JP5374544B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を読み出し、または光ディスクに情報を記録する光ピックアップに関する。

光ディスク装置の光ピックアップに備えられる一般的な対物レンズ駆動手段は、対物レンズを搭載したレンズホルダと、レンズホルダに取り付けられたフォーカシングコイルとトラッキングコイルおよびチルトコイルと、これらを含む可動部を支持する支持部材と、ヨークおよびマグネットとから構成されている。

フォーカシングコイルに駆動電流を印加すると、マグネットからの磁束との作用によって生じる電磁力により、可動部が光ディスク面に接近または離遠する方向であるフォーカシング方向に駆動される。同様にトラッキングコイルに駆動電流を印加すると、マグネットからの磁束との作用によって生じる電磁力により、可動部が光ディスクの半径方向であるトラッキング方向に駆動される。また、チルトコイルに駆動電流を印加すると、マグネットからの磁束との作用によって生じる電磁力により、可動部が光ディスクの接線方向を回転軸としたラジアルチルト方向に回転駆動される。

このような対物レンズ駆動手段の従来例として、例えば特開２０１０−４００６７号公報（特許文献１）がある。この特許文献１では、レンズホルダをラジアルチルト方向に回転駆動する略矩形筒形状の一対のチルトコイルを備える構成が記載されている。

特開２０１０−４００６７号公報（請求項１、図５）

光ディスク装置を搭載するパーソナルコンピュータ等の情報機器は小型、薄型化が進んでいるため、光ディスク装置および光ピックアップは薄型化が求められている。また、長時間携行して使用できるように消費電力の低減も求められている。

対物レンズ駆動手段において消費電力を低減するためには、フォーカシングコイル、トラッキングコイル、チルトコイルへの印加電流当たりの各コイルで発生する駆動力を大きくすることが必要である。

これに対して上記特許文献１では、チルトコイルが略矩形筒形状に構成されただけであり、チルトコイルで発生する駆動力を大きくするという点に関して十分に考慮されているわけではなかった。

本発明の目的は、対物レンズ駆動手段のチルトコイルで発生する駆動力を増大しつつ、対物レンズ駆動手段の薄型化を実現することで、薄型で低消費電力な光ピックアップを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対物レンズと、この対物レンズを取り付けたレンズホルダと、このレンズホルダに取り付けられたフォーカシングコイルとトラッキングコイルとチルトコイルと、前記対物レンズの光軸方向に光を反射させる立ち上げミラーとを備えた光ピックアップにおいて、前記チルトコイルの形状を前記立ち上げミラーの前記対物レンズに近い側を避ける形状としたことにより達成される。

また上記目的は、前記チルトコイルは前記立ち上げミラーの前記対物レンズに近い端部側のコイル線部を第一コイル線部、もう一方を第二コイル線部とするとともに、前記第二コイル線部の長さは前記第一コイル線部の長さよりも長することが好ましい。

また上記目的は、前記チルトコイルの形状を台形形状とすることが好ましい。

また上記目的は、前記第一コイル線部は前記対物レンズの光軸方向から見て前記立ち上げミラーから離れ位置であり、前記第二コイル線部は前記対物レンズの光軸に近い側の一部が前記立ち上げミラーと重なる位置に備えることが好ましい。

また上記目的は、前記第一コイル線部は前記レンズホルダがフォーカシング方向の最も下側に動作した時に前記光ディスク接線方向から見て前記立ち上げミラーからから離れており、前記第二コイル線部の前記対物レンズの光軸に近い一部は前記立ち上げミラーと重なる位置に備えることが好ましい。

また上記目的は、前記チルトコイルは前記対物レンズの光軸に対して前記光ディスクの半径方向における外周側に１個備えられることが好ましい。

また上記目的は、前記チルトコイルは前記光ディスクの半径方向における外周側と内周側に２個備えられ、前記外周側のチルトコイルの巻数は前記内周側のチルトコイルの巻数よりも多いことが好ましい。

本発明によれば、対物レンズ駆動手段のチルトコイルで発生する駆動力を増大しつつ、対物レンズ駆動手段の薄型化を実現することで、薄型で低消費電力な光ピックアップを提供できる。

