JP2007066402A - 対物レンズ駆動装置、光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

対物レンズ駆動装置、光ピックアップ及び光ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減し、不要な振動を抑制する。
【解決手段】 対物レンズ14を保持する可動部12と、可動部12を対物レンズ14のフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持する弾性支持部材16と、弾性支持部材16の基端部側を固定する固定部11とを備え、弾性支持部材16の可動部12への支持部に、動吸振手段50が設けられる。
【選択図】 図3

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して記録及び/又は再生を行う光ピックアップに用いられ、可動部をフォーカシング方向及びトラッキング方向に動作させる対物レンズ駆動装置、並びに、これを用いた光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。
光ディスク等の情報記録媒体に対して情報信号の記録・再生を行う光ディスク装置があり、このような光ディスク装置には、光ディスクの半径方向へ移動され該光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップが設けられている。
光ピックアップには、対物レンズ駆動装置が設けられており、この対物レンズ駆動装置によって、その可動部に保持された対物レンズを光ディスクの信号記録面に離間・近接する方向であるフォーカシング方向に動作させてフォーカシング調整を行うとともに、対物レンズを光ディスクの略半径方向であるトラッキング方向へ動作させてトラッキング調整を行い、対物レンズを介して光ディスクに照射される光ビームのスポット調整を行い、対物レンズを介して光ディスクに照射される光ビームのスポットが光ディスクの記録トラックに集光されるようにしている。
かかる光ピックアップの対物レンズ駆動装置は、可動部の重量、弾性支持部材の弾性係数により図7の曲線Gに示すような周波数特性を有する。そして、この光ピックアップにおいて、可動部の弾性振動に起因する共振ピークが生じてしまい、この共振ピークにより、特にフォーカスサーボ特性を悪化させ、光ディスクに対する記録及び/又は再生を妨げるおそれがあった。
本発明の目的は、サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減することができ、不要な振動を抑制することができる対物レンズ駆動装置、光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明に係る対物レンズ駆動装置は、対物レンズを保持する可動部と、上記可動部を上記対物レンズのフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記弾性支持部材の基端部側を固定する固定部とを備え、上記弾性支持部材の上記可動部への支持部に、動吸振手段が設けられている。
また、上述の目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、ディスク回転駆動手段に回転操作される光ディスクの半径方向へ移動される移動ベースと、該移動ベースに配置された対物レンズ駆動装置とを備える光ピックアップであって、対物レンズ駆動装置として、上述したようなものを用いたものである。
さらに、上述の目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクが回転操作されるディスク回転駆動手段と、該ディスク回転駆動手段に回転操作される光ディスクに対して対物レンズを介して光ビームを照射する光ピックアップとを備え、光ピックアップは、光ディスクの半径方向へ移動される移動ベースと、該移動ベースに配置された対物レンズ駆動装置とを有する光ディスク装置であって、対物レンズ駆動装置として、上述したようなものを用いたものである。
本発明に係る対物レンズ駆動装置、光ピックアップ及び光ディスク装置は、対物レンズを保持する可動部を支持する弾性支持部材の可動部への支持部に動吸振手段を設けたことにより、動吸振手段が持つ固有の振動数が可動部の振動のダンパーとして機能し、サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減することができ、不要な振動を効果的に抑制することができる。
