JP2004101587A - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズボビン12に対物レンズ11、フォーカスコイル13、トラッキングコイル14、15が搭載され、レンズボビン22にリレーレンズ21、駆動コイル23が搭載される。レンズボビン12、22は、それぞれ2個の貫通孔に内ヨーク54a、55aを挿入しながら、弾性体16、26を介して、ベース51に連結されたホルダ31に支持される。対物レンズ固定部1、ホルダ部3、磁気回路部5で対物レンズアクチュエータが形成される。第1リレーレンズ固定部2、ホルダ部3、磁気回路部5、第2リレーレンズ部4で、第1リレーレンズ固定部2の光軸方向の移動によって球面収差を補正するリレーレンズアクチュエータが形成される。ホルダ部、磁気回路部が共用されるので小型化される。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド装置に関し、特に、光ディスク媒体における基板厚ずれに伴う収差や、光ディスク媒体への入射光ビーム角度ずれに伴う収差の補正が可能なリレーレンズアクチュエータ及び対物レンズアクチュエータを備えたレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスク装置における記録密度は、光ヘッド装置が光ディスク媒体上に形成する集光スポットの径の2乗に反比例する。すなわち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。また、集光スポットの径は光ヘッド装置における対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、対物レンズの開口数が大きいほど集光スポットの径は小さくなる。一方、光ディスク媒体の基板の厚さが設計値からずれた場合、その基板厚ずれに起因する球面収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。球面収差は対物レンズの開口数の4乗に比例するため、対物レンズの開口数が大きいほど記録再生特性に対する光ディスク媒体の基板厚ずれのマージンは狭くなる。従って、記録密度を高めるために対物レンズの開口数を大きくした光ヘッド装置および光ディスク装置においては、記録再生特性を悪化させないために、光ディスク媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することが必要である。さらに、光ディスク媒体面に対して対物レンズの光軸が正しく垂直に配置されずに傾く〔以下、「光ディスク媒体面に対して対物レンズの光軸が傾く」という〕と、コマ収差が発生する。この光ディスク媒体面に対して対物レンズの光軸が傾くことに起因するコマ収差は、対物レンズの開口数の増大とともに急激に増加し、これによって、集光スポット形状は乱れ、記録再生特性は急激に悪化する。したがって、記録密度を高めるために対物レンズの開口数を大きくした光ヘッド装置および光ディスク装置においては、記録再生特性を悪化させないために、光ディスク媒体面に対して対物レンズの光軸が傾くことに起因するコマ収差を補正することも、場合によって必要である。
【0003】
特開2001−351255号公報に、光ディスク基板の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することが可能である光ヘッドの構成が開示されている。図14は、この従来の技術に係る光ヘッドの構成を説明するためのブロック図である。光源である半導体レーザ201から、その光軸方向に、コリメータレンズ202、回折光学素子203、偏光ビームスプリッタ204、1/4波長板205、リレーレンズ212および213、対物レンズ206が配置されており、光ディスク207からの戻り光の偏光ビームスプリッタ204による反射方向にホログラム光学素子208、レンズ209、光検出器210が配置されている。光検出器210には、光検出器210からの出力を演算する演算回路211が、演算回路211には、リレーレンズ212、213のいずれか一方を駆動するためのリレーレンズ用駆動装置214が、接続されている。
【0004】
半導体レーザ201からの出射光はコリメータレンズ202で平行光化され、回折光学素子203によりメインビームである0次光、サブビームである±1次回折光の3つの光に分割される。これらの光は偏光ビームスプリッタ204にP偏光として入射してほぼ100%が透過し、1/4波長板205を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ206でディスク207上に集光される。ディスク207からの3つの反射光は対物レンズ206を逆向きに透過し、1/4波長板205を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ204にS偏光として入射してほぼ100%が反射され、ホログラム光学素子208で+1次回折光としてほぼ100%が回折され、レンズ209を透過して光検出器210で受光される。
【0005】
