JP2002312963A

JP2002312963A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JP2002312963A
Application number: JP2001114413A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Moriyama; 克也森山; Hisahiro Ishihara; 久寛石原; Masao Takemura; 政夫竹村
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-25
Also published as: US20020150024A1; CN1381841A

Abstract

(57)【要約】【課題】配線基板を構成部品の搭載基板として利用し
て、装置の薄型化を図った光ヘッド装置において、対物
レンズ駆動機構から発生する振動により配線基板上の光
学部品が振動することが無いようにする。【解決手段】光ヘッド装置１では、その光学系を構成
している各光学部品４、６、７、８を直接に配線基板３
に搭載しているが、振動発生源である対物レンズ駆動機
構１１の構成部品であるワイヤサスペンション１３およ
びヨーク板１４は樹脂製の装置フレーム５に搭載され、
この装置フレーム５が配線基板３の表面に積層されてい
る。対物レンズ駆動機構１１で発生した振動がダンパ機
能を有する樹脂製の装置フレーム５によって吸収される
ので、配線基板３に搭載されている各光学部品４、６、
７、８が振動することを確実に防止でき、振動に起因す
る光学特性の劣化を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）やＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）
などの光記録ディスクの再生に用いられる光ヘッド装置
に関するものである。さらに詳しくは、光学系を構成し
ている部品に対物レンズ駆動機構からの振動が伝わるこ
とを防止可能とした光ヘッド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光記録ディスクの再生に用いられる再生
機器のキーパーツである光ヘッド装置は、ノートパソコ
ンの普及やポータブル再生機器の需要拡大により、小型
化、薄型化が進んでいる。薄型化、小型化を図るための
工夫としては、光ヘッド装置の配線基板を、光学部品、
その外の構成部品を搭載するための装置フレームとして
利用する提案がなされている。例えば、特開平８−２３
５６２７号公報にはかかる構造の光学ピックアップ装置
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、アルミニウム
製や樹脂製の厚い装置フレームに構成部品が搭載されて
いる場合とは異なり、薄い配線基板に各構成部品が搭載
されている場合には、次のような問題が発生する。すな
わち、薄い配線基板に対物レンズ駆動機構等の振動発生
部分が搭載されているので、そこで発生した振動が、配
線基板に搭載されている光学系構成部品に伝わり、これ
らの構成部品が振動してしまう。特に、レーザダイオー
ドや受光素子に振動が伝わると、光学系の光学特性が著
しく悪化するので好ましくない。

【０００４】このような弊害を防止するために、例え
ば、特開平１１−１８５２７０号公報には、対物レンズ
駆動装置および光学系構成部品が搭載されている平板に
おいて、対物レンズ駆動装置の搭載部分と、光学部品の
搭載部分との間にスリットを形成して、振動の伝達を防
止している。

【０００５】しかしながら、薄く、剛性の不足しがちな
配線基板にスリットを形成すると、剛性が大幅に低下し
てしまい、また、構成部品の設置スペースや配線スペー
スも狭まってしまうので好ましくない。

【０００６】そこで、本発明の課題は、配線基板を構成
部品搭載用の基板として利用して装置の薄型化を図った
光ヘッド装置において、配線基板の剛性低下、その部品
搭載スペースや配線スペースを狭めることなく、対物レ
ンズ駆動機構の振動が光学部品に伝わることを防止にす
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、光源と、この光源からの出射光を光記録
媒体に集光させる対物レンズを保持するレンズホルダ
と、このレンズホルダをフォーカシング方向およびトラ
ッキング方向の少なくとも一方に移動可能な状態で支持
しているホルダ支持部材と、前記光記録媒体からの戻り
光を受光する受光素子と、前記光源からの出射光を前記
対物レンズに導くと共に、前記光記録媒体からの戻り光
を前記受光素子に導く光学系を構成している複数の光学
部品とを有する光ヘッド装置において、前記光源、前記
受光素子および少なくとも一つの前記光学部品は、前記
光源および前記受光素子に対する給電用配線パターンが
形成された配線基板に搭載されており、この配線基板に
は、ダンパ部材を介して、前記ホルダ支持部材が取り付
けられていることを特徴としている。

【０００８】本発明では、ホルダ支持部材がダンパ部材
を介して配線基板に取り付けられているので、ホルダ支
持部材で発生した振動はダンパ部材で吸収され、配線基
板の側には伝達しない。従って、レンズホルダとホルダ
支持部材の間に構成される対物レンズ駆動機構の駆動に
よって振動が発生しても、当該振動によって配線基板に
搭載されている光学部品が振動して、その光学系の光学
特性が劣化してしまうという弊害を防止できる。

