JP4349137B2 - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ，ノートブック型コンピュータ，モバイル端末機器などの電子機器に搭載される光ディスク装置及びその光ディスク装置に好適に用いられる光ピックアップに関するものである。

光学記録媒体として、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、ＣＤ−Ｒ（書き込み可能なコンパクトディスク）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能なコンパクトディスク）等の種々の光ディスクが開発されている。ＤＶＤにおいては、波長約６５０ｎｍのレーザ光により情報の記録または再生が行われる。一方、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷにおいては、波長約７８０ｎｍのレーザー光により情報の記録または再生が行われる。このような複数種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ディスク装置が提案されている。

また、このような複数種類の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ディスク装置において、光ディスク装置に搭載される光ピックアップの光源としては、複数の異なる波長の光束を出射するレーザー素子を１つのパッケージに隣接して配置したもの（いわゆるハイブリッド型２波長半導体レーザー）や、１つの半導体基板に複数の波長の光源を集積化したもの（いわゆるモノリシック型２波長半導体レーザー）などが用いられている。

また、薄型化や小型化の要請に従って、これら光源は、リードフレーム上に半導体レーザー素子を実装し、その半導体レーザー素子を保護膜で覆い、リードフレームを電流供給可能なラインに電気的に接続する構成が採用されている。この構成は所謂フレームレーザー光源と呼ばれている。

フレームレーザー光源を用いた先行例としては、（特許文献１）〜（特許文献５）などが存在する。

また、光源及び受光素子を精度良く位置決めするために、（特許文献６）に示すように結合部材に光源，受光素子を接合する構成も存在する。
特開平１０−２４１１９５号公報 特開平１０−２４１１８９号公報 特開２０００−１３７９２４号公報 特開２００２−７４７２２号公報 特開２００３−５９０９４号公報 特開２００１−３１２８３５号公報

しかしながら上記（特許文献１）〜（特許文献５）の構成では、光源或いは受光素子がフレームに固定されているので、光源と受光素子の位置決めが非常に難しく、精度良い組み立てが必要となり、生産性を向上させることが困難である。特に、２波長レーザー素子を光源として用いた場合（特許文献２参照）には、光源と受光素子との位置関係は極めて高い精度が求められ、同様に生産性を向上させることは困難である。

これら、光源と受光素子の位置調整を精度良く行う方法としては、（特許文献６）に記載されているように結合部材を用いて、光源と受光素子をその結合部材に位置調整を行っ
て接合する方法であるので、比較的位置調整が容易であるものの、光源と光ガイド部材間に介在する接合材の影響によって、光束に収差を生じ、光学特性の劣化に繋がっていた。

また、結合部材の位置調整ズレによって、受光素子と結合部材の接合面に傾きが発生して調整後の位置ズレを発生させる問題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、フレームレーザー光源を用い、しかも特に好ましくは２波長レーザー光源を用いた場合においても、生産性や作業性を改善することができるか、或いは、光学特性を改善できることの少なくとも一方を実現できる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的としている。

本発明は、プレートと複数の端子部をモールド部材で互いに固定し前記プレートに半導体レーザー素子を設けた光源と、受光素子と、前記光源と前記受光素子との間に設けた前記光源からの光を通過させる第１の光学部材と、前記第１の光学部材からの光を外部へ出射するとともに前記外部からの光をその内部で反射させて前記受光素子へ出射する第２の光学部材と、前記光源を配置する空間部分と前記第１及び前記第２の光学部材を載置する載置部と前記受光素子を取り付ける１対の取付部とを有する結合ベースと、を備え、前記空間部分には前記光源のプレートの両側方部が配置される１対の接合部が設けられ、前記載置部は、前記空間部分と連通して前記光源からの光を通過させる小径部と前記小径部を塞ぐように前記第１の光学部材を収納する大径部とを設けた貫通孔を有し、前記貫通孔の小径部を前記光源からの光の開口を制限する開口制限部とした構成とした。

本発明は、フレームレーザー光源を用いたとしても、受光素子と光源をそれぞれ調整可能なように結合ベースを用いて、各部を固定することで、光学調整が行いやすく、作業性などが向上し、生産性を向上させることができる。また、結合ベースに設けられた貫通孔を介して光源と光学部材を離して結合ベースに固定することで、貫通孔を目安として光源及び光学部材を配置できるので、位置決め調整が行いやすくなる。結合ベースをステムベースと結合部材を一体化した構造とすることで、結合部材の組立ズレを排除し、受光素子を安定に接合することができ、しかも部品点数の削減も同時に実現可能となる。そして、光源からの開口制限する部材を別途設けなくても良いので、構造が簡単になる。

請求項１記載の発明は、プレートと複数の端子部をモールド部材で互いに固定しプレートに半導体レーザー素子を設けた光源と、受光素子と、光源と受光素子との間に設けた光源からの光を通過させる第１の光学部材と、第１の光学部材からの光を外部へ出射するとともに外部からの光をその内部で反射させて受光素子へ出射する第２の光学部材と、光源を配置する空間部分と第１及び第２の光学部材を載置する載置部と受光素子を取り付ける１対の取付部とを有する結合ベースと、を備え、空間部分には光源のプレートの両側方部が配置される１対の接合部が設けられ、載置部は、空間部分と連通して光源からの光を通過させる小径部と小径部を塞ぐように第１の光学部材を収納する大径部とを設けた貫通孔を有し、貫通孔の小径部を光源からの光の開口を制限する開口制限部としたことを特徴とする光ピックアップであり、製造時の調整が容易である。そして、光源からの開口制限する部材を別途設けなくても良いので、構造が簡単になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップと、媒体を回転させる回転駆動手段と、回転駆動手段に対して光ピックアップを近づけたり離したりする移動手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置であり、製造時の調整が容易である。そして、光源からの開口制限する部材を別途設けなくても良いので、構造が簡単になる。また、薄型化、小型化が実現できる。

