JP2010267323A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】受光素子の熱を効率よく放熱して、熱暴走や劣化を防ぐとともに受光素子の変位やフレキシブルプリント基板と受光素子の剥離のない信頼性の高い光ピックアップを提供する。
【解決手段】受光素子２１と、受光素子２１に接続されるフレキシブルプリント基板２３と、受光素子２１を保持する受光素子ホルダー２２と、受光素子ホルダー２２を保持する光学基台１１とを備え、光学基台１１に保持枠体１１ａを設けるとともに、保持枠体１１ａに受光素子ホルダー２２、受光素子２１、フレキシブルプリント基板２３を順に内挿配置して固定している。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学式情報記録媒体に情報信号を記録もしくは再生するための光ピックアップに関するものである。

光学式情報記録媒体である光ディスクなどにオーディオ信号、文字信号、映像信号などの情報を記録または再生する光学式情報記録再生装置には、光ピックアップが搭載されている。光ピックアップの主な構成は、レーザー光を発する光源とレーザー光の反射光を受光する受光素子である。光源から放射されるレーザー光が、光ディスクなどの情報記録面に照射されることで記録マークが記入されて情報の記録が行われる。また、光ピックアップから情報記録面に照射されたレーザー光の反射光を受光素子で受光することで、情報の再生が行われる。光ピックアップは、レーザー光を出射する半導体レーザー素子とそれを受光するための受光素子が光学基台に搭載されていて、それらを光ディスクの情報記録面に追従させるための駆動ユニットを有している。

近年、情報の高密度化が進むにしたがって記録再生の高速化が要求されている。記録再生の高速化のためには、出力の高い半導体レーザー素子を用いてレーザー光のエネルギー密度を高める必要がある。そのため、高出力の半導体レーザー素子から放射されたエネルギー密度の高いレーザー光を受光する受光素子も、その動作時に高温となり、例えば、現在の光ピックアップに使用されている受光素子では、受光時の温度が約８０℃程度に達する。

また、近年、光学式情報記録再生装置は、薄型ノートパソコンなどに用いられるため、光ピックアップも含めて光学式情報記録再生装置の小型化および高密度化が進んでいる。それにより、光ピックアップは、高いエネルギー密度のレーザー光の影響を強く受け、さらなる高温条件下で動作している。

それゆえ、このような光学式情報記録再生装置では、受光素子で発生する熱を冷却するために、受光素子の周辺は受光素子ホルダーに固定され放熱される構造になっている（例えば特許文献１参照）。これら受光素子と受光素子を保持する受光素子ホルダーと受光素子に接続されるフレキシブルプリント基板などを以下受光部と称するが、この受光部を高精度に安定して保持することは光ピックアップの信頼性を高めるのに非常に重要である。

図４は特許文献１に示されるような従来の光ピックアップの受光部４０の構造を示す断面図である。光学基台４１は情報を記録または再生する際に駆動機構（図示せず）により光ディスクの半径方向に自在に駆動される。受光素子２１はハンダ４５によりフレキシブルプリント基板４３に接続され、フレキシブルプリント基板４３は接着剤４６により、凹部を設けた受光素子ホルダー４２の内側に接着固定されている。さらに受光素子ホルダー４２は光学基台４１の側面に接着剤４７で接着固定されている。

特開２００５−１１５９８５号公報

しかしながら、このような従来の光ピックアップでは、受光素子２１がフレキシブルプリント基板４３を介して受光素子ホルダー４２に固定されている。そのため、受光素子２１からの熱が直接には受光素子ホルダー４２に伝わらないために放熱効率が悪く、受光素子２１が熱暴走を起こし早期に劣化するという課題があった。

さらに、フレキシブルプリント基板４３と受光素子２１がハンダ４５のみで固定されているため、温度変化やフレキシブルプリント基板４３の曲げにより発生する応力で受光素子が変位して剥離するという課題もあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、受光素子からの熱を効率よく放熱して、熱暴走や劣化を防ぐとともに受光素子の変位やフレキシブルプリント基板と受光素子との剥離のない信頼性の高い光ピックアップを提供することを目的とする。

