JP2012248252A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期的な環境の変化に対しても接着界面からの剥離や、光軸ずれを抑制することのできる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光素子１と、フレキシブルプリント基板２と、保持部材３と、光ピックアップケース５と、保持部材３と光ピックアップケース５とを接着する接着部４とを有する光ピックアップ装置において、光ピックアップケース５は、その内部に接着剤が入り込んでおり、接着剤は、光ピックアップケースの表面で内部に連通する断面積よりも、その内部での断面積が大きい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）やＢＤ（ブルーレイディスク）等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ピックアップ装置に関するものである。

ＣＤ、ＤＶＤやＢＤ等の光記録媒体の記録、再生に用いられる光ピックアップ装置、もしくは光ピックアップ装置を組み込んだ光ディスクドライブ装置は、レーザダイオードなどの発光素子からの出射光を各種レンズ及びプリズム，ミラー等を介して対物レンズに導き、光記録媒体上で収束させる光学系と、光記録媒体からの戻り光を対物レンズ及び他各種レンズ，プリズム，ミラーを介して光出力を電気信号に変換するための光電変換素子で受光する光学系から構成されている。この中で、光電変換素子（以下、受光素子と記す）が実装されているフレキシブルプリント基板を受光素子ホルダもしくは補強板に固定している光学部品モジュールと光ピックアップのケースとの接着固定おいて、受光素子は光ピックアップのケースに対して、光学的観点から最適な位置に接着剤を用いて固定することが必要となる。このため、光学部品モジュールの接着固定は位置安定性の観点から、光学部品モジュールの前面もしくは背面のみを接着した構造となっている。

特開２００９−１４６５２３号公報（特許文献１）では、受光素子を支持する受光素子取付板（ホルダ）の光学基台に対する位置を、光記録媒体で反射されてくる反射光の光軸および焦点を、受光素子の受光面の中心の位置に一致するように調整した後、受光素子取付板が水平になっている状態で、受光素子取付板と光学基台との隙間を形成する箇所の凹溝部に同量の接着剤を注入し、２箇所の凹溝部に接着剤を充填して塗布し、受光素子取付板を光学基台に固着している。各凹溝部に塗布される接着剤の塗布量および塗布形状を均等にすることができるので、接着剤が硬化するときの収縮量および熱変化による膨張収縮の変化量が均等になり、受光素子の位置ずれを少なくすることができる。

特開２００７−２９８７００号公報（特許文献２）では、レンズが接着固定されるレンズ支持構造において、熱衝撃による接着剤の剥離を抑制する構造に関して記述されている。レンズ支持構造は、光学的に有効な光学有効部と光学有効部の外周側に形成された固定部とを有するレンズと、レンズの外周側に配置されレンズを支持する支持部材と、レンズと支持部材との間に配置され固定部を支持部材に対して固定する接着剤とを備えている。固定部は、内周側を向くように光軸方向の両側に形成され、接着剤により少なくとも一部が覆われている複数の固定面を有している。

特開２００９−１４６５２３号公報 特開２００７−２９８７００号公報

本発明者等は、光学部品モジュールと光ピックアップケースとの接着強度に関し、長期信頼性の観点で検討を行なった。その結果、光学部品モジュールの前面もしくは背面を光ピックアップのケースと接着した場合には、長期的な環境変化によるストレスが直接接着部に生じ易くなるため、特に、光ピックアップのケースと接着剤との間の接着界面での剥離が徐々に進行して接着強度が低下する問題や、光軸がずれてしまうという問題が発生することが分かった。よって、光学部品モジュールの前面もしくは背面を光ピックアップのケースと接着した場合に、接着強度が低下することなく、かつ高い位置精度で最適な位置を保持できる接着固定技術が必要となる。

また、特許文献１では、光学部品の位置ずれを抑制するために、光ピックアップ装置で光素子の接着に使用されるような弾性率が高い接着剤を用いた場合、接着剤が光ピックアップのケースとの接着界面で剥離する可能性が高く、特に長期的な環境変化によるストレスが加わった場合、接着強度の低下が予想される。なお、弾性率が低いと軟らかくて位置ずれし易く、光素子の接着には不適である。

また、特許文献２では、接着剤の塗布位置に関しては制御できない。受光素子の接着においては、光学部品モジュールの前面もしくは背面の少なくとも１箇所以上で固定接着する構造であり、接着塗布位置によっては接着強度の低下および受光素子の位置ずれが予想される。

