JP2006107615A - 光学ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】小型な磁気回路でピッチングを生じることなく可動部をフォーカス方向に駆動できると共に、記録媒体上のスポットの動きを正確に検出でき、再生信号の品質劣化を防止できる高性能な光学ヘッドを提供する。
【解決手段】光学素子1を保持するホルダ2を記録媒体面に関し垂直方向成分をもつ第1の方向に駆動するためのフォーカスコイル3a,3bと、フォーカスコイルに磁束を作用させる磁気回路23a,23bとを有する光学ヘッドにおいて、フォーカスコイルは扁平コイルで形成されて対向する第1、第2のコイル辺が第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置され、磁気回路は、第1、第2のコイル辺の少なくとも一方に対向する磁極面を有する磁石素子を有しており、光学素子1の入射面12に入射する光の光軸11が記録媒体20に垂直でない第2の方向で、第1の方向とほぼ平行とした。
【選択図】図3
【解決手段】光学素子1を保持するホルダ2を記録媒体面に関し垂直方向成分をもつ第1の方向に駆動するためのフォーカスコイル3a,3bと、フォーカスコイルに磁束を作用させる磁気回路23a,23bとを有する光学ヘッドにおいて、フォーカスコイルは扁平コイルで形成されて対向する第1、第2のコイル辺が第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置され、磁気回路は、第1、第2のコイル辺の少なくとも一方に対向する磁極面を有する磁石素子を有しており、光学素子1の入射面12に入射する光の光軸11が記録媒体20に垂直でない第2の方向で、第1の方向とほぼ平行とした。
【選択図】図3
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に設けられる光学ヘッドに関するものである。
光学式記録再生装置は、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。
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。
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。
このような不具合を解消するものとして、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、回転非対称な曲面を持ついわゆる自由曲面レンズを用いることで、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対物レンズを用いた光学ヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図20は、特許文献1に開示された光学ヘッドの対物レンズの構成を示すもので、特許文献1の図1をわかりやすくするために、180度回転し、座標を再定義して示したものである。この対物レンズ101は、図示しない光学ブロックからのレーザ光を入射して記録媒体102に射出し、スポットを形成するもので、入射光の光軸103は記録媒体102の垂直方向106に対して角度104を持っており、射出する光の光軸105は記録媒体102に垂直となっている。
対物レンズ101は、記録媒体102に正しく焦点を合わすために、フォーカス方向(Z方向)に移動可能となっている。また、記録媒体102からの反射光を検出するため、図示しない光学ブロック内には、フォトディテクタが設けられている。
一方、対物レンズをフォーカス方向に駆動するフォーカスアクチュエータとして、対物レンズを保持する可動部のトラッキング方向両側に断面四角形状の筒状のフォーカスコイルを取り付け、可動部をサスペンションワイヤを介してフォーカス方向およびトラッキング方向に変位可能に支持する固定部には、各フォーカスコイルの一つのコイル面が遊嵌するように設けたU字状のヨークと、各ヨークの対向する内面に異極を向かい合わせて装着した磁石とを有する磁気回路を設けて、両フォーカスコイルのそれぞれ一つのコイル面に作用する駆動点を結ぶ中点、すなわち両フォーカスコイル全体での駆動点とみなせる仮想駆動点と、可動部の重心とを一致させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
ところが、上記の特許文献2に開示のフォーカスアクチュエータにあっては、各磁気回路からの漏洩磁束が、U字状ヨークの磁石間に位置するコイル面と対向するコイル面側にも作用して、仮想駆動点が可動部の重心からずれ、これにより可動部をフォーカス方向に駆動した際に、可動部にピッチングが生じるという不具合がある。
このような不具合を解決するものとして、上記特許文献2には、各磁気回路を構成するヨークとしてE字状のヨークを用い、その中央の脚部に断面四角形状の筒状のフォーカスコイルを遊嵌させ、両側の脚部の内側には、対向するコイル面に同極を向けて磁石を装着することにより、対向する両コイル面に同一方向の駆動力を発生させるようにして、その仮想駆動点を可動部の重心に一致させるようにしたフォーカスアクチュエータが開示されている。
特開2002−214531号公報
特開2003−115122号公報
特許文献1に開示の光学ヘッドにおいては、対物レンズ101がZ方向に移動しても、対物レンズ101の射出光の光軸105は記録媒体102に垂直で、Z方向の移動方向と一致しているので、記録媒体102上のスポットは動かない。
