JP2003338069A - Optical head device - Google Patents

Optical head device

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JP2003338069A
JP2003338069A JP2002146167A JP2002146167A JP2003338069A JP 2003338069 A JP2003338069 A JP 2003338069A JP 2002146167 A JP2002146167 A JP 2002146167A JP 2002146167 A JP2002146167 A JP 2002146167A JP 2003338069 A JP2003338069 A JP 2003338069A
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optical
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Koichi Nagai
宏一 永井
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Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head provided with a relay lens driving apparatus which corrects the aberration of a spherical surface caused by the thickness error of the cover layer of an optical disk without being influenced by vibration, shock, etc. <P>SOLUTION: The relay lens driving apparatus 7 is provided with: a lens 32 for correcting the aberration of a spherical surface; a lens holder 27 for holding the lens 32; first and second cylindrical guide rails 25a and 25b parallel to a lens optical axis; first and second round holes 47a and 47b formed at the lens holder 27 and fitted to the guide rails 25a and 25b; a long hole 48 formed at the lens holder 27 and fitted to the second guide rail 25b; a coil 21 which has two straight parts perpendicular to the guide rails 25a and 25b, whose coiling shaft is perpendicular to the guide rails 25a and 25b, and which is fixed to the lens holder 27; and a permanent magnet 26 facing the coil 21. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】光ディスクドライブに搭載さ
れる光ヘッドに関し、特に球面収差補正のためのリレー
レンズを具備する光ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head mounted on an optical disk drive, and more particularly to an optical head equipped with a relay lens for correcting spherical aberration.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、例えば記録媒体として光ディスク
を使用して記録又は再生を行う分野においては、高精細
な静止画や動画等を扱うために小型で大容量の光ディス
クに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置の開
発が進んでいる。大容量化を実現するための技術的な手
法としては、光学ピックアップ装置から出射されるレー
ザ光源の短波長化と対物レンズの高NA(NA:開口
数)によるビームスポット径の縮小化がある。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, in the field of recording or reproducing using an optical disk as a recording medium, recording and reproducing are performed on a small-sized and large-capacity optical disk for handling high-definition still images and moving images. Development of an optical disk recording / reproducing device is in progress. As a technical method for realizing a large capacity, there is a reduction in the wavelength of the laser light source emitted from the optical pickup device and a reduction in the beam spot diameter due to the high NA (NA: numerical aperture) of the objective lens.
【0003】一般的に光ディスクは、情報記録面を透明
な光ディスク基板(カバー層)で覆い、該光ディスク基
板を介してビームを照射する。NAを大きくすると、対
物レンズとディスク基板との角度変化によるコマ収差が
発生しやすくなる。この角度変化の原因には、光ディス
ク自体の反り、光ディスクを回転させるスピンドルモー
タの傾き、光ヘッドに搭載される対物レンズ駆動機構に
よって発生する傾きなどがあるが、量産性を保ってNA
増加分に見合って角度精度を上げるのは困難である。傾
きによって発生するコマ収差は、ディスク基板を通過す
る時に発生するため、基板厚を薄くすると、傾きにより
コマ収差が少なくなる。従って、高いNAの対物レンズ
を用いた光ディスクシステムでは、基板厚の薄い光ディ
スクを用いて傾き誤差に強くする必要がある。
Generally, in an optical disc, an information recording surface is covered with a transparent optical disc substrate (cover layer), and a beam is emitted through the optical disc substrate. If the NA is increased, coma tends to occur due to a change in the angle between the objective lens and the disc substrate. The causes of this angle change include the warp of the optical disc itself, the inclination of the spindle motor that rotates the optical disc, and the inclination caused by the objective lens drive mechanism mounted on the optical head.
It is difficult to increase the angular accuracy in proportion to the increase. The coma aberration caused by the tilt occurs when passing through the disc substrate, so that if the substrate thickness is made thin, the coma aberration decreases due to the tilt. Therefore, in an optical disc system using an objective lens with a high NA, it is necessary to use an optical disc with a thin substrate to make it resistant to tilt errors.
【0004】一方、対物レンズは、ある特定の光学的厚
みの基板を介した時に光ディスクの情報記録面上に球面
収差の少ないビームスポットを形成するように設計され
るため、基板厚が設計時の想定光学的厚さに対して誤差
を持つと球面収差が発生する。又2層ディスクのよう
に、2枚の情報記録面を同じ方向から(異なる方向から
記録再生する両面ディスクではなく)レーザーを照射す
る場合は、それぞれの層で、透明層基板の光学的厚み
は、必ず異なってしまう。この基板厚の誤差による球面
収差もNAが大きくなるにつれ、非常に大きくなり、N
A0.85といった大NAのレンズでは、通常の製法で
製作された光ディスクの基板の光学的厚さ誤差の影響を
無視するのは困難になってくる。
On the other hand, since the objective lens is designed so as to form a beam spot with little spherical aberration on the information recording surface of the optical disc when passing through a substrate having a certain optical thickness, the substrate thickness is designed to be small. If there is an error with respect to the assumed optical thickness, spherical aberration will occur. In the case of irradiating a laser on two information recording surfaces from the same direction (as opposed to a double-sided disk which records and reproduces from different directions) like a two-layer disk, the optical thickness of the transparent layer substrate in each layer is , Definitely different. The spherical aberration due to this substrate thickness error also becomes very large as the NA increases, and N
With a lens having a large NA of A0.85, it becomes difficult to ignore the influence of the optical thickness error of the substrate of the optical disc manufactured by the usual manufacturing method.
【0005】なお、ここでいう光学的厚みとは、光が透
過する光ディスク基板の厚みと屈折率によって定まる値
であり、異なる厚みであっても、基板を通過させて生成
したビームスポットの球面収差の大きさが一致する場合
に光学的厚みが等しいとする。基板が複数の層からなっ
ている場合も、それぞれの層の厚みと屈折率によって、
基板の光学的厚みが決まる。(コメント:正確には積で
はないため、このようにしました。) さて、光ディスク基板の厚さ変化による球面収差を補正
する方式として、特開平5−151609号公報にはさ
まざまな方式が示されている。その中で、凸レンズと凹
レンズから構成される、いわゆるリレーレンズを使った
収差補正方法が提示されている。レーザーダイオードか
ら出射した光が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
ンズのどちらか一方の位置を変化させることにより、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、光ディスクで発生する球面収差をキャンセル
して、光ディスク上で収差の少ないビームスポットを生
成するというものである。この公報においては、対物レ
ンズの駆動機構としてVCM(ボイス・コイル・モー
タ)を使うとしているが、その構造及び制御方法は示さ
れていない。
The optical thickness referred to here is a value determined by the thickness and the refractive index of the optical disk substrate through which light is transmitted. Even if the optical thickness is different, the spherical aberration of the beam spot generated by passing through the substrate is spherical aberration. The optical thicknesses are considered to be equal when the sizes of the two match. Even if the substrate consists of multiple layers, depending on the thickness and refractive index of each layer,
The optical thickness of the substrate is determined. (Comment: This is done because it is not exactly a product.) Now, various methods are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-151609 as a method for correcting spherical aberration due to a change in the thickness of the optical disk substrate. ing. Among them, an aberration correction method using a so-called relay lens composed of a convex lens and a concave lens is presented. By arranging a relay lens consisting of a convex lens and a concave lens before the light emitted from the laser diode enters the objective lens, and changing the position of either the convex lens or the concave lens, the spherical surface of the beam entering the optical disc from the objective lens. By changing the aberration and canceling the spherical aberration generated in the optical disc, a beam spot with less aberration is generated on the optical disc. In this publication, a VCM (voice coil motor) is used as a drive mechanism for the objective lens, but its structure and control method are not shown.
【0006】特開平5−266511号公報では、ある
程度詳細な方式が示されている。ここでは、リレーレン
ズの駆動手段として、動かすレンズ側にラックを取り付
け、ピニオンを回転させることによって移動させる方式
が示されている。又、ディスクに記録された基板厚、あ
るいは記録再生装置に設けられた測定装置で基板厚を測
定し、それに対応するように、リレーレンズの位置を設
定する方式が示されている。
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-266511 discloses a somewhat detailed system. Here, as a drive means for the relay lens, a system is shown in which a rack is attached to the lens side to be moved and the pinion is rotated to move the rack. Further, there is disclosed a method in which the substrate thickness recorded on the disk or the substrate thickness is measured by a measuring device provided in the recording / reproducing apparatus, and the position of the relay lens is set so as to correspond to the measurement.