本発明の一実施例に係る光ピックアップ及び対物レンズ駆動手段の斜視図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の下面図である。 本発明の一実施例に係る光ピックアップの斜視図である。 本発明の一実施例に係るチルトコイルと立ち上げミラーの位置関係を示す図である。 本発明に一実施例に係る可動部と立ち上げミラーの位置関係を示す図である。 従来例におけるチルトコイルと立ち上げミラーの位置関係を示す図である。 従来例における可動部と立ち上げミラーの位置関係を示す図である。 本発明の効果を説明する図である。 光ディスクの反りに対する本発明の効果を示す図である。 本発明の他の実施例に係る光ピックアップ及び対物レンズ駆動手段の斜視図である。 本発明の他の実施例に係るチルトコイルの構成を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明に係わる光ピックアップについて以下に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る光ピックアップ及び対物レンズ駆動手段であって、下から仰ぎ見た状態の斜視図である。
図２は図１に示した対物レンズ駆動手段の下面図である。
図３は本発明の一実施例に係る光ピックアップの斜視図である。

図１，図２，図３において、図中ｚ方向は対物レンズ１の光軸方向であり、対物レンズ１を図示していない光ディスクに接近または離遠させるフォーカシング方向である。このフォーカシング方向において、光ディスクに近い側を上、光ディスクから遠い側を下とする。ｙ方向は光ディスクの半径方向であり、対物レンズ１を光ディスクのトラックに対して位置決めを行うトラッキング方向である。ｘ方向はｙ方向とｚ方向の双方に直交する方向であり、光ディスクの接線方向である。θ方向はｘ軸を中心とした回転方向であり、光ディスクの半径方向への傾きを表すラジアルチルト方向となる。

図１に示すように、対物レンズ１はレンズホルダ２の上面に搭載されている。フォーカシングコイル３は対物レンズ１の光軸方向を巻回軸として形成され、レンズホルダ２に取り付けられている。トラッキングコイル４は光ディスクの接線方向を巻回軸として形成され、フォーカシング方向およびトラッキング方向と平行なレンズホルダ２の２つの側面に取り付けられる。チルトコイル５は対物レンズ１の光軸方向を巻回軸として形成され、レンズホルダ２の下面に取り付けられている。チルトコイル５は対物レンズ１の光軸方向に垂直な面内において光ディスクの半径方向に平行な２つのコイル線部５ａ、５ｂを有する。そして、このチルトコイル５は、対物レンズ１の光軸に対して光ディスクの半径方向の外周側に１個取り付けられる。

支持部材６は、それぞれ一端側がレンズホルダ２に固定され、他方が固定部７に固定されている。対物レンズ１とレンズホルダ２とフォーカシングコイル３とトラッキングコイル４およびチルトコイル５を含む可動部は、支持部材６により固定部７に対して変位可能に支持される。フォーカシングコイル３とトラッキングコイル４およびチルトコイル５は、支持部材６の一端と半田等により電気的に接続される。

フォーカシング方向およびトラッキング方向と平行なレンズホルダ２の２つの側面に対向するそれぞれの側において、３個ずつのマグネット１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄ、１１ｅ、１１ｆが配置され、磁性体であるヨーク９に取り付けられる。

立ち上げミラー２０はレンズホルダ２の下側に配置され、図３に示した光ピックアップ１１０に備えられたレーザ発光素子１１１からのレーザ光を対物レンズ１の光軸方向に反射させものである。光ピックアップ１１０に備えられたレーザ発光素子１１１から発せられたレーザ光は、対物レンズ１により光ディスクに集光される。集光されたレーザ光は光ディスクで反射し、レンズホルダ２上の対物レンズ１を通過し、光ピックアップ１１０に備えられた光検出器１１２に入射する。図１では、立ち上げミラー２０は図示していないが、専用の取り付け部材によって常に傾斜（略４５°）した状態に固定されている。また図１に示すように、立ち上げミラー２０はレンズホルダ２に最も接近した端部を２０ａで表し、最も離れた端部を２０ｂとして表している（以下、端部２０ａ、端部２０ｂという）。

