JP2006012203A - Optical element for optical pickup, and optical pickup using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学的に情報の記録/再生を行う光ディスクドライブ装置の光ピックアップに設けられる光学素子およびそれを用いた光ピックアップに関するものである。 The present invention relates to an optical element provided in an optical pickup of an optical disc drive apparatus for optically recording / reproducing information and an optical pickup using the optical element.
光ディスクドライブ装置では、波長780nmのレーザを使用したCDから波長660nmのレーザを使用したDVD、さらに波長405nmのレーザを使用したディスクの採用と、波長を短くすることによる高密度化が進められている。NAについても、CDの0.45からDVDの0.6、さらに大きくすることによる高密度化が進められている。 In optical disk drive devices, the use of CDs that use lasers with a wavelength of 780 nm, DVDs that use lasers with a wavelength of 660 nm, and disks that use lasers with a wavelength of 405 nm, and higher density by shortening the wavelength are being promoted. . As for NA, the density has been increased by increasing CD from 0.45 to DVD to 0.6.
このように、波長を短く、NAを大きくしていくと、各種光学特性に対する許容量が減少し、記録媒体にレーザ光を集光する集光光学素子である対物レンズへの要求も厳しいものとなる。例えば、レーザとしては、半導体レーザが用いられるが、その波長変動による色収差の発生が許容できなくなり、色収差を打ち消すために、対物レンズを1枚構成でなく、正負複数枚で構成する必要が生じる。 As described above, when the wavelength is shortened and the NA is increased, the tolerance for various optical characteristics is reduced, and the demand for an objective lens that is a condensing optical element for condensing laser light on a recording medium is severe. Become. For example, although a semiconductor laser is used as the laser, the occurrence of chromatic aberration due to the wavelength variation becomes unacceptable, and in order to cancel the chromatic aberration, the objective lens needs to be configured with a plurality of positive and negative lenses.
ところが、対物レンズを複数枚で構成すると、それらの光軸合わせが必要になるなど、組立性が悪化する。また、部品点数が増えるため、コスト的にも不利となりやすい。 However, if the objective lens is composed of a plurality of lenses, the assemblability deteriorates, such as the need to align their optical axes. Moreover, since the number of parts increases, it tends to be disadvantageous in terms of cost.
このような不具合を回避あるいは低減するものとして、対物レンズとして光軸に関して回転対称な通常のレンズを用いるのでなく、図23に示すように、回転非対称な曲面を持ついわゆる自由曲面レンズからなる対物レンズ101を用いることで、短波長、高NAであっても、枚数を減らすことができるようにした光ピックアップが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、図23では、他の図と方向を合わせるために、特許文献1に示された図を180度回転させ、記録媒体102が上になるように示している。
In order to avoid or reduce such an inconvenience, an objective lens made up of a so-called free-form surface lens having a rotationally asymmetric curved surface as shown in FIG. There is known an optical pickup in which the number of sheets can be reduced by using 101 even when the wavelength is short and the NA is high (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 23, in order to align the direction with the other figures, the figure shown in
この対物レンズ101は、入射光103を面105で屈折させた後、面106および面107で順次反射させ、さらに面108で再び屈折させて、射出光104を記録媒体102に集光させるもので、面105〜108は、回転非対称な曲面とされている。
The
特許文献1に開示の対物レンズ101は、レンズアクチュエータのホルダに搭載され、記録媒体105のほぼ垂直方向やトラックを横切る方向に移動可能に支持されるが、この対物レンズ101は、通常レンズを受ける下面105、107が回転非対称な自由曲面となっているため、ホルダには下面(Z−側)105、107に合わせた曲面あるいは曲線状の縁からなる受け部を設ける必要がある。
The
しかし、曲面や曲線形状の縁からなる受け部を有するホルダを製作するのは難しく、また、完成した受け部の形状の測定も難しいため、型で製作した場合の誤差のフィードバックも困難になる。このため、形状に誤差が生じ易くなって、対物レンズの座りが悪くなってしまう。精度を高めるためには、対物レンズをホルダに取り付ける際に、対物レンズの向きを調整する必要があるが、ガタが生じて作業性が悪くなり、対物レンズを正しい向きに固定できなくなることが懸念される。 However, it is difficult to manufacture a holder having a receiving part composed of a curved surface or a curved edge, and it is also difficult to measure the shape of the completed receiving part, so that it is difficult to feed back an error when it is manufactured with a mold. For this reason, an error is easily generated in the shape, and the sitting of the objective lens is deteriorated. To increase the accuracy, it is necessary to adjust the orientation of the objective lens when attaching it to the holder. However, there is a concern that play may occur and workability will deteriorate, making it impossible to fix the objective lens in the correct orientation. Is done.
なお、光ピックアップ用のレンズではないが、図24に示すような自由曲面を用いた光学素子も知られている(例えば、特許文献2参照)。 An optical element using a free curved surface as shown in FIG. 24 is also known, although it is not a lens for optical pickup (see, for example, Patent Document 2).
