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JP3967525B2 - Lens drive device - Google Patents

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JP3967525B2
JP3967525B2 JP2000140764A JP2000140764A JP3967525B2 JP 3967525 B2 JP3967525 B2 JP 3967525B2 JP 2000140764 A JP2000140764 A JP 2000140764A JP 2000140764 A JP2000140764 A JP 2000140764A JP 3967525 B2 JP3967525 B2 JP 3967525B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学式情報記録媒体の情報記録面上に光ビームを集光させるレンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高密度用の基板(ポリカーボネート、PC材料で屈折率1.59で、厚さ100μm)を用いた光学式情報記録媒体に情報を記録するための光学ヘッドが種々提案されている。
【0003】
この種の光学ヘッドにおいては、半球レンズおよび対物レンズによって光ビームを集光して光学記録媒体に照射する際は、2軸アクチュエータによって光軸に対して両レンズを平行または直交方向に移動させることによりサーボが行われる。そして半球レンズを光軸方向に移動させることで光学記録媒体のカバーガラスの膜厚変化等に起因する球面収差がうち消されて収差が低減できることが知られている。
【0004】
このような半球レンズおよび対物レンズからなる2群レンズ(開口数NA:0.8以上)の2軸アクチュエーターが、例えば特開平11−110794号公報の図1に示されている。この特開平11−110794号公報の図1に記載のレンズ駆動装置は以下のような特徴を有している(以下、括弧内の符号は特開平11−110794号公報の図1を参照)。
【0005】
1.半球レンズ(4)と対物レンズ(3)は外周面に巻装されたフォーカスサーボ用コイル(9)が固定されたボビン(8)に保持され、4つの板バネからなる弾性支持部材(10)によって支えられている。
【0006】
2.対物レンズ(3)は外周面に巻装された球面収差補正用コイルが固定されたボビン(13)に保持され、4つの板バネからなる弾性支持部材(15)によって支えられている。そして対向した位置にはヨークと永久磁石(12)がボビン(8)に設けられ、対物レンズ(3)が保持されたボビン(13)のみはボビン(8)に対して光軸方向に移動するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平11−110794号公報のレンズ駆動装置は、以下のような問題を有している。
【0008】
すなわち、第1に、m1/m2の値を係数αに近づく位相特性は良好となるが、ヨークと永久磁石搭載のためm2が大きく、かつm1も対物レンズを保持するホルダも大きくともにフォーカス感度が低下するという問題点がある。
【0009】
ここで、
m1:対物レンズ(3)は外周面に巻装された球面収差補正用コイルが固定されたボビン(13)からなる部材の重量。
【0010】
m2:半球レンズ(4)と対物レンズ(3)は外周面に巻装されたフォーカスサーボ用(9)が固定されたヨークと永久磁石(12)に設けられたボビン(8)からなる部材の重量。
【0011】
すなわち、ヨークと永久磁石(12)に設けられた可動部材であるボビン(8)からなる部材の重量が増加し(ヨークと永久磁石搭載のため)フォーカス感度が悪い。ボビン(8)内にボビン(13)からなる可動部材を配置するとフォーカス駆動の相互干渉を生じ、制御が不安となる。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型且つ軽量で、フォーカス感度を向上させることのできるレンズ駆動装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ駆動装置は、光源からの光ビームを光学式情報記録媒体の情報記録面上に照射するレンズを駆動するレンズ駆動装置において、前記光ビームの光軸上に配置された第1のレンズを前記光ビームの光軸方向に駆動する第1のレンズ駆動手段と、前記第1のレンズと同一の光軸上に配置された第2のレンズを前記光ビームの光軸方向及び前記光学式情報記録媒体のトラックを横切る方向に駆動する第2のレンズ駆動手段と、前記第1のレンズ駆動手段及び前記第2のレンズ駆動手段をそれぞれ独立に可動自在に保持するベース部材と、前記ベース部材上に設けられ、前記第1のレンズ駆動手段及び前記第2のレンズ駆動手段に対して共通磁束を発生する永久磁石とを有し、前記第1のレンズ駆動手段は、前記永久磁石による共通磁束内に配置された前記第1のレンズを保持する第1の保持部材に設けられた第1のフォーカスコイルから構成され、前記第2のレンズ駆動手段は、前記永久磁石による共通磁束内に配置された前記第2のレンズを保持する第2の保持部材に設けられた第2のフォーカスコイル及びトラッキングコイルから構成される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【0015】
図1ないし図7は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は対物レンズ駆動装置の構成を示す展開図、図2は図1の対物レンズ及び半球レンズを含む断面を示す断面図、図3は図2のチルト検出器の受光素子の構成を示す図、図4は図3のチルト検出器の受光素子からの検出信号に基づきチルト補正コイルを制御するチルト制御回路の構成を示す図、図5は図1の対物レンズ駆動装置の変形例の構成を示す展開図、図6は図1の永久磁石の変形例を示す図、図7は図1の半球レンズのレンズホルダを支持する支持部材の変形例を示す図である。
【0016】
図1及び図2に示すように、本実施の形態の対物レンズ駆動装置1は、光ディスクや光磁気ディスク等の光学式情報記録媒体2の信号記録面上に光ビームを集光させる対物光学系を駆動する駆動装置であって、光学式情報記録媒体2に対して情報信号の記録及び/または再生を行う光学ヘッドに使用される。
【0017】
上記対物光学系は、光源からの光を入射する第2のレンズ(以下、対物レンズという)3と、対物レンズ3を介し光学式情報記録媒体2の信号記録面上に集光させる第1のレンズ(以下、半球レンズという4で構成される。すなわち、両端が上方直角に曲げられたベース5の底面部分に設けられたミラー6により、図示しない半導体レーザや光検出器等が一体化された固定光学系からの光を反射し対物光学系に導光するようになっている。
【0018】
半球レンズ4はレンズホルダ4aにより保持され、レンズホルダ4aは半球レンズ4のレンズ主点面を通る位置に支持部材であるサスペーションバネ(ステンレス鋼板0.5mm以下厚さのサスペーションバネ)7によって支えられている。このサスペーションバネ7の基端はベース5の上方直角に曲げられた第1の端部5aの上部に固定され、サスペーションバネ7の固定側の一部7aに半球レンズ4をフォーカス方向に移動させるための半球レンズ用フォーカスコイル8の内側面の一部8bが接着剤で固定されている。
【0019】
また、対物レンズ3はレンズホルダ9に保持され、レンズホルダ9は対物レンズ3のレンズ主点面を通る位置に2本の支持部材(矩形状、六角柱断面をした例えば金属線)10で支えられている。レンズホルダ9の第1の端部5a側には中空部9aが設けられており、この中空部9a内面に、対物レンズ3をフォーカスに移動させるフォーカスコイル11と、対物レンズ3をトラッキング方向に移動させる第1のトラッキングコイル12a及び第2のトラッキングコイル12bとを備え、さらに対物光学系の光軸と光学式情報記録媒体2とのチルトを調整するために対物レンズ3をラジアル方向またはタンジェンシャル方向を軸として回転駆動する1対のチルト補正コイル13a,13bが設けられ、中空部9aはベース5の底面より立脚しかつ遊離した2個のI字状のヨーク14a,14bを挿入した状態で支持部材10により支持され、外ヨーク5aを介し基板15によりネジ固定されている。
【0020】
また、レンズホルダ9の先端にも、対物レンズ3をラジアル方向またはタンジェンシャル方向を軸として回転駆動する1対のチルト補正コイル13c,13dが設けられ、チルト補正コイル13c,13dはベース5の底面より立脚した2個のI字状のヨーク16a,16bを挿入した状態で保持されている。
【0021】
第1の端部5a及び第1の端部5aと対向したベース5の上方直角に曲げられた第2の端部5bには、それぞれ永久磁石17が接着固定されており、永久磁石17により半球レンズ用フォーカスコイル8、フォーカスコイル11、第1のトラッキングコイル12a、第2のトラッキングコイル12b及びチルト補正コイル13a,13b,13c,13dが共通磁束内に配置されている。
