JP4053025B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、従来よりも薄型化可能な光ピックアップ装置に関する。本発明の光ピックアップ装置は、薄型光ピックアップ装置が特に望まれているノートパソコンなどに好適に搭載される。
図9は、CDとDVDなど複数の異なる記録媒体に対応する従来の光ピックアップ装置の構造を示す上面図である。図10は、その立上げミラーの周りの拡大図である。
この光ピックアップ装置は、図9に示すように波長の異なる2つの光源1,2と、これらの光源1,2が発生した光の光軸を同一にするビームスプリッタ3と、その光を平行光に変換するコリメートレンズ4と、この平行光の光軸を略90度曲げる立上げミラー5と、平板状の波長選択性を持つ開口制限フィルター(以下、「開口制限フィルター」と呼ぶ。)6と、情報ディスクのデーター面に集光スポットを結ばせ、データーの記録、再生及び消去を行う対物レンズ8とを備える。
開口制限フィルター6は、特許文献1で述べられるように、一つの対物レンズ8を用いて、使用波長と基板厚さの異なる複数種の媒体に各々最適な集光スポットを得るために、レンズホルダー7内の対物レンズ8の直下に重ねて配置されている。
対物レンズ8を保持するホルダー7は、並行リンクを形成する弾性体14によって支持されていて、光情報ディスクの偏芯や面振れに対して常に必要とするデーター面上に集光スポットが結び続けるようにフォーカス(高さ方向)とトラッキング(情報ディスクの半径方向)の各駆動機構(不図示)により制御される。
特に、近年のDVD以降では、情報ディスクの高密度かつ高精度化に伴い、集光スポットを極めて小さく集光することが必要となり、レーザー光の波長を670nmより短波長にすると共に、対物レンズの開口数(N.A.)を0.6以上と大きくした光学系が採用されるようになっている。
しかし、集光スポットに発生するコマ収差の大きさは、対物レンズ8の開口数の3乗に比例し、非点収差の大きさは、対物レンズ8の開口数の2乗に比例し、この両者は、波長の逆数に比例するので、短波長化及び大開口数化により、光情報ディスクの傾斜の影響が深刻になるという問題がある。
この問題に対応するため、光情報ディスクの傾きに対して対物レンズ8も同じ方向に傾け、集光スポットの収差を小さく良好に保つための対物レンズのチルト駆動機構(不図示)が採用されるようになっている。
なお、この種の高精度の光ピックアップ装置では、要求される微小集光スポットを得るために、開口制限フィルター6と立上げミラー5の両部品は精度の点から、通常、光学ガラスまたは水晶材が使用される。
ところで、図10の拡大図で判るように、光ピックアップ装置を薄型化する為には、立上げミラー5と開口制限フィルター6の間隔を小さくすれば良い。しかし、この間隔を小さくすると、突発的なレンズ位置制御の乱れや規格外の情報ディスクに無理にスポットを集光させようとしてしまった場合などに、両者が接触する場合がある。この場合、割れ若しくは欠け破損、又は取付け精度の狂いと言った問題が発生する。
このため、ホルダー7にストッパー9を設け、光ピックアップの筐体であるハウジング10にストッパー受け11を設けることにより、立上げミラー5と開口制限フィルター6が接触することを防ぐ機構が採られている。なお、このストッパー受けの別形態例としては、特許文献2に記載のものがある。
特開平11−1619974号公報 特開平2001−319342号公報
従来のストッパー9は、通常、図10に示すように、ホルダー7の2つの角部に設けられていた。このため、チルト駆動で傾ける角度を(θ)とした際の(h)=(W/2)SIN(θ)で表される高さスペース(但し、Wは、ホルダー7の幅)が必要となり、光ピックアップ装置の薄型化の妨げとなっていた。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能な光ピックアップ装置を提供するものである。
本発明の光ピックアップ装置は、対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせて対物レンズを傾けるチルト駆動機構と、対物レンズの直下に重ねて配置されると共に対物レンズと一体で動く波長選択開口制限フィルターと、光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する立上げミラーとを備える光ピックアップ装置において、対物レンズと波長選択開口制限フィルターを保持するホルダーの下側への移動量を規制するストッパーを、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備え、波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える。
本発明の光ピックアップ装置によると、ストッパーがチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備えられているので、チルト動作の際のストッパーの下方への移動量が小さくなる。従って、従来のように、チルト動作を行うための高さスペースが不要となる。また、本発明の光ピックアップ装置では、波長選択開口制限フィルター又は立上げミラーは、両者の接触を回避する接触回避部を備える。このため、ホルダーのチルト動作を行っても、両者が接触することがない。
