JPH06302001A - 光ピックアップ及び光記録再生装置及びカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光記録再生装置の信頼性向上、機械的故障の
防止、薄型化を図る。 【構成】 集光素子の光軸に対して光記録媒体の内周寄
りまたは外周寄りの位置に、集光素子より光記録媒体側
に突出したストッパを備えた。このストッパは集光素子
と一体でアクチュエータによって駆動される。またアク
チュエータのフォーカスサーボ引き込み動作は、光記録
媒体の情報記録領域の最内周近傍または最外周近傍で行
う。またアクチュエータのサスペンションは、その引っ
張り方向が光記録媒体の回転方向と一致している。また
別の方法として、アクチュエータのフォーカシング動作
量を規制する度当たり面を、カートリッジに形成する。 【効果】 集光素子と光記録媒体とが、情報記録領域以
外の領域で間接的に衝突するため、光記録媒体や光記録
再生装置に対して品質不良となるような損傷を与える事
が無い。また、集光素子の作動距離（ＷＤ）を極限まで
短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルオーディオディ
スク（いわゆるコンパクトディスク）プレーヤや外部記
録装置である光ディスク装置等の光記録再生装置、及び
これら装置に搭載される光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこれら光記録再生装置は、集光素
子即ち対物レンズが光記録媒体表面に衝突するのを防止
する手段を備えていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の場
合、フォーカスサーボの初期引き込みに失敗した場合に
は、図８に示すように集光素子（対物レンズ）２０がＦ
（＋）方向に暴走して回転中の光記録媒体１０の表面１
６に直接衝突するため、接触部分が摩耗・変形したり、
飛散した摩耗粉２５が光学系に付着して光学特性を劣化
させ、情報の記録再生品質を著しく悪化させていた。ま
た、光記録媒体１０との摩擦力によりアクチュエータ４
００のホルダ４０１にＣ方向の力（またはトルク）を与
えて、可動支持機構であるサスペンション４０２を座屈
破壊させ、動作不能に陥らせる事もあった。なお、この
ような不良が少しでも発生しにくいように、集光素子２
０と光記録媒体１０との作動距離（ＷＤ）を大きくして
設計する事も多かったが、ほんの気休めに過ぎず、装置
の薄型化・小型化の要望に反していた。本発明はこれら
欠点を解決するためのものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の光ピックアップ及び光記録再生装置及びカー
トリッジの構成は、（１）光記録媒体にスポットを形成
する集光素子と、集光素子を位置制御するアクチュエー
タと、アクチュエータに搭載されて集光素子と一体で駆
動され、集光素子の光軸に対し光記録媒体内周寄りまた
は外周寄りの位置で、集光素子より光記録媒体側に突出
して取り付けられたストッパと、を備えた事、（２）上
記（１）記載のストッパが、光記録媒体の表面材質より
軟質な樹脂またはゴムまたはエラストマあるいはフェル
トまたは不織布等から成る事、（３）上記（１）記載の
ストッパが、集光素子を保持するホルダと一体に形成さ
れた事、（４）上記（１）記載の光ピックアップを用
い、光記録媒体の情報記録領域の最内周近傍または最外
周近傍で、アクチュエータのフォーカスサーボ引き込み
動作を行うよう構成された事、（５）光記録媒体にスポ
ットを形成する集光素子と、集光素子を位置制御するア
クチュエータと、アクチュエータに搭載されて前記集光
素子と一体で駆動されるストッパとから構成され、アク
チュエータの可動支持機構を成すサスペンションが、そ
の引っ張り方向が光記録媒体の回転方向すなわちトラッ
ク溝方向と略一致するよう配置された事、（６）光記録
媒体を収容するカートリッジであって、該光記録媒体の
最内周近傍及び／または最外周近傍に度当たり面が形成
され、この度当たり面が光ピックアップのフォーカシン
グ動作のストロークを規制する面である事、（７）上記
（６）記載のカートリッジに収容された光記録媒体に情
報を記録再生する装置であって、光記録媒体の情報記録
領域の最内周近傍または最外周近傍で、アクチュエータ
のフォーカスサーボ引き込み動作を行うよう構成された
事、を特徴とする。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、 Ａ）集光素子（対物レンズ）と光記録媒体との直接衝突
を防止し、情報記録領域以外の領域で間接的に当接させ
る。