以上のことから、受光素子と受光素子を支持するホルダもしくは補強板から構成された光学部品モジュールを光ピックアップのケースと接着剤を介して固定する構造においては、長期的な接着信頼性を確保するために、外部からのせん断、引張りモーメントが働いた場合にも、接着界面から剥離することなく、接着強度を保持可能な接着構造を有する光ピックアップ装置を提供することが必要である。

本発明の目的は、長期的な環境の変化に対しても接着界面からの剥離や、光軸ずれを抑制することのできる光ピックアップ装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成と処理手順を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、例えば、光素子と、当該光素子に接続されたフレキシブルプリント基板と、前記光素子およびフレキシブル基板とを支持する保持部材と、光ピックアップケースと、前記保持部材と前記光ピックアップケースとを接着する接着剤とを有する光ピックアップ装置において、前記光ピックアップケースは、その内部に前記接着剤が入り込んでおり、前記接着剤は、前記光ピックアップケースの表面で内部に連通する断面積よりも、前記光ピックアップケース内部での断面積が大きいことを特徴とする光ピックアップ装置とする。

以上のように、本発明によれば、光ピックアップ装置において、受光素子をモジュール化した光学部品モジュールを光ピックアップのケースに前面もしくは背面で接着した場合でも、長期的な環境変化に対して生じる界面剥離を抑止でき、接着剤の凝集破壊強度まで接着強度を向上することができるため、接着強度が低下することなく、高い位置精度で最適な位置を保持することが可能であり、安定した品質の光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の第一の実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部の上視図である。 本発明の第一の実施例に係る光ピックアップ装置における光ピックアップのケースの側面図である。 図１や図２に示す光学モジュール接着部のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の第一の実施例に係る光ピックアップ装置の全体概略説明図である。 本発明の第二の実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部の上視図である。 本発明の第三の実施例に係る光ピックアップ装置における光ピックアップのケースの側面図である。 本発明の第四の実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部のＡ−Ａ’（図３対応）断面図である。 本発明の第５の実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部のＡ−Ａ’（図３対応）断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

本発明の第一の実施例について図１〜図４を用いて説明する。まず、光ピックアップ装置の構成について図４を用いて説明する。なお、本実施例では受光素子を例に説明するが、発光素子等他の光素子にも適用することができる。図４は、光学部品モジュール８、グレーティングレンズ１１、カップリングレンズ１２、ディテクターレンズ１３など、光学レンズとしての機能を持つ光学部品を光ピックアップのケース５に接着固定する際の概略全体構造図である。光学部品モジュール８や各種レンズは、下向の矢印の方向に移動され、光ピックアップのケース５の光軸に対して所定の位置に配置され、光学部品モジュール８と光ピックアップのケース５は、光学部品モジュール８の光軸に平行となる前面もしくは背面を接着剤により接着固定される。なお、符号１００は光ピックアップ装置の構成、符号１０１は光ディスクドライブ装置の構成、上部の円盤は光記録媒体を示す。同一符号は同一構成要素を示す。

光ピックアップ装置の受光素子のホルダおよび補強板材料は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌ、ステンレスを主成分としたダイカスト、プレス加工品、または、受光素子を実装したプリント配線基板であり、光学部品を光ピックアップのケースはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を主成分としたダイカストおよびモールド成型品が好適であるが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌ等を用いることもできる。

また、光学部品を光ピックアップのケースと接着する接着材料には、一般的に弾性率が高いアクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型接着剤や熱硬化型接着剤が用いられている。

本実施例の対象としては、これらの構成を含むのはもちろん、他の金属材料、ガラスなどの無機材料、樹脂、接着剤を用いた場合にも適用可能である。

次に、図１から図３により、本実施例の概要について説明する。図１は、受光素子１に接続されたフレキシブルプリント基板２とそれを支持する補強板３から構成された光学部品モジュール８と光ピックアップのケース５の接着部の上視図である。

光学部品モジュール８と光ピックアップのケース５の接着面は、光学部品モジュール８の背面からなり、接着剤で固定した接着部４（以下接着部と省略する）を介し、２箇所に光ピックアップのケース５に固定されている。前記接着面には、光ピックアップのケース側に凹溝部７を形成し、その凹溝部７の開口長さａと凹溝内部の最長長さｂの関係が、ａ＜ｂとなるような接着構造となっている。言い換えると、光ピックアップケース５は、その内部に接着剤が入り込んでおり、接着剤は、光ピックアップケース５の表面で内部に連通する断面積よりも、その内部での断面積が大きい。本接着構造をとると、外部からのせん断、引張モーメントが働いた場合にも、接着剤自身に応力が集中するため、接着界面からの剥離を抑制・防止可能であり、接着剤の凝集破壊強度まで接着強度を保持・向上することが可能である。凹溝部は上金型と下金型を含むモールド金型を用いて形成することができる。なお、符号６は光軸を示す。

