JP3164006B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度ディスク、
コンパクトディスク等の光ディスクの記録再生に使用さ
れる光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度記録ディスク及びコンパクトディ
スクの記録再生を行う従来の光ピックアップについて図
９ないし図１１に基づいて説明する。図９は従来の光ピ
ックアップの正面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線断面図、
図１１は図９のＦ−Ｆ線断面図である。

【０００３】図において、２１は第１の光学ユニットで
あり、波長６３５〜６５０ｎｍのレーザー光２２を出射
する半導体レーザーと、ディスク１からの反射光を光検
出器に導く３分割回折格子と、６分割受光素子からなる
光検出器とを一体に構成した光学ユニットである。

【０００４】２３は第２の光学ユニットであり、波長７
８０ｎｍのレーザー光２４を出射する半導体レーザー
と、レーザー光２４から３ビームを生成する回折格子
と、ディスク１からの反射光を光検出器に導く２分割回
折格子と、５分割受光素子とからなる光検出器を一体に
構成した光学ユニットである。

【０００５】これらの第１，第２の光学ユニット２１，
２３は互いに直交するように配置され、ビームスプリッ
タ２５の中心が第１の光学ユニット２１から出射される
レーザー光２２と第２の光学ユニット２３から出射され
るレーザー光２４との交点上に配置され、ビームスプリ
ッタ２５の光出射面側に、波長フィルタ２６が接着等の
手段によって固定されている。

【０００６】この波長フィルタ２６は、中心部分は波長
６３５〜６５０ｎｍのレーザー光と波長７８０ｎｍの両
方のレーザー光が透過する円形状で、周辺部分は波長６
３５〜６５０ｎｍのレーザー光は透過し、波長７８０ｎ
ｍのレーザ光は遮光するフィルタである。

【０００７】波長フィルタ２６を通過したレーザ光２２
は、コリメータレンズ２７によって発散光が平行光にさ
れ、立ち上げミラー２８によって光軸方向を変化させら
れ、波長６３５〜６５０ｎｍのレーザ光２２を厚み０．
６ｍｍのディスク１に集光させる開口数０．６の対物レ
ンズ２９によって約１μｍ程度に集光される。

【０００８】第１の光学ユニット２１は、波長６３５〜
６５０ｎｍのレーザー光源の位置が、コリメータレンズ
２７通過後に平行光となるように設置され、第２の光学
ユニット２３は、波長７８０ｎｍのレーザー光源が波長
６３５〜６５０ｎｍのレーザー光源よりも対物レンズ２
９に近くなる位置に配置されている。

【０００９】この光学系の２つの半導体レーザーの発光
は、再生するディスクの種類に応じて切り換えることが
できる。以下に、厚み０．６ｍｍと厚み１．２ｍｍの異
なるディスクでの再生動作についてそれぞれ説明する。

【００１０】厚み０．６ｍｍの高密度ディスクの信号を
再生する場合、半導体レーザーからの波長６３５〜６５
０ｎｍのレーザ光２２は、回折格子を透過し、ビームス
プリッタ２５で反射された後、波長フィルタ２６、コリ
メータレンズ２７、立ち上げミラー２８を介し対物レン
ズ２９へ入射する。対物レンズ２９に入射したレーザ光
２２は、対物レンズ２９の集光作用でディスクの厚み
０．６ｍｍ上に結像される。ディスクからの反射光は再
び対物レンズ２９、立ち上げミラー２８、コリメータレ
ンズ２７、波長フィルタ２６を介し、ビームスプリッタ
２５で反射された後、回折格子に入射する。回折格子に
入射した光は回折格子の３分割領域でそれぞれ回折さ
れ、光検出器に到達する。

【００１１】以上の動作において、ＲＦ信号は６分割受
光素子で検出される電流出力を電圧信号に変換した総和
より検出し、フォーカス誤差信号は回折格子の半円領域
からの１次回折光を用いるいわゆるホログラムフーコー
法で検出する。トラッキング誤差信号は、回折格子の２
分割領域の各々の１次回折光による電圧出力をそれぞれ
コンパレーターでディジタル波形に変換し、それらの位
相差に応じたパルスを積分回路を通してアナログ波形に
変換することで検出する。

【００１２】厚み１．２ｍｍのディスクの信号を再生す
る場合、半導体レーザーからの波長７８０ｎｍのレーザ
ー光２４が回折格子で３ビームに分離されて回折格子を
透過し、ビームスプリッタ２５を透過し、波長フィルタ
２６の中心部分を透過した後、コリメータレンズ２７、
立ち上げミラー２８、対物レンズ２９へ入射し、対物レ
ンズ２９の集光作用でディスク上に結像する。ディスク
からの反射光は再び対物レンズ２９、立ち上げミラー２
８、コリメータレンズ２７、波長フィルタ２６の中心部
分、ビームスプリッタ２５を透過し、回折格子に入射す
る。回折格子に入射した光は回折され、光検出器に到達
し信号を検出する。

