JP2009187632A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増大或いは光ピックアップが大型化することなく、光ディスクと対物レンズとの衝突を回避することが可能な情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ８の可動部８ｂに磁性体８ｂを設置し、固定部８ａにコイル１０ｃに内包された半硬質磁性体１０ａを設置する。そして、コイル１０ｃに電流を流すことで、半硬質磁性体１０ａを着磁或いは消磁させ、磁性体８ｂと吸着或いは解放することにより、可動部８ｂを固定部８ａに保持又は離間させる。また、電源オフ時やアクチュエータ非駆動時に半硬質磁性体１０ａを着磁させて可動部８ｂを吸着固定し、電源オン時やアクチュエータの駆動時に可動部８ｂを解放する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Discといった光記録媒体に情報を記録又は再生する情報記録再生装置に関するものである。

この種の情報記録再生装置は光ピックアップ内の光源からのレーザ光を光ディスク上に集光し、情報の記録を行う。また、光ディスクからの反射光を光ピックアップ内の受光素子にて検出することで情報の再生を行う。そのため、光ディスクの記録／再生時には弾性部材により支持されたアクチュエータの可動部の対物レンズを光軸方向に移動させ、光ディスク上に光スポットの焦点を合わせるフォーカス制御を行う。また、対物レンズの光軸と直交する方向（ディスク半径方向）にアクチュエータの可動部を移動させ、光スポットを記録トラックに追従させるトラッキング制御を行う。

このように対物レンズが光ディスクに接近していても、アクチュエータが通電動作時であれば、対物レンズの位置をアクチュエータにより制御するため、対物レンズが光ディスク面に衝突するようなことはない。ところが、アクチュエータが非通電時には対物レンズは単に弾性部材である４本のワイヤによって懸架されている状態（アクチュエータのチルト制御を行う場合は６本ワイヤ）である。そのため、衝撃が加わると対物レンズが光ディスクに衝突してしまうことがある。

近年、光ディスクへの高密度記録の要求が高まっており、これを実現する手法として、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙでは対物レンズの開口率（ＮＡ）を大きくし、光ディスク上に集光するレーザ光のビーム径を小さく方法がある。このように対物レンズの開口率を大きくすると、一般的に対物レンズの焦点距離は短くなり、開口率の小さい対物レンズに比べてワーキングディスタンス（作動距離）が短くなる。

その際、短いワーキングディスタンスに合わせ、アクチュエータの非通電時の対物レンズの位置を光ディスクに対して近く配置すると、対物レンズと光ディスクとの衝突を回避するためにある程度離して配置する必要がある。しかし、アクチュエータの駆動距離が増え、通電駆動時の消費電力が大きくなってしまう。

特に、モバイル用途であるビデオカメラやノートパソコン等に用いられる記録再生装置においては、装置の姿勢が制限されず、持ち運び等による振動が加わるため、対物レンズが光ディスク面に衝突する可能性が増大する。それを避けるため光ディスクから離れて配置すると消費電力の増加につながってしまう。

このような課題を解決するため、特開平０７−０９８８７５号公報には非通電時にアクチュエータを永久磁石と磁性体により固定部へ吸着し、対物レンズと光ディスクの衝突を回避する方法が開示されている（特許文献１）。特許文献１のものはアクチュエータを吸着するために永久磁石を配置するため、磁気回路によって駆動するアクチュエータの動作を妨げる不要な磁場が発生する。

一方、特開２００２−２５１７５８号公報には、アクチュエータの通電駆動時には永久磁石を囲んでいるコイルに通電し、永久磁石による磁場をキャンセルする方法が開示されている（特許文献２）。

図８は特許文献２のアクチュエータ固定機構の概略図を示す。図８（ａ）はアクチュエータの非通電時の状態、図８（ｂ）は通電時の状態を示す。アクチュエータ固定機構２８は対物レンズ７と対物レンズ保持部材１８からなるアクチュエータの可動部８ａが設置された磁性体２８ｂと、コイル２８ｃに内包され、両側にヨーク２８ｄ、２８ｅが配置された永久磁石２８ａから構成されている。９は光ディスクである。

