ発生する。つまり、各長辺部にはｚ軸方向に関してそれぞれ逆向きに電流が流れるが、各長辺部の磁界の向きが反対であるため、駆動力ＦＴＲＫ１、ＦＴＲＫ２は同一方向（ｙ軸で同じ方向）を向き、その和（合力）がトラッキング方向の駆動力となり、コイルの半分以上の部分を駆動に利用することができる。
【００３２】
このように、２極着磁のマグネットを用いて各磁極が駆動用コイルのコイル辺の各々に対応した配置を採ることにより、コイルの駆動力に寄与する有効長を充分に確保し、いわゆる有効率を稼ぐことができる。
【００３３】
次に、トラッキング方向の駆動に関して図６乃至図１１を用いて説明する。
【００３４】
トラッキング方向の駆動力に対して、ｙ軸方向の並進運動以外の回転運動が加わるとトラッキング駆動電圧に対するトラッキング方向の（ビーム）スポット移動量の関係（伝達関数）が本来あるべき特性から乖離する可能性がある。具体的には、回転方向の共振が生ずると伝達関数の位相及びゲイン特性に乱れを生じ、これがサーボのカットオフ周波数付近の周波数にあると、場合によってはサーボの不安定を招くこともあり得る。一般的には、前記したようにトラッキング方向の駆動に関して、このような並進運動以外の回転モードが生じないように、駆動力の中心（駆動中心）と重心Ｇを極力一致させている。
【００３５】
トラッキング方向の駆動に関して問題となる回転には、ｚ軸回りの回転及びｘ軸回りの回転が考えられる。
【００３６】
先ず、ｚ軸回りの回転に関して説明すると、本発明に係るレンズ駆動装置では、レンズの光軸方向からみた場合に、可動部の重心「Ｇ」と駆動中心とがｘ軸方向にずれをもって位置している。つまり、ｚ軸方向からみた図６に示すように、対物レンズ駆動用アクチュエータの可動部１０の重心「Ｇ」と、トラッキング方向の駆動中心（これを「Ｄｔ」と記す。）がｘ軸方向において異なる位置とされ、Ｇのｘ座標値とＤｔのｘ座標値が一致していないため、Ｇを中心とするｚ軸回りに関して、回転モードを生ずることになる。
【００３７】
図７はこの様子について説明するための図であり、重心Ｇを光軸からずらした場合を示している。
【００３８】
ｘ−ｙ平面内における重心Ｇと光軸との距離を「ｄ１」とし、回転モードの角振幅を「Δθ１」とするとき、この回転モードによる対物レンズ透過後のスポット移動量「ΔｅＴＲＫ」は、正弦関数「ｓｉｎ」を用いて下記のように表される。
【００３９】
ΔｅＴＲＫ  ＝  ｄ１・ｓｉｎΔθ１          −（１）式
【００４０】
図８に示すように、重心Ｇを通るｚ軸（慣性軸）とレンズの光軸とが一致するときにはｄ１＝０となって、ΔｅＴＲＫ＝０である。尚、このとき、実際にはｚ軸回りの回転モードが発生するが、その共振がトラッキング方向のスポット移動又はトラッキングエラーに影響を及ぼさないことになり、安定なトラッキングサーボの状態を保つことができる。
【００４１】
このように、可動部１０の重心Ｇを通る慣性軸とレンズの光軸と一致させることにより慣性軸回りの回転や振動が生じても、共振による影響を抑制することができる。
【００４２】
次に、ｘ軸回りの回転に関して図９を用いて説明すると、重心Ｇのｚ座標値と駆動中心Ｄｔのｚ座標値が一致する場合には、トラッキング方向への並進運動のみとなるが、両ｚ座標値が一致しない場合には重心Ｇを中心とした回転モードが生ずることになる。この回転モードの角振幅を「Δθ２」とし、ｚ軸方向における重心Ｇと対物レンズの主平面、つまり、対物レンズの主点「Ｍ」を含みｚ軸方向に直交する平面（この場合の主点とは、ディスクから遠い方に位置する像側主点である。）との距離を「ｄ２」と記すとき、該回転モードによる対物レンズ透過後のスポット移動量「ΔｅＴＲＫ」は、下式のようになる。
【００４３】
ΔｅＴＲＫ  ＝  ｄ２・ｓｉｎΔθ２          −（２）式
【００４４】
図９において、「ｄ３」はｚ軸方向における重心Ｇと駆動中心Ｄｔとの距離を示しており、ＧとＤｔの各ｚ座標を一致させることにより、ｘ軸回りの回転モードを抑制することができ、安定なトラッキングサーボの状態を保つことができる。
【００４５】
