JP2008541328A - ディスクドライブに対する光学ピックアップユニット、及びかかる光学ピックアップユニットを有するディスクドライブ - Google Patents

ディスクドライブに対する光学ピックアップユニット、及びかかる光学ピックアップユニットを有するディスクドライブ Download PDF

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Abstract

本発明は、光ディスクドライブに対する光学ピックアップユニットに係る。該光学ピックアップユニットは、光学軸を有するレンズを有するレンズホルダ(27)、カンチレバー状に支持フレームにおいてレンズホルダ(27)を懸架する懸架ワイヤ部材(33−36)を有する。ワイヤ部材は、支持フレームに対するレンズホルダの運動を抑制するが、少なくともレンズホルダ(27)におけるレンズの光学軸に対して平行である集束又は軸方向における移動を可能にする。ワイヤ部材は、少なくとも集束及びトラッキング方向(z,x)において互いから距離をおいて適所にレンズホルダに対して固定される。ワイヤ部材は、トラッキング又は半径方向(x)においても軸の周囲の少なくとも制限された回転を可能にするよう、半径方向に対して平行である軸の周囲に屈曲される。このようにして、アクティブアルファチルト補正は、単純な手段を有して可能にされる。

Description

本発明は、ディスクドライブに対する光学ピックアップユニットに係る。当該光学ピックアップユニットは、光学軸を有するレンズを有するレンズホルダ、支持フレーム、及びカンチレバー状、即ちバルコニー状に支持フレームにおいてレンズホルダを懸架する懸架部材、を有する。該懸架部材は、支持フレームに対するレンズホルダの運動を抑制するが、レンズホルダにおけるレンズの光学軸に対して平行である集束方向における移動を少なくとも可能にする。アクチュエータは、該移動を引き起こすようにレンズホルダと支持フレームとの間における力を生じさせるよう、与えられる。
本発明は更に、かかる光学ピックアップユニット、及び光ディスクを担持し且つ回転させる手段を有する、光ディスクドライブに係る。
上述された種類の光学ピックアップユニットの一例は、実際に既知である。CD、DVD、及びブルーレイディスクドライブ等における一般的な光学ピックアップユニットにおいて、レンズホルダは、トラッキング及び集束方向において制限された移動、及び接線方向における軸の周囲の制限された回転を行うよう適合される。しかしながら、かかる運動は、ブルーレイディスクドライブ及び近接場ドライブ等である高度な用途においては十分ではない。かかる用途において、レンズが所謂αチルトである放射軸の周囲に回転し得るようにもする、ことは望ましい。このαチルト補正は、アクチュエータが実際の状況に依存してレンズチルトを補正し得るよう連続的であるべきである。
連続的αチルト補正を与えようとする先行技術の光学ピックアップユニットの一例は、US 6,134,058 Aにおいて開示される。この先行技術の構造において、懸架部材は、一端においてレンズホルダに対して、他端において弾性的に可変の要素に対して固定される、4つの平行な懸架ワイヤを有し、懸架ワイヤが一定の運動を行い得るようにし、それによってレンズホルダがαチルト回転を行い得るようにする。しかしながら、この解決法は、複雑であるばかりではなく、可能であるようには考えられないワイヤ部材とレンズホルダとの間における制限された運動も求めるため、かかる懸架が機能するか否かが疑わしくもある。
US 6,134,058 A
本発明は、先行技術の光学ピックアップユニットを改善し、また、特には放射軸である光ディスクに対して実質的に垂直である方向に向けられる軸の周囲にレンズが回転し得るようにする、ことを目的とする。
この目的は、本発明に従った光学ピックアップユニットによって達成される。該光学ピックアップユニットにおいて、懸架部材は、半径方向において軸の周囲に少なくとも制限された回転を可能にするよう形成され、アクチュエータは、該回転を引き起こすようにレンズホルダと支持フレームとの間における力を生じさせるよう適合される。
本発明によれば、懸架部材の形状は、半径方向において軸の周囲に少なくとも制限された回転を可能にするよう設計される。これは、比較的単純な特性だが、適正な設計を有して大変効果的であり得る。
