JP2008282438A

JP2008282438A - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP2008282438A
Application number: JP2007123189A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Terahara; 範晃寺原; Yasuo Ueda; 泰雄植田; Masahiro Yamazaki; 正弘山崎; Shinsuke Hatanaka; 伸介畑中; Hiromasa Takahashi; 宏昌高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】対物レンズ駆動装置に対する対物レンズの傾きを第２面側から測定することを可能にする対物レンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】対物レンズ駆動装置は、第２面側１０４ｂの平坦部１０４ｂａが対物レンズ保持部１１０の開口部１１０ａから目視可能になるように開口部１１０ａの一部に切り欠き形状１１０ａｂを設けることによって、対物レンズ駆動装置１０７に対する対物レンズ４の傾きを第２面側１０４ｂから測定することが可能になり、対物レンズ４成型時に通常使用している第２面側平坦部１０４ｂａの傾きを精度よく測定することが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は円盤状情報記録媒体に記録された情報の記録や再生を行うことができる光ピックアップに搭載される対物レンズ駆動装置に関するものである。

近年、円盤状情報記録媒体記録再生装置は、ＢＤ、ＤＶＤ・ＭＤ・ＣＤ・ＣＤ−ＲＯＭ用などその用途は年々多様化すると共に益々高密度・小型・高性能・高品質・高付加価値化している。

以下、図面を参照しながら、従来の円盤状情報記録媒体記録再生装置の一例を説明する。

図６、図7は従来の円盤状情報記録媒体記録再生装置の概略的な構成図およびその動作原理を説明する図である。

図６、図7において１は半導体レーザ、受光素子、回折格子によって構成される集積ユニット、２は反射ミラー、３は光学ベース、４は対物レンズ、５はコリメートレンズ、６は円盤状情報記録媒体、７は対物レンズ４を円盤状情報記録媒体６のフォーカスおよびラジアル方向に駆動する対物レンズ駆動装置、８はレーザ光、９は円盤状情報記録媒体の記録面上に結ぶレーザの光スポットを示す。

以上のように構成された従来例について以下その動作について説明を行う。

集積ユニット１の半導体レーザより発せられた光は、コリメートレンズ５によって平行光になり、その後反射ミラー２によって９０度の角度で曲げられ、円盤状情報記録媒体６に対し垂直方向に進む。そして対物レンズ駆動装置７に装着された対物レンズ４によって光は収束され、円盤状情報記録媒体６上に直径１ミクロン程度の光スポット９として集光される。円盤状情報記録媒体６からの反射光は、逆の経路をたどり、集積ユニットに戻る。そして集積ユニット１内の回折格子によって分割され、受光素子に入射し、対物レンズ駆動装置７をフォーカス方向及びトラッキング方向に制御する為の信号や円盤状情報記録媒体６に記録された情報に変換される。

ここで、対物レンズ駆動装置７について図8、図９を用いてもう少し詳しく説明する。対物レンズ駆動装置は対物レンズ４と、対物レンズ４にレーザ光が照射可能になるような開口部１０ａによって構成される対物レンズ保持部１０と、対物レンズ保持部１０をフォーカス方向(円盤状情報記録媒体６の記録面に対し垂直方向)に移動させるフォーカスコイル１１と、対物レンズ保持部１０をトラッキング方向(円盤状情報記録媒体半径方向)に移動させるトラッキングコイル１２と、フォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に電流を供給する役割を担っていると共に対物レンズ保持部１０を中立位置にキープしているバネ性を有したサスペンションワイヤ１３と、サスペンションワイヤ１３を固定しサスペンションワイヤ１３のダンピングに用いるシリコン系のゲルを塗布または溝を有するサスペンションワイヤ保持部１４と、フォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に磁場を与えるマグネット１５と、マグネット１５及びサスペンションワイヤ保持部１４が接着などにより固定されると共に、マグネット１５の磁場効率を図る働きを持つ対物レンズ駆動ベース１６によって構成される。対物レンズ駆動ベース１６は基準面７ａを有する。
対物レンズ４は図１０に示す様に、円盤状記録媒体に近い側を第１面４ａとし、第１面４ａは第１面平坦部４ａａと第１面曲面部４ａｂとに分けられる。また、第１面と反対のレーザに近い側を第２面４ｂとし、これについても第２面平坦部４ｂａと第２面曲面部４ｂｂに分けられる。

