JP2005149650A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックラッシュによる位置ぶれなどの課題を有さず、位置調整後にレンズ位置を保持するのに電力消費の不要なエキスパンダレンズの移動機構を有する光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 エキスパンダレンズ１５のレンズ間隔を変更するレンズ移動手段として、平面状のスライド面を有するフレーム２０と、レンズ１５ｂを保持するとともにスライド面上をＸ方向にスライド可能にされたレンズホルダ２２と、スライド面上をＸ方向と交わるＹ方向にスライド可能にされた駆動板２３と、該駆動板２３を電磁力によりＹ方向に移動させる駆動装置３０とを備え、駆動板２３とレンズホルダ２２とが、Ｘ方向とＹ方向に対してともに斜めとなる直線方向に摺動可能に係合され、駆動板２３がＹ方向にスライドすることでレンズホルダ２２がＸ方向にスライドしてエキスパンダレンズ１５のレンズ間隔が変更される構成とした。
【選択図】 図２

Description

この発明は、光ディスクに情報の記録や再生を行う光ピックアップ装置に関し、例えば複数層の記録面を有する光ディスクに対応した光ピックアップ装置に利用して有用な技術に関する。

光ディスク記録再生装置において２層の記録面を有する光ディスクに情報の記録又は再生を行う場合、レーザ光が光ディスクの透明層を通過して記録面に到達するまでの距離は、第１層の記録面にアクセスする場合と第２層の記録面にアクセスする場合とで異なる。

また、透明層にレーザ光が入射して記録面に集光される際、透明層の通過によりレーザ光に球面収差が発生するが、透明層を通過する距離が異なることから第１層記録面にアクセスする場合と第２層記録面にアクセスする場合とで球面収差の大きさも異なってくる。特に、書き込み可能なＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）や青紫色レーザ用の光ディスクなどを対象とする装置では、レーザ光を記録面に集光させる対物レンズとして開口数が大きなレンズを用いなければならないが、開口数が大きいと球面収差の量も大きくなるので、第１層の記録面と第２層の記録面における球面収差の違いは無視できないものとなる。

そこで、以前より、上記のような光ディスクを対象とした光ピックアップ装置では、半導体レーザから対物レンズまでの光路上に、２個のレンズを並べてなるエキスパンダレンズを設け、これらのレンズ間隔を動的に変化させてビーム径を変化させることで球面収差の補正を行うようにしていた。

かかる光ピックアップ装置において、エキスパンダレンズのレンズ間隔を変化させる従来の構成としては、例えばレンズホルダを軸摺動可能な状態に支持した上、このレンズホルダにネジ穴を設けてスクリューシャフトと螺合させ、このスクリューシャフトをモータで回転させることで、レンズホルダを平行移動させてレンズ間隔を変化させる構成があった。

また、特許文献１に開示されるように、エキスパンダレンズの一方のレンズまたは両方のレンズを板バネ等により可動状態に支持し、コイルと磁石を用いてレンズホルダに電磁力を作用させることでレンズ間隔を変化させる構成も提案されている。
特開２００３−３０８９０号公報

しかしながら、上記従来のスクリューシャフトによる駆動構成では、スクリューシャフトとレンズホルダのネジ穴との間にあるクリアランスにより、スクリューシャフトを一定の回転位置で停止させてもレンズホルダに所謂バックラッシュなどの位置ブレが伴うという課題があった。そして、このようなバックラッシュがあると、装置に振動が加えられたときにレンズの位置が動いてしまうという問題があった。

