JP5547606B2 - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク情報を読み書きする光学ピックアップ装置の改良に係り、特に、ディスクと一定間隔を持って追従する対物レンズとの制御が、外部振動等により外れた場合におけるディスクと対物レンズとの衝突を防止する技術に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ等のディスク装置に用いられる光学ピックアップ装置においては、装置全体の小型化の要請から、年々ワーキングディスタンスは小さくなり、ディスクとの接触が懸念される様になってきている。

従来の光ピックアップは、記録媒体であるディスクの記録面上にレーザ光を集光させて情報の記録、再生などを行う装置であり、ディスクの記録面上のデータを読み取るため、対物レンズの位置を調整するトラッキング制御とフォーカシング制御を行なう可動部を備える（特許文献１参照）。

この対物レンズのトラッキング制御とフォーカシング制御は、例えば、対物レンズを収容した可動ボビンの外周の複数箇所に巻軸が対物レンズの光軸と直交するように巻回配置したトラッキングコイルと、可動ボビンの外周面に、巻軸が対物レンズの光軸方向と平行になるように巻回配置されたフォーカスコイルと、フォーカスコイルとトラッキングコイルのそれぞれに永久磁石の磁束が鎖交するようにヨークに貼り付けて配置した永久磁石とによって行なっている。

特開２００６−３１７８１号公報

ところで、上記のような従来の光ピックアップ装置において、装置に対する外部からの振動や衝撃により、対物レンズの位置ずれが起きてフォーカス制御が外れた場合、これまでは、外れた瞬間にフォーカスコイルに電圧を加え、対物レンズを下側へ落とし、衝突を抑えていた。この制御では、振動方向と衝突を防止する方向が一致するため、その力を抑止するのに大きな電圧と通電時間を必要とした。

また、最近のブルーレイドライブ等を見ると、ＤＶＤ、ＣＤ用の対物レンズとブルーレイディスク用の対物レンズの２つを載せたレンズホルダが登場し、振動で振られる部品の重量が大きくなってきている。その際、フォーカシング制御をフォーカスコイルのみ行なうと、保持する時間、耐振性において、大きな電力を消費することになる。

また、上述した近年のワーキングディスタンスの減少傾向に伴い、対物レンズの初期位置がディスクと接近し、対物レンズとディスクの面とがさらに衝突しやすい構造となっている。そのため、振動により、制御が働かない状態が長く続く場合、必然的に対物レンズとディスクが衝突し続け、ディスクに細かな傷を多く付けてしまうことになる。

さらに、ディスクを再生していない場合、対物レンズは、制御されないフリーの状態となっており、大きな振動があった際には対物レンズとストッパとなる部材とが干渉し、ラトル音の発生を抑止することが困難であり、また、同様にディスクと対物レンズが衝突する可能性がある。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、フォーカス方向、トラッキング方向に自由に動く、対物レンズを搭載したレンズホルダをトラッキング方向へ移動させることで、レンズホルダのフォーカス方向への移動を抑制し、外部振動又は衝突によるディスクと対物レンズとの衝突を回避することのできる光学ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、対物レンズを搭載したレンズホルダと、前記レンズホルダをフォーカス方向へ移動させるためのフォーカスコイルと、前記レンズホルダをトラッキング方向へ移動させるためのトラッキングコイルと、ベースプレートに設けられた垂直片を有するヨークプレートと、を備えたディスク装置に用いられる光学ピックアップ装置において、前記ディスク装置本体にかかる振動又は衝撃を検出するセンサにより、前記装置本体に対する加速度を検出した際に、レンズホルダを退避させるレンズホルダ移動手段を備え、前記レンズホルダ移動手段は、前記ヨークプレートの前記垂直片とレンズホルダとが当接するように、前記レンズホルダを移動させることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レンズホルダ移動手段は、前記レンズホルダを退避させるに当たって、前記レンズホルダを、前記フォーカスコイルに電圧を掛けることで、フォーカス方向であって前記対物レンズが設けられた側と反対の側に移動制御し、その後、前記トラッキングコイルに電圧を掛けることで、トラッキング方向であって前記ヨークプレートの前記垂直片とレンズホルダとが当接する方向に移動制御することを特徴とする。

