JP4112504B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、たとえばデジタルバーサタイルディスク、コンパクトディスクなどの光記録媒体に対する情報の記録および/または再生に使用される光ピックアップ装置に関する。
近年、携帯利便性に優れるノート型パーソナルコンピュータ(略称ノートパソコン)の普及に伴って、ノートパソコンにおいて用いられる光記録媒体に対する情報の記録/再生装置である光情報記録再生装置は、小型軽量化される傾向にある。また、小型軽量化された光情報記録再生装置は、たとえばデジタルバーサタイルディスク(略称DVD)、コンパクトディスク(略称CD)などの複数の光記録媒体に対して記録/再生の可能なものが汎用化されている。このような装置では、複数の光記録媒体のそれぞれに対して情報の記録(書込み)および再生(読出し)を行うための複数のレーザ光源が搭載され、かつレーザ光源を駆動させるレーザドライバが搭載される。
情報技術の進展に伴い、光記録媒体の記録容量が増大するのに伴って、光記録媒体に対する情報の記録/再生に用いられるレーザ光源である半導体レーザの出力が高くなる傾向にあり、また該半導体レーザを駆動させるレーザドライバも高出力化し消費電力が高くなる傾向にある。このような半導体レーザの高出力化およびレーザドライバの消費電力の増大は、光情報記録再生装置において半導体レーザおよびレーザドライバが搭載される光ピックアップ装置における熱の発生を増加させるので、熱環境が非常に厳しいものとなっている。
図7は、従来の光ピックアップ装置1の構成を簡略化して示す平面図である。図7に示す従来の光ピックアップ装置1では、複数(図7の例では2つ)の半導体レーザ2,3(第1および第2半導体レーザ2,3と呼ぶ)を搭載し、第1および第2半導体レーザ2,3の近傍に、第1および第2半導体レーザ2,3を駆動させる集積回路(略称IC)であるレーザドライバ4が、装着される。第1および第2半導体レーザ2,3とレーザドライバ4とは、不図示のフレキシブル基板によって電気的に接続される。
光ピックアップ装置1における発熱源としては、第1および第2半導体レーザ2,3とレーザドライバ4とが、大きな要素である。第1および第2半導体レーザ2,3は、発熱源でありながら熱に対して非常に弱い部品であり、第1および第2半導体レーザ2,3自身が、高温になることによって、異常動作を起こす恐れがある。したがって、第1および第2半導体レーザ2,3およびレーザドライバ4について、特に第1および第2半導体レーザ2,3については、放熱対策を採ることが必要とされる。
図7に示す従来の光ピックアップ装置1では、発熱源である第1および第2半導体レーザ2,3ならびにレーザドライバ4は、熱伝導の良い金属製のハウジング5またはハウジング5に備わる装着板6に接して装着されることによって放熱されているけれども、同一の放熱体であるハウジング5に接しているので、互いに発生する熱がそれぞれに伝わり、加熱されることになる。特に放熱性の悪い第1および第2半導体レーザ2,3は、レーザドライバ4から発生する熱が伝えられることによって、高温になりやすい。このような半導体レーザの昇温は、熱容量が少ない小型のハウジングを有するスリムタイプの光ピックアップ装置において顕著に認められる。
図7に示す従来の光ピックアップ装置1のような構成では、特に第1半導体レーザ2が、光記録媒体7が回転する矢符8方向において、レーザドライバ4よりも、回転方向下流側に配置されるので、レーザドライバ4からハウジング5の装着板6を伝わってくる熱と、レーザドライバ4から空気中へ放たれた熱であって光記録媒体7の回転に伴う空気の流れがもたらす熱との両方によって加熱される。
光ピックアップ装置をディスクドライブ装置に組み込んだ状態では、光記録媒体が回転することによって装置内部に空気の流れが発生し、その流れによって各発熱体が冷却されるけれども、前述のように回転方向上流側に発熱量の多いレーザドライバ4が配置されるような場合には、逆に高温の空気の流れによって回転方向下流側の第1半導体レーザ2が加熱される状態になる。
このような半導体レーザの過熱を防止する従来技術に、半導体レーザをレーザホルダに保持してハウジングに組込み、ハウジングにはレーザドライバが装着される放熱板を設け、半導体レーザを保持するレーザホルダと放熱板との間に熱伝達部材を介在させ、放熱板に半導体レーザを熱接合させるというものがある(特許文献1参照)。
