JP2005141821A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学ユニットに歪みを与えることなく、光学ユニットを高精度に調整し確実に位置決めして固定できる「光ピックアップ装置」を提供する。
【解決手段】 発光素子と受光素子を有する光学ユニット２０の基部ケース２２には円筒面に一致する摺動部２２ａ，２２ａが形成され、この摺動面２２ａ，２２ａが装着穴２３の円筒面の一部である案内部３２ａ，３２ａに案内される。支持部材４０の保持部４１で光学ユニット２０を保持し、支持部材４０を回転させることで光学ユニット２０の回転調整ができる。取付けねじ４５，４５を締め付けると、弾性変形部４２，４２の弾性変形により光学ユニット２０はストッパ部３２ｅに押し付けられて位置決めされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤなどに搭載される光ピックアップ装置に係り、特に発光素子や受光素子を有する光学ユニットを位置調整して確実に取付けることができる光ピックアップ装置に関する。

ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクに対する情報の記録や情報の再生を行う光ディスク装置には、レーザ光をディスクの記録面に向けて発する発光素子と、前記ディスクから反射された反射光を受光する受光素子とが設けられている。前記発光素子と受光素子は別々のユニットとしてベースに取付けられる場合があり、または前記発光素子と前記受光素子との双方を有する光学ユニットであるホログラムユニットが用いられる場合もある。

前記発光素子の発光角度は光軸に対して直交する方向において差があるために、この発光素子をベースに取付ける際には、発光素子を光軸周りに回転調整することが必要である。また前記受光素子は、分割された受光部の集合体であるため、個々の受光部を適正な位置に設置するためには、ベースに取付ける際に、光軸周りの回転位置を調整することが必要である。また、発光素子と受光素子の双方を有する前記光学ユニットを用いる場合にも、ベースに取付ける際に、光学ユニットを光軸周りに回転調整して取り付けることが必要である。

以下の特許文献１には、受光素子と発光素子を有する光学ユニットをベースに取付ける構造が開示されている。この特許文献１に記載のように、従来は光学ユニットを基板に半田付けし、この基板の両側部に形成された取付穴に取付けねじを挿入して、この取付けねじをベースに螺着して、半導体レーザなどを基板と共に取付けている。

このような構造において、光学ユニットを前記光軸周りに回転調整する必要があるときには、前記取付穴と前記取付けねじとの余裕分だけ基板を回転調整し、調整後に取付けねじで基板をベースに固定している。
特開平１０−８３５５１号公報

しかし、前記従来のように、基板に光学ユニットを直接に半田付け固定し、この基板をベースに取付けねじで固定する構造では、取付けねじの締め付け力によって基板に歪みが与えられ、この歪みが受光素子などに作用して寿命を低下させたり、または、前記基板に作用する歪みにより、光学ユニットと基板との半田付け部に応力が作用して半田付け部での接触不良の原因となることがある。

また、従来は基板に切欠き部を設けて、この切欠き部内に光学ユニットが取付けられている構造が一般的であるため、光学ユニット内の発光素子から発せられる熱を基板に効率的に伝達することができず、よって、前記基板とは別のアルミニウム合金などで形成された放熱部材を用意して、この放熱部材を前記光学ユニットの背面に密着させて取付けることが必要である。そのため、光学ユニットの取付け部周辺の構成部品数が多くなり、またベースから前記放熱部材が突出して、小型化を阻害する要因にもなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、発光素子や受光素子を確実に位置決めして取り付けることができ、またこれら素子に不要な応力を与えることがなく、さらに放熱効果を高めることも可能な光ピックアップ装置を提供することを目的としている。

本発明は、記録媒体の記録面に沿って移動するベースに、発光素子と受光素子の少なくとも一方を有する光学ユニットと、前記光学ユニットを支持する支持部材と、前記発光素子が発する検知光を前記記録面に集光する対物レンズと、が搭載されている光ピックアップ装置において、
前記ベースには、前記光学ユニットの前後方向の移動を規制するストッパ部と、前記光学ユニットを前記前後方向に延びる軸を中心とする回転方向へ案内する案内部とが形成され、前記支持部材は、前記光学ユニットを前記回転方向へ規制する保持部と、弾性変形部と、前記ベースへの取付け部とを有しており、
前記支持部材を回転させることで、この支持部材に保持した前記光学ユニットを前記軸周りに回転調整可能であり、前記取付け部を前記ベースに固定したときに、前記弾性変形部の弾性変形により前記光学ユニットが前記ストッパ部に押し付けられて位置決めされることを特徴とするものである。

