JP2005259247A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の光ピックアップに用いられている発光素子の発熱を抑制するための放熱板を活用してベース部材の剛性を高め、ベース部材の共振周波数を高周波数側に移行させて書込み読取り信頼性を高める。
【解決手段】 レンズホルダー３を搭載したベース部材２に光学部品を搭載する。ベース部材２のベース板部２８に取付壁２９を立ち上げ、その取付壁２９に、放熱板７の取付片７１をビス止めする。放熱板７の面板部７２の端縁７９を、光通過孔２７を挟んで取付壁２９の略反対側に位置する囲壁４４の頂部４４ａに重ね合わせてその重なり箇所の両端部の２箇所ａ，ｂを接着剤で点接合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ、特に発光素子やコリメータレンズなどの光学部品を搭載したベース部材の共振周波数帯域を、対物レンズを備えたレンズホルダーの動作に伴う振動周波数帯域からずらせる対策を講じた光ピックアップに関する。

図８に光ピックアップ１を用いた光ディスク装置の概略構成の一例を平面図で示してある。同図において、光ピックアップ１は、対物レンズ３１を装備したレンズホルダー３をベース部材２に搭載してなり、そのベース部材２に具備された軸受２１やレール受け２２が枠形のドライブシャーシ５１に設けられたガイドシャフト５２やガイドレール５３により案内されて移動することにより、光ディスクＤの半径方向に沿う方向にアクセス制御（移動制御）される。また、ベース部材２に設けられたラック２３がドライブシャーシ５１に取り付けられたねじ軸５４に噛み合い、ねじ軸５４の回転運動がラック２３によってベース部材２の直線運動に変換される。さらに、ドライブシャーシ５１が、カム機構５５を介して昇降動作されるフレーム枠５６に取り付けられ、そのフレーム枠５６が筐体などの固定枠５７に取り付けられている。そして、フレーム枠５６に設置されたターンテーブル５８に記録媒体としての光ディスクＤが装着されて回転する。

図９は光ピックアップの光学系の説明図である。同図のように、光ピックアップの光学系は、発光ダイオードなどでなる発光素子３２、受光素子３３、ハーフミラー３４、コリメータレンズ３５などのほか、上記対物レンズ３１を備えていて、対物レンズ３１が上記したようにレンズホルダー３に装備され、その他の発光素子３２などがベース部材２に取り付けられている。そして、発光素子３２から出射されたレーザ光がハーフミラー３４によりコリメータレンズ３５に導かれて平行光束となり、さらに対物レンズ３１を透過して光ディスクＤに照射され、その反射光が対物レンズ３１、コリメータレンズ３５、ハーフミラー３４を経て受光素子３３によって受光される。

この光ピックアップでは、光ディスクＤの反りや偏心などに伴う光ディスクＤと対物レンズ３１との位置関係の変化を補正するために、レンズホルダー３を駆動部３６の作用によって光ディスクに対するフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御することが行われる。駆動部３６は、一般的には、レンズホルダー３をベース部材２に上記２方向に変位可能に支持する支持手段とコイルと磁石との組合せ（不図示）によって構成されている。

上記光ピックアップにおいて、レンズホルダー３をフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御するときの適正な振動周波数は予め一定帯域内に収まるように調整される。ここで、レンズホルダー３の適正に調整された後の振動周波数を調整周波数ということにする。

フォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御されるレンズホルダー３を搭載しているベース部材２は、レンズホルダー３の変位制御に伴う振動に共振する。そして、ベース部材２が共振すると、その振動が図８で説明したガイドシャフト５２やガイドレール５３、ドライブシャーシ５１、フレーム枠５６などを経てターンテーブル５８に伝達されることになり、ターンテーブル５８が振動すると光ディスクＤも振動するので、レンズホルダー２のサーボ特性が低下して光ピックアップ１による書込み読取り信頼性が低下する。そして、ベース部材２において、共振周波数帯域がレンズホルダー３の調整周波数に重なったりその近くに存在していたりすると、上記の調整周波数が適正に設定されていてもレンズホルダー２のサーボ特性が低下して光ピックアップ１による書込み読取り性能に満足のいく値が得られず、調整が失敗するということになる。

