JP2013178861A - 光ピックアップ - Google Patents

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Yasushi Kinoshita
康 木下
Fumihito Ichikawa
文仁 市川
Takashi Tayama
孝志 田山
Toshio Osada
俊男 長田
Yoshiro Konishi
義郎 小西
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Abstract

【課題】光検出器の位置調整・接着工程では、ぶら下がっている光検出器およびプレートを作業者がピンセット等の工具によって掴み、調整治具にチャッキングさせることが必要となっていた。調整治具へのチャッキング作業が手作業であるため生産性が悪く、工程の標準時間(ST)の短縮が困難であった。
【解決手段】光検出器の待機位置が概ね安定するように、フレキシブル基板の反力による光ピックアップ方向への押圧と、光ピックアップ筐体とプレートが接する面でずれが生じないように滑り抑制できる構成とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、光ピックアップに関するものである。
光ピックアップは、レーザ光源、レンズ・ミラーなどからなる光学部品、光検出器等の複数の部品を、筐体に搭載した構成である。レーザ光源から出射されたレーザ光は、光学部品を経て光ディスクの記録層に照射される。その反射光は、光学部品を経て光検出器に導かれる。光ピックアップは、光検出器で検出したレーザ光の光量によって、レンズアクチュエータの制御や情報の再生を行う。
光ピックアップの組立において、光検出器は2つの工程で筐体に取り付けられる。1つ目の工程は、光検出器が前もって接続・搭載されたフレキシブル基板を、光ピックアップ筐体に取り付ける作業である。2つ目の工程は、光検出器を固定保持しているプレートを治具によって把持し、光検出器の検出面にレーザ光が照射されるように位置調整を行い、調整後の位置を接着剤によって固定する作業である。
フレキシブル基板の取付工程において、フレキシブル基板は直角に折り曲げられる。このときフレキシブル基板の曲げ反力によって、フレキシブル基板および搭載されている光検出器が浮き上がり易く、保持位置が不安定となる。このため、光検出器の位置調整・接着工程において、光検出器およびプレートを調整治具へチャッキングする作業の作業性が悪い原因となっている。
本技術分野の背景技術として、特開2005−353198号公報(特許文献1)がある。この公報には、「ハウジングに対しフレキシブル基板が掛け止められる掛合部がフレキシブル基板に設けられ、掛合部に対応した掛止部がハウジングに設けられ、ハウジングにフレキシブル基板が装備されるときに、掛止部に掛合部が掛止めされ、フレキシブル基板が湾曲させられることで、フレキシブル基板に折曲げ部が形成される。」と記載されている。光ピックアップが組み立てられるときに、フレキシブル基板の曲げ反力による浮き上がりを掛止めによって抑制する構成が示されている。
また、別の背景技術として、特開2006−216131号公報(特許文献2)がある。この公報には、「フレキシブル配線基板の素子取付領域に、ベース体の取付部に取り付けた光学素子としての光強度検出センサーが搭載されている。フレキシブル配線基板の素子取付領域を引廻し領域側に折り返してその箇所をベース体の取付部とパックアップ部との対向空間に収容させることにより、フレキシブル配線基板の折返し箇所の復元力で素子取付領域を取付部に弾圧させる。」と記載されている。光強度検出器の位置をフレキシブル基板の曲げ反力によって光ピックアップの筐体に押し付ける構造が示されている。
特開2005−353198号公報 特開2006−216131号公報