また、特許文献１に開示の駆動構成では、レンズホルダを動かすコイルに電流を流しつづけないとレンズの位置を保てないため消費電力が多くなるという課題を有する。

この発明の目的は、バックラッシュによる位置ぶれなどの課題を有さず、位置調整後にレンズ位置を保持するのに電力消費の不要なエキスパンダレンズの移動機構を有する光ピックアップ装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を所定経路で導いて光ディスクの記録面に照射することでデータの再生又は記録を行う光ピックアップ装置において、２個のレンズを第１方向に並べてなりレンズ間隔を変えることでレーザ光の球面収差を変更可能なエキスパンダレンズと、該エキスパンダレンズの２個のレンズのうち第１のレンズを移動させてレンズ間隔を変更するレンズ移動手段とを備え、上記レンズ移動手段は、平面状のスライド面を有するフレームと、上記第１のレンズを保持するとともに上記スライド面上を第１方向にスライド可能にされたレンズホルダと、上記スライド面上を第１方向と交差する（例えば直交する）第２方向にスライド可能にされた駆動板と、電磁力により上記駆動板を第２方向に移動させる駆動手段とを備え、上記駆動板と上記レンズホルダとは、上記スライド面に対して平行で且つ上記第１方向と上記第２方向に対して斜めとなる直線に沿って摺動可能に係合されるとともに、この係合部分が上記スライド面の垂直方向に外れないように一方の摺動面には摺動方向に沿って溝が設けられ、他方の摺動面には摺動方向に沿って上記溝に嵌合される突出辺が設けられ、上記駆動板が第２方向にスライドすることで上記レンズホルダが第１方向にスライドして上記エキスパンダレンズの２個のレンズ間隔が変更されるように構成とした。

このような手段によれば、駆動板をレンズホルダに摺動させてレンズホルダを動かす機構なので、スクリューシャフトを用いた伝達機構のようにバックラッシュが生じず、レンズ間隔の調整時やその後にレンズホルダの位置ブレが生じるという不都合が生じない。

望ましくは、上記レンズホルダを上記駆動板との摺動面の方向に押圧する第１のバネ部材を備えると良い。このような構成により、レンズホルダをスムースに移動させてレンズ間隔を変更できるとともに、レンズ間隔の調整時やその後に位置ブレも生じない。

また望ましくは、上記駆動板に駆動方向と異なる方向から当接して上記駆動板を押さえる第２のバネ部材を備えると良い。このような構成により、レンズ間隔の調整後に駆動手段の通電を絶って駆動板を固定させることが出来る。それにより、レンズ固定時の電力消費を不要にすることが出来る。

また望ましくは、上記駆動板の上記第２のバネ部材が当接される箇所には複数個の溝が第２方向に並んで設けられ、これらの溝に上記第２のバネ部材の当接部が嵌合することで駆動板の固定位置が離散的に決定されるように構成すると良い。このような構成により、予め定められた調整位置に合わせて簡単な制御でレンズ間隔の調整を行うことが出来る。

以上説明したように、本発明に従うと、光ピックアップ装置のエキスパンダレンズのレンズ移動機構において、レンズ間隔の調整時やその後に位置ブレなどが生じにくく、調整後にレンズ間隔を保持するのに電力消費を必要としないという効果がある。

また、モータを用いないことから全体構成のコンパクト化を図ることが出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態の光ピックアップ装置１の光学系の構成を示す図である。

この実施の形態の光ピックアップ装置１は、例えば、２層の記録面を有する青紫色レーザ用の光ディスクＤ０を対象として、その記録面に青紫レーザを照射して情報の記録と再生とを行うものである。

この光ピックアップ装置１の光学系は、レーザ光を出射する半導体レーザ１０と、この出射光を平行光にするコリメータレンズ１１と、フォーカス補正やトラッキング補正を行うためにレーザ光を３ビームにする回折格子１２と、出射光と反射光とを分離する偏光ビームスプリッタ１３と、偏光ビームスプリッタ１３と協働して光アイソレータとして機能する１／４波長板１４と、ビーム径を変更してレーザ光の球面収差を補正するエキスパンダレンズ１５と、立上げミラー１６と、レーザ光を光ディスクＤ０の記録面に集光する対物レンズ１７と、光ディスクＤ０で反射されビームスプリッタ１３で分離された反射光を集光する集光レンズ７と、フォーカス補正のためにレーザ光に非点収差を与える円筒レンズ８と、反射光を検出する光センサ９とから構成される。

これらの光学系は、光ピックアップ装置１の図示しないベースフレームに組みつけられてユニット化されている。また、対物レンズ１７とエキスパンダレンズ１５の凸レンズ１５ｂについては、その位置を動的に変化させることが可能なアクチュエータ１７Ｋ，１５Ｋを介してベースフレームに固定されている。

