JP4366398B2

JP4366398B2 - 光ピックアップとその製造方法

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Publication number: JP4366398B2
Application number: JP2006342057A
Authority: JP
Inventors: 康木下; 英直斎藤; 昭雄矢部
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: CN101206881B; CN101206881A; US7486452B2; US20080151397A1; JP2008152882A

Description

本発明は、光ディスクの記録面上に情報を記録、または記録された情報を再生する光ディスク装置に用いられる光ピックアップに関する。

光ディスクの球面収差の補正手段として、レンズを光軸方向に移動させることによって球面収差の補正を行う手段が知られている。

例えば、特許文献１では、モータの回転軸上に形成されたリードスクリューと、リードスクリューに係合されたナットの組み合わせによるねじ機構によって、モータの回転運動をスラスト方向の直線運動に変換し、ナットに当接されているレンズホルダおよびレンズホルダに支持固定されているレンズを光軸方向に移動させる構成が示されている。上記のように、ねじ機構によってスラスト方向の直線運動を得る構成では、モータ回転軸のスラスト方向のガタが振動の原因となることがある。特許文献１では、レンズホルダをナットに当接させるためにコイルバネによって予圧を作用させている。この予圧は、ナット，ナットと係合するリードスクリュー，リードスクリューを固定するモータ回転軸の順に作用し、モータ回転軸をモータ回転軸の一端に設けられているスラスト軸受に当接させる。このように、予圧によってスラスト方向のガタを抑える構成がある。

特許文献２の第１図では、ウォームギヤによってモータ回転軸の回転速度を減速する機構において、モータ回転軸の先端部位置に調整ネジを組み付け、調整ネジによってスラスト調整した後、ナットによって調整ネジを固定する構成が示されている。このような構成では、予圧を作用させなくても、モータ回転軸のスラスト方向の移動量を調節することができるので、振動の原因となるガタを少なくすることができる。

また、特許文献３では、調節ネジの回転軸の軸方向への移動量を表示する表示手段を設けることによって、組み付け後の任意の時期にスラスト調整を実施できるようにした構成が示されている。

特開２００６−１５５８３９号公報特公昭６０−１１５３６号公報特開２００１−３３００２７号公報

上記のように構成した光ピックアップにおいて、スラスト方向への移動を規制するために設けられたストッパに、ナットおよびレンズホルダが当接して停止した後に、逆方向への駆動をかけても移動しないことがある。これは、ナットおよびレンズホルダがストッパによって停止する際に、ストッパからの反力でモータ回転軸がスラスト方向に移動し、この移動によってモータ回転軸に取り付けられている回転子がモータ筐体内側面と接触して大きな摩擦力を生じることが原因となっている。

上記の課題に対し、特許文献１の構成では、コイルバネの予圧を増加することによって、ストッパからの反力に抵抗し、モータ回転軸のスラスト方向への移動を抑えることで、モータ回転子とモータ筐体内側面の接触を回避することが可能である。しかしながら、コイルバネの予圧はストッパからの反力が生じていない通常動作時にも各部に作用し続けるため、予圧と逆の方向への移動がし難くなったり、スラスト軸受など摺動部材の摺動負荷の増大や、磨耗などの問題を引き起こす可能性がある。

一方、特許文献２および特許文献３の構成では、調整ねじの締付けによって、モータ回転軸のスラスト方向への移動量を調整し、モータ回転子とモータ筐体内側面との接触を回避することが可能である。しかしながら、モータ回転軸のスラスト方向への移動量をゼロにすると、モータ回転軸の両端は調整ねじおよびスラスト軸受に力を及ぼしながら接触するため、摺動抵抗が発生する。このように接触した状態で、温度上昇が生じた場合は、モータ回転軸の膨張によるスラスト方向の移動量が狭められるので、さらに大きな摺動抵抗が発生するようになる。摺動抵抗の増加は、モータの負荷となり、出力トルクの低下につながる。逆に、摺動抵抗を低減するためにスラスト方向の移動量を確保した場合は、本構成には予圧手段がないのでスラスト方向の振動が発生する。本構成において、摺動抵抗の低減と振動レベル低減の２つの要求を両立するためには、スラスト方向の移動量を厳密に管理する必要があるので、生産効率向上の妨げとなる可能性がある。

