JP4239762B2 - Optical pickup device and optical disk device - Google Patents

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Description

本発明は、各種光ディスクに対する情報信号の記録や再生を行なうための光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup device and an optical disc apparatus for recording and reproducing information signals with respect to various optical discs.

近年、光ディスクドライブの薄型化が進んでおり、現状では、10mm厚程度のものが商品化されている。光ディスクドライブの薄型化を図る上で最大の障害となるのは、キーデバイスである光ピックアップの厚みである。
したがって、この光ピックアップを薄型化することが、より薄い光ディスクドライブを作成するための鍵となる。最近では、より薄い、例えば5mm厚の光ディスクドライブを実現するために、新しい構造の光ピックアップが提案されている(例えば特許文献1〜3参照)。
In recent years, optical disc drives have been made thinner, and at present, products having a thickness of about 10 mm have been commercialized. The greatest obstacle to reducing the thickness of an optical disk drive is the thickness of an optical pickup that is a key device.
Therefore, reducing the thickness of this optical pickup is the key to creating a thinner optical disk drive. Recently, an optical pickup having a new structure has been proposed in order to realize a thinner optical disk drive, for example, 5 mm thick (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

図17は従来の光ピックアップの一例を示す断面図である。
図示の例は、バイモルフ型圧電素子1111を含むロードビーム1110によって支持した浮上スライダ1120内に全ての光学系を集積化し、全ての1パッケージにした例である。浮上スライダ1120は、外周に積層型圧電素子1121を設けたものであり、その内部に集積光学系(集積OP)1122やレーザ受発光ユニット1123等を配置し、さらに上部に光ディスク1130と対向する対物レンズ1124を配置したものである。
この浮上スライダ1120では、積層型圧電素子1121によって集積OP1122と対物レンズ1124との間の距離を変化させて、フォーカスサーボをとっている。また、ロードビーム1110に設けられたバイモルフ型圧電素子1111により、浮上スライダ1120に与えるロード圧をコントロールすることにより、浮上スライダ1120の浮上量を変化させて、フォーカスサーボを行なうこともできる。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a conventional optical pickup.
The example shown in the figure is an example in which all optical systems are integrated into a floating slider 1120 supported by a load beam 1110 including a bimorph piezoelectric element 1111 to form a single package. The flying slider 1120 is provided with a laminated piezoelectric element 1121 on the outer periphery, and an integrated optical system (integrated OP) 1122 and a laser light emitting / receiving unit 1123 are disposed inside the floating slider 1120, and further an objective facing the optical disk 1130 on the upper part. A lens 1124 is disposed.
In the flying slider 1120, focus servo is performed by changing the distance between the integrated OP 1122 and the objective lens 1124 by the laminated piezoelectric element 1121. Further, by controlling the load pressure applied to the flying slider 1120 by the bimorph piezoelectric element 1111 provided in the load beam 1110, the flying height of the flying slider 1120 can be changed to perform focus servo.

また、図18は従来の光ピックアップの他の例を示す断面図である。
図示の例は、光ピックアップ本体1260の上方にサスペンション1261によって浮上スライダ1240を配置し、この浮上スライダ1240に設けた対物レンズ1241をMEMS(マイクロ−エレクトロ−メカニカル−システム)アクチュエータ1250により駆動し、光ディスク1270に対するフォーカスサーボを行なう例である。
特開2001−297457号公報 特開2002−008260号公報 特開2003−141765号公報
FIG. 18 is a sectional view showing another example of a conventional optical pickup.
In the example shown in the figure, a flying slider 1240 is arranged above the optical pickup body 1260 by a suspension 1261, and an objective lens 1241 provided on the flying slider 1240 is driven by a MEMS (micro-electro-mechanical system) actuator 1250, thereby This is an example in which focus servo for 1270 is performed.
JP 2001-297457 A JP 2002-008260 A JP 2003-141765 A

しかしながら、上述した従来の光ピックアップでは、いずれも性能面でフォーカスサーボに問題がある。具体的には、フォーカスサーボの焦点移動距離が小さい、あるいは、加速度がでないといったことである。また、その他にも実用面で、駆動電圧に高電圧を必要としたり、高コスト等の問題もある。
例えば図17に示した例では、焦点の可動ストロークが小さいという問題がある。一般に積層型圧電素子1121のストロークは、スライダ1120のような薄い部分に使用する場合、大きくても2〜3μm以下程度である。また、ロードビーム1110によるフォーカスサーボも、浮上量で限界がくるので、±1μm以下程度と思われる。また、圧電素子を駆動するためには、30〜100V程度の大きな電圧を必要とする。しかし、光ディスクドライブは、通常、12Vあるいは5V駆動が一般的であるので、それ専用のDC−DCコンバータを設けなければならない。さらに、圧電素子自体のコストも高い。
However, any of the conventional optical pickups described above has a problem with focus servo in terms of performance. Specifically, the focus servo has a short focal distance or no acceleration. In addition, there are other practical problems such as requiring a high voltage for the drive voltage and high cost.
For example, the example shown in FIG. 17 has a problem that the movable stroke of the focal point is small. In general, the stroke of the multilayer piezoelectric element 1121 is about 2 to 3 μm or less when used in a thin portion such as the slider 1120. In addition, the focus servo by the load beam 1110 is also limited to about ± 1 μm or less because the flying height has a limit. Further, in order to drive the piezoelectric element, a large voltage of about 30 to 100 V is required. However, since the optical disk drive is generally driven at 12V or 5V, a dedicated DC-DC converter must be provided. Furthermore, the cost of the piezoelectric element itself is high.

また、図18に示した例では、一般にMEMSアクチュエータ1250は駆動力が弱いので、対物レンズ1241を駆動する時の加速度がでない。また、対物レンズ1241の可動ストロークもとれない。同じく、焦点ずれの補正量は2〜3μm以下程度である。また、加速度が出ないため高帯域のフォーカスサーボを行なうことができない。さらに、MEMSはアクチュエータの駆動力としては、未だに高コストである。   In the example shown in FIG. 18, since the MEMS actuator 1250 generally has a weak driving force, there is no acceleration when the objective lens 1241 is driven. Further, the movable stroke of the objective lens 1241 cannot be taken. Similarly, the amount of defocus correction is about 2 to 3 μm or less. Further, since acceleration is not generated, high-band focus servo cannot be performed. Furthermore, MEMS is still expensive as a driving force for the actuator.

そこで本発明は、上述したフォーカスサーボ性能の改善や低電圧化、低コスト化を実現しつつ、薄型化を図ることが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical pickup device and an optical disc device that can be reduced in thickness while realizing the above-described improvement in focus servo performance, low voltage, and low cost.

上述の目的を達成するため、本発明にかかる光ピックアップ装置は、光ディスクに対して光ビームによる信号の記録または再生を行なう半導体レーザと光学系を含む集積光ピックアップユニットと、前記集積光ピックアップユニットを支持した回転アームユニットとを有し、前記回転アームユニットは、先端部側に光ピックアップ配置用の孔を形成した薄い金属板よりなる光ピックアップベースプレートと、前記集積光ピックアップユニットが実装されるとともに、前記光ピックアップベースプレートの一方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ半導体基板と、前記光ピックアップベースプレートの他方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ透明カバーとを有し、前記光ピックアップベースプレートの孔を半導体基板と透明カバーで塞いで密閉された空間を形成し、この空間内に前記半導体基板上の集積光ピックアップユニットを配置したことを特徴とする。
また、本発明にかかる光ディスク装置は、光ディスクを保持して回転駆動する光ディスク駆動ユニットと、光ディスクに対して光ビームによる信号の記録または再生を行なう半導体レーザと光学系を含む集積光ピックアップユニットと、前記集積光ピックアップユニットを支持した回転アームユニットとを有し、前記回転アームユニットは、先端部側に光ピックアップ配置用の孔を形成した薄い金属板よりなる光ピックアップベースプレートと、前記集積光ピックアップユニットが実装されるとともに、前記光ピックアップベースプレートの一方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ半導体基板と、前記光ピックアップベースプレートの他方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ透明カバーとを有し、前記光ピックアップベースプレートの孔を半導体基板と透明カバーで塞いで密閉された空間を形成し、この空間内に前記半導体基板上の集積光ピックアップユニットを配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention includes an integrated optical pickup unit including a semiconductor laser and an optical system for recording or reproducing a signal with an optical beam on an optical disc, and the integrated optical pickup unit. A rotating arm unit that is supported, and the rotating arm unit is mounted with an optical pickup base plate made of a thin metal plate in which a hole for arranging an optical pickup is formed on the tip end side, and the integrated optical pickup unit. A semiconductor substrate mounted on one side surface of the optical pickup base plate to block the hole; and a transparent cover mounted on the other side surface of the optical pickup base plate to block the hole, the hole of the optical pickup base plate being Sealed with a semiconductor substrate and transparent cover Forming between, characterized in that a integrated optical pickup unit on the semiconductor substrate in this space.
An optical disk apparatus according to the present invention includes an optical disk drive unit that holds and rotates an optical disk, an integrated optical pickup unit that includes a semiconductor laser and an optical system that records or reproduces a signal with an optical beam on the optical disk, A rotary arm unit that supports the integrated optical pickup unit, and the rotary arm unit includes an optical pickup base plate made of a thin metal plate in which a hole for arranging an optical pickup is formed on a tip side, and the integrated optical pickup unit. And a semiconductor substrate that is mounted on one side of the optical pickup base plate and closes the hole, and a transparent cover that is mounted on the other side of the optical pickup base plate and closes the hole, Optical pickup base plate hole in semiconductor Forming a space which is sealed by closing a plate and a transparent cover, characterized in that a integrated optical pickup unit on the semiconductor substrate in this space.

本発明にかかる光ピックアップ装置及び光ディスク装置によれば、回転アームユニットの光ピックアップベースプレートに設けた孔を集積光ピックアップユニットが実装された半導体基板と透明カバーで塞いで密閉し、その空間内に半導体基板上の集積光ピックアップユニットを配置したことから、光ピックアップの薄型化を図ることできる。また、光ピックアップベースプレートが放熱板として機能し、半導体レーザに対する放熱性の向上を図ることができ、さらに簡単な構成で部品点数の減少やコストダウンを図ることも可能となる。   According to the optical pickup device and the optical disc apparatus according to the present invention, the hole provided in the optical pickup base plate of the rotary arm unit is sealed with the semiconductor substrate on which the integrated optical pickup unit is mounted and the transparent cover, and the semiconductor is placed in the space. Since the integrated optical pickup unit on the substrate is arranged, the optical pickup can be thinned. Further, the optical pickup base plate functions as a heat radiating plate, so that the heat radiation performance for the semiconductor laser can be improved, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced with a simple configuration.