以上のような態様では、加速度センサにより装置本体にかかる振動又は衝撃を検知し、これに基づいて、対物レンズ及びそれが装着されたレンズホルダを、フォーカス方向であってディスクとは反対の方向に移動させるようにフォーカスコイルに通電することで、レンズホルダを押し下げると同時に、トラッキングコイルに通電し、トラッキング方向へも移動させる。これにより、レンズホルダをヨークプレートの垂直片の側面へ当接させることで、外部の振動や衝突が継続する場合であっても、レンズホルダのディスク方向への移動を制限し、レンズホルダのディスクへの衝突を防止することができる。

請求項３の発明は、請求項２記載の発明において、前記加速度センサにより検出した外部振動又は衝撃の継続時間を測定する振動時間測定手段を備え、前記レンズホルダ移動手段は、前記振動時間測定手段により測定された前記振動継続時間が所定時間となった場合に、前記レンズホルダのトラッキング方向への移動制御を実行することを特徴とする。

以上の態様では、フォーカスコイルへの電圧制御によるレンズホルダの下方への退避を基本としつつ、外部からの振動又は衝突が所定時間継続する場合にのみトラッキングコイルへの電圧制御を行なって、レンズホルダを、ヨークプレートの垂直片に当接させることにより、電圧制御によるレンズホルダの退避と、構造的なロックによる退避とを振動に応じて使い分けることができるようになる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記ヨークプレートの垂直片と前記レンズホルダとの当接面には、係合部が設けられたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４記載の発明において、前記係合部は、同形状の凹部と凸部とから構成されることを特徴とする。

以上の態様では、レンズホルダの側面に凸部を設け、対するヨークプレートの垂直片の側面に凹部を設けることで、レンズホルダを垂直片の方向に移動させた際に、これらが係合することで、レンズホルダのフォーカス方向である振動方向に対してのレンズホルダの移動を確実に阻止することができるようになる。これにより、レンズホルダの振動方向への移動阻止のために必要となる大きな電圧と通電時間が不要となる。

請求項６の発明は、請求項５記載の発明において、前記凹部と前記凸部の、前記レンズホルダにおける前記対物レンズ側の係合面が、前記フォーカス方向と垂直に設けられたことを特徴とする。
以上の態様では、凸部と凹部とを、当接させることで、フォーカス方向の移動を完全に抑制することができるので、レンズホルダの退避中におけるフォーカスコイルに対する保持電流をなくすことができる。

以上のような本発明によれば、フォーカス方向、トラッキング方向に自由に動く、対物レンズを搭載したレンズホルダをトラッキング方向へ移動させることで、レンズホルダのフォーカス方向への移動を抑制し、外部振動又は衝突によるディスクと対物レンズとの衝突を回避することのできる光学ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における光学ピックアップ装置の全体構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態における光学ピックアップ装置の構成を示す平面図（ａ）、正面側断面図（ｂ）及び側面断面図（ｃ）。 本発明の第１の実施形態における光学ピックアップ装置の制御構成を示す図。 加速度センサとして機能させるための作動トランスの一例を示す図。 図５の作動トランスにおけるコア位置と２次電圧の関係を示す図。 本発明の第１の実施形態における光学ピックアップ装置の作用を示す図。 本発明の第２の実施形態における光学ピックアップ装置の構成を示す断面図。 本発明の第３の実施形態における光学ピックアップ装置の制御構成を示す図。

［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
第１の実施形態における光学ピックアップ装置１は、図１に全体構成を示すように、ベースプレート２と、ベースプレート２上に搭載されたヨークプレート３と、このヨークプレート３に保持されるホルダ支持部４と、ホルダ支持部４に対してワイヤＷを介して固定されるレンズホルダ５と、このレンズホルダ５に支持された対物レンズ６と、からなる。

ベースプレート２は、光学ピックアップ装置１の底部において支持板となるものであり、図示しないが方形状をなす。ヨークプレート３は、長辺方向に３つの垂直片３ａ，３ｂ，３ｃを備え、ベースプレート２上に搭載される。一方の端部に設けられた垂直片３ａは幅広で構成され、後述のホルダ支持部４が上部よりはめ込まれることにより、このホルダ支持部４を固定するものである。また、中央に設けられた垂直片３ｂと他の一端に設けられた垂直片３ｃとは細幅でレンズホルダ５の内側に位置するように構成される。

レンズホルダ５には、レンズホルダ５のトラッキング方向（図中矢印Ｘ）に直角な方向の側面に、トラッキングコイル７が設けられるとともに、レンズホルダ５のトラッキング方向（図中矢印Ｚ）を巻回の軸として、２つの細幅の垂直片３ｂ，３ｃの間を通るようにフォーカスコイル８が設けられている。

