WO2006019067A1 - 光ピックアップ・レンズ駆動装置及び方法 - Google Patents

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optical pickup
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Takehiro Matsuda
Takeshi Hamada
Katsuhiko Tanimoto
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    • G11B7/0948—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for detection and avoidance or compensation of imperfections on the carrier, e.g. dust, scratches, dropouts

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup lens driving apparatus and method.
  • optical memory technology that uses optical disks with pit-like patterns as high-density and large-capacity storage media has been used for Digital Versatile Disks (DVDs), video disks, document file disks, and data files. It has been put into practical use while expanding. In such a high-density 'large-capacity optical disc, it is necessary to correct spherical aberration in order to perform optical disc substrate thickness error correction (intra-layer error correction) and multilayer disc inter-layer thickness correction (inter-layer correction).
  • intra-layer error correction optical disc substrate thickness error correction
  • inter-layer correction multilayer disc inter-layer thickness correction
  • Patent Document 1 a method of correcting spherical aberration by moving the lens along the optical axis direction (for example, see Patent Document 1) or a method of correcting spherical aberration by generating spherical aberration with a liquid crystal element (for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 2 a method of correcting spherical aberration by generating spherical aberration with a liquid crystal element
  • the conventional optical pickup / lens driving device 1 shown in FIG. 1 is not shown!
  • An aberration correction mechanism 4 that is disposed between the light source and the objective lens 15 and corrects spherical aberration using the light as convergent light or divergent light.
  • a pair of lens groups including the positive lens 2 and the negative lens 3 are accommodated in the movable lens holder 6 and the fixed lens holder 7, respectively.
  • the negative lens 3 is housed in the fixed lens holder 7 and fixed to the optical pickup body 9, and the positive lens 2 is supported so as to be movable in the optical axis direction with respect to the fixed lens holder 7.
  • the movable lens holder 6 is accommodated.
  • the movable lens holder 6 housing the positive lens 2 is moved along the optical axis direction by a predetermined amount by the stepping motor 10 and the lead screw feed mechanism 11.
  • the conventional spherical aberration correction mechanism 21 shown in FIG. 2 is a conventional example in the case of correcting the spherical aberration only by the liquid crystal element 23.
  • the objective lens 15 and the liquid crystal element 23 for correcting spherical aberration move together.
  • both are mounted on the lens holder 26 in the same actuator 25.
  • the liquid crystal element 23 generates a large spherical aberration such as inter-layer correction
  • the center of the liquid crystal element 23 and the objective lens 15 is misaligned, the light emitted from the objective lens 15 is also subject to coma aberration. Behaves like
  • the liquid crystal element 23 is not mounted on the actuator 25 and is fixed to the pickup base 28 together with other optical components, the actuator 25 and the objective lens 15 follow the eccentricity of the optical disk. Since it shifts in the tracking direction (disk radial direction) in units of 100 m, the read / write performance of the optical disk deteriorates significantly with a double punch that impairs the ability to correct spherical aberration and deteriorates coma.
  • the objective lens 15 and the liquid crystal element 23 for correcting spherical aberration are both mounted on a lens holder 26 which is a movable part of the same actuator 25 so as to move together.
  • Patent Document 1 JP 2004-152426 A
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-57616
  • the sensitivity (lead angle) easy to correct minimizes the aberration correction amount per motor rotation.
  • the stepping motor type expander (lens driving mechanism) of the aberration correction mechanism 4 needs to be adjusted and fixed at a place (pickup base) integrated with other optical components of the optical pickup. If the size of the optical pickup is to be realized, the required size of the final optical pickup is small, and the stepping motor 10 is limited in size.
  • the motor that can be selected realistically has a limit in torque, and the focus jump Time force more than 10 times
  • the problem of inter-layer spherical aberration correction is an example.
  • the small and high-performance stepping motor 10 as described above is expensive, and a large stepping motor type expander has a problem that the power consumption of the drive increases when the heavy optical pickup becomes heavy. .
  • the optical pickup becomes heavy, there is a problem that the time for searching becomes longer.
  • the spherical aberration correction mechanism 21 using only the liquid crystal element 23 as shown in FIG. 2 is weak against the misalignment with the objective lens 15 as described above, the same actuator 25 as the objective lens 15 is used. It is necessary to adjust and fix the liquid crystal element 23 to the lens holder 26 as well.
  • a liquid crystal element 23 as an aberration correction element used in an optical pickup is sandwiched between two thin glass plates and weighs several tens of mg.
  • the sensitivity is insufficient and the high-speed speed cannot be dealt with, or the recording / reproducing ability of a bad disk is lowered.
  • the two-axis actuator for the objective lens 15 is realized by a moving coil type, it has two circuits of a focus coil and a tracking coil. It is used to energize the drive coil, and a separate connection means is required to supply power to the liquid crystal element 23.
  • the liquid crystal layer of the liquid crystal element 23 needs to be thick, so that the time required for interlayer correction becomes long as an example.
  • the invention according to claim 1 is an optical pickup lens drive comprising: a light source that emits laser light; and an actuator that includes an objective lens that focuses the laser light on a recording surface of a recording medium.
