JP4522388B2 - 対物レンズ駆動装置及びそれを具備した光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、対物レンズ駆動装置及びそれを具備した光ピックアップ装置に関する。

従来、光ピックアップ装置によって光学的に情報の記録・再生がなされる光ディスクとしては、波長が“７８０〜７９０ｎｍ”のＡｌＧａＡｓ系赤外レーザー光を記録・再生に利用するＣＤ媒体や、波長が“６５０〜６６０ｎｍ”のＡｌＧａＩｎＰ系赤色レーザー光を記録・再生に利用するＤＶＤ媒体が普及している。また、こうした普及の結果、一般ユーザーの手元には、それぞれ波長の異なるレーザー光を利用するＣＤ媒体とＤＶＤ媒体が混在することになるので、一般ユーザーの利便性向上等を図るために、ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置が普及している。

ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置は、光学系、特に、ＣＤ／ＤＶＤ媒体上にレーザー光の微小スポットを形成する役割を担う対物レンズが重要な部品となっており、かかる対物レンズに重点を置いた様々な開発がなされている。例えば、ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置として、ＣＤ／ＤＶＤ規格のそれぞれに準拠した２種類のレーザー光に対応させて、ＣＤ媒体用対物レンズとＤＶＤ媒体用対物レンズをそれぞれ２個設けておき、ターンテーブルに装着されるＣＤ／ＤＶＤ媒体に応じて切り替える方式と、ＣＤ／ＤＶＤ媒体の保護層の厚みの違いに起因した球面収差補正を施すべく、非球面上に回折レンズ構造が形成されたＣＤ／ＤＶＤの両方に互換性を有した特殊対物レンズ１個を設けた方式と、が提案されている。

なお、ＣＤ媒体用対物レンズ又はＤＶＤ媒体用対物レンズ、若しくは、ＣＤ／ＤＶＤ互換の特殊対物レンズに関しては、ガラスレンズと対比して、軽量であり、量産性に優れ、サイズ形状の自由度が高い等といった利点を有した単体のプラスチックレンズが主流となっている。また、ＣＤ媒体用対物レンズとＤＶＤ媒体用対物レンズは、プラスチック成型によって、そのサイズ形状や重量を略同じに設計する事が可能である。

ここで、ＣＤ媒体用対物レンズとＤＶＤ媒体用対物レンズを切り替える方式の場合、ＣＤ／ＤＶＤ媒体がターンテーブルに装着される毎に、装着媒体に対応するＣＤ用／ＤＶＤ媒体用対物レンズの光軸が、装着媒体の幾何中心線上に位置するように、複雑な送り制御を行う駆動機構が必要となる。そこで、かかる複雑な駆動機構を設けないようにするために、光ピックアップ装置の一部を構成するレンズホルダー（別名：光ピックアップボビン）におけるＣＤ用／ＤＶＤ媒体用対物レンズの配置方に工夫した技術がいくつか提案されている。

例えば、以下に示す特許文献１では、図８（ａ）に示すように、第１の対物レンズ６５（例えば、ＣＤ媒体用対物レンズ）と第２の対物レンズ６０（例えば、ＤＶＤ媒体用対物レンズ）の各光軸Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線ｂ−ｂ’が、ターンテーブル（不図示）に装着された異なる光ディスク（５２、５４）のいずれか一方の面上において、回転中心Ｏを基点として同心円状又は螺旋状に形成された情報トラックの接線ｃ−ｃ’と平行となるように、レンズホルダー５００に配置する。この結果、第１の対物レンズ６５と第２の対物レンズ６０は、基準位置を切り替えることなく、共通の駆動機構によって、フォーカシング方向及びトラッキング方向へと駆動されるので、光ピックアップ装置の構成を簡略化できる、と記載されている。

更に、以下に示す特許文献１では、図８（ｂ）に示すように、第１の対物レンズ６５と第２の対物レンズ６０の各光軸Ｐ１、Ｐ２が、ターンテーブルに装着された異なる光ディスク（５２、５４）のいずれか一方の面上において、回転中心Ｏを通過する直線ａ−ａ’上に位置するように、レンズホルダー５１０に配置する。この結果、いずれの対物レンズ６５、６０を用いる場合であっても、高精度に情報トラックを光ビームによって走査することが可能となる、と記載されている。