図８（ａ）に示すようにアクチュエータの非通電時には、永久磁石２８ａによる吸着力（磁力）２８ｆで磁性体２８ｂを吸着し、対物レンズ７と対物レンズ保持部材１８からなるアクチュエータの可動部８ａを固定する。また、図８（ｂ）に示すようにアクチュエータが通電駆動時にはコイル２８ｃに電流を流し、永久磁石２８ａによる吸着力（磁力）２８ｆをキャンセルする磁力２８ｇを発生させ、アクチュエータの動作を妨げる不要な磁場をキャンセルする。

一方、特開２００３−０１６６７０号公報には、永久磁石の磁場が影響しない距離までアクチュエータの可動部の動作範囲を永久磁石から離すことで不要な磁場の影響を低減させる対策が開示されている（特許文献３）。同公報のものは、永久磁石の吸着力をキャンセルするためコイルへ一時的に通電することにより、アクチュエータの吸着及び開放制御を行っている。
特開平０７−０９８８７５号公報 特開２００２−２５１７５８号公報 特開２００３−０１６６７０号公報

特許文献２の方法では、アクチュエータの通電駆動時は図８中に示す永久磁石２８ａによる吸着力（磁力）２８ｆをキャンセルする磁力２８ｇを発生させるため、常にコイル２８ｃに電流を流さなければならず、消費電力が増大する。

また、特許文献３の方法では、消費電力の増大を防ぐことは可能であるが、アクチュエータの可動部の動作範囲と永久磁石との距離を長くしなければならず、光ピックアップが大きくなるという問題がある。

モバイル用途であるビデオカメラやノートパソコン等に用いられる情報記録再生装置においては、小型化と薄型化、低消費電力化が求められている。そのため、永久磁石を用いた技術では、アクチュエータの動作を妨げる不要な磁場に対処するために消費電力の増大や光ピックアップの大型化という問題があった。

本発明の目的は、消費電力の増大或いは光ピックアップの大型化を招くことなく、光ディスクと対物レンズとの衝突を確実に回避することが可能な情報記録再生装置を提供することにある。

本発明は、光源からの光束を光記録媒体上に集光する対物レンズを有する可動部と、前記可動部を複数の弾性支持部材によって支持する固定部とを有するアクチュエータと、前記対物レンズを少なくともトラッキング方向とフォーカシング方向に駆動するアクチュエータドライバと、を有する情報記録再生装置において、前記可動部と前記固定部にそれぞれ少なくとも一つの磁性体を有し、前記磁性体のいずれか一方がコイルに内包された半硬質磁性体であり、前記コイルに電流を流すことで、前記半硬質磁性体を着磁或いは消磁させ、前記磁性体と吸着或いは解放することにより、前記可動部を前記固定部に保持又は離間させる手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、半硬質磁性体を用いてアクチュエータの可動部の保持或いは離間制御を行うため、アクチュエータの通電駆動時に不要な磁場が発生しない。また、アクチュエータの非通電時にはアクチュエータの可動部を半硬質磁性体に吸着固定するため、対物レンズと光ディスクとの衝突を低消費電力で且つ光ピックアップが大型化することなく、回避することが可能となる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。情報記録再生装置２７は光記録媒体である光ディスクに光束を集光し、情報の記録又は再生を行う。なお、図１では光ディスク９に情報を記録するために必要な回路や記録情報を再生するために必要な回路等については省略している。

図中９は光記録媒体である光ディスク、４は光ディスク９を回転駆動するスピンドルモータである。スピンドルモータドライバ１３はスピンドルモータ４を駆動し、光ディスク９を回転駆動する。３は光記録媒体である光ディスク９にレーザ光源からの光束を対物レンズで集光し、情報を記録又は再生するための光ピックアップである。

