(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクから情報を読み出す光ヘッド装置において、
球面収差補正のためのレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズの光軸に平行なガイドレールと、
前記レンズホルダに設けられ、前記ガイドレールを受けるレール受け部と、
前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレールに対して垂直なコイルと、
前記コイルに対向して設けられた永久磁石と、
前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して前記レール受け部を前記ガイドレールに押し付ける押圧力を発生させる磁性体片と、
を有することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
光ディスクから情報を読み出す光ヘッド装置において、
球面収差補正のためのレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズの光軸に平行な第１および第２のガイドレールと、
前記レンズホルダに設けられ、前記第１のガイドレールを受ける第１のレール受け部と、
前記レンズホルダに設けられ、前記第２のガイドレールを受ける第２のレール受け部と、
前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレールに対して垂直なコイルと、
前記コイルに対向して設けられ、前記ガイドレールの軸方向に２極着磁された永久磁石と、
前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して前記第１及び第２のレール受け部を、前記第１及び第２のガイドレールにそれぞれ押し付ける押圧力を発生させる磁性体片と、
を有することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のガイドレールが前記光ディスクの周方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記コイルの巻軸は、前記第１のガイドレールと第２のガイドレールの中心を含む面と所定の角度を有し、前記磁性体片から前記第１のガイドレールと第２のガイドレールの中心を含む面に下ろした垂線が、前記第１のガイドレールと第２のガイドレールの間で交差することを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記第１のガイドレール、第２のガイドレール、及び永久磁石を保持するベースと、該ベースに固定され前記レンズと光軸の一致する第２のレンズを具備することを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記光ヘッド装置は前記光ディスクの半径方向に移動し、前記光ヘッド装置における前記レンズの移動方向は、前記光ディスクの周方向であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
光ディスクに対して光ビームを照射する光ヘッドを備えた光ディスク装置であって、
前記光ヘッドは、
球面収差補正のためのレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズの光軸に平行なガイドレールと、
前記レンズホルダに設けられ、前記ガイドレールを受けるレール受け部と、
前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレールに対して垂直なコイルと、
前記コイルに対向して設けられた永久磁石と、
前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して前記レール受け部を前記ガイドレールに押し付ける押圧力を発生させる磁性体片と、
前記コイルに電流を流し、前記レンズを光軸方向に移動させる移動手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
光ディスクに対して光ビームを照射する光ヘッドを備えた光ディスク装置であって、
前記光ヘッドは、
