JP4686585B2 - 対物レンズ駆動装置および光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに光を照射して情報の再生および記録を行う光ピックアップに係わり、光ディスクと対物レンズの接触を防止するためのレンズプロテクタを搭載した対物レンズ駆動装置およびこれを備えた光ピックアップに関する。

近年、光ディスク装置においては高密度化によるデータ転送レートの高速化が進んでいる。光ピックアップは光ディスク装置のデータ記録および再生を行う重要部品の１つである。

光ピックアップの構成の中で光ディスク上の記録面にレーザ光を集光する対物レンズをフォーカシング方向（光ディスク面に接近／離遠する方向）とトラッキング方向（光ディスクの半径方向）とラジアルチルト方向（光ディスク半径方向に傾く）に駆動する装置が対物レンズ駆動装置である。光ディスク装置の高密度化のため、レーザ光の短波長化が進んでおり、これに伴って光ディスクと対物レンズ間の焦点距離は狭小化している。そのため、フォーカシング方向への対物レンズ駆動時に、光ディスクと対物レンズとが空隙を保てず接触するという事態に陥り、光ディスク装置の性能に影響を及ぼす場合がある。

特許文献１に記載されている従来技術によれば、対物レンズを搭載した可動部上に対物レンズのトラッキング方向側面にレンズプロテクタを搭載し、さらに可動部を保護する保護カバーにディスクプロテクタを搭載して光ディスクの傷対策、及びレンズの傷対策を行っている。

さらに特許文献２に記載されている従来技術によれば、対物レンズを搭載した可動部上に対物レンズのトラッキング方向側面に塗布によるレンズプロテクタを搭載し、さらに硬度と高さの異なる一対のレンズプロテクタを光ディスクの回転方向かつ前述のレンズプロテクタ近傍に搭載して、光ディスクの傷対策を行っている。

特開２００５−２５１２４６号公報 特開２００８−５２８１２号公報

上記従来技術の通り、対物レンズ取り付け部材に設けられた接着材による凸部は、光ディスクと対物レンズの接触を防止する役割を果たしている。

Ｂｌｕ−Ｒａｙ等の高密度光ディスク及びこれまでのＣＤやＤＶＤの互換性を持った対物レンズ駆動装置の場合、高ＮＡの対物レンズを用いる必要があるがレンズの光利用等の問題から対物レンズを２つ搭載しなければならない。さらに対物レンズ駆動装置の駆動効率を向上させるために対物レンズを軽量，小型化しなければならない課題がある。これによって、高ＮＡ化がもたらした光ディスクと対物レンズの短くなった焦点距離はさらに狭小化することとなる。

トラッキング方向に２つ以上並んだ対物レンズが対物レンズ駆動装置の可動部に存在する場合、対物レンズがラジアルチルト方向に傾いた時に可動部内では光ディスクに接近する対物レンズと離縁する対物レンズが発生する。離縁する対物レンズが動作中の場合、焦点距離あるいはレンズプロテクタの高さによっては、その対物レンズ横に設置したレンズプロテクタと光ディスクが接触しなければ、動作している対物レンズの焦点距離に設定できない場合がある。この場合レンズプロテクタの高さを対物レンズと略同一高さとすることで解決できるが、レンズプロテクタは光ディスクに接触するたびに磨耗するので、信頼性が著しく悪くなってしまう問題がある。

従来技術では対物レンズが１つの場合では対物レンズがいかなる姿勢であっても光ディスクの最近傍部材はレンズプロテクタであり、対物レンズは保護される。また、対物レンズも小型化する必要性がないため、高ＮＡ化のみによる焦点距離の狭小化である。このように小型化され２つの対物レンズが搭載された対物レンズ駆動装置では、対物レンズと焦点距離の高さ関係を考慮する必要性が生じる。

したがって、トラッキング方向に２つ以上並んだ対物レンズが対物レンズ駆動装置の可動部において光ディスクに対物レンズが接することなく、適切な空隙を保ちながらも信頼性を保つレンズプロテクタ配置と高さ制御を行うことが必要となる。

本発明の目的は、焦点距離を維持しつつ対物レンズのフォーカシング方向への稼動範囲を確保することが可能なレンズプロテクタを搭載した対物レンズ駆動装置および光ピックアップの提供することにある。

