(57)【要約】【課題】受光素子の温度上昇を抑え、受光素子の位置ずれが起こらないようにする光検出装置、光ピックアップ及び光記録再生装置を提供する。【解決手段】光検出装置１０は、受光素子１１と放熱手段１２を備えた光検出装置１０であって、受光素子１１は、受光面を有する受光部１４と、受光部１４からの出力信号を増幅するアンプ部１５とを含む集積回路素子１６と、受光面を露出させる開口部１７を有し、集積回路素子１６を封止する封止部１８とを備え、放熱手段１２は、受光面を露出させる開口部３０、又は、光ビームを透過する窓を有する受光素子１１を保持固定する固定部を設けたホルダである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子と放熱手段を備えた光検出装置であって、
前記受光素子は、受光面を有する受光部と、前記受光部からの出力信号を増幅するアンプ部とを含む集積回路素子と、前記受光面を露出させる開口部を有し、前記集積回路素子を封止する封止部とを備え、
前記放熱手段は、前記受光面を露出させる開口部、又は、光ビームを透過する窓を有する前記受光素子を保持固定する固定部を設けたホルダであることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記受光素子は、フレキシブルプリント基板に電気的に接続され、
前記放熱手段は、前記フレキシブルプリント基板を固定する基板固定部と放熱部を備え、
前記放熱部の断面形状は、矩形の凹凸形状をなす放熱形状であることを特徴とする請求項１記載の光検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光検出装置を用いたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）あるいはブルーレイディスク（ＢＤ：Blu-ray Disc：登録商標）等の光ディスクに情報の記録又は再生を行う光ピックアップに用いられる光検出装置、この光検出装置を備えた光ピックアップ及びこの光ピックアップを搭載した光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光記録再生装置で用いられる光ピックアップには、光検出装置が備えられている。光検出装置は、光ディスクから反射された光ビームを受光して、サーボ用の信号と光ディスクに記録されたデータを出力するフォトダイオードを有する受光素子を備えている。受光素子の基本機能は、光ビームを受光して、電気信号に変換して出力することである。そのため、受光素子はフォトダイオードと電流電圧変換アンプを内蔵している。
【０００３】
フォトダイオードの受光面に光ビームが照射されると、フォトダイオードには電流が発生する。そして、発生した電流は、電流電圧変換アンプによって電圧に変換されて増幅される。そのとき、電流電圧変換アンプには、熱が発生する。その熱により受光素子の温度が上昇する。特に、倍速、４倍速、１０倍速などの駆動にしたとき、通常の動作より、単位時間に受光する光ビームの量が多くなるので、電流電圧変換アンプによって発生する熱も多くなり、受光素子が発生する熱も多くなる。
【０００４】
そこで、受光素子からの放熱を行う必要がある。そのための方法として、特許文献１に開示される構成がある。その文献では、金属製平板のホルダと、ホルダに取り付けられると共に情報媒体で反射されたレーザ光を受光して電気信号を出力する受光素子とを備え、受光素子は、ベアチップで構成されてホルダに取り付けられると共に、レーザ光を入射させる部分以外の部分が樹脂によって封止されている。接着剤で直接取り付けられている。そして、受光素子によって発せられた熱は、金属製のホルダによって伝導し、放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４３８６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように金属平板のホルダに接着剤で受光素子が取り付けられているが、その場合、受光素子の発熱による温度上昇は、受光素子を熱膨張させる。そのとき、受光素子とホルダと接着剤との熱膨張係数の差により、その接着部分に応力が働き、受光素子との接着部分がずれ、受光素子の位置ずれが起こる可能性がある。それにより、安定した信号が得られなくなる可能性があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができる光検出装置、光ピックアップ及び光記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光検出装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