図１，図２は本発明の一実施の形態における光ピックアップを示す斜視図及び分解斜視図である。

図１，図２において、１は光源、２は受光素子、３は結合ベース、４，５はそれぞれ光学部材である。光源１，受光素子２及び光学部材４，５はそれぞれ結合ベース３に接合されている。光源１と光学部材４，５の間には結合ベース３に設けられた貫通孔３ａが存在しており、光源１から出射された光は貫通孔３ａを通過して光学部材４，５に入射され、光学部材５から出射された光は、少なくとも図示していない対物レンズ等の集光手段を通して、図示していない光ディスクに照射され、光ディスクに対して所定の情報記録等を行う。

また、光ディスクから反射してきた光は、少なくとも対物レンズなどを通過し、光学部材５に入射され、光学部材５内部で１乃至複数回反射などを行った後に、受光素子２に入射される。受光素子２では、入射した光を電気信号に変換し、その電気信号は信号生成系の回路部に送られ、その回路部においてトラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号，ＲＦ信号などを生成し、それら各信号を基に、光ピックアップのトラッキング制御やフ
ォーカス制御を行い、更にＲＦ信号から所望の情報を生成する。

光源１は結合ベース３の後部から取り付けられ、光源１の先端における光出射部と結合ベース３に取り付けられた光学部材４が対向するように互いに結合ベース３に取り付けられている。また、受光素子２の光入射面は少なくとも光学部材５の側方部と対向しており、光学部材５の底部には光学部材４が対向している。

以下、各部ついて、詳細に説明する。

まず、光源１について説明する。

光源１としては、例えば、図３，図４に示されるフレームレーザー光源が好適に用いられる。光源１としてのフレームレーザー光源は、プレート６の一部をモールド部材７で覆うように構成されている。プレート６としては、銅，銅合金，銀，銀合金，アルミ，アルミ合金，鉄，鉄合金などの金属製の板状体が好ましく用いられ、更に好ましくは、この板状体の上に半田付け性の良い材料をメッキや蒸着などの手段でコーティングすることが好ましい。なお、本実施の形態では、板状体を金属材料で構成したが、金属材料以外でも熱伝導性が良く、導電性が高い材料、例えば導電性セラミック等を用いることができる。本実施の形態では、プレート６としては、銅或いは銅合金で構成された板状体の上にＡｇ或いはＡｇ合金のメッキ膜を設けた。プレート６は両側方にはみ出た、側方部６ａ，６ｂが設けられており、この側方部６ａ，６ｂは放熱を促す様に設けられたり、或いは他の部材への取付性を向上させるように設けられたりなどする。

プレート６には、絶縁部を有するサブマウント８を介して半導体レーザー素子９が設けられており、半導体レーザー素子９の上面はプレート６と金などのワイヤーで電気的に接続されている。この時、半導体レーザー素子９の光出射面はフレームレーザー光源の上部に配置される。サブマウント８の基台は絶縁材料で構成され、サブマウント８の半導体レーザー素子９が形成される面には分離された電極１１，１２が形成され、電極１１，１２上に半導体レーザー素子９が電気的に接合されている。

半導体レーザー素子９は、モノブロックすなわち、一つのブロックに１乃至複数の異なる波長の光を出射する構成となっている。本実施の形態では、波長約６５０ｎｍ（例えばＤＶＤ系）のレーザー光と、波長約７８０ｎｍ（ＣＤ系）のレーザー光を出射する半導体レーザー素子９を用いた。なお、半導体レーザー素子９から出射される光は一つでも良いし、また、三つ以上の互いに波長の異なる光を照射しても良い。本実施の形態における光ピックアップの場合、特に、複数の互いに異なる波長の光を出射する半導体レーザー素子９を用いる場合に適している。また、本実施の形態では、互いに波長の異なる複数の光を出射する場合に、半導体レーザー素子としてはモノブロックを用いたが、一つのブロックで一つの波長の光束を出射する複数個の半導体レーザー素子９をプレート６の上に実装して、互いに異なる波長の光を複数出射しても良い。多少この場合には、光源１のサイズが大きくなる可能性はあるものの、任意の異なる波長の光束を出射する半導体レーザー素子９を搭載できるので、大幅に波長の異なる複数の光束を出射する構成とすることが容易である。

１３，１４，１５はそれぞれ端子部で、端子部１３はプレート６と一体形成されている。すなわち、プレート６と端子部１３は電気的に接続されている。また、端子部１４，１５は、プレート６及び端子部１３とは分離して設けられており、モールド部材７にて互いに固定されている。端子部１４の端部は導電性のワイヤ１６を介して電極１２と電気的に接合しており、端子部１５はワイヤ１７を介して電極１３と互いに電気的に接合している。

例えば、半導体レーザー素子９がＤＶＤ系の光ディスクに対して情報の記録／再生の少なくとも一方を行う光束と、ＣＤ系の光ディスクに対して、情報の記録／再生の少なくとも一方を行う光束を出射させる場合には、端子部１３はグランドに接続し、端子部１４はＤＶＤ系の光束を出射させる様な電流を供給する回路に接続し、端子部１５はＣＤ系の光束を出射させる様な電流を供給する回路に接続される。すなわち、ＤＶＤ系の光束を出射させる場合には、例えば電流は端子部１４，ワイヤ１６，電極１２，半導体レーザー素子９，ワイヤ１０，プレート６，端子部１３の順に流れる。ＣＤ系の光束を出射させる場合には、例えば電流は端子部１５，ワイヤ１７，電極１１，半導体レーザー素子９，ワイヤ１０，プレート６，端子部１３の順に流れる。

モールド部材７は、樹脂材料やセラミック材料などの絶縁性材料が好適に用いられ、時に好ましくは樹脂材料を用いることであり、樹脂材料を用いることで、光源１の製作が非常に容易になる。また、樹脂材料の中でも、高耐熱性（２５０℃以上）を有し、バリなどの発生が少ない材料が好ましく、本実施の形態では、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）を用いた。また、使用可能な樹脂材料としてはエポキシ樹脂，ウレタン樹脂，液晶ポリマーなどを好適に用いることができる。