一方図１に示したチルトコイル５は、トラッキング方向に平行な２つのコイル線部があり、立ち上げミラー２０の対物レンズ１に近い端部２０ａ側に位置している部分を第一コイル線部５ａとし、もう一方を第二コイル線部５ｂで表している。このようなチルトコイル５は第二コイル線部５ｂの長さが第一コイル線部５ａの長さよりも長くなり、外見上台形形状となっている。

ところで、本実施例ではチルトコイル５の巻き方形状を台形と表現したが、これは必ずしも台形の限定されるものではなく、四角形の一部を切り欠いた形状或いは四角形の組み合わせによるＬ字形状でも良い。その場合巻線の折り曲げ角部は当然のことながら円弧を描くことになる。つまり、チルトコイル５は立ち上げミラーの端部２０ａを避ける形状であればどのような形状でも良い。

図４は本発明の一実施例に係るチルトコイルと立ち上げミラーの位置関係を示す図である。
図４において、チルトコイル５の第一コイル線部５ａは第二コイル線部５ｂより短い分立ち上げミラー２０とトラッキング方向に距離Ｌだけ位置が離れている。これに対してチルトコイル５の第二コイル線部５ｂの対物レンズ１の光軸に近い側の一部は立ち上げミラー２０と重なる位置に配置されている。つまり、傾斜して取り付けられた立ち上げミラー２０の対物レンズ１に近い側の端部２０ａの近傍に第一コイル端部５ａを位置させ、立ち上げミラー２０の対物レンズ１から遠い側の端部２０ｂ側に形成される大きな空間に入り込むように第二コイル端部５ｂを位置させているので、第二コイル端部５ｂをその分長くできる。

図５は本発明に一実施例に係る可動部と立ち上げミラーの位置関係を示す図である。
図５において、図５（ａ）は対物レンズ駆動手段５０を固定部７側から見た図であり、図５（ｂ）は対物レンズ駆動手段５０を反固定部７側から見た図である。

図５（ａ）に示すように、チルトコイル５の第一コイル線部５ａは立ち上げミラー２０とトラッキング方向に距離Ｌだけ離れた位置にある。また、図５（ｂ）に示すように、チルトコイル５の第二コイル線部５ｂの対物レンズ１の光軸に近い側の一部は立ち上げミラー２０と重なる位置に配置されている。

対物レンズ駆動手段５０の可動部が動作した時に、対物レンズ駆動手段５０の可動部と立ち上げミラー２０が接触しないように、対物レンズ駆動手段５０の可動部と立ち上げミラー２０は離しておく必要がある。立ち上げミラー２０は略４５°の傾斜面となった状態で固定されている。そのため、対物レンズ駆動手段５０の可動部と立ち上げミラー２０の接触を考慮するべき箇所は、立ち上げミラー２０の対物レンズ１に近い側の端部２０ａの近傍である。

立ち上げミラー２０の対物レンズ１から遠い側の端部２０ｂ側では、対物レンズ駆動手段５０の可動部がフォーカシング方向の最も下側に動作した時に、対物レンズ駆動手段５０の可動部が立ち上げミラー２０と接触しない範囲であれば、立ち上げミラー２０が傾斜している空間に対物レンズ駆動手段５０の可動部を部分的に配置することができる。

このように本発明では、対物レンズ駆動手段５０の可動部がフォーカシング方向の最も下側に動作した場合に、チルトコイル５の第一コイル線部５ａ側は立ち上げミラー２０と離れた位置に配置することで、対物レンズ駆動手段５０の可動部と立ち上げミラー２０の接触を避けることができる。したがって、チルトコイル５の第二コイル線部５ｂを立ち上げミラー２０側に長く伸ばすことが可能となるため、チルトコイルを1個にしても十分な駆動力を得ることができる。

