JP2004158147A - 光ピックアップ装置及びそれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度化が進み、対物レンズとディスクの作動距離が小さくなると、ディスク装置の電源が入っていない時、または電源は入っていても、記録又は再生動作待ち状態の時などといった非制動時などには、ディスク装置に大きな衝撃や振動などが加わると、対物レンズがディスクと接触して、傷付きや破損などを発生するといった問題が発生しやすくなる。
【解決手段】ディスク装置の対物レンズを駆動する駆動手段と、対物レンズ駆動手段を移動させる位置制御手段とを有した構造とし、電源が投入されていない時や、電源投入がされていても対物レンズが制御されていない非制動状態時においては、位置制御手段によって、対物レンズがディスクから対物レンズの制動状態時に比べて、より離れた位置へ配置されるようにする。また、制動状態になる時には、位置制御手段によって対物レンズ駆動手段が移動せしめられ、対物レンズが制動状態時の所定位置へと配置されるようにするものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク状の媒体に様々な情報を記録、又は読み出しを行うディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音声や映像を初めとして様々な情報を記録または再生するディスク装置はすでに、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ等として多くの製品化が成されている。こうしたディスク装置はすでに公知な通り、レーザ光を光学素子である対物レンズによって絞込み、該対物レンズを保持するアクチュエータを適宜制御しながら、ディスク状媒体に照射することで、データを記録又は再生するものである。
【０００３】
図９に対物レンズによって絞り込まれたレーザ光の状態を示す。図９において、８０は対物レンズであり、８１はディスク媒体、８２は該ディスク媒体の記録面である。また、図９におけるＷＤは、該ディスク媒体と該対物レンズとの作動距離（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を表す。
【０００４】
こうしたディスク装置では、レーザ光８３を絞り込んだスポット径は、レーザの波長λと対物レンズのＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ：開口数）と呼ばれる値によって、ｋを定数として以下の式（１）のように決定される。
スポット径α＝ｋ・λ／ＮＡ ……（１）
また、図９のようにｎをディスクの屈折率とすると、ＮＡは次のように表される。
ＮＡ＝ｎｓｉｎθ ……（２）
近年該ディスク装置は、使用する半導体レーザの短波長化の技術革新によって、更なる記録の高密度化が実現されようとしている。一般に高密度化を図るためには、スポット径αを小さくすれば良い。従って上記（１）式の関係から、
（ａ）レーザの波長λを短くする。
（ｂ）対物レンズのＮＡの値を大きくする。
といった方策を施せば良いことがわかる。レーザの波長λを短くするということは、現在の赤色レーザから青色レーザへと移行することによって実現可能である。しかし、ＮＡの値を大きくするということは、上記（２）式におけるθを大きくすることを意味することから、以下のような方法を選択する必要がある。
（ｉ）対物レンズとディスク間の作動距離（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）をある程度確保することを優先して、対物レンズの径を大きくする。
（ｉｉ）対物レンズの径をある程度以下とすることを優先して、対物レンズとディスク間の作動距離をより小さくする。即ち、対物レンズをディスクにより近接させる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、（ｉ）の手段を選択し、対物レンズの径を大きくしてゆくと、通常の記録再生動作時においてディスク装置の制御機構によって行われる、いわゆるフォーカス方向制御、トラッキング方向制御等の制御性が著しく損なわれることや、ピックアップ全体のサイズが大きくなり、ディスク装置全体の機構系レイアウトやその他の機構系部品の性能に悪影響を与えるといった問題が発生するため、通常は対物レンズの径をある程度以上にはせず、（ｉｉ）の手段、即ち、対物レンズをディスクにより近接させ、作動距離を小さくする手段を選択することが多い。