従来の光ピックアップの組立において、フレキシブル基板の取付工程以降、光検出器およびプレートはフレキシブル基板にぶら下がった状態で工程間の移動が行われていた。そのため、光検出器の位置調整・接着工程では、ぶら下がっている光検出器およびプレートを作業者がピンセット等の工具によって掴み、調整治具にチャッキングさせる作業が必要となっていた。調整治具へのチャッキング作業が手作業となるため生産性が悪く、工程の標準時間(ST)の短縮が困難であった。
また、光検出器およびプレートはフレキシブル基板にぶら下がった状態で工程間の移動が行われることで、移動時に光検出器およびプレートを治具等に引っかけるなどでフレキシブル基板の破損や、フレキシブル基板から光検出器が剥がれてしまうなどの不具合を生じることがあった。
先行技術文献のように、フレキシブル基板の掛け留めや、光学部品が嵌合する凹部を光ピックアップ筐体側に形成し押し付ける手段は、フレキシブル基板の破損防止には効果があるものの、掛け留めや凹部から外す作業を手作業に頼ることになるため、工程の標準時間(ST)の短縮には効果が期待できない。
そこで、本発明は、例えば、工程の標準時間(ST)を短縮できる光ピックアップを提供する。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、光検出器と、光検出器を保持するプレートと、光検出器に接続するフレキシブル基板と、光ピックアップ筐体と、光ピックアップ筐体とプレートの間を充填する接着剤と、を備える光ピックアップにおいて、プレートよりも外周側に光ピックアップ筐体の梁を設け、梁およびプレートの互いに対向する面に起伏を設け、前記起伏は互いに離間していることを特徴とする。
本発明によれば、例えば、工程の標準時間(ST)を短縮できる光ピックアップを提供する。
また、本発明では、例えば、フレキシブル基板の取付工程以降の光検出器の待機位置が概ね安定するように、フレキシブル基板の反力による光ピックアップ方向への押圧と、光ピックアップ筐体とプレートが接する面で滑りが生じないように、滑り抑制できる構成とする。
また、本発明によれば、例えば、光検出器およびプレートの位置を概ね所定の位置で待機するようにできるので、光検出器の位置調整・接着工程において、調整治具へのチャッキングを自動化することが可能となる。これにより、大幅な標準時間(ST)の短縮が可能となり、生産性の高い光ピックアップを提供することができる。さらには、フレキシブル基板の破損防止も可能となるため、生産効率の向上が期待できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
光ピックアップの構成図の例である。 光検出器周辺の詳細構造の例である。 光検出器の取付工程の例である。 フレキシブル基板取付工程の説明図である。 光検出器、プレートの仮の位置決め工程の説明図である。 光検出器の位置調整工程の説明図である。 接着剤塗布工程の説明図である。 UV照射工程の説明図である。 本実施例の変形例である。 本実施例の変形例である。 本実施例の変形例である。
以下、実施例について、図面を用いて説明する。なお各図の説明において、同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、それらの説明は省略している場合がある。
本実施例では、本発明に係る光ピックアップの例を説明する。
図1は本実施例の光ピックアップの構成図の例である。図1中の符号1は光ピックアップ、符号2は筐体、符号3はレーザ光源、符号4はビームスプリッタ、符号5はコリメートレンズ、符号6は立上げミラー、符号7は対物レンズアクチュエータ、符号7aは対物レンズ、符号8は光検出器である。また、Xはディスク半径方向、Yはディスク周方向、Zはディスク垂直方向である。
光ピックアップ1は、レーザ光源3と、ビームスプリッタ4と、コリメートレンズ5と、立上げミラー6と、対物レンズ7aと、光検出器8とを、筐体2に搭載した構成である。CD、DVD、BD(Blu-ray Disc)などの複数の光ディスク規格に対応するために、レーザ光源3、ビームスプリッタ4、コリメートレンズ5、立上げミラー6、対物レンズ7a、光検出器8を複数搭載する構成としてもよい。