モールド部材７は上述の様に、端子部１３と一体になったプレート６，端子部１４，１５を互いに固定しており、しかも図３に示すように、光源１の前面においてモールド部材７は光束の出斜面側を開口させた壁部を有している。壁部内には、サブマウント８，半導体レーザー素子，プレート６の一部，ワイヤ１０，ワイヤ１６，ワイヤ１７，端子部１４の一部，端子部１５の一部が配置される。また、図４に示すように光源１の裏面には、プレート６の半導体レーザー素子９を設けた側と反対側の面の一部が露出するようにモールド部材７が設けられている。前面側のモールド部材７及び裏面側のモールド部材７は一体構成となっている。

次に結合ベース３について図５，図６を用いて詳細に説明する。

結合ベース３は、比較的、軽量，高精度での形状加工性，放熱性等を兼ね備えた材料で形成させることが好ましく、例えば、亜鉛，亜鉛合金，アルミ，アルミ合金，チタン，チタン合金などが好適に用いられる。本実施の形態では、コスト面などを考慮し、亜鉛ダイキャストで結合ベース３を構成した。なお、結合ベース３と他の部材との接合性を向上させたり、或いは結合ベース３に耐候性を持たせる等の種々の目的のために、結合ベース３の全表面あるいは少なくとも一部の表面にＡｕ，Ａｕ合金，Ｓｎ，Ｓｎ合金（Ｓｎ−Ｃｕ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｎ等）で構成された膜，フィルム等を設けることが好ましい。時に、前述の金属材料をメッキ等で形成することが量産性等の面で好ましい。この時、膜，フィルムの厚みとしては、３μｍ以上とすることが好ましく、コスト面などを考慮すると２０μｍ以下とすることが好ましい。また、膜として構成する場合には電界メッキや無電界メッキなどのメッキの手法を用いて形成したが、蒸着やスパッタリングなどの手法を用いて形成しても良い。

結合ベース３には、他の部材などに結合ベース３を固定する固定部１８，１９が設けられており、固定部１８，１９にはそれぞれ他の部材などにネジ，カシメピンなどの締結手段が挿入される貫通孔１８ａ，１９ａが設けられている。本実施の形態では、この貫通孔１８ａ，１９ａにネジを挿入し、そのネジを他の部材のネジ孔に挿入して締め付けて固定した。

なお、本実施の形態では、他の部材への取付をネジで行ったが、有機接着剤や半田などの接合材もしくは超音波溶接などの溶接手段を用いた結合ベース３を他の部材に取り付け
ても良く、この場合には、貫通孔１８ａ，１９ｂは設けなくても良く、代わりに接着面や接合面に凹凸や所定の面粗さを設けたり、或いは溝等を設けて、接合接着強度を向上させても良い。

なお、本実施の形態では、貫通孔１８ａ，１９ａをそれぞれ固定部１８，１９に設けたが、例えば一方の固定部１８にのみ貫通孔１８ａを設け、固定部１９には貫通孔１９ａを設けない構成でも良い。この場合には、固定部１８はネジなどの他の部材に固定し、固定部１９は、他の部材に固定部１９の挿入部などを設けて係止させて、結合ベース３を他の部材に固定する方法でも良い。また、本実施の形態では、貫通孔１８ａ，１９ａの断面形状としては、円形や角部を円弧状にした略方形形状としたり、或いは楕円形状としたが、一部にスリットを設け、断面略Ｃ字型の貫通孔にしたり、或いは断面半円状としても良い。

更に、好ましくは、図５，図６に示すように固定部１８，１９の外端に位置決め用の略Ｖ字或いは略Ｕ字型の凹部１８ｂ，１９ｂを設けても良い。この凹部１８ｂ，１９ｂは結合ベース３を他の部材に取付の際に位置決め用として設けられたり、或いは、結合ベース３に光源１，受光素子２，光学部材４，５を取り付ける組み立て作業時の基準部として用いてもよい。なお、本実施の形態では、凹部１８ｂ，１９ｂを設けたが、固定部１８，１９の少なくとも一方に設けても良いし、あるいは、他の治具などを用いて光ピックアップの組み立てや、他の部材への取付を行う場合には、特に凹部１８ｂ，１９ｂを設ける必要はない。ただ、その他の理由で凹部１８ｂ，１９ｂが必要な場合には、例え他の治具などで組み立てを行う場合でも、凹部１８ｂ，１９ｂを固定部１８，１９に設けても良い。

固定部１８，１９の間には、少なくとも光源１，受光素子２，光学部材４，５を取り付ける本体部２０が設けられており、本体部２０の両脇に固定部１８，１９が一体に設けられる構成となっている。なお、本実施の形態では、本体部２０と固定部１８，１９を一体に形成したが、固定部１８，１９に相当する部材を別部材で設け、本体部２０に固定部１８，１９に相当する部材を、接着，係止，係合，溶接などのいずれか一つの手法を用いて取り付けても良い。

本体部２０には対向した一対の側壁２１，２２が立設されており、側壁２１，２２の間には光学部材５が配置される。側壁２１には壁部２１ａ，２１ｂが設けられており、壁部２１ａは壁部２１ｂよりも高さが高くなっており、しかも壁部２１ａと壁部２１ｂの間は傾斜部２１ｃで一体に連結されている。同様に側壁２２には壁部２２ａ，２２ｂが設けられており、壁部２２ａは壁部２２ｂよりも高さが高くなっており、しかも壁部２２ａと壁部２２ｂの間は傾斜部２２ｃで一体に連結されている。また、壁部２１ｂ，２２ｂにはそれぞれ互いに対向するテーパー部２１ｄ，２２ｄが設けられている。

また、壁部２１ａ，２２ｂの傾斜部２１ｃ，２２ｃと反対側には、それぞれ略平坦な受光素子２の取付部２３，２４が設けられており、受光素子２はこの取付部２３，２４に接着などの手法を用いて固定される。なお、取付部２３，２４は略同一平面であることが望ましい。取付部２３，２４は底部においてほぼ同一平面の連結部で連結されている。また、この様に壁部２１ａ，２２ａは受光素子２を取り付ける取付面２３，２４を設けているので、ある程度の機械的強度が必要となる。その対策の一例としては、傾斜部２１ｃ，２２ｃを設けることで、壁部２１ａ，２２ａの底部の幅が広くなり、側部２１ａ，２２ａの機械的強度を増すように構成している。

