JP3805843B2 - 対物レンズの駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に装着される対物レンズ駆動装置に係り、特に開口数の異なる対物レンズを記録媒体の種類に応じて切り換えることができ、装置の動作開始時に特定の対物レンズを所定位置に配置することができる初期化の機能を有する対物レンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスク、光磁気ディスク等の種々の光情報記録媒休の開発に伴い、これら光情報記録媒体の再生装置に用いられる対物レンズ駆動装置の開発が活発化している。対物レンズ駆動装置は、すでに、コンパクトディスク（ＣＤ）或いはＣＤＲＯＭ用の駆動装置としてー般に広く普及している
また、最近では、再生用としてだけではなく、記録用としての対物レンズ駆動装置が開発され、特に、光磁気(Magnet-0ptical)記録方式、或いは、相変化(Phase-Change)記録方式な等の記録方式が知られている。これらの方式の多くは、現在、規格で詳細が定められている。しかし、近年、新たにより記録密度の向上を目指した高密度記録型の光ディスク、いわゆるＤＶＤディスクが出現し、その高密度記録型の光ディスクの開発研究が急速に進められている。このような光ディスクでは、高密度記録の為に情報記録単位としてのピットが従来のＣＤに比べてより小さく形成され、高精度でこのピットが検索されることが要求される。このような高密度記録型の光ディスクは、従来のＣＤとは、その基板の厚みが異なり、また、この光ディスクを再生する装置では、ピットを検索するレーザビームの波長がより短くなり、また、対物レンズの開口数ＮΑ(Numerical Aperture)が大きく定められて光ディスク上に形成されるビームスポットの径がより小さくなるような工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、次々に登場する新たなディスクに対応させるべく、装置側に各種改良を施した場合、このような装置では、従来の規格に沿った光ディスクの記録再生が困難となる問題があり、ユーザーにとって記録媒体に応じてディスク装置を用意しなければならない不都合がある。
【０００４】
このような問題を解決するための方式として、米国特許第5.235.581 号明細書に開示されるように、焦点距離の異なる光学ヘッドを同一光ディスク装置に複数個配置する方式がある。このディスク装置では、２つの光学ヘッドが独立してトラッキング駆動可能に配置され、コンパクトディスク等の従来の光ディスクからの記録再生をも可能としている。
【０００５】
然ながら、このような方式にあっては、２つの光学ヘッドを光ディスクの中心に関して対象に互いに対向するように配置され、２つの光字ヘッドを隣接して配置することはできないとされている。従って、このような方式を採用した光ディスク装置では、窓部を有するカートリッジ（キャディー）に入った状態で利用する光ディスク（例えば、ＣＤ ＲＯＭやＭＯ）に対しては、面積の限られた窓部開口下に２つの対物レンズいずれをも位置させることはできない問題がある。また、光ディスク装置の普及に伴い装置の低価格化の要望が大きく、２つの光学ヘッドを必要とすることは、このような要望に対する障害となる問題がある。
【０００６】
このような観点から、１つの光学ヘッド中に２つ以上のタイプが異なる対物レンズが設けられ、１つの光学ヘッド内で対物レンズを切り換えることができる構造の光学ヘッドの出現が要望されている。また、このような構造において、装置の動作開始時に所定の対物レンズに切り換えられて初期化が実行されることができる構造を備えた光学ヘッドの開発が望まれている。
【０００７】
更に、光ディスク装置としては、切り換えられた対物レンズで再生の対象とされる装填された記録媒体である光ディスクの種別をも判別することが要望され、その種別に応じて適切な対物レンズ選定をできることが望まれている。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
この発明の目的は、従来から一般に使用されている光情報記録媒体に対して記録再生可能なタイプの対物レンズ及び今後の出現が予想される各種光情報記録媒体に対しても記録再生が可能なタイプの対物レンズ間で選択的に切換可能であって、装置の動作開始時に特定の対物レンズを所定位置に配置することができる初期化の機能を有する対物レンズ駆動装置を提供するにある。
【０００９】
より詳細には、この発明の目的は、上位機種での下位光ディスクのメディア互換を可能にするために、複数の特性の異なる対物レンズを用いて焦点位置におけるスポット径を代えて対応させ、その時の対物レンズを効率的に駆動する駆動装置を提供するにある。
【００１０】
また、この発明の目的は、異なる規格の光学的情報記録媒体に対応して異なる開口数を有する少なくとも２以上の対物レンズを備え、この対物レンズを光学的情報記録媒体に応じて切り換えることができる簡素な構造を備えた対物レンズの駆動装置を提供するにある。
【００１１】
この発明によれば、
第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するととともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と、
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と及び少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動することにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段を構成するレンズホルダ駆動手段と、
第１及び第２のコイルの一方に対物レンズを切り換える駆動信号を与えて第１及び第２の対物レンズを所定位置に配置させて装置を初期化する対物レンズ初期化手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置が提供される。
【００１３】
更に、この発明によれば、
第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するととともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と、
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と、
少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動することにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段とを構成する第２の電磁駆動手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施例に係る対物レンズ駆動装置を備えた光ディスク再生装置を説明する。
【００１８】
図１は、この発明の一実施例に係る光ディスクからデータを再生する光ディス再生装置のブロックを示し、図２は、図１に示された光ディスクをドライブするディスクドライブ部のブロックを示し、図３は、図１及び図２に示した光デスクの構造を示している。
【００１９】
図１に示す光ディスク再生装置においては、ユーザがキー操作部及び表示部４を操作することによって光ディスク１０から記録データ、即ち、映像データ、副映像データ及び音声データが再生され、装置内でオーディオ信号及びビデオ信号に変換されて装置外のモニタ部６及びスピーカー部８で映像及び音声として再現される。
【００２０】
既に知られるように光ディスク１０は、種々の構造があるが、図３に示すように、例えば、透明基盤１４上に記録層、即ち、光反射層１６が形成された構造体１８が一対用意され、この一対の構造体１８が記録層１６がその内部に封じ込まれるように接着層２０を介して張り合わされる高密度で情報が記録されている高密度記録タイプの光ディスクが出現している。このような構造の光ディスク１０では、その中心にスピンドルモータ１２のスピンドルが挿入される中心孔２２が設けられ、その中心孔２２の周囲には、この光ディスク１０をその回転時に押さえる為のクランピング領域２４が設けられている。
【００２１】
このクランピング領域２４から光ディスク１０の外周端までが光ディスク１０に情報を記録することができる情報記録領域２５に定められている。図３に示す光ディスクでは、その両面に情報記録領域２５を有することとなる。各情報記録領域２５は、その外周領域が通常は情報が記録されないリードアウト領域２６に、また、クランピング領域２４に接するその内周領域が同様に、通常は情報が記録されないリードイン領域２７に定められ、更に、このリードアウト領域２６とリードイン領域２７の間がデータ記録領域２８に定められている。情報記録領域２５の記録層１６には、通常、データが記録される領域としてトラックがスパイラル状に連続して形成され、その連続するトラックは、複数のセクタに分割され、このセクタを基準にデータが記録されている。情報記録領域２５のデータ記録領域２８は、実際のデータ記録領域であって、管理データ、主画像データ、副画像データ及び音声データが同様にピット等の物理的状態変化として記録されている。読み出し専用の光ディスク１０では、透明基板１４にピット列が予めスタンパーで形成され、このピット列が形成された透明基板１４の面に反射層が蒸着により形成され、その反射層が記録層１４として形成されることとなる。また、この読み出し専用の光ディスク１０では、通常、トラックとしてのグルーブが特に設けられず、ピット列がトラックとして定められている。通常、このような高密度記録タイプの光ディスク１０では、従来のＣＤ、或いは、ＣＤＲＯＭ等の光ディスクの透明基板が１．２mmの厚さを有するに対して透明基板１４は、その半分の０．６mmの厚さを有している。
【００２２】
このような光ディスク１０からデータを再生する光ディスク再生装置においては、光ディスク１０が装填されて光ディスクをドライブするディスクドライブ部３０で光ディスク１０が光ビームで検索される。即ち、図２に示すように、光ディスク１０は、モータ駆動回路１１によって駆動されるスピンドルモータ１２上に載置され、このスピンドルモータ１２によって回転される。光ディスク１０の下方には、この光ディスク１０に光ビーム、即ち、レーザビームを集光する光ヘッド、即ち、光ピックアップ３２が設けられている。この光ピックアップ３２については、詳述するが、この光ピックアップは、ＣＤ、或いは、ＣＤＲＯＭ用の開口数が小さな対物レンズ３５及び図３を参照して説明した高密度記録タイプの光ディスク用の開口数が大きな対物レンズ３４を備えている。また、この対物レンズ３４、３５を切り換える為の駆動信号を発生する対物レンズ切換駆動回路３９が設けられている。この対物レンズ切換回路３９は、検索されるべき光ディスク１０の種別、即ち、従来のＣＤ等のタイプか、或いは、高密度記録タイプかが特定されると、作動して特定されたタイプの光ディスク１０に対応して対物レンズ切換駆動回路３９からの駆動信号によって対物レンズ３４、３５の一方が選択されてレーザビーム光路内に配置される。
【００２３】
この光ヘッド３２は、情報記録領域２５、特に、データ記録領域２８を検索する為にその光ディスク１０の半径方向に移動可能にガイド機構に載置され、駆動回路３７からの駆動信号によって駆動されるフィードモータ３３で光ディスク１０の半径方向に移動される。光ディスク１装置では、後に詳述するように対物レンズ３４、３５がその光軸に沿って移動可能に保持され、フォーカス駆動回路３６からの駆動信号に応答してその光軸方向に移動され、常にフォーカス状態に対物レンズ３４、３５が維持され、微小ビームスポットが記録層１６上に形成される。また、この対物レンズ３４、３５は、後に詳述するように光ディスク１０の半径方向に沿って微動可能に保持され、トラック駆動回路３８からの駆動信号に応答して微動され、常にトラッキング状態に維持されて光ディスク１０の記録層１６上のトラックが光ビームで追跡される。
【００２４】
光ヘッド３２では、光ディスク１０から反射された光ビームが検出され、検出されたこの検出信号は、光ヘッド３２からヘッドアンプ４０を介してサーボ処理回路４４に供給されている。サーボ処理回路４４では、検出信号からフォーカス信号、トラッキング信号及びモータ制御信号を生成し、これらの信号を夫々駆動回路３６、３８、１１に供給している。従って、対物レンズ３４、３５がフォーカス状態及びトラッキング状態に維持され、また、スピンドルモータ１２が所定の回転数で回転され、光ビームによって記録層１６上のトラックが光ビームで、例えば、線速一定で追跡される。システムＣＰＵ部５０からアクセス信号としての制御信号がサーボ処理回路４４に供給されると、サーボ処理回路４４から移動信号が駆動回路３７に供給され、光ヘッド３２が光ディスク１０の半径方向に沿って移動され、記録層１６の所定のセクタがアクセスされ、再生データがヘッドアンプ４０で増幅されてディスクドライブ部３０から出力される。
【００２５】
出力された再生データは、システム用ＲＯＭ及びＲＡＭ部５２に記録されたプログラムで制御されるシステムＣＰＵ部５０及びシステムプロセッサ部５４を介してデータＲＡＭ部５６に格納される。この格納された再生データは、システムプロセッサ部５４によって処理されてビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データに分類され、ビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データは、夫々ビデオデコーダ部５８、オーディオデコーダ部６０及び副映像デコーダ部６２に出力されてデコードされる。デコードされたビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データは、Ｄ／Ａ及び再生処理回路６４でアナログ信号としてのビデオ信号、オーディオ信号及び副映像信号に変換されるとともにミキシング処理されてビデオ信号及び副映像信号がモニタ６に、また、オーディオ信号がスピーカ８に夫々供給される。その結果、モニタ部６に映像が表示されるとともにスピーカ部８から音声が再現される。
【００２６】
図２に示す光ピックアップ３２及びそのガイド機構の詳細を図４から図１１を参照して説明する。
【００２７】
既に説明したスピンドルモータ１２は、図４に示すようにベース７１に固定され、また、このスピンドルモータ１２によって回転される光ディスク１０は、チャッキング手段（図示せず）により保持される。また、光ディスク１０の下方には、その半径方向に平行に配置された一対のガイドレール７３がベース７１に固定されてる。このガイドレール７３には、このガイドレール７３上を走行するキャリッジ７２が載置され、このキャリッジ７２上には、図５に示される対物レンズアクチュエータ７０が設けられている。
【００２８】
図５に示されるレンズアクチュエータ７０では、浮上及び回転可能なレンズホルダ７５とレンズホルダ７５が受け入れられたレンズホルダ支持体７４とから構成されている。レンズホルダ支持体７４には、キャリッジ３４に固定され、レーザビーム光路の為の開口部７８を有するアクチュエータべース７６が設けられ、このアクチュエータベース７６の中心部には、軸７７が固定されている。また、この支持体７４には、軸７７の回りの円周に沿って円弧状ヨーク７９がアクチュエータベース７６に固定されている。この円弧状ヨーク７９には、互いに対向する組が同一の着磁方向で着磁された２組の円弧状永久磁石８１、８２が軸７の回りに対称に配置されている。この一方の組の永久磁石８１は、図６に示されるように軸７７に沿った方向にＮ及びＳ極が配置されるように着磁され、他方の組の永久磁石８２は、図６に示されるように円弧状ヨーク７９の円弧に沿って着磁されている。
【００２９】
