(57)【要約】【課題】通電時に補正レンズを高速移動でき、無通電時に補正レンズの位置変動が生じ難いレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を使用する光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置は、ベースユニット１に備えられた第１及び第２のガイドシャフト４，５と、第１及び第２のガイドシャフト４，５に沿って移動可能に支持された可動レンズホルダ２と、ベースユニット１に備えられたマグネット１１ａ，１１ｂと、可動レンズホルダ２に備えられ電流を流すことによって第１及び第２のガイドシャフト４，５の長手方向の電磁力を受ける水平駆動コイル１４ａ，１４ｂと、可動レンズホルダ２に備えられ電流を流すことによって第１のガイドシャフト４を中心とする回転トルクを生じさせる電磁力を受ける垂直駆動コイル１３と、可動レンズホルダ２に備えられ第１のガイドシャフト４を中心とする回転トルクを生じさせる磁力を受ける磁性片１５とを有する。【選択図】        図４
2007080310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に、互いに平行に備えられた第１及び第２のガイドシャフトと、
補正レンズを保持し、前記第１及び第２のガイドシャフトに沿って移動可能に支持された可動レンズホルダと、
前記ベース部材に備えられたマグネットと、
前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、電流を流すことによって前記第１及び第２のガイドシャフトの長手方向の電磁力を受ける第１の電磁コイルと、
前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、電流を流すことによって前記第１のガイドシャフトを中心とする回転トルクを生じさせる電磁力を受ける第２の電磁コイルと、
前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、前記第１のガイドシャフトを中心とする回転トルクを生じさせる磁力を受ける磁性片と
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記第１のガイドシャフトは、前記可動レンズホルダに形成された貫通孔に挿通され、
前記第２のガイドシャフトは、前記可動レンズホルダに形成された第１の接触面及び第２の接触面で支持される
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記第１の接触面と前記第２の接触面とは、前記第１のガイドシャフトの中心軸と前記第２のガイドシャフトの中心軸とを含む平面を挟んで互いに反対側に位置することを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記第１の接触面と前記第２の接触面とは、互いに９０°の角度をなすことを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記第１の接触面と前記第２の接触面とは、互いに平行であることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記第１のガイドシャフトと前記第２の接触面との間の第２の摩擦係数が、前記第１のガイドシャフトと前記第１の接触面との間の第１の摩擦係数より大きくなるように、構成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記可動レンズホルダの前記第２の接触面が、表面硬質アルマイト処理を施したアルミ板によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記第１のガイドシャフトの前記第２の接触面と接触する範囲を、表面硬質アルマイト処理を施したアルミ板又は表面平滑度を低下させる表面処理を施したステンレスとしたことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記第１のガイドシャフトの前記第１の接触面と接触する範囲及び／又は前記可動レンズホルダの前記第１の接触面を、フッ素コーティング面としたことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
前記補正レンズがコリメートレンズであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記可動レンズホルダの接触面を前記第２のガイドシャフトの外周面と同じ曲率を持つ断面円弧状の凹面にしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
前記可動レンズホルダが、突出部を有し、
前記突出部を検出する光センサーをさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１３】
