JP3607795B2 - 光学系駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的にデータの記録再生を行う光学式記録再生装置に設けられる光学系駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録再生装置では、データを高い記録密度で記録し、また、高密度に記録されたデータを再生する技術が求められている。この要望に応える一つの手法として、新しい規格の記録媒体を用いた記録再生技術があり、その研究が進められている。
【０００３】
この新しい規格の記録媒体では、カバーガラスには、これまでのカバーガラスの半分の厚さに相当する０．６ｍｍの厚さのものが使用されている。このような薄いカバーガラスの使用は、記録面に対して小径のスポットの形成を容易にするため、記録密度の向上にとっては非常に効果的である。
【０００４】
一方、光学式記録再生装置としては、これまでの規格の記録媒体と新しい規格の記録媒体の両方に対応したものが望まれている。しかし、記録媒体にスポットを形成するためのレンズには、カバーガラスの厚さに応じて異なる設計のものが使用される。このため、この種の光学式記録再生装置では、光学特性の異なる二種類の対物レンズを搭載する必要がある。
【０００５】
特開平６−３３３２５５は、このような光学式記録再生装置の一例を開示している。この装置は、記録媒体の半径方向に動いてアクセス動作するキャリッジ上に、記録媒体の半径方向に微小に動いてトラッキング動作するレンズアクチュエータを搭載した、いわゆるトラッキング二段サーボ方式を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の記録媒体の半径方向に関する二つの動作を一つのアクチュエータで行わせるトラッキング一段サーボ方式を採用した装置も考えられる。この装置では、図１１に示されるように、二つの対物レンズ１０１ａと１０１ｂが取り付けられたホルダ１０２は一対の板バネ１０４を介してキャリッジ１０６に取り付けられ、記録媒体の垂直方向に移動可能に支持されている。記録媒体の半径方向の駆動力はキャリッジ１０６に与えられ、この力が板バネ１０４を介してホルダ１０２に伝えられ、その結果として対物レンズ１０１ａと１０１ｂが記録媒体の半径方向に駆動される。
【０００７】
この装置では、ホルダ１０２に二枚の対物レンズ１０１ａと１０１ｂが搭載されるため、当然ながらホルダ１０２は大きく重いものとなる。このため、板バネ１０４の先質量、モーメントが大きいため、この記録媒体の半径方向の駆動系の共振周波数が低下し、十分な制御周波数帯域が得られないという不都合が生じる。
【０００８】
また、記録媒体の垂直方向の駆動に対しても、ホルダが重いため、感度が低下するという欠点があった。
本発明は、上述した事情を鑑みて成されたものであり、その主な目的は、カバーガラスの厚さの異なる二種類の記録媒体の各々に対応した二枚の対物レンズが搭載された光学系駆動装置において、トラッキング一段サーボ方式を採用しながらも、十分な制御周波数帯域を実現した光学系駆動装置を提供することである。また、本発明の副次的な目的は、記録媒体の記録面に垂直方向に関して高感度な駆動を実現した光学系駆動装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二種類の記録媒体に対応した光学式記録再生装置に用いられる光学系駆動装置であり、一方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第一の対物レンズと、第一の対物レンズを保持する第一のホルダと、第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第一のホルダ支持機構と、第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第一のホルダ駆動手段と、他方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第二の対物レンズと、第二の対物レンズを保持する第二のホルダと、第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第二のホルダ支持機構と、第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第二のホルダ駆動手段と、第一のホルダ支持機構と第二のホルダ支持機構を保持するキャリッジと、キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持するキャリッジ支持機構と、キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動させるキャリッジ駆動手段とを備えており、第一のホルダ駆動手段と第二のホルダ駆動手段とが共通の磁気回路で構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
まず、第一の実施の形態について図１〜図６を用いて説明する。
図１〜図３に示されるように、ホルダ２ａには対物レンズ１ａが接着固定され、ホルダ２ｂには対物レンズ１ｂが接着固定されている。ホルダ２ａには二つのフォーカスコイル３ａと３ｂが接着され、ホルダ２ｂには二つのフォーカスコイル３ｃと３ｄが接着されている。例えば、対物レンズ１ａは６４０ＭＢのＭＯ等の１．２ｍｍのカバーガラスを有する媒体に適した設計のレンズであり、対物レンズ１ｂはそれ以上高密度記録のための０．６ｍｍのカバーガラスを有する媒体に適した設計のレンズである。
【００１２】
ホルダ２ａには二枚の板バネ４ａと４ｂの一端が接着され、板バネ４ａと４ｂの他端はバネ受け５ａに接着されている。これにより、ホルダ２ａは一対の板バネ４ａと４ｂによってＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。同様に、ホルダ２ｂには二枚の板バネ４ｃと４ｄの一端が接着され、板バネ４ｃと４ｄの他端はバネ受け５ｂに接着されている。これにより、ホルダ２ｂは一対の板バネ４ｃと４ｄによってＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。
