(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤーサスペンション型と同等の変位量のチルト制御を安定して行うことができる軸摺動型アクチュエータを提供する。【解決手段】光ディスクドライブの光ピックアップヘッドに用いられる摺動型アクチュエータが、シャフト１３と、シャフト１３を揺動可能に保持する保持部材１２と、フォーカシング用磁石１６と、フォーカシング用磁石１６および保持部材１２が固定されているヨーク１１と、ヨーク１１の一部に取り付けられており、シャフト１３に対して磁気的に作用するチルトコイル１９とを有している。シャフト１３は磁性体であり、保持部材１２は弾性体である。チルトコイル１９は、シャフト１３の、保持部材１２による保持部分の反対側の端部に対して磁気的に作用する位置に配置されている。ヨーク１１とシャフト１３とフォーカシング用磁石１６とによって、閉じた磁気回路が構成されている。【選択図】図２
2009093732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトを揺動可能に保持する保持部材と、
フォーカシング用磁石と、
前記フォーカシング用磁石および前記保持部材が固定されているヨークと、
前記ヨークの一部に取り付けられており、前記シャフトに対して磁気的に作用するチルトコイルと、
を有する摺動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記シャフトは磁性体である、請求項１に記載の軸摺動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記保持部材は弾性体である、請求項１または２に記載の軸摺動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記チルトコイルは、前記シャフトの、前記保持部材による保持部分の反対側の端部に対して磁気的に作用する位置に配置されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の摺動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記ヨークと前記シャフトと前記フォーカシング用磁石とによって、閉じた磁気回路が構成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の摺動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記チルトコイルは、前記シャフトをラジアル方向に傾けるように磁気的に作用するラジアル側チルトコイルのみを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の軸摺動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記チルトコイルは、前記シャフトをラジアル方向に傾けるように磁気的に作用するラジアル側チルトコイルと、前記シャフトをタンジェンシャル方向に傾けるように磁気的に作用するタンジェンシャル側チルトコイルとを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の軸摺動型アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の軸摺動型アクチュエータと、
前記シャフトに摺動可能に保持されているレンズホルダと、
前記レンズホルダに固定されている対物レンズと、
前記レンズホルダに固定され、前記フォーカシング用磁石に対向するフォーカシング用コイルと、
を有する、光ピックアップヘッド。
【請求項９】
前記ヨークに固定されているトラッキング方向駆動用磁石と、
前記レンズホルダに固定され、前記トラッキング方向駆動用磁石に対向するトラッキング方向駆動用コイルと、
を有する、請求項８に記載の光ピックアップヘッド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光ピックアップヘッドと、
前記対物レンズを介して光記録媒体に照射される光ビームを発生する光源と、
前記光ビームの前記光記録媒体による反射光を、前記対物レンズを介して受光する受光素子と、
前記受光素子の受光結果に基づいて、前記光記録媒体の記録を読み取るとともに、前記チルトコイルへの電力供給を制御して、前記シャフトおよび前記レンズホルダおよび前記対物レンズの姿勢を制御する制御装置と