球面収差補正のためのレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズの光軸に平行な第１および第２のガイドレールと、
前記レンズホルダに設けられ、前記第１のガイドレールを受ける第１のレール受け部と、
前記レンズホルダに設けられ、前記第２のガイドレールを受ける第２のレール受け部と、
前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレールに対して垂直なコイルと、
前記コイルに対向して設けられ、前記ガイドレールの軸方向に２極着磁された永久磁石と、
前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して前記第１及び第２のレール受け部を、前記第１及び第２のガイドレールにそれぞれ押し付ける押圧力を発生させる磁性体片と、
前記コイルに電流を流し、前記レンズを光軸方向に移動させる移動手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
光ディスクドライブに搭載される光ヘッドに関し、特に球面収差補正のためのリレーレンズを具備する光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば記録媒体として光ディスクを使用して記録又は再生を行う分野においては、高精細な静止画や動画等を扱うために小型で大容量の光ディスクに対して記録再生を行う光ディスク記録再生装置の開発が進んでいる。大容量化を実現するための技術的な手法としては、光学ピックアップ装置から出射されるレーザ光源の短波長化と対物レンズの高ＮＡ（ＮＡ：開口数）によるビームスポット径の縮小化がある。
【０００３】
一般的に光ディスクは、情報記録面を透明な光ディスク基板（カバー層）で覆い、該光ディスク基板を介してビームを照射する。ＮＡを大きくすると、対物レンズとディスク基板との角度変化によるコマ収差が発生しやすくなる。この角度変化の原因には、光ディスク自体の反り、光ディスクを回転させるスピンドルモータの傾き、光ヘッドに搭載される対物レンズ駆動機構によって発生する傾きなどがあるが、量産性を保ってＮＡ増加分に見合って角度精度を上げるのは困難である。傾きによって発生するコマ収差は、ディスク基板を通過する時に発生するため、基板厚を薄くすると、傾きによりコマ収差が少なくなる。従って、高いＮＡの対物レンズを用いた光ディスクシステムでは、基板厚の薄い光ディスクを用いて傾き誤差に強くする必要がある。
【０００４】
一方、対物レンズは、ある特定の光学的厚みの基板を介した時に光ディスクの情報記録面上に球面収差の少ないビームスポットを形成するように設計されるため、基板厚が設計時の想定光学的厚さに対して誤差を持つと球面収差が発生する。又２層ディスクのように、２枚の情報記録面を同じ方向から（異なる方向から記録再生する両面ディスクではなく）レーザーを照射する場合は、それぞれの層で、透明層基板の光学的厚みは、必ず異なってしまう。この基板厚の誤差による球面収差もＮＡが大きくなるにつれ、非常に大きくなり、ＮＡ０．８５といった大ＮＡのレンズでは、通常の製法で製作された光ディスクの基板の光学的厚さ誤差の影響を無視するのは困難になってくる。
【０００５】
なお、ここでいう光学的厚みとは、光が透過する光ディスク基板の厚みと屈折率によって定まる値であり、異なる厚みであっても、基板を通過させて生成したビームスポットの球面収差の大きさが一致する場合に光学的厚みが等しいとする。基板が複数の層からなっている場合も、それぞれの層の厚みと屈折率によって、基板の光学的厚みが決まる。
さて、光ディスク基板の厚さ変化による球面収差を補正する方式として、特開平５−１５１６０９号公報にはさまざまな方式が示されている。その中で、凸レンズと凹レンズから構成される、いわゆるリレーレンズを使った収差補正方法が提示されている。レーザーダイオードから出射した光が対物レンズに入射する前に凸レンズと凹レンズからなるリレーレンズを配置し、凸レンズと凹レンズのどちらか一方の位置を変化させることにより、対物レンズから光ディスクに入射するビームの球面収差を変化させ、光ディスクで発生する球面収差をキャンセルして、光ディスク上で収差の少ないビームスポットを生成するというものである。この公報においては、対物レンズの駆動機構としてＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）を使うとしているが、その構造及び制御方法は示されていない。
