JPS62191813A - 対物レンズ駆動装置およびそれに用いる対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学ヘッドおよび光デイスク用対物レンズに関
するものである。

従来の技術 光デイスクシステムの実用化の時期を迎え、光デイスク
装置の小型化・薄型化に対する要求が高まりつつある。

なかでも、光学ヘッド及び移送系まわりの薄型化の効果
は大きく、その要求には厳しいものがある。特に光学ヘ
ッドにおいては、光学系の小型化・薄型化と同時に、対
物レンズを駆動してフォーカシング、トラッキングを行
うアクチュエータの薄型化に対する要望が大きく、現在
いくつかのタイプの高性能薄型アクチュエータが提案さ
れている。

例えば、第７図に示した様な摺回動型アクチュエータは
、基台１に固定された支持軸２に対して、対物レンズ３
を保持する可動体４が、その軸受部６を介してトラッキ
ングとフォーカシングの２軸に１駆動されるもので、従
来のアクチュエータに対して小型・薄型化が図られてい
るものである。その作用は以下に述べる通りである。可
動体４に設けられたトランキングコイル６と第１のヨー
ク７゜第１のマグネット８の間に発生する電磁力によっ
て支持軸まわりの回動を生じ、トラッキング制御がなさ
れる。また、可動体４に設けられたフォーカシングコイ
ル９と第２のヨーク１０．第２のマグネット１１の間に
発生する電磁力によって支持軸長手方向の摺動が生じ、
フォーカシング制御がなされる。

アクチュエータにおいて駆動される質量は、可動体４．
駆動用コイル６．９及び対物レンズ３である。可動体４
とコイル６．９は一般に支持軸に対して対象な構成をと
るが、対物レンズ３を支持軸２から偏心した位置に配置
するために動バランスの調整を特別に行う必要が生じて
来る。従来用いられていた対物レンズは、作動距離が小
さい、あるいは重心位置がディスク側に近い等の問題を
有しておシ、第７図に示す様に、可動体４からディスク
側に突き出した構成をとらざるを得す、動バランス調整
には特別な工夫を必要としていた。

以下その詳細について説明する。

動バランスをとる手段として第７図のように、カウンタ
ウェイト１２２Ｌ、１２ｂを２ケ所に配置し、コイル電
磁力による駆動力が可動体重心に加えられるような構成
がとられていた。この構成では、可動体４の重量増加と
いう駆動特性の劣化要因をも含むことになるので、効果
的とは言えない。

次に、第８図に示すように対物レンズ３の取付位置を可
動体４の内部に移動することにより、カウンタウェイト
１４ｂの重量増加を最小限に抑え、動バランスを調整す
る手段が考えられるが、以下に述べる制約を受ける。

可動体４を支持している支持軸２は、可動体４の上下運
動に対応するだめ、いくぶん可動体４よりもディスク側
に突き出している。ディスクローディング時の接触、ま
だはディスク回転時の面ブレによる接触等の事故を防ぐ
ために、ディスクと支持軸２の先端との間隔を適度に保
つ必要があり、薄型化のために無制限にアクチュエータ
をディスク側に近づけて配置することはできない。−万
、対物レンズ３の作動距離は取付位置を可動体内部へ移
動する目的と、上記の接触事故を防ぐ目的から見て、な
るべく大きい方が望ましい。しかるに、レンズ設計上の
制約があり、作動距離を自由に大きくすることはできな
い。従って、対物レンズ３をディスクから遠ざけて無制
限に光源側に寄せることはできない。以上の理由により
、アクチュエータの可動体４及び対物レンズ３のディス
クとの相対配置には制約があり、実際には、対物レンズ
３がディスク側に突き出した構成をとらざるを得ない。

従って、対物レンズ３の取付位置を光源側に移動する方
法には限界があり、カウンタバランスによる調整が必要
となる。

発明が解決しようとする問題点 上記のように、アクチュエータと対物レンズの受ける制
約の中で、動バランスをとるために発生する重量増加、
及びこれに伴う駆動特性劣化が問題となっている。

