JP2009070429A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、装置全体の収差を低減できる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】レンズホルダ２６により外周が保持されたレンズ１１を含む光ピックアップ装置であって、レンズホルダ２６に形成した空間内２８に、レンズ１１の周方向に移動可能な可動部品２７が配置されており、レンズホルダ２６は、空間２８を形成する壁面２９，３０に、レンズ１１の周方向に沿って凹凸形状を形成しており、可動部品２７は、レンズ１１の周方向に沿って凹凸形状を形成しており、レンズホルダ２６に形成した凹凸形状の凸部と、可動部品２７に形成した凹凸形状の凸部とが当接しており、可動部品２７の配置位置を調整することにより、レンズホルダ２６と可動部品２７との接触面積を調整できる。
【選択図】図５

Description

本発明は光ピックアップ装置に関し、特に光学式情報記録媒体に情報信号を記録又は再生するための光ピックアップ装置に関する。

光学式情報記録媒体である光ディスク等に、オーディオ信号、文字信号及び映像信号等の情報を記録又は再生する装置として、光学式情報記録再生装置が知られている。光学式情報記録再生装置には、光ピックアップ装置が搭載されている。

この光ピックアップ装置には、発光素子として半導体レーザ素子が設けられている。光ピックアップ装置では、半導体レーザ素子から出射したレーザ光を、光ディスク等の情報記録面に照射する。このことにより、情報記録面に記録マークを記入して情報を記録する。また、光ピックアップ装置から情報記録面に照射したレーザ光の反射光を、受光素子としての光検出器で受光することにより、情報を再生する。

近年、光学式情報記録再生装置は、薄型ノートパソコン等に用いられる。このため、光ピックアップ装置も含めて光学式情報記録再生装置の小型化及び高密度化が進んでいる。このような小型化及び高密度化が進むと、光ピックアップ装置は、半導体レーザ素子の発熱の影響を強く受け、高温条件下で動作することになる。

また、近年では情報を記録又は再生する速度の向上が要求されている。記録再生の高速化のためには、出力の高い半導体レーザ素子を用いる必要がある。この場合、半導体レーザの発振時に発生する熱量は大きくなる。例えば、現在の光ピックアップ装置に使用されているＤＶＤ−ＲＡＭ用半導体レーザ素子では、２倍速記録における発振時の温度は、環境温度より１０−１５℃程度上昇する。

さらに、半導体レーザ素子は、動作温度が高温になるとレーザ光の発光パワーが低下する。このため、低下した発光パワーに相当する量の駆動電流を増大させなければならない。この場合、消費電力が増加して半導体レーザ素子は高温となる。

このような高温条件下では、光ピックアップ装置内のレンズに不均一な温度分布が発生し易く、レンズの温度分布が不均一になると、光学収差が生じ光ピックアップ装置の性能が低下する。このため、光ピックアップ装置において、小型化しつつ収差の発生を低減することは、重要な課題であり、従来から種々の提案がなされている（例えば、特許文献１を参照）。

次に、図６から図１０を用いて従来の光ピックアップ装置について説明する。図６は、従来の光ピックアップ装置の一例の概略構成を示す平面図である。発光素子１５はレーザ光を出射し、受光素子（図示せず）は光ディスク（図示せず）で反射されたレーザ光の反射光を検出して電流に変換する。発光素子１５はスライドホルダ１６に支持され、スライドホルダ１６はアオリホルダ１７に支持され、アオリホルダ１７は光学基台８に支持されている。

発光素子１５から出射したレーザ光は、接着剤１８ａ、１８ｂで固定された折曲げミラー１４により反射され、接着剤１８ｃ、１８ｄで固定されたコリメータレンズ１１により平行光に変換される。レーザ光の焦点は対物レンズ５によりディスクの情報記録面に合わせられる。対物レンズ５は、アクチュエータ１３により、フォーカス方向又はトラッキング方向に駆動される。光ピックアップ装置は、一対の支持軸９ａ、９ｂにより支持されており、ディスクの情報記録面に平行に移動することができる。

