JP2008293610A - 放熱構造、光ピックアップ装置および光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で放熱効果の高い放熱構造ならびにそれを備える光ピックアップ装置および光記録再生装置を提供する。
【解決手段】 発熱部品２０に放熱部品２２が設けられ、発熱部品２０で発生する熱を放熱部品２２に移動させ、放熱部品２２から放出させることができる。放熱部品２２は、放熱板２５を有しており、表面積が大きく、高い放熱効果が得られる。しかも放熱板２５が設けられる放熱部２４は、発熱部品２０から熱を受ける受熱部２３とは反対側を含む部分に配置されており、発熱部２３からできるだけ離れた位置で放熱することができ、好適である。このように簡易な構成で放熱効果の高い放熱構造を実現することができ、発熱部品２０を効果的に冷却することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に設けられる放熱構造に関し、この放熱構造を備える光ピックアップ装置および光記録再生装置に関する。

光ディスクなどの光学式情報記録媒体に対し、オーディオ情報、文字情報、映像情報などのデジタル情報を記録または再生する光ピックアップ装置が用いられている。光ピックアップ装置では、半導体レーザから放出される光束を、対物レンズを通して光学式情報記録媒体の記録面に照射して情報を記録し、また記録面に照射した光束の反射光束を光検出器で受光して情報を再生している。

光ピックアップ装置を用いて、情報を高速で記録または再生するためには、光出力の高い半導体レーザが必要となる。高出力の半導体レーザは、発振時に発する熱量が非常に大きい。しかも情報の記録密度が高密度化するに従って、半導体レーザに求められる出力はますます高くなり、発振時にレーザ表面温度が１００℃に達することも珍しくない。また、この時の駆動電流が大きいため、レーザ駆動ＩＣの表面温度も１００℃を超えることが少なくない。

半導体レーザは、温度計になると言われるほど温度に敏感であり、高温下では出力の減少、それに伴う駆動電流の増大、素子の寿命が短くなるなど、特性は悪化する一方である。また半導体レーザがハウジングなどの筐体に接着剤で接着されている場合には、高温により接着剤が軟化することでその固定位置が変化し、光ピックアップ装置の性能が劣化するおそれもある。さらにレーザ駆動ＩＣもある一定温度以上では正常動作できなくなる。

このように光ピックアップ装置には、熱を発する発熱部品が設けられており、発熱部品で発生する熱が、悪影響を及ぼすおそれがあるので、発熱部品で発生する熱を、如何に放熱するかは極めて重要な課題であり、従来から種々の提案がなされている。放熱構造は、大きく分けて２つに分類され、１つは熱伝導を利用する構造であり、もう１つは空冷（放射、対流を利用する）構造である。

１つめの熱伝導を利用する構造は、発熱部品の発する熱を、熱容量が大きくかつ空気に触れる表面積が大きいハウジングに熱伝導させる構造である。この構造は、たとえば特許文献１に示されるように、発熱部品とハウジングとの接触面積を大きくすることでその効果を高めることができる。ただしこの構造は、あくまでハウジングの熱容量が大きく、空気への熱放射、空気の対流が大きい場合にしか、大きな効果が得られない。光ピックアップ装置は、軽量化、低コスト化のためにハウジングの肉厚が極限まで落とされ、また中には樹脂製ハウジングが用いられる場合もある。この場合、ハウジングへの熱伝導によって発熱部品を低温化する効果は低くなってしまう。

もう１つの空冷構造は、光ディスクの回転時に発生する風もしくは空冷のためのファンで発生させる風を利用する構造でるか、または光ピックアップ装置の光ディスクに対する半径方向の変位を利用する構造である。空冷構造については、たとえば特許文献２〜４に示されている。特許文献２の構造では、スピンドルモータでプロペラまたはフィンを回転させ、発生させた風を利用するようにしているが、部品点数が増え、コストアップおよび大型化につながるうえ、モータに更なる負荷を掛けることになり、モータの発熱分が空冷効果を相殺してしまう。特許文献３の構造は、特許文献２と同様に、スピンドルモータで気流発生部を駆動して気流を発生させ、その気流をレーザ発光部に導く構成である。この特許文献３でも、特許文献２と同様に、部品点数が増え、コストアップおよび大型化につながるうえ、モータに更なる負荷を掛けることになり、モータの発熱分が空冷効果を相殺してしまう。特許文献４の構造では、ハウジングが、レーザ駆動回路の装着位置から斜め下方向に突き出た斜め板を有し、ハウジングが水平方向へ移動する際に斜め板により引き起こされる風の流れを用いてレーザ駆動回路を冷却するが、十分な放熱効果が得られず、特にもっとも重要な長時間の情報の書き込み中の空冷効果を発揮できない。

特開平１０−２３３０２４号公報 特開２００２−２５２４３号公報 特開２００５−３３９７３７号公報 特開２００４−２７３０４３号公報

本発明の目的は、簡易な構成で放熱効果の高い放熱構造ならびにそれを備える光ピックアップ装置および光記録再生装置を提供することである。

本発明は、発熱部品が搭載される光ピックアップ装置に設けられる放熱構造であって、
発熱部品に熱的に接続されて設けられ、発熱部品から熱を受ける受熱部とは反対側の位置を含む部分に放熱部が設けられ、放熱部には熱を放出する放熱板が設けられる放熱部品を備えることを特徴とする放熱構造である。

