JP2009059457A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材を可動する電気部品を備える光ピックアップ装置であって、電気部品の使用によって発生する熱を放熱し易い構成を有する光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光ピックアップ装置１は、光軸方向に移動するコリメートレンズを搭載する樹脂製のスライドベース２と、スライドベース２に取り付けられる金属製のＯＰＵカバー１１と、スライドベース２に固定配置され、コリメートレンズを可動するためのステッピングモータ２１と、を備える。ＯＰＵカバー１１には、その一部が折り曲げられて折曲部１１ａが形成され、折曲部１１ａはステッピングモータ２１と当接している。
【選択図】図３

Description

本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の読み取りや書き込みを可能とする光ピックアップ装置に関し、より詳細には、電気部品によって可動する光学部材を備える光ピックアップ装置の構成に関する。

コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及している。更に、近年、光記録媒体に記録される情報量を増やすための研究が進められ、例えば、高品位のＤＶＤであるＨＤ−ＤＶＤやブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった光記録媒体も実用化され始めている。このような光記録媒体からの情報の読み取りや光記録媒体への情報の書き込みは、光ピックアップ装置を用いて行われる。

ところで、光記録媒体の中には、記録される情報量を増やすために記録層を複数有するものがある。このような光記録媒体に対して光ピックアップ装置を用いて情報の読み取りや書き込みを行う場合、記録層毎に記録層を保護する透明カバー層の厚みが異なるために、球面収差の発生が問題となる。

また、複数種類の光記録媒体に対応する光ピックアップ装置においても、光記録媒体の種類によって記録層を保護する透明カバー層の厚みが異なるために、球面収差の発生が問題となる場合がある。なお、透明カバー層の厚みをＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの場合を例に示すと、例えば、ＣＤではその厚みは１．２ｍｍで、ＤＶＤでは０．６ｍｍ、ＢＤでは０．１ｍｍである。

以上に述べた球面収差の問題は、開口数（ＮＡ）の大きな対物レンズが使用される青色系光源（青紫色も含む）を用いた光ピックアップ装置で特に問題となりやすく、近年、球面収差を適切に補正できる光ピックアップ装置に対する要望が強くなっている。このようなこともあり、従来、球面収差を補正する手段を備える光ピックアップ装置について種々の提案がなされている。

従来提案される球面収差の補正手段として、例えば、コリメートレンズを光軸方向に移動可能に設け、光源から出射された光ビームの収束又は発散状態を変化させて対物レンズに入射させることにより、球面収差の補正を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。この構成の場合、光学部材の増加を抑制して球面収差の補正を行える等の利点がある。

しかしながら、この構成の場合、コリメートレンズを光軸方向に移動させる手段として、例えばステッピングモータ等の電気部品が必要となるために、次のような問題が生じる。すなわち、モータ等の電磁力によってトルクを発生させる電気部品は、駆動時に熱を発生する（特に、電気部品としてステッピングモータを用いる場合、駆動時に発生する熱は大きい）。そして、電気部品の使用によって熱が発生した場合、光ピックアップ装置の光学系を構成する光学部材は、コリメートレンズを駆動する電気部品（ステッピングモータ等）と同じベースに配置されるために、電気部品による発熱の影響を受け易い。その結果、光学部品は、熱応力によって撓みを生じたり、位置ずれを生じたりする。近年においては、低コスト化の要請から光学部材が樹脂によって形成される場合が多々あり、電気部品の使用によって発生する熱が及ぼす影響は大きい。

なお、モータに由来する発熱の問題については、光ディスクを回転させるスピンドルモータに対する対策や光ピックアップを移動させる駆動力を発生するフィードモータに対する対策が従来提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。しかし、光学部材と同じベースにモータ（電気部品）が固定配置される光ピックアップ装置について、モータの発熱による光学部品への影響を改善する構成については従来報告がなく、その改善が要求されるところである。
特開２００５−３２７３９６号公報 特開２００３−３０９２２号公報 特開２００６−２９４１８７号公報

