JP4451755B2 - Optical pickup - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクの記録面上に記録された情報を読み出しまたは情報を記録する光ピックアップおよびそれを備えた光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup for reading information recorded on a recording surface of an optical disc or recording information, and an optical disc apparatus including the same.
光ディスク装置に搭載される光ピックアップは、記録および再生動作時に発熱する発光素子、発光素子からの光の射出状態を制御するための駆動回路基板、高周波モジュール、駆動用コイルを有するレンズ駆動装置を備えている。これらは発熱部品であり、特に高速記録時には発熱量が大幅に増加する。その結果、光ピックアップ内で、局部的な温度分布による熱変形が生じる。 An optical pickup mounted on an optical disc apparatus includes a light emitting element that generates heat during recording and reproduction operations, a drive circuit board for controlling the light emission state from the light emitting element, a high-frequency module, and a lens driving device having a driving coil. ing. These are heat-generating components, and the amount of heat generated is greatly increased particularly during high-speed recording. As a result, thermal deformation due to local temperature distribution occurs in the optical pickup.
従来の光ディスク装置に用いられる光ピックアップの例が、特許文献1に記載されている。この公報に記載の光ピックアップでは、発熱部品が放熱部材を有し、この放熱部材を熱伝導シートで結んで放熱効率を高めている。
An example of an optical pickup used in a conventional optical disc apparatus is described in
ディスクの情報を再生する再生専用装置に比ベて、記録と再生の両方を実現する記録/再生装置では、光ピックアップが有する発光素子からの射出光(レーザ光)の出力が大きく、光ピックアップ部における発熱の影響を無視できなくなる。上述したように、光ピックアップは発熱部品を備えており、発熱部品は局部的な温度分布による熱変形を生じる。光学部品に局部的な温度分布が発生すると、例えばレンズの球面の曲率が変化して、焦点距離や焦点位置が変化し、光軸ずれを引き起こす。その結果、ディスク駆動装置の信号が劣化し、誤動作の原因となる。 In a recording / reproducing apparatus that realizes both recording and reproduction as compared with a reproduction-only apparatus that reproduces information on a disc, the output of light emitted from a light emitting element (laser light) of the optical pickup is large, and the optical pickup unit The influence of heat generation in can not be ignored. As described above, the optical pickup includes a heat generating component, and the heat generating component is thermally deformed due to local temperature distribution. When a local temperature distribution occurs in the optical component, for example, the curvature of the spherical surface of the lens changes, the focal length and the focal position change, and the optical axis shifts. As a result, the signal of the disk drive device deteriorates, causing malfunction.
発熱部品を有することによる不具合を解消するために、上記特許文献1に記載の光ピックアップにおいては、光学部品からの放熱を促進している。しかしながら、この公報に記載の光ピックアップでは、温度分布を一様化することが不十分であったので、依然として熱変形や信号の劣化、誤動作の恐れがある。
In order to eliminate the problem caused by having the heat generating component, the optical pickup described in
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、記録および再生が可能な光ディスク装置において、信頼性の高い光ピックアップを実現することにある。また、本発明の他の目的は、光ディスク装置の信号劣化や誤動作を防止することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to realize a highly reliable optical pickup in an optical disc apparatus capable of recording and reproduction. Another object of the present invention is to prevent signal degradation and malfunction of the optical disk apparatus.
上記目的は、光を射出する発光素子と、この発光素子からの光の射出状態を制御する駆動回路基板と、射出された光を光学部品を介してディスクの所定位置に導き、ディスクからの反射光を検出器に導くレンズ駆動装置と、前記発光素子を搭載するピックアップ筐体とを備え、前記光学部品の周囲にこの光学部品よりも熱伝導率の高いホルダを設け、前記ホルダはフランジ部を有し、このフランジ部を、光学部品の位置決め面とは異なる面に設けた光ピックアップにおいて、前記ピックアップ筐体に複数の突起を設け、この突起と前記光学部品とを点接触させて位置決めすることにより達成される。 The purpose of the present invention is to provide a light emitting element that emits light, a drive circuit board that controls the emission state of the light from the light emitting element, and guide the emitted light to a predetermined position of the disk via an optical component and reflect it from the disk. A lens driving device for guiding light to a detector; and a pickup housing on which the light emitting element is mounted. A holder having higher thermal conductivity than the optical component is provided around the optical component, and the holder has a flange portion. In the optical pickup having the flange portion provided on a surface different from the positioning surface of the optical component, a plurality of protrusions are provided on the pickup housing, and the protrusion and the optical component are positioned in point contact with each other. Is achieved.
