JP2014229334A - 光ピックアップ装置、および光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化により発生する、光ピックアップ装置の有するミラーの角度ずれを低減する。
【解決手段】ミラーの支持面とミラーが収容され固定される光ピックアップケースの支持壁の隙間へ板ばねを挿入し、ミラーを光ピックアップケースの基準壁に設けられ突起に押圧して固定する。光ピックアップケース側壁とミラーの間に接着剤を挿入し、接着層を形成させて固定する。高温となって接着剤が膨張し弾性率が低下した場合、及び低温となって接着剤が収縮し弾性率が増加した場合に、板ばねに要する押圧力が過大とならないよう、接着層はミラーの支持面に対して傾けた方向に形成される。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は光ピックアップ装置に係り、特に組み込まれるミラーの角度ずれを低減した光ピックアップ装置に関するものである。

ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ピックアップ装置は、レーザダイオード等の発光素子からの出射光を各種レンズ、プリズムおよびミラー等を介して対物レンズに導き、光記録媒体上で収束させる。さらに、光ピックアップ装置は、光記録媒体から反射された光を、同様の光学素子を介して光電変換素子に受光させ、電気信号に変換する。この中で、各種光学素子は、光ピックアップケース（光ピックアップ装置の構成要素を格納する筐体）に対して、光学的観点からみて最適な位置に、接着剤を用いて固定される。例えば、光ピックアップ装置の特性の良否を大きく左右する光学素子のひとつであるミラーは、両側面と底面で筐体に接着固定される。

本技術分野の先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１では、板ばねでミラーを筐体の基準面に押圧することにより、精度よく固定できることが示されている。
また、先行技術文献として特許文献２がある。特許文献２では、特許文献１と同様に板ばねによる光学素子の固定方法が示されており、さらに、筐体にストッパ部を設けることにより、板ばねのずれを防止できることが示されている。

特開２０１１−１４６０８０号公報 特開２０１１−１０８３２２号公報

光ピックアップ装置にでは、高温、低温、高湿、振動、衝撃などに係る使用環境を考慮して、構成要素の位置ずれを防止する必要がある。しかしながら、接着剤の塗布量や硬化後の形状ばらつきが大きい場合、温度変化時の接着剤の膨張、収縮により、例えばミラーに角度ずれが生じることがある。

すなわち、従来の光ピックアップ装置においては、高温環境下、低温環境下で動作する際、接着剤の膨張、収縮により、接着されて固定されたミラーに角度ずれを生じるという課題があった。
本発明の目的は、当該の課題に鑑み、ミラーの角度ずれを低減した光ピックアップ装置を提供することにある。

前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。
即ち本発明は、発光した光を光記録媒体に収束させて当該の光記録媒体に対して情報を書込み読み出す光ピックアップ装置であって、当該の光を発光する発光素子と、当該の光が供給され前記光記録媒体に収束させる複数の光学素子と、当該の光学素子から前記光記録媒体からの前記光の反射光を供給され電気信号に変換する光電変換素子と、前記光ピックアップ装置の構成要素を格納する筐体と、前記光学素子を前記筐体に対して押圧して固定する固定部材とを有し、当該の固定部材に要する前記光学素子を押圧する押圧力の周辺環境依存性を低減するよう前記光学素子は前記筐体に対して固定されることを特徴としている。

また本発明は、前記した光ピックアップ装置において、前記光学素子は前記筐体に対して接着剤で固定され、当該の接着剤は温度の下降に伴い体積が収縮し弾性率が増加する特性であり、温度の下降に伴う接着剤の収縮が前記光学素子を前記筐体に対して押圧する押圧力を生成することを特徴としている。

