JP3651138B2

JP3651138B2 - 光ディスク装置の対物レンズ駆動装置

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Publication number: JP3651138B2
Application number: JP23732896A
Authority: JP
Inventors: 清志眞能; 健二金子; 俊夫渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH1064071A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置において光ディスクの情報面へ光を用いて情報記録再生する際に、光を通す対物レンズの駆動装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスク装置は、光学ピックアップから出射されるレーザ光がディスク面に対して垂直に入射した場合に、集束スポットに収差が極力生じないように光学設計されている。
ところが、実際の光ディスク装置においては、ターンテーブルの回転時の軸振れ及び光ディスク単体のそり等により、信号の記録再生時に入射ビームとディスク面との角度ずれ現象（以後、スキューと記す）が生じる。
光ディスクに信号を高密度に記録すればするほど、このスキューに起因するコマ収差が信号の読み書きに与える悪影響が大きいため、光ディスクの高密度化を図る際にはこのディスクスキューを低減させる、又は何らかの手法で光学的に補正する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまでの光ディスク装置、例えばレーザディスクの様なディスク径が大きくディスクスキューが多く発生するような光ディスク装置においては、図２６に示すような機構が提案されてきた。これはディスクスキュー角θが生じた場合に、光学ピックアップ１１１３をメカデッキ１１１４上にスライド移動可能に設置された光学ピックアップのベース１１１５上の回転軸１０１６を中心に角度θだけ回転させることにより、レーザ光をディスク面１０００に垂直入射させる方式である。
しかしながら、この方式では大きい光学ピックアップ１１１３を傾動させなければならないため、消費電力が大きくなる他、高速で傾動させることが容易でないためレーザディスクの回転に同期したスキューのＡＣ成分（光ディスクの反りが回転ごとに出る時間的変動分）を補正することは困難であった。
【０００４】
このような問題に対し、図２７に示すようなレンズ１００２の光軸とディスク面とが常に垂直になるように対物レンズ１００２とプリズム・ミラー群（図示せず）のみを、傾動制御することが提案されている（特開平５−６５５５号公報）。この方式を採用すれば、可動部１１９０は対物レンズ２、プリズム、ミラー及びそれらを保持する筐体のみであるので、スキュー制御に要する電力が少なくて済む上、高速動作が可能であるためディスクスキューのＡＣ成分を補正することが可能になる。
【０００５】
ところが、スキューを補正するために傾動動作を行う場合、可動部１１９０は低い周波数帯（トラッキング方向の１次共振周波数ｆｔｒよりも低い場合）においては、図２８（ａ）に示すように光軸１１１７と板バネ１１１８の取り付け高さ位置との交点を回転中心ＥＺとする回転運動のモーメント力Ｍｒｓになる。
一方、高い周波数帯（トラッキング方向の１次共振周波数ｆｔｒより高い場合）においては、可動部１１９０は図２８（ｂ）に示すように可動部１１９０の重心位置Ｇを中心とした回転運動のモーメント力Ｍｒｓになる。従ってラジアルスキューを補正するために可動部１１９０を傾動動作をさせた場合、図２８（ａ)(ｂ）のいずれの場合も対物レンズ１００２の主点位置Ｏは矢印ＡＲで示すようにディスクの半径方向に動いてしまい、この主点位置Ｏの移動はトラッキングサーボに対して外乱となるため、通常の２軸アクチュエータを用いた場合以上にトラッキングサーボゲインが必要とされる。
さらに、図２９に示すように低い周波数帯においては、トラッキング動作時に、可動部１１９０は、板バネ１１１８の取り付け位置と光軸１１１７との交点ＥＺ回りに回転運動のモーメント力Ｍｒｓを生じるためにラジアルスキューサーボに対して外乱を与えることになる。
従って、ラジアルスキューサーボとトラッキングサーボとが相互に外乱を及ぼし合うことになり、制御不安定の要因になる。
【０００６】
また、特開平５−６５５５号公報においては、信号の読み書き用のレーザとは別の光源及び光学系をスキュー検出用に備えているために、ピックアップ本体を小型でかつ低価格にて提供する場合の妨げとなる。さらに図２７の可動部１１９０が１枚の円筒状の板バネ１１１８により支持されるため、アクチュエータの駆動感度が低下するといった問題があった。
可動部１１９０は薄い板バネ１１１８によって支持されているので、外部から強い衝撃が加わった場合に板バネ部の塑性変形を起こしてアクチュエータの性能を損なう可能性もある。
