CN1110823A - 光学拾波装置 - Google Patents

Abstract

一种光学拾波器，通过物镜将来自激光源的光线 照射在光盘上，用受光元件检测来自该光盘的光线， 包括：固定激光源、半透射半反射的光学元件和受光 元件的机架；机架上形成的用于固定激光源的压入 孔；压入孔中形成阶梯部或凹部，光源在压入孔中的 深度可调。

Description

本发明涉及光学拾波装置，尤其涉及光源的位置调整机构。

在用于从光盘等取出信号的光学拾波器中为了使焦点检出特性的零交叉点与受光照射的光盘对焦面一致，有必要调整光源与受光元件的相互关系。其调整方法例举如下。

1.在受光一侧，沿光轴方向移动透镜，进行调节。

2.沿X、Y、Z方向移动受光元件，进行调节。

3.将光源固定在托架上，通过前后移动进行调整（参照实开平3-40620号公报）。

上述以往的光学拾波器都是部件数量多，用于调整的机构复杂，因而成本高，并阻碍其小型化。另外，由于调整机构复杂，故而在调整使焦点检出特性的零交叉点与受光照射的光盘对焦面一致后，常常会在调整中出现偏差。若在受光一侧移动透镜，或移动受光元件，则存在调整机构等易出现齿隙，调整所需时间延长，精度恶化的难题。

本发明为解决上述问题而作，目的在于提供一种光学拾波器，其结构简单，并且能以高精度将零交叉点与光盘对焦面调整一致。

图1是本发明光学拾波器的实施例的侧剖视图。

图2是上述实施例的俯视图。

图3是上述实施例的正剖视图。

图4是上述实施例中机架的俯视图。

图5是上述机架的正剖视图。

图6（a）是本发明光学拾波器另一实施例的主要部位放大正剖视图，图6（b）是又一实施例的正剖视图。

图7是表示压入孔有、无凹部情况下压入量与压入力的关系曲线。

图8是表示压入孔有、无凹部情况下压入量7与压入力的关系曲线。

图9是本发明光学拾波器另一实施例的主要部位放大正剖视图。

图10是上述实施例的主要部位放大侧剖视图。

图11是本发明的焦点检出曲线和剩余误差图。

图12示出本发明一个实施例的光学拾波器和柔性基板。

图13示出图12实施例光学拾波器与柔性基板的组装图。

图14示出柔性基板的安装方式。

下面，参照附图，说明本发明的光学拾波器的实施例。

图1至图3中，在用树脂整体成形等方法制成的机架10之上装着其外轭板18与内轭板20用树脂连成一体，并且，支持轴为树脂整体成形而成的固定单元1。可动单元2由上述支撑轴支承。

图4、图5中，在机架10纵向上的一侧边缘部的大致中央部位形成压入孔10a。其中压入由半导体激光器等构成的光源46，又在同一压入孔10a中，在光源46所发射激光的路径上设置衍射光栅48。在通过衍射光栅48的光线的路径上，设置将激光束向一侧（图中为左方）反射的光束分离器50。在光束分离器50反射出的激光的路径上设置反射镜52，将激光向上反射，引向下文述及的物镜及光盘。在被光盘反射，逆向行经上述物镜及反射镜52，通过光束分离器50的激光的路径上，设置兼作为光楔的传感透镜54，在传感透镜54后方（图中右侧）设置受光元件56。在机架10图中左侧的内底部形成呈球面的凹部30。在凹部30的外沿相对凹部30的中心构成90°角的地方分别形成孔58、60。在机架10图中右端部处形成叉状的导向部62，导向部62夹持导向轴64，藉此，机架10保持沿着导向轴64在图4的上、下方向亦即光盘的径向上移动的能力。

如图1至图3所示，在外轭板18圆筒状侧壁内表面的相对部位通过粘接等方式分别固定聚焦用驱动磁体22和跟踪用驱动磁体24。使各驱动磁体22、24接触上述凸起44的上表面，从而确定支撑轴26的方向。这样，构造成固定单元1。

上述固定单元1基部28的球面所构成的调整面32落入由上述机架10的球面构成的凹部30中。在机架10的上述两个孔58、60中***倾角调整螺钉34、36，这两个螺钉拧入在外轭板18的上述螺孔中。在机架10上安装螺钉42以固定板簧40的一端，板簧40的前端压在隔着支撑轴26离外轭板18的上述螺孔最远的位置上。因而，通过收紧或者放松倾角调整螺钉34、36，上述调整面32与上述凹部30滑动接触，并且依靠板簧40的弹力或反抗该弹力，以上述调整面32的球心为中心转动，改变上述固定单元1的倾角。如图1所示，藉助调整螺钉34可以调整支撑轴26一个方向上的倾角θr，另一方面，如图3所示，对于支撑轴26，通过与调整螺钉34隔开90°位置上的调整螺钉36，可以调整上述倾角θr的正交方向上的倾角θj。这样就能微调支撑轴26相对机架10的倾角。