しかしながら、対物レンズ101に入射する光、すなわち、記録媒体102での反射光が光学ブロックへ戻る光の光軸103は、Z方向の移動方向に対して角度104を持っている。このため、図21に示すように、対物レンズ101がZ方向にΔz移動すると、光学ブロックへ戻る光の光軸103は記録媒体102への射出光の光軸105に対して垂直方向に△x移動し、それに伴って光学ブロックのフォトディテクタ上に形成される記録媒体からの反射光のスポットも△xだけ移動することになる。その結果、光学ブロックでは、実際には記録媒体上のスポットがX方向に移動していないにも拘わらず、△x移動したと検出することとなって、記録媒体上のスポットの動きを正しくつかめなくなり、対物レンズを移動する制御を正しく行えなくなったり、再生信号の品質が劣化したりして、性能が低下することが懸念される。
また、特許文献2に開示のような断面四角形状の筒状のフォーカスコイルの対向する両コイル面に同一方向の駆動力を発生させるようにしたフォーカスアクチュエータにおいては、磁気回路からの漏洩磁束に影響されることなく、仮想駆動点と可動部の重心とを常に一致させることができるので、可動部をフォーカス方向に駆動した際のピッチングの発生を防止することができる。
しかしながら、かかる構成のフォーカスアクチュエータにあっては、磁気回路にE字状ヨークを用いるため、U字状ヨークを用いる場合と比較して、磁気回路が大きくなり、光学ヘッド全体が大型化することが懸念される。
したがって、上記の事情に鑑みてなされた本発明の目的は、小型な磁気回路でピッチングを生じることなく可動部をフォーカス方向に駆動できると共に、記録媒体上のスポットの動きを正確に検出でき、再生信号の品質劣化を防止できる高性能な光学ヘッドを提供することにある。
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、記録媒体に集光するための光学素子と、上記光学素子を保持するホルダと、上記ホルダを記録媒体面に関し垂直方向成分をもつ第1の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第1の方向に駆動するためのフォーカスコイルと、上記フォーカスコイルに磁束を作用させる磁気回路と、上記光学素子に光を入射させる発光素子と、上記記録媒体で反射される戻り光を受光する検出素子とを少なくとも有する光学ヘッドにおいて、
上記フォーカスコイルは、扁平コイルで形成され、その対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が上記第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置されており、
上記磁気回路は、上記第1のコイル辺または上記第2のコイル辺の少なくとも一方に対向する磁極面を有する磁石素子を有しており、
上記第1の方向が記録媒体面に垂直でない方向であり、上記発光素子から上記光学素子の入射面に入射する光の光軸が記録媒体に垂直でない第2の方向であり、上記第1の方向と上記第2の方向とがほぼ平行であることを特徴とするものである。
上記フォーカスコイルは、扁平コイルで形成され、その対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が上記第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置されており、
上記磁気回路は、上記第1のコイル辺または上記第2のコイル辺の少なくとも一方に対向する磁極面を有する磁石素子を有しており、
上記第1の方向が記録媒体面に垂直でない方向であり、上記発光素子から上記光学素子の入射面に入射する光の光軸が記録媒体に垂直でない第2の方向であり、上記第1の方向と上記第2の方向とがほぼ平行であることを特徴とするものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学ヘッドにおいて、上記支持手段は、イタあるいは棒状の弾性支持部材からなることを特徴とするものである。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の光学ヘッドにおいて、上記弾性支持部材は、金属からなることを特徴とするものである。
請求項4に係る発明は、請求項2に記載の光学ヘッドにおいて、上記弾性支持部材は、合成樹脂からなることを特徴とするものである。
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学ヘッドにおいて、上記光学素子は、入射光を集光させると共に屈折により光路を曲げる作用を有し、上記入射面に入射する光と射出面から射出する光との光路に角度を持たせたことを特徴とするものである。
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学ヘッドにおいて、上記磁気回路は、上記第1のコイル辺または上記第2のコイル辺に対向する磁極面を有する第1の磁石素子と、上記第2のコイル辺または第1のコイル辺に対向して上記磁極面とほぼ同一平面に位置する磁性材とを有することを特徴とするものである。
請求項7に係る発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学ヘッドにおいて、上記磁気回路は、上記第1のコイル辺に対向する磁極面を有する第1の磁石素子と、上記第2のコイル辺に対向して上記磁極面とほぼ同一平面に異なる磁極面を位置させた第2の磁石素子とを有することを特徴とするものである。
請求項8に係る発明は、請求項6または7に記載の光学ヘッドにおいて、上記ホルダを記録媒体のトラックを横切る第3の方向に駆動するための扁平コイルで形成されたトラッキングコイルを有しており、
上記支持手段は、上記ホルダを上記第3の方向にも移動可能に支持するものであり、
上記磁気回路は、上記トラッキングコイルに磁束を作用させる第3の磁石素子とを有することを特徴とするものである。
上記支持手段は、上記ホルダを上記第3の方向にも移動可能に支持するものであり、
上記磁気回路は、上記トラッキングコイルに磁束を作用させる第3の磁石素子とを有することを特徴とするものである。
