JP3998862B2 - 光ピックアップのアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ等の情報記録装置に用いられる光ピックアップのアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを用いた情報記録装置として、ＣＤやＤＶＤ等がある。ＤＶＤ等はＣＤに比べ記録密度が高いため、情報を読み書きするときの条件が厳しい。
【０００３】
例えば、光ピックアップが備える対物レンズの光軸は光ディスクの記録層に対して垂直であることが理想であるが、実際には光ディスクが樹脂製のため、記録層は平坦でなくうねりが発生している。このような光ディスクを回転させると、光ディスクの記録層は対物レンズの光軸に対して垂直にならない部分がある。以下、光ピックアップの光軸と光ディスクの記録層とが垂直にならない状態を「チルト」と表現する。
【０００４】
ここで、チルトが発生した状態を図１３（ａ）（ｂ）に示す。図中、１は光ディスク、２は対物レンズである。光ディスク１は樹脂層１ａの一面に記録層４を有する。光源(図示せず)から照射されたビームは、対物レンズ２により集光され光ディスク１の樹脂層１ａを通り記録層４に照射される。この場合、点線で示すように記録層４が対物レンズ２の光軸３に対して垂直であるときは、記録層４に照射されるビームのスポットは対物レンズ２の光軸３上に一致するので問題はないが、実線で示すようにチルトが発生したときは、ビームが光ディスク１の入射面１ｂで屈折するため、ビームのスポットは対物レンズ２の光軸３から外れ、コマ収差が発生する。このコマ収差が許容量より大きくなるとスポットを正しく絞ることができず、正しい読み書きを行うことができなくなる。
【０００５】
図１３（ａ）（ｂ）に示すように、チルトが発生したときはビームが光ディスク１の入射面１ｂで屈折するため、樹脂層１ａが厚いほどコマ収差が大きくなるので、比較の上でＣＤよりも記録密度が高く読み書きするときの条件が厳しいＤＶＤには樹脂層１ａの厚さを薄くした図１３（ｂ）の光ディスク１を用いることがある。しかし、樹脂層１ａを薄くすると、光ディスク１の入射面１ｂにゴミが付着したり傷がついた場合に、読み書きの精度に大きく影響が生ずる。
【０００６】
このようなチルトに対処するために、特開平７-６５３９７号公報に記載されているように、基台に設けられたヨークに対向するチルトコイルを、対物レンズを支持するホルダの相対向する二面のそれぞれに二個ずつ配設し、これらのチルトコイルを選択的に励磁することによりホルダの傾きを調整して光ディスクに対する対物レンズの光軸を垂直にする提案がある。
【０００７】
また、特開平１０−９７１３５号公報に記載されているように、光源から出射されたビームを液晶パネルを通し対物レンズにより光ディスクの記録層に照射し、対物レンズの光軸付近に設けたチルトセンサにより光ディスクのラジアル（半径）方向のチルトを検出し、得られたチルトエラー信号に応じて液晶パネルの位相差を調整することでチルト補正を行う提案がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７-６５３９７号公報に記載された提案は、対物レンズを支持するホルダに複数(四個）のチルトコイルを配設する構造であるため、構造が大型化し、且つ重くなり、構造の薄型化及び動作の応答性を高めることについては不利である。
【０００９】
また、特開平１０−９７１３５号公報に記載されている提案は、光源から出射されたビームを液晶パネルを通した後に対物レンズにより光ディスクの記録層に照射するため光量が減衰され、書き込みに必要なエネルギーを得ることについては不利である。
【００１０】
なお、特開平５-２０５３００号公報には、対物レンズを支持するばね性のある支持板の両面に圧電素子を配設し、これらの圧電素子に電圧を印加することにより支持板を板厚方向に撓ませるようにした構成が記載されているが、このような装置は、対物レンズをフォーカス方向に変位させ、或いは、支持板に対する対物レンズの向きを変えることにより対物レンズをトラッキング方向に変位させることはできるが、上述のようなチルトに対処するものではない。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、構造の小型化、軽量化、薄型化を満足した上でチルトの影響を解消することができる光ピックアップのアクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源から出射されるビームを光ディスクに照射する対物レンズを備え、前記対物レンズの外周を支持して前記対物レンズの光軸と直交する方向に傾斜可能なレンズ支持部と、前記レンズ支持部の外側縁に先端が連続され基部が固定的に支持された弾性片とを有する板ばねを備え、前記弾性片に接合されて電圧を印加することにより前記弾性片を前記対物レンズの光軸方向に撓ませる圧電素子を備え、前記板ばねは、四角形の枠部と、前記枠部の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部と、これらの屈曲部から一方向に平行に延出されて前記弾性片の撓み方向とは直交するトラッキング方向に撓むことが可能な一対の第二の弾性片とを備え、前記第二の弾性片には電圧を印加することにより前記第二の弾性片を変位させる第二の圧電素子が接合されている。
【００１３】
したがって、弾性片に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。さらに、対の第二の弾性片に接合された第二の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片をトラッキング方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにトラッキング方向に変位させることが可能となる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記板ばねは、前記レンズ支持部の外側縁における前記対物レンズの光軸を中心とする対称位置に先端が連続され基部が固定的に支持された対の弾性片を備える。
【００１５】
したがって、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は撓んで先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。