  • the apparatus further includes a first aberration correction mechanism, and an aberration correction amount force and a second aberration correction mechanism from the first aberration correction mechanism.
  • the invention according to claim 6 condenses the laser light on the recording surface of the recording medium when condensing the focal position of the laser light emitted from the light source on each of the plurality of information recording layers of the recording medium.
  • a focus moving step in which an actuator including an objective lens for moving the focus position of the laser beam to focus jump to each of the information recording layers, and a first aberration correction mechanism moves the focus of the laser light between the layers of the information recording layer
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional optical pickup lens driving device.
  • FIG. 2 is a top perspective view and a bottom perspective view of an actuator provided with a conventional spherical aberration correction mechanism.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical pickup lens driving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an upper perspective view of the first aberration correction mechanism shown in FIG.
  • FIG. 5 is a top perspective view and a bottom perspective view of the first aberration correction mechanism 34 shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a top perspective view and a bottom perspective view of the first aberration correction mechanism 34 shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a perspective view of the second aberration correction mechanism 35 shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing interlayer correction and intra-layer correction error in a dual-layer disc.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an operation of correcting an error in spherical aberration between layers and between layers by the optical pickup lens driving device shown in FIG. 3.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an operation for correcting an error of spherical convergence between layers and between layers by the optical pickup lens driving device shown in FIG. 3.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining an operation for correcting an error of spherical aberration between layers and between layers by the optical pickup / lens driving device shown in FIG. 3. ⁇
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an operation of correcting an error of spherical convergence 1-difference between layers and between layers by the optical pickup / lens driving device shown in FIG. 3.
  • An optical pickup lens driving device includes a light source that emits laser light and an actuator that includes an objective lens that focuses the laser light on a recording surface of a recording medium.
  • it further includes a first aberration correction mechanism and a second aberration correction mechanism having a smaller aberration correction amount than the first aberration correction mechanism.
  • the recording medium has a plurality of information recording layers
  • the actuator has a focus jump control means for moving the focal position of the laser beam to each of the information recording layers
  • the first aberration correction mechanism Performs correction corresponding to the interlayer thickness of the information recording layer
  • the second aberration correction mechanism performs correction corresponding to the thickness in the layer.
  • the first aberration correction mechanism includes a movable lens that is controlled to move in the optical axis direction and the movable lens.
  • a lens driving mechanism for moving the lens in accordance with the thickness of the information recording layer.
  • the lens driving mechanism force includes a movable lens holder that accommodates the movable lens and is movable in the optical axis direction, and has a stagger portion that regulates a range of movement of the movable lens holder between predetermined positions. .
  • the lens driving mechanism for correcting the interlayer thickness of the information recording surface can be smaller than a conventional stepping motor type expander or can be realized by a switching mechanism using a normal motor.
  • One aberration correction mechanism can be miniaturized, and thereby the optical pickup can be miniaturized.
  • an expensive stepping motor is not used for the lens drive mechanism in the first aberration correction mechanism, and the mechanism can be simplified, even if a liquid crystal element is introduced into the second aberration correction mechanism, it is still possible to reduce the cost. it can.
  • the second aberration correction mechanism includes a liquid crystal element that generates a spherical aberration corresponding to the inner thickness of the information recording surface.
  • the liquid crystal element in the second aberration correction mechanism since the liquid crystal element in the second aberration correction mechanism has a small amount of spherical aberration to be corrected, the coma caused by the misalignment is within an allowable range, and other optical components that do not need to be driven integrally with the objective lens. Productivity is remarkably improved because it only needs to be adjusted and fixed in the same place.
  • the optical pickup since it is not necessary to drive the objective lens and the liquid crystal element in the second aberration correction mechanism integrally with the objective lens, the optical pickup can be thinned and the optical pickup can be reduced along with the downsizing of the first convergence correction mechanism. It can be made smaller and thinner, opening up the path to slim high-density drives.
  • the interlayer thickness means the distance between the recording layers of a disc having a plurality of recording layers
  • the in-layer thickness error is a discrepancy in the in-layer thickness inherent to the disc caused by a manufacturing error, for example.
  • the thickness in the layer means the thickness of the recording layer
  • the error in the thickness in the layer means a variation in the thickness of the recording layer inherent to the disc caused by a manufacturing error as described above.
  • the optical pickup lens driving method of the present invention collects the laser beam on the recording surface of the recording medium when condensing the focal position of the laser beam emitted from the light source on each of the plurality of information recording layers of the recording medium.
  • An actuator including a light objective lens determines the focal position of the laser beam.
  • An aberration correction mechanism comprising: an intra-layer correction step for correcting the focal point of the laser beam in accordance with the inner thickness of the information recording layer.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical pickup lens driving device 31 according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are a top perspective view and a bottom oblique view of the first aberration correction mechanism 34 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of the second aberration correction mechanism 35 shown in FIG.
  • the optical pickup lens driving device 31 of the present embodiment condenses the light source (not shown) that emits the laser light and the information recording surface of the optical disc D.
