(57)【要約】 【課題】  装置を大型化することなく、より効率的に半導体レーザ素子の発光により生じる熱を放出および冷却することのできる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  パッケージ１１を支持するハウジング２には、情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体３を臨む側２ａに開口部８ａを有し、光記録媒体３を臨む側２ａと反対側２ｂにまで貫通するように形成される通気孔８が設けられるので、ベルヌーイの定理により圧力が低下する光記録媒体３付近である外部空間９の空気と大気圧との圧力差を減少させるように通気孔８を流過する空気が光ピックアップ装置１を効率的に冷却し、かつ光ピックアップ装置１の熱を放出することができる。【選択図】      図１
2006120245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージを支持するハウジングとを含み、
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
ハウジングが備える通気孔は、複数であ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。
【請求項３】
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記通気孔と交差するようにして形成される横通気孔を備え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。
【請求項４】
光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージをパッケージの外周に沿って間隙が形成されるように支持するハウジングとを含み、
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し前記間隙まで貫通する上通気孔と、
光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有し前記間隙まで貫通する下通気孔とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
上通気孔と下通気孔とは、
少なくともいずれか一方が複数備えられることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔をさらに備えることを特徴とする請求項４または５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
パッケージは、
光源が筒型形状のキャップ部内に収容されるキャン型レーザダイオードパッケージであり、
該キャップ部には、光源を収納する内部空間と前記間隙とを連通するパッケージ通気孔が形成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
パッケージは、
光源が略直方体形状のフレーム部内に収容されるフレーム型レーザダイオードパッケージであり、
該フレーム部には、光源を収納する内部空間と前記間隙とを連通するパッケージ通気孔が形成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記間隙まで貫通して形成される横通気孔を備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージを支持するハウジングとを含み、
パッケージには、
光源を収納する内部空間と外方の空間とを連通するパッケージ通気孔が形成され、
ハウジングには、
光記録媒体を臨む側に開口部を有してパッケージ通気孔に連なる上通気孔と、
光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有してパッケージ通気孔に連なる下通気孔とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記上通気孔および下通気孔の少なくともいずれか一方と交差するようにして形成される横通気孔を備えることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置を搭載する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置およびそれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報の記録または再生が可能な光記録媒体として、波長７８０ｎｍの光によって情報の記録および再生が行われるＣＤ（Compact Disc）が広く使用されている。また最近では、光記録媒体の記録容量の大容量化にともない、ＣＤよりもさらに多くの情報を記録することができるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が使用されている。ＤＶＤに対する情報の記録および再生は、ＣＤに用いられる波長よりも短い波長６３０〜６９０ｎｍの光によって行われる。
【０００３】
光記録媒体の情報の再生は、光記録媒体に存在する微細なピットにレーザ光を照射し反射させ、その反射光の光量の変化を記録情報として捉える光ピックアップ装置によって行われる。光ピックアップ装置において、レーザ光を出射する光源としては、たとえば半導体レーザ素子などが用いられる。半導体レーザ素子は、たとえば光記録媒体がＤＶＤであるとき、赤外レーザ光よりも大きい出力を必要とし、多くの発熱を伴う赤色レーザ光を出射する。
【０００４】
空気は高温であるときと低温であるときとで密度の違いを生じる。半導体レーザ素子からの発光による発熱によって光ピックアップ装置が高温になると、熱によって光ピックアップ装置内部の空気に不規則な気流を生じる。発熱による不規則な気流によって、光ピックアップ装置内部には高温の空気と低温の空気、すなわち密度の異なる空気が入り混じった状態となり、空気の密度が異なると光の屈折率も異なるので、空気中を通過する半導体レーザからの出射光が不規則に屈折してしまう。レーザ光が屈折することによって、光記録媒体に対してレーザ光を合焦させることが難しくなるので、光記録媒体の再生および記録が不安定となる。