この従来技術では、半導体レーザとレーザドライバとを同一の放熱板に接触させることによって、放熱効果を得ている。しかしながら、高出力の半導体レーザまたは複数の半導体レーザを搭載する光ピックアップ装置において、半導体レーザとレーザドライバとが放熱板を共有すると、放熱板の放熱能力に限界があり、半導体レーザとレーザドライバとが共に高温となり、安定的に動作を継続することが困難になるという問題がある。
特開2002−373440号公報
本発明の目的は、簡単な構成で、レーザドライバの発生する熱が、半導体レーザにもたらされることを抑制し、長時間にわたって安定して動作することのできる光ピックアップ装置を提供することである。
本発明は、複数の半導体レーザと、半導体レーザを駆動させるレーザドライバとを備え、半導体レーザから出射される光を利用して光記録媒体に情報の記録および/または光記録媒体から情報の再生を行う光ピックアップ装置において、
光記録媒体が情報の記録/再生が可能なように装着された状態で、
レーザドライバが、複数の半導体レーザに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置され
かつ、複数の半導体レーザが収容かつ装着される第1ハウジングと、レーザドライバが収容かつ装着される第2ハウジングとを含み、
第1ハウジングと第2ハウジングとが別体に形成されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
また本発明は、第1ハウジングと第2ハウジングとが、熱伝導率の異なる素材によって形成されることを特徴とする。
また本発明は、第1ハウジングと第2ハウジングとが、金属板を介して連結されることを特徴とする。
また本発明は、第1ハウジングと第2ハウジングとが、樹脂部材を介して連結されることを特徴とする。
また本発明は、第2ハウジングが、第1ハウジングに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置されることを特徴とする。
また本発明は、第2ハウジングは、第1ハウジングを摺動可能に支持する案内軸部材に対して摺接するように設けられることを特徴とする。
本発明によれば、レーザドライバが、複数の半導体レーザに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置されるので、レーザドライバから発生する熱が、光記録媒体の回転に伴う空気の流れによって半導体レーザにもたらされることがない。したがって、半導体レーザの過熱が防止されるので、長時間にわたって安定した動作を継続することのできる光ピックアップ装置が実現される。
また、複数の半導体レーザが、第1ハウジングに収容かつ装着され、レーザドライバが、第1ハウジングとは別体に形成される第2ハウジングに収容かつ装着される。これによって、複数の半導体レーザから発生する熱を第1ハウジングから放熱し、レーザドライバから発生する熱を第2ハウジング42から放熱するとともに、第1ハウジングと第2ハウジングとの熱伝導を遮断することができるので、複数の半導体レーザとレーザドライバとは、互いに他を発生源とする熱の影響を受けること無く、またそれぞれから発生する熱を効率良く放熱できる。
また本発明によれば、第1ハウジングと第2ハウジングとが、熱伝導率の異なる素材によって形成されることが好ましい。たとえば、発熱量が多いレーザドライバを収容する第2ハウジングを高い熱伝導率を有する素材で形成し、発熱量がレーザドライバに比べて少ない半導体レーザを収容する第1ハウジングを、前記第2ハウジングの素材に比べて低い熱伝導率の素材で形成することができる。
このようにハウジングを2つに分け、さらに2つのハウジングを異なる素材とすることによって、光ピックアップ装置設計の自由度が増す。すなわち、発熱量が多く高い放熱性を必要とするレーザドライバを収容する第2ハウジングには、コストが高くても高い熱伝導率の素材を用い、通常水準の放熱性でよい半導体レーザを収容する第1ハウジングには低コストの素材を用いることができ、このようにしてコストの高騰を招来することなく所望の放熱性を備え、長時間にわたって安定した動作を継続することのできる光ピックアップ装置が実現される。
また本発明によれば、第1ハウジングと第2ハウジングとが、金属板を介して連結されるので、第2ハウジングから第1ハウジングへの熱の移動が抑制され、半導体レーザの過熱が防止される。