この対物レンズの動作について以下に説明を行う。

集積ユニットによって対物レンズ駆動装置７を円盤状情報記録媒体６の特定の場所に光スポット９が結ぶようにフォーカス方向及びトラッキング方向に制御する為の信号が作り出される。その信号はサスペンションワイヤ１３を介してフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に送られ、その結果電界が発生する。その電界とマグネット１５の磁界によって、フレミングの左手の法則に従って対物レンズ保持部１０に力が働き、その力とサスペンションワイヤ１３のバネ性による力がつりあうところまで変位する。その結果、光スポット９は円盤状記録媒体６の特定の場所に焦点を結ぶことになる。

この対物レンズチルト測定装置の対物レンズの傾き測定方法は図１１を用いて説明する。

対物レンズチルト測定装置１７は、傾きの基準となり対物レンズ駆動装置を配置するチルト基準面１７ａ、チルトを測定する為の測定平行光１７ｂ、測定物から反射された光を受光し、傾きを算出するチルト演算装置１７ｃによって構成される。

この対物レンズ駆動装置７を対物レンズチルト測定装置１７の基準面１７ａに取り付ける。そして測定装置から発射される測定平行光１７ｂを上部方向から対物レンズ４の第１面平坦部４ａａに照射し、反射させ、その反射光の傾きをオートコリメータ等で測定する。
この様な、対物レンズの第一面平坦部に光を当てることで対物レンズのチルトを測定する従来の方法は特許文献１に記載されている。
特開2001-134975号公報

光ピックアップとして、円盤状情報記録媒体６に記録された情報を正確に読み取る為には、対物レンズ４によって円盤状情報記録媒体６の記録面上に集光される光の収差が最適値になる様に調整する必要がある。その精度は円盤状情報記録媒体の記録密度が大きくなればなるほど要求され、例えばDVDでは最適な収差状態のレンズ傾きから約０．３°の精度が必要となり、ずれると正しく情報が読み取れなくなる可能性がある。通常、光の収差が最適になるように、光学ベース３に対し対物レンズ駆動装置７自身の傾き調整を実施するか、または円盤状情報記録媒体に対し光ピックアップ装置自体の傾き調整を実施するが、光学ベースに対する対物レンズ駆動装置７の調整範囲は限られている。その為、対物レンズ駆動装置７に対する対物レンズ４の傾きも正確に測定し、傾きの少ない良品のみを使用するか、または対物レンズ駆動装置７に対して対物レンズ４自体の角度調整を実施しなければならない。

従来は、対物レンズ駆動装置の基準面７ａに対し、対物レンズ４の第１面平坦部４ａａの傾きをオートコリメータ等によって測定し、調整を実施していた。他方、対物レンズ４は第２面側平坦部４ｂａを基準として対物レンズ保持部１０に固定され、対物レンズ４部品単体も一般的に第２面側平坦部４ｂａを基準面として作成される為、第１面平坦部４ａａで傾きを測定されると第１面平坦部４ａａと第２面平坦部の４ｂａ平行度の誤差分の測定誤差が発生することとなる。対物レンズ４を作成する際、第１面側４ａの金型と第２面側４ｂの金型の２種類の型によって作成される為、その第１面側平坦部４ａaと第２面側平坦部４ｂaの平行度を０にすることは非常に困難である。その為、対物レンズ第２面平坦部４ｂaを正確に測定できないにも関わらず、対物レンズ４単体では第２面平坦部４ｂaを基準に作成、評価しているという矛盾が生じていた。

従って、本発明の目的は、対物レンズ駆動装置に対する対物レンズの傾きを第２面側から測定することを可能にする対物レンズ駆動装置を提供することにある。

この課題を解決する為に本発明の対物レンズ駆動装置は、円盤状情報記録媒体に面する第1面側と光入射側に面する第2面側にそれぞれ平坦部を持ち前記円盤状情報記録媒体の信号部に光を集光させる対物レンズと、前記対物レンズに前記光を照射可能にする為の開口部を有し前記円盤状情報記録媒体のフォーカス及びトラッキング方向に前記対物レンズを移動させる為の駆動装置とを備えた対物レンズ駆動装置であって、前記第２面側の前記平坦部が前記開口部から目視可能になるように前記開口部の一部に切り欠きを設けている。

上述の構成によって、対物レンズ駆動装置に対する対物レンズの傾きを第２面側から測定することが可能になり、対物レンズ成型時に通常使用している第２面側平坦部の傾きを精度よく測定することが出来る。