光ピックアップ３には半導体レーザ等のレーザ光源６、コリメータ等の各種の光学素子（図示せず）或いはアクチュエータ８等が設けられている。レーザ光源６からの光束はコリメータ等の光学素子を通ってアクチュエータ８内の対物レンズ７に導かれ、対物レンズ７により光ディスク９の記録層上に集光される。

光ピックアップ３内のアクチュエータ８は対物レンズ７をディスク面に対して垂直方向（フォーカシング方向）とフォーカシング方向に直交するディスク面と平行な半径方向（トラッキング方向）に駆動する。また、光ピックアップ３にはアクチュエータ８を吸着固定又は解放、離間するための固定機構１０が設けられている。アクチュエータ８と固定機構１０の構成については詳しく後述する。

また、１５はアクチュエータ８のフォーカシング方向の駆動を行うフォーカシングアクチュエータドライバである（フォーカシングコイルに駆動電流を供給する）。１６はアクチュエータのトラッキング方向の駆動を行うトラッキングアクチュエータドライバである（トラッキングコイルに駆動電流を供給する）。１７は固定機構１０を駆動するための固定機構駆動部である。

本実施形態では、これらフォーカシングアクチュエータドライバ１５、トラッキングアクチュエータドライバ１６、固定機構駆動部１７を含んでアクチュエータドライバ１４が構成されている。

信号処理回路２は光ピックアップ３に設けられた各センサからの出力信号に基づきサーボ／ＲＦ処理を行う。コントローラ１は各ドライバの制御といった装置２７の統括制御を行い、各シーケンス制御の中枢を担っている。コントローラ１はＣＰＵ、メモリ等から構成されている。

更に、コントローラ１は信号処理回路２からのフォーカシングやトラッキングのサーボエラー信号に基づき光ピックアップドライバ１１を介してアクチュエータドライバ１４を制御することでフォーカシング制御とトラッキング制御を行う。

また、スピンドルモータドライバ１２の駆動によりスピンドルモータ４が所望の回転数で回転し、光ディスク９も一体となって回転する。シークモータドライバ１３によってシークモータ５が駆動され、光ディスク９の半径方向の任意の位置に光ピックアップ３が移送される。また、光ピックアップドライバ１１によってレーザ光源６からの光束が制御される。

図２はアクチュエータ８の構成例を示す。図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は平面図、図２（ｃ）は対物レンズの中心を通り、トラッキング方向と直交する図２（ｂ）のＸ−Ｘ線における断面図である。アクチュエータ８は固定部８ａと可動部８ｂから成り、固定部８ａは永久磁石２５ａ、２５ｂ、ヨーク２６ａ、２６ｂ、基板２０、基板固定部材２１及び支持基台２２で構成されている。本実施形態では、ヨーク２６ａ、２６ｂは支持基台２２と一体に形成されている。

可動部８ｂは対物レンズ７、フォーカシングコイル２３、トラッキングコイル２４ａ、２４ｂ及びこれらを保持するレンズ保持部材１８で構成されている。可動部８ｂは固定部８ａにより４本の弾性支持部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄで支持されている。弾性支持部材１９ａ〜１９ｄは線状で弾性及び高導電性を有し、一端は固定部８ａの基板２０に固定されている。基板２０は基板固定部材２１に固定されている。

アクチュエータドライバ１４はアクチュエータ８をフォーカシング制御及びトラッキング制御するため、弾性支持部材１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを通してフォーカシングコイル２３、トラッキングコイル２４ａ、２４ｂに制御電流を供給する。アクチュエータ８はこの制御電流と、永久磁石２５ａ、２５ｂが発生する磁界との間で発生する電磁的な力によって可動部８ｂを光ディスク９に対してフォーカシング方向と記録トラックに直交するトラッキング方向に駆動する。

次に、本発明の特徴であるアクチュエータの固定機構１０について説明する。固定機構１０は図２（ｃ）に示すようにアクチュエータ８の固定部８ａと可動部８ｂとの間に設置されている。

