JP2008004184A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームレーザを搭載した光ピックアップ装置で半導体レーザ装置を精度よく取り付け、良好な放熱効果を得るために、金属フレーム部分でレーザ搭載部に固定しようとすると、半導体レーザ装置に対する防塵が十分にできなくなる。
【解決手段】導通ばね１２は、半導体レーザ装置１０またはレーザ搭載部材１１とは独立した部材とし、電気導通部材を更に備え、この電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも半導体レーザ装置１０と、レーザ搭載部材１１との電気的導通が可能なように配置され、防塵部４８はこの電気導通部材の一部分として構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、フレームタイプの半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置に関するものである。

ＣＤあるいはＤＶＤ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では、その光源に半導体レーザ装置が用いられている。

半導体レーザ装置にはいくつかの形状があるが、従来、ＣＡＮタイプまたはステムタイプと呼ばれるものが多く使用されてきた。これは半導体レーザチップを金属製のステム上に搭載し、出射面にガラス窓を備えた円筒形の金属キャップで封止したものである。

一方、近年これらの機器に対するコストダウンの目的から、フレームタイプと呼ばれる半導体レーザ装置もよく用いられる。これは半導体レーザチップを板状の金属フレームの上面に搭載し、かつ、この金属フレームの上の半導体レーザチップを囲むように樹脂がアウトサート成形されたものであり、ガラス窓や密封構造を持たないため価格が安いという特徴をもつ。

ＣＡＮタイプのレーザ装置では、半導体レーザチップは完全に密閉された容器に入れられている。また、半導体レーザチップが搭載されているステム部分は十分な厚さがあり、また、このレーザ装置本体は比較的広い金属の表面積を持つ。

このためＣＡＮタイプのレーザ装置では半導体レーザチップそのものに埃が付着することは無い。もちろん出射面のガラス窓には埃が付着するが、ガラス窓の位置では出射光は数百μｍの直径となるため多少の埃は問題にならない。また、半導体レーザチップが搭載されているステム部分は十分な厚さがあり、比較的広い金属の表面積を持つため半導体レーザチップが発生する熱は十分レーザ装置の筐体に伝達され、金属製の広い表面積から効率よく外部に放出される。

一方、フレームタイプの半導体レーザ装置の場合、半導体レーザチップはほとんど剥き出しの状態であるため、半導体レーザチップに容易に埃が付着する。半導体レーザチップの端面では出射光は非常に微小な点であるため、僅かな埃の付着でも出射光に大きな影響を与える可能性がある。また、このタイプのレーザでは半導体レーザチップは板上の金属フレーム上に搭載されているが、この金属フレームは厚さが０．６ｍｍ程度とかなり薄い。このため、半導体レーザチップが発生する熱は金属フレーム全体には伝達されにくく、また金属フレームは樹脂で覆われた部分が多いためレーザ装置の筐体からの放熱効率も悪い。

近年、ＤＶＤやＣＤは、高い回転数で記録されるため、このような機器に搭載される光ピックアップ装置の半導体レーザ装置は大きな出力を出す必要があり、半導体レーザ装置の発熱も大きい。また、光学系への埃の付着は光学特性に大きな影響を与えるため、極力避けなければならない。

前述のように、従来から用いられているＣＡＮタイプの半導体レーザ装置の場合、埃の影響を比較的受けにくく、また、放熱も比較的良好であるため、このような機器に搭載される光ピックアップ装置に搭載される場合でもそれほど問題はなかった。しかしながらフレームタイプの半導体レーザ装置では、前述のようにレーザチップの端面に直接埃が付着しやすい構造であるため、これを搭載した光ピックアップ装置は埃により特性が劣化しやすいという問題点があった。また、このタイプの半導体レーザ装置では放熱効率が悪いため、このような機器に搭載される光ピックアップ装置に搭載される場合はレーザチップの温度上昇が大きく、レーザが劣化しやすいという問題もあった。

このような問題点に対し、たとえば特許文献１に記されているように、半導体レーザ装置の金属フレームの半導体レーザチップの裏側にあたる部分の樹脂アウトサート部分をなくし、この部分に放熱のための部材を接触させることにより放熱効果を高める方法が提案されている。半導体レーザ装置は十分な精度でレーザ搭載部に取り付ける必要がある。このため、フレームレーザの場合、金属フレームの部分で、レーザ搭載部に取り付けることが好ましい。このような取り付け方は放熱の点でも有利である。この方法では半導体レーザ装置は金属フレーム部分でレーザ搭載部に取り付けられるため、半導体レーザ装置の取り付け精度の点で有利で、放熱効果もよい。

