JP2006302415A - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができるとともに、接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる光ヘッド装置を提供すること。
【解決手段】 第1のレーザ発光素子2が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ18に装着され、このホルダ18が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤17によってフレーム15に接着固定されている。故に、第1のレーザ発光素子2の発熱が接着剤17に含有されている窒化アルミを介してフレーム15側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤17の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
【選択図】 図3
【解決手段】 第1のレーザ発光素子2が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ18に装着され、このホルダ18が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤17によってフレーム15に接着固定されている。故に、第1のレーザ発光素子2の発熱が接着剤17に含有されている窒化アルミを介してフレーム15側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤17の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、CDやDVDなどの光ディスクの記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関する。更に詳しくは、光ヘッド装置が備えるレーザ発光素子の放熱構造に関する。
CDやDVD等の光ディスクの記録、再生に用いられる光ヘッド装置は、光源としてのレーザ発光素子と、レーザ発光素子を搭載するフレームとを備えている。
この種の光ヘッド装置では、レーザ発光素子をホルダに固定した後、ホルダを保持した状態で光軸調整機によりレーザ発光素子の光軸調整を行い、ホルダとフレームとを接着固定している。図6を用いて、具体的に、従来の光ヘッド装置101の構成を説明する。
図6に示すように、従来の光ヘッド装置101は、レーザ発光素子102が、ホルダ103に形成された貫通孔(図示しない)に軽圧入され、さらに、嫌気性接着剤により補強接着されている。ホルダ103はフレーム104と光軸方向に対向する対向面106が接着剤105を用いてフレーム104側へ接着固定されている。なお、この図6では、放熱グリスを有していないが、ホルダ103の側面にフレーム104に跨がるようにして放熱グリスを塗布する場合がある。放熱グリスは接着剤105と比較して熱伝導率が優れており、レーザ発光素子102で発生した熱をホルダ103からフレーム104側へ放散することができるものである。
従来の光ヘッド装置101では、ホルダ103が接着剤105によりフレーム104側に接着固定されているので、半田付けやネジ止めに比べ、ホルダ103をフレーム104側へ簡便に固定することができるが、接着剤105は、熱伝導率が低いため、レーザ発光素子102で発生した熱をホルダ103からフレーム104側へ放散することができないという問題がある。熱伝導率の優れた放熱グリス等を、別途、塗布することも考えられるが、部品点数が増加するという問題がある。また、接着剤塗布工程の後、放熱グリス塗布工程が必要になり、作業性が低下するという問題がある。さらに、接着剤105の硬化時の収縮および経時による収縮によりレーザ発光素子102の位置精度が損なわれるという問題がある。なお、放熱グリスを塗布する場合、ホルダ103の側面に塗布しなければならないため接触面積が少なく十分な放熱効果が得られないという問題がある。
そこで、本発明の課題は、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができるとともに、接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる光ヘッド装置を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明では、光源としてのレーザ発光素子と、該レーザ発光素子から光ディスクに向けて出射され該光ディスクによって反射された反射光を受光する受光素子と、前記レーザ発光素子および前記受光素子が搭載されるフレームとを備え、前記光ディスクの記録および再生の少なくともいずれか一方を行う光ヘッド装置において、前記レーザ発光素子または前記受光素子は、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されていることを特徴とする。