この懸架部材の有利な一実施例は、請求項2において定義される。この実施例によれば、半径方向に対して平行である軸の周囲に屈曲される、一般的なワイヤ部材が使用され得る。この屈曲は、運動の自由度を与え、屈曲がレンズホルダの回転時に拡大又は低減されるようにする。
請求項3の実施例において、ワイヤ部材の形状は、例えば請求項4において定義される通り、大変単純であり得る。
請求項5の実施例によれば、ワイヤ部材の変形によって引き起こされるレンズホルダの追加的な運動は最小限であり、レンズホルダの運動の作動は、更に改善され得、大変正確になり得る。
請求項6の実施例において、コンパクトな配置が得られる一方で、ワイヤ部材は、レンズホルダの運動中に干渉又は接触しない。
請求項9の望ましい実施例において、レンズホルダの集束運動に対して既に与えられる、コイル及び対応する磁気回路が活用され得る。
本発明はこれより、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
図1は、ターンテーブル1を有する本発明に従った光ディスクドライブを概略的に示す。ターンテーブル1は、回転の軸3の周囲に回転され得、また、フレーム7上に固定される電気モーター5によって駆動される。CD、DVD又はブルーレイディスク等である光学的走査可能情報担体又はディスク9は、ターンテーブル1上に置かれ得、該ディスクは、螺旋形の情報トラックを有する情報層13が存在するディスク型基板11を与えられる。情報層13は、透明保護層14を有して覆われる。
光学プレイヤー(The optical player)は更に、ディスク9の情報層13上に存在する情報トラックを光学的に走査するよう、本発明に従った光学ピックアップユニット15を有する。光学ピックアップユニット15は、光学プレイヤーのスレッジ機構17を用いて2つの対向する半径方向又はトラッキング方向x及びx’において主に回転の軸3に対して動かされ得る。この目的に対して、光学ピックアップユニット15は、スレッジ機構17のスレッジ19に対して固定され、スレッジ機構17は更に、フレーム7上に与えられ且つx方向に対して平行に延在する直線状ガイド21を与えられ、ガイド21にわたってスレッジ19が移動可能に案内される。スレッジ機構17はまた、電気モーター23を与えられ、該モーターを用いて、スレッジ19がガイド21にわたって動かされ得る。
作動時には、図1中には示されない光学プレイヤーの電気制御ユニットは、モーター5及び23を制御し、ディスク9を回転の軸3の周囲に回転させると同時に、ディスク9の情報層13上に存在する螺旋形の情報トラックが光学ピックアップユニット15によって走査されるよう、光学ピックアップユニット15をx方向に対して平行に動かすようにする。走査中、情報トラック上に存在する情報は、光学ピックアップユニット15によって読み込まれ得るか、あるいは、情報が光学ピックアップユニット15によって情報トラック上に書き込まれ得る。
ディスク9は、ディスク9において反射される光の検出によって読み込まれる。例えば、光ビームは、光学ピックアップユニット15の一部である鏡を用いて、ディスク9の方向において反射される。光学ピックアップユニット15がディスク上に情報を書き込むようにも適する場合、光ビームは、書込み中に異なる電力レベル及び/又は波長を有するが、ディスク9が読み込まれている際と同様に、ディスク9における一点上へと集束されなければならない。鏡によって反射される光は、レンズホルダ27において位置付けられ、且つ光学軸(25a)を有する対象レンズ25を用いてディスク9上へと集束される(図3−6参照)。レンズホルダ27は、後述されるアクチュエータを用いてスレッジ19に対して小さな運動を行い得る。
図2中に示される通り、ディスク9の半径方向における全体的な光学ピックアップユニット6の位置は、スレッジ上で作用する親ねじ29を用いて制御され、モーター23によって駆動される。ガイド21は、直線状シャフトによって形成されるよう図示される。ガイド及びスレッジ機構は、本発明の一部を形成するものではないため、更には説明されない。