図７は、図６に示した光ピックアップ装置において、光軸調整の一例を示す平面図である。レーザ光の光軸調整は、光軸調整治具２１ａ、２１ｂでスライドホルダ１６を掴みながら、スライドホルダ１６を、アオリホルダ１７で支持される面に平行に移動（矢印２０方向）した後、アオリホルダ１７を、光学基台８で支持される球面の中心軸に対し回転して（矢印１９方向）調整を行う。

したがって、光学基台８は、発光素子１５とスライドホルダ１６とアオリホルダ１７とで構成される光軸調整部品、及び光軸調整用治具２１ａ、２１ｂを挿入するスペースが必要になる。発光素子１５を光ピックアップ装置の支持軸側に設置した場合、光軸調整部品と調整治具用のスペースを光学基台８に設ける必要があり、光ピックアップ装置４の小型化が困難になる。

また、対物レンズ５の中心を通り、光ピックアップ装置の支持軸に垂直な平面で、光ピックアップ装置を２分割した場合、分割面から光ディスクの中心側に発光素子１５を設置すると、光ディスクの最内周で情報の記録再生を行う際、ステッピングモータと発光素子１５とが接触又は干渉する可能性がある。このため、発光素子１５は、図７に示すように光ディスクの外周側に設置する必要がある。

図８は、図６に示した光ピックアップ装置において、発光素子１５からの熱の移動を示す平面図である。スライドホルダ１６に支持された発光素子１５の熱が、スライドホルダ１６とアオリホルダ１７と光学基台８を経由してコリメータレンズ１１に移動する。コリメータレンズ１１の側面は、光学基台８に支持されている。このため、コリメータレンズ１１のうち、発光素子１５に近い側の支持面が高温になり、反対側の支持面との間に温度差が生じる。

さらに、コリメータレンズ１１等の樹脂部品は、温度による屈折率の変化がガラスに比べると大きい。このため、屈折率の変化によって光学収差に変化が生じ、光ピックアップの性能が低下する。

図９は、従来の光ピックアップ装置において、対物レンズの伝熱経路の一例を示す模式図である。対物レンズホルダ２２に支持されたＡＣＴコイル２３の熱が、樹脂製の対物レンズホルダ２２を経由して対物レンズ５に不均一な温度の分布を形成する。このとき、前記のコリメータレンズ１１と同様に、対物レンズ５においても温度による屈折率の変化によって光学収差に変化が生じ、光ピックアップの性能が低下する。したがって、コリメータレンズ１１及び対物レンズ５の温度勾配による収差の発生を抑えることは、光ピックアップの性能を確保する上で、非常に重要な技術である。

図１０は、従来の光ピックアップ装置において、金属リングを用いた場合の対物レンズの伝熱経路の一例を示す模式図である。本図に示した例は、特許文献１に開示されている光ピックアップの構成である。金属で構成された環状の高熱伝導性部材２４を、対物レンズ５の側面に配置している。これによりＡＣＴコイル２３の発熱によって生じた熱を対物レンズ５内に均等に伝導させ、収差の発生を抑えるようにしている。
特開平１１−１７６００９号公報

しかしながら、近年の小型化、薄型化が望まれる光ピックアップ装置において、ＡＣＴコイル内部に環状の部材を設置することは、ＡＣＴコイルの構成部品を大型化することになり、これにより光ピックアップ全体の構成が大型化するので、光ピックアップを小型化することが困難になる。

一方で、コリメータレンズに環状の部材を使用することは、対物レンズに比べると設置箇所に余裕があるため比較的容易ではあるが、コリメータレンズで発生した収差を抑えることができても、対物レンズ側で生じる収差を抑えることは困難である。

このように、従来の光ピックアップ装置では、薄型化、小型化を実現しながら、コリメータレンズ及び対物レンズの温度勾配による収差の発生を同時に低減する方法が望まれている。