【００１３】ＲＦ信号は５分割受光素子で検出される電
流出力を電圧信号に変換した総和より検出し、フォーカ
ス誤差信号は回折格子の半分の領域からの１次回折光を
用いるいわゆるホログラムフーコー法で検出する。また
トラッキング誤差信号は、３ビーム法で検出する。

【００１４】図１０，１１にもどって、４１は光ピック
アップ部３を構成するベースとなるキャリッジで、対物
レンズ２９に対して第２の光学ユニット２３側にスクリ
ューシャフト４２、反対側にガイドシャフト４３が設け
られ、キャリッジ４１はスクリューシャフト４２及びガ
イドシャフト４３上をディスク１の内周側から外周側に
移動できる。また、キャリッジ４１には、レーザー光２
２及び２４を遮断することのない位置に、キャリッジ補
強用のリブ４１ａ及び４１ｄが同一面上に形成されてい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】キャリッジ４１に形成
されているリブ４１ａ及び４１ｄは、キャリッジ４１を
補強するためのリブであり、上記従来の光ピックアップ
においては、補強効果が得られるリブ高さが充分にとれ
るという理由から、両リブともキャリッジ４１の底面に
形成されている。

【００１６】このように、従来の光ピックアップでは、
キャリッジ４１上に形成される補強用のリブ４１ａ及び
４１ｄが、同一面に形成されているため、キャリッジを
薄くするとキャリッジ４１の形状が平板形状に近くなっ
て剛性が低くなり、キャリッジの小型化、つまり光ピッ
クアップの小型化が困難である。

【００１７】本発明の目的は、キャリッジの剛性を維持
しつつ、かつ薄型化が可能な光ピックアップを提供する
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
は、光学ユニットを設置するキャリッジ上に形成される
キャリッジ補強用の複数のリブを、キャリッジの同一面
内ではなく、上下面に互い違いに形成している。これに
より、キャリッジの断面形状が近似的に箱型となって、
ねじりや曲げ等に対して強くすることができ、結果とし
て、キャリッジの剛性を維持しつつ、かつ薄型化が可能
となる。

【００１９】また、キャリッジに設けるレーザー光通過
用穴の形状を扇形状としている。穴形状を扇形状にする
とは、半導体レーザーから扇形に出射されるレーザー光
を遮断することなく、かつキャリッジの肉厚を最大限と
るようにレーザー光通過用穴を形成することをいう。こ
のように、キャリッジに設けるレーザー光通過用穴の形
状を扇形状にすることによって、キャリッジの肉厚を充
分とることができ、穴形状を角形にする場合に比べ、強
度を増すことができ、結果としてキャリッジの剛性を維
持しつつ薄型化が可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１の発明は、レー
ザー光の波長が異なる二系統の光学ユニットと両光学ユ
ニットからのレーザー光を同一光軸に導くビームスプリ
ッタをキャリッジに搭載した光ピックアップにおいて、
前記光学ユニットのそれぞれの半導体レーザーのレーザ
ー光出射側に形成されるキャリッジ補強用のリブを、一
方のリブをキャリッジの上面に形成し、他方のリブをキ
ャリッジの下面に形成したものであり、これによって、
キャリッジの断面形状が近似的に箱型となって、ねじり
や曲げ等に対する抵抗を高めるることができ、結果とし
て、キャリッジの剛性を維持しつつ、キャリッジの薄型
化が可能となる。

【００２１】請求項２の発明は、前記キャリッジに設け
るレーザー光通過用穴の形状を、レーザー光の光路に対
して光学ユニット側が小径でビームスプリッタ側が大径
になる形状としたものであり、これによって、キャリッ
ジの肉厚を充分とることができ、キャリッジの剛性を高
めることができる。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に
おける光ピックアップモジュールの正面図で、１は高密
度光ディスクまたはコンパクトディスクなどのディス
ク、２はディスク１を回転させるスピンドルモータ部を
示し、スピンドルモータ部２はディスク１をクランプす
る機構も備えている。３はディスク１に記録再生を行う
光ピックアップ部、４は光ピックアップ部３をディスク
１の内周側及び外周側に移動させるフィード部である。
５はスピンドルモータ部２及び光ピックアップ部３及び
フィード部４を搭載するモジュールベース、６及び７は
スピンドルモータ部２及び光ピックアップ部３に電力を
供給するフレキシブル基板である。