このような対物レンズ駆動手段５０において、フォーカシングコイル３に電流を流すとマグネット１１ａ〜１１ｆとの電磁作用によりフォーカシング方向の駆動力が発生し、可動部がフォーカシング方向に動作する。また、トラッキングコイル４に電流を流すとマグネット１１ａ〜１１ｆとの電磁作用によりトラッキング方向の駆動力が発生し、可動部がトラッキング方向に動作する。また、チルトコイル５に駆動電流を流すとマグネット１１ｃ、１１ｆとの電磁作用によりチルトコイル５で駆動力が発生し、可動部がラジアルチルト方向に動作する。

図３に示した光ピックアップ１１０に備えられたレーザ発光素子１１１から発せられたレーザ光は、対物レンズ１により光ディスクに集光される。集光されたレーザ光は光ディスクで反射し、対物レンズ１を通過し、光ピックアップ１１０に備えられた光検出器１１２に入射する。光検出器１１２で得られた信号からサーボ信号が検出され、そのサーボ信号に基づいて対物レンズ駆動手段５０のフォーカシングコイル３およびトラッキングコイル４に駆動信号を入力し、対物レンズ１の位置決め制御が行われる。また、チルトコイル５に駆動信号を入力し対物レンズ１をラジアルチルト方向に駆動することで、対物レンズ１と光ディスクの相対傾きの制御が行われる。また、光検出器１１２で得られた信号から再生信号が検出され、光ディスクの情報が再生される。

このように構成された本発明の実施例による効果について、図6、図７に示した従来構造を説明しながら説明する。
本発明のチルトコイル５において、ラジアルチルト方向の駆動力が発生するのは、マグネット１１ｆ、１１ｃに対向した第一コイル線部５ａと第二コイル線部５ｂである。

図６、図７は従来の対物レンズ駆動手段におけるチルトコイル６５と立ち上げミラー２０の位置関係を示す図である。
図６は従来の対物レンズ駆動手段におけるチルトコイル６５と立ち上げミラー２０の位置関係を対物レンズの光軸方向の上方から見た図である。
図７は従来の対物レンズ駆動手段において、可動部がフォーカシング方向の最も下側に動作した時の、可動部と立ち上げミラー２０の位置関係を光ディスクの接線方向から見た図である。

図６に示すように、従来の対物レンズ駆動手段では、2個設置されたチルトコイル６５の形状は長方形であり、立ち上げミラー２０を挟んでトラッキング方向の内周側と外周側に２個配置される。可動部が動作した時にチルトコイル６５と立ち上げミラー２０が接触しないように、チルトコイル６５は図７に示すように立ち上げミラー２０から離れた位置に配置されている。

ここで、チルトコイル６５の形状は長方形なので、対物レンズの光軸方向および光ディスクの接線方向のいずれから見ても、チルトコイル６５は立ち上げミラー２０と離れた位置にある。チルトコイル６５において、ラジアルチルト方向の駆動力が発生するのは、トラッキング方向に平行なコイル線部である６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄである。

コイルへの印加電流に対してコイルで発生する駆動力は、コイルに作用する磁束密度を一定とするとコイルの長さに比例する。したがって、コイルで発生する駆動力を大きくするためには、コイルの長さを大きくすることが有効である。

図４に示した本発明のチルトコイル５と図６に示した従来のチルトコイル６５を比較すると、本発明のチルトコイル５の第一コイル線部５ａと従来のチルトコイル６５の各コイル線部６５ａ〜６５ｄの長さは同程度である。

一方、本発明のチルトコイル５の第二コイル線部５ｂは第一コイル線部５ａよりも長いので、本発明のチルトコイル５の第二コイル線部５ｂは、従来のチルトコイル６５の各コイル線部６５ａ〜６５ｄよりも長い。

したがって、コイル１巻当たりのラジアルチルト方向の駆動力を発生するコイル線部の長さは、本発明のチルトコイル５の方が従来のチルトコイル６５よりも大きくなる。本発明のチルトコイル５の巻数と従来のチルトコイル６５の総巻数が同じであれば、本発明のチルトコイル５で発生する駆動力は従来のチルトコイル６５で発生する駆動力よりも大きくなる。