また本発明によれば、発熱量が多いレーザドライバを収容する第2ハウジングと、半導体レーザを収容する第1ハウジングとが、熱伝導率が低い樹脂部材を介して連結されるので、第2ハウジングから第1ハウジングへの熱の移動が抑制され、半導体レーザの過熱が防止される。
また本発明によれば、発熱量の多いレーザドライバを収容する第2ハウジングが、半導体レーザを収容する第1ハウジングに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置されるので、レーザドライバから発生する熱が、光記録媒体の回転に伴う空気の流れによって半導体レーザにもたらされることがない。
また本発明によれば、発熱量の多いレーザドライバを収容する第2ハウジングが、第1ハウジングを摺動可能に支持する案内軸部材に対して摺接するように設けられるので、レーザドライバからの発熱が、第2ハウジングによる放熱に留まらず、案内軸部材を介しても放熱される。このことによって、レーザドライバの放熱効果を向上することができるので、半導体レーザの過熱が一層効果的に防止される。
図1は、本発明の前提となる光ピックアップ装置10の構成を簡略化して示す平面図である。光ピックアップ装置10は、大略、複数(本実施の形態では2つ)の半導体レーザ11,12(以後、第1および第2半導体レーザ11,12と呼ぶ)と、第1および第2半導体レーザ11,12を駆動させるICであるレーザドライバ13と、第1または第2半導体レーザ11,12から出射される光を、光記録媒体14の情報記録面に集光させる光学系15と、光学系15に含まれる対物レンズ16をフォーカシングおよびトラッキングのために駆動させる駆動手段であるアクチュエータ17と、上記各部品を収容するハウジング18と、ハウジング18が摺動可能に支持される第1および第2案内軸部材19,20とを含んで構成される。
この光ピックアップ装置10は、第1または第2半導体レーザ11,12から出射されるレーザ光を用いて、光記録媒体14に情報の記録および/または光記録媒体14から情報の再生を行うことができる。光記録媒体14は、情報の記録/再生時には、不図示のディスクドライブ装置に装着され、ディスクドライブ装置に設けられるスピンドルモータ21によって、図1中の矢符22方向に回転駆動される。
第1半導体レーザ11には、たとえばCDに対する情報の記録/再生に用いられる赤外レーザ光を出射することのできるものが用いられ、第2半導体レーザ12には、たとえばDVDに対する情報の記録/再生に用いられる赤色レーザ光を出射することのできるものが用いられる。なお、本明細書では、第1および第2半導体レーザ11,12と呼ぶけれども、その実態は、受光素子をも一体的に備えるレーザホログラムであり、光記録媒体14で反射された戻り光を受光し、再生信号ならびにトラッキングエラー信号およびフォーカシングエラー信号を検出することのできる構成である。すなわち、光ピックアップ装置10は、CDとDVDとの2種類の光記録媒体について情報の記録/再生を行うことができる。
レーザドライバ13は、集積回路からなり、不図示のフレキシブル基板によって第1および第2半導体レーザ11,12と電気的に接続され、第1および第2半導体レーザ11,12に対して動作制御信号を出力する。
光学系15は、コリメートレンズ23、ビームスプリッタ24、波長板25、立上ミラー26、対物レンズ16などを含み、第1または第2半導体レーザ11,12から出射されるレーザ光を、光記録媒体14の情報記録面にそれぞれ集光させるとともに、その反射光を受光素子に導いて入射させるように設けられる。
アクチュエータ17は、磁性部材、コイル等を備え、電磁気力を利用した駆動手段であり、前述のように対物レンズ16をトラッキングおよびフォーカシングのために駆動させる。
ハウジング18は、たとえば亜鉛ダイカスト、アルミニウムダイカスト、マグネシウムダイカストなどから選ばれる金属製の容器状部材であり、前述の各部品が収容されるとともに装着される。ハウジング18は、ディスクドライブ装置に装着された状態にある光記録媒体14の情報記録面に対向するように配置される装着板27を有する。第1および第2半導体レーザ11,12ならびにレーザドライバ13は、装着板27の光記録媒体14を臨む面上に装着され、レーザドライバ13が、第1および第2半導体レーザ11,12に対して、矢符22で示す光記録媒体14の回転方向の下流側に配置される。