図24に示す光学素子110は、面113より光が入射して、面111より光が射出するようになっており、この間、光は面113で屈折されて面111で反射され、さらに面112で反射されて面111を屈折透過して射出される。これらの面111〜113は、回転非対称な曲面となっている。
The
この光学素子110では、側面114、115に固定部116a、116bを設け、これら固定部116a、116bを用いて、光学素子110をホルダなどに固定するようにしている。
In the
したがって、特許文献2に開示の技術を特許文献1に開示の対物レンズ101適用して、対物レンズ101の側面に固定部を設け、この固定部の取り付け面をホルダに設ければ、対物レンズ101をがたなくホルダに固定することが可能となる。
Therefore, if the technique disclosed in
しかしながら、対物レンズ101をホルダに固定する際には、上述したように対物レンズ101の向きを高精度に調整する必要があり、そのためには対物レンズ101の固定部を受けるホルダ側に何らかの調整機構を要することになるため、装置が大型化することが懸念される。
上記の事情に鑑みてなされた本発明の第1の目的は、ホルダに対して正しい向きに容易かつ高精度に固定できるいわゆる自由曲面レンズからなる光ピックアップ用光学素子を提供することにある。 The first object of the present invention made in view of the above circumstances is to provide an optical element for an optical pickup comprising a so-called free-form surface lens that can be easily and accurately fixed to a holder in the correct orientation.
さらに、本発明の第2の目的は、上記の光ピックアップ用光学素子を用いることにより、装置を小型化できる光ピックアップを提供することにある。 Furthermore, a second object of the present invention is to provide an optical pickup capable of miniaturizing the apparatus by using the optical element for optical pickup described above.
上記第1の目的を達成する請求項1に係る発明は、ホルダに固定されて使用され、少なくとも入射面および射出面を含む複数の光学作用面を有し、これら光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、上記入射面から入射した光を上記射出面から射出して記録媒体に集光する光ピックアップ用光学素子において、
上記ホルダに固定される固定部が、第1の軸に関して回転対称な形状を有することを特徴とするものである。
The invention according to
The fixing portion fixed to the holder has a rotationally symmetric shape with respect to the first axis.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記回転対称な形状が、円柱形状であることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to the first aspect, the rotationally symmetric shape is a cylindrical shape.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記回転対称な形状が、円錐台形状であることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記回転対称な形状が、上記第1の軸を中心に平面を180度以上で360度未満回転して形成される形状であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to the first aspect, the rotationally symmetric shape is formed by rotating a plane 180 degrees or more and less than 360 degrees around the first axis. It is characterized by having a shape.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記光学素子からの射出光の光軸を第2の軸としたとき、上記第1の軸と上記第2の軸の方向余弦とのなす角が90度であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to any one of the first to fourth aspects, when the optical axis of the light emitted from the optical element is the second axis, the first And an angle formed by the cosine of the second axis is 90 degrees.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第1の軸が、上記射出面からの射出光の光軸または該光軸の延長線と交差することを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to any one of the first to fifth aspects, the first axis is an optical axis of light emitted from the emission surface or an optical axis of the optical axis. It is characterized by intersecting the extension line.
請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記光学作用面として、上記入射面および上記射出面の他に、少なくとも1つの反射面を有することを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to any one of the first to sixth aspects, as the optical action surface, at least one reflecting surface in addition to the incident surface and the emitting surface. It is characterized by having.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記反射面が、回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the optical element for an optical pickup according to the seventh aspect, the reflecting surface is a rotationally asymmetric curved surface.
さらに、上記第2の目的を達成する請求項9に係る発明は、入射光を記録媒体に集光するための光学素子と、該光学素子を固定するホルダと、該ホルダの移動機構とを少なくとも備える光ピックアップにおいて、
上記光学素子が請求項1〜8のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子からなることを特徴とするものである。
Furthermore, the invention according to
The said optical element consists of the optical element for optical pick-ups as described in any one of Claims 1-8, It is characterized by the above-mentioned.
請求項10に係る発明は、請求項9に記載の光ピックアップにおいて、上記移動機構は、上記ホルダを、上記第1の軸と方向余弦が90度をなす第3の軸を中心に回転移動させることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the optical pickup according to the ninth aspect, the moving mechanism rotates and moves the holder about a third axis whose direction cosine is 90 degrees with the first axis. It is characterized by this.
さらに、上記第2の目的を達成する請求項11に係る発明は、入射光を記録媒体に集光するための光学素子と、該光学素子を固定するホルダと、該ホルダを移動可能に支持する第1の部材と、該第1の部材を固定する第2の部材とを少なくとも備える光ピックアップにおいて、
上記光学素子は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子からなり、
上記第1の部材は、上記第1の軸と方向余弦が90度をなす第4の軸を中心に回転調整可能に上記第2の部材に固定されることを特徴とするものである。
The invention according to
The optical element comprises the optical element for an optical pickup according to any one of
The first member is fixed to the second member so as to be rotatable and adjustable around a fourth axis whose direction cosine is 90 degrees with the first axis.
本発明の光ピックアップ用光学素子によれば、ホルダに固定される固定部を第1の軸に関して回転対称な形状としたので、この第1の軸を中心に回転調整することで、ホルダに対して正しい向きに容易かつ高精度に固定することが可能となる。 According to the optical element for an optical pickup of the present invention, since the fixed portion fixed to the holder has a rotationally symmetric shape with respect to the first axis, by rotating and adjusting around the first axis, Thus, it can be easily and accurately fixed in the correct orientation.
