(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを光ディスク表面に対し垂直なフォーカス方向のＺ軸と光ディスクの半径方向であるトラッキング方向のＸ軸の２方向に駆動する２軸アクチュエータ方式の光学ヘッドであって、
前記Ｚ軸に前記対物レンズの光軸を一致させて該対物レンズを保持するコイルボビンと、
前記Ｚ軸の軸周りに巻かれるようにして前記コイルボビンに設けられたフォーカスコイルと、
前記コイルボビンの前記Ｘ軸方向の両端箇所にＸ軸の軸周りに巻かれるようにして設けられた１対のトラッキングコイルと、
前記コイルボビンをフォーカス方向とトラッキング方向に揺動可能に支持する支持手段と、
前記Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向の前記各トラッキングコイルの両端と対向する箇所にそれぞれ配設され、前記トラッキングコイルと対向する面が互いに同極となるようにＹ軸方向に磁化された２組のマグネットと、
前記各組のマグネットのうち、前記フォーカスコイルを挟んで相対向する１対のマグネットが発生する磁力線が前記トラッキングコイル及びフォーカスコイルを横切る閉磁路を構成する磁気回路とを備え、
前記磁気回路は、前記２組のマグネットのそれぞれに対応するヨークと、前記対物レンズのＹ軸方向の両側と対向する前記フォーカスコイル内に臨ませてＺ軸と平行に配設された１対のバックヨークとを有し、
前記１対のバックヨークのうちの一方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記１対のトラッキングコイルのうちの一方のトラッキングコイルのコイル辺と他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成し、
前記１対のバックヨークのうちの他方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記一方のトラッキングコイルのコイル辺と前記他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成する、
ことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記支持手段は、複数の板バネから構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記板バネは、前記フォーカスコイル及びトラッキングコイルへの信号供給用の信号線を兼ねていることを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記２組の各マグネットは、前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＹ軸とを含むＺ−Ｙ平面及び前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面に対し面対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記磁気回路は、前記２組のマグネットのそれぞれに対応するヨークと、前記対物レンズのＹ軸方向の両側と対向する前記フォーカスコイル内に臨ませてＺ軸と平行に配設されたバックヨークとを備えることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記対物レンズは該対物レンズの収差を補正する液晶素子を備えていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＹ軸とを含むＺ−Ｙ平面と平行な前記コイルボビンのＸ軸方向の両側面箇所及び前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面と平行な前記コイルボビンのＹ軸方向の両側面箇所の少なくとも一方に前記フォーカスコイル及びトラッキングコイルの駆動用回路素子が実装される回路基板が配設されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項８】
前記対物レンズは該対物レンズの収差を補正する液晶素子を備え、前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＹ軸とを含むＺ−Ｙ平面と平行な前記コイルボビンのＸ軸方向の両側面箇所及び前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面と平行な前記コイルボビンのＹ軸方向の両側面箇所の少なくとも一方に前記フォーカスコイルとトラッキングコイル及び前記液晶素子の少なくとも一方の駆動用回路素子が実装される回路基板が配設されていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項９】
前記支持手段は複数の板バネから構成され、前記対物レンズは該対物レンズの収差を補正する液晶素子を備え、前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＹ軸とを含むＺ−Ｙ平面と平行な前記コイルボビンのＸ軸方向の両側面箇所及び前記対物レンズの光軸を通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面と平行な前記コイルボビンのＹ軸方向の両側面箇所の少なくとも一方に前記フォーカスコイルとトラッキングコイル及び前記液晶素子の少なくとも液晶素子の駆動用回路素子が実装される回路基板が配設され、前記板バネは前記駆動用回路基板への信号供給用の信号線を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