問題点を解決するための手段 本発明は基台に支持軸を取付け、この支持軸に回動自在
、かつ上下動自在に可動体を取付け、この可動体にトラ
ッキングコイル、フォーカスコイルおよび対物レンズを
取付け、前記トラッキングコイルおよび前記フォーカス
コイルにそれぞれ対向してヨークを設け、前記支持軸を
中心にして前記対物レンズと対称な位置にカウンタウェ
イトを設け、前記対物レンズの重心を前記カウンタウェ
イトを設けた部分の重心と釣り合うように設定した光学
ヘッドである。また、両凸レンズと、この両凸レンズに
隣接して設けられ、ディスク側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズと、この負のメニスカスレンズから離れて
設けられ、ディスク側に凹面を向けた正のメニスカスレ
ンズとを設け、前記負のメニスカスレンズの凹面の曲率
半径をｒ５、　　前記正のメニスカスレンズの凸面の曲
率半径をｒ５　、前記正のメニスカスレンズと前記負の
メニスカスレンズ間の距離をｄ４、前記正のメニスカス
レンズの中心肉厚をｄ５、系全体の焦点距離をｆとし、 を満足するようにした元ディスク用対物レンズである。

作用 可動体に取付けた対物レンズの重心を下方に移動させて
、カウンタバランスを設けた部分とバランスを取ること
ができ、また対物レンズが受ける制約の中で動バランス
をとるために発生する重量増加及びこれに伴う駆動特性
の劣下をなくした対物レンズを得ることができる。

実施例 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第３図と同一物については同一番号を付して説明する。

基台１に支持軸２を取付け、この支持軸２に回転自在、
かつ上下動自在に軸受部５で可動体４を取付け、この可
動体４にトラッキングコイル６、フォーカシングコイル
９および対物レンズ１３を取付ける。トラッキングコイ
ル６およびフォーカシングコイル９にはそれぞれマグネ
ット８．１１が対向して設けられている。トラッキング
コイル６の上部にカウンタウェイト１２ｂを設け、動バ
ランスをとる。このとき、対物レンズ１３の重心を従来
の位置ＧからＧ′に移動させる。

対物レンズ１３の構成は第２図に示すようにディスク１
４が対向する側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ１
６と、この正のメニスカスレンズ１６の下方に存在する
前記ディスク１４側に凸面を向けた負のメニスカスレン
ズ１６とこの負のメニスカスレンズ１６に近接して設け
られた両凸レンズとによって構成されている。そしてｒ
Ｉ　＋　ｒ２　＋ｒ５．ｒ４．ｒ５．ｒ６　　を光源側
から見た各レンズ球面の曲率半径、ｄｌ　ｌ　ｄ２１　
ｄ３１　ｄ４１　ｄ５を各レンズ球面間の中心間隔、ｎ
ｌ、　ｎ２　、　ｎ５をレンズ１７゜１６．１６の波長
８３Ｑｎｍに対する硝材屈折率、シ１．シ２．シ３　を
同アツベ数、ｆを全系の焦点距離、ＷＤを作動距離、Ｎ
Ａを開口数、ｔをディスクのカバーガラスの肉厚、ｎｔ
　をこのカバーガラスの屈折率とする。

ｒ３　＋　ｒ５　＋　ｄ４　、ｄ５　＋　ｆとの関係は
下記のように設定する。

前記条件（１）と（２）は光学的収差の補正に寄与する
ものである。いずれの条件も、その範囲外では球面収差
が大きく発生し収差補正が困難となる。また、条件（１
）　、　（２）の下限値は、作動距離を十分に確保する
と同時に加工球面曲率をゆるかにすることによって製造
性を良好に保つだめの値である。条件（３）の下限値は
、重心移動の効果を十分に得るだめの値である。この値
を下回ると、重心がディスク側に寄る。あるいは各レン
ズの肉厚が厚くなって重量が増加する等の現象が発生し
、十分な重心移動効果が得られない。条件（３）の上限
値は作動距離を十分に保つための値である。ｄ４　の値
を大きくするにつれて重心移動効果が大きくなるが、こ
の上限値を越えると十分な作動距離が得られなくなる。