演算回路211は、光検出器210からの出力に基づいて基板厚ずれ検出信号を演算し、駆動回路214は、基板厚ずれ検出信号が0になるように、図14の点線で囲まれたリレーレンズ212、213のどちらか一方を図示しないリレーレンズアクチュエータにより光軸方向に移動させる。リレーレンズ212、213のどちらか一方を光軸方向に移動させると対物レンズ206における倍率が変化し、球面収差が変化する。そこで、リレーレンズ212、213のどちらか一方の光軸方向の位置を調整してディスク207の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差を対物レンズ206で発生させる。これにより光ディスク207の基板厚ずれによる球面収差が補正され、記録再生特性に対する悪影響が軽減される。
また、当然のことながら、リレーレンズ、対物レンズは、それぞれに設けられたリレーレンズアクチュエータ、対物レンズアクチュエータによって個別に駆動される。
【0006】
特開2001−67701号公報には、半導体レーザの発振波長の変動や光学素子材料の屈折率変動によって発生する色収差を、コリメータレンズを光軸方向に移動させることによって補正することができる光ヘッドが提案されており、このコリメータレンズを光軸方向に駆動する駆動装置として、DCモータによる回転運動を3個のギア装置を用いて直線運動に変換する駆動装置が開示されている。このコリメータレンズを光軸方向に駆動する駆動装置は、上述の球面収差補正のためのリレーレンズの駆動装置として転用可能である。この光ヘッドは、また、スキューサーボモータによって、光ディスク媒体面に対する光ヘッドの傾きが制御できるように構成されている。
【0007】
また、特開平4−328332号公報には、ディスク媒体面に対する対物レンズの光軸の傾きを調整する調整機構を有する光ディスク装置が開示されている。同公報によれば、スキューサーボモータと、ギヤ機構を介して伝達されたスキューサーボモータの回転運動を光軸方向の上下運動に変換する端面カムとを用いて、対物レンズおよび対物レンブアクチュエータを搭載した光ヘッドの筐体長手方向の1端部が光軸方向に上下運動可能にされる。これにより、光ディスクのスピンドルモータを固定しているシャーシに光ヘッドを固定するために筐体の左右中央部に設けられた支持ピンを中心にして光ヘッド全体が回動することによって、ディスク媒体面に対する対物レンズの光軸の傾きが調整される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特開2001−351255号公報に記載の光ヘッドの構成においては、光ディスク基板の基板厚ずれによる収差補正のためのリレーレンズアクチュエータとは別に、対物レンズのフォーカシング動作及びトラッキング動作を行うための対物レンズアクチュエータが必要である。したがって、対物レンズ、リレーレンズの高精度な位置決めを行なうための2つの独立なアクチュエータ(駆動機構)がそれぞれ光ヘッドの異なる場所に搭載される必要があり、部品点数が多くなるとともに、光ヘッドの小型化も困難になるという問題があった。また、特開2001−67701号公報に開示のレンズ駆動装置は、レンズ駆動専用のモータを必要とし、部品数も多くなり、光ヘッドの小型化にとっては問題がある。
さらに、特開平4−328332号公報に開示の、ディスク媒体面に対する対物レンズの光軸の傾きを調整する調整機構は、複雑な機構を必要とし部品点数も多く、装置全体が大型化してしまうという問題が発生する。また、ディスク媒体面に対する対物レンズの光軸の傾きを調整するために光ヘッド全体を回転させる方法には、総じて、光ディスクと光ヘッドとの間に光ヘッドが回転できる空間が必要になるという問題と、対物レンズの焦点位置が変動してしまうという問題がある。
【0009】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ディスク基板厚の変化などによるレーザービームの球面収差の補正を行う駆動機構を、簡易な構成にすることにより小型化するとともに、部品等の製造コスト及び組立・調整コストを低減することが可能な光ディスク装置を提供することである。あわせて光ディスク媒体面にレーザビームが垂直に入出射なるよう角度補正を行う機構を簡易な小型の構成で可能とするレンズ駆動装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、1枚または複数枚のレンズよりなる対物レンズを固定する第1の固定手段と、前記第1の固定手段を駆動する第1の駆動手段と、1枚または複数枚の光学収差補正用レンズを固定する第2の固定手段と、前記第2の固定手段を駆動する第2の駆動手段と、を有し、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とで、それらの一部の構成要素が共有されていることを特徴とするレンズ駆動装置、が提供される。
そして、好ましくは、第2の固定手段が、光学収差補正用レンズの光軸方向に移動可能である。
また、好ましくは、第2の固定手段が、光学収差補正用レンズの光軸に直交する方向に移動可能または/および前記光軸に直交する軸の回りに回動可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。図2は、図1のレンズ駆動装置のA−A線に沿う断面図である。図3は、図1のレンズ駆動装置の分解斜視図である。図1〜図3において、同じ構成要素には同一の参照符号が付されている。また、図中、X軸、Y軸、Z軸は、それぞれ、レンズ駆動装置が光ディスク媒体の下にあるときのレンズ駆動装置から見た光ディスク媒体半径方向(トラッキング方向)、光ディスク媒体接線方向(タンジェンシャル方向)、光ディスク媒体垂直方向(フォーカス方向)に設定されている。第1〜第4の実施の形態において、座標軸は、このように定義される。なお、図示は省略してあるが、本レンズ駆動装置のレンズボビン12上面側のXY平面に平行な位置に記録媒体となる光ディスク基板が配置され、第2リレーレンズ41の下方に半導体レーザが配置される。
