JP2010003390A - 光ピックアップ装置およびその製造方法 - Google Patents
光ピックアップ装置およびその製造方法Info
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Abstract
【課題】対物レンズ以外の光学部品で発生した非点収差を打ち消すために対物レンズとレンズホルダの組立を精度良く行い、高性能な光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】レンズホルダ4の外周方向に位置決め突部7と溝部8を交互に複数個設け、対物レンズ1の外周部に径方向外側へ向けて突出した突起2を形成し、対物レンズ1をレンズホルダ4に嵌め合わせて、レンズホルダ4の複数の溝部8のうちの1つの溝部8に対物レンズ1の突起2を挿入し、突起2の側端面を当該溝部8と隣接する位置決め突部7に当接して位置決め固定することを特徴とする。
【選択図】図6
【解決手段】レンズホルダ4の外周方向に位置決め突部7と溝部8を交互に複数個設け、対物レンズ1の外周部に径方向外側へ向けて突出した突起2を形成し、対物レンズ1をレンズホルダ4に嵌め合わせて、レンズホルダ4の複数の溝部8のうちの1つの溝部8に対物レンズ1の突起2を挿入し、突起2の側端面を当該溝部8と隣接する位置決め突部7に当接して位置決め固定することを特徴とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、コンパクトディスクドライブ装置、DVDドライブ装置、Blu−rayディスクドライブ装置、光−磁気ディスクドライブ装置などの光ディスクドライブ装置に搭載される光ピックアップ装置に係り、特にそれに用いられる対物レンズとレンズホルダに関するものである。
光ピックアップ装置の記録再生性能に影響する項目として、光ディスク上で集光する光の収差がある。その収差としては、コマ収差、非点収差及び球面収差が挙げられる。コマ収差は、対物レンズの傾きや対物レンズへ入射する光軸の調整などによって、装置の組立時に調整が可能である。球面収差は、コリメートレンズなどの前後調整によって、装置の組立時又は記録再生時に調整可能である。しかし非点収差は、対物レンズ以外の光学部品から発生する非点収差と対物レンズが持つ非点収差の組み合わせで打ち消すことが必要であり、装置の組立時に非点収差を考慮しなければならない。
高記録密度光ディスクであるDVDドライブ装置やBlu−rayディスクドライブ装置に用いる光ピックアップ装置において、非点収差量は記録性能に大きな影響を与えるから、非点収差量の少ない光ピックアップ装置を組み立てる必要がある。
従来の光ピックアップ装置の組立方法において、対物レンズとそれを保持するレンズホルダを組み立てる場合は、対物レンズの射出成形時にできるゲート部を後加工で除去してできた切欠部を基準に測定された非点収差方向を基に、レンズホルダの予め決められた目印へ対物レンズの切欠部を合わせるように回転させて固定することで、対物レンズ以外の光学部品で発生した非点収差を打ち消し、高性能な光ピックアップ装置を製造することができる。
図15ならびに図16は、従来の対物レンズをレンズホルダに組み込んだ状態を示す正面図ならびに縦断面図である。これらの図に示されているように、レンズホルダ100は対物レンズ101を嵌装するための開口部102を有し、その開口部102の下方には対物レンズ101のフランジ部103を載置するための支持部104が形成されている。前記開口部102の外周の1箇所には、例えば円形の窪みなどからなる目印105が形成されている。
一方、対物レンズ101の外周部には、それを射出成形したときにできたゲート部を後加工で除去して切欠部106が形成されている。対物レンズ101をレンズホルダ100の開口部102に嵌め込み、レンズホルダ100内で対物レンズ101を回転して、作業者が目で見て対物レンズ101の切欠部106をレンズホルダ100の目印105に合わせ、その位置を保持した状態で接着剤(図示せず)で対物レンズ101をレンズホルダ100に固定する。
特開2004−295998号公報
しかし、対物レンズ101の射出成形時にできるゲート部を後加工で除去してできた切欠部106は比較的フラットで目立ち難いため、目視および手作業により目印105へ切欠部106を合わせるように回転して固定することは、位置精度が低く、作業効率が悪い。