請求項9に係る発明は、請求項8に記載の光学ヘッドにおいて、上記フォーカスコイルは、上記第3の磁石素子からの磁束が交差しないように配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、フォーカスコイルが扁平コイルにより形成され、その対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が記録媒体面に関し垂直方向成分をもつ第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置されているので、筒状のフォーカスコイルを用いる場合と比較して、フォーカスコイルに対する漏れ磁束の影響を回避でき、フォーカス駆動点を対物レンズおよびホルダを含む可動部の重心に常に一致させることができる。したがって、小型な磁気回路でピッチングを生じることなく可動部をフォーカス方向に駆動することが可能となる。しかも、記録媒体に集光するための光学素子を記録媒体の垂直方向に動かすことでの検出素子上でのスポットの位置ずれを防止あるいは抑制できるので、記録媒体上のスポットの動きを正確に検出することができ、再生信号の品質劣化を防止できる高性能な光学ヘッドを実現することができる。
以下、本発明による光学ヘッドの実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1実施の形態)
図1〜図5は本発明の第1実施の形態を示すもので、図1はレンズアクチュエータの要部上面図、図2は図1のA−A断面図、図3は図1の要部側面図、図4は磁気回路の構成を示す斜視図、図5は図1のB方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図、図6は一部断面で示す光学ヘッドの上面図、図7はレンズアクチュエータの動きを説明するための図、図8は磁気回路の変形例を示す斜視図である。
図1〜図5は本発明の第1実施の形態を示すもので、図1はレンズアクチュエータの要部上面図、図2は図1のA−A断面図、図3は図1の要部側面図、図4は磁気回路の構成を示す斜視図、図5は図1のB方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図、図6は一部断面で示す光学ヘッドの上面図、図7はレンズアクチュエータの動きを説明するための図、図8は磁気回路の変形例を示す斜視図である。
図1において、基板厚が異なる記録媒体(例えば、1.2mmの光ディスクと0.6mmの光ディスク;以下、総称して光ディスクという)に集光するための光学素子である対物レンズ1は、液晶ポリマーなどの合成樹脂で作られたホルダ2に紫外線硬化型接着剤により接着されている。ホルダ2には、図2に示すように、対物レンズ1の取り付け部分まで貫通する穴98が形成されており、この穴98から紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を用いて対物レンズ1をホルダ2に接着するようになっている。ホルダ2には、フォーカスコイル3a、3bおよびトラッキングコイル4a、4bも装着されている。
対物レンズ1は、いわゆる自由曲面レンズからなり、図2のように、対物レンズ1に入射する光の光路(光軸)11は、対物レンズ1の入射面である第1面12で屈折して光路13を進み、次に、反射面である第2面14で反射して光路16を進み、さらに、反射面である第3面17で反射して光路18を進み、最後に、射出面である第4面19で屈折して光路10を進んで、ディスク状の光ディスク20にスポットを形成する。ここで、対物レンズ1の第1面12、第2面14、第3面17、第4面19は回転対称でない自由曲面となっている。なお、光路18は、光軸であり、光軸は第4面(射出面)19に垂直に入射しているので、屈折せず、光路18と光路10とは、同一直線となっている。
対物レンズ1から射出する光の光路10は、光ディスク20に垂直となっている。一方、対物レンズ1に入射する光の光路11(第2の方向)は、光ディスク20に垂直ではなく、光ディスク20に垂直な線21に対し、角度22を持っている。
フォーカスコイル3a、3bは、矩形の扁平コイルで、L字状に曲げられてホルダ2に接着されており、その巻き線の軸は光ディスク20と平行となっている。トラッキングコイル4a、4bも矩形の扁平コイルで、L字状に曲げられており、ホルダ2およびフォーカスコイル3aに跨ってトラッキングコイル4aが接着され、ホルダ2およびフォーカスコイル3bに跨ってトラッキングコイル4bが接着されている。後述する磁石23a、23bと対向するフォーカスコイル3a、3bの面3″(図3参照)およびトラッキングコイル4a、4bの面4″(図3参照)は、光路11に平行ではなく、光ディスク20に垂直となっている。すなわち、フォーカスコイル3aは、光ディスク20と平行な方向に延在する対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が、磁石23aと対向する部分において、光ディスク20の垂直方向(Z方向)に離間して配置されており、トラッキングコイル4aは、Z方向に延在する一方のコイル辺が磁石23aと対向している。同様に、フォーカスコイル3bは、光ディスク20と平行な方向に延在する対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が、磁石23bと対向する部分において、Z方向に離間して配置されており、トラッキングコイル4bは、Z方向に延在する一方のコイル辺が磁石23bと対向している。
ホルダ2には、支持手段であるベリリウム銅製の4本のイタ状のバネ5a〜5dの一端も接着されている。バネ5a〜5dは、エッチングの手法により断面形状が長方形に製作されたもので、4本同一のバネである。ただし、バネ5a、5cとバネ5b、5dは裏表の関係となっている。バネ5a〜5dの他端は、バネウケ6に固定され、さらに図示しない基板に接続されている。バネウケ6には、凹部24a〜24d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、バネ5a〜5dをダンピングしている。