請求項１に係る本発明は、受光素子と放熱手段を備えた光検出装置であって、受光素子は、受光面を有する受光部と、受光部からの出力信号を増幅するアンプ部とを含む集積回路素子と、受光面を露出させる開口部を有し、集積回路素子を封止する封止部とを備え、放熱手段は、受光面を露出させる開口部、又は、光ビームを透過する窓を有する受光素子を保持固定する固定部を設けたホルダであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光検出装置の構成を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光検出装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光検出装置での放熱の様子を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光検出装置を適用した光ピックアップの光学系の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光検出装置を適用した光ピックアップの光学系の構成を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光検出装置を適用した光ピックアップを搭載した光記録再生装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１と図２は、本発明の実施の形態１に係る光検出装置１０の構成を示す図である。図１（ａ）は光検出装置１０の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は、光検出装置１０の斜視図である。本実施の形態に係る光検出装置１０は、例えば、ＣＤやＤＶＤあるいはＢＤ等の光ディスクに情報の記録又は再生を行う光ピックアップに用いられる。
【００１２】
光検出装置１０は、受光素子１１と放熱手段１２を備えている。受光素子１１は、プリント基板１３と、受光面を有する受光部１４と、受光部１４からの出力信号を増幅するアンプ部１５とを含む集積回路素子（ＩＣチップ）１６と、受光面を露出させる開口部１７を有し、集積回路素子１６を封止する封止部１８とを備えている。受光素子１１は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１９に電気的に接続されている。
【００１３】
プリント基板１３は、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂銅張積層板、耐熱性ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板あるいは、耐熱性紙基材フェノール樹脂銅張積層板等からなり、略矩形板状を呈している。
【００１４】
プリント基板１３の表面には、銅箔からなり、表面が金メッキ処理された電極が形成され、ＩＣチップ１６や図示せぬチップ抵抗、チップコンデンサ等が装着されている。ＩＣチップ１６や図示せぬチップ抵抗、チップコンデンサ等は、プリント基板１３上の図示せぬ配線パターンに導電性接着剤で接着されている。
【００１５】
ＩＣチップ１６は、上記した受光部１４と、アンプ部１５以外に、図示しない電源部と、制御部と、ボンディングパッド部とを備えている。受光部１４は、受光面を有し、例えば、半導体レーザで発光され、光ディスクの情報記録面によって反射された光ビームを受光して電気信号（電流信号）に光電変換する。アンプ部１５は、受光部１４から出力される電流信号を電圧信号に変換した後、所定の増幅度で増幅する。電源部は、所望の電圧又は電流を生成し、各部に供給する。制御部は、外部から供給される制御信号に基づいて、例えば、アンプ部１５の増幅度、信号の演算式等の動作モードを設定する。
【００１６】
フレキシブルプリント基板１９は、柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板である。フレキシブルプリント基板１９は、厚み１２μｍから５０μｍのフィルム状の絶縁体（ベースフィルム）の上に接着層を形成し、さらにその上に厚み１２μｍから５０μｍ程度の導体箔を形成した構造であり、端子部やはんだ付け部以外には絶縁体を被せて保護している。絶縁体としてカバーレイと呼ばれるポリイミド膜もしくはフォトソルダーレジスト膜、導体としては銅が一般的に用いられている。
【００１７】
放熱手段１２は、受光面１４ａを露出させる開口部３０を有する受光素子１１を保持固定するホルダであり、受光素子１１をはめ込むことによって固定する固定部３１と、フレキシブルプリント基板１９をはめ込むことによって固定する基板固定部３２，３３を備えている。ホルダ（放熱手段）１２は、例えば、銅、アルミニウム、またはステンレス等の熱伝導性に優れた金属板を加工して形成するか、高熱伝導ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂によって形成される。また、基板固定部３２，３３の反対側には、それぞれ断面形状を矩形の凹凸形状にしたことによって表面積を大きくした放熱形状である放熱部３４，３５が設けられている。受光素子１１で発生した熱は、受光素子１１の上面のホルダ１２との接触面からホルダ１２に伝導し、その熱がホルダ１２を伝導して放熱部３４，３５に達し、放熱部３４，３５によって放熱される。それによって、受光素子１１の温度上昇を防ぐことができる。
【００１８】
図３は、上記構成を有する光検出装置１０での放熱の様子を示す模式図である。まず、光ビームを受光すると、受光素子１１は発熱する（矢印Ｂ）。次に、受光素子１１からホルダ１２にフレキシブルプリント基板１９を介さずに伝熱する。次に、放熱面積の広い放熱部３４，３５に向かってホルダ１２中を熱が移動する（矢印Ｃ）。次に、十分な放熱面積を持った放熱部３４，３５で光検出装置１０からの熱を放熱する（矢印Ｄ）。
【００１９】
これにより、受光素子１１の温度がそれほど上昇せず、また、固定部３１に受光素子１１が挟まって固定されているので、受光素子１１の熱膨張よる位置のずれが起こりにくい。
