対物レンズアクチュエータ、光ヘッド、および光ディスクドライブ
【課題】軸摺動回動型の対物レンズアクチュエータにおいて、フォーカシング制御、トラッキング制御、およびチルト制御を高精度で実現する。
【解決手段】対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズを保持するレンズホルダ２１と、レンズホルダ２１を、対物レンズの光軸方向Ｃに沿って移動可能に、かつ光軸方向Ｃと平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材２２と、ホルダ保持部材２２を保持するベース２３と、を有している。ホルダ保持部材２２とベース２３との間に、ホルダ保持部材２２とベース２３との接合部２４の周りに広がるギャップ２５が設けられ、ギャップ２５に複数の圧電素子２６が挿入されている。
【解決手段】対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズを保持するレンズホルダ２１と、レンズホルダ２１を、対物レンズの光軸方向Ｃに沿って移動可能に、かつ光軸方向Ｃと平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材２２と、ホルダ保持部材２２を保持するベース２３と、を有している。ホルダ保持部材２２とベース２３との間に、ホルダ保持部材２２とベース２３との接合部２４の周りに広がるギャップ２５が設けられ、ギャップ２５に複数の圧電素子２６が挿入されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズアクチュエータ、光ヘッド、および光ディスクドライブに関し、特に、対物レンズアクチュエータのチルト制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４０５ｎｍ付近の青色レーザ光を用いて高密度の記録再生をおこなう光ヘッドが知られている。このタイプの記録再生方式には異なる記録媒体を用いた２種類の方式があり、いずれの方式にも適合できるユニバーサルタイプの光ヘッドが開発されている。ユニバーサルタイプの光ヘッドにおいては、各記録媒体に対応した光学系を単独で設けずに、光路を共用化する構成が一般的である。光路を共用化することによって、ビームスプリッタ等の光学部品を共通化することができる。しかし、記録媒体に隣接して設けられ、レーザ光を記録媒体の所定の位置、深さに収束させる役割を有している対物レンズは、記録方式ごとに開口数（ＮＡ）が異なるため、記録方式ごとに専用の対物レンズを設けることがある。すなわち、ＨＤ−ＤＶＤ(High-Density Digital Versatile Disc)用の対物レンズのＮＡは０．６５であるが、同じ青色レーザ光を用いる記録再生でも、いわゆるブルーレイ（登録商標）用の対物レンズでは０．８５と大きい。さらに、ＣＤ(Compact Disc)の記録再生やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)の記録再生を同一の光ヘッドでおこなう場合、より広範なＮＡの範囲に対応する必要が生じ（ＣＤ用の対物レンズのＮＡは０．４５であり、ＤＶＤ用の対物レンズのＮＡは０．６０である。）一つの対物レンズで全てをカバーすることは不可能である。このため、光学系を共用化した場合でも対物レンズを２つ設け、記録媒体に応じて切り替えて用いる構成が一般的である。
【０００３】
対物レンズによって形成されるレーザ光の合焦点（集光スポット）は、記録媒体の凹凸や回転中の偏芯によって所定の位置に対して光軸方向やトラック幅方向にずれる可能性があるため、このずれを補正する必要がある。このため、光ヘッドには、合焦点の光軸方向（焦点深さ）の調整をおこなうフォーカシング制御機構と、トラック幅方向の調整をおこなうトラッキング制御機構と、が設けられている。また、光ヘッドでは、再生の際に、レーザ光源から出射したレーザ光をビームスプリッタを介して記録媒体に照射させ、反射光を同一光路を経てビームスプリッタに入射させ、ビームスプリッタを通過したレーザ光を光検出手段で検知して記録媒体の情報を読み出す。このため、レーザ光の光路が記録媒体の法線に対して斜めにずれていると、記録媒体への入射光の光路と反射光の光路とがずれてしまい、正確な再生が困難となる。そこで、レーザ光の光路、すなわち対物レンズの光軸を記録媒体に対して垂直に維持する機構が必要となる。この機構はチルト制御機構と呼ばれる。
【０００４】
対物レンズはレンズホルダに保持され、レンズホルダはホルダ支持部によって支持されている。対物レンズはレンズホルダのレンズ取付け部の開口縁部に沿って支持されている。近年、レンズホルダに軸孔を設け、ホルダ支持部に固定され軸孔に挿入された軸によってレンズホルダをガイドする軸摺動回動型と呼ばれる方式が知られている。従来、軸摺動回動型ではチルト制御が困難であるという課題があったが、近年、チルト制御が可能な軸摺動回動型の光ヘッドも開発されている（特許文献１）。この技術では、レンズホルダのレンズ取付け部の外周縁部に圧電素子と突起とが設けられている。対物レンズは圧電素子と突起に当接するようにレンズ取付け部に嵌められ、さらに反対側から弾性部材で押付けられてレンズホルダに支持されている。圧電素子が対物レンズの光軸方向に変形すると、対物レンズは突起を中心として回動し、チルト制御が実現される。また、レンズホルダにはコイルが、ホルダ支持部にはコイルと対向する位置にマグネットが設けられている。コイルに通電することによってコイルとマグネットとの間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じ、レンズホルダが対物レンズの光軸方向および記録媒体のトラック幅方向に移動する。これによってフォーカシング制御とトラッキング制御とが実現される。このように、レンズホルダやホルダ支持部を含み、対物レンズを可動に支持する部品は対物レンズアクチュエータと呼ばれる。
【特許文献１】特開２００３−１１５１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のチルト制御機構は、対物レンズを保持するレンズホルダが対物レンズを直接チルトさせる方式である。しかし、対物レンズは記録媒体に近接して設けられているため、わずかなチルトでも合焦点が大きくずれてしまい、最悪の場合、サーボ機構がまったく機能しなくなってしまう可能性があった。また、対物レンズに圧電素子が直接接触しているため、対物レンズ自体が激しく振動する。対物レンズはフォーカシング制御およびトラッキング制御によっても常時振動しているため、対物レンズがさらに圧電素子によって振動させられると、弾性部材で押さえているだけでは対物レンズの保持機能が不安定となり、性能劣化や信頼性の低下につながる。さらに、対物レンズの光軸は記録媒体に対して垂直に維持されるが、レンズホルダおよびホルダ支持部は記録媒体に対して斜めにチルトした状態のままとなる。フォーカシング制御およびトラッキング制御は、レンズホルダおよびホルダ支持部に支持されたコイルとマグネットとによって実現されるため、コイルおよびマグネットも、記録媒体に対してチルトした状態となり、これらの制御を高精度で実行することも困難となる。
【０００６】
本発明は、フォーカシング制御、トラッキング制御、およびチルト制御を高精度で実現することのできる、軸摺動回動型の対物レンズアクチュエータを提供することを目的とする。また、本発明はかかる対物レンズアクチュエータを用いた光ヘッドおよび光ディスクドライブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の対物レンズアクチュエータは、対物レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを、対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に、かつ光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材と、ホルダ保持部材を保持するベースと、を有している。ホルダ保持部材とベースとの間に、ホルダ保持部材とベースとの接合部の周りに広がるギャップが設けられ、ギャップに複数の圧電素子が挿入されている。
【０００８】