また上記目的は、前記突起を前記ホルダと接触しない位置に形成したことにより達成される。 Moreover, the said objective is achieved by forming the said protrusion in the position which does not contact the said holder .
また上記目的は、前記ホルダを磁気回路のヨークと一体化したことにより達成される。 The above object is achieved by integrating the holder with a yoke of a magnetic circuit .
本発明によれば、レンズホルダとピックアップ筐体との接続を点接続にし、レンズホルダを良熱伝導体にしてレンズ等の光学部品の温度分布を均一化したので、光学部品の局部的な温度分布による熱変形を防止できる。したがって、光学部品間の相対的な位置ずれや光軸ずれを防止でき、光ピックアップ装置の信頼性が向上する。また、発熱による回路の誤動作や信号の劣化を防止できる。 According to the present invention, since the connection between the lens holder and the pickup housing is a point connection, the lens holder is a good heat conductor, and the temperature distribution of the optical component such as the lens is made uniform. Thermal deformation due to distribution can be prevented. Therefore, relative positional deviation and optical axis deviation between optical components can be prevented, and the reliability of the optical pickup device is improved. In addition, malfunction of the circuit and signal deterioration due to heat generation can be prevented.
以下、本発明に係る光ディスク装置の一実施例を図面を用いて説明する。図1は、光ディスク装置に用いる光ピックアップの斜視図である。この図1において、x軸の方向は図示しない光ディスクの接線方向、y軸の方向は光ディスクの半径方向であるトラッキング方向、z軸の方向は対物レンズ1の光軸方向であるフォーカシング方向である。
Hereinafter, an embodiment of an optical disk apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an optical pickup used in an optical disc apparatus. In FIG. 1, the x-axis direction is a tangential direction of an optical disk (not shown), the y-axis direction is a tracking direction that is the radial direction of the optical disk, and the z-axis direction is a focusing direction that is the optical axis direction of the
光ピックアップ1において、発光素子2から射出された光は、ミラーやレンズなどの光学部品5を介して、レンズ駆動装置4の対物レンズ4aにより光ディスク上に集光される。対物レンズ4aは、アクチュエータにより光ディスクに対して垂直なフォーカス方向と光ディスクの半径方向であるトラック方向に駆動される。そして、対物レンズ4aの焦点が、光ディスクの目標トラックに位置決めされる。光ディスクからの反射光は、対物レンズ4aおよび光学部品5を経て、受光素子に入射する。これらの光学部品5やレンズ駆動装置は、トラック方向に粗動できるように軸受8で支持される。軸受8は、ピックアップ筐体6に保持される。
In the
光ピックアップ1では、実際の記録および再生動作時に、発光素子2や発光素子2からの光の射出状態を制御する駆動回路基板(IC)3、高周波モジュール、レンズ駆動装置4が有する駆動用コイル等が発熱する。これらの部品が発熱すると、光ピックアップ1に不均一な温度分布が生じる。この中で、光学部品5はガラスや樹脂で製作されており、熱伝導性が低い。その結果、光学部品を支持する接合部から接合部を除く部分に向けて、光学部品5内部に温度差が生じやすい。
In the
光学部品5において局部的に大きな温度差が生じると、例えばレンズの球面の曲率が変化すると、レンズの焦点距離や焦点位置が変化する。部品内部では膨張が各部により異なり、光学部品5の支持位置が変化し、光学部品が傾くこと等に起因する光軸ずれが生じる。また、光学部品の各部で温度差が生じると、光学部品内部の屈折率が不均一となり、収差が発生し、光学特性が劣化する要因になる。
When a large temperature difference occurs locally in the
図2に、光ピックアップ1の温度分布の一例を示す。従来用いられている光ピックアップの各部の温度を計算により求めた結果である、発熱部H1である発光素子2や駆動回路基板3の近傍が高温部H2となり、そこから離れ方向に温度勾配が生じており、軸受部8が低温部H3となっている。この図2では、光学部品5が主に配置される個所9にも温度勾配が生じているのを確認できる。このような温度の不均一な分布により、光軸ずれが生じ、光ディスク装置112の信号劣化や誤動作の原因となっている。特に、ディスク113への情報記録が可能な光ピックアップ1では、記録動作時に必要な発光素子2の出力が増大しているので、供給電力により発光素子2および駆動回路基板3の双方の発熱量が増加している。
