JP2006164402A - 対物レンズホルダー、それを備えた対物レンズ駆動装置、及び光ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性が高く、かつ、高速記録再生に対応可能な対物レンズホルダー、対物レンズ駆動装置、及び光ディスク記録再生装置を提供する。
【解決手段】 対物レンズホルダー１は、光入射口３ａと光出射口３ｂとを有し、入射光１２を対物レンズ２へと導くとともに、光出射口３ｂ側に対物レンズ２を収容する空洞部３と、空洞部３を通過する光の光束径を対物レンズの有効径６に制限する開口部４ａを有するアパーチャー４とを備えている。アパーチャー４の空洞部には、開口部４ａから、光入射口３ａまたは光出射口３ｂへ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面５が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、対物レンズホルダー、対物レンズ駆動装置、及び光ディスク記録再生装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ(Blu-ray Disc)等の光ディスクを精度よく記録再生するためには、光源から出射した光を対物レンズに入射して、光ディスク上に微小なビームスポットを形成し、その形状を保ったままビームスポットを所望の記録トラックに追従させなければならない。

そして、これを実現するために必須となる構成の一つに、対物レンズホルダーに設けられた開口、すなわちアパーチャーがある。アパーチャーの構成としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

図８は、特許文献１に記載の対物レンズホルダーの概略構成を示す側面断面図である。図８に示すように、対物レンズホルダー２６は、光源から出射した光を対物レンズ２へと導く空洞部２７を備えている。空洞部２７には、対物レンズ２の光源側において、アパーチャー４１が設けられている。

図８に示すように、アパーチャー４１は、空洞部２７の内壁面２７ａに対して空洞部２７の中心側に飛び出た突起として設けられている。アパーチャー４１は、対物レンズ２１の有効径６１よりも大きい光束を遮蔽する。このため、対物レンズホルダー２６では、アパーチャー４１により、対物レンズ２１の有効径に相当する光束のみが、対物レンズ２１に導かれる。

また、アパーチャー４１により、光源から対物レンズホルダー２１に入射する光束を円形の光束に整形できる。さらに、対物レンズ２１がシフトする時であっても、光束を常に一定の有効径６１に整形することができる。
特開平８−３２９５０８号公報（平成８年１２月１３日公開）

しかしながら、図８に示される、従来の対物レンズホルダー２６では、アパーチャー４１の強度が弱いという問題が生じる。

近年、光ディスク記録再生装置には、高転送レート化の要求が高まっている。高転送レート化に対応するために、光ディスク記録再生装置の対物レンズ駆動装置では、対物レンズを高周波で制御できる、すなわち広帯域のサーボ特性が望まれている。

このサーボ特性の広帯域化を実現するには、対物レンズ、または対物レンズホルダーを含む駆動ユニットの共振周波数が高いほどよい。すなわち、対物レンズや対物レンズホルダーを高い共振周波数で駆動する場合であっても、対物レンズの有効径に相当する適切な光束径の光をディスクに入射し、かつ、適切にディスクから反射光を光検出器にて検出できるような構成が望まれている。そして、そのためには、剛性の高い対物レンズホルダーを構成することが必要である。

しかしながら、図８に示される対物レズホルダー２６では、アパーチャー４１が空洞部２７の内壁面２７ａに対して空洞部２７の中心側に飛び出た突起として形成されている。このような構成では、突起部としてのアパーチャー４１の強度が弱い。

このような構造では、アパーチャー自身が共振の振動源となり、対物レンズの有効径に相当する適切な光束径の光をディスクに入射することができなくなる。また、アパーチャ―が振動することで、光検出器への戻り光に不要光が発生し、これによってアクチュエータの制御信号（フィードバック信号）に共振（位相の乱れ）が発生し、制御不能となる。その結果、従来の対物レンズホルダーでは、高速記録再生に対応できないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、剛性が高く、かつ、高速記録再生に対応可能な対物レンズホルダー、対物レンズ駆動装置、及び光ディスク記録再生装置を提供することにある。

本発明の対物レンズホルダーは、上記の課題を解決するために、光入射口と光出射口とを有し、該光入射口に入射する光を対物レンズへと導くとともに、光出射口側に対物レンズを収容する空洞部と、該空洞部を通過する光の光束径を対物レンズの有効径に制限する開口部を有する光束径制限手段とを備えた対物レンズホルダーであって、上記光束径制限手段の空洞部には、上記開口部から、上記光入射口または上記光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面が形成されていることを特徴としている。

上記「上記開口部から、上記光入射口または上記光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなる」とは、開口部から、光入射口または光出射口に向かうに従い、空洞部における対向し合う内壁面同士の間隔が、開口部における対向し合う内壁面同士の間隔より大きく、かつ、光入射口または光出射口における対向し合う内壁面同士の間隔よりも小さくなるような箇所が、少なくとも１つ存在することをいう。

従来の対物レンズホルダーでは、光束径制限手段は、空洞部の内壁面に対して垂直に飛び出た突起として設けられていた。このため、従来の構成では、光束径制限手段の強度（剛性）が弱いものとなっていた。しかしながら、上記の構成によれば、光束径制限手段は、空洞部の内壁面に対して垂直に飛び出た突起ではない。すなわち、光束径制限手段の空洞部には、開口部から、光入射口または光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面が形成されている。それゆえ、光束径制限手段は、従来に比べて薄肉部を持たない構造となり振動しにくくなる。

