JP2008226326A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル構成によっては光軸穴を有するレンズホルダの内部がコイルの発熱により温度が上昇し、動作中に樹脂対物レンズのディスクに面していない部位の温度上昇につながる。
【解決手段】コイルに近接しているレンズホルダのレンズ取り付け部において、レンズホルダの光軸穴部からレンズの受け面およびレンズ側面にかけて空間を設けることにより、レンズホルダ内部とディスク回転の風が発生する外気が直接接するために、樹脂対物レンズのディスク側とレンズホルダ側との温度差の解消を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ等、データストレージ用の情報記録媒体に集光するための対物レンズ駆動装置、その製造方法、およびそれを備えた光学ピックアップに関するものである。

従来、光ディスク等の情報記録媒体、例えばいわゆるＣＤやＤＶＤに対する情報信号の再生もしくは記録は、光ピックアップ装置を使用して行なわれている。光ピックアップ装置は、光源としての半導体レーザ，対物レンズ，光学系及び光検出器を備えており、半導体レーザから出射された光ビームは、光学系を介して対物レンズによって光ディスクの記録面上に集光され、光ディスクからの戻り光ビームは、光学系により半導体レーザからの光ビームと分離されて光検出器に導かれる。
このとき対物レンズは、半導体レーザかの光ビームが光ディスクの反り等により発生する光ディスクのフォーカス方向（ディスク面方向と直交する方向、したがって対物レンズの光軸に平行な方向）の変位に追従して記録面上で合焦するように、光軸方向において位置調整されるとともに、半導体レーザからの光ビームの光ディスク上のスポット位置が光ディスクの偏心やトラック蛇行に追従するように、トラッキング方向（対物レンズの光軸と直交する方向）の位置の調整が行なわれる。

対物レンズの位置調整には、電磁駆動型の対物レンズ駆動装置が使用される。図３に示すように、従来の対物レンズ駆動装置においては、対物レンズ１が取り付けられたレンズホルダ８が、複数の懸架用ワイヤ７を介して固定部６上にトラッキング方向及びフォーカシング方向に移動可能に支持されている。レンズホルダ８には、フォーカスコイル３およびトラッキングコイル４が設けられており、コイルの近傍にはマグネット５が配置されている。

このような構成によって、外部からの駆動電流の供給時に各コイルに発生する磁束が、マグネット磁束と相互に作用し、対物レンズ１が取り付けられたレンズホルダ８がトラッキング方向及びフォーカシング方向に移動される。

ところで、近年は低コスト化、高倍速記録再生のための軽量化のため、光ピックアップの対物レンズは、ガラスレンズよりも樹脂レンズが採用されることが多い。しかし、プラスチックレンズはガラスレンズと比較して温度変化による変形量が大きく、そのためプラスチックレンズ内に温度差が発生した場合、プラスチックレンズの歪みにより光学収差が発生する原因となる。したがって、光ディスクの記録、再生中にフォーカスコイルおよびトラッキングコイルに電流が印加されることによるコイルの発熱がレンズホルダを介して対物レンズに伝わった場合、対物レンズ内の温度差により対物レンズが変形して光学収差が発生して、光ディスクの記録、再生品質の悪化につながる問題がある。

このような問題を回避するために、レンズホルダの、対物レンズを位置決めするために設けられた対物レンズの外周面に対応した直径の内周部に、対物レンズの外周面に当接する面と、対物レンズの外周面に空間を介して臨む面とを内周部の周方向に沿って交互に並べることにより、プラスチックレンズ内の温度差を抑制する光ピックアップが提案されている。
特開２００５−３５３１３４号公報