また、レンズホルダ100と対物レンズ101は接着剤で固定するが、レンズホルダ100には対物レンズ101の回転方向を位置決めするような手段を設けていないため、レンズホルダ100と対物レンズ101を固定するために接着剤を塗布する作業または接着剤が固まるまでの間に作業ミスなどの要因で対物レンズ101が決められた位置からずれることもある。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、対物レンズ以外の光学部品で発生した非点収差を打ち消すために対物レンズとレンズホルダの組立を精度良く行い、高性能な光ピックアップ装置ならびにその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明の第1の手段は、対物レンズと、その対物レンズを保持するレンズホルダを備えた光ピックアップ装置において、
前記レンズホルダの外周方向に沿って位置決め突部と溝部とを交互に複数個設け、前記対物レンズの外周部に径方向外側へ向けて突出した突起を形成して、その突起の幅は前記溝部の幅よりも狭くなっており、
その対物レンズを前記レンズホルダに嵌め合わせて、前記レンズホルダの複数の溝部のうちの1つの溝部に対物レンズの突起を挿入し、その対物レンズの突起の側端面を当該溝部と隣接する位置決め突部に当接して位置決めした状態で、対物レンズをレンズホルダに固定することを特徴とするものである。
前記レンズホルダの外周方向に沿って位置決め突部と溝部とを交互に複数個設け、前記対物レンズの外周部に径方向外側へ向けて突出した突起を形成して、その突起の幅は前記溝部の幅よりも狭くなっており、
その対物レンズを前記レンズホルダに嵌め合わせて、前記レンズホルダの複数の溝部のうちの1つの溝部に対物レンズの突起を挿入し、その対物レンズの突起の側端面を当該溝部と隣接する位置決め突部に当接して位置決めした状態で、対物レンズをレンズホルダに固定することを特徴とするものである。
本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記対物レンズの突起が、当該対物レンズの射出成形時に形成されたゲート部を所定の長さに切断して形成された突起であることを特徴とするものである。
本発明の第3の手段は前記第1または第2の手段において、前記位置決め突部が両側面にストッパー面を有するリブ状のものからなり、前記対物レンズの突起の側端面を前記溝部と隣接する位置決め突部の一方の前記ストッパー面に当接して位置決めしたことを特徴とするものである。
本発明の第4の手段は、対物レンズと、その対物レンズを保持するレンズホルダを備えた光ピックアップ装置の製造方法において、
ゲート部を有する対物レンズ成形品を射出成形する工程と、
そのゲート部を所定の長さに切断して突起付の対物レンズを得る工程と、
周方向に位置決め突部と溝部を交互に有するレンズホルダを射出成形する工程と、
前記対物レンズの非点収差の角度、ならびにその対物レンズ以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差の方向を測定する工程と、
その測定結果に基づいて前記対物レンズの突起を取り付けるべき前記レンズホルダの溝部を選択する工程と、
前記対物レンズをレンズホルダに嵌めて、前記選択した溝部に対物レンズの突起を挿入し、対物レンズを非点収差の角度方向に若干回転して、前記選択した溝部に隣接する位置決め突部に突起の側端面を当接して、対物レンズをレンズホルダに対して位置決めする工程と、
その位置決め状態で対物レンズをレンズホルダに固定する工程と
を有していることを特徴とするものである。
ゲート部を有する対物レンズ成形品を射出成形する工程と、
そのゲート部を所定の長さに切断して突起付の対物レンズを得る工程と、
周方向に位置決め突部と溝部を交互に有するレンズホルダを射出成形する工程と、
前記対物レンズの非点収差の角度、ならびにその対物レンズ以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差の方向を測定する工程と、
その測定結果に基づいて前記対物レンズの突起を取り付けるべき前記レンズホルダの溝部を選択する工程と、
前記対物レンズをレンズホルダに嵌めて、前記選択した溝部に対物レンズの突起を挿入し、対物レンズを非点収差の角度方向に若干回転して、前記選択した溝部に隣接する位置決め突部に突起の側端面を当接して、対物レンズをレンズホルダに対して位置決めする工程と、
その位置決め状態で対物レンズをレンズホルダに固定する工程と
を有していることを特徴とするものである。