前記可動レンズホルダの前記貫通孔の近傍に一端を固定した柔軟なフレキシブルプリント基板をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１４】
光学ベースと、
前記光学ベースに備えられ、ディスク状記録媒体の情報層上に光ビームを集光させる対物レンズと、
前記対物レンズに入射する光ビーム中に配置された補正レンズと、
前記補正レンズをその光軸方向に移動させる請求項１乃至１２のいずれかに記載のレンズ駆動装置と
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記光学ベースが、前記レンズ駆動装置のベース部材を兼ねることを特徴とする請求項１４に記載の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、補正レンズの位置を移動させるレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を補正レンズアクチュエータ部として使用する光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置においては、光ディスクの情報層上に光ビームを適切に集光させる必要がある。このため、光ピックアップ装置においては、光ディスクのカバー層の厚さの誤差によって生じる球面収差を補正できるように、光源と対物レンズの間の補正レンズをその光軸方向に移動させる提案がある（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０３０８７号公報（図１〜図７）
【特許文献２】特開２００３−３３８０６９号公報（図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光ピックアップ装置は、光ディスクのカバー層の厚さの違いに迅速に追従するために補正レンズを高速に移動させることができる機能と、無通電時であっても外乱振動等によって補正レンズの位置を変動し難くする機能とを有することが望ましい。しかしながら、上記従来の光ピックアップ装置はいずれも、上記２つの機能を両立できるものではなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、通電時に補正レンズを高速移動でき、無通電時に補正レンズの位置変動が生じ難いレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を使用する光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズ駆動装置は、ベース部材と、前記ベース部材に、互いに平行に備えられた第１及び第２のガイドシャフトと、補正レンズを保持し、前記第１及び第２のガイドシャフトに沿って移動可能に支持された可動レンズホルダと、前記ベース部材に備えられたマグネットと、前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、電流を流すことによって前記第１及び第２のガイドシャフトの長手方向の電磁力を受ける第１の電磁コイルと、前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、電流を流すことによって前記第１のガイドシャフトを中心とする回転トルクを生じさせる電磁力を受ける第２の電磁コイルと、前記マグネットの磁界中において前記可動レンズホルダに備えられ、前記第１のガイドシャフトを中心とする回転トルクを生じさせる磁力を受ける磁性片とを有することを特徴としている。
【０００７】
本発明の光ピックアップ装置は、ディスク状記録媒体の情報層上に光ビームを集光させる対物レンズと、前記対物レンズに入射する光ビーム中に配置された補正レンズと、前記補正レンズをその光軸方向に移動させる前記レンズ駆動装置とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通電時には補正レンズを高速移動でき、無通電時には外乱振動等による補正レンズの位置変動が生じ難いという機能を両立させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による光ピックアップ装置に搭載するレンズ駆動装置２１を示す斜視図である。また、図２は、図１に示されるレンズ駆動装置２１を可動補正レンズ９の中心をとおり第１のガイドシャフト４と第２のガイドシャフト５に平行な平面で切るＳ２−Ｓ２線断面図である。また、図３は、図１に示されるレンズ駆動装置２１を可動レンズホルダ２に備えられた垂直駆動コイル１３及び水平駆動コイル１４ａ，１４ｂの外形が見える面で切るＳ３−Ｓ３線断面図である。また、図４は、図１に示されるレンズ駆動装置２１を可動補正レンズ９の中心をとおり第１のガイドシャフト４と第２のガイドシャフト５に垂直な平面で切るＳ４−Ｓ４線断面図である。
【００１０】