【0007】特開2001−28147号公報でも、あ
る程度詳細な方式が示されている。この例では、リレー
レンズの第1レンズと第2レンズの間隔をボイスコイル
モータで変更できるようになっている。このボイスコイ
ルモータは、投入電流とレンズ間隔の変化量がほぼ線形
関係になるように設計されている。レンズ間隔を第1層
又は第2層の情報を記録再生するために適した間隔にす
るには、それぞれ大きさが同一で向きが反対の電流をコ
イルに流せばよい。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-28147 also discloses a somewhat detailed system. In this example, the distance between the first lens and the second lens of the relay lens can be changed by the voice coil motor. This voice coil motor is designed so that the applied current and the amount of change in the lens interval have a substantially linear relationship. In order to make the lens interval suitable for recording / reproducing information of the first layer or the second layer, it is sufficient to apply currents having the same magnitude but opposite directions to the coil.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、複数の問題点が存在する。
However, the above-mentioned conventional technique has a plurality of problems.
【0009】特開平5−151609号公報の場合、前
述したようにVCMを使った駆動機構について詳細に説
明されていない。しかし、球面収差補正のためのレンズ
移動機構においては、一般的な単なるVCMでは十分な
性能を確保できず、従ってこの公報に開示されている技
術では実用的な光ヘッドの製作はできない。
In the case of Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-151609, the drive mechanism using the VCM is not described in detail as described above. However, in a lens moving mechanism for correcting spherical aberration, a general simple VCM cannot secure sufficient performance, and therefore the technique disclosed in this publication cannot manufacture a practical optical head.
【0010】特開平5−266511号公報の場合、リ
レーレンズの移動装置として、前述したようにラックと
ピニオンを使用した例が開示されている。光ヘッドの搭
載される光ディスク装置は、携帯用コンピュータ、音楽
再生装置などにも用いられ、極めて小型であることが要
求される。しかしながら、この公報による構成では回転
式モータ、ラックとピニオンという動力伝達及び回転運
動を直線運動に変換する機構と、構成要素が多いため、
小型化が難しい。
Japanese Patent Laid-Open No. 5-266511 discloses an example of using a rack and a pinion as a moving device for a relay lens as described above. The optical disk device in which the optical head is mounted is also used in a portable computer, a music reproducing device, etc., and is required to be extremely small. However, in the structure according to this publication, there are many components such as a rotary motor, a mechanism for converting power transmission and rotary motion of a rack and a pinion into a linear motion, and components.
It is difficult to miniaturize.
【0011】球面収差補正のためのレンズ移動機構にお
いては、移動するレンズは光軸方向にのみ移動する機構
でなければならない。レンズ移動に伴い、傾き、光軸ず
れが発生すると、収差が発生し、良好なビームスポット
が得られなくなる。さらに光軸ずれが発生すると、リレ
ーレンズから対物レンズに向かう光束の向きが変化し、
ビームスポット位置が変化してしまうという問題も発生
する。ビームスポット位置が仮にディスク半径方向にず
れると、光ドライブ装置のトラッキングサーボ機構は、
対物レンズアクチュエータをトラッキング方向に移動す
ることによって、ビームスポットがトラックから逸れる
のを防ごうとするが、ビームスポットの移動加速度と移
動量には当然上限がある。従って、リレーレンズの傾
き、光軸ずれは極力抑えなければならない。従来の技術
では、この点に配慮したものは見られない。この公報で
も、これを満たす機構の説明がない。
In the lens moving mechanism for correcting spherical aberration, the moving lens must be a mechanism that moves only in the optical axis direction. When the tilt and the optical axis shift occur due to the movement of the lens, aberration occurs and a good beam spot cannot be obtained. When the optical axis shifts further, the direction of the light flux from the relay lens toward the objective lens changes,
There is also a problem that the beam spot position changes. If the beam spot position is displaced in the disc radial direction, the tracking servo mechanism of the optical drive device
By moving the objective lens actuator in the tracking direction, it is attempted to prevent the beam spot from deviating from the track. However, there is an upper limit in the moving acceleration and the moving amount of the beam spot. Therefore, the tilt of the relay lens and the deviation of the optical axis must be suppressed as much as possible. In the conventional technology, no consideration is given to this point. Even in this publication, there is no description of a mechanism that satisfies this.
【0012】実際には、これらの問題が発生しないよう
に、ラックとピニオンを利用したレンズ移動機構を設計
するのは難しいと考えられる。例えば、通常のラックと
ピニオン機構にはバックラッシが存在するため、振動、
ショックに大してはきわめて弱い。携帯用でなくても、
据え置き型の機器においてでさえ、光ディスクドライブ
装置には、ディスクを回転させるスピンドルモータ、対
物レンズアクチュエータといった振動を起こす要素があ
る。又、光ディスクドライブの搭載されるコンピュータ
などの機器にはファンなどの振動源が存在することが多
い。バックラッシが存在すると、これらの振動の影響を
受けやすい。つまり、光ディスクに対して情報を記録再
生中にリレーレンズの位置をラックとピニオン機構で操
作するのは難しい。
In practice, it is considered difficult to design a lens moving mechanism using a rack and a pinion so that these problems do not occur. For example, since there is backlash in a normal rack and pinion mechanism, vibration,
Very vulnerable to shock. Even if it's not portable
Even in stationary equipment, an optical disk drive device has a vibration generating element such as a spindle motor for rotating a disk and an objective lens actuator. In addition, a vibration source such as a fan often exists in a device such as a computer in which the optical disk drive is mounted. The presence of backlash is susceptible to these vibrations. That is, it is difficult to operate the position of the relay lens by the rack and pinion mechanism while recording / reproducing information on / from the optical disc.
【0013】特開2001−28147号公報に示され
ているVCMの場合、第2レンズの両側を板ばねで支持
しているが、このような両持の支持構造は、移動方向に
おいて、線形な特性を確保するのが困難であり、きわめ
て短いストロークしか実用にならない。このため、第1
のレンズ、第2レンズの焦点距離は短いものにしなけれ
ば十分な球面収差補正能力を確保できないが、そうする
と、レンズ自体を非球面レンズにする必要が生じたり、
レンズの傾きや偏芯許容誤差が小さくなり、組立てが難
しくなる。さらにこのような支持構造では、レンズ光軸
が傾かないようにレンズを保持するための剛性が低く、
振動、ショックによってレンズが回転してしまい、光学
収差を増やしてしまう。又、流す電流量によって、レン
ズ間隔を制御しているため、外からの振動、ショックに
よる影響を除去できず、レンズが光軸方向にも移動して
しまうという問題がある。この公報では、従来例とし
て、特開平10−188301号公報を示しているが、
これは2枚組の対物レンズの間隔をVCMで変化させて
球面収差を補正するものであるが、こちらも、間隔を補
正するのに適切な電流を決めたあとは、その電流を維持
して間隔を保持する方式であり、外乱による影響を排除
できない。
In the case of the VCM disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-28147, both sides of the second lens are supported by the leaf springs, but such a support structure of both ends is linear in the moving direction. It is difficult to secure the characteristics, and only a very short stroke is practical. Therefore, the first
If the focal lengths of the second lens and the second lens are short, sufficient spherical aberration correction capability cannot be ensured, but then the lens itself needs to be an aspherical lens,
Lens tilt and eccentricity tolerance are reduced, making assembly difficult. Furthermore, in such a support structure, the rigidity for holding the lens is low so that the lens optical axis does not tilt,
Vibration and shock cause the lens to rotate, increasing optical aberrations. Further, since the distance between the lenses is controlled by the amount of current flowing, there is a problem in that the influence of external vibration or shock cannot be removed, and the lens also moves in the optical axis direction. In this publication, JP-A-10-188301 is disclosed as a conventional example.
This is to correct the spherical aberration by changing the distance between the two objective lenses with VCM. Again, after determining an appropriate current for correcting the distance, the current is maintained. This is a method of maintaining the interval, and the influence of disturbance cannot be excluded.