また本発明は、前記発熱部品は、半導体レーザ素子またはレーザ駆動ＩＣであることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱板は、平面形状の板状部材であることを特徴とする。
また本発明は、前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための表面処理が施されていることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための艶消しの黒色塗装が施されていることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部が、粗面状に形成されていることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱部の表面積は、受熱部の表面積より大きいことを特徴とする。
また本発明は、前記放熱部品と前記発熱部品とは、熱伝導性を有する接続層を介して間接的に接続されていることを特徴とする。

また本発明は、前記接続層は、流動性を有する材料が注入されて構成されることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱部品には、発熱部品との間に流動性を有する材料を注入するための開口部が少なくとも１箇所以上に形成されていることを特徴とする。

また本発明は、前記放熱部品には、複数の放熱板が間隔をあけて並べて設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記各放熱板の寸法が異なることを特徴とする。
また本発明は、前記放熱部品は、光ピックアップ装置のハウジングに、熱的な接続されていることを特徴とする。

また本発明は、発熱部品と、
前記放熱構造とを備える光ピックアップ装置である。

また本発明は、互いに略平行に配置された複数のシャフトに摺動可能に設けられ、各シャフトに沿って往復移動するとともに、前記各シャフトの軸線に対して略平行に配置される光ディスクに対して情報の再生および記録の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記放熱板は、光ディスクの回転軸線まわりの周方向に沿って延びる平面形状の板状に形成され、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びることを特徴とする。

また本発明は、互いに略平行に配置された複数のシャフトに摺動可能に設けられ、各シャフトに沿って往復移動するとともに、前記各シャフトの軸線に対して略平行に配置される光ディスクに対して情報の再生および記録の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記放熱板は、光ディスクの略半径方向に延びる平面形状の板状に形成され、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びることを特徴とする。

また本発明は、前記光ピックアップ装置を搭載することを特徴とする光記録再生装置である。

本発明によれば、発熱部品に放熱部品が設けられ、発熱部品で発生する熱を放熱部品に移動させ、放熱部品から放出させることができる。放熱部品は、放熱板を有しており、表面積が大きく、高い放熱効果が得られる。しかも放熱板が設けられる放熱部は、発熱部品から熱を受ける受熱部とは反対側を含む部分に配置されており、発熱部からできるだけ離れた位置で放熱することができ、好適である。このように簡易な構成で放熱効果の高い放熱構造を実現することができる。したがって発熱部品を効果的に冷却することができる。

また本発明によれば、半導体レーザ素子またはレーザ駆動ＩＣで発生される熱を放熱し、半導体レーザ素子またはレーザ駆動ＩＣを効果的に冷却することができる。したがって半導体レーザ素子またはレーザ駆動ＩＣを、良好な動作状態を保って安定して動作させることができる。

また本発明によれば、放熱板が平面形状の板状部材であり、簡易な構成で実現することができる。したがって放熱構造を容易に製造することができる。

また本発明によれば、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための表面処理が施されている。これによって放熱部品の熱放射率を高くすることができる。したがって放熱効果を高くすることができる。

また本発明によれば、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための艶消しの黒色塗装が施されている。これによって放熱部品の熱放射率を高くすることができる。したがって放熱効果を高くすることができる。

また本発明によれば、少なくとも放熱部の一部が、粗面状に形成されている。これによって放熱部品の外形寸法を大きくすることなく、放熱部品の表面積を大きくし、放熱効果を高くすることができる。

また本発明によれば、放熱部の表面積が受熱部の表面積より大きく形成されている。これによって受熱部で受ける熱を放熱部から放熱しやすくし、放熱部品自体が高温になって放熱効果が低下してしまうことを防ぐ。したがって高い放熱効果を、長時間にわたって維持することができ、長時間にわたって再生動作または記録動作が実行されても、発熱部品を低温の状態に保つことができる。

また本発明によれば、放熱部品と発熱部品とが接続層を介して間接的に接続されている。このように接続層を用いることによって、発熱部品と放熱部品との接続を容易にすることができる。

また本発明によれば、接続層が流動性を有する材料を用いて構成されており、発熱部品と放熱部品との間に空気層が介在されないようにして、発熱部品と放熱部品とを確実に熱的に接続することができる。

また本発明によれば、接続部品に流動性を有する材料を注入するための開口が形成されており、液状材料を注入して接続層を容易に実現することができる。

また本発明によれば、放熱部品に複数の放熱板が並べて設けられ、放熱部品の表面積を大きくすることができる。したがって放熱効果を高くすることができる。

また本発明によれば、複数設けられる放熱板の寸法が異なっており、全ての放熱板が気流に接触しやすくすることができる。これによって放熱効果を高くすることができる。

また本発明によれば、放熱部品がハウジングに接続されており、放熱部品が発熱部品から受けた熱をハウジングへ移動させることも可能である。このように熱容量、表面積の大きなハウジングに熱を移動させるようにして、放熱効果をさらに高くすることができる。