以下、本発明を適用した光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
本発明を適用した光ディスク装置1は、図1に示すように、光ディスク2に対して情報を記録及び/又は再生するものである。この光ディスク装置1で記録及び/又は再生を行う光ディスク2として、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、情報の追記が可能とされるCD−R(Recordable)及びDVD−R(Recordable)、情報の書換えが可能とされるCD−RW(ReWritable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクや、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等が用いられる。
具体的に、光ディスク装置1は、図1に示すように、筐体3を備え、筐体3には、図示しないディスク挿入口と、シャーシと、シャーシに取り付けられ光ディスクを回転操作するディスク回転駆動手段4と、シャーシに取り付けられた平行なガイド軸5により光ディスク2の半径方向へ移動可能に支持された光ピックアップ7とを備える。筐体3の側面下部には、複数の通気口3aが形成されている。
光ピックアップ7は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源20と、光源20から出射された光ビームを光ディスク2に照射するとともに光ディスク2で反射された戻り光を検出するため光学系を構成する所要の光学部品と、これらの光学部品を配置する移動ベース8と、この移動ベース8上に配置された対物レンズ駆動装置9とを備える。光源20は、半導体レーザであり、レーザホルダー20aに保持されている。対物レンズ駆動装置9には、カバー9aが設けられている。
移動ベース8は、その両端部に軸受部8a、8bを有し、この軸受部8a、8bがそれぞれガイド軸5に摺動自在に支持されている。移動ベース8に設けられた図示しないラック部材がリードスクリューに螺合され、送りモータによってリードスクリューが回転されると、ラック部材がリードスクリューの回転方向へ応じた方向へ送られ、光ピックアップ7が光ディスク2の半径方向へ移動される。
また、光ピックアップ7は、図2に示すように、光ディスク2の回転面2aと略平行に相対向して所定間隔離間されて配置されることにより第1の空気流通路21を形成する一対の放熱板22,23と、一方の放熱板23と相対向して所定間隔c離間して配置されることにより第2の空気流通路25を形成する電子回路形成基板24と、第1の空気流通路21内に空気を流入させるための開口部28とを有する。一対の放熱板22,23は、放熱性に優れた材料で形成され、光ピックアップ7内に発生する熱を効果的に放熱することができる。
対物レンズ駆動装置9は、図3に示すように、ヨークベース10と、対物レンズ14を保持するレンズホルダ15を有する可動部12と、可動部12を対物レンズ14のフォーカシング方向FCS及びトラッキング方向TRKに移動可能に支持するとともに、光ディスク接線方向であり、フォーカシング方向FCS及びトラッキング方向TRKと直交するタンジェンシャル方向TANに平行な面に対して傾斜するチルト方向TILに傾斜可能に支持する複数の弾性支持部材16と、可動部12に対して対物レンズ14のタンジェンシャル方向TANに間隔を有して配置され、弾性支持部材16の基端部側16aを固定する固定部11とを備える。
ヨークベース10は、磁性金属材料、例えば、SPCC(冷間圧延鋼板)、珪素鋼板等によって形成され、図3に示すように、移動ベース8上に固定されたベース部10aと、該ベース部10aからそれぞれ直角に立ち曲げられて形成されたヨーク部10b,10cとからなる。ヨーク部10b,10cは、前後方向、すなわち、光ディスク2のタンジェンシャル方向TANに離間して設けられている。
ヨーク部10b,10cの互いに対向する面、すなわち、レンズホルダ15に臨む面には、それぞれ第1及び第2のマグネット31,32が取り付けられている。