ベース部材２の共振はそのベース部材２を薄型の合成樹脂成形体によって得た場合に顕著に発生する。図７（Ｂ）はベース部材２を薄型の合成樹脂成形体によって得た場合のフォーカス系でのゲイン曲線及び位相曲線を示したものであり、図７（Ｂ）では、ベース部材２の共振（振動）によりその共振がターンテーブル５８に伝達されて光ディスクＤが振動させられたことにより、ゲイン曲線又は位相曲線が１〜２ｋＨｚの範囲で乱れを生じている（乱れを生じている範囲をＧ１，Ｐ１で示してある）。このように、ベース部材２のゲイン曲線又は位相曲線が１〜２ｋＨｚの範囲で乱れを生じていると、ベース部材２の振動がターンテーブル５８に伝達されて光ディスクＤの振動が比較的大きくなり、上記した調整が難しくなってフォーカスサーボ特性が低下することがある。

図１０は従来の光ピックアップに用いられている合成樹脂成形体でなるベース部材２の概略平面図、図１１は図１０のＸＩ矢視図である。このベース部材２には、図示していないレーザダイオードでなる発光素子が取り付けられると共に、その発光素子の発熱を抑制するために板金製の放熱板７が備わっている。放熱板７は、直角に折り曲げて形成された取付片７１と面板部７２と突出片７３などを備えていて、取付片７１が、発光素子に取り付けられた放熱ブロック７４に重ね合わされた状態で、その放熱ブロック７４と共にベース部材２の取付壁（図に現れていない）に２箇所でビス止めされている。従来では、このようにして放熱板７がベース部材２の取付壁だけにビス止めされていたのに対し、ベース部材２のベース板部の略中央部に開設されているコリメータレンズの取付孔（光通過孔）２７が上記面板部７２によって覆われていた。

そして、合成樹脂成形体でなるベース部材２の上記共振についての問題は、ベース部材２のベース板部２８に補強リブを設けるという対策を講じることによって解決しようとしたけれども、ベース板部の略中央に上記取付孔２７が開設されているため、補強リブだけによってはベース部材２に曲りや捩れなどの振動モードが発生し、レンズホルダー３（図８参照）の変位制御時に発生するベース部材２の共振の周波数帯域を上記した調整周波数に対して大きくずらせることができなかった。なお、図７（Ｂ）で説明したゲイン曲線又は位相曲線は、このようなベース部材２についてのものである。

一方、光ピックアップに関し、キャリッジとレンズホルダーの保持部材との固定部が変形する共振周波数を高くしてアクセス制御ためのサーボ特性を向上させることを意図して、その固定部近傍箇所の剛性を高める技術が提案されており（特許文献１参照）、これによると、ステンレス薄板をプレス加工したカバーを、キャリッジ及びトラッキングコイルの上面に固定することが記載されている。また、光ピックアップ装置において、補正駆動手段から発生する振動の反作用力が、レンズホルダーの支持体に伝わることを抑えるために、補正駆動手段としてのヨークの真下で支持ベースと支持体とを接着するという手段が提案されている（特許文献２参照）。さらに、光ピックアップ装置において、樹脂製の装置フレームに半導体レーザや受光素子などの光学系構成部品を搭載することが周知例として記載されている（特許文献３参照）。さらに、光ピックアップの光学系に半導体レーザ、コリメータレンズ、ハーフミラー、フォトダイオードなどで構成することが周知である（特許文献４参照）。
特開平９−１０２１３３号公報 特開２００２−４２３５６号公報 特開２００１−３２５７４０号公報 特開２００２−３５２４４５号公報

