JP2005011531A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスク装置において光ディスクへによる記録の再生あるいは情報の記録を司る光学ピックアップ装置の薄型化が可能となるようにする。
【解決手段】 対物レンズを保持したレンズホルダーをムービングコイル方式により駆動制御して前記対物レンズを変位させることにより、対物レンズの下方に配される立ち上げミラーで反射された光ビームの光ディスクに対する照射位置を調整するようにした光学ピックアップであって、前記対物レンズを保持したホルダーが下方に変位したとき、対物レンズの最下部が前記立ち上げミラーの頂部より下方に降下可能となるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）、特にノート型パソコンへ組み込むために改良がなされた光ディスク装置の光学ピックアップ装置に関するものである。

一般にパソコンには、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）と略称される光ディスクによる記録の再生あるいは情報を記録するための光ディスク装置が標準的に装備されており、高度に情報を処理するためにも不可欠なものであるとともに、記録密度の高度化ならびに読出速度、書込速度などの高速化に伴い精度、信頼性の高いものが要求されている。

図８は、ディスクトップ型パソコンに比較的多く採用されている光ディスク装置の光学ピックアップ装置を示すもので、同装置では半導体レーザ素子１０１から発射される光ビームがビームスプリッタ１０２を透過し、レンズホルダー１０３内に設けられている対物レンズ１０４に入射する。そして、この対物レンズ１０４で光ビームが集光され、光ディスクＤの記録面に形成されている微小なピットに光ビームのスポットが形成されるように構成されている。

光ディスクＤの記録面から反射した光ビームは対物レンズ１０４を透過して戻り、ビームスプリッタ１０２によって直角方向へ反射され、この光ビームの強弱がフォトダイオード１０５により検知されることにより光ディスクＤの記録ピットの読み取りが可能となる。

ところで、高速に回転する光ディスクＤは、面振れや偏芯が存在するため、この面振れや偏芯に対し、対物レンズ駆動装置により対物レンズ１０４を追従させ、光ディスクの記録ピットに光ビームのスポットを常に正確に照射するようにしている。

この対物レンズ駆動装置は、対物レンズ１０４を保持するレンズホルダー１０３の側面にフォーカスコイル１０６を巻装し、さらにトラッキングコイル１０７を対向する２面に一対ずつ配置したもので、そして、これらフォーカスコイル１０６とトラッキングコイル１０７を挟むように永久磁石１０８とヨークベース１０９が配置され、磁気回路を構成する。前記レンズホルダー１０３はサスペンションワイヤー１１０とサスペンションホルダー１１１で支持され、前記フォーカスコイル１０６およびトラッキングコイル１０７に流す制御電流によりレンズホルダー１０３全体を駆動し、対物レンズ１０４を正確に位置決めできるようにしている。

つぎに、図９に示す光学ピックアップ装置は、ノート型パソコンに組み込む光ディスク装置用として開発されたもので、ノート型パソコンの扁平な本体に組み込むため、各部品もきわめて扁平な構成となっている。同図において符号１１２はレンズホルダーであり、その先端に対物レンズ１１３を保持し、後端にフォーカスコイル１１４が保持されている。前記フォーカスコイル１１４の開放端面に２個のトラッキングコイル１１５が固着されており、前記フォーカスコイル１１４とトラッキングコイル１１５が同時に永久磁石１１６，１１７により形成される磁気回路中に位置するようにサスペンションワイヤー１１６とサスペンションホルダー１１８で支持されている。そして、ヨークベース１１９の下方の枠体（図示せず）に配設された立ち上げミラー１２０に横方向から進入した光ビームが対物レンズ１１３に入射するように構成されている。

図８に示すように構成された光学ピックアップ装置は、対物レンズ１０４を中心としてフォーカスコイル１０６ならびにトラッキングコイル１０７が点対称に配置されていることから全体に質量の偏りがないため、コイルにより発生する駆動力が重心に均等に作用するので、低い駆動周波数でトラッキングサーボ、フォーカスサーボを行ってもレンズホルダー１０３が傾くことがない。また、高い周波数でトラッキングサーボ、フォーカスサーボを行ってもレンズホルダー１０３が共鳴することがないという利点がある。