【0022】
共通磁束内では、半球レンズ4を光軸方向に移動させる半球レンズ用フォーカスコイル8と、対物レンズ3を光軸方向とラジアル(ディスク半径)と対物レンズの主点に対し傾き補正ができるようにチルト補正コイル13a,13b及び13c,13dとが永久磁石17とヨーク14間の磁気ギャップ内に位置している。
【0023】
第2の端部5bの上部は直角に曲げられており、その曲げられた部分の上面にはチルトを検出するためのチルト検出器19が設けられている。すなわち、光源と光検出器一体型のチルト検出器19により対物光学系のタンジェンシャル(トラック方向)とラジアル方向(ディスク半径方向)の対物レンズ3と半球レンズ4を結ぶ光軸に対し光学式情報記録媒体2の信号記録面との相対的角度誤差であるチルトを検出するようになっている。
【0024】
図3に示すように、チルト検出器19は、4分割光検出器の各受光素子19a、19b、19c、19dから構成され、図4に示すようなチルト制御回路21に出力される。すなわち、図4に示すチルト制御回路21において、受光素子19a、19bの出力が加算器22aに、受光素子19a、19cの出力が加算器22bに、受光素子19b、19dの出力が加算器22cに、受光素子19c、19dの出力が加算器22dに、それぞれ接続されている。さらに、加算器22a、22dの出力は減算器23aに、加算器22b、22dの出力は減算器23bに接続されている。また、減算器23a及び減算器23bの出力は減算器24a、24b、24c、24dに接続されている。
【0025】
このチルト制御回路21により、各受光素子19a、19b、19c、19dの出力をa、b、c、dとすると、減算器24aからは2(b−c)、減算器24bからは2(a−d)、減算器24cからは2(d−a)、減算器24dからは2(c−d)が出力され、減算器24a、24b、24c、24dの出力が、それぞれチルト補正コイル13a,13b、13c、13dに接続されている。
【0026】
これにより、光学式情報記録媒体2の回転数に同期して任意のトラックで光学式情報記録媒体2と対物光学系の光軸との相対的な角度誤差をなくすようにラジアルチルト制御とタンジェンシャルチルト制御が連続的に行われる。
【0027】
なお、チルト検出は光学式情報記録媒体2に対して対物レンズの傾きをトラッキングエラー信号のオフセット量から直接検出するようにしてもよい。
【0028】
このように本実施の形態によれば、半球レンズ4対物レンズ3を共通な磁束内において独立にフォーカスやトラッキング制御することによりフォーカス感度を向上させることができるとともに、相互干渉を無くし制御の安定性を高めることができる。
【0029】
また、対物レンズ3のみでタンジェンシャルの方向のチルト補正が可能となり、光学式情報記録媒体2面におけるコマ収差を小さく抑えることができる。
【0030】
また、チルト補正コイルを使用しない場合は、底面より立脚しかつ一枚板からなる内ヨーク14となり、ベース5上に全反射ミラー6を 45度に直接接合し固着することで、図5に示すように構成することができる。
【0031】
さらに、図6に示すように、厚さ方向に異なるように磁化された一対の永久磁石25aと一枚で厚さ方向に磁化された永久磁石25bは外ヨーク5bに接着剤で接合されている。
【0032】
これらの永久磁石25a,25bは同一面であり、対向面には内ヨーク14が立脚されており、内ヨーク14と永久磁石25との間は空隙(ギャップ)を有し、外ヨーク5bの板面とアングル形状した内ヨーク14とが接合されている。
【0033】
また、図2に示された半球レンズ4のレンズホルダ4aを支持するサスペンションバネ7に固着する。固着された半球レンズ用フォーカスコイル8の形状は上記一対の永久磁石25aの境界線を跨ぐように対称となり、ロの字形状をしている。
【0034】
また、図2に示す第1及び第2のトラッキングコイル12a,12bは永久磁石25bの端面のエッジを跨るように対称でそれぞれがロの字形状をしている。
【0035】
半球レンズ用フォーカスコイル8をロの字状にした場合、2つの磁石25a、25bを張り合わせて永久磁石17を構成してもよい(2組使用した場合であり、図6においてギャップ部26をなくすと2枚の張り合わせのみでよいことになる)。
【0036】
また、図7に示すように、サスペーションバネ7の代わりに半球レンズ4のレンズホルダ4aを半球レンズ4のレンズ主点面内で2本のワイヤ状の支持部材27によって支持してもよく、この場合はレンズホルダ4aも含め半球レンズ4の重量が軽量化されることからフォーカス感度をより向上させることが可能となる。
【0037】
なお、半球レンズの光学式情報記録媒体2側である平面で光路外部分の外周面を0.5以上の表面粗さとしてエッチング等で粗面化して(例えば、平均表面粗さ1.0ミクロン)その表面にエポキシ樹脂に顔料を混在し、光吸収層を被覆するようにしてもよい。このようにすると光学式情報記録媒体2から反射した回折光の迷光を抑制することができる。
【0038】
また、半球レンズの代わりに、例えば特開2000−82234号公報の図1に示されるような、Si(シリコン)基板上に円錐あるいは四角錐形状に微小開口させて設けた孔からなる光プローブを用いてもよい。
【0039】
図8ないし図10は本発明の第2の実施の形態に係わり、図8は対物レンズと半球レンズとの相対位置を検出する構成を示す図、図9は図8の変形例の構成を示す図、図10は図9の光源と光検出器からなる平面図を示す図である。
【0040】
第2の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0041】
図8に示すように、本実施の形態では、半球レンズ4を光学式情報記録媒体2に対して光軸、ディスク半径の2方向に駆動するため、半球レンズ4のレンズホルダ4aの外周面に対向してフォーカスコイル31とトラッキングコイル32が積層されている。このためレンズホルダ4aは4本ワイヤ(金属線)33によって支えられている。
【0042】
光記録媒体上に半球レンズから照射される光ビームを情報トラックにフォーカス制御やトラッキング制御をする際、光軸方向及び光軸に対して直角な方向のそれぞれ相対位置を保持する必要がある。
【0043】
そこで、対物レンズ4のレンズホルダ9の一部に光源(LED)38と複数の受光領域(例えば4分割)をもつ光検出器34が固定されている。一方この光検出器34と対向した半球レンズ4のレンズホルダ4aの面には反射板35が接着されている。
【0044】
対物レンズ3のレンズホルダ9上の光検出器34で発光した光ビームは半球レンズが保持されたレンズホルダ4a上の反射板35で反射され、光検出器34上で光ビームを受光し、各受光素子ごとの出力により、2方向の位置が検出できる。
【0045】
また、対物レンズと半球レンズとの間隔は狭いので光センサに変え、静電容量のセンサを使用するとなおよい。
【0046】
なお、半球レンズ4においてもフォーカス及びトラッキング制御する場合の半球レンズ4と対物レンズ3の相対位置の検出を図9に示すように構成して行ってもよい。すなわち、ベース5に光源(LED)38と例えば3分割受光領域からなるPD36,37をもつ光検出器34aを設け、レンズホルダ9の一部を開口させると共に、レンズホルダ9の開口近傍の面及びこの開口より臨む位置のレンズホルダ4aの面にそれぞれ回折、かつ集光するレンズ作用を有する反射板(反射型ホログラムレンズ)35a,35bを設けて構成する。
【0047】
このとき、光源38と光検出器34aは図10のように構成され、中央部に光源(例えばLED)38とPD36の3つの領域36A,36B,36Cの出力をA,B,Cとし、PD37の3つの領域37a,37b,37cの出力をa,b,cとすると、対物レンズ3の位置検出信号は(A+C)−Bとなり、また半球レンズ4の位置検出信号は(a+c)−bとなる。これより対物レンズ3と半球レンズとの相対位置は(a+c)−b−(A+C)+Bとして検出できる。
【0048】
図9のように構成することにより、可動部であるレンズホルダ9に光検出器を設ける必要がなくなるので、配線処理を簡単に行うことができる。
【0049】
図11及び図12は本発明の第3の実施の形態に係わり、図11は対物レンズ駆動装置の構成を示す断面図、図12は図11の対物レンズ駆動装置の変形例の構成を示す断面図である。
【0050】
第3の実施の形態は、第2の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0051】
本実施の形態は、第2のレンズ(以下、コリメータレンズという)を光軸方向に制御し、第1のレンズ(以下、半球レンズと対物レンズは一体化した2群レンズという)を光軸方向と光軸方向に対して直角方向に制御する例である。
【0052】
詳細には、図11に示すように、光学ヘッド本体100には半導体レーザ101、1/4波長板102、シリンドリカルレンズ103が接合された偏光ビームスプリッタ104、光検出器105、回折格子106が配置されている。
【0053】