【０００５】
したがって、光ピックアップ装置においては、半導体レーザ素子からの発光による熱を放出することまたは発熱する半導体レーザ素子および光ピックアップ装置を冷却することが求められる。
【０００６】
光ピックアップ装置（特に光ピックアップ装置に含まれる回路基板）を冷却する方法として、回路基板が放熱シートおよび放熱体で囲まれる光ピックアップ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このような光ピックアップ装置では、放熱シートおよび放熱体によって、回路基板から発生する熱を放出することができるとされている。しかしながら、特許文献１に記載の光ピックアップ装置では、放熱シートおよび放熱体をビスで接合するものであるので、製造工程が複雑化してしまう。また、光を出射する発熱源である半導体レーザ素子の冷却（放熱）は、放熱フィンによるものだけである。したがって、半導体レーザ素子の冷却が不充分であるとともに、放熱フィンを用いることにより装置として大型化してしまう。さらに、たとえば鋳造によって放熱フィンを製造する場合、鋳造歩留が低く、切断方式で放熱フィンを製造する場合、生産効率が悪くなるという問題が生じる。
【０００７】
このような問題に対して、装置が大型化せず、簡単な製造方法によって放熱が行える光ピックアップ装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２で提案される光ピックアップ装置では、従来密閉空間である半導体レーザ素子および光学部品とを支持するハウジングに通気孔である貫通孔を設けることによって、発生した熱をこの貫通孔から放出することができるとされている。しかしながら、このような光ピックアップ装置では、半導体レーザ素子からの発光により生じる熱を多少放出することはできるけれども、積極的に半導体レーザ素子および光ピックアップ装置の冷却を行うことはない。
【０００８】
また光記録媒体へ情報の記録を行うときは、光記録媒体の情報を再生するときよりも大きい出力の光が必要となり、さらに発熱量が多くなる。したがって、より積極的に半導体レーザ素子および光ピックアップ装置の熱を放出し、光ピックアップ装置を冷却することが強く求められている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１５４５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、装置を大型化することなく、より効率的に半導体レーザ素子の発光により生じる熱を放出および冷却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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージを支持するハウジングとを含み、
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔を備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１２】
また本発明は、ハウジングが備える通気孔は、複数であることを特徴とする。
また本発明は、ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記通気孔と交差するようにして形成される横通気孔を備えることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージをパッケージの外周に沿って間隙が形成されるように支持するハウジングとを含み、
ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し前記間隙まで貫通する上通気孔と、
光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有し前記間隙まで貫通する下通気孔とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１４】
また本発明は、上通気孔と下通気孔とは、
少なくともいずれか一方が複数備えられることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、パッケージは、
光源が筒型形状のキャップ部内に収容されるキャン型レーザダイオードパッケージであり、
該キャップ部には、光源を収納する内部空間と前記間隙とを連通するパッケージ通気孔が形成されることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、パッケージは、
光源が略直方体形状のフレーム部内に収容されるフレーム型レーザダイオードパッケージであり、
該フレーム部には、光源を収納する内部空間と前記間隙とを連通するパッケージ通気孔が形成されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記間隙まで貫通して形成される横通気孔を備えることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、光記録媒体に光を照射して情報を記録および／または再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源を収納するパッケージと、
情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体を臨んで設けられ、パッケージを支持するハウジングとを含み、
パッケージには、
光源を収納する内部空間と外方の空間とを連通するパッケージ通気孔が形成され、
ハウジングには、
光記録媒体を臨む側に開口部を有してパッケージ通気孔に連なる上通気孔と、
光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有してパッケージ通気孔に連なる下通気孔とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２０】
また本発明は、ハウジングが、
光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、ハウジングが、
