(57)【要約】【課題】  簡素な構成にて円滑に、フォーカス制御、トラッキング制御およびチルト制御を行い得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  チルトコイル６０３にサーボ信号を印加している状態で、同時に、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２にサーボ信号を印加すると、マグネット４０７に生じる駆動力によって支持フレーム４０１とレンズホルダー２０１が一体的にチルト方向に回動変位するとともに、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２に生じる駆動力によってレンズホルダー２０１がフォーカス方向およびトラッキング方向に変位する。このとき、レンズホルダー２０１は支持フレーム４０１と一体的にチルト方向に回動変位するため、サスペンションワイヤー２０６に、フォーカス方向およびトラッキング方向以外の無理な変形が生じることはない。【選択図】    図２
2005310251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズをフォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動する駆動機構を備えた光ピックアップ装置において、
対物レンズを保持するレンズホルダーと、前記レンズホルダーを第１のワイヤーを介して支持する第１の支持フレームと、前記レンズホルダーにフォーカス方向およびトラッキング方向の駆動力を付与する第１の駆動手段と、前記第１の支持フレームを第２のワイヤーを介して支持する第２の支持フレームと、前記第１の支持フレームにチルト方向の駆動力を付与する第２の駆動手段とを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の駆動手段は、前記レンズホルダーに装着されたフォーカスコイルおよびトラッキングコイルと、前記第１の支持フレームに配され、且つ、前記フォーカスコイルおよびトラッキングコイルに磁界を印加するマグネットを備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２の駆動手段は、前記第１の支持フレームに配されたマグネットと、前記第２の支持フレームに配され、且つ、前記マグネットに磁気駆動力を付与するチルトコイルとを備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記第２のワイヤーは、前記レンズホルダーがフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動されたときに対物レンズに不要共振が発生しないような剛性とされている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２のワイヤーは、前記第１の支持ワイヤーよりも高い剛性を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズをフォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置には、通常、対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動するためのアクチュエータが配備されている。しかし、近年の記録媒体の高密度化によって、ＮＡ（開口数）の大きい対物レンズが用いられるようになった。このようにＮＡの大きな対物レンズが用いられるようになると、僅かなディスク面の傾きによっても、記録・再生特性の劣化が顕著となる。そこで、最近の光ピックアップ装置では、上記フォーカスおよびトラッキング用の駆動機構の他、ディスク面に対する対物レンズの光軸の傾きを補正するためのチルト駆動機構が別途配備されている。
【０００３】
チルト駆動機構を有する光ピックアップ装置として、たとえば以下の特許文献１、２に記載のものが公知である。
【０００４】
このピックアップ装置には、フォーカスコイル、トラッキングコイルの他、チルトコイルがレンズホルダーに装着されており、各コイルにサーボ信号が印加されることにより、レンズホルダーがフォーカス方向、トラッキング方向、チルト方向に駆動される。各コイルは、レンズホルダーをベースに対し弾性支持するサスペンションワイヤーに電気的に接続されており、このサスペンションワイヤーを介してサーボ信号が各コイルに供給される。
【０００５】
この構成によれば、アクチュエータの小型化を図ることができ、また、給電線の引き出しが不要となることから、構成の簡素化およびサーボ動作の安定化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１０３０８６号公報
