(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に対向する面を有する第１のレンズと、光源よりの光が入射される第２のレンズとからなる対物レンズと、
該対物レンズを光軸方向及び光軸の垂直方向に駆動する対物レンズ駆動手段と、
第１のレンズと第２のレンズのいずれかを光軸方向に駆動し、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離を変化させる距離可変駆動手段とを有する光ピックアップ装置において、
前記距離可変駆動手段が駆動しない方のレンズを、前記距離可変駆動手段による駆動方向の反対方向に駆動する質量体駆動手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段は、それぞれコイルとマグネットを含む磁気回路により駆動力を発生するものからなり、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段のコイルが電気的に直列に結合していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段は、それぞれコイルとマグネットを含む磁気回路により駆動力を発生するものからなり、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段のマグネットが同一であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１のレンズと第２のレンズとからなる２群レンズの対物レンズを用いた光ピックアップ装置に関し、詳しくは、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離が可変とされ、対物レンズをフォーカシング、トラッキング方向に駆動する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報信号の記録媒体として、いわゆる光ディスク、光磁気ディスク、或いは光カードの如き種々の光学記録媒体が提案されている。そして、この光学記録媒体上に光源よりの光を照射してこの光学記録媒体の信号記録面に対する情報信号の書き込みや読み出しを行う光ピックアップが提案されている。上記光ピックアップは、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによって、光学記録媒体の信号記録面上に光のビーム径を小さくして集光させることができるため、光学記録媒体の情報記録密度を向上させることができる。
【０００３】
この対物レンズとして、いわゆる単玉レンズを用いると、高開口数を得ようとした場合、屈折パワーが必要になる。しかしながら、屈折パワーを大きくすると、レンズ面の曲率が小さくなり、屈折面同士の位置決め精度が厳しくなる。このような理由から上記単玉レンズの開口数は、０．６程度が限界であった。
【０００４】
また、光学記録媒体である光学ディスクにおいて、信号記録面を保護する保護層の厚さが規定値からずれると、球面収差が大きく変化する。一方、球面収差は、高次の項を無視すると上記開口数の４乗に比例する。そのため、対物レンズの開口数を増加させた場合、ディスクの保護層厚さの製造トレランスが狭くなってしまう。
【０００５】
これに対して、２群レンズを用いると、高開口数を可能にしながら、ディスクの保護層厚さの設計の許容範囲を広くさせることができる。このため、高開口数対物レンズとして２群レンズを使用することが注目されている。
【０００６】
このように２群レンズを使用したピックアップ装置において、特開平１０−２５５２９０号公報に記載されたものの構成を図６に示す。
【０００７】
第１のレンズ１０２と、空隙部１１９を介して第１のレンズ１０２に対向する第２のレンズ１０３とから構成される。そして、２群レンズ１２０は、第１のレンズ１０２と第２のレンズ１０３との間の距離を可変にする距離可変駆動部１１６を備えている。
【０００８】
また、２群レンズ１２０は、上述の第１のレンズ１０２及び第２のレンズ１０３に加え、第１のレンズ１０２の外周部を嵌合して第１のレンズ１０２を保持する略筒状のボビン１１８と、ボビン１１８との間に空隙部１１９を設けて、第２のレンズ１０３のディスク側の外周部に配設されるヨーク１１０と、ボビン１１８の外周部に対して巻装されたコイル１１１と、ヨーク１１０に取り付けられ、且つコイル１１１に離間されて配設されているマグネット１１２と、ボビン１１８とヨ  ーク１１０とを機械的に連結しているバネ１１３と、第１のレンズ１０２のディスク側の面の外周部に配設された保護材１１５とから構成される。
【０００９】