ところで、近年、波長が“４００〜４１０ｎｍ”のＩｎＧａＮ系青紫色レーザー光を記録・再生に利用するＢｌｕ−ｒａｙ媒体（以下、ＢＤ媒体と称する。）やＨＤ−ＤＶＤ媒体（以下、ＨＤ媒体と称する。）が実用化に向かっている。従って、光ピックアップ装置に関しても、従来のＣＤ媒体並びにＤＶＤ媒体の互換性に加えて、ＢＤ媒体及び／又はＨＤ媒体の互換性を具備した光ピックアップ装置の開発が進行している。尚、以下では、かかる光ピックアップ装置の一例として、ＢＤ媒体、ＣＤ媒体及びＤＶＤ媒体それぞれの互換性を具備した光ピックアップ装置（以下、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置と称する。）を前提として説明する。

ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置は、ＣＤ／ＤＶＤ互換性光ピックアップ装置と対比して、ＢＤ媒体向けの光学系を新たに追加しなければならないので、更なる光学系の簡略化が必須となっており、ＣＤ媒体用対物レンズとＤＶＤ媒体用対物レンズをそれぞれ２個設ける方式ではなく、ＣＤ／ＤＶＤ互換の特殊対物レンズ１個を設ける方式の方が採用され得る。なお、前述したとおり、かかるＣＤ／ＤＶＤ互換の特殊対物レンズは、単体の「プラスチックレンズ」が主流である。

また、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置は、ＢＤ媒体用対物レンズ（開口数ＮＡ０．８５）は、ＣＤ媒体用対物レンズ（開口数ＮＡ０．４５）並びにＤＶＤ媒体用対物レンズ（開口数ＮＡ０．６０）と対比して開口数が高いという理由で、２枚のプラスチックレンズを組み合わせて構成される２枚組みレンズを採用する場合と、作動距離の広さを確保するために単体のガラスレンズを採用する場合と、が考えられている。しかし、２枚組みレンズは、製造コストが高く、ＢＤ媒体と対物レンズとの作動距離が“０．１５ｍｍ”と狭いことより、これらの問題を解決できる、単体の「ガラスレンズ」を採用する場合が主流とされる。なお、単体のプラスチックレンズを採用するＢＤ媒体用対物レンズに関しては、現状、未だ実用化の目処が立っていない。

従って、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置は、ＢＤ媒体用対物レンズとしての「ガラスレンズ」と、ＣＤ／ＤＶＤ互換の特殊対物レンズとしての「プラスチックレンズ」と、をそれぞれ設ける方式が将来的に主流になると考えられている。
国際公開第ＷＯ９８／０２８７４号パンフレット

ところで、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、第１の対物レンズ６５並びに第２の対物レンズ６０のサイズ形状や重量が略同じとなる場合には、レンズホルダー５００、５１０の幾何中心Ｘ、Ｙに対して対称位置となるように、２つの第１の対物レンズ６５並びに第２の対物レンズ６０を配置することで、レンズホルダー５００、５１０の重心バランスを容易に維持する事が可能である。

例えば、図８（ａ）、（ｂ）が対象とする光ピックアップ装置がＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の場合であり、第１の対物レンズ６５がＣＤ媒体用対物レンズであり、第２の対物レンズ６０がＤＶＤ媒体用対物レンズである場合、第１の対物レンズ６５並びに第２の対物レンズ６０は、サイズ形状や重量が略同じとなる単体のプラスチックレンズを採用する場合が専らであるので、レンズホルダー５００、５１０の重心バランスを容易に維持する事が可能である。

一方、図８（ａ）、（ｂ）が対象とする光ピックアップ装置が、例えば、ＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の場合であり、第１の対物レンズ６５がＢＤ媒体用対物レンズ、すなわちガラスレンズであり、第２の対物レンズ６０がＣＤ／ＤＶＤ互換の特殊対物レンズ、すなわちプラスチックレンズである場合、ガラスレンズはプラスチックレンズと対比して比重が高く、サイズ形状が略同じとなる場合であってもガラスレンズはプラスチックレンズよりも２倍以上重くなるので、図８（ａ）、（ｂ）に示したようにレンズホルダー５００、５１０に第１の対物レンズ６５並びに第２の対物レンズ６０を配置したとき、レンズホルダー５００、５１０の重心バランスは崩れ易くなるという問題が起こり得る。

そこで、ピッチングやローリングなど不要な共振が発生してしまう事になるので、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の対物レンズ６５並びに第２の対物レンズ６０の配置方向に、バランサ５０１、５１１を追加する必要が生じてくる。しかしながら、バランサ５０１、５１１を追加すると、対物レンズ駆動装置８の重量が重くなるので、駆動機構に対する感度を確保する事が困難となる。また、バランサ５０１、５１１という部品点数が増えるために、各部品の重量誤差や取り付け位置の誤差によって、駆動点と対物レンズ駆動装置８の重心位置とにズレが生じる確率が高くなり、不要な共振がより発生し易くなる問題が起こり得る。