この実施の形態において、対物レンズ１７は、開口数が例えばＮＡ＝０．８５〜１．００などと大きく、光ディスクの記録面を覆う透明層をレーザ光が通過する際に、データの記録再生を行うのに無視できない量の球面収差が生じるものである。

エキスパンダレンズ１５は、２個１組のレンズ（例えば凹レンズ１５ａと凸レンズ１５ｂ）からなり、これらのレンズ間隔を変化させることで入射光と出射光のビーム径を変化させ、それによりレーザ光の球面収差を補正することが可能になっている。そして、このうちの凸レンズ１５ｂがアクチュエータ１５Ｋにより光軸方向に変位可能にされている。なお、変位可能とするレンズを凹レンズ１５ａにしたり、或いは両方のレンズ１５ａ，１５ｂを変位可能としても良い。

図２には、エキスパンダレンズ１５のレンズ間隔を変更可能とするレンズアクチュエータ１５Ｋの斜視図を、図３（ａ）にはレンズアクチュエータ１５Ｋの平面図を、図３（ｂ）にはレンズアクチュエータ１５Ｋの正面図を示す。

このレンズアクチュエータ１５Ｋは、土台となるフレーム２０と、エキスパンダレンズ１５の２個のレンズ１５ａ，１５ｂのうち凹レンズ１５ａを固定的に保持するレンズホルダ２１と、凸レンズ１５ｂを可動式に保持するレンズホルダ２２と、凸レンズ１５ｂのレンズホルダ２２と摺動するように係合された駆動板２３と、フレーム２０に固定された永久磁石３１とヨーク３２および駆動板２３に固着された電磁コイル３３からなる電磁駆動装置３０と、レンズホルダ２２を片側から押さえる板バネ２８と、駆動板２３の一部に当接して駆動装置３０の停止時に駆動板２３を固定する板バネ２９とから構成される。

フレーム２０は、その上面２０Ａが平面状に形成され、レンズホルダ２２や駆動板２３が摺動するスライド面を構成している。

図４には、レンズホルダ２２と駆動板２３とを分離させた裏面側の斜視図を、図５には、図３（ａ）の矢印Ａ−Ａ線断面図を示す。

レンズホルダ２２は、レンズ１５ｂを収容する筒状の空洞部を有するホルダ部２２ａと、このホルダ部２２ａの底面側でフレーム上面２０Ａに沿って広がる基部２２ｂとから構成される。図４に示すように、このレンズホルダ２２の基部２２ｂには、その裏面側に駆動板２３が係合される斜めの切欠き２２Ｂが形成され、且つ、この切欠き２２Ｂを形成する側面にはＶ字溝２２Ｖが形成されている。

レンズホルダ２２は、基部２２ｂの一方の側面がフレーム２０に固着されたガイド２０ｂに当接され、このガイド２０ｂに沿ってＸ方向（第１方向）にスライド移動可能な状態に配置される。

また、図３（ａ）と図５に示すように、このレンズホルダ２２の係止部と反対側の下部には、板バネ２８の下側に入り込んでレンズホルダ２２が上に外れてしまうのを防止する係止板２２ｃが設けられている。

駆動板２３は、平板状の部材で、フレーム２０に固着されたガイド２０ｃに沿ったＹ方向（第２方向）にフレーム上面２０Ａ上をスライド移動可能な状態に配置される。駆動板２３は、その平面形状が、ガイド２０ｃに接する辺に対して３０°〜４５°程度の角度をなす斜辺を有する形状で、この斜辺部がレンズホルダ２２の切欠き２２Ｂに係合されるようになっている。また、この斜辺に沿って断面が逆Ｖ字形状の突出辺２３Ｖが形成され、この突出辺２３ＶがレンズホルダのＶ字溝２２Ｖと摺動可能な状態でぴったり合わされるようになっている。

この駆動板２３には、磁石３１を取り巻くようにコイル３３が巻回されたコイルホルダが固着されており、このコイル３３に電流が流されることで、Ｙ方向の駆動力が発生されるようになっている。また、電流の向きを変えることで、駆動力の向きは前後に変化される。

また、駆動板２３のガイド２０ｃに接する面の下半分には、駆動板２３が上向きに外れないように張出し２３ｂが設けられており、この張出し２３ｂがガイド２０ｃの溝に嵌合された状態でＹ方向にスライドするようになっている。