本発明によれば、ミラーの角度ずれを低減した光ピックアップ装置を提供できるという効果がある。

本実施例における光ピックアップ装置の分解斜視図である。 本実施例における光ピックアップケースのミラー収容部の分解斜視図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部の方向Ａにおける断面図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部の方向Ｂにおける断面図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部のＣ−Ｃ’線における断面図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部のＤ−Ｄ’線における断面図である。 接着層が光ピックアップケースのミラー収容部の基準壁の方向に傾いた場合の断面図である。 接着層が光ピックアップケースのミラー収容部の支持壁の方向に傾いた場合の断面図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部の方向Ａにおける断面図である。 本実施例におけるミラーおよび光ピックアップケースのミラー収容部の方向Ｂにおける断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
図１は、本実施例における光ピックアップ装置１の分解斜視図である。光ピックアップ装置１は、例えばレーザダイオードによる発光素子２００、ミラー４００、対物レンズ５００Ａを含む各種光学素子、受光器として機能する光電変換素子３００と、対物レンズ５００Ａが搭載された対物レンズアクチュエータ５００と、これらを収容する光ピックアップケース１００を備えている。なお、前記した光学素子としてはミラー４００のほか、例えば回折格子６００と７００、コリメートレンズ８００、全反射ミラー（立上げミラーとも呼ぶ）９００が含まれるが、これらの詳しい機能については説明を省略する。

図中の破線は、光の光軸を表している。即ち、光ピックアップ装置１においては、発光素子２００からの出射光はミラー４００を含む各種光学素子を介して、対物レンズアクチュエータ５００に搭載された対物レンズ５００Ａに導かれ、光記録媒体２に焦点を結ぶように収束される。これにより、発光素子２００からの出射光が有する情報は光記録媒体２に書込まれる。さらに、光記録媒体２から反射された光は、同様の光学素子を介して光電変換素子３００に受光され、電気信号に変換される。これにより、光記録媒体２が有する情報は読み出されて電気信号に変換される。

ミラー４００は、発光素子２００からの出射光を例えば全反射ミラー９００に向けて反射する一方で、光記録媒体２から反射された光を例えば光電変換素子３００に向けて透過する機能を有する。即ち、ミラー４００は通常の全反射ミラーとは異なっており、ビームスプリッタとも呼ばれる。なお、図１とは反対に、発光素子２００からの出射光を例えば全反射ミラー９００に向けて透過し、記録媒体２から反射された光を例えば光電変換素子３００に向けて反射するようなビームスプリッタを用いて、光ピックアップ装置１が構成されることもある。
ミラー４００は、光ピックアップケース１００が備えるミラー収容部１１０に収納され、ミラー固定用の板ばねと接着剤により、光ピックアップケース１００に固定される。

光ピックアップケース１００は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌなどの金属を主成分としたダイカストやプレス成形品、またはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を主成分としたインジェクション成形品である。また、ミラー４００にはガラスまたはアクリル、ポリカーボネ―トなどの透明樹脂が用いられる。ミラー４００を光ピックアップケース１００と接着する際に使用される接着剤は、一般的なアクリル系やエポキシ系等の紫外線硬化型接着剤である。

なお、これらの他にも、他の金属材料、無機材料、樹脂等からなる接着剤を用いることができる。
本実施例に係るミラー４００の光ピックアップケース１００への固定技術は、光ピックアップ装置１への適用を主としているが、それ以外の、例えばミラーをはじめとする構成要素を筐体へ固定する必要がある製品においても、適用可能である。また、光ピックアップ装置１においても、ミラー以外の構成要素を固定する際に本実施例が適用されても良い。即ち、適用する装置と構成要素は一つに限定されない。

本実施例について、図２、図３Ａ乃至図３Ｄ、図４Ａと図４Ｂを用いて説明する。
図２は、本実施例における光ピックアップケースのミラー収容部１１０を、図１に示す矢印の方向Ａから見た場合の分解斜視図である。

ミラー４００は、光ピックアップケース１００が備えるミラー収容部１１０に収容される。基準壁１１１は、ミラー収容部１１０を構成するとともに、ミラー４００の基準面４０１と対向してミラー４００を固定する。基準壁１１１は、レーザ光が通る中心部が切り取られた構成となっており、３つの位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられている。支持壁１１２は、ミラー収容部１１０を構成し、基準壁１１１と平行して対向するように設けられており、その上面と下面にはそれぞれ段差部１１２Ａ、１１２Ｂが設けられている。これら二つの段差部のうち、段差部１１２Ａは後に図３Ｂで示される。

板ばね２０は固定部材であって、ミラー収容部１１０を構成する支持壁１１２とミラー４００の支持面４０２との間に挿入されてミラー４００を固定する。折曲部２１は、ミラー４００の支持面４０２に対向しており、支持面４０２を押圧しミラー４００を固定する。板ばね２０には、ミラー４００の支持面４０２に対する押圧位置のずれを低減するために上部折曲部２２、下部折曲部２３が形成されている。

