JP2011181141A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】光学ベースを薄型化することによる剛性の低下によって、光ディスクを高速で回転させた場合に生じる対物アクチュエータの振動に起因する立ち上げミラー等の光学部品の振動を防止する。
【解決手段】対物レンズアクチュエータと光学ベースとを結合する少なくとも３箇所以上の結合点のうち、立ち上げミラーの近傍に設けられた結合点を、対物レンズ中心を通り光ディスクの半径方向に垂直な平面の近傍に設けて光学ベースに伝達される振動を押さえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクへの記録再生を行う光ピックアップに関するものである。

光を用いるディスク状記録媒体としては、波長７８０ｎｍ近傍のレーザー光を用いるＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、波長６６０ｎｍ近傍のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、波長４０５ｎｍ近傍のＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）と、より高密度で大容量の情報を記録可能な媒体へと開発が進んできており今後もさらなる高密度化が期待されている。記録ピットが高密度になるに従いレーザー光を記録ピットに位置決めする際の精度も、より高いものが必要とされてくるので、位置決め精度を悪化させる外乱や光ピックアップ内部の可動部から生ずる振動に対する耐振性の向上の必要性が高まっている。また一方で、情報転送速度向上への要求から記録再生倍速を上げる高倍速化も進んできており、光ディスクをより高い回転数で回転させることに起因して発生する振動レベルが大きくなってきており、さらに携帯型パーソナルコンピュータ等への搭載等の必要性から光ピックアップの小型軽量化への要求があり、光ピックアップの光学ベース薄型化に伴う剛性低下により振動しやすくなるなど光ピックアップ側はより振動しやすい構成となってきているため、光ピックアップの耐振性能に対する要求を満足させることが厳しくなってきている。

図５は従来の光ピックアップの１例である。１０１は対物レンズアクチュエータで、対物レンズ（図示せず）をレンズ保持部１０２に保持したレンズホルダ１０３を、ディスク（図示せず）に対向するフォーカス方向と、ディスクの半径方向のトラッキング方向に位置制御し、ディスクに設けられた記録ピットに正確に追従させる。レンズホルダ１０３はワイヤにより弾性支持されており、ワイヤ固定端は、アクチュエータベース１０４上に設けられたサスペンションホルダ１０５に固定されている。アクチュエータベース１０４の一部にはマグネットが取り付けられており、レンズホルダに取り付けられたコイルとの間に磁気回路を構成し、コイルに通電することでフォーカス方向とトラッキング方向にレンズホルダを駆動する駆動力を発生させることができる。

１１０は光学ベースで、対物アクチュエータ１０１や、立ち上げミラー１１０、レーザー（図示せず）等を保持する。光学ベースのレーザー保持部１１２に固定されたレーザーからトラッキング方向に出射されたレーザー光は、図示しないビームスプリッタにより光軸の向きをタンジェンシャル方向（フォーカス方向及びトラッキング方向の両方向に垂直な方向）に変更され、立ち上げミラー１１１に入射する。立ち上げミラー１１１は、光学ベースの底板１１０ｃ上に４５度傾斜した状態で取り付けられているミラーであり、入射したレーザー光の光軸をフォーカス方向に変更させる。対物レンズに入射したレーザー光は、対物レンズにより集光されてディスク上の記録ピットに焦点を結ぶ。

対物レンズアクチュエータ１０１のアクチュエータベース１０４には、トラッキング方向の両端部に凸部１０４ａと１０４ｂが設けられており、光学ベースに設けられた凹部１１０ａ、１１０ｂに対して、バネ１０５で付勢されることで光学ベース１１０に対して固定されている。また光学ベース１１０には貫通穴１１３が設けられており、アクチュエータベース１０４に設けられたネジ穴１０４ｃとは、バネを介してネジ固定されている。