上述したような目的を達成するために、本発明の光ピックアップは、受光素子と、受光素子に接続されるフレキシブルプリント基板と、受光素子を保持する受光素子ホルダーと、受光素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、光学基台に保持枠体を設けるとともに、保持枠体に受光素子ホルダー、受光素子、フレキシブルプリント基板を順に内挿配置して固定している。

このような構成によれば、受光素子が直接受光素子ホルダーに固定されていて受光素子の熱を効率的に放熱することができるので、受光素子の熱暴走や劣化を防ぎ信頼性の高い光ピックアップを実現できる。

さらに、受光素子ホルダーに形成した第１凹部に受光素子を収納して接着固定するとともに、受光素子ホルダーに形成した第２凹部にフレキシブルプリント基板を収納して受光素子とフレキシブルプリント基板とを接合固定し、かつ、フレキシブルプリント基板を受光素子ホルダーに接着固定してもよい。

このような構成によれば、フレキシブルプリント基板と受光素子が受光素子ホルダーによって位置規制されるとともにフレキシブルプリント基板が受光素子だけでなく受光素子ホルダーによっても接着固定されるので、温度変化などによる受光素子の変位や接続部の剥離のおそれがない信頼性の高い光ピックアップを実現できる。

さらに、第１凹部に収納された受光素子と受光素子ホルダーとを熱伝導性弾性部材で接着固定してもよい。このような構成によれば、熱伝導性弾性部材が受光素子と受光素子ホルダーとの隙間をなくし密着度が高まるので、受光素子の熱をより効果的に放熱させることができる。

本発明の光ピックアップによれば、受光素子の熱を効率よく放熱して熱暴走や劣化を防ぐとともに受光素子の変位やフレキシブルプリント基板と受光素子の剥離のおそれがない信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。

本発明の実施の形態における光ピックアップを用いた光学式情報記録再生装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における光ピックアップの受光部を垂直面で切断して示した断面斜視図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 従来の光ピックアップの受光部の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
本発明の実施の形態における光ピックアップについて図１、図２、図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における光ピックアップを用いた光学式情報記録再生装置の全体構成を示す斜視図である。ここで光ピックアップ内部の光学部品は位置関係を分かりやすくするために実線で表示している。

図１において、光学式情報記録再生装置としての光学式ディスクドライブである記録再生装置３０は、トラバースベース３１と、トラバースベース３１上に設置された駆動台３２と、駆動台３２に固定された２本のシャフト３３ａ、３３ｂと、２本のシャフト３３ａ、３３ｂに貫通され軸方向に移動可能に構成された光ピックアップ１０と、トラバースベース３１に設置されたスピンドルモーター３４と、スピンドルモーター３４により回転するモーターシャフト３５とを備えている。モーターシャフト３５の端部はカートリッジ３６に内蔵された光ディスク３７の中心部に連結されていて、スピンドルモーター３４の回転により光ディスク３７が回転する構成となっている。光ディスク３７はカートリッジ３６により保護されているが、カートリッジ３６には開口部３６ａが形成されていて、開口部３６ａでは光ディスク３７が外部に露呈されている。

光ピックアップ１０は、光学基台１１と、光学基台１１に支持された半導体レーザー素子（図示せず）を内包する光学パッケージ１３と、半導体レーザー素子からの出射レーザー光１９ａと光ディスク３７からの反射レーザー光１９ｂとを分離するビームスプリッター１４と、出射レーザー光１９ａを平行光にするコリメーターレンズ１５と、コリメーターレンズ１５を通り立上げミラー１６により上方に折り曲げられたレーザー光を光ディスク３７の情報記録面に焦点を合わせるための対物レンズ１７と、対物レンズ１７を光ディスク３７に対してフォーカス方向またはトラッキング方向に駆動させるアクチュエーター１８と、光ディスク３７で反射され立上げミラー１６、コリメーターレンズ１５を経由してビームスプリッター１４で分離された反射レーザー光１９ｃを検出するよう光学基台１１に実装された受光部２０とを備えている。

