JP2007510250A - ピックアップユニット及びそれを有するディスクドライブユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、ディスク上でデータを読み取る及び／又は書き込むピックアップユニットに係る。ピックアップユニットは、複数の弾性の支持部材によってピックアップユニットのフレームに対して接続されるレンズホルダにおいてレンズを有する。レンズホルダは、弾性支持部材を曲げることによってディスクに対して可動である。レンズホルダの各弾性支持部材の取付け位置は、レンズの集束方向において見られる通り、フレームにおける弾性支持部材の夫々の取付け位置よりディスクに対して近く位置決めされる。このようにして、レンズを有するレンズホルダは、ディスクに対して作動距離へともたらされるよう適合される。フレームと回転するディスクとの間の衝突の危険性なく、ディスクの平面度公差は、より小さくなる。

Description

本発明は、ディスク上でデータを読み取る及び／又は書き込むピックアップユニットに係る。

この種類のピックアップユニットは、米国特許第２００２／０００９０３２Ａ１号明細書（特許文献１）より既知である。

特許文献１は、光ディスク上に情報を記録し光ディスクから情報を再生するピックアップユニットを開示する。ピックアップユニットは、２組の弾性の支持部材によってフレームに対して接続されたレンズホルダにおいて与えられた対物レンズを有する。弾性支持部材は、互いに対して平行に且つディスクの面に対して略平行に延びる。ディスクに対してレンズの焦点を合わせるよう、レンズホルダは、駆動コイル及び磁石によって動力を与えられる弾性支持部材の偏向によってレンズの集束方向においてディスクに向かって及びディスクから可動である。

レンズ及びディスクの面に最も近いフレームの一部はいずれも、ディスクの面に対して略同一の距離を有する。ディスクの平面度公差より小さい、レンズとディスクの面との間の非常に小さい作動距離を有することがますます求められるため、ピックアップユニットとディスクとの間、特にはディスクとディスクの面に最も近いフレームの一部との間に、所望されない衝突の危険性は存在する。ディスクとピックアップユニットとの間の衝突は、ディスクの面に対する深刻な損傷に繋がり得る。

この問題を解決する試みにおいて、従来技術において既知であるピックアップユニットは、台座を用いて取り付けられるレンズを有するレンズホルダを有する。この場合、レンズは、ピックアップユニットのフレームに対して高い位置に延びる。結果として、レンズは、ディスクの平面度公差より小さいディスクの面に対する距離で位置付けられ得、ディスクとディスクの面に対して最も近いフレームの位置との間の衝突の危険性がない。しかしながら、台座上に比較的重いレンズを取り付けることは、それに応じて弾性支持部材の剛性な中心に対してレンズホルダのマスの中心をつり上げた。これは、台座に対して対向する側部上でレンズホルダに対して取り付けられるカウンタウェイトによって補正されなければならないレンズホルダの望ましくない動的性質につながる。しかしながら、台座及びカウンタウェイトの追加的なマスにより、レンズホルダの動きは、より強力な駆動コイル及び磁石によって動力を与えられる必要がある。
米国特許第２００２／０００９０３２Ａ１号明細書

本発明は、ディスク上でデータを読み取る及び／又は書き込むよう改良されたピックアップユニットを与えることを目的とする。

該目的を達成するよう、本発明に従ったピックアップユニットは、レンズホルダにおいてレンズを有する。該レンズホルダは、少なくとも１つの弾性の支持部材によってピックアップユニットのフレームに対して接続され、支持部材は、レンズホルダにおける取付け位置とフレームにおける取付け位置との間に延びる。レンズホルダは、少なくとも１つの弾性支持部材がレンズホルダとフレームとの間で作動するアクチュエータの動作のもとで曲げられるという点において、ディスクに向かって及びディスクから離れてレンズの集束方向においてフレームに対して可動である。少なくともアクチュエータの非作動状態においては、レンズホルダにおける少なくとも１つの弾性支持部材の取付け位置は、レンズの集束方向において見られる通り、フレームにおける少なくとも１つの弾性支持部材の夫々の取付け位置よりディスクに対して近く位置決めされる。