テーパー部２１ｄ，２２ｄは例えば、光学部材４，５を本体部２０に取り付ける際に、光学部材４，５を挿入しやすくしたりあるいは、光学部材４，５に傷などが入らないように設けられている。更にこのテーパー部２１ｄ，２２ｄを設けることで、後述するように
光学部材５を搭載して接着剤で光学部材５を本体部２０に固定する際に接着剤をこのテーパー部２１ｄ，２２ｄと光学部材５との間に貯めることができ、接合強度を増すことも可能となる。

本体部２０の一方の側面部には、他の部分よりも隆起した隆起部２５が設けられており、この隆起部２５は、本体部２０の底部にしかも固定部１８，１９の間に設けられた第１隆起部２４ａと、本体部２０の側部にしかも壁部２１ａの側面部にかけて設けられた第２隆起部２５ｂとを有している。また、第１隆起部２５ａと第２隆起部２５ｂは接続されており、図６では、略逆Ｔ字型に構成されている。

隆起部２５を設けることでその部分の厚みを増すことが可能となり、例えば本体部２０の機械的強度を増すことができ、結合ベース３の撓みや変形を抑制できる。更に、壁部２１ａの側部にも第２隆起部２５ｂが設けられているので、壁部２１ａの更なる機械的強度の補強を実現でき、安定した受光素子２の固定を行うことができる。

なお、結合ベース３を構成する材料，サイズ，形状によっては、この隆起部２５を設けなくても良く、更に設ける場合においても、図６に示す形状に限らず、円形状，方形状，略Ｃ字型，略楕円型，略Ｆ字型，略Ｅ字型などの様々な形状で隆起部２５を設けることが可能である。

また、壁部２１ａには端部まで達した窪み部２６が設けられ、壁部２２ａには略Ｖ字或いは略Ｕ字状の溝２７が設けられている。これは、後述するように取付部２３，２４に受光素子２を接着剤などで接合する際に接着剤が光学部材４まで達し難いように設けられる。壁部２１ａは前述の様に隆起部２５が設けられているために十分な広さの取付部２３を得ることができるので、壁部２１ａの端部まで達した窪み部２６としたが、壁部２２ａでは、この隆起部２５が設けられていない分、端部まで達した窪み部を設けると、取付部２４の面積が小さくなるので、端部まで達していない溝２７とした。

なお、この窪み部２６及び溝２７も仕様などによっては設けなくても良い。

また、壁部２１ａ，２２ａが対峙し、壁部２１ｂ，２２ｂが対峙するように側壁２１，２２は設けられている。

本体部２０には、光学部材４，５の載置部２８が設けられており、載置部２８の両脇に側壁２１，２２が一体に立設されている。なお、本実施の形態では、側壁２１，２２を載置部２８に一体に立設させたが、側壁２１，２２を別部材で構成し、その側壁２１，２２を載置部２８の両脇に接着，係止，係合，溶接などのいずれか一つの手法を用いて取り付けても良い。

載置部２８には、貫通孔３ａが設けられており、貫通孔３ａには、断面が大きな大径部３２と、断面が小さな小径部３３を連結して構成されている。本実施の形態では、大径部３２及び小径部３３をともに、断面形状が角部を円弧状とした略長方形状とし、しかも略相似形としたが、断面形状を円形状，楕円形状，５角形以上の多角形状等の他の形状でも良く、また、大径部３２と小径部３３の断面形状を異なる形状としても良い。すなわち、大径部３２を上述の通り略長方形状とし、小径部３３を略円形状としても良い。

大径部３３は光学部材４を収納可能としているので、光学部材４が収納できる程度の断面及び深さを有している。なお、本実施の形態では、大径部３２及び小径部３３を設けることで、大径部３２に光学部材４を収納しても脱落することを防止できる等のメリットがあるが、光学部材４を他の治具などで貫通孔３ａ内に保持しておく様に工程などを考慮す
れば、特に大径部３２，小径部３３を設けずに、貫通孔３ａをストレートな構造とすることもできる。すなわち、例えば貫通孔３ａの断面を全ての領域において所定の半径の円形とすることもできる。

また、貫通孔３ａをストレート構造とした場合に上述の様に光学部材４が貫通孔３ａが脱落するのを防止するように、貫通孔３ａが構成する内に壁に一体或いは別体で突起部などを設けることもできる。この様な構成では、光学部材４の脱落を防止でき、組み立て性が向上する。

載置部２８における貫通孔３ａの開口部分の周縁部には、突起部２９，３０，３１が設けられており。この突起２９，３０，３１は載置部２８に一体もしくは別体で設けられる。別体で設ける場合には、突起片を載置部２８の貫通孔３ａの開口周辺に接着，係止，係合，溶接などのいずれか一つの手法を用いて取り付けても良い。

なお、本実施の形態では、結合ベース３に貫通孔３ａを設けたが、貫通孔に限らずＵ字状の切り欠き等の開口部であればよい。

本実施の形態では、図５，図６に示すように、貫通孔３ａの開口部における側壁２１，２２と非対向の部分の一方には比較的大きな突起２９を一つ設け、他方の部分には、比較的小さな突起３０，３１を並列して設けた。この時、この突起２９，３０，３１の高さは、好ましくは全てほぼ同じ高さで構成する。また、この突起２９，３０，３１の上面には光学部材５が載置され、その結果光学部材５は突起２９，３０，３１の高さの分、光学部材４とは所定の距離を持って離れ、光学部材４，５は互いに非接触となるように構成される。