本例の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、集積光ピックアップユニットを支持する回動アームが、鉄合金または銅合金の薄い板材よりなる光ピックアップベースプレートを有するとともに、この光ピックアップベースプレートに設けた孔を、両側からシリコン基板とカバーガラスにより塞いで密閉された空間を形成し、この空間内にシリコン基板上に集積した半導体レーザと光学系を含む集積光ピックアップユニットを配置した。このような構造により、光ピックアップの薄型化、放熱性の向上、部品点数の減少、コストダウンを図ることができる。また、このカバーガラスがレンズ等の光学部品としての機能を有する場合に、鍍金厚を変えることにより、板材の厚みを調整し、光学部品の位置調整として機能させる。これにより、光学精度の確保できる。また、鍍金は銅鍍金やハンダ鍍金等のハンダがつく鍍金を使用する。これにより、各部品をハンダで固定でき、熱による位置ずれ防止を図ることができ、各部品とのアースがとれ、高い固着強度を得ることができる。   In the optical pickup device and the optical disk device of this example, the rotating arm that supports the integrated optical pickup unit has an optical pickup base plate made of a thin plate material of an iron alloy or a copper alloy, and a hole provided in the optical pickup base plate. A space sealed by a silicon substrate and a cover glass was formed from both sides, and an integrated optical pickup unit including a semiconductor laser integrated on the silicon substrate and an optical system was disposed in the space. With such a structure, it is possible to reduce the thickness of the optical pickup, improve heat dissipation, reduce the number of parts, and reduce costs. Further, when the cover glass has a function as an optical component such as a lens, the thickness of the plate material is adjusted by changing the plating thickness, and the cover glass functions as a position adjustment of the optical component. Thereby, optical accuracy can be secured. For the plating, a plating with solder such as copper plating or solder plating is used. Thereby, each part can be fixed with solder, position shift by heat can be aimed at, grounding with each part can be taken, and high fixation strength can be obtained.

また、本例の光ピックアップ装置及び光ディスク装置では、光ピックアップを支持する回動アームにおいて、その回動アームの回動中心の径方向の軸から傾きをもって配置した。これにより、アジマス角発生によるサーボエラー信号に振幅劣化を軽減できる。また、ここで回動アームの傾き角度を光ディスク上の光ピックアップ、アクセスエリアのほぼ中央でアジマス角が0度となる角度に設定することにより、アジマス角発生によるサーボエラー信号に振幅劣化を最小限にできる。さらに、アジマス角が変化してもトラッキングエラー信号の振幅が一定となる補償器を有するとともに、アジマス角が変化してもフォーカスエラー信号の振幅が一定となる補償器を有する。これらにより、アジマス角が発生してもトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号の振幅を一定にできる。   Further, in the optical pickup device and the optical disk device of the present example, the rotation arm that supports the optical pickup is arranged with an inclination from the radial axis of the rotation center of the rotation arm. As a result, it is possible to reduce the amplitude deterioration in the servo error signal due to the azimuth angle generation. In addition, by setting the tilt angle of the rotating arm to an optical pickup on the optical disk and the angle at which the azimuth angle is 0 degrees at the approximate center of the access area, the amplitude degradation of the servo error signal due to azimuth angle generation is minimized. Can be. In addition, there is a compensator that makes the amplitude of the tracking error signal constant even if the azimuth angle changes, and a compensator that makes the amplitude of the focus error signal constant even if the azimuth angle changes. As a result, the amplitudes of the tracking error signal and the focus error signal can be made constant even when the azimuth angle is generated.

また、本例の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、上述のように回動アームの光ピックアップベースプレートに搭載された集積光ピックアップユニットに、この光ピックアップユニットから出射されたレーザ光の発散角を広げるための凹レンズを設け、光ピックアップベースプレートと平行に配置される板バネに凹レンズからの光を平行光に変えるコリメータレンズを設け、さらに、板バネと平行に配置されるサスペンションに対物レンズを組み込んだ浮上スライダを設け、上述したコリメータレンズを設けた板バネを駆動する駆動コイルと磁気回路からなるコリメータレンズアクチュエータを設けた。このような構成により、コリメータレンズを自在に変位させることができ、フォーカスサーボの焦点補正距離及び加速度を大きくできる。そして、コリメータレンズアクチュエータのロードビームのリブ部(曲げ部)の高さを、そのロードビームから光ピックアップベースプレート間に存在する光学部品の合計の厚みより高くすることにより、ストッパとして機能させることができ、光学部品の保護を図ることができる。
また、上述した浮上スライダを支持したサスペンションにコリメータレンズアクチュエータ用の磁気回路を通す孔を設ける。これにより、コリメータアクチュエータの加速度を向上でき、位置による推力変化を少なくすることができる。
In addition, the optical pickup device and the optical disk device of the present example extend the divergence angle of the laser light emitted from the optical pickup unit to the integrated optical pickup unit mounted on the optical pickup base plate of the rotating arm as described above. The floating slider is provided with a collimator lens that converts the light from the concave lens into parallel light on a leaf spring arranged in parallel with the optical pickup base plate, and an objective lens incorporated in a suspension arranged in parallel with the leaf spring And a collimator lens actuator comprising a drive coil for driving a leaf spring provided with the collimator lens described above and a magnetic circuit. With such a configuration, the collimator lens can be freely displaced, and the focus correction distance and acceleration of the focus servo can be increased. The height of the rib part (bending part) of the load beam of the collimator lens actuator can be made to function as a stopper by making it higher than the total thickness of the optical components existing between the load beam and the optical pickup base plate. The optical component can be protected.
Further, a hole for passing the magnetic circuit for the collimator lens actuator is provided in the suspension supporting the above-described flying slider. Thereby, the acceleration of a collimator actuator can be improved and the thrust change by a position can be decreased.

また、集積光ピックアップユニットと電気的な接続を行なうフレキシブル基板において、動作に必要な信号と調整にのみ必要な信号とを分けて、パターンの引き出しを行なう。ここで集積光ピックアップユニットの調整固着後、調整のみに必要な信号のパターンを切り取る。これにより、光ピックアップから引き出す信号線を最小にすることができる。
また、対物レンズ付き浮上スライダ用のサスペンションにおいて、浮上スライダをサスペンションに固着する際に、浮上スライダ貼り付け面と逆側から接着剤を塗布することが可能な孔を設ける。これにより、接着剤が光路を妨害する危険性を排除でき、組み立て作業性の改善を図ることができる。
また、対物レンズ付き浮上スライダを中心に対称の各2本×2方向のねじれヒンジ部により、スライダのロール、ピッチ方向の動きを吸収するフレクチュアを設け、スライダ接着部とヒンジ部中間リングの隙間に光ピックアップからの光を通す構造とする。これにより、フレクチュアのメカ共振性能を向上できるとともに、サスペンションを通過する光路の確保にも有効で、さらに対物レンズ位置の変更にも対応可能となる。
Further, in a flexible substrate that is electrically connected to the integrated optical pickup unit, a signal is extracted by separating a signal necessary for operation and a signal necessary only for adjustment. Here, after adjusting and fixing the integrated optical pickup unit, a signal pattern required only for adjustment is cut out. Thereby, the signal line drawn out from the optical pickup can be minimized.
In addition, in the suspension for the floating slider with the objective lens, when the floating slider is fixed to the suspension, a hole through which an adhesive can be applied from the side opposite to the floating slider attaching surface is provided. As a result, the risk of the adhesive obstructing the optical path can be eliminated, and the assembly workability can be improved.
In addition, a flexure that absorbs the movement of the slider in the roll and pitch directions is provided by two symmetrical two-by-two twisted hinges around the floating slider with the objective lens, and the gap between the slider adhesion part and the hinge part intermediate ring is provided. A structure that allows light from an optical pickup to pass through. As a result, the mechanical resonance performance of the flexure can be improved, the optical path passing through the suspension can be secured, and the change of the objective lens position can be dealt with.

また、対物レンズ付き浮上スライダが固着されたサスペンションと、コリメータレンズが固着されたコリメータレンズアクチュエータ用板バネと、集積光ピックアップユニットが固着された鉄合金または銅合金の板材は、鉄合金または銅合金といったような同じ種類の材料を使用する。これにより、熱膨張係数の違いによる光学部品の位置ずれを防止できる。
また、対物レンズ付き浮上スライダを設けたサスペンションと、コリメータレンズを設けた板バネをカシメまたは溶接により固着し、それらのアセンブリ後、そのアセンブリ部品を集積光ピックアップユニットが設けられたベースプレートにハンダにて固着する。これにより、最終的なハンダによる固着熱に耐えることができ、アセンブリ部品の接合手段の機能を得ることができる。
また、対物レンズ付き浮上スライダにおいて、マウント部に2箇所のV字型切り欠き部を設けることにより、調整用のクランプ部を得ることができる。
Also, the suspension of the floating slider with the objective lens, the leaf spring for the collimator lens actuator to which the collimator lens is fixed, and the iron alloy or copper alloy plate to which the integrated optical pickup unit is fixed are iron alloy or copper alloy. Use the same type of material. Thereby, the position shift of the optical component by the difference in a thermal expansion coefficient can be prevented.
Also, a suspension provided with a floating slider with an objective lens and a leaf spring provided with a collimator lens are fixed by caulking or welding, and after assembly, the assembly parts are soldered to a base plate provided with an integrated optical pickup unit. Stick. Accordingly, it is possible to withstand the heat of fixing due to the final solder, and to obtain the function of the joining means for the assembly parts.
In the floating slider with an objective lens, an adjustment clamp can be obtained by providing two V-shaped notches in the mount.

図1は本発明の実施例1による光ディスクドライブ(光ディスク装置)の全体構成を示す斜視図である。図示の光ピックアップは、85.6mm(長さ)×54mm(幅)×5mm(厚さ)のサイズ(例えば、PCMCIAのタイプ2サイズ)の光ディスクを交換可能な光ディスクドライブの例であり、トップカバー12を外した状態を示している。
光ディスク1は、孔の開いた円盤状の鉄片が中央に接着されており、その鉄片によってスピンドルモータ軸との位置合わせや磁力による吸着を行なう。光ディスク1は、通常、カートリッジ2の内部に収められた状態で保管及び使用される。カートリッジ2の下面には、開閉可能はシャッタが取り付けられており、ドライブ内部にローディングされる際に、そのシャッタは開かれ、その開口部を通じて光ピックアップ8が情報の読み書きを行なう。光ディスク1は、図の矢印aの方向からドライブ内に挿入され、スピンドルモータ3に磁力でチャッキングされる。そして、スピンドルモータ3により回転し、使用される。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an optical disc drive (optical disc apparatus) according to Embodiment 1 of the present invention. The illustrated optical pickup is an example of an optical disk drive capable of replacing an optical disk having a size of 85.6 mm (length) × 54 mm (width) × 5 mm (thickness) (for example, PCMCIA type 2 size). The state where 12 is removed is shown.
In the optical disc 1, a disc-shaped iron piece with a hole is bonded to the center, and the iron piece is aligned with the spindle motor shaft and attracted by a magnetic force. The optical disk 1 is normally stored and used in a state of being stored in the cartridge 2. A shutter that can be opened and closed is attached to the lower surface of the cartridge 2. When the cartridge 2 is loaded into the drive, the shutter is opened, and the optical pickup 8 reads and writes information through the opening. The optical disk 1 is inserted into the drive from the direction of arrow a in the figure, and is chucked by the spindle motor 3 with a magnetic force. Then, it is rotated by the spindle motor 3 and used.