【0012】
図3に示すように、本実施の形態に係るレンズ駆動装置は、対物レンズ固定部1、ホルダ部3、第1リレーレンズ固定部2、磁気回路部5、第2リレーレンズ部4、を有している。対物レンズ固定部1はレンズボビン12を備えており、このレンズボビン12に対物レンズ11が固定される。レンズボビン12には、また、フォーカスコイル13、トラッキングコイル14、15、および、ワイヤスプリングなどよりなる4本の弾性体16が固定されている。ホルダ部3はホルダ31を備えている。4本の弾性体16は、振動抑制のためのダンパー材37が充填されている凹部32を貫通してホルダ31に固定されており、これにより対物レンズ固定部1は、ホルダ部3に保持されている。第1リレーレンズ固定部2は、レンズボビン22を備えており、このレンズボビン22に第1リレーレンズ21が固定される。レンズボビン22には、また、駆動コイル23および板状スプリングよりなる4本の弾性体26が固定されている。弾性体26はホルダ31に形成されたスリット38に嵌合されており、これにより第1リレーレンズ固定部2は、ホルダ31に保持されている。磁気回路部5は、ベース51および磁石52、53を有している。ベース51には外ヨーク54b、55b、および、内ヨーク54a、55aよりなるヨーク部54、55が形成されており、外ヨーク54b、55bに、それぞれ、磁石52、53が互いに向き合うように固定されている。内ヨーク54a、55aは、対物レンズ固定部1のレンズボビン12、第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン22のY軸方向の両端に形成された貫通孔に挿入されている。第2リレーレンズ部4は、レンズホルダ42に固定された第2リレーレンズ41を備えている。磁気回路部5のベース51に、ホルダ部3および第2リレーレンズ部4が固定されている。
【0013】
対物レンズ固定部1が、レンズボビン12に固定されたフォーカスコイル13、トラッキングコイル14、15及び磁気回路部5の磁石52、53によって駆動され、フォーカス方向及びトラッキング方向に追従動作を行うことによって、対物レンズ11が、レーザビームを光ディスク媒体面のトラック上に集光させる。一方、第1リレーレンズ固定部2が、レンズボビン22に固定された駆動コイル23及び磁気回路部5の磁石52、53によって第1リレーレンズ21の光軸方向に駆動される。これによって、第1リレーレンズ21と、ベース51にレンズホルダ42を介して固定された第2リレーレンズ41との間の距離が変化し、光ディスクの基板厚ずれによる球面収差の補正を行うことが可能になる。以上の説明によって、対物レンズ固定部1とホルダ部3と磁気回路部5とが対物レンズアクチュエータを、第1リレーレンズ固定部2とホルダ部3と磁気回路部5と第2リレーレンズ部4とがリレーレンズアクチュエータを構成していることは明らかである。ホルダ部3と磁気回路部5とが、両者で共用されている。レンズボビン12、22が、それぞれ、対物レンズ11、リレーレンズ21の固定手段を構成しており、また、レンズボビン12、22に固定されているコイル及び磁気回路部5が対物レンズ11、リレーレンズ21の駆動手段を構成している。
【0014】
以下に、本装置を構成する各部について、さらに具体的に説明する。
対物レンズ固定部1において、レンズボビン12には、Z軸に平行に光ビーム通過用の貫通孔が空けられている。この貫通孔の内部には、対物レンズ11が、その光軸を貫通孔の軸に平行(光ディスク基板に垂直)になるように搭載され、光ディスク媒体へ半導体レーザからの光ビームを焦光する。フォーカスコイル13は、レンズボビン12の側面にZ軸まわりに巻かれている。トラッキングコイル14、15はY軸まわりに巻かれ、レンズボビン12のZX側面にそれぞれ2個ずつ搭載されている。
【0015】
弾性体16は、対物レンズ固定部1をホルダ部3に揺動可能な状態で連結する連結部材であり、Y軸方向から見て左右及び上下対称の4本の金属製あるいは樹脂製などの弾性材料よりなるワイヤスプリングで構成されている。弾性体16の一端はレンズボビン12に固定されており、他端は、ホルダ31に設けられた取付部分である、振動抑制のためのダンパー材37が充填してある凹部32を貫通してホルダ31に固定されている。4本の弾性体16がY軸方向(タンジェンシャル方向)から見て左右、上下対称に設置されているので、対物レンズ固定部1は、Z軸(フォーカス方向)及びX軸(トラッキング方向)の2軸方向に揺動するように支持されており、小型で単純な構成で、周波数特性やレンズのチルト変動が小さく、安定で誤差のないフォーカス動作及びトラッキング動作を実行することができる。
【0016】
同様に、第1リレーレンズ固定部2において、レンズボビン22に、Z軸に平行に光ビーム通過用の貫通孔が空けられている。この貫通孔の内部には、第1リレーレンズ21が、その光軸を貫通孔の軸に平行(光ディスク基板に垂直)になるように搭載される。駆動コイル23は、レンズボビン22の側面にZ軸まわりに巻かれている。また、第2リレーレンズ41は、レンズホルダ42を介して磁気回路部5のベース51に固定されている。
【0017】