【０００９】ここで、前記ダンパ部材を、光記録媒体の
半径方向に架け渡された主軸または副軸に沿って摺動可
能な軸受部を備えた装置フレームとすることができる。

【００１０】この場合、装置フレームを樹脂製のものと
して防振効果を高めることが望ましい。

【００１１】また、装置フレームに、吸振材収納部を形
成し、この中に吸振材を収納することで、枠体にダンパ
機能を付与してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した光ヘッド装置の例を説明する。

【００１３】図１は、本例の光ヘッド装置を示す断面図
である。図２は、図１に示す光ヘッド装置の分解斜視図
である。図３は、図１に示す光ヘッド装置の受発光素子
を示す斜視図である。図４は、図１に示す光ヘッド装置
における光学系を取り出して示す斜視図である。

【００１４】これらの図を参照して説明すると、本例の
光ヘッド装置１は、ＣＤあるいはＤＶＤなどの光記録媒
体２に対する情報記録、情報再生を行なうために、波長
が６５０ｎｍ帯のレーザ光と、波長が７８０ｎｍ帯のレ
ーザ光とを用いる２波長光ヘッド装置であり、配線基板
３と、この表面に積層固定された樹脂製の装置フレーム
５とを有し、これらに光ヘッド装置１の各構成部品が搭
載されている。

【００１５】配線基板３には、受発光素子４と、第１お
よび第２の光学素子６、７と、コリメートレンズ８と立
ち上げミラー９が搭載されている。これに対して、装置
フレーム５には、対物レンズ１０をトラッキング方向お
よびフォーカシング方向の移動させるための対物レンズ
駆動機構１１の構成部品が搭載されている。

【００１６】対物レンズ駆動機構１１は、対物レンズ１
０を保持しているレンズホルダ１２と、これをトラッキ
ング方向およびフォーカシング方向に移動可能な状態で
支持しているワイヤーサスペンション１３（ホルダ支持
部材）と、レンズホルダ１２をトラッキング方向および
フォーカシング方向に移動させるための磁力を発生する
磁気駆動機構を備えている。磁気駆動機構は、装置フレ
ーム５に固定したヨーク板１４に取り付けた駆動マグネ
ットと、レンズホルダ１２に取り付けた駆動コイル（共
に図示せず）から構成されている。

【００１７】本例の配線基板３は、配線板部分３１と、
金属製のベース板部分３２とを積層した構成となってい
る。配線板部分３１には、各部を位置決めするための枠
状の部品ホルダ１５が搭載され、この部品ホルダ１５
に、受発光素子４、第１の光学素子６、第２の光学素子
７、コリメートレンズ８および立上げミラー９が保持固
定される。また、配線基板３の表面には、受発光素子４
および磁気駆動機構の駆動コイルに通電するための配線
パターンおよび外部配線との接続用のコネクタ１６が配
置されている。

【００１８】これに対して、装置フレーム５は樹脂製で
あり、その両端部分には、主軸ガイド孔５１と副軸ガイ
ド溝５２が形成されている。これらの主軸ガイド孔５１
および副軸ガイド溝５２は、光ヘッド装置１が組み込ま
れる記録再生装置本体の側に配置されている主軸および
副軸にそれぞれ摺動自在に取り付けられ、光ヘッド装置
１が全体として光記録媒体２の半径方向に往復移動可能
となっている。

【００１９】図３に示すように、受発光素子４は、配線
基板３１の表面に銀ペースト等の固着剤で積層固着した
半導体基板（ＰＤＩＣ基板）４１と、この半導体基板４
１の上面に積層固着された第１および第２のレーザダイ
オードチップ４３、４４を備えている。第１のレーザダ
イオードチップ４３は、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を
出射し、第２のレーザダイオードチップ４４は、波長６
５０ｎｍ帯のレーザ光を出射するものである。

【００２０】半導体基板４１には、光信号を検出するた
めの受光部４５と、レーザ光の出力を検出する第２の受
光部４５１と、受光部４５で得られる検出信号を処理す
る信号演算回路が作り込まれている。また、受光部４５
が作り込まれている半導体基板４１の表面部分には、戻
り光を下向きに反射して当該受光部４５に導くための全
反射ミラー４６が搭載されている。また、第１および第
２のレーザダイオードチップ４３、４４の搭載部には、
位置決め部材４８が形成されている。この位置決め部材
４８は、光軸方向および光軸方向に直交する方向を規制
する３個の突出部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ有し、第１お
よび第２のレーザダイオードチップ４３、４４の位置決
めをする。また、レーザ光が半導体基板の表面で蹴られ
るのを防止するためにレーザ光通過用の溝４１３が、半
導体基板４１の表面に彫り込まれている。