これにより、光束径制限手段は、その強度が従来の光束径制限手段よりも補強される。それゆえ、上記の構成によれば、対物レンズホルダーの剛性を従来よりも高くできる。

したがって、上記の構成によれば、剛性が強い対物レンズホルダーを提供することができる。また、光束径制限手段の剛性が強いため、光束径制限手段自身が共振の振動源となることがなく、高速記録再生を実現できる。

なお、上記開口部から上記光入射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなる場合には、光束径制限手段の開口部は、光入射側で補強された構造となる。また、上記開口部から上記光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなる場合には、光束径制限手段の開口部は、光出射側で補強された構造となる。

また、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるという条件は、空洞部の内壁全周で満たされても良いし、空洞部の内壁の一部で満たされても良い。前者の場合は、強度の最も強い構造となる。後者の場合は、光束径制限手段の開口部の一部が補強され、一部には従来のように薄肉部が形成されるが、従来より、対物レンズホルダーの剛性を高めることができ、従来より高速の記録再生に対応可能となる。

また、本発明の対物レンズホルダーとしては、例えば、上記内壁面が、上記開口部から上記光入射口に向かうに従い、直径が徐々に大きくなるように形成されているような構成であってもよい。

本発明の対物レンズホルダーでは、上記光束径制限手段は、上記開口部から上記光入射口までにおける空洞部において、入射する光の光軸に対して垂直な面を有さないことが好ましい。

上記光束径制限手段が、開口部から光入射口までにおける空洞部において、入射する光の光軸に対して垂直な面を有している場合、入射する光が、その垂直な面にて垂直反射してしまう。すなわち、空洞部内部で不要な反射光が発生してしまう。そして、この反射光が、光検出器にて、迷光として正信号にオーバーラップしてしまい、信号劣化を招く。

しかしながら、上記の構成によれば、上記内壁面は、開口部から光入射口までにおける空洞部において、入射する光の光軸に対して垂直な面を有さないので、空洞部内部での反射光の発生を抑制することができる。

また、上記の構成によれば、入射する光の光軸に対して垂直な面を有さない構成にすることで、従来の対物レンズホルダーの光束径制限手段よりも、内壁面が光入射口から開口部に向かって勾配がついた構成となっている。

このため、金型成型により対物レンズホルダーを作製するに際し、この勾配によって型抜きが容易になる。したがって、対物レンズホルダーを量産するに際し、不良頻度を従来よりも低くすることができ、かつ、量産性をより向上させることが可能になる。

本発明の対物レンズホルダーでは、上記内壁面は、入射する光の光軸方向において、テーパー形状の断面を有することが好ましい。

上記の構成によれば、従来よりも光束径制限手段が補強されるため、構造面から剛性を高くできるといった効果がある。また、従来よりも勾配のついた構成となり、金型成型によって対物レンズホルダーを量産する際にはこの勾配によって型抜きが容易となる。そのため、量産時における対物レンズホルダーの不良頻度を従来よりも低くでき、量産性の向上に寄与できる。

また、本発明の対物レンズホルダーでは、上記内壁面は、入射する光の光軸方向において、放物線形状の断面を有していても同様の効果を奏する。

本発明の対物レンズホルダーでは、上記光入射口が形成された端面において、光入射口の外周を含む光入射口の周囲には、入射する光の光軸に対して傾斜した傾斜面が形成されているが好ましい。

上記の構成によれば、入射する光の一部が空洞部の光入射口を外れて、光入射口が形成された端面にも入射する場合、すなわち空洞部外に入射する場合であっても、その光は、入射する光の光軸に対して傾斜した傾斜面に入射する。傾斜面にて反射した光は、入射する光の光軸からずれるので、結果として迷光が発生しないという効果がある。

本発明の対物レンズホルダーでは、上記傾斜面は、上記光入射口から対物レンズホルダーの外縁部へ向かって傾斜し、光入射口が外縁部に対し隆起した傾斜面であることが好ましい。

上記の構成によれば、傾斜面は、上記光入射口から外縁部へ向かって傾斜し、光入射口が外縁部に対し隆起しているので、入射する光の一部が空洞部外に入射する場合であっても、入射する光は、傾斜面にて、光軸から外れる方向に反射するため、迷光の発生をさらに防止することが可能になる。

本発明の対物レンズホルダーでは、さらに、上記光入射口が形成された端面において、対物レンズホルダーの外縁部近傍には、入射する光の光軸に対して垂直な基準面が形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、対物レンズ駆動装置の組立て時に、光軸に対して垂直な基準面を基準として利用できるため、さらに対物レンズ駆動装置の組立てが容易であるといった効果がある。

本発明の対物レンズホルダーでは、さらに、上記対物レンズホルダーが、炭素繊維を含む樹脂材料からなることが好ましい。

上記の構成によれば、炭素繊維を含む樹脂は、ヤング率が比較的高い。それゆえ、アパーチャーの構造面での剛性に加え、対物レンズホルダーの材質面で、剛性を高めることが可能になる。

本発明の対物レンズホルダーでは、さらに、上記対物レンズホルダーが、軽金属からなることが好ましい。

上記の構成によれば、軽金属は、ヤング率が比較的高い。それゆえ、アパーチャーの構造面での剛性に加え、対物レンズホルダーの材質面で、剛性を高めることが可能になる。

また、さらに、一般に、軽金属は表面反射が高い金属であるが、上記光束径制限手段が入射する光の光軸に対して垂直な面を有さない構成とするとすることで、空洞部内部での反射光の発生を抑制し、迷光が発生しないといった効果がある。

