JP2010287292A - 光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学モジュールを安定して高い位置精度で光学基台に保持し、光ディスクの記録再生の信頼性が高い光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置を提供する。
【解決手段】受光素子２１または発光素子と、受光素子２１または発光素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板２３と、受光素子２１または発光素子を保持する光学素子ホルダー２２と、光学素子ホルダー２２を保持する光学基台１１とを備え、受光素子２１の受光面側または発光素子の発光面側の部位で光学素子ホルダー２２を保持するように光学基台１１に設けられた第１の保持手段１１ｂと、受光面側または発光面側以外の部位で光学素子ホルダー２２を保持するように光学基台１１に設けられた第２の保持手段１１ｄとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ディスクなどの光学式情報記録媒体に情報信号を記録もしくは再生するための光ピックアップ、および光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置に関する。

ディスク回転駆動装置により回転される光ディスクの信号面に光を入射して、この光ディスクに記録されている情報信号の読み取り手段、または光ディスクへの情報の書き込み手段として、光ピックアップが用いられている。

光ピックアップは、対物レンズの駆動用アクチュエーターと、この駆動用アクチュエーターを収容する光学基台とを備えている。駆動用アクチュエーターは、半導体レーザーなどの発光素子から出射されるレーザー光を光ディスクの信号面に集光させる対物レンズを磁気的な駆動力によりフォーカス方向およびトラッキング方向の２軸方向に変位させる機能を有し、レーザー光を光ディスクの信号面に集光して記録トラックに沿って正確に当てることができる。光学基台は、対物レンズやその駆動用アクチュエーターなどの光学部品や制御部品を収納するとともに送り方向に沿って直線的に移動できるようになっている。

半導体レーザーから出射されたレーザー光を適切なパワーで光ディスクの信号面に精度良く照射するために、フォトダイオードなどの受光素子が用いられる。フォトダイオードは、ビームスプリッターで分光されたレーザー光を検出して電流値に変換することで、レーザー光の制御を行う。

フォトダイオードなどの受光素子または半導体レーザーなどの発光素子はフレキシブルプリント基板により光学基台の他の制御部品と電気的に接続されている。受光素子または発光素子と、これに電気的に接続されるフレキシブルプリント基板と、受光素子または発光素子を保持する受光素子ホルダーとからなるユニットを以下光学モジュールと称する。

光学モジュールは光ディスクに照射するレーザー光の位置やパワーの制御にかかわるものであるから、光学モジュールの光学基台への取り付け位置精度は、光ピックアップの性能に重要な影響を与える。これまで光学モジュールの取り付け位置精度を安定して確保する方法が種々検討され開示されている。

特許文献１には、受光素子を実装した回路基板などの光学素子をやや浮かせた状態で光学基台に対して接着固定する方法が開示されている。すなわち、光学素子を光学基台から隙間をあけて高い位置精度をもって接着する機能を、チクソ性の高い富フィラー型接着剤に担わせる一方、接着力が弱く、かつ、浮きが発生しやすいという富フィラー型接着材の欠点を、粘度の低い貧フィラー型接着剤で補う光ヘッド装置の製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、光学基台と光検出器との接着固定部分において、フレームの側面に接着剤を溜める接着剤保持用凹部が形成された光ヘッド装置が開示されている。この光ヘッド装置では、接着剤保持用凹部の内部に未硬化の光硬化性の接着剤を所定量だけ塗布すると、接着剤は形が揃った状態になるので、光検出器を正確な位置に固定することができる例が開示されている。

また、特許文献３には、光学モジュールは光軸を挟む少なくとも２箇所に光学基台との接着面を有し、光学基台の接着面に対向する位置に光学モジュールとの接着面を有している例が開示されている。すなわち、光学モジュールおよび光学基台の各々の接着面がそれぞれ溝部を有することで、接着面積を大きくし、フレキシブル基板による応力が常に加えられた状態でも、充分な接着強度を得ることができるものである。

特開２００４−１０７５８号公報 特開２００１−２９１２７２号公報 特開２００６−６５９４３号公報

一般に、光ピックアップは、薄型化、小型化により、限られたスペースに収められて使用されている。このため、光学素子との信号の伝達には、自在に折り曲げて使用できるフレキシブルプリント基板が多く用いられるが、フレキシブルプリント基板を折り曲げるとその弾性による反発力が生じる。フレキシブルプリント基板を光学素子に接続する際には一旦その反発力が最小になるように調整するが、その後の光軸調整のため、このように接続された光学モジュールを当初の位置から変位させる必要があり、これによりフレキシブルプリント基板がさらに変形して光学モジュールに大きな応力が発生する。光学モジュールはこの残留応力を残したまま固定されるが、この残留応力により光学モジュールが充分な接着強度を得られず、温度変化や経時変化により位置ずれを起こしやすいという課題がある。