【００１３】
バネ受け５ａは、対物レンズ１ａが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。同様に、バネ受け５ｂは、対物レンズ１ｂが正しく媒体面に向くように調整された状態で、キャリッジ６に接着固定される。
【００１４】
キャリッジ６には、固定光学系１８からのレーザビーム１９ａ（図４に示される）をレンズ１ａに導くための反射ミラー８ａと、固定光学系１８からのレーザビーム１９ｂ（図４に示される）をレンズ１ｂに導くためのレンズ８ｂが接着固定されている。キャリッジ６の両側には二つのトラッキングコイル９ａと９ｂが接着されている。トラッキングコイル９ａと９ｂ及びフォーカスコイル３ａ〜３ｄは図示しないフレキシブル基板によって電気回路に接続されている。また、板バネ４ａ〜４ｄなどは図示していない上カバーで覆われ保護されている。
【００１５】
キャリッジ６には軸受７ａと７ｂが形成されている。軸受７ａと７ｂはキャリッジ１１と一体で成形されている。このため、キャリッジ６は摺動性の良い炭素繊維を含んだ合成樹脂で作製される。
【００１６】
図１に示されるように、軸受７ａには軸１０ａが通り、軸受７ｂには軸１０ｂが通っている。トラッキングコイル９ａの中には内ヨーク１１ａが配され、トラッキングコイル９ｂの中には内ヨーク１１ｂが配されている。内ヨーク１１ａの周りには厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２ａが設けられ、内ヨーク１１ｂの周りには厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２ｂが設けられている。内ヨーク１１ａの＋Ｚ側には外ヨーク１３ａが配置され、内ヨーク１１ｂの＋Ｚ側には外ヨーク１３ｂが配置されている。外ヨーク１３ａの−Ｚ側には磁石１４ａが接着固定され、外ヨーク１３ｂの−Ｚ側には磁石１４ｂが接着固定されている。軸１０ａと１０ｂ及び内ヨーク１１ａと１１ｂは図示していないデッキベースに固定されている。
【００１７】
以下、この光学系駆動装置の動作を説明する。光学式記録再生装置に１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体が装着されたときは、図４において、固定光学系１８はカバーガラス１．２ｍｍ媒体用のレーザビーム１９ａを射出する。このレーザー光１９ａはキャリッジ６上の反射ミラー８ａで反射された後、対物レンズ１ａによって図示していない記録媒体上に集光され、スポットを形成する。記録媒体からの反射光は再び対物レンズ１ａに入射し、反射ミラー８ａで反射されて固定光学系１８に戻る。この戻りビームに基づいて、固定光学系１８において、フォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出が行われる。
【００１８】
フォーカスエラーの検出に対しては、フォーカスコイル３ａと３ｂに電流を供給し、ホルダ２ａを媒体面に垂直な方向に移動させて、媒体面からの対物レンズ１ａの距離を変えることによって、フォーカス制御が行われる。トラッキングエラーの検出に対しては、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって、トラッキング制御が行われる。また、別のトラックにアクセスするアクセス制御は、トラッキング制御と同様に、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって行われる。
【００１９】
光学式記録再生装置に０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体が装着されたときは、図４において、固定光学系１８はカバーガラス０．６ｍｍ媒体用のレーザビーム１９ｂを射出し、このレーザー光１９ｂはキャリッジ６上の反射ミラー８ｂで反射された後、対物レンズ１ｂによって記録媒体上に集光され、スポットを形成する。記録媒体からの反射光は再び対物レンズ１ｂに入射し、反射ミラー８ｂで反射されて固定光学系に戻る。この戻りビームに基づいて、固定光学系１８において、フォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出が行われる。
【００２０】
フォーカスエラーの検出に対しては、フォーカスコイル３ｃと３ｄに電流を供給し、ホルダ２ｂを媒体面に垂直な方向に移動させて、媒体面からの対物レンズ１ｂの距離を変えることによって、フォーカス制御が行われる。トラッキングエラーの検出に対しては、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって、トラッキング制御が行われる。また、別のトラックにアクセスするアクセス制御は、トラッキング制御と同様に、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって行われる。
【００２１】
本実施の形態の装置では、二枚の対物レンズが一つのホルダに搭載されているのではなく、それぞれ独立に支持された二つのホルダに一枚ずつ搭載されているので、一つひとつの可動部は軽量に構成される。従って、十分な制御周波数帯域を有するトラッキング一段サーボ方式による光学系駆動装置が得られる。
【００２２】
また、ホルダ２ａとホルダ２ｂは共通の磁気回路によって駆動されるので、つまり、ホルダ２ａのフォーカスコイル３ａと３ｂ及びホルダ２ｂのフォーカスコイル３ｃと３ｄが共に、内ヨーク１１ａと１１ｂと外ヨーク１３ａと１３ｂと磁石１４ａと１４ｂよりなる同一の磁気回路より駆動力を受けるため、磁気回路を少なくでき、装置の低価格化と小型化を図ることができる。
【００２３】
図１〜図４に示された光学系駆動装置では、二枚の反射ミラーを用いているが、これに代えて、図５に示されるように、一枚の反射ミラー８１を用いて、レーザビーム１９ａを対物レンズ１ａに導き、レーザビーム１９ｂを対物レンズ１ｂに導く構成としてもよい。この構成では、使用するミラーの数が減るので、部品代、組立代が削減できる。
【００２４】