弾性体26は、第1リレーレンズ固定部2をホルダ部3に揺動可能な状態で連結する連結部材であり、Y軸方向から見て左右及び上下対称の4枚の金属製シートあるいは樹脂製シートなどの弾性体で構成されている。その主面はXY平面に平行である。弾性体26の一端はレンズボビン22に固定されており、他端は、ホルダ31に設けられた取付部分である、スリット38に嵌合されている。4本の弾性体26がY軸方向から見て左右、上下対称に設置されているので、第1リレーレンズ固定部2は、小型で単純な構成で、周波数特性やレンズのチルト変動が小さく、安定で誤差のないZ軸方向のみの揺動運動を行なうことができる。
【0018】
ホルダ部3は、磁気回路部5のベース51に固定されている。そのとき、対物レンズ固定部1、第1リレーレンズ固定部2および第2リレーレンズ部4は、その対物レンズ11、第1リレーレンズ21および第2リレーレンズ41の光軸が全て同一軸に一致するように、配置される。
【0019】
磁気回路部5のベース51は磁性体を材料としている。外ヨーク54b、55bには、磁石52、53が互いに向き合うように固定されており、対物レンズ固定部1のレンズボビン12および第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン22をY軸方向に挟むように配置されている。内ヨーク54a、54bは、レンズボビン12、22のY軸方向の両端に形成された貫通孔に挿入されている。磁石52、53とベース51における外ヨーク54b、55b、内ヨーク54a、55aにより磁気回路が構成され、内ヨーク54a、55aと磁石52、53との間の空間ギャップ内に、Y軸方向の磁界が生じる。
【0020】
外ヨーク54b、55b、内ヨーク54a、55a、および、磁石52、53は、対物レンズ固定部1と第1リレーレンズ固定部2とで共用され、それらによって空間ギャップ内に生じるY軸方向の磁界が、対物レンズ固定部1、および、第1リレーレンズ固定部2を駆動する。即ち、対物レンズ固定部1の弾性体16を介してフォーカスコイル13に電流を流すと、空間ギャップ内でX軸方向に流れる電流とY軸方向の磁界とによって、対物レンズ固定部1に対してZ軸方向(フォーカス方向)の駆動力が発生する。また、トラッキングコイル14、15に電流を流すと、Z軸方向に流れる電流とY軸方向の磁界とによって、対物レンズ固定部1に対してX軸方向(トラッキング方向)の駆動力が発生する。さらに、第1リレーレンズ固定部2の弾性体26を介して駆動コイル23に電流を流すと、X軸方向に流れる電流とY軸方向の磁界とによって、第1リレーレンズ固定部2に対してZ軸方向の駆動力が発生する。即ち、第1リレーレンズ21を光軸方向に可動にして、固定された第2リレーレンズ41との距離を可変にし、球面収差補正用のリレーレンズとして機能させることが可能である。
【0021】
以上より明らかなように、対物レンズ固定部1と第1リレーレンズ固定部2とは、磁気回路部5およびホルダ部3を共有して、それぞれ、対物レンズアクチュエータ、リレーレンズアクチュエータを構成する。
以上説明したように、本実施の形態のレンズ駆動装置は、小型で簡易な構成でありながら、光ディスクのトラックへの光ヘッドのトラッキング動作およびフォーカシング動作を行うとともに、集光ビームが光ディスクを通過する際に発生する球面収差の補正を行うことが可能な記録・再生特性に優れた駆動装置を構成している。
【0022】
〔第2の実施の形態〕
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。図5は、図4のレンズ駆動装置のB−B線に沿う断面図である。図6は、図4のレンズ駆動装置の分解斜視図である。図4〜図6において、図1〜図3に示した第1の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、第1リレーレンズ固定部が、対物レンズ固定部と同様の構成になっているという点である。即ち、第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン22には、その側面にZ軸周りに駆動コイル23が巻かれているだけではなく、対物レンズ固定部1のレンズボビン12と同様に、そのZX側面にそれぞれ2個ずつ、Y軸まわりに巻かれた駆動コイル24、25が搭載されている。
【0023】
4本の金属製あるいは樹脂製などの弾性材料で構成されたワイヤスプリングよりなる弾性体26Aが、その一方の端を、Y軸方向から見て左右及び上下対称にレンズボビン22に固定されている。4本のワイヤスプリングよりなる弾性体26Aは、対物レンズ11を搭載する対物レンズ固定部のそれと同様に、レンズボビン22を揺動可能な状態でホルダ31に連結する連結部材であり、他方の端を振動抑制のためのダンパー材37Aが充填されているホルダ31の凹部32Aに固定されている。
【0024】
弾性体26Aを介して駆動コイル23に電流を流すと、第1の実施の形態と同様に、第1リレーレンズ固定部2に対してZ軸方向の駆動力が発生する。また、駆動コイル24、25に電流を流すと、対物レンズ固定部1と同様に、空間ギャップ内のZ軸方向の電流とY軸方向の磁界との作用によって第1リレーレンズ固定部2に対してX軸方向の駆動力が発生する。即ち、第1リレーレンズ固定部2は、Z軸(光軸方向)及びX軸(対物レンズ固定部1のトラッキング方向)の2軸方向に揺動するように支持されていることになる。
【0025】