前述した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る対物レンズ駆動装置は、複数の対物レンズと、前記複数の対物レンズを保持するレンズホルダーと、当該レンズホルダー自身を磁気作用によって駆動させるための駆動コイルと、当該レンズホルダー自身を弾性支持するためのワイヤーを保持するワイヤー保持部材と、を備えた可動部を有する対物レンズ駆動装置において、前記複数の対物レンズの重量は相違し、前記複数の対物レンズに関する第１の合成重心位置を、前記複数の対物レンズを除いた前記可動部に関する第２の合成重心位置へと合わせて、前記複数の対物レンズを配置して保持すること、を特徴とする。
また、本発明の請求項９に係る光ピックアップ装置は、請求項１乃至８のいずれかに記
載の対物レンズ駆動装置を具備したこと、を特徴とする。

本発明によれば、複数の対物レンズを保持する際に重心バランスを維持する対物レンズ駆動装置及びそれを具備した光ピックアップ装置を提供することができる。

＝＝＝ 光ピックアップ装置の全体構成 ＝＝＝
図１、図２、図３を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置１００の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の全体構成を示す図である。図２（ａ）、（ｂ）は、図１中に示す直線ａ−ａ’の断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る対物レンズと立上ミラーの位置関係を模式的に示した図である。

光ピックアップ装置１００は、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格（本発明に係る『第１の光ディスク規格』）に準拠したＢｌｕ−ｒａｙ媒体（以下、ＢＤ 媒体と称する。）５０、ＣＤ規格（本発明に係る『第２の光ディスク規格』）に準拠したＣＤ媒体５２及びＤＶＤ規格（本発明に係る『第２の光ディスク規格』）に準拠したＤＶＤ媒体５４それぞれの互換性を具備したＢＤ／ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の場合とする。

この場合、光ピックアップ装置１００は、青紫色半導体レーザー２、回折格子３、１０、１４、ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、１６、ビームエキスパンダー６、立上ミラー７、１７、対物レンズ駆動装置８、赤色半導体レーザー９、ダイクロイックプリズム１１、赤外半導体レーザー１２、カップリングレンズ１３、平板ビームスプリッタ１５、センサーレンズ１８、２０、光検出器１９、２１を有している。

＜ＢＤ媒体向け光学系＞
青紫色半導体レーザー２は、例えばｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合したダイオード（不図示）から構成されている。青紫色半導体レーザー２は、不図示のレーザー駆動回路からの制御電圧が印加されることにより、ＢＤ 媒体５０における第１の対物レンズ２４側の一方の面から情報面５１までの保護層の厚み（０．７５〜０．１ｍｍ）に対応した波長（４００〜４１０ｎｍ）の青紫色レーザー光（本発明に係る『第１の光ディスク規格に準拠した第１のレーザー光』）を出射する。

回折格子３は、青紫色レーザー光を回折することにより、例えば０次光と±１次回折光とを発生してビームスプリッタ４に出射する。尚、本実施形態においては、特に明示する場合を除いて当該０次光と±１次回折光とを青紫色レーザー光と称して以下説明する。

ビームスプリッタ４は、青紫色レーザー光を透過してコリメータレンズ５に出射する。また、ビームスプリッタ４は、コリメータレンズ５から出射されるＢＤ 媒体５０の情報面５１を照射した後の青紫色レーザー光の反射光を反射して、センサーレンズ１８に出射する。
コリメータレンズ５は、青紫色レーザー光を平行光に変換してビームエキスパンダー６に出射する。また、コリメータレンズ５は、ビームエキスパンダー６からの青紫色レーザー光の反射光を収束光に変換して、ビームスプリッタ４に出射する。
ビームエキスパンダー６は、凹形レンズ２２と凸形レンズ２３から構成されている。

凹形レンズ２２は、青紫色レーザー光を拡散光に変換して凸形レンズ２３に出射する。凸形レンズ２３は、青紫色レーザー光を平行光に変換して出射する。この結果、ビームエキスパンダー６は、コリメータレンズ５からの青紫色レーザー光を、凹形レンズ２２と凸形レンズ２３との間の距離に対応する拡大率で拡大して、対物レンズ駆動装置８の立ち上げミラー（不図示）に出射することとなる。尚、このビームエキスパンダー６による青紫色レーザー光の拡大は、ＢＤ 媒体５０が例えば２層の情報面（不図示）を有している場合の層間厚みの差に起因して発生する球面収差を補正するために施される。