【０００６】
特開平５−２６６５１１号公報では、ある程度詳細な方式が示されている。ここでは、リレーレンズの駆動手段として、動かすレンズ側にラックを取り付け、ピニオンを回転させることによって移動させる方式が示されている。又、ディスクに記録された基板厚、あるいは記録再生装置に設けられた測定装置で基板厚を測定し、それに対応するように、リレーレンズの位置を設定する方式が示されている。
【０００７】
特開２００１−２８１４７号公報でも、ある程度詳細な方式が示されている。この例では、リレーレンズの第１レンズと第２レンズの間隔をボイスコイルモータで変更できるようになっている。このボイスコイルモータは、投入電流とレンズ間隔の変化量がほぼ線形関係になるように設計されている。レンズ間隔を第１層又は第２層の情報を記録再生するために適した間隔にするには、それぞれ大きさが同一で向きが反対の電流をコイルに流せばよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、複数の問題点が存在する。
【０００９】
特開平５−１５１６０９号公報の場合、前述したようにＶＣＭを使った駆動機構について詳細に説明されていない。しかし、球面収差補正のためのレンズ移動機構においては、一般的な単なるＶＣＭでは十分な性能を確保できず、従ってこの公報に開示されている技術では実用的な光ヘッドの製作はできない。
【００１０】
特開平５−２６６５１１号公報の場合、リレーレンズの移動装置として、前述したようにラックとピニオンを使用した例が開示されている。光ヘッドの搭載される光ディスク装置は、携帯用コンピュータ、音楽再生装置などにも用いられ、極めて小型であることが要求される。しかしながら、この公報による構成では回転式モータ、ラックとピニオンという動力伝達及び回転運動を直線運動に変換する機構と、構成要素が多いため、小型化が難しい。
【００１１】
球面収差補正のためのレンズ移動機構においては、移動するレンズは光軸方向にのみ移動する機構でなければならない。レンズ移動に伴い、傾き、光軸ずれが発生すると、収差が発生し、良好なビームスポットが得られなくなる。さらに光軸ずれが発生すると、リレーレンズから対物レンズに向かう光束の向きが変化し、ビームスポット位置が変化してしまうという問題も発生する。ビームスポット位置が仮にディスク半径方向にずれると、光ドライブ装置のトラッキングサーボ機構は、対物レンズアクチュエータをトラッキング方向に移動することによって、ビームスポットがトラックから逸れるのを防ごうとするが、ビームスポットの移動加速度と移動量には当然上限がある。従って、リレーレンズの傾き、光軸ずれは極力抑えなければならない。従来の技術では、この点に配慮したものは見られない。この公報でも、これを満たす機構の説明がない。
【００１２】
実際には、これらの問題が発生しないように、ラックとピニオンを利用したレンズ移動機構を設計するのは難しいと考えられる。例えば、通常のラックとピニオン機構にはバックラッシが存在するため、振動、ショックに大してはきわめて弱い。携帯用でなくても、据え置き型の機器においてでさえ、光ディスクドライブ装置には、ディスクを回転させるスピンドルモータ、対物レンズアクチュエータといった振動を起こす要素がある。又、光ディスクドライブの搭載されるコンピュータなどの機器にはファンなどの振動源が存在することが多い。バックラッシが存在すると、これらの振動の影響を受けやすい。つまり、光ディスクに対して情報を記録再生中にリレーレンズの位置をラックとピニオン機構で操作するのは難しい。
【００１３】
特開２００１−２８１４７号公報に示されているＶＣＭの場合、第２レンズの両側を板ばねで支持しているが、このような両持の支持構造は、移動方向において、線形な特性を確保するのが困難であり、きわめて短いストロークしか実用にならない。このため、第１のレンズ、第２レンズの焦点距離は短いものにしなければ十分な球面収差補正能力を確保できないが、そうすると、レンズ自体を非球面レンズにする必要が生じたり、レンズの傾きや偏芯許容誤差が小さくなり、組立てが難しくなる。さらにこのような支持構造では、レンズ光軸が傾かないようにレンズを保持するための剛性が低く、振動、ショックによってレンズが回転してしまい、光学収差を増やしてしまう。又、流す電流量によって、レンズ間隔を制御しているため、外からの振動、ショックによる影響を除去できず、レンズが光軸方向にも移動してしまうという問題がある。この公報では、従来例として、特開平１０−１８８３０１号公報を示しているが、これは２枚組の対物レンズの間隔をＶＣＭで変化させて球面収差を補正するものであるが、こちらも、間隔を補正するのに適切な電流を決めたあとは、その電流を維持して間隔を保持する方式であり、外乱による影響を排除できない。