【００１６】
この場合、対の弾性片の両方に接合された対の圧電素子に電圧を印加する場合に、対の圧電素子に印加する電圧の値又は電圧の極性を変えることにより、対の弾性片の撓み量又は変位方向を変えてレンズ支持部を傾けることが可能となる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記弾性片と前記圧電素子とは前記対物レンズの光軸に対し点対称に配列されている。
【００１８】
したがって、圧電素子に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片の撓み量を等しくすることが可能となる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、対称位置に配列された前記圧電素子は前記対物レンズの光軸方向において互いに反対方向に駆動されるように構成されている。
【００２０】
したがって、対の弾性片を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部を効率よく傾けることが可能となる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記弾性片及び前記圧電素子は、前記レンズ支持部側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められている。
【００２２】
したがって、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。さらに、対の弾性片に接合された対の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片を対物レンズの光軸方向における同方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにフォーカシング方向に変位させることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図１ないし図５に基づいて説明する。図１は分解斜視図、図２は平面図、図３は図２におけるＡ-Ａ線部の断面図、図４は図２におけるＢ-Ｂ線部の断面図、図５は弾性片と圧電部材との関係を示す側面図である。
【００２６】
本実施の形態における光ピックアップのアクチュエータは、正方形をした枠状のベース５と、対物レンズ２を支持する板ばね６と、この板ばね６の両面に接合された圧電素子７,８とを備える。
【００２７】
板ばね６は、四辺がベースに５に接着等の手段により固着された四角形の枠部９と、対物レンズ２を嵌合支持する円孔１０が形成された四角形のレンズ支持部１１と、枠部９の相対向する二辺とレンズ支持部１１の相対向する二辺とを連続する三角形状の連続片１２と、これらの連続片１２が連続する辺とは異なるレンズ支持部１１の二辺に先端１３が連続され基部１４が枠部９に連続された一対の弾性片１５とを有する。この場合、板ばね６は、枠部９とレンズ支持部１１と連続片１２と弾性片１５とを一体に形成することが望ましい。三角形状の連続片１２の先端１６は弾性的に捩じることができるように幅狭に形成され、これにより、先端１６を通る仮想直線ｙを中心とするレンズ支持部１１の矢印（円弧の矢印）方向への傾斜を許容する。弾性片１５の先端１３もレンズ支持部１１との連続部の撓み動作を許容し得るように幅狭の形に形成されている。弾性片１５の両面には圧電素子７，８が接着等の手段により接合されている。ベース５には板ばね６の連続片１２が接着等の手段により固着される三角形状の突片１７が一体に形成されている。
【００２８】
図１及び図２で明らかなように、それぞれ対物レンズ２を間にして対をなす弾性片１５同士、圧電素子７同士、圧電素子８同士は、対物レンズ２の光軸に対して点対称に配列されている。
【００２９】
さらに、ベース５は、トラッキング用のアクチュエータ(図示せず)によりトラッキング方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に支持されているとともに、フォーカシング用のアクチュエータ(図示せず)によりフォーカシング方向（矢印Ｚ方向）に移動可能に支持されている。
【００３０】
このような構成において、レーザーダイオード等の光源(図示せず)から出射されるビームは対物レンズ２により集光されて光ディスク（図１３における光ディスク１を参照）に照射される。光ディスクからの戻り光は受光素子(図示せず)により受光されるが、この受光素子の出力により光ディスクに照射されたビームのスポットが円であるか楕円であるかを認識できる。楕円の場合は前述のように、光ディスクの記録層に周方向のうねりが生じ、その部分が対物レンズ２の光軸に対して垂直にならないというチルトが発生しているものと認識するので、許容量以上にチルトが発生している場合には、対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、レンズ支持部１１を、図１に示す矢印Ｙ方向を軸とする矢印Ｘ方向（仮想直線ｙを中心とする円弧の矢印方向）に傾け、対物レンズ２をその光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００３１】
この場合、対の弾性片１５の両方に接合された対の圧電素子７，８に電圧を印加する場合に、電圧の値又は極性を変えることにより、対の弾性片１５の撓み量又は変位方向を変えてレンズ支持部１１を傾けることができる。
【００３２】
もちろん、対の弾性片１５の一方に接合された圧電素子７，８にのみ電圧を印加してレンズ支持部１１を矢印Ｘ方向における所望の方向に傾けることもできる。すなわち、本発明は、弾性片１５が一つしかない構成も含むものである。
【００３３】
さらに、本実施の形態においては、弾性片１５と圧電素子７，８とは対物レンズ２の光軸に対し点対称に配列されているので、圧電素子７、８に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片１５の撓み量を等しくすることができる。これにより、レンズ支持部１１の傾き方向が異なっても対物レンズ２の中心のずれを抑制することができる。
【００３４】
さらに、対称位置に配列された圧電素子７，８を、対物レンズ２の光軸方向において互いに反対方向に駆動することにより、図３に仮想線で示すように、対の弾性片１５を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部１１を効率よく傾けることができる。
