(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダをフォーカス方向あるいはトラッキング方向に移動自在に支持するサスペンションとを有する光ピックアップであって、前記サスペンションは、減衰力が可変なダンパを介して固定部に設けられることを特徴とする光ピックアップと、
フォーカス誤差に基づき前記光ピックアップをフォーカス方向に駆動するフォーカス制御手段と、
トラッキング誤差に基づき前記光ピックアップをトラッキング方向に駆動するトラッキング制御手段と、
前記フォーカス制御手段あるいはトラッキング制御手段の少なくともいずれかの駆動周波数に基づき前記ダンパの減衰力を変化させる減衰力制御手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記ダンパは、その粘性が電磁作用により変化する液体あるいはゲルを有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記液体はＭＲ流体であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置において、
前記液体は磁性流体であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項２記載の装置において、
前記液体はＥＲ流体であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記減衰力制御手段は、前記駆動周波数が所定の共振周波数近傍である場合に前記減衰力を増大させることを特徴とする光ディスク装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置、特に光ピックアップの共振抑制に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに記録された情報を読み取る、あるいは情報を記録するために光ディスク表面にレーザ光を照射する光ピックアップが知られている。光ピックアップは、対物レンズや対物レンズを保持するレンズホルダ、レンズホルダを駆動する駆動回路を備え、対物レンズを光ディスクのトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動してトラッキング制御及びフォーカス制御を行いながらレーザ光を照射しその反射光を受光する。一般に、光ピックアップのレンズホルダは、サスペンションにより固定部に片持ち支持され、サスペンションの一端はレンズホルダに設けられ、他端はダンパを介して固定部側に設けられる。固定部側にヨークとマグネットからなる磁気回路が設けられ、レンズホルダ側に設けられたフォーカスコイル及びトラッキングコイルに通電することで磁気回路との電磁相互作用によりレンズホルダをトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動する。
【０００３】
なお、特開２００１−１１００７６号公報には、このような光ピックアップの一例が示されている。レンズホルダをサスペンションにより片持ち支持するともに、１つのフォーカスコイル及び２つのトラッキングコイルを対物レンズに対して片側に配置し、フォーカス制御及びトラッキング制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォーカスコイル及びトラッキングコイルは対物レンズに対して片側、すなわち非対称の位置に存在するため、低域での共振によりレンズホルダが傾いてしまう問題があった。また、駆動力発生点と対物レンズとが離間しており片持ち支持されているため、レンズホルダ強度不足により高域でも共振が発生してしまう問題があった。
【０００５】
図１０には、従来の光ピックアップのトラッキング方向駆動時の周波数応答特性が示されている。図において、横軸はトラッキング方向の駆動周波数（Ｈｚ）、左縦軸はゲイン（ｄＢ）、右縦軸は位相（ｄｅｇ）である。図において、ゲインＧはＧ＝２０ｌｏｇ（出力／入力）であり、一次共振点以下の低域ゲインあるいはＤＣゲインは一定値であり、一次共振点以上では一定の割合で低下する。一方、位相は一次共振点以下ではほぼ遅れなく入力に追従するが、一次共振点近傍で急激に位相遅れが生じ−１８０ｄｅｇずれることになる。そして、一次共振点近傍においてゲイン及び位相が不連続的に変化する周波数が存在し、この周波数で低域共振が発生している。また、周波数がより高い領域においてもゲイン及び位相が不連続的に変動する周波数が存在し、この周波数で高域共振が発生している。
【０００６】