【0014】以上のように従来の球面収差のための移動
可能なレンズを搭載した光ヘッドは、良好なレンズ位置
の保持ができず、そのため、光学収差が多く、安定した
制御も困難であった。
As described above, the conventional optical head equipped with a movable lens for spherical aberration cannot maintain a good lens position, so that there are many optical aberrations and stable control is difficult. .
【0015】なお、光ヘッドにはレンズ移動機構とし
て、対物レンズ駆動装置が搭載されるが、対物レンズ駆
動装置においては、もともと対物レンズが、光束に対し
て光軸をずらしてトラッキング動作ができるよう設計さ
れているため、光軸ずれを抑えることに関しては考慮さ
れていない。又、対物レンズアクチュエータは、ビーム
スポットを、ディスクの偏芯や面振れといった動きに数
kHz程度の成分まで動的に追従させることを主目的と
して考案、設計されているが、リレーレンズ駆動機構の
場合は、まず多層光ディスクの層の違いによる球面収差
の補正、次に、ディスク間の透明基板の光学的厚さの差
といった、ディスク回転によって変動しないものに対し
て動作するのが主目的であり、ディスク面上での透明基
板の光学的厚さの変動には、もし追従する必要があって
も、その変動は僅かである。従って、DC的動作が主
で、制御帯域も数100Hz程度で十分である。そのた
め従来例の移動装置も一定電流を流して位置を決めよう
としたり、ラックとピニオンのように高速往復動作が不
可能な機構を利用している。従って、対物レンズ駆動装
置をリレーレンズ駆動機構として用いるのは無理があ
る。
An objective lens driving device is mounted on the optical head as a lens moving mechanism. However, in the objective lens driving device, the objective lens is originally arranged so that the optical axis of the objective lens is shifted with respect to the light beam so that the tracking operation can be performed. Since it is designed, no consideration is given to suppressing the optical axis shift. Further, the objective lens actuator is designed and designed mainly for dynamically making the beam spot follow a movement such as eccentricity or surface wobbling of the disk up to a component of about several kHz. In this case, the main purpose is to correct spherical aberration due to the difference in the layers of the multilayer optical disk, and then to operate for things that do not change due to disk rotation, such as the difference in optical thickness of the transparent substrate between disks. If the optical thickness of the transparent substrate on the disk surface changes, it is necessary to follow it, but the change is small. Therefore, a DC-like operation is mainly performed, and a control band of several hundreds Hz is sufficient. For this reason, the moving device of the conventional example also uses a mechanism such as a rack and a pinion that is not capable of high-speed reciprocating motion in order to determine a position by supplying a constant current. Therefore, it is impossible to use the objective lens driving device as the relay lens driving mechanism.
【0016】又、以上に示した従来技術では、対物レン
ズの光軸と同軸上にリレーレンズが配置されており、光
ヘッドが厚くなるという問題があった。光ヘッドの搭載
される光ディスクドライブは、コンピュータ、特に携帯
型コンピュータの記憶装置として用いられる場合、薄型
化が要求されるが、このためには、光ヘッドが厚くなっ
てはならない。従来のリレーレンズを用いない光ヘッド
に比べて、上記の従来例の光ヘッドを用いれば、リレー
レンズの厚さの分だけ厚くなるのは明らかである。又例
え、対物レンズとリレーレンズ間にミラーを挿入して光
軸を90度曲げたとしても、従来例で使用されている駆
動機構では、薄型化は困難である。
Further, in the above-mentioned prior art, the relay lens is arranged coaxially with the optical axis of the objective lens, which causes a problem that the optical head becomes thick. The optical disk drive in which the optical head is mounted needs to be thin when used as a storage device of a computer, particularly a portable computer, but for this purpose, the optical head must not be thick. It is apparent that the optical head of the above-mentioned conventional example is thicker by the thickness of the relay lens than the optical head not using the conventional relay lens. Even if a mirror is inserted between the objective lens and the relay lens to bend the optical axis by 90 degrees, it is difficult to reduce the thickness with the drive mechanism used in the conventional example.
【0017】そこで、本発明は上記の問題を解決するた
めになされたものであり、球面収差の補正用のリレーレ
ンズを持ち、リレーレンズを良好な精度で移動させ、し
かも外部からの振動、ショックの影響を受けにくい、D
C動作にも適した、さらに薄型光ディスク装置が実現可
能なリレーレンズ駆動機構を備えた光ヘッドを提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a relay lens for correcting spherical aberration, moves the relay lens with good accuracy, and further, vibrates and shocks from the outside. D is not easily affected by
An object of the present invention is to provide an optical head equipped with a relay lens drive mechanism that is suitable for C operation and that can realize a thin optical disk device.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ヘッドは、球面収差補正のためのレンズ
と、前記レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズ
光軸に平行な円柱状の第1及び第2のガイドレールと、
前記レンズホルダに設けられ前記第1のガイドレールに
勘合する第1及び第2の丸穴と、前記レンズホルダに設
けられ第2のガイドレールに勘合する長穴と、前記レン
ズホルダに固着された巻き軸が前記ガイドレールに垂直
かつ前記ガイドレールに垂直な直線部分を2カ所持つコ
イルと、前記コイルに対向して設けられた永久磁石とを
有する。
In order to achieve the above object, an optical head according to the present invention comprises a lens for correcting spherical aberration, a lens holder for holding the lens, and a cylindrical shape parallel to the optical axis of the lens. First and second guide rails of
First and second round holes provided in the lens holder and fitted into the first guide rail, long holes provided in the lens holder and fitted into the second guide rail, and fixed to the lens holder The winding shaft includes a coil having two linear portions that are perpendicular to the guide rail and perpendicular to the guide rail, and a permanent magnet that is provided so as to face the coil.
【0019】この構成により、レンズホルダの移動に伴
ってレンズの光軸方向以外にリレーレンズが移動するこ
とはなく、従ってレンズの光軸ずれが発生しない。又、
コイルの巻軸を光軸に垂直にしているため、小型化が可
能であるとともに、力の作用点を主軸に近づけることが
でき、こじりにくい。
With this configuration, the relay lens does not move in a direction other than the optical axis direction of the lens along with the movement of the lens holder, so that the optical axis of the lens does not shift. or,
Since the winding axis of the coil is perpendicular to the optical axis, the size can be reduced, and the point of action of the force can be brought closer to the main axis, preventing twisting.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】図面を参照しながら本発明の実施
形態について説明する。以下に示す説明はこの発明の実
施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定する
ものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description is an embodiment of the present invention and does not limit the apparatus and method of the present invention.
【0021】図1は本発明の一実施形態に係る光ヘッド
の主要部分の構造を示す。図2及び図3は、光ディスク
と光ヘッド関係を示す斜視図である。図4及び図5は、
本発明に係わる光ディスク記録又は再生装置の概略構成
図である。(コメント:図5では、レンズ33が動く絵
になっていますが、レンズ33が動くように修正してく
ださい。33と23をつなぐ線を32と33をつなぐよ
うに修正し、コイル21をレンズ32の上に移動させて
ください。)図6〜図8はリレーレンズ駆動装置又はそ
の一部を示す斜視図である。図9及び図10はリレーレ
ンズ駆動装置の可動部を示す斜視図及び平面図である。
図11は他の実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構成
を示す。
FIG. 1 shows a structure of a main part of an optical head according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are perspective views showing the relationship between the optical disk and the optical head. 4 and 5 show
1 is a schematic configuration diagram of an optical disk recording or reproducing device according to the present invention. (Comment: In Fig. 5, the lens 33 moves, but please correct it so that the lens 33 moves. Modify the line connecting 33 and 23 to connect 32 and 33, and coil 21 to the lens. Please move to above 32.) FIGS. 6-8 is a perspective view which shows a relay lens drive device or its one part. 9 and 10 are a perspective view and a plan view showing a movable portion of the relay lens driving device.
FIG. 11 shows the configuration of the main part of an optical head according to another embodiment.
【0022】図2及び図3におて、光ディスク100
は、再生専用ディスク、相変化型ディスク又は光磁気デ
ィスクのような記録又は再生用ディスクである。図1の
ように、光ディスク100に光ビームを照射するための
光源1から出射された光ビームはコリメータレンズ2で
コリメートされ、ビームスプリッタ4に入射し、その後
1/4波長板5を通過する。(光ビームの形状を変化さ
せるためのビーム整形プリズムをコリメータレンズ2と
ビームスプリッタ4の間に挿入してもよい)。
2 and 3, the optical disc 100 is shown.