本発明の対物レンズ駆動装置は、上記の課題を解決するために、上述の対物レンズホルダーを備えたことを特徴としている。

本発明の対物レンズ駆動装置では、さらに、対物レンズと、対物レンズを可動状態で弾性的に支持する弾性支持機構と、対物レンズを電磁力によって駆動する駆動機構とを備えたことが好ましい。

上記の構成によれば、対物レンズ駆動装置は、上述の対物レンズホルダーを備えたことで、剛性の高い対物レンズ駆動装置となるため、共振周波数が高く、広帯域のサーボ特性を実現できるといった効果がある。

本発明の光ディスク記録再生装置は、上記の課題を解決するために、上記対物レンズ駆動装置を備えたことを特徴としている。

さらに、本発明の光ディスク記録再生装置は、上記対物レンズ駆動装置を備えているので、高速記録再生を実現することができる。

本発明の対物レンズホルダーでは、以上のように、上記光束径制限手段の空洞部は、上記開口部から、上記光入射口または上記光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面が形成されているので、剛性が強い対物レンズホルダーを提供することができる。また、光束径制限手段の剛性が強いため、光束径制限手段自身が共振の振動源となることがなくなるという効果を奏する。また、本発明の対物レンズ駆動装置は、上記対物レンズホルダーを備えているので、共振周波数が高く、広帯域のサーボ特性を実現できるという効果を奏する。さらに、本発明の光ディスク記録再生装置は、上記対物レンズ駆動装置を備えているので、高速記録再生を実現することができる。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態における対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、対物レンズホルダー１は、空洞部３を備えている。空洞部３は、光入射口３ａと光出射口３ｂとを有し、入射光１２は、光入射口３ａに入射し、光出射口３ｂから出射する。空洞部３の光出射口３ｂ側には、対物レンズ２を収容して取り付けるための対物レンズ取り付け部１１が設けられている。空洞部３の機能には、光入射口３ａに入射する入射光１２を、対物レンズ２に導く機能が含まれる。そして、空洞部３を通過した光は、対物レンズ２を経て、対物レンズホルダー１から出射する。

また、空洞部３の中奥において、対物レンズ２の光入射口３ａ側には、アパーチャー（光束径制限手段）４が設けられている。アパーチャー４は、開口部４ａを有しており、その径は、対物レンズ２の有効径と同じになっている。このため、アパーチャー４は、光入射口３ａから対物レンズ２に向かって空洞部３を通過する入射光１２の光束径を、対物レンズの有効径６に制限する。

アパーチャー４を通過した光は、その光束を対物レンズ２の有効径に保って、対物レンズ２に入射し、図示しない光ディスクにて集光する。そして、この光は、光ディスクにて反射し、再び、対物レンズ２を経て、空洞部３を通過する。そして、図示しない光検出器にて、正信号として受光される。

本発明の特徴的な構成として、アパーチャーの空洞部において、開口部から、光入射口または光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面が形成されている。例えば、そのような空洞部の内壁面形状の一例として、図１に示すような、光入射口３ａ側から開口部４ａへ向かって、内径が小さくなるようなテーパー形状に傾斜した内壁面５が挙げられる。なお、「テーパー形状」とは、空洞部を入射光の光軸方向に平行な平面で切ったときに空洞部内壁に現れる切り口の直線同士が互いに平行にならないような形状のことをいう。

次に、以上の構成により得られる効果について説明する。

まず、図１において、点線２７’は、従来の対物レンズホルダーのアパーチャーの構造を示している。図１に示すように、従来の対物レンズホルダーのアパーチャーは、空洞部の内壁面に対して、垂直に飛び出た突起として設けられている。これに対して、本実施形態の対物レンズホルダー１では、アパーチャー４は、垂直に飛び出た突起として設けられていない。すなわち、アパーチャー４の光入射口３ａ側の空洞部では、開口部４ａから光入射口３ａに向かって、空洞部３の直径が大きくなるようになっており、テーパー形状に傾斜した内壁面５が形成されている。

これにより、アパーチャー４は、その強度が従来の薄肉に形成されたアパーチャーよりも補強される。そして、アパーチャー４は、従来に比べて薄肉部を持たない構造となり振動しにくくなる。このため、対物レンズホルダーの剛性を従来よりも高くできる。

また、対物レンズホルダー１では、アパーチャー４の光入射口３側の空洞部に、テーパー状に傾斜した内壁面５が形成されているが、本実施形態の対物レンズホルダーでは、開口部から光入射口側に向かうに従い、直径が大きくなるように内壁面が形成されていれば、特に限定されるものではない。

例えば、アパーチャーの光入射口側の空洞部に、放物線形状に傾斜した内壁面が形成されたものであってもよい。図２は、内壁面の縦断面形状が放物線形状を有する場合の対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図であり、図２（ａ）は、放物線の頂点がアパーチャーの開口部４ａ側に位置する場合、図２（ｂ）は放物線の頂点が光入射口３ａ側に位置する場合を示す。「放物線形状」とは、空洞部を入射光の光軸方向に平行な平面で切ったときに空洞部側壁に現れる切り口の曲線が放物線であるような形状のことをいう。そして、放物線とは、ｘｙ座標系で、ｙ＝ａｘ^２で表される曲線のことをいうが、これに限定されず、ｙ＝ａｘ^ｎ（ｎは整数）で表される曲線の一部であってもよい。また、切り口の放物線には頂点が１つ存在してもよいし、存在しなくてもよい。