レンズホルダ７５は、図７に示すように略円筒形に形成され、その上面には、ＣＤ等のタイプの対物レンズ３５及び高密度記録タイプ、即ち、ＤＶＤ用の対物レンズ３４が設けられ、各対物レンズ３４、３５下には、レーザビームの通過が可能なように空胴が設けられている。この対物レンズ３４、３５は、その光軸がレンズホルダ７５の中心の回りの同一円周上に配置されるようにレンズホルダ７５に固定されている。また、そのレンズホルダ７５の中心には、軸７７が挿通される軸受け８３が固定され、この軸受け８３によってレンズホルダ７５は、回転可能に、且つ、上下動可能に軸７７に支持される。このレンズホルダ７５の周囲には、この軸７７に関して対称となるように磁性体８４が埋め込まれ、また、この磁性体８４上には、同様にこの軸７７に関して対称に配置される４つの磁気コイル８５、８６が固定されている。
【００３０】
光ピックアップ３２及びこの光ピックアップ３２に関連する光学系の光学ユニット９０が図８に示されている。光ディスク１０に集束されるレーザビームを発生する半導体レーザ９４等を含む光学ユニット９０は、可動体としてのキャリッジ７２の内部空問に収納固定されている。光学ユニット９０の半導体レーザ９４より発せられたレーザビームは、光学ユニット９０内のコリメータレンズ９１によってコリメートされてビームスプリッタ９３で反射されて光学ユニット９０外に導かれる。この光学ユニット９０からのレーザビームは、キャリッジ７２上に固定された光ピックアップ３２の対物レンズ３４、３５のいずれかに導かれ、この対物レンズ３４、３５によって光ディスク１０の記録トラック上にレーザビームが集光される。また、光ディスク１から反射されたレーザビームは、再びその一方の対物レンズ３４、３５を経由して光学ユニット９０に戻される。光学ユニット９０内では、レーザビームは、ビームスプリッタ９３を通過してビームスプリッタ９５で２系に分けられて夫々集光レンズ９６、９７で集光され、光学ユニット５内に設けられた第１のフォトディテクタ９８及び第２のフォトディテクタ９９で検出される。このフォトディテクタ９８、９９からの検出信号により、既に述べたように情報信号，フォーカスエラー信号，トラックエラー信号等が生成される。このフォーカスエラー信号を用いることにより選択された一方の対物レンズ３４、３５のフォーカス方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するように後に説明するようにコイル８５、８６の一方にに電流が供給される。また、トラックエラー信号を用いることにより対物レンズ３４、３５のトラック方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するよっにコイル８５、８６の他方に電流が供給される。このようにして光ディスク１０の記録トラック上に情報が記録され、また、光ディスク１０の記録トラック上から情報が読み取られる。
上述した光ピックアップ３２の動作の詳細について次に説明する。
【００３１】
始めに、レンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４内でいわゆる磁気バネによって磁気浮上される理由について説明する。既に説明したように図９に示すようにレンズホルダ支持体７４には、２組の永久磁石８１、８２がレンズホルダ支持体７４の軸７７の回りに対称に配置され、この永久磁石８１、８２の夫々に磁性体８４が間隙を空けて対向されている。即ち、軸７７の回りに対称に磁性体８４が配置され、この磁性体８４がレンズホルダ７５に固定されている。従って、永久磁石８１、８２に磁性体８４が吸引されて永久磁石８１、８２と磁性体８４とは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すようなある安定な状態である中立位置に維持され、その結果、レンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４内で磁気浮上される。ここで、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｃ）に示すように磁性体８４が中立位置から上方に偏位された場合には、磁性体８４には、上方に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような下方に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。同様に、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｅ）に示すように磁性体８４が中立位置から下方に偏位された場合には、磁性体８４には、下方に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような上方に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。また、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｄ）に示すように磁性体８４が中立位置から円周方向に沿って右方向に偏倚される場合には、磁性体８４には、右方向に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような左方向に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。同様に、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｆ）に示すように磁性体８４が中立位置から円周方向に沿って左方向に偏倚される場合には、磁性体８４には、左方向に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような右方向に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。
【００３２】
尚、磁性体８４は、軸対称な位置に取り付けられているので、次に説明するように前記レンズホルダ８５を回転させて対物レンズを切り換えると、磁気吸引により定められている中立位置における元の第１の対物レンズ３４の位置が、新たな第２の対物レンズ３５の中立位置にー致する為、光学ユニット９０と第１の対物レンズ３４で調整された状態でそのまま第２の対物レンズ３５を使用することができる。
【００３３】
次に、対物レンズ３４、３５を選択する為の対物レンズ３４、３５の切換動作について説明する。図７及び図１３（ａ）に示すように開口数が大きな対物レンズ３４がレーザビームの光路中に配置されている状態において、周方向着磁された永久磁石８２にコイル８５が対向され、軸方向着磁された永久磁石８１にコイル８５が対向されているものとする。この状態は、既に説明した中立状態に相当し安定にレンズホルダ７５がそのままの位置に保たれることとなる。このような安定状態において、図１２に示すように時点ｔ１において矢印Ｐ0 で示すように正方向の電流がコイル８５に供給されると、コイル８５の軸７５に平行な軸方向部分８５Ａ、８５Ｂには、永久磁石８２によって生じる磁界に相互作用する電流が供給されてコイル８５には、周方向の回転力を生じさせる力ＦＲが発生され、レンズホルダ７５が回転を始める。時点ｔ１から時点ｔ２の間にコイル８５には、レンズホルダ７５を十分に回転させる起動力が与えられる。コイル８５が回転を始めてコイル８５の退出側のコイル部分８５Ｂが永久磁石８２のＳ極に対向される時点ｔ２にコイル８５に供給される電流が図１２に示すように反転される。この反転によってコイル８５の退出側のコイル部分８５Ｂと永久磁石８２のＳ極との間でこのコイル８５を永久磁石８２から退ける回転力ＦＲが生じ、このコイル８５に与えられる。その結果、コイル８５は、永久磁石８１の前面に向かって回転される。回転の途中の時点ｔ３でコイル８５への電流供給が停止され、時点ｔ３以降は、慣性でレンズホルダ７５が回転され、コイル８５は、一時的に永久磁石８１の中立点を通過するが、図１０（ａ）から図１０（ｆ）を参照して既に説明した原理により、コイル８６、８５が安定な中立位置に復帰される。このようにレンズホルダ７５の回転により、図１３（ｂ）に示すようにコイル８６が永久磁石８２に対向され、コイル８５が永久磁石８１に対向され、開口数が大きな対物レンズ３４に代えて開口数が小さな対物レンズ３５がレーザビームの光路中に配置され、実質的に対物レンズが切り換えられる。
【００３４】
尚、レンズホルダ７５が回転されて対物レンズ３４、３５が切り換えられる場合は、回転軸７７と回転軸受け８３との間のクリアランスが１０ミクロン以下に設定されれば、第１の対物レンズ３４と第２の対物レンズ３５との取り付け位置ズレは無視することができる。
【００３５】
更に、図５に示される光ピックアップ３２のフォーカス動作及びトラッキング動作について説明する。
【００３６】
図７及び図１３（ａ）に示すように開口数が大きな対物レンズ３４がレーザビームの光路中に配置されている状態においては、フォーカス制御用に軸方向に着磁された永久磁石８１に対向されるコイル８６がフォーカス制御用コイルとして作用し、トラッキング制御用に周方向に沿って着磁された永久磁石８２に対向されたコイル８５がトラッキング制御用コイルとして作用する。即ち、フォーカスエラー信号に応答してフォーカスコイル駆動電流Ｆｉがコイル８６に供給されると、このコイル８６の周方向部分８６Ａ、８６Ｂと永久磁石８１によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｆｉの向きに応じてコイル８６に上向き、或いは、下向きの力が作用してレンズホルダ７５が軸方向に沿って上下動され、対物レンズ３４が合焦状態に維持される。また、トラッキングスエラー信号に応答してトラッキングコイル駆動電流Ｔｉがコイル８５に供給されると、このコイル８５の軸方向部分８５Ａ、８５Ｂと永久磁石８２によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｔｉの向きに応じてコイル８５に右向き、或いは、左向きの力が作用してレンズホルダ７５が周方向に沿って回動され、対物レンズ３４が合トラック状態に維持される。
【００３７】
既に説明したように対物レンズ３５に切り換えられた後においては、図１３（ｂ）に示すように開口数が小さな対物レンズ３５がレーザビームの光路中に配置される。この状態においては、フォーカス制御用に軸方向に着磁された永久磁石８１に対向されるコイル８５がフォーカス制御用コイルとして作用し、トラッキング制御用に周方向に沿って着磁された永久磁石８２に対向されたコイル８６がトラッキング制御用コイルとして作用する。即ち、フォーカスエラー信号に応答してフォーカスコイル駆動電流Ｆｉがコイル８５に供給されると、このコイル８５の周方向部分８５Ｃ、８５Ｄと永久磁石８１によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｆｉの向きに応じてコイル８５に上向き、或いは、下向きの力が作用してレンズホルダ７５が軸方向に沿って上下動され、対物レンズ３４が合焦状態に維持される。また、トラッキングスエラー信号に応答してトラッキングコイル駆動電流Ｔｉがコイル８６に供給されると、このコイル８６の軸方向部分８６Ｃ、８６Ｄと永久磁石８２によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｔｉの向きに応じてコイル８６に右向き、或いは、左向きの力が作用してレンズホルダ７５が周方向に沿って回動され、対物レンズ３４が合トラック状態に維持される。
【００３８】
上述のようにこの発明に対物レンズ駆動装置は、外部から力を加えずにトラッキング動作を行うコイルで対物レンズ３４、３５が切り換えられていることから、無理な力が作用し、光軸を傾ける事が無く、安定した信号を再生することができる。コイ８１、ル８２が対物レンズ３４、３５の切り換え時にその役割を、トラッキング動作用からフォーカス動作用に、またはその逆に切り換える構成であるため、コイルの利用効率が向上し、駆動感度が向上される。
【００３９】
さらに、同一のコイルで対物レンズ３４、３５のいずれかが駆動され、しかも、そのコイルの役割がトラッキング動作であったり、フォーカス動作であったりするため、いずれかのコイル８１、８２に電流を流し、その時の対物レンズ３４、３５の移動方向を検出することにより、新たな検出装置を設けることなく、どちらの対物レンズが使用されているかを確認することができる。また、対物レンズが対向されている光ディスク１０が高密度（Super Density)タイプ、即ちＤＶＤタイプであるか、或いは、一般的なＣＤ（compact Disk）タイプであるかを確認することができる。
【００４０】
対物レンズ駆動装置を初期化して所定の対物レンズを光路上に配置して、その後、光ディスクのタイプに応じた対物レンズを選定する動作について図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
尚、以下の動作説明において開口数の大きな対物レンズ３４は、高密度記録（Super Density)タイプ、即ち、ＤＶＤタイプの光ディスク１０の為のレンズであることから、単にＤＶＤレンズ３４と称し、また、開口数の小さな対物レンズ３５は、一般的なＣＤ（compact Disk）為のレンズであることから、単にＣＤレンズ３５と称する場合がある。また、以下の動作説明において、ＤＶＤレンズ３４を主レンズとしてディスク装置の動作開始時の初期化の際に、常にこのＤＶＤレンズ３４が光ディスク１０のタイプがいずれであっても選定され、その後、光ディスクのタイプに応じていずれかのレンズ３４、３５が選定されるものとする。図１にキー操作及び表示部４を介して光ディスク装置の電源がオンされた後、或いは、光ディスク装置の電源がオンされた後ユーザがキー操作及び表示部４を介してスタートを指示した後、図１４のフローがステップＳ１に示されるように開始される。ステップＳ２に示すレンズイニシャル位置検出においては、図１２に示す切換信号がコイル８６に供給されてステップＳ３に示すようにＤＶＤレンズ３４か、或いは、ＣＤレンズ３５であるかが確認される。このイニシャル位置検出において、コイル８６がフォーカス制御用永久磁８１に対向され、ＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路に配置されている場合には、図１２に示すような切換信号がコイル８６に供給されても単にレンズホルダ７５が上下動されるにすぎず次のステップＳ４が実行される。これに対して、コイル８６がトラッキング制御用永久磁８２に対向され、ＣＤレンズ３５がレーザビーム光路に配置されている場合には、図１２に示すような切換信号がコイル８６に供給されると、ステップＳ５に示すようにレンズホルダ７５が既に説明したように回転されてＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路中に配置される。換言すれば、ステップＳ２に示されるレンズイニシャル位置検出動作は、ＤＶＤレンズ３４をイニシャル動作でレーザビーム光路に配置する動作に対応している。
【００４２】
ＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路中に配置された後においては、ステップＳ４に示すようにＤＶＤレンズ３４を引き込む電流がコイル８６に供給されて、レンズホルダ７５、即ち、ＤＶＤレンズ３４がステップＳ７に示すように中立位置から引き込まれる。この引き込み動作に応答してフォーカスエラー信号が発生されるが、このフォーカスエラー信号を基に後に説明するように光ディスク１０が高密度記録（ＤＶＤ）タイプか、或いは、一般的な記録密度のＣＤタイプであるかが、ステップＳ９で確認される。ステップＳ９で光ディスク１０が高密度記録（ＤＶＤ）タイプであることが確認されると、このＤＶＤタイプに対応したＤＶＤレンズがレーザ光路上にあるとしてフォーカス動作がステップＳ１１に示すように開始される。これに対して、ステップＳ９で光ディスク１０がＣＤタイプであることが確認されると、ステップＳ１２に示すように切換信号がコイル８６に供給されてＤＶＤレンズ３４からＣＤレンズ３５に切り換えられてＣＤレンズ３５がレーザ光路上に配置される。その後、ＣＤタイプの光ディスク１０に対応したＣＤレンズ３５のフォーカス動作がステップＳ１１に示すように開始される。
【００４３】
