JP2011118983A - Objective lens driving device and optical head device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対物レンズを介して光ディスクの記録面に光を収束させることにより、光ディスクに光学的に情報を記録し、または光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置に用いられる光ヘッド装置、および、この光ヘッド装置に用いられる対物レンズ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an optical head device used in an optical disc apparatus for optically recording information on an optical disc or reproducing information recorded on an optical disc by converging light on a recording surface of the optical disc via an objective lens, The present invention also relates to an objective lens driving device used in the optical head device.
光ヘッド装置は、光源から出射された光ビームを光ディスクの記録面に合焦させるため、対物レンズをその光軸方向であるフォーカス方向に移動させるフォーカス用アクチュエータと、光ディスクのトラックに光ビームを追随させるため、対物レンズをその光軸と直交するトラッキング方向に移動させるトラッキング用アクチュエータとを有する対物レンズ駆動装置を備えている。アクチュエータとしては、マグネットにより生成される磁場内にコイルを配置し、コイルに通電することにより発生する電磁力を利用するものが多く用いられている。 In order to focus the light beam emitted from the light source on the recording surface of the optical disk, the optical head device follows the light beam to the track of the optical disk and the focus actuator that moves the objective lens in the focus direction that is the optical axis direction. Therefore, an objective lens driving device having a tracking actuator for moving the objective lens in a tracking direction orthogonal to the optical axis is provided. Many actuators that use electromagnetic force generated by arranging a coil in a magnetic field generated by a magnet and energizing the coil are used.
対物レンズ駆動装置は、対物レンズと、これを保持するレンズホルダとを備えている。レンズホルダには、フォーカス方向の駆動力を発生するためのフォーカスコイルと、トラッキング方向の駆動力を発生するためのトラッキングコイルとが取り付けられている。 The objective lens driving device includes an objective lens and a lens holder that holds the objective lens. A focus coil for generating a driving force in the focus direction and a tracking coil for generating a driving force in the tracking direction are attached to the lens holder.
近年の光ヘッド装置では、プラスチックで形成された対物レンズが用いられることが多い。ガラス製の対物レンズと比較して成形が容易であり、コストが低く抑えられるためである。また、対物レンズは、光ヘッド装置の小型化に伴い、発熱源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して配置されることが多い。さらに、記録・再生の高速化に伴い、フォーカスコイルおよびトラッキングコイルに通電する駆動電流は増加する傾向にある。 In recent optical head devices, an objective lens made of plastic is often used. This is because it is easier to mold than a glass objective lens, and the cost can be kept low. In addition, the objective lens is often arranged close to the focus coil and the tracking coil, which are heat sources, as the optical head device is downsized. Furthermore, as the recording / reproducing speed is increased, the drive current supplied to the focus coil and the tracking coil tends to increase.
このような理由から、近年の光ヘッド装置では、各コイルの発熱によって対物レンズの温度が高くなる傾向があり、特に、対物レンズのコイルに近い側の温度がコイルから遠い側の温度よりも高くなるという温度分布が生じる場合がある。プラスチック製の対物レンズは、温度変化によって変形しやすいため、中心軸(光軸)に対して非対称な温度分布が生じると、熱変形により収差が増加し、集光性能が低下するという問題がある。 For these reasons, in recent optical head devices, the temperature of the objective lens tends to increase due to the heat generated by each coil, and in particular, the temperature near the coil of the objective lens is higher than the temperature far from the coil. A temperature distribution may occur. Since a plastic objective lens is easily deformed due to a temperature change, if an asymmetric temperature distribution occurs with respect to the central axis (optical axis), there is a problem that aberration increases due to thermal deformation and the light condensing performance decreases. .
そこで、対物レンズの温度分布に起因する収差を低減するため、特許文献1には、対物レンズ駆動装置のレンズホルダに、プラスチック製の対物レンズの下側に接触するように、高熱伝導率の材料(ベリリウム銅合金)からなる円環状部材を配置することが開示されている。
Therefore, in order to reduce the aberration caused by the temperature distribution of the objective lens,
しかしながら、特許文献1に開示された対物レンズ駆動装置では、コイルで発生した熱が高熱伝導率の円環状部材で拡散されるため、対物レンズの温度分布をある程度低減することはできるが、対物レンズのコイルに近い側の温度がコイルから遠い側の温度よりも若干高くなるという傾向は解消しない。
However, in the objective lens driving device disclosed in
また、レンズホルダに、対物レンズと各コイルに加えて環状部材を搭載することになるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が増加する。可動部の重量の増加分に相当する駆動力を得るためには、駆動電流を増加させなければならず、結果的にコイルの発熱量が増加するという問題がある。また、環状部材を追加することで部品コストが増加すると共に、対物レンズ駆動装置の組立工数が増加するという問題もある。 Moreover, since an annular member is mounted on the lens holder in addition to the objective lens and each coil, the weight of the movable part of the objective lens driving device increases. In order to obtain a driving force corresponding to the increase in the weight of the movable part, the driving current must be increased, resulting in a problem that the amount of heat generated by the coil increases. In addition, the cost of parts increases due to the addition of the annular member, and the number of assembling steps of the objective lens driving device increases.
特に、2つの対物レンズを共通のレンズホルダに搭載するタイプの対物レンズ駆動装置では、2つの対物レンズのそれぞれについて環状部材を設けなれればならないため、上記の問題が顕著に表れる。 In particular, in the objective lens driving apparatus of the type in which two objective lenses are mounted on a common lens holder, the above problem appears remarkably because an annular member must be provided for each of the two objective lenses.