前記光ピックアップ装置では、光学ユニットを支持部材に直接に半田付けなどで取付けてないため、支持部材の取付け時の歪みが光学ユニットに直接に作用することがない。よって発光素子や受光素子に不用意に外力を与えることがなく、また半田付け部の導通を阻害することもない。また、支持部材で光学ユニットを回転方向へ規制し、支持部材の回転により前記光学ユニットの回転方向の調整を行うことができ、調整後は支持部材で光学ユニットを弾性力によりストッパ部に押し付けることができるため、光学ユニットを精度良く調整でき、また確実に位置決めして固定できる。なお、前記のように光学ユニットが支持部材とは独立したものであるが、本発明では、光学ユニットを支持部材とを、互いに容易に分離しない程度に接着剤などで固定することを除外するものではない。

本発明は、例えば、前記ベースの前記案内部は、前記軸周りの円筒面に沿って連続にまたは不連続に形成され、前記光学ユニットの外周面が前記案内部を摺動することにより、前記光学ユニットの前記軸周りの回転調整が可能とされるものである。

また、本発明は、前記支持部材の前記保持部は、前記光学ユニットを挟む一対の挟持体を有しているものとして構成できる。

また、前記光学ユニットは、前記保持部により前記軸と直交する方向へ摺動自在に保持されるものとして構成できる。

さらに、本発明は、前記支持部材の前記取り付け部には取付穴が形成され、この取付穴に挿入された取付けねじが前記ベースに螺着され、取付穴と取付けねじとの余裕分だけ、前記支持部材と光学ホルダを前記軸周りに回転させる調整が可能とする構成にできる。

本発明は、好ましくは、前記支持部材が金属製であり、放熱部材を兼ねている。
支持部材は、光学ユニットに押し付けられているため、光学ユニット内の素子が発熱したときに、その熱が支持部材へ伝達されやすく、効果的な放熱を行うことができる。したがって、別個の放熱部材を用いない構造にすることも可能である。ただし、本発明と併用して、さらに別の放熱部材を設けてもよい。

本発明は、発光素子や受光素子を有する光学ユニットを、過大な歪みを与えることなく、精度良く回転調整でき、また確実に位置決めすることができる。また、小型で放熱効果を高める構造とすることも可能である。

図１は本発明の実施の形態の光ピックアップ装置を示す断面図、図２は光学ユニットの取付け部を示す分解斜視図、図３は光学ユニットがベースに取付けられた状態を示す図１と図２のＩＩＩ矢視の側面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、図５は図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。

図１に示すように、この光ピックアップ装置１は合成樹脂材料またはアルミニウム合金などで成型された移動ベース５を有している。移動ベース５は、Ｙ２側がガイド軸２で案内され、Ｙ１側がガイド軸３で案内されてＸ方向へ直線的に移動自在である。

前記ガイド軸２，３が支持されている機構ベース（図示せず）には、スピンドルモータとこのスピンドルモータで回転駆動されるターンテーブルとから成る回転駆動手段が設けられており、ＣＤやＤＶＤなどの再生専用あるいは記録専用または記録・再生が可能なディスクＤの中心穴が前記ターンテーブルにクランプされる。前記機構ベースにはスレッド機構が設けられており、このスレッド機構によって、前記移動ベース５が、前記ディスクの記録面に沿ってＸ方向へ移動させられる。

図１に示すように、前記移動ベース５には、上方（Ｚ１方向）に向けて開放された凹部６が形成されおり、この凹部６内に補正ユニット１０が支持されている。この補正ユニット１０のユニットベース１１には支持部材１２が固定されており、この支持部材１２に４本のワイヤなどから成る弾性支持部材１３が支持されている。前記弾性支持部材１３はＹ１方向に延びており、この弾性支持部材１３の先部にレンズホルダ１４が支持され、このレンズホルダ１４に対物レンズ１５が保持されている。この対物レンズ１５の光軸Ｏｚは上下方向（Ｚ方向）に延びている。また、ユニットベース１１の凹部６内の底部には、前記対物レンズ１５の光軸の真下に位置するプリズムなどの傾斜反射部材１６が配置されている。

前記レンズホルダ１４には、フォーカスコイルとトラッキングコイルとから成るコイル１７が固定されている。前記ユニットベース１１には一対のヨーク１８，１８が折り曲げられて、ヨーク１８，１８にマグネット１９，１９がそれぞれ固定されている。前記レンズホルダ１４に設けられたコイル１７は、前記マグネット１９と１９との間に位置して、前記マグネット１９，１９で前記コイル１７を横断する磁界が形成されている。

