(57)【要約】【課題】簡易な構造であって充分な放熱を効率的に行なうことのできる特性を備えた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】放熱部材３０８は、全体形状が略円筒状であって、半導体レーザ３０１に嵌合状に取り付けられる嵌合部と、この嵌合部に連なって所定の広がり角で嵌合部から末広がり状に延びる開口部とを備えている。放熱部材３０８は、その嵌合部が半導体レーザ３０１のキャップ３０３を包囲するように、キャップ３０３に嵌合状に取り付けられる。放熱部材３０８が取り付けられた半導体レーザ３０１は、ステム３０２と放熱部材３０８の開口部における接触面部とが半導体レーザ用ハウジングの内壁に構造的にかつ熱的に接触する。このような構成により、半導体レーザチップ３０４から発生した熱は、ステム３０２からキャップ３０３へ、次いでキャップ３０３から放熱部材３０８へと伝達され、上記接触面部でハウジングへ移動するとともに、ステム３０２から上記ハウジングへ直接移動する。【選択図】図３−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを備え、その少なくとも一部が半導体レーザ用ハウジングの内部に収納されており、半導体レーザの発光素子から放射された光ビームがコリメートレンズで平行にされた後に対物レンズを透過して光学式情報記録媒体の信号記録面に収束し、その信号記録面で反射された後に対物レンズを透過して光検出器の受光素子へ入射するように構成され、
筒状の放熱部材が、半導体レーザの一部に熱的に接触するように、半導体レーザの発光素子の近傍に取り付けられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
放熱部材は、少なくとも一部に表面積を増大させるための凹凸部が設けられている請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
放熱部材は、その表面の色が艶消しの黒色である請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
放熱部材は、光ピックアップ装置における厚み方向の寸法がハウジングの厚み方向の寸法と略同一かまたはそれよりも小さくされている請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
放熱部材は、全体形状が略円筒状であって、半導体レーザに嵌合状に取り付けられる嵌合部と、この嵌合部に連なって所定の広がり角で嵌合部から末広がり状に延びる開口部とを備えている請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
広がり角は、半導体レーザの発光素子から放射される光ビームの放射角と略同一かまたはそれよりも大きいものである請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
放熱部材は、ハウジングの少なくとも一部に熱的に接触している請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
放熱部材は、半導体レーザの位置決めも兼ねる構造を有して、ハウジングの少なくとも一部に構造的に接触している請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
半導体レーザと放熱部材との間および／または放熱部材とハウジングとの間に、高熱伝導率の材料からなる介在部材が介在されている請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光学式情報記録・再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式情報記録媒体への情報の記録および／または同記録媒体からの情報の再生をするための光ピックアップ装置、およびこのような光ピックアップ装置を備えた光学式情報記録・再生装置に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、構成部材である半導体レーザの発光素子の発光による熱を放散するための構成を備えた光ピックアップ装置および、このような光ピックアップ装置を備えた光学式情報記録・再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等の光学式情報記録媒体に対し、オーディオ信号、文字信号、映像信号等のデジタル情報信号を記録／再生する光ピックアップ装置が知られている。図１０に、このような光ピックアップ装置の概略構成図を示す。
【０００３】
このような光ピックアップ装置では、半導体レーザの発光素子から放射された光ビーム（光束）がプリズム、コリメートレンズ、対物レンズを透過して光学式情報記録媒体（光記録媒体）の信号記録面に照射される。そして、その信号記録面に情報信号を書き込むことにより、あるいは、その信号記録面で反射された光ビームを光検出器で受光してその情報信号を読み出すことにより、記録／再生が行なわれている。
【０００４】
この情報信号の記録／再生を高速で行なうためには高出力の半導体レーザが必要である。そして、近年、情報の高密度化が進むに従って、従来よりも高速で書き込みまたは読み出しを行なう必要があることから、半導体レーザの出力はいっそう高いものが要求されている。
【０００５】
また、半導体レーザの高出力化に伴って、発光素子からのレーザ発振時に発生する熱量も大きくなってきている。例えば、光ピックアップ装置に現在広く使用されている半導体レーザでは、発振時の温度が１００℃程度に達するものもある。さらに、光ピックアップ装置が搭載される光学式情報記録・再生装置の小型化、高密度化が近年著しいが、そのような場合あるいは特定の使用環境（例えば、自動車に搭載された車載環境）では、光ピックアップ装置の動作環境自体が高温条件下にある。
