(57)【要約】【課題】  たとえレーザードライバー等の発熱源が光学素子の近くに配置されても、光学素子に対する熱影響を抑制することができる光ピックアップユニットを提供すること。【解決手段】  本発明に係る光ピックアップユニット９は、レーザードライバー１７と対向する位置にビームスプリッター１２及びコリメートレンズ１３を有し、レーザードライバー１７とビームスプリッター１２及びコリメートレンズ１３とにより形成されたスペース２４において、レーザードライバー１７側に断熱シート１８が設けられ、ビームスプリッター１２及びコリメートレンズ１３側に熱伝導シート１９が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源と対向する位置に光学素子を有し、前記発熱源と前記光学素子とにより形成された対向空間において前記発熱源側又は前記光学素子側に断熱材が設けられ、前記光学素子側又は前記発熱源側に熱伝導材が設けられていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
発熱源から受熱するベースに形成された凹部に光学素子が内設され、前記凹部の開口縁の少なくとも一端部とこの一端部に対向して位置する他端部との間に熱伝導材が架設されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
光学素子に近接して設けられた発熱源が前記光学素子とは反対側に位置する基板に固定され、前記発熱源による発熱を放熱するための開口部が前記基板に形成され、前記基板に対して前記発熱源とは反対側に伝熱するための熱伝導材が前記開口部に配設されていることを特徴とする光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ等の光学素子とレーザードライバー等の発熱源とを一体的に有する光ピックアップユニット等の光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子と通電等に伴い発熱する発熱源とを有する光学ユニット、例えば一般的な光ピックアップユニットの光学系は、図８に示すように、レーザーダイオード１と、ビームスプリッター２と、コリメートレンズ３と、立上げミラー４と、対物レンズ５と、光検出器６とにより構成されている。レーザーダイオード１から発せられた光線は、ビームスプリッター２により反射され、コリメートレンズ３により平行光束となる。この平行光束は、立上げミラー４により上方へ反射され、対物レンズ５により光ディスクＤ上に光スポットを形成する。光ディスクＤからの反射光は、再度対物レンズ５、立上げミラー４及びコリメートレンズ３を通ってビームスプリッター２を透過し、光検出器６に入射する。光検出器６は入射光を電気信号に変換して図示を略す制御回路に出力し、これにより制御回路は光ディスクＤ上の情報を読み取ることができる。
また、レーザーダイオード１から出射されるレーザーの動作電流は、レーザードライバー７により制御される。このレーザードライバー７による電流制御の応答特性を向上させるため、レーザードライバー７とレーザーダイオード１との距離はできるだけ近接させ、電気経路で生じる電気容量を低減させた方が望ましい。したがって、レーザードライバー７は一般に光ピックアップユニットに内蔵され、レーザーダイオード１の近傍に配置されることが多い。さらに、レーザーダイオード１の近傍には上記のような光学系の各構成要素も配置されるため、レーザードライバー７とビームスプリッター２、コリメートレンズ３等の光学素子が近接して配置されることも多い。
ところで、近年、光記録メディアの多様化にも伴い、メディアに記録（書込み）可能な光ピックアップについては記録速度の高速化が求められている。記録速度を向上させるためには、レーザーダイオード１をより高出力、高速で制御する必要があり、さらに光ピックアップユニットの小型化の要求とも相俟って、レーザードライバー７がレーザーダイオード１により近接して配置される傾向にある。また、高密度な記録を行うため、光ピックアップユニットの光学系は記録媒体（光ディスクＤ）上により小さな記録マークを形成する必要があり、光学系の収差性能も一段と厳しい仕様が要求されつつある。一方、レーザードライバー７の電流制御能力が上がるにつれて、その駆動に伴う発熱量も増加する傾向にある。