図１乃至図４に示されるように、レンズ駆動装置２１は、ユニットベース１と、可動レンズホルダ２と、固定レンズホルダ３と、第１のガイドシャフト４と、第２のガイドシャフト５と、磁性板６と、フレキシブルプリント基板７と、光センサー８と、可動レンズホルダ２によって保持された可動補正レンズ９と、固定レンズホルダ３によって保持された固定補正レンズ１０と、マグネット１１ａ，１１ｂと、垂直駆動用コイル１３と、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂと、磁性片１５とを有している。
【００１１】
ユニットベース１は、樹脂成型により製造された基台であり、レンズ駆動装置２１を光ピックアップ装置の光学ベース（図示せず）に取り付けるための位置基準（図示せず）と平面基準（図示せず）が設けられており、光ピックアップ装置の光学ベースに取り付けられている。
【００１２】
第１のガイドシャフト４と第２のガイドシャフト５は、ユニットベース１に互いに平行に取り付けられている。可動レンズホルダ２は、摺動性のよい樹脂成型部材で形成されており、可動補正レンズ９を搭載している。可動レンズホルダ２は、その貫通孔２ｄ（図４に示す）に第１のガイドシャフト４を挿通させ、その係合部２ｅに第２のガイドシャフト５を係合させることによって、可動補正レンズ９の光軸ＡＸ方向（図１のｘ軸方向）に移動可能に支持されている。
【００１３】
固定レンズホルダ３は、ユニットベース１に固定されている。固定レンズホルダ３は、固定補正レンズ１０を搭載している。ユニットベース１に固定されている固定補正レンズ１０の光軸と、可動レンズホルダ２に組み込まれている可動補正レンズ９の光軸とは、一致するように組み立てられている。
【００１４】
図４に示されるように、可動レンズホルダ２には、電磁力を発生させるための構成として、垂直駆動用コイル１３及び水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂが備えられている。また、ユニットベース１には、垂直駆動用コイル１３及び水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに対向して、固定磁界発生用のマグネット１１ａ，１１ｂと磁性板６が取り付けられている。マグネット１１ａ，１１ｂは、図４の上下方向（ｚ軸方向）に異なる磁極面が並ぶように配置されている。例えば、マグネット１１ａは、その水平駆動用コイル１４ａ側をＳ極とし、マグネット１１ｂは、その水平駆動用コイル１４ｂ側をＮ極としている。垂直駆動用コイル１３は、可動レンズホルダ２のマグネット１１ａ，１１ｂに対向する面に取り付けられている。垂直駆動用コイル１３を構成する巻線は、マグネット１１ａに対向して水平方向（図１のｘ軸方向）に延びる部分（図３の符号１３ａ）と、マグネット１１ｂに対向して水平方向（図１のｘ軸方向）に延びる部分（図３の符号１３ｂ）とを有している。水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂは筒状コイルであり、水平駆動用コイル１４ａを構成する巻線は、マグネット１１ａに対向して垂直方向（図１のｚ軸方向）に延びる部分（図３の符号１４ａｈ）を有し、水平駆動用コイル１４ｂはマグネット１１ｂに対向して垂直方向（図１のｚ軸方向）に延びる部分（図３の符号１４ｂｈ）を有している。
【００１５】
可動レンズホルダ２に取り付けられた垂直駆動用コイル１３及び水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂへの給電は、柔軟性の高いフレキシブルプリント基板７を介して行われる。
【００１６】
可動レンズホルダ２には突出部２ｃが備えられている。光センサー８は、ユニットベース１に固定されており、発光部（図示せず）と受光部（図示せず）を有し、発光部と受光部との間に突出部２ｃが介在しているか否かによって、可動補正レンズ９の位置を検出する。
【００１７】
垂直駆動用コイル１３は、マグネット１１ａの磁界中を水平方向（図１のｘ軸方向）に延びる部分（図３の符号１３ａ）と、マグネット１１ｂの磁界中を水平方向（図１のｘ軸方向）に延びる部分（図３の符号１３ｂ）とを有しているので、垂直駆動用コイル１３に電流を流すことによって、垂直駆動用コイル１３に、図４の上下方向、すなわち、第１のガイドシャフト４の中心軸に対して垂直方向（ｚ軸方向）の電磁力（後述する図６の電磁力Ｆｖｃｏｉｌ）が作用する。
【００１８】
水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂはマグネット１１ａの磁界中を垂直方向（図１のｚ軸方向）に延びる部分（図３の符号１４ａｈ）を有し、水平駆動用コイル１４ｂはマグネット１１ｂの磁界中を垂直方向（図１のｚ軸方向）に延びる部分（図３の符号１４ｂｈ）を有しているので、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに電流を流すことによって、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに、図２の左右方向、すなわち、第１のガイドシャフト４の長手方向（ｘ軸方向）の電磁力（後述する図５の電磁力Ｆｈｃｏｉｌ）が作用する。