【００１４】
以上のように従来の球面収差のための移動可能なレンズを搭載した光ヘッドは、良好なレンズ位置の保持ができず、そのため、光学収差が多く、安定した制御も困難であった。
【００１５】
なお、光ヘッドにはレンズ移動機構として、対物レンズ駆動装置が搭載されるが、対物レンズ駆動装置においては、もともと対物レンズが、光束に対して光軸をずらしてトラッキング動作ができるよう設計されているため、光軸ずれを抑えることに関しては考慮されていない。又、対物レンズアクチュエータは、ビームスポットを、ディスクの偏芯や面振れといった動きに数ｋＨｚ程度の成分まで動的に追従させることを主目的として考案、設計されているが、リレーレンズ駆動機構の場合は、まず多層光ディスクの層の違いによる球面収差の補正、次に、ディスク間の透明基板の光学的厚さの差といった、ディスク回転によって変動しないものに対して動作するのが主目的であり、ディスク面上での透明基板の光学的厚さの変動には、もし追従する必要があっても、その変動は僅かである。従って、ＤＣ的動作が主で、制御帯域も数１００Ｈｚ程度で十分である。そのため従来例の移動装置も一定電流を流して位置を決めようとしたり、ラックとピニオンのように高速往復動作が不可能な機構を利用している。従って、対物レンズ駆動装置をリレーレンズ駆動機構として用いるのは無理がある。
【００１６】
又、以上に示した従来技術では、対物レンズの光軸と同軸上にリレーレンズが配置されており、光ヘッドが厚くなるという問題があった。光ヘッドの搭載される光ディスクドライブは、コンピュータ、特に携帯型コンピュータの記憶装置として用いられる場合、薄型化が要求されるが、このためには、光ヘッドが厚くなってはならない。従来のリレーレンズを用いない光ヘッドに比べて、上記の従来例の光ヘッドを用いれば、リレーレンズの厚さの分だけ厚くなるのは明らかである。又例え、対物レンズとリレーレンズ間にミラーを挿入して光軸を９０度曲げたとしても、従来例で使用されている駆動機構では、薄型化は困難である。
【００１７】
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、球面収差の補正用のリレーレンズを持ち、リレーレンズを良好な精度で移動させ、しかも外部からの振動、ショックの影響を受けにくい、ＤＣ動作にも適した、さらに薄型光ディスク装置が実現可能なリレーレンズ駆動機構を備えた光ヘッドを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光ヘッド装置は、球面収差補正のためのレンズと、前記レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズの光軸に平行なガイドレールと、前記レンズホルダに設けられ、前記ガイドレールを受けるレール受け部と、前記レンズホルダに固着され、巻き軸が前記ガイドレールに対して垂直なコイルと、前記コイルに対向して設けられた永久磁石と、前記レンズホルダに設けられ、前記永久磁石と協動して前記レール受け部を前記ガイドレールに押し付ける押圧力を発生させる磁性体片とを有する。
【００１９】
この構成により、レンズホルダの移動に伴ってレンズの光軸方向以外にリレーレンズが移動することはなく、従ってレンズの光軸ずれが発生しない。又、コイルの巻軸を光軸に垂直にしているため、小型化が可能であるとともに、力の作用点を主軸に近づけることができ、こじりにくい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下に示す説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではない。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構造を示す。図２及び図３は、光ディスクと光ヘッド関係を示す斜視図である。図４及び図５は、本発明に係わる光ディスク記録又は再生装置の概略構成図である。図６〜図８はリレーレンズ駆動装置又はその一部を示す斜視図である。図９及び図１０はリレーレンズ駆動装置の可動部を示す斜視図及び平面図である。図１１は他の実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構成を示す。
