JP2004178810A

JP2004178810A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JP2004178810A
Application number: JP2004045970A
Authority: JP
Inventors: Seiji Morino; 誠治森野; Kunihisa Matsuzaki; 邦久松崎
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】２つの対物レンズを搭載した光ピックアップサーボ特性に悪影響を与える不要な振動モードの発生を抑制する。
【解決手段】種類の異なる光ディスクＤに対する記録または再生を行なうために少なくとも２種類の対物レンズ２，３を有するレンズホルダ４を、ベース５より起立させた固定部６に４本のサスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄで揺動可能に支持し、レンズホルダ用のフォーカシングコイルと２対のトラッキングコイル１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを設け、両コイルとベースより起立させた永久磁石２０，２１との間の磁気相互作用によりトラッキング制御とフォーカシング制御を行なう光ピックアップの、４本のサスペンションワイヤを前記レンズホルダから前記固定部に対して広がるような形状で接続し、前記２対のトラッキングコイルの内、１対のコイルを前記レンズホルダの固定部側に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、異なる種類の光ディスクに対して記録または再生を行なう光ピックアップに関する。

一般に、光学的に情報を記録する記録媒体として光ディスクが知られており、この光ディスクの種類としては、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｃ）、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）或いはＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）等が知られている。
これらの光ディスクの記録、再生に関しては、各光ディスクにはそれぞれに異なったフォーマットがあり、一台の装置に汎用性を持たせるのはかなり困難であるが、使用者の立場よりすれば、できれば一台の記録再生装置により全ての種類の光ディスクの記録、再生ができることが汎用性の上から望ましい。
そこで、最近、フォーマットが比較的類似しているＤＶＤとＣＤについて一台の装置で記録、再生ができる装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

このような装置の光ピックアップ機構としては、ＤＶＤ用の光ピックアップとＣＤ用の光ピックアップを２基設けるようにしたものや、１つのレンズホルダにＤＶＤ用対物レンズとＣＤ用対物レンズを搭載して１つの光ピックアップを構成したものが知られている。
特開平９−２０４６７９号公報

ところで、後者の光ピックアップは１つのレンズホルダに２つの対物レンズを搭載するようにしていることから前者の光ピックアップ機構よりも、省スペース化、軽量化、部品点数の減少化の上からは好ましいが、１つのレンズホルダに２つの対物レンズを搭載したことからレンズホルダ自体が長くなってこのバランスが取り難くなり、サスペンションワイヤに揺動可能に支持されているレンズホルダが制御駆動時にローリングやヨーイング等の振動モードがかなり発生し、アクチュエータのサーボ特性に大きな影響を与える、といった問題が発生していた。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的は２つの対物レンズを搭載していてもサーボ特性に悪影響を与えるような不要な振動モードの発生を抑制することができる光ピックアップを提供することにある。

本発明者は、サスペンションワイヤの張設形状をハの字型にすることによりローリングの振動モードを抑制でき、また、トラッキングコイルの駆動力に差を設けることによりヨーイングの振動モードを抑制することができる点を見い出すことにより、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明は、種類の異なる光ディスクに対する記録または再生を行なうために少なくとも２種類の対物レンズを有するレンズホルダを、ベースより起立させた固定部に４本のサスペンションワイヤで揺動可能に支持し、前記レンズホルダにフォーカスエラー信号を流すフォーカシングコイルとトラッキングエラー信号を流す２対のトラッキングコイルを設け、前記両コイルと前記ベースより起立させた永久磁石との間の磁気相互作用によりトラッキング制御とフォーカシング制御を行なうようにした光ピックアップにおいて、前記４本のサスペンションワイヤを前記レンズホルダから前記固定部に対して広がるような形状で接続し、前記２対のトラッキングコイルの内、１対のコイルを前記レンズホルダの固定部側に配置し、他方の１対のコイルを前記レンズホルダの固定部側とは反対側に配置し、前記固定部側のコイルの巻数を前記固定部側とは反対側のコイルの巻数よりも多く設定するように構成したものである。

