JP3819285B2 - 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】
この発明は光ピックアップ装置に関する。より詳しくは、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置に関する。ここでディスク状の外形を有する情報記録媒体とは、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などを指す。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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デジタル光ディスクのような情報記録媒体が使用されている。現在、デジタル光ディスクとして大量に流通しているＣＤ（コンパクトディスク）の仕様では、ディスクのカバーガラス厚が１．２ｍｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．４５、使用する光の波長が７８０ｎｍになっている。ＣＤよりも高記録密度化および大容量化がなされたデジタル光ディスクであるＤＶＤの仕様では、ディスクのカバーガラス厚が０．６ｍｍ、対物レンズのＮＡが０．６、使用する光の波長が６５０ｎｍになっている。そして、近年、これら光ディスクに対するさらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。光ディスクの記録密度を上げる方法としては、対物レンズのＮＡを大きくすること、あるいは光源の波長を短くすることにより対物レンズによって集光される光のスポット径を小径化することが有効である。例えば、ディスクのカバーガラスを０．１ｍｍにして対物レンズとのチルトによる収差発生を抑えた記録媒体を高いＮＡの対物レンズおよび短波長のレーザを用いて記録再生する方法が提案されている。
【０００３】
しかし、対物レンズのＮＡを大きくすると、球面収差が上記ＮＡの４乗に比例して大きくなる（高次の項を無視している。）。また、対物レンズの面間隔や媒体記録面の保護層の厚さが規定値からずれると、球面収差が大きく変化する。そのため、ディスクの基板厚さの製造トレランスおよび光学系の製造トレランスが狭くなってしまう。
【０００４】
このため、図１５に示すように、ＤＶＤ用の対物レンズ６２とＣＤ用の対物レンズ６１とを備え、これらの対物レンズ６１、６２と光源５０との間に光学素子６０を設けて、ディスクの基板厚さの製造誤差により発生する球面収差を補償するように、光学素子６０を光軸方向に移動させディスクに記録再生する方式が提案されている（特開２０００−１１４０２号公報）。
【０００５】
また、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のディスクは低ＮＡの対物レンズを用いて再生をおこなうように設計されているため、上記高ＮＡ対物レンズにより再生を行おうとするとき、カバーガラス厚の違いにより球面収差が大きく発生し再生が困難になる。
【０００６】
このため、図１６に示すように、上記カバーガラス厚が０．１ｍｍのディスク７３を記録再生するための高ＮＡの対物レンズ７１、７２と上記ＣＤ７４とＤＶＤ７５を記録再生する低ＮＡの対物レンズ７７をレンズホルダ７６に搭載し、両光学系をそれぞれの異なる規格のディスクに応じて切り替える光ピックアップ装置が提案されている（特開平１１−１２０５８７号公報）。
【０００７】
しかしながら、特開平１１−１２０５８７号公報に記載の光ピックアップ装置では、レンズホルダ７６に高ＮＡと低ＮＡの２種類の対物レンズが搭載されているため、レンズホルダ７６（可動部）の重量が大きくなる。このため、対物レンズを駆動させるためには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の妨げになるという問題がある。また、低ＮＡの対物レンズフォーカス時に高ＮＡの対物レンズがディスクに近いため、少しのサーボずれなどでディスクとレンズが接触する可能性が高く、信頼性が低くなる。さらに、対物レンズ部すなわち可動部の重量バランスが左右に一致させることが難しく特に高速動作時に対物レンズチルトの影響を受けやすく、その結果データ記録再生のマージンが小さく、場合によっては記録再生が不可能になるといった場合もある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、一つの対物レンズを用いて記録または再生を行うことができる上、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類の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できるものを提供することにある。
また、上述のような光ピックアップ装置では、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動が発生して、この振動によって記録再生信号が劣化するという問題がある。
そこで、本発明の課題は、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動による信号の劣化を抑制できるものを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光ピックアップ装置は、ディスク状の外形をそれぞれ有し記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償用光学系とを備え、
上記球面収差補償用光学系は、第１の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第１の光学系と、上記第１の情報記録媒体と異なる仕様の第２の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第２の光学系と、上記情報記録媒体の種類に応じて上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるための光学系切替手段とを有し、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記第１および第２の光学系の少なくとも一つの球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段を備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光ピックアップ装置によれば、一つの対物レンズで複数種類の記録媒体の記録再生が可能であるため、その対物レンズを含む可動部を軽量化することが可能となる。したがって、フォーカシング、トラッキング共に高速に駆動するのが容易となる。また、記録再生に対する駆動マージンの拡大および高速に記録再生が可能であるため利便性が増す。また、対物レンズ駆動装置の小型化が可能であるため、省電力化に向いている。また、球面収差補償用光学系に含まれた、第１の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第１の光学系と、上記第１の情報記録媒体と異なる仕様の第２の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第２の光学系とを用いてそれぞれ球面収差を補償するので、球面収差補償駆動手段が球面収差補償レンズをそのレンズの光軸方向に移動させる量を小さくすることが可能である。したがって、球面収差補償の光学設計の自由度が大きくなり、より組み立てマージンの大きな設計が可能となる。
【００１１】
また、この光ピックアップ装置では、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置しているので、球面収差補償駆動手段が球面収差補償レンズを移動させる方向は上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行になる。したがって、情報記録媒体に対して垂直な方向の機器の厚みを抑えることが可能となる。この結果、装置全体の薄型化が可能となる。また、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズを保持するための保持部材が重力により位置変動するのを防止するための推力が必要でないため、装置の小型化、省電力化が可能となる。
【００１２】
また、この光ピックアップ装置では、上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致しているので、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動は、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御され得る。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００１３】
別の局面では、本発明の光ピックアップ装置は、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償レンズを含む球面収差補償用光学系と、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段とを備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする。