しかしながら、特許文献１に記されている方法では、放熱効果は改善されるが、半導体レーザ装置の下側（半導体レーザチップの搭載されていない側）に放熱部材が当接し、半導体レーザチップの搭載されている上側は開いた状態となり、防塵については完全に無防備な状態になってしまうという問題点がある。

また、特許文献２では、半導体レーザ装置は半導体レーザチップのある側が下側になるように取り付けられ、半導体レーザ装置の下側（半導体レーザチップの搭載されていない側）に別部材の放熱部材が当接する。この方法でも半導体レーザ装置は金属フレーム部分でレーザ搭載部に取り付けられるため、半導体レーザ装置の取り付け精度の点で有利で、放熱効果もよい。また、この方法では半導体レーザチップ部分は光ピックアップ装置のレーザ搭載部に大部分覆われる。このため特許文献１と比較すると防塵の点で有利である。

しかしながらこの方法でも十分とはいえない。これは以下の理由による。

半導体レーザチップ部分は周囲をアウトサート成形された樹脂で囲まれており、これに蓋状の部材を密着するように配置するのが、防塵の面では最も効果的である。しかし、この部分は樹脂成型品で構成されているため、それ程精度はよくなく、金属フレーム部分を基準とすると±０．２ｍｍ程度の誤差を持つのが普通である。このため金属フレームを基準として半導体レーザ装置をレーザ搭載部に搭載する場合、このアウトサート成形された樹脂部分と、レーザ搭載部の間には設計中心地で０．２ｍｍ以上のすきまが必要である。この場合、±０．２ｍｍの誤差の範囲で、最もすきまが大きくなるレーザ装置が搭載された場合、その隙間は最大０．４ｍｍとなり、埃対策がされているとは到底言えない状態となる。

このようにこれらの特許文献に記載されている方法は、半導体レーザ装置の取り付け精度は良好で、放熱に関しても効果的であるが、防塵に関しては不十分で、これに対する解決策についても何ら記述がない。
特開２００５−１３６１７１号公報 特開２００５−１９０５２０号公報

解決しようとする問題点は、フレームレーザを搭載した光ピックアップ装置で半導体レーザ装置を精度よく取り付け、良好な放熱効果を得るために、金属フレーム部分でレーザ搭載部に固定しようとすると、半導体レーザ装置に対する防塵が十分にできなくなるという点である。

上記課題を解決するために本発明の光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置またはレーザ搭載部材とは独立した部材とし、かつ電気導通部材の一部分として構成される防塵部材を有し、この電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも半導体レーザ装置と、レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置されることを主要な特徴とする。

本発明の光ピックアップ装置は、防塵部材を兼ねる電気導通部材を設けることにより、半導体レーザ装置は金属フレームでレーザ搭載部材に取り付けることができ、防塵部材は半導体レーザチップ部分の周囲を囲むアウトサート成形された樹脂の精度に影響されること無くこれに押し当てられる。また、防塵部材は電気導通部材と一体であるので、半導体レーザ装置は金属フレームでレーザ搭載部材に精度よく取り付けることができ、放熱も良好でかつ、良好な防塵効果を得ることができ、コストも安価である、という利点を有する。

本発明は、上面側に半導体レーザチップが搭載された金属フレームと、前記金属フレームの上面の、前記半導体レーザチップが搭載された素子搭載部分を囲むように当該金属フレームの上面から下面に跨って成形された樹脂部とを有する半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を搭載するレーザ搭載部材とを備えた光ピックアップ装置であって、前記半導体レーザ装置に密着するように配置した防塵部材を有することを特徴とする。

なお、前記防塵部材は、前記半導体レーザ装置または前記レーザ搭載部材とは独立した部材であってもよい。

また、前記半導体レーザ装置は、前記金属フレーム部分で前記レーザ搭載部材に取り付けられていてもよい。

また、前記金属フレームの下面では前記樹脂部が前記素子搭載部分の裏側を避けるように形成されていることにより前記素子搭載部分の裏側に当該金属フレームの露出部分が形成され、前記露出部分に当接し、前記半導体レーザチップで発生した熱を前記レーザ搭載部材に逃がすように構成された放熱部材を有してもよい。

また、前記金属フレームは前記素子搭載部分の両側で前記樹脂部の外側まで突き出たフィン部分を有し、前記フィン部分が前記レーザ搭載部材に固定され、前記放熱部材と前記金属フレームの露出部分の隙間が熱伝導率の良好な熱伝導部材で充填されていてもよい。

