JP2006040356A - Lens actuator, optical head, and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光情報記録媒体に対して情報を記録したり、光情報記録媒体に記録された情報を再生したりするための光を照射する光ヘッド及びそれを備えた光ディスク装置に関し、特に、光情報記録媒体の光透過層の厚みの変動による収差を補正する技術に関する。 The present invention relates to an optical head for irradiating light for recording information on an optical information recording medium or reproducing information recorded on the optical information recording medium, and an optical disc apparatus including the same, The present invention relates to a technique for correcting aberration due to variation in the thickness of a light transmission layer of an optical information recording medium.
近年、例えば記録媒体として光情報記録媒体(光ディスク)を使用して、情報を記録又は再生を行なう分野においては、小型で大容量化の光記録再生装置の開発がなされている。大容量化を実現するために、光ヘッドから射出される光の短波長化と対物レンズの高NA(NA:開口数)化によるビームスポット径の縮小化の開発が進んでいる。 In recent years, for example, in the field of recording or reproducing information using an optical information recording medium (optical disk) as a recording medium, a small-sized and large-capacity optical recording / reproducing apparatus has been developed. In order to realize a large capacity, the development of a reduction in the beam spot diameter by shortening the wavelength of the light emitted from the optical head and increasing the NA of the objective lens (NA: numerical aperture) is in progress.
一般的に光情報記録媒体は、情報記録面が透明な光透過層で覆われており、記録時又は再生時にはその光透過層を介して光が照射される。光透過層は、光情報記録媒体製造時に情報記録面を形成させる基板である場合や、形成後の情報記録面を保護するカバー層である場合がある。 In general, an optical information recording medium has an information recording surface covered with a transparent light transmission layer, and light is irradiated through the light transmission layer during recording or reproduction. The light transmission layer may be a substrate on which an information recording surface is formed at the time of manufacturing an optical information recording medium, or may be a cover layer that protects the information recording surface after formation.
NAを大きくすると、対物レンズと基板との角度変化によるコマ収差が発生しやすくなる。この角度変化の原因には、光情報記録媒体自体の反り、光情報記録媒体を回転させるスピンドルモータの傾き、光ヘッドに搭載される対物レンズ駆動機構によって発生する傾き等があるが、量産性を保ってNA増加分に見合って角度の精度を上げるのは困難である。 When NA is increased, coma aberration is likely to occur due to an angle change between the objective lens and the substrate. Causes of this angle change include the warp of the optical information recording medium itself, the tilt of the spindle motor that rotates the optical information recording medium, and the tilt generated by the objective lens drive mechanism mounted on the optical head. It is difficult to increase the angle accuracy in accordance with the increase in NA.
一方、対物レンズは、ある特定の光学的厚みの光透過層を介したときに、光情報記録媒体の情報記録面上に球面収差の少ないビームスポットを形成するように設計されるため、光透過層の厚さが設計時の想定光学的厚さに対して誤差を持つと球面収差が発生してしまう。この光透過層の厚さの誤差による球面収差もNAが大きくなるにつれ非常に大きくなり、光情報記録媒体の光透過層の光学的厚さ誤差の影響を無視できなくなってくる。 On the other hand, the objective lens is designed to form a beam spot with less spherical aberration on the information recording surface of the optical information recording medium when passing through a light transmitting layer having a specific optical thickness. If the thickness of the layer has an error with respect to the assumed optical thickness at the time of design, spherical aberration occurs. The spherical aberration due to the error in the thickness of the light transmission layer becomes very large as the NA increases, and the influence of the optical thickness error of the light transmission layer of the optical information recording medium cannot be ignored.
尚、光学的厚みとは、光が透過する光情報記録媒体の光透過層の厚みと屈折率によって決まるものであり、光情報記録媒体の光透過層の厚みが異なっても、光情報記録媒体の光透過層を通過させて生成したビームスポットの球面収差の大きさが一致する場合に光学的厚みが等しいとする。記録層が複数の層からなっている場合も、それぞれの光透過層の厚みと屈折率によって、光学的厚みが決まる。 The optical thickness is determined by the thickness and refractive index of the light transmission layer of the optical information recording medium through which light is transmitted. Even if the thickness of the light transmission layer of the optical information recording medium is different, the optical information recording medium It is assumed that the optical thicknesses are equal when the magnitudes of the spherical aberrations of the beam spots generated by passing through the light-transmitting layer match. Even when the recording layer is composed of a plurality of layers, the optical thickness is determined by the thickness and refractive index of each light-transmitting layer.
光情報記録媒体の光透過層の厚さ変化によって発生する球面収差を補正する方法として、図15に示すような、板ばねを用いたアクチュエータが知られている(例えば特許文献1)。図15は従来技術に係る板ばねを用いたアクチュエータの斜視図である。 An actuator using a leaf spring as shown in FIG. 15 is known as a method for correcting spherical aberration caused by a change in the thickness of the light transmission layer of the optical information recording medium (for example, Patent Document 1). FIG. 15 is a perspective view of an actuator using a leaf spring according to the prior art.
図15に示すように、従来技術に係るアクチュエータは、球面収差補正用のレンズ1がレンズホルダ2に取り付けられている。レンズホルダ2には、コイル3がレンズ1の光軸を巻く方向に巻かれて取り付けられている。レンズホルダ2は、2枚の平行な板ばね4a、4bの一端で支持されている。2枚の平行な板ばね4a、4bの一端は、固定部材9、10によって固定され、他端はレンズホルダ2に固定されている。また、板ばね4a、4bの反対側には、永久磁石6がコイル3と微小の間隔を持って設置されている。永久磁石6は、鋼板等の強磁性体からなるヨーク7に取り付けられ、ヨーク7がベース8に取り付けられている。また、永久磁石6は、コイル3に面する側が例えばN極となっており、図17において、矢印Aの方向に磁化している。
As shown in FIG. 15, the actuator according to the conventional technique has a
そして、コイル3に電流を流すと、永久磁石6で発生した磁場中を電流が通過することになり、コイル3にローレンツ力が発生する。これによって、レンズホルダ2にはレンズ1の光軸方向に力が加わる。レンズホルダ2は平行な板ばね4a、4bで支持されているため、このローレンツ力によって板ばね4a、4bが撓み、レンズホルダ2は光軸方向に移動する。
When a current is passed through the
このアクチュエータを光記録再生装置の対物レンズと立ち上げミラーとの間や、立ち上げミラーとビームスプリッタとの間に配置する。そして、球面収差補正用のレンズ1を光軸方向に移動させることにより、対物レンズから光情報記録媒体に入射する光の球面収差を変化させ、光情報記録媒体の光透過層の光学的厚みの違い又は誤差による球面収差を相殺している。
This actuator is disposed between the objective lens of the optical recording / reproducing apparatus and the raising mirror, or between the raising mirror and the beam splitter. Then, the spherical aberration of light incident on the optical information recording medium from the objective lens is changed by moving the spherical
尚、板ばねを用いる利点として、光情報記録媒体に多層記録媒体を用いたときに、層間ジャンプ時の応答(動作)が速いことが挙げられる。更に、光透過層の光学的厚みの誤差分布が大きい光情報記録媒体に対して、フィードバック制御による駆動を行なう場合にも有利である。 An advantage of using a leaf spring is that when a multilayer recording medium is used as the optical information recording medium, a response (operation) at the time of interlayer jump is fast. Further, it is advantageous when driving an optical information recording medium having a large optical thickness error distribution of the light transmission layer by feedback control.
しかしながら、図15に示すアクチュエータよると、レンズホルダ2の側面に巻き付けられているコイル3の長さや、アクチュエータの外に漏れていく磁束により、コイルの有効部分を通過する磁束密度を高くすることができず、感度を良くすることができなかった。その結果、感度が悪い分、コイルに流す電流値を高める必要があり、省電力化を図ることができない問題があった。
However, according to the actuator shown in FIG. 15, the length of the
また、光記録再生装置に図15に示す従来技術に係るアクチュエータを搭載すると、例えば、ビームスプリッタと立ち上げミラーとの間に従来技術に係るアクチュエータを配置する場合、スピンドルモータ側のスペースが必要なため、高速記録再生に必要な、トルクの大きいスピンドルモータを用いることができない問題がある。 If the actuator according to the prior art shown in FIG. 15 is mounted on the optical recording / reproducing apparatus, for example, when the actuator according to the prior art is arranged between the beam splitter and the rising mirror, a space on the spindle motor side is required. Therefore, there is a problem that a spindle motor having a large torque necessary for high-speed recording / reproducing cannot be used.
