JP4384077B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を読み出し、または光ディスクに情報を記録する光ディスク装置が備える光ピックアップに関する。

光ディスク装置の光ピックアップの一般的な対物レンズ駆動手段は、対物レンズを搭載した可動部と、この可動部を支持する支持部材と、フォーカシング方向およびトラッキング方向への駆動力を発生するフォーカシングコイルおよびトラッキングコイルと、ヨークおよび永久磁石からなる磁気回路で構成される。フォーカシングコイルに駆動電流を印加することにより、永久磁石からの磁束との作用により生じる電磁力で可動部をフォーカシング方向に駆動し、同様にトラッキングコイルに駆動電流を印加することにより、永久磁石からの磁束との作用により生じる電磁力で可動部をトラッキング方向に駆動する。

このような対物レンズ駆動手段の従来構造の例が、特許文献１に記載されている。この公報では、C字型のフレキシブルプリント配線基板が、可動部であるヘッド部とその下の固定部となる電磁ヨークに固定接続されている。

さらに、特許文献２には、C字型のゴムダンパが、可動部であるアクチュエータ本体とその水平方向の固定部となるヨーク本体に固定接続されている。

特開平7-226056号公報（第３頁、図１）

特開平9-198683号公報（図１）

上記特許文献１に記載のヘッド装置は、光学ヘッド部のトラッキング方向端部において、それぞれ１枚の湾曲したフレキシブルプリント配線基板により磁気ヨークから浮かせるように支持されている。しかし、この構成ではフォーカシング方向に動作させる場合に、光学ヘッド部が磁気ヨークに近付く場合はフレキシブルプリント配線基板の湾曲の曲率が小さくなり、逆に光学ヘッド部が磁気ヨークから離れる場合はフレキシブル配線基板の湾曲の曲率が大きくなる。フォーカシング方向の動作時にフレキシブルプリント配線基板の湾曲の曲率が異なると、フォーカシング方向の位置によってばね定数が変化することになる。したがって、フォーカシング方向の動作の線形性が低下し、安定した動作が得られないというおそれがある。

特許文献２では、対物レンズの光軸方向から見てC字型となるようにゴムダンパが配置されているため、フォーカシング方向への動作に対するばね定数が極めて大きくなり、フォーカシング方向への動作がしづらいという問題がある。また、対物レンズの光軸方向から見てC字型となるゴムダンパだけでは対物レンズの光軸に垂直な面内で自由に動作可能となり、トラッキング方向の他にも、フォーカシング方向とトラッキング方向の両方に垂直な方向にも動作が生じてしまう。そのため、アクチュエータの動作を制限する軸が必要となり、部品点数が増加してしまう。

本発明の目的は対物レンズを搭載した可動部におけるフォーカシング方向の両方向への動作に対するばね抵抗を等しくし、動作の安定性を高めるとともに、トラッキング方向への移動も安定に行うことができる光ピックアップを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、次のように構成される。
対物レンズを用いて光ディスクとの間で情報の読み書きを行う光ピックアップにおいて、対物レンズと、該対物レンズを搭載した可動部と、C字型またはO字型に湾曲した一対の弾性板と、該一対の弾性板を介して上記可動部に接続される固定部とを有し、上記固定部は、上記可動部の上記対物レンズを挟んで対向する両側面に対して、対向する面を有し、上記一対の弾性板のそれぞれは、上記可動部の上記両側面のそれぞれの側面において、上記対物レンズの光軸に垂直な方向から見てC字型またはO字型に見える配置であって、上記可動部の側面と該側面に対向する上記固定部の面とに固定接続される光ピックアップとする。

本発明によれば、可動部の両側面において、対物レンズの光軸に垂直な方向から見てC字型またはO字型に湾曲した一対の弾性板により、可動部の側面と、該側面に対向する固定部とを固定接続することで、フォーカシング方向の動作位置によらず支持部材のばね定数を等しくすることができるので、フォーカシング方向およびトラッキング方向の動作として、線形性に優れた安定した動作を得ることができる。その結果、対物レンズの位置制御性を高めることができ、光ディスクへの情報の記録再生を正確に行うことができる。