スピンドルモータ3はシャーシ4に固定されている。ベアアリング軸6はシャーシ4に対して垂直にネジ止めされている。また、ベアリング軸6には、2つのベアリングが取り付けられており、ベアリングユニット31を形成している。そのベアリングユニット31を介して回転アームユニット5がベアリング軸6の回りに回動可能に取り付けられている。回動アームユニット5の一端にはコイルが取り付けられており、マグネットによる磁気回路7とともに、ボイスコイルモータを形成している。そのボイスコイルモータにより、回動アームユニット5は回転方向の駆動力を得ている。また、回動アームユニット5のもう一方の端は、本発明の実施例1による光ピックアップ8が形成されている。光ピックアップ8は回転アームユニット5が回動することにより、光ディスクの内外周にアクセスすることができる。
光ピックアップ8には、後述する浮上スライダが取り付けてあり、浮上スライダはサスペンションバネにより、常に図の上方にバネ力(5gf以下)が働き、ディスク面に対して押し付ける力が働いている。ディスクがドライブ内にない時やスピンドルモータ3が止まっている時は、光ピックアップ8は図1に示すようにディスク外周よりさらに外側に待避している。その際、光ピックアップ8のサスペンションは、バネ押え9により高さ方向の位置が規制されている。この光ピックアップ8の構成については、後に詳述する。光ピックアップ8は、シャーシ4の下面にある電気回路基板11とフレキシブル基板10とを介して電気的に接続されている。そのフレキシブル基板10を通して、光ピックアップ8との信号の伝達やボイスコイルモータの駆動を行なっている。
The spindle motor 3 is fixed to the chassis 4. The bearing shaft 6 is screwed perpendicularly to the chassis 4. Further, two bearings are attached to the bearing shaft 6 to form a bearing unit 31. The rotary arm unit 5 is attached to the bearing shaft 6 via the bearing unit 31 so as to be rotatable. A coil is attached to one end of the rotating arm unit 5 and forms a voice coil motor together with a magnetic circuit 7 using a magnet. The rotating arm unit 5 obtains a driving force in the rotational direction by the voice coil motor. Further, the optical pickup 8 according to the first embodiment of the present invention is formed at the other end of the rotating arm unit 5. The optical pickup 8 can access the inner and outer peripheries of the optical disc as the rotating arm unit 5 rotates.
The optical pickup 8 is provided with a floating slider, which will be described later. The floating slider is always subjected to a spring force (5 gf or less) upward in the figure by a suspension spring, and a pressing force against the disk surface. When the disk is not in the drive or when the spindle motor 3 is stopped, the optical pickup 8 is retracted further outside the outer periphery of the disk as shown in FIG. At that time, the position of the suspension of the optical pickup 8 in the height direction is regulated by the spring presser 9. The configuration of the optical pickup 8 will be described in detail later. The optical pickup 8 is electrically connected via an electric circuit board 11 and a flexible board 10 on the lower surface of the chassis 4. Through the flexible substrate 10, signals are transmitted to the optical pickup 8 and a voice coil motor is driven.

図2は回動アームユニットの全体構成を示す斜視図である。また、図3及び図4は回動アームユニットを各構成ユニット毎に分解して示す斜視図であり、図3は上面方向から視た状態を示し、図4は下面方向から視た状態を示している。
光ピックアップは大きく分けて3つのユニットで構成されている。1つ目は光ピックアップベースプレート(以下、OPベースプレートという)22及び集積光ピックアップユニット(以下、集積OPユニットという)17を有するOPベース部であり、2つ目は支持バネ19、駆動コイル20、及びコリメータレンズ15を有するコリメータレンズアクチュエータ部であり、3つ目は対物レンズ付きスライダ13とサスペンション18を有するスライダサスペンション部である。
FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the rotating arm unit. 3 and 4 are exploded perspective views showing the rotating arm unit for each component unit. FIG. 3 shows a state viewed from the upper surface direction, and FIG. 4 shows a state viewed from the lower surface direction. ing.
The optical pickup is roughly divided into three units. The first is an OP base having an optical pickup base plate (hereinafter referred to as an OP base plate) 22 and an integrated optical pickup unit (hereinafter referred to as an integrated OP unit) 17, and the second is a support spring 19, a drive coil 20, and A collimator lens actuator unit having a collimator lens 15, and a third slider slider unit having a slider 13 with an objective lens and a suspension 18.

ここで先に各構成ユニットの詳細について説明する。
図5はOPベース部の詳細を示す分解斜視図である。図示のように、このOPベース部は、OPベースプレート22に各部品が取り付けられることで構成される。
OPベースプレート22は鉄系または銅系の合金で形成された厚さ1mm以下の板金であり、銅メッキ(鉄系材料の場合)またはハンダメッキ等のハンダが良くつくメッキが施されている。これは後述するが、集積OPユニット17の固定、コリメータレンズアクチュエータ部との固定、マグネットヨークとの固定をハンダで行なうことによる。
また、これも後述するが、OPベースプレート22のメッキ厚をコントロールすることで、光学部品(集積OPユニット17と凹レンズ付きカバーガラス16)の距離をミクロンオーダーで管理することが可能となるからである。
Here, the details of each component unit will be described first.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing details of the OP base portion. As shown in the figure, the OP base portion is configured by attaching each component to the OP base plate 22.
The OP base plate 22 is a sheet metal having a thickness of 1 mm or less formed of an iron-based or copper-based alloy, and is plated with good solder such as copper plating (in the case of an iron-based material) or solder plating. As will be described later, the integrated OP unit 17 is fixed, the collimator lens actuator is fixed, and the magnet yoke is fixed by solder.
Also, as will be described later, by controlling the plating thickness of the OP base plate 22, the distance between the optical components (the integrated OP unit 17 and the cover glass 16 with the concave lens) can be managed on the micron order. .

図5において、OPベースプレート22の図中右端の四角孔22Aに対し、凹レンズ付きカバーガラス16と集積OPユニット17が各々上下から挟み込むように固着される。凹レンズ付きカバーガラス16は、3mm(横)×4mm(縦)×0.3mm(厚さ)程度のガラス板で、ほぼ中央に後述する方法で作られた凹レンズ53が作り込まれている。この実施例1において、凹レンズ53は直径φ0.3mm程度である。   In FIG. 5, the cover glass 16 with a concave lens and the integrated OP unit 17 are fixed to the square hole 22A at the right end of the OP base plate 22 in the drawing so as to be sandwiched from above and below. The cover glass 16 with a concave lens is a glass plate of about 3 mm (horizontal) × 4 mm (longitudinal) × 0.3 mm (thickness), and a concave lens 53 made by a method to be described later is formed almost at the center. In Example 1, the concave lens 53 has a diameter of about 0.3 mm.

次に、図8にも示したが、集積OPユニット17とは、予めフォトディテクタ(PD)29、30や電気回路が形成されたシリコン基板上に、半導体レーザ27、ビームスプリッタ(BS)28が実装されたものである。この実施例1では、3mm(横)×4mm(縦)×0.3mm(厚さ)程度のシリコン基板上に作り込まれている。これは、CDやDVDの光ピックアップでも商品化されており、レーザカプラ等の名称で呼ばれているものと同類のものである。
なお、通常のレーザカプラは集積OPユニット17のまわりにセラミック等でできた外筐パッケージに囲まれている。そして、このような外筐パッケージは、使い勝手の良さ、及び保護の目的以外に、ゴミの混入を防いだり、パッケージ内に不活性ガスを封入することで、半導体レーザ27の腐食を防ぐといった目的を持っているが、本例では、この外筐パッケージの役割をOPベースプレート22に一部担わせている。
OPベースプレート22の四角孔22Aに凹レンズ付きカバーガラス16と集積OPユニット17が上下から挟み込むことで、密閉された空間ができる。その空間に不活性ガスを封入することで、ゴミの混入と半導体レーザ27の腐食も防止することができる。集積OPユニット17は、ハンダによりOPベースプレート22に固着される。その後、不活性ガス中で凹レンズ付きカバーガラス16を位置調整し、OPベースプレート22に接着固定する。その際、凹レンズ53が集積OPユニット17から発光されるレーザ光の光軸に合うように調整される。
Next, as shown in FIG. 8, the integrated OP unit 17 includes a semiconductor laser 27 and a beam splitter (BS) 28 mounted on a silicon substrate on which photodetectors (PD) 29 and 30 and an electric circuit are formed in advance. It has been done. In Example 1, it is formed on a silicon substrate of about 3 mm (horizontal) × 4 mm (vertical) × 0.3 mm (thickness). This is also commercialized for optical pickups for CDs and DVDs, and is similar to what is called by the name of laser couplers.
A normal laser coupler is surrounded by an outer package made of ceramic or the like around the integrated OP unit 17. In addition to the ease of use and the purpose of protection, such an outer casing package has a purpose of preventing contamination of the semiconductor laser 27 by preventing dust from being mixed or by enclosing an inert gas in the package. However, in this example, the OP base plate 22 is partially responsible for the outer casing package.
When the cover glass 16 with a concave lens and the integrated OP unit 17 are sandwiched from above and below in the square hole 22A of the OP base plate 22, a sealed space is formed. By enclosing the inert gas in the space, it is possible to prevent dust from being mixed and the semiconductor laser 27 from being corroded. The integrated OP unit 17 is fixed to the OP base plate 22 with solder. Thereafter, the position of the cover glass 16 with a concave lens is adjusted in an inert gas, and is fixed to the OP base plate 22 by adhesion. At that time, the concave lens 53 is adjusted so as to be aligned with the optical axis of the laser light emitted from the integrated OP unit 17.

また、集積OPユニット17と凹レンズ53は、その間の距離精度も重要で、光学系にもよるが、数μm〜10μm程度の精度が要求される。この精度は、一般的な板金の板厚精度だけでは出せない値である。前述したように、OPベースプレート22にかけるメッキの厚さをコントロールすることで、この精度を実現している。
また、このOPベース部は、図中左端の孔48を中心に回転駆動されて使用するものであるが、集積OPユニット17は、孔48を中心とした径方向の軸から傾きをもって配置されている。これは後述するが、本例の光ピックアップは回動アームタイプのものであり、ディスクの内外周にアクセスすると、記録トラックに対してアジマス角が発生する。そして、アジマス角が発生すると、トラッキングエラー信号の感度が悪くなる。そこで、この悪化を最小限に抑えるために、アクセスエリアのほぼ中央でアジマス角が0度になるように、集積OPユニット17を角度をつけて配置してある。なお、本例で使用するレンズの製造方法と光学系については後述する。
Further, the accuracy of the distance between the integrated OP unit 17 and the concave lens 53 is important, and depending on the optical system, an accuracy of about several μm to 10 μm is required. This accuracy is a value that cannot be obtained only by the plate thickness accuracy of a general sheet metal. As described above, this accuracy is realized by controlling the thickness of the plating applied to the OP base plate 22.
Further, this OP base portion is used by being driven to rotate around the hole 48 at the left end in the figure, but the integrated OP unit 17 is arranged with an inclination from the radial axis centering on the hole 48. Yes. As will be described later, the optical pickup of this example is of a rotating arm type, and when the inner and outer circumferences of the disc are accessed, an azimuth angle is generated with respect to the recording track. When the azimuth angle is generated, the sensitivity of the tracking error signal is deteriorated. Therefore, in order to minimize this deterioration, the integrated OP unit 17 is arranged at an angle so that the azimuth angle is 0 degrees in the approximate center of the access area. The lens manufacturing method and optical system used in this example will be described later.

