(57)【要約】      （修正有）【課題】高寸法精度の光ピックアップ提供する。【解決手段】複数の光学部品と、光学部品を支持するホルダ１２１が樹脂で一体に成形されたケース１２０とを有する光ピックアップであって、ケース１２０に貫通孔１２３を設け、ベース板にはねじ穴１１１を設ける。ベース板はケース１２０よりもヤング率の高い材質であるセラミクスまたは金属からなり、、ベース板にケース１２０をねじ留めによって連結する。これによりケース１２０の変形が矯正されて寸法精度の高い光ピックアップを得ることができる。【選択図】図１（ａ）
2014142982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学部品と、光学部品を支持するホルダが樹脂で一体に成形されたケースとを有する光ピックアップであって、前記ケースよりもヤング率の高い材質からなるベース板に、前記ケースがねじ留めによって連結されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記ベース板の材質がセラミクスまたは金属であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記ケースと一体に成形されたホルダの、ベース板と連結される側の底面が、ベース板と連結されていない状態において一様にベース板側に凸の反りを有していることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
ホルダ材質として負の収縮率を有する樹脂を用い、前記ホルダの光学部品支持部の肉厚がベース板と接する底面の肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記ホルダの材質として正の収縮率を有する樹脂を用い、ベース板側の底面に前記ホルダとの一体成形にて形成されたリブを有し、かつ前記ベース板の前記リブに対応する位置に溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記ホルダの光学部品支持部の肉厚が前記ベース板と接する底面の肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項７】
光ファイバーを含む複数の光学部品と、樹脂で一体に成形されたホルダとケースを構成部品として有し、前記ケースが前記ホルダを介して前記複数の光学部品を支持する光ピックアップであって、前記ケースの前記複数の光学部品を支持している面の４隅の少なくともひとつに光ファイバーが設置されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
前記ケースはベース板とねじ止めで一体化されていることを特徴とすることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記４隅のうちの前記光ファイバが設置された隅部はフィレット、面取り、切欠き、または円弧状の形状を有することを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光を利用した情報の記録・再生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップはレーザを光ディスクに入射して反射光を検出することで記録再生が行なわれる。光ピックアップはケースと呼ばれる筐体と、レーザ発振器や偏光ビームスプリッタなどの光学部品と、光学部品を支持するためのホルダからなり、ケースにホルダが固定され、光学部品がホルダに固定された構造である。固定方法としては接着が一般的であり、ホルダの上面や側面などの部位に、光学部品を密着させた状態で接着剤を塗布して固定される。このとき、光学部品の設置誤差が大きいと、レーザが意図した光路を取らずに、正常な記録再生が不可能となる。このため、ケースおよびホルダには非常に高い寸法精度が要求される。
【０００３】
一方近年、光ディスクに加えて、記録容量および記録再生速度のさらなる向上を目的としたホログラフィックメモリの開発が行なわれている。従来の光ディスクの記録層が１層（平面記録）であるのに対し、ホログラフィックメモリは多層記録（体積記録）であるため、従来の光ディスクに比べて大きな記録容量を実現可能である。このときホログラフィックメモリの各記録層を分かつのはレーザ光の入射角である。このため、光路の傾きに対する要求が従来の光ディスクに比べて桁違いに大きい。
【０００４】