対物レンズを光ディスク表面に対し垂直なフォーカス方向のＺ軸と光ディスクの半径方向であるトラッキング方向のＸ軸の２方向に駆動する２軸アクチュエータ方式の光学ヘッドを備えた光ディスク装置であって、
前記Ｚ軸に前記対物レンズの光軸を一致させて該対物レンズを保持するコイルボビンと、
前記Ｚ軸の軸周りに巻かれるようにして前記コイルボビンに設けられたフォーカスコイルと、
前記コイルボビンの前記Ｘ軸方向の両端箇所にＸ軸の軸周りに巻かれるようにして設けられた１対のトラッキングコイルと、
前記コイルボビンをフォーカス方向とトラッキング方向に揺動可能に支持する支持手段と、
前記Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向の前記各トラッキングコイルの両端と対向する箇所にそれぞれ配設され、前記トラッキングコイルと対向する面が互いに同極となるようにＹ軸方向に磁化された２組のマグネットと、
前記各組のマグネットのうち、前記フォーカスコイルを挟んで相対向する１対のマグネットが発生する磁力線が前記トラッキングコイル及びフォーカスコイルを横切る閉磁路を構成する磁気回路とを備え、
前記磁気回路は、前記２組のマグネットのそれぞれに対応するヨークと、前記対物レンズのＹ軸方向の両側と対向する前記フォーカスコイル内に臨ませてＺ軸と平行に配設された１対のバックヨークとを有し、
前記１対のバックヨークのうちの一方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記１対のトラッキングコイルのうちの一方のトラッキングコイルのコイル辺と他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成し、
前記１対のバックヨークのうちの他方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記一方のトラッキングコイルのコイル辺と前記他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスク装置やＤＶＤ装置などの光気ディスク装置の光学ピックアップに使用される光学ヘッド及び光気ディスク装置に関し、特に対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向の２軸に動かすことが可能な２軸アクチュエータ方式の光学ヘッドにおいて、高記録密度・小径光ディスクシステムを実現できる光学ヘッド及び光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、ＣＤ（コンパクトディスク）に端を発した光ディスクの開発においては、その要素技術の進歩に伴ってディスクの単位面積当たりの記憶容量は格段に増加している。この代表的な要素技術は、光源の短波長化、開口数を高めた対物レンズ、及び記録方式の高効率化などが挙げられる。
このような光ディスクの記録密度の増加は従来にない新しい製品を生み出しつつある。その１つは、ＣＤサイズで大記録容量を持つ光ディスクの開発であり、これはハイビジョン映像の高画質を劣化させることのない数時間録画やコンピュータの記憶装置としての役割を果たす上で期待されている。もう１つは、光ディスクの記録密度の増加によって創造される製品に、十分な記憶容量を満たした小径光ディスクが挙げられる。
この小径光ディスクは、特にポータブル機器の分野において、その使用の可能性が期待されている。例えば、カムコーダ、ノートパソコン、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、デジタルカメラまたは携帯ゲーム機などへの搭載である。これにより、従来の技術では果たせなかった、ポータブル機器のより一層の小型化や、より大容量のデータを必要とするアプリケーションが楽しめるようになる。
【０００３】
ポータブル機器に用いられる小径光ディスクの高記録密度化には、技術的な幾つかのハードルが存在する。その１つは小径光ディスクに対応した、より一層小型化した光学ヘッドの開発である。
また、光ディスクの記録密度を上げて大容量化を実現するための要素技術の１つとして、対物レンズの高開口度化が行われた時、大容量化と引き換えに、光ディスク上への塵埃の付着による影響が大きくなる。このため、光ディスクの防塵対策が必須要件となり、光ディスクをカートリッジ内に収納することが必要となる。また、対物レンズの高開口度化は対物レンズと光ディスク間のワーキングスタンスを縮めることになる。この２つのことから、光ディスクシステムにおいては、対物レンズを保持し、所望の位置に制御される光学ヘッドがカートリッジの開口部（シャッター）内に収納されるサイズであることが必要条件となる。
以上のことを小径光ディスクに適用する場合には、光ディスク自体が小径であることから、自ずとカートリッジの開口部の寸法も小さくなり、その結果、格段に小型化した光学ヘッドの開発が必須となっている。
【０００４】
従来の光ピックアップにおける光学ヘッドについて図面を参照して説明する。図８は、従来における開磁路の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの一例を示す斜視図である。