そこで本発明は上記課題を解消し、対物レンズの光軸と光ディスクとの適正な角度からのずれを簡便に補正することができる光ディスク装置の対物レンズ駆動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、光ディスク装置の光ディスクの情報面へ光を用いて情報を記録再生する際に、光を通す対物レンズの駆動装置において、通電することにより、対物レンズを有する可動部を、対物レンズを光ディスクに遠ざかったり近づいたりするフォーカス方向に直線移動し、光ディスクのスキュー発生量に応じてラジアルスキュー方向とタンジェンシャルスキュー方向に傾動するための複数の第１コイルと、通電することにより、対物レンズを有する可動部を、光ディスクのトラックを横切るトラッキング方向に移動するための複数の第２コイルと、可動部の下部に離間して配置されている固定部と、可動部と固定部との間で一端側が固定部に他端側が可動部にそれぞれ取り付けられ、可動部を固定部に対して弾性的に保持する複数のサスペンションとを備え、サスペンションは、板厚が薄い部分と肉厚部分とからなり、光ディスクのトラック方向にそって薄い部分と肉厚部分が平行にされた板状部材であり、可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、サスペンションの他端側の可動部に対する取り付け位置の固定部の上面からの高さをＨとすると、Ｈは、可動部の重心の固定部の上面からの高さと概ね一致している、光ディスク装置の対物レンズ駆動装置により、達成される。
本発明では、可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、しかもサスペンションの可動部に対する取り付け高さが、可動部の重心と概ね一致していることから、トラッキング方向の一次共振周波数よりも低い周波数の外乱に対してトラッキングサーボ動作させる場合に、可動部がラジアルスキュー方向に傾いてしまうのを極力抑えることができる。また、サスペンションの構成を採用することによって、対物レンズのトラック方向への不要な動きを抑え、安定したフォーカス、トラッキング及びラジアルスキューサーボ、タンジェンシャルスキューサーボを実現できる。また、４自由度方向には、従来と同程度のばね定数で可動部を支持しつつ、トラック方向への剛性を強化することができる。
また、このことから、逆にトラック方向への剛性を従来と同程度確保した場合、４自由度方向へのばね定数を下げることができるため、駆動装置の駆動感度を向上できる。
【０００９】
上記目的は、本発明にあっては、光ディスク装置の光ディスクの情報面へ光を用いて情報を記録再生する際に、光を通す対物レンズの駆動装置において、通電することにより、対物レンズを有する可動部を、対物レンズを光ディスクに遠ざかったり近づいたりするフォーカス方向に直線移動し、光ディスクのスキュー発生量に応じてラジアルスキュー方向とタンジェンシャルスキュー方向に傾動するための複数の第１コイルと、通電することにより、対物レンズを有する可動部を、光ディスクのトラックを横切るトラッキング方向に移動するための複数の第２コイルと、可動部の下部に離間して配置されている固定部と、可動部と固定部との間で一端側が固定部に他端側が可動部にそれぞれ取り付けられ、可動部を固定部に対して弾性的に保持する複数のサスペンションとを備え、サスペンションは、板厚が薄い部分と肉厚部分とからなり、光ディスクのトラック方向にそって薄い部分と肉厚部分が平行にされた板状部材であり、可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、サスペンションの他端側の可動部に対する取り付け位置の固定部の上面からの高さをＨとすると、Ｈは、対物レンズの主点位置の固定部の上面からの高さと概ね一致している、光ディスク装置の対物レンズ駆動装置により達成される。
本発明では、可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、サスペンションの可動部に対する取り付け高さが、対物レンズの主点位置の高さと概ね一致しているので、トラッキング方向の一次共振周波数よりも低い周波数の外乱に対してラジアルスキューサーボ動作させる場合に、対物レンズの主点位置が、ディスクの半径方向（トラッキング方向）に動いてしまうことによりトラッキングサーボに外乱が発生するのを抑えることができる。
【００１０】
上記目的は、本発明にあっては、可動部の重心位置が、上記対物レンズの主点位置と概ね一致している光ディスク装置の対物レンズ駆動装置により達成される。
本発明では、可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、可動部の重心位置が対物レンズの主点位置と概ね一致しており、サスペンションの可動部に対する取り付け高さが、可動部の重心及び対物レンズの主点位置の高さと概ね一致していることから、対物レンズはフォーカス、トラッキング、ラジアルスキュー、タンジェンシャルスキューの４自由度方向の機械的な干渉を極力防いで４自由度方向に独立して安定動作させることができる。
【００１１】
上記目的は、本発明にあっては、可動部は、光ディスクと対物レンズとの相対的な傾きを検出するためのスキューセンサを備え、スキューセンサは、光ディスクの情報面の信号を読み取るための読み取り光学系に用いられている光の波長と異なる波長を有する光を発生する光発生手段と、この光発生手段からの光を通し、読み取り光学系に用いられている光を遮蔽する光学フィルタと、光学フィルタを通った光発生手段からの光を受光する受光手段と、を備える光ディスク装置の対物レンズ駆動装置により、達成される。