典型的な光ディスクシステムでは、情報トラック2は、ディスク9上へと可能な限り方向の情報を適応(fit)させるよう半径方向において間隔が大変近い。コンパクトディスク(CD)においては、距離(間隔)は1.6μmであり、デジタルバーサタイルディスク(DVD)においては、距離は0.74μmである。より小さな波長を有する(レーザ)光の源として、より新しいシステムにおいてはより小さなトラック距離となる傾向があり、より高い開口数を有する対物レンズ25又はレンズシステムが使用可能となる。作動時、レンズ27の光ビームは、ディスク9に対して半径方向において位置合わせされる。鏡及び対物レンズ25の位置及び向きは、光が集束されるディスク9上の点を定義する。情報層13における継続的情報トラック間のより短い距離は、光学ピックアップユニット15の位置及び向きを制御するようより正確なアクチュエータ配置によって可能にされる。
レンズホルダ27は、支持フレームに対するその運動が抑制されるよう支持フレーム(支持フレーム部31が図示される)において懸架される。図6を参照すると、レンズホルダ27は、第1に集束方向zにおける移動を実行することができる。即ち、レンズホルダは、動かされて、ディスク9により近付くかあるいはそこから更に離れ得る。このようにして、光が集束されるディスク9における正確な点は、調整され得る。第2に、レンズホルダ27は、トラッキング方向yにおける移動を実行することができる。トラッキング方向におけるレンズホルダ27の位置を変えることによって、光ビーム4が集束する位置は、ディスク9の中心から遠くに、あるいはより近くに動かされ得る。第3に、レンズホルダ27は、チルトされ得る。即ち、レンズホルダ27は接線方向y(βチルト)の周囲の回転を実行し得る。このようにして、光ビームは、ディスクの傾斜に関わらず、ディスクの表面に対して常に局所的に垂直であるよう、ディスク9上で集束され得る。第4に、レンズホルダは、チルトされ得る。即ちレンズホルダは、半径方向x(αチルト)の周囲に回転を実行し得る。このようにして、レンズからの光ビームとディスクとの間の最適なα角度は、保持され得る。
レンズホルダ27の位置及び向きの調整は、ディスク9又は情報トラックにおける小さな幾何学的偏差を調整するよう使用される。特には、完全平面(perfect plane)−「傘状」形状−からの偏差は、集束方向における位置及びチルト角度を変えることによって補正され得る。トラッキング方向yにおいてレンズホルダ27を移動させる可能性は、情報トラックの螺旋形又は円形からの偏差の補正を可能にする。このことは、より高い開口数を有するレンズ25が使用される際により重要となる。かかるレンズは、ディスクに対してより近くに位置付けられ得、狭く近い間隔をあけられた情報トラックを有するディスク9を読み込むことを可能にする。
図3−6において示される通り、レンズホルダを光学ピックアップユニット15の支持フレームにおいて懸架する望ましい手段は、4つのワイヤ部材33−36によって形成される。各々は、一端においてレンズホルダ27に対して固定され、他端において支持フレーム31、即ち接続ブロックに対して固定される。ワイヤ33−36は、少なくとも集束及びトラッキング方向z,xにおいて互いから距離をおいて、また、マス(mass)の中心を介し且つ集束方向zに対して垂直である平面から距離をおいて、適所にレンズホルダに対して固定される。
ワイヤ部材33−36は、カンチレバー状にレンズホルダ27を担持する。即ち、レンズホルダ27は、一側のみに対して懸架される。2つのワイヤ部材33,34及び35,36は、半径方向においてレンズホルダの各側部上に与えられる。一側のワイヤ部材33,34及び35,36は、互いに対して平行に延在するが、半径方向xにおいて僅かにオフセットされる。ワイヤ部材の組33,34及び35,36は、レンズホルダ27から離れる方向において僅かに分かれる(diverge)。ワイヤ部材33−36は、銅、鉄、又は合金等である、望ましくは導電性の弾性材料を有して作られる。
ワイヤ部材33−36は、レンズホルダ27の自由度を制限する。トラッキング方向x及び集束方向zにおける移動のみが、可能である。接線方向の周囲のチルトは、可能にされる。しかしながら、本発明によれば、半径又はトラッキング方向xの周囲のチルトも可能にされる。