請求項１に記載の発明は、円盤状情報記録媒体に面する第1面側と光入射側に面する第２面側にそれぞれ平坦部を持ち前記円盤状情報記録媒体の信号部に光を集光させる対物レンズと、前記対物レンズに前記光を照射可能にする為の開口部を有し前記円盤状情報記録媒体のフォーカス及びトラッキング方向に前記対物レンズを移動させる為の駆動装置とを備えた対物レンズ駆動装置であって、前記第２面側の前記平坦部が前記開口部から目視可能になるように前記開口部の一部に切り欠きを有することで、前記対物レンズ駆動装置の基準面に対する前記対物レンズの第２面側の傾きを前記対物レンズ駆動装置の開口部方向から精度よく測定することが可能になる。

請求項２に記載の発明は、前記第１面側平坦部の内、少なくとも前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部に対し反対側にあたる部分が、前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部と平行でないことを特徴としており、この構成によって、前記開口部から前記対物レンズの傾きを測定する時に、前記対物レンズ第２面を通過して前記対物レンズ第１面側で反射した光を誤って計測するという間違いが生じない。

請求項３に記載の発明は、前記第１面側平坦部の内、少なくとも前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部に対し反対側にあたる部分が、光が乱反射するように低面粗度加工されていることを特徴としており、本発明の請求項２と同じく、前記対物レンズ第１面側で反射した光によって誤って傾き計測をするという間違いが生じない。

請求項４に記載の発明は、前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部が光軸と角度をなすことを特徴としており、光ピックアップに前記対物レンズ駆動装置を組み込み、前記円盤状情報記録媒体の情報を読み込む際、前記対物レンズに入射する光が平行光である場合でも、前記対物レンズ第２面側で反射した光が前記光ピックアップの集積ユニットに戻ることなく、信号に悪影響を及ぼすことがないという特徴がある。

(実施の形態１)
以下本発明の実施の形態１について、図１を参照しながら説明する。従来品と同じ部品については同一番号を付与する。対物レンズ駆動装置１０７は対物レンズ４と、対物レンズにレーザ光が照射可能になるような開口部１１０ａを有する対物レンズ保持部１１０と、対物レンズ保持部１１０をフォーカス方向(円盤状情報記録媒体６の記録面に対し垂直方向)に移動させるフォーカスコイル１１と、対物レンズ保持部１０をトラッキング方向(円盤状情報記録媒体半径方向)に移動させるトラッキングコイル１２と、フォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に電流を供給する役割を担っていると共に対物レンズ保持部１０を中立位置にキープしているバネ性を有したサスペンションワイヤ１３と、サスペンションワイヤ１３を固定しサスペンションワイヤ１３のダンピングに用いるシリコン系のゲルを塗布または溝を有するサスペンションワイヤ保持部１４と、フォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に磁場を与えるマグネット１５と、マグネット１５及びサスペンションワイヤ保持部１４が接着などにより固定されると共に、マグネット１５の磁場効率を図る働きを持つ対物レンズ駆動ベース１６によって構成される。対物レンズ駆動ベース１６は基準面１０７ａを有する。

対物レンズ４は円盤状記録媒体に近い側を第１面４ａとし、第１面４ａは第１面平坦部４ａａと第１面曲面部４ａｂとに分けられる。また、第１面と反対のレーザに近い側を第２面４ｂとし、これについても第２面平坦部４ｂａと第２面曲面部４ｂｂに分けられる。

また対物レンズ保持部１１０の開口部１１０ａは、対物レンズの第１面曲面部４ａｂ及び対物レンズ第２面曲面部４ｂｂにレーザが照射可能になるような円形開口部１１０ａａと、対物レンズ４の第２面側４ｂの平坦部４ｂａが目視可能になるように円形開口部１１０ａの隣接部に設けた切り欠き開口部１１０ａｂとで構成される。

この対物レンズの動作について以下に説明を行う。これは従来と同様な動作である。すなわち、集積ユニットによって対物レンズ駆動装置１０７を円盤状情報記録媒体６の特定の場所に光スポット９が結ぶようにフォーカス方向及びトラッキング方向に制御する為の信号が作り出される。その信号はサスペンションワイヤ１３を介してフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２に送られ、その結果電界が発生する。その電界とマグネット１５の磁界によって、フレミングの左手の法則に従って対物レンズ保持部１１０に力が働き、その力とサスペンションワイヤ１３のバネ性による力がつりあうところまで変位する。その結果、光スポット９は円盤状記録媒体６の特定の場所に焦点を結ぶことになる。