【００３５】
以上のように、チルト対策として、板ばね６と圧電素子７，８とにより対物レンズ２の光軸の傾きを調整するように構成したので、小型及び薄型化、軽量化を図ることができる。また、軽量化に伴い、弾性片１５を撓ませるときの応答性を高めることができる。なお、本実施の形態では、弾性片１５の両面に圧電素子７，８を接合したバイモルフ型で説明したが、弾性片１５の何れか一方の面に圧電素子を接合したユニモルフ型としてもよい。
【００３６】
次に、本発明の第二の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図６及び図７に基づいて説明する。図６は平面図、図７は分解斜視図である。本実施の形態及びこれに続く他の実施の形態において、前記実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。
【００３７】
本実施の形態における板ばね６は、四角形の枠部９と、対物レンズ２を支持するレンズ支持部１１と、レンズ支持部１１の各辺に先端１３が連続され基部１４が枠部９の各辺に連続された４片の弾性片１５とを有する。これら４片の弾性片１５は、四角のレンズ支持部１１の相対向する辺に連続されているもの同士で対をなす。すなわち、図７において、対物レンズ２の中心を通る仮想直線ｙ上で先端１３がレンズ支持部１１に連続された二つの弾性片１５同士が対をなし、対物レンズ２の中心を通る仮想直線ｘ上で先端１３がレンズ支持部１１に連続された二つの弾性片１５同士が対をなす。そして、互いに対をなす弾性片１５と、それぞれの弾性片１５の両面に接合された圧電素子７，８とは、前記実施の形態と同様に対物レンズ２の光軸に対して点対称となる位置に配列されている。図６及び図７で明らかなように、それぞれ対をなす弾性片１５、圧電素子７、圧電素子８は、対物レンズ２の光軸に対して点対称に配列されている。
【００３８】
本実施の形態における板ばね６は、図１で示した連続片１２に代えて二つの弾性片１５が付加されているので、ベース５は突片１７を備えていない。
【００３９】
このような構成において、許容量以上にチルトが発生している場合には、先端１３が仮想直線ｘ上に配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、仮想直線ｙを中心とする円弧の矢印方向にレンズ支持部１１を傾けることができる。また、先端１３が仮想直線ｙ上に配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、仮想直線ｘを中心とする円弧の矢印方向にレンズ支持部１１を傾けることができる。したがって、対物レンズ２の光軸を任意の方向に任意量傾けることができる。
【００４０】
次に、本発明の第三の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図８に基づいて説明する。図８は平面図である。本実施の形態は、第二の実施の形態における４個の圧電素子７、その裏面側に配列された４個の圧電素子８（図８では図示せず)、これらの圧電素子７，８が接合された４個の弾性片１５のそれぞれを、先端に向かうに従い細くなる形に定めた構成である。したがって、弾性片１５、圧電素子７，８の枠部９側の基部を補強し、先端側を撓み易くすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第四の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図９及び図１０に基づいて説明する。図９は平面図、図１０は分解斜視図である。本実施の形態は、弾性片１５及び圧電素子７，８を、レンズ支持部１１側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定めた構成である。そのために、弾性片１５は、枠部９の各辺の中央部から隣接する辺の中央部に向けてＬ字形に曲げられて長さを増している。圧電素子７，８も弾性片１５の形状に合わせて曲げられて長さを増している。他の構成は第二、第三の実施の形態と同様である。
【００４２】
したがって、第二、第三の実施の形態と同様に、仮想直線ｘ又は仮想直線ｙ上に先端１３が配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加することにより、弾性片１５は先端１３が対物レンズ２の光軸方向に変位するように撓むため、レンズ支持部１１を傾け、これにより対物レンズ２を光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００４３】
本実施の形態においては、弾性片１５及び圧電素子７，８がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められているので、互いに対をなす弾性片１５に接合された対の圧電素子７及び対の圧電素子８に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片１５を対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）における同方向に変位させ、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【００４４】
この場合、レンズ支持部１１は四辺が弾性片１５により上方又は下方に変位するため、対物レンズ２の光軸がずれることはない。弾性片１５を仮想直線ｘ又はｙの延長線に沿って長く配置した場合には、対物レンズ２の光軸に対して点対象に配置した２片（一対）の弾性片１５によりフォーカシングをしても、対物レンズ２の光軸がずれることはない。
【００４５】
次に、本発明の第五の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は平面図、図１２は分解斜視図である。本実施の形態における板ばね６は、枠部９の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部１８と、これらの屈曲部１８から一方向に平行に延出されて弾性片１５の撓み方向とは直交するトラッキング方向（矢印Ｘ方向）に撓むことが可能な一対の第二の弾性片１９とを備えている。これらの第二の弾性片１９の両面には第二の圧電素子２０，２１が接着等の手段により接合されている。第二の弾性片１９の基部はベース２２の両側に固定されている。他の構成は第四の実施の形態と同様である。