本発明では、スキューセンサの光学フィルタが、スキューセンサの光発生手段からの光は通すが、光ディスクの情報面の信号を読み取るための読み取り光学系の光は遮蔽するので、スキューセンサは、読み取り光学系に用いられている光に邪魔されずに、光ディスクと対物レンズとの相対的な傾きを確実に検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の対物レンズ駆動装置を備えた光ディスク装置の一例を示している。図１の光ディスク装置２００は、対物レンズ駆動装置１００と再生光学系１５０及び光ディスクＤの駆動部１９０等を備えている。
駆動部１９０はチャッキング部１９１とモータ１９２を備えており、チャッキング部１９１には、光ディスクＤを着脱可能に取付けることができる。モータ１９２は、チャッキング部１９１と光ディスクＤを連続回転させることができる。
【００１６】
対物レンズ駆動装置１００は、対物レンズ２を光ディスクＤのディスク面ＤＰに対して移動するための装置である。この対物レンズ駆動装置１００の付近には、再生光学系１５０が配置されている。
この再生光学系１５０は、光ディスクＤのディスク面ＤＰに記録されている情報信号を再生する光学系である。再生光学系１５０は、レーザダイオード１５１、コリメータレンズ１５２、グレーティング１５３、λ／２板（１／２波長板）１５４、偏光ビームスプリッタ１５５、λ／２板１５６、集光レンズ１５７、円筒レンズ及び凹レンズ１５８、８分割のフォトディテクタ１６０、フロントモニター用フォトディテクタ１５９、λ／４板１６１等を備えている。
【００１７】
レーザダイオード１５１は、例えば６５０ｎｍの波長のレーザ光Ｌを発生するもので、レーザ光Ｌはコリメータレンズ１５２により平行光にされて、グレーティング１５３とλ／２板１５４を通り偏光ビームスプリッタ１５５に至る。偏光ビームスプリッタ１５５は、このレーザ光Ｌの一部をフロントモニター用フォトディテクタ１５９に導くとともにレーザ光Ｌの残部を対物レンズ２側に導く。フロントモニター用フォトディテクタ１５９は、レーザダイオード１５１の出力をモニターするためのディテクタである。
【００１８】
対物レンズ２は、レーザ光Ｌをディスク面ＤＰに集束して照射する。そしてディスク面ＤＰからの戻り光は、λ／４板１６１を通り偏光ビームスプリッタ１５５で反射されてλ／２板１５６を通り集光レンズ１５７で集光され、かつ円筒レンズ及び凹レンズ１５８により更に集光されて、８分割のフォトディテクタ１６０に導かれるようになっている。
８分割のフォトディテクタ１６０は、図５にパターン配置例を示している。フォトディテクタ１６０は、ディテクタ１６０Ａ〜１６０Ｈからなる。ディテクタ１６０Ａ〜１６０Ｄは正方形状であり、ディテクタ１６０Ｅ〜１６０Ｈは長方形状である。
【００１９】
次に、図１の対物レンズ駆動装置１００の構造を、図２と図３を参照して詳しく説明する。
図２は、図１の対物レンズ駆動装置１００の構造を更に詳しく示す側面図であり、図３はその駆動装置１００の平面図である。
対物レンズ２は、図１のレーザ光ＬのスポットＳＰをディスク面ＤＰに形成するためのレンズである。対物レンズ駆動装置１００は、対物レンズ２、ボビン（可動部）５、複数のフォーカスコイル６−ａ，６−ｂ，６−ｃ，６−ｄ、トラッキングコイル７ａ，７ｂ、ベースＢＡ、４本のサスペンション８、タンジェンシャルスキューセンサ３、ラジアルスキューセンサ４等を備えている。
可動部であるボビン５は、例えばプラスチック等により作られており、図３で見て長方形状を有している。このボビン５の図３で見て中心には対物レンズ２が搭載されている。
タンジェンシャルスキューセンサ３とラジアルスキューセンサ４は、図３の平面図においてボビン５の中心軸ＣＬＬにほぼそって設けられているが、これらのセンサ３，４は図３においてややフォーカスコイル６−ａ，６−ｃ側に変位して配置されている。
ラジアルスキューセンサ４とタンジェンシャルスキューセンサ３は、対物レンズ２と光ディスクＤのディスク面ＤＰ（図１参照）との相対角度を検出するセンサである。
【００２０】
４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄは、図３のボビン５の上面において、それぞれほぼ四隅に配置されている。これらのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄは、通電することにより、ボビン５及び対物レンズ２をフォーカス方向ＦＣＳに直線移動し、又はボビン５と対物レンズ２をラジアルスキュー方向ＲＳＤとタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤに傾動させるための駆動コイルである。
２つのトラッキングコイル７−ａ，７−ｂは、ボビン５の短辺側にそれぞれ取付けられている。このトラッキングコイル７−ａ，７−ｂは、通電することにより、ボビン５及び対物レンズ２をトラッキング方向ＴＲＫにそって直線移動させるための駆動コイルである。
ボビン５は、４つのサスペンション８を備えている。４つのサスペンション８が、ボビン５とベースＢＡとの間に設けられている。特徴的なのは、４つのサスペンション８は、ボビン５の対物レンズ２の光軸ＯＰＬに関して対称位置に配置されており、かつサスペンション８の上部の取付部８ａが対物レンズ２の主点１０と同じ高さＨ、すなわちベースＢＡの上面に対して同じ高さＨに設定されていることである。
【００２１】