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、2つの対物レンズを共通のレンズホルダに搭載した対物レンズ駆動装置および光ヘッド装置において、安価かつ簡単な構成で、対物レンズの不均一な温度分布を低減することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In an objective lens driving device and an optical head device in which two objective lenses are mounted on a common lens holder, the objective lens has a low-cost and simple configuration, and the objective lens is not defective. The object is to reduce the uniform temperature distribution.
本発明の対物レンズ駆動装置は、光ディスクに対向するように2つの対物レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダに取り付けられた複数のフォーカスコイルおよび複数のトラッキングコイルと、レンズホルダを移動可能に支持する支持手段と、支持手段を支持するベースと、複数のフォーカスコイルおよび複数のトラッキングコイルに対向するように、ベースに配置された複数のマグネットとを備える。また、複数のフォーカスコイルを、各対物レンズの周囲に、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに垂直な平面に関して対称で、且つ、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに平行な平面に関して対称な位置に配置する。また、複数のトラッキングコイルを、各対物レンズの周囲に、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに垂直な平面に関して対称で、且つ、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに平行な平面に関して対称な位置に配置する。 The objective lens driving device of the present invention supports a lens holder that holds two objective lenses so as to face an optical disc, a plurality of focus coils and a plurality of tracking coils attached to the lens holder, and a lens holder that is movable. Supporting means, a base supporting the supporting means, and a plurality of magnets disposed on the base so as to face the plurality of focus coils and the plurality of tracking coils. Further, a plurality of focus coils are symmetrical around a plane that passes through the central axis of the objective lens and is perpendicular to the track around each objective lens, and is symmetrical with respect to a plane that passes through the central axis of the objective lens and is parallel to the track. Place in position. Further, the plurality of tracking coils are symmetrical around a plane that passes through the central axis of the objective lens and is perpendicular to the track around each objective lens, and is symmetrical with respect to a plane that passes through the central axis of the objective lens and is parallel to the track. Place in position.
本発明によれば、2つの対物レンズを共通のレンズホルダに搭載した対物レンズ駆動装置において、安価かつ簡素な構成で、コイルで発生した熱による対物レンズの温度分布を均一化することができる。これにより、対物レンズの不均一な温度分布に起因する特性劣化(収差の増加等)を抑制し、良好な記録・再生性能を得ることができる。 According to the present invention, in an objective lens driving device in which two objective lenses are mounted on a common lens holder, the temperature distribution of the objective lens due to heat generated in the coil can be made uniform with an inexpensive and simple configuration. Thereby, characteristic deterioration (an increase in aberrations, etc.) due to an uneven temperature distribution of the objective lens can be suppressed, and good recording / reproducing performance can be obtained.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置の斜視図である。図2は、実施の形態1における対物レンズ駆動装置の平面図(A)および側面図(B)である。図3は、実施の形態1における対物レンズ駆動装置を可動部と固定部に分けて示す分解斜視図である。図4は、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置の固定部を示す分解斜視図である。図5は、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。図6は、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置のレンズホルダに取り付けられた対物レンズとコイルの配置を示す平面図(A)および底面図(B)である。
FIG. 1 is a perspective view of an objective lens driving device according to
各図において、対物レンズの光軸と平行な方向をZ方向(フォーカス方向)とし、Z方向に直交する面において光ディスクの半径方向(トラッキング方向、ラジアル方向)をY方向とする。これらZ方向およびY方向と直交するタンジェンシャル方向、すなわち光ディスクのトラックの方向をX方向とする。また、説明の便宜上、Z方向において、対物レンズから光ディスクに向かう方向を「上方向」すなわち+Z方向とし、その反対方向を「下方向」すなわち−Z方向とする。 In each figure, the direction parallel to the optical axis of the objective lens is defined as the Z direction (focus direction), and the radial direction (tracking direction, radial direction) of the optical disk in the plane orthogonal to the Z direction is defined as the Y direction. The tangential direction orthogonal to the Z direction and the Y direction, that is, the track direction of the optical disk is defined as the X direction. For convenience of explanation, in the Z direction, the direction from the objective lens toward the optical disk is “upward”, that is, + Z direction, and the opposite direction is “downward”, that is, −Z direction.