図４は図３の対物レンズ駆動装置の、対物レンズを搭載する可動部の斜視図である。対物レンズ１は、ディスク面に光線を集束させるために通常レンズホルダ８の上面に配置される。レンズホルダ８には対物レンズ１の外周面１ａおよび受け面１ｂに対応する当接部８ｂが設けられ、対物レンズ１の外周面１ａおよび受け面１ｂがレンズホルダの当接部８ｂと接触して位置決め固定される。レンズホルダ１にはレーザーからの光線を通すために、レンズホルダ８の下面から対物レンズ１が配置される上面にかけて貫通穴８ａが設けられる。フォーカスコイル３およびトラッキングコイル４は、光線と干渉しないように、レンズホルダ１の側面に配置される。また、フォーカスコイル３およびトラッキングコイル４に近接した位置にマグネット５を配置することにより、効率的に駆動力を発生することが出来る。

コイルに電流が印加されることによって発生した熱は、レンズホルダの対物レンズとの当接部８ｂから、対物レンズ１に伝導され、その結果対物レンズ内に温度差が発生する。対物レンズ１に対してレンズホルダ８およびコイルは下方向に配置されているため、コイルから発生した熱は、主に対物レンズの受け面１ｂから対物レンズ内に伝わるので、対物レンズの外周面１ａに空間を設けても熱伝導を抑制できない。

さらに、光ピックアップの動作中、対物レンズ１の上面付近は、ディスクが回転することによる気流を受けるため、放熱効果により温度が下がりやすい。それに対して対物レンズ１の下面付近は気流を受けず、コイル熱が発生しているレンズホルダ内部に面しているので温度が高い。そのため光ディスクの記録再生速度が高くなるほど、対物レンズ１をディスクに追従させるためのコイル発熱が増大するとともにディスク回転の気流が増大して、レンズの上面側と下面側の温度勾配が大きくなり、光学収差増大による光ディスクの記録、再生品質の悪化につながる。

また、図４に示すように、対物レンズ１がトラッキング方向に移動した場合に信号性能を確保するため、レンズホルダ８の下面に、波長板や偏光ホログラムなどの第２の光学部品９を配置して、対物レンズ１と一体で光学部品９が移動可能とする場合もある。その場合、レンズホルダ８の光線を通すための貫通穴８ａは密閉され、レンズホルダ８内の温度はさらに上昇する。その結果対物レンズ１内の温度勾配はさらに増大するという問題があった。

本発明の目的はこのような問題を解消し、高倍速の光ディスク記録再生においても、対物レンズの温度勾配による光学収差の発生を防止する光ピックアップおよび光ディスク装置を提供することである。

この発明の対物レンズ駆動装置は、樹脂対物レンズと、対物レンズを固定し、レーザー光を通過させる貫通穴を有したレンズホルダと、レンズホルダに設けられたフォーカスコイルおよびトラッキングコイルによって構成され、レンズホルダに設けられた対物レンズの外周面および受け面を位置決めするための当接部に、レンズホルダの貫通穴から対物レンズ受け面および外周面にかけて空間部を有している。またその空間部は、フォーカスコイルおよびトラッキングコイルに近接する方向に設けられている。

この発明の対物レンズ駆動装置によれば、対物レンズの光ディスクに面している上面から、レンズホルダの貫通穴に面している下面にかけて、対物レンズに沿って空間部を有しているため、光ディスクの気流が大きい対物レンズ上面近傍と、コイル熱を受ける対物レンズ下面近傍が空間によって繋がり、対物レンズの上面から下面にかけての温度勾配が解消される。光ディスクの記録再生速度が高くなるほど、レンズをディスクに追従させるためにコイルの発熱量は増加するが、ディスク回転の気流も増大するため、レンズホルダ貫通穴から対物レンズ上面近傍への熱移動量は増加する。そのため光ディスクの記録再生の高速化によっても、対物レンズ内の温度勾配は増大することが無いため、光ディスクの記録、再生品質を劣化させることなく光ディスク記録再生の高倍速化が可能となる。
さらに、レンズホルダの下面に、波長板や偏光ホログラムなどの光学部品が配置されている場合でも、上記対物レンズの空間部を複数設けることにより、ディスク回転による気流をレンズホルダ貫通穴内に移動させることは可能となり、対物レンズ内の温度勾配解消が可能となる。