特開２００４−１６４７５０号公報

アクチュエータベース１０４と光学ベース１１０が従来例の様に結合されている場合、アクチュエータベース１０４が振動すると、その振動が光学ベース１１０に伝わってしまい、光学ベース１１０上に設けられた立ち上げミラー１１１等の光学部品を振動させてしまう問題があった。例えば、対物レンズがディスクに追従するようにフォーカス方向およびトラッキング方向に位置制御される際には、レンズホルダ１０３に設けられたコイルに通電することでコイルに駆動力を与えるが、マグネット側にもその反力が発生しアクチュエータベース１０４および対物レンズアクチュエータ１０１全体を振動させる。この際には様々な振動モードが励起されるが、特にタンジェンシャル方向を回転軸とする振動モードは、対物レンズアクチュエータ１０１全体が剛体回転（ローリング）する低次振動モードを初めとして数多く発生する。この様な振動が発生するとその回転軸から離れる点ほど振幅が大きくなるため、本従来例の様にアクチュエータベース１０４がトラッキング方向の両端部（１０４ａ、１０４ｂ）で光学ベース１１０と結合している場合は、ローリング動作による振幅がもっとも大きい箇所で光学ベース１１０との結合していることから、光学ベース１１０へ振幅大きい振動を伝達してしまうという問題があった。

さらに近年の光学ベースは光ピックアップ小型化の要求のため厚みが薄くなってきており、底板の厚みを大きく取ることができず、板厚を薄くしたり部分的に底板をなくしたりせざるを得ない場合が増えてきている。このため光学ベース１１０の底板の上（１１０ｃ）に固定される立ち上げミラー１１１は、底板の剛性低下により振動しやすくなってしまう。立ち上げミラー１１１の取り付け精度はレーザーの光軸の方向に大きく影響するものであり、組立時の取り付け精度の管理が必要であるばかりでなく、経時的な変動やアクチュエータの駆動に伴う振動による共振等が発生しない様にする必要があるが、光ピックアップの薄型化が進むにつれ、アクチュエータの駆動に伴う振動を受けたときに振動しやすくなってしまうという問題がある。特にタンジェンシャル方向を回転軸とする回転振動が立ち上げミラー１１１に生じた場合には、立ち上げミラー１１１の回転量に応じたトラッキング方向のスポットずれが生じ、安定な記録再生が出来なくなる。

本発明は、上記対物アクチュエータの振動に起因する立ち上げミラー等の光学部品の振動を防止可能な光ピックアップを提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ピックアップであって、対物レンズを前記光ディスクに対向する方向および前記光ディスクの半径方向に変位自在に支持する対物レンズアクチュエータと、レーザーと、前記レーザーから出射されたレーザー光を反射して前記対物レンズに導く立ち上げミラーと、前記対物レンズアクチュエータおよび前記レーザーおよび前記立ち上げミラーを保持する光学ベースと、を備え、前記対物レンズアクチュエータと前記光学ベースは少なくとも３箇所以上の結合点で結合されており、前記結合点のうち、前記立ち上げミラー近傍に設けられた結合点は、前記対物レンズの中心を通り前記光ディスクの半径方向に垂直な平面の近傍に設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、対物レンズアクチュエータのタンジェンシャル方向を回転軸とするローリング振動が発生した場合でも、対物レンズアクチュエータと光学ベースの結合点が振動振幅の小さな回転軸近傍にあるため光学ベースに伝達される振動を小さく押さえることができ、立ち上げミラーが振動しにくいため、光ピックアップの薄型化による剛性の低い光学ベースであっても、安定した記録再生が可能な光ピックアップを提供することが可能である。

本発明の実施の形態１における光ピックアップの分解斜視図 本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータ部分の分解斜視図 本発明の実施の形態１における光ピックアップの裏面斜視図 本発明の実施の形態２における光ピックアップの斜視図 従来の光ピックアップの分解斜視図

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップの分解斜視図、図２は本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの分解斜視図、図３は本発明の実施の形態１における光ピックアップの裏面斜視図である。

