JP4136853B2

JP4136853B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP4136853B2
Application number: JP2003308837A
Authority: JP
Inventors: 修長塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-09-01
Also published as: JP2005078735A

Description

本発明は、光ディスクに情報を記録し或いは記録情報を再生する光ディスク装置、特に、光ディスクの保護基板の厚み誤差により発生するビームスポットの球面収差の補正技術に関するものである。

近年、情報記録媒体として、例えば、光ディスクを使用して情報信号の記録または再生を行う分野においては、高精細な静止画や動画等を扱うために、小型且つ大容量の光ディスク装置の開発が進んでいる。光ディスク装置は光ディスクの情報記録面上にビームスポットを形成するための光学ピックアップを備えている。この光学ピックアップにおいて光源から出射した光ビームが情報記録層を保護する透明な保護基板層を通過する際に球面収差が発生することが知られている。

そこで、例えば、特開２００３−４５０６８号公報には、球面収差補正用のレンズを保持するレンズホルダにナイフエッジを設け、このナイフエッジをステッピングモータの回転軸に設けられた送りねじと噛み合せて駆動することで球面収差を補正する装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、特開平１１−２５９９０６号公報には、モータの回転をギア機構によってコリメータレンズホルダに伝達し、このレンズホルダに保持されたコリメータレンズを光軸方向に移動させることにより、球面収差を補正する装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−４５０６８号公報特開平１１−２５９９０６号公報

特許文献１のものでは、球面収差を補正するレンズ群を駆動するステッピングモータの回転軸とレンズ群に入射する光軸とが平行に配置されているため、光学ピックアップの球面収差補正レンズ群の光軸と垂直方向の幅が大きくなってしまい、光ピックアップが大型化するという問題があった。

また、特許文献２のものでは、コリメータレンズを駆動するステッピングモータの回転軸とコリメータレンズに入射する光軸とが平行に配置され、しかも、モータの回転を複雑なギア機構を介してコリメータレンズホルダに伝達する構造であるため、光学ピックアップの構造が複雑であるばかりか、コリメータレンズの光軸と垂直方向の幅が大きくなってしまい、光ピックアップが大型化する問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡単な構造で且つ小型薄型で球面収差を補正することが可能な光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、光ディスクに情報の記録或いは再生を行う光ピックアップと、前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移動させる移動手段とを有する光ディスク装置において、前記光ピックアップはビームスポットの球面収差を補正する光学素子と、前記光学素子を保持する保持部材と、前記光学素子を駆動するモータと、前記モータの駆動力を前記保持部材に伝達する駆動部材とを備え、前記モータは、前記光学素子における光軸を延在した直線と交わるように配置されており、且つ、前記駆動部材は棒状形状であり、前記駆動部材は前記光ピックアップの側面に前記モータの回転軸に対して当該駆動部材の長手方向が垂直となるように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、モータの回転軸を光ピックアップの移動方向と平行に配置することにより、球面収差補正用光学素子の光軸方向と垂直方向の幅が大きくなることがないため、光ピックアップが大型化することなくビームスポットの球面収差を高精度に補正することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す平面図である。図１において、１は情報記録媒体であるところの光ディスク、２は光ディスク１を載置するターンテーブルである。ターンテーブル２は装置の機構部の基板となるシャーシ３に設置されたスピンドルモータ４の先端側に設けられている。

５は光ディスク１に光ビームを照射して情報信号の記録或いは読み出しを行う光ピックアップである。光ピックアップ５はシャーシ３に設けられたガイド軸支持部材６ａ、６ｂに支持されたガイド軸７と、リードスクリュー支持部材８ａ、８ｂに回転可能に支持されたリードスクリュー９とを案内手段として、光ディスク１の記録面に沿ってディスク半径方向（図中Ｘ方向）に移動する。