この図８に示す光学ヘッドは、コイルボビン１４、対物レンズ１５、フォーカスコイル１６、１対のトラッキングコイル１７ａ，１７ｂ、４本の板バネ１８ａ〜１８ｄ、支持部材１９、マグネット２０ａ，２０ｂ及びヨーク２１ａ，２１ｂを備えている。
【０００５】
対物レンズ１５はフォーカス方向（Ｚ軸）に光軸を一致させてコイルボビン１４の中心部に保持されている。フォーカスコイル１６はフォーカス方向のＺ軸周りに巻かれるようにしてコイルボビン１４の外周囲箇所に設けられている。また、トラッキングコイル１７ａ，１７ｂは、対物レンズ１５の光軸と直交するトラッキング方向（Ｘ軸）のコイルボビン１４の両端箇所にトラッキング方向のＸ軸周りに矩形状に巻かれた形で設けられている。
また、対物レンズ１５等を含むコイルボビン１４は、フォーカス方向（Ｚ軸）及びトラッキング方向（Ｘ軸）に揺動できるように４本の板バネ１８ａ〜１８ｄにより支持部材１９に支持されている。
また、ヨーク２１ａ，２１ｂはコイルボビン１４を挟んでフォーカス方向（Ｚ軸方向）及びトラッキング方向（Ｘ軸方向）と直交するＹ軸方向に、Ｙ軸に対し垂直に立ち上げて相対向するように設けられ、このヨーク２１ａ，２１ｂには、同極、例えばＮ極が対向するようにした１組のマグネット２０ａ，２０ｂが取り付けられている。このマグネット２０ａ，２０ｂが発生する磁界中に、上記フォーカスコイル１６及びトラッキングコイル１７ａ，１７ｂ等を含むコイルボビン１４が配置されている。
【０００６】
このように構成された光学ヘッドにおいては、マグネット２０ａ，２０ｂのＹ軸方向の磁界成分と直交するフォーカスコイル１６に電流を流すことにより、対物レンズ１５等を含むコイルボビン１４にフォーカス方向（Ｚ軸方向）への駆動力が発生する。また、マグネット２０ａ，２０ｂのＹ軸方向の磁界成分と直交するトラッキングコイル１７ａ，１７ｂに電流を流すことにより、対物レンズ１５等を含むコイルボビン１４にトラッキング方向（Ｘ軸方向）への駆動力が発生する。
【０００７】
図９は、従来における閉磁路の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの他の例を示す斜視図である。
この図９に示す光学ヘッドは、コイルボビン２２、対物レンズ２３、フォーカスコイル２４、１対のトラッキングコイル２５ａ，２５ｂ、４本の板バネ２６ａ〜２６ｄ、支持部材２７、マグネット２８、ヨーク２９及びバックヨーク３０を備えている。
【０００８】
コイルボビン２２はフォーカス方向（Ｚ軸）と直角なＹ軸方向に長い形状を呈し、このコイルボビン２２の先端側には対物レンズ２３が保持されている。フォーカスコイル２４はフォーカス方向のＺ軸周りに矩形状に巻かれた形でコイルボビン２２の後端部に設けた開口部２２１内に設けられている。また、トラッキングコイル２５ａ，２５ｂは、Ｙ軸回りに矩形状に巻かれた形で対物レンズ２３寄りのフォーカスコイル２４の内周に接した状態でトラッキング方向（Ｘ軸）に並べて配設されている。
また、対物レンズ２３等を含むコイルボビン２２は、フォーカス方向（Ｚ軸）及びトラッキング方向（Ｘ軸）に揺動できるように４本の板バネ２６ａ〜２６ｄにより支持部材２７に支持されている。
また、ヨーク２９は、Ｙ軸方向のフォーカスコイル２４の内側において支持部材２７寄り箇所にＹ軸に対し垂直に立ち上げて配置され、このヨーク２９にはマグネット２８が取り付けられている。また、バックヨーク３０は、Ｙ軸方向のフォーカスコイル２４の外側に位置する対物レンズ２３寄りの開口部２２１内にＹ軸に対し垂直に立ち上げて配置されている。
【０００９】
このような図９に示す光学ヘッドは、図８に示す場合と同様に、マグネット２８のＹ軸方向の磁界成分と直交するフォーカスコイル２４に電流を流すことにより、対物レンズ２３等を含むコイルボビン２２にフォーカス方向（Ｚ軸方向）への駆動力が発生する。この場合、バックヨーク３０が存在するため、磁束密度が増加し、さらに、フォーカスコイル２４の駆動に寄与するコイル辺を通過した磁束がバックヨーク３０を通して磁界分布を形成することにより、磁力線が他のコイル辺を通過することで発生する逆向きの駆動力を軽減している。
【００１０】
次に、対物レンズ２３等を含むコイルボビン２２のトラッキング方向の駆動原理について説明する。
この実施例におけるトラッキングコイル２５ａ，２５ｂは、その一辺がマグネット２８のＹ軸方向の磁力線と直交することでトラッキング方向への駆動力が発生するように配置されている。したがって、この場合、駆動力を発生させるトラッキングコイル２５ａ，２５ｂの一辺と平行な他の一辺が逆向きの駆動力の発生を防ぐために、このトラッキングコイル２５ａ，２５ｂは、通常、１つのバックヨーク３０に対して、トラッキングコイル２５ａ，２５ｂの一辺に磁力線が直交し、他の一辺に磁力線が透過しないように、トラッキングコイル２５ａ，２５ｂの中心が対物レンズ２３の光軸と直交するＹ軸からオフセットされるように、かつＹ−Ｚ軸を含む平面に対して面対称に配置される。
このような閉磁路構成の光学ヘッドにおいては、磁気回路が片側のみに配置されるため、Ｙ軸方向の小型化が可能になる。
【００１１】
図１０は、従来における軸摺動方式の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの更に他の例を示す斜視図である。