  • the aberration correction mechanism 36 includes a first aberration correction mechanism 34 that performs interlayer thickness correction between the upper layer dl and the lower layer d 2 on the information recording surface of the optical disc D, and the upper layer dl and the upper layer dl on the information recording surface of the optical disc D.
  • a second aberration correction mechanism 35 that corrects an in-layer thickness error of the lower layer d2.
  • the first aberration correction mechanism 34 includes a movable lens 32 that is controlled to move in the optical axis direction with respect to the fixed lens 33, as shown in FIGS.
  • An aberration correction lens group that corrects spherical aberration by moving light into a convergent light or divergent light, and the movable lens 32 as an interlayer thickness (interlayer gap) between the upper layer dl and the lower layer d2 on the information recording surface of the optical disc D.
  • a lens driving mechanism 40 that moves correspondingly.
  • the lens driving mechanism 40 further includes a fixed-side lens holder 38 that houses the fixed lens 33 and a movable lens 32 that is movable in the optical axis direction with respect to the fixed-side lens holder 38.
  • the fixed-side lens holder 38 fixed to the pickup body includes a pair of guide shafts 39 and 39 for slidingly guiding the movable-side lens holder 42.
  • the fixed-side lens holder 38 is engaged with the body portion 41 and the engaging portion of the movable-side lens holder 42. 44 are slidably guided by guide shafts 39 and 39, respectively.
  • the both end support portions of one guide shaft 39 to which the main body portion 41 of the movable side lens holder 42 is slidably guided contacts the both end surfaces of the main body portion 41.
  • the movable side lens holder 42 has a pair of stopper portions 37 and 37 for restricting the movement range between two positions.
  • the main body 41 of the movable lens holder 42 is provided with an arm engaging portion 45 that engages with an engaging protrusion 51 that protrudes from the tip of the swing arm 52 of the motor 50.
  • the first aberration correction mechanism 34 of the present embodiment has the fixed lens 33 and the movable lens corresponding to the moving distance to the lens driving mechanism 40 that moves back and forth between two positions where the movable lens holder 42 can be mechanically stopped.
  • a set of lenses capable of generating spherical aberration is incorporated.
  • the spherical aberration generated at each position is approximately halfway between the upper layer dl and lower layer d2 to be corrected (design center) as shown in Fig. 7 (interlayer correction and intralayer correction error in a two-layer disc).
  • the lens group is designed to match the correction value (interlayer gap T) of die, d2c).
  • the first aberration correction mechanism 34 of the above embodiment shares the interlayer correction in FIG. 7, and the final spherical aberration target value is finely adjusted by the first aberration correction mechanism 35 described later. Therefore, it is sufficient that the movable lens 32 can move back and forth between the center dies and d2c of the upper layer dl and the lower layer d2 shown in FIG. That is, the movable lens 32 and the fixed lens 33 that are the constituent lenses of the lens group may be realized by a spherical lens. Since aspherical lenses are expensive, there is no surplus if they are realized with spherical lenses.
  • the positive mechanism 35 includes a liquid crystal element 60 that generates spherical aberration corresponding to the layer thickness errors tl and t2 of the upper layer dl and the lower layer d2 of the information recording surface.
  • a spherical aberration correction element represented by a liquid crystal element 60 as shown in FIG. 6 receives a voltage corresponding to a spherical aberration suitable for the required layer thickness error tl, t2 as a spherical aberration correction signal, and drives the liquid crystal. Thus, a desired spherical aberration is generated.
  • the liquid crystal element 60 in the second aberration correction mechanism 35 has a small amount of spherical aberration to be corrected, the coma generated by the misalignment is within an allowable range and is driven integrally with the objective lens 15 of the actuator 53. It can be adjusted and fixed in the same place as other optical components.
  • the optical pickup can be made smaller and thinner, opening the way to a slim high-density drive.
  • the substrate thickness error correction (intra-layer error correction) of the optical disc D and the interlayer thickness correction (inter-layer correction) of the multilayer disc by separate first and second aberration correction mechanisms 34 and 35, respectively.
  • the correction time can be shortened, the configuration of the aberration correction mechanism 36 can be simplified, and the overall low cost can be achieved.
  • the optical pickup lens driving device 31 including the first aberration correction mechanism 34 and the second aberration correction mechanism 35 of the above-described embodiment.
  • the micro spot (focus) that focused the laser light from the light source initially accessed the upper layer dl of the optical disk D, and accessed the lower layer d2 (read / write) as shown in Fig. 9.
  • the first aberration correction mechanism 34 is driven to operate to the position of the desired lower layer d2, and spherical aberration correction corresponding to the lower layer d2 to be moved is performed (interlayer correction step). .
  • an actuator 53 having a focus jump control means drives the objective lens 15 by a kick pulse to perform a focus jump, and moves a minute spot to the destination layer (focus movement step). ). Then, the liquid crystal element 60 of the second aberration correction mechanism 35 is driven to correct the in-layer error in the lower layer d2 based on the information on the optical disk D force as shown in FIG. 11 (in-layer correction step), Read Z write operation is started by optical pickup.
  • the intra-layer error correction servo is always applied based on the information from the optical disc D
  • the intra-layer error correction by the second aberration correction mechanism 35 and the read / write operation by the optical pickup are operated in parallel.