本発明は以上の状況の下でなされたものであり、従来の光ピックアップに用いられているベース部材に発光素子の発熱を抑制するための放熱板が取り付けられていることに着目し、その放熱板を活用することによりベース部材の剛性を高めて、その共振周波数帯域を、変位制御時のレンズホルダーの調整周波数帯域よりも高周波数側に移行させることが可能な光ピックアップを提供することを目的とする。

また、本発明は、ベース部材の共振周波数帯域を、変位制御時のレンズホルダーの調整周波数帯域よりも高周波数側に移行させることによって、書込み読取り信頼性に優れた光ピックアップを提供することを目的とする。

本発明に係る光ピックアップは、光ディスクに対するフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御される対物レンズを備えたレンズホルダーを搭載して上記光ディスクの半径方向に沿う方向にアクセス制御される合成樹脂成形体でなるベース部材に、上記対物レンズと共働して上記ディスクに対する光照射と反射光の受光とを行うための光学部品が搭載され、上記対物レンズに臨む光通過孔が開口された上記ベース部材のベース板部に、上記発光素子が取り付けられた取付壁が立ち上げられ、その取付壁に、上記発光素子の発熱を放熱するための板金でなる放熱板の取付片が固着されている。そして、上記放熱板に、上記取付片の基部で折り曲げられて上記光通過孔を覆う面板部を具備させ、その面板部を、上記光通過孔を挟んで上記取付壁の略反対側に立ち上げられた囲壁に近づく方向に延び出させてその面板部の端縁を上記囲壁の頂部に固着してある。

この構成であると、ベース部材が共振を起こしやすい合成樹脂成形体であるとしても、発光素子の発熱を抑制するための板金でなる放熱板の取付片と面板部の端縁とが、ベース部材のベース板部に開口されている光通過孔を挟む両側でそのベース部材に固着されてベース部材の剛性を高めることに役立つ。そのため、ベース部材の共振が抑制される。すなわち、ベース部材の共振周波数が高周波数側に移行するので、レンズホルダーの調整周波数にベース部材の共振周波数帯域が重なったり近接したりすることがなくなって、光ピックアップの書込み読取り信頼性が向上する。

本発明では、上記面板部の端縁が上記囲壁の頂部に重なり合うようにその囲壁の高さを定めてあることが望ましく、そのようになっていると、放熱板による補強作用がさらに顕著に発揮されてベース部材の剛性がいっそう高まる。

本発明では、上記面板部の端縁と上記囲壁の頂部との重なり箇所が接着剤で点接合されているという構成を採用することが可能である。この構成であれば、面板部の端縁と上記囲壁の頂部との重なり箇所で両者を容易にかつ迅速に固着することが可能になる。

本発明では、上記面板部の端縁と上記囲壁の頂部との重なり箇所の両端部の２箇所が接着剤で点接合されているものであってもよい。また、上記取付壁に交差してその取付壁及び上記ベース板部と共働して入隅形の空間を形作るリブが上記ベース板部に立ち上げられ、上記取付片の隣接箇所で上記面板部に曲成された段付片部に、上記リブの頂部に重なり合ってその頂部に接着剤で点接合された突出片が連設されているという構成であってもよい。

本発明に係る光ピックアップは、次のように構成することも可能である。すなわち、光ディスクに対するフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御される対物レンズを備えたレンズホルダーを搭載して上記光ディスクの半径方向に沿う方向にアクセス制御される合成樹脂成形体でなるベース部材に、上記対物レンズと共働して上記ディスクに対する光照射と反射光の受光とを行うための光学部品が搭載され、上記対物レンズに臨む光通過孔が開口された上記ベース部材のベース板部に、上記発光素子が取り付けられた取付壁が立ち上げられ、その取付壁に、上記発光素子の発熱を放熱するための板金でなる放熱板の取付片が固着されている光ピックアップにおいて、上記取付片が上記取付壁にビス止めし、かつ、上記放熱板に、上記取付片の基部で折り曲げられて上記光通過孔を覆う面板部を具備させ、その面板部を、上記光通過孔を挟んで上記取付壁の略反対側に立ち上げられた囲壁に近づく方向に延び出させてその面板部の端縁を上記囲壁の頂部に重ね合わせてその重なり箇所の両端部の２箇所を接着剤で点接合することによって、上記レンズホルダーをフォーカス方向に変位制御することに伴って発生する上記ベース部材の共振周波数の帯域を、上記変位制御時のレンズホルダーの振動周波数帯域よりも高周波数側に移行させてある、という構成を採用することも可能である。