このように、従来の光ピックアップでは、一次共振点以外に低域共振及び高域共振が生じてしまい、これによりトラッキングあるいはフォーカス特性が低下してしまう問題があった。
【０００７】
もちろん、光ピックアップの構造を変えることでこれら低域共振、高域共振を抑制することも可能であるが、設計変更が必要となりコスト増を招く。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、コイルの配置位置等の既存の光ピックアップ構造を維持しつつ、低域共振や高域共振を抑制してトラッキングあるいはフォーカス応答特性を向上させることができる装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光ディスク装置は、対物レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダをフォーカス方向あるいはトラッキング方向に移動自在に支持するサスペンションとを有する光ピックアップであって、前記サスペンションは、減衰力が可変なダンパを介して固定部に設けられる光ピックアップと、フォーカス誤差に基づき前記光ピックアップをフォーカス方向に駆動するフォーカス制御手段と、トラッキング誤差に基づき前記光ピックアップをトラッキング方向に駆動するトラッキング制御手段と、前記フォーカス制御手段あるいはトラッキング制御手段の少なくともいずれかの駆動周波数に基づき前記ダンパの減衰力を変化させる減衰力制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記減衰力制御手段は、前記駆動周波数が所定の共振周波数近傍である場合に前記減衰力を増大させることが好適である。
【００１３】
このように、本発明の光ディスク装置では、光ピックアップについて、レンズホルダを支持するサスペンションを固定部に設ける際のサスペンションと固定部と間に介在するダンパの減衰力を可変とすることで低域共振あるいは高域共振を抑制するものである。すなわち、フォーカス方向あるいはトラッキング方向の駆動周波数が光ピックアップの構造により定まる所定の低域共振周波数あるいは高域共振周波数近傍にある場合には、ダンパの減衰力を増大させる、すなわちダンパを「固く」して共振を抑制する。ダンパとしては、その減衰力が可逆的に変化でき、かつ高い応答性で変化することが必要であり、ＭＲ（Magneto Rhelogical）流体や磁性流体、あるいはＥＲ流体等のようにその粘性が電磁作用により変化する液体をダンパとして用いることができる。
【００１４】
本発明は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＣＤ−Ｒ／ＲＷドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷドライブ、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブなどに適用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１には、本実施形態に係る光ピックアップの要部平面図が示されている。光ピックアップは、可動部及び固定部１６から構成され、可動部は対物レンズ１０及び対物レンズ１０を保持するレンズホルダ１２から構成される。レンズホルダ１２には、破線で示すフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１３が設けられており、これらフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１３は通電により固定部１６側の磁気回路と電磁相互作用する。この電磁力により、対物レンズ１０及びレンズホルダ１２は図中矢印で示すトラッキング方向に移動し、また紙面垂直方向のフォーカス方向に移動する。
【００１７】
可動部のレンズホルダ１２は、複数のワイヤ状のサスペンション１４により固定部１６に片持ち支持される。すなわち、サスペンション１４の一端はレンズホルダ１２の両端部に固定され、サスペンション１４の他端はダンパ１８を介して固定部１６側に固定される。
【００１８】
本実施形態におけるダンパ１８は、その減衰力が可逆的に変化するダンパであり、ダンパ１８近傍に配置されたコイル２０からの磁束変化に応じてその粘性が変化する液体、具体的にはＭＲ流体から構成される。ＭＲ流体は、強磁性金属微粒子を媒体液体中に高濃度で分散させたもので、外部磁界により磁化された粒子同士が強く引きつけ合うことで粘度が増大する。媒体としてはポリαオレフィン、強磁性金属微粒子としてＦｅ微粒子を用いることができる。
【００１９】