Is a recording or reproducing disk such as a read-only disk, a phase change disk or a magneto-optical disk. As shown in FIG. 1, the light beam emitted from the light source 1 for irradiating the optical disc 100 with the light beam is collimated by the collimator lens 2, enters the beam splitter 4, and then passes through the quarter-wave plate 5. (A beam shaping prism for changing the shape of the light beam may be inserted between the collimator lens 2 and the beam splitter 4).
【0023】次に、ディスクのカバー層の厚さ誤差があ
る場合に発生する球面収差を補正するための本発明によ
るリレーレンズ系7をとおり、ミラー6で90度向きを
変え、対物レンズ8に入射する。ここで対物レンズ8は
2枚のレンズ30、31(図5参照)を組み合わせたN
A0.85程度の高NAのレンズであり、対物レンズ駆
動装置3で光軸方向及びディスク半径方向に移動可能に
支持されている。
Next, the relay lens system 7 according to the present invention for correcting the spherical aberration generated when there is an error in the thickness of the cover layer of the disk is passed through the mirror 6 to change its direction by 90 degrees, and the objective lens 8 is formed. Incident. Here, the objective lens 8 is an N combination of two lenses 30 and 31 (see FIG. 5).
The lens has a high NA of about A0.85 and is supported by the objective lens driving device 3 so as to be movable in the optical axis direction and the disc radial direction.
【0024】ディスク100からの反射光は、対物レン
ズ8を通過し、ミラー6で反射し、リレーレンズ駆動機
構7内のリレーレンズ系を経て、1/4波長板5を通過
し、ビームスプリッタ4に入射する。次にビームスプリ
ッタ4で反射され、凸レンズ10で集光される。次に光
ビームは、フォーカス誤差信号発生用素子11を通過し
光検出器12に照射される。フォーカス誤差発生用素子
11は、フォーカス誤差信号を実現できる方法であれば
どのような方法でも良く、例えば非点収差法の場合円柱
レンズとなる。
The reflected light from the disc 100 passes through the objective lens 8, is reflected by the mirror 6, passes through the relay lens system in the relay lens drive mechanism 7, passes through the quarter wavelength plate 5, and is reflected by the beam splitter 4. Incident on. Then, it is reflected by the beam splitter 4 and is condensed by the convex lens 10. Next, the light beam passes through the focus error signal generating element 11 and is applied to the photodetector 12. The focus error generating element 11 may be any method as long as it can realize a focus error signal. For example, in the case of the astigmatism method, it is a cylindrical lens.
【0025】光検出器12からの出力は、図4のように
演算回路13に入力され、情報再生信号、フォーカス誤
差信号とトラッキング誤差信号を得る。フォーカス誤差
信号とトラッキング誤差信号は位相補償回路14で位相
補償が行われる。位相補償回路14からの位相補償信号
を基に、図5のようにアクチュエータドライバー15,
16で対物レンズ駆動装置3のコイル17,18に電流
を流し、対物レンズ8の光軸方向、及び半径方向の位置
を制御する。
The output from the photodetector 12 is input to the arithmetic circuit 13 as shown in FIG. 4 to obtain an information reproduction signal, a focus error signal and a tracking error signal. The phase compensation circuit 14 performs phase compensation on the focus error signal and the tracking error signal. Based on the phase compensation signal from the phase compensation circuit 14, as shown in FIG.
At 16, a current is passed through the coils 17 and 18 of the objective lens driving device 3 to control the position of the objective lens 8 in the optical axis direction and the radial direction.
【0026】リレーレンズ系7は、ディスク100のカ
バー層の厚さ誤差で発生する球面収差を補正するために
使用するものである。2枚のレンズ32、33のうち少
なくとも1枚(本実施形態では32)を光軸方向に移動
し、ディスク100のカバー層の厚さ誤差で発生する球
面収差を補正するように、リレーレンズ駆動機構7内の
リレーレンズ系で球面収差を発生させる。その制御方法
は、例えば特開平10−188301で開示されている
方法も応用できる。本実施形態では、リレーレンズ32
の位置を検出する位置検出装置22が設けられる。
The relay lens system 7 is used to correct spherical aberration caused by a thickness error of the cover layer of the disc 100. At least one of the two lenses 32 and 33 (32 in this embodiment) is moved in the optical axis direction to drive a relay lens so as to correct spherical aberration caused by a thickness error of the cover layer of the disc 100. A spherical aberration is generated by the relay lens system in the mechanism 7. As the control method, for example, the method disclosed in JP-A-10-188301 can be applied. In this embodiment, the relay lens 32
A position detecting device 22 for detecting the position of is provided.
【0027】位置検出装置22は、図5のように発光ダ
イオードなどの発光素子34とフォトディテクタ35か
らなる反射型フォトセンサーである。リレーレンズ33
と一緒に移動する反射板23(白色の板など拡散反射す
るものが好ましい)により、発光素子34から出た光が
反射され、フォトディテクタ35に入射する。反射板2
3が、位置検出装置22に対向する量は、リレーレンズ
32の位置に応じて変化し、それによって反射光量及び
フォトディテクタ35に入射する光量が変化する。これ
によって、リレーレンズ32の位置検出を可能にしてい
る。そして、フォトディテクタ35の出力はレンズ位置
制御回路19に入力される。レンズ位置制御回路19
は、指定位置にリレーレンズが位置するように信号をド
ライブ回路20に出力し、ドライブ回路20はリレーレ
ンズ駆動機構7のコイル21に電流を流す。このように
本装置では、位置制御をフィードバック制御でおこなっ
ている。
The position detecting device 22 is a reflection type photo sensor comprising a light emitting element 34 such as a light emitting diode and a photo detector 35 as shown in FIG. Relay lens 33
The light emitted from the light emitting element 34 is reflected by a reflecting plate 23 (which is preferably a white plate that diffuses and reflects) that moves together with the light, and enters the photodetector 35. Reflector 2
The amount of 3 facing the position detection device 22 changes according to the position of the relay lens 32, and thus the amount of reflected light and the amount of light incident on the photodetector 35 change. This makes it possible to detect the position of the relay lens 32. The output of the photo detector 35 is input to the lens position control circuit 19. Lens position control circuit 19
Outputs a signal to the drive circuit 20 so that the relay lens is positioned at the designated position, and the drive circuit 20 causes a current to flow through the coil 21 of the relay lens drive mechanism 7. As described above, in this device, the position control is performed by the feedback control.
【0028】リレーレンズ32の位置を決めるための方
法は数々の方式があるが、例えば以下のように行う。A
D/DAを備えたCPU24は、リレーレンズ位置制御
回路19に対して、リレーレンズ32の位置を、想定さ
れる基板厚の球面収差を補正できる範囲で少しずつ移動
させる。そして、再生情報信号の振幅が最大になるよう
なレンズ32の位置を検出し、以後、その値をリレーレ
ンズ位置制御回路19に対して出力しつづける。このよ
うに、位置制御を従来例のようにオープン制御でおこな
わず、フィードバック制御でおこなっているため、外部
からの振動、ショックがあっても、リレーレンズの位置
が影響を受けず、再生情報信号の最大値の検出、及びそ
の後のレンズ位置の保持が正確に行える。従って、ディ
スクのカバー層の誤差を補正でき、より大容量の光ディ
スク装置を実現できる。
There are various methods for determining the position of the relay lens 32, and the following method is used, for example. A
The CPU 24 equipped with the D / DA causes the relay lens position control circuit 19 to gradually move the position of the relay lens 32 within a range capable of correcting the spherical aberration of the assumed substrate thickness. Then, the position of the lens 32 that maximizes the amplitude of the reproduction information signal is detected, and thereafter, the value is continuously output to the relay lens position control circuit 19. In this way, position control is performed by feedback control instead of open control as in the conventional example, so the position of the relay lens is not affected even if there is external vibration or shock, and the playback information signal is not affected. It is possible to accurately detect the maximum value of and to hold the lens position thereafter. Therefore, the error of the cover layer of the disc can be corrected, and a larger capacity optical disc device can be realized.