以上の点を鑑みて、本発明の目的は、光学部材を可動する電気部品を備える光ピックアップ装置であって、電気部品の使用によって発生する熱を放熱し易い構成を有する光ピックアップ装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、可動する光学部材を搭載するベースと、前記ベースに取り付けられる金属カバーと、前記ベースに固定配置され、前記光学部材を可動するための電気部品と、を備える光ピックアップ装置において、前記ベースは樹脂によって形成され、前記金属カバーは、前記電気部品と当接するか、或いは熱伝導性部材を介して前記電気部品に接続されることを特徴としている。

この構成によれば、電気部品が金属カバーと当接するか、或いは熱伝導部材を介して金属カバーに接続されるために、電気部品で発生した熱を金属カバーに放熱し易い。このために、電気部品の使用により発生する熱によって、光ピックアップ装置が備える光学部材に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記金属カバーには、その一部が折り曲げられて折曲部が形成され、前記折曲部が前記電気部品と当接するようにしても良い。これにより、部品点数を増加することなく、電気部品で発生した熱を金属カバーに放熱し易い構成を実現できる。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記折曲部はバネ性を有するように形成され、前記電気部品は、前記折曲部によって押圧されることとしても良い。この構成によれば、電気部品で発生する熱を放熱し易くするために設けられる折曲部に、電気部品を固定する機能も与えることができ、装置全体として部品点数の増加の抑制を図れる。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記電気部品は、ステッピングモータであることとしても良い。可動する光学部材の制御が行い易いために、光ピックアップ装置には、ステッピングモータが搭載されることがある。しかし、ステッピングモータは、使用時の発熱量が多いという問題がある。この点、本発明の構成によれば、ステッピングモータの使用により発生する熱を放熱し易く、光学部材に悪影響を与える可能性を低下できる。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記光学部材は、コリメートレンズであることとしても良い。球面収差を補正するために、コリメートレンズを光軸方向に移動させる構成が採用される場合があるが、この場合、例えばステッピングモータ等の電気部品が搭載される。このような場合でも、本発明の構成によれば、電気部品の使用により発生する熱を放熱し易い構成とでき、光学部材に悪影響を与える可能性を低下できる。

本発明によれば、光学部材を可動する電気部品を備える光ピックアップ装置であって、電気部品の使用によって発生する熱を放熱し易い構成を有する光ピックアップ装置を提供できる。

以下、本発明の光ピックアップ装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態の光ピックアップ装置は、光ディスク（光記録媒体）にレーザ光を照射することによって、情報の読み取り及び書き込みを可能とする装置である。図１から図５は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を説明するための図である。詳細には、図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す概略平面図である。図２は、図１に示される光ピックアップ装置をＡ−Ａ位置で切断した概略断面図である。図３は、図１に示す光ピックアップ装置を裏面側から見た場合の構成を示す概略斜視図である。図４は、図３に示される光ピックアップ装置について、ＯＰＵカバーを取り外した場合の図である。図５は、光ピックアップ装置が備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す概略平面図である。

なお、図１から図４を示すにあたって、本発明の構成と直接関係がないために、対物レンズ及び対物レンズを搭載する対物レンズアクチュエータについてはその記載を省略している。ここで、対物レンズアクチュエータは、レンズホルダに対物レンズを搭載して、レンズホルダと共に対物レンズをフォーカス方向やトラッキング方向に移動可能とする公知のアクチュエータのことである。

図１から図４に示すように、本実施形態の光ピックアップ装置１は、大きくは、スライドベース２と、２つのレーザダイオード３ａ、３ｂと、フォトディテクタ１０と、レーザダイオード３ａ、３ｂから出射されたレーザ光を光ディスクへと導くとともに、光ディスクで反射されたレーザ光をフォトディテクタ１０へと導く光学系を構成する光学部材と、光学部材のうちの１つであって可動するレンズを駆動するためのレンズ駆動ユニット２０と、ＯＰＵ（光ピックアップ）カバー１１と、を備える。