特許文献１に記載の技術は、富フィラー型接着剤の周囲を貧フィラー型接着剤で補強接着することにより、接着力が弱く、かつ、浮きが発生しやすいという富フィラー型接着剤の欠点を補うものである。しかし、光学素子とフレームとの接着面の多くを接着力の低い富フィラー型接着剤が占有するため、上述したようなフレキシブルプリント基板による応力が常に加えられた状態では、充分な接着強度を得ることができない。この結果、温度変化などにより、光学素子に位置ずれが発生し、性能が劣化するといった課題を有している。また、富フィラー型接着剤の硬化後に貧フィラー型接着剤を塗布する必要があるため、作業性が悪いといった課題も有している。

また、特許文献２に記載の技術は、光検出器の接着剤との接着面が平坦であるため、特許文献１に記載の技術と同様に、フレキシブルプリント基板による応力が常に加えられた状態では、充分な接着強度を得ることができない。この結果、光検出器に位置ずれが発生し、性能が劣化するといった課題を有している。

また、特許文献３に記載の技術は、光検出器の接着剤との接着面に溝があるため、接着面積を大きくすることで充分な接着強度を確保しているが、光軸方向でのみ光検出器と光学基台の接着を行っているため、フレキシブルプリント基板が片持ち構造となる。そのため、フレキシブルプリント基板による応力が常に加えられた状態では、非接着側に変位が生じ、この結果、性能が劣化するといった課題を有している。

本発明は上記課題を解決して、フレキシブルプリント基板による応力を低減して光学モジュールを安定して高い位置精度で保持し、光ディスクの記録再生の信頼性が高い光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。

上述したような目的を達成するために、本発明の光ピックアップは、受光素子または発光素子と、受光素子または発光素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板と、受光素子または発光素子を保持する光学素子ホルダーと、光学素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、受光素子の受光面側または発光素子の発光面側で光学素子ホルダーを保持するように光学基台に設けられた第１の保持手段と、受光面側以外または発光面側以外で光学素子ホルダーを保持するように光学基台に設けられた第２の保持手段とを有している。

このような構成によれば、光学素子ホルダーを光学基台に２面で保持するので、光学モジュールを安定して高い位置精度で光学基台に保持することができ、光ディスクの記録再生の信頼性が高い光ピックアップを実現することができる。

さらに、第１の保持手段は、光学素子ホルダーの受光面側または発光面側に設けられた第１の突起部を挿入保持する第１のガイド穴部を有し、第２の保持手段は、光学素子ホルダーの受光面側以外または発光面側以外に設けられた第２の突起部を挿入保持する第２のガイド穴部を有する構成であってもよい。

このような構成によれば、光学素子ホルダーの突起を光学基台の穴部に挿入して保持することで確実に固定することができる。

さらに、第１のガイド穴部および第２のガイド穴部が切り欠き部であり、第１のガイド穴部の切り欠き部の開口方向と第２のガイド穴部の切り欠き部の開口方向とが、光学基台において異なっている構成であってもよい。

このような構成によれば、光学素子ホルダーの光学基台への取り付けが容易になるとともに、光学素子ホルダーに働く回転モーメントを受け止めて保持することができるので、より確実に固定することができる。

さらに、光学素子ホルダーに設けられた第１の突起部と第２の突起部との軸心が直交して設けられた構成であってもよい。

このような構成によれば、光軸方向と光軸方向と直交する方向の２軸を接着固定するため、フレキシブルプリント基板の応力による位置ずれや温度変化による位置ずれを低減することができる。

さらに、第１のガイド穴部に保持された第１の突起部および第２のガイド穴部に保持された第２の突起部を保持する第２のガイド穴部が紫外線硬化型接着剤により固定される構成であってもよい。

このような構成によれば、より確実に容易に光学素子ホルダーを光学基台へ固定することができる。またフレキシブルプリント基板による応力に対しても充分な接着強度を確保することができ、温度変動による変形も大幅に低減できる。