したがって、光ピックアップユニットにおいて主要な発熱源であるレーザードライバー７を、ビームスプリッター２やコリメートレンズ３等の光学素子の近傍に配置せざるを得ない場合には、レーザードライバー７の駆動熱により光学素子が膨張・収縮したり、光学素子の構成材料の屈折率が変化したりして収差が発生し、記録マークに肥大やひずみが生じて記録再生性能を低下させることがある。特に記録再生性能に悪影響を与えるのは、光学素子の一部分に偏って熱が加わり、光学素子が一様に熱変化せずに偏りを生じて光学系に非点収差が発生する場合で、この非点収差の程度が大きいときには、再生信号の劣化、サーボ信号の劣化による記録の中断、記録マークの肥大化による記録不能、記録パワーの不足によるレーザーダイオードへの負荷増大等、重大な影響をもたらすことがある。これに対し、従来は図８に示すようにレーザードライバー７と各光学素子との間に断熱シート８を挟む等して熱対策を施していたが、光ピックアップユニットの小型化・高性能化が進むにつれてさらなる対策を施す必要があった（なお、光集積素子単体の放熱に着目したものとしては、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６３７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、たとえレーザードライバー等の発熱源が光学素子の近くに配置されても、光学素子に対する熱影響を抑制することができる光学ユニットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の光学ユニットは、発熱源と対向する位置に光学素子を有し、前記発熱源と前記光学素子とにより形成された対向空間において前記発熱源側又は前記光学素子側に断熱材が設けられ、前記光学素子側又は前記発熱源側に熱伝導材が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の光学ユニットは、発熱源から受熱するベースに形成された凹部に光学素子が内設され、前記凹部の開口縁の少なくとも一端部とこの一端部に対向して位置する他端部との間に熱伝導材が架設されていることを特徴とする。
請求項３記載の光学ユニットは、光学素子に近接して設けられた発熱源が前記光学素子とは反対側に位置する基板に固定され、前記発熱源による発熱を放熱するための開口部が前記基板に形成され、前記基板に対して前記発熱源とは反対側に伝熱するための熱伝導材が前記開口部に配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、レーザードライバー等の発熱源がユニット内部において光学素子の近くに配置されても、適宜配設された熱伝導材により光学素子に伝わる熱や熱放射を分散させることができるので、光学素子に対する熱影響を抑制することが可能で、光学系に収差を生じにくい小型・高性能の光学ユニットを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の第１の実施の形態に係る光学ユニットは、発熱源と対向する位置に光学素子を有し、発熱源と光学素子とにより形成される対向空間において発熱源側又は光学素子側に断熱材が設けられ、光学素子側又は発熱源側に熱伝導材が設けられているものである。
本実施の形態によれば、発熱源からの熱のうち断熱材で断熱されなかったものが熱伝導材で分散されて光学素子に伝わるか、又は、発熱源からの熱が熱伝導材で分散された後に断熱材で断熱されて光学素子に伝わるので、光学素子に伝わる熱は光学素子の一部に集中するのではなく光学素子全体に一様に均されて均一化され、光学素子に熱変化を生じさせないか、あるいは、たとえ熱変化を生じさせるとしても光学素子全体に軽度に生じさせるに留まり、光学素子に対する熱影響を抑制することができる。
本発明の第２の実施の形態に係る光学ユニットは、発熱源から受熱するベースに形成された凹部に光学素子が内設され、凹部の開口縁の少なくとも一端部とこの一端部に対向して位置する他端部との間に熱伝導材が架設されているものである。
本実施の形態によれば、発熱源からの熱がベースを介して光学素子の方に伝わるとしても、それが光学素子の設置箇所近くに設けられた熱伝導材を伝って分散されるので、光学素子に伝わる熱は光学素子の一部に集中するのではなく光学素子全体に一様に均されて均一化され、光学素子に熱変化を生じさせないか、あるいは、たとえ熱変化を生じさせるとしても光学素子全体に軽度に生じさせるに留まり、光学素子に対する熱影響を抑制することができる。特に、開口縁の一端部が他端部よりも発熱源の近くに位置する場合には、光学素子にはその一端部側から集中的に熱が伝わるのではなく一端部側から他端部側に亘って分散した熱が伝わるので、光学素子の一部のみの変形や変質を有効に防止することができる。
本発明の第３の実施の形態に係る光学ユニットは、光学素子に近接して設けられた発熱源が光学素子とは反対側に位置する基板に固定され、発熱源による発熱を放熱するための開口部が基板に形成され、基板に対して発熱源とは反対側に伝熱するための熱伝導材が開口部に配設されているものである。
本実施の形態によれば、発熱源からの熱が基板の開口部に配設された熱伝導材に伝わることにより、発熱源の放熱が光学素子とは反対側にも積極的に分散され、光学素子に伝わる熱が少なくなって光学素子に対する熱影響を抑制することができる。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