なお、本実施の形態では、貫通孔３ａの開口の一方の側に一つの突起２９を設けた他方に突起３０，３１を並列させて設け、光学部材５を載置した際に３点支持となるように構成して安定した載置ができるように構成したが、どちらもそれぞれ突起を一個ずつ設けても良いし、複数個それぞれ突起を設けても良い。また、光学調整等を行う際にわざと光学部材５を傾斜して取り付ける場合については、左右で突起の高さを異ならせても良い。すなわち、図５，図６に示す構成では、例えば突起２９を高くし、突起３０，３１の高さを低くすることで、光学部材５は傾斜して取り付けられることになる。

なお、本実施の形態では、突起２９，３０，３１の断面形状は略方形状としたが、略円形状，略多角形状，略三角形状など仕様や工程などに応じて適度に形状を変更できる。

更に、本実施の形態では突起２９，３０，３１を設けたが、例えば、光学部材４の厚みよりも所定以上大径部３２の深さを深くすることで、光学部材を大径部３２に収納した際に、開口部と光学部材４の間に隙間が生じるように構成すれば、特に突起２９，３０，３１を設けなくても、光学部材５は載置部２８に載置され、しかも光学部材４は大径部３２の中に完全に収納されているので、容易に光学部材４，５間に隙間を形成されることができる。

また、本実施の形態では、貫通孔３ａを大径部３２，小径部３３で構成したが、中径部を大径部３２と小径部３３の間に設けて、段部が２つ設ける構成としても良い。さらに、本実施の形態では、大径部３２と小径部３２の間には段部を設けた構成としたが、載置部２８から離れるに従って連続的に径が小さくなるように構成しても良い。すなわち、貫通孔３ａにおいて載置部２８側の開口の断面積は載置部２８側と反対側の開口の断面積よりも広く構成する。

更に、載置部２８側から大径部３２，小径部３３，大径部３２の様に貫通孔３ａの中途部分に径の小さな部分を有する構成でも良い。

なお、貫通孔３ａが断面方形あるいは断面多角形状などの円形以外の場合には、大径部３２と小径部３３は、その断面積において、大径部３２が広く、小径部３３は断面積が小さいということを意味する。

本体部２０は載置部２８の底部側において、載置部２８と固定部１８，１９を一体に接続する支持部３４と、光源１を挿入する空間部分３５が併設されている。また、載置部２８からは空間部分３５の方に突出した突出部３６が設けられている。この突出部３６と支持部３４は空間を介して対峙している。固定部１８，１９の間に支持部３４と空間部分３５が設けられる。

空間部分３５は貫通孔３ａと連通している。また、固定部１８，１９からは、突出部３７，３９が空間部分３５に向かって突出しており、この突出部３７，３９と支持部３４の間には、隙間３８，４０が設けられている。この隙間３８，４０には主に光源１の側方部６ａ，６ｂが挿入される。また、隙間３８，４０に面している支持部３４には側方部６ａ，６ｂが接合される接合部４１，４２が設けられる。

また、本体部２０の隆起部２５を設けた側には、空間部分３５と連通した貫通孔１００が設けられており、光源１の位置あわせを行うときに観測できるように設けられている。なお、多少工程は複雑にはあるが、この貫通孔１００に透明なガラスや樹脂フィルムで覆ったり、あるいは透明樹脂やガラスなどを貫通孔１００に埋設しても良い。

次に受光素子２について図７，図８を用いて詳細に説明する。

受光素子２は、光ディスクからの反射光や、光源１から出射され光ディスクを経由せず入射される光が入射される受光素子体４３と、受光素子体４３を実装する基板４４と、基板４４に実装され、電源電圧を安定化させることができるコンデンサ４５，４６が設けられている。

受光素子体４３は、モールド樹脂などで構成されたケース４３ａ内にフォトディテクタなどを設けたフォトセンサ基板４３ｃが内蔵されており、フォトセンサ基板４３ｃには、フォトディテクタが仕様などに応じて所定のパターンで複数配置されている。ケース４３ａからは、複数のリード４３ａが外部に露出しており、このリード４３ｂはフォトセンサ基板４３ｃに電気的に接続されている。また、リード４３ｂは受光素子体４３ａの駆動に必要な電力を内部のフォトセンサ基板４３ｃに伝えたり、フォトセンサ基板４３ｃで受光した光が電気信号に変換され、その電気信号を外部に導く働きを有する。ケース４３ａは少なくともフォトセンサ基板４３ｃと対向する窓部分４３ｄが透明〜半透明となる様に構成されている。更に好ましく、少なくともフォトセンサ基板４３ｃのセンサが設けられている部分と窓部分４３ｄが対向するように構成される。また、ケース４３ａは全体をクリア樹脂などの透明樹脂でモールドして構成することで、別途別部材などを設けずに透明な窓部分を設けることが可能となる。また、迷光などの不要な光が窓部分４３ｄ以外から進入するのを防止等の目的で、窓部分４３以外の部分を不透明な樹脂やセラミックなどで構成し、窓部分４３の部分に透明なガラス，透明な樹脂フィルム等を設ける構成としても良い。更に、本実施の形態では、ケース４３ａを透明なクリア樹脂とし、窓部分４３を他の部分よりも段落ちさせて、薄くして透明にして、他の部分にエンボスを設けたり或いは表面粗さを粗くして非透明になるように構成した。また、塵対策などが他の手段で行われている場合には、窓部分４３ｄには何も設けず、フォトセンサ基板４３ｃのセンサ部分をむき出しにする構成でも良い。

本実施の形態では、基板４４はフレキシブルプリント基板の様な可撓性を有する基板や多層のフレキシブルプリント基板を用いた。なお、基板４４の形状を特に可変にしなくても良い場合では、基板４４はセラミック基板，セラミック多層基板，ガラスエポキシ基板，多層のガラスエポキシ基板等のある程度の弾性或いは剛性を有するものを用いることができる。