図１および図２において、１は第１の対物レンズ、２は第２の対物レンズで、レーザー光により情報の記録再生を行う円盤状の記録媒体である光ディスク（図示せず）に対向して配置される。第１の対物レンズ１は、波長４０５ｎｍ近傍のレーザー光を用いる光ディスク（例えばＢＤ）用対物レンズであり、材質に耐光性に優れるガラスを用い、高ＮＡにより極めて小さいスポットを形成することが可能に構成されている。第２の対物レンズ２は、波長７８０ｎｍ近傍のレーザー光を用いるＣＤ、波長６６０ｎｍ近傍のＤＶＤ兼用対物レンズであり、材質にプラスチックが用いられ、低コストで、重量は例えばガラスである第１の対物レンズの３分の１程度となっている。

３はレンズホルダで、第１の対物レンズ１、第２の対物レンズ２を固定するレンズ保持部材である。４は端子板で、レンズホルダ３のトラッキング方向（光ディスクの半径方向）両端に固定される小基板であり、レンズホルダ３に接着剤等を用いて固定され、弾性支持部材である６本のワイヤ５が片側３本づつレンズ中心に対して対称に半田付けされている。またワイヤ５の他端は、サスペンションホルダ６に設けられた基板（図示せず）に半田付けされており、ワイヤ５はレンズホルダ３に設けられたコイル７（後述）への導電部材としても機能する。またワイヤ５は、第１の対物レンズ１、第２の対物レンズ２を含むレンズホルダ３等をディスクに対向するフォーカス方向およびトラッキング方向に移動自在に弾性支持しており、長手方向がタンジェンシャル方向（トラッキング方向と、光ディスクに対向する方向のフォーカス方向の両方向に直交する方向）に向いて設置されている。また、第１の対物レンズ１、第２の対物レンズ２は、タンジェンシャル方向に並べて配置されている。

サスペンションホルダ６は、ワイヤ５の一端を固定支持するとともに、ワイヤ５の固定支持部近傍にゲル状の振動抑制部材を収納するポケットを備え、ワイヤ５の共振を抑制させる働きを有する。

７はアクチュエータベースで、サスペンションホルダ６が固定される固定台である。アクチュエータベース７には３つの凸部８ａ、８ｂ、９ａが設けられており、光学ベース(後述）への固定に用いられる。

１０はフォーカスコイル、１１はフォーカスマグネットであり、フォーカスコイル１０はレンズホルダ３のタンジェンシャル方向の両端面に各々２個づつ設けられ、フォーカスマグネット１１はアクチュエータベース７の、フォーカスコイル１０に対向する位置（７ａ、７ｂ）に同数設けられている。フォーカスコイル１０およびフォーカスマグネット１１は、通電されることによりフォーカス方向へレンズホルダ３を駆動する力を発生し、対物レンズと光ディスクとの距離を制御可能にしている。

１２はトラッキングコイル、１３はトラッキングマグネットであり、トラッキングコイル１２は第１の対物レンズ１と第２の対物レンズ２の間にレンズホルダ３から突き出る形でトラッキング方向の両端に各々１個づつ固定されており、トラッキングマグネット１３は、トラッキングコイルを挟み込む様に、アクチュエータベース７の一部であるトラッキングヨーク１４に計４個が固定されている。トラッキングコイル１２およびトラッキングマグネット１３は、通電されることによりトラッキング方向へレンズホルダ３を駆動する力を発生し、光ディスクに設けられた記録トラックに対する位置決めを可能にしている。以上説明した第１の対物レンズ１、第２の対物レンズ２、レンズホルダ３、アクチュエータベース７等から、対物レンズアクチュエータ４０が構成されている。

１５は光学ベースで、アクチュエータベース７や、各種光学部品、電気部品を保持している。近年は光ピックアップの薄型化・小型化に伴い、肉厚が小さくなったり、光学部品の厚みが大きすぎて光学ベース１５を切り欠く必要がある場合があるなど、光学ベース１５の剛性が小さく振動しやすくなってきている。光学ベース１５は３つの凹部１６ａ、１６ｂ、１７ａを備える。アクチュエータベース７と光学ベース１５は、凸部８ａ、８ｂ、９ａと凹部１６ａ、１６ｂ、１７ａの間の隙間に流し込まれた図示しない接着剤（例えば紫外線硬化型の接着剤）で固定されており、この接着剤はアクチュエータベース７と光学ベース１５の間の振動伝達を低減するダンピング効果も有している。また３つの凹部のうち、凹部１６ａ、１６ｂは第１の対物レンズ１と第２の対物レンズ２から離れた位置に配置されており、かつ各々の対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面に対してほぼ対称の位置に配置されている。一方、凹部１７ａは、第２の対物レンズ２（および後述する第２の立ち上げミラー２４）の近傍に設けられ、かつ各々の対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面内に設けられている。