本発明は、モータ回転子とモータ筐体内側面との接触を回避するため、従来は特許文献１の構成で十分だった光ピックアップにモータ回転軸のスラスト方向の移動量を調節する機能を追加することによって、ストッパに当接して停止したナットおよびレンズホルダの逆方向駆動を確実に行わせ、信頼性を向上した光ピックアップを提供することを目的とする。

上記目的は、回転軸を有するモータと、前記モータの回転軸の一端に第１のスラスト軸受と、前記モータの回転軸のもう一端に第２のスラスト軸受と、前記モータのモータ筐体を固定するベースと、前記モータの回転軸に嵌合したリードスクリューと、前記リードスクリューの回転を直線運動に変換するねじ機構と、前記ねじ機構によりスラスト方向に移動されるレンズホルダと、前記レンズホルダに保持されるレンズと、前記レンズホルダにスラスト方向の予圧を加える予圧手段と、を有する光ピックアップにおいて、前記第１のスラスト軸受、前記第２のスラスト軸受、及び前記回転軸を導体で構成することにより達成される。

また上記目的は、導通チェッカを用いて前記第１のスラスト軸受と前記第２のスラスト軸受との間の導通が得られるまで前記第２のスラスト軸受を前記回転軸に近づく方向に移動させる工程と、その後に前記第２のスラスト軸受を前記回転軸から離れる方向に移動させる工程と、その後に前記第２のスラスト軸受を前記ベースに固定する工程と、を有することにより達成される。

また上記目的は、前記回転軸と前記第１のスラスト軸受との間、もしくは前記回転軸と前記第２のスラスト軸受との間に導体からなるスペーサを挿入する工程と、導通チェッカを用いて前記第１のスラスト軸受と前記第２のスラスト軸受との間の導通が得られるまで前記第２のスラスト軸受を前記回転軸に近づく方向に移動させる工程と、その後に前記スペーサを除去する工程と、前記第２のスラスト軸受を前記ベースに固定する工程と、を有することにより達成される。

この発明によれば、ストッパに当接して停止したナットおよびレンズホルダに、逆方向への駆動をかけたときに確実に動作を行わせることができるので、信頼性の高い光ピックアップを提供できる。

以下、実施例を説明する。

本発明の実施例１に係る光ピックアップについて、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光ピックアップの構成を示す図である。

図１において、１は光ディスク、２は光ピックアップ、２１はレーザ光源、２２は整形レンズ、２３はカップリングレンズ、２４はビームスプリッタ、２５は球面収差補正手段、２６は立上ミラー、２７は対物レンズ、２８は検出レンズ、２９は光検出器を表す。

光ピックアップ２は、レーザ光源２１と、整形レンズ２２と、カップリングレンズ２３と、ビームスプリッタ２４と、球面収差補正手段２５と、立上ミラー２６と、対物レンズ２７と、検出レンズ２８と、光検出器２９とを１つの筐体内に搭載し、光ディスク１の記録再生を行う光学系を構成したものである。図１では１つの光学系によって構成されている光ピックアップ２を示しているが、複数の光ディスク１の規格に対応するために、複数の光学系を１つの筐体内に搭載するように構成しても良い。この場合、異なる光学系で部品を共有するように構成することもできる。レーザ光源２１は、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤまたはＨＤ−ＤＶＤに対応した特定波長のレーザ光を発振して出射する半導体レーザ素子である。整形レンズ２２，カップリングレンズ２３，ビームスプリッタ２４，立上ミラー２６，対物レンズ２７，検出レンズ２８は、ガラスまたは透明プラスチックで形成された光学レンズまたは光学ミラーである。レンズ面および反射面には必要に応じて機能性コーティングが施される。球面収差補正手段２５は、ガラスまたは透明プラスチックで形成された光学レンズと、前記光学レンズをレンズの光軸方向に移動させる機構によって形成される。球面収差補正手段２５を構成する光学レンズは、固定レンズ１枚を追加した２枚構成としても良い。光検出器２９は、光検出面に照射する光量に応じた電圧を発生する半導体素子である。