なお、これら半導体レーザ101、1/4波長板102、シリンドリカルレンズ103が接合された偏光ビームスプリッタ104、光検出器105、回折格子106を一体としたホログラムユニットを用いることもできる。
【0054】
半導体レーザ100から照射された光ビームは、回折格子106、偏光ビームスプリッタ104、1/4波長板102を透過する。回折格子106で3ビームに分離した直線偏光は1/4波長板102を透過すると円偏光となる。そしてコリメータレンズ110を透過して平行な光ビームとなり対物レンズ3で収束され、半球レンズ4を透過後、光学式情報記録媒体2のトラック上に照射される。
【0055】
光学式情報記録媒体2のトラック上で反射した光ビームは、半球レンズ4、対物レンズ3、コリメータレンズ110を透過して1/4波長板102に入射する。1/4波長板102を透過した光ビームは直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ104で反射される。この反射された光ビームはシリンドリカルレンズ103を透過して光検出器105で受光される。
【0056】
この光検出器105の出力により対物レンズ3のフォーカス制御とトラッキング制御が行われる。また再生信号を低下する原因となる球面収差を低減させるためにコリメータレンズ110のフォーカス制御が行われ、コリメータレンズ110の光軸方向の位置検出がベース5に設けられた位置検出器111により行われる。
【0057】
この位置検出器111は光源としてLEDと2分割の受光からなる光検出器からなり、コリメータレンズ110を保持するホルダ110aには反射板112が設けてあり、対物レンズ駆動装置1のベース5とコリメータレンズ110のホルダ110aとの相対的な位置が検出できるようになっている。
【0058】
また、2群レンズ(半球レンズ4と対物レンズ3の一体化)を駆動する対物レンズ駆動装置1のベース5の下部には円錐形状した突起部115が設けられ、突起部115を受ける光学ヘッド本体100側は円筒穴116があり、これら突起部115及び円筒穴116は円周上の線で接触しており、光学式情報記録媒体2との角度調整は3本のネジ117(図では1本のみ図示)によって調整後に接着剤で固着されている。
【0059】
半球レンズ4の小さな外周径のレンズホルダ4a(プラスチック材からなる)と対物レンズ3の大きい外周径からなるレンズホルダ9(プラスチック材からなる)は光軸と両レンズ間の位置決め後に接着部119にて接合される。このとき、対物レンズ3のレンズホルダ9に形成された凹部との半球レンズ4を保持するレンズホルダ4aには凸部が形成され嵌合状態となる。
【0060】
対物レンズ3のレンズホルダ9上でコリメータレンズ110側には一体で突起からなるカウンタバランス120が付いている。このカウンタバランス120は金属片を接着剤で接合しても良い。
【0061】
対物レンズ3のレンズホルダ9は2本のワイヤからなる弾性支持部材121によって支持されているが、非平行な4本のワイヤ支持でも良い。
【0062】
本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【0063】
なお、2群レンズ(半球レンズ4と対物レンズ3との一体化)は、図12に示すようにしてもよい。すなわち、図12において、半球レンズ4を支持するテーパ形状の凹部131を上面に、また、対物レンズ3を支持するテーパ形状の凹部132を下面に形成したシリコン基板(あるいはセラミック基板)133を用いることで、凹部131に半球レンズ4を、また、凹部132に対物レンズ3をそれぞれ接着固定する。このとき、図中の点a,bで半球レンズ4及び対物レンズ3が線接触状態で固定される。
【0064】
そして、このシリコン基板(あるいはセラミック基板)133は、4本の金属ワイヤからなる支持部材134で支持された中空のエンジニアリングプラスチック材135内に収納され接着固定される。
【0065】
エンジニアリングプラスチック材135としては、繊維系充填材入りの熱可塑性樹脂であるPPS(ポリ・フェニレン・サルファイド)やLCP(液晶ポリマ)がある。このPPSの熱膨張係数は2〜3×10-5、またLCPの熱膨張係数は5×10-5程度であるのに対して、図12の構成において用いるシリコン基板133の熱膨張係数は2.6×10-6である。
【0066】
従って、図12のように構成することにより、シリコン基板133の熱膨張係数がプラスチック材135の熱膨張係数比べ小さいために、温度変化による対物レンズ3及び半球レンズ4の間隔変化を小さく抑えることができる。
【0067】
また、図12の構成では、シリコン基板133内に形成したテーパ形状の凹部131、132の内周面に対物レンズ3及び半球レンズ4の外周面の一部を線接触させているので、光軸方向に対する垂直方向の位置決めとレンズの傾き調整を容易に行うことができる。
【0068】
図13は本発明の第4の実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の構成を示す断面図である。
【0069】
第4の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0070】
本実施の形態は、基板厚さの誤差を補正するコリメータレンズを光軸方向に移動する半球レンズと一体化された第1の駆動装置と、第1の対物レンズを光軸方向と光軸方向と直角方向に移動する第2の駆動装置とを備え、厚さ1.2mm既存用の基板からなる光学式情報記録媒体と高密度記録用の基板(ポリカーボネート材料で厚さ100μm)とからなる光学式情報記録媒体との互換性を確保するため、第2の対物レンズを光軸方向と光軸方向と直角方向に移動する第3の駆動装置を複数の永久磁石によりなる共通の磁気回路より構成した例である。
【0071】
詳細には、図13に示すように、既存の光学系と本実施の形態の光学系を一体化したものであって、本実施の形態の光学系の構成は、光学本体に配置された半導体レーザ151と、光学式情報記録媒体2からの反射光を受光する光検出器152と、光ビームの往路、復路を分離するホログラム素子153からなる。
【0072】
半導体レーザ151から照射した光ビームは、ホログラム素子153を透過し、コリメータレンズ154で平行な光ビームとなり、第1の対物レンズ3で収束し、半球レンズ4を透過し光学式情報記録媒体2面に照射する。
【0073】
なお、コリメータレンズを用いない場合は、半導体レーザ151から照射した光ビームはホログラム素子153を透過し、第1の対物レンズ3で収束し、半球レンズ4を透過し光学式情報記録媒体2面に照射する。
【0074】
光学式情報記録媒体2面からの反射した光ビームは半球レンズ4、第1の対物レンズ3、コリメータレンズ154を透過し、ホログラム素153子に入射する。そしてホログラム素子153で回折した1次の光ビームは光検出器152で受光される。
【0075】
一方、既存の光学系の構成は、光学本体に配置された半導体レーザ160と、光学式情報記録媒体2に光ビームを集光させる第2の対物レンズ161と、光学式情報記録媒体2からの反射光を受光する光検出器162と、光ビームの往路、復路を分離するホログラム素子163及びコリメータレンズ164とからなる。
【0076】
一体化された半球レンズ4と第1の対物レンズ3を光軸方向と光軸方向と直角方向に移動する第2の駆動装置と、第2の対物レンズ161を光軸方向と光軸方向と直角方向に移動する第3の駆動装置の複数の永久磁石によりなる共通の磁気回路の構成は以下である。
【0077】
すなわち、一体化された半球レンズ4と第1の対物レンズ3、第2の対物レンズ161はともにエンジニアリングプラスチック材料(例えばPPS)で保持されたホルダ171、172と複数の支持部材(断面が矩形形状の板バネからなる:図示せず)で支持されている。また、ホルダ171、172の外周面にはフォーカス、トラッキング用のコイル173、174が接着剤で固着されている。
【0078】
コリメータレンズ154もPPS材料で保持されたホルダ175と複数の支持部材(断面が矩形形状の板バネからなる:図示せず)で支持されている。また、ホルダ175の外周面にはフォーカス用のコイル176のみが接着剤で固着されている。
【0079】
光軸に平行の内周面には、上記のフォーカス、トラッキング用のコイル173、174と対向した位置で磁性材料からなるベース5上で複数の永久磁石180が接着剤で固着されている。このように外ヨークと内ヨーク(図示されていないが、第1の実施の形態と同様)が共通であり、駆動装置全体が小型化となる。
【0080】
本実施の形態の対物レンズ駆動装置を備えた光学情報記録再生装置では、図示はしないが、まず、厚さ1.2mm既存用の基板からなる光学式情報記録媒体と高密度記録用の基板(ポリカーボネート材料で厚さ100μm)の場合の光学式情報記録媒体2の識別が行われる。
【0081】
すなわち、ディスク状の光学式情報記録媒体2(以下、ディスクと記す)がターンテーブル上に載置し、第1の対物レンズ3,第2の対物レンズ161が図示されていない送り駆動機構で内周側に移動すると、最内周での位置検出器からの信号検出により既存側の半導体レーザが発光する(この場合、ディスク2が再生専用の場合はディスク回転が停止し、ディスク2が記録再生可能の場合は所望の回転数になっている)。
