CN101046997A - 光学元件馈送装置和使用它的光拾取器装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的光学元件馈送装置和使用它的光拾取器装置中，为了使装置小型和减轻重量，而且可稳定地动作，其具有在光轴方向可移动地支承配置有光学元件的可动框的主轴和副轴；步进电动机；通过步进电动机的旋转轴的旋转而转动的导螺杆；与导螺杆啮合，利用导螺杆的旋转可在光轴方向移动的树脂性螺母；和用于在光轴方向上对可动框加力，使可动框与螺母接触的弹簧，螺母与可动框之间设置有缓冲材料，螺母与可动框结合。

Description

光学元件馈送装置和使用它的光拾取器装置

技术领域

本发明涉及在像差修正等中使用的透镜(光学元件)馈送装置和使用它的光拾取器装置。

背景技术

光盘记录/再现装置是以非接触、大容量、高速存取、低成本等为特征的光学信息记录/再现装置，但作为产生这些特征的数字和音频信号的记录/再现装置，或作为计算机的外部存储装置的各种领域中使用。另外，随着应用领域的扩大，搭载在光盘记录/再现装置上的光拾取器装置的各种性能和可靠性提高是必要的不可缺少的。

为了修正像差，在光盘记录/再现装置中设置有使用使透镜在光轴方向移动的光学元件馈送装置。在JP-A-8-75974、JP-A-7-140368中公开了光学元件馈送装置。

为了提高光盘记录/再现装置的记录密度，在缩短光源波长的同时，增大物镜的数值孔径是有效的，在使用激光波长为400nm附近的蓝紫色激光的高密度光盘的一种标准中，有数值孔径(NA)为0.85的高NA物镜和使用记录层保护膜的厚度为0.1mm的光盘的BD(Blu-ray-Disc：蓝光光盘)标准。

在这种蓝光光盘中，由于在一个光盘内其盘的厚度方向上，以规定的间隔配置有第一记录层和第二记录层，当从一个记录层切换至另一个记录层时产生球面像差。为了修正该球面像差，在光拾取器装置的物镜前面设置可动透镜，通过利用光学元件馈送装置微调该可动透镜的位置，可以修正球面像差。

该光学元件馈送装置的可动透镜安装在可动框上，利用步进电动机作为该可动框的动力源，通过旋转驱动步进电动机，可在光轴方向移动可动框(可动透镜)。

光学元件馈送装置的螺母的材质可使用金属，在设在螺母上的螺钉部以外的旋转止动的接触部上涂敷润滑脂而使用。

在光学元件馈送装置中使用的步进电动机，当周围温度低时，由于润滑脂的涂敷量偏差，使负荷不同，会产生最小驱动电压高，失调等脱离范围的问题，因此不得不使用大的步进电动机。由于这样，步进电动机的形状大，而且消耗电力大。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题，提供可靠性高、小型而且消耗电力小的光学元件馈送装置和使用它的光拾取器装置。

为了达到上述目的，本发明的第一方式提供了一种光学元件馈送装置，用于使光学元件在其光轴方向移动，具有：在光轴方向可移动地支承配置有上述光学元件的可动部件的支承模块；步进电动机；与上述光轴方向平行配置，通过上述步进电动机的旋转轴的旋转而转动的螺钉；与上述螺钉啮合，设置在旋转止动部，利用上述螺钉的旋转可在上述光轴方向移动的树脂性螺母；和用于在上述光轴方向上对上述可动部件加力，使上述可动部件与上述螺母接触的加力部件，其中，上述螺母通过缓冲材料与上述可动部件结合。

在本发明的第一方式的光学元件馈送装置中，优选上述螺钉直接连接在上述步进电动机的旋转轴上。另外，优选缓冲材料结合上述螺母的一部分与上述可动部件的一部分，优选在可动部件和上述螺母的至少一个上形成有用于积存上述缓冲材料的凹部或凸部。而且，优选在已除去上述旋转止动部的上述树脂制的螺母周围形成有金属。