本発明は、上記の両方の構成を備えるので、従来よりも波長選択開口制限フィルターと立上げミラーとの間隔を小さくすることが可能になる。従って、本発明によると、薄型化可能な光ピックアップ装置が提供される。
本発明の光ピックアップ装置は、対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせて対物レンズを傾けるチルト駆動機構と、対物レンズの直下に重ねて配置されると共に対物レンズと一体で動く波長選択開口制限フィルターと、光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する立上げミラーとを備える光ピックアップ装置において、対物レンズと波長選択開口制限フィルターを保持するホルダーの下方向の移動量を規制するストッパーを、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備え、波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える。
また、本発明の光ピックアップ装置は、別の表現をすると、対物レンズと、対物レンズの直下に重ねて配置された波長選択開口制限フィルターと、対物レンズと波長選択開口制限フィルターとを保持するホルダーと、対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせてホルダーを傾けるチルト駆動機構と、前記光情報ディスクの上下変動に合わせてホルダーを上下移動させるフォーカス駆動機構と、光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する立上げミラーと、立上げミラーを保持するハウジングと、
を備え、ホルダーは、ホルダーの下方向の移動量を規制するストッパーを、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備え、ハウジングは、ストッパーと対になるストッパー受けを備え、波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える。
1.光情報ディスク
本発明の光ピックアップ装置は、CD及びDVDの両方に情報の記録及び再生などを行うことができる電子機器に好適に搭載されるものである。従って、ここでの光情報ディスクは、CD又はDVDなどからなる。また、光情報ディスクは、好ましくは、媒体を回転させるタイプのもの(CD又はDVDなど)である。
2.チルト駆動機構
チルト駆動機構は、対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせて対物レンズを傾ける。より詳しくは、チルト駆動機構は、チルト動作の中心軸を中心にして、対物レンズ及び波長選択開口制限フィルターが保持されたホルダーを回転させて、対物レンズ及び波長選択開口制限フィルターを傾ける。「チルト動作の中心軸」とは、フォーカス又はトラッキング制御が行われていない状態でのチルト動作の中心軸を意味し、「中心軸」は、この状態でのチルト動作中に不動の2点を結ぶ軸である。例えば、ホルダーが、両側にそれぞれ2本ずつ合計4本の弾性体で支持されている場合、中心軸は、通常、この4本の弾性体の中心の軸になる。
チルト駆動機構には、種々の公知のもの、例えば、特開2002−216380号公報、特開2003−346368号公報、特開2004−5822号公報、又は特開2004−5910号公報などに開示されているものを用いることができる。
なお、本発明の光ピックアップ装置は、通常、前記光情報ディスクの上下変動に合わせてホルダーを上下移動させるフォーカス駆動機構も備える。
3.波長選択開口制限フィルター
波長選択開口制限フィルターは、対物レンズの直下に重ねて配置されると共に対物レンズと一体で動く。この位置に波長選択開口制限フィルターを配置することにより、単一のレンズで複数のレーザー波長又は光情報ディスクの基板厚さに対応することが可能になる。波長選択開口制限フィルターは、好ましくは、板状である。
また、本発明の光ピックアップ装置は、波長選択開口制限フィルターの代わりに、1/4λ偏向位相差フィルターを備えてもよい。この場合、2つの光源からのレーザー光の使用効率を良くすることができる。また、本発明の光ピックアップ装置は、波長選択開口制限フィルターの代わりに、波長選択開口制限とλ/4偏向位相差フィルターの両機能を持つフィルターを備えてもよい。この場合、両フィルターの効果を合わせて備えることができる。
4.立上げミラー
立上げミラーは、光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する。立上げミラーは、通常は、光源からの光束の方向を略90度変化させる。立上げミラーは、通常、ハウジングに保持される。
立上げミラーは、断面が三角形の形状であってもよく、平板状であってもよい。立上げミラーの断面が三角形の形状である場合、立上げミラーは、通常、立上げミラーを保持するハウジングの水平面に固定される。また、立上げミラーが平板状である場合、立上げミラーは、例えば、45度に傾いた斜面に固定される。
5.ストッパー
ストッパーは、フィルターを保持するホルダーの下側への移動量を規制する。ストッパーは、通常、ホルダーに設けられる。ストッパーは、ホルダーと一体に形成されてもよく、別部材をホルダーに取り付けて構成してもよい。ストッパーと対になるストッパー受けが通常、ハウジングに設けられる。ストッパー受けは、例えば、ハウジングに形成された平坦面である。ストッパーがストッパー受けに衝突して、ホルダーの下方向への移動が規制される。