【0082】
次に、第2の対物レンズ161を光軸方向にサーチしてフォーカス誤差信号を光検出器でモニタする駆動装置を動作させる。このモニタ出力信号から基板厚を識別する。
【0083】
ディスク2が既存の厚さ1.2mm既存用の基板の場合は、半導体レーザ160が発光する。そして、トラッキング誤差信号を光検出器152でモニタすることで、そのまま、記録媒体上のトラックにトラッキング制御動作を行い、待機状態となる。
【0084】
一方、ディスク2が高密度記録用の基板(ポリカーボネート材料で厚さ100μm)の場合は、高密度側の半導体レーザ151が発光する。そして、半球レンズ4と第1の対物レンズ3を光軸方向にサーチしてフォーカス誤差信号を光検出器152でモニタして駆動装置を動作させる。このとき、コリメータレンズ154は所定の(中間位置)で電気的にホールドされている。さらに、半球レンズ4と第1の対物レンズ3の第1の駆動装置でフォーカス、トラッキング制御を開始し、RF信号からのジッタ量の計測値から基板厚の誤差による収差補正が図示しないCPU(コントローラ)での基板厚の誤差による収差が求められる処理が行われ、収差量によりコリメータレンズ154の光軸方向の制御を行う。その結果ジッタ量が最小値の状態で制御が続けられる。
【0085】
このように基板厚が大きく異なる場合はワーキングディスタンス(W.D)の長い対物レンズにより基板厚を識別することで、半球レンズ4とディスク2との接触による媒体面の保護層やSILレンズの傷の発生を抑制する。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第1のレンズ駆動手段及び第2のレンズ駆動手段に対して共通磁束を発生する永久磁石を設けて第1のレンズ及び第2のレンズを駆動するので、小型且つ軽量で、フォーカス感度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の構成を示す展開図
【図2】図1の対物レンズ及び半球レンズを含む断面を示す断面図
【図3】図2のチルト検出器の受光素子の構成を示す図
【図4】図3のチルト検出器の受光素子からの検出信号に基づきチルト補正コイルを制御するチルト制御回路の構成を示す図
【図5】図1の対物レンズ駆動装置の変形例の構成を示す展開図
【図6】図1の永久磁石の変形例を示す図
【図7】図1の半球レンズのレンズホルダを支持する支持部材の変形例を示す図
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る対物レンズと半球レンズとの相対位置を検出する構成を示す図
【図9】図8の変形例の構成を示す図
【図10】図9の光源と光検出器からなる平面図を示す図
【図11】本発明の第3の実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の構成を示す断面図
【図12】図11の対物レンズ駆動装置の変形例の構成を示す断面図
【図13】本発明の第4の実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
1…対物レンズ駆動装置
2…光学式情報記録媒体
3…対物レンズ
4…半球レンズ
4a、9…レンズホルダ
5…ベース
6…ミラー
7…サスペーションバネ
8…半球レンズ用フォーカスコイル
10…支持部材
11…フォーカスコイル
12a…第1のトラッキングコイル
12b…第2のトラッキングコイル
13a、13b、13c、13d…チルト補正コイル
14a、14b、16a、16b…ヨーク
15…基板
17、18…永久磁石
19…チルト検出器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device that drives a lens that focuses a light beam on an information recording surface of an optical information recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various optical heads for recording information on an optical information recording medium using a high-density substrate (polycarbonate, PC material with a refractive index of 1.59 and a thickness of 100 μm) have been proposed.
[0003]
In this type of optical head, when a light beam is collected by a hemispherical lens and an objective lens and irradiated onto an optical recording medium, both lenses are moved in parallel or orthogonal to the optical axis by a biaxial actuator. Servo is performed by. It is known that the spherical aberration caused by the change in the film thickness of the cover glass of the optical recording medium is eliminated by moving the hemispherical lens in the optical axis direction, and the aberration can be reduced.
[0004]
A biaxial actuator of such a two-group lens (numerical aperture NA: 0.8 or more) composed of a hemispherical lens and an objective lens is shown, for example, in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-110794. The lens driving device shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-110794 has the following characteristics (refer to FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-110794 for reference numerals in parentheses below).
[0005]
1. The hemispherical lens (4) and the objective lens (3) are held by a bobbin (8) to which a focus servo coil (9) wound around an outer peripheral surface is fixed, and an elastic support member (10) comprising four leaf springs. Is supported by.
[0006]
2. The objective lens (3) is held by a bobbin (13) to which a spherical aberration correction coil wound around an outer peripheral surface is fixed, and is supported by an elastic support member (15) including four leaf springs. A yoke and a permanent magnet (12) are provided on the bobbin (8) at opposite positions, and only the bobbin (13) holding the objective lens (3) moves in the optical axis direction with respect to the bobbin (8). It is like that.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the lens driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-110794 has the following problems.