また、前述の構成における反射ミラー８１に代えて、図６に示されるように、ホログラム８２を用いて、レーザビーム１９ａを対物レンズ１ａに導き、レーザビーム１９ｂを対物レンズ１ｂに導く構成としてもよい。固定光学系からのレーザビームの偏向素子にホログラムを用いることにより、反射面の角度８４を４５度より小さくすることができる。これにより、固定光学系１８から偏向素子（ホログラム８２）までの光路のＺ方向の寸法８６が、対物レンズでの光路径８５より小さくなるので、装置の高さ（Ｚ方向の寸法）を小さくできる。
【００２５】
続いて、本発明の第二の実施の形態による光学系駆動装置について図７〜図１０を用いて説明する。
図７に示されるように、光学系駆動装置は、同様の構造を有する二つのフォーカスアクチュエーター２０ａと２０ｂを備えている。二つのフォーカスアクチュエーター２０ａと２０ｂは、間隔を置いて、これらを支持するキャリッジ６を通る二本の軸１０ａと１０ｂに平行に配置されている。
【００２６】
図８に示されるように、フォーカスアクチュエーター２０ａは、例えば、６４０ＭＢのＭＯ等の１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた媒体に対応した対物レンズ１ａを有している。この対物レンズ１ａは、両側に二つのフォーカスコイル３ａと３ｂが接着されたホルダ２ａに接着固定されている。ホルダ２ａには二枚の板バネ４ａと４ｂの一端が接着され、板バネ４ａと４ｂの他端はバネ受け５ａに接着されている。これによりホルダ２ａは一対のバネ４ａと４ｂによりＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。バネ受け５ａは、対物レンズ１ａが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。
【００２７】
フォーカスアクチュエーター２０ｂは、例えば、０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた媒体に対応した対物レンズ１ｂを有している。この対物レンズ１ｂは、両側に二つのフォーカスコイル３ｃと３ｄが接着されたホルダ２ｂに接着固定されている。ホルダ２ｂには二枚の板バネ４ｃと４ｄの一端が接着され、板バネ４ｃと４ｄの他端はバネ受け５ｂに接着されている。これによりホルダ２ｂは一対のバネ４ｃと４ｄによりＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。バネ受け５ｂは、対物レンズ１ｂが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。
【００２８】
キャリッジ６には、固定光学系１８から射出されたレーザビーム１９ａ（図９に示される）を対物レンズ１ａに向けて偏向する反射ミラー８ａと、固定光学系１８から射出されたレーザビーム１９ｂ（図９に示される）を対物レンズ１ｂに向けて偏向する８ｂとが接着固定されている。キャリッジ６の中央部にはトラッキングコイル９が設けられている。トラッキングコイル９及びフォーカスコイル３ａ〜３ｄは図示しないフレキシブル基板によって電気回路に接続されている。また、板バネ４ａ〜４ｄなどは図示していない上カバーで覆われ保護されている。
【００２９】
キャリッジ６には二つの軸受７ａと７ｂが形成されている。これらの軸受７ａと７ｂはキャリッジ１１と一体で成形されている。このため、キャリッジ６は摺動性の良い炭素繊維を含んだ合成樹脂で作製されている。
【００３０】
軸受７ａには軸１０ａが通り、軸受７ｂには軸１０ｂが通っている。これによりキャリッジ６は二本の軸１０ａと１０ｂに沿って移動可能に支持されている。二本の軸１０ａと１０ｂの間には内ヨーク１１が配置されている。この内ヨークは、キャリッジ６の中央部に設けられたトラッキングコイル９の内側を通り、軸１０ａと１０ｂと平行に延びている。図１０に示されるように、内ヨーク１１の両側には磁石１４ｂと１４ｃが固定され、その周囲に厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２が取り付けられている。
【００３１】
内ヨーク１１の−Ｙ方向には、フォーカスアクチュエーター２０ａを間に挟んで、外ヨーク１３ａが配置されており、この外ヨーク１３ａの＋Ｙ側には磁石１４ａが接着されている。また、内ヨーク１１の＋Ｙ方向には、フォーカスアクチュエーター２０ｂを間に挟んで、外ヨーク１３ｂが配置されており、この外ヨーク１３ｂの−Ｙ側には磁石１４ｄが接着されている。
【００３２】
四枚の磁石１４ａと１４ｂと１４ｃと１４ｄは共に厚さ方向に磁化されている。内ヨーク１１に固定される二つの磁石１４ｂと１４ｃは同じ磁極の側が内ヨーク１１に固定されている。フォーカスアクチュエーター２０ａの両側に位置する二つの磁石１４ａと１４ｂは逆の極性の側が向き合い、フォーカスアクチュエーター２０ｂの両側に位置する二つの磁石１４ｃと１４ｄは逆の極性の側が向き合っている。
【００３３】
二本の軸１０ａと１０ｂ、内ヨーク１１、二つの外ヨーク１３ａと１３ｂは共に図示していないデッキベースに固定されている。
本実施の形態の動作は前述の第一の実施の形態と同様である。すなわち、１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体に対しては、固定光学系１８からレーザビーム１９ａを射出し、このレーザー光１９ａを対物レンズ１ａによって記録媒体に照射し、その反射光に基づいてフォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出を行う。フォーカス制御は、フォーカスコイル３ａと３ｂに電流を供給してホルダ２ａを媒体面に垂直な方向に移動させることにより行う。
【００３４】
０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体に対しては、固定光学系１８からレーザビーム１９ｂを射出し、これを対物レンズ１ｂによって記録媒体に照射し、その反射光に基づいてフォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出を行う。フォーカス制御は、フォーカスコイル３ｃと３ｄに電流を供給してホルダ２ｂを媒体面に垂直な方向に移動させることにより行う。
【００３５】
トラッキング制御及びアクセス制御は、記録媒体の違いに関係なく、トラッキングコイル９に電流を供給してキャリッジ６を媒体の径方向に移動させることにより行う。