図２（ａ）に示すように、対物レンズホルダー７において、アパーチャー１４の光入射口３ａ側の空洞部では、開口部４ａから光入射口３ａへ向かって、直径が大きくなるように、放物線形状に傾斜した内壁面８が形成されている。そして、図２（ａ）に示すように、空洞部を入射光の光軸方向に平行な平面で切って現れる内壁面８の放物線は、開口部４ａ側に頂点が位置するようになっている。

また、放物線形状に傾斜した内壁面は、図２（ｂ）に示すような構成であってもよい。図２（ｂ）に示すように、対物レンズホルダー９において、アパーチャー１４’の光入射口３ａ側の空洞部では、開口部４ａから光入射口３ａへ向かって、直径が大きくなるように、放物線形状に傾斜した内壁面９が形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、空洞部を入射光の光軸方向に平行な平面で切って現れる内壁面９の放物線は、光入射口３ａ側に頂点が位置するようになっている。

また、図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）では何れも、空洞部を入射光の光軸方向に平行な平面で切った断面において、開口部から光入射口までの領域全てに渡って、テーパー形状／放物線形状に傾斜しているが、これに限定されず、この領域において空洞部の直径がアパーチャーの開口部の直径より大きければ別の形状でもよい。

例えば、アパーチャーの開口部からテーパー形状／放物線状形状で傾斜しており、途中から光入射口までは径が一定の円筒状の形状が続く構成、また異なる勾配を有した複数のテーパー／放物線状の形状が隣り合わせで連なった構成であってもよい。

また、アパーチャーの光入射口側の空洞部の内壁面は、例えばテーパー／放物線状の形状で途中から空洞の端までは径が一定の円筒状の形状が続く構成、また異なる勾配を有した複数のテーパー／放物線状の形状が隣り合わせで連なった構成、であっても、従来を補強した構成となるため、対物レンズホルダーの剛性を従来よりも高くできる。

また、アパーチャーの光入射口側の内壁面は、段差が小さい複数の段を有した階段状の形態で、アパーチャーの開口部から光入射口に向かって、直径が大きくなるように形成されていてもよい。さらに、内壁面は、テーパ―形状あるいは放物線形状を微小な階段で近似した形態で形成されていてもよい。

すなわち、本実施形態の対物レンズホルダーにおける、アパーチャーの空洞部では、内壁面は、開口部から光入射口へ向かうに従い、直径が開口部の直径より大きく、かつ、光入射口または光出射口の直径よりも小さくなるような箇所が少なくとも１つ存在するように形成されていればよい。また、直径が大きくなる箇所は、連続的であってもよいし、段階的であってもよい。

また、図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）では何れも、内壁面は、開口部全周から光入射口全周に渡って、テーパー形状／放物線形状に傾斜して形成されているが、これに限定されず、内壁面は、開口部から、光入射口または光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるように形成されていればよい。例えば、アパーチャーの開口部の一部から光入射口に渡って、テーパー形状／放物線形状に傾斜しており、残りの部分が、傾斜していない構成であってもよい。

この場合、アパーチャーの開口部の一部が補強され、残りの部分には、空洞部の内壁に対して突き出た突起部が形成された構成になるが、従来よりも、対物レンズホルダーの剛性を高めることができ、従来より高速の記録再生に対応可能となる。

また、図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）では何れも、アパーチャーの空洞部において、開口部から光入射口へ向かって、直径が大きくなるように、内壁面が形成されているが、これに限定されず、内壁面は、アパーチャーの開口部から光出射口へ向かって、直径が大きくなるように形成されていてもよい。また、アパーチャーの開口部から、光入射口と光出射口との両方へ向かって、直径が大きくなるように形成されていてもよい。

また、本発明の対物レンズホルダーは、樹脂あるいは金属からなることが好ましい。

対物レンズホルダーが樹脂からなる場合、樹脂としては炭素繊維を含む樹脂が尚好ましい。炭素繊維を含む樹脂は、ヤング率が比較的高い。それゆえ、アパーチャーの構造面での剛性に加え、対物レンズホルダーの材質面で、剛性を高めることが可能になる。このような炭素繊維を含む樹脂としては、例えば炭素繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニルサイド）樹脂が挙げられる。

また、対物レンズホルダーが金属からなる場合、金属としては軽金属が尚好ましい。軽金属もまた、ヤング率が比較的高い。それゆえ、アパーチャーの構造面での剛性に加え、対物レンズホルダーの材質面で、剛性を高めることが可能になる。このような軽金属としては、例えば、マグネシウム合金、またはアルミニウムが挙げられる。

また、本実施形態の対物レンズホルダーのアパーチャーは、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、開口部から光入射口までにおける空洞部において、入射光の光軸に対して垂直な面を有さないことが好ましい。

図８に示す従来のアパーチャーのように、アパーチャーが入射光の光軸に対して垂直な面を有している場合、入射光が、その垂直な面にて垂直反射してしまう。すなわち、空洞部内部で不要な反射光が発生してしまう。そして、この反射光が、光検出器にて、迷光として正信号にオーバーラップしてしまい、信号劣化を招く。特に、対物レンズホルダーが金属からなる場合、金属の表面反射率の高さから空洞部内部での不要な反射光すなわち迷光の発生が懸念される。