为了达到上述目的，本发明的第二方式提供了一种光学元件馈送装置，其特征为，上述螺母的一部分由金属形成，以代替利由缓冲材料结合上述螺母与上述可动部件。

为了达到上述目的，本发明的第三方式提供了一种光拾取器装置，具有：本发明的第一或第二方式的光学元件馈送装置；激光光源；将从上述激光光源放射的激光束变成平行光的准直透镜；将上述激光束汇聚在光盘上的聚光透镜；和检测来自上述光盘的返回光的光检测器。

根据本发明，可提供可靠性高的光学元件馈送装置和使用它的光拾取器。

附图说明

图1为用于说明本发明实施方式的透镜馈送装置的结构的示意图。

图2为图1的透镜馈送装置的放大说明图

图3为表示本发明的实施方式的光拾取器装置的光学元件的配置的大致结构图。

图4A、图4B、图4C为本发明的实施例的螺母部的形状的说明图。

图5A、图5B为设置在本发明的实施例的螺母部上的缓冲材料的说明图。

图6为设置在本发明的实施例的螺母上的重物的说明图。

图7为使用本发明的透镜馈送装置的光盘装置的大致说明图。

具体实施方式

使用附图，详细说明本发明的光学元件馈送装置和使用它的光拾取器装置的实施例。

图3表示本发明的光拾取器装置100的光学系统的大致结构。如该图所示，从激光二极管1射出的激光L进入准直透镜2中而成为平行光，通过衍射光栅3，进入偏振光束分离器4。另外，通过可动透镜5，进入固定透镜6，利用反射镜7变成90度方向，通过物镜8，使焦点落在光盘9上。在图3中，检测透镜10是用于将从偏振光束分离器4分支的激光L引导至光检测器(未图示)的透镜。光拾取器装置100基本上这样构成。

为了在光盘9中增大记录容量，在同一光盘内第一记录层和第二记录层在光盘的厚度方向重合。在存取这种光盘9的第一记录层和第二记录层的情况下，盖玻璃(基板)的厚度变化，产生球面像差。由于这样，必需调整，使进入物镜8的光为弱发散光，或为弱汇聚光，以修正该球面像差。在本实施例中，利用后述的透镜馈送装置，通过在光轴方向移动调整可动透镜5，成为修正球面像差的结构。

例如，在蓝光光盘中，由于光盘9的第一记录层和第二记录层的间隔约为25μm，球面像差产生250mλ。

在本实施例中，当利用后述的透镜馈送装置(球面像差修正装置)，将可动透镜5移动20μm时，使用可修正10mλ的球面像差的透镜。但是，为了更正确地进行球面像差的修正，必需减小可动透镜5的馈送量。

另外，在蓝光光盘中，轨道间距为0.32μm，非常小。由于这样，当不能将跟踪方向(盘半径方向)的激光照射位置的变动量控制在0.32/4＝0.08μm以下的范围内时，难以进行跟踪。

另外，当为了修正像差而移动可动透镜5时，当可动透镜5在面方向稍微变动时，产生跟踪偏离。根据使用的可动透镜5的光学倍率使得，例如当光学倍率大约为8倍时，成为0.08μm×8≈0.6μm，可动透镜5的面方向的变动必需比0.6μm小。在可动透镜5的面方向变动速度慢的情况下，由于物镜8可以跟踪，即使例如3μm左右的变动也可对应。但是，在变动速度快的情况下，例如4kHz以上的情况下，由于物镜8不能跟踪，因此可动透镜5必需为不高速变动的结构。

在图1中表示用于移动调整该可动透镜5的透镜馈送装置的结构。透镜馈送装置具有安装有可动透镜5的可动框(可动部件)11；用于在可动透镜5的光轴方向上可移动地保持可动框11的主轴12和副轴13；和具有旋转轴的步进电动机14。