以上説明したように、本実施の形態のレンズ駆動装置は、第1の実施の形態のレンズ駆動装置と同じ特徴を有するとともに、光ディスク基板のチルトによる収差の補正も可能であるという特徴をも併せ有する。
なお、本実施の形態のレンズ駆動装置において、駆動コイル23を除去することにより、第1リレーレンズ固定部を、光軸(Z軸)方向には動かず、X軸方向のみ揺動可能な構成とすることが可能である。その場合、弾性体26Aをワイヤスプリングではなく、YZ平面に平行な主面を持つ板状スプリングとする方が、より好ましい。また、第2リレーレンズ41は必ずしも必要ではない。
【0026】
〔第3の実施の形態〕
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。図7において、図3に示した第1の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン22の側面にZ軸回りに駆動コイルが巻かれておらず、また、Y軸方向の両端に貫通孔の形成されている領域が存在せず、レンズボビン22のZX両側面にそれぞれ2個ずつ、Z軸まわりに巻かれた駆動コイル27a、27b,28a、28bが搭載されており、それらの駆動コイルの巻かれている内部に、磁気回路部5の内ヨーク54a’、55a’が挿入されているという点である。内ヨーク54a’、55a’は、駆動コイル27a、27b、28a、28bに挿入できるように、それぞれ2分割されている。
【0027】
弾性体26を介して駆動コイル27a、27b,28a、28bに電流を流すと、内ヨーク54a’、55a’と磁石52、53との間の空間ギャップ内でそれらの駆動コイルをX軸方向に流れる電流と、Y軸方向の磁界とによって、第1リレーレンズ固定部2に対してZ軸方向の駆動力が発生する。さらに、駆動コイル27aおよび28aに流れる電流と駆動コイル27bおよび28bとに流れる電流を互いに相異なる大きさにすることによって、Y軸方向から見て第1リレーレンズ固定部2のX軸のマイナス側の半分とプラス側の半分とに働くY軸方向の駆動力を互いに異なるようにできるため、結果的に、第1リレーレンズ固定部2に、Z軸方向の駆動力に重畳してY軸を中心とした回転駆動力を与えることが可能となる。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態のレンズ駆動装置は、第1の実施の形態のレンズ駆動装置と同じ特徴を有するとともに、第1リレーレンズのディスク媒体面に対する角度を変化させることによって、光ディスク基板のチルトによる収差の補正も可能であるという特徴をも併せ有する。
なお、本実施の形態のレンズ駆動装置において、駆動コイル27aおよび28aと駆動コイル27bおよび28bとに逆向きの同一値の電流を流すことにより、第1リレーレンズ固定部を、光軸(Z軸)方向には動かず、Y軸を中心として回動可能な構成とすることが可能である。その場合、第2リレーレンズは必ずしも必要ではない。また、駆動コイル27aおよび27bに流れる電流と駆動コイル28aおよび28bとに互いに相異なる大きさの電流を流したり、逆向きの同一値の電流を流すことによって、Y軸方向あるいはY軸周りの動作をX軸方向あるいはX軸周りの動作に換えることも可能である。さらに、駆動コイル27a、27b,28a、28bをレンズボビン22のZX側面に代えてYZ側面に形成し、駆動コイル27a、27b,28a、28bを挟むように磁石を追加して配置する構成にしてもよい。
【0029】
〔第4の実施の形態〕
図8は、本発明の第4の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。図9は、図8のレンズ駆動装置の分解斜視図である。図8、図9において、図4、図6に示した第2の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施の形態が第2の実施の形態と異なる点は、対物レンズ固定部1と第1リレーレンズ固定部2とが、それぞれ、相異なるホルダ部3a、3bに保持されており、対物レンズ11および第1リレーレンズ21の光軸に関して、ホルダ部3aはY軸負方向でベース51に固定されており、ホルダ部3bはY軸正方向でベース51に固定されているという点である。対物レンズ11、第1リレーレンズ21、および第2リレーレンズ41は、それらの光軸が全て一致するように配置されている。対物レンズ11および第1リレーレンズ21の光軸に関して、ホルダ部3aがY軸正方向でベース51に固定され、ホルダ部3bがY軸負方向でベース51に固定される構成にしてもよいことはいうまでもない。
本実施の形態のレンズ駆動装置は、第2の実施の形態のレンズ駆動装置と同じ機能を有する。
【0030】
〔第5の実施の形態〕
図10は、本発明の第5の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。図11は、図10のレンズ駆動装置のC−C線に沿う断面図である。図12は、図10のレンズ駆動装置の分解斜視図である。図10〜図12において、同じ構成要素には同一の参照符号が付されている。本実施の形態に係るレンズ駆動装置は、軸摺動型の駆動装置である。