【特許文献２】特開２００１−０９３１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成によれば、チルト動作によってレンズホルダーがベースに対してチルト方向に傾くと、これを支持するサスペンションワイヤーに捻じれが生じ、サスペンションワイヤーに無理な変形が加えられる。そして、この状態でフォーカス方向およびトラッキング方向にサーボがかけられると、サスペンションワイヤーの捻じれに起因して、対物レンズに不要共振が発生し、安定したサーボ動作が阻害されるとの問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、この問題を解消し、簡素な構成にて円滑に、フォーカス制御、トラッキング制御およびチルト制御を行い得る光ピックアップ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、対物レンズをフォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動する駆動機構を備えた光ピックアップ装置において、対物レンズを保持するレンズホルダーと、前記レンズホルダーを第１のワイヤーを介して支持する第１の支持フレームと、前記レンズホルダーにフォーカス方向およびトラッキング方向の駆動力を付与する第１の駆動手段と、前記第１の支持フレームを第２のワイヤーを介して支持する第２の支持フレームと、前記第１の支持フレームにチルト方向の駆動力を付与する第２の駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、前記第１の発明に係る光ピックアップ装置において、前記第１の駆動手段が、前記レンズホルダーに装着されたフォーカスコイルおよびトラッキングコイルと、前記第１の支持フレームに配され、且つ、前記フォーカスコイルおよびトラッキングコイルに磁界を印加するマグネットを備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、前記第１または第２の発明に係る光ピックアップ装置において、前記第２の駆動手段が、前記第１の支持フレームに配されたマグネットと、前記第２の支持フレームに配され、且つ、前記マグネットに磁気駆動力を付与するチルトコイルとを備えることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、前記第１乃至第３の発明のうち、何れか一の発明に係る光ピックアップ装置において、前記第２のワイヤーは、前記レンズホルダーがフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動されたときに対物レンズに不要共振が発生しないような剛性とされていることを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、前記第４の発明に係る光ピックアップ装置において、前記第２のワイヤーは、前記第１の支持ワイヤーよりも高い剛性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、レンズホルダーと第１の支持フレームが一体となってチルト方向に駆動されるため、チルト動作を行っても第１のワイヤーに無理な変形が加えられることはない。よって、チルト動作を行ないながらフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行なっても、対物レンズに不要共振が生じることはなく、安定したサーボ動作を実現できる。
【００１４】
また、第２の発明のように、第１の駆動手段をムービングコイル型とすれば、レンズホルダーを軽量化でき、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ時のレスポンス性能を高めることができる。さらに、このとき、第１の支持フレームにマグネットが配されることから、第１の支持フレームの重量を大きくすることができる。その結果、レンズホルダーが高レスポンスで変位しても、これを支持する第１の支持フレームがその反力によって大きくぶれることはなく、よって、サーボ動作を円滑に行なうことができる。このように、第２の発明によれば、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ時のレスポンス性能を高めながら、同時に、サーボ動作の円滑化を図ることができる。
【００１５】
また、第３の発明のように、第２の駆動手段をムービングマグネット型とすれば、第１の支持手段の重量をさらに大きくすることができるため、サーボ動作の円滑化をより顕著に図ることができる。
【００１６】
なお、このように第２の駆動手段をムービングマグネット型とすれば、第１の支持フレームに対してチルトサーボ信号を導く必要がなくなり、給電線の引き回しによる構成の複雑化を回避できるとの効果を奏することもできる。
【００１７】
また、第４および第５の発明によれば、レンズホルダーの不要な共振を抑止でき、サーボ動作の円滑化をさらに顕著に図ることができる。
【００１８】
この他、本発明の効果は、以下に示す実施の形態の説明によって、さらに明瞭に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、光ピックアップ装置のうち、光学系（対物レンズを除く）と光検出器等の構成は、従来周知のものと同様であるので、以下では、その説明を省略し、対物レンズアクチュエータの構成について説明する。
【００２０】
図１に実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの構成を示す。
【００２１】
図において、１０１、１０２は、フォーカスコイルとトラッキングコイルである。フォーカスコイル１０１は、箱型形状に巻回された後、樹脂によって固められる。トラッキングコイル１０２は、方形リング状に巻回された後、樹脂によって固められ、フォーカスコイル１０１の側面に貼着される。フォーカスコイル１０１は、側面にトラッキングコイル１０２が貼着された後、レンズホルダー２０１の開口２０３に嵌め込まれ、接着される。