この光ピックアップ装置では、上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致しているので、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動は、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御され得る。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００１４】
一実施形態の光ピックアップ装置は、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズを、それらのレンズの光軸を互いに平行にして保持する保持部材を備え、上記光学系切替手段は、上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるとき、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を維持しながら、上記光軸方向と垂直な方向へ上記保持部材を移動させることを特徴とする。
【００１５】
この一実施形態の光ピックアップ装置では、上記光学系切替手段は、上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるとき、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を維持しながら、上記光軸方向と垂直な方向へ上記保持部材を移動させるので、上記光軸方向に関して必要なスペースが小さくなり、装置の小型化が可能となる。また、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を定めるためにコイルに通電させる必要も無いため、省電力化が図られる。
【００１６】
一実施形態の光ピックアップ装置は、いずれかの種類の情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置される時点で、上記光学系切替手段は、上記複数種類の情報記録媒体のうち記録密度の低い情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを選択していることを特徴とする。
【００１７】
この一実施形態の光ピックアップ装置では、いずれかの種類の情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置される時点で、上記光学系切替手段は、上記複数種類の情報記録媒体のうち記録密度の低い情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを選択している。したがって、たとえ記録密度の高い情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置されたとしても、フォーカシングまたはディスクの判別を行う時、対物レンズとその情報記録媒体との衝突を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光ピックアップ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２は一実施形態の光ピックアップ装置の断面を示している。なお、詳しくは後述するが、図１は高密度記録媒体用補償レンズ１１を光路に配置した状態を示し、図２は低密度記録媒体用補償レンズ１２を光路に配置した状態を示している（両者は、記録、再生の対象となる記録媒体に応じて球面収差補償駆動手段３１によって切り替えられる。）。
【００２０】
この光ピックアップ装置は、概して言って、ディスク状の記録媒体１，１６をその軸線（ディスク面に垂直でディスクの中心を通る線。図示せず。）の周りに回転駆動しながら、光源２０からの光Ｌを球面収差補償レンズアセンブリ３０、光路を折り曲げるミラー９、フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２を介して、記録媒体１の記録面１ｂに導くようになっている。記録面１ｂからの反射光は、対物レンズ２、ミラー９、球面収差補償レンズアセンブリ３０を介して、光源２０に近接して配置された受光素子２１へ導かれる。光源２０は、波長６５０ｎｍのレーザ光と波長４０５ｎｍのレーザ光を発振可能なレーザユニットからなっている。光源２０が出射するレーザ光の波長は記録媒体１，１６に応じて選択される。
【００２１】
フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２は、第１保持部材３によって保持されている。第１保持部材３には、光源２０からの光Ｌが通過するための貫通孔１７が形成されている。対物レンズ２は貫通孔１７に挿入され、第１保持部材３の記録媒体１よりの内周面に形成される段差部１８に固定されている。さらに第１保持部材３には、対物レンズ１よりも光源２０側に相当する位置に波長選択用アパーチャ２９が取り付けられている。図１２に示すように、波長選択用アパーチャ２９は、この例では光源波長６５０ｎｍと波長４０５ｎｍを共に透過する円形の領域８１と、光源波長６５０ｎｍについては反射するが波長４０５ｎｍについては透過する環状の領域８０とを有している。したがって、光源２０からの光Ｌの波長に応じて絞りを切り換えられる。
【００２２】
図３は、上記フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２を駆動するために、基板８上に形成されたフォーカス駆動手段４１およびトラッキング駆動手段４２の平面レイアウト（図１における上方から見たところ）を示している。図４は上記フォーカス駆動手段４１およびトラッキング駆動手段４２の側面（図３における下方から見たところ）を示している。
【００２３】
対物レンズ２を保持する第１保持部材３には、記録媒体１の軸線を含む平面内でその軸線に平行な第１光軸１９（図１参照）の周りに第１のボイスコイル２５（図４中に示す）が巻回されている。第１のボイスコイル２５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４ａ、４ｂが、記録媒体１の半径方向に沿って、かつ第１のボイスコイル２５に対向して配置されている。
【００２４】
フォーカシング駆動手段４１は、一対のヨーク５ａ、５ｂと、中継基板７ａ、７ｂと、第１〜４ばね部材２１〜２４と、プリント基板２７とを含む。このフォーカシング駆動手段４１は、概して言って、上記第１ボイスコイル２５および上記永久磁石片４ａ、４ｂを用いて対物レンズ２を第１の光軸方向１９に平行な第１の方向に駆動し、フォーカシング（焦点調節）を行う。
【００２５】
詳しくは、一対のヨーク５ａ、５ｂは、永久磁石４ａ、４ｂよりもさらに外方に設けられている。ヨーク５ａ、５ｂのさらに外方に、第１の光軸方向１９に平行な方向にベース部６ａ、６ｂが立設されている。このベース部６ａ、６ｂの側面にプリント基板７ａ、７ｂが設けられている。第１および第３のばね部材２１、２３は、対物レンズ２の光源２０よりの位置に対向して設けられ、第１の光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置された上記一対の永久磁石片４ａ、４ｂを結ぶ方向に平行に延びている。第２、第４のばね部材２２、２４は、上記第１、第３のばね部材２１、２３から第１の光軸１９方向に間隔をあけて平行に光源２０よりに設けられている。第１〜４ばね部材２１〜２４の一端部は中継基板７ａ、７ｂに取り付けられ、第１〜４ばね部材２１〜２４の他端部は第１保持部材３に固定されているプリント基板２７に取り付けられている。この結果、第１〜４ばね部材２１〜２４によって第１保持部材３が弾性的に支持されている。プリント基板２７は、第１ボイスコイル２５および後述するトラッキング用の第２ボイスコイル２６と半田付けによって電気的に接続されている。ここで、第１〜第４ばね部材は、通電可能な例えばＢｅＣｕなどからなる。したがって、中継基板７ａ、７ｂから、第１〜第４ばね部材２１〜２４とプリント基板２７とを介して、第１ボイスコイル２５および第２ボイスコイル２６に電流を流すことが可能である。第１のボイスコイル２５に電流を流すことによって、永久磁石片４ａ、４ｂと第１のボイスコイル２５との間で第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生する。したがって、対物レンズ２を保持し、第１〜４ばね部材２１〜２４によって弾性支持される第１保持部材３が第１光軸１９方向に移動しフォーカシングされる。
【００２６】
第１保持部材３には、第１光軸１９に垂直で、かつ上記一対の永久磁石片４ａ、４ｂを結ぶ方向に垂直な軸の周りに第２のボイスコイル２６が巻回されている。トラッキング駆動手段４２は第２のボイスコイル２６と永久磁石片４ａ、４ｂとを用いて対物レンズ２を第１光軸方向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４２の構成はフォーカシング駆動手段４１と共用されているので、説明を省略する。第２のボイスコイル２６に電流を流すことによって、永久磁石片４ａ、４ｂと第２のボイスコイル２６との間で第１光軸１９方向に垂直かつ、記録媒体１の半径方向に作用する電磁力が発生する。したがって、対物レンズ２を保持し、第１〜４ばね部材２１〜２４によって弾性支持される第１保持部材３が第１光軸１９方向に垂直かつ、記録媒体１の半径方向に移動しトラッキングが行われる。
【００２７】
図示を省略しているが、本実施形態の光ピックアップ装置においては、記録媒体１の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。
【００２８】