上述したフローでは、原則としてＤＶＤレンズ３４が初期化時にレーザビーム光路中に配置される場合を想定しているが、明らかなようにＣＤレンズ３５が原則としてレーザビーム光路中に配置されるようなフローであっても良い。
【００４４】
上述したフローに沿った実際の回路動作を図１５、図１６（ａ），１６（ｂ）、１６（ｃ）及び図１７を参照して説明する。始めにＣＰＵ５０からの切換指令に基づいてスイッチング回路１０８によってコイル８６が増幅回路１０７に接続される。この後、ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５２を参照して切換信号を発生し、この発生された切換信号がＤ／Ａ変換器１０６に与えられる。この切換信号は、Ｄ／Ａ変換器１０６によって図１２に示すようなアナログ信号に変換されて増幅回路１０７で増幅される。この増幅された切換信号は、スイッチング回路１０８を介してコイル８６に供給される。コイル８６に切換信号が供給されることによって初期化時にＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路に配置されているか否かが確認される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ５０が再びＲＯＭ５２を参照してＤＶＤレンズ３４を引き込む信号取り出し、Ｄ／Ａ変換器１０６に与える。このＤ／Ａ変換器１０６は、この引き込み信号を図１６（ａ）に示すアナログの引き込み信号に変換して、同様にスイッチング回路１０８を介してコイル８６に供給される。この引き込み信号の出力は、コンパレータ１０４でモニタされ、その出力の時点ｔ0 に関する時間信号がＣＰＵ５０に与えられる。コイル８６に引き込み信号が供給されると、ＤＶＤレンズ３４が引き込みを開始する。このＤＶＤレンズ３４の引き込みに応答して、フォーカス検出光学系１０１、例えば、非点収差光学系を介してレーザビームが与えられている検出器９９からは、フォーカスエラーに関する検出信号が発生され、この検出信号を基にフォーカスエラー信号発生器１０２からは、図１６（ｂ）或いは１６（ｃ）に示すようなフォーカスエラー信号が発生される。このフォーカスエラー信号は、コンパレータ１０４でモニターされ、フォーカスエラー信号のゼロクロス点の時点、図１６Ｂのフォーカスエラー信号にあっては、時点ｔ1 、また、図１６（ｃ）のフォーカスエラー信号にあっては、時点ｔ2 が検出される。この時点t1、或いは、時点ｔ2 に関する時間信号がＣＰＵ５０に与えられ、既に与えられた時点ｔ0 に関する時間信号と比較されて光ディスク１０のタイプ、ＤＶＤタイプ、或いは、ＣＤタイプが判別される。ＤＶＤタイプの光ディスクであれば、スイッチング回路１０８の接点は、そのままに維持され、スイッチ１０５が閉じられ、位相補償回路１０３を介してフォーカス信号が増幅器１０７にフィードバックされるフォーカスサーボ回路が構成され、フォーカスサーボ動作が開始される。また、ＣＤタイプの光ディスクが接続されている場合には、スイッチング回路１０８の接点が切り換えられて、増幅回路１０７がコイル８５に接続される。この場合にも同様にスイッチ１０５が閉じられ、位相補償回路１０３を介してフォーカス信号が増幅器１０７にフィードバックされるフォーカスサーボ回路が構成され、フォーカスサーボ動作が開始される。
【００４６】
時間ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 から光ディスク１０のタイプは、次のような理由から判別できる。即ち、高密度記録タイプの光ディスク１０、いわゆるＤＶＤタイプの光ディスク１０は、既に説明したように透明基板１４が０．６mmと比較的薄く、図１６（ａ）に示す引き込み信号によってＤＶＤレンズ３４が引き込まれると、高い応答速度でフォーカス信号が発生され、短い時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）でゼロクロス信号を発生する。これに対して、ＣＤタイプの光ディスク１０は、既に説明したように透明基板１４が１．２mmと比較的厚く、図１６（ａ）に示す引き込み信号によってＤＶＤレンズ３４が引き込まれると、応答遅れを伴ってフォーカス信号が発生され、時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）よりも比較的長い時間間隔（ｔ0-ｔ2 ）でゼロクロス信号を発生する。従って、ＣＰＵ５０は、時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）或いは、時間間隔（ｔ0-ｔ2 ）をＲＯＭ５２に格納した基準時間Ｔ0 と比較することによって光ディスク１０のタイプを示す識別信号を発生することができる。
【００４７】
図１７には、フォーカスサーボ回路のみならずトラッキングサーボ回路をも含めた識別信号に応答して回路系が切り換えられる概略のブロック図が示されている。図１７に示される回路では、フォーカスエラー信号発生回路１０２、フォーカスサーボ回路１１５、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでフォーカスサーボループが構成され、トラッキングエラー信号発生回路１２１、トラックサーボ回路１１７、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでトラッキングサーボループが構成される。図１７に示す回路では、フォーカスサーボ１１５及びトラックサーボ回路１１７とドライブ回路１１６及びドライブ回路１１８との間にサーボループ切換回路１２０が配置されている。この回路１２０は、既に述べたように対物レンズ３４、３５のタイプを識別するＣＰＵ５０からの識別信号に応答して適切なサーボループが形成されるように結線が切り換えられる。即ち、コイル８５がフォーカスコイルと作用する際には、ＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がフォーカスサーボ回路１１５に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がトラッキングサーボ回路１１７に接続される。また、コイル８５がトラッキングコイルと作用する際には、同様にＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がトラッキングサーボ回路１１７に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がフォーカシング回路１１５に接続される。
【００４８】
図１４から図１７を参照して説明した上述した実施例においては、初期化時に当然にＤＶＤレンズ３４が光路中に配置されることを想定しているが、図１８に示されるような回路によって始めに対物レンズ３４、３５のタイプを判別してその対物レンズ３４，３５のタイプを外部の表示装置４に表示するようにしても良い。
【００４９】
図１８は、図５に示された光ピックアップにおいていずれの対物レンズがレーザ光路中に位置されているかを判別する回路を有する回路構成を示すブロック図である。この回路においては、ＡＣ駆動電流発生回路１３１がコイル８６に接続され、ＤＣ駆動電流発生回路１３２がコイル８５に接続されている。ここで、高密度で記録された光ディスク１０を再生する為の大きな開口数を有する対物レンズ３４が光ディスク１０に対向され、コイル８６がフォーカス制御用の永久磁石８１に対向され、コイル８５がトラッキング制御用の永久磁石８２に対向されているものとする。このような状態で始めにコイル８５にＤＣ駆動電流がＤＣ駆動電流発生回路１３２から供給されると、コイル８５とトラッキング制御用の永久磁石８２との相互作用により、レンズホルダ７５が中立位置から左右いずれかに僅かに偏倚される。ここで、ＤＣ駆動電流は、既に説明したような対物レンズを切換るための信号レベルよりも小さく、コイル８５とトラッキング制御用の永久磁石８２とが互いに対向関係に維持できる程度のレベルであることが好ましい。この状態でコイル８６にＡＣ駆動電流発生回路１３１からＡＣ駆動電流が供給されると、コイル８６とフォーカス制御用の永久磁石８１との相互作用によってレンズホルダ７５が緩やかに上下動されることとなる。このレンズホルダ７５の上下動に伴い、対物レンズ３４が上下動され、フォトディテクタ９９からの検出信号を処理してフォーカスエラー信号を発生するフォーカスエラー信号発生回路１０２からは、対物レンズ３４の上下動に応答してフォーカスエラー信号が発生される。このフォーカスエラー信号が繰り返し発生されることで対物レンズ識別回路１２４は、現在レーザ光路中に配置されているのは、高密度で記録された光ディスク１０を再生する為の大きな開口数を有する対物レンズ３４であることを識別することができる。
【００５０】
これに対して、ＣＤ等の従来からある光ディスク１０を再生する為の対物レンズ３５がレーザ光路中に配置されている場合には、コイル８５がフォーカス制御用の永久磁石８１に対向され、コイル８６がトラッキング制御用の永久磁石８２に対向されることとなる。従って、このような状態で始めにコイル８５にＤＣ駆動電流がＤＣ駆動電流発生回路１０２から供給されると、コイル８５とフォーカス制御用の永久磁石８１との相互作用により、レンズホルダ７５が中立位置から上下方向のいずれかに偏倚される。この状態でコイル８６にＡＣ駆動電流発生回路１３１からＡＣ駆動電流が供給されると、コイル８６とトラッキング制御用の永久磁石８２との相互作用によってレンズホルダ７５が左右に緩やかに微動されることとなる。このレンズホルダ７５の左右の微動に対しては、対物レンズ３４がトラッキング動作するにすぎなく、フォーカスエラー信号発生回路１０３からは、フォーカスエラー信号が繰り返し発生されることはない。従って、このフォーカスエラー信号が繰り返し発生されないことで対物レンズ識別回路１２４は、現在レーザ光路中に配置されているのは、ＣＤ等の従来からある光ディスク１０を再生する為の対物レンズ３５であることを識別することとなる。
【００５１】
この識別信号は、この対物レンズ識別回路１２４からシステムＣＰＵ部５０に与えられ、キー操作及び表示部４から入力された装填される媒体の種別、高密度タイプの光ディスクであるか、或いは、一般的なＣＤ等の光ディスクであるかの媒体タイプの識別信号と比較される。媒体のタイプと対物レンズのタイプとが一致される場合いには、そのまま、再生動作が開始される。両者が一致しない場合には、図１２に示す対物レンズ切換信号が発生されて対物レンズのタイプが切り換えられる。
【００５２】
図１９には、対物レンズ切換信号に応じてドライブ回路を切り換える回路のブロック図が示されている。この図１９に示される回路では、フォーカスエラー信号発生回路１０２、フォーカスサーボ回路１１５、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでフォーカスサーボループが構成され、トラッキングエラー信号発生回路１２１、トラックサーボ回路１１７、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでトラッキングサーボループが構成される。図１９に示す回路では、フォーカスサーボ１１５及びトラックサーボ回路１１７とドライブ回路１１６及びドライブ回路１１８との間にサーボループ切換回路１２０が配置されている。この回路１２０は、既に述べたように対物レンズ３４、３５のタイプを識別する対物レンズ識別回路１２４からの識別信号に応答してＣＰＵ５０が適切なサーボループが形成されるように結線が切り換えられる。即ち、コイル８５がフォーカスコイルと作用する際には、ＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がフォーカスサーボ回路１１５に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がトラッキングサーボ回路１１７に接続される。また、コイル８５がトラッキングコイルと作用する際には、同様にＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がトラッキングサーボ回路１１７に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がフォーカシング回路１１５に接続される。図５に示される光ピックアップでは、２つの異なるタイプの対物レンズ３４、３５が切り換えられる実施例について説明したが、切り換えられる対物レンズのタイプは、２つに限らず、図２０に示されるように３つ、或いは、それ以上であっても良い。図２０で示される実施例では、３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂが回転中心に対してその光軸が互いに６０゜の角度を成すようにレンズホルダ７５に固定され、このレンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４に受け入れられている。この３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂは、例えば、夫々ＤＶＤ用レンズ、ＣＤ用レンズ、及びＤＶＤレンズであってＲＡＭ用である場合が該当する。ここで、ＲＡＭ用レンズとは、光ディスク１０が書き込み可能な媒体である場合に、その媒体に書き込み用の光ビームを集光するに用いるレンズである。更に、図２１（ａ）示すようにレンズホルダ７５の周囲には、磁気バネを構成する６つの磁性体８４が同様に回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すように軸７７の回りに対称に埋設され、また、この磁性体８４上には、また、同様に回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すように３つの第１グループのコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ及び第２グループのコイル８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが固定されている。ここで、図２２（ａ）、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）に示すように３つの第１グループのコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃは、互いに直列に接続され、また、同様に第２グループのコイル８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは、互いに直列に接続されている。また、図２１（ｂ）に示すようにレンズホルダ支持体７４内には、その内周に沿って３個のフォーカス制御用永久磁石８１及び３個のトラッキング制御用永久磁石８２が交互に配置され、これらの６個の永久磁石８１，８２は、コイル８４、８５と同様に軸７５に関して対称に配置されている。更に、レンズホルダ支持体７４内の内周には、図２３に示すようなセンサユニット１５０が配置され、レンズホルダ７５の周囲のコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ間には、３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂの夫々に対応して第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃが回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すようにレンズホルダ７５の周囲に設けられている。第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃは、夫々レンズホルダ７５の回転軸に沿って上方の領域に、下方の領域に、更に、中心領域に図２４に示すように固定されている。センサユニット１５０は、図２３に示すように第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃに向けて光線を照射する第１、第２のＬＥＤ１５６，１５８が設けられ、第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃから反射された光線に応じて３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂを判別する為の４つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂが配置されている。第１グループの２つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂは、センサユニット１５０の上方の領域に配置され、第２グループの２つの検出領域１５４Ａ、１５４Ｂは、センサユニット１５０の下方の領域に配置され、第１グループの２つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ間には、第１のＬＥＤ１５６が配置され、第２グループの２つの検出領域１５４Ａ、１５４Ｂ間には、第２のＬＥＤ１５６が配置されている。
