JP3785040B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CD(コンパクトディスク)やDVD(ディジタルバーサタイルディスク)などの光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関するものである。さらに詳しくは、光ヘッド装置における電磁ノイズ対策のための構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CDやDVD等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置では、光源からの出射光を導光系を介して対物レンズに導き、この対物レンズによって収束させた光を光記録媒体に収束させる。この際に、対物レンズのトラッキング方向およびフォーカシング方向への駆動は、レンズ駆動装置によって行われる。また、光記録媒体からの戻り光については、やはり導光系を介して受光素子に導くようになっている。ここで、導光系を構成する各種光学部品は、光源や受光素子などとともに、フレーム上の所定位置に搭載されている。また、フレームには、光源に供給する信号に高周波を重畳するためのスイッチング回路が実装された基板も搭載されている。
【0003】
ここで、スイッチング回路は高周波で動作するため、ノイズを発生させる。そこで、従来は、スイッチング回路が実装された基板上に、ノイズ除去用のキャパシタやインダクタなどといったノイズフィルタを実装し、このノイズフィルタで除去したノイズを接地板を介して放熱板に逃がしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ヘッド装置では、基板のグランドパターンに入り込んだノイズはノイズフィルタによって除去されるが、スイッチング回路から直接、外部に放出されるノイズを除去することができないという問題点がある。
【0005】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スイッチング回路からのノイズの放出を効果的に除去するとともに、電磁シールドをも可能にした光ヘッド装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に収束させる対物レンズを駆動するレンズ駆動装置と、光記録媒体からの戻り光を受光するための受光素子と、前記光源に供給する信号に高周波を重畳するためのスイッチング回路と、前記光源、前記レンズ駆動装置、前記スイッチング回路、および前記受光素子が搭載されたフレームとを有する光ヘッド装置において、前記フレームには、前記スイッチング回路を覆うシールド材と、接地部材とが取り付けられ、前記接地部材は、ノイズフィルタを介して前記スイッチング回路のグランド線に電気的に接続され、前記シールド材は、前記接地部材に電気的に接続されているとともに、前記ノイズフィルタを介して前記グランド線に電気的に接続されていることを特徴とする。
【0007】
本発明では、スイッチング回路を覆うシールド材が配置されており、シールド材は、接地部材に電気的に接続されているとともに、ノイズフィルタを介してグランド線に電気的に接続されているので、スイッチング回路は、シールド材によって電磁シールドされた状態にある。従って、スイッチング回路から直接、外部に放出されようとするノイズを遮断することができ、光ヘッド装置の周囲に配置された機器に対して電磁波障害を引き起こすことがない。
【0008】
本発明において、前記接地部材と前記シールド材とは、共通のネジによって前記フレームに取り付けられていることにより電気的に接続していることが好ましい。このように構成すると、接地部材およびシールド材のフレームへの固定と、接地部材とシールド材との電気的な接続を同一のネジで兼用することができる。
【0009】
本発明において、前記シールド材は、前記スイッチング回路が実装された基板とハンダ付けされた細幅部分を備えていることが好ましい。シールド材と基板とを電気的に接続するにあたって、シールド材の平板部を基板にハンダ付けしようとすると、シールド材側の熱容量が大きすぎてハンダ付けをスムーズに行えないという問題、あるいは基板上のパターンとシールド材との短絡という問題があるが、シールド材に細幅部分を形成しておき、この細幅部分を基板とハンダ付けするのであれば、熱容量が小さいのでハンダ付けをスムーズに行うことができ、かつ、予期せぬ短絡を回避することもできる。
【0010】