２０は第１の半導体レーザーで、波長４０５ｎｍ近傍のレーザー光を出射可能な半導体レーザーである。第１の半導体レーザー２０は、図示しないホルダを介して光学ベース１５に固定されている。第１の半導体レーザー２０から出射されたレーザーは第１のＰＢＳ２１で、光軸がタンジェンシャル方向になるように反射され、コリメータレンズ２２と第２の立ち上げミラー２４を透過した後、第１の立ち上げミラー２３でフォーカス方向に反射されて第１の対物レンズ１に入射する。第１の対物レンズ１によって収束されたレーザー光は、光ディスクの表面から所定の深さに形成された情報記録層に合焦するように、第１の対物レンズと光ディスクとの距離が制御される。

波長４０５ｎｍ近傍のレーザー光により情報の記録再生を行う光ディスクには、表面からの深さが異なる複数の情報記録層を有するものがあり、各々の情報記録層の記録再生を行うためには、第１の対物レンズ１と光ディスクとの距離を変更するだけでなく、表面からの深さの差に起因して発生する球面収差を除去する必要がある。このためコリメータレンズ２２は、光軸方向（タンジェンシャル方向）に位置を変えうる様に構成されており、コリメータレンズ２２を保持するコリメータホルダ２５は、ステッピングモータ２６と送りネジおよびナットピースによって光軸方向に移動することが可能となっている。

３０は第２の半導体レーザーで、波長７８０ｎｍ近傍と波長６６０ｎｍ近傍のレーザー光を出射可能な半導体レーザーである。第２の半導体レーザー３０は、図示しないホルダを介して光学ベース１５に固定されている。第２の半導体レーザー３０から出射されたレーザーは第２のＰＢＳ３１で、光軸がタンジェンシャル方向になるように反射され、第１のＰＢＳ２１とコリメータレンズ２２を透過した後、第２の立ち上げミラー３２でフォーカス方向に反射されて第２の対物レンズ２に入射する。第２の対物レンズ２によって収束されたレーザー光は、第１の対物レンズ１の場合と同様に光ディスクの表面から所定の深さに形成された情報記録層に合焦するように、対物レンズアクチュエータにより第２の対物レンズと光ディスクとの距離が制御される。

第１の立ち上げミラー２３と、第２の立ち上げミラー２４は、それぞれ対応する対物レンズのフォーカス方向下側の光学ベース１５の底板に固定されているが、光学ベース１５の薄型化により立ち上げミラーの下には底板の肉厚を十分とることができないため、立ち上げミラー下の底板部分はＵ字型に切り欠かれており、そのＵ字形の切り欠きの中に第１の立ち上げミラー２３と第２の立ち上げミラー２４が配置され、それぞれトラッキング方向の側面で光学ベース１５と接着固定されている。また、第２の立ち上げミラー２４からレーザー側にはコリメータレンズ２２や第１のＰＢＳ２１、第２のＰＢＳ３１が配置されているが、光ピックアップ全体の薄型化のため底板の肉厚が十分に取れないため底板側に固定することができず、光学ベース１５の天板側（光ディスク側）に設けた壁（１５ｃ）に固定されており、コリメータレンズ２２や第１のＰＢＳ２１、第２のＰＢＳ３１に対向する光学ベース１５の底板部分は完全に切り欠かれている。このため光学ベース１５のうち、特に第２の立ち上げミラー２４が固定される箇所（１５ａ、１５ｂ）は剛性が低く振動しやすくなっている。ここで、アクチュエータベース７の固定に用いられる凹部１６ａ、１６ｂ、１７ａのうち、振動しやすい第２の立ち上げミラー２４に最も近い凹部１７ａは、光学ベース１５のうち、対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面に一致する位置に設けられており、フォーカス方向から見たときには、第１の対物レンズ１と第２の対物レンズ２の中心を結ぶ直線の延長上に配置されている。

