JP4637225B2 - Optical pickup - Google Patents
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Description
本発明は、光ピックアップに関する。 The present invention relates to an optical pickup.
光ディスクの読み取り/書き込み装置に使われている光ピックアップには、単波長レーザーのみを搭載したもの、3波長レーザーを搭載したもの、複数の対物レンズを備えたものなど、多種多様なものがある。電子計算機、オーディオ機器、DVDプレーヤ等、光ピックアップが搭載される製品も多岐に渡る。 There are a wide variety of optical pickups used in optical disk read / write devices, such as those equipped with only a single wavelength laser, those equipped with a three wavelength laser, and those equipped with a plurality of objective lenses. There are a wide variety of products equipped with optical pickups, such as electronic computers, audio equipment, and DVD players.
光ピックアップの組み立てには、随所で接着剤が使用される。例えば、レーザーユニットや光検出ユニットのような光学部品は、接着剤で基台に取り付けられる。光軸に対する光学部品の位置合わせを容易にする接着技術の一つとして、3次元接着が注目されている(特許文献1,2)。 An adhesive is used everywhere in assembling the optical pickup. For example, optical components such as a laser unit and a light detection unit are attached to the base with an adhesive. Three-dimensional adhesion has attracted attention as one of the adhesion techniques that facilitate the alignment of optical components with respect to the optical axis (Patent Documents 1 and 2).
特許文献1に記載された接着構造を図7に示す。光検出ユニット110は、ホルダ101およびホルダ101に実装された受光素子104を含み、基台108に組み付けられている。受光素子104がホルダ101に実装されている理由は、受光素子104に触れずに位置合わせを行うためである。受光素子104には、信号を取り出すためのフレキシブル基板107が接続されている。ホルダ101には、2箇所に孔103が形成されている。ホルダ101の孔103に基台108の突起102が挿入され、突起102と孔103の内面との間に接着剤106が充填されている。接着剤106は、典型的には、紫外線硬化型接着剤である。
The adhesion structure described in Patent Document 1 is shown in FIG. The
上記のような接着技術によると、光検出ユニット110と基台108とが直接接していないので、光軸105に対する光検出ユニット110の位置合わせをXYZの各方向に関して行える。つまり、位置合わせが容易で精度も出る。位置合わせ後、突起102と孔103の内面との間に接着剤106を充填し、接着剤106に紫外線を照射することによって、光検出ユニット110を基台108に固定できる。
According to the bonding technique as described above, since the
類似の接着構造が特許文献2に開示されている。図8Aおよび図8Bに示すように、特許文献2の接着構造は、基台108の突起102の周囲360°に接着剤106が充填されている点で特許文献1の接着構造と異なる。
図7に示す接着構造では、突起102の片面にのみ接着剤106が充填されている。そのため、周囲の温度変化や光学部品の自己発熱で接着剤106が膨張と収縮を繰り返したとき、光軸105に垂直なX方向に関して光検出ユニット110の位置ずれが生じやすい。また、接着剤106を硬化させた後、光検出ユニット110を保持するためのチャックを外すと、接着剤106の硬化収縮の影響で光検出ユニット110がX方向に動く。
In the adhesive structure shown in FIG. 7, the
一方、図8Aおよび図8Bに示す接着構造では、突起102の周囲360°に接着剤106が充填されているので、XY方向への位置ずれは比較的生じにくい。しかし、図8Aに示すように、基台108の突起102以外の部分とホルダ101との隙間112にも接着剤106が充填されているので、Z方向への位置ずれが生じやすい。
On the other hand, in the adhesive structure shown in FIGS. 8A and 8B, since the
光学部品の位置ずれが大きくなるにつれて、エラーが発生する可能性が高くなる。特に、短波長レーザーを用いた光ピックアップでは、基台と光学部品との接着に数μmオーダーの精度が要求されるため、接着構造の見直しが必要である。 As the positional deviation of the optical component increases, the possibility of an error increases. In particular, in an optical pickup using a short wavelength laser, an accuracy of several μm order is required for bonding between the base and the optical component, and therefore, the bonding structure needs to be reviewed.
