JP3882937B2 - 光学式ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、光学式ピックアップ、特に、光学素子としてのレンズが接着剤によってベースなどによって形成されるレンズ保持体に結合固定されているという構成を備えた光学式ピックアップに関する。

図４はこの種の光学式ピックアップの概略斜視図、図５は光学式ピックアップの光学系の説明図である。図４のように、光学式ピックアップは、ベース１や、そのベース１に搭載されたアクチュエータ３などを備えていて、アクチュエータ３には対物レンズ４が装備されている。また、図５に示したように、ベース１にはレーザダイオードでなる発光素子５や受光素子６のほか、回折格子７、ハーフミラー８、コリメータレンズ９などの光学系構成部品が取り付けられている。この光学式ピックアップでは、発光素子５からの投射光が、回折格子７、ハーフミラー８、コリメータレンズ９及び対物レンズ４を経て記録媒体としてのディスク面Ｄに照射され、その反射光が、コリメータレンズ９及びハーフミラー８を経て受光素子６に導かれる。そして、ディスク面Ｄに対する記録再生性能の良否は、コリメータレンズ９などの上掲の光学系構成部品によって形成される光路が適正に形成されているか否かによって影響を受けることが判っている。

図４及び図５を参照して説明した光学式ピックアップにおいて、コリメータレンズ９はベース１に接着剤を用いて固着されていて、その固着部分の構成を図６に平面図で示してある。

コリメータレンズ９は平面視円形の樹脂モールド又はガラスによって形成されており、その外周端面は当該コリメータレンズ９の光軸に対して平行な円筒面になっている。このコリメータレンズ９は、ベース１に開設されてそのベース１の上側の平坦な外面１２で開口する孔部の開口１３を覆うように配備されている。また、ベース２の上記外面１２には、上記開口１３の周囲等角度おきの４箇所にその開口１３に通じる凹所が形成されていて、これらの凹所が、開口１３を挟む２箇所に位置する幅狭凹所１４，１４と上記開口１３を挟んで他の２箇所に位置する幅広凹所１５，１５とに分かれており、それらの各凹所１４，１５には、幅方向で互いに対向する２つの平坦な側壁面１４ａ，１５ａと１つの平坦な背壁面１４ｂ，１５ｂとが備わっている。そして、２箇所の幅狭凹所１４，１４がコリメータレンズ９をベース１に固着するための接着剤の塗布箇所として利用されている。

すなわち、２箇所の幅狭凹所１４，１４のそれぞれに塗布することによって形成されている接着剤層１０は、コリメータレンズ９の外周端面の全領域のうちの幅狭凹所１４に臨んでいる領域に付着していると共に、幅狭凹所１４の平坦な底壁面と、２つの平坦な側壁面１４ａ，１４ａと、１つの平坦な背壁面１４ｂとに付着していて、その上面部分だけが開放されている。したがって、この接着剤層１０は、その上面部分を除く全周囲領域がコリメータレンズ９の外周端面や幅狭凹所１４の底壁面、幅狭凹所の側壁面１４ａ，１４ａ及び背壁面１４ｂによって閉じられた状態の閉塞面となっている。

一方、他の２箇所の幅広凹所１５，１５は接着剤の塗布には用いられておらず、これらの幅広凹所１５，１５は、コリメータレンズ９をベース１から取り外すというリワーク時に、そのコリメータレンズ９の外周端面を引っかけて持ち上げるための先薄工具の挿入箇所などに利用することができるようになっている。

しかしながら、図６を参照して説明した構成を採用することによってコリメータレンズ９をベース１に固着してある光学式ピックアップにあっては、光学部品である当該コリメータレンズ９の歪みに起因する非点収差がその環境温度の変化により比較的大きく変動することが知見された。具体的には、図６の構成を採用してコリメータレンズ９をベース１に固着した光学式ピックアップについて、常温（２５℃付近）とそれよりも低温（−１０℃付近）との間の温度範囲での非点収差の変動を調査したところ、図３に示した温度変化による非点収差の変動を表したグラフに破線Ｂで示したように非点収差が比較的大きく変動していることが判明した。一方、ＣＤやＤＶＤといったディスク装置に採用される光学式ピックアップに関し、光学系の非点収差の基準値からの大幅な変動は再生画像品質などに悪影響を及ぼすことが判っている。

そこで、図６の構成を採用してコリメータレンズ９をベース１に固着した光学式ピックアップに関して、何らかの対策を講じて温度変化に起因する非点収差の変動幅を抑えて光学式ピックアップの光学性能の温度安定性を改善する必要性が生じた。

ところで、光学式ピックアップに関し、光線をディスク面に合焦させるために採用される対物レンズ（図５に符号４で示した対物レンズに相当する）をレンズホルダに接着剤を用いて接合する手段が従来より種々提案されている（特許文献１又は特許文献２参照）。

