JP2012230745A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズアクチュエータの薄型化に際して効率良く剛性を確保した光ピックアップ装置を提供することである。
【解決手段】対物レンズ１７、２１とレンズホルダ３１とを有する可動部３３を備えた対物レンズアクチュエータ３０を搭載した光ピックアップ装置１において、レンズホルダ３１は、対物レンズ１７、２１を保持する保持部３１ａと、保持部３１ａの両端からそれぞれ対物レンズ１７、２１の光軸方向に延設された脚部３１ｂ、３１ｃとを有するブリッジ形状の部材であり、保持部３１ａの内面及び脚部３１ｂ、３１ｃの内面に当接する金属製の補強部材３７を設けた構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は対物レンズとレンズホルダとを有する可動部を備えた対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置に関する。

近年、ＢＤ（Blu-ray Disc）やＤＶＤ等の光ディスクの再生／記録を行う光ディスク装置において薄型化の要請が増しており、光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置も薄型化に対応させる必要が出てきている。ここで、単に光ピックアップ装置の各部材を薄型化すると各部材の剛性が低下し、光ピックアップ装置の性能低下に繋がる。そこで、剛性を確保するための対策が種々提案されている。

例えば特許文献１には、複数の対物レンズを薄型化された中央部に搭載した可動体と、可動体の両側部に備えられた一対のコイルブロックと、一対のコイルブロックのそれぞれを挟むように配置された２組の磁石と、可動体の両側部を揺動可能に支持する支持部材と、可動体の中央部に対向配置された立ち上げミラーとを備え、コイルブロックには、可動体をフォーカス方向に駆動するためのフォーカスコイルと、フォーカスコイルの外側に付設され、可動体をラジアル方向に駆動するためのトラックコイルとが含まれており、可動体の両側部の下面には補強部材が梁形状に設けられている光ピックアップが開示されている。

また特許文献２には、対物レンズのレンズホルダの側壁の一部にレーザ光を通過させる切り欠き部を設け、一対のフォーカスコイルのうちレーザ光が入力する側のフォーカスコイルをトラッキング方向にずらす配置が可能となる様に一対のフォーカスコイルを可動部重心を中心として対角配置させて安定駆動すると共に、立上げミラーを対物レンズ直下に配置することによって対物レンズアクチュエータを薄型化し、レンズホルダに補強リブを設けた対物レンズアクチュエータが開示されている。

また特許文献３には、少なくとも対物レンズを保持する可動部と、可動部を一対の平行な弾性部材を介して支持する固定部とを有する対物レンズ駆動装置において、対物レンズを保持する可動部の高剛性化を図るため、対物レンズを保持し、合成樹脂等で構成された可動部の少なくとも対物レンズの光軸方向の上面と下面の何れか一方の面に、アルミニウム合金やマグネシウム合金等のように合成樹脂よりも剛性が大である板状の補強板を固着した構成が開示されている。

特開２００８−４１１１７号公報 特開２００７−２３４１１２号公報 特開平１０−３２６４２７号公報

上記の特許文献１、２では梁やリブを樹脂で一体成型することで剛性を確保しようとしており、特許文献３では対物レンズの光軸方向の上面又は下面に板状の金属板を固着することで剛性を確保しようとしている。

ここで、特許文献１、２のように、対物レンズアクチュエータの樹脂製の可動部に樹脂の一体成型により梁やリブを設ける構成では、樹脂自体の剛性が低いため多くの梁やリブを設けなければ剛性を確保できず、薄型化に逆行することになる。一方、特許文献３のように、対物レンズアクチュエータの可動部に板状の金属板を固着する構成では、樹脂よりも剛性を確保しやすいが、コイルや磁石を避けて設けるには配置可能な場所が限られるので、剛性を確保するために板状の大面積の金属板を用いている。したがって、剛性を確保するために金属板を効率の良い場所に効率の良い形状で設けることは難しい。

本発明は、対物レンズアクチュエータの薄型化に際して効率良く剛性を確保した光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、対物レンズとレンズホルダとを有する可動部を備えた対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置において、前記レンズホルダは、前記対物レンズを保持する保持部と、該保持部の両端からそれぞれ前記対物レンズの光軸方向に延設された脚部とを有するブリッジ形状の部材であり、前記保持部の内面及び前記両脚部の内面に当接する金属製の補強部材を設けたことを特徴とする。