図２には、図１におけるサスペンション１４及び固定部１６が示されている。サスペンション１４の端部はダンパ１８を介して固定部１６側に固定され、ダンパ１８の側部に磁界発生用のコイル２０が設けられる。ダンパ１８とコイル２０の距離は適宜調整される。コイル２０は、光ディスク装置内のコントローラから供給された制御電流により励磁され、この磁界によりダンパ１８を構成するＭＲ流体の粘度を制御する。コイル２０に通電しない状態ではＭＲ流体の粘度は小さく、コイル２０に通電するとＭＲ流体の粘度が増大しダンパ１８の減衰力が増大してダンパ１８は「固く」なる。コイル２０は、左右のサスペンション１４にそれぞれ１つずつ設けられる。ダンパ１８を貫く磁界の向きはトラッキング方向と同一方向である。コイル２０の配置位置は任意であるが、フォーカスコイル１１やトラッキングコイル１３から離間していることが望ましい。コイル２０との電磁相互作用を防ぐためである。
【００２０】
図３には、サスペンション１４、ダンパ１８及びコイル２０の詳細が示されている。図３（Ａ）に示されるように、左右のサスペンション１４はそれぞれサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃの３本のワイヤ状サスペンションから構成される。それぞれのサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃは一端がレンズホルダ１２に、他端がダンパ１８を介して固定部１６に設けられる。固定部１６側にはサスペンション１４ａ、１４ｂ及び１４ｃを受け入れるための中空部が設けられ、サスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃはこれら中空部を貫通してその先端が固定部１６に固定され、中空部内にはＭＲ流体が封入されてサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃを弾性支持する。中空部の直径はレンズホルダ１２がフォーカス方向及びトラッキング方向に移動自在な程度に設定される。
【００２１】
一方、図３（Ｂ）に示されるように、コイル２０はサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃに共通に設けられ、紙面垂直方向の磁界、すなわちトラッキング方向と同一方向の磁界を生じるように巻回される。コイル２０に通電するとその磁束がＭＲ流体を貫き、ＭＲ流体中のＦｅ微粒子が互いに引きつけ合って粘度が増大してサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそれぞれ弾性支持するダンパ１８が同時に固くなる。
【００２２】
図４には、図１〜図３に示された光ピックアップを備える光ディスク装置の全体構成ブロック図が示されている。
【００２３】
ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク１００はスピンドルモータ１２０により回転駆動される。図１〜図３に示された光ピックアップ１４０は光ディスク１００に対向して配置され、光ディスク１００の表面に記録パワーのレーザ光あるいは再生パワーのレーザ光を照射して情報の記録／再生を行う。情報記録時には、マイコンで構成されるコントローラ２００から記録データがエンコーダ１８０に供給され、エンコーダ１８０でエンコードされる。ＬＤ駆動部１６０では記録データに応じた駆動信号を生成して光ピックアップ１４０内のレーザダイオード（ＬＤ）を駆動する。
【００２４】
再生時には、光ピックアップ１４０内の受光部で得られた再生信号はＲＦ信号処理部２２０に供給され、さらにデコーダ２４０にて復調された後、再生データとしてコントローラ２００に供給される。また、ＲＦ信号処理部２２０からのＲＦ信号はトラッキング制御部２６０及びフォーカス制御部２８０に供給され、それぞれトラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラー信号ＦＥを生成してコントローラ２００に供給する。
【００２５】
コントローラ２００は、トラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラ信号ＦＥに基づき、フォーカスエラー及びトラッキングエラーがゼロとなるようにフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１３を駆動する。
【００２６】