光記録再生装置には、光情報記録媒体に垂直な、厚み方向の寸法に制約がある場合が多く、光ヘッド及びスピンドルモータは厚さが制限される。このため、このアクチュエータを立ち上げミラーとビームスプリッタとの間に配置する場合には、アクチュエータの長手方向を光情報記録媒体に水平な方向として設置するのが望ましい。 In many cases, the optical recording / reproducing apparatus is limited in the thickness direction perpendicular to the optical information recording medium, and the thickness of the optical head and the spindle motor is limited. For this reason, when this actuator is disposed between the rising mirror and the beam splitter, it is desirable to install the actuator with the longitudinal direction of the actuator being a horizontal direction on the optical information recording medium.
また、光記録再生装置内部のスペースや各デバイスの配置又は光ヘッド自体の設計の都合で、このアクチュエータが対物レンズと立ち上げミラーとの間にある場合も、光軸の直近にある対物レンズアクチュエータを避けてこのアクチュエータの長手方向が光情報記録媒体の半径方向となるように配置するのが、光ヘッドの薄型化には望ましい。 In addition, even if this actuator is located between the objective lens and the rising mirror due to the space inside the optical recording / reproducing apparatus, the arrangement of each device, or the design of the optical head itself, the objective lens actuator located in the immediate vicinity of the optical axis It is desirable to reduce the thickness of the optical head by arranging the actuator so that the longitudinal direction of the actuator is the radial direction of the optical information recording medium.
よって、従来のアクチュエータを光記録再生装置に搭載した場合、アクチュエータの先端側に永久磁石6及びヨーク7が設置されているため、対物レンズの光軸よりも光情報記録媒体の回転軸側に永久磁石6及びヨーク7に配置される必要がある。従って、永久磁石6等を配置するためのスペースを設けるために、永久磁石6とヨーク7の分だけ、スピンドルモータの径を小さくしなければならない。
Therefore, when the conventional actuator is mounted on the optical recording / reproducing apparatus, the
スピンドルモータは一般的にその体積が大きいほどトルクも大きい。スピンドルモータのトルクを大きくすると、目的の回転速度に到達するまでの時間が短くなる。また、一般的に回転速度を大きくすることが可能であるため、光記録再生装置の記録及び再生の高速化に有利である。しかしながら、従来技術に係るアクチュエータを光記録再生装置に用いると、永久磁石6とヨーク7の分だけスピンドルモータの径を小さくする必要があり、前述の厚さ制限とあいまって、その分体積の小さいスピンドルモータを使用せざるを得ないため、記録及び再生の高速化が難しい。
A spindle motor generally has a larger torque as its volume increases. When the torque of the spindle motor is increased, the time until the target rotational speed is reached is shortened. In general, the rotational speed can be increased, which is advantageous for speeding up recording and reproduction of the optical recording / reproducing apparatus. However, when the actuator according to the prior art is used in an optical recording / reproducing apparatus, it is necessary to reduce the diameter of the spindle motor by the amount of the
この発明は上記の問題点を解決するものであり、簡易な構成を有し、従来のアクチュエータと比べて大きい感度が得られ、省電力化が可能なアクチュエータを提供することである。 The present invention solves the above-described problems, and provides an actuator that has a simple configuration, has a higher sensitivity than conventional actuators, and can save power.
また、光記録再生装置に搭載したときに、スピンドルモータのためのスペースを損なわないアクチュエータを提供すること目的とする。そして、この発明のアクチュエータを搭載することにより、そのスペースの分、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、トルクの大きいスピンドルモータを使用することができ、情報の記録及び再生を高速に行うことが可能な光ヘッド、及びその光ヘッドを備えた光記録再生装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide an actuator that does not impair the space for the spindle motor when mounted on an optical recording / reproducing apparatus. By mounting the actuator of the present invention, a spindle motor having a larger torque can be used for the space compared to the case of mounting a conventional actuator, and information can be recorded and reproduced at high speed. It is an object of the present invention to provide an optical head capable of recording and an optical recording / reproducing apparatus including the optical head.
請求項1に記載の発明は、光源と、前記光源から射出された光を光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路に設置されたレンズと、を備えた光ヘッドに用いられ、前記レンズを前記光路方向に移動させるレンズ用のアクチュエータであって、一端が固定部に固定され、他端が前記光路方向に遊動可能にされた板ばねと、前記板ばねの前記他端から長手方向に延出し、前記レンズ及びコイルが設置された可動部材と、前記コイルの内側と外側とから前記コイルを挟むように設置された磁石及び磁性材料と、を有することを特徴とするレンズ用のアクチュエータである。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のレンズ用のアクチュエータであって、前記磁石は前記コイルの外側に所定の間隔に、かつ、前記コイルを間にして互いに反対側に設置された少なくとも2個の磁石部材からなり、前記磁性材料は、前記磁石部材のうち少なくとも1個の磁石部材とで、前記コイルの内側と外側とから前記コイルを挟むように、前記コイルの内側に設置されてい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 lens actuator according to the first aspect, the magnets are disposed outside the coil at a predetermined interval and on opposite sides of the coil. The magnetic material comprises at least two magnet members, and the magnetic material is installed inside the coil so as to sandwich the coil from the inside and outside of the coil with at least one of the magnet members. It is characterized by that.
コイルに電流を流すと、磁石で発生した磁場中に電流が通過することになり、コイルにローレンツ力が発生する。磁石(複数の磁石部材)から発せられた磁束はコイルを通過する。コイル内には磁性材料が設置されているため、コイルを通過した磁束は磁性材料によって受けられる。このように、コイルの有効部分を通過する磁束を受けるように磁性材料が配置されているため、アクチュエータの外に漏れる磁束を減少させることが可能となる。その結果、コイルの有効部分を通過する磁束密度を高めることができるため、感度を良くすることができ、少ない電流で板ばねの可動範囲を広げることが可能となる。その結果、省電力化を図ることが可能となる。 When a current is passed through the coil, the current passes through the magnetic field generated by the magnet, and a Lorentz force is generated in the coil. Magnetic flux emitted from the magnet (a plurality of magnet members) passes through the coil. Since a magnetic material is installed in the coil, the magnetic flux that has passed through the coil is received by the magnetic material. As described above, since the magnetic material is disposed so as to receive the magnetic flux passing through the effective portion of the coil, the magnetic flux leaking out of the actuator can be reduced. As a result, the density of the magnetic flux passing through the effective portion of the coil can be increased, so that the sensitivity can be improved and the movable range of the leaf spring can be expanded with a small current. As a result, power saving can be achieved.