このように構成された対物レンズアクチュエータにおいては、チルト制御はホルダ保持部材とベースとの接合部の周りに広がるギャップに設けられた圧電素子によって実現される。圧電素子が変形すると、圧電素子は接合部を中心としてホルダ保持部材を回動させ、それによってホルダ保持部材に支持されたレンズホルダの記録媒体に対するチルト角が変化する。圧電素子の変形によるレンズホルダのチルト角は圧電素子自体の変形量と圧電素子同士の間隔に依存し、圧電素子同士の間隔が大きいほど、圧電素子の同一の変形量に対するレンズホルダのチルト角は減少する。上記構成によれば圧電素子の配置自由度は高く、圧電素子同士の間隔を確保することは容易である。したがって、圧電素子の変形によるレンズホルダのチルト角の急激な変化を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、圧電素子はホルダ保持部材とベースとの間に設けられているため、対物レンズに圧電素子の動きが直接伝わることはなく、対物レンズの過度の振動が防止される。さらに、圧電素子が変形したときに、ホルダ保持部材とレンズホルダとは一体となって記録媒体に対して回動する。このため、圧電素子が変形しても、レンズホルダを対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に保持する機能（フォーカシング機能）、および光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持する機能（トラッキング機能）に影響することはない。
【００１０】
本発明の他の実施態様によれば、光ヘッドは、上述の対物レンズアクチュエータと、対物レンズアクチュエータに取付けられた対物レンズと、を有している。
【００１１】
本発明のさらに他の実施態様によれば、光ディスクドライブは上述の光ヘッドを有している。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカシング制御、トラッキング制御、およびチルト制御を高精度で実現することのできる、軸摺動回動型の対物レンズアクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、かかる対物レンズアクチュエータを用いた光ヘッドおよび光ディスクドライブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の対物レンズアクチュエータ、光ヘッド、および光ディスクドライブの実施形態について説明する。
【００１４】
まず、本実施形態の光ディスクドライブについて説明する。図１は、本実施形態の光ディスクドライブの構成を概略的に示すブロック図である。
【００１５】
光ディスクドライブ１０１は、光ヘッド１と、記録媒体１９を回転させるためのスピンドルモータ１１２と、スピンドルモータ１１２および光ヘッド１の動作を制御するコントローラ１１３と、光ヘッド１にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１１４と、光ヘッド１にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１１５と、を備えている。
【００１６】
コントローラ１１３にはフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、チルトサーボ追従回路１１８、およびレーザコントロール回路１１９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路１１６が作動すると、回転している記録媒体１９の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１１７が作動すると、記録媒体１９の偏芯している信号トラックに対して、レーザ光のスポットが自動追従状態となる。チルトサーボ追従回路１１８が作動すると、対物レンズ１４ａ，１４ｂ（後述）の光軸方向が記録媒体１９の法線方向に一致するよう、対物レンズ１４ａ，１４ｂのチルト角が自動制御される。フォーカスサーボ追従回路１１６には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。トラッキングサーボ追従回路１１７には、トラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。チルトサーボ追従回路１１８には、チルトゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。フォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、およびチルトサーボ追従回路１１８で生成された制御信号はレンズ駆動回路１１５に送られ、レンズ駆動回路１１５によってフォーカス制御、トラッキング制御、およびチルト制御がおこなわれる。レーザコントロール回路１１９は、レーザ駆動回路１１４により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、記録媒体１９に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成をおこなう。これらフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、チルトサーボ追従回路１１８、およびレーザコントロール回路１１９は、コントローラ１１３内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１１３と別個の部品であってもかまわない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１１３内で実行されるソフトウェアであっても構わない。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態に係る光ヘッドの光学的構成を示す模式図である。光ヘッド１は波長４０５ｎｍのレーザ光（青色レーザ光）を出射するレーザ発振器３を備えている。波長４０５ｎｍは一例であって、レーザ発振器３は３９９〜４１３ｎｍの範囲の任意の波長のレーザ光を出射するものであればよい。レーザ発振器３はレーザ光のオン・オフや強度を制御する制御部２に接続されている。レーザ発振器３から出射されるレーザ光の光路上には、回折格子・１／２波長板５が設けられている。回折格子はレーザ光のオントラック制御のために用いられる。１／２波長板はレーザ光の偏光方向を制御し、後述の偏光ビームスプリッタ９における反射、透過を制御する。これらは一体で設けられているが、別々の構成でもかまわない。
【００１８】
回折格子・１／２波長板５の先には偏光ビームスプリッタ９が設けられている。レーザ光は偏光ビームスプリッタ９で屈折し、反射ミラー１０に入射する。反射ミラー１０で反射されたレーザ光は、コリメータレンズ１１、液晶素子１２、１／４波長板１３を経て、対物レンズアクチュエータ１７に保持された対物レンズ１４ａに入射する。光ヘッド１はさらに対物レンズ１４ｂを備えており，記録媒体に応じていずれかに切り替えられる。
【００１９】
レーザ光は対物レンズ１４ａまたは１４ｂによって記録媒体１９の所定の深さに集光され、記録再生が行われる。記録時には、レーザ光は記録媒体１９に照射され、記録媒体１９に相変化を生じさせる。再生時には、レーザ光は記録媒体１９の記録内容に応じた反射波となって対物レンズ１４から偏光ビームスプリッタ９まで逆方向に進行する。反射波は偏光ビームスプリッタ９を透過し、センサレンズ１５を経てフォトディテクタ（受光素子）１６に入射し、受光強度が測定される。光ヘッド１の外部に設けられた測定回路（図示せず）は、受光強度に応じて記録媒体１９の記録内容を識別する。
【００２０】
図３は、対物レンズアクチュエータの上面図、図４は、図３に示す対物レンズアクチュエータの４−４線に沿った断面図である。対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズ１４ａ，１４ｂを保持するレンズホルダ２１と、ホルダ保持部材２２と、ホルダ保持部材を保持するベース２３と、を有している。
【００２１】
レンズホルダ２１は、リブ４４で補強された胴部４１と、胴部４１の内側に設けられた軸孔４２と、対物レンズ１４ａ，１４ｂを受け入れる対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂと、を有している。対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂは円形の開口部４７ａ，４７ｂを備えており、開口部４７，４７ｂの周縁部に設けられた段差（図示せず）に対物レンズ１４ａ，１４ｂの外周縁部が当接するようにされている。対物レンズ１４ａ，１４ｂはさらに当接面の反対側からゴム製のキャップ（図示せず）に押付けられて、対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂに固定される。軸孔４２には軸３３が挿入されている。軸３３はレンズホルダ２１を光軸方向Ｃにガイドする役割を有している。軸３３の直径は軸孔４２の内径よりも小さくされており、これによって、レンズホルダ２１は軸３３に対してスムーズに相対運動する。