また、本発明の光ピックアップによれば、第1の軸に関して回転対称な形状のホルダ固定部を有する光ピックアップ用光学素子を用いるので、ホルダ側に何らの調整機構を要することなく、光ピックアップ用光学素子をホルダに対して正しい向きに容易かつ高精度に固定することができ、光ピックアップを小型化できる。 In addition, according to the optical pickup of the present invention, since the optical pickup optical element having the holder fixing portion having a rotationally symmetric shape with respect to the first axis is used, there is no need for any adjustment mechanism on the holder side, and the optical pickup is used. The optical element can be easily and accurately fixed in the correct orientation with respect to the holder, and the optical pickup can be miniaturized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1乃至図10は本発明の第1実施の形態に係る光ピックアップのレンズアクチュエータを示すもので、図1は斜視図、図2および図3はカバーを外した状態の斜視図、図4は同じくカバーを外した状態の上面図、図5は図4のA−A断面図(但し、カバーあり)、図6は分解斜視図、図7は図4のB−B断面図(但し、カバーあり)、図8は対物レンズの斜視図、図9は対物レンズおよびホルダ部分の分解斜視図、図10は対物レンズの変形例を示す要部の斜視図である。
(First embodiment)
1 to 10 show a lens actuator of an optical pickup according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view, FIGS. 2 and 3 are perspective views with a cover removed, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 4 (with a cover), FIG. 6 is an exploded perspective view, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 8 is a perspective view of the objective lens, FIG. 9 is an exploded perspective view of the objective lens and the holder portion, and FIG. 10 is a perspective view of a main part showing a modification of the objective lens.
図2乃至図6において、液晶ポリマーなどの合成樹脂で作られたホルダ30には、光ピックアップ用光学素子である対物レンズ10、フォーカスコイル1a,1b、トラッキングコイル4a〜4hが接着されている。
2 to 6, an
対物レンズ10は、いわゆる自由曲面レンズで、図5に示すように、光路11から光が入射し、その入射光は、先ず、入射面17で屈折して光路12を進み、次に、反射面18で反射されて光路13を進み、次に、反射面19で反射されて光路14を進み、さらに、反射面20で反射されて光路15を進み、最後に、射出面21で屈折して光路16を進んで、記録媒体29にスポットを形成する。ここで、光路11〜16の中心である光軸は、同一のYZ平面内にある。また、入射面17、反射面18〜20、射出面21の各光学作用面は、回転対称でない曲面で、自由曲面となっており、光軸を通るZX平面に関しては、面対称な形状となっている。
The
図8に示すように、対物レンズ10のX方向両端には、ホルダ30への固定部として、第1の軸である軸25を回転中心とする回転対称な円柱状の凸部24a,24bが設けられている。軸25は、図5に示すように、第2の軸である対物レンズ10からの射出光の光軸の延長線上にあり、光路16に対して直交してX方向に延在している。
As shown in FIG. 8, at both ends in the X direction of the
図9に示すように、ホルダ30には、溝部35a,35bが設けられている。溝部35a,35bの底部36a,36b(36aは図示せず)は、円柱側面の1/2の形状となっており、円柱の半径は、凸部24a,24bの半径より10〜20μm程度大きくなっている。これら溝部35a,35bの底部36a,36bに、対物レンズ10の凸部24a,24bを勘合することにより、対物レンズ10を、軸25を中心に矢印26で示すX軸回りに回転調整することが可能になる。なお、溝部35a,35bの幅は、底部36a,36bの直径と同一となっている。これにより、対物レンズ10は、矢印26で示すように回転調整されて、正確な向きにホルダ30に固定される。調整後は、動くことがないように、対物レンズ10はホルダ30に接着される。
As shown in FIG. 9, the
対物レンズ10が固定されたホルダ30のZ−端の底部には、図5に示すように、光路11を制限する開口制限の役割を果たす絞り37が設けられている。
At the bottom of the Z-end of the
トラッキングコイル4a〜4fは、その中心の穴部をホルダ30に設けられた突起32a〜32fに挿入され、これによりホルダ30に位置決めされて接着固定されている。
The tracking coils 4a to 4f are inserted into the
フォーカスコイル1a,1bは、トラッキングコイル4a〜4fの表面に接着固定されている。この際、フォーカスコイル1a,1bは、その穴3a,3bがホルダ30に設けられた突起31a,31bに挿入されてZ方向が位置決めされ、X方向については、ジグで位置決めされて固定される。
The focus coils 1a and 1b are bonded and fixed to the surfaces of the tracking coils 4a to 4f. At this time, the focus coils 1a and 1b are inserted in the
ホルダ30には、X方向両端にも突起33a,33bが設けられている。突起33a,33bには、穴34a〜34fが設けられ、これら穴34a〜34fに、ベリリウム銅製の6本のワイヤバネ6a〜6fが挿入されて接着されている。ワイヤバネ6a〜6fは、断面形状が円形で、すべて平行に配置されている。ここで、ワイヤバネ6a,6c,6d,6fの4本は同一のバネで、残りのワイヤバネ6b,6eの2本は、先の4本よりもバネ定数が小さい同一のバネとなっている。ワイヤバネ6aと6d、ワイヤバネ6bと6e、ワイヤバネ6cと6fは、各々同一のXY平面内にあり、その平面内でのバネのX方向の距離は、ワイヤバネ6aと6dおよびワイヤバネ6cと6fが同一で、ワイヤバネ6bと6eとの距離は、前者より小さくなっている。
The
6本のワイヤバネ6a〜6fは、ホルダ30側の端(Y+側端)で、フォーカスコイル1a,1bおよびトラッキングコイル4a〜4hと半田付けされている。すなわち、フォーカスコイル1b,1dについては、直列接続されてその両端がワイヤバネ6bおよび6eに半田付けされ、トラッキングコイル4a〜4hについては、通常とは異なり2組に分けられて、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fが直列接続されてその両端がワイヤバネ6aおよび6dに半田付けされ、トラッキングコイル4c,4d,4g,4hが列接続されてその両端がワイヤバネ6cおよび6fに半田付けされている。
