JP2009163785A - 光学式ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境の温度変化によってコリメートレンズの光軸が位置ずれしにくい「光学式ピックアップ」を提供すること。
【解決手段】挿入されたコリメートレンズ８を保持する円筒形状のレンズホルダ７の内周面に非平行に対向する一対の位置決め壁７ａを設け、これら位置決め壁７ａにコリメートレンズ８の外周面の一部を当接させるという構成にした。このレンズホルダ７はシャーシ１の内底部に形成された一対のホルダ受け面１６に搭載されて固定されるというものであり、レンズホルダの内周面７でコリメートレンズ８の中心Ｏを介して両ホルダ受け面１６と対向する領域に両位置決め壁７ａが設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＤＶＤ等のディスクに対して信号を記録／再生する光学式ピックアップに係り、特に、光学式ピックアップに用いられるコリメートレンズの取付構造に関する。

一般的に光学式ピックアップは、半導体レーザから出射されてコリメートレンズで平行光束に変換された光ビームを対物レンズによってディスク（媒体）の記録面上に集光し、該ディスクからの戻り光ビームを対物レンズを介して光検出器で受光することによって、信号の記録／再生が行えるようになっている。対物レンズは第１レンズホルダに取り付けられており、この第１レンズホルダはホルダ支持部に移動可能に支持されていると共に、電磁駆動装置によってフォーカス方向およびトラッキング方向へ駆動される。これら半導体レーザ、光検出器、コリメートレンズ、ホルダ支持部、電磁駆動装置等は、光学式ピックアップのシャーシに担持されており、シャーシとしては軽量で放熱特性に優れるアルミダイキャストが広く採用されている。また、コリメートレンズは円筒形状の第２レンズホルダに装着された状態でシャーシに取り付けられることが多い（例えば、特許文献１参照）。かかる光学式ピックアップは、セット側であるＤＶＤプレーヤ等の光ディスクプレーヤに組み込まれ、帯状のフレキシブルプリント基板を介して半導体レーザや光検出器や電磁駆動装置等に対して信号が入出力されるようになっている。

図１１は、従来のこの種の光学式ピックアップにおけるコリメートレンズの取付構造を示す断面図である。同図に示すように、コリメートレンズ２０は、円筒形状のレンズホルダ（第２レンズホルダ）２１の開口端部に挿入して複数箇所を接着固定することによって、非嵌合状態でレンズホルダ２１に保持されている。すなわち、コリメートレンズ２０の外周面とレンズホルダ２１の内周面との間に所要のクリアランスＣを確保しつつ、両者間の複数箇所を柔らかい接着剤２２を用いて接着することによって、高温環境下や低温環境下でレンズホルダ２１が膨脹したり収縮してもコリメートレンズ２０に光学特性を劣化させる歪みが発生しないように配慮されている。また、シャーシ２３の内底部には非平行（例えばＶ字状）に対向する一対のホルダ受け面２４が形成されており、これらホルダ受け面２４にレンズホルダ２１を搭載して接着固定することによって、レンズホルダ２１に装着されているコリメートレンズ２０がシャーシ２３に対して位置決めされるようになっている。なお、一般的にコリメートレンズ２０は光学特性に優れた樹脂材料であるＰＯ（ポリオレフィン）を用いて成形されており、また、レンズホルダ２１はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材料や黄銅等の金属材料を用いて形成され、シャーシ２３はアルミニウム等の金属材料やＰＰＳ等の樹脂材料を用いて形成されている。
実開平１−１６５９１８号公報