以上の対物レンズ駆動装置における対物レンズの傾きの測定方法を説明する。

図２で対物レンズチルト装置１１７は、傾きの基準となり対物レンズ駆動装置を配置するチルト基準面１１７ａ、チルトを測定する為の測定平行光１１７ｂ、測定物から反射された光を受光し、傾きを算出するチルト演算装置１１７ｃによって構成される。

対物レンズ駆動装置１０７を対物レンズ駆動装置１０７の基準面１０７ａと測定装置１１７の基準面１１７ａが接触するように取り付ける。そして測定装置から発射される測定光を下方向から対物レンズ保持部１１０の開口部１１０ａの切り欠き開口部１１０ａｂを通じて対物レンズ４の第２面平坦部４ｂａに照射し、反射させ、その反射光の傾きを測定する。こうすることで対物レンズ駆動装置１０７の基準面に対する対物レンズ４の第２面側の傾きを対物レンズ駆動装置の開口部方向から精度よく測定することが可能になる。対物レンズ４部品単品はー般的に第２面側平坦部を基準面として作成される為、第１面平坦部で傾きを測定されると第１面平坦部と第２面平坦部の平行度の誤差分の測定誤差が発生することとなる。対物レンズ４を作成する際、第１面側の金型と第２面側の金型の２種類の型によって作成される為、その第１面側と第２面側の平行度を０にすることは非常に困難である。そのため、第２面平坦部の傾きを測定することが精度の向上につながり、誤判定によって不良品を使用してしまうという誤使用や、対物レンズ駆動装置１０7に対する対物レンズ4の角度を調整する必要があるにもかかわらず調整しないという誤判定が無くなる。このことにより、対物レンズ駆動装置7が光学ベース3に対して調整が出来ないという問題を解消することが出来る。

この方法を用いた時の課題として、レンズチルト測定時に測定平行光１１７ｂの内一部の光が対物レンズの第２面側平坦部１０４ｂａを通過し、第１面側面側平坦部に反射され、対物レンズ測定装置１０７に戻ってしまうと、その光が対物レンズチルト表す光であると錯覚し、誤判定を引き起こす可能性がある。その解決方法を図３を用いて説明する。対物レンズ１０４の第１面側平坦部１０４ａａの内、開口部と逆側に位置する第１面側平坦部Ａ１０４ａａａが、第２面側平坦部１０４ｂａが平行でないことを特徴としている。第１面側平坦部Ａ１０４ａａａから反射される光を対物レンズチルト測定装置１０７の測定範囲から大きく外せば上記のような誤使用、誤判定を生じることは無くなる。第１面側平坦部Ａ１０４ａａａから反射される光を対物レンズチルト測定装置１０７の測定範囲から大きく外さなくても、第１面側平坦部Ａ１０４ａａａの反射光と第２面側平坦部１０４ｂａの反射光の関係を明確化すれば上記誤判定、誤使用は無くなる。例えば、第１面平坦部Ａ１０４ａａａを第２面側平坦部１０４ｂａよりディスク円周方向に＋０．５度傾けておけば、対物レンズチルト測定装置１０７で測定される傾きが２箇所表示された時、２箇所のうちトラッキング方向に＋０．０５度大きく測定される点を無視し、残りのもう１点を第２面側平坦部１０４ｂａからの反射光として測定すればよい。

また第一面側平坦部の反射による誤判定の別の対策を図４を用いて説明する。対物レンズ２０４の第１面側平坦部２０４ａａの内、開口部と逆側に位置する部分Ａ２０４ａａａが、乱反射するような低面粗度になっていることを特徴とする。こうすることで、実施の形態２で説明した事と同様、開口部を通してレンズ傾きを測定する際、第2平坦部を通過する光は第1面側平坦部Ａ２０４ａａａによって反射され、測定装置にその光は戻り、誤判定を行う可能性を未然に防ぐことが可能となる。

また、第１面側平坦部４ａａの反射による誤判定とは別の課題について、図１、図６を用いて説明する。光ピックアップの一部として対物レンズ駆動装置１０７を使用する場合、通常レーザ光８は対物レンズ第一面平坦部３０４ａａに対し直角に入射し、しかもレーザ光8の大きさは対物レンズ駆動装置１０７の開口部１１０ａより大きいため、レーザ光8が切り欠き開口部を通過し、第1面平坦部３０４ａａに入射し、反射される。そして反射されたレーザ光8はそのまま入射する光と同じ光路をたどり、集積ユニット１に不必要な光として戻ってくるため、その光が必要な光と混ざり、光ピックアップとしてうまく信号が読み込めないような誤動作が生じる可能性がある。