第1のマグネット31は、図3及び図4に示すように、レンズホルダ15に対してタンジェンシャル方向TANに対向して配置され、フォーカシング方向FCSの境界線31aによりトラッキング方向TRKに2分割した後に、それぞれの分割領域をフォーカシング方向FCSの境界線31b、31c及びトラッキング方向TRKの境界線31d,31eに分割されてそれぞれ磁化方向をタンジェンシャル方向TANに向けて着磁された第1乃至第4の分割領域33,34,35,36を有する。
第1のマグネット31において、レンズホルダ15に対向する面側の第1乃至第4の分割領域33,34,35,36は、レンズホルダ15側から臨む状態で、左上及び右下に配置された第1及び第4の分割領域33,36がS極とされ、レンズホルダ15側から臨む状態で、右上及び左下に配置された第2及び第3の分割領域34,35がN極とされている。
第2のマグネット32は、第1のマグネット31に対してタンジェンシャル方向TANに対向して配置され、第1のマグネット31と同一形状に分割された分割領域を有するものであり、第1のマグネット31に対して反転着磁されている。
固定部11は、ベース上に固定され、固定部11の背面には、左右両端部に設けられた複数の接続部18を有する中継基板が設けられており、この接続部18には、それぞれ弾性支持部材16の一端部16aが例えば、半田により接続される。弾性支持部材16の一端部16aは、固定部11の背面のトラッキング方向TRKの両端部に、フォーカシング方向FCSに離間して片側3箇所、合計6箇所に配置されている。また、固定部11には、弾性支持部材16の振動を抑制するための粘弾性部材19が設けられている。
複数の弾性支持部材16は、固定部11の背面の各接続部18を介して給電用基板の各接続線に接続されている。弾性支持部材16は、固定部11からタンジェンシャル方向TANであって可動部12に設けて突出するよう配置されている。
可動部12は、対物レンズ14と、対物レンズ14を保持するレンズホルダ15とを有する。レンズホルダ15には、図3及び図5に示すように、光ディスク2の略半径方向であるトラッキング方向TRKに駆動力を発生させる第1及び第2のトラッキングコイル41,42と、光ディスク2に離間及び近接する方向であるフォーカシング方向FCSに駆動力を発生させる第1乃至第4のフォーカシングコイル45,46,47,48とが設けられている。
第1のトラッキングコイル41は、図4に示すように、第1のマグネット31のトラッキング方向TRKに隣接する第1及び第2の分割領域33,34とにより発生する磁界と、第1のトラッキングコイル41自体に流される電流とによりトラッキング方向TRKに駆動力を発生させる。
また、第2のトラッキングコイル42も同様に、第2のマグネット32の分割領域により発生する磁界と、第2のトラッキングコイル42に流される電流とに対応してトラッキング方向TRKに駆動力を発生させる。
第1及び第2のフォーカシングコイル45,46は、それぞれ、図4に示すように、第1のマグネット31のフォーカシング方向FCSに隣接する第1及び第3の分割領域33,35と、第1のマグネット31のフォーカシング方向FCSに隣接する第2及び第4の分割領域34,36とに対応してフォーカシング方向FCSに駆動力を発生させる。
すなわち、第1のフォーカシングコイル45は、第1のマグネット31の第1及び第3の分割領域33,35に対向する位置に配置され、タンジェンシャル方向TANであって反対方向に着磁された第1及び第3の分割領域33,35により発生する磁界と、第1のフォーカシングコイル45自体に流される電流とにより、フォーカシング方向FCSに駆動力を発生させる。
第2のフォーカシングコイル46は、第1のマグネット31の第2及び第4の分割領域34,36に対向する位置に配置され、タンジェンシャル方向TANであって反対方向に着磁された第2及び第4の分割領域34,36により発生する磁界と、第2のフォーカシングコイル46自体に流される電流とにより、フォーカシング方向FCSに駆動力を発生させる。
また、第3及び第4のフォーカシングコイル47,48も同様に、第2のマグネット32の分割領域により発生する磁界と、第3及び第4のフォーカシングコイル47,48に流される電流とに対応してフォーカシング方向FCSに駆動力を発生させる。
また、第1及び第2のフォーカシングコイル45,46、並びに、第3及び第4のフォーカシングコイル47,48は、流される電流が調整されて、それぞれのフォーカシング方向FCSの駆動力を変化させることにより、チルト方向TILに駆動力を発生させることができる。