次に、光ディスクの接線方向から見て、チルトコイル５の第二コイル線部５ｂの対物レンズ１の光軸に近い側の一部が立ち上げミラー２０と重なる位置に配置されていることで、光ピックアップ１１０の薄型化が可能となることを図８を使って説明する。

図８は、光ディスクの接線方向から見て、対物レンズ駆動手段５０の可動部がフォーカシング方向の最も下側に動作した時に、チルトコイル５を立ち上げミラー２０からフォーカシング方向に離れた位置に配置した場合を示す図である。
図５と図８とを比較すると、図８では長方形のチルトコイル５を単に大きくしただけではレンズホルダ２と立ち上げミラー２０との間にチルトコイル５が入り込んでしまうため、その分光ピックアップ１１０が厚くなってしまう。これに対し、図５に示すように光ディスクの接線方向から見て、チルトコイル５を立ち上げミラー２０と重なる位置に配置することで、チルトコイル５のフォーカシング方向の厚みｔだけ光ピックアップ１１０の高さを薄くすることができることが分かる。

次に、チルトコイル５を光ディスクの半径方向の外周側に１個備えることにより、光ディスクの反りに対して対物レンズ１の傾きを制御する時に、光ディスクの反りの方向と対物レンズ１のフォーカシング動作方向を合わせることができることについて説明する。

図９は光ディスク１０１の反りと対物レンズ１の動作を示す図であり、図９（ｂ）は光ディスク１０１に反りが無い場合で、対物レンズ１は基準位置にあることを示す図である。

図９（ａ）のように光ディスク１０１が上側に反っている場合は、光ディスク１０１の反りに対応して対物レンズ１を光ディスク１０１の内周側に傾かせることで光ディスク１０１と対物レンズ１の相対傾きの制御を行う。また、上側に反っている光ディスク１０１に対物レンズ１の焦点を合わせるために、対物レンズ１をフォーカシング方向の上側に動作させる必要がある。

本発明では、対物レンズ１の光軸に対して光ディスク１０１の外周側に備えたチルトコイル５でフォーカシング方向の上向きの駆動力を発生させれば、支持部材６の支持中心回りの回転モーメントにより対物レンズ１を光ディスク１０１の内周側に傾かせることができる。この時、チルトコイル５で発生するフォーカシング方向の上向きの駆動力により、対物レンズ１はフォーカシング方向の上側に動作する。

逆に図９（ｃ）のように、光ディスク１０１が下側に反っている場合は、光ディスク１０１の反りに対応して対物レンズ１を光ディスク１０１の外周側に傾かせることで光ディスク１０１と対物レンズ１の相対傾きの制御を行う。また、下側に反っている光ディスク１０１に対物レンズ１の焦点を合わせるために、対物レンズ１をフォーカシング方向の下側に動作させる必要がある。

本発明では、対物レンズ１の光軸に対して光ディスク１０１の外周側に備えたチルトコイル５でフォーカシング方向の下向きの駆動力を発生させれば、支持部材６の支持中心回りの回転モーメントにより対物レンズ１を光ディスク１０１の外周側に傾かせることができる。この時、チルトコイル５で発生するフォーカシング方向の下向きの駆動力により、対物レンズ１はフォーカシング方向の下側に動作する。

本発明とは反対に、チルトコイルを光ディスクの半径方向の内周側に１個備えた場合は、対物レンズを傾かせた時に、光ディスクの反りと反対のフォーカシング方向に動作することになる。このフォーカシング方向の位置を補正するために、フォーカシングコイルに余分な電流を加える必要があり、消費電力が増加する。

したがって、本発明のチルトコイル５を光ディスクの半径方向の外周側に１個備える構成により、ラジアルチルト動作を行う場合の対物レンズ駆動手段５０の消費電力を低減することができる。

以上から、本発明によれば、薄型で低消費電力な光ピックアップを提供することができる。

次に、本発明の他の実施例を図１０、図１１に示す。
図１０は本発明の他の実施例に係る光ピックアップ及び対物レンズ駆動手段の斜視図である。
図１１は本発明の他の実施例のチルトコイルの構成を示す図である。