本発明では、前記熱伝導性フィラーとして、例えば、金属または窒化物等の粉末を用いることができる。
本発明において、前記接着剤は、前記レーザ発光素子の光軸方向への光軸調整を行うフレームとの間に形成された隙間に配設されていることが好ましい。このように構成すると、レーザ発光素子を光軸調整するために必須の隙間を利用して接着剤を配設することができる。故に、隙間の外側に放熱グリスが塗布されている従来技術と比較して光ヘッド装置の半径方向へのコンパクト化が図れる。
本発明において、前記接着剤は、熱等により後硬化可能な光硬化型接着剤であることが好ましい。光硬化型接着剤に金属粉末または窒化物を含有した場合、金属粉末または窒化物によって光が遮蔽されるため光硬化性接着剤の完全硬化が困難になる。本発明のように構成すると、接着剤が光によって完全硬化しなくても、その後で熱等により完全硬化させることができる。すなわち、レーザ発光素子を光軸調整した後、光によって接着剤を瞬時に硬化させてレーザ発光素子の位置を保持するとともに、その後、熱等により接着剤を完全硬化させることができる。
本発明において、光軸方向の貫通孔に前記レーザ発光素子が装着されるホルダを有し、該ホルダは、前記フレームと光軸方向に対向する対向面を有し、該対向面と前記フレームとの前記隙間に前記接着剤を配設させることが好ましい。このように構成すると、光軸調整機にホルダを把持し易い形状に形成することにより、汎用のレーザ発光素子自身を把持させる場合に比べ、容易、且つ確実に把持できる。その結果、光軸調整作業の作業性も向上する。また、ホルダをレーザ発光素子のステムより光軸方向と直交する方向に大きく形成することにより、ホルダに対する接着剤の接触面積が大きくなり、レーザ発光素子の発熱がホルダを介してフレーム側へ効果的に放散させることができる。
以上説明したように、本発明における光ヘッド装置では、レーザ発光素子または前記受光素子が、熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されている。故に、レーザ発光素子または前記受光素子を、接着剤によりフレームへ固定しても、レーザ発光素子または前記受光素子の発熱が接着剤に含有されている熱伝導性フィラーを介してフレーム側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、熱伝導性フィラーにより接着剤の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる光ヘッド装置を斜め上方から見た斜示図である。図2は、図1に示す光ヘッド装置の光学系の構成を説明する説明図である。図3は、図1に示す光ヘッド装置のカバーを取り外した状態での底面を示す底面図である。図4は、図1に示す光ヘッド装置のトラッキング方向の側面を示す側面図である。図5は、図1に示す光ヘッド装置の底面を示す底面図である。
(光ヘッド装置の構成)
本形態にかかる光ヘッド装置1は、CDやDVD等の光ディスク30に対する情報記録や情報再生を行うものであり、以下に説明する光学系31等が搭載されるフレーム15を備えている。このフレーム15は、光ディスク記録再生装置本体(図示省略)に対して相互に平行となるように取り付けられた2本のガイドシャフト24、25に沿って摺動可能に取り付けられている。尚、本明細書においては、光ディスク30の半径方向(トラッキング方向)をX方向、光ディスク30の接線方向(ジッタ方向)をY方向、光ディスク30の直交方向(フォーカシング方向)をZ方向と定義する。
本形態にかかる光ヘッド装置1は、CDやDVD等の光ディスク30に対する情報記録や情報再生を行うものであり、以下に説明する光学系31等が搭載されるフレーム15を備えている。このフレーム15は、光ディスク記録再生装置本体(図示省略)に対して相互に平行となるように取り付けられた2本のガイドシャフト24、25に沿って摺動可能に取り付けられている。尚、本明細書においては、光ディスク30の半径方向(トラッキング方向)をX方向、光ディスク30の接線方向(ジッタ方向)をY方向、光ディスク30の直交方向(フォーカシング方向)をZ方向と定義する。