ところが、かかる構成の光学ピックアップ装置は、レンズホルダー１０３の底面から光ビームを入射するため、光学部品をヨークベース１０９の下部に配設する必要がある。このような構成であると光ディスク装置全体の厚みが増加し、ノート型パソコンには不向きであるが、筐体容量の大きいディスクトップ型パソコンには許容できるものである。

一方、ノート型パソコンは薄型化の傾向が顕著となるに従い、この薄型化に対応するため、図９に示す光学ピックアップ装置の構成が多く採用されるに至った。この構成による場合は、光ビームが横方向から進入するようにしたことから図８の構成と比較して全体を扁平に構成することができる。ところが、対物レンズ１１３を保持している部分のレンズホルダー１１２の裏面が、立ち上げミラー１２１の傾斜面の頂部に最も接近する構成となり、この部分の構成で薄型化の限界が定まってしまうことになる。

本発明は、前述したような従来の問題を解決するためになされたもので、対物レンズ１１３を保持している部分のレンズホルダー１１２の裏面に対し、立ち上げミラー１２１の頂部が可能な限り接近できるようにし、光学ピックアップ装置全体の薄型化が可能となるようにしたものである。

そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、対物レンズを保持したレンズホルダーをムービングコイル方式により駆動制御して前記対物レンズを変位させることにより、対物レンズの下方に配される立ち上げミラーで反射された光ビームの光ディスクに対する照射位置を調整するようにした光学ピックアップ装置であって、前記対物レンズを保持したレンズホルダーが下方に変位したとき、対物レンズの頂部が前記立ち上げレンズの最上部より下方に降下可能となるようにする。

請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の発明において、対物レンズの下面に空間が形成されるようにレンズホルダーを箱形に形成し、この空間内の対物レンズの直下にレンズホルダーの側面から入射した光ビームを反射する立ち上げミラーを収容するようになし、且つ、前記立ち上げミラーの頂部に対応する前記レンズホルダーの内壁面に逃げ溝を形成する。

本発明によれば、対物レンズの降下量を大きくすることができ、光学部品をレンズホルダーと同等の高さ位置に配置できることから、光学ピックアップ装置の厚さを８．５ｍｍ以下とすることができ、厚さを１５ｍｍ以下とする光ディスク装置の実現が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて詳細に説明する。図１は、本発明の光学ピックアップ装置Ａ、ＤＶＤ用半導体レーザ素子ＢおよびＣＤ用半導体レーザ素子Ｃの配置状態を示すもので、前記各レーザ素子Ｂ、Ｃから発射される光ビームは、複数のミラー系、レンズ系の光学部品を介して光学ピックアップ装置Ａの対物レンズ４まで光路が形成される。

前記光学ピックアップ装置Ａは図２および図３に示すごとく、レンズホルダー１がサスペンションホルダー２により片側３本のサスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃで片持支持されている。また、前記レンズホルダー１は中央に対物レンズ４を保持し、該対物レンズ４を中心に、図２に示すごとく上下対称にコイル収容部５，６が形成されており、このコイル収容部５，６には、図１に示すようにフォーカスコイル７ａ，７ｂとトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが収容される。

これにより、対物レンズ駆動部が構成され、前記フォーカスコイル７ａ，７ｂとトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの各々の配置が対物レンズ４を中心とする点対称となるため、全体が重量バランスの優れたものとなる。なお、フォーカスコイル７ａ，７ｂとトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは接着剤で固定されており、さらに両コイルはコイル収容部５，６内において接着剤で固定されている。