本発明の目的は、温度負荷が加わっても光学部品の位置ずれが生じにくく、信頼性の高い光ピックアップを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical pickup that is less likely to be displaced in position even when a temperature load is applied and that has high reliability.
すなわち、本発明は、
光軸に平行なZ方向に関して互いに向かい合う少なくとも1組の部品取り付け面を有する基台と、
互いに向かい合う少なくとも1組の接着面を有し、前記1組の接着面の各々が前記1組の部品取り付け面の各々と向かい合い、かつ前記基台に直接接触しないように、前記基台に取り付けられた光学部品と、
前記1組の部品取り付け面と前記1組の接着面とによって前記Z方向の一方側と他方側とに形成された間隙の各々に充填された接着剤と、光軸に垂直な方向に関して前記基台と前記光学部品との間に前記接着剤が介在するのを阻止するように前記接着剤の周囲に形成された開放空間とを含む接着構造と、
を備えた、光ピックアップを提供する。
That is, the present invention
A base having at least one set of component mounting surfaces facing each other in the Z direction parallel to the optical axis;
At least one set of adhesive surfaces facing each other, each of the set of adhesive surfaces facing each of the set of component mounting surfaces and attached to the base so as not to directly contact the base Optical components,
The adhesive filled in each of the gaps formed on one side and the other side in the Z direction by the one set of component mounting surfaces and the one set of bonding surfaces, and the base in the direction perpendicular to the optical axis An adhesive structure including an open space formed around the adhesive so as to prevent the adhesive from interposing between a base and the optical component;
An optical pickup including the above is provided.
上記本発明の光ピックアップでは、互いに直接接触しないように基台と光学部品とを接着する、いわゆる3次元接着を採用している。そして、本発明における接着構造には、光軸に垂直な方向に関して基台と光学部品との間に接着剤が充填されるのを阻止する開放空間が設けられている。この開放空間は、接着剤の周囲に形成された空間である。つまり、光軸に垂直なZ方向に関して、基台と光学部品との間に接着剤が介在していない。 The optical pickup according to the present invention employs so-called three-dimensional bonding in which the base and the optical component are bonded so as not to directly contact each other. The adhesive structure according to the present invention is provided with an open space that prevents the adhesive from being filled between the base and the optical component in the direction perpendicular to the optical axis. This open space is a space formed around the adhesive. That is, no adhesive is interposed between the base and the optical component in the Z direction perpendicular to the optical axis.
上記のような接着構造によると、接着剤が膨張と収縮を繰り返したとしても、光学部品は光軸に平行なZ方向にしか動かない。したがって、光ピックアップにとって致命的となる光軸に垂直な面内での光学部品の位置ずれを抑制できる。また、基台の部品取り付け面と光学部品の接着面とによってZ方向の一方側と他方側とに形成された間隙の各々に接着剤が充填されているので、接着剤の膨張および収縮の影響がZ方向で相殺され、接着剤の充填量や厚みにバラつきが生じた場合にもZ方向の位置ずれを最小限に食い止めることができる。このように、本発明によると、温度負荷が加わっても光学部品の位置ずれが生じにくく、読み取りエラーや書き込みエラーが起こりにくい光ピックアップを提供できる。 According to the adhesive structure as described above, even if the adhesive repeatedly expands and contracts, the optical component moves only in the Z direction parallel to the optical axis. Therefore, it is possible to suppress the displacement of the optical component in the plane perpendicular to the optical axis, which is fatal to the optical pickup. Further, since the adhesive is filled in each of the gaps formed on one side and the other side in the Z direction by the component mounting surface of the base and the adhesive surface of the optical component, the influence of the expansion and contraction of the adhesive Is offset in the Z direction, and even when the filling amount or thickness of the adhesive varies, the positional deviation in the Z direction can be minimized. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical pickup in which the optical components are not easily displaced even when a temperature load is applied, and reading errors and writing errors are unlikely to occur.