レーザドライバ13の発熱量と第1および第2半導体レーザ11,12の発熱量とを比較すると、レーザドライバ13の方が大きい。このレーザドライバ13を、第1および第2半導体レーザ11,12よりも、光記録媒体14の回転方向の下流側に配置することによって、レーザドライバ13から発生する熱が、光記録媒体14の回転に伴う空気の流れによって第1および第2半導体レーザ11,12にもたらされることがない。したがって、第1および第2半導体レーザ11,12の過熱が防止されるので、長時間にわたって安定した動作を継続することのできる光ピックアップ装置10が実現される。
図2は、本発明の前提となる光ピックアップ装置30の構成を簡略化して示す平面図である。光ピックアップ装置30は、本発明の前提となる光ピックアップ装置10に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
ピックアップ装置30は、ハウジング31に備わり、第1および第2半導体レーザ11,12とレーザドライバ13とが装着される装着板32に、レーザドライバ13と第1半導体レーザ11との間、また第1半導体レーザ11と第2半導体レーザ12との間の装着板32の断面積が、局所的に小さくなるように、第1長孔33と第2長孔34とがそれぞれ形成されることを特徴とする。
第1および第2長孔33,34は、装着板32を貫通して形成される平面形状が長方形の孔である。レーザドライバ13と第1半導体レーザ11との間に第1長孔33が形成されることによって、レーザドライバ13と第1半導体レーザ11との間における装着板32の断面積が局所的に減少する。このことによって、レーザドライバ13で発生し、装着板32を介して第1半導体レーザ11に伝導される熱量が、制限されるので、第1半導体レーザ11の過熱が防止される。
また、第1半導体レーザ11と第2半導体レーザ12との間に第2長孔34が形成されることによって、第1半導体レーザ11と第2半導体レーザ12との間における装着板32の断面積が局所的に減少する。このことによって、第1および第2半導体レーザ11,12のそれぞれにおいて発生する熱が、互いの間で伝導されにくくなるので、第1および第2半導体レーザ11,12の過熱が防止される。さらに、第2長孔34の形成によって、レーザドライバ13で発生する熱が、第2半導体レーザ12に対して伝導されにくくなる効果も奏することができる。
光ピックアップ装置30では、装着板32の局所的な断面積の減少を、長孔33,34によって実現するけれども、これに限定されることなく、たとえば平面形状が円形の孔を複数形成する構成であってもよく、また装着板32に切欠を形成する構成であってもよい。
図3は、本発明の実施の第形態である光ピックアップ装置40の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置40は、本発明の前提となる光ピックアップ装置10に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施の形態の光ピックアップ装置40は、別体として形成される2つの第1および第2ハウジング41,42を備え、第1および第2半導体レーザ11,12が、第1ハウジング41に収容かつ装着され、レーザドライバ13が、第2ハウジング42に収容かつ装着されることを特徴とする。この第1ハウジング41と第2ハウジング42とは、熱伝導率が互いに異なる素材によって形成され、樹脂部材43を介して連結される。
第1および第2半導体レーザ11,12が収容かつ装着される第1ハウジング41と、レーザドライバ13が収容かつ装着される第2ハウジング42とを別体とし、さらに第1ハウジング41と第2ハウジング42とを、低い熱伝導率を有し断熱性に優れる樹脂部材43を介して連結することによって、第1および第2半導体レーザ11,12から発生する熱を第1ハウジング41から放熱し、レーザドライバ13から発生する熱を第2ハウジング42から放熱するとともに、第1ハウジング41と第2ハウジング42との熱伝導を遮断することができるので、第1および第2半導体レーザ11,12とレーザドライバ13とは、互いに他を発生源とする熱の影響を受けること無く、またそれぞれから発生する熱を効率良く放熱できる。
さらに第1ハウジング41と第2ハウジング42とを、熱伝導率が互いに異なる素材で形成することによって、コストの高騰を招来することなく一層効率的な放熱を実現することができる。ハウジングの金属製素材としては、たとえば亜鉛ダイカスト、アルミニウムダイカスト、マグネシウムダイカストなどが挙げられる。これらの素材は、熱伝導率、比重、硬さ等の物性値が異なるとともに、製造上のコストも異なる。熱伝導率が大きい素材は、一般的にアルミニウムダイカストであり、続いて亜鉛ダイカスト、マグネシウムダイカストの順である。比重が小さい素材は、マグネシウムダイカスト、アルミニウムダイカスト、亜鉛ダイカストの順である。また、製造上のコストを鋳造金型の耐久性の観点から比較すると、耐久性の高いものから順に、亜鉛ダイカスト、マグネシウムダイカスト、アルミニウムダイカストである。
