(57)【要約】【課題】  動作音が静粛で、可動レンズの横ぶれが少ないレンズ移動機構を搭載した光ピックアップの提供。【解決手段】  モータの回転軸に形成したリードスクリューに、フライホイールを取り付けて慣性力を増加したナットを係合する。これにより、リードスクリューとナットの摺動部で滑りが引き起こされ、ナットに大きな回転力がかかることを防止し、回転規制部材への衝突力を低減する。レンズ移動機構は、ナットの衝突による動作音と、衝突の反力によるレンズ横ぶれを低減することができるようになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモータと、このモータの回転軸に形成したリードスクリューと、このリードスクリューに係合するナットと、このナットにより前記モータのスラスト方向に移動されるレンズホルダと、このレンズホルダに保持されるレンズと、前記レンズホルダにスラスト荷重を加える予圧手段とを有する光ピックアップにおいて、
前記ナットと同軸に配置されるフライホイールと、前記ナットと前記フライホイールを接続する粘弾性部材とを設けたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、
前記粘弾性部材は前記ナットの慣性力を増大させて前記リードスクリューとの滑りを発生させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、
前記ナットは前記粘弾性部材によってレンズホルダに貼り付けられていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、
前記レンズホルダにスラスト荷重を加える予圧手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。
【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情報を記録又は記録された情報を再生する光ディスク装置に用いられる光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに集光するレーザ光の球面収差を補正する手段として、光ピックアップに搭載されるレンズの一部を光軸方向に移動させる手段が知られている。
【０００３】
レンズを移動させる機構の従来例として、特許文献１のような構成がある。レンズ移動機構は、回転軸上にリードスクリューを形成したモータと、リードスクリューに係合するナットと、バネなどの予圧力によってナットに当接させられるレンズホルダと、レンズホルダに支持固定されているレンズとから構成される。リードスクリューとナットで構成されるねじ機構は、モータの回転運動をスラスト方向の直線運動に変換し、ナットおよびレンズホルダ，レンズを光軸方向に移動させる。
【０００４】
ここで、ナットには、リードスクリューとともに回転しないように突起部が設けられている。この突起部を、レンズホルダまたはケースに設けられている回転規制部材に当接させることによって回転が規制される。ナットと回転規制部材との間には、ナットにスラスト方向の移動時に摺動抵抗がかからない様に僅かな隙間が設けられている。
【０００５】
上記のように、回転規制部材でナットの回転を止める構成では、モータ回転軸の回転方向が逆転したときに、ナットが回転規制部材との隙間内で自由に回転し、回転規制部材の逆の側面に衝突する問題がある。この衝突は、動作音として認知される。また、ナット衝突の反動によってリードスクリューが振動させられ、この振動がレンズホルダに伝わってレンズの横ぶれを引き起こす。
【０００６】
特許文献１では、動作音を防止するために、回転規制部材にはリードスクリューの軸心回りにおいてナットの突出部と当接する嵌合凹部の間に緩衝部材が貼着されている。また、ナットの突起部を弾性変形可能に形成することにより衝突力を緩和する構造も示している。
【０００７】
特許文献２では、モータ回転軸の回転振動を低減するために、モータからリードスクリューに至る回転軸に慣性能率のあるコマを回転自由に嵌合し、コマと回転軸の間に粘性流体を介装する構造が示されている。前記コマと粘性流体の作用で、モータの回転軸に起きる回転振動を緩衝することにより、動作音を低減することができるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９５０３２号公報
【特許文献２】特開平２−２０８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、光ピックアップのように限られたスペース内にレンズ移動装置を組み込む場合、できる限りの省スペース化が必要である。特許文献１のように、ナットの突出部とレンズホルダの嵌合凹部に緩衝部材を貼り付ける場合、小型化によって緩衝部材の厚み（変形ストローク）を充分に確保できないため、振動を確実に吸収することが困難になる。また、反力によるリードスクリューの振動、およびこれによって生じるレンズの横ぶれを充分に低減することが困難である。一方、特許文献２は、モータとリードスクリューの間に回転振動を緩衝するに充分な大きさのコマが装着されるため、必然と回転軸が長くなり、装置の小型化が難しい構成である。