ここまでの各構成要素の配置構成は従来と同様であるが、本実施形態の光学ピックアップ装置１は、上記従来の構成において、外部振動や衝撃等により、フォーカス制御がはずれ、レンズホルダ５に保持された対物レンズ６が、ディスクの記録面に衝突するのを防止するための手段（レンズホルダ移動手段）を提供するものである。

例えば、従来は、フォーカス制御が外れた瞬間にフォーカスコイル８に電圧を加え、対物レンズ６を下側（図２（ｃ）の右方向）へ落とし、衝突を抑えていた。しかし、本実施形態においては、このように外部振動又は衝撃が発生した場合、レンズホルダ５を固定し、動きを抑制することができる構成を有している。

すなわち、本実施形態では、外部振動又は衝撃を加速度センサＧで検知すると、ヨークプレート３の垂直片３ｃの側面と、レンズホルダ５の側面とに、これらの側面を接触させる。すると、ヨークプレート３に対してレンズホルダ５が固定される。このための具体的な構成として、本実施形態は、図２（ｂ）に示すように、ヨークプレート３の垂直片３ｃの側面に設けられた凹部Ａと、垂直片３ｃのレンズホルダ５と対向する面に設けられた凸部Ｂとを有している。

また、レンズホルダ５を制御する構成として、図３のブロック図に示すように、加速度検出部５１と、フォーカスコイル電圧制御部５２と、トラッキングコイル電圧制御部５３とを備える。この加速度検出部５１は、加速度センサＧからの信号を受け付けて、外部からの装置に対する振動又は衝撃による加速度を演算検出する手段である。

なお、このような過大な振動を検出する方法としては、周知のあらゆる技術を適用可能である。その一例として、図１に示す光学ピックアップ装置１の構成部材を加速度センサＧとして用いる方法を説明する。すなわち、図１に示すように、ワイヤＷを介してアクチュエータ（レンズホルダ５、対物レンズ６、トラッキングコイル７、フォーカスコイル８等を含む）を上下、左右に移動させる構造において、アクチュエータの質量をｍ、その時の力をＦ、加速度をａとすると、以下の式１の関係が成立する。
（数１）
Ｆ＝ｍａ …式１

この時のワイヤＷ等の持つバネ荷重をｋ、アクチュエータの移動量をＸとすると、フックの法則により、以下の式２の関係が成立する。
（数２）
Ｆ＝ｋＸ …式２

式１、式２より、アクチュエータに加わる加速度ａは、式３で示される。
（数３）
ａ＝(ｋ／ｍ)＊Ｘ …式３
つまり、アクチュエータの移動量Ｘが判れば、その時の加速度ａを求めることができる。以上が、光学ピックアップ装置１の構成部材を加速度センサＧとする原理である。

このようなアクチュエータの移動量Ｘを、２次電圧により検出する方法として、作動トランスによる測定方法がある。作動トランスは、例えば、図４（ａ）に示すように、図１のフォーカスコイル８を１次コイルＰとし、その両端に２次コイルとして、トラッキングコイル７とは別に２つの検出コイルＳ１、Ｓ２を、縦に配置する。これに対応する回路表示を、図４（ｂ）に示す。

かかる作動トランスにおいては、コアＣの均一に着磁された範囲では、図５に示すような特性を示す。このように、コアＣの位置ｘ（アクチュエータの移動量Ｘ）が２次電圧Ｅｓにより判ることから、２次電圧Ｅｓを検出することにより、過大な振動を検出することができる。なお、上記は例示であり、本発明は、センサにより振動又は衝撃を検出できるように構成されていればよい。

また、フォーカスコイル電圧制御部５２は、加速度検出部５１において、所定のＧが検出された場合に、フォーカスコイル８に電圧をかけ、対物レンズ６及びレンズホルダ５を下方（図２（ｃ）の右方向）へ下げる手段である。

トラッキングコイル電圧制御部５３は、フォーカスコイル電圧制御部５２によって、対物レンズ６及びレンズホルダ５が下方へ下がったところで、トラッキングコイル７に電圧をかけ、レンズホルダ５に設けられた凸部Ｂを、ヨークプレート３の垂直片３ａ，３ｂ，３ｃに設けた凹部Ａへ当接させる手段である。