これらの特許文献１又は特許文献２に記載されているものは、対物レンズの下面に接着剤が流れ込んで光学的歪みを生じることを防止することを意図している。そして、特許文献１によって提案されている技術では、レンズホルダに設けた接着用爪の上面を、そのレンズホルダと対物レンズとの重なり面の位置よりも上位に定めることにより、接着用爪の上面に塗布した接着剤が対物レンズの下面に流れ込むことを抑制している。これに対し、特許文献２によって提案されている技術では、レンズホルダに形成した段差部の壁面を伝わせて塗布した接着剤を対物レンズに形成したコバの外周面の４箇所に付着させるようにしている。また、特許文献２には、凝固した状態で柔軟性を有する接着剤を用いることにより、対物レンズやレンズホルダーの温度変化による膨張収縮を吸収させて、対物レンズの歪みに伴う収差の劣化を低減するということも記載されている。
特開平９−３２００８８号公報 特開２００３−２４８９６５号公報

特許文献１や特許文献２によって提案されている技術は、対物レンズをレンズホルダーに固着する場合に、レンズホルダーの側の接着剤の塗布面の形状ないし構成に工夫を講じることによって接着剤が対物レンズの下面に流れ込まないようにし、そうすることによってレンズ歪みの発生を抑制することを意図している。そのため、これらの特許文献に記載されている技術を適用することによって、図５に示したコリメータレンズ９について温度変化に起因する非点収差の変動を抑制しようとすれば、レンズ保持体として機能しているベース１の形状を変更することが必要になる。

しかし、ベース１の形状を変更することにはコストがかかるだけでなく、ベース１の形状の変更は、そのベース１に搭載されるアクチュエータ３の組付け構造などにも影響を及ぼすので得策ではない。

そのような状況の下で、本願発明者は、鋭意調査を行った結果、図６の構成を採用してコリメータレンズ９をベース１に固着した光学式ピックアップでは、幅狭凹所１４を埋めるように接着剤を塗布することによって接着剤層１０を形成しているために、その接着剤層１０の上面部分を除く全周囲領域が、コリメータレンズ９の外周端面や幅狭凹所１４の底壁面、幅狭凹所の側壁面１４ａ，１４ａ及び背壁面１４ｂによって閉じられた状態の閉塞面となり、そのために温度変化による接着剤の膨張収縮の影響がコリメータレンズ９に直接に及んでそのコリメータレンズ９に光学的歪みを生じさせ、そのことが非点収差の変動につながっているということを突き止めた。

その一方で、ベース１の開口１３の周囲４箇所に幅狭凹所１４や幅広凹所１５を形成しておくことは、コリメータレンズ９を固着するための接着剤をベース１側に塗布するときに、それらの凹所１４，１５のいずれかの形成箇所を目安にして接着剤の塗布位置を決めることに役立つというだけでなく、既述したようにリワーク時に先薄工具の挿入箇所などとしてそれらの凹所１４，１５を利用することができるという利便がある。

したがって、本発明は、ベースなどのレンズ保持体の開口の周囲複数箇所に凹所が形成されていて、その凹所に接着剤を塗布することによってレンズを固着するという手段を採用する場合において、凹所内での接着剤の塗布箇所ないし塗布された後の接着剤層の状態に対策を講じることにより、温度変化による接着剤の膨張収縮の影響をレンズに及びにくくし、そうすることによってレンズの光学的歪みを抑制して温度変化に起因する非点収差の変動を抑えることの可能な光学式ピックアップを提供することを目的とする。

本発明に係る光学式ピックアップは、光路として使われる孔部の開口が開設されている平坦な外面を備えたレンズ保持体の上記開口を挟む両側にその開口に通じる凹所が形成され、上記開口を覆って配備された光学素子としてのレンズの外周端面に、複数箇所の上記凹所から選択した所定箇所の凹所内に塗布することにより形成された接着剤層が付着してその接着剤によって上記レンズがレンズ保持体に固着されている光学式ピックアップにおいて、上記凹所のそれぞれがその幅方向で対向する２つの側壁面を備え、上記接着剤層は、上記開口を挟む両側の上記凹所のそれぞれにおいて、２つの側壁面とレンズの外周端面とによって形成される２箇所の入隅箇所に形成されてその入隅箇所を形成しているレンズの外周端面と凹所の側壁面とに付着している共に、その接着剤層の上記レンズの外周端面に対する付着面及び上記側壁面に対する付着面を除く表面が、その変位によって温度変化による上記接着剤層の膨張収縮を吸収する開放面として形成されている、というものである。