(第1実施形態)
図1は、本発明の光ピックアップの典型的な構成を示す概略ブロック図である。光ピックアップ10は、光学系として、レーザーユニット12、ビームスプリッタ14、コリメートレンズ16、立ち上げミラー18、回折格子20、対物レンズ22および光検出ユニット24を備えている。これらの光学部品12〜24は、それぞれ、基台26に取り付けられている。対物レンズ22が光ディスクの記録面を走査しうるように、サーボモータ(図示せず)によって基台26が動かされる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a typical configuration of the optical pickup of the present invention. The
レーザーユニット12から出射されたレーザー光は、ビームスプリッタ14およびコリメートレンズ16を通過し、立ち上げミラー18に到達する。立ち上げミラー18によってレーザー光の進行方向が変えられる。レーザー光は、回折格子20および対物レンズ22を通過し、光ディスク(図示せず)の記録面に当てられる。記録面で反射したレーザー光は、往路と逆向きに進み、ビームスプリッタ14によって進行方向を変えられ、光検出ユニット24に到達する。光検出ユニット24で光信号が電気信号に変換される。
The laser light emitted from the
本実施形態において、基台26へのレーザーユニット12および光検出ユニット24の取り付けに、接着剤が用いられている。以下、基台26と光検出ユニット24との接着構造を例に挙げて、光ピックアップ10における基台と光学部品との好適な接着構造について説明する。
In the present embodiment, an adhesive is used to attach the
なお、以下の説明で参照する図面に示された基台は、図1に示す光ピックアップ10の基台26の一部を表しているにすぎない。光ピックアップ10の基台26は、通常、光検出ユニット24以外の光学部品を取り付けるためのスペースも有している。基台26を共通化することによって、光軸に対する各光学部品の位置合わせが容易になる。
Note that the base shown in the drawings referred to in the following description represents only a part of the
図2Aは、図1に示す光ピックアップにおいて、基台から光検出ユニットを外した状態を示す分解斜視図である。図2Bは、基台に固定された光検出ユニットの上面図である。図2Cは、基台と光検出ユニットとの接着構造の側面図である。 2A is an exploded perspective view showing a state in which the light detection unit is removed from the base in the optical pickup shown in FIG. FIG. 2B is a top view of the light detection unit fixed to the base. FIG. 2C is a side view of the bonding structure between the base and the light detection unit.
図2Aに示すように、光検出ユニット24は、ホルダ30と、ホルダ30に実装された受光素子32とで構成されている。ホルダ30には、光軸28に垂直な方向(X方向)に突出している凸部34が設けられている。凸部34は、ホルダ30の両側に設けられている。凸部34は、互いに向かい合う1組の接着面30p,30qを形成している。基台26には、ホルダ30の凸部34を受け入れるための凹部27が設けられている。凸部34に対応して、凹部27もX方向の両側に設けられている。凹部27は、光軸28に平行な方向(Z方向)に関して互いに向かい合う1組の部品取り付け面26p,26qを形成している。
As shown in FIG. 2A, the
光検出ユニット24は、ホルダ30の1組の接着面30p,30qの各々が基台26の1組の部品取り付け面26p,26qの各々と向かい合い、かつ基台26にホルダ30が直接接触しないように、基台26に取り付けられている。これにより、図2Bおよび図2Cに示す接着構造40が形成されている。
In the
なお、本明細書では、光軸28に平行な方向をZ方向、Z方向に垂直な平面をXY平面と定義する。XY平面に関して、光検出ユニット24を構成する受光素子32の横方向をX方向、縦方向をY方向と定義する。X方向は、接着構造40の並び方向でもある。
In this specification, a direction parallel to the
接着構造40は、基台26の凹部27と、ホルダ30の凸部34と、基台26に光検出ユニット24を固定する役割を担う接着剤36と、ホルダ30の凸部34および接着剤36の周囲の開放空間38とで構成されている。基台26の部品取り付け面26p,26qと、ホルダ30の接着面30p,30qとによって、Z方向の一方側と他方側とに間隙が形成され、その間隙の各々に接着剤36が充填されている。光軸28に垂直なX方向に関する一方側と他方側との各々に接着構造40が設けられているので、基台26によって光検出ユニット24のホルダ30を確実に支持できる。
The
開放空間38は、光軸28に垂直な方向に関して基台26と光検出ユニット24との間に接着剤36が充填されるのを阻止するための空間であり、ホルダ30の凸部34の周囲に形成されている。接着剤36を横切るXY断面を観察したとき、接着剤36の周囲360°に開放空間38が存在する。言い換えると、X方向およびY方向に関して基台26とホルダ30とに跨る接着剤が存在せず、Z方向に関して互いに向かい合う面(部品取り付け面および接着面)でのみ基台26と光検出ユニット24とが接着されている。また、接着面30p,30q以外の凸部34の他の面(上下面)が開放空間38に露出している。