このコイル１１１に電流が印加されることで、対向配置されているマグネット１１２が発する磁界とでローレンツ力を発生させる。バネ１１３は、ボビン１１８とヨーク１１０を機械的に連結して、ヨーク１１０に対してボビン１１８を弾性支持している。  また、バネ１１３は、ボビン１１８を光軸方向にのみ移動可能に支持している。そして、２群レンズ１２０において、ボビン１１８、ヨーク１１０、コイル１１１、マグネット１１２及びバネ１１３によって、いわゆるボイスコイルモータを構成し、距離可変駆動部１１６を構成している。すなわち、２群レンズ１２０は、コイル１１１と  マグネット１１２との間で発生するローレンツ力によって  駆動される距離可変駆動部１１６によって、第２のレンズ１０３とこの第２のレンズ１０３に対してヨーク１１１、バネ１１３及びボビン１１８を介して光軸方向に自由度を有して弾性的に支持されている第１のレンズ１０２との間の距離を可変可能にしている。なお、距離可変駆動部１１６を備えた２群レンズ１２０は、光ピックアップ内において、半導体レーザ発射するレーザ光の光軸及び光軸の垂直方向へ移動可能に対物レンズ駆動アクチュエータによって支持されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のように、２群レンズのレンズ間距離を保護層の厚み及び屈折率により可変させた場合、対物レンズ駆動手段の可動部の重心位置が光軸方向に変化する。
【００１１】
この場合、対物レンズ駆動手段によりトラッキング方向の外力を加えたとき、光軸方向とトラッキング方向に垂直な軸中心にローリングが発生する。さらに、トラッキング方向に移動速度が小さい場合にはローリング量が比較的小さいが、移動速度を高速にするとローリング量が大きくなるとともにローリングモードの共振が発生し、正確なトラッキングが行われなくなる。
【００１２】
また、保護層の厚み及び屈折率の違いにより距離可変駆動手段に印加される電流はほぼＤＣ的に通電されるため、消費電力が大きくなる問題がある。
【００１３】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、第１のレンズと第２のレンズとからなる２群レンズであって、上記距離可変駆動手段が駆動することによるトラッキング方向の作用点と重心のずれにより発生するローリングモードの共振を制御可能な範囲にし、正確なトラッキングを行え、さらに、距離可変駆動手段に印加される電流値を低減するために簡素な構造で第１のレンズと第２のレンズとの間隔を確保し、構成が小型な光ピックアップ用対物レンズを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップ装置は、情報記録媒体に対向する面を有する第１のレンズと、光源よりの光が入射される第２のレンズとからなる対物レンズと、該対物レンズを光軸方向及び光軸の垂直方向に駆動する対物レンズ駆動手段と、第１のレンズと第２のレンズのいずれかを光軸方向に駆動し、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離を変化させる距離可変駆動手段とを有する光ピックアップ装置において、前記距離可変駆動手段が駆動しない方のレンズを、前記距離可変駆動手段による駆動方向の反対方向に駆動する質量体駆動手段を有することを特徴としている。
【００１５】
また、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段は、それぞれコイルとマグネットを含む磁気回路により駆動力を発生するものからなり、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段のコイルが電気的に直列に結合しているものである。
【００１６】
さらに、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段は、それぞれコイルとマグネットを含む磁気回路により駆動力を発生するものからなり、前記距離可変駆動手段及び前記質量体駆動手段のマグネットが同一であるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置の概略を示す模式図である。本光ピックアップ装置は、第１のレンズ２と第１のレンズ２に対向する第２のレンズ３とからなる２群レンズ４を有している。このような第１のレンズ２と第２のレンズ３とで構成された２群レンズ４は、例えば０．８５の開口数を発生させることができる。
【００２０】
第２のレンズ３は、半導体レーザよりレーザ光が入射される第１の面５ａと、第１の面５ａから入射されたレーザ光を第２のレンズ３に向けて出射する第２の面５ｂとを有している。そして、上記第１のレンズ２は、第２のレンズ３の第２の面５ｂよりレーザ光が入射される第１の面６ａと、第１の面６ａから入射されたレーザ光をディスク１に向けて出射する第２の面６ｂとを有している。出射されたレーザービームは保護層５１を透過し、情報記録媒体５０に集光する。２群レンズ４は、第１のレンズ２と第２のレンズ３との間の距離を可変にする距離可変駆動部（図１には図示していない）を備えている。
【００２１】
そして、保護層５１の厚みが増減したときには、図７（保護層５１の厚みが厚い場合）に示すように、その距離可変駆動部によりレンズの間隔の距離を変化させ、保護層厚の変化で発生する収差を小さくする。
【００２２】
なお、２群レンズ及び距離可変駆動部は後述する対物レンズ駆動部に搭載されている。
【００２３】
次に、対物レンズ駆動部、距離可変駆動部と質量体駆動部について詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本光ピックアップ装置の側面図であり、図３は上面図である。また、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面の斜視図である。図５は、対物レンズ駆動部の可動部分を示す断面模式図である。なお、図４には、光軸方向及びトラッキング方向を明示している。