これにより、４本のサスペンションワイヤはレンズホルダから固定部に対して広がるように、言わばハの字状に張設されて接続されているので、ローリング周波数を上げることができ、この結果、このモードの振動の発生を抑制することができる。
このように、サスペンションワイヤをハの字状に接続すると、振り子運動をするようになり、ヨーイングモードの振動が発生し易くなるが、固定部側のトラッキングコイルの巻数をこの反対側に位置するトラッキングコイルの巻数よりも多くしてその駆動力を増大させることにより、きちんとした振り子運動をさせることで、ヨーイングモードの振動の発生を抑制することが可能となる。ここで、例えば前記２つの対物レンズは、ＣＤ用対物レンズとＤＶＤ用対物レンズであり、前記サスペンションワイヤの略長さ方向に沿って配列されている。

以上説明したように、本発明の光ピックアップによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
レンズホルダに２つの対物レンズを搭載することにより重量が増大したり、２つの対物レンズの配置位置が重心位置から不可避的にずれることになっても、フォーカシングやトラッキングのサーボ特性に悪影響を与える不要な振動モード（共振現象）が発生することを抑制することができる。
このため、小型で軽量で、しかも安価な２波長レーザ搭載型の光ピックアップを提供することができる。

以下に、本発明に係る光ピックアップの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る光ピックアップを示す斜視図、図２は図１に示す光ピックアップの概略平面図、図３は図１に示す光ピックアップの概略側面図である。
図１に示すようにこの光ピックアップ１は、２つの対物レンズ２、３を隣接させて配置したレンズホルダ４を有し、このレンズホルダ４は、左右の側面に一端を接続し、他端をベース５の一端に起立させてなる固定部６に接続した２対４本のサスペンションワイヤ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃ、７Ｄにより水平方向に揺動自在に支持されている。

このサスペンションワイヤ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃ、７Ｄは、それぞれ対となっており、ワイヤ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃ、７Ｄは側面から見てそれぞれ平行に張設されるのに対して、平面からも見た場合に固定部６側に向かうに従って互いに広がるような状態で、すなわちハの字状になるように張設されている。
これにより、後述するようにローリングモードの振動を抑制するようになっている。
尚、ここでローリングとはレンズホルダ４の長さ方向に沿ったＹ軸（図１参照）回りの回転をいう。各ワイヤ７Ａ〜７Ｄの固定部６に対する接続部には、例えばシリコンゴム等よりなる弾発部材８（図２参照）が介在されて柔軟性を持たせており、各種の振動モードにおける共振現象を吸収するようになっている。
また、レンズホルダ４は、ワイヤ７Ａ〜７Ｄの略長さ方向に沿って長く形成されて、この方向に沿って上記２つの対物レンズ２、３が配列されている。レンズホルダ４と各ワイヤ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃ、７Ｄによる接続点を結ぶ線分上の略中央に重心Ｇ（図２参照）が略位置するようにレンズホルダ４は支持されており、バランスを取り易くしている。

ここで一方の対物レンズ２としては例えばＣＤ用対物レンズが用いられ、他方の対物レンズ３としては例えばＤＶＤ用対物レンズが用いられる。
また、このレンズホルダ４の長さ方向の両側には、上下方向に貫通する矩形状のヨーク孔１１、１２が形成されており、これにベース５から起立させた磁性材料よりなるヨーク１３、１４が遊嵌状態で挿通されている。このヨーク孔１１、１２の内壁面には、その周方向に沿ってフォーカシングコイル１０が巻回されており、これにフォーカスエラー信号を流してフォーカス制御を行なうようになっている。
そして、レンズホルダ４の長さ方向の両端の側壁には、２対４個のトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂが設けられている。各対のコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂは左右に並設するように配置されている。
そして、各対のコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂに対向させて、永久磁石２０、２１が近接状態でそれぞれ配置され、これらの永久磁石２０、２１は上記ベース５より起立させた磁性材料よりなる支柱１８、１９にそれぞれ固定されている。
これにより、上記トラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂにトラッキングエラー信号を流すことにより、上記永久磁石２０、２１からの磁界との相互作用によりトラッキング制御を行なうようになっている。

ここで上述のようにサスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄを、固定部６側に向けて広げた状態でハの字状に張設した結果、振り子運動をするようになり、ヨーイング振動が起き易い状態となってしまっている。
また、レンズホルダ４に設けた対物レンズ２、３はレンズホルダの中心位置（ヨーイングモードの回動中心）から大きくずれた位置に配置する構造であるためにヨーイングモードでのレンズホルダ４の回転運動は対物レンズ位置での振動感度を増幅して、アクチュエータサーボ特性に大きな悪影響を与えることになる。