  • the first aberration correction mechanism 34 in the optical pickup lens driving device 31 of the present embodiment is smaller than the stepping motor type expander of the conventional aberration correction mechanism 4 shown in FIG.
  • the bi-aberration correction mechanism 35 can be made thinner than the conventional liquid crystal element.
  • the second aberration correction mechanism 35 of this embodiment does not need to be integrated with the objective lens 15 of the actuator 53.
  • the lens driving mechanism 40 for correcting the interlayer thickness of the information recording surface is smaller than the conventional stepping motor type expander, and the optical pickup can be miniaturized.
  • an expensive stepping motor is not used for the lens drive mechanism 40 in the first aberration correction mechanism 34, and a simple switching mechanism using the normal motor 50 can be used, so the liquid crystal element 60 is introduced into the second aberration correction mechanism 35. Even so, it is still cheap.
  • the overall operation can be significantly speeded up compared to the case where the interlayer thickness is corrected only by the liquid crystal element.
  • the present invention is not limited to the configuration of the embodiments, and various forms can be adopted based on the gist of the present invention.

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Abstract

　補正時間の短縮と構成の簡略化実施することができる光ピックアップ・レンズ駆動装置及び方法を提供する。 　光ピックアップ・レンズ駆動装置３１は、レーザ光を出射する光源と、レーザ光を光ディスクＤの情報記録面に集光する対物レンズ１５を含むアクチュエータ５３と、光源とアクチュエータ５３の間に配置され、レーザ光を収束光又は発散光として球面収差を補正する収差補正機構３６と、を備える。収差補正機構３６が、情報記録面の層間厚み補正を行う第一収差補正機構３４と、情報記録面の層内厚み誤差補正を行う第二収差補正機構３５と、を備える。

Description

光ピックアップ ·レンズ駆動装置及び方法
技術分野
[0001] 本発明は、光ピックアップ'レンズ駆動装置及び方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、高密度 ·大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを有する光ディスクを用 いる光メモリ技術は、 Digital Versatile Disk (DVD)、ビデオディスク、文書フアイ ルディスク、さらにはデータファイルと用途を拡張しつつ、実用化されてきている。 この様な高密度 '大容量の光ディスクにおいては、光ディスクの基板厚み誤差補正 (層内誤差補正)と、多層ディスクの層間厚み補正 (層間補正)を行う為、球面収差補 正を行う必要があるが、レンズを光軸方向に沿って移動させることで球面収差補正す る方法 (例えば、特許文献 1参照)や、液晶素子により球面収差を発生して球面収差 補正する方法 (例えば、特許文献 2参照）が実施されてきた。
[0003] 例えば、図 1に示した従来の光ピックアップ ·レンズ駆動装置 1は、図示しな!、光源 が出射した光を光ディスク Dの情報記録面に集光して照射する対物レンズ 15と、前 記光源及び前記対物レンズ 15の間に配置され、前記光を収束光又は発散光として 球面収差を補正する収差補正機構 4と、を備えている。
前記収差補正機構 4の場合、正レンズ 2及び負レンズ 3からなる一組のレンズ群が、 各々可動側レンズホルダ 6及び固定側レンズホルダ 7に収容されて!、る。
[0004] 負レンズ 3は、固定側レンズホルダ 7に収容されて光ピックアップ本体 9に固定され ており、正レンズ 2は、前記固定側レンズホルダ 7に対して光軸方向に移動自在に支 持された可動側レンズホルダ 6に収容されている。