また、前記レーザ搭載部材は、前記半導体レーザ装置を、前記半導体レーザ装置の前記金属フレームの上面の法線方向の移動動作により取り付けられていてもよい。

また、前記防塵部材は、弾性または塑性変形可能な材質で構成され、前記防塵部材の変形により前記防塵部材は前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されていてもよい。

また、押圧部材を更に備え、前記防塵部材は前記押圧部材により前記前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されていてもよい。

また、電気導通部材を更に備え、前記電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも前記半導体レーザ装置と、前記前記レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置され、前記防塵部材は前記電気導通部材の一部分として構成されていてもよい。

また、電気導通部材を更に備え、前記電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも前記半導体レーザ装置と、前記前記レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置され、前記防塵部材は前記電気導通部材により、前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されるよう配置してもよい。

前記フィン部分は、熱伝導率の良好な材質により構成された接着剤で前記レーザ搭載部材に固定されていてもよい。

これらにより、半導体レーザ装置をレーザ搭載部材に精度よく取り付けることができ、放熱も良好でかつ、良好な防塵効果を得ることができ、コストも安価である光ピックアップ装置を実現した。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
本実施の形態による光ピックアップ装置は、ＤＶＤ、ＣＤ各ディスクの再生が可能であると共に、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の各ディスクへの高倍速での記録が可能なものである。尚、本発明の応用はこれに限られるものではないことは言うまでもない。

図１は、本発明の実施の形態による光ピックアップ装置を斜め上方から見た斜視図である。

図１において、１は光学台、２は放熱板、３は主軸軸受、４は副軸軸受、５は基板、６は対物レンズ、７はレンズアクチュエータである。

また、図２は本発明の実施の形態による光ピックアップ装置の基板５とレンズアクチュエータ７、放熱板２を省いた状態を示す斜視図で、図２（ａ）は斜め上方から見た斜視図で、図２（ａ）は斜め下方から見た図である。なお、図１と図２（ａ）は見る方向が１８０度異なっている。

図２において、１０は半導体レーザ装置、１１はレーザ搭載部材、１２は導通ばね、１３はグレーティング、１４はＰＢＳ、１５はコリメートレンズ、１６は立ち上げミラー、１７はＦＰＢＳ、１８はデテクタ、１９は検出レンズ、２０は前光モニタである。

半導体レーザ装置１０はいわゆるフレームタイプで、この外形的特徴については後述する。これは光ピックアップ装置の光源でありＤＶＤ及びＣＤそれぞれの記録再生に適した波長のレーザ光を発振することができる。その光出力はＤＶＤ用の６６０ｎｍの波長で最大約２４０ｍＷと、この大きさの半導体レーザ装置としては大出力である。

半導体レーザ装置１０はその取り付け位置、角度を精度よく調整する必要がある。このため、半導体レーザ装置１０は、この調整のための機能を持つレーザ搭載部材１１に直接接着固定され、レーザ搭載部材１１の位置、角度を調整することにより半導体レーザ装置１０の位置、角度を調整する。この調整後、レーザ搭載部材１１は光学台１に接着固定される。

レーザ搭載部材１１と光学台１の隙間は一部が図示しない熱伝導率の良好な液状のシリコンゴムで充填され、これが固化した状態になっている。

光学台１は、レーザ搭載部材１１の他、全ての部品が取り付けられている。このため、寸法精度、温度変化、経時変化に対する寸法の安定性、各部品からの発熱の良好な放熱が必要である。このため亜鉛ダイキャストで構成されている。

放熱板２は、主に半導体レーザ装置１０からの熱を放熱する。このため、アルミニウム板で構成され、レーザ搭載部材１１との間には図示しない、熱伝導率の良好な液状のシリコンゴムが充填され、これが固化した状態になっている。これにより半導体レーザ装置１０からの熱を、レーザ搭載部材１１を通じて外部に放熱することができる。

導通ばね１２は、レーザ搭載部材１１に取り付けられ、半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部材１１、光学台１、放熱板２の４者の電気的導通を確保する。

半導体レーザ装置１０から出射されたレーザ光は、グレーティング１３、ＰＢＳ１４、コリメートレンズ１５、立ち上げミラー１６、図示しないλ／４板（４分の１波長板）、対物レンズ６を経て、記録再生に適した形態となり、情報の記録、または再生を行うため、図示しないディスクのトラックに照射される。