【００２５】
初めに対物レンズ駆動部について説明する。
【００２６】
第１ヨーク８上に第２ヨーク９が配置され、マグネット７ａ，７ｂがヨーク８にそれぞれ取り付けられている。マグネット７ａと第２ヨーク９、マグネット７ｂと第２ヨーク９の間に空隙部が設けられている。なお第１ヨーク８及び第２ヨーク９は磁性材から構成されている。マグネット７ａ，７ｂは光軸方向、トラッキング方向に垂直な方向に磁化されているため、空隙部に光軸方向、トラッキング方向に垂直な方向に磁界を発生する。
【００２７】
対物レンズ保持部材１５に取り付けられている対物レンズ駆動部のフォーカス用コイル１３ａ，１３ｂ及びトラッキング用コイル１２ａ，１２ｂはこの空隙部に配置され、フォーカス用コイル１３ａ、ｂに電流を流すと対物レンズ保持部材１５が光軸方向に、トラッキング用コイル１２ａ、ｂに電流を流すと対物レンズ保持部材１５がトラッキング方向に推力が発生し駆動される。
【００２８】
また、第１レンズ２の直径より大きく開けられた貫通穴が設けられ、穴内に第１レンズ２が配置するようにレンズ保護部材１６が配置されている。レンズ保護部材１６は発塵性が少ない不織布もしくは保護層との摩擦係数が小さい部材からなりレンズが直接ディスクの保護層に衝突する事を防いでいる。
【００２９】
第２ヨーク９の一部を光軸方向に曲げられた部分にプリント基板１０が取り付けられている。光軸方向に垂直にかつディスク接線方向に平行に配置している対物レンズ支持弾性体１１ａ〜ｆは対物レンズ保持部材１５とプリント基板１０の部分にはんだで取り付けられ、対物レンズ保持部材１５が光軸方向およびトラッキング方向に移動可能となっている。また、対物レンズ支持弾性体１１ａ〜ｆはトラッキング用コイル１２ａ、１２ｂ、フォーカス用コイル１３ａ、１３ｂと後述する距離可変用コイル１７、質量体駆動用コイル１８に通電する働きもある。
【００３０】
このような構成をとれば、４本ワイヤーの対物レンズ駆動部を流用することが可能でありコストの増加を抑えることが可能となる。
【００３１】
次に、距離可変駆動部について説明する。
【００３２】
第１のレンズ２は第１レンズ保持部材１６１により保持されている。第１レンズ保持部材１６１には光軸方向に垂直な１平面にレンズ支持弾性体１９が配置されレンズ支持弾性体１９の他方の端部は対物レンズ保持部材１５に保持され、対物レンズ保持部材１５に対して第１レンズ保持部材１６１と第１のレンズ２が光軸方向にのみ移動可能となっている。距離可変用コイル１７はレンズ支持弾性体１９の光軸方向間に配置し、第１レンズ保持部材１６１に取り付けられている。共通ヨーク８８が対物レンズ保持部材１５に取り付けられ、共通マグネット７７が共通ヨーク８８に取り付けられている。共通マグネット７７と共通ヨーク８８との間に空隙部が設けられている。なお共通ヨーク８８は磁性材から構成されている。距離可変用コイル１７はこの空隙部に配置され、いわゆるボイスコイルモータを構成している。また、後述する質量体駆動部の質量体駆動用コイル１８もこの空隙部に配置されている。距離可変用コイル１７に通電すると光軸方向に推力が発生し、第１レンズ保持部材１８が光軸方向に駆動され、第１のレンズ２と第２のレンズ３との間のレンズ間隔が変化する。
【００３３】
次に、質量体駆動部について説明する。
【００３４】
質量体駆動部は、距離可変駆動部による第１のレンズ２と第２のレンズ３との間のレンズ間隔の変化による重心位置の変動を抑制するために、質量体を変位させる機能を有する。ここで、質量体とは、２群レンズの構成部品であっても良いし、重心位置を変化させるために設けた重りであっても良い。
【００３５】
本実施の形態においては、質量体駆動部の可動部の一部は、第２のレンズ３を含む。以下に具体的に説明する。
【００３６】
質量体駆動部の可動部は第２のレンズ３と第２のレンズ３を保持している第２のレンズ保持部材２１からなる。第２のレンズ保持部材２１には光軸方向に垂直な１平面に第２のレンズ支持弾性体２０が配置されレンズ支持弾性体２０の他方の端部は対物レンズ保持部材１５に保持され、対物レンズ保持部材１５に対して第２レンズ保持部材２１と第２のレンズ３が光軸方向にのみ移動可能となっている。質量体駆動用コイル１８は、上記共通マグネット７７と共通ヨーク８８との間に空隙部に配置されている。質量体駆動用コイル１８に通電すると光軸方向に推力が発生し、第２レンズ保持部材２１が光軸方向に駆動される。
【００３７】
距離可変用コイル１７と質量体駆動用コイル１８は光軸中心に円形に配置されて、直列につながれている。通電すると距離可変用コイル１７と質量体駆動用コイル１８の流れる電流の向きは光軸を中心にお互いに反対方向に配置している。従って、距離可変用コイル１７と質量体駆動用コイル１８に通電したとき、距離可変駆動部の推力方向と質量体駆動部の推力方向は光軸方向でかつ、お互いに反対方向である。このような構成をとれば距離可変用コイル１７、質量体駆動用コイル１８の磁気ギャップを共通化することが可能であるため、マグネット、ヨークの部品点数を少なくすることが可能である。
【００３８】
さらに、距離可変用コイル１７、質量体駆動用コイル１８が直列につながっているために距離可変用コイル１７、質量体駆動用コイル１８に通電するためのワイヤバネを２本で行うことが可能である。