スライドベース２は樹脂によって形成されており、レーザダイオード３ａ、３ｂと光学部材と、レンズ駆動ユニット２０と、フォトディテクタ１０と、が取り付けられる。また、スライドベース２には、図示しない２本のガイドシャフト（光ディスクの半径方向に平行配置される）に沿って光ピックアップ装置１が摺動できるように、貫通孔又は切り欠きが形成されたガイドシャフト支持部２ａ、２ｂが左右に（例えば図１及び図２参照）形成されている。

なお、ガイドシャフトに沿った光ピックアップ装置１の移動は、ラックとピニオンの関係を用いてモータの回転を光ピックアップ装置１の移動に利用する公知の構成であり、ここではその説明は省略する。

本実施形態の光ピックアップ装置１においては、２つのレーザダイオード３ａ、３ｂが配置される。第１レーザダイオード３ａは波長４０５ｎｍ帯のＢＤ用のレーザ光を出射する光源部である。第２レーザダイオード３ｂは、波長６５０ｎｍ帯のＤＶＤ用のレーザ光と、波長７８０ｎｍ帯のＣＤ用のレーザ光とを、切り換えて出射可能な２波長対応の光源部である。上述のように、２つのレーザダイオード３ａ、３ｂはスライドベース２に取り付けられる。

なお、本実施形態では、光ピックアップ装置１がＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３つの光ディスクに対応する場合を例に示している。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、光ピックアップ装置が備えるレーザダイオードの数やレーザダイオードから出射されるレーザ光の波長については、目的に合わせて適宜変更しても構わない。

スライドベース２上に固定配置される光学部材には、例えば図２に示すように、ダイクロイックプリズム４と、ビームスプリッタ５と、コリメートレンズ６と、液晶素子７と、立ち上げミラー８と、が含まれる。なお、ここで示したスライドベース２上に配置される光学部材は一例であり、本発明の目的を逸脱しない範囲で、当然、種々の変更が可能である。

第１レーザダイオード３ａから出射されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム４で反射され、第２レーザダイオード３ｂから出射されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム４を透過する。ダイクロイックプリズム４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ５を透過し、入射するレーザ光を平行光に変換する機能を有するコリメートレンズ６に入射する。

光ピックアップ装置１においては、コリメートレンズ６は光軸方向（図２の左右方向）に移動可能となっている。これは、本実施形態の光ピックアップ装置１は、複数の記録層を有する多層光ディスクの記録再生や、透明カバー層の厚みが異なる複数種類の光ディスクの記録再生を行えるようになっており、上述した球面収差の補正を行えるように構成する必要があるからである。光ピックアップ装置１では、コリメートレンズ６を光軸方向の位置を移動することによって対物レンズに入射するレーザ光の収束又は発散状態を変化させて、球面収差の補正が行えるようになっている。

コリメートレンズ６の光軸方向の移動は、図４に示すレンズ駆動ユニット２０によって行われる。レンズ駆動ユニット２０は、モータを利用してコリメートレンズ６を光軸方向に移動できる構成であれば、その構成について特に限定されるものではないが、例えば、図５に示すように構成される。

図５に示されるように、レンズ駆動ユニット２０は、ステッピングモータ２１と、スクリュシャフト２２と、リードナット２３と、ガイドシャフト２４と、スライド部２５と、連結部２６と、レンズ保持部２７と、を備える。なお、スライド部２５と、連結部２６と、レンズ保持部２７と、は樹脂によって一体的に形成されている。また、ステッピングモータ２１と、ガイドシャフト２４は、レンズ駆動ユニット２０のユニットベース（図示せず）に固定される。また、図示しないが、レンズ駆動ユニット２０には、ステッピングモータ２１による位置調整の基準位置が検出できるようにフォトインタラプタを備えている。

スクリュシャフト２２は、ステッピングモータ２１に直接接続されている。勿論、スクリュウシャフト２２を、複数の歯車を介してステッピングモータ２１に接続する構成としても構わない。スクリュシャフト２２は、スライド部２５に取り付けられるリードナット２３と噛合しており、スクリュウシャフト２２の回転により、スライド部２５が移動する。上述のように、スライド部２５と連結部２６と、コリメートレンズ６を保持するレンズ保持部２７とは一体的に形成されており、スライド部２５の移動に伴ってコリメートレンズ６が移動する。