レーザ光源２１を発したレーザ光は、まず整形レンズ２２に入射する。整形レンズ２２は、レーザ光源２１から出射される長円形断面のレーザ光をほぼ円形断面となるように整形するレンズである。整形レンズ２２のレーザ入射面およびレーザ出射面には曲面が形成されている。次に、整形レンズ２２を出射したレーザ光は、カップリングレンズ２３に入射する。カップリングレンズ２３は、レーザ光源２１から発散して出射されるレーザ光を平行光に変換する機能を有する。平行光に変換されたレーザ光は、ビームスプリッタ２４を透過し、球面収差補正手段２５に達する。球面収差補正手段２５は、レンズの駆動機構を有し、レンズを光軸方向に移動させることによってレンズを通過したレーザ光を弱発散，弱収束光に調節する機能を備えている。さらに、レーザ光は、立上ミラー２６を経て対物レンズ２７に入射し、対物レンズ２７によって光ディスク１の記録面上に集光されてビームスポットを形成する。光ピックアップ２では、このビームスポットによって情報の記録再生を行う。記録時には、記録情報に基づいてレーザ光源２１のオンオフを行い、ビームスポットで光ディスク１上に記録ピットを形成して、情報の書き込みが行われる。再生においては、光ディスク１の記録ピットに当たって反射したレーザ光を対物レンズ２７で拾い、往路とは逆に立上ミラー２６，球面収差補正手段２５，ビームスプリッタ２４，検出レンズ２８を経て光検出器２９の検出面上にレーザ光を誘導する。光検出器２９は、内部の検出面で光ディスク１からの戻り光を検出し、情報の読込みを行う。また、検出信号を処理することによって、対物レンズ２７のフォーカス制御，トラッキング制御や、球面収差補正手段２５のレンズ位置の制御を行う構成となっている。

図２，図３に、本発明の実施例１に係る光ピックアップ２に搭載されている球面収差補正手段２５の構成および製造方法を示す。

図２，図３において、２５１はレンズ、２５２はレンズホルダ、２５３はねじ機構、
２５４は予圧手段、２５５はモータ、２５５ａはモータ筐体、２５５ｂは回転軸、255cはリードスクリュー、２５５ｄは第１のスラスト軸受、２５６は第２のスラスト軸受、257はベース、２５８はストッパ、２５９は組立治具、２５９ａはドライバー、２５９ｂは導通チェッカ、２５９ｃはプローブ、２５９ｄは接着器具を表す。球面収差補正手段２５は、図１における光ピックアップ２に組み込まれている。

