JP2002367203A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2002367203A
JP2002367203A JP2002020678A JP2002020678A JP2002367203A JP 2002367203 A JP2002367203 A JP 2002367203A JP 2002020678 A JP2002020678 A JP 2002020678A JP 2002020678 A JP2002020678 A JP 2002020678A JP 2002367203 A JP2002367203 A JP 2002367203A
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Dong-Seob Jang
東燮 張
Sung-Jin Lee
成進 李
Gyu-Chan Jun
圭賛 全
Young-Min Jeong
永民 鄭
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気軸受を用いた光ピックアップ装置を提供
する。 【解決手段】 対物レンズが搭載され、所定の支持部材
により弾力的に動き自在に支持されるスライダーと、デ
ィスクの回転時に生じる空気の流動によってそのディス
クから離隔方向に揚力が作用するように前記スライダー
に備えられた空気軸受部と、前記スライダー上の対物レ
ンズをディスクに対するフォーカス方向に変位させるア
クチュエータとを含んで構成される。これにより、空気
軸受部に作用する揚力を用いてスライダーをディスクか
ら浮上げると同時に圧電機構で対物レンズの位置を調節
してフォーカス制御を行うので、ディスクと光ピックア
ップ装置との衝突を防止し、対物レンズだけを変位させ
る効率的な方式で焦点位置を制御して記録／再生作業の
信頼性も高められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディスクの情報記録
及び再生に用いられる光ピックアップ装置に係り、特に
空気軸受を用いる光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＣＤＰ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓ
ｋ ｐｌａｙｅｒ）やＤＶＤＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒ
ｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ ｐｌａｙｅｒ）のように光記録
媒体のディスクに情報を記録／再生する光記録再生装置
には、ディスクの半径方向に沿って移動しつつそのディ
スクの記録面に光を照射し、それより反射される光を受
光し、情報を記録／再生する光ピックアップ装置が備え
られる。典型的な従来の光ピックアップ装置は、図１に
示されたように、ベース７に固定されるホルダ８と、そ
のホルダ８に一端が固定された弾性支持材６ａ〜６ｄに
より動き自在に支持されるボビン２と、ボビン２に搭載
された対物レンズ１と、この対物レンズ１のフォーカス
方向Ａ及びトラッキング方向Ｂへの駆動のために前記ボ
ビン２に設けられて通電経路を形成するフォーカスコイ
ル３及びトラッキングコイル４と、前記各コイル３、４
に流れる電流との相互作用によって前記ボビン２を駆動
させるための電磁気力を発生させる磁石１０及びヨーク
９とを含んで構成される。
【０００３】前記構成において、前記フォーカスコイル
３に電流を供給すれば、その電流と前記磁石１０及びヨ
ーク９による磁力との相互作用によって生じる電磁気力
により前記弾性支持材６ａ〜６ｄに支持されたボビン２
がフォーカス方向Ａに駆動される。したがって、フォー
カスコイル３に流れる電流を制御しつつディスク（図示
せず）記録面と対物レンズ１との焦点距離が制御可能に
なる。また、前記トラッキングコイル４に流れる電流を
制御すればボビン２が電磁気力によりトラッキング方向
Ｂに駆動され、対物レンズ１がディスク上の所望のトラ
ックを正確に追従するように制御可能である。
【０００４】一方、最近には記録媒体の高容量化の要求
につれ、ディスクのトラックピッチをできるだけ狭くし
た高密度ディスクが開発されている。そして、このよう