そこで、本実施例では、レンズホルダ４において交点Ｐから遠い部分における振れを大きくして振り子運動に応じた駆動力配分とするために固定部６に近い１対のトラッキングコイル１７Ａ、１７Ｂの巻数を、反対側の他方の１対のトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂの巻数よりも少し多く設定してアンバランスな状態とし、この部分による駆動力乃至制動力を少し大きくしている。
具体的には、レンズホルダ４全体の重量やサスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄの特性等にもよるが、サスペンションワイヤ７Ａ．７Ｂ及び７Ｃ，７Ｃの延長線上の交点Ｐ（図４参照）に近い側のトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂがそれぞれ３６ターン程度であるのに対し、他方のトラッキングコイル１７Ａ、１７Ｂがそれぞれ４０ターン程度であり、トラッキングコイル１７Ａ、１７Ｂにおいて発生する駆動力や制動力が少し大きくなるように設定している。

次に、以上のように構成された光ピックアップの動作について説明する。
例えば図２に示すように光ディスクＤに対してこの光ピックアップ１の全体は、図示しない移動機構によりディスク半径方向（図中、上下方向）へ移動可能になされており、使用される光ディスクの種類に応じて対物レンズ２、３が選択的に使用される。
すなわち、図示しない光源より発せられたレーザ光が、選択されたいずれかの対物レンズによって絞られて、光ディスクＤの情報記録面上に集光されて、情報の記録、或いは再生がなされる。
フォーカシング制御は、光ディスク面からの反射レーザ光より得られたフォーカスエラー信号をフォーカシングコイル１０に流すことにより行われ、また、トラッキング制御は反射レーザ光より得られたトラッキング信号を各トラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂに流すことにより行なう。
各制御動作は、コイルに制御電流を流すことによって発生する磁界が、ベース５に起立させた永久磁石２０、２１からの磁界と相互作用を及ぼすことによって行なわれる。
図５は制御動作中における振動モードのシミュレーション結果を示す図であり、図５（Ａ）は振動がない時の状態を示し、図５（Ｂ）はフォーカス時の振動状態を示し、図５（Ｃ）はトラッキング時の振動状態を示し、図５（Ｄ）はローリング発生時の振動状態を示し、図５（Ｅ）はピッチング発生時の振動状態を示し、図５（Ｆ）はヨーイング発生時の振動状態を示している。

ここで、本実施例においては、サスペンションワイヤ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃ、７Ｄを固定部６に向けてハの字状に広げた状態で張設しているので特に、ローリング周波数が上昇して、レンズホルダ４が移動した時のこの傾き、すなわち図５（Ｄ）に示すような傾きを極力小さくできる。
しかしながら、このようなワイヤのハの字構成により、図４及び図５（Ｆ）に示すようなヨーイングモードの振動が起き易い状態となり、また、各対物レンズ２、３の設置位置もホルダ４の中心位置から大きくずれた位置になっているので、ヨーイングモードでのレンズホルダ４の回転運動は対物レンズ位置での振動感度を増幅してアクチュエータサーボ特性に悪影響を与える傾向となる。

しかしながら、本実施例にあっては、固定部６側に配置した１対のトラッキングコイル１７Ａ、１７Ｂの巻数を他方の１対のトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂの巻数よりも多くしてこのコイル１７Ａ、１７Ｂにて発生する駆動力や制動力をその分大きくしているので、交点Ｐ（図４参照）を中心とするレンズホルダ４の振子状振動が抑制されることになる。
この結果、ヨーイングモードの振動発生を抑制することが可能となる。
結果的に、このようにサスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄをハの字状に張設し、且つ２対のトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂにて発生する駆動力等をアンバランスさせるようにしたので、全体的に不要な振動や共振が発生するのを抑制することができ、サーボ特性を良好にすることができる。

また、各サスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄの固定部６との接合部にダンパ機能を有する弾性部材８を介在させるようにしたので、この弾性部材８が不要な振動を吸収することになり、更に、サーボ特性に悪影響を与える不要な振動や共振の発生を抑制することが可能となる。
ここで各振動モードについて実際の特性を測定したのでその評価結果について説明する。
図６は従来の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフであり、図６（Ａ）はＤＶＤ用対物レンズの特性を示し、図６（Ｂ）はＣＤ用対物レンズの特性を示す。図中のＰ１、Ｐ２に示すように、振動数が１．５ＫＨｚを少し越えた付近にヨーイングのピーク点（共振点）が現れており、あまり好ましい特性ではない。