この図１０に示す光学ヘッドは、コイルボビン３１、対物レンズ３２、フォーカスコイル３３、１対のトラッキングコイル３４ａ，３４ｂ、トラッキング用マグネット３５ａ，３５ｃ、フォーカス用マグネット３５ｂ，３５ｄ、トラッキング用ヨーク３６ａ，３６ｃ、フォーカス用ヨーク３６ｂ，３６ｄ、バックヨーク３７ａ，３７ｂ、軸３８及びカウンターバランス３９を備えている。
【００１２】
コイルボビン３１は円形を呈し、このコイルボビン３１の中心は、固定部からフォーカス方向（Ｚ軸方向）に突設した軸３８に回転可能に、かつフォーカス方向（Ｚ軸方向）に揺動可能に取り付けられている。また、このコイルボビン３１には対物レンズ３２がＹ軸方向に偏心して取り付けられ、さらに、カウンターバランス３９が対物レンズ３２と反対の箇所に設けられている。
フォーカスコイル３３はコイルボビン３１の外周囲に巻装され、また、トラッキングコイル３４ａ，３４ｂはコイルボビン３１のＹ軸方向の両端箇所にそれぞれ設けられている。
トラッキング用ヨーク３６ａ，３６ｃはコイルボビン３１のＹ軸方向の両端に対向して設けられ、このトラッキング用ヨーク３６ａ，３６ｃの内側にはトラッキング用マグネット３５ａ，３５ｃがそれぞれ取着されている。また、フォーカス用ヨーク３６ｂ，３６ｄはコイルボビン３１のＸ軸方向の両端に対向して設けられ、このフォーカス用ヨーク３６ｂ，３６ｄの内側にはフォーカス用マグネット３５ｂ，３５ｄがそれぞれ取着されている。
また、バックヨーク３７ａ，３７ｂは、コイルボビン３１の内側にフォーカス用マグネット３５ｂ，３５ｄと相対向するように配設されている。
【００１３】
このような図１０に示す軸摺動型の光学ヘッドにおいては、フォーカスコイル３３に電流を流すことによりコイルボビン３１が軸３８に対してＺ軸方向に移動され、これにより、対物レンズ３２はフォーカス方向に動かされる。また、トラッキングコイル３４ａ，３４ｂに電流を流すことによりコイルボビン３１が軸３８の軸周りに回転し、これにより、対物レンズ３２はトラッキング方向に動かされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＣＤやＤＶＤなどの光ディスクサイズが１２０ｍｍφの光ディスクシステムにおいては、システムを成り立たせるという観点から光学ヘッドを小型化する必要がない。また、ＭＤなどの小径光ディスクシステムにおいても、対物レンズの開口数がそれ程高くないため、対物レンズと光ディスク間の距離が離れており、必ずしも光ディスクカートリッジの開口部内に光学ヘッドを収める必要がない。したがって、光学ヘッドの小型化は必要としない。
【００１５】
一方、光学ヘッドを光ディスクカートリッジの開口部内に収める必要はないが、ポータブル機器に用いる目的で小型化した光学ヘッドが存在する場合、この光学ヘッドの２軸アクチュエータとしての動的性能は次世代の高記録密度ディスクフォーマットに対応しきれない。これは光ディスクの高記録密度化を実現するためにデフォーカス及びデトラックマージンが減少し、かつ高転送レート化に伴いアクチュエータの高感度化、高帯域化が必要となるからである。
以上のことから、小径・高記録密度化の光ディスクに用いる２軸アクチュエータ、すなわち光学ヘッドには、サイズの小型化とともに動的性能が要求されるにもかかわらず、従来の光学ヘッドでは、これらの要求を満たすことができない。
【００１６】
すなわち、図８に示す従来の光学ヘッドでは、対物レンズ１５の光軸と直交するＹ軸方向に、同極に対向するマグネット２０ａ，２０ｂを配置する必要があるため、小型化には向かない。
また、図９に示す従来の光学ヘッドでは、磁気回路を片側に配置することで小型化が可能であるが、対物レンズ及びコイルボビン等を含む可動部の二次共振の低下、及び重心、駆動点、支持点の各位置の相違による動的性能のアンバランスが生じ、高性能化に向かない。
また、図１０に示す従来の光学ヘッドでは、小型化、高性能化が可能であるが、軸とボビンの軸孔との摩擦によって微小駆動における線形性が保たれないため、デフォーカス及びデトラックマージンの小さい光ディスクシステムに対する使用に向かないという問題がある。
【００１７】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、光ディスク用カートリッジの開口部に収容し得るサイズの小型化を容易に実現でき、かつ高密度・高転送レート化に伴う動的性能の高性能化を容易に実現できる光学ヘッドを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、対物レンズを光ディスク表面に対し垂直なフォーカス方向のＺ軸と光ディスクの半径方向であるトラッキング方向のＸ軸の２方向に駆動する２軸アクチュエータ方式の光学ヘッドであって、前記Ｚ軸に前記対物レンズの光軸を一致させて該対物レンズを保持するコイルボビンと、前記Ｚ軸の軸周りに巻かれるようにして前記コイルボビンに設けられたフォーカスコイルと、前記コイルボビンの前記Ｘ軸方向の両端箇所にＸ軸の軸周りに巻かれるようにして設けられた１対のトラッキングコイルと、
