TW200416717A - Optical pickup apparatus - Google Patents

Description

200416717 五、發明說明（1) t申請案主張於2003年2月26號向韓國智慧財產 出申請之韓國專利申請案第2003- 1 1 957號的優先權，° " 利申請案所揭露之内容係完整結合於本說明書中。“專 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光讀取頭，且特別是有關於一 吴、、且化，以使一物鏡與一光學系統可於一本體中 ，光讀取頭。本發明可有效應用於一驅動裝置，其二^ 2取致動器與作為記錄媒介之一媒介碟片的距離&被維梏 不超過〇· 5mm，其係遠較習知之工作距離lmm為 、 【先前技術】 應用於CD撥放機或DVD撥放機之典型的光 一！=，其具有一光學元件，例如-雷射二極體以及 二士：極體；—移動單元’其具有一物鏡以及藉由調整移 勁早疋之位置以控制物鏡至精確位置的一致動器。

j而 S上述結構之光碟機應用於例如筆記型電腦$ P…攜式裝置時，則需要更為緊密之結構筆己因\電T 二取頭不再區分固定單元或移動單元而整合為模組化，並 付以成為微型光讀取頭。

—圖1與2繪不為習知之一種微型光讀取頭的結構，其係 揭露於專利合作條約（pct)之國際公告號為㈣02/29\92 A2的文件中。 抑一如圖所示，一光讀取頭1 0具有一結構，其中一光讀取 單兀1 2係裝設於一擺臂丨丨的一端部。擺臂丨丨包括一第一樞 軸11a以及一第二樞軸ub。因此，擺臂u沿第一樞軸Ua

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左右轉動以控制光讀取單元12運行，且擺臂丨丨之一端沿第 一樞軸lib上了傾斜，以控制光讀取單元12聚焦。 如圖2所不，光讀取單元12包括一雷射二極體Ι2β ; — 物鏡12b，用以聚焦光線至一碟片〇的一記錄表面；以及一 先二極體12C，用以接收由碟片D反射之光線。因此，由雷 射二極體12a發出之光線經光讀取單元12之一内部光路， 並透過物鏡12b聚焦於碟片D之記錄表面上。由碟片D反射 之光線經由内部光路，而抵達光二極體1 2c。 人 政熱片13係藉由一導熱貼片14與光讀取單元12接 °政熱片1胃3用以散發光讀取頭11運作時，光讀取單元1 2 :產生之熱量。亦即，當雷射二極體12a開始發出光線 牯：同時產生熱量。若熱量無法適時地被散逸，則雷射 :極體1 2a將過熱，而很可能發生故障 係提：由光讀取單元12傳遞至外界空二 括^ ^著间密度化記錄媒介（如光碟片）的發展趨勢，光 =@ Ϊ :要較大之光能量。然而，若無法對較高能量之光 提供較佳之散熱效能，將使得光碟機之整體表現劣 Miff述之習知的光讀取頭中，由於雷射二極體123僅 ^ …、片13政熱，因此熱發散速度較慢，且無法得到較 之散熱效能。亦即，假設雷射二極體1 2a在穩定運作時 =狐，、力為8〇 C，當雷射二極體12a無法完全散熱而過熱 、、“、線之波長將產生變化，且產生功能失常。此外，由 ^雷射極體之疋限電流（threshold current)會隨溫 度之升高而增加，產生之熱量增加，雷射二極體之使用壽

200416717 五、發明說明（3) 命相對縮短。 構。因此我們而要一種可提供高散熱效能之新的散熱結 【發明内容】 ^解決上述與/或其他_，本發明提供一種光讀取 :’二、具有-散熱結構’其中係藉由記錄媒介旋轉時所產 生之氣流發散雷射二極體之熱量。 本發明之其他目的與/或優點，將明確指出或顯而易 見於下面敘述中，或者可藉由實行本發明而學得。 μ在本發明中，一光讀取頭包括一擺臂，其可樞轉地配 设在對應於一碟片的一運行方向上；以及一光讀取單元， ，係由該擺臂支撐，且沿一聚焦方向驅動。其中，光讀取 單兀包括一雷射二極體；一物鏡，用以將雷射二極體發出 之光線聚焦於碟片之一記錄表面；以及一散熱片，用以發 散雷射二極體產生之熱量，其中散熱片係鄰近碟片，以直 接暴露於碟片旋轉時所產生的氣流之中。 本發明係應用於操作距離不大於〇 · 5厘米（_ )的一 ，光讀取頭，因此由心軸帶動一碟片旋轉而產生之氣流可 得到效果。本發明係關於一光讀取結構，其係可有效地將 作為一熱源之雷射二極體所產生之熱量，轉移至具有較大 之體積或表面積的一或多個散熱裝置，以改善冷卻效果。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下。 m 第13頁 13122pif.ptd 200416717 五、發明說明（4) 【實施方式】 如圖3所示，在本發明之較佳實施例的一種光讀取頭 中’ 一擺臂200係可樞轉地設於一基座1上，其中基座1係 承載作為記錄媒介之一碟片D。一光讀取單元丨〇〇係配置於 擺臂200之一端。擺臂200係由一發聲線圈馬達3〇〇驅動， 而沿一運行方向T樞轉，亦即，光讀取單元100在碟片D的 資料軌之間移動的方向。作為彈性構件之一板片彈簀4〇() 係裝設於擺臂200上。板片彈簧4〇〇之一端部4〇〇3係固定於 擺臂200上，且板片彈簀400之另一端部4〇〇b係可在聚隹方 向F變形之一自由端部。因此，光讀取單元1〇〇之聚焦動作 係藉由使板片彈簧400在聚焦方向F變形而達成。