【００２２】
ホルダ保持部材２２は、胴部５１と、底部５２と、底部５２から延びる脚部５３と、を有している。胴部５１は、レンズホルダ２１の胴部４１の外側に、胴部４１と同心円状に設けられている。ホルダ保持部材２２は、脚部５３が後述する調整球座３１の凹部３４に挿入されることによって、調整球座３１に固定されている。すなわち、脚部５３と凹部３４は、ホルダ保持部材２２と調整球座３１との接合部２４を形成している。軸３３は脚部５３の軸孔５４に挿入されて、ホルダ保持部材２２に固定されている。
【００２３】
ベース２３は、半球状の凹部３０を備えたベースプレート２９と、一方の面に半球状の凸部３２が、他方の面に接合部２４が設けられた調整球座３１と、を有している。調整球座３１は、凹部３０と凸部３２とが嵌合した状態でベースプレート２９に固定されている。光ヘッド１の製作時には、まず、調整球座３１、軸３３、ホルダ保持部材２２、およびレンズホルダ２１を一体に組立て、対物レンズ１４ａ，１４ｂを装着する。その後、半球状の凸部３２をベースプレート２９の凹部３０内で動かしながら対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸の向きを調節し、接着剤６１で調整球座３１をベースプレート２９に固定する。凸部３２を動かすためには、例えばベースプレート２９と調整球座３１を貫通する調整ネジ（図示せず）を複数個設け、各調整ネジを回転させればよい。調整球座３１を用いた構成は、対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸方向Ｃへの移動量が少なく、高精度の光軸調整が可能であるという特徴がある。
【００２４】
次に、対物レンズアクチュエータ１７においてフォーカシング制御およびトラッキング制御を実現する機構について説明する。レンズホルダ２１の胴部４１の外面には、フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂが、互いに対向する位置に（すなわち１８０度の間隔で）設けられている。レンズホルダ２１の外面にはさらに、トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂが、互いに対向する位置に（すなわち１８０度の間隔で）設けられている。隣接するフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂとトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂとの間隔は９０度である必要はない。レンズホルダ２１の胴部４１の外面には、これらのコイル４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂに給電するためのリード部４６も設けられている。ホルダ保持部材２２の胴部５１の内面には、フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂが、各々フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂと対向した位置に設けられている。同様に、ホルダ保持部材２２の胴部５１の内面には、トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂが、各々トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂと対向した位置に設けられている。
【００２５】
図５は、これらのマグネットの着磁パターンとコイルの形状を示す模式的斜視図である。いずれのコイル４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂも矩形形状を有しているが、円形、楕円形、多角形等の任意の形状を取ることができる。フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂのフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂに面する側では、Ｎ極とＳ極は光軸方向Ｃに沿って図面の上下方向に分布している。したがって、磁界は主としてフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂの上辺および下辺（破線で表示した部分）に作用し、上辺および下辺がコイルの有効領域となる。フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂに電流を流すと、フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂの磁界とフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂを流れる電流との間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じる。この力によって、フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂは電流の流れる向きに応じて光軸方向Ｃに上向きまたは下向きの力を受け、レンズホルダ２１は光軸方向Ｃに移動することができる。
【００２６】
トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂのトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂに面する側では、Ｎ極とＳ極は光軸方向Ｃと直交する方向Ｐに沿って図面の左右方向に分布している。したがって、磁界は主としてトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂの右辺および左辺（破線で表示した部分）に作用し、右辺および左辺がコイルの有効領域となる。トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂに電流を流すと、トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂの磁界とトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂを流れる電流との間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じる。この力によって、トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂは電流の流れる向きに応じて、方向Ｐに沿って右向きまたは左向きの力を受け、レンズホルダ２１は回転軸Ｒ（図３参照）を中心として回転することができる。この結果、中心軸Ｒからずれた位置に取付けられた対物レンズ１４ａ，１４ｂは、図３に示すように図面上を左右方向（図中Ａ−Ａ方向）に回動する。図面の左右方向が記録媒体のトラック幅方向と一致するように光ヘッド１を記録媒体に対して位置させることによって、対物レンズ１４ａ，１４ｂはトラック幅方向に移動することができる。
【００２７】
このようにして、レンズホルダ２１は、ホルダ保持部材２２によって、対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸方向Ｃに沿って移動可能に、かつ光軸方向Ｃと平行な回転軸Ｒを中心に回転可能に保持される。なお、対物レンズ１４ａ，１４ｂの切替えもレンズホルダ２１の回転を利用しておこなうことができる。
【００２８】