図１０、図１１において、本実施例では、チルトコイル５５ａ、５５ｂで示すようにレンズホルダ２の下面における光ディスクの半径方向の外周側と内周側に２個配置したものである。そして、外周側のチルトコイル５５ａのフォーカシング方向の厚さｔａが内周側のチルトコイル５５ｂのフォーカシング方向の厚さｔｂよりも厚く、外周側のチルトコイル５５ａの巻数が内周側のチルトコイル５５ｂの巻数よりも多い構成となっている。その他の構成は実施例１と同じである。

このように構成することで、光ディスクの反りに対する対物レンズ駆動手段の動作方向を合わせる効果は実施例１よりは低下するものの、トラッキング方向の可動部の質量バランスを、可動部の幾何中心に合わせやすくなる効果が有る。したがって、可動部の質量バランスのずれに起因した振動を低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、チルトコイルの２つのコイル線部のうち、立ち上げミラーの対物レンズに近い端部側のコイル線部を第一コイル線部とし、もう一方を第二コイル線部として、第二コイル線部の長さが第一コイル線部の長さよりも長い台形形状とすることで、チルトコイルで発生する駆動力を大きくすることができる。

また、対物レンズの光軸方向から見て、第一コイル線部が立ち上げミラーと離れており、第二コイル線部の一部が立ち上げミラーと重なる位置にあり、レンズホルダがフォーカシング方向の最も下側に動作した時に、光ディスクの接線方向から見て、第一コイル線部が立ち上げミラーと離れており、第二コイル線部の一部が立ち上げミラーと重なる位置にあることで、チルトコイルのフォーカシング方向の厚み分だけ光ピックアップの高さを薄くすることができる。

１…対物レンズ、２…レンズホルダ、３…フォーカシングコイル、４…トラッキングコイル、５…チルトコイル、５ａ…チルトコイルの第一コイル線部、５ｂ…チルトコイルの第二コイル線部、６…支持部材、７…固定部、９…ヨーク、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ…マグネット、２０…立ち上げミラー、２０ａ…立ち上げミラーの対物レンズに近い端部、２０ｂ…立ち上げミラーの対物レンズから遠い端部、５０…対物レンズ駆動手段、５５ａ、５５ｂ…チルトコイル、６５…従来のチルトコイル、１０１…光ディスク、１１０…光ピックアップ、１１１…レーザ発光素子、１１２…光検出器。

Claims (2)

1. 光ディスクに光を集光する対物レンズと、この対物レンズを取り付けたレンズホルダと、このレンズホルダに取り付けられたフォーカシングコイルとトラッキングコイルとチルトコイルと、前記対物レンズの光軸方向に光を反射させる立ち上げミラーとを備えた光ピックアップにおいて、
   前記チルトコイルは前記立ち上げミラーの前記対物レンズに近い端部側のコイル線部を第一コイル線部、もう一方を第二コイル線部とするとともに、
   前記第一コイル線部は前記対物レンズの光軸方向から見て前記立ち上げミラーから離れた位置であり、前記第二コイル線部は前記対物レンズの光軸に近い側の一部が前記立ち上げミラーと重なる位置に備えられていることを特徴とする光ピックアップ。
2. 光ディスクに光を集光する対物レンズと、この対物レンズを取り付けたレンズホルダと、このレンズホルダに取り付けられたフォーカシングコイルとトラッキングコイルとチルトコイルと、前記対物レンズの光軸方向に光を反射させる立ち上げミラーとを備えた光ピックアップにおいて、
   前記チルトコイルは前記立ち上げミラーの前記対物レンズに近い端部側のコイル線部を第一コイル線部、もう一方を第二コイル線部とするとともに、
   前記第一コイル線部は前記レンズホルダがフォーカシング方向の最も下側に動作した時に前記光ディスク接線方向から見て前記立ち上げミラーから離れており、前記第二コイル線部の前記対物レンズの光軸に近い一部は前記立ち上げミラーと重なる位置に備えられていることを特徴とする光ピックアップ。

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