【０００６】Ｂ）集光素子と光記録媒体との作動距離す
なわちワーキングディスタンス（ＷＤ）を極限まで短縮
する事を可能にし、光学系及び装置の小型・薄型化を図
る。

【０００７】Ｃ）アクチュエータの破壊を防止する。

【０００８】ことが可能となる。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）図１から図４は、本発明による光記録再生
装置の光ピックアップ１５０周りを示す斜視図，平面
図，側断面図，正断面図である。なお、図３は図２に示
す断面Ａ−Ａに、図４は図２に示す段面Ｂ−Ｂに対応す
る。

【００１０】各図において、１０は光記録媒体すなわち
光ディスクであり、図示しないスピンドルモータによっ
て矢印Ｒ方向に数１００ｒｐｍないし数１０００ｒｐｍ
の回転速度で回転している。光記録媒体１０には最内周
１１から最外周１２にかけてトラック溝１４が数１００
０から数１００００本形成され、情報記録領域１３を成
している。キャリッジ５（図２）はガイド軸２によって
ガイドされ、図中Ｔ方向に図示しないシーク機構によっ
て移送される。光ピックアップ１５０は、集光素子２０
を精密に位置制御するアクチュエータ１００，光ヘッド
１１０，ミラー１２０（図３）等から構成され、アクチ
ュエータ１００の可動部であるホルダ１０１の内部に、
これら光ヘッド１１０とミラー１２０が格納され、一体
で駆動される。また、光ピックアップ１５０は図２〜図
４に示すように、キャリッジ５とカバー６に囲まれた空
間に収容されている。１０２はアクチュエータ１００の
可動支持機構を成すサスペンションであり、本実施例で
は４本の薄板バネを用いているが、これに限らず線（ワ
イヤ）バネでも良い。サスペンション１０２の一端１０
２ａは、ヨーク１０６の側面に取り付けられたベース１
０３に固定され、他端１０２ｂがホルダ１０１に取り付
けられ、４本が略平行に変形してホルダ１０１を図中Ｔ
（トラッキング）方向及びＦ（フォーカシング）方向の
直交２方向に可動自在に支持する。ホルダ１０１には複
数のコイル１０４が固着され、このコイル１０４に通電
制御する事により、ヨーク１０６に固着された磁石１０
５との電磁作用によって駆動される。つまり、アクチュ
エータ１００はいわゆるボイスコイル型のアクチュエー
タとして構成されている。

【００１１】本実施例の特徴的な構成として、サスペン
ション１０２は固定側の一端１０２ａから可動側の他端
１０２ｂに伸びる方向が、図１に示すように光記録媒体
１０の回転方向Ｒと一致し、トラック溝１４の接線方向
と一致している。また、ホルダ１０１の上面に保持され
た集光素子（対物レンズ）２０の周りにはストッパ１４
０が固着されている。このストッパ１４０には突出部１
４１と非突出部１４２が形成され、図４に示すように集
光素子２０の頂点より距離Ｌだけ突出している。また、
突出部１４１は集光素子２０の中心つまり光軸２２より
も距離Ｄだけ光記録媒体１０の内周側（図４で右側）に
段差を有している。ストッパ１４０の材質としては、耐
摩耗性に優れた樹脂やゴムやエラストマ、またはフェル
トや不織布などの材質を使う事が可能である。本実施例
では具体的にナイロン系の樹脂による一体成形品を用い
ている。何れにしても光記録媒体１０の表面材質である
ＰＣ（ポリカーボネイト）に比べると軟質である。