以上のように本発明では、ｘ軸方向において可動部１０の重心Ｇと駆動中心Ｄｔをずらすことにより発生するｚ軸回りの回転モードが原因で発生するトラッキング方向のスポット移動については、光軸と慣性軸（ｚ軸）を一致させることで該スポット移動が生じないように工夫している。また、ｘ軸回りの回転モードについては、ｚ軸方向において駆動中心Ｄｔと重心Ｇの座標を一致させること、即ち、Ｇ及びＤｔのｚ座標値が等しいか又はほぼ等しくなるように設計することで、該回転モードを生じさせないように工夫している。
【００４６】
図１０はトラッキング方向に関する伝達特性（ゲイン及び位相特性）について測定結果の一例を示したものである。図の左側にゲイン特性を示し、右側に位相特性を示しており、入力をトラッキング方向の駆動電圧とし、出力をトラッキング方向の変位としている。
【００４７】
図中に示す「Ｔ１〜Ｔ５」は、可動部１０に設定した測定点を意味し、図３の（Ｂ）図に示すように、ｘ−ｚ平面における主部（ボビン）１１の側面中心に測定点Ｔ１を設定し、その側面の４隅に測定点Ｔ２乃至Ｔ５をそれぞれ設定している（ｙ軸方向からみてＴ１の右上隅にＴ２、右下隅にＴ５が位置され、Ｔ１の左上隅にＴ３、左下隅にＴ４が位置されている。）。
【００４８】
図１０において、上段からＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５の順に、各測定点での伝達特性を示すグラフ図を配置している。
【００４９】
図中に丸枠で囲んで示す４ｋＨｚ（キロヘルツ）付近の共振については、Ｔ２とＴ５における位相がほぼ同じでＴ３とＴ４における位相がほぼ同じであること、そして、Ｔ２及びＴ５とＴ３及びＴ４との間の位相関係についてはほぼ逆位相である。よって、この共振はｚ軸回りであることが分かる。一方、Ｔ２とＴ３及びＴ４とＴ５の位相関係において同じ方向の振動、即ちｘ軸回りの振動が、５０Ｈｚを超えたあたりに若干認められるが、これは許容レベルに抑えられている。
【００５０】
この結果から、トラッキング方向の駆動中心Ｄｔと重心Ｇの各ｚ座標値を一致させることにより、駆動中心と重心のｘ座標がずれていてもｘ軸回りの回転モードを抑制することができることが分かる。
【００５１】
図１１はトラッキングサーボをかけたときの一巡伝達関数について説明するためのものであり、上段にゲイン特性を示し、下段に位相特性を示す図（ボード線図）である。尚、入力をトラッキング方向の駆動電圧とし、出力をトラッキングエラーとする。
【００５２】
４ｋＨｚ付近における共振の影響がないこと、そして、光軸と慣性軸を一致させることにより、図１０において観測されるｚ軸回りの回転モードによる共振は、トラッキング方向のスポット変化を生じさせないことが分かる。よって、トラッキング方向の駆動制御において不要共振による悪影響を排除して安定なトラッキングサーボを実現できる。
【００５３】
ところで、トラッキング方向の駆動中心Ｄｔと重心Ｇの各ｚ座標について、両者が一致しないときのスポット移動量は、上記した（２）式、「ΔｅＴＲＫ  ＝ｄ２・ｓｉｎΔθ２」で表されるので、該スポット移動量をゼロにするために、「ｄ２＝０」としても良い。即ち、トラッキング方向のスポット移動が生じないようにするためには、ｘ軸回りの回転モードが生じている場合であっても、重心Ｇとレンズ主点Ｍとのｚ座標を一致させることにより、その共振がトラッキングエラーに影響を与えないようにすることができる。尚、このことは主点を中心とするレンズ回転の場合にスポット位置が不動であるという性質に基いている。
【００５４】
このように、レンズの主点Ｍと重心Ｇのｘｙｚ座標値が等しいか又はほぼ等しくなるように可動部を設計することで共振の影響を被らないようにすることも可能である。殆どの回転振動モードが重心Ｇを中心にして起こることを考慮すると、この場合には主点を中心とした回転モードが生じることになり、該モードにおいてスポット位置が大きく変ることはない。
【００５５】
次に、フォーカス方向の駆動に関して、図１２乃至図１７を用いて説明する。
【００５６】