本発明に従ったピックアップユニットにおいて、カウンタウェイトを使用する必要無くピックアップユニットのフレームよりディスクに近くレンズを位置付けることが可能である。これは、本発明においては、レンズホルダのマスの中心だけではなく、少なくとも１つの弾性支持部材の剛性な中心もまた上げられるという事実の結果である。そのため、剛性な中心と一致させるよう再度レンズホルダのマスの中心を下げる必要が無い。

請求項２記載の特徴によって、所望される効果は、単純で略直線的な支持部材によって得られ得る。

本発明に従ったピックアップユニットの他の実施例は、請求項３乃至８において説明される。

本発明はまた、ディスクドライブ及び本発明に従ったピックアップユニットを有するディスクドライブユニットに係る。

本発明の面及び利点は、図面を参照する以下の説明から明らかである。

図面は、本発明に従ったピックアップユニットの望ましい一実施例を図示する。このピッアップユニット１は、光学式又は磁気の読込み及び／又は書込み部材を用いて音声及び／又は映像用のコンパクトディスクを読み取る及び／又は書き込むよう適合される、コンパクトディスクプレーヤ等のディスク上でデータを読み取る及び／又は書き込む装置において使用され得る。

前述されたディスクドライブユニットにおける使用に対するディスク２では、図１中に概略的に図示する通り、データはディスク２の１つ又はそれ以上の層においてコード化される。多種の原理が既知であり、各変形は本発明と併せての使用に対して適切である。データは、デジタルの形式で１つ又はそれ以上のデータトラック３に書き記される。データトラックに沿った（光学的）特性を有する変形は、ディスク２上に記録されたデータを有する。ディスク２上でデータを読み取る及び／又は書き込むよう、後者は、モータ４の形状においてディスクドライブを用いて回転される。ディスク２は、ピックアップユニット１によってデータトラック３に沿って（光学的）特性を有する変形の検出によって読み込まれ及び／又は書き込まれる。図１中に図示される実施例では、変形は、ピックアップユニット１から発されるレーザ光及びピックアップユニット１に反射し戻されたレーザ光を用いて検出される。

図１を参照すると、ピックアップユニット１の望ましい実施例は、レンズホルダ６に取り付けられたレンズ５を有する。レンズホルダ６は、（図１中は３つのみが可視である）４つの直線状のワイヤ部材８を用いてピックアップユニット１のフレーム７に対して接続される。該ワイヤ部材は、弾力性があり、望ましくは銅、鉄、又は合金等の導電性材料で作られる。このように、ワイヤ部材８は弾性支持部材を形成し、外力がレンズホルダ６上にかけられない際には安定した（予め張力をかけられた）位置においてレンズホルダ６をサスペンドし、力がレンズホルダ６に適用される際にはフレーム７に対して僅かに動かされ得るようにする。ワイヤ部材８は、レンズホルダ６及びレンズフレーム７での取付け位置９，１０において、夫々、レンズホルダ６及びフレーム７に対して取り付けられる。

全体としてのピックアップユニット１は、摺動機構（図示せず）を用いてディスク２に対してトラッキング方向ｙにおいて可動である。レンズホルダ６とフレーム７との間に与えられたアクチュエータ１１，１２，１３の動作のもとで、ピックアップユニット１のレンズ５は、トラッキング方向ｙ及び集束方向ｚにおいてディスク２及びフレーム７に対して可動であり、接線方向ｘにおいてチルト可能である。

