JP4564944B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を読み出し、または光ディスクに情報を記録する光ディスク装置が備える光ピックアップに関する。

光ディスク装置の光ピックアップに備えられる一般的な対物レンズ駆動手段は、対物レンズを搭載した可動部と、この可動部を支持する支持部材と、フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルと、ヨークおよびマグネットとから構成される。

フォーカシングコイルに駆動電流を印加すると、マグネットからの磁束との作用により生じる電磁力により、可動部が光ディスク面に接近または離遠する方向であるフォーカシング方向に駆動される。同様にトラッキングコイルに駆動電流を印加すると、マグネットからの磁束との作用により生じる電磁力により、可動部が光ディスクの半径方向であるトラッキング方向に駆動される。

光ディスクに反りが生じていたり、対物レンズの光軸に対して光ディスクが傾いて取り付けられたりしていると、対物レンズで集光された光が光ディスク基板を通過するときにコマ収差が生じ集光スポットが広がるため、情報の記録あるいは再生が正確に行えないという問題が生じる。そこで、光ディスクの反りや傾きに応じて対物レンズの傾きを調整する機構が必要となる。

光ディスクと対物レンズの上下の位置関係を、光ディスクを上、対物レンズを下とすると、光ディスクが上側に反っている場合、光ディスクは対物レンズから遠ざかり、光ディスクが下側に反っている場合、光ディスクは対物レンズに近付くことになる。この際、対物レンズは光ディスクに焦点を合わせるために、上側に反っている光ディスクに対して対物レンズは上側に動作し、下側に反っている光ディスクに対して対物レンズは下側に動作する。

ここで、対物レンズがフォーカシング方向の上側に動作したときに対物レンズが光ディスクの内周側に傾き、対物レンズがフォーカシング方向の下側に動作したときに対物レンズが光ディスクの外周側に傾くようにしておけば、光ディスクの反りの方向と、対物レンズの傾きの方向を合わせることができるので、光ディスクの反りの影響を低減することができる。

このような光ピックアップの対物レンズ駆動手段の従来構造の例が、特許文献１に記載されている。特許文献１では、コイルの移動中心点と磁性体の中心点とが対物レンズの光軸に対して直角方向に離隔するように磁性体を配置している。また、対物レンズを支持するレンズ支持部材を固定部材と変位可能に連結する弾性部材の弾性率を対物レンズの光軸に対して左右側で異なるようにしている。

特開２００１−９３１７８号公報（第３−４頁、図１）

上記特許文献１では、磁性体の中心をずらして配置したり、弾性率の異なる弾性部材を使用しており、推力の低下の可能性がある。また、部品点数が増加する可能性がある。

本発明の目的は、上記特許文献１とは異なる構成で、光ディスクの反りと同じ方向に対物レンズを傾かせることが可能な光ピックアップを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、次のように構成される。

対物レンズと、前記対物レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けられるフォーカシングコイルと、前記フォーカシングコイルに対向して配置されるマグネットと、前記マグネットが取り付けられるヨークと、前記フォーカシングコイルを間に挟んで前記マグネットに対向するインナーヨークとを備えた光ピックアップにおいて、前記対物レンズを中心として光ディスクの外周側に設けた前記インナーヨークの断面積が、前記対物レンズを中心として光ディスクの内周側に設けた前記インナーヨークの断面積よりも大きい光ピックアップとする。ここで、本願においては、インナーヨークの断面積とは、フォーカシングコイルのコイル面と平行な断面の面積、もしくは対物レンズの光軸と垂直な断面の面積の小さい方をいうこととする。

本発明によれば、対物レンズを中心として光ディスクの外周側のフォーカシングコイルに作用する磁束密度は、光ディスクの内周側のフォーカシングコイルに作用する磁束密度よりも大きくなる。したがって、外周側のフォーカシングコイルで発生する力は、内周側のフォーカシングコイルで発生する力よりも大きくなる。これにより、対物レンズがフォーカシング方向に動作したときに、光ディスクの反りと同じ方向に対物レンズを傾かせることができる。