The
このような接着構造40によると、接着剤36が膨張および収縮したとき、光検出ユニット24がZ方向にしか動かない。接着剤36がXY平面内で比較的自由に膨張および収縮できるので、光検出ユニット24のXY方向への位置ずれは、生じたとしても僅少である。また、1組の部品取り付け面26p,26qで凸部34を挟む形で光検出ユニット24が基台26に接着されているので、接着剤36の膨張時には凸部34がZ方向の両側から押される。接着剤36の収縮時には、凸部34がZ方向の両側から引っ張られる。その結果、接着剤36の膨張および収縮の影響が相殺され、Z方向に関する光検出ユニット24の動きも抑制される。こうした効果は、光検出ユニット24の位置合わせに応じて接着剤36の厚みにバラつきが生じたり、ディスペンサからの接着剤の供給量の誤差に応じて接着剤36の厚みにバラつきが生じたりした場合でも得られる。
According to such an
基台26の1組の部品取り付け面26p,26qは、互いに平行かつ光軸28に略垂直である。同様に、ホルダ30の1組の接着面30p,30qも互いに平行であり、光軸28に垂直である。言い換えると、基台26の凹部27のYZ断面が矩形またはU字形であり、ホルダ30の凸部34のYZ断面も矩形である。基台26の部品取り付け面26p,26qとホルダ30の接着面30p,30qとがZ方向に沿って略平行に並ぶように、光検出ユニット24が基台26に取り付けられている。このようにすれば、接着剤36の厚みがXY平面内で概ね均一になり、膨張および収縮の度合いもXY平面内で均一になる。そのため、位置ずれを防止する効果がさらに高まる。また、X方向を回転軸として光検出ユニット24が回転するのを防止する効果も期待できる。なお、3次元での調整および接着を前提としているため、「略平行」「略垂直」とは、厳密に平行または垂直であることを要しないという趣旨である。
A set of
また、本実施形態では、ホルダ30の凸部34を基台26の凹部27に挿入する形で光検出ユニット24が基台26に取り付けられている。基台26は、接着剤36を介してホルダ30の凸部34を支持している。このようにすれば、X方向に関して基台26と光検出ユニット24とに接着剤36が介在するのを容易に防げる。言い換えると、X方向に関して開放空間38を作りやすい(図2B参照)。光軸28に対する光検出ユニット24の位置合わせも容易である。
In the present embodiment, the
接着構造40は、以下の手順で形成できる。まず、基台26および光検出ユニット24を準備する。基台26は、典型的には、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛ダイカスト等の金属材料で作られる。LCP(Liquid Crystal Polymer)等の樹脂材料を基台26に用いてもよい。光検出ユニット24のホルダ30も同様の金属材料または樹脂材料で作られる。ホルダ30に実装するべき受光素子32は、フォトダイオードと増幅回路とを含むOEIC(Opto-Electronic IC)であってもよい。
The
次に、光軸28に対する光検出ユニット24の位置合わせを実施する。次に、部品取り付け面26pと接着面30pとの間隙、および、部品取り付け面26qと接着面30qとの間隙の各々にディスペンサで接着剤36を供給する。最後に、紫外線を照射して接着剤36を硬化させる。このようにして、基台26に光検出ユニット24を固定できる。硬化前の接着剤36の粘性が低い場合、図2Cに示すように、接着剤36は接着面30p,30qから少し食み出て下に垂れることもある。しかし、本実施形態によると、凸部34と凹部27との隙間(開放空間38)が十分にあるので、Y方向に関して凸部34と凹部27とに接着剤36が介在する可能性は低い。つまり、許容できる充填量の誤差範囲が広い。
Next, alignment of the
(第2実施形態)
図3Aおよび図3Bに示すように、本実施形態は、基台46がY方向に貫通している凹部47を有する点で先の実施形態と異なる。その他の本質的部分は共通である。基台46の凹部47に適合するように、光検出ユニット24の形状を一部変更している。図3Cに示すように、基台46の部品取り付け面46p,46qと光検出ユニット24の接着面30p,30qとの間に接着剤36が充填され、これにより、接着構造50が形成されている。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 3A and 3B, this embodiment differs from the previous embodiment in that the
本実施形態によると、基台46の凹部47が、光軸28およびX方向に垂直な方向に貫通しているくり抜き凹部47であり、くり抜き凹部47によって接着剤36の周囲の開放空間38が形成されている。
According to this embodiment, the
図3Dに示すように、接着剤の充填量が過剰である場合、接着剤36の一部136が凸部134の下に回りこみ、基台146と凸部134とがY方向に関して接着される可能性がある。これに対し、Y方向にくり抜かれた凹部47を有する基台46によると、図3Cに示すように、接着剤36が基台46の下端46eに達するまで垂れても、Y方向に関して基台46と光検出ユニット24(凸部34)との間に接着剤が存在しえない。したがって、接着剤が過剰に充填された場合でも、XY平面内での位置ずれを防ぐ効果が確実に得られる。