【００４６】
したがって、前記実施の形態と同様に、選択した弾性片１５を圧電素子７，８により所望の方向に所望量だけ撓ませることにより、チルトの量に応じてレンズ支持部１１の傾きを調整したり、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【００４７】
さらに本実施の形態においては、対の第二の弾性片１９に接合された第二の圧電素子２０，２１に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片１９をトラッキング方向に撓ませ、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにトラッキング方向に変位させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、第二の弾性片１９の両面に第二の圧電素子２０，２１を接合したバイモルフ型で説明したが、第二の弾性片１９の何れか一方の面に第二の圧電素子を接合したユニモルフ型としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、対物レンズの外周を支持するレンズ支持部と、このレンズ支持部の外側縁に先端が連続され基部が固定的に支持された弾性片とを有する板ばねを備え、弾性片に接合した圧電素子に電圧を印加することにより、弾性片を対物レンズの光軸方向に撓ませるように構成し、前記板ばねは、四角形の枠部と、前記枠部の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部と、これらの屈曲部から一方向に平行に延出されて弾性片の撓み方向とは直交するトラッキング方向に撓むことが可能な一対の第二の弾性片とを備え、これらの第二の弾性片には電圧を印加することにより第二の弾性片を変位させる第二の圧電素子が接合されているので、第二の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片をトラッキング方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにトラッキング方向に変位させることができる。
【００５０】
請求項２記載の発明によれば、板ばねは、レンズ支持部の外側縁における対物レンズの光軸を中心とする対称位置に先端が連続され基部が固定的に支持された対の弾性片を備えるので、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部を傾けて対物レンズを光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、弾性片と圧電素子とは対物レンズの光軸に対し点対称に配列されているので、圧電素子に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片の撓み量を等しくすることができる。これに伴い、レンズ支持部の傾き方向が異なっても対物レンズの中心のずれを防止することができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、対称位置に配列された圧電素子は対物レンズの光軸方向において互いに反対方向に駆動されるように構成されているので、対の弾性片を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部を効率よく傾けることができる。
【００５３】
請求項５記載の発明によれば、弾性片及び圧電素子は、レンズ支持部側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められているので、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部を傾けて対物レンズを光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。さらに、対の弾性片に接合された対の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片を対物レンズの光軸方向における同方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを示す分解斜視図である。
【図２】その平面図である。
【図３】図２におけるＡ-Ａ線部の断面図である。
【図４】図２におけるＢ-Ｂ線部の断面図である。
【図５】弾性片と圧電部材との関係を示す側面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを示す平面図である。
【図７】その分解斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図９】本発明の第四の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図１０】その分解斜視図である。
【図１１】本発明の第五の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図１２】その分解斜視図である。
【図１３】光ディスクに対するビームの照射状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ 対物レンズ
６ 板ばね
７，８ 圧電素子
１１ レンズ支持部
１３ 先端
１４ 基部
１５ 弾性片
１８ 屈曲部
１９ 第二の弾性片
２０，２１ 第二の圧電素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ等の情報記録装置に用いられる光ピックアップのアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクを用いた情報記録装置として、ＣＤやＤＶＤ等がある。ＤＶＤ等はＣＤに比べ記録密度が高いため、情報を読み書きするときの条件が厳しい。
【０００３】
例えば、光ピックアップが備える対物レンズの光軸は光ディスクの記録層に対して垂直であることが理想であるが、実際には光ディスクが樹脂製のため、記録層は平坦でなくうねりが発生している。このような光ディスクを回転させると、光ディスクの記録層は対物レンズの光軸に対して垂直にならない部分がある。以下、光ピックアップの光軸と光ディスクの記録層とが垂直にならない状態を「チルト」と表現する。