【０００６】
ところで、半導体レーザの発光素子は一般に、動作温度が高温になればその出力が減少することが知られている。また、発光素子が高温になれば、その分、駆動電流を増大させなければならず、発光素子は、高温による劣化に加え、駆動電流の増大による劣化が加わり、その寿命がいっそう短くなるという問題がある。
【０００７】
さらに、光ピックアップ装置において、光学素子等の電子部品とハウジング等の筐体とが接着剤で接着固定されている場合には、高温により接着剤が軟化することでその固定位置が変化し、電子部品の性能が劣化するおそれもある。
【０００８】
以上のような現状から、光ピックアップ装置において発光素子により発生する熱を如何に放散するかはきわめて重要な課題になっている。そして、この課題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
【０００９】
その一例としては、発熱源である発光素子の筐体部を金属体等に接触させることにより、発光素子自体の熱を外部へ放散させる構造のものがある。
【００１０】
例えば、特許文献１には、半導体レーザのステムとキャリッジ（この明細書における「ハウジング」）とを接触させるだけではなく、さらに半導体レーザのキャップとキャリッジとを接触させた光ピックアップモジュールが記載されている。その概略構成を図１１に示す。
【００１１】
また、特許文献２には、メインホルダおよびサブホルダからなる固定ホルダを介して半導体レーザの放熱を実施する光ピックアップ装置等が記載されている。その概略構成を図１２に示す。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２３３０２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０３１９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載された光ピックアップモジュールでは、ステムとキャリッジとの接触だけでなくキャップとキャリッジとの接触も実施するために、寸法精度のよいキャリッジを製造する必要があり、そのためのコストが上昇することが考えられる。また、キャリッジの寸法精度のバラツキにより、放熱にもバラツキが発生するおそれがある。
【００１４】
特許文献２に記載された光ピックアップ装置では、構造が複雑であり、製造コストの上昇を招くおそれがある。また、ホルダを２回（メインホルダおよびサブホルダ）以上、介して固定ホルダに熱的接触が生じているため、放熱のバラツキが発生するおそれもある。
【００１５】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、その課題は、簡易な構造であって充分な放熱を効率的に行なうことのできる特性を備えた光ピックアップ装置およびこのような光ピックアップ装置を備えた光学式情報記録・再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の１つの観点によれば、半導体レーザを備え、その少なくとも一部が半導体レーザ用ハウジングの内部に収納されており、半導体レーザの発光素子から放射された光ビームがコリメートレンズで平行にされた後に対物レンズを透過して光学式情報記録媒体の信号記録面に収束し、その信号記録面で反射された後に対物レンズを透過して光検出器の受光素子へ入射するように構成され、筒状の放熱部材が、半導体レーザの一部に熱的に接触するように、半導体レーザの発光素子の近傍に取り付けられていることを特徴とする光ピックアップ装置が提供される。
【００１７】
すなわち、本発明の光ピックアップ装置は、半導体レーザの熱源である発光素子の近傍部分と半導体レーザ用ハウジングとを、これらの間に配置した特定の放熱部材により効率的に接触させることで、放熱面積を従来よりも増大させて放熱性を向上させるとともに、放熱部材それ自体からも放熱させる効果を狙ったもので、きわめて効率的な放熱を実現させようとする。
【００１８】
本発明の別の観点によれば、本発明の１つの観点による上記のような光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光学式情報記録・再生装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（１）半導体レーザの発光素子の発熱による信号検出性能の低下がない。
（２）半導体レーザの発光素子の発熱による発光素子自体の寿命の減少を抑制することができる。
（３）動作状態における半導体レーザの自己発熱を低減することにより、動作電流の低減を行なうことができる。特に、高温状態での半導体レーザ自体の温度上昇を抑制することにより動作電流を低減させ、それによって、高温動作時における光学素子等の電子部品の寿命減少を抑制することができる。
（４）製造工程において光学素子等の電子部品とハウジング等の筐体とを固定するのに用いた接着剤が熱によって軟化し、光学素子パッケージの固定位置が変化した場合に生じる光ピックアップ装置の性能劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するためのいくつかの形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