側壁１１３、１１４は光ピックアップケースのミラー収容部１１０を構成し、ミラー４００の側面４０３、４０４と対向する側壁である。側壁１１３、１１４の図示した状態で上側には、接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａがそれぞれ設けられている。ミラー４００の底面４０５は、ミラー収容部１１０の底壁１１５により支持されており、底壁１１５には接着剤充填用貫通穴１１５Ａが形成されている。接着剤充填用貫通穴１１５Ａは、図示した状態で下側に向かって基準壁１１１の面に対して平行な方向に広がった構造を有する。

図３Ａは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０を、図１に示す矢印の方向Ａから見た場合の断面図である。
図３Ｂは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０を、図３Ａに示す矢印の方向Ｂから見た断面図である。
図３Ｃは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の、図３ＡのＣ−Ｃ’線における断面図である。
図３Ｄは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の、図３ＡのＤ−Ｄ’線における断面図である。
図３Ｂで示されるように、ミラー４００の厚さの方向（図示した状態で上下方向）において、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４のミラー支持面４０２の側の端部が、ミラー支持面４０２から見てミラー基準面４０１寄りにある。

図３Ｂ乃至図３Ｄで示されるように、接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａ、接着剤充填用貫通穴１１５Ａが紫外線硬化型接着剤を硬化させることで形成される接着層１３、１４、１５によって埋められることにより、ミラー４００が光ピックアップケース１００に接着固定される。

本実施例では、図２で示したように接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａは箱型で、接着剤充填用貫通穴１１５Ａは円柱型であるが、接着剤充填部の形状は紫外線照射が容易な一定の方向に揃えられていれば、他の形状（例えば、多角柱など）でも良い。接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａ、接着剤充填用貫通穴１１５Ａの深さ（図２で示す状態での上下方向）は、接着剤の硬化深度を考慮して決定する。接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａ、接着剤充填用貫通穴１１５Ａの厚さ（図２で示す状態での左右方向）は、接着剤に含まれる最大フィラサイズと接着剤の塗布に用いるニードル径を考慮して決定する。

ここで、高温環境下、低温環境下における、接着剤に起因するミラーの角度ずれについて説明する。
図４Ａは、接着層１３、１４がミラー４００から光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０に向けて基準壁１１１の方向に傾いた場合の断面図である。
図４Ｂは、接着層１３、１４がミラー４００から光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０に向けて支持壁１１２の方向に傾いた場合の断面図である。

図４Ａと図４Ｂは、ミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０を、図３Ａに示す矢印のＢからみた場合の断面図である。
光ピックアップケース１００とミラー４００の接着において、接着層はミラー基準面１１１と平行に形成されることが理想的であるが、接着剤の塗布ばらつきにより、厳密には図４Ａまたは図４Ｂのように傾くことがある。接着剤は高温環境下では膨張、低温環境下では収縮するが、この際に、接着剤の形状や塗布量に応じて、ミラー４００を持ち上げる力が発生し、ミラー４００は基準面１１１から浮くことがある。３箇所の接着点に応じて浮き量に差があるため、ミラー４００には所定の取り付け角度からの角度ずれが発生する問題がある。

本実施例では、当該の問題に鑑み、接着剤の膨張、収縮によるミラー４００の位置の変化を板ばねで押圧して低減することにより、角度ずれを抑制する。
図４Ａの形状の場合、接着剤が膨張する高温環境下において、ミラー４００に基準面１１１からの浮きが生じ、角度ずれが発生する。しかし、高温環境下では接着剤の弾性率は常温時より低いため、図４Ａにおいては小さな押圧力でミラーの浮きを抑制することができる。
図４Ｂの形状の場合、接着剤が収縮する低温環境下において、ミラー４００に基準面１１１からの浮きが生じ、角度ずれが発生する。しかも、低温環境下では接着剤の弾性率は常温時より高いため、図４Ｂでは図４Ａと比較して、浮きの抑制に大きな押圧力が必要となる。