【００１９】
また、図４に示されるように、磁性片１５は、可動レンズホルダ２の水平駆動用コイル１４ｂの内側に搭載されている。可動レンズホルダ２、可動補正レンズ９、垂直駆動用コイル１３、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂ、及び磁性片１５で構成される可動部分の重心は第１のガイドシャフト４の中心軸に一致するように構成されている。可動レンズホルダ２の第２のガイドシャフト５を挿通する係合部２ｅは、第１のガイドシャフト４を挟んでマグネット１１ａ，１１ｂの反対側に設けられている。
【００２０】
第２のガイドシャフト５と接触する可動レンズホルダ２の係合部２ｅは、互いに約９０度の角度をなす２つの面からなるＶ字溝になっている。このＶ字溝を構成する２つの面の、第２のガイドシャフト５と接触する箇所が、接触面２ａと接触面２ｂである。可動レンズホルダ２の接触面２ｂは、接触面２ａよりも高い摩擦係数が得られる部材又は形状に構成されている。可動レンズホルダ２の接触面２ｂは、例えば、表面硬質アルマイト処理を施した薄いアルミ板によって構成されている。なお、可動レンズホルダ２の接触面２ｂは、表面硬質アルマイト処理を施した薄いアルミ板に限定されず、他の構成を採用してもよい。
【００２１】
図５は、図１に示されるレンズ駆動装置２１のＳ４−Ｓ４線断面図であり、第１及び第２のガイドシャフト４，５の長手方向（図１のｘ軸方向）の電磁力Ｆｈｃｏｉｌの発生原理を説明するための図である。
【００２２】
マグネット１１ａのＳ極の表面近傍では、Ｓ極に向けてＳ極表面にほぼ直交する方向の磁界が生じる。マグネット１１ｂのＮ極の表面近傍では、Ｎ極から外側へ向けてＮ極表面にほぼ直交する方向の磁界が生じる。ここで、水平駆動用コイル１４ａに、図５に垂直上向きの矢印で示す電流ｉｈを流し、水平駆動用コイル１４ｂに、図５に垂直下向きの矢印で示す電流ｉｈを流すと、フレミングの左手の法則に従って、水平駆動用コイル１４ａの垂直部分１４ａｈと水平駆動用コイル１４ｂの垂直部分１４ｂｈには、図５が描かれている紙面から垂直上向き（すなわち、図１におけるｘ軸方向）に電磁力Ｆｈｃｏｉｌが生じる。この結果、可動レンズホルダ２は、図１におけるｘ軸方向に移動する。また、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに、図５に示す電流ｉｈと逆方向の電流を流すことによって、水平駆動用コイル１４ａの垂直部分１４ａｈと水平駆動用コイル１４ｂの垂直部分１４ｂｈには、図５が描かれている紙面から垂直下向きに電磁力が生じる。この結果、可動レンズホルダ２は、逆方向に移動する。したがって、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに流す電流の電流値と方向を制御することによって、可動レンズホルダ２の位置を可動補正レンズ９の光軸ＡＸ方向に移動させる制御を行うことができる。
【００２３】
図６は、図１に示されるレンズ駆動装置２１のＳ４−Ｓ４線断面図であり、第１及び第２のガイドシャフト４，５の垂直方向（図１のｚ軸方向）の電磁力Ｆｖｃｏｉｌの発生原理を説明するための図である。
【００２４】
マグネット１１ａのＳ極の表面近傍では、Ｓ極に向けてＳ極表面にほぼ直交する方向の磁界が生じる。マグネット１１ｂのＮ極の表面近傍では、Ｎ極から外側へ向けてＮ極表面にほぼ直交する方向の磁界が生じる。ここで、垂直駆動用コイル１３に、電流ｉｖを流すと、フレミングの左手の法則に従って、垂直駆動用コイル１３の水平部分１３ａには、図５が描かれている上向き（すなわち、図１におけるｚ軸方向）の電磁力Ｆｖｃｏｉｌが生じ、垂直駆動用コイル１３の水平部分１３ａには、図５が描かれている上向き（すなわち、図１におけるｚ軸方向）の電磁力Ｆｖｃｏｉｌが生じる。このように垂直駆動用コイル１３に流される電流の電流量と方向を制御することで、第１のガイドシャフト４を中心とする可動レンズホルダ２の回転トルクを制御することができる。
【００２５】
図７は、図１に示されるレンズ駆動装置２１のＳ４−Ｓ４線断面図であり、可動レンズホルダ２に作用する駆動力及び第１のガイドシャフト４を中心とするトルクと、可動レンズホルダ２の接触面２ａ，２ｂにより第２のガイドシャフト５に作用する抗力を示す説明図である。
【００２６】
可動レンズホルダ２には、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに電流を流すことよって発生する電磁力Ｆｈｃｏｉｌ及び垂直駆動用コイル１３に電流を流すことによって発生する電磁力Ｆｖｃｏｉｌに加えて、主にマグネット１１ｂによって磁性片１５に作用する磁気的吸引力が作用する。磁性片１５は、図７の垂直方向に第１のガイドシャフト４から離れたマグネット１１ｂの近傍に配置され、磁性片１５に作用する磁気的吸引力は常時発生する。
【００２７】