集積OPユニット17にはフレキシブル基板25が取り付けてある。このフレキシブル基板25には、ランド部(導体露出部)が設けられており、シリコン基板の裏面に導かれた電気端子と直接圧着することにより、電気的な導通をとっている。集積OPユニット17はフレキシブル基板25を通して電気回路11と電気的な導通をとっている。
図5に示したように、フレキシブル基板25は集積OPユニット17からの信号を2つに分けて引き出している。一方は光ピックアップ組み立ての際に光学的な位置調整にのみ使用する信号、もう一方は光ピックアップとして動作する際に必要な信号である。そして、図示のように、調整にしか使用しない線は調整後に切り取る。それにより、回動アームユニットを駆動する際に、不要なパターンの引き回しがなくなる。なお、フレキシブル基板10の引き回しは、回動アームユニット5に不要なトルクを与えているので、それを軽減することができる。また、同じ幅の引き回しなら、信号の線幅を広くとれる。他にも余分な信号線を無くすことで、電気的に不要なノイズを拾わないというメリットもある。
A flexible substrate 25 is attached to the integrated OP unit 17. The flexible substrate 25 is provided with a land portion (conductor exposed portion), and is electrically connected by directly pressing with an electric terminal led to the back surface of the silicon substrate. The integrated OP unit 17 is electrically connected to the electric circuit 11 through the flexible substrate 25.
As shown in FIG. 5, the flexible substrate 25 draws out signals from the integrated OP unit 17 in two. One is a signal used only for optical position adjustment when assembling the optical pickup, and the other is a signal necessary when operating as an optical pickup. Then, as shown in the figure, a line used only for adjustment is cut off after adjustment. This eliminates unnecessary pattern routing when the rotating arm unit is driven. Note that the routing of the flexible substrate 10 gives unnecessary torque to the rotating arm unit 5, which can be reduced. Further, if the routing is the same, the signal line width can be increased. In addition, there is an advantage of eliminating unnecessary electrical noise by eliminating extra signal lines.

OPベースプレート22には、後述するコリメータレンズアクチュエータ部の駆動用磁気回路も取り付けられている。コリメータレンズアクチュエータ部は位置調整して取り付けられるため、その位置調整が完了した後、駆動コイル22の位置に合わせて、この磁気回路も調整固定する。磁気回路は、マグネット24とマグネットヨーク23により構成される。マグネット24は表裏の2極着磁されており、マグネット24から出た磁束は、空間ギャップを通過し、対向するマグネットヨーク23を通って閉磁路を形成している。マグネットヨーク23は磁性をもつ鉄材でできており、これもまた銅メッキまたはハンダメッキ等のハンダが良くつくメッキが施されている。OPベースプレート22との固定はハンダまたは接着で行なわれる。なお、接着固定の場合は、このような銅メッキやハンダメッキは不要である。OPベースプレート22には、絞り部52があり、これもコリメータレンズアクチュエータ部との固定に使用する。   A magnetic circuit for driving a collimator lens actuator section, which will be described later, is also attached to the OP base plate 22. Since the collimator lens actuator unit is attached with its position adjusted, the magnetic circuit is also adjusted and fixed in accordance with the position of the drive coil 22 after the position adjustment is completed. The magnetic circuit includes a magnet 24 and a magnet yoke 23. The magnet 24 is magnetized with two poles on the front and back sides, and the magnetic flux emitted from the magnet 24 passes through the space gap and forms a closed magnetic path through the opposing magnet yoke 23. The magnet yoke 23 is made of an iron material having magnetism, and this is also plated with good solder such as copper plating or solder plating. The OP base plate 22 is fixed by soldering or bonding. In the case of adhesive fixing, such copper plating or solder plating is not necessary. The OP base plate 22 has a diaphragm 52, which is also used for fixing to the collimator lens actuator.

次に、図6に示すコリメータレンズアクチュエータ部について説明する。
まず、支持バネ19は支持バネマウント部47と支持バネロードビーム54と、それらをつなぐ板バネ55の3つの部品から構成されている。支持バネマウント部47は、0.3mm以下程度の鉄系または銅系の板金で形成されている。OPベースプレート22とハンダ固定するための4つの爪部(折り曲げ部)43をもっている。鉄系材料の場合は少なくとも爪部43に銅メッキまたはハンダメッキが施されている。支持バネロードビーム54も、0.3mm以下程度の鉄系または銅系の板金で形成されている。
板バネ55は、0.1mm以下の薄い鉄系材料または銅系のバネ材よりなり、支持バネマウント部47と支持バネロードビーム54にポイント溶接で固着されている。支持バネロードビーム54は板バネ55を介して上下に動くことができる。また、支持バネロードビーム54は、2つのリブ56(曲げ部)が設けられている。このリブ56は、光学部品の合計の厚みに対して高い位置に突出しており、支持バネロードビーム54の剛性を確保するとともに、OPベースプレート22とリブ56が衝突することにより、下方向の動きに対するストッパとしての機能を有する。このストッパ機能により、2つの光学部品(凹レンズ付きカバーガラス16とコリメータレンズ15)を衝突による破損から保護している。
Next, the collimator lens actuator unit shown in FIG. 6 will be described.
First, the support spring 19 is composed of three parts: a support spring mount 47, a support spring load beam 54, and a leaf spring 55 connecting them. The support spring mount 47 is formed of an iron-based or copper-based sheet metal of about 0.3 mm or less. It has four claw parts (bending parts) 43 for soldering to the OP base plate 22. In the case of an iron-based material, at least the claw portion 43 is subjected to copper plating or solder plating. The support spring load beam 54 is also formed of an iron-based or copper-based sheet metal of about 0.3 mm or less.
The leaf spring 55 is made of a thin iron-based material or copper-based spring material of 0.1 mm or less, and is fixed to the support spring mount 47 and the support spring load beam 54 by point welding. The support spring load beam 54 can move up and down via a leaf spring 55. Further, the support spring load beam 54 is provided with two ribs 56 (bending portions). The rib 56 protrudes at a high position with respect to the total thickness of the optical components, and the rigidity of the support spring load beam 54 is ensured. Further, the OP base plate 22 and the rib 56 collide with each other, so It functions as a stopper. With this stopper function, the two optical components (the cover glass 16 with concave lens and the collimator lens 15) are protected from damage due to collision.

支持バネロードビーム54の先端部には、1/4波長板14とコリメータレンズ15が重ねて貼り付けてある。この実施例において、1/4波長板14は、3mm(横)×3mm(縦)×0.1mm(厚さ)程度のサイズである。コリメータレンズ15は、外形が3mm(横)×3mm(縦)×0.3mm(厚さ)程度で、ほぼ中央のレンズ部が直径φ0.5mm程度の大きさである。レンズ製造方法と光学部品の機能については後述する。
支持バネロードビーム54には、駆動コイル20が接着固定されており、OPベースプレート22に取り付けられた磁気回路と組み合わせて、ボイスコイルモータを形成する。このボイスコイルモータにより、支持バネロードビーム54は上下に駆動することができる。必然的にコリメータレンズ15を上下に動かすアクチュエータとして機能する。駆動コイル20は、フレキシブル基板21を介して電気回路基板11と電気的につながっている。フレキシブル基板21は駆動コイル20だけでなく、回動アームユニット5の駆動用のコイルボビンユニット32についても電気回路基板11との導通を担っている。
The quarter wavelength plate 14 and the collimator lens 15 are attached to each other at the tip of the support spring load beam 54. In this embodiment, the quarter-wave plate 14 has a size of about 3 mm (horizontal) × 3 mm (vertical) × 0.1 mm (thickness). The collimator lens 15 has an outer shape of about 3 mm (horizontal) × 3 mm (vertical) × 0.3 mm (thickness), and the lens portion at the center is approximately Φ0.5 mm in diameter. The lens manufacturing method and the function of the optical component will be described later.
The drive coil 20 is bonded and fixed to the support spring load beam 54 and is combined with a magnetic circuit attached to the OP base plate 22 to form a voice coil motor. The support spring load beam 54 can be driven up and down by the voice coil motor. Naturally, it functions as an actuator that moves the collimator lens 15 up and down. The drive coil 20 is electrically connected to the electric circuit board 11 through the flexible board 21. The flexible substrate 21 is connected not only to the drive coil 20 but also to the coil bobbin unit 32 for driving the rotating arm unit 5 with the electric circuit substrate 11.

次に、図7に示すスライダサスペンション部の構成について説明する。
このスライダサスペンション部は、サスペンション18と対物レンズ付きスライダ13で構成される。サスペンション18は、サスペンションマウント部45とサスペンションロードビーム62と、それらをつなぐ板バネ63の3つの部品によって構成されている。サスペンションマウント部45は、0.3mm以下程度の鉄系または銅系の板金よりなる。そして、その中央には、図7中下方向に打ち出し(バーリング)が施されており、支持バネマウント部47の孔42とのカシメまたは溶接による固着に使用される。
また、サスペンションマウント部45には、2箇所にV字形の切り欠き46が設けられている。これはコリメータレンズアクチュエータ部とアセンブリした後、OPベースプレート22に調整固定する際、治具により両側からピンでクランプするためのものである。サスペンションロードビーム62も0.3mm以下程度の鉄系または銅系の板金よりなる。板バネ63は、0.1mm以下の薄い鉄系材料または銅系のバネ材からなり、サスペンションマウント部45とサスペンションロードビーム62にポイント溶接で固着されている。サスペンションロードビーム62は板バネ63を中心に上下に動くようになっている。この板バネ63は、光ピックアップが使用状態の時、対物レンズ付き浮上スライダ13がディスクに対して5gf以下程度の押し付け力が働くように、予め曲げ加工が施してある。
Next, the configuration of the slider suspension shown in FIG. 7 will be described.
This slider suspension portion is composed of a suspension 18 and a slider 13 with an objective lens. The suspension 18 is composed of three components, that is, a suspension mount portion 45, a suspension load beam 62, and a leaf spring 63 that connects them. The suspension mount portion 45 is made of an iron-based or copper-based sheet metal of about 0.3 mm or less. Further, the center is punched downward (burring) in FIG. 7, and is used for caulking or welding to the hole 42 of the support spring mount 47.
The suspension mount portion 45 is provided with V-shaped cutouts 46 at two locations. This is for clamping with a pin from both sides by a jig when adjusting and fixing to the OP base plate 22 after assembling with the collimator lens actuator. The suspension load beam 62 is also made of an iron-based or copper-based sheet metal of about 0.3 mm or less. The leaf spring 63 is made of a thin iron-based material or copper-based spring material of 0.1 mm or less, and is fixed to the suspension mount 45 and the suspension load beam 62 by point welding. The suspension load beam 62 moves up and down around the leaf spring 63. The leaf spring 63 is bent in advance so that when the optical pickup is in use, the flying slider 13 with the objective lens exerts a pressing force of about 5 gf or less against the disk.