弾性支持部材16には、電源回路から中継基板の各接続部18を介して、チルト調整を含むフォーカシング調整用及びトラッキング調整用の駆動電流が供給される。従って、複数の弾性支持部材16は、給電部材として機能する。
以上のように構成された対物レンズ駆動装置9において、電源回路から、中継基板、及び弾性支持部材16を介して第1及び第2のトラッキングコイル41,42並びに第1乃至第4のフォーカシングコイル45〜48に駆動電流が供給されると、これらの駆動電流の向き及び大きさと、第1及び第2のマグネット31,32並びにヨーク部10b、10cにより発生する磁束との関係によって、可動部12がフォーカシング方向FCS、トラッキング方向TRK、チルト方向TILに移動される。よって、この対物レンズ駆動装置9は、このフォーカシング調整、トラッキング調整及びチルト調整の3軸調整により、光ビームのスポットの記録トラックに対する追従性を向上させる。また、可動部12がフォーカシング方向FCS、トラッキング方向TRK、及びチルト方向TILへ動作されるときには、弾性支持部材16が弾性変形される。
以上のように構成された光ディスク装置1において、光ディスク2が装着されたとき、ディスク回転駆動手段4が光ディスク2を回転操作し、光ピックアップ7を光ディスク2の半径方向へ所望の記録トラックに対応する位置に移動されて光ディスク2に対する記録動作又は再生動作が行われる。
この記録動作及び再生動作において、第1及び第2のトラッキングコイル41、42に駆動電流が供給されると、上述したように、対物レンズ駆動装置9の可動部12が固定部11に対して図3に示すトラッキング方向TRKへ動作され、光源20から出射され対物レンズ14を介して照射される光ビームのスポットが光ディスク2の記録トラック上に集光するようにトラッキング調整がなされる。
また、第1乃至第4のフォーカシングコイル45〜48に駆動電流が供給されると、上述したように、対物レンズ駆動装置9の可動部12が固定部11に対して図3に示すフォーカシング方向FCSへ動作され、光源20から出射され対物レンズ14を介して照射される光ビームのスポットが光ディスク2の記録トラック上に集光するようにフォーカシング調整がなされる。
さらに、第1及び第4のフォーカシングコイル45,48と、第2及び第3のフォーカシングコイル46,47とに供給される駆動電流の大きさを変えることで、上述したように、対物レンズ駆動装置9の可動部12が固定部11に対して図3に示すチルト方向TILへ動作され、光源20から出射された対物レンズ14を介して照射される光ビームのスポットが光ディスク2の面振れ等に対応して略垂直に集光するようにチルト調整がなされる。
可動部12のレンズホルダ15は、樹脂材料により形成されており、レンズホルダ15の側面部には、複数の弾性支持部材16をそれぞれ支持する複数の支持部51と、給電を行うための複数の給電支持部55とが一体に設けられている。尚、ここで、支持部材16は、可動部12に一体に形成されたが別部材により構成されてもよい。
弾性支持部材16の可動部12への支持部には、動吸振手段50が設けられている。この動吸振手段50は、支持部材51の基部を細径とした弾性変位部52を形成するとともに、支持部材51の先端部に重量部として固定部53を形成することにより構成される。この固定部53は、弾性支持部材16を可動部12に固定する。また、この重量部としての固定部53は、弾性変位部52に対して振動方向の寸法を大きく形成される。
すなわち、固定部53は、タンジェンシャル方向TANの寸法L及びフォーカシング方向FCSの寸法Lが、可動部12側の基部に形成した弾性変位部52のタンジェンシャル方向TANの寸法L及びフォーカシング方向FCSの寸法Lに対して、次式(1)、(2)に示すように、大きく形成されている。
>L ・・・(1)
>L ・・・(2)
このように、固定部53は、弾性変位部52に対してトラッキング方向TRKの断面の断面積を大きく形成され、さらに、弾性変位部52に対してトラッキング方向TRKの断面の単位重量を大きくすることができる。
動吸振手段50である支持部材51は、基部に設けられた弾性変位部52と、弾性変位部52より外側に重量が大きくなるように形成された固定部53により、可動部12が振動したときに、この支持部材51が持つ固有の振動数が可動部12の振動のダンパーとして機能し、サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減することができ、不要な振動を効果的に抑制する。換言すると、振動部材51は、その形状、材料の比重、剛性により決定されるそのバネ定数及び重量から、可動部12の振動に対して異なる周期で振動することになり、可動部12の振動ダンパーとして機能して振動を抑制することができる。