【００３６】
本実施の形態の装置では、二つの独立したフォーカスアクチュエータを搭載し、記録媒体の種類に応じてこれらを使い分けているので、十分に高い制御周波数帯域と高感度のフォーカス制御を実現できる。
【００３７】
また、本実施形態の光学系駆動装置を有する光学式記録再生装置は、一方のフォーカスアクチュエーターを省くことにより、一種類の記録媒体だけに対応した光学式記録再生装置を簡単に構成することができる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に何ら制限されるものではない。例えば、磁気回路の形状等は適宜変更可能であり、また、ホルダを支持する手段は、板バネに限らず、ゴムなどの弾性支持、合成樹脂による平行リンク支持、軸と軸受による摺動支持であっても構わない。
【００３９】
以上の説明から分かるように、本発明は以下のように言うことができる。
１．二枚のレンズと、二枚のレンズを備えたホルダと、該ホルダを記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持したキャリッジと、キャリッジを記録媒体の略半径方向に移動可能に支持する手段と、キャリッジ外より記録媒体の略半径方向にキャリッジにレーザビームを出射する光学系とを少なくとも有する光学系駆動装置において、二枚のレンズを一枚ずつ独立した二つのホルダに備え、一枚ずつ独立に記録媒体の略垂直方向に移動可能に一つのキャリッジに支持したことを特徴とする光学系駆動装置。
【００４０】
２．二つのホルダが共通の磁気回路より記録媒体の略垂直方向の駆動力を得ることを特徴とする第１項に記載の光学系駆動装置。
３．レンズを備えたホルダ、該ホルダを記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持する手段、キャリッジに取り付けるための手段よりなるレンズを記録媒体の略垂直方向に移動可能とする機構を、独立して二個備えることを特徴とする第１項に記載の光学系駆動装置。
【００４１】
４．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が金属バネであることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
５．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が合成樹脂による平行リングであることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
【００４２】
６．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が軸と軸受による摺動支持機構であることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、二枚の対物レンズがそれぞれ別のホルダに保持され、記録媒体の記録面に垂直な方向に独立に移動可能に支持されているため、一つひとつの可動部が軽量に構成されるので、感度や共振特性などの諸特性が向上された高性能な光学系駆動装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による光学系駆動装置の斜視図である。
【図２】図１に示される光学系駆動装置のキャリッジの分解斜視図である。
【図３】図１の光学系駆動装置の上面図である。
【図４】図１の光学系駆動装置の動作説明のための模式的な断面図である。
【図５】第一の実施の形態の光学系駆動装置の変形例を示す図である。
【図６】第一の実施の形態の光学系駆動装置の別の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態による光学系駆動装置の斜視図である。
【図８】図７に示される光学系駆動装置のキャリッジの分解斜視図である。
【図９】図７の光学系駆動装置の上面図である。
【図１０】図７の光学系駆動装置のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】トラキング一段サーボ方式を採用した光学系駆動装置の一従来例の上面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 対物レンズ
２ａ、２ｂ ホルダ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ フォーカスコイル
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 板バネ
６ キャリッジ
７ａ、７ｂ 軸受
９ａ、９ｂ トラッキングコイル
１０ａ、１０ｂ 軸
１１ａ、１１ｂ 内ヨーク
１３ａ、１３ｂ 外ヨーク
１４ａ、１４ｂ 磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的にデータの記録再生を行う光学式記録再生装置に設けられる光学系駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録再生装置では、データを高い記録密度で記録し、また、高密度に記録されたデータを再生する技術が求められている。この要望に応える一つの手法として、新しい規格の記録媒体を用いた記録再生技術があり、その研究が進められている。
【０００３】
この新しい規格の記録媒体では、カバーガラスには、これまでのカバーガラスの半分の厚さに相当する０．６ｍｍの厚さのものが使用されている。このような薄いカバーガラスの使用は、記録面に対して小径のスポットの形成を容易にするため、記録密度の向上にとっては非常に効果的である。
【０００４】
一方、光学式記録再生装置としては、これまでの規格の記録媒体と新しい規格の記録媒体の両方に対応したものが望まれている。しかし、記録媒体にスポットを形成するためのレンズには、カバーガラスの厚さに応じて異なる設計のものが使用される。このため、この種の光学式記録再生装置では、光学特性の異なる二種類の対物レンズを搭載する必要がある。
【０００５】