ところで、前述した従来の光学式ピックアップのように、円筒形状のレンズホルダ（第２レンズホルダ）２１の内周面とコリメートレンズ２０の外周面との間に全周に亘って所要のクリアランスＣが確保されていると、レンズホルダ２１に対するコリメートレンズ２０の取付位置にクリアランスＣに起因する誤差が生じやすく、この誤差がシャーシ２３に対するコリメートレンズ２０の位置精度を劣化させる要因となっていた。また、コリメートレンズ２０とレンズホルダ２１およびシャーシ２３の中でコリメートレンズ２０が最も膨張率の大きい材料で形成されているため、高低温環境下で各部材が膨脹したり収縮したときに、コリメートレンズ２０がレンズホルダ２１とシャーシ２３に対して相対的に移動してしまい、組立時にシャーシ２３側で設定されている所定の光路に対してコリメートレンズ２０の光軸（中心Ｏ）が正しく設定されたとしても、高低温環境下でコリメートレンズ２０の光軸が所定の光路からずれて信号の記録／再生に悪影響を及ぼすという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部環境の温度変化によってコリメートレンズの光軸が位置ずれしにくい光学式ピックアップを提供することにある。

本発明の光学式ピックアップは、挿入されたコリメートレンズを保持する円筒形状のレンズホルダの内周面に非平行に対向する一対の位置決め壁を設け、これら位置決め壁にコリメートレンズの外周面の一部を当接させるという構成にした。このレンズホルダはシャーシの内底部に形成された一対のホルダ受け面に搭載されて固定されるというものであり、該レンズホルダの内周面でコリメートレンズの中心を介して両ホルダ受け面と対向する領域に両位置決め壁が設けられている。

本発明の光学式ピックアップによれば、円筒形状のレンズホルダの内周面に非平行に対向する一対の位置決め壁を設け、これら両位置決め壁をシャーシに形成された一対のホルダ受け面とコリメートレンズの中心を介して対向させると共に、これら両位置決め壁にコリメートレンズの外周面の一部を当接させているため、コリメートレンズとレンズホルダとの相対位置を両位置決め壁によって高精度に規定することができる。また、高温環境下で各部材が膨脹すると、シャーシのホルダ受け面に当接するレンズホルダはシャーシの内底部から離れる方向へ移動するが、レンズホルダの位置決め壁に当接するコリメートレンズの中心はシャーシの内底部へ近付く方向へ移動するため、これらの移動量が打ち消しあってシャーシに対するコリメートレンズの中心位置はほとんど変化しない。その反対に、低温環境下で各部材が収縮すると、レンズホルダはシャーシの内底部へ近付く方向へ移動するが、コリメートレンズの中心はシャーシの内底部から離れる方向へ移動するため、これらの移動量が打ち消しあってシャーシに対するコリメートレンズの中心位置はほとんど変化しない。それゆえ、外部環境の温度変化よってコリメートレンズの光軸が位置ずれしにくくなり、信頼性の高い光学式ピックアップが得られる。

本発明は、シャーシに、対物レンズが取り付けられた第１レンズホルダを移動可能に支持するホルダ支持部と、前記第１レンズホルダを駆動する電磁駆動手段と、光源となる半導体レーザを含む受発光ユニットと、コリメートレンズを支持する円筒形状の第２レンズホルダとが保持されており、前記コリメートレンズが前記受発光ユニットと前記対物レンズとの間の光路中に配置されていると共に、前記第２レンズホルダが前記シャーシの内底部に形成された非平行に対向する一対のホルダ受け面に搭載して固定されている光学式ピックアップにおいて、前記第２レンズホルダの内周面に非平行に対向する一対の位置決め壁を設けると共に、これら位置決め壁を前記コリメートレンズの中心を介して一対の前記ホルダ受け面と対向させ、前記コリメートレンズの外周面の一部を前記両位置決め壁に当接させるという構成にした。