本発明によれば、放熱構造を備え、発熱部品の熱を高い放熱効果を得て放熱可能な光ピックアップ装置を実現することができる。したがって熱による動作不良を起こすことなく、安定して動作する光ピックアップ装置を実現することができる。

また本発明によれば、放熱板が光ディスクの回転軸線まわりの周方向に沿って延びる平面形状の板状に形成されており、光ディスクの回転によって生じる気流が、放熱板に沿って流れる。これによって放熱板と気流との間の熱交換が促され、放熱板から熱を放出しやくなり、高い放熱効果が得られる。さらに放熱板は、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びるように傾斜しており、光ディスクの回転軸線に略平行な方向の放熱板の寸法を小さく抑えたうえで、放熱板の表面積を大きくすることができる。このようにして小型で放熱効果が高い光ピックアップ装置を実現することができる。

また本発明によれば、放熱板が光ディスクの略半径方向に延びる平面形状の板状に形成されており、光ディスクの回転によって生じる気流を衝突させ、放熱部品の周囲の空気を攪拌することができる。これによって放熱部品と周囲の空気との間の熱交換が促され、放熱部品から熱を放出しやくなり、高い放熱効果が得られる。さらに放熱板は、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びるように傾斜しており、光ディスクの回転軸線に略平行な方向の放熱板の寸法を小さく抑えたうえで、放熱板の表面積を大きくすることができる。このようにして小型で放熱効果が高い光ピックアップ装置を実現することができる。

本発明によれば、放熱構造を備える光ピックアップ装置が搭載される光記録再生装置が実現される。したがって熱による動作不良を起こすことなく、安定して動作する光ピックアップ装置が搭載される好適な光記録再生装置を実現することができる。

図１は、本発明の実施の一形態の放熱構造１０を備える光ピックアップ装置１１を示す断面図である。図２は、光ピックアップ装置１１を示す正面図である。図３は、図２の切断面線Ｓ３−Ｓ３から見た断面図である。図４は、光ピックアップ装置１１が搭載される光記録再生装置１２の一部を示す正面図である。図１には、図２の切断面線Ｓ１−Ｓ１から見た断面を示す。光記録再生装置１２は、光学式情報記録媒体である光ディスク１３に対して、情報の記録および情報の再生のうち少なくともいずれか一方を行う装置である。以下、記録および再生のいずれかを不特定に指す場合、記録再生という。光ディスク１３は、たとえばＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどであるが、これ以外の媒体でもよい。また記録再生する情報は、たとえばオーディオ、文字、映像などを表すデジタル情報であるが、これ以外の情報であってもよい。

光記録再生装置１２は、ターンテーブル１４に装着される光ディスク１３を、回転軸線Ｌ０まわりに回転方向Ａへ回転させながら、光ピックアップ装置１１によって、光ディスク１３の記録面に光を照射して情報を記録再生する構成である。光記録再生装置１２には、ターンテーブル１４に装着される光ディスク１３と略平行に配置される複数、本実施の形態のシャフト１５を備えている。各シャフト１５は、互いに略平行に配置され、光ピックアップ装置１１は、各シャフト１５に摺動可能に設けられて、各シャフト１５に沿って往復移動可能であり、光ディスク１３に対して半径方向内方Ｂ１および外方Ｂ２に変位することができる。

光ピックアップ装置１１は、発光素子である半導体レーザ素子（以下単に「レーザ素子」という）２０を備えており、情報の記録再生に用いられる光の光源として用いられている。レーザ素子２０は、発振時に発熱し、高温になってたとえば１００℃に達する場合もある。このようにレーザ素子２０は、発熱を伴って動作する発熱部品であり、しかも発熱すると性能が劣化する。そこでレーザ素子２０で発生する熱を他所へ放出し、レーザ素子２０を冷却し、レーザ素子２０の温度上昇を防ぐために、本発明の放熱構造１０が設けられる。

放熱構造１０は、レーザ素子２０に熱的に接続されて設けられる放熱部品２２を備えている。放熱部品２２は、レーザ素子２０から熱を受ける受熱部２３と、受熱部２３と反対側を含む部分に設けられる放熱部２４と有する。放熱部２４には、熱を放出する放熱板２５が設けられている。

図５は、光ピックアップ装置１１に設けられる光学系３０を簡略化して示す正面図である。図６は、光学系３０の対物レンズ３１付近を簡略化して示す側面図である。光ピック装置１１は、光学系３０を備えており、この光学系３０に、レーザ素子２０が組込まれている。光学系３０は、レーザ素子２０、光分岐器３２、コリメートレンズ３３、立上げミラー３４、対物レンズ３１および光検出器３５を有している。

レーザ素子２０は、出射光束３７の光軸Ｃが、光ディスク１３と平行に成るように設けられる。レーザ素子２０から出射される光束３７は、コリメートレンズ３３によって平行光に変換され、立上げミラー３４で反射されて光軸Ｃが９０度屈曲され、対物レンズ３１で光ディスク１３の記録面３８に集光されて照射される。光ディスク１３に照射される光束３７の光軸Ｃは、光ディスク１３に対して垂直である。