図３は固定機構１０の断面図を示す。即ち、図３は図２（ｂ）のＹ−Ｙ線における断面図を示す（アクチュエータ８の固定部８ａは省略）。固定機構１０はアクチュエータ８の固定部８ａに設置された半硬質磁性体１０ａと可動部８ｂに設置された磁性体１０ｂから構成されている。半硬質磁性体１０ａはコイル１０ｃに内包され、両側にヨーク１０ｄ、１０ｅが設置されている。可動部８ｂに設置された磁性体１０ｂは可動部８ｂの重心位置を調整するウェイトの役割も担っている。

アクチュエータ８の非駆動時には、図１に示す固定機構駆動部１７によりコイル１０ｃに一時的に直流電流を流すことで半硬質磁性体１０ａを着磁する。これにより、図３（ａ）に示すように半硬質磁性体１０ａに磁性体１０ｂが吸着され、両側のヨーク１０ｄ、１０ｅを通して磁束１０ｆが形成され、閉磁路を形成することでアクチュエータ８の可動部８ｂを固定する。

一方、アクチュエータ８の通電駆動時には、固定機構駆動部１７からコイル１０ｃに一時的に交流電流を流し、図４に示すように電流値の振幅を小さくしていく。そして、０まで減衰させて半硬質磁性体１０ａを消磁させ、図３（ｂ）に示すようにアクチュエータ８の可動部８ｂを解放離間する。この消磁方法は交流消磁と呼ばれ、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。

以上のようにアクチュエータ８の通電駆動時には半硬質磁性体１０ａは消磁されており、アクチュエータ８の駆動を妨害する不要な磁場は発生しない。よって、アクチュエータ８の可動部８ｂの駆動範囲と半硬質磁性体１０ａとを磁場が影響しない距離まで離す必要がなく、光ピックアップは大型化しない。また、アクチュエータ８の通電駆動時に常にコイルに通電する必要がないため消費電力の増加も殆ど無い。

なお、図２、図３の例では、可動部８ｂ側に磁性体１０ｂを配置し、固定部８ａ側に半硬質磁性体１０ａを配置しているが、磁性体１０ｂと半硬質磁性体１０ａを入れ替えても良い。即ち、可動部と固定部にそれぞれ少なくとも一つの磁性体を配置し、磁性体のいずれか一方がコイルに内包された半硬質磁性体としても良い。

次に、本実施形態に用いる半硬質磁性体１０ａについて説明する。半硬質磁性体とは保持力が０．８〜６６ＫＡ／ｍの範囲の磁性材料であり、着磁と消磁を低い電力で行うことができる磁性体である。なお、０．８ＫＡ／ｍ以下は軟質磁性体、６６ＫＡ／ｍ以上は硬質磁性体と一般的に定義されており、軟質磁性体、硬質磁性体と比較しながら半硬質磁性体１０ａについて詳述する。

軟質磁性体は、保持力が低いために着磁を行っても磁力を保持できない性質を有し、磁石にはならない。硬質磁性体は永久磁石のことで保持力１０００〜３０００ＫＡ／ｍ、残留磁束密度１．０〜１．６Ｔのネオジム磁石等がある。磁石として使える硬質磁性体と半硬質磁性体との違いは保持力であり、その大きさにより着磁と消磁に必要なコイルに流す電流値が決まる。このことは、以下に示すソレノイドコイルに流れる電流により生じる磁場の式により説明できる。

Ｈ＝ｎ・Ｉ …式（１）
ここで、Ｈ：磁場、Ｉ：電流、ｎ：単位長さ当たりのコイルの巻き数である。着磁と消磁を行うには、保持力以上の磁場を与える必要があるため、着磁と消磁に必要な電流値は保持力に比例することが分かる。このため、保持力の高い硬質磁性体は着磁と消磁に高い電力が必要となる。