また、レンズホルダの物レンズに沿った空間部を、発熱体であるフォーカスコイルおよびトラッキングコイルに近接する方向に配置することにより、対物レンズの発熱体に近い位置からの熱移動を解消することが可能になり、対物レンズの上面から下面にかけての温度勾配だけでなく、対物レンズの円周方向の温度勾配も解消することが可能となる。そのためレンズホルダの空間部を適切な位置に配置すると、温度勾配に起因する収差を全て解消することが可能となる。

以下、発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は光ピックアップ装置の対物レンズ駆動装置の斜視図である。光ピックアップ装置は、DVDやCDなどの光ディスク記録再生装置に搭載されるものであり、フォーカシング方向はディスクの面に直角の方向、トラッキング方向はディスクの半径方向を示している。ディスクに光線を照射する対物レンズ１は、レンズホルダ２に接着固定される。フォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４は、長方形状にコイルを巻回したものから成り、レンズホルダのマグネット５と向き合った２面に接着固定されている。マグネットはヨークおよびサスペンションホルダから成る固定部６に固定されている。レンズホルダには4本の懸架用ワイヤ７の一端が、フォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４のコイル端とともに、半田などにより固定される。懸架用ワイヤ７の他端は、固定部６に半田などにより固定される。懸架用ワイヤ７の弾性変形により、対物レンズ１、レンズホルダ２、フォーカシングコイル３、トラッキングコイル４から成る可動体は、フォーカシング方向およびトラッキング方向に変位可能となる。

図２は図１の対物レンズ駆動装置の可動部の斜視図である。トラッキングコイル４は、高い駆動力を得るために有効長を長く確保する必要がある。そのためトラッキングコイル４は、レンズホルダの側面高さ方向全域にわたって配置されており、トラッキングコイル４の上端は対物レンズに近接することになる。

レンズホルダ２にはレーザーからの光線を通すために、レンズホルダ下面から対物レンズが配置される上面にかけて貫通穴２aが設けられる。またレンズホルダ２には対物レンズ１の外周面１ａおよび受け面１ｂを位置決めするための当接部２ｂが設けられる。さらに当接部２ｂには、２個トラッキングコイル４に近接する方向の２ヶ所に、レンズホルダの貫通穴２ａから、対物レンズ受け面１ｂおよび外周面１ａにかけて空間部２ｃが確保できるように、凹形状が設けられている。

対物レンズ駆動装置の動作時には、フォーカスコイル３およびトラッキングコイル４から発生した熱がレンズホルダ内に伝わり、外気に面していないレンズホルダ貫通穴２ａ周辺の温度上昇が大きくなるが、光ディスク記録再生装置の動作時はディスクが回転しているため、対物レンズ１の上面付近の空間に発生している気流が、空間部２ｃを通じてレンズホルダ貫通穴２ａ内にも移動するため、対物レンズ１の上面から下面にかけての温度勾配が解消され、光学収差を低減させることができる。

さらに本実施例では、空間部２ｃをフォーカス方向およびトラッキング方向の両方向に直交するタンジェンシャル方向に設けている。ディスクはタンジェンシャル方向に回転するため、ディスク回転による気流の方向も主にタンジェンシャル方向に発生している。従って空間部２ｃがタンジェンシャル方向に配置されることにより、対物レンズ上面近傍からレンズホルダ貫通穴２ａへの気流の移動が容易になり、対物レンズ１の上面から下面にかけての温度勾配解消に有利に作用する。

また、対物レンズ駆動装置の動作時には、トラッキングコイル４から発生した熱がレンズホルダの対物レンズ当接部２ｂのトラッキングコイル４と近接した位置に伝わりやすいが、レンズホルダ１の対物レンズ当接部２ｂには、トラッキングコイル４に近接する方向に空間部２ｃが確保されているため、トラッキングコイル４から発生した熱は、対物レンズ１のトラッキングコイル４に近接した外周部からは直接伝わらない。空間部２ｃの位置、形状および寸法を調節することによって、対物レンズ１内の円周方向の温度勾配を解消することが可能となる。