FIG. 2 shows an example of the temperature distribution of the
そこで本発明では、光学部品5の各部の温度の不均一さを解決するために、以下に詳述する熱伝達経路を確保した。すなわち、光学部品5の周囲に熱伝導性の高い光学部品ホルダ7を配した。これにより、光学部品5に入る熱量は光学部品5の周囲に配した熱伝導性の高いホルダ7に伝わり、光学部品5全体に熱を伝播して光学部品5内部の温度差を低減することができる。また、ホルダ7が熱を拡散させるので、放熱性も向上する。
Therefore, in the present invention, in order to solve the uneven temperature of each part of the
このホルダ7を用いたピックアップ筐体6の詳細を、図3に斜視図で示す。光学部品5を位置決めするために、ピックアップ筐体6に複数の突起9a〜9eを形成した。具体的には、平板状のピックアップ筐体6に上辺を欠いた額縁状の支持部材6aを屹立して設ける。支持部材6aは、屹立部6c、6dと、支持部材6aの一方端部に折れ曲がって形成された支持部6bを有する。
Details of the
支持部材6aの屹立部6cの一方の面の高さ方向中間部には、突起9aが形成されており、屹立部6dの一方の面には、高さ方向に離れた位置に2か所突起9b、9cが形成されている。また、支持部6bの高さ方向中間部であって、突起9a〜に9cに面する面には、突起9eが形成されている。さらに、ピックアップ筐体6の上面であって、支持部材6aの近傍にも突起9dが形成されている。したっがって、これらの突起9a〜9eのうち、突起9a〜9cが光軸を法線とする面の位置決めに、突起9dが上下方向(z方向)の位置決めに、突起9eが左右方向(y方向)の位置決めに用いられる。
A protrusion 9a is formed on the height direction intermediate portion of one surface of the
ここで光軸を法線とする面の位置決めに用いる突起9a〜9cは、駆動回路基板3などの発熱部品に近接する側に1ヶ所、発熱部品から遠ざかる側に2ヶ所とした。左右方向(y方向)の突起9eは、駆動回路基板3などの発熱部品から遠ざかる側に設けている。これらの突起9a〜9eを形成したので、ピックアップ筐体6に光学部品5が接触する面積が広く、その結果、ピックアップ筐体6から光学部品への熱伝導面積が大きくなり、光学部品5の温度が上昇するという従来の不具合を解消できる。
Here, the protrusions 9a to 9c used for positioning of the surface having the optical axis as a normal line are provided at one place on the side close to the heat generating component such as the
本実施例では、突起9a〜9dを用いて光学部品5を位置決めしたので、ピックアップ筐体6と光学部品5との熱伝導面積が小さくなり、光学部品5への入熱量が小さくなる。これにより、光学部品5の温度上昇が低下する。また、光学部品5への熱量の流入を上下左右で均等になるように突起9a〜9eを配置したので、ホルダ7による均一化の効果と合わせて、光学部品5内の温度差を小さくできる。また、突起9a〜9eがあるので、光学部品5の位置決めが容易になり、光ピックアップ1の組立性が向上する。なお、本実施例では、レンズ等の光学部品5の温度上昇をさらに抑制するために、ホルダ7を突起9d、9eで接触させている。また、ホルダ7のフランジ7bを、光学部品5が突起9a〜9cに面する面とは反対面に設けた。これにより、発熱部材から遠い側の光学部品5の温度を均一化できる。つまり、突起9d、9eを介してある量の熱がピックアップ筐体6から光学部品5に伝熱される。この伝熱量は、突起の個数および突起の接触面積で決定されるので、必要に応じて、ホルダ10に突起を接触させないようにすることもできる。
In this embodiment, since the
この例を、図4に示す。上記実施例で用いたホルダ7は、リング状の周方向均一形状であったが、本変形例で用いるホルダ10は、ピックアップ筐体6および支持部材6aに設けた突起9d、9eに接触する部分を、切り欠き11a、11b形状とした。これにより、ピックアップ筐体6からの伝熱は突起9a〜9eで妨げられ、ガラスや樹脂などの熱伝導性が低い材料で製作された光学部品5への熱量の流入が抑制される。しかも光学部品5に流入した熱量は、ホルダ10により光学部品5の全体に均一化されて伝播する。したがって、光学部品5の温度上昇が低減し、光学部品5の各部の温度差が減少する。突起9a〜9eの形状としては、球面や円筒の一部とすることが好ましい。その他、ピックアップ筐体6と光学部品5との接触面積をできる限り小さくできるものが望ましい。
An example of this is shown in FIG. The
図5に、レンズホルダの他の変形例を縦断面図で示す。光学部品5をピックアップ筐体6の支持部材6aに取り付けたときに、光学部品5が突起9a〜9cに接触する部分に、窪み12a〜12cを形成する。この窪み12a〜12cに突起9a〜9cを当てて、上下方向および左右方向を、位置決めする。この場合、突起9d,9eは不要となる。本変形例によれば、ピックアップ筐体の支持部材6aと光学部品5の接触面積が低減され、光学部品5の温度上昇が抑制される。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another modification of the lens holder. When the