上記の光ピックアップ装置において、前記補強部材の断面を略コ字型とすることで、薄肉の補強部材であっても剛性を上げることができる。

また上記の光ピックアップ装置において、前記補強部材を前記両脚部に接着剤で固定することによっても可動部の剛性を上げることができる。

また上記の光ピックアップ装置において、前記可動部を揺動可能に支持するサスペンションワイヤを有する構成としてもよい。

また上記の光ピックアップ装置において、前記補強部材には、アルミニウム、銅、真鍮又はステンレスを好適に用いることができる。

また上記の光ピックアップ装置において、前記対物レンズの光軸に略垂直な光軸が、前記補強部材及び前記両脚部で囲まれた空間を横切っている構成であってもよい。

また上記の光ピックアップ装置において、前記対物レンズが２つであり、前記補強部材を両対物レンズ間に設けた構成であってもよい。

また上記の光ピックアップ装置において、前記脚部に前記可動部を駆動させるコイルを設けた構成であってもよい。

本発明によると、補強部材が保持部の内面及び両脚部の内面に当接した状態で固定されているので、可動部を薄型化した場合でも保持部と両脚部との剛性を向上させることができる。したがって、可動部が駆動した際に、脚部が内面側に撓むことを防ぎ、サーボエラー等の不具合を防止できるので光ピックアップ装置の性能向上に繋がる。

本発明の一実施形態の光ピックアップ装置の外観構成を示す概略平面図である。 本発明の一実施形態の光ピックアップ装置の光学構成を示す概略平面図である。 本発明の一実施形態の光ピックアップ装置が備える対物レンズアクチュエータの概略斜視図である。 本発明の一実施形態の光ピックアップ装置が備える可動部の表面側の概略斜視図である。 図４の可動部の裏面側の概略斜視図である。 本発明の一実施形態の補強部材の裏面側の概略斜視図である。 図６の補強部材の表面側の概略斜視図である。

以下、本発明の一実施形態の光ピックアップ装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の光ピックアップ装置は、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤといった３種類の規格の光ディスクに対して情報の読み取りや書き込みを行える構成となっている。

図１は、本実施形態の光ピックアップ装置１の外観構成を示す概略平面図である。なお、図１に示される光ピックアップ装置１で光ディスクの情報の読み取り等を行う場合、光ディスクは紙面手前側に配置されることになる。図１に示すように、光ピックアップ装置１はピックアップベース１０を備える。

光ディスク装置（光ディスクの再生や記録を行うための装置）に搭載されることになる光ピックアップ装置１は、ピックアップベース１０が光ディスク装置内に配置される２本のガイドシャフトＧＳに摺動可能に支持されることで、光ディスクの半径方向（ラジアル方向）に移動可能とされる。なお、ガイドシャフトＧＳによるピックアップベース１０の支持は、ピックアップベース１０の左右の端部に設けられる軸受け部１０ａ、１０ｂを使用して行われる。

ピックアップベース１０には、光ディスクに記録される情報を読み取ったり、光ディスクに情報を書き込んだりする上で必要となる各種の部材が搭載されている。この各種の部材には、光源となる半導体レーザ１１、１８（後述の図２参照）、対物レンズ１７、２１を含む各種の光学部材、光検出器２３、対物レンズ１７、２１を駆動させる対物レンズアクチュエータ３０、及び、半導体レーザ１１、１８や対物レンズアクチュエータ３０等を駆動させるために必要となる各種の回路が形成されるプリント基板４０が含まれる。

なお、半導体レーザ１１、１８や後述の光学部材の一部はピックアップベース１０の内部に内蔵される。対物レンズアクチュエータ３０は、その全体がピックアップベース１０内にほぼ埋め込まれるようにして取り付けられており、対物レンズアクチュエータ３０に搭載される対物レンズ１７、２１は外部に露出している。プリント基板４０は、ピックアップベース１０の裏面側（光ディスクに対向する面の反対側）に取り付けられる。

また、ピックアップベース１０には、半導体レーザ１１、２８で発生する熱を放熱するために、ヒートシンク５０が取り付けられている。このヒートシンク５０は、ピックアップベース１０の表面１０ｄ（光ディスクに対向する面）を覆うように、ピックアップベース１０に取り付けられる。なお、対物レンズアクチュエータ３０はヒートシンク５０に覆われることなく露出している。

図２は、本実施形態の光ピックアップ装置１の光学構成を示す概略平面図である。光ピックアップ装置１には、第１の半導体レーザ１１から出射される光を光ディスクの情報記録面に導くとともに、情報記録面で反射される反射光（戻り光）を光検出器２３に導く、ＢＤ用の光路が形成されている。また、光ピックアップ装置１には、第２の半導体レーザ１８から出射される光を光ディスクの情報記録面に導くとともに、情報記録面で反射される反射光（戻り光）を光検出器２３に導く、ＤＶＤ及びＣＤ用の光路が形成されている。

