JP2004095178A

JP2004095178A - 光ディスク装置の対物レンズ駆動装置

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Publication number: JP2004095178A
Application number: JP2003373555A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kono; 河野　紀行
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: JP4034259B2

Abstract

　　【課題】複数種の対物レンズを備えた光ディスク装置の対物レンズ駆動装置において、複数の対物レンズ全体の必要駆動範囲を狭くすることができ、もって光線の光軸と対物レンズの光軸とのずれをおさえることができ、かつ対物レンズ駆動装置の負担を小さくすることができるものを提供する。
　　【解決手段】光ディスク２Ａ、２Ｂのトラッキング方向に移動されて位置制御される可動台上に、光学系を搭載して記録、再生の少なくともいずれかを行なう。複数種の光ディスクに対応した複数種の対物レンズ５ａ、５ｂを、トラッキング方向に並べてレンズホルダに固着する。フォーカス方向の必要駆動範囲が一番大きな対物レンズ５ａの必要駆動範囲Ｚ３内に、他の対物レンズ５ｂの必要駆動範囲Ｚ４を収める。
【選択図】図４

Description

　本発明は、光ディスクに光スポットを投射して光学的な情報の記録、再生の少なくともいずれかを行なう光ディスク装置の対物レンズ駆動装置に関する。

　近年、光ディスク装置として、厚みや記録密度が異なる等、異種目的、異種光学特性の光ディスクを総合的に処理可能な光ヘッド装置の開発が重要視されている。このような光ヘッド装置の一例として、特許文献１においては、厚み等が異なる複数種の光ディスクの記録、再生が可能となるように、それぞれの光ディスクに対応した複数種の対物レンズを備えておき、これらの対物レンズは、対象とする光ディスクがセットされたときに、光スポットが記録面において収束するように設定しておき、これらの対物レンズに共通の発光部からの光を分光した光束を同時に入射し、光ディスクからの反射光は、焦点のあったもの、すなわちその対物レンズで対象としている光ディスクがセットされている場合にのみ十分な光量の光束が得られるようにしたものが提案されている。

特開平６−３３３２５５号公報

　本発明は、複数種の対物レンズを備えた光ディスク装置の対物レンズ駆動装置において、複数の対物レンズ全体の必要駆動範囲を狭くすることができ、もって光線の光軸と対物レンズの光軸とのずれをおさえることができ、かつ対物レンズ駆動装置の負担を小さくすることができるものを提供することを目的とする。

　本発明による光ディスク装置の対物レンズ駆動装置は、光ディスクのトラッキング方向に移動されて位置制御される可動台上に、光学系を搭載して記録、再生の少なくともいずれかを行なう光ディスク装置において、
　複数種の光ディスクに対応した複数種の対物レンズを、１つのレンズホルダ上でトラッキング方向に並べると共に、
　フォーカス方向の必要駆動範囲が一番大きな対物レンズの必要駆動範囲内に、他の対物レンズの必要駆動範囲が収まるように、各対物レンズのフォーカス方向の位置を異なる位置に設定して、対物レンズをレンズホルダに固着した
　ことを特徴とする。

　本発明によれば、複数種の光ディスクに対応した複数種の対物レンズを、トラッキング方向に並べてレンズホルダに固着し、前記複数種の対物レンズのフォーカス方向の必要駆動範囲の一番大きな対物レンズ範囲内に、他の対物レンズの必要駆動範囲が収めたので、複数の対物レンズ全体の必要駆動範囲を狭くすることができ、その結果、光線の光軸と対物レンズの光軸とのずれをおさえることができる。また、レンズホルダの必要駆動範囲を小さくおさえることにより、対物レンズ駆動装置の負担を小さくすることができる。

　図１（Ａ）は本発明による対物レンズ駆動装置の一実施例を示す平面図、図１（Ｂ）はその側面図である。図１において、１は光ディスク２のトラッキング方向に移動されて位置制御される可動台であり、該可動台１上には、レーザ等からなる発光部や光ディスク２からの反射光の受光部等からなる光学系３が搭載される。４はレンズホルダ、５ａ、５ｂは種類の異なる複数の光ディスクに対して該レンズホルダ４上に固着された種類の異なる対物レンズである。