光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記上通気孔および下通気孔の少なくともいずれか一方と交差するようにして形成される横通気孔を備えることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置を搭載する電子機器である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光ピックアップ装置において光源を含むパッケージを支持するハウジングは、光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔を備える。ベルヌーイの定理によると、光記録媒体が回転することによって、光記録媒体付近の空気であって光記録媒体の回転に付随して移動する空気の流速は、停滞している空気よりも速くなり、その圧力が低下する。このような流速が速く圧力が低い空気と停滞している空気（大気圧）との圧力差を減少させるように、該通気孔の光記録媒体を臨む側と反対側の開口部から空気が吸気され、通気孔を通って光記録媒体を臨む側の開口部から排気される。ここで、発光により光源から発生した熱は、パッケージを介してハウジングに伝導し、ハウジングに伝導した熱が該通気孔を通る空気によって抜熱されてハウジング外部に放出されるので、光源から発生した熱を効率的に外部に放出することができる。また、空気がハウジングに設けられる通気孔内を通ることによって、伝導した熱を有するハウジングを冷却することができ、冷却されたハウジングによって発熱する光源を含むパッケージを冷却することができるので、発光により光源から発生した熱の放出だけでなく、光源を含むパッケージの冷却をも行うことができる。
【００２４】
また本発明によれば、上記のように光ピックアップ装置の放熱および冷却を行うことのできる通気孔が複数備えられるので、さらに効率よくハウジングおよびパッケージの放熱および冷却を行うことができる。
【００２５】
また本発明によれば、ハウジングは、光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、前記通気孔と交差するようにして形成される横通気孔を備える。したがって通気孔の光記録媒体を臨む側と反対側の開口部から空気が吸引されるだけでなく、横通気孔の開口部からも空気が吸引されるので、さらに冷却および放熱効率を向上させることができる。
【００２６】
また本発明によれば、ハウジングは、光源を含むパッケージをパッケージの外周に沿って間隙が形成されるように支持し、光記録媒体を臨む側に開口部を有し前記間隙まで貫通する上通気孔と、光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有し前記間隙まで貫通する下通気孔とを備える。したがって、前記と同様にして圧力差を減少させるように該上下通気孔および間隙を空気が流過する。流過する空気は、パッケージの外周に沿って形成される間隙を通り、光源により発生しパッケージに伝導した熱を外部に放出できる。このように空気の流過によってパッケージを直接冷却することができるので、より効率的に放熱および冷却を行うことができる。
【００２７】
また本発明によれば、上通気孔と下通気孔とは、少なくともいずれか一方が複数備えられるので、さらに効率的にパッケージの放熱および冷却を行うことができる。
【００２８】
また本発明によれば、ハウジングが、光記録媒体を臨む側に開口部を有し、光記録媒体を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔をさらに備えるので、非常に効率よくハウジングおよびパッケージの放熱および冷却を行うことができる。
【００２９】
また本発明によれば、光源を含むパッケージには、光源を収納する内部空間と前記間隙とを連通するパッケージ通気孔が形成されるので、下通気孔を通って間隙に移動する空気が、パッケージの内部空間すなわち光源の周囲をも流過し、発熱源である光源を直接冷却することができるので、光源の冷却および放熱を非常に効率的に行うことができる。
【００３０】
また本発明によれば、ハウジングは、光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側と反対側の面とも異なる面に開口部を有し、間隙まで貫通して形成される横通気孔を備える。したがって通気孔または下通気孔の光記録媒体を臨む側と反対側の開口部から以外にも、横通気孔の開口部からも空気が吸引され、間隙を流過するので、さらにパッケージの冷却性および放熱性を向上させることができる。
【００３１】
また本発明によれば、ハウジングには光記録媒体を臨む側に開口部を有して貫通する上通気孔と、光記録媒体を臨む側と反対側に開口部を有して貫通する下通気孔とが備えられ、パッケージには光源を収納する内部空間と前記上通気孔および下通気孔とを連通するパッケージ通気孔が形成される。したがって、前記と同様にして圧力差を減少させるように該上下通気孔およびパッケージ通気孔を空気が流過し、該パッケージ通気孔を通ってパッケージの内部空間に存在する発熱源である光源を直接冷却し、光源からの熱を直接放出することができるので、光源およびパッケージをより効率よく冷却および放熱することができる。
【００３２】
また本発明によれば、ハウジングは、間隙まで貫通して形成される横通気孔を備える。したがって下通気孔の光記録媒体を臨む側と反対側の開口部から以外にも、横通気孔の開口部からも空気が吸引され、間隙を流過するので、さらにパッケージの冷却性および放熱性を向上させることができる。
【００３３】
また本発明によれば、ハウジングは、光記録媒体を臨む側の面とは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面とも異なる面に開口部を有し、通気孔、上通気孔および下通気孔のいずれかと交差するようにして形成される横通気孔を備える。したがって通気孔または下通気孔の光記録媒体を臨む側と反対側の開口部から以外にも、横通気孔の開口部からも空気が吸引され、さらにハウジングの冷却性および放熱性を向上させることができる。
【００３４】