凸形レンズ２３は、対物レンズ駆動装置８の立上ミラー７からの青紫色レーザー光の反射光を収束光に変換して、凹形レンズ２２に出射する。凹形レンズ２２は、青紫色レーザー光の反射光を平行光に変換して出射する。この結果、ビームエキスパンダー６は、立上ミラー７からの青紫色レーザー光の反射光を、凹形レンズ２２と凸形レンズ２３との間の距離に対応する縮小率で縮小して、コリメータレンズ５に出射することなる。

立上ミラー７は、青紫色レーザー光を反射することにより、対物レンズ駆動装置８の第１の対物レンズ２４に青紫色レーザー光を入射させる。また、立上ミラー７は、対物レンズ駆動装置８からの青紫色レーザー光の反射光を反射して、ビームエキスパンダー６に出射する。

センサーレンズ１８は、例えば差動非点収差法に基づくフォーカシング制御を行うべく、ビームスプリッタ４からの青紫色レーザー光の反射光に非点収差を付与して、光検出器１９に出射する。

光検出器１９は、青紫色レーザー光の反射光である０次光の反射光と±１次回折光の反射光とをそれぞれ受光するための受光領域を有している。光検出器１９は、０次光の反射光の光量に応じて光電変換した電気信号を生成して、後段の処理回路（不図示）に出力する。この結果、０次光の反射光に応じた電気信号に基づいて、ＢＤ 媒体５０の情報面５１からの情報再生が行われることとなる。

また、光検出器１９は、±１次回折光の反射光の光量に応じて光電変換した電気信号を生成して、０次光の反射光に応じた電気信号とともに、後段のサーボ制御回路（不図示）に出力する。この結果、０次光と±１次回折光の反射光に応じた電気信号に基づいてトラッキング制御信号、フォーカシング制御信号等が生成され、前述の磁気部材を介したトラッキング制御、フォーカシング制御等が行われる。

＜ＣＤ／ＤＶＤ媒体向け光学系＞
赤色半導体レーザー９は、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合したダイオード（不図示）から構成されている。そして、赤色半導体レーザー９は、不図示のレーザー駆動回路からの制御電圧が印加されることにより、ＤＶＤ媒体５４における第２の対物レンズ３０側の一方の面から情報面５５までの保護層の厚み（０．６ｍｍ）に対応する波長（６５０〜６６０ｎｍ）の赤色レーザー光（本発明に係る『第２の光ディスク規格に準拠した第２のレーザー光』）を出射する。

回折格子１０は、赤色レーザー光を回折することにより、例えば、０次光及び±１次回折光を発生してダイクロイックプリズム１１に出射する。尚、本実施形態においては、当該０次光及び±１次回折光のことを「赤色レーザー光」と称する。

赤外半導体レーザー１２は、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合したダイオード（不図示）から構成されている。そして、赤外半導体レーザー１２は、不図示のレーザー駆動回路からの制御電圧が印加されることにより、ＣＤ媒体５２における第２の対物レンズ３０側の一方の面から情報面５３までの保護層の厚み（１．２ｍｍ）に対応する波長（７８０〜７９０ｎｍ）の赤外レーザー光（本発明に係る『第２の光ディスク規格に準拠した第２のレーザー光』）を出射する。
カップリングレンズ１３は、拡散光である赤外レーザー光の広がり角を変換して回折格子１４に出射する。

回折格子１４は、赤外レーザー光を回折することにより、例えば、０次光及び±１次回折光を発生してダイクロイックプリズム１１に出射する。尚、本実施形態においては、当該０次光及び±１次回折光のことを「赤外レーザー光」と称する。
ダイクロイックプリズム１１は、赤色レーザー光を透過して平板ビームスプリッタ１５に出射する。また、ダイクロイックプリズム１１は、赤外レーザー光を反射して平板ビームスプリッタ１５に出射する。

平板ビームスプリッタ１５は、赤色レーザー光及び赤外レーザー光を反射して、コリメータレンズ１６に出射する。また、平板ビームスプリッタ１５は、コリメータレンズ１６から出射されるＤＶＤ媒体５４の情報面５５を照射した後の赤色レーザー光の反射光、及び、ＣＤ媒体５２の情報面５３を照射した後の赤外レーザー光の反射光を透過して、センサーレンズ２０に出射する。

コリメータレンズ１６は、赤色レーザー光及び赤外レーザー光を平行光に変換して立上ミラー１７に出射する。また、コリメータレンズ１６は、立上ミラー１７からの赤色レーザー光の反射光及び赤外レーザー光の反射光を収束光に変換して、平板ビームスプリッタ１５に出射する。

立上ミラー１７は、赤色レーザー光及び赤外レーザー光を反射することにより、対物レンズ駆動装置８の第２の対物レンズ３０に赤色レーザー光及び赤外レーザー光を入射させる。また、立上ミラー１７は、対物レンズ駆動装置８からの赤色レーザー光の反射光及び赤外レーザー光の反射光を反射して、コリメータレンズ１６に出射する。