【０００６】
【非特許文献１】
尾上守夫監修「光ディスク技術」ラジオ技術社、１９８９年２月１０日、ｐ．５０−５２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ある程度、対物レンズとディスクとの作動距離が小さくなっても、ディスク装置における通常の記録又は再生動作時においては、上述したようなフォーカス方向制御及びトラッキング方向制御等を行なっていることから、該対物レンズとディスクとの接触、及びそれに伴う対物レンズやディスクの傷付きや破損などの発生といった問題は、ある程度回避することができる。
【０００８】
しかしながら、例えばディスク装置の電源が入っていない時や、ディスク装置の電源は入っていても、記録又は再生動作待ち状態の時などといった、上記対物レンズ動作制御が行われていない非制動時には、通常、対物レンズは自由に振動することができる状態にあるため、ディスク装置に大きな衝撃や振動などが加わると、これが加振源となって該対物レンズが加振され、その結果ディスクと接触して、傷付きや破損などを発生するといった問題が起き易くなる。
【０００９】
本発明は、上述のような、ディスク装置の電源が投入されていない時や、ディスク装置の電源が投入されていても、該対物レンズが制御されていない非制動状態の時であっても、対物レンズやディスクに傷付きや破損などが発生しないようにすることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、該ディスク装置の対物レンズを駆動する駆動手段と、該対物レンズ駆動手段を移動させる位置制御手段とを有した構造とし、電源が投入されていない時や、電源投入がされていても該対物レンズが制御されていない非制動状態時においては、該位置制御手段によって、該対物レンズがディスクから該対物レンズの制動状態時に比べて、より離れた位置へ配置されるようにする。また、制動状態になる時、即ち何らかの信号の記録又は再生動作を行う時には、該位置制御手段によって該対物レンズ駆動手段が移動せしめられ、該対物レンズが制動状態時の所定位置へと配置されるようにするものである。
以上述べたような構成とすることで、ディスク装置の電源が投入されていない時や非制動時において、ディスク装置外部から振動や衝撃によって該対物レンズやディスクの傷付きや破損の発生を回避することが可能となり、ディスク装置性能の信頼性向上を図ることが出来るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を各図面を用いて説明する。
図１は本発明における第１の実施例であるディスク装置のアクチュエータ部分の構成概要を示した側面図であり、図２は該アクチュエータ部分の構成概要を示した平面図である。また、図３は本発明における第１実施例であるディスク装置アクチュエータ部分の動作状態を示した側面図である。
【００１２】
図１において、１はディスク装置アクチュエータの対物レンズであり、２は該対物レンズを保持するアクチュエータホルダである。３ａ及び３ｂは、該アクチュエータホルダを支持するワイヤ類であり、４はその保持部材である。５ａはヨークと呼ばれるベース部材であり、５ｂ及び５ｃはヨーク５ａの立ち上げ部、５ｄ及び５ｅはヨーク５ａ上の位置決め部材である。６、７、８は該ヨーク５ａの位置制御手段を構成しており、６及び７は圧電素子、８は電極である金属板である。また、９ａ及び９ｂは該位置制御手段６、７及び８の保持部材である。そして１０は、該位置制御手段６、７及び８を駆動する駆動回路である。これらアクチュエータ部品類、及び光学系部品類等は、ピックアップケース部材（図１内指示せず。別図８に示す）に搭載される。
【００１３】