ホルダ保持部材２２の底部５２とベース２３の球形球座３１との間には、ホルダ保持部材２２とベース２３との接合部２４の周りに広がるギャップ２５が設けられている。したがって、接合部２４の周りでは、ホルダ保持部材２２とベース２３とは直接的に接合されていない。ギャップ２５には複数の圧電素子２６が挿入されている。図６は、図４の６−６線から見た断面図で、後述する弾性体の表示は省略している。一実施形態では、同図（ａ）のように、互いに対向する位置に２つの圧電素子２６ａ，２６ｂが設けられている。しかし、この実施形態では２つの圧電素子２６ａ，２６ｂを含む平面内でのチルト制御しかできない。本実施形態では、同図（ｂ）のように、互いに１２０度の間隔で、中心軸Ｒから等距離の位置に圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅを設けている。各圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅの光軸方向Ｃの変形量を独立して調整することによって、任意の光軸方向Ｃを含む平面でチルト制御が可能となる。一例を挙げれば、圧電素子２８ｃを変形させず、圧電素子２８ｄ，２８ｅを光軸方向Ｃに関して逆方向に同一量変形させると、図中０°−１８０°を結ぶ軸を中心線とするチルト運動が可能となる。圧電素子２８ｃを光軸方向Ｃに関していずれかの方向に変形させ、圧電素子２８ｄ，２８ｅを圧電素子２８ｃの半分の量だけ、光軸方向Ｃに関して反対方向に変形させれば、図中９０°−２７０°を結ぶ軸を中心線とするチルト運動が可能となる。光軸方向Ｃは記録媒体に対してどの向きにもチルトする可能性があるため、本実施形態のように圧電素子を３つ設けるのが好ましい。
【００２９】
圧電素子を３つ設けることでさらに別のメリットも得られる。従来、対物レンズの光軸方向を調整するには、対物レンズの合焦点でのスポット品位、または記録媒体を再生して得られる電気信号を人間が確認しながら光軸方向を微調整する必要があった。圧電素子を３つ設けると任意の方向でのチルト制御が可能となるため、製作時の光軸方向の微調整は不要である。すなわち、光軸方向は自動調整されるので、製作時には粗い調整で十分であり、場合によっては調整作業自体も省略できる。このため、調整時間の短縮や工程の無人化等のメリットが得られる。
【００３０】
図４を参照すると、ギャップ２５にはさらに、ゴムからなる弾性体２８が挿入されている。弾性体２８は外部からの振動を対物レンズアクチュエータ１７に伝えることを防止する。対物レンズアクチュエータ１７が外部からの振動を受けると、フォーカシング制御およびトラッキング制御に悪影響が生じるほか、対物レンズ１４ａ，１４ｂにも振動が伝わり、性能劣化や信頼性低下の原因となる。本実施形態では、圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅは調整球座３１に取付けられ、弾性体２８を介してホルダ保持部材２２の底部５２に接続されている。圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅが設けられていない部位では、弾性体２８は底部５２と調整球座３１の双方に接触して設けられている。
【００３１】
弾性体としてばねを用いることも考えられるが、ゴムの方がより広い周波数範囲で高い振動減衰効果を得ることができるため、より望ましい。特に、ゴムの共振周波数より高い周波数領域では、外部振動とゴムの振動の位相が１８０度反転して、外部振動とゴムの振動の相対速度が増加する。ゴムの粘弾性によるエネルギ減衰はこの相対速度に比例するため、ゴムの共振周波数より高い周波数の振動に対して、より高い振動減衰効果が得られる。ばねを用いる場合、対物レンズアクチュエータ１７の共振周波数に合わせてばねを設計する必要があるが、振動減衰効果は、共振周波数以外の周波数に対してはさほど高くない。
【００３２】
以上、光ヘッドおよび対物レンズアクチュエータの実施形態を説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されないことは勿論である。一例として、圧電素子および弾性体の構成は本実施形態に限定されず、チルト制御と振動減衰の目的が達成できれば任意の構成が可能である。図７は、圧電素子と弾性体の構成の変形例を示す概念図である。同図（ａ）では、圧電素子２６ｆ（他の圧電素子の図示は省略。図７の各図において同様。）および弾性体２８ｂは各々、底部５２と調整球座３１の双方に接触して設けられている。同図（ｂ）では、圧電素子２６ｇはホルダ保持部材２２の底部５２に取付けられ、弾性体２８ｃを介して調整球座３１に接続されている。同図（ｃ）では、圧電素子２６ｈだけが設けられている。圧電素子はそれ自体が振動減衰効果を備えているため、外部振動の少ない用途や、他の手段によって外部振動が規制されている場合には、弾性体を省略することも可能である。同図（ｃ）の構成は圧電素子だけでチルト制御と振動減衰をおこなうため、部品点数が減少するというメリットがある。
【００３３】
また、上記実施形態では光軸調整をおこなうために調整球座を用いたが、ピボット方式の光軸調整機構を設けてもよい。図８は、対物レンズアクチュエータの他の実施形態を示す概念図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は調整ベースの下面図である。本実施形態では調整球座の代わりに調整ベース７１が用いられている。ベースプレート２９ａからは突起部７２が延びており、突起部７２の先端は調整ベース７１の底面に形成された凹部７５と嵌合している。ねじ７３がベースプレート２９ａに設けられた開口７７を貫通して、調整ベース７１のねじ山が切られた開口７６ａに係合している。図示しないもうひとつのねじも、ベースプレート２９ａに設けられた図示しない開口を貫通して、調整ベース７１のねじ山が切られた開口７６ｂに係合している。調整ベース７１とベースプレート２９ａとの間にはばね７４が設けられている。２つのねじを調整すると、調整ベース７１は突起部７２を支点として、図８（ｂ）のｘ軸およびｙ軸の周りでピボット運動する。
【００３４】
さらに、上記実施形態では対物レンズは２つ設けられているが、１つでもよいし、ＣＤ用やＤＶＤ用の対物レンズをさらに組み合わせてもよい。圧電素子は、全てが回転軸に対して等距離の位置に設けられている必要はないし、４つ以上設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の光ディスクドライブの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光ヘッドの光学的構成を示す模式図である。
【図３】対物レンズアクチュエータの上面図である。
【図４】図３に示す対物レンズアクチュエータの４−４線に沿った断面図である。
【図５】マグネットの着磁パターンとコイルの形状を示す模式的斜視図である。
【図６】図４の６−６線から見た断面図である。
【図７】弾性体と圧電素子の構成の変形例を示す概念図である。
【図８】対物レンズアクチュエータの他の実施形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 光ヘッド
３ レーザ発振器
１４ａ，１４ｂ 対物レンズ
１７ 対物レンズアクチュエータ
１９ 記録媒体
２１ レンズホルダ
２２ ホルダ保持部材
２３ ベース
２４ 接合部
２５ ギャップ
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ 圧電素子
２８，２８ｂ，２８ｃ 弾性体
３０ 凹部
３１ 調整球座
３２ 凸部
３３ 軸
４１ 胴部
４２ 軸孔
４３ａ，４３ｂ 対物レンズ取付け部
４４ａ，４４ｂ フォーカシング用駆動コイル
４５ａ，４５ｂ トラッキング用駆動コイル
５４ 軸孔
５５ａ，５５ｂ フォーカシング用マグネット
５６ａ，５６ｂ トラッキング用マグネット
６１ 接着剤
１０１ 光ディスクドライブ
Ｃ 光軸方向
Ｒ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズアクチュエータ、光ヘッド、および光ディスクドライブに関し、特に、対物レンズアクチュエータのチルト制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４０５ｎｍ付近の青色レーザ光を用いて高密度の記録再生をおこなう光ヘッドが知られている。このタイプの記録再生方式には異なる記録媒体を用いた２種類の方式があり、いずれの方式にも適合できるユニバーサルタイプの光ヘッドが開発されている。ユニバーサルタイプの光ヘッドにおいては、各記録媒体に対応した光学系を単独で設けずに、光路を共用化する構成が一般的である。光路を共用化することによって、ビームスプリッタ等の光学部品を共通化することができる。しかし、記録媒体に隣接して設けられ、レーザ光を記録媒体の所定の位置、深さに収束させる役割を有している対物レンズは、記録方式ごとに開口数（ＮＡ）が異なるため、記録方式ごとに専用の対物レンズを設けることがある。すなわち、ＨＤ−ＤＶＤ(High-Density Digital Versatile Disc)用の対物レンズのＮＡは０．６５であるが、同じ青色レーザ光を用いる記録再生でも、いわゆるブルーレイ（登録商標）用の対物レンズでは０．８５と大きい。さらに、ＣＤ(Compact Disc)の記録再生やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)の記録再生を同一の光ヘッドでおこなう場合、より広範なＮＡの範囲に対応する必要が生じ（ＣＤ用の対物レンズのＮＡは０．４５であり、ＤＶＤ用の対物レンズのＮＡは０．６０である。）一つの対物レンズで全てをカバーすることは不可能である。このため、光学系を共用化した場合でも対物レンズを２つ設け、記録媒体に応じて切り替えて用いる構成が一般的である。
