JPH04129039A - 光学式ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば光デイスク再生装置に適用して好適な
光学式ピックアップに関する。

［発明の概要］ 本発明は、例えば光デイスク再生装置に適用して好適な
光学式ピックアップに関し、対物レンズと、この対物レ
ンズを支持するボビンと、このボビンを光ディスクのフ
ォーカス方向に変位させるフォーカス方向駆動手段と、
その対物レンズが光ディスクに直に接触するのを防止す
るためのレンズプロテクタとを有し、このレンズプロテ
クタに光ディスクの方向に突き出ると共にその対物レン
ズの有効面積よりも小さい面積の開口部を有する絞り部
を設けたことにより、その対物レンズに空気中の塵等が
付着するのを防止でき、ひいては光デイスク装置から対
物レンズのクリーナ機構等を省くことができるようにし
たものである。

［従来の技術］ 光学式ビデオディスク再生装置、コンパクトディスク再
生装置及び光磁気ディスク記録再生装置等の光デイスク
装置においては、情報信号を記録又は再生するための光
学式ピックアップが使用されている。

第４図は従来の光デイスク再生装置用の光学式ピックア
ップを示し・、この第４図において、（１）はベース、
（２）及び（３）は夫々そのベース（１）の側壁であり
、これら側壁（２）及び（３）の同軸上の貫通孔に夫々
ブツシュ（４Ａ）及び（４Ｂ）を装着し、これらブツシ
ュ（４Ａ）及び（４Ｂ）に光ディスクの半径方向に延び
る案内軸（５）を挿通させ、それら側壁（２）と側壁（
３）との間でその案内軸（５）上にＬ字形の金具（６）
を介してティルトセンサー（傾斜センサー）（７）を取
り付ける。また、それら側壁（２）及び（３）と反対側
に位置する如くベース（１）にＵ字形の案内部（８）を
設ける。その案内軸（５）の略延長上に光ディスクの回
転軸があり、図示省略した駆動機構でその案内軸（５）
に沿ってその光ディスクの半径方向（Ｒ方向）にそのピ
ックアップを移動させる。

（９）は第１の取付は板であり、そのベース（１）上に
取付は板（９）を介して対面する如（一対のＵ字形のヨ
ーク（１０）及び（１３）を取り付け、これらヨーク（
１０）及び（１３）の内面に夫々着磁体（１１）及び（
１４）を固定し、これらヨーク（１０）及び（１３）の
磁路を閉じるように夫々逆Ｕ字形の小さなヨーク（１２
）及び（１５）を被せる。ベース（１）及び取付は板（
９）のそれらヨーク（１０）とヨーク（１３）との間の
部分にレーザビーム通過用の貫通孔を設ける。

（１６）はコの字形の第２の取付は板であり、その第１
の取付は板（９）の上に一方のヨーク（１３）を挾むよ
うに第２の取付は板（１６）を重ね、これら取付は板（
９）及び（１６）をねじ（１７）でベース（１）上に固
定し、この取付は板（１６）の一端を折り曲げて取り付
けた中継部材（１８）に４枚の平行な板よりなる板ばね
（１９）の一端を取り付ける。そして、この板ばね（１
９）の自由端にストッパ（２１）を介してボビン（２０
）を取り付け、このボビン（２０）にフォーカシング用
のコイル（２２）及びトラッキング用のコイル（２３）
を装着した後に、これらコイル（２２）及び（２３）が
共に着磁体（１１）の前面及び着磁体（１４）の前面に
位置するようにする。

そのボビン（２０）のフォーカシング方向に貫通孔を穿
設し、この貫通孔の一端に対物レンズ（２４）を固定し
、この対物レンズ（２４）が直に光ディスクに衝突する
のを避けるためにレンズプロテクタ（２５）を被せる。