【００２２】
トラッキングコイル１０２を構成する一対のリング状コイルは、その一端が繋がっており、他端は、４本のサスペンションワイヤー２０６のうち２本にそれぞれ接続される。残り２本のサスペンションワイヤー２０６には、フォーカスコイル１０１の両端がそれぞれ接続される。フォーカスコイル１０１およびトラッキングコイル１０２に対するサーボ信号の供給は、４本のサスペンションワイヤー２０６を介して行なわれる。サスペンションワイヤー２０６は、所定の剛性を有する導電性金属材料によって形成されている。
【００２３】
レンズホルダー２０１には、鍔部に対物レンズ２０２が装着され、さらに、上記の如く、開口２０３に、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２からなるコイルアセンブリが装着される。レンズホルダー２０１の両側面には、凸部２０４、２０５がそれぞれ形成されており、これら凸部２０４、２０５には、サスペンションワイヤー２０６を嵌入するための孔が形成されている。サスペンションワイヤー２０６の前端部を凸部２０４、２０５の孔に嵌入し、さらに、他端部をサポータ３０２側の孔に嵌入することにより、レンズホルダー２０１がサポータ３０２に弾性支持される。
【００２４】
サポータ３０２は、樹脂材料によって形成されており、その背面部に基板３０１が装着される。サポータ３０２と基板３０１には、サスペンションワイヤー２０６を嵌入するための孔が形成されている。これら孔にサスペンションワイヤー２０６を嵌入した後、サスペンションワイヤー２０６の端部を基板３０１に半田付けする。なお、基板３０１からは、サスペンションワイヤー２０６にサーボ信号を供給するための給電線（図示せず）が引き出されている。
【００２５】
基板３０１とサポータ３０２の中央部には孔が形成されており、この孔にネジ３０３を挿入し、さらに、ネジ３０３を支持フレーム４０１のネジ孔４０９に螺子止めすることにより、サポータ３０２が支持フレーム４０１に装着される。
【００２６】
支持フレーム４０１には、一対の壁部４０２が形成されており、この壁４０２には、相反する磁極面が対向するようにして一対のマグネット４０３が装着される。また、支持フレーム４０１には、壁部４０８が形成されており、この壁部４０８に、上記ネジ３０３を螺子止めするためのネジ孔６０５が形成されている。さらに、支持フレーム４０１には、一対の壁部４０４が形成されており、この壁部４０４には、マグネット４０７が装着されている。
【００２７】
この壁部４０４には、さらに、凸部４０５がそれぞれ形成されており、これら凸部４０４には、サスペンションワイヤー４０６を嵌入するための孔が形成されている。サスペンションワイヤー４０６を凸部４０５の孔に嵌入し、さらに、両端部を一対のサポータ５０２の孔に嵌入することにより、支持フレーム４０１がサポータ５０２に弾性支持される。なお、図１には、便宜上、一対のサポータのうち、片方のみを図示してある。
【００２８】
サポータ５０２は、樹脂材料によって形成されており、その背面部に基板５０１が装着される。サポータ５０２には、サスペンションワイヤー５０６を嵌入するための孔が形成されている。この孔にサスペンションワイヤー５０６の両端をそれぞれ嵌入することで、支持フレーム４０１がサスペンションワイヤー５０６を介してサポータ５０２に弾性支持される。
【００２９】
基板５０１とサポータ５０２の中央部には孔が形成されており、この孔にネジ５０３を挿入し、さらに、ネジ５０３をベース６０１のネジ孔６０５に螺子止めすることにより、サポータ５０２がベース６０１に装着される。
【００３０】
ベース６０１には、一対の突起部６０２が形成されており、この突起部６０２には、一対のチルトコイル６０３が装着される。さらに、ベース６０１には、壁部６０４が形成されており、この壁部６０４に、上記ネジ５０３を螺子止めするためのネジ孔６０５が形成されている。
【００３１】
上記構成において、支持フレーム４０１にマグネット４０３とマグネット４０７を装着した状態で、コイルアセンブリ（フォーカスコイル１０１、トラッキングコイル１０２）をレンズホルダー２０１に装着し、このレンズホルダー２０１をサスペンションワイヤー２０６を介してサポータ３０２に装着し、さらに、サポータ３０２を、ネジ３０３によって、支持フレーム４０１のネジ孔４０９に螺着することで、フォーカスおよびトラッキング駆動用のアクチュエータが構成される。
【００３２】
このとき、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２からなるコイルアセンブリは、トラッキングコイル１０２を構成する一対の方形リング状コイルの互いに隣り合う一辺が、一対のマグネット４０３間の磁気ギャップに挿入されるようにして、ベース４０１に対し位置付けられる。
【００３３】
さらに、ベース６０１にチルトコイル６０３を装着した状態で、支持フレーム４０１をサスペンションワイヤー４０６を介してサポータ５０２に装着し、さらに、サポータ５０２を、ネジ５０３によって、ベース６０１のネジ孔６０５に螺着することで、支持フレーム４０１がベース６０１に対し弾性支持される。このとき、支持フレーム４０１に装着された一対のマグネット４０７は、その磁極面がそれぞれチルトコイル６０３に対向するよう、ベース６０１に対して位置付けられる。これにより、対物レンズアクチュエータが構成される。