この際、半導体レーザ装置１０から出射されたレーザ光の一部はＰＢＳ１４で分割され、ＦＰＢＳ１７を経て前光モニタ２０に入射する。前光モニタ２０はこの入射光の光量に比例した電気的出力を出力する。半導体レーザ装置１０の光出力はこれに基づき制御される。

図示しないディスクのトラックからの反射光は逆の経路、即ち、対物レンズ６、図示しないλ／４板、立ち上げミラー１６、コリメートレンズ１５、を経て、ＰＢＳ１４で反射され、検出レンズ１９を経てデテクタ１８に入射する。

デテクタ１８は、再生時はディスクのトラックからの反射光に含まれる、記録された情報を電気信号として取り出し、また一方、図示しないディスクのトラックに対して、対物レンズ６から出射されるレーザ光が図示しないディスクのトラックに対して、正確に焦点を結び、かつこれから逸脱することなくトレースするために必要なサーボ信号を、入射光に基づき電気的に出力する。

レンズアクチュエータ７は、このサーボ信号に基づき、対物レンズ６を駆動し、対物レンズ６から出射されるレーザ光が図示しないディスクのトラックに対して、正確に焦点を結び、かつこれから逸脱することなくトレースするように対物レンズ６を駆動する。

基板５には半導体レーザ装置１０を駆動するための回路が搭載されている。また、デテクタ１８、前光モニタ２０、レンズアクチュエータ７に対する結線がまとめられている。

光ピックアップ装置は、主軸軸受３、副軸軸受４で、図示しない主軸、副軸により、図示しないディスクの半径方向に移動可能な状態に支持されている。

図３は、半導体レーザ装置１０の詳細斜視図で、（ａ）は半導体レーザチップが搭載されている側からの斜視図、（ｂ）は裏側からの斜視図である。

図３において、３１は半導体レーザチップ、３２は金属フレーム、３３は樹脂部、３４は端子、３５は金属フレームのフィン部分である。

半導体レーザチップ３１は、ガリウム，砒素、インジウム等の結晶から成る、レーザ光の発振部であり、半導体レーザ装置１０の発熱原である。これは全長が２ｍｍ程の微小なものであるが、その光出力は形状の割には大きく、また、その結晶は温度が上昇すると寿命が短くなり、実用的な寿命を得るためにはその温度を７５℃以下に保たなければならない。本実施の形態の光ピックアップ装置が搭載されるディスクドライブ装置は、周囲温度が最高６０℃で使用され、その際の内部温度は更に高い。このため、半導体レーザチップ３１が発生する熱の放熱は非常に重要な課題である。これは金属フレーム３２に、熱伝導率の良好な接着剤で接着されている。

レーザ光は半導体レーザチップ３１の前側（図３では上側）の端面から出射される。半導体レーザ装置１０から出射されるレーザ光は平行光ではなく、ある広がり角を持つ。このため、この端面部分では出射されるレーザ光は非常に微小な点である。このため、この端面への埃の付着は、たとえ僅かでも出射されるレーザ光に大きな影響を与える場合がある。

金属フレーム３２は厚さ０．６ｍｍの板状で、銅合金で構成されている。銅の熱伝導率は良好であるが、厚さが０．６ｍｍと薄いため、半導体レーザチップ３１が発生する熱は、この金属フレーム３２の厚さ方向には良好に伝導されるが、面方向の伝導はあまり良好ではない。

金属フレーム３２の両側には金属フレームのフィン部分３５が設けられ、半導体レーザ装置１０のレーザ搭載部材１１への取り付けはこの部分を接着することにより行われている。

樹脂部３３は樹脂により構成され、金属フレーム３２にアウトサート成形で構成されている。これは図３（ａ）に示すように半導体レーザチップ３１の周囲を囲うように成形され、半導体レーザチップ３１に、作業者の指が容易に直接触れることの無いよう保護する機能と、端子３４を保持する機能を併せ持つ。しかしながら、これは半導体レーザチップ３１の周囲を囲っているだけで上面は完全にオープンになっており、埃の進入を防ぐことはできない。樹脂部３３は樹脂により構成されているため機械的な精度はそれ程良くなく、高さ方向では±０．２ｍｍ程度の公差を持つ。

また、樹脂部３３は図３（ｂ）に示すように半導体レーザチップ３１のちょうど裏側にあたる部分は金属フレーム３２が剥き出しになるように構成されていて、この部分に放熱部材を当接させることにより放熱効果を高めることができるように構成されている。