図12に示すように、本実施の形態に係るレンズ駆動装置は、対物レンズ固定部1、第1リレーレンズ固定部2、ホルダ部3、磁気回路部5、第2リレーレンズ部4、を有している。対物レンズ固定部1は、円柱状のレンズボビン112を備えており、レンズボビン112の側面にはフォーカスコイル113が巻かれている。レンズボビン112には、その中心に貫通孔が形成されており、この貫通孔にすべり軸受119が嵌め込まれている。対物レンズ固定部1は、その中心が重心に一致するようにウエイトバランスが取られている。レンズボビン112には、また、中心から偏心して上面から下面に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔の内部に対物レンズ111が固定される。2つの貫通孔の中心を結ぶ軸をY軸とする。レンズボビン112の上面に平行で、かつ、Y軸に垂直な軸をX軸とし、X軸およびY軸に垂直な軸、即ち、フォーカス方向ををZ軸とする。レンズボビン112には、さらに、中心の貫通孔に関してX軸の両側の端部に横断面が円弧状の貫通孔が形成されており、側面にX軸回りに巻かれたトラッキングコイル114、115が固定されている。
【0031】
第1リレーレンズ固定部2も、円柱状のレンズボビン122を備えており、レンズボビン122の側面には駆動コイル123が巻かれている。レンズボビン122には、また、その中心、中心から偏心した位置、および、中心に関してX軸の両側の端部に、レンズボビン112と同様な貫通孔がそれぞれ形成されており、中心の貫通孔にはすべり軸受129が嵌め込まれている。また、偏心した位置にある貫通孔の内部には第1リレーレンズが固定される。第1リレーレンズ固定部2も、その中心が重心に一致するようにウエイトバランスが取られている。レンズボビン122には、さらに、中心の貫通孔に関して第1リレーレンズ121と反対側のY軸上にも貫通孔120が形成されている。貫通孔120にもすべり軸受が嵌め込まれてもよい。
【0032】
ホルダ部3は、シャフト131とシャフト131に連結された内ヨーク154a、155aとよりなる第1のホルダ部と、シャフト131Aよりなる第2のホルダ部より構成される。シャフト131の表面にはフッ素系樹脂等の樹脂がコーティングされている。磁気回路部5は、ベース151および磁石152、153を有している。ベース51は磁性材料でつくられており、その中心に関してX軸の両端に外ヨーク154b、155bとなる領域がある。磁石152、153は、外ヨーク154b、155bの内側に、互いに向き合うように固定されている。第2リレーレンズ部4は、レンズホルダ142に固定された第2リレーレンズ141を備えており、磁気回路部5に形成した貫通孔内に固定されている。
【0033】
ホルダ部3のうちの第1のホルダ部は、内ヨーク154a、155aが、それぞれ、磁石152、153との間に空間ギャップを持ちながら磁石152、153に向き合うように固定されている。第2のホルダ部であるシャフト131Aは、シャフト131との距離が、第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン122に形成されたすべり軸受129と貫通孔120との距離に等しくなるように、シャフト131から見てY軸方向に固定されている。
【0034】
第1リレーレンズ固定部2は、図示しないスプリングによって図11に示すように空中に浮いた状態で、そのすべり軸受129、貫通孔120、断面が円弧状の2つの貫通孔に、それぞれ、シャフト131、シャフト131A、内ヨーク154a、155aを挿入して、ホルダ部3に保持されている。対物レンズ固定部1は、図示しないスプリングによって図11に示すように第1リレーレンズ固定部2の上方で空中に浮いた状態で、そのすべり軸受119、断面が円弧状の2つの貫通孔に、それぞれ、シャフト131、内ヨーク154a、155aを挿入して、ホルダ部3に保持されている。
対物レンズ固定部1、第1リレーレンズ固定部2、第2リレーレンズ部4は、対物レンズ111、第1リレーレンズ121、第2リレーレンズ141の光軸が全て、一致するように配置されている。
【0035】
対物レンズ固定部1は、レンズボビン112に固定されたフォーカスコイル113、トラッキングコイル114、115及び磁気回路部5の磁石152、153によって駆動され、Z軸方向に摺動運動、Z軸回りに回動運動に行なうことによって、フォーカス動作、トラッキング動作を行なう。一方、第1リレーレンズ固定部2は、レンズボビン122に固定された駆動コイル123及び磁気回路部5の磁石152、153によってZ軸方向に摺動運動を行なう。シャフト131Aは、レンズボビン121がZ軸方向の摺動運動のみを行なうことを確実にするためのものである。これによって、第1リレーレンズ121と、ベース151にレンズホルダ142を介して固定された第2リレーレンズ141との間の距離が変化し、記録・再生を行うために光ビームが光ディスク媒体に入射する際に発生する球面収差の補正を行うことが可能になる。
【0036】
以上の説明によって、対物レンズ固定部1とホルダ部3と磁気回路部5とが対物レンズアクチュエータを、第1リレーレンズ固定部2とホルダ部3と磁気回路部5と第2リレーレンズ部4とがリレーレンズアクチュエータを構成していることは明らかである。ホルダ部3と磁気回路部5とが、両者で共用されている。
【0037】
〔第6の実施の形態〕
図13は、本発明の第6の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。図13において、図12に示した第5の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明を適宜省略する。本実施の形態が第5の実施の形態と異なる点は、第1リレーレンズ固定部2のレンズボビン122に、すべり軸受129に関してX軸の両側の側面にX軸回りに巻かれた駆動コイル124、125が固定されており、第1リレーレンズ固定部2が1本のシャフト131によってホルダ部3に保持されているという点である。