図９と図１０はサスペンション８の一部を示しており、図９と図１０のサスペンション８は、例えば弾性、機械的特性に優れ、屈曲疲労性も良好な熱可塑性エラストマー（例：東レ株式会社のハイトレル）展延性が良い高性能ばね材であるりん青銅、ステンレス鋼により作られている。図９のサスペンション８は板状で厚み８Ｗを有し、部分的に肉厚部８ｄとなっている。この肉厚部８ｄは、光ディスクのトラック方向ＴＤ（図３参照）にそって形成されている。このようにすることで、図２と図３のボビンがフォーカス方向ＦＣＳやトラッキング方向ＴＲＫあるいはタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤやラジアルスキュー方向ＲＳＤに移動する場合において柔軟性を確保しつつ、ボビン５をしっかりとベースＢＡに対して保持することができる。
【００２２】
図１０のサスペンション８はやはり板状のものを曲げて形成しており、トラック方向ＴＤにそって肉厚部８ｅが形成されている。この肉厚部８ｅも図９の肉厚部８ｄと同じ働きをする。
このように肉厚部８ｄ，８ｅがトラック方向ＴＤに形成されていることにより、サスペンション８のトラック方向ＴＤにおける剛性を高めることができる。
図１１は、図１０のサスペンション８を模式的に示している。図１２は、サスペンション８がフォーカス方向ＦＣＳ方向に柔軟性を持って弾性変形している様子を示し、図１３はサスペンション８がトラッキング方向ＴＲＫにそって弾性的に変形している様子を示している。また図１４は、図９と図１０の肉厚部８ｄ，８ｅがトラック方向ＴＤにそって形成されているメリットから、サスペンション８がトラック方向ＴＤには変形しにくく安定している様子を示している。つまり図３のボビン５がトラック方向ＴＤへは不要な動作をしないようにサスペンションが機能するのである。
【００２３】
次に、図３のタンジェンシャルスキューセンサ３とラジアルスキューセンサ４の構造について説明する。
図３において光ディスクＤは、例えば直径が１２０ｍｍのディスク（コンパクトディスクや高密度な２枚のディスクを貼り合わせたディスクのようなもの）を使用することを前提とすると、例えば光ディスクＤの半径が４０ｍｍ付近で、対物レンズ２と２つのセンサ３，４が同じトラック上に位置するように、センサ３，４がボビン５の上に配置されている。つまりスキューセンサ３，４は対物レンズ２に比べて光ディスクＤの中心側にオフセットするようにボビン５の上に配置されている。
【００２４】
図６はタンジェンシャルスキューセンサ３のディテクタの配置例を示し、図７はラジアルスキューセンサ４のディテクタの配置例を示している。
図６において、タンジェンシャルスキューセンサ３は、光発生手段であるＬＥＤ（光発光素子）３ａと２つのフォトトランジスタ３ｂ，３ｃを有している。フォトトランジスタ３ｂ，３ｃは、受光手段である。これらのＬＥＤ３ａとフォトトランジスタ３ｂ，３ｃは、図８のようにレンズ及び光学フィルタＦＴにより覆われている。
このタンジェンシャルスキューセンサ３は、図３に示すように対物レンズ２と光ディスクＤのディスク面ＤＰとのタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤに関する相対角度を検出するものである。
【００２５】
図７のラジアルスキューセンサ４は、光発生手段であるＬＥＤ４ａ、受光手段であるフォトトランジスタ４ｂ，４ｃを備えている。これらＬＥＤ４ａ、フォトトランジスタ４ｂ，４ｃは、図８のようにレンズ及び光学フィルタＦＴにより覆われている。
このラジアルスキューセンサ４は、図３に示すように対物レンズ２と光ディスクＤのディスク面ＤＰとのラジアルスキュー方向ＲＳＤに関する相対角度を検出するものである。
図８のレンズ及び光学フィルタＦＴは、例えば透明なプラスチックで作られているが、図６と図７のＬＥＤ４ａが発生する光は通すが、図１の再生光学系１５０のレーザダイオード１５１の発生するレーザ光Ｌは遮蔽する。つまり例えばレンズ及び光学フィルタＦＴは、波長６５０ｎｍ光の進入を阻止するが、波長９５０ｎｍの光は透過する性質を持っている。
【００２６】
なお、図３のマグネットＭＧ，ＭＧは、全てトラック方向ＴＤに着磁されており、隣り合うマグネットは互いに逆方向に着磁されている。
これらのマグネットＭＧが第１コイル及び第２コイルに対して、トラック方向ＴＤに磁界を与えることにより、通電時に第１コイルはディスク面に垂直な方向に駆動力を発生し、第２コイルはトラッキング方向に駆動力を発生することができる。
また図２のベースＢＡの中間部分には、穴ＨＬが形成されており、この穴ＨＬは、図１に示すように偏光ビームスプリッタ１５５からくるレーザ光Ｌを通したり、ディスク面ＤＰからの戻り光を偏光ビームスプリッタ１５５側に通すための穴である。
【００２７】
次に、図５の８分割のフォトディテクタ１６０と、図６のタンジェンシャルスキューセンサ３及び図７のラジアルスキューセンサ４と図１のフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄ及びトラッキングコイル７−ａ，７−ｂ等から構成される駆動回路３０について、図４を参照して説明する。
【００２８】
図４の駆動回路３００は、上述したように、８分割のフォトディテクタ１６０、ラジアルスキューセンサ４、タンジェンシャルスキューセンサ３と、４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄ及び２つのトラッキングコイル７−ａ，７−ｂの接続関係を示している。