　前記レンズホルダ４は、可動台１に固定された駆動装置ベース６と、その上に設置された対物レンズ切換装置７と、導電性弾性線材８とを介して、可動台１上に取付けられる。該対物レンズ切換装置７は、前記駆動装置ベース６上に固定された固定部材９と、図２（Ａ）の横断面図に示すように該固定部材９にトラッキング方向に設けた矩形の貫通穴９ａに移動自在に貫挿された断面矩形の支持ロッド１０と、該貫通穴９ａの中央部の拡大部９ｂ内の内壁に固定したコイル１１と、該コイル１１を貫挿するように支持ロッド１０の中央部に固定して設けた永久磁石１２と、支持ロッド１０の左右両端近傍に固定された基板１３と、前記駆動装置ベース６に前記支持ロッド１０の両端面に対面するように固定したストッパ１４ａ、１４ｂとからなる。

　前記支持ロッド１０の左右に固定した基板１３にはそれぞれ上下２本ずつ前記導電性弾性線材８の基端部が半田付けにより固定され、これらの左右各２本の線材８の先端部に前記レンズホルダ４の左右両側部が固定され、レンズホルダ４は該４本の線材８により弾性的に支持され、トラッキング方向（図１（Ａ）および図２（Ｃ）、（Ｄ）に矢印Ｔで示す）およびフォーカス方向（図１（Ｂ）の矢印Ｆで示す）に移動可能である。

　前記レンズホルダ４は四角形をなし、前記対物レンズ５ａ、５ｂは、レンズホルダ４の中央部に、トラッキング方向に並べて固着される。また、該レンズホルダ４のトラッキング方向に対して直角方向、すなわち光ディスク２の接線方向の両端部には、それぞれ、矩形をなすフォーカシングコイル１５ａ、１５ｂと、トラッキングコイル１６ａ、１６ｂとが固定され、これらのコイルはレンズホルダ４と一体的に移動する。

　１７ａ、１７ｂは永久磁石であり、該各永久磁石１７ａ、１７ｂは前記フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂおよびトラッキングコイル１６ａ、１６ｂにそれぞれ対面するように、駆動装置ベース６に固定したヨーク１８ａ、１８ｂにそれぞれ固着して設けられる。フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂは電気的に直列に接続され、４本の導電性弾性線材８のうちの２本に接続され、トラッキングコイル１６ａ、１６ｂも直列に接続されて導電性弾性線材８の他の２本に電気的に接続される。

　１９は可動台１に固定された反射ミラーであり、該反射ミラー１９は光学系３からの光線２０を対物レンズ５ａまたは５ｂに対して入射し、光ディスク２からの反射光を光学系３に戻すものである。

　図１（Ａ）において、２１ａ、２１ｂは、支持ロッド１０に押されて作動することにより、支持ロッド１０の位置を検出するスイッチである。

　この対物レンズ駆動装置において、対物レンズ切換装置７のコイル１１に図２（Ａ）のａ方向に通電すると、支持ロッド１０が矢印ｂで示すようにシフトし、図３（Ａ）に示すように、駆動装置ベース６上に固定された一方のストッパ１４ａとスイッチ２１ａのノブに該支持ロッド１０の一端が当接した状態となり、この状態においては、図２（Ｃ）に示すように、光学系３より発せられる唯一の光線２０の光軸に対して、一方の対物レンズ５ａの光軸が一致する。また、コイル１１に前記ａ方向と反対方向に通電すると、図３（Ｂ）に示すように、支持ロッド１０が矢印ｂの反対方向にシフトして支持ロッド１０の反対側の端部が別のストッパ１４ｂおよびスイッチ２１ｂのノブに当接した状態となり、この状態においては、図２（Ｄ）に示すように、前記光線２０の光軸に対して、他方の対物レンズ５ｂの光軸が一致する。前記スイッチ２１ａ、２１ｂの作動による電気信号の発生により、所定の対物レンズが選択され、かつ正しい位置に移動したか否かが明確になるため、誤動作を防止することができる。なお、対物レンズ５ａ、５ｂの光軸の光線２０の光軸に対するずれは、±０．１ｍｍの範囲に収まるように設定する。