図１に戻って、光源２０と対物レンズ２との間には、球面収差補償レンズアセンブリ３０が設けられている。球面収差補償レンズアセンブリ３０は、基板８に垂直な板状の固定台１５と、この固定台１５に固定して立設された摺動軸１４と、図示しない支持手段によって固定台１５に対して静止して支持された固定レンズ１０と、第１の記録媒体用補償レンズ１１と、第２の記録媒体用補償レンズ１２と、第１の記録媒体用補償レンズ１１および第２の記録媒体用補償レンズ１２を一体に保持する第２の保持部材１３とを含んでいる。
【００２９】
第２の保持部材１３には光源２０からの光Ｌが通過するための貫通孔４８、４９が形成されている。第１の記録媒体用補償レンズ１１は貫通孔４８に、第２の記録媒体用補償レンズ１２は貫通孔４９にそれぞれ挿入され、それぞれ第２保持部材１３に保持されている。
【００３０】
図５、６はそれぞれ図１、２における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示している（簡単のため、固定レンズ１０を省略して図示している。）。なお、図５中のＡ−Ａ′線断面が図１に相当する。
【００３１】
第２保持部材１３には、ディスク面と平行な方向である光軸方向２００に平行でかつ、第１の記録媒体用補償レンズ１１の光軸中心からの距離と第２の記録媒体用補償レンズ１２の光軸中心からの距離が略等しい部分に中心を持つ貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７には、固定台１５から光軸方向２００に平行に延びる摺動軸１４が挿入されている。第２保持部材１３は、摺動軸１４に沿って光軸方向２００と平行に摺動し、かつ摺動軸１４を中心に回転することができる。後述する光学系切替手段によって、第２保持部材１３が摺動軸１４の周りに回転することにより、第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２が光軸２００上に切り替えて配置することが可能となる。また、第２保持部材１３が光軸２００方向と平行に移動可能であるため、後述する球面収差補償駆動手段３１によって、第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔を可変させることが可能である。したがって、光学部材および記録媒体１，１６のカバーガラス厚のばらつきにより発生する球面収差を補償することが可能となる。
【００３２】
上記光学系切替手段および球面収差補償駆動手段３１は次のように構成されている。第２保持部材１３の側面には、光軸２００に垂直な仮想線を中心に巻回された第１コイル４３（図７参照）と第２コイル４４（図８参照）とが設けられている。図５に示すように、第２保持部材１３の外方に、摺動軸１４を略取り囲むような角度配置でヨーク４２ａ、４２ｂ、４２ｃが立設されている。これらのヨーク４２ａ、４２ｂ、４２ｃの第２保持部材１３側に相当する面に、第２のマグネット４５ａ、４５ｂと第３のマグネット４６が取り付けられている。図５において摺動軸１４から見た場合、図１０に示すように、第２のマグネット４５ａ、４５ｂはそれぞれ、光軸２００に垂直な方向に関してＮ極Ｓ極というように２極着磁されている。同様に、図５において摺動軸１４から見た場合、図９に示すように、第３のマグネット４６は光軸２００に平行な方向に関してＮ極Ｓ極というように２極着磁されている。さらに、図７に示すように、第２保持部材１３の側面である第１コイル４３の巻回中心付近に磁性片５０が取り付けられている。また、図８に示すように、第２コイル４４の両側に磁性片５１ａ、５１ｂが取り付けられている。磁性片５０、５１ａ、５１ｂは例えば鉄などで良い。
【００３３】
第１の記録媒体１についての記録、再生を行うときは、第２保持部材１３は摺動軸１４の周りに、図５に示す角度配置に設定される。すなわち、磁性片５１ｂは第３のマグネット４６の着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、摺動軸１４の周りの回転方向に関して、磁性片５１ｂと第３のマグネット４６の着磁が変化する線とが最も接近する角度位置で第２保持部材１３は静止する。また、磁性片５０は第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、光軸方向２００に関して、磁性片５０と第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線とが最も接近する位置で第２保持部材１３は静止する。このようにして、第１の記録媒体用補償レンズ１１が光軸２００上の所望の位置に配置される。
【００３４】
ここで球面収差補償駆動手段３１としての第１コイル４３に通電を行うと、第１コイル４３とマグネット４５ｂとの間に光軸２００と平行な方向に電磁力が発生して、第２保持部材１３は光軸方向２００と平行な方向に駆動される。これにより、第１の記録媒体用補償レンズ１１と固定レンズ１０との間隔が可変する。第１の記録媒体用補償レンズ１１と固定レンズ１０との間隔が可変することにより球面収差を減少させることができる。
【００３５】
次に、第２の記録媒体１６についての記録、再生を行うときは、第２保持部材１３は摺動軸１４の周りに、図６に示す角度配置に切り替えられる。すなわち、図５の状態から、コイル４４に通電して、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに（図５において反時計回りに）回転させるための回転駆動力を発生させる。この回転駆動力は磁性片５１ｂとマグネット４４の吸引力よりも大きな力を発生させ、摺動軸１４を中心として第２保持部材１３が回転して、磁性片５１ａがマグネット４６に近づく。磁性片５１ａとマグネット４６との間に発生する吸引力により回転方向の運動が止まり、第２保持部材１３が静止する。また、磁性片５０は第２のマグネット４５ａの着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、光軸方向２００に関して、磁性片５０と第１のマグネット４５ａの着磁が変化する線とが最も接近する位置で第２保持部材１３は静止する。このようにして、第２の記録媒体用補償レンズ１２が光軸２００上の所望の位置に配置される。
【００３６】
ここで球面収差補償駆動手段３１としての第１コイル４３に通電を行うと、第１コイル４３とマグネット４５ａとの間に光軸２００と平行な方向に電磁力が発生して、第２保持部材１３は光軸方向２００と平行な方向に駆動される。これにより、第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔が可変する。第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔が可変することにより球面収差を減少させることができる。
【００３７】
なお、この状態から、再び第１の記録媒体１についての記録、再生を行うときは、コイル４４に通電して、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに（図６において時計回りに）回転させるための回転駆動力を発生させる。そして、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに、再び図５に示す角度配置に切り替える。
【００３８】
ここで、光軸方向２００に関して、上記第１のマグネット４５ａの着磁が変化する線と、第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線との位置（固定台からの高さ）を揃えておくのが望ましい。このようにした場合、第１の記録媒体用補償レンズ１１と第２の記録媒体用補償レンズ１２を切り替えるとき、第２保持部材１３の光軸２００方向の位置を維持することができる。このような構成にすれば、光軸２００方向に関して必要なスペースが小さくなり、装置の小型化が可能となる。また、光軸２００方向に関して第２保持部材１３の位置を定めるために第１コイル４３に通電させる必要も無いため、省電力化が図られる。
【００３９】
また、図１１に示すように、この実施形態では、球面収差補償駆動手段３１が第１の記録媒体用補償レンズ１１（および第２の記録媒体用補償レンズ１２）を移動させる方向（光軸２００の方向）は記録媒体１，１６の半径方向と実質的に一致している。したがって、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズ１１，１２の振動を、球面収差補償駆動手段３１により容易に制御できる。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００４０】
また、図１、図２に示したように、この実施形態では、光路を折り曲げるミラー９を設けて、第１の記録媒体用補償レンズ１１および第２の記録媒体用補償レンズ１２の光軸２００の方向を記録媒体１，１６の記録面１ｂ，１６ｂに対して実質的に平行に配置している。したがって、記録媒体１，１６に対して垂直な方向の機器の厚みを抑えることができる。この結果、装置全体の薄型化が可能となる。また、保持部材１３が重力により位置変動するのを防止するための推力が必要でないため、装置の小型化、省電力化が可能となる。
【００４１】
図１３は高密度用記録媒体１の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示している。一方、図１４は低密度用記録媒体１６の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示している。本実施形態では、上述のようにミラー９を設けた結果、対物レンズの光軸１９と球面収差補償レンズアセンブリ３０の光軸２００とは実際には９０度に交差しているが、これらの図１３、図１４では、理解を容易にするために、対物レンズ２とレンズアセンブリ３０とは模式的に直列に描かれている。