なお本変形例では、窪み12a〜12cを半球状としたが、窪み12a〜12cを結ぶリング状の溝にして、光学部品5の周方向位置を調整可能にしてもよい。成形上のバラツキにより収差が発生するような光学部品5の場合には、光学部品5の周方向位置を調整すると収差を低減することができるものもあり、そのような光学部品5においては溝形状にすることが好ましい。
In the present modification, the recesses 12a to 12c are hemispherical, but a ring-shaped groove connecting the recesses 12a to 12c may be used so that the circumferential position of the
本変形例では、突起9a〜9eをピックアップ筐体6の支持部材6aに設けているが、突起を9a〜9eを光学部品5側に設けてもよい。突起9a〜9eを光学部品5側に設けると、ピックアップ筐体6を成形する金型が簡素になり、コストを低減できる。上記実施例および各変形例では、組立性を向上させるために、突起9a〜9eを用いて位置決めしているが、光学部品5を支持部材6aに直接接触させずに、接着剤などを用いて空中に固定する場合もある。この場合でも、接着材を突起9a〜9eと同様に形成して、接着個所を限定する。その結果、突起9a〜9eと同様に、ピックアップ筐体6から光学部品5への熱量の流入を低減できる。
In this modification, the protrusions 9a to 9e are provided on the support member 6a of the
図6に、ホルダのさらに他の変形例を斜視図で示す。光ピックアップ1を小型薄型化するために、光学部品5の一部を取り去った形状にした場合の例である。光学部品5はレンズであり、レンズ5の上部(z方向)13を切り欠いた(同図(a))場合と、レンズ5の上下部14a,14bの双方を切り欠いた(同図(b))場合である。レンズ5を切り欠いたのに伴い、ホルダ17の上部15(同図(a))およびホルダ18の上下部16a,16b(同図(b))も対応する部分を切り欠いている。
FIG. 6 is a perspective view showing still another modified example of the holder. This is an example in which the
なお、ホルダ17、18は上部または上下部の両方が切り欠かれているが、ホルダ17、18の全周に熱が伝達されるように、ホルダ17、18のフランジ部17a,18aには、必ず周方向に連続する部分17b、18b、18cを形成している。また、ホルダ17,18のフランジ部17a,18aの大きさは、レンズ5に入射する光束を遮らない内径とした。これにより、光ピックアップ1の薄型化にも対応できる。
The
図7に、ホルダの他の実施例を縦断面図で示す。本実施例が図3に示した実施例と異なるのは、レンズホルダ23を2重構造にしたことにある。レンズ5側である内側に位置するレンズホルダ22の外側に、さらにレンズホルダ21を取り付ける。そして、各レンズホルダ21、22のフランジ部21a,22aを、支持部材6aに形成した突起9a〜9c側に配置する。すなわち、突起9a〜9cは、外側のレンズホルダ21のフランジ部21aに直接接触する。外側のレンズホルダ21は熱伝導性の低い部材21、例えば樹脂などであり、内側のレンズホルダ22は熱伝導性の高い部材22、例えばアルミなどの金属である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the holder. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 3 in that the
本実施例によれば、レンズホルダ21の熱伝導性が低いので、突起9a〜9eからレンズホルダ21へ伝達する熱量を低減できる。一方、レンズホルダ22に伝達された熱量は、速やかにかつほぼ均一にレンズ5の各部に伝達されるので、レンズ5の温度上昇が低減され、温度分布も一様化する。
According to the present embodiment, since the thermal conductivity of the
図8に、本発明に係るレンズ駆動装置の実施例を、斜視図で示す。レンズ駆動装置31は、主レンズ5cと副レンズ5bを有しており、主レンズを5cをレンズ保持部材38が保持している。保持部材38の左右両側部38a,38bは、主レンズ5cを光軸に沿って移動可能にするためのガイド軸36a,36bを保持している。ガイド軸36a,36bは、主レンズ5cを光軸方向に駆動する磁石とコイルにより形成される磁気回路を有するヨーク32に、取り付け部37a、37bを介して取り付けられる。ヨーク32は、上部が開放した箱形に形成されている。
FIG. 8 is a perspective view showing an embodiment of the lens driving device according to the present invention. The
副レンズ5bは、主レンズ5cの前方であって主レンズ5cと間隔をおいて配置されている。副レンズ5bは、部品点数を削減するためにヨーク32と一体化され逆Ω字状に形成されたホルダ33で保持される。ホルダ33の上部であって脚部34は、光ピックアップの図示しないカバーの取り付け部を形成する。