【００３４】
なお、上記構成において、フォーカスコイル１０１、トラッキングコイル１０２およびチルトコイル６０３の巻回方向と、マグネット４０３およびマグネット４０７の磁極面の向きは、フォーカスコイル１０１、トラッキングコイル１０２、チルトコイル６０３にサーボ信号を供給することによって、レンズホルダー２０１またはこれを支持する支持フレーム４０１が、それぞれフォーカス方向、トラッキング方向、チルト方向に変位するよう調整されている。
【００３５】
図２ないし図５は、上記の如くしてアセンブルされた対物レンズアクチュエータの構造を示す図である。なお、図２、図４および図５は、便宜上、ベース６０１側に配されるサポータ５０２の構成を図示省略してある。また、図４および図５は、それぞれ、図２のアクチュエータをＡ−Ａ’方向およびＢ−Ｂ’方向から見た側面図、背面図である。
【００３６】
かかる対物レンズアクチュエータにおいて、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２にサーボ信号を印加すると、サスペンションワイヤー２０６がフォーカス方向およびトラッキング方向に撓み、レンズホルダー２０１が対応する方向に変位する。また、チルトコイル６０３にサーボ信号を印加すると、２つのマグネット４０７に逆向きの駆動力が生じ、この駆動力によって、サスペンションワイヤー４０６がチルト方向に撓み、支持フレーム４０１がチルト方向に回動する。このとき、レンズホルダー２０２は、サスペンションワイヤー２０６によってサポータ２０２に支持されているため、支持フレーム４０１の回動に伴って一体的に回動変位する。
【００３７】
チルトコイル６０３にサーボ信号を印加している状態で、同時に、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２にサーボ信号を印加すると、マグネット４０７に生じる駆動力によって支持フレーム４０１とレンズホルダー２０１が一体的にチルト方向に回動変位するとともに、フォーカスコイル１０１とトラッキングコイル１０２に生じる駆動力によってレンズホルダー２０１がフォーカス方向およびトラッキング方向に変位する。このとき、レンズホルダー２０１は支持フレーム４０１と一体的にチルト方向に回動変位するため、サスペンションワイヤー２０６に、フォーカス方向およびトラッキング方向以外の無理な変形が生じることはない。よって、チルトサーボと同時にフォーカスサーボとトラッキングサーボを行なっても、上記従来技術のようにレンズホルダー２０１および対物レンズ２０２に不要な共振等が発生することはない。
【００３８】
このように、本実施の形態に係る対物レンズアクチュエータによれば、対物レンズの不要共振による特性の低下が生じることはなく、フォーカスサーボ、トラッキングサーボおよびチルトサーボを円滑に実行することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、支持フレーム４０１にマグネット４０３、４０７を配するようにしたので、支持フレームの重量を大きくすることができ、これにより、支持フレーム４０１によってレンズホルダー２０１を安定して支持することができるようになる。このため、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ時にレンズホルダー２０１が微細に振動しても、この振動による支持フレーム４０１のぶれが抑制され、もって、安定したフォーカスサーボ動作およびトラッキングサーボ動作を実現することができる。
【００４０】
また、このように支持フレーム側にマグネット４０７を配するようにすると、チルトサーボ信号を供給するための給電線を、可動部である支持フレーム４０１から引き出す必要がなくなり、構成ないし配線作業の簡素化を図ることもできる。
【００４１】
なお、チルトサーボには、それほど高いレスポンス性能は要求されないため、本実施の形態のように支持フレーム４０１（可動部）側にマグネット４０３、４０７を配して重量を高めても、大きな問題は生じない。ただし、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボには、高レスポンス性能が要求されるため、本実施の形態のように、レンズホルダー２０１（可動部）側にはコイルを配し、レンズホルダー２０１を軽量化するのが良い。
【００４２】
なお、上記において、サスペンションワイヤー４０６の剛性は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ時にレンズホルダー２０１が微細に振動しても、これによって支持フレーム４０１とレンズホルダー２０１が共振することのないような剛性に調整されている。
【００４３】
図６に、上記アクチュエータの共振特性を示す。
【００４４】
この共振特性は、上記構成のアクチュエータにおいて、サスペンションワイヤー４０６の線径を相違させたときのシミュレーション結果を示すものである。横軸は、フォーカスコイル１０１に印加する交流信号の周波数、縦軸は、フォーカスコイルに一定振幅の交流信号を印加したときの対物レンズの変位量を基準変位量に対するゲインとして示すものである。なお、線形φ＝0.1ｍｍは、サスペンションワイヤー２０６の線形と同一である。この場合、サスペンションワイヤー４０６の剛性は、サスペンションワイヤー２０６の剛性と同一である。
【００４５】