しかしながら、本実施形態の対物レンズホルダーでは、空洞部内部での反射光の発生を抑制することができる。この点について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、従来の対物レンズホルダーに入射光が通過した状態を示す断面図である。また、図４は、本実施形態の対物レンズホルダーに入射光が通過した状態を示す断面図である。

図３に示すように、従来の対物レンズホルダー２６では、アパーチャー４１が空洞部２７の内壁面２７ａに対して、垂直に飛び出た突起として設けられている。すなわち、アパーチャー４１は、入射光１２の光軸１５に対して垂直な面１３を有している。このため、入射光１２の中で、対物レンズ２の有効径６以下の光束径を有する光は、対物レンズ２に入射する一方、有効径６よりも大きい光束径を有する光は、面１３にて反射されて、反射光１４となる。この面１３で発生する反射光１４は、光軸１５に対して平行になる。それゆえ、反射光１４は、光ディスクからの戻り光にオーバーラップしたまま、光検出器に到達する。したがって、反射光１４は、光検出器にて、迷光として信号品質を低下させる。

これに対して、対物レンズホルダー１では、図４に示すように、光入射口３ａから開口部４ａへ向かって、テーパー状に傾斜した内壁面５が形成されている。すなわち、内壁面５は、入射光１２の光軸１５に対して垂直ではない。入射光１２の中で、対物レンズ２の有効径６よりも大きい光束径を有する光は、この内壁面５にて反射されて、反射光１７となる。対物レンズホルダー１では、この内壁面５にて発生する反射光１７は、入射光１２の光軸１５に対して平行にならない。それゆえ、反射光１７は、光ディスクからの戻り光にオーバーラップすることがなく、光検出器に到達しない。したがって、反射光１７は、迷光にならない。このように、対物レンズホルダー１では、空洞部３内部で、迷光になる反射光の発生を抑制することができるので、光検出器における信号劣化を防止することができる。

また、このように光検出器における信号劣化を防止する効果は、放物線形状に傾斜した内壁面が形成されたものであっても、同様に得られる。

また、本実施形態の対物レンズホルダーは、アパーチャーの空洞部の内壁面を、テーパー形状または放物線形状にすることで、従来の対物レンズホルダーのアパーチャーよりも、光入射口から開口部に向かって勾配がついた構成となっている。

このため、金型成型により対物レンズホルダーを作製するに際し、この勾配によって型抜きが容易になる。したがって、対物レンズホルダーを量産するに際し、不良頻度を従来よりも低くすることができ、かつ、量産性をより向上させることが可能になる。

本実施形態の対物レンズホルダーは、光束径制限手段に、強度を補強する補強部が設けられ、この補強部が、開口部から、上記光入射口または上記光出射口へ向かうに従い、上記空洞部の内壁が徐々に大きくなるようにして設けられている構成であるともいえる。

また、本発明の対物レンズホルダーは、光路となる空洞部において、対物レンズ側は取り付ける対物レンズの有効径と同サイズの径を有し、且つ上記空洞部の光源側の径が上記対物レンズ側の径に対してテーパー状に大きくなる構成であるともいえる。

〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図５〜図７に基づいて説明する。図５は、本実施形態における対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。

図５に示すように、対物レンズホルダー１９は、空洞部３を備えている。空洞部３は、光入射口３ａと光出射口３ｂとを有し、入射光１２は、光入射口３ａに入射し、光出射口３ｂから出射する。空洞部３の光出射口３ｂ側には、対物レンズ２を取り付けるための対物レンズ取り付け部１１が設けられている。

また、空洞部３の中奥において、対物レンズ２の光入射口３ａ側には、アパーチャー４が設けられている。アパーチャー４は、開口部４ａを有しており、その径は、対物レンズ２の有効径と同じになっている。このため、アパーチャー４は、光入射口３ａから対物レンズ２に向かって空洞部３を通過する入射光１２の光束径を、対物レンズの有効径６に制限する。

さらに、アパーチャー４の空洞部には、開口部４ａから光入射口３ａ側へ向かうに従い、徐々に直径が大きくなるように、テーパー形状に傾斜した内壁面５が形成されている。

対物レンズホルダー１９では、さらに、対物レンズ取り付け部１１と反対側の端面、すなわち光入射口３ａが形成された端面において、光入射口３ａの外周を含む光入射口３ａの周囲には、入射光１２の光軸に対して傾斜した傾斜面４２が形成されている。この傾斜面４２は、空洞部３の光入射口３ａから対物レンズホルダー１９の外縁部に向かってテーパー形状に、すなわち径が広がって傾斜している。また、傾斜面４２は、光入射口３ａから外縁部へ向かう程、光出射口３ｂを含む上面に近づくような傾斜を有して形成されている。それゆえ、対物レンズホルダー１９では、空洞部３の光入射口３ａが、光入射側に向かって隆起した状態となっている。

また、対物レンズホルダー１９では、傾斜面４２は、テーパー形状に傾斜した傾斜面であるが、これに限定されず、入射光の光軸に対して傾斜した傾斜面であればよい。傾斜面としては、例えば、空洞部の光入射口から対物レンズホルダーの外縁部に向かって、放物線形状に傾斜した傾斜面であってもよい。