サスペンションロードビーム62には対物レンズ付き浮上スライダ13が接着固定されている。対物レンズ付き浮上スライダ13は、その中心がちょうど接着孔57と合うように図中上側より置かれ、裏面より接着孔57に接着剤を流し込み、硬化させることで固着される。なお、接着孔がないと、2つの面同士の接着になり、接着剤がはみ出してしまう。そのはみ出した接着剤が対物レンズ付き浮上スライダ13を透過する光路を妨げる恐れがある。そこで本例の場合、接着部が囲まれており、接着剤がはみ出すことがない。
対物レンズ付き浮上スライダ13は、2.8mm(横)×2mm(縦)×0.6mm(厚さ)程度の大きさのガラス製で、図中上面には、ハードディスクドライブの浮上スライダと同様のエアベアリング用レール形状が形成されている。そのレール面とディスク表面間にエアベアリングを形成し、浮上スライダ(フライングヘッド)として機能する。本例では、ディスクの線速度にもよるが、0.1〜1μm程度の浮上量で飛ぶように設計されている。
対物レンズ付き浮上スライダ13の内部には、後述する製造方法による対物レンズ61が埋め込まれている。接着部59の回りには、フレクチュアと呼ばれるスライダのロール方向とピッチ方向の傾きを吸収できるような2本のヒンジバネ(2方向ねじれヒンジ)62Aが形成されている。このヒンジバネ62Aはサスペンションロードビーム62からエッチング及びハーフエッチング法により形成される。
光ピックアップとして機能する時、レーザ光は図中下側より入射され、このヒンジバネの隙間58を通って対物レンズ61に入射する。
A suspension slider 13 with an objective lens is bonded and fixed to the suspension load beam 62. The floating slider 13 with the objective lens is placed from the upper side in the figure so that the center thereof is exactly aligned with the adhesive hole 57, and is fixed by pouring an adhesive into the adhesive hole 57 from the back and curing it. In addition, when there is no adhesion hole, it will adhere | attach two surfaces and an adhesive will protrude. The protruding adhesive may interfere with the optical path that passes through the floating slider 13 with the objective lens. Therefore, in the case of this example, the adhesive portion is surrounded and the adhesive does not protrude.
The floating slider 13 with an objective lens is made of glass with a size of about 2.8 mm (horizontal) × 2 mm (vertical) × 0.6 mm (thickness), and the upper surface in the figure is the same as the floating slider of a hard disk drive. An air bearing rail shape is formed. An air bearing is formed between the rail surface and the disk surface to function as a flying slider (flying head). In this example, although it depends on the linear velocity of the disk, it is designed to fly with a flying height of about 0.1 to 1 μm.
An objective lens 61 according to a manufacturing method to be described later is embedded in the floating slider 13 with the objective lens. Around the bonding portion 59, two hinge springs (two-way torsional hinges) 62A called a flexure are formed so as to absorb the inclination in the roll direction and the pitch direction of the slider. The hinge spring 62A is formed from the suspension load beam 62 by etching and half etching.
When functioning as an optical pickup, laser light is incident from the lower side in the figure, and enters the objective lens 61 through the gap 58 of the hinge spring.

本例において、対物レンズ付き浮上スライダ13は、対物レンズの位置にもよるが、最大±20度程度のスキュー角(ここではサスペンション長手方向とスライダ長手方向のなす角度であり、平行ならばスキュー角=0度)をもって取り付けることも可能である。スキュー角をつけてもヒンジバネ62Aの隙間58を通る光が接着部59に干渉しないよう、ヒンジ部の形状を逃げ、接着部59の外形を円形にしてある。
また、ヒンジバネ部の両脇に、ヒンジ部と同じようなハーフエッチング部65を有する。これは外乱衝突等により、対物レンズ付き浮上スライダ13が、図7で言うと下方向に力を受けた時に、ヒンジバネ部が塑性変形しないよう、対物レンズ付き浮上スライダ13を止めるストッパとして機能する。
In this example, the flying slider 13 with the objective lens has a skew angle of about ± 20 degrees at the maximum (here, the angle formed by the longitudinal direction of the suspension and the longitudinal direction of the slider. = 0 degrees). The shape of the hinge portion is escaped so that the light passing through the gap 58 of the hinge spring 62A does not interfere with the bonding portion 59 even when the skew angle is set, and the outer shape of the bonding portion 59 is circular.
Moreover, the half etching part 65 similar to the hinge part is provided on both sides of the hinge spring part. This acts as a stopper for stopping the floating slider 13 with the objective lens so that the hinge spring portion is not plastically deformed when the floating slider 13 with the objective lens receives a downward force in FIG.

図15は本例のヒンジバネを従来例と対比して示す平面図である。
従来例1は、ハードディスクドライブ等で一般的なヒンジバネ形状のもので、ヒンジバネ1310の端部をスライダ1311に接合した構造を有する。小型であるが、ヒンジバネを図中左側から片持ち構造で支持したことから、トラッキング方向のメカ共振が低い形状である。また、面同士の接着であるので、接着剤のはみ出しが光路を妨げる恐れもある。
また、従来例2はスライダ1321を中間リング部1320Aを設けたヒンジバネ1320によって両側から左右対称構造で支持するものである。したがって、従来例1に比べてメカ共振を高くする設計であるが、スライダのサイズ次第ではヒンジバネが大きい分、ヒンジ部分(特に中間リング部)自体の剛性があまり上げられず、そこのメカ共振がサーボ性能を限定してしまうこともある。さらに、面同士の接着であり、かつ、光路の通る部分だけに孔が開いているタイプであるので、はみ出した接着剤によって光路を妨げる可能性の最も高い形状である。
最後に本例は、従来例2と同じ両側支持であり、かつ、ヒンジバネ62Aが小型に作られているので、3つの例のうち、メカ共振が最も高くとれる。また、接着剤のはみ出しで光路を妨げる心配もない。また、スキュー角をつけた取り付けも可能である。
FIG. 15 is a plan view showing the hinge spring of this example in comparison with the conventional example.
Conventional example 1 is a hinge spring shape that is common in hard disk drives and the like, and has a structure in which the end of hinge spring 1310 is joined to slider 1311. Although it is small in size, the hinge spring is supported by a cantilever structure from the left side in the figure, so that the mechanical resonance in the tracking direction is low. Moreover, since it is adhesion | attachment of surfaces, there exists a possibility that the protrusion of an adhesive may block an optical path.
In the second conventional example, the slider 1321 is supported by a hinge spring 1320 provided with an intermediate ring portion 1320A in a bilaterally symmetrical structure from both sides. Therefore, the mechanical resonance is designed to be higher than that of the conventional example 1. However, depending on the size of the slider, the hinge spring is large, so that the rigidity of the hinge portion (especially the intermediate ring portion) itself cannot be increased so much. Servo performance may be limited. Further, since it is a type in which the surfaces are bonded to each other and a hole is opened only in a portion through which the optical path passes, the shape is most likely to block the optical path by the protruding adhesive.
Finally, this example is the same as both-side support as in Conventional Example 2 and the hinge spring 62A is made small, so that the mechanical resonance can be highest among the three examples. In addition, there is no worry of blocking the optical path due to the protruding adhesive. Also, attachment with a skew angle is possible.

次に、図7に戻って説明を続ける。
サスペンションロードビーム62の先端には、リフタ部64が設けられている。図1において、ディスク1がドライブ内にないときや、スピンドルモータ3が止まっている時は、光ピックアップ8はディスク外周よりさらに外側に待避していることは述べた。このリフタ部64は、その際、バネ押さえ9により対物レンズ付き浮上スライダ13をディスク面上から待避させたり、また、ディスク面上に降ろすことに使用される。他にサスペンションロードビーム62には、中央に孔60が開いている。これは図2を見ても分かるように、OPベースプレート22に取り付けてある磁気回路を逃げるための孔である。
Next, returning to FIG.
A lifter portion 64 is provided at the tip of the suspension load beam 62. In FIG. 1, it has been described that the optical pickup 8 is retracted further outside the outer periphery of the disk when the disk 1 is not in the drive or when the spindle motor 3 is stopped. At this time, the lifter portion 64 is used to retract the floating slider 13 with the objective lens from the disk surface by the spring retainer 9 or to lower it onto the disk surface. In addition, the suspension load beam 62 has a hole 60 in the center. As can be seen from FIG. 2, this is a hole for escaping the magnetic circuit attached to the OP base plate 22.

次に、この孔60の有無による効果について説明する。図14は孔の有無による違いを示した断面図である。なお、便宜的に同一の符号を用いて説明する。マグネット24とマグネットヨーク23による磁気回路の縦の長さを長くする効果がある。前述したように、使用しない時は光ピックアップ8は、ディスク外周よりさらに外側に待避している。その時、スライダ部をディスク1から高さ方向に遠ざけるため、サスペンションロードビーム62は図中の下方向へ押し下げられる。それゆえ孔無しの場合は、磁気回路の高さサスペンションロードビーム62の上下動ストロークを逃げるだけの隙間を確保しなければならない。そのため駆動コイル20に対して、十分な磁気回路の長さを確保することができない。
それに対して本例の孔ありロードビームの場合は、磁気回路がサスペンションロードビーム62の上下動ストロークによる隙間を確保する必要がなく、駆動コイル20に対して十分な長さの磁気回路を確保することができる。これにより、駆動コイル20の推力を大きくすることが可能となり、かつ、コリメータレンズアクチュエータ部が上下動した時の推力変化を小さく抑えることができる。
Next, the effect of the presence / absence of the hole 60 will be described. FIG. 14 is a cross-sectional view showing differences depending on the presence or absence of holes. For convenience, the same reference numerals are used for explanation. There is an effect of increasing the vertical length of the magnetic circuit by the magnet 24 and the magnet yoke 23. As described above, when not in use, the optical pickup 8 is retracted further outside the outer periphery of the disk. At that time, in order to move the slider portion away from the disk 1 in the height direction, the suspension load beam 62 is pushed downward in the drawing. Therefore, when there is no hole, a clearance enough to escape the vertical movement stroke of the suspension load beam 62 at the height of the magnetic circuit must be secured. Therefore, a sufficient magnetic circuit length cannot be secured for the drive coil 20.
On the other hand, in the case of the load beam with holes of this example, it is not necessary for the magnetic circuit to secure a gap due to the vertical movement stroke of the suspension load beam 62, and a sufficiently long magnetic circuit is ensured for the drive coil 20. be able to. As a result, the thrust of the drive coil 20 can be increased, and a change in thrust when the collimator lens actuator portion moves up and down can be suppressed to a small level.