　このように、対物レンズ５ａ、５ｂをレンズホルダ４と共にシフトし位置決めすることによって対物レンズ５ａまたは５ｂの光軸を光学系３からの光線２０の光軸と一致させる構成とすることにより、従来例のように反射ミラーの角度を変更して対物レンズの選択を行う場合に比較して、対物レンズを選択する切換装置に高い位置決め精度が要求されず、光軸の一致を容易に、誤差少なく実現することができる。

　このようにして対物レンズ５ａ、５ｂのシフト後は、光ディスク２の面振れや偏心に応じて対物レンズ５ａ、５ｂを適正位置に移動させるため、フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂやトラッキングコイル１６ａ、１６ｂに導電性弾性線材８を介して通電してフォーカス制御、トラッキング制御を行なう。すなわち、トラッキングコイル１６ａまたは１６ｂは、それぞれ永久磁石１７ａまたは１７ｂによる磁束と鎖交し、これらトラッキングコイル１６ａ、１６ｂに前記導電性弾性線材８を介して通電することにより、トラッキング方向について、レンズホルダ４が微小範囲について位置制御され、また、フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂに通電すると、永久磁石１７ａまたは１７ｂによる磁束との鎖交により、レンズホルダ４はフォーカス方向に位置制御され、目標とするスポットに光束が集中するように制御される。

　本実施の形態においては、導電性弾性線材８と共にレンズホルダ４を移動させるため、対物レンズ５ａ、５ｂの切り換えの際に、フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂやトラッキングコイル１６ａ、１６ｂと導電性弾性線材８との接続用リード線に無理な力がかからず、リード線断線のおそれがない。なお、基板１３と駆動装置ベース６との間をリード線により接続した場合、このリード線は取付けスペースに余裕があり、しかも回動による捩じれは起こらないため、断線のおそれはない。また、レンズホルダ４と共に導電性弾性線材８も移動させて対物レンズ５ａ、５ｂの切り換えを行う構成であるため、支持ロッド１０を固定した状態で対物レンズ５ａ、５ｂのフォーカス制御、トラッキング制御がなされ（なお、レンズホルダ回動式の場合には、フォーカス制御、トラッキング制御に伴い、レンズホルダが軸を中心として軸方向に摺動し、かつ軸を中心として回動する）、いずれの対物レンズ５ａ、５ｂが選択されているかの検出が、スイッチ２１ａ、２１ｂによって検出可能であり、対物レンズの切り換え状態を確実に表示できる。また、２種の対物レンズ５ａ、５ｂに対応して１種のトラッキングコイル１６ａ、１６ｂが共通に使用でき、かつトラッキングコイル１６ａ、１６ｂの切り換えのためのスイッチが不要となるので、回路構成を簡素化できる。

　ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、レンズホルダ４の位置をいずれに切換えても、フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂおよびトラッキングコイル１６ａ、１６ｂはいずれもそのトラッキング方向の全幅にわたってそれぞれ永久磁石１７ａまたは１７ｂに対面するように、永久磁石１７ａ、１７ｂのトラッキング方向の幅を、レンズホルダ４の移動量にフォーカシングコイル１５ａ、１５ｂ並びにトラッキングコイル１６ａ、１６ｂの幅を加えた長さ以上に設定することにより、フォーカシングコイル１５ａ、１５ｂおよびトラッキングコイル１６ａ、１６ｂへの通電時にこれらのコイル電流と磁束との作用により発生する力がレンズホルダ４に作用する点は、レンズホルダ４の位置の変化にかかわらず一定となる。これにより、レンズホルダ４における電磁力の作用点と重心との不一致によってレンズホルダ４に回転力が作用することが防止され、対物レンズ５ａ、５ｂの光軸が傾くことが防止され、前記光線２０の光軸を対物レンズ５ａ、５ｂの光軸と一致させることができる。

　本発明を実施する場合、レンズホルダ４を駆動するためのフォーカシングコイル１５ａ、１５ｂやトラッキングコイル１６ａ、１６ｂを駆動装置ベース６側に設け、レンズホルダ４側に永久磁石１７ａ、１７ｂを固定してもよい。このように逆の配置にする場合には、フォーカシングコイルやトラッキングコイルのトラッキング方向の幅は、レンズホルダ４側に固定する永久磁石のトラッキング方向の幅とトラッキング方向の移動量の和以上の幅とすることにより、前記した理由でレンズホルダ４の傾きを防止できる。