【０００４】
ここで、チルトが発生した状態を図１３（ａ）（ｂ）に示す。図中、１は光ディスク、２は対物レンズである。光ディスク１は樹脂層１ａの一面に記録層４を有する。光源(図示せず)から照射されたビームは、対物レンズ２により集光され光ディスク１の樹脂層１ａを通り記録層４に照射される。この場合、点線で示すように記録層４が対物レンズ２の光軸３に対して垂直であるときは、記録層４に照射されるビームのスポットは対物レンズ２の光軸３上に一致するので問題はないが、実線で示すようにチルトが発生したときは、ビームが光ディスク１の入射面１ｂで屈折するため、ビームのスポットは対物レンズ２の光軸３から外れ、コマ収差が発生する。このコマ収差が許容量より大きくなるとスポットを正しく絞ることができず、正しい読み書きを行うことができなくなる。
【０００５】
図１３（ａ）（ｂ）に示すように、チルトが発生したときはビームが光ディスク１の入射面１ｂで屈折するため、樹脂層１ａが厚いほどコマ収差が大きくなるので、比較の上でＣＤよりも記録密度が高く読み書きするときの条件が厳しいＤＶＤには樹脂層１ａの厚さを薄くした図１３（ｂ）の光ディスク１を用いることがある。しかし、樹脂層１ａを薄くすると、光ディスク１の入射面１ｂにゴミが付着したり傷がついた場合に、読み書きの精度に大きく影響が生ずる。
【０００６】
このようなチルトに対処するために、特開平７-６５３９７号公報に記載されているように、基台に設けられたヨークに対向するチルトコイルを、対物レンズを支持するホルダの相対向する二面のそれぞれに二個ずつ配設し、これらのチルトコイルを選択的に励磁することによりホルダの傾きを調整して光ディスクに対する対物レンズの光軸を垂直にする提案がある。
【０００７】
また、特開平１０−９７１３５号公報に記載されているように、光源から出射されたビームを液晶パネルを通し対物レンズにより光ディスクの記録層に照射し、対物レンズの光軸付近に設けたチルトセンサにより光ディスクのラジアル（半径）方向のチルトを検出し、得られたチルトエラー信号に応じて液晶パネルの位相差を調整することでチルト補正を行う提案がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平７-６５３９７号公報に記載された提案は、対物レンズを支持するホルダに複数(四個）のチルトコイルを配設する構造であるため、構造が大型化し、且つ重くなり、構造の薄型化及び動作の応答性を高めることについては不利である。
【０００９】
また、特開平１０−９７１３５号公報に記載されている提案は、光源から出射されたビームを液晶パネルを通した後に対物レンズにより光ディスクの記録層に照射するため光量が減衰され、書き込みに必要なエネルギーを得ることについては不利である。
【００１０】
なお、特開平５-２０５３００号公報には、対物レンズを支持するばね性のある支持板の両面に圧電素子を配設し、これらの圧電素子に電圧を印加することにより支持板を板厚方向に撓ませるようにした構成が記載されているが、このような装置は、対物レンズをフォーカス方向に変位させ、或いは、支持板に対する対物レンズの向きを変えることにより対物レンズをトラッキング方向に変位させることはできるが、上述のようなチルトに対処するものではない。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、構造の小型化、軽量化、薄型化を満足した上でチルトの影響を解消することができる光ピックアップのアクチュエータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光源から出射されるビームを光ディスクに照射する対物レンズを備え、前記対物レンズの外周を支持して前記対物レンズの光軸と直交する方向に傾斜可能なレンズ支持部と、前記レンズ支持部の外側縁に先端が連続され基部が固定的に支持された弾性片とを有する板ばねを備え、前記弾性片に接合されて電圧を印加することにより前記弾性片を前記対物レンズの光軸方向に撓ませる圧電素子を備え、前記板ばねは、四角形の枠部と、前記枠部の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部と、これらの屈曲部から一方向に平行に延出されて前記弾性片の撓み方向とは直交するトラッキング方向に撓むことが可能な一対の第二の弾性片とを備え、前記第二の弾性片には電圧を印加することにより前記第二の弾性片を変位させる第二の圧電素子が接合されている。
【００１３】
したがって、弾性片に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。さらに、対の第二の弾性片に接合された第二の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片をトラッキング方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにトラッキング方向に変位させることが可能となる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記板ばねは、前記レンズ支持部の外側縁における前記対物レンズの光軸を中心とする対称位置に先端が連続され基部が固定的に支持された対の弾性片を備える。
【００１５】
したがって、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は撓んで先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。
【００１６】
この場合、対の弾性片の両方に接合された対の圧電素子に電圧を印加する場合に、対の圧電素子に印加する電圧の値又は電圧の極性を変えることにより、対の弾性片の撓み量又は変位方向を変えてレンズ支持部を傾けることが可能となる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記弾性片と前記圧電素子とは前記対物レンズの光軸に対し点対称に配列されている。
【００１８】
したがって、圧電素子に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片の撓み量を等しくすることが可能となる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、対称位置に配列された前記圧電素子は前記対物レンズの光軸方向において互いに反対方向に駆動されるように構成されている。