【００２０】
このように、本発明の実施の形態１によれば、受光素子の温度上昇により発生する位置のずれを生じにくく安定した光ディスクからの信号の再生を行うことができる光検出装置１０を提供することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態１に係る光検出装置を適用した光ピックアップ１の光学系の構成を示す概略図、図５は、光ピックアップ１の光学系の構成を示す概略斜視図である。
光ピックアップ１は、光ビームを出射する光源として半導体レーザ３を有している。半導体レーザ３は、例えば、ＢＤ規格の光ディスク（光記録媒体）２を記録再生するための波長４０６ｎｍの光ビームを出射する。
【００２２】
半導体レーザ３の光出射側の所定位置には、偏光ビームスプリッタ４、コリメートレンズ５、立ち上げミラー６、１／４波長板７及び対物レンズ８がこの順に並んで配置されている。偏光ビームスプリッタ４は、半導体レーザ３からの光ビームのＰ偏光の直線偏光成分をほぼ１００％反射してコリメートレンズ５に入射する。また、偏光ビームスプリッタ４は、立ち上げミラー６からのＳ偏光の直線偏光成分を９０％以上透過して、後述するセンサレンズ９に入射する。
【００２３】
コリメートレンズ５は、偏光ビームスプリッタ４からの発散光ビームを平行光ビームに変換するとともに、立ち上げミラー６からの平行光ビームを集束光ビームに変換する。また、コリメートレンズ５は、図４に矢印で示すように、光軸方向に移動可能に構成されている。コリメートレンズ５の移動ユニットは、図示しないが、例えば、コリメートレンズ５を保持するホルダ、このホルダに取り付けられたリードナット、このリードナットに噛合するスクリュ、外部から供給されるパルス信号に基づいて駆動され、上記スクリュを回転駆動するステッピングモータなどから構成されている。
【００２４】
立ち上げミラー６は、コリメートレンズ５を透過した後の光ビームを反射して光路を折り曲げて光ディスク２の方向に立ち上げ、１／４波長板７に入射させる。また、立ち上げミラー６は、１／４波長板７からの光ビームを反射して光路を折り曲げてコリメートレンズ５に入射させる。
【００２５】
１／４波長板７は、立ち上げミラー６からの光ビームのＰ偏光の直線偏光成分（以下、「往路光ビーム」という。）を円偏光成分に変換するとともに、対物レンズ８からの円偏光成分を上記往路光ビームの偏光方位と直交する方向の直線偏光成分、すなわち、上記Ｓ偏光の直線偏光成分に変換する。
【００２６】
対物レンズ８は、１／４波長板７からの平行光ビームを光ディスク２の情報記録面に集光するとともに、光ディスク２からの反射光ビームを平行光ビームに変換する。対物レンズ８は、例えば、オレフィン系樹脂（例えば、シクロオレフィン）、アクリル系樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）、メタクリル系樹脂等の合成樹脂を原料として射出成形や押出成形により一体に形成されている。対物レンズ８は、全体形状が略円盤状を呈しており、その下面はレンズ面を形成する球面又は非球面の凸曲面である。対物レンズ８の外周には、円環状のフランジ（外輪部、コバ）８ａが設けられている。
【００２７】
一方、コリメートレンズ５から見て偏光ビームスプリッタ４の光透過側にはセンサレンズ９及び光検出装置１０がこの順に配置されている。センサレンズ９は、光ディスク２で反射された光ビームを所定の光学系倍率で拡大する。また、センサレンズ９は、この光ピックアップ１の組立調整時には、光軸方向に移動可能に構成されている。すなわち、センサレンズ９を光軸方向に移動することにより、光ディスク２で反射された光ビームの光検出装置１０に設けられた受光面上における合焦位置を光学的に調整することができるように構成されている。
【００２８】
光検出装置１０は、実施の形態１で説明したものである。光検出装置１０の受光素子１１には、複数の受光領域が設けられており、半導体レーザ３で発光され、光ディスク２の情報記録面によって反射された光ビームをそれぞれ受光する。受光された各光ビームは各受光領域内でさらに分割された各受光セルそれぞれにおいて独立に光電変換され、電気信号として出力される。
【００２９】
このように、本発明の実施の形態２によれば、光ピックアップ１を構成する光検出装置として、上記した実施の形態１に係る光検出装置１０を用いている。したがって、受光素子の温度上昇を抑えることができ、熱膨張に起因する位置ずれを防ぐことができるので、例えば、ＢＤ規格の光ディスク２を誤動作することなく、高速で記録再生することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る光記録再生装置の構成の一例を示す概略図である。この光記録再生装置は、本発明の実施の形態２に係る光ピックアップ１と、スピンドルモータ４１と、スピンドルモータ駆動回路４２と、コントローラ４３と、送りモータ４４と、送りモータ駆動回路４５と、レーザ駆動回路４６と、レンズ駆動回路４７とから概略構成されている。
【００３１】
スピンドルモータ駆動回路４２は、コントローラ４３の制御の下、スピンドルモータ４１を駆動して光ディスク２を回転させる。コントローラ４３は、光ピックアップ１から供給される受光素子１１での検出信号に基づいて、スピンドルモータ駆動回路４２、送りモータ駆動回路４５、レーザ駆動回路４６及びレンズ駆動回路４７をそれぞれ制御する。
【００３２】