上記目的は、光ディスクに光を集光する２つの対物レンズと、前記２つの対物レンズをトラッキング方向に並べて保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズ保持部材に前記光ディスクと前記２つの対物レンズの接触を防止する第一，第二，第三のレンズプロテクタを備える対物レンズ駆動装置において、前記第一と第二のレンズプロテクタは、前記２つの対物レンズ端部より前記対物レンズ保持部材のトラッキング方向両端部側にそれぞれ設けられ、前記第三のレンズプロテクタは、前記２つの対物レンズの間に設けられており、前記第三のレンズプロテクタの高さは、前記第一と第二のレンズプロテクタよりも前記光ディスクに近接していることにより達成される。

また上記目的は、光ディスクに光を集光するための２つの対物レンズと、対物レンズを有する対物レンズ保持部材と、光ディスクと前記対物レンズの接触を防止するレンズプロテクタを兼備する対物レンズ駆動装置において、前記対物レンズ間および前記対物レンズ保持部材のトラッキング方向における対物レンズ保持部材の端部に設けたレンズプロテクタにおいて、前記レンズプロテクタを４箇所に設け、前記対物レンズ保持部材のトラッキング方向両端部に第一と第二のレンズプロテクタを設け、前記２つの対物レンズの間に光ディスクの接線方向に第三と第四のレンズプロテクタを前記第一と第二のレンズプロテクタより光ディスクに近接するように設けたことにより達成される。

本発明によれば、対物レンズが傾いた場合に起こる光ディスクと対物レンズとの接触を回避するとともに、光ディスクが対物レンズに直近しても十分な間隙を確保することに有効である。ひいては光ディスクの記録および再生の精度の向上につながり、より信頼性を高めた対物レンズ駆動装置および光ピックアップを提供できる。

以下、本発明の詳細を図にしたがって説明する。

本発明における第１の実施例を図１，図２，図３，図４および図５を用いて説明する。
図１は本実施例の光ピックアップに係る対物レンズ駆動装置を示す斜視図である。
図２はそのＡ視図である。
図３は光ピックアップの光学部品の構成を示す概略図である。
図４は本発明における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
図５は本発明における対物レンズを含む可動部が光ディスクに対して傾いたときを示す図である。

本実施例の特徴は、レンズプロテクタ３ａ，３ｂ，３ｃを対物レンズ１ａ，１ｂの中間と対物レンズ保持部材のトラッキング方向両端部に設け、レンズ１ａ，１ｂ間に設けたレンズプロテクタ３ｃは、対物レンズ保持部材２のトラッキング方向両端部に設けたレンズプロテクタ３ａ，３ｂよりも、光ディスク１３に近接した高さを有した対物レンズ駆動装置１００としたことである。

本実施例の構成を図１および図２を用いて説明する。可動部８は弾性支持部材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆを介して弾性支持部材固定部７に固定されている。可動部は対物レンズ保持部材２，対物レンズ１ａ，１ｂ，レンズプロテクタ３ａ，３ｂ，３ｃ，フォーカスコイル４，トラッキングコイル５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより構成されている。対物レンズ１ａ，１ｂはトラッキング方向に並べて配置されている。

対物レンズ１ａ，１ｂ近辺にはレンズプロテクタ３ａ，３ｂ，３ｃが備えられている。レンズプロテクタ３ａおよび３ｂは、対物レンズ１ａ，１ｂの高さより若干光ディスク１３に近接した高さを有し、レンズプロテクタ３ｃは光ディスクから離縁している。また、レンズプロテクタ３ｂはレンズプロテクタ３ａよりも光ディスク１３に近接している。すなわち各レンズプロテクタの高低差ｈ１，ｈ２は、ｈ２よりｈ１が大きくなるように高さを設定する。また、可動部８には駆動コイルであるフォーカスコイル４およびトラッキングコイル５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが取り付けられており、図示していない永久磁石との電磁気作用により可動部８が駆動される。

次に光ピックアップ１１の構成について図３を用いて説明する。この図は対物レンズ１ａを用いた光学部品の構成を示したものである。光ピックアップ１１はその構成部品であり、光源２２から出射される光ビームを光ディスク１３に照射し、光ディスク１３に記録されている情報の読み書きを行うものである。光ピックアップ１１は、半導体から成る光源２２，平行光に変換するコリメートレンズ２３，光ディスク１３の反射光を光検出器２７へと導くビームスプリッタ２４，光ビームを光ディスク１３の記録面に向けて反射する立ち上げミラー２５，光ビームを光ディスク１３の記録面に集光する対物レンズ１ａ，光ディスク１３からの反射光を電気信号に変換し信号処理部に出力する光検出器２７を備えている。

