JP2006209936A

JP2006209936A - 光ピックアップ装置および光ディスク装置

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Publication number: JP2006209936A
Application number: JP2005287532A
Authority: JP
Inventors: Toru Washiyama; 亨鷲山
Original assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Current assignee: Toshiba Samsung Storage Technology Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP4118292B2; US20060143633A1

Abstract

【課題】レーザダイオード駆動回路の熱的上昇を最小限に抑えることが可能な光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光源から発射したレーザ光がディスクに照射され、ディスクで反射された反射光を光検出器で受光することでディスクに情報の記録・再生を行う光ピックアップ装置において、前記レーザ光源を駆動するレーザダイオード駆動回路と、このレーザダイオード駆動回路が発する熱の放熱手段となる上面カバーと、前記レーザ光源及び光検出器が発する熱の放熱手段となる光学ベースと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスク装置に係り、特に複数の半導体レーザ光源などを有する光ピックアップ装置の構造に関する。

光ピックアップ装置では、レーザ光源を駆動するためのレーザダイオード駆動回路（ＬＤＤ）を搭載しており、これの発熱対策として、光学ベースに伝熱された熱を放熱する放熱リブを設けた構造が知られている（例えば特許文献１参照）。

光学ベースにレーザダイオード駆動回路があるだけなら、このような構造は有効であるが、レーザ光源やそのほか光検出器など発熱源が多くあると、光学ベースが熱的に飽和して放熱できなくなるという問題があった。

発熱源間の距離を十分に取ること、あるいは光学ベースの放熱能力を十分に確保することが可能であれば、このような熱はそれほど問題にならないが、ノートパソコン（ＰＣ）への搭載を目的とした小型で薄型のピックアップ装置では、発熱源間の距離を十分に取ること、あるいは光学ベースの放熱能力を十分に確保することは困難である。また、３波長に対応したピックアップ装置では更に発熱源が増加し、使用できるスペースが限られるので、上記のような放熱に好適な条件を満たすことは更に困難になる。
特開２００４−２２０６４２号公報

本発明は、上記のような多くの発熱源を有する小型の従来の光ピックアップ装置の熱的な問題にかんがみてなされたもので、レーザダイオード駆動回路の熱的上昇を最小限に抑えることが可能な光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１によれば、レーザ光源から出射したレーザ光がディスクに照射され、ディスクで反射された反射光を光検出器で受光することでディスクに情報の記録・再生を行う光ピックアップ装置において、前記レーザ光源を駆動するレーザダイオード駆動回路と、このレーザダイオード駆動回路が発する熱の放熱手段となる上面カバーと、前記レーザ光源及び光検出器が発する熱の放熱手段となる光学ベースと、を備えることを特徴とする光ピックアップ装置を提供する。

この発明によれば、上面カバーを放熱手段とするレーザダイオード駆動回路は光学ベースから受ける熱的影響が少ないので、上面カバーにより十分に放熱することができるとともに、レーザダイオード駆動回路の放熱手段としての放熱面積を上面カバーで確保でき、レーザダイオード駆動回路を動作保証温度に維持できる。また、上面カバーを放熱手段とするレーザダイオード駆動回路は、光学ベースに熱的影響を与えないので光学ベースの熱的飽和状態を解消して、光学ベースを放熱手段とするレーザ光源及び光検出器の放熱を十分に行うことができる。結果的に装置全体としての放熱面積が増大し、装置全体としての放熱効果を向上させることができる。また、上面カバーの表面積は適宜設定することができ、これにより上面カバーを放熱手段とするレーザダイオード駆動回路の放熱効果を調整、設定することができる。

本発明の請求項２によれば、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記レーザダイオード駆動回路は、前記上面カバーと熱的に結合し、前記光学ベースとは熱的に遮断されることを特徴とする。この発明によれば、光学ベースから受ける熱的影響が少なく、レーザダイオード駆動回路の熱を上面カバーに確実に伝えて上面カバーで十分に放熱することができる。

本発明の請求項３によれば、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記レーザ光源及び光検出器は、前記光学ベースと熱的に結合されることを特徴とする。上面カバーを放熱手段とするレーザダイオード駆動回路は、光学ベースに熱的影響を与えないので光学ベースの熱的飽和状態を解消して、レーザ光源及び光検出器の熱を光学ベースに確実に伝えることができ、光学ベースにより十分に放熱できる。