フォーカス方向の駆動中心を「Ｄｆ」と記すとき、ｙ軸方向からみた図１２に示すように、ＤｆとＧはｘ軸上でずれた位置関係とされ、両者のｘ座標が一致していない。このときには、ｙ軸回りの回転モードが存在することになる。図１３に示すように、該回転モードの最大振幅における回転角を「θ３」と記すとき、回転は重心Ｇを中心として起きるので、ｚ軸方向における重心Ｇとレンズの主平面との距離を「ｄ４」とすると、回転モードによって主点Ｍの位置は、下式に示す「Δｅｆｏ」だけｚ軸方向に移動することになる（図１３（Ｂ）に示す概略図参照）。
【００５７】
Δｅｆｏ  ＝  ｄ４・（１−ｃｏｓθ３）        −（３）式
尚、上式中の「ｃｏｓ」は余弦関数を示しており、この式は、ｚ軸方向の距離ｄ４に対してｙ軸回りにθ３の回転が生じた場合にｄ４からｄ４・ｃｏｓθ３を差し引いたスポット移動量（フォーカススポットの移動量）がｚ軸方向に発生することを意味する。
【００５８】
図１４及び図１５は、フォーカス方向の並進運動とｙ軸回りの回転モードとの関係について説明するための図であり、図１４はｙ軸方向からみた可動部及びその回転方向の振幅について示し、図１５はフォーカス方向のゲイン特性を例示したものである。
【００５９】
ｙ軸回りの回転モードの共振周波数において、フォーカス方向に駆動した場合の、本来共振が存在しないと仮定したときに想定される振幅を「Ｚｎ」と記し、回転モードの回転角を上記のように「θ３」とするとき、「ｘ＝ｄ５」に相当する可動部１０の位置にて観測される回転方向の振幅変化「ΔＺｒ」とすると、下式の関係が得られる（図１４（Ｂ）に示す概略図参照）。
【００６０】
2004280958.tif 000003
尚、「ｓｉｎ−１」は逆正弦関数を示しており、上式はＺｎでｘ＝ｄ５に設定したの点がｙ軸回りのθ３の回転によってΔＺｒだけｚ軸方向に変位することを意味しており、ｄ５に比べてΔＺｒが充分に小さいという近似を用いている。
【００６１】
本来の並進方向の振幅Ｚｎと回転モードによる変化ΔＺｒの比を「α」とする（つまり、「ΔＺｒ＝  α・Ｚｎ」）と、フォーカススポットの移動量「Δｅｆｏ  」は上記の（３）、（４）式から、以下のようにして求められる。
【００６２】
2004280958.tif 000004
【００６３】
あるいは、αを用いた式、「Δｅｆｏ／Ｚｎ＝（０．５・α２・ΔＺｎ・ｄ４）／（ｄ５）２」が得られる。
【００６４】
フォーカス方向における実際の並進運動の振幅Ｚｎに対して、Δｅｆｏ  がどの程度のオーダー量になるかを以下に示す具体例で見積ってみる。
【００６５】
図１６はフォーカス方向に関する伝達特性（ゲイン特性及び位相特性）について例示したものである。本図は、フォーカス方向の駆動電圧を入力とし、フォーカス方向の変位を出力とした伝達関数について示したもので、図３においてＦ１〜Ｆ５に示す各測定点での測定値に基くものである。尚、図３の（Ａ）図に示すように、ｘ−ｙ平面における主部（ボビン）１１の側面中心に測定点Ｆ１を設定し、その側面の４隅に測定点Ｆ２乃至Ｆ５をそれぞれ設定している（ｚ軸方向からみてＦ１の右上隅にＦ２、右下隅にＦ５が位置され、Ｆ１の左上隅にＦ３、左下隅にＦ４が位置されている。）。
【００６６】
図１６において、上段からＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５の順に、各測定点での伝達特性を示すグラフ図を配置している。
【００６７】
図中に丸枠で囲んで示す２ｋＨｚ付近の共振に関して、Ｆ３とＦ４における位相が同相でＦ２とＦ５における位相が同位相とされて振動していること、そして、Ｆ３及びＦ４の位相とＦ２及びＦ５の位相関係が逆位相であることからｙ軸回りの回転モードであることが分かる。
【００６８】
本例において、実際のｙ軸回りの回転モードがどの程度フォーカスエラー信号に影響するかを見積もるに当たり、フォーカス方向の変位が４０Ｈｚにて０．３ｍｍ程度であるので、回転モードが存在する２ｋＨｚ付近でのＺｎ（フォーカス方向の並進運動の振幅）は、下記の値になる。
【００６９】
Ｚｎ＝（４０／２０００）２×０．３＝１．２×１０−４（ｍｍ）
【００７０】
回転モードの振幅について、共振のＱ値は大きく見積もっても２０ｄＢ（デシベル）程度であるので、「α＝１０」  とする。また、本例においては、ｄ５＝２．５（ｍｍ）、ｄ４＝１．５（ｍｍ）であるので、これをもとに上式からＺｎに対するΔｅｆｏ  の比率を求めると、下記に示す値が得られる。