【０００３】
対物レンズによって形成されるレーザ光の合焦点（集光スポット）は、記録媒体の凹凸や回転中の偏芯によって所定の位置に対して光軸方向やトラック幅方向にずれる可能性があるため、このずれを補正する必要がある。このため、光ヘッドには、合焦点の光軸方向（焦点深さ）の調整をおこなうフォーカシング制御機構と、トラック幅方向の調整をおこなうトラッキング制御機構と、が設けられている。また、光ヘッドでは、再生の際に、レーザ光源から出射したレーザ光をビームスプリッタを介して記録媒体に照射させ、反射光を同一光路を経てビームスプリッタに入射させ、ビームスプリッタを通過したレーザ光を光検出手段で検知して記録媒体の情報を読み出す。このため、レーザ光の光路が記録媒体の法線に対して斜めにずれていると、記録媒体への入射光の光路と反射光の光路とがずれてしまい、正確な再生が困難となる。そこで、レーザ光の光路、すなわち対物レンズの光軸を記録媒体に対して垂直に維持する機構が必要となる。この機構はチルト制御機構と呼ばれる。
【０００４】
対物レンズはレンズホルダに保持され、レンズホルダはホルダ支持部によって支持されている。対物レンズはレンズホルダのレンズ取付け部の開口縁部に沿って支持されている。近年、レンズホルダに軸孔を設け、ホルダ支持部に固定され軸孔に挿入された軸によってレンズホルダをガイドする軸摺動回動型と呼ばれる方式が知られている。従来、軸摺動回動型ではチルト制御が困難であるという課題があったが、近年、チルト制御が可能な軸摺動回動型の光ヘッドも開発されている（特許文献１）。この技術では、レンズホルダのレンズ取付け部の外周縁部に圧電素子と突起とが設けられている。対物レンズは圧電素子と突起に当接するようにレンズ取付け部に嵌められ、さらに反対側から弾性部材で押付けられてレンズホルダに支持されている。圧電素子が対物レンズの光軸方向に変形すると、対物レンズは突起を中心として回動し、チルト制御が実現される。また、レンズホルダにはコイルが、ホルダ支持部にはコイルと対向する位置にマグネットが設けられている。コイルに通電することによってコイルとマグネットとの間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じ、レンズホルダが対物レンズの光軸方向および記録媒体のトラック幅方向に移動する。これによってフォーカシング制御とトラッキング制御とが実現される。このように、レンズホルダやホルダ支持部を含み、対物レンズを可動に支持する部品は対物レンズアクチュエータと呼ばれる。
【特許文献１】特開２００３−１１５１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のチルト制御機構は、対物レンズを保持するレンズホルダが対物レンズを直接チルトさせる方式である。しかし、対物レンズは記録媒体に近接して設けられているため、わずかなチルトでも合焦点が大きくずれてしまい、最悪の場合、サーボ機構がまったく機能しなくなってしまう可能性があった。また、対物レンズに圧電素子が直接接触しているため、対物レンズ自体が激しく振動する。対物レンズはフォーカシング制御およびトラッキング制御によっても常時振動しているため、対物レンズがさらに圧電素子によって振動させられると、弾性部材で押さえているだけでは対物レンズの保持機能が不安定となり、性能劣化や信頼性の低下につながる。さらに、対物レンズの光軸は記録媒体に対して垂直に維持されるが、レンズホルダおよびホルダ支持部は記録媒体に対して斜めにチルトした状態のままとなる。フォーカシング制御およびトラッキング制御は、レンズホルダおよびホルダ支持部に支持されたコイルとマグネットとによって実現されるため、コイルおよびマグネットも、記録媒体に対してチルトした状態となり、これらの制御を高精度で実行することも困難となる。
【０００６】
本発明は、フォーカシング制御、トラッキング制御、およびチルト制御を高精度で実現することのできる、軸摺動回動型の対物レンズアクチュエータを提供することを目的とする。また、本発明はかかる対物レンズアクチュエータを用いた光ヘッドおよび光ディスクドライブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の対物レンズアクチュエータは、対物レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを、対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に、かつ光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材と、ホルダ保持部材を保持するベースと、を有している。ホルダ保持部材とベースとの間に、ホルダ保持部材とベースとの接合部の周りに広がるギャップが設けられ、ギャップに複数の圧電素子が挿入されている。
【０００８】
このように構成された対物レンズアクチュエータにおいては、チルト制御はホルダ保持部材とベースとの接合部の周りに広がるギャップに設けられた圧電素子によって実現される。圧電素子が変形すると、圧電素子は接合部を中心としてホルダ保持部材を回動させ、それによってホルダ保持部材に支持されたレンズホルダの記録媒体に対するチルト角が変化する。圧電素子の変形によるレンズホルダのチルト角は圧電素子自体の変形量と圧電素子同士の間隔に依存し、圧電素子同士の間隔が大きいほど、圧電素子の同一の変形量に対するレンズホルダのチルト角は減少する。上記構成によれば圧電素子の配置自由度は高く、圧電素子同士の間隔を確保することは容易である。したがって、圧電素子の変形によるレンズホルダのチルト角の急激な変化を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、圧電素子はホルダ保持部材とベースとの間に設けられているため、対物レンズに圧電素子の動きが直接伝わることはなく、対物レンズの過度の振動が防止される。さらに、圧電素子が変形したときに、ホルダ保持部材とレンズホルダとは一体となって記録媒体に対して回動する。このため、圧電素子が変形しても、レンズホルダを対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に保持する機能（フォーカシング機能）、および光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持する機能（トラッキング機能）に影響することはない。
【００１０】
本発明の他の実施態様によれば、光ヘッドは、上述の対物レンズアクチュエータと、対物レンズアクチュエータに取付けられた対物レンズと、を有している。
【００１１】
本発明のさらに他の実施態様によれば、光ディスクドライブは上述の光ヘッドを有している。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカシング制御、トラッキング制御、およびチルト制御を高精度で実現することのできる、軸摺動回動型の対物レンズアクチュエータを提供することができる。また、本発明によれば、かかる対物レンズアクチュエータを用いた光ヘッドおよび光ディスクドライブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の対物レンズアクチュエータ、光ヘッド、および光ディスクドライブの実施形態について説明する。
【００１４】
まず、本実施形態の光ディスクドライブについて説明する。図１は、本実施形態の光ディスクドライブの構成を概略的に示すブロック図である。
【００１５】
光ディスクドライブ１０１は、光ヘッド１と、記録媒体１９を回転させるためのスピンドルモータ１１２と、スピンドルモータ１１２および光ヘッド１の動作を制御するコントローラ１１３と、光ヘッド１にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１１４と、光ヘッド１にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１１５と、を備えている。
【００１６】