筐体2は、光学部品を搭載するベース部材である。強度の確保とともに、複雑な形状の作り込みが必要となることから、亜鉛合金やマグネシウム合金などの金属ベースの材料や、ポリフェニルサルファイド樹脂にガラスフィラーを練混した樹脂ベースの材料を成型することによって作製される。レーザ光源3は、CD、DVD、BDなどの各光ディスク規格で指定された特定波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子である。ビームスプリッタ4は、レーザ光を透過光と反射光に分割する光学部品である。例えば、直角プリズムを2つ貼り合わせたプリズムや、ガラス板に光学膜を形成したミラーである。コリメートレンズ5は、レーザ光の発散光を平行光に変換する光学レンズである。立上げミラー6は、レーザ光を全反射するミラーである。光ピックアップ1の筐体2内部から図示しない光ディスクの方向へ垂直に折り曲げるため、反射面が傾いて取り付けられる。対物レンズアクチュエータ7は、対物レンズ7aを少なくともディスク面に垂直な方向(Z方向)と、ディスクの半径方向(X方向)に駆動する電磁アクチュエータである。対物レンズ7aは、レーザ光の平行光を光ディスクの記録面上に集束させるレンズである。光検出器8は、検出面に入射するレーザ光の光量に応じて電気信号を発生する光電変換素子である。検出面はいくつかの領域に分割され、それぞれに入射するレーザ光の光量を個別に検出できるようになっている。
本実施例の光ピックアップの動作を説明する。
レーザ光源3から出射したレーザ光は、ビームスプリッタ4で反射してコリメートレンズ5に到達し平行光に変換される。さらにレーザ光は、立上げミラー6で光ディスクの方向に全反射し、対物レンズ7aによって光ディスクの記録面上に集束されてビームスポットを形成する。光ピックアップ1では、このビームスポットによって光ディスクへの情報の記録・再生を行う。記録では、記録情報に基づいてレーザ光源3のオンオフを行ってビームスポットを点滅させ、光ディスク上に記録ピットを形成することで情報の書き込みを行う。再生では、ビームスポットを光ディスクの記録ピットに当て、記録ピットで反射したレーザ光を対物レンズ7aで受け、往路とは逆に立上げミラー6、コリメータレンズ5、ビームスプリッタ4の順で通過させ、光検出器8の検出面上にレーザ光を照射させる。光検出器8は、検出面に入射するレーザ光の明暗により光ディスクの記録情報の読み取りを行い、また、分割された検出面それぞれのレーザ光量から光軸の偏りを検出して対物レンズアクチュエータ7の制御にフィードバックする。
本実施例の光検出器8周辺の詳細構造について以下に説明する。
図2は本実施例の光検出器周辺の詳細構造の例である。
符号2は筐体、符号21は梁、符号21aは起伏、符号21bはボス、符号8は光検出器、符号81はプレート、符号81aは起伏、符号82は接着剤、符号9はフレキシブル基板、符号9aは腕、符号9bはボス穴である。
光ピックアップ筐体2には、光検出器8の検出面の裏側を通る梁21が設けられている。この梁21により、光検出器8は周囲を取り囲まれている。梁21の光検出器8の検出面の裏側に対向する面には、起伏21aが形成されている。ボス21bは、フレキシブル基板9の位置決めのために設けられた突起であり、フレキシブル基板9の回転を防止するために複数点設けている。
プレート81は、フレキシブル基板9と光検出器8の接点を保護する補強板で、光検出器8よりもひとまわり大きいサイズのガラスエポキシ基板や、ステンレスやアルミ製の金属板などでできている。光検出器8の位置調整は、このプレート81を調整治具に把持させることによって行うため、プレート81には調整治具が把持しやすいように突起や切欠、孔などを形成している。また、プレート81の光検出器8を搭載する面と逆の面には、起伏81aが形成され、筐体2の梁21に形成されている起伏21aに対向する。
接着剤82は、紫外線硬化型の接着剤である。接着剤82は、プレート81と光ピックアップ筐体2に挟まれた領域に両者を橋渡しするように塗布される。接着は、光検出器8よりも内側で行ってもよいし、外側で行ってもよい。