ハウジングとして用いる素材は、それぞれの用途、目的によって選定されるけれども、たとえば第1ハウジング41と第2ハウジング42のように別体とすることによって、発熱量が多く高温になるレーザドライバ13を搭載する第2ハウジング42の素材を、高熱伝導率のアルミニウムダイカストとし、形状が複雑な第1および第2半導体レーザ11,12を搭載する第1ハウジング41の材質を、コストメリットを生かした亜鉛ダイカストとするような選択をすることができる。このような選択および設計をすることによって、前述のように、コストの高騰を抑え、かつ効率的な放熱特性を有する光ピックアップ装置40が実現される。
図4は、図3に示す光ピックアップ装置40と情報再生時の光記録媒体14との配置を示す平面図である。図4では、情報を再生(記録であってもよい)するためにディスクドライブ装置に光記録媒体14を装着した状態における光ピックアップ装置40の配置を示す。図4に示すように、レーザドライバ13が収容かつ装着される第2ハウジング42は、第1および第2半導体レーザ11,12が収容かつ装着される第1ハウジング41よりも、光記録媒体14の回転方向(矢符22方向)の下流側に配置されるので、本発明の前提となる光ピックアップ装置10と同様の効果を奏することができる。
なお、光ピックアップ装置40では、第1ハウジング41と第2ハウジング42とが、樹脂部材43によって連結されるけれども、これに限定されることなく、他の部材によって連結される構成であってもよい。たとえば、樹脂部材43に比べて若干断熱性に劣るけれども、熱容量が小さい厚さ0.2mm程度の薄い金属板が、連結部材として用いられてもよい。
図5は、本発明の実施の第形態である光ピックアップ装置50の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置50は、実施の第形態の光ピックアップ装置40に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施の形態の光ピックアップ装置50は、第2ハウジング42が、第1ハウジング41を摺動可能に支持する第2案内軸部材20に対して摺接するように設けられることを特徴とする。
第1および第2半導体レーザ11,12が収容かつ装着される第1ハウジング41は、ディスクドライブ装置に固設される第1および第2案内軸部材19,20に対して摺動可能に支持される。第1および第2案内軸部材19,20は、高い熱伝導率を有するたとえばアルミニウム合金製の棒状部材であり、第1ハウジング41と接して設けられることによって、第1ハウジング41に装着される第1および第2半導体レーザ11,12で発生する熱を、第1ハウジング41から伝熱受領し、空気中へ放散するとともに、ディスクドライブ装置へ伝導して放熱する。
このように、第1および第2案内軸部材19,20は、放熱部材としての機能を有するので、レーザドライバ13が装着される第2ハウジング42を、第1および/または第2案内軸部材19,20に接するように設けることによって、レーザドライバ13で発生する熱を、一層効率的に放熱することができる。
本実施の形態の光ピックアップ装置50では、第2ハウジング42に金属製のばね部材51を装着し、さらにばね部材51の第2ハウジング42が連接される側と反対側に金属製の摺接部材52を装着し、この摺接部材52が第2案内軸部材20に対して接するように構成される。摺接部材52は、ばね部材51の弾性的なばね力によって第2案内軸部材20に押圧されるので、第2案内軸部材20の延びる方向に摺動可能である。
このことによって、第2ハウジング42が、高い熱伝導率を有する金属製のばね部材51および摺接部材52を介して第2案内軸部材20に接することができる。したがって、レーザドライバ13で発生する熱が、第2ハウジング42、ばね部材51および摺接部材52を介して第2案内軸部材20に伝導され、第2案内軸部材20から放熱されるので、効率的な放熱が実現される。
図6は、本発明の前提となる光ピックアップ装置60の構成を簡略化して示す側面図である。光ピックアップ装置60は、本発明の前提となる光ピックアップ装置10に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