を有する、光ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（Compact disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やブルーレイディスク（Blu-ray Disc［登録商標］）やＨＤ−ＤＶＤ（High Definition DVD）などの光記録媒体（光ディスク）の記録の読み取り等に用いられる光ディスクドライブに関し、特にその光ピックアップヘッドの軸摺動型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブにおける、ＣＤやＤＶＤやブルーレイディスクやＨＤ−ＤＶＤなどの光ディスクの記録の読み取り用の光ピックアップヘッドは、対物レンズを通過した光ビームを光ディスク上に照射して収束させるとともに、光ディスクからの反射光を、対物レンズを通過させて受光素子に導く。この光ピックアップヘッドで精度良く光ディスクの記録の読み取りを行うためには、対物レンズを光ディスクに対して位置精度良く配置することが必要である。そのために、対物レンズが固定されたレンズホルダを、アクチュエータによってトラッキング方向（光ディスクの記録面に対して平行な方向）およびフォーカシング方向（光ディスクの記録面に対して垂直な方向）に移動させている。
【０００３】
レンズホルダを駆動するアクチュエータとしては、レンズホルダをワイヤーによって弾性的に支持した状態で、レンズホルダを磁気的に駆動するワイヤーサスペンション型アクチュエータがある。このワイヤーサスペンション型アクチュエータでは、対物レンズおよびレンズホルダは、ワイヤーの弾性変形の範囲内でトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動可能である。
【０００４】
また、レンズホルダに設けられた孔部にシャフトを貫通させ、レンズホルダをシャフトに対して摺動可能かつ回転可能に保持する軸摺動型アクチュエータがある。この軸摺動型アクチュエータでは、対物レンズおよびレンズホルダは、シャフトに沿って摺動することによってフォーカシング方向に移動可能であり、かつシャフトを中心として回転することによりトラッキング方向に移動可能である。
【０００５】
さらに、光ディスクの記録の読み取り精度を高めるために。前記したように対物レンズおよびレンズホルダをトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動させることに加えて、光ディスクに対する対物レンズの傾きを調整して、対物レンズを通過した光ビームを光ディスクの記録面に対して垂直に所定の位置に収束させることが望まれている。このような対物レンズの傾きの制御をチルト制御という。ワイヤーサスペンション型アクチュエータでは、ワイヤーの弾性変形の範囲内でチルト制御が可能である。
【０００６】
一方、軸摺動型アクチュエータでは、一般的に、フォーカシング方向およびトラッキング方向の駆動と同時にチルト制御を行うことができない。そこで、フォーカシング方向およびトラッキング方向の駆動とは別に、アクチュエータ全体を動かすことによってチルト制御を行う構成や、対物レンズとレンズホルダの間にチルト制御用アクチュエータとして圧電素子を配置し、対物レンズ自体を移動させてチルト制御を行う構成（特許文献１参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１１５１２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ワイヤーサスペンション型アクチュエータにおいてチルト制御を行う構成では、ワイヤーの弾性を利用してフォーカシング方向およびトラッキング方向の駆動とチルト制御とを行うため、動作が不安定になることが多い。
【０００８】
また、軸摺動型アクチュエータにおいて、アクチュエータ全体を動かすことによってチルト制御を行う構成や、対物レンズ自体を移動させてチルト制御を行う構成は、いずれも圧電素子を用いてチルト制御を行うものである。これらの構成は原理的には可能であるが、チルト制御に必要な変位量を得るためには過大な電圧を圧電素子に印加する必要があり、光ディスクドライブにおける微小な光ピックアップヘッドのアクチュエータにそのような過大な電圧を印加することは、実際上極めて困難である。すなわち、これらの構成で実用上十分な量のチルト制御を行うことは困難である。
【０００９】
そこで本発明の目的は、ワイヤーサスペンション型アクチュエータと同等の変位量のチルト制御を安定した動作で行うことができる軸摺動型アクチュエータと、それを有する光ピックアップヘッドおよび光ディスクドライブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の摺動型アクチュエータは、シャフトと、シャフトを揺動可能に保持する保持部材と、フォーカシング用磁石と、フォーカシング用磁石および保持部材が固定されているヨークと、ヨークの一部に取り付けられており、シャフトに対して磁気的に作用するチルトコイルと、を有することを特徴とする。