フレキシブル基板9は、光検出器8への電源供給と信号線を接続する基板で、ポリイミドなどの可撓性を持つ材料に銅配線を施した基板である。フレキシブル基板9と光検出器8は、はんだで電気的に接合される。フレキシブル基板9は光検出器8を挟んで二股に形成して、それぞれの腕9aを折りたたんでプレート81と光ピックアップ筐体2の隙間に挿入している。ボス穴9bは、ボス21bと嵌合することでフレキシブル基板9の位置決め、固定に使われている。
本実施例の光検出器8の取付工程について、図3から図8を用いて以下に説明する。
図3は、光検出器8の取付工程を示す図である。図中には、本実施例の光検出器8の取付に関する工程のみを記載しており、そのほかの部品組立に関する工程は省略している。
光ピックアップ1の組立において、光検出器8は符号101,102で示す2つの工程で筐体2に取り付けられる。
図3の符号101はフレキシブル基板9の取付工程である。フレキシブル基板9には光検出器8があらかじめはんだ接続されており、プレート81によって接続箇所の補強が行われている。また、フレキシブル基板9の二股に分かれた腕9aの部分はフォーミングにより折り目がつけられ、蛇腹状に屈曲している。
次に図4のように、前記のフレキシブル基板9の取付は、光ピックアップ筐体2に設けられた位置決めボス21bに、フレキシブル基板9に設けられたボス穴9bを嵌合させることによって位置決めが行われ、さらに位置決め後にねじ止め等によって固定される。このとき、必要に応じて粘着テープや接着剤による追加固定を行ってもよい。次に、光検出器8(図4ではプレート81の下側にあり図示していない)およびプレート81の保持を行う。まず、光検出器8およびプレート81をピンセット等の工具により掴む。そして、フレキシブル基板9の腕9aの部分を折りたたみつつ、プレート81側の起伏81aと光ピックアップ筐体2の梁21に設けられた起伏21aを嵌合させる。
次に図5のように、フレキシブル基板9の腕9aの部分の折りたたみにより、フレキシブル基板9は、曲げ反力により光検出器8の背面方向にプレート81を押し付ける力を発生している。この押圧力と、嵌合部および接触面の摩擦力により、光検出器8およびプレート81は左右方向への滑りが防止され再現性の高い位置決め・保持が行われる。フレキシブル基板の取付工程101以降は、光検出器8およびプレート81は保持された状態で工程間を運搬される。
図3の符号102は光検出器8の位置調整・接着工程である。まず、プレート81が調整治具により自動でチャッキングされる。自動でチャッキングを行う際に、光検出器8とプレート81の待機位置が概ね安定していることが重要であり、前述したフレキシブル基板の取付工程101の最後に行った位置決め・保持により可能となっている。
次に、図6に示すように、光検出器8の位置調整が行われる。調整治具により、光検出器8の光軸方向(Y方向)、光軸に垂直な面内の縦横方向(X方向、Z方向)の3軸の位置調整と、光軸周り(RY方向:符号61で示す)の回転角度調整が行われる。
次に、位置調整後は、図7のようにプレート81と光ピックアップ筐体2の間にディスペンサ83a等によって接着剤82の塗布を行う。
次に、図8のように、紫外線照射装置83bを用いて、接着剤82に紫外線を照射して接着剤82の硬化を行う。接着剤82の硬化後、調整治具によるチャッキングが解放され、本工程は終了となる。
従来の構成では、光検出器8およびプレート81はフレキシブル基板9にぶら下がっていたため待機位置が定まらず不安定であるため、調整治具が自動でチャッキングを行うことが困難であった。光検出器8の位置調整・接着工程102で自動チャッキングを実現するためには、光検出器8およびプレート81の位置が概ね同じところにあることが必要であり、本実施例は、プレート81側に起伏81aを、光ピックアップ筐体の梁21側に起伏21aを有することで、待機位置の位置再現性を向上した。起伏81a、起伏21aの断面形状は、三角形や台形、半円形にすることで、チャッキング後にプレート81と梁21を離間させることが容易となる。先行技術文献のようにフレキシブル基板9の掛け留めや、光学部品が嵌合する凹部を光ピックアップ筐体2側に形成し押し付ける手段も考えられるが、その場合は、掛け留めや凹部から外す作業も自動化しなければならないので、光検出器8を位置調整するための治具構成は非常に難易度が高いものとなってしまう。
