JPH11259885A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数種の光ディスクに対して複数の対物レンズ
を選択し使用する対物レンズ駆動装置において、面振れ
量の規格値の大きな光ディスクに関しても対物レンズを
接触させることなしに装置の小形化／薄型化を実現す
る。 【解決手段】カバー１と、レンズホルダ４の凸部５及び
凸部６の組合せを用いることにより、使用時に選択され
る第１の対物レンズ２及び第２の対物レンズ３のフォー
カス方向可動範囲を異なるような構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
信号を記録または／及び再生する光ディスク装置の対物
レンズ駆動装置に係り、特に複数の対物レンズを使用す
る対物レンズ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクを用いた記録または／及び再
生装置においては、記録密度の向上に伴い高信頼性の確
立が要求されている。それと同時に、携帯性や省スペー
ス化を重視したものについては、より一層の装置の小形
化や薄型化が要求されている。近年、コンパクトディス
ク（以下、ＣＤ）は、音楽用、カラオケ用、コンピュー
タ用等の様々な使途で広く流通している。しかし、ＣＤ
で扱える情報量は高画質で長時間の画像情報を扱うには
不足ぎみであることから、最近ではＣＤの何倍もの情報
量をもつ新しい光ディスク（例えば、ＤＶＤ）が提案さ
れ実用化されている。

【０００３】このように、複数の種類の光ディスクが存
在する状況においては、従来の光ディスク（例えば、Ｃ
Ｄ）と新しい光ディスク（例えば、ＤＶＤ）の両方が使
用可能な光ディスク装置が一般には望まれている。この
ような市場の要求を考慮して、複数種類の光ディスクの
互換再生可能な光ディスク装置が多数提案されている。
一例として、特開平８−１３８２６１号公報には、ディ
スク基板厚の異なる複数種類の光ディスクに対して、複
数の対物レンズを選択して情報の記録または／及び再生
を行う光ディスク装置の対物レンズ駆動装置が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
対物レンズ駆動装置においては、以下に説明するような
問題がある。

【０００５】光ディスク装置には、光ディスク上に記録
された信号を正確に読み取るための光学系があり、これ
らは光ビームを発生するレーザ、ディスクの記録面上に
光ビームを集光するための対物レンズ及び対物レンズ駆
動装置、光ビームを検出する検出器などからなる。対物
レンズに固有のワーキングディスタンス（以下、ＷＤ）
で表わされるディスク下面と対物レンズ上面の間隔は、
いかなる場合においても光ディスクと対物レンズが接触
することがないような所定量の隙間が存在するように選
定してある。

【０００６】ここで、上記の従来の技術における対物レ
ンズ駆動装置においては、各対物レンズのＷＤ値の関係
について考慮していないため、ＷＤ値に差がある場合に
おいて対物レンズと光ディスクの接触しない構成とする
には、対物レンズと光ディスクを十分に離間させる必要
がある。これにより、サーボ外れなどの異常動作時にお
ける対物レンズと光ディスクの接触は回避可能である
が、装置自体の小形化／薄型化の障害となっていた。こ
の弊害は特に光ディスク自体の面振れ量の規格値が大き
い場合に顕著になる。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解消するため
になされたものであり、複数の対物レンズを搭載して複
数種類の光ディスクに対して情報の記録または／及び再
生を行う対物レンズ駆動装置において、いかなる場合に
おいても光ディスクと対物レンズが接触しない構成であ
りながら、装置の小形化／薄型化を実現することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる問題を解決するた
めに、第１の発明による対物レンズ駆動装置では、記録
密度または透明基板厚さの異なる複数種の光ディスクに
対して、光ビームを集光するための複数の対物レンズ
と、対物レンズを保持するレンズホルダと、対物レンズ
をフォーカス方向に駆動するレンズホルダに設けられた
フォーカスコイルと、対物レンズをトラッキング方向に
駆動するレンズホルダに設けられたトラッキングコイル
と、レンズホルダを摺動及び回動可能なように案内する
シャフトと、フォーカスコイル及びトラッキングコイル
が挿入される磁気ギャップを形成するアウターヨーク、
インナーヨーク、及び複数のマグネットと、レンズホル
ダを覆うように形成し、かつ一部に対物レンズを露出す
る切欠き部を有するカバーとを備え、選択使用する対物
レンズに応じてレンズホルダのフォーカス方向移動範囲
が異なるように設定する移動範囲制限手段を備えたこと
を特徴とするものである。