球面収差補正手段２５は、被駆動体であるレンズ２５１，レンズホルダ２５２，ねじ機構２５３と、駆動体であるモータ２５５と、周辺部材である予圧手段２５４，第２のスラスト軸受２５６，ストッパ２５８とをベース２５７に取り付けた構成である。レンズ251は、透過率の高いポリオレフィンなどの透明樹脂やガラスによって形成した光学レンズである。球面収差の補正は、レンズ２５１が光軸方向に移動することによって、レンズ251に入射するレーザ光を拡散，収束させることで実現される。レンズホルダ２５２は、レンズ２５１を保持するために開口部を有し、この開口部にレンズ２５１を嵌合し接着によって固定する。レンズホルダ２５２は案内軸によって懸架され、レンズ２５１と共にレンズ２５１の光軸方向に移動できるように構成される。ねじ機構２５３は、内周に雌ねじを形成したナットまたは爪である。図２のようにねじ機構２５３をナットで形成する場合、ナットは係合されるリードスクリュー２５５ｃの回転によって一緒に回転してしまうため、図示しない回転止めを設ける必要がある。回転止めは、ナットに突起や溝を設けて、これをレンズホルダ２５２もしくは外部の部材に当接させることで実現できる。ねじ機構253を爪で構成する場合には、爪部材を製作しレンズホルダ２５２に固定する構成や、爪をレンズホルダ２５２に直接形成する構成でよい。予圧手段２５４は、レンズホルダ２５２に対して光軸方向の予圧を加えるバネなどの部材である。モータ２５５は、光ピックアップ２に搭載できる小型の直流モータやステッピングモータである。回転軸２５５ｂの出力側には、外周に一定のピッチで溝を形成したリードスクリュー２５５ｃが形成されている。リードスクリュー２５５ｃは、モータ２５５の回転軸２５５ｂに直接加工を施して形成するか、別部品として形成した後回転軸２５５ｂにかしめなどによって固定する。また、モータ２５５には、回転軸２５５ｂの反出力側軸端に第１のスラスト軸受２５５ｄが形成されている。第１のスラスト軸受２５５ｄは、回転軸２５５ｂのスラスト方向への移動を止めるプレートである。第２のスラスト軸受２５６は、ベース２５７に係合され、回転軸
２５５ｂの出力側軸端に設けられるねじまたはピンである。第２のスラスト軸受２５６は、回転軸２５５ｂのスラスト方向への移動を止めるプレートである。第２のスラスト軸受２５６は、スラスト方向に位置を調節する機能を有し、これによって回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量を調節する。ベース２５７は、球面収差補正手段２５の筐体であり、モータ筐体２５５ａ，第２のスラスト軸受２５６を固定する部材である。ベース２５７は、光ピックアップ２では耐衝撃性を考慮して軽量化が求められるため、樹脂を用いている。本実施例１では特に電気を通さない樹脂で形成する。これにより、第１のスラスト軸受２５５ｄと第２のスラスト軸受２５６を電気的に絶縁している。この絶縁は、後述する製造方法で生産性を向上するために必要な機能である。ストッパ２５８は、レンズホルダ
２５２、またはねじ機構２５３のスラスト方向の移動量を制限する部材である。

次に、球面収差補正素子２５の動作を説明する。球面収差補正素子２５の駆動はモータ２５５によって行う。モータ２５５は、モータ内部に形成されているコイルに電流を流すことにより、電磁作用で回転軸２５５ｂ周りのトルクを発生させて回転軸２５５ｂを回転させる。回転軸２５５ｂの回転は、リードスクリュー２５５ｃを回転させ、リードスクリュー２５５ｃの溝に沿って直線運動を行うねじ機構２５３がスラスト方向に移動する。レンズホルダ２５２は、予圧手段２５４によって常にねじ機構２５３に当接して運動を行うことによって、レンズ２５１を光軸方向に移動させる。レンズホルダ２５２およびねじ機構２５３は、ストッパ２５８によってスラスト方向の移動量が制限される。ストッパ258に当接した場合、レンズホルダ２５２およびねじ機構２５３は当接した地点で停止するが、回転軸２５５ｂがストッパ２５８から反力を受けて逆方向に移動を始める。回転軸255bは、第１のスラスト軸受２５５ｄまたは第２のスラスト軸受２５６に当接するまで移動し、当接後はモータ２５５の脱調により回転軸２５５ｂは移動できなくなって停止する。

従来、回転軸２５５ｂの出力側軸端に設けられる第２のスラスト軸受２５６には、位置調節機能がなく、回転軸２５５ｂの出力軸端側への移動量を管理していなかった。このため、回転軸２５５ｂが第２のスラスト軸受２５６に当接するよりも前に、モータ筐体255a内部でモータ回転子がモータ筐体内側面と当接して停止してしまうことがあった。このように、モータ内部の接触で停止した場合、接触抵抗が大きいために逆方向への脱出ができなくなる不具合が発生することがある。そこで、本実施例１では、回転軸２５５ｂの出力側軸端に設けられる第２のスラスト軸受２５６にスラスト方向への位置調節機能を設け、モータ内部で接触が起きる前に第２のスラスト軸受２５６に当接するように、第２のスラスト軸受２５６のスラスト方向の位置を調節する。