本実施例のように、光ピックアップ筐体2の梁側に起伏21aを、光検出器8を固定保持するプレート81側に起伏81aを形成することにより、光検出器8およびプレート81の待機位置が安定し、調整治具による自動チャッキングが可能となる。これにより、光検出器の位置調整工程102の標準時間(ST)の短縮を実現する光ピックアップ1を提供することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本実施例では、図9、図10を用いて光ピックアップの変形例を説明する。図9は本実施例の光ピックアップの変形例である。光ピックアップの構成、動作は実施例1と同様である。本実施例では、光ピックアップ筐体2の梁21側の面形状と、光検出器8を支持固定するプレート81側の面形状(起伏81aに相当する)のバリエーションを示す。
図9は光ピックアップ筐体2の梁21側およびプレート81側の面を波型に形成している。双方ともに波型に形成することにより、光検出器8およびプレート81の位置決め時に嵌合することで波方向の滑りを防止するのに効果がある。波型の方向は、縦横いずれでもよい。図9のように縦方向(Z方向)の波型の場合は、光検出器8およびプレート81の左右方向(X方向)の滑りを抑制することができ、左右方向(X方向)の位置再現性を向上できる。図10のように横方向(X方向)の波型の場合は、光検出器8およびプレート81の上下方向(Z方向)の滑りを抑制することができ、上下方向(Z方向)の位置再現性を向上しつつ、待機位置からの脱落防止に効果がある。さらに、格子状(縦横に波型を形成)にすることによって、光検出器8およびプレート81の上下左右方向(X、Z方向)の滑りを抑制することができ、上下左右(X、Z方向)の位置再現性を向上しつつ、脱落防止に効果がある。波型を作る凹凸形状は、断面を三角形や台形、半円形とすると、チャッキング後の開放が容易となる。波型の大きさは、光検出器8の調整範囲以下で設定する。
変形例として、梁21側にスパイク状の突起を複数設け(起伏21aに相当する)、プレート81側の面に溝を設けてもよい。この場合は、スパイク状の突起がプレート81側の溝に噛み込むことにより滑りを防止することができる。
これらの構成では、滑りの防止とともに、波型部、突起部、溝部に接着剤82を塗布し接着することによって、接着剤82の接着面積を増大し、接着強度を高くすることが可能である。
本実施例のように、光ピックアップ筐体2の梁21側およびプレート81側の面を波型に形成したり、突起、溝を形成することにより、光検出器8およびプレート81のずれを抑制することで待機位置が安定し、調整治具による自動チャッキングが可能となる。これにより、光検出器の位置調整・接着工程102の標準時間(ST)の短縮を実現する光ピックアップを提供することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本実施例では、図11を用いて、光ピックアップの変形例を説明する。光ピックアップの構成、動作は実施例1と同様である。
本実施例では、光ピックアップ筐体2の梁21側に、光ピックアップ1の底面から上面に向かって開き傾斜した傾斜面21dを設け、傾斜面21dの縁に段差21cを設けている。このとき、プレート81側の面は平坦面でよい。
本実施例の構成において、フレキシブル基板9の折り曲げられた腕9aの曲げ反力によって、プレート81は梁21側の傾斜面21dに押し付けられている。プレート81は、傾斜面21dの傾斜に沿って光ピックアップ1の上面の方向にずれ易くなり、これにより、光検出器8およびプレート81の抜け方向が一方向に限定される。さらに、傾斜面21dの縁に段差21cを設けることによって、この段差21cにプレート81の端面が引っ掛かりずれが規制される。これにより、光検出器8およびプレート81の脱落を防止する。