そのボビン（２０）及び対物レンズ（２４）はその板ば
ね（１９）の作用により光ディスクの半径方向（Ｒ方向
）及び軸方向（Ｚ方向、第５図参照）に自由に振ること
ができると共に、コイル（２２）及び（２３）の作用に
よりＲ方向及びＺ方向の所望の座標に位置決めすること
ができる。即ち、これにより２軸アクチユエータが構成
されている。

（２６）は光学部品の収納部材、（２７）はこの収納部
材（２６）の一端に取り付けられた受光基板であり、こ
の収納部材（２６）をベース（１）の下面に取り付ける
。

第５図は従来の光学系の構成を示し、この第５図におい
て、（２８）は半導体レーザ光源であり、この半導体レ
ーザ光源（２８）の出力光を回折格子（２９）　。

板状のハーフミラ−（３０）　、コリメータレンズ（３
１）。

光路を直角に変換するためのプリズム（３２）及び対物
レンズ（２４）を介して光ディスク（３３）に導く。こ
の光ディスク（３３）からの反射光は入射時の光路を逆
に進んでハーフミラ−（３０）に達する。このハーフミ
ラ−（３０）に対してその半導体レーザ光源（２８）と
略対称に受光基板（２７）を配し、光ディスク（３３）
からの反射光の内でこのハーフミラ−（３０）を透過し
た光を凹レンズ（３４）等を介してその受光基板（２７
）に導く。その受光基Ｆｉ（２７）には６個の受光素子
が配され、フォーカシングは例えば非点収差法で行われ
、トラッキングは例えば３ビーム法で行われる。

第６図は第４図中のボビン（２０）等の断面図であり、
この第４図に示すように、ボビン（２０）の貫通孔（２
０ａ）内を通過するレーザビームＬＢは対物レンズ（２
４）により光ディスク（３３）の厚さｔ　　（１，２５
ｍｍ程度）の透明アクリル樹脂層（ＰＭＭＡ層）（３５
）と保護膜（３７）とで挟まれた反射膜（３６）上に集
束し、この反射膜（３６）よりの反射光は再び対物し７
　ｙＣ（２４）に戻る。本願ではその対物レンズ（２４
）のレンズとして有効に作用する領域の面積を「有効面
積」と称する。具体的にその対物レンズ（２４）で有効
に集束されるレーザビームＬＢのその対物レンズ（２４
）の近傍での直径をφＡ（第６図例では略４ｍｍ）とす
ると、第６図例ではこの直径φＡの円の面積がその対物
レンズ（２４）の「有効面積」となる。

その対物レンズ（２４）は外周部（２４ａ）が厚さＨｌ
（略２ｍｍ）で外径が略７ｍｍの円筒状に形成され、こ
の円筒状の外周部（２４ａ）の中に直径がφＡ程度で両
面が非球面のレンズ部（２４ｂ）がプラスチックの一体
成形又はガラスの一体成形等により形成されている。そ
の対物レンズ（２４）の開口数ＮＡは０．４５〜０．５
５程度である。その対物レンズ（２４）の外周部（２４
ａ）の一方の端面がボビン（２０）の一方の端面（２０
ｂ）に接着され、その外周部（２４ａ）の光ディスク（
３３）側にレンズプロテクタ（２５）が接着により固定
されている。

その対物レンズ（２４）の外周部（２４ａ）の他方の端
面（２４ｃ）に接するそのレンズプロテクタ（２５）の
面にはレーザビームを通過させるための直径φＢの開口
部（２５ａ）が形成されている。この直径φＢはレーザ
ビームＬＢの対物レンズ（２４）の近傍の直径であるφ
Ａと同程度に設定されている。即ち、その開口部（２５
ａ）の面積はその対物レンズ（２４）の有効面積と同程
度に設定されている。また、そのし−ザビームＬＢが光
ディスク（３３）のビット形成面である反射膜（３６）
上に集束している状態（合焦状態）では、その対物レン
ズ（２４）の外周部（２４ａ）の他方の端面（２４ｃ）
からその光ディスク（３３）のＰＭＭＡ層（３５）の表
面までの距離Ｗは１．９　ｍｍである。