図1および図2に示すように、実施の形態1に係る対物レンズ駆動装置は、ベース1と、ベース1上に設けられた固定ホルダ2と、固定ホルダ2にワイヤ(後述)を介して弾性支持される略直方体形状のレンズホルダ3と、このレンズホルダ3に保持される対物レンズ4,5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the objective lens driving device according to
対物レンズ4,5は、図示しない光源から出射された光束を光ディスクに集光させるものであり、互いに異なる種類の光ディスクに対応している。例えば、対物レンズ4は、波長帯域が400〜410nmの光束を光ディスクに集光させるために用いられ、対物レンズ5は、波長帯域が650〜660nmの光束と、波長帯域が760〜800nmの光束を光ディスクに集光させるために用いられる。これら対物レンズ4,5は、レンズホルダ3に、ラジアル方向(Y方向)に並んで位置決めされ、それぞれ接着により固定されている。
The
図3に示すように、レンズホルダ3は、液晶ポリマー等の軽量で高剛性のプラスチックで形成された部材であり、その光ディスクに対向する面(上面30)に、上記の対物レンズ4,5の外周部を保持する突起部である対物レンズ保持部40,50を有している。対物レンズ4,5は、それぞれの光軸が光ディスク(記録媒体)の記録面に対して直交するように、対物レンズ保持部40,50に保持されている。
As shown in FIG. 3, the
レンズホルダ3は、略直方体形状を有しており、YZ面に平行な2側面をなす薄肉の側壁31,32と、XZ面に平行な2側面をなす薄肉の側壁33,34とを有している。側壁31,32は、レンズホルダ3のX方向両端面をなしており、側壁33,34は、レンズホルダ3のY方向両端面をなしている。
The
レンズホルダ3の上面30の対物レンズ保持部40には、シリコンゴム製の緩衝部材12a,12bが取り付けられている。緩衝部材12a,12bは、レンズホルダ3の対物レンズ保持部40に形成された2つの凹みに(図5参照)、適度な粘度を有する室温硬化型シリコンゴム液を塗布し、硬化させることにより形成される。図2(B)に示すように、緩衝部材12a,12bの上端は同じ高さにあり、対物レンズ4,5の最上面より高い位置にあり、且つ、対物レンズ4,5から出射された光束が光ディスクに焦点を結ぶときには光ディスクより低い位置にある。
図4に示すように、ベース1は、磁性体(例えば磁性を有する金属)により形成された、例えば板状の部材である。ベース1には、対物レンズ4,5に入射する光を通過させる貫通孔1aが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ベース1の貫通孔1aの周囲には、+Z方向に延在する内ヨーク1b,1c,1d,1eが設けられている。内ヨーク1b,1c,1d,1eは、内ヨーク1b,1dがX方向に互いに対向し、内ヨーク1c,1eが互いにX方向に互いに対向するように配置されている。内ヨーク1b,1c,1d,1eのX方向外側には、+Z方向に延在するマグネットヨーク1f,1gが、X方向に互いに対向するように設けられている。内ヨーク1b〜1eおよびマグネットヨーク1f,1gは、ベース1の一部をプレスなどの方法でZ方向に屈曲することにより形成される。
マグネットヨーク1f,1gの互いに対向する面には、それぞれマグネット11a,11bが固定されている。マグネット11a,11bは、いずれも、Y方向中心の分割ラインを挟んで異なる磁極が隣接するように2極着磁されている。また、マグネット11a,11bは、互いのS極同士、N極同士が対向し合うように配置されている。さらに、マグネット11a,11bは、レンズホルダ3を含む可動部がトラッキング方向の基準位置にあるとき、それぞれの分割ラインのY方向位置が、対物レンズ4,5の両中心の中間点と一致するように配置されている。
固定ホルダ2は、ポリフェニレンサルファイド等の軽量で高剛性のプラスチックで成形されている。また、固定ホルダ2は、ベース1の上面でかつX方向の一端側に設けられており、レンズホルダ3の側壁31,32のうち、側壁32に対向している。この固定ホルダ2は、次に説明するワイヤを介してレンズホルダ3を弾性支持するものである。
The fixed
図5に示すように、レンズホルダ3の側壁33,34(Y方向両端面)には、導電性を有する6本のワイヤ(弾性支持体)6a,6b,6c,6d,6e,6fが3本ずつ取り付けられている。ワイヤ6a,6b,6cは、Z方向に並んで配置され、各先端部はレンズホルダ3の側壁33に形成された突部に半田7a,7b,7cにより固定されている。ワイヤ6a,6b,6cの各末端部は、固定ホルダ2に取り付けられた基板8に固定されている。同様に、ワイヤ6d,6e,6fは、Z方向に並んで配置され、各先端部はレンズホルダ3の側壁34に形成された突部に半田7d,7e,7fにより固定されている。ワイヤ6d,6e,6fの各末端部は、基板8に固定されている。
As shown in FIG. 5, on the
上述した固定ホルダ2(図4)には、ワイヤ6a〜6fの各末端部の周囲を囲むように、図示しないゲル状のダンパー剤が充填されている。これらワイヤ(弾性支持体)6a〜6f、固定ホルダ2および基板8は、レンズホルダ3を支持する支持手段を構成している。
The above-described fixed holder 2 (FIG. 4) is filled with a gel-like damper agent (not shown) so as to surround each terminal portion of the
次に、本実施の形態におけるフォーカスコイル9a,9bおよびトラッキングコイル10a〜10fの配置について説明する。 Next, the arrangement of the focus coils 9a and 9b and the tracking coils 10a to 10f in the present embodiment will be described.