端子３４は電気的な接続を行うための端子で、金属フレーム３２と同じ板材から、金属フレーム３２と同時にプレス加工で作られている。

図４は、半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部材１１、導通ばね１２、の組み立て状態の更に詳細な説明図である。図４（ａ）は半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部材１１及び導通ばね１２が組み立てられた状態の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）を分解した状態、及び、レーザ搭載部材１１、導通ばね１２の詳細を示す斜視図である。

図４において、４０は調整装置係合部、４１は半導体レーザチップ下部当接部、４２は半導体レーザ装置取付部、４３は導通ばね係合部、４４は接着部、４５はレーザ搭載部材係合部、４６は光学台放熱板接触部、４７は半導体レーザ装置接触部、４８は防塵部、４９は防塵部押圧ばね、である。

半導体レーザ装置１０は、金属フレームのフィン部分３５をレーザ搭載部材１１の、半導体レーザ装置取付部４２に接着することによりレーザ搭載部材１１に直接固定される。この接着には熱伝導率の良好な接着剤が使用されている。

レーザ搭載部材１１は寸法精度、温度変化、経時変化に対する寸法の安定性、半導体レーザ装置１０からの発熱の良好な放熱のため亜鉛ダイキャストで構成されている。

半導体レーザチップ下部当接部４１は半導体レーザ装置取付部４２と同一平面となり、また、半導体レーザ装置１０の半導体レーザチップ３１の直下になるように構成されている。半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２は１枚の板材からプレスされているのでこの裏側の部分は金属フレーム３２のフィン部分３５と同一平面である。このため、このように取り付けることにより半導体レーザチップ下部当接部４１は、半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の、半導体レーザチップ３１のちょうど裏側の部分に当接する。さらに、半導体レーザチップ下部当接部４１と半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の隙間には図示しない熱伝導率の良好なグリスが充填されている。

また、レーザ搭載部材１１は導通ばね１２を係合するための導通ばね係合部４３を持つ。また、取り付けられた半導体レーザ装置１０の位置、角度を調整するための装置に係合するための調整装置係合部４０、及び、調整完了後に光学台１に接着固定するための接着部４４を持つ。

レーザ搭載部材１１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように半導体レーザ装置１０は搭載される部分の上側は開いた形状に構成されている。このため半導体レーザ装置１０は上側から取り付けることができる。

導通ばね１２は、全体がばね性の材質で構成され、レーザ搭載部材係合部４５を、レーザ搭載部材１１の導通ばね係合部４３に嵌め込むことによりレーザ搭載部材１１に取り付けられている。また、これにより、レーザ搭載部材１１とは電気的に導通している。図４（ａ）の状態に組み立てられたものを光学台１に組み込み、放熱板２を取り付けると光学台放熱板接触部４６は放熱板２に当接し、弾性変形するように構成されている。これにより光学台放熱板接触部４６は光学台１にも当接する。また、同様に、図４（ａ）に示すように半導体レーザ装置接触部４７は半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の後部にも当接する。

防塵部４８と防塵部押圧ばね４９は、導通ばね１２に一体に構成され、導通ばね１２をレーザ搭載部材１１に嵌め込んだ際、防塵部押圧ばね４９は弾性変形し、防塵部４８を半導体レーザ装置１０の樹脂部３３に押圧するように構成されている。

以上のように構成された光ピックアップ装置の動作を説明する。

前述のように、半導体レーザ装置１０は金属フレームのフィン部分３５をレーザ搭載部材１１の、半導体レーザ装置取付部４２に接着することによりレーザ搭載部材１１に直接固定される。これにより半導体レーザチップ下部当接部４１は、半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の、半導体レーザチップ３１のちょうど裏側の部分に当接する。さらに、半導体レーザチップ３１下部当接部４１と、半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の隙間には図示しない熱伝導率の良好なグリスが充填されている。このため半導体レーザチップ３１の発生する熱は薄い金属フレーム３２を厚さ方向に流れ、熱伝導率の良好なグリスを通じてレーザ搭載部材１１に良好に伝達される。また、金属フレーム３２のフィン部分３５の接着部分もレーザ搭載部材１１に、熱伝導率の良好な接着剤で直接接着されているので、ここからもレーザ搭載部材１１に伝達される。