【００２２】
図２及び図３におて、光ディスク１００は、再生専用ディスク、相変化型ディスク又は光磁気ディスクのような記録又は再生用ディスクである。図１のように、光ディスク１００に光ビームを照射するための光源１から出射された光ビームはコリメータレンズ２でコリメートされ、ビームスプリッタ４に入射し、その後１／４波長板５を通過する。（光ビームの形状を変化させるためのビーム整形プリズムをコリメータレンズ２とビームスプリッタ４の間に挿入してもよい）。
【００２３】
次に、ディスクのカバー層の厚さ誤差がある場合に発生する球面収差を補正するための本発明によるリレーレンズ系７をとおり、ミラー６で９０度向きを変え、対物レンズ８に入射する。ここで対物レンズ８は２枚のレンズ３０、３１（図５参照）を組み合わせたＮＡ０．８５程度の高ＮＡのレンズであり、対物レンズ駆動装置３で光軸方向及びディスク半径方向に移動可能に支持されている。
【００２４】
ディスク１００からの反射光は、対物レンズ８を通過し、ミラー６で反射し、リレーレンズ駆動機構７内のリレーレンズ系を経て、１／４波長板５を通過し、ビームスプリッタ４に入射する。次にビームスプリッタ４で反射され、凸レンズ１０で集光される。次に光ビームは、フォーカス誤差信号発生用素子１１を通過し光検出器１２に照射される。フォーカス誤差発生用素子１１は、フォーカス誤差信号を実現できる方法であればどのような方法でも良く、例えば非点収差法の場合円柱レンズとなる。
【００２５】
光検出器１２からの出力は、図４のように演算回路１３に入力され、情報再生信号、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を得る。フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は位相補償回路１４で位相補償が行われる。位相補償回路１４からの位相補償信号を基に、図５のようにアクチュエータドライバー１５，１６で対物レンズ駆動装置３のコイル１７，１８に電流を流し、対物レンズ８の光軸方向、及び半径方向の位置を制御する。
【００２６】
リレーレンズ系７は、ディスク１００のカバー層の厚さ誤差で発生する球面収差を補正するために使用するものである。２枚のレンズ３２、３３のうち少なくとも１枚（本実施形態では３２）を光軸方向に移動し、ディスク１００のカバー層の厚さ誤差で発生する球面収差を補正するように、リレーレンズ駆動機構７内のリレーレンズ系で球面収差を発生させる。その制御方法は、例えば特開平１０−１８８３０１で開示されている方法も応用できる。本実施形態では、リレーレンズ３２の位置を検出する位置検出装置２２が設けられる。
【００２７】
位置検出装置２２は、図５のように発光ダイオードなどの発光素子３４とフォトディテクタ３５からなる反射型フォトセンサーである。リレーレンズ３３と一緒に移動する反射板２３（白色の板など拡散反射するものが好ましい）により、発光素子３４から出た光が反射され、フォトディテクタ３５に入射する。反射板２３が、位置検出装置２２に対向する量は、リレーレンズ３２の位置に応じて変化し、それによって反射光量及びフォトディテクタ３５に入射する光量が変化する。これによって、リレーレンズ３２の位置検出を可能にしている。そして、フォトディテクタ３５の出力はレンズ位置制御回路１９に入力される。レンズ位置制御回路１９は、指定位置にリレーレンズが位置するように信号をドライブ回路２０に出力し、ドライブ回路２０はリレーレンズ駆動機構７のコイル２１に電流を流す。このように本装置では、位置制御をフィードバック制御でおこなっている。
【００２８】