なお、光ピックアップ装置１においては、複数の光学部材が、ＢＤ用の光路と、ＤＶＤ及びＣＤ用の光路とで共用される構成となっている。このような構成を採用しているため、光ピックアップ装置１は、ＢＤ、ＤＶＤ、及び、ＣＤに対応する光ピックアップ装置を少ない部品点数で形成可能となっている。

まず、ＢＤ用の光路について説明する。第１の半導体レーザ１１は、ＢＤ用のレーザ光（例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光）を出射可能となっている。この第１の半導体レーザ１１が配置される位置は、図１においては破線ＤＬ１で示す位置が対応する。

第１の半導体レーザ１１から出射されたレーザ光は、回折素子１２によって主光と２つの副光とに分けられる。回折素子１２を経たレーザ光は偏光ビームスプリッタ１３によって反射され、１／４波長板１４及びコリメートレンズ１５を透過する。コリメートレンズ１５を透過したレーザ光は、第１の立ち上げミラー１６によって反射されて、第１の立ち上げミラー１６の上方にある第１の対物レンズ１７へと至る。

第１の対物レンズ１７は、入射したレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する機能を有する。第１の対物レンズ１７によって情報記録面に集光されたレーザ光は、情報記録面で反射される。この反射光（戻り光）は、第１の対物レンズ１７を通過後、第１の立ち上げミラー１６で反射され、コリメートレンズ１５、１／４波長板１４、偏光ビームスプリッタ１３、ビームスプリッタ１９を順に透過する。そして、ビームスプリッタ１９を透過した戻り光は、センサーレンズ２２によって非点収差を与えられて光検出器２３の所定の受光領域に集光される。

光検出器２３は、受光した光信号を電気信号に変換する光電変換手段として機能する。光検出器２３から出力された電気信号は図示しない信号処理部に送られ、この信号処理部で、再生信号、フォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号等が生成される。

次に、ＤＶＤ及びＣＤ用の光路について説明する。第２の半導体レーザ１８は、ＤＶＤ用のレーザ光（例えば波長６５０ｎｍ帯のレーザ光）とＣＤ用のレーザ光（例えば波長７８０ｎｍ帯のレーザ光）とを切り換えて出射可能になっている。このようなレーザ光源は、例えばモノリシックタイプ或いはハイブリッドタイプの２波長レーザによって構成できる。なお、この第２の半導体レーザ１８が配置される位置は、図１においては破線ＤＬ２で示す位置が対応する。

第２の半導体レーザ１８から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１９によって反射され、その後、偏光ビームスプリッタ１３、１／４波長板１４、コリメートレンズ１５、及び、第１の立ち上げミラー１６を順に透過する。第１の立ち上げミラー１６を透過したレーザ光は、第２の立ち上げミラー２０によって反射されて、第２の立ち上げミラー２０の上方にある第２の対物レンズ２１へと至る。

なお、偏光ビームスプリッタ１３は、ＢＤ用のレーザ光に作用する光学部材であり、ＤＶＤ用のレーザ光及びＣＤ用のレーザ光は、偏光状態に関係なく透過する。また、第１の立ち上げミラー１６はダイクロイックミラーであり、ＢＤ用のレーザ光は反射されるが、ＤＶＤ用のレーザ光及びＣＤ用のレーザ光は透過可能となっている。

第２の対物レンズ２１は、入射したレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する機能を有する。第２の対物レンズ２１によって情報記録面に集光されたレーザ光は、情報記録面で反射される。この反射光（戻り光）は、第２の対物レンズ２１を通過後、第２の立ち上げミラー２０で反射され、第１の立ち上げミラー１６、コリメートレンズ１５、１／４波長板１４、偏光ビームスプリッタ１３、ビームスプリッタ１９を順に透過する。そして、ビームスプリッタ１９を透過した戻り光は、センサーレンズ２２によって非点収差を与えられて光検出器２３の所定の受光領域に集光される。

ＢＤ対応の場合と同様に、光検出器２３から出力された電気信号は図示しない信号処理部に送られ、この信号処理部で、再生信号、ＦＥ信号、ＴＥ信号等が生成される。

なお、コリメートレンズ１５は、図示しないレンズ駆動機構によって、その光軸方向（図２に矢印で示す方向）に移動可能となっている。そして、コリメートレンズ１５の位置は、光ディスクの種類やレイヤージャンプ等に応じて適宜移動される。このようにコリメートレンズ１５を移動可能とするのは、対物レンズ１７、２１に入射するレーザ光の収束・発散度合いを調節して、球面収差の影響を適切に抑制できるようにするためである。