なお、本実施例の対物レンズ駆動装置では、トラッキングコイルが対物レンズに最も近接している例を挙げているが、例えばフォーカスコイルが対物レンズに近接している場合や、チルティングコイル等その他のコイルが配置されている場合においても、本発明を適用することができる。

また、図５は本発明の別の実施例の対物レンズ駆動装置を示す。本実施例では、レーザー光の波長に応じて２個の対物レンズがレンズホルダに搭載されている。対物レンズ１は、レンズの傾きを調整するために、レンズホルダ１に対して傾動可能な対物レンズ保持部１０に接着固定されている。対物レンズ保持部１０には、レンズホルダ２と同様に、レーザ光を通すための貫通穴１０ａ、対物レンズ１の外周面１ａおよび受け面１ｂを位置決めするための当接部１０ｂが設けられる。さらにトラッキングコイル４に近接する方向２ヶ所に、対物レンズ保持部の貫通穴１０ａから、対物レンズ受け面１ｂおよび外周面１ａにかけて空間部１０ｃが設けられている。本実施例により、対物レンズ１の上面付近の空間に発生している気流が、空間部１０ｃを通して、対物レンズ保持部の貫通穴１０ａおよびレンズホルダ貫通穴２ａ内にも移動するため、対物レンズ１の上面から下面にかけての温度勾配が解消され、光学収差を低減させることができる。また、本実施例においては、対物レンズ１は一方のトラッキングコイル４に近接して配置されているため、近接している側の空間部１０ｃの開口を広く確保することにより、対物レンズ１の円周方向の温度差が最小となるよう調整することができる。

本発明は、小型軽量で高い駆動力を要する対物レンズ駆動装置に利用可能である。

本発明の光ピックアップ装置の対物レンズ駆動装置の斜視図 本発明の対物レンズ駆動装置の可動部の斜視図 従来の対物レンズ駆動装置の一例を示す斜視図 従来の対物レンズ駆動装置の断面図 本発明の第２の実施例の対物レンズ駆動装置の斜視図

符号の説明

１ 対物レンズ
１ａ 対物レンズ外周面
１ｂ 対物レンズ受け面
２ レンズホルダ
２ａ レンズホルダ貫通穴
２ｂ レンズホルダの対物レンズ当接部
２ｃ 空間部
３ フォーカシングコイル
４ トラッキングコイル
５ マグネット
６ 固定部
７ 懸架用ワイヤ
８ 従来のレンズホルダ
８ａ 従来のレンズホルダ貫通穴
８ｂ 従来レンズホルダの対物レンズ当接部
９ 第２の光学部品
１０ 対物レンズ保持部
１０ａ 対物レンズ保持材貫通穴
１０ｂ 対物レンズ保持部の対物レンズ当接部
１０ｃ 空間部

Claims (5)

1. 記録媒体上に集光する少なくとも１個の樹脂対物レンズと、前記対物レンズを固定し、レーザー光を通過させる貫通穴を有したレンズホルダと、前記レンズホルダに設けられたフォーカスコイルと、同じく前記レンズホルダに設けられたトラッキングコイルによって構成され、前記各コイルに電流を供給することにより前記レンズホルダをフォーカス方向とトラッキング方向とに揺動させ前記対物レンズを位置調整する対物レンズ駆動装置において、前記レンズホルダには前記対物レンズの外周面および受け面を位置決めするための当接部が設けられ、前記当接部の少なくとも1ヵ所に、前記レンズホルダの貫通穴から前記対物レンズ受け面および外周面にかけて空間部を有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記空間部は、前記フォーカスコイルに近接する方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
3. 前記空間部は、前記トラッキングコイルに近接する方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記空間部は、フォーカス方向およびトラッキング方向の両方向に直交するタンジェンシャル方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装置。
5. 前記記録媒体からの反射光を検出する光検出器を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の対物レンズ駆動装置を備えた光ピックアップと、検出された前記反射光に基づいて、再生信号およびサーボ信号のすくなくとも一方を生成する信号処理回路を備えた情報処理装置。