本発明に係る光ピックアップによれば、従来の光ピックアップに用いられている発光素子の発熱を抑制するための放熱板を活用し、その放熱板を、ベース部材の剛性を高めて共振周波数を高周波数側に移行させるための補強部材として役立たせているので、ベース部材のベース板部に光通過孔が開口していても、ベース部材の剛性を容易に高めることが可能であり、しかも、カバーなどの余分な部材をベース部材に装着する必要もない。そのため、部品点数を増加させることなくベース部材の共振周波数を高周波数側に移行させて、光ピックアップの書込み読取り信頼性を向上させることが可能になる。

図１は本発明に係る光ピックアップに用い得るベース部材２を放熱板７を装着した状態で裏側から見た平面図、図２は図１のＩＩ矢視図、図３は図１のベース部材２から放熱板７を取り外した状態の平面図、図４は図３のＩＶ矢視図、図５は放熱板７の平面図、図６は放熱板７のビス止め箇所を説明するための分解斜視図である。

図３又は図４に示したように、ベース部材２は、ベース板部２８の略中央部位で開口した円形の光通過孔２７を有していて、その光通過孔２７にコリメータレンズ（不図示）が取り付けられる。また、光通過孔２７の開口位置に関連付けてハーフミラー（不図示）の取付箇所イや反射板（不図示）の取付箇所ロ、受光素子（不図示）の取付箇所ハなどが定められ、さらに、発光素子（不図示）の取付箇所ニも定められている。発光素子の取付箇所ニには、ベース板部２８に立ち上げられた取付壁２９が相当している。

ベース板部２８には、上記取付壁２９に交差してその取付壁２９及び当該ベース板部２８と共働して入隅形の空間Ｓを形作るリブ４１が立ち上げられていると共に、そのリブ４１と、ラック２３や軸受け２３を備えた外側リブ４２と、内側リブ４３との３つのリブがトラス形に並んでベース部材２８を補強している。また、ベース板部２８には、上記光通過孔２７を挟んで取付壁２９の略反対側に湾曲した囲壁４４が立ち上げられている。

ここで説明したベース部材２についての構成は、図１０及び図１１で説明した従来のベース部材２についても略同様であるけれども、図４と図１１とを併せ見ることによって理解されるように、この実施形態では、囲壁４４の高さを従来のそれよりも高くしてある（この点についてはさらに後述する）。

図５又は図６に示したように、放熱板７は、取付片７１とその取付片７１に対して直角に折り曲げて形成された大きな面板部７２とを備えていると共に、取付片７１の隣接箇所で面板部７２に対して直角に段付片部７５が曲成され、さらに、その段付片部７５に突出片７３が曲成されている。なお、取付片７１には、レーザダイオードでなる発光素子の電路引出孔７６やビス挿通孔７７などが備わっている。

図６のように、放熱板７は、その取付片７１が、発光素子に取り付けられた放熱ブロック７４に重ね合わされた状態で、その放熱ブロック７４と共にベース部材２の上記取付壁２９に２箇所でビス止めされている。７８は取付ビスを示している。こうして取付片７１を取付壁２９にビス止めすると、図１又は図２のように、放熱板７の面板部７２がベース板部２８の光通過孔２７を覆うほか、図３に示したハーフミラー取付箇所イや反射板取付箇所ロ、受光素子の取付箇所ハ、発光素子取付箇所ニなどがその面板部７２により覆われ、面板部７２の湾曲した端縁７９がベース部材２の湾曲した囲壁４４の頂部に重なり合い、さらに、突出片７３がリブ４１に重なり合う。

