JP2004348883A

JP2004348883A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2004348883A
Application number: JP2003145711A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Iwata; 進裕岩田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】光学基台に取付けられたＬＤＤとＬＤＵの温度上昇による誤動作や短寿命化を防止する。
【解決手段】光学基台のＬＤＵ取付部とＬＤＤ取付部との間に熱伝導を遮断する断熱部を形成することにより、特にＬＤＤ側からＬＤＵ側への熱の流れ込みを低減する。また、光学基台に冷却液体の循環経路を設け、トラバースシャーシに取付けたポンプから冷却液体を循環経路に循環させることにより、ＬＤＤ、ＬＤＵの温度上昇を防止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクに信号を記録及び又は再生する光ディスク装置に関し、特に光ディスクに信号を記録及び又は再生するための光ピックアップ部の半導体部品の過熱防止にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクの高容量化、高倍速化が進み、この光ディスクに信号を記録及び又は再生する光ディスク装置の開発においては、信号の入出力装置である光ピックアップ部のレーザダイオードユニット（以下、ＬＤＵという）及びレーザダイオードドライバ（以下、ＬＤＤという）の放熱が重要な開発課題となっており、さらに光ディスク装置の高機能化、高倍速化に伴なってこのＬＤＵ及びＬＤＤの放熱は益々深刻な問題になりつつある。
【０００３】
図６〜図９は従来の光ディスク装置の構造に関し、図６はドライブメカニズムの斜視図で、（ａ）は光ディスク装着状態の斜視図、（ｂ）は光ディスクの非装着状態の斜視図、図７は光ピックアップ部の上面図、図８は光ピックアップ部の内部構造を示すもので、（ａ）は図７の線１１２の断面斜視図、（ｂ）は線１１１と１１２に沿った断面斜視図、図９はアクチュエータ部の構造を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は線１１３の断面斜視図である。
【０００４】
まず、光ディスク装置の基幹部であるドライブメカニズムは図６に示すように、光ピックアップ部１、トラバースシャーシ２、主軸２１、副軸２２、スピンドルモータ３から構成されている。なお４はスピンドルモータ３により回転される光ディスクである。
【０００５】
光ディスク４はデータを保存するメディアであり、その信号の入出力は光ピックアップ部１により行なわれる。光ピックアップ部１はトラバースシャーシ２に固定された主軸２１と副軸２２にガイドされて軸方向（光ディスクの半径方向）に移動する。この移動は主軸２１に連結したトラバースモータ（図示省略）によって行なわれる。また、光ピックアップ部１は対物レンズ６６を有すると共に電磁力によって移動するアクチュエータ６を具備している。
【０００６】
光ピックアップ部１は制御信号によりトラバースモータによる主軸２１方向への移動及び電磁力によるアクチュエータ６の主軸２１方向の移動によって対物レンズの半径方向の位置制御が行なわれる。また電磁力によるアクチュエータ６のディスク中心軸方向の移動によって対物レンズ６６と光ディスク４の間の距離を所定の間隔に制御する。この結果、対物レンズ６６を通して光ディスク４上に集光されるレーザ光線は信号の記録及び又は再生の対象となるディスク所定位置に焦点を結ぶ。
【０００７】
次に図７，図８を用いて光ピックアップ部１について説明する。この従来例は方式が異なる２つの光ディスクを記録及び又は再生可能なピックアップ部であり、１１はアルミニューム合金や亜鉛合金等の金属もしくは熱伝導率及び機械剛性が比較的高い樹脂材料、例えば液晶ポリマーから成形された光学基台である。前記光学基台１１にＤＶＤ用レーザの発振源となるＤＶＤ用レーザダイオードユニット１２（以下、ＤＶＤ−ＬＤＵという）、ＣＤ用レーザの発振源となるＣＤ用レーザダイオードユニット１３（以下、ＣＤ−ＬＤＵという）、前記ＤＶＤ−ＬＤＵ１２とＣＤ−ＬＤＵ１３のＯＮ／ＯＦＦやレーザパワー等を制御するレーザダイオードドライバ１８（以下ＬＤＤという）、ＤＶＤレーザのビーム形状を修正するＤＶＤ用ビームシェーパ１４（以下、ＤＶＤ−ＢＳという）、ＣＤレーザのビーム形状を修正するＣＤ用ビームシェーパ１６（以下、ＣＤ−ＢＳという）、レーザの方向を変換するミラー１７、立上げミラー２３などが取付けられており、さらに偏光板６７、対物レンズ６６などが取付けられたアクチュエータ６が取付けられている。
【０００８】