コントローラ１１３にはフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、チルトサーボ追従回路１１８、およびレーザコントロール回路１１９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路１１６が作動すると、回転している記録媒体１９の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１１７が作動すると、記録媒体１９の偏芯している信号トラックに対して、レーザ光のスポットが自動追従状態となる。チルトサーボ追従回路１１８が作動すると、対物レンズ１４ａ，１４ｂ（後述）の光軸方向が記録媒体１９の法線方向に一致するよう、対物レンズ１４ａ，１４ｂのチルト角が自動制御される。フォーカスサーボ追従回路１１６には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。トラッキングサーボ追従回路１１７には、トラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。チルトサーボ追従回路１１８には、チルトゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能が備えられている。フォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、およびチルトサーボ追従回路１１８で生成された制御信号はレンズ駆動回路１１５に送られ、レンズ駆動回路１１５によってフォーカス制御、トラッキング制御、およびチルト制御がおこなわれる。レーザコントロール回路１１９は、レーザ駆動回路１１４により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、記録媒体１９に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成をおこなう。これらフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７、チルトサーボ追従回路１１８、およびレーザコントロール回路１１９は、コントローラ１１３内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１１３と別個の部品であってもかまわない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１１３内で実行されるソフトウェアであっても構わない。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態に係る光ヘッドの光学的構成を示す模式図である。光ヘッド１は波長４０５ｎｍのレーザ光（青色レーザ光）を出射するレーザ発振器３を備えている。波長４０５ｎｍは一例であって、レーザ発振器３は３９９〜４１３ｎｍの範囲の任意の波長のレーザ光を出射するものであればよい。レーザ発振器３はレーザ光のオン・オフや強度を制御する制御部２に接続されている。レーザ発振器３から出射されるレーザ光の光路上には、回折格子・１／２波長板５が設けられている。回折格子はレーザ光のオントラック制御のために用いられる。１／２波長板はレーザ光の偏光方向を制御し、後述の偏光ビームスプリッタ９における反射、透過を制御する。これらは一体で設けられているが、別々の構成でもかまわない。
【００１８】
回折格子・１／２波長板５の先には偏光ビームスプリッタ９が設けられている。レーザ光は偏光ビームスプリッタ９で屈折し、反射ミラー１０に入射する。反射ミラー１０で反射されたレーザ光は、コリメータレンズ１１、液晶素子１２、１／４波長板１３を経て、対物レンズアクチュエータ１７に保持された対物レンズ１４ａに入射する。光ヘッド１はさらに対物レンズ１４ｂを備えており，記録媒体に応じていずれかに切り替えられる。
【００１９】
レーザ光は対物レンズ１４ａまたは１４ｂによって記録媒体１９の所定の深さに集光され、記録再生が行われる。記録時には、レーザ光は記録媒体１９に照射され、記録媒体１９に相変化を生じさせる。再生時には、レーザ光は記録媒体１９の記録内容に応じた反射波となって対物レンズ１４から偏光ビームスプリッタ９まで逆方向に進行する。反射波は偏光ビームスプリッタ９を透過し、センサレンズ１５を経てフォトディテクタ（受光素子）１６に入射し、受光強度が測定される。光ヘッド１の外部に設けられた測定回路（図示せず）は、受光強度に応じて記録媒体１９の記録内容を識別する。
【００２０】
図３は、対物レンズアクチュエータの上面図、図４は、図３に示す対物レンズアクチュエータの４−４線に沿った断面図である。対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズ１４ａ，１４ｂを保持するレンズホルダ２１と、ホルダ保持部材２２と、ホルダ保持部材を保持するベース２３と、を有している。
【００２１】
レンズホルダ２１は、リブ４４で補強された胴部４１と、胴部４１の内側に設けられた軸孔４２と、対物レンズ１４ａ，１４ｂを受け入れる対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂと、を有している。対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂは円形の開口部４７ａ，４７ｂを備えており、開口部４７，４７ｂの周縁部に設けられた段差（図示せず）に対物レンズ１４ａ，１４ｂの外周縁部が当接するようにされている。対物レンズ１４ａ，１４ｂはさらに当接面の反対側からゴム製のキャップ（図示せず）に押付けられて、対物レンズ取付け部４３ａ，４３ｂに固定される。軸孔４２には軸３３が挿入されている。軸３３はレンズホルダ２１を光軸方向Ｃにガイドする役割を有している。軸３３の直径は軸孔４２の内径よりも小さくされており、これによって、レンズホルダ２１は軸３３に対してスムーズに相対運動する。
【００２２】
ホルダ保持部材２２は、胴部５１と、底部５２と、底部５２から延びる脚部５３と、を有している。胴部５１は、レンズホルダ２１の胴部４１の外側に、胴部４１と同心円状に設けられている。ホルダ保持部材２２は、脚部５３が後述する調整球座３１の凹部３４に挿入されることによって、調整球座３１に固定されている。すなわち、脚部５３と凹部３４は、ホルダ保持部材２２と調整球座３１との接合部２４を形成している。軸３３は脚部５３の軸孔５４に挿入されて、ホルダ保持部材２２に固定されている。
【００２３】
ベース２３は、半球状の凹部３０を備えたベースプレート２９と、一方の面に半球状の凸部３２が、他方の面に接合部２４が設けられた調整球座３１と、を有している。調整球座３１は、凹部３０と凸部３２とが嵌合した状態でベースプレート２９に固定されている。光ヘッド１の製作時には、まず、調整球座３１、軸３３、ホルダ保持部材２２、およびレンズホルダ２１を一体に組立て、対物レンズ１４ａ，１４ｂを装着する。その後、半球状の凸部３２をベースプレート２９の凹部３０内で動かしながら対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸の向きを調節し、接着剤６１で調整球座３１をベースプレート２９に固定する。凸部３２を動かすためには、例えばベースプレート２９と調整球座３１を貫通する調整ネジ（図示せず）を複数個設け、各調整ネジを回転させればよい。調整球座３１を用いた構成は、対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸方向Ｃへの移動量が少なく、高精度の光軸調整が可能であるという特徴がある。
【００２４】
次に、対物レンズアクチュエータ１７においてフォーカシング制御およびトラッキング制御を実現する機構について説明する。レンズホルダ２１の胴部４１の外面には、フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂが、互いに対向する位置に（すなわち１８０度の間隔で）設けられている。レンズホルダ２１の外面にはさらに、トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂが、互いに対向する位置に（すなわち１８０度の間隔で）設けられている。隣接するフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂとトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂとの間隔は９０度である必要はない。レンズホルダ２１の胴部４１の外面には、これらのコイル４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂに給電するためのリード部４６も設けられている。ホルダ保持部材２２の胴部５１の内面には、フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂが、各々フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂと対向した位置に設けられている。同様に、ホルダ保持部材２２の胴部５１の内面には、トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂが、各々トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂと対向した位置に設けられている。