これらを更に図２によって説明する。図２に示すように、該アクチュエータホルダ２にはコイル２２、２３、及び２４が取り付けられている。このアクチュエータホルダ２は、４本のワイヤ類３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ（図示せず）を介して保持部材４にて保持されており、該保持部材４はヨーク５ａ上へ取り付けられるといった構成となっている。また、このヨーク５ａの立ち上がり部分５ｂ及び５ｃには、それぞれマグネット２０及び２１が取り付けられている。また、このヨーク５ａ上にある突起部５ｄ、５ｅ、５ｆは、該ヨーク５ａの位置決め用部材であり、同じく位置決め用部材の１２へ当接することにより、常に所定の状態に位置決めされるものである。
【００１４】
該アクチュエータホルダ２に取り付けられた該コイル類２２、２３、２４には、該ワイヤ類３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ（図示せず）を通じて電流が流れる構造となっている。該コイル類２２、２３、２４に電流が流れると、該ヨーク５ａに取り付けられたマグネット２０及び２１との関係から力が作用して、その結果、該アクチュエータホルダ２が上下（フォーカス方向）及び左右（トラッキング方向）へと、所定量駆動するように構成されているものである。
【００１５】
該ヨーク５ａには、圧電素子６、８及び電極である金属板７によって構成されている位置制御手段が取り付けられている。この圧電素子６、８及び金属板７によって構成されているヨーク位置制御手段は、アクチュエータや光学部品などを含むピックアップケース部材（図示せず）１１の一部である９ａ、９ｂによって保持され、また、このヨーク位置制御手段には駆動回路１０がつながっている。
【００１６】
この圧電素子６及び８はその厚み方向に分極されており、該駆動回路１０から所定の電圧を印加すると、上部の圧電素子は圧電横効果によって縮み、下部の圧電素子が伸びるために全体としてはディスクに対して垂直に上方向（Ｚ方向）へと曲がることになる。そこで、位置制御手段への印可電圧に対する変位量の関係を求めておくことで、所定の電圧を印可することにより、図３に示すように、該ヨーク５ａの位置決め用部材５ｄ、５ｅ、５ｆが位置決め用部材１２へ当接して、所定量ｈだけ移動した状態で位置決めすることができる。この位置決め位置において、該対物レンズ１はディスク（図示せず）との所定の作動距離を保ち、所定の記録又は再生動作を行える状態となるものである。
【００１７】
本実施例において上述の動作は、図４に示すようなシーケンスで行われる。即ち、ディスク装置として記録または再生動作処理開始のコマンドが発行（５１）されると、まずディスク装置は、アクチュエータ類を駆動する前に、該駆動回路１０へ所定電圧を印加する（５２）。該駆動回路１０へ所定電圧が印加されると、前述したように、位置制御手段を構成する圧電素子６及び８が伸縮するために、６、７、８は全体として上方向へと屈曲する。その結果、アクチュエータ部品類を搭載したヨーク５ａが所定位置まで移動して、位置決め用部材５ｄ、５ｅ、５ｆが位置決め用部材１２へ当接して位置決めされる。この時点で初めてディスク装置は記録または再生動作を開始する（５３）。記録または再生動作の終了コマンドが発行される（５４）と、該駆動回路１０を駆動していた駆動電圧の印加を停止し（５５）、該ディスク装置は次のしかるべき処理動作を行うものである（５６）。この為、該圧電素子は元の状態へ復帰し、アクチュエータは通常の作動距離より更にｈだけ離れた位置まで移動することになり、ディスク装置外部からの振動や衝撃に起因する、該対物レンズ１やディスク（図示せず。別図８に示す）６９の傷付きや破損の発生を回避することが可能となるものである。
【００１８】
以下、本発明第２の実施例を説明する。
図５は本発明における第２の実施例であるディスク装置のアクチュエータ部分の構成概要を示した側面図である。また、図６は本発明における第２実施例の動作時の状態を示した図である。図７は本発明における第２の実施例であるディスク装置アクチュエータ部分の構成概要を示した平面図である。
【００１９】
本発明における第２の実施例は、第１の実施例と同様な構造を有している。即ち、図５における１は、ディスク装置アクチュエータの対物レンズであり、２は該対物レンズを保持するアクチュエータホルダである。３ａ及び３ｂは、該アクチュエータホルダを支持するワイヤ類であり、４はその保持部材である。５ａはヨークと呼ばれるベース部材であり、５ｂ及び５ｃはヨーク５ａの立ち上げ部、５ｄ及び５ｅはヨーク５ａ上に設置された位置決め部材である。