このように構成された光学式ピックアップは、挿入されたコリメートレンズを保持する円筒形状のレンズホルダの内周面に一対の位置決め壁が設けてあり、これら位置決め壁にコリメートレンズの外周面の一部を当接させているため、コリメートレンズとレンズホルダとの相対位置を両位置決め壁によって高精度に規定することができる。また、レンズホルダの両位置決め壁をシャーシに形成された一対のホルダ受け面とコリメートレンズの中心を介して対向させているため、高温環境下で各部材が膨脹すると、シャーシのホルダ受け面に当接するレンズホルダはシャーシの内底部から離れる方向へ移動するが、レンズホルダの位置決め壁に当接するコリメートレンズの中心はシャーシの内底部へ近付く方向へ移動するため、これらの移動量が打ち消しあってシャーシに対するコリメートレンズの中心位置はほとんど変化しない。その反対に、低温環境下で各部材が収縮すると、レンズホルダはシャーシの内底部へ近付く方向へ移動するが、コリメートレンズの中心はシャーシの内底部から離れる方向へ移動するため、これらの移動量が打ち消しあってシャーシに対するコリメートレンズの中心位置はほとんど変化しない。それゆえ、この光学式ピックアップは、高温環境下でも低温環境下でもコリメートレンズの光軸が位置ずれしにくい。

上記の構成において、コリメートレンズと第２レンズホルダおよびシャーシの各材料は適宜選択可能であるが、コリメートレンズがポリオレフィンからなる樹脂成形品であると共に、第２レンズホルダとシャーシがコリメートレンズの樹脂材料よりも線膨張係数の小さな金属材料または樹脂材料からなることが好ましい。

実施例について図面を参照して説明すると、図１は実施例に係る光学式ピックアップの斜視図、図２は図１とは異なる角度から見た該光学式ピックアップの斜視図、図３は該光学式ピックアップの光路に沿う切断面を示す斜視図、図４は該光学式ピックアップの光路に沿う切断面を示す断面図、図５は該光学式ピックアップのシャーシにコリメートレンズを取り付けた状態を示す斜視図、図６は該コリメートレンズの取付構造を示す断面図、図７は該コリメートレンズを保持するためのレンズホルダを示す斜視図、図８は該レンズホルダに該コリメートレンズを装着した状態を示す斜視図、図９は該光学式ピックアップのシャーシの斜視図、図１０は該コリメートレンズの位置ずれ防止機能を示す説明図である。

図１〜図９に示す光学式ピックアップは、アルミニウム合金をダイキャスト成形してなるシャーシ１と、このシャーシ１上に担持された後述するホルダ支持部や電磁駆動手段と、該ホルダ支持部に移動可能に支持される第１レンズホルダ２に取り付けられた対物レンズ３と、光源となる半導体レーザと受光素子をユニット化した受発光ユニット４と、セット側である光ディスクプレーヤに接続されるフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略称）５と、対物レンズ３の真下でシャーシ１の内底部に固定された反射ミラー６と、円筒形状の第２レンズホルダ７に保持されてシャーシ１の内底部に取り付けられたコリメートレンズ８とによって主に構成されている。ホルダ支持部は、第１レンズホルダ２を弾性的に支持している複数本の導電性のワイヤ９と、各ワイヤ９が挿通された支持部材１０等によって構成されている。電磁駆動手段は、マグネット１１やヨーク１２等によって構成されており、対物レンズ３をディスク（媒体）のフォーカス方向およびトラッキング方向へ駆動可能である。また、この電磁駆動手段への通電用として兼用される各ワイヤ９はＦＰＣ５に電気的に接続されている。受発光ユニット４はシャーシ１の一側部に固定された支持板１３に実装されており、受発光ユニット４の端子部もＦＰＣ５に電気的に接続されている。

この光学式ピックアップは、受発光ユニット４の半導体レーザから出射されてコリメートレンズ８で平行光束に変換された光ビームが、シャーシ１のミラー取付部１４に４５度の取付角度で固定されている反射ミラー６で反射されて、その真上に位置する対物レンズ３によってディスクの記録面上に集光されるようになっている。また、該ディスクからの戻り光ビームは、対物レンズ３を透過して反射ミラー６で真横に反射され、コリメートレンズ８を介して受光素子で受光されるようになっている。