安装有可动透镜5的可动框11利用与图3所示的激光L的光轴方向平行地配置的主轴12和副轴13的导向，在光轴方向往复移动。

在步进电动机14的旋转轴上，与该旋转轴同轴地安装有导螺杆15。步进电动机14的旋转轴与可动透镜5的光轴平行配置，导螺杆15也与可动透镜5的光轴平行。导螺杆15与主轴12和副轴13平行配置。导螺杆15利用步进电动机14旋转轴的旋转而旋转。

这里，将导螺杆15与步进电动机14的旋转轴同轴地设置，使步进电动机14的旋转轴的转动直接传送到导螺杆15，但本发明不限于此，如果导螺杆15与可动透镜5的光轴平行配置，则也可以不与步进电动机14的旋转轴同轴地设置，例如，步进电动机14的旋转轴的转动也可以通过齿轮传递到导螺杆15。

以一体的形状设置有图2所示的旋转止动件16a的螺母16与导螺杆15啮合。导螺杆15的转动可使螺母16在导螺杆15的轴向移动。在本实施例中，螺母16由树脂制成。这样，通过使用树脂制的螺母16，为了提高导螺杆15和螺母16之间的润滑性，即使涂敷的润滑脂的量比使用金属制的螺母的情况少，也可以稳定地移动螺母。在润滑脂的涂敷量多的情况下，由于与周围的温度变化相应，润滑脂的粘性变化，步进电动机14的旋转轴的旋转负荷变动。在本发明中，通过使用树脂制的螺母，由于可减少润滑脂的涂敷量，可以抑制这种旋转负荷的变动。由于这样没有最小驱动电压高，没有失调等脱离范围的问题。结果，步进电动机14的消耗电力可减少。另外，在本发明中，由于利用树脂制造螺母16，量产性优良，可降低成本。

在可动框11中形成有3个通孔，主轴12、副轴13和导螺杆15分别间隙嵌入到各通孔中。可动透镜5安装在主轴12通过的通孔与副轴13通过的通孔之间。利用主轴12和副轴13，在可动透镜5的光轴方向可移动地支承可动框11。

如图1所示，可动框11在形成有主轴12和副轴13通过的二个通孔的部分和形成有导螺杆15通过的通孔的部分之间弯曲，两部分具有互相平行配置的结构。但是，在本发明中，可动框11的结构不是仅限于图1所示的结构，利用不是弯曲部的平坦的板状部件构成，主轴和副轴通过的二个通孔的形成面也可以与导螺杆15通过的通孔的形成面为同一个面。

在与导螺杆15啮合的螺母16所在步进电动机侧，可动框11间隙嵌合在导螺杆15上。螺旋状的压紧弹簧17间隙嵌合在主轴12上，压紧弹簧17的一端部与可动框11接触，另一端部固定在未图示的固定部上。压紧弹簧17在固定透镜的光轴方向上对可动框11加弹性力。这样，可动框11的与导螺杆间隙嵌合的部分向着螺母16被弹性加力，可动框11的一部分与螺母16的侧面接触。因此，可动框11和安装在该可动框11上的可动透镜5随着步进电动机14(导螺杆15)的旋转，与螺母16一起移动。

图2表示放大图1所示的透镜馈送装置的螺母16周边的简图。在螺母16上形成有旋转止动件16a，该旋转止动件16a可移动地嵌入在未图示的基座上形成的槽中。当步进电动机14的旋转轴旋转，导螺杆15转动时，螺母16在由旋转止动件16a限制的范围内旋转。然后，旋转止动件16a与在基座上形成的槽冲突回跳。即：当驱动步进电动机14使导螺杆15旋转时，螺母16振动，并且在螺导杆15的轴向移动。

在本实施例中，在螺母16和可动框11的导螺杆连接用的孔的形成部分之间设置有作为缓冲材料的润滑脂18，这样可以吸收并抑制这些螺母16的运动。结果，螺母16不高速地变动，可动框11可以稳定地在光轴方向移动。