ここで、ホルダ2側のバネ5a〜5dの固定部29a〜29d(29bは図示せず)およびバネウケ6側のバネ5a〜5dの固定部28a〜28d(28bは図示せず)は、光路11と平行ではなく、光ディスク20に対して垂直となっている。また、バネ5a〜5dの固定部29a〜29dと固定部28a〜28dとの間のバネとして有効な部分の長さは、4本とも同一長さで、互いに平行となっている。これにより、ホルダ2は、バネ5a〜5dによって、バネウケ6に光ディスク20のトラックを横切る方向(X方向)と、光ディスク20の垂直方向(Z方向)とに移動可能に支持されていることになる。
フォーカスコイル3a、3bおよびトラッキングコイル4a、4bは、バネ5a〜5dに半田付けされて、バネ5a〜5dを介して外部の電気回路に接続されている。
ホルダ2には、そのZ+方向表面にフォーカスストッパ25a、25bが一体的に設けられており、Z−方向表面にも同じくフォーカスストッパ26a、26bが一体的に設けられている。
バネウケ6は、鉄製のベース7に固定されている。ベース7には、さらに立ち上げ部8a、8cが形成され、これら立ち上げ部8a、8cに、磁石23a、23bが固定されている。立ち上げ部8a、8cは、光路11と平行ではなく、光ディスク20に対して垂直となっている。磁気回路は、ベース7、立ち上げ部8aおよび磁石23aにより1つ形成され、さらに、ベース7、立ち上げ部8cおよび磁石23bにより1つ形成されている。
ここで、磁石23aは、図4に詳細に示すように、第3の磁石素子であるトラッキング駆動用の1個の磁石素子23a−1と、第1、第2の磁石素子であるフォーカス駆動用の2個の磁石素子23a−2、23a−3とを立ち上げ部8aに接合して構成され、これら磁石素子23a−1〜23a−3の立ち上げ部8aとは反対側の面は、同一のXZ平面に位置している。図5に示すように、磁石素子23a−1は、その一方の磁極面がトラッキングコイル4aのZ方向に延在する二つのコイル辺の一方に対向し、磁石素子23a−2、23a−3は、異なる磁極面がフォーカスコイル3aのZ方向と直交するX方向に延在する対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺に対向している。他方の磁石23bも、磁石23aと同様に構成されている。
このように、フォーカスコイル3a、3bの各々を矩形の扁平コイルとしてL字状に曲げ、そのZ方向と直交する方向に延在する二つのコイル辺が、光ディスク20と垂直な同一の面3″に位置するように装着して、その二つのコイル辺に磁石素子23a−2、23a−3;23b−2、23b−3(23b−3は図示せず)の異なる磁極面を対向させるようにしたので、磁気回路を小型にできると共に、フォーカスコイル3a、3bに対する漏れ磁束の影響を回避でき、フォーカスコイル3a、3bによる全体のフォーカス駆動点(仮想駆動点)を対物レンズ1およびホルダ2を含む可動部の重心Gに常に一致させることができる。
以上、ベース7上に組み立てられた対物レンズ1を動かすための機構をレンズアクチュエータ31と呼ぶ。
レンズアクチュエータ31には、図1および図3に2点鎖線で示すように合成樹脂製のカバー99が取り付けられる。なお、図1では、対物レンズ1が露出するためにカバー99に設けられた穴部のみを2点鎖線で示し、図3では、フォーカスストッパ25aが当て付く部分のみを2点鎖線で示してある。その他の図では、カバー99の図示を省略してある。フォーカスストッパ25a、25bは、ホルダ2がZ+方向に動いたときに、カバー99に当て付く形となる。一方、フォーカスストッパ26a、26bは、ホルダ2がZ−方向に動いたときに、ベース7に当て付く形となるが、初期状態では、フォーカスストッパ26a、26bは、既にベース7に当て付いており、Z+方向にのみホルダ2が動く構造となっている。
レンズアクチュエータ31は、図6に示すようにキャリッジ34に固定されている。詳細は示さないが、レンズアクチュエータ31は、そのベース7を用いてキャリッジ34に固定するが、その際、対物レンズ1から射出する光の光路10が、光ディスク20に正しく垂直になるように調整される。本実施の形態では、図2に示したようにベース7の底面が光ディスク20に対し平行で傾いていないので、キャリッジ34への固定は簡単になる。
キャリッジ34は、軸受部35a、35b、35cを介して、軸36a、36bに支持されている。これにより、キャリッジ34は、光ディスク20の半径方向(X方向)に移動可能に支持されていることになる。キャリッジ34は、光ディスク20の最内周に移動したときに、光ディスク20を回転させるモーター(図示せず)に干渉しないように、X−端に円弧状形状37を持っている。
キャリッジ34には、例えば405nmのレーザ光を発光するレーザダイオード38が、イタ39を介して取り付けられている。イタ39を介するのは、イタ39の延びる平面内(光軸に垂直な平面内)でレーザダイオード38を位置調整可能とするためである。イタ39は、ネジ40a,40bによって、キャリッジ34に固定される。
レーザダイオード38から対物レンズ1までの光路中には、コリメータレンズ41が鏡筒42を介してキャリッジ34に固定されていると共に、ビーム整形プリズム43、44がキャリッジ34に直接固定されており、さらに、1/4波長板46が接合された偏光ビームスプリッタ45がキャリッジ34に直接固定されている。レーザダイオード38から出射した光は、この経路を辿って収差補正のためのリレーレンズ47、48に入射する。
リレーレンズ47はホルダ50に固定され、リレーレンズ48はホルダ51に固定されている。ホルダ50はキャリッジ34に固定されており、ホルダ51はホルダ50に光軸方向に移動可能に摺動支持されている。ホルダ51には、バー55が固定され、バー55は、スクリューネジが刻まれた軸54とかみ合っている。軸54は、モーター52にギヤボックス53を介して連結されており、モーター52が回転することで、ギヤボックス53を介して軸54が回転し、スクリューネジとかみ合ったバー55を介してホルダ51が移動するという、いわゆるネジ送り機構を構成している。これらの機構をリレーレンズアクチュエータ49と呼ぶ。ここで、ギヤボックス53などに塗られたグリスの飛散を防ぐために、キャリッジ34に薄い金属板からなる壁56が取り付けられている。