【００５３】
図２０に示す構造では、既に説明したように図２２（ａ）及び図２２（ｃ）に示すようにフォーカス制御用永久磁石８１に対向されたコイル、例えば、コイル８６にフォーカス駆動信号Ｆｉが供給されると、レンズホルダ７５が合焦状態に維持する為に上下動され、また、図２２（ｂ）及び２２（ｃ）に示すようにトラッキング制御用永久磁石８２に対向されたコイル、例えば、８５にトラッキング駆動Ｔｉが供給されると、レンズホルダ７５がトラッキングの為に微小に回転される。既に、説明したようにトラッキング制御用永久磁石８２に対向されたコイル、例えば、８５に図１２に示すような切換信号が供給されると、レンズホルダ７５が回転されて光路上の対物レンズが対物レンズ３４から他の対物レンズ３５Ａ、３５Ｂのいずれ下に切り換えられる。
【００５４】
上述した第１、第２のＬＥＤ１５６，１５８、第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ及び４つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂは、次のような関係で配置される。即ち、第１のレンズ３５Ａが半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３５Ａが有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８主に、第１のＬＥＤ１５６からの光線がミラー１６２Ａで反射されてその殆どが検出領域１５２Ａ、１５２Ｂに入射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂで検出される。次に、第１のレンズ３５Ａから第２のレンズ３４に切り替えられて第２のレンズ３４が半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３４が有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８主に、第２のＬＥＤ１５８からの光線がミラー１６２Ｂで反射されてその殆どが検出領域１５４Ａ、１５４Ｂに入射されて検出領域１５４Ａ、１５４Ｂで検出される。更に、第２のレンズ３４から第３のレンズ３５Ｂに切り替えられて第３のレンズ３５Ｂが半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３５Ｂが有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８からの光線がミラー１６２Ｃで反射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂの全てに入射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂで検出される。
【００５５】
図２５に示されるように検出領域１５２Ａ、１５２Ｂは、加算器１６４を介して対物レンズ識別回路１２４に接続され、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂは、加算器１６６を介して対物レンズ識別回路１２４に接続されている。従って、対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂのいずれかが有効かに応じて次のような信号が発生される。即ち、第１のレンズ３５Ａが有効である場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂから検出信号が発生され、第１の加算器１６４から第１の有効信号Ｅ１が出力される。この時、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからは、検出信号が発生されないことから、第２の加算器１６４から無効信号U ０が発生される。この第１の有効信号Ｅ1 及び第２の無効信号U ０との組み合わせでの第１のレンズ３５Ａが有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。また、第２のレンズ３４が有効である場合には、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂから検出信号が発生され、第２の加算器１６６から第２の有効信号Ｅ１が出力される。この時、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂからは、検出信号が発生されないことから、第１の加算器１６２から第１の無効信号U ０が発生される。この第２の有効信号Ｅ１及び第１の無効信号U ０との組み合わせでの第２のレンズ３４が有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。更に、第３のレンズ３５Ｂが有効である場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂから検出信号が発生され、第１の加算器１６４から第１の有効信号Ｅ０１が出力される。また、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからも検出信号が発生され、第２の加算器１６４から第２の有効信号Ｅ０１が出力される。従って、この第１、第２の有効信号Ｅ０１Ｅ０１の組み合わせでの第３のレンズ３５Ｂが有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。更にまた、第１、第２及び第３のレンズ３４、３５Ａ、３５Ｂのいずれもが光路中に配置されず、全てが無効でである場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ及び検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからは、検出信号が発生されず、第１及び第２の加算器１６４、１６６から第１及び第２の無効信号Ｕ０が出力される。従って、この第１、第２の無効信号Ｕ０の組み合わせでのいずれのレンズも無効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。既に述べた実施例と同様にいずれの対物レンズが有効であるかを示す識別信号が識別回路１２４からＣＰＵ５０に供給されることから、いずれの対物レンズを選択するかの動作が同様に実行できる。対物レンズの選択動作は、既に述べた実施例と略同様であるのでその説明は、省略する。
【００５６】
尚、上述した対物レンズの切換及び駆動装置においては、対物レンズの数をｎとすると永久磁石及びコイルは、２ｎ個が磁気回路として円周状に配置されることが好ましい。このような関係であれば、互いに対向するコイル及び永久磁石がフォーカス或いはトラッキング制御の為の磁気回路となり、フォーカス制御及びトラック制御に際してレンズホルダに均等に作用力が働き、バランス良く高精度でレンズホルダを駆動することができる。即ち、振動特性を良好にでき、また、駆動特性を良好にすることができる。
【００５７】
以上説明したように本発明によれば、異なるタイプの対物レンズがレンズホルダに固定され、このレンズホルダが回転されて対物レンズを選択するような対物レンズ駆動装置においてレンズホルダを回転させる切り換え信号を入力することによって特定の対物レンズを常に光路中に配置でき、これにより対物レンズの駆動装置を初期化することができ、その初期化の後に適切な態様で光ピックアップを制御することができる。
【００５８】
また、この特定の対物レンズに引き込み動作を与えた際に出力されるフォーカス信号をモニターすることによって光ディスクの種別を判別することができる。この光ディスク識別結果に応じてまた同様に適切な態様で光ピックアップを制御することができる。
【００５９】
更に、本発明によれば、コイルが回転力によりトラッキング制御を行うと共に、対物レンズを切り換える駆動源となるため、構造を簡素にすることができる。特に、レンズホルダを回転移動させても、回転軸と回転軸受けのクリアランスが１０ミクロン以下であるため、第１の対物レンズ７と第２の対物レンズとの取り付け位置ズレは無視するできるレベルに設置することができる。
【００６０】
磁気吸引により定められている中立位置における元の第１の対物レンズの位置が、新たな第２の対物レンズの中立位置とー致する為、光学ユニット５と第１の対物レンズで調整された状態でそのまま第２の対物レンズを使用することができる。
【００６１】
また、コイルが対物レンズの切り換え時にその役割を、トラッキング動作用からフォーカス動作用に、またはその逆に切り換える構成であるため、コイルの利用効率が向上し、駆動感度が向上する。さらに、同一のコイルで使用している対物レンズにより、その役割がトラッキング動作であったり、フォーカス動作であったりするため、いずれかのコイルに電流を流し、その時の対物レンズの移動方向を検出することにより、新たな検出装置を設けることなく、どちらの対物レンズが使用されているかを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る光ディスク装置の概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示したディスクドライブ装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１に示した光ディスクの構造を概略的に示す斜視図である。
【図４】図２に示された対物レンズを切換及び駆動する対物レンズ駆動装置を概略的に示す平面図である。
【図５】図４に示された対物レンズ駆動装置の光ピックアップを示す斜視図である。
【図６】図５に示す光ピックアップのレンズ駆動装置の内部構造を示す断面図である。
【図７】図５に示す光ピックアップのレンズホルダを示す斜視図である。
【図８】図５に示す光ピックアップ及びこの光ピックアップに関連する光学系を示す概略図である。
【図９】図５に示す光ピックアップにおいてレンズホルダが磁気浮上される原理を説明する為の概念図である。
【図１０】図９に示される配置でレンズホルダを磁気浮上させる磁気バネの原理を説明する斜視図である。
【図１１】図５に示す光ピックアップにおいて対物レンズの切換動作の為の磁気回路を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す磁気回路に対物レンズ切換動作をさせる為の信号を示す波形図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、対物レンズ駆動装置における対物レンズ切換動作を示す平面図である。
【図１４】図５に示した対物レンズ駆動装置における対物レンズのタイプを識別し、また、光ディスクのタイプを識別する動作を示すフローチャートである。
【図１５】図５に示した対物レンズ駆動装置における対物レンズのタイプを識別し、また、図１に示される光ディスク装置に装填された光ディスクの種別を識別する回路を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示した回路の各部の波形図である。
【図１７】図１４に示された判別動作に基づいて光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【図１８】図５に示された光ピックアップにおいていずれの対物レンズがレーザ光路中に位置されているかを判別する回路を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示された判別回路に基づいて光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、この発明の他の実施例に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は、図２０に示された対物レンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図２０に示された対物レンズ駆動装置のコイル配置を示す斜視図である。
【図２３】図２０に示したセンサユニットを概略的に示す斜視図である。
【図２４】図２０に示すセンサユニットに対応して対物レンズ駆動装置内に設けられるミラーの配置を概略的に示す平面図である。
【図２５】図２０に示した対物レンズ駆動装置における光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
６ … モニタ部
８ … スピーカ部
１０ … 光ディスク
１４ … 透明基盤
１６ … 光反射層
２８ … データ記録領域
３０ … ディスクドライブ部
３２ … 光ピックアップ
３４、３５ … 対物レンズ
３６ … フォーカス駆動回路
３７ … 駆動回路
３９ … 対物レンズ切換駆動回路
４４ … サーボ処理回路
５０ … システムＣＰＵ
５４ … システムプロセッサ部
５６ … データＲＡＭ部
５８ … ビデオデコーダ部
６０ … オーディオデコード部
６２ … 副映像デコーダ部
６４ … Ｄ／Ａ及び再生処理回路
７３ … ガイドレール
７２ … キャリッジ
７３ … 対物レンズアクチュエータ
８１、８２ … 永久磁石
８４ … 磁性体
８５、８６ … コイル
１０６ … Ｄ／Ａ変換器
１０８ … スイッチング回路
１０４ … コンパレータ
１０１ … フォーカス検出光学系
１０２ … フォーカスエラー信号発生器
１０３ … 位相補償回路
１１５ … フォーカスサーボ回路
１１６、１１８ … ドライブ回路
１２１ … トラッキングエラー信号発生回路
１１７ … トラックサーボ回路
１２０ … サーボループ切換回路
１２４ … 対物レンズ識別回路
１３１ … ＡＣ駆動電流発生回路
１３２ … ＤＣ駆動電流発生回路
１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ … ミラー
１５６，１５８ … 第１、第２のＬＥＤ
１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂ … 検出領域
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に装着される対物レンズ駆動装置に係り、特に開口数の異なる対物レンズを記録媒体の種類に応じて切り換えることができ、装置の動作開始時に特定の対物レンズを所定位置に配置することができる初期化の機能を有する対物レンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスク、光磁気ディスク等の種々の光情報記録媒休の開発に伴い、これら光情報記録媒体の再生装置に用いられる対物レンズ駆動装置の開発が活発化している。対物レンズ駆動装置は、すでに、コンパクトディスク（ＣＤ）或いはＣＤＲＯＭ用の駆動装置としてー般に広く普及している