【００１２】次に光ピックアップ１５０の光学系につい
て説明する。図３において、光ヘッド１１０は、図示し
ないが発光素子のレーザチップ、受光素子のフォトダイ
オード、光束分離手段であるホログラム素子などが内部
に収容された、小型の一体型光ヘッドを構成している。
光ヘッド１１０からは往路光束１１２が出射され、ミラ
ー１２０で折曲げられた後に集光素子２０によって集光
され、光記録媒体１０の記録面１５にスポット２１を結
像させる。記録面１５で反射された復路光束１１３には
記録面１５の情報によって変調された信号成分が含まれ
ており、これを光ヘッド１１０に取り込んで受光素子
（非図示）で検出して信号の再生が行われる。また、光
ヘッド１１０は集光素子２０と光記録媒体１０の近接・
離反に応じた焦点誤差信号（フォーカスエラー信号）
と、トラック溝からのトラッキング方向のズレに応じた
トラック誤差信号（トラッキングエラー信号）を、光学
的に検出する機能も有している。本実施例では、この光
ヘッド１１０の詳細な内容自体は重要でないので詳細な
説明は省くが、これらのエラー信号はフォーカスサーボ
やトラックサーボの誤差信号として使われる。なお、集
光素子２０は唯一のレンズとして有限光学系を構成して
おり、光ヘッド１１０内部の発光点１１１からスポット
２１までの距離、いわゆる物点像点間距離は約１５ｍｍ
と短い。また、集光素子２０即ち対物レンズの倍率は、
焦点誤差信号の検出精度や光束の利用効率を鑑みて、約
４：１に設定されている。これら光学系の基本仕様を満
たして、しかもスポット２１を無収差に近い状態で結像
するようにレンズ形状を最適設計すると、集光素子２０
と光記録媒体１０の表面１６との作動距離（ワーキング
ディスタンスＷＤ）は約１ｍｍとなる。

【００１３】集光素子２０の作動距離（ＷＤ）がこのよ
うに短いと、従来の場合は集光素子２０が光記録媒体１
０に衝突する危険性が非常に高くなり、図８（従来例）
によって説明したように、種々の不良を発生していた。
ところが本実施例では、前述のように集光素子２０の脇
にストッパ１４０が備えられているため、仮にフォーカ
スサーボの引き込みに失敗してアクチュエータ１００が
暴走し、集光素子２０が図４のＦ（＋）方向に飛び出し
ても、ストッパ１４０の突出部１４１が先に光記録媒体
１０に当接するため、集光素子２０と光記録媒体１０が
直接衝突する事が無い。なお、フォーカスサーボの暴走
する確率は、上記の初期引き込み時に発生するのが圧倒
的に多く、定常動作時にはよほど強い外乱衝撃でも受け
ない限り、暴走する事は無い。

【００１４】ここで、本実施例の光記録再生装置は、上
述のフォーカスサーボ引き込み動作を行う際には、先ず
初期化動作としてキャリッジ５を光記録媒体１０の最内
周１１の位置に移送するよう、制御回路（非図示）によ
って制御される。従ってフォーカスサーボ引き込み動作
は必ず最内周１１の近傍で行われ、更にストッパ１４０
の突出部１４１は集光素子２０の光軸２２やスポット２
１より、図４で距離Ｄ以上右側にある。従って、突出部
１４１は、最内周１１より更に内周側で光記録媒体に当
接する。この領域は、情報記録領域１３と異なり何等有
効な情報が記録されていないため、突出部１４１の接触
によって光記録媒体１０の表面に何らかの損傷を与えて
たとしても、情報の記録再生品質には一切無関係であ
る。

【００１５】また図１，図２で説明したように、アクチ
ュエータ１００の可動支持機構を成すサスペンション１
０２は、固定側の一端１０２ａから可動側の他端１０２
ｂに伸びる方向が、光記録媒体１０の回転方向Ｒ（つま
りトラック溝１４の接線方向）と一致しているため、上
記のストッパ１４０が光記録媒体１０に当接して、摩擦
力（またはトルク）が発生しても、サスペンション１０
２を座屈させる事が無い。

【００１６】ゆえに集光素子２０と光記録媒体１０と
が、情報記録領域１３において衝突する恐れが無くな
り、しかも、集光素子２０の作動距離（ＷＤ）を極限ま
で短縮しても良い。本発明により、この作動距離（Ｗ
Ｄ）は０．５ｍｍ程度に短縮可能である。また、サスペ
ンション１０２が座屈して、アクチュエータ１００が故
障するような事態も未然に防げる。