【0029】次に本実施形態に係る光ヘッドに搭載され
ている、リレーレンズ駆動機構7の詳細について説明す
る。ここではリレーレンズ7を構成する2枚のレンズの
内、レンズ32が固定、レンズ33が可動としている。
Next, details of the relay lens drive mechanism 7 mounted on the optical head according to the present embodiment will be described. Here, of the two lenses forming the relay lens 7, the lens 32 is fixed and the lens 33 is movable.
【0030】レンズ32は図6のようにベース42に取
り付けられている。可動側のレンズ33は、図7のよう
にレンズホルダー27に取り付けられている。レンズホ
ルダ27には、レンズ33の光軸(X方向)に垂直な軸
(Y方向)を巻軸として巻かれたコイル21が取り付け
れている。コイルの巻軸を光軸に垂直にしているため、
小型化が可能である。コイル21の巻軸は、ガイドレー
ル25a及び25bの中心を含む面と所定の角度を有
し、小鉄片28からガイドレール25a及び25bの中
心を含む面に下ろした垂線が、ガイドレール25a及び
25bの間で交差するように構成されている。
The lens 32 is attached to the base 42 as shown in FIG. The movable lens 33 is attached to the lens holder 27 as shown in FIG. A coil 21 wound around an axis (Y direction) perpendicular to the optical axis (X direction) of the lens 33 is attached to the lens holder 27. Since the winding axis of the coil is perpendicular to the optical axis,
Can be miniaturized. The winding axis of the coil 21 has a predetermined angle with a plane including the centers of the guide rails 25a and 25b, and a perpendicular line drawn from the small iron piece 28 to the plane including the centers of the guide rails 25a and 25b indicates the guide rails 25a and 25b. It is configured to intersect between.
【0031】図8のように永久磁石26が鋼板などの強
磁性体からなるヨーク43に取り付けられ、ヨーク43
がベース42に取り付けられている。従って永久磁石2
6はベース42に対して固定されている。又、永久磁石
26はコイル21と微小の間隔を持って置かれている。
永久磁石26の着磁方向は、図8中で示す矢印のよう
に、コイル21の巻軸と平行であり、さらにレンズ33
の光軸方向のほぼ中間を境に逆向きに着磁された2極着
磁石である。このように2極着磁構造とすることによっ
て、高効率となり、低消費電力を実現できる。なお、2
つの単極磁石を組み合わせても同等の効果が得られるこ
とはいうまでもない。
As shown in FIG. 8, the permanent magnet 26 is attached to a yoke 43 made of a ferromagnetic material such as a steel plate.
Are attached to the base 42. Therefore, the permanent magnet 2
6 is fixed to the base 42. Further, the permanent magnet 26 is placed with a minute gap from the coil 21.
The magnetizing direction of the permanent magnet 26 is parallel to the winding axis of the coil 21, as indicated by the arrow in FIG.
Is a two-pole magnet magnetized in the opposite direction with a boundary approximately at the middle of the optical axis direction. With such a two-pole magnetized structure, high efficiency and low power consumption can be realized. 2
It goes without saying that the same effect can be obtained by combining two monopolar magnets.
【0032】永久磁石26のそれぞれの磁極に対応し
て、コイル21は図7の21a,21bのように、レン
ズ33の光軸方向及びコイル21の巻軸に垂直な方向
(Z方向)に伸びた2つの直線部を、レンズ33の光軸
方向(X方向)に有する。レンズホルダ27は、レンズ
33の光軸方向と平行な2本の平行ガイドレール25
a,25bで支持されている。ガイドレール25a、2
5bは図8のように、ベース42、及びベース42に固
定されるサブベース44によって支持されている。
Corresponding to the respective magnetic poles of the permanent magnet 26, the coil 21 extends in the optical axis direction of the lens 33 and in the direction (Z direction) perpendicular to the winding axis of the coil 21 as indicated by 21a and 21b in FIG. Two straight line portions are provided in the optical axis direction (X direction) of the lens 33. The lens holder 27 includes two parallel guide rails 25 that are parallel to the optical axis direction of the lens 33.
It is supported by a and 25b. Guide rails 25a, 2
As shown in FIG. 8, 5b is supported by a base 42 and a sub-base 44 fixed to the base 42.
【0033】レンズホルダ27は、図7のように空洞部
49aを有する軸受け部としてのレール受け部49が設
けられ、レール受け部49には同軸の穴47a、47b
が設けられている。ガイドレール25aはレンズホルダ
27が摺動可能なように、わずかの隙間を持って穴47
a、47bを貫通している。レール受け部49の空洞部
49aはガイドレール25aとレール受け部49のX方
向になるべく離れた個所を接触させるため設けられてお
り、レンズホルダの向きの精度が向上するなどの効果が
ある。
The lens holder 27 is provided with a rail receiving portion 49 as a bearing portion having a cavity 49a as shown in FIG. 7, and the rail receiving portion 49 has coaxial holes 47a and 47b.
Is provided. The guide rail 25a is provided with a hole 47 with a slight clearance so that the lens holder 27 can slide.
It penetrates through a and 47b. The cavity 49a of the rail receiving portion 49 is provided to bring the guide rail 25a and the rail receiving portion 49 into contact with each other at a position as far away as possible in the X direction, and has an effect of improving the orientation accuracy of the lens holder.
【0034】図9のように、レンズホルダ27には長穴
U字形状部48が設けられ、ここにガイドレール25b
が摺動可能に貫通している。穴47a、47b、長穴U
字形状部48は、摩擦係数の少ない材料が好ましく、た
とえばPPSの潤滑グレードなどの材料がよい。又ガイ
ドレール25a,25bの表面にグリスなどの潤滑材を
塗布してもよい。
As shown in FIG. 9, the lens holder 27 is provided with an elongated hole U-shaped portion 48, and the guide rail 25b is provided there.
Penetrates slidably. Holes 47a, 47b, slot U
The character-shaped portion 48 is preferably made of a material having a small friction coefficient, for example, a material such as PPS lubricating grade. A lubricant such as grease may be applied to the surfaces of the guide rails 25a and 25b.
【0035】さらに、レンズホルダ27のコイル中央付
近には、珪素鋼板などの強磁性体からなる小鉄片28
(図中斜線部)が取り付けられており、永久磁石26に
よって、コイル巻軸方向に力Fが発生する。
Further, a small iron piece 28 made of a ferromagnetic material such as a silicon steel plate is provided near the center of the coil of the lens holder 27.
(Hatched portion in the figure) is attached, and a force F is generated in the coil winding axis direction by the permanent magnet 26.
【0036】図10はリレーレンズ駆動装置の可動部を
示す平面図である。各部のZ方向位置は以下のようにな
っている。
FIG. 10 is a plan view showing the movable portion of the relay lens driving device. The position of each part in the Z direction is as follows.
【0037】穴47a,47b > コイル21に働く
駆動力Fの中心=鉄片28の中心 ≧レンズ33の光軸
33a > U字形状部48 以上のような順番となっているため、レンズホルダはガ
イドレール25a,25bにコイル巻軸方向に押し付け
られ、穴47a,47bとガイドレール25aの接触位
置A、長穴U字形状部48とガイドレール25bとの接
触位置Bが安定する。この結果、レンズホルダ27の姿
勢が安定し、よってレンズ33の光軸の傾きや軸ずれが
抑制され、光学的な収差の発生が抑えられる。
Holes 47a and 47b> Center of driving force F acting on coil 21 = Center of iron piece 28 ≧ Optical axis 33a of lens 33> U-shaped portion 48 Since the order is as described above, the lens holder is guided. By being pressed against the rails 25a and 25b in the coil winding direction, the contact position A between the holes 47a and 47b and the guide rail 25a and the contact position B between the elongated hole U-shaped portion 48 and the guide rail 25b are stabilized. As a result, the posture of the lens holder 27 is stabilized, and accordingly, the inclination and the axis shift of the optical axis of the lens 33 are suppressed, and the occurrence of optical aberration is suppressed.