また、第１の対物レンズ１７及び第２の対物レンズ２１は、ピックアップベース１０に取り付けられる対物レンズアクチュエータ３０（図１参照）に搭載された状態で、ピックアップベース１０に搭載されることになる。対物レンズアクチュエータ３０は、光ピックアップ装置１に備えられる２つの対物レンズ１７、２１をフォーカス方向（図１及び図２においては紙面に垂直な方向が該当）及びトラッキング方向（図１及び図２においては上下方向が該当）に移動可能とする装置である。

光ピックアップ装置１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１７、２１の焦点位置が常に光ディスクの情報記録面に合うようにフォーカシング制御を行う必要がある。また、光ピックアップ装置１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１７、２１によって光ディスクの情報記録面に集光される光スポットの位置が、光ディスクのトラックに常に追随するようにトラッキング制御を行う必要がある。対物レンズアクチュエータ３０は、例えば、これらフォーカシング制御及びトラッキング制御を行う際に駆動される。

対物レンズアクチュエータ３０は、対物レンズ１７、２１を保持するレンズホルダ３１（図１参照）を有する可動部３３（図１参照）を備え、レンズホルダ３１をサスペンションワイヤ３２（図１参照）で揺動可能に支持する構成のものである。そして、コイル及び磁石を利用して発生させた力でレンズホルダ３１（すなわち対物レンズ１７、２１）を動かすものである。

次に、以上のように構成される光ピックアップ装置１の特徴的な構成について説明する。光ピックアップ装置１においては、対物レンズアクチュエータ３０、特に可動部３３に関して特徴を有する。

図３は、本実施形態の光ピックアップ装置１が備える対物レンズアクチュエータ３０の概略斜視図であり、図４は、本実施形態の光ピックアップ装置１が備える可動部３３の表面側の概略斜視図、図５は、図４の可動部３３の裏面側の概略斜視図である。

図３に示すように、対物レンズアクチュエータ３０は、大まかには可動部３３と、可動部３３とサスペンションワイヤ３２で接続された固定部３４とで構成される。固定部３４からはサスペンションワイヤ３２を通じて可動部３３のコイルに給電している。

また可動部３３は、図４又は図５に示すように、対物レンズ１７、２１と、レンズホルダ３１と、トラッキング用コイル３５ａ〜３５ｄと、フォーカス用コイル３６ａ、３６ｂと、補強部材３７とを備えている。

レンズホルダ３１は、対物レンズ１７、２１を保持する保持部３１ａと、保持部３１ａの短手方向両端からそれぞれ対物レンズ１７、２１の光軸方向に延設された脚部３１ｂ、３１ｃとを樹脂で一体成型したブリッジ形状の部材である。またレンズホルダ３１は、平面視では略十字形状である。

保持部３１ａは、脚部３１ｂ、３１ｃの配置と略直角に対物レンズ１７、２１を配置している。保持部３１ａの裏面側の両対物レンズ１７、２１間には箱形の空間が形成されており、そこに補強部材３７が収容されている。

脚部３１ｂ、３１ｃは、保持部３１ａの両端である側面から保持部３１ａよりも下方（対物レンズ１７、２１と反対側）に延びた筒状の部材である。脚部３１ｂ、３１ｃの外面には、トラッキング用コイル３５ａ〜３５ｄと、サスペンションワイヤ３２を半田付けするためのワイヤ固定基板３８ａ、３８ｂとが設けられている。

図６に、補強部材３７の裏面側の概略斜視図を、図７に、補強部材３７の表面側の概略斜視図を示す。補強部材３７は、保持部３１ａの内面及び両脚部３１ａ、３１ｂの内面に当接する金属製の部材である。補強部材３７の材料としては、周囲の磁石に影響されないように非磁性体であることが好ましく、可動部３３の動作の妨げにならないように軽量であることが好ましく、表面の腐食や強度低下を避けるために酸化しにくいことが好ましく、例えば、アルミニウム、銅、真鍮又はステンレスなどを用いることができる。本実施形態では０．４ｍｍ厚のアルミニウムをプレス加工して補強部材３７を作製している。

補強部材３７は強度を上げるため図６、図７に示すように断面が略コ字型であることが好ましい。また、断面は略Ｌ字型など１回以上折れ曲がった形状とすれば強度を上げることができる。補強部材３７の脚部３１ｂ、３１ｃに当接する両端部３７ａ、３７ｂ付近は光路を妨げない位置にあるので、拡がる方向に傾斜させることで当接する面積を大きくし、剛性を上げている。また、補強部材３７の保持部３１ａに当接する部分の中央付近には位置決め用の孔３７ｃが形成されている。そして、孔３７ｃを嵌め込む突起（不図示）がレンズホルダ３１に形成されている。