半硬質磁性体は残留磁束密度が０．７〜１．６Ｔであり、ネオジム磁石とほぼ同等の磁気特性を持っているが、保持力はネオジム磁石に比べて１／１２５０倍〜１／１５倍（ネオジム磁石の保持力１０００ＫＡ／ｍに対し）である。このため、着磁と消磁を低い電力で行うことが可能である。

次に、本実施形態の動作を図５に示すフローチャートを用いて詳述する。まず、ステップ１で装置２７の電源がオンされると、ステップ２で図１に示すアクチュエータドライバ１４からアクチュエータ８に通電され、アクチュエータ８の可動部８ｂが駆動状態になる。具体的には、フォーカシングアクチュエータドライバ１５からアクチュエータ８のフォーカシングコイルに所定電流を通電し、可動部８ｂを保持状態とする。トラッキングコイルには通電しても良いが、通電しなくても良い。

次に、ステップ３で図１に示す固定機構駆動部１７から固定機構１０の半硬質磁性体１０ａを内包しているコイル１０ｃに一時的に交流電流を流す。その際、図４に示すように電流値の振幅を小さくしていって０まで減衰させると、半硬質磁性体１０ａが消磁され、アクチュエータ８の可動部８ｂが解放される。

その際、アクチュエータ８の可動部８ｂが解放された時に可動部８ｂを支持する４本の弾性支持部材１９ａ〜１９ｄの反動で、対物レンズ７が光ディスク９に衝突しないようにステップ２でアクチュエータ８の可動部８ｂを駆動状態（保持状態）にしている。次に、ステップ４でフォーカシング制御とトラッキング制御をオンし、光ディスク８上に情報の記録又は再生動作を行う。記録又は再生動作の詳細は省略する。

記録又は再生動作を終了すると、ステップ５で吸着による衝撃を避けるため固定位置までアクチュエータ８の可動部８ｂを駆動する。即ち、フォーカシングコイルに電流を流し、可動部８ｂを固定位置まで駆動する。また、固定機構１０の半硬質磁性体１０ａを内包しているコイル１０ｃに固定機構駆動部１７から一時的に直流電流を流し、半硬質磁性体１０ａを着磁する。そうすることで、アクチュエータ８の可動部８ｂを吸着固定する。次に、ステップ６でアクチュエータ８の通電をオフして非駆動状態にし、その後、ステップ７で電源オフとする。

以上のように半硬質磁性体を用いることで電源オンの状態ではアクチュエータの駆動を妨害する不要な磁場が発生せず、電源オフの状態では可動部を吸着固定する。そうすることで、対物レンズと光ディスクとの衝突を回避することが、低消費電力且つ光ピックアップが大型化することなく実現できる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、アクチュエータの可動部を吸着固定するタイミングは電源オフ時だけでなく、近年ビデオカメラやレコーダー等といった用途で行われる記録再生の間欠動作中（記録又は再生動作の休止期間中）等でもよい。

また、固定機構１０の構成も上記実施形態に限ることはない。例えば、図６に示すようにヨークを配置せず、コイル１０ｃに内包された半硬質磁性体１０ａとアクチュエータ８の可動部８ｂに設置された磁性体１０ｂのみでも構わない。図６（ａ）はアクチュエータの平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。図６では図２と同一部分には同一符号を付している。アクチュエータ８の構成は上記実施形態と同様であるため詳しい説明は省略する。

図７は固定機構１０の断面図を示すもので、図６（ａ）のＹ−Ｙ線における断面図である（アクチュエータ８の固定部８ａは省略）。図７（ａ）に示すようにアクチュエータ８の非駆動時には、図１に示す固定機構駆動部１７によりコイル１０ｃに一時的に直流電流を流すことで、半硬質磁性体１０ａが着磁され、磁性体１０ｂを吸着する。そして、半硬質磁性体１０ａの片面の吸着力（磁力）１０ｇによりアクチュエータ８の可動部８ｂを吸着固定する。