これが可能にするよう、各ワイヤ部材33−36は、特別な形状を有する。即ち、本実施例では、ワイヤ部材は、屈曲37を形成するよう少なくとも1つの位置において屈曲される。図示される実施例では、ワイヤ部材は、レンズホルダの一側上のワイヤ33,34及び35,36が互いに向かって屈曲されるよう90°屈曲される。しかしながら、各側部上のワイヤ部材33,34及び35,36が僅かにオフセットされるため、該部材は互いに短い距離において交差する。屈曲37により、垂直なワイヤ部材部39が形成される。かかるワイヤ部材部39は、実質的に平面内において延在する。該平面は、レンズホルダのマスの中心を介し且つ接線方向yに対して垂直に延在する。ワイヤ部材部39は、ワイヤ部材33−36の下方及び情報において延在するレンズホルダ27の突起41において固定される。
ワイヤ部材33−36のこの形状により、レンズホルダ27は、半径又はトラッキング方向xにおいて軸の周囲に回転することができる。かかる回転時に、ワイヤ部材33−36は、夫々の屈曲37の位置において屈曲し、それによってワイヤ部材部39と夫々のワイヤ部材33−36の残りの部分との間における角度を低減又は拡大する。レンズホルダ27のマスの中心に近い屈曲37の位置により、レンズホルダの回転は、補正されるべき移動を誘発することは殆どない。
位置及び向きを正確に制御するよう、光学ピックアップユニット14は、アクチュエータ配置及び制御回路(図示せず)を有する。制御回路は、アクチュエータ配置に対して駆動信号を与える。本発明の一部とは考えられず、この目的に対する制御回路の複数の可能な実施は既知であるため、制御回路に関する更なる説明は与えられない。
図3−6中に示される通り、アクチュエータは、レンズホルダ27のマスの中心を介し且つ集束方向z及び接線方向yに対して平行である平面の各対向側部上に、第1の集束コイル43及び第2の集束コイル45を有する。各コイルの巻線軸は、集束方向zに対して垂直である。集束コイル43,45は、レンズホルダ27に対して固定される。磁気回路47は、集束コイル43,45の各々に対して与えられる。この磁気回路47は、集束コイル43,45の各組に対向して、ヨーク及び永久磁石を有する。かかる磁石は、集束方向zに対して平行である方向において見られ、磁化材料から製造されるクロージングヨーク(closing yoke)上で互いに隣接して配置される。永久磁石は夫々、接線方向yに対して平行に方向付けられる磁化の方向M、及び、接線方向yに対して平行に方向付けられる磁化の方向M’を有するが、そこに対向する(opposite thereto)。当然のことながら、ヨーク及び電磁石はまた、原理上は使用され得る。
同一の磁気回路47はまた、トラッキング方向xにおける運動を制御するよう使用されるアクチュエータ配置に対して使用される。磁気回路は、トラッキング方向x及び接線方向yに対して平行である平面においてループを形成する。したがって磁束も、回路における点において接線方向yに対して平行である。
空隙はまた、放射コイル(radial coils)49を収容する空間を与える。該コイルは、各磁気回路における空隙において取り付けられ、その巻線軸は接線方向yにおいて位置合わせされる。放射コイル49及び磁気回路は、トラッキング方向xにおいてレンズホルダ27の位置を制御するようアクチュエータ配置を形成する。1つのみの放射コイル49を使用する代わりに、2つを使用することも可能である。集束コイル43,45の一方を介して流れる電流は、集束方向zにおける力を生じさせる。図3−5を参照すると、第1及び第2の集束コイル43,45は、レンズホルダ27のマスの中心を介し且つ集束方向z及び接線方向yに対して平行である平面の対向する側部上に位置付けられる、ことがより明らかに理解される。この位置付けにより、第1及び第2の集束コイル43,45が駆動される際に生成される力の間の不均衡は、接線方向yに対して平行である軸の周囲のレンズホルダ27のチルト作用をもたらす。一側上の集束コイル43,45を介して流れる電流、及び、対向する側部上の集束コイル43,45を介して流れる逆電流は、半径方向xに対して平行である軸の周囲に回転するようレンズホルダ27を促す力をもたらす(αチルト)。故に、アクチュエータ配置ではなく制御回路のみは、レンズホルダ27がα方向においてチルトし得るよう適合されなければならない。