補強部材３７は、孔３７ｃをレンズホルダ３１の突起に係合させることで、保持部３１ａの裏面側の両対物レンズ１７、２１間に形成された箱形の空間に位置決めされ、その両端部３７ａ、３７ｂ付近に接着剤が塗布されて両脚部３１ｂ、３１ｃに固定されている。接着剤を両端部３７ａ、３７ｂ付近に塗布することで可動部３３の剛性も上がる。接着剤としては、例えば、エポキシ系の熱硬化接着剤を用いることが好ましい。

また補強部材３７は、トラッキング用コイル３５ａ〜３５ｄ、フォーカス用コイル３６ａ、３６ｂ、対物レンズ１７、２１の近傍に設けられているので、コイルからの発熱を放熱、対物レンズ１７、２１周囲の雰囲気温度の変化を抑える役割も果たす。対物レンズ１７、２１は雰囲気温度の変化でＣＯＭＡ収差が大きくなるため、金属製の補強部材３７を対物レンズ１７、２１近傍に設けることでＣＯＭＡ収差の発生を低減させることができ、品質が安定する。

このような構成により、対物レンズ１７、２１の光軸に略垂直な光軸が、補強部材３７及び両脚部３１ｂ、３１ｃで囲まれた空間を横切るようになっている。つまり、可動部３３の側方からレーザ光が入射するようになっている。なお、光ピックアップ装置１では、半導体レーザ１１、１８から出射されて立ち上げミラー１６、２０に入射するレーザ光の光軸が対物レンズ１７、２１の光軸に略垂直になる。

このように、補強部材３７が保持部３１ａの内面及び両脚部３１ｂ、３１ｃの内面に当接した状態で固定されているので、薄型化によって低下する保持部３１ａと両脚部３１ｂ、３１との剛性を向上させることができる。したがって、可動部３３が駆動した際に、脚部３１ｂ、３１ｃが内面側に撓むことを防止でき、サーボエラー等の不具合を防止できる。

なお、レンズホルダを薄型化するためには、本実施形態のようにレーザ光を側方から入れる必要がある。そのためレンズホルダをブリッジ形状にする必要があるが、レンズホルダの剛性を確保するために樹脂の一体成型でリブや梁を設けると、ブリッジの互いの脚部を横切るように大きく設けなければ剛性を確保できず、レーザ光を遮ってしまうという問題が生じる。したがって、レンズホルダの剛性を確保するために樹脂の一体成型でリブや梁を設けることは設計上難しい。

上記の実施形態では、光ピックアップ装置１が３種類の規格の光ディスクに対応する構成としたが、これはあくまでも例示である。よって、光ピックアップ装置が対応可能な光ディスクの種類や、使用する光学構成が本実施形態の構成から変更されても、本発明が広く適用できることは言うまでもない。また本発明は、摺動軸に対して摺動させることによって可動部をフォーカス方向やトラッキング方向に移動させる、いわゆる軸摺動型の対物レンズアクチュエータにも適用できる。

本発明は、薄型化が要求される光ピックアップ装置に好適に利用できる。

１ 光ピックアップ装置
１７、２１ 対物レンズ
３０ 対物レンズアクチュエータ
３１ レンズホルダ
３１ａ 保持部
３１ｂ、３１ｃ 脚部
３２ サスペンションワイヤ
３３ 可動部
３５ａ〜３５ｄ、３６ａ、３６ｂ コイル
３７ 補強部材

Claims (8)

1. 対物レンズとレンズホルダとを有する可動部を備えた対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置において、
   前記レンズホルダは、前記対物レンズを保持する保持部と、該保持部の両端からそれぞれ前記対物レンズの光軸方向に延設された脚部とを有するブリッジ形状の部材であり、
   前記保持部の内面及び前記両脚部の内面に当接する金属製の補強部材を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記補強部材の断面が略コ字型であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記補強部材が前記両脚部に接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
4. 前記可動部を揺動可能に支持するサスペンションワイヤを有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記補強部材は、アルミニウム、銅、真鍮又はステンレスであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記対物レンズの光軸に略垂直な光軸が、前記補強部材及び前記両脚部で囲まれた空間を横切っていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記対物レンズが２つであり、前記補強部材を両対物レンズ間に設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光ピックアップ装置。
8. 前記脚部に前記可動部を駆動させるコイルを設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光ピックアップ装置。

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