光ヘッド装置1における光学系31は、光源として、CD用の780nm〜800nmの長波長レーザ光(第1のレーザ光)を出射する第1のレーザ発光素子2と、DVD用の630nmまたは650nmの短波長レーザ光(第2のレーザ光)を出射する第2のレーザ発光素子3とを備えている。
本形態における光学系31では、第1のレーザ光及び第2のレーザ光は、光路合成用光学素子であるプリズム6によって、光ディスク30へ向かう共通光路14へ導かれるようになっている。共通光路14には、第1のレーザ光及び第2のレーザ光の一部を光ディスク30に向けて反射するハーフミラー7と、ハーフミラー7からの反射光を平行光にするコリメータレンズ8と、コリメータレンズ8からの出射光を光ディスク30に向けて立ち上げる立上げミラー9と、コリメータレンズ8で平行光にされたレーザ光を光ディスク30に収束させる対物レンズ10とが、この順番で配置されている。
第1のレーザ発光素子2から出射された第1のレーザ光を共通光路14に導くにあたって、第1のレーザ発光素子2からプリズム6に向かう光路上には、第1のレーザ光を3ビームに分割するグレーティング4と、3ビームに分割されたレーザ光の発散角を変換するリレーレンズ5とがこの順番で配置されている。そして、グレーティング4及びリレーレンズ5を介してプリズム6に入射した第1のレーザ光は、その一部がプリズム6で反射されて、共通光路14へ導かれる。
また、第2のレーザ発光素子3から出射された第2のレーザ光を共通光路14に導くにあたって、第2のレーザ発光素子3からプリズム6に向かう光路上には、第2のレーザ光を3ビームに分割するグレーティング11が配置されている。そして、グレーティング11を介してプリズム6に入射した第2のレーザ光は、その一部がプリズム6を透過して、共通光路14へ導かれる。
ハーフミラー7の側方には、センサレンズ12と受光素子13とが配置されており、光ディスク30で反射された戻り光は、対物レンズ10、立上げミラー9、コリメータレンズ8を介してハーフミラー7に入射し、その入射光の一部がハーフミラー7を透過してセンサレンズ12と受光素子13に向けて導かれるように構成されている。すなわち、本形態では、ハーフミラー7は光路分離用素子である。
リレーレンズ5は、グレーティング4を介して入射される第1のレーザ光の発散角よりも小さい発散角のレーザ光をプリズム6に対して出射する正のパワーを有している。このリレーレンズ5とグレーティング4と第1のレーザ発光素子2とは後述のように一体化されている。
センサレンズ12は、光ディスク30からの戻り光に対して非点収差を発生させるとともに、戻り光の倍率(光ディスク30上のスポットに対する受光素子13上のスポットの倍率)を約8倍から17倍まで上げ、かつ、ハーフミラー7で発生するコマ収差を補正している。このセンサレンズ12によって、受光素子13上に円形で大きなスポットが形成され、品質の良いフォーカシングサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を得ることができるようになっている。
また、光ヘッド装置1は、対物レンズ10をフォーカシング方向(Z方向)及びトラッキング方向(X方向)へ駆動する対物レンズ駆動装置16を備えており、フレーム15の上面側に取り付けられている。対物レンズ駆動装置16は、トラッキング駆動コイル、トラッキング駆動磁石やフォーカシング駆動コイル、フォーカシング駆動磁石等を備えるが、その構成は周知の構成であるため、詳細な説明は省略する。
本形態におけるフレーム15は、例えば、ダイキャストで成形された亜鉛製のフレームであり、底面側に光学系31の一部が搭載される凹部15cを備えている(図3参照)。この凹部15cには、プリズム6、ハーフミラー7、コリメータレンズ8、立上げミラー9等の光学系31を構成する光学素子の一部が固定されている。また、フレーム15には、第1のレーザ発光素子2を固定するための固定部15aと、第2のレーザ発光素子3を固定するための固定部15bとが側面に形成されている。この固定部15aと固定部15bとは互いに直交するように形成されている。
フレーム15の固定部15aには、例えば、ダイキャストで成形された亜鉛製のホルダ18によって第1のレーザ発光素子2とグレーティング4とリレーレンズ5とが一体化されたレーザ発光ユニットが接着剤17により接着固定されている。特に、第1のレーザ発光素子は、ホルダ18に形成された貫通孔(図示しない)に軽圧入され、嫌気性接着剤により補強接着されている。故に、第1のレーザ発光素子2により発生した熱は軽圧入された接触部よりホルダ18側に放散される。