基板４４は略Ｌ字或いは略Ｔ字型に形成されており、基板４４は外部との接続を行う外部接続端子４４ｂを有する接続部４４ａと、受光素子体４３やコンデンサ４５，４６等の部材が実装される実装部４４ｃとを有しており、実装部４４ｃと接続部４４ａは、略垂直あるいは所定の傾斜を有して一体に成形されている。この様に実装部４４ｃと接続部４４ａを一体で構成することで、所定形状の基板４４を作製しさえすれば、良いので基板４４の製造が容易になり、生産性が向上する。なお、本実施の形態では、基板４４を略Ｌ字或いは略Ｔ字型としたが、当然、仕様などによって、様々な形状を採用することは可能である。

本実施の形態の形状であれば、例えば、実装部４４ｃと接続部４４ａを一体構成としたが、例えば、実装部４４ｃと接続部４４ａを別々に構成し、実装部４４ｃに各部材を実装した後に、接続部４４ａを実装部に取り付ける構成としても良く、あるいは、基板４４として、単に円盤，四角板，帯状などの形状のものを用い、それら基板４４上に外部接続端子４４ｂ，受光素子体４３を設けたりしてもよい。

本実施の形態では、外部接続端子４４ｂが配置される領域、すなわち、接続部４４ａの先端部においては、他の部分よりも幅広にして他の回路などとの接続を行いやすくしている。

コンデンサ４５，４６はセラミックコンデンサなどが好適に用いられ、受光素子体４３内に設けられたオペアンプなどによって生じる発振防止などの目的で用いられている。本実施の形態では、コンデンサ４５，４６をセラミックコンデンサで構成したが、積層セラミックコンデンサ，タンタルコンデンサ，電解コンデンサ等の仕様によって用いても良い。

次に光学部材４，５について図９〜図１１を用いて詳細に説明する。

光学部材４は、略直方体状の透明な光学ガラスで構成された基体４７、基体４７の光源１と対向する面に設けられ、光源１から出射された光を３ビームに分離する回折格子４８、基体４７の光源１と対向する面と反対側の面（光学部材５と対向する面）には開口制限膜４９が設けられている。

開口制限膜４９は例えばＳｉＯ₂膜とＡｌ₂Ｏ₃膜を交互に複数回積層して光を吸収する構成とし、略環状に設けられている。すなわち、開口制限膜４９で取り囲まれた領域を通過した光は所望の断面積を有する出射光が通過する。すなわちこの開口制限膜４９の中央部の開口の大きさを調整することで、光源１から出射される光の断面積を調整可能とすることができる。また、本実施の形態では、開口制限を行うのに、開口制限膜４９を設けたが、シート状の開口制限部材を貼り付けたり、他の不透明なブロックを貼り付けたりしてもよく、制限開口部を設ければよい。また、開口制限部としては貫通孔３ａの断面の大きさを調整してもよい。すなわち、光学部材４の光源１側の貫通孔３ａの開口の大きさを調整することで、貫通孔３ａ自体が開口制限部と機能し、別途光学部材４等に開口制限膜４９等を設けなくても良い。

なお、本実施の形態では、開口制限膜４９で構成された開口形状は略方形状としたが、光ピックアップの光学設計の状況に応じて、円形や多角形あるいは楕円形状としても良い。また、基体４７は略直方体としたけれども、立方体形状や半球形状としても良い。また、回折格子４８は基体４７の表面部に設けたが、回折格子４８の保護の目的で、回折格子４８を設けた面に基体４７と同一の材料で構成した透明基板や、透明フィルムを設けたり、透明な保護膜を設けても良い。

光学部材５は、透明な光学ガラスや光学樹脂で構成されたブロック５０，５１，５２，５３を互いにガラスやＵＶ硬化樹脂などで接合して構成され、全体として略直方体形状となっている。光学部材５は互いに略平行な傾斜面５４，５５，５６が内蔵されている。傾斜面５４はブロック５０，５１の間に形成されており、この傾斜面５４はブロック５０，５１の接合面に相当する。この傾斜面５４には偏光分離膜が設けられており、この偏光分離膜はブロック５０，５１の少なくとも一方の面に形成されている。傾斜面５５はブロック５１，５２の間に形成されており、この傾斜面５５はブロック５１，５２の接合面に相当する。この傾斜面５５には偏光分離膜が設けられており、この偏光分離膜はブロック５１，５２の少なくとも一方の面に形成されている。傾斜面５５はブロック５２，５３の間に形成されており、この傾斜面５５はブロック５２，５３の接合面に相当する。この傾斜面５５にはサーボなどに用いられるホログラムが設けられており、このホログラムはブロック５２，５３の少なくとも一方の面に形成されている。

なお、本実施の形態では、光学部材５を４つのブロックで構成したが、光学設計の仕様などによって、５つ以上のブロックで構成しても良く、その結果傾斜面を４つ以上光学部材５の中に内蔵させても良い。

なお、本実施の形態では光学部材４を省略することもできる。すなわち、１ビームで記録／再生の少なくとも一方を行う場合には、回折格子４８は不要であり、しかも特に開口制限を必要としない場合には、開口制限膜４９は不要である。また、開口制限膜４９のみが必要な場合には、光学部材５の光源１からの光入射面側に一体に設けることができる。

以上の様に構成された光学部材４，５を用いた場合の光路について図１１を用いて説明する。なお、図１１は光学部材５を説明のために分離しているので、多少光路は、実際とは異なっている。また、本実施の形態では、光源１からは、ＤＶＤに対して有効は波長の光と、ＣＤに対して有効な波長を出射するのを前提としている。光源１からＤＶＤに対して情報の記録／再生の少なくとも一方を実現できる波長の光を出射すると、光学部材４に設けられた回折格子４８及び開口制限膜４９を通過することで、３ビームに分離されるとともに、所定の開口を有する光束となる（Ａ１）。光学部材４を通過した後、光学部材５に入射すると、偏光分離膜を有した傾斜面５４，傾斜面５５に設けられた偏光分離膜を透過してブロック５２の上面から光が出射される（Ａ２，Ａ３，Ａ４の順で光は通過）。なお、実質的には光の光路Ａ１〜Ａ４はほぼ直線状である。光ディスクで反射してきた光は、光路Ａ４，Ａ３の順で直線的に傾斜面５４に入射し、傾斜面５４に設けられた偏光分離膜で反射され、光路Ａ５で傾斜面５５を透過し、光路Ａ６で受光素子２に入射される。