一方、アクチュエータ８の通電駆動時には、固定機構駆動部１７によりコイル１０ｃに一時的に交流電流を流し、図４に示すように電流値の振幅を小さくしていく。そして、０まで減衰させると、半硬質磁性体１０ａは消磁され、図７（ｂ）に示すようにアクチュエータ８の可動部８ｂは解放される。このように上記実施形態と同様に半硬質磁性体を用いて可動部の保持と離間を行う。

本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態を示すブロック図である。 図１の実施形態のアクチュエータを示す図である。 本発明に係る固定機構を示す断面図である。 交流消磁の通電方法を説明する図である。 図１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。 アクチュエータの他の実施形態を示す断面図である。 図６のアクチュエータに搭載された固定機構の断面図である。 従来例のアクチュエータを示す図である。

符号の説明

１ コントローラ
２ 信号処理回路
３ 光ピックアップ
４ スピンドルモータ
５ シークモータ
６ 光源
７ 対物レンズ
８ アクチュエータ
８ｂ 固定部
８ｂ 可動部
９ 光ディスク
１０ 固定機構
１０ａ 半硬質磁性体
１０ｂ 基板固定部材
１０ｃ 支持基台
１０ｄ、１０ｅ ヨーク
１０ｇ 半硬質磁性体の片面の吸着力（磁力）
１１ 光ピックアップドライバ
１２ スピンドルモータドライバ
１３ シークモータドライバ
１４ アクチュエータドライバ
１５ フォーカシングアクチュエータドライバ
１６ トラッキングアクチュエータドライバ
１７ 固定機構駆動部
１８ 対物レンズ保持部材
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 弾性支持部材
２０ 基板
２１ 基板固定部材
２２ 支持基台
２３ フォーカシングコイル
２４ａ、２４ｂ トラッキングコイル
２５ａ、２５ｂ 永久磁石
２６ａ、２６ｂ ヨーク
２７ 情報記録再生装置
２８ アクチュエータ固定機構
２８ａ 永久磁石
２８ｂ 磁性体
２８ｃ コイル
２８ｄ、２８ｅヨーク
２８ｆ 永久磁石による吸着力（磁力）
２８ｇ 磁力

Claims (5)

1. 光源からの光束を光記録媒体に集光する対物レンズを有する可動部と、前記可動部を弾性支持部材によって支持する固定部とを有するアクチュエータと、
   前記対物レンズを少なくともトラッキング方向とフォーカシング方向に駆動するアクチュエータドライバと、
   を有する情報記録再生装置において、
   前記可動部と前記固定部にそれぞれ少なくとも一つの磁性体を有し、前記磁性体のいずれか一方がコイルに内包された半硬質磁性体であり、
   前記コイルに電流を流すことで、前記半硬質磁性体を着磁或いは消磁させ、前記磁性体と吸着或いは解放することにより、前記可動部を前記固定部に保持又は離間させる手段を有することを特徴とする情報記録再生装置。
2. 前記可動部を前記固定部に保持する時は前記半硬質磁性体を着磁させることにより、前記可動部を前記固定部の磁性体に吸着し、前記可動部を駆動させる時は前記半硬質磁性体を消磁させることにより前記可動部を前記固定部から離間させることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
3. 前記可動部の前記固定部への保持は、電源オフのときに前記半硬質磁性体を着磁させることにより、前記可動部を前記固定部の磁性体に吸着させて行い、前記可動部の前記固定部からの離間は、電源オンの時に前記半硬質磁性体を消磁させることにより前記可動部を前記固定部から解放させることにより行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録再生装置。
4. 前記可動部の前記固定部への保持は前記可動部の非駆動時に前記半硬質磁性体を着磁させることにより前記可動部を前記固定部の磁性体に吸着させて行い、前記可動部の前記固定部からの離間は前記可動部の駆動時に前記半硬質磁性体を消磁させることにより前記可動部を前記固定部から解放させることにより行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。
5. 前記可動部を駆動させる時は前記可動部を通電駆動した後、前記半硬質磁性体を消磁させることにより、前記可動部を前記固定部から離間させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報記録再生装置。