本発明は前述のような構成になっており、対物レンズ以外の光学部品で発生した非点収差を打ち消すために対物レンズとレンズホルダの組立を精度良く行うことができ、高性能な光ピックアップ装置ならびにその製造方法を提供することができる。
本発明の光ピックアップ装置に用いるアクチュエータは、対物レンズとそれを保持するレンズホルダを有し、対物レンズの外周に突起を形成し、対物レンズを固定するレンズホルダには前記突起を受ける溝部を周方向に複数個も受けることで、対物レンズの回転方向の取付位置を規制することができる。
そして対物レンズの突起を基準にした非点収差方向が分かる対物レンズを、前記突起をレンズホルダの選択した1つの溝部に嵌めることで、非点収差の量を調整することができる。また、対物レンズの突起は対物レンズの射出成形時にできるゲート部の突起をそのまま利用することができ、特別に突起を設ける必要はなく便利である。
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図1ならびに図2は、透明な合成樹脂で射出成形された対物レンズ1の正面図ならびに側面図である。これらの図に示されているように、対物レンズ1の外周部に1つの突起2が対物レンズ1の径方向外側に向けて設けられている。本実施形態では、対物レンズ1の射出成形時にできるゲート部を従来のように根元から完全に除去せずに、所定の突出寸法になるように残して突起2としてそのまま利用している。図3は、対物レンズ1の突起2を起点とした非点収差の角度の方向3を示した図である。
図4ならびに図5は、レンズホルダ4の正面図ならびに側面図である。これらの図に示されているように、レンズホルダ4の中央部には上下方向に貫通した円筒状の貫通穴5が形成されている。この貫通穴5の上面外周には対物レンズ1を搭載するための搭載面6が設けられ、搭載面6の外周には対物レンズ1を周方向で位置きめするためのリブ状の位置決め突部7と溝部8が交互に形成されている。このリブ状の位置決め突部7は図4に示すように、レンズホルダ4の周方向に沿って所定の長さを有し、位置決め突部7の両側面にそれぞれストッパー面14,14が形成されている。
本実施形態では図4に示すように、位置決め突部7と溝部8が周方向に沿って45°の角度θで8個ずつ交互に設けられている。溝部8は、前記搭載面6と同一平面(面一)になっている。溝部8の幅W1(図4参照)は前記突起2の幅W2(図1参照)よりも若干大きく設計されている(W1>W2)。
図4、図5に示すようにレンズホルダ4の左右でかつ上下には、挿通孔9を有するワイヤ連結部10がそれぞれ突設されている。
図4、図5に示すようにレンズホルダ4の左右でかつ上下には、挿通孔9を有するワイヤ連結部10がそれぞれ突設されている。
図6ならびに図7は、対物レンズ1をレンズホルダ4で保持した状態を示す正面図ならびに縦断面図であり、図7は図6のY−Y線上の断面図である。対物レンズ1の非点収差の角度3は、事前に収差量観測装置で測定しておき、対物レンズ1以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差の方向も事前に収差量観測装置で測定しておく。
光ピックアップ装置の光学部品の特性上、半導体レーザの回転方向の取付角度および対物レンズ1以外の光学部品から発生する非点収差の方向はほぼ一定である。対物レンズ1の非点収差の角度3は、それの射出成形条件や成形金型の形状で決まるため、対物レンズ1の生産ロット毎の複数個抜き取りによる非点収差測定データの平均値を非点収差の角度3として使用することもできる。対物レンズ1の非点収差の角度3を対物レンズ1以外の光学部品から発生する非点収差の角度と回転角90度に直交配置させることで、対物レンズ1から出射される光の非点収差を減少させることができる。
図8は、対物レンズの非点収差ベクトル11と、対物レンズ以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差ベクトル12の関係を示す図である。
対物レンズ1の使用波長及び半導体レーザの波長がλであった場合、同図に示されているように、対物レンズ1の非点収差のベクトル11が90度の方向に非点収差量0.02λrmsあり、対物レンズ1以外の光学部品から発生する非点収差のベクトル12が0度方向に非点収差量0.02λrmsあるとすると、対物レンズ1の突起2をレンズホルダ4の0度方向に取り付けることで、前記ベクトル11とベクトル12は回転角90度に直交配置されるため、対物レンズ1から出射される光の非点収差は0λrmsになり、高性能な光ピックアップ装置を提供することができる。