前記サスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃは、各コイルへの給電路となるリード線としての機能を具えており、一方のフォーカスコイルは片側のサスペンションワイヤー２本に接続され、他方のフォーカスコイルは反対側のサスペンションワイヤーの２本に接続される。そして、４個のトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは直列に接続され、その各終端は左右の残るサスペンションワイヤーに接続される。したがって、各トラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄには同一の制御電流が供給されるが、フォーカスコイル７ａ，７ｂには各別に異なる制御電流を供給することができるので、光ディスクが偏向していても対物レンズ４が常に平行となるようにするチルトサーボが可能となる。

なお、本実施例におけるフォーカスコイル７ａ，７ｂとトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、図６に示すごとく個々に構成されるが、図７に示すごとくトラッキングコイル７ａ，７ｂを同一の電流路で一体に構成することもできる。この場合、フォーカスコイル７ａ，７ｂによるチルトサーボが不要となるが、リード線として機能させるサスペンションワイヤーは、片側２本で済む。

このように、本実施例では、レンズホルダー１の側面を３本のサスペンションワイヤーで安定した片持支持が可能となり、しかもサスペンションワイヤーからの制御電流の供給が可能となる。ところが、片側３本のサスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃでレンズホルダー１を片持支持すると、中間に配設したサスペンションワイヤー３ｂが上下のサスペンションワイヤー３ａ，３ｃの撓みに対する抵抗体となってしまい、フォーカス方向に不安定な共振が発生することを確認した。そこで、この中間のサスペンションワイヤー３ｂは、上下のサスペンションワイヤー３ａ，３ｃより柔軟性の高いものとし、上下のサスペンションワイヤー３ａ，３ｃの撓みに伴う影響が発生しないようにする必要がある。

この問題への対応として、例えば、上下のサスペンションワイヤー３ａ，３ｃに対し中間のサスペンションワイヤー３ｂの直径を８０％以下とすることによりそのバネ定数が約４１％となり、柔軟に変形させることができる。また、上下のサスペンションワイヤー３ａ，３ｃと同径のものを採用して中間のサスペンションワイヤー３ｂを構成する場合は、その中間部分に折り目を付けることにより柔軟性を付与することができる。

つぎに、前記サスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃの端部で支持されているレンズホルダー１は、図４に示すごとく光ビームを対物レンズ４へ導入する側面に切欠き９が形成されている。また、このレンズホルダー１は、図５に示すごとく対物レンズ４の下面に空間が形成されるように箱形に形成されており、前記空間内にヨークベース１１の下方に配された枠体（図示せず）に固定された立ち上げミラー１０が収容される。そして、この立ち上げミラー１０を前記空間内で高位置に配置できるようにするため、レンズホルダー１の内壁面に逃げ溝１２が形成されており、立ち上げミラー１０の頂部１０ａがこの逃げ溝に入り込むように構成されている。

したがって、フォーカスサーボによりレンズホルダー１が降下しても、逃げ溝１２によりその距離を十分に得ることができるので、相対的に立ち上げミラー１０を空間の高い位置に配置することができ、レンズホルダー１に保持された対物レンズ４の最下部が、立ち上げミラー１０の頂部１０ａの下方まで降下させることが可能となる。

つぎに、端部にサスペンションホルダー２を固定するヨークベース１１は、他端に起立させたヨーク片１３，１４を設け、一方のヨーク片１３に永久磁石１５を固定する。これにより、永久磁石１５とヨーク辺１４との間に磁気回路が形成され、この磁気回路に、図１に示すごとくフォーカスコイル７ａ，７ｂおよびトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを介在させて配置する。

ここで、前記両コイルを磁気回路に介在させる場合、フォーカスコイル７ａ，７ｂの両側すべてが磁界の作用を受けるように配置することができるが、トラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは一辺のみが磁界の作用を受けるようにするため、図１ならびに図６に示すごとくフォーカスコイル７ａ，７ｂの中心から変位させて取り付ける。