在支撑轴26上设置上述可动单元2，它可以在支撑轴26的方向上移动，并且可围绕该轴旋转。可动单元2具有插在支撑轴26外周从而可沿支撑轴26移动并围绕其转动的支承体12，在该支承体12上与其成一体地设置物镜16的支承框，并固定驱动线圈14。上述物镜处在参照图4、5所说明的反射镜52反射出的激光的光路上，使该激光聚焦在光盘85的记录槽上，另外，将光盘85的反射光导向上述反射镜52。上述驱动线圈14是由多个涡旋状线圈夹着绝缘材料而成的片状线圈，大致做成C字形，固定在支承体12的外周面上。当然，它也可做成以往的卷绕线圈，与以往构造相同。上述形状的线圈由聚焦用驱动线圈和跟踪用驱动线圈构成，聚焦用驱动线圈与聚焦用驱动磁体22相对，跟踪用驱动线圈与跟踪用驱动磁体24相对。

图4中，在压入光源46的压入孔10a内部形成阶梯部10b。以压入孔10a的阶梯部10b为界，光源46一侧为大直径部，衍射光栅48一侧为小直径部。光源46在基部有凸肩46a，该凸肩46a的外形尺寸与压入孔10a大直径部的外形尺寸有规定的公差。利用该尺寸公差，光源46可以在规定压入力范围内、以较低的压入力在压入孔10a中移动。另外，当光源46在压入孔10a内部移动时，压入孔10a内形成的阶梯部10b接触光源46的凸肩46a，起到挡块的作用，在调整时限制光源46的移动。

为了与先前所述焦点检出特性的零交叉点一致，对光源压入深度的精度S（发光位置）有以下要求。设物镜的焦深为1μm，为了使图11所示的剩余误差E落在该值之内，以光源一侧放大倍率为M1，受光一侧放大倍率为M2，光盘一侧放大倍率为M3，则下式成立：

S≤（M1×M2）/（2×M3²）

例如以CD用光学拾波器为常见例，

M1＝5.5    M2＝10    M3＝1

则压入所需精度S应为：

S≤27.5μm

物体压入时的移动通常如图8所示，在爬行过程中，因压入力和压入摩擦力综合作用而伴随产生阶梯式运动。在此，为了如上述那样提高压入位置的精度，降低压入力很重要，但压入力最佳值因机架10的材质（弹性率）而异。通常，在金属压铸情况下，压入余量在0至20μm以内，若为工程塑料（强化级），则压入余量以5至50μm以内为佳。如上所述，光源46压入到压入孔10a中，其深度（位置）可自由设定，这样就能将焦点检出特性的零交叉点与光盘的对焦面调节为一致。这种调节方法与移动聚光透镜或元件进行调整的方法相比，受光元件表面上光束的移动少，因而能大幅度缩短调整时间，而且没齿隙，所以能实现极高精度调整。另外，由于调整之后其它元件不移动，因而能取得高可靠性。此外，因为只是在压入孔10a中压入光源46，故而结构极简单，光学拾波器的小型化、低成本化成为可能。

如前所述，为了提高压入精度，根据机架10的材质（弹性率）而适当地设定压入余量是很重要的，但由于设计上的制约和部件加工公差等，在对此无法作充分监督的情况下，也可做成下述形状。首先，如图6所示，在光源46的压入孔10a的外周，形成多个凹部10c，它们是凹状切口。比较在有凹部10c与无凹部10c情况下光源46压力与压入量的关系，则如图7所示，有凹部10c时可以在较低压入力下得到较大压入量。比较在形成和未形成凹部10c情况下光源46的调整误差。如图8所示，有凹部10c时对应于一定压入力的位置变化量大，但符号A所表示的调整误差小。与此相反，无凹部10c时对应于一定压入力的位置变化量小，但符号B所示的调整误差变得相当大。如上所述，通过在压入孔10a的外周形成凹部10c，光源46对应一定压入力的压入量增大，并且可抑制调整误差，从而获得与上述实施例相同的效果，此外，可以更高精度调节光源46在压入孔10a内的深度（位置）。

另外，若在图6（a）的4个凹部10c处压入力过大，则如图6（b）所示，也可设置比凹部10c更宽的沟槽10cc。

另如图9、10所示，也可在光源46和压入孔10a内表面之间形成较大的间隙，并在该间隙中夹入低弹性率材料70。通过夹入低弹性率材料70，可减轻光源46对压入孔10a中的压入力，因而起到与前述实施例相同的效果。