光源１からＣＤに対して情報の記録／再生の少なくとも一方を実現できる波長の光を出射すると、光学部材４に設けられた回折格子４８及び開口制限膜４９を通過することで、３ビームに分離されるとともに、所定の開口を有する光束となる（Ｂ１）。光学部材４を通過した後、光学部材５に入射すると、偏光分離膜を有した傾斜面５４，傾斜面５５に設けられた偏光分離膜を透過してブロック５２の上面から光が出射される（Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の順で光は通過）。なお、実質的には光の光路Ｂ１〜Ｂ４はほぼ直線状である。光ディスクで反射してきた光は、光路Ｂ４で傾斜面５５に入射すると偏光分離膜によって反射され、光路Ｂ５で傾斜面５６に入射し、サーボ制御などに用いられるホログラムに入射して
更に反射され、光路Ｂ６で光は進行し、傾斜面５５で反射して光路Ｂ７で受光素子２に入射される。

以上の様に構成された光ピックアップにおいて、その組み立て方法について図を用いて説明する。

図１２に示すように、貫通孔３ａ内の段差部もしくは、光学部材４の回折格子４８を設けた面（開口制限膜４９を設けた側と反対側）の少なくとも一方に、瞬間接着剤等の接着剤を塗布し。光学部材４を大径部３２に挿入し、貫通孔３ａを塞ぐように光学部材４と結合ベース３を接合する。

次に図１３に示すように、載置部２８上に光学部材５を載置する。この時光学部材５は突起２９，３０，３１上に載置されるとともに、側方を側壁２１，２２で挟み込まれるように配置される。また、光学部材５は図１３で示すＸ−Ｙ方向に移動させることで、所定に位置決めがなされ、図１４に示すように、側壁２１，２２と光学部材５との間に接着剤６０，６１を供給し、位置決めされた光学部材５と結合ベース３を短時間で固定する。この時用いられる接着剤６０，６１は紫外線硬化樹脂を含むものや、吸水性を有し瞬間的に硬化するものなどが好適に用いられる。この時に、側壁２１，２２に高低差のある壁部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを設けることで、光学部材５のＸ−Ｙ方向の位置調整を容易に実現でき、しかもテーパー部２１ｄ，２２ｄを設けていることで接着剤６０，６１は他の場所に流れ出ることを防止でき、しかも接着剤６０，６１を光学部材６５と側壁２１，２２の間に貯めることができるので、確実に各部を接合でき、しかも他の部分への流出することを抑えることができるので、他の部材への影響を小さくすることができる。

また、突起２９，３０，３１を設けていることで、光学部材４，５間に０．０５ｍｍ〜０．１７ｍｍの隙間を設けることができ、しかも接着剤がその隙間に介在しないように構成できるので、光学部材４，５間に接着剤などが存在することによって生じる光の収差などの発生を防止でき、光学特性を向上させることができる。

次に、図１５に示すように、光源１を結合ベース３の底部側から空間部分３５に挿入するとともに、側方部６ｂ，６ａが隙間４０，４１に配置される。また、受光素子２も側壁２１，２２の取付部２３，２４に当接させ、しかも受光素子２或いは取付部２３，２４の少なくとも一方の面に紫外線硬化接着剤を塗布しておく。そして、光源１を発光させてＸ軸方向に移動させてバランス調整を行い、しかも受光素子２も、Ｙ軸やＺ軸方向に移動させて、高さ調整やＳ字調整を行う。この様に、光源１と受光素子２を相対的に動かす構成とすることで、例え、光源１が２つの異なる波長の光を極めて小さな間隔で出射されたとしても、確実にしかも精度良く簡単に光源１と受光素子２の位置決めを行うことができる。これは、例えば、自動機械などで、これら位置調整を行わせることで、生産性を向上させることができる。

各部材に対して、所定の位置に調整され、光源１と受光素子２の位置関係において、確実に光ディスクへ光源１からの光が導かれ、しかも光ディスクからの光が受光素子２に入射されることがほぼ確認されたら、今度は、光源１と結合ベース３の間に紫外線硬化接着剤もしくは、Ａｇペーストを塗布しておき、図１５に示すＺ軸に沿って、光源１を移動させ、例えばＤＶＤに用いられる光のデフォーカス調整を行う。デフォーカス調整が終了したら、紫外線を照射したり熱を直接或いは間接的に加えることで光源１と結合ベース３を仮固定させる。この時、紫外線硬化接着剤やＡｇペーストは、側方部６ａ，６ｂか接合部４１，４２の少なくとも一方に塗布しておく。また、光源１の位置調整の際には、貫通孔１００から人の目視或いは自動機械による画像認識で、観測しながら行われる。光源１と結合ベース３を仮固定したら、図１６に示すように、突出部３６，３７，３９とプレート６の少なくとも３カ所に、Ａｇペースト，クリーム半田或いは半田箔等の粘度が比較的高いか或いはバルク状（粉体や顆粒状体を含む）の接合材２００をそれぞれ供給し、その接合材２００に対して、ヒートガンやレーザー光線を照射することで溶融させ、光源１と結合ベース３との確実な接合を行うことができる。なお、この様に、比較的熱伝導の良い半田やＡｇペーストなどの金属製の接合材２００は、熱伝導率が大きいので、光源１で発生した熱を効果的に結合ベース３に逃がすことができ、光源１の熱対策にも有効である。なお、光源１の熱対策が不要な場合には、仮固定用の紫外線硬化接着剤を本固定の接合材２００としても良いし、仮固定を施した後に、本固定として用いられる接合材２００をエポキシ樹脂系接着剤，瞬間接着剤，紫外線硬化接着剤などの有機接着剤等としても良い。

次に、図１５に示すように。Ｘ軸周りに受光素子２を回転させて、例えばＣＤに用いられる光のデフォーカス調整を行う。デフォーカス調整が完了したら、紫外線を照射して受光素子２と結合ベース３の間に設けられた紫外線硬化接着剤を硬化させ、受光素子２と結合ベース３を接合させる。