在没有这种缓冲材料18的情况下，当导螺杆15旋转时，螺母16振动。该振动传递到可动框11，可动框11在前后方向(光轴方向)变动。这时，由于主轴12和插入主轴12的可动框11的导向孔11a的间隙，可动框11在与可动透镜5的光轴方向在不同的方向上变动。另外，由于螺母16的振动，引起该可动框11的变动为高频的变动，使跟踪难以控制。为了防止螺母16的振动传递到可动框11，可考虑直接固定并结合螺母16和可动框11，但在这种情况下，当不以高的精度平行地配置主轴12、副轴13和导螺杆15时，难以移动可动框。

在本发明中，通过缓冲材料使螺母16与可动框11结合，利用螺母16在可动框11上具有间隙移动(游动)的结构，由于螺母16的振动被缓冲材料吸收抑制，因此可防止这种可动框11的高频变动，可以稳定地进行跟踪控制。

在本实施例中，作为缓冲材料的润滑脂优选有高的粘性，优选有塑性，即使周边温度高，也可维持高的粘性。作为这种润滑脂，可举出サンケイ化学公司制的サンコルLEN-315Y(商品名)为例。

这里，在与螺母16的侧面相对的，形成可动框11的导螺杆连接用的孔的部分(以下称为导螺杆连接部)和与螺母16的侧面之间，部分地设置润滑脂作为缓冲材料，但放置润滑脂的位置或放置润滑脂的区域不限于这个位置或区域，只要螺母16和可动框11可通过润滑脂结合，放置在哪个位置上都可以。例如，在螺母16的外周的一部分和可动部11之间也可以形成润滑脂。另外，螺母16的侧面的一部分和可动框11的导螺杆连接部的一部分不限于通过润滑脂结合的结构，也可以放置润滑脂，使螺母16的全体通过润滑脂与导螺杆连接部结合。

另外，在使用润滑脂作为图2的缓冲材料18的情况下，也可以设置凹部或凸部，使得在螺母16与可动框11的导螺杆连接部之间形成间隙，形成润滑脂积存部。这样，在螺母16和可动框11的导螺杆连接部分之间可以稳定地保持润滑脂，具有冲击等不能使润滑脂溢出等的效果，可以稳定地抑制螺母16的振动。

图4A～图4C为在螺母16上设置润滑脂积存部的情况的构成例子，它表示在可动框11和螺母16之间设置有间隙的结构。图4A为在螺母16的侧面上形成圆环状的凸部161的例子，图4B为在螺母16的侧面上形成4个凸部162的例子。图4C为均匀地形成多个凸部163的例子。使用这些中任何一个螺母16，都可得到冲击等不能使润滑脂溢出的效果。另外，在图4A所示的例子中，通过在圆环状凸部的外周侧放置润滑脂，可防止润滑脂进入导螺杆侧。

另外，这里在螺母16上形成有凸部，但在可动框11侧设置凸部，也可得到同样的效果。另外，在螺母16或可动框11上，设置凹部代替凸部也可得到同样的效果。

在上述例子中，表示使用润滑脂作为缓冲材料的例子，但在本发明中，可以使用润滑脂以外的海绵或橡胶等作为缓冲材料。图5A为使用海绵19作为缓冲材料18的结构例子，海绵19贴在螺母16的侧面上。另外，海绵19也可以在可动框11上形成。图5B表示使用橡胶20作为缓冲材料的结构例子。

在图5A和图5B所示的结构例子中，海绵19或橡胶20配置在螺母16的侧面的整个圆周上，但也可以部分地配置，利用哪一种结构都可得到与上述效果同样的效果。

在上述例子中，利用树脂制成螺母16，但为了增大螺母的重量，也可以由金属等制成。图6为在除去旋转止动件16a的螺母16的外周上配置金属21。这样，通过加重螺母16的重量，可以减小螺母16不要的振动。在旋转止动件16a上优选不形成金属。即：当在旋转止动件16a上形成金属时，会增加与限制旋转止动件16的基座(未图示)的槽冲突时的冲击力。另外，除了与导螺杆15的接触部分，优选形成金属。即：当用金属形成与导螺杆15的接触部分时，必需增加用于润滑旋转用的润滑脂的量。