リレーレンズアクチュエータ49は、リレーレンズ47、48の距離を変えることによって、対物レンズ1に入射する光束の広がり角を変え、これにより球面収差を補正するようになっている。
リレーレンズ48を出た光は、図2に示すように、反射ミラー30で光路11に曲げられる。光路11は、先に述べたように、光ディスク20に垂直ではないが、曲げられる前の光路33は、光ディスク20に平行となっている。したがって、反射ミラー30と光ディスク20とのなす角32(図2では、光ディスク20に平行な補助線を引いた)は、45度より小さくなっている。このように、対物レンズ1に入射する光の光路11を光ディスク20に垂直でないようにすることで、反射ミラー30と光ディスク面とのなす角32を45度以下とすることができ、光学ヘッドの薄型化が図れている。また、本実施の形態では、反射ミラー30よりレーザダイオード38側の光路がX+方向に傾きを持つ形で延びているので、キャリッジ34を、弧37の側にある図示しないスピンドルモーターに巻き付くような形にでき、装置を小型化できる。
レーザダイオード38から出射した光の一部は、偏光ビームスプリッタ45で反射する。その反射光の進む位置には、フォトディテクタ57が固定されている。また、光ディスク20からの戻り光が偏光ビームスプリッタ45で反射する位置には、集光レンズ58が鏡筒59を介してキャリッジ34に固定されていると共に、検出素子であるフォトディテクタ60がイタ61を介してキャリッジ34に固定されている。フォトディテクタ60は、イタ61を介して固定されることで、イタ61の延びる平面内(光軸に垂直な平面内)で位置調整可能となっており、調整後、イタ61はキャリッジ34に接着固定される。
コリメータレンズ41を保持する鏡筒42は、円筒状外形を有しており、キャリッジ34に形成された円筒状穴部に光軸に沿ってスライド可能に保持され、これによりコリメータレンズ41は光軸に沿って位置調整可能となっている。また、集光レンズ58を保持する鏡筒59は、光軸に沿ってスライド可能に、図示しないイタバネによってキャリッジ34に設けられた壁2面に押しつけられるような形で取り付けられ、これにより集光レンズ58は光軸方向に位置調整可能となっている。これらの調整機能により、所定の信号が得られるように各光学素子は位置調整がなされる。
次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
レーザダイオード38から発せられた断面楕円形のレーザ光は、コリメータレンズ41で平行光にされ、次に、ビーム整形プリズム43、44で断面円形にビーム整形された後、偏光ビームスプリッタ45、1/4波長板46、リレーレンズ47、48を経由して、反射ミラー30で光路の向きを変えられ、対物レンズ1により光ディスク20上に集光されてスポットが形成される。
偏光ビームスプリッタ45に入射した光は、その一部が反射されてフォトディテクタ57で受光され、その出力に基づいてレーザダイオード38の発光量の調整が行われる。
一方、光ディスク20での反射光(戻り光)は、再び対物レンズ1を通り、往路の逆を戻って偏光ビームスプリッタ45に到達し、ここで反射されて集光レンズ58を経てフォトディテクタ60で受光され、その出力に基づい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、球面収差が検出される。
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3a、3bに電流を流すことによって、ホルダ2を光ディスク20に垂直な方向に駆動し、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、4bに電流を流すことによって、ホルダ2を光ディスク20の半径方向に駆動する。また、異なるトラックにアクセスする場合は、図示していない駆動手段によってキャリッジ34ごとホルダ2を光ディスク20の半径方向に駆動する。このようにして、ホルダ2およびそれに固定された対物レンズ1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。
また、光ディスク20のカバーガラス厚のばらつきなどによって、球面収差が検出された場合は、モーター52に電流を流して、ホルダ51およびリレーレンズ48を光軸方向に移動して球面収差を補正する。
なお、本実施の形態では、フォーカスコイル3a、3bのZ方向に延在するコイル辺の一部が磁石素子23a−1、23b−1に対向しているため、光ディスク20に対してフォーカスサーチを行う際に、トラッキングコイル4a、4bへの駆動電流をオフにすると、フォーカスコイル3a、3bによって対物レンズ1が誤トラッキング駆動されることになる。このため、本実施の形態では、フォーカスサーチの際は、トラッキングコイル4a、4bに、フォーカスコイル3a、3bによる誤トラッキング駆動をキャンセルする補正信号を供給し、その後、フォーカスサーチが終了して、フォーカス制御がオンになったのを制御回路であるCPU(図示せず)が認識したら、トラッキングコイル4a、4bへの補正信号の供給を止めて、通常のトラッキング制御を行う。
次に、図7を参照してレンズアクチュエータ31の光ディスク20の垂直方向(Z方向)への動きについて、詳しく説明する。なお、説明を簡略化するため、バネ5a、5cについて説明するが、バネ5b、5dについても同様である。