如圖4所示之光讀取單元100包括一筒管（b〇bbir〇 110 ’其係接合於板片彈簧400之自由端部4〇〇b，且多種光 學元件係裝設於筒管110上。這些光學元件包括一雷射二 極體191，用以作為一光源；一偏振分光鏡/稜鏡塊i2〇Z 及一波片（wavelength Plate)/全像片（h〇1〇grain)裝 置140，用以形成一光路；一物鏡丨7〇，用以聚焦光線至碟 片D之一記錄表面；一光二極體192，用以接收碟片〇之記 錄表面所反射之光線，一矽晶圓（Si〇B ) 15〇，用以電性 $接各個το件；以及一散熱片160，甩以提供雷射二極體 1散熱。因此，雷射二極體191發出之光線沿光讀取單元 1〇〇之内部光路，並透過物鏡170聚焦於碟片D之記錄表面 上。由碟片D之記錄表面反射之光線沿内部光路，而抵達 光二極體192。標號180係表示一物鏡架，而標號i3i與132

13122pif.ptd 第14頁 200416717 五、發明說明（5) 係表示間隔件。 在本發明之較佳實施例中，散熱片1 60係位於光讀取 單元100之最頂端的表面，以使碟片D可直接搭載並接近於 散熱片160。如此可直接暴露散熱片16〇於碟片d旋轉時所 產生之氣流中。亦即，雷射二極體丨91所產生之熱量經由 貼附於雷射二極體191之矽晶圓150傳遞至散熱片16〇，並 散逸至外界空氣。當散熱片16〇貼近碟片D配置時，由於碟 片D旋轉時所產生之氣流直接接觸散熱片16〇，使得散熱片 1 6 0可藉由氣流迅速降溫。因此，相較於僅靠輻射方式散 熱之方法’本發明可大幅改善散熱效率。在本實施例中， 政熱片160上配置有多個散熱凸條mi，以增加與氣流之接 在上述之結構中’當碟片D旋轉時，可產生如圖5所示 之氣流W，且氣流W流動時係直接與散熱片丨6 〇接觸。如此 一來，由雷射二極體191傳遞至散熱片16〇之熱量可在與氣 流W接觸時迅速地被散逸。因此，雷射二極體19ι過熱^機 會將大幅減少。 圖6繪示本發明之另一實施例之一光讀取頭的一光讀 取單元。 # 在本發明之此實施例中，一光讀取單元丨〇 〇，之一散熱 片160’上係形成有多個穿孔162，用以取代前述實施例之 散熱凸條161。如圖7所示之穿孔162，其截面可由一入口 162a至一出口 162b逐漸縮減。如此，由於入口 M2a與出口 162b之間的流速變化’使得入口 162a與出口 1621)之間產生

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200416717 五、發明說明（6) 氣壓差。因此，碟片D旋轉所產生之氣流不僅與散熱片 160’之表面接觸，更可受牽引通過穿孔162，以使散熱片 1 6 0 ’之内部與外部可同時被冷卻。 在上述之結構中，當碟片D旋轉時，可產生如圖8所示 之氣流W ’且氣流W係直接與散熱片160’之表面接觸，並行 經穿孔162之内部。因此，由雷射二極體191傳遞至散熱片 160’之熱量可藉由氣流w之接觸，而被迅速散逸，以使雷 射二極體191可有效冷卻。 雖然大部分由雷射二極體所產生的熱量可透過散熱片 160與160’散逸，但部分的熱量係傳遞至筒管丨丨〇。因此， 當筒管110係由高導熱率之金屬（如鋁或鎂）製成時，更 可提高散熱效率。 下文說明對本發明之一實施例進行測試與量測的結 果。圖9係緣示習知之光讀取單元與本發明之光讀取單元 的溫度升高速度與時間變化的關係圖。 ^ 9之曲線A表示習知之光讀取單元在時間經過後之溫 ^升咼速度的變化，而曲線B表示本發明之光讀取單元在 a^r間=二過後之溫度升高速度的變化。亦即曲線Β顯示碟片

貼=散熱片轉動時的溫度變化。由此可知，曲線A與曲線B 之，里度上升速度的差異ΔΤ大約為〇· 3deg/sec。 圖1 〇係繪示本發明之一實施例之溫度降低等級與光碟 =之，欧，度變化的關係圖。在圖中，曲線C、D與E分別 不°己錄日守之熱產生功率、一任意中間值之熱產生功率以 及再生日奔之勒立 ▽ <熱產生功率，其溫度降低度數與線性速度變化

