JP2008192231A - Lens actuator, optical pickup device, and optical recording/reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズを備え、該対物レンズを前記光情報記録媒体に対して少なくともフォーカス方向とトラッキング方向とに駆動するレンズアクチュエータ、および、そのレンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置ならびに光学式の記録および/または再生装置に関するものである。 The present invention includes a lens actuator that includes an objective lens that focuses a light beam on an optical recording medium, and that drives the objective lens in at least a focus direction and a tracking direction with respect to the optical information recording medium, and the lens The present invention relates to an optical pickup device equipped with an actuator and an optical recording and / or reproducing device.
光ピックアップ装置において、複数の異なる波長の光源に対する複数種類の規格の光記録媒体に対して互換性を付与するための回折素子を具備する構成のものがあり、例えば、特許文献1には、対物レンズと回折素子とを一体化したレンズユニットにおいて、回折素子からのフレアの発生を防止するため、支持部材に対物レンズの光軸に対して回折素子を傾斜させて設ける構成が記載されている。
特許文献1には、対物レンズと回折素子とを支持部材に調整固定し、回折素子を傾斜固定するレンズユニットの構造については開示されているが、回折素子を傾斜して高精度に取り付けるための手法については特に開示されていない。
通常、光軸回りの回転体となる光学素子は、その作り易さや取り付け精度を高めるために、外形に円筒形状または円柱形状を形成することが一般的である。また、これを取り付ける相手側の部材には丸孔または段付丸孔を形成して、孔と軸との嵌合による位置決めを行う。 In general, an optical element serving as a rotating body around the optical axis is generally formed in a cylindrical shape or a columnar shape on the outer shape in order to increase the ease of manufacture and the mounting accuracy. Further, a round hole or a stepped round hole is formed in the member on the other side to which this is attached, and positioning is performed by fitting the hole and the shaft.
また、同心構造の回折素子を、複数のレーザ波長に対する互換用素子として使用する場合には、その機能を満足するため下記の事項(1),(2)が必要となる。
(1)対物レンズの光軸と回折素子の光軸とを高精度に位置決めすること、
(2)一方で互換用の回折素子の両面は階段状の段差を有し、その各階段状の端面が平面であるため、各段の平面の積分が有効径全体の平面と等価であって、正反射によるフレアを防止するためにレンズ光軸に対して垂直から傾けること、
この場合、レンズ光軸に対して高精度の位置決めを行うべき回折素子の中心は、回折素子の両面のうちで対物レンズ側の面の中心ということになる。
In addition, when a diffractive element having a concentric structure is used as a compatible element for a plurality of laser wavelengths, the following items (1) and (2) are required to satisfy the function.
(1) positioning the optical axis of the objective lens and the optical axis of the diffraction element with high precision;
(2) On the other hand, both surfaces of the compatible diffractive element have stepped steps, and each stepped end surface is a plane, so that the integration of the plane of each step is equivalent to the plane of the entire effective diameter. Tilting from the vertical to the optical axis of the lens to prevent flare due to specular reflection,
In this case, the center of the diffractive element to be positioned with high accuracy with respect to the lens optical axis is the center of the surface on the objective lens side of both surfaces of the diffractive element.
前記回折素子のように傾けた面の中心を高精度で位置決めするには、筐体における対物レンズの保持用孔に対して傾いた保持用孔を設ける必要がある。ところが、このような形状にすることは、樹脂成形型で製造する場合に通常の金型構造では作成することはできない。一部分のみ傾けた可動型では、このようなレンズユニットなどの小型軽量化を要する部品に対して高精度に形状を作成することは困難である。つまり部品が製造できないか、または製造できても組み付けに必要な精度が得られない。 In order to position the center of the inclined surface like the diffraction element with high accuracy, it is necessary to provide a holding hole inclined with respect to the holding hole of the objective lens in the housing. However, such a shape cannot be created with a normal mold structure when manufacturing with a resin mold. With a movable type that is tilted only partially, it is difficult to create a shape with high accuracy for such a lens unit or the like that requires a reduction in size and weight. That is, parts cannot be manufactured, or even if they can be manufactured, the accuracy required for assembly cannot be obtained.
また、このような困難な形状の部材を使用すると、基本機能や信頼性に問題が発生する可能性が高くなる。 Further, when such a difficult-shaped member is used, there is a high possibility that a problem occurs in the basic function and reliability.