図５と図９に示すように、シャーシ１には受発光ユニット４を臨出させるための開口１５が穿設されていると共に、この開口１５とミラー取付部１４との間の内底部に、コリメートレンズ８を装着した第２レンズホルダ７の取付位置を規定するための一対のホルダ受け面１６が形成されている。これらホルダ受け面１６はＶ字状に対向する傾斜面であり、第２レンズホルダ７を両ホルダ受け面１６に搭載して接着固定することによって、第２レンズホルダ７に装着されたコリメートレンズ８がシャーシ１に対して位置決めされるようになっている。

図６と図８に示すように、コリメートレンズ８は第２レンズホルダ７の開口端部に挿入されて非嵌合状態で保持されている。すなわち、コリメートレンズ８の外周面とレンズホルダ７の内周面との間に所要のクリアランスを確保しつつ、両者間の２箇所（両側部）を柔らかい接着剤１７を用いて接着することによって、高温環境下や低温環境下でシャーシ１と第２レンズホルダ７およびコリメートレンズ８を含む各部材が膨脹したり収縮しても、コリメートレンズ８に光学特性を劣化させる歪みが発生しないように配慮されている。ただし、第２レンズホルダ７の内周面には逆Ｖ字状に対向する傾斜面として一対の位置決め壁７ａが設けてあり、これら位置決め壁７ａにコリメートレンズ８の外周面の２箇所を当接させているため、コリメートレンズ８と第２レンズホルダ７との相対位置を両位置決め壁７ａによって高精度に規定することができる。図６に示すように、これら位置決め壁７ａは第２レンズホルダ７の内周面で一対のホルダ受け面１６に対してアーチ状に配置される図示上側の領域に設けられており、両位置決め壁７ａと両ホルダ受け面１６はコリメートレンズ８の中心Ｏを介して対向している。すなわち、シャーシ１の両ホルダ受け面１６に対して第２レンズホルダ７の両位置決め壁７ａが略点対称な位置に配置されている。なお、第２レンズホルダ７の外周面の頂部には取付姿勢等を視認する際の目印となる凹溝７ｂが形成されている。

ここで、本実施例において、第２レンズホルダ７の材料はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、コリメートレンズ８の材料はＰＯ（ポリオレフィン）であり、前述したようにシャーシ１の材料はアルミニウム（アルミニウム合金）である。これら各材料の線膨張係数はＰＰＳ＝２．２×１０^−５／℃、ＰＯ＝７×１０^−５／℃、アルミニウム＝２．２１×１０^−５／℃であり、コリメートレンズ（ＰＯ）８の膨張率は第２レンズホルダ（ＰＰＳ）７よりも３倍程度大きく、第２レンズホルダ（ＰＰＳ）７とシャーシ（アルミニウム）１の膨張率はほぼ同じものとなっている。

このように構成された光学式ピックアップにおいて、高温環境下でシャーシ１と第２レンズホルダ７およびコリメートレンズ８を含む各部材が膨脹するとき、膨張率の略等しいシャーシ１と第２レンズホルダ７はほぼ同じように膨脹するが、図１０の破線で示すように、シャーシ１の両ホルダ受け面１６が外側へ拡がる移動量よりも第２レンズホルダ７の外径が拡大する量の方が大きいため、第２レンズホルダ７は両ホルダ受け面１６に沿って上方（シャーシ１の内底部から離れる方向）へ移動する。その際、両位置決め壁７ａに当接しているコリメートレンズ８の膨張率は第２レンズホルダ７よりも遙かに大きいため、第２レンズホルダ７に対するコリメートレンズ８の中心Ｏは下方（シャーシ１の内底部へ近付く方向）へ移動し、かかるコリメートレンズ８の下方への移動と上記した第２レンズホルダ７の上方への移動とが打ち消しあい、シャーシ１に対するコリメートレンズ８の位置はほとんど変化しない。その反対に、低温環境下で各部材が収縮するとき、シャーシ１の両ホルダ受け面１６が内側へ狭まる移動量よりも第２レンズホルダ７の外径が収縮する量の方が大きいため、第２レンズホルダ７は両ホルダ受け面１６に沿って下方へ移動するが、収縮量の大きなコリメートレンズ８の中心Ｏが第２レンズホルダ７に対して上方へ移動するため、これら第２レンズホルダ７の下方への移動とコリメートレンズ８の上方への移動とが打ち消しあい、シャーシ１に対するコリメートレンズ８の位置はほとんど変化しない。すなわち、この光学式ピックアップは、高温環境下でも低温環境下でもコリメートレンズ８の光軸が所定の光路に対して位置ずれしにくくなっており、それゆえ環境温度が変化しても性能が劣化しにくい高い信頼性が期待できる。