【００１０】
本発明の目的は、光ピックアップに搭載できるようにレンズ移動機構の小型化を行いつつ、動作音が静粛で、可動レンズの横ぶれが少ないレンズ移動機構を搭載した光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、回転軸を有するモータと、このモータの回転軸に形成したリードスクリューと、このリードスクリューに係合するナットと、このナットにより前記モータのスラスト方向に移動されるレンズホルダと、このレンズホルダに保持されるレンズと、前記レンズホルダにスラスト荷重を加える予圧手段とを有する光ピックアップにおいて、前記ナットと同軸に配置されるフライホイールと、前記ナットと前記フライホイールを接続する粘弾性部材とを設けたことにより達成される。
【００１２】
また上記目的は、前記粘弾性部材は前記ナットの慣性力を増大させて前記リードスクリューとの滑りを発生させることにより達成される。
【００１３】
また上記目的は、前記ナットは前記粘弾性部材によってレンズホルダに貼り付けられていることにより達成される。
【００１４】
また上記目的は、前記レンズホルダにスラスト荷重を加える予圧手段を設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、ナットにフライホイールを取り付け、ナットの慣性力を増加することにより、ナットとリードスクリュー間を滑りやすくし、モータ軸の自励振動がナットに伝達されるのを防止することができる。これにより、ナットと回転規制部材との衝突が抑制され、レンズホルダを介して伝達されるレンズの横ぶれが防止される。また、ナットと回転部材の衝突が低減されることによって動作音が低減して光ピックアップを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施例について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る光ピックアップの構成を示す図である。  
図１において、１は光ディスク、２は光ピックアップ、２１はレーザ光源、２２は整形レンズ、２３はカップリングレンズ、２４はビームスプリッタ、２５はレンズ移動機構、２６は立上ミラー、２７は対物レンズ、２８は検出レンズ、２９は光検出器を表す。
【００１８】
光ピックアップ２は、レーザ光源２１と、整形レンズ２２と、カップリングレンズ２３と、ビームスプリッタ２４と、レンズ移動機構２５と、立上ミラー２６と、対物レンズ２７と、検出レンズ２８と、光検出器２９とを１つの筐体内に搭載し、光ディスク１の記録再生を行う光学系を構成したものである。
【００１９】
図１には１つの光学系が１つの筐体に搭載されている光ピックアップ２を示しているが、複数の光ディスク規格に対応するために、複数の光学系を１つの筐体内に搭載するように構成しても良い。この場合、異なる光学系でレンズやミラーなどの光学部品を共有するように構成することもできる。レーザ光源２１は、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（Blu-ray）またはＨＤ−ＤＶＤ（High Definition ＤＶＤ）に対応した特定波長のレーザ光を発振して出射する半導体レーザ素子である。整形レンズ２２，カップリングレンズ２３，ビームスプリッタ２４，立上ミラー２６，対物レンズ２７，検出レンズ２８は、ガラスまたは透明プラスチックで形成された光学レンズまたは光学ミラーである。
【００２０】
これらのレンズ面および反射面には必要に応じて機能性コーティングが施され、レーザ光の反射，透過，偏向などの機能が付与されている。レンズ移動機構２５は、ガラスまたは透明プラスチックで形成されたレンズ２５１と、前記レンズ２５１をレンズの光軸方向に移動させる移動機構によって形成される。レンズ移動機構２５は、前記レンズ２５１のほかに固定レンズ１枚を追加した２枚構成としても良い。光検出器２９は、光検出面に照射するレーザの光量に応じて電圧を発生する半導体素子である。
【００２１】
レーザ光源２１を発したレーザ光は、まず整形レンズ２２に入射する。整形レンズ２２は、レーザ光源２１から出射される長円形断面のレーザ光をほぼ円形断面となるように整形するレンズである。整形レンズ２２のレーザ入射面およびレーザ出射面には曲面が形成されている。
【００２２】