さらに、駆動板２３の板バネ２９が当接される側面部分には、板バネ２９の当接部が嵌合する溝２３ｆ１，２３ｆ２がＹ方向に沿って例えば２個並んで設けられている。

板バネ２８，２９は、フレーム２０に固定された支柱２７にその基部が固着され、先の部分が弾性によりレンズホルダ２２と駆動板２３とを押圧するようになっている。

図６には、上記のレンズアクチュエータ１５Ｋの動作説明図を示す。同図（ａ）はレンズ間隔を小さくした状態の平面図、（ｂ）はレンズ間隔を大きくした状態の平面図である。

上記のように構成されたレンズアクチュエータ１５Ｋによれば、図６（ａ）から（ｂ）に示すように、駆動装置３０のコイル３３に電流が流されると、駆動板２３にＹ方向の駆動力が加わり、この駆動力が板バネ２９の押圧力を上回ることで、この板バネ２９を押し上げて駆動板２３がＹ方向にスライド移動する。

そして、この駆動板２３の移動に伴って駆動板２３がレンズホルダ２２を係合部で摺動しながら押して、該レンズホルダ２２をスライド移動させる。レンズホルダ２２は駆動板２３とガイド２０ｂと板バネ２８とから三方を挟まれているのでＸ方向に移動する。そして、この移動によりエキスパンダレンズ１５のレンズ間隔が小さくなる。

その後、駆動板２３は、板バネ２９の当接部が溝２３ｆ１，２３ｆ２に嵌った位置で停止される。その前後で、コイル３３に流される電流は停止される。その結果、エキスパンダレンズ１５のレンズ間隔もこの駆動板２３の停止位置に応じた長さで固定される。

また、駆動装置３０のコイル３３に逆向きの電流を流すことで、上記の場合と逆の動作が発生して、エキスパンダレンズ１５のレンズ間隔を広く調整することが出来る。

以上のように、この実施の形態の光ピックアップ装置１によれば、そのエキスパンダレンズ１５のアクチュエータ１５Ｋが、駆動板２３をレンズホルダ２２に摺動させてレンズホルダ２２を動かす構成なので、スクリューシャフトを用いた伝達機構のようにバックラッシュの発生がなく、レンズホルダに位置ブレが生じると云う不都合を回避することが出来る。

また、モータを用いていないことから、全体構成のコンパクト化を図ることが出来る。

また、駆動板２３を移動させてレンズ間隔を変化させた後は、レンズホルダ２２の位置がずれないようにするため駆動装置３０のコイル３３に電流を流す必要がないので、消費電力の削減および装置の発熱の低減を図ることが出来る。

また、駆動板２３の板バネ２９が当接する部分に溝２３ｆ１，２３ｆ２が設けられ、それによりレンズホルダ２２の停止位置が決められるので、予め定められた調整位置に合わせて簡単な制御でレンズ間隔の調整を行うことが出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、駆動板２３に設けられた溝２３ｆ１，２３ｆ２により駆動板２３の停止位置が離散的に決まるように構成しているが、溝は設けるかわりにラバーなどを設けて駆動板２３の停止位置を連続的に可変とすることで、エキスパンダレンズ１５のレンズ間隔の調整を連続的な量で行えるようにしても良い。

また、駆動板２３とレンズホルダ２２の係合部の形状も、Ｖ字溝と逆Ｖ字の突出辺のようにＶ字形状に限られず、矩形の溝と矩形の突出辺など、種々の形状に変更可能である。また、実施の形態で示したＸ方向とＹ方向とは直交していても良いし８０度や１００度など直交していなくても良い。

この発明は、青紫レーザ用光ディスクの記録再生装置のものに限られず、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＯ（光磁気ディスク）の記録再生装置に使用される光ピックアップに利用することが出来る。