【0038】
第5の実施の形態と同様に、第1リレーレンズ固定部2は、レンズボビン122に固定された駆動コイル123及び磁気回路部5の磁石152、153によってZ軸方向に摺動運動を行なう。本実施の形態においては、さらに、第1リレーレンズ固定部2は、駆動コイル124、125及び磁気回路部5の磁石152、153によってすべり軸受129を中心とするZ軸回りの回動運動を行なうことが可能である。ここで、第1リレーレンズ固定部2のすべり軸受129を中心とするZ軸回りの回動運動が微小移動の範囲内であれば、第1のリレーレンズ121がX軸方向にも移動可能とみなすことができる。
【0039】
以上説明したように、本実施の形態のレンズ駆動装置は、第5の実施の形態のレンズ駆動装置と同じ特徴を有するとともに、光ディスク基板のチルトによる収差の補正も可能であるという特徴をも併せ有する。
【0040】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のレンズ駆動装置は、上述した実施の形態のみに制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施したレンズ駆動装置も、本発明の範囲に含まれる。例えば、対物レンズや、第1、第2リレーレンズは、単板レンズに限定されることなく複数個の対物レンズを組み合わせた組レンズであってもよいし、さらに、複数種類の単板レンズあるいは複数種類の組レンズであってもよい。また、第1リレーレンズや第2リレーレンズは、レンズに代えてホログラム素子とすることも可能である。さらに、第1リレーレンズを揺動可能とし,第2リレーレンズを固定とする代りに、第1リレーレンズを固定とし,第2リレーレンズを揺動可能とすることも可能である。さらに第1リレーレンズ及び第2リレーレンズともに揺動可能にすることも可能である。また、対物レンズ固定部をホルダ部に弾性的に保持する弾性体として、ワイヤスプリングに代えて板状スプリングが用いられてもよい。また、対物レンズ固定部を、Z軸方向(フォーカス方向)およびX軸方向(トラッキング方向)の運動に加えて、第1リレーレンズと同様にX軸を中心あるいはY軸を中心として回動可能な構成とし、対物レンズに光ディスク基板の傾きに追従する機構を付加することも可能である。また、磁気回路部におけるベースの内ヨークと磁石との間の空間ギャップの上部に磁性体を設置することも可能である。また、磁気回路部を、内ヨークがなく、磁石とそれを支持するベースの外ヨークのみの構成(磁気回路として開磁路構成)とすることも可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置は、対物レンズ固定部、第1リレーレンズ固定部が、磁気回路部およびホルダ部を共有して、それぞれ、対物レンズアクチュエータ、リレーレンズアクチュエータを構成するものであるから、簡易な構成による小型化と製造コストの低減化を可能にしながら、光ディスク媒体へのトラッキングおよびフォーカシングならびに集光ビームの球面収差の補正を行うことが可能である。
また、本発明のレンズ駆動装置は、複数枚のリレーレンズのうちの少なくとも1枚のリレーレンズを、対物レンズのフォーカス方向に垂直な方向に移動または垂直な方向の回りに回動、あるいは、フォーカス方向の回りに回動可能なものであるから、簡易な構成でありながら、チルトによる収差の補正を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図。
【図2】図1のレンズ駆動装置のA−A線に沿う断面図。
【図3】図1のレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図。
【図5】図4のレンズ駆動装置のB−B線に沿う断面図。
【図6】図4のレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図8】本発明の第4の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図。
【図9】図8のレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図10】本発明の第5の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図。
【図11】図10のレンズ駆動装置のC−C線に沿う断面図。
【図12】図10のレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図13】本発明の第6の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図。
【図14】従来例のレンズ駆動装置の構成ブロック図。
【符号の説明】
1 対物レンズ固定部
2 第1リレーレンズ固定部
3、3a、3b ホルダ部
4 第2リレーレンズ部
5 磁気回路部
11 対物レンズ
12、22 レンズボビン
13 フォーカスコイル
14、15 トラッキングコイル
16、26、26A 弾性体
21 第1リレーレンズ
23,24,25、27a、27b、28a、28b 駆動コイル
31、31a、31b ホルダ