前記コイルボビンをフォーカス方向とトラッキング方向に揺動可能に支持する支持手段と、前記Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向の前記各トラッキングコイルの両端と対向する箇所にそれぞれ配設され、前記トラッキングコイルと対向する面が互いに同極となるようにＹ軸方向に磁化された２組のマグネットと、前記各組のマグネットのうち、前記フォーカスコイルを挟んで相対向する１対のマグネットが発生する磁力線が前記トラッキングコイル及びフォーカスコイルを横切る閉磁路を構成する磁気回路とを備え、前記磁気回路は、前記２組のマグネットのそれぞれに対応するヨークと、前記対物レンズのＹ軸方向の両側と対向する前記フォーカスコイル内に臨ませてＺ軸と平行に配設された１対のバックヨークとを有し、前記１対のバックヨークのうちの一方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記１対のトラッキングコイルのうちの一方のトラッキングコイルのコイル辺と他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成し、前記１対のバックヨークのうちの他方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記一方のトラッキングコイルのコイル辺と前記他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成することを特徴とする。
また、本発明は、対物レンズを光ディスク表面に対し垂直なフォーカス方向のＺ軸と光ディスクの半径方向であるトラッキング方向のＸ軸の２方向に駆動する２軸アクチュエータ方式の光学ヘッドを備えた光ディスク装置であって、前記Ｚ軸に前記対物レンズの光軸を一致させて該対物レンズを保持するコイルボビンと、前記Ｚ軸の軸周りに巻かれるようにして前記コイルボビンに設けられたフォーカスコイルと、前記コイルボビンの前記Ｘ軸方向の両端箇所にＸ軸の軸周りに巻かれるようにして設けられた１対のトラッキングコイルと、前記コイルボビンをフォーカス方向とトラッキング方向に揺動可能に支持する支持手段と、前記Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向の前記各トラッキングコイルの両端と対向する箇所にそれぞれ配設され、前記トラッキングコイルと対向する面が互いに同極となるようにＹ軸方向に磁化された２組のマグネットと、前記各組のマグネットのうち、前記フォーカスコイルを挟んで相対向する１対のマグネットが発生する磁力線が前記トラッキングコイル及びフォーカスコイルを横切る閉磁路を構成する磁気回路とを備え、前記磁気回路は、前記２組のマグネットのそれぞれに対応するヨークと、前記対物レンズのＹ軸方向の両側と対向する前記フォーカスコイル内に臨ませてＺ軸と平行に配設された１対のバックヨークとを有し、前記１対のバックヨークのうちの一方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記１対のトラッキングコイルのうちの一方のトラッキングコイルのコイル辺と他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成し、前記１対のバックヨークのうちの他方のバックヨークは、前記１対のマグネットの磁力線が前記フォーカスコイルのコイル辺及び前記一方のトラッキングコイルのコイル辺と前記他方のトラッキングコイルのコイル辺を横切る閉磁路の磁気回路を構成することを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、２組のマグネットが対物レンズの光軸と直交するＹ軸上に配置されることなく、トラッキング方向及びフォーカス方向に駆動力を発生させる磁気回路を構成できるから、光学ヘッドのサイズをＹ軸方向に小型化することができる。
そして、各組のマグネットは、対物レンズの光軸を通るＺ軸とＹ軸を含むＺ−Ｙ平面に対して面対称になるように配置され、かつトラッキングコイルと対向する面が同極となるようにＹ軸方向に磁化されたマグネットは対物レンズの光軸を通るＺ軸とＸ軸を含むＺ−Ｘ平面に対して面対称になるように配置されているため、コイルボビン及び対物レンズ等を含む可動部の重心、フォーカス（トラッキング）駆動点及びフォーカス（トラッキング）支持点がフォーカス（トラッキング）軸上に並ぶことで、動的性能にアンバランスが生じるのを防止でき、高密度・高転送レート化に伴う動的性能の高性能化を実現できる。
さらに、バックヨークの存在によって磁気回路が閉磁路を構成するため、その加速度感度は高く、かつトラッキング方向にオフセットした際に発生するフォーカス及びトラッキング駆動力のアンバランスが軽減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学ヘッド及び光ディスク装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明にかかる光学ヘッドの一実施の形態を示す斜視図、図２は一実施の形態における光学ヘッドのコイルボビン、フォーカスコイル及びトラッキングコイル部分の斜視図、図３は一実施の形態におけるマグネットの磁界分布を表す説明図、図４は一実施の形態におけるフォーカスコイル及びトラッキングコイルの説明用斜視図、図５は一実施の形態における光学ヘッドの駆動原理を示す説明用の模式図である。
【００２１】
図１及び図２において、光ディスク装置は光学ヘッド１００を備え、この光学ヘッド１００は対物レンズを光ディスク表面に対し垂直なフォーカス方向のＺ軸と光ディスクの半径方向であるトラッキング方向のＸ軸の２方向に駆動することで、光ディスクの面振れや偏心に追従できるようにした２軸アクチュエータ方式であり、コイルボビン１０１と、対物レンズ１０２と、１つのフォーカスコイル１０３と、１対のトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂと、４本の板バネ１０５ａ〜１０５ｄ（請求項の支持手段に相当する）と、支持部材１０６と、２組４個のマグネット１０７ａ〜１０７ｄと、マグネット１０７ａ〜１０７ｄに対応するヨーク１０８ａ〜１０８ｄと、バックヨーク１０９ａ，１０９ｂとを備える。