駆動台３２に固定された２本のシャフト３３ａ、３３ｂのうちの１つのシャフト３３ａは、光ピックアップ１０のベースとなる光学基台１１を軸方向に案内するものである。また、もう１つのシャフト３３ｂは、支持台のモーター３８により、その軸を中心として回転する構成となっている。シャフト３３ｂには、光学基台１１に係合する送りネジが形成されており、シャフト３３ｂが回転することで、光ピックアップ１０が光ディスク３７の半径方向に移動する。光ディスク３７の回転をスピンドルモーター３４で調整し、光ピックアップ１０を光ディスク３７の半径方向に移動する。その結果、対物レンズ１７を介して出射される出射レーザー光１９ａを、光ディスク３７の情報記録面における所定の位置に照射することができる。出射レーザー光１９ａを、光ディスク３７の情報記録面に照射することで光ディスク３７に記録マークを記入し情報の記録を行う。また、出射レーザー光１９ａを情報記録面に照射し、これから反射した反射レーザー光１９ｃを受光部２０で検出することにより情報の再生を行う。

図２は本発明の実施の形態における光ピックアップ１０の受光部２０を垂直面で切断して示した断面斜視図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。

図２、図３において、受光部２０は、受光素子２１と、受光素子２１に接続されるフレキシブルプリント基板２３と、受光素子２１を保持する受光素子ホルダー２２と、受光素子ホルダー２２を保持する光学基台１１とを備えている。光学基台１１の側面にはコの字形の保持枠体１１ａが形成されている。本実施の形態では保持枠体１１ａを光学基台１１と一体的に形成した構造を示しているが、それぞれを別部品として形成したものをネジや接着剤で接合固定してもよい。保持枠体１１ａの内側には受光素子ホルダー２２が接着剤２８により固定されている。

受光素子ホルダー２２には受光素子２１とほぼ同じ大きさの第１凹部２２ａが形成され、第１凹部２２ａ内に受光素子２１が位置規制されて収納されている。第１凹部２２ａと受光素子２１との間には熱伝導性に優れた熱伝導性弾性部材２７が充填され、受光素子２１と受光素子ホルダー２２の隙間をなくして密着性を高めた状態で固定されている。熱伝導性に優れた熱伝導性弾性部材２７としては、例えばシリコンゴムにカーボンや金属粉末などを多量に含有させたものなどが用いられる。

また、受光素子ホルダー２２の反射レーザー光１９ｃ側から見て手前側には、フレキシブルプリント基板２３とほぼ同じ幅の第２凹部２２ｂが形成され、フレキシブルプリント基板２３が第２凹部２２ｂに位置規制されて収納されている。フレキシブルプリント基板２３と第２凹部２２ｂは熱膨張率が小さい接着剤２６で周囲を固定されている。フレキシブルプリント基板２３は受光素子２１とハンダ２５により接続されている。このように、保持枠体１１ａの内側に、受光素子ホルダー２２、受光素子２１、フレキシブルプリント基板２３が順に隙間なく配置されて固定されている。

反射レーザー光１９ｃは、光学基台１１に設けられた貫通穴１１ｂおよびフレキシブルプリント基板２３に開けられた貫通穴２３ａを通って受光素子２１に達する。

次に、受光部２０の組み立て調整方法について説明する。まず、フレキシブルプリント基板２３に受光素子２１をハンダ２５により接続し合体する。次に受光素子ホルダー２２の第１凹部２２ａに熱伝導性に優れた熱伝導性弾性部材２７を塗布するとともに受光素子ホルダー２２の第２凹部２２ｂに熱膨張率が小さい接着剤２６を塗布する。その後、前述の合体されたフレキシブルプリント基板２３と受光素子２１を第１凹部２２ａ、第２凹部２２ｂに挿入し接着剤２６を硬化させる。これによりフレキシブルプリント基板２３、受光素子２１、受光素子ホルダー２２の３部品が一体的に固定される。