As shown in FIG. 3D, when the amount of the adhesive filling is excessive, a
(第3実施形態)
第2実施形態と同様、本実施形態も接着剤の垂れ対策が講じられている。具体的には、図4Aおよび図4Bに示すように、本実施形態において、基台56の凹部57は、部品保持部57aおよび接着剤溜まり57bとで構成されている。部品保持部57aは、部品取り付け面56p,56qを有する部分であって、光検出ユニット24の凸部34(ホルダ30の凸部)が挿入された空間を形成している。接着剤溜まり57bは、部品保持部57aに隣接している部分であって、部品保持部57aよりもZ方向に広がった空間を形成している。接着剤溜まり57bによって形成された空間が、接着剤36の周囲の開放空間38として機能する。
(Third embodiment)
Similar to the second embodiment, this embodiment also takes measures against dripping of the adhesive. Specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the present embodiment, the
本実施形態によっても、第2実施形態で説明したのと同じ効果が得られる。図4Bに示すように、ホルダ30の凸部34を包むほど接着剤36が過剰に充填された場合であっても、Y方向に関して基台56と光検出ユニット24(凸部34)とが接着されない。また、有底の凹部57を設けることによって、基台56の強度も高く維持できる。
According to the present embodiment, the same effect as described in the second embodiment can be obtained. As shown in FIG. 4B, the
以上に説明した実施形態では、基台への光検出ユニットの取り付けに本発明を適用したが、本発明の適用対象はこれに限定されない。例えば、レーザーダイオードを含むレーザーユニット12(図1参照)に本発明の接着構造を適用できる。レーザーユニット12も接着剤で基台に取り付けられる代表的な光学部品である。
In the embodiment described above, the present invention is applied to the attachment of the light detection unit to the base, but the application target of the present invention is not limited to this. For example, the adhesive structure of the present invention can be applied to a laser unit 12 (see FIG. 1) including a laser diode. The
図5に示すサンプル70を作製した。このサンプル70は、亜鉛ダイカスト製の基台72にレーザーユニット74が取り付けられたもので、光軸28に平行な面と面との間にのみ接着剤36が充填されている点で、先に説明した各実施形態と共通する。また、基台72の凹部73がくり抜き凹部である点が第2実施形態と同じである。
A
次に、サンプル70に温度負荷をかけ、基台72の光軸28に対するレーザーユニット74の光軸29のオフセット量(位置ずれ)を光軸28に垂直なXY平面に関して測定した。具体的には、サンプル70を−20℃、25℃および70℃の冷熱サイクルに晒したときのオフセット量を測定した。結果を図6Aおよび図6Bに示す。
Next, a temperature load was applied to the
図6AがサンプルNo.1の結果であり、図6BがサンプルNo.2の結果である。グラフの原点が基台72の光軸28の位置を表し、データ点がレーザーユニット74の光軸29の位置を表している。光軸29の位置が原点に重なったときに、基台72に対するレーザーユニット74の位置が完全に設計通りになったことを意味する。
FIG. 1 is the result of Sample No. The result of 2. The origin of the graph represents the position of the
図6Aおよび図6Bに示すように、サンプル70を冷熱サイクルに晒すと、XY平面において、レーザーユニット74の光軸29の位置は25℃の位置から約1μm移動した。つまり、−20℃〜70℃の温度域において、室温の位置からのレーザーユニット74のオフセット量を約1μmに抑えることができた。ちなみに、従来の製品では5μm程度のオフセット量が観察される。
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the
10 光ピックアップ
12 レーザーユニット
14 ビームスプリッタ
16 コリメートレンズ
18 立ち上げミラー
20 回折格子
22 対物レンズ
24 光検出ユニット
26,46 基台
26p,26q,46p,46q 部品取り付け面
27,47,57 凹部
28 光軸
30 ホルダ
30p,30q 接着面
32 受光素子
34 凸部
36 接着剤
38 開放空間
40,50 接着構造
47 くり抜き凹部
57a 部品保持部
57b 接着剤溜まり
DESCRIPTION OF
Claims (8)
互いに向かい合う少なくとも1組の接着面を有し、前記1組の接着面の各々が前記1組の部品取り付け面の各々と向かい合い、かつ前記基台に直接接触しないように、前記基台に取り付けられた光学部品と、