また、この傾斜面は、光入射口から対物レンズホルダーの外縁部へ向かう程、光出射口３ｂを含む上面から遠ざかるような傾斜を有して形成されていてもよい。

また、対物レンズホルダー１９は、金属からなる。金属としては軽金属が尚好ましい。軽金属は、ヤング率が比較的高い。それゆえ、アパーチャーの構造面での剛性に加え、対物レンズホルダーの材質面で、剛性を高めることが可能になる。このような軽金属としては、例えば、マグネシウム合金、またはアルミニウムが挙げられる。

また、対物レンズホルダー１９は、上記実施の形態１で記載したような、樹脂材料からなっていてもよい。

次に、対物レンズホルダー１９の構成により得られる効果について説明する。

まず、対物レンズホルダー１９において、アパーチャー４の光入射口３ａ側の空洞部には、テーパー形状に傾斜した内壁面５が形成されている。このため、アパーチャー４は、従来の対物レンズホルダーのアパーチャーよりも補強され、従来に比べて薄肉部を持たない構造になる。それゆえ、アパーチャー４は振動しにくくなり、対物レンズホルダーの剛性を、従来のものよりも高くすることができる。

また、特に対物レンズホルダーの材質が金属である場合、表面反射率の高さから迷光の発生が懸念される。しかしながら、アパーチャー４は、開口部４ａから光入射口３ａまでにおける空洞部において、入射光１２の光軸に対して、垂直な面を有さないので、空洞部内部での反射光による迷光の発生を抑制することができる。

さらに、対物レンズホルダー１９では、光入射口３ａが形成された端面に、入射光１２の光軸に対して傾斜した傾斜面４２が形成されている。それゆえ、対物レンズホルダー１９の構成では、空洞部内のみならず、対物レンズ取り出し部１１と反対側の端面、すなわち光入射口３ａが形成された端面においても、発生しうる迷光を抑制することができる。

この点について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の対物レンズホルダーにおいて、入射光が光入射口を外れて入射した状態を示す断面図である。

対物レンズホルダーが、入射光の光軸に対して垂直な方向に大きくシフトする場合、入射光は、対物レンズ取り付け部と反対側の端面、すなわち光入射口が形成された端面にも入射することがある。このような場合、入射光は、空洞部のみならず光入射口が形成された端面においても反射し、その反射光が迷光となる可能性がある。

しかしながら、対物レンズホルダー１９では、光入射口３ａから外縁部に向かってテーパー形状に傾斜した傾斜面４２が形成されている。図６に示すように、入射光２０が光入射口３ａから外れて入射する場合、傾斜面４２の光照射面２１にて反射し、反射光２２が発生する。この反射光２２は、入射光２０の光軸２３に対して、平行ではなく、しかも光源に戻ることもない。それゆえ、反射光２２は、光ディスクからの戻り光にオーバーラップすることがなく、光検出器に到達しない。したがって、反射光２２は、迷光にはならない。このように、対物レンズホルダー１９では、空洞部３内部のみならず光入射口３ａ側の端部での反射光の発生を抑制することができるので、光検出器における信号劣化を防止することができる。

また、このように光検出器における信号劣化を防止する効果は、光入射口から対物レンズホルダーの外縁部に向かって、放物線形状に傾斜した傾斜面を有したものであっても、同様に得られる。

さらに、本実施形態の対物レンズホルダーでは、光入射口側が形成された端面において、対物レンズホルダーの外縁部近傍に、入射光の光軸に対して垂直な基準面が形成されていることが好ましい。以下、入射光の光軸に対して垂直な基準面が形成されている対物レンズホルダーの構成について、図７を用いて説明する。図７は、入射光の光軸に対して垂直な基準面が形成された対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。

図７に示すように、対物レンズホルダー２４は、光入射口３ａが形成された端面において、傾斜面４３外側の外縁部近傍に、基準面２５が形成されている。傾斜面４３は、図５で説明した傾斜面４２と同様に、光入射口３ａから外縁部へ向かってテーパー形状に傾斜して形成されている。また、基準面２５は、光入射口３ａ側の外縁部近傍に、入射光１２の光軸１５に対して垂直になるように形成されている。また、基準面２５は、傾斜面４３に対して、光入射側へ突き出るように形成されている。

このように、光入射口３ａが形成された端面において、外縁部近傍に、入射光の光軸に対して垂直な基準面２５が形成されている場合、対物レンズホルダー２４を含む駆動ユニットを組立てるに際し、この基準面２５を基準として利用することができる。それゆえ、対物レンズホルダーを含む駆動ユニットを組立てるに際し、組立て精度をより向上させることが可能になる。

また、本実施形態の対物レンズホルダーは、アパーチャーの空洞部の内壁面を、テーパー形状または放物線形状にすることで、従来の対物レンズホルダーのアパーチャーよりも、光入射口から開口部に向かって勾配がついた構成となっている。また、光入射口が形成された端面においても、傾斜面をテーパー形状または放物線形状とすることで、従来の対物レンズホルダーの端部よりも勾配がついた構成となっている。

このため、金型成型により対物レンズホルダーを作製するに際し、この勾配によって型抜きが容易になる。したがって、対物レンズホルダーを量産するに際し、不良頻度を従来よりも低くすることができ、かつ、量産性をより向上させることが可能になる。