レーザ搭載部材１１は、半導体レーザ装置１０は搭載される部分の上側は開いた形状に構成されている。このため半導体レーザ装置１０は上側から取り付けることができる。半導体レーザチップ下部当接部４１には、半導体レーザ装置１０を取り付け時、グリスが塗布されるが、このようにこの部分の上側が開いた形状なので塗布時の作業性が良好で、また、半導体レーザ装置１０を取り付ける際にもこのグリスが半導体レーザ装置１０のほかの部分に付着する可能性が少ない。

金属フレーム３２は銅で構成され、その熱伝導率は約４００Ｗ／ｍＫである。一般に樹脂材料の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以下であり、これと比較すると桁違いに大きい。このため、本実施の形態のように金属フレーム３２でレーザ搭載部材１１に固定することは放熱の面からも重要である。

レーザ搭載部１１は亜鉛ダイキャスト製で、亜鉛の熱伝導率は約１１７Ｗ／ｍＫで、銅の１／３以下であるが、それでも樹脂材料と比較すると１００倍以上も大きく、この部分での温度勾配は無視し得るレベルである。

図５は半導体レーザ装置１０が取り付けられたレーザ搭載部１１の光学台１への取り付け状態を説明する説明図であり、図５（ａ）はレーザ搭載部１１が取り付けられていない光学台１の状態を示す斜視図、図５（ｂ）は半導体レーザ装置１０が取り付けられたレーザ搭載部１１、及び導通ばね１２が取り付けられた状態を示す斜視図であり、いずれも基板５は省略されており、放熱板２は取り付けられていない状態で、光ピックアップの裏側（対物レンズ６の無い側）から見た図である。

図５（ｃ）は半導体レーザ装置１０が取り付けられたレーザ搭載部１１、及び導通ばね１２が取り付けられた状態及び、放熱板２の取り付け状態を説明する説明図であり、基板５は省略されており、光ピックアップの表側（対物レンズ６のある側）から見た図である。なお、同図では、放熱板２の取付け状態を説明するため、放熱板２は本来の取付け位置から図中の矢印の方向にずらして描かれている。

半導体レーザ装置１０が取り付けられたレーザ搭載部材１１は光学台１に、図５（ｂ）に示す状態で取り付けられ、調整装置係合部４０に調整装置が係合し、位置、角度が調整された状態で、接着部４４で光学台１に接着固定される。接着固定後、調整装置は取り外される。

この後、図５（ｂ）に示すような状態に導通ばね１２が取り付けられる。半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部材１１と、導通ばね１２相互の位置関係は前述した通りである。

導通ばね１２の取り付け後、放熱板２を図（ｃ）の矢印の反対方向に押し当てながら固定することにより放熱板２を取り付ける。これにより光学台放熱板接触部４６は放熱板２に当接し、弾性変形する。またこれにより光学台放熱板接触部４６は光学台１にも当接する。また、同様に、図４（ａ）に示すように半導体レーザ装置接触部４７は半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２の後部にも当接する。

これにより光学台１、放熱板２、半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部材１１の４者が電気的に導通し、同電位となる。

本実施の形態の半導体レーザ装置１０は前述のように２４０ｍＷの最大出力を持つ。このような高出力が必要なのはディスクに対して情報の記録を行う際であり、再生時には一般に１０ｍＷ以下の出力があればよく、再生時は出力を絞って使用する。

ところがこのように大出力レーザの出力を絞って使用すると、発振モードが不安定になり発振モードが移動する際、ノイズを発生する。このノイズの発生を防止するため本実施の形態による光ピックアップでは、再生時は半導体レーザ装置１０に高周波電流（約４００ＭＨｚ）を重畳している。この高周波電流の重畳によるノイズの抑制は公知の技術であり記録形光ディスク装置の黎明期から今日に至るまで広く使われている。しかし、この高周波電流による外部への輻射電波は他の機器へ障害を与える可能性があるため、あるレベル以下に抑制されなければならない。

導通ばね１２は前述のように光学台１、放熱板２、半導体レーザ装置１０、レーザ搭載部１１の４者を電気的に導通し、同電位とすることにより、前述の高周波電流による外部への輻射電波の発生を抑制する機能を持つ。

レーザ搭載部材１１と、光学台１、放熱板２それぞれの隙間は熱伝導率の良好な液状のシリコンゴムで充填され、これが固化した状態になっている。このため半導体レーザ装置１０からレーザ搭載部材１１へ効率よく伝達された半導体レーザチップ３１からの熱は光学台１、放熱板２双方に伝導され、放熱される。このように半導体レーザ装置１０が金属フレーム３２により取り付けられているので放熱効果が良好である。