また、漏れ磁束の低減については次のような一面もある。コイルにおいて、磁石に対向する面と反対側の面(辺)には、その「対向する面(辺)」を通過した磁力線によって、「対向する面(辺)」に発生するローレンツ力と反対の方向のローレンツ力が発生する。この力の大きさは「対向する面(辺)」におけるものよりも小さいが、アクチュエータの感度を低くする要因となっている。従って、コイルにおいて、磁石に対向する面(辺)とその反対側の面(辺)との間に磁性材料を設けることで、反対側の面(辺)に影響を与える漏れ磁束を大幅に低減することができる。このような理由により、コイルを通過する磁束を受ける磁性材料を設置することで、アクチュエータの感度を良くすることができ、その結果、省電力化を図ることが可能となる。つまり、少ない電流であってもアクチュエータの可動範囲を広げることが可能となる。 In addition, there is one aspect of the leakage flux reduction as follows. In the coil, the surface (side) opposite to the surface facing the magnet is opposite to the Lorentz force generated on the “facing surface (side)” by the magnetic field lines passing through the “facing surface (side)”. Directional Lorentz force is generated. Although the magnitude of this force is smaller than that of the “opposing surface (side)”, it is a factor that lowers the sensitivity of the actuator. Therefore, by providing a magnetic material between the surface (side) facing the magnet and the opposite surface (side) in the coil, the magnetic flux leakage that affects the opposite surface (side) is greatly reduced. can do. For this reason, by installing a magnetic material that receives magnetic flux passing through the coil, the sensitivity of the actuator can be improved, and as a result, power saving can be achieved. That is, the movable range of the actuator can be expanded even with a small current.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載のレンズ用のアクチュエータであって、前記コイル及び前記磁石は、前記固定部と前記レンズとの間に位置していることを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is the lens actuator according to the first or second aspect, wherein the coil and the magnet are located between the fixed portion and the lens. It is characterized by being.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のレンズ用のアクチュエータであって、前記磁石は前記コイルと前記レンズとの間、又は前記コイルと前記固定部との間に設置されていることを特徴とするものである。 A fourth aspect of the present invention is the lens actuator according to the third aspect, wherein the magnet is disposed between the coil and the lens or between the coil and the fixing portion. It is characterized by this.
この発明において、レンズを含むようにコイルは巻きつけられておらず、レンズと所定の距離を置いてコイルが可動部材に設置されている。また、可動部材は板ばねの長手方向に延出し、コイル及び磁石(複数の磁石部材)は、固定部とレンズとの間に設置されているため、アクチュエータの先端側にレンズが設置されていることになる。 In this invention, the coil is not wound so as to include the lens, and the coil is installed on the movable member at a predetermined distance from the lens. In addition, the movable member extends in the longitudinal direction of the leaf spring, and the coil and the magnet (a plurality of magnet members) are installed between the fixed portion and the lens, so that the lens is installed on the distal end side of the actuator. It will be.
従って、この発明のアクチュエータを光記録再生装置に搭載した場合、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータの径を大きくすることができ、トルクの大きいスピンドルモータを用いることが可能となる。なぜならば、アクチュエータの先端側にはレンズが設置されており、光記録再生装置内の対物レンズの光軸よりも光情報記録媒体の回転軸側に、従来技術のように磁石を配置する必要がないからである。従って、その配置するためのスペース分、スピンドルモータの径を大きくすることができる。この発明のアクチュエータをビームスプリッタと立ち上げミラーとの間に配置する場合の他、立ち上げミラーと対物レンズとの間に配置する場合でも、この効果が得られる。 Therefore, when the actuator according to the present invention is mounted on an optical recording / reproducing apparatus, the diameter of the spindle motor can be increased compared to the case where a conventional actuator is mounted, and a spindle motor having a large torque can be used. . This is because a lens is installed on the tip side of the actuator, and it is necessary to dispose a magnet as in the prior art on the rotation axis side of the optical information recording medium with respect to the optical axis of the objective lens in the optical recording / reproducing apparatus. Because there is no. Therefore, the diameter of the spindle motor can be increased by the space for the arrangement. This effect can be obtained not only when the actuator of the present invention is arranged between the beam splitter and the raising mirror but also when the actuator is arranged between the raising mirror and the objective lens.
また、磁石をコイルとレンズとの間、又はコイルと固定部との間に配置することにより、板ばねの長手方向に配置することになるため、従来のアクチュエータに比べて、アクチュエータの厚さ(短手方向の長さ)が大きくなることはない。さらに、複数の磁石部材を配置する場合であっても、板ばねの長手方向から挟み込んで配置しているため、従来のアクチュエータと比べて、アクチュエータの厚さ(短手方向の長さ)が大きくなることはない。 In addition, since the magnet is disposed between the coil and the lens or between the coil and the fixed portion, the magnet is disposed in the longitudinal direction of the leaf spring. The length in the short direction is not increased. Furthermore, even when a plurality of magnet members are arranged, the thickness of the actuator (length in the short direction) is larger than that of a conventional actuator because the magnet members are sandwiched from the longitudinal direction of the leaf spring. Never become.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のレンズ用のアクチュエータであって、前記板ばねはコの字形状部又は中抜き形状部を有し、前記磁石は前記板ばねのコの字形状部又は中抜き形状部を通して設置されていることを特徴とするものである。 A fifth aspect of the present invention is the lens actuator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the leaf spring has a U-shaped portion or a hollow shape portion, and the magnet Is installed through a U-shaped portion or a hollow shape portion of the leaf spring.
請求項6に記載の発明は、光源と、前記光源から射出された光を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズと、前記光情報記録媒体で反射された光を受光する受光素子と、前記光源と前記対物レンズとの間の光路に設置されたレンズと、前記レンズを前記光路方向に移動させる請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ用のアクチュエータと、を有することを特徴とする光ヘッドである。
The invention described in
光源から射出された光は、レンズを透過した後、対物レンズにより光情報記録媒体の情報記録面上に集光される。このとき、レンズ用のアクチュエータによりレンズを光軸上で移動させることにより、レンズで発生する球面収差を調整し、光情報記録媒体において発生する収差を相殺する。 The light emitted from the light source is transmitted through the lens and then condensed on the information recording surface of the optical information recording medium by the objective lens. At this time, by moving the lens on the optical axis by the lens actuator, the spherical aberration generated in the lens is adjusted to cancel the aberration generated in the optical information recording medium.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の光ヘッドと、前記光ヘッドから出力された信号を受けてサーボ信号を算出する算出手段と、前記サーボ信号に基づいて前記レンズ用のアクチュエータを制御する制御手段と、を有することを特徴とする光ディスク装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the optical head according to the sixth aspect, a calculating means for calculating a servo signal in response to a signal output from the optical head, and an actuator for the lens based on the servo signal. And an optical disc apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載のレンズ用のアクチュエータによれば、コイル内に磁性材料を配置したことにより、磁束の漏れ量を減少させることが可能となる。その結果、従来のアクチュエータと比べて、大きな感度を得ることができ、少ない電流であっても板ばねの可動範囲を広げることができるため、省電力化が可能となる。また、従来技術のアクチュエータと比較して簡易な構造を有し、従来と比較して容易に作製することが可能となる。 According to the lens actuator of the first aspect, since the magnetic material is disposed in the coil, the leakage amount of the magnetic flux can be reduced. As a result, it is possible to obtain greater sensitivity as compared with the conventional actuator, and the movable range of the leaf spring can be expanded even with a small current, so that power saving can be achieved. Moreover, it has a simple structure compared with the actuator of the prior art, and can be easily manufactured as compared with the conventional actuator.
また、請求項2に記載のレンズ用のアクチュエータによれば、複数の磁石部材を用いているため更に高感度を得ることができる。さらに、コイルを挟み込むように磁石部材を配置しているため、レンズを光軸方向にほぼ平行に移動させることが可能となる。そのことにより、移動に伴って発生し得るコマ収差や非点収差等の収差の発生を抑制することができるため、他の収差を発生させることなく、光情報記録媒体の光透過層の厚みの変動により発生する球面収差を良好に補正したビームスポットを生成することが可能となる。 Further, according to the lens actuator of the second aspect, since a plurality of magnet members are used, higher sensitivity can be obtained. Furthermore, since the magnet member is arranged so as to sandwich the coil, the lens can be moved substantially parallel to the optical axis direction. As a result, it is possible to suppress the occurrence of aberrations such as coma and astigmatism that can occur with movement, so that the thickness of the light transmission layer of the optical information recording medium can be reduced without generating other aberrations. It becomes possible to generate a beam spot in which the spherical aberration caused by the fluctuation is well corrected.
