JP3776560B2

JP3776560B2 - 光学系駆動装置

Info

Publication number: JP3776560B2
Application number: JP12395697A
Authority: JP
Inventors: 寛江澤; 達之上村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10312572A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対して光学的にデータの記録再生を行う光学式記録再生装置に設けられる光学系駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録再生装置では、光ディスク等のような記録媒体の記録密度を高密度化し、より大容量なものとすることが求められている。その方法として、記録媒体のカバーガラス厚さを薄くすることは、光スポットを小さくし易いので効果的である。
【０００３】
しかし、記録媒体上に光スポットを形成する対物レンズは、カバーガラス厚さによって設計の変更が必要である。大容量の記録媒体にのみ対応するのであれば、カバーガラスの薄い記録媒体用の対物レンズのみで良いが、従来からの比較的容量の小さい記録媒体にも対応するためには、カバーガラスが厚い記録媒体用の対物レンズも必要となり、２個の対物レンズを搭載しなくてはならない。
【０００４】
このような光学式記録再生装置に設けられる従来の光学系駆動装置として図８に示す特開平６−３３３２５５号公報に開示されたものが提案されている。図８に示す光学系駆動装置は、円盤状光記録媒体としての光ディスク１３１に光記録を行うものであり、光ディスク１３１に光ビーム１１７を収光させる手段として２個の対物レンズ１０３ａ、１０３ｂを有し、これらはトラッキシグ方向Ｔに沿って並び１つのレンズホルダ１０４に固着されている。レンズホルダ１０４は、固定部材１０８と一端部で結合された磁気ヨーク１０２の上に配置されたマグネット１０１ａおよび１０１ｂ間に位置し、４本の金属サスペンション１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄを介してフォーカシング方向Ｆ、トラッキング方向Ｔに並進できるように支持されている。
【０００５】
レンズホルダ１０４をフォーカシング方向Ｆに駆動し位置制御するフォーカシングコイル１０５は、レンズホルダ１０４に直接巻回され、レンズホルダ１０４をトラッキング方向Ｔに駆動し位置制御するトラッキングコイル１０６ａ、１０６ｂは、レンズホルダ１０４に固着されている。マグネット１０１ａ、１０１ｂは磁気ヨーク１０２に固定されており、磁気回路を構成している。
【０００６】
光学台１１６の側にはビーム分離ミラー１１２、ビームスプリッタ１１３、半導体レーザ１１４、フォトディテクタ１１５が配置されている。磁気ヨーク１１２は、光学台１１６にネジ止め等の手段で固定されている。光学台１１６は、図示しないキャリヤに保持されて、トラッキングＴ方向に移動でき、光ディスク１３１の記録範囲の全域に光記録することができるようになっている。
【０００７】
また、図９に示すように、ホルダ１５１に２個の対物レンズ１５２、１５３を同図には図示しない光ディスクの接線方向に２個並べて配置し、固定光学系１５４より２個の対物レンズ１５２、１５３各々のためのレーザ光を２本出射させる構成の装置も知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−３３３２５５号公報で開示された従来装置では、２個の対物レンズ１０３ａ、１０３ｂを搭載したレンズホルダ１０４の下部にビーム分解ミラー１１２を置き、これによりレーザ光を２本に分離し、２個の対物レンズ１０３ａ、１０３ｂに入射させている。この従来装置では、半導体レーザ１１４が光学系駆動装置の可動部に搭載されているが、光学式記録再生装置のシーク速度などを高速化させるために一般的に用いられている分離光学系の形態をとれば、可動部に１本のレーザ光を入射させ、可動部で２本に分離させて２個の対物レンズ１０３ａ、１０３ｂにより光ディスク１３１の記録面に光スポットを形成できる。