な狭いトラックピッチを有する高密度ディスクに情報を
円滑に記録／再生するために光ピックアップ装置も対物
レンズ１を開口数０．８以上の高開口数対物レンズに転
換している。ところが、このような高密度ディスク及び
高開口数対物レンズを採用することにおける難点は、こ
のような高開口数対物レンズを使用すれば対物レンズ１
とディスクとの焦点距離が０．２ｍｍ以下水準に相当狭
まるという点である。すなわち、高開口数の対物レンズ
は非常に短い距離内で光を収束させるためにその焦点距
離が０．１〜０．２ｍｍしかならないが、もし、ここに
図１のような典型的な光ピックアップ装置を採用する場
合、焦点距離が狭すぎてフォーカス制御時に対物レンズ
１とディスクとが衝突する恐れがある。しかも、図１の
光ピックアップ装置は、対物レンズ１、フォーカスコイ
ル３及びトラッキングコイル４などを全て搭載したボビ
ン２全体が駆動されるために、微細な範囲を動く駆動系
で使用することには慣性が大き過ぎる。したがって、図
１の光ピックアップ装置は焦点距離が数ｍｍの一般のデ
ィスク及び一般の対物レンズを使用するシステムでは別
に問題がないが、焦点距離が０．１〜０．２ｍｍの高密
度ディスク及び高開口数対物レンズを採用したシステム
では、慣性の影響が大きくてフォーカス制御がなされる
間に対物レンズ１がディスク記録面に衝突しやすい。こ
れにより、ディスク及び対物レンズ１の両方が共に損傷
される恐れがあるので、これを解決できる方案が要求さ
れている。
【０００５】一方、このような問題を解決するために、
図２のような光ピックアップ装置が提案されたことがあ
る。これは回転式アクチュエータ２０の機械的な弾性力
によりディスク２３記録面に密着されるように弾性的に
付勢された空気軸受スライダー２１に対物レンズ２２を
装着した構造であって、ディスク２３が回転すれば前記
空気軸受スライダー２１が揚力を受けてディスク２３記
録面から浮上がって前記アクチュエータ２０の弾性力と
平衡をなす位置で焦点位置を保たせる。したがって、こ
のような構造ではスライダー２１とディスク２３の記録
面との間に形成される空気軸受が常にギャップを保つた
めに対物レンズ２２とディスク２３との衝突が生じなく
なる。
【０００６】しかし、このような構造は前述したように
空気軸受に作用する揚力とアクチュエータ２０の弾性力
による平衡位置で焦点位置を適当に保っているために、
精密なフォーカス制御は不可能で記録再生の信頼性が劣
る短所がある。
【０００７】したがって、このような問題を解消しうる
新たな構造の光ピックアップ装置が要求されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
勘案して創出されたものであって、高密度ディスクのフ
ォーカス制御を安定的に行えるように改善された光ピッ
クアップ装置を提供することにその目的がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、対物レンズが搭載され、所定の支持部材に
より弾力的に動き自在に支持されるスライダーと、ディ
スクの回転時に生じる空気の流動によってそのディスク
から離隔方向に揚力が作用するように前記スライダーに
備えられた空気軸受部と、前記スライダー上の対物レン
ズをディスクに対するフォーカス方向に変位させるアク
チュエータとを含むことを特徴とする。
【００１０】ここで、前記アクチュエータは、前記スラ
イダーに設けられて電圧印加により可逆的に変形されつ
つ前記対物レンズを変位させる圧電機構を含むことが望
ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳しく説明する。図３ないし図５は本発明の第１実
施形態に係る光ピックアップ装置を示す。
【００１２】図面を参照すれば、ディスクＤ上で回動す
る回動バー３００に弾性支持材のサスペンション２００
が設けられており、このサスペンション２００の一端に
は対物レンズ１０２を搭載したスライダー１００が設け
られている。部材番号２１０はサスペンション２００と
スライダー１００とを連結する弾性片を示す。そして、
前記スライダー１００の下面、すなわち、ディスクＤと
の対面側には図４Ａ及び図４Ｂに示されたように、ディ
スクの回転時に生じる空気流動により揚力を作用させる
空気軸受部１０１が備えられている。すなわち、ディス
クの回転によってそのディスク周辺に空気の流動が生じ