請求項3に記載のレンズ用のアクチュエータによれば、上記の効果に加えて、光記録再生装置内において、対物レンズとスピンドルモータとの間に磁石を配置するためのスペースを設ける必要がない。そのスペースの分、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータの径を大きくすることができ、トルクの大きいスピンドルモータを用いることが可能となる。その結果、情報の記録及び再生を高速に行うことが可能となる。 According to the lens actuator of the third aspect, in addition to the above effect, it is not necessary to provide a space for arranging the magnet between the objective lens and the spindle motor in the optical recording / reproducing apparatus. Compared with the case where a conventional actuator is mounted, the diameter of the spindle motor can be increased by that amount of space, and a spindle motor having a large torque can be used. As a result, information can be recorded and reproduced at high speed.
請求項4に記載のレンズ用のアクチュエータによれば、従来のアクチュエータの厚さと同じ厚さとなり、薄さを維持しつつ上記の効果を得ることができる。 According to the lens actuator of the fourth aspect, the thickness is the same as the thickness of the conventional actuator, and the above effect can be obtained while maintaining the thinness.
また、請求項5に記載のレンズ用のアクチュエータによれば、板ばねがコの字形状部又は中抜き形状部を有することにより、コの字形状部等を有さない板ばねと比べて板ばねのばね定数を小さくすることができる。その結果、更にアクチュエータの感度が良好となり、可動範囲を広げることが可能となる。
Moreover, according to the actuator for lenses of
また、請求項6に記載の光ヘッド及び請求項7に記載の光ディスク装置によれば、この発明のアクチュエータを搭載することにより、省電力化が可能となり、また、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータの径を大きくすることができるため、トルクの大きいスピンドルモータを用いて記録及び再生の高速化を図ることが可能となる。さらに、従来のアクチュエータの厚さを維持しているため、光ディスク装置の厚さが厚くなることなく上記の効果を奏することが可能となる。
Further, according to the optical head described in
以下、この発明の実施形態に係るレンズ用のアクチュエータについて、図1乃至図14を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an actuator for a lens according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[第1の実施の形態]
この発明の第1の実施形態に係るレンズ用のアクチュエータの構成及び作用について、図1乃至図4を参照しつつ説明する。図1は第1の実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。図2は第1の実施形態に係るアクチュエータの上面図である。図3は第1の実施形態に係るアクチュエータの側面図である。図4は補助ヨーク付きのアクチュエータの斜視図である。
[First Embodiment]
The configuration and operation of the lens actuator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the actuator according to the first embodiment. FIG. 2 is a top view of the actuator according to the first embodiment. FIG. 3 is a side view of the actuator according to the first embodiment. FIG. 4 is a perspective view of an actuator with an auxiliary yoke.
(構成)
図1乃至図3に示すように、第1の実施形態に係るアクチュエータは、球面収差補正用のレンズ1が、レンズホルダ2の内部に樹脂で固定されて取り付けられている。レンズホルダ2の一端にはコイルボビン21が設けられている。レンズホルダ2及びコイルボビン21は、導電性がなく軽量なPPS(ポリフェニレンサルファイド)、液晶ポリマー等からなる。尚、コイルボビン21はレンズホルダ2と一体的に形成されていても良い。尚、レンズホルダ2とコイルボビン21とが、この発明の「可動部材」に相当する。
(Constitution)
As shown in FIGS. 1 to 3, the actuator according to the first embodiment includes a
コイルボビン21には、レンズ1の光軸と平行な直線を含むように、コイル3が巻かれて取り付けられている。コイル3は、エナメル銅クラッドアルミ線等からなる。コイルボビン21は、上下方向(Z方向)から平行な板ばね4a、4bで挟まれており、板ばね4a、4bの長手方向の一端で支持されている。
The
平行な板ばね4a、4bは、コイルボビン21を支持している端の反対側の一端が、固定部材5によって固定されている。このとき、平行な板ばね4a、4bは、コイルボビン21及び固定部材5を上下から挟むように樹脂で固定されている。また、平行な板ばね4a、4bは、内部が除去された中抜き構造となっている。中抜きされているため、板ばね4a、4bのばね定数は、中抜きされていない状態と比較して小さくなる。そのことにより、同じ電圧を加えた場合であっても、中抜きされていない板ばねと比べて、感度が良くなり、可動範囲が広がる。
One end of the
尚、中抜き構造の板ばね4a及び4bを用いずに、ただの4本の板ばねによりコイルボビン21を上下から挟んでコイルボビン21を支持することも可能である。しかしながら、薄い板ばね4本を平行に、かつそれぞれ歪んだり、曲がったりしないように組み立てることは困難である。本実施形態に係るアクチュエータのように、中抜き構造を有する板ばねを用いれば、組み立てやすくなり、更に、板ばね4a及び4bが機能する際も一体になって動くので、形状の安定性が増す。
Note that the
尚、中抜きされた板ばね以外にも、例えば、Z軸方向からみてコの字型の形状を有する板ばね等を用いても良い。 In addition to the hollow plate spring, for example, a plate spring having a U-shape when viewed from the Z-axis direction may be used.
また、固定部材5には、導電性がなく軽量なPPSや液晶ポリマー等が用いられている。固定部材5はベース8に固定されているため、平行な板ばね4a、4bは固定部材5を介してベース8に取り付けられている。
Further, the fixing
尚、コイル3の両端はコイルボビン21の上下面に樹脂で仮固定された後、平行な板ばね4a、4bに半田で固定される。このようにコイル3を平行な板ばね4a、4bに接続して、平行な板ばね4a、4bを電極として使用し、コイル3に電流を流す。
Both ends of the
コイルボビン21には、レンズ1の光軸方向と平行になるように、ヨークを挿入するための挿入孔が形成されている。また、レンズホルダ2には、レンズ1とコイルボビン21の挿入孔との間に、別の挿入孔が形成されている。
The
レンズホルダ2に形成された挿入孔内には、永久磁石6aとヨーク7aとが設置されている。また、板ばね4a及び4bの中抜き部分には、永久磁石6aと対になる永久磁石6bとヨーク7bとが配置されている。従って、永久磁石6aと永久磁石6bとで、板ばね4a及び4bの長手方向(Y方向)からコイルボビン21を挟み込んでいることになる。永久磁石6a及び永久磁石6bがこの発明の「磁石部材」に相当する。また、コイルボビン21と永久磁石6aとの間の距離と、コイルボビン21と永久磁石6bとの間の距離とが等しくなるように、永久磁石6aと永久磁石6bが配置されている。また、永久磁石6aと永久磁石6bは、同じ極、例えばN極が対向するように配置されて、図1乃至図3に示すように、向かい合う方向(矢印Aの方向)に磁化している。更に、永久磁石6aの磁力と永久磁石6bの磁力は等しい。
In the insertion hole formed in the
永久磁石6aの背面にヨーク7aが取り付けられ、永久磁石6bの背面にヨーク7bが取り付けられ、ヨーク7a及び7bはベース8に取り付けられている。また、コイルボビン21に形成された挿入孔にはヨーク7cが挿入されている。このヨーク7cもベース8に取り付けられている。各永久磁石は各ヨークに樹脂により固定されている。ヨーク7a〜7cには、軟磁性材料である軟鋼や鍛鉄等が用いられる。このように、磁性材料を用いることにより、永久磁石6a、6bとヨーク7a〜7cとの間で磁路を形成し、永久磁石6a、6bから発せられる磁束のアクチュエータ外への漏れを低減することができる。
A
また、コイルボビン21の中、つまり、コイル3内にヨーク7cを設置し、永久磁石6a、6bから発せられコイル3を通過する磁束をそのヨーク7cで受けることにより、アクチュエータ外への磁束の漏れを更に低減させることができる。これにより、コイル3を通過する磁束密度を高めることができるため、アクチュエータとしての感度が良くなり、少ない電流であっても板ばねの可動範囲を広げることが可能となる。その結果、省電力化を図ることが可能となる。なお、ベース8を磁性材料としても良い。
In addition, the
また、本実施形態においては、2つの永久磁石6a、6bを用いたが、いずれか一方のみを設置した場合であっても漏れ磁束を低減させることが可能である。つまり、永久磁石6a(又は永久磁石6b)のみを用いても、コイル3を通過する磁束をヨーク7cで受けることで、従来のアクチュエータと比べて漏れ磁束を低減することができる。なお、本実施形態のように2つの永久磁石6a、6bを用いた場合は、1つの場合と比べて磁力が増すため、更に感度が良くなる。
In the present embodiment, the two
また、ヨーク7a〜7cとベース8のいずれか、もしくは全てを一体化させてもよい。つまり、ヨーク7a〜7cとベース8のいずれか、もしくは全てを同じ金属板から一体的に作製してもよい。このことにより、アクチュエータを構成する部品数を削減することができ、製造コストを削減することが可能となる。
Further, any or all of the
また、ヨーク7a〜7cの上に別のヨークを設置すると、更に漏れ磁束を低減し、コイル3を通過する磁束密度を高める効果がある。例えば、図4に示すように補助ヨーク7dをヨーク7a〜7cの上に設置することで、永久磁石6a及び6bから出る磁束がアクチュエータの外に漏れるのを軽減できる。補助ヨーク7dにより、コイル3を通過する磁束密度を高めることができるため、アクチュエータとしての感度が更に良好となり、省電力化を図ることが可能となる。
Moreover, when another yoke is installed on the
(作用及び効果)
本実施形態に係るアクチュエータを光記録再生装置に搭載すると、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータの径を大きくすることができるため、トルクの大きいスピンドルモータを用いることが可能となる。この効果について、図5及び図6を参照しつつ説明する。図5は光記録再生装置の光情報記録媒体近傍の上面図であり、図6はその側面図である。尚、図5及び図6は、ビームスプリッタと立ち上げミラーとの間にアクチュエータを配置した場合の図である。
(Function and effect)
When the actuator according to the present embodiment is mounted on the optical recording / reproducing apparatus, the diameter of the spindle motor can be increased as compared with the case where a conventional actuator is mounted, so that a spindle motor having a large torque can be used. . This effect will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a top view of the vicinity of the optical information recording medium of the optical recording / reproducing apparatus, and FIG. 6 is a side view thereof. 5 and 6 are diagrams in the case where an actuator is disposed between the beam splitter and the rising mirror.