〔実施例１〕
本発明に係わる光ピックアップの実施例を図面を用いて説明する。

初めに、光ピックアップ１１０を搭載した光ディスク装置１００を図８のブロック図を用いて説明する。光ディスク装置１００は、光ディスク１０１を回転させるスピンドルモータ１２０と、光ディスク１０１から情報を読み出し、または光ディスク１０１に情報を書き込む光ピックアップ１１０と、これらを制御するコントローラ１３０とを備えている。光ピックアップ１１０は、詳細を後述する対物レンズ駆動手段５０と、レーザ発光素子１１１等の光学部品を有する。

コントローラ１３０に接続されたディスク回転制御回路１３１は、コントローラ１３０からの指令を受けて、光ディスク１０１を搭載したスピンドルモータ１２０を回転駆動する。また、コントローラ１３０に接続された送り制御回路１３２は、コントローラ１３０からの指令を受けて、光ピックアップ１１０を光ディスク１０１の半径方向に移動させる。

光ピックアップ１１０に搭載されたレーザ発光素子１１１には、発光素子駆動回路133が接続されている。コントローラ１３０からの指令を受けて発光素子駆動回路１３３から駆動信号がレーザ発光素子１１１に与えられると、レーザ発光素子１１１はレーザ光を発光する。レーザ光は対物レンズ１により光ディスク１０１上に集光される。集光されたレーザ光は、光ディスク１０１で反射し、対物レンズ１を通過し、光検出器１１２に入射する。光検出器１１２で得られた検出信号１３４は、サーボ信号検出回路１３５および再生信号検出回路１３７に送られる。サーボ信号検出回路１３５に送られた検出信号１３４に基づいてサーボ信号が生成されて、アクチュエータ駆動回路１３６に入力される。

アクチュエータ駆動回路１３６は、光ピックアップの対物レンズ駆動手段５０に駆動信号を入力し、対物レンズ１を位置決め制御する。

一方、再生信号検出回路１３７に入力された検出信号１３４から再生信号が生成され、光ディスク１０１の情報が再生される。

この図８で示した光ピックアップ１１０が有する対物レンズ駆動手段５０の詳細を以下に説明する。

図１は本発明の光ピックアップ１１０の対物レンズ駆動手段５０の分解斜視図である。図中、ｚ方向が対物レンズ１を対物レンズ１の光軸に沿って光ディスク面に接近または離遠させるフォーカシング方向であり、ｙ方向が対物レンズ１を光ディスクの半径方向に動作させるトラッキング方向となる。ｙ方向とｚ方向の双方に直交する方向をｘ方向とする。なお、ｚ方向である対物レンズ１の光軸方向における光ディスクと対物レンズの位置関係を、光ディスクを上、対物レンズを下とする。

対物レンズ１はレンズホルダ２の上面に搭載される。フォーカシング方向およびトラッキング方向と平行なホルダ２の両側面に、フォーカシング方向への駆動力を発生させる一対のフォーカシングコイル３ａ，３ｂと、トラッキング方向への駆動力を発生させるトラッキングコイル４が取り付けられる。

支持部材６は、それぞれ一端側がレンズホルダ２に固定され、他方が固定部７に固定される。対物レンズ１とレンズホルダ２とフォーカシングコイル３ａ，３ｂおよびトラッキングコイル４を含む可動部は、支持部材６により固定部７に対して変位可能に支持される。フォーカシングコイル３ａ，３ｂおよびトラッキングコイル４は、支持部材６の一端と半田等により電気的に接続される。

マグネット１１は、フォーカシング方向およびトラッキング方向に平行なレンズホルダ２の両側面に対向して、フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルと離隔して磁性体であるヨーク９の内側に取り付けられる。マグネット１１は、フォーカシング方向とトラッキング方向に交差する境界で４つの磁極に分割されている。なお、マグネット１１は４極に着磁した１個のマグネットでもよいし、単極のマグネットを４個組み合わせたものでもよいし、２極に着磁したマグネットを２個組み合わせたものでもかまわない。

インナーヨーク１０は、対物レンズ１を中心として光ディスクの外周側に配置されたフォーカシングコイル３ｂを間に挟んでマグネット１１に対向し、ヨーク９の下面に接続している。すなわちインナーヨーク１０は、対物レンズ１に対して光ディスクの外周側だけに配置されている。