また本発明によれば、前記のような冷却性および放熱性に優れる光ピックアップ装置を備えるので、電子機器としてたとえば、光情報記録再生装置に用いられる場合、光記録媒体の情報の再生および記録を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は本発明の実施の１形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は図１の光ピックアップ装置１に備わるパッケージ１１の構成を簡略化して示す断面図である。
【００３６】
光ピックアップ装置１は、光を出射する光源である半導体レーザ素子１２を備えるパッケージ１１と、回折格子４、ビームスプリッタ５およびコリメートレンズ６ならびにパッケージ１１を支持するハウジング２と、対物レンズ７とを含んで構成される。光ピックアップ装置１は、光記録媒体３に情報を記録および／または光記録媒体３から情報を再生することに用いられ、光情報記録再生装置に備わる光ディスクドライブ装置内に設けられる。
【００３７】
図２に示すようなパッケージ１１は、光を出射する光源である半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の後方出射面から出射されるレーザ光をモニタするモニタ用受光素子１３と、基台であるステム１４と、半導体レーザ素子１２およびモニタ用受光素子１３を保護するキャップ１５と、複数（図２においては３つ）のリードピン１６とを含む。このパッケージ１１は、ステム１４のリードピン１６が突出する側と反対側の面を覆うようにしてキャップ１５が設けられ、ステム１４とキャップ１５とによって形成される内部空間に光源である半導体レーザ素子１２とモニタ用受光素子１３とが収容され、各リードピン１６が、ステム１４を通して半導体レーザ素子１２とモニタ用受光素子１３とに接続されるように構成される。このように光源である半導体レーザ素子が筒型形状のキャップ部内に収容されるパッケージを、キャン型レーザダイオードパッケージと呼ぶ。
【００３８】
光を出射する光源である半導体レーザ素子１２は、リードピン１６を介して電力が供給されることによって、たとえば、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を出射する。
【００３９】
モニタ用受光素子１３は、半導体レーザ素子１２が後方、すなわちステム１４が位置する方向に出射されるレーザ光をモニタする。モニタ用受光素子１３による検出出力は、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路に入力され、ＡＰＣ回路が半導体レーザ素子１２のレーザ光出力を制御する。
【００４０】
半導体レーザ素子１２およびモニタ用受光素子１３は、複数のリードピン１６によって、図示しないＦＰＣ（Flexible Print Circuit）基板などの電気配線を介して、外部回路と電気的に接続される。
【００４１】
ステム１４は、熱伝導性に優れる銅、アルミニウムなどの金属によって形成され、直径が約５〜６ｍｍの円盤形状を有する。ステム１４の一方の面には、ステム１４と同様に熱伝導性に優れる銅、アルミニウムなどで形成される金属製のキャップ１５が設けられ、ステム１４のキャップ１５が設けられる側の一方の面には、放熱台１７と受光素子１３とが載置される。放熱台１７には、熱伝導性の高い接着剤によって半導体レーザ素子１２が接合される。
【００４２】
さらに、ステム１４には、厚さ方向に貫通孔が形成される。この貫通孔には、リードピン１６が挿入され、貫通孔とリードピン１６との間はガラス材によって封止される。
【００４３】
キャップ１５には、半導体レーザ素子１２から回折格子４に向けて出射されるレーザ光が通過するための光学窓１８が形成される。
【００４４】
リードピン１６は、本実施形態においては３本である。それぞれのリードピンは、１本がグランド（ＧＮＤ）リードであり、１本が半導体レーザ素子１２に所定の電圧を印加するリードであり、残りの１本がモニタ用受光素子１３によるモニタ電流を取り出すリードである。
【００４５】
図１の光ピックアップ装置１に備えられるハウジング２は、たとえば、アルミニウムダイカスト、亜鉛ダイカスト、マグネシウムダイカストなどの熱伝導性の高い金属製の容器状部材であって、情報の記録／再生が可能なように装着された状態の光記録媒体３を臨んで設けられる。またハウジング２は、回折格子４、ビームスプリッタ５、コリメートレンズ６などの光学部材を収容し装着するとともに、パッケージ１１が装着される基台である。ハウジング２には嵌合孔が形成され、この嵌合孔にパッケージ１１が嵌合されて固定される。
【００４６】
またハウジング２には、パッケージ１１の光学窓１８から出射される光の進行方向に回折格子４およびビームスプリッタ５がその順に設けられ、ビームスプリッタ５による光の反射方向に、光を略平行にするコリメートレンズ６が設けられる。コリメートレンズ６によって平行光とされた光は、対物レンズ７に入射する。
【００４７】
対物レンズ７は、光記録媒体３の信号記録面上にレーザ光を集光する。対物レンズ７は、磁性部材およびコイルを含む不図示のアクチュエータに装着され、集光される光が光記録媒体３のトラックに結像するように、すなわちトラッキングおよびフォーカシングの誤差を修正するように電磁気力を利用して駆動される。
【００４８】
半導体レーザ素子１２から出射された光は、回折格子４を通過してビームスプリッタ５で反射される。ビームスプリッタ５で反射された光は、コリメートレンズ６に入射されて平行光となり、対物レンズ７によって光記録媒体３に集光される。光記録媒体３の信号記録面から反射された光は、再び対物レンズ７およびコリメートレンズ６に入射されてビームスプリッタ５を透過し、不図示のシリンドリカルレンズを通って不図示の受光素子に入射する。この受光素子には、複数の受光セグメントが配置され、光記録媒体３からの反射光をそれぞれの受光セグメントで受光し、受光した光量を電流に変換することによって反射光の検出信号を得ることができる。
【００４９】
従来半導体レーザ素子から光が出射されるとき、特に光記録媒体がＤＶＤであり赤色レーザ光が出射されるとき、半導体レーザ素子は大きな出力を要するとともに多くの発熱を伴う。半導体レーザ素子での発熱は、ステムを通じてパッケージ全体に、またパッケージを通じてハウジング全体に伝導する。特に、従来密閉空間である半導体レーザ素子を含むパッケージの内部空間および光学部品を含むハウジング内部において、半導体レーザ素子の発熱による温度上昇が顕著である。