また、最近では、再生用としてだけではなく、記録用としての対物レンズ駆動装置が開発され、特に、光磁気(Magnet-0ptical)記録方式、或いは、相変化(Phase-Change)記録方式な等の記録方式が知られている。これらの方式の多くは、現在、規格で詳細が定められている。しかし、近年、新たにより記録密度の向上を目指した高密度記録型の光ディスク、いわゆるＤＶＤディスクが出現し、その高密度記録型の光ディスクの開発研究が急速に進められている。このような光ディスクでは、高密度記録の為に情報記録単位としてのピットが従来のＣＤに比べてより小さく形成され、高精度でこのピットが検索されることが要求される。このような高密度記録型の光ディスクは、従来のＣＤとは、その基板の厚みが異なり、また、この光ディスクを再生する装置では、ピットを検索するレーザビームの波長がより短くなり、また、対物レンズの開口数ＮΑ(Numerical Aperture)が大きく定められて光ディスク上に形成されるビームスポットの径がより小さくなるような工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、次々に登場する新たなディスクに対応させるべく、装置側に各種改良を施した場合、このような装置では、従来の規格に沿った光ディスクの記録再生が困難となる問題があり、ユーザーにとって記録媒体に応じてディスク装置を用意しなければならない不都合がある。
【０００４】
このような問題を解決するための方式として、米国特許第5.235.581 号明細書に開示されるように、焦点距離の異なる光学ヘッドを同一光ディスク装置に複数個配置する方式がある。このディスク装置では、２つの光学ヘッドが独立してトラッキング駆動可能に配置され、コンパクトディスク等の従来の光ディスクからの記録再生をも可能としている。
【０００５】
然ながら、このような方式にあっては、２つの光学ヘッドを光ディスクの中心に関して対象に互いに対向するように配置され、２つの光字ヘッドを隣接して配置することはできないとされている。従って、このような方式を採用した光ディスク装置では、窓部を有するカートリッジ（キャディー）に入った状態で利用する光ディスク（例えば、ＣＤ ＲＯＭやＭＯ）に対しては、面積の限られた窓部開口下に２つの対物レンズいずれをも位置させることはできない問題がある。また、光ディスク装置の普及に伴い装置の低価格化の要望が大きく、２つの光学ヘッドを必要とすることは、このような要望に対する障害となる問題がある。
【０００６】
このような観点から、１つの光学ヘッド中に２つ以上のタイプが異なる対物レンズが設けられ、１つの光学ヘッド内で対物レンズを切り換えることができる構造の光学ヘッドの出現が要望されている。また、このような構造において、装置の動作開始時に所定の対物レンズに切り換えられて初期化が実行されることができる構造を備えた光学ヘッドの開発が望まれている。
【０００７】
更に、光ディスク装置としては、切り換えられた対物レンズで再生の対象とされる装填された記録媒体である光ディスクの種別をも判別することが要望され、その種別に応じて適切な対物レンズ選定をできることが望まれている。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
この発明の目的は、従来から一般に使用されている光情報記録媒体に対して記録再生可能なタイプの対物レンズ及び今後の出現が予想される各種光情報記録媒体に対しても記録再生が可能なタイプの対物レンズ間で選択的に切換可能であって、装置の動作開始時に特定の対物レンズを所定位置に配置することができる初期化の機能を有する対物レンズ駆動装置を提供するにある。
【０００９】
より詳細には、この発明の目的は、上位機種での下位光ディスクのメディア互換を可能にするために、複数の特性の異なる対物レンズを用いて焦点位置におけるスポット径を代えて対応させ、その時の対物レンズを効率的に駆動する駆動装置を提供するにある。
【００１０】
また、この発明の目的は、異なる規格の光学的情報記録媒体に対応して異なる開口数を有する少なくとも２以上の対物レンズを備え、この対物レンズを光学的情報記録媒体に応じて切り換えることができる簡素な構造を備えた対物レンズの駆動装置を提供するにある。
【００１１】
この発明によれば、
第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するととともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と、
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と及び少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動することにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段を構成するレンズホルダ駆動手段と、
第１及び第２のコイルの一方に対物レンズを切り換える駆動信号を与えて第１及び第２の対物レンズを所定位置に配置させて装置を初期化する対物レンズ初期化手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置が提供される。
【００１３】
更に、この発明によれば、
第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するととともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と、
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と、
少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動することにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段とを構成する第２の電磁駆動手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施例に係る対物レンズ駆動装置を備えた光ディスク再生装置を説明する。
【００１８】
図１は、この発明の一実施例に係る光ディスクからデータを再生する光ディス再生装置のブロックを示し、図２は、図１に示された光ディスクをドライブするディスクドライブ部のブロックを示し、図３は、図１及び図２に示した光デスクの構造を示している。
【００１９】
図１に示す光ディスク再生装置においては、ユーザがキー操作部及び表示部４を操作することによって光ディスク１０から記録データ、即ち、映像データ、副映像データ及び音声データが再生され、装置内でオーディオ信号及びビデオ信号に変換されて装置外のモニタ部６及びスピーカー部８で映像及び音声として再現される。
【００２０】
既に知られるように光ディスク１０は、種々の構造があるが、図３に示すように、例えば、透明基盤１４上に記録層、即ち、光反射層１６が形成された構造体１８が一対用意され、この一対の構造体１８が記録層１６がその内部に封じ込まれるように接着層２０を介して張り合わされる高密度で情報が記録されている高密度記録タイプの光ディスクが出現している。このような構造の光ディスク１０では、その中心にスピンドルモータ１２のスピンドルが挿入される中心孔２２が設けられ、その中心孔２２の周囲には、この光ディスク１０をその回転時に押さえる為のクランピング領域２４が設けられている。
【００２１】
このクランピング領域２４から光ディスク１０の外周端までが光ディスク１０に情報を記録することができる情報記録領域２５に定められている。図３に示す光ディスクでは、その両面に情報記録領域２５を有することとなる。各情報記録領域２５は、その外周領域が通常は情報が記録されないリードアウト領域２６に、また、クランピング領域２４に接するその内周領域が同様に、通常は情報が記録されないリードイン領域２７に定められ、更に、このリードアウト領域２６とリードイン領域２７の間がデータ記録領域２８に定められている。情報記録領域２５の記録層１６には、通常、データが記録される領域としてトラックがスパイラル状に連続して形成され、その連続するトラックは、複数のセクタに分割され、このセクタを基準にデータが記録されている。情報記録領域２５のデータ記録領域２８は、実際のデータ記録領域であって、管理データ、主画像データ、副画像データ及び音声データが同様にピット等の物理的状態変化として記録されている。読み出し専用の光ディスク１０では、透明基板１４にピット列が予めスタンパーで形成され、このピット列が形成された透明基板１４の面に反射層が蒸着により形成され、その反射層が記録層１４として形成されることとなる。また、この読み出し専用の光ディスク１０では、通常、トラックとしてのグルーブが特に設けられず、ピット列がトラックとして定められている。通常、このような高密度記録タイプの光ディスク１０では、従来のＣＤ、或いは、ＣＤＲＯＭ等の光ディスクの透明基板が１．２mmの厚さを有するに対して透明基板１４は、その半分の０．６mmの厚さを有している。
【００２２】
このような光ディスク１０からデータを再生する光ディスク再生装置においては、光ディスク１０が装填されて光ディスクをドライブするディスクドライブ部３０で光ディスク１０が光ビームで検索される。即ち、図２に示すように、光ディスク１０は、モータ駆動回路１１によって駆動されるスピンドルモータ１２上に載置され、このスピンドルモータ１２によって回転される。光ディスク１０の下方には、この光ディスク１０に光ビーム、即ち、レーザビームを集光する光ヘッド、即ち、光ピックアップ３２が設けられている。この光ピックアップ３２については、詳述するが、この光ピックアップは、ＣＤ、或いは、ＣＤＲＯＭ用の開口数が小さな対物レンズ３５及び図３を参照して説明した高密度記録タイプの光ディスク用の開口数が大きな対物レンズ３４を備えている。また、この対物レンズ３４、３５を切り換える為の駆動信号を発生する対物レンズ切換駆動回路３９が設けられている。この対物レンズ切換回路３９は、検索されるべき光ディスク１０の種別、即ち、従来のＣＤ等のタイプか、或いは、高密度記録タイプかが特定されると、作動して特定されたタイプの光ディスク１０に対応して対物レンズ切換駆動回路３９からの駆動信号によって対物レンズ３４、３５の一方が選択されてレーザビーム光路内に配置される。
【００２３】
この光ヘッド３２は、情報記録領域２５、特に、データ記録領域２８を検索する為にその光ディスク１０の半径方向に移動可能にガイド機構に載置され、駆動回路３７からの駆動信号によって駆動されるフィードモータ３３で光ディスク１０の半径方向に移動される。光ディスク１装置では、後に詳述するように対物レンズ３４、３５がその光軸に沿って移動可能に保持され、フォーカス駆動回路３６からの駆動信号に応答してその光軸方向に移動され、常にフォーカス状態に対物レンズ３４、３５が維持され、微小ビームスポットが記録層１６上に形成される。また、この対物レンズ３４、３５は、後に詳述するように光ディスク１０の半径方向に沿って微動可能に保持され、トラック駆動回路３８からの駆動信号に応答して微動され、常にトラッキング状態に維持されて光ディスク１０の記録層１６上のトラックが光ビームで追跡される。
【００２４】
光ヘッド３２では、光ディスク１０から反射された光ビームが検出され、検出されたこの検出信号は、光ヘッド３２からヘッドアンプ４０を介してサーボ処理回路４４に供給されている。サーボ処理回路４４では、検出信号からフォーカス信号、トラッキング信号及びモータ制御信号を生成し、これらの信号を夫々駆動回路３６、３８、１１に供給している。従って、対物レンズ３４、３５がフォーカス状態及びトラッキング状態に維持され、また、スピンドルモータ１２が所定の回転数で回転され、光ビームによって記録層１６上のトラックが光ビームで、例えば、線速一定で追跡される。システムＣＰＵ部５０からアクセス信号としての制御信号がサーボ処理回路４４に供給されると、サーボ処理回路４４から移動信号が駆動回路３７に供給され、光ヘッド３２が光ディスク１０の半径方向に沿って移動され、記録層１６の所定のセクタがアクセスされ、再生データがヘッドアンプ４０で増幅されてディスクドライブ部３０から出力される。
【００２５】
出力された再生データは、システム用ＲＯＭ及びＲＡＭ部５２に記録されたプログラムで制御されるシステムＣＰＵ部５０及びシステムプロセッサ部５４を介してデータＲＡＭ部５６に格納される。この格納された再生データは、システムプロセッサ部５４によって処理されてビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データに分類され、ビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データは、夫々ビデオデコーダ部５８、オーディオデコーダ部６０及び副映像デコーダ部６２に出力されてデコードされる。デコードされたビデオデータ、オーディオデータ及び副映像データは、Ｄ／Ａ及び再生処理回路６４でアナログ信号としてのビデオ信号、オーディオ信号及び副映像信号に変換されるとともにミキシング処理されてビデオ信号及び副映像信号がモニタ６に、また、オーディオ信号がスピーカ８に夫々供給される。その結果、モニタ部６に映像が表示されるとともにスピーカ部８から音声が再現される。
【００２６】
図２に示す光ピックアップ３２及びそのガイド機構の詳細を図４から図１１を参照して説明する。
【００２７】
既に説明したスピンドルモータ１２は、図４に示すようにベース７１に固定され、また、このスピンドルモータ１２によって回転される光ディスク１０は、チャッキング手段（図示せず）により保持される。また、光ディスク１０の下方には、その半径方向に平行に配置された一対のガイドレール７３がベース７１に固定されてる。このガイドレール７３には、このガイドレール７３上を走行するキャリッジ７２が載置され、このキャリッジ７２上には、図５に示される対物レンズアクチュエータ７０が設けられている。
【００２８】
図５に示されるレンズアクチュエータ７０では、浮上及び回転可能なレンズホルダ７５とレンズホルダ７５が受け入れられたレンズホルダ支持体７４とから構成されている。レンズホルダ支持体７４には、キャリッジ３４に固定され、レーザビーム光路の為の開口部７８を有するアクチュエータべース７６が設けられ、このアクチュエータベース７６の中心部には、軸７７が固定されている。また、この支持体７４には、軸７７の回りの円周に沿って円弧状ヨーク７９がアクチュエータベース７６に固定されている。この円弧状ヨーク７９には、互いに対向する組が同一の着磁方向で着磁された２組の円弧状永久磁石８１、８２が軸７の回りに対称に配置されている。この一方の組の永久磁石８１は、図６に示されるように軸７７に沿った方向にＮ及びＳ極が配置されるように着磁され、他方の組の永久磁石８２は、図６に示されるように円弧状ヨーク７９の円弧に沿って着磁されている。
【００２９】
レンズホルダ７５は、図７に示すように略円筒形に形成され、その上面には、ＣＤ等のタイプの対物レンズ３５及び高密度記録タイプ、即ち、ＤＶＤ用の対物レンズ３４が設けられ、各対物レンズ３４、３５下には、レーザビームの通過が可能なように空胴が設けられている。この対物レンズ３４、３５は、その光軸がレンズホルダ７５の中心の回りの同一円周上に配置されるようにレンズホルダ７５に固定されている。また、そのレンズホルダ７５の中心には、軸７７が挿通される軸受け８３が固定され、この軸受け８３によってレンズホルダ７５は、回転可能に、且つ、上下動可能に軸７７に支持される。このレンズホルダ７５の周囲には、この軸７７に関して対称となるように磁性体８４が埋め込まれ、また、この磁性体８４上には、同様にこの軸７７に関して対称に配置される４つの磁気コイル８５、８６が固定されている。
【００３０】