ところが、可動部に搭載するビーム分解ミラー１１２は形状が大きく、また重量も重く、可動部の小型、軽量化を図ることが難しいという課題が生じる。
【０００９】
また、図９に示した光学系駆動装置では、ホルダ１５１に２個の対物レンズ１５２、１５３を光ディスクの接線方向に２個並べて配置し、固定光学系１５４より２個の対物レンズ１５２、１５３各々に入射するためのレーザ光を都合２本出射させるものである。これによれば、固定光学系１５４で２個の対物レンズ１５２、１５３へ光を分離しているため、可動部に形状や重量の大きいビーム分解ミラーを搭載する必要はないという利点がある。
【００１０】
しかし、光ディスクの接線方向に２個の対物レンズ１５２、１５３を並べるため、ホルダ１５１の幅寸法（Ｙ方向寸法）が大きくなってしまう。このことは光学系駆動装置が単純に大きくなってしまうことだけを意味しない。光ディスクのカートリッジの開口部等により光ディスクの接線方向の光学系駆動装置の寸法（Ｙ方向寸法）は制限を受けるので、ホルダ１５１が大きくなると例えば磁気回路を小さくせざるを得なくなり、十分な駆動感度が得られなくなってしまうという不都合が生じる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑み、２種類のカバーガラス厚の記録媒体に対応するため、２個の対物レンズを搭載した構成で、全体の小型、軽量化を実現する光学系駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、２個の対物レンズと、２個の対物レンズを保持する保持手段と、この保持手段を記録媒体の略半径方向及び／又は記録媒体に対して略垂直方向に移動可能に支持する支持手段と、この支持手段を記録媒体の略半径方向に駆動する駆動機構と、前記支持手段外よりこの支持手段に対して前記記録媒体の略半径方向に向かうレーザ光を出射する光学系と、このレーザ光の光路を前記２個の対物レンズの各々の光軸方向に変更する２個の反射光学素子とを少なくとも有する光学系駆動装置において、前記２個の対物レンズを前記記録媒体の半径方向及び接線方向に関して非平行配置とするとともに、前記２個の反射光学素子を前記２個の対物レンズの配置に対応して前記レーザ光の光路に関して一部重合して配置したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、光学系駆動装置における前記２個の対物レンズを、記録媒体の半径方向及び接線方向に関して非平行に配置したものであるから、２種類のカバーガラス厚の記録媒体に対応するため、２個の対物レンズを搭載した光学系駆動装置において、これら２個の対物レンズを単純に記録媒体の接線方向に並列する場合に比べ、これら２個の対物レンズを保持する保持手段の記録媒体の接線方向の寸法を小さくでき、さらには２個の反射光学素子を前記２個の対物レンズの配置に対応して前記レーザ光の光路方向に関して一部重合して配置したので、前記レーザ光の２個の光路間の干渉を防止しつつこれらの光路を接近させ、前記保持手段及びその支持手段の記録媒体の接線方向の寸法を小さくでき、光学系駆動装置全体の小型、軽量化が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学系駆動装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１乃至図５は、本発明の光学系駆動装置の実施の形態１を示すもので、図１は光学系駆動装置の斜視図、図２は分解斜視図、図３は概略平面図、図４は部分拡大説明図、図５は可動部の縦断面図である。
【００２０】