図４において、フォトディテクタ１６０は、位相補償器１８０とゲイン調整器１８１を介して、２つのトラッキングコイル７−ａ，７−ｂに接続されている。フォトディテクタ１６０は位相補償器１８２とゲイン調整器１８３を介して４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄに接続されている。
ラジアルスキューセンサ４は、位相補償器１８４とゲイン調整器１８５及び反転器１８６を介して２つのフォーカスコイル６−ｂ，６−ｄに接続されている。ラジアルスキューセンサ４は、位相補償器１８４とゲイン調整器１８５を介して２つのフォーカスコイル６−ａ，６−ｃに接続されている。タンジェンシャルスキューセンサ３は、位相補償器１８７、ゲイン調整器１８８及び反転器１８９を介してフォーカスコイル６−ｃ，６−ｄに接続されている。タンジェンシャルスキューセンサ３は、位相補償器１８７、ゲイン調整器１８８を介してフォーカスコイル６−ａ，６−ｂに接続されている。
【００２９】
図１の再生光学系１５０において、フォトディテクタ１６０がディスク面ＤＰからの戻り光を受けて、図４のディテクタ１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｃ，１６０Ｄからフォーカスエラー信号ＦＥＳが位相補償器１８２で位相補償され、かつゲイン調整器１８３でゲインの調整が行われた後に、４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄに対して同位相の駆動電流が送られる。
図４のフォトディテクタ１６０のディテクタ１６０Ｅ，１６０Ｆ，１６０Ｈ，１６０Ｇからはトラッキングエラー信号ＴＲＳが位相補償器１８０に送られる。このトラッキングエラー信号ＴＲＳは位相補償器１８０で位相補償され、かつゲイン調整器１８１でゲインの調整が行われた後、ゲイン調整器１８１からは同位相の駆動電流が２つのトラッキングコイル７−ａ，７−ｂに送られる。
【００３０】
図４のラジアルスキューセンサ４から得られるラジアルスキューエラー信号ＲＳＥは、位相補償器１８４に送られて位相補償され、かつゲイン調整器１８５でゲイン調整が行われる。そしてゲイン調整器１８５からは２つのフォーカスコイル６−ａ，６−ｃに対して同位相の駆動電流が送られるとともに、反転器１８６からは残りの２つのフォーカスコイル６−ｂ，６−ｄに対して逆位相の駆動電流が送られる。
図４のタンジェンシャルスキューセンサ３から得られるタンジェンシャルスキューエラー信号ＴＳＥは、位相補償器１８７で位相補償され、かつゲイン調整器１８８でゲイン調整が行われる。その後、ゲイン調整器１８８からは、２つのフォーカスコイル６−ａ，６−ｂに対して同位相の駆動電流が送られるとともに、反転器１８９からは残りの２つのフォーカスコイル６−ｃ，６−ｄに対して逆位相の駆動電流が送られる。
【００３１】
図１２〜図１４に示すサスペンション８の動作例において、サスペンション８は図１２と図１３では、フォーカス方向ＦＣＳとトラッキング方向ＴＲＫの弾性を損なうことなく、図１４に示すようなトラック方向ＴＤへのボビン５（図３参照）の動きを押えることができる。逆にいえば、トラック方向ＴＤへのサスペンション８のスタビリティを同程度に確保しようとした場合には、サスペンション８の幅ＷＳを小さくすることができるために、ボビン５のフォーカスコイルやトラッキングコイルがアクチュエータとして作動する時のアクチュエータの感度を向上させることができる。
【００３２】
図２には、外部衝撃防止用ストッパ１２として横ストッパ２６０，２６０と上ストッパ２７０，２７０が、ベースＢＡの上部分２８０に設けられている。横ストッパ２６０は、ボビン５がトラッキング方向ＴＲＫにそって過度に変位するのを機械的に阻止する。上ストッパ２７０は、ボビン５がフォーカス方向ＦＣＳにそって、ディスク面１側に過度に変位するのを機械的に防ぐ。
このように上ストッパ２７０と横ストッパ２６０を設けることにより、外部から衝撃が加わった時にボビン５がトラッキング方向ＴＲＫやフォーカス方向ＦＣＳに過度に変位して、サスペンション８が塑性変形してしまうのを防ぐ役割を果たしている。
【００３３】
次に、図１５と図１６を参照して、対物レンズの駆動装置１００におけるフォーカスサーボ動作とラジアルスキューサーボ動作について説明する。
図１５は図２をより簡単化して示しているが、図１５に示すボビン５の状態は、図２に示す状態と同じような状態にあり、ボビン５の重心９と対物レンズ２の主点１０とサスペンション８の取付け高さＨは概ね一致している。
しかもフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄ及びボビン５を弾性的に支持する４つのサスペンション８は、対物レンズ２の光軸（図３の光軸ＯＰＬ）に関して対称な位置である。
【００３４】
このことから、図４のフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄに対してフォーカスサーボ用の同位相の駆動電流が加わった場合に、ボビン５は決して姿勢を乱すことなくフォーカス方向ＦＣＳ（図１のディスク面ＤＰに近づいたり遠ざかる方向、ディスク面ＤＰに垂直の方向）にのみ駆動される。つまり４つのサスペンション８と４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄが、レンズ２の主点１０に対して点対称になっているので、ボビン５は横揺れ（トラッキング方向ＴＲＫ方向あるいはトラック方向ＴＤ方向への揺れ）を発生せずに、レンズ２はフォーカスサーボ動作を行うことができる。