光ピックアップ３２及びこの光ピックアップ３２に関連する光学系の光学ユニット９０が図８に示されている。光ディスク１０に集束されるレーザビームを発生する半導体レーザ９４等を含む光学ユニット９０は、可動体としてのキャリッジ７２の内部空問に収納固定されている。光学ユニット９０の半導体レーザ９４より発せられたレーザビームは、光学ユニット９０内のコリメータレンズ９１によってコリメートされてビームスプリッタ９３で反射されて光学ユニット９０外に導かれる。この光学ユニット９０からのレーザビームは、キャリッジ７２上に固定された光ピックアップ３２の対物レンズ３４、３５のいずれかに導かれ、この対物レンズ３４、３５によって光ディスク１０の記録トラック上にレーザビームが集光される。また、光ディスク１から反射されたレーザビームは、再びその一方の対物レンズ３４、３５を経由して光学ユニット９０に戻される。光学ユニット９０内では、レーザビームは、ビームスプリッタ９３を通過してビームスプリッタ９５で２系に分けられて夫々集光レンズ９６、９７で集光され、光学ユニット５内に設けられた第１のフォトディテクタ９８及び第２のフォトディテクタ９９で検出される。このフォトディテクタ９８、９９からの検出信号により、既に述べたように情報信号，フォーカスエラー信号，トラックエラー信号等が生成される。このフォーカスエラー信号を用いることにより選択された一方の対物レンズ３４、３５のフォーカス方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するように後に説明するようにコイル８５、８６の一方にに電流が供給される。また、トラックエラー信号を用いることにより対物レンズ３４、３５のトラック方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するよっにコイル８５、８６の他方に電流が供給される。このようにして光ディスク１０の記録トラック上に情報が記録され、また、光ディスク１０の記録トラック上から情報が読み取られる。
上述した光ピックアップ３２の動作の詳細について次に説明する。
【００３１】
始めに、レンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４内でいわゆる磁気バネによって磁気浮上される理由について説明する。既に説明したように図９に示すようにレンズホルダ支持体７４には、２組の永久磁石８１、８２がレンズホルダ支持体７４の軸７７の回りに対称に配置され、この永久磁石８１、８２の夫々に磁性体８４が間隙を空けて対向されている。即ち、軸７７の回りに対称に磁性体８４が配置され、この磁性体８４がレンズホルダ７５に固定されている。従って、永久磁石８１、８２に磁性体８４が吸引されて永久磁石８１、８２と磁性体８４とは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すようなある安定な状態である中立位置に維持され、その結果、レンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４内で磁気浮上される。ここで、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｃ）に示すように磁性体８４が中立位置から上方に偏位された場合には、磁性体８４には、上方に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような下方に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。同様に、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｅ）に示すように磁性体８４が中立位置から下方に偏位された場合には、磁性体８４には、下方に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような上方に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。また、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｄ）に示すように磁性体８４が中立位置から円周方向に沿って右方向に偏倚される場合には、磁性体８４には、右方向に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような左方向に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。同様に、レンズホルダ７５に外乱が与えられて図１０（ｆ）に示すように磁性体８４が中立位置から円周方向に沿って左方向に偏倚される場合には、磁性体８４には、左方向に向かう力よりも磁性体８４を中立位置に戻すような右方向に向かう力が大きく、その結果、磁性体８４は、中立位置に戻されることとなる。
【００３２】
尚、磁性体８４は、軸対称な位置に取り付けられているので、次に説明するように前記レンズホルダ８５を回転させて対物レンズを切り換えると、磁気吸引により定められている中立位置における元の第１の対物レンズ３４の位置が、新たな第２の対物レンズ３５の中立位置にー致する為、光学ユニット９０と第１の対物レンズ３４で調整された状態でそのまま第２の対物レンズ３５を使用することができる。
【００３３】
次に、対物レンズ３４、３５を選択する為の対物レンズ３４、３５の切換動作について説明する。図７及び図１３（ａ）に示すように開口数が大きな対物レンズ３４がレーザビームの光路中に配置されている状態において、周方向着磁された永久磁石８２にコイル８５が対向され、軸方向着磁された永久磁石８１にコイル８５が対向されているものとする。この状態は、既に説明した中立状態に相当し安定にレンズホルダ７５がそのままの位置に保たれることとなる。このような安定状態において、図１２に示すように時点ｔ１において矢印Ｐ0 で示すように正方向の電流がコイル８５に供給されると、コイル８５の軸７５に平行な軸方向部分８５Ａ、８５Ｂには、永久磁石８２によって生じる磁界に相互作用する電流が供給されてコイル８５には、周方向の回転力を生じさせる力ＦＲが発生され、レンズホルダ７５が回転を始める。時点ｔ１から時点ｔ２の間にコイル８５には、レンズホルダ７５を十分に回転させる起動力が与えられる。コイル８５が回転を始めてコイル８５の退出側のコイル部分８５Ｂが永久磁石８２のＳ極に対向される時点ｔ２にコイル８５に供給される電流が図１２に示すように反転される。この反転によってコイル８５の退出側のコイル部分８５Ｂと永久磁石８２のＳ極との間でこのコイル８５を永久磁石８２から退ける回転力ＦＲが生じ、このコイル８５に与えられる。その結果、コイル８５は、永久磁石８１の前面に向かって回転される。回転の途中の時点ｔ３でコイル８５への電流供給が停止され、時点ｔ３以降は、慣性でレンズホルダ７５が回転され、コイル８５は、一時的に永久磁石８１の中立点を通過するが、図１０（ａ）から図１０（ｆ）を参照して既に説明した原理により、コイル８６、８５が安定な中立位置に復帰される。このようにレンズホルダ７５の回転により、図１３（ｂ）に示すようにコイル８６が永久磁石８２に対向され、コイル８５が永久磁石８１に対向され、開口数が大きな対物レンズ３４に代えて開口数が小さな対物レンズ３５がレーザビームの光路中に配置され、実質的に対物レンズが切り換えられる。
【００３４】
尚、レンズホルダ７５が回転されて対物レンズ３４、３５が切り換えられる場合は、回転軸７７と回転軸受け８３との間のクリアランスが１０ミクロン以下に設定されれば、第１の対物レンズ３４と第２の対物レンズ３５との取り付け位置ズレは無視することができる。
【００３５】
更に、図５に示される光ピックアップ３２のフォーカス動作及びトラッキング動作について説明する。
【００３６】
図７及び図１３（ａ）に示すように開口数が大きな対物レンズ３４がレーザビームの光路中に配置されている状態においては、フォーカス制御用に軸方向に着磁された永久磁石８１に対向されるコイル８６がフォーカス制御用コイルとして作用し、トラッキング制御用に周方向に沿って着磁された永久磁石８２に対向されたコイル８５がトラッキング制御用コイルとして作用する。即ち、フォーカスエラー信号に応答してフォーカスコイル駆動電流Ｆｉがコイル８６に供給されると、このコイル８６の周方向部分８６Ａ、８６Ｂと永久磁石８１によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｆｉの向きに応じてコイル８６に上向き、或いは、下向きの力が作用してレンズホルダ７５が軸方向に沿って上下動され、対物レンズ３４が合焦状態に維持される。また、トラッキングスエラー信号に応答してトラッキングコイル駆動電流Ｔｉがコイル８５に供給されると、このコイル８５の軸方向部分８５Ａ、８５Ｂと永久磁石８２によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｔｉの向きに応じてコイル８５に右向き、或いは、左向きの力が作用してレンズホルダ７５が周方向に沿って回動され、対物レンズ３４が合トラック状態に維持される。
【００３７】
既に説明したように対物レンズ３５に切り換えられた後においては、図１３（ｂ）に示すように開口数が小さな対物レンズ３５がレーザビームの光路中に配置される。この状態においては、フォーカス制御用に軸方向に着磁された永久磁石８１に対向されるコイル８５がフォーカス制御用コイルとして作用し、トラッキング制御用に周方向に沿って着磁された永久磁石８２に対向されたコイル８６がトラッキング制御用コイルとして作用する。即ち、フォーカスエラー信号に応答してフォーカスコイル駆動電流Ｆｉがコイル８５に供給されると、このコイル８５の周方向部分８５Ｃ、８５Ｄと永久磁石８１によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｆｉの向きに応じてコイル８５に上向き、或いは、下向きの力が作用してレンズホルダ７５が軸方向に沿って上下動され、対物レンズ３４が合焦状態に維持される。また、トラッキングスエラー信号に応答してトラッキングコイル駆動電流Ｔｉがコイル８６に供給されると、このコイル８６の軸方向部分８６Ｃ、８６Ｄと永久磁石８２によって生じる磁界との間で相互作用が生じ、電流Ｔｉの向きに応じてコイル８６に右向き、或いは、左向きの力が作用してレンズホルダ７５が周方向に沿って回動され、対物レンズ３４が合トラック状態に維持される。
【００３８】
上述のようにこの発明に対物レンズ駆動装置は、外部から力を加えずにトラッキング動作を行うコイルで対物レンズ３４、３５が切り換えられていることから、無理な力が作用し、光軸を傾ける事が無く、安定した信号を再生することができる。コイ８１、ル８２が対物レンズ３４、３５の切り換え時にその役割を、トラッキング動作用からフォーカス動作用に、またはその逆に切り換える構成であるため、コイルの利用効率が向上し、駆動感度が向上される。
【００３９】
さらに、同一のコイルで対物レンズ３４、３５のいずれかが駆動され、しかも、そのコイルの役割がトラッキング動作であったり、フォーカス動作であったりするため、いずれかのコイル８１、８２に電流を流し、その時の対物レンズ３４、３５の移動方向を検出することにより、新たな検出装置を設けることなく、どちらの対物レンズが使用されているかを確認することができる。また、対物レンズが対向されている光ディスク１０が高密度（Super Density)タイプ、即ちＤＶＤタイプであるか、或いは、一般的なＣＤ（compact Disk）タイプであるかを確認することができる。
【００４０】
対物レンズ駆動装置を初期化して所定の対物レンズを光路上に配置して、その後、光ディスクのタイプに応じた対物レンズを選定する動作について図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００４１】
尚、以下の動作説明において開口数の大きな対物レンズ３４は、高密度記録（Super Density)タイプ、即ち、ＤＶＤタイプの光ディスク１０の為のレンズであることから、単にＤＶＤレンズ３４と称し、また、開口数の小さな対物レンズ３５は、一般的なＣＤ（compact Disk）為のレンズであることから、単にＣＤレンズ３５と称する場合がある。また、以下の動作説明において、ＤＶＤレンズ３４を主レンズとしてディスク装置の動作開始時の初期化の際に、常にこのＤＶＤレンズ３４が光ディスク１０のタイプがいずれであっても選定され、その後、光ディスクのタイプに応じていずれかのレンズ３４、３５が選定されるものとする。図１にキー操作及び表示部４を介して光ディスク装置の電源がオンされた後、或いは、光ディスク装置の電源がオンされた後ユーザがキー操作及び表示部４を介してスタートを指示した後、図１４のフローがステップＳ１に示されるように開始される。ステップＳ２に示すレンズイニシャル位置検出においては、図１２に示す切換信号がコイル８６に供給されてステップＳ３に示すようにＤＶＤレンズ３４か、或いは、ＣＤレンズ３５であるかが確認される。このイニシャル位置検出において、コイル８６がフォーカス制御用永久磁８１に対向され、ＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路に配置されている場合には、図１２に示すような切換信号がコイル８６に供給されても単にレンズホルダ７５が上下動されるにすぎず次のステップＳ４が実行される。これに対して、コイル８６がトラッキング制御用永久磁８２に対向され、ＣＤレンズ３５がレーザビーム光路に配置されている場合には、図１２に示すような切換信号がコイル８６に供給されると、ステップＳ５に示すようにレンズホルダ７５が既に説明したように回転されてＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路中に配置される。換言すれば、ステップＳ２に示されるレンズイニシャル位置検出動作は、ＤＶＤレンズ３４をイニシャル動作でレーザビーム光路に配置する動作に対応している。
【００４２】
ＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路中に配置された後においては、ステップＳ４に示すようにＤＶＤレンズ３４を引き込む電流がコイル８６に供給されて、レンズホルダ７５、即ち、ＤＶＤレンズ３４がステップＳ７に示すように中立位置から引き込まれる。この引き込み動作に応答してフォーカスエラー信号が発生されるが、このフォーカスエラー信号を基に後に説明するように光ディスク１０が高密度記録（ＤＶＤ）タイプか、或いは、一般的な記録密度のＣＤタイプであるかが、ステップＳ９で確認される。ステップＳ９で光ディスク１０が高密度記録（ＤＶＤ）タイプであることが確認されると、このＤＶＤタイプに対応したＤＶＤレンズがレーザ光路上にあるとしてフォーカス動作がステップＳ１１に示すように開始される。これに対して、ステップＳ９で光ディスク１０がＣＤタイプであることが確認されると、ステップＳ１２に示すように切換信号がコイル８６に供給されてＤＶＤレンズ３４からＣＤレンズ３５に切り換えられてＣＤレンズ３５がレーザ光路上に配置される。その後、ＣＤタイプの光ディスク１０に対応したＣＤレンズ３５のフォーカス動作がステップＳ１１に示すように開始される。
【００４３】
上述したフローでは、原則としてＤＶＤレンズ３４が初期化時にレーザビーム光路中に配置される場合を想定しているが、明らかなようにＣＤレンズ３５が原則としてレーザビーム光路中に配置されるようなフローであっても良い。
【００４４】