【００２１】次に、図４を参照して、本例の光ヘッド装
置１の光学系について説明すると、受発光素子４におけ
る第１および第２のレーザダイオードチップ４３、４４
から対物レンズ１０に至る光路上には、第１の光学素子
６、第２の光学素子７、コリメートレンズ８および立上
げミラー９が配置されている。第１の光学素子６は、第
１のレーザダイオードチップ４３から出射される波長７
８０ｎｍ帯のレーザ光のみを３ビームに分割する波長選
択性ホログラム素子である。第２の光学素子７は、往復
の光路を変える波長選択性ホログラム素子であり、光記
録媒体２からの戻り光の光路を変えて、受発光素子４の
全反射ミラー４６に導くものである。立上げミラー９は
コリメートレンズ８により平行光化された出射レーザ光
を直角に反射して対物レンズ１０に導くためのものであ
る。

【００２２】光学系を構成する光学部品のうち、受発光
素子４、第１の光学素子６、第２の光学素子７、コリメ
ートレンズ８は、感光性ガラスからなる部品ホルダ１５
に位置決めされた状態で取付けられ、当該部品ホルダ１
５が配線基板３の表面に搭載されている。部品ホルダ１
５は、平板の内側を切り欠いた形状をしており、その左
右一対の腕枠部分における対向内側側面には、受発光素
子４、第１の光学素子６、第２の光学素子７およびコリ
メートレンズ８を各々所定の位置に所定の姿勢で保持す
る位置決め用端面が形成されている。部品ホルダ１５に
搭載される光学部品は、光軸方向の位置調整が自動的に
行なわれる。

【００２３】このように構成された光ヘッド装置１で
は、光記録媒体２としてＤＶＤから情報を再生等すると
きは、第２のレーザダイオードチップ４４から波長が６
５０ｎｍ帯のレーザ光が出射され、一方、光記録媒体２
としてＣＤ−Ｒに情報を記録等するときは、第１のレー
ザダイオードチップ４３から波長が７８０ｎｍ帯のレー
ザ光が出射されることにより、異なる種類の光記録媒体
２の情報再生、情報記録等が行われる。

【００２４】次に、本例の光ヘッド装置１の組み立て手
順を説明する。図５は、光ヘッド装置１の組み立て手順
を示す工程図である。図６は、光ヘッド装置１の受発光
素子４における半導体レーザチップの位置決め部材形成
方法を示す説明図である。図７は、光ヘッド装置１の受
発光素子４における半導体レーザチップ位置決め方法を
示す説明図である。図８は、光ヘッド装置１における配
線基板３に光学部品を搭載する様子を示す分解斜視図で
ある。

【００２５】まず、図５に示す工程ＳＴ１から工程ＳＴ
９により、受発光素子４を製造する。図６に示すよう
に、光記録媒体からの戻り光を受光し、その受光信号を
検出する受光部４５と、受光信号を演算する集積回路と
が作り込まれた半導体基板４１が複数形成された基板
（ウェハー）４１０を用意し、ウエハー４１０に感光性
ポリイミドからなるレジスト部材４１１を塗布する。こ
のレジスト部材４１１にフォトマスク４１２を被せて露
光を行う（工程ＳＴ１、工程ＳＴ２）。感光したレジス
ト部材４１１を現像、硬化させることにより、各半導体
基板４１領域に位置決め部材４８を形成する（工程ＳＴ
３、工程ＳＴ４）。

【００２６】位置決め部材４８が形成されたウェハー４
１０を個別のチップにダイシングカットする（工程ＳＴ
５）。チップ状態になった半導体基板４１には、図７に
示すように、３個の突出部４８ａ、４８ｂ、４８ｃから
なる位置決め部材４８形成されている。この位置決め部
材４８に第１および第２のレーザダイオードチップ４
３、４４を押し当てて位置決めし、予め、半導体基板４
１に形成された融着剤４１４を加熱溶融させて硬化させ
ることにより、第１および第２のレーザダイオードチッ
プ４３、４４が固着される。（工程ＳＴ６、工程ＳＴ
７、工程ＳＴ８）。

【００２７】これらの固着された第１および第２のレー
ザダイオード４３、４４のレーザ出射方向には、所定の
発散角を有するレーザ光が半導体基板４１の表面で蹴ら
れることを防止するためのレーザ通過用溝４１３が形成
されている。このレーザ光通過用溝４１３は、ＰＤＩＣ
作製のウェハプロセスにおいて、エッチング、または、
レーザ加工により形成される。