次に、整形レンズ２２を出射したレーザ光は、カップリングレンズ２３に入射する。カップリングレンズ２３は、レーザ光源２１から発散して出射されるレーザ光を平行光に変換する機能を有する。平行光に変換されたレーザ光は、ビームスプリッタ２４を透過し、レンズ移動機構２５に達する。レンズ移動機構２５は、レンズ２５１を光軸方向に移動させることによってレンズを通過したレーザ光を弱発散，弱収束光に調節する機能を備えている。さらに、レーザ光は、立上ミラー２６を経て対物レンズ２７に入射し、対物レンズ２７によって光ディスク１の記録面上に集光されてビームスポットを形成する。光ピックアップ２では、このビームスポットによって情報の記録再生を行う。
【００２３】
記録時には、記録情報に基づいてレーザ光源２１のオンオフを行い、ビームスポットで光ディスク１上に記録ピットを形成して、情報の書き込みが行われる。再生においては、光ディスク１の記録ピットに当たって反射したレーザ光を対物レンズ２７で拾い、往路とは逆に立上ミラー２６，レンズ移動機構２５を通過、ビームスプリッタ２４で反射し、検出レンズ２８を経て光検出器２９の検出面上にレーザ光を誘導する。光検出器２９は、内部の検出面で光ディスク１からの戻り光を検出し、情報の読込みを行う。また、検出信号を処理することによって、対物レンズ２７のフォーカス制御，トラッキング制御や、レンズ移動機構２５のレンズ位置の制御を行う構成となっている。
【００２４】
図２は本実施例に係る光ピックアップに搭載されているレンズ移動機構の構成を示す斜視図である。  
図２において、２５１はレンズ、２５２はレンズホルダ、２５３はナット、２５４はモータ、２５４ａはモータ筐体、２５４ｂは回転軸、２５４ｃはリードスクリュー、２５５はケース、２５５ａは回転規制部材、２５６ａ，２５６ｂはガイドシャフト、２５７は予圧手段、２５８はフライホイール、２５９は粘弾性部材を表す。レンズ移動機構２５は、図１における光ピックアップ２に組み込まれている。
【００２５】
レンズ移動機構２５は、レンズ２５１と、レンズホルダ２５２と、ナット２５３と、フライホイール２５８と、粘弾性部材２５９とからなる被駆動体と、モータ２５４と、ケース２５５と、ガイドシャフト２５６と、予圧手段２５７とからなる駆動体で構成されている。レンズ２５１は、透過率の高いポリオレフィンなどの透明樹脂やガラスによって形成した光学レンズである。レンズ２５１は、光軸方向の位置により、レンズ２５１に入射するレーザ光を弱拡散，弱収束させることができる球面収差補正レンズである。固定レンズを用いる２枚構成の場合には、ケース２５５もしくは、レンズ移動機構２５の外部に固定レンズを設ける。レンズホルダ２５２は開口部を有し、この開口部にレンズ２５１を嵌合し接着することによって固定，支持している。また、レンズホルダ２５２は案内軸２５６ａと摺動する軸受と、案内軸２５６ｂと摺動する軸受を有し、２つの案内軸によってレンズ２５１の光軸方向に移動できるように懸架されている。
【００２６】
案内軸２５６ａ，２５６ｂは寸法安定性に優れた鉄鋼材料を主材とし、耐摩耗性を向上するために表面にニッケルやクロムなどのめっきを施したものを使用する。必要に応じて、案内軸２５６ａ，２５６ｂには潤滑材を塗布し、摺動抵抗および耐摩耗性を向上させている。案内軸２５６ａはレンズホルダ２５２の移動方向の案内用として主に機能し、案内軸２５６ｂは案内軸２５６ａ回りに回転可能なレンズホルダ２５２の回転止め用として機能する。ナット２５３は真鍮などの金属、または耐磨耗性に優れたポリアセタール樹脂などの樹脂によって作られている。ナット２５３の内周側には、リードスクリュー２５４ｃと係合する雌ねじが形成されている。ナット内周側の雌ねじとリードスクリューの間には潤滑性向上のために潤滑材が塗布されている。係合されるリードスクリュー２５５ｃの回転によってナット２５３が一緒に回転しないように、ナット２５３には外周側に向かって突起部が設けられており、この突起部をケース２５５に設けられた溝（回転規制部材２５５ａ）に当接させることにより、ナット２５３の回転規制がおこなわれている。モータ２５４は、小型の直流モータやステッピングモータである。
【００２７】
モータ回転軸２５４ｂの出力側には、外周に一定のピッチで溝を形成したリードスクリュー２５４ｃが形成されている。リードスクリュー２５４ｃは、切削加工や転造などによって製造することができ、モータ２５４の回転軸２５４ｂに直接加工を施して形成するか、別部品として形成した後にモータ回転軸２５４ｂにかしめなどによって圧入固定するなどにより形成する。ケース２５５は、レンズ移動機構２５の筐体であり、モータ筐体２５４ａ，案内軸２５６ａ，２５６ｂを固定する部材である。ケース２５５には、図示しない固定孔や位置決め孔などが加工されており、これらの孔を用いて光ピックアップへの搭載が行われる。さらに、図示しないフタ部材により、レンズホルダ２５２やナット２５３などの被駆動体をケース２５５内部に収納する。さらに、ケース２５５には、ナット２５３の回転を規制する溝（回転規制部材２５５ａ）が形成されている。回転規制部材２５５ａは、ナット２５３の突起部よりも若干広い幅の溝になるように製作している。予圧手段２５７は、バネなどの部材であり、レンズホルダ２５２がナット２５３の移動に追従するように光軸方向に予圧を加えている。