図5および図6(B)に示すように、レンズホルダ3の内側には、フォーカスコイル9a,9bが取り付けられている。フォーカスコイル9a,9bは、YZ面に平行な側壁31,32と、XZ面に平行な側壁33,34とに囲まれるように、これら側壁の内側に固定されている。フォーカスコイル9a,9bは、巻き軸方向がZ方向を向いており、互いに同じ線径と同じ巻数で、Y方向およびX方向に電流が流れるように略矩形状に巻かれている。
As shown in FIGS. 5 and 6B, focus coils 9 a and 9 b are attached to the inside of the
図6(B)に示すように、フォーカスコイル9aの巻き軸は対物レンズ4の中心軸(光軸)と略一致し、フォーカスコイル9bの巻き軸は対物レンズ5の中心軸(光軸)と略一致するように配置されている。すなわち、フォーカスコイル9aは、対物レンズ4の中心軸を通りトラック(X方向)に垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ4の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なCC面)に関して対称な位置に配置されている。
As shown in FIG. 6B, the winding axis of the
同様に、フォーカスコイル9bは、対物レンズ5の中心軸を通りトラックに垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ5の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なDD面)に関して対称な位置に配置されている。
Similarly, the
さらに、フォーカスコイル9a,9bは、対物レンズ4,5の中心軸を通りトラックに垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ4,5の両中心の中間点を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なBB面)に関して対称な位置関係にある。
Further, the focus coils 9a and 9b are symmetrical with respect to a plane (AA plane parallel to the YZ plane) that passes through the central axes of the
フォーカスコイル9aの両端は、レンズホルダ3のXZ面に平行な側壁33に形成された突部に半田7b,7c(図5)により固定され、ワイヤ6b,6cに電気的に接続されている。これにより、ワイヤ6b,6cおよび基板8を介してフォーカスコイル9aに電流が供給される。同様に、フォーカスコイル9bの両端は、レンズホルダ3のXZ面に平行な側壁34に形成された突部に半田7e,7f(図5)により固定され、ワイヤ6e,6fに電気的に接続されている。これにより、ワイヤ6e,6fおよび基板8を介してフォーカスコイル9bに電流が供給される。
Both ends of the
なお、フォーカスコイル9aは、Y方向に延在する2辺が、図4に示したマグネット11a,11bの一方の磁極(ここではマグネット11a,11bの各N極)にそれぞれ対向するように配置されている。また、フォーカスコイル9bは、Y方向に延在する2辺が、マグネット11a,11bの他方の磁極(ここではマグネット11a,11bの各S極)に対向するように配置されている。
The
図6(A)に示すように、レンズホルダ3のYZ面に平行な一方の側壁31には、トラッキングコイル10a,10b,10cが固定されている。また、レンズホルダ3のYZ面に平行な他方の側壁32には、トラッキングコイル10d,10e,10fが固定されている。トラッキングコイル10a〜10fは、いずれもX方向の巻き軸を有し、Y方向およびZ方向に電流が流れるように略矩形状に巻き回されており、また、互いに同一の線径で、同一の直流抵抗となるように同一の巻き数で巻き回されている。
As shown in FIG. 6A, tracking
6つのトラッキングコイル10a〜10fのうち、トラッキングコイル10a,10dがX方向に対向し、トラッキングコイル10b,10eがX方向に対向し、トラッキングコイル10c,10fがX方向に対向している。また、Y方向において、トラッキングコイル10a,10dがレンズホルダ3の一方の側に位置し、トラッキングコイル10c,10fがレンズホルダ3の他方の側に位置し、トラッキングコイル10b,10eが対物レンズ4,5の中間に位置している。
Of the six
図6(A)に示すように、トラッキングコイル10a,10b,10d,10eは、対物レンズ4の中心軸を通りトラックに垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ4の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なCC面)に関して対称な位置に配置されている。同様に、トラッキングコイル10b,10c,10e,10fは、対物レンズ5の中心軸を通りトラックに垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ5の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なDD面)に関して対称な位置に配置されている。
As shown in FIG. 6A, the
トラッキングコイル10b,10eの巻き軸は、対物レンズ4,5の両中心の中間点を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なBB面)上にある。トラッキングコイル10a,10b,10cとトラッキングコイル10d,10e,10fは、対物レンズ4,5の両中心軸を通りトラックに垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称な位置関係にある。また、トラッキングコイル10a,10dは、対物レンズ4,5の両中心の中間点を通りトラックと平行な平面(XZ面に平行なBB面)に関して、トラッキングコイル10c,10fと対称な位置関係にある。
The winding axes of the tracking coils 10b and 10e are on a plane parallel to the track (BB plane parallel to the XZ plane) passing through the midpoint between the centers of the
トラッキングコイル10a〜10fは、トラッキングコイル10a,10c,10eに同方向に電流が流れ、トラッキングコイル10b,10d,10fに、トラッキングコイル10a,10c,10eとは反対方向に電流が流れるように、直列に接続されている。直列に接続されたトラッキングコイル10a〜10fの両端は、レンズホルダ3の側壁33,34に形成された突部で半田7a,7d(図5)を介してワイヤ6a,6dに電気的に接続されている。これにより、ワイヤ6a,6dおよび基板8を介してトラッキングコイル10a〜10fに電流が供給される。
The tracking coils 10a to 10f are connected in series so that current flows in the same direction through the
なお、トラッキングコイル10a,10c,10d,10fは、それぞれのZ方向に延在する1辺がマグネット11a,11bの一方の磁極に対向し、Z方向に延在する他の1辺がマグネット11a,11bと対向しないように配置されている(図2参照)。また、トラッキングコイル10b,10eは、それぞれのZ方向に延在する2辺がマグネット11a,11bの異なる磁極(2極)に対向するように配置されている。
