JP2006260708A - 光ピックアップ装置及びその重心位置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ピックアップ装置の可動部の重心位置を簡単に調整することを目的とする。
【解決手段】
対物レンズと、対物レンズを駆動するためのコイルとを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材を基台に対して支持する弾性支持部材とからなる可動部と、コイルに磁界を発生する基台に支持された永久磁石とを備えた光ピックアップ装置において、レンズ保持部材には、コイルに流れる電流によって発生する電磁的な力の作用点と、可動部の重心とを一致させるように、流動性ウエイト部材を充填する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、対物レンズを用いて光ディスクに対して情報信号の記録または再生を行う光ピックアップ装置に関するものである。

図２に一般的な光ピックアップ装置の概略構成を示す。ここで１は光ディスク、２は光ヘッド、３は光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータである。光ヘッド２はレーザ光源６、コリメータレンズ７、ビームスプリッタ８、集光レンズ９、受光素子１０、対物レンズ２０、および対物レンズ２０をフォーカス制御およびトラッキング制御するアクチュエータ１１より構成される。

図３にアクチュエータ１１の構成を示す。アクチュエータ１１は、固定部２６と可動部２５から成り、固定部２６は永久磁石２１ａ，２１ｂ、ヨーク２４、ダンパーベース２３、および支持基台１７で構成され、可動部２５は対物レンズ２０、フォーカスコイル１９、トラッキングコイル１８、およびこれらを保持するレンズ保持部材１５で構成される。弾性支持部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは線状で弾性および高導電性を有し、一端はダンパーベース２３に固定され、他端には可動部２５を光ディスク１に対してフォーカス方向およびラジアル方向への変位が自在であるように保持している。また弾性支持部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄはレンズ保持部材１５上でフォーカスコイル１９、およびトラッキングコイル１８に電気的に接続されている。

さらに図２に示すように光ピックアップ装置は、アクチュエータ１１をフォーカス制御、およびトラッキング制御するための、エラー信号生成回路４と制御回路５を備え、制御回路５は、弾性支持部材１６ａ，１６ｂ、１６ｃ，１６ｄを通してフォーカスコイル１９とトラッキングコイル１８に制御電流を供給する。

制御回路５はこのフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に基づく制御電流を、弾性支持部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを通してフォーカスコイル１９とトラッキングコイル１８に供給する。アクチュエータ１１はこの制御電流と、永久磁石２１ａ，２１ｂが発生する磁束との間で発生する電磁的な力によって、可動部２５光ディスク１に対してフォーカス方向と記録トラックに直交するラジアル方向とに駆動するのである。

このようにして光スポットは、光ディスク１が面振れによりフォーカス方向に変位しても、これに追従して記録トラック上に正確に集光するようにフォーカス制御され、また記録トラックが偏芯によりラジアル方向に変位してもこれに追従しながら走査するようにトラッキング制御される。

光ピックアップ装置に搭載されたアクチュエータは、対物レンズの駆動時や外部振動によりレンズ保持部材に発生するピッチング、ヨーイング、ローリングなどの回転モーメントを防止するために、対物レンズ２０、フォーカスコイル１９、トラッキングコイル１８、およびこれらを保持するレンズ保持部材１５で構成された可動部２５の重心が、制御電流と永久磁石２１ａ，２１ｂが発生する磁束との間で発生する電磁的な力による駆動点と一致するように設計されている。

しかし、近年、光ディスクの大容量化、高密度化に伴い高精度な光スポットの形成やデータ転送レートの高速化がますます必要となってきているため、従来の光ピックアップ装置では、わずかな部品寸法のばらつき及び組み立て誤差により、個々のアクチュエータによって設計上の重心とずれが生じることで振動特性にばらつきが発生してしまう。これらの重心位置のずれにより、アクチュエータ可動部の振動特性に不要な振動である回転モーメントが発生していしまい、求められる振動特性を得ることができない。ピッチング・ヨーイングにより高次共振が発生するとサーボ帯域が狭域化してしまい、またローリングによる対物レンズのチルト発生による光スポットの形状不良は、光ディスクの記録再生にとって障害となる。

そのため、特開平５−２５８３２６では、可動部の重心位置調整のために、可動部にバランサーとしてネジ部のある金属片を設けている。そして、可動部の重心と駆動中心のずれの誤差を確認しながら、金属片を回転させることにより重心位置の微調整している。
特開平５−２５８３２６号公報