本発明において、前記シールド材は、前記スイッチング回路が位置する側とは反対方向に折り曲げられた補強リブを備えていることが好ましい。光ヘッド装置では、重量増加や余計な振動発生を発生を避けなければならないが、シールド材をリブで補強しておけば、軽量でありながら強度の強いシールド材を構成することができる。また、補強リブを形成するにあたって、シールド材の端部をスイッチング回路が位置する側とは反対方向に折り曲げるのであれば、スイッチング回路が実装された基板とシールド材とが干渉することがない。また、スイッチング回路が位置する側には、光ヘッド装置の他の部材が存在するが、シールド材の端部をスイッチング回路が位置する側とは反対方向に折り曲げるのであれば、光ヘッド装置の他の部材とシールド材との干渉をも防止することができる。
【0011】
本発明において、前記シールド材は、前記スイッチング回路が実装された基板を覆うケース形状を有し、当該シールド材は、前記基板において前記スイッチング回路が形成されている側の基板面を少なくとも覆い、かつ、放熱用の開口が形成されていることが好ましい。スイッチング回路から直接、外部にノイズが放出されるのを防ぐには、スイッチング回路をできるだけ囲むようにケース形状のシールド材を用いることが好ましく、かつ、このケース形状のシールド材に開口を形成しておけば、ここから熱を放出することができるので、ケース内が高温になるのを防止することができる。
【0012】
本発明は、前記フレームが樹脂製である場合に特に効果的である。すなわち、アルミニウム製のフレームであれば、このフレーム自身を接地部材として利用でき、かつ、シールド効果も備えているが、樹脂製のフレームの場合には、このような機能を備えていないからである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を適用した光ヘッド装置を説明する。
【0014】
[全体構成]
図1は、CD、CD−R、およびDVDの記録再生を行う光ヘッド装置の要部の平面図である。図2(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ図1に示す光ヘッド装置の平面図、左側面図、右側面図および底面図である。図3(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ図1に示す光ヘッド装置に用いた樹脂製フレームの平面図、左側面図、右側面図および底面図である。
【0015】
図1、図2および図3に示すように、光ヘッド装置1は、樹脂製のフレーム3を有している。このフレーム3は、機器に対して相互に平行となるように取り付けた2本のガイドシャフト2A、2Bが連結部301、302、303に通されていることにより、ガイドシャフト2A、2Bに沿って移動可能である。このフレーム3上には、以下に説明する光学系が構成されている。
【0016】
光ヘッド装置1の光学系は、第1のレーザ光L1を出射するDVD用のレーザダイオード4と、第2のレーザ光L2を出射するCD用のレーザダイオード5とを備え、各レーザダイオード4、5から出射された第1および第2のレーザ光L1、L2を共通光路6に導き、この共通光路6を利用してCD、CD−R、およびDVDの全ての記録再生を行うことができるようになっている。
【0017】
共通光路6は、フレーム3上に搭載された受光素子11、センサレンズ10、導光系20、コリメートレンズ7、および立ち上げミラー8と、立ち上げミラー8の上方に配列された対物レンズ9とによって規定されている。
【0018】
DVD用レーザダイオード4はDVDの記録再生用であり、波長650nmあるいは635nmの第1のレーザ光L1を出射する。一方、CD用レーザダイオード5は、CDおよびCD−Rの記録、再生用であり、波長780〜800nmの第2のレーザ光L2を出射する。レーザダイオード4、5は、共通光路6の導光系20の同一の側において、相互の光軸L10、L20が平行となるように配列されている。ここに図示の例では、DVD用レーザダイオード4の方がCD用レーザダイオード5よりも受光素子11の側に配置されている。
【0019】
DVD用レーザダイオード4から出射された第1のレーザ光L1は直接、導光系20に入射する。一方、CD用レーザダイオード5から出射された第2のレーザ光L2は、回折格子12を介して導光系20に入射する。回折格子12は、所定の回折特性が付与されており、CD用レーザダイオード5から出射された第2のレーザ光L2を3ビームに分割する。
【0020】
DVD用のレーザダイオード4が実装された回路基板410は、フレーム3の側面317に対して、接地用のプレート50を介して接着固定され、かつ、この回路基板410には、詳しくは後述するシールドケース60が被せられている。それにより、DVD用のレーザダイオード4は、フレーム3に形成されている穴305の入口部分に配置され、この穴305を通して第1のレーザ光L1を導光系20に出射する。なお、プレート50については、図2(D)において右下がりの斜線領域として表してある。