【０００９】第２の発明による対物レンズ駆動装置で
は、レンズホルダの上部に設けた１つまたは複数の凸部
を用いて、移動範囲制限手段を構成することを特徴とす
るものである。

【００１０】第３の発明による対物レンズ駆動装置で
は、カバーを用いて移動範囲制限手段を構成することを
特徴とするものである。

【００１１】第４の発明による対物レンズ駆動装置で
は、複数の凸部の高さが異なる構成であることを特徴と
するものである。

【００１２】第５の発明による対物レンズ駆動装置で
は、光ディスクの面振れ量の規格値が大きい対物レンズ
側におけるレンズホルダのフォーカス方向移動範囲を、
他の対物レンズ側におけるレンズホルダのフォーカス方
向移動範囲と比較して小さく設定する構成とすることを
特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明による
対物レンズ駆動装置の実施の形態について説明する。

【００１４】始めに、図１〜図８を用いて本発明の第１
の実施の形態について説明する。ここで、図１は、複数
種の光ディスクに対応した対物レンズ駆動装置の第１の
実施の形態を示す構成説明図であり、第１の対物レンズ
２を選択した状態を示している。図２は第２の対物レン
ズ３を選択した状態を示している。図３は図１において
カバー１のない状態を示している。図４は図１のＡ−Ａ
線における断面図であり、面振れ量の規格値の小さな光
ディスク１７をディスク位置上側で再生している状態を
示している。図５は図４において光ディスク１７をディ
スク位置下側で再生している状態を示している。図６は
図５においてサーボ外れが発生し光ディスク１７と第１
の対物レンズ２が最接近している状態を示している。図
７は図２のＢ−Ｂ線における断面図であり、面振れ量の
規格値の大きな光ディスク１８をディスク位置上側で再
生している状態を示している。図８は図７において光デ
ィスク１８をディスク位置下側で再生している状態を示
している。図９は図８においてサーボ外れが発生し面振
れ量の大きな光ディスク１８と第２の対物レンズ３が最
接近している状態を示している。

【００１５】始めに、２つの対物レンズを適宜選択して
使用する２レンズアクチュエータの概要について説明す
る。

【００１６】図１、図２において、カバー１の切欠き部
より露出している第１の対物レンズ２及び第２の対物レ
ンズ３は、シャフト７（図示せず）を中心としてレンズ
ホルダ４の上に略９０゜の角度で配置されている。光デ
ィスクからの情報の再生時には、後述するレンズ切換え
機構を用いることにより必要な対物レンズを光ビームの
経路上に切換え、使用する光ディスクに応じた対物レン
ズを選択することになっている。第１の対物レンズ２は
光ディスク１７（図示せず）に集光可能であり、第２の
対物レンズ３は光ディスク１８（図示せず）に集光可能
である。また、光ディスク１７と光ディスク１８のディ
スク面振れ量の規格値を比較した場合、光ディスク１７
の方がディスク面触れ量の規格値が小さくなっている。

【００１７】第１の対物レンズ２及び第２の対物レンズ
３は使用時における光ディスクと対物レンズの隙間であ
るワーキングディスタンス（以下、ＷＤ）が異なり、第
１の対物レンズ２のＷＤ値は第２の対物レンズ３に比べ
て小さい構成となっている。レンズホルダ４の上面側に
は凸部５，６がそれぞれ第１の対物レンズ２、第２の対
物レンズ３のシャフト７に関して略軸対称位置に形成さ
れており、第１の対物レンズ２が選択されているときは
凸部５、第２の対物レンズ３が選択されているときは凸
部６が、カバー１の切欠き部から露出している。