前記1組の部品取り付け面と前記1組の接着面とによって前記Z方向の一方側と他方側とに形成された間隙の各々に充填された接着剤と、光軸に垂直な方向に関して前記基台と前記光学部品との間に前記接着剤が介在するのを阻止するように前記接着剤の周囲に形成された開放空間とを含む接着構造と、
を備えた、光ピックアップ。 A base having at least one set of component mounting surfaces facing each other in the Z direction parallel to the optical axis;
At least one set of adhesive surfaces facing each other, each of the one set of adhesive surfaces facing each of the one set of component mounting surfaces and attached to the base so as not to directly contact the base Optical components,
The adhesive filled in each of the gaps formed on one side and the other side in the Z direction by the one set of component mounting surfaces and the one set of bonding surfaces, and the base in the direction perpendicular to the optical axis An adhesive structure including an open space formed around the adhesive so as to prevent the adhesive from interposing between a base and the optical component;
With an optical pickup.
前記1組の接着面が互いに平行であり、
前記部品取り付け面と前記接着面とが前記Z方向に沿って略平行に並ぶように、前記光学部品が前記基台に取り付けられている、請求項1に記載の光ピックアップ。 The set of component mounting surfaces are parallel to each other and perpendicular to the optical axis;
The set of adhesive surfaces are parallel to each other;
2. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical component is attached to the base such that the component attachment surface and the adhesive surface are arranged substantially in parallel along the Z direction.
前記光学部品が、前記1組の接着面を形成している凸部を有し、
前記凸部を前記凹部に挿入する形で前記光学部品が前記基台に取り付けられている、請求項1または2に記載の光ピックアップ。 The base has a recess forming the set of component mounting surfaces;
The optical component has a convex portion forming the set of bonding surfaces,
The optical pickup according to claim 1, wherein the optical component is attached to the base so that the convex portion is inserted into the concave portion.
前記接着剤溜まりによって形成された空間が前記開放空間として機能する、請求項3に記載の光ピックアップ。 The concave portion of the base is adjacent to the component holding portion, forming a space in which the set of component mounting surfaces and the convex portion of the optical component are inserted, and the component An adhesive reservoir that forms a space extending in the Z direction from the holding portion,
The optical pickup according to claim 3, wherein a space formed by the adhesive reservoir functions as the open space.
The optical pickup according to claim 1, wherein the optical component is a laser unit including a laser diode, or a light detection unit including a holder and a light receiving element mounted on the holder.
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