【００２３】以下図２〜図６を参照して上記光ピックア
ップモジュールを詳細に説明する。図２は図１に示すス
ピンドルモータ部の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面
図、図４は図１に示す光ピックアップ部の詳細正面図、
図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は図４のＣ−Ｃ線断
面図、図７は図４のＤ−Ｄ線断面図である。

【００２４】図２〜図３において、８はディスク１を精
度良く位置決めするターンテーブル、９は円周上に異な
る磁極が多数形成されているリング状の永久磁石であ
る。１０は永久磁石９のヨークとして用いられる板金
で、ターンテーブル８に接着または一体成形等の手段で
固定されている。１１はスピンドルコイルで、永久磁石
９に対向し、かつ永久磁石９の磁極数と異なる数のコイ
ルで構成されている。１２は永久磁石９の対向ヨークと
して使用されるベース板金で、中央付近に一部テーパ面
を有する絞りを設けている。また、絞りの部分にメタル
ハウジング１３が、カシメ等の手段によりベース板金１
２に対して垂直に立てられている。１４は含浸メタル
で、メタルハウジング１３の内部に圧入等の手段で固定
されている。１５はスピンドルシャフトで、端面が球面
状で他端がターンテーブル８に圧入固定されている。１
６はディスク１をクランプする変形ボールで、クランプ
バネ１７によって常にディスク１の外周方向に力がかけ
られている。この力によって、ディスク１を常にターン
テーブル８側に押圧してクランプする機構になってい
る。

【００２５】また、ディスク１を取り外す際には、変形
ボール１６がクランプバネ１７をディスク１の内周側に
圧縮させながら取り外すようになっている。

【００２６】モジュールベース５は、ベース板金１２の
一部絞られた部分に対応する部分が略円形の孔５ａとな
っており、ベース板金１２はこの孔５ａに沿ってタンジ
ェンシャル及びラジアル方向にスキューできるようにな
っている。つまり、ディスク１をタンジェンシャル及び
ラジアル方向にスキューできる機構である。また、１８
はスキューバネで、ベース板金１２を常にモジュールベ
ース５側に押圧するため、固定ネジ１９をモジュールベ
ース５に固定し、スキューバネ１８の一端をベース板金
１２に当てるようになっている。２０ａ，２０ｂはベー
ス板金１２をラジアル方向及びタンジェンシャル方向に
スキューさせるための調整ネジで、この調整ネジを締め
たり緩めたりすることでスキュー調整を行う。

【００２７】次いで図４〜図６を参照して、２１は第１
の光学ユニット、２３は第２の光学ユニットであり、そ
の構造及び機能は図９〜図１１に示した従来の光ピック
アップの第１の第１の光学ユニット２１及び第２の光学
ユニット２３と同様である。

【００２８】ここで、第１の光学ユニット２１は、波長
６３５〜６５０ｎｍのレーザー光源の位置が、コリメー
タレンズ２７通過後に平行光となるように設置され、第
２の光学ユニット２３は、波長７８０ｎｍのレーザー光
源が波長６３５〜６５０ｎｍのレーザー光源よりも対物
レンズ２９に近くなる位置に配置されている。例えば第
１の光学ユニット２１の半導体レーザー光源と第２の光
学ユニット２３の半導体レーザー光源と対物レンズ２９
の空気長での光路距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、
０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５の範囲となるように第
２の光学ユニット２３の配置を設定する。

【００２９】また、第１の光学ユニット２１の回折格子
は３分割された領域（図示せず）、第２の光学ユニット
２３の回折格子は２分割領域よりなる。また第１の光学
ユニット２１は中心に４分割受光素子が配置され、その
両側に受光素子を設けた構成の光検出器、第２の光学ユ
ニット２３は５分割受光素子からなる光検出器で構成さ
れている。また、第１の光学ユニット２１内の半導体レ
ーザーの方向は、レーザ光２２のファーフィールドパタ
ーンの長軸方向が、ディスク１のラジアル方向と平行に
なるように取り付けられており、第２の光学ユニット２
３の向きは３ビームがディスク１のラジアル方向と略直
交するように配置してある。

【００３０】なお、第１の光学ユニット２１と第２の光
学ユニット２３の配置は、前記０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦
０．７５の範囲を満足した条件で交換してもよい。更
に、ビームスプリッタ２５の代わりに波長６３５〜６５
０ｎｍのレーザー光２２のｓ偏向成分は反射し、波長７
８０ｎｍのレーザー光２４のｐ偏向成分を透過する偏向
ビームスプリッタを用いることもできる。また第１の光
学ユニット２１のレーザ光波長は、高密度ディスクの録
再に対応した短波長レーザ光に変更してもよい。