本発明の請求項４によれば、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記上面カバーは、高熱伝導性の材料により構成され前記レーザダイオード駆動回路の発する熱を放熱する発熱源カバーと、前記光ピックアップ装置上の全体からの熱を放熱する全体カバーとを備えることを特徴とする。この発明によれば、全体カバーに対する発熱源カバーの表面積、発熱源カバーの材料、厚さなどを適宜設定することにより、上面カバーとしての放熱効果を調整、設定することができる。

本発明の請求項５によれば、請求項４記載の光ピックアップ装置において、前記発熱源カバーは、断面凹凸構造を有することを特徴とする。この発明によれば、放熱効果を確保できる。

本発明の請求項６によれば、請求項２，４のいずれか１に記載の光ピックアップ装置において、前記レーザダイオード駆動回路と前記上面カバーを熱的に結合する手段は、伝熱材もしくは放熱剤であることを特徴とする。この発明によれば、レーザダイオード駆動回路の熱を上面カバーに確実に伝え、上面カバーで十分に放熱できる。

本発明の請求項７によれば、請求項１，２，３のいずれか１に記載の光ピックアップ装置において、前記レーザダイオード駆動回路は、前記レーザ光源及び光検出器から離間した位置に配設されることを特徴とする。この発明によれば、光学ベースを放熱手段とするレーザ光源及び光検出器からの熱影響を受けることなくレーザダイオード駆動回路の放熱効果を上面カバーで確保でき、レーザダイオード駆動回路を動作保証温度に維持できる。

本発明の請求項８によれば、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記上面カバーは、前記レーザダイオード駆動回路及び上面に前記レーザダイオード駆動回路が設けられた基板を挟むように断面コ字の構造を有してなることを特徴とする。この発明によれば、カバーの膨れを回避することができる。

本発明の請求項９によれば、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記熱的に遮断する手段は、熱伝導性の低い材質の裏打板であることを特徴とする。この発明によれば、裏打板により熱遮断を行っているので、レーザダイオード駆動回路と光学ベースの熱遮断を十分に行うことができる。

本発明の請求項１０によれば、記録媒体にレーザダイオードのビームスポットを形成して、情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップ装置は、請求項１，２，３，７のいずれか１に記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光ディスク装置を提供する。

本発明によれば、レーザダイオード駆動回路の熱的上昇を最小限に抑えることが可能な光ピックアップ装置および光ディスク装置が得られる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１乃至図３に本発明の一実施形態の構造を示す。この実施形態では、レーザ光源であるレーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃを駆動するレーザダイオード駆動回路１１から生じた熱を下方の光学ベース３８に逃がすのではなく、上方の上面カバー２１から放熱させるものである。

図１Ａは、光ピックアップ装置の上面カバー２１を一部切り欠いた構造を表面から見た斜視図であり、レーザダイオード駆動回路（以下、ＬＤＤと称す。）１１近辺の構造を示す。図１Ｂはこれを裏面から見た斜視図である。図２はこれの表面に上面カバー２１を被せた図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図を示す。

この光ピックアップ装置は、レーザ光源であるレーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃが発射するレーザ光を記録媒体であるディスクに照射する。

レーザダイオード１１ａから発射されるＨＤＤＶＤ用のレーザ光は、第１のダイクロイック素子１２ｄ、偏光ビームスプリッタ１３を通過し、第２のダイクロイック素子１４で反射され、コリメートレンズ２０を通過し、立上げミラー１６で反射して対物レンズ１７を透してディスクにビームスポットを形成して照射されるようになっている。また、レーザダイオード１１ｂから発射されたＤＶＤ用のレーザ光は第１のダイクロイック素子１２ｄで反射され、偏光ビームスプリッタ１３を通過し第２のダイクロイック素子１４で反射され、コリメートレンズ２０を通過し、立上げミラー１６で反射して対物レンズ１７を透してディスクにビームスポットを形成して照射されるようになっている。また、レーザダイオード１１ｃから発射されたＣＤ用のレーザ光は第２のダイクロイック素子１４を通過し、コリメートレンズ２０を通過し、立上げミラー１６で反射して対物レンズ１７を透してディスクにビームスポットを形成して照射されるようになっている。

そして、ディスクに照射されたＨＤＤＶＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用のレーザ光がディスクで反射され、この反射されたＨＤＤＶＤ用及びＤＶＤ用レーザ光が光検出器１８で受光され、ＣＤ用レーザ光が別の光検出器（図示せず）で受光されるようになっている。

