(57)【要約】【課題】光ディスクにおけるチルト、面振れの発生を抑制し、同時に対物レンズのＮＡを増大することにより記録密度を向上する。【解決手段】光ディスク１を環状の基板２、基板２の中心孔内に配置した装着部材３、及び基板２と装着部３を連結する柔軟性を有する連結部材４で構成し、装着部３を回転軸に保持した時に、基板２はその中心が回転軸上に固定され、回転軸方向への変位、及び回転軸に対する傾きの変化を可能とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号の記録領域が形成された環状の基板と、前記基板の中心孔内に配置された装着部とを、少なくとも前記基板よりも柔軟性を有する連結部で連結し、前記装着部を回転軸に保持した時に、前記基板はその中心が前記回転軸上に固定され、前記回転軸方向への変位及び前記回転軸に対する傾きの変化を可能としたことを特徴とする光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生専用、追記型、書き換え型等を含む光ディスク、及び光ディスクに記録された情報信号を再生する、或いは光ディスクに情報信号を記録する光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学的に再生可能な情報信号が記録された再生専用の光ディスクとして、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、或いは使用者が情報信号を記録することが可能な光ディスクとして、光磁気ディスク、相変化型ディスク等が実用化されている。
【０００３】
これらの光ディスクはいずれも、ポリカーボネート等の樹脂材料から成る透明な基板を備えている。再生専用の光ディスクの場合は、基板上に形成したピット（凹部）の列とその上に形成した反射膜によって情報信号が記録されており、記録が可能な光ディスクの場合には、基板上に光磁気記録材料や相変化記録材料から成る記録膜が形成されている。基板の厚さは通常０．６〜１．２ｍｍで、射出成形によって製造され、安価で大量に光ディスクを生産することが可能となっている。
【０００４】
一方、光ディスク装置は、上記光ディスクに対して情報信号の記録／再生を行うための光ヘッド及び光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータを備えている。光ヘッドはレーザ光源と対物レンズ等を内蔵し、基板の反射膜或いは記録膜が形成されない側に対向配置され、レーザ光源から発する光ビームを対物レンズによって光ディスクの透明基板を通し、反射膜上或いは記録膜上に微小な光スポットに収束するように照射する。そして、スピンドルモータで光ディスクを回転駆動することにより、光スポットで反射膜或いは記録膜を走査し、その反射光から情報信号を再生したり、記録膜を加熱することによって情報信号の記録を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、このような光ディスクにおける情報信号の記録密度を向上するため、光スポットをより小さくして分解能を向上する試みがなされている。そのための手段の一つに、光ビームを収束するための対物レンズのＮＡを大きくすることによって回折限界を高め、光スポットの大きさを縮小する方法が知られている。
【０００６】
しかしながら、単に対物レンズのＮＡを大きくしただけでは、対物レンズの光軸に対する光ディスクのチルト（傾き）により発生する収差の影響が大きくなり、回折限界まで光スポットを収束することが困難となる。また、対物レンズと反射膜または記録膜との間の作動距離も小さくなり、対物レンズと基板の表面との間のクリアランスの確保が困難となる。そこで、一般には対物レンズのＮＡを大きくすると共に、基板を薄くすることによってこのような問題を回避している。
【０００７】
ところが、逆に樹脂材料の射出成形によって製造される基板は、薄くするほど反りやうねり等の変形を生じやすくなり、チルトや面振れが増大する。その結果、光スポットの収差の増大や対物レンズのフォーカス制御動作への悪影響等の問題点が生じる。
【０００８】
このような理由により、光ディスクの基板の厚さを０．６ｍｍよりも薄くすることは困難であり、これによって対物レンズのＮＡも０．６以下に制限されるため、このような方法では情報信号の記録密度を向上するには限界があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、対物レンズのＮＡを増大しても収差が発生せず、情報信号の記録密度を向上可能な光ディスク及び光ディスク装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ディスクは、情報信号の記録領域が形成された環状の基板と、基板の中心孔内に配置された装着部とを、基板に対して垂直な方向には、少なくとも基板よりも柔軟性を有する連結部で連結した構成であり、装着部を回転軸に保持した時に、基板はその中心は回転軸上に固定されるが、回転軸方向への変位および回転軸に対する傾きの変化は可能であるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による光ディスク装置は、上記の光ディスクを装着部において保持して回転駆動する手段、記録領域に光ビームを照射して情報信号の記録または再生を行うための対物レンズ、および基板に対する規制部材を備えた構成であり、規制部材は光ビームの照射位置において、基板を所定の高さに、かつ対物レンズの光軸に対して垂直に維持するように基板を規制することを特徴とする。