レンズホルダ５に設けた凸部Ｂは、断面が垂直片３ｃとの当接面側が上底となるようにした台形状をなす。一方、垂直片３ｃに設けた凹部Ａは、断面は凸部Ｂと同形状の盆状に形成される。ここで、凸部Ｂ及び凹部Ａの断面形状を台形状とし、上底から下底に係る斜辺を設けたのは、レンズホルダ５をヨークプレート３の垂直片３ｃへ移動させ、当接させる際にフォーカス方向（図中Ｚ方向）に誤差が生じた場合でも、斜辺を滑らせながら当接させることを可能としたものである。

［１−２．作用効果］
以上のような構成からなる本実施形態の光学ピックアップ装置１の作用について説明する。
図１及び２に示す光学ピックアップ装置１において、対物レンズ６と一体になったレンズホルダ５からなる部品がフォーカス及びトラッキング方向に自由に動く場合、外部から大きな振動加速度を受けると、レンズホルダ５がディスクに衝突し、または、加速度センサＧで大きな加速度を検出する。

加速度センサＧにおける衝突又は振動の検出後、再衝突を避けるため、フォーカスコイル電圧制御部５２の制御により、図６（ａ）から（ｂ）に示すように、フォーカスコイル８に電圧をかけ、対物レンズ６及びレンズホルダ５を下方へ引き下げる。ここまでは従来と同様の作用である。

次に図６（ｃ）に示すように、トラッキングコイル電圧制御部５３により、トラッキングコイル７に電圧をかけ、図中矢印方向へ動かすことで、ヨークプレート３の垂直片３ｃの側面の凹部Ａとレンズホルダ５の凸部Ｂを当接させる。

以上のような本実施形態の光学ピックアップ装置１では、加速度センサＧ及び機械的にＧを検知する手段及び一度のディスクと衝突を検知し、それにより、対物レンズ６及びそれが装着されたレンズホルダ５を、フォーカス方向であってディスクとは反対の方向に移動させるようにフォーカスコイル８に通電することで、レンズホルダ５を押し下げると同時に、トラッキングコイル７に通電し、トラッキング方向へも移動させる。これにより、レンズホルダ５をヨークプレート３の垂直片３ｃの側面へ当接させることで、外部の振動や衝突が継続する場合であっても、レンズホルダ５のディスク方向への移動を摩擦力により制限し、レンズホルダ５のディスクへの衝突を防止することができる。

特に、本実施形態では、レンズホルダ５の側面に凸部Ｂを設け、対するヨークプレート３の垂直片３ｃの側面に凹部Ａを設けることで、レンズホルダ５を垂直片３ｃ方向に移動させた際に、これらが係合することで、レンズホルダ５のフォーカス方向である振動方向に対してのレンズホルダ５の移動を確実に阻止することができるようになる。これにより、レンズホルダ５の振動方向への移動阻止のために必要となる大きな電圧と通電時間が不要となる。

なお、本実施形態では、例示として対物レンズを１つで構成したものを取り上げたが、従来技術の項で指摘した、ブルーレイドライブ等における対物レンズを２つ搭載したレンズホルダにおいても、本実施形態は適用可能である。むしろ、対物レンズが２つ搭載されたことで振動によって振られる部品の重量が大きくなっているレンズホルダにおいてこそ、フォーカシング制御のみによらず、レンズホルダ５をヨークプレート３の垂直片３ｃに当接させフォーカス方向への移動を抑制する本実施形態はその効果を発揮するものである。

さらに、レンズホルダ５をヨークプレート３の垂直片３ｃに当接させフォーカス方向への移動を抑制することで、対物レンズの初期位置がディスクと接近し、対物レンズとディスクの面とがさらに衝突しやすい構造となっている近年のディスク装置の構造にも対応可能である。

また、本実施形態の光学ピックアップ装置の構造を用いて、ディスクを再生していない場合にもレンズホルダ５をヨークプレート３の垂直片３ｃに当接させる制御を行なうことで、従来は、非再生状態でフリーとなったレンズホルダのフォーカス方向の移動を抑止することができるので、外部振動に対するラトル音の発生を防止するとともに、ディスクと対物レンズが衝突するのを防止することができるようになる。

［２．第２の実施形態］
第２の実施形態における光学ピックアップ装置１は、レンズホルダ５に設けた凸部Ｂと、ヨークプレート３の垂直片３ｃにおける凹部Ａとの形状に改良を施したものである。