また、コントローラ２００は、ダンパ１８の減衰力を制御する減衰力制御手段としても機能し、光ピックアップ１４０のレンズホルダ１２をトラッキング方向あるいはフォーカス方向に駆動する際に、その駆動周波数が図１０に示された低域共振周波数あるいは高域共振周波数に略一致するか否かを判定し、一致する場合には光ピックアップ１４０内のコイル２０に制御電流を供給してダンパ１８を一時的に固くし共振を抑制する。
【００２７】
図５には、コントローラ２００の処理フローチャートが示されている。まず、コントローラ２００はトラッキングエラー信号ＴＥあるいはフォーカスエラー信号ＦＥに基づくトラッキングコイル１３あるいはフォーカスコイル１１の駆動周波数を検出する（Ｓ１０１）。そして、この駆動周波数が図１０に示された低域共振周波数（略１００Ｈｚ）あるいは高域共振周波数（略１０ｋＨｚ）に略一致するか否かを判定する（Ｓ１０２）。低域共振周波数及び高域共振周波数は実験的に定めてコントローラ２００のメモリに予め記憶しておけばよい。そして、駆動周波数が低域あるいは高域共振周波数に略一致する場合には、コイル２０に所定の電流を通電して磁界を生じさせ、ＭＲ流体の粘度を増大させてダンパ１８を固くする（Ｓ１０３）。これにより、可動部の共振を抑えることができる。一方、駆動周波数が低域共振周波数あるいは高域共振周波数のいずれにも一致しない場合には、共振の問題は生じないのでコントローラ２００はコイル２０に通電することなく、ダンパ１８内のＭＲ流体の粘度を小さい状態（デフォルト状態）に維持する（Ｓ１０４）。
【００２８】
なお、Ｓ１０２の処理では、駆動周波数が所定幅の低域共振周波数帯あるいは高域共振周波数帯に含まれるか否かを判定し、駆動周波数が共振周波数帯に含まれる場合にコイル２０に通電してＭＲ流体の粘性を増大させることもできる。
【００２９】
また、ＭＲ流体の粘性と磁束密度が正の相関関係にある場合、デフォルト状態を通電状態とし、Ｓ１０２で駆動周波数が共振周波数に一致しないと判定された場合には電流Ｉ１を通電し、Ｓ１０２で駆動周波数が共振周波数に一致すると判定された場合には電流Ｉ２（Ｉ２＞Ｉ１）を流して減衰力を増大させてもよい。
【００３０】
コイル２０に通電するこれらの電流値は、ＭＲ流体を貫く磁束密度とＭＲ流体の粘度の関係に基づき実験的に決定すればよい。
【００３１】
図６には、本実施形態で用いられるＭＲ流体の磁束密度と粘度との関係が示されている。図において、横軸は磁束密度（Ｇａｕｓｓ）、縦軸は粘度（ｍｍ）である。粘度は、測定針を基準圧１．５ｇｆで押し当てた場合の沈み込み量（ｍｍ）を指数とする相対粘度である。すなわち、最も深く針が沈み込んだ位置を０．０ｍｍとし、その位置からの沈み込み量の差分量で示している。差分量が大きくなるほど粘度は大きくなることを示す。磁束密度が０〜４００Ｇａｕｓｓの範囲では磁束密度が増大するに従い粘度も増大し、磁束密度が４００Ｇａｕｓｓを超えると粘度はほぼ一定値となる。従って、磁束密度を０〜４００Ｇａｕｓｓの範囲で増減することで粘度を増減調整することが可能であり、共振を抑制するに足る粘度に必要な磁束密度をこのグラフから算出し、この磁束密度が得られる電流値をコイル２０に通電すればよい。
【００３２】
図７には、本実施形態における光ピックアップのトラッキング方向の周波数応答特性が示されている。図において、横軸は周波数（Ｈｚ）、左縦軸はゲイン（ｄＢ）、右縦軸は位相（ｄｅｇ）であり、図１０に対応するものである。図において、一点鎖線がコイル２０に通電してＭＲ流体の粘度を増大させた場合の周波数特性であり、実線が図１０に示された従来、すなわちコイル２０に通電しておらず粘度が小さい状態の周波数応答特性である。従来のダンパ１８の粘度は相対粘度で０．１〜０．３ｍｍであり、一点鎖線で示されるコイル１８通電後の粘度は０．５〜０．７ｍｍである。粘度を増大させると低域共振周波数及び高域共振周波数でもゲイン及び位相の変動が抑制され、所望の応答特性が得られる。
【００３３】
図８には、図７における一次共振周波数ｆ０近傍の拡大図が示されている。図において、実線は粘度が小さい（相対粘度０．１〜０．３ｍｍ）従来の周波数特性であり、一点鎖線は粘度が中（相対粘度０．５〜０．７ｍｍ）の周波数特性である。また、二点鎖線は粘度が大（相対粘度１．０〜１．５ｍｍ）の周波数特性である。粘度が増大するほど低域共振周波数における共振は抑制されるが、同時にゲインも低下してしまう。従って、低域及び高域における共振を抑制しつつゲインを維持するためには、粘度をあまりに増大させることは好適ではなく、適度、具体的には上述したように粘度を０．１〜０．３ｍｍ→０．５〜０．７ｍｍと増大させることで共振抑制とゲインの両立を図ることができる。どの程度粘度を増大させるかは、低域あるいは高域共振の抑制量とゲイン低下量のトレードオフで決定される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によればダンパ１８にＭＲ流体を用いてその減衰力を可変とし、低域及び高域共振周波数近傍においてダンパ１８を一時的に固くすることで光ピックアップ１４０の共振を抑制し、これによりトラッキング特性を向上させることができる。