The sub lens 5b is disposed in front of the main lens 5c and spaced from the main lens 5c. The sub lens 5b is held by a
本実施例によれば、ホルダ33がヨーク32と一体化しているので、ホルダ33の表面積が増し、放熱性が向上する。ホルダ33の放熱性が向上したので、レンズ5bの温度上昇が抑制される。ホルダ33の脚部34は、光ピックアップのカバーに熱的に接続されるから、脚部34からカバーに伝熱し、放熱が促進される。なお、ホルダ33に図1で示した実施例で示した突起9a〜9eを形成し、レンズ5bへの熱量の流入を低減させるようにするのが望ましい。この突起は、レンズの外周側に向いてもよく、軸方向に向いてもよい。本実施例のレンズ駆動装置31では、ヨーク32とホルダ33を一体化したので、必要最小限の構造で複数の光学部品5を保持する保持手段となる。したがって、搭載された光学部品間の熱による変形を抑制できる。
According to the present embodiment, since the
上記各実施例および変形例で示した光ピックアップ1を搭載した光ディスク装置112の一実施例を、図9を用いて説明する。図9は、光ディスク装置112のブロック図である。光ディスク装置112は、光ディスク113との間で情報を読み書きする光ピックアップ1を有する。光ディスク113は、スピンドルモータ114により回転駆動される。光ピックアップ1を光ディスク113の半径方向に移動させる送り機構を、送り制御回路117が制御する。送り制御回路117は、コントローラ115に接続されている。コントローラ115には、スピンドルモータ114を回転制御するディスク回転制御回路116も接続されている。
One embodiment of the
光ピックアップ1で検出された各種信号118は、サーボ信号検出回路119と再生信号検出回路120に送られる。サーボ信号検出回路119では、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号が生成される。コントローラ115からの指令とアクチュエータ駆動回路121からの信号とが、対物レンズ4の位置を制御する。再生信号検出回路120は、光ディスク113上に記録された情報を再生する。上記実施例および変形例に記載の光ピックアップ1をこの光ディスク装置112に搭載したので、データを高速に記録再生できる。
上記各実施例および変形例では、ホルダ7の材質として、銅やアルミ、亜鉛等の金属材料や熱伝導性を向上させた樹脂を用いている。図1に示した実施例では、光学部品5の形状はレンズ形状である。この場合、ホルダ7を光学部品5の周りにリング状に設ける。光学部品5がレンズでない場合には、リング状以外の形状のホルダ7にしてもよい。また、ミラーなどの板状の光学部品5の場合には、光軸の周囲に帯状のホルダ7を用いるのがよい。上記実施例および各変形例では光学部品としてレンズを例にとり説明したが、レンズ以外のミラーやビームスプリッタ、プリズムでも同様に本発明を適用できる。
In each of the above embodiments and modifications, the material of the
1…光ピックアップ、2…発光素子、3…駆動回路基板、4…レンズ駆動装置、5…光学部品、6…ピックアップ筐体、7…ホルダ、9a〜9e…突起、112…光ディスク装置、113…光ディスク。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光学部品の周囲にこの光学部品よりも熱伝導率の高いホルダを設け、前記ホルダはフランジ部を有し、このフランジ部を、光学部品の位置決め面とは異なる面に設けた光ピックアップにおいて、
前記ピックアップ筐体に複数の突起を設け、この突起と前記光学部品とを点接触させて位置決めすることを特徴とする光ピックアップ。 A light emitting element that emits light, a drive circuit board that controls the emission state of light from the light emitting element, and guides the emitted light to a predetermined position of the disk through optical components, and detects reflected light from the disk A lens driving device for guiding the light emitting element, and a pickup housing for mounting the light emitting element,
In an optical pickup in which a holder having a higher thermal conductivity than the optical component is provided around the optical component, the holder has a flange portion, and the flange portion is provided on a surface different from the positioning surface of the optical component.
An optical pickup comprising: a plurality of protrusions provided on the pickup housing; and positioning the protrusions and the optical component in point contact .
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