【００２８】次に、受発光素子４の光信号検出用受光部
４５上に、全反射ミラー面をもった三角形状のミラー４
６を所定の位置に搭載、接着固定する（工程ＳＴ９）。

【００２９】一方、図５における工程ＳＴ２１、ＳＴ２
２において、配線板部分３１と、金属製のベース板部分
３２とを積層した構成の配線基板３を用意する。配線板
部分３１の所定位置に感光性ガラス枠体の部品ホルダ１
５を接着固定する（工程ＳＴ２２）。

【００３０】工程ＳＴ２３から工程ＳＴ２８において、
配線基板３に各部品を搭載する状態を図８も参照して説
明する。

【００３１】まず、受発光素子４を配線基板３の部品ホ
ルダ１５で位置決めされる位置に配置固定する。このと
き、配線基板３において受発光素子４が配置される領域
は、配線部分３１が開口しているので、受発光素子４は
ベース板部分３２に銀ペーストにより固定される（工程
ＳＴ２３）。

【００３２】次に、受発光素子４上に形成されたレーザ
ダイオードチップ４３、４４、受光部４５および集積回
路それぞれの電極と、配線基板３の電極をワイヤボンデ
ィングにより電気的に接続する（工程ＳＴ２４）。

【００３３】第１および第２の光学素子６、７、コリメ
ートレンズ８および立上げミラー９を部品ホルダ１５で
位置決めされる位置に搭載し、位置調整を行う。波長選
択性ホログラム素子である第１および第２の光学素子
６、７のトラッキング方向およびフォーカシング方向の
位置調整は、実際にレーザ光を照射して、対物レンズで
光記録ディスクに収束させて行う。第１および第２の光
学素子６、７が配置される配線基板３の配置領域は、貫
通穴となっているので、この貫通穴を利用してピンなど
の治具で位置を調整する（工程ＳＴ２５、工程ＳＴ２
６、工程ＳＴ２７、工程ＳＴ２８）。

【００３４】ここで、工程ＳＴ３０において、装置フレ
ーム５の所定の位置に対物レンズ駆動機構１１の構成部
品を接着剤などで固定する。

【００３５】次に、工程ＳＴ３１において、装置本体の
主軸、副軸に取り付けられたフレーム５に、光学部品が
搭載された配線基板３をねじ等で固定する。

【００３６】工程ＳＴ３２では、配線板部分３１にとり
つけた給電用コネクタから第１および第２のレーザダイ
オードチップ４３、４４、受光部４５および対物レンズ
駆動機構１１に給電し、対物レンズの傾角調整を行う。
傾角調整後、配線板部分３１が配置される部分の装置フ
レーム５上面に、樹脂製カバーを取り付け、特性検査、
外観検査を経て、光ヘッド装置１が完成する。

【００３７】以上説明したように、本例の光ヘッド装置
１では、配線基板３上には、受発光素子４等の各光学部
品を搭載している。これに対して、振動発生源である対
物レンズ駆動機構１１は、装置フレーム５に搭載され、
この装置フレーム５を介して配線基板３に取り付けられ
ている。

【００３８】樹脂製の装置フレーム５は、ダンパ部材と
して機能して対物レンズ駆動機構１１の振動を吸収する
ので、配線基板の側に振動が伝わって、そこに搭載され
ている各光学部品が振動してしまうことを防止できる。
また、本例ではダンパ部材として、両端部に主軸ガイド
孔および副軸ガイド溝が形成された装置フレーム５を利
用しているので、別途、ダンバ部材を取り付ける必要が
ない。更に、振動の伝播を防止するためにスリット等を
配線基板に開ける必要がないので、配線基板３の剛性の
低下を防止でき、配線パターン領域を狭めることもな
い。

【００３９】なお、上記の光ヘッド装置１では、レーザ
光を対物レンズに向けて立ち上げる立ち上げミラーを配
線基板上に搭載しているが、立ち上げミラーを装置フレ
ームの側に搭載することもできる。例えば、図９に示す
光ヘッド装置１Ａのように、装置フレーム５に立ち上げ
ミラーを搭載してもよい。

【００４０】この代わりに、配線基板上に立ち上げミラ
ーを搭載すると共に、この立ち上げミラーの位置決め
を、部品ホルダを用いて行なうようにしてもよい。例え
ば、図１０に示す光ヘッド装置１Ｂのように、部品ホル
ダ１５の一端を光軸方向に延長して立ち上げミラ位置決
め部を形成した部品ホルダ１５Ａを用いて、立ち上げミ
ラーを配線基板上に搭載してもよい。