In the
図7(A)は、実施の形態1における対物レンズ駆動装置の対物レンズ4,5、アパーチャ3a、ベース1および内ヨーク1b〜1eの位置関係を示す平面図であり、レンズホルダ3は省略されている。図7(B)は、図7(A)における線分E−Eにおける断面図である。図7(B)に示すように、レンズホルダ3の内部には、対物レンズ4に入射する光束を規制する開口部であるアパーチャ3aが設けられている。ここでは、X方向における内ヨーク1bと内ヨーク1dとの内側寸法1bdは、レンズホルダ3のアパーチャ3aの径3adより広く、対物レンズ4の外径4adより狭い。同様に、図示は省略するが、内ヨーク1cと内ヨーク1eとの内側寸法は、対物レンズ5に入射する光束を規制するアパーチャの径より広く、対物レンズ5の外径より狭い。
FIG. 7A is a plan view showing the positional relationship among the
次に、本発明の実施の形態1に係る対物レンズ駆動装置の動作について説明する。まず、フォーカス制御について説明する。
Next, the operation of the objective lens driving device according to
フォーカス制御では、まず、対物レンズ4または対物レンズ5により光ディスクに形成した集光スポットの焦点方向のずれ量(フォーカスずれ量)を、光ヘッド装置に設けた公知の非点収差法等を用いたフォーカスセンサにより検知する。検知したフォーカスずれ量に応じた電流を、ワイヤ6b,6cおよびワイヤ6e,6fを介してフォーカスコイル9a,9bに流す。フォーカスコイル9a,9bを流れる電流と、マグネット11a,11bの磁場との相互電磁作用により、フォーカスコイル9a,9bに光軸方向(Z方向)の駆動力が発生し、レンズホルダ3が対物レンズ4,5の光軸方向に移動し、フォーカス制御が行われる。
In the focus control, first, a known astigmatism method or the like provided in the optical head device is used for the focal direction deviation amount (focus deviation amount) of the focused spot formed on the optical disk by the
レンズホルダ3を含む可動部の重心位置は、図6(B)においてAA面とBB面との交わる線上にある。フォーカス制御を行うときは、フォーカスコイル9a,9bに同じ電流を流すため、フォーカスコイル9a,9bに発生する駆動力は同じであり、また、フォーカスコイル9a,9bはAA面とBB面に関して対称な位置に配置されているため、駆動力の合力は上記の重心位置に作用する。よって、レンズホルダ3は、傾くことなく光軸方向(Z方向)に移動する。
The position of the center of gravity of the movable part including the
フォーカスコイル9aは、その巻き軸が対物レンズ4の中心軸と一致するように巻き回され、当該中心軸に関して対称に配置されているため、フォーカスコイル9aで発生した熱は対物レンズ4の中心軸に関して対称に伝達され、対物レンズ4の中心軸に関して均一な(対称な)温度分布が得られる。従って、不均一な温度分布に起因する対物レンズ4の特性劣化(収差の増加等)が抑制される。同様に、フォーカスコイル9bは、その巻き軸が対物レンズ5の中心軸と一致するように巻き回され、当該中心軸に対して対称に配置されているため、フォーカスコイル9bで発生した熱は、対物レンズ5の中心軸に関して対称に伝達され、対物レンズ5の中心軸に対して均一な(対称な)温度分布が得られる。従って、不均一な温度分布に起因する対物レンズ5の特性劣化(収差の増加等)が抑制される。
The
なお、上述したように、X方向における内ヨーク1bと内ヨーク1dとの内側寸法1bd(図7(B))が、対物レンズ4に入射する光束を規制するアパーチャ3aの径3adより広いため、対物レンズ4に入射する光束が妨げられない。また、上記の内側寸法1bdが、対物レンズ4の外径4adより狭いため、内ヨーク1b,1dの外側に配置されたフォーカスコイル9a,9bのX方向に沿った辺の長さを短くすることができ、フォーカスコイル9a,9bを小形化し、可動部を小形化・軽量化することができる。その結果、フォーカス駆動力およびトラッキング駆動力を向上することができる。また、フォーカスコイル9a,9bの駆動に寄与しない部分の辺(X方向に沿った辺)の長さが短くなるため、フォーカスコイル9a,9bの利用効率を向上することができる。
As described above, the inner dimension 1bd (FIG. 7B) of the
ここで、面ぶれ量が大きい光ディスクに対して情報を記録または再生する場合、光ディスクが誤った状態に保持された場合、あるいは対物レンズ駆動装置に外部から大きな衝撃が加わった場合等に、対物レンズ4,5のフォーカス制御が正常に動作せず、レンズホルダ3が光ディスクに極めて近い位置まで接近する場合がある。
Here, the objective lens is used when information is recorded or reproduced on an optical disc having a large amount of surface deflection, when the optical disc is held in an incorrect state, or when a large impact is applied to the objective lens driving device. The focus control of 4 and 5 may not operate normally, and the
そのような場合でも、本実施の形態では、図2(B)に示すように、緩衝部材12a,12bの最上面が対物レンズ4,5の最上面より高い位置にあるため、対物レンズ4,5が光ディスクと接触することはなく、対物レンズが損傷することがない。また、緩衝部材12a,12bは、シリコンゴムで形成されており、5000回衝突しても光ディスクに損傷を与えないことが実験的に明かにされている。また、衝突による緩衝部材12a,12b自身の磨耗量は、5000回の衝突で数10μm以下であることも実験的に明らかにされている。従って、例えば、緩衝部材12a,12bの最上面を対物レンズ4,5の最上面よりも100μm程度高くすれば、緩衝材の摩耗によって対物レンズ4,5が光ディスクに直接衝突することを防止することができる。
Even in such a case, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the uppermost surfaces of the
次に、チルト制御について説明する。
チルト制御では、対物レンズ4または対物レンズ5の光ディスクに対する相対的な傾きを、光ヘッド装置に設けた図示しない手段で検知する。検知した傾き量に応じて、ワイヤ6b,6cおよびワイヤ6e,6fを介してフォーカスコイル9a,9bに互いに異なる電流を流す。フォーカスコイル9a,9bを流れる電流とマグネット11a,11bによる磁場との相互電磁作用より、フォーカスコイル9a,9bには光軸方向(Z方向)の駆動力が発生するが、流れる電流が異なるため、発生する駆動力の大きさが異なり、従って光軸方向(Z方向)の移動量が異なる。この移動量の差に応じて、レンズホルダ3のX方向の軸を中心とした傾斜が変化し、チルト制御が行われる。なお、フォーカス制御とチルト制御を同時に行ってもよく、その場合には、フォーカスコイル9a,9bに、フォーカス制御に必要な電流とチルト制御に必要な電流を加算して通電する。
Next, tilt control will be described.