【００２０】
したがって、対の弾性片を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部を効率よく傾けることが可能となる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記弾性片及び前記圧電素子は、前記レンズ支持部側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められている。
【００２２】
したがって、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部が傾き、これにより対物レンズは光軸が倒れる方向に傾斜される。さらに、対の弾性片に接合された対の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片を対物レンズの光軸方向における同方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにフォーカシング方向に変位させることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図１ないし図５に基づいて説明する。図１は分解斜視図、図２は平面図、図３は図２におけるＡ-Ａ線部の断面図、図４は図２におけるＢ-Ｂ線部の断面図、図５は弾性片と圧電部材との関係を示す側面図である。
【００２６】
本実施の形態における光ピックアップのアクチュエータは、正方形をした枠状のベース５と、対物レンズ２を支持する板ばね６と、この板ばね６の両面に接合された圧電素子７,８とを備える。
【００２７】
板ばね６は、四辺がベースに５に接着等の手段により固着された四角形の枠部９と、対物レンズ２を嵌合支持する円孔１０が形成された四角形のレンズ支持部１１と、枠部９の相対向する二辺とレンズ支持部１１の相対向する二辺とを連続する三角形状の連続片１２と、これらの連続片１２が連続する辺とは異なるレンズ支持部１１の二辺に先端１３が連続され基部１４が枠部９に連続された一対の弾性片１５とを有する。この場合、板ばね６は、枠部９とレンズ支持部１１と連続片１２と弾性片１５とを一体に形成することが望ましい。三角形状の連続片１２の先端１６は弾性的に捩じることができるように幅狭に形成され、これにより、先端１６を通る仮想直線ｙを中心とするレンズ支持部１１の矢印（円弧の矢印）方向への傾斜を許容する。弾性片１５の先端１３もレンズ支持部１１との連続部の撓み動作を許容し得るように幅狭の形に形成されている。弾性片１５の両面には圧電素子７，８が接着等の手段により接合されている。ベース５には板ばね６の連続片１２が接着等の手段により固着される三角形状の突片１７が一体に形成されている。
【００２８】
図１及び図２で明らかなように、それぞれ対物レンズ２を間にして対をなす弾性片１５同士、圧電素子７同士、圧電素子８同士は、対物レンズ２の光軸に対して点対称に配列されている。
【００２９】
さらに、ベース５は、トラッキング用のアクチュエータ(図示せず)によりトラッキング方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に支持されているとともに、フォーカシング用のアクチュエータ(図示せず)によりフォーカシング方向（矢印Ｚ方向）に移動可能に支持されている。
【００３０】
このような構成において、レーザーダイオード等の光源(図示せず)から出射されるビームは対物レンズ２により集光されて光ディスク（図１３における光ディスク１を参照）に照射される。光ディスクからの戻り光は受光素子(図示せず)により受光されるが、この受光素子の出力により光ディスクに照射されたビームのスポットが円であるか楕円であるかを認識できる。楕円の場合は前述のように、光ディスクの記録層に周方向のうねりが生じ、その部分が対物レンズ２の光軸に対して垂直にならないというチルトが発生しているものと認識するので、許容量以上にチルトが発生している場合には、対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、レンズ支持部１１を、図１に示す矢印Ｙ方向を軸とする矢印Ｘ方向（仮想直線ｙを中心とする円弧の矢印方向）に傾け、対物レンズ２をその光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００３１】
この場合、対の弾性片１５の両方に接合された対の圧電素子７，８に電圧を印加する場合に、電圧の値又は極性を変えることにより、対の弾性片１５の撓み量又は変位方向を変えてレンズ支持部１１を傾けることができる。
【００３２】
もちろん、対の弾性片１５の一方に接合された圧電素子７，８にのみ電圧を印加してレンズ支持部１１を矢印Ｘ方向における所望の方向に傾けることもできる。すなわち、本発明は、弾性片１５が一つしかない構成も含むものである。
【００３３】
さらに、本実施の形態においては、弾性片１５と圧電素子７，８とは対物レンズ２の光軸に対し点対称に配列されているので、圧電素子７、８に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片１５の撓み量を等しくすることができる。これにより、レンズ支持部１１の傾き方向が異なっても対物レンズ２の中心のずれを抑制することができる。
【００３４】
さらに、対称位置に配列された圧電素子７，８を、対物レンズ２の光軸方向において互いに反対方向に駆動することにより、図３に仮想線で示すように、対の弾性片１５を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部１１を効率よく傾けることができる。
【００３５】
以上のように、チルト対策として、板ばね６と圧電素子７，８とにより対物レンズ２の光軸の傾きを調整するように構成したので、小型及び薄型化、軽量化を図ることができる。また、軽量化に伴い、弾性片１５を撓ませるときの応答性を高めることができる。なお、本実施の形態では、弾性片１５の両面に圧電素子７，８を接合したバイモルフ型で説明したが、弾性片１５の何れか一方の面に圧電素子を接合したユニモルフ型としてもよい。
【００３６】
次に、本発明の第二の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図６及び図７に基づいて説明する。図６は平面図、図７は分解斜視図である。本実施の形態及びこれに続く他の実施の形態において、前記実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。