ＤＶＤ−ＬＤＵ１２より発振されるレーザはＤＶＤ−ＢＳ１４を通過する時に形状補正（楕円形状が円形状に変換）され、そしてミラー１７を通過する時に直角に方向修正されて立上げミラー２３により光ディスクに垂直な方向に方向修正された後、偏光板６７及び対物レンズ６６を通過し、光ディスク４上の所定位置に焦点を結ぶ。光ディスク４からの反射光は上記とは反対の経路を通ってＤＶＤ−ＬＤＵ１２に戻る。前記ＤＶＤ−ＬＤＵ１２に戻ったレーザ光はデータ信号、エラー信号を含み、データ処理回路で信号処理が行なわれ、エラー信号は制御回路で処理されてアクチュエータ６の姿勢制御にフィードバックされる。ＬＤＤ１８はＤＶＤ−ＬＤＵ１２及びＣＤ−ＬＤＵ１３とフレキシブルプリントワイヤー（図示省略）を用いて電気的に接続されている。
【０００９】
一方、ＣＤ−ＬＤＵ１３からレーザが発振された場合はＣＤ−ＢＳ１６からミラー１７を直進して上記の場合と同様に光ディスクで反射されてＣＤ−ＬＤＵ１３に戻り、データ処理回路で信号処理が行われてアクチュエータ６の姿勢制御に供される。
【００１０】
図９に示すアクチュエータ６は機械剛性の高い鋼からなるベース６４、マグネット６３、ガラスもしくはプラスチック性の対物レンズ６６、偏光板６７、機械剛性が比較的高い樹脂材料、例えば液晶ポリマーからなるボビン６１、コイル６２及び直径数μｍの線状部材で、りん青銅等の降伏応力の高い材料からなるサスペンションワイヤ６８等から構成されている。
【００１１】
マグネット６３はベース６４の両端に接着固定されており、ボビン６１はサスペンションワイヤ６８を４本用いてベース６４に固定されている。対物レンズ６６はＵＶ硬化性接着剤等を用いてボビン６１に固定されており、そしてコイル６２はボビン６１に接着固定されている。サスペンションワイヤ６８を通してコイル６２に通電することにより、その電磁力によってボビン６１は対物レンズ６６の光軸方向及びマグネット６３方向に移動する。制御回路はレーザの光ディスク４での反射光のエラー信号に基づきコイル６２への電流を発生させ、アクチュエータ６を位置制御する。
【００１２】
この種装置ではＤＶＤ−ＬＤＵ１２及びＣＤ−ＬＤＵ１３の熱による破損が問題となっており、放熱効果を高めるために熱伝導率の高い光学基台１１にシリコングリス等の熱伝導率の高い材料により固定し、発熱を光学基台１１に逃がすことによって温度上昇を低減するようにしている。具体的には温度上昇を１０（Ｄｅｇ）以内に抑える必要があり、この上昇温度以上で使用するとこれらのＬＤＵは誤動作するばかりでなく、短寿命を招く原因となる。
【００１３】
なお、放熱構造としては冷却ファンによる強制空冷が考えられるが、光ピックアップ部に関しては対物レンズ６６及び他の光学部品への塵埃の付着に起因する誤動作が大きな問題となるため、この強制空冷方式の採用は難しく、熱伝導による自然放熱構造に頼っているのが現状である。
【００１４】
なお、高発熱発生部品を液体冷却させるものとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献に記載のものは冷却装置として独立した大掛りな構成体からなるため、小型かつ薄型化がますます要求されている光ディスク装置には適さず、さらに光ディスク装置のピックアップ部のように移動する光学基台上にあるＬＤＵやＬＤＤを冷却させるには不向きである。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−３２０１８７号公報（２−４頁、図２）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、今後の光ディスク装置の高機能化、高倍速化に伴うＬＤＵ、ＬＤＤの発熱量増加に対応困難であるという課題がある。詳細を以下に説明する。
【００１７】
ＤＶＤでの２倍速記録の場合、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の発熱量を２００（ｍＷ）、ＬＤＤ１８の発熱量を６００（ｍＷ）、光学基台１１は高熱伝導性樹脂（熱伝導率１０（Ｗ／ｍ・Ｋ））からなるとすると、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の温度上昇は９．０（Ｄｅｇ）となり、許容温度上昇値１０（Ｄｅｇ）に対する余裕度は１（Ｄｅｇ）となる。
【００１８】