しかし、特開平０５−２５８３２６では、重心の位置を微調整するために、予め組立てられた光ピックアップ装置内において、金属片を回転させなければならず、調整のための操作が煩雑である。

そこで、本発明は、このような問題点を鑑みて、従来よりも簡単に重心位置の微調整をすることのできる光ピックアップ装置を提供することを目的としている。

上記課題は、以下の発明によって達成される。

光ディスクに光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動するためのコイルとを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材を基台に対して支持する弾性支持部材とからなる可動部と、前記コイルに磁界を発生する前記基台に支持された永久磁石とを備えた光ピックアップ装置において、前記レンズ保持部材には、前記コイルに流れる電流によって発生する電磁的な力の駆動点と、前記可動部の重心とを一致させるように、流動性ウエイト部材が充填されていることを特徴とする光ピックアップ装置。

本発明により、光ピックアップ装置の可動部の重心位置を簡単に微調整することができる。

以下、本発明による光ピックアップ装置に関して説明する。光ピックアップ装置の構成および動作は図２に示した従来の装置と同様であるので詳細な説明は省略する。

図１におけるレンズ保持部材１５には、それぞれフォーカス方向、ラジアル方向、タンジェンシャル方向に沿って、重心調整用の凹部２７が設けられている。このように前記３方向に沿って、任意の位置の凹部に定量の流動性（例えば液状、ペースト状）ウエイト部材を充填することで可動部重心の微調整が可能である。

通常、対物レンズ２０、フォーカスコイル１９、トラッキングコイル１８、およびこれらを保持するレンズ保持部材１５で構成されるアクチュエータの可動部２５の重心と、制御電流と永久磁石２１ａ，２１ｂが発生する磁束との間で発生する電磁的な力による駆動中心は一致するように設計されている。

しかしながら、設計上の重心と現物の重心を完全に一致させることは困難である。また、部品寸法のばらつきや、組み立て誤差などによる個々のアクチュエータ可動部重心のばらつきも無視できない。これらの要因により、アクチュエータ可動部の重心が設計上の位置から移動してしまうと、回転モーメントが発生し、期待される振動特性を得ることができない。本発明では、前記の重心移動に対応して可動部の重心と駆動中心を近接させるようにレンズ保持部材に形成された凹部の任意の位置に定量のウエイト部材を充填することを特徴としている。

前記凹部に流動性ウエイト部材を充填する手段としては、ディスペンサーやインクジェット技術などがあげられる。これらの特徴としては、ディスペンサーではmlからμl、さらにインクジェット技術を適用するとplまで液量を制御することが可能であり、アクチュエータ可動部に対して非接触でウエイト部材を充填できる。また、組み立て前ではなく組み立て後でも調整可能であるため可動部の型修正を頻繁に行う必要がなく、現物の振動特性を確認しながら高精度な重心の調整が可能である。

本発明の実施例を示す。図４は、アクチュエータの可動部重心と駆動中心の位置関係を示す側面図である。

従来のアクチュエータでは図４(ａ)に示されるように、対物レンズが可動部上方に位置しているため、可動部重心はフォーカス方向上方に移動する傾向にあった。このような状態で可動部を駆動すると、重心を中心に回転モーメントが発生し、動作性能に障害となる傾きが発生してしまう。

図５は、フォーカス方向に可動部重量分の垂れ補正をかけた状態で、トラッキング方向にサイン波の駆動電流を入力したときの「周波数」と対物レンズの「傾き（トラッキング駆動量で規格化）」の関係を表すグラフである。

図５(ａ)は、重心が駆動中心の上方に位置する図４(ａ)の状態での「周波数」と「傾き」の関係を示している。このグラフより１２５Hz付近に高いピーク（1.20min/μm）が観察されていることから、可動部重心が駆動中心から上方に移動していることにより不要な振動であるローリングが発生していることが確認できる。そこで、可動部重心と駆動中心を近接させるために、図４(b)に示すようにレンズ保持部材下方両側面に設けられた凹部２７に各々2mgの流動性ウエイト部材を充填した。ここでは、流動性ウエイト部材としてハンダボール（直径０.５mm、比重7．4ｇ/cm³）を６０％含んだUV硬化樹脂を使用しており、充填後、紫外線照射により硬化させている。図５(ｂ)は、ウエイト部材を充填した後の「周波数」と「傾き」の関係を示している。図５(ａ)の充填前のグラフに比べて、１２５Hz付近のピーク（0.11min/μm）は著しく小さくなっているのが確認できる。これは図４(ｂ)に示すように、ウエイト部材により可動部重心が下方に移動し、駆動中心に近接することで不要な回転モーメントであるローリングの発生が抑えられているためである。

