JP3643030B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのような光学記録媒体に対して、情報信号の記録または再生を行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像音声情報やコンピュータのデータを保存するための記録媒体として、光学記録媒体が使用されている。光学記録媒体の一種であり広汎に用いられているデジタル光ディスクとして、コンパクトディスク（ＣＤ）がある。ＣＤは、直径：１２ｃｍまたは８ｃｍ、情報面を保護する保護層の厚み：１．２ｍｍであり、記録または再生に使用されている対物レンズの開口数（以後、ＮＡと略称する）：０．４５、光源の波長：７８０ｎｍである。ＣＤよりも記録密度が高く、また記憶容量の大容量化が実現されたデジタル光ディスクとして、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）がある。ＤＶＤは、直径：１２ｃｍ、情報面を保護する保護層の厚み：０．６ｍｍであり、記録または再生に使用されている対物レンズのＮＡ：０．６、光源の波長：６５０ｎｍである。
【０００３】
情報技術の進展にともない取扱う情報量が増大する傾向にあるので、これらＣＤおよびＤＶＤをさらに上回る高い記録密度および大きい記憶容量を備えたデジタル光ディスクが、求められるようになっている。デジタル光ディスクの記録密度を高くする方法としては、対物レンズのＮＡを大きくすること、また光源の波長を短くすることによって、対物レンズが集光する光のスポット径を小径化することが有効である。
【０００４】
しかしながら、対物レンズのＮＡを大きくすると、球面収差がＮＡの４乗に比例して大きくなる。またデジタル光ディスクの保護層の厚みに規定値からの誤差がある場合も球面収差が変化する。球面収差が大きく生じると、記録再生が不能となるので、保護層の厚みの製造許容値および光学系の製造許容値が狭くなる。そこで、保護層の厚みを０．１ｍｍと薄くし、対物レンズとデジタル光ディスクとの傾斜に基づく収差を抑制することによって、収差の影響を小さくし、高いＮＡの対物レンズと短い波長の光源とを用いて、記録密度の高いデジタル光ディスクの記録または再生を行うことが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような提案を実現する先行技術は、特開２０００−１１４０２公報に開示されている。この先行技術は、光源と対物レンズとの間に光学素子を設け、光学素子を光軸方向に移動させることによって、デジタル光ディスクの保護層の厚みの製造誤差に起因する球面収差を補償し、大きいＮＡを有する対物レンズを用いて高記録密度デジタル光ディスクの記録または再生を行う。この先行技術では、光学素子を移動させることによって、デジタル光ディスクの保護層の厚みの規定値に対する誤差が、１０μｍ程度の場合において発生する球面収差を補償する。この先行技術において、ＣＤおよびＤＶＤに記録または再生をしようとする場合、デジタル光ディスクの種類によって異なる保護層の厚みの差に基づく球面収差を、光学素子を光軸方向に移動することによって補償しなければならない。
【０００６】
ＣＤと高記録密度デジタル光ディスクとの保護層の厚みの差は、１１００μｍであり、またＤＶＤと高記録密度デジタル光ディスクとの保護層の厚みの差は、５００μｍである。したがって、保護層の厚みの差に基づく球面収差を補償するには、光学素子の移動量を大きくしなければならならない。球面収差を補償するために光学素子を移動させる移動量が大きくなると、光学素子の傾斜、光軸ずれおよび位置決め精度の確保が困難になるなどの問題があり、また位置決めまでの所要時間が長くなり利便性が悪くなる。すなわち、この先行技術は、大きなＮＡを有する対物レンズを用いて、保護層の厚みが０．１ｍｍと薄い高記録密度デジタル光ディスクの記録または再生を行うための専用技術であり、現在までに大量に流通し、資産として存在するＣＤおよびＤＶＤの記録再生を行うことができないという問題がある。
【０００７】
この問題を解決する先行技術は、特開平１１−１２０５８７公報に開示されている。この先行技術は、保護層の厚みが０．１ｍｍの高記録密度デジタル光ディスクに記録または再生を行う大きいＮＡの対物レンズを備える光学系と、ＣＤおよびＤＶＤに記録または再生を行う小さいＮＡの対物レンズを備える光学系との２つの光学系を有する。２つの光学系を有することによって、部品点数が多くなるので、装置が大型化し製造コストが高くなるという問題がある。また、ＣＤおよびＤＶＤ用の低ＮＡ対物レンズと高記録密度デジタル光ディスク用の高ＮＡ対物レンズとを、１つのアクチュエータに搭載するので、アクチュエータの可動部の重量が大きくなる。このことによって、対物レンズを駆動させるために大きな推力が必要となり、高速駆動が困難になるとともに、省電力化の妨げになるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、大きい開口数の対物レンズを有する１つの光学系において、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類が異なることによる厚み方向の記録面の位置の差に基づく球面収差との両方を補償することができ、異なる複数種類の記録媒体の記録または再生をすることができる光ピックアップ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、情報信号が光学的に記録される光透過層を有する記録媒体用の光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を前記情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、
対物レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第１ボイスコイルと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、少なくとも２つの第１および第２レンズを有し、各レンズが個別に光軸に沿って変位可能なレンズアセンブリと、
レンズアセンブリの第１レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第２ボイスコイルと、
第１および第２ボイスコイルの外方に配置され、光軸に垂直な方向に磁極を有する一対の永久磁石片と、
第１ボイスコイルの電流を変化させ、前記対物レンズを光軸方向に平行な第１の方向に移動させてフォーカシングを行うフォーカシング駆動手段と、
対物レンズを光軸と垂直な第２の方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
前記光透過層の厚さおよび光学系の各光学面で発生する球面収差を減少させるようにレンズアセンブリの各レンズを個別に光軸に沿って変位させる駆動手段であって、第２ボイスコイルに電流を与えて記録媒体の種類に対応した第１レンズの位置決めを行う第１駆動手段と、第２レンズを光軸に沿って駆動し、記録媒体の種類に対応した位置決めを行う第２駆動手段とを含み、
第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量と、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量とが、異なることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１０】
本発明に従えば、レンズアセンブリの各レンズの移動距離を小さくすることができるので、位置決め精度を向上することが可能である。また、各レンズを同時に駆動することができるので、位置決めまでの時間を短くすることが可能である。また永久磁石片が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの外方に配置され、フォーカシング駆動手段と第１駆動手段とによって共用されるので、永久磁石片およびヨークなどの部品点数を少なくして装置全体を小型軽量化できるとともに、組立てを容易にし、低消費電力および製造コスト低減を実現することができる。また第１レンズと第２レンズとの移動量が異なるので、種類の異なる記録媒体の記録または再生を行うとき、保護層の厚みの差によって発生する球面収差を、移動量が大きい方のレンズによって補償し、保護層の厚みの製造誤差に基づいて発生する球面収差を、移動量が小さい方のレンズで補償することができる。さらに移動量が小さい方のレンズは、高速で駆動することができるので、１枚の記録媒体内において存在する保護層の厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。
【００１１】
また本発明は、記録媒体の軸線を含む平面内で、その軸線に平行な光軸を有するレンズアセンブリの第１レンズと、
光軸上で第１レンズよりも光源よりに配置される光反射手段と、
前記光反射手段よりも光源よりに配置される前記レンズアセンブリの第２レンズとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、第１レンズは、記録媒体の回転軸線に沿う方向にある第１光軸に沿って移動し、第２レンズは、光反射手段によって光軸の方向が変更されて第１光軸と交差する第２光軸に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズと第２レンズとを装置内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、装置の全体構成を薄型化することができる。
【００１７】
また本発明は、第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量が、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量よりも小さいことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明に従えば、第１レンズの移動量が、第２レンズの移動量よりも小さいので、移動量が小さい第１レンズを収納許容空間の小さな対物レンズの近傍に収納することができる。このことによって、装置全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。
【００１９】
また本発明は、第１レンズを支持する第１支持体と、
第２レンズを支持する第２支持体とをさらに含み、
第１および第２支持体の少なくともいずれか一方は、
光軸に垂直な方向に延びる弾性材料からなる第１支持部材と、
第１支持部材から光軸方向に間隔をあけて平行に設けられる弾性材料からなる第２支持部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２０】
本発明に従えば、第１または第２レンズは、光軸方向に間隔をあけて互いに平行に設けられる第１および第２支持部材によって支持されるので、第１または第２レンズを光軸方向に移動するとき、光軸に対する傾斜の発生を防止することができる。
【００２１】
また本発明は、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が配置されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２２】
本発明に従えば、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に配置されるので、第１または第２レンズが、光軸に垂直な方向に移動するとき、駆動の推力が加わっても安定な状態を保つことができる。このことによって、レンズアセンブリの第１レンズまたは第２レンズが、光軸に垂直な移動するとき、光軸に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は光ピックアップ装置１に含まれるフォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２の構成を簡略化して示す平面図であり、図３は図２の側面図である。
【００２４】
光ピックアップ装置１は、記録媒体２をその軸線まわりに回転駆動し、光源３からの光をフォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ４を介して記録媒体２の記録面に導き、記録面からの反射光を、対物レンズ４を介して光源３に近接して配置されて受光する受光素子５と、光源３と対物レンズ４との間に介在され、複数のレンズを有し、各レンズが個別的に光軸に沿って変位可能であるレンズアセンブリ６と、記録媒体２の光透過層の厚さおよび光学系の各光学面で発生する球面収差を減少させるように、レンズアセンブリ６の各レンズを個別的に光軸に沿って移動するレンズ駆動手段７とを含む。