図5及び図6に示すように、光源(図示しない)から射出された光は、回折素子(図示しない)やビームスプリッタ19を透過し、更に球面収差補正用エキスパンダ(図示しない)を透過する。球面収差補正用エキスパンダは凸レンズと凹レンズとで構成され、いずれか一方を光軸方向に移動させることにより、対物レンズ22から光情報記録媒体23に入射する光の球面収差を変化させ、光情報記録媒体23で発生する球面収差を相殺することができる。本実施形態では、凸レンズをアクチュエータに搭載して移動させている。そして、球面収差補正用エキスパンダを透過した光は、立ち上げミラー20で光情報記録媒体の方向(X方向)に反射され、対物レンズ22を透過して光情報記録媒体23に集光される。尚、図5及び図6に示す対物レンズ22は、光情報記録媒体23の記録可能な最も内周の位置に配置されているものとする。
As shown in FIGS. 5 and 6, light emitted from a light source (not shown) passes through a diffraction element (not shown) and a
本実施形態に係るアクチュエータによれば、板ばね4a及び4bの長手方向に、永久磁石6b、コイル3、永久磁石6a、レンズ1の順に配置し、レンズホルダ2の先端にレンズ1を配置したことにより、光記録再生装置に搭載したときに、光ヘッド構成部品がスピンドルモータ49側に占める部分を、対物レンズ22や立ち上げミラー20と同程度とすることが可能となる。その結果、光情報記録媒体の最内周トラックに近い直径を有するスピンドルモータを用いることが可能となる。この効果について、図5を参照しつつ詳しく説明する。
According to the actuator according to the present embodiment, the
本実施形態に係るアクチュエータでは、レンズ1はアクチュエータの先端に設置されているため、図5に示すように、スピンドルモータ49と対物レンズ22との間の距離が短くなる。永久磁石6aはレンズホルダ2とコイルボビン21との間に設置されているため、対物レンズ22とスピンドルモータ49との間に永久磁石6aを配置するためのスペースを設ける必要がない。従って、そのスペースの分、従来技術と比べて光情報記録媒体の最内周トラックに近い直径を有するスピンドルモータ49を配置することが可能となる。その結果、従来のアクチュエータと比べてスピンドルモータ49の径を大きくすることができる。これにより、スピンドルモータの回転速度を大きくすることができ、回転トルクが大きく、目標とする回転速度に速やかに達するため、情報の記録及び再生の高速化が可能となる。
In the actuator according to this embodiment, since the
また、永久磁石6a、6bはアクチュエータの長手方向(Y方向)に配置されているため、従来のアクチュエータと同じ厚さを維持することができる。そのことにより、図6に示すように、光記録再生装置の厚さを維持することが可能となる。つまり、従来のアクチュエータ(光記録再生装置)の厚さを維持しつつ、高感度等の効果を奏することが可能となる。
Further, since the
次に、このアクチュエータの駆動の仕組みについて図2及び図3を参照しつつ説明する。このアクチュエータを使用するために、平行な板ばね4a、4bの固定部材5側の端にリード線等を半田等で固定し、電気回路基板へ接続する。そして、平行な板ばね4a、4bに電圧を印加することにより、コイル3に電流を流す。例えば、図2に示すように、矢印Bの方向に電流を流す。コイル3に流れる電流は、永久磁石6aと永久磁石6bとで発生した磁場中を通過することにより、コイル3にローレンツ力が発生する。
Next, the mechanism of driving the actuator will be described with reference to FIGS. In order to use this actuator, a lead wire or the like is fixed to the end of the
ここで、コイル3に発生するローレンツ力の方向と大きさについて説明する。図1及び図3に示すように、コイル3の永久磁石6a側にはベース8から離れる方向(矢印Z1の方向)にローレンツ力が働く。また、コイル3の永久磁石6b側にもベース8から離れる方向(矢印Z1の方向)にローレンツ力が働く。このように、コイル3の永久磁石6a及び6b側には、同じ方向(矢印Z1の方向)にローレンツ力が働くことになる。また、コイル3と永久磁石6aとの間の距離と、コイル3と永久磁石6bとの間の距離とが等しくなるように、永久磁石6a及び6bが配置されているため、コイル3の両側には同じ大きさのローレンツ力が発生することになる。
Here, the direction and magnitude of the Lorentz force generated in the
また、永久磁石6a及び6bを発してコイル3に有効に作用した磁力線はヨーク7cに達する。ヨーク7cは、ヨーク7a及びヨーク7bとベース8とを介して全て磁性材料として磁気的に結合されているため、これらにより、漏れ磁束が非常に少ない磁気回路が形成されることとなる。
Further, the magnetic lines of force that acted effectively on the
コイルボビン21(レンズホルダ2)は平行な板ばね4a、4bで支持されているため、ローレンツ力によって板ばね4a、4bが撓み、レンズホルダ2は光軸方向に移動する。コイル3の2辺には同じローレンツ力が加わるため、レンズホルダ2はレンズ1の光軸と平行を保って光軸方向に移動する。つまり、コイルボビン21の両側に同じ方向(矢印Z1の方向)に同じ大きさのローレンツ力が発生するため、モーメントの大きさが等しくなり、モーメントの釣り合いが取れる。そのことにより、板ばね4aの撓みの形状と板ばね4bの撓みの形状とが同じとなり、レンズホルダ2は光軸に対して平行状態を維持しながら上下に移動することとなる。
Since the coil bobbin 21 (lens holder 2) is supported by
従って、光軸方向への移動に伴ってレンズホルダ2に傾きが生じて光軸に対して角度がずれることも少ないため、コマ収差や非点収差等の発生を抑えることができる。
Accordingly, since the
以上のように、球面収差補正用のレンズ1を光軸方向に移動させることにより、対物レンズから光情報記録媒体に入射する光の球面収差を変化させ、光情報記録媒体において発生する球面収差を相殺して、光情報記録媒体上で収差の少ないビームスポットを生成することが可能となる。そして、レンズホルダ2の2辺に同じローレンツ力を加えることにより、レンズホルダ2を光軸と平行を保って移動させることが可能となる。そのことにより、コマ収差や非点収差等の別の収差の発生を抑制することが可能となり、他の収差を発生させることなく、光情報記録媒体上で収差の少ないビームスポットを生成することが可能となる。
As described above, the spherical aberration generated in the optical information recording medium is changed by moving the spherical
[第2の実施の形態]
第2の実施形態として、この発明のアクチュエータを備えた光ヘッド及びそれを備えた光記録再生装置の光学系の構成及び作用について、図7及び図8を参照しつつ説明する。図7は第2の実施形態に係る光記録再生装置の光学系を示す側面図であり、図8は第2の実施形態に係る光記録再生装置の光学系を示す上面図である。
[Second Embodiment]
As a second embodiment, the configuration and operation of the optical system of the optical head including the actuator of the present invention and the optical recording / reproducing apparatus including the same will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a side view showing the optical system of the optical recording / reproducing apparatus according to the second embodiment, and FIG. 8 is a top view showing the optical system of the optical recording / reproducing apparatus according to the second embodiment.