In the tilt control, the relative tilt of the
上記のチルト制御においても、フォーカスコイル9a,9bは、対物レンズ4,5の中心軸に対してそれぞれ対称に配置されているため、対物レンズ4,5の温度分布は均一化され、これにより対物レンズ4,5の特性劣化(収差の増加等)が抑制される。
Also in the tilt control described above, the focus coils 9a and 9b are arranged symmetrically with respect to the central axes of the
次に、トラッキング制御について説明する。
トラッキング制御では、光ディスク上の集光スポットの、所望のトラックに対するトラッキング方向のずれ(トラッキングずれ量)を、光ヘッド装置に設けた公知の差動プッシュプル法を用いたトラッキングセンサにより検知する。検知したトラッキングずれ量に応じた電流を、ワイヤ6a,6dを介してトラッキングコイル10a〜10fに流す。トラッキングコイル10a〜10fを流れる電流と、マグネット11a,11bの磁場との相互電磁作用により、トラッキングコイル10a〜10fにはY方向の駆動力が発生する。これにより、レンズホルダ3が、対物レンズ4または対物レンズ5の光軸と直交するトラッキング方向に移動し、トラッキング制御が行われる。
Next, tracking control will be described.
In tracking control, a tracking direction deviation (tracking deviation amount) of a focused spot on an optical disc with respect to a desired track is detected by a tracking sensor using a known differential push-pull method provided in the optical head device. A current corresponding to the detected tracking deviation amount is passed through the tracking coils 10a to 10f via the
トラッキングコイル10a〜10fは、トラッキングコイル10a,10c,10eに互いに同方向に電流が流れ、トラッキングコイル10b,10d,10fに、上記コイル10a,10c,10eとは反対の方向に電流が流れるように直列に接続されているため、全てのトラッキングコイル10a〜10fに同一方向の駆動力が発生する。
In the tracking coils 10a to 10f, current flows through the
本発明の実施の形態1に係る対物レンズ駆動装置では、トラッキングコイル10a〜10fが直列に接続されているため、通電時に各コイルに同一の電流が流れる。さらに、トラッキングコイル10a〜10fは、抵抗値が同一になるように巻き回されているので、各コイルに発生する熱量は同一となる。さらに、対物レンズ4に近接して設けられているトラッキングコイル10a,10b,10d,10eは、対物レンズ4の中心軸を通りトラックと垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ4の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なCC面)に関して対称な位置に配置されているため、これらトラッキングコイル10a,10b,10d,10eで発生した熱は、対物レンズ4の中心軸に関して対称に伝達される。一方、対物レンズ4からトラッキングコイル10c,10fまでの距離は長いため、これらトラッキングコイル10c,10fから対物レンズ4に伝達される熱量は、トラッキングコイル10a,10b,10d,10eから伝達される熱量に比べて充分に小さい。従って、トラッキングコイル10a〜10fで発生した熱による対物レンズ4の温度分布の不均一は生じにくく、収差の増加等の特性劣化が抑制される。
In the objective lens driving device according to
同様に、対物レンズ5に近接して設けられているトラッキングコイル10b,10c,10e,10fは、対物レンズ5の中心軸を通りトラックと垂直な平面(YZ面に平行なAA面)に関して対称で、且つ、対物レンズ5の中心軸を通りトラックに平行な平面(XZ面に平行なDD面)に関して対称な位置に配置されているため、これらトラッキングコイル10b,10c,10e,10fで発生した熱は、対物レンズ5の中心軸に関して対称に伝達される。一方、対物レンズ5からトラッキングコイル10a,10dまでの距離は長いため、これらトラッキングコイル10a,10dから対物レンズ5に伝達される熱量は、トラッキングコイル10b,10c,10e,10fから伝達される熱量に比べて充分に小さい。従って、トラッキングコイル10a〜10fに流れる電流に起因する対物レンズ5の温度分布の不均一は生じにくく、収差の増加等の特性劣化が抑制される。
Similarly, tracking
レンズホルダ3を含む可動部の重心位置は、図6(A)においてAA面とBB面の交わる線上にある。トラッキング制御において、トラッキングコイル10a,10c,10d,10fの駆動力の合力は上記の重心位置に作用する。また、トラッキングコイル10b,10eの駆動力の合力も、上記の重心位置に作用する。従って、レンズホルダ3は、傾くことなくトラッキング方向に移動する。
The position of the center of gravity of the movable part including the
レンズホルダ3を含む可動部は、6本のワイヤ6a〜6fにより、Z方向、Y方向およびX方向を回転軸とした回転方向に移動可能に弾性支持されている。そのため、フォーカスコイル9a,9bへの通電を解除すると、ワイヤ6a〜6fの弾性力(復元力)により、フォーカス方向およびチルト方向における動作基準位置に復帰する。また、トラッキングコイル10a〜10fへの通電を解除すると、ワイヤ6a〜6fの弾性力により、トラッキング方向における動作基準位置に復帰する。さらに、ワイヤ6a〜6fの根元近傍がゲル状のダンパー剤で保持されているため、レンズホルダ3を含む可動部に対する振動減衰効果により、良好なフォーカス制御特性、トラッキング制御特性、チルト制御特性が得られると共に、レンズホルダ3を含む可動部への外部からの振動伝達が軽減される。
The movable part including the
なお、上記の実施の形態1では、フォーカスコイル9a,9bに異なった大きさの電流を流すことによりチルト制御を行う構成について説明したが、フォーカスコイル9a,9bの下方(−Z側)あるいは上側(+Z側)に、対物レンズ4,5の中心軸と同軸の巻き軸を有する2つのチルトコイルをさらに設け、各チルトコイルに、傾き量に応じた電流を流すことでチルト制御を行ってもよく、同様の効果を得ることができる。この場合には、フォーカスコイルとチルトコイルを共にそれぞれを直列に接続し、両端をワイヤに電気的に接続し、固定する。
In the first embodiment, the configuration in which the tilt control is performed by causing the currents of different magnitudes to flow through the focus coils 9a and 9b has been described. However, the
また、上記の実施の形態1では、フォーカスコイル9a,9bをZ方向に巻き軸を有する矩形状に構成したが、Z方向に巻き軸を持つ円形状に構成してもよい。このように構成すれば、通電時に発生する熱量が対物レンズ4,5の中心軸に関して軸対称になるため、対物レンズ4,5の温度分布を均一化することができ、収差の増加等の特性劣化をさらに抑制することができる。