【００３５】
なお、本実施形態においてはＭＲ流体を用いているが、その粘性が電磁作用により変化する任意の液体を用いることが可能であり、ＭＲ流体の他に磁性流体あるいはＥＲ流体を用いることもできる。磁性流体は液体中に高濃度のマグネタイト等の強磁性微粒子が安定に分散したものであり、強磁性微粒子は熱運動と表面の活性剤層の相互反発力のため凝集することなく安定な分散状態を維持するものである。磁性流体もＭＲ流体と同様に磁束密度が増大するほどその粘性が増大し、ダンパ１８を固くすることができる。また、ＥＲ流体は電界を印加するとその粘性が増大する流体であり、電圧印加により分極した粒子が電界方向に粒子のブリッジを形成し、このブリッジ間の引力が流体の粘性を増大させると考えられている。ＥＲ流体を用いる場合、本実施形態におけるコイル２０の代わりに電極を設け、コントローラ２００からこの電極に電圧を供給すればよい。
【００３６】
また、本実施形態においてはトラッキング方向の駆動を例にとり説明したが、同様にフォーカス方向の駆動についても駆動周波数が低域あるいは高域周波数に略一致する場合にコイル２０に通電してダンパ１８の減衰力を増大させることができる。
【００３７】
図９には、フォーカス方向の周波数応答特性が示されている。粘度が０．１〜０．５ｍｍの低粘度の場合には低域及び高域共振が発生する。このような場合にも、ダンパ１８のＭＲ流体の粘性を一時的に増大させることで低域共振及び高域共振を抑制することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００３９】
例えば、本実施形態ではコントローラ２００がトラッキングサーボ、フォーカスサーボとともにダンパ１８の減衰力を制御する減衰力制御手段として機能しているが、トラッキングサーボあるいはフォーカスサーボからのサーボ信号をモニタし、駆動周波数が低域あるいは高域共振周波数に一致するか否かを判定してコイル２０に通電し、あるいは電極に電圧を印加する専用のマイコンを用いてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、複数のサスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃに共通にコイル２０を配置しているが、各サスペンション１４ａ、１４ｂ、１４ｃ毎にコイル２０を配置してもよいのは言うまでもない。
【００４１】
また、本実施形態では、ダンパ１８にＭＲ流体を用いているが、電磁作用によりその粘性が変化するゲルを用いることも可能である。
【００４２】
また、本実施形態の光ピックアップは、ＣＤドライブやＤＶＤドライブのみならず、ＣＤ用のＬＤとＤＶＤ用のＬＤを備え、ＣＤ用ＬＤからのレーザ光とＤＶＤ用ＬＤからのレーザ光を共通の対物レンズに導いてＣＤとＤＶＤのいずれにも記録再生が可能なドライブに適用することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば光ピックアップの可動部の共振を抑制し、トラッキング特性あるいはフォーカス特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光ピックアップの要部平面図である。
【図２】  光ピックアップの固定部とサスペンションの平面図である。
【図３】  サスペンション説明図である。
【図４】  本実施形態の光ディスク装置の全体構成ブロック図である。
【図５】  本実施形態の処理フローチャートである。
【図６】  ＭＲ流体の磁束密度と粘度（相対粘度）との関係を示すグラフ図である。
【図７】  本実施形態の周波数応答特性図である。
【図８】  本実施形態の低域共振周波数近傍の周波数応答特性図である。
【図９】  フォーカス方向の周波数応答特性図である。
【図１０】  従来装置の周波数応答特性図である。
【符号の説明】
１０  対物レンズ、１２  レンズホルダ、１４  サスペンション、１６  固定部、１８  ダンパ、２０  コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003846274.tif 000009
【図９】
0003846274.tif 000010
【図１０】
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