一方、図４のトラッキングコイル７−ａ，７−ｂに対して同位相のトラッキングサーボ電流が加わった場合であっても、ボビン５は、図３のトラッキング方向ＴＲＫ（半径方向）に姿勢を乱すことなく直線移動することができる。
【００３５】
次に、図１６において、ボビン５と対物レンズ２に対してラジアルスキューサーボをかける場合には、対物レンズ２の主点１０の位置とボビン５の重心９とサスペンション８の取付け高さＨが概ね一致しているので、駆動力の合力もボビン５の重心９の位置を回転中心とするモーメント力Ｍｒｓのみが発生する。つまり図４のラジアルスキュー信号ＲＳＥに基づいて、４つのフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄに対してラジアルスキューサーボ電流が加わった時に、ボビン５は決して直線移動することなく、図３と図１６のラジアルスキュー方向ＲＳＤのみに傾動されることになる。
またタンジェンシャルスキューサーボをボビン５及び対物レンズ２に対してかける場合にも同様であり、対物レンズ２の主点１０の位置とボビン５の重心９とサスペンション８の取付け高さＨが概ね一致しており、駆動力の合力も重心位置を回転中心とするモーメント力のみとなるために、タンジェンシャルスキューサーボ電流がフォーカスコイル６−ａ〜６−ｄに加わった場合に、ボビン５は決して直線移動することなく図３のタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤのみに傾動される。
【００３６】
このように対物レンズ３にラジアルスキューサーボをかける場合には、図４のラジアルスキューエラー信号ＲＳＥに基づいて、フォーカスコイル６−ａ，６−ｃには同位相のラジアルスキューサーボ電流が与えられ、残りの２つのフォーカスコイル６−ｂ，６−ｄには逆位相のラジアルスキューサーボ電流が加わることから、図１６に示すようにボビン５はラジアルスキュー方向ＲＳＤのみ傾動する。
これに対して、対物レンズ３にタンジェンシャルスキューサーボをかける場合には、図４のタンジェンシャルスキューエラー信号ＴＳＥに基づいて、２つのフォーカスコイル６−ａ，６−ｂに同位相のタンジェンシャルスキューサーボ電流が加わり、残りの２つのフォーカスコイル６−ｃ，６−ｄには逆位相のタンジェンシャルスキューサーボ電流が加わることから、図３のタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤにボビン５が傾動する。
【００３７】
光ディスクＤのスキュー発生量に応じて、対物レンズ２とボビン５は、図１６のラジアルスキュー方向ＲＳＤに傾動したり、図３に示すタンジェンシャルスキュー方向ＴＳＤに傾動させることができる。従って、対物レンズ２のコマ収差をキャンセルすることができる。
また、４つのサスペンション８が図９や図１０のような構造になっているので、ボビン５と対物レンズ２のトラック方向ＴＤへの不要な動きを抑え、安定したフォーカス、トラッキング及びラジアルスキューサーボ、タンジェンシャルスキューサーボを、一つのアクチュエータで実現することができる。
【００３８】
従って、機構の精度や記録媒体である光ディスクの反り等に起因する光学ピックアップの対物レンズ２の光軸ＯＰＬと、光ディスクとの適正な角度からのずれを簡単に補正することができる。
そしてフォーカス、トラッキング、ラジアルスキュー、タンジェンシャルスキュー方向の合計４自由度間の機械的な緩衝を極力減少させることができ、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、ラジアルスキューサーボ、タンジェンシャルスキューサーボがそれぞれ独立に安定して動作できる。
図３のディスク面ＤＰと対物レンズ２の光軸ＯＰＬの角度のずれであるスキューが簡便な構造でありながら、精度よく検出できる。
【００３９】
図８と図９のサスペンション８の構造を採用することにより、トラック方向ＴＤに関するサスペンション８の剛性を高めることができるので、トラック方向ＴＤに関するサスペンション８の幅を小さくすることも可能であるので、その幅を小さくすることができると、ボビン５のトラック方向ＴＤのスタビリティを確保するとともに、アクチュエータであるフォーカスコイルとトラッキングコイルの駆動感度を向上できる。
【００４０】
上述した実施の形態では、特に図２と図１５に示すようにボビン５の重心９と対物レンズ２の後側主点位置１０が概ね一致しており、しかもサスペンション８の取付部８ａの取付け高さＨも重心９と主点１０に対して概ね一致している。
これに対して、図１７の実施の形態では、サスペンション８の取付部８ａとの取付け高さＨとボビン５の重心９は概ね一致しているが、対物レンズ２の主点１０が一致しておらず、対物レンズ２の主点１０がボビン５の重心９やサスペンション８の高さＨよりも高い位置に位置している場合を示している。
図１７の各要素は、図１〜図１６で説明した各要素と実質的に同じなのでその説明を省略する。
【００４１】
図３あるいは図１５に示したような構造、すなわち対物レンズ２の主点１０、ボビン５の重心９及びサスペンション８の取付部８ａの取付け高さＨの３者が概ね一致あるいは全く一致しているような構造が、光学ピックアップの構造としては理想的である。
しかしながら、実際には、光ディスク装置に用いられている光学ピックアップの対物レンズ２のワーキングディスタンス（作動距離）は、１〜１．５ｍｍ程度であり、ボビン５の重心９と対物レンズ２の主点１０の位置とを完全に一致させるためには、ボビン５自体をスキューセンサ３．４や対物レンズ２等を含めてかなり小型化させる必要がある。