本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、装置を大型化することなく、装置全体の収差を低減できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の光ピックアップ装置は、レンズホルダにより外周が保持されたレンズを含む光ピックアップ装置であって、前記レンズホルダに形成した空間内に、前記レンズの周方向に移動可能な可動部品が配置されており、前記レンズホルダは、前記空間を形成する壁面に、前記レンズの周方向に沿って凹凸形状を形成しており、前記可動部品は、前記レンズの周方向に沿って凹凸形状を形成しており、前記レンズホルダに形成した凹凸形状の凸部と、前記可動部品に形成した凹凸形状の凸部とが当接しており、前記可動部品の配置位置を調整することにより、前記レンズホルダと前記可動部品との接触面積を調整できることを特徴とする。

本発明は装置を大型化することなく、光ピックアップ装置全体の収差を低減することができる。

本発明によれば、可動部品の配置位置を調整することにより、レンズホルダと可動部品とを介してレンズに伝わる熱量の調整が可能になる。この調整により、レンズの温度分布を変化させることができ、レンズに発生する収差を変化させることができる。したがって、このレンズに、他のレンズに生じる収差と相殺する収差を生じるように、可動部品の配置位置を調整することにより、光ピックアップ装置全体の収差の発生を低減させることが可能になる。

前記本発明の光ピックアップ装置においては、前記可動部品の凹凸形状は、前記レンズ側及びその反対側の両側に形成していることが好ましい。この構成によれば、可動部品の配置位置を移動させたときに、可動部品とレンズホルダの凸部同士の接触面積の変化量を大きくすることができるので、レンズに伝わる熱量調整がより確実になる。

また、前記可動部品は前記レンズホルダに複数配置されていることが好ましい。この構成によれば、複数の可動部品を別個に調整できるので、温度分布の精度を高めることができる。

また、前記レンズホルダは高熱伝導性部品で形成されていることが好ましい。この構成によれば、レンズに効率良く熱を伝えることができるので、レンズの温度分布の調整がより確実になる。

また、前記可動部品は高熱伝導性部品で形成されていることが好ましい。この構成によれば、レンズに効率良く熱を伝えることができるので、レンズの温度分布の調整がより確実になる。

また、前記可動部品は複数であり、前記複数の可動部品の全部又は一部が異なる材料で形成されていることが好ましい。この構成によれば、可動部品をすべて同一材料とした構成では得られない温度分布が得られるので、目的とする温度分布に対応することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学式情報記録再生装置（以下、記録再生装置という）の概略斜視図である。図２は図１の記録再生装置を矢印Ａ方向から見たときの部分斜視図である。

図１において、記録再生装置１は、光学式ディスクドライブとしての記録再生装置である。光ディスク２は、カートリッジ３に内蔵されている。トラバースベース６上に、光ディスク２を回転させる回転駆動装置であるスピンドルモータ７が設置されている。光ピックアップ装置４は、光ディスク２に対して情報の記録及び再生をするものである。

光ピックアップ装置４は、移動機構２５により光ディスク２に対して移動可能に支持されている。移動機構２５は、対物レンズ５を含む光ピックアップ装置４を固定した光学基台８と、光学基台８を移動可能に支持するための２本のシャフト９ａ、９ｂと、支持台１０とを備えている。支持台１０は、シャフト９ａ、９ｂのうち一方のシャフトを回転させるモータ（図示せず）を備えている。

シャフト９ａ、９ｂのうち一方のシャフトが回転することにより、光学基台８は、シャフト９ａ、９ｂに沿って、光ディスク２の径方向に移動する。このことにより、光学基台８に設置された光ピックアップ装置４は、光学基台８と一体になって、光ディスク２の外周側及び内周側に移動することができる。なお、光ピックアップ装置４を光ディスク２に対して移動させる機構は、前記の機構に限るものではない。