ミラーに大きな押圧力がかかるとひずみが生じ、光学特性の劣化につながる可能性があるため、できる限り小さな押圧力で角度ずれを抑制できることが望ましい。よって、接着層に前記した傾きが発生した場合には、その形状は図４Ａの形状とする必要がある。そこで本実施例では前記したように、ミラー４００の厚さの方向において、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４のミラー支持面４０２の側の端部が、ミラー支持面４０２から見てミラー基準面４０１寄りにある形状としている。これにより、基準壁１１１の方向に傾いた形状の接着層を形成している。また、接着剤充填用貫通穴１１５Ａを下側に向かって基準壁１１１の方向に向けて広がった構造として、同様な接着層を形成しても良い。

次に組立工程について説明しながら、本実施例の特徴をさらに述べる。まず、ミラー４００を光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０に挿入した状態において、板ばね２０をミラー４００の支持面４０２と光ピックアップケース支持壁１１２との間に存在する隙間に上方から下方へ挿入させる動作が行われる。板ばね２０が挿入完了位置まで挿入されると、折曲部２１の弾性力によってミラー４００が基準壁１１１の方向へ押圧される。ミラー４００が基準壁１１１の方向へ押圧されると、ミラー４００の基準面４０１が基準壁１１１に設けられている３つの位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに押圧当接される。位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへのミラー基準面４０１の押圧当接動作が行われる結果、ミラー４００は基準位置へ仮固定されることになる。

よって、本構造では、接着のみでミラーを光ピックアップケースへ固定する場合に、基準壁１１１へミラーを押し当てるための冶具は不要である。板ばね２０が前述の挿入完了位置まで挿入されると、図３Ｂが示すように板ばね２０に形成されている上部折曲部２２が光ピックアップケース１００の支持壁１１２に設けられている段差部１１２Ａに当接係合した状態になる。また、下部折曲部２３は支持壁１１２に設けられている段差部１１２Ｂ（図示せず）に当接係合した状態になる。

即ち、板ばね２０は、上部折曲部２２、下部折曲部２３の当接係合動作によって、挿入完了位置が規制され、ミラー４００の支持面４０２に対する板ばね２０の押圧位置を決めることができる。本実施例では、板ばね２０による押圧力が作用するミラー４００の支持面４０２に対する位置が、光ピックアップケース基準壁１１１に設けた３つの位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが形成する三角形の内部に位置するよう設定する。

板ばね２０の挿入によって、ミラー４００が光ピックアップケース１００へ仮固定されたあと、ミラー４００を光ピックアップケース１００に接着剤にて接着する動作が行われ、ミラー４００が光ピックアップケースに最終的に固定される。接着剤は、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４に設けられた接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａと底壁１１５に設けられた接着剤充填用貫通穴１１５Ａに充填される。

前記したように、ミラー４００の厚さの方向において、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４のミラー支持面４０２の側の端部が、ミラー支持面４０２から見てミラー基準面４０１寄りにある形状としている。このため、接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａに充填される接着剤は、例えば図３Ｂと図４Ａで示すように、ミラー４００から光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０に向けて基準壁１１１の方向に傾くように充填される。

３つの接着部が形成する三角形の重心は、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の基準壁１１１に設けられた３つの位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが形成する三角形の内部となるように設定されている。このように設定する理由は、低温環境下で接着剤の収縮によりミラーが押圧される面（基準面４０１）の押圧力の中心と、板ばねによりミラーが押圧される面（支持面４０２）の押圧力の中心を、３つの位置決め用突起１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが形成する三角形の内部において一致させることを目標として、近づけるためである。

以上のような構成により、本実施例に係る光ピックアップ装置１００は、高温環境下、低温環境下のどちらにおいても、ミラーの角度ずれを低減することができ、高い信頼性を実現することができる。
即ち、本実施例では図３Ｂと図４Ａに示すように、接着層１３、１４がミラー４００から光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０に向けて基準壁１１１の方向に傾くように形成されている。

これにより、高温環境下で接着層１３、１４が膨張した際には、接着層１３、１４の弾性率が低くなるため、板ばね２０は過大な押圧力を要することなくミラー４００の位置を固定することができる。また、低温環境下で接着層１３、１４が収縮した際には、接着層１３、１４の収縮作用による力が板ばね２０の力に加算されるため、板ばね２０は過大な押圧力を要することなくミラー４００の位置を固定することができる。