ここで、囲壁４４の高さを従来のそれよりも高くしてあるのは、放熱板７の面板部７２を平板状にしておいてもその面板部７２の端縁７９が囲壁４４の頂部４４ａに重なり合うようにするためである。したがって、面板部７２の端縁７９を段付状に形成する一方で囲壁４４の高さを従来と同じ高さにして、両者を重ね合わせることも可能である。

この実施形態では、上記のように放熱板７の取付片７１をベース部材２の取付壁２９にビス止めしてあることに加えて、囲壁４４の頂部４４ａと面板部７２の端縁７９との重なり箇所の両端部の２箇所ａ，ｂを接着剤で点接合してある。この構成により、放熱板７が、ベース部材２の光通過孔２７を挟む両側でベース部材２に固着されることになる。

図７（Ａ）は図１又は図２に示したベース部材２、すなわち放熱板７がベース部材２の光通過孔２７を挟む両側でベース部材２に固着されているベース部材２のフォーカス系でのゲイン曲線及び位相曲線を示したものである。図７（Ａ）に示したゲイン曲線及び位相曲線と、同図（Ｂ）に示した従来の場合のゲイン曲線及び位相曲線とを併せ見ると、同図（Ｂ）に見られるゲイン曲線又は位相曲線の１〜２ｋＨｚの範囲Ｇ１，Ｐ１の乱れが、同図（Ａ）ではほぼ完全に消失していることが認められる。このことから、放熱板７の補強作用によってベース部材２の剛性が高められた結果、ベース部材２の共振周波数の帯域が、変位制御時のレンズホルダー３（図９参照）の振動周波数帯域よりも高周波数側に移行したことが推察される。したがって、上記実施形態によれば、ベース部材２のゲイン曲線又は位相曲線が１〜２ｋＨｚの範囲で乱れを生じることがなくなり、ベース部材２の振動が、図８で説明したターンテーブル５８に伝達されて光ディスクＤの振動が大きくなるという事態が起こらず、レンズホルダー２の変位制御時の振動周波数帯域が適正に調整されているときには、光ピックアップ１のフォーカスサーボ特性が向上してその書込み読取り信頼性が向上する。

この実施形態では、取付片７１をベース部材２の取付壁２９にビス止めした放熱板７の面板部７２の端縁とベース部材２の囲壁４４の頂部４４ａとの重なり箇所の両端部の２箇所ａ，ｂを接着剤で点接合したものを説明したけれども、それらの重なり箇所の両端部の２箇所又はそのうちの１箇所だけをビス止めしてもよい。また、重なり箇所の１箇所だけを接着剤で接合又はビス止めしても、重なり箇所の全体を接着剤で接合又はビス止めしてもよい。さらに、放熱板７の面板部７２の端縁とベース部材２の囲壁４４の頂部４４ａとの重なり箇所を接合することに加えて、図１に符号ｃで示したリブ４１の頂部と突出片７３との重なり箇所を接着剤で点接合又はビス止めしてもよい。

なお、図１〜図１１に同一又は相応する部分には同一符号を付してある。

本発明に係る光ピックアップに用い得るベース部材を放熱板を装着した状態で裏側から見た平面図である。 図１のＩＩ矢視図である。 図１のベース部材から放熱板を取り外した状態の平面図である。 図３のＩＶ矢視図である。 放熱板の平面図である。 放熱板のビス止め箇所を説明するための分解斜視図である。 （Ａ）は本発明に係る光ピックアップに用い得るベース部材のフォーカス系でのゲイン曲線及び位相曲線を示した図面代用線図、（Ｂ）は従来の光ピックアップのベース部材のフォーカス系でのゲイン曲線及び位相曲線を示した図面代用線図である。 光ディスク装置の概略構成の一例を示した平面図である。 光ピックアップの光学系の説明図である。 従来の光ピックアップに用いられているベース部材の概略平面図である。 図１０のＸＩ矢視図である。