磁束密度Ｂの磁場中のコイルに電流Ｉを流したときに生じる電磁力Ｆは、磁束密度Ｂが作用するコイル線の長さをＬとして、数式１で表される。

Ｆ＝Ｉ・Ｂ・Ｌ （数式１）
本実施例では、フォーカシングコイル３ａ，３ｂは、対物レンズ１を中心として光ディスクの内周側と外周側で対称な形状寸法をしており、巻き数と抵抗値も等しい。また、フォーカシングコイル３ａ，３ｂは直列に接続している。したがって、フォーカシングコイル３ａ，３ｂを流れる電流は等しく、コイル線の長さも等しい。

本実施例におけるフォーカシングコイルに作用する磁束密度の様子を図２に示す。図２では見やすくするために、フォーカシングコイル３ａ，３ｂとマグネット１１とヨーク９とインナーヨーク１０を示している。

マグネット１１は、対物レンズ１を中心として光ディスクの内周側と外周側で同一の特性を有しており、マグネット１１からの磁束の総量は光ディスクの内周側と外周側で同じである。

マグネット１１からの磁束は３次元的に広がりながらフォーカシングコイル３ａ，３ｂに作用する。しかし本実施例では、光ディスクの外周側にインナーヨーク１０が存在するために、光ディスクの外周側ではマグネット１１からの磁束がインナーヨーク１０に向かって集中する。このため、光ディスクの外周側のフォーカシングコイル３ｂに作用する磁束密度が、光ディスクの内周側のフォーカシングコイル３ａに作用する磁束密度よりも大きくなる。

以上から、光ディスクの外周側のフォーカシングコイル３ｂで発生する力Ｆｂが、光ディスクの内周側のフォーカシングコイル３ａで発生する力Ｆａよりも大きくなり、対物レンズ１を傾かせるモーメントが発生する。

このモーメントにより、図３に示すように、対物レンズ１が上側に動作する場合には、対物レンズ１は光ディスクの内周側に傾く。また、図４に示すように、対物レンズ１が下側に動作する場合には、対物レンズ１は光ディスクの外周側に傾く。

図５に光ディスク１０１の反りと対物レンズ１の動作を示す。図５（ｂ）は光ディスク１０１に反りが無い場合で、対物レンズ１は基準位置にある。

図５（ａ）のように光ディスク１０１が上側に反っている場合は、光ディスク１０１に対して対物レンズ１の焦点を合わせるために、対物レンズ１は上側に動作する。このとき対物レンズ１は光ディスク１０１の内周側に傾くので、光ディスク１０１の反りと対物レンズ１の傾きを同じ方向とすることができる。

図５（ｃ）のように光ディスク１０１が下側に反っている場合は、光ディスク１０１に対して対物レンズ１の焦点を合わせるために、対物レンズ１は下側に動作する。このとき対物レンズ１は光ディスク１０１の外周側に傾くので、この場合も光ディスク１０１の反りと対物レンズ１の傾きを同じ方向とすることができる。

以上、本実施例によれば、光ディスクの反りの影響を低減し、情報の記録あるいは再生を良好に行うことができる。このとき、マグネットの中心をフォーカシングコイルの中心からずらす必要がないので、マグネットをフォーカシングコイルに対して最適な位置に配置することができ、推力の低下を生じることがない。また、支持部材は全て同じ特性のものを使用することができるので、部品の種類が増えることも無い。

次に本発明の他の実施例について図６に示す。本実施例では、対物レンズを中心として光ディスクの内周側にインナーヨーク１０ａを設け、光ディスクの外周側にインナーヨーク１０ｂを設けている。そして、光ディスクの外周側に設けたインナーヨーク１０ｂの断面積Ｓｂは、光ディスクの内周側に設けたインナーヨーク１０ａの断面積Ｓａよりも大きくなっている。その他の構成は前述の実施例と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、図６ではインナーヨークの断面積について、対物レンズ１の光軸と垂直な断面の面積が、フォーカシングコイルのコイル面と平行な断面の面積よりも小さい場合を示している。

インナーヨーク１０ｂの断面積Ｓｂをインナーヨーク１０ａの断面積Ｓａよりも大きくすることで、インナーヨーク１０ｂを通る磁束量をインナーヨーク１０ａを通る磁束量よりも大きくすることができる。したがって、光ディスクの外周側のフォーカシングコイル３ｂに作用する磁束密度を、光ディスクの内周側のフォーカシングコイル３ａに作用する磁束密度よりも大きくできる。これによる対物レンズ１を傾かせる動作については、前述の実施例と同様である。