【００１１】
シャフトは磁性体である。保持部材は弾性体である。チルトコイルは、シャフトの、保持部材による保持部分の反対側の端部に対して磁気的に作用する位置に配置されている。ヨークとシャフトとフォーカシング用磁石とによって、閉じた磁気回路が構成されている。
【００１２】
このような構成によると、チルトコイルに通電することによって発生した磁力によりシャフトを傾けて、シャフトに取り付けられた対物レンズ等の部材のチルト制御を行うことができる。すなわち、特別な動力やエネルギーを用いることなく、フォーカシング用磁石による磁束と、チルトコイルに通電することで発生した磁界とを利用してチルト制御可能である。
【００１３】
また、シャフトが、弾性体からなる保持部材によって保持されている場合には、外部振動に対するダンピング効果が発揮でき、サーボの破綻を防ぐことができる。この作用は、シャフトが、弾性体からなる保持部材と磁気ばねとによって保持されている場合に、特に顕著である。
【００１４】
チルトコイルは、シャフトをラジアル方向に傾けるように磁気的に作用するラジアル側チルトコイルのみを含んでいてもよい。または、チルトコイルは、シャフトをラジアル方向に傾けるように磁気的に作用するラジアル側チルトコイルと、シャフトをタンジェンシャル方向に傾けるように磁気的に作用するタンジェンシャル側チルトコイルとを含んでいてもよい。ラジアル側チルトコイルとタンジェンシャル側チルトコイルとを有する場合には、ワイヤーサスペンション型アクチュエータでは不可能であったタンジェンシャル方向のチルト制御が可能になり、シャフトに取り付けられた対物レンズ等の部材の全方位的な姿勢の制御が可能である。
【００１５】
本発明の光ピックアップヘッドは、前記したいずれかの構成の軸摺動型アクチュエータと、シャフトに摺動可能に保持されているレンズホルダと、レンズホルダに固定されている対物レンズと、レンズホルダに固定され、フォーカシング用磁石に対向するフォーカシング用コイルと、を有する。そして、ヨークに固定されているトラッキング方向駆動用磁石と、レンズホルダに固定され、トラッキング方向駆動用磁石に対向するトラッキング方向駆動用コイルと、をさらに有していてもよい。
【００１６】
本発明の光ディスクドライブは、前記したいずれかの構成の光ピックアップヘッドと、対物レンズを介して光記録媒体に照射される光ビームを発生する光源と、光ビームの光記録媒体による反射光を、対物レンズを介して受光する受光素子と、受光素子の受光結果に基づいて、光記録媒体の記録を読み取るとともに、チルトコイルへの電力供給を制御して、シャフトおよびレンズホルダおよび対物レンズの姿勢を制御する、制御装置とを有している。なお、この構成において、光源と受光素子と制御装置は、光ピックアップヘッドの中部に内蔵されていてもよく、また、光ピックアップヘッドの外部に別途設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、従来困難であった、軸摺動型アクチュエータにおいてフォーカシング方向およびトラッキング方向の駆動と同時にチルト制御を行うことが可能である。しかも、チルトコイルに通電するという、ワイヤーサスペンション型アクチュエータと同様に容易な方法で、チルト制御を行うことができる。また、外部振動に対するダンピング効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１に、本発明の光ディスクドライブ１の要部を模式的に示す。この光ディスクドライブ１の光ピックアップヘッド２は、光源３から出射された光ビーム（レーザ光）を、ハーフミラー４および対物レンズ５を介して、ディスク保持装置６により回転駆動されるＣＤやＤＶＤやブルーレイディスクやＨＤ−ＤＶＤなどの光ディスク（光記録媒体）７に入射させ、光ディスク７による反射光を、対物レンズ５およびハーフミラー４を介して、受光素子８により受光するものである。そして、制御装置９が、受光素子８による受光結果に基づいて、光ディスク７の記録を読み取るとともに、軸摺動型アクチュエータ１０を駆動して対物レンズ５の位置および姿勢を制御する。
【００２０】
