JP2012027965A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置の薄型化を実現するとともに読み取り精度を向上させる。
【解決手段】光ディスク装置は、光ディスクにレンズ５０を介して光を出射して、情報を記録／再生する光ピックアップ１２と、ラジアルスキュー調整部とを備える。ラジアルスキュー調整部は、マグネット２２０，２２２，２４０，２４２、ヨーク４１０，４１２、及びマグネット２２０，２２２，２４０，２４２とヨーク４１０，４１２との間に発生する静磁場中に配置された電磁コイル４００，４０２と、から構成される。電磁コイル４００，４０２に電流が流れると、流れる電流の大きさ及び向きに応じた大きさ及び向きのローレンツ力Ｆ１，Ｆ２が発生する。制御部は、電磁コイル４００，４０２に流す電流の大きさ及び向きを制御することでラジアル方向のレンズ５０の傾きを変更する。
【選択図】図５

Description

本発明は、チルト調整機構を備える光ディスク装置に関する。

一般に、光ディスク装置とは、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等の情報媒体にレーザ光を出射して光学情報を記録したり、その反射光を読み取ることで光学情報を読み出したりする光ピックアップを備える装置である。

ＣＤでは、光ピックアップのディスク面との距離（高さ）の調整は不要であったが、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）では、この高さの調整が必要となる場合がある。特に、反りのある粗悪なディスクを読み取るためには、光ピックアップの高さの調整が必要となる。また、近年ブルーレイディスク（Blu-ray Disc）とＤＶＤの双方に対応可能な再生機、再生録画機が普及している。このような装置には、ブルーレイディスク用の青紫色レーザとＤＶＤ用の赤色レーザとを出射及び読み取り可能な光ピックアップを２つ搭載したものがあり、装置の大型化を抑制する必要があった。

光ディスク装置に挿入された光ディスクに応じた調整には、光ディスクとターンテーブルとの間隔の調整、及びターンテーブルのラジアル方向及びタンジェンシャル方向の傾きの調整等がある。例えば、ねじとターンテーブルの装置への装着によるガタを抑制するねじりコイルばねとを備え、ターンテーブルの姿勢を調整することで、これらの間隔及び傾きを調整可能とする光ディスクドライブが特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の調整ねじ機構は、スピンドルモータに取り付けられたターンテーブルのディスク平面を、スピンドルモータ取付け板に９０度分割に配置された３箇所の調整ネジで、タンジェンシャル方向、ラジアル方向、高さ方向に調整する機構である。

特開２００７−１８４０５４号公報

しかし、特許文献１に開示されたねじ機構はスピンドルモータ下に配置される為、スピンドルモータを納める空間に加えてこのねじ機構を納める空間が必要となり、光ディスク装置を小型に形成するには不向きであった。また、スキュー調整は、載置される個々のディスクに応じてなされるものではなく、表面性状が粗悪なディスクの光信号を読み取ることが難しかった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスク装置の薄型化を実現するとともに読み取り精度を向上させることを目的とする。

本発明に係る光ディスク装置は、
光ディスクの中心部を固定支持する支持部と、
前記光ディスクにレンズを介して光を出射して、情報を記録／再生する光ピックアップと、を備える光ディスク装置であって、
前記光ディスクに対するラジアル方向の前記レンズの傾きを変更するラジアルスキュー調整部と、
前記ラジアルスキュー調整部を制御する制御部と、を更に備え、
前記ラジアルスキュー調整部は、複数のマグネットと、前記支持部に支持された前記光ディスクのラジアル方向に平行に前記マグネットに対向するように配置され前記複数のマグネットのそれぞれと静磁場を形成する複数のヨークと、前記光ピックアップに設けられ前記静磁場中に配置され前記複数のヨークのそれぞれの周囲に巻回された複数の磁気コイルと、から構成され、
前記制御部は、前記レンズの光軸が前記光ディスクの記録面に垂直に向く角度に、前記ピックアップの姿勢を変更するように、所定の向き及び強さの電流を前記磁気コイルに流して前記ラジアルスキュー調整部を制御する、
ことを特徴とする。