図１乃至図３において、光学系駆動装置を構成する保持手段としてのホルダ２には対物レンズ１ａ、１ｂ、フォーカスコイル３ａ、３ｂが配置されている。ここで対物レンズ１ａ、１ｂは、Ｘ方向（図示していない記録媒体の半径方向）、Ｙ方向（記録媒体の接線方向）に並べるのではなく、図３に示すようにＸ，Ｙ両方向に対して斜めに（どちらにも平行でない）配置されている。前記対物レンズ１ａは、例えば６４０ＭＢのＭＯ（光磁気ディスク）等のように、１．２ｍｍのカバーガラスの記録媒体に対応するレンズ、対物レンズ１ｂはそれ以上の高密度の、例えば０．６ｍｍのカバーガラスの記録媒体に対応するレンズである。対物レンズ１ａは対物レンズ１ｂよりも−Ｘ側すなわち記録媒体の外周側に位置するようにホルダ２に配置される。
【００２１】
前記ホルダ２には、一対の板バネ４ａ、４ｂの各の一端が接着されている。板バネ４ａ、４ｂの他端は、バネ受け５に各々接着されている。これにより、前記ホルダ２はバネ受け５、板バネ４ａ、４ｂによりＺ方向（記録媒体に対して垂直方向）に移動可能に支持されている。
【００２２】
前記バネ受け５は、図２に示すような支持手段であるキャリッジ６に接着固定されている。このとき、対物レンズ１ａが正しく記録媒体面に向くように傾き調整されて、その状態で接着される。対物レンズ１ｂについては、ホルダ２に接着するときにあらかじめ対物レンズ１ａとその光軸方向が一致するように調整しておく。これにより、対物レンズ１ａ、１ｂは、光軸方向が一致し、対物レンズ１ａを正しく記録媒体面を向くように調整してキャリッジ６に取り付ければ、対物レンズ１ｂも必然的に正しく位置調整されることになる。
【００２３】
前記キャリッジ６には、反射光学素子としての一対の反射ミラー８ａ、８ｂが接着固定されている。反射ミラー８ａは、対物レンズ１ａへの光を反射させるためのものであり、反射ミラー８ｂは、対物レンズ１ｂへの光を反射させるためのものである。
【００２４】
図４に示すように、反射ミラー８ａ、８ｂは一部重なって配置されているが、図５に示すように対物レンズ１ａ、１ｂがＸ方向に関してずれている分に対応して反射ミラー８ａ、８ｂもＸ方向に関してずれており、物理的に干渉することを防止している。
【００２５】
前記キャリッジ６には、Ｘ方向に関する両側面に四角筒状のトラッキングコイル９ａ、９ｂが接着されている。尚、トラッキングコイル９ａ、９ｂ及びフォーカスコイル３ａ、３ｂは、図示しないフレキシブル基板によって駆動回路系に接続されている。また、板バネ４ａ、４ｂ等は、図示していないがカバー部材で覆われ保護されている。
【００２６】
前記キャリッジ６には、図１に示すように、一対の軸受孔部７ａ、７ｂがＸ方向に沿って設けられている。軸受孔部７ａ、７ｂは、キャリッジ６と一体で成形されている。このため、キャリッジ６は、摺動性の良い炭素繊維を含んだ合成樹脂で製作されている。
【００２７】
前記軸受７ａ、７ｂには、一対の軸１０ａ、１０ｂが貫通するようになっている。また、前記トラッキングコイル９ａ、９ｂ内に一対の内ヨーク１１ａ、１１ｂを嵌装している。内ヨーク１１ａ、１１ｂの外周には、厚さ０．２ｍｍ程度の銅のショートリング１２ａ、１２ｂが取り付けられている。前記内ヨーク１１ａ、１１ｂの各々上方に外ヨーク１３ａ、１３ｂを配置している。外ヨーク１３ａ、１３ｂには、前記内ヨーク１１ａ、１１ｂと対峙する位置に一対の磁石１４ａ、１４ｂを固定している。
【００２８】
前記軸１０ａ、１０ｂ、内ヨーク１１ａ、１１ｂは、図示していないデッキベースに固定されている。外ヨーク１３ａ、１３ｂは内ヨーク１１ａ、１１ｂを介して、図示していないデッキベースに固定されている。
【００２９】
次に以上のように構成された本実施の形態１の動作を説明する。カバーガラス１．２ｍｍの記録媒体に記録を行う際には、図３に示す固定光学系１８よりカバーガラス１．２ｍｍ媒体用のレーザ光１９ａが発せられ、キャリッジ６に設けた反射ミラー８ａで反射された後、対物レンズ１ａを経由して図示していない記録媒体上に光スポットを形成する。
【００３０】
記録媒体からの反射光は、再び対物レンズ１ａ、反射ミラー８ａを経由して固定光学系１８に戻り、フォーカスエラー、トラッキングエラー及び記録信号の検出が行われる。
