(57)【要約】【課題】  本発明は、レンズホルダを軽量化しつつ剛性を向上して、駆動感度と高次共振数波数が高い対物レンズ駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】  上記目的は、光源からの光を情報の記録媒体である光ディスクの記録面上に集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記対物レンズに対して前記光源の側に四角形の光学素子を、前記光学素子の光軸方向がフォーカシング方向と略平行で、かつ前記光学素子の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を情報の記録媒体である光ディスクの記録面上に集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、
前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記対物レンズに対して前記光源の側に四角形の光学素子を、前記光学素子の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の対物レンズ駆動装置であって、
前記レンズホルダは、その側面に前記光学素子の１つの頂点が貫通する切欠を有することを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項３】
光源からの光を情報の記録媒体である光ディスクの記録面上に集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、
前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記対物レンズと前記光源の間に５辺のうち１つの辺の長さが他の４つの辺の長さに比べて半分以下となる五角形の光学素子を、前記光学素子の最も短い辺のみがトラッキング方向に略平行で、かつその他の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の対物レンズ駆動装置を用いたことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の光学ヘッドを用いたことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を再生または情報の記録を行う光ディスク装置に用いられる対物レンズ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状の情報記録媒体に情報を記録し、または記録された情報を再生する光ディスク装置では、ディスクを高速に回転させることによってデータ転送速度の向上が図られている。光ディスク装置には、光ディスク上のトラックに追従して正確に情報を記録または再生するために、対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置が搭載されている。
【０００３】
一般的な対物レンズ駆動装置は、ヨークと永久磁石からなる磁気回路と、対物レンズおよび回折格子や波長板などの光学素子を取付けた可動部と、この可動部を保持する固定部と、固定部に対して可動部を弾性支持する支持部材から構成される。可動部にはフォーカシングコイルとトラッキングコイルが取付けられており、フォーカシングコイルに電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用で生じる電磁力によって可動部が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電流を流すと、ヨークに取付けられた永久磁石からの磁束の作用で生じる電磁力によって可動部がトラッキング方向に駆動される。
【０００４】
対物レンズ駆動装置に要求される特性として、振動特性が良好であること、駆動感度が高いことなどが挙げられる。振動特性はフォーカシングコイルあるいはトラッキングコイルへの入力に対する対物レンズの周波数応答として表される指標である。対物レンズ駆動装置は、複数の部品から成る弾性体であるために高い周波数領域において高次共振が問題となる。この対物レンズ駆動装置の高次共振は、レンズホルダの弾性変形モードであるから、良好な振動特性を得るためには可動部の軽量化とレンズホルダの剛性の向上が必要である。