【0021】
また、CD用のレーザダイオード5が固着されたヒートシンク40は、フレーム3の側面316に接着固定されている。それにより、CD用のレーザダイオード5は、フレーム3に形成されている穴306の入口部分に配置され、この穴306を通して第2のレーザ光L2を回折格子12を介して導光系20に出射する。
【0022】
さらに、受光素子11が実装された回路基板110は、フレーム3の側面311に対して接着固定され、それにより受光素子11はフレーム3に搭載されている。
【0023】
ここで、DVD用のレーザダイオード4が実装された回路基板410、および受光素子11が実装された回路基板110は、共通のフレキシブル基板77の裏面側に、厚手の基板が貼り合わされたものであり、ヒートシンク40に固着されたCD用のレーザダイオード5にも接続されている。なお、フレキシブル基板77については、図2(A)、(C)において、右上がりの斜線領域として表してある。
【0024】
導光系20は、部分反射面を備えたハーフミラー21と、部分反射面を備えたプリズム22とから構成されている。ハーフミラー21は、その部分反射面がレーザダイオード4から出射された第1のレーザ光L1の光軸L10に対して45度傾斜した状態となるように配置されている。プリズム22は、その部分反射面がレーザダイオード5から出射された第2のレーザ光L2の光軸L20に対して45度傾斜した状態となるように配置されている。
【0025】
このように構成した本例の光ヘッド装置1において、ハーフミラー21に入射するDVD用の第1のレーザ光L1は、ハーフミラー21の部分反射面によってほぼ半分の光成分が反射され、反射光は、その光軸が90度折り曲げられてプリズム22の部分反射面に入射する。そして、この部分反射面に入射したレーザ光L1の大部分はそのまま透過して立ち上げミラー8に向かう。一方、プリズム22に入射するCD用の第2のレーザ光L2は、プリズム22の部分反射面によってほぼ半分の光成分が反射され、その光軸が90度折り曲げられて立ち上げミラー8に入射する。このようにハーフミラー21およびプリズム22で構成される導光系20によって第1および第2のレーザ光L1、L2が共に共通光路6に導かれる。
【0026】
導光系20によって共通光路6に導かれたDVD用のレーザ光L1、およびCD用のレーザ光L2は、立ち上げミラー8によって直角に反射された後、コリメートレンズ7によって平行光束に変換される。平行光束とされたレーザ光L1、L2は、対物レンズ9に導かれ、この対物レンズ9を介して、DVD用のレーザ光L1は光記録媒体であるDVDの記録面に光スポットとして集光する。また、CD用のレーザ光L2は光記録媒体であるCDあるいはCD−Rの記録面に光スポットとして集光する。
【0027】
光記録媒体で反射したレーザ光L1、L2の戻り光は、対物レンズ9、コリメートレンズ7、および立ち上げミラー8を戻り、再び導光系20に戻る。これらの戻り光のうち、DVD用のレーザ光L1の戻り光は、大部分がプリズム22の部分反射面をそのまま透過してハーフミラー21に戻る。そして、ハーフミラー21の部分反射面を通ってその半分が透過してセンサレンズ10に入射する。一方、CD用のレーザ光L2の戻り光は、プリズム22の部分反射面を通ってその半分が透過してハーフミラー21に戻る。そして、ハーフミラー21の部分反射面をそのまま透過してセンサレンズ10に入射する。その後、各戻り光は、センサレンズ10を通って共通の受光素子11に集光する。センサレンズ10は、双方のレーザ光L1、L2の戻り光に対して非点収差を発生させるためのレンズである。
【0028】
本形態において、センサーレンズ10は、フレーム3に形成されている穴307の出口部分に配置され、この穴307を通してハーフミラー21を透過してきた光を受光素子11が検出する。
【0029】
このように構成した光ヘッド装置1において、対物レンズ9をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動装置70は、対物レンズ9を保持したレンズホルダ71を有している。このレンズホルダ71は、円筒状の胴部72と、この胴部72の内側に形成された円筒状の軸受け部73を備えている。胴部72の外周面には一対のトラッキング駆動用コイル81と、一対のフォーカシング駆動用コイル82が構成されている。
【0030】