【００５０】
光ピックアップ装置が用いられる大気中の空気は高温であるときと低温であるときとで密度の違いを生じるので、熱によって光ピックアップ装置内部の空気が昇温されると、光ピックアップ装置内部に密度の異なる空気が入り混じった状態となる。空気の密度が異なると光の屈折率も異なってしまうので、空気中を通過する半導体レーザからの出射光が不規則に屈折してしまう。このようにレーザ光が屈折することによって、光記録媒体に対してレーザ光を合焦させることが難しくなるので、光記録媒体の再生および記録が不安定となる。
【００５１】
このような光ピックアップ装置の温度上昇を緩和するために、本発明の光ピックアップ装置１には、ハウジング２に通気孔８が形成される。通気孔８は、ハウジング２の光記録媒体３を臨む側２ａに開口部８ａを有し、光記録媒体３を臨む側と反対側２ｂにまで貫通するように形成される。このような通気孔８は、ハウジング２の光記録媒体３を臨む側２ａと反対側２ｂに設けられる開口部８ｂから空気を吸引し、ハウジング２の光記録媒体３を臨む側２ａに設けられる開口部８ａから排出することができる。このような排気および吸気が行われる理由は、ベルヌーイの定理によって説明できる。
【００５２】
以下ベルヌーイの定理について説明する。ベルヌーイの定理とは、流体が、粘性および圧縮性のない理想流体であり、かつ流れ場が一様（時間によって流れの様子が変化しない）である場合、任意の１つの流線または渦線の上において下記に示すベルヌーイ方程式が成立するというものである。ただし、ｐは流体の圧力、ρは流体の密度、ｖは流体の速度、ｇは重力加速度、ｈは基準位置からの高さである。
ｐ＋１／２ρｖ２＋ρｇｈ＝（一定）
【００５３】
上記式から、流体が理想流体であって、流れ場が一様である場合、任意の１つの流線または渦線の上において流体の速度ｖが小さくなると流体の圧力ｐが小さくなるということがいえる。なお、空気の場合、粘性については物体表面のごく近くに形成される非常に薄い境界層以外では考慮される必要はなく、圧縮性についてはＭａｃｈ０．６程度までならばほとんど考える必要はない。したがって、空気を理想流体として扱うことができる。
【００５４】
光記録媒体３は、予め定められる位置に装着されるとともに、不図示のスピンドルモータによって回転される。光記録媒体３の回転によって、光記録媒体３付近の空気についても流れが生じ、光記録媒体３が等速で回転している間の時間においては光記録媒体３付近では、光記録媒体３に付随して移動する空気の一様な流れ場が形成される。このような一様な流れ場を有する空気の任意の流れ線上においては、上記ベルヌーイの方程式が成立する。したがって、光記録媒体３付近の空気における任意の流れ線上では、光記録媒体３の回転によって流れが生じ、上記式中の速度ｖが大きくなるので、任意の流れ線上の空気の圧力ｐは流れのない停滞状態での空気の圧力（大気圧）よりも低下する。また光記録媒体３付近の任意の流れ線上において圧力が低下する状態となるので、光記録媒体３付近、特に光記録媒体３とハウジング２との間に形成される外部空間９の全体について、圧力が低くなる。
【００５５】
以上のように、光記録媒体３が回転している状態では、前記外部空間９の空気の圧力は大気圧よりも低くなる。このようにして前記外部空間９の空気と、光記録媒体３から離れた場所における空気とに圧力の差を生じ、空気はこの圧力差を減少させるように高圧部の空気が低圧部に流過する。本発明の光ピックアップ装置１では、比較的高圧部である光記録媒体３を臨む側２ａと反対側２ｂ付近の空気が低圧部である前記外部空間９に向かって流過することができるように通気孔８が備えられる。
【００５６】
ここで、発光に伴って半導体レーザ素子１２から発生した熱は、パッケージ１１を介してハウジング２に伝導しているけれども、本発明の光ピックアップ装置１に備えられる通気孔８によって、ハウジング２に伝導した熱が、通気孔８を通る空気によって抜熱されてハウジング２外部に放出されるので、半導体レーザ素子１２から発生した熱を効率的に外部に放出することができる。
【００５７】
また、空気がハウジング２に設けられる通気孔８内を流過することによって、伝導した熱を有するハウジング２を冷却することができ、ハウジング２を冷却することによって発熱する半導体レーザ素子１２を収納するパッケージ１１を冷却することができる。このことによって、発光により半導体レーザ素子１２から発生した熱の放出が可能になる。
【００５８】
ハウジング２に設けられる通気孔８の直径としては０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい。なお、通気孔８は、その断面形状が丸孔に限定されることなく、たとえば、角孔、長孔などであってもよい。
【００５９】
また、ハウジング２に設けられる通気孔８は、その形成位置が特に限定されることなく、どのような場所に形成されるものであってもよい。ただし、パッケージ１１と通気孔８との距離が短いほど、パッケージ１１の冷却および放熱をより効率的に行うことができる。
【００６０】
ハウジング２は、形成される通気孔８が１つに限定されることなく、複数形成されてもよい。放熱および冷却を行うことのできる通気孔が複数備えられることによって、さらに効率よくハウジングおよびパッケージの放熱および冷却を行うことができる。
【００６１】
光ピックアップ装置１に備わるパッケージ１１はキャン型レーザダイオードパッケージに限定されることなく、たとえば、フレーム型レーザダイオードパッケージを用いることもできる。フレーム型レーザダイオードパッケージは、半導体レーザ素子、モニタ用受光素子および合成樹脂でモールドされた略直方体形状のフレームパッケージを含んで構成される。半導体レーザ素子およびモニタ用受光素子はフレームの平面上に固定され、該フレームの平面と平行方向に光を出射する。このようなフレーム型レーザダイオードパッケージを用いると、パッケージが小型化し、光ピックアップ装置全体としても小型化することができる。
【００６２】
さらに、ハウジング２は、通気孔８と交差するようにして形成される横通気孔を備えることが好ましい。
【００６３】