【０００５】
駆動感度はフォーカシングコイルやトラッキングコイルへの入力電圧あるいは入力電流に対する対物レンズの変位や加速度の大きさを表す指標である。コイルに許容される電力の範囲内でディスクの面振れや偏心に確実に追従できるよう駆動感度を高めるためには可動部の軽量化が必要である。
【０００６】
一方で、このレンズホルダには対物レンズや、回折格子あるいは波長板といった光学素子を取付けるためのスペースを確保したり、軽量化のために壁を薄肉化したり、切欠を設けたりする必要がある。これらはレンズホルダの剛性を低下させるため、薄肉化や切欠を設ける位置や切欠の大きさを適切に設計する必要がある。
【０００７】
このようなレンズホルダの剛性の問題に対して、レンズホルダのフォーカシング方向の両端に対物レンズと光学素子をそれぞれ配置した対物レンズ駆動装置が知られている（下記特許文献１に示す例）。これによると、光学素子が対物レンズのカウンタウェイトとして作用し、可動部の重心と駆動点を一致させられるため、レンズホルダの薄型化が図れ、また、光学素子によってレンズホルダの剛性が高くなるため、高次共振周波数を高くできるとされている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５―３４２６０５号公報（請求項１，第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的なレンズホルダは高次共振周波数と駆動感度を向上するために、できるだけ小さくして軽量化を図る必要がある。レンズホルダのトラッキング方向とフォーカシング方向の長さは、十分な駆動力を発生させるために必要なコイルの長さや配置などの性能面からその下限が決められるが、ジッタ方向の長さは、光源からの光束を遮らず、かつその光束を立上げるミラーと干渉しない範囲で、小さくできる。そのため光束が入射する側の側壁を他方の側壁側に、レンズの外径よりもさらに近づけて小型にすることによって軽量化を図っている。
【００１０】
その結果、対物レンズがレンズホルダのジッタ方向の中心線に対して一方にずれて取付けられ、レンズホルダの側壁の一部が対物レンズの外形に沿った曲率を持つ形状になる。このようなレンズホルダに対して、上記従来技術と同様に四角形の光学素子を、その辺がトラッキング方向と平行になるように取付けようとすると、光学素子の頂点との干渉をさけるために、レンズホルダの側壁の２箇所に切欠が必要となってしまうため、切欠の幅が大きくなり、レンズホルダの剛性が低下してしまう可能性があった。
【００１１】
本発明の目的は、レンズホルダを軽量化しつつ剛性を向上して、駆動感度と高次共振数波数が高い対物レンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、光源からの光を情報の記録媒体である光ディスクの記録面上に集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記対物レンズに対して前記光源の側に四角形の光学素子を、前記光学素子の光軸方向がフォーカシング方向と略平行で、かつ前記光学素子の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けたことにより達成される。
【００１３】
また上記目的は、前記レンズホルダは、その側面に前記光学素子の１つの頂点が貫通する切欠を有することにより達成される。
【００１４】
また上記目的は、光源からの光を情報の記録媒体である光ディスクの記録面上に集光する対物レンズをフォーカシング方向とトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置であって、前記対物レンズを保持するレンズホルダの前記対物レンズと前記光源の間に５辺のうち１つの辺の長さが他の４つの辺の長さに比べて半分以下となる五角形の光学素子を、前記光学素子の光軸方向がフォーカシング方向と略平行で、かつ前記光学素子の最も短い辺のみがトラッキング方向に略平行で、かつその他の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レンズホルダの外形を小さく保ちながら、レンズホルダの側壁を切欠く幅を最小限に抑えられる。これにより、レンズホルダを軽量化しつつレンズホルダの剛性を向上できるので、駆動感度と高次共振数波数が高い対物レンズ駆動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図にしたがって本発明の一実施例を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施例を備えた対物レンズ駆動装置の斜視図である。  