また、フレーム3に保持されているホルダ支持部材35の底壁からは支軸91が直立し、この支軸91はレンズホルダ71の軸受け部73の内側に差し込まれている。ホルダ支持部材35には外壁356および内壁357が形成され、外壁356にはトラッキング用駆動コイル81と対峙してトラッキング磁気回路を構成する一対のトラッキング用駆動マグネット83が取り付けられている。従って、レンズホルダ71を支軸91の回りに回転させ、トラッキングエラー補正を行うことができる。
【0031】
また、外壁356にはフォーカシング用駆動コイル82に対峙してフォーカシング磁気回路を構成する一対のフォーカシング用駆動マグネット84が取り付けられている。従って、レンズホルダ71を支軸91の軸線方向に移動させ、フォーカシングエラー補正を行うことができる。
【0032】
なお、レンズホルダ71には、ホルダ支持部材35の切り起こし部359に途中位置が支持されたフレキシブル基板77が接続されている。また、ホルダ支持部材35の上面には、カバー355が被せられている(図2(A)を参照)。
【0033】
[シールド構造]
図4は、本形態の光ヘッド装置1において、回路基板410に実装された高周波重畳モジュールに対するシールド構造を示す説明図である。図5は、このシールド構造を施した回路基板410周辺の構造を示す分解斜視図である。図6(A)、(B)はそれぞれ、このシールド構造を左斜め上方からみたときの説明図、および右斜め上方からみたときの説明図である。
【0034】
図4および図5に示すように、本形態の光ヘッド装置1において、回路基板410では、穴305に向かってDVD用レーザダイオード4が裏面側に向かって突き出ているとともに、表面側には、CD用レーザダイオード5によってCD−Rに対する記録を行う際に、このCD用レーザダイオード5への信号に高周波を重畳させるためのスイチング素子411を備えた高周波重畳モジュール412(スイッチング回路)と、回路基板410のグランドパターン413に入り込んだノイズを電気的に遮断するノイズ除去用のインダクタからなるノイズフィルタ414が実装されている。なお、回路基板410からはフレキシブル基板77が上方に延びている。
【0035】
回路基板410には、図5および図6を参照して詳述するシールドケース60が被せられるようになっており、このシールドケース60、ノイズフィルタ414、およびプレート50は、図4に示すように電気的に接続されている。すなわち、回路基板410のグランドパターン413とプレート50とは、ノイズフィルタ414を介して電気的に接続しているとともに、このノイズフィルタ414とプレート50との間にシールドケース60が電気的に接続している。
【0036】
このようなシールド構造を構成するにあたって、本形態では、回路基板410が配置されるフレーム3の側面部分、プレート50、回路基板410、シールドケース60は、図5および図6に示すように構成されている。
【0037】
まず、図5において、樹脂製のフレーム3の側面317には、DVD用レーザダイオード4を配置するための穴305が開口しているとともに、その側方において、フレーム3の下面にはネジ穴370が開口している。
【0038】
プレート50は、接地部材として用いられているとともに、放熱部材としても機能している。プレート50においてフレーム3の側面に被さる部分には、DVD用レーザダイオード4を穴305に差し込むための穴501が形成されているとともに、その端部において、フレーム3の下面に重なる連結部分502には穴503が形成されている。
【0039】
シールドケース60は、1枚の金属板をプレス加工および折り曲げ加工してなるものであり、全体として直方体形状を有している。但し、シールドケース60の裏面および下面は、完全な開放状態にある。シールドケース60の上面から前面607にかけては、長手方向における略中央部分に矩形の開口601が形成されている。また、シールドケース60の上面において、開口601の近傍には、スリット602によって細幅部分603が形成され、この細幅部分603の先端部604は、シールドケース60の裏面側において水平方向に折り曲がっている。
【0040】
シールドケース60の一方の端部において、高さ方向の略中央部分では側端面から裏面側に爪605が水平に折り曲げられている。これに対して、シールドケース60の反対側の端部では、その下端部から外側に、プレート50の連結部分502に重なる連結部分606が折り曲げ形成され、この連結部分606にも穴617が形成されている。
【0041】
シールドケース60の下端部は、表面側に向かって所定の幅をもって折り曲げられて補強用のリブ608を構成している。
【0042】