また、前記レンズの中心を中心として前記光ピックアップを回動させて、前記光ディスクに対するタンジェンシャル方向のスキュー調整を行うタンジェンシャルスキュー調整部を更に備えると好ましい。

また、前記光ディスクが前記支持部に支持された状態における前記光ディスクのラジアル方向に前記光ピックアップをガイドするガイド部を更に備え、
前記タンジェンシャルスキュー調整部は、前記ガイド部の傾きを変更することでタンジェンシャル方向のスキュー調整を行うようにしてもよい。

本発明によれば、光ディスク装置の薄型化を実現するとともに読み取り精度を向上させることができる。

（ａ）光ディスクのタンジェンシャル方向に延びる光ディスク装置の断面を模式的に示す正面断面図である。（ｂ）光ディスクのタンジェンシャル方向に延びる光ディスク装置の断面を示し、タンジェンシャル方向に対する光ディスク装置のスキュー調整を示す模式的な正面断面図である。 光ディスク装置の光ピックアップを示す斜視図である。 （ａ）光ディスクのタンジェンシャル方向に延びる光ピックアップの断面を模式的に示す正面断面図である。（ｂ）光ディスクのラジアル方向に延びる光ピックアップの断面を模式的に示す（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。 （ａ）光ディスクのタンジェンシャル方向から光ピックアップを示す模式的な側面図である。（ｂ）光ディスクのラジアル方向から光ピックアップを示す模式的な正面図である。（ｃ）光ディスクのタンジェンシャル方向から光ピックアップを示し、ラジアル方向に対するスキュー調整を説明する模式的な側面図である。（ｄ）光ディスクのラジアル方向から光ピックアップを示し、ラジアル方向に対するスキュー調整を説明する模式的な正面図である。 （ａ）ローレンツ力を利用した光ディスクのラジアル方向に対する光ピックアップのスキュー調整を説明する模式的な上面図である。（ｂ）（ａ）に示された状態における光ピックアップの模式的な側面図である。 （ａ）光ディスクのラジアル方向への光ピックアップの移動とともになされる光ピックアップの高さの調整を説明する模式的な側面図である。（ｂ）光ディスクのラジアル方向に対する光ピックアップのスキュー調整を示す模式的な側面図である。 （ａ）ローレンツ力を利用した光ディスクのラジアル方向に対する光ピックアップのスキュー調整を説明する模式的な上面図である。（ｂ）（ａ）に示された状態における光ピックアップの模式的な側面図である。

以下、本発明に係る光ディスク装置の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。

本実施形態に係る光ディスク装置１０は、図１（ａ），図１（ｂ）及び図２に示すように、板状のベース７０と、それぞれ並行に配置される主軸（ガイド部）６０及び副軸（ガイド部）６２と、ベース７０に螺合し主軸６０及び副軸６２のそれぞれの端部に当接するスキュー調整ねじ（タンジェンシャルスキュー調整部）６００，６０２，６２０，６２２と、主軸６０及び副軸６２に沿って光ディスクＤのラジアル方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）の図示面に対して垂直方向）に移動可能でありフレーム１４に支持される光ピックアップ１２と、から主に構成される。

ベース７０は、光ディスクＤのラジアル方向に対する後述する光ピックアップ１２のスキュー調整の基礎となるものである。ベース７０は、図１（ａ）に示すように、内面に雌ねじが形成されたねじ孔（タンジェンシャルスキュー調整部）７００，７０２，７２０，７２２を有する。ねじ孔７００，７０２は、所定の間隔でラジアル方向に配置され、ねじ孔７２０，７２２もねじ孔７００，７０２の間隔と略同一の間隔でラジアル方向に配置される。ねじ孔７００，７０２とねじ孔７２０，７２２とは、タンジェンシャル方向において所定の間隔Ｘだけ離れて配置されている。また、ベース７０には、後述する支持部材６４４，６６４が固定されている。