次に、本発明の実施例１に係る光ピックアップ２の球面収差補正手段２５の製造方法を説明する。

まず、ベース２５７ａにモータ２５５を取り付ける。次に、モータ２５５のリードスクリュー２５５ｃにねじ機構２５３を係合する。ねじ機構２５３の係合は、回転軸２５５ｂを回転して引き込むことで実施できる。回転軸２５５ｂの回転は、モータ２５５に電流を流して駆動する方法、回転軸２５５ｂの先端にドライバ２５９ａに勘合する溝を設けドライバ２５９ａによって回転させる方法がある。次に、レンズホルダ２５２をねじ機構253に当接するように装填し、予圧手段２５４で予圧をかけながらベース２５７ｂをベース
２５７ａに固定する。ベース２５７ｂには、第２のスラスト軸受２５６が係合する開口部が設けられているので、この開口部からドライバ２５９ａを挿入して回転軸２５５ｂを回転させ、レンズホルダ２５２の位置を再調節することもできる。次に、組立治具２５９を使用して、第２のスラスト軸受２５６をベース２５７ｂに設けられた開口部に取り付ける。第２のスラスト軸受２５６は、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量を調節しながら組み立てを行う。まず、第２のスラスト軸受２５６をドライバ２５９ａの回転によってモータ筐体２５５ａ方向に締める。このとき、ドライバ２５９ａと第１のスラスト軸受255dに当接させたプローブ２５９ｃの間に導通チェッカ２５９ｂを設け、導通チェッカ259bで導通を確認するまで締める作業を行う。導通を確認した後、ドライバ２５９ａを所定の角度分逆回転させて第２のスラスト軸受２５６を緩める。その後、接着器具２５９ｄによって第２のスラスト軸受２５６に接着剤を塗布し、ベース２５７ｂへの固定を行う。上記のように、球面収差補正手段２５を製造することにより、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量の調整作業を効率よく実施することができる。

以上のように、本実施例１によれば、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量を第２のスラスト軸受２５６で精度良く管理することができる。これにより、ストッパ２５８に当接して停止したレンズホルダ２５２およびねじ機構２５３に逆方向への駆動をかけたとき、確実に動作を行わせることができる。また、導通チェッカ２５９ｂを用いた組立治具
２５９により、第２のスラスト軸受２５６の調節作業を容易に実施できるので作業効率が良く生産性が高い。これらの特徴により、信頼性が高く、生産性の高い光ピックアップを提供することができるようになる。

本発明の実施例２に係る光ピックアップについて、図４を参照しながら説明する。

図４に、本発明の実施例２に係る光ピックアップ２に搭載されている球面収差補正手段２５の構成および製造方法を示す。

図４において、２５９ｅはスペーサ、その他の構成は図３と同じである。

本発明の本実施例２では、ベース２５７ｂにスペーサを脱着するための開口部が設けられている。開口部は、回転軸２５５ｂと第１のスラスト軸受２５５ｄとの間、または回転軸２５５ｂと第２のスラスト軸受２５６との間のラジアル方向に設ける。図４は第２のスラスト軸受２５６側に開口部を設けた構造を示している。スペーサ２５９ｅは、所定の厚みを持った金属片であり、回転軸２５５ｂと第２のスラスト軸受２５６との間に挟まれることにより、両者間の距離を正確に管理する。