【００３１】さらに、３０は第１の光学ユニット２１内
の半導体レーザのレーザ出射光量を調節するためのボリ
ューム、３１は第２の光学ユニット２３内の半導体レー
ザのレーザ出射光量を調節するためのボリュームであ
り、第１，第２の光学ユニット２１，２３の配置された
面とは異なる面に配設されている。３２は第１の光学ユ
ニット２１内の半導体レーザに対して重畳を掛けるため
の重畳回路である。

【００３２】つぎに、対物レンズ２９を駆動するアクチ
ュエータ等について説明する。３３は対物レンズ保持筒
で、対物レンズ２９は接着等の手段によってこの対物レ
ンズ保持筒３３に固定されている。３４は対物レンズ２
９側にＮ極に着磁された永久磁石、３５は永久磁石３４
のヨークである。３６は対物レンズ保持筒３３をフォー
カス方向に駆動するためのフォーカスコイル、３７は対
物レンズ２９をトラッキング方向に駆動するためのトラ
ッキングコイルである。これらのコイル３６，３７は接
着等の手段によって対物レンズ保持筒３３に固定されて
いる。永久磁石３４とフォーカスコイル３６及びトラッ
キングコイル３７に流す電流の大きさと方向で、ディス
ク１に対してフォーカス方向及びトラッキング方向に常
に追従できるようになっている。

【００３３】３８はフォーカスコイル３６及びトラッキ
ングコイル３７に電力を供給する中継基板で、対物レン
ズ保持筒３３をワイヤ３９で中立位置に保持するために
も使用されている。ワイヤ３９の一端は中継基板３８に
半田付け等の手段によって固定され、他端をサスペンシ
ョンホルダー４０の一端に接着等の手段によって固定さ
れたフレキシブル基板上に、半田付け等の手段によって
固定されている。

【００３４】４１は光ピックアップ部３を構成するベー
スとなるキャリッジであり、対物レンズ２９に対して第
２の光学ユニット２３側にスクリューシャフト４２、反
対側にガイドシャフト４３が設けられ、キャリッジ４１
はスクリューシャフト４２及びガイドシャフト４３上を
ディスク１の内周側から外周側に移動できるようになっ
ている。

【００３５】また、キャリッジ４１には、第１の光学ユ
ニット２１の半導体レーザーから出射されるレーザー光
２２および第２の光学ユニット２３の半導体レーザーか
ら出射されるレーザー光２４を遮断しない範囲で、キャ
リッジ補強用のリブ４１ｂおよび４１ａが、上下互い違
いの面に形成されている。

【００３６】本実施の形態においては、図５〜図７に示
すように、リブ４１ａをキャリッジ４１の底面側に、リ
ブ４１ｂをキャリッジ４１の上面側に形成している。も
ちろん、リブ４１ａをキャリッジ４１の上面側に、リブ
４１ｂをキャリッジ４１の底面側に形成することもでき
る。このリブ４１ａ，４１ｂは、半導体レーザーから出
射されるレーザー光を遮らない形状であれば、補強効果
の点からその大きさは大きいほどよい。図８はリブ４１
ａ，４１ｂの他の形状の例を示す図である。

【００３７】さらに、本実施形態においては、レーザー
光２２を通過させるために、キャリッジ４１の抜き穴４
１ｃを、レーザー光２２の光路に対して第１の光学ユニ
ット２１側が小径でビームスプリッタ側が大径になる形
状にカットしている。このような形状にカットすること
により、レーザー光２２の光路と平行にカットした場合
に比べ、キャリッジの肉厚を十分にとることができる。
したがって、高剛性という効果を維持しつつ、かつキャ
リッジの薄型時の剛性を高めることが可能となる。

【００３８】次いで図１及び図６を参照して、第１，第
２の光学ユニット２１，２３及び重畳回路３２、フォー
カスコイル３６、トラッキングコイル３７に電力を供給
するためのフレキシブル基板７の引き回しは、キャリッ
ジ４１と保護カバー４４間で、かつディスク１の外周方
向にキャリッジ４１から出され、ディスク１側に腕曲を
持たせるように引き回されて再度キャリッジ４１と保護
カバー４４間を通過し、固定ブロック４５とスラストバ
ネ（図示せず）によって固定され、モジュールベース５
から外部に出されている。ここで、フレキシブル基板７
には、キャリッジ４１以降引き回された部分において屈
曲しない部分に補強板が接着等の手段によって固定さ
れ、保護カバーのキャリッジ４１側面に密着し、キャリ
ッジ４１側に垂れるようなことがないようにしている。
また、フレキシブル基板７の補強板は、光ピックアップ
部３がディスク１の最外周位置に移動したときでも、キ
ャリッジ４１から補強板の先端が外れず、常にオーバラ
ップするようになっている。