【００４２】
図１３によって良く分かるように、高密度記録媒体１は、例えば、記録面１ｂを保護するためのカバーガラス１ａの厚みが０．１ｍｍの光ディスクからなっている。高密度記録用媒体１の記録再生には光源波長４０５ｎｍのレーザ光が用いられる。また、波長選択用アパーチャ２９により対物レンズ２のＮＡは０．８５になるように設計される。一方、図１４によって良く分かるように、低密度用記録媒体１６は、例えばカバーガラス厚みが０．６ｍｍのＤＶＤからなっている。このような低密度用記録媒体１６の記録再生には光源波長６５０ｎｍのレーザ光が用いられる。また、波長選択用アパーチャ２９により対物レンズのＮＡは０．６になるように設計されている。
【００４３】
記録または再生の対象とする記録媒体の種類が異なる場合、記録媒体が有するカバーガラス厚みの差には、記録媒体の種類が異なることに基づく差以外に一つの記録媒体内において存在する厚みの変動としての製造誤差に基づく差および、各光学系の製造公差および組立公差がある。本発明によれば、これらにより発生する球面収差を、球面収差補償駆動手段３１によって第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔を可変させることによって首尾良く補償することができる。
【００４４】
第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔の目標値、つまり球面収差が最小となる位置は、例えば次のようにして求めることができる。すなわち、記録媒体の記録面１ｂ，１６ｂ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、処理回路によりジッタ値が最小となるように球面収差補償駆動手段３１に信号を与えて制御する。これにより球面収差が最小となる第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２の位置決めを実現できる。
【００４５】
なお、ユーザによりいずれかの種類の情報記録媒体１，１６が対物レンズ２に対向して配置される時点で、記録密度の低い情報記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２を選択しているのが望ましい。このようにした場合、たとえ記録密度の高い情報記録媒体１が対物レンズ２に対向して配置されたとしても、フォーカシングまたはディスクの判別を行う時、対物レンズ２とその情報記録媒体との衝突を防止することができる。
【００４６】
上記光ピックアップ装置によれば、一つの対物レンズ２で複数種類の記録媒体１，１６の記録再生が可能であるため、その対物レンズ２を含む可動部を軽量化することができる。したがって、フォーカシング、トラッキング共に高速に駆動するのが容易となる。また、記録再生に対する駆動マージンの拡大および高速に記録再生が可能であるため利便性が増す。また、対物レンズ駆動装置の小型化が可能であるため、省電力化に向いている。また、球面収差補償用光学系３０に含まれた、第１の記録媒体１について用いられるべき球面収差補償レンズ１１と、第２の記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２とを用いてそれぞれ球面収差を補償するので、球面収差補償駆動手段３１が球面収差補償レンズ１１，１２をそのレンズの光軸方向２００に移動させる量を小さくすることができる。したがって、球面収差補償の光学設計の自由度が大きくなり、より組み立てマージンの大きな設計が可能となる。
以上の実施形態では、球面収差補償用光学系３０は、第１の記録媒体１について用いられるべき球面収差補償レンズ１１と、第２の記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２とを備えたが、当然ながら、これに限られるものではない。例えば、光学系切替手段を省略し、球面収差補償用光学系として或る記録媒体について用いられるべき一つの球面収差補償レンズのみを設けて、その球面収差補償レンズを移動させる方向をその記録媒体の半径方向と実質的に一致させるようにしても良い。そのようにした場合、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動を、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御できる。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることができる。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の光ピックアップ装置によれば、記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う場合に、一つの対物レンズを用いて記録または再生を行うことができる上、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類の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できる。
また、この発明の光ピックアップ装置によれば、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動による信号の劣化を抑制できるものを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態の光ピックアップ装置の、高密度記録媒体を記録再生するときの断面を示す図である。
【図２】 上記光ピックアップ装置の、低密度記録媒体を記録再生するときの断面を示す図である。
【図３】 上記光ピックアップ装置を構成するフォーカス駆動手段およびトラッキング駆動手段の平面レイアウトを示す図である。
【図４】 上記フォーカス駆動手段およびトラッキング駆動手段を側方（図３における下方）から見たところを示す図である。
【図５】 図１における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示す図である（ただし、固定レンズ１０を除く。）。
【図６】 図２における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示す図である（ただし、固定レンズ１０を除く。）。
【図７】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０を摺動軸１４に対して垂直な方向（側方）から見たところを示す図である。
【図８】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０を摺動軸１４に対して垂直な方向（別の側方）から見たところを示す図である。
【図９】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０の周りに設けられた一つのマグネットの着磁状態を示す図である。
【図１０】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０の周りに設けられた別のマグネットの着磁状態を示す図である。
【図１１】 球面収差補償駆動手段３１が第１の記録媒体用補償レンズ１１（および第２の記録媒体用補償レンズ１２）を移動させる方向を説明する図である。
【図１２】 波長選択用アパーチャの構成を示す図である。
【図１３】 高密度用記録媒体１の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示す図である。
【図１４】 低密度用記録媒体１６の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示す図である。
【図１５】 従来の光ピックアップを例示する図である。
【図１６】 従来の別の光ピックアップを例示する図である。
【符号の説明】
１ 高密度記録媒体
２ 対物レンズ
３ 第１保持部材
８ 基板
９ ミラー
１０ 固定レンズ
１１ 高密度記録媒体用補償レンズ
１２ 低密度記録媒体用補償レンズ
１３ 第２保持部材
１４ 摺動軸
１６ 低密度記録媒体
２９ 波長選択アパーチャ
３０ 球面収差補償レンズアセンブリ
３１ 球面収差補償駆動手段
２００ 光軸
【発明の属する技術分野】
この発明は光ピックアップ装置に関する。より詳しくは、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置に関する。ここでディスク状の外形を有する情報記録媒体とは、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などを指す。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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デジタル光ディスクのような情報記録媒体が使用されている。現在、デジタル光ディスクとして大量に流通しているＣＤ（コンパクトディスク）の仕様では、ディスクのカバーガラス厚が１．２ｍｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．４５、使用する光の波長が７８０ｎｍになっている。ＣＤよりも高記録密度化および大容量化がなされたデジタル光ディスクであるＤＶＤの仕様では、ディスクのカバーガラス厚が０．６ｍｍ、対物レンズのＮＡが０．６、使用する光の波長が６５０ｎｍになっている。そして、近年、これら光ディスクに対するさらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。光ディスクの記録密度を上げる方法としては、対物レンズのＮＡを大きくすること、あるいは光源の波長を短くすることにより対物レンズによって集光される光のスポット径を小径化することが有効である。例えば、ディスクのカバーガラスを０．１ｍｍにして対物レンズとのチルトによる収差発生を抑えた記録媒体を高いＮＡの対物レンズおよび短波長のレーザを用いて記録再生する方法が提案されている。