【００４２】
そこで、ボビン５の重心９とサスペンション８の取付部８ａの高さＨが概ね一致しているが、対物レンズ２の主点１０がやや高い位置にある場合を想定する必要がある。この状態で対物レンズ２にトラッキングサーボをかけた場合には、ボビン５は、図１８に示すように光ディスクＤの半径方向（トラッキング方向ＴＲＫに相当）に直線移動して、傾かないために、トラッキングサーボ動作はラジアルスキューサーボ動作には何ら影響を与えない。
【００４３】
一方、図１９に示すように、対物レンズ２にラジアルスキューサーボをかけると、対物レンズ２はボビン５の重心９を回転中心として回動するために、モーメント力Ｍｒｓが働いて対物レンズ２の主点１０の位置はトラッキング方向ＴＲＫに距離ΔＸｔｒ分動いてしまうことになり、ラジアルスキューサーボ動作はトラッキングサーボ動作に対して外乱になってしまう。
しかし、図２０に示すようにトラッキングサーボの帯域をラジアルスキューサーボの帯域よりも十分に高い周波数に設定しておくことにより、ラジアルスキューサーボがトラッキングサーボに与える外乱分は、トラッキングサーボのゲイン曲線内にあり吸収することが可能である。
【００４４】
次に、図２１は、サスペンション８の取付部８ａの取付け高さＨが、対物レンズ２の主点１０の位置の高さと概ね一致させた実施の形態を示している。しかし、ボビン５の重心９の位置の高さは、対物レンズ２の主点１０とサスペンション８の取付部８ａの高さよりも低い位置にある。
このような実施の形態では、トラッキング方向ＴＲＫの１次共振周波数をｆｔとすると、図２２に示すように、１次共振周波数ｆｔよりも低い周波数ｆでは、ボビン５と対物レンズ２がトラッキング動作をする時に回転動作Ｍｔｒを伴ってしまい、この回転動作がラジアルスキューサーボ力Ｆｔｒに影響を与える。しかしラジアルスキュー動作はトラッキングサーボには影響を与えない。
【００４５】
一方、トラッキング方向の１次共振周波数ｆｔよりも高い周波数では、図２３に示すようにトラッキング動作はボビン５と対物レンズ２の直線移動動作のみでラジアルスキューサーボには影響しないが、ラジアルスキューサーボ動作時には対物レンズ２の主点１０の位置はトラッキング方向に距離ΔＸｔｒ分動いてしまう。
結局図２４に示すようにトラッキングサーボとラジアルスキューサーボは互いに外乱を与えあう格好になるが、図２４のトラッキングサーボの周波数帯域が、図２５のラジアルスキューサーボ帯域と異なるために、それぞれのサーボゲインを十分高く取っておけば、安定したトラッキングサーボやラジアルスキューサーボをかけることができることになる。
【００４６】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されない。
上述した実施の形態では、光ディスク装置が光ディスクの情報面に記録されている情報を再生する例を説明している。しかしそれに限らず光ディスクに対して情報記録しかつ再生することができる記録再生型の光ディスク装置に対しても本発明の対物レンズの駆動装置が適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズの光軸と光ディスクとの適正な角度からのずれを簡便に補正することができる。また、上記したサスペンションの構成を採用することによって、対物レンズのトラック方向への不要な動きを抑え、安定したフォーカス、トラッキング及びラジアルスキューサーボ、タンジェンシャルスキューサーボを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対物レンズの駆動装置を含む光ディスク装置の一例を示す図。
【図２】図１の光ディスク装置の対物レンズ駆動装置の一例を示す側面図。
【図３】図２の対物レンズ駆動装置の平面図。
【図４】図２と図３のフォーカスコイル及びトラッキングコイルの駆動回路例を示す図。
【図５】図１の再生光学系におけるフォトディテクターの一例を示す図。
【図６】図３のタンジェンシャルスキューセンサの一例を示す図。
【図７】図３のラジアルスキューセンサの一例を示す図。
【図８】図６と図７のスキューセンサの光学フィルタの一例を示す図。
【図９】図３のサスペンションの一例を示す図。
【図１０】図３のサスペンションの別の例を示す図。
【図１１】図１０のサスペンションを模式的に示す図。
【図１２】サスペンションのフォーカス方向への動作例を示す図。
【図１３】サスペンションのトラッキング方向への動作例を示す図。
【図１４】サスペンションがトラック方向ＴＤへのボビンの不要な動作を抑制する動作を示す図。
【図１５】ボビンの重心とレンズの主点及びサスペンションの取付け高さが一致した例を示し、フォーカスサーボ動作状態を示す図。
【図１６】ボビンの重心とレンズの主点及びサスペンションの取付け高さが一致した例を示し、ラジアルスキューサーボ動作状態を示す図。
【図１７】サスペンションの取付け高さとボビンの重心が概ね一致しているが、レンズの主点がその上に位置している場合の例を示す図。
【図１８】図１７の例におけるトラッキングサーボ動作例を示す図。
【図１９】図１７の例におけるラジアルスキューサーボ動作例を示す図。
【図２０】ラジアルスキューサーボがトラッキングサーボに与える外乱分をトラッキングサーボゲイン曲線で含ませる様子を示す図。