上述したフローに沿った実際の回路動作を図１５、図１６（ａ），１６（ｂ）、１６（ｃ）及び図１７を参照して説明する。始めにＣＰＵ５０からの切換指令に基づいてスイッチング回路１０８によってコイル８６が増幅回路１０７に接続される。この後、ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５２を参照して切換信号を発生し、この発生された切換信号がＤ／Ａ変換器１０６に与えられる。この切換信号は、Ｄ／Ａ変換器１０６によって図１２に示すようなアナログ信号に変換されて増幅回路１０７で増幅される。この増幅された切換信号は、スイッチング回路１０８を介してコイル８６に供給される。コイル８６に切換信号が供給されることによって初期化時にＤＶＤレンズ３４がレーザビーム光路に配置されているか否かが確認される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ５０が再びＲＯＭ５２を参照してＤＶＤレンズ３４を引き込む信号取り出し、Ｄ／Ａ変換器１０６に与える。このＤ／Ａ変換器１０６は、この引き込み信号を図１６（ａ）に示すアナログの引き込み信号に変換して、同様にスイッチング回路１０８を介してコイル８６に供給される。この引き込み信号の出力は、コンパレータ１０４でモニタされ、その出力の時点ｔ0 に関する時間信号がＣＰＵ５０に与えられる。コイル８６に引き込み信号が供給されると、ＤＶＤレンズ３４が引き込みを開始する。このＤＶＤレンズ３４の引き込みに応答して、フォーカス検出光学系１０１、例えば、非点収差光学系を介してレーザビームが与えられている検出器９９からは、フォーカスエラーに関する検出信号が発生され、この検出信号を基にフォーカスエラー信号発生器１０２からは、図１６（ｂ）或いは１６（ｃ）に示すようなフォーカスエラー信号が発生される。このフォーカスエラー信号は、コンパレータ１０４でモニターされ、フォーカスエラー信号のゼロクロス点の時点、図１６Ｂのフォーカスエラー信号にあっては、時点ｔ1 、また、図１６（ｃ）のフォーカスエラー信号にあっては、時点ｔ2 が検出される。この時点t1、或いは、時点ｔ2 に関する時間信号がＣＰＵ５０に与えられ、既に与えられた時点ｔ0 に関する時間信号と比較されて光ディスク１０のタイプ、ＤＶＤタイプ、或いは、ＣＤタイプが判別される。ＤＶＤタイプの光ディスクであれば、スイッチング回路１０８の接点は、そのままに維持され、スイッチ１０５が閉じられ、位相補償回路１０３を介してフォーカス信号が増幅器１０７にフィードバックされるフォーカスサーボ回路が構成され、フォーカスサーボ動作が開始される。また、ＣＤタイプの光ディスクが接続されている場合には、スイッチング回路１０８の接点が切り換えられて、増幅回路１０７がコイル８５に接続される。この場合にも同様にスイッチ１０５が閉じられ、位相補償回路１０３を介してフォーカス信号が増幅器１０７にフィードバックされるフォーカスサーボ回路が構成され、フォーカスサーボ動作が開始される。
【００４６】
時間ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 から光ディスク１０のタイプは、次のような理由から判別できる。即ち、高密度記録タイプの光ディスク１０、いわゆるＤＶＤタイプの光ディスク１０は、既に説明したように透明基板１４が０．６mmと比較的薄く、図１６（ａ）に示す引き込み信号によってＤＶＤレンズ３４が引き込まれると、高い応答速度でフォーカス信号が発生され、短い時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）でゼロクロス信号を発生する。これに対して、ＣＤタイプの光ディスク１０は、既に説明したように透明基板１４が１．２mmと比較的厚く、図１６（ａ）に示す引き込み信号によってＤＶＤレンズ３４が引き込まれると、応答遅れを伴ってフォーカス信号が発生され、時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）よりも比較的長い時間間隔（ｔ0-ｔ2 ）でゼロクロス信号を発生する。従って、ＣＰＵ５０は、時間間隔（ｔ0-ｔ1 ）或いは、時間間隔（ｔ0-ｔ2 ）をＲＯＭ５２に格納した基準時間Ｔ0 と比較することによって光ディスク１０のタイプを示す識別信号を発生することができる。
【００４７】
図１７には、フォーカスサーボ回路のみならずトラッキングサーボ回路をも含めた識別信号に応答して回路系が切り換えられる概略のブロック図が示されている。図１７に示される回路では、フォーカスエラー信号発生回路１０２、フォーカスサーボ回路１１５、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでフォーカスサーボループが構成され、トラッキングエラー信号発生回路１２１、トラックサーボ回路１１７、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでトラッキングサーボループが構成される。図１７に示す回路では、フォーカスサーボ１１５及びトラックサーボ回路１１７とドライブ回路１１６及びドライブ回路１１８との間にサーボループ切換回路１２０が配置されている。この回路１２０は、既に述べたように対物レンズ３４、３５のタイプを識別するＣＰＵ５０からの識別信号に応答して適切なサーボループが形成されるように結線が切り換えられる。即ち、コイル８５がフォーカスコイルと作用する際には、ＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がフォーカスサーボ回路１１５に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がトラッキングサーボ回路１１７に接続される。また、コイル８５がトラッキングコイルと作用する際には、同様にＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がトラッキングサーボ回路１１７に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がフォーカシング回路１１５に接続される。
【００４８】
図１４から図１７を参照して説明した上述した実施例においては、初期化時に当然にＤＶＤレンズ３４が光路中に配置されることを想定しているが、図１８に示されるような回路によって始めに対物レンズ３４、３５のタイプを判別してその対物レンズ３４，３５のタイプを外部の表示装置４に表示するようにしても良い。
【００４９】
図１８は、図５に示された光ピックアップにおいていずれの対物レンズがレーザ光路中に位置されているかを判別する回路を有する回路構成を示すブロック図である。この回路においては、ＡＣ駆動電流発生回路１３１がコイル８６に接続され、ＤＣ駆動電流発生回路１３２がコイル８５に接続されている。ここで、高密度で記録された光ディスク１０を再生する為の大きな開口数を有する対物レンズ３４が光ディスク１０に対向され、コイル８６がフォーカス制御用の永久磁石８１に対向され、コイル８５がトラッキング制御用の永久磁石８２に対向されているものとする。このような状態で始めにコイル８５にＤＣ駆動電流がＤＣ駆動電流発生回路１３２から供給されると、コイル８５とトラッキング制御用の永久磁石８２との相互作用により、レンズホルダ７５が中立位置から左右いずれかに僅かに偏倚される。ここで、ＤＣ駆動電流は、既に説明したような対物レンズを切換るための信号レベルよりも小さく、コイル８５とトラッキング制御用の永久磁石８２とが互いに対向関係に維持できる程度のレベルであることが好ましい。この状態でコイル８６にＡＣ駆動電流発生回路１３１からＡＣ駆動電流が供給されると、コイル８６とフォーカス制御用の永久磁石８１との相互作用によってレンズホルダ７５が緩やかに上下動されることとなる。このレンズホルダ７５の上下動に伴い、対物レンズ３４が上下動され、フォトディテクタ９９からの検出信号を処理してフォーカスエラー信号を発生するフォーカスエラー信号発生回路１０２からは、対物レンズ３４の上下動に応答してフォーカスエラー信号が発生される。このフォーカスエラー信号が繰り返し発生されることで対物レンズ識別回路１２４は、現在レーザ光路中に配置されているのは、高密度で記録された光ディスク１０を再生する為の大きな開口数を有する対物レンズ３４であることを識別することができる。
【００５０】
これに対して、ＣＤ等の従来からある光ディスク１０を再生する為の対物レンズ３５がレーザ光路中に配置されている場合には、コイル８５がフォーカス制御用の永久磁石８１に対向され、コイル８６がトラッキング制御用の永久磁石８２に対向されることとなる。従って、このような状態で始めにコイル８５にＤＣ駆動電流がＤＣ駆動電流発生回路１０２から供給されると、コイル８５とフォーカス制御用の永久磁石８１との相互作用により、レンズホルダ７５が中立位置から上下方向のいずれかに偏倚される。この状態でコイル８６にＡＣ駆動電流発生回路１３１からＡＣ駆動電流が供給されると、コイル８６とトラッキング制御用の永久磁石８２との相互作用によってレンズホルダ７５が左右に緩やかに微動されることとなる。このレンズホルダ７５の左右の微動に対しては、対物レンズ３４がトラッキング動作するにすぎなく、フォーカスエラー信号発生回路１０３からは、フォーカスエラー信号が繰り返し発生されることはない。従って、このフォーカスエラー信号が繰り返し発生されないことで対物レンズ識別回路１２４は、現在レーザ光路中に配置されているのは、ＣＤ等の従来からある光ディスク１０を再生する為の対物レンズ３５であることを識別することとなる。
【００５１】
この識別信号は、この対物レンズ識別回路１２４からシステムＣＰＵ部５０に与えられ、キー操作及び表示部４から入力された装填される媒体の種別、高密度タイプの光ディスクであるか、或いは、一般的なＣＤ等の光ディスクであるかの媒体タイプの識別信号と比較される。媒体のタイプと対物レンズのタイプとが一致される場合いには、そのまま、再生動作が開始される。両者が一致しない場合には、図１２に示す対物レンズ切換信号が発生されて対物レンズのタイプが切り換えられる。
【００５２】
図１９には、対物レンズ切換信号に応じてドライブ回路を切り換える回路のブロック図が示されている。この図１９に示される回路では、フォーカスエラー信号発生回路１０２、フォーカスサーボ回路１１５、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでフォーカスサーボループが構成され、トラッキングエラー信号発生回路１２１、トラックサーボ回路１１７、コイル８５、８６の一方及びこのコイルに対応したドライブ回路１１６、１１８のいずれかでトラッキングサーボループが構成される。図１９に示す回路では、フォーカスサーボ１１５及びトラックサーボ回路１１７とドライブ回路１１６及びドライブ回路１１８との間にサーボループ切換回路１２０が配置されている。この回路１２０は、既に述べたように対物レンズ３４、３５のタイプを識別する対物レンズ識別回路１２４からの識別信号に応答してＣＰＵ５０が適切なサーボループが形成されるように結線が切り換えられる。即ち、コイル８５がフォーカスコイルと作用する際には、ＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がフォーカスサーボ回路１１５に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がトラッキングサーボ回路１１７に接続される。また、コイル８５がトラッキングコイルと作用する際には、同様にＣＰＵ５０からの信号によってサーボループ切換回路１２０が切り換えられ、コイル８５に接続されたドライブ回路１１６がトラッキングサーボ回路１１７に接続され、また、コイル８６に接続されたドライブ回路１１８がフォーカシング回路１１５に接続される。図５に示される光ピックアップでは、２つの異なるタイプの対物レンズ３４、３５が切り換えられる実施例について説明したが、切り換えられる対物レンズのタイプは、２つに限らず、図２０に示されるように３つ、或いは、それ以上であっても良い。図２０で示される実施例では、３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂが回転中心に対してその光軸が互いに６０゜の角度を成すようにレンズホルダ７５に固定され、このレンズホルダ７５がレンズホルダ支持体７４に受け入れられている。この３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂは、例えば、夫々ＤＶＤ用レンズ、ＣＤ用レンズ、及びＤＶＤレンズであってＲＡＭ用である場合が該当する。ここで、ＲＡＭ用レンズとは、光ディスク１０が書き込み可能な媒体である場合に、その媒体に書き込み用の光ビームを集光するに用いるレンズである。更に、図２１（ａ）示すようにレンズホルダ７５の周囲には、磁気バネを構成する６つの磁性体８４が同様に回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すように軸７７の回りに対称に埋設され、また、この磁性体８４上には、また、同様に回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すように３つの第１グループのコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ及び第２グループのコイル８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが固定されている。ここで、図２２（ａ）、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）に示すように３つの第１グループのコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃは、互いに直列に接続され、また、同様に第２グループのコイル８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは、互いに直列に接続されている。また、図２１（ｂ）に示すようにレンズホルダ支持体７４内には、その内周に沿って３個のフォーカス制御用永久磁石８１及び３個のトラッキング制御用永久磁石８２が交互に配置され、これらの６個の永久磁石８１，８２は、コイル８４、８５と同様に軸７５に関して対称に配置されている。更に、レンズホルダ支持体７４内の内周には、図２３に示すようなセンサユニット１５０が配置され、レンズホルダ７５の周囲のコイル８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ間には、３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂの夫々に対応して第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃが回転中心に対してその中心が互いに６０゜の角度を成すようにレンズホルダ７５の周囲に設けられている。第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃは、夫々レンズホルダ７５の回転軸に沿って上方の領域に、下方の領域に、更に、中心領域に図２４に示すように固定されている。センサユニット１５０は、図２３に示すように第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃに向けて光線を照射する第１、第２のＬＥＤ１５６，１５８が設けられ、第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃから反射された光線に応じて３つの対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂを判別する為の４つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂが配置されている。第１グループの２つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂは、センサユニット１５０の上方の領域に配置され、第２グループの２つの検出領域１５４Ａ、１５４Ｂは、センサユニット１５０の下方の領域に配置され、第１グループの２つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ間には、第１のＬＥＤ１５６が配置され、第２グループの２つの検出領域１５４Ａ、１５４Ｂ間には、第２のＬＥＤ１５６が配置されている。
【００５３】
図２０に示す構造では、既に説明したように図２２（ａ）及び図２２（ｃ）に示すようにフォーカス制御用永久磁石８１に対向されたコイル、例えば、コイル８６にフォーカス駆動信号Ｆｉが供給されると、レンズホルダ７５が合焦状態に維持する為に上下動され、また、図２２（ｂ）及び２２（ｃ）に示すようにトラッキング制御用永久磁石８２に対向されたコイル、例えば、８５にトラッキング駆動Ｔｉが供給されると、レンズホルダ７５がトラッキングの為に微小に回転される。既に、説明したようにトラッキング制御用永久磁石８２に対向されたコイル、例えば、８５に図１２に示すような切換信号が供給されると、レンズホルダ７５が回転されて光路上の対物レンズが対物レンズ３４から他の対物レンズ３５Ａ、３５Ｂのいずれ下に切り換えられる。
【００５４】