マグネット１１ｂによる磁性片１５に対する磁気的吸引力によって、可動レンズホルダ２から第１のガイドシャフト４に対する押し付け力Ｆｍｐが常時作用する。マグネット１１ｂによる磁性片１５に対する磁気的吸引力によって、可動レンズホルダ２には、第１のガイドシャフト４を中心とするトルクＴｍｐ（以下「常時トルク」と言う。）が常時発生する。垂直駆動用コイル１３に流れる電流とマグネット１１ａ，１１ｂによる磁界によって生じる電磁力Ｆｖｃｏｉｌによって、可動レンズホルダ２には、第１のガイドシャフト４を中心とするトルクＴｖｃｏｉｌ（以下「駆動トルク」と言う。）が発生する。駆動トルクＴｖｃｏｉｌによって、可動レンズホルダ２の接触面２ａから第２のガイドシャフト５に対して抗力Ｎｖｃｏｉｌが作用する。常時トルクＴｍｐによって、可動レンズホルダ２の接触面２ｂから第２のガイドシャフト５に対して抗力Ｎｍｐが作用する。
【００２８】
垂直駆動用コイル１３に電流を流さない無通電状態では、可動レンズホルダ２には、マグネット１１ｂによる磁性片１５に対する磁気的吸引力が作用して、図７において時計回り方向の常時トルクＴｍｐが発生する。このため、可動レンズホルダ２から第１のガイドシャフト４に対して抗力Ｆｍｐが作用する。また、可動レンズホルダ２の接触面２ｂから第２のガイドシャフト５に対して抗力Ｎｍｐが作用する。
【００２９】
垂直駆動用コイル１３に、図６に示す電流ｉｖを流す通電状態では、垂直駆動用コイル１３に流れる電流とマグネット１１ａ，１１ｂによる磁界によって生じる電磁力Ｆｖｃｏｉｌによって、可動レンズホルダ２には、第１のガイドシャフト４を中心とする駆動トルクＴｖｃｏｉｌが発生する。このため、磁性片１５により常時発生している常時トルクＴｍｐを打ち消す方向に駆動トルクＴｖｃｏｉｌが発生する。垂直駆動用コイル１３に流される電流量及び電流方向を制御することで、磁性片１５に対する磁気的吸引力による常時トルクＴｍｐを逆方向の駆動トルクＴｖｃｏｉｌで打ち消し、第２のガイドシャフト５に対する抗力をほぼ０とすることができる。
【００３０】
また、垂直駆動用コイル１３に流す電流をさらに増大させることによって、第２のガイドシャフト４を中心とする駆動トルクＴｖｃｏｉｌが常時トルクＴｍｐよりも大きくなり、可動レンズホルダ２の接触面２ａから第２のガイドシャフト５に対して抗力Ｎｖｃｏｉｌが作用する。
【００３１】
図８は、図１のＳ２−Ｓ２線断面を用いて可動レンズホルダ２の静止保持力を説明するための図である。
【００３２】
ここで、第１のガイドシャフト４と可動レンズホルダ２の接触面における静止摩擦力をＦ０とし、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の接触面における静止摩擦力をＦｉとし、可動補正レンズ９、可動レンズホルダ２、及び駆動用コイルなどを含む可動部分（質量Ｍ）が外乱（加速度ｋ×Ｇ）を受けたときの荷重をＦｇとする。なお、ｋは整数であり、Ｇは重力加速度である。また、第１のガイドシャフト４と可動レンズホルダ２の接触面における摩擦係数及び接触面積をそれぞれμ０及びＳ０とし、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の第１の接触面２ａにおける摩擦係数及び接触面積をそれぞれμａ及びＳａとする。さらにまた、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の第２の接触面２ｂにおける摩擦係数と接触面積をそれぞれμｂ及びＳｂとする。
【００３３】
垂直駆動用コイル１３に電流を流さない無通電状態における静止摩擦力Ｆ０及びＦｉは、以下の式で表すことができる。ここで、Ｆａは、無通電状態における第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の接触面における静止摩擦力を示す。
Ｆ０＝μ０×Ｓ０×Ｆｍｐ
Ｆｉ＝Ｆａ＝μａ×Ｓａ×Ｎｍｐ
【００３４】
また、垂直駆動用コイル１３に電流を流さない無通電状態において外乱によって可動レンズホルダ２に作用する力Ｆｇは、以下の式で表すことができる。
Ｆｇ＝Ｍ×ｋ×Ｇ
【００３５】
ここで、以下の条件式
Ｆ０＋Ｆａ＞Ｆｇ
が成立すれば、可動レンズホルダ２は第１及び第２のガイドレール４，５上の所定の位置に静止し続けることができる。
【００３６】
垂直駆動用コイル１３に、図６に示す電流ｉｖを流し、駆動トルクＴｖｃｏｉｌの方向を常時トルクＴｍｐと反対にし、駆動トルクＴｖｃｏｉｌの大きさを常時トルクＴｍｐと同じにすると、可動レンズホルダ２による第２のガイドシャフト５に対する抗力は０となる。このときの静止摩擦力Ｆ０及びＦｉは、以下の式で表すことができる。
Ｆ０＝μ０×Ｓ０×Ｆｍｐ
Ｆｉ＝０
【００３７】
ここで、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに電流を流して可動レンズホルダ２に駆動力Ｆｈを作用させるときには、以下の条件式
Ｆ０＜Ｆｈ
が成立すれば、可動レンズホルダ２を第１及び第２のガイドシャフト４，５に沿う方向に加速移動又は減速停止させることができ、任意の位置に可動補正レンズ９を移動させることができる。
【００３８】