图12中表示本发明的光学拾波器及被其覆盖的柔性基板130。本实施例的光学拾波器是用装于机器本体上的安装部110和仅容物镜16露出的固定盖板120与光学元件组件100等组合而成的，光学元件组件100由光源46、光学元件50、物镜16及受光元件56等组合而成。在该光学元件组件100上形成用于***半反射镜50的开口部101。还形成柔性基板130的安装部102、103。而且在图示例中，安装部102、103是凸片，与此对应的柔性基板130下面的安装部132、133是通孔，但也可将安装部102、103做成通孔，而将安装部132、133做成凸片。

柔性基板130用于向上述光学元件组件100内藏的光源和受光元件50等供电，具有向光源46供电的供电部131和向受光元件56供电的供电部134等。供电部131上形成端子孔131a，连接后文述及的光源供电端子（图4中标号46c所示）。在柔性基板130上再设置安装部132、133，以安装在光学元件组件100上。进而，该柔性基板130的形状做成在其安装于下面的光学元件组件100之上时覆盖住上述开口部101。

图13中表示在光学元件组件100上安装该柔性基板130的状态。此时，在光学元件组件100的安装部102、103上分别嵌合柔性基板130的安装部132、133，从而进行固定，并在光源的供电端子（46c）上套入供电部131的端子孔131a。另外将供电部134连接于受光元件56的端子上，但图中未示出。在这样的安装状态下，光学元件组件100的开口部101被柔性基板130覆盖。

图14中，在安装于机架10上的检测器基板561上，安装光学检测器562。光学检测器562连接柔性基板130。详细地说，在检测器基板561的上表面固定柔性电路基板130的一端，另外，光学检测器562连接于柔性电路基板130的一侧形成的图案面（安装面）131。总之，光学检测器562安装在检测器基板561上，且使图案面131相对于机架10而言处于外侧。

柔性电路基板130的另一端向检测器基板561下方引出之后弯曲约180°而折返。柔性电路基板130的另一端接着从光学检测器562的后面向上方引出，在机架10的上侧再弯曲约90°，再与该上表面适配。柔性电路基板130的图案面131用粘接剂等粘接固定在该上表面上。

在机架10的上述上表面形成凹部1001。在该凹部1001的内侧***安装于柔性电路基板130的图案面131上的部件和元件132（例如，向检测器供电用的旁路电容器）。

这样，在机架10的凹部1001中埋设装于柔性电路基板130上的部件和元件，从而可减小这些部件和元件高度方向的厚度，可将光学拾波器相应地做得更薄。

根据本发明，在固定有光学元件的机架上形成压入孔，在该压入孔中压入固定光源，且使其压入深度可以调整，并通过调整光源的压入深度，使焦点检出特性的零交叉点与光盘的对焦面一致，因而在调整时受光元件表面的光束移动减少，调整时间缩短，并且没有齿隙，从而可提高调整精度。在调整之后其他元件等不移动，因而可获得高可靠性。另外，调整机构本身结构简单，部件数量少，可实现低成本化、小型化。

Claims (8)

1、一种光学拾波装置，利用物镜将光源的光线照射在光盘上，用受光元件检测来自该光盘的光线，其特征在于，在固定光学元件的机架上形成压入孔，在该压入孔中压入且固定上述光源，其压入深度可调整。

2、如权利要求1所示的光学拾波装置，其特征在于，上述压入孔中形成凹部。

3、如权利要求1所示的光学拾波装置，其特征在于，上述压入孔中设置低弹性率材料。

4、一种光学拾波装置，通过物镜将来自激光源的光线照射在光盘上，用受光元件检测来自该光盘的光线，其特征在于，还包括：

固定上述激光源、光学元件和上述受光元件的机架，该光学元件反射上述激光源的光线或者使其通过，上述受光元件接收上述激光源在光盘上反射出的反射光，

形成于该机架上，用于固定上述激光源的压入孔10a，

以及在该压入孔中形成的阶梯部10b，

上述激光源固定在上述压入孔10a中不接触上述阶梯部10b的范围内。

5、如权利要求4所示的光学拾波装置，其特征在于，上述光源具有凸肩46a，该凸肩46a的外形尺寸相对于上述压入孔10a的外径尺寸而言，设定成使将光源压入到压入孔中的压入力降低。

6、如权利要求5所示的光学拾波装置，其特征在于，上述机架用塑料材料构成，并在形成有上述压入孔10a的机架上设置多个进一步降低压入力的凹部10c。

7、一种光学拾波装置，其特征在于，包括：

支承用于支持物镜的物镜支持体，使其可转动并可在轴向移动的支承装置，

由塑性材料做成的机架，支持住该支承装置，并固定激光源、反射该激光源的激光或使其透过的光学元件、以及借助于物镜及上述光学元件而接收上述激光在光盘上反射出的反射光的受光元件，上述光源具有凸肩46a，

形成于上述机架中，用于固定上述激光源的压入孔部10a，

为降低压入力而在该压入孔部10a中形成的多个凹部10c。

8、如权利要求7所示的光学拾波装置，其特征在于，上述凹部10c相对于光源中心成中心对称。

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