なお、ホルダ18とフレーム15の固定部15aとの間には、ホルダ18が、第1のレーザ光の光軸方向に光軸調整可能な隙間20が形成されており、ホルダ18を介して第1のレーザ発光素子2を第1のレーザ光の光軸方向に光軸調整させた後、隙間20に接着剤17を塗布することにより、ホルダ18と固定部15aとを接着固定させている。従って、第1のレーザ発光素子2により発生しホルダ18側に放散された熱が、フレーム15側へ放散される。本形態では、固定部15aと対向し隙間20を固定部15aとの間に形成するホルダ18の対向部を対向面18aとしている。また、第1のレーザ光の光軸方向に直交する方向でも、ホルダ18の固定位置の調整は可能となっている。
ここで、隙間20に塗布する接着剤17には、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーが含有されている。本形態では、窒化アルミの粉末が50〜80wt%含有され、粒径は、数μm〜数十μmのものが用いられている。故に、接着剤17の熱伝導率を1w/m.k以上確保することができる。また、熱伝導性フィラーは、接着剤17の熱伝導率を確保すること以外に、接着剤17の硬化収縮率を5%以下に抑える機能を有している。
本形態では、紫外線硬化型の接着剤が用いられているが、接着剤17に含有された熱伝導性フィラーにより光が遮蔽されるため、接着剤17の完全硬化が困難である。そのため、熱等によって後硬化可能な例えばエポキシ系の接着剤とすることにより接着剤17を完全硬化させている。すなわち、本形態では、第1のレーザ発光素子2の光軸調整後、紫外線を約30秒照射させることにより接着剤17を瞬時に硬化させて第1のレーザ発光素子2の位置を保持するとともに、60度で30分程度アニールすることにより接着剤17を完全硬化させている。
一方、フレーム15の固定部15bには、第2のレーザ発光素子3が、亜鉛ダイキャストにより形成されたホルダ26に保持された状態で、フレーム15に面接触させた伝熱性を有する平板状のプレート27を介して接着固定されている。
なお、フレーム15の底面には、第1のレーザ発光素子2及び第2のレーザ発光素子3を駆動するレーザドライバ22が載置された回路基板23が取り付けられ(図3参照)、さらに、この回路基板23の一部および凹部15cに固定されたプリズム6等の光学素子を保護するためのカバー32が固定されている(図5参照)。カバー32は、ステンレス鋼板から平板状に形成されており、フレーム15に固定するための固定部32aがZ方向へ延設されている。このカバー32は、取付ねじ34と固定部32aとによってフレーム15に固定されている。
(本形態の効果)
以上説明したように、本形態における光ヘッド装置1では、第1のレーザ発光素子2が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ18に軽圧入され、このホルダ18が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤17によってフレーム15に接着固定されている。故に、第1のレーザ発光素子2を、接着剤17を用いてフレーム15へ固定しても、第1のレーザ発光素子2の発熱が接着剤17に含有されている窒化アルミを介してフレーム15側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤17の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
以上説明したように、本形態における光ヘッド装置1では、第1のレーザ発光素子2が、亜鉛ダイキャストによって形成されたホルダ18に軽圧入され、このホルダ18が金属粉末としての窒化アルミを含有した接着剤17によってフレーム15に接着固定されている。故に、第1のレーザ発光素子2を、接着剤17を用いてフレーム15へ固定しても、第1のレーザ発光素子2の発熱が接着剤17に含有されている窒化アルミを介してフレーム15側へ放散される。その結果、放熱グリスを用いることなく優れた放熱効果を得ることができる。その上、窒化アルミにより接着剤17の硬化時の収縮および経時による収縮を抑制することができる。
また、本形態では、接着剤17が、第1のレーザ発光素子2の光軸方向への光軸調整を行うフレーム15との間に形成された隙間20に配設されている。故に、隙間20を利用して接着剤17を配設することにより光ヘッド装置1の半径方向へのコンパクト化が図れる。