図7において、初期位置のホルダ2を実線で示す。初期位置において、バネ5a、5cは光ディスク20に平行であり、その固定部29a、29cを結ぶ線68および固定部28a、28cを結ぶ線67は、光ディスク20に垂直となっている。初期位置において、ホルダ2は、フォーカスストッパ26a、26bがベース7に当て付いており、Z−方向には最大移動した位置にある。Z+方向には、フォーカスストッパ25a、25bがカバー99に当て付くまで移動する。この最大移動したときのホルダ2の位置を2点鎖線2bで示す。また、参考に、移動量の中間でのホルダ2の位置を2点鎖線2aで示す。
バネ5a、5cの長さは同じであり、平行であるので、バネ5a、5cおよび線67、68は平行四辺形となる。したがって、ホルダ2がX方向に移動しても、線67、68は平行を維持して動くことになる。バネ5a、5cは撓むが、同じ形状で、撓み方が同じになるので、線67、68は平行を維持することになる。これにより、ホルダ2は、光路11に平行に動く。
ホルダ2の一点62に着目すると、Z+方向に最大移動したときのホルダ2の位置2bでの点62の位置は点62bとなる。ホルダ2は、バネで動きが制限されるので弧70を描いて動く。これにより、ホルダ2がZ+方向に移動すると、バネウケ6側、すなわちY+方向にホルダ2が移動する。したがって、初期位置すなわちZ−方向に最大移動したときの点62の位置と、Z+方向に最大移動したときの点62bの位置とはY方向にずれがあり、それらを結んだ線63(第1の方向)は、光ディスク20に垂直ではなく角度を持つ。この線63を光路11と平行になるようにすることで、ホルダ2が光路11と平行に動くことになり、対物レンズ1を光ディスク20の垂直方向に動かすことで、フォトディテクタ60に戻るスポットの位置が動くことがなく、偽の信号が出ない高性能な装置とすることができる。
なお、ホルダ2が中間位置にあるとき、点62は点62aにあり、線63とずれがあるが、そのずれは僅かである。このホルダ2のY方向への位置ずれは、ホルダ2をZ−方向、Z+方向に変位させることによって生じるが、線63と光路11とのずれが3度以下であれば、信号への影響は少なく無視できる(図7では、動き幅などを強調しているが、実際はごく僅かとなる)。
本実施の形態では、初期位置からZ−方向への変位量を0としたが、ごく僅かZ−方向に変位可能な位置を初期位置としても良いし、逆に、初期位置はZ+方向に最大変位した位置として、Z−方向にのみ変位するようにしても良い。また、フォーカスコイル3a、3bは、そのZ方向に延在するコイル辺が磁石素子23a−1、23b−1に対向しないように配置することもできる。このようにすれば、フォーカスサーチの際に、フォーカスコイル3a、3bによって対物レンズ1が誤トラッキング駆動されることがないので、トラッキングコイル4a、4bへの補正信号の供給を省略することができる。
さらに、磁気回路は、例えば図8に磁石23a側の斜視図を示すように、磁石素子23a−3を省略し、この部分の立ち上げ部8a′を溝部7xによって立ち上げ部8aから分離して磁石素子23a−2の表面と同一平面となるように形成すると共に、溝部7xの幅に応じて磁石素子23a−1と磁石素子23a−2とを分離して配置することもできる。この場合、好ましくは、磁石素子23a−1、23a−2は、同一極がトラッキングコイル4a、フォーカスコイル3aに向くようにする。このようにすれば、磁石素子23a−3を省略できる分、コストダウンがはかれる。なお、磁石素子23a−3に代えて、磁石素子23a−2を省略して同様に構成することもできる。磁石23b側の磁気回路についても同様である。
本実施の形態によれば、フォーカスコイル3a、3bの各々を矩形の扁平コイルとしてL字状に曲げ、そのZ方向と直交する方向に延在する対向する二つのコイル辺が、光ディスク20と垂直な同一の面3″に位置するように装着して、その二つのコイル辺の少なくとも一方に磁石素子23a、23bを対向させるようにしたので、フォーカスコイル3a、3bに対する漏れ磁束の影響を回避でき、フォーカスコイル3a、3bによる全体のフォーカス駆動点を対物レンズ1およびホルダ2を含む可動部の重心Gに常に一致させることができる。したがって、小型な磁気回路でピッチングを生じることなく可動部をフォーカス方向に駆動することができる。しかも、対物レンズ1をフォーカス方向に駆動することによるフォトディテクタ60上でのスポットの位置ずれを防止あるいは抑制できるので、光ディスク20上のスポットの動きを正確に検出することができ、再生信号の品質劣化を防止できる高性能な光学ヘッドを実現することができる。
(第2実施の形態)
図9〜図11は本発明の第2実施の形態を示すもので、図9はレンズアクチュエータの要部上面図、図10は図9の要部側面図、図11は図9のC方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図である。
図9〜図11は本発明の第2実施の形態を示すもので、図9はレンズアクチュエータの要部上面図、図10は図9の要部側面図、図11は図9のC方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図である。
本実施の形態は、第1実施の形態において、フォーカスコイル3aを、矩形の扁平コイルをS字状に曲げて形成して、そのZ方向に延在するコイル辺が、対応する磁気回路のトラッキング駆動用の磁石素子23a−1と対向しないようにホルダ2に装着し、このフォーカスコイル3a上にトラッキングコイル4aを接着したものである。なお、図示しないが、他方のフォーカスコイル3bおよびトラッキングコイル4bも同様に形成する。
このように構成すれば、第1実施の形態と同様の効果が得られる他、フォーカスサーチの際には、フォーカスコイル3a、3bによって対物レンズ1が誤トラッキング駆動されることがないので、トラッキングコイル4a、4bへの補正信号の供給を省略することができる。
(第3実施の形態)
図12〜図16は本発明の第3実施の形態を示すもので、図12はレンズアクチュエータの要部上面図、図13は図12の要部側面図、図14は図12のD方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図、図15は磁気回路の構成を示す斜視図、図16は磁気回路の変形例を示す斜視図である。