一方、ＤＶＤでの３倍速記録の場合、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の発熱量を３００（ｍＷ）、ＬＤＤ１８の発熱量を６００（ｍＷ）、光学基台１１が高熱伝導性樹脂（熱伝導率１０（Ｗ／ｍ・Ｋ））からなるとすると、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の温度上昇は１１．０（Ｄｅｇ）となり、許容温度上昇値１０（Ｄｅｇ）より１（Ｄｅｇ）高くなってＬＤＵの破損が問題となる。また、この場合、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２のみを駆動する（ＬＤＤ１８の発熱はなし）と、そのＤＶＤ−ＬＤＵ１２の自己発熱による温度上昇は７（Ｄｅｇ）、ＬＤＤ１８のみを駆動する（ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の発熱はなし）と、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の温度上昇は４（Ｄｅｇ）となる。この温度上昇４（Ｄｅｇ）はＬＤＤ１８の発熱量に起因するものである。
【００１９】
このように、この種ピックアップ部においては、ＬＤＤ１８の発熱が光学基台１１の熱伝導によってＤＶＤ−ＬＤＵ１２に流れ込み、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の温度上昇を助長するのである。
【００２０】
また、ＤＶＤでの４倍速記録時の場合、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２の自己発熱だけでもＤＶＤ−ＬＤＵ１２の温度上昇は許容温度上昇値１０（Ｄｅｇ）を越えることが分かり、今後の光ディスク装置の高機能化、高倍速化においては効率的な放熱対策が不可欠ある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク装置は上記のような課題を解決するものであり、第１の望ましい解決手段は光ピックアップ部の光学基台において、ＬＤＵの取付部とＬＤＤの取付部間に熱伝導を遮断する断熱部を形成したことである。
【００２２】
また、第２の望ましい解決手段は光学基台の下部に冷却液体の循環経路を形成し、ここに冷却液を循環させるようにしたことである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を参照して説明する。なお、これらの図において図６から図９の従来の装置と同一構成部分には同一符号が附してあり、その説明を省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ本発明の実施の形態１における光ピックアップ部の光学基台部を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ一部を断面にて示す斜視図、（ｄ）は断熱体の斜視図である。
【００２５】
本実施の形態１が図６から図９で示した従来の装置と異なる点は、図１（ａ）に示すように光学基台１１をその外周部９１を除いてＤＶＤ−ＬＤＵ１２とＣＤ−ＬＤＵ１３およびＬＤＤ１８が取付けられた部分を分割して隙間１１ａを形成し、その隙間１１ａに断熱体９を介在させたことである。
【００２６】
このように光学基台１１を分割し、その分割部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ間を断熱体９により遮熱構造とすることにより、相互に分割部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄへの熱の流れ込みが外周部９１を除いて実質的に断たれるため、ＤＶＤ−ＬＤＵ１２、ＣＤ−ＬＤＵ１３、ＬＤＤ１８の発熱影響が相互に著しく低減されるものである。
【００２７】
前記光学基台１１は例えば亜鉛からなり、また断熱体９は低熱伝導性樹脂、例えばＰＰＳ樹脂の成形体を用いる。そして光学基台１１に対して断熱体９は例えばインサート成形によって一体成形することができる。
【００２８】
なお、各分割部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは光学基台１１を高精度に成形するために外周部９１により一体化されており、この外周部９１により各分割部相互に熱伝導がなされるが、それは外周部９１の断面積が小さいため、制限される。
【００２９】
図２に数値シミュレーションによる温度分布を示す。ＬＤＤ１８の発熱量を６００（ｍＷ）、ＬＤＵ１２及び１３の発熱量を０（ｍＷ）とし、ＬＤＤ１８の発熱による各ＬＤＵ１２、１３の温度上昇を算出したものである。これによると光学基台１１の右側の分割部１１ｄ（ＬＤＤ１８側）にはＬＤＤ１８の発熱による温度上昇が見られるのに対して分割部１１ｂ及び１１ｃ（ＬＤＵ１２、１３側）は断熱体９により熱の流れ込みが遮断されるため、温度上昇がほとんどないことがわかる。
【００３０】
なおＬＤＵ１２、１３の実際の温度上昇はその各ＬＤＵの自己発熱による温度上昇にＬＤＤ１８の発熱に起因する温度上昇の影響が加算されたものとなるが、上記のようにＬＤＵ１２、１３の温度上昇は実質的に自己発熱による温度上昇に限られるため、従来装置のような誤動作を起こしたり、寿命が短くなるというようなことがなくなる。
【００３１】