本実施例では、前述の実施例と比べると、フォーカシングコイル３ａと３ｂに作用する磁束密度の差は小さくなるので、対物レンズ１を傾かせる効果は小さくなる。しかし、インナーヨーク１０ａ，１０ｂを対物レンズ１の内周側と外周側の両方に設けることで、レンズホルダ２のトラッキング方向の変位を規制するストッパとすることができるという効果がある。

なお、図６ではインナーヨーク１０ａの形状は、ｚ方向において一様な断面積となっているが、必ずしも一様な断面積である必要はなく、インナーヨーク１０ｂよりも断面積が小さい部分が一部でもあればよい。例えば、インナーヨーク１０ａに切り欠きや開口部を設けた形状であってもかまわない。

また、上記の実施例では、フォーカシングコイル３ａ，３ｂは光ディスクの内周側と外周側に分かれており、マグネット１１は４つの磁極に分かれた構成であった。しかし、本発明のインナーヨークを対物レンズに対して光ディスクの外周側だけに設ける、あるいは外周側のインナーヨークの断面積を内周側のインナーヨークの断面積よりも大きくすることによる効果は、上記構成に限定するものではない。

例えば、図７に示すように、１個のフォーカシングコイル１３と単極のマグネット２１とし、トラッキングコイル１４をマグネット２１に対してトラッキング方向の両端側に配置した構成としてもかまわない。図７ではインナーヨーク１０が外周側だけに設けられた構成を示している。この場合も、マグネット２１からの磁束はインナーヨーク１０に向かって集中するので、フォーカシングコイル１３の外周側の部分に作用する磁束密度が大きくなる。したがって、フォーカシングコイル１３の外周側の部分で発生する力が大きくなり、これまでの実施例と同様の対物レンズ１を傾かせる動作を行うことができる。

以上、本発明の光ピックアップによれば、推力を低下させることなく、また部品の種類の増加を伴わずに、光ディスクの反りと同じ方向に対物レンズを傾かせることができる。これにより、光ディスクへの情報の記録再生を正確に行うことができる。

本発明は、光ディスク装置の光ピックアップに利用できる。

本発明に係わる光ピックアップの対物レンズ駆動手段の実施例を示す図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段のフォーカシングコイルに作用する磁束密度を説明する図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の動作を説明する図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の動作を説明する図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の動作を説明する図である。 本発明に係わる対物レンズ駆動手段の他の構成を示す図である。 本発明に係わる対物レンズ駆動手段の他の構成を示す図である。 本発明に係わる光ディスク装置の実施例のブロック図である。

符号の説明

１…対物レンズ、２…レンズホルダ、３ａ，３ｂ…フォーカシングコイル、４…トラッキングコイル、６…支持部材、７…固定部、９…ヨーク、１０…インナーヨーク、１１…マグネット、５０…対物レンズ駆動手段、１００…光ディスク装置、１０１…光ディスク、１１０…光ピックアップ、１１１…レーザ発光素子、１１２…光検出器。

Claims (4)

1. 対物レンズと、
   前記対物レンズを保持するレンズホルダと、
   フォーカシング方向およびトラッキング方向と平行な前記レンズホルダの両側面に取り
   付けられたフォーカシングコイルと、
   前記フォーカシングコイルに対向して配置され、互いに異極が向き合うように配置され
   たマグネットと、
   前記マグネットが取り付けられるヨークと、
   前記マグネットに対向するインナーヨークと、
   を備え、
   前記インナーヨークと前記マグネットの間に前記フォーカシングコイルが配置され、
   前記対物レンズを中心として光ディスクの外周側だけに前記インナーヨークを設けたこ
   とを特徴とする光ピックアップ。
2. 請求項１において、前記フォーカシングコイルは前記対物レンズを中心として光ディス
   クの内周側と外周側で対称な形状寸法であることを特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項２において、前記フォーカシングコイルに流れる電流は前記対物レンズを中心と
   して光ディスクの内周側と外周側で等しいことを特徴とする光ピックアップ。
4. 請求項３において、前記マグネットは前記対物レンズを中心として光ディスクの内周側
   と外周側で等しい形状寸法および特性を有することを特徴とする光ピックアップ。

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