The six
6本のワイヤバネ6a〜6fのY−方向端は、バネウケ7に固定され、さらに基板41の穴43a〜43fに挿入されて半田付けされている。バネウケ7には、凹部8a,8bが設けられており、その部分にシリコーンゲルが充填されて、ワイヤバネ6a〜6fをダンピングしている。なお、バネウケ7にも、図示していないが、ホルダ30および基板41と同様に、凹部8a,8bの底(Y−方向)にあたる部分に、ワイヤバネ6a〜6fを通す穴部が設けられている。
The Y-direction ends of the six
図3に示すように、基板41は、穴部42がバネウケ7に設けた凸部9に勘合されて位置決めされている。ホルダ30は、6本のワイヤバネ6a〜6fによって、記録媒体29にほぼ垂直な方向(Z方向)および記録媒体29のトラックを横切る方向(X方向)に移動可能にバネウケ7に支持されていることになる。また、基板41は、外部の電気回路と接続されており、フォーカスコイル1a,1b、トラッキングコイル4a〜4bは、6本のワイヤバネ6a〜6fを介して外部の電気回路に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
バネウケ7は、鉄製のベース44に固定されている。ベース44には、立ち上げ部45aが設けられ、そのZ+端側はX方向両側に形成された曲げ部46a,46bによってコの字型形状となっており、その部分でバネウケ7のX方向およびY方向を位置決めし、Z方向はベース44の底面(XY方向に延びる面)で位置決めするようになっている。また、ベース44には、立ち上げ部45aとY方向に対向するように、同様の形状の立ち上げ部45bが設けられ、そのZ+端側はX方向両側に形成された曲げ部46c,46dによってコの字型形状となっている。立ち上げ部45a,45bの対向する面には、磁石47a,47bが接着されている。
The
磁石47a,47bの極性および駆動力発生の仕組みについては、磁石47a側の磁気回路で説明する。
The polarity of the
磁石47aは、図5および図6に示すように、例えばフォーカスコイル1aおよびトラッキングコイル4a〜4dに対向する表面のZ−側がN極、Z+側がS極となっており、磁界は、図5に矢印54で示すように、磁石47aの表面のN極から出て、表面のS極に戻るように発生する。これにより、図7に示すように、フォーカスコイル1aの辺2a,2bには、逆向きの磁界が及ぶことになる。ここで、フォーカスコイル1aに流れる電流は、辺2a,2bで向きが逆になるので、辺2a,2bに発生する駆動力はZ方向に同じ向きとなり、フォーカス方向(記録媒体29の垂直方向)の駆動力が発生する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図4に示すように、磁石47aは、Z+端において、Y+方向がS極、Y−方向がN極となっているので、このN極からの磁界は、立ち上げ部45aを通って曲げ部46a,46bにN極として表れ、さらに、矢印53a,53bで示すように、磁石47aの表面のS極に戻る。これにより、図7に示すように、トラッキングコイル4cの辺5e,5fには、逆向きの磁界が及ぶことになる。ここで、トラッキングコイル4cに流れる電流は、辺5e,5fで向きが逆になるので、辺5e,5fに発生する駆動力はX方向に同じ向きとなり、トラッキング方向(記録媒体29のトラックを横切る方向)の駆動力が発生する。トラッキングコイル4dについても、同様に、辺5g,5hがトラックを横切る方向の駆動力を発生する。
As shown in FIG. 4, since the
また、極性は逆になるが、トラッキングコイル4a,4bについても、同様に、辺5a〜5dがトラックを横切る方向の駆動力を発生する。なお、磁石47aの強さなどによっては、立ち上げ部45aを通って曲げ部46a,46bの先端に表れる磁極の磁界が弱い場合がある。その場合でも、磁石47aの表面から直接出る矢印54の磁界は強く、この磁界によって、先の矢印53a,53bの磁界と同じ向きの磁界がトラッキングコイル4a〜4dの辺5b,5c,5f,5gに及び、トラックを横切る方向の駆動力が発生するので問題ない。
Although the polarities are reversed, the tracking coils 4a and 4b similarly generate a driving force in the direction in which the
磁石47bは、磁石47aと対向する磁極が異極になるよう配置されて、同様の駆動力を発生する。ここで、磁石47a,47bは異極が対向しているので、図4に矢印55で示すように、磁石47a,47b間にも磁界が発生するが、この磁界も、上述した磁界53a,53b,54と同じ向きであるので問題ない。
The
ところで、先に述べたように、トラッキングコイル4a〜4hは、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fと、トラッキングコイル4c,4d,4g,4hとに独立して電流を流せるようになっている。したがって、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fとトラッキングコイル4c,4d,4g,4hとで、同じ駆動力を発生するように電流を流せば、ホルダ30はトラッキング方向(Z方向)に駆動力を受けて移動することになる。また、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fに発生する駆動力と、トラッキングコイル4c,4d,4g,4hに発生する駆動力とに差をつければ、例えば、図7に矢印56aで示すトラッキングコイル4a,4b,4e,4fの駆動力を小さくし、矢印56bで示すトラッキングコイル4c,4d,4g,4hの駆動力を大きくすれば、ホルダ30は駆動力が大きい方へ大きく移動するので、ホルダ30は第3の軸であるY軸回りに矢印57で示すように回転することになる。したがって、これを利用すれば、対物レンズ10の傾きを調整する動きをさせることもできる。なお、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fとトラッキングコイル4c,4d,4g,4hとに発生させる駆動力は、場合によっては逆向きにすることもあり得る。
By the way, as described above, the tracking coils 4a to 4h can flow currents independently to the
ベース44には、ホルダ30を覆うようにステンレス製のカバー40が固定されている。図1に示すように、カバー40は、ホルダ30の突起33a,33bのZ+側上方も覆うようになっており、ホルダ30がZ+方向へ移動して、突起33a,33bのZ+端38a,38b(図4参照)がカバー40に当接することで、その移動量を制限するストッパーとして機能するようになっている。
A
以上のように構成された対物レンズ10の駆動機構をレンズアクチュエータと呼ぶ。このレンズアクチュエータは、図示していないが、レーザダイオード、フォトディテクタ、プリズムなどからなる光学系を備えた光ピックアップ本体に固定される。
The drive mechanism of the
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る光ピックアップの動作について説明する。 Next, the operation of the optical pickup according to the present embodiment configured as described above will be described.