【００２５】
フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ４は、記録媒体２に臨む側に配置される第１対物レンズ１３と、第１対物レンズ１３よりも光源３よりに配置される第２対物レンズ１４とを含む。第１対物レンズ１３と第２対物レンズ１４との間にはスペーサ１５が介在し、スペーサ１５は、第１対物レンズ１３と第２対物レンズ１４との間隔を予め定められた値に保持する。対物レンズ４の外方には、第１保持部材１６が設けられる。第１保持部材１６には、光源３からの光が通過するための貫通孔１７が形成される。第２対物レンズ１４が、貫通孔１７に挿入され、第１保持部材１６の記録媒体２よりの内周面に形成される段差部１８に固定されることによって、対物レンズ４は第１保持部材１６に保持される。
【００２６】
第１保持部材１６には、記録媒体２の軸線を含む平面内で、その軸線に平行な第１光軸１９まわりに第１ボイスコイル２０が巻回され、第１ボイスコイル２０の外方には、第１光軸１９に垂直な方向に着磁された一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂが対向して配置される。フォーカシング駆動手段１１は、一対のヨーク２２ａ，２２ｂと、中継基板２３と、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７と、プリント基板２８とを含む。フォーカシング駆動手段１１は、前記第１ボイスコイル２０および前記永久磁石片２１ａ，２１ｂを用いて対物レンズ４を、第１光軸１９方向に平行な第１の方向に駆動し、フォーカシングを行う。
【００２７】
一対のヨーク２２ａ，２２ｂは、永久磁石片２１ａ，２１ｂのさらに外方に設けられ、一方のヨーク２２ａには、外方に中継基板２３が設けられる。第１および第２ばね部材２４，２５は、第１対物レンズ１３の光源３よりに対向して設けられ、第１光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置される前記一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂを結ぶ方向に平行に延びる。第３および第４ばね部材２６，２７は、第１および第２ばね部材２４，２５から第１光軸１９方向に間隔をあけて平行に光源３よりに設けられる。第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７の一端部は中継基板２３に取付けられ、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７の他端部は第１保持部材１６に固定されているプリント基板２８に取付けられて、第１保持部材１６を弾性支持する。
【００２８】
プリント基板２８は、第１ボイスコイル２０および後述するトラッキング用の第３ボイスコイル２９と半田付けによって電気的に接続され、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７は、通電可能なたとえばＢｅＣｕなどからなるので、プリント基板２８に取付けられる第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７を通じて、第１ボイスコイル２０および第３ボイスコイル２９に電流を流すことができる。一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂの間に配置された第１ボイスコイル２０に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第１ボイスコイル２０との間で第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生するので、対物レンズ４を保持し、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７によって弾性支持される第１保持部材１６が第１光軸１９方向に移動し、フォーカシングが行われる。
【００２９】
また第１保持部材１６には、第１光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置される前記一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂを結ぶ方向に垂直な軸のまわりに第３ボイスコイル２９が巻回される。トラッキング駆動手段１２は、第３ボイスコイル２９と前記永久磁石片２１ａ，２１ｂとを用いて、対物レンズ４を第１光軸１９と垂直な第２の方向に駆動し、トラッキングを行う。トラッキング駆動手段１２の構成は、フォーカシング駆動手段１１と共用されているので、説明を省略する。一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂの間に配置された第３ボイスコイル２９に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第３ボイスコイル２９との間で第１光軸１９に垂直な方向、かつ記録媒体２の１半径方向である矢符５２方向に作用する電磁力が発生するので、対物レンズ４を保持し、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７によって弾性支持される第１保持部材１６が、矢符５２方向に移動し、トラッキングが行われる。
【００３０】
図における記載を省略しているが、本実施の形態の光ピックアップ装置１においては、対物レンズ４と、フォーカシング駆動手段１１と、トラッキング駆動手段１２と、後述するレンズアセンブリ６の複数レンズのうちの第１レンズ３１とを含む光学ヘッドを、記録媒体２の１半径方向にステッピングモータなどによって駆動することによってもトラッキングが行われる。
【００３１】
レンズアセンブリ６は、第１光軸１９を有する第１レンズ３１と、第１光軸１９と垂直に交差する第２光軸３３を有する第２レンズ３２とを含む。本実施の形態では、第１および第２レンズ３１，３２は、複数のレンズからなるレンズ群で構成される。レンズアセンブリ６の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間に介在し、第１および第２光軸１９，３３上で、第１レンズ３１よりも光源３よりに、光反射手段３４が設けられる。光反射手段３４は、光源３からの光および記録媒体２からの反射光を９０度曲げて、第１光軸１９と第２光軸３３とを垂直に交差させる。前記第２レンズ３２は、光反射手段３４よりも光源３よりに配置され、光源３の光を光反射手段３４へ導くとともに光反射手段３４からの光を受光素子５へ導く。第１レンズ３１には、第１光軸１９まわりに巻回される第２ボイスコイル３０が設けられる。
【００３２】
本実施の形態の光ピックアップ装置１は、さらに第１レンズ３１を支持する第１支持体３６と、第２レンズ３２を支持する第２支持体３９とを含む。第１支持体３６は、第１光軸１９に垂直に延びる弾性材料からなる第１支持部材３７と、第１支持部材３７から第１光軸１９方向に光源３よりに間隔をあけて平行に設けられる弾性材料からなる第２支持部材３８とを含む。第１レンズ３１は、第２保持部材３５に保持され、第１および第２支持部材３７，３８の内周側端部は、第２保持部材３５に取付けられる。第１および第２支持部材３７，３８の外周側端部は、前記ヨーク２２ａ，２２ｂの内方、かつ永久磁石片２１ａ，２１ｂの光源３よりに設けられ、第１光軸１９に垂直に延びる第１固定部材４０に取付けられる。したがって、第１レンズ３１は、第１および第２支持部材３７，３８からなる第１支持体３６によって弾性支持される。
【００３３】
また本実施の形態では、第１支持部材３７と第２支持部材３８との第１光軸１９方向離間距離の略中央部に、第１レンズ３１（より詳しくは第１レンズ３１と第２ボイスコイル３０と第２保持部材３５とを合わせた集合部材）の重心が配置される。
【００３４】
第１および第２支持部材３７，３８は、通電可能なたとえばＢｅＣｕなどからなり、第１および第２支持部材３７，３８のいずれか一方に、第１レンズ３１の駆動を妨げることがない程度の通電可能なワイヤを設け、ワイヤによって第２ボイスコイル３０に通電することができる。
【００３５】
レンズ駆動手段７である第１駆動手段４１は、前記第１支持体３６と第２保持部材３５とを含み、第２ボイスコイル３０と、フォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２と共用する永久磁石片２１ａ，２１ｂとによって、第１レンズ３１を第１光軸１９方向に駆動し、記録媒体２の種類に対応した第１レンズ３１の位置決めを行う。第１および第２支持部材３７，３８のいずれか一方を通じて第２ボイスコイル３０に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第２ボイスコイル３０との間に第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生し、電磁力が推力となるので、第１レンズ３１を第１光軸１９方向に移動することができる。
【００３６】
第１レンズ３１は、第１光軸１９方向に間隔をあけて平行に設けられる第１および第２支持部材３７，３８によって支持されるので、第１レンズ３１を第１駆動手段４１によって、第１光軸１９方向に移動するとき、第１レンズ３１の第１光軸１９に対する傾斜の発生を防止することができる。また第１レンズ３１の重心が、第１支持部材３７と第２支持部材３８との第１光軸１９方向離間距離の略中央部に配置されるので、たとえば第１レンズ３１を含む光学ヘッドが、駆動されてトラッキングが行われるとき、第１レンズ３１に対して第１光軸１９に垂直な方向の推力が加わっても安定な状態が保たれて、第１光軸１９に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【００３７】
第２レンズ３２を第２光軸３３に沿って駆動するレンズ駆動手段７である第２駆動手段４２は、駆動用第１磁石片４３と、駆動用第１コイル４４と、駆動用第１ヨーク４５と、第２固定部材４６と、第１停止部材４７と、駆動用ばね部材４８とを含む。第２駆動手段４２は、第２光軸３３を含む平面内で、第２光軸３３に平行な軸線５０に沿って配置される。
【００３８】
駆動用第１磁石片４３は、前記軸線５０方向に着磁され、光ピックアップ装置１の機体に固定されている。駆動用第１磁石片４３よりも記録媒体２よりに配置される駆動用第１ヨーク４５には、前記軸線５０まわりに駆動用第１コイル４４が巻回される。駆動用第１コイル４４に電流を流すことによって、駆動用第１コイル４４の電流が流れる方向に垂直な方向に磁界が形成される。その磁界によって駆動用第１ヨーク４５が励磁されて、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力が増大する。駆動用第１ヨーク４５の記録媒体２側の端部には、駆動用ばね部材４８の一端部が接続され、また駆動用ばね部材４８の他端部は、駆動用第１ヨーク４５から離間して予め定める位置に配置される第２固定部材４６に接続される。第１停止部材４７は、第２固定部材４６と駆動用第１ヨーク４５との間の予め定める位置に配置される。第２固定部材４６および第１停止部材４７は、光ピックアップ装置１の機体に固定される。
【００３９】
第２レンズ３２は、第２支持体３９に支持され、第２支持体３９には、貫通孔５１が形成される。貫通孔５１には第２光軸３３方向に沿って延びる案内軸４９が挿通され、案内軸４９は、第２レンズ３２の第２光軸３３方向の移動を阻害しない位置において光ピックアップ装置１の機体に固定される。また、第２支持体３９は、第２レンズ３２を支持するとともに、案内軸４９に関して第２レンズ３２の反対側において駆動用第１ヨーク４５に固定される。したがって、駆動用第１ヨーク４５が第２支持体３９とともに移動するとき、第２支持体３９に支持される第２レンズ３２は、案内軸４９に案内されて駆動用第１ヨーク４５と一体に第２光軸３３方向に移動することができる。
【００４０】
前述のように、駆動用第１コイル４４に電流が流されたとき、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力が増大する。この吸引力が駆動用ばね部材４８の収縮力よりも大きいとき、駆動用第１ヨーク４５は駆動用第１磁石片４３に当接する位置まで、案内軸４９に案内されて移動する。駆動用第１ヨーク４５と第２レンズ３２とは、第２支持体３９によって固定されて一体に移動するので、第２レンズ３２は、第２光軸３３方向に記録媒体２側から光源３側に向って移動し、駆動用第１ヨーク４５が駆動用第１磁石片４３に当接する位置において位置決めされる。