【００１７】付け加えると以上説明した実施例では、光
記録再生装置の制御方法としてキャリッジ５を光記録再
生装置の制御シーケンスにより、光記録媒体１０の最内
周１１に移送して、フォーカスサーボの初期引き込み動
作を実施する事を想定している。これは、光記録媒体１
０が一般的に内周側のほうが面振れが少ないために、フ
ォーカスサーボの引き込みが比較的容易であるからであ
る。逆に言うと光記録媒体１０の面振れがあまり多くな
い場合には、記録領域１３の最外周１２でフォーカスサ
ーボを引き込む事は十分可能である。但しその場合に
は、ストッパ１４０の突出部１４１は、集光素子２０に
対して反対側（図４で左側）に設ける必要があり、こう
する事によって記録領域１３の外周側（光記録媒体１０
の外径ぎりぎりの領域）で突出部１４１と光記録媒体１
０が当接するようになる。

【００１８】（実施例２）実施例２は本発明による光ピ
ックアップの他の実施例であり、図５に斜視図で示す。

【００１９】本実施例では、アクチュエータ２００や光
ヘッド（非図示）の動作原理は前述の実施例１と同様で
あるが、ストッパすなわち突出部２４１の形成手法が異
なる。すなわち、図５において、突出部２４１は集光素
子２０の片方の脇に形成され、ホルダ２０１と一体で形
成されている。この場合には、ホルダ２０１は機械的強
度と共に耐摩耗性にすぐれた樹脂で成形するのが良い。
本実施例では具体的にフッ素を混入させた樹脂を用いる
事により、実用に耐える事ができた。

【００２０】なお、本実施例による作用効果は前述の実
施例１と同様であるため省略する。

【００２１】また付け加えるとこの実施例２では、光記
録媒体最内周の位置でフォーカスサーボの初期引き込み
動作を実施する事を想定している。しかしながら実施例
１で補足説明したように、記録領域最外周の位置でフォ
ーカスサーボを引き込む事も可能である。但しその場合
には、突出部２４１は、集光素子２０に対して反対側
（図５で左側）に設ける必要がある。

【００２２】（実施例３）以上の実施例１，実施例２で
は光ピックアップの側にストッパの突出部１４１，２４
１を設けて、集光素子２０と光記録媒体１０との直接衝
突を防止していた。実施例３は、この替わりに光記録媒
体１０を収容するカートリッジの形状を工夫する事によ
って同等の作用・効果を得るものである。

【００２３】図６と図７において、３０は光記録媒体１
０を内部に収容するためのカートリッジである。カート
リッジ３０には光記録媒体１０の情報記録領域１３より
内周側と外周側に若干大きく開口した開口窓３１が開け
られ、光記録再生装置にローディングする際に、この開
口窓３１を遮蔽していたシャッタ（非図示）が開けら
れ、開口窓３１から内部の光記録媒体１０が覗けるよう
に構成されている。開口窓３１の内周側及び／または外
周側には、カートリッジ３０と一体で度当たり面３２
ａ，３２ｂが形成されており、この度当たり面３２ａ，
ｂは光記録媒体１０の表面１６より、集光素子２０の方
向に段差ＳＣａ（図７），ＳＣｂ（図６）だけ近接した
位置になっている。この段差ＳＣａ，ＳＣｂは、それぞ
れアクチュエータ３００のホルダ３０１のストッパ面３
０１ａ，３０１ｂから集光素子２０の上面までの高さＳ
Ｌａ（図７）、ＳＬｂ（図６）より大きく設定されてい
る。

【００２４】本実施例では、光記録再生装置はフォーカ
スサーボの初期引き込み動作を行う際に、キャリッジ５
を情報記録領域１３の最内周１１または最外周１２のい
ずれかに移送させる。ここで仮にフォーカス引き込みに
失敗して、アクチュエータ３００が暴走したとすると、
ホルダ３０１のストッパ面３０１ａまたは３０１ｂがカ
ートリッジ３０の度当たり面３２ａまたは３２ｂに当接
してフォーカシング動作のストロークを規制される。し
かるに上記のＳＣａ＞ＳＬａ，ＳＣｂ＞ＳＬｂの関係よ
り、この状態でも集光素子２０は光記録媒体１０の表面
１６から離れているため、直接衝突する恐れが無い。