[0008]
That is, firstly, the phase characteristic that approximates the value of m1 / m2 to the coefficient α is good, but because the yoke and permanent magnet are mounted, m2 is large, and m1 and the holder holding the objective lens are both large, and the focus sensitivity is high. There is a problem that it decreases.
[0009]
here,
m1: The weight of the member made of the bobbin (13) on which the objective lens (3) is fixed on the spherical aberration correction coil wound around the outer peripheral surface.
[0010]
m2: The hemispherical lens (4) and the objective lens (3) are members made of a yoke (8) provided on a permanent magnet (12) and a yoke on which a focus servo (9) wound around an outer peripheral surface is fixed. weight.
[0011]
That is, the weight of the member consisting of the bobbin (8) which is a movable member provided on the yoke and the permanent magnet (12) increases (because the yoke and permanent magnet are mounted), and the focus sensitivity is poor. If a movable member consisting of the bobbin (13) is arranged in the bobbin (8), mutual interference of focus drive occurs, and control becomes uneasy.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens driving device that is small and lightweight and can improve focus sensitivity.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The lens driving device of the present invention is a lens driving device that drives a lens that irradiates a light beam from a light source onto an information recording surface of an optical information recording medium. The first lens device is disposed on the optical axis of the light beam. First lens driving means for driving the lens in the optical axis direction of the light beam, and a second lens disposed on the same optical axis as the first lens, and the optical axis direction of the light beam and the optical A second lens driving means for driving in a direction crossing a track of the information recording medium, a base member for holding the first lens driving means and the second lens driving means independently and movably, and the base A permanent magnet that is provided on the member and generates a common magnetic flux for the first lens driving unit and the second lens driving unit, and the first lens driving unit is shared by the permanent magnet. Magnetism A first focus coil provided on a first holding member for holding the first lens disposed in the first lens, and the second lens driving means is disposed in a common magnetic flux by the permanent magnet. In addition, it is composed of a second focus coil and a tracking coil provided on a second holding member for holding the second lens.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a development view showing a configuration of an objective lens driving device, and FIG. 2 is a sectional view showing a cross section including the objective lens and hemispherical lens of FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the light receiving element of the tilt detector of FIG. 2, and FIG. 4 is the configuration of a tilt control circuit that controls the tilt correction coil based on the detection signal from the light receiving element of the tilt detector of FIG. 5 is a developed view showing a configuration of a modified example of the objective lens driving device of FIG. 1, FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the permanent magnet of FIG. 1, and FIG. 7 is a lens holder for the hemispherical lens of FIG. It is a figure which shows the modification of the supporting member to do.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the objective lens driving device 1 according to the present embodiment includes an objective optical system that focuses a light beam on a signal recording surface of an optical information recording medium 2 such as an optical disk or a magneto-optical disk. Is used in an optical head for recording and / or reproducing information signals with respect to the optical information recording medium 2.
[0017]
The objective optical system includes a second lens (hereinafter referred to as an objective lens) 3 on which light from a light source is incident, and a first light that is condensed on the signal recording surface of the optical information recording medium 2 via the objective lens 3. A lens (hereinafter referred to as a hemispherical lens 4), that is, a semiconductor laser (not shown), a photodetector, and the like are integrated by a mirror 6 provided on the bottom surface portion of the base 5 whose both ends are bent at an upper right angle. Light from the fixed optical system is reflected and guided to the objective optical system.
[0018]
The hemispherical lens 4 is held by a lens holder 4a, and the lens holder 4a is supported by a suspension spring (suspension spring having a thickness of 0.5 mm or less of stainless steel plate) as a support member at a position passing through the lens principal point surface of the hemispherical lens 4. It is supported. The base end of the suspension spring 7 is fixed to the upper part of the first end 5a bent at a right angle above the base 5, and the hemispherical lens 4 is moved in the focusing direction to a part 7a on the fixed side of the suspension spring 7. A part 8b of the inner surface of the hemispherical lens focus coil 8 is fixed with an adhesive.
[0019]
Further, the objective lens 3 is held by a lens holder 9, and the lens holder 9 is supported by two support members (rectangular, hexagonal column cross-section, for example, metal wires) 10 at positions passing through the lens principal point surface of the objective lens 3. It has been. A hollow portion 9a is provided on the first end portion 5a side of the lens holder 9, and a focus coil 11 that moves the objective lens 3 to the focus and an objective lens 3 that moves in the tracking direction on the inner surface of the hollow portion 9a. A first tracking coil 12a and a second tracking coil 12b, and the objective lens 3 is moved in the radial or tangential direction in order to adjust the tilt between the optical axis of the objective optical system and the optical information recording medium 2. Is provided with a pair of tilt correction coils 13a and 13b that are driven to rotate about the axis, and the hollow portion 9a is supported by the two I-shaped yokes 14a and 14b inserted from the bottom surface of the base 5 and separated. It is supported by the member 10 and is screwed to the substrate 15 via the outer yoke 5a.
[0020]
A pair of tilt correction coils 13 c and 13 d for rotating the objective lens 3 about the radial direction or the tangential direction is provided at the tip of the lens holder 9. The tilt correction coils 13 c and 13 d are provided on the bottom surface of the base 5. Two I-shaped yokes 16a and 16b that are more standing are inserted and held.
[0021]
A permanent magnet 17 is bonded and fixed to each of the first end portion 5a and the second end portion 5b bent at a right angle above the base 5 facing the first end portion 5a. The lens focus coil 8, the focus coil 11, the first tracking coil 12a, the second tracking coil 12b, and the tilt correction coils 13a, 13b, 13c, and 13d are disposed in the common magnetic flux.
[0022]
In the common magnetic flux, the hemispherical lens focus coil 8 that moves the hemispherical lens 4 in the optical axis direction, and the objective lens 3 can be tilt-corrected with respect to the optical axis direction, radial (disk radius), and the principal point of the objective lens. The tilt correction coils 13a, 13b and 13c, 13d are located in the magnetic gap between the permanent magnet 17 and the yoke 14.
[0023]
The upper part of the second end 5b is bent at a right angle, and a tilt detector 19 for detecting tilt is provided on the upper surface of the bent part. That is, optical information is obtained with respect to the optical axis connecting the objective lens 3 and the hemispherical lens 4 in the tangential (track direction) and radial direction (disc radial direction) of the objective optical system by the tilt detector 19 integrated with the light source and the photodetector. A tilt which is a relative angle error with respect to the signal recording surface of the recording medium 2 is detected.
[0024]
As shown in FIG. 3, the tilt detector 19 is composed of light receiving elements 19a, 19b, 19c, and 19d of a four-divided photodetector, and is output to a tilt control circuit 21 as shown in FIG. That is, in the tilt control circuit 21 shown in FIG. 4, the outputs of the light receiving elements 19a and 19b are added to the adder 22a, the outputs of the light receiving elements 19a and 19c are added to the adder 22b, and the outputs of the light receiving elements 19b and 19d are added to the adder 22c. The outputs of the light receiving elements 19c and 19d are connected to the adder 22d, respectively. Further, the outputs of the adders 22a and 22d are connected to a subtracter 23a, and the outputs of the adders 22b and 22d are connected to a subtractor 23b. The outputs of the subtractor 23a and the subtracter 23b are connected to subtractors 24a, 24b, 24c, and 24d.
[0025]
When the outputs of the light receiving elements 19a, 19b, 19c, and 19d are a, b, c, and d by the tilt control circuit 21, 2 (bc) from the subtractor 24a and 2 (a from the subtractor 24b. -D), 2 (da) is output from the subtractor 24c, and 2 (cd) is output from the subtractor 24d. The outputs of the subtractors 24a, 24b, 24c, and 24d are the tilt correction coils 13a, 13b, 13c, 13d.