そして、正レンズ 2を収容した可動側レンズホルダ 6は、ステッピングモータ 10とリー ドスクリュー送り機構 11により、所定量だけ光軸方向に沿って移動する。
[0005] 又、図 2に示した従来の球面収差補正機構 21は、液晶素子 23のみにより球面収 差を補正する場合の従来例である。
図 2に示すように、対物レンズ 15と球面収差を補正する液晶素子 23とは一体に動く よう、両方とも同一のァクチユエータ 25におけるレンズホルダ 26に搭載されている。 これは、液晶素子 23によって層間補正のような大きな球面収差を発生させている 時に、液晶素子 23と対物レンズ 15の中心のズレが起こると、対物レンズ 15を出た光 はあた力もコマ収差があるような振る舞 、を示す。
[0006] 即ち、仮に液晶素子 23をァクチユエータ 25に乗せずに、その他の光学部品と一緒 にピックアップ'ベース 28に固定した場合、ァクチユエータ 25及び対物レンズ 15は光 ディスクの偏芯に追従して数百 m単位でトラッキング方向（ディスク半径方向）に変 位するので、球面収差の補正能力が損なわれ、コマ収差も悪ィ匕するというダブルパ ンチで、光ディスクのリード/ライト性能に著しい劣化が生じる。
従って、対物レンズ 15と球面収差を補正する液晶素子 23は、一体に動くよう両方と も同一のァクチユエータ 25の可動部であるレンズホルダ 26に搭載されている。
[0007] 特許文献 1：特開 2004— 152426号公報
特許文献 2：特開 2000— 57616号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] ところで、図 1に示したようなステッピングモータ型エキスパンダによる球面収差を補 正する収差補正機構 4では、補正し易い感度 (リード角）はモータ回転あたりの収差 補正量を最小にするよう設計される。
そこで、光ディスク Dの情報記録面における上層 dlと下層 d2との層間厚みを補正 する為には、上層 dl及び下層 d2の各層内よりも多くの収差補正量が必要なため、そ の補正に要する時間は非常に長くなる（例えば、層内誤差を各層のセンターから追 いかけた場合の約 4倍)。
[0009] 又、収差補正機構 4のステッピングモータ型エキスパンダ（レンズ駆動機構）は、光 ピックアップのその他光学部品と一体の場所 (ピックアップ ·ベース）に調整固定され る必要があるので、ハーフハイトドライブ以下のサイズで実現しょうとした場合、最終 的な光ピックアップの要求サイズも小さ 、ものとなり、ステッピングモータ 10もサイズに 限界がある。
従って、現実的に選択できるモータではトルクに限界があり、フォーカスジャンプの 10倍以上の時間力 層間球面収差補正に力かってしまうという問題が一例として挙 げられる。
[0010] 又、上述の如き小型高性能なステッピングモータ 10は高価であり、大きなステツピン グモータ型エキスパンダは重ぐ光ピックアップが重くなると、ドライブの消費電力が上 力 ¾という問題が一例として挙げられる。又、光ピックアップが重くなると、サーチ時の 時間が長くなる弊害もある。
[0011] 一方、図 2に示したような液晶素子 23のみによる球面収差補正機構 21では、先に 説明したように対物レンズ 15との芯ズレに弱いので、対物レンズ 15と同じァクチユエ ータ 25のレンズホルダ 26に、液晶素子 23も一体に調整固定する必要がある。一般 に、光ピックアップで利用される収差補正素子としての液晶素子 23は、ガラス薄板 2 枚でサンドイッチされており、数十 mgの重さを持つ。
これはァクチユエータ 25にとつては致命的な重さであり、感度が不足して高倍速ィ匕 に対応できなくなったり、粗悪ディスクの記録再生能力が低下するという問題が一例 として挙げられる。
[0012] 又、通常は対物レンズ 15の為の 2軸ァクチユエータをムービングコイル式で実現し た場合、フォーカスコイル及びトラッキングコイルの 2回路を持っているので、 4本のサ スペンション 29は、全て駆動コイルの通電に使用され、液晶素子 23に給電する為に は別途接続手段が必要になる。
これは生産性を著しく低下させ、又、 2軸ァクチユエータとしての基本特性であるフ オーカス及びトラッキング方向に変位した際の対物レンズ 15のレンズ傾き（ァクチユエ ータ駆動部傾き)を悪化させる要因にもなる。対物レンズ 15が傾けばコマ収差が発生 し、光ディスクの記録再生能力が低下するという問題も一例として挙げられる。
[0013] 又、もしもムービング 'マグネット式で 2軸ァクチユエータを実現した場合、もともと可 動部に重 、磁石を配置して 、る理由で高感度化が難 、ところに、液晶素子 23と ヽ う重い荷物を背負って、さらに感度が上げられなくなり、高倍速化には、輪をかけて不 利であるという問題も一例として挙げられる。
又、大きな量の球面収差を補正する為には、液晶素子 23の液晶層が厚くある必要 があるので、層間補正に力かる時間も長くなるという問題も一例として挙げられる。 課題を解決するための手段
[0014] 請求項 1に記載の発明は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を記録媒体 の記録面に集光する対物レンズを含むァクチユエ一タとを備えた光ピックアップ'レン ズ駆動装置であって、第一収差補正機構と、前記第一収差補正機構より収差補正量 力 、さ 、第二収差補正機構とを更に有して 、る。