次に、一体的に固定された受光素子ホルダー２２の背面に接着剤２８を塗布し、保持枠体１１ａの内側に貼り合わせ、接着剤２８が硬化する前に受光素子ホルダー２２と光学基台１１との光軸を調整する。この際、受光素子ホルダー２２の両側面に設けたＶ字形の溝２２ｃを光軸調整用の治具（図示せず）で挟んで受光素子ホルダー２２を光軸と直交する方向に微調整することが可能となる。したがって、受光素子ホルダー２２は保持枠体１１ａの面に沿って動くので、従来のように光軸に対して傾きを生じることなく容易に調整ができる。調整が終わり接着剤２８を硬化させることで組み立て調整が完了する。

反射レーザー光１９ｃが、受光素子２１に照射されると受光素子２１には熱が発生する。本発明の実施の形態においては、受光素子２１に発生した熱は、その背面および側面と接する受光素子ホルダー２２にすみやかに伝熱する。このとき、受光素子２１と受光素子ホルダー２２の間には熱伝導性に優れた熱伝導性弾性部材２７を充填して隙間をなくし密着度を高めているのでより伝熱効果を高めることができる。さらに受光素子ホルダー２２に伝熱された熱は光学基台１１を構成する保持枠体１１ａに伝わり外部に放熱される。これにより受光素子２１の温度上昇を効果的に低減し、受光素子２１が熱暴走し早期に劣化することを防ぐことができる。

また、フレキシブルプリント基板２３と受光素子２１とは、第１凹部２２ａ、第２凹部２２ｂによって位置規制されて受光素子ホルダー２２に固定されている。そのため、フレキシブルプリント基板２３の曲げにより発生する応力や温度変化により発生する応力などの影響を受けて、フレキシブルプリント基板２３が受光素子２１から剥離することや、受光素子２１が変位することを防ぐことができる。

以上述べたように、本発明の光ピックアップによれば、受光素子の熱を効率よく放熱して熱暴走や劣化を防ぐとともに、受光素子の変位やフレキシブルプリント基板と受光素子の剥離がない信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。

本発明の光ピックアップは、放熱効率が高く信頼性が高いので、高熱化しやすい大容量の記録媒体からの読み出しや高倍速記録を行う光学式情報記録再生装置などに広く有用である。

１０ 光ピックアップ
１１ 光学基台
１１ａ 保持枠体
１１ｂ，２３ａ 貫通穴
１３ 光学パッケージ
１４ ビームスプリッター
１５ コリメーターレンズ
１６ 立上げミラー
１７ 対物レンズ
１８ アクチュエーター
１９ａ 出射レーザー光
１９ｂ，１９ｃ 反射レーザー光
２０ 受光部
２１ 受光素子
２２ 受光素子ホルダー
２２ａ 第１凹部
２２ｂ 第２凹部
２２ｃ 溝
２３ フレキシブルプリント基板
２５ ハンダ
２６，２８ 接着剤
２７ 熱伝導性弾性部材
３０ 記録再生装置
３１ トラバースベース
３２ 駆動台
３３ａ，３３ｂ シャフト
３４ スピンドルモーター
３５ モーターシャフト
３６ カートリッジ
３６ａ 開口部
３７ 光ディスク
３８ モーター

Claims (3)

1. 受光素子と、前記受光素子に接続されるフレキシブルプリント基板と、前記受光素子を保持する受光素子ホルダーと、前記受光素子ホルダーを保持する光学基台とを備え、前記光学基台に保持枠体を形成するとともに、前記保持枠体に前記受光素子ホルダー、前記受光素子、前記フレキシブルプリント基板を順に内挿配置して固定したことを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記受光素子ホルダーに形成した第１凹部に前記受光素子を収納して接着固定するとともに、前記受光素子ホルダーに形成した第２凹部に前記フレキシブルプリント基板を収納して前記受光素子と前記フレキシブルプリント基板とを接合固定し、かつ、前記フレキシブルプリント基板を前記受光素子ホルダーに接着固定したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記第１凹部に収納された前記受光素子と前記受光素子ホルダーとを熱伝導性弾性部材で接着固定したことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。

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