レーザ素子２０とコリメートレンズ３３との間に、光分岐器３２が設けられている。光ディスク１３に照射された光束３７は、記録面３８で反射され、対物レンズ３１、立上げミラー３４、コリメートレンズ３３を経て、光分岐器３２に導かれ、光分岐器３２で方向が９０度変換され、光検出器３５によって受光される。このような光学系３０により、レーザ素子２０から出射する光を光ディスク１３に照射し、またその反射光を光検出器で受光することができる。

図７は、レーザ素子２０を示す正面図である。図８は、レーザ素子２０を示す平面図である。図９は、レーザ素子２０を示す底面図である。レーザ素子２０は、半導体レーザチップ４０がステム４１にマウントされ、キャップ４２によって封止されて構成されている。レーザ素子２０は、ステム４１に設けられるリード４３を介して半導体レーザチップ４０が通電されることによって発振し、レーザ光を出射する。半導体レーザチップ４０において、発振に伴って熱を発生する。半導体レーザチップ４０と、ステム４１およびキャップ４２とは、非常に低い熱抵抗で接触しており、半導体レーザチップ４０で発生する熱は、ステム４１およびキャップ４２に伝わる。半導体レーザチップ４０の温度上昇は、ステム４１およびキャップ４２の温度上昇に比例して確認される。

図１０は、ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す断面図である。図１１は、ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す平面図である。図１２は、ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す底面図である。ハウジング４５のレーザ素子２０が設けられる部分には、予め定める取付面４７に垂直に延びる孔４６が形成されるとともに、取付面４７にビス４８で取付ばね４９が設けられている。レーザ素子２０は、キャップ４２が孔４６に嵌込むように挿入され、ステム４１がハウジング４５の取付面４７に当接され、取付ばね４９によって固定される。キャップ４２とハウジング４５とは、全周にわたって間隔をあけている。

図１３は、放熱構造１０を示す正面図である。図１４は、図１３の切断面線Ｓ１４−Ｓ１４から見て示す断面図である。

図１５は、放熱構造１０を示す側面図である。放熱構造１０は、少なくとも放熱部品２２を備えている。この放熱部品２２は、レーザ素子２０のステム４１およびキャップ４２のうち少なくとも一方と、受熱部２３で熱的に接続される。受熱部２３は、直接、レーザ素子２０に接していることが好ましいが、間接的に接していてもよい。本実施の形態では、放熱部品２２が、レーザ素子２０に間接的に接続されている。

放熱部品２２は、すのこ状の放熱部品本体４９と、筒状の装着筒体５０とを有する。放熱本体４９は、長方形状の枠体５１と、枠体５１に支持されて枠内に設けられる複数の放熱板２５とを備えている。放熱部品本体４９には、複数、たとえば３つの放熱板２５が設けられている。各放熱板２５は、互いに同様の構成を有し、短冊状の長方形平板であり、互いに平行に配置され、かつ枠体５１の互いに平行な一組の縁辺部５１ａに平行に配置されて、一組の縁辺部５１ａとは垂直な他の組の縁辺部５１ｂ間にわたって設けられる。また各放熱板２５は、各放熱板２５の厚み方向の直線である法線が、枠体５１の各縁辺部５１ａ，５１ｂに沿う仮想平面に対して傾斜するとともに、仮想平面に垂直な方向（以下「枠体５１の厚み方向」という）に対しても傾斜している。また各放熱板２５は、枠体５１に対して、厚み方向一方側には突出せず、厚み方向他方側に突出している。放熱部品本体４９は、厚み方向の通気性を有する構造である。

装着筒体５０は、円筒状に形成される部品である。装着筒体５０は、放熱部品本体４９の厚み方向一方側に配置され、外周部において放熱部品本体４９と連結されている。放熱部品本体４９と装着筒体５０とは、装着筒体５０の軸線Ｌ５０が、枠体５１の一組の縁辺部５１ａと平行になるように配置され、装着筒体５０は、枠体５１の他の組の縁辺部５１ｂのうちの一方の縁辺部に連結されている。放熱部品２２は、このように放熱部品本体４９と装着筒体５０とが一体化された構成である。

図１６は、レーザ素子２０に装着された放熱構造１０を示す正面図である。図１７は、図１６の切断面線Ｓ１７−Ｓ１７から見て示す断面図である。図１８は、レーザ素子２０に装着された放熱構造１０を示す側面図である。放熱部品２２は、レーザ素子２０のキャップ４２が装着筒体５０内に嵌込むように挿入され、キャップ４２の外周面と装着筒体５０の内周面とが対向し、かつ装着筒体５０の軸線方向一方側の端面がステム４１に対向する状態で設けられる。放熱部品本体４９は、装着筒体５０の軸線方向他方側の端面からさらに、ステム４１とは反対側へ突出するように、装着筒体５０の軸線方向へ延びるように設けられている。

放熱部品２２は、レーザ素子２０の半導体レーザチップ４０で発生する熱を、装着筒体５０で受け、装着筒体５０から放熱部品本体４９に伝え、放熱部品本体４９から放熱する構成である。放熱部品２２では、装着筒体５０の内周面部および軸線方向一方側の端面部でレーザ素子２０から熱を受けており、装着筒体５０の内周面部および軸線方向一方側の端面部が、受熱部２３となる。さらに放熱部品本体４９の厚み方向反対側の部分を含み、受熱部２３とは異なる位置が放熱部２４となる。少なくとも放熱部品本体４９が放熱部２４となる。