【0038】XY面上に投影した場合、コイル21の中
心の位置21aをガイドレール25aに近づけ、又コイ
ル21の巻軸をY方向とすることで、ガイドレール25
aとコイルに発生する駆動力の中心との距離を短くでき
る。従って、レンズホルダ27に発生するガイドレール
25aに対するモーメント力が抑えらる。このモーメン
ト力によりガイドレール25aに対して、穴47a,4
7bが押し付けられ、その結果X方向に摩擦力が発生す
る。この摩擦力がコイル21に発生する駆動力を超えて
しまうとレンズ33は移動不可能になり、所謂こじり現
象が発生してしまう。その為、このようにモーメント力
が小さいと、ガイドレール25aに対して、穴47a,
47bがこじって動作不能になる恐れが少なくなる。
When projected onto the XY plane, the center position 21a of the coil 21 is brought closer to the guide rail 25a, and the winding axis of the coil 21 is set in the Y direction, so that the guide rail 25 is moved.
The distance between a and the center of the driving force generated in the coil can be shortened. Therefore, the moment force on the guide rail 25a generated in the lens holder 27 is suppressed. This moment force causes holes 47a, 4
7b is pressed, and as a result, a frictional force is generated in the X direction. If this frictional force exceeds the driving force generated in the coil 21, the lens 33 becomes immovable and a so-called twisting phenomenon occurs. Therefore, when the moment force is small in this way, the holes 47a,
It is less likely that 47b will be twisted and become inoperable.
【0039】さらにXZ面上に投影した場合のモーメン
トを考慮すると、ガイドレール25bとU字形状部48
との間で発生する摩擦力は、コイル21が発生する力と
逆向きのモーメント力になるため、これもこじりの恐れ
を低減している。なお、こじり防止のためには、穴47
a、47bのX方向の距離をできるだけ長くする、ある
いはガイドレール25a,25bに対する摩擦係数を小
さくするなどの対策も有効であることはいうまでもな
い。
Further considering the moment when projected on the XZ plane, the guide rail 25b and the U-shaped portion 48
Since the frictional force generated between and is a moment force in the opposite direction to the force generated by the coil 21, this also reduces the risk of prying. In addition, to prevent twisting, the hole 47
It goes without saying that measures such as increasing the distance between a and 47b in the X direction as much as possible or reducing the friction coefficient with respect to the guide rails 25a and 25b are also effective.
【0040】なお、本実施例では、ガイドレール25a
と穴47a,47bとが摺動する構成としたが、場合に
よっては、レンズホルダ27とガイドレール25aを固
着し、ガイドレールとベース42、サブベース44に設
けた穴とガイドレール25aが摺動するような構造とす
れば、さらにコイル21に発生する力で生じるモーメン
ト力による摩擦力を低減できる。
In this embodiment, the guide rail 25a
However, in some cases, the lens holder 27 and the guide rail 25a are fixed so that the guide rail and the base 42, and the hole provided in the sub-base 44 and the guide rail 25a slide. With such a structure, the frictional force due to the moment force generated by the force generated in the coil 21 can be further reduced.
【0041】以上のように構成されたリレーレンズ駆動
機構の動作を図7及び図8を参照して説明する。コイル
21に電流を流すと、永久磁石26で発生した磁場中を
電流が通過することになり、コイル21にローレンツ力
が発生する。特にコイル21a、21b部に発生した力
によって、レンズホルダ27にはレンズ33の光軸方向
に力が加わる。レンズホルダ27はガイドレール25
a,25bで摺動可能に支持されているため、レンズホ
ルダ27は光軸方向に移動する。ここでガイドレール2
5a,25bは、レンズ33の光軸に平行に組み立てら
れ、かつ小鉄片28と永久磁石26との間に働く力があ
るため、光軸方向に移動してもレンズ33が傾いたり、
軸ずれを起こすことはない。ここで小鉄片28と永久磁
石26は、レール受け部49をガイドレールに押し当て
る押圧手段として作用する。
The operation of the relay lens driving mechanism constructed as described above will be described with reference to FIGS. 7 and 8. When an electric current is passed through the coil 21, the electric current passes through the magnetic field generated by the permanent magnet 26, and a Lorentz force is generated in the coil 21. In particular, the force generated in the coils 21a and 21b applies a force to the lens holder 27 in the optical axis direction of the lens 33. The lens holder 27 is a guide rail 25.
Since it is slidably supported by a and 25b, the lens holder 27 moves in the optical axis direction. Guide rail 2 here
5a and 25b are assembled in parallel with the optical axis of the lens 33 and have a force acting between the small iron piece 28 and the permanent magnet 26, so that the lens 33 tilts even if it moves in the optical axis direction,
It does not cause axis misalignment. Here, the small iron piece 28 and the permanent magnet 26 act as a pressing means for pressing the rail receiving portion 49 against the guide rail.
【0042】以上のように構成されたリレーレンズ駆動
機構においては、レンズ33を移動させても、それ以外
の方向には位置が変位せず、良好な球面収差補正が可能
になる。又、レンズが2本のガイドレールによって支持
され、さらに小鉄片28と永久磁石26との間に働く力
があるため、ているため、支持剛性も高く、外部からの
ショック、振動によって、傾くことは無い。
In the relay lens drive mechanism constructed as described above, even if the lens 33 is moved, the position is not displaced in the other directions, and good spherical aberration correction is possible. Further, since the lens is supported by the two guide rails and there is a force acting between the small iron piece 28 and the permanent magnet 26, the supporting rigidity is high and the lens is tilted due to external shock or vibration. There is no.
【0043】又、前述のようにコイルの直線部21a,
21bの2箇所で有効な駆動力を発生するため、アクチ
ュエータの効率がよく、低消費電力で、発熱も小さい光
ヘッドを実現できる。
Further, as described above, the linear portion 21a of the coil,
Since an effective driving force is generated at two points 21b, it is possible to realize an optical head with high actuator efficiency, low power consumption, and low heat generation.
【0044】なお、小鉄片28と永久磁石26との間
に、小鉄片28が永久磁石の2極着磁の分割位置に近づ
く方向に力が発生することによる磁気ばね効果で、X方
向の支持剛性が発生する。
It should be noted that a magnetic spring effect is generated between the small iron piece 28 and the permanent magnet 26 in the direction in which the small iron piece 28 approaches the split position of the two-pole magnetization of the permanent magnet. Stiffness occurs.
【0045】次に、本実施例の位置検出装置22の詳細
について説明する。本実施例においては、前述のように
位置センサーとして反射型フォトセンサーを使用してい
るが、光ヘッドを小型化するためには、小さい位置セン
サーを使う必要がある。ところが、小型の反射型フォト
センサーは有効な光束が小さく、従って位置検出範囲
が、レンズホルダ27の位置決めしたい範囲に比べて小
さいことが多い。そこで本実施例においては、遮光板2
3の通常移動方向に対して垂直なエッジを、23aのよ
うに傾けることによって、レンズホルダ27の移動に伴
う、位置センサー22に向かい合う反射板23の面積の
変化を小さくしている。この結果、位置検出範囲はレン
ズホルダ27の可動範囲に対して十分な広さに拡大され
る。従って、制御回路によって、いかなる位置にもフィ
ードバック制御による位置決め制御が可能になり、前述
のような振動ショックに大して影響を受けない効果が発
生する。又、非接触式の位置センサーであるため、レン
ズホルダなどの可動部に力が加わらず、力による位置や
姿勢の変動が生ぜず、球面収差レンズの位置ずれによる
光学収差の増大が防げる。なお、位置センサーとして
は、他の非接触型の位置センサーで置き換えることも可
能である。例えば磁石とホール素子を使った位置センサ
ーも利用可能である。
Next, details of the position detecting device 22 of the present embodiment will be described. In this embodiment, the reflection type photo sensor is used as the position sensor as described above, but it is necessary to use a small position sensor in order to miniaturize the optical head. However, the small reflection type photosensor has a small effective luminous flux, and therefore the position detection range is often smaller than the range in which the lens holder 27 is desired to be positioned. Therefore, in the present embodiment, the light blocking plate 2
By inclining the edge of 3 which is perpendicular to the normal movement direction as 23a, the change of the area of the reflection plate 23 facing the position sensor 22 due to the movement of the lens holder 27 is reduced. As a result, the position detection range is expanded to a sufficient range with respect to the movable range of the lens holder 27. Therefore, the control circuit enables the positioning control by the feedback control at any position, and produces the effect of not being greatly affected by the vibration shock as described above. Further, since it is a non-contact type position sensor, no force is applied to the movable part such as the lens holder, the position and the posture are not changed by the force, and it is possible to prevent the increase of the optical aberration due to the positional deviation of the spherical aberration lens. The position sensor may be replaced by another non-contact type position sensor. For example, a position sensor using a magnet and a hall element can be used.