なお、ステッピングモータ２１は、パルス列に応じて微小回転角での位置決め制御ができるために、コリメートレンズ６の位置の調整に適しているが、ステッピングモータ２１は、駆動時に大きな発熱を伴う。このために、ステッピングモータ２１における発熱による光学部品への影響が問題となるが、本実施形態の光ピックアップ装置１では、ステッピングモータ２１で発生した熱を放熱し易い構成となっている。これについては、後述する。

コリメートレンズ６を出射したレーザ光は、液晶素子７に入射する。液晶素子７は、液晶と、液晶を挟む２枚の透明電極（いずれも図示せず）と、を備える。液晶素子７は、透明電極に所定の電極パターンが形成されており、透明電極に印加する電圧を調整することで、入射するレーザ光の位相分布を調整可能となっている。光ピックアップ装置１においては、液晶素子７は、コマ収差及び非点収差の補正を行うために備えられている。

液晶素子７から出射されたレーザ光は、立ち上げミラー８によって反射されて、その進行方向を光ディスクの記録層と直交する方向に変換される。立ち上げミラー８で反射されたレーザ光は、スライドベース２に形成される貫通孔９（図１参照）を通過して、図示しない対物レンズに入射し、対物レンズによって光ディスクの記録層に集光される。

一方、光ディスクで反射されたレーザ光は、対物レンズ、立ち上げミラー８、液晶素子７、コリメートレンズ６の順に通過し、ビームスプリッタ５で反射されて、フォトディテクタ１０の図示しない受光領域に集光する。フォトディテクタ１０は、入射した光情報を電気信号に変換して出力する。出力された信号は、処理されて再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等となる。

ＯＰＵカバー１１は、スライドベース２に固定配置される光学部材に対する防塵対策や迷光対策等を目的として設けられ、スライドベース２に固定状態で取り付けられる。また、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、ＯＰＵカバー１１は金属から成り、ステッピングモータ７で発生する熱を放熱し易い構成となっている。以下、ＯＰＵカバー１１における、ステッピングモータ７で発生する熱を放熱し易くする構成について説明する。

図３を参照して、ＯＰＵカバー１１は、ステッピングモータ２１と対向する部分近傍について、略コの字状の切り込みを入れられ、ＯＰＵカバー１１の一部がステッピングモータ２１側に折り曲げられた状態となっている。ＯＰＵカバー１１の一部が折り曲げられて形成された折曲部１１ａは、ステッピングモータ２１と当接した状態となっている。このために、ステッピングモータ２１で発生する熱は、折曲部１１ａによってＯＰＵカバー１１に伝導され、ステッピングモータ２１で発生する熱を放熱し易くなっている。

なお、ステッピングモータ２１が設けられる位置は、光学部材から離れた位置としているために、折曲部１１ａを形成することによってＯＰＵカバー１１にできる穴も光学部材から離れた位置となっている。このために、折曲部１１ａを形成することにより、ＯＰＵカバー１１の一部に穴が開くことになるが、防塵対策や迷光対策といったＯＰＵカバー１１の機能をあまり低下させない。

以上のように、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、ステッピングモータ２１を使用することによって発生する熱を、ＯＰＵカバー１１の折曲部１１ａを通じて逃がしやすい構成となっている。このために、スライドベース２が樹脂で形成され、ステッピングモータ２１と光学部材とがスライドベース２に搭載される構成であるにもかかわらず、光学部材が熱による悪影響を受け難い構成となっている。

以上に示した実施形態は一例であり、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本実施形態の光ピックアップ装置１では、ＯＰＵカバー１１の折曲部１１ａは、単にステッピングモータ２１と当接する構成としている。しかし、折曲部１１ａに、バネ性を与え、更なる機能を与える構成としても良い。すなわち、図６に示すように、バネ性を有する折曲部１１ａについて、ステッピングモータ２１をモータ取り付け部（例えば、スライドベース２に形成される）に押し付ける機能を有するように構成しても良い。このように構成することで、折曲部１１ａの作用によって、ステッピングモータ２１を取り付け位置に確実に固定することが可能となる。