特開平６−３３３２５５は、このような光学式記録再生装置の一例を開示している。この装置は、記録媒体の半径方向に動いてアクセス動作するキャリッジ上に、記録媒体の半径方向に微小に動いてトラッキング動作するレンズアクチュエータを搭載した、いわゆるトラッキング二段サーボ方式を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の記録媒体の半径方向に関する二つの動作を一つのアクチュエータで行わせるトラッキング一段サーボ方式を採用した装置も考えられる。この装置では、図１１に示されるように、二つの対物レンズ１０１ａと１０１ｂが取り付けられたホルダ１０２は一対の板バネ１０４を介してキャリッジ１０６に取り付けられ、記録媒体の垂直方向に移動可能に支持されている。記録媒体の半径方向の駆動力はキャリッジ１０６に与えられ、この力が板バネ１０４を介してホルダ１０２に伝えられ、その結果として対物レンズ１０１ａと１０１ｂが記録媒体の半径方向に駆動される。
【０００７】
この装置では、ホルダ１０２に二枚の対物レンズ１０１ａと１０１ｂが搭載されるため、当然ながらホルダ１０２は大きく重いものとなる。このため、板バネ１０４の先質量、モーメントが大きいため、この記録媒体の半径方向の駆動系の共振周波数が低下し、十分な制御周波数帯域が得られないという不都合が生じる。
【０００８】
また、記録媒体の垂直方向の駆動に対しても、ホルダが重いため、感度が低下するという欠点があった。
本発明は、上述した事情を鑑みて成されたものであり、その主な目的は、カバーガラスの厚さの異なる二種類の記録媒体の各々に対応した二枚の対物レンズが搭載された光学系駆動装置において、トラッキング一段サーボ方式を採用しながらも、十分な制御周波数帯域を実現した光学系駆動装置を提供することである。また、本発明の副次的な目的は、記録媒体の記録面に垂直方向に関して高感度な駆動を実現した光学系駆動装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二種類の記録媒体に対応した光学式記録再生装置に用いられる光学系駆動装置であり、一方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第一の対物レンズと、第一の対物レンズを保持する第一のホルダと、第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第一のホルダ支持機構と、第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第一のホルダ駆動手段と、他方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第二の対物レンズと、第二の対物レンズを保持する第二のホルダと、第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第二のホルダ支持機構と、第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第二のホルダ駆動手段と、第一のホルダ支持機構と第二のホルダ支持機構を保持するキャリッジと、キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持するキャリッジ支持機構と、キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動させるキャリッジ駆動手段とを備えており、第一のホルダ駆動手段と第二のホルダ駆動手段とが共通の磁気回路で構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
まず、第一の実施の形態について図１〜図６を用いて説明する。
図１〜図３に示されるように、ホルダ２ａには対物レンズ１ａが接着固定され、ホルダ２ｂには対物レンズ１ｂが接着固定されている。ホルダ２ａには二つのフォーカスコイル３ａと３ｂが接着され、ホルダ２ｂには二つのフォーカスコイル３ｃと３ｄが接着されている。例えば、対物レンズ１ａは６４０ＭＢのＭＯ等の１．２ｍｍのカバーガラスを有する媒体に適した設計のレンズであり、対物レンズ１ｂはそれ以上高密度記録のための０．６ｍｍのカバーガラスを有する媒体に適した設計のレンズである。
【００１２】
ホルダ２ａには二枚の板バネ４ａと４ｂの一端が接着され、板バネ４ａと４ｂの他端はバネ受け５ａに接着されている。これにより、ホルダ２ａは一対の板バネ４ａと４ｂによってＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。同様に、ホルダ２ｂには二枚の板バネ４ｃと４ｄの一端が接着され、板バネ４ｃと４ｄの他端はバネ受け５ｂに接着されている。これにより、ホルダ２ｂは一対の板バネ４ｃと４ｄによってＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。
【００１３】
バネ受け５ａは、対物レンズ１ａが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。同様に、バネ受け５ｂは、対物レンズ１ｂが正しく媒体面に向くように調整された状態で、キャリッジ６に接着固定される。
【００１４】
キャリッジ６には、固定光学系１８からのレーザビーム１９ａ（図４に示される）をレンズ１ａに導くための反射ミラー８ａと、固定光学系１８からのレーザビーム１９ｂ（図４に示される）をレンズ１ｂに導くためのレンズ８ｂが接着固定されている。キャリッジ６の両側には二つのトラッキングコイル９ａと９ｂが接着されている。トラッキングコイル９ａと９ｂ及びフォーカスコイル３ａ〜３ｄは図示しないフレキシブル基板によって電気回路に接続されている。また、板バネ４ａ〜４ｄなどは図示していない上カバーで覆われ保護されている。
【００１５】
キャリッジ６には軸受７ａと７ｂが形成されている。軸受７ａと７ｂはキャリッジ１１と一体で成形されている。このため、キャリッジ６は摺動性の良い炭素繊維を含んだ合成樹脂で作製される。
【００１６】