図１から図３は、実施例１に係る光ピックアップユニットを示す。この光ピックアップユニット９は、ベース１０と、レーザーダイオード１１と、ビームスプリッター１２と、コリメートレンズ１３と、立上げミラー１４と、対物レンズ１５と、光検出器１６と、レーザードライバー１７と、断熱シート１８と、熱伝導シート１９とを有する。
ベース１０は金属製で、平板状の基部２０と、基部２０の上面側に形成されて上方に開口する（四方を囲まれてなる）溝部２１，２２と、基部２０の上面側で溝部２１，２２と同一直線上に並ぶミラー取付部２３とを備える。ビームスプリッター１２は溝部２１に嵌装され、コリメートレンズ１３は溝部２２に嵌装され、立上げミラー１４はミラー取付部２３に取り付けられている。レーザーダイオード１１から発せられた光線は、ビームスプリッター１２により反射され、コリメートレンズ１３により平行光束となる。この平行光束は、立上げミラー１４により上方へ反射され、対物レンズ１５により光ディスクＤ上に光スポットを形成する。光ディスクＤからの反射光は、再度対物レンズ１５、立上げミラー１４及びコリメートレンズ１３を通ってビームスプリッター１２を透過し、光検出器１６に入射する。光検出器１６は入射光を電気信号に変換して図示を略す制御回路に出力し、これにより制御回路は光ディスクＤ上の情報を読み取ることができる。
レーザードライバー１７は、平面視矩形の扁平状を呈し、レーザーダイオード１１から出射されるレーザーの動作電流を制御する。レーザードライバー１７は、溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）に対向するように溝部２１，２２の上方に設けられ、レーザードライバー１７と各溝部の開口縁とにより区画されて形成される微小なスペース２４には、断熱シート１８及び熱伝導シート１９が積層状態で挿入されている。ここでは、断熱シート１８及び熱伝導シート１９は平面視で同一形状の矩形（レーザードライバー１７を平面視で包含する大きさの矩形）を呈し、断熱シート１８はスペース２４においてレーザードライバー１７側に位置し、熱伝導シート１９はスペース２４において溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）側に位置している。断熱シート１８としては、例えば空気泡を内包した空気断熱材や真空断熱材が用いられ、熱伝導シート１９としては、例えば金属泊やグラファイトシートが用いられる。
【０００８】
本実施例に係る光ピックアップユニットでは、扁平状のパッケージを有するレーザードライバー１７が動作時に周囲に均等に熱を発し、その熱のうち断熱シート１８で遮断されなかったものが熱伝導シート１９に伝わる。すると、レーザードライバー１７からの熱は熱伝導シート１９で面状に分散した上で溝部２１，２２に配設されたビームスプリッター１２やコリメートレンズ１３に伝わるので、これらの光学素子に伝わる熱は各光学素子の一部に集中するのではなく光学素子全体に一様に均されて均一化される。
ここでは、特に、溝部２１の開口縁の一端部２１ｂが他端部２１ａよりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその一端部２１ｂと他端部２１ａとの間に架設されており（図２参照）、ビームスプリッター１２には一端部２１ｂ側から集中的に熱が伝わるのではなく、一端部２１ｂ側から他端部２１ａ側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。同様に、溝部２２の開口縁の一端部２２ａが他端部２２ｂよりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその一端部２２ａと他端部２２ｂとの間にも架設されており、コリメートレンズ１３には一端部２２ａ側から集中的に熱が伝わるのではなく、一端部２２ａ側から他端部２２ｂ側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。
よって、熱伝導シート１９から各光学素子（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）に放射される遠赤外線量が均一化され、各光学素子の表裏方向（光軸方向）の熱分布（偏熱）が一様に均されるので、各光学素子に対する熱影響を抑制して熱収差を低減させることができる。
なお、本実施例では、レーザードライバー１７と溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）とが対向しているが、この「対向」とは必ずしも両者が正面同士で向き合い（前者の下面と後者の上面とが向き合い）正対する状態にあることを意味するものではなく、両者が伝熱が生じる範囲で正対状態から多少ずれていても、いずれか一方の正面の延長面が他方の正面と正対していれば「対向」に含まれる。