【００３９】４７はフィードモータで、モータ軸が両端
に出ており、一方にはモータギア４８、他端には円周方
向にスリットを切ったエンコーダ４９が圧入等の手段に
よって取り付けられている。５０はトレインギアで、フ
ィードモータ４７の回転を減速させるために用いられて
いる。５１はスクリューシャフトギアで、フィードモー
タ４７の回転数を減速させるためにも用いられ、かつス
クリューシャフト４２に圧入等の手段で固定され回転を
伝達させている。スクリューシャフト４２には螺旋上に
溝が形成され、キャリッジ４１に板バネを介して取り付
けられたラック５２と噛み合っている。この状態でフィ
ードモータ４７を正逆に回転させることによって、ラッ
ク５２はスクリューシャフト４２上に形成された溝に沿
って移動し、光ピックアップ部３はディスク１の外周側
と内周側へ移動する。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、二系統の
光学ユニットのそれぞれの半導体レーザーのレーザー光
出射側に形成されるキャリッジ補強用のリブを、一方の
リブをキャリッジの上面に形成し、他方のリブをキャリ
ッジの下面に形成したことにより、キャリッジの断面形
状が近似的に箱型となって、ねじりや曲げ等に対する抵
抗を高めるることができ、結果として、キャリッジの剛
性を維持しつつ、キャリッジの薄型化が可能となる。

【００４１】また、キャリッジに設けるレーザー光通過
用穴の形状を、レーザー光の光路に対して光学ユニット
側が小径でビームスプリッタ側が大径になる形状とした
ことにより、キャリッジの肉厚を充分とることができ、
キャリッジの剛性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における光ピックアップモ
ジュールの正面図

【図２】図１に示すスピンドルモータ部の正面図

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図

【図４】図１に示す光ピックアップ部の詳細正面図

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図

【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図

【図７】図４のＤ−Ｄ線断面図

【図８】リブの他の形状の例を示す図

【図９】従来の光ピックアップの正面図

【図１０】図９のＥ−Ｅ線断面図

【図１１】図９のＦ−Ｆ線断面図

【符号の説明】 １ ディスク ２ スピンドルモータ部 ３ 光ピックアップ部 ４ フィード部 ５ モジュールベース ５ａ 孔 ６，７ フレキシブル基板 ８ ターンテーブル ９ 永久磁石 １０ 板金 １１ スピンドルコイル １２ ベース板金 １３ メタルハウジング １４ 含浸メタル １５ スピンドルシャフト １６ 変形ボール １７ クランプバネ １８ スキューバネ １９ 固定ネジ ２０ａ，２０ｂ 調整ネジ ２１ 第１の光学ユニット ２２ レーザー光 ２３ 第２の光学ユニット ２４ レーザー光 ２５ ビームスプリッタ ２６ 波長フィルタ ２７ コリメータレンズ ２８ 立ち上げミラー ２９ 対物レンズ ３０，３１ ボリューム ３２ 重畳回路 ３３ 対物レンズ保持筒 ３４ 永久磁石 ３５ ヨーク ３６ フォーカスコイル ３７ トラッキングコイル ３８ 中継基板 ３９ ワイヤ ４０ サスペンションホルダー ４１ キャリッジ ４１ａ リブ ４１ｂ リブ ４１ｃ 抜き穴 ４２ スクリューシャフト ４３ ガイドシャフト ４４ 保護カバー ４５ 固定ブロック ４７ フィードモータ ４８ モータギア ４９ エンコーダ ５０ トレインギア ５１ スクリューシャフトギア ５２ ラック

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー光の波長が異なる二系統の光学ユ
   ニットと両光学ユニットからのレーザー光を同一光軸に
   導くビームスプリッタをキャリッジに搭載した光ピック
   アップにおいて、前記光学ユニットのそれぞれの半導体
   レーザーのレーザー光出射側に形成されるキャリッジ補
   強用のリブを、一方のリブをキャリッジの上面に形成
   し、他方のリブをキャリッジの下面に形成したことを特
   徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】前記キャリッジに設けるレーザー光通過用
   穴の形状を、レーザー光の光路に対して光学ユニット側
   が小径でビームスプリッタ側が大径になる形状とした請
   求項１記載の光ピックアップ。