この際、光ピックアップ５の裏面にディスク半径方向と直角方向に伸びるように取り付けられたラックギア１０とリードスクリュー９とを噛み合わせ、トラバースモータ１１の駆動力を減速ギア１２ａ〜１２ｄを介してリードスクリュー９に伝達する機構となっており、トラバースモータ１１の駆動によってリードスクリュー９を回転させることで光ピックアップ５が光ディスク１の半径方向に移動する。また、光ピックアップ５の一端にはコの字状の突き出し部が設けられ、この突き出し部が図４に示すようにガイド軸７と係合して光ピックアップ５が摺動可能となっている。

図２は図１のＡ−Ａ′方向から光ピックアップ５を見た断面図を示す。また、図３は球面補正素子駆動機構の初期位置の平面図、図４は図３の側面図、図５は球面補正素子駆動機構の移動後の平面図、図６はアクチュエータユニット１３及び球面収差補正素子駆動機構１４の分解斜視図を示す。

まず、図２に示すように光ピックアップ５には基台となる光学ベース１５に光源である半導体レーザ１６が搭載されている。半導体レーザ１６の光軸はディスク面と平行で不図示の光学系部品を通過後、球面収差補正素子であるコリメータレンズ１７を透過し、更に、ミラー１８により光ディスク１に対して垂直方向に反射される。その後、対物レンズ１９を通り光ディスク１の記録面に集光される。また、光ピックアップ５には対物レンズ１９を駆動するアクチュエータユニット１３及びコリメータレンズ１７を駆動する球面収差補正素子駆動機構１４が搭載されている。

アクチュエータユニット１３は図６に示すように対物レンズ１９と対物レンズ１９を保持するレンズホルダ２０とを有し、レンズホルダ２０には対物レンズ光軸方向と平行に巻回固着された１個のフォーカシングコイル２１と、フォーカシングコイル２１の側面にフォーカシングコイル軸と直角方向に巻回された２個１組のトラッキングコイル２２が固着されている。

レンズホルダ２０は４本のワイヤ部材２３ａ〜２３ｄにより支持され、各ワイヤ部材の他端は支持部材２４に固定支持されている。支持部材２４はアクチュエータユニット１３の基台となるヨーク２５に取り付けられている。なお、ヨーク２５は基台を構成しているが、基台の一部をヨークとしてもよく、基台の材質をヨークの材質と別にしてもよい。ここで、ワイヤ部材２３ａ〜２３ｄ、支持部材２４及びヨーク２５はレンズホルダ２０をフォーカシング方向（対物レンズの光軸方向）及びトラッキング方向（光ディスクの半径方向）に支持する支持体となる。

ヨーク２５には図２に示すようにフォーカシングコイル２１の内側に永久磁石２６ａが、トラッキングコイル２２と対向する位置に永久磁石２６ｂが設けられ、その背面部には対向ヨーク部２７ａ、２７ｂが設けられている。フォーカシングコイル２１、トラッキングコイル２２、永久磁石２６ａ、２６ｂ、対向ヨーク２７ａ、２７ｂは磁気回路を構成し、フォーカシングコイル２１とトラキングコイル２０には導電性材料で形成されたワイヤ部材２３ａ〜２３ｄが結合され、それぞれのコイルに通電することにより対物レンズ１９を含むレンズホルダ２０全体がフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動する。

即ち、フォーカシングコイル２１に電流を流すと、フォーカシングコイル２１の内側に挿入された永久磁石２７ａにより生じる磁界との関係でフォーカシング方向、つまり光ディスク１に対して垂直方向にレンズホルダ２０全体を移動させる力が発生する。また、トラッキングコイル２２に電流を流すと、トラッキングコイル２２と対向する位置に設けられた永久磁石２７ｂにより生じる磁界との関係でフォーカシング方向、つまり光ディスク１の半径方向に対してレンズホルダ２０全体を移動させる力が発生する。また、ヨーク２５には光学ベース１５に接着固定される切片２８が４箇所設けられている。

球面収差補正素子駆動機構１４は図６に示すように光学ベース１５に駆動モータ２９と光学ベース１５の側面にコリメータ駆動部材３０を備えている。また、駆動モータ２９の先端側にはウォームギア３１が設けられ、このウォームギア３１はコリメータ駆動部材３０に設けられたハス歯ギア３０ａと噛み合っている。コリメータ駆動部材３０は光学ベース１５に設けられた軸受け部３２に回転可能に支持されている。