図示しない光学系のレーザダイオードより発せられたレーザ光は、いくつかのプリズムなどを経由したあと、光路11から対物レンズ10に入射する。この際、ホルダ30に設けられた絞り37により、対物レンズ10に不要な光が入射するのが制限される。対物レンズ10に入射したレーザ光は、光路16から射出されて記録媒体29にスポットを形成する。
Laser light emitted from a laser diode (not shown) enters the
また、記録媒体29からの反射光は、再び対物レンズ10を通って図示しない光学系に戻り、いくつかのプリズムなどを経由した後、フォトディテクタで受光されて、フォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号が検出されると共に、記録媒体29に対する対物レンズ10のY軸回りの傾きも検出される。
The reflected light from the
ここで、フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル1a,1bに電流を流して、ホルダ30を記録媒体29に垂直な方向に駆動する。また、トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル4a〜4hに電流を流して、ホルダ30を記録媒体29のトラックを横切る方向、記録媒体29が円形のディスクの場合は半径方向に、駆動する。さらに、異なるトラックにアクセスする場合は、図示しない駆動手段により、ホルダ30をレンズアクチュエータごと記録媒体29の半径方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ30およびそれに固定された対物レンズ10は、フォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。
Here, when a focus error is detected, a current is passed through the focus coils 1 a and 1 b to drive the
また、記録媒体29の撓みなどにより、対物レンズ10の光路16が記録媒体29に対して垂直でなくなり、Y軸回りに傾いていることが検出された場合は、先に述べたように、トラッキングコイル4a,4b,4e,4fとトラッキングコイル4c,4d,4g,4hとに流す電流を調整して、ホルダ30をY軸回りに回転させ、これにより光路16が記録媒体29に対して垂直となるように対物レンズ10の傾きを調整する。ここで、対物レンズ10の傾き調整は、Y軸回りの方向しかないが、記録媒体29がディスクの場合には、その中心から外周に向かう方向への撓みが主であるので問題ない。
Further, when it is detected that the
本実施の形態によれば、対物レンズ10に第1の軸25に関して回転対称な固定部である円柱状の凸部24a,24bを設けたので、回転非対称な光学作用面を持つ対物レンズ10であっても容易に固定できると共に、対物レンズ10を回転対称軸25を中心に回転調整することで、対物レンズ10の射出光の光路16を記録媒体29に正確に垂直にすることができ、小型で高精度な固定が可能となる。
According to the present embodiment, since the
また、対物レンズ10の凸部24a,24bはX方向に配され、さらに、この対物レンズ10を搭載するレンズアクチュエータは、Y軸回りに回転駆動可能となっており、凸部24a,24bの回転対称軸25と、レンズアクチュエータの回転軸(Y軸)の方向余弦とのなす角は90度となっている。したがって、対物レンズ10は、X軸回りについては、固定時に正確に調整され、Y軸回りについては、使用時にレンズアクチュエータにより補正されるので、どちらの方向についても正確に角度調整されることになり、高性能な装置となる。しかも、Y軸回りについては、使用時に補正されるので、固定時の精度を落とすことができ、組立性が良好になり、組立コストの低減も図れる。
The
さらに、凸部24a,24bを円柱形状とすることから、対物レンズ10を製作するための型の加工が容易となり、測定もし易くなるので、型の精度を容易に高めることができ、これにより高精度の対物レンズ10を容易かつ安価に製作することができる。また、凸部24a,24bを円柱形状とすることで、これを受けるホルダ30の溝部35a,35bの底部36a,36bも円柱側面形状にできるので、高精度な底部36a,36bを安価に実現できる。
Furthermore, since the
また、凸部24a,24bの軸25は、対物レンズ10の射出光の光路16と垂直となっており、光路16は記録媒体29に垂直となっているので、軸25は記録媒体面に平行となる。したがって、対物レンズ10を、軸25を中心に回転調整すると、射出光は記録媒体29に対して傾くことなく、記録媒体29に垂直な面内を動くので、収差の発生が少なく、調整を容易に行うことができる。
Further, the
しかも、軸25は、射出光の光路16の延長線と交差しているので、対物レンズ10をどちらの方向に回転させても、対物レンズ10の射出面21と記録媒体29との距離の変化が同じになり、調整性が良好となる。なお、軸25が射出光の光路16の延長線と交差していない場合には、一方の方向に回転させると対物レンズ10の射出面21が記録媒体29に近づき、反対方向に回転させると射出面21が記録媒体29から離れることになって、回転方向により射出光の移動量が変化するため、調整性が悪くなる。
In addition, since the
なお、本実施の形態では、固定部である凸部24a,24bの回転対称軸25と、レンズアクチュエータの回転軸(Y軸)とを直交させたが、これらは必ずしも直交させる必要はなく、例えば、凸部24a,24bをレンズアクチュエータの回転軸の方向に一致させても良い。このようにすれば、前述した互いに異なる方向の角度を調整するという効果はなくなるが、対物レンズ10をホルダ30に正確な向きに調整して固定できるので、その補正のためにレンズアクチュエータを回転させる必要がなくなる。したがって、レンズアクチュエータの回転量を減らすことができ、その特性を向上することができる。すなわち、レンズアクチュエータは、回転量が大きくなると、共振が大きくなったり、感度の変化が大きくなったりして、回転量とともに特性が劣化するので、回転量を少なくすることで、レンズアクチュエータの特性を向上することができる。