[0026]
As a result, the radial tilt control and the tangential so as to eliminate the relative angular error between the optical information recording medium 2 and the optical axis of the objective optical system in an arbitrary track in synchronization with the rotational speed of the optical information recording medium 2. Tilt control is performed continuously.
[0027]
In the tilt detection, the tilt of the objective lens with respect to the optical information recording medium 2 may be detected directly from the offset amount of the tracking error signal.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, the focus sensitivity can be improved by independently controlling the focus and tracking of the hemispherical lens 4 objective lens 3 in a common magnetic flux, and the mutual stability is eliminated and the control is stable. Can be increased.
[0029]
Further, the tilt correction in the tangential direction can be performed only by the objective lens 3, and the coma aberration on the surface of the optical information recording medium 2 can be suppressed to be small.
[0030]
Further, when the tilt correction coil is not used, the inner yoke 14 is made up of a single plate that stands on the bottom surface, and the total reflection mirror 6 is directly joined and fixed at 45 degrees on the base 5 as shown in FIG. It can be constituted as follows.
[0031]
Further, as shown in FIG. 6, a pair of permanent magnets 25a magnetized differently in the thickness direction and a single permanent magnet 25b magnetized in the thickness direction are joined to the outer yoke 5b with an adhesive. .
[0032]
The permanent magnets 25a and 25b are the same surface, and the inner yoke 14 is erected on the opposing surface. There is a gap (gap) between the inner yoke 14 and the permanent magnet 25, and the plate of the outer yoke 5b. The surface and the angled inner yoke 14 are joined.
[0033]
Further, it is fixed to the suspension spring 7 that supports the lens holder 4a of the hemispherical lens 4 shown in FIG. The shape of the fixed hemispherical lens focus coil 8 is symmetrical so as to straddle the boundary line of the pair of permanent magnets 25a, and has a square shape.
[0034]
Further, the first and second tracking coils 12a and 12b shown in FIG. 2 are symmetrical and have a square shape so as to straddle the edge of the end face of the permanent magnet 25b.
[0035]
When the hemispherical lens focus coil 8 is formed in a square shape, the two magnets 25a and 25b may be bonded together to form the permanent magnet 17 (when two sets are used, the gap portion 26 is eliminated in FIG. 6). And just two sheets together).
[0036]
Further, as shown in FIG. 7, instead of the suspension spring 7, the lens holder 4 a of the hemispherical lens 4 may be supported by two wire-like support members 27 in the lens principal point plane of the hemispherical lens 4. In this case, since the weight of the hemispherical lens 4 including the lens holder 4a is reduced, the focus sensitivity can be further improved.
[0037]
The outer surface of the hemispherical lens on the optical information recording medium 2 side is roughened by etching or the like with the outer peripheral surface of the outside of the optical path as a surface roughness of 0.5 or more (for example, an average surface roughness of 1.0 micron). ) A pigment may be mixed in the epoxy resin on the surface to cover the light absorption layer. In this way, stray light of diffracted light reflected from the optical information recording medium 2 can be suppressed.
[0038]
Further, instead of a hemispherical lens, an optical probe composed of a hole provided by opening a minute opening in a conical or quadrangular pyramid shape on a Si (silicon) substrate as shown in FIG. 1 of JP-A-2000-82234, for example. It may be used.
[0039]
FIGS. 8 to 10 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing a configuration for detecting the relative position between the objective lens and the hemispherical lens, and FIG. 9 is a configuration of a modification of FIG. FIGS. 10 and 10 are plan views each including the light source and the photodetector of FIG.
[0040]
Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0041]
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the hemispherical lens 4 is driven in two directions of the optical axis and the disk radius with respect to the optical information recording medium 2, so that the hemispherical lens 4 has an outer peripheral surface on the lens holder 4a. A focus coil 31 and a tracking coil 32 are stacked to face each other. For this reason, the lens holder 4 a is supported by four wires (metal wires) 33.
[0042]
When performing focus control or tracking control on the information track with the light beam emitted from the hemispherical lens on the optical recording medium, it is necessary to maintain the relative positions in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis.
[0043]
Therefore, a light source (LED) 38 and a photodetector 34 having a plurality of light receiving regions (for example, four divisions) are fixed to a part of the lens holder 9 of the objective lens 4. On the other hand, a reflecting plate 35 is bonded to the surface of the lens holder 4 a of the hemispherical lens 4 facing the photodetector 34.
[0044]
The light beam emitted from the light detector 34 on the lens holder 9 of the objective lens 3 is reflected by the reflecting plate 35 on the lens holder 4a holding the hemispherical lens, and the light beam is received on the light detector 34. The position in two directions can be detected by the output of each light receiving element.
[0045]
Further, since the distance between the objective lens and the hemispherical lens is narrow, it is more preferable to use a capacitance sensor instead of an optical sensor.
[0046]
Note that the hemispherical lens 4 may be configured to detect the relative position of the hemispherical lens 4 and the objective lens 3 when focus and tracking control is performed as shown in FIG. That is, a light source (LED) 38 and a photodetector 34a having PDs 36 and 37 made up of, for example, three-divided light receiving areas are provided on the base 5, and a part of the lens holder 9 is opened, and a surface near the opening of the lens holder 9 and Reflector plates (reflection hologram lenses) 35a and 35b having a lens function of diffracting and condensing are provided on the surface of the lens holder 4a facing the opening.
[0047]
At this time, the light source 38 and the light detector 34a are configured as shown in FIG. 10, and the outputs of the three regions 36A, 36B, and 36C of the light source (for example, LED) 38 and PD 36 are A, B, and C at the center. If the outputs of the three regions 37a, 37b, and 37c are a, b, and c, the position detection signal of the objective lens 3 is (A + C) −B, and the position detection signal of the hemispherical lens 4 is (a + c) −b. Become. Accordingly, the relative position between the objective lens 3 and the hemispherical lens can be detected as (a + c) −b− (A + C) + B.
[0048]
With the configuration as shown in FIG. 9, it is not necessary to provide a light detector in the lens holder 9 which is a movable part, so that the wiring process can be performed easily.
[0049]
11 and 12 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of the objective lens driving device. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a modification of the objective lens driving device in FIG. FIG.
[0050]
Since the third embodiment is almost the same as the second embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0051]
In the present embodiment, the second lens (hereinafter referred to as a collimator lens) is controlled in the optical axis direction, and the first lens (hereinafter referred to as a two-group lens in which the hemispherical lens and the objective lens are integrated) is aligned in the optical axis direction. This is an example of controlling in a direction perpendicular to the optical axis direction.
[0052]
Specifically, as shown in FIG. 11, the optical head body 100 includes a semiconductor laser 101, a quarter-wave plate 102, a polarization beam splitter 104 joined with a cylindrical lens 103, a photodetector 105, and a diffraction grating 106. Has been.
[0053]
A hologram unit in which the semiconductor laser 101, the quarter-wave plate 102, the polarization beam splitter 104 to which the cylindrical lens 103 is bonded, the photodetector 105, and the diffraction grating 106 are integrated can also be used.
[0054]
The light beam emitted from the semiconductor laser 100 passes through the diffraction grating 106, the polarization beam splitter 104, and the quarter wavelength plate 102. The linearly polarized light separated into three beams by the diffraction grating 106 becomes circularly polarized light when transmitted through the quarter-wave plate 102. Then, the light beam passes through the collimator lens 110 to become a parallel light beam, is converged by the objective lens 3, passes through the hemispherical lens 4, and is irradiated onto the track of the optical information recording medium 2.