【００４１】（その他の実施の形態）次に、上記の例で
は、対物レンズ駆動機構の振動を吸収するために、樹脂
製の装置フレームを介してワイヤサスペンションおよび
ヨーク板を配線基板に取り付けているが、装置フレーム
の内部をくりぬいて吸振材収納室を形成して、その吸振
材収納室にゲル状あるいは流動性の樹脂等からなる吸振
材を収納するようにしても良い。このように構成した場
合は、対物レンズ駆動機構の振動と逆位相で振動する吸
収材のアクティブダンパ効果により、対物レンズ駆動機
構の振動を吸収することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本例の光ヘッド装
置では、その光学系を構成している各光学部品を配線基
板上に搭載しているが、振動発生源である対物レンズ駆
動機構の構成部品はダンパ部材を介して配線基板に取り
付けるようにしている。従って、対物レンズ駆動機構で
発生した振動がダンパ部材によって吸収されるので、配
線基板に搭載されている各光学部品が振動することを確
実に防止でき、振動に起因する光学特性の劣化を回避で
きる。

【００４３】また、本発明では、ダンパ部材として、両
端部に主軸ガイドおよび副軸ガイドが形成された装置フ
レームを利用しているので、別途、ダンパ部材を設ける
必要がないので、光ヘッド装置の薄型化を妨げることが
ない。

【００４４】更に、配線基板にスリット等を形成して振
動伝達を防止する必要がないので、配線基板の剛性低下
を防止でき、また、配線パターン領域が狭まることもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ヘッド装置を示す断面図で
ある。

【図２】図１に示す光ヘッド装置の分解斜視図である。

【図３】図１に示す光ヘッド装置の受発光素子を示す斜
視図である。

【図４】図１に示す光ヘッド装置の光学系を取り出して
示す斜視図である。

【図５】光ヘッド装置の組み立て手順を示す工程図であ
る。

【図６】光ヘッド装置の受発光素子における半導体レー
ザチップの位置決め部材形成方法を示す説明図である。

【図７】光ヘッド装置の受発光素子における半導体レー
ザチップ位置決め方法を示す説明図である。

【図８】光ヘッド装置における配線基板に光学部品を搭
載する様子を示す分解斜視図である。

【図９】図１に示す光ヘッド装置の別の例を示す分解斜
視図である。

【図１０】図１に示す光ヘッド装置のさらに別の例を示
す分解斜視図である。

【符号の説明】

１光ヘッド装置２光記録媒体３配線基板４受発光素子５装置フレーム６第１の光学素子７第２の光学素子８コリメータレンズ９立ち上げミラー１０対物レンズ１１対物レンズ駆動機構１２レンズホルダ１３ワイヤサスペンション１４ヨーク板１５部品ホルダ３１配線板部分３２ベース板部分４１半導体基板４２サブマウント基板４３第１のレーザダイオードチップ４４第２のレーザダイオードチップ４５受光部４６全反射ミラー４８位置決め部材４９電極部分５１主軸ガイド孔５２副軸ガイド溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹村政夫長野県諏訪郡原村10801番地の２株式会社三協精機製作所諏訪南工場内Ｆターム(参考） 5D118 AA24 BA01 BF02 CC12 DC01 FB04 FB12 5D119 AA02 BA01 JC04 JC06 MA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源からの出射光を光記録
媒体に集光させる対物レンズを保持するレンズホルダ
と、このレンズホルダをフォーカシング方向およびトラ
ッキング方向の少なくとも一方に移動可能な状態で支持
しているホルダ支持部材と、前記光記録媒体からの戻り
光を受光する受光素子と、前記光源からの出射光を前記
対物レンズに導くと共に、前記光記録媒体からの戻り光
を前記受光素子に導く光学系を構成している複数の光学
部品とを有する光ヘッド装置において、前記光源、前記受光素子および少なくとも一つの前記光
学部品は、前記光源および前記受光素子に対する給電用
配線パターンが形成された配線基板に搭載されており、前記配線基板には、ダンパ部材を介して、前記ホルダ支
持部材が取り付けられていることを特徴とする光ヘッド
装置。
【請求項２】請求項１において、前記ダンパ部材は、光記録媒体の半径方向に架け渡され
た主軸または副軸に沿って摺動可能な軸受部を備えた装
置フレームであることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項３】請求項２において、前記装置フレームは樹脂製であることを特徴とする光ヘ
ッド装置。
【請求項４】請求項２または３において、前記装置フレームは、吸振材収納部と、この吸振材収納
部に収納されている吸振材とを備えていることを特徴と
する光ヘッド装置。