前記フォーカスコイルに通電することにより、レンズホルダ１４がＺ方向へ微駆動されて、対物レンズ１５からディスクＤの記録面に与えられるレーザ光のスポットのフォーカス補正が行われる。またトラッキングコイルに通電することにより、レンズホルダ１４がＸ方向へ微駆動されて、前記ディスクＤの記録面での前記スポットのトラッキング補正が行われる。

図１と図３などに示すように、前記移動ベース５は、ディスクＤに対面する側の上面５ａと、これと逆側の下面５ｂがほぼ平坦面とされ、上面５ａと下面５ｂとの高さ寸法の小さい薄型のものである。前記移動ベース５のＹ１側に向く端面５ｃが、光学ユニット２０の取付け面となっている。

この光学ユニット２０は、合成樹脂で形成されたケース２１を有しており、このケース２１の内部に設けられた小基板に、発光素子である半導体レーザと、受光素子であるホトダイオードが搭載されている。また、前記小基板に導通する複数の接続端子（図示せず）がケース２１の外部へ露出して設けられており、前記接続端子に半田付けされたフレキシブルケーブル２５が外部へ引き出されている。

前記ケース２１は、基部側（Ｙ１側）に向けられる基部ケース２２と、この基部ケース２２から前方（Ｙ２方向）へ向けて突出する先部ケース２３とを有している。

前記基部ケース２２のＸ方向に向く両側面は、摺動部２２ａ，２２ａとなっている。この摺動部２２ａ，２２ａは、中心軸Ｏｙを曲率中心とする仮想円筒面Ｓ１の一部に一致している。基部ケース２２のＺ方向に向く上面２２ｂおよび下面２２ｃは互いに平行な平坦面である。また基部ケース２２の背面２２ｄは平坦面であり、あるいはＹ１方向へ向けて膨出する形状である。さらに、前記基部ケース２２の前面２２ｅおよび上面２２ｂと下面２２ｃは、光学ユニット２０内の半導体レーザから前方（Ｙ２方向）へ向けて発せられる検知光の光軸と直交する平面となっている。前記中心軸Ｏｙは、前記光軸と一致しまたは光軸に近接して光軸と平行である。

前記先部ケース２３は、前記基部ケース２２よりも断面寸法が小さく、Ｘ方向に向けられる円筒面形状の側面２３ａ，２３ａと平坦な上面２３ｂおよび下面２３ｃ（図４参照）を有している。そして、先部ケース２３の前方（Ｙ２方向）に向く前面２３ｄに透光カバーが設けられており、ケース２１内の発光素子から発せられる検知光が前記透光カバーを透してＹ２方向へ透過する。

図１と図３に示すように、前記移動ベース５には、前記端面５ｃから前記凹部６内に連通する光軸穴３１が形成されている。この光軸穴３１の断面の幾何学的な中心は前記中心軸Ｏｙに一致している。前記光学ユニット２０が移動ベース５に取付けられるときに、前記先部ケース２３が前記光軸穴３１内に、各方向へ寸法余裕を有して挿入される。

前記光軸穴３１のＹ１側の端部には、装着穴３２が連続して開口している。前記装着穴３２はＸ方向に向く内面が案内部３２ａ，３２ａとなっている。この案内部３２ａ，３２ａは、前記中心軸Ｏｙ上に曲率中心を有する仮想円筒面Ｓ２の一部に一致している。前記仮想円筒面Ｓ２の半径は、前記仮想円筒面Ｓ１の半径と一致しているか、または仮想円筒面Ｓ２の半径が仮想円筒面Ｓ１の半径よりもわずかに大きく設定されている。よって、光学ユニット２０の基部ケース２２が前記装着穴３２内に挿入されると、前記基部ケース２２の摺動部２２ａ，２２ａが、前記案内部３２ａ，３２ａに対してほとんど隙間なく摺動できるようになる。

前記装着穴３２の上内面３２ｃと下内面３２ｄは、Ｘ−Ｙ平面と平行な平面である。前記装着穴３２の上内面３２ｃと下内面３２ｄとの高さ寸法Ｈ２は、前記基部ケース２２の上面２２ｂと下面２２ｃとの高さ寸法Ｈ１よりも大きく設定されている。したがって、前記基部ケース２２が装着穴３２に装着されると、前記高さ寸法Ｈ２とＨ１との差分を移動余裕として、光学ユニット２０が前記中心軸Ｏｙ周りに回転できるようになる。