特許文献1には、対物レンズと回折素子とを支持部材に組み込む構成例が記載されているが、このような専用の支持部材を使用することは可動筐体であるレンズユニットの大型化を招き、レンズユニットに対するバランスウェイトの質量も増大させるため、大型化と質量増大による感度低下あるいは高次共振周波数の低下を招き易い。
本発明の目的は、前記従来の技術の課題を解決し、製造が容易であり、フレアの発生を防止して回折素子に対する高精度な位置決めが行われる構成のレンズアクチュエータおよび光ピックアップ装置ならびに光学式記録/再生装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and is easy to manufacture, prevents the occurrence of flare, and performs a highly accurate positioning with respect to the diffraction element, an optical pickup device, and an optical type It is to provide a recording / reproducing apparatus.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、光記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、複数の異なる波長の光源に対する複数種類の規格の光記録媒体に対して互換性を付与するための回折素子とがレンズホルダに対向設置され、前記対物レンズを前記レンズホルダと共に前記光記録媒体に対して少なくともフォーカス方向とトラッキング方向に駆動する構成のレンズアクチュエータにおいて、前記回折素子の回折面が前記対物レンズの光軸に対して傾斜し、かつ前記回折素子における前記対物レンズ側の前記回折面の回折パターン中心が前記対物レンズの光軸上に一致するように、前記回折素子を前記レンズホルダに設置したことを特徴とし、この構成によって、回折素子の回折面を対物レンズに対して垂直ではなく傾けて取り付けたことにより、表面反射によるフレアを回避でき、かつ回折素子における対物レンズ側の回折パターンの中心を対物レンズの光軸上に一致させる構造としたため、収差発生の少ない良好な光学特性を得ることができる。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のレンズアクチュエータにおいて、回折素子が嵌合軸部となる外周面と上面に平面部とを有する円板状形状であって、レンズホルダに、対物レンズの光軸に対して平行に内側面が延在しかつ回折素子の嵌合軸部が嵌挿される円筒孔部と、該円筒孔部内において対物レンズの光軸に垂直な仮想面に対して傾斜して回折素子の平面部と当接する傾斜平面部とを形成し、回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の最大投影形状の最大幅寸法が、レンズホルダの円筒孔部の直径となるように設定し、回折素子の嵌合軸部をレンズホルダの円筒孔部に嵌合させることを特徴とし、この構成によって、傾いた回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の最大投影形状の最大幅寸法をレンズホルダの円筒孔部の直径としたことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the lens actuator of the first aspect, the diffractive element has a disk-like shape having an outer peripheral surface serving as a fitting shaft portion and a flat portion on the upper surface. A cylindrical hole in which an inner surface extends parallel to the optical axis of the lens and the fitting shaft of the diffraction element is inserted, and a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the cylindrical hole An inclined flat surface portion that inclines and contacts the flat surface portion of the diffractive element is formed, and the maximum width dimension of the maximum projected shape on the virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the fitting shaft portion of the diffractive element is the lens holder. The diameter of the cylindrical hole portion is set so that the fitting shaft portion of the diffraction element is fitted to the cylindrical hole portion of the lens holder. Maximum projected shape on a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens The maximum width by which the diameter of the cylindrical bore of the lens holder, molding and precision out of the lens holder is facilitated, and also the positioning during installation of the diffractive element can be performed with ease and high accuracy.
請求項3に記載の発明は、請求項2記載のレンズアクチュエータにおいて、傾斜してレンズホルダに取り付けられる回折素子における対物レンズ側の回折面の回折パターン中心が対物レンズの光軸上に一致するように、レンズホルダの円筒孔部の中心を対物レンズの光軸に対してずらせて設置したことを特徴とし、この構成によって、円筒孔部の中心を対物レンズの光軸と平行かつ偏心させてレンズホルダに設けたことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a third aspect of the present invention, in the lens actuator according to the second aspect, the diffraction pattern center of the diffractive surface on the objective lens side in the diffractive element tilted and attached to the lens holder coincides with the optical axis of the objective lens. The center of the cylindrical hole portion of the lens holder is shifted with respect to the optical axis of the objective lens. With this configuration, the center of the cylindrical hole portion is made parallel and decentered with the optical axis of the objective lens. By providing the holder, the lens holder can be easily molded and accurate, and positioning when attaching the diffraction element can be performed easily and with high precision.
請求項4に記載の発明は、請求項1記載のレンズアクチュエータにおいて、回折素子が嵌合軸部となる外周面と上面に平面部とを有する円板状形状であって、レンズホルダに、対物レンズの光軸に対して平行に内側面が延在しかつ回折素子の嵌合軸部が嵌挿される円筒孔部と、該円筒孔部内において対物レンズの光軸に垂直な仮想面に対して傾斜して回折素子の平面部と当接する傾斜平面部とを形成し、かつ円筒孔部を、回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の投影最大の円形を延伸させてなる長孔形状で、かつ中心軸が対物レンズの光軸と同軸となるように設定し、回折素子の嵌合軸部をレンズホルダの円筒孔部に嵌合させることを特徴とし、この構成によって、傾いた回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の投影最大の円形を延伸させてなる長孔形状となるように、レンズホルダの円筒孔部を形成したことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lens actuator according to the first aspect, the diffractive element has a disk-like shape having an outer peripheral surface serving as a fitting shaft portion and a flat portion on the upper surface. A cylindrical hole in which an inner surface extends parallel to the optical axis of the lens and the fitting shaft of the diffraction element is inserted, and a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the cylindrical hole An inclined plane part that inclines and abuts the flat part of the diffractive element is formed, and the cylindrical hole part has a maximum projected circle on a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the fitting shaft part of the diffractive element. It is a long hole shape formed by stretching, and the center axis is set to be coaxial with the optical axis of the objective lens, and the fitting shaft portion of the diffraction element is fitted into the cylindrical hole portion of the lens holder, With this configuration, the objective lens at the fitting shaft portion of the tilted diffraction element By forming the cylindrical hole portion of the lens holder so as to have a long hole shape obtained by extending the maximum projected circle on a virtual plane perpendicular to the optical axis, the lens holder can be easily molded and accurate, and Positioning when attaching the diffraction element can be performed easily and with high accuracy.