【００２０】
図５及び図７に示す部材、４０ａ及び４０ｂは該ヨーク５ａに設置されたヨークガイド用部材であり、図７に示す４１ａ及び４１ｂも同様のヨークガイド用部材である。また図５及び図７に示す部材３０及び図７に示す部材３１は、いずれも該ヨークガイド部材移動のための案内溝を有したヨークガイド案内用部材である。
【００２１】
該ヨーク５ａには、圧電素子６、８及び電極である金属板７によって構成されている位置制御手段が取り付けられている。この圧電素子６、８及び金属板７によって構成されているヨーク位置制御手段は、アクチュエータや光学部品などを含むピックアップケース部材（図示せず）１１の一部である９ａ、９ｂによって保持され、また、このヨーク位置制御手段には駆動回路１０がつながっている。第１の実施例と同様に、該駆動回路１０から所定の電圧を印加すると、上部の圧電素子は圧電横効果によって縮み、下部の圧電素子が伸びるために全体としてはディスクに対して垂直に上方向（Ｚ方向）へと曲がり、図６に示すように、該ヨーク５ａの位置決め用部材５ｄ、５ｅ、５ｆが位置決め用部材１２へ当接して、所定量ｈ’だけ移動した状態に位置決めされることになる。この位置決め位置において、該対物レンズ１はディスク（図示せず）との所定の作動距離を保ち、所定の記録又は再生動作を行える状態となるものである。
【００２２】
こうした動作状態の際、移動量ｈ’がある程度以上大きくなると、アクチュエータ全体の図７に示すＸＹ平面内Ｘ方向への位置ずれ量が大きくなり、結果としてピックアップケース部材に設置されている光学部品類との相対位置関係が、ディスク装置としての性能を維持確保するための許容量を超えてしまうといった問題が発生する。そこで、該ヨーク５ａ上に４０ａ、４０ｂ、４１ａ及び４１ｂといったヨークガイド用部材を設け、ヨークガイド案内用部材３０及び３１の案内溝に沿って移動するような構造とすることで、上述のような位置ずれを防ぐものである。
【００２３】
また逆に、移動量が非常に小さくても良く、その結果、アクチュエータのＺ方向の位置ずれ量が十分小さくなる場合では、該ヨーク５ａのＺ方向の位置決め部材５ｄ、５ｅ、５ｆ及び１２を有せずとも、所望の変位量を得られるだけの電圧を印可することでアクチュエータ位置の制御を行うことも可能である。
【００２４】
また、加速度センサ等により、ディスク装置へ加わった振動や衝撃を検出できるようにし、記録又は再生中にある程度以上の振動や衝撃が加わったことを検出した時、該位置制御手段へ印可している電圧を落とし、アクチュエータ部全体をディスクから遠ざけるようにすることで、信号の記録又は再生状態においてレンズやディスクのダメージの発生を極力抑えることが可能である。そしてさらに、ディスク装置へ加わった振動や衝撃がある程度以下になったことを検出したら、再度、該位置制御手段を作動させて、記録又は再生動作を再開するような構成とすることで、ディスク装置の信頼性の更なる向上を図ることが可能である。
【００２５】
図８は、本発明であるピックアップ装置を搭載した、ディスク装置の概要を示す平面図である。
シャーシ６０には、ディスク６９を係合して所定回転数にて回転させるための手段であるスピンドルモータ６１、本発明であるアクチュエータ部品類や光学部品類などを搭載したピックアップケース部材１１、及び該ピックアップケース部材１１上に締結用部材７３によって締結された係合部材７２を介して、該ピックアップ部材１１を該ディスク６９の半径方向へと駆動し、所望位置へと移動させる手段であるシークモータ６２とリードスクリュー６３、また該ピックアップケース１１を保持して移動動作を案内するためのガイドシャフト６４及び６５などが搭載されている。通常該シャーシ６０は外部筐体（図示せず）などへ、６６、６７、６８といった連結用部材によって連結されている。
【００２６】
また、該ピックアップケース部材１１から出ている部材７４は、該ピックアップ内の要素を動作させるために必要な各種電気信号等や、該ピックアップに検出される各種電気信号等を外部の回路系（図示せず）とやり取りする為の信号伝達手段である。