ピックアップユニット１の望ましい実施例では、アクチュエータ１１，１２，１３は、フレーム７に対して接続された複数の永久磁石１１と、レンズホルダ６及び永久磁石１１で夫々与えられた複数のコイル１２、１３を有し、コイル１２，１３及び永久磁石１１は、コイル１２、１３を介して電流を用いてレンズホルダ６上に力を及ぼす。フレーム７及びディスク２に対するレンズホルダ６の動きは、ディスク２の面の平坦性における偏向によってもたらされたディスク２の面の傾斜にかかわらず、レーザ光が常にディスク２の面に対して局所的に垂直であるようディスク２に対してレンズホルダ６を位置付けるよう、また、ディスク２におけるデータトラック３上の正確な点上にレーザ光を集束するよう、使用され得る。

コイル１２、１３を介する電流は、ピックアップユニット１の望ましい実施例のレンズホルダ６の位置及び向きの正確な制御に対する制御回路（図示せず）によって与えられる。ディスク２に対するレンズホルダ６の実際の位置を確定するために、制御回路は、例えば、ピックアップユニット１によって受けられるレーザ光の強度パラメータを使用し得る。制御ユニットは、本発明の一部とは考慮されず、この目的に対する制御回路の多数の可能な実行は既知であり、そのため更なる説明は該制御ユニットに関して与えられない。

図１を参照すると、ワイヤ部材８は、２つの協働する組１４，１５において与えられ、該協働する組１４、１５は、互いから間隔をおいて、集束方向ｚ及び接線方向ｘにおいてレンズ５の中心を介して延びる平面に対して対称的に位置付けられる。ワイヤ部材の各協働する組１４、１５において、レンズホルダ６での取付け位置９は、本明細書中において以下に更に詳細に説明される理由により、レンズホルダ６のマスの中心に対してレンズ５の集束方向ｚにおいて対称的に間隔を空けられる。フレーム７でのワイヤ部材８の協働する各組の取付け位置１０は、レンズホルダ６での夫々の取付け位置９と同一の方向において同一の距離にわたって間隔をあけられる。ワイヤ部材８は取り付けられ、アクチュエータ１１、１２、１３の非作動状態においては、レンズホルダ６での各ワイヤ部材８の取付け位置９は、レンズ５の集束方向ｚにおいて見られる通り、フレーム７でのワイヤ部材８の夫々の取付け位置１０よりディスク２に近く位置決めされる。結果的に、ワイヤ部材８は、ディスク２を介する平面に対して傾斜した位置を有する。

図２は、ピックアップユニット１の側面図において、ディスク２に対するピックアップユニット１の位置を図示する。図中、矢印Ａは、その平面度公差によりディスク２の可能な到達を示し、矢印Ｂは、ディスク２に対するレンズの作動距離を示し、矢印Ｃは、フレーム７とディスク２の可能な到達との間の所望された隙間を示す。明確にするよう、ディスク２の可能な到達もまた２本の水平な点線によって示される。図中見受けられる通り、レンズ５を有するレンズホルダ６は、ディスク２の面に対して典型的には１５０μｍ乃至１ｍｍである非常に小さな作動距離で、位置付けられるよう適合される一方、ピックアップユニット１の全体のフレーム７は、フレーム７と回転ディスク２の可能な到達との間に似こる矢印Ｃで示される公差によって、回転するディスク２の到達範囲外に残る。この隙間は、典型的には１乃至４ｍｍである。従って、ピックアップユニット１の回転ディスク２とフレーム５との間の衝突は、フレーム７に対するレンズホルダ６の上げられた位置によって避けられる、ことが理解される。