また、２種類の対物レンズの配置は、記録密度が小さく振動に対する許容度がより大きい波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する第２の対物レンズ２を、コリメータレンズ２２等の光学部品に近い方に配置している。第２の対物レンズ２に対応する第２の立ち上げミラー２４が固定されるのが、光学ベース１５の中で特に振動しやすい箇所である１５ａ、１５ｂであるが、記録密度が小さく振動に対する許容度がより大きい方の対物レンズを選定して配置することにより、性能に対する影響を最小限に抑えることができる。

次に本実施の形態１の動作を説明する。

光ピックアップが記録再生状態にある時には、フォーカスコイル１０、トラッキングコイル１２、フォーカスマグネット１１、トラッキングマグネット１３から構成される磁気回路により、対物レンズを保持するレンズホルダ３をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。この際にマグネットを保持しているアクチュエータベース７は駆動の反力を受ける。フォーカスマグネット１１を保持するフォーカスヨーク７ａ、７ｂはフォーカス方向の反力を、トラッキングマグネット１３を保持するトラッキングヨーク１４はトラッキング方向の反力を受けるが、これら反力はアクチュエータベース７を共振させ、アクチュエータベース７および対物レンズアクチュエータ４０全体は、その形状や剛性により決まる固有モードで振動することになる。例えば最も低次の振動モードのひとつはアクチュエータ全体がタンジェンシャル方向（２つの対物レンズの中心を結ぶ直線の方向）を回転軸に回動する剛体モードである。この場合回転軸から離れた点ほど振動振幅が大きいため、アクチュエータベース７と光学ベース１５の固定を回転軸から離れた点に設けると、大振幅で光学ベース１５を加振することになり、光学ベース１５上の光学部品を振動させて性能に悪影響を及ぼすこととなる。なおタンジェンシャル方向を回転軸とする振動モードはねじりモード等多数あり、それらのモードについても回転軸から離れた点で大振幅となるのは同様である。

本発明においては、トラッキング方向のスポットずれを生じさせる、立ち上げミラー２４のタンジェンシャル方向を回転軸とする回転振動を抑制するために、第２の立ち上げミラー２４の近傍に設けられたアクチュエータベース７の凸部９a（および光学ベース７の凹部１７ａ）を、２つの対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面上に配置したので、タンジェンシャル方向を回転軸とする各種振動モードに対して、振動振幅の小さいモードの節となる中心部で支持することになるので、アクチュエータベース７から光学ベース１５に伝達する振動を大幅に低減することができ、第２の立ち上げミラー２４の不要振動を抑制して性能の安定した信頼性の高い光ピックアップを提供することが可能である。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における光ピックアップの斜視図である。以下、実施の形態１と同じ部分については説明を省略する。

アクチュエータベース７には、凸部８ａ、８ｂ、９ｂ、９ｃの４つが設けられており、光学ベース７との固定に用いられる。凸部８ａ、８ｂは実施の形態１と同じである。凸部９ｂ、９ｃは、第２の対物レンズ２の下側に設けられた第２の立ち上げミラー２４（図示せず）の近傍に設けられており、２つの対物レンズの中心を通りディスクの半径方向に垂直な平面の近傍かつ平面から等距離（平面に対して対称な位置）に設けられている。

また光学ベース７には凹部１６ａ、１６ｂ、１７ｂが設けられている。凹部１６ａ、１６ｂは実施の形態１と同じである。凹部１７ｂは、凸部９ｂ、９ｃの両方を囲む様に形成されており、凸部９ｂ、９ｃと凹部１７ｂの隙間に図示しない接着剤を流しこむことにより、アクチュエータベース７と光学ベース１５を固定する。