コリメータレンズ１７はレンズ保持部材３３に保持されており、レンズ保持部材３３は光学ベース１５に設けられた２本の案内軸３４にガイドされ、コリメータレンズ１７の光軸方向（図中Ｙ方向）に移動可能である。また、レンズ保持部材３３にはラック部３５が設けられており、コリメータ駆動部材３０に設けられたウォームギア３０ｂと噛み合っている。また、光学ベース１５には位置センサであるフォトインタラプタ３６が設けられ、レンズ保持部材３３に設けられた遮蔽板３７の挿脱でレンズ保持部材３３の位置（即ち、コリメータレンズ１７の光軸方向の位置）を検出する。

次に、本実施形態の球面収差補正素子駆動機構１４の動作について説明する。まず、球面収差補正素子駆動機構１４は光ディスク１のカバー層の厚み誤差で発生する球面収差を補正するために使用するものである。即ち、コリメータレンズ１７を光軸方向に移動可能とし、対物レンズ１９へ入射する光束を平行光から発散または収束光として対物レンズ１９からの出射光束に球面収差を生じさせ、光ディスク１のカバー層の厚み誤差に起因する球面収差を相殺することで補正する。その制御方法は、コリメータレンズ１７を基準位置から所定距離移動させ、移動している間に情報再生信号の振幅を検出し、再生信号振幅が最大となる点をコリメータレンズ１７の補正位置とする。

具体的に説明すると、図３はレンズ保持部材３３がフォトインタラプタ３６に遮蔽板３７が挿入された基準位置にある状態を示す。この状態で、駆動源である駆動モータ２９を回転させると、その回転力がコリメータ駆動部材３０に伝達される。コリメータ駆動部材３０の回転はレンズ保持部材３３のラック部３５に伝達され、レンズ保持部材３３は案内軸３４をガイドにコリメータレンズ１７の光軸方向に移動する。この時、レンズ保持部材３３は案内軸３４に対し穴部３３ａと係合部３３ｂで篏合しており、レンズ保持部材３３の移動によりコリメータレンズ１７の光軸が傾いたり、中心位置がずれたりすることはない。

駆動モータ２９としてはステッピングモータが用いられ、図示しない制御回路の制御に基づいてモータドライブ回路（図示せず）では基準位置からパルスをカウントしながら所定パルスをモータ２９に供給する。図５は所定パルス供給後の状態を示す。その移動の間に光ディスク１の所定情報が図示しない再生回路で再生され、情報再生信号の振幅が図示しない検出回路で検出される。上述の制御回路では再生信号振幅を監視しており、再生信号振幅が最大になる位置まで駆動モータ２９を逆回転させる。このようにしてコリメータレンズ１７を再生信号振幅が最大となる最適位置に移動させることで、光ディスク１の厚み誤差に起因する球面収差を補正する。光ディスク１の再生情報としては限定しない。

ここで、フォトインタラプタ３６を用いて基準位置を検出する際には、レンズ保持部材３３に設けられた遮蔽板３７がフォトインタラプタ３６の検出溝に入った時にフォトインタラプタ３６に内蔵されている発光素子と受光素子の間が遮蔽される。フォトインタラプタ３６が遮蔽されると、モータドライブ回路（図示せず）から駆動モータ２９にパルス信号が出力されなくなるため、その時点で基準位置検出が完了し、その位置を基準位置として上述のようなレンズ保持部材３３の位置調整を行う。従って、駆動モータ２９に余分な負荷をかける必要がなく、短時間で且つ省電力で基準位置検出が可能である。なお、このような球面収差補正機構１４による球面収差の補正は電源投入時や光ディスク１の交換時等に行う。