センサーレンズ２０は、例えば差動非点収差法に基づくフォーカシング制御を行うべく、平板ビームスプリッタ１５からの赤色レーザー光の反射光及び赤外レーザー光の反射光に非点収差を付与して、光検出器２１に出射する。

光検出器２１は、赤色レーザー光の反射光及び赤外レーザー光の反射光である０次光の反射光と±１次回折光の反射光とをそれぞれ受光するための受光領域を有している。光検出器２１は、０次光の反射光の光量に応じて光電変換した電気信号を生成して、後段の処理回路（不図示）に出力する。この結果、０次光（赤色レーザー光）の反射光に応じた電気信号に基づいて、ＤＶＤ媒体５４の情報面５５からの情報再生が行われることとなる。また、０次光（赤外レーザー光）の反射光に応じた電気信号に基づいて、ＣＤ媒体５２の情報面５３からの情報再生が行われることとなる。

更に、光検出器２１は、±１次回折光の反射光の光量に応じて光電変換した電気信号を生成して、０次光の反射光に応じた電気信号とともに、後段のサーボ制御回路（不図示）に出力する。この結果、０次光と±１次回折光の反射光に応じた電気信号に基づいてトラッキング制御信号、フォーカシング制御信号等が生成されるとともに、前述の磁気部材を介したトラッキング制御、フォーカシング制御等が行われることとなる。

＜対物レンズ駆動装置＞
対物レンズ駆動装置８は、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂ、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、レンズホルダー２５、ワイヤー２６Ａ乃至２６Ｆ、ワイヤー保持部材２７を少なくとも有する。なお、対物レンズ駆動装置８のその他の部材（磁石、ヨーク等）は、例えば、特開２００２−３６７１９９号公報の図１、図２に示されたものを採用できる。

第１の対物レンズ２４は、ＢＤ 媒体５０の保護層の厚みに対応した開口数ＮＡ（０．８５）を有する単体のガラスレンズである。第１の対物レンズ２４は、立上ミラー７からの青紫色レーザー光をＢＤ 媒体５０の情報面５１に集光させる。また、第１の対物レンズ２４は、ＢＤ 媒体５０の情報面５１を照射した後の青紫色レーザー光の反射光を平行光に変換して、立上ミラー７に出射する。

第２の対物レンズ３０は、ＤＶＤ媒体５４及びＣＤ媒体５２両方に対応した単体のプラスチックレンズである。第２の対物レンズ３０は、ＤＶＤ媒体５４の保護層の厚みに対応した開口数ＮＡ（０．６〜０．６５）を有するが、ＣＤ／ＤＶＤ媒体５２、５４の保護層の厚みの違いに起因した球面収差補正を施すべく、非球面上に回折レンズ構造を形成している。この結果、第２の対物レンズ３０は、ＤＶＤ媒体５４とＣＤ媒体５２両方に対応することができる。

第２の対物レンズ３０は、立上ミラー１７からの赤色レーザー光をＤＶＤ媒体５４の情報面５５に集光させるとともに、立上ミラー１７からの赤外レーザー光をＣＤ媒体５２の情報面５３に集光させる。また、第２の対物レンズ３０は、ＤＶＤ媒体５４の情報面５５を照射した後の赤色レーザー光の反射光を平行光に変換して立上ミラー１７に出射するとともに、ＣＤ媒体５２の情報面５３を照射した後の赤外レーザー光の反射光を平行光に変換して立上ミラー１７に出射する。

フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂは、制御電流が印加されることで、レンズホルダー２５を、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０の光軸と平行なフォーカシング方向へと駆動するための駆動コイルである。
トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂは、制御電流が印加されることで、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０の光軸と直交するトラッキング方向へと駆動するための駆動コイルである。

レンズホルダー２５は、本発明に係る『レンズホルダー』の一実施形態であり、第１の対物レンズ２４及び第２の対物レンズ３０を、固着又は嵌め込み等の手段を用いて配置して保持するものである。例えば、レンズホルダー２５は、電線を巻いてコイルを形成する円形または多角形の筒であるボビン等を採用することができる。

レンズホルダー２５は、対物レンズ駆動装置８の一部を構成するアクチュエータ基板（不図示）に一端が固着されたサスペンションワイヤー２６Ａ乃至２６Ｆの他端を保持するワイヤー保持部材２７ａ、２７ｂが、一体成型されている。