図7及び図8に示すように、光源16から射出された光は回折格子17に入射し、回折格子17においてトラッキングエラー信号生成用の3ビームに分けられる。回折格子17を透過した光はコリメートレンズ18に入射して平行光とされ、ビームスプリッタ19にP偏光として入射する。ビームスプリッタ19はP偏光を90%程度透過させ、10%程度反射させるようになっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the light emitted from the
ビームスプリッタ19を透過した光は、球面収差補正用エキスパンダ29で球面収差が補正され、立ち上げミラー20に入射する。球面収差補正用エキスパンダ29は、凹レンズの球面収差補正用レンズ29aと凸レンズの球面収差補正用レンズ29bとで構成され、いずれか一方を光軸方向に移動させることにより、対物レンズ22から光情報記録媒体23に入射する光の球面収差を変化させ、光情報記録媒体で発生する球面収差を相殺することができる。本実施形態では、凸レンズの球面収差補正用レンズ29bがアクチュエータ31に搭載され、光軸方向に移動させている。なお、アクチュエータ31がこの発明のアクチュエータに相当する。
The light transmitted through the
立ち上げミラー20に入射した光は、立ち上げミラー20により光路が曲げられ、1/4波長板21に入射する。この1/4波長板21を透過する際に光ビームは円偏光とされ、対物レンズ22に入射する。
The light incident on the rising
対物レンズ22において光は集束光とされ、光情報記録媒体23の情報記録面上の情報記録トラック上に集光される。対物レンズ22は、光情報記録媒体23に対して少なくともフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能な対物レンズアクチュエータ24に搭載されている。
In the
光情報記録媒体23の情報記録面で反射された光は対物レンズ22を透過し、1/4波長板21において1/4波長板21までの往路と直交する方向の直線偏光に変換される。そして、立ち上げミラー20で反射されてビームスプリッタ19にS偏光として入射する。ビームスプリッタ19は、S偏光を100%程度反射する。そして、反射された光は凸レンズ25において集束光とされ、アナモフィックレンズ26においてフォーカスエラー信号生成用の非点収差が付与される。その後、受光素子27に入射し、受光素子27の受光部において電気信号に変換される。
The light reflected by the information recording surface of the optical
この電気信号は変調/復調回路(図示しない)に送られ、そこで復調されて情報信号として外部に出力される。この動作により光情報記録媒体23に記録された情報信号の再生が行われる。
This electric signal is sent to a modulation / demodulation circuit (not shown), where it is demodulated and output to the outside as an information signal. By this operation, the information signal recorded on the optical
尚、往路光学系においてビームスプリッタ19で反射された10%程度の光は、フロントモニタ用受光素子28に入射する。そして、フロントモニタ用受光素子28の受光部により光源16の出力モニタ用の電気信号に変換され、その電気信号は光源16の出力のフィードバック制御に用いられることとなる。
Note that about 10% of the light reflected by the
また、光情報記録媒体23として多層記録媒体を用いる多層記録媒体用光記録再生装置にこの発明のアクチュエータを備えてもよい。この多層記録媒体用光記録再生装置においては、上記で説明した光記録再生装置が有する機能の他、光ヘッドに含まれる対物レンズの結像位置を他の層に移動させるフォーカスジャンプ機能や、球面収差補正を行なう球面収差補正機能が備えられている。例えば2層の光情報記録媒体の場合、1層目から2層目に再生位置を切り替えるときに、フォーカスジャンプ機能は、光ヘッドに含まれる対物レンズの結像位置を1層目から2層目へと移動させる。また、焦点が2層目にあるとき、媒体中を通過する光の光路長が1層目よりも厚くなるため、単層の光情報記録媒体よりも大きい球面収差補正を必要とし、球面収差補正機能がその球面収差補正を行なう。
The actuator of the present invention may be provided in an optical recording / reproducing apparatus for a multilayer recording medium that uses a multilayer recording medium as the optical
[第3の実施の形態]
第3の実施形態として、この発明のアクチュエータを備えた光ヘッド及びそれを備えた別の光記録再生装置の光学系の構成及び作用について、図9及び図10を参照しつつ説明する。図9は第3の実施形態に係る光ヘッド及び光記録再生装置の光学系を示す側面図であり、図10は第3の実施形態に係る光ヘッド及び光記録再生装置の光学系を示す上面図である。
[Third Embodiment]
As a third embodiment, the configuration and operation of the optical system of the optical head including the actuator of the present invention and another optical recording / reproducing apparatus including the actuator will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. FIG. 9 is a side view showing an optical system of an optical head and an optical recording / reproducing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 10 is a top view showing an optical system of the optical head and the optical recording / reproducing apparatus according to the third embodiment. FIG.
図9及び図10に示すように、光源16から射出された光は、上述した実施形態と同様に、回折格子17、コリメートレンズ18、及びビームスプリッタ19を透過して立ち上げミラー20に入射する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the light emitted from the
ビームスプリッタ19を透過した光は、コリメートレンズ30を透過して立ち上げミラー20に入射する。光はコリメートレンズ30により略平行光とされるが、更にこのコリメートレンズ30がアクチュエータ31によって光軸方向に移動することにより、光学系全体での球面収差量が可変とされている。このように、本実施形態においては、コリメートレンズ30を動かすことで球面収差の補正が可能となっている。そのことにより、光学素子数を削減し、製造コストの削減を図ることができる。
The light that has passed through the
立ち上げミラー20に入射した光は、立ち上げミラー20により光路が曲げられて、1/4波長板21に入射する。1/4波長板21を透過する際に光は円偏光とされ、対物レンズ22に入射する。
The light incident on the rising
対物レンズ22において光は集束光とされ、光情報記録媒体23の情報記録面上の情報記録トラック上に集光される。対物レンズ22は、光情報記録媒体23に対して少なくともフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能な対物レンズアクチュエータ24に搭載されている。
In the
光情報記録媒体23の情報記録面で反射された光は対物レンズ22を透過し、1/4波長板21において1/4波長板21までの往路と直交する方向の直線偏光に変換される。そして、立ち上げミラー20で反射されてコリメートレンズ30に入射する。コリメートレンズ30において集束光とされ、アナモフィックレンズ26においてフォーカスエラー信号生成用の非点収差が付与される。その後、受光素子27に入射し、受光素子27の受光部において電気信号に変換される。
The light reflected by the information recording surface of the optical
尚、往路光学系においてビームスプリッタ19で反射された10%程度の光は、フロントモニタ用受光素子28に入射する。そして、フロントモニタ用受光素子28の受光部により光源16の出力モニタ用の電気信号に変換され、その電気信号は光源16の出力のフィードバック制御に用いられることとなる。
Note that about 10% of the light reflected by the
以上のように、コリメートレンズを動かし球面収差の補正を可能とすることで、光ヘッドを小型にすることができるため、光記録再生装置の小型化が可能となる。このような場合、小型化を目的として、コリメートレンズ30をスピンドルモータの中心から最も距離が近い光学素子である立ち上げミラー20や対物レンズ22に可能な限り接近させるため、本実施形態のように、アクチュエータ31の磁気回路を含む駆動系がコリメートレンズ30に対して一方向にまとまるということは、スピンドルモータの大きさを制限しないため、小型化に対して非常に有効となる。
As described above, by moving the collimating lens to enable correction of spherical aberration, the optical head can be reduced in size, so that the optical recording / reproducing apparatus can be reduced in size. In such a case, for the purpose of downsizing, the collimating
上述した第2及び第3の実施形態においては、ビームスプリッタ19と立ち上げミラー20との間に球面収差補正用のレンズを配置したが、光記録再生装置内部のスペースや各デバイスの配置、又は、光ヘッド自体の設計の都合で、球面収差補正用レンズのアクチュエータを対物レンズと立ち上げミラーとの間に配置する場合がある。次に説明する第4の実施形態においては、この構成を有する光記録再生装置について説明する。
[第4の実施の形態]
第4の実施形態として、この発明のアクチュエータを備えた光ヘッド及びそれを備えた光記録再生装置の光学系の構成及び作用について、図11及び図12を参照しつつ説明する。図11は第4の実施形態に係る光記録再生装置の光学系を示す側面図であり、図12は第4の実施形態に係る光記録再生装置の光学系を示す上面図である。
In the second and third embodiments described above, a spherical aberration correction lens is arranged between the
[Fourth Embodiment]
As a fourth embodiment, the configuration and operation of the optical system of the optical head including the actuator of the present invention and the optical recording / reproducing apparatus including the optical head will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a side view showing the optical system of the optical recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 12 is a top view showing the optical system of the optical recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment.