図２に示すように、光ディスク２はカートリッジ３により保護されている。カートリッジ３には開口部３ａが形成されており、開口部３ａでは光ディスク２が外部に露出している。開口部３ａに対応する位置には、光ピックアップ装置４が光ディスク２の径方向に移動可能に配置されている。

光ピックアップ装置４内の基本構成は、図６−８と同様である。すなわち、発光素子１５から出射したレーザ光は、折曲げミラー１４により反射され、コリメータレンズ１１により平行光に変換される。この平行光は反射鏡１２で反射され、対物レンズ５により光ディスク２の情報記録面に集光する。光ディスク２で反射されたレーザ光は、受光素子（図示せず）で検出され電流に変換される。

図３は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の概略を示す平面図である。
本図に示した光ピックアップ装置は、レンズホルダ２６を除き、図６−８に示した光ピックアップ装置と同じ構成である。このため、図６−８と同じ構成部品は図６−８と同一符号を付して、重複した説明は省略する。

図６の構成では、コリメートレンズ１１を光学基台８に直接接着剤１８ｃ、１８ｄにより固定しているのに対し、図３の構成ではコリメートレンズ１１を保持したレンズホルダ２６を接着剤１８ｃ、１８ｄにより光学基台８に固定している。この構成について、図４、５を参照しながら具体的に説明する。

図４は、図３のＡＡ線における断面図である。コリメートレンズ１１の外周を、レンズホルダ２６が保持している。レンズホルダ２６内には、コリメートレンズ１１の周方向に配置位置を調整できる可動部品２７が配置されている。図４においては、可動部品２７は概略的に図示している。

図５は、可動部品２７の詳細を示す拡大図である。レンズホルダ２６には、コリメートレンズ１１の周方向に沿って空間２８が形成されている。空間２８内に可動部品２７が配置されている。空間２８を形成する壁面のうち、コリメートレンズ１１の周方向に沿った一対の対向する壁面２９、３０は、コリメートレンズ１１の周方向に沿って凹凸形状を形成している。

可動部品２７は、空間２８内に配置された状態において、コリメートレンズ１１側及びその反対側の両側に、コリメートレンズ１１の周方向に沿って凹凸形状を形成している。可動部品２７は、可動部品２７の凸部と、壁面２９、３０の凸部とが接触するように配置している。

図５において、コリメートレンズ１１の中心に向かう矢印は、熱流束の変化の様子を示している。コリメートレンズ１１の周方向の矢印は、可動部品２７の移動方向を示している。

ここで、空間２８は、少なくとも一部がレンズホルダ２６の外部に開放している。このことにより、可動部品２７をレンズホルダ２６の外部から移動させることができる。例えば可動部品２７に凹部を設け、この凹部にレンズホルダ２６の外部から凸状部材を嵌合させて、可動部品２７を移動させることができる。また、可動部品２７にレンズホルダ２６の外部にまで突出した突起部を設け、この突起部を用いて可動部品２７を移動させることもできる。

可動部品２７をコリメートレンズ１１の周方向に移動させると、可動部品２７の凸部と、壁面２９、３０の凸部との対応関係が変化するので、両凸部の接触面積も変化することになる。したがって、可動部品２７の配置位置を調整することにより、レンズホルダ２６と可動部品２７との接触面積が調整できることになる。このことにより、レンズホルダ２６と可動部品２７とを介してコリメートレンズ１１に伝わる熱量の調整が可能になる。

この調整により、コリメートレンズ１１の温度分布を変化させることができ、コリメートレンズ１１に発生する収差を変化させることができる。したがって、コリメートレンズ１１に、対物レンズ５に生じる収差と相殺する収差を生じるように、可動部品２７の配置位置を調整することにより、光ピックアップ装置全体の収差の発生を低減させることが可能となる。

したがって、レンズホルダ２６は全てのレンズに設ける必要はなく、コリメートレンズ１１のみに設ければ足りる。本実施の形態のように、レンズホルダ２６をコリメートレンズ１１に設けた場合は、コリメートレンズ１１の設置空間には余裕があるので、装置の大型化防止に有利になる。