ここで、断熱体９に関し、光学基台１１に形成した隙間１１ａの間隔を大きくとったり、ＬＤＤの発熱量が比較的小さいものであれば大気自体が断熱体であってもよいし、また隙間１１ａにこの隙間１１ａの形状に合致する例えば図１（ｄ）に示すような断熱シートを挿入してもよい。
【００３２】
さらに、光学基台１１の分割数は上記した例に限らず、ＬＤＵ１２、１３のブロックとＬＤＤ１８のブロックの２つとしてもよい。また光学基台１１は高熱伝導性樹脂で成形したものであってもよく、断熱体９も他の材料からなるものであってもよい。
【００３３】
（実施の形態２）
図３から図４は本発明の実施の形態２の光ディスク装置に関するもので、図３はドライブメカニズムの図であり、（ａ）は光ディスク非装着状態の斜視図、（ｂ）は裏面斜視図、（ｃ）は一部を断面にした裏面斜視図、図４は光学基台の一部を断面にした裏面斜視図である。これらの図において、図６から図９に示した従来の装置及び図１から図２の実施の形態１と同一構成部分には同一符号を附し、その説明は省略する。
【００３４】
この実施の形態２において、従来の装置と異なる点は光学基台１１を液体冷却するようにしたものである。
【００３５】
以下に実施の形態２について説明する。光学基台１１の裏面側下部には水密空間１１ｅが形成され、かつその水密空間１１ｅは中空の連結突起口１２９ａ、１２９ｂにより外部と連通されている。前記水密空間１１ｅ内の平坦部には一端から途中までその空間１１ｅを仕切るようにリブ１２７が設けられており、これにより水密空間１１ｅには冷却用液体の循環経路１２５が形成されると共に連結突起口１２９ａと１２９ｂを吐き出し側と吸い込み側に分離している。
【００３６】
トラバースシャーシ２の裏面には冷却用液体を循環させるポンプ１２１が取付けられている。このポンプ１２１は内部に羽根車１２４が回転自在に取付けられ、その回転軸は光ディスク４を回転させるスピンドルモータ３の回転軸と減速機構を介して連結されており、従ってスピンドルモータ３の回転時には羽根車１２４が回転される。また前記ポンプ１２１は中空の連結突起１３０ａ、１３０ｂにより外部と連通されており、そしてポンプ１２１の平面部にはリブ１２６が形成され、このリブ１２６により連結突起１３０ａと１３０ｂを吸い込み側と吐き出し側に分離している。
【００３７】
前記光学基台１１とポンプ１２１は内径が１ｍｍ程度のナイロンなどのフレキシブルな材質からなる循環用ホース１２２及び１２３より連結されている。すなわち循環用ホース１２２の一端は光学基台１１の連結突起１２９ａに、また他端はポンプ１２１の連結突起１３０ａに連結されており、循環用ホース１２３の一端は同様に連結突起１２９ｂに、他端は連結突起１３０ｂに連結されている。
【００３８】
循環用ホース１２２と１２３で連結された光学基台１１の循環経路１２５とポンプ１２１内には冷却用液体が充満されている。この冷却用液体は金属部材の腐食を回避するために蒸留水もしくは低温環境での動作保証を考慮してエチレングリコールなどの不凍液などが適している。また循環用ホース１２２、１２３は光ピックアップ部１の主軸２１方向への移動を許容し、光学基台１１及びポンプ１２１との連結部に余分なストレスが加わらないように長さが設定されている。
【００３９】
以上のような構成からなり、光ディスク４の記録／再生時スピンドルモータ３の起動により光ディスク４の回転と共にポンプ１２１の羽根車１２４が回転され、内部に充満された冷却用液体は循環用ホース１２２、１２３を通ってポンプ１２１と光学基台１１の循環経路１２５との間を循環する。この場合羽根車１２４は減速機構により約１００ｒｐｍで回転させ、冷却用液体は１０ｍ（ｌ／ｍｉｎ）程度で循環させる。
【００４０】
上記冷却用液体が光学基台１１の底面部の循環経路１２５を通過する時に、その光学基台１１に取付けられたＬＤＵ１２、１３及びＬＤＤ１８から発した熱を光学基台１１を介して回収し、その熱を循環中に空気中もしくはトラバースシャーシ２との接触部などを介して放散する。このように光学基台１１を介してＬＤＵ１２、１３及びＬＤＤ１８が発した熱を冷却用液体が回収するため、これらの温度上昇が押さえられ、従来装置のような誤動作を起こしたり、寿命が短くなるというようなことが防止される。
【００４１】
（実施の形態３）