また、垂直駆動用コイル１３に流す電流をさらに増大させ、磁性片１５による常時トルクＴｍｐより駆動トルクＴｖｃｏｉｌを大きくすると、可動レンズホルダ２による第２のガイドシャフト５に対する抗力は接触面２ｂ側の抗力になる。このときの静止摩擦力Ｆ０及びＦｉは、以下の式で表すことができる。ここで、Ｆｂは、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の接触面における静止摩擦力を示す。
Ｆ０＝μ０×Ｓ０×Ｆｍｐ
Ｆｉ＝Ｆｂ＝μｂ×Ｓｂ×（Ｎｖｃｏｉｌ−Ｎｍｐ）
【００３９】
ここで、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに電流を流して可動レンズホルダ２に駆動力Ｆｈを作用させるときには、以下の条件式
Ｆ０＋Ｆｂ＜Ｆｈ
が成立すれば、可動レンズホルダ２を第１及び第２のガイドシャフト４，５に沿う方向に加速移動又は減速停止させることができ、任意の位置に可動補正レンズ９を移動させることができる。
【００４０】
以上に説明したように、本発明の実施の形態１による光ピックアップ装置に搭載するレンズ駆動装置２１においては、無通電状態で、可動レンズホルダ２の高摩擦係数の接触面２ｂによって第２のガイドシャフト５に抗力Ｎｍｇを作用させるので、大きな静止摩擦力を生じさせることができ、無通電時であっても可動レンズホルダ２の位置を安定して保持することができる。
【００４１】
また、可動補正レンズ９を移動させるときは、垂直駆動用コイル１３に電流を流し常時トルクＴｍｇ以上の逆方向の駆動トルクＴｖｃｏｉｌを発生させ、抗力（Ｎｖｃｏｉｌ−Ｎｍｇ）を低摩擦係数の接触面２ａで受け、静止摩擦力を微小とすれば、水平駆動用コイル１４ａ，１４ｂに位置制御電流を流すことによって、可動レンズホルダ２を所望の位置に高速移動させることができる。
【００４２】
図９は、本発明の実施の形態１による光ピックアップ装置の光学系を示す図である。図９に示されるように、半導体レーザー２０２から出射された発散光は、コリメートレンズ２０３で平行光となり、回折格子２０４を経てプリズム２０５に入射し、レンズ駆動装置（球面収差補正装置）２１のユニットベース１上に構成された固定補正レンズ１０と可動補正レンズ９を透過する。
【００４３】
レンズ駆動装置２１を通過した光は、ミラー２０１で方向を９０度変えた後、対物レンズアクチュエータユニット１００に入射し、対物レンズ１０２を透過して光ディスク１０１の情報層に集光する。対物レンズ１０２は、対物レンズホルダ１０３とマグネット１０４ａ，１０４ｂなどで構成された対物レンズ用アクチュエータ１００のフォーカスサーボ駆動とトラックサーボ駆動により光ディスク上の情報層の動きに正確に追従する。対物レンズ１０２は、出射収束光が光ディスク１０１の所定距離の透明層を透過しとき最適な集光スポットとなるように設計されている。
【００４４】
光ディスク１０２のカバー層厚みの誤差などで透明層の厚さ（距離）が変ると、集光スポットの径が大きくなり記録再生特性が劣化する。透明層の距離の誤差による影響は、光ディスクの情報層上の集光スポットに球面収差として作用し、集光スポットの径が大きくなってしまうが、対物レンズ入射前に配置したレンズ駆動装置２１によって可動補正レンズ９を光軸方向に移動させると、誤差に相当する球面収差を打ち消す光学的な補正をすることができる。
【００４５】
光ディスクのカバー層の厚さが基準値からずれることにより発生する球面収差と、この球面収差を補正するために対物レンズに入射させる入射光との関係は公知であり、例えば、特許文献２（特開２００３−３３８０６９号公報）の図２から図４までに開示されている。光ディスクの情報層からの反射光は集光経路を逆にたどって戻り、プリズム２０５で分岐され、集光レンズ２０７とセンサーレンズ２０８、シリンドリカルレンズ２０９を経て、光検出器２１０に入射し、ここでサーボ信号とデータ信号が検出される。
【００４６】
以上に説明したように、実施の形態１によれば、通電時には可動補正レンズ９を高速移動でき、無通電時には外乱振動等による可動補正レンズ９の位置変動が生じ難いという機能を両立させることができる。
【００４７】
また、光ディスクのカバー層の厚さ誤差によって発生する球面収差を、光路中に配置した補正レンズを、収差の大きさに応じて光軸方向に移動し、対物レンズ１０２に入射する光束を発散光側又は収束光側に光束の状態を変化させることで、情報層上での波面収差を補正し低減できる。
【００４８】
また、低摩擦係数が得られる可動レンズホルダ２に第１のガイドシャフト４を挿通して電磁駆動させることで、レンズ移動を高速にでき球面収差補正にかかる時間を短縮できる。また、可動部分の磁性片１５に発生する磁気的吸引力による回転トルクは、無通電時にレンズホルダをガイドシャフトに押し付け位置保持力に用いる。また、磁性片に発生する吸引力の垂直成分は、移動時においてもレンズホルダの軸受部をガイドシャフトに与圧して移動振動を生じさせない効果がある。
【００４９】