受熱部２３の面積、つまり放熱部品２２と装着筒体５０との接続部の断面積は、１ｍｍ²であることが好ましい。少なくとも１ｍｍ²以上であれは、レーザ素子２０で単位時間あたりに発生する熱量よりも、レーザ素子２０から放熱部品２２に単位時間あたりに伝熱させる熱量を大きくすることができる。放熱部品２２は、たとえば金属から成り、たとえば熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導性を有する構成である。これによってレーザ素子２０から受ける熱を、好適に放出部２４に移動させ放出することができる。

少なくとも各放熱板２５、本実施の形態では放熱部品２２の材料には、たとえば加工が容易なばね用りん青銅が用いられる。このばね用りん青銅から成る場合、放熱部品２２の熱伝導率は、６７Ｗ／ｍ・Ｋである。またレーザ素子２２のステム４１およびキャップ４２は、たとえば鉄から成り、熱伝導率は、８４Ｗ／ｍ・Ｋである。

装着筒体５０とレーザ素子２０のキャップ４２およびステム４１とを直接接触させて熱を受ける構造する構造であってもよいが、固体同士を接触させる構成では、表面のミクロな凹凸により、全面にわたって完全接触させることが困難であり、空気層が介在してしまうおそれがある。したがって本実施の形態では、装着筒体５０とレーザ素子２０との間の隙間に、流動性を有する材料、たとえば液状材料を注入し、接続層５６を形成し、装着筒体５０とレーザ素子２０との間に空気層が形成されないようにしてもよい。図には、接続層５６の厚みを省略して示す。

この場合、注入する液状材料としは、たとえば樹脂およびグリスなどを用いることができるが、これら液状材料として用いられる材料は、熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導性を有する材料である。空気の熱伝導率が０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、これに対して液状材料を用いることによって、高い熱伝導率を得ることができる。さらに装着筒体５０とレーザ素子２０との間に液状材料を注入する構成とする場合、装着筒体５０の少なくとも一箇所に、装着筒体５０とレーザ素子２０との間の隙間に連なり、その隙間寸法より大きな寸法の注入口５５を形成することが好ましく、これによって作業性を向上することができる。また接続層５６を形成する材料は、装着筒体５０とレーザ素子２０との間に注入するときに流動性を有していればよく、注入後、流動性が保たれてもよいし、固化してもよい。

放熱部品２２は、装着筒部５０が、ハウジング４５の孔４６の内周面とレーザ素子２０との間の隙間に配置される状態で設けられる。放熱部品２２の放熱部品本体４９は、図１に示されるように、レーザ駆動ＩＣ６１を、光ディスク１３側から覆うように、設けられている。レーザ駆動ＩＣ６１は、レーザ素子２２を駆動制御する回路ＩＣであり、このレーザ駆動ＩＣ６１もまた、動作時高温になってたとえば１００℃に達する場合もある発熱部品である。また各放熱板２５は、光ディスク１３の回転軸線Ｌ０まわりの周方向に沿って延びるように配置され、法線が、光ディスク１３の記録面３８と交差する方向に延びるように配置される。各放熱板２５は、光ディスク１３の周方向に沿って延び、光ディスク１３に近づくにつれて半径方向内方に近づくように傾斜して設けられている。

また放熱部品２２は、光ピックアップ装置１１のハウジング４５に熱的に接続され、ハウジング４５に熱を逃がすことができる構成であることが好ましい。たとえば図３に示すように、装着筒部５５の外周面部が、ハウジング４５の孔４６の内周面部に接続される。これによって半導体レーザチップ４０からステム４１およびキャップ４２に移動した熱が、放熱部品２２に移動し、さらにハウジング４５に移動させることが可能である。放熱部品２２とハウジング４５とを接続する場合、装着筒部５５とハウジング４５との間に、装着筒部５５とレーザ素子２０との間の接続層５６と同様に、同様の流動性の材料を注入して接続層５９を形成することが好ましく、本実施の形態では接続層５９が形成される。これによって放熱部品２２からハウジング４５へ熱を移動させやすくすることができる。またこの場合、接続層５６を形成する場合と同様の注入口を、たとえばハウジング４５に形成すれば、作業性が向上される。

本実施の形態によれば、発熱部品であるレーザ素子２０で発生する熱を放熱部品２２に移動させ、放熱部品２２から放出させることができる。放熱部品２２は、複数の放熱板３５を有しており、表面積が大きく、高い放熱効果が得られる。しかも各放熱板２５が設けられる放熱部２４は、レーザ素子２０から熱を受ける受熱部２３とは反対側を含む部分に配置されており、レーザ素子２０からできるだけ離れた位置で放熱することができ、好適である。このように簡易な構成で放熱効果の高い放熱構造を実現することができる。したがってレーザ素子２０を効果的に冷却することができる。