本発明の実施例２に係る光ピックアップ２の球面収差補正手段２５の製造方法を説明する。

まず、ベース２５７ａにモータ２５５を取り付ける。次に、モータ２５５のリードスクリュー２５５ｃにねじ機構２５３を係合する。ねじ機構２５３の係合は、回転軸２５５ｂを回転して引き込むことで実施できる。次に、レンズホルダ２５２をねじ機構２５３に当接するように装填し、予圧手段２５４で予圧をかけながらベース２５７ｂをベース257aに固定する。次に、ベース２５７ｂに設けられたスペーサ脱着用の開口部からスペーサ259eを挿入し、回転軸２５５ｂと第２のスラスト軸受２５６との間に挟み込む。次に、組立治具２５９を使用して、第２のスラスト軸受２５６をベース２５７ｂに設けられた開口部に取り付ける。第２のスラスト軸受２５６は、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量を調節しながら組み立てを行う。まず、第２のスラスト軸受２５６をドライバ２５９ａの回転によってモータ筐体２５５ａ方向に締める。このとき、ドライバ２５９ａと第１のスラスト軸受２５５ｄに当接させたプローブ２５９ｃの間に導通チェッカ２５９ｂを設け、導通チェッカ２５９ｂで導通を確認するまで締める作業を行う。導通を確認した後、スペーサ２５９ｅの抜き取り作業を行う。その後、接着器具２５９ｄによって第２のスラスト軸受２５６に接着剤を塗布し、ベース２５７ｂへの固定を行う。上記のように、球面収差補正手段２５を製造することにより、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量の調整作業を効率よく実施することができる。

以上のように、本実施例２によれば、回転軸２５５ｂのスラスト方向の移動量をスペーサ２５９ｅで精度良く管理することができる。これにより、第２のスラスト軸受２５６の調節作業を容易に実施できるので作業効率が良く生産性が高い。これらの特徴により、生産性の高い光ピックアップを提供することができるようになる。

本発明の実施例１に係る光ピックアップの構成を示す図である。本発明の実施例１に係る光ピックアップの球面収差補正手段の構成を示す図である。本発明の実施例１に係る光ピックアップの球面収差補正手段の製造方法を示す図である。本発明の実施例２に係る光ピックアップの球面収差補正手段の製造方法を示す図である。

符号の説明

１光ディスク
２光ピックアップ
２１レーザ光源
２２整形レンズ
２３カップリングレンズ
２４ビームスプリッタ
２５球面収差補正手段
２６立上ミラー
２７対物レンズ
２８検出レンズ
２９光検出器
２５１レンズ
２５２レンズホルダ
２５３ねじ機構
２５４予圧手段
２５５モータ
２５５ａモータ筐体
２５５ｂ回転軸
２５５ｃリードスクリュー
２５５ｄ第１のスラスト軸受
２５６第２のスラスト軸受
２５７ベース
２５８ストッパ
２５９組立治具
２５９ａドライバー
２５９ｂ導通チェッカ
２５９ｃプローブ
２５９ｄ接着器具
２５９ｅスペーサ

Claims

回転軸を有するモータと、
前記モータの回転軸の一端に第１のスラスト軸受と、
前記モータの回転軸のもう一端に第２のスラスト軸受と、
前記モータのモータ筐体を固定するベースと、
前記モータの回転軸に嵌合したリードスクリューと、
前記リードスクリューの回転を直線運動に変換するねじ機構と、
前記ねじ機構によりスラスト方向に移動されるレンズホルダと、
前記レンズホルダに保持されるレンズと、
前記レンズホルダにスラスト方向の予圧を加える予圧手段と、
を有する光ピックアップにおいて、
前記第１のスラスト軸受、前記第２のスラスト軸受、及び前記回転軸を導体で構成することを特徴とする光ピックアップ。
請求項１に記載の光ピックアップの製造方法において、
導通チェッカを用いて前記第１のスラスト軸受と前記第２のスラスト軸受との間の導通が得られるまで前記第２のスラスト軸受を前記回転軸に近づく方向に移動させる工程と、その後に前記第２のスラスト軸受を前記回転軸から離れる方向に移動させる工程と、その後に前記第２のスラスト軸受を前記ベースに固定する工程と、を有する光ピックアップの製造方法。
請求項２に記載の光ピックアップの製造方法において、
前記回転軸と前記第１のスラスト軸受との間、もしくは前記回転軸と前記第２のスラスト軸受との間に導体からなるスペーサを挿入する工程と、導通チェッカを用いて前記第１のスラスト軸受と前記第２のスラスト軸受との間の導通が得られるまで前記第２のスラスト軸受を前記回転軸に近づく方向に移動させる工程と、その後に前記スペーサを除去する工程と、前記第２のスラスト軸受を前記ベースに固定する工程と、を有する光ピックアップの製造方法。