これに対して、図７は本発明の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフであり、図７（Ａ）はＤＶＤ用対物レンズの特性を示し、図７（Ｂ）はＣＤ用対物レンズの特性を示す。
尚、ここでのトラッキングコイル１６Ａ、１６Ｂ及び１７Ａ、１７Ｂのターン数はそれぞれ３６×２及び４０×２であり、サスペンション７Ａ〜７Ｄの固定部６への接続部には弾性部材８を用いないで、強固に非弾性的に接続している。
図中のＰ３、Ｐ４に示すように振動数が１．５ＫＨｚを少し越えた付近であるＰ３点及びＰ４点では共振点が非常に僅かに見られるだけであり、ヨーイングの共振の発生を抑制できることが判明した。

また、図８は本発明の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフであり、ここでは、サスペンションワイヤ７Ａ〜７Ｄの固定部６への接続部には弾性部材８を介在させて弾性的に接続している。
図８（Ａ）はＤＶＤ用対物レンズの特性を示し、図８（Ｂ）はＣＤ用対物レンズの特性を示している。
図示するようにこの場合には点Ｐ５、Ｐ６に示すようにヨーイングの共振現象が全く発生しておらず、特に良好な特性を発揮できることが判明した。
また、図９に各トラッキングコイルによる駆動力の比とヨーイングの関係を示すグラフを示しており、グラフ中の横軸は駆動力の比を表す。グラフから明らかなように、ＤＶＤ用対物レンズ３側の駆動力を大きくし、すなわちコイル１７Ａ、１７Ｂのターン数を多くして、駆動力の比が１．０７〜１．１５（ターン数比に対応）の範囲に設定することにより、ヨーイングＱを１ｄＢ以下に抑制できることが判明した。
ここで対物レンズ２、３の配置位置は互いに入れ替えてもよいのは勿論であり、いずれにしても、固定部６側に近いトラッキングコイル１７Ａ、１７Ｂのターン数を多く設定する。
尚、ここで示したターン数（巻数比）は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。

本発明に係る光ピックアップを示す斜視図である。図１に示す光ピックアップの概略平面図である。図１に示す光ピックアップの概略側面図である。振子運動の概念を示す図である。制御動作中における振動モードのシミュレーション結果を示す図である。従来の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフである。本発明の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフである。本発明の光ピックアップのトラッキング時の振動特性を示すグラフである。各トラッキングコイルによる駆動力バランスとヨーイングの関係を示すグラフである。

符号の説明

１…光ピックアップ、２…対物レンズ（ＣＤ用対物レンズ）、３…対物レンズ（ＤＶＤ用対物レンズ）、４…レンズホルダ、５…ベース、６…固定部、７Ａ〜７Ｄ…サスペンションワイヤ、８…弾性部材、１０…フォーカシングコイル、１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ…トラッキングコイル、２０，２１…永久磁石、Ｄ…光ディスク

Claims

種類の異なる光ディスクに対する記録または再生を行なうために少なくとも２種類の対物レンズを有するレンズホルダを、ベースより起立させた固定部に４本のサスペンションワイヤで揺動可能に支持し、前記レンズホルダにフォーカスエラー信号を流すフォーカシングコイルとトラッキングエラー信号を流す２対のトラッキングコイルを設け、前記両コイルと前記ベースより起立させた永久磁石との間の磁気相互作用によりトラッキング制御とフォーカシング制御を行なうようにした光ピックアップにおいて、前記４つのサスペンションワイヤを前記レンズホルダから前記固定部に対して広がるような形状で接続し、前記２対のトラッキングコイルの内、１対のコイルを前記レンズホルダの固定部側に配置し、他方の１対のコイルを前記レンズホルダの固定部側とは反対側に配置し、前記固定部側のコイルの巻数を前記固定部側とは反対側のコイルの巻数よりも多く設定するように構成したことを特徴とする光ピックアップ。
前記２つの対物レンズは、ＣＤ用対物レンズとＤＶＤ用対物レンズであり、前記サスペンションワイヤの略長さ方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。