このように、光ピックアップ装置は、レーザ光源から発射されたレーザ光がディスクにビームスポットを形成して照射され、ディスクで反射された反射光を光検出器１８で受光することでディスクに情報の記録・再生を行うようになっており、この光ピックアップ装置は光ディスク装置に備えられる。

光学系、光軸系の構成要素であるレーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び光検出器１８は、光学ベース３８に光学系、光軸系の他の構成要素と相互に精密位置関係に配置されており、かつ、レーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び光検出器１８が発する熱を光学ベース３８に放熱可能な状態に設けられている。

ＬＤＤ１１は、図１Ａに示すように、アクチュエータ１２が設置される場所の外周側横に光学系、光軸系の構成要素から離間して、配置されている。このようにＬＤＤ１１を配置すると、他の発熱源であるレーザ光源レーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、光検出器１８から離して設置することが可能となり、ＬＤＤ１１の放熱効果が有効に機能する。また、特にＣＤ、ＤＶＤ，ＨＤＤＶＤ用の３波長を用いる薄型光ピックアップ装置においては、ＬＤＤ１１をアクチュエータ１２の配設される場所の外周側横に配設することが好ましい。

また、ＬＤＤ１１は光軸上から外れた位置に設けると他の発熱源と集中配置することを避けることができ、放熱の面から好ましい。

図１Ａにおいて、光ピックアップ装置は、駆動源により直接、駆動される主軸ＭＡとこの主軸に平行に設けられた副軸ＳＡによりガイドされる。ＬＤＤ１１を副軸ＳＡ側でしかも内周側に設けることも考えられるが、レーザ光源であるレーザダイオード１１ａ，１１ｂなどから遠くなってしまうので、電気特性上はあまり好ましくないからである。

図３において、ＬＤＤ１１は熱遮断性基板としてのフレキシブル基板（以下、ＦＰＣと称す。）３２の上に設けられており、このＦＰＣ３２の下には比較的熱伝導性の低い材質の裏打板３３が設けられ、更にその下方には実装部品３４が設けられたＦＰＣ３５が設けられている。そして、その下は所定の空間３６となっており、その下に他の部品の放熱のための放熱板３７、光学ベース３８が設けられている。なお、図示していないが、上記レーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び光検出器１８などは、ＬＤＤ１１の直下ではなく、この位置から光学ベース３８上、所定距離だけ離間した位置に、高熱伝導性の材料で形成された放熱板３７及び光学ベース３８に接して放熱可能な状態で設置される。

ＬＤＤ１１の上には高熱伝導性の材料により形成された上記上面カバー２１が被せられており、ＬＤＤ１１と上面カバー２１の間は直接に密着させて、あるいはＬＤＤ１１と上面カバー２１の間に伝熱材もしくは放熱剤例えば放熱グリス３９が介在されることにより、ＬＤＤ１１と上面カバー２１は熱的に結合されている。

ＬＤＤ１１により発生した熱は、下面にはＦＰＣ３２や裏打板３３及び所定の空間３６があるので熱は下方に伝達しにくく、矢印４０に示すように放熱グリス３９、上面カバー２１を介して上面から放熱することになる。すなわち、ＬＤＤ１１は上面カバー２１側に実装したパッケージと上面カバー２１を直接密着したり、あるいは伝熱材もしくは放熱剤などで熱的に結合する。ＬＤＤ１１と光学ベース３８の間には折りたたまれたＦＰＣ３２や裏打板３３及び所定の空間３６が存在し、接地面積を小さくしているので、熱抵抗は高く、光学ベース３８とは熱的に遮断される。上面カバー２１としては、銅など熱伝導性の高い材料を使用し、熱の回りを阻害しないよう孔などを開けないように、配慮する。

本発明のこの実施形態では、ＬＤＤ１１により生ずる熱を、上面カバーを介して上面に放熱し、レーザ光源であるレーザダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び光検出器１８などで発生する熱を放熱板３７および光学ベース３８を介して下面に放熱する。しかも、ＬＤＤ１１と放熱板３７および光学ベース３８の間には、フレキシブル基板３２と裏打板３３が介在しており、ＬＤＤ１１において生ずる熱が光学ベース３８に伝わることを遮断している。裏打板３３は図示するように、間に空間があるのでこれを通して熱が通ることを十分遮断することができる。