そして、レンズホルダー２５は、サスペンションワイヤー２６Ａ乃至２６Ｆの弾性力により、アクチュエータ基板上に弾性保持される。更に、レンズホルダー２５は、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂと、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂと、が駆動されて、アクチュエータ基板上に設けるマグネット、ヨーク等の磁気部材（いずれも不図示）の磁気作用によって、トラッキング方向への駆動やフォーカシング方向への駆動等がなされる。

＝＝＝レンズホルダーにおける対物レンズの配置＝＝＝
＜＜第１及び第２の対物レンズの合成重心位置＞＞
図４を参照しつつ、第１及び第２の対物レンズ２４、３０に関する第１の合成重心位置Ｐについて説明する。

まず、タンジェンシャル方向をＸ軸、ラジアル方向をＹ軸、フォーカシング方向をＺ軸、とした三次元座標空間を想定する。なお、タンジェンシャル方向（Ｘ方向）とは、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０の光軸と直交する方向であり且つＢＤ媒体５０、ＤＶＤ媒体５４、ＣＤ媒体５２上で回転中心Ｏを基点として同心円状又は螺旋状に形成された情報トラックの接線方向のことである。また、ラジアル方向（Ｙ方向）とは、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０の光軸と直交する方向であり且つＢＤ媒体５０、ＤＶＤ媒体５４、ＣＤ媒体５２の径方向のことである。更に、フォーカシング方向（Ｚ方向）とは、第１の対物レンズ２４、第２の対物レンズ３０の光軸と平行する方向である。

かかる三次元座標空間において、第１の対物レンズ２４を質量ｍａであり重心座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）の質点Ａとし、第２の対物レンズを質量ｍｂであり重心座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）の質点Ｂとする。また、質点Ａ、Ｂの第１の合成重心位置Ｐを（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とする。

ここで、タンジェンシャル方向（Ｘ方向）のモーメントが０とすると、つぎの式（１）が成立する。なお、ｇは、重力の加速度を表す。
ma・g・Xa + mb・g・Xb − (ma＋mb)・g・Xp = 0 ・・・式（１）
また、式（１）を変形するとつぎの式（２）が成立する。
Xp = (ma・Xa + mb・Xb)/( ma + mb) ・・・式（２）
なお、他のラジアル方向（Ｙ方向）並びにフォーカシング方向（Ｚ方向）についても同様に、式（３）、式（４）がそれぞれ成立する。
Yp = (ma・Ya + mb・Yb)/( ma + mb) ・・・式（３）
Zp = (ma・Za + mb・Zb)/( ma + mb) ・・・式（４）
式（２）乃至（４）より、第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）は、２質点Ａ、Ｂの質量ｍａ、ｍｂの加重平均位置として求まることが分かる。なお、２質点以上の第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）についても、式（２）乃至（４）のように、各質点の加重平均位置として求めることができる。

＜＜レンズホルダーの合成重心位置＞＞
図５を参照しつつ、レンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）について説明する。

レンズホルダー２５は、質点と見なせる物体として、レンズホルダー自体２５と、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂと、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂと、ワイヤー保持部材２７ａ、２７ｂと、を少なくとも備えている。従って、式（２）乃至（４）のように、レンズホルダー自体２５と、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂと、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂと、ワイヤー保持部材２７ａ、２７ｂそれぞれの加重平均位置を求めることで、レンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）を求めることができる。

なお、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂは、一般的に、略同一のサイズ形状並びに重量であり、レンズホルダー２５の幾何中心を基準として、タンジェンシャル方向（Ｘ方向）に沿って対象な位置に配置されている。また、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂは、一般的に、略同一のサイズ形状並びに重量であり、レンズホルダー２５の幾何中心を基準として、点対象な位置に配置されている。さらに、ワイヤー保持部材２７ａ、２７ｂは、一般的に、略同一のサイズ形状並びに重量であり、レンズホルダー２５の幾何中心を基準として、ラジアル方向に沿って対象な位置に配置されている。従って、この場合、レンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）は、フォーカシング用コイル４０ａ、４０ｂと、トラッキング用コイル４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂと、ワイヤー保持部材２７ａ、２７ｂの影響を加味せず、レンズホルダー２５の幾何中心位置とすることができる。

＜＜第１及び第２の対物レンズの配置＞＞
図６を参照しつつ、レンズホルダー２５における第１及び第２の対物レンズ２４、３０の配置方について説明する。

ラジアル方向に沿った直線ａ−ａ’上に位置するレンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）に対して、第１の対物レンズ２４と第２の対物レンズ３０の第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）が合わさるように、第１の対物レンズ２４及び第２の対物レンズ３０を固着又は嵌め込み等の手段を用いて配置して保持する。この結果、バランサ等の部品点数を増やすことなく、レンズホルダー２５の重心バランスを適切に維持することができる。また、駆動機構に対する感度を確保することができる。更に、対物レンズ駆動装置８の可動部（第１及び第２の対物レンズ（２４、３０）、フォーカシング用コイル（４０ａ、４０ｂ）、トラッキング用コイル（４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ）、ワイヤー保持部材（２７ａ、２７ｂ））全体の重心位置を駆動点に一致させることができ、不要な共振が発生することを防止できる。