本発明に係わる光ピックアップの実施例を図面を用いて説明する。

初めに、光ピックアップ１１０を搭載した光ディスク装置１００を図６のブロック図を用いて説明する。光ディスク装置１００は、光ディスク１０１を回転させるスピンドルモータ１２０と、光ディスク１０１から情報を読み出し、または光ディスク１０１に情報を書き込む光ピックアップ１１０と、これらを制御するコントローラ１３０とを備えている。光ピックアップ１１０は、レーザ発光素子１１１と対物レンズ１等の光学部品と対物レンズ駆動手段を有する。

コントローラ１３０に接続されたディスク回転制御回路１３１は、コントローラ１３０からの指令を受けて、光ディスク１０１を搭載したスピンドルモータ１２０を回転駆動する。また、コントローラ１３０に接続された送り制御回路１３２は、コントローラ１３０からの指令を受けて、光ピックアップ１１０を光ディスク１０１の半径方向に移動させる。

光ピックアップ１１０に搭載されたレーザ発光素子１１１には、発光素子駆動回路１３３が接続されている。コントローラ１３０からの指令を受けて発光素子駆動回路１３３から駆動信号がレーザ発光素子１１１に与えられると、レーザ発光素子１１１はレーザ光を発光する。レーザ光は対物レンズ１により光ディスク１０１上に集光される。集光されたレーザ光は、光ディスク１０１で反射し、対物レンズ１を通過し、光検出器１１２に入射する。光検出器１１２で得られた検出信号１３４は、サーボ信号検出回路１３５および再生信号検出回路１３７に送られる。サーボ信号検出回路１３５に送られた検出信号１３４に基づいてサーボ信号が生成されて、アクチュエータ駆動回路１３６に入力される。

アクチュエータ駆動回路１３６は、光ピックアップのここでは図示しない第１の電磁コイルあるいは第２の電磁コイルに駆動信号を入力し、対物レンズ１を位置決め制御する。
一方、再生信号検出回路１３７に入力された検出信号１３４から再生信号が生成され、光ディスク１０１の情報が再生される。

この図６で示した光ピックアップ１１０が有する対物レンズ駆動手段５０の詳細を以下に説明する。

図１は本発明の光ピックアップ１１０の対物レンズ駆動手段５０の斜視図である。図中、ｚ方向が対物レンズ１を対物レンズ１の光軸に沿って光ディスク面に接近または離遠させるフォーカシング方向であり、ｙ方向が対物レンズ１を光ディスクの半径方向に動作させるトラッキング方向となる。ｙ方向とｚ方向の双方に直交する方向をｘ方向とする。
対物レンズ１はホルダ２の上面に搭載され、ホルダ２のｘ方向に対向する側面に永久磁石８が取り付けられる。ホルダ２の内部には図示しないレーザ発光素子や光検出器等の光学部品が搭載される。対物レンズ１とホルダ２を含む可動部１１は、ホルダ２のトラッキング方向に対向する両側面に配置された一対の弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにより、この両側面に対向する面を有する固定部７に対して固定接続される。

弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、ホルダ２のトラッキング方向に対向する両側面において、対物レンズ１の光軸に垂直な方向から見て、それぞれC字型に湾曲した配置となっている。また、一対の弾性板６ａ、６ｂあるいは６ｃ、６ｄとしてはO字型に見える配置となる。すなわち、弾性板６ａ、６ｃは図示しない光ディスクに近い方向に凸に湾曲した形状となっており、弾性板６ｂ、６ｄは図示しない光ディスクから遠い方向に凸に湾曲した形状となっている。

弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、それぞれ一端がホルダ２のトラッキング方向に垂直な側面に半田等により固定され、他方が固定部７のトラッキング方向に垂直な面に取り付けられる。このとき、弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのそれぞれは、同一の板面が可動部の側面と固定部７の面とに固定接続される。１対の弾性板６ａ、６ｂおよび６ｃ、６ｄはそれぞれ１本の弾性板６ｅ、６ｆにまとまる。ここで、弾性板６ａ〜６ｆは、例えばフレキシブルプリント配線基板で構成される。この場合、弾性板６ａ〜６ｆを通して、ホルダ２に搭載されたレーザ発光素子１１１や光検出器１１２等と外部との電気的な接続が行われる。