前述のように対物レンズ1をレンズホルダ4に取り付ける際、対物レンズ1の非点収差のベクトル11と対物レンズ1以外の光学部品から発生する非点収差のベクトル12の関係を考慮して、対物レンズ1の突起2を取り付けるべき溝部8を選択する。
そして対物レンズ1をレンズホルダ4の上部から嵌め込み、対物レンズ1の突起2をレンズホルダ4の選択した溝部8に挿入し、対物レンズ1を図3に示す矢印3方向に若干回転して、図9に示すように突起2の側端面13をレンズホルダ4の選択した溝部8と隣接する位置決め突部7の一方のストッパー面14に当接する。これで突起2の側端面13と位置決め突部7のストッパー面14とが面接触して、レンズホルダ4に対する対物レンズ1の位置決めが安定になされ、この状態で対物レンズ1をレンズホルダ4に接着固定する。図6ならびに図7は対物レンズ1の固定状態を示しており、図6に示すように接着剤25は突起2を挿入した溝部8の左右の溝部8およびその左右の溝部8と対向する溝部8の合計4箇所に接着剤25を塗布して、対物レンズ1を等間隔に固定している。なお、突起2の挿入個所が図6の位置から45度回転した場合は、接着個所4箇所の位置も45度回転した位置となる。
図10は、レンズホルダ4の変形例を示す平面図である。図4に示すレンズホルダ4と相違する点は、位置決め突部7の形状がピン状であることと、位置決め突部7(溝部8)と位置決め突部7(溝部8)の間隔(θ)が20°と狭くなっている点である。このように位置決め突部7の間隔が狭くなっていることから、図示していないが対物レンズ1の突起2の幅もそれに応じて狭くなっている。
図10は、レンズホルダ4の変形例を示す平面図である。図4に示すレンズホルダ4と相違する点は、位置決め突部7の形状がピン状であることと、位置決め突部7(溝部8)と位置決め突部7(溝部8)の間隔(θ)が20°と狭くなっている点である。このように位置決め突部7の間隔が狭くなっていることから、図示していないが対物レンズ1の突起2の幅もそれに応じて狭くなっている。
前記実施形態では図9に示すように突起2の側端面13が位置決め突部7のストッパー面14に対して面接触しているが、本実施形態では突起2の側端面13が位置決め突部7の周面に対して線接触することになる。
このように位置決め突部7(溝部8)と位置決め突部7(溝部8)の間隔(θ)を可及的に狭くすることで、対物レンズ1による光ピックアップ装置の対物レンズ1以外の光学部品で発生した非点収差量の打ち消し精度が高くなる。
図11は、射出成形金型から取り出した4個取りの対物レンズ成形品15の正面図である。対物レンズ成形品15は同図に示すように、スプール14から4本のランナ17が四方に延び、その先端部にゲート部18を介して対物レンズ1が成形されている。
図6に示すようにレンズホルダ4の位置決め突部7で位置決めできる長さの突起2を対物レンズ1側に残すように、ダイシング切断などでゲート部18を切断して、突起2付の対物レンズ1を得る。
前記実施形態では位置決め突部7と溝部8をレンズホルダ4の周方向全体に設けたが、レンズホルダ4の周方向のある一定の領域に位置決め突部7と溝部8を交互に設けることもできる。
図12は、対物レンズ成形品15の射出成形から対物レンズ1をレンズホルダ4に固定するまでの工程の流れを説明するためのフローチャートである。
ステップ(以下、Sと略記する)1で複数個取りの対物レンズ成形品15を射出成形して、S2でゲート部18を切断して突起2付の対物レンズ1を得る。これとは別にS3で、周方向に位置決め突部7と溝部8を交互に有するレンズホルダ4を射出成形する。
ステップ(以下、Sと略記する)1で複数個取りの対物レンズ成形品15を射出成形して、S2でゲート部18を切断して突起2付の対物レンズ1を得る。これとは別にS3で、周方向に位置決め突部7と溝部8を交互に有するレンズホルダ4を射出成形する。
S4で対物レンズ1の非点収差の角度、ならびに対物レンズ1以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差の方向を測定する。その測定結果に基づいてS5で、対物レンズ1の突起2を取り付けるべきレンズホルダ4の溝部8を選択する。
S6で対物レンズ1をレンズホルダ4に嵌めて、前記選択した溝部8に対物レンズ1の突起2を挿入し、対物レンズ1を非点収差の角度方向3に若干回転して、前記選択した溝部8に隣接する位置決め突部7のストッパー面14に突起2の側端面13を当接して、対物レンズ1をレンズホルダ4に対して位置決めする。
この位置決め状態において、S7で対物レンズ1をレンズホルダ4に接着固定する。