【００３１】
カバーガラス０．６ｍｍの記録媒体に記録を行う際には、図３に示す固定光学系１８よりカバーガラス０．６ｍｍ媒体用のレーザ光１９ｂが発せられ、キャリッジ６に設けた反射ミラー８ｂで反射された後、対物レンズ１ｂを経由して図示していない記録媒体上に光スポットを形成する。
【００３２】
記録媒体からの反射光は、再び対物レンズ１ｂ、反射ミラー８ｂを経由して固定光学系１８に戻り、フォーカスエラー、トラッキングエラー及び記録信号の検出が行われる。
【００３３】
フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル３ａ、３ｂに電流を流すことによってホルダ２を記録媒体面に垂直な方向に駆動する。トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル９ａ、９ｂに電流を流すことによってキャリッジ６毎にホルダ２を記録媒体の半径方向に駆動する。記録媒体の異なるトラックにアクセスする場合も、トラッキングコイル９ａ、９ｂに電流を流すことによってキャリッジ６毎ホルダ２を記録媒体の半径方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ２及び対物レンズ１ａ、１ｂはフォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。
【００３４】
本実施の形態１によれば、２個の対物レンズ１ａ、１ｂをＸ方向、Ｙ方向のいずれに対しても斜めに配置しているので、Ｙ方向に２個並列する場合に比べ、各々の対物レンズ１ａ、１ｂに向かうレーザ光の２本の光路を近づけることができること、対物レンズ１ａ、１ｂがＹ方向に関して一部重なって配置されることで、ホルダ２のＹ方向寸法を小さくすることができる。また、Ｘ方向に２個並べた場合に必要になるキャリッジ６上でレーザ光を２個の対物レンズ１ａ、１ｂ各々に分離する光学系も不要となる。
【００３５】
対物レンズ１ａ、１ｂを上述したように斜めに配置することで、２本のレーザ光の光路の接近可能距離（Ｙ方向）は反射ミラー８ａ、８ｂの配置に依存することになる。
【００３６】
反射ミラー８ａ、８ｂは、カット時の欠けなどにより、その端まで光を反射させることはできない。即ち、図４に示すように、その分（寸法１５）端より離した位置で光を反射させなければならない。反射ミラー８ｂについては、その寸法１６分反射ミラー８ａとＹ方向に重ならせることにより、それを考慮する必要はない。先に述べたように、図５のように反射ミラー８ａ、８ｂはＸ方向にはずれているので、Ｙ方向では重なっていても、物理的に干渉することはない。
【００３７】
このように反射ミラーをＸ方向に重ねて配置することで、反射ミラーの端の機能しない部分の影響を最小とでき、２本の光路をより接近させることができる。
【００３８】
本実施の形態１では、レーザ光の反射光学素子を反射ミラー８ａ、８ｂとしたが、プリズム等で反射させても良い。例えば、反射ミラー８ｂだけ反射プリズムとする構成としても良い。また、本実施の形態１では、１．２ｍｍのカバーガラスの記録媒体（ＭＯ）に対応する対物レンズ１ａを０．６ｍｍのカバーレンズの記録媒体に対応する対物レンズ１ｂよりも記録媒体の外周側（−Ｘ側）に配置しているが、これは対物レンズ１ａがＭＯに対してアクセスする領域の最内周が、対物レンズ１ｂが０．６ｍｍのカバーガラスの記録媒体に対しアクセスする領域の最内周よりも外側（−Ｘ側）であるためであり、アクセス時間を短縮する上で望ましい。また、対物レンズ１ａ，１ｂの配置についてはアクセスする領域の最内周の点以外にも、リードインのスタート点（記録媒体のデイスク情報を読み出すために記録媒体に対して最初にアクセスする点）の位置によって決めてもよい。１．２ｍｍのカバーガラスの記録媒体のリードインスタート点が０．６ｍｍのカバーガラスの記録媒体のものよりも外側（−Ｘ側）であるならば、対物レンズ１ａは対物レンズ１ｂよりも（−Ｘ側）に配置される。この場合も、上述したようにアクセス時間を短縮する上で望ましい。