200416717 五、發明說明（7) 的關係。 觀察曲線C可知本發明之一光碟片的線性速度約為 5Jmm/Sec時，溫度不會超過2(rc。因此，溫度可降低至 光碟片未轉動時之溫度的約57 %，而可得到顯著的冷卻效 果。不同之熱產生功率可得到相同之效果。 散熱片藉由與作為熱產生源之雷射二極體與矽晶 接觸接收熱量。由於散熱片或散熱結構可發散傳遞之 …里，因此可避免雷射二極體之特性變異與/或系 常。 、八 承上所述，在本發明之光讀取頭中，由於用以發 、一極體之熱$的散熱片係鄰近於碟片設置，因而 熱片可直接暴露於碟片旋轉所產生之氣流中，散熱效= 達到最大值。因此，可避免雷射二極體過熱之現象二μ 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本^明之ζ 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明^ 2 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 ” § 200416717 圖式簡單說明 圖1繪示為習知之一種光讀取頭的爆炸視圖。 圖2繪示為圖1所示之光讀取頭之一光讀取單元的示意 圖。 圖3繪示為本發明之一實施例之光讀取頭的立體視 圖。 圖4繪示為圖3所示之光讀取頭之一光讀取單元的爆炸 視圖。 圖5繪示為圖3所示之光讀取單元之組合狀態的立體視 圖。 圖6繪示為本發明之另一實施例中，一光讀取頭之一 光讀取單元的爆炸視圖。 圖7繪示為圖6所示之光讀取單元之一散熱片的剖面 圖。 圖8繪示為圖6所示之光讀取單元之組合狀態的立體視 圖。 圖9繪示為習知之光讀取單元與本發明之光讀取單元 的溫度升高速度與時間變化的關係圖。 圖1 0繪示為本發明之一實施例之溫度降低等級與光碟 片之線性速度變化的關係圖。 【圖式標示說明】 1 :基座 I 0 :光讀取頭 II :擺臂 11 a :第一柩抽

13122pif.ptd 第18頁 200416717 圖式簡單說明 lib 12 12a 12b 12c 第 光讀取單元 雷射二極體 物鏡 光二極體 13 :散熱片 14 :導熱貼片 1 0 0 :光讀取單元 1 0 0 ’：光讀取單元 1 10 :筒管 120 :偏振分光鏡/稜鏡塊 1 3 1、1 3 2 :間隔件 140 :波片/全像片裝置 1 5 0 :矽晶圓 160 :散熱片 160’ ：散熱片 1 6 1 :散熱凸條 1 6 2 :穿孔 1 62a :入口 162b:出口 1 7 0 :物鏡 1 8 0 :物鏡架 1 9 1 :雷射二極體 1 9 2 :光二極體

13122pif.ptd 第19頁 200416717 圖式簡單說明 200 擺 臂 300 發 聲線圈馬達 400 板 片彈簧 400 a ’ 、40 0b :板片彈簧之端部 D ： 碟 片 F ： 聚 焦 方向 T : 運 行 方向 W ： 氣 流 曲線A、曲線B :時間經過後之溫度升高速度的變化 △ T :溫度上升速度的差異 曲線C、曲線D、曲線E :溫度降低度數與線性速度變 化的關係

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Claims (1)

1. 200416717 六、申請專利範圍 1· 一種光讀取頭，其具有一擺臂，該擺臂可樞轉地設 於對應一碟片的一運行方向上；以及一光讀取單元，其係 由該擺臂承載’並沿一聚焦方向驅動，其中該光讀取^元 包括： ° 之 一雷射二極體； 一物鏡，用以聚焦該雷射二極體發出之光線至該碟 吕己錄表面，以及 ' 一散熱片，用以發散該雷射二極體產生之熱量， 片 其中該散熱片係鄰近於該碟片’以直接暴露於該碟片 旋轉時所產生的氣流之中。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之光讀取頭，其中該散 熱片上具有多數個散熱凸條。 3·如申請專利範圍第2項所述之光讀取頭，其中該散 熱片具有可供空氣通過之多數個寶孔 ’ •，干^印尔ϋ >只厂丨— 該些牙孔具有一入口以及一出口 面係由該入口至該出口逐漸縮滅。 5.如申請專利範圍第丨項所述之光讀取頭，其中該散 熱片具有可供空氣通數個穿孔。 如申請專利範圍第5夕項數戶斤述之^一取該頭些穿其孔中之每二 >5 — ^ 減 1 q N u祀固罘 該些穿孔具有一入口以及一出 .......从及一出 面係由該入口至該出口逐漸縮 7.如申請專利範圍第1〜6頊 光讀取單元更包括一筒管，裏 Ο 所述之光讀取頭，其中 该雷射二極體、該物鏡以

   200416717 六、申請專利範圍 該散熱片係設置於該筒管上。 im· 13122pif.ptd 第22頁