【０００３】
しかし、対物レンズのＮＡを大きくすると、球面収差が上記ＮＡの４乗に比例して大きくなる（高次の項を無視している。）。また、対物レンズの面間隔や媒体記録面の保護層の厚さが規定値からずれると、球面収差が大きく変化する。そのため、ディスクの基板厚さの製造トレランスおよび光学系の製造トレランスが狭くなってしまう。
【０００４】
このため、図１５に示すように、ＤＶＤ用の対物レンズ６２とＣＤ用の対物レンズ６１とを備え、これらの対物レンズ６１、６２と光源５０との間に光学素子６０を設けて、ディスクの基板厚さの製造誤差により発生する球面収差を補償するように、光学素子６０を光軸方向に移動させディスクに記録再生する方式が提案されている（特開２０００−１１４０２号公報）。
【０００５】
また、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のディスクは低ＮＡの対物レンズを用いて再生をおこなうように設計されているため、上記高ＮＡ対物レンズにより再生を行おうとするとき、カバーガラス厚の違いにより球面収差が大きく発生し再生が困難になる。
【０００６】
このため、図１６に示すように、上記カバーガラス厚が０．１ｍｍのディスク７３を記録再生するための高ＮＡの対物レンズ７１、７２と上記ＣＤ７４とＤＶＤ７５を記録再生する低ＮＡの対物レンズ７７をレンズホルダ７６に搭載し、両光学系をそれぞれの異なる規格のディスクに応じて切り替える光ピックアップ装置が提案されている（特開平１１−１２０５８７号公報）。
【０００７】
しかしながら、特開平１１−１２０５８７号公報に記載の光ピックアップ装置では、レンズホルダ７６に高ＮＡと低ＮＡの２種類の対物レンズが搭載されているため、レンズホルダ７６（可動部）の重量が大きくなる。このため、対物レンズを駆動させるためには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の妨げになるという問題がある。また、低ＮＡの対物レンズフォーカス時に高ＮＡの対物レンズがディスクに近いため、少しのサーボずれなどでディスクとレンズが接触する可能性が高く、信頼性が低くなる。さらに、対物レンズ部すなわち可動部の重量バランスが左右に一致させることが難しく特に高速動作時に対物レンズチルトの影響を受けやすく、その結果データ記録再生のマージンが小さく、場合によっては記録再生が不可能になるといった場合もある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、一つの対物レンズを用いて記録または再生を行うことができる上、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類の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できるものを提供することにある。
また、上述のような光ピックアップ装置では、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動が発生して、この振動によって記録再生信号が劣化するという問題がある。
そこで、本発明の課題は、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動による信号の劣化を抑制できるものを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光ピックアップ装置は、ディスク状の外形をそれぞれ有し記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償用光学系とを備え、
上記球面収差補償用光学系は、第１の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第１の光学系と、上記第１の情報記録媒体と異なる仕様の第２の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第２の光学系と、上記情報記録媒体の種類に応じて上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるための光学系切替手段とを有し、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記第１および第２の光学系の少なくとも一つの球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段を備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光ピックアップ装置によれば、一つの対物レンズで複数種類の記録媒体の記録再生が可能であるため、その対物レンズを含む可動部を軽量化することが可能となる。したがって、フォーカシング、トラッキング共に高速に駆動するのが容易となる。また、記録再生に対する駆動マージンの拡大および高速に記録再生が可能であるため利便性が増す。また、対物レンズ駆動装置の小型化が可能であるため、省電力化に向いている。また、球面収差補償用光学系に含まれた、第１の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第１の光学系と、上記第１の情報記録媒体と異なる仕様の第２の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第２の光学系とを用いてそれぞれ球面収差を補償するので、球面収差補償駆動手段が球面収差補償レンズをそのレンズの光軸方向に移動させる量を小さくすることが可能である。したがって、球面収差補償の光学設計の自由度が大きくなり、より組み立てマージンの大きな設計が可能となる。
【００１１】
また、この光ピックアップ装置では、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置しているので、球面収差補償駆動手段が球面収差補償レンズを移動させる方向は上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行になる。したがって、情報記録媒体に対して垂直な方向の機器の厚みを抑えることが可能となる。この結果、装置全体の薄型化が可能となる。また、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズを保持するための保持部材が重力により位置変動するのを防止するための推力が必要でないため、装置の小型化、省電力化が可能となる。
【００１２】
また、この光ピックアップ装置では、上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致しているので、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動は、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御され得る。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００１３】
別の局面では、本発明の光ピックアップ装置は、ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償レンズを含む球面収差補償用光学系と、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段とを備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする。
この光ピックアップ装置では、上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致しているので、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動は、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御され得る。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００１４】
一実施形態の光ピックアップ装置は、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズを、それらのレンズの光軸を互いに平行にして保持する保持部材を備え、上記光学系切替手段は、上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるとき、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を維持しながら、上記光軸方向と垂直な方向へ上記保持部材を移動させることを特徴とする。
【００１５】