図２は本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置の側面図である。
【００１８】
図１，図２において、ｘ軸方向は、図示されていない光ディスクの接線方向であるジッタ方向、ｙ軸方向は光ディスクの半径方向であるトラッキング方向、ｚ軸方向は対物レンズ７３１の光軸方向であるフォーカシング方向を示す。また、対物レンズ７３１が図示されていない光ディスクへ近づく方向を上、遠ざかる方向を下と定義する。
【００１９】
対物レンズ駆動装置７３は、対物レンズ７３１と光学素子７３９ａを取付けた可動部と、この可動部を保持する固定部７３３と、固定部７３３に対して可動部を弾性支持する支持部材７３４と、ヨーク７３５と永久磁石７３６からなる磁気回路から構成される。ワイヤ状の支持部材７３４は、一端が固定部７３３の端面近辺に固定され、他端がレンズホルダ７３２の両端にはんだなどを用いて固定される。
【００２０】
対物レンズ７３１は、レンズホルダ７３２の上面に取付けられ、その対物レンズ７３１の下側には光学素子７３９ａが取付けられる。この光学素子７３９ａは、例えば波長板や回折格子などである。また、レンズホルダ７３２には、対物レンズ７３１を間にしてトラッキングコイル７３７とフォーカシングコイル７３８が装着される。
【００２１】
ここで、対物レンズ７３１，光学素子７３９ａ，レンズホルダ７３２，トラッキングコイル７３７およびフォーカシングコイル７３８が可動部になる。つまり、この可動部が固定部７３３に対して移動することになる。
【００２２】
図２に示すように、対物レンズ駆動装置の可動部とその下側にはミラー７５が配置されている。この図に示すように、レンズホルダ７３２の側面には光学素子７３９ａを取付けるために切欠７３２ｓが設けられることになる。
【００２３】
図３は第１の実施例を示す図２の対物レンズ駆動装置７３のＢ−Ｂ断面図である。  
図３において、レンズホルダ７３２は高次共振周波数と駆動感度を向上するために、できるだけ小さくして軽量化を図る必要がある。レンズホルダ７３２のｙ方向とｚ方向の長さは、十分な駆動力を発生させるために必要なコイル７３７，７３８の長さや配置などの性能面からその寸法が決められる。一方、ｘ方向の長さは、半導体レーザ７１（図１０に示す）からの光束を遮らず、かつその光束を立上げるミラー７５と干渉しない範囲で小さくできるので、光束が入射する側の側壁を他方の側壁側に、対物レンズ７３１の外径よりもさらに近づけることで軽量化を図ることができる。すなわち、レンズホルダ７３２のｘ方向における寸法Ｗは、一端を開口絞りＡ、他端をミラーの外形まで縮めた記号Ｍで示す範囲まで狭めることで、レンズホルダ７３２の軽量化を図っている。この軽量化により、対物レンズ駆動装置７３の高次共振周波数と駆動感度の両方を高くできる。
【００２４】
図４は第１の実施例を示す図２の対物レンズ駆動装置７３のＣ−Ｃ断面図である。  
図４において、前述のようにレンズホルダ７３２の光束が入射する側の側壁をそれに対向する他方の側壁側に対物レンズ７３１の外径よりもさらに近づけたことで、対物レンズ７３１がレンズホルダ７３２に対してｘ軸の正の方向にずれて取付けられる。その結果、レンズホルダ７３２の側壁の一部は対物レンズ７３１に沿う曲率を持った形状になる。
【００２５】
本実施例では、このようなレンズホルダ７３２の対物レンズ７３１の下側に、開口絞りＡを包含する四角形の光学素子７３９ａをその４つの辺が全てｙ方向に対して平行にならないように傾けて取付けてある。
【００２６】
この本実施例の効果について、図５，図６および図９を用いて説明する。  
図５は図２の対物レンズ駆動装置７３のＣ−Ｃ断面図である。  
図５において、記号θはトラッキング方向であるｙ軸と、光学素子７３９ａの中心と１つの頂点とを結ぶ線分との成す角を表す。記号Ｌはトラッキング方向であるｙ軸と、光学素子７３９ａの中心と１つの頂点とを結ぶ線分との成す角がθのときの、レンズホルダ７３２と光学素子７３９ａの干渉部分の幅を表す。すなわち光学素子７３９ａを取付けるために必要なレンズホルダ７３２の切欠７３２ｓの幅を表す。