次に光ディスク装置１２の構成について図４を用いて説明する。光ディスク１３を回転させるスピンドルモータ１４，光ピックアップ１１，光ピックアップ１１を光ディスク１３の半径方向に移動させる送り機構および、それらを制御するコントローラ１５等を備えている。コントローラ１５は、回転制御回路１６と送り制御回路１７が接続されている。

回転制御回路１６はコントローラ１５を介しスピンドルモータ１４に接続され、光ディスク装置１２の回転制御を行う。また、送り制御回路１７は光ピックアップ１１を光ディスク１３の半径方向に移動させる。光ピックアップ１１で検出された信号１８は、サーボ信号検出回路１９と再生信号検出回路２０に送られる。サーボ信号検出回路１９によりフォーカスエラー信号やトラックエラー信号が生成され、エラー信号が極小となるように対物レンズ１ａ、１ｂはフォーカシング方向とトラッキング方向の位置制御が行われる。

本実施例の対物レンズ駆動装置１００を含む光ピックアップ１１の動作について説明する。ユーザは光ディスク１３を光ディスク装置１２に装填する。この後、光ディスク１３は回転が開始され、ピックアップが焦点を合わせるフォーカシング引込動作を行う。その後、光ピックアップ１１は光ディスク１３のトラックに追従させるべく、トラッキング引込動作を行う。

このようにして記録あるいは再生準備された光ディスク１３は、ＰＣからの光ディスク装置１２を介した信号によって、記録および再生が行われる。これら一連の動作の中で、対物レンズ１ａ，１ｂは光ディスク１３に常に平行になっていなければならないため、光ディスク１３が変形、特に傘型に変形していた場合、対物レンズ駆動装置１００内の可動部８は外周側に行くほど、光ディスク１３の反りに沿って傾ける必要がある。しかしながら、対物レンズ１ａ，１ｂに作用する衝撃などの外力により、光ディスク１３と対物レンズ１ａ，１ｂとの平行を保てなくなる場合がある。

例えば、ラジアル方向に対物レンズ１ａが傾いた場合、図５に示すように光ディスク１３側に近いレンズプロテクタ３ｂは、光ディスク１３に接触したとしても光ディスク１３と対物レンズ３ｂとの距離、すなわち焦点距離保持に対して悪影響を及ぼすことがない。その結果、サーボ制御の安定化が図れ、ひいては光ディスク１３の安定的な記録再生ができる。

以上、本実施例によれば対物レンズにラジアル方向への傾きが生じても、光ディスクと対物レンズとの接触を回避しつつ、対物レンズの可動範囲を妨げることのない対物レンズ駆動装置を得ることができる。

第２の実施例について図６及び図７を用いて説明する。図６は本発明の可動部の平面図である。図７は本発明の可動部による実施の形態を示した平面図である。本実施例の特徴は、レンズプロテクタ３ａ，３ｂ，３ｃを対物レンズ保持部材の３箇所に設けることである。

レンズプロテクタ３ａ，３ｂを設ける位置は、対物レンズ１ａ，１ｂ端部と対物レンズ保持部材２の端部間ｓ１，ｓ２に設けることが望ましい。また、対物レンズ１ａ左端と対物レンズ１ｂ右端に接する光ディスク周方向に水平な線に対して、その線に接するようにレンズプロテクタ３ａ，３ｂを並べても良い。これは、光ディスク内周側の対物レンズ１ａまたは１ｂより内周側，外周側の対物レンズ１ｂ，１ａより外周側にレンズプロテクタが存在するということである。

以上の構成により、対物レンズ１ａ，１ｂが光ディスクに対してラジアル方向に傾きが生じても、レンズプロテクタ３ａ，３ｂは対物レンズ１ａ，１ｂよりも高いため、光ディスク１３に接触することがない。

以上、本実施例によれば光ディスに対してラジアル方向に対物レンズが傾いた場合に、対物レンズの焦点距離を保ちつつ対物レンズの可動範囲を確保した対物レンズ駆動装置を得ることができる。

第３の実施例について図８および図９を用いて説明する。図８は本実施例の光ピックアップに係る対物レンズ駆動装置を示す斜視図であり、図９はその正面図である。本実施例の特徴は、レンズプロテクタ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを４箇所に設け、対物レンズ保持部材２のトラッキング方向両端部に第１と第２のレンズプロテクタ３ａ，３ｂを設け、２つの対物レンズ１ａ，１ｂ間に光ディスク１３の接線方向に第３と第４のレンズプロテクタ３ｃ，３ｄを前記第１と第２のレンズプロテクタ３ａ，３ｂより光ディスク１３に近接するように設けることである。