以上で各構成ユニットの説明を終了し、続いて図3、図4に戻って全体の組み立て構成について再び説明する。
スライダサスペンション部とコリメータレンズアクチュエータ部は、サスペンションマウント部45に設けられた打ち出し部41を孔42に挿入し、カシメまたは溶接によって固着されている。カシメまたは溶接前の打ち出し部41の外径と孔42の内径は、10μm以下程度のはめあい隙間でできている。スライダサスペンション部とコリメータレンズアクチュエータ部は、アセンブリされた後、サスペンションマウント部45の2箇所の切り欠き部46でクランプされ、調整治具上でXYZ軸及び傾き調整し、OPベースプレート22に固着される。OPベースプレート22との固着は、支持バネマウント部47に設けられた爪部43とOPベースプレート22に設けられた凸部44(各々4箇所ずつ)の隙間をハンダで埋めることにより行なう。また、OPベースプレート22の絞り部52とサスペンションマウント部45の打ち出し部42の隙間も剛性を高めるためにハンダで埋める。ハンダで埋める方法は接着剤でも可能であるが、剛性を高める、温度による位置ずれの信頼性を確保する、アースをとる等の理由により、ハンダを採用している。
また、支持バネマウント部47とOPベースプレート22には予め銅メッキ、ハンダメッキ等のハンダが良く付くメッキ処理が施されている。スライダサスペンション部とコリメータレンズアクチュエータ部の固着方法は、このハンダ熱に耐えられなくてはならない。それがカシメまたは溶接を用いた理由である。
This is the end of the description of each component unit. Next, returning to FIGS. 3 and 4, the overall assembly configuration will be described again.
The slider suspension portion and the collimator lens actuator portion are fixed by caulking or welding by inserting a launch portion 41 provided in the suspension mount portion 45 into the hole 42. The outer diameter of the punched portion 41 before crimping or welding and the inner diameter of the hole 42 are formed by a fitting gap of about 10 μm or less. After the slider suspension and the collimator lens actuator are assembled, they are clamped by the two notches 46 of the suspension mount 45, and the XYZ axes and the tilt are adjusted on the adjustment jig and fixed to the OP base plate 22. . Adhesion with the OP base plate 22 is performed by filling the gaps between the claw portions 43 provided on the support spring mount portion 47 and the convex portions 44 provided on the OP base plate 22 (each at four locations) with solder. Further, the gap between the throttle portion 52 of the OP base plate 22 and the launch portion 42 of the suspension mount portion 45 is also filled with solder in order to increase the rigidity. A method of filling with solder is possible with an adhesive, but solder is used for reasons such as increasing rigidity, ensuring the reliability of displacement due to temperature, and grounding.
The support spring mount 47 and the OP base plate 22 are preliminarily plated with a solder such as copper plating or solder plating. The fixing method of the slider suspension part and the collimator lens actuator part must be able to withstand this soldering heat. That is why caulking or welding is used.

次に、本例で使用する小型レンズの製造方法について説明する。
図9は小型レンズの製造方法を示す断面図である。これはモールド・プロセス・レンズと呼ばれる既存技術である。
一般的なガラスモールドによるレンズの製造と同様に、上下の金型100A、100Bによって板ガラス110を凹レンズ110Aに成形する。従来は、小型のモールドレンズを作る際に、金型を加工するバイトの大きさに限界があり、小型化の制約を受けていた。しかし、ここでは金型を凸形状にすることで、金型加工でバイトの大きさの制約を受け難いので、小型レンズの製造が可能になっている。その成形ガラスの凹部を埋めるほどの厚さに、酸化ニオブ等のガラスより高屈折率の材料120をスパッタリングにより膜付けする。
その後、ガラスの凹部にのみ高屈折率材料120が残るまで研磨を行なう。その際、ガラス面側も研磨を行ない、ガラスの厚みも調整する。以上により作成された高屈折材料部分が、ガラス面を透過する光に対して凸レンズ120Aとして機能する。コリメータレンズ15は、このような方法で製造する。
対物レンズ付き浮上スライダ13は同様にレンズを作った後、レンズの平坦面にガラスを貼り付ける。貼り付けたガラスの外面に、イオンミリング等のドライエッチング法により、浮上スライダとしてのレール面形状を作る。最後にスライダ形状に切り出すことで完成する。凹レンズ付きガラスプレートは、図9に示したプロセスで成形したガラスを用いる。
Next, a method for manufacturing a small lens used in this example will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a small lens. This is an existing technology called a mold process lens.
Similar to the production of a lens by a general glass mold, the plate glass 110 is formed into a concave lens 110A by the upper and lower molds 100A and 100B. Conventionally, when making a small mold lens, there is a limit to the size of a tool for processing a mold, and there is a restriction on miniaturization. However, since the mold is formed in a convex shape here, it is difficult to be restricted by the size of the cutting tool in the mold processing, and thus a small lens can be manufactured. A material 120 having a refractive index higher than that of glass such as niobium oxide is formed by sputtering so as to fill the concave portion of the molded glass.
Thereafter, polishing is performed until the high refractive index material 120 remains only in the concave portion of the glass. At that time, the glass surface side is also polished to adjust the glass thickness. The high refractive material portion created as described above functions as a convex lens 120A for the light transmitted through the glass surface. The collimator lens 15 is manufactured by such a method.
The flying slider 13 with the objective lens similarly forms a lens, and then affixes glass on the flat surface of the lens. A rail surface shape as a flying slider is formed on the outer surface of the pasted glass by a dry etching method such as ion milling. Finally, it is completed by cutting out into a slider shape. As the glass plate with a concave lens, glass formed by the process shown in FIG. 9 is used.

次に本例の光ピックアップの光学系について説明する。
図8は本例で用いる光学系の原理を示す説明図である。半導体レーザ27から出射された直線偏光のレーザ光は、ビームスプリッタ28の45度面により図の上方に反射される。レーザ光は凹レンズ53により発散角を拡大され、コリメータレンズ15へと入射する。凹レンズ53より発散角を大きくすることで、コリメータレンズ15と凹レンズ付きガラスプレート16の距離を短くでき、光ピックアップの薄型化に貢献している。
また、コリメータレンズの開口数を上げることができ、コリメータレンズ15の上下動ストロークが同じ場合、より大きな焦点位置補正が可能となる。レーザ光はコリメータレンズ15により平行光にされ、1/4波長板17を通過する。その際、偏光が直線偏光から円偏光に変化する。そして、対物レンズ61により集光され、ガラス製のスライダを透過し、ディスク1の記録面上で焦点を結ぶ。ディスク1の記録面から反射された光は、行と同様の光路を戻り、対物レンズ61で再び平行光にされる。
Next, the optical system of the optical pickup of this example will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the principle of the optical system used in this example. The linearly polarized laser beam emitted from the semiconductor laser 27 is reflected upward by the 45-degree plane of the beam splitter 28. The laser light has its divergence angle enlarged by the concave lens 53 and enters the collimator lens 15. By making the divergence angle larger than that of the concave lens 53, the distance between the collimator lens 15 and the glass plate 16 with the concave lens can be shortened, which contributes to the thinning of the optical pickup.
In addition, the numerical aperture of the collimator lens can be increased, and when the vertical movement stroke of the collimator lens 15 is the same, larger focal position correction can be performed. The laser light is collimated by the collimator lens 15 and passes through the quarter wavelength plate 17. At that time, the polarization changes from linearly polarized light to circularly polarized light. Then, the light is condensed by the objective lens 61, passes through the glass slider, and is focused on the recording surface of the disk 1. The light reflected from the recording surface of the disk 1 returns to the same optical path as the row, and is converted into parallel light again by the objective lens 61.

その後、再度、1/4波長板17を通り、今度は円偏光から直線偏光に戻される。その際、直線偏光は先程の行きの偏光方向とは直角方向の直線偏光に変わっており、ビームスプリッタ28の45度面を通過する偏光方向になっている。ビームスプリッタ28の45度面を通過した光は、ガラスの屈折率により屈折し、図8に示すように、フォトディテクタ(PD)29上に投影される。また、その光は反射して、再度、ビームスプリッタ28の上面で反射後、再びフォトディテクタ(PD)30上に投影される。この光学系は、ディスクの記録面にちょうど焦点があった時に、ビームスプリッタ28の上面反射で焦点を結ぶように設計されている。その時、2つのフォトディテクタ(PD)29、30上に投影される光のスポットは、同じ光量になる。各フォトディテクタ29、30の受光面は4つに分割されており、フォーカスやトラッキングの誤差検出にも使用できるようになっている。なお、本例で使用する誤差検出方法としては、フォーカスがスポットサイズ法、トラッキングがプッシュプル法を用いるものとする。   Thereafter, the light again passes through the quarter-wave plate 17 and is now returned from circularly polarized light to linearly polarized light. At this time, the linearly polarized light is changed to the linearly polarized light in the direction perpendicular to the previous polarization direction, and the polarization direction passes through the 45-degree plane of the beam splitter 28. The light that has passed through the 45-degree plane of the beam splitter 28 is refracted by the refractive index of the glass and projected onto a photodetector (PD) 29 as shown in FIG. Further, the light is reflected, reflected again on the upper surface of the beam splitter 28, and then projected onto the photodetector (PD) 30 again. This optical system is designed to focus on the upper surface of the beam splitter 28 when the recording surface of the disk is in focus. At that time, the spots of light projected on the two photodetectors (PD) 29 and 30 have the same amount of light. The light receiving surfaces of the photo detectors 29 and 30 are divided into four parts, and can be used for focus and tracking error detection. As an error detection method used in this example, a spot size method is used for focus, and a push-pull method is used for tracking.

次に本例の光ピックアップのトラッキングサーボとフォーカスサーボについて説明する。
まず、トラッキングサーボは、回動アームをボイスコイルモータにより駆動する方式を用いる。これはハードディスクドライブでは広く一般的な駆動方法である。次に、フォーカスサーボは、ハードディスクドライブで一般的に使用されている浮上スライダによるディスク面振れ追従を行なっている。ディスク1が回転することにより、その付近の空気も同時に回転し、対物レンズ付き浮上スライダ13とディスク1の間に入り込む。その空気の圧力で対物レンズ付き浮上スライダ13は浮上力を得、サスペンション18による荷重とちょうどつりあったところで、一定の浮上量を保つものである。本例では、0.1〜1μm程度の浮上量で設計されている。
Next, the tracking servo and focus servo of the optical pickup of this example will be described.
First, the tracking servo uses a system in which a rotating arm is driven by a voice coil motor. This is a common driving method for hard disk drives. Next, the focus servo performs disk surface fluctuation tracking by a flying slider generally used in a hard disk drive. When the disk 1 rotates, the air in the vicinity of the disk 1 also rotates at the same time and enters between the flying slider 13 with the objective lens and the disk 1. The flying slider 13 with the objective lens obtains a flying force by the pressure of the air, and maintains a certain flying height when it is just balanced with the load by the suspension 18. In this example, it is designed with a flying height of about 0.1 to 1 μm.