他の実施例について、図５Ａと図５Ｂを用いて説明する。
図５Ａは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０を、図１に示す矢印の方向Ａから見た場合の断面図である。
図５Ｂは、本実施例におけるミラー４００および光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０を、図５Ａに示す矢印の方向Ｅからみた場合の断面図である。なお、図５Ａに示す矢印の方向Ｅは、図３Ａにおける矢印Ｂと同様の方向である。
図５Ａと図５Ｂは、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４に半円柱状の接着剤充填用溝を設けた例を示す。

実施例１においては、ミラー４００の厚さの方向において、光ピックアップケース１００のミラー収容部１１０の側壁１１３、１１４のミラー支持面４０２の側の端部が、ミラー支持面４０２から見てミラー基準面４０１寄りにあるようにすることにより、接着層を良好な方向に傾いた形状にしている。一方、本実施例では、側壁１１３、１１４に設けられる接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａを半円柱の形状とし、ミラー側面４０３、４０４に対して基準壁１１１寄りに設けている。これにより、先に図３Ｂと図４Ａで示した場合と同様な効果を有した状態でミラー４００を固定し、その位置ずれを低減している。

本実施例では、接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａは半円柱型であるが、紫外線照射が容易な一定の方向に揃えられていれば、他の形状（例えば、多角柱など）でも良い。接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａの深さは、接着剤の硬化深度を考慮して決定される。接着剤充填用溝１１３Ａ、１１４Ａの厚さは、接着剤に含まれる最大フィラサイズと接着剤の塗布に用いるニードル径を考慮して決定される。
本実施例でも、実施例１同様の効果があり、高温環境下、低温環境下のどちらにおいても、ミラーの角度ずれを低減することができる。

１：光ピックアップ装置、２：光ディスク、１００：光ピックアップケース、１１０：ミラー収容部、１１１：基準壁、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ：位置決め用突起、１１２：支持壁、１１２Ａ：上部段差部、１１２Ｂ：下部段差部、１１３：側壁、１１３Ａ：接着剤充填用溝、１１４：側壁、１１４Ａ：接着剤充填用溝、１１５：底壁、１１５Ａ：接着剤充填用貫通穴、２００：発光素子、３００：光電変換素子、４００：ミラー、４０１：ミラー基準面、４０２：ミラー固定面、４０３：ミラー側面、４０４:ミラー側面、４０５：ミラー底面、５００：対物レンズアクチュエータ、１３：側面接着層、１４：側面接着層、１５：底面接着層、：２０板ばね、２１：ミラー押圧用折曲部、２２：上部折曲部、２３：下部折曲部。

Claims (7)

1. 発光した光を光記録媒体に収束させて当該の光記録媒体に対して情報を書込み読み出す光ピックアップ装置であって、
   当該の光を発光する発光素子と、
   当該の光が供給され前記光記録媒体に収束させる複数の光学素子と、
   当該の光学素子から前記光記録媒体からの前記光の反射光を供給され電気信号に変換する光電変換素子と、
   前記光ピックアップ装置の構成要素を格納する筐体と、
   前記光学素子を前記筐体に対して押圧して固定する固定部材と
   を有し、
   当該の固定部材に要する前記光学素子を押圧する押圧力の周辺環境依存性を低減するよう前記光学素子は前記筐体に対して固定される
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光学素子は前記筐体に対して接着剤で固定され、当該の接着剤は温度の下降に伴い体積が収縮し弾性率が増加する特性であり、
   温度の下降に伴う接着剤の収縮が前記光学素子を前記筐体に対して押圧する押圧力を生成する
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光学素子は、前記発光素子が発光した光を前記光記録媒体に向けて反射させ、前記光記録媒体からの前記光の反射光を前記光電変換素子に向けて透過させる、ミラー作用を有するビームスプリッタである
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光学素子は、前記発光素子が発光した光を前記光記録媒体に向けて透過させ、前記光記録媒体からの前記光の反射光を前記光電変換素子に向けて反射させる、ミラー作用を有するビームスプリッタである
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光学素子は前記筐体が有する三個の突出部に対して固定され、前記固定部材は前記三個の突出部が形成する三角形の内部の領域に向けて押圧する
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記筐体は前記接着剤を挿入する溝または穴を有し、当該の溝または穴の形状は前記接着材を硬化させるための紫外線が前記接着剤に照射される形状である
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置を備え、前記光記録媒体に対して情報を書込み読み出すことを特徴とする光ディスクドライブ装置。

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