送りモータ駆動回路４５は、コントローラ４３の制御の下、送りモータ４４を駆動して光ピックアップ１を光ディスク２の半径方向に移動させる。レーザ駆動回路４６は、コントローラ４３の制御の下、光ピックアップ１を構成する半導体レーザ３（図１及び図２参照）を駆動するためのレーザ駆動信号を生成し、光ピックアップ１に供給する。レンズ駆動回路４７は、コントローラ４３の制御の下、光ピックアップ１を構成する対物レンズ８のフォーカシング、トラッキング及びラジアルチルトを制御するため及び、コリメートレンズ５の位置を調整するためのレンズ駆動信号を生成し、光ピックアップ１に供給する。
【００３３】
コントローラ４３は、フォーカスサーボ追従回路５１と、トラッキングサーボ追従回路５２と、チルト調整回路５３と、コリメートレンズ調整回路５４と、レーザコントロール回路５５とを有している。フォーカスサーボ追従回路５１は、光ピックアップ１から供給される受光素子１１での検出信号から演算により生成されたフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）に基づいて、回転している光ディスク２の情報記録面に光ピックアップ１から出射された光ビームのフォーカスをかけるためのフォーカスサーボ信号を生成し、レンズ駆動回路４７に供給する。
【００３４】
トラッキングサーボ追従回路５２は、光ピックアップ１から供給される受光素子１１での検出信号から演算により生成されたトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）に基づいて、光ディスク２の偏芯している信号トラックに対して、光ピックアップ１から出射された光ビームのビームスポットを追従させるためのトラッキングサーボ信号を生成し、レンズ駆動回路４７に供給する。チルト調整回路５３は、光ピックアップ１から供給される受光素子１０での検出信号から演算により生成されたＴＥ信号あるいはその他の信号に基づいて、光ピックアップ１を構成する対物レンズ８（図４及び図５参照）をラジアル方向に傾斜させるためのチルト調整信号を生成し、レンズ駆動回路４７に供給する。
【００３５】
コリメートレンズ調整回路５４は、光ピックアップ１から供給される受光素子１１での検出信号から演算により生成されたＦＥ信号又はＴＥ信号に基づいて、光ピックアップ１を構成するコリメートレンズ５を調整するためのコリメートレンズ調整信号を生成し、レンズ駆動回路４７に供給する。レーザコントロール回路５５は、光ピックアップ１から供給される受光素子１１での検出信号から抽出された光ディスク２に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。
【００３６】
コントローラ４３は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、シーケンサ等のハードウェアで構成しも良いし、ＣＰＵ（中央処理装置）が上記フォーカスサーボ追従回路５１、上記トラッキングサーボ追従回路５２、上記チルト調整回路５３、上記コリメートレンズ調整回路５４及び上記レーザコントロール回路５５が行う処理をプログラムに基づいて実行するように構成しても良い。
【００３７】
このように、本発明の実施の形態３によれば、光記録再生装置を構成する光ピックアップとして、実施の形態１に係る光検出装置１を備えた実施の形態２に係る光ピックアップ１を搭載している。したがって、受光素子の温度上昇を抑えることができ、熱膨張に起因する位置ずれを防ぐことができるので、例えば、ＢＤ規格の光ディスク３９を誤動作することなく、高速で記録再生することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、放熱手段１２には、受光面１４ａを露出させる開口部３０を設けているが、それに限らず、開口部３０の代わりに、光ビームを透過する窓を設けるようにしてもよい。それにより、受光素子１１は、窓を透過した光ビームを受光することができる。
【００３９】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１        光ピックアップ
２        光ディスク
３        半導体レーザ
４        偏光ビームスプリッタ
５        コリメートレンズ
６        立ち上げミラー
７        １／４波長板
８        対物レンズ
９        センサレンズ
１０      光検出装置
１１      受光素子
１２      放熱手段（ホルダ）
１３      プリント基板
１４      受光部
１５      アンプ部
１６      集積回路素子（ＩＣチップ）
１７      開口部
１８      封止部
１９      フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
３１      固定部
３２      基板固定部
３３      基板固定部
３４      放熱部
３５      放熱部
【図１】
2010277625.tif 000003
【図２】
2010277625.tif 000004
【図３】
2010277625.tif 000005
【図４】
2010277625.tif 000006
【図５】
2010277625.tif 000007
【図６】
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