ワイヤ部材33−36は、望ましくは導電性であり、放射コイル49並びに第1及び第2の集束コイル43,45に対して駆動電流を供給するよう該部材を使用し得るようにする。4つのワイヤ部材33−36は、所望される駆動電流を与えるようまさしく十分である。制御回路(図示せず)は、アクチュエータ配置に対して3つの制御信号を与える。放射コイル制御信号は、トラッキング方向xにおける運動を定義する。駆動電流の方向は、この運動がディスク9の中心に向かうか、あるいはそこから離れるかを定義する。集束制御信号は、集束方向zにおけるレンズホルダ27の位置を介して、対物レンズ25によってビームの集束を制御する。βチルト制御信号は、レンズホルダ27のβチルトの角度及び方向を制御する。βチルト制御信号は、駆動電流を得るよう、第1の集束コイル43に対する集束制御信号に対しては加えられ、第2のコイル45に対しては減じられる(substracted)。故に、第1及び第2の集束コイル43,45は、チルトし得るよう異なる駆動電流を与えられる。αチルト制御信号は、レンズホルダのαチルトの角度及び方向を制御する。αチルト制御信号は、レンズホルダの一側上における第1及び第2の集束コイルに対しては加えられ、その対向側部上における第1及び第2の集束コイルに対しては減じられる。放射コイル49は、全て同一の駆動電流を与えられる。従って該コイルは、直列に接続される。導電性ワイヤ部材33−36の1つは、共通ワイヤ(common wire)であり、そこに対して直列に接続された放射コイル49及び集束コイル43,45の各々は、一端において接続される。放射コイル49に対する電流は、第2のワイヤ部材35を介して供給される。第1及び第2の集束コイル43,45に対する電流は、第3及び第4のワイヤ部材34,36を介して供給される。
望ましくは、ワイヤ部材33−36は、望ましくは絶縁材料である弾性材料のクラッディング(cladding)を与えられる。絶縁は別として、クラッディングの機能は、上述された通りワイヤ部材を有するバネ質量系を形成するレンズホルダ27の寄生振動を減衰することである。故に、より正確な位置付けが達成される。
前述より、本発明は、単純な手段を有して、即ちこのチルト運動を可能にするよう懸架部材を形成し、並びにαチルト制御力を生成するようアクチュエータを適合させて、アクティブαチルト補正を可能にする、ことが明らかである。
本発明は、上述された実施例に制限されず、請求項の範囲内において変えられ得る。例えば、レンズホルダがロッド形状のワイヤ部材によって懸架されることは、厳密に必要ではない。ヒンジを形成するよう形成されるブレードも使用され得るが、より合成であるため、レンズホルダをチルトするようより大きな力を必要とする。更には、単一の対物レンズ25が上述された実施例において使用されるが、レンズホルダは、光学ドライブの複雑性に依存して、ビームを集束及び/又は分割するようより緻密な光学システムを有し得る。
現時点で望ましい実施例において、ディスクは、光ディスクである。しかしながら、本発明は他の全ての種類のディスクに対しても使用され得る、ことは理解されるべきである。該他のディスクは例えば、強誘電性、磁気、光磁気、近接場、アクティブ電荷蓄電のディスク、あるいは、これらの技術の組合せ又は他の読込み及び/又は書込み技術を使用する他のディスクである。かかる場合において、レンズ及びレーザは、冷却を必要とし得る他の読込み/書込み部材によって置き換えられる。
全般的に、本願中において、「有する」という語は、他の要素を除外せず、単数形で示される語は、その複数の存在を除外しない。単一のプロセッサ又はユニットは、添付の請求項中の複数の要素の機能を遂行し得る。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。
光ディスクドライブの大変概略的な図である。 本発明に従った光ディスクドライブの一実施例の斜視図である。 本発明に従った光学ピックアップユニットの一実施例の側面図である。 本発明に従った光学ピックアップユニットの一実施例の平面図である。 本発明に従った光学ピックアップユニットの一実施例の前面図(ヨーロピアンプロジェクション、European projection)である。 図3乃至5中のピックアップユニットの拡大斜視図である。