次に本実施の形態の動作を説明する。

光ピックアップが記録再生状態にある時には、磁気回路により、対物レンズを保持するレンズホルダ３をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。この際にマグネットを保持しているアクチュエータベース７は駆動の反力を受けるのは実施の形態１と同様である。

本発明においては、振動しやすい第２の立ち上げミラー２４の近傍に設けられたアクチュエータベース７の凸部９ｂ、９ｃ（および光学ベース７の凹部１７ｂ）を、２つの対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面上の近傍に配置し、かつ平面に対して対称な位置としたので、タンジェンシャル方向を回転軸とする各種振動モードに対して、振動振幅の小さいモードの節となる中心部に近い箇所で支持することになるので、アクチュエータベース７から光学ベース１５に伝達する振動を大幅に低減することができ、第２の立ち上げミラー２４の不要振動を抑制して性能の安定した信頼性の高い光ピックアップを提供することが可能である。さらに、凸部９ｂ、９ｃの２箇所でアクチュエータベース７を光学ベース１５に固定するので、結合の剛性が高く、光ピックアップが落下等の状況下で大きな衝撃を受けた場合でも、アクチュエータベース７と光学ベース１５の固定が外れる可能性を少なくすることができ、信頼性の高い光ピックアップを提供できる。

本発明にかかる光ピックアップは、振動しやすい立ち上げミラーの近傍におけるアクチュエータベースと光学ベースの結合点を、対物レンズの中心を通りトラッキング方向に垂直な平面の近傍に設けたので、アクチュエータが駆動源となる振動の節で結合されることによりアクチュエータベースから光学ベースに伝わる振動が大幅に低減されており、安定で信頼性に優れる光ピックアップとして有用である。

１ 第１の対物レンズ
２ 第２の対物レンズ
３ レンズホルダ
４ 端子板
５ ワイヤ
６ サスペンションホルダ
７ アクチュエータベース
７ａ，７ｂ フォーカスヨーク
８ａ，８ｂ，９a，９ｂ，９ｃ 凸部
１０ フォーカスコイル
１１ フォーカスマグネット
１２ トラッキングコイル
１３ トラッキングマグネット
１４ トラッキングヨーク
１５ 光学ベース
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ 凹部
２０ 第１の半導体レーザー
２１ 第１のＰＢＳ
２２ コリメータレンズ
２３ 第１の立ち上げミラー
２４ 第２の立ち上げミラー
２５ コリメータホルダ
２６ ステッピングモータ
３０ 第２の半導体レーザー
３１ 第２のＰＢＳ
４０ 対物レンズアクチュエータ

Claims (3)

1. 光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ピックアップであって、対物レンズを前記光ディスクに対向する方向および前記光ディスクの半径方向に変位自在に支持する対物レンズアクチュエータと、レーザーと、前記レーザーから出射されたレーザー光を反射して前記対物レンズに導く立ち上げミラーと、前記対物レンズアクチュエータおよび前記レーザーおよび前記立ち上げミラーを保持する光学ベースと、を備え、前記対物レンズアクチュエータと前記光学ベースは少なくとも３箇所以上の結合点で結合されており、前記結合点のうち、前記立ち上げミラー近傍に設けられた結合点は、前記対物レンズの中心を通り前記光ディスクの半径方向に垂直な平面の近傍に設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記対物レンズアクチュエータと前記光学ベースは少なくとも４箇所以上の結合点で結合されており、前記立ち上げミラーの近傍に設けられた結合点は、前記対物レンズの中心を通り光ディスクの半径方向に垂直な平面の近傍かつ前記平面に略対称な位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 対物レンズアクチュエータは波長の異なるレーザーにそれぞれ対応する２つの対物レンズを備え、光学ベースは前記２つの対物レンズに対応する２つの立ち上げミラーを備え、前記２つの立ち上げミラーはレーザー光の入射方向に並んで配置され、レーザー光の入射側に配置される立ち上げミラーは、波長の長い方のレーザーに対応する立ち上げミラーであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。

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