この構成であれば、温度変化による接着剤層の膨張収縮が、その接着剤層の開放面の変位によって吸収されることになる。そのため、接着剤層の膨張収縮の影響がレンズに及びにくくなってそのレンズに光学的歪みが生じにくくなり、光学系の非点収差の変動が抑えられる。また、レンズ保持体の光路として使われる孔部の開口を挟む両側の凹所内に接着剤を塗布するという対策を講じているので、接着剤の塗布箇所が凹所によって特定され、そのことが量産を伴う塗布作業の作業性を向上させることに役立つという利便がある。

また、レンズ保持体の開口を挟む両側の凹所のそれぞれがその幅方向で対向する２つの側壁面を備え、上記接着剤層が、それらの各側壁面と上記レンズの外周端面とによって形成される２箇所の入隅箇所に形成されている、という構成を採用していることにより、温度変化による非点収差の変動が可及的小さく抑えられ、しかも、レンズ保持体に対するレンズの接合強度（固着強度）を十分に大きく確保することができることが確認された。

本発明に係る光学式ピックアップは、光路として使われる孔部の開口が開設されている平坦な外面を備えたレンズ保持体の上記開口の周囲複数箇所にその開口に通じる凹所が形成され、上記開口を覆って配備された光学素子としてのレンズの外周端面に、複数箇所の上記凹所から選択した所定箇所の凹所内に塗布することにより形成された接着剤層が付着してその接着剤によって上記レンズがレンズ保持体に固着されている光学式ピックアップにおいて、上記レンズ保持体が、対物レンズを備えたアクチュエータを搭載するベースでなり、上記凹所が上記開口の周囲等角度おきの４箇所に形成され、それらの凹所が、上記開口を挟む２箇所に位置する幅狭凹所と上記開口を挟んで他の２箇所に位置する幅広凹所とに分かれており、それら２箇所の幅広凹所のそれぞれがその幅方向で対向する２つの側壁面を備え、上記接着剤層が、それらの各側壁面とレンズの外周端面とによって形成される２箇所の入隅箇所に形成されてその入隅箇所を形成しているレンズの外周端面と幅広凹所の側壁面とに付着している共に、その接着剤層の上記レンズの外周端面に対する付着面及び上記側壁面に対する付着面を除く表面が、その変位によって温度変化による上記接着剤層の膨張収縮を吸収する開放面として形成されている、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の構成や作用は、後述する実施形態を参照して詳細に説明する。

本発明によれば、ベースなどのレンズ保持体の開口の周囲複数箇所に凹所が形成されていて、その凹所に接着剤を塗布することによってレンズを固着するという手段を採用する場合において、温度変化による接着剤層の膨張収縮が、その接着剤層に具備された開放面の変位によって吸収され、その膨張収縮の影響がレンズに対して及びにくくなるので、レンズの光学的歪みが抑制されて温度変化に起因する非点収差の変動が抑えられる。そのため、ＣＤやＤＶＤなどに当該光学式ピックアップを採用した場合に、再生画像品質が向上する。また、ベースの構造や形状を変えずに非点収差の変動を抑制することができるので、当該光学式ピックアップがコスト高になるということもなく、さらに、接着剤層の形成箇所を実施形態のように選定することによってレンズの固着強度も十分に大きく確保されて、不慮にレンズがレンズ保持体から脱落するといった事態の発生を防ぐことが可能になる。さら、リワークに際しては、凹所を先薄工具の挿入に利用することができるという利便がある。

図１は本発明の実施形態に係る光学式ピックアップのベース１とコリメータレンズ９との固着部分の構成を示した平面図、図２はその固着部分の要部の拡大縦断面図である。この実施形態において、光学式ピックアップの基本構成は図４又は図５を参照して既述したところと同様であり、また、ベース１の構成は図６を参照して説明したところと同様である。したがって、図１又は図２にあっては、図４〜図６に付した符号と同一部分を指し示すときには図４又は図６の場合と同一符号を用いることとする。

図１において、図６の場合と異なる点は、接着剤層１０の状態ないし形成箇所だけであり、その他の構成は図６と同様である。すなわち、この実施形態では、接着剤層１０が、幅広凹所１５の側壁面１５ａとコリメータレンズ９の外周端面とによって形成される入隅箇所イに形成されている。そのため、接着剤層１０は、平面視略三角形状に形成されて、コリメータレンズ９の外周端面９１と幅広凹所１５の側壁面１５ａとその底壁面とに付着しているのに対し、それらを除く表面は、幅広凹所１５の側壁面１５ａや背壁面１５ｂのいずれに対しても付着していない開放面１０ｃとなっている。なお、接着剤層１０は上方に向けても開放されている。