以上のごとくして本発明の光学ピックアップ装置が図３に示すように組み立てられると、フォーカスコイル７ａ，７ｂおよびトラッキングコイル８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、対物レンズ４を中心として点対称に配置され、前記フォーカスコイル７ａ，７ｂにはサスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃから個々に制御電流が供給される状態となる。また、立ち上げミラー１０の全体がレンズホルダー１内に収容され、これにより、レンズホルダー１の近傍に配設するレンズなどの光学部品１６もレンズホルダー１およびヨークベース１１の厚みの範囲に収まることになり、光学ピックアップ装置全体の薄型化が可能となる。

また、本実施例における光学ピックアップ装置のレンズホルダー１には、その主体からストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが張設されており、このストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが永久磁石１５に当接するようにしてある。これは、外部から衝撃が加わったとき、何等、拘束されていない遊動状態にあるレンズホルダー１がトラッキング方向に揺動し、サスペンションワイヤーが可塑変形するのを防止するためのものである。なお、通常の安定した動作持には、前記ストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと永久磁石１５との間にはクリアランスがあるため、制御時のトラッキング動作によりレンズホルダー１がトラッキング方向に揺動しても、ストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと永久磁石１５が接触することはない。

即ち、このような構成としたことにより、外部からの衝撃によりレンズホルダー１が揺動する状態となっても、その揺動の範囲は、前記ストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが永久磁石１５に当接する範囲に規制されるため、サスペンションワイヤー３ａ，３ｂ，３ｃへ影響を及ぼすことがない。また、本実施例の場合、ストッパー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを対物レンズ４を中心としてほぼ点対称に４箇所に設けたので、片側２箇所のストッパーが同時に永久磁石１５に当接し、これにより回転モーメントが発生しないようにしている。なお、このストッパーは、前記４箇所に限らず、例えば、更にレンズホルダー１の上下に設けてもよい。

本発明の光学ピックアップ装置および光学部品の配置状態を示す平面図である。 本発明のレンズホルダーを示す平面図である。 本発明の光学ピックアップ装置の内部構造を説明する図である。 本発明のレンズホルダーの構成を説明するための一部断面側面図である。 本発明のレンズホルダーの内部構造を説明する図である。 本発明に用いるフォーカスコイルおよびトラッキングコイルを示す斜視図である。 本発明に用いるフォーカスコイルおよびトラッキングコイルの他の例を示す斜視図である。 従来のディスクトップ型パソコンで採用されている光学ピックアップ装置の構造を示す斜視図である。 従来のノート型パソコンで採用されている光学ピックアップ装置の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１・・・・・・・レンズホルダー
２・・・・・・・サスペンションホルダー
３ａ，３ｂ，３ｃ・・・サスペンションワイヤー
４・・・・・・・対物レンズ
５，６・・・・・コイル収容部
７ａ，７ｂ・・・フォーカスコイル
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ・・・トラッキングコイル
９・・・・・・・切欠き
１０・・・・・・立ち上げミラー
１１・・・・・・ヨークベース
１２・・・・・・逃げ溝
１３，１４・・・ヨーク片
１５・・・・・・永久磁石
１６・・・・・・光学部品

Claims (2)

1. 対物レンズを保持したレンズホルダーをムービングコイル方式により駆動制御して前記対物レンズを変位させることにより、対物レンズの下方に配される立ち上げミラーで反射された光ビームの光ディスクに対する照射位置を調整するようにした光学ピックアップ装置であって、
   前記対物レンズを保持したレンズホルダーが下方に変位したとき、対物レンズの最下部が前記立ち上げミラーの頂部より下方に降下可能となるようにしたことを特徴とする光学ピックアップ装置。
2. 前記対物レンズの下面に空間が形成されるようにレンズホルダーを箱形に形成し、この空間内の対物レンズの直下にレンズホルダーの側面から入射した光ビームを反射する立ち上げミラーを収容するようになし、且つ、前記立ち上げミラーの頂部に対応する前記レンズホルダーの内壁面に逃げ溝を形成したことを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。

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