主軸６０及び副軸６２は、丸棒状に形成され、光ディスクＤのラジアル方向に延出してそれぞれ並行に配置され、後述する光ピックアップ１２を光ディスクＤのラジアル方向に案内するとともに、摺動可能に支持する機能を有する。

スキュー調整ねじ６００，６０２，６２０，６２２は、光ディスク１０の製造時に、主軸６０及び副軸６２を介して後述する光ピックアップ１２の高さを調整する機能を有する。スキュー調整ねじ６００，６０２の先端は主軸６０の周面に当接し、スキュー調整ねじ６２０，６２２の先端は副軸６２の周面に当接する。

スキュー調整ねじ６００，６０２は、ねじ孔７００，７０２の雌ねじにそれぞれ螺合し、時計回りに締め込まれることで光ディスクＤに主軸６０を近接させ、反時計回りに緩められることで光ディスクＤから主軸６０を離間させる。一方、スキュー調整ねじ６２０，６２２は、ねじ孔７２０，７２２の雌ねじにそれぞれ螺合し、時計回りに締め込まれることで光ディスクＤに副軸６２を近接させ、反時計回りに緩められることで光ディスクＤから副軸６２を離間させる。

更に、光ディスク装置１０は、光ディスクＤから離間させる方向に主軸６０及び副軸６２を付勢するものとして、付勢機構６４，６６を備える。付勢機構６４，６６は、主軸６０、副軸６２の周面の上側にそれぞれ当接する当接部材６４２，６６２と、断面Ｔ字型の支持部材６４４，６６４と、当接部材６４２と支持部材６４４とに挟持される圧縮バネ６４６と、当接部材６６２と支持部材６６４とに挟持される圧縮バネ６６６と、からそれぞれ構成される。

当接部材６４２，６６２は、主軸６０、副軸６２の周面の上側にそれぞれ当接し、図１（ａ）における上下方向（光ディスクＤに近接及び離間する方向）に独立して移動可能にベース７０に支持されている。

支持部材６４４，６６４は、上板６４４ａ，６６４ａと上板６４４ａ，６６４ａの中央にそれぞれ固定された棒部６４４ｂ、６６４ｂとからなり、棒部６４４ｂ、６６４ｂの下端がベース７０にそれぞれ固定されている。圧縮バネ６４６，６６６は、支持部材６４４，６６４の上板６４４ａ，６６４ａの下面に固定され、棒部６４４ｂ、６６４ｂに挿通され、当接部材６４２，６６２を下方（光ディスクＤから遠ざかる方向）に付勢する。スキュー調整ねじ６００，６０２，６２０，６２２の回転量に応じて主軸６０、副軸６２が上下に移動するとともに、付勢機構６４，６６によって当接部材６４２，６６２を介して主軸６０及び副軸６２が付勢され位置決めされる。

次に、光ディスク装置１０のタンジェンシャル方向におけるスキュー調整について図１（ｂ）を参照して説明する。光ディスク装置１０のタンジェンシャル方向におけるスキュー調整は、製品出荷時になされるもので、主軸６０及び副軸６２の端部の高さを変更することでなされる。主軸６０及び副軸６２の端部の高さは、スキュー調整ねじ６００，６０２，６２０，６２２を回転させることで変更される。

ここで、タンジェンシャル方向におけるスキュー調整において、スキュー調整ねじ６００，６０２，６２０，６２２の好適なねじ込み量の算出方法について説明する。光ピックアップ１２のレンズ５０のレンズ中心５０Ｃとスキュー調整ねじ６００，６０２とのタンジェンシャル方向の距離を距離Ｘ１とし、レンズ中心５０Ｃとスキュー調整ねじ６２０，６２２とのタンジェンシャル方向の距離を距離Ｘ２とする。更に、スキュー調整ねじ６００，６０２の水平状態からのねじ込み量をねじ込み量Ｙ１とし、スキュー調整ねじ６２０，６２２の水平状態からのねじ込み量をねじ込み量Ｙ２とする。このとき、下記条件式を満たすように、ねじ込み量Ｙ１，Ｙ２を設定することで、レンズ中心５０Ｃの高さＨを一定としたタンジェンシャル方向におけるスキュー調整がなされる。