【００１８】図３、図４において、第１の対物レンズ
２、第２の対物レンズ３、フォーカスコイル８、４つの
トラッキングコイル９、４つの磁性片１３は、レンズホ
ルダ４の上に固着され可動部を形成している。ここで、
レンズホルダ４は、シャフト７に対して軸方向及び円周
方向に摺動及び回動自在になっている。フォーカスコイ
ル８の各線素はマグネット１２の正面に位置するように
レンズホルダ４の外周部に円筒状に巻付け固着されてい
る。４つトラッキングコイル９は、１つの線素に４つの
略長方形状の巻部を形成したものである。また、トラッ
キングコイル９の４辺のうちの１辺の線素がマグネット
１２の正面に同一巻き方向となるように固着され、全体
形状がレンズホルダ４の外週部と略一致するように円弧
状に形成されている。

【００１９】４つの磁性体１３は、４片がそれぞれ略９
０度をなすようにレンズホルダ４の裏面部側に固着され
ており、組立状態においてインナーヨーク１１の上側、
かつマグネット１２の正面に位置するような構成となっ
ている。また、シャフト７、５つの立上げ部からなるア
ウターヨーク１０、２つの円弧状の立上げ部からなるイ
ンナーヨーク１１、４つのマグネット１２は、固着され
一体構成となっている。ここで、シャフト７はアウター
ヨーク１０の底面部に垂直に固着されている。

【００２０】アウターヨーク１０の立上げ部のうち４つ
はシャフト７の廻りに略９０度をなし、マグネット１２
の着磁方向はいずれもシャフト７を向くようになってい
る。インナーヨーク１１は、円弧形状の端部付近がマグ
ネット１２と対向するようにアウターヨーク１０から立
上げられている。これらアウターヨーク１０、インナー
ヨーク１１、マグネット１２は磁気回路を形成してい
る。フォーカスコイル８、及び４つのトラッキングコイ
ル９が互いに対向するインナーヨーク１１とマグネット
１２の隙間に位置するように対物レンズ駆動装置が組立
てられている。

【００２１】４つの磁性体１３周辺におけるシャフト７
の円周方向の磁束密度分布は、対向するマグネット１２
の中心付近で最大となるため、磁性体１３はマグネット
１２の中心位置に対向する付近で磁気的に釣り合い安定
となる。また、高さ方向の磁束の流れはマグネット１２
→磁性体１３→インナーヨーク１１→アウターヨーク１
０→マグネット１２と磁気ループを構成しているため、
磁性体１３はインナーヨーク１１の上方で磁気的釣り合
いを生じ安定することとなる。

【００２２】これにより、第１の対物レンズ２、及び第
２の対物レンズ３を含む可動部全体は、磁性体１３と磁
気回路が形成する磁気バネによりフォーカス方向及びト
ラッキング方向に安定、かつ高精度に位置決めされてい
る。ここで、レンズ切換え時になす角度を略９０度とし
ているために、磁気的釣合いはレンズ切換え動作後にお
いても維持されている。

【００２３】カバー１は、対物レンズ駆動装置の可動部
及び固定部を覆うように形成されており、第１の対物レ
ンズ２、及び第２の対物レンズ３及び凸部５、凸部のい
ずれか一方のみが切欠き部より露出する構成である。

【００２４】ＦＰＣ１５は、断面形状が略Ｕ字形状にな
るようにアウターヨーク１０の立上げ部とレンズホルダ
４からなる可動部を連結している。ＦＰＣ１５を経由し
てフォーカスコイル８、トラッキングコイル９に、所定
の電流を供給することにより、磁気回路中の各コイルは
フレミング力と言われる駆動力を得ることができ、レン
ズホルダ４と一体になった第１の対物レンズ２、第２の
対物レンズ３は、シャフト７の軸方向及び円周方向に移
動可能となっている。