【００２８】
本実施例では、ナット２５３のモータ側の面に粘弾性部材２５９を介してフライホイール２５８を接合している。フライホイール２５８はタングステンや真鍮，鉄などの比較的比重の大きな金属材料で形成し、慣性モーメントがナット２５３の慣性モーメントよりも充分に大きくなるように設定する。フライホイール２５８の慣性モーメントは、材料の比重だけでなく形状によって大きくすることも可能である。形状による場合は、偏重心が発生しない様に回転軸２５４ｂの軸心に対して点対称形状とするのが好ましい。粘弾性部材２５９は、ポリウレタンやシリコンなどのゴムを使用する。
【００２９】
次に、レンズ移動機構２５の動作を説明する。レンズ移動機構２５の駆動はモータ２５４によって行う。モータ２５４は、モータ内部に形成されているコイルに電流を流すことにより、電磁作用で回転軸２５４ｂにトルクを発生させて回転力を得る。モータ回転軸２５４ｂの回転は、リードスクリュー２５４ｃを回転させ、さらにリードスクリュー２５４ｃに係合するナット２５３に回転力を及ぼす。しかしながら、ナット２５３は、ナット突起部がケース２５５に設けられている回転規制部材２５５ａに当接することによって回転が止められるため、回転せずにリードスクリュー２５４ｃのねじ溝に牽引されて回転軸２５４ｂのスラスト方向に直線的に運動を生じる。レンズホルダ２５２は、予圧手段２５７によって常にナット２５３に当接して運動を行うため、ナット２５３と一体になって回転軸２５４ｂのスラスト方向（レンズ光軸方向）に運動を生じる。
【００３０】
本実施例では、ナット２５３の回転振動を抑制するために粘弾性部材２５９を介してフライホイール２５８が取り付けられている。フライホイール２５８がない場合には、リードスクリュー２５４ｃから受ける回転力によってナット２５３は回転規制部材２５５ａに衝突し、動作音を生じる。特に、モータの自励振動などによって頻繁に回転方向が切り替わる場合は、ナット２５３と回転規制部材２５５ａのガタの範囲で衝突が繰り返され、大きな動作音を発生するようになる。フライホイール２５８を取り付けた場合は、フライホイール２５８の慣性力によって、ナット２５３は位置を保持しようとするため、リードスクリュー２５４ｃから受ける回転力には反応しにくくなる。その結果、リードスクリュー２５４ｃとナット２５３の摺動部で滑りが生じるようになり、回転力がナット２５３まで伝達されなくなる。
【００３１】
仮に、ナット２５３が回転するほどの回転力を受けた場合は、ナット２５３とフライホイール２５８に挟まれた粘弾性部材２５９にねじり力が働き、このねじり力の復元力によってナットの回転力の相殺と、粘弾性による振動の減衰が起こる。したがって、ナット２５３が回転規制部材２５５ａに衝突する力は、ナット２５３とリードスクリュー２５５ｃの滑りおよび粘弾性部材による振動減衰により大部分が消失される。これにより、衝突による動作音は静粛となり、また衝突の反動によるリードスクリューおよびレンズホルダの振動が低減され、レンズ横ぶれの低減にもつながる。
【００３２】
以上のように、本実施例１によれば、ナットが回転規制部材に衝突することによって生じる動作音を低減することができる。また、ナットの衝突反力によって生じるレンズ横ぶれを低減することができる。これらの特徴により、静粛で信頼性が高い光ピックアップを提供できるようになる。
【実施例２】
【００３３】
本発明の実施例２に係る光ピックアップについて、図３を参照しながら説明する。  
図３は実施例２に係る光ピックアップが搭載されたレンズ移動機構の斜視図である。  
図３において、本実施例２と実施例１の構成上の違いは、フライホイール２５８がなくなっている点である。本実施例２では、フライホイール２５８の代わりにレンズホルダ２５２の慣性モーメントを利用する。そのため、ナット２５３には、粘弾性部材２５９を介してレンズホルダ２５２が貼り付けられている。構造がより簡単化され、小型化が容易な構成である。
【００３４】
上記構成において、ナット２５３はレンズホルダ２５２の慣性力によって位置を保持しようとするため、リードスクリュー２５４ｃから受ける回転力に反応しにくくなる。その結果、リードスクリュー２５４ｃとナット２５３の摺動部で滑りが生じるようになり、回転力がナット２５３まで伝達されなくなる。仮に、ナット２５３が回転するほどの回転力を受けた場合は、ナット２５３とレンズホルダ２５２に挟まれた粘弾性部材２５９にねじり力が働き、このねじり力の復元力によってナットの回転力の相殺と、粘弾性による振動の減衰が起こる。したがって、ナット２５３が回転規制部材２５５ａに衝突する力は、ナット２５３とリードスクリュー２５５ｃの滑りおよび粘弾性部材２５９による振動減衰により大部分が消失される。これにより、衝突による動作音は静粛となり、また衝突の反動によるリードスクリュー２５５ｃおよびレンズホルダ２５２の振動が低減され、レンズ横ぶれの低減につながる。
