JP4451755B2 - 光ピックアップ - Google Patents

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。

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。

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。

特開平１０−２８３６５０号公報（第２−９頁、図１）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る光ピックアップの一実施例の斜視図である。 光ピックアップの温度分布を説明する図である。 図１に示した光ピックアップに用いるホルダ部の分解斜視図である。 図３に示したホルダ部に用いるホルダの斜視図である。 図３に示したホルダ部に用いる他のホルダの縦断面図である。 図３に示したホルダ部に用いるさらに他のホルダの斜視図である。 図３に示したホルダ部に用いるさらに他のホルダの縦断面図である。 図３に示したホルダ部に用いるさらに他のホルダの斜視図である。 本発明に係る光ディスク装置の一実施例のブロック図である。

符号の説明

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。

Claims (3)

1. 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を特徴とする光ピックアップ。
2. 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を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 前記ホルダを磁気回路のヨークと一体化したことをことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。

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