凹溝の形状が三角形の場合、凹溝の深さｃを浅くしても効果が得られるため、光ピックアップのケース５が薄い部分でも接着強度を保持することが可能である。
また、接着部４が２点以上の場合、凹溝部７に接着剤を塗布することにより、接着間隔Ｌを常に一定に制御することが可能であり、接着強度ばらつきを抑制することができる。接着間隔Ｌは、２ミリメートル＜Ｌ＜１０ミリメートルとなるように接着固定することにより、引張強度にも強い構造となる。
また、光学部品モジュール８をホルダへ取り付け、ホルダと光ピックアップのケースを前面で接着する場合においても、同様な効果が得られる。

図２は、上記接着部４における光ピックアップのケース５の側面図である。光ピックアップのケース５の接着部４には、受光素子への光軸６に対して垂直方向に４点凹溝部７が設けられており、接着剤がその内部に塗布される。本図の場合、凹溝部７には止まり溝にするための突起部９が設けられ４点の止まり溝となっているが、貫通穴として２点設けてもよい。貫通穴２点の場合には、対角線上で対称な配置とすることが望ましい。

また、凹溝部７は光ピックアップの対物レンズ（図示せず）に対し、垂直方向に加工し、紫外線硬化型接着剤を用いる場合、硬化時に紫外線が照射可能なような構造にすることが望ましい。なお、符号１０は外部からのせん断方向からのモーメントを示す。

図３は、図１や図２に示すＡ―Ａ’の断面図である。光ピックアップのケース５の凹溝部７の中間は、止まり溝にするための突起部９である。そのため、接着部４にせん断方向からモーメント１０がかかった場合には、光ピックアップのケース５からの界面剥離を抑止でき、接着剤の凝集破壊強度まで接着強度を向上可能な構造となっている。なお、補強板３は、光ピックアップのケース５とは異なりモールド成型の必要がないため接着性の良い材料（主に金属）を選定することが可能であり、平坦であっても接着強度に問題なく、凹溝部７の深さよりも薄いものを用いることができる。

上記構成を有する光ピックアップのケースを用いた光ピックアップ装置は、接着強度（剥離や軸ずれ）の長期信頼性に関し、良好な結果が得られた。

以上、本実施例によれば、光ピックアップのケースの接着部に、その内部に最長長さを有する凹溝部を形成することにより、長期的な環境の変化に対しても接着界面からの剥離や、光軸ずれを抑制することのできる光ピックアップ装置を提供することができる。

第２の実施例について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図５（ａ）、（ｂ）は、本実施例に係る光ピックアップ装置における、光学部品モジュール８と光ピックアップのケース５の接着部の上視図である。光学部品モジュールは、受光素子１に接続されたフレキシブルプリント基板２とそれを支持する補強板３から構成される。

光ピックアップのケース側の凹溝部において、凹溝部７の開口長さａと凹溝内部の最長長さｂの関係が、ａ＜ｂとなるような接着構造となっており、凹溝部の構造は、四角、丸型、ひし型やその他の場合においても、凹溝部７の開口長さａと凹溝内部の最長長さｂの関係が、ａ＜ｂとなるような接着構造をとることが必要である。

また、図５（ｂ）のように凹溝形状が円形の場合は、接着剤を塗布する際に使用するニードルを凹溝に挿入しやすい効果もある。

上記構成を有する光ピックアップのケースを用いた光ピックアップ装置は、接着強度（剥離や軸ずれ）の長期信頼性に関し、良好な結果が得られた。
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。

第３の実施例について図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、実施例１又は２記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図６（ａ）、（ｂ）は、本実施例に係る光ピックアップ装置における光ピックアップのケースの側面図である。図６（ａ）は、光学部品モジュールを背面接着する場合において、接着固定部である凹溝部を１箇所とした実施例である。

図６（ｂ）は、光学部品モジュールを背面接着する場合において、接着固定部である凹溝部を２箇所とし、光ピックアップのケースの上下各１箇所ずつ凹溝部を設け、その配置を千鳥構造とした実施例である。

上記構成を有する光ピックアップのケースを用いた光ピックアップ装置は、接着強度（剥離や軸ずれ）の長期信頼性に関し、良好な結果が得られた。
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。