図１に示されるように、軸受７ａには軸１０ａが通り、軸受７ｂには軸１０ｂが通っている。トラッキングコイル９ａの中には内ヨーク１１ａが配され、トラッキングコイル９ｂの中には内ヨーク１１ｂが配されている。内ヨーク１１ａの周りには厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２ａが設けられ、内ヨーク１１ｂの周りには厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２ｂが設けられている。内ヨーク１１ａの＋Ｚ側には外ヨーク１３ａが配置され、内ヨーク１１ｂの＋Ｚ側には外ヨーク１３ｂが配置されている。外ヨーク１３ａの−Ｚ側には磁石１４ａが接着固定され、外ヨーク１３ｂの−Ｚ側には磁石１４ｂが接着固定されている。軸１０ａと１０ｂ及び内ヨーク１１ａと１１ｂは図示していないデッキベースに固定されている。
【００１７】
以下、この光学系駆動装置の動作を説明する。光学式記録再生装置に１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体が装着されたときは、図４において、固定光学系１８はカバーガラス１．２ｍｍ媒体用のレーザビーム１９ａを射出する。このレーザー光１９ａはキャリッジ６上の反射ミラー８ａで反射された後、対物レンズ１ａによって図示していない記録媒体上に集光され、スポットを形成する。記録媒体からの反射光は再び対物レンズ１ａに入射し、反射ミラー８ａで反射されて固定光学系１８に戻る。この戻りビームに基づいて、固定光学系１８において、フォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出が行われる。
【００１８】
フォーカスエラーの検出に対しては、フォーカスコイル３ａと３ｂに電流を供給し、ホルダ２ａを媒体面に垂直な方向に移動させて、媒体面からの対物レンズ１ａの距離を変えることによって、フォーカス制御が行われる。トラッキングエラーの検出に対しては、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって、トラッキング制御が行われる。また、別のトラックにアクセスするアクセス制御は、トラッキング制御と同様に、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって行われる。
【００１９】
光学式記録再生装置に０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体が装着されたときは、図４において、固定光学系１８はカバーガラス０．６ｍｍ媒体用のレーザビーム１９ｂを射出し、このレーザー光１９ｂはキャリッジ６上の反射ミラー８ｂで反射された後、対物レンズ１ｂによって記録媒体上に集光され、スポットを形成する。記録媒体からの反射光は再び対物レンズ１ｂに入射し、反射ミラー８ｂで反射されて固定光学系に戻る。この戻りビームに基づいて、固定光学系１８において、フォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出が行われる。
【００２０】
フォーカスエラーの検出に対しては、フォーカスコイル３ｃと３ｄに電流を供給し、ホルダ２ｂを媒体面に垂直な方向に移動させて、媒体面からの対物レンズ１ｂの距離を変えることによって、フォーカス制御が行われる。トラッキングエラーの検出に対しては、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって、トラッキング制御が行われる。また、別のトラックにアクセスするアクセス制御は、トラッキング制御と同様に、トラッキングコイル９ａと９ｂに電流を供給してキャリッジ６全体を軸１０ａと１０ｂに沿って媒体の径方向に移動させることによって行われる。
【００２１】
本実施の形態の装置では、二枚の対物レンズが一つのホルダに搭載されているのではなく、それぞれ独立に支持された二つのホルダに一枚ずつ搭載されているので、一つひとつの可動部は軽量に構成される。従って、十分な制御周波数帯域を有するトラッキング一段サーボ方式による光学系駆動装置が得られる。
【００２２】
また、ホルダ２ａとホルダ２ｂは共通の磁気回路によって駆動されるので、つまり、ホルダ２ａのフォーカスコイル３ａと３ｂ及びホルダ２ｂのフォーカスコイル３ｃと３ｄが共に、内ヨーク１１ａと１１ｂと外ヨーク１３ａと１３ｂと磁石１４ａと１４ｂよりなる同一の磁気回路より駆動力を受けるため、磁気回路を少なくでき、装置の低価格化と小型化を図ることができる。
【００２３】
図１〜図４に示された光学系駆動装置では、二枚の反射ミラーを用いているが、これに代えて、図５に示されるように、一枚の反射ミラー８１を用いて、レーザビーム１９ａを対物レンズ１ａに導き、レーザビーム１９ｂを対物レンズ１ｂに導く構成としてもよい。この構成では、使用するミラーの数が減るので、部品代、組立代が削減できる。
【００２４】
また、前述の構成における反射ミラー８１に代えて、図６に示されるように、ホログラム８２を用いて、レーザビーム１９ａを対物レンズ１ａに導き、レーザビーム１９ｂを対物レンズ１ｂに導く構成としてもよい。固定光学系からのレーザビームの偏向素子にホログラムを用いることにより、反射面の角度８４を４５度より小さくすることができる。これにより、固定光学系１８から偏向素子（ホログラム８２）までの光路のＺ方向の寸法８６が、対物レンズでの光路径８５より小さくなるので、装置の高さ（Ｚ方向の寸法）を小さくできる。
【００２５】
続いて、本発明の第二の実施の形態による光学系駆動装置について図７〜図１０を用いて説明する。
図７に示されるように、光学系駆動装置は、同様の構造を有する二つのフォーカスアクチュエーター２０ａと２０ｂを備えている。二つのフォーカスアクチュエーター２０ａと２０ｂは、間隔を置いて、これらを支持するキャリッジ６を通る二本の軸１０ａと１０ｂに平行に配置されている。
【００２６】
図８に示されるように、フォーカスアクチュエーター２０ａは、例えば、６４０ＭＢのＭＯ等の１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた媒体に対応した対物レンズ１ａを有している。この対物レンズ１ａは、両側に二つのフォーカスコイル３ａと３ｂが接着されたホルダ２ａに接着固定されている。ホルダ２ａには二枚の板バネ４ａと４ｂの一端が接着され、板バネ４ａと４ｂの他端はバネ受け５ａに接着されている。これによりホルダ２ａは一対のバネ４ａと４ｂによりＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。バネ受け５ａは、対物レンズ１ａが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。