前記の通り、本実施の形態は、コリメートレンズ１１の温度上昇を抑えるというものではなく、コリメートレンズ１１の温度分布を調整するものである。このため、コリメートレンズ１１へ熱が効率良く伝わるように、レンズホルダ２６及び可動部品２７のうち少なくとも一方は、高熱伝導性部品で形成されていることが好ましい。高熱伝導性部品としては、亜鉛ダイキャスト、アルミダイキャスト、マグネシウムダイキャスト、高熱伝導性樹脂が挙げられる。

また、複数の可動部品２７をすべて同一材料とするのではなく、異なる材料の可動部品を含ませてもよい。このことにより、可動部品２７をすべて同一材料とした構成では得られない温度分布が得られるので、目的とする温度分布に対応することができる。

本実施の形態では、可動部品２７は３個の例で説明したが、搭載する機種に応じて、１個以上で適宜設定すればよい。可動部品２７が複数であれば、複数の可動部品を別個に調整できるので、レンズの温度分布の精度を高めることができる。

レンズホルダ２６及び可動部品２７の凹凸の数、可動部品２７の可動範囲についても、搭載する機種に応じて、適宜設定すればよい。例えば、本実施の形態では、可動部品２７は、コリメートレンズ１１側及びその反対側の両側に、凹凸形状を形成しているが、片側のみに凹凸形状を形成した構成でもよい。

また、レンズホルダ２７をコリメートレンズ１１に用いる例で説明したが、光ピックアップが備えている他のレンズに用いてもよい。

以上のように本発明によれば、装置を大型化することなく、光ピックアップ装置全体の収差を低減できる。このため本発明は特に、小型化が必要とされ、又は高熱化し易い、大容量の記録媒体からの読み出しや高倍速記録をする記録再生装置の光ピックアップ装置として有用である。

本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ装置を搭載した記録再生装置の概略斜視図。 図１の記録再生装置を矢印Ａ方向から見たときの部分斜視図。 本実施の形態に係る光ピックアップ装置の概略を示す平面図。 図３のＡＡ線における断面図。 図４の可動部品２７の詳細を示す拡大図。 従来の光ピックアップ装置の一例の概略構成を示す平面図。 図６に示した光ピックアップ装置において、光軸調整の一例を示す平面図。 図６に示した光ピックアップ装置において、発光素子１５からの熱の移動を示す平面図。 従来の光ピックアップ装置において、対物レンズの伝熱経路の一例を示す模式図。 従来の光ピックアップ装置において、金属リングを用いた場合の対物レンズの伝熱経路の一例を示す模式図。

符号の説明

１ 記録再生装置
４ 光ピックアップ装置
５ 対物レンズ
１１ コリメータレンズ
２６ レンズホルダ
２７ 可動部品
２８ 空間
２９，３０ 壁面

Claims (6)

1. レンズホルダにより外周が保持されたレンズを含む光ピックアップ装置であって、
   前記レンズホルダに形成した空間内に、前記レンズの周方向に移動可能な可動部品が配置されており、
   前記レンズホルダは、前記空間を形成する壁面に、前記レンズの周方向に沿って凹凸形状を形成しており、
   前記可動部品は、前記レンズの周方向に沿って凹凸形状を形成しており、
   前記レンズホルダに形成した凹凸形状の凸部と、前記可動部品に形成した凹凸形状の凸部とが当接しており、
   前記可動部品の配置位置を調整することにより、前記レンズホルダと前記可動部品との接触面積を調整できることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記可動部品の凹凸形状は、前記レンズ側及びその反対側の両側に形成している請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記可動部品は前記レンズホルダに複数配置されている請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記レンズホルダは高熱伝導性部品で形成されている請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記可動部品は高熱伝導性部品で形成されている請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記可動部品は複数であり、前記複数の可動部品の全部又は一部が異なる材料で形成されている請求項１から５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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