【0046】次に光ヘッドとリレーレンズ33の移動方
向について説明する。本実施例では、図2及び図3のよ
うに、リレーレンズ33の移動方向がディスク接線方向
を向いている。光ヘッドはディスク半径方向に移動する
ことによって、ディスク上の様々な半径位置の情報を読
み出すが、移動に伴い、加速度が発生し、リレーレンズ
可動部にも慣性力が加わる。本実施形態のように、リレ
ーレンズ駆動機構7の可動部の移動方向を、ディスク半
径方向ではなく周方向にすることによって、可動部に加
わる慣性力によって可動部の位置が変化するのを防止で
き。又慣性力に見合う保持力をコイル21に発生させる
必要がなくなり、消費電力の低減が可能になる。光ヘッ
ドを半径方向に動作させるときには、光ヘッド移動用の
アクチュエータに大きな電力を供給することが必要にな
るため、光ヘッドの移動時にリレーレンズ駆動機構7の
消費電力が増えないことは、光ヘッドの搭載される光デ
ィスクドライブ装置などのピーク消費電力を抑える効果
が大きく、電力を供給する電源回路の小型化にも寄与す
る。
Next, the moving directions of the optical head and the relay lens 33 will be described. In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the movement direction of the relay lens 33 is in the disc tangential direction. By moving the optical head in the radial direction of the disk, information on various radial positions on the disk is read. However, as the optical head moves, acceleration is generated and inertial force is also applied to the movable portion of the relay lens. As in the present embodiment, by making the moving direction of the movable part of the relay lens drive mechanism 7 not the radial direction of the disk but the circumferential direction, it is possible to prevent the position of the movable part from being changed by the inertial force applied to the movable part. . Further, it is not necessary to generate a holding force in the coil 21 corresponding to the inertial force, and the power consumption can be reduced. When operating the optical head in the radial direction, it is necessary to supply a large amount of power to the actuator for moving the optical head. Therefore, the power consumption of the relay lens drive mechanism 7 does not increase when the optical head moves. The effect of suppressing the peak power consumption of the optical disk drive device in which is mounted is great, and it contributes to downsizing of the power supply circuit that supplies the power.
【0047】図11は本発明による光ヘッドの他の実施
形態の主要部分の構成を示す。図11に示すリレーレン
ズ駆動機構7は、図1のリレーレンズ駆動機構7と比
べ、180°方向が異なっている。つまりレンズホルダ
27を光源1側にしてリレーレンズ駆動機構7が設けら
れている。そして、図1においては可動レンズ32であ
ったが、レンズ33を可動レンズとしている。このよう
に、2郡のリレーレンズにおいて、対物レンズより遠い
位置のレンズを動かした方が、レンズの移動に伴う光量
変化が少なくなり、一般に良好な光学特性が得られるこ
とが多い。
FIG. 11 shows the structure of the main part of another embodiment of the optical head according to the present invention. The relay lens drive mechanism 7 shown in FIG. 11 differs from the relay lens drive mechanism 7 of FIG. 1 in the direction of 180 °. That is, the relay lens drive mechanism 7 is provided with the lens holder 27 on the light source 1 side. The movable lens 32 is shown in FIG. 1, but the lens 33 is a movable lens. As described above, in the two groups of relay lenses, moving the lens at a position farther than the objective lens reduces the change in the amount of light due to the movement of the lens, and generally gives good optical characteristics in many cases.
【0048】以上の説明においては、リレーレンズの構
成を2枚のレンズとしたが、それぞれのレンズが複数の
レンズを貼り合わせたものであってもよい。つまり、光
ディスクの基板の光学的厚さが、対物レンズ設計時に想
定された光学的厚さと異なることによって発生する球面
収差を、対物レンズとは別に設けた1枚以上のレンズを
光軸方向に動かすことによって補償する場合に、とりわ
けレンズの光軸外の動きが許されず、傾きの許容範囲も
きわめて少ない場合に、本発明の光ヘッドは有効であ
る。
In the above description, the relay lens is composed of two lenses, but each lens may be formed by laminating a plurality of lenses. In other words, spherical aberration that occurs when the optical thickness of the substrate of the optical disc is different from the optical thickness assumed when the objective lens is designed moves one or more lenses provided separately from the objective lens in the optical axis direction. In this case, the optical head of the present invention is effective especially when the movement of the lens outside the optical axis is not allowed and the allowable range of inclination is extremely small.
【0049】又、2極着磁された磁石を用いたが、2つ
の単極磁石を組み合わせても同等の効果が得られること
はいうまでもないし、単極磁石を1つだけ用いて、コイ
ル21の直線部21a,21bのどちらか一方のみ力が
発生するようにしても、消費電力は増えるものの実現可
能である。又、この場合も磁気ばねの効果は得られる。
Further, although the magnets magnetized with two poles are used, it is needless to say that the same effect can be obtained by combining two single pole magnets, and only one single pole magnet is used. Even if the force is generated only on one of the straight line portions 21a and 21b of 21, the power consumption is increased but can be realized. Also in this case, the effect of the magnetic spring can be obtained.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように本発明を適用した光
ヘッドは、振動、ショック等に影響されずに、光ディス
クのカバー層の厚さ誤差で発生する球面収差を補正する
ことができる。
As described above, the optical head to which the present invention is applied can correct the spherical aberration caused by the thickness error of the cover layer of the optical disk without being affected by vibration, shock and the like.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の一実施形態に係る光ヘッドの主要部分
の構造を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a main part of an optical head according to an embodiment of the present invention.
【図2】光ディスクと光ヘッド関係を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between an optical disc and an optical head.
【図3】光ディスクと光ヘッド関係を示す他の斜視図。FIG. 3 is another perspective view showing the relationship between the optical disk and the optical head.
【図4】本発明に係る光ディスク記録再生装置の概略構
成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an optical disc recording / reproducing apparatus according to the present invention.
【図5】本発明に係る光ディスク記録再生装置の他の概
略構成図。
FIG. 5 is another schematic configuration diagram of the optical disc recording / reproducing apparatus according to the present invention.
【図6】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を部
分的に示す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view partially showing the configuration of a relay lens driving device according to the present invention.
【図7】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を部
分的に示す他の斜視図。
FIG. 7 is another perspective view partially showing the configuration of the relay lens driving device according to the present invention.
【図8】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を示
す斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a relay lens driving device according to the present invention.
【図9】リレーレンズ駆動装置の可動部を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a movable part of the relay lens driving device.
【図10】リレーレンズ駆動装置の可動部を示す平面
図。
FIG. 10 is a plan view showing a movable portion of the relay lens driving device.
【図11】他の実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構
成を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a main part of an optical head according to another embodiment.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1…光源、2…コリメータレンズ、3…対物レンズ駆動
装置、4…ビームスプリッタ、5…1/4波長板、6…
ミラー、7…リレーレンズ駆動装置、8…対物レンズ、
10…凸レンズ、21…コイル、22…位置センサ、2
3…遮光板、25a、25b…ガイドレール、26…永
久磁石、28…小鉄片、32…可動レンズ、42…ベー
ス、43…ヨーク、44…サブベース、47a、47b
…穴、48…U字形状部、100…光ディスク
1 ... Light source, 2 ... Collimator lens, 3 ... Objective lens drive device, 4 ... Beam splitter, 5 ... 1/4 wavelength plate, 6 ...
Mirror, 7 ... Relay lens driving device, 8 ... Objective lens,
10 ... Convex lens, 21 ... Coil, 22 ... Position sensor, 2
3 ... Shading plate, 25a, 25b ... Guide rail, 26 ... Permanent magnet, 28 ... Small iron piece, 32 ... Movable lens, 42 ... Base, 43 ... Yoke, 44 ... Sub base, 47a, 47b
... hole, 48 ... U-shaped part, 100 ... optical disk
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成14年11月18日(2002.11.