また、本発明の光ディスクドライブ装置は、受光素子または発光素子と、受光素子または発光素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板と、受光素子または発光素子を保持する光学素子ホルダーと、光学素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、受光素子の受光面側または発光素子の発光面側で光学素子ホルダーを保持するように光学基台に設けられた第１の保持手段と、受光面側以外または発光面側以外で光学素子ホルダーを保持するように光学基台に設けられた第２の保持手段とを有する光ピックアップを備えている。

このような構成によれば、光ディスクの記録再生が高精度に安定してできる信頼性の高い光ディスクドライブ装置を実現できる。

本発明の光ピックアップおよび本発明の光ディスクドライブ装置によれば、光学素子ホルダーを光学基台に２面で保持するので、光学モジュールを安定して高い位置精度で光学基台に保持することができ、光ディスクの記録再生の信頼性が高い光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置を実現することができる。

本発明の実施の形態１における光ディスクドライブ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１における光ピックアップの光学モジュールの斜視図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態２における光ピックアップの光学モジュールの側面図である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ１０を用いた光学式情報記録再生装置としての光ディスクドライブ装置３０を示す斜視図である。図１において、光ディスクドライブ装置３０は、トラバースベース３１と、トラバースベース３１上に設置された駆動台３２と、駆動台３２に固定された２本のシャフト３３ａ、３３ｂと、２本のシャフト３３ａ、３３ｂに貫通され軸方向に移動可能に構成された光ピックアップ１０と、トラバースベース３１に設置されたスピンドルモーター３４と、スピンドルモーター３４により回転するモーターシャフト３５とを備えている。モーターシャフト３５の端部はカートリッジ３６に内蔵された光ディスク３７の中心部に連結されていて、スピンドルモーター３４の回転により光ディスク３７が回転する構成となっている。光ディスク３７はカートリッジ３６により保護されているが、カートリッジ３６には開口部３６ａが形成されていて、開口部３６ａでは光ディスク３７が外部に露呈されている。

光ピックアップ１０は、光学基台１１と、光学基台１１に支持された半導体レーザー素子（図示せず）を内包する光学パッケージ１３と、半導体レーザー素子からの出射レーザー光１９ａと光ディスク３７からの反射レーザー光１９ｂとを分離するビームスプリッター１４と、出射レーザー光１９ａを平行光にするコリメーターレンズ１５と、コリメーターレンズ１５を通り立上げミラー１６により上方に折り曲げられたレーザー光を光ディスク３７の情報記録面に焦点を合わせるための対物レンズ１７と、対物レンズ１７を光ディスク３７に対してフォーカス方向またはトラッキング方向に駆動させるアクチュエーター１８と、光ディスク３７で反射され立上げミラー１６、コリメーターレンズ１５を経由してビームスプリッター１４で分離された反射レーザー光１９ｃを検出するよう光学基台１１に実装された光学モジュール２０とを備えている。

駆動台３２に固定された２本のシャフト３３ａ、３３ｂのうちの１つのシャフト３３ａは、光ピックアップ１０のベースとなる光学基台１１を軸方向に案内するものである。また、もう１つのシャフト３３ｂは、支持台のモーター３８により、その軸を中心として回転する構成となっている。シャフト３３ｂには、光学基台１１に係合する送りネジが形成されており、シャフト３３ｂが回転することで、光ピックアップ１０が光ディスク３７の半径方向に移動する。光ディスク３７の回転をスピンドルモーター３４で調整し、光ピックアップ１０を光ディスク３７の半径方向に移動する。その結果、対物レンズ１７を介して出射される出射レーザー光１９ａを、光ディスク３７の情報記録面における所定の位置に照射することができる。出射レーザー光１９ａを、光ディスク３７の情報記録面に照射することで光ディスク３７に記録マークを記入し情報の記録を行う。また、出射レーザー光１９ａを情報記録面に照射し、これから反射した反射レーザー光１９ｃを光学モジュール２０で検出することにより情報の再生を行う。