In the present embodiment, the rotationally
また、対物レンズ10に形成する固定部は、図10に部分詳細図を示すように、半径の異なる円柱形状の凸部26a,26bを段付きに連ねた形状であっても良い。
Further, the fixed portion formed on the
(第2実施の形態)
図11乃至図16は本発明の第2実施の形態に係る光ピックアップのレンズアクチュエータの要部を示すもので、図11は対物レンズの斜視図、図12は可動部の斜視図、図13は図12の平面Cでの断面をD方向から見た図、図14は対物レンズのホルダ固定部の要部説明図、図15は対物レンズの調整機構の説明図、図16はホルダの対物レンズ固定部の変形例を示す図である。なお、第1実施の形態と同じ部分には、第1実施の形態と同じ参照符号を付してある。
(Second Embodiment)
11 to 16 show the main part of the lens actuator of the optical pickup according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a perspective view of the objective lens, FIG. 12 is a perspective view of the movable part, and FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating the main part of the holder fixing portion of the objective lens, FIG. 15 is an explanatory diagram of the adjustment mechanism of the objective lens, and FIG. 16 is the objective lens of the holder. It is a figure which shows the modification of a fixing | fixed part. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
本実施の形態は、第1実施の形態と対物レンズ10の固定部の形状が異なっている。すなわち、図11に示すように、対物レンズ10のX方向両端には、固定部である凸部61a,61bが設けられている。凸部61a,61bは、第1実施の形態のような円柱形状ではなく、軸25を軸とする回転対称の円錐台形状である。対物レンズ10は、この凸部61a,61b以外は、第1実施の形態と同じであり、いわゆる自由曲面レンズである。
This embodiment is different from the first embodiment in the shape of the fixing portion of the
対物レンズ10は、図12に示すように、ホルダ30に取り付けられている。ここで、図12および図13に示すように、対物レンズ10の側面22,23と、これらとそれぞれ対向するホルダ30の壁部64a,64bとの間には、隙間が設けられている。対物レンズ10は、凸部61a,61bにおいて、ホルダ30に設けられた溝部62a,62bに固定されている。溝部62a,62bの底部63a,63bは、図13および図14に示すように円柱側面形状となっている。
The
底部63a,63bの半径は、図14に示すように、対物レンズ10をホルダ30のX方向中心に配したとき、すなわち対物レンズ10の側面22およびホルダ30の壁部64a間の隙間と、対物レンズ10の側面23およびホルダ30の壁部64b間の隙間とを同じにして、対物レンズ10をホルダ30に配したとき、底部63a,63bに接する凸部61a,61bの半径67より大きくなっている。対物レンズ10は、底部63a,63bに凸部61a,61bが接した状態で、図14に矢印26で示すように、X軸回りに回転調整されてホルダ30に固定されている。
As shown in FIG. 14, the radii of the
さらに、本実施の形態では、対物レンズ10はY軸回りにも回転調整される。図15(a)は、対物レンズ10がホルダ30のX方向中心にある状態で、光路16の光軸は記録媒体に垂直で、Z方向と成す角度が0となっている。なお、図15では、光路16の光軸を延長して描いており、また、説明の都合上、すべての部品を模式的に示している。
Furthermore, in the present embodiment, the
ここで、図15(b)に示すように、対物レンズ10を矢印65(X−方向)の方向にずらすと、ホルダ30の底部63aでは、円錐台形状の凸部61aの半径の大きい部分が接し、逆に、底部63bでは、円錐台形状の凸部61bの半径の小さい部分が接して、結果として、対物レンズ10はY軸回りに矢印68で示すように傾くことになる。対物レンズ10を逆向きに動かせば、逆向きに回転する。これにより、対物レンズ10は、Y軸回りにも回転調整されて、正しい向きでホルダ30に固定される。
Here, as shown in FIG. 15B, when the
なお、図15では、説明の便宜上、対物レンズ10を動かす量を大きく描いているが、実際の傾き調整量は僅かであり、動かす量も僅かとなる。また、図14において、底部63aの半径と凸部61aの半径との差を大きく描いているが、この差も実際には僅かである。
In FIG. 15, the amount of movement of the
その他の構成および動作は、第1実施の形態とほぼ同じである。 Other configurations and operations are substantially the same as those of the first embodiment.