本発明の実施の形態の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。 エキスパンダレンズのレンズアクチュエータを示す斜視図である。 図２のレンズアクチュエータを示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図である。 図２のレンズホルダと駆動板とを分離させて裏面側から眺めた分離斜視図である。 図３（ａ）の矢印Ａ−Ａ線断面図である。 レンズアクチュエータの動作を説明する図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
１５ エキスパンダレンズ
２０ フレーム
２０Ａ フレーム上面（スライド面）
２２ レンズホルダ
２２Ｖ Ｖ字溝
２３ 駆動板
２３ｆ１，２３ｆ２ 溝
２３Ｖ 突出辺
２８ 板バネ（第１のバネ部材）
２９ 板バネ（第２のバネ部材）
３０ 電磁駆動装置（駆動手段）

Claims (5)

1. レーザ光を所定経路で導いて光ディスクの記録面に照射することでデータの再生又は記録を行う光ピックアップ装置において、
   ２個のレンズを第１方向に並べてなりレンズ間隔を変えることでレーザ光の球面収差を変更可能なエキスパンダレンズと、
   該エキスパンダレンズの２個のレンズのうち第１のレンズを移動させてレンズ間隔を変更するレンズ移動手段とを備え、
   上記レンズ移動手段は、
   平面状のスライド面を有するフレームと、
   上記第１のレンズを保持するとともに上記スライド面上を第１方向にスライド可能にされたレンズホルダと、
   上記スライド面上を第１方向と交差する第２方向にスライド可能にされるとともに上記レンズホルダと摺動可能に係合された駆動板と、
   電磁力により上記駆動板を第２方向に移動させる駆動手段と、
   上記レンズホルダを上記駆動板との摺動面の方向に押圧する第１のバネ部材と、
   上記駆動板に駆動方向と異なる方向から当接して上記駆動板を押さえる第２のバネ部材と、
   上記駆動板の固定位置を離散的に決定するため上記駆動板の上記第２のバネ部材が当接される箇所に第２方向に並んで設けられた複数個の溝とを備え、
   上記駆動板と上記レンズホルダとは、上記スライド面に対して平行で且つ上記第１方向と上記第２方向に対して斜めとなる方向に沿って摺動可能に係合されるとともに、この係合部分が上記スライド面の垂直方向に外れないように一方の摺動面には摺動方向に沿って溝が設けられ、他方の摺動面には摺動方向に沿って上記溝に嵌合される突出辺が設けられ、上記駆動板が第２方向にスライドすることで上記レンズホルダが第１方向にスライドして上記エキスパンダレンズの２個のレンズ間隔が変更されるように構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. レーザ光を所定経路で導いて光ディスクの記録面に照射することでデータの再生又は記録を行う光ピックアップ装置において、
   ２個のレンズを第１方向に並べてなりレンズ間隔を変えることでレーザ光の球面収差を変更可能なエキスパンダレンズと、
   該エキスパンダレンズの２個のレンズのうち第１のレンズを移動させてレンズ間隔を変更するレンズ移動手段とを備え、
   上記レンズ移動手段は、
   平面状のスライド面を有するフレームと、
   上記第１のレンズを保持するとともに上記スライド面上を第１方向にスライド可能にされたレンズホルダと、
   上記スライド面上を第１方向と交差する第２方向にスライド可能にされた駆動板と、
   電磁力により上記駆動板を第２方向に移動させる駆動手段とを備え、
   上記駆動板と上記レンズホルダとは、上記スライド面に対して平行で且つ上記第１方向と上記第２方向に対して斜めとなる方向に沿って摺動可能に係合されるとともに、この係合部分が上記スライド面の垂直方向に外れないように一方の摺動面には摺動方向に沿って溝が設けられ、他方の摺動面には摺動方向に沿って上記溝に嵌合される突出辺が設けられ、上記駆動板が第２方向にスライドすることで上記レンズホルダが第１方向にスライドして上記エキスパンダレンズの２個のレンズ間隔が変更されるように構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 上記レンズホルダを上記駆動板との摺動面の方向に押圧する第１のバネ部材を備えていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
4. 上記駆動板に駆動方向と異なる方向から当接して上記駆動板を押さえる第２のバネ部材を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
5. 上記駆動板の上記第２のバネ部材が当接される箇所には複数個の溝が第２方向に並んで設けられ、これらの溝に上記第２のバネ部材の当接部が嵌合することで駆動板の固定位置が離散的に決定されるように構成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の光ピックアップ装置。

Images