【００２５】
図５は、これらのマグネットの着磁パターンとコイルの形状を示す模式的斜視図である。いずれのコイル４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂも矩形形状を有しているが、円形、楕円形、多角形等の任意の形状を取ることができる。フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂのフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂに面する側では、Ｎ極とＳ極は光軸方向Ｃに沿って図面の上下方向に分布している。したがって、磁界は主としてフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂの上辺および下辺（破線で表示した部分）に作用し、上辺および下辺がコイルの有効領域となる。フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂに電流を流すと、フォーカシング用マグネット５５ａ，５５ｂの磁界とフォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂを流れる電流との間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じる。この力によって、フォーカシング用駆動コイル４４ａ，４４ｂは電流の流れる向きに応じて光軸方向Ｃに上向きまたは下向きの力を受け、レンズホルダ２１は光軸方向Ｃに移動することができる。
【００２６】
トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂのトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂに面する側では、Ｎ極とＳ極は光軸方向Ｃと直交する方向Ｐに沿って図面の左右方向に分布している。したがって、磁界は主としてトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂの右辺および左辺（破線で表示した部分）に作用し、右辺および左辺がコイルの有効領域となる。トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂに電流を流すと、トラッキング用マグネット５６ａ，５６ｂの磁界とトラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂを流れる電流との間に磁気的作用（ローレンツ力）が生じる。この力によって、トラッキング用駆動コイル４５ａ，４５ｂは電流の流れる向きに応じて、方向Ｐに沿って右向きまたは左向きの力を受け、レンズホルダ２１は回転軸Ｒ（図３参照）を中心として回転することができる。この結果、中心軸Ｒからずれた位置に取付けられた対物レンズ１４ａ，１４ｂは、図３に示すように図面上を左右方向（図中Ａ−Ａ方向）に回動する。図面の左右方向が記録媒体のトラック幅方向と一致するように光ヘッド１を記録媒体に対して位置させることによって、対物レンズ１４ａ，１４ｂはトラック幅方向に移動することができる。
【００２７】
このようにして、レンズホルダ２１は、ホルダ保持部材２２によって、対物レンズ１４ａ，１４ｂの光軸方向Ｃに沿って移動可能に、かつ光軸方向Ｃと平行な回転軸Ｒを中心に回転可能に保持される。なお、対物レンズ１４ａ，１４ｂの切替えもレンズホルダ２１の回転を利用しておこなうことができる。
【００２８】
ホルダ保持部材２２の底部５２とベース２３の球形球座３１との間には、ホルダ保持部材２２とベース２３との接合部２４の周りに広がるギャップ２５が設けられている。したがって、接合部２４の周りでは、ホルダ保持部材２２とベース２３とは直接的に接合されていない。ギャップ２５には複数の圧電素子２６が挿入されている。図６は、図４の６−６線から見た断面図で、後述する弾性体の表示は省略している。一実施形態では、同図（ａ）のように、互いに対向する位置に２つの圧電素子２６ａ，２６ｂが設けられている。しかし、この実施形態では２つの圧電素子２６ａ，２６ｂを含む平面内でのチルト制御しかできない。本実施形態では、同図（ｂ）のように、互いに１２０度の間隔で、中心軸Ｒから等距離の位置に圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅを設けている。各圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅの光軸方向Ｃの変形量を独立して調整することによって、任意の光軸方向Ｃを含む平面でチルト制御が可能となる。一例を挙げれば、圧電素子２８ｃを変形させず、圧電素子２８ｄ，２８ｅを光軸方向Ｃに関して逆方向に同一量変形させると、図中０°−１８０°を結ぶ軸を中心線とするチルト運動が可能となる。圧電素子２８ｃを光軸方向Ｃに関していずれかの方向に変形させ、圧電素子２８ｄ，２８ｅを圧電素子２８ｃの半分の量だけ、光軸方向Ｃに関して反対方向に変形させれば、図中９０°−２７０°を結ぶ軸を中心線とするチルト運動が可能となる。光軸方向Ｃは記録媒体に対してどの向きにもチルトする可能性があるため、本実施形態のように圧電素子を３つ設けるのが好ましい。
【００２９】
圧電素子を３つ設けることでさらに別のメリットも得られる。従来、対物レンズの光軸方向を調整するには、対物レンズの合焦点でのスポット品位、または記録媒体を再生して得られる電気信号を人間が確認しながら光軸方向を微調整する必要があった。圧電素子を３つ設けると任意の方向でのチルト制御が可能となるため、製作時の光軸方向の微調整は不要である。すなわち、光軸方向は自動調整されるので、製作時には粗い調整で十分であり、場合によっては調整作業自体も省略できる。このため、調整時間の短縮や工程の無人化等のメリットが得られる。
【００３０】
図４を参照すると、ギャップ２５にはさらに、ゴムからなる弾性体２８が挿入されている。弾性体２８は外部からの振動を対物レンズアクチュエータ１７に伝えることを防止する。対物レンズアクチュエータ１７が外部からの振動を受けると、フォーカシング制御およびトラッキング制御に悪影響が生じるほか、対物レンズ１４ａ，１４ｂにも振動が伝わり、性能劣化や信頼性低下の原因となる。本実施形態では、圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅは調整球座３１に取付けられ、弾性体２８を介してホルダ保持部材２２の底部５２に接続されている。圧電素子２６ｃ，２６ｄ，２６ｅが設けられていない部位では、弾性体２８は底部５２と調整球座３１の双方に接触して設けられている。
【００３１】
弾性体としてばねを用いることも考えられるが、ゴムの方がより広い周波数範囲で高い振動減衰効果を得ることができるため、より望ましい。特に、ゴムの共振周波数より高い周波数領域では、外部振動とゴムの振動の位相が１８０度反転して、外部振動とゴムの振動の相対速度が増加する。ゴムの粘弾性によるエネルギ減衰はこの相対速度に比例するため、ゴムの共振周波数より高い周波数の振動に対して、より高い振動減衰効果が得られる。ばねを用いる場合、対物レンズアクチュエータ１７の共振周波数に合わせてばねを設計する必要があるが、振動減衰効果は、共振周波数以外の周波数に対してはさほど高くない。
【００３２】