【００４１】
図４は、第２レンズ３２が、第２駆動手段４２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、位置決めされた状態を示す図である。駆動用第１コイル４４への通電を停止したとき、駆動用第１コイル４４への通電によって形成されていた磁界がなくなるので、駆動用第１ヨーク４５も励磁されなくなり、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力は、駆動用第１コイル４４に通電していた場合に比べて小さくなる。したがって、駆動用ばね部材４８の収縮力が、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力よりも大きくなり、駆動用第１ヨーク４５は、駆動用ばね部材４８の収縮力によって、案内軸４９に案内されて第１停止部材４７に当接する位置まで移動する。このことによって、駆動用第１ヨーク４５と一体に移動する第２レンズ３２は、第２光軸３３方向に光源３側から記録媒体２側に向って移動し、駆動用第１ヨーク４５が第１停止部材４７に当接する位置において位置決めされる。
【００４２】
第２駆動手段４２の位置決めは、オープンループ制御であり、第２レンズ３２の位置を検出する位置検出器および位置検出器の検出出力をフィードバックするための回路などは、設けられていない。したがって、部品点数が少なく、装置の組立てが容易であり、消費電力の低減および製造コストの低減が実現される。
【００４３】
図５は高密度用記録媒体６１の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図であり、図６は低密度用記録媒体６２の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。本実施の形態では、第１レンズ３１の第１光軸１９と第２レンズ３２の第２光軸３３とは、前述のように光反射手段３４によって光が曲げられるので９０度に交差するけれども、図５および図６では第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置の理解を容易にするために、簡略化して直列に図示している。
【００４４】
高密度用記録媒体６１は、たとえば、情報面を保護する保護層（以後、カバーガラスと呼ぶ）の厚みが０．１ｍｍのデジタル光ディスクであり、高密度用記録媒体６１の記録または再生には、光源３の波長：４０５ｎｍ、対物レンズ４のＮＡ：０．８５が用いられる。低密度用記録媒体６２は、たとえば、カバーガラス厚みが０．６ｍｍのＤＶＤであり、このような低密度用記録媒体６２の記録または再生には、光源３の波長：６５０ｎｍ、対物レンズ４のＮＡ：０．６が用いられる。記録または再生の対象とする記録媒体の種類が異なり、そのカバーガラス厚みが異なるとき、第１レンズ３１と第２レンズ３２とが配置される間隔を変化させて、カバーガラス厚みの差に基づく球面収差を補償する。
【００４５】
記録または再生の対象とする記録媒体が、カバーガラス厚みの薄い高記録密度用記録媒体６１であるとき、前述のように駆動用第１コイル４４に電流が流されて、駆動用第１ヨーク４５が、駆動用第１磁石片４３に当接する位置に、第２レンズ３２の位置決めがなされる。このときの第２レンズ３２と第１レンズ３１との間隔をＤ１とする。
【００４６】
一方、記録または再生の対象とする記録媒体が、カバーガラス厚みの薄い高密度用記録媒体６１からカバーガラス厚みの厚い低記録密度用記録媒体６２に変更されたとき、前述のように駆動用第１コイル４４への通電が停止されて、駆動用第１ヨーク４５が第１停止部材４７に当接する位置まで移動し、第２レンズ３２の位置決めがなされる。このときの第２レンズ３２と第１レンズ３１との間隔をＤ２とする。
【００４７】
高密度記録媒体６１を記録または再生する場合の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔Ｄ１は、低密度記録媒体６２を記録または再生する場合の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔Ｄ２よりも大きい。第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動し、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置される間隔を、記録媒体のカバーガラス厚みに応じてＤ１またはＤ２のいずれかに選定することによって、記録媒体の種類が異なりカバーガラス厚みが異なることに基づく球面収差の補償を行うことができる。
【００４８】
ただし、前述のように第２駆動手段４２はオープンループ制御であるので、第２レンズ３２の位置決めされる位置は、製造誤差および組立て誤差などによって、第２レンズ３２が移動するごとにばらつきを有する。したがって、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動するだけでは、記録媒体の種類が異なることに基づく球面収差を最小にすることは困難であり、第１駆動手段４１によってさらに第１レンズ３１を移動させて、調整することが必要である。
【００４９】
記録媒体が有するカバーガラス厚みの差には、前述の記録媒体の種類が異なることに基づく差と、記録媒体の種類は同じであるけれども記録媒体の個体ごとの製造誤差に基づく差および１つの記録媒体内において存在する厚み変動としての製造誤差に基づく差がある。記録媒体の種類が同じである場合のカバーガラス厚みの製造誤差に基づく球面収差については、第１駆動手段４１によって第１レンズ３１を駆動させて補償する。
【００５０】
第１駆動手段４１は、第２ボイスコイル３０に流される電流値の制御によって、第２ボイスコイル３０と永久磁石片２１ａ，２１ｂとの間に第１光軸１９方向に作用する電磁力の大きさが制御される。第２ボイスコイル３０に流される電流値によって定まる前記電磁力の大きさと、第１レンズ３１を支持する弾性材料からなる第１支持体３６を弾性変形させる力とがつりあう位置に、第１レンズ３１が位置決めされる。
【００５１】
第１および第２レンズ３１，３２の第１および第２光軸１９，３３方向における位置決めは、球面収差が最小となるように、第１および第２駆動手段４１，４２によって、第１および第２レンズ３１，３２が駆動されて行われる。
【００５２】
第１および第２レンズ３１，３２を位置決めする目標となる球面収差が最小となる位置は、たとえば次のようにして求めることができる。記録媒体２の記録面から再生した信号であるＲＦ信号に現れるジッタ値を検出して処理回路に入力し、処理回路によってジッタ値が最小となるような出力を第１および第２駆動手段４１，４２に与えて駆動を制御することによって、球面収差が最小となる第１および第２レンズ３１，３２の位置決めを実現できる。
【００５３】
また第１レンズ３１は第１光軸１９に沿って移動し、第２レンズ３２は、第１光軸１９と垂直に交差する第２光軸３３に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズ３１と第２レンズ３２とを光ピックアップ装置１内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、光ピックアップ装置１の全体構成を薄型化することができる。また球面収差の補償に必要なレンズアセンブリ６の移動を、第１レンズ３１を駆動する第１駆動手段４１と第２レンズ３２を駆動する第２駆動手段４２とによって行う。このことによって、第１および第２レンズ３１，３２がそれぞれ負担する移動量を、レンズアセンブリ６の各レンズを１つの駆動手段で駆動する場合の移動量に比べて小さくすることができるので、位置決め精度を向上することができる。また、第１および第２駆動手段４１，４２を同時に駆動することによって、第１および第２レンズ３１，３２の位置決めまでの所要時間を短くすることができる。
【００５４】
図５および図６では、高記録密度の記録媒体と低密度記録媒体の例であるＤＶＤに関して説明したが、低密度記録媒体は、ＤＶＤに限定されることなく、ＣＤおよび記録層が光軸方向に２層または多層存在する記録媒体であってもよい。
【００５５】
図７は、カバーガラス厚み誤差と、波面収差およびレンズ間隔可変量との関係を示す図である。図７を用いて第１および第２レンズ３１，３２の移動と波面収差の補償について説明する。図７には、記録媒体のカバーガラス厚み：０．１ｍｍ、記録または再生に使用する光源の波長：４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ：０．８５の条件において、第１および第２レンズ３１，３２を移動させて波面収差の補償を行う場合の例を示す。図７に示す波面収差は、ほとんど球面収差によって占められるので、ほぼ球面収差に等しい。
【００５６】
図７において、縦軸に示す波面収差λは、光源の波長λに対する比によって表されることを意味する。図７において、縦軸に示すレンズ間隔可変量とは、第２レンズ３２が第２駆動手段４２によって駆動されて位置決めされ、第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔が、前記Ｄ１またはＤ２に定められた後、さらに第１レンズ３１が、第１駆動手段４１によって駆動されて、第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔がＤ１またはＤ２から変化する増加分または減少分を意味する。
【００５７】
図７中の第１直線７１は、カバーガラス厚みの誤差と第１および第２レンズ３１，３２の前記レンズ間隔可変量との関係を示す直線である。図７中の第１曲線７２は、前記レンズ間隔可変量の関係に従って第１レンズ３１を移動させることによって、カバーガラス厚みの誤差に基づいて発生する波面収差を減少させることのできる最小値を示す。第１曲線７２ともう一つの第２曲線７３との間に斜線を施して示される範囲は、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動させた場合に発生する波面収差のばらつきの範囲を示す。
【００５８】
記録媒体の種類が異なることに基づくカバーガラス厚みの差に基づく波面収差対しては、まず第２駆動手段４２によって、第２レンズ３２を移動させて第２光軸３３上の予め定められた位置に位置決めをして補償する。前述のように第２駆動手段４２は、オープンループ制御なので、製造誤差、組立て誤差および経時変化などによって、移動のたびごとに第２レンズ３２の位置決めされる位置にばらつき、すなわち波面収差にばらつきが生じる。記録媒体のカバーガラス厚みの誤差が、図７中に示す点７４であるとする。第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動させたとき、第２レンズ３２の位置決めされた位置によるばらつきがあるので、波面収差は、図７中の斜線を施した範囲内のいずれかの点たとえば点７５となる。
【００５９】
点７５の波面収差を補償するために第１レンズ３１を移動させる移動量は、直線７１上の点７６に対応する縦軸上のレンズ間隔可変量点７７である。第１レンズ３１を第１駆動手段４１によって点７７で与えられるレンズ間隔可変量を移動させることによって、波面収差は補償されて、最小値である第１曲線７２上の点７８となる。このときの波面収差は、点７８に対応する縦軸上の点７９によって与えられる。
【００６０】
図８は、記録媒体のカバーガラス厚みが４０μｍ異なる場合、第１および第２レンズ３１，３２の移動量の組合せと球面収差補償の適否との関係を示す図である。カバーガラス厚みが４０μｍ異なる記録媒体に変更した場合、第１レンズ３１の移動量と第２レンズ３２との移動量の組合せを種々に変化させて、球面収差補償の適否について検討した。結果を図８に示す。図８の例に用いた記録または再生に使用する光源の波長：４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ：０．８５である。
【００６１】
装置の小型化、第１レンズ３１と第２レンズ３２の位置決めの高速化を考えると、本実施例においては図８中の○印の移動量の組合せが好ましい。理由としては第１レンズ３１の移動量が第２レンズ３２の移動量よりも小さいので、第１レンズ３１を収納許容空間の小さな対物レンズ４近傍に収納することができる。
【００６２】