図11及び図12に示すように、光源16から射出された光は、上述した実施形態と同様に、回折格子17、コリメートレンズ18、及びビームスプリッタ19を透過して立ち上げミラー20に入射する。
As shown in FIGS. 11 and 12, the light emitted from the
ビームスプリッタ19を透過した光は立ち上げミラー20により光路が曲げられ、球面収差補正用エキスパンダ29で球面収差が補正され、1/4波長板21に入射する。この1/4波長板21を透過する際に光は円偏光とされ、対物レンズ22に入射する。球面収差補正用エキスパンダ29は、球面収差補正用レンズ29aと球面収差補正用レンズ29bとからなり、ここでは、球面収差補正用レンズ29aが球面収差補正用レンズのアクチュエータ31に搭載されている。アクチュエータ31がこの発明のアクチュエータに相当する。
The light transmitted through the
図示しない制御部からの指示信号を受けて、アクチュエータ31は、光情報記録媒体23の情報記録面上で球面収差が相殺されるように、球面収差補正用レンズ29aを光軸方向に移動させる。
In response to an instruction signal from a control unit (not shown), the
対物レンズ22によって光は光情報記録媒体23の情報記録トラック上に集光される。球面収差補正用レンズ29a、29b、及び対物レンズ22を透過することにより、球面収差が相殺された状態で情報記録面上に集光される。
The light is condensed on the information recording track of the optical
光情報記録媒体23の情報記録面で反射された光は対物レンズ22を透過し、1/4波長板21において1/4波長板21までの往路と直交する方向の直線偏光に変換される。そして、立ち上げミラー20で反射されてビームスプリッタ19にS偏光として入射する。ビームスプリッタ19は、S偏光を100%程度反射する。そして、反射された光は凸レンズ25において集束光とされ、アナモフィックレンズ26においてフォーカスエラー信号生成用の非点収差が付与される。その後、受光素子27に入射し、受光素子27の受光部において電気信号に変換される。
The light reflected by the information recording surface of the optical
この電気信号は変調/復調回路(図示しない)に送られ、そこで復調されて情報信号として外部に出力される。この動作により光情報記録媒体23に記録された情報信号の再生が行なわれる。
This electric signal is sent to a modulation / demodulation circuit (not shown), where it is demodulated and output to the outside as an information signal. By this operation, the information signal recorded on the optical
尚、往路光学系においてビームスプリッタ19で反射された10%程度の光は、フロントモニタ用受光素子28に入射する。そして、フロントモニタ用受光素子28の受光部により光源16の出力モニタ用の電気信号に変換され、その電気信号は光源16の出力のフィードバック制御に用いられることとなる。
Note that about 10% of the light reflected by the
以上のように、立ち上げミラー20と対物レンズ22との間に球面収差補正用のレンズを配置する場合、球面収差補正用のレンズも立ち上げミラー20と対物レンズ22と同様にスピンドルモータの中心に最も近い光学素子となる。本実施形態によれば、アクチュエータ31の磁気回路を含む駆動系が球面収差補正用のレンズに対して一方向にまとまるため、スピンドルモータの大きさを制限しない光ヘッドの設計が容易になる。
As described above, when the spherical aberration correction lens is arranged between the rising
この発明のアクチュエータを用いることにより、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータの径を大きくすることができるため、トルクの大きいスピンドルモータを用いることが可能となる。また、アクチュエータから漏れる磁束を減少させて省電力化を図ることが可能となる。 By using the actuator of the present invention, the diameter of the spindle motor can be increased as compared with the case where a conventional actuator is mounted, so that a spindle motor having a large torque can be used. Further, it is possible to reduce power consumption by reducing magnetic flux leaking from the actuator.
次に、本実施形態に係るアクチュエータを、立ち上げミラー20と対物レンズ22との間に配置した場合について、図13を参照しつつ説明する。図13は光記録再生装置の光情報記録媒体近傍の側面図である。
Next, a case where the actuator according to the present embodiment is disposed between the raising
図13において、光源(図示しない)から射出された光は、回折素子やビームスプリッタ(共に図示しない)を透過し、立ち上げミラー20で光情報記録媒体の方向(X方向)に反射される。そして、レンズ1と対物レンズ22とを透過して光情報記録媒体23に集光される。この様な配置にした場合であっても、スピンドルモータ49と対物レンズ22との間の距離を接近させた状態が可能となる。その結果、従来のアクチュエータを搭載する場合と比べて、スピンドルモータ49の径を大きくすることができる。これにより、スピンドルモータの回転速度を大きくすることができ、回転トルクが大きく、目標とする回転速度に速やかに達するため、情報の記録及び再生の高速化が可能となる。
In FIG. 13, light emitted from a light source (not shown) passes through a diffraction element and a beam splitter (both not shown) and is reflected by the rising
また、本実施形態に係るアクチュエータによると、上述したように、アクチュエータの外に漏れる磁束を低減しコイルに作用する磁束を集中させることが可能となるため、感度を良好にし、省電力化を図ることが可能となる。 Further, according to the actuator according to the present embodiment, as described above, the magnetic flux leaking out of the actuator can be reduced and the magnetic flux acting on the coil can be concentrated, so that sensitivity is improved and power saving is achieved. It becomes possible.
これに対して、図15に示すようなアクチュエータを用いると、本実施形態に係るアクチュエータを搭載した場合と同様の効果を得るためには、図のX方向に長くなるようにアクチュエータを配置しなくてはならない。ところが、この方向には立ち上げミラー20〜対物レンズ22の光軸を挟んで、一方には対物レンズアクチュエータ、他方には光ヘッド上に設けるLDドライバ、オペアンプ、FPCコネクタ等の電気回路部品が実装されるため、これらを避けてアクチュエータを配するのは困難である。
On the other hand, when an actuator as shown in FIG. 15 is used, in order to obtain the same effect as when the actuator according to this embodiment is mounted, the actuator is not arranged so as to be long in the X direction in the figure. must not. However, in this direction, the optical axis of the raising
また、永久磁石を短手方向(X方向)から挟み込むように配置したアクチュエータを用いても、対物レンズアクチュエータの機構部は通常、立ち上げミラー20〜対物レンズ22の光軸に近づけることが望ましいため、磁石やヨークがこれを妨げる。
Even if an actuator arranged so that a permanent magnet is sandwiched from the short side direction (X direction) is used, the mechanism of the objective lens actuator is usually preferably close to the optical axis of the rising
結局、本実施例においてスペースに自由があるのはY方向であって、立ち上げミラー20〜対物レンズ22の光軸を挟んだ、スピンドルモータの逆側一方向のみとなる。従って、磁気回路や板ばね等の機構系がレンズに対して全て一方向に並んでいる本実施形態のアクチュエータが非常に有効である。
After all, in this embodiment, the space is free in the Y direction, and is only in one direction on the opposite side of the spindle motor with the optical axis of the raising
[第5の実施の形態]
第5の実施形態として、この発明のアクチュエータを備えた光記録再生装置の構成について図14を参照しつつ説明する。図14は、第5の実施形態に係る光記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
[Fifth Embodiment]
As a fifth embodiment, a configuration of an optical recording / reproducing apparatus including the actuator of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment.