なお、この場合、第１及び第２の対物レンズ２４、３０の各光軸Ｐ１、Ｐ２が、互いに平行となり、且つ、ターンテーブルに装着された異なるＢＤ媒体５０、ＤＶＤ媒体５４、ＣＤ媒体５２のいずれか一方の面上において、回転中心Ｏを通過してラジアル方向に平行な直線ａ−ａ’上に位置するように、第１の対物レンズ２４と第２の対物レンズ３０を、レンズホルダー２５内に配置して保持する。この結果、第２の合成重心位置 Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）に対する第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）の位置合わせが容易になるとともに、第１及び第２の対物レンズ２４、３０のいずれを用いる場合であっても高精度に情報トラックを走査することが可能となる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。

＜＜タンジェンシャル方向に第１及び第２の対物レンズを配置する場合＞＞
図６に示したようにレンズホルダー２５内で第１及び第２の対物レンズ２４、３０をラジアル方向に配置するのではなく、図７に示すように、レンズホルダー２５内で第１及び第２の対物レンズ２４、３０をタンジェンシャル方向に配置するようにしてもよい。

詳述すると、タンジェンシャル方向に沿った直線ｂ−ｂ’上に位置するレンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）に対して、第１の対物レンズ２４と第２の対物レンズ３０の第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）が合わさるように、第１の対物レンズ２４及び第２の対物レンズ３０を固着又は嵌め込み等の手段を用いて配置して保持する。この結果、バランサ等の部品点数を増やすことなく、レンズホルダー２５の重心バランスを適切に維持することができる。

なお、この場合、第１の対物レンズ２４と第２の対物レンズ３０の各光軸Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線が、ターンテーブルに装着されたＢＤ媒体５０、ＤＶＤ媒体５４又はＣＤ媒体５２のいずれか一方の面上において、回転中心Ｏを中心として同心円状又は螺旋状に形成された情報トラックの接線方向と平行となるように、レンズホルダー２５内に配置して保持する。この結果、第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）への第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）の位置合わせ作業が容易になるとともに、第１の対物レンズ６５と第２の対物レンズ６０は、基準位置を切り替えることなく、共通の駆動機構によって、フォーカシング方向及びトラッキング方向へと駆動されるので、光ピックアップ装置１００の構成を簡略化できる。

＜＜ＢＤ／ＨＤ互換光ピックアップ装置の場合＞＞
更に、第１の対物レンズ２４は前述したようにＢＤ媒体用対物レンズである一方、第２の対物レンズ３０はＨＤ−ＤＶＤ規格に準拠した光ディスク（ＨＤ媒体という。）に青紫色レーザー光を集光させる対物レンズ（以下、ＨＤ媒体用対物レンズという。）の場合が考えられる。ＨＤ−ＤＶＤ規格はＤＶＤ規格の上位互換性があるので、ＨＤ媒体用対物レンズとしては、プラスチックレンズを採用し得るからである。すなわち、本発明は、ＢＤ媒体用対物レンズとＨＤ媒体用対物レンズをそれぞれ個別に設けるＢＤ／ＨＤ互換光ピックアップ装置についても適用してもよい。さらに、本発明は、ＢＤ規格、ＨＤ−ＤＶＤ規格、ＣＤ規格及びＤＶＤ規格全てに互換性を具備した光ピックアップ装置についても適用してもよい。レンズホルダー２５に保持される対物レンズの総数が多くなればなるほど、本発明によって重心バランスを維持する仕組みが有効に機能し得るからである。

＜＜ＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の場合＞＞
更に、本発明は、ＣＤ媒体用対物レンズとＤＶＤ媒体用対物レンズをそれぞれ個別に設けるＣＤ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置についても適用してもよい。例えば、第１の対物レンズ２４がＤＶＤ媒体用対物レンズであり、第２の対物レンズ３０がＣＤ媒体用対物レンズの場合である。すなわち、第１の対物レンズ２４（ＤＶＤ媒体用対物レンズ）と第２の対物レンズ３０（ＣＤ媒体用対物レンズ）は、開口数ＮＡの相違に起因して重量が相違する可能性があり、単純にレンズホルダー２５へと配置・保持すればレンズホルダー２５の重心バランスが崩れてしまうおそれがある。