対物レンズ１ａの中心とレンズプロテクタ３ｃおよびレンズプロテクタ３ｄからの距離ｌ１，ｌ２は、ともに等距離とする。対物レンズ駆動装置１００の実駆動時には、可動部８に搭載されるトラッキングコイル５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの発熱により、対物レンズ１ａは不均等な加熱が行われるため熱による変形形状も不均等となる。そのため対物レンズ１ａ，１ｂの光学収差が発生し光学特性が悪化する。しかし、本実施例のようにレンズプロテクタ３ｃと周方向に対して対称となる位置にレンズプロテクタ３ｄを加えることで、レンズプロテクタ３ｃ，３ｄは放熱部位として機能する。

その結果、対物レンズ１ａのトラッキングコイル５ａ側とトラッキングコイル５ｃ側の温度分布が等しくなり、レンズ熱変形はレンズ中心に対して点対称に近い変形をするため、光学収差発生を抑制できる。これにより、対物レンズ１ａ，１ｂの光学特性の悪化を抑制することが可能となる。

以上、本実施例によれば、対物レンズのコイルによる熱変形は収差に悪影響を与えないので高信頼性の対物レンズ駆動装置を得ることができる。

第４の実施例について図１０を用いて説明する。
図１０は本実施例の光ピックアップ１１に係る対物レンズ駆動装置１００を示す斜視図である。
本実施例の特徴は、実施例１から３に記載の対物レンズ駆動装置を有することを特徴とする光ピックアップである。

図１０に示すように対物レンズ駆動装置１００は、光ピックアップ１１内に設置される。図示していない発光素子から出射された光は、対物レンズ１ａ，１ｂにより光ディスク１３上に集光される。このように本発明の対物レンズ駆動装置を用いることで、高密度化に適した光ピックアップを構成することができる。

本発明に係る対物レンズ駆動装置における対物レンズ支持部材の第１実施例を示す斜視図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置における可動部の第１実施例を示すＡ視図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。 本発明に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置が光ディスクに対して傾いた時を示す図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置における可動部の第２実施例を示す平面図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置における可動部の第２実施例を示す平面図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置における対物レンズ支持部材の第３実施例を示す斜視図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置における可動部の第３実施例を示す平面図である。 本発明に係る対物レンズ駆動装置を用いた光ピックアップの第４実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ 対物レンズ
２ 対物レンズ保持部材
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ レンズプロテクタ
４ フォーカスコイル
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ トラッキングコイル
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ 弾性支持部材
７ 弾性支持部材固定部
８ 可動部
１１ 光ピックアップ
１２ 光ディスク装置
１３ 光ディスク
１４ スピンドルモータ
１５ コントローラ
１６ 回転制御回路
１７ 送り制御回路
１８ 検出信号
１９ サーボ信号検出回路
２０ 再生信号検出回路
２１ アクチュエータ駆動回路
２２ 光源
２３ コリメートレンズ
２４ ビームスプリッタ
２５ 立ち上げミラー
２６ 集光レンズ
２７ 光検出器
１００ 対物レンズ駆動装置
ｘ ディスク周方向
ｙ トラッキング方向
ｚ フォーカス方向
ｈ１，ｈ２ 高さ
ｓ１，ｓ２ 対物レンズ端部と対物レンズ保持部材端部間
ｌ１，ｌ２ 対物レンズ中心からレンズプロテクタまでの距離

Claims (3)

1. 光ディスクに光を集光する２つの対物レンズと、前記２つの対物レンズをトラッキング方向に並べて保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズ保持部材に前記光ディスクと前記２つの対物レンズの接触を防止する第一，第二，第三のレンズプロテクタを備える対物レンズ駆動装置において、
   前記第一と第二のレンズプロテクタは、前記２つの対物レンズ端部より前記対物レンズ保持部材のトラッキング方向両端部側にそれぞれ設けられ、
   前記第三のレンズプロテクタは、前記２つの対物レンズの間に設けられており、前記第三のレンズプロテクタの高さは、前記第一と第二のレンズプロテクタよりも前記光ディスクに近接していることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. 請求項１において、
   前記第三のレンズプロテクタは、前記２つの対物レンズの間に設けられた２つのレンズプロテクタを備えることを特徴とする対物レンズ駆動装置。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置を有することを特徴とする光ピックアップ。

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