上述した第１、第２のＬＥＤ１５６，１５８、第１、第２及び第３のミラー１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ及び４つの検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂは、次のような関係で配置される。即ち、第１のレンズ３５Ａが半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３５Ａが有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８主に、第１のＬＥＤ１５６からの光線がミラー１６２Ａで反射されてその殆どが検出領域１５２Ａ、１５２Ｂに入射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂで検出される。次に、第１のレンズ３５Ａから第２のレンズ３４に切り替えられて第２のレンズ３４が半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３４が有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８主に、第２のＬＥＤ１５８からの光線がミラー１６２Ｂで反射されてその殆どが検出領域１５４Ａ、１５４Ｂに入射されて検出領域１５４Ａ、１５４Ｂで検出される。更に、第２のレンズ３４から第３のレンズ３５Ｂに切り替えられて第３のレンズ３５Ｂが半導体レーザ９４の光路上に配置されてこのレンズ３５Ｂが有効であれば、第１及び第２のＬＥＤ１５６、１５８からの光線がミラー１６２Ｃで反射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂの全てに入射されて検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂで検出される。
【００５５】
図２５に示されるように検出領域１５２Ａ、１５２Ｂは、加算器１６４を介して対物レンズ識別回路１２４に接続され、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂは、加算器１６６を介して対物レンズ識別回路１２４に接続されている。従って、対物レンズ３４、３５Ａ、３５Ｂのいずれかが有効かに応じて次のような信号が発生される。即ち、第１のレンズ３５Ａが有効である場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂから検出信号が発生され、第１の加算器１６４から第１の有効信号Ｅ１が出力される。この時、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからは、検出信号が発生されないことから、第２の加算器１６４から無効信号U ０が発生される。この第１の有効信号Ｅ1 及び第２の無効信号U ０との組み合わせでの第１のレンズ３５Ａが有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。また、第２のレンズ３４が有効である場合には、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂから検出信号が発生され、第２の加算器１６６から第２の有効信号Ｅ１が出力される。この時、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂからは、検出信号が発生されないことから、第１の加算器１６２から第１の無効信号U ０が発生される。この第２の有効信号Ｅ１及び第１の無効信号U ０との組み合わせでの第２のレンズ３４が有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。更に、第３のレンズ３５Ｂが有効である場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂから検出信号が発生され、第１の加算器１６４から第１の有効信号Ｅ０１が出力される。また、検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからも検出信号が発生され、第２の加算器１６４から第２の有効信号Ｅ０１が出力される。従って、この第１、第２の有効信号Ｅ０１Ｅ０１の組み合わせでの第３のレンズ３５Ｂが有効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。更にまた、第１、第２及び第３のレンズ３４、３５Ａ、３５Ｂのいずれもが光路中に配置されず、全てが無効でである場合には、検出領域１５２Ａ、１５２Ｂ及び検出領域１５４Ａ、１５４Ｂからは、検出信号が発生されず、第１及び第２の加算器１６４、１６６から第１及び第２の無効信号Ｕ０が出力される。従って、この第１、第２の無効信号Ｕ０の組み合わせでのいずれのレンズも無効である旨が対物レンズ識別回路１２４で判別される。既に述べた実施例と同様にいずれの対物レンズが有効であるかを示す識別信号が識別回路１２４からＣＰＵ５０に供給されることから、いずれの対物レンズを選択するかの動作が同様に実行できる。対物レンズの選択動作は、既に述べた実施例と略同様であるのでその説明は、省略する。
【００５６】
尚、上述した対物レンズの切換及び駆動装置においては、対物レンズの数をｎとすると永久磁石及びコイルは、２ｎ個が磁気回路として円周状に配置されることが好ましい。このような関係であれば、互いに対向するコイル及び永久磁石がフォーカス或いはトラッキング制御の為の磁気回路となり、フォーカス制御及びトラック制御に際してレンズホルダに均等に作用力が働き、バランス良く高精度でレンズホルダを駆動することができる。即ち、振動特性を良好にでき、また、駆動特性を良好にすることができる。
【００５７】
以上説明したように本発明によれば、異なるタイプの対物レンズがレンズホルダに固定され、このレンズホルダが回転されて対物レンズを選択するような対物レンズ駆動装置においてレンズホルダを回転させる切り換え信号を入力することによって特定の対物レンズを常に光路中に配置でき、これにより対物レンズの駆動装置を初期化することができ、その初期化の後に適切な態様で光ピックアップを制御することができる。
【００５８】
また、この特定の対物レンズに引き込み動作を与えた際に出力されるフォーカス信号をモニターすることによって光ディスクの種別を判別することができる。この光ディスク識別結果に応じてまた同様に適切な態様で光ピックアップを制御することができる。
【００５９】
更に、本発明によれば、コイルが回転力によりトラッキング制御を行うと共に、対物レンズを切り換える駆動源となるため、構造を簡素にすることができる。特に、レンズホルダを回転移動させても、回転軸と回転軸受けのクリアランスが１０ミクロン以下であるため、第１の対物レンズ７と第２の対物レンズとの取り付け位置ズレは無視するできるレベルに設置することができる。
【００６０】
磁気吸引により定められている中立位置における元の第１の対物レンズの位置が、新たな第２の対物レンズの中立位置とー致する為、光学ユニット５と第１の対物レンズで調整された状態でそのまま第２の対物レンズを使用することができる。
【００６１】
また、コイルが対物レンズの切り換え時にその役割を、トラッキング動作用からフォーカス動作用に、またはその逆に切り換える構成であるため、コイルの利用効率が向上し、駆動感度が向上する。さらに、同一のコイルで使用している対物レンズにより、その役割がトラッキング動作であったり、フォーカス動作であったりするため、いずれかのコイルに電流を流し、その時の対物レンズの移動方向を検出することにより、新たな検出装置を設けることなく、どちらの対物レンズが使用されているかを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る光ディスク装置の概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示したディスクドライブ装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１に示した光ディスクの構造を概略的に示す斜視図である。
【図４】図２に示された対物レンズを切換及び駆動する対物レンズ駆動装置を概略的に示す平面図である。
【図５】図４に示された対物レンズ駆動装置の光ピックアップを示す斜視図である。
【図６】図５に示す光ピックアップのレンズ駆動装置の内部構造を示す断面図である。
【図７】図５に示す光ピックアップのレンズホルダを示す斜視図である。
【図８】図５に示す光ピックアップ及びこの光ピックアップに関連する光学系を示す概略図である。
【図９】図５に示す光ピックアップにおいてレンズホルダが磁気浮上される原理を説明する為の概念図である。
【図１０】図９に示される配置でレンズホルダを磁気浮上させる磁気バネの原理を説明する斜視図である。
【図１１】図５に示す光ピックアップにおいて対物レンズの切換動作の為の磁気回路を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す磁気回路に対物レンズ切換動作をさせる為の信号を示す波形図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、対物レンズ駆動装置における対物レンズ切換動作を示す平面図である。
【図１４】図５に示した対物レンズ駆動装置における対物レンズのタイプを識別し、また、光ディスクのタイプを識別する動作を示すフローチャートである。
【図１５】図５に示した対物レンズ駆動装置における対物レンズのタイプを識別し、また、図１に示される光ディスク装置に装填された光ディスクの種別を識別する回路を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示した回路の各部の波形図である。
【図１７】図１４に示された判別動作に基づいて光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【図１８】図５に示された光ピックアップにおいていずれの対物レンズがレーザ光路中に位置されているかを判別する回路を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示された判別回路に基づいて光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、この発明の他の実施例に係る対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は、図２０に示された対物レンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図２０に示された対物レンズ駆動装置のコイル配置を示す斜視図である。
【図２３】図２０に示したセンサユニットを概略的に示す斜視図である。
【図２４】図２０に示すセンサユニットに対応して対物レンズ駆動装置内に設けられるミラーの配置を概略的に示す平面図である。
【図２５】図２０に示した対物レンズ駆動装置における光ピックアップの駆動系を切り換える回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
６ … モニタ部
８ … スピーカ部
１０ … 光ディスク
１４ … 透明基盤
１６ … 光反射層
２８ … データ記録領域
３０ … ディスクドライブ部
３２ … 光ピックアップ
３４、３５ … 対物レンズ
３６ … フォーカス駆動回路
３７ … 駆動回路
３９ … 対物レンズ切換駆動回路
４４ … サーボ処理回路
５０ … システムＣＰＵ
５４ … システムプロセッサ部
５６ … データＲＡＭ部
５８ … ビデオデコーダ部
６０ … オーディオデコード部
６２ … 副映像デコーダ部
６４ … Ｄ／Ａ及び再生処理回路
７３ … ガイドレール
７２ … キャリッジ
７３ … 対物レンズアクチュエータ
８１、８２ … 永久磁石
８４ … 磁性体
８５、８６ … コイル
１０６ … Ｄ／Ａ変換器
１０８ … スイッチング回路
１０４ … コンパレータ
１０１ … フォーカス検出光学系
１０２ … フォーカスエラー信号発生器
１０３ … 位相補償回路
１１５ … フォーカスサーボ回路
１１６、１１８ … ドライブ回路
１２１ … トラッキングエラー信号発生回路
１１７ … トラックサーボ回路
１２０ … サーボループ切換回路
１２４ … 対物レンズ識別回路
１３１ … ＡＣ駆動電流発生回路
１３２ … ＤＣ駆動電流発生回路
１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ … ミラー
１５６，１５８ … 第１、第２のＬＥＤ
１５２Ａ、１５２Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂ … 検出領域
Claims (4)
- 第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するとともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と、
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と及び少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動させることにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段を構成するレンズホルダ駆動手段と、
第１及び第２のコイルの一方に対物レンズを切り換える駆動信号を与えて第１及び第２の対物レンズを所定位置に配置させて装置を初期化する対物レンズ初期化手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置。 - 前記第１の磁石、第１のコイル、第２の磁石、第２のコイルは回転軸に対し点対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
- 第１の対物レンズと第２の対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダをその回転軸を中心として回転して対物レンズをその回転軸の周りで回転させることを許容するとともに前記レンズホルダをその回転軸方向に沿って移動することを許容する支持手段と
少なくとも第１の磁石と第１のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第１の電磁駆動手段と、
少なくとも第２の磁石と第２のコイルで構成され、第１のレンズ選択時に前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第２の電磁駆動手段を具備し、前記レンズホルダがトラッキング動作範囲を超えて回転移動することにより対物レンズを切り換えて第２の対物レンズが選択状態になると、第１の磁石と第２のコイルで、前記レンズホルダを回転軸回りに回転させる第３の電磁駆動手段を構成し、第２の磁石と第１のコイルで、前記レンズホルダを回転軸の軸方向に平行移動させる第４の電磁駆動手段とを構成する第２の電磁駆動手段と、
を具備することを特徴とする駆動装置。 - 前記第１の磁石、第１のコイル、第２の磁石、第２のコイルは回転軸に対し点対称に配置されていることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
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|---|---|---|---|
| JP29316995 | 1995-11-10 | ||
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-
1996
- 1996-11-11 JP JP29877796A patent/JP3805843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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