シールドケース60の前面607において、その内側には絶縁フィルム609が貼られている。
【0043】
このように構成したシールドケース60を用いて高周波重畳モジュール412に対するシールドを行うにあたって、本形態では、まず、プレート50をフレーム3の側面317に重ねた状態で、さらに回路基板410をプレート50に重ね、プレート50の穴501からフレーム3の穴305にDVD用レーザダイオード4を圧入する。その結果、回路基板410およびプレート50は、フレーム3に対して仮固定される。
【0044】
次に、回路基板410に対してシールドケース60を被せる。この状態で、フレーム3の下面部では、プレート50の連結部502とシールドケース60の連結部606とが重なるので、これらの連結部502、606からフレーム3のネジ穴370に金属製のネジ(図示せず)を止める。その結果、フレーム3に対してプレート50およびシールドケース60が取り付けられるとともに、プレート50とシールドケース60は電気的に接続する。
【0045】
この状態において、シールドケース60の爪605は、まだ後方に向けて起立した状態にあるので、この爪605を回路基板410の裏側で折り曲げ、爪605によって回路基板410の端部を抱える。この状態で、回路基板410において高周波重畳モジュール412が実装されている側の面、および端部は、シールドケース60によって覆われる。但し、シールドケース60では、下面側が完全な開放状態にあり、かつ、上方には開口601が形成されているので、回路基板410は密閉状態にはない。
【0046】
また、この状態で、シールドケース60の細幅部分603の先端部604は、回路基板410においてノイズフィルタ414から延びたグランドパターン415に重なっているので、開口601からコテを差し込んで、グランドパターン415と細幅部分603の先端部604とをハンダ接続する。その結果、シールドケース60は、ノイズフィルタ414とプレート50との間に電気的に接続する状態になる。しかる後に、フレシキブル基板77を所定の状態に折り曲げる。
【0047】
このように構成した光ヘッド装置1では、高周波重畳モジュール412がシールドケース60で覆われているので、高周波重畳モジュール412から直接、外部に放出されようとするノイズを吸収することができる。また、回路基板410のグランドパターン413は、ノイズフィルタ414を介して接地用のプレート50に電気的に接続しているので、グランドパターン413に入り込んだノイズは、ノイズフィルタ414によって除去され、外部へのノイズ流出を抑えることができる。さらに、シールドケース60は、ノイズフィルタ414およびプレート50の双方に電気的に接続しているので、高周波重畳モジュール412および回路基板410は、シールドケース60によって電磁シールドされた状態にある。それ故、光ヘッド装置1の周囲に配置された機器に対して電磁波障害を引き起こすこともない。
【0048】
また、接地用のプレート50とシールドケース60とは、共通のネジによってフレーム3に取り付けられるため、組み立て工程を簡略化できるとともに、プレート50とシールドケース60との電気的な接続を確実に行うことができる。
【0049】
さらに、シールドケース60は、細幅部分603の先端部604で回路基板410にハンダ付けされる。このため、シールドケース60側の熱容量が小さいので、ハンダ付けをスムーズに行うことができ、かつ、シールドケース60と回路基板410上の他のパターンとの短絡を回避することができる。
【0050】
さらにまた、シールドケース60は、高周波重畳モジュール412が位置する側とは反対方向に折り曲げられた補強用のリブ608を備えているため、軽量化を目的に薄い金属板でシールドケース60を形成しても、十分な強度を有するので、振動などが発生しない。また、シールドケース60は、回路基板410、それから一段高くなっている高周波重畳モジュール412、あるいは光ヘッド装置1を構成する他の部材に当たらない。
【0051】
また、シールドケース60は、高周波重畳モジュール412に対向し、かつ、その側面も覆う構造を有しているが、下面が完全に開放状態にあり、かつ、上面側には開口601が形成されている。従って、開口601あるいは下面開口から熱を放出することができるので、シールドケース60内が高温になるのを防止することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置において、スイッチング回路のグランド線は、ノイズフィルタを介して接地部材に電気的に接続しているので、スイッチング回路が実装された基板の回路パターンに入り込んだノイズは、ノイズフィルタによって除去され、外部への流出を抑えることができる。さらに、シールド材は、ノイズフィルタと接地部材との間に電気的に接続されているので、スイッチング回路は、シールド材によって電磁シールドされた状態にあるので、光ヘッド装置の周囲に配置された機器に対して電磁波障害を引き起こすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される光ヘッド装置の要部の平面図である。