これらは、ウエイト部材の量と位置を制御することにより可動部重心をトラッキング、ラジアル、タンジェンシャル方向へ移動させることが可能であることを示す。アクチュエータ可動部の重心位置と駆動中心のずれによる不要な回転モーメントはピッチング、ヨーイング、ローリングであり、これらの発生を抑えることで可動部の振動特性は向上する。そして、これらの回転モーメントは重心位置を前記三方向に移動させることで抑えることができる。ローリングはフォーカス方向とラジアル方向、ヨーイングとピッチングはタンジェンシャル方向の重心位置のずれに起因している。上記実施例は、重心位置をフォーカス方向下方に移動させることで、トラッキング駆動時のローリングを抑え対物レンズのチルトを低減した例である。このように、可動部の傾きや周波数特性を測定することで回転モーメントを特定し、それを効果的に抑えるように凹部にウエイト部材を充填することにより重心位置のずれを補正することができる。

なお、流動性ウエイト部材の量は、ウエイト部材を充填する凹部の数量を調整することに加えて、ディスペンサーやインクジェットの吐出量及び吐出回数を変化させることで調整できる。さらに、流動性ウエイト部材としてハンダボールを混合した樹脂を用いるような場合、含有率により比重を変化させることでウエイト部材の質量を調整できる。また、ウエイト部材を充填する凹部の位置に関しては、振動特性を測定しながら回転モーメントの大きさによって適当な位置を選択する。この重心調整の特徴として、アクチュエータの動的特性を確認しながら非接触でウエイト部材を充填できることがあるが、これにより重心位置を移動させるために効果的なウエイト部材の量と位置が決定でき、定量的で再現性のある重心調節機構となる。

本発明による光ピックアップ装置のアクチュエータの構成を示す図 光ピックアップ装置の概略構成を示す図 従来の光ピックアップ装置のアクチュエータの構成を示す図 アクチュエータの可動部重心と駆動中心の位置関係を示す側面図 トラッキング方向の周波数とラジアル方向の傾きの関係を示すグラフ

符号の説明

１ 光ディスク
２ 光ヘッド
１１ アクチュエータ
１５ レンズ保持部材
１６a，１６ｂ，１６c，１６ｄ 弾性支持部材
１８ トラッキングコイル
１９ フォーカスコイル
２０ 対物レンズ
２１a，２１ｂ 永久磁石
２２ アクチュエータベース
２３ ダンパーベース
２４ ヨーク
２５ 可動部
２６ 固定部
２７ 凹部

Claims (7)

1. 光ディスクに光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動するためのコイルとを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材を基台に対して支持する弾性支持部材とからなる可動部と、前記コイルに磁界を発生する前記基台に支持された永久磁石とを備えた光ピックアップ装置において、前記レンズ保持部材には、前記コイルに流れる電流によって発生する電磁的な力の駆動点と、前記可動部の重心とを一致させるように、流動性ウエイト部材が充填されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記流動性ウエイト部材は、充填した後に硬化されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記レンズ保持部材には、フォーカス、ラジアル、タンジェンシャル方向に沿って凹部が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記ウエイト部材は、前記複数の凹部に選択的に充填されていることを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記凹部には、前記流動性ウエイト部材とともに前記流動性ウエイト部材よりも比重の高い粒子が充填されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
6. 光ディスクに光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを駆動するためのコイルとを保持するレンズ保持部材と、前記レンズ保持部材を基台に対して支持する弾性支持部材とからなる可動部と、前記コイルに磁界を発生する前記基台に支持された永久磁石とを備えた光ピックアップ装置の前記可動部の重心位置調整方法において、前記レンズ保持部材には凹部が設けられ、前記凹部に流動性ウエイト部材を充填することにより、前記可動部の重心位置と前記弾性支持部材に流す電流によって発生する前記可動部を駆動するための電磁的な力が作用する駆動点とを一致させるように調整することを特徴とする光ピックアップ装置の可動部の重心位置調整方法。
7. 前記流動性ウエイト部材をディスペンサーによって充填することを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置の可動部の重心位置調整方法。

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