同図から、サスペンションワイヤー４０６の線形φを0.1ｍｍとすると、周波数２５Ｈｚあたりにて、対物レンズに不要共振（同図Ａ）が生じることが分かる。これに対し、線形φを0.15ｍｍに引き上げると、この不要共振が抑制されることが分かる。よって、かかる不要共振を抑制し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボを円滑に行なうには、サスペンションワイヤー４０６の剛性をそれに応じた剛性に調整する必要がある。少なくとも、サスペンションワイヤー４０６の剛性は、サスペンションワイヤー２０６の剛性よりも大きく設定する。反面、サスペンションワイヤー４０６の剛性を高めすぎると、支持フレーム４０１をチルト方向に変位させる際の感度が低下するため、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボによる共振が生じない程度に、サスペンションワイヤー４０６の剛性を高めるようにするのが好ましい。
【００４６】
なお、剛性を高める方法は、図６に示す如く、線形を大きくする方法の他、材料・形状等を変更する方法にて実現することもできる。
【００４７】
図７〜図１０に、サスペンションワイヤー４０６の線径を変化させたときの共振特性を示す。なお、これらの図には、低域側の（１〜１０００Ｈｚ）の特性のみを示してある。また、比較対照として、サスペンションワイヤー４０６の線径を0.15ｍｍとしたときの共振特性を重ねて示してある。
【００４８】
図７を参照すると、サスペンションワイヤー４０６の線径を0.11ｍｍに高めた場合には周波数３０Ｈｚあたりにて、対物レンズに不要共振（同図Ａ）が生じることが分かる。また、図８、図９を参照すると、サスペンションワイヤー４０６の線径をそれぞれ0.12ｍｍ、0.13ｍｍに高めた場合にも周波数３５Ｈｚ、４０Ｈｚあたりで、対物レンズに不要共振（同図Ａ）が生じることが分かる。
【００４９】
これに対し、図１０を参照すると、サスペンションワイヤー４０６の線径を0.14ｍｍに高めた場合には、対物レンズに不要共振は生じず、線径を0.15ｍｍとしたときに近似する特性が得られている。よって、本実施の形態では、サスペンションワイヤー４０６の線径を0.14ｍｍ以上とすることで、対物レンズの不要共振を抑えることができることが分かる。ただし、上述の如く、サスペンションワイヤー４０６の剛性を高めすぎると、支持フレーム４０１をチルト方向に変位させる際の感度が低下する。よって、本実施の形態では、サスペンションワイヤー４０６の線径を0.15ｍｍ程度に設定するのが好ましい。
【００５０】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
たとえば、上記実施の形態では、フォーカスおよびトラッキング駆動用に用いる一対のマグネット４０３を支持フレーム４０１に配するようにしたが、これをベース６０１側に配するようにすることもできる。すなわち、支持フレーム４０１の底部に開口を形成し、この開口から、ベース６０１側に配した一対のマグネットを、フォーカスコイル１０１およびトラッキングコイル１０２を挟むようにして、支持フレーム４０１内に介入させる。この場合、支持フレーム４０１は、マグネット４０１が装着されない分だけ重量が軽くなる。よって、上記実施の形態に比べ、幾分、レンズホルダー２０１の支持が不安定となる。
【００５２】
その他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの分解斜視図
【図２】実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの斜視図
【図３】実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの上面図
【図４】実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの側面図
【図５】実施の形態に係る対物レンズアクチュエータの背面図
【図６】実施の形態に係る周波数特性のシミュレーション結果を示す図
【図７】実施の形態に係る周波数特性のシミュレーション結果を示す図
【図８】実施の形態に係る周波数特性のシミュレーション結果を示す図
【図９】実施の形態に係る周波数特性のシミュレーション結果を示す図
【図１０】実施の形態に係る周波数特性のシミュレーション結果を示す図
【符号の説明】
【００５４】
１０１  フォーカスコイル
１０２  トラッキングコイル
２０１  レンズホルダー
２０２  対物レンズ
２０６  サスペンションワイヤー（第１のワイヤー）
３０２  サポータ
３０３  ネジ
４０１  支持フレーム
４０３  マグネット
４０６  サスペンションワイヤー（第２のワイヤー）
４０７  マグネット
５０２  サポータ
５０３  ネジ
６０１  ベース
６０３  チルトコイル
６０５  ネジ孔
【図１】
2005310251.tif 000003
【図２】
2005310251.tif 000004
【図３】
2005310251.tif 000005
【図４】
2005310251.tif 000006
【図５】
2005310251.tif 000007
【図６】
2005310251.tif 000008
【図７】
2005310251.tif 000009
【図８】
2005310251.tif 000010
【図９】
2005310251.tif 000011
【図１０】
2005310251.tif 000012