請求項5に記載の発明は、請求項4記載のレンズアクチュエータにおいて、傾斜してレンズホルダに取り付けられる回折素子における対物レンズ側の回折面の回折パターン中心が対物レンズの光軸上に一致するように、レンズホルダの長孔形状の円筒孔部の中心を対物レンズの光軸に対してずらせて設置したことを特徴とし、この構成によって、円筒孔部の長孔形状を、その中心が対物レンズの光軸と平行かつ偏心するようにレンズホルダに設けたことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the lens actuator according to the fourth aspect, the diffraction pattern center of the diffractive surface on the objective lens side in the diffractive element tilted and attached to the lens holder coincides with the optical axis of the objective lens. In addition, the center of the long hole-shaped cylindrical hole of the lens holder is installed with being shifted with respect to the optical axis of the objective lens. With this configuration, the long hole shape of the cylindrical hole is centered on the objective lens. Since the lens holder is provided so as to be parallel and decentered with respect to the optical axis, the lens holder can be easily molded and accurate, and positioning when the diffraction element is attached can be performed easily and with high accuracy.
請求項6に記載の発明は、請求項1記載のレンズアクチュエータにおいて、回折素子が嵌合軸部となる外周面と上面に平面部とを有する円板状形状であって、レンズホルダに、対物レンズの光軸に対して平行に内側面が延在しかつ回折素子の嵌合軸部が嵌挿される円筒孔部と、該円筒孔部内において対物レンズの光軸に垂直な仮想面に対して傾斜して回折素子の平面部と当接する傾斜平面部とを形成し、かつ円筒孔部を、回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の投影最大寸法を長径とし回折素子の外径寸法を短径とする楕円孔形状で、かつ対物レンズの光軸と同軸となるように設定し、回折素子の嵌合軸部をレンズホルダの円筒孔部に嵌合させることを特徴とし、この構成によって、傾いた回折素子の嵌合軸部における対物レンズの光軸に垂直な仮想平面上の投影最大寸法を長径とし回折素子の外径寸法を短径とする楕円孔形状になるように、レンズホルダの円筒孔部を形成したことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the lens actuator according to the first aspect, the diffractive element has a disk-like shape having an outer peripheral surface serving as a fitting shaft portion and a flat portion on the upper surface. A cylindrical hole in which an inner surface extends parallel to the optical axis of the lens and the fitting shaft of the diffraction element is inserted, and a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the cylindrical hole An inclined flat surface portion that inclines and abuts the flat surface portion of the diffractive element is formed, and the cylindrical hole portion has a longest diameter projected on a virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens in the fitting shaft portion of the diffractive element. The outer diameter of the diffractive element is an elliptical hole shape with a short diameter, and is set to be coaxial with the optical axis of the objective lens, and the fitting shaft of the diffractive element is fitted into the cylindrical hole of the lens holder. With this configuration, the fitting shaft part of the tilted diffraction element By forming the cylindrical hole portion of the lens holder so as to have an elliptical hole shape in which the maximum projected dimension on the virtual plane perpendicular to the optical axis of the objective lens is the major axis and the outer diameter dimension of the diffraction element is the minor axis, The lens holder can be easily molded and accurate, and positioning at the time of attaching the diffraction element can be performed easily and with high accuracy.
請求項7に記載の発明は、請求項6記載のレンズアクチュエータにおいて、傾斜してレンズホルダに取り付けられる回折素子における対物レンズ側の回折面の回折パターン中心が対物レンズの光軸上に一致するように、レンズホルダの楕円孔形状の円筒孔部の中心を対物レンズの光軸に対してずらせて設置したことを特徴とし、この構成によって、円筒孔部の楕円孔形状を、その中心が対物レンズの光軸と平行かつ偏心するようにレンズホルダに設けたことにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the lens actuator according to the sixth aspect, the diffraction pattern center of the diffractive surface on the objective lens side in the diffractive element tilted and attached to the lens holder coincides with the optical axis of the objective lens. In addition, the center of the elliptical hole-shaped cylindrical hole portion of the lens holder is installed with being shifted with respect to the optical axis of the objective lens. With this configuration, the elliptical hole shape of the cylindrical hole portion is centered on the objective lens. Since the lens holder is provided so as to be parallel and decentered with respect to the optical axis, the lens holder can be easily molded and accurate, and positioning when the diffraction element is attached can be performed easily and with high accuracy.