このことによって、光ピックアップ装置１全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。また移動距離を小さくすれば駆動する力を小さくすることができるので、高速に駆動が可能となる。したがって、１枚の記録媒体内において存在するカバーガラス厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。また第２駆動手段４２の移動量を大きくし、かつオープンループの駆動を行えば、装置の小型化および駆動の高速化が可能であり、かつセンサーが不必要となり周辺の回路等を削減できる。
【００６３】
図９は、本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置８１は、実施の第１形態の光ピックアップ装置１と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置８１は、第２駆動手段８２を含む。本実施の形態において注目すべきは、第２駆動手段８２が、第２レンズ３２が位置決めされる係止部を３つ備える点である。
【００６４】
第２レンズ３２を第２光軸３３に沿って駆動するレンズ駆動手段７である第２駆動手段８２は、駆動用第２磁石片８３と、駆動用第２コイル８４と、駆動用第２ヨーク８５と、第２停止部材８６と、可動片８７とを含む。可動片８７には、光源３側の端部に板ばね部材８８が設けられ、板ばね部材８８の遊端部には突起部材８９が設けられる。また可動片８７には、第２支持体３９が固定され、可動片８７は、第２レンズ３２および第２支持体３９とともに移動することができる。第２駆動手段８２は、第２光軸３３を含む平面内で第２光軸３３に平行な軸線５０に沿って配置される。
【００６５】
駆動用第２ヨーク８５は、鉄などの磁性材料からなる断面形状がＬ字状を有する部材であり、光ピックアップ装置８１の機体に固定される。駆動用第２ヨーク８５の軸線５０に対して垂直に延びる垂直部材８５ａの端部付近には、駆動用第２磁石片８３が固定される。駆動用第２ヨーク８５の軸線５０に対して平行方向に延びる水平部材８５ｂの光源３側の端部には、第２停止部材８６が取付けられる。第２停止部材８６には、突起部材８９を係止して、第２レンズ３２を位置決めする第１〜第３係止部９０，９１，９２が、第２光軸３３方向に、軸線５０に沿って光源３側から記録媒体２側に向って、この順序で形成される。
【００６６】
駆動用第２磁石片８３は、軸線５０に垂直な方向に着磁され、前述のように駆動用第２ヨーク８５の垂直部材８５ａに固定される。可動片８７には、軸線５０まわりに駆動用第２コイル８４が巻回される。駆動用第２コイル８４に電流が流されるとき、駆動用第２コイル８４を含む平面内において、駆動用第２コイル８４の内方には軸線５０に垂直な方向に磁界が形成され、その磁界によって駆動用第２コイル８４には軸線５０の方向に推力が発生する。その推力によって、可動片８７，第２支持体３９および第２レンズ３２が、軸線５０方向に駆動される。
【００６７】
図１０は第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第２係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図であり、図１１は第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第３係止部９２に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【００６８】
駆動用第２コイル８４に電流を流すことによって、駆動用第２コイル８４に、軸線５０に平行でかつ記録媒体２側に向う方向に推力が発生するとき、第２レンズ３２は光源３側から記録媒体２側に向って移動する。このとき可動片８７に設けられた板ばね部材８８は、可動片８７が移動するのにともない弾性変形して撓むので、突起部材８９は第１係止部９０から第２係止部９１に移動することができる。突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだとき、駆動用第２コイル８４への通電を停止すれば、可動片８７は、突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだ位置に位置決めされる。すなわち、可動片８７と一体に移動する第２レンズ３２も、突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだ位置に位置決めされる。
【００６９】
さらに、駆動用第２コイル８４への通電を行うと、可動片８７が光源３側から記録媒体２側に向って移動し、前述のように突起部材８９は第３係止部９２まで移動することができるので、第２レンズ３２は突起部材８９が第３係止部９２にはまり込んだ位置に位置決めされる。
【００７０】
駆動用第２コイル８４に流す電流の方向を、前述の方向と逆にすることによって、駆動用第２コイル８４に軸線５０に平行でかつ光源３側に向う方向に推力が発生するので、駆動用第２コイル８４の巻回された可動片８７は、すなわち第２レンズ３２は、前述の方向とは逆方向である記録媒体２側から光源３側に向って移動し、第３係止部９２から第１係止部９０までの任意の位置に位置決めされる。このことによって、記録媒体の種類が異なるとき、記録媒体のカバーガラス厚みに対応した位置に、より精度よく第２レンズ３２の位置決めをすることができる。
【００７１】
以上に述べたように、本発明の第１および第２の実施の形態では、レンズアセンブリ６の各レンズを個別的に移動する駆動手段７は、第１および第２駆動手段４１，４２の２つであるけれども、これに限定されることなく、２つを超える駆動手段を有する構成であってもよい。また、第１レンズ３１と第２レンズ３２とは、第１光軸１９と第２光軸３３とが垂直に交差する配置であるけれども、これに限定されることなく、第１および第２レンズ３１，３２は、第１光軸１９と第２光軸３３とが任意の角度で交差する配置であってもよく、また直列に配置されてもよい。また、第１および第２レンズ３１，３２は、複数枚のレンズで構成されるけれども、これに限定されることなく、第１および第２レンズは単一枚のレンズで構成されてもよい。また、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２の位置決めされる位置は、２または３であるけれども、これに限定されることなく、３を超える位置に位置決めされる構成であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズアセンブリの各レンズを個別的に変位させることによって、移動距離を小さくすることができるので、位置決め精度を向上することが可能である。また、各レンズを同時に駆動することができるので、位置決めまでの時間を短くすることが可能である。また永久磁石片が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの外方に配置され、フォーカシング駆動手段と第１駆動手段とによって共用されるので、永久磁石片およびヨークなどの部品点数を少なくして装置全体を小型軽量化できるとともに、組立てを容易にし、低消費電力および製造コスト低減を実現することができる。また第１レンズと第２レンズとの移動量が異なるので、種類の異なる記録媒体の記録または再生を行うとき、保護層の厚みの差によって発生する球面収差を、移動量が大きい方のレンズによって補償し、保護層の厚みの製造誤差に基づいて発生する球面収差を、移動量が小さい方のレンズで補償することができる。さらに移動量が小さい方のレンズは、高速で駆動することができるので、１枚の記録媒体内において存在する保護層の厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。
【００７３】
また本発明によれば、第１レンズは、記録媒体の回転軸線に沿う方向にある第１光軸に沿って移動し、第２レンズは、光反射手段によって光軸の方向が変更されて第１光軸と交差する第２光軸に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズと第２レンズとを装置内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、装置の全体構成を薄型化することができる。
【００７６】
また本発明によれば、第１レンズの移動量が、第２レンズの移動量よりも小さいので、移動量が小さい第１レンズを収納許容空間の小さな対物レンズの近傍に収納することができる。このことによって、装置全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。
【００７７】
また本発明によれば、第１または第２レンズは、光軸方向に間隔をあけて互いに平行に設けられる第１および第２支持部材によって支持されるので、第１または第２レンズを光軸方向に移動するとき、光軸に対する傾斜の発生を防止することができる。
【００７８】
また本発明によれば、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に配置されるので、第１または第２レンズが、光軸に垂直な方向に移動するとき、駆動の推力が加わっても安定な状態を保つことができる。このことによって、レンズアセンブリの第１レンズまたは第２レンズが、光軸に垂直な移動するとき、光軸に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】光ピックアップ装置１に含まれるフォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２の構成を簡略化して示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】第２レンズ３２が、第２駆動手段４２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動した状態を示す図である。
【図５】高密度用記録媒体６１の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。
【図６】低密度用記録媒体６２の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。
【図７】カバーガラス厚み誤差と、波面収差およびレンズ間隔可変量との関係を示す図である。
【図８】記録媒体のカバーガラス厚みが４０μｍ異なる場合、第１および第２レンズ３１，３２の移動量の組合せと球面収差補償の適否との関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図１０】第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第２係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【図１１】第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第３係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【符号の説明】
１，８１ 光ピックアップ装置
２ 記録媒体
３ 光源
４ 対物レンズ
６ レンズアセンブリ
７ レンズ駆動手段
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３６ 第１支持体
３９ 第２支持体
４１ 第１駆動手段
４２，８２ 第２駆動手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクのような光学記録媒体に対して、情報信号の記録または再生を行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像音声情報やコンピュータのデータを保存するための記録媒体として、光学記録媒体が使用されている。光学記録媒体の一種であり広汎に用いられているデジタル光ディスクとして、コンパクトディスク（ＣＤ）がある。ＣＤは、直径：１２ｃｍまたは８ｃｍ、情報面を保護する保護層の厚み：１．２ｍｍであり、記録または再生に使用されている対物レンズの開口数（以後、ＮＡと略称する）：０．４５、光源の波長：７８０ｎｍである。ＣＤよりも記録密度が高く、また記憶容量の大容量化が実現されたデジタル光ディスクとして、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）がある。ＤＶＤは、直径：１２ｃｍ、情報面を保護する保護層の厚み：０．６ｍｍであり、記録または再生に使用されている対物レンズのＮＡ：０．６、光源の波長：６５０ｎｍである。
【０００３】
情報技術の進展にともない取扱う情報量が増大する傾向にあるので、これらＣＤおよびＤＶＤをさらに上回る高い記録密度および大きい記憶容量を備えたデジタル光ディスクが、求められるようになっている。デジタル光ディスクの記録密度を高くする方法としては、対物レンズのＮＡを大きくすること、また光源の波長を短くすることによって、対物レンズが集光する光のスポット径を小径化することが有効である。