そのレンズプロテクタ（２５）の肉厚は０．３ｍｍ程度
であるため、そのレンズプロテクタ（２５）の表面から
そのＰＭＭＡ層（３５）の表面までの距離は１．６ｍｍ
程度になるが、この距離はその光ディスク（３３）の面
振れの程度及び起動時等のフォーカスサーボの応答性等
を考慮して再生動作中にそのレンズプロテクタ（２５）
がその光ディスク（３５）に衝突しない程度の大きさに
設定されている。また、従来はそのレンズプロテクタ（
２５）の開口部（２５ａ）と対物レンズ（２４）のレン
ズ部（２４ｂ）の表面とは略同−面に存在するため、そ
の対物レンズ（２４）の入出力光を遮らないようにする
ためにも、その開口部（２５ａ）の面積は対物レンズ（
２４）の有効面積と同程度に設定されていた。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来はそのレンズプロテクタ（２５）の開口
部（２５ａ）の面積はその対物レンズ（２４）の有効面
積と略等しく設定されているので、その光デイスク装置
を使用しているときにその開口部（２５ａ）を通して空
気中の塵等がその対物レンズ（２４）に付着してレンズ
部が次第に曇り、再生信号のレベルが低下する不都合が
あった。

このため、従来はその対物レンズ（２４）の曇りを解消
するため光デイスク装置の内部に刷毛機構又はブロワ−
機構等のセルフクリーニング機構が設けられていた。刷
毛機構とは、その光ディスクをトレーに出し入れすると
きに対物レンズを刷毛で拭（機構であり、ブロワ−機構
とはその光ディスクをトレーに出し入れするときに圧縮
空気で塵等を吹き飛ばす機構である。

しかしながら、刷毛機構では傷がつき易くプラスチック
製の対物レンズには不向きであると共に、煙草の煙等に
起因する油性の汚れは払拭しにくい不都合がある。また
、ブロワ−機構では同じく油性の汚れは払拭しにくい不
都合がある。さらに、両者共に製造コストが高い不都合
がある。

本発明は斯かる点に鑑み、対物レンズに空気中の塵等が
付着しにくい構造の光学式ピックアップを提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明による光学式ピックアップは、例えば第１図に示
す如く、対物レンズ（２４）と、この対物レンズを支持
するボビン（３８）と、このボビンを光ディスク（３３
）のフォーカス方向（Ｚ方向）に変位させるフォーカス
方向駆動手段（２２）と、その対物レンズが光ディスク
に直に接触するのを防止するためのレンズプロテクタ（
３９）とを有し、このレンズプロテクタ（３９）に光デ
ィスクの方向に突き出ると共にその対物レンズの有効面
積（直径がφＡの円の面積）よりも小さい面積（直径が
φＣの円の面積）の開口部（４０）を有する絞り部（３
９ｂ）を設けたものである。

［作用］ 斯かる本発明によれば、対物レンズ（２４）から光ディ
スク（３３）に向けて射出されるレーザビームＬＢは次
第に細く集束しており、そのレンズプロテクタ（３９）
の絞り部（３９ｂ）は光ディスクの方向に突き出ている
ので、その絞り部（３９ｂ）の開口部（４０）の面積を
その突き出し量に応じてその対物レンズ（２４）の有効
面積よりも小さくしても、その対物レンズ（２４）の射
出光及びその対物レンズ（２４）への入射光が遮られる
ことがない。