〔実施の形態３〕
本発明の実施のさらに他の形態について、図９に基づいて説明する。図９は、本実施形態における対物レンズ駆動装置の概略構成を示す斜視図である。

図９に示すように、対物レンズ駆動装置１００は、駆動ユニット部と、支持機構部と、磁気回路を含む固定部を備えている。

対物レンズ駆動装置の詳細な説明を行う前に、３次元直交座標系におけるｘ，ｙ，ｚの各方向を以下のように定義する。図９に示すように、駆動ユニット部を可動状態で支持する板バネ３２が延び出す方向をｘ方向とする。ｘ方向は、対物レンズ駆動装置が、例えば光ディスクに対する記録再生動作を行うときの光ディスクのトラック接線方向（以下、ｘ方向をタンジェンシャル方向ｘと呼ぶ）に一致する。

次に、上記タンジェンシャル方向ｘを含む水平面内で、タンジェンシャル方向ｘに直交する方向をｙ方向とする。ｙ方向は、対物レンズ駆動装置が光ディスクに対する記録再生動作を行うときの光ディスクの半径方向（以下、ｙ方向をラジアル方向ｙと呼ぶ）に一致する。

さらに、各方向ｘ，ｙに直交する方向をｚ方向とする。ｚ方向は、対物レンズ駆動装置が光ディスクに対する記録再生動作を行うときのフォーカス方向に一致する（以下、ｚ方向をフォーカス方向ｚと呼ぶ）。

駆動ユニット部は、対物レンズ２と、それを保持する対物レンズホルダー２８と、フォーカスコイル２９と、ラジアルコイル３０と、駆動ユニット基板３１とで構成されている。フォーカスコイル２９は、対物レンズホルダー２８の外周側面に巻きつくようにして設けられている。そして、ラジアルコイル３０は、対物レンズホルダー２８を挟むようにタンジェンシャル方向ｘに沿って対向配置され、フォーカスコイル２９の外周側面に固定されている。また、駆動ユニット基板３１は、対物レンズホルダー２８を挟むようにラジアル方向ｙに沿って対向配置され、フォーカスコイル２９の外周側面に固定されている。

この２組の駆動ユニット基板３１は、支持機構部と駆動ユニット部とを中継するために設けられている。また、対物レンズ駆動装置１００は、駆動ユニット基板３１を備えていない構成であってもよい。この場合、対物レンズ駆動装置は、支持機構部を対物レンズホルダーに直接取り付けた構成であってもよい。

また、対物レンズホルダー２８は、上記実施の形態１または２に記載した対物レンズホルダーの構成を有している。すなわち、対物レンズホルダー２８の空洞部、及び空洞部の光入射口側の端部の構成は、上記実施の形態１及び２に記載の何れかの構成である。

また、対物レンズホルダー２８は、樹脂材料あるいは金属からなっている。樹脂材料からなっている場合、例えば炭素繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニルサイド）樹脂が挙げられる。また、金属からなる場合、例えば、マグネシウム合金またはアルミニウムが挙げられる。

支持機構部は、特許請求の範囲に記載した弾性支持機構に相当し、板バネ３２で構成される。板バネ３２の可動端は、２組の駆動ユニット基板３１に固定され、駆動ユニット基板３１を介して、対物レンズホルダー２８を４点で片持ち支持している。板バネ３２は非磁性の金属からなることが望ましい。板バネ３２の材質としては、例えばＢｅＣｕが挙げられる。

また、対物レンズホルダー２８を支持する部材としては、板バネに限定されるものではない。このような支持部材の構造としては、例えば、断面が同心円形状であるワイヤーであってもよい。この場合、ワイヤーの材質としては、例えば燐青銅が挙げられる。

固定部は、磁気回路を構成するマグネット３５と、ヨーク３４と、ダンパーブロック３３と、支持機構部を固定部に固定するための固定部基板３６とで構成されている。マグネット３５は、対物レンズホルダー２８を挟むようにタンジェンシャル方向ｘに沿って対向配置され、トラッキング制御およびフォーカッシング制御に必要な磁界を発生する。
ダンパーブロック３３における板バネ３２の貫通部には、図示しないがダンパー剤が注入される。

なお、フォーカスコイル２９と、ラジアルコイル３０、マグネット３５およびヨーク３４は、特許請求の範囲に記載した駆動機構の構成要素である。

以上の構成により、剛性が高い駆動ユニットを備えた対物レンズ駆動装置を実現できる。本駆動装置によれば、剛性の高い駆動ユニットを有すため共振周波数が高く、サーボ特性は広帯域である。

以下添付した図面に沿って実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔実施例１〕
上記の対物レンズ駆動装置１００を用いて、上述したフォーカス方向ｚ及びラジアル方向ｙの開ループ周波数特性を測定した。なお、本実施例では、対物レンズホルダー２８として、炭素繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニルサイド）樹脂からなるものを用いた。その実測結果を以下に説明する。図１０は、本実施例で用いた対物レンズ駆動装置によって得られたフォーカス方向ｚ及びラジアル方向ｙの開ループ周波数特性を示すグラフである。

図１０に示すように、駆動ユニットによる共振が高周波域に発生しており、共振周波数は１００ｋＨｚ前後である。この値は、たとえばＤＶＤ記録再生用ドライブに一般的に用いられている対物レンズ駆動装置での値が高々５０ｋＨｚ程度であることからすると、非常に高い数値である。また、ピーク量も２０ｄＢ程度と低く、サーボ特性としては従来よりも広帯域である。