しかし、ディスクの線速度の変化やスライダのトラックに対する角度ずれ、さらにはディスクの面振れ等により浮上量は変動してしまい、対物レンズにより絞られた焦点位置を変動させてしまう。対物レンズ自体の焦点位置精度やスライダ部のメカ精度も焦点位置をずらす要因となる。さらに、データ記録層は、ディスクの表面でなく、カバーコート層(保護膜層)に覆われている。よって、信号を記録/再生する場合、このカバーコート層の厚み誤差も焦点ずれを発生させる要因となる。
カバーコート層はデータ記録層の保護だけでなく、ディスク表面のゴミやキズに対して記録/再生エラーを発生させにくくする役割もあり、光ディスクには必須のものである。カバーコート層は本例の場合、20μm程度の厚みでスピンコート法により作られる。ディスク径にもよるが、ディスクの内〜外周で5〜10μm以下程度の厚みムラが生じる。一周内でも1μm以下程度の厚みムラが生じる。これら諸々の焦点誤差の合計がレーザスポットの焦点深度以内に収まっていれば、浮上スライダのみでフォーカスサーボを賄うことができるが、それは無理である(CDの光学系の焦点深度でも±1μmである)。したがって、それらを補正する別の手段が必要となり、それが本例のコリメータレンズアクチュエータである。
However, the flying height fluctuates due to a change in the linear velocity of the disk, an angular deviation with respect to the track of the slider, a surface deflection of the disk, and the like, and the focal position squeezed by the objective lens fluctuates. The focal position accuracy of the objective lens itself and the mechanical accuracy of the slider part also cause the focal position to shift. Furthermore, the data recording layer is not covered with the surface of the disk but covered with a cover coat layer (protective film layer). Therefore, when the signal is recorded / reproduced, the thickness error of the cover coat layer also causes defocusing.
The cover coat layer not only protects the data recording layer but also has a role of making it difficult for recording / reproducing errors to occur due to dust and scratches on the disk surface, and is essential for optical disks. In the case of this example, the cover coat layer is formed by spin coating with a thickness of about 20 μm. Although it depends on the disk diameter, thickness unevenness of about 5 to 10 μm or less occurs on the inner to outer periphery of the disk. Even within one circumference, thickness unevenness of about 1 μm or less occurs. If the total of these various focus errors falls within the focal depth of the laser spot, it is possible to cover the focus servo with only the flying slider, but that is impossible (the focal depth of the CD optical system is also ± 1 μm). ). Therefore, another means for correcting them is required, which is the collimator lens actuator of this example.

図16は本例のコリメータレンズアクチュエータの原理を示す説明図である。
このコリメータレンズアクチュエータは、集積光ピックアップユニット17に対してコリメータレンズ15を光軸方向に動かすことで、対物レンズ61により集光される焦点位置を動かすことが可能である。焦点位置の移動量は対物レンズ61の開口数とコリメータレンズ15の開口数による。本実施例の場合、対物レンズ61の開口数が0.9程度、コリメータレンズ15の開口数が0.3程度である。そこから計算すると、焦点位置を1μm動かすためには、コリメータレンズ15の移動量は8μm程度、コリメータレンズ15のストロークを±160μm確保できれば、焦点位置は±20μm程度動かすことも可能である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the principle of the collimator lens actuator of this example.
The collimator lens actuator can move the focal position focused by the objective lens 61 by moving the collimator lens 15 in the optical axis direction with respect to the integrated optical pickup unit 17. The amount of movement of the focal position depends on the numerical aperture of the objective lens 61 and the numerical aperture of the collimator lens 15. In this embodiment, the numerical aperture of the objective lens 61 is about 0.9, and the numerical aperture of the collimator lens 15 is about 0.3. From this calculation, in order to move the focal position by 1 μm, the movement amount of the collimator lens 15 is about 8 μm, and if the stroke of the collimator lens 15 can be secured by ± 160 μm, the focal position can be moved by about ± 20 μm.

次に、図17及び図18に示した従来例と対比して本実施例の光ピックアップを説明する。
上述のように、図17及び図18に示す光ピックアップは、フォーカスサーボにおける焦点位置の可動ストロークが小さいという問題やコスト高であるという問題があったが、本例の光ピックアップは、フォーカスサーボがボイスコイルモータ駆動でありコストも安く、かつ焦点位置の可動ストロークも大きくとれ、さらに高帯域サーボにも適している。なお、DVDの規格では記録層が2層のディスクも定義されており、それらの2層間の距離は約20μm程度ある。そして、従来例では、前述したように焦点位置の可動ストロークがせいぜい±3〜4μm以下であったが、本実施例では原理的に±20μm以上も可能である。したがって、本例の光ピックアップが2層ディスクにも対応可能であることを意味している。
Next, the optical pickup of this embodiment will be described in comparison with the conventional example shown in FIGS.
As described above, the optical pickup shown in FIG. 17 and FIG. 18 has a problem that the movable stroke of the focus position in the focus servo is small and the cost is high. It is driven by a voice coil motor, is inexpensive, has a large movable stroke at the focal position, and is also suitable for high-band servos. The DVD standard also defines a disc having two recording layers, and the distance between the two layers is about 20 μm. In the conventional example, as described above, the movable stroke of the focal position is at most ± 3 to 4 μm. However, in the present embodiment, in principle, ± 20 μm or more is possible. Therefore, this means that the optical pickup of this example can be applied to a two-layer disc.

図10は、フォトディテクタ29、30の受光領域パターンを示す説明図である。
図示のように、2つのフォトディテクタ29、30の受光領域はそれぞれ4分割されており、図示のようにA33〜H40まで定義する。フォトディテクタ29、30の中央にかかれている円形状は各フォトディテクタ上に投影された戻り光のスポットである。なお、図では円形にかかれているが、実際には楕円形状をしている。実際はフォトディテクタ29上のスポットは横長楕円、フォトディテクタ30上のスポットは縦長楕円形状である。また、円形のスポット内部に各2箇所ずつ、暗く影になっている場所がある。これはディスク上のピットによる1次回折光が0次回折光と干渉してできた影である。この影の有る無しでフォトディテクタ上の光量が変わり、信号を再生することができる。この影はトラッキングエラー信号の生成にも使用している。
図10に示すようなパターンの場合、トラッキングエラー信号はプッシュプル法で行っており、(A+B+G+H)−(C+D+E+F)という式で計算される。ここではA〜Hの記号は、分割された各フォトディテクタの光量を意味している。ちなみにフォーカスエラー信号はスポットサイズ法を使用しており、計算式は(A+D+F+G)−(B+C+E+H)で表される。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing light receiving area patterns of the photodetectors 29 and 30.
As shown in the figure, the light receiving areas of the two photodetectors 29 and 30 are each divided into four, and A33 to H40 are defined as shown in the figure. The circular shape drawn in the center of the photo detectors 29 and 30 is a spot of the return light projected on each photo detector. In addition, although it is drawn circularly in the figure, it is actually elliptical. Actually, the spot on the photodetector 29 has a horizontally long ellipse, and the spot on the photodetector 30 has a vertically long elliptical shape. There are two dark spots in the circular spot. This is a shadow formed by the interference of the first-order diffracted light by the pits on the disk with the zero-order diffracted light. The amount of light on the photodetector changes without the presence of the shadow, and the signal can be reproduced. This shadow is also used to generate a tracking error signal.
In the case of the pattern shown in FIG. 10, the tracking error signal is performed by the push-pull method, and is calculated by the equation (A + B + G + H) − (C + D + E + F). Here, the symbols A to H mean the light amounts of the divided photodetectors. Incidentally, the focus error signal uses the spot size method, and the calculation formula is represented by (A + D + F + G) − (B + C + E + H).

本例の光ピックアップは回動アームタイプなので、内周から外周にアクセスする際、記録トラックに対してアジマス角が発生する。アジマス角が発生した時のフォトディテクタ上のスポット形状の変化を図11に示す。アジマス角が発生すると、前述した式で計算されるトラッキングエラー信号は、図12に示すように振幅WがW0からW1に小さくなってしまう。アクセスする場所によりトラッキングエラーの振幅が小さくなるということは、トラッキングエラー信号の感度が小さくなるということである。さらに信号のS/ N(Signal/Noise)比も悪化させる。これはアジマス角がつけばつく程、トラッキングのサーボ性能が劣化することを意味する。
そこで本例では、内周から外周にアクセスした際、発生するアジマス角を最小にするため、アクセスエリアのほぼ中央(=中周)でアジマス角が0度になるよう、集積OPユニット17を予め傾けて配置している。さらに、図13に示したように、アジマス角が発生した時に、そのトラッキングエラー振幅の劣化を補うように補正フィルタの演算を入れている。補正フィルタは横軸がアジマス角、縦軸が振幅の倍率で表される。補正フィルターグラフは実測により求める。
Since the optical pickup of the present example is a rotating arm type, when accessing the outer periphery from the inner periphery, an azimuth angle is generated with respect to the recording track. FIG. 11 shows changes in the spot shape on the photodetector when the azimuth angle is generated. When the azimuth angle is generated, the amplitude W of the tracking error signal calculated by the above-described equation decreases from W0 to W1 as shown in FIG. The fact that the amplitude of the tracking error becomes smaller depending on the access location means that the sensitivity of the tracking error signal becomes smaller. Furthermore, the S / N (Signal / Noise) ratio of the signal is also deteriorated. This means that as the azimuth angle increases, the tracking servo performance deteriorates.
Therefore, in this example, in order to minimize the azimuth angle generated when accessing the outer periphery from the inner periphery, the integrated OP unit 17 is preliminarily set so that the azimuth angle becomes 0 degrees at the approximate center (= medium periphery) of the access area. Tilt and arrange. Further, as shown in FIG. 13, when the azimuth angle is generated, the correction filter is calculated so as to compensate for the deterioration of the tracking error amplitude. The correction filter is represented by the azimuth angle on the horizontal axis and the magnification of the amplitude on the vertical axis. The correction filter graph is obtained by actual measurement.

補正フィルタの演算後は、トラッキングエラーの振幅がアジマス角によらず一定となるように作られている。発生するアジマス角と光ピックアップの位置(ディスク上の半径R)との関係は次の式で表される。   After calculation of the correction filter, the tracking error amplitude is made constant regardless of the azimuth angle. The relationship between the generated azimuth angle and the optical pickup position (radius R on the disk) is expressed by the following equation.

Figure 0004239762
Figure 0004239762

ここでAとXは設計上で予め決まった値である。また、Rはディスクより読み取ったアドレス信号から知ることができる。結果として、ディスクよりアドレス信号を読み取れば、トラッキングエラーの補正倍率が分かり、補正演算が可能になる。またフォーカスエラー信号についても、アジマス角による同様の信号劣化が生じるので、同じ手法で補正している。   Here, A and X are predetermined values in design. R can be known from the address signal read from the disk. As a result, when the address signal is read from the disk, the correction magnification of the tracking error can be known, and correction calculation can be performed. The focus error signal is also corrected by the same method because the same signal deterioration due to the azimuth angle occurs.