In the first embodiment, the focus coils 9a and 9b are configured in a rectangular shape having a winding axis in the Z direction, but may be configured in a circular shape having a winding axis in the Z direction. With this configuration, the amount of heat generated during energization is axially symmetric with respect to the central axes of the
また、レンズホルダ3の材質に熱伝導性の高い樹脂を使用すると、方向によらず熱伝導量が均一になり易いため、対物レンズ4,5の温度分布をより均一化させることができる。
Further, if a resin having high thermal conductivity is used as the material of the
また、上記の実施の形態1では、フォーカスコイル9a,9b、トラッキングコイル10a〜10fおよび6本のワイヤ6a〜6fを用いて、フォーカス制御、トラッキング制御およびチルト制御を行う構成について説明したが、例えば、フォーカスコイル、トラッキングコイルおよび4本のワイヤを用いて、フォーカス制御とトラッキング制御とを行う構成であってもよい。
In the first embodiment, the
以上説明したように、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置によれば、フォーカスコイル9a,9bおよびトラッキングコイル10a〜10fを上記のように配置することにより(図6(A)、(B)参照)、安価かつ簡素な構成で、フォーカスコイル9a,9bおよびトラッキングコイル10a〜10fで発生した熱を、対物レンズ4,5のそれぞれの中心軸に対して対称に伝達させることができ、これにより、対物レンズ4,5の温度分布を均一化し、収差の増加等の特性劣化を抑制することができる。
As described above, according to the objective lens driving device in
また、レンズホルダ3とそれに搭載された各構成部品とからなる可動部の重心位置に、駆動力を作用させることができるため、フォーカス制御およびトラッキング制御を安定した状態で行うことができる。
In addition, since the driving force can be applied to the position of the center of gravity of the movable portion composed of the
また、トラッキングコイル10a〜10fが直列に接続されているため、通電時にトラッキングコイル10a〜10fに同一の電流が流れる。さらに、トラッキングコイル10a〜10fの抵抗値は同一になるように巻き回されているので、各トラッキングコイル10a〜10fに発生する熱量は同一となり、対物レンズ4,5にほぼ同じ割合で熱が伝達される。そのため、各トラッキングコイルで発生した熱による対物レンズの温度分布の不均一が生じにくく、対物レンズ4,5における収差の増加等が抑制される。
Since the tracking coils 10a to 10f are connected in series, the same current flows through the tracking coils 10a to 10f when energized. Furthermore, since the resistance values of the tracking coils 10a to 10f are wound to be the same, the amount of heat generated in each of the tracking coils 10a to 10f is the same, and heat is transmitted to the
また、トラッキングコイル10a,10c,10eに互いに同方向に電流が流れ、トラッキングコイル10b,10d,10fに、トラッキングコイル10a,10c,10eとは反対の方向に電流が流れるように、トラッキングコイル10a〜10fが接続されているため、全てのトラッキングコイル10a〜10fに同一の方向の電磁力が発生し、効率よくトラッキング駆動力を得ることができる。従って、レンズホルダ3およびそれに搭載された各構成部品からなる可動部を、少ない消費電力でトラッキング方向に駆動することができる。
Further, the tracking coils 10a to 10e have currents flowing in the same direction, and the tracking coils 10b, 10d, and 10f have currents flowing in directions opposite to the
また、内ヨーク1bと内ヨーク1dとの内側寸法1bdが、レンズホルダ3のアパーチャ3aの径3adより広く、対物レンズ4の外径4adより狭いため、対物レンズ4への入射光束が遮られず、且つ、内ヨーク1b,1dの外側に配置されたフォーカスコイル9a,9bのX方向に沿った辺の長さを短くすることができる。そのため、フォーカスコイル9a,9bを小形化し、可動部を小形化・軽量化することができ、より少ない消費電力で可動部をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動することができる。また、フォーカスコイル9a,9bの駆動に寄与しない部分の辺(X方向に沿った辺)の長さを短くすることで、フォーカスコイル9a,9bの利用効率が向上するため、より少ない消費電力で可動部を駆動することが可能になり、また、対物レンズ駆動装置の更なる小形化・軽量化に資することができる。
Further, since the inner dimension 1bd between the
最後に、本発明の実施の形態1における対物レンズ駆動装置を搭載した光ヘッド装置の構成例について、図8を参照して説明する。図8に示すように、光ディスク装置は、光ディスク21を載置するターンテーブル22と、このターンテーブル22を回転させるスピンドルモータ23と、光学ベース24とを有している。光学ベース24には、2つの対物レンズ4,5を駆動する上述した対物レンズ駆動装置(ここでは符号20で示す)と、半導体レーザ等の複数の光源(図示せず)と、光ディスクからの反射光を受光する受光素子等が搭載されている。光学ベース24は、ガイド軸26a,26bにより光ディスク21の半径方向に案内されており、図示しない機構により光ディスク21の半径方向に移動する。光学ベース24に搭載された対物レンズ4,5、対物レンズ駆動装置20、光源および受光素子等により、光ヘッド装置が構成されている。
Finally, a configuration example of an optical head device equipped with the objective lens driving device according to
上述した本実施の形態における対物レンズ駆動装置を光ヘッド装置に搭載することにより、対物レンズ4,5の温度分布を均一化して(すなわちレンズの中心軸に対して対称にして)収差の悪化等の特性劣化を抑制することができるため、安価かつ簡素な構成で、光ヘッド装置における良好な記録再生性能を得ることができる。
By mounting the above-described objective lens driving device in the present embodiment on the optical head device, the temperature distribution of the