リレーレンズ３２の位置を決めるための方法は数々の方式があるが、例えば以下のように行う。ＡＤ／ＤＡを備えたＣＰＵ２４は、リレーレンズ位置制御回路１９に対して、リレーレンズ３２の位置を、想定される基板厚の球面収差を補正できる範囲で少しずつ移動させる。そして、再生情報信号の振幅が最大になるようなレンズ３２の位置を検出し、以後、その値をリレーレンズ位置制御回路１９に対して出力しつづける。このように、位置制御を従来例のようにオープン制御でおこなわず、フィードバック制御でおこなっているため、外部からの振動、ショックがあっても、リレーレンズの位置が影響を受けず、再生情報信号の最大値の検出、及びその後のレンズ位置の保持が正確に行える。従って、ディスクのカバー層の誤差を補正でき、より大容量の光ディスク装置を実現できる。
【００２９】
次に本実施形態に係る光ヘッドに搭載されている、リレーレンズ駆動機構７の詳細について説明する。ここではリレーレンズ７を構成する２枚のレンズの内、レンズ３２が固定、レンズ３３が可動としている。
【００３０】
レンズ３２は図６のようにベース４２に取り付けられている。可動側のレンズ３３は、図７のようにレンズホルダー２７に取り付けられている。レンズホルダ２７には、レンズ３３の光軸（Ｘ方向）に垂直な軸（Ｙ方向）を巻軸として巻かれたコイル２１が取り付けれている。コイルの巻軸を光軸に垂直にしているため、小型化が可能である。コイル２１の巻軸は、ガイドレール２５ａ及び２５ｂの中心を含む面と所定の角度を有し、小鉄片２８からガイドレール２５ａ及び２５ｂの中心を含む面に下ろした垂線が、ガイドレール２５ａ及び２５ｂの間で交差するように構成されている。
【００３１】
図８のように永久磁石２６が鋼板などの強磁性体からなるヨーク４３に取り付けられ、ヨーク４３がベース４２に取り付けられている。従って永久磁石２６はベース４２に対して固定されている。又、永久磁石２６はコイル２１と微小の間隔を持って置かれている。永久磁石２６の着磁方向は、図８中で示す矢印のように、コイル２１の巻軸と平行であり、さらにレンズ３３の光軸方向のほぼ中間を境に逆向きに着磁された２極着磁石である。このように２極着磁構造とすることによって、高効率となり、低消費電力を実現できる。なお、２つの単極磁石を組み合わせても同等の効果が得られることはいうまでもない。
【００３２】
永久磁石２６のそれぞれの磁極に対応して、コイル２１は図７の２１ａ，２１ｂのように、レンズ３３の光軸方向及びコイル２１の巻軸に垂直な方向（Ｚ方向）に伸びた２つの直線部を、レンズ３３の光軸方向（Ｘ方向）に有する。レンズホルダ２７は、レンズ３３の光軸方向と平行な２本の平行ガイドレール２５ａ，２５ｂで支持されている。ガイドレール２５ａ、２５ｂは図８のように、ベース４２、及びベース４２に固定されるサブベース４４によって支持されている。
【００３３】
レンズホルダ２７は、図７のように空洞部４９ａを有する軸受け部としてのレール受け部４９が設けられ、レール受け部４９には同軸の穴４７ａ、４７ｂが設けられている。ガイドレール２５ａはレンズホルダ２７が摺動可能なように、わずかの隙間を持って穴４７ａ、４７ｂを貫通している。レール受け部４９の空洞部４９ａはガイドレール２５ａとレール受け部４９のX方向になるべく離れた個所を接触させるため設けられており、レンズホルダの向きの精度が向上するなどの効果がある。
【００３４】
図９のように、レンズホルダ２７には長穴Ｕ字形状部４８が設けられ、ここにガイドレール２５ｂが摺動可能に貫通している。穴４７ａ、４７ｂ、長穴Ｕ字形状部４８は、摩擦係数の少ない材料が好ましく、たとえばＰＰＳの潤滑グレードなどの材料がよい。又ガイドレール２５ａ，２５ｂの表面にグリスなどの潤滑材を塗布してもよい。
【００３５】
さらに、レンズホルダ２７のコイル中央付近には、珪素鋼板などの強磁性体からなる小鉄片２８（図中斜線部）が取り付けられており、永久磁石２６によって、コイル巻軸方向に力Ｆが発生する。
【００３６】
図１０はリレーレンズ駆動装置の可動部を示す平面図である。各部のＺ方向位置は以下のようになっている。
【００３７】
穴４７ａ，４７ｂ  ＞  コイル２１に働く駆動力Ｆの中心＝鉄片２８の中心  ≧レンズ３３の光軸３３ａ  ＞  Ｕ字形状部４８
以上のような順番となっているため、レンズホルダはガイドレール２５ａ，２５ｂにコイル巻軸方向に押し付けられ、穴４７ａ，４７ｂとガイドレール２５ａの接触位置Ａ、長穴Ｕ字形状部４８とガイドレール２５ｂとの接触位置Ｂが安定する。この結果、レンズホルダ２７の姿勢が安定し、よってレンズ３３の光軸の傾きや軸ずれが抑制され、光学的な収差の発生が抑えられる。
【００３８】