また、そのレンズプロテクタ（３９）の開口部（４０）
の面積はその対物レンズ（２４）の有効面積よりも小さ
く、且つそのレンズプロテクタ（３９）の突き出た絞り
部（３９ｂ）がその対物レンズ（２４）の入出力光を円
筒状に覆うので、その開口部（４０）を通して空気中の
塵等がその対物レンズ（２４）に付着する確率が大幅に
減少する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例につき第１図〜第３図を参照し
て説明しよう。本例は第４図例の光学式ピックアップの
ボビン（２０）、対物レンズ（２４）及びレンズプロテ
クタ（２５）より構成される部分に本発明を適用したも
のであり、その他の構成は第４図例と同様である。また
、第１図において第６図に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明を省略する。

第１図は本例の要部の断面図を示し、この第１図におい
て、（３８）はボビンであり、このボビン（３８）には
レーザビームＬＢの通過用の直径がφＡより大きい貫通
孔（３８ａ）を穿ち、外周部にフォーカスコイル（２２
）及びトラッキングコイル（２３）を装着し、このボビ
ン（３８）の一方の端面（３８ｂ）に対物レンズ（２４
）の外径が略７ｍｍで厚さがＨｌの外周部（２４ａ）を
密着させる。

（３９）は樹脂製のレンズプロテクタを示し、このレン
ズプロテクタ（３９）は略円筒状の側面部（３９ａ）と
この側面部（３９ａ）の一方の端部を覆う絞り部（３９
ｂ）とを肉厚が略０．２５ｍｏ＋となるように一体成形
して形成する。このレンズプロテクタ（３９）の材質は
光ディスク（３３）の表面層の材質（本例ではＰＭＭＡ
）とは異種の材質とすると共に、耐熱性が良好な材質と
することが望ましく、例えばポリアセタール樹脂又はフ
ッ素系樹脂等が使用できる。そのようにレンズプロテク
タ（３９）の材質と光ディスク（３３）の表面層の材質
とを異ならせると、そのレンズプロテクタ（３９）とそ
の表面層とが接触して摩擦が生じても、その光ディスク
（３３）の表面層が削られない利益がある。

第１図に示すように、そのレンズプロテクタ（３９）の
側面部（３９ａ）を対物レンズ（２４）の外周部（２４
ａ）に被せて、この状態でその絞り部（３９ｂ）が光デ
ィスク（３３）側に円錐台状に高さＨ２だけ突き出るよ
うにして、この円錐台状の頂上部分に直径がφＣの開口
部（４０）を形成する。この開口部（４０）の中心は対
物レンズ（２４）の光軸と一致させると共に、この開口
部（４０）の周囲の部分（３９ｃ）は光ディスク（３３
）を傷つけないように丸く面取りを行う。

合焦状態ではその対物レンズ（２４）の他方の端面（２
４ｃ）からその光ディスク（３３）のＰＭＭＡ層（３５
）の表面までの距離Ｗは１．９ｍ　ｍであり、その絞り
部（３９ｂ）の高さＨ２は１．７ｍｍ程度に設定する。

従って、合焦状態ではそのレンズプロテクタ（３９）の
開口部（４０）とその光ディスク（３３）のＰＭＭＡ層
（３５）の表面との間隔Ｇは０．２ｍｍ程度になる。近
時はボビン（３８）をフォーカス方向（Ｚ方向）に位置
決めするフォーカスサーボの応答性が高められているの
で、間隔Ｇが０．２ｍｍ程度であれば光ディスク（３３
）の回転起動時であってもそのレンズプロテクタ（３９
）がその光ディスク（３３）に衝突することはない。

また、そのレンズプロテクタ（３９）の開口部（４０）
の直径φＣの値は、対物レンズ（２４）の開口数ＮＡに
基づいて次のようにして決定する。即ち、開口数ＮＡが
例えば０．５であるとして、その厚さｔ（＝１．２５ｍ
　ｍ　）のＰＭＭＡ層（３５）の屈折率ｎが１．５であ
るとする。そして、その光ディスク（３３）の反射Ｉｌ
！（３６）から反射する光束の内で対物レンズ（２４）
に有効に入射する光束のその開口部（４０）の面での直
径をφＤとすると、φＤは合焦状態では次のようになる
。