【００２７】
図６に光学素子７３９ａが正方形で、θを９０度から１３５度まで変化させたときのθとＬの関係を計算した結果を示す。同図ではθを９０度から１３５度までしか変化させていないが、θが４５度から９０度の範囲では、θ＝９０度のラインを軸とする線対称なグラフとなる。その他のθが４５度未満と１３５度を超える範囲では、θが４５度から１３５度までの範囲のグラフの繰り返しとなる。
【００２８】
本実施例のように対物レンズ７３１がレンズホルダ７３２に対してｘ軸の正の方向にずれて取付けられている場合、開口絞りＡを包含する正方形の光学素子７３９ａは、レンズホルダ７３２の壁のうち、対物レンズ７３１が偏っている側の側面とのみ干渉する。θが図中の記号Ｓの範囲では、レンズホルダ７３２は光学素子７３９ａの１つの頂点のみと干渉し、レンズホルダ７３２に設ける切欠７３２ｓは１箇所のみに設けられる。これに対して、記号Ｄの範囲では、レンズホルダ７３２は光学素子７３９ａの２つの頂点で干渉し、レンズホルダ７３２に設ける切欠７３２ｓは２箇所に設ける必要がある。この結果、θが記号Ｄの範囲での切欠７３２ｓの幅は、θが記号Ｓの範囲での切欠７３２ｓの幅のおよそ２倍となる。すなわち、切欠７３２ｓの幅が変化しないθが９０度±１０度前後の範囲になるように光学素子７３２ａをｙ方向に対して傾けてレンズホルダ７３２に取付けることによって、レンズホルダ７３２の切欠７３２ｓの幅を最小限に抑えることができる。
【００２９】
次に、切欠７３２ｓの幅を抑制したことによる振動特性の改善効果を説明する。例として、ここでは図９にトラッキングコイル７３７に駆動力を発生させたときの対物レンズ７３１におけるｙ方向変位の周波数応答線図を示す。
【００３０】
図９（ａ）は位相曲線、図９（ｂ）は振幅曲線である。図中の実線と破線はそれぞれ、図５中のθが９０度の場合と１３５度の場合のものである。θが９０度のときのレンズホルダ７３２と光学素子７３９ａとの位置関係は、本実施例として示した図４のごとく、レンズホルダ７３２には光学素子７３９ａとの干渉を避けるための切欠７３２ｓが１箇所のみ設けられている。これに対して、θが１３５度のときには、光学素子７３９ａの２辺がｙ方向と平行になり、レンズホルダ７３２には光学素子７３９ａとの干渉を避けるための切欠７３２ｓが２箇所に設けられている。このとき、θが１３５度のときの切欠７３２ｓの幅は本実施例のθが９０度のときのおよそ２倍である。図中に矢印で示すように、切欠７３２ｓの幅を小さくすることによって高次共振周波数を高域へ移動させ、かつ振幅も低減できる。これにより、レンズホルダを軽量化しつつレンズホルダの剛性を向上できるので、駆動感度と高次共振数波数が高い対物レンズ駆動装置を提供できる。
【実施例２】
【００３１】
図７は第２の実施例を示す対物レンズ駆動装置の可動部を示す側面図であるが、本実施例のレンズホルダ７３２の側面には第１の実施例のような光学素子７３９ａを取付けるための切欠がない。図８は、図７の対物レンズ駆動装置７３のＥ−Ｅ断面図である。  
この第２の実施例においては、実施例１の構成で用いた四角形の光学素子７３９ａの代わりに、５辺のうち１つの辺の長さが他の４つの辺の長さに比べて半分以下となる五角形の光学素子７３９ｂを採用し、その光学素子７３９ｂの最も短い辺のみがトラッキング方向に略平行で、かつその他の４つの辺が全てトラッキング方向に対して平行にならないように取付けている。第２の実施例のその他の構成は、第１の実施例と同様な構成となっているため、詳細な証明は省略する。このような構成にすることで、レンズホルダ７３２の側壁に切欠を設けなくてよいので、レンズホルダ７３２の剛性をさらに向上する効果が得られる。これによりレンズホルダを軽量化しつつレンズホルダの剛性の剛性を向上できるので、駆動感度と高次共振数波数がさらに高い対物レンズ駆動装置を提供できる。
【００３２】
なお、本実施例において用いた五角形の光学素子７３９ｂは、第１の実施例で用いた四角形となった光学素子７３９ａの一つの頂点を切除して作成したものでも、あるいは成型加工によって作成したものでもどちらでもよい。
【実施例３】
【００３３】
図１０は本発明の対物レンズ駆動装置７３を適用した光学ヘッド７の斜視図である。  