【実施例２】
【０００９】
図４は、実施例２に係る光ピックアップユニットを示す。この光ピックアップユニット２５は、レーザードライバー及び断熱シートが各溝部（各光学素子）に対して左右方向にずれた位置にある点で光ピックアップユニット９と異なるが、他の点については同様であるので実施例１におけると同一の符号を付して説明を省略する。
光ピックアップユニット２５では、レーザードライバー１７及び断熱シート１８は、溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）の真上ではなく、図４において左方向にずれた位置にある。断熱シート１８はレーザードライバー１７と左右方向に略同一の寸法を有し、レーザードライバー１７はベース１０の上部に断熱シート１８を介して接している。ベース１０は、レーザードライバー１７の駆動時には、レーザードライバー１７からの熱で断熱シート１８で遮断されなかったものを受熱する。
【００１０】
本実施例では、溝部２１の開口縁の左端部２１ｃが右端部２１ｄよりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその左端部２１ｃと右端部２１ｄとの間に架設されており、ビームスプリッター１２には左端部２１ｃ側から集中的に熱が伝わるのではなく、左端部２１ｃ側から右端部２１ｄ側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。同様に、溝部２２の開口縁の左端部が右端部よりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその左端部と右端部との間にも架設されており、コリメートレンズ１３には左端部側から集中的に熱が伝わるのではなく、左端部側から右端部側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。
よって、熱伝導シート１９から各光学素子に放射される遠赤外線量が均一化され、各光学素子の左右方向の熱分布が一様に均されるので、各光学素子に対する熱影響を抑制して熱収差を低減させることができる。
なお、熱伝導シート１９がこのように左右方向に延在して各溝部の開口縁の左端部と右端部との間に架設されていることは、実施例１においても同様であるが、本実施例ではレーザードライバー１７がその右端部よりも左端部側に大きく寄って位置しているので、熱伝導シート１９が偏熱の解消に一層寄与している。
【実施例３】
【００１１】
図５は、実施例３に係る光ピックアップユニットを示す。この光ピックアップユニット２６は、溝部２１，２２が横方向に開口している点で光ピックアップユニット２５と異なるが、他の点については実施例２と同様であるので説明を省略する。
光ピックアップユニット２６では、溝部２１，２２は図５において右方に開口し、熱伝導シート１９は各溝部の開口縁の上端部と下端部との間に架設されている。また、熱伝導シート１９は各溝部の開口縁の左端部と右端部との間（溝部２１についていえば、図５の紙面手前側の開口縁端部（左端部）と紙面奥側の開口縁端部（右端部）との間）にも架設されているが、必ずしもこのように構成されていなくてもよい。
【００１２】
本実施例では、溝部２１の開口縁の上端部２１ｅが下端部２１ｆよりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその上端部２１ｅと下端部２１ｆとの間に架設されており、ビームスプリッター１２には上端部２１ｅ側から集中的に熱が伝わるのではなく、上端部２１ｅ側から下端部２１ｆ側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。同様に、溝部２２の開口縁の上端部が下端部よりもレーザードライバー１７の近くに位置するが、熱伝導シート１９はその上端部と下端部との間にも架設されており、コリメートレンズ１３には上端部側から集中的に熱が伝わるのではなく、上端部側から下端部側に亘って分散した熱が伝わるようになっている。
よって、熱伝導シート１９から各光学素子に放射される遠赤外線量が均一化され、各光学素子の上下方向の熱分布が一様に均されるので、各光学素子に対する熱影響を抑制して熱収差を低減させることができる。
【実施例４】
【００１３】
図６は、実施例４に係る光ピックアップユニットを示す。この光ピックアップユニット２７は、レーザードライバー１７が配線基板２８に実装され、この配線基板２８が金属製のカバー２９を介してベース１０に取り付けられている点で、及び、断熱シート１８が熱伝導シート１９ではなくレーザードライバー１７と同一寸法を有する点で光ピックアップユニット９と異なるが、他の点については同様であるので実施例１におけると同一の符号を付して説明を省略する。