このように、対物レンズ駆動装置9の動吸振手段50は、主要な振動方向であるフォーカシング方向に直交するトラッキング方向に形成された支持部材51の先端側の単位重量を大きくすることにより、振動のダンパーとしての機能を発揮して、可動部12の振動を抑制することができる。
ここで、本発明を適用した対物レンズ駆動装置9の動吸振手段50が、可動部12の共振ピークを低減することができることについて図6及び図7を用いて説明する。尚、本発明を適用した動吸振手段50としての支持部材51と比較するために、図6(b)に比較例の支持部材101について説明する。
比較例の支持部材101は、可動部12の側面部にトラッキング方向TRKの断面が略均一な矩形状とされ、その先端側で弾性支持部材16を可動部12に固定するものである。
図6(a)及び図6(b)に示すような支持部材51,101をそれぞれを有する対物レンズ駆動装置の可動部12に与えるフォーカシング方向FCSの推力からフォーカスエラー信号までの伝達関数の周波数特性を図7に示す。尚、ここでは、フォーカシング方向の伝達関数について説明するが、本発明の効果は、トラッキング方向及びチルト方向の伝達関数についても同様である。図7中、横軸は、周波数を示すものであり、縦軸は、ゲインを示すものであり、曲線Gは、本発明を適用した対物レンズ駆動装置9の動吸振手段50としての支持部材51を用いた場合の周波数特性を示すものであり、曲線Gは、比較例の支持部材101を用いた場合の周波数特性を示すものである。
図7に示すように、比較例の支持部材101を用いた対物レンズ駆動装置の周波数特性Gは、可動部12の弾性振動に起因する共振ピークPが生じている。この共振ピークがフォーカスサーボ特性を悪化させ、光ディスクの情報の記録及び/又は再生を妨げる可能性がある。
これに対して、動吸振手段50としての支持部材51を用いた対物レンズ駆動装置9の周波数特性Gは、可動部の弾性振動に起因する共振ピークが、ダンパーとして機能する動吸振手段により、ピークゲインを低減された共振ピークP11,P12と2箇所に出現するようになるが、ピークゲインが低減されていることからこの共振ピークがフォーカスサーボ特性を悪化させることはなく、光ディスクの情報の記録及び/又は再生を妨げることを防止することができる。
このように、動吸振手段50は、動吸振手段の固有の振動数により可動部12の振動のダンパーとして機能し、サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減することができ、可動部12の不要な振動を抑制することができる。
尚、上述の動吸振手段50となる支持部材51は、先端側の固定部53のタンジェンシャル方向TAN及びフォーカシング方向FCSの寸法を、基部側の弾性変位部52のタンジェンシャル方向TAN及びフォーカシング方向FCSの寸法を大きくするように構成したが、これに限られるものではなく、少なくともいずれか一方の寸法を大きく構成するようにすればよい。換言すると、振動方向を含む断面、すなわち、ここでは、トラッキング方向TRKの断面の断面積を大きく形成し、トラッキング方向TRKの断面の単位重量を大きくすればよい。例えば、先端側の固定部の振動方向であるフォーカシング方向FCSの寸法を基部側である弾性変位部のフォーカシング方向FCSの寸法より大きくするようにしてもよい。
さらに、動吸振手段50となる支持部材51は、トラッキング方向TRKの断面積を変えずに材料を変更することにより、先端部の単位重量を基部の単位重量より大きくするように構成してもよい。
本発明を適用した対物レンズ駆動装置9は、対物レンズ14を保持する可動部12を支持する弾性支持部材16の可動部12への支持部に動吸振手段50を設けたことにより、動吸振手段50が持つ固有の振動数が可動部12の振動のダンパーとして機能し、サーボ特性を悪化させる共振ピークを低減することができ、不要な振動を効果的に抑制することができる。よって、本発明を適用した対物レンズ駆動装置9は、弾性振動の発生を抑え、位置決め精度を高くすることが可能となる。
また、本発明を適用した光ピックアップ7は、上述の対物レンズ駆動装置9を備えるので、ダンパーとして機能する動吸振手段50が可動部12の不要な振動を効果的に抑制するので、光ディスクに対する良好な記録、再生を実現できる。