1 ベース、 1b,1c,1d,1e 内ヨーク、 1f,1g マグネットヨーク、 2 固定ホルダ、 3 レンズホルダ、 3a アパーチャ、 31,32,33,34 側壁、 4 対物レンズ、 5 対物レンズ、 6a,6b,6c,6d,6e,6f ワイヤ、 8 基板、 9a,9b フォーカスコイル、 10a,10b,10c,10d,10e,10f トラッキングコイル、 11a,11b マグネット、 12a,12b 緩衝部材。 1 Base, 1b, 1c, 1d, 1e Inner yoke, 1f, 1g Magnet yoke, 2 Fixed holder, 3 Lens holder, 3a Aperture, 31, 32, 33, 34 Side wall, 4 Objective lens, 5 Objective lens, 6a, 6b , 6c, 6d, 6e, 6f wire, 8 substrate, 9a, 9b focus coil, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f tracking coil, 11a, 11b magnet, 12a, 12b buffer member.
Claims (11)
前記レンズホルダに取り付けられた複数のフォーカスコイルおよび複数のトラッキングコイルと、
前記レンズホルダを移動可能に支持する支持手段と、
前記支持手段を支持するベースと、
前記複数のフォーカスコイルおよび前記複数のトラッキングコイルに対向するように、前記ベースに配置された複数のマグネットと
を備え、
複数のフォーカスコイルを、各対物レンズの周囲に、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに垂直な平面に関して対称で、且つ、前記当該対物レンズの中心軸を通りトラックに平行な平面に関して対称な位置に配置し、
複数のトラッキングコイルを、各対物レンズの周囲に、当該対物レンズの中心軸を通りトラックに垂直な平面に関して対称で、且つ、前記当該対物レンズの中心軸を通りトラックに平行な平面に関して対称な位置に配置したこと
を特徴とする対物レンズ駆動装置。 A lens holder for holding two objective lenses so as to face the optical disc;
A plurality of focus coils and a plurality of tracking coils attached to the lens holder;
Support means for movably supporting the lens holder;
A base for supporting the support means;
A plurality of magnets disposed on the base so as to face the plurality of focus coils and the plurality of tracking coils;
A plurality of focus coils are positioned around each objective lens and symmetrical with respect to a plane passing through the central axis of the objective lens and perpendicular to the track, and symmetrical with respect to a plane passing through the central axis of the objective lens and parallel to the track Placed in
A plurality of tracking coils are positioned around each objective lens and symmetrical with respect to a plane passing through the central axis of the objective lens and perpendicular to the track, and symmetrical with respect to a plane passing through the central axis of the objective lens and parallel to the track An objective lens driving device characterized by being arranged in
前記複数のトラッキングコイルは、
それぞれ光軸方向に延在する2辺を有し、当該2辺が各マグネットの異なる磁極に対向するように配置された1組のトラッキングコイルと、
それぞれ光軸方向に延在する2辺を有し、その1辺のみが各マグネットの異なる磁極の一方に対向するように配置された2組のトラッキングコイルと
を有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置。 Each of the plurality of magnets is magnetized so that different magnetic poles are adjacent to each other in a direction perpendicular to both the optical axis direction and the track,
The plurality of tracking coils include
A set of tracking coils each having two sides extending in the direction of the optical axis, the two sides being arranged to face different magnetic poles of each magnet;
2. Two sets of tracking coils each having two sides extending in the optical axis direction, and having only one side opposed to one of the different magnetic poles of each magnet. 4. The objective lens driving device according to any one of items 1 to 3.
前記内ヨークの内側寸法は、前記対物レンズの外径寸法より狭いことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の対物レンズ駆動装置。 The base includes an inner yoke extending in the optical axis direction of the two objective lenses,
The objective lens driving device according to claim 1, wherein an inner dimension of the inner yoke is narrower than an outer diameter dimension of the objective lens.
請求項1から10までのいずれか1項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ヘッド装置。 An optical head device for recording or reproducing information on an optical disc,
An optical head device comprising the objective lens driving device according to claim 1.
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JP2009275339A JP2011118983A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Objective lens driving device and optical head device |
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