次に、図２及び図３を参照して、光ピックアップ１２の構成について詳細に説明する。光ピックアップ１２は、立板２２，２４を有するヨーク２０と、ヨーク２０の立板２２，２４の両端にそれぞれ固定されたマグネット（ラジアルスキュー調整部）２２０，２２２，２４０，２４２と、マグネット（ラジアルスキュー調整部）２２０，２２２，２４０，２４２にラジアル方向に対向する位置に配置されたヨーク（ラジアルスキュー調整部）４１０，４１２の周囲に巻回された電磁コイル（ラジアルスキュー調整部、磁気コイル）４００，４０２と、電磁コイル４０に電流を送電するワイヤ４２と、レンズ５０を備える本体３０と、から主に構成される。

ヨーク２０は、板状の下板と下板に立設して固定された２枚の立板２２と、２枚の立板２２の幅と同程度の幅を有する立板２４及び支持本体２６とを有する。２枚の立板２２と立て板２４の両端部の間には、２個の電磁コイル４００，４０２が配置されている。支持本体２６には、後述するワイヤ４２の端部が固定されている。

マグネット２２０，２２２，２４０，２４２は、永久磁石から成り、２枚の立板２２，２４の電磁コイル４００に対向する側の面にマグネット２２０，２４０がそれぞれ固定され、２枚の立板２２，２４の電磁コイル４０２に対向する側の面に、マグネット２２２，２４２がそれぞれ固定されている。また、図５に示すように、マグネット２２０，２４０はＮ極側が電磁コイル４００に対向するようにそれぞれ配置され、マグネット２２２，２４２はＳ極側が電磁コイル４００に対向するようにそれぞれ配置されている。

２個の電磁コイル４００，４０２は、銅等の導電性材料から形成され、マグネット２２０とマグネット２４０との間、及びマグネット２２２とマグネット２４２との間にそれぞれ配置され、軟磁性材料から成る２個のヨーク４１０，４１２の周囲にそれぞれ複数回巻回されて本体３０に固定されている。電磁コイル４００，４０２は、ワイヤ４２によって給電される。また、マグネット２２０とヨーク４１０と、マグネット２２２とヨーク４１２とによってそれぞれ静磁場が形成される。詳細については後述するが、光ピックアップのラジアル方向のスキュー調整は、静磁場中を通る電磁コイル４００，４０２に電流を供給することでローレンツ力を発生させて光ピックアップを傾斜させることでなされる。

ワイヤ４２は、３本ずつの２組からなり、支持本体２６の両端及び支持体３２にそれぞれの端部を固定され、電磁コイル４００，４０２にそれぞれ接続されている。また、ワイヤ４２は、その弾性によって本体３０を一定のバランスで保持する。

このような構成を有する光ピックアップ１２は、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、光ディスクＤのラジアル方向の回動が制御部Ｃによって制御される。

制御部Ｃは、詳細については、後述するが、光ピックアップ１２からレーザ光を光ディスクＤに出射させ、光ディスクＤから反射した光を光ピックアップ１２が集光することで、合焦する位置を決定する。また、制御部Ｃは、光ピックアップ１２を上下させるための電流を流して、その電流の強さに応じて、光ディスクＤからの距離を算出し、回動角度を設定し、その回動角度に応じて電磁コイル４００，４０２へ流す電流の強さを更に調整し回動させる。

次に、光ディスクＤのラジアル方向へのスキュー調整における光ピックアップ１２の動作について図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）を参照して詳細に説明する。ここで、図５（ａ）及び図７（ａ）において、白抜きの矢印は、静磁場の向きを示し、黒抜きの矢印は、電流の向きを示し、黒塗りの小丸と同心円である大丸とから成るマークは、紙面の裏側が表側に向かう力の向きを、円に×が内接しているマークは、紙面の表側が裏側に向かう力の向きを示している。