【００２５】このとき、ＦＰＣ１５は十分に低剛性であ
るために、可動部の動作に及ぼす影響はきわめて少な
い。シャフト７の軸方向、即ちフォーカス方向の可動範
囲に関しては、上側は凸部５または凸部６で規制され、
下側はレンズホルダ４の軸受け部の最下面で規制されて
いる。ミラー１４は光軸上の所定の位置に保持されてお
り光ビーム１６の光軸方向を略９０度変更し、第１の対
物レンズ２が光ディスク１７上に光ビーム１６を集光可
能なように光学系を形成している。

【００２６】第１の対物レンズ２では、集光することが
できない種類の光ディスク１８が装着された場合におい
ては、トラッキングコイル９に瞬間的な矩形波状の電流
を加えることにより、図２，図７，図８，図９に示すよ
うに第２の対物レンズ３をミラー１４の真上に配置させ
るように回転移動させ、この第２の対物レンズ３を用い
ることにより光ディスク１８に集光することを可能とし
ている。

【００２７】次に図４〜図８を用いて、複数種類の光デ
ィスクからの情報を再生する場合の対物レンズ駆動装置
の動作について説明する。

【００２８】図４はディスク面振れ量の小さい光ディス
ク１７に光ビーム１６を集光して情報を再生している状
態を示している。光ディスク１７のフォーカス方向、即
ち高さ方向の位置は設計上限付近にあるため、第１の対
物レンズ２の高さ位置も可動範囲の上側付近となってい
るが、対物レンズ駆動装置の最上部であるカバー１の上
面と光ディスク１７の最下面との間隔は充分確保されて
おり、両者が接触することはない。

【００２９】図５は、光ディスク１７の高さ位置が最も
低くくなった状態を示している。図４と比較して第１の
対物レンズ２を含む可動部全体が下方向に移動し、第１
の対物レンズ２と光ディスク１７間の隙間であるＷＤ値
が図４と同様の値となるような位置で釣り合い状態にあ
るため、光ディスク１７とカバー１が接触することはな
い。

【００３０】図６は、図５の状態においてサーボ外れ等
の異常が発生し、可動部が可動範囲の最上端位置にある
状態を示している。カバー１と凸部６が当接することに
より、レンズホルダ４を含む可動部全体の上方向への移
動が制限されている。このとき、光ディスク１７に対し
て第１の対物レンズ２及びカバー１が接触することはな
い。

【００３１】次に、図７はディスク面振れ量の規格値が
大きい光ディスク１８に光ビーム１６を集光して情報を
再生している状態を示している。光ディスク１８のフォ
ーカス方向即ち高さ方向の位置は設計上限付近にあるた
め、第２の対物レンズ３の高さ位置も可動範囲上限付近
となっている。ここで、カバー１の上面及び第２の対物
レンズ３と上面と光ディスク１８の最下面との間隔は充
分確保されている。

【００３２】図８は、光ディスク１８の高さ位置が最も
低くなった状態を示している。図７と比較して第２の対
物レンズ３を含む可動部全体が下方向に移動しており、
第２の対物レンズ３と光ディスク１８間の隙間であるＷ
Ｄ値が図７と同様の値となるような位置で釣合い状態に
あり、光ディスク１８と対物レンズ駆動装置自体が接触
することはない。

【００３３】図９は、図８の状態においてサーボ外れ等
の異常が発生し、可動部が可動範囲の最上端位置にある
状態を示している。ここで、凸部６の高さは凸部５と比
較して、ディスク面振れ量の規格値の差に相当する量程
度に高くしてあるため、カバー１と凸部６の当接により
規制されているレンズホルダ４を含む可動部全体の上方
向の可動範囲は、第１の対物レンズ２を選択している状
態に比べて低くなる。

【００３４】そのため、ディスク面振れ量の規格値が大
きな光ディスク１８の再生時において、サーボ外れ等の
異常が発生しても第２の対物レンズ３及びカバー１が接
触することはなく、光ディスク１８を損傷することなく
情報の再生が可能である。