図２は本発明の主要部をなす光ピックアップ１０の光学モジュール２０の光学基台１１への固定状態を示す斜視図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図である。図２、図３、図４において、光学モジュール２０は、受光素子２１と、受光素子２１にハンダ２４により電気的に接続されるフレキシブルプリント基板２３と、受光素子２１を保持する光学素子ホルダー２２とを備え、光学基台１１に保持されている。光学素子ホルダー２２と光学基台１１は亜鉛やアルミニウムやマグネシウムを主成分としたダイカストにより製造されている。光学基台１１と光学素子ホルダー２２には反射レーザー光１９ｃを受光素子２１に通すための導光穴１１ａおよび導光穴２２ａが形成されている。光学素子ホルダー２２の受光面側２２ｂの部位には第１の突起部である前面ピン２５が圧入固定されている。また光学素子ホルダー２２の受光面側２２ｂ以外となる側面側２２ｃには第２の突起部である側面ピン２６が圧入固定されている。

前面ピン２５に対応する光学基台１１の部位には第１の保持手段となる第１のガイド穴部１１ｂが形成され、第１のガイド穴部１１ｂにはさらに第１の切り欠き部１１ｃが形成されている。側面ピン２６に対応する光学基台１１の部位には第２の保持手段となる第２のガイド穴部１１ｄが形成され、第２のガイド穴部１１ｄにはさらに第２の切り欠き部１１ｅが形成されている。本発明の実施の形態１においては、第１の切り欠き部１１ｃと第２の切り欠き部１１ｅは、切り欠きの開口方向が、光学基台１１においてともに上方となるように形成されている。前面ピン２５は第１のガイド穴部１１ｂに挿入保持され、側面ピン２６は第２のガイド穴部１１ｄに挿入保持されて、ともに紫外線硬化型接着剤２７により固定されている。

なお、本発明の実施の形態１では、図４に示すように、光学素子ホルダー２２に設けられた第１の突起部である前面ピン２５の軸心２５ａと第２の突起部である側面ピン２６の軸心２６ａとが直交するように設けられている。

次に、光学素子ホルダー２２の光学基台１１への組み立て方法について説明する。まず、光学素子ホルダー２２の前面ピン２５、側面ピン２６と、光学基台１１の第１のガイド穴部１１ｂ、第２のガイド穴部１１ｄに紫外線硬化型接着剤２７を塗布する。次に、前面ピン２５を第１のガイド穴部１１ｂに挿入し、側面ピン２６を第２のガイド穴部１１ｄに挿入する。次に、光学素子ホルダー２２の側面ピン２６を調整治具（図示せず）によりチャックして、受光素子２１の位置が光学的特性から最適な位置となるように光学素子ホルダー２２の３次元位置調整を行う。その後、塗布した紫外線硬化型接着剤２７に紫外線を照射して硬化することで、光学素子ホルダー２２と光学基台１１を接着固定する。

このような構成によれば、光学素子ホルダー２２の受光面側２２ｂが前面ピン２５と第１のガイド穴部１１ｂで保持され、側面側２２ｃが側面ピン２６と第２のガイド穴部１１ｄで保持されて、互いに向きの異なる二つの面で保持される。その結果、光学モジュール２０は安定して高い位置精度で光学基台１１に保持される。それゆえ光学モジュール２０にフレキシブルプリント基板２３の曲げによる応力や温度変動による応力が付加されても、接着剤の強度が低下して位置がずれるということがなく信頼性が高い光ピックアップ１０を実現することができる。

また、前面ピン２５、側面ピン２６は第１のガイド穴部１１ｂ、第２のガイド穴部１１ｄに挿入されたうえで紫外線硬化型接着剤２７により固定されているので、しっかりと確実に固定されていてさらに位置ずれを防いでいる。

また、第１のガイド穴部１１ｂ、第２のガイド穴部１１ｄには第１の切り欠き部１１ｃ、第２の切り欠き部１１ｅが設けられているので光学素子ホルダー２２の装着が容易で組み立て効率が良い。さらに紫外線硬化型接着剤２７を用いることで硬化作業がより容易になり、組み立て作業の効率化が図れる。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における光ピックアップ１０の光学モジュール２０の側面図である。図５において図２と同じ構成については同じ符号を用い説明を省略する。

本発明の実施の形態２では、第１の切り欠き部１１ｃと第２の切り欠き部１１ｆとは、光学基台１１においてその開口方向が異なるように構成している。すなわち、第１の切り欠き部１１ｃは光学基台１１の上方に向けてその開口方向があるが、第２の切り欠き部１１ｆは光学基台１１の背面側１１ｇに向けてその開口方向があるように構成している。

図５においてフレキシブルプリント基板２３の曲げにより、光学モジュール２０は左回転のモーメントを受けている。これにより側面ピン２６は上方に、前面ピン２５は下方に力が働くが、第２のガイド穴部１１ｄ、第１のガイド穴部１１ｂによりしっかり受け止められ、安定して保持される。