ストッパーは、チルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備えられる。チルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍にストッパーを備えると、チルト動作の際のストッパーの下方への移動量が小さくなる。従って、従来のように、チルト動作を行うための高さスペースが不要となる。また、波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置にストッパーを備えると、波長選択開口制限フィルターと立上げミラーが衝突するのを防ぎつつ、光ピックアップ装置の薄型化が可能になる。なお、「対物レンズの中心」とは、対物レンズの光軸と対物レンズの上面との交点をいう。
6.接触回避部
波長選択開口制限フィルター又は立上げミラーには、両者の接触を回避する接触回避部が設けられる。接触回避部は、例えば波長選択開口制限フィルター又は立上げミラーに設けられた切り欠き部などからなり、両者の接触を回避できる形態であればよい。
接触回避部は、例えば、
a)立上げミラー上端の両角部に設けられた切り欠き部
b)接触回避部は、前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの両角部に設けられた切り欠き部
c)立上げミラー上端の両角部に設けられた切り欠き部、及び前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの両角部に設けられた切り欠き部の両方
である。波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの何れか一方又は両方の近接する両角部に切り欠き部を設けることにより両者の接触を回避する。これにより、選択開口制限フィルターと立上げミラーの間隔を短くすることができ、光ピックアップ装置の薄型化が可能になる。また、波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの両方に切り欠き部を設ける場合、それぞれに形成する切り欠きを小さくすることができ、光学的な制約を容易に回避して設計することができる。
また、上記b)、c)において、波長選択開口制限フィルターを円板状にしてもよい。この場合、波長選択開口制限フィルターの切り欠き部は、円弧状になる。
また、媒体を回転させるタイプの情報ディスクを使用する光ピックアップ装置において、
接触回避部は、例えば、
a)立上げミラー上端の外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部
b)前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部
c)立上げミラー上端の外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部、及び前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部の両方
である。
後の実施例で詳述するが、媒体を回転させるタイプの情報ディスクを使用する光ピックアップ装置では、波長選択開口制限フィルターと立上げミラーとは、通常、その外周側においてのみ接触する。従って、波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの何れか一方又は両方の外周側にのみ、接触回避部(切り欠き部)を設けることで、これらを安価に製造することができる。
7.電子機器
本発明は、上記記載の光ピックアップ装置を備える電子機器をも提供するものである。電子機器は、ノートパソコンなどである。
図1は、本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置の構造を示す。(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。
本実施例の光ピックアップ装置は、対物レンズ8上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせて対物レンズ8を傾けるチルト駆動機構(図示せず)と、対物レンズ8の直下に重ねて配置されると共に対物レンズ8と一体で動く波長選択開口制限フィルター6と、光源からの光束を波長選択開口制限フィルター8の方向に案内する立上げミラー5とを備える光ピックアップ装置において、対物レンズ8と波長選択開口制限フィルター6を保持するホルダー7の下側への移動量を規制するストッパー9を、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルター6と略同じ高さの位置に備え、波長選択開口制限フィルター6及び立上げミラー5の少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える。光源からの光束は、コリメートレンズ4で平行にされて、立上ミラー5に向かう。立上げミラー5は、ハウジング10によって保持されている。ハウジング10は、ストッパー9と対になるストッパー受け11を備え、ストッパー9がストッパー受け11に衝突して、ホルダー7の下方向の動きは、規制される。ホルダー7は、4本の弾性体14によって支持されている。チルト動作の中心軸は、4本の弾性体14の中心の軸になる。チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面は、図1(a)(c)の面A(紙面に垂直な面)である。
チルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面Aの近傍にストッパー9を備えるので、チルト動作の際のストッパー9の下方への移動量が小さい。従って、従来のように、チルト動作を行うための高さスペースが不要となる。また、波長選択開口制限フィルター6と略同じ高さの位置にストッパー9を備えるので、波長選択開口制限フィルター6と立上げミラー5が衝突するのを防ぎつつ、光ピックアップ装置の薄型化が可能になっている。また、波長選択開口制限フィルター6及び立上げミラー5の少なくとも一方が両者の接触を回避する接触回避部を備えるので、波長選択開口制限フィルター6と立上げミラー5を近接して配置しても、両者が接触することがない。実施例1では、接触回避部は、立上げミラーに形成された切り欠き部16である。
本発明の作用について、図2を用いてさらに詳しく説明する。図2(a)〜(c)は、図1(c)に対応し、立上ミラー5、開口制限フィルター6及び対物レンズ8のみを取り出した。
図2(a)は、ストッパー9とストッパー受け11とが接触しているが、チルト動作が行われていない状態を示す。図2(b)は、図2(a)の状態からチルト動作が行われた場合を示す。図2(b)に示すように、立上げミラー5上端の両角部に切り欠き部16が形成されているので、波長選択開口制限フィルター6と立上げミラー5の接触が回避されている。なお、チルト動作の最大角の位置に別のストッパーが設けられ、チルトの角度が大きくなり過ぎないようになっている。図2(c)は、従来の立上げミラーを用いた場合を示す。この場合、Xで示す位置で波長選択開口制限フィルター6と立上げミラー5が接触することが分かる。
図3は、立上げミラー5上端の両角部に設けられた切り欠き部16の別の実施形態を示す。なお、図3(a)〜(c)は、それぞれ、図1(a)〜(c)に対応している。
図4は、立上げミラー5の上端と近接する側の波長選択開口制限フィルター6の両角部に切り欠き部16が設けられた実施形態を示す。この場合でも、波長選択開口制限フィルター6と立上げミラー5の接触が回避される。なお、図4(a)〜(c)は、それぞれ、図1(a)〜(c)に対応している。
図5は、波長選択開口制限フィルター6の両角部に設けられた切り欠き部16の別の実施形態を示す。なお、図5(a)〜(c)は、それぞれ、図1(a)〜(c)に対応している。
図6は、波長選択開口制限フィルター6を円板状にした実施形態を示す。切り欠き部16は、円弧状になっている。なお、図6(a)〜(c)は、それぞれ、図1(a)〜(c)に対応している。
図7(a)及び(b)は、CDやDVDなど回転型の情報ディスクに於ける、お椀状の反り変形(a)と面振れ変形(b)を示す図である。この図からも判る通り、回転型の情報ディスクでは中心部で位置決めされることから外周に行く程変形による影響が蓄積し、対物レンズ8が追従するために必要な上下動も大きくなる。この時、下がった時に着目すると対物レンズ8に必要とされるチルト動作の方向は図7(a)(b)から判る通り基本的に外周側を下げる傾き方向である。
幾何学的には図7(c)のZ部の例や局所的な変形によって、チルトの向きが逆になる例外も考えられる。しかし、実際には、特にDVD以降情報ディスク側に適用される精度が上がり、この対物レンズ8が下がって尚かつチルト動作は逆向きとなる例外は発生しない。従って、切り欠き部16は、立上げミラー上端の外周側の角部にのみ設ければよい。この場合、製造コストを低減させることができる。
図8は、立上げミラー5及び波長選択開口制限フィルター6の両方に切り欠き部16を設けた状態を示す。この場合、切り欠き部のサイズを小さくすることができ、光学設計に余裕度を持たせることができる。
本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置の構造を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 (a)、(b)は、本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置の動作を示す。(c)は、従来の構造を示す。 本発明に係る立上げミラーの別の実施形態を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 本発明に係る波長選択開口制限フィルターの実施形態を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 本発明に係る波長選択開口制限フィルターの別の実施形態を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 本発明に係る波長選択開口制限フィルターの別の実施形態を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 本発明に係る、情報ディスクの変形状態を示す説明図である。(a)は、お椀状反り変形、(b)は、面振れ変形、(c)は、チルト方向の例外例を示す。 本発明に係る、立上げミラー及び波長選択開口制限フィルターの別の実施形態を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 従来の光ピックアップ装置の構造を示す(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。 図9の光ピックアップ装置の立上げミラー部分の拡大図であり、(a)平面図、(b)側面図、(c)正面図である。