この対策として、図５を用いて説明する。第２面側平坦部３０４ｂａのうち、切り欠き開口部１１０ａｂに位置する第２面平坦部Ａ３０４ｂａａが光ピックアップのレーザ光8と直角でない角度になる様に一定の傾きを持たせると言う方法がある。例えば、レーザ光軸とディスク円周方向に＋０．５度の傾きを持たせておけば、対物レンズチルトの測定の際にはその＋０．５度を考慮し、演算でキャンセルすることで正しく測定することが出来るのに加え、その対物レンズ駆動装置を反射した光は集積ユニット１に戻らないため、光ピックアップとしてうまく信号が読めないといった問題は発生しない。

本発明にかかる対物レンズ駆動装置は様々な円盤状情報記録媒体に再生、記録する光ピックアップに用いることが可能で、特に対物レンズの傾き精度に対する検査、調整が必要な時に有効に作用する。

本発明の実施の形態１における対物駆動装置対物レンズ駆動装置の平面図本発明の実施の形態１における対物レンズチルト測定装置の構成図本発明の実施の形態1おける対物レンズチルト駆動装置の対物レンズ平面図本発明の実施の形態1おける対物レンズチルト駆動装置の対物レンズ平面図本発明の実施の形態1おける対物レンズチルト駆動装置の対物レンズ平面図円盤状情報記録媒体記録再生装置の光学構成図円盤状情報記録媒体記録再生装置の部品構成図対物レンズ駆動装置の部品構成図対物レンズ駆動装置の平面図対物レンズ平面図従来例における対物レンズチルト測定装置の構成図

符号の説明

１集積ユニット
２反射ミラー
３光学ベース
４、１０４、２０４、３０４対物レンズ
４ａ、１０４ａ、２０４ａ、３０４ａ対物レンズ第１面
４ａａ、１０４ａａ、２０４ａａ、３０４ａａ対物レンズ第１面平坦部
１０４ａａａ、２０４ａａａ対物レンズ第１面平坦部Ａ
４ａｂ、１０４ａｂ、２０４ａｂ、３０４ａｂ対物レンズ第１面曲面部
４ｂ、１０４ｂ、２０４ｂ、３０４ｂ対物レンズ第２面
４ｂａ、１０４ｂａ、２０４ｂａ、３０４ｂａ対物レンズ第２面平坦部
３０４ｂａａ対物レンズ第２面平坦部Ａ
４ｂｂ、１０４ｂｂ、２０４ｂｂ、３０４ｂｂ対物レンズ第２面曲面部
５コリメートレンズ
６円盤状情報記録媒体
７、１０７対物レンズ駆動装置
７ａ、１０７ａ対物レンズ駆動装置の基準面
８レーザ光
９光スポット
１０、１１０対物レンズ保持部
１０ａ、１１０ａ開口部
１１０ａａ円形開口部
１１０ａｂ切り欠き開口部
１１フォーカスコイル
１２トラッキングコイル
１３サスペンションワイヤ
１４サスペンションワイヤ保持部
１５マグネット
１６対物レンズ駆動ベース
１７、１１７対物レンズチルト測定装置
１７ａ、１１７ａ対物レンズチルト測定装置のチルト基準面
１７ｂ、１１７ｂ対物レンズチルト測定装置の測定平行光
１７ｃ、１１７ｃ対物レンズチルト測定装置のチルト演算装置

Claims

円盤状情報記録媒体に面する第1面側と光入射側に面する第2面側にそれぞれ平坦部を持ち前記円盤状情報記録媒体の信号部に光を集光させる対物レンズと、前記対物レンズに前記光を照射可能にする為の開口部を有し前記円盤状情報記録媒体のフォーカス及びトラッキング方向に前記対物レンズを移動させる為の駆動装置とを備えた対物レンズ駆動装置であって、前記第２面側の前記平坦部が前記開口部から目視可能になるように前記開口部の一部に切り欠きを有することを特徴とした対物レンズ駆動装置。
前記第１面側平坦部の内、少なくとも前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部に対し反対側にあたる部分が、前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部と平行でないことを特徴とした請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
前記第１面側平坦部の内、少なくとも前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部に対し反対側にあたる部分が、光が乱反射するように低面粗度加工されていることを特徴とした請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
前記開口部から目視可能な前記対物レンズ第２面側平坦部が光軸と角度をなすことを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の対物レンズ駆動装置。