[0055]
The light beam reflected on the track of the optical information recording medium 2 passes through the hemispherical lens 4, the objective lens 3, and the collimator lens 110 and enters the quarter-wave plate 102. The light beam that has passed through the quarter-wave plate 102 becomes linearly polarized light and is reflected by the polarization beam splitter 104. The reflected light beam passes through the cylindrical lens 103 and is received by the photodetector 105.
[0056]
Focus control and tracking control of the objective lens 3 are performed by the output of the photodetector 105. Further, focus control of the collimator lens 110 is performed in order to reduce spherical aberration that causes a reduction in the reproduction signal, and position detection of the collimator lens 110 in the optical axis direction is performed by the position detector 111 provided in the base 5. .
[0057]
The position detector 111 is composed of an LED as a light source and a photodetector consisting of two-divided light reception. A holder 110a for holding the collimator lens 110 is provided with a reflector 112, and the base 5 and the collimator of the objective lens driving device 1 are provided. The position of the lens 110 relative to the holder 110a can be detected.
[0058]
In addition, a conical projection 115 is provided below the base 5 of the objective lens driving device 1 for driving the second group lens (integration of the hemispherical lens 4 and the objective lens 3), and the optical head body that receives the projection 115 A cylindrical hole 116 is provided on the 100 side, and the protrusion 115 and the cylindrical hole 116 are in contact with each other with a line on the circumference, and the angle adjustment with the optical information recording medium 2 is performed by three screws 117 (one in the figure). Are fixed with an adhesive after adjustment according to FIG.
[0059]
A lens holder 4a (made of a plastic material) having a small outer diameter of the hemispherical lens 4 and a lens holder 9 (made of a plastic material) having a large outer diameter of the objective lens 3 are attached to the adhesive portion 119 after positioning between the optical axis and both lenses. Are joined. At this time, a convex portion is formed in the lens holder 4a that holds the hemispherical lens 4 with the concave portion formed in the lens holder 9 of the objective lens 3 and is in a fitted state.
[0060]
On the lens holder 9 of the objective lens 3, a collimator lens 110 side is provided with a counter balance 120 formed integrally with a protrusion. The counter balance 120 may join metal pieces with an adhesive.
[0061]
Although the lens holder 9 of the objective lens 3 is supported by an elastic support member 121 made of two wires, it may be supported by four non-parallel wires.
[0062]
Also in this embodiment, the same operations and effects as in the first embodiment can be obtained.
[0063]
Note that the second group lens (integration of the hemispherical lens 4 and the objective lens 3) may be as shown in FIG. That is, in FIG. 12, a silicon substrate (or ceramic substrate) 133 having a tapered recess 131 supporting the hemispherical lens 4 on the upper surface and a tapered recess 132 supporting the objective lens 3 on the lower surface is used. Then, the hemispherical lens 4 is bonded and fixed to the recess 131 and the objective lens 3 is fixed to the recess 132, respectively. At this time, the hemispherical lens 4 and the objective lens 3 are fixed in a line contact state at points a and b in the figure.
[0064]
The silicon substrate (or ceramic substrate) 133 is accommodated and fixed in a hollow engineering plastic material 135 supported by a support member 134 made of four metal wires.
[0065]
Examples of the engineering plastic material 135 include PPS (polyphenylene sulfide) and LCP (liquid crystal polymer) which are thermoplastic resins containing a fiber filler. The coefficient of thermal expansion of this PPS is 2-3 × 10 -Five The coefficient of thermal expansion of LCP is 5 × 10 -Five On the other hand, the thermal expansion coefficient of the silicon substrate 133 used in the configuration of FIG. -6 It is.
[0066]
Therefore, by configuring as shown in FIG. 12, since the thermal expansion coefficient of the silicon substrate 133 is smaller than the thermal expansion coefficient of the plastic material 135, it is possible to suppress a change in the distance between the objective lens 3 and the hemispherical lens 4 due to a temperature change. it can.
[0067]
In the configuration of FIG. 12, the outer peripheral surfaces of the objective lens 3 and the hemispherical lens 4 are partly brought into line contact with the inner peripheral surfaces of the tapered recesses 131 and 132 formed in the silicon substrate 133. Positioning in the vertical direction with respect to the direction and adjustment of the tilt of the lens can be easily performed.
[0068]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of an objective lens driving device according to the fourth embodiment of the present invention.
[0069]
Since the fourth embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0070]
In the present embodiment, a first drive device integrated with a hemispherical lens that moves a collimator lens for correcting an error in substrate thickness in the optical axis direction, and a first objective lens in the optical axis direction and the optical axis direction. And an optical information recording medium made of an existing substrate having a thickness of 1.2 mm and a substrate for high-density recording (a polycarbonate material having a thickness of 100 μm). In order to ensure compatibility with the formula information recording medium, the third driving device for moving the second objective lens in the optical axis direction and in the direction perpendicular to the optical axis direction is composed of a common magnetic circuit composed of a plurality of permanent magnets. This is an example.
[0071]
Specifically, as shown in FIG. 13, the existing optical system and the optical system of the present embodiment are integrated, and the configuration of the optical system of the present embodiment is a semiconductor arranged in an optical body. A laser 151, a photodetector 152 that receives reflected light from the optical information recording medium 2, and a hologram element 153 that separates the forward and backward paths of the light beam.
[0072]
The light beam emitted from the semiconductor laser 151 passes through the hologram element 153, becomes a parallel light beam at the collimator lens 154, converges at the first objective lens 3, passes through the hemispherical lens 4, and passes through the optical information recording medium 2 surface. Irradiate.
[0073]
If no collimator lens is used, the light beam emitted from the semiconductor laser 151 is transmitted through the hologram element 153, converged by the first objective lens 3, and transmitted through the hemispherical lens 4 to the surface of the optical information recording medium 2. Irradiate.
[0074]
The light beam reflected from the surface of the optical information recording medium 2 passes through the hemispherical lens 4, the first objective lens 3, and the collimator lens 154 and enters the hologram element 153. The primary light beam diffracted by the hologram element 153 is received by the photodetector 152.
[0075]
On the other hand, the configuration of the existing optical system includes a semiconductor laser 160 disposed in the optical body, a second objective lens 161 that focuses the light beam on the optical information recording medium 2, and the optical information recording medium 2. It comprises a photodetector 162 that receives reflected light, a hologram element 163 and a collimator lens 164 that separate the forward and backward paths of the light beam.
[0076]
A second driving device that moves the integrated hemispherical lens 4 and the first objective lens 3 in the optical axis direction and a direction perpendicular to the optical axis direction, and the second objective lens 161 in the optical axis direction and the optical axis direction. The configuration of a common magnetic circuit composed of a plurality of permanent magnets of the third driving device moving in the perpendicular direction is as follows.
[0077]
That is, the integrated hemispherical lens 4, the first objective lens 3, and the second objective lens 161 are both holders 171 and 172 held by an engineering plastic material (for example, PPS) and a plurality of support members (the cross section is rectangular) (Not shown). Further, focus and tracking coils 173 and 174 are fixed to the outer peripheral surfaces of the holders 171 and 172 with an adhesive.
[0078]
The collimator lens 154 is also supported by a holder 175 held by a PPS material and a plurality of support members (a plate spring having a rectangular cross section: not shown). Further, only the focusing coil 176 is fixed to the outer peripheral surface of the holder 175 with an adhesive.
[0079]
A plurality of permanent magnets 180 are fixed to the inner peripheral surface parallel to the optical axis with an adhesive on the base 5 made of a magnetic material at a position facing the focus and tracking coils 173 and 174. As described above, the outer yoke and the inner yoke (not shown but similar to the first embodiment) are common, and the entire driving device is downsized.