φＤ　＝　２　（ｔ　−ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎｏ、５／
ｎ）＋Ｇ−ｊａｎ（ａｒｃｓｉｎＯ，５）　）　）＝１
．１　［ｍｍ］　　　　　　　　・・・・（１）本例で
はその有効な光束の直径φＤに比べてそのレンズプロテ
クタ（３９）の開口部（４０）の直径φＣを少し大きめ
に設定する。例えばφＣは２ｍｍ程度である。また、そ
の直径φＣはその対物レンズ（２４）の近傍でのレーザ
ビームＬＢの直径φＡよりもかなり小さいので次式が成
立する。

φＡ〉φＣ〉φＤ　　　　　・・・・（２）一般にはそ
の開口部（４０）の形状としては楕円等も考えられるの
で、その式（２）の条件を一般化すると、その開口部（
４０）の面積は対物レンズ（２４）の有効面積よりも小
さく、且つその開口部（４０）の面における有効な光束
の面積よりも大きいということになる。

上述のように本例ではレンズプロテクタ（３９）の開口
部（４０）の面積は対物レンズ（２４）の有効面積より
も小さく設定されており、その開口部（４０）を通して
その対物レンズ（２４）の表面側に流入する空気中の塵
等の量がその開口部（４０）の面積に比例して従来例よ
りも少なくなるので、その対物レンズ（２４）にその塵
等が付着しにくい利益がある。従って、光デイスク装置
に別途例えば光ディスクをトレーに出し入れする際にそ
の対物レンズ（２４）をクリーニングするセルフクリ−
ニング機構を設ける必要がなくなるか、又はそのセルフ
クリーニング機構を大幅に簡略化することができる。

さらに、そのレンズプロテクタ（３９）の絞り部（３９
ｂ）は光ディスク（３３）側に突き出ており、その対物
レンズ（２４）と光ディスク（３３）との間の空間は外
気と遮断されたようになっているため、その対物レンズ
（２４）に空気中の塵等が付着することはほとんどなく
なる利益がある。また、そのレンズプロテクタ（３９）
の絞り部（３９ｂ）は円錐台状に突き出ているため、仮
にそのレンズプロテクタ（３９）がその光ディスク（３
３）に衝突しても、その絞り部（３９ｂ）は一種の緩衝
機構としても働（利益がある。

次に第２図及び第３図を参照して本例の対物レンズ（２
４）及びレンズプロテクタ（３９）のボビン（３８）に
対する固定方法につき説明する。

第２図は本例のボビン（３８）、対物レンズ（２４）及
びレンズプロテクタ（３９）の分解斜視図であり、この
第２図において、ボビン（３８）の対物レンズ（２４）
と接触する端面（３８ｂ）には一方の対角線上に外側に
張り出した一対の角部（３８ｃ）及び（３８ｄ）を形成
し、他方の対角線上に一対の切り欠き部（３８ｅ）及び
（３８ｆ）を形成する。一方、レンズプロテクタ（３９
）の側面部（３９ａ）には１８０°間隔で一対の長い突
き出し部（３９ｄ）及び（３９ｅ）　（（３９ｅ）は隠
れている）を形成し、これら突き出し部（３９ｄ）及び
（３９ｅ）の先端部に夫々角部（４２）を形成する。ま
た、それら長い突き出し部（３９ｄ）及び（３９ｅ）か
ら夫々９０°間隔で短い突き出し部（３９ｆ）及び（３
９ｇ）　（（３９ｇ）は隠れている）を形成する。