本発明の実施例1に係る光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of an optical disc drive equipped with an optical pickup according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す光ピックアップにおける回動アームユニットの全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the rotation arm unit in the optical pick-up shown in FIG. 図2に示す回動アームユニットを各構成ユニット毎に分解して上方から視た状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which decomposed | disassembled the rotation arm unit shown in FIG. 2 for every component unit, and was seen from upper direction. 図2に示す回動アームユニットを各構成ユニット毎に分解して下方から視た状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which decomposed | disassembled the rotation arm unit shown in FIG. 2 for every component unit, and was seen from the downward direction. 図1に示す光ピックアップにおけるOPベース部の詳細を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the detail of OP base part in the optical pick-up shown in FIG. 図1に示す光ピックアップにおけるコリメータレンズアクチュエータ部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the collimator lens actuator part in the optical pick-up shown in FIG. 図1に示す光ピックアップにおけるスライダサスペンション部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the slider suspension part in the optical pick-up shown in FIG. 図1に示す光ピックアップで用いる光学系の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the optical system used with the optical pick-up shown in FIG. 図1に示す光ピックアップで用いる小型レンズの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the small lens used with the optical pick-up shown in FIG. 図1に示す光ピックアップで用いるフォトディテクタの受光領域パターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the light-receiving region pattern of the photodetector used with the optical pick-up shown in FIG. アジマス角が発生した時の図10に示すフォトディテクタ上のスポット形状の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the spot shape on the photodetector shown in FIG. 10 when an azimuth angle generate | occur | produces. アジマス角の発生によるトラッキングエラーの劣化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows deterioration of the tracking error by generation | occurrence | production of an azimuth angle. アジマス角の発生によるトラッキングエラーの劣化を補正フィルタによってキャンセルする場合の信号波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a signal waveform in case deterioration of the tracking error by generation | occurrence | production of an azimuth angle is canceled by a correction filter. サスペンションロードビームに設けた逃げ用の孔の有無による作用の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in an effect | action by the presence or absence of the hole for escape provided in the suspension load beam. 図1に示す光ピックアップで用いるヒンジバネを従来例と対比して示す平面図である。It is a top view which shows the hinge spring used with the optical pick-up shown in FIG. 1 in contrast with a prior art example. 図1に示す光ピックアップで用いるコリメータレンズアクチュエータの原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the collimator lens actuator used with the optical pick-up shown in FIG. 従来の光ピックアップの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional optical pick-up. 従来の光ピックアップの他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the conventional optical pick-up.

符号の説明Explanation of symbols

1……ディスク、2……カートリッジ、3……スピンドルモータ、4……シャーシ、5……回動アームユニット、6……ベアリング軸、7……磁気回路、8……光ピックアップ、9……ばね押え、10……フレキシブル基板、11……電気回路基板、12……トップカバー、13……対物レンズ付き浮上スライダ、14……1/4波長板、15……コリメータレンズ、16……凹レンズ付きカバーガラス、17……集積光ピックアップユニット、18……サスペンション、19……支持ばね、20……駆動コイル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disk, 2 ... Cartridge, 3 ... Spindle motor, 4 ... Chassis, 5 ... Rotating arm unit, 6 ... Bearing shaft, 7 ... Magnetic circuit, 8 ... Optical pick-up, 9 ... Spring retainer, 10 ... Flexible substrate, 11 ... Electric circuit board, 12 ... Top cover, 13 ... Levitation slider with objective lens, 14 ... 1/4 wavelength plate, 15 ... Collimator lens, 16 ... Concave lens Cover glass, 17 ... Integrated optical pickup unit, 18 ... Suspension, 19 ... Support spring, 20 ... Drive coil.

Claims (16)

光ディスクに対して光ビームによる信号の記録または再生を行なう半導体レーザと光学系を含む集積光ピックアップユニットと、
前記集積光ピックアップユニットを支持した回転アームユニットとを有し、
前記回転アームユニットは、先端部側に光ピックアップ配置用の孔を形成した薄い金属板よりなる光ピックアップベースプレートと、前記集積光ピックアップユニットが実装されるとともに、前記光ピックアップベースプレートの一方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ半導体基板と、前記光ピックアップベースプレートの他方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ透明カバーとを有し、
前記光ピックアップベースプレートの孔を半導体基板と透明カバーで塞いで密閉された空間を形成し、この空間内に前記半導体基板上の集積光ピックアップユニットを配置した、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
An integrated optical pickup unit including a semiconductor laser and an optical system for recording or reproducing a signal with an optical beam on an optical disc;
A rotating arm unit that supports the integrated optical pickup unit;
The rotating arm unit is mounted on one side surface of the optical pickup base plate on which the optical pickup base plate made of a thin metal plate in which a hole for arranging the optical pickup is formed on the tip end side and the integrated optical pickup unit are mounted. A semiconductor substrate that closes the hole and a transparent cover that is attached to the other side surface of the optical pickup base plate and closes the hole;
The hole of the optical pickup base plate is closed with a semiconductor substrate and a transparent cover to form a sealed space, and the integrated optical pickup unit on the semiconductor substrate is disposed in this space.
An optical pickup device characterized by that.
前記光ピックアップベースプレートは、鉄合金または銅合金の薄板材よりな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。   2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup base plate is made of a thin plate material of an iron alloy or a copper alloy. 前記透明カバーが光学部品としての機能を有し、前記光ピックアップベースプレートの鍍金厚が前記光学部品の位置調整手段として機能す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。   2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the transparent cover has a function as an optical component, and a plating thickness of the optical pickup base plate functions as a position adjusting unit of the optical component. 前記光ピックアップベースプレートの鍍金は、ハンダがつく鍍金であることを特徴とする請求項3記載の光ピックアップ装置。   4. The optical pickup device according to claim 3, wherein the plating of the optical pickup base plate is a plating with solder. 前記ハンダがつく鍍金が銅鍍金またはハンダ鍍金であることを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ装置。   5. The optical pickup device according to claim 4, wherein the plating applied to the solder is a copper plating or a solder plating. 前記回転アームユニットは、その回転中心から先端側にかけて所定の傾きをもって配置され、前記所定の角度が前記光ディスク上における光ピックアップアクセスエリアのほぼ中央でアジマス角が0度または0度に近い角度となるように設定されてい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。   The rotating arm unit is arranged with a predetermined inclination from the rotation center to the tip side, and the predetermined angle is approximately the center of the optical pickup access area on the optical disc, and the azimuth angle is an angle close to 0 degrees or 0 degrees. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is set as follows. 前記アジマス角度の変化に対してトラッキングエラー信号の振幅が一定になるように補償する補償器を有することを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置。   7. The optical pickup device according to claim 6, further comprising a compensator that compensates for a change in the amplitude of the tracking error signal with respect to a change in the azimuth angle. 前記アジマス角度の変化に対してフォーカスエラー信号の振幅が一定になるように補償する補償器を有することを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 6, further comprising a compensator that compensates for a change in the amplitude of the focus error signal with respect to a change in the azimuth angle. 光ディスクを保持して回転駆動する光ディスク駆動ユニットと、
光ディスクに対して光ビームによる信号の記録または再生を行なう半導体レーザと光学系を含む集積光ピックアップユニットと、
前記集積光ピックアップユニットを支持した回転アームユニットとを有し、
前記回転アームユニットは、先端部側に光ピックアップ配置用の孔を形成した薄い金属板よりなる光ピックアップベースプレートと、前記集積光ピックアップユニットが実装されるとともに、前記光ピックアップベースプレートの一方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ半導体基板と、前記光ピックアップベースプレートの他方の側面に装着されて前記孔を塞ぐ透明カバーとを有し、
前記光ピックアップベースプレートの孔を半導体基板と透明カバーで塞いで密閉された空間を形成し、この空間内に前記半導体基板上の集積光ピックアップユニットを配置した、
ことを特徴とする光ディスク装置。
An optical disk drive unit that holds and rotates the optical disk;
An integrated optical pickup unit including a semiconductor laser and an optical system for recording or reproducing a signal with an optical beam on an optical disc;
A rotating arm unit that supports the integrated optical pickup unit;
The rotating arm unit is mounted on one side surface of the optical pickup base plate on which the optical pickup base plate made of a thin metal plate in which a hole for arranging the optical pickup is formed on the tip end side and the integrated optical pickup unit are mounted. A semiconductor substrate that closes the hole and a transparent cover that is attached to the other side surface of the optical pickup base plate and closes the hole;
The hole of the optical pickup base plate is closed with a semiconductor substrate and a transparent cover to form a sealed space, and the integrated optical pickup unit on the semiconductor substrate is disposed in this space.
An optical disc device characterized by the above.
前記光ピックアップベースプレートは、鉄合金または銅合金の薄板材よりなることを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置。   10. The optical disc apparatus according to claim 9, wherein the optical pickup base plate is made of a thin plate material of an iron alloy or a copper alloy. 前記透明カバーが光学部品としての機能を有し、前記光ピックアップベースプレートの鍍金厚が前記光学部品の位置調整手段として機能することを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置。   10. The optical disc apparatus according to claim 9, wherein the transparent cover has a function as an optical component, and a plating thickness of the optical pickup base plate functions as a position adjusting unit of the optical component. 前記光ピックアップベースプレートの鍍金は、ハンダがつく鍍金であることを特徴とする請求項11記載の光ディスク装置。   12. The optical disc apparatus according to claim 11, wherein the plating of the optical pickup base plate is a plating with solder. 前記ハンダがつく鍍金が銅鍍金またはハンダ鍍金であることを特徴とする請求項12記載の光ディスク装置。   13. The optical disc apparatus according to claim 12, wherein the solder plating is a copper plating or a solder plating. 前記回転アームユニットは、その回転中心から先端側にかけて所定の傾きをもって配置され、前記所定の角度が前記光ディスク上における光ピックアップアクセスエリアのほぼ中央でアジマス角が0度または0度に近い角度となるように設定されていることを特徴とする請求項9記載の光ディスク装置。   The rotating arm unit is arranged with a predetermined inclination from the rotation center to the tip side, and the predetermined angle is approximately the center of the optical pickup access area on the optical disc, and the azimuth angle is an angle close to 0 degrees or 0 degrees. 10. The optical disc apparatus according to claim 9, wherein the optical disc apparatus is set as follows. 前記アジマス角度の変化に対してトラッキングエラー信号の振幅が一定になるように補償する補償器を有することを特徴とする請求項14記載の光ディスク装置。   15. The optical disk apparatus according to claim 14, further comprising a compensator that compensates for the amplitude of the tracking error signal to be constant with respect to the change in the azimuth angle. 前記アジマス角度の変化に対してフォーカスエラー信号の振幅が一定になるように補償する補償器を有することを特徴とする請求項14記載の光ディスク装置。
15. The optical disk apparatus according to claim 14, further comprising a compensator that compensates for the amplitude of the focus error signal to be constant with respect to the change in the azimuth angle.
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