また、本発明を適用した記録再生装置1は、上述の対物レンズ駆動装置9を備えるので、ダンパーとして機能する動吸振手段50が可動部12の不要な振動を効果的に抑制するので、光ディスクに対する良好な記録、再生を実現できる。
尚、上述の対物レンズ駆動装置9では、対物レンズ14を保持する可動部12をフォーカシング方向FCS、トラッキング方向TRK及びチルト方向TILに3軸調整して動作するものとして説明したが、本発明の対物レンズ駆動装置、並びにこれを用いた光ピックアップ並びに記録再生装置では、これに限られるものではなく、可動部をフォーカシング方向FCS及びトラッキング方向TRKに移動可能に支持するように構成してもよい。
本発明を適用した光ディスク装置を示す斜視図である。 本発明を適用した光ピックアップを示す斜視図である。 本発明を適用した対物レンズ駆動装置の斜視図である。 本発明を適用した対物レンズ駆動装置のマグネット、フォーカシングコイル及びトラッキングコイルの関係を示す平面図である。 本発明を適用した対物レンズ駆動装置の可動部を示す斜視図である。 (a)は、本発明を適用した対物レンズ駆動装置の動吸振手段となる支持部材を示す斜視図であり、(b)は、この支持部材と比較するための比較例の支持部材を示す斜視図である。 本発明を適用した対物レンズ駆動装置及び比較例の対物レンズ駆動装置の可動部に与えるフォーカシング方向の推力からフォーカスエラー信号までの伝達関数の周波数特性を示す図である。
符号の説明
1 光ディスク装置、 2 光ディスク、 3 筐体、 4 ディスク回転駆動手段、 5 ガイド軸、 7 光ピックアップ、 8 移動ベース、 9 対物レンズ駆動装置、 10 ヨークベース、 11 固定部、 12 可動部、 14 対物レンズ、 15 レンズホルダ、 16 弾性支持部材、 31 第1のマグネット、 32 第2のマグネット、 41、42 第1及び第2のトラッキングコイル、 45〜48 第1乃至第4のフォーカシングコイル

Claims (6)

  1. 対物レンズを保持する可動部と、
    上記可動部を上記対物レンズのフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、
    上記弾性支持部材の基端部側を固定する固定部とを備え、
    上記弾性支持部材の上記可動部への支持部に、動吸振手段が設けられている対物レンズ駆動装置。
  2. 上記動吸振手段は、上記支持部の基部を細径とした弾性変位部を形成するとともに、上記支持部の先端部に重量部を形成することにより構成される請求項1記載の対物レンズ駆動装置。
  3. 上記重量部は、上記弾性支持部材が固定される固定部である請求項2記載の対物レンズ駆動装置。
  4. 上記重量部は、上記弾性変位部に対して振動方向の寸法を大きく形成される請求項2記載の対物レンズ駆動装置。
  5. ディスク回転駆動手段に回転操作される光ディスクの半径方向へ移動される移動ベースと、該移動ベースに配置された対物レンズ駆動装置とを備える光ピックアップにおいて、
    上記対物レンズ駆動装置は、対物レンズを保持する可動部と、
    上記可動部を上記対物レンズのフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、
    上記弾性支持部材の基端部側を固定する固定部とを備え、
    上記弾性支持部材の上記可動部への支持部に、動吸振手段が設けられている光ピックアップ。
  6. 光ディスクが回転操作されるディスク回転駆動手段と、該ディスク回転駆動手段に回転操作される光ディスクに対して対物レンズを介して光ビームを照射する光ピックアップとを備え、上記光ピックアップは、上記光ディスクの半径方向へ移動される移動ベースと、該移動ベースに配置された対物レンズ駆動装置とを有する光ディスク装置において、
    上記対物レンズ駆動装置は、対物レンズを保持する可動部と、
    上記可動部を上記対物レンズのフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、
    上記弾性支持部材の基端部側を固定する固定部とを備え、
    上記弾性支持部材の上記可動部への支持部に、動吸振手段が設けられている光ディスク装置。
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