また、本実施形態では、駆動モータ２９としてステッピングモータが用いられ、駆動モータ２９の回転軸を光ピックアップ５の移動方向と平行に配置し、更に、コリメータ駆動部材３０を光学ベース１５の側面に配置している。この時、図４に示すように駆動モータ２９は光学ベース１５の厚さと略同一である。また、コリメータ駆動部材３０は図３、図５、図６等に示すようにシャフトにネジが切られた簡単な棒状の金属部材で、これも光学ベース１５の厚さを超えることなく駆動モータ２９の回転運動をレンズ保持部材３３の並進運動に変換して駆動力を伝達する。

このように駆動モータ２９とコリメータ駆動部材３０を配置することにより、光学ベース１５の厚さを増やすことがなく、また、光ピックアップ５の光ディスク１の半径方向の幅をコリメータ駆動部材３０の幅だけ増やすだけで良いため、光ピックアップ５が光ディスク１の外周側に移動してもシャーシ３からはみ出ることがなく、光ディスク装置が大型化することはない。

更に、レンズ保持部材３３のラック部３５はコリメータ駆動部材３０のウォームギア３０ｂと噛み合っている。ラック部３５は樹脂製で弾性を持っており、ウォームギア３０ｂとは隙間なく接している。また、コリメータ駆動部材３０は図３〜図５に示すように球状の軸端３０ｃが板バネ３８で図中Ｙ方向に付勢されている。よって、レンズ保持部材３３は光軸方向にガタつくことがなく、精度よくコリメータレンズ１７の位置を保持することが出来る。また、駆動モータ２９として小径のステッピングモータを使用しているためステップ角が大きいが、ウォームギアを２個使用し、そのピッチを小さく出来るので、減速比を大きくとることが出来、コリメータレンズ位置の高精度の制御が可能で、球面収差を精度よく補正することが出来る。

本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。球面収差補正素子駆動機構の初期位置を示す平面図である。図３の側面図である。球面収差補正素子駆動機構の所定パルス供給後の位置を示す平面図である。光ピックアップの分解斜視図である。

符号の説明

１光ディスク
２ターンテーブル
３シャーシ
４スピンドルモータ
５光ピックアップ
６ａ、６ｂガイド軸支持部材
７ガイド軸
８ａ、８ｂリードスクリュー支持部材
９リードスクリュー
１０ラックギア
１１トラバースモータ
１２ａ〜１２ｄ減速ギア
１３アクチュエータユニット
１４球面収差補正素子駆動機構
１５光学ベース
１６半導体レーザ
１７コリメータレンズ
１８ミラー
１９対物レンズ
２０レンズホルダ
２１フォーカシングコイル
２２トラッキングコイル
２３ａ〜２３ｄワイヤ部材
２４支持部材
２５ヨーク
２６ａ、２６ｂ永久磁石
２７ａ、２７ｂ対向ヨーク部
２８切片
２９駆動モータ
３０コリメータ駆動部材
３０ａハス歯ギア
３０ｂウォームギア
３０ｃ軸端
３１ウォームギア
３２軸受け部
３３レンズ保持部材
３３ａ穴部
３３ｂ係合部
３４案内軸
３５ラック部
３６フォトインタラプタ
３７遮蔽板
３８板バネ

Claims

光ディスクに情報の記録或いは再生を行う光ピックアップと、前記光ピックアップを前記光ディスクの半径方向に移動させる移動手段とを有する光ディスク装置において、
前記光ピックアップはビームスポットの球面収差を補正する光学素子と、前記光学素子を保持する保持部材と、前記光学素子を駆動するモータと、前記モータの駆動力を前記保持部材に伝達する駆動部材とを備え、
前記モータは、前記光学素子における光軸を延在した直線と交わるように配置されており、且つ、前記駆動部材は棒状形状であり、前記駆動部材は前記光ピックアップの側面に前記モータの回転軸に対して当該駆動部材の長手方向が垂直となるように配置されていることを特徴とする光ディスク装置。
前記駆動部材はウォームギアを備えた回転軸であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
前記光学素子の光軸は前記光ピックアップの移動方向と垂直であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。