また各放熱板２５が平面形状の板状部材であり、簡易な構成で実現することができる。また放熱部２４の表面積が受熱部２３の表面積より大きく形成されている。これによって受熱部２３で受ける熱を放熱部２４から放熱しやすくし、放熱部品２２自体が高温になって放熱効果が低下してしまうことを防ぐ。したがって高い放熱効果を、長時間にわたって維持することができ、長時間にわたって再生動作または記録動作が実行されても、レーザ素子２０を低温の状態に保つことができる。

また各放熱板２５が光ディスク１３の回転軸線Ｌ０まわりの周方向に沿って延びる平面形状の板状に形成されており、光ディスク１３の回転によって生じる気流が、各放熱板２５に沿って流れる。これによって各放熱板２５と気流との間の熱交換が促され、各放熱板２５から熱を放出しやくなり、高い放熱効果が得られる。さらに各放熱板２５は、平面部の法線が、光ディスク１３の記録面３８と交差する方向に延びるように傾斜しており、光ディスク１３の回転軸線Ｌ０に略平行な方向の各放熱板２５の寸法を小さく抑えたうえで、放熱板２５の表面積を大きくすることができる。このようにして小型で放熱効果が高い構成を実現することができる。

さらに放熱部品本体４９が、すのこ状であり、厚み方向に通気性を有しているので、光ディスク１３の回転によって発生する気流を、各放熱板２５によって案内し、気流がレーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１の周囲を通過するようにすることができる。これによって、レーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１と、空気との間で直接熱交換させる空冷が実現される。特に本実施の形態のように各放熱板２５が傾斜される構成では、気流が放熱板２５に案内されて、放熱部品本体４９を厚み方向に通過しやすくなり、前記空冷効果を高くすることができる。このように放熱構造１０では、放熱部品２２が接続されるレーザ素子２２だけでなく、他の発熱部品であるレーザ駆動ＩＣ６１を、強制空冷することができる。

また光ピックアップ装置１１は、たとえばＤＶＤ−Ｒなどの光ディスク１３にディスク内周部から外周部に向かって記録を追えた後、最内周にあるＲＭＡエリアに移動する。このとき、発熱した光ディスク１３を回転させるためのモータに近づくので、レーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１の温度が高く成りやすい。本実施の形態では、各放熱板２５が前述のように、光ディスク１３の周方向に延び、かつ光ディスク１３に近づくにつれて半径方向内方に向かうように傾斜しているので、光ピックアップ装置１１が、光ディスク１３の外周部から内周部に移動するときに、レーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１を強制空冷し、光ピックアップ装置１１がモータに近づいた状態でも、動作不良を防ぐことができる。

また放熱部品２２は、少なくとも放熱部２４の一部に、たとえば放熱部２４全体に熱放射率を高めるための表面処理が施されていてもよい。たとえば黒色アルマイト処理など、メッキまたは酸化といった表面処理、あるいは艶消しの黒色で塗装が施され、熱放射率が向上される。また黒色アルマイト処理の他に黒色クロムメッキを施してもよい。表面処理をすることにより放射率[ε]が高くなる。たとえばアルミニウムおよび亜鉛など、放射率が０．４程度と比較的低いものに前述の表面処理をした場合、放射率が０．９程度まで引上げられる。これによって放熱部品２２の熱放射率を高くし、放熱効果を高くすることができる。また少なくとも放熱部２４の一部に、たとえば放熱部２４全体が、シボ加工などによって粗面状に形成されていてもよい。これによって放熱部品２２の外形寸法を大きくすることなく、放熱部品２２の表面積を大きくし、放熱効果を高くすることができる。

図１９は、本発明の実施の他の形態の放熱構造１０Ａを示す正面図である。図２０は、図１９の切断面線Ｓ２０−Ｓ２０から見て示す断面図である。図２１は、図１９の切断面線Ｓ２１−Ｓ２１から見て示す断面図である。本実施の形態の放熱構造１０Ａは、図１〜図１８に示す前述の実施の形態の放熱構造１０と類似しており、対応する構成に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態の放熱構造１０Ａでは、放熱部品２２の放熱部品本体４９の構成だけが、図１〜図１８の放熱構造１０の構成と異なり、その他は、同様の構成である。

本実施の形態の放熱部品本体４９は、枠体５１に、一組の縁辺部５１ａの中央部同士を蓮結する桟６４が設けられる。このようして枠体５１の内方が、桟６４によって２つの領域に仕切られる。接続筒体５０に連結される側の領域（以下「一方の領域」という）には、図１〜図１８と同様の放熱板２５が設けられる。各放熱板２５は、枠体５１の他の組の縁辺部５１ｂのうち接続筒体５０寄りの縁辺部と桟６４とにわたって設けられる。接続筒体５０に連結される側とは反対側の領域（以下「他方の領域」という）には、前述の放熱板２５とは、幅寸法の異なる複数、たとえば３つの放熱板７０ａ〜７０ｃが設けられる。