ると、その空気流動が前記空気軸受部１０１に衝突しつ
つ前記スライダー１００をディスクから離隔させる方向
の揚力として作用することになる。一方、部材番号１０
３は電圧印加により可逆的に変形する圧電素子を示す。
この圧電素子１０３の一端部１０３ａは接着パッド１０
４を介在してスライダー１００に付着固定され、他端部
１０３ｂはスライダー１００の開口部１００ａに設けら
れた前記対物レンズ１０２の下面の一側に付着されて対
物レンズ１０２を支持している。したがって、電源１０
６及び電圧印加ライン１０５を含む電圧印加部から電圧
が加えられると、この圧電素子１０３の他端部１０３ｂ
が変形されつつ前記対物レンズ１０２を昇降させる。本
実施形態に例示された圧電素子１０３は、いわゆるバイ
モルフ型（ｂｉｍｏｒｐｈ ｔｙｐｅ）圧電フィルムで
あって、例えば２５ｍｍ（幅）×３２．５ｍｍ（長さ）
×１０４μｍ（厚さ）のサイズに形成し、かつ本装置に
設置した後、電圧印加部を通じて±１００ボルトの電圧
を加える場合に±１０μｍの昇降変位が得られる。部材
番号１２０は回動バー３００に設けられた反射ミラーで
あって、光学系１１０から出射された光を前記対物レン
ズ１０２を通じてディスクＤに照射させ、またそれより
反射された反射光を再び光学系１１０に誘導する経路変
換の役割をする。
【００１３】前記構成の光ピックアップ装置において、
記録再生作業のためにディスクＤが回転し始めると、デ
ィスクＤの周囲に空気の流動が生じて空気軸受部１０１
がその流動される空気により揚力を受けることになり、
よってスライダー１００が前記サスペンション２００に
より弾力的に支持された状態で浮上がってディスクＤか
ら所定距離を保つことになる。この際、浮上がる距離は
約０．１〜０．２ｍｍであり、高開口数対物レンズを使
用する光ピックアップ装置では通常この範囲内で焦点距
離が形成される。この状態で記録再生作業が開始される
と、前記光学系１１０からディスクＤに光が照射され、
同時に前記圧電素子１０３を含む圧電機構により対物レ
ンズ１０２が昇降しつつフォーカス制御が行われる。す
なわち、光学系１１０を通じて記録再生装置のコントロ
ーラ（図示せず）に感知されるフォーカスエラー信号に
よって前記電圧印加ライン１０５及び電源１０６を含む
電圧印加部が圧電素子１０３に適切な電圧を印加し、こ
れにより図５のように圧電素子１０３の他端部１０３ｂ
が変形されつつ対物レンズ１０２を昇降変位させること
になる。したがって、光学系１１０から対物レンズ１０
２を通じてディスクに入射される光ビームの焦点位置が
調節されつつフォーカス制御が行われる。
【００１４】したがって、本発明の光ピックアップ装置
では、空気軸受を用いてディスクＤと０．１〜０．２ｍ
ｍの微小ギャップを保ちつつ前記圧電機構を用いたアク
チュエータで対物レンズ１０２だけの位置を調節しつつ
フォーカス制御を行うために、対物レンズ１０２とディ
スクＤとの衝突を防止しつつフォーカス制御を効率よく
行える。
【００１５】次いで、図６ないし図９Ｂは本発明の第２
実施形態に係る光ピックアップ装置を示す。図面におい
て前述した第１実施形態の図面と同一な部材番号は同一
な機能を行う部材を示す。
【００１６】本実施形態は図６及び図７に示されたよう
に、圧電機構を用いたフォーカス制御用アクチュエータ
に環状の圧電素子１１３を採用し、対物レンズ１０２を
この環状の圧電素子１０３に連結された板バネ支持台１
１３ａに結合して支持する構成を例示したものである。
前記環状の圧電素子１１３はモノリシック型（ｍｏｎｏ
ｌｉｔｈｉｃ ｔｙｐｅ）圧電素子とも称され、電圧が
印加されれば半径方向に収縮または膨脹しつつその直径
が変わる素子である。したがって、図８Ａのように直径
が収縮されれば図８Ｂのように支持台１１３ａも弾性変
形されつつ対物レンズ１０２の位置が下降され、逆に図
９Ａのように直径が膨脹されれば、図９Ｂのように対物
レンズ１０２の位置が上昇することになる。すなわち、
本実施形態では、かかる環状の圧電素子１１３の半径方
向の変位を用いて対物レンズ１０２を昇降させてフォー
カス制御を行うことである。
【００１７】前記構成における記録再生作業の開始とフ
ォーカス制御過程は、前述した第１実施形態の場合と同
一である。但し、本実施形態では対物レンズ１０２の位
置を環状の圧電素子１１３及び板バネ支持台１１３ａを
含む圧電機構でも制御可能なことを示したものである。
したがって、本実施形態も空気軸受を用いてディスクと