第１の電磁コイル３および第２の電磁コイル４は、ヨーク９に取り付けられ、可動部１１の永久磁石８と離隔して配置される。固定部７とヨーク９はベース１０に固定される。
この対物レンズ駆動手段５０の動作について説明する。図６に示したアクチュエータ駆動回路１３６から第１の電磁コイルあるいは第２の電磁コイルに駆動信号である駆動電流が印加されると、永久磁石８との相互作用により電磁力が発生し、可動部１１がフォーカシング方向あるいはトラッキング方向に駆動される。

可動部１１が動作したときの弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの状態を図２と図３に示す。図２は可動部１１がフォーカシング方向（ｚ方向）に動作した場合を示し、図３は可動部１１がトラッキング方向（ｙ方向）に動作した場合を示す。なお、説明を容易にするために可動部１１と弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと固定部７だけを図示している。

図２において、図２（ｂ）は可動部１１が中立位置にある場合を示し、図２（ａ）は可動部１１が中立位置から図示しない光ディスクに近づく方向（図中の上側）に動作した場合を、図２（ｃ）は可動部１１が中立位置から図示しない光ディスクに対して離れる方向（図中の下側）に動作した場合を示す。ここで、図２（ａ）での弾性板６ａ、６ｃの変形状態と、図２（ｃ）での弾性板６ｂ、６ｄの変形状態は等しく、図２（ａ）での弾性板６ｂ、６ｄの変形状態と、図２（ｃ）での弾性板６ａ、６ｃの変形状態は等しくなる。したがって、フォーカシング方向のプラスマイナスの両方向への動作に対する弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのばね抵抗が同じになり、フォーカシング方向への線形性に優れた安定した動作が得られる。

また、図３において、図３（ｂ）は可動部１１が中立位置にある場合を示し、図３（ａ）は可動部１１が中立位置から図中右側のトラッキング方向へ動作した場合を、図３（ｃ）は可動部１１が中立位置から図中左側のトラッキング方向へ動作した場合を示す。図３（ａ）では、図中、可動部１１の左側の弾性板６ａ、６ｂが引き延ばされ、可動部１１の右側の弾性板６ｃ、６ｄが押しつぶされた形状となり、図３（ｃ）では、図中、可動部１１の左側の弾性板６ａ、６ｂが押しつぶされ、可動部１１の右側の弾性板６ｃ、６ｄが引き延ばされた形状となる。ここで、図３（ａ）での弾性板６ａ、６ｂの変形状態と、図３（ｃ）での弾性板６ｃ、６ｄの変形状態は等しく、図３（ａ）での弾性板６ｃ、６ｄの変形状態と、図３（ｃ）での弾性板６ａ、６ｂの変形状態は等しくなる。したがって、トラッキング方向のプラスマイナスの両方向への動作に対する弾性板６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのばね抵抗が同じになり、トラッキング方向への線形性に優れた安定した動作が得られる。

一方、可動部１１をそのトラッキング方向端部においてそれぞれ１枚の湾曲した弾性板１６ａ、１６ｂにより、ベース１０を固定部として浮かせるように支持した場合の、可動部１１がフォーカシング方向に動作した状態を図４に示す。
図４（ｂ）は可動部１１が中立位置にある場合を示し、図４（ａ）は可動部１１が中立位置から図示しない光ディスクに近づく方向（図中の上側）に動作した場合を、図４（ｃ）は可動部１１が中立位置から図示しない光ディスクに対して離れる方向（図中の下側）に動作した場合を示す。図４（ａ）では弾性板１６ａ、１６ｂは引き延ばされ、図４（ｃ）では弾性板１６ａ、１６ｂは押しつぶされた形状となり、フォーカシング方向の動作位置によって弾性板１６ａ、１６ｂの変形形状が異なることになる。これはフォーカシング方向の位置によって弾性板１６ａ、１６ｂのばね抵抗が変化することを示しており、フォーカシング方向の動作の線形性が低下することになる。