図１で説明した構成でコリメータレンズ９をベース１に固着した場合の、温度変化による非点収差の変動を図３に実線Ａで示してある。図３に示されているように、図１の構成を採用してコリメータレンズ９をベース１に固着した光学式ピックアップについては、常温（２５℃付近）とそれよりも低温（−１０℃付近）との間の温度範囲での非点収差の変動幅は、既述した図６に対応する破線Ｂの場合に比べて非常に小さくなっている。このことから、図１で説明した構成でコリメータレンズ９をベース１に固着した場合には、コリタメータレンズ９の光学的歪みがほとんど生じないことが明らかになる。したがって、この光ピックアップをＣＤやＤＶＤといったディスク装置に採用することによって再生画像品質などを向上させ得ることが判る。

また、この実施形態では、ベース１の外面１２の４つの凹所１４，１５の形成箇所から選択した所定箇所の凹所内に接着剤を塗布するという対策を講じているので、接着剤の塗布箇所が特定され、そのことが量産を伴う塗布作業の作業性を向上させることに役立つだけでなく、リワーク時に先薄工具の挿入箇所などとして幅狭凹所１４などの凹所を利用することができるという利便がある。

さらに、コリメータレンズ９は、その外周端面の４箇所が同じく４箇所の入隅箇所イに塗布した接着剤層１０に付着しているために、容易に剥がれ落ちない十分な大きさの強度を保ってベース１に固着されている。

この実施形態では、レンズ保持体としてベース１が選択され、レンズとしてコリメータレンズ９が選択されているけれども、レンズ保持体としてアクチュエータ３（図４）のレンズホルダを採用し、かつ、レンズとして対物レンズ４を採用することも可能である。

本発明の実施形態に係る光学式ピックアップのベースとコリメータレンズとの固着部分の構成を示した平面図である。 上記固着部分の要部の拡大縦断面図である。 温度変化に対する非点収差の変動を表した図面代用グラフである。 従来の光学式ピックアップのベースとコリメータレンズとの固着部分の構成を示した平面図である。 光学式ピックアップの光学系の説明図である。 図４及び図５の光学式ピックアップのベースとコリメータレンズとの固着部分の構成を示した平面図である。

符号の説明

１ ベース（レンズ保持体）
３ アクチュエータ
４ 対物レンズ
９ コリメータレンズ（レンズ）
１０ 接着剤層
１０ａ，１０ｂ 付着面
１０ｃ 開放面
１２ 外面
１３ 開口
１４ 幅狭凹所（凹所）
１４ａ，１５ａ 側壁面
１５ 幅広凹所（凹所）
９１ 外周端面
イ 入隅箇所

Claims (2)

1. 光路として使われる孔部の開口が開設されている平坦な外面を備えたレンズ保持体の上記開口の周囲複数箇所にその開口に通じる凹所が形成され、上記開口を覆って配備された光学素子としてのレンズの外周端面に、複数箇所の上記凹所から選択した所定箇所の凹所内に塗布することにより形成された接着剤層が付着してその接着剤によって上記レンズがレンズ保持体に固着されている光学式ピックアップにおいて、
   上記レンズ保持体が、対物レンズを備えたアクチュエータを搭載するベースでなり、
   上記凹所が上記開口の周囲等角度おきの４箇所に形成され、それらの凹所が、上記開口を挟む２箇所に位置する幅狭凹所と上記開口を挟んで他の２箇所に位置する幅広凹所とに分かれており、
   それら２箇所の幅広凹所のそれぞれがその幅方向で対向する２つの側壁面を備え、上記接着剤層が、それらの各側壁面とレンズの外周端面とによって形成される２箇所の入隅箇所に形成されてその入隅箇所を形成しているレンズの外周端面と幅広凹所の側壁面とに付着している共に、その接着剤層の上記レンズの外周端面に対する付着面及び上記側壁面に対する付着面を除く表面が、その変位によって温度変化による上記接着剤層の膨張収縮を吸収する開放面として形成されていることを特徴とする光学式ピックアップ。
2. 光路として使われる孔部の開口が開設されている平坦な外面を備えたレンズ保持体の上記開口を挟む両側にその開口に通じる凹所が形成され、上記開口を覆って配備された光学素子としてのレンズの外周端面に、複数箇所の上記凹所から選択した所定箇所の凹所内に塗布することにより形成された接着剤層が付着してその接着剤によって上記レンズがレンズ保持体に固着されている光学式ピックアップにおいて、
   上記凹所のそれぞれがその幅方向で対向する２つの側壁面を備え、上記接着剤層は、上記開口を挟む両側の上記凹所のそれぞれにおいて、２つの側壁面とレンズの外周端面とによって形成される２箇所の入隅箇所に形成されてその入隅箇所を形成しているレンズの外周端面と凹所の側壁面とに付着している共に、その接着剤層の上記レンズの外周端面に対する付着面及び上記側壁面に対する付着面を除く表面が、その変位によって温度変化による上記接着剤層の膨張収縮を吸収する開放面として形成されていることを特徴とする光学式ピックアップ。

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