この一実施形態の光ピックアップ装置では、上記光学系切替手段は、上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるとき、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を維持しながら、上記光軸方向と垂直な方向へ上記保持部材を移動させるので、上記光軸方向に関して必要なスペースが小さくなり、装置の小型化が可能となる。また、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を定めるためにコイルに通電させる必要も無いため、省電力化が図られる。
【００１６】
一実施形態の光ピックアップ装置は、いずれかの種類の情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置される時点で、上記光学系切替手段は、上記複数種類の情報記録媒体のうち記録密度の低い情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを選択していることを特徴とする。
【００１７】
この一実施形態の光ピックアップ装置では、いずれかの種類の情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置される時点で、上記光学系切替手段は、上記複数種類の情報記録媒体のうち記録密度の低い情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを選択している。したがって、たとえ記録密度の高い情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置されたとしても、フォーカシングまたはディスクの判別を行う時、対物レンズとその情報記録媒体との衝突を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光ピックアップ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２は一実施形態の光ピックアップ装置の断面を示している。なお、詳しくは後述するが、図１は高密度記録媒体用補償レンズ１１を光路に配置した状態を示し、図２は低密度記録媒体用補償レンズ１２を光路に配置した状態を示している（両者は、記録、再生の対象となる記録媒体に応じて球面収差補償駆動手段３１によって切り替えられる。）。
【００２０】
この光ピックアップ装置は、概して言って、ディスク状の記録媒体１，１６をその軸線（ディスク面に垂直でディスクの中心を通る線。図示せず。）の周りに回転駆動しながら、光源２０からの光Ｌを球面収差補償レンズアセンブリ３０、光路を折り曲げるミラー９、フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２を介して、記録媒体１の記録面１ｂに導くようになっている。記録面１ｂからの反射光は、対物レンズ２、ミラー９、球面収差補償レンズアセンブリ３０を介して、光源２０に近接して配置された受光素子２１へ導かれる。光源２０は、波長６５０ｎｍのレーザ光と波長４０５ｎｍのレーザ光を発振可能なレーザユニットからなっている。光源２０が出射するレーザ光の波長は記録媒体１，１６に応じて選択される。
【００２１】
フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２は、第１保持部材３によって保持されている。第１保持部材３には、光源２０からの光Ｌが通過するための貫通孔１７が形成されている。対物レンズ２は貫通孔１７に挿入され、第１保持部材３の記録媒体１よりの内周面に形成される段差部１８に固定されている。さらに第１保持部材３には、対物レンズ１よりも光源２０側に相当する位置に波長選択用アパーチャ２９が取り付けられている。図１２に示すように、波長選択用アパーチャ２９は、この例では光源波長６５０ｎｍと波長４０５ｎｍを共に透過する円形の領域８１と、光源波長６５０ｎｍについては反射するが波長４０５ｎｍについては透過する環状の領域８０とを有している。したがって、光源２０からの光Ｌの波長に応じて絞りを切り換えられる。
【００２２】
図３は、上記フォーカシング用およびトラッキング用の対物レンズ２を駆動するために、基板８上に形成されたフォーカス駆動手段４１およびトラッキング駆動手段４２の平面レイアウト（図１における上方から見たところ）を示している。図４は上記フォーカス駆動手段４１およびトラッキング駆動手段４２の側面（図３における下方から見たところ）を示している。
【００２３】
対物レンズ２を保持する第１保持部材３には、記録媒体１の軸線を含む平面内でその軸線に平行な第１光軸１９（図１参照）の周りに第１のボイスコイル２５（図４中に示す）が巻回されている。第１のボイスコイル２５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４ａ、４ｂが、記録媒体１の半径方向に沿って、かつ第１のボイスコイル２５に対向して配置されている。
【００２４】
フォーカシング駆動手段４１は、一対のヨーク５ａ、５ｂと、中継基板７ａ、７ｂと、第１〜４ばね部材２１〜２４と、プリント基板２７とを含む。このフォーカシング駆動手段４１は、概して言って、上記第１ボイスコイル２５および上記永久磁石片４ａ、４ｂを用いて対物レンズ２を第１の光軸方向１９に平行な第１の方向に駆動し、フォーカシング（焦点調節）を行う。
【００２５】
詳しくは、一対のヨーク５ａ、５ｂは、永久磁石４ａ、４ｂよりもさらに外方に設けられている。ヨーク５ａ、５ｂのさらに外方に、第１の光軸方向１９に平行な方向にベース部６ａ、６ｂが立設されている。このベース部６ａ、６ｂの側面にプリント基板７ａ、７ｂが設けられている。第１および第３のばね部材２１、２３は、対物レンズ２の光源２０よりの位置に対向して設けられ、第１の光軸１９に垂直な方向、かつ対向して配置された上記一対の永久磁石片４ａ、４ｂを結ぶ方向に平行に延びている。第２、第４のばね部材２２、２４は、上記第１、第３のばね部材２１、２３から第１の光軸１９方向に間隔をあけて平行に光源２０よりに設けられている。第１〜４ばね部材２１〜２４の一端部は中継基板７ａ、７ｂに取り付けられ、第１〜４ばね部材２１〜２４の他端部は第１保持部材３に固定されているプリント基板２７に取り付けられている。この結果、第１〜４ばね部材２１〜２４によって第１保持部材３が弾性的に支持されている。プリント基板２７は、第１ボイスコイル２５および後述するトラッキング用の第２ボイスコイル２６と半田付けによって電気的に接続されている。ここで、第１〜第４ばね部材は、通電可能な例えばＢｅＣｕなどからなる。したがって、中継基板７ａ、７ｂから、第１〜第４ばね部材２１〜２４とプリント基板２７とを介して、第１ボイスコイル２５および第２ボイスコイル２６に電流を流すことが可能である。第１のボイスコイル２５に電流を流すことによって、永久磁石片４ａ、４ｂと第１のボイスコイル２５との間で第１光軸１９方向に作用する電磁力が発生する。したがって、対物レンズ２を保持し、第１〜４ばね部材２１〜２４によって弾性支持される第１保持部材３が第１光軸１９方向に移動しフォーカシングされる。
【００２６】
第１保持部材３には、第１光軸１９に垂直で、かつ上記一対の永久磁石片４ａ、４ｂを結ぶ方向に垂直な軸の周りに第２のボイスコイル２６が巻回されている。トラッキング駆動手段４２は第２のボイスコイル２６と永久磁石片４ａ、４ｂとを用いて対物レンズ２を第１光軸方向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４２の構成はフォーカシング駆動手段４１と共用されているので、説明を省略する。第２のボイスコイル２６に電流を流すことによって、永久磁石片４ａ、４ｂと第２のボイスコイル２６との間で第１光軸１９方向に垂直かつ、記録媒体１の半径方向に作用する電磁力が発生する。したがって、対物レンズ２を保持し、第１〜４ばね部材２１〜２４によって弾性支持される第１保持部材３が第１光軸１９方向に垂直かつ、記録媒体１の半径方向に移動しトラッキングが行われる。
【００２７】
図示を省略しているが、本実施形態の光ピックアップ装置においては、記録媒体１の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。
【００２８】
図１に戻って、光源２０と対物レンズ２との間には、球面収差補償レンズアセンブリ３０が設けられている。球面収差補償レンズアセンブリ３０は、基板８に垂直な板状の固定台１５と、この固定台１５に固定して立設された摺動軸１４と、図示しない支持手段によって固定台１５に対して静止して支持された固定レンズ１０と、第１の記録媒体用補償レンズ１１と、第２の記録媒体用補償レンズ１２と、第１の記録媒体用補償レンズ１１および第２の記録媒体用補償レンズ１２を一体に保持する第２の保持部材１３とを含んでいる。
【００２９】
第２の保持部材１３には光源２０からの光Ｌが通過するための貫通孔４８、４９が形成されている。第１の記録媒体用補償レンズ１１は貫通孔４８に、第２の記録媒体用補償レンズ１２は貫通孔４９にそれぞれ挿入され、それぞれ第２保持部材１３に保持されている。
【００３０】
図５、６はそれぞれ図１、２における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示している（簡単のため、固定レンズ１０を省略して図示している。）。なお、図５中のＡ−Ａ′線断面が図１に相当する。
【００３１】