【００３７】
本実施の形態における板ばね６は、四角形の枠部９と、対物レンズ２を支持するレンズ支持部１１と、レンズ支持部１１の各辺に先端１３が連続され基部１４が枠部９の各辺に連続された４片の弾性片１５とを有する。これら４片の弾性片１５は、四角のレンズ支持部１１の相対向する辺に連続されているもの同士で対をなす。すなわち、図７において、対物レンズ２の中心を通る仮想直線ｙ上で先端１３がレンズ支持部１１に連続された二つの弾性片１５同士が対をなし、対物レンズ２の中心を通る仮想直線ｘ上で先端１３がレンズ支持部１１に連続された二つの弾性片１５同士が対をなす。そして、互いに対をなす弾性片１５と、それぞれの弾性片１５の両面に接合された圧電素子７，８とは、前記実施の形態と同様に対物レンズ２の光軸に対して点対称となる位置に配列されている。図６及び図７で明らかなように、それぞれ対をなす弾性片１５、圧電素子７、圧電素子８は、対物レンズ２の光軸に対して点対称に配列されている。
【００３８】
本実施の形態における板ばね６は、図１で示した連続片１２に代えて二つの弾性片１５が付加されているので、ベース５は突片１７を備えていない。
【００３９】
このような構成において、許容量以上にチルトが発生している場合には、先端１３が仮想直線ｘ上に配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、仮想直線ｙを中心とする円弧の矢印方向にレンズ支持部１１を傾けることができる。また、先端１３が仮想直線ｙ上に配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加すると、弾性片１５は先端１３側が対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）に変位するように弾性的に撓むため、仮想直線ｘを中心とする円弧の矢印方向にレンズ支持部１１を傾けることができる。したがって、対物レンズ２の光軸を任意の方向に任意量傾けることができる。
【００４０】
次に、本発明の第三の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図８に基づいて説明する。図８は平面図である。本実施の形態は、第二の実施の形態における４個の圧電素子７、その裏面側に配列された４個の圧電素子８（図８では図示せず)、これらの圧電素子７，８が接合された４個の弾性片１５のそれぞれを、先端に向かうに従い細くなる形に定めた構成である。したがって、弾性片１５、圧電素子７，８の枠部９側の基部を補強し、先端側を撓み易くすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第四の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図９及び図１０に基づいて説明する。図９は平面図、図１０は分解斜視図である。本実施の形態は、弾性片１５及び圧電素子７，８を、レンズ支持部１１側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定めた構成である。そのために、弾性片１５は、枠部９の各辺の中央部から隣接する辺の中央部に向けてＬ字形に曲げられて長さを増している。圧電素子７，８も弾性片１５の形状に合わせて曲げられて長さを増している。他の構成は第二、第三の実施の形態と同様である。
【００４２】
したがって、第二、第三の実施の形態と同様に、仮想直線ｘ又は仮想直線ｙ上に先端１３が配列された対の弾性片１５の一方又は両方に接合された圧電素子７，８に所望の電圧を印加することにより、弾性片１５は先端１３が対物レンズ２の光軸方向に変位するように撓むため、レンズ支持部１１を傾け、これにより対物レンズ２を光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００４３】
本実施の形態においては、弾性片１５及び圧電素子７，８がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められているので、互いに対をなす弾性片１５に接合された対の圧電素子７及び対の圧電素子８に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片１５を対物レンズ２の光軸方向（矢印Ｚ方向）における同方向に変位させ、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【００４４】
この場合、レンズ支持部１１は四辺が弾性片１５により上方又は下方に変位するため、対物レンズ２の光軸がずれることはない。弾性片１５を仮想直線ｘ又はｙの延長線に沿って長く配置した場合には、対物レンズ２の光軸に対して点対象に配置した２片（一対）の弾性片１５によりフォーカシングをしても、対物レンズ２の光軸がずれることはない。
【００４５】
次に、本発明の第五の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は平面図、図１２は分解斜視図である。本実施の形態における板ばね６は、枠部９の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部１８と、これらの屈曲部１８から一方向に平行に延出されて弾性片１５の撓み方向とは直交するトラッキング方向（矢印Ｘ方向）に撓むことが可能な一対の第二の弾性片１９とを備えている。これらの第二の弾性片１９の両面には第二の圧電素子２０，２１が接着等の手段により接合されている。第二の弾性片１９の基部はベース２２の両側に固定されている。他の構成は第四の実施の形態と同様である。
【００４６】
したがって、前記実施の形態と同様に、選択した弾性片１５を圧電素子７，８により所望の方向に所望量だけ撓ませることにより、チルトの量に応じてレンズ支持部１１の傾きを調整したり、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【００４７】