ホログラフィックメモリ用光ピックアップの特許としては特許文献１などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ２００９／０１２２３７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光ディスクが１チャンネルのレーザを用いた一次元であるのに対して、ホログラフィックメモリは二次元パターンを有するレーザ光を用いる。このため、ホログラフィックメモリは高速で記録再生が可能である半面、レンズやミラーといった光学部品のサイズを大きくする必要があり、その結果、光ピックアップのサイズが大きくなる。この結果、搭載される部品重量による光ピックアップのたわみが大きくなり、光学部品に傾きが生じて、ホルダの光学部品接触面の向きの精度を維持できなくなる問題が生じる。
本発明は上記課題を解決するものであり、高寸法精度の光ピックアップを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の具体的手段は以下のようなものがある。
（１）複数の光学部品と、光学部品を支持するホルダが樹脂で一体に成形されたケースとを有する光ピックアップであって、ケースよりもヤング率の高い材質からなるベース板に記ケースをねじ留めによって連結する。
（２）（１）において、ベース板の材質がセラミクスまたは金属とする
（３）（２）において、ケースと一体に成形されたホルダの、ベース板と連結される側の底面が、ベース板と連結されていない状態において一様にベース板側に凸の反りを有する。
（４）（３）において、ホルダ材質として負の収縮率を有する樹脂を用い、前記ホルダの光学部品支持部の肉厚がベース板と接する底面の肉厚よりも薄くする。
（５）（２）において、ホルダの材質として正の収縮率を有する樹脂を用い、ベース板側の底面に前記ホルダとの一体成形にて形成されたリブを有し、ベース板のリブに対応する位置に溝を形成する。（６）（５）において、ホルダの光学部品支持部の肉厚をベース板と接する底面の肉厚よりも薄くする。
（７）光ファイバーを含む複数の光学部品と、樹脂で一体に成形されたホルダとケースを構成部品として有し、前記ケースが前記ホルダを介して前記複数の光学部品を支持する光ピックアップであって、前記ケースの複数の光学部品を支持している面の４隅の少なくともひとつに光ファイバーを設置する。
（８）（７）において、ケースをベース板とねじ止めで一体化する。
（９）（７）において、４隅のうちの光ファイバが設置された隅部をフィレット、面取り、切欠き、または円弧状の形状とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、高寸法精度の光ピックアップを提供することが出来る。本発明の他の効果は以下実施例の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１（ａ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図１（ｂ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図２（ａ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図２（ｂ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図３（ａ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図３（ｂ）】本発明の光ピックアップの側面模式図である。
【図４】本発明の光ピックアップの斜方模式図である。
【図５】光学部品を支持したホルダの模式図である。
【図６（ａ）】反り発生メカニズムの模式説明図である。
【図６（ｂ）】反り発生メカニズムの模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の内容を実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の光ピックアップの組立前の側面模式図を図１（ａ）に示す。また組立後の側面模式図を図１（ｂ）に示す。光学部品を支持するためのホルダ１２１を有し、かつ各ホルダの連結部１２２の肉厚ｔ１が好ましくは均一となるように一体成形されたホルダつきケース１２０が、ケースよりも高ヤング率のベース板１１０にねじ留め１６０により連結されている。各ホルダには１／２波長板１４２や偏光ビームスプリッタ１４３等の光学部品が搭載されている。本構造の光ピックアップは、搭載部品の重さと自重によるたわみが少なく、高寸法精度が実現できる。その理由を製造手順を交えて以下に説明する。
【００１２】
光学部品を支持するホルダ１２１と貫通孔１２３を有し、各ホルダの連結部１２２の肉厚ｔ１が均一となるように一体成形されたホルダつきケース１２０を作成する。ケースの材料としては、肉厚に作成した際の均一成形性とコストの面で樹脂がよい。ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や不飽和ポリエステル等の樹脂を、高精度に平面加工された金型に例えば射出成形することで、均一な肉厚を有するケースを得ることができる。なお、一体成形されたケース１２０には、成形時の冷却の不均一性のために、金型からの離型後に反りを生じる。図１（ａ）の１２２はこの状態を示している。この結果、いくら金型が高寸法精度でつくられていたとしても、光学部品が密着するホルダの面が金型どおりの位置ではなくなってしまう。該反りは、樹脂材質と、一体成形されるホルダの形状およびケースの大きさに強く影響される。