[0015] 請求項 6に記載の発明は、光源が出射したレーザ光の焦点位置を記録媒体の複 数の情報記録層にそれぞれ集光する際、前記レーザ光を記録媒体の記録面に集光 する対物レンズを含むァクチユエータが前記レーザ光の焦点位置を各前記情報記録 層にフォーカスジャンプして移動させるフォーカス移動ステップと、第一収差補正機 構が前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層間厚みに対応した補正を行う層間 補正ステップと、第二収差補正機構が前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層 内厚みに対応した補正を行う層内補正ステップと、を備える。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]従来の光ピックアップ'レンズ駆動装置を説明する概略構成図である。
[図 2]従来の球面収差補正機構を備えたァクチユエータの上面斜視図及び底面斜視 図である。
[図 3]本発明の一実施例に係る光ピックアップ'レンズ駆動装置の概略構成図である
[図 4]図 3に示した第一収差補正機構の上方斜視図である。
[図 5]図 3に示した第一収差補正機構 34の上面斜視図及び下面斜視図である。
[図 6]図 3に示した第二収差補正機構 35の斜視図である。
[図 7]2層ディスクにおける層間補正と層内補正誤差を示す説明図である。
[図 8]図 3に示した光ピックアップ'レンズ駆動装置によって、層間及び層内の球面収 差の誤差を補正する動作を説明する概略図である。
[図 9]図 3に示した光ピックアップ'レンズ駆動装置によって、層間及び層内の球面収 差の誤差を補正する動作を説明する概略図である。
[図 10]図 3に示した光ピックアップ ·レンズ駆動装置によって、層間及び層内の球面 収差の誤差を補正する動作を説明する概略図である。 Ο
[図 11]図 3に示した光ピックアップ ·レンズ駆動装置によって、層間及び層内の球面 収1—差の誤差を補正する動作を説明する概略図である。
符号の説明
対物レンズ
31 光ピックアップ ·レンズ駆動装置
32 可動レンズ
33 固定レンズ
34 第一収差補正機構
35 第二収差補正機構
37 ストツバ部
38 固定側レンズホルダ
40 レンズ駆動機構
42 可動側レンズホノレダ
50 モータ
53 ァクチユエータ
60 液晶素子
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明に係わる光ピックアップ'レンズ駆動装置及び方法の実施の形態につ!、て 説明する。
本発明の光ピックアップ'レンズ駆動装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レー ザ光を記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含むァクチユエ一タとを備えた光 ピックアップ ·レンズ駆動装置であって、第一収差補正機構と、前記第一収差補正機 構より収差補正量が小さい第二収差補正機構とを更に有している。
[0019] 又、前記記録媒体は複数の情報記録層を有し、前記ァクチユエータは前記レーザ 光の焦点位置を各前記情報記録層に移動させるフォーカスジャンプ制御手段を有し 、前記第一収差補正機構は前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層間厚みに 対応した補正を行 ヽ、前記第二収差補正機構は層内厚みに対応した補正をする。 又、前記第一収差補正機構は光軸方向に移動制御される可動レンズと、前記可動 レンズを前記情報記録層の層間厚みに対応して移動させるレンズ駆動機構と、を備 える。
更に、前記レンズ駆動機構力 前記可動レンズを収容して光軸方向に移動自在と される可動側レンズホルダを備え、前記可動側レンズホルダの所定位置間の移動範 囲を規制するストツバ部を有する。
[0020] 本発明の場合、前記情報記録面の層間厚み補正を行うレンズ駆動機構は、従来の ステッピングモータ型エキスパンダに比べて小さくなつたり、通常のモータによる切替 機構などで実現可能なので、第一収差補正機構が小型化でき、それによつて光ピッ クアップを小型化できる。又、第一収差補正機構におけるレンズ駆動機構に高価なス テツビングモータを使用せず、機構も簡略ィ匕できるので、第二収差補正機構に液晶 素子を導入しても尚、低価格ィ匕できる。
[0021] 又、前記第二収差補正機構は前記情報記録面の層内厚みに対応する球面収差を 発生する液晶素子を備える。
この場合、第二収差補正機構における液晶素子は、補正する球面収差量が少ない 為、芯ズレによって発生するコマ収差は許容範囲であり、対物レンズと一体に駆動す る必要がなぐその他光学部品と同一の場所に調整固定すればよいので、生産性が 著しく向上する。又、対物レンズと第二収差補正機構における液晶素子とを、対物レ ンズと一体駆動する必要がないので、光ピックアップを薄型化できると共に、第一収 差補正機構の小型化に伴い光ピックアップを小型化'薄型化でき、スリムサイズの高 密度ドライブへの道が拓ける。
[0022] なお、ここで層間厚みとは複数の記録層を有するディスクの各記録層同士の距離を 意味し、層内厚み誤差とは、例えば製造誤差によって生じるディスク固有の層内厚み のばらつきを意味する。またここで層内厚みとは、記録層の厚さを意味し、層内厚み 誤差とは、上記と同様に製造誤差等により生じるディスク固有の記録層の厚さばらつ きを意味する。
[0023] 本発明の光ピックアップ'レンズ駆動方法は、光源が出射したレーザ光の焦点位置 を記録媒体の複数の情報記録層にそれぞれ集光する際、前記レーザ光を記録媒体 の記録面に集光する対物レンズを含むァクチユエータが前記レーザ光の焦点位置を 各前記情報記録層にフォーカスジャンプして移動させるフォーカス移動ステップと、 第一収差補正機構が前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層間厚みに対応し た補正を行う層間補正ステップと、第二収差補正機構が前記レーザ光の焦点を前記 情報記録層の層内厚みに対応した補正を行う層内補正ステップと、を備える。