本体３０及び本体３０に固定されたレンズ５０を図５（ｂ）における反時計回りに回動させる場合、ヨーク４１０からマグネット２２０への図５（ａ）における下から上向きの静磁場中に位置する電磁コイル４００の部位に左から右向きに電流を流す。このとき、ヨーク４１０からマグネット２４０への上から下向きの静磁場中に位置する電磁コイル４００には右から左向きに電流が流れる。すると、電磁コイル４００、及び本体３０の電磁コイル４００を固定する側に、図５（ａ）における紙面の裏側から表側に向かうローレンツ力Ｆ１が加わることとなる。

また、ヨーク４１２からマグネット２２２への図５（ａ）における上から下向きの静磁場中に位置する電磁コイル４０２に左から右向きに電流を流す。このとき、ヨーク４１２からマグネット２４２への下から上向きの静磁場中に位置する電磁コイル４０２には右から左向きに電流が流れる。すると、電磁コイル４０２、及び本体３０の電磁コイル４０２を固定する側に、図５（ａ）における紙面の表側から裏側に向かうローレンツ力Ｆ２が加わることとなる。

ローレンツ力Ｆ１及びローレンツ力Ｆ２によって生じる図５（ｂ）における反時計回り方向のトルクＴ１により、本体３０は反時計回りに回動する。

このような本体３０の回動による、光ディスクＤのラジアル方向のスキュー調整について図６（ａ），（ｂ）を参照して詳細に説明する。

光ディスクＤは、図６（ａ）に示すように、ターンテーブル（支持部）８０上に中心部が嵌められるれて光ディスク装置１０に格納されている。光ディスクＤが外径方向に向かって上方に反ったものであった場合、光ピックアップ１２が光ディスクＤの大径方向に移動するにしたがって、光ディスクＤと光ピックアップ１２との間隔が広くなる。制御部Ｃは、ジッタ値を観察してピントが合うように合焦する際に、この間隔の広がりを検知すると、この間隔を埋めるように、光ピックアップ１２を光ディスクＤに近づける。この動作は、図７（ａ）に示すように、制御部Ｃが、ワイヤ４２を介して、電磁コイル４００に反時計回りの電流を流し、電磁コイル４０２に時計回りの電流を流すことで上向きのローレンツ力Ｆ１，Ｆ３を生じさせることでなされる。

図６（ｂ）に示すように、光ディスクＤに垂直に光軸が交わるようにするために、レンズ５０及び本体３０をラジアル方向に回動させる。この動作は、本体３０の電磁コイル４００側に生じるローレンツ力Ｆ１の大きさよりも、本体３０の電磁コイル４０２側に生じるローレンツ力Ｆ３を小さくすることで、図７（ｂ）における反時計回りのトルクＴ２を生じさせることができ、本体３０を回動させることができる。このようにして、格納された光ディスクＤの反りに応じてラジアルスキュー調整は好適になされ、粗悪な形状の光ディスクＤについても、精度良くデータを読み取ることができる。

また、図６（ａ）に示すように、光ピックアップ１２の回動角は、光ピックアップ１２の所定の基準位置からの径方向の変位Ｒと高さ方向の変位Ｈ２との比率による直線近似によって決定するようにしてもよく、検出されたジッタ値によって決定するものであってもよい。

なお、光ピックアップ１２の高さの調整、及びラジアルスキューの調整は、どちらを先に行ってもよく、同時に行ってもよい。

また、光ディスク装置１０に格納された光ディスクＤが外径方向に向かって下方に反ったものである場合でも、電磁コイル４００，４０２に流す電流を逆方向にすることで、下方への移動も可能である。更に同様に流れる電流の強さに差異をもたせるようにすることで、傾けることができる。

本発明に係る光ディクス装置は、光ディスクに対する光ピックアップの傾きを変更することで、光ディスクに垂直に光軸が位置するようにラジアルスキュー調整を行うことができるので、読み取り精度を向上させることができる。