条件（４）は、第３レンズの肉厚ｄ５に制限を与えるも
ので、その上限値は作動距離と重心移動効果を良好に得
るだめの値である。ｄ５の値を大きくすると作動距離が
小さくなると同時に、第３レンズの重量が増加する。こ
れらはいずれもレンズ系の重心がディスク側に寄ること
になるため好ましくない。従って、上限値を越えないよ
うにｄ５の値を選ぶのが好ましい。−万、条件（４）の
下限値は、製造性を良好に保つだめの値である。第３レ
ンズのような正のメニスカスレンズでは、周辺肉厚を保
ち、安定したチャッキングを可能とすることが、製造性
向上のだめの必要条件であυ、この下限値を下回らない
ようにｄ５の値を選ぶのが望ましい。

次に具体的な実施例を説明する。

実施例１ ｒｊ　＝　２−６１７ ｄ、　＝０．２８９１．　＝　１．８２１６６３１／、
　＝　２３．８ｒ２　＝　−３，６２９ α２　＝（ＪＯ４６ ｒ　５　＝　−１−５６５ｎ２　＝　１−５５６４１７
　シ２＝６０，８ｄ３　＝Ｏ−３６５ ｒ４　＝　−ｊ４４１ ａ４　＝０．１８７　ｎ５　＝　１．８２１６θ３　シ
５＝２３−Ｂｒｓ　＝　０−８４４ ａｓ　＝（Ｊ３８９ ｒ６　＝　６−７４８ ｆ＝１Ｗ、Ｄ＝ｏ、ａ２ｚ　　ＮＡ＝Ｏ−５０ｔ＝ｏ、
２８６　　ｎ１＝１，５８０ 実施例２ ｒ、　＝　２−９５２ ｄ＋　＝０．２８８　ｎｌ　＝　１．８２１５６３　Ｗ
　１　＝２３，８ｒ２＝　−３，６８１ ａ２　＝ｏ、ｏａｓ ｒ５　＝　−ｊ９１６ ＋１５＝０，２７１　　ｎ２＝１．５１０１９６　１／
２＝６４．２ｒ４　＝　−６−８４５ ｄ４＝Ｏ−２７１ ｒ５　＝０，６５５ ｄ５　＝Ｏ−３２４ｎ５　＝１−８２１５６３　ν２　
＝２３＋８ｒ６　＝　１．４６８ ｆ　＝　Ｉ　　　Ｗ、Ｄ　＝０．４０２　　Ｎ　Ａ　＝
　０，５０ｔ　＝　０＋２６７　　ｎｔ＝　１　＋５８
０実施例３ ｒ、　＝　２，７４０ ｄ、　＝０．２８９　ｎ、　＝１−８２１５６３　ν１
＝２３．８ｒｚ　＝　−３，３８１ ａ、、＝０．０４７ ｒ５　＝　−１，７１９ ａ５＝Ｏ−２６０１２＝１−６７０７２９　　ν２　＝
４０．９ｒ４　　＝　　−６，８１６ ａ４＝Ｑ、４６７ ｒ５　　＝　０．７１４ ＋１５＝ｏ、２９１　　ｎ５＝１−８２１６６３　　ｖ
５＝２”：ｆＢｒ６　　＝　　ｊ８０Ｂ ｆ＝１　　　Ｗ、Ｄ＝ｏ＋ａｏｏ　　ＮＡ＝Ｏ−５０ｔ
＝Ｊ２６６　　　ｎｔ　＝ｌ、５８０実施例４ ｒ、　＝　２，７８１ ａ＋　＝０．２８８　ｎ、　＝１．８２１５６３　ν１
＝２３．８ｒ２　＝　−３ｊ６Ｂ ｄ２＝Ｏ−ａａ７ ｒ５　＝　−１−６５８ ｄ、＝０．２７１　ｎ２＝１．５７０７２９　シ２＝４
０，９ｒ４　＝　−６，８１７ ｄ４　＝０．２７１ ｒ５　＝　０−７５２ ｄ５　＝Ｑ、３２４　ｎ５　＝　１．８２１５６３　ν
５　＝２３，８ｒ６＝　２−８６６ ｆ＝１　　　Ｗ−Ｄ＝ｏ、ａ３９　ＮＡ＝０．５０ｔ　
＝０．２６６　　　ｎｔ＝　１．５８０第３図、第４図
、第６図、第６図はそれぞれ前記実施例１．２，３．４
に対応する対物レンズの収差線図である。