【００３９】
さらに、第１のレンズ２及び第２のレンズ３が互いに逆方向に駆動されるため、容易にレンズ間隔の距離を大きくすることが可能である。
【００４０】
なお、本実施の形態において、距離可変駆動部と質量体駆動部に電流が印加されていないとき、つまり推力が発生していないときの第１のレンズと第２のレンズ間距離は、情報記録媒体の保護層の厚み、屈折率の異なるために発生する、第１のレンズと第２のレンズ間距離の最大値と最小値の間であるように構成している。このようにすれば、レンズ間隔の距離の最大値と最小値までにするための推力値を小さくすることが可能であるため、推力を発生させる手段の小型化もしくはローコスト化、低消費電力化を達成することが可能である。
【００４１】
また、距離可変駆動部と質量体駆動部に電流が印加されていないとき、つまり推力が発生していないとき、及び、距離可変駆動部と質量体駆動部に電流が印加されているとき、対物レンズ駆動部の可動部の重心は対物レンズ駆動部のフォーカシング方向、トラッキング方向の駆動力の作用点が一致もしくは光源側に配置されている。そして、本実施の形態では、質量体駆動部により、第１のレンズ２及び第２のレンズ３が互いに光軸方向に逆方向に駆動されるため、対物レンズ駆動部の可動部重心の移動を小さくすること（可動部重心を略一定位置にすること）が可能である。これにより、対物レンズ駆動部が可動部をトラッキング方向に駆動するときローリングモードの共振を制御可能な範囲にし、正確なトラッキングを行えることが可能である。
【００４２】
なお、以上の実施の形態では質量体駆動部は第２のレンズ３を含む部分を駆動することで、対物レンズ駆動部の重心位置を略一定位置としたが、本発明はこれに限るものではなく、第１のレンズ２と第２のレンズ３との間の距離を変化させたときに、対物レンズ駆動部の可動部の少なくとも一部を駆動して、上記可動部の重心位置を、対物レンズ駆動部による光軸方向及び光軸に垂直な方向の駆動力の作用点と略一致させる、または上記作用点よりも光源側に位置させるものであれば構わない。このようにすれば、トラッキング方向に駆動するときローリングモードの共振を制御可能な範囲にし、正確なトラッキングを行えることが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、第１のレンズと第２のレンズの間隔を変化させるときに、対物レンズ駆動手段の可動部の重心を、光の光軸方向及び光軸の垂直方向の駆動力の作用点と一致もしくは光源側に位置させるため、トラッキング方向に駆動するときローリングモードの共振を制御可能な範囲にし、正確なトラッキングを行えることが可能である。
【００４４】
また、保護膜の膜厚の異なる光ディスクに対して情報を記録または再生する場合にも、正確なトラッキングを行うことが可能である。
【００４５】
また、距離可変駆動手段と質量体駆動手段のコイルを直列に結合して、給電を一つにする事が可能であるため、部品点数を少なくし、構造を簡単にする事が可能である。
【００４６】
さらに、マグネット等の磁気回路を共通化すれば、部品点数の削減を実現でき、装置全体を小さく軽くすることが可能となり、ローコスト化及び組み立てが容易となる。
【００４７】
また、質量体駆動手段により距離可変駆動手段の駆動する側のレンズとは異なるレンズを駆動するため、２つのレンズの間隔を大きく変化させることができ、保護層の厚み及び屈折率が大きく異なるディスクにおいても対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ピックアップ装置の対物レンズを構成する２群レンズを説明する図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置の可変距離駆動部と対物レンズ駆動部の側面図である。
【図３】図１の光ピックアップ装置の可変距離駆動部と対物レンズ駆動部の上面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面斜視図である。
【図５】対物レンズ駆動部の可動部の断面側面図である。
【図６】従来の２群レンズを説明するである。
【図７】レンズ間隔距離を変化させる様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ディスク
２  第１のレンズ
３  第２のレンズ
７ａ〜７ｄ  マグネット
８  第１ヨーク
９  第２ヨーク
１０  プリント基板
１１ａ〜１１ｆ  対物レンズ支持弾性体
１２ａ，１２ｂ  トラッキング用コイル
１３ａ，１３ｂ  フォーカス用コイル
１５  対物レンズ保持部材
１６１  第１のレンズ保持部材
１７  距離可変用コイル
１８  質量体駆動用コイル
１９  第１のレンズ支持弾性体
２０  質量体支持弾性体
２１  第２のレンズ保持部材
７７  共通マグネット
８８  共通ヨーク
【図１】
0003770367.tif 000002
【図２】
0003770367.tif 000003
【図３】
0003770367.tif 000004
【図４】
0003770367.tif 000005
【図５】
0003770367.tif 000006
【図６】
0003770367.tif 000007
【図７】
0003770367.tif 000008