すなわち、第１の実施形態において、凸部Ｂと凹部Ａとは、断面を台形状としていたが、本実施形態においては、図７に示すように、図中上側の対物レンズ６側にある斜辺を、フォーカス方向（図中Ｚ方向）と垂直又はトラッキング方向（図中Ｘ方向）と平行にしたものである。

このような構成態様では、凸部Ｂと凹部Ａとを、当接させることで、フォーカス方向（図２におけるＺ方向）の移動を完全に抑制することができるので、レンズホルダ５の退避中におけるフォーカスコイル８に対する保持電流をなくすことができる。

［３．第３の実施形態］
第３の実施形態における光学ピックアップ装置１は、第１及び第２の実施形態におけるトラッキングコイル電圧制御部５３の稼動に際して、工夫を施したものであり、図８のブロック図に示すとおり、新たな構成要素として、振動検出時間算出部５４を備える。振動検出時間算出部５４は、加速度センサＧから送られ、加速度検出部５１において検出される衝撃又は振動の継続時間を計測する手段である。

本実施形態では、振動検出時間算出部５４が、この衝撃又は振動が所定時間を上回る場合に、トラッキングコイル電圧制御部５３を稼動し、フォーカスコイル電圧制御部５２によって、対物レンズ６及びレンズホルダ５が下方へ下がったところで、トラッキングコイル７に電圧をかけ、レンズホルダ５に設けられた凸部Ｂを、ヨークプレート３の垂直片３ａ，３ｂ，３ｃに設けた凹部Ａへ当接させるようになっている。

以上のような本実施形態では、フォーカスコイル８への電圧制御によるレンズホルダ５の下方への退避を基本としつつ、外部からの振動又は衝突が所定時間継続する場合にのみトラッキングコイル７への電圧制御を行なって、レンズホルダ５の凸部Ｂを、ヨークプレート３の垂直片３ａ，３ｂ，３ｃの凹部Ａへ当接させることにより、電圧制御によるレンズホルダ５の退避と、構造的なロックによる退避とを振動に応じて使い分けることができるようになる。

１…光学ピックアップ装置
２…ベースプレート
３…ヨークプレート
３ａ，３ｂ，３ｃ…垂直片
４…ホルダ支持部
５…レンズホルダ
６…対物レンズ
７…トラッキングコイル
８…フォーカスコイル
５１…加速度検出部
５２…フォーカスコイル電圧制御部
５３…トラッキングコイル電圧制御部
５４…振動検出時間算出部
Ａ…凹部
Ｂ…凸部
Ｗ…ワイヤ

Claims (6)

1. 対物レンズを搭載したレンズホルダと、前記レンズホルダをフォーカス方向へ移動させるためのフォーカスコイルと、前記レンズホルダをトラッキング方向へ移動させるためのトラッキングコイルと、ベースプレートに設けられた垂直片を有するヨークプレートと、を備えたディスク装置に用いられる光学ピックアップ装置において、
   前記ディスク装置本体にかかる振動又は衝撃を検出するセンサにより、前記装置本体に対する加速度を検出した際に、レンズホルダを退避させるレンズホルダ移動手段を備え、
   前記レンズホルダ移動手段は、前記ヨークプレートの前記垂直片とレンズホルダとが当接するように、前記レンズホルダを移動させることを特徴とする光学ピックアップ装置。
2. 前記レンズホルダ移動手段は、前記レンズホルダを退避させるに当たって、前記レンズホルダを、
   前記フォーカスコイルに電圧を掛けることで、フォーカス方向であって前記対物レンズが設けられた側と反対の側に移動制御し、
   その後、前記トラッキングコイルに電圧を掛けることで、トラッキング方向であって前記ヨークプレートの前記垂直片とレンズホルダとが当接する方向に移動制御することを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。
3. 前記加速度センサにより検出した外部振動又は衝撃の継続時間を測定する振動時間測定手段を備え、
   前記レンズホルダ移動手段は、前記振動時間測定手段により測定された前記振動継続時間が所定時間となった場合に、前記レンズホルダのトラッキング方向への移動制御を実行することを特徴とする請求項２記載の光学ピックアップ装置。
4. 前記ヨークプレートの垂直片と前記レンズホルダとの当接面には、係合部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ピックアップ装置。
5. 前記係合部は、同形状の凹部と凸部とから構成されることを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ装置。
6. 前記凹部と前記凸部の、前記レンズホルダにおける前記対物レンズ側の係合面が、前記フォーカス方向と垂直に設けられたことを特徴とする請求項５記載の光学ピックアップ装置。

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