図３は、本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるハウジング２１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施形態の光ピックアップ装置は、前述の第１実施形態の光ピックアップ装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００６４】
本実施形態のハウジング２１は、複数（本実施形態では４つ）の通気孔８と、ハウジング２１の光記録媒体を臨む側の面２１ａとは異なり、かつ光記録媒体を臨む側の反対側の面２１ｂとも異なる面である第１側面２１ｃおよび第２側面２１ｄに開口部２２ａ、２２ｂを有し、該通気孔８と交差するようにして形成される横通気孔２２を備える。
【００６５】
本実施形態の光ピックアップ装置では、通気孔８の光記録媒体を臨む側２１ａと反対側２１ｂの開口部８ｂから以外にも、第１および第２側面２１ｃ、２１ｄに形成される開口部２２ａ、２２ｂから空気が吸引されるので、さらに光ピックアップ装置の冷却性および放熱性を向上することができる。
【００６６】
なお、このような横通気孔２２は、ハウジング２１の第１側面２１ｃから第２側面２２ｄまで貫通して形成されるのに限定されることなく、少なくともいずれか１つの開口部２２ａ、２２ｂを有するとともに、少なくとも１つの通気孔８に交差するように形成されればよい。また、横通気孔２２についても、設けられる数については限定されることなく、２つ以上の横通気孔が設けられてもよい。
【００６７】
図４は、本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置３１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の光ピックアップ装置３１は、前述の第１実施形態の光ピックアップ装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態の光ピックアップ装置３１において注目すべきは、ハウジング３２とパッケージ１１のキャップ１５との間に、キャップ１５の外周に沿って間隙３３が形成されることである。ハウジング３２には、パッケージ１１を装着するための嵌合孔が形成される。嵌合孔は、円柱状に形成され、その直径がステム１４の直径と等しく、その高さがステム１４の厚さとキャップ１５の光軸方向の高さとの和に等しい。ステム１４の直径が、キャップ１５の光軸に垂直方向の直径よりも大きく形成されるので、パッケージ１１を嵌合孔に挿入してステム１４部で嵌合させたとき、キャップ１５とハウジング３２とによって前記間隙３３が形成される。
【００６９】
また、ハウジング３２には、光記録媒体３を臨む側３２ａに開口部３４ａを有し間隙３３まで貫通する上通気孔３４と、光記録媒体３を臨む側３２ａと反対側３２ｂに開口部３５ａを有し間隙３３まで貫通する下通気孔３５とが備えられる。
【００７０】
このような上通気孔３４および下通気孔３５を備えることによって、実施の第１形態の光ピックアップ装置１と同様にして上下通気孔３４、３５および間隙３３中を空気が流過する。流過する空気は、パッケージ１１の外周に沿って形成される間隙３３を通り、キャップ１５部分においては半導体レーザ素子１２により発生しパッケージ１１に伝導した熱を、ハウジング３２を介することなく直接外部に放出することができる。なお、ステム１４部分に伝導した熱は、ハウジング３２に伝導し、上通気孔３４または下通気孔２６から、通気する空気とともに開口部３４ａから放出される。
【００７１】
また、実施の第１形態の光ピックアップ装置１と同様にして、空気がハウジング３２に設けられる上下通気孔３４、３５内を通ることによって、伝導した熱を有するハウジング３２を冷却することができる。したがって、光ピックアップ装置３１の冷却および放熱がより効率よく行える。
【００７２】
なお、上下通気孔３４、３５の直径としては、実施の第１形態の通気孔８と同様に０．５〜１．５ｍｍのものが形成される。上下通気孔３４、３５の形状についても、その断面形状が丸孔に限定されることなく、たとえば、角孔、長孔などであってもよい。
【００７３】
また、上通気孔３４と下通気孔３５とがそれぞれ１つずつに限定されることなく、複数備えられてもよい。また上通気孔３４と下通気孔３５とが設けられる数は、同一である必要はない。さらに、ハウジング３２には、実施の第１形態のハウジング２に設けられる光記録媒体３を臨む側に開口部８ａを有し、光記録媒体３を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔８をさらに備えることが好ましい。このように上通気孔３４および下通気孔３５が複数設けられることによって、また実施の第１形態で設けられる通気孔８がハウジング３２にさらに設けられることによって、ハウジング３２およびパッケージ１１の放熱および冷却が非常に効率的に行われる。
ハウジング３２には、実施の第２形態と同様の横通気孔が形成されるのが好ましい。
【００７４】
図５は、本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置に備わるハウジング４１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施形態の光ピックアップ装置は、前述の第１および第３実施形態の光ピックアップ装置に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００７５】
本実施形態のハウジング４１は、複数（本実施形態では４つ）の通気孔８と、上下通気孔３４、３５と、光記録媒体３を臨む側の面４１ａと光記録媒体３を臨む側４１ａの反対側４１ｂの面とにそれぞれ交差する第１および第２側面４１ｃ、４１ｄに開口部４２ａ、４２ｂを有し、間隙２３まで貫通して形成される横通気孔４２と、前記第１および第２側面４１ｃ、４１ｄに開口部４３ａ、４３ｂを有し、下通気孔３５と交差するようにして形成される横通気孔４３とを備える。
【００７６】
このような横通気孔４２、４３を設けることによって、下通気孔３５の光記録媒体３を臨む側４１ａと反対側４１ｂの開口部３５ａから以外にも、第１および第２側面４１ｃ、４１ｄに形成される開口部４２ａおよび開口部４３ａから空気が吸引されるので、さらに光ピックアップ装置の冷却性および放熱性を向上させることができる。
【００７７】