Claims (12)

  1. 光ディスクドライブに対する光学ピックアップユニットであって:
    光学軸を有するレンズを有するレンズホルダと、
    支持フレームと、
    カンチレバー状に前記支持フレームにおいて前記レンズホルダを懸架する懸架部材と、
    アクチュエータと、
    を有し、
    前記懸架部材は、前記支持フレームに対する前記レンズホルダの運動を抑制するが、前記レンズホルダにおけるレンズの前記光学軸に対して平行である集束又は軸方向における移動を少なくとも可能にする一方、前記懸架部材は、トラッキング又は半径方向においても軸の周囲に少なくとも制限された回転を可能にするよう形成され、
    前記アクチュエータは、前記移動及び/又は回転を引き起こすよう前記レンズホルダと前記支持フレームとの間において力を生じさせるよう適合される、
    光学ピックアップユニット。
  2. 前記懸架部材は、カンチレバー懸架を与えるよう、各々が一端において前記レンズホルダに対して、他端において前記支持フレームに対して固定される、ワイヤ部材を有し、
    該ワイヤは、少なくとも集束及びトラッキング方向において互いから距離をおいて適所にレンズホルダに対して固定され、
    前記ワイヤは、前記半径方向に対して平行である軸の周囲に屈曲される、
    請求項1記載の光学ピックアップユニット。
  3. 前記ワイヤ部材は、接線方向において実質的に同一の位置で屈曲される、
    請求項2記載の光学ピックアップユニット。
  4. 前記ワイヤ部材は、実質的に90°に屈曲される、
    請求項3記載の光学ピックアップユニット。
  5. 前記ワイヤ部材は、レンズホルダのマスの中心を介し、且つ前記接線方向に対して垂直である平面の近くにおいて屈曲される、
    請求項4記載の光学ピックアップユニット。
  6. 前記ワイヤ部材は、2つのワイヤ部材が前記レンズホルダの各側部上に延在するよう位置付けられ、前記レンズホルダの同一の側部上に位置付けられる前記ワイヤ部材は、望ましくは互いから短い距離をおいて互いに交差する、
    請求項6記載の光学ピックアップユニット。
  7. 前記ワイヤ部材は、90°に屈曲され、それによって実質的に垂直なワイヤ部材部分を作り、前記ワイヤ部材部分は、前記接線方向に対して垂直である平面において延在する、
    請求項6記載の光学ピックアップユニット。
  8. 前記ワイヤ部材は、互いに対して実質的に平行に延在し、前記レンズホルダの同一の側部上の前記ワイヤ部材は、半径方向にオフセットされる、
    請求項6記載の光学ピックアップユニット。
  9. 前記アクチュエータは、各々が磁気回路に対して位置付けられるコイルを有し、
    前記アクチュエータの前記コイルは、前記レンズホルダの対向する側部上に少なくとも2つの導電性集束コイルを有し、
    前記集束コイルは、対向側部上の前記コイルを介して流れる同等の電流が、前記集束方向において前記レンズホルダと前記支持フレームとの間における力を生じさせるよう、また、対向側部上の前記コイルを介して流れる逆電流が、前記半径方向に対して平行である軸の周囲の回転の方向において前記レンズホルダと前記支持フレームとの間における力を生じさせるよう、固定された磁気回路に対して位置付けられ、且つ制御回路において一体にされる、
    請求項1記載の光学ピックアップユニット。
  10. 前記ワイヤ部材は、導電性材料を有し、前記コイルに対して電気的に接続され、
    前記ワイヤ部材は、弾性材料のクラッディングを与えられる、
    請求項1記載の光学ピックアップユニット。
  11. 前記懸架部材は、前記集束方向に対して垂直であるトラッキング又は半径方向における少なくとも制限された移動、及び、接線方向における軸の周囲の少なくとも制限された回転も可能にするよう適合される、
    請求項1記載の光学ピックアップユニット。
  12. 光ディスクドライブであって、
    請求項1乃至11のうちいずれか一項記載の光学ピックアップユニットを有し、また更には光ディスクを担持し且つ回転させる手段を有する、
    光ディスクドライブ。
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