図５は実施の形態３における光学基台１１の一部を断面にて示す裏面斜視図である。この実施の形態３は光学基台１１の循環経路１２５内においてＬＤＵやＬＤＤの取付け面側、例えばＬＤＵの位置と対応する循環経路１２５の上面に放熱フィン１２８を設けたもので、これによればＬＤＵやＬＤＤの放熱効果を一層高めることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態２及び３では、光学基台１１、ポンプ１２１及び循環用ホース１２２、１２３などよりなる比較的単純な冷却装置について説明したが、循環経路の途中にさらにヒートシンクを設ければＬＤＵ、ＬＤＤの放熱効果は大幅に改善される。またポンプ１２１の羽根車１２４をスピンドルモータ３により回転させるようにしたが、これは別途モータにより回転させるようにしてもよい。さらに光学基台１１に設けた循環経路１２５は別部品として成形したものを光学基台１１に取り付けてもよい。また実施の形態１で説明した断熱部を設けた光学基台に実施の形態２及び３で説明した冷却装置を組み合わせてもよく、これによれば極めて高い過熱防止効果が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上ように、本発明の光ディスク装置はレーザダイオードユニット及びそのユニットの駆動源であるレーザダイオードドライバを取付けた光ピックアップ部の光学基台の効果的な放熱あるいはレーザダイオードユニットとレーザダイオードドライバ間の熱伝導経路に断熱部を形成することにより、レーザダイオードドライバからのレーザダイオードユニットへの熱流束の流れ込みによるレーザダイオードユニットの温度上昇を著しく低減させることができ、レーザダイオードユニットの熱に起因する破損や短寿命化が防止できるものである。従って、光ディスク装置の高機能化や高倍速化に伴う放熱対策に最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップ部を構成する光学基台部を示すもので、
（ａ）は斜視図
（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ一部を断面にした斜視図
（ｄ）は断熱体の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における数値シミュレーションによる光学基台の温度分布を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態２におけるドライブメカニズムで、
（ａ）は斜視図
（ｂ）は裏面斜視図
（ｃ）は一部を断面にした裏面斜視図
【図４】本発明の実施の形態２における光学基台の一部を断面にした裏面斜視図
【図５】本発明の実施の形態３における光学基台の一部を断面にした裏面斜視図
【図６】従来のドライブメカニズムの斜視図で、
（ａ）は光ディスク装着状態の斜視図
（ｂ）は光ディスクの非装着状態の斜視図
【図７】従来の光ピックアップ部の上面図
【図８】従来の光ピックアップ部の内部構造を示すもので、
（ａ）は図７の線１１２で断面にした斜視図
（ｂ）は線１１１と１１２に沿って断面にした斜視図
【図９】従来のアクチュエータ部の構造を示すもので、
（ａ）は斜視図
（ｂ）は線１１３で断面にした斜視図
【符号の説明】
１光ピックアップ部
２トラバースシャーシ
３スピンドルモータ
４光ディスク
６アクチュエータ
９断熱体
１１光学基台
１１ａ隙間
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ分割部
１１ｅ水密空間
１２、１３レーザダイオードユニット（ＬＤＵ）
１８レーザダイオードドライブ（ＬＤＤ）
６６対物レンズ
９１外周部
１２１ポンプ
１２２、１２３循環用ホース
１２４羽根車
１２５循環経路

Claims

光学基台にレーザ発振源であるレーザダイオードユニットと前記レーザダイオードユニットの駆動源であるレーザダイオードドライバと前記レーザダイオードユニットより発振されたレーザを光ディスク面に照射すると共にその光ディスク面からのレーザの反射光を前記レーザダイオードユニットに導く光学部品を取付け、前記光学基台の前記レーザダイオードユニットの取付部と前記レーザダイオードドライブの取付部との間に熱伝導を遮断する断熱部を形成したことを特徴とする光ディスク装置。
断熱部は光学基台と一体に成形した低熱伝導率の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
断熱部は光学基台の隙間に埋め込まれた低熱伝導率のシート状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
光学基台にレーザ発振源であるレーザダイオードユニットと前記レーザダイオードユニットの駆動源であるレーザダイオードドライバと前記レーザダイオードユニットより発振されたレーザを光ディスク面に照射すると共にその光ディスク面からのレーザの反射光を前記レーザダイオードユニットに導く光学部品を取付け、前記光学基台に冷却用液体の循環経路を設け、前記光学基台を移動可能に支持するトラバースシャーシに具備したポンプから上記光学基台の循環経路に冷却用液体を循環させて前記レーザダイオードユニットおよびレーザダイオードドライブを冷却することを特徴とする光ディスク装置。
ポンプの駆動力を光ディスクを回転させるためのスピンドルモータから得ることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。