本実施形態においては、ステッピングモータ２１はレンズ駆動ユニット２０の部品の一部として、レンズ駆動ユニット２０にビス止め固定されている。そして、レンズ駆動ユニット２０をスライドベース２に固定することでステッピングモータ２１をスライドベース２に固定配置する構成となっている。この構成の場合、上述のように折曲部１１ａにバネ性を持たせる構成とする効果は、必ずしも大きなものではない。しかし、低コスト化等の目的により、レンズ駆動ユニット２０を構成する部品を、スライドベース２０に直接的に取り付けることが考えられる。このような構成の場合には、ＯＰＵカバー１１の折曲部１１ａにバネ性を持たせて、ステッピングモータ２１を固定する機能を付与する利点は大きい。

なお、図６は、本実施形態の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図で、ＯＰＵカバー１１とステッピングモータ２１との関係を模式的に示した模式図である。また、折曲部１１ａの形状調整や材質選択等によって、折曲部１１ａのバネ性は得られる。

また、本実施形態においては、ＯＰＵカバー１１の一部を折り曲げて折曲部１１ａを形成し、折曲部１１ａとステッピングモータ２１とを当接させることによって、ステッピングモータ２１で発生した熱をＯＰＵカバー１１に放熱し易い構成としている。しかし、本発明はこの構成に限定される趣旨ではない。すなわち、ＯＰＵカバー１１とステッピングモータ２１との間に、金属製の熱伝導性部材を配置してＯＰＵカバー１１とステッピングモータが熱伝導性部材を介して接続される構成等としても構わない。この場合も、ステッピングモータ２１で発生した熱をＯＰＵカバー１１に放熱し易い構成とすることができる。なお、ＯＰＵカバー１１とステッピングモータ２１との位置関係が近い場合には、金属性の熱伝導性部材に代えて、熱伝導性の接着剤やグリース等の樹脂を用いても構わない。

その他、本実施形態においては、ステッピングモータ２１によって可動する光学部材がコリメートレンズ６である場合を例に説明したが、本発明が適用される範囲はこの構成に限定されない。すなわち、例えば、ステッピングモータを用いてエキスパンダレンズを可動するような場合等にも本発明は適用可能である。

また、本実施形態においては、光学部材を可動させるために用いる電気部品がステッピングモータである場合を例に説明したが、ＤＣモータやその他の熱を発生する電気部品を用いて光学部材を可動させる構成を有する光ピックアップ装置に対しても、本発明は適用できる。

本発明によれば、光学部材を可動する電気部品を備える光ピックアップ装置において、電気部品で発生する熱によって光学部材が受ける悪影響を抑制でき、有用である。

は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す概略平面図である。 は、図１に示される光ピックアップ装置をＡ−Ａ位置で切断した概略断面図である。 は、図１に示す光ピックアップ装置を裏面側から見た場合の構成を示す概略斜視図である。 は、図３に示される光ピックアップ装置について、ＯＰＵカバーを取り外した場合の図である。 は、光ピックアップ装置が備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す概略平面図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図で、ＯＰＵカバーとステッピングモータとの関係を模式的に示した模式図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ スライドベース
６ コリメートレンズ（可動する光学部材）
１１ ＯＰＵカバー（金属カバー）
１１ａ 折曲部
２１ ステッピングモータ（電気部品)

Claims (5)

1. 可動する光学部材を搭載するベースと、
   前記ベースに取り付けられる金属カバーと、
   前記ベースに固定配置され、前記光学部材を可動するための電気部品と、
   を備える光ピックアップ装置において、
   前記ベースは樹脂によって形成され、
   前記金属カバーは、前記電気部品と当接するか、或いは熱伝導性部材を介して前記電気部品に接続されることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記金属カバーには、その一部が折り曲げられて折曲部が形成され、
   前記折曲部が前記電気部品と当接することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記折曲部はバネ性を有するように形成され、
   前記電気部品は、前記折曲部によって押圧されることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記電気部品は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記光学部材は、コリメートレンズであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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