この軸摺動型アクチュエータ１０の具体的な構成について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。軸摺動型アクチュエータ１０のヨーク１１の下部に、保持部材１２が取り付けられている。シャフト１３が、この保持部材１２を貫通して回転可能に支持されている。保持部材１２は弾性体からなり、シャフト１３は、保持部材１２の弾性変形の範囲内で揺動可能である。シャフト１３は磁性体からなり、ヨーク１１の下部の球座に接触している。シャフト１３にはレンズホルダ１４が摺動可能に取り付けられている。レンズホルダ１４には対物レンズ５が固定されており、さらに、シャフト１３を中心とするフォーカシング用コイル１５が形成されている。このフォーカシング用コイル１５は電磁石を構成するものである。そして、このフォーカシング用コイル１５の外側であって、図２（ａ），２（ｂ）の左右方向の両側にそれぞれフォーカシング用磁石１６が配置されている。このフォーカシング用磁石１６は、ヨーク１１の内面に固定されている。また、図２（ｃ）に示すように、１対のフォーカシング用磁石１６を結ぶ線と直交する方向の一方の側（図２（ｃ）の左側）であって、フォーカシング用コイル１５の外側に、ヨーク１１の立ち上げ部１１ａが配置されている。立ち上げ部１１ａはレンズホルダ１４の穴部１４ａを貫通している。さらに、レンズホルダ１４には、立ち上げ部１１ａの外側でそれに対向する位置にトラッキング方向駆動用コイル１７が固定されている。そして、このトラッキング方向駆動用コイル１７の外側でそれに対向する位置に、トラッキング方向駆動用磁石１８が配置されている。トラッキング方向駆動用磁石１８はヨーク１１に固定されている。
【００２１】
ヨーク１１の上部の内面にはボス１１ｂが形成されており、このボス１１ｂを中心としてチルトコイル１９がヨーク１１に固定されている。シャフト１３の上端はボス１１ｂに近接対向しているが当接していない。そして、ボス１１ｂおよびチルトコイル１９とシャフト１３によって、いわゆる磁気ばねが構成されている。磁気ばねとは、シャフト１３が常に磁気的に安定な位置（磁気抵抗が最小の位置）に存在しようとするため、磁気的に安定な位置からシャフト１３が移動させられると、磁気的に安定な位置に戻ろうとして、あたかもばね部材のような作用をする構成である。
【００２２】
本発明の軸摺動型アクチュエータ１０は、以上説明したような構成であるため、フォーカシング用コイル１５に通電することによって、このフォーカシング用コイル１５が電磁石となって発生する磁力と、フォーカシング用磁石１６の磁力とが反発し合うか、または吸引し合う。それによって、フォーカシング用コイル１５およびレンズホルダ１４が、フォーカシング用磁石１６およびシャフト１３に対して上下方向に、すなわち光ディスク７の面に垂直な方向に摺動する。こうして、レンズホルダ１４に固定された対物レンズ５が、光ディスク７に対して近接または離間することによって、フォーカシングが行われる。このとき、シャフト１３が、フォーカシング用磁石１６から得た磁束をヨーク１１の上面と底面に戻すことによって、閉じた磁気回路が構成されている（図２（ｂ）の矢印参照）。なお、フォーカシング用コイル１５に供給する電力を制御することによって、レンズホルダ１４および対物レンズ５が光ディスク７に近接するか離れるかを決めることができ、その移動量も決めることができる。
【００２３】
また、トラッキング方向駆動用コイル１７に通電することによって、このトラッキング方向駆動用コイル１７が電磁石となって発生する磁力と、トラッキング方向駆動用磁石１８の磁力とが反発し合うか、または吸引し合う。それによって、トラッキング方向駆動用コイル１７およびレンズホルダ１４が、トラッキング方向駆動用磁石１８およびシャフト１３に対して、水平方向に、すなわち光ディスク７の面に平行な方向（接線方向）に移動する。こうして、レンズホルダ１４に固定された対物レンズ５が、光ディスク７の所定の位置に対向する位置に配置される。このとき、シャフト１３とヨーク１１と立ち上げ部１１ａによって閉じた磁気回路が構成されている。なお、レンズホルダ１４は、立ち上げ部１１ａが穴部１４ａ内に入っている範囲内で回転可能であり、その回転方向および回転角度、すなわち対物レンズ５の移動方向および移動量は、トラッキング方向駆動用コイル１７に供給する電力を制御することによって決めることができる。
【００２４】
さらに、本発明では、チルトコイル１９に通電すると、このチルトコイル１９が電磁石として作用する。例えば、図２（ａ）に示す例では、チルトコイル１９の右側がＮ極になり、左側がＳ極になっている。一方、前記したようにフォーカシング用コイル１５に電流を供給したときに閉じた磁気回路の一部を構成するシャフト１３の上端部、すなわちチルトコイル１９に近接する部分は、図２（ａ）に示す例ではＮ極になっている。この場合、磁気バランスが崩れて、シャフト１３は、保持部材１２の弾性変形の範囲内で左側に傾く。従って、レンズホルダ１４および対物レンズ５が、シャフト１３と一体的に左側に傾く。こうして、対物レンズ５のチルト制御が可能である。なお、図２（ａ）に示す磁極の向きやシャフト１３の傾き方向は一例にすぎず、チルトコイル１９に供給する電力を制御することによって、シャフト１３およびレンズホルダ１４および対物レンズ５の傾き方向と傾き量を決めることができる。
【００２５】