【００３９】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２を示す平面図である。本実施の形態２では、図６に示すように、円形外周の一部に直線上のＤカット部２２ａ、２２ｂを各々持つ対物レンズ２１ａ、２１ｂをＹ方向に並べてホルダ２３に接着固定した構成を採用している。前記Ｄカット部２２ａ、２２ｂは、互いに接合するように接着されている。この他の構成については、実施の形態１の場合と略同様である。但し、図示していないが、反射ミラーは対物レンズ２１ａ、２１ｂがＸ方向にずれていないため、Ｙ方向に長い１枚の反射ミラーで、対物レンズ２１ａ、２１ｂに対する光を反射するようにしている。
【００４０】
本実施の形態２によれば、対物レンズ２１ａ、２１ｂにＤカット部２２ａ、２２ｂを設け、その部分を向い合わせることで、円形外周の対物レンズを使用する場合よりホルダ２のＹ方向寸法を小さくすることができる。
【００４１】
本実施の形態２では、対物レンズ２１ａ、２１ｂの外形の一部を小さくするのにＤカット部２２ａ、２２ｂを設けたが、小さくするための形状はこの他に種々のものが考えられる。例えば、プラスチックレンズを使用する場合、成形ゲートを重ねても良い。また、Ｄカット部２２ａ、２２ｂは２個の対物レンズ２１ａ、２１ｂの双方に設けなくとも、いずれか一方の対物レンズ２１ａ又は２１ｂにだけで設けても小型化を図ることができる。
【００４２】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３を示す平面図である。本実施の形態３では、円形外周の一部に直線上のＤカット部２２ａ、２２ｂを持つ対物レンズ２１ａ、２１ｂを、Ｘ方向、Ｙ方向に関していずれも斜め配置に、かつ、Ｄカット部２２ａ、２２ｂを互いに接合してホルダ２に固定している。この他の構成については、実施の形態１の場合と同様である。
【００４３】
本実施の形態３では、実施の形態１よりＤカット部２２ａ、２２ｂを設けた分対物レンズ２１ａ、２１ｂを接近させて配置でき、ホルダ２の小型、軽量化を図れる。特に、プラスチック成形レンズでは外形が大きくなりがちであるので、効果的である。
【００４４】
尚、以上の実施の形態１乃至３では、トラッキング１段サーボ方式の構成であるが、キャリッジ上に２軸アクチュエータを搭載したトラッキング２段サーボ方式の構成でもよく、この場合においても同様の効果を得られる。また、実施の形態２については、分離光学系でなく、キャリッジ上にレーザ光源を搭載したものでも実施可能である。
【００４５】
以上説明した本発明によれば、以下構成を付記することができる。
（１）２個のレンズと、この２個のレンズを備えたホルダと、このホルダを記録媒体の略半径方向及び／又は記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持したキャリッジと、このキャリッジを記録媒体の略半径方向に駆動する機構と、キャリッジ外より記録媒体の略半径方向に向かうレーザ光を出射する光学系と、前記レーザ光の光路をレンズの光軸方向に変更する反射光学素子とを少なくとも有する光学系駆動装置において、前記２個のレンズを記録媒体の半径方向及び接線方向のいずれにも平行に並んでいない配置としたことを特徴とする光学系駆動装置。この構成によれば、２個のレンズを保持するホルダの小型、軽量化を図ることができる。
【００４６】
（２）２個のレンズと、２個のレンズを備えたホルダと、前記ホルダを記録媒体の略半径方向及び／又は記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持したキャリッジと、キャリッジを記録媒体の略半径方向に駆動する機構と、キャリッジ外より記録媒体の略半径方向に向かうレーザ光を出射する光学系と、このレーザ光の光路をレンズの光軸方向に変更する反射光学素子とを少なくとも有する光学系駆動装置において、反射光学系素子が２個のレンズ各々に対応して２個設けられ、その２個の反射光学素子がレーザ光の進行方向に関して一部重なって配置されていることを特徴とする光学系駆動装置。この構成によれば、レーザ光の２個の光路間の干渉を防止しつつこれらの光路を接近させ、２個のレンズを保持するホルダの小型、軽量化を図ることができる。