実施例
[0024] 以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例に係る光ピックアップ'レンズ駆動装 置を詳細に説明する。
図 3は本発明の一実施例に係る光ピックアップ'レンズ駆動装置 31の概略構成図 であり、図 4及び図 5は図 3に示した第一収差補正機構 34の上面斜視図及び下面斜 視図であり、図 6は図 3に示した第二収差補正機構 35の斜視図である。
[0025] 本実施例の光ピックアップ'レンズ駆動装置 31は、図 3に示すように、レーザ光を出 射する光源 (図示せず)と、レーザ光を光ディスク Dの情報記録面に集光する対物レン ズ 15を含むァクチユエータ 53と、前記光源と前記ァクチユエータ 53の間に配置され 、前記レーザ光を収束光又は発散光として球面収差を補正する収差補正機構 36と、 を備える。
[0026] 前記収差補正機構 36は、前記光ディスク Dの情報記録面における上層 dlと下層 d 2との層間厚み補正を行う第一収差補正機構 34と、前記光ディスク Dの情報記録面 における上層 dl及び下層 d2の層内厚み誤差補正を行う第二収差補正機構 35と、を 備える。
[0027] 更に、前記第一収差補正機構 34は、図 3乃至図 5に示すように、固定レンズ 33に 対して光軸方向に移動制御される可動レンズ 32を含むと共に該可動レンズ 32の移 動により光を収束光又は発散光として球面収差を補正する収差補正レンズ群と、前 記可動レンズ 32を前記光ディスク Dの情報記録面における上層 dlと下層 d2との層 間厚み (層間ギャップ）に対応して移動させるレンズ駆動機構 40と、を備える。
[0028] 更に、前記レンズ駆動機構 40は、前記固定レンズ 33を収容する固定側レンズホル ダ 38と、前記可動レンズ 32を収容して前記固定側レンズホルダ 38に対して光軸方 向に移動自在とされる可動側レンズホルダ 42と、前記可動側レンズホルダ 42を移動 させるモータ 50と、を備える。 ピックアップ本体に固定される前記固定側レンズホルダ 38は、前記可動側レンズホ ルダ 42を摺動案内する一対のガイド軸 39, 39を備えており、可動側レンズホルダ 42 の本体部 41と係合部 44とが、それぞれガイド軸 39, 39に摺動案内されている。
[0029] 又、前記固定側レンズホルダ 38において、可動側レンズホルダ 42の本体部 41が 摺動案内される一方のガイド軸 39の両端支持部には、該本体部 41の両端面に当接 して前記可動側レンズホルダ 42の 2位置間の移動範囲を規制する一対のストッパ部 37, 37を有している。
又、可動側レンズホルダ 42の本体部 41には、モータ 50の揺動アーム 52の先端に 突設された係合突起 51に係合するアーム係合部 45が設けられている。
[0030] そこで、モータ 50が駆動されて揺動アーム 52が揺動すると、可動側レンズホルダ 4 2は、アーム係合部 45を介して本体部 41が駆動され、それぞれ本体部 41の両端面 力 Sストッパ部 37, 37に当接して機械的に停止される範囲で 2位置間を移動する。 即ち、本実施例の第一収差補正機構 34は、可動側レンズホルダ 42を機械的に停 止できる 2つのポジションを行き来させるレンズ駆動機構 40に、移動距離に応じた固 定レンズ 33と可動レンズ 32とのレンズ間隔によって、球面収差を発生できる一組のレ ンズ群が組み込まれて 、る。
[0031] 各ポジションで発生される球面収差は、図 7 (2層ディスクにおける層間補正と層内 補正誤差）に示すように、補正したい上層 dlと下層 d2のそれぞれの略中間 (設計的 なセンター die, d2c)の補正値 (層間ギャップ T)と一致するように、レンズ群は設計さ れている。
尚、上記実施例の第一収差補正機構 34は、図 7における層間補正を分担しており 、最終的な球面収差目標値に対しては、後述する第一収差補正機構 35により微調 整が施されるので、可動レンズ 32は固定レンズ 33に対して、図 7に示す上層 dlと下 層 d2のそれぞれの概ねセンター die, d2c間を行き来できればよい。即ち、レンズ群 の各構成レンズである可動レンズ 32及び固定レンズ 33は、球面カ卩ェにより実現され ていて構わない。非球面レンズは高価であることから、球面レンズで実現されればそ れに越したことは無い。
[0032] 又、第一収差補正機構 34とァクチユエータ 53との間に設けられた前記第二収差補 正機構 35は、図 6に示すように、前記情報記録面の各上層 dlと下層 d2の層内厚み 誤差 tl, t2に対応する球面収差を発生する液晶素子 60を備える。
図 6に示すような液晶素子 60に代表される球面収差補正素子は、必要な層内厚み 誤差 tl, t2に適合する球面収差に呼応する電圧を球面収差補正信号として受け取 り、液晶を駆動させることで所望の球面収差を発生させる。
[0033] この場合、第二収差補正機構 35における液晶素子 60は、補正する球面収差量が 少ない為、芯ズレによって発生するコマ収差は許容範囲であり、ァクチユエータ 53の 対物レンズ 15と一体に駆動する必要がなぐその他光学部品と同一の場所に調整固 定すればよい。
[0034] 又、第二収差補正機構 35における液晶素子 60を、ァクチユエータ 53のフォーカス コイル 55に駆動される対物レンズ 15と一体駆動する必要がな!、ので、光ピックアップ を薄型化できると共に、第一収差補正機構 34の小型化に伴い、光ピックアップを小 型化 ·薄型化でき、スリムサイズの高密度ドライブへの道が拓ける。