【００２２】
前記対物レンズ１０２は、その光軸をＺ軸（フォーカス方向）に一致させてコイルボビン１０１の中央部に設けられている。
前記フォーカスコイル１０３は、Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸方向に長い矩形状を呈し、このフォーカスコイル１０３はＺ軸周りに巻かれるようにしてコイルボビン１０１の外周に巻装されている。
前記トラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂはＺ軸方向に長い矩形状を呈し、このトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂは、コイルボビン１０１のＸ軸方向の両端部にＸ軸の軸周りに巻かれるようにして設けられている。
【００２３】
前記４本の板バネ１０５ａ〜１０５ｄは、対物レンズ１０２等を含むコイルボビン１０１をフォーカス方向とトラッキング方向に揺動可能に支持する支持手段を構成するもので、この板バネ１０５ａ〜１０５ｄの一端はコイルボビン１０１のＸ軸方向の両端に連結され、その他端は支持部材１０６に固定されている。
また、板バネ１０５ａ〜１０５ｄは、フォーカスコイル１０３及びトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂへの信号供給用の信号線として利用される。
【００２４】
前記マグネット１０７ａ〜１０７ｄのうち、１組のマグネット１０７ａ，１０７ｂは、図１及び図３に示すように、トラッキングコイル１０４ａのＹ軸方向の両端と対向する箇所にそれぞれ配置され、さらに、他の１組のマグネット１０７ｃ，１０７ｄは、図１及び図３に示すように、トラッキングコイル１０４ｂのＹ軸方向の両端と対向する箇所にそれぞれ配置されている。そして、この各マグネット１０７ａ〜１０７ｄは、これらに対応してＺ軸と平行に立設したヨーク１０８ａ〜１０８ｄにそれぞれ取着されている。
この場合、マグネット１０７ａと１０７ｂは、図３に示しようにトラッキングコイル１０４ａと対向する面が同極、例えばＮ極となるようにＹ軸方向に磁化され、さらに、マグネット１０７ｃと１０７ｄは、図３に示しようにトラッキングコイル１０４ｂと対向する面が同極、例えばＮ極となるようにＹ軸方向に磁化されている。また、各組のマグネット１０７ａ〜１０７ｄは、図１及び図３に示すように、対物レンズ１０２の光軸を通るＺ軸とＹ軸を含むＺ−Ｙ平面及び対物レンズ１０２の光軸を通るＺ軸とＸ軸を含むＺ−Ｘ平面に対して面対称になるように配置されている。
【００２５】
前記バックヨーク１０９ａ及び１０９ｂは、図１及び図３に示すように、Ｙ軸方向の対物レンズ１０２の両側と対向するフォーカスコイル１０３内に臨ませてＺ軸と平行に配設されている。
このバックヨーク１０９ａ，１０９ｂのうち、バックヨーク１０９ａは、フォーカスコイル１０３を挟んで相対向するマグネット１０７ａと１０７ｄの磁力線が図３に示すようにフォーカスコイル１０３のコイル辺１０３ａ，１０３ｂ及びトラッキングコイル１０４ａのコイル辺１０４ａ２とトラッキングコイル１０４ｂのコイル辺１０４ｂ２を横切る閉磁路の磁気回路を構成し、また、バックヨーク１０９ｂは、フォーカスコイル１０３を挟んで相対向するマグネット１０７ｂと１０７ｃの磁力線が図３に示すようにフォーカスコイル１０３のコイル辺１０３ａ，１０３ｂ及びトラッキングコイル１０４ａのコイル辺１０４ａ１とトラッキングコイル１０４ｂのコイル辺１０４ｂ１を横切る閉磁路の磁気回路を構成するものである。
【００２６】
このように構成された光学ヘッド１００において、マグネット１０７ａ〜１０７ｄ、ヨーク１０８ａ〜１０８ｄ及びバックヨーク１０９ａ，１０９ｂによるフォーカスコイル１０３及びトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂへの磁界分布は図３に示すようになる。
このような磁界分布の状態において、図５に示すように、トラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂに電流Ｉｔが流れると、トラッキングコイル１０４ａのコイル辺１０４ａ１，１０４ａ２及びトラッキングコイル１０４ｂのコイル辺１０４ｂ１，１０４ｂ２には磁力線１１０ａ〜１１０ｄが直交方向に横切っているため、トラッキング方向に駆動力Ｆｔが発生する。これによって、コイルボビン１０１等を含めた対物レンズ１０２は、２つのトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂのそれぞれに発生する駆動力Ｆｔの和によりトラッキング方向に駆動される。
【００２７】
また、図５に示すように、同極を対向させることで２組のマグネット１０７ａ〜１０７ｄから発生する互いに逆方向の磁力線１１３ａ，１１３ｂは、高透磁率のバックヨーク１０９ａ，１０９ｂが存在することによって、高い磁束密度で、かつ直交成分を効率よく含んでフォーカスコイル１０３のコイル辺１０３ａ，１０３ｂを横切る。このため、フォーカスコイル１０３に電流Ｉｆが流れると、フォーカス方向に駆動力Ｆｆが発生し、コイルボビン１０１等を含めた対物レンズ１０２がフォーカス方向に駆動される。この場合、バックヨーク１０９ａ，１０９ｂの存在によって磁気回路が閉磁路を構成するため、その加速度感度は高く、かつトラッキング方向にオフセットした際に発生するフォーカス及びトラッキング駆動力のアンバランスが軽減される。