また、磁性片１５による回転トルクを受ける面を高摩擦係数の接触面２ｂとすることで、磁性片１５の常時トルクで高摩擦係数の接触面２ｂに押し付けられたときは静止摩擦力を大きく設定でき、無通電時にレンズホルダの位置保持を確実にすることができる。また、可動レンズホルダを移動させるときは、低摩擦係数の接触面に押し付けられるため、静止摩擦力は小さく低摩擦でスムーズな移動ができる。
【００５０】
さらに、磁性片１５による回転トルクを受ける第２のガイドシャフト５の接触面を高摩擦係数面とし静止摩擦力を大きく設定し、無通電時にレンズホルダの位置保持を確実にすることができ、また、レンズホルダを移動させるときは低摩擦でスムーズな移動できる。
【００５１】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２による光ピックアップ装置の光学系を示す図である。図１０において、図９の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。
【００５２】
実施の形態１におけるレンズ駆動装置２１は、固定補正レンズ１０と可動補正レンズ９の２枚のレンズを備えたビームエキスパンダ補正装置であったが、実施の形態２におけるレンズ駆動装置は１枚のコリメートレンズ２０３を使用する球面収差補正装置である。実施の形態２の光ピックアップ装置は、実施の形態１の可動補正レンズ９に代えて、コリメートレンズ２０３を光軸方向に移動可能に備えている点、及び、固定補正レンズ１０を備えていない点が、実施の形態１の光ピックアップ装置と相違する。
【００５３】
実施の形態２の光ピックアップ装置において、半導体レーザー２０２の発散光は回折格子２０４及びプリズム２０５を経て、球面収差補正装置のユニットベース１上に構成されたコリメートレンズ２０３を透過する。球面収差補正装置を通過した光は、ミラー２０１で方向を９０度変え、その後、対物レンズアクチュエータユニット１００に入射し、対物レンズ１０２を透過して光ディスク１０１の情報層上に集光する。
【００５４】
光ディスク１０１の情報層からの反射光は、集光経路を逆にたどって戻り、プリズム２０５で分岐され、センサーレンズ２０８及びシリンドリカルレンズ２０９を経て、光検出器２１０でサーボ信号とデータ信号を検出する。
【００５５】
ビームエキスパンダレンズによる光ディスク基板の厚み変化による球面収差を補正する方式は、凸レンズと凹レンズから構成されるリレーレンズを使った収差補正方法である。対物レンズに入射する前に凸レンズと凹レンズからなるリレーレンズを配置し、凸レンズと凹レンズのいずれか一方の位置を変化させることにより、対物レンズに入射する光をわずかに発散光、又は収束光に調整することで、対物レンズから光ディスクに入射するビームの球面収差を変化させ、光ディスク情報層で発生する球面収差をキャンセルして収差の少ないビームスポットを生成するものである。このような方式は、例えば、特許文献１（特開２００４−１３０８７号公報）に開示されている。
【００５６】
図１０に示されるように、コリメータレンズ２０３による球面収差補正装置を構成した光ピックアップは、光路の全長が短く、光ピックアップ装置を構成する光学素子の数が少なくなる利点がある。また、コリメータレンズで平行光とし対物レンズに入射させる集光光学系は、光学部品点数が最も少なく光路長が短い構成であるので、光ピックアップ装置を小型に構成することができる。
【００５７】
なお、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。
【００５８】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３による光ピックアップ装置に搭載する球面収差補正装置の異なる磁気回路を示す可動部のコイル外形が見える面で切る縦断面図である。図１１において、図３に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。
【００５９】
実施の形態１におけるマグネット１１ａ，１１ｂは、異なる極性をコイル１６ａ，１６ｂ側に向けて並べられているが、実施の形態３におけるマグネットは単極マグネット（例えば、施の形態１における２個のマグネット１１ａ，１１ｂを合わせた大きさ及び形状を持つ）を電磁力発生のための磁界を発生させるマグネットとして利用できる。
【００６０】
実施の形態２における可動レンズホルダ２には、図１１に示される形状の垂直駆動用コイル１６ａ，１６ｂと水平駆動用コイル１７ａ，１７ｂが設けられている。垂直駆動用コイル１６ａ，１６ｂは、対向するマグネット（図１１には示さず）の磁性面に平行に巻かれたリング状コイルを図１１における上下方向に２個対称に並べた電磁駆動用コイルであり、電流を流すことによって、図１１における上下方向、すなわち、第１のガイドシャフト４の中心軸に対して垂直方向の電磁力が発生する。
【００６１】
水平駆動用コイル１７ａ，１７ｂは、マグネット（図１１には示さず）の磁性面に対し水平円筒状に巻かれた電磁駆動用コイルであり、電流を流すことによって、図１１における左右方向、すなわち、第１のガイドシャフト４の長手方向に電磁力が発生する。
【００６２】