ＸＹ面上に投影した場合、コイル２１の中心の位置２１ａをガイドレール２５ａに近づけ、又コイル２１の巻軸をＹ方向とすることで、ガイドレール２５ａとコイルに発生する駆動力の中心との距離を短くできる。従って、レンズホルダ２７に発生するガイドレール２５ａに対するモーメント力が抑えらる。このモーメント力によりガイドレール２５ａに対して、穴４７ａ，４７ｂが押し付けられ、その結果Ｘ方向に摩擦力が発生する。この摩擦力がコイル２１に発生する駆動力を超えてしまうとレンズ３３は移動不可能になり、所謂こじり現象が発生してしまう。その為、このようにモーメント力が小さいと、ガイドレール２５ａに対して、穴４７ａ，４７ｂがこじって動作不能になる恐れが少なくなる。
【００３９】
さらにＸＺ面上に投影した場合のモーメントを考慮すると、ガイドレール２５ｂとＵ字形状部４８との間で発生する摩擦力は、コイル２１が発生する力と逆向きのモーメント力になるため、これもこじりの恐れを低減している。なお、こじり防止のためには、穴４７ａ、４７ｂのＸ方向の距離をできるだけ長くする、あるいはガイドレール２５ａ，２５ｂに対する摩擦係数を小さくするなどの対策も有効であることはいうまでもない。
【００４０】
なお、本実施例では、ガイドレール２５ａと穴４７ａ，４７ｂとが摺動する構成としたが、場合によっては、レンズホルダ２７とガイドレール２５ａを固着し、ガイドレールとベース４２、サブベース４４に設けた穴とガイドレール２５ａが摺動するような構造とすれば、さらにコイル２１に発生する力で生じるモーメント力による摩擦力を低減できる。
【００４１】
以上のように構成されたリレーレンズ駆動機構の動作を図７及び図８を参照して説明する。コイル２１に電流を流すと、永久磁石２６で発生した磁場中を電流が通過することになり、コイル２１にローレンツ力が発生する。特にコイル２１ａ、２１ｂ部に発生した力によって、レンズホルダ２７にはレンズ３３の光軸方向に力が加わる。レンズホルダ２７はガイドレール２５ａ，２５ｂで摺動可能に支持されているため、レンズホルダ２７は光軸方向に移動する。ここでガイドレール２５ａ，２５ｂは、レンズ３３の光軸に平行に組み立てられ、かつ小鉄片２８と永久磁石２６との間に働く力があるため、光軸方向に移動してもレンズ３３が傾いたり、軸ずれを起こすことはない。ここで小鉄片２８と永久磁石２６は、レール受け部４９をガイドレールに押し当てる押圧手段として作用する。
【００４２】
以上のように構成されたリレーレンズ駆動機構においては、レンズ３３を移動させても、それ以外の方向には位置が変位せず、良好な球面収差補正が可能になる。又、レンズが２本のガイドレールによって支持され、さらに小鉄片２８と永久磁石２６との間に働く力があるため、ているため、支持剛性も高く、外部からのショック、振動によって、傾くことは無い。
【００４３】
又、前述のようにコイルの直線部２１ａ，２１ｂの２箇所で有効な駆動力を発生するため、アクチュエータの効率がよく、低消費電力で、発熱も小さい光ヘッドを実現できる。
【００４４】
なお、小鉄片２８と永久磁石２６との間に、小鉄片２８が永久磁石の２極着磁の分割位置に近づく方向に力が発生することによる磁気ばね効果で、Ｘ方向の支持剛性が発生する。
【００４５】
次に、本実施例の位置検出装置２２の詳細について説明する。本実施例においては、前述のように位置センサーとして反射型フォトセンサーを使用しているが、光ヘッドを小型化するためには、小さい位置センサーを使う必要がある。ところが、小型の反射型フォトセンサーは有効な光束が小さく、従って位置検出範囲が、レンズホルダ２７の位置決めしたい範囲に比べて小さいことが多い。そこで本実施例においては、遮光板２３の通常移動方向に対して垂直なエッジを、２３ａのように傾けることによって、レンズホルダ２７の移動に伴う、位置センサー２２に向かい合う反射板２３の面積の変化を小さくしている。この結果、位置検出範囲はレンズホルダ２７の可動範囲に対して十分な広さに拡大される。従って、制御回路によって、いかなる位置にもフィードバック制御による位置決め制御が可能になり、前述のような振動ショックに大して影響を受けない効果が発生する。又、非接触式の位置センサーであるため、レンズホルダなどの可動部に力が加わらず、力による位置や姿勢の変動が生ぜず、球面収差レンズの位置ずれによる光学収差の増大が防げる。なお、位置センサーとしては、他の非接触型の位置センサーで置き換えることも可能である。例えば磁石とホール素子を使った位置センサーも利用可能である。
【００４６】