本実施形態に係る光記録再生装置40は、チャッキング手段(図示しない)によりスピンドルモータ49にチャッキングされた光情報記録媒体23に、情報の記録を行ったり、光情報記録媒体23から情報の再生を行ったりする。光ヘッド41は、スライダ機構を備えたシャーシ(図示しない)に設けられており、粗動モータ48で光情報記録媒体23の径方向に移動可能となっている。また、光ヘッド41は、この発明のアクチュエータの可動部の位置を検知する位置センサを備えている。
The optical recording / reproducing
光ヘッド41から出力された電気信号は、信号演算部42に入力され、信号演算部42はその電気信号の演算、増幅を行なう。尚、この信号演算部42を光ヘッド41に搭載してもよい。また、コントローラ43内には、フォーカスサーボ追従回路、トラッキングサーボ追従回路、レーザコントロール回路が含まれており、光ヘッド41及びスピンドルモータ49の動作を制御する。これらの回路は物理的な回路ではなく、コントローラ43内で実行されるソフトウェアであってもよい。そして、コントローラ43では、光ヘッド41からの電気信号に基づいて、データ再生信号の他、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のサーボ信号の算出が行なわれる。尚、コントローラ43がこの発明の「算出手段」に相当する。このコントローラ43の一部を光ヘッド41に搭載しても良い。
The electric signal output from the
データ再生信号は、図示しないデジタル信号処理回路により、波形等化、波形整形が行われ、その後、図示しないD/Aコンバータでアナログ信号に変換され出力される。情報の記録を行う場合は、記録データをコントローラ43内のレーザコントローラ回路によりレーザ駆動信号に変換し、レーザ駆動回路44により光ヘッド41にレーザ駆動信号を供給してデータの記録を行う。
The data reproduction signal is subjected to waveform equalization and waveform shaping by a digital signal processing circuit (not shown), and then converted to an analog signal by a D / A converter (not shown) and output. When recording information, the recording data is converted into a laser drive signal by the laser controller circuit in the
アクチュエータ駆動回路45は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を受けて、光ヘッド41の対物レンズのフォーカス位置制御及びトラッキング位置制御を行なう。更に、球面収差補正レンズ用のアクチュエータの位置制御を行なう。このアクチュエータ駆動回路45がこの発明の「制御手段」に相当する。なお、このアクチュエータ駆動回路45を光ヘッド41に搭載しても良い。また、スピンドルモータ駆動回路47は、スピンドルモータ49を駆動し、光情報記録媒体23の回転制御を行ない、粗動モータ駆動回路46は、粗動モータ48を駆動して光ヘッド41を光情報記録媒体23の半径方向に移動させる。また、レーザ駆動回路44は光ヘッド41にレーザ駆動信号を供給し、光ヘッド41の光源の出力を制御する。尚、このレーザ駆動回路44を光ヘッド41に搭載してもよい。第1の実施形態に係るアクチュエータを搭載することにより、対物レンズの内側に永久磁石6等を配置するためのスペースを設ける必要がなくなるため、従来のアクチュエータを搭載した場合と比べて、スピンドルモータ49の径を大きくすることができる。その結果、スピンドルモータの回転速度を大きくすることができ、回転トルクが大きく、目標とする回転速度に速やかに達するため、情報の記録及び再生を高速に行うことが可能となる。
The
更に、本実施形態の光記録再生装置40は、装置全体を制御するCPU、メモリ、外部と信号の送受信を行なうインターフェイス等を有している。
Furthermore, the optical recording / reproducing
位置センサは、レンズホルダ2の位置を検出し、検出した信号は信号演算部42に入力され、予めメモリ(図示しない)に記憶させておいた目標とする位置信号と比較し、目標位置にレンズホルダ2を動かすようにアクチュエータ駆動回路45に信号を出力する。アクチュエータ駆動回路45は、コントローラ43からの信号を受けてレンズホルダ2に取り付けられているコイル3に流すべき電流の量を調整する。そして、レンズホルダ2を目標位置に留めておくように、コイル3に電流を流し、フィードバック制御を行なう。
The position sensor detects the position of the
尚、光記録再生装置として説明したが、光信号の再生を専用に行う光再生装置であってもよい。また、この発明における「光ディスク装置」には、光記録再生装置、光再生装置、多層記録媒体用光記録再生装置、及び多層記録媒体用光再生装置が含まれる。 Although described as an optical recording / reproducing apparatus, an optical reproducing apparatus that exclusively reproduces an optical signal may be used. The “optical disk apparatus” in the present invention includes an optical recording / reproducing apparatus, an optical reproducing apparatus, an optical recording / reproducing apparatus for a multilayer recording medium, and an optical reproducing apparatus for a multilayer recording medium.
1 レンズ
2 レンズホルダ
3 コイル
4a、4b 板ばね
5 固定部材
6a、6b 永久磁石
7a、7b、7c ヨーク
8 ベース
21 コイルボビン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源から射出された光を光情報記録媒体の情報記録面に集光させる対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路に設置されたレンズと、
を備えた光ヘッドに用いられ、前記レンズを前記光路方向に移動させるレンズ用のアクチュエータであって、
一端が固定部に固定され、他端が前記光路方向に遊動可能にされた板ばねと、
前記板ばねの前記他端から長手方向に延出し、前記レンズ及びコイルが設置された可動部材と、
前記コイルの内側と外側とから前記コイルを挟むように設置された磁石及び磁性材料と、
を有することを特徴とするレンズ用のアクチュエータ。 A light source;
An objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium;
A lens installed in an optical path between the light source and the objective lens;
An actuator for a lens that moves the lens in the optical path direction.
A leaf spring having one end fixed to the fixed portion and the other end allowed to move in the optical path direction;
A movable member extending in the longitudinal direction from the other end of the leaf spring, and the lens and the coil are installed;
A magnet and a magnetic material installed so as to sandwich the coil from the inside and outside of the coil;
An actuator for a lens, comprising:
前記磁性材料は、前記磁石部材のうち少なくとも1個の磁石部材とで、前記コイルの内側と外側とから前記コイルを挟むように、前記コイルの内側に設置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ用のアクチュエータ。 The magnet is composed of at least two magnet members installed on the outer side of the coil at predetermined intervals and on opposite sides of the coil,
The said magnetic material is installed inside the said coil so that the said coil may be pinched | interposed from the inner side and the outer side of the said coil by the at least 1 magnet member among the said magnet members. 2. An actuator for a lens according to 1.
前記光源から射出された光を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズと、
前記光情報記録媒体で反射された光を受光する受光素子と、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路に設置されたレンズと、
前記レンズを前記光路方向に移動させる請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズ用のアクチュエータと、
を有することを特徴とする光ヘッド。 A light source;
An objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium;
A light receiving element for receiving light reflected by the optical information recording medium;
A lens installed in an optical path between the light source and the objective lens;
The lens actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the lens is moved in the optical path direction;
An optical head comprising:
前記光ヘッドから出力された信号を受けてサーボ信号を算出する算出手段と、
前記サーボ信号に基づいて前記レンズ用のアクチュエータを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
An optical head according to claim 6;
Calculating means for calculating a servo signal in response to a signal output from the optical head;
Control means for controlling the actuator for the lens based on the servo signal;
An optical disc apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004216397A JP2006040356A (en) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Lens actuator, optical head, and optical disk device |
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