そして、先ずその対物レンズ（２４）の外周部（２４ａ
）にそのレンズプロテクタ（３９）の側面部（３９ａ）
を圧入する。この場合、そのレンズプロテクタ（３９）
の角部（４２）がその対物レンズ（２４）の外周部（２
４ａ）を抱え込む形になるので、そのレンズプロテクタ
（３９）と対物レンズ（２４）とは密着した状態で保持
される。次にそのレンズプロテクタ（３９）が固定され
た対物レンズ（２４）をそのボビン（３日）の端面（３
８ｂ）に載置する。

第３図はそのボビン（３８）に対物レンズ（２４）が載
置された状態を示し、この第３図に示すように、そのレ
ンズプロテクタ（３９）の側面部（３９ａ）の長い突き
出し部（３９ｄ）がそのボビン（３８）の切り欠き部（
３８ｅ）に収まると共に、その側面部（３９ａ）の短い
突き出し部（３９ｆ）がそのボビン（３８）の角部（３
８ｃ）上に位置するようにする。そして、その角部（３
８ｃ）に接着剤（４１）を盛り上げることにより、その
角部（３８ｃ）に対物レンズ（２４）及びレンズプロテ
クタ（３９）を固定する。同様に、第３図では隠れてい
るが反対側の角部（３８ｄ）にも接着剤を盛り上げてそ
の角部（３８ｄ）に対物レンズ（２４）及びレンズプロ
テクタ（３９）を固定する。

上述のように本例によれば、対物レンズ（２４）とレン
ズプロテクタ（３９）とを圧入で固定した後に、これら
を一体的にそのボビン（３８）に接着で固定するように
しているので、組立の作業性が良好であると共に、その
ボビン（３８）に対して対物レンズ（２４）及びレンズ
プロテクタ（３９）が確実に固定される利益がある。

なお、上述実施例ではレンズプロテクタ（３９）は対物
レンズ（２４）に取り付けられているが、そのレンズプ
ロテクタ（３９）はボビン（３８）に取り付けるように
してもよい。また、２軸アクチユエータとしては上述の
ムービングコイル方式のみならず、例えば圧電素子方式
等にも本発明は適用される。

このように、本発明は上述実施例に限定されず本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿
論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、レンズプロテクタに光ディスクの方向
に突き出ると共に対物レンズの有効面積よりも小さい面
積の開口部を有する絞り部が設けられているので、その
対物レンズに空気中の塵等が付着するのを防止できる利
益がある。従って、光デイスク装置からその対物レンズ
をクリーニングするセルフクリーニング機構を省くこと
ができるか、又はそのセルフクリーニング機構を大幅に
簡略化することができ、その利益はきわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光学式ピックアップに使用さ
れているボビン等の断面図、第２図は実施例のボビン等
の分解斜視図、第３図は実施例のボビン等の組立後の状
態を示す斜視図、第４図は従来の光学式ピックアップの
構成を示す斜視図、第５図は従来の光学系の構成を示す
斜視図、第６図は従来のボビン等の断面図である。 （２２）はフォーカスコイル、（２４）は対物レンズ、
（３３）は光ディスク、（３８）はボビン、（３９）は
レンズプロテクタ、（３９ｂ）は絞り部、（４０）は開
口部である。 實覚舒１廟爪”ビン薯ｌ断ω図 第１図 夜来の木゛ビン薯の判゛面図 第６図 実走例の爪”ビン簿／ｌ介鵬４１（ａａ第２図 突方ヒ例／）爪”ビン薯の引手１同 第３ｒｌｌＪ 従来。光学式二一ソクアツア 第４図 ｊ１！＋４図佐りの光学系の方糺万（ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　対物レンズと、該対物レンズを支持するボビンと、該
   ボビンを光ディスクのフォーカス方向に変位させるフォ
   ーカス方向駆動手段と、上記対物レンズが光ディスクに
   直に接触するのを防止するためのレンズプロテクタとを
   有し、 該レンズプロテクタに光ディスクの方向に突き出ると共
   に上記対物レンズの有効面積よりも小さい面積の開口部
   を有する絞り部を設けたことを特徴とする光学式ピック
   アップ。