如上所述，为了修正盘9的厚度偏差，每当改变光盘9，要进行修正球面像差的驱动，并求出最佳位置，这时，可提供不产生跟踪偏离的稳定的装置，而且由于可使球面像差修正装置小型化，可使拾取器小型化，由此可使装置全体小型化。

图7是表示使用利用本装置的光拾取器的光盘装置的全体的方框图。光拾取器装置200具有在光盘9上记录再现信号用的光拾取器100；由使光盘9转动的主轴电动机和使光拾取器在半径方向移动的螺纹电动机构成的驱动部50；将电力供给驱动部50的驱动器51；由控制驱动器51和光拾取器100的系统控制器和处理光拾取器100的信号的前端处理器构成的电路处理部52。电路处理部52与主PC53连接控制。

在光拾取器内装有透镜馈送装置(球面像差修正装置)，电路处理部52的系统控制器输出指示，利用驱动器电路驱动。

以上利用实施例详细地说明本发明的光学馈送装置和使用它的光拾取器装置，但本发明不是仅限于这些实施例，在不偏离本发明的精神的范围内，可作各种改良或变更。

Claims (8)

1.一种光学元件馈送装置，用于使光学元件在其光轴方向移动，其特征在于，具有：

在光轴方向可移动地支承配置有所述光学元件的可动部件的支承模块；

步进电动机；

与所述光轴方向平行配置，通过所述步进电动机的旋转轴的旋转而转动的螺钉；

与所述螺钉啮合，设置在旋转止动部，利用所述螺钉的旋转可在所述光轴方向移动的树脂性螺母；和

用于在所述光轴方向上对所述可动部件加力，使所述可动部件与所述螺母接触的加力部件，

其中，所述螺母通过缓冲材料与所述可动部件结合。

2.如权利要求1所述的光学元件馈送装置，其特征在于：

所述螺钉直接连接在所述步进电动机的旋转轴上。

3.如权利要求1所述的光学元件馈送装置，其特征在于：

所述缓冲材料结合所述螺母的一部分与所述可动部件的一部分。

4.如权利要求3所述的光学元件馈送装置，其特征在于：

在所述可动部件和所述螺母的至少一个上形成有用于积存所述缓冲材料的凹部或凸部。

5.如权利要求1所述的光学元件馈送装置，其特征在于：

在已除去所述旋转止动部的所述树脂制的螺母周围形成有金属。

6.一种光拾取器装置，其特征在于，具有：

权利要求1所述的光学元件馈送装置；

激光光源；

将从所述激光光源放射的激光束变成平行光的准直透镜；

用于将所述激光束汇聚在光盘上的聚光透镜；和

检测来自所述光盘的返回光的光检测器。

7.一种光学元件馈送装置，用于使光学元件在其光轴方向移动，其特征在于，具有：

在光轴方向可移动地支承配置有所述光学元件的可动部件的支承模块；

步进电动机；

与所述光轴方向平行配置，通过所述步进电动机的旋转轴的旋转而转动的螺钉；

与所述螺钉啮合，设置在旋转止动部，利用所述螺钉的旋转可在所述光轴方向移动的树脂性螺母；和

用于在所述光轴方向上对所述可动部件加力，使所述可动部件与所述螺母接触的加力部件，

其中，所述螺母的一部分由金属制成。

8.一种光拾取器装置，其特征在于，具有：

权利要求7所述的光学元件馈送装置；

激光光源；

将从所述激光光源放射的激光束变成平行光的准直透镜；

用于将所述激光束汇聚在光盘上的聚光透镜；和

检测来自所述光盘的返回光的光检测器。

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