【００１２】
従って、たとえ基板が平坦ではなく、反りやうねり等の変形を伴っていたとしても、規制部材による規制によって連結部材は容易に変形し得るから、光ビームの照射位置において基板はその高さが所定となるように変位し、また対物レンズの光軸に対して垂直となるように傾きが変化し、その状態を維持し続けることができる。その結果、回転に伴い発生するチルトや面振れを抑制できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の光ディスクの一実施形態を示す図である。なお、本発明の光ディスクは再生専用の光ディスク（ユーザが記録できない光ディスク）、及び情報信号の記録が可能な光ディスク（追記型、書き換え型光ディスク）等を含んでいる。図１（ａ）は上面から見た平面図、図１（ｂ）は側断面図である。光ディスク１は環状の基板２、基板２の中心孔の内側に配置された装着部材３、及び基板２と装着部材３を連結する連結部材４から構成されている。
【００１４】
基板２は従来と同様に透明な樹脂材料から成り、厚さは従来と同様に０．６ｍｍ以上でも、それより薄くてもどちらでもよい。基板２の表面には情報信号の記録領域Ｂ（斜線で示す）が設けられ、記録領域Ｂには再生専用の光ディスクの場合は、ピット（凹部）の列とその上に形成された反射膜によって情報信号が記録されており、記録が可能な光ディスクの場合には、光磁気記録材料や相変化記録材料から成る記録膜が形成されている。
【００１５】
装着部材３は金属板から成り、その中心には中心孔が形成されている。連結部材４は弾性を有する金属の薄板から成り、複数の放射状部により基板２と装着部材３とをその中心が一致するように連結している。連結部材４は基板２に対して垂直な方向に少なくとも基板２よりも柔軟性を有しており、弾性変形が可能であるから、装着部材３を回転軸Ａに保持した時に、基板２はその中心が回転軸Ａ上に固定されるが、図１（ｂ）において一点鎖線で示すように基板２は回転軸Ａの方向には約±０．５ｍｍの範囲内で変位自在であり、また回転軸Ａに対する傾きは約±２°の範囲内で変化し得る。
【００１６】
なお、基板２、装着部材３、連結部材４の各部材は、接着により一体化されるが、連結部材４をインサートして基板２を成形することにより一体化することもできる。
【００１７】
図２は光ディスク装置の概略構成を示す図である。光ディスク装置は、対物レンズ５、スピンドルモータ６、及び規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ等より構成されている。スピンドルモータ６には搭載面が設けられている。光ディスク１の装着部材３は搭載面上に搭載され、更に押圧部材７によって上方より押圧固定される。この状態でスピンドルモータ６は回転軸Ａの回りに光ディスク１を回転駆動する。
【００１８】
また、図示しない光源から発生する光ビームが対物レンズ５により光ディスク１の基板２を通して記録領域Ｂ上に収束するように照射される。規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは対物レンズ５の周囲に光ディスク１を上下から挟むように配置されている。規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはそれぞればね等の支持部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄにより保持され、規制部材８ａと８ｃ及び規制部材８ｂと８ｄで光ディスク１を上下から挟んで規制することにより、光ビームの照射位置において基板２を所定の高さに、且つ、対物レンズ５の光軸に対して垂直に維持される。
【００１９】
ここで、規制部材８ａ〜８ｄ、支持部材９ａ〜９ｄ及び支持部材９ａ〜９ｄが取り付けられた支持体は、シークモータ等の駆動により対物レンズ５を内蔵する光ヘッド（図示せず）と一体に光ディスク１の半径方向に移動する構成である。なお、前述したように基板２は装着部材３との間に、柔軟性を有する連結部材４を介して結合されている。
【００２０】
従って、このような構成により、たとえ基板２が平坦ではなく、反りやうねり等の変形を伴っていたり、或いはスピンドルモータ６の搭載面が回転軸Ａに対して傾いていたり、更にはその高さが所定ではなく誤差を伴っていたとしても、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの規制によって連結部材４は容易に弾性変形し得るから、光ビームの照射位置において基板２はその高さが所定となるように変位し、また、対物レンズ５の光軸に対して垂直となるように傾きが変化し、その状態を維持し続けることができる。その結果、光ディスク１の回転に伴い発生するチルトや面振れが抑制できる。
【００２１】
この時、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、連結部材４を弾性変形させるために必要な押圧力を基板２に対して作用させる必要がある。この押圧力は偏ることなく均一であることが望ましく、また小さすぎると連結部材４を変形させるのに不十分であり、大きすぎると基板２が損傷する。そこですべての規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの基板２と対向する面を平坦にし、その面積の合計を５０〜２００ｍｍ２、単位面積当たりに作用する圧力を２〜１０ｍＮ／ｍｍ２とするのが適切である。また、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの支持部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄをばね等の弾性部材で構成し、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを基板２に対して弾力的に付勢することによって、適切な押圧力を発生させるのが望ましい。