間隙３３と交差するように設けられる横通気孔４２は、少なくとも１つの開口部４２ａが設けられればよく、必ずしもハウジング４１の第１および第２側面４１ｃ、４１ｄの両方に開口部が形成される必要はない。また横通気孔４２は必ずしも貫通孔８と交差するように形成される必要はなく、間隙３３とのみ交差するような構成であってもよい。同様に通気孔８および下通気孔３５に交差するように設けられる横通気孔４３についても、少なくとも１つの開口部４３ａが設けられればよく、必ずしもハウジング４１の第１および第２側面４１ｃ、４１ｄの両方に開口部が形成される必要はない。また横通気孔４３は、すべての通気孔８および下通気孔３５と交差して設けられる必要はなく、これらのうちから少なくとも１つ以上の通気孔または下通気孔と交差して設けられればよい。ただし、横通気孔４２、４３がハウジング４１に貫通し、かつなるべく多くの通気孔８および下通気孔３５と交差して形成されることによって、空気を吸引する開口部の数が増加するので、より効率的に光ピックアップ装置の冷却および放熱を行うことができる。
【００７８】
本実施形態においては、間隙３３に交差する横通気孔４２と、下通気孔３５に交差する横通気孔４３とが形成されるけれども、どちらか１つであってもよい。また、横通気孔４３は、上通気孔３４と交差するように形成されるものであってもよい。
【００７９】
図６は、本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置に備わるキャン型レーザダイオードパッケージ５１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施形態の光ピックアップ装置は、実施の第３形態の光ピックアップ装置３１に類似し、用いられるパッケージを除いて構成を同じくするので、構成を示す図を省略し、パッケージについてのみ説明する。本実施形態の光ピックアップ装置における特徴は、パッケージとしてキャン型レーザダイオードパッケージ５１が用いられることである。
【００８０】
キャン型レーザダイオードパッケージ５１のキャップ１５には、半導体レーザ素子を収納する内部空間と間隙３３とを連通するパッケージ通気孔５２が複数（本実施形態においては２つ）形成される。パッケージ通気孔５２の直径は、パッケージ通気孔５２が形成される数にもよるけれども、概ね１．０〜１．５ｍｍである。
【００８１】
このようなパッケージ通気孔５２が形成されることによって、下通気孔３５を通って間隙３３に流入してくる空気が、キャン型レーザダイオードパッケージ５１の内部空間にも移動し、光を出射する発熱源である半導体レーザ素子を直接冷却するとともに、半導体レーザ素子からの熱を直接放出することができるので、光ピックアップ装置の冷却および放熱を非常に効率よく行うことができる。
【００８２】
図７は、本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置に備わるフレーム型レーザダイオードパッケージ５３の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施形態の光ピックアップ装置は、実施の第３形態の光ピックアップ装置３１に類似し、用いられるパッケージを除いて構成を同じくするので、構成を示す図を省略し、パッケージについてのみ説明する。本実施形態の光ピックアップ装置における特徴は、パッケージとしてフレーム型レーザダイオードパッケージ５３が用いられることである。
【００８３】
フレーム型レーザダイオードパッケージ５３は、フレーム型レーザダイオードパッケージ５３のフレーム部５４よりも大きく形成される不図示の角柱状の間挿部材を備える。また本実施形態の光ピックアップ装置のハウジングには、フレーム型レーザダイオードパッケージ５３を装着するための嵌合孔が形成される。嵌合孔は、角柱状に形成され、その底面の大きさが前述の間挿部材の出射光光軸と垂直な面における大きさと等しく、その高さがフレーム型レーザダイオードパッケージ５３の光軸方向の高さに等しい。間挿部材が、光軸に垂直な方向においてフレーム部５４よりも大きく形成されるので、フレーム型レーザダイオードパッケージ５３を嵌合孔に挿入して間挿部材で嵌合させたとき、フレーム部５４とハウジングとによって間隙が形成される。
【００８４】
フレーム型レーザダイオードパッケージ５３についても、フレーム部５４に半導体レーザ素子を収納する内部空間とフレーム型レーザダイオードパッケージ５３の外周に沿って形成される間隙とを連通するパッケージ通気孔５５が複数（本実施形態においては２つ）形成される。このようなパッケージ通気孔５５は、下通気孔３５を通って間隙に移動する空気が、フレーム型レーザダイオードパッケージ５３の内部空間にも移動し、光を出射する発熱源である半導体レーザ素子１２を直接冷却することができるので、金属製のキャン型レーザダイオードパッケージ５１よりも熱伝導性に劣る合成樹脂などでフレーム部５４が形成されるフレーム型レーザダイオードパッケージであっても、効率的に冷却および放熱を行うことができる。フレーム型レーザダイオードパッケージ５３に設けられるパッケージ通気孔５５の大きさは、パッケージ通気孔５５が形成される数にもよるけれども、概ね０．５〜１．０ｍｍである。
【００８５】
図８は、本発明の実施の第７形態である光ピックアップ装置６１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の光ピックアップ装置６１は、第３および第５実施形態の光ピックアップ装置に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００８６】
本実施形態の光ピックアップ装置の特徴は、パッケージとしてキャン型レーザダイオードパッケージ５１が用いられ、キャン型レーザダイオードパッケージ５１とハウジング６２との間に間隙が形成されないことである。
【００８７】
したがって、下通気孔６７を流過した空気は、間隙を周回することなく、パッケージ通気孔６５から直接キャップ１５の内部空間へ流入し、もう１つのパッケージ通気孔６４から上通気孔６６へと流過し、外部空間９へ流出する。このことによって、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