図12〜図16は本発明の第3実施の形態を示すもので、図12はレンズアクチュエータの要部上面図、図13は図12の要部側面図、図14は図12のD方向からみた磁気回路とフォーカスコイルおよびトラッキングコイルとの位置関係を示す図、図15は磁気回路の構成を示す斜視図、図16は磁気回路の変形例を示す斜視図である。
本実施の形態は、第2実施の形態において、ホルダ2のフォーカスストッパ25aの近傍にコの字状の切り欠き2xを形成し、この切り欠き2xを跨ぐようにS字状のフォーカスコイル3aをホルダ2に接着する。また、切り欠き2xには、トラッキングコイル4aのZ方向に延在する一方のコイル辺を介してトラッキング駆動用の磁石素子23a−1と対向するように、図15に詳細に示すように、ベース7に内ヨークとしての立ち上げ部8cを設ける。なお、図示しないが、他方のフォーカスコイル3bおよびトラッキングコイル4b側も同様に形成する。
このように、トラッキング駆動用の磁石素子23a−1と対向して立ち上げ部8cを設ければ、磁石素子23a−1からの磁束の有効利用が図れるので、トラッキングの駆動感度を向上することができる。また、切り欠き2xを設けることで、その大きさ、形状を適切に設定したり、切り欠き2xの内面に真鍮片等を接合したりすることで、全体のフォーカス駆動点を可動部の重心Gに容易に一致させることができる。
なお、本実施の形態は、フォーカスコイル3aが第1実施の形態のL字状の場合でも有効に適用することができる。また、磁気回路は、図16に示すように、ベース7に開口部7zを形成し、この開口部7zを通して立ち上げ部8cを突出させるように、立ち上げ部8cをベース7の裏面側に固定したり、磁石素子23a−1〜23a−3を、立ち上げ部8aに形成した突起8xにより位置決めして、互いに分離して設けたりすることもできる。さらに、第1実施の形態の変形例で説明したように、磁石素子23a−2あるいは23a−3を省略して、立ち上げ部8a′を他の磁石素子の磁極面と同一面に形成することもできる。
(第4実施の形態)
図17〜図19は本発明の第4実施の形態を示すもので、図17はレンズアクチュエータの要部上面図、図18は図17の要部側面図、図19は図17のE方向からみた磁気回路とフォーカスコイル、トラッキングコイルおよびチルトコイルとの位置関係を示す図である。
図17〜図19は本発明の第4実施の形態を示すもので、図17はレンズアクチュエータの要部上面図、図18は図17の要部側面図、図19は図17のE方向からみた磁気回路とフォーカスコイル、トラッキングコイルおよびチルトコイルとの位置関係を示す図である。
本実施の形態は、第1実施の形態において、磁石素子23a−1、磁石素子23a−2および立ち上げ部8aを巻回するように、トラッキングコイル4a上にチルトコイル71aを装着する。なお、磁石素子23a−1および磁石素子23a−2は、同一磁極がチルトコイル71aに向くように装着する。他方のトラッキングコイル4a側にも、同様にチルトコイル71b(図示せず)を装着する。また、ホルダ2とバネウケ6との間には、バネ5a〜5dと平行に、チルトコイル71a、71bへの給電用のバネ5e、5f(5fは図示せず)を設け、これらバネ5e、5fを通して、チルトコイル71a、71bに給電することにより、チルトコイル71a、71bにZ方向において互いに反対方向の駆動力を発生させるようにする。
本実施の形態によれば、対物レンズ1のチルト制御も可能となるので、情報の記録/再生性能をより向上させることができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に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、第4実施の形態に示したチルトコイルは、第2実施の形態や第3実施の形態の光学ヘッドに設けることもできる。また、本発明は、上述した一体型の光学ヘッドに限らず、半導体レーザおよびフォトディテクタを固定部に配置し、対物レンズを光ディスクの半径方向に移動可能な可動部に配置する分離型の光学ヘッドにも有効に適用することができる。特に、アクセス(シーク)用およびトラッキング用のコイルを兼用した一段サーボ駆動の可動コイル型のリニアモータ等と組み合わせることで、より小型化が可能となる。また、本発明は、可動コイル型に限らず、対物レンズを保持するホルダ側に磁石を有する磁気回路を配置し、固定部側にフォーカスコイルおよびトラッキングコイルを配置した可動磁石型にも有効に適用することができる。このように可動磁石型とすれば、固定部側のフォーカスコイルおよびトラッキングコイルに対する電力供給が容易になる利点がある。
さらに、上記実施の形態では、フォーカスコイル、トラッキングコイルおよび磁気回路を二組設けた場合について説明したが、一組の場合でも本発明を有効に適用することができる。また、扁平コイルからなるフォーカスコイルやトラッキングコイルは、これを装着する部材の形状や磁気回路の大きさ等によっては、折り曲げることなく装着することもできる。
1 対物レンズ
2 ホルダ
3a,3b フォーカスコイル
4a,4b トラッキングコイル
5a〜5f バネ
6 バネウケ
7 ベース
8a〜8d 立ち上げ部
9 基板
10,11,13,16,18 光路
12 入射面
14 反射面
19 射出面
20 光ディスク
23a,23b 磁石
23a−1〜23a−3 磁石素子
30 反射ミラー
31 レンズアクチュエータ
33 光路
34 キャリッジ
35a,35b,35c 軸受部
36a,36b 軸
38 レーザダイオード
41 コリメータレンズ
42 鏡筒
43,44 ビーム整形プリズム
45 偏光ビームスプリッタ
46 1/4波長板
47,48 リレーレンズ
49 リレーレンズアクチュエータ
50,51 ホルダ
52 モーター
53 ギヤボックス
54 軸
55 バー
57 フォトディテクタ
58 集光レンズ
59 鏡筒
60 フォトディテクタ
71a,71b チルトコイル