他方の領域の各放熱板７０ａ〜７０ｃは、一方の領域の各放熱板２５と同様に、短冊状の長方形板状であり、一方の領域の各放熱板２５と同様の方向に延びかつ同様に傾斜している。他方の領域の各放熱板７０ａ〜７０ｃは、枠体５１の他の組の縁辺部５１ｂのうち接続筒体５０から遠い側の縁辺部と桟６４とにわたって設けられる。他方の領域の各放熱板７０ａ〜７０ｃの幅寸法は、互いに同一であってもよいが、本実施の形態では互いに異なっており、たとえば光ディスク１３の半径方向外方になるにつれて幅寸法が大きくなっている。幅寸法は、各放熱板７０ａ〜７０ｃの平面部沿う方向であって、接続筒部５０の軸線Ｌ５０と交差する方向の寸法である。このように幅寸法が異なると、枠体５１の厚み方向他方からの突出量が異なる。

各放熱板７０ａ〜７０ｃの幅寸法および形状のいずれか一方を異ならせることによって、全ての放熱板７０ａ〜７０ｃが気流に接触しやすくすることができる。これによって放熱効果を高くすることができる。したがって光ピックアップ装置１１が、光ディスク１３の外周部から内周部に向かって移動するときに、効果的に風を受けることができる。本実施の形態では、幅寸法を異ならせている。このように枠体５１内を複数の領域にわけ、設ける放熱板２５，７０ａ〜７０ｃの構成を異ならせることによって、気流の取込み状態を各領域で異ならせることができる。

図２２は、本発明の実施のさらに他の形態の放熱構造１０Ｂを示す正面図である。図２３は、図２２の切断面線Ｓ２３−Ｓ２３から見て示す断面図である。図２４は、図２２の切断面線Ｓ２４−Ｓ２４から見て示す断面図である。本実施の形態の放熱構造１０Ｂは、図１９〜図２１に示す前述の実施の形態の放熱構造１０Ａと類似しており、対応する構成に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態の放熱構造１０Ｂでは、放熱部品２２の放熱部品本体４９の構成だけが、図１９〜図２１の放熱構造１０Ａの構成と異なり、その他は、同様の構成である。

本実施の形態では、図１９〜図２１の放熱構造１０Ａと同様に、枠体５１に桟６４が設けられ、枠体５１の内方が、２つの領域に仕切られる。一方の領域には、図１９〜図２１の放熱構造１０Ａと同様に、各放熱板２５が設けられる。他方の領域には、一方の領域の各放熱板２５が延びる方向と垂直な方向に延びる複数、たとえば２つの放熱板７１が設けられる。他方の領域の各放熱板７１は、互いに同様の構成であり、一方の領域の各放熱板２５と同様に、短冊状の長方形板状である。他方の領域の各放熱板７１は、枠体５１の一組の縁辺部５１ａ間にわたって設けられる。他方の領域の各放熱板７１は、平面部の法線が、光ディスク１３の記録面３８と交差する方向に延びている。他方の領域の各放熱板７１は、光ディスク１３の略半径方向に延びる平面形状の板状であり、光ディスク１３に近づくにつれて、ディスク回転方向Ａ上流側に向かうように傾斜している。

このような構成では、一方の領域の各放熱板２５では、光ピックアップ装置１１が、光ディスク１３の外周部から内周部に向かって移動するときに、効果的に風を受けて、レーザ素子２２およびレーザ駆動ＩＣ６１が気流さらされやすくすることができる。また他方の領域の各放熱板７１では、光ディスク１３の回転に伴う気流を効果的に風を受けて、レーザ素子２２およびレーザ駆動ＩＣ６１が気流さらされやすくすることができる。このような各放熱板２５，７１の組合によって、レーザ素子２２およびレーザ駆動ＩＣ６１を、効果的に強制空冷することができる。

以上説明したように、本発明の放熱構造１０，１０ａ，１０Ｂは、熱的に接続される発熱部品であるレーザ素子２０の熱を空気中に好適に放射することができるうえ、熱的に接続されていない発熱部品であるレーザ駆動ＩＣ６１を強制空冷することができる。これによって発熱部品の大幅な低温化を実現することができる。またレーザ素子２０から受ける熱は、ハウジング４５への伝熱させ、放熱効果を高くすることができる。

このような放熱構造１０，１０ａ，１０Ｂを備えることによって、次の（１）〜（４）の効果が達成される。（１）レーザ素子２０などの発光素子、レーザ駆動ＩＣ６１などの集積電子部品の発熱による信号検出性能の低下がない。（２）レーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１の発熱によるこれらレーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１自身の寿命の低下を抑制できる。（３）動作状態におけるレーザ素子２０およびレーザ駆動ＩＣ６１の自己発熱を低減することにより、動作電流を低減し、特に、高温状態での自己の温度上昇を低減させることにより、動作電流を低減し、高温動作時の素子寿命の低下を低減する。また動作電流の低減による省エネルギを実現することができる。（４）生産工程においてレーザ素子２０とハウジング４５を固定するのに用いた接着剤が熱によって軟化し、レーザ素子２０の固定位置が変化しても、放熱効果が影響を受けることがなく、光ピックアップ装置１１の性能劣化を防ぐことができる。