第２保持部材１３には、ディスク面と平行な方向である光軸方向２００に平行でかつ、第１の記録媒体用補償レンズ１１の光軸中心からの距離と第２の記録媒体用補償レンズ１２の光軸中心からの距離が略等しい部分に中心を持つ貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７には、固定台１５から光軸方向２００に平行に延びる摺動軸１４が挿入されている。第２保持部材１３は、摺動軸１４に沿って光軸方向２００と平行に摺動し、かつ摺動軸１４を中心に回転することができる。後述する光学系切替手段によって、第２保持部材１３が摺動軸１４の周りに回転することにより、第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２が光軸２００上に切り替えて配置することが可能となる。また、第２保持部材１３が光軸２００方向と平行に移動可能であるため、後述する球面収差補償駆動手段３１によって、第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔を可変させることが可能である。したがって、光学部材および記録媒体１，１６のカバーガラス厚のばらつきにより発生する球面収差を補償することが可能となる。
【００３２】
上記光学系切替手段および球面収差補償駆動手段３１は次のように構成されている。第２保持部材１３の側面には、光軸２００に垂直な仮想線を中心に巻回された第１コイル４３（図７参照）と第２コイル４４（図８参照）とが設けられている。図５に示すように、第２保持部材１３の外方に、摺動軸１４を略取り囲むような角度配置でヨーク４２ａ、４２ｂ、４２ｃが立設されている。これらのヨーク４２ａ、４２ｂ、４２ｃの第２保持部材１３側に相当する面に、第２のマグネット４５ａ、４５ｂと第３のマグネット４６が取り付けられている。図５において摺動軸１４から見た場合、図１０に示すように、第２のマグネット４５ａ、４５ｂはそれぞれ、光軸２００に垂直な方向に関してＮ極Ｓ極というように２極着磁されている。同様に、図５において摺動軸１４から見た場合、図９に示すように、第３のマグネット４６は光軸２００に平行な方向に関してＮ極Ｓ極というように２極着磁されている。さらに、図７に示すように、第２保持部材１３の側面である第１コイル４３の巻回中心付近に磁性片５０が取り付けられている。また、図８に示すように、第２コイル４４の両側に磁性片５１ａ、５１ｂが取り付けられている。磁性片５０、５１ａ、５１ｂは例えば鉄などで良い。
【００３３】
第１の記録媒体１についての記録、再生を行うときは、第２保持部材１３は摺動軸１４の周りに、図５に示す角度配置に設定される。すなわち、磁性片５１ｂは第３のマグネット４６の着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、摺動軸１４の周りの回転方向に関して、磁性片５１ｂと第３のマグネット４６の着磁が変化する線とが最も接近する角度位置で第２保持部材１３は静止する。また、磁性片５０は第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、光軸方向２００に関して、磁性片５０と第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線とが最も接近する位置で第２保持部材１３は静止する。このようにして、第１の記録媒体用補償レンズ１１が光軸２００上の所望の位置に配置される。
【００３４】
ここで球面収差補償駆動手段３１としての第１コイル４３に通電を行うと、第１コイル４３とマグネット４５ｂとの間に光軸２００と平行な方向に電磁力が発生して、第２保持部材１３は光軸方向２００と平行な方向に駆動される。これにより、第１の記録媒体用補償レンズ１１と固定レンズ１０との間隔が可変する。第１の記録媒体用補償レンズ１１と固定レンズ１０との間隔が可変することにより球面収差を減少させることができる。
【００３５】
次に、第２の記録媒体１６についての記録、再生を行うときは、第２保持部材１３は摺動軸１４の周りに、図６に示す角度配置に切り替えられる。すなわち、図５の状態から、コイル４４に通電して、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに（図５において反時計回りに）回転させるための回転駆動力を発生させる。この回転駆動力は磁性片５１ｂとマグネット４４の吸引力よりも大きな力を発生させ、摺動軸１４を中心として第２保持部材１３が回転して、磁性片５１ａがマグネット４６に近づく。磁性片５１ａとマグネット４６との間に発生する吸引力により回転方向の運動が止まり、第２保持部材１３が静止する。また、磁性片５０は第２のマグネット４５ａの着磁が変化する線上に吸引力を及ぼす。したがって、光軸方向２００に関して、磁性片５０と第１のマグネット４５ａの着磁が変化する線とが最も接近する位置で第２保持部材１３は静止する。このようにして、第２の記録媒体用補償レンズ１２が光軸２００上の所望の位置に配置される。
【００３６】
ここで球面収差補償駆動手段３１としての第１コイル４３に通電を行うと、第１コイル４３とマグネット４５ａとの間に光軸２００と平行な方向に電磁力が発生して、第２保持部材１３は光軸方向２００と平行な方向に駆動される。これにより、第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔が可変する。第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔が可変することにより球面収差を減少させることができる。
【００３７】
なお、この状態から、再び第１の記録媒体１についての記録、再生を行うときは、コイル４４に通電して、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに（図６において時計回りに）回転させるための回転駆動力を発生させる。そして、第２保持部材１３を摺動軸１４の周りに、再び図５に示す角度配置に切り替える。
【００３８】
ここで、光軸方向２００に関して、上記第１のマグネット４５ａの着磁が変化する線と、第２のマグネット４５ｂの着磁が変化する線との位置（固定台からの高さ）を揃えておくのが望ましい。このようにした場合、第１の記録媒体用補償レンズ１１と第２の記録媒体用補償レンズ１２を切り替えるとき、第２保持部材１３の光軸２００方向の位置を維持することができる。このような構成にすれば、光軸２００方向に関して必要なスペースが小さくなり、装置の小型化が可能となる。また、光軸２００方向に関して第２保持部材１３の位置を定めるために第１コイル４３に通電させる必要も無いため、省電力化が図られる。
【００３９】
また、図１１に示すように、この実施形態では、球面収差補償駆動手段３１が第１の記録媒体用補償レンズ１１（および第２の記録媒体用補償レンズ１２）を移動させる方向（光軸２００の方向）は記録媒体１，１６の半径方向と実質的に一致している。したがって、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズ１１，１２の振動を、球面収差補償駆動手段３１により容易に制御できる。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることが可能である。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００４０】
また、図１、図２に示したように、この実施形態では、光路を折り曲げるミラー９を設けて、第１の記録媒体用補償レンズ１１および第２の記録媒体用補償レンズ１２の光軸２００の方向を記録媒体１，１６の記録面１ｂ，１６ｂに対して実質的に平行に配置している。したがって、記録媒体１，１６に対して垂直な方向の機器の厚みを抑えることができる。この結果、装置全体の薄型化が可能となる。また、保持部材１３が重力により位置変動するのを防止するための推力が必要でないため、装置の小型化、省電力化が可能となる。
【００４１】
図１３は高密度用記録媒体１の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示している。一方、図１４は低密度用記録媒体１６の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示している。本実施形態では、上述のようにミラー９を設けた結果、対物レンズの光軸１９と球面収差補償レンズアセンブリ３０の光軸２００とは実際には９０度に交差しているが、これらの図１３、図１４では、理解を容易にするために、対物レンズ２とレンズアセンブリ３０とは模式的に直列に描かれている。
【００４２】
図１３によって良く分かるように、高密度記録媒体１は、例えば、記録面１ｂを保護するためのカバーガラス１ａの厚みが０．１ｍｍの光ディスクからなっている。高密度記録用媒体１の記録再生には光源波長４０５ｎｍのレーザ光が用いられる。また、波長選択用アパーチャ２９により対物レンズ２のＮＡは０．８５になるように設計される。一方、図１４によって良く分かるように、低密度用記録媒体１６は、例えばカバーガラス厚みが０．６ｍｍのＤＶＤからなっている。このような低密度用記録媒体１６の記録再生には光源波長６５０ｎｍのレーザ光が用いられる。また、波長選択用アパーチャ２９により対物レンズのＮＡは０．６になるように設計されている。
【００４３】
記録または再生の対象とする記録媒体の種類が異なる場合、記録媒体が有するカバーガラス厚みの差には、記録媒体の種類が異なることに基づく差以外に一つの記録媒体内において存在する厚みの変動としての製造誤差に基づく差および、各光学系の製造公差および組立公差がある。本発明によれば、これらにより発生する球面収差を、球面収差補償駆動手段３１によって第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔を可変させることによって首尾良く補償することができる。
【００４４】