前記装着穴３２のＹ２側にはストッパ部３２ｅが形成されている。このストッパ部３２ｅは、中心軸Ｏｙに直交する平面である。

前記移動ベース５では、前記装着穴３２の開口端と前記端面５ｃとの間に、段差部を形成する窪み３４が形成されている。前記先部ケース２３が前記光軸穴３１内に挿入され、基部ケース２２が前記装着穴３２に挿入されると、前記接続端子と前記フレキシブルケーブル２５との半田付け部、あるいはフレキシブルケーブル２５のケース２１からの引き出し部などが前記窪み３４の空間内に位置するようになる。

図２に示す実施の形態では、さらに前記端面３６に、フレキシブルケーブル２５の引き出し凹部３６が形成されている。また、前記端面５ｃには、前記窪み３４の左右両側に雌ねじ穴３５，３５が形成されている。

前記光学ユニット２０は、支持部材４０によって移動ベース５に位置決めされる。前記支持部材４０は、アルミニウム板、アルミニウム合金板、ステンレス鋼板、銅板などのように、熱伝導率が高く且つ弾性変形可能な金属板で形成されて、放熱部材を兼ねている。

前記支持部材４０は、保持部４１を有している。保持部４１では、支持部材４０を形成している金属板がＹ２方向に向けて折り曲げられて、Ｚ方向に対向して互いに平行に形成された挟持体４１ａ，４１ｂを有している。この挟持体４１ａと挟持体４１ｂとのＺ方向の対向間隔は、前記光学ユニット２０の基部ケース２２の高さ寸法Ｈ１と同じかまたはわずかに大きく形成されており、前記基部ケース２２の上面２２ｂと下面２２ｃが、挟持体４１ａと４１ｂとの間にほとんど隙間なく嵌合して、前記支持体４０に対して光学ユニット２０が相対的に回転しないように規制される。

また、光学ユニット２０に対して、挟持体４１ａと挟持体４１ｂとが、前記軸Ｏｙと直交する方向へ相対的に摺動可能となっている。

前記支持部材４０では、前記保持部４１の左右両側に弾性変形部４２，４２が延びている。弾性変形部４２，４２は支持部材４０を形成している金属板が板厚方向へ弾性的に曲げ変形可能とされたものである。前記弾性変形部４２，４２の先部に、移動ベース５への取付け部となる取付穴４３，４３が開口している。この取付穴４３，４３は上下方向（Ｚ方向）に延びる長穴である。

次に、前記光学ユニット２０を移動ベース５に取付ける工程および調整工程を説明する。

図４と図５に示すように、光学ユニット２１の先部ケース２３は前記光軸穴３１内に余裕を有して挿入され、前記基部ケース２２は前記装着穴３２内に挿入される。このとき、基部ケース２２の摺動部２２ａ，２２ａが装着穴３２の案内部３２ａ，３２ａに隙間ほぼ無く当接し、基部ケース２２の前面２２ｅが装着穴３２の奥側のストッパ部３２ｅに突き当てられる。図４に示すように、この状態で、基部ケース２２の背面２２ｄは、移動ベース５の端面５ｃからわずかな寸法δだけＹ１方向へ突出する。

前記支持部材４０の挟持体４１ａと４１ｂとで、基部ケース２２の上面２２ｂと下面２２ｃとをほぼ隙間なく保持して光学ユニット２０を支持部材４０に対して相対的にＺ方向へ動かないように規制し、この状態で、前記取付穴４３，４３に取付けねじ４５，４５を挿入して、雌ねじ穴３５，３５に締め付ける。このとき、図５に示すように、支持部材４０の弾性変形部４２，４２が弾性変形して、その反力により、基部ケース２２の前面２２ｅが装着穴３２内のストッパ部３２ｅに押し付けられる。

取付けねじ４５，４５を完全に締め付けない状態で、取付穴４３の内周縁と取付けねじ４５の外径との余裕分（隙間分）だけ支持部材４０を図３に示すα方向とβ方向へ回転させると、挟持体４１ａと４１ｂとで保持された基部ケース２２の摺動部２２ａ，２２ａが装着穴３２の摺動部３２ａ，３２ａを摺動し、光学ユニット２０が中心軸Ｏｙを中心として回動し、これによりケース２１内の発光素子と受光素子の回転方向の位置調整を行うことができる。