【００２７】
フォーカスアクチュエーター２０ｂは、例えば、０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた媒体に対応した対物レンズ１ｂを有している。この対物レンズ１ｂは、両側に二つのフォーカスコイル３ｃと３ｄが接着されたホルダ２ｂに接着固定されている。ホルダ２ｂには二枚の板バネ４ｃと４ｄの一端が接着され、板バネ４ｃと４ｄの他端はバネ受け５ｂに接着されている。これによりホルダ２ｂは一対のバネ４ｃと４ｄによりＺ方向（記録媒体の垂直方向）に移動可能に支持されている。バネ受け５ｂは、対物レンズ１ｂが正しく媒体面に向くように傾き調整された状態で、キャリッジ６に接着固定されている。
【００２８】
キャリッジ６には、固定光学系１８から射出されたレーザビーム１９ａ（図９に示される）を対物レンズ１ａに向けて偏向する反射ミラー８ａと、固定光学系１８から射出されたレーザビーム１９ｂ（図９に示される）を対物レンズ１ｂに向けて偏向する８ｂとが接着固定されている。キャリッジ６の中央部にはトラッキングコイル９が設けられている。トラッキングコイル９及びフォーカスコイル３ａ〜３ｄは図示しないフレキシブル基板によって電気回路に接続されている。また、板バネ４ａ〜４ｄなどは図示していない上カバーで覆われ保護されている。
【００２９】
キャリッジ６には二つの軸受７ａと７ｂが形成されている。これらの軸受７ａと７ｂはキャリッジ１１と一体で成形されている。このため、キャリッジ６は摺動性の良い炭素繊維を含んだ合成樹脂で作製されている。
【００３０】
軸受７ａには軸１０ａが通り、軸受７ｂには軸１０ｂが通っている。これによりキャリッジ６は二本の軸１０ａと１０ｂに沿って移動可能に支持されている。二本の軸１０ａと１０ｂの間には内ヨーク１１が配置されている。この内ヨークは、キャリッジ６の中央部に設けられたトラッキングコイル９の内側を通り、軸１０ａと１０ｂと平行に延びている。図１０に示されるように、内ヨーク１１の両側には磁石１４ｂと１４ｃが固定され、その周囲に厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２が取り付けられている。
【００３１】
内ヨーク１１の−Ｙ方向には、フォーカスアクチュエーター２０ａを間に挟んで、外ヨーク１３ａが配置されており、この外ヨーク１３ａの＋Ｙ側には磁石１４ａが接着されている。また、内ヨーク１１の＋Ｙ方向には、フォーカスアクチュエーター２０ｂを間に挟んで、外ヨーク１３ｂが配置されており、この外ヨーク１３ｂの−Ｙ側には磁石１４ｄが接着されている。
【００３２】
四枚の磁石１４ａと１４ｂと１４ｃと１４ｄは共に厚さ方向に磁化されている。内ヨーク１１に固定される二つの磁石１４ｂと１４ｃは同じ磁極の側が内ヨーク１１に固定されている。フォーカスアクチュエーター２０ａの両側に位置する二つの磁石１４ａと１４ｂは逆の極性の側が向き合い、フォーカスアクチュエーター２０ｂの両側に位置する二つの磁石１４ｃと１４ｄは逆の極性の側が向き合っている。
【００３３】
二本の軸１０ａと１０ｂ、内ヨーク１１、二つの外ヨーク１３ａと１３ｂは共に図示していないデッキベースに固定されている。
本実施の形態の動作は前述の第一の実施の形態と同様である。すなわち、１．２ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体に対しては、固定光学系１８からレーザビーム１９ａを射出し、このレーザー光１９ａを対物レンズ１ａによって記録媒体に照射し、その反射光に基づいてフォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出を行う。フォーカス制御は、フォーカスコイル３ａと３ｂに電流を供給してホルダ２ａを媒体面に垂直な方向に移動させることにより行う。
【００３４】
０．６ｍｍ厚のカバーガラスを備えた記録媒体に対しては、固定光学系１８からレーザビーム１９ｂを射出し、これを対物レンズ１ｂによって記録媒体に照射し、その反射光に基づいてフォーカスエラーとトラッキングエラーと記録信号の検出を行う。フォーカス制御は、フォーカスコイル３ｃと３ｄに電流を供給してホルダ２ｂを媒体面に垂直な方向に移動させることにより行う。
【００３５】
トラッキング制御及びアクセス制御は、記録媒体の違いに関係なく、トラッキングコイル９に電流を供給してキャリッジ６を媒体の径方向に移動させることにより行う。
【００３６】
本実施の形態の装置では、二つの独立したフォーカスアクチュエータを搭載し、記録媒体の種類に応じてこれらを使い分けているので、十分に高い制御周波数帯域と高感度のフォーカス制御を実現できる。
【００３７】
また、本実施形態の光学系駆動装置を有する光学式記録再生装置は、一方のフォーカスアクチュエーターを省くことにより、一種類の記録媒体だけに対応した光学式記録再生装置を簡単に構成することができる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に何ら制限されるものではない。例えば、磁気回路の形状等は適宜変更可能であり、また、ホルダを支持する手段は、板バネに限らず、ゴムなどの弾性支持、合成樹脂による平行リンク支持、軸と軸受による摺動支持であっても構わない。
【００３９】
以上の説明から分かるように、本発明は以下のように言うことができる。
１．二枚のレンズと、二枚のレンズを備えたホルダと、該ホルダを記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持したキャリッジと、キャリッジを記録媒体の略半径方向に移動可能に支持する手段と、キャリッジ外より記録媒体の略半径方向にキャリッジにレーザビームを出射する光学系とを少なくとも有する光学系駆動装置において、二枚のレンズを一枚ずつ独立した二つのホルダに備え、一枚ずつ独立に記録媒体の略垂直方向に移動可能に一つのキャリッジに支持したことを特徴とする光学系駆動装置。
【００４０】
２．二つのホルダが共通の磁気回路より記録媒体の略垂直方向の駆動力を得ることを特徴とする第１項に記載の光学系駆動装置。