本実施の形態によれば、対物レンズ10をホルダ30に固定する凸部61a,61bの形状を円錐台形状とすることで、対物レンズ10を、凸部61a,61bの回転対称軸25の軸回りだけでなく、対称軸25と直交する軸回りにも回転調整可能となり、対物レンズ10をより高精度にホルダ30に固定することができる。
According to the present embodiment, the shape of the
なお、本実施の形態において、対物レンズ10の凸部61a,61bを受けるホルダ30の固定部の形状は、円柱側面形状に限らず、種々の変形が可能であり、例えば、図16に示すように、V字形状の溝部66とすることもできる。
In the present embodiment, the shape of the fixing portion of the
(第3実施の形態)
図17は、本発明の第3実施の形態に係る光ピックアップのレンズアクチュエータの斜視図で、第1実施の形態の図3に相当する図である。なお、第1実施の形態と同じ部分には、第1実施の形態と同じ参照符号を付してある。
(Third embodiment)
FIG. 17 is a perspective view of the lens actuator of the optical pickup according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
本実施の形態では、ホルダ30を、4本のワイヤバネ6a〜6dで支持している。これに伴い、直列に接続されたフォーカスコイル1b,1dの両端がワイヤバネ6b,6dに接続され、直列に接続されたトラッキングコイル4a〜4hの両端がワイヤバネ6a,6cに接続されている。第1実施の形態と異なり、トラッキングコイル4a〜4hは、2組に分けられていない。
In the present embodiment, the
また、ワイヤバネ6a〜6dのY−方向端は、バネウケ7には固定されず、基板41にのみ半田付けで固定されている。したがって、本実施の形態では、基板41が第1の部材を構成する。バネウケ7には、凹部8a,8b(図2参照)がY方向に貫通して設けられている。基板41は、基板41に設けられた穴72が、バネウケ7に設けられた円柱状突起71に挿入されて固定されている。したがって、本実施の形態では、バネウケ7が第2の部材を構成する。円柱状突起71の円柱の回転対称軸73はY軸方向で、その方向余弦と、対物レンズ10の円柱形状の凸部24a,24bのX軸方向に延びる回転対称軸25とのなす角が90度となっている。
Further, the Y-direction ends of the wire springs 6a to 6d are not fixed to the
基板41をバネウケ7の円柱状突起71に挿入した状態で、ホルダ30および基板41にワイヤバネ6a〜6dが挿入されて固定される。その後、バネウケ7は、ベース44に固定される。ここで、基板41は穴72が円柱状突起71に嵌合されて、第4の軸である軸73、すなわちY軸回りに矢印74で示すように回転調整され、これにより対物レンズ10はY軸回りの向きが正しく調整され、調整後、基板41はバネウケ7に接着固定される。穴72と円柱状突起71との嵌合は、基板41が回転可能で、かつ、がたがないように穴72と円柱状突起71との直径の差が10μm程度のすきまばめとなっている。また、場合によっては、直径の差が0〜10μm程度のゆるいしまりばめであっても良い。接着後は、凹部8a,8bにシリコーンゲルが充填される。
In a state where the
なお、対物レンズ10は、Y軸回りに回転調整して固定されるが、第1実施の形態とは異なり、レンズアクチュエータには、Y軸回りの傾きを検出してホルダ30を回転駆動させるための機能はない。
The
その他の構成および動作は、第1実施の形態とほぼ同じである。 Other configurations and operations are substantially the same as those of the first embodiment.
本実施の形態によれば、基板41の穴72とバネウケ7の円柱状突起71とからなるレンズアクチュエータの対物レンズ10の傾きを調整する機構が、1個の軸(Y軸)回りにのみ回転調整可能に設けられ、その軸73の方向余弦と、対物レンズ10の円柱形状の凸部24a,24bのX軸方向に延びる回転対称軸25との成す角度が90度となっているので、両者を合わせて全ての方向の傾きを調整でき、これにより対物レンズ10を正確な向きに固定することができる。
According to the present embodiment, the mechanism for adjusting the inclination of the
また、通常、レンズアクチュエータの傾きを調整する機構は、方向余弦が90度の角をなす2個の軸回りに設けるが、本実施の形態では、レンズアクチュエータの傾き調整機構が1個の軸回りに調整可能なもので済むので、調整機構を簡素化でき、それに伴って装置の低価格化や小型化を図ることができる。 Normally, a mechanism for adjusting the tilt of the lens actuator is provided around two axes whose direction cosine forms an angle of 90 degrees, but in this embodiment, the mechanism for adjusting the tilt of the lens actuator is provided around one axis. Therefore, the adjustment mechanism can be simplified, and the cost and size of the apparatus can be reduced accordingly.
(第4実施の形態)
図18は、本発明の第4実施の形態に係る光ピックアップのレンズアクチュエータにおける対物レンズの斜視図である。なお、第1実施の形態と同じ部分には、第1実施の形態と同じ参照符号を付してある。
(Fourth embodiment)
FIG. 18 is a perspective view of the objective lens in the lens actuator of the optical pickup according to the fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
本実施の形態は、対物レンズ10の固定部の形状が第1実施の形態と異なるものである。すなわち、本実施の形態では、対物レンズ10のX方向両端ではなく、Y−方向端の1か所にのみ固定部である凸部81が設けられている。凸部81は、Y軸方向に延びる第1の軸である軸82を回転対称軸とする円柱形状である。対物レンズ10は、この凸部81以外は、第1実施の形態と同じであり、いわゆる自由曲面レンズである。
In the present embodiment, the shape of the fixed portion of the
対物レンズ10は、凸部81を用いてホルダ30(図示せず)に固定され、その際に、軸82を中心に正しい向きに回転調整される。
The
その他の構成および動作は、第1実施の形態とほぼ同じである。 Other configurations and operations are substantially the same as those of the first embodiment.