18)
[Submission date] November 18, 2002 (2002.11.
18)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0005[Name of item to be corrected] 0005
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0005】なお、ここでいう光学的厚みとは、光が透
過する光ディスク基板の厚みと屈折率によって定まる値
であり、異なる厚みであっても、基板を通過させて生成
したビームスポットの球面収差の大きさが一致する場合
に光学的厚みが等しいとする。基板が複数の層からなっ
ている場合も、それぞれの層の厚みと屈折率によって、
基板の光学的厚みが決まる。さて、光ディスク基板の厚
さ変化による球面収差を補正する方式として、特開平5
−151609号公報にはさまざまな方式が示されてい
る。その中で、凸レンズと凹レンズから構成される、い
わゆるリレーレンズを使った収差補正方法が提示されて
いる。レーザーダイオードから出射した光が対物レンズ
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どちらか一方の位置
を変化させることにより、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、光ディスクで発
生する球面収差をキャンセルして、光ディスク上で収差
の少ないビームスポットを生成するというものである。
この公報においては、対物レンズの駆動機構としてVC
M(ボイス・コイル・モータ)を使うとしているが、そ
の構造及び制御方法は示されていない。
The optical thickness referred to here is a value determined by the thickness and the refractive index of the optical disk substrate through which light is transmitted. Even if the optical thickness is different, the spherical aberration of the beam spot generated by passing through the substrate is spherical aberration. The optical thicknesses are considered to be equal when the sizes of the two match. Even if the substrate consists of multiple layers, depending on the thickness and refractive index of each layer,
The optical thickness of the substrate is determined. Now, as a method for correcting spherical aberration due to a change in the thickness of an optical disk substrate, Japanese Patent Laid-Open No.
Various methods are disclosed in Japanese Patent Publication No. 151609. Among them, an aberration correction method using a so-called relay lens composed of a convex lens and a concave lens is presented. By arranging a relay lens consisting of a convex lens and a concave lens before the light emitted from the laser diode enters the objective lens, and changing the position of either the convex lens or the concave lens, the spherical surface of the beam entering the optical disc from the objective lens. By changing the aberration and canceling the spherical aberration generated in the optical disc, a beam spot with less aberration is generated on the optical disc.
In this publication, a VC is used as a drive mechanism for the objective lens.
An M (voice coil motor) is used, but its structure and control method are not shown.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0021】図1は本発明の一実施形態に係る光ヘッド
の主要部分の構造を示す。図2及び図3は、光ディスク
と光ヘッド関係を示す斜視図である。図4及び図5は、
本発明に係わる光ディスク記録又は再生装置の概略構成
図である。図6〜図8はリレーレンズ駆動装置又はその
一部を示す斜視図である。図9及び図10はリレーレン
ズ駆動装置の可動部を示す斜視図及び平面図である。図
11は他の実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構成を
示す。
FIG. 1 shows a structure of a main part of an optical head according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are perspective views showing the relationship between the optical disk and the optical head. 4 and 5 show
1 is a schematic configuration diagram of an optical disk recording or reproducing device according to the present invention. 6 to 8 are perspective views showing the relay lens driving device or a part thereof. 9 and 10 are a perspective view and a plan view showing a movable portion of the relay lens driving device. FIG. 11 shows the configuration of the main part of an optical head according to another embodiment.
フロントページの続き Fターム(参考) 5D119 AA11 AA22 AA32 AA37 BA01 BB01 BB02 BB04 BB05 DA01 DA05 EA02 EA03 EC01 EC07 FA11 JA02 JA06 JA09 JA12 JA32 JA43 JC04 JC07 MA30 5D789 AA11 AA22 AA32 AA37 BA01 BB01 BB02 BB04 BB05 DA01 DA05 EA02 EA03 EC01 EC07 FA11 JA02 JA06 JA09 JA12 JA32 JA43 JC04 JC07 MA30Continued front page    F-term (reference) 5D119 AA11 AA22 AA32 AA37 BA01                       BB01 BB02 BB04 BB05 DA01                       DA05 EA02 EA03 EC01 EC07                       FA11 JA02 JA06 JA09 JA12                       JA32 JA43 JC04 JC07 MA30                 5D789 AA11 AA22 AA32 AA37 BA01                       BB01 BB02 BB04 BB05 DA01                       DA05 EA02 EA03 EC01 EC07                       FA11 JA02 JA06 JA09 JA12                       JA32 JA43 JC04 JC07 MA30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】光ディスクから情報を読み出す光ヘッド装
    置において、 球面収差補正のためのレンズと、 前記レンズを保持するレンズホルダと、 前記レンズの光軸に平行なガイドレールと、 前記レンズホルダに設けられ、前記ガイドレールを受け
    るレール受け部と、 前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレー
    ルに対して垂直なコイルと、 前記コイルに対向して設けられた永久磁石と、 前記レール受け部を前記ガイドレールに押し付ける押圧
    手段とを有することを特徴とする光ヘッド装置。
    1. An optical head device for reading information from an optical disc, wherein a lens for correcting spherical aberration, a lens holder for holding the lens, a guide rail parallel to the optical axis of the lens, and a lens holder provided on the lens holder. A rail receiving portion for receiving the guide rail, a coil fixed to the lens holder and having a winding axis perpendicular to the guide rail, a permanent magnet provided to face the coil, and the rail receiving portion. And a pressing means for pressing the guide rail against the guide rail.
  2. 【請求項2】光ディスクから情報を読み出す光ヘッド装
    置において、 球面収差補正のためのレンズと、 前記レンズを保持するレンズホルダと、 前記レンズの光軸に平行な第1および第2のガイドレー
    ルと、 前記レンズホルダに設けられ、前記第1のガイドレール
    を受ける第1のレール受け部と、 前記レンズホルダに設けられ、前記第2のガイドレール
    を受ける第2のレール受け部と、 前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレー
    ルに対して垂直なコイルと、 前記コイルに対向して設けられ、前記ガイドレールの軸
    方向に2極着磁された永久磁石と、 前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して
    前記ガイドレールを前記レール受け部に押し付ける押圧
    力を発生する磁性体片とを有することを特徴とする光ヘ
    ッド装置。
    2. An optical head device for reading information from an optical disc, comprising: a lens for correcting spherical aberration, a lens holder for holding the lens, and first and second guide rails parallel to the optical axis of the lens. A first rail receiving portion provided on the lens holder for receiving the first guide rail; a second rail receiving portion provided on the lens holder for receiving the second guide rail; A coil having a winding axis fixed to the guide rail and perpendicular to the guide rail; a permanent magnet provided facing the coil and having two poles magnetized in the axial direction of the guide rail; and provided on the lens holder. , An optical head device that cooperates with the permanent magnet to generate a pressing force that presses the guide rail against the rail receiving portion.
  3. 【請求項3】前記ガイドレールが前記光ディスクの周方
    向に沿って配置されたことを特徴とする請求項1乃至2
    の1項に記載の光ヘッド装置。
    3. The guide rails are arranged along the circumferential direction of the optical disk.
    The optical head device according to item 1.
  4. 【請求項4】前記コイルの巻軸は、前記第1のガイドレ
    ールと第2のガイドレールの中心を含む面と所定の角度
    を有し、前記磁性体片から前記第1のガイドレールと第
    2のガイドレールの中心を含む面に下ろした垂線が、前
    記第1のガイドレールと第2のガイドレールの間で交差
    することを特徴とする請求項2乃至3の1項に記載の光
    ヘッド装置。
    4. The winding shaft of the coil has a predetermined angle with a plane including the centers of the first guide rail and the second guide rail, and the magnetic piece extends from the first guide rail to the first guide rail. 4. The optical head according to claim 2, wherein a vertical line drawn on a plane including the center of the second guide rail intersects between the first guide rail and the second guide rail. apparatus.
  5. 【請求項5】前記第1のガイドレール、第2のガイドレ
    ール、及び永久磁石を保持するベースと、該ベースに固
    定され前記レンズと光軸の一致する第2のレンズを具備
    することを特徴とする請求項1乃至2の1項に記載の光
    ヘッド装置。
    5. A base, which holds the first guide rail, the second guide rail, and a permanent magnet, and a second lens fixed to the base and having an optical axis coinciding with the lens. The optical head device according to claim 1 or 2.
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