また、半導体レーザ装置１０は光学台１に対する取り付け位置、角度に高い精度が必要であるが、本実施の形態では半導体レーザ装置１０は金属製の、金属フレームのフィン部分３５で、レーザ搭載部材１１に取り付けられているので、温度変化、経時変化に対しても安定で、高い精度を保つことができる。このように半導体レーザ装置１０を金属フレームのフィン部分３５で固定することにより、半導体レーザ装置１０に必要な高い放熱効果と、高い取り付け精度を実現している。

しかし一方、金属フレーム３２のフィン部分３５で取り付ることは防塵の面からは不利である。これは以下の理由による。

樹脂部３３は半導体レーザチップ３１を囲むように配置されており、これに蓋状の部材を密着するように配置するのが、防塵の面では最も効果的である。

本実施の形態では、もし導通ばね１２が無い場合、半導体レーザチップ３１は剥き出しの状態になってしまい、防塵の面からは論外であるが、もしレーザ搭載部材１１の形状を変更して半導体レーザチップ３１を囲む樹脂部３３に蓋状の部材を設けようとしても、このため蓋を完全に密着させることはできず、かなりの隙間が開いてしまう。

なぜならば、この部分は樹脂成型品で構成されているため、それ程精度はよくなく、金属フレーム部分を基準とすると±０．２ｍｍ程度の誤差を持ち、このためレーザ搭載部１１と樹脂部３３の上部は±０．２ｍｍ以上の誤差を持つことになり、レーザ搭載部材１１に設けようとする蓋と半導体レーザ装置１０との間には設計中心値で０．２ｍｍ以上のすきまが必要となる。更にこの場合、最もすきまが大きくなるレーザ装置が搭載された場合、その隙間は最大０．４ｍｍ以上にもなってしまうからである。これだけの隙間がある場合埃の侵入に対する対策がされているとは言い難い。

本実施の形態では、導通ばね１２をレーザ搭載部材１１に嵌め込んだ際、防塵部押圧ばね４９が弾性変形し、防塵部４８を半導体レーザ装置１０の樹脂部３３に押圧するように構成されている。この構成により、樹脂部３３の仕上がり寸法にかかわらず、半導体レーザチップ３１を囲む樹脂部３３の上部を密閉することができ、優れた防塵効果を得ることができ、放熱効果と、取り付け精度と防塵効果を両立することができる。

また、導通ばね１２は、本来、前述のように高周波電流による外部への輻射電波の発生を抑制するために設けられるものであり、これに防塵の機能も具備させることにより、防塵の機能をコストアップ無しで実現することができる。また、作業性も良好である。

結果的に本実施の形態では、防塵部材は、半導体レーザ装置またはレーザ搭載部材とは独立した部材とし、電気導通部材を更に備え、この電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも半導体レーザ装置と、レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置され、防塵部材はこの電気導通部材の一部分として構成したことにより、フレームレーザを搭載した光ピックアップ装置で半導体レーザ装置を精度よく取り付け、良好な放熱効果を得るために、金属フレーム部分でレーザ搭載部に固定しようとすると、半導体レーザ装置に対する防塵が十分にできなくなる、という課題を解決し、組み立て時の作業性も良好な光ピックアップ装置をコストアップ無しで得ることができる。

尚、本実施の形態では、導通ばね１２を設け、防塵部４８はこの一部としたが別の部品として設けてもよい。また、導通ばね１２以外の部品の一部として設けてもよい。またこの場合導通ばね１２を設けず、他の手段で、電波の輻射を防止するようにしてもよい。

また、レーザ搭載部材１１は独立した部品としたが、光学台１等と一体に構成するようにしてもよい。

また、放熱板２は独立した部品として設けたが、他の部品にその機能を持たせるようにしてもよい。

また、レーザ搭載部材１１に半導体レーザチップ下部当接部４１を設け、半導体レーザ装置１０の金属フレーム３２に当接するようにしたが、使用条件によってはこれを設けなくてもよい。

また、半導体レーザ装置１０をレーザ搭載部材１１に固定するため、熱伝導率の高い接着剤を使用したが、使用条件によっては普通の接着剤でもよい。また、更に高い放熱効率が必要な別の使用条件の場合、銀やグラファイトの粉末を含有する接着剤を使用してもよい。また、はんだ付けでもよい。

また、記録再生の可能な構成としたが、再生専用の構成としてもよい。また、再生専用の光ピックアップ等、大出力のレーザ装置を必要としない場合、放熱のための構成は省略してもよい。