98 穴
99 カバー
2 ホルダ
3a,3b フォーカスコイル
4a,4b トラッキングコイル
5a〜5f バネ
6 バネウケ
7 ベース
8a〜8d 立ち上げ部
9 基板
10,11,13,16,18 光路
12 入射面
14 反射面
19 射出面
20 光ディスク
23a,23b 磁石
23a−1〜23a−3 磁石素子
30 反射ミラー
31 レンズアクチュエータ
33 光路
34 キャリッジ
35a,35b,35c 軸受部
36a,36b 軸
38 レーザダイオード
41 コリメータレンズ
42 鏡筒
43,44 ビーム整形プリズム
45 偏光ビームスプリッタ
46 1/4波長板
47,48 リレーレンズ
49 リレーレンズアクチュエータ
50,51 ホルダ
52 モーター
53 ギヤボックス
54 軸
55 バー
57 フォトディテクタ
58 集光レンズ
59 鏡筒
60 フォトディテクタ
71a,71b チルトコイル
98 穴
99 カバー
Claims (9)
- 記録媒体に集光するための光学素子と、上記光学素子を保持するホルダと、上記ホルダを記録媒体面に関し垂直方向成分をもつ第1の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第1の方向に駆動するためのフォーカスコイルと、上記フォーカスコイルに磁束を作用させる磁気回路と、上記光学素子に光を入射させる発光素子と、上記記録媒体で反射される戻り光を受光する検出素子とを少なくとも有する光学ヘッドにおいて、
上記フォーカスコイルは、扁平コイルで形成され、その対向する第1のコイル辺および第2のコイル辺が上記第1の方向とほぼ平行な方向に離間して配置されており、
上記磁気回路は、上記第1のコイル辺または上記第2のコイル辺の少なくとも一方に対向する磁極面を有する磁石素子を有しており、
上記第1の方向が記録媒体面に垂直でない方向であり、上記発光素子から上記光学素子の入射面に入射する光の光軸が記録媒体に垂直でない第2の方向であり、上記第1の方向と上記第2の方向とがほぼ平行であることを特徴とする光学ヘッド。 - 上記支持手段は、イタあるいは棒状の弾性支持部材からなることを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。
- 上記弾性支持部材は、金属からなることを特徴とする請求項2に記載の光学ヘッド。
- 上記弾性支持部材は、合成樹脂からなることを特徴とする請求項2に記載の光学ヘッド。
- 上記光学素子は、入射光を集光させると共に屈折により光路を曲げる作用を有し、上記入射面に入射する光と射出面から射出する光との光路に角度を持たせたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学ヘッド。
- 上記磁気回路は、上記第1のコイル辺または上記第2のコイル辺に対向する磁極面を有する第1の磁石素子と、上記第2のコイル辺または第1のコイル辺に対向して上記磁極面とほぼ同一平面に位置する磁性材とを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学ヘッド。
- 上記磁気回路は、上記第1のコイル辺に対向する磁極面を有する第1の磁石素子と、上記第2のコイル辺に対向して上記磁極面とほぼ同一平面に異なる磁極面を位置させた第2の磁石素子とを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学ヘッド。
- 上記ホルダを記録媒体のトラックを横切る第3の方向に駆動するための扁平コイルで形成されたトラッキングコイルを有しており、
上記支持手段は、上記ホルダを上記第3の方向にも移動可能に支持するものであり、
上記磁気回路は、上記トラッキングコイルに磁束を作用させる第3の磁石素子とを有することを特徴とする請求項6または7に記載の光学ヘッド。 - 上記フォーカスコイルは、上記第3の磁石素子からの磁束が交差しないように配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光学ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004292707A JP2006107615A (ja) | 2004-10-05 | 2004-10-05 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family
ID=36377125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2006107615A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008139213A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Olympus Imaging Corp | 光学系駆動装置 |
US9125410B2 (en) | 2007-08-13 | 2015-09-08 | Monsanto Technology Llc | Compositions and methods for controlling nematodes |
-
2004
- 2004-10-05 JP JP2004292707A patent/JP2006107615A/ja not_active Withdrawn
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US10375958B2 (en) | 2007-08-13 | 2019-08-13 | Monsanto Technology Llc | Compositions and methods for controlling nematodes |
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