本実施の形態によれば、ホルダ30への対物レンズ10の固定部が1か所であるので、装置の小型化を図ることができる。なお、回転対称な軸82の方向が、第1〜第3実施の形態のX軸方向と異なり、Y軸方向となっているが、凸部81の形成位置による調整方向は、適宜設定することができる。例えば、対物レンズ10およびその他の光学系の設計によって、対物レンズ10のX軸を回転中心とする傾きの許容量と、Y軸を回転中心とする傾きの許容量とが同じでない場合には、その許容量の厳しい側を回転調整可能とすることができる。また、第1実施の形態のようにレンズアクチュエータに回転機構を設ける場合や、第3実施の形態のようにバネウケ7によってワイヤバネ6a〜6dの固定部分ごと回転調整する場合には、場所や機構の制約から、回転調整機構を設け易い方向があるので、それを勘案して決定しても良い。
According to the present embodiment, since the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、対物レンズ10は、上記以外にも種々の形状が考えられ、例えば平面対称でない形状することもできる。また、反射面の数も任意に設定することができる。さらに、対物レンズ10の曲面の光学作用面は、すべて回転非対称な曲面に限らず、回転対称な曲面が含まれても良いし、光学作用面に回折格子が形成されていても良い。また、上記実施の形態では、対物レンズ10内で全ての光路の光軸が同一平面内にあるとしたが、同一平面内になくても良い。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, the
また、対物レンズ10の固定部の形状も、球面や曲線を回転させたような形状など、種々変形可能である。すなわち、この固定部は、固定に使う部分のみ回転対称形状であればよいので、例えば、図19に示すように、回転対称な円柱形状の凸部81a,81bの先に、回転対称でない直方体形状の鍔82a,82bを設けることもできる。この場合、例えば図20に示すように、ホルダ30には、対物レンズ10の凸部81a,81bが固定される溝部83a,83bのX方向先に、さらに鍔82a,82bを収納する溝部84a,84bを形成し、これら溝部84a,84bと鍔82a,82bとにより、対物レンズ10をX方向に精度良く位置決めしてホルダ30に固定する。
Further, the shape of the fixed portion of the
さらに、図21に示すように、対物レンズ10の固定部である凸部91a,91bの中心に空間部92a,92b(92bは図示せず)を設けることもできる。このように、空間部92a,92bを設ければ、同じ質量であれば凸部91a,91bの半径を大きくでき、凸部91a,91bの剛性を高めることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 21,
また、図22に示すように、対物レンズ10の固定部である凸部96a,96b(96bは図示せず)を、第1の軸である回転対称軸99を中心に180度のみ回転した形状とすることもできる。すなわち、凸部96aについて詳細に説明すると、凸部96aは、斜線を施した面97aを、回転軸99を中心に、回転角98を180度として回転させた形状で、その曲面を利用して対物レンズ10を調整して固定する。なお、回転角98は、好ましくは180度以上で360度未満とする。図示しない凸部96bも同様の形状とする。
Further, as shown in FIG. 22,
さらに、レンズアクチュエータについても、種々変更可能である。例えば、第3実施の形態では、ワイヤバネ6a〜6dを固定した基板41とバネウケ7との間に、基板41に設けた穴72と、バネウケ7に設けた円柱状突起71とからなる回転調整機構を設けたが、バネウケ7とベース44との間に調整機構を設けても良い。また、レンズアクチュエータが固定される光ピックアップ本体とレンズアクチュエータの固定部分との間に調整機構を設けても良い。
Further, the lens actuator can be variously changed. For example, in the third embodiment, a rotation adjusting mechanism including a
1a,1b フォーカスコイル
4a〜4h トラッキングコイル
6a〜6f ワイヤバネ
7 バネウケ
8a,8b 凹部
9 凸部
10 対物レンズ
11〜16 光路
17 入射面
18,19,20 反射面
21 射出面
22,23 側面
24a,24b 凸部(固定部)
25 軸(第1の軸)
29 記録媒体
30 ホルダ
31a,31b 突起
32a〜32f 突起
33a,33b 突起
34a〜34f 穴
35a,35b 溝部
36a,36b 底部
37 絞り
40 カバー
41 基板
42 穴部
43a〜43f 穴
44 ベース
45a,45b 立ち上げ部
46a〜46d 曲げ部
47a,47b 磁石
61a,61b 凸部(固定部)
62a,62b 溝部
63a,63b 底部
64a,64b 壁部
71 円柱状突起
72 穴
73 軸(第4の軸)
81 凸部(固定部)
81a,81b 凸部(固定部)
82 軸(第1の軸)
82a,82b 鍔
83a,83b 溝部
84a,84b 溝部
91a,91b 凸部(固定部)
92a,92b 空間部
96a,96b 凸部(固定部)
97a 面
99 回転対称軸(第1の軸)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a,
25 axes (first axis)
29
62a,
81 Convex part (fixed part)
81a, 81b Convex part (fixed part)
82 axis (first axis)
82a,
92a,
Claims (11)
上記ホルダに固定される固定部が、第1の軸に関して回転対称な形状を有することを特徴とする光ピックアップ用光学素子。 A plurality of optical action surfaces including at least an entrance surface and an exit surface are used, which are fixed to a holder, and at least one of these optical action surfaces is a rotationally asymmetric curved surface, and the light incident from the entrance surface is emitted In the optical element for optical pickup that is emitted from the surface and condensed on the recording medium,
An optical element for an optical pickup, wherein the fixing portion fixed to the holder has a rotationally symmetric shape with respect to the first axis.
上記光学素子が請求項1〜8のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子からなることを特徴とする光ピックアップ。 In an optical pickup comprising at least an optical element for condensing incident light on a recording medium, a holder for fixing the optical element, and a moving mechanism for the holder,
An optical pickup, wherein the optical element comprises the optical element for an optical pickup according to any one of claims 1 to 8.
上記光学素子は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子からなり、
上記第1の部材は、上記第1の軸と方向余弦が90度をなす第4の軸を中心に回転調整可能に上記第2の部材に固定されることを特徴とする光ピックアップ。 An optical element for condensing incident light on a recording medium, a holder for fixing the optical element, a first member for movably supporting the holder, and a second member for fixing the first member In an optical pickup comprising at least
The optical element comprises the optical element for an optical pickup according to any one of claims 1 to 8,
The optical pickup according to claim 1, wherein the first member is fixed to the second member so as to be adjustable in rotation about a fourth axis having a cosine of 90 degrees with the first axis.
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