実施の形態３におけるレンズ駆動装置は、実施の形態１及び２に適用可能である。
【００６３】
実施の形態４．
実施の形態１の説明においては、図４に示されるように、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２との接触面２ａ，２ｂが、互いに約９０度の角度をなすＶ字溝状の構造であったが、接触面２ａ，２ｂを互いに平行な面、すなわち、第２のガイドシャフト５を挟んで互いに反対側に位置する面としてもよい。
【００６４】
実施の形態５．
実施の形態１の説明においては、図７で示した第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２との接触面２ａを低摩擦係数が得られる樹脂材料による成型面とし、接触面２ｂを高摩擦係数が得られる表面硬質アルマイト処理を施した薄いアルミ板とした場合を説明した。しかし、接触面２ａ，２ｂは同じ低摩擦係数が得られる樹脂材料による成型面とし、接触面２ａに接触する第２のガイドシャフト５の表面を低摩擦係数が得られる、例えば、フッ素コーティング面とし、接触面２ｂに接触する第２のガイドシャフト５の表面を高摩擦係数が得られる、例えば、表面精度が荒くなる表面処理をした無垢のままのステンレス表面としてもよい。
【００６５】
実施の形態６．
実施の形態１においては、光ピックアップ装置の球面収差補正機能を、レンズ駆動装置２１のユニットベース１上に集約させた構成を説明したが、ユニットベース１を省略して、光ピックアップ装置の光学ベースに直接、ガイドシャフト、磁界回路、補正レンズ等を組み込む形態としてもよい。
【００６６】
実施の形態７．
実施の形態７のレンズ駆動装置は、可動レンズホルダ２の接触面２ｂを円筒状の第２のガイドシャフト５の外周面と同じ曲率を持ち、第２のガイドシャフト５の外周面と広い面積で接触する断面円弧状の凹面にしている点が、接触面２ｂを平面で形成している上記実施の形態と相違する。このように、第２のガイドシャフト５と可動レンズホルダ２の接触面２ｂとの接触面積Ｓｂを大きくすることによって、より大きな静止摩擦力を得ることができる。なお、実施の形態７において、上記以外の点は、上記実施の形態１乃至６のいずれかと同じである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１によるレンズ駆動装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１のＳ２ーＳ２線断面図である。
【図３】図１のＳ３ーＳ３線断面図である。
【図４】図１のＳ４ーＳ４線断面図である。
【図５】図１のレンズ駆動装置における可動レンズホルダに対する水平方向の電磁駆動力の発生原理を説明するための図である。
【図６】図１のレンズ駆動装置における可動レンズホルダに対する垂直方向の電磁駆動力の発生原理を説明するための図である。
【図７】図１のレンズ駆動装置における可動レンズホルダに対するトルクと第２のガイドシャフトに作用する力を説明するための図である。
【図８】図１のレンズ駆動装置の動作を説明するための水平断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１による光ピックアップ装置の光学系の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による光ピックアップ装置の光学系の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３によるレンズ駆動装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  ユニットベース、  ２  可動レンズホルダ、  ２ａ，２ｂ  可動レンズホルダの接触面、  ３  固定レンズホルダ、  ４  第１のガイドシャフト、  ５  第２のガイドシャフト、  ６  磁性板、  ７  フレキシブルプリント基板、  ８  光センサー、  ９  可動補正レンズ、  １０  固定補正レンズ、  １１ａ，１１ｂ  マグネット、  １３  垂直駆動用コイル、  １４ａ，１４ｂ  水平駆動用コイル、  １５  磁性片、  １６ａ，１６ｂ  垂直駆動用コイル、  １７ａ，１７ｂ  水平駆動用コイル、  ２１  レンズ駆動装置（可動レンズアクチュエータ）、  １００  対物レンズアクチュエータユニット、  １０１  光ディスク、  １０２  対物レンズ、  １０３  対物レンズホルダ、  １０４ａ，１０４ｂ  マグネット、  ２０１  ミラー、  ２０２  半導体レーザー、  ２０３  コリメートレンズ、  ２０４  回折格子、  ２０５  プリズム、  ２０６  光パワー検出器、  ２０７  集光レンズ、  ２０８  センサーレンズ、  ２０９  シリンドリカルレンズ、  ２１０  光センサー信号検出器。
【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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