【００３５】
以上のように、フライホイール２５８からレンズホルダ２５２に変えても同様の効果を期待することができ、ナットが回転規制部材に衝突することによって生じる動作音の低減と、ナットの衝突反力によって生じるレンズ横ぶれを低減することができる。これらの特徴により、静粛で信頼性が高い光ピックアップを提供できるようになる。
【実施例３】
【００３６】
本発明の実施例３に係る光ピックアップについて、図４を参照しながら説明する。  
図４は実施例３に係る光ピックアップ２が搭載されたレンズ移動機構の斜視図である。  図５はレンズ移動機構に用いられるねじ機構の構成を示す斜視図である。  
図６は本実施例を備えたナットの正面図である。  
図４において、本実施例３と実施例２の構成上の違いは、ナット２５３の形状と回転規制部材２５５ａの削除である。  
ナット２５３は粘弾性部材２５９によってレンズホルダ２５２に貼り付けられているため、大きな回転を起こすことがない。そこで、ナット２５３に設けられている回転規制用の突起部の削除と、ケースに設けられている回転規制部材２５５ａの削除を行うことができる。このような簡易な構造でも実施例１のように、レンズ２５１のスラスト方向への移動を実現できる上、レンズホルダ２５２の慣性モーメントを利用してナット２５３とリードスクリュー２５５ｃの滑りを引き起こすことも可能である。本構成では、ナット２５３が衝突することがないため、動作音が静粛で、また、衝突反力を生じないのでレンズの横ぶれを起こすこともない。これらの特徴により、静粛で信頼性が高い光ピックアップを提供できるようになる。
【００３７】
図５，図６において、モータ筐体２５４ａの内部にはモータ（図示せず）が収納されており、このモータ筐体２５４ａからモータ回転軸２５４ｂが露出している。このモータ回転軸２５４ｂにはリードスクリュー２５４ｃが取り付けられている。このリードスクリュー２５４ｃにはナット２５３が取り付けられている。このナット２５３には突起部２５３ａが一体に取り付けられている。この突起部２５３ａは図６に示すように回転規制部材２５５ａによって両側が拘束されて回転が記載される。
【００３８】
以上のごとく、本発明によれば、上記課題を解決するための手段として、回転軸を有するモータと、前記モータの回転軸に形成したリードスクリューと、前記リードスクリューに係合するナットと、前記ナットと同軸に配置されるフライホイールと、前記ナットと前記フライホイールを接続する粘弾性部材と、前記ナットにより前記モータのスラスト方向に移動されるレンズホルダと、前記レンズホルダに保持されるレンズと、前記レンズホルダにスラスト荷重を加える予圧手段と、を有する光ピックアップとする。上記構成により、ナットの慣性力を増大させることで、リードスクリューとの滑りを発生しやすくし、ナットに伝達される回転力の低減を図る。これにより、動作音やレンズ横ぶれの原因となっているナットと回転規制部材の衝突力を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１に係る光ピックアップの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る光ピックアップのレンズ移動機構の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る光ピックアップのレンズ移動機構の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例３に係る光ピックアップのレンズ移動機構の構成を示す図である。
【図５】レンズ移動機構に用いられるねじ機構の構成を示す図である。
【図６】モータ筐体の正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  光ディスク
２  光ピックアップ
２１  レーザ光源
２２  整形レンズ
２３  カップリングレンズ
２４  ビームスプリッタ
２５  レンズ移動機構
２６  立上ミラー
２７  対物レンズ
２８  検出レンズ
２９  光検出器
２５１  レンズ
２５２  レンズホルダ
２５３  ナット
２５３ａ  突起部
２５４  モータ
２５４ａ  モータ筐体
２５４ｂ  回転軸
２５４ｃ  リードスクリュー
２５５  ケース
２５５ａ  回転規制部材
２５６ａ，２５６ｂ  案内軸
２５７  予圧手段
２５８  フライホイール
２５９  粘弾性部材
【図１】
2009252338.tif 000003
【図２】
2009252338.tif 000004
【図３】
2009252338.tif 000005
【図４】
2009252338.tif 000006
【図５】
2009252338.tif 000007
【図６】
2009252338.tif 000008