また、本実施例の構成は、梁21の上面側が傾斜面21dによって開いているため、フレキシブル基板の取付工程101の最後に行う光検出器8およびプレート81の位置決め・保持において、所定位置に装填し易いという利点がある。
本実施例のように、光ピックアップ筐体2の梁21側に、光ピックアップ1の上面側に向かって開いた傾斜面21dを設け、傾斜面21dの縁に段差21cを設けることより、光検出器8およびプレート81の待機位置が安定し、調整治具による自動チャッキングが可能となる。これにより、光検出器の位置調整・接着工程102の標準時間(ST)の短縮を実現する光ピックアップを提供することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、本実施例では、光ピックアップ筐体2の梁21側に、傾斜面21dを設け、傾斜面21dの縁に段差21cを設け、プレート81側の面を平坦面としている。この逆にプレート81側の面に傾斜面を設け、傾斜面縁に段差21cを設け、光ピックアップ筐体2の梁21側の面を平坦面としてもよい。さらには、光ピックアップ筐体2の梁21側の面とプレート81側の面へすべり抑制できる表面を有する材料(例えば摩擦が大きい材料)を用いて、各面の起伏や傾斜を用いずまたは各面の起伏や傾斜と併用して、光検出器8およびプレート81の待機位置を安定させてもよい。すなわち、光ピックアップ筐体に光検出器の検出面の裏側を通る梁を有することにより、光検出器8およびプレート81の待機位置を安定させられるので、例えば、工程の標準時間(ST)を短縮できる光ピックアップを提供できることとなる。
1 光ピックアップ
2 光ピックアップ筐体
3 レーザ光源
4 ビームスプリッタ
5 コリメートレンズ
6 立上げミラー
7 対物レンズアクチュエータ
7a 対物レンズ
8 光検出器
9 フレキシブル基板
9a 腕
9b ボス穴
21 梁
21a,81a 起伏
21b ボス
21c 段差
21d 傾斜面
81 プレート
83 接着剤
101 フレキシブル基板の取付工程
102 光検出器の位置調整・接着工程
X ディスク半径方向
Y ディスク周方向
Z ディスク垂直方向

Claims (4)

  1. 光検出器と、
    光検出器を保持するプレートと、
    光検出器に接続するフレキシブル基板と、
    光ピックアップ筐体と、
    光ピックアップ筐体とプレートの間を充填する接着剤と、
    を備える光ピックアップにおいて、
    光検出器の検出面の裏側を通る光ピックアップ筐体の梁を有し、
    前記梁と前記プレートの互いに対向する面にそれぞれ凹凸状の起伏を設け、前記凹凸状の起伏は互いに離間していることを特徴とする光ピックアップ。
  2. 光検出器と、
    光検出器を保持するプレートと、
    光検出器に接続するフレキシブル基板と、
    光ピックアップ筐体と、
    光ピックアップ筐体とプレートの間を充填する接着剤と、
    を備える光ピックアップにおいて、
    光検出器の検出面の裏側を通る光ピックアップ筐体の梁を有し、
    前記梁と前記プレートの互いに対向する面において、前記梁側の面もしくは前記プレート側の面に突起を有するとともに、もう一方の面に溝を設け、前記突起と前記溝は互いに離間していることを特徴とする光ピックアップ。
  3. 光検出器と、
    光検出器を保持するプレートと、
    光検出器に接続するフレキシブル基板と、
    光ピックアップ筐体と、
    光ピックアップ筐体とプレートの間を充填する接着剤と、
    を備える光ピックアップにおいて、
    光検出器の検出面の裏側を通る光ピックアップ筐体の梁を有し、
    前記光ピックアップ筐体または前記プレートの互いに対向する面の少なくとも一方に、段差を有することを特徴とする光ピックアップ。
  4. 請求項3に記載の光ピックアップであって、
    前記段差を設けた面に、さらに傾斜を有することを特徴とする光ピックアップ。
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