図９は本発明の光ピックアップ装置１を備える電子機器である光情報記録再生装置７１の概略斜視図であり、図１０は図９に示す光情報記録再生装置７１のトレイ７２部を概略的に示す側面図である。電子機器７１は、本発明の光ピックアップ装置１と、ＤＶＤなどの光記録媒体３が載置されるトレイ７２と、トレイ７２を収容する筐体７３とを含む。
【００８９】
光情報記録再生装置７１は、たとえば、パーソナルコンピュータ、モバイル光情報記録再生装置などの薄型装置のケーシング内に、偏平な直方体形状の筐体７３が内装固定されるようにして搭載される。
【００９０】
筐体７３の一方の面には開口部７３ａが形成され、この開口部７３ａを通してトレイ７２が不図示のモータによって出入可能に構成される。開口部７３ａには、不図示のシャッタが設けられ、トレイ７２が筐体７３内に収容される状態では、シャッタが閉じられ、異物などが侵入しないようにされる。トレイ７２に光記録媒体３を載置するときには、シャッタが開かれる。
【００９１】
トレイ７２には、光記録媒体３に対して情報を記録再生するための読み取り窓７４が形成される。またトレイ７２のほぼ中央部には、光記録媒体３を固定し保持するための略円柱状の保持部材７５が備えられる。保持部材７５は、光記録媒体３の中心孔に嵌入され、光記録媒体３を予め定められる位置に位置決めし保持する。また、保持部材７５には、スピンドルモータ７６が接続され、スピンドルモータ７６の回転によって保持部材７５を回転させ、保持部材７５に保持される光記録媒体３を回転させることができる。
【００９２】
トレイ７２の読み取り窓７４には、光記録媒体３の情報記録面に垂直に光を出射するように、本発明の光ピックアップ装置１が備えられる。光ピックアップ装置１のハウジング２は、前述のようにハウジング２の光記録媒体３を臨む側に開口部を有し、光記録媒体３を臨む側と反対側にまで貫通するように形成される通気孔８が形成される。またハウジング２は、トレイ７２に固設される２本の案内軸部材７７によって、光記録媒体３の半径方向であるトラッキング方向に摺動可能に支持される。
【００９３】
光ピックアップ装置１に備えられる対物レンズ７は、前述のように磁性部材およびコイルを含む不図示のアクチュエータに装着され、集光される光が光記録媒体３のトラックに結像するように、すなわちトラッキングおよびフォーカシングの誤差を修正するように電磁気力を利用して駆動される。対物レンズ７を保持するアクチュエータは、複数本のワイヤの一端部で支持され、フォーカス方向およびトラッキング方向に微動制御可能である。
【００９４】
以下このような光情報記録再生装置７１の動作について説明する。まず、シャッタを開きトレイ７２を筐体７３から引き出す。光記録媒体３をトレイ７２に載置し、保持部材７５を光記録媒体３の中心孔に嵌合させることによって光記録媒体３をトレイ７２に固定する。光記録媒体３を固定したトレイ７２は、筐体７３内部に搬送され収容される。筐体７３内部に収容された光記録媒体３はスピンドルモータ７６によって回転される。本発明の光ピックアップ装置１は、この回転される光記録媒体３に対して光を照射することによって情報を記録および／または再生することができる。
【００９５】
本発明の光情報記録再生装置７１が前記のような通気孔８がハウジング２に形成される光ピックアップ装置１を備え、光ピックアップ装置１の冷却性および放熱性が優れるので、光記録媒体３の情報の再生および記録を安定して行うことができる。
【００９６】
なお、本発明の光ピックアップ装置は、搭載される電子機器は上記のような光情報記録再生装置の構成に限定されることなく、種々の変形例が許される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の１形態である光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置１に備わるパッケージ１１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図３】本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるハウジング２１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置３１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図５】本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置に備わるハウジング４１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置に備わるキャン型レーザダイオードパッケージ５１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置に備わるフレーム型レーザダイオードパッケージ５３の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の第７形態である光ピックアップ装置６１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図９】本発明の光ピックアップ装置１を備える電子機器である光情報記録再生装置７１の概略斜視図である。
【図１０】図９に示す光情報記録再生装置７１のトレイ７２部を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，３１，６１  光ピックアップ装置
２，２１，３２，４１，６２  ハウジング
３  光記録媒体
８  通気孔
１１  パッケージ
１２  半導体レーザ素子
１４  ステム
１５  キャップ
２２，４２，４３  横通気孔
３３  間隙
３４，６６  上通気孔
３５，６７  下通気孔
５２，５５，６４，６５  パッケージ通気孔
【図１】
2006120245.tif 000003
【図２】
2006120245.tif 000004
【図３】
2006120245.tif 000005
【図４】
2006120245.tif 000006
【図５】
2006120245.tif 000007
【図６】
2006120245.tif 000008
【図７】
2006120245.tif 000009
【図８】
2006120245.tif 000010
【図９】
2006120245.tif 000011
【図１０】
2006120245.tif 000012