【００４７】
（３）２個のレンズと、２個のレンズを備えたホルダと、前記ホルダを記録媒体の略半径方向及び／又は記録媒体の略垂直方向に移動可能に支持したキャリッジとを少なくとも有する光学系駆動装置において、少なくとも１個のレンズの円形の外周の一部に、その外周円の半径より外形が小になる部分を持ち、少なくとも１個のレンズは外形が小になる部分を他のレンズと接する方向に向けて配置されていることを特徴とする光学系駆動装置。この構成によれば、円形の外周を持つ２個のレンズをそのまま用いる場合に比べ、前記レーザ光の２個の光路間の距離が減少し、前記ホルダの小型、軽量化を図ることができる。
【００４８】
（４）前記外形が小になる部分は、円形の一部を直線状にカットした形状であることを特徴とする付記（３）記載の光学系駆動装置。
【００４９】
（５）前記外形が小になる部分は、レンズ成型時のゲートであることを特徴とする付記（３）記載の光学系駆動装置。
【００５０】
付記（４）、（５）の構成によっても前記ホルダの小型、軽量化を図ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、レーザ光の２個の光路間の干渉を防止しつつこれらの光路を接近させることができ、保持手段の小型、軽量化、さらには光学系駆動装置全体の小型、軽量化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学系駆動装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】本発明の光学系駆動装置の実施の形態１を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の光学系駆動装置の実施の形態１を示す概略平面図である。
【図４】本発明の光学系駆動装置の実施の形態１のキャリッジ及び反射ミラーを示す該略説明図である。
【図５】本発明の光学系駆動装置の実施の形態１の可動部の縦断面図である。
【図６】本発明の光学系駆動装置の実施の形態２を示す概略平面図である。
【図７】本発明の光学系駆動装置の実施の形態３を示す概略平面図である。
【図８】従来の光学系駆動装置を示す概略斜視図である。
【図９】従来の光学系駆動装置の他例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ａ対物レンズ
１ｂ対物レンズ
３ａフォーカスコイル
３ｂフォーカスコイル
４ａ板バネ
４ｂ板バネ
５バネ受け
６キャリッジ
８ａ反射ミラー
８ｂ反射ミラー
９ａトラッキングコイル
９ｂトラッキングコイル
１１ａ内ヨーク
１１ｂ内ヨーク
１３ａ外ヨーク
１３ｂ外ヨーク
１４ａ磁石
１４ｂ磁石
１８固定光学系
１９ａレーザ光
１９ｂレーザ光

Claims

２個の対物レンズと、２個の対物レンズを保持する保持手段と、この保持手段を記録媒体の略半径方向及び／又は記録媒体に対して略垂直方向に移動可能に支持する支持手段と、この支持手段を記録媒体の略半径方向に駆動する駆動機構と、前記支持手段外よりこの支持手段に対して前記記録媒体の略半径方向に向かうレーザ光を出射する光学系と、このレーザ光の光路を前記２個の対物レンズの各々の光軸方向に変更する２個の反射光学素子とを少なくとも有する光学系駆動装置において、
前記２個の対物レンズを前記記録媒体の半径方向及び接線方向に関して非平行配置とするとともに、前記２個の反射光学素子を前記２個の対物レンズの配置に対応して前記レーザ光の光路方向に関して一部重合して配置したことを特徴とする光学系駆動装置。