【図2】(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ本発明を適用した光ヘッド装置の平面図、左側面図、右側面図、および底面図である。
【図3】(A)、(B)、(C)、(D)は、それぞれ図2に示す光ヘッド装置に用いた樹脂製フレームの平面図、左側面図、右側面図、および底面図である。
【図4】図1に示す光学ヘッド装置において、回路基板に実装された高周波重畳モジュールに対するシールド構造を示す説明図である。
【図5】図4に示すシールド構造を施した回路基板周辺の構造を示す分解斜視図である。
【図6】(A)、(B)はそれぞれ、このシールド構造を左斜め上方からみたときの説明図、および右斜め上方からみたときの説明図である。
【符号の説明】
1 光ヘッド装置
2A、2B ガイドシャフト
3 樹脂製フレーム
4 DVD用のレーザダイオード(光源)
5 CD用のレーザダイオード(光源)
6 共通光路
7 コリメートレンズ
8 立ち上げミラー
9 対物レンズ
10 センサレンズ
11 受光素子
12 回折格子(光学素子)
20 導光系
21 ハーフミラー
22 プリズム
35 ホルダ支持部材
50 プレート(接地部材)
60 シールドケース(シールド材)
70 対物レンズ駆動装置
71 レンズホルダ
370 フレームのネジ穴
410 回路基板
411 スイチング素子
412 高周波重畳モジュール
413 グランドパターン
414 ノイズフィルタ
502 プレートの連結部分
503 プレートの穴
601 シールドケースの開口
603 シールドケースの細幅部分
605 シールドケースの爪
606 シールドケースの連結部分
608 シールドケースの補強用のリブ
609 シールドケースに貼られた絶縁フィルム
617 シールドケースの穴
L1 第1のレーザ光
L2 第2のレーザ光
L10 第1のレーザ光の光軸
L20 第2のレーザ光の光軸

Claims (6)

  1. 光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に収束させる対物レンズを駆動するレンズ駆動装置と、光記録媒体からの戻り光を受光するための受光素子と、前記光源に供給する信号に高周波を重畳するためのスイッチング回路と、前記光源、前記レンズ駆動装置、前記スイッチング回路、および前記受光素子が搭載されたフレームとを有する光ヘッド装置において、
    前記フレームには、前記スイッチング回路を覆うシールド材と、接地部材とが取り付けられ、
    前記接地部材は、ノイズフィルタを介して前記スイッチング回路のグランド線に電気的に接続され、
    前記シールド材は、前記接地部材に電気的に接続されているとともに、前記ノイズフィルタを介して前記グランド線に電気的に接続されていることを特徴とする光ヘッド装置。
  2. 請求項1において、前記接地部材と前記シールド材とは、共通のネジによって前記フレームに取り付けられていることにより電気的に接続していることを特徴とする光ヘッド装置。
  3. 請求項1または2において、前記シールド材は、前記スイッチング回路が実装された基板とハンダ付けされた細幅部分を備えていることを特徴とする光ヘッド装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記シールド材は、前記スイッチング回路が位置する側とは反対方向に折り曲げられた補強リブを備えていることを特徴とする光ヘッド装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記シールド材は、前記スイッチング回路が実装された基板を覆うケース形状を有し、
    当該シールド材は、前記基板において前記スイッチング回路が形成されている側の基板面を少なくとも覆い、かつ、放熱用の開口が形成されていることを特徴とする光ヘッド装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、前記フレームは、樹脂製であることを特徴とする光ヘッド装置。
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