また、図１７に示すように、紫外線硬化接着剤を受光素子２と結合ベース３との間に設けた場合に、その接合材３００が、光学部材４，５の間に流れ込む可能性があったり、あるいは、光学部材４，５（特に光学部材５）に接触した接合材３００が硬化する際に、光学部材４，５（特に光学部材５）を移動させたりすることが発生する。この問題を解決するために、溝２７や窪み部２６を設けたことで、接合材３００の光学部材４，５側への流れ混みを防止できる。

以上のように、本実施の形態では、例え複数の互いに異なる波長の光を出射する光源１を用いたとして、受光素子２との位置関係を結合ベース３を用いて、精度良くしかも作業性良く組み立てられるので、生産性が良く、歩留まりなどを向上させることができる。

更に、光学部材４，５の間に及び光源１と光学部材４の間に接合材を非介在としたことで、光に収差が発生するのを抑制でき、光学特性なども改善される。

また、この様な光ピックを用いた光学系構成について図１８を用いて説明する。

光源１から出射された光は光学部材４，５を通過してコリメートレンズ４００に入射し、ＢＳプレート４０１（ビームスプリッタプレート）で反射され、立ち上げプリズム４０３に導かれる。この時、ＢＳプレート４０１では、出射された光の一部が透過し、光源１の光量をモニターする受光センサ４０２に導かれ、受光センサ４０２の出力によって光源１の発光パワーが調整される。ＢＳプレートからの光は、立ち上げプリズム４０３の面４０３ａで反射し、面４０３ｂで更に反射し、面４０３ａを透過して液晶を挟み込んだホログラム４０４に入射し対物レンズ４０５に導かれ、光ディスク４０６に集光される。光ディスク４０６で反射した光は対物レンズ４０５，ホログラムを経由して立ち上げプリズム４０３に導かれ、面４０３ａを通過し、面４０３ｂで反射し更にその後面４０３ａで反射しＢＳプレート４０１に導かれ、ＢＳプレート４０１で反射しコリメータレンズ４００を通過し光学部材５に入射され、受光素子２に到達する。

図１９は本発明の一実施の形態における光ピックアップを用いた光ディスク装置を示す図で、図１９において、５００は筐体で、筐体５００は上部筐体部５００ａと下部筐体部５００ｂを組み合わせて構成されている。なお、上部筐体部５００ａと下部筐体部５００ｂとは螺旋などを用いて、互いに固着されている。５０１は筐体に出没自在に設けられたトレイ、５０２はトレイ５０１に設けられたスピンドルモータ、５０３は光ピックで、光ピック５０３には図１〜図１８に示す光ピックアップが用いられ、光ディスクに情報を書き込むか或いは情報を読み出す動作の少なくとも一方を行う。また、光ピック５０３は、
光ディスクの半径方向に移動可能に保持されたキャリッジ（図示せず）に搭載されている。５０４はトレイ５０１の前端面に設けられたベゼルで、ベゼル５０４はトレイ５０１が筐体５００内に収納された時に、トレイ５０１の出没口５０５を塞ぐように構成されている。５０６，５０７はそれぞれトレイ５０１及び筐体５００の双方に摺動自在に取り付けられたレールで、トレイ５０１の両側部にこのレール５０６，５０７は設けられており、このレール５０６，５０７にて図１９で示す矢印Ｐ方向に筐体５００からトレイ５０１が出没自在に取り付けられている。

トレイ５０１の前端面に設けられたベゼル５０４にはイジェクトボタン５０８が設けられており、このイジェクトボタン５０８を押すことで、筐体５００に設けられた係合部（図示せず）とトレイ５０１に設けられた係合部（図示せず）との係合を解除する。

本発明の光ピックアップ及び光ディスク装置は、フレームレーザー光源を用い、しかも特に好ましくは２波長半導体レーザー光源を用いた場合においても、生産性や作業性を改善することができるか、或いは、光学特性を改善できることの少なくとも一方を実現でき、パーソナルコンピュータ，ノートブック型コンピュータ，モバイル端末機器などの電子機器に適応できる。

本発明の一実施の形態における光ピックアップを示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップを示す分解斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光源示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光源示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの結合ベースを示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの結合ベースを示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの受光素子を示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの受光素子を示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光学部材を示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光学部材を示す斜視図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光学部材を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの組み立て方法を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップの光学設計の例を示す図 本発明の一実施の形態における光ピックアップを用いた光ディスク装置を示す図

符号の説明

１ 光源
２ 受光素子
３ 結合ベース
３ａ 貫通孔
４，５ 光学部材
６ プレート
６ａ，６ｂ 側方部
１３，１４，１５ 端子部
２１，２２ 側壁
２８ 載置部
２９，３０，３１ 突起
３２ 大径部
３３ 小径部
４８ 回折格子
４９ 開口制限膜
５０３ 光ピック
５０２ スピンドルモータ

Claims (2)

1. プレートと複数の端子部をモールド部材で互いに固定し前記プレートに半導体レーザー素子を設けた光源と、受光素子と、前記光源と前記受光素子との間に設けた前記光源からの光を通過させる第１の光学部材と、前記第１の光学部材からの光を外部へ出射するとともに前記外部からの光をその内部で反射させて前記受光素子へ出射する第２の光学部材と、前記光源を配置する空間部分と前記第１及び前記第２の光学部材を載置する載置部と前記受光素子を取り付ける１対の取付部とを有する結合ベースと、を備え、前記空間部分には前記光源のプレートの両側方部が配置される１対の接合部が設けられ、前記載置部は、前記空間部分と連通して前記光源からの光を通過させる小径部と前記小径部を塞ぐように前記第１の光学部材を収納する大径部とを設けた貫通孔を有し、前記貫通孔の小径部を前記光源からの光の開口を制限する開口制限部としたことを特徴とする光ピックアップ。
2. 請求項１記載の光ピックアップと、媒体を回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段に対して前記光ピックアップを近づけたり離したりする移動手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。

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