前記調整の後に取付けねじ４５，４５を完全に締め付けると、基部ケース２２の前面２２ｅがストッパ部３２ｅに確実に押し付けられ、光学ユニット２０内の発光素子と受光素子の光軸方向の位置決めも完了する。そして、光学ユニット２０は、装着穴３２内に動くことなく固定される。

なお、光学ユニット２０に対して、支持部材４０がＸ方向へ摺動可能であるため、光学ユニット２０の回転調整時や、支持部材４０をねじ止めして固定する際に、光学ユニット２０に対してＸ方向からの余分な応力が作用するのを防止できる。

光学ユニット２０内の発光素子から発せられる検知光は、図１に示す傾斜反射部材１６で反射され、対物レンズ１５によりディスクＤの記録面に集光される。また、ディスクＤの記録面で反射された戻り光は、対物レンズ１５を経て傾斜反射部材１６で反射され、前記透光カバーを透過してケース２１内の受光素子で受光される。

前記光学ユニット２０内の半導体レーザが発熱すると、その熱はケース２１に伝わり、さらにケース２１に密着させられている支持部材４０に伝達されて、大気中に放熱される。よって、効果的な放熱を実現できる。

また支持部材４０の変形状態が、光学ユニット２０を直接に歪ませることがないため、光学ユニット２０内の各素子に悪影響を与えることがない。

なお、前記実施の形態では、案内部３２ａと摺動部２２ａの双方が円筒面の一部となっているが、前記案内部３２ａと摺動部２２ａのいずれか一方が不連続な面であってもよい。また、光学ユニットは発光素子のみを収納するものであってもよいし、受光素子のみを収納するものであってもよい。

また、支持部材４０の弾性変形部の構造としては、前記支持部材４０の一部から切り起こし且つＹ２方向へ曲げ変形させた弾性片を形成し、この弾性片を光学ユニット２０の基部ケース２２の背面に圧接させることで構成してもよい。

本発明の実施の形態の光ピックアップ装置を示す断面図、 移動ベースへの光学ユニットの取付け構造を示す分解斜視図、 移動ベースに光学ユニットが取付けられた状態を示す図１と図２のＩＩＩ矢視の側面図、 図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、 図３のＶ−Ｖ矢視断面図、

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
５ 移動ベース
５ｃ 端面
１０ 補正ユニット
１４ レンズホルダ
１５ 対物レンズ
２０ 光学ユニット
２１ ケース
２２ 基部ケース
２２ａ 摺動部
２２ｄ 背面
２２ｅ 前面
２３ 先部ケース
３１ 光軸穴
３２ 装着穴
３２ａ 案内部
３２ｅ ストッパ部
３５ 雌ねじ穴
４０ 支持部材
４１ 保持部
４１ａ 筐体
４２ 弾性変形部
４３ 取付穴
４５ 取付けねじ

Claims (6)

1. 記録媒体の記録面に沿って移動するベースに、発光素子と受光素子の少なくとも一方を有する光学ユニットと、前記光学ユニットを支持する支持部材と、前記発光素子が発する検知光を前記記録面に集光する対物レンズと、が搭載されている光ピックアップ装置において、
   前記ベースには、前記光学ユニットの前後方向の移動を規制するストッパ部と、前記光学ユニットを前記前後方向に延びる軸を中心とする回転方向へ案内する案内部とが形成され、前記支持部材は、前記光学ユニットを前記回転方向へ規制する保持部と、弾性変形部と、前記ベースへの取付け部とを有しており、
   前記支持部材を回転させることで、この支持部材に保持した前記光学ユニットを前記軸周りに回転調整可能であり、前記取付け部を前記ベースに固定したときに、前記弾性変形部の弾性変形により前記光学ユニットが前記ストッパ部に押し付けられて位置決めされることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記ベースの前記案内部は、前記軸周りの円筒面に沿って連続にまたは不連続に形成され、前記光学ユニットの外周面が前記案内部を摺動することにより、前記光学ユニットの前記軸周りの回転調整が可能とされる請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記支持部材の前記保持部は、前記光学ユニットを挟む一対の挟持体を有している請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
4. 前記光学ユニットは、前記保持部により前記軸と直交する方向へ摺動自在に保持される請求項１ないし３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記支持部材の前記取り付け部には取付穴が形成され、この取付穴に挿入された取付けねじが前記ベースに螺着され、取付穴と取付けねじとの余裕分だけ、前記支持部材と光学ホルダを前記軸周りに回転させる調整が可能である請求項１ないし４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記支持部材が金属製であり、放熱部材を兼ねている請求項１ないし５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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