また、防塵部４８は弾性変形によって、樹脂部３３に押し当てられる構成としたが、塑性変形等、他の手段で押し当てられる構成としてもよい。

本発明にかかる光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置の取り付けにおいて、防塵、放熱及び導電の作用を兼ね備えた防塵部材を設けることより、フレームレーザを用いた光ピックアップ装置として、放熱及び防塵効果が良好でコストも安価にすることができ、光ピックアップ装置が利用される、光記録媒体を用いるドライブ装置、再生装置、記録装置などの種々の装置として有用である。

本発明の実施の形態による光ピックアップ装置の構成を示す斜視図 同光ピックアップ装置の基板、レンズアクチュエータ及び放熱板を省いた状態を示す斜視図 同光ピックアップ装置の半導体レーザ装置の詳細構成を示す斜視図 同光ピックアップ装置の半導体レーザ装置、レーザ搭載部材及び導通ばねの組み立て状態と更に詳細な説明図 同光ピックアップ装置の半導体レーザ装置が取り付けられたレーザ搭載部材の光学台への取り付け状態を説明する説明図

符号の説明

１ 光学台
２ 放熱板
３ 主軸軸受
４ 副軸軸受
５ 基板
６ 対物レンズ
７ レンズアクチュエータ
１０ 半導体レーザ装置
１１ レーザ搭載部材
１２ 導通ばね
１３ グレーティング
１４ ＰＢＳ
１５ コリメートレンズ
１６ 立ち上げミラー
１７ ＦＰＢＳ
１８ デテクタ
１９ 検出レンズ
２０ 前光モニタ
３１ 半導体レーザチップ
３２ 金属フレーム
３３ 樹脂部
３４ 端子
３５ 金属フレームのフィン部分
４０ 調整装置係合部
４１ 半導体レーザチップ下部当接部
４２ 半導体レーザ装置取付部
４３ 導通ばね係合部
４４ 接着部
４５ レーザ搭載部材係合部
４６ 光学台放熱板接触部
４７ 半導体レーザ装置接触部
４８ 防塵部
４９ 防塵部押圧ばね

Claims (11)

1. 上面側に半導体レーザチップが搭載された金属フレームと、前記金属フレームの上面の、前記半導体レーザチップが搭載された素子搭載部分を囲むように当該金属フレームの上面から下面に跨って成形された樹脂部とを有する半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を搭載するレーザ搭載部材とを備えた光ピックアップ装置であって、前記半導体レーザ装置に密着するように配置した防塵部材を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記防塵部材は、前記半導体レーザ装置または前記レーザ搭載部材とは独立した部材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装置。
3. 前記半導体レーザ装置は、前記金属フレーム部分で前記レーザ搭載部材に取り付けら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装置。
4. 前記金属フレームの下面では前記樹脂部が前記素子搭載部分の裏側を避けるように形成されていることにより前記素子搭載部分の裏側に当該金属フレームの露出部分が形成され、前記露出部分に当接し、前記半導体レーザチップで発生した熱を前記レーザ搭載部材に逃がすように構成された放熱部材を有することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
5. 前記金属フレームは前記素子搭載部分の両側で前記樹脂部の外側まで突き出たフィン部分を有し、前記フィン部分が前記レーザ搭載部材に固定され、前記放熱部材と前記金属フレームの露出部分の隙間が熱伝導率の良好な熱伝導部材で充填されてい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。
6. 前記レーザ搭載部材は、前記半導体レーザ装置を、前記半導体レーザ装置の前記金属フレームの上面の法線方向の移動動作により取り付けられるよう構成されたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
7. 前記防塵部材は、弾性または塑性変形可能な材質で構成され、前記防塵部材の変形により前記防塵部材は前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されてい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。
8. 押圧部材を更に備え、前記防塵部材は前記押圧部材により前記前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されてい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。
9. 電気導通部材を更に備え、前記電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも前記半導体レーザ装置と、前記前記レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置され、前記防塵部材は前記電気導通部材の一部分として構成されてい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。
10. 電気導通部材を更に備え、前記電気導通部材は弾性変形可能な材質で構成され、少なくとも前記半導体レーザ装置と、前記前記レーザ搭載部材との電気的導通が可能なように配置され、前記防塵部材は前記電気導通部材により、前記半導体レーザ装置に密着するように押圧されるよう配置したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
11. 前記フィン部分は、熱伝導率の良好な材質により構成された接着剤で前記レーザ搭載部材に固定されていることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。

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