[0080]
In the optical information recording / reproducing apparatus provided with the objective lens driving device of the present embodiment, although not shown, first, an optical information recording medium composed of an existing substrate having a thickness of 1.2 mm and a substrate for high-density recording ( The optical information recording medium 2 is identified in the case of a polycarbonate material having a thickness of 100 μm.
[0081]
That is, a disc-shaped optical information recording medium 2 (hereinafter referred to as a disc) is placed on a turntable, and the first objective lens 3 and the second objective lens 161 are provided by a feed drive mechanism not shown. When moving to the circumferential side, the existing semiconductor laser emits light by detecting the signal from the position detector at the innermost circumference (in this case, if the disk 2 is dedicated for reproduction, the disk rotation stops and the disk 2 is recorded and reproduced) If possible, it is the desired number of revolutions).
[0082]
Next, the second objective lens 161 is searched in the direction of the optical axis, and the driving device that monitors the focus error signal with the photodetector is operated. The substrate thickness is identified from the monitor output signal.
[0083]
When the disk 2 is an existing substrate having an existing thickness of 1.2 mm, the semiconductor laser 160 emits light. Then, by monitoring the tracking error signal with the photodetector 152, the tracking control operation is performed on the track on the recording medium as it is, and a standby state is entered.
[0084]
On the other hand, when the disk 2 is a high-density recording substrate (polycarbonate material having a thickness of 100 μm), the semiconductor laser 151 on the high-density side emits light. Then, the hemispherical lens 4 and the first objective lens 3 are searched in the optical axis direction, the focus error signal is monitored by the photodetector 152, and the driving device is operated. At this time, the collimator lens 154 is electrically held at a predetermined (intermediate position). Further, focus and tracking control is started by the first driving device of the hemispherical lens 4 and the first objective lens 3, and aberration correction due to the substrate thickness error from the measured value of the jitter amount from the RF signal is not shown. ) In which the aberration due to the error of the substrate thickness is obtained, and the optical axis direction of the collimator lens 154 is controlled by the amount of aberration. As a result, the control is continued with the jitter amount being the minimum value.
[0085]
When the substrate thickness varies greatly as described above, the substrate thickness is identified by an objective lens having a long working distance (WD), so that the protective layer on the medium surface or the SIL lens is damaged by the contact between the hemispherical lens 4 and the disk 2. Suppresses the occurrence of
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first lens and the second lens are driven by providing a permanent magnet that generates a common magnetic flux for the first lens driving unit and the second lens driving unit. It is small and lightweight, and there is an effect that the focus sensitivity can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a development view showing a configuration of an objective lens driving device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross section including the objective lens and hemispherical lens of FIG. 1;
3 is a diagram showing a configuration of a light receiving element of the tilt detector of FIG. 2;
4 is a diagram showing a configuration of a tilt control circuit that controls a tilt correction coil based on a detection signal from a light receiving element of the tilt detector of FIG. 3;
FIG. 5 is a development view showing a configuration of a modified example of the objective lens driving device of FIG. 1;
6 is a view showing a modification of the permanent magnet of FIG.
7 is a view showing a modified example of a support member that supports the lens holder of the hemispherical lens in FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing a configuration for detecting a relative position between an objective lens and a hemispherical lens according to a second embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a configuration of a modified example of FIG.
10 is a diagram showing a plan view of the light source and the photodetector shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an objective lens driving device according to a third embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing a configuration of a modified example of the objective lens driving device in FIG. 11;
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of an objective lens driving device according to a fourth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Objective lens driving device
2 ... Optical information recording medium
3 ... Objective lens
4 ... Hemispherical lens
4a, 9 ... Lens holder
5 ... Base
6 ... Mirror
7 ... Suspension spring
8 ... Focus coil for hemispherical lens
10: Support member
11 ... Focus coil
12a ... first tracking coil
12b ... second tracking coil
13a, 13b, 13c, 13d ... Tilt correction coil
14a, 14b, 16a, 16b ... Yoke
15 ... Board
17, 18 ... Permanent magnet
19 ... Tilt detector

Claims (4)

光源からの光ビームを光学式情報記録媒体の情報記録面上に照射するレンズを駆動するレンズ駆動装置において、
前記光ビームの光軸上に配置された第1のレンズを前記光ビームの光軸方向に駆動する第1のレンズ駆動手段と、
前記第1のレンズと同一の光軸上に配置された第2のレンズを前記光ビームの光軸方向及び前記光学式情報記録媒体のトラックを横切る方向に駆動する第2のレンズ駆動手段と、
前記第1のレンズ駆動手段及び前記第2のレンズ駆動手段をそれぞれ独立に可動自在に保持するベース部材と、
前記ベース部材上に設けられ、前記第1のレンズ駆動手段及び前記第2のレンズ駆動手段に対して共通磁束を発生する永久磁石と
を有し、
前記第1のレンズ駆動手段は、前記永久磁石による共通磁束内に配置された前記第1のレンズを保持する第1の保持部材に設けられた第1のフォーカスコイルから構成され、
前記第2のレンズ駆動手段は、前記永久磁石による共通磁束内に配置された前記第2のレンズを保持する第2の保持部材に設けられた第2のフォーカスコイル及びトラッキングコイルから構成される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
In a lens driving device that drives a lens that irradiates a light beam from a light source onto an information recording surface of an optical information recording medium,
First lens driving means for driving a first lens disposed on the optical axis of the light beam in an optical axis direction of the light beam;
Second lens driving means for driving a second lens disposed on the same optical axis as the first lens in the optical axis direction of the light beam and in a direction crossing a track of the optical information recording medium;
A base member for holding each of the first lens driving means and the second lens driving means independently and movably;
A permanent magnet that is provided on the base member and generates a common magnetic flux for the first lens driving unit and the second lens driving unit;
The first lens driving means includes a first focus coil provided on a first holding member that holds the first lens disposed in a common magnetic flux generated by the permanent magnet,
The second lens driving means includes a second focus coil and a tracking coil provided on a second holding member that holds the second lens disposed in a common magnetic flux generated by the permanent magnet. A lens driving device.
前記第2のレンズ駆動手段は少なくとも1対の内ヨークを有し、
前記前記永久磁石による共通磁束内で、前記1対の内ヨークを挿通する、前記光の光軸と前記光学式情報記録媒体の情報記録面との傾きを補正するための1対のチルト補正コイルを配置した
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
The second lens driving means has at least one pair of inner yokes;
A pair of tilt correction coils for correcting an inclination between the optical axis of the light and the information recording surface of the optical information recording medium, which is inserted through the pair of inner yokes in a common magnetic flux generated by the permanent magnet. The lens driving device according to claim 1, wherein:
前記第2のレンズの光軸に平行する平面内で前記第2の保持部材の外側面上で支持し、かつ前記1対のチルト補正コイルによる少なくともタンジェンシャル方向のチルト補正に伴う回転駆動の中心を前記第2のレンズの主点面とする前記ベース部材に設けられた支持手段
を備えたことを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。
The center of rotational driving that is supported on the outer surface of the second holding member in a plane parallel to the optical axis of the second lens and that is accompanied by at least tangential tilt correction by the pair of tilt correction coils. The lens driving device according to claim 2, further comprising a supporting unit provided on the base member with the main point surface of the second lens as a principal point plane.
前記第1のレンズと前記第2のレンズとの相対的な位置を検出する位置検出手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
The lens driving apparatus according to claim 1, further comprising a position detection unit configured to detect a relative position between the first lens and the second lens.
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