３．レンズを備えたホルダ、該ホルダを記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持する手段、キャリッジに取り付けるための手段よりなるレンズを記録媒体の略垂直方向に移動可能とする機構を、独立して二個備えることを特徴とする第１項に記載の光学系駆動装置。
【００４１】
４．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が金属バネであることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
５．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が合成樹脂による平行リングであることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
【００４２】
６．ホルダを記録媒体の略垂直方向に支持する手段が軸と軸受による摺動支持機構であることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学系駆動装置。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、二枚の対物レンズがそれぞれ別のホルダに保持され、記録媒体の記録面に垂直な方向に独立に移動可能に支持されているため、一つひとつの可動部が軽量に構成されるので、感度や共振特性などの諸特性が向上された高性能な光学系駆動装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による光学系駆動装置の斜視図である。
【図２】図１に示される光学系駆動装置のキャリッジの分解斜視図である。
【図３】図１の光学系駆動装置の上面図である。
【図４】図１の光学系駆動装置の動作説明のための模式的な断面図である。
【図５】第一の実施の形態の光学系駆動装置の変形例を示す図である。
【図６】第一の実施の形態の光学系駆動装置の別の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態による光学系駆動装置の斜視図である。
【図８】図７に示される光学系駆動装置のキャリッジの分解斜視図である。
【図９】図７の光学系駆動装置の上面図である。
【図１０】図７の光学系駆動装置のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】トラキング一段サーボ方式を採用した光学系駆動装置の一従来例の上面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 対物レンズ
２ａ、２ｂ ホルダ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ フォーカスコイル
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 板バネ
６ キャリッジ
７ａ、７ｂ 軸受
９ａ、９ｂ トラッキングコイル
１０ａ、１０ｂ 軸
１１ａ、１１ｂ 内ヨーク
１３ａ、１３ｂ 外ヨーク
１４ａ、１４ｂ 磁石
Claims (1)
- 二種類の記録媒体に対応した光学式記録再生装置に用いられる光学系駆動装置であって、
一方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第一の対物レンズと、
第一の対物レンズを保持する第一のホルダと、
第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第一のホルダ支持機構と、
第一のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第一のホルダ駆動手段と、
他方の種類の記録媒体に適した光学特性を持つ第二の対物レンズと、
第二の対物レンズを保持する第二のホルダと、
第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動可能に支持する第二のホルダ支持機構と、
第二のホルダを記録媒体の記録面に垂直な方向に移動させるための第二のホルダ駆動手段と、
第一のホルダ支持機構と第二のホルダ支持機構を保持するキャリッジと、
キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持するキャリッジ支持機構と、
キャリッジを記録媒体のトラックを横切る方向に移動させるキャリッジ駆動手段とを備えており、
第一のホルダ駆動手段と第二のホルダ駆動手段とが共通の磁気回路で構成されている光学系駆動装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP16419297A JP3607795B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 光学系駆動装置 |
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| JP16419297A JP3607795B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 光学系駆動装置 |
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|---|---|
| JPH1116178A JPH1116178A (ja) | 1999-01-22 |
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-
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- 1997-06-20 JP JP16419297A patent/JP3607795B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1116178A (ja) | 1999-01-22 |
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