図５は、可動部１１をトラッキング方向に垂直な両側面において、それぞれ１枚のフォーカシング方向のどちらか一方に湾曲した弾性板２６ａ、２６ｂにより、固定部７に対して支持した場合である。これは、図１に対する比較例として検討したものである。図５に示すように、図１に比べて可動部１１がｙ軸回りに回転しやすくなり、対物レンズ１が光ディスクに対して傾き、情報の記録再生の正確さが低下する要因となる。

以上、本発明の光ピックアップによれば、フォーカシング方向の動作位置によらず支持部材のばね抵抗を等しくできるので、線形性に優れた安定した動作が得られる。また、本発明の光ピックアップは、可動部の回転が発生しにくくなるので、対物レンズが光ディスクに対して傾くことを抑えることができる。その結果、本発明の光ピックアップは、対物レンズの位置制御性を高めることができ、光ディスク装置の記録再生を正確に行うことができる。

なお、上記実施例ではホルダ２の内部にレーザ発光素子１１１や光検出器１１２等の光学部品を搭載する構成を示したが、レーザ発光素子１１１や光検出器１１２等の光学部品はホルダ２の外に配置した構成としても構わない。この場合、可動部１１の質量が軽くなるので、対物レンズ１を高速に駆動することが可能となる。

また、上記実施例では永久磁石８を可動部に配置し、第１の電磁コイルと第２の電磁コイルをベース側に配置する構成を示したが、これとは逆に永久磁石をベース側に配置し、第１の電磁コイルと第２の電磁コイルを可動部に配置する構成としても構わない。この場合、第１の電磁コイルと第２の電磁コイルへの電流供給は、フレキシブルプリント配線基板からなる弾性板６ａ〜６ｄに配線パターンを設けることにより容易に行われる。一般にコイルの方が永久磁石よりも質量が小さいので、本構成によれば可動部１１の質量をさらに軽量化でき、対物レンズ１を高速に駆動することが可能となる。

本発明は、光ディスク装置の光ピックアップに利用できる。

本発明に係わる光ピックアップの対物レンズ駆動手段の実施例の上面図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の動作説明図である。 図１に示した対物レンズ駆動手段の動作説明図である。 本発明と異なる対物レンズ駆動手段の動作説明図である。 本発明と異なる対物レンズ駆動手段の動作説明図である。 本発明に係わる光ディスク装置の実施例のブロック図である。

符号の説明

１・・・対物レンズ、２・・・ホルダ、３・・・第１の電磁コイル、４・・・第２の電磁コイル、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ・・・弾性板、７・・・固定部、８・・・永久磁石、９・・・ヨーク、１０・・・ベース、１１・・・可動部、５０・・・対物レンズ駆動手段、１００・・・光ディスク装置、１０１・・・光ディスク、１１０・・・光ピックアップ、１１１・・・レーザ発光素子、１１２・・・光検出器

Claims (3)

1. 対物レンズを用いて光ディスクとの間で情報の読み書きを行う光ピックアップにおいて、対物レンズと、該対物レンズを搭載した可動部と、C字型又はO字型に湾曲した一対の弾性板と、該一対の弾性板を介して上記可動部に接続される固定部とを有し、
   上記固定部は、上記可動部の上記対物レンズを挟んで対向する両側面に対して、対向する面を有し、
   上記一対の弾性板のそれぞれは、上記可動部の上記両側面のそれぞれの側面において、上記対物レンズの光軸に垂直な方向から見てC字型又はO字型に見える配置であって、上記可動部の側面と該側面に対向する上記固定部の面とに固定接続されることを特徴とする光ピックアップ。
2. 請求項１において、
   上記一対の弾性板のそれぞれは、同一の板面が上記可動部の側面と該側面に対向する上記固定部の面とに固定接続されることを特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項２において、
   上記可動部には永久磁石が設けられ、
   上記固定部は、上記可動部を上記対物レンズの光軸に平行な方向に移動させる第1の電磁コイルと、上記可動部を上記両側面を結ぶ方向に移動させる第2の電磁コイルとを有することを特徴とする光ピックアップ。

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