【００１３】
次に、ケース１２０より曲げ剛性が高く、ねじ穴１１１を有し、上面を高精度に平面加工されたベース板１１０を作成する。そして、図１（ａ）のような複雑な反りを有するケースの底面を、高精度に平面加工されたベース板１１０の上面に合わせて１６０のようにねじ留めし、図１（ｂ）の構造を得る。このようにすることで、反りを有するケースがベース板上面の高精度平面に密着し、その近傍におけるケース上面の平面度がベース板あるいは金型のレベルまで近づく。これによりベース板１１０の高い曲げ剛性によりケース１２０に積載された光学部品の重量によるたわみを抑制し、ホルダの光学部品接触面の精度を確保することができる。
【００１４】
ベース板の材質は、ケース１２０の材質よりもヤング率の高い材質を選定するのが好ましい。こうすることで、ホルダの光学部品接触面の向きの精度確保のために必要なベース板厚が薄くなり、その結果、光ピックアップ１００を小型化できるという効果がある。具体的には、アルミや鉄系の金属板やアルミナなどのセラミクスが好ましい。これらの材料は高ヤング率かつ安価であり、フライスや研磨による十ミクロン以下での高精度平面加工が、数百ミリメートル角にわたる広い面積にわたって可能である。また、熱伝導率が高いため、光ピックアップの放熱性も高めることができる。
【実施例２】
【００１５】
本発明の他の光ピックアップを図２（ａ）および図２（ｂ）に示す。図２（ａ）は組立前の側面模式図、図２（ｂ）は組立後の側面模式図である。
実施例１との違いはホルダつきケース１２０の反りを一様し、にベース板１１０側に凸とした点である。逆方向、すなわち上に凸の反りが存在しないため、端部のみねじ留めすれば、ケース底面全体を高精度に平面加工したベース板上面に密着させることができる。この結果、実施例１に比べてねじ留め箇所を少なくすることができ、低コスト化が可能となる。
【００１６】
本発明の光ピックアップの製造手順を以下に説明する。
【００１７】
一様にベース板側１１０に凸の反りを持つケース１２０を好ましくは次の２つの方法のいずれかで成形する。第一の方法を本実施例で説明する。
【００１８】
ケース１２０の材質として正の成形収縮率を有する、すなわち成型時に縮む樹脂を用い、図５のホルダ１２１の肉厚ｔ２を連結部１２２の肉厚ｔ１よりも厚くする（ｔ２＞ｔ１）ことで、底面側に凸の反りを有するケースを得ることができる。このメカニズムは次のように説明される。樹脂成形は、流体の状態の樹脂を高温の金型に充填し、金型との温度差により固化させた後、成形品を冷却して離型する。このとき、固化は金型に接触している面から内部に向かって進行する。このため、肉厚が薄い箇所ほど固化が早く完了する。この結果、次が起こる。図６（ａ）のように、肉厚の薄い連結部１２２の固化が完了したとき、肉厚の厚いホルダ１２１の一部は流体状態を維持しており、連結部の固化収縮に対して抵抗なく追従する。しかしその後、ホルダ厚肉部の流体部分が固化収縮するとき、既に固化した連結部が拘束となって、ホルダの連結部側（下側）でのホルダの収縮が阻害される。一方、ホルダの上側では収縮が下側ほど阻害されず固化収縮する。このため、ホルダの上側と下側において収縮に差が生じ、ホルダ上側の収縮が大きくなる。この結果、下側に凸のケースが成形できる。なお、連結部１２２とホルダ１２１の肉厚が大小逆の場合は、図６（ｂ）のように、上に凸の反りが生じる。多くの樹脂は正の成形収縮率を有する。
【実施例３】
【００１９】
第二の方法は、ケース材質として負の成形収縮率を有する、すなわち成形時に膨らむ樹脂を用いる。不飽和ポリエステルを主成分とするＢＭＣ（Ｂｕｌｋ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）には負の収縮率を示すものがある。同材料を用いて、実施例２とは逆に、ホルダ１２１の肉厚を連結部１２２よりも薄くする（ｔ２＜ｔ１）。このようにすることで、第一の方法と同じメカニズムで、冷却後に底面側に凸の反りを有するケース１２０を得ることができる。
【００２０】
負の成形収縮率を有する樹脂では、成型時にヒケの発生がないという特有の利点がある。
【実施例４】
【００２１】
本発明の他の光ピックアップを図３（ａ）および図３（ｂ）に示す。図３（ａ）は組立前の側面模式図、図３（ｂ）は組立後の側面模式図である。
実施例２と同様にベース板側に凸の反りを有するホルダつきケース１２０を用いるが、ケース１２０の底面にリブ１２４が一体成形されている点、およびベース板１１０に同リブを収納する溝１１２が形成されている点が異なる。これにより、ベース１１０の精度に合わせてリブと溝により水平方向の位置ずれが抑止されるため、高精度の光ピックアップを実現することが出来る。