この位置決め状態において、S7で対物レンズ1をレンズホルダ4に接着固定する。
図13は、光ピックアップ装置のアクチュエータの正面図である。対物レンズ1を搭載したレンズホルダ4における各ワイヤ連結部10の挿通孔9にサスペンションワイヤ19の先端部を挿通して固定することにより、レンズホルダ4はサスペンションワイヤ19を支持梁としてダンピングホルダ20と連結されている。
レンズホルダ4は、それを上下方向に変位させるためのフォーカスコイル21と左右方向に変位させるためのトラッキングコイル22を搭載しており、磁気回路を形成するためのマグネット23と、マグネット23を固定してフォーカスコイル21およびトラッキングコイル22に磁束が向くように設けられたヨーク24を有している。
図14は、光ピックアップ装置全体の概略構成図である。光ピックアップ装置は、ケーシング31、半導体レーザ24、対物レンズ1を搭載したレンズホルダ4を有するアクチュエータ33、反射ミラー34、コリメートレンズ35、ビームスプリッタ36ならびに光検出器37などを備えている。38は光ディスクである。各光学部品の機能などは従来と同様であるので、それらの説明は省略する。
1…対物レンズ、2…突起、3…非点収差の角度(方向)、4…レンズホルダ、5…貫通穴、6…載置面、7…位置決め突部、8…溝部、9…挿通孔、10…ワイヤ連結部、11…対物レンズの非点収差ベクトル、12…対物レンズ以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差ベクトル、13…側端面、14…ストッパー面、15…対物レンズ成形品、16…スプール、17…ランナ、18…ゲート部、19…サスペンスワイヤ、20…ダイピングホルダ、21…フォーカスコイル、22…トラッキングコイル、23…マグネット、24…ヨーク、25…接着剤、31…ケーシング、32…半導体、33…アクチュエータ、34…反射ミラー、35…コリメートレンズ、36…ビームスプリッタ、37…光検出器、38…光ディスク、W1…溝部の幅、W2…突起の幅。
Claims (4)
- 対物レンズと、その対物レンズを保持するレンズホルダを備えた光ピックアップ装置において、
前記レンズホルダの外周方向に沿って位置決め突部と溝部とを交互に複数個設け、前記対物レンズの外周部に径方向外側へ向けて突出した突起を形成して、その突起の幅は前記溝部の幅よりも狭くなっており、
その対物レンズを前記レンズホルダに嵌め合わせて、前記レンズホルダの複数の溝部のうちの1つの溝部に対物レンズの突起を挿入し、その対物レンズの突起の側端面を当該溝部と隣接する位置決め突部に当接して位置決めした状態で、対物レンズをレンズホルダに固定することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、前記対物レンズの突起が、当該対物レンズの射出成形時に形成されたゲート部を所定の長さに切断して形成された突起であることを特徴とする光ピックアップ装置。
- 請求項1または2に記載の光ピックアップ装置において、前記位置決め突部が両側面にストッパー面を有するリブ状のものからなり、前記対物レンズの突起の側端面を前記溝部と隣接する位置決め突部の一方の前記ストッパー面に当接して位置決めしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 対物レンズと、その対物レンズを保持するレンズホルダを備えた光ピックアップ装置の製造方法において、
ゲート部を有する対物レンズ成形品を射出成形する工程と、
そのゲート部を所定の長さに切断して突起付の対物レンズを得る工程と、
周方向に位置決め突部と溝部を交互に有するレンズホルダを射出成形する工程と、
前記対物レンズの非点収差の角度、ならびにその対物レンズ以外の光ピックアップ装置の光学部品から発生する非点収差の方向を測定する工程と、
その測定結果に基づいて前記対物レンズの突起を取り付けるべき前記レンズホルダの溝部を選択する工程と、
前記対物レンズをレンズホルダに嵌めて、前記選択した溝部に対物レンズの突起を挿入し、対物レンズを非点収差の角度方向に若干回転して、前記選択した溝部に隣接する位置決め突部に突起の側端面を当接して、対物レンズをレンズホルダに対して位置決めする工程と、
その位置決め状態で対物レンズをレンズホルダに固定する工程と
を有していることを特徴とする光ピックアップ装置の製造方法。
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