【０００４】
しかしながら、対物レンズのＮＡを大きくすると、球面収差がＮＡの４乗に比例して大きくなる。またデジタル光ディスクの保護層の厚みに規定値からの誤差がある場合も球面収差が変化する。球面収差が大きく生じると、記録再生が不能となるので、保護層の厚みの製造許容値および光学系の製造許容値が狭くなる。そこで、保護層の厚みを０．１ｍｍと薄くし、対物レンズとデジタル光ディスクとの傾斜に基づく収差を抑制することによって、収差の影響を小さくし、高いＮＡの対物レンズと短い波長の光源とを用いて、記録密度の高いデジタル光ディスクの記録または再生を行うことが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような提案を実現する先行技術は、特開２０００−１１４０２公報に開示されている。この先行技術は、光源と対物レンズとの間に光学素子を設け、光学素子を光軸方向に移動させることによって、デジタル光ディスクの保護層の厚みの製造誤差に起因する球面収差を補償し、大きいＮＡを有する対物レンズを用いて高記録密度デジタル光ディスクの記録または再生を行う。この先行技術では、光学素子を移動させることによって、デジタル光ディスクの保護層の厚みの規定値に対する誤差が、１０μｍ程度の場合において発生する球面収差を補償する。この先行技術において、ＣＤおよびＤＶＤに記録または再生をしようとする場合、デジタル光ディスクの種類によって異なる保護層の厚みの差に基づく球面収差を、光学素子を光軸方向に移動することによって補償しなければならない。
【０００６】
ＣＤと高記録密度デジタル光ディスクとの保護層の厚みの差は、１１００μｍであり、またＤＶＤと高記録密度デジタル光ディスクとの保護層の厚みの差は、５００μｍである。したがって、保護層の厚みの差に基づく球面収差を補償するには、光学素子の移動量を大きくしなければならならない。球面収差を補償するために光学素子を移動させる移動量が大きくなると、光学素子の傾斜、光軸ずれおよび位置決め精度の確保が困難になるなどの問題があり、また位置決めまでの所要時間が長くなり利便性が悪くなる。すなわち、この先行技術は、大きなＮＡを有する対物レンズを用いて、保護層の厚みが０．１ｍｍと薄い高記録密度デジタル光ディスクの記録または再生を行うための専用技術であり、現在までに大量に流通し、資産として存在するＣＤおよびＤＶＤの記録再生を行うことができないという問題がある。
【０００７】
この問題を解決する先行技術は、特開平１１−１２０５８７公報に開示されている。この先行技術は、保護層の厚みが０．１ｍｍの高記録密度デジタル光ディスクに記録または再生を行う大きいＮＡの対物レンズを備える光学系と、ＣＤおよびＤＶＤに記録または再生を行う小さいＮＡの対物レンズを備える光学系との２つの光学系を有する。２つの光学系を有することによって、部品点数が多くなるので、装置が大型化し製造コストが高くなるという問題がある。また、ＣＤおよびＤＶＤ用の低ＮＡ対物レンズと高記録密度デジタル光ディスク用の高ＮＡ対物レンズとを、１つのアクチュエータに搭載するので、アクチュエータの可動部の重量が大きくなる。このことによって、対物レンズを駆動させるために大きな推力が必要となり、高速駆動が困難になるとともに、省電力化の妨げになるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、大きい開口数の対物レンズを有する１つの光学系において、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類が異なることによる厚み方向の記録面の位置の差に基づく球面収差との両方を補償することができ、異なる複数種類の記録媒体の記録または再生をすることができる光ピックアップ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、情報信号が光学的に記録される光透過層を有する記録媒体用の光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を前記情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、
対物レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第１ボイスコイルと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、少なくとも２つの第１および第２レンズを有し、各レンズが個別に光軸に沿って変位可能なレンズアセンブリと、
レンズアセンブリの第１レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第２ボイスコイルと、
第１および第２ボイスコイルの外方に配置され、光軸に垂直な方向に磁極を有する一対の永久磁石片と、
第１ボイスコイルの電流を変化させ、前記対物レンズを光軸方向に平行な第１の方向に移動させてフォーカシングを行うフォーカシング駆動手段と、
対物レンズを光軸と垂直な第２の方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
前記光透過層の厚さおよび光学系の各光学面で発生する球面収差を減少させるようにレンズアセンブリの各レンズを個別に光軸に沿って変位させる駆動手段であって、第２ボイスコイルに電流を与えて記録媒体の種類に対応した第１レンズの位置決めを行う第１駆動手段と、第２レンズを光軸に沿って駆動し、記録媒体の種類に対応した位置決めを行う第２駆動手段とを含み、
第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量と、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量とが、異なることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１０】
本発明に従えば、レンズアセンブリの各レンズの移動距離を小さくすることができるので、位置決め精度を向上することが可能である。また、各レンズを同時に駆動することができるので、位置決めまでの時間を短くすることが可能である。また永久磁石片が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの外方に配置され、フォーカシング駆動手段と第１駆動手段とによって共用されるので、永久磁石片およびヨークなどの部品点数を少なくして装置全体を小型軽量化できるとともに、組立てを容易にし、低消費電力および製造コスト低減を実現することができる。また第１レンズと第２レンズとの移動量が異なるので、種類の異なる記録媒体の記録または再生を行うとき、保護層の厚みの差によって発生する球面収差を、移動量が大きい方のレンズによって補償し、保護層の厚みの製造誤差に基づいて発生する球面収差を、移動量が小さい方のレンズで補償することができる。さらに移動量が小さい方のレンズは、高速で駆動することができるので、１枚の記録媒体内において存在する保護層の厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。
【００１１】
また本発明は、記録媒体の軸線を含む平面内で、その軸線に平行な光軸を有するレンズアセンブリの第１レンズと、
光軸上で第１レンズよりも光源よりに配置される光反射手段と、
前記光反射手段よりも光源よりに配置される前記レンズアセンブリの第２レンズとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、第１レンズは、記録媒体の回転軸線に沿う方向にある第１光軸に沿って移動し、第２レンズは、光反射手段によって光軸の方向が変更されて第１光軸と交差する第２光軸に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズと第２レンズとを装置内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、装置の全体構成を薄型化することができる。
【００１７】
また本発明は、第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量が、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量よりも小さいことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明に従えば、第１レンズの移動量が、第２レンズの移動量よりも小さいので、移動量が小さい第１レンズを収納許容空間の小さな対物レンズの近傍に収納することができる。このことによって、装置全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。
【００１９】
また本発明は、第１レンズを支持する第１支持体と、
第２レンズを支持する第２支持体とをさらに含み、
第１および第２支持体の少なくともいずれか一方は、
光軸に垂直な方向に延びる弾性材料からなる第１支持部材と、
第１支持部材から光軸方向に間隔をあけて平行に設けられる弾性材料からなる第２支持部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２０】
本発明に従えば、第１または第２レンズは、光軸方向に間隔をあけて互いに平行に設けられる第１および第２支持部材によって支持されるので、第１または第２レンズを光軸方向に移動するとき、光軸に対する傾斜の発生を防止することができる。
【００２１】
また本発明は、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が配置されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２２】
本発明に従えば、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に配置されるので、第１または第２レンズが、光軸に垂直な方向に移動するとき、駆動の推力が加わっても安定な状態を保つことができる。このことによって、レンズアセンブリの第１レンズまたは第２レンズが、光軸に垂直な移動するとき、光軸に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は光ピックアップ装置１に含まれるフォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２の構成を簡略化して示す平面図であり、図３は図２の側面図である。
【００２４】
光ピックアップ装置１は、記録媒体２をその軸線まわりに回転駆動し、光源３からの光をフォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ４を介して記録媒体２の記録面に導き、記録面からの反射光を、対物レンズ４を介して光源３に近接して配置されて受光する受光素子５と、光源３と対物レンズ４との間に介在され、複数のレンズを有し、各レンズが個別的に光軸に沿って変位可能であるレンズアセンブリ６と、記録媒体２の光透過層の厚さおよび光学系の各光学面で発生する球面収差を減少させるように、レンズアセンブリ６の各レンズを個別的に光軸に沿って移動するレンズ駆動手段７とを含む。
【００２５】
フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ４は、記録媒体２に臨む側に配置される第１対物レンズ１３と、第１対物レンズ１３よりも光源３よりに配置される第２対物レンズ１４とを含む。第１対物レンズ１３と第２対物レンズ１４との間にはスペーサ１５が介在し、スペーサ１５は、第１対物レンズ１３と第２対物レンズ１４との間隔を予め定められた値に保持する。対物レンズ４の外方には、第１保持部材１６が設けられる。第１保持部材１６には、光源３からの光が通過するための貫通孔１７が形成される。第２対物レンズ１４が、貫通孔１７に挿入され、第１保持部材１６の記録媒体２よりの内周面に形成される段差部１８に固定されることによって、対物レンズ４は第１保持部材１６に保持される。
【００２６】
第１保持部材１６には、記録媒体２の軸線を含む平面内で、その軸線に平行な第１光軸１９まわりに第１ボイスコイル２０が巻回され、第１ボイスコイル２０の外方には、第１光軸１９に垂直な方向に着磁された一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂが対向して配置される。フォーカシング駆動手段１１は、一対のヨーク２２ａ，２２ｂと、中継基板２３と、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７と、プリント基板２８とを含む。フォーカシング駆動手段１１は、前記第１ボイスコイル２０および前記永久磁石片２１ａ，２１ｂを用いて対物レンズ４を、第１光軸１９方向に平行な第１の方向に駆動し、フォーカシングを行う。