【実施例５】
【００２２】
本実施例は、実施例４の構造をさらに進めたものである。
【００２３】
ケース１２０の材質として実施例２で説明した正の成形収縮率を有する樹脂を用い、図５のホルダ１２１の肉厚ｔ２を連結部１２２の肉厚ｔ１よりも薄くし、かつケース底面にｔ３（＜ｔ１）の肉厚を有するリブを一体成形する。このようにすることで、実施例２のメカニズムが連結部とリブとの間に発生し、ベース板側に凸となる要因を与えることができる。ｔ１およびｔ２、ｔ３とホルダ形状、リブ長さ、高さ、パターンを適正に選択することで、一様にベース板側に凸の反りとなるケースを得ることができる。ここで、このときｔ１＞ｔ２＞ｔ３となるようにすることで、より確実に、一様にベース板側に凸のケースを得ることができる。
【実施例６】
【００２４】
本発明の他の光ピックアップの斜方模式図を図４に示す。光学部品を支持するホルダ２２１を有し、隅部が円く一体成形されたケースに、レーザ発振器２４１や１／２波長板２４２、ビームスプリッタ２４３などの光学部品が連結され、隅部に光ファイバー２５０が設置された光ピックアップ構造である。本構造は、光ピックアップ、特にホログラムメモリ用光ピックアップを高寸法精度で製造可能である。その理由を以下に説明する。
【００２５】
光学部品を支持するホルダ２２１を有し、一体成形されたホルダつきケース２２０を用意する。ケース材料としては、肉厚の均一成形性とコストの面で樹脂がよい。ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や不飽和ポリエステル等の樹脂を射出成形することで、上記のケースを得ることができる。なお、一体成形されたケース２２０には、成形時の冷却の不均一性のために、離型後に反りを生じる。この結果、いくら金型が高寸法精度でつくられていたとしても、光学部品が密着するホルダの面が金型どおりの位置ではなくなってしまう。前記反りは樹脂材質と一体成形されるホルダの形状およびケースの大きさに大きく影響され、ケースが大きいほど反りも大きくなる。
【００２６】
一方で、光ピックアップでは、発振器２４１から出でたレーザの方向を変える必要がある。この手段としてミラーを用いると、ミラーおよびミラーを支持するホルダが必要となり、ホルダの位置まではケースを延長する必要が生じる。また、ケースの外径寸法はレーザが通過する領域よりも小さくすることはできない。以上の事情から、ケースの隅のいずれかにはレーザの進行方向を変えるためのミラーを設置することが必要であった。
【００２７】
これに対し、本実施例では隅部の光路変更に光ファイバーを用いることにより、光路を円くした。これにより精度が必要な領域を小さく出来、結果として高精度化が達成されることになる。
【００２８】
またケースの隅部の角を落とした場合にはケース２２０が小さくなり、成形寸法精度が向上する。これにより高精度化が実現する。  隅部の角は円弧形状にとらわれない。フィレット、面取り、切り欠き、あるいは円周状の樹脂成形などにより形成することができる。この際にはコンパクト化も実現できる。
【００２９】
また４箇所ある隅部のすべてに光ファイバーを設置して角を円くする必要はなく、１箇所への光ファイバの配置でも本発明の寸法の高精度化の効果がある。
【実施例７】
【００３０】
本実施例は実施例１〜５と実施例６を組み合わせたものである。実施例６の図面に対し、ねじ止めを用いる場合や、リブと溝とねじ止めを用いる場合などがある。これにより搭載部品の重さと自重によるたわみが少なく、さらに高寸法精度な光ピックアップを提供することができる。
【００３１】
なお上述の各実施例はホログラムメモリ用の光ピックアップだけではなく従来の光ピックアップに適用しても良いことはいうまでも無い。
【符号の説明】
【００３２】
１００、２００…光ピックアップ
１１０…ベース板
１１１…ねじ穴
１１２…リブかわし溝
１２０、２２０…一体成形されたホルダつきケース
１２１、２２１…ホルダ
１２２、…ホルダ連結部
１２３、…貫通孔
１２４…リブ
２４１…レーザ発振器
１４２、２４２…１／２波長板
１４３、２４３…偏光ビームスプリッタ
１４４…ミラー
２５０…光ファイバー
１６０…ねじ
【図１（ａ）】
2014142982.tif 000003
【図１（ｂ）】
2014142982.tif 000004
【図２（ａ）】
2014142982.tif 000005
【図２（ｂ）】
2014142982.tif 000006
【図３（ａ）】
2014142982.tif 000007
【図３（ｂ）】
2014142982.tif 000008
【図４】
2014142982.tif 000009
【図５】
2014142982.tif 000010
【図６（ａ）】
2014142982.tif 000011
【図６（ｂ）】
2014142982.tif 000012