請求項8に記載の発明は、請求項2,4または6記載のレンズアクチュエータにおいて、傾斜させてレンズホルダに取り付けられる回折素子における対物レンズ側の回折面の回折パターン中心が対物レンズの光軸上に一致するように、回折素子における対物レンズ側の回折面の位置をレンズホルダの円筒孔部の略中心に設定したことを特徴とし、この構成によって、回折素子の最大投影寸法における2点の中点を対物レンズ側の回折パターン中心とすることにより、レンズホルダの成型と精度出しが容易となり、かつ回折素子の取付け時の位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the lens actuator according to the second, fourth, or sixth aspect, the diffraction pattern center of the diffraction surface on the objective lens side of the diffraction element tilted and attached to the lens holder is on the optical axis of the objective lens. The position of the diffractive surface on the objective lens side of the diffractive element is set to be approximately the center of the cylindrical hole portion of the lens holder so as to coincide with the above. By setting the point as the center of the diffraction pattern on the objective lens side, the lens holder can be easily molded and accurate, and positioning when the diffraction element is attached can be performed easily and with high precision.
請求項9に記載の発明は、光記録媒体に対して光ビームを集光する対物レンズと、該対物レンズを前記光記録媒体に対して少なくともフォーカス方向とトラッキング方向とに駆動するレンズアクチュエータと、前記光記録媒体からの反射ビームから光学的情報を得る手段を備えた光ピックアップ装置において、前記レンズアクチュエータとして請求項1〜8いずれか1項記載のレンズアクチュエータを搭載したことを特徴とし、この構成によって、設置されるレンズアクチュエータが回折素子の回折面における正反射によるフレアを防止しつつ、容易かつ確実に組み付けが行われるものであるため、当該光ピックアップ装置を搭載するプレーヤあるいはドライブの性能を向上することができる。
The invention according to
請求項10に記載の発明は、光ピックアップを備え、光学的に光記録媒体に対して情報の記録および/または再生を行う光学式記録/再生装置において、前記光ピックアップとして請求項9記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、搭載される光ピックアップが回折素子の回折面における正反射によるフレアを防止しつつ、容易かつ確実に組み付けが行われものであるため、当該光学式記録/再生装置を搭載するプレーヤあるいはドライブの性能を向上することができる。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical recording / reproducing apparatus that includes an optical pickup and optically records and / or reproduces information with respect to an optical recording medium. This pickup is equipped with a pickup device, and this configuration allows the optical pickup to be mounted easily and reliably while preventing flare caused by regular reflection on the diffraction surface of the diffraction element. It is possible to improve the performance of a player or drive equipped with a recording / reproducing apparatus.
本発明に係るレンズアクチュエータによれば、複数の異なる波長の光源に対する複数種類の規格の光記録媒体に対して互換性を付与するための回折素子の回折面を、対物レンズに対して垂直ではなく傾けて取り付けたことにより、表面反射によるフレアを回避でき、かつ回折素子における対物レンズ側の回折パターンの中心を対物レンズの光軸上に一致させる構造としたため、収差発生の少ない良好な光学特性を得ることができる。 According to the lens actuator of the present invention, the diffractive surface of the diffractive element for providing compatibility with a plurality of types of optical recording media with respect to a plurality of light sources having different wavelengths is not perpendicular to the objective lens. By mounting it at an angle, flare due to surface reflection can be avoided and the center of the diffraction pattern on the objective lens side of the diffractive element coincides with the optical axis of the objective lens. Obtainable.
また、本発明の光ピックアップ装置あるいは光学式記録/再生装置によれば、レンズアクチュエータに本発明に係るレンズアクチュエータを備えることにより、ピックアップ特性,記録特性,再生特性などが向上する。 Further, according to the optical pickup device or the optical recording / reproducing device of the present invention, the lens actuator according to the present invention is provided with the lens actuator according to the present invention, thereby improving the pickup characteristic, the recording characteristic, the reproducing characteristic, and the like.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)〜(c)は本発明に係る対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置の実施形態の構成図であって、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面図を示す。 1A to 1C are configuration diagrams of an embodiment of an optical pickup device equipped with an objective lens actuator according to the present invention, where FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a side view, and FIG. Shows a bottom view.
図1において、可動部のレンズホルダ1は、図示しない光ディスクに対して光ビームを集光させてビームスポットを形成させる対物レンズ2を上部に、また下部にて後述するように回折素子3を保持する筐体であって、フォーカス用の駆動コイル4とトラッキング用の駆動コイル5とが取り付けられ、サスペンション兼コイル給電線となる支持ばね6を介して固定側ベース7に設けられた支持ブロック9に取り付けられている。固定側ベース7には磁気回路の背面ヨークを兼ねマグネット8が取り付けられており、この磁場の中にレンズホルダ1の駆動コイル4,5が配置され、通電される駆動コイル4,5とマグネット8との電磁作用によって、レンズホルダ1がフォーカス方向とトラッキング方向に駆動されるようになっている。
In FIG. 1, a
図2〜図10は本発明に係るレンズアクチュエータの実施形態を説明するためのものであって、本レンズアクチュエータの要部である対物レンズとレンズホルダと回折素子の関連構成について示したものである。 2 to 10 are diagrams for explaining an embodiment of a lens actuator according to the present invention, and show a related configuration of an objective lens, a lens holder, and a diffraction element, which are the main parts of the lens actuator. .