以上、光ヘッドおよび対物レンズアクチュエータの実施形態を説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されないことは勿論である。一例として、圧電素子および弾性体の構成は本実施形態に限定されず、チルト制御と振動減衰の目的が達成できれば任意の構成が可能である。図７は、圧電素子と弾性体の構成の変形例を示す概念図である。同図（ａ）では、圧電素子２６ｆ（他の圧電素子の図示は省略。図７の各図において同様。）および弾性体２８ｂは各々、底部５２と調整球座３１の双方に接触して設けられている。同図（ｂ）では、圧電素子２６ｇはホルダ保持部材２２の底部５２に取付けられ、弾性体２８ｃを介して調整球座３１に接続されている。同図（ｃ）では、圧電素子２６ｈだけが設けられている。圧電素子はそれ自体が振動減衰効果を備えているため、外部振動の少ない用途や、他の手段によって外部振動が規制されている場合には、弾性体を省略することも可能である。同図（ｃ）の構成は圧電素子だけでチルト制御と振動減衰をおこなうため、部品点数が減少するというメリットがある。
【００３３】
また、上記実施形態では光軸調整をおこなうために調整球座を用いたが、ピボット方式の光軸調整機構を設けてもよい。図８は、対物レンズアクチュエータの他の実施形態を示す概念図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は調整ベースの下面図である。本実施形態では調整球座の代わりに調整ベース７１が用いられている。ベースプレート２９ａからは突起部７２が延びており、突起部７２の先端は調整ベース７１の底面に形成された凹部７５と嵌合している。ねじ７３がベースプレート２９ａに設けられた開口７７を貫通して、調整ベース７１のねじ山が切られた開口７６ａに係合している。図示しないもうひとつのねじも、ベースプレート２９ａに設けられた図示しない開口を貫通して、調整ベース７１のねじ山が切られた開口７６ｂに係合している。調整ベース７１とベースプレート２９ａとの間にはばね７４が設けられている。２つのねじを調整すると、調整ベース７１は突起部７２を支点として、図８（ｂ）のｘ軸およびｙ軸の周りでピボット運動する。
【００３４】
さらに、上記実施形態では対物レンズは２つ設けられているが、１つでもよいし、ＣＤ用やＤＶＤ用の対物レンズをさらに組み合わせてもよい。圧電素子は、全てが回転軸に対して等距離の位置に設けられている必要はないし、４つ以上設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の光ディスクドライブの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光ヘッドの光学的構成を示す模式図である。
【図３】対物レンズアクチュエータの上面図である。
【図４】図３に示す対物レンズアクチュエータの４−４線に沿った断面図である。
【図５】マグネットの着磁パターンとコイルの形状を示す模式的斜視図である。
【図６】図４の６−６線から見た断面図である。
【図７】弾性体と圧電素子の構成の変形例を示す概念図である。
【図８】対物レンズアクチュエータの他の実施形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 光ヘッド
３ レーザ発振器
１４ａ，１４ｂ 対物レンズ
１７ 対物レンズアクチュエータ
１９ 記録媒体
２１ レンズホルダ
２２ ホルダ保持部材
２３ ベース
２４ 接合部
２５ ギャップ
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ 圧電素子
２８，２８ｂ，２８ｃ 弾性体
３０ 凹部
３１ 調整球座
３２ 凸部
３３ 軸
４１ 胴部
４２ 軸孔
４３ａ，４３ｂ 対物レンズ取付け部
４４ａ，４４ｂ フォーカシング用駆動コイル
４５ａ，４５ｂ トラッキング用駆動コイル
５４ 軸孔
５５ａ，５５ｂ フォーカシング用マグネット
５６ａ，５６ｂ トラッキング用マグネット
６１ 接着剤
１０１ 光ディスクドライブ
Ｃ 光軸方向
Ｒ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを、前記対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に、かつ該光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材と、
前記ホルダ保持部材を保持するベースと、
を有し、
前記ホルダ保持部材と前記ベースとの間に、前記ホルダ保持部材と前記ベースとの接合部の周りに広がるギャップが設けられ、該ギャップに複数の圧電素子が挿入されている、
対物レンズアクチュエータ。
【請求項２】
前記ギャップにさらに弾性体が挿入されている、請求項１に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項３】
前記弾性体はゴムである、請求項２に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項４】
前記圧電素子は３つ設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項５】
前記ベースは、半球状の凹部を備えたベースプレートと、一方の面に半球状の凸部が、他方の面に前記接合部が設けられた調整球座と、を有し、
前記調整球座は、前記凹部と前記凸部とが嵌合した状態で前記ベースプレートに固定されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータと、
前記対物レンズアクチュエータに取付けられた対物レンズと、
を有する光ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の光ヘッドを有する光ディスクドライブ。
【請求項１】
対物レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを、前記対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に、かつ該光軸方向と平行な回転軸を中心に回転可能に保持するホルダ保持部材と、
前記ホルダ保持部材を保持するベースと、
を有し、
前記ホルダ保持部材と前記ベースとの間に、前記ホルダ保持部材と前記ベースとの接合部の周りに広がるギャップが設けられ、該ギャップに複数の圧電素子が挿入されている、
対物レンズアクチュエータ。
【請求項２】
前記ギャップにさらに弾性体が挿入されている、請求項１に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項３】
前記弾性体はゴムである、請求項２に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項４】
前記圧電素子は３つ設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項５】
前記ベースは、半球状の凹部を備えたベースプレートと、一方の面に半球状の凸部が、他方の面に前記接合部が設けられた調整球座と、を有し、
前記調整球座は、前記凹部と前記凸部とが嵌合した状態で前記ベースプレートに固定されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の対物レンズアクチュエータと、
前記対物レンズアクチュエータに取付けられた対物レンズと、
を有する光ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の光ヘッドを有する光ディスクドライブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９３５４７（Ｐ２００８−２９３５４７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３５０６３（Ｐ２００７−１３５０６３）
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（５００３９３８９３）新科實業有限公司 (361)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ， ６ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｓｈａｔｉｎ， Ｎ．Ｔ．， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（５００３９３８９３）新科實業有限公司 (361)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ， ６ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｓｈａｔｉｎ， Ｎ．Ｔ．， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ
【Ｆターム（参考）】
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