【００２５】なお、集光素子２０の直径が十分大きい場
合には、集光素子２０の外周部やフランジ部をカートリ
ッジ３０の度当たり面３２ａまたは３２ｂに当接させる
よう構成する事も可能である。また、カートリッジ３０
や集光素子２０やホルダ３０１の寸法形状によっては、
度当たり面３２ａ，３２ｂとして特別な面を形成すす替
わりにカートリッジ３０の外形面３３を利用し、この面
にホルダ３０１を当接させる方法も可能となる。これら
は何れも本発明の応用であり、技術的思想の範疇内であ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、集
光素子（対物レンズ）と光記録媒体との直接衝突を防止
し、情報記録領域以外の領域で間接的に当接させる事が
できるため、集光素子や光記録媒体に対して情報記録再
生の障害となるような損傷を与える事が無い。また集光
素子と光記録媒体との作動距離すなわちワーキングディ
スタンス（ＷＤ）を極限まで短縮する事も可能である。
更にアクチュエータの構成要素として最も繊細なサスペ
ンションを座屈変形させる事も無く、アクチュエータの
破壊を防止する事ができる。

【００２７】よって、光記録再生装置の信頼性を大幅に
向上させる事ができ、更に装置の薄型化・小型化にも貢
献するため、大きな技術的意義を有する。なお、これら
の改善のために特別高価な部品を付加する必要も無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における光記録再生装置の光
ピックアップ周りを示す斜視図である。

【図２】実施例１における光ピックアップの平面図であ
る。

【図３】実施例１における光ピックアップの側断面図で
あり、図２の断面Ａ−Ａに相当する図である。

【図４】実施例１における光ピックアップの正断面図で
あり、図２の断面Ｂ−Ｂに相当する図である。

【図５】本発明の実施例２における光ピックアップを示
す斜視図である。

【図６】本発明の実施例３における光ピックアップを示
す正断面図である。

【図７】本発明の実施例３における光ピックアップを示
す正断面図である。

【図８】従来技術による不良の発生を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

５ キャリッジ １０ 光記録媒体 １１ 最内周 １２ 最外周 １３ 情報記録領域 １４ トラック溝 １５ 記録面 １６ 表面 ２０ 集光素子 ２５ 摩耗粉 ３０ カートリッジ ３２ａ，３２ｂ 度当たり面 １００，２００，３００，４００ アクチュエータ １０１，２０１，３０１，４０１ ホルダ １０２，２０２，４０２ サスペンション １５０，２５０，３５０，４５０ 光ピックアップ １４０ ストッパ １４１，２４１ 突出部 １１０ 光ヘッド ３０１ａ，３０１ｂ ストッパ面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体にスポットを形成する集光素
   子と、 該集光素子を位置制御するアクチュエータと、 該アクチュエータに搭載されて前記集光素子と一体で駆
   動され、前記集光素子の光軸に対し前記光記録媒体内周
   寄りまたは外周寄りの位置で、前記集光素子より前記光
   記録媒体側に突出して取り付けられたストッパと、を備
   えた事を特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記ストッパが、前記光記録媒体の表面
   材質より軟質な樹脂またはゴムまたはエラストマ、ある
   いはフェルトまたは不織布等から成る事を特徴とする請
   求項１記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記ストッパが、前記集光素子を保持す
   るホルダと一体に形成された事を特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光ピックアップを用い、
   光記録媒体の情報記録領域の最内周近傍または最外周近
   傍で、アクチュエータのフォーカスサーボ引き込み動作
   を行うよう構成された事を特徴とする光記録再生装置。
5. 【請求項５】 光記録媒体にスポットを形成する集光素
   子と、該集光素子を位置制御するアクチュエータと、該
   アクチュエータに搭載されて前記集光素子と一体で駆動
   されるストッパとから構成され、 前記アクチュエータの可動支持機構を成すサスペンショ
   ンは、その引っ張り方向が前記光記録媒体の回転方向す
   なわちトラック溝方向と略一致するよう配置された事を
   特徴とする光ピックアップ。
6. 【請求項６】 光記録媒体を収容するカートリッジであ
   って、該光記録媒体の最内周近傍及び／または最外周近
   傍に度当たり面が形成され、該度当たり面が光ピックア
   ップのフォーカシング動作のストロークを規制する面で
   ある事を特徴とするカートリッジ。
7. 【請求項７】 請求項６記載のカートリッジに収容され
   た前記光記録媒体に情報を記録再生する装置であって、
   前記光記録媒体の情報記録領域の最内周近傍または最外
   周近傍で、アクチュエータのフォーカスサーボ引き込み
   動作を行うよう構成された事を特徴とする光記録再生装
   置。