ここで、該位置決め用部材１２は、該ピックアップケース１１内に７１ａ、７１ｂ、７１ｃといった部材によって、該アクチュエータの位置決め用の姿勢が調整され、且つ締結保持されている。
こうした構造を有することによって、該ディスク装置は、外部からの振動や衝撃などによって発生する該対物レンズやディスクの傷付きなどを回避することが可能となり、ディスク装置性能の信頼性向上を図ることが出来るものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたような構成とすることで、ディスク装置の電源が投入されていない時や非制動時において、ディスク装置外部から振動や衝撃によって該対物レンズやディスクの傷付きや破損の発生を回避することが可能となり、ディスク装置性能の信頼性向上を図ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施例の全体構成概要側面図
【図２】本発明第１の実施例の全体構成概要平面図
【図３】本発明第１の実施例の動作状態図
【図４】本発明第１の実施例の動作処理図
【図５】本発明第２の実施例の全体構成概要側面図
【図６】本発明第２の実施例の動作状態図
【図７】本発明第２の実施例の全体構成概要平面図
【図８】本発明のディスク装置平面図
【図９】本発明の従来技術説明図
【符号の説明】
１…対物レンズ、２…アクチュエータホルダ、３…ワイヤ、４…保持部材、
５…ヨーク、６、８…圧電素子、７…金属板、９…位置制御手段保持部材、
１０…位置制御手段駆動回路、１１…ピックアップケース部材、
１２…アクチュエータ位置決め部材。

Claims (7)

1. ディスク媒体上に所定信号を記録再生するのに必要なレーザ光を集束、分割、折り曲げ等を行う為の光学素子と、
   該光学素子を駆動する駆動手段と、
   レーザ光を受光検出する為の検出器と、
   該レーザ光の光源駆動信号や、該光学素子駆動手段の駆動信号、該検出器の信号を外部回路に伝達する為の伝達手段と、
   該光学素子駆動手段の位置を該ディスク媒体に対し垂直方向へ変化させる位置制御手段と
   を有することを特徴とする光ピックアップ装置
2. 請求項１の光ピックアップ装置において、
   信号の記録又は再生動作時のみ該光学系素子駆動手段の位置を該ディスク媒体に対し垂直方向へ近接させる
   ことを特徴とする光ピックアップ装置
3. ディスク媒体上に所定信号を記録再生するのに必要なレーザ光を集束、分割、折り曲げ等を行う為の光学素子と、
   該光学素子を駆動する駆動手段と、
   レーザ光を受光検出する為の検出器と、
   該レーザ光の光源駆動信号や、該光学素子駆動手段の駆動信号、該検出器の信号を外部回路に伝達する為の伝達手段と、
   該光学素子駆動手段の位置を該ディスク媒体に対し垂直方向へ変化させる位置制御手段と
   該光学素子駆動手段を所定位置へと位置決めする位置決め手段と
   を有することを特徴とする光ピックアップ装置
4. 請求項３の光ピックアップ装置において、
   信号の記録又は再生動作時のみ該光学系素子駆動手段を所定位置へ位置決めすることを特徴とする光ピックアップ装置
5. ディスク媒体上に所定信号を記録再生するのに必要なレーザ光を集束、分割、折り曲げ等を行う為の光学素子と、
   該光学素子を駆動する駆動手段と、
   レーザ光を受光検出する為の検出器と、
   該レーザ光の光源駆動信号や、該光学素子駆動手段の駆動信号、検出器の信号を外部回路に伝達する為の伝達手段と、
   該光学素子駆動手段の位置を該ディスク媒体に対し垂直方向へ変化させる位置制御手段と
   該光学素子駆動手段の位置変化経路を拘束する移動案内手段と
   該光学素子駆動手段を所定位置へと位置決めする位置決め手段と
   を有することを特徴とする光ピックアップ装置
6. 請求項５の光ピックアップ装置において、
   信号の記録又は再生動作時のみ該光学系素子駆動手段を所定位置へ位置決めすることを特徴とする光ピックアップ装置
7. 請求項１、３、５の光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置

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