図2に示す実施形態1の断面図において、対物レンズ2はレンズホルダ1の上端部に嵌合固着され、回折素子3はレンズホルダ1の下端部に嵌合固着されている。対物レンズ2と回折素子3の固着方法は、例えば紫外線硬化樹脂などの材料を使用して行うことができる。回折素子3は、表面反射フレアによるピックアップ信号の劣化を防ぐために、レンズホルダ1に傾斜させて取り付けられている。
In the cross-sectional view of
また、本実施形態では、回折素子3の回折面3aが対物レンズ2の光軸Lに対して傾斜し、かつ回折素子3における対物レンズ2側の回折面3aの回折パターン中心Oが対物レンズ2の光軸L上に略一致するように、回折素子3の嵌合軸部3bがレンズホルダ1の円筒孔部1aに嵌合されている。
In this embodiment, the
より具体的には、回折素子3は、嵌合軸部3bとなる外周面と、上面側に平面部3cを有する円板状形状であり、レンズホルダ1は、対物レンズ2の光軸Lに対して傾斜して内側面が延在し、かつ回折素子3の嵌合軸部3bが嵌挿される円筒孔部1aと、該円筒孔部1a内において対物レンズ2の光軸Lに垂直な仮想面に対して傾斜して回折素子3の平面部3cと当接する傾斜平面部1bを有している。
More specifically, the
実施形態1の構成のように、回折素子3の回折面3aを対物レンズ2に対して垂直ではなく傾けて取り付けることにより、表面反射によるフレアを回避でき、かつ回折素子3における対物レンズ2側の回折パターン中心Oを対物レンズ2の光軸L上に一致させることにより、収差発生の少ない良好な光学特性を得ることができる。
As in the configuration of the first embodiment, by attaching the
実施形態1では、回折素子3の外形の嵌合軸部3bに一致し、対物レンズ2の光軸Lに対して同じ傾斜軸L1を有する円筒孔部1aをレンズホルダ1に形成している。この円筒孔部1aを作成するためには、例えば、この傾斜した孔部部分のみ異なる可動式の金型を使用して成形を行う方法などを採用する必要がある。しかし、この方法では構造寸法に制約があることが予測される。
In the first embodiment, the
このため、以下に説明する実施形態では、実施形態1のような傾斜軸L1を持つ円筒孔部1aをレンズホルダ1には設けずに、対物レンズ2の光軸Lと平行な中心軸を持つ円筒孔構造にてレンズホルダ1を作成し、対物レンズ2の光軸Lと、回折素子3における対物レンズ2側の回折パターン中心Oとを高精度に位置決めすることが可能な構成にしている。
Therefore, in the embodiment described below, the
ここで、一般的な輪帯形状の回折パターンを持つ回折素子3において、レンズホルダ1に対する嵌合による位置決めと回折素子3自体の製造し易さの点から全体を円柱形状としたものでは、前記のように傾斜させると、図3に示すように、対物レンズ2の光軸Lに垂直な仮想面Sにおいて、図3に示すように長円または楕円に近似される投影形状が示される。
Here, in the
そこで、図4に示す実施形態2では、図3に示す回折素子3の投影形状の最大幅寸法Dを直径とする円筒面を持つ円筒孔部1aを、その中心軸をレンズホルダ1の対物レンズ2の光軸Lと同軸に設けた構成にしている。より具体的には、回折素子3は、嵌合軸部3bとなる外周面と、上面側に平面部3cを有する円板状形状であり、レンズホルダ1は、対物レンズ2の光軸Lに対して平行に内側面が延在し、かつ傾斜して回折素子3の嵌合軸部3aが嵌挿される円筒孔部1aと、該円筒孔部1a内において対物レンズ2の光軸Lに垂直な仮想面Sに対して傾斜し回折素子3の平面部3cと当接する傾斜平面部1bを有している。
Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 4, the
実施形態2によれば、円筒孔部1aは、加工し易い断面円形孔であり、かつ傾斜した軸を持たないため、レンズホルダ1の成形上の問題はなく、また傾斜した回折素子3においてレンズホルダ1の内径への嵌め合いにより傾斜側最大幅方向の高精度な位置決めが期待できる。
According to the second embodiment, the
ただし、実施形態2の構成の場合において課題が2つある。 However, there are two problems in the configuration of the second embodiment.