配線基板２８はレーザードライバー１７に対して溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）と反対側（上側）に位置し、配線基板２８におけるレーザードライバー１７の搭載箇所には開口部３０が形成されている。配線基板２８は上面がカバー２９に固着され、カバー２９は左端部３１がベース１０に形成されたカバー取付部３２に取り付けられ、これにより各素子がカバー２９及びベース１０に上下から挟持されて保持されている。配線基板２８の開口部３０には、放熱グリス等からなる熱伝導部材３３が、レーザードライバー１７及びカバー２９に接するように配設されている。
【００１４】
本実施例では、レーザードライバー１７からの熱が配線基板２８の開口部３０に配設された熱伝導部材３３に伝わりカバー２９に伝わることにより、レーザードライバー１７の放熱が溝部２１，２２（ビームスプリッター１２、コリメートレンズ１３）とは反対側にも積極的に分散され、光学素子に伝わる熱が少なくなって光学素子に対する熱影響を抑制することができる。特に、開口部３０に対する熱伝導部材３３の大きさや配置を変化させることにより、レーザードライバー１７の背面側（上側）への放熱性能を調整することが可能となる。
あるいは、熱伝導部材は上述したようにカバー２９と別体としなくても、カバー２９の一部を舌状等に成形して図７に示すようにレーザードライバー１７に当接させることにより、上記同様の効果を得ることができる（図７においては、そのカバー２９の当接部に符号３４を付している。）。
【００１５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した形態に限られるものではなく、例えば熱伝導シート１９や熱伝導部材３３には熱伝導率が高ければ金属やグラファイト、放熱グリス以外のものを用いてもよい。
また、断熱シート１８と熱伝導シート１９とをスペース２４に積層状態で挿入するに際して、上記各実施例では断熱シート１８をレーザードライバー１７側に、熱伝導シート１９を光学素子側にそれぞれ配置したが、これらを逆に配置してもかまわない。このとき、レーザードライバー１７からの熱は熱伝導シート１９で分散された後に断熱シート１８で断熱されて光学素子に伝わるので、光学素子に伝わる熱はやはり光学素子の一部に集中するのではなく光学素子全体に一様に均されて均一化される。
さらに、図６及び図７に示したように、熱伝導シート１９を断熱シート１８と同一寸法とせずにそれより大きくしてもよく、溝部の開口の向き（開放方向）も上方や右方でなくてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、光ピックアップユニットのみならず、光学素子及び発熱源を一体的に有する他の光学ユニットにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係る光学ピックアップユニットの光学系を示す説明図
【図２】本発明の実施例１に係る光学ピックアップユニットを示す断面側面図
【図３】図２のIII-III線に沿った位置における断面正面図
【図４】本発明の実施例２に係る光学ピックアップユニットを示す断面正面図
【図５】本発明の実施例３に係る光学ピックアップユニットを示す断面正面図
【図６】本発明の実施例４に係る光学ピックアップユニットを示す断面側面図
【図７】本発明の実施例４に係る光学ピックアップユニットの他の例を示す断面側面図
【図８】従来の光学ピックアップユニットの光学系を示す説明図
【符号の説明】
【００１８】
９  光ピックアップユニット（光学ユニット）
１０  ベース
１２  ビームスプリッター（光学素子）
１３  コリメートレンズ（光学素子）
１７  レーザードライバー（発熱源）
１８  断熱シート（断熱材）
１９  熱伝導シート（熱伝導材）
２１  溝部（凹部）
２１ａ  他端部
２１ｂ  一端部
２１ｃ  左端部（一端部）
２１ｄ  右端部（他端部）
２１ｅ  上端部（一端部）
２１ｆ  下端部（他端部）
２２  溝部（凹部）
２２ａ  一端部
２２ｂ  他端部
２４  スペース（対向空間）
２５  光ピックアップユニット（光学ユニット）
２６  光ピックアップユニット（光学ユニット）
２７  光ピックアップユニット（光学ユニット）
２８  配線基板（基板）
３０  開口部
３３  熱伝導部材（熱伝導材）
３４  当接部（熱伝導材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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