しかして、本発明では、第１及び第２の対物レンズ２４、３０を、それらの第１の合成重心位置Ｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）がレンズホルダー２５の第２の合成重心位置Ｑ（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ）に合わさるように配置・保持するので、第１及び第２の対物レンズ２４、３０の両者の重量に差異があったとしても、レンズホルダー２５の重心バランスを維持することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の全体構成を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、レンズホルダーの直線ａ−ａ’の断面図である。 第１の対物レンズと立上ミラーの位置関係と、第２の対物レンズと立上ミラーとの位置関係と、を模式的に示した図である。 第１及び第２の対物レンズの合成重心位置を説明するための図である。 レンズホルダーの合成重心位置を説明するための図である。 レンズホルダーへの第１及び第２の対物レンズの配置方を説明するための図である。 その他の実施形態に係るレンズホルダーへの第１及び第２の対物レンズの配置方を説明するための図である。 レンズホルダーへのＣＤ用／ＤＶＤ媒体用対物レンズの配置方を説明するための図である。

符号の説明

２ 青紫色半導体レーザー
３、１０、１４ 回折格子
４ ビームスプリッタ
５、１６ コリメータレンズ
６ ビームエキスパンダー
７、１７ 立上ミラー
８ 対物レンズ駆動装置
９ 赤色半導体レーザー
１１ ダイクロイックプリズム
１２ 赤外半導体レーザー
１３ カップリングレンズ
１５ 平板ビームスプリッタ
１８、２０ センサーレンズ
１９、２１ 光検出器
２４、６５ 第１の対物レンズ
３０、６０ 第２の対物レンズ
２５、５００、５１０ レンズホルダー
２６Ａ〜２６Ｆ ワイヤー
２７ ワイヤー保持部材
４０ａ、４０ｂ フォーカシング用コイル
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ トラッキング用コイル
５０ ＢＤ媒体
５２ ＣＤ媒体
５４ ＤＶＤ媒体
１００ 光ピックアップ装置
５０１、５１１ バランサ
Ｐ 第１の合成重心位置
Ｑ 第２の合成重心位置

Claims (9)

1. 複数の対物レンズと、
   前記複数の対物レンズを保持するレンズホルダーと、
   当該レンズホルダー自身を磁気作用によって駆動させるための駆動コイルと、
   当該レンズホルダー自身を弾性支持するためのワイヤーを保持するワイヤー保持部材と、
   を備えた可動部を有する対物レンズ駆動装置において、
   前記複数の対物レンズの重量は相違し、
   前記複数の対物レンズに関する第１の合成重心位置を、前記複数の対物レンズを除いた前記可動部に関する第２の合成重心位置へと合わせて、前記複数の対物レンズを配置して保持すること、
   を特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 前記第１の合成重心位置は、前記複数の対物レンズそれぞれを質点とみなした上で当該質点の加重平均位置として求めること、
   を特徴とする請求項１に記載の対物レンズ駆動装置。
3. 前記第２の合成重心位置は、前記レンズホルダー並びに前記駆動コイル及び前記ワイヤー保持部材それぞれを質点とみなした上で当該質点の加重平均位置として求めること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ駆動装置。
4. 前記複数の対物レンズは、それぞれ異なる光ディスク規格に準拠した光ディスク媒体の情報面にレーザー光を集光させるために設けられる対物レンズであること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置。
5. 前記複数の対物レンズは、ガラスレンズとプラスチックレンズが混在して構成されるこ
   と、
   を特徴とする請求項４に記載の対物レンズ駆動装置。
6. 前記ガラスレンズは、第１の光ディスク規格に準拠した光ディスク媒体の情報面に当該第１の光ディスク規格に準拠した第１のレーザー光を集光させる対物レンズであり、
   前記プラスチックレンズは、第２の光ディスク規格に準拠した光ディスク媒体の情報面に当該第２の光ディスク規格に準拠した第２のレーザー光を集光させる対物レンズであること、
   を特徴とする請求項５に記載の対物レンズ駆動装置。
7. 前記複数の対物レンズを、当該複数の対物レンズそれぞれの光軸が互いに平行となり、且つ、前記光ディスク媒体の径方向に対して平行となるべく、前記レンズホルダーに配置して保持すること、
   を特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置。
8. 前記複数の対物レンズを、当該複数の対物レンズそれぞれの光軸が互いに平行となり、且つ、前記光ディスク媒体の情報面に形成された情報トラックの接線方向に対して平行となるべく、前記レンズホルダーに配置して保持すること、
   を特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置を具備したこと、
   を特徴とする光ピックアップ装置。