【図２１】対物レンズの主点がサスペンションの取付け高さに概ね一致しているが、ボビンの重心がそれらの高さよりは低い位置にある例を示す図。
【図２２】図２１の状態において一次共振周波数ｆｔよりも低い周波数でトラッキングサーボ動作を行った様子を示す図。
【図２３】一次共振周波数ｆｔよりも高い周波数でラジアルスキューサーボ動作を行った様子を示す図。
【図２４】図２２に対応して、ラジアルスキューサーボがトラッキングサーボに与える外乱分よりも、十分高い周波数を有するトラッキングサーボゲイン曲線を示す図。
【図２５】トラッキングサーボがラジアルスキューサーボに与える外乱分に比べて、十分高い周波数のラジアルスキューサーボゲイン曲線を示す図。
【図２６】従来の光ディスク装置におけるディスクのスキュー角θの一例を示す図。
【図２７】従来の対物レンズ、フォーカスコイル、トラッキングコイル及び板バネ等を示す図。
【図２８】図２７の従来例におけるラジアルスキューサーボ動作を示す図。
【図２９】図２７の従来例におけるトラッキングサーボ動作を示す図。
【符号の説明】
ＢＡ・・・ベース（固定部）、Ｄ・・・光ディスク、ＦＣＳ・・・フォーカス方向、ＦＴ・・・レンズ及び光学フィルタ、Ｈ・・・サスペンションの可動部に対する取付け高さ、Ｌ・・・レーザ光（光）、ＯＰＬ・・・対物レンズの光軸、ＲＳＤ・・・ラジアルスキュー方向、ＴＲＫ・・・トラッキング方向、ＴＳＤ・・・タンジェンシャルスキュー方向、２・・・対物レンズ、３・・・タンジェンシャルスキューセンサ（スキューセンサ）、４・・・ラジアルスキューセンサ（スキューセンサ）、５・・・ボビン（可動部）、６−ａ〜６−ｄ・・・フォーカスコイル（第１コイル）、７−ａ，７−ｂ・・・トラッキングコイル（第２コイル）、８・・・サスペンション、９・・・ボビンの重心（可動部の重心）、１０・・・対物レンズの主点、２６０・・・横ストッパ（ストッパ）、２７０・・・上ストッパ（ストッパ）

Claims

光ディスク装置の光ディスクの情報面へ光を用いて情報を記録再生する際に、光を通す対物レンズの駆動装置において、
通電することにより、上記対物レンズを有する可動部を、対物レンズを光ディスクに遠ざかったり近づいたりするフォーカス方向に直線移動し、光ディスクのスキュー発生量に応じてラジアルスキュー方向とタンジェンシャルスキュー方向に傾動するための複数の第１コイルと、
通電することにより、上記対物レンズを有する可動部を、光ディスクのトラックを横切るトラッキング方向に移動するための複数の第２コイルと、
上記可動部の下部に離間して配置されている固定部と、
上記可動部と固定部との間で一端側が上記固定部に他端側が上記可動部にそれぞれ取り付けられ、上記可動部を固定部に対して弾性的に保持する複数のサスペンションと、
を備え、
上記サスペンションは、板厚が薄い部分と肉厚部分とからなり、光ディスクのトラック方向にそって薄い部分と肉厚部分が平行にされた板状部材であり、
上記可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、
上記サスペンションの他端側の上記可動部に対する取り付け位置の上記固定部の上面からの高さをＨとすると、Ｈは、上記可動部の重心の上記固定部の上面からの高さと概ね一致している、
ことを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ駆動装置。
光ディスク装置の光ディスクの情報面へ光を用いて情報を記録再生する際に、光を通す対物レンズの駆動装置において、
通電することにより、上記対物レンズを有する可動部を、対物レンズを光ディスクに遠ざかったり近づいたりするフォーカス方向に直線移動し、光ディスクのスキュー発生量に応じてラジアルスキュー方向とタンジェンシャルスキュー方向に傾動するための複数の第１コイルと、
通電することにより、上記対物レンズを有する可動部を、光ディスクのトラックを横切るトラッキング方向に移動するための複数の第２コイルと、
上記可動部の下部に離間して配置されている固定部と、
上記可動部と固定部との間で一端側が上記固定部に他端側が上記可動部にそれぞれ取り付けられ、上記可動部を固定部に対して弾性的に保持する複数のサスペンションと、
を備え、
上記サスペンションは、板厚が薄い部分と肉厚部分とからなり、光ディスクのトラック方向にそって薄い部分と肉厚部分が平行にされた板状部材であり、
上記可動部の重心が対物レンズの光軸上にあり、
上記サスペンションの他端側の上記可動部に対する取り付け位置の上記固定部の上面からの高さをＨとすると、Ｈは、上記対物レンズの主点位置の上記固定部の上面からの高さと概ね一致している、
ことを特徴とする光ディスク装置の対物レンズ駆動装置。
上記可動部の重心位置が、上記対物レンズの主点位置と概ね一致していることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置の対物レンズ駆動装置。
上記可動部は、光ディスクと上記体筒レンズとの相対的な傾きを検出するためのスキューセンサを備え、
上記スキューセンサは、光ディスクの情報面の信号を読み取るための読み取り光学系に用いられている光の波長と異なる波長を有する光を発生する光発生手段と、
この光発生手段からの光を通し、読み取り光学系に用いられている光を遮蔽する光学フィルタと、
上記光学フィルタを通った上記光発生手段からの光を受光する受光手段と、
を備える請求項１に記載の光ディスク装置の対物レンズ駆動装置。