〔実施例２〕
上記の対物レンズ駆動装置１００を用いて、フォーカス方向ｚ及びラジアル方向ｙの開ループ周波数特性を測定した。なお、本実施例では、対物レンズホルダー２８として、マグネシウム合金からなるものを用いた。その実測結果を以下に説明する。図１１は、本実施例で用いた対物レンズ駆動装置によって得られたフォーカス方向ｚ及びラジアル方向ｙの開ループ周波数特性を示すグラフである。なお、図１１の形式は、図１０のものと同様である。

図１１に示すように、共振周波数は、フォーカス方向ｚ及びラジアル方向ｙともに１００ｋＨｚ以上となった。この共振周波数は、上記実施例１の対物レンズホルダー２８が炭素繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニルサイド）樹脂からなる場合よりもさらに高く、ピーク量は２０ｄＢで同程度であった。すなわち、サーボ特性としては、さらに広帯域である。

以上のように本発明の対物レンズ駆動装置を用いることで、広帯域なサーボ特性が得られ、それゆえ高速記録再生を実現できる。すなわち、近年要求されている高転送レート化に対応できる。

本発明の対物レンズホルダーは、以上のように、剛性が強い対物レンズホルダーを提供するという効果を奏する。それゆえ、本発明は、光ディスク記録再生装置の産業に利用することができる。

本発明の実施の一形態における対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。 内壁面の縦断面形状が放物線形状を有する場合の対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図であり、（ａ）は、放物線の頂点がアパーチャーの開口部４ａ側に位置する場合、（ｂ）は放物線の頂点が光入射口３ａ側に位置する場合を示す。 従来の対物レンズホルダーに入射光が通過した状態を示す断面図である。 本発明の実施の一形態の対物レンズホルダーに入射光が通過した状態を示す断面図である。 本発明の実施の他の形態における対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。 上記対物レンズホルダーにおいて、入射光が光入射口を外れて入射した状態を示す断面図である。 入射光の光軸に対して垂直な基準面が形成された対物レンズホルダーの概略構成を示す断面図である。 従来の対物レンズホルダーの概略構成を示す側面断面図である。 本発明の対物レンズ駆動装置の概略構成を示す斜視図である。 対物レンズホルダーが、炭素繊維入りのＰＰＳ（ポリフェニルサイド）樹脂からなる場合における、本発明の対物レンズ駆動装置によって得られたフォーカス及びラジアル方向の開ループ周波数特性を示すグラフである。 対物レンズホルダーが、マグネシウム合金からなる場合における、本発明の対物レンズ駆動装置によって得られたフォーカス及びラジアル方向の開ループ周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 対物レンズホルダー
２ 対物レンズ
３ 空洞部
３ａ 光入射口
３ｂ 光出射口
４ アパーチャー（光束径制限手段）
５、８、１０ 内壁面
４ａ 開口部
６ 有効径
１２、２０ 入射光（光入射口に入射する光）
１５、２３ 光軸
２５ 基準面
３２ 板バネ（弾性支持機構）
２９ フォーカスコイル（駆動機構）
３０ ラジアルコイル（駆動機構）
３５ マグネット（駆動機構）
３４ ヨーク（駆動機構）
４２ 傾斜面

Claims (13)

1. 光入射口と光出射口とを有し、該光入射口に入射する光を対物レンズへと導くとともに、光出射口側に対物レンズを収容する空洞部と、該空洞部を通過する光の光束径を対物レンズの有効径に制限する開口部を有する光束径制限手段とを備えた対物レンズホルダーであって、
   上記光束径制限手段の空洞部には、上記開口部から、上記光入射口または上記光出射口へ向かうに従い、対向し合う内壁面同士の間隔が徐々に大きくなるような内壁面が形成されていることを特徴とする対物レンズホルダー。
2. 上記内壁面は、上記開口部から上記光入射口に向かうに従い、直径が徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズホルダー。
3. 上記内壁面は、上記開口部から上記光入射口までにおける空洞部において、入射する光の光軸に対して垂直な面を有さないことを特徴とする請求項１または２に記載の対物レンズホルダー。
4. 上記内壁面は、入射する光の光軸方向において、テーパー形状の断面を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
5. 上記内壁面は、入射する光の光軸方向において、放物線形状の断面を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
6. さらに、上記光入射口が形成された端面において、光入射口の外周を含む光入射口の周囲には、入射する光の光軸に対して傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
7. 上記傾斜面は、上記光入射口から対物レンズホルダーの外縁部へ向かって傾斜し、光入射口が外縁部に対し隆起した傾斜面であることを特徴とする請求項６に記載の対物レンズホルダー。
8. さらに、上記光入射口が形成された端面において、対物レンズホルダーの外縁部近傍には、入射する光の光軸に対して垂直な基準面が形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
9. さらに、上記対物レンズホルダーが、炭素繊維を含む樹脂材料からなることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
10. さらに、上記対物レンズホルダーが、軽金属からなることを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の対物レンズホルダー。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の対物レンズホルダーを備えたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
12. さらに、対物レンズと、対物レンズを可動状態で弾性的に支持する弾性支持機構と、対物レンズを電磁力によって駆動する駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の対物レンズ駆動装置。
13. 請求項１１または１２に記載の対物レンズ駆動装置を備えたことを特徴とする光ディスク記録再生装置。

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