【００２８】
このような本実施の形態によれば、２組のマグネット１０７ａ〜１０７ｄ及びヨーク１０８ａ〜１０８ｄが対物レンズ１０２の光軸と直交するＹ軸上に配置されることなく、トラッキング方向及びフォーカス方向に駆動力を発生させる磁気回路を構成できるから、光学ヘッドのサイズをＹ軸方向に小型化することができる。これにより、１２０ｍｍφよりも小さい高記録密度で、かつ小径光ディスクにおける防塵用カートリッジの開口部に収まる小型の光学ヘッドを容易に実現できる。
【００２９】
また、各組のマグネット１０７ａ〜１０７ｄは、対物レンズ１０２の光軸を通るＺ軸とＹ軸を含むＺ−Ｙ平面に対して面対称になるように配置され、かつトラッキングコイル１０４ａと対向する面が同極となるようにＹ軸方向に磁化されたマグネット１０７ａ〜１０７ｄは対物レンズ１０２の光軸を通るＺ軸とＸ軸を含むＺ−Ｘ平面に対して面対称になるように配置されているため、コイルボビン１０１及び対物レンズ１０２等を含む可動部の重心、フォーカス（トラッキング）駆動点及びフォーカス（トラッキング）支持点がフォーカス（トラッキング）軸上に並ぶことで、動的性能にアンバランスが生じるのを防止でき、高密度・高転送レート化に伴う動的性能の高性能化を容易に実現できる。
【００３０】
本発明において、バックヨーク１０９ａ，１０９ｂを立ち上げる向きについては、図１に示すように、Ｙ軸方向で、対物レンズ１０２を挟むようにしてＹ軸に対し垂直に立ち上げる方式のものに限定されない。
例えば、図６に示すように、対物レンズ１０２のＸ軸方向の両側と対向するフォーカスコイル１０３内に臨ませてＺ軸と平行に配設する構成にしてもよい。
なお、図６において、図１と同一符号で示す要素は図１と同一の構成部分を表している。
【００３１】
また、本発明において、同極が対向するように配置したマグネットによる、磁化の向きに直交した磁界成分をボイスコイルモータの磁気回路として採用するについては、図１ではフォーカスコイルのみに適用したが、これに限らず、その構成によってはトラッキングコイルまたはトラッキングコイルとフォーカスコイルの両方に適用することも可能である。
【００３２】
また、本発明の２軸アクチュエータ式の光学ヘッドにおける支持手段は、上記実施の形態に示す板バネ方式に限らず、可動部を弾性支持し得る方式であれば、ヒンジ形式などを採用することも可能である。
また、上記実施の形態におけるバックヨーク１０９ａ，１０９ｂは、同極を対向させたマグネットの反発力を用いるという観点から、必ずしも必要とせず、特にアクチュエータの動的性能として、加速度感度よりも周波数応答の高帯域化を重視する際には、バックヨークを配置しない方が効果的な場合もある。
【００３３】
バックヨークを配置することによる利点は、磁束密度を高めること、及び漏れ磁束による反対向きの力の発生を軽減することにより加速度感度を向上できることである。反対にバックヨークを配置しない利点は、コイルボビン１０１にバックヨーク配設のための開口部を設ける必要がないため、可動部の二次共振を高帯域化できることである。
以上のことから、２軸アクチュエータ式の光学ヘッドを用いる光ディスクシステムに応じて、加速度が必要な設計ではバックヨークを設けること、カットオフで周波数を高帯域化する必要がある場合には、バックヨークを設けないことで、その要求を満たすことができる。
【００３４】
次に、図７により本発明の他の実施の形態について説明する。
図７は他の実施の形態における光学ヘッドの斜視図である。この図７において、図１及び図６と同一の構成要素には同一符号を付してその構成説明を省略し、図１及び図６と異なる部分を重点に述べる。
この図７において図１及び図６と異なる点は、対物レンズ１０２の収差を補正する液晶素子１１２をコイルボビン１０１に設けたこと、前記液晶素子１１２の駆動用回路素子及びフォーカスコイル１０３とトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂの駆動用回路素子等（図示省略）が実装されるフレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂを、対物レンズ１０２の光軸が通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面と平行なコイルボビン１０１のＹ軸方向の両側面箇所にそれぞれ設けたところにある。
前記液晶素子１１２は対物レンズ１０２の下面側、例えば図７の矢印Ａに示す方向からの記録または再生用光ビームの入射側に位置してコイルボビン１０１に設けられている。
【００３５】
また、前記フレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂに実装された駆動用の回路素子には、図示省略の制御部から液晶素子駆動用の制御信号及びフォーカスコイルとトラッキングコイル駆動用の制御信号が４本の板バネ１０５ａ〜１０５ｄを通して供給される構成になっている。