次に光ヘッドとリレーレンズ３３の移動方向について説明する。本実施例では、図２及び図３のように、リレーレンズ３３の移動方向がディスク接線方向を向いている。光ヘッドはディスク半径方向に移動することによって、ディスク上の様々な半径位置の情報を読み出すが、移動に伴い、加速度が発生し、リレーレンズ可動部にも慣性力が加わる。本実施形態のように、リレーレンズ駆動機構７の可動部の移動方向を、ディスク半径方向ではなく周方向にすることによって、可動部に加わる慣性力によって可動部の位置が変化するのを防止でき。又慣性力に見合う保持力をコイル２１に発生させる必要がなくなり、消費電力の低減が可能になる。光ヘッドを半径方向に動作させるときには、光ヘッド移動用のアクチュエータに大きな電力を供給することが必要になるため、光ヘッドの移動時にリレーレンズ駆動機構７の消費電力が増えないことは、光ヘッドの搭載される光ディスクドライブ装置などのピーク消費電力を抑える効果が大きく、電力を供給する電源回路の小型化にも寄与する。
【００４７】
図１１は本発明による光ヘッドの他の実施形態の主要部分の構成を示す。図１１に示すリレーレンズ駆動機構７は、図１のリレーレンズ駆動機構７と比べ、１８０°方向が異なっている。つまりレンズホルダ２７を光源１側にしてリレーレンズ駆動機構７が設けられている。そして、図１においては可動レンズ３２であったが、レンズ３３を可動レンズとしている。このように、２郡のリレーレンズにおいて、対物レンズより遠い位置のレンズを動かした方が、レンズの移動に伴う光量変化が少なくなり、一般に良好な光学特性が得られることが多い。
【００４８】
以上の説明においては、リレーレンズの構成を２枚のレンズとしたが、それぞれのレンズが複数のレンズを貼り合わせたものであってもよい。つまり、光ディスクの基板の光学的厚さが、対物レンズ設計時に想定された光学的厚さと異なることによって発生する球面収差を、対物レンズとは別に設けた１枚以上のレンズを光軸方向に動かすことによって補償する場合に、とりわけレンズの光軸外の動きが許されず、傾きの許容範囲もきわめて少ない場合に、本発明の光ヘッドは有効である。
【００４９】
又、２極着磁された磁石を用いたが、２つの単極磁石を組み合わせても同等の効果が得られることはいうまでもないし、単極磁石を１つだけ用いて、コイル２１の直線部２１ａ，２１ｂのどちらか一方のみ力が発生するようにしても、消費電力は増えるものの実現可能である。又、この場合も磁気ばねの効果は得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明を適用した光ヘッドは、振動、ショック等に影響されずに、光ディスクのカバー層の厚さ誤差で発生する球面収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構造を示す図。
【図２】光ディスクと光ヘッド関係を示す斜視図。
【図３】光ディスクと光ヘッド関係を示す他の斜視図。
【図４】本発明に係る光ディスク記録再生装置の概略構成図。
【図５】本発明に係る光ディスク記録再生装置の他の概略構成図。
【図６】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を部分的に示す斜視図。
【図７】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を部分的に示す他の斜視図。
【図８】本発明に係るリレーレンズ駆動装置の構成を示す斜視図。
【図９】リレーレンズ駆動装置の可動部を示す斜視図。
【図１０】リレーレンズ駆動装置の可動部を示す平面図。
【図１１】他の実施形態に係る光ヘッドの主要部分の構成を示す図。
【符号の説明】
１…光源、２…コリメータレンズ、３…対物レンズ駆動装置、４…ビームスプリッタ、５…１／４波長板、６…ミラー、７…リレーレンズ駆動装置、８…対物レンズ、１０…凸レンズ、２１…コイル、２２…位置センサ、２３…遮光板、２５ａ、２５ｂ…ガイドレール、２６…永久磁石、２８…小鉄片、３２…可動レンズ、４２…ベース、４３…ヨーク、４４…サブベース、４７ａ、４７ｂ…穴、４８…Ｕ字形状部、１００…光ディスク
【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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