なお、フレキシブルプリント基板２３の曲げ方によっては光学モジュール２０に逆向きの右回転のモーメントが働くが、その場合は第１の切り欠き部１１ｃの開口方向を本例とは逆にすればよい。これにより光学モジュール２０がフレキシブルプリント基板２３により逆の回転モーメントを受けても、安定して保持することができる。

なお、実施の形態１および実施の形態２では光学素子が受光素子である場合について説明したが、光学素子が発光素子であっても同様の作用効果を有する。

以上述べたように本発明の光ピックアップおよび本発明の光ディスクドライブ装置によれば、光学素子ホルダーを光学基台に２面で保持するので、光学モジュールを安定して高い位置精度で光学基台に保持することができ、光ディスクの記録再生の信頼性が高い光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置を実現することができる。

本発明の光ピックアップおよび本発明の光ディスクドライブ装置は、光学モジュールを安定して高い位置精度で保持でき信頼性が高いので、高い信頼が必要とされる大容量の光ディスクからの読み出しや高倍速記録を行う光ディスクドライブ装置に広く有用である。

１０ 光ピックアップ
１１ 光学基台
１１ａ，２２ａ 導光穴
１１ｂ 第１のガイド穴部（第１の保持手段）
１１ｃ 第１の切り欠き部
１１ｄ 第２のガイド穴部（第２の保持手段）
１１ｅ，１１ｆ 第２の切り欠き部
１１ｇ 背面側
１３ 光学パッケージ
１４ ビームスプリッター
１５ コリメーターレンズ
１６ 立上げミラー
１７ 対物レンズ
１８ アクチュエーター
１９ａ 出射レーザー光
１９ｂ，１９ｃ 反射レーザー光
２０ 光学モジュール
２１ 受光素子
２２ 光学素子ホルダー
２２ｂ 受光面側
２２ｃ 側面側
２３ フレキシブルプリント基板
２４ ハンダ
２５ 前面ピン
２５ａ，２６ａ 軸心
２６ 側面ピン
２７ 紫外線硬化型接着剤
３０ 光ディスクドライブ装置
３１ トラバースベース
３２ 駆動台
３３ａ，３３ｂ シャフト
３４ スピンドルモーター
３５ モーターシャフト
３６ カートリッジ
３６ａ 開口部
３７ 光ディスク
３８ モーター

Claims (6)

1. 受光素子または発光素子と、前記受光素子または前記発光素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板と、前記受光素子または前記発光素子を保持する光学素子ホルダーと、前記光学素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、
   前記受光素子の受光面側または前記発光素子の発光面側で前記光学素子ホルダーを保持するように前記光学基台に設けられた第１の保持手段と、前記受光面側以外または前記発光面側以外で前記光学素子ホルダーを保持するように前記光学基台に設けられた第２の保持手段とを有することを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記第１の保持手段は、前記光学素子ホルダーの前記受光面側または前記発光面側に設けられた第１の突起部を挿入保持する第１のガイド穴部を有し、前記第２の保持手段は、前記光学素子ホルダーの前記受光面側以外または前記発光面側以外に設けられた第２の突起部を挿入保持する第２のガイド穴部を有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。
3. 前記第１のガイド穴部および前記第２のガイド穴部が切り欠き部であり、前記第１のガイド穴部の切り欠き部の開口方向と前記第２のガイド穴部の切り欠き部の開口方向とが、前記光学基台において異なっていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
4. 前記光学素子ホルダーに設けられた前記第１の突起部と前記第２の突起部との軸心が直交して設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光ピックアップ。
5. 前記第１のガイド穴部に保持された前記第１の突起部および前記第２のガイド穴部に保持された前記第２の突起部を保持する第２のガイド穴部が紫外線硬化型接着剤により固定されたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
6. 受光素子または発光素子と、前記受光素子または前記発光素子に電気的に接続されるフレキシブルプリント基板と、前記受光素子または前記発光素子を保持する光学素子ホルダーと、前記光学素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、
   前記受光素子の受光面側または前記発光素子の発光面側で前記光学素子ホルダーを保持するように前記光学基台に設けられた第１の保持手段と、前記受光面側以外または前記発光面側以外で前記光学素子ホルダーを保持するように前記光学基台に設けられた第２の保持手段とを有する光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。

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