図１中、ピックアップユニット１の４つのワイヤ部材８は、同一の長さ及び同一の曲げ剛性を有して形成される。第１の結果として、集束方向ｚ及びトラッキング方向の周囲でのレンズホルダ６の回転は、平行移動の力が夫々トラッキング方向ｙ及び集束方向ｚにおいてレンズホルダ６上に及ぼされる際に、避けられる。第２の結果として、レンズホルダ６のトラッキング方向ｙ及び集束方向ｚにおける平行移動の動きに対してワイヤ部材８の剛性な中心は、レンズホルダ６でワイヤ部材８の４つの取付け位置９の共通中心において位置決めされる。即ち、集束方向ｚ又はトラッキング方向ｙにおけるワイヤ部材８の剛性な中心でレンズホルダ６上に及ぼされた力は、接線方向ｘの周囲のレンズ６の回転に繋がらない。更には、ワイヤ部材８の剛性な中心は、レンズホルダ６でワイヤ部材８の取付け位置９の共通中央において位置決めされたレンズホルダ６の安定した（予め張力をかけられた）位置に対するものである。言い換えれば、レンズホルダ６の安定した（予めバイアスをかけられた）位置が動かされる場合、ワイヤ部材８の剛性な中心はそれに応じて動かされる。レンズ５を有するレンズホルダ６は、そのマスの中心がワイヤ部材８の剛性な中心と一致する寸法にされる。これは、各協働する組１４、１５に対する本実施例では、レンズホルダ６でのワイヤ部材８の取付け位置９は、レンズホルダ６のマスの中心に対してレンズの集束方向ｚにおいて対称的に間隔をおかれる。マスの中心と剛性な中心とが一致するため、レンズホルダ６のトラッキング方向ｙ及び集束方向ｚにおける平行移動は、夫々、マスの慣性力により、集束方向ｚ及びトラッキング方向ｙの周囲での望ましくない回転には繋がらない。該回転は典型的には、サスペンドされたレンズホルダ６の固有周波数より高い平行移動周波数で発生し得る。動的理由に関しては従来技術のレンズホルダは、一般的にマスの中心がワイヤ部材の４つの取付け位置の共通中央で位置決めされるよう既に設計されており、従来技術のレンズホルダは、本発明に従ったピックアップユニット１において有利に使用され得る。

図１を参照すると、コイル１２、１３及びアクチュエータ１１、１２、１３の磁石１１は、レンズホルダ６の対向する両側上に接線方向で対称的に与えられる。集束方向ｚにおける平行移動の動きに動力を与えるコイル１２の対向する一式、及び、トラッキング方向ｙにおける平行移動の動き及び接線方向ｘの周囲の回転に動力を与える対向するコイル１３は、制御ユニットによって対称的に動力を与えられる。結果として、レンズホルダ６上に与えられる平行移動力及び回転トルクは、実際には、コイル１２、１３とマグネット１１の各一式の中心において動作する。この中心は、アクチュエータ１１、１２、１３の力の中心を形成する。望ましい実施例では、コイル１２、１３及びアクチュエータ１１、１２、１３の磁石１１は、ワイヤ部材８の剛性な中心とアクチュエータの力の中心がレンズホルダ６のマスの中心を一致させるよう位置付けられる。結果的に、トラッキング方向ｙ及び接線方向ｘの周囲のレンズホルダ６の望ましくない回転は、従来技術のピックアップユニットと同様に、平行移動方向における力がサスペンドされたレンズホルダ６の自然周波数より高い及び低い周波数でアクチュエータ１１、１２、１３によってレンズホルダ上にかけられる際に、避けられる。

上述された説明から、本発明に従ったピックアップユニット１は、レンズの集束方向ｚにおいてフレーム７よりディスク２に対して近くに位置付けられるレンズ５を有する。ワイヤ部材の剛性な中心とレンズホルダ６のマスの中心とは、いずれも、同一距離によってディスク２に対してより近く位置付けられる。結果的に、例えば従来技術において既知であるレンズホルダでカウンタウェイトを用いることによって望ましくない動的特性を避けるようレンズホルダ６のマスの中心の位置の補正は、必要ではない。したがって、かかる補正された（より重い）レンズホルダを動かすよう更に強力な駆動コイル及びマグネットは、必要ではない。

本発明は、図中図示された上述の実施例に制限されず、本発明の範囲から逸脱することなく複数の方法で変化され得る。

例えば、弾性支持部材は、取付け位置間でいかなる形状も有し得、ワイヤ部材の剛性な中心がレンズホルダのマスの中心と一致する限り、異なる曲げ剛性を有し得る。従って、弾性支持部材の数は、４つに制限されず、故にピックアップユニットは、例えば、２組の協働する支持部材ではなく２つの協働する支持部材の群において配置された６つの弾性支持部材を備えられ得る。