また、フレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂに実装された液晶駆動用の回路素子は、板バネ１０５ａ〜１０５ｄを通して供給されてきた制御信号を復調するとともに、その復調信号を液晶素子１１２に供給することにより液晶素子１１２を駆動して対物レンズ１０２の球面収差等の収差を補正できるように構成される。同様にして、フレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂに実装されたコイル駆動用回路素子は、板バネ１０５ａ〜１０５ｄを通して供給されてきた制御信号を復調するとともに、その復調信号をフォーカスコイル１０３またはトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂに供給し、これらコイルを励磁することにより、コイルボビン１０１を含む対物レンズ１０２をフォーカス方向（Ｚ軸方向）またはトラッキング方向（Ｘ軸方向）に制御できるように構成されている。
【００３６】
このような実施の形態では、図１及び図６に示す実施の形態と同様な作用効果が得られるほか、液晶素子１１２及びフォーカスコイル１０３とトラッキングコイル１０４ａ，１０４ｂの駆動用回路素子等が実装されるフレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂをＺ−Ｘ平面と平行なコイルボビン１０１のＹ軸方向の両側面箇所に配設することができ、これにより、フレキシブル回路基板の回路素子実装面積を大きくできる。
【００３７】
なお、上記図７に示す実施の形態では、対物レンズ１０２の光軸が通るＺ軸とＸ軸とを含むＺ−Ｘ平面と平行なコイルボビン１０１のＹ軸方向の両側面箇所にフレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂを配設した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、図７に示す対物レンズ１０２の光軸が通るＺ軸とＹ軸とを含むＺ−Ｙ平面と平行なコイルボビン１０１のＸ軸方向の両側面箇所にフレキシブル回路基板１１３ａ，１１３ｂを配設する方式でもよい。
また、本発明における回路基板１１３ａ，１１３ｂはフレキシブル基板に限定されない。
また、図７に示す実施の形態では、液晶素子１１２を対物レンズ１０２の下面側に位置してコイルボビン１０１に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、液晶素子１１２を対物レンズ１０２の光学系内に組み込むようにしてもよく、また、対物レンズ１０２の記録または再生用光ビームの出射側（図７に示す対物レンズ１０２の上面側）に設けるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小径光ディスクにおける防塵用カートリッジの開口部に収まる小型の光学ヘッドを容易に実現できるとともに、コイルボビン及び対物レンズ等を含む可動部の重心、フォーカス（トラッキング）駆動点及びフォーカス（トラッキング）支持点がフォーカス（トラッキング）軸上に並ぶことで、動的性能にアンバランスが生じるのを防止でき、高密度・高転送レート化に伴う動的性能の高性能化を容易に実現できる。さらに、バックヨークの存在によって磁気回路が閉磁路を構成するため、その加速度感度は高く、かつトラッキング方向にオフセットした際に発生するフォーカス及びトラッキング駆動力のアンバランスが軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光学ヘッドの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態における光学ヘッドのコイルボビン、フォーカスコイル及びトラッキングコイル部分の斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるマグネットの磁界分布を表す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるフォーカスコイル及びトラッキングコイルの説明用斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態における光学ヘッドの駆動原理を示す説明用の模式図である。
【図６】本発明におけるバックヨークの他の実施の形態を示す光学ヘッドの斜視図である。
【図７】本発明にかかる光学ヘッドの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】従来における開磁路の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図９】従来における閉磁路の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの他の例を示す斜視図である。
【図１０】従来における軸摺動方式の２軸アクチュエータからなる光学ヘッドの更に他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００……光学ヘッド、１０１……コイルボビン、１０２……対物レンズ、１０３……フォーカスコイル、１０４ａ，１０４ｂ……トラッキングコイル、１０５ａ〜１０５ｄ……板バネ、１０６……支持部材、１０７ａ〜１０７ｄ……マグネット、１０８ａ〜１０８ｄ……ヨーク、１０９ａ，１０９ｂ……バックヨーク、１１２……液晶素子、１１３ａ，１１３ｂ……フレキシブル回路基板。
【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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