【００３５】尚、本実施の形態においては、光ディスク
からの情報の再生に関して説明したが、本発明は光ディ
スクへの情報の記録に用いても差し支えないのは言うま
でもない。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば複数
種の光ディスクに対応するために２つ以上の対物レンズ
を選択し使用する対物レンズ駆動装置において、使用す
る対物レンズに応じて可動部のフォーカス方向可動範囲
を設定しているので、光ディスクと対物レンズが接触す
ることなしに、装置を小形化／薄型化した構成とするこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による対物レンズ駆動装置の第１の実施
の形態を示す構成説明図である。

【図２】図１の構成を示す説明図である。

【図３】図１においてカバー１のない状態を示している
図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図５】図４において光ディスク１７をディスク位置下
側で再生している状態を示している断面図である。

【図６】図５においてサーボ外れが発生し光ディスク１
７と第１の対物レンズ２が最接近している状態を示して
いる断面図である。

【図７】図２のＢ−Ｂ線における断面図であり、面振れ
量の規格値の大きな光ディスク１８をディスク位置上側
で再生している状態を示している断面図である。

【図８】図７において光ディスク１８をディスク位置下
側で再生している状態を示している断面図である。

【図９】図８においてサーボ外れが発生し光ディスク１
８と第２の対物レンズ３が最接近している状態を示して
いる断面図である。

【符号の説明】

１…カバー、 ２…第１の対物レン
ズ、３…第２の対物レンズ、 ４…レンズホル
ダ、５…凸部、 ６…凸部、７…シ
ャフト、 ８…フォーカスコイル、９…
トラッキングコイル、 １０…アウターヨーク、１１
…インナーヨーク、 １２…マグネット、１３…
磁性体、 １４…ミラー、 １５…ＦＰ
Ｃ、１６…光ビーム、 １７…光ディスク、
１８…光ディスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 美智雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 乾 真朗 茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社 日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 落 尚彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 畑木 道生 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 水野 隆一郎 岩手県水沢市真城字北野１番地株式会社日 立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 斎藤 英直 岩手県水沢市真城字北野１番地株式会社日 立メディアエレクトロニクス内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録密度または透明基板厚さの異なる複数
   種の光ディスクに対して、 光ビームを集光する複数の対物レンズと、 該対物レンズを保持するレンズホルダと、 該対物レンズをフォーカス方向に駆動する該レンズホル
   ダに設けられたフォーカスコイルと、 該対物レンズをトラッキング方向に駆動する該レンズホ
   ルダに設けられたトラッキングコイルと、 該レンズホルダを摺動及び回動可能なように案内するシ
   ャフトと、 該フォーカスコイル及びトラッキングコイルが挿入され
   る磁気ギャップを形成するアウターヨーク、インナーヨ
   ーク、及び複数のマグネットと、 該レンズホルダを覆うように形成し、かつ一部に前記対
   物レンズを露出するような切欠き部を有するカバーとを
   備えた対物レンズ駆動装置において、 選択使用する対物レンズに応じて、前記レンズホルダの
   フォーカス方向移動範囲が異なるように設定する移動範
   囲制限手段を備えたことを特徴とする対物レンズ駆動装
   置。
2. 【請求項２】前記レンズホルダの上部に設けた１つまた
   は複数の凸部を用いて、前記移動範囲制限手段を構成す
   ることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動装
   置。
3. 【請求項３】前記カバーを用いて、前記移動範囲制限手
   段を構成することを特徴とする請求項１又は２記載の対
   物レンズ駆動装置。
4. 【請求項４】前記複数の凸部の高さが異なる構成である
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記
   載の対物レンズ駆動装置。
5. 【請求項５】ディスク面振れ量の規格値が大きい前記光
   ディスクに用いる前記対物レンズ側での前記レンズホル
   ダのフォーカス方向移動範囲を、前記他の対物レンズ側
   における前記レンズホルダのフォーカス方向移動範囲と
   比較して小さく設定する構成であることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれか１項記載の対物レンズ駆動装
   置。