32、32A 凹部
37、37A ダンパー材
38 スリット
41 第2リレーレンズ
42 レンズホルダ
51 ベース
52、53 磁石
54、55 ヨーク部
54a、55a、54a’、55a’ 内ヨーク
54b、55b 外ヨーク
111 対物レンズ
112、122 レンズボビン
113 フォーカスコイル
114、115 トラッキングコイル
119、129 すべり軸受
120 貫通孔
121 第1リレーレンズ
123 駆動コイル
131、131A シャフト
141 第2リレーレンズ
142 レンズホルダ
151 ベース
152、153 磁石
154a、155a 内ヨーク
154b、155b 外ヨーク
201 半導体レーザ
202 コリメータレンズ
203 回折光学素子
204 偏光ビームスプリッタ
205 1/4波長板
206 対物レンズ
207 ディスク
208 ホログラム光学素子
209 レンズ
210 光検出器
211 演算回路
212、213 リレーレンズ
214 駆動回路
Claims (13)
- 1枚または複数枚のレンズよりなる対物レンズを固定する第1の固定手段と、前記第1の固定手段を駆動する第1の駆動手段と、1枚または複数枚の光学収差補正用レンズを固定する第2の固定手段と、前記第2の固定手段を駆動する第2の駆動手段と、を有し、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段とで、それらの一部の構成要素が共有されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
- 前記第1の固定手段および前記第2の固定手段が、それらに固定されるレンズの光軸が全て同一軸に一致するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
- 前記第2の固定手段が、前記光学収差補正用レンズの光軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ駆動装置。
- 前記第2の固定手段が、前記光学収差補正用レンズの光軸に直交する方向に移動可能または/および前記光軸に直交する軸の回りに回動可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第2の固定手段が、該第2の固定手段の上面および下面を通り前記光学収差補正用レンズの光軸に平行な軸の回りに回動可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第1の固定手段が、前記対物レンズの光軸方向および該光軸方向に直交する方向に移動可能、または、さらに該光軸方向に直交する軸の回りに回動可能、または、前記対物レンズの光軸方向に移動可能および前記第1の固定手段の上面および下面を通り前記対物レンズの光軸に平行な軸の回りに回動可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第1の固定手段および前記第2の固定手段を弾性体を介して支持する支持手段を有し、該支持手段が前記駆動手段の一部に連結されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第1の固定手段と前記第2の固定手段とが、同一の支持手段に支持されていることを特徴とする請求項7に記載のレンズ駆動装置。
- 前記第1および第2の駆動手段が、磁気回路を構成する磁石と磁性体、および、前記固定手段に固定されたコイル、を有することを特徴とする1から8のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 1枚または複数枚の光学収差補正用レンズを固定する複数の固定手段が、該光学収差補正用レンズが球面収差を補正する光学系を構成するように配置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第2の固定手段が、前記第1の固定手段の前記第2の固定手段と反対側に設置された平行平板を前記対物レンズから出射される光ビームが通過するときに発生する球面収差を補正するように、前記第2の固定手段に固定される光学収差補正用レンズの光軸方向に移動することを特徴とする請求項10に記載のレンズ駆動装置。
- 前記第2の固定手段が、前記第1の固定手段の前記第2の固定手段と反対側に設置された平行平板を前記対物レンズから出射される光ビームが通過するときに発生する光学収差を補正するように、前記第2の固定手段に固定される光学収差補正用レンズの光軸方向に直行する方向に移動または/および前記第2の固定手段に固定される光学収差補正用レンズの光軸方向に直行する軸の回りに回動、または、前記第2の固定手段の上面および下面を通り該第2の固定手段に固定される光学収差補正用レンズの光軸に平行な軸の回りに回動することを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記第1の固定手段が、前記第1の固定手段の前記第2の固定手段と反対側に設置された平行平板を前記対物レンズから出射される光ビームが垂直に通過するように、前記対物レンズの光軸方向に直交する軸の回りに回動することを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
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