図４に本発明の他の実施形態の構成例を示す。図４に示す例は、上面カバー４１として全体上面カバー４１ａのほかＬＤＤ用上面カバー４１ｂを設けたものである。図４のＢＢ断面図を図５に示す。図５において、５１はＬＤＤであり、番号５２〜５９は図３における番号３２〜３９に対応する。ＬＤＤ５１から生じた熱が、ＦＰＣ５２や裏打板５３などにより下方に向かうのを遮断する一方、ＬＤＤ用上面カバー４１ｂを介して上方に放熱される。

ＬＤＤ用上面カバー４１ｂは例えば、銅などの熱伝導性の高い材料を用いることにより、放熱効果を大きくすることができる。

このように上面カバー４１の一部をＬＤＤ５１の放熱用として別部材とし、放熱効果の向上を図る。上面カバー４１のカバーする範囲が大きい場合には、厚くするとスペースを失う、重くなるなどの理由で、通常、板厚は薄くしかとれない場合が多い。

断面積が小さいとカバー４１全体に熱が行き渡らないので、範囲を限定して厚みを増加させた方が放熱効果の上がる場合もある。

図６に示すような形状のＬＤＤ用上面カバー４１ｂについて、ある程度、厚みを取ることができる場合には、ＣＣ断面図を示す図７に描かれているように、表面に凹凸を設けた放熱フィン構造とすることができる。このような構造とすることにより表面積を大きくし放熱効果を大きくすることができる。

また、次に更に他の実施形態について述べる。この実施形態では、図８に示されるように、上面カバー８１を断面コの字状にする。図８のＤＤ断面図を図９に示す。この実施形態では、上面カバー８１がＬＤＤ９１とＦＰＣ９２を挟んだ構造となる。図１０は、図９において矢印Ｅの方向に見た図である。ＬＤＤ９１はコの字状部材９６により挟まれた構造となっている。

この実施形態では、上面カバー８１がコの字状に曲がっていてその間でＬＤＤ９１及びＦＰＣ９２を挟む構造となっている。この構造は、放熱を確保するためには接触圧をなるべく大きく取りたいがカバーの膨れを回避したい場合に適切な構造である。

以下、上記本発明の実施形態の特徴について具体的に列記する。

（１）レーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃを駆動するレーザダイオード駆動回路１１と、このレーザダイオード駆動回路１１が発する熱の放熱手段となる上面カバー２１と、前記レーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８等が発する熱の放熱手段となる光学ベース３８と、を備える。これにより、上面カバー２１を放熱手段とするレーザダイオード駆動回路１１は光学ベース３８から受ける熱的影響が少なく、上面カバー２１により十分に放熱することができるとともに、レーザダイオード駆動回路１１の放熱手段としての放熱面積を上面カバー２１で確保でき、レーザダイオード駆動回路１１を動作保証温度に維持できる。また、上面カバー２１を放熱手段とするレーザダイオード駆動回路１１は、光学ベース３８に熱的影響を与えないので光学ベース３８の熱的飽和状態を解消して、光学ベース３８を放熱手段とするレーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８の放熱を十分に行うことができる。結果的に装置全体としての放熱面積が増大し、装置全体としての放熱効果を向上させることができる。また、上面カバー２１の表面積は適宜設定することができ、これにより上面カバー２１を放熱手段とするレーザダイオード駆動回路１１の放熱効果を調整、設定することができる。

（２）レーザダイオード駆動回路１１は、前記上面カバー２１と熱的に結合し、前記光学ベース３８とは熱的に遮断される。これにより、光学ベース３８から受ける熱的影響が少なく、レーザダイオード駆動回路１１の熱を上面カバー２１に確実に伝えて上面カバー２１で十分に放熱することができる。

（３）前記レーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８は、前記光学ベース３８と熱的に結合される。これにより、上面カバー２１を放熱手段とするレーザダイオード駆動回路１１は、光学ベース３８に熱的影響を与えないので光学ベース３８の熱的飽和状態を解消して、レーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８の熱を光学ベース３８に確実に伝えることができ、光学ベース３８により十分に放熱できる。

（４）上面カバー４１は、高熱伝導性の材料により構成されレーザダイオード駆動回路５１の発する熱を放熱する発熱源カバー４１ｂと、光ピックアップ装置上の全体からの熱を放熱する全体カバー４１ａとを備える。これにより、全体カバー４１ａに対する発熱源カバー４１ｂの表面積、発熱源カバー４１ｂの材料、厚さなどを適宜設定することにより、上面カバー４１としての放熱効果を調整、設定することができる。