【００２７】
一対のヨーク２２ａ，２２ｂは、永久磁石片２１ａ，２１ｂのさらに外方に設けられ、一方のヨーク２２ａには、外方に中継基板２３が設けられる。第１および第２ばね部材２４，２５は、第１対物レンズ１３の光源３よりに対向して設けられ、第１光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置される前記一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂを結ぶ方向に平行に延びる。第３および第４ばね部材２６，２７は、第１および第２ばね部材２４，２５から第１光軸１９方向に間隔をあけて平行に光源３よりに設けられる。第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７の一端部は中継基板２３に取付けられ、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７の他端部は第１保持部材１６に固定されているプリント基板２８に取付けられて、第１保持部材１６を弾性支持する。
【００２８】
プリント基板２８は、第１ボイスコイル２０および後述するトラッキング用の第３ボイスコイル２９と半田付けによって電気的に接続され、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７は、通電可能なたとえばＢｅＣｕなどからなるので、プリント基板２８に取付けられる第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７を通じて、第１ボイスコイル２０および第３ボイスコイル２９に電流を流すことができる。一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂの間に配置された第１ボイスコイル２０に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第１ボイスコイル２０との間で第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生するので、対物レンズ４を保持し、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７によって弾性支持される第１保持部材１６が第１光軸１９方向に移動し、フォーカシングが行われる。
【００２９】
また第１保持部材１６には、第１光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置される前記一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂを結ぶ方向に垂直な軸のまわりに第３ボイスコイル２９が巻回される。トラッキング駆動手段１２は、第３ボイスコイル２９と前記永久磁石片２１ａ，２１ｂとを用いて、対物レンズ４を第１光軸１９と垂直な第２の方向に駆動し、トラッキングを行う。トラッキング駆動手段１２の構成は、フォーカシング駆動手段１１と共用されているので、説明を省略する。一対の永久磁石片２１ａ，２１ｂの間に配置された第３ボイスコイル２９に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第３ボイスコイル２９との間で第１光軸１９に垂直な方向、かつ記録媒体２の１半径方向である矢符５２方向に作用する電磁力が発生するので、対物レンズ４を保持し、第１〜第４ばね部材２４，２５，２６，２７によって弾性支持される第１保持部材１６が、矢符５２方向に移動し、トラッキングが行われる。
【００３０】
図における記載を省略しているが、本実施の形態の光ピックアップ装置１においては、対物レンズ４と、フォーカシング駆動手段１１と、トラッキング駆動手段１２と、後述するレンズアセンブリ６の複数レンズのうちの第１レンズ３１とを含む光学ヘッドを、記録媒体２の１半径方向にステッピングモータなどによって駆動することによってもトラッキングが行われる。
【００３１】
レンズアセンブリ６は、第１光軸１９を有する第１レンズ３１と、第１光軸１９と垂直に交差する第２光軸３３を有する第２レンズ３２とを含む。本実施の形態では、第１および第２レンズ３１，３２は、複数のレンズからなるレンズ群で構成される。レンズアセンブリ６の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間に介在し、第１および第２光軸１９，３３上で、第１レンズ３１よりも光源３よりに、光反射手段３４が設けられる。光反射手段３４は、光源３からの光および記録媒体２からの反射光を９０度曲げて、第１光軸１９と第２光軸３３とを垂直に交差させる。前記第２レンズ３２は、光反射手段３４よりも光源３よりに配置され、光源３の光を光反射手段３４へ導くとともに光反射手段３４からの光を受光素子５へ導く。第１レンズ３１には、第１光軸１９まわりに巻回される第２ボイスコイル３０が設けられる。
【００３２】
本実施の形態の光ピックアップ装置１は、さらに第１レンズ３１を支持する第１支持体３６と、第２レンズ３２を支持する第２支持体３９とを含む。第１支持体３６は、第１光軸１９に垂直に延びる弾性材料からなる第１支持部材３７と、第１支持部材３７から第１光軸１９方向に光源３よりに間隔をあけて平行に設けられる弾性材料からなる第２支持部材３８とを含む。第１レンズ３１は、第２保持部材３５に保持され、第１および第２支持部材３７，３８の内周側端部は、第２保持部材３５に取付けられる。第１および第２支持部材３７，３８の外周側端部は、前記ヨーク２２ａ，２２ｂの内方、かつ永久磁石片２１ａ，２１ｂの光源３よりに設けられ、第１光軸１９に垂直に延びる第１固定部材４０に取付けられる。したがって、第１レンズ３１は、第１および第２支持部材３７，３８からなる第１支持体３６によって弾性支持される。
【００３３】
また本実施の形態では、第１支持部材３７と第２支持部材３８との第１光軸１９方向離間距離の略中央部に、第１レンズ３１（より詳しくは第１レンズ３１と第２ボイスコイル３０と第２保持部材３５とを合わせた集合部材）の重心が配置される。
【００３４】
第１および第２支持部材３７，３８は、通電可能なたとえばＢｅＣｕなどからなり、第１および第２支持部材３７，３８のいずれか一方に、第１レンズ３１の駆動を妨げることがない程度の通電可能なワイヤを設け、ワイヤによって第２ボイスコイル３０に通電することができる。
【００３５】
レンズ駆動手段７である第１駆動手段４１は、前記第１支持体３６と第２保持部材３５とを含み、第２ボイスコイル３０と、フォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２と共用する永久磁石片２１ａ，２１ｂとによって、第１レンズ３１を第１光軸１９方向に駆動し、記録媒体２の種類に対応した第１レンズ３１の位置決めを行う。第１および第２支持部材３７，３８のいずれか一方を通じて第２ボイスコイル３０に電流を流すことによって、永久磁石片２１ａ，２１ｂと第２ボイスコイル３０との間に第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生し、電磁力が推力となるので、第１レンズ３１を第１光軸１９方向に移動することができる。
【００３６】
第１レンズ３１は、第１光軸１９方向に間隔をあけて平行に設けられる第１および第２支持部材３７，３８によって支持されるので、第１レンズ３１を第１駆動手段４１によって、第１光軸１９方向に移動するとき、第１レンズ３１の第１光軸１９に対する傾斜の発生を防止することができる。また第１レンズ３１の重心が、第１支持部材３７と第２支持部材３８との第１光軸１９方向離間距離の略中央部に配置されるので、たとえば第１レンズ３１を含む光学ヘッドが、駆動されてトラッキングが行われるとき、第１レンズ３１に対して第１光軸１９に垂直な方向の推力が加わっても安定な状態が保たれて、第１光軸１９に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【００３７】
第２レンズ３２を第２光軸３３に沿って駆動するレンズ駆動手段７である第２駆動手段４２は、駆動用第１磁石片４３と、駆動用第１コイル４４と、駆動用第１ヨーク４５と、第２固定部材４６と、第１停止部材４７と、駆動用ばね部材４８とを含む。第２駆動手段４２は、第２光軸３３を含む平面内で、第２光軸３３に平行な軸線５０に沿って配置される。
【００３８】
駆動用第１磁石片４３は、前記軸線５０方向に着磁され、光ピックアップ装置１の機体に固定されている。駆動用第１磁石片４３よりも記録媒体２よりに配置される駆動用第１ヨーク４５には、前記軸線５０まわりに駆動用第１コイル４４が巻回される。駆動用第１コイル４４に電流を流すことによって、駆動用第１コイル４４の電流が流れる方向に垂直な方向に磁界が形成される。その磁界によって駆動用第１ヨーク４５が励磁されて、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力が増大する。駆動用第１ヨーク４５の記録媒体２側の端部には、駆動用ばね部材４８の一端部が接続され、また駆動用ばね部材４８の他端部は、駆動用第１ヨーク４５から離間して予め定める位置に配置される第２固定部材４６に接続される。第１停止部材４７は、第２固定部材４６と駆動用第１ヨーク４５との間の予め定める位置に配置される。第２固定部材４６および第１停止部材４７は、光ピックアップ装置１の機体に固定される。
【００３９】
第２レンズ３２は、第２支持体３９に支持され、第２支持体３９には、貫通孔５１が形成される。貫通孔５１には第２光軸３３方向に沿って延びる案内軸４９が挿通され、案内軸４９は、第２レンズ３２の第２光軸３３方向の移動を阻害しない位置において光ピックアップ装置１の機体に固定される。また、第２支持体３９は、第２レンズ３２を支持するとともに、案内軸４９に関して第２レンズ３２の反対側において駆動用第１ヨーク４５に固定される。したがって、駆動用第１ヨーク４５が第２支持体３９とともに移動するとき、第２支持体３９に支持される第２レンズ３２は、案内軸４９に案内されて駆動用第１ヨーク４５と一体に第２光軸３３方向に移動することができる。
【００４０】
前述のように、駆動用第１コイル４４に電流が流されたとき、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力が増大する。この吸引力が駆動用ばね部材４８の収縮力よりも大きいとき、駆動用第１ヨーク４５は駆動用第１磁石片４３に当接する位置まで、案内軸４９に案内されて移動する。駆動用第１ヨーク４５と第２レンズ３２とは、第２支持体３９によって固定されて一体に移動するので、第２レンズ３２は、第２光軸３３方向に記録媒体２側から光源３側に向って移動し、駆動用第１ヨーク４５が駆動用第１磁石片４３に当接する位置において位置決めされる。
【００４１】
図４は、第２レンズ３２が、第２駆動手段４２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、位置決めされた状態を示す図である。駆動用第１コイル４４への通電を停止したとき、駆動用第１コイル４４への通電によって形成されていた磁界がなくなるので、駆動用第１ヨーク４５も励磁されなくなり、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力は、駆動用第１コイル４４に通電していた場合に比べて小さくなる。したがって、駆動用ばね部材４８の収縮力が、駆動用第１ヨーク４５と駆動用第１磁石片４３との間の吸引力よりも大きくなり、駆動用第１ヨーク４５は、駆動用ばね部材４８の収縮力によって、案内軸４９に案内されて第１停止部材４７に当接する位置まで移動する。このことによって、駆動用第１ヨーク４５と一体に移動する第２レンズ３２は、第２光軸３３方向に光源３側から記録媒体２側に向って移動し、駆動用第１ヨーク４５が第１停止部材４７に当接する位置において位置決めされる。
【００４２】
第２駆動手段４２の位置決めは、オープンループ制御であり、第２レンズ３２の位置を検出する位置検出器および位置検出器の検出出力をフィードバックするための回路などは、設けられていない。したがって、部品点数が少なく、装置の組立てが容易であり、消費電力の低減および製造コストの低減が実現される。
【００４３】