さらに本実施の形態においては、対の第二の弾性片１９に接合された第二の圧電素子２０，２１に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片１９をトラッキング方向に撓ませ、レンズ支持部１１を対物レンズ２とともにトラッキング方向に変位させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、第二の弾性片１９の両面に第二の圧電素子２０，２１を接合したバイモルフ型で説明したが、第二の弾性片１９の何れか一方の面に第二の圧電素子を接合したユニモルフ型としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、対物レンズの外周を支持するレンズ支持部と、このレンズ支持部の外側縁に先端が連続され基部が固定的に支持された弾性片とを有する板ばねを備え、弾性片に接合した圧電素子に電圧を印加することにより、弾性片を対物レンズの光軸方向に撓ませるように構成し、前記板ばねは、四角形の枠部と、前記枠部の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部と、これらの屈曲部から一方向に平行に延出されて弾性片の撓み方向とは直交するトラッキング方向に撓むことが可能な一対の第二の弾性片とを備え、これらの第二の弾性片には電圧を印加することにより第二の弾性片を変位させる第二の圧電素子が接合されているので、第二の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の第二の弾性片をトラッキング方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにトラッキング方向に変位させることができる。
【００５０】
請求項２記載の発明によれば、板ばねは、レンズ支持部の外側縁における対物レンズの光軸を中心とする対称位置に先端が連続され基部が固定的に支持された対の弾性片を備えるので、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部を傾けて対物レンズを光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、弾性片と圧電素子とは対物レンズの光軸に対し点対称に配列されているので、圧電素子に対する電圧の印加条件を一定にすることで、対をなす弾性片の撓み量を等しくすることができる。これに伴い、レンズ支持部の傾き方向が異なっても対物レンズの中心のずれを防止することができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、対称位置に配列された圧電素子は対物レンズの光軸方向において互いに反対方向に駆動されるように構成されているので、対の弾性片を互いに反対方向に僅かに変位させるだけで、レンズ支持部を効率よく傾けることができる。
【００５３】
請求項５記載の発明によれば、弾性片及び圧電素子は、レンズ支持部側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められているので、対の弾性片の一方又は両方に接合された圧電素子に所望の電圧を印加すると、弾性片は先端が対物レンズの光軸方向に変位するため、レンズ支持部を傾けて対物レンズを光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。さらに、対の弾性片に接合された対の圧電素子に、同一極性の等しい電圧を印加することにより、対の弾性片を対物レンズの光軸方向における同方向に変位させ、レンズ支持部を対物レンズとともにフォーカシング方向に変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを示す分解斜視図である。
【図２】その平面図である。
【図３】図２におけるＡ-Ａ線部の断面図である。
【図４】図２におけるＢ-Ｂ線部の断面図である。
【図５】弾性片と圧電部材との関係を示す側面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータを示す平面図である。
【図７】その分解斜視図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図９】本発明の第四の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図１０】その分解斜視図である。
【図１１】本発明の第五の実施の形態における光ピックアップのアクチュエータの平面図である。
【図１２】その分解斜視図である。
【図１３】光ディスクに対するビームの照射状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
２ 対物レンズ
６ 板ばね
７，８ 圧電素子
１１ レンズ支持部
１３ 先端
１４ 基部
１５ 弾性片
１８ 屈曲部
１９ 第二の弾性片
２０，２１ 第二の圧電素子
Claims (5)
- 光源から出射されるビームを光ディスクに照射する対物レンズと、前記対物レンズの外周を支持して前記対物レンズの光軸と直交する方向に傾斜可能なレンズ支持部と、前記レンズ支持部の外側縁に先端が連続され基部が固定的に支持された弾性片とを有する板ばねと、前記弾性片に接合されて電圧を印加することにより前記弾性片を前記対物レンズの光軸方向に撓ませる圧電素子と、を備える光ピックアップのアクチュエータであって、
前記板ばねは、四角形の枠部と、前記枠部の相対向する二辺から垂直に屈曲された一対の屈曲部と、これらの屈曲部から一方向に平行に延出されて前記弾性片の撓み方向とは直交するトラッキング方向に撓むことが可能な一対の第二の弾性片とを備え、前記第二の弾性片には電圧を印加することにより前記第二の弾性片を変位させる第二の圧電素子が接合されているピックアップのアクチュエータ。 - 前記板ばねは、前記レンズ支持部の外側縁における前記対物レンズの光軸を中心とする対称位置に先端が連続され基部が固定的に支持された対の弾性片を備える請求項１記載の光ピックアップのアクチュエータ。
- 前記弾性片と前記圧電素子とは前記対物レンズの光軸に対し点対称に配列されている請求項２記載の光ピックアップのアクチュエータ。
- 対称位置に配列された前記圧電素子は前記対物レンズの光軸方向において互いに反対方向に駆動されるように構成されている請求項２記載の光ピックアップのアクチュエータ。
- 前記弾性片及び前記圧電素子は、前記レンズ支持部側の先端がフォーカシングに必要な撓み量だけ撓み可能な長さに定められている請求項２記載の光ピックアップのアクチュエータ。
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