　また、対物レンズ切換装置７は、図１におけるストッパ１４ａ、１４ｂに電磁石を用い、支持ロッド１０に磁性体を用いて、いずれかの電磁石によって磁性体でなる支持ロッド１０を吸引して位置決めするようにしてもよい。また、プランジャで支持ロッド１０を移動させる構成とすることもできる。また、支持ロッド１０は断面矩形ではなく、断面円形としてもよい。また、支持ロッド１０をシフトさせた後は、コイル１１に電流を流し続けなくとも、支持ロッド１０がストッパ１４ａまたは１４ｂに常時当接し、対物レンズ５ａまたは５ｂが所定の位置に保持される機構を設けてもよい。

　図４は対物レンズ５ａ、５ｂのレンズホルダ４における本発明によるフォーカス方向の設置例を説明するもので、図４（Ａ）に示すように、光ディスク２Ａと光ディスク２Ｂの厚みやセット位置がＺ１で示す幅だけずれ、対応する対物レンズ５ａ、５ｂのフォーカシングコイル１５ａ、１５ｂへの通電による必要駆動範囲の大きさが異なる場合、仮に一方の対物レンズ５ａを実線位置にセットし、他方の対物レンズ５ｂを二点鎖線で示す位置に設定し、光ディスク側最端部の位置をｃとｄのように一致させた場合には、図４（Ｂ）に示すように、必要駆動範囲が大きい方の対物レンズ５ａの必要駆動範囲Ｚ３（ｅはその中立点）に対し、対物レンズ５ｂの必要駆動範囲Ｚ４（ｆはその中立点）は、対物レンズ５ａの必要駆動範囲を逸脱し、全体としての必要駆動範囲はＺ５となり、広い駆動範囲を必要とする。

　そこで、対物レンズ５ｂを図４（Ａ）の実線で示すように、その光ディスク側最端部ｇと前記対物レンズ５ａの光ディスク側最端部ｃよりも光ディスク寄りに前記差Ｚ２の分だけ近づける（ここで、図４（Ａ）のＬ１、Ｌ２はワーキング・ディスタンスであり、それぞれ対物レンズ５ａ、５ｂと光ディスク２Ａ、２Ｂとの隙間である）ことにより、図４（Ｃ）に示すように、対物レンズ５ｂの必要駆動範囲Ｚ４（ｈはその中立点）を、対物レンズ５ａの必要駆動範囲Ｚ３内に収めることができる。

　このように、必要駆動範囲が最大となる対物レンズの必要駆動範囲内に他の対物レンズの必要駆動装置を収めた対物レンズの配置とすることにより、対物レンズ５ａ、５ｂの全体としての必要駆動範囲を狭くし、その結果、導電性弾性線材８等の過度の曲がりによるレンズホルダ４の傾きを小さくおさえ、これにより前記光線２０の光軸と対物レンズ５ａ、５ｂの光軸とのずれをおさえることができる。また、レンズホルダ４の必要駆動範囲を小さくおさえることにより、対物レンズ駆動装置の負担を小さくすることができる。なお、このような対物レンズの相対的な位置関係は、前記可動の反射ミラーの使用によって対物レンズを選択するもの等にも適用できる。

　図５（Ａ）は対物レンズ５ａ、５ｂを１個ずつレンズホルダ４に分割配置した例であり、図５（Ｂ）は本発明により対物レンズ５ａ、５ｂを一体に形成したものである。図５（Ａ）のレンズ取付け構造によれば、それぞれの対物レンズ５ａ、５ｂの取付け面Ａ、Ｂに対する取付け角度誤差が対物レンズ５ａ、５ｂ間で発生するため、それぞれの光軸Ｐ１とＱ１の向きを一定方向に揃えることが難しくなる。一方、図５（Ｂ）に示すように、２個の対物レンズ５ａ、５ｂを１つにまとめて形成すれば、取付け面Ｃは１つであり、それぞれの光軸Ｐ２、Ｑ２のずれは成形時の誤差のみであり、上記のような取付け誤差は発生しないため、光軸の向きを一定方向に容易に揃えることができ、その結果、光線と対物レンズの光軸のずれを小さくすることができる。また、対物レンズを１個ずつ並べた時のトラッキング方向のレンズの中心間距離は、図５（Ａ）に示す分割配置の場合の距離ｔ１より図５（Ｂ）に示すｔ２まで狭めることができるので、トラッキング方向のレンズホルダ４の移動量を短くすることができ、レンズホルダ４や対物レンズ切換装置７の規模を小さくすることができる。