なお、上記実施例では、コリメートレンズ８を光学特性に優れたＰＯで成形すると共に、アルミニウム製のシャーシ１とＰＰＳ製の第２レンズホルダ７を用いた場合について説明したが、シャーシ１と第２レンズホルダ７については、コリメートレンズ８の材料であるＰＯよりも線膨張係数が小さく且つ互いの線膨張係数が近似した他の材料を用いることも可能である。具体的には、シャーシ１としてアルミニウムの他にＰＰＳを用いると共に、第２レンズホルダ７としてＰＰＳの他に黄銅やＬＣＰ（液晶ポリマ）を用いることが可能である。

実施例に係る光学式ピックアップの斜視図である。 図１とは異なる角度から見た該光学式ピックアップの斜視図である。 該光学式ピックアップの光路に沿う切断面を示す斜視図である。 該光学式ピックアップの光路に沿う切断面を示す断面図である。 該光学式ピックアップのシャーシにコリメートレンズを取り付けた状態を示す斜視図である。 該コリメートレンズの取付構造を示す断面図である。 該コリメートレンズを保持するためのレンズホルダを示す斜視図である。 該レンズホルダに該コリメートレンズを装着した状態を示す斜視図である。 該光学式ピックアップのシャーシの斜視図である。 該コリメートレンズの位置ずれ防止機能を示す説明図である。 従来の光学式ピックアップにおけるコリメートレンズの取付構造を示す断面図である。

符号の説明

１ シャーシ
２ 第１レンズホルダ
３ 対物レンズ
４ 受発光ユニット
６ 反射ミラー
７ 第２レンズホルダ
７ａ 位置決め壁
８ コリメートレンズ
９ ワイヤ（ホルダ支持部）
１０ 支持部材（ホルダ支持部）
１１ マグネット（電磁駆動手段）
１２ ヨーク（電磁駆動手段）
１６ ホルダ受け面
１７ 接着剤

Claims (2)

1. シャーシに、対物レンズが取り付けられた第１レンズホルダを移動可能に支持するホルダ支持部と、前記第１レンズホルダを駆動する電磁駆動手段と、光源となる半導体レーザを含む受発光ユニットと、コリメートレンズを支持する円筒形状の第２レンズホルダとが保持されており、前記コリメートレンズが前記受発光ユニットと前記対物レンズとの間の光路中に配置されていると共に、前記第２レンズホルダが前記シャーシの内底部に形成された非平行に対向する一対のホルダ受け面に搭載して固定されている光学式ピックアップにおいて、
   前記第２レンズホルダの内周面に非平行に対向する一対の位置決め壁を設けると共に、これら位置決め壁を前記コリメートレンズの中心を介して一対の前記ホルダ受け面と対向させ、前記コリメートレンズの外周面の一部を前記両位置決め壁に当接させたことを特徴とする光学式ピックアップ。
2. 請求項１の記載において、前記コリメートレンズがポリオレフィンからなる樹脂成形品であると共に、前記第２レンズホルダと前記シャーシが前記コリメートレンズの樹脂材料よりも線膨張係数の小さな金属材料または樹脂材料からなることを特徴とする光学式ピックアップ。

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