課題1は、回折素子3をレンズホルダ1の傾斜平面部1bに当接させることにより、対物レンズ2の光軸Lに対して傾斜する回折素子3の嵌合軸部3bにおける対物レンズ2の光軸L方向の投影最大幅は、図4における左上隅aと右下隅bとの2点間の寸法となる。図4から分かるように、この投影最大幅2点間の中点が中心となって回折素子3が回転して傾斜状態となるため、結果的に、この中点が回折素子3における対物レンズ2側の回折パターン中心Oと一致しない場合には、この偏心により収差発生を増大させる可能性がある。
課題2は、レンズホルダ1の円筒孔部1aが円形孔であって全周が前記最大幅と同じ直径となるため、投影最大幅が変化しない方向にも直径が大きくなることになり、回折素子3とレンズホルダ1の嵌め合いは、光学的なひずみの影響を考慮すると、スキマ嵌めとなるためにスキマ公差余裕が必要であるため、投影最大幅が変化しない方向の位置決め精度が厳しくなる。
図5に示す実施形態3は、前記課題1に対処する構成例であり、実施形態2にて説明した回折素子3の投影形状の最大幅寸法Dを直径とする円筒面を持つ円筒孔部1aの中心軸L2を、レンズホルダ1の対物レンズ2の光軸Lと同軸ではなく、平行移動して偏心させるようにしてレンズホルダ1に設けている。
このようにして、回折素子3の嵌合軸部3bと傾斜角より求められる投影最大幅と回折パターン中心Oの位置関係から、前記偏心量を設定すれば、実施形態2の効果を享受しつつ、対物レンズ2側の回折パターン中心Oを対物レンズ2の光軸Lに合せることができる。
In this way, if the amount of eccentricity is set from the positional relationship between the projection maximum width obtained from the
図6に示す実施形態4では、実施形態2における前記課題1に対処する構成例である。レンズホルダ1の傾斜平面部1bに当接させることにより対物レンズ2の光軸Lに対して傾斜させた回折素子3の嵌合軸部3bにおける前記のような投影最大幅となる前記2点間(a−b間)の中点を通る平面に、回折素子3における対物レンズ2側の回折面3aを配設することにより、実施形態2の効果を享受しつつ、対物レンズ1側の回折素子3の回折パターン中心Oを対物レンズ2の光軸Lに合せることができる。
The fourth embodiment illustrated in FIG. 6 is a configuration example that addresses the
図7に示す実施形態5は、実施形態2における前記課題2に対処する構成例であり、実施形態2のレンズホルダ1の円筒孔部1aにおける傾斜しない方向において、回折素子3の嵌合軸部3bとの間で生じる隙間による組み付け誤差をなくすため、図8の図7におけるA−A線端面図に示すように、対物レンズ2の光軸Lに垂直な仮想面に対して傾斜したときの回折素子3の外形を前記仮想平面上の投影最大の円形に合せて延伸(図8のA方向)させてなる長孔形状が、レンズホルダ1の円筒孔部1aの孔形状(長手方向の寸法M)になるようにしている。この形状にしたことにより、前記傾斜しない方向(A方向に直交する方向)では円筒孔部1aと嵌合軸部3bとの隙間はなく、傾斜する方向では実施形態2と同様に円筒孔部1aの幅が得られることになる。
図9に示す実施形態6は、実施形態5において実施形態2の課題1に対処する構成例を適用したものであって、長孔形状の円筒孔部1aの中心軸L2を、レンズホルダ1の対物レンズ2の光軸Lと同軸ではなく、平行移動して偏心させるようにしてレンズホルダ1に設けることによって、容易に対物レンズ2側の回折パターン中心Oを対物レンズ2の光軸Lに合せることができる。
The sixth embodiment shown in FIG. 9 is an application of the configuration example to cope with the
図10に示す実施形態7は、実施形態5において実施形態2の課題1に対処する構成例を適用したものであって、前記のような投影最大幅となる2点間(a−b間)の中点を通る平面に、回折素子3における対物レンズ2側の回折面3aを配設することにより、実施形態2の効果を享受しつつ、対物レンズ1側の回折素子3の回折パターン中心Oを対物レンズ2の光軸Lに合せることができる。
The seventh embodiment shown in FIG. 10 is an application of the configuration example to cope with the
なお、実施形態5では、レンズホルダ1の円筒孔部1aの孔形状を長孔形状にしているが、円筒孔部1aの孔形状としては、回折素子3の嵌合軸部3bにおける対物レンズ2の光軸Lに垂直な仮想平面上の投影最大寸法を長径とし、かつ回折素子3の外径寸法を短径とする楕円孔形状になるようにすることも考えられる。この場合にも円筒孔部1aの楕円孔形状の中心軸が対物レンズ1の光軸Lと同軸となるように設定する。
In
また、レンズホルダ1の円筒孔部1aの孔形状を前記のような楕円孔形状にしても、実施形態6と同様にして、楕円孔形状の円筒孔部1aの中心軸を、レンズホルダ1の対物レンズ2の光軸と同軸ではなく、平行移動して偏心させるようにしてレンズホルダ1に設けたり、実施形態7と同様にして、投影最大幅となる2点間の中点を通る平面に、回折素子3における対物レンズ2側の回折面3aを配設したりすることで、前記課題1,2に対処することができる。
Further, even if the hole shape of the