図１０において、光学ヘッド７はディスク上に情報を記録または再生する装置で、主に対物レンズ駆動装置７３，光学系およびフレキシブルプリント基板７４の３つの要素から構成されている。光学系は、レーザ光を射出する半導体レーザ７１と、半導体レーザからの光を分岐したりディスク上へ集光したりする図示されないレンズやミラーと、ディスクからの反射光を受光する光検出器７２などで構成される。フレキシブルプリント基板７４は、対物レンズ駆動装置７３や光学系を回路基板９とを複数の配線パターンによって電気的に接続する。本実施例のように本発明の対物レンズ駆動装置７３を搭載することで、光学ヘッド７は、高い周波数領域まで良好な光学特性を得ることができる。
【実施例４】
【００３４】
図１１は本発明の対物レンズ駆動装置７３を適用したディスク装置１の分解斜視図である。  
図１１において、ディスク装置１は、主にボトムケース１０と、情報の記録媒体であるディスクを装置内へ搬入または装置外へ搬出するためのディスクトレイ４と、ディスク装置内に搭載された電子部品の駆動制御および信号処理を行う半導体部品が搭載された回路基板９などから構成される。ボトムケース１０の上面と前面には、それぞれトップケース２，フロントパネル３が設けられ、ボトムケース１０の前記上面および前面を覆っている。
【００３５】
前記ディスクトレイ４には、ユニット化された機構部（以下、ユニットメカと称す）６が取付けられ、その下面はアンダーカバー８で覆われている。ユニットメカ６には、ディスクを回転させるためのスピンドルモータ５と、光学ヘッド７と、光学ヘッド７を図示しない案内軸に沿ってディスクの半径方向に移動させるための光学ヘッド送り機構などが搭載されている。本発明の対物レンズ駆動装置を搭載した光学ヘッド７を使用しているので、ディスクへの情報の記録、あるいはディスクの情報の再生を高速に行うことができる。
【００３６】
以上ごとく本発明によれば、レンズホルダの外形を小さく保ちながら、レンズホルダの側壁を切欠く幅を最小限に抑えられる。これにより、レンズホルダを軽量化しつつレンズホルダの剛性を向上できるので、駆動感度と高次共振数波数が高い対物レンズ駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の断面図である。
【図５】光学素子の取付け角度とそのときの切欠幅の定義の説明図である。
【図６】光学素子の取付け角度とそのときの切欠幅の計算結果である。
【図７】本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置の側面図である。
【図８】本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の断面図である。
【図９】対物レンズのトラッキング方向変位の周波数応答線図である。
【図１０】本発明の対物レンズ駆動装置を適用した光学ヘッドの斜視図である。
【図１１】本発明の対物レンズ駆動装置を適用したディスク装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ディスク装置
２  トップケース
３  フロントパネル
４  ディスクトレイ
５  スピンドルモータ
６  ユニットメカ
７  光学ヘッド
８  アンダーカバー
９  回路基板
１０  ボトムケース
７１  半導体レーザ
７２  光検出器
７３  対物レンズ駆動装置
７４  フレキシブルプリント基板
７５  ミラー
７３１  対物レンズ
７３２  レンズホルダ
７３２ｓ  レンズホルダの側面の切欠
７３３  固定部
７３４  支持部材
７３５  ヨーク
７３６  永久磁石
７３７  トラッキングコイル
７３８  フォーカシングコイル
７３９ａ，７３９ｂ  光学素子
Ｌ  切欠幅
θ  光学素子の取付け角度
Ａ  開口絞り
Ｍ  ミラーと開口絞りによるレンズホルダ内側の寸法制限幅
Ｗ  レンズホルダ内側の幅
Ｓ  レンズホルダと光学素子の干渉が１箇所できる光学素子の取付け角度の範囲
Ｄ  レンズホルダと光学素子の干渉が２箇所できる光学素子の取付け角度の範囲
Ｇ  対物レンズのトラッキング方向変位の振幅
Ｐ  対物レンズのトラッキング方向変位の位相
ｆ  周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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