図５は高密度用記録媒体６１の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図であり、図６は低密度用記録媒体６２の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。本実施の形態では、第１レンズ３１の第１光軸１９と第２レンズ３２の第２光軸３３とは、前述のように光反射手段３４によって光が曲げられるので９０度に交差するけれども、図５および図６では第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置の理解を容易にするために、簡略化して直列に図示している。
【００４４】
高密度用記録媒体６１は、たとえば、情報面を保護する保護層（以後、カバーガラスと呼ぶ）の厚みが０．１ｍｍのデジタル光ディスクであり、高密度用記録媒体６１の記録または再生には、光源３の波長：４０５ｎｍ、対物レンズ４のＮＡ：０．８５が用いられる。低密度用記録媒体６２は、たとえば、カバーガラス厚みが０．６ｍｍのＤＶＤであり、このような低密度用記録媒体６２の記録または再生には、光源３の波長：６５０ｎｍ、対物レンズ４のＮＡ：０．６が用いられる。記録または再生の対象とする記録媒体の種類が異なり、そのカバーガラス厚みが異なるとき、第１レンズ３１と第２レンズ３２とが配置される間隔を変化させて、カバーガラス厚みの差に基づく球面収差を補償する。
【００４５】
記録または再生の対象とする記録媒体が、カバーガラス厚みの薄い高記録密度用記録媒体６１であるとき、前述のように駆動用第１コイル４４に電流が流されて、駆動用第１ヨーク４５が、駆動用第１磁石片４３に当接する位置に、第２レンズ３２の位置決めがなされる。このときの第２レンズ３２と第１レンズ３１との間隔をＤ１とする。
【００４６】
一方、記録または再生の対象とする記録媒体が、カバーガラス厚みの薄い高密度用記録媒体６１からカバーガラス厚みの厚い低記録密度用記録媒体６２に変更されたとき、前述のように駆動用第１コイル４４への通電が停止されて、駆動用第１ヨーク４５が第１停止部材４７に当接する位置まで移動し、第２レンズ３２の位置決めがなされる。このときの第２レンズ３２と第１レンズ３１との間隔をＤ２とする。
【００４７】
高密度記録媒体６１を記録または再生する場合の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔Ｄ１は、低密度記録媒体６２を記録または再生する場合の第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔Ｄ２よりも大きい。第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動し、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置される間隔を、記録媒体のカバーガラス厚みに応じてＤ１またはＤ２のいずれかに選定することによって、記録媒体の種類が異なりカバーガラス厚みが異なることに基づく球面収差の補償を行うことができる。
【００４８】
ただし、前述のように第２駆動手段４２はオープンループ制御であるので、第２レンズ３２の位置決めされる位置は、製造誤差および組立て誤差などによって、第２レンズ３２が移動するごとにばらつきを有する。したがって、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動するだけでは、記録媒体の種類が異なることに基づく球面収差を最小にすることは困難であり、第１駆動手段４１によってさらに第１レンズ３１を移動させて、調整することが必要である。
【００４９】
記録媒体が有するカバーガラス厚みの差には、前述の記録媒体の種類が異なることに基づく差と、記録媒体の種類は同じであるけれども記録媒体の個体ごとの製造誤差に基づく差および１つの記録媒体内において存在する厚み変動としての製造誤差に基づく差がある。記録媒体の種類が同じである場合のカバーガラス厚みの製造誤差に基づく球面収差については、第１駆動手段４１によって第１レンズ３１を駆動させて補償する。
【００５０】
第１駆動手段４１は、第２ボイスコイル３０に流される電流値の制御によって、第２ボイスコイル３０と永久磁石片２１ａ，２１ｂとの間に第１光軸１９方向に作用する電磁力の大きさが制御される。第２ボイスコイル３０に流される電流値によって定まる前記電磁力の大きさと、第１レンズ３１を支持する弾性材料からなる第１支持体３６を弾性変形させる力とがつりあう位置に、第１レンズ３１が位置決めされる。
【００５１】
第１および第２レンズ３１，３２の第１および第２光軸１９，３３方向における位置決めは、球面収差が最小となるように、第１および第２駆動手段４１，４２によって、第１および第２レンズ３１，３２が駆動されて行われる。
【００５２】
第１および第２レンズ３１，３２を位置決めする目標となる球面収差が最小となる位置は、たとえば次のようにして求めることができる。記録媒体２の記録面から再生した信号であるＲＦ信号に現れるジッタ値を検出して処理回路に入力し、処理回路によってジッタ値が最小となるような出力を第１および第２駆動手段４１，４２に与えて駆動を制御することによって、球面収差が最小となる第１および第２レンズ３１，３２の位置決めを実現できる。
【００５３】
また第１レンズ３１は第１光軸１９に沿って移動し、第２レンズ３２は、第１光軸１９と垂直に交差する第２光軸３３に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズ３１と第２レンズ３２とを光ピックアップ装置１内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、光ピックアップ装置１の全体構成を薄型化することができる。また球面収差の補償に必要なレンズアセンブリ６の移動を、第１レンズ３１を駆動する第１駆動手段４１と第２レンズ３２を駆動する第２駆動手段４２とによって行う。このことによって、第１および第２レンズ３１，３２がそれぞれ負担する移動量を、レンズアセンブリ６の各レンズを１つの駆動手段で駆動する場合の移動量に比べて小さくすることができるので、位置決め精度を向上することができる。また、第１および第２駆動手段４１，４２を同時に駆動することによって、第１および第２レンズ３１，３２の位置決めまでの所要時間を短くすることができる。
【００５４】
図５および図６では、高記録密度の記録媒体と低密度記録媒体の例であるＤＶＤに関して説明したが、低密度記録媒体は、ＤＶＤに限定されることなく、ＣＤおよび記録層が光軸方向に２層または多層存在する記録媒体であってもよい。
【００５５】
図７は、カバーガラス厚み誤差と、波面収差およびレンズ間隔可変量との関係を示す図である。図７を用いて第１および第２レンズ３１，３２の移動と波面収差の補償について説明する。図７には、記録媒体のカバーガラス厚み：０．１ｍｍ、記録または再生に使用する光源の波長：４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ：０．８５の条件において、第１および第２レンズ３１，３２を移動させて波面収差の補償を行う場合の例を示す。図７に示す波面収差は、ほとんど球面収差によって占められるので、ほぼ球面収差に等しい。
【００５６】
図７において、縦軸に示す波面収差λは、光源の波長λに対する比によって表されることを意味する。図７において、縦軸に示すレンズ間隔可変量とは、第２レンズ３２が第２駆動手段４２によって駆動されて位置決めされ、第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔が、前記Ｄ１またはＤ２に定められた後、さらに第１レンズ３１が、第１駆動手段４１によって駆動されて、第１レンズ３１と第２レンズ３２との間隔がＤ１またはＤ２から変化する増加分または減少分を意味する。
【００５７】
図７中の第１直線７１は、カバーガラス厚みの誤差と第１および第２レンズ３１，３２の前記レンズ間隔可変量との関係を示す直線である。図７中の第１曲線７２は、前記レンズ間隔可変量の関係に従って第１レンズ３１を移動させることによって、カバーガラス厚みの誤差に基づいて発生する波面収差を減少させることのできる最小値を示す。第１曲線７２ともう一つの第２曲線７３との間に斜線を施して示される範囲は、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動させた場合に発生する波面収差のばらつきの範囲を示す。
【００５８】
記録媒体の種類が異なることに基づくカバーガラス厚みの差に基づく波面収差対しては、まず第２駆動手段４２によって、第２レンズ３２を移動させて第２光軸３３上の予め定められた位置に位置決めをして補償する。前述のように第２駆動手段４２は、オープンループ制御なので、製造誤差、組立て誤差および経時変化などによって、移動のたびごとに第２レンズ３２の位置決めされる位置にばらつき、すなわち波面収差にばらつきが生じる。記録媒体のカバーガラス厚みの誤差が、図７中に示す点７４であるとする。第２駆動手段４２によって第２レンズ３２を移動させたとき、第２レンズ３２の位置決めされた位置によるばらつきがあるので、波面収差は、図７中の斜線を施した範囲内のいずれかの点たとえば点７５となる。
【００５９】
点７５の波面収差を補償するために第１レンズ３１を移動させる移動量は、直線７１上の点７６に対応する縦軸上のレンズ間隔可変量点７７である。第１レンズ３１を第１駆動手段４１によって点７７で与えられるレンズ間隔可変量を移動させることによって、波面収差は補償されて、最小値である第１曲線７２上の点７８となる。このときの波面収差は、点７８に対応する縦軸上の点７９によって与えられる。
【００６０】
図８は、記録媒体のカバーガラス厚みが４０μｍ異なる場合、第１および第２レンズ３１，３２の移動量の組合せと球面収差補償の適否との関係を示す図である。カバーガラス厚みが４０μｍ異なる記録媒体に変更した場合、第１レンズ３１の移動量と第２レンズ３２との移動量の組合せを種々に変化させて、球面収差補償の適否について検討した。結果を図８に示す。図８の例に用いた記録または再生に使用する光源の波長：４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡ：０．８５である。
【００６１】
装置の小型化、第１レンズ３１と第２レンズ３２の位置決めの高速化を考えると、本実施例においては図８中の○印の移動量の組合せが好ましい。理由としては第１レンズ３１の移動量が第２レンズ３２の移動量よりも小さいので、第１レンズ３１を収納許容空間の小さな対物レンズ４近傍に収納することができる。
【００６２】
このことによって、光ピックアップ装置１全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。また移動距離を小さくすれば駆動する力を小さくすることができるので、高速に駆動が可能となる。したがって、１枚の記録媒体内において存在するカバーガラス厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。また第２駆動手段４２の移動量を大きくし、かつオープンループの駆動を行えば、装置の小型化および駆動の高速化が可能であり、かつセンサーが不必要となり周辺の回路等を削減できる。
【００６３】
図９は、本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置８１は、実施の第１形態の光ピックアップ装置１と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置８１は、第２駆動手段８２を含む。本実施の形態において注目すべきは、第２駆動手段８２が、第２レンズ３２が位置決めされる係止部を３つ備える点である。
【００６４】
第２レンズ３２を第２光軸３３に沿って駆動するレンズ駆動手段７である第２駆動手段８２は、駆動用第２磁石片８３と、駆動用第２コイル８４と、駆動用第２ヨーク８５と、第２停止部材８６と、可動片８７とを含む。可動片８７には、光源３側の端部に板ばね部材８８が設けられ、板ばね部材８８の遊端部には突起部材８９が設けられる。また可動片８７には、第２支持体３９が固定され、可動片８７は、第２レンズ３２および第２支持体３９とともに移動することができる。第２駆動手段８２は、第２光軸３３を含む平面内で第２光軸３３に平行な軸線５０に沿って配置される。
【００６５】
駆動用第２ヨーク８５は、鉄などの磁性材料からなる断面形状がＬ字状を有する部材であり、光ピックアップ装置８１の機体に固定される。駆動用第２ヨーク８５の軸線５０に対して垂直に延びる垂直部材８５ａの端部付近には、駆動用第２磁石片８３が固定される。駆動用第２ヨーク８５の軸線５０に対して平行方向に延びる水平部材８５ｂの光源３側の端部には、第２停止部材８６が取付けられる。第２停止部材８６には、突起部材８９を係止して、第２レンズ３２を位置決めする第１〜第３係止部９０，９１，９２が、第２光軸３３方向に、軸線５０に沿って光源３側から記録媒体２側に向って、この順序で形成される。