【００２２】
また、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは基板２に直接接触して押圧するのであっても、非接触で間に空気層を挟んで押圧するのであってもどちらでも良い。特に、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが基板２に直接接触する場合には、各々の摺動による摩耗等の損傷を防止するため、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄや基板２の対向し合う面を、潤滑性、耐摩耗性に優れた材料で構成するのが望ましい。また、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを基板２に直接接触させず空気層を挟んで押圧する場合には、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの前端にテーパを形成する等して、回転する基板２がその表面に伴っている空気流が規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとの間に流入しやすくするのが望ましい。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。まず、光ディスク１の基板２はポリカーボネートで作製し、その厚さを０．５ｍｍ、直径を６４ｍｍ、内径を２５ｍｍとした。また、連結部材４は厚さ６０μｍのステンレスの薄板を使用して作製し、図１に示す形状とした。これらの部材をその中心が一致するように接着して一体化した。
【００２４】
また、装着部材３を測定用の治具に保持した状態で、基板２に対して垂直方向から０．２５Ｎの押圧力を作用させたところ、基板２は回転軸Ａの方向に０．５ｍｍ変位し、連結部材４の弾性変形が効果的に作用することを確認した。
【００２５】
更に、光ディスク装置の規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはセラミックで作製し、基板２の上下にそれぞれ２個ずつ配置した。光ディスク１に対向する表面は研磨加工を施し、面積はそれぞれ２５ｍｍ２とした。支持部材９ａ，９ｂ、９ｃ、９ｄによる付勢力を調整し、規制部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにより圧力が５ｍＮ／ｍｍ２で均一に作用するようにして、基板２を挟持した。
【００２６】
上記光ディスク１をスピンドルモータ６に装着して回転駆動し、光ビームの照射位置近傍において測定したところ、対物レンズ５の光軸に対する基板２のチルトを±０．１度以下に抑制でき、同時に対物レンズ５のＮＡを０．６５とした場合にも収差の発生がほとんど無いことが確認できた。また、基板２の面振れは±１５μｍ以下に抑制でき、対物レンズ５のフォーカス制御の精度が向上し、更に制御動作に伴う電力の消費も低減できることを確認した。
【００２７】
なお、比較のために、柔軟性を有する連結部材を備えない従来と同じ形態の光ディスクを同一の寸法で作製し、規制部材による規制を行わずに測定したところ、基板のチルトは約±０．５度、面振れは約±７０μｍであった。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対物レンズの光軸に対する基板のチルトを、その厚さにかかわらず抑制することができる。その結果、対物レンズのＮＡを０．６よりも大きくした場合であっても収差を発生せず、光スポットをより小さくして分解能を向上でき、光ディスクの情報信号の記録密度を向上することができる。
【００２９】
また、同時に基板の面振れも抑制することができるので、対物レンズのフォーカス制御の精度が向上できる。その結果、光スポットの形状が安定するばかりでなく、対物レンズと基板の間のクリアランスが小さくなってもこれを精度良く維持することができる。更に、制御動作に伴う電力消費も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスクの一実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明による光ディスク装置の一実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  光ディスク
２  基板
３  装着部材
４  連結部材
５  対物レンズ
６  スピンドルモータ
７  押圧部材
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  規制部材
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  支持部材
Ａ  回転軸
Ｂ  記録領域
【図１】
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【図２】
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