第４の実施例について図７（ａ）から図７（ｆ）を用いて説明する。なお、実施例１乃至３のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。図７（ａ）から図７（ｆ）は、本実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部のＡ―Ａ’（図３対応）の断面図である。光ピックアップのケース５には、受光素子への光軸６に対して垂直方向に止まり溝である凹溝部７が対向して設けられており、凹溝部同士の中間は、止まり溝にするための突起部９である。図７（ａ）から図７（ｄ）は、せん断方向からモーメントのみではなく、引張り方向からモーメントがかかった場合でも、光ピックアップのケース５からの界面剥離を防止可能なように、突起部９をｃ＜ｄとしている実施例である。

突起部９をｃ＜ｄとした場合、形状によっては光ピックアップのケース自身の強度が低下する可能性があるが、図７（ａ）は、止まり溝の底面に傾斜をつけｃ＜ｄとしているため、光ピックアップのケース自身の強度も保つことが可能である。

また、図７（ｅ），（ｆ）は上下片方の突起部を設け、ｃ＜ｄとしている実施例である。この場合も同様な効果を得られる。

上記構成を有する光ピックアップのケースを用いた光ピックアップ装置は、接着強度（剥離や軸ずれ）の長期信頼性に関し、良好な結果が得られた。
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。また、実施例１の構成ではその内部の最長長さを有する辺の数が２つであるが、本実施例では３辺に増やすことが可能となり、引張り方向からのモーメントに対する接着強度を向上することができる。

第５の実施例について図８を用いて説明する。なお、実施例１乃至４のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情が無い限り本実施例にも適用することができる。

図８は、本実施例に係る光ピックアップ装置における光学モジュール接着部のＡ―Ａ’（図３対応）の断面図である。光ピックアップのケース上に、光軸６に対し垂直方向に、接着剤を引っ掛けることが可能な凹溝部１４を設けることを特徴としている実施例である。

上記構成を有する光ピックアップのケースを用いた光ピックアップ装置は、接着強度（剥離や軸ずれ）の長期信頼性に関し、良好な結果が得られた。また、実施例１〜４と組み合わせることにより、より接着強度を向上させることができる。
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られる。また、他実施例の構成と組み合わせることにより、より接着強度が向上する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１・・・受光素子、２・・・フレキシブルプリント基板、３・・・光学部品モジュールの補強板、４・・・接着剤で固定した接着部、５・・・光ピックアップのケース、６・・・光軸、７・・・凹溝部、８・・・光学部品モジュール、９・・・止まり溝にするための突起部、１０・・・せん断モーメント、１１・・・グレーティングレンズ、１２・・・カップリングレンズ、１３・・・ディテクターレンズ、１４・・・光ピックアップのケース上面の凹溝部、１００・・・光ピックアップ装置、１０１・・・光ディスクドライブ装置。

Claims (9)

1. 光素子と、
   当該光素子に接続されたフレキシブルプリント基板と、
   前記光素子およびフレキシブル基板とを支持する保持部材と、
   光ピックアップケースと、
   前記保持部材と前記光ピックアップケースとを接着する接着剤とを有する光ピックアップ装置において、
   前記光ピックアップケースは、その内部に前記接着剤が入り込んでおり、
   前記接着剤は、前記光ピックアップケースの表面で内部に連通する断面積よりも、前記光ピックアップケース内部での断面積が大きいことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１において、
   前記光素子及び保持部材の面及び前記光ピックアップケースの前記接着剤を有する接着面は、前記光ピックアップケースの厚さ方向に沿って設けられており、
   前記光ピックアップケースは、前記接着面に前記接着剤が入り込む溝を有していることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２において、
   前記溝は、前記光ピックアップケースの第一の面から反対側の第二の面まで貫通する貫通溝であることを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項２において、
   前記溝は、前記光ピックアップケースの第一の面側に連通する第一の溝と、第一の面の反対側の第二の面側に連通する第二の溝とをそれぞれ別に有することを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項４において、
   前記第一の溝と前記第二の溝は、前記光ピックアップケースの平面方向において同じ位置に設けられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項４または請求項５において、
   前記第一の溝及び前記第二の溝は、面に連通しない方向の端部は、前記光ピックアップケースの内部でその表面よりも前記光ピックアップケースの厚さ方向に凹んでいる凹部を有していることを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項３乃至６のいずれかにおいて、
   前記溝は、前記光ピックアップケースの厚さ方向に直交し、前記接着面の面方向に含まれる方向における幅が、光ピックアップケースの表面よりも内部で大きくなっていることにより、前記接着材は、前記光ピックアップケースの表面で内部に連通する断面積よりも、前記光ピックアップケース内部での断面積が大きいことを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記保持部材は金属製であり、前記光ピックアップケースは樹脂製であることを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 請求項８において、
   前記保持部材が接着材に接着される接着面は、略平面であることを特徴とする光ピックアップ装置。

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