更なる一例として、レンズホルダ及びフレームでの各協働する組の弾性支持部材の取付け位置は、同等の距離分及び同一の方向において間隔をあけられ得る。該方向は、上述された通り、レンズホルダの動きの（動的）特性を得るのに適切であるいずれの方向でもあり得る。

他の変形では、弾性支持部材は、集束方向及び接線方向においてレンズを介して面に対して僅かな角度で延び得る。

更には、請求項に記載された特徴の複数の組合せは、可能である。

本願中、「有する」という語は、他の要素を除外するものではなく、要素が単数形で記載されている場合は、係る要素が複数存在する場合を除外するものではない、ことが一般的に留意される。単一のプロセッサ又はユニットは、添付の請求項中、複数の要素の機能を満たし得る。請求項中の参照符号は、その範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。

本発明に従ったピックアップユニットの望ましい一実施例が与えられたディスクドライブユニットの一部の斜視平面図である。 図１中に図示されたピックアップユニットを明確にするよう複数の部品を取り除いた側面図である。

Claims (9)

1. ディスク上でデータを読み取る及び／又は書き込むピックアップユニットであって、
   レンズホルダにおいてレンズを有し、
   前記レンズホルダは、少なくとも１つの弾性の支持部材によって前記ピックアップユニットのフレームに対して接続され、
   前記支持部材は、前記レンズホルダにおける取付け位置と前記フレームにおける取付け位置との間に延び、
   前記レンズホルダは、前記少なくとも１つの弾性支持部材が前記レンズホルダと前記フレームとの間で作動するアクチュエータの動作のもとで曲げられるという点において、前記ディスクに向かって及び前記ディスクから離れて前記レンズの集束方向において前記フレームに対して可動であり、
   少なくとも前記アクチュエータの非作動状態において、前記レンズホルダにおける前記少なくとも１つの弾性支持部材の前記取付け位置は、前記レンズの前記集束方向において見られる通り、前記フレームにおける前記少なくとも１つの弾性支持部材の夫々の取付け位置より前記ディスクに対して近く位置決めされる、
   ピックアップユニット。
2. 前記少なくとも１つの弾性支持部材は、略直線的であり、前記ディスクの平面に対して傾斜位を有する、
   請求項１記載のピックアップユニット。
3. 複数の弾性支持部材、望ましくは４つ又は６つの弾性支持部材を有する、
   請求項１又は２記載のピックアップユニット。
4. 各弾性支持部材は、弾性支持部材の協働する群の一部を形成し、
   前記協働する群内の前記弾性支持部材の前記取付け位置は、前記レンズホルダ及び前記フレームにおいて同一の方向且つ同等の距離にわたって間隔をあけられる、
   請求項３記載のピックアップユニット。
5. 前記弾性支持部材の各協働する群に対して、前記レンズホルダにおける取付け位置は、前記レンズホルダのマスの中心に対して前記レンズの前記集束方向において対称的に間隔をあけられる、
   請求項３又は４記載のピックアップユニット。
6. 各弾性支持部材は、前記弾性支持部材の協働する群の一部を形成し、
   前記弾性支持部材の前記協働する群は、互いに対して隔て、前記ディスクに対して前記レンズの前記集束方向及び接線方向において前記レンズの前記中心を介して延びる平面に対して左右対称に位置付けられる、
   請求項３乃至５のうちいずれか一項記載のピックアップユニット。
7. 前記弾性支持部材は、ワイヤ部材である、
   請求項３乃至６のうちいずれか一項記載のピックアップユニット。
8. 前記少なくとも１つの弾性支持部材は、電気伝導材料で作られる、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項記載のピックアップユニット。
9. ディスクドライブと、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のピックアップユニットとを有する、
   ディスクドライブユニット。

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