ピックアップ装置60は、第1および第2半導体レーザ11,12とレーザドライバ13とが装着される装着板61を有するハウジング62を備え、第1および第2半導体レーザ11,12が、装着板61の光記録媒体14を臨む側の面である一方の面61aに装着され、レーザドライバ13が、装着板61の前記一方の面61aに対する反対側の面である他方の面61bに装着されることを特徴とする。
このようにして、第1および第2半導体レーザ11,12と、レーザドライバ13とは、装着板61によって隔てられるようにしてその両面にそれぞれ配置される。したがって、光記録媒体14の回転に伴って空気の流れ63a,63bが発生するけれども、レーザドライバ13から発生し放散された熱を保有する他方の面61b側の空気の流れ63bは、装着板61に隔てられて、直接第1および第2半導体レーザ11,12に触れることがないので、第1および第2半導体レーザ11,12の過熱が防止される。
また、第1および第2半導体レーザ11,12の光記録媒体14を臨む側は、ハウジング62で覆われることなく開放されるように構成されるので、光記録媒体14の回転によって、光記録媒体14と第1および第2半導体レーザ11,12とによって形成される空間において発生する一方の面61a側の空気の流れ63aが、第1および第2半導体レーザ11,12で発生する熱を放散させるので、良好な放熱性を実現することができる。
本発明の前提となる光ピックアップ装置10の構成を簡略化して示す平面図である。 本発明の前提となる光ピックアップ装置30の構成を簡略化して示す平面図である。 本発明の実施の第形態である光ピックアップ装置40の構成を簡略化して示す平面図である。 図3に示す光ピックアップ装置40と情報再生時の光記録媒体14との配置を示す平面図である。 本発明の実施の第形態である光ピックアップ装置50の構成を簡略化して示す平面図である。 本発明の前提となる光ピックアップ装置60の構成を簡略化して示す側面図である。 従来の光ピックアップ装置1の構成を簡略化して示す平面図である。
符号の説明
10,30,40,50,60 光ピックアップ装置
11,12 半導体レーザ
13 レーザドライバ
14 光記録媒体
15 光学系
17 アクチュエータ
18,31,41,42,62 ハウジング
19,20 案内軸部材
27,32,61 装着板
33,34 長孔
43 樹脂部材
51 ばね部材
52 摺接部材

Claims (6)

  1. 複数の半導体レーザと、半導体レーザを駆動させるレーザドライバとを備え、半導体レーザから出射される光を利用して光記録媒体に情報の記録および/または光記録媒体から情報の再生を行う光ピックアップ装置において、
    光記録媒体が情報の記録/再生が可能なように装着された状態で、
    レーザドライバが、複数の半導体レーザに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置され
    かつ、複数の半導体レーザが収容かつ装着される第1ハウジングと、レーザドライバが収容かつ装着される第2ハウジングとを含み、
    第1ハウジングと第2ハウジングとが別体に形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 第1ハウジングと第2ハウジングとが、
    熱伝導率の異なる素材によって形成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。
  3. 第1ハウジングと第2ハウジングとが、
    金属板を介して連結されることを特徴とする請求項1または2記載の光ピックアップ装置。
  4. 第1ハウジングと第2ハウジングとが、
    樹脂部材を介して連結されることを特徴とする請求項1または2記載の光ピックアップ装置。
  5. 第2ハウジングが、
    第1ハウジングに対して光記録媒体の回転方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置。
  6. 第2ハウジングは、
    第1ハウジングを摺動可能に支持する案内軸部材に対して摺接するように設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置。
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