　図６は本発明の他の実施例であり、可動台１の移動のガイドとなるシャフト２２を、支持ロッド１０Ａのガイドに共用し、該支持ロッド１０Ａは磁性材により構成し、可動台１上に固定した駆動装置ベース６上に固定した電磁石２３ａまたは２３ｂにより支持ロッド１０Ａを吸着することにより、レンズホルダ４が導電性弾性線材８と共に移動し、これにより対物レンズ５ａ、５ｂが切り換えられるようにしたものである。このようなシャフト２２共用の構造とすれば、構造が簡略化され、小型化に寄与できる。

　本発明において、レンズホルダ４は実施例で示したように導電性弾性線材８によって片持ち式に支持するのではなく、両端が駆動装置ベース６で支持された導電性弾性線材８の中間部にレンズホルダを支持させてもよい。また、本発明で対象とする光ディスクは光記録だけではなく、光磁気記録を行うものであってもよい。また、駆動装置ベース６は可動台１の一部として形成されたものであってもよい。

（Ａ）は本発明による対物レンズ駆動装置の一実施例を示す平面図、（Ｂ）はその一部破断側面図である。

（Ａ）は本実施例の対物レンズ切換装置の一部を示す横断面図、（Ｂ）が該対物レンズ切換装置に用いるコイルを示す斜視図、（Ｃ）、（Ｄ）は本実施例における対物レンズ切換え動作を説明する反射ミラーおよび対物レンズの斜視図である。

（Ａ）、（Ｂ）は本実施例における対物レンズ切換え動作を説明する対物レンズ駆動装置の平面図である。

（Ａ）は本実施例における対物レンズのフォーカス方向の設置例を説明する図、（Ｂ）は２つの対物レンズの光ディスク側最端部の位置を合わせた場合の対物レンズの必要駆動範囲を示す平面図、（Ｃ）は本発明により一方の対物レンズの光ディスク側最端部の位置を光ディスク側に近接させた場合の対物レンズの必要駆動範囲を示す平面図である。

（Ａ）は対物レンズを１個ずつレンズホルダに分割配置した例を示す断面図、（Ｂ）は本発明により２つの対物レンズを一体に形成したものを示す断面図である。

本発明の対物レンズ駆動装置の他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

１：可動台、２：光ディスク、３：光学系、４：レンズホルダ、５ａ、５ｂ：対物レンズ、６：駆動装置ベース、７：対物レンズ切換装置、８：導電性弾性線材、９：固定部材、１０：支持ロッド、１１：コイル、１２：永久磁石、１３：基板、１４ａ、１４ｂ：ストッパ、１５ａ、１５ｂ：フォーカシングコイル、１６ａ、１６ｂ：トラッキングコイル、１７ａ、１７ｂ：永久磁石、１８ａ、１８ｂ：ヨーク、１９：反射ミラー、２０：光線、２１ａ、２１ｂ：スイッチ、２２：シャフト、２３ａ、２３ｂ：電磁石

Claims

光ディスクのトラッキング方向に移動されて位置制御される可動台上に、光学系を搭載して記録、再生の少なくともいずれかを行なう光ディスク装置において、
　複数種の光ディスクに対応した複数種の対物レンズを、１つのレンズホルダ上でトラッキング方向に並べると共に、
　フォーカス方向の必要駆動範囲が一番大きな対物レンズの必要駆動範囲内に、他の対物レンズの必要駆動範囲が収まるように、各対物レンズのフォーカス方向の位置を異なる位置に設定して、対物レンズをレンズホルダに固着した
　ことを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ駆動装置。