（５）前記発熱源カバー４１ｂは、断面凹凸構造を有することにより、放熱効果を確保できる。

（６）レーザダイオード駆動回路１１と上面カバー２１を熱的に結合する手段は、伝熱材もしくは放熱剤である。これにより、レーザダイオード駆動回路１１の熱を上面カバー２１に確実に伝え、上面カバー２１で十分に放熱できる。

（７）前記レーザダイオード駆動回路１１は、前記レーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８から離間した位置に配設される。これにより、光学ベース３８を放熱手段とするレーザ光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び光検出器１８からの熱影響を受けることなくレーザダイオード駆動回路１１の放熱効果を上面カバー２１で確保でき、レーザダイオード駆動回路１１を動作保証温度に維持できる。

（８）上面カバー８１は、レーザダイオード駆動回路９１及び上面に前記レーザダイオード駆動回路９１が設けられた基板９２を挟むように断面コ字の構造を有してなる。これにより、上面カバー８１の膨れを回避することができる。

（９）前記レーザダイオード駆動回路１１を光学ベース３８と熱的に遮断する手段は、熱伝導性の低い材質の裏打板である。これにより、裏打板３３により熱遮断を行っているので、レーザダイオード駆動回路１１と光学ベースの熱遮断を十分に行うことができる。

（１０）記録媒体にレーザダイオードのビームスポットを形成して、情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記（１），（２），（３），（７）のいずれか１に記載の光ピックアップ装置である。

本発明は上記実施形態に限られず、その技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。

本発明一実施形態の上面カバーを一部切り欠いた構造を表面から見た斜視図。本発明一実施形態を裏面から見た斜視図。本発明一実施形態で上面カバーを被せた状態を示す図。図２におけるＡＡ断面図。本発明の他の実施形態の構成を示す斜視図。図４におけるＢＢ断面図。図４におけるＬＤＤ用上面カバーの形状・構造示す図。図６におけるＣＣ断面図。本発明の更に他の実施形態の構造を示す斜視図。図８におけるＤＤ断面図。図９において矢印Ｅから見た構造を示す図。

符号の説明

１１，５１，９１・・・レーザダイオード駆動回路（ＬＤＤ）、
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・レーザダイオード、
１２ｄ・・・第１のダイクロイック素子、
１３・・・偏光ビームスプリッタ、
１４・・・第２のダイクロイック素子、
１６・・・立上げミラー、
１７・・・対物レンズ
１８・・・光検出器、
２０・・・コリメートレンズ、
２１，８１・・・上面カバー、
３２，３５，９７・・・フレキシブル基板（ＦＰＣ）、
３３，５３・・・裏打板、
３４，５４・・・実装部品、
３６，５６・・・空間、
３７，５７・・・放熱板、
３８，５８・・・光学ベース、
３９・・・放熱グリス、
４０・・・矢印、
４１ａ・・・全体上面カバー、
４１ｂ・・・ＬＤＤ用上面カバー。

Claims

レーザ光源から発射したレーザ光がディスクに照射され、ディスクで反射された反射光を光検出器で受光することでディスクに情報の記録・再生を行う光ピックアップ装置において、前記レーザ光源を駆動するレーザダイオード駆動回路と、このレーザダイオード駆動回路が発する熱の放熱手段となる上面カバーと、前記レーザ光源及び光検出器が発する熱の放熱手段となる光学ベースと、を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
前記レーザダイオード駆動回路は、前記上面カバーと熱的に結合し、前記光学ベースとは熱的に遮断されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
前記レーザ光源及び光検出器は、前記光学ベースと熱的に結合されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
前記上面カバーは、高熱伝導性の材料により構成され前記レーザダイオード駆動回路の発する熱を放熱する発熱源カバーと、前記光ピックアップ装置上の全体からの熱を放熱する全体カバーとを備えることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
前記発熱源カバーは、断面凹凸構造を有することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
前記レーザダイオード駆動回路と前記上面カバーを熱的に結合する手段は、伝熱材もしくは放熱剤であることを特徴とする請求項２，４のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
前記レーザダイオード駆動回路は、前記レーザ光源及び光検出器から離間した位置に配設されることを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
前記上面カバーは、前記レーザダイオード駆動回路及び上面に前記レーザダイオード駆動回路が設けられた基板を挟むように断面コ字状の構造を有してなることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
前記熱的に遮断する手段は、熱伝導性の低い材質の裏打板であることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
記録媒体にレーザダイオードのビームスポットを形成して、情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップ装置は、請求項１，２，３，７のいずれか１に記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光ディスク装置。