図11は本発明に係る実施形態の対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置の概略構成図であり、単一の対物レンズ2において、異なる光源波長を用いて3種類の光記録媒体(BD系,DVD系,CD系)20a,20b,20cを、異なる開口数:NAで記録または再生を行う互換型の光ピックアップである。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an optical pickup apparatus equipped with an objective lens actuator according to an embodiment of the present invention. In a single
BD系、DVD系,CD系の光記録媒体20a,20b,20cの基板厚は、それぞれ0.1mm,0.6mm,1.2mmであり、またBD系,DVD系,CD系の光記録媒体20a,20b,20cに対応する開口数(NA)は、それぞれNA0.85,NA0.65,NA0.50であり、第1,第2,第3の光源の波長λ1,λ2,λ3は、それぞれλ1=395〜415nm,λ2=650〜670nm,λ3=770〜805nmである。
The substrate thicknesses of the BD, DVD, and CD
図11に示す光ピックアップは、BD系光記録媒体20aに対して、半導体レーザ21,コリメートレンズ22,偏光ビームスプリッタ23,波長選択性ビームスプリッタ24,偏向プリズム25,1/4波長板26,収差補正素子(回折素子)3,対物レンズ2,検出レンズ27,受光素子28により構成される。第1の光源である半導体レーザ21の中心波長は405nmであり、対物レンズ2の開口数(NA)は0.85である。対物レンズアクチュエータ11を構成する対物レンズ2と収差補正素子(回折素子)3とが、図2〜10に示す各実施形態の構成のように単一のレンズホルダ1に設けられている。また、BD系光記録媒体20aの基板厚は0.1mmである。
The optical pickup shown in FIG. 11 has a
半導体レーザ21の出射光は、コリメートレンズ22により略平行光にされる。コリメートレンズ22を通過した光は偏光ビームスプリッタ23に入射し、偏向プリズム25により偏向される。そして、1/4波長板26で円偏光に変換され、収差補正素子3,対物レンズ2を介してBD系光記録媒体20aに集光されることにより、情報の記録,再生がされる。そして、BD系光記録媒体20aからの反射光は1/4波長板26を通過した後、往路の光の偏光方向とは直交する直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ23により反射,入射光と分離して偏向され、検出レンズ27により受光素子28上に導かれ、再生信号,フォーカス誤差信号,トラック誤差信号が検出され、前記駆動コイル4,5に対する駆動制御信号となる。
The light emitted from the
なお、本光ピックアップにおいては、DVD系光記録媒体20b用のレーザ光と、CD系光記録媒体20c用のレーザ光とを発生する2波長レーザユニット30を有しており、互いに波長の異なるレーザ光を出射することができるようになっている。
The present optical pickup includes a two-
DVD系光記録媒体20bに対して、中心波長が660nmのDVD系半導体レーザ30aから出射した光は、コリメートレンズ31,波長選択性ビームスプリッタ24を経て、偏向プリズム25により偏向される。そして、1/4波長板26,収差補正素子3,対物レンズ2を介して、DVD系光記録媒体20bに集光される。このDVD系光記録媒体20bの基板厚は0.6mmであり、開口数(NA)は0.65である。NAの切り替えは、収差補正素子3により制限される。そして、DVD系光記録媒体20bからの反射光は対物レンズ2,1/4波長板26を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ24により偏向され、ホログラム素子32により入射光と分離してDVD系受光素子30b上に導かれ、再生信号,フォーカス誤差信号,トラック誤差信号が検出される。
The light emitted from the
さらに、CD系光記録媒体20cに対して、中心波長が785nmのCD系半導体レーザ33aから出射した光は、コリメートレンズ31,波長選択性ビームスプリッタ24を経て、偏向プリズム25により偏向される。そして、1/4波長板26,収差補正素子3,対物レンズ2を介して、CD系光記録媒体20cに集光される。このCD系光記録媒体20cの基板厚は1.2mmであり、対物レンズ2の開口数(NA)は0.50である。NAの切り替えは、収差補正素子3により制限される。そして、CD系光記録媒体20cからの反射光は対物レンズ2,1/4波長板26を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ24により偏向され、ホログラム素子32により入射光と分離してCD系受光素子33b上に導かれ、再生信号,フォーカス誤差信号,トラック誤差信号が検出される。
Further, the light emitted from the
図12は本発明に係る前記実施形態の構成の光ピックアップ装置を搭載した光学式記録再生装置の概略構成を示すブロック図であって、光記録媒体に対する情報の再生、記録、消去のうちの、少なくとも1つを行う装置である。 FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical recording / reproducing apparatus equipped with the optical pickup device having the configuration of the embodiment according to the present invention. Of the reproducing, recording and erasing of information with respect to the optical recording medium, An apparatus that performs at least one.