さらに、本形態では、接着剤17を、熱により後硬化可能な紫外線硬化型エポキシ系接着剤としたため、接着剤17に窒化アルミを含有したことにより光が遮蔽されて接着剤17が完全硬化しなくても、その後で熱等により完全硬化させることができる。その結果、第1のレーザ発光素子2を光軸調整し、紫外線によって接着剤17を瞬時に硬化させて第1のレーザ発光素子2の位置保持させた後、熱等により接着剤17を完全硬化させることができる。
さらにまた、本形態では、光軸方向の貫通孔に第1のレーザ発光素子2が装着されるホルダ18を有し、固定部15aと光軸方向に対向するホルダ18の対向面18aと固定部15aとの隙間20に接着剤17が配設されている。本形態では、ホルダ18を光軸調整機に把持しやすい矩形状に形成されているため、第1のレーザ発光素子自身を光軸調整機に把持させる場合に比べ、容易、且つ確実な把持が可能になる。その結果、光軸調整作業の作業性を向上できる。さらに、ホルダ18を第1のレーザ発光素子2のステムより光軸方向と直交する方向に大きく形成することにより、ホルダ18に対する接着剤17の接触面積を確保することが可能になる。従って、第1のレーザ発光素子2の発熱をホルダ18を介してフレーム15側へ効果的に放散できる。
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、接着剤17には、窒化アルミの粉末が含有されているが、窒化ホウ素や窒化ケイ素やケイ素からなる粉末、アルミナ等のセラミックス、および金、銀、銅、ステンレス等の金属のように熱伝導性の優れた各種の伝導性フィラーを用いることができる。
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、接着剤17には、窒化アルミの粉末が含有されているが、窒化ホウ素や窒化ケイ素やケイ素からなる粉末、アルミナ等のセラミックス、および金、銀、銅、ステンレス等の金属のように熱伝導性の優れた各種の伝導性フィラーを用いることができる。
また、上述した形態は、フレーム15およびホルダ15を亜鉛ダイキャストにより形成しているが、フレーム15およびホルダ15の材質は、これに限定されるものではなく、アルミダイキャスト等により形成してもよい。
さらに、上述した形態は、接着剤として紫外線硬化型接着剤が用いられているが、短時間で硬化させることができれば紫外線以外の光または電子線等により硬化する接着剤であってもよい。なお、上述の形態では、紫外線で硬化させた後、熱等により完全硬化させるため、エポキシ系接着剤を用いているが、完全硬化が可能であれば、エポキシ系以外の接着剤を用いてもよい。
1 光ヘッド装置
2 第1のレーザ発光素子(レーザ発光素子)
3 第2のレーザ発光素子(レーザ発光素子)
13 受光素子
15 フレーム
17 接着剤
18 ホルダ
18a 対向面
20 隙間
30 光ディスク
2 第1のレーザ発光素子(レーザ発光素子)
3 第2のレーザ発光素子(レーザ発光素子)
13 受光素子
15 フレーム
17 接着剤
18 ホルダ
18a 対向面
20 隙間
30 光ディスク
Claims (5)
- 光源としてのレーザ発光素子と、該レーザ発光素子から光ディスクに向けて出射され該光ディスクによって反射された反射光を受光する受光素子と、前記レーザ発光素子および前記受光素子が搭載されるフレームとを備え、前記光ディスクの記録および再生の少なくともいずれか一方を行う光ヘッド装置において、
前記レーザ発光素子または前記受光素子は、熱伝導率の優れた熱伝導性フィラーを含有した接着剤によって前記フレームに接着固定されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 請求項1において、前記熱伝導性フィラーは、金属または窒化物等の粉末であることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項1または2において、前記接着剤は、前記レーザ発光素子の光軸方向への光軸調整を行うためのフレームとの間に形成された隙間に配設されていることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記接着剤は、熱等により後硬化可能な光硬化型接着剤であることを特徴とする光ヘッド装置。
- 請求項2ないし4のいずれかにおいて、光軸方向の貫通孔に前記レーザ発光素子が装着されるホルダを有し、該ホルダは、前記フレームと光軸方向に対向する対向面を有し、該対向面と前記フレームとの前記隙間に前記接着剤を配設したことを特徴とする光ヘッド装置。
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