符号の説明

Ｄ 光ディスク
１ 光ピックアップ
２ ベース部材
３ レンズホルダー
７ 放熱板
２７ 光通過孔
２８ ベース板部
２９ 取付壁
３１ 対物レンズ
４１ リブ
４４ 囲壁
４４ａ 囲壁の頂部
７１ 取付片
７２ 面板部
７３ 突出片
７５ 段付片部
７９ 面板部の端縁
ａ，ｂ，ｃ 点接合箇所
Ｓ 入隅形の空間

Claims (6)

1. 光ディスクに対するフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御される対物レンズを備えたレンズホルダーを搭載して上記光ディスクの半径方向に沿う方向にアクセス制御される合成樹脂成形体でなるベース部材に、上記対物レンズと共働して上記ディスクに対する光照射と反射光の受光とを行うための光学部品が搭載され、上記対物レンズに臨む光通過孔が開口された上記ベース部材のベース板部に、上記発光素子が取り付けられた取付壁が立ち上げられ、その取付壁に、上記発光素子の発熱を放熱するための板金でなる放熱板の取付片が固着されている光ピックアップにおいて、
   上記取付片を上記取付壁にビス止めし、かつ、上記放熱板に、上記取付片の基部で折り曲げられて上記光通過孔を覆う面板部を具備させ、その面板部を、上記光通過孔を挟んで上記取付壁の略反対側に立ち上げられた囲壁に近づく方向に延び出させてその面板部の端縁を上記囲壁の頂部に重ね合わせてその重なり箇所の両端部の２箇所を接着剤で点接合することによって、上記レンズホルダーをフォーカス方向に変位制御することに伴って発生する上記ベース部材の共振周波数の帯域を、上記変位制御時のレンズホルダーの振動周波数帯域よりも高周波数側に移行させてあることを特徴とする光ピックアップ。
2. 光ディスクに対するフォーカス方向及びトラッキング方向に変位制御される対物レンズを備えたレンズホルダーを搭載して上記光ディスクの半径方向に沿う方向にアクセス制御される合成樹脂成形体でなるベース部材に、上記対物レンズと共働して上記ディスクに対する光照射と反射光の受光とを行うための光学部品が搭載され、上記対物レンズに臨む光通過孔が開口された上記ベース部材のベース板部に、上記発光素子が取り付けられた取付壁が立ち上げられ、その取付壁に、上記発光素子の発熱を放熱するための板金でなる放熱板の取付片が固着されている光ピックアップにおいて、
   上記放熱板に、上記取付片の基部で折り曲げられて上記光通過孔を覆う面板部を具備させ、その面板部を、上記光通過孔を挟んで上記取付壁の略反対側に立ち上げられた囲壁に近づく方向に延び出させてその面板部の端縁を上記囲壁の頂部に固着してあることを特徴とする光ピックアップ。
3. 上記面板部の端縁が上記囲壁の頂部に重なり合うようにその囲壁の高さを定めてある請求項２に記載した光ピックアップ。
4. 上記面板部の端縁と上記囲壁の頂部との重なり箇所が接着剤で点接合されている請求項３に記載した光ピックアップ。
5. 上記面板部の端縁と上記囲壁の頂部との重なり箇所の両端部の２箇所が接着剤で点接合されている請求項３に記載した光ピックアップ。
6. 上記取付壁に交差してその取付壁及び上記ベース板部と共働して入隅形の空間を形作るリブが上記ベース板部に立ち上げられ、上記取付片の隣接箇所で上記面板部に曲成された段付片部に、上記リブの頂部に重なり合ってその頂部に接着剤で点接合された突出片が連設されている請求項４又は請求項５に記載した光ピックアップ。

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