本実施形態では、図11に示す光ピックアップ装置に相当する光ピックアップ41を備えて構成されている。そして光記録媒体20を回転駆動するスピンドルモータ47と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ41と、光ピックアップ41を光記録媒体20の内外周に移動操作するための送りモータ42と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路44と、光ピックアップ41のサーボ制御などを行うサーボ制御回路43と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ46とを備えている。
In the present embodiment, an
スピンドルモータ47は、サーボ制御回路43により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体20は、スピンドルモータ48の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路43により駆動制御される。このスピンドルモータ47によって、所定の回転数で回転駆動される。
The
光ピックアップ41は、光記録媒体20に対する情報信号の記録および再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体20に対してレーザ光を照射し、その反射光を検出する。この光ピックアップ41は、変復調回路44に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路45から入力され変復調回路44によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ41に供給される。光ピックアップ41は、変復調回路44から供給される信号に基づいて、光記録媒体20に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ41は、回転駆動される光記録媒体20に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、この再生信号が変復調回路44に供給される。
When recording and reproducing information signals to and from the optical recording medium 20, the
また、光ピックアップ41は、サーボ制御回路43にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体20によって反射されて戻ってきた戻り光から、前述したように、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路43に供給される。
The
変復調回路44は、システムコントローラ46および外部回路45に接続されている。この変復調回路44は、情報信号を光記録媒体20に記録するときには、システムコントローラ46による制御のもとで、光記録媒体20に記録する信号を外部回路45から受け取り、この信号に対して所定の変調処理を施す。
The
変復調回路44によって変調された信号は、光ピックアップ41に供給される。また、変復調回路44は、情報信号を光記録媒体20から再生するときには、システムコントローラ46による制御のもとで、光記録媒体20から再生された再生信号を光ピックアップ41から受け取り、再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路44によって復調された信号は、変復調回路44から外部回路45へ出力される。
The signal modulated by the
送りモータ42は、情報信号の記録および再生を行うとき、光ピックアップ41を光記録媒体20の半径方向で所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路43からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、送りモータ42は、サーボ制御回路43に接続されており、サーボ制御回路43により制御される。
The
サーボ制御回路43は、システムコントローラ46による制御のもとで、光ピックアップ41が光記録媒体20に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ42を制御する。また、サーボ制御回路43は、スピンドルモータ47にも接続されており、システムコントローラ46による制御のもとで、スピンドルモータ47の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路43は、光記録媒体20に対する情報信号の記録および再生時に、光記録媒体20が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ47を制御する。
The
また、光記録媒体の種類を判別する方法として、トラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信号を用いてもよい。 Further, as a method for determining the type of the optical recording medium, a tracking servo signal or a focus servo signal may be used.
複数種の光記録媒体に記録および再生処理する光学的記録/再生装置に本発明の光ピックアップ装置を具備することにより、基板厚の異なる光記録媒体に情報の記録,再生を行う品質の精度を高めることができる。 By providing the optical recording / reproducing apparatus for recording and reproducing on a plurality of types of optical recording media with the optical pickup device of the present invention, the quality of recording and reproducing information on optical recording media having different substrate thicknesses can be improved. Can be increased.
本発明は、CD系,DVD系などの各種光記録媒体にビームを集光させる対物レンズを駆動するレンズアクチュエータ、そのレンズアクチュエータを搭載する各種の光ピックアップ装置,光学式記録/再生装置に適用することができる。 The present invention is applied to a lens actuator that drives an objective lens that focuses a beam on various optical recording media such as a CD system and a DVD system, various optical pickup devices that include the lens actuator, and optical recording / reproducing devices. be able to.
1 レンズホルダ
1a レンズホルダの円筒孔部
1b レンズホルダの傾斜平面部
2 対物レンズ
3 回折素子
3a 回折素子の回折面
3b 回折素子の嵌合軸部
3c 回折素子の平面部
4,5 駆動コイル
8 マグネット
9 支持ブロック
D 回折素子の投影形状の最大寸法幅
L 対物レンズの光軸
O 回折素子の回折パターン中心
S 仮想面
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記回折素子の回折面が前記対物レンズの光軸に対して傾斜し、かつ前記回折素子における前記対物レンズ側の前記回折面の回折パターン中心が前記対物レンズの光軸上に一致するように、前記回折素子を前記レンズホルダに設置したことを特徴とするレンズアクチュエータ。 An objective lens for condensing a light beam on an optical recording medium and a diffractive element for providing compatibility with optical recording media of various types for a plurality of light sources having different wavelengths are installed opposite to the lens holder. A lens actuator configured to drive the objective lens together with the lens holder in the focus direction and the tracking direction with respect to the optical recording medium,
The diffractive surface of the diffractive element is inclined with respect to the optical axis of the objective lens, and the diffraction pattern center of the diffractive surface of the diffractive element on the objective lens side coincides with the optical axis of the objective lens. A lens actuator, wherein the diffraction element is installed in the lens holder.
前記レンズアクチュエータとして請求項1〜8いずれか1項記載のレンズアクチュエータを搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。 From an objective lens for condensing a light beam to the optical recording medium, a lens actuator for driving the objective lens in at least a focus direction and a tracking direction with respect to the optical recording medium, and a reflected beam from the optical recording medium In an optical pickup device provided with means for obtaining optical information,
9. An optical pickup device comprising the lens actuator according to claim 1 mounted as the lens actuator.
前記光ピックアップとして請求項9記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光学式記録/再生装置。 In an optical recording / reproducing apparatus that includes an optical pickup and optically records and / or reproduces information on an optical recording medium,
An optical recording / reproducing apparatus comprising the optical pickup device according to claim 9 as the optical pickup.
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