【００７１】
Δｅｆｏ  ／Ｚｎ＝０．５・α２・Ｚｎ・ｄ４／（ｄ５）２＝０．５×１０×１．２×１０−４×１．５／（２．５）２＝０．００１４４
つまり、フォーカス方向における並進運動の振幅に比べて１／１０００程度であり、Δｅｆｏ  は充分に小さいことが分かる。
【００７２】
従って、実際のフォーカスエラーには、ほとんどｙ軸回りの回転モードが影響してこないことが判明する。
【００７３】
図１７は、フォーカスサーボをかけたときの一巡伝達関数について測定例を示したものであり、上段にゲイン特性を示し、下段に位相特性を示した図（ボード線図）である。
【００７４】
２ｋＨｚ付近の回転モードの影響が現れておらず、安定なフォーカスサーボを実現することができる。
【００７５】
尚、上記（３）式において「ｄ４＝０」のとき、つまり、対物レンズ７の主点Ｍと可動部１０の重心Ｇが一致する場合には「Δｅｆｏ＝０」となり、実際のフォーカスエラーに対して回転モードが全く影響してこないことが分かる。即ち、主点Ｍと重心Ｇとの各ｘｙｚ座標値が等しくされている場合には、主点を中心にしてｙ軸回りの回転が生じてもフォーカススポット位置は不動である。
【００７６】
主点と重心とを一致させる設計が常に可能であるとは限らない（例えば、短波長レーザを用いた構成では主点位置がコイルボビンのうちディスク側の上面に近いため設計が難しくなる。）が、（３）式でｄ４がゼロに近いほどΔｅｆｏが小さくなるので、主点Ｍと重心Ｇとを極力近づけて各ｘｙｚ座標値の差を充分に小さくする設計が好ましい。
【００７７】
上記した構成形態を採用することによって下記に示す利点が得られる。
【００７８】
・小型で単純な構造を有する対物レンズ駆動装置（アクチュエータ）を実現でき、その結果、２次共振に代表される高次複合共振周波数を高くすることができる。
【００７９】
・磁界の利用効率が高いため、単位消費電力当たりの推力を高くとることができる。あるいは、駆動に必要な推力を同程度とした場合に、従来の構成に比べてサーボ制御に要する消費電力を減少させることができる。
【００８０】
・サーボ制御上のカットオフ周波数を高く設定することが可能になり、より精密なフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを実現することができる。
【００８１】
尚、上記した構成では、可動部においてｘ軸に直交する２側面にフォーカスコイル、トラッキングコイルをそれぞれ付設した例を示したが、本発明の適用においてはこのような構成のみに限られる訳ではない。つまり、可動部の重心とトラッキング方向又はフォーカス方向の駆動中心とがｘ軸方向においてずれた位置関係をもっていれば良いので、例えば、可動部における同じ側面にトラッキングコイルとフォーカスコイルをｚ軸方向に沿って取り付けた構成形態（複数の対物レンズ駆動装置を用いる構成において小型化や配置スペース等の面で有利である。）等が可能であり、可動部の重心と駆動中心とを一致させる必要がないので設計上の制約から解放され構造上の自由度が高い。また、対物レンズに限らず各種のレンズ系（収差補正レンズ等）の駆動装置等に幅広く適用することができる。
【００８２】
尚、前記した形態（ＩＩ）の場合には、駆動用コイルと界磁手段との位置関係が上記形態（Ｉ）の場合と逆転している。よって、上記の説明において駆動用コイルと界磁手段を相互に置換して適宜に読み替えれば良い（本発明に係る基本的事項に変わりはない。）。
【００８３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１、７、１３に係る発明によれば、可動部の重心と駆動中心とを一致させることなく、レンズ光軸と可動部の慣性軸を一致させる形態を採用しており、レンズ駆動に係る設計自由度が高い。また、光軸回りの回転モードによる不要共振の影響を低減できるので、例えば、光学式記録媒体を用いた装置への適用において、記録や再生の性能、信頼性を高めることができる。
【００８４】
請求項２、８、１４に係る発明によれば、ｘ軸回りの回転モードの影響を抑制して、安定なレンズ駆動制御を実現することができる。
【００８５】