第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２と固定レンズ１０との間隔の目標値、つまり球面収差が最小となる位置は、例えば次のようにして求めることができる。すなわち、記録媒体の記録面１ｂ，１６ｂ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、処理回路によりジッタ値が最小となるように球面収差補償駆動手段３１に信号を与えて制御する。これにより球面収差が最小となる第１の記録媒体用補償レンズ１１または第２の記録媒体用補償レンズ１２の位置決めを実現できる。
【００４５】
なお、ユーザによりいずれかの種類の情報記録媒体１，１６が対物レンズ２に対向して配置される時点で、記録密度の低い情報記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２を選択しているのが望ましい。このようにした場合、たとえ記録密度の高い情報記録媒体１が対物レンズ２に対向して配置されたとしても、フォーカシングまたはディスクの判別を行う時、対物レンズ２とその情報記録媒体との衝突を防止することができる。
【００４６】
上記光ピックアップ装置によれば、一つの対物レンズ２で複数種類の記録媒体１，１６の記録再生が可能であるため、その対物レンズ２を含む可動部を軽量化することができる。したがって、フォーカシング、トラッキング共に高速に駆動するのが容易となる。また、記録再生に対する駆動マージンの拡大および高速に記録再生が可能であるため利便性が増す。また、対物レンズ駆動装置の小型化が可能であるため、省電力化に向いている。また、球面収差補償用光学系３０に含まれた、第１の記録媒体１について用いられるべき球面収差補償レンズ１１と、第２の記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２とを用いてそれぞれ球面収差を補償するので、球面収差補償駆動手段３１が球面収差補償レンズ１１，１２をそのレンズの光軸方向２００に移動させる量を小さくすることができる。したがって、球面収差補償の光学設計の自由度が大きくなり、より組み立てマージンの大きな設計が可能となる。
以上の実施形態では、球面収差補償用光学系３０は、第１の記録媒体１について用いられるべき球面収差補償レンズ１１と、第２の記録媒体１６について用いられるべき球面収差補償レンズ１２とを備えたが、当然ながら、これに限られるものではない。例えば、光学系切替手段を省略し、球面収差補償用光学系として或る記録媒体について用いられるべき一つの球面収差補償レンズのみを設けて、その球面収差補償レンズを移動させる方向をその記録媒体の半径方向と実質的に一致させるようにしても良い。そのようにした場合、この装置全体がトラック方向に送られるときに発生する球面収差補償レンズの振動を、上記球面収差補償駆動手段により容易に制御できる。したがって、そのような振動による信号の劣化を抑えることができる。また、そのような振動の制御を行う機構を別途設ける必要が無いので、装置の小型化が可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の光ピックアップ装置によれば、記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う場合に、一つの対物レンズを用いて記録または再生を行うことができる上、記録媒体の厚みの製造誤差に基づく球面収差と、種類の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できる。
また、この発明の光ピックアップ装置によれば、装置全体がトラック方向に送られるときに球面収差補償レンズの振動による信号の劣化を抑制できるものを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態の光ピックアップ装置の、高密度記録媒体を記録再生するときの断面を示す図である。
【図２】 上記光ピックアップ装置の、低密度記録媒体を記録再生するときの断面を示す図である。
【図３】 上記光ピックアップ装置を構成するフォーカス駆動手段およびトラッキング駆動手段の平面レイアウトを示す図である。
【図４】 上記フォーカス駆動手段およびトラッキング駆動手段を側方（図３における下方）から見たところを示す図である。
【図５】 図１における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示す図である（ただし、固定レンズ１０を除く。）。
【図６】 図２における右側から球面収差補償レンズアセンブリ３０を見たところを示す図である（ただし、固定レンズ１０を除く。）。
【図７】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０を摺動軸１４に対して垂直な方向（側方）から見たところを示す図である。
【図８】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０を摺動軸１４に対して垂直な方向（別の側方）から見たところを示す図である。
【図９】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０の周りに設けられた一つのマグネットの着磁状態を示す図である。
【図１０】 上記球面収差補償レンズアセンブリ３０の周りに設けられた別のマグネットの着磁状態を示す図である。
【図１１】 球面収差補償駆動手段３１が第１の記録媒体用補償レンズ１１（および第２の記録媒体用補償レンズ１２）を移動させる方向を説明する図である。
【図１２】 波長選択用アパーチャの構成を示す図である。
【図１３】 高密度用記録媒体１の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示す図である。
【図１４】 低密度用記録媒体１６の記録または再生を行う場合の対物レンズ２と球面収差補償レンズアセンブリ３０の配置を簡略化して示す図である。
【図１５】 従来の光ピックアップを例示する図である。
【図１６】 従来の別の光ピックアップを例示する図である。
【符号の説明】
１ 高密度記録媒体
２ 対物レンズ
３ 第１保持部材
８ 基板
９ ミラー
１０ 固定レンズ
１１ 高密度記録媒体用補償レンズ
１２ 低密度記録媒体用補償レンズ
１３ 第２保持部材
１４ 摺動軸
１６ 低密度記録媒体
２９ 波長選択アパーチャ
３０ 球面収差補償レンズアセンブリ
３１ 球面収差補償駆動手段
２００ 光軸
Claims (4)
- ディスク状の外形をそれぞれ有し記録密度の規格が異なる複数種類の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償用光学系とを備え、
上記球面収差補償用光学系は、第１の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第１の光学系と、上記第１の情報記録媒体と異なる仕様の第２の情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを含む第２の光学系と、上記情報記録媒体の種類に応じて上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるための光学系切替手段とを有し、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記第１および第２の光学系の少なくとも一つの球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段を備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする光ピックアップ装置。 - ディスク状の外形を有する情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
光を出射する光源と、
上記情報記録媒体の記録面に対向され、上記光源から出射された光を上記記録面上に集光させるための対物レンズと、
上記対物レンズをこの対物レンズの光軸方向に移動させるフォーカシング駆動手段と、
上記対物レンズを上記光軸と垂直な方向に移動させるトラッキング駆動手段と、
上記光源と上記対物レンズとの間に配置された球面収差補償レンズを含む球面収差補償用光学系と、
上記情報記録媒体が記録面上に持つ光透過層の厚さおよび上記光学系の各光学面によって発生する球面収差を減少させるように、上記球面収差補償レンズを、そのレンズの光軸方向に変位させる球面収差補償駆動手段とを備え、
上記対物レンズと球面収差補償用光学系との間に光路を折り曲げるミラーを設けて、上記球面収差補償レンズの光軸を上記情報記録媒体の記録面に対して実質的に平行に配置し、
上記球面収差補償駆動手段が上記球面収差補償レンズを移動させる方向は、上記情報記録媒体の半径方向と実質的に一致していることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
上記第１および第２の光学系の球面収差補償レンズを、それらのレンズの光軸を互いに平行にして保持する保持部材を備え、
上記光学系切替手段は、上記第１の光学系と第２の光学系とを切り替えるとき、上記各球面収差補償レンズの光軸方向に関して上記保持部材の位置を維持しながら、上記光軸方向と垂直な方向へ上記保持部材を移動させることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
いずれかの種類の情報記録媒体が上記対物レンズに対向して配置される時点で、上記光学系切替手段は、上記複数種類の情報記録媒体のうち記録密度の低い情報記録媒体について用いられるべき球面収差補償レンズを選択していることを特徴とする光ピックアップ装置。
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