図３には、チルトコイル１９の一例の詳細について示されている。図３に示す例では、ボス１１ｂの周囲に４つのチルトコイル１９ａ〜１９ｄが設けられており、互いに対向する一方の対のチルトコイル１９ａ，１９ｃがラジアル方向（光ディスク７の半径方向）のチルト制御を行うためのラジアル側チルトコイルである。そして、互いに対向する他方の対のチルトコイル１９ｂ，１９ｄがタンジェンシャル方向（光ディスク７の接線方向）のチルト制御を行うためのタンジェンシャル側チルトコイルである。ラジアル側チルトコイル１９ａ，１９ｃのみを設けて、対物レンズ１５のラジアル方向のみのチルト制御を行う構成にすることも、タンジェンシャル側チルトコイル１９ｂ，１９ｄのみを設けて、対物レンズ１５のタンジェンシャル方向のみのチルト制御を行う構成にすることも可能である。しかし、図３に示すように、全てのチルトコイル１９ａ〜１９ｄを設け、これらを適宜に駆動して、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の両方のチルト制御を行い、それによって、対物レンズの全方位的な姿勢制御を行うことが好ましい。
【００２６】
また、本発明によると、外部振動に対するダンピング効果が得られる。この点について以下に説明する。
【００２７】
軸摺動型アクチュエータでは、一般に、シャフト１３のがたつきを抑えるために、何らかの方法で一方の側部へ付勢する圧力（側圧）がかけられている（本実施形態ではトラッキング方向駆動用磁石１８が側圧をかけている）。このように側圧がかけられている構成では、従来は、シャフトに外部振動が伝わって側圧と反対方向に加速されると、シャフトはその剛性の大きさから少しの変位で止まるのに対して、レンズホルダは、その加速度が側圧（側圧を加速度に換算した値）よりも大きい場合には、側圧に打ち勝って、シャフトの遊び（がた）の分だけ運動して、レンズホルダの中心穴の内面が、側圧によって通常接しているのと反対側でシャフトに衝突する。このように、従来の軸摺動型アクチュエータでは、外部振動がシャフトを介して伝わって、シャフトの遊び（がた）の分だけ相対的に移動してシャフトとレンズホルダの中心穴の内面とが激しく衝突することにより、サーボが破綻するという、致命的な問題を有していた。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、シャフト１３はヨーク１１に対して移動不能に高剛性で結合されているわけではなく、シャフト１３の上端は、ボス１１ｂとチルトコイル１９とによって構成された磁気ばねによって保持され、下端は弾性体である保持部材１２によって保持されている。すなわち、シャフト１３は弾性的に（ばね状の構成を介して）保持されている。従って、シャフト１３のみが小さな変位で停止してシャフト１３の遊び（がた）の分だけレンズホルダ１４がシャフト１３に対して相対的に移動することはなく、シャフト１３とレンズホルダ１４は一体的に移動する。そのため、シャフト１３とレンズホルダ１４の中心穴の内面とが激しく衝突することはなく、または、仮に僅かに衝突するとしても小さな力で接触するのみであるため、破損を生じることはない。もちろん、サーボが破綻するおそれはない。このように、本実施形態の構成によると、外部振動に対するダンピング効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の光ディスクドライブの要部を示す模式図である。
【図２】（ａ）は図１に示す光ディスクドライブの軸摺動型アクチュエータの、ヨークの一部とチルトコイルを省略した平面図、（ｂ）はその側面断面図、（ｃ）は（ｂ）に直交する方向の、ヨークの一部とチルトコイルを省略した側面断面図である。
【図３】図２（ｂ）に示すチルトコイルの配置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      光ディスクドライブ
２      光ピックアップヘッド
３      光源
４      ハーフミラー
５      対物レンズ
６      ディスク保持装置
７      光ディスク（光記録媒体）
８      受光素子
９      制御装置
１０    軸摺動型アクチュエータ
１１    ヨーク
１１ａ  立ち上げ部
１１ｂ  ボス
１２    保持部材
１３    シャフト
１４    レンズホルダ
１４ａ  穴部
１５    フォーカシング用コイル
１６    フォーカシング用磁石
１７    トラッキング方向駆動用コイル
１８    トラッキング方向駆動用磁石
１９    チルトコイル
１９ａ，１９ｃ      ラジアル側チルトコイル
１９ｂ，１９ｄ      タンジェンシャル側チルトコイル
【図１】
2009093732.tif 000003
【図２】
2009093732.tif 000004
【図３】
2009093732.tif 000005