前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず本発明の範囲内で構成を限定することができる。たとえば前述の各実施の形態では、放熱部品２２がレーザ素子２２に熱的に接続され、レーザ駆動ＩＣ６１は、強制空冷、たとえば光ピックアップ装置１１が外周部から内周部へスライドするときに空冷する構成としたが、逆に、放熱部品２２がレーザ駆動ＩＣ６１に熱的に接続され、レーザ素子２２は、強制空冷、たとえば光ピックアップ装置１１が外周部から内周部へスライドするときに空冷する構成であってもよい。発熱部品は、レーザ素子２２およびレーザ駆動ＩＣ６１以外の部品であってもよい。また放熱部品２２の構成も変更することができる。材料および寸法などは、前述の構成限定されるものではなく、適宜変更することができる。

本発明の実施の一形態の放熱構造１０を備える光ピックアップ装置１１を示す断面図である。 光ピックアップ装置１１を示す正面図である。 図２の切断面線Ｓ３−Ｓ３から見た断面図である。 光ピックアップ装置１１が搭載される光記録再生装置１２の一部を示す正面図である。 光ピックアップ装置１１に設けられる光学系３０を簡略化して示す正面図である。 光学系３０の対物レンズ３１付近を簡略化して示す側面図である。 レーザ素子２０を示す正面図である。 レーザ素子２０を示す平面図である。 レーザ素子２０を示す底面図である。 ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す断面図である。 ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す平面図である。 ハウジング４５に組付けられたレーザ素子２０を示す底面図である。 放熱構造１０を示す正面図である。 図１３の切断面線Ｓ１４−Ｓ１４から見て示す断面図である。 放熱構造１０を示す側面図である。 レーザ素子２０に装着された放熱構造１０を示す正面図である。 図１６の切断面線Ｓ１７−Ｓ１７から見て示す断面図である。 レーザ素子２０に装着された放熱構造１０を示す側面図である。 本発明の実施の他の形態の放熱構造１０Ａを示す正面図である。 図１９の切断面線Ｓ２０−Ｓ２０から見て示す断面図である。

図１９の切断面線Ｓ２１−Ｓ２１から見て示す断面図である。 本発明の実施のさらに他の形態の放熱構造１０Ｂを示す正面図である。 図２２の切断面線Ｓ２３−Ｓ２３から見て示す断面図である。 図２２の切断面線Ｓ２４−Ｓ２４から見て示す断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ 放熱構造
１１ 光ピックアップ装置
１２ 光記録再生装置
１３ 光ディスク
２０ レーザ素子
２２ 放熱部品
２３ 受熱部
２４ 放熱部
２５，７０ａ〜７０ｃ，７１ 放熱板
４０ 半導体レーザチップ
４１ ステム
４２ キャップ
４９ 発熱部品本体
５０ 接続筒部
５１ 枠体
５５ 注入口
５６，５９ 接続層
６１ レーザ駆動ＩＣ

Claims (17)

1. 発熱部品が搭載される光ピックアップ装置に設けられる放熱構造であって、
   発熱部品に熱的に接続されて設けられ、発熱部品から熱を受ける受熱部とは反対側の位置を含む部分に放熱部が設けられ、放熱部には熱を放出する放熱板が設けられる放熱部品を備えることを特徴とする放熱構造。
2. 前記発熱部品は、半導体レーザ素子またはレーザ駆動ＩＣであることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造。
3. 前記放熱板は、平面形状の板状部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の放熱構造。
4. 前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の放熱構造。
5. 前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部に、熱放射率を高めるための艶消しの黒色塗装が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の放熱構造。
6. 前記放熱部品は、少なくとも放熱部の一部が、粗面状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の放熱構造。
7. 前記放熱部の表面積は、受熱部の表面積より大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の放熱構造。
8. 前記放熱部品と前記発熱部品とは、熱伝導性を有する接続層を介して間接的に接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の放熱構造。
9. 前記接続層は、流動性を有する材料が注入されて構成されることを特徴とする請求項８に記載の放熱構造。
10. 前記放熱部品には、発熱部品との間に流動性を有する材料を注入するための開口部が少なくとも１箇所以上に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の放熱構造。
11. 前記放熱部品には、複数の放熱板が間隔をあけて並べて設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の放熱構造。
12. 前記各放熱板の寸法が異なることを特徴とする請求項１１に記載の放熱構造。
13. 前記放熱部品は、光ピックアップ装置のハウジングに、熱的な接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の放熱構造。
14. 発熱部品と、
    請求項１〜１３のいずれか１つに記載の放熱構造とを備える光ピックアップ装置。
15. 互いに略平行に配置された複数のシャフトに摺動可能に設けられ、各シャフトに沿って往復移動するとともに、前記各シャフトの軸線に対して略平行に配置される光ディスクに対して情報の再生および記録の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
    前記放熱板は、光ディスクの回転軸線まわりの周方向に沿って延びる平面形状の板状に形成され、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びることを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
16. 互いに略平行に配置された複数のシャフトに摺動可能に設けられ、各シャフトに沿って往復移動するとともに、前記各シャフトの軸線に対して略平行に配置される光ディスクに対して情報の再生および記録の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
    前記放熱板は、光ディスクの略半径方向に延びる平面形状の板状に形成され、平面部の法線が、光ディスクの記録面と交差する方向に延びることを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置を搭載することを特徴とする光記録再生装置。

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