[0035] 即ち、光ディスク Dの基板厚み誤差補正 (層内誤差補正）と多層ディスクの層間厚 み補正 (層間補正)とを、別々の第一及び第二収差補正機構 34, 35で行うことにより 、補正時間の短縮と、収差補正機構 36の構成簡略化、ひいては総合的な低価格ィ匕 を達成できるものである。
[0036] 次に、上述した本実施例の第一収差補正機構 34と、第二収差補正機構 35と、を 備えた光ピックアップ'レンズ駆動装置 31によって、層間及び層内の球面収差の誤 差を補正し、品質の高 、ディスク情報読み取り信号を得る動作の概略を説明する。 図 8に示すように、当初は光源のレーザ光を集光した微小スポット（焦点）が光ディ スク Dの上層 dlにアクセスしており、図 9に示すように下層 d2にアクセス（リード/ライ ト)したい場合、先ず、第一収差補正機構 34を駆動して、所望の下層 d2のポジション へ動作させ、移動先の下層 d2に対応する球面収差補正を行っておく（層間補正ステ ップ)。
[0037] 次に、図 10に示すように、フォーカスジャンプ制御手段を有するァクチユエータ 53 がキックパルスによって対物レンズ 15を駆動しフォーカスジャンプを行い、移動先の 層に微小スポットを移動する（フォーカス移動ステップ)。 そして、第二収差補正機構 35の液晶素子 60を駆動して、図 11に示すように、光デ イスク D力もの情報に基づき、下層 d2における層内誤差を補正し (層内補正ステップ )、光ピックアップによりリード Zライト動作を開始する。
尚、光ディスク Dからの情報に基づき、常時層内誤差補正サーボをかける場合は、 第二収差補正機構 35による層内誤差補正と光ピックアップによるリード/ライト動作 が並列して動作させられる。
[0038] 即ち、本実施例の光ピックアップ'レンズ駆動装置 31における第一収差補正機構 3 4は、図 1に示した従来の収差補正機構 4のステッピングモータ型エキスパンダより半 分程度小さぐ第二収差補正機構 35は従来例の液晶素子よりも薄くできる。
又、本実施例の第二収差補正機構 35は、ァクチユエータ 53の対物レンズ 15と一 体である必要がない。
[0039] この場合、前記情報記録面の層間厚み補正を行うレンズ駆動機構 40は、従来のス テツビングモータ型エキスパンダに比べて小さくなり、光ピックアップを小型化できる。 又、第一収差補正機構 34におけるレンズ駆動機構 40に高価なステッピングモータを 使用せず、通常のモータ 50による簡単な切替機構で実現できるので、第二収差補 正機構 35に液晶素子 60を導入しても尚、低価格ィ匕できる。
又、液晶素子のみで層間厚み補正を行う場合に比べて、全体の動作を格段に高速 化できる。
[0040] 尚、本発明の光ピックアップ'レンズ駆動装置における第一収差補正機構、第二収 差補正機構、レンズ駆動機構、固定側レンズホルダ、可動側レンズホルダ、ァクチュ エータ等の構成は、上記実施例の構成に限定されるものではなぐ本発明の趣旨に 基づいて種々の形態を採りうることは勿論である。
本出願は、 2004年 8月 20日出願の日本特許出願 (特願 2004— 241409)、に基 づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含むァクチユエータと を備えた光ピックアップ ·レンズ駆動装置であって、
第一収差補正機構と、前記第一収差補正機構より収差補正量が小さ!、第二収差 補正機構とを更に有していることを特徴とする光ピックアップ'レンズ駆動装置。
[2] 前記記録媒体は複数の情報記録層を有し、
前記ァクチユエータは前記レーザ光の焦点位置を各前記情報記録層に移動させる フォーカスジャンプ制御手段を有し、
前記第一収差補正機構は前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層間厚みに 対応した補正を行 ヽ、前記第二収差補正機構は層内厚みに対応した補正をすること を特徴とする請求項 1に記載の光ピックアップ ·レンズ駆動装置。
[3] 前記第一収差補正機構は光軸方向に移動制御される可動レンズと、
前記可動レンズを前記情報記録層の層間厚みに対応して移動させるレンズ駆動機 構と、を備えることを特徴とする請求項 2に記載の光ピックアップ'レンズ駆動装置。
[4] 前記第二収差補正機構は前記情報記録層の層内厚みに対応する球面収差を発 生する液晶素子を備え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光ピッ クアップ ·レンズ駆動装置。
[5] 前記レンズ駆動機構が、前記可動レンズを収容して光軸方向に移動自在とされる 可動側レンズホルダを備え、前記可動側レンズホルダの所定位置間の移動範囲を規 制するストツバ部を有することを特徴とする請求項 3に記載の光ピックアップ'レンズ駆 動装置。
[6] 光源が出射したレーザ光の焦点位置を記録媒体の複数の情報記録層にそれぞれ 集光する際、
前記レーザ光を記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含むァクチユエータが 前記レーザ光の焦点位置を各前記情報記録層にフォーカスジャンプして移動させる フォーカス移動ステップと、
第一収差補正機構が前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層間厚みに対応し た補正を行う層間補正ステップと、
第二収差補正機構が前記レーザ光の焦点を前記情報記録層の層内厚みに対応し た補正を行う層内補正ステップと、
を備えた光ピックアップ'レンズ駆動方法。
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