【００６６】
駆動用第２磁石片８３は、軸線５０に垂直な方向に着磁され、前述のように駆動用第２ヨーク８５の垂直部材８５ａに固定される。可動片８７には、軸線５０まわりに駆動用第２コイル８４が巻回される。駆動用第２コイル８４に電流が流されるとき、駆動用第２コイル８４を含む平面内において、駆動用第２コイル８４の内方には軸線５０に垂直な方向に磁界が形成され、その磁界によって駆動用第２コイル８４には軸線５０の方向に推力が発生する。その推力によって、可動片８７，第２支持体３９および第２レンズ３２が、軸線５０方向に駆動される。
【００６７】
図１０は第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第２係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図であり、図１１は第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第３係止部９２に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【００６８】
駆動用第２コイル８４に電流を流すことによって、駆動用第２コイル８４に、軸線５０に平行でかつ記録媒体２側に向う方向に推力が発生するとき、第２レンズ３２は光源３側から記録媒体２側に向って移動する。このとき可動片８７に設けられた板ばね部材８８は、可動片８７が移動するのにともない弾性変形して撓むので、突起部材８９は第１係止部９０から第２係止部９１に移動することができる。突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだとき、駆動用第２コイル８４への通電を停止すれば、可動片８７は、突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだ位置に位置決めされる。すなわち、可動片８７と一体に移動する第２レンズ３２も、突起部材８９が第２係止部９１にはまり込んだ位置に位置決めされる。
【００６９】
さらに、駆動用第２コイル８４への通電を行うと、可動片８７が光源３側から記録媒体２側に向って移動し、前述のように突起部材８９は第３係止部９２まで移動することができるので、第２レンズ３２は突起部材８９が第３係止部９２にはまり込んだ位置に位置決めされる。
【００７０】
駆動用第２コイル８４に流す電流の方向を、前述の方向と逆にすることによって、駆動用第２コイル８４に軸線５０に平行でかつ光源３側に向う方向に推力が発生するので、駆動用第２コイル８４の巻回された可動片８７は、すなわち第２レンズ３２は、前述の方向とは逆方向である記録媒体２側から光源３側に向って移動し、第３係止部９２から第１係止部９０までの任意の位置に位置決めされる。このことによって、記録媒体の種類が異なるとき、記録媒体のカバーガラス厚みに対応した位置に、より精度よく第２レンズ３２の位置決めをすることができる。
【００７１】
以上に述べたように、本発明の第１および第２の実施の形態では、レンズアセンブリ６の各レンズを個別的に移動する駆動手段７は、第１および第２駆動手段４１，４２の２つであるけれども、これに限定されることなく、２つを超える駆動手段を有する構成であってもよい。また、第１レンズ３１と第２レンズ３２とは、第１光軸１９と第２光軸３３とが垂直に交差する配置であるけれども、これに限定されることなく、第１および第２レンズ３１，３２は、第１光軸１９と第２光軸３３とが任意の角度で交差する配置であってもよく、また直列に配置されてもよい。また、第１および第２レンズ３１，３２は、複数枚のレンズで構成されるけれども、これに限定されることなく、第１および第２レンズは単一枚のレンズで構成されてもよい。また、第２駆動手段４２によって第２レンズ３２の位置決めされる位置は、２または３であるけれども、これに限定されることなく、３を超える位置に位置決めされる構成であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズアセンブリの各レンズを個別的に変位させることによって、移動距離を小さくすることができるので、位置決め精度を向上することが可能である。また、各レンズを同時に駆動することができるので、位置決めまでの時間を短くすることが可能である。また永久磁石片が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの外方に配置され、フォーカシング駆動手段と第１駆動手段とによって共用されるので、永久磁石片およびヨークなどの部品点数を少なくして装置全体を小型軽量化できるとともに、組立てを容易にし、低消費電力および製造コスト低減を実現することができる。また第１レンズと第２レンズとの移動量が異なるので、種類の異なる記録媒体の記録または再生を行うとき、保護層の厚みの差によって発生する球面収差を、移動量が大きい方のレンズによって補償し、保護層の厚みの製造誤差に基づいて発生する球面収差を、移動量が小さい方のレンズで補償することができる。さらに移動量が小さい方のレンズは、高速で駆動することができるので、１枚の記録媒体内において存在する保護層の厚みの製造誤差に基づく球面収差を高速で補償し、信号の劣化を抑制することができる。
【００７３】
また本発明によれば、第１レンズは、記録媒体の回転軸線に沿う方向にある第１光軸に沿って移動し、第２レンズは、光反射手段によって光軸の方向が変更されて第１光軸と交差する第２光軸に沿って移動する。このことによって、対物レンズの光軸方向に対して直列にレンズアセンブリの第１および第２レンズの移動範囲を大きく設ける必要がなくなるので、第１レンズと第２レンズとを装置内に収納する場所の取合いの問題を解決することができ、装置の全体構成を薄型化することができる。
【００７６】
また本発明によれば、第１レンズの移動量が、第２レンズの移動量よりも小さいので、移動量が小さい第１レンズを収納許容空間の小さな対物レンズの近傍に収納することができる。このことによって、装置全体を薄くすることが可能となり、装置使用者の利便性が向上する。
【００７７】
また本発明によれば、第１または第２レンズは、光軸方向に間隔をあけて互いに平行に設けられる第１および第２支持部材によって支持されるので、第１または第２レンズを光軸方向に移動するとき、光軸に対する傾斜の発生を防止することができる。
【００７８】
また本発明によれば、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が、第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に配置されるので、第１または第２レンズが、光軸に垂直な方向に移動するとき、駆動の推力が加わっても安定な状態を保つことができる。このことによって、レンズアセンブリの第１レンズまたは第２レンズが、光軸に垂直な移動するとき、光軸に垂直な方向の軸線まわりに角変位する共振モードの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】光ピックアップ装置１に含まれるフォーカシング駆動手段１１およびトラッキング駆動手段１２の構成を簡略化して示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】第２レンズ３２が、第２駆動手段４２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動した状態を示す図である。
【図５】高密度用記録媒体６１の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。
【図６】低密度用記録媒体６２の記録または再生を行う場合の、第１レンズ３１と第２レンズ３２との配置を簡略化して示す図である。
【図７】カバーガラス厚み誤差と、波面収差およびレンズ間隔可変量との関係を示す図である。
【図８】記録媒体のカバーガラス厚みが４０μｍ異なる場合、第１および第２レンズ３１，３２の移動量の組合せと球面収差補償の適否との関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態である光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図１０】第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第２係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【図１１】第２レンズ３２が、第２駆動手段８２によって、光源３側から記録媒体２側の方向に向って移動し、第３係止部９１に突起部材８９が係止されて位置決めされた状態を示す図である。
【符号の説明】
１，８１ 光ピックアップ装置
２ 記録媒体
３ 光源
４ 対物レンズ
６ レンズアセンブリ
７ レンズ駆動手段
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３６ 第１支持体
３９ 第２支持体
４１ 第１駆動手段
４２，８２ 第２駆動手段
Claims (5)
- 情報信号が光学的に記録される光透過層を有する記録媒体用の光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を前記情報記録媒体上に集光させる対物レンズと、
対物レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第１ボイスコイルと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、少なくとも２つの第１および第２レンズを有し、各レンズが個別に光軸に沿って変位可能なレンズアセンブリと、
レンズアセンブリの第１レンズに設けられ、光軸まわりに巻回される第２ボイスコイルと、
第１および第２ボイスコイルの外方に配置され、光軸に垂直な方向に磁極を有する一対の永久磁石片と、
第１ボイスコイルの電流を変化させ、前記対物レンズを光軸方向に平行な第１の方向に移動させてフォーカシングを行うフォーカシング駆動手段と、
対物レンズを光軸と垂直な第２の方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
前記光透過層の厚さおよび光学系の各光学面で発生する球面収差を減少させるようにレンズアセンブリの各レンズを個別に光軸に沿って変位させる駆動手段であって、第２ボイスコイルに電流を与えて記録媒体の種類に対応した第１レンズの位置決めを行う第１駆動手段と、第２レンズを光軸に沿って駆動し、記録媒体の種類に対応した位置決めを行う第２駆動手段とを含み、
第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量と、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量とが、異なることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 記録媒体の軸線を含む平面内で、その軸線に平行な光軸を有するレンズアセンブリの第１レンズと、
光軸上で第１レンズよりも光源よりに配置される光反射手段と、
前記光反射手段よりも光源よりに配置される前記レンズアセンブリの第２レンズとを含むことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。 - 第１駆動手段によって駆動される第１レンズの移動量が、第２駆動手段によって駆動される第２レンズの移動量よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
- 第１レンズを支持する第１支持体と、
第２レンズを支持する第２支持体とをさらに含み、
第１および第２支持体の少なくともいずれか一方は、
光軸に垂直な方向に延びる弾性材料からなる第１支持部材と、
第１支持部材から光軸方向に間隔をあけて平行に設けられる弾性材料からなる第２支持部材とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 第１支持部材と第２支持部材との光軸方向離間距離の略中央部に、第１レンズまたは第２レンズのいずれか一方の重心が配置されることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
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