発明の効果 以上のように本発明によれば重心を光源側に移した対物
レンズを用いることにより可動体の動バランスを最小限
のカウンタバランスを付加することにより調整すること
ができる。また、高ＮＡで軽量な対物レンズを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学ヘッドの断正面
図、第２図は同党ディスク用対物レンズの原理図、第３
図、第４図、第６図、第６図はそれぞれ同対物レンズの
収差線図、第７図は従来例における光学ヘッドの断正面
図、第８図は同党ディスク用対物レンズの原理図である
。 １・・・・・基台、２・・・・・・支持軸、３・・・・
・・対物レンズ、４・・・・・・可動体、５・・・・・
・軸受部、６・・・・・・トラッキングコイル、７・・
・・・・第１のヨーク、８・・・　第１のマグネット、
９・・・・・・フォーカシングコイル、１Ｑ・・・・・
・第２のヨーク、１１・・・・・・第２のマグネット、
１２＆・・・・・・カウンタウェイト。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　　　　　ｅ−泊しンズ重邸第２図 第３図 坏固枢薫　　　　正楓長杵 第４図 第５図 第　６　ズ ３月で、面ユしく」でＥ　　　　　　　正う（【鯛沓ζ
ンイ！ヤ・第　７　図　　　　　　　　　　　　　６一
−一対物レンズ重心第２のマクネット 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基台に支持軸を取付け、この支持軸に回動自在、
   かつ上下動自在に可動体を取付け、この可動体にトラッ
   キングコイル、フォーカシングコイルおよび対物レンズ
   を取付け、前記トラッキングコイルおよび前記フォーカ
   シングコイルにそれぞれ対向してマグネットを設け、前
   記支持軸を中心にして前記対物レンズと対称な位置にカ
   ウンタウェイトを設け、前記対物レンズの重心を前記カ
   ウンタウェイトを設けた部分の重心と釣り合うように設
   定した光学ヘッド。 （２）ディスクが対向する側に凹面を向けた正のメニス
   カスレンズと、このメニスカスレンズの下方に存在する
   前記ディスク側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと
   、この負のメニスカスレンズの下方に存在する両凸レン
   ズとによって対物レンズを構成し、前記正のメニスカス
   レンズと前記負のメカニカルレンズ間の距離を十分にと
   ることによって対物レンズの重心を下げたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。 （３）両凸レンズと、この両凸レンズに隣接して設けら
   れ、ディスク側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと
   、この負のメニスカスレンズから離れて設けられ、ディ
   スク側に凹面を向けた正のメニスカスレンズとを設け、
   前記負のメニスカスレンズの凹面の曲率半径をｒ＿３、
   前記正のメニスカスレンズの凸面の曲率半径をｒ＿５、
   前記正のメニスカスレンズと前記負のメニスカスレンズ
   間の距離をｄ＿４、前記正のメニスカスレンズの中心肉
   厚をｄ＿５、系全体の焦点距離をｆとし、 １．４＜｜ｒ＿３｜／ｆ＜２．０ ０．６＜ｒ＿５／ｆ＜０．９ ０．１＜ｄ＿４／ｆ＜０．６ ０．２９＜ｄ＿５／ｆ＜０．４ を満足するようにした光ディスク用対物レンズ。