符号の説明
1 光源1
2 光源2
3 ビームスプリッタ
4 コリメートレンズ
5 立上げミラー
6 波長選択開口制限フィルター
7 ホルダー
8 対物レンズ
9 ストッパー
10 ハウジング
11 ストッパー受け
12 スピンドルモーター
13 情報ディスク
14 弾性体
16 切り欠き、および空間

Claims (12)

  1. 対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせて対物レンズを傾けるチルト駆動機構と、
    対物レンズの直下に重ねて配置されると共に対物レンズと一体で動く波長選択開口制限フィルターと、
    光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する立上げミラーとを備える光ピックアップ装置において、
    対物レンズと波長選択開口制限フィルターを保持するホルダーの下側への移動量を規制するストッパーを、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備え、
    波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える光ピックアップ装置。
  2. 対物レンズと、対物レンズの直下に重ねて配置された波長選択開口制限フィルターと、
    対物レンズと波長選択開口制限フィルターとを保持するホルダーと、
    対物レンズ上方に配置される光情報ディスクの傾きに合わせてホルダーを傾けるチルト駆動機構と、
    前記光情報ディスクの上下変動に合わせてホルダーを上下移動させるフォーカス駆動機構と、
    光源からの光束を波長選択開口制限フィルターの方向に案内する立上げミラーと、
    立上げミラーを保持するハウジングと、
    を備え、
    ホルダーは、ホルダーの下方向の移動量を規制するストッパーを、チルト駆動機構によるチルト動作の中心軸と対物レンズの中心を含む面の近傍であって、かつ前記波長選択開口制限フィルターと略同じ高さの位置に備え、
    ハウジングは、ストッパーと対になるストッパー受けを備え、
    波長選択開口制限フィルター及び立上げミラーの少なくとも一方は、両者の接触を回避する接触回避部を備える光ピックアップ装置。
  3. 接触回避部は、立上げミラー上端の両角部に設けられた切り欠き部である請求項1又は2に記載の装置。
  4. 接触回避部は、前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの両角部に設けられた切り欠き部である請求項1又は2に記載の装置。
  5. 接触回避部は、立上げミラー上端の両角部に設けられた切り欠き部、及び前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの両角部に設けられた切り欠き部の両方からなる請求項1又は2に記載の装置。
  6. 波長選択開口制限フィルターは、円板状であり、波長選択開口制限フィルターの切り欠き部は、円弧状である請求項4又は5に記載の装置。
  7. 媒体を回転させるタイプの情報ディスクを使用する光ピックアップ装置において、
    接触回避部は、立上げミラー上端の外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部である請求項1又は2に記載の装置。
  8. 媒体を回転させるタイプの情報ディスクを使用する光ピックアップ装置において、
    接触回避部は、前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部である請求項1又は2に記載の装置。
  9. 媒体を回転させるタイプの情報ディスクを使用する光ピックアップ装置において、
    接触回避部は、立上げミラー上端の外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部、及び前記立上げミラーの上端と近接する側の波長選択開口制限フィルターの外周側の角部にのみ設けられた切り欠き部の両方からなる請求項1又は2に記載の装置。
  10. 請求項1〜9の何れか1つに記載の光ピックアップ装置において、波長選択開口制限フィルターの代わりに、1/4λ偏向位相差フィルターを備える光ピックアップ装置。
  11. 請求項1〜9の何れか1つに記載の光ピックアップ装置において、波長選択開口制限フィルターの代わりに、波長選択開口制限とλ/4偏向位相差フィルターの両機能を持つフィルターを備える光ピックアップ装置。
  12. 請求項1〜11の何れか1つに記載の光ピックアップ装置を備える電子機器。
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