また、光ピックアップがラジアル方向への回動機能を備えていないものであるときには、光ディスクＤに対し垂直に光軸を向けるために、主軸及び副軸は、光ディスクＤに対して傾けた状態に固定される。この場合、光ディスクの内周と外周とで光ディスクＤと主軸及び副軸との間隔が異なる。このため、光ディスクと光ピックアップとの間隔を一定とするため、常に持ち上げるように光ピックアップの電磁コイルに電流を流さなければならなかった。対して、本発明に係る光ディスク装置は、光ピックアップがラジアル方向への回動機能を備えているため、主軸及び副軸を光ディスクとの距離を平行に固定することができ、間隔の調整を必要とする粗悪なディスクに対してのみ光ディスクに近接及び離間するように電流を流すこととなり、消費電力を格段に抑えることができる。

また、光ピックアップ自体が光ディスクに近接・離間することができるため、光ピックアップを支持する主軸及び副軸のラジアル方向の精密な高さ調整が不要となり、組立作業性がよい。なお、スピンドルモータ及びターンテーブルの位置調整も不要である。更に、主軸及び副軸の高さ調整用の光ディスク装置とは別途に設けられた調整器具を製造工程において使用するためのスペースを設ける必要が無く、光ディクス装置を薄くすることができる。

また、タンジェンシャル方向のスキュー調整についても、レンズを中心としてネジの締め込み量によって主軸及び副軸の高さを調整することで、光ピックアップの端部を中心として調整するよりも調整範囲を小さくすることができ、薄型化を実現することができる。

１０ ：光ディスク装置
１２ ：光ピックアップ
１４ ：フレーム
２０ ：ヨーク
２２，２４：立板
２６ ：支持本体
２２０，２２２，２４０，２４２：マグネット（ラジアルスキュー調整部）
３０ ：本体
４００，４０２：電磁コイル（ラジアルスキュー調整部、磁気コイル）
４１０，４１２：ヨーク（ラジアルスキュー調整部）
４２ ：ワイヤ
５０ ：レンズ
６０ ：主軸（ガイド部）
６００，６０２，６２０，６２２：スキュー調整ねじ（タンジェンシャルスキュー調整部）
６２ ：副軸（ガイド部）
６４，６６：付勢機構
７０ ：ベース
７００，７０２，７２０，７２２：ねじ孔（タンジェンシャルスキュー調整部）
８０ ：ターンテーブル（支持部）
Ｃ ：制御部
Ｄ ：光ディスク
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３：ローレンツ力
Ｔ１，Ｔ２：トルク

Claims (3)

1. 光ディスクの中心部を固定支持する支持部と、
   前記光ディスクにレンズを介して光を出射して、情報を記録／再生する光ピックアップと、を備える光ディスク装置であって、
   前記光ディスクに対するラジアル方向の前記レンズの傾きを変更するラジアルスキュー調整部と、
   前記ラジアルスキュー調整部を制御する制御部と、を更に備え、
   前記ラジアルスキュー調整部は、複数のマグネットと、前記支持部に支持された前記光ディスクのラジアル方向に平行に前記マグネットに対向するように配置され前記複数のマグネットのそれぞれと静磁場を形成する複数のヨークと、前記光ピックアップに設けられ前記静磁場中に配置され前記複数のヨークのそれぞれの周囲に巻回された複数の磁気コイルと、から構成され、
   前記制御部は、前記レンズの光軸が前記光ディスクの記録面に垂直に向く角度に、前記ピックアップの姿勢を変更するように、所定の向き及び強さの電流を前記磁気コイルに流して前記ラジアルスキュー調整部を制御する、
   ことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記レンズの中心を中心として前記光ピックアップを回動させて、前記光ディスクに対するタンジェンシャル方向のスキュー調整を行うタンジェンシャルスキュー調整部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記光ディスクが前記支持部に支持された状態における前記光ディスクのラジアル方向に前記光ピックアップをガイドするガイド部を更に備え、
   前記タンジェンシャルスキュー調整部は、前記ガイド部の傾きを変更することでタンジェンシャル方向のスキュー調整を行う、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
   

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