の衝突を防止し、同時に対物レンズ１０２を変位させつ
つフォーカス制御を効率よく行うので記録再生作業の信
頼性を高められる。
【００１８】
【発明の効果】前述したように本発明に係る光ピックア
ップ装置は、空気軸受部に作用する揚力を用いてスライ
ダーをディスクから浮上げると共に、圧電機構で対物レ
ンズの位置を調節してフォーカス制御を行うので、ディ
スクと光ピックアップ装置との衝突を防止し、対物レン
ズだけを変位させる効果的な方式で焦点位置を制御する
ので記録再生作業の信頼性も高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の光ピックアップ装置を示す図面であ
る。
【図２】 従来の他の形態の光ピックアップ装置を示す
図面である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ
装置を示す図面である。
【図４Ａ】 図３の光ピックアップ装置の要部を示す分
離斜視図である。
【図４Ｂ】 図４Ａの結合斜視図である。
【図５】 図３の光ピックアップ装置のフォーカス制御
動作を示す図面である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ
装置を示す図面である。
【図７】 図６の光ピックアップ装置の要部を示す部分
断面図である。
【図８Ａ】 図６の光ピックアップ装置のフォーカス制
御動作を示す図面である。
【図８Ｂ】 図６の光ピックアップ装置のフォーカス制
御動作を示す図面である。
【図９Ａ】 図６の光ピックアップ装置のフォーカス制
御動作を示す図面である。
【図９Ｂ】 図６の光ピックアップ装置のフォーカス制
御動作を示す図面である。
【符号の説明】
Ｄ ディスク １００ スライダー １０２ 対物レンズ ２００ サスペンション ２１０ 弾性片 ３００ 回動バー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 全 圭賛 大韓民国ソウル特別市江南区狎鴎亭洞434 番地現代アパート116棟1104号 (72)発明者 鄭 永民 大韓民国ソウル特別市道峰区倉４洞38番地 住公アパート1708棟108号 Ｆターム(参考） 5D118 AA28 BA01 DC03 EA08 EA12 EA13 EF02 EF08 FA49

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対物レンズが搭載され、所定の支持部材
    により弾力的に動き自在に支持されるスライダーと、 ディスクの回転時に生じる空気の流動によってそのディ
    スクから離隔方向に揚力が作用するように前記スライダ
    ーに備えられた空気軸受部と、 前記スライダー上の対物レンズをディスクに対するフォ
    ーカス方向に変位させるアクチュエータとを含むことを
    特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記アクチュエータは、 前記スライダーに設けられて電圧印加により可逆的に変
    形されつつ前記対物レンズを変位させる圧電機構を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記圧電機構は、 一側は前記スライダーに固定され、他側は前記対物レン
    ズに結合される圧電素子と、前記他側が変形されるよう
    に圧電素子に電圧を印加する電圧印加部とを含むことを
    特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記圧電機構は、 前記スライダーに設けられ、半径方向への収縮及び膨脹
    が可能な環状の圧電素子と、一端は前記圧電素子に固定
    され、他端は前記対物レンズに結合され、その対物レン
    ズを支持する支持台と、前記圧電素子の半径方向への変
    形を導くように電圧を印加する電圧印加部とを含むこと
    を特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
JP2002020678A 2001-06-08 2002-01-29 光ピックアップ装置 Pending JP2002367203A (ja)

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