請求項３、９、１５に係る発明によれば、ｘ軸回りの回転モードの影響でｙ軸方向にビームスポットの移動が起きないようにすることができる。
【００８６】
請求項４、１０、１６に係る発明によれば、ｙ軸回りの回転モードによりｚ軸方向に生じるビームスポットの移動量は充分に小さいので、ｚ軸方向のレンズ駆動制御に及ぼす影響を無視することができる。
【００８７】
請求項５、１１、１７に係る発明によれば、ｙ軸回りの回転モードによりｚ軸方向に生じるビームスポットの移動量が理論上ゼロとなる（つまり、ｚ軸方向のレンズ駆動制御には何ら影響しない。）。
【００８８】
請求項６、１２、１８に係る発明によれば、駆動用コイルに対する界磁手段を用いて形成される磁気回路を有効に利用して高い推力を得ることができ、広帯域化、小型化及び精密な駆動制御に適した構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２とともに本発明に係る光学式ディスクドライブ装置の基本構成例を示す概略図であり、本図は対物レンズの光軸方向からみた図を示す。
【図２】対物レンズの光軸方向に直交する方向からみた図である。
【図３】本発明に係るレンズ駆動装置の一例を示した図である。
【図４】図３のレンズ駆動装置を構成する可動部の側面及びフォーカスコイルを示す図である。
【図５】図３のレンズ駆動装置を構成する可動部の側面及びトラッキングコイルを示す図である。
【図６】図７乃至図１１とともにトラッキング方向の駆動について説明するための図であり、本図は対物レンズの光軸方向からみたレンズ駆動装置の要部を示す図である。
【図７】ｚ軸方向からみて重心Ｇを光軸からずらした場合を示す説明図である。
【図８】重心Ｇを含むｚ軸を光軸に一致させた場合を示す説明図である。
【図９】ｘ軸回りの回転について説明するための図であり、ｘ軸方向からみた可動部の側面を示す。
【図１０】トラッキング方向に関する伝達特性について例示したグラフ図である。
【図１１】トラッキングサーボをかけたときの一巡伝達関数について説明するためのグラフ図である。
【図１２】図１３乃至図１７とともにフォーカス方向の駆動について説明するための図であり、本図はｘ軸方向からみたレンズ駆動装置の要部を示す図である。
【図１３】ｙ軸方向からみた可動部を（Ａ）図に示し、レンズ主点Ｍのｚ軸方向の変化を（Ｂ）図に示した概略図である。
【図１４】ｙ軸方向からみた可動部を（Ａ）図に示し、ｙ軸回りの振幅変化を（Ｂ）図に示した概略図である。
【図１５】フォーカス方向のゲイン特性を例示したグラフ図である。
【図１６】フォーカス方向に関する伝達特性について例示したグラフ図である。
【図１７】フォーカスサーボをかけたときの一巡伝達関数について説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
１…光学式ディスクドライブ装置、２…光学式ディスク、３…回転手段、４…光学式ヘッド装置、５…光源、６…レンズ駆動装置、７…対物レンズ、１０…可動部、１２Ｆ、１２Ｔ…駆動用コイル、１２Ｆ…フォーカスコイル、１２Ｔ…トラッキングコイル、１６…固定部、１８…界磁手段、Ｇ…重心、Ｄｔ、Ｄｆ…駆動中心、Ｍ…主点
【図１】
2004280958.tif 000005
【図２】
2004280958.tif 000006
【図３】
2004280958.tif 000007
【図４】
2004280958.tif 000008
【図５】
2004280958.tif 000009
【図６】
2004280958.tif 000010
【図７】
2004280958.tif 000011
【図８】
2004280958.tif 000012
【図９】
2004280958.tif 000013
【図１０】
2004280958.tif 000014
【図１１】
2004280958.tif 000015
【図１２】
2004280958.tif 000016
【図１３】
2004280958.tif 000017
【図１４】
2004280958.tif 000018
【図１５】
2004280958.tif 000019
【図１６】
2004280958.tif 000020
【図１７】
2004280958.tif 000021