まず、図１により、従来の一般的な半導体レーザの構造を簡単に説明する。半導体レーザの発光素子としての半導体レーザチップ１０４が、ステム１０２にマウントされ、キャップ１０３によって封止されている。半導体レーザチップ１０４のレーザ発振により発生した熱はステム１０２およびキャップ１０３に伝達される。
【００２２】
図２は、従来の一般的な半導体レーザ２０１が半導体レーザ用ハウジング２０５の内部に組み付けられている状態を示す。この状態において、半導体レーザ２０１のステム２０２をハウジング２０５の内部に挿入し、ステム２０２を取り付けバネ２０６によりビス２０７で固定する。
【００２３】
この半導体レーザ２０１の構造は図１に示されたとおりである。半導体レーザチップ２０４とステム２０２、ステム２０２とキャップ２０３は、いずれも熱的に接触した状態にある。このため、半導体レーザチップ２０４の温度上昇はそのまま、ステム２０２やキャップ２０３の温度上昇として確認される。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態として、図３−１、図３−２および図３−３を用いて説明する。図３−１において、３０８はこの発明の特徴的構成に係る放熱部材を示している。放熱部材３０８は、バネ用リン青銅板からなり、全体形状が略円筒状であって、半導体レーザ３０１に嵌合状に取り付けられる嵌合部と、この嵌合部に連なって所定の広がり角で嵌合部から末広がり状に延びる開口部とを備えている。
【００２５】
図３−２に示すように、放熱部材３０８は、その嵌合部が半導体レーザ３０１のキャップ３０３を包囲するように、キャップ３０３に嵌合状に取り付けられている。図３−３には、放熱部材３０８がこのように取り付けられた半導体レーザ３０１をそのハウジング３０５に組み付けたときの断面図が示されている。
【００２６】
図３−３に示すように、放熱部材３０８が取り付けられた半導体レーザ３０１は、ステム３０２と放熱部材３０８の開口部における接触面部３０９とがハウジング３０５の内壁に構造的にかつ熱的に接触している。
【００２７】
このような構成により、半導体レーザチップ３０４から発生した熱は、ステム３０２からキャップ３０３へ、次いでキャップ３０３から放熱部材３０８へと伝達され、接触面部３０９でハウジング３０５へ移動するとともに、ステム３０２からハウジング３０５へ直接移動する。従って、効率的な放熱が行われる。
【００２８】
また、放熱部材３０８は、高熱伝導率の材料である特定のバネ用リン青銅板（熱伝導率が約６７Ｗ／ｍＫ）から構成されているので、他の材料（例えば、熱伝導率が約１６Ｗ／ｍＫであるＳＵＳ３０１のステンレス鋼板）から構成されている場合に比較して、放熱効果がはるかに高い。
【００２９】
別の実施の形態として図４に示されたように、放熱部材４０８の少なくとも一部に表面積を増大させるための凹凸部（波形部）が設けられているときには、放熱部材４０８の表面積がいっそう増大し、より効率的な放熱を実現することができる。
【００３０】
さらに、放熱部材３０８／４０８をその表面の色が艶消しの黒色であるように構成したときには、半導体レーザ３０１のキャップ３０３から放熱部材３０８／４０８へ熱が伝達された際に、放熱部材３０８／４０８からの熱放散をよりスムーズに行なうことが可能になる。
【００３１】
次に、さらに別の実施の形態として図５に示されたように、半導体レーザ５０１がその光軸を水平にしてハウジング５０５の内部に取り付けられ、開口部の正面形状が略楕円形である放熱部材５０８を開口部における長径部分が水平になるように嵌合部で半導体レーザ５０１のキャップ５０３に取り付けられている構造について検討する。
【００３２】
この構造において、ハウジング５０５の厚み方向（高さ方向）の寸法Ａが、放熱部材５０８の開口部における短径部分の厚み方向（高さ方向）の寸法Ｂよりも大きいかあるいは略等しくなるよう（すなわちＡ≧Ｂとなるよう）に構成することで、光ピックアップ装置を高さ方向へ大型化することなく効率的な放熱を実現することができる。
【００３３】
次に、さらに別の実施の形態として図６に示されたように、半導体レーザ６０１のキャップ６０３に嵌合状に取り付けられた放熱部材６０８は、キャップ６０３に取り付けられた嵌合部と、この嵌合部に連なって所定の広がり角θＢで嵌合部から末広がり状に延びる開口部とからなっている。
【００３４】
この放熱部材６０８の広がり角θＢは、半導体レーザ６０１の発光素子としての半導体レーザチップ６０４から放射される光ビーム６１０の放射角θＡと略同一かあるいはそれよりも大きいものである。このように、θＢ≧θＡとなるように構成されていることで、半導体レーザ６０１の光ビーム６１０が放熱部材６０８の内面で乱反射して迷光になることが防止され、かつ放熱面積がいっそう拡大しているので、より効率的な放熱を実現することができる。
【００３５】
次に、さらに別の実施の形態として図７に示されたように、放熱部材７０８の嵌合部と半導体レーザ７０１のキャップとの接触部７１１に、高熱伝導率の材料からなる介在部材（熱伝導性樹脂製）を介在（挿入）することにより、よりスムーズな熱の伝達を実現することができる。また、その接触部７１１に少なくとも１つの穴部７１２を設けておけば、放熱部材７０８を半導体レーザ７０１に嵌合状に取り付けた後でも穴部７１２から上記介在部材を挿入することが可能となり、より確実な放熱を実現することができる。
【００３６】
図５に示された光ピックアップ装置にあっては、放熱部材５０８が接触面部５０９でハウジング５０５と熱的に接触をしていることで、半導体レーザ５０１のキャップ５０３から放熱部材５０８へ伝達された熱は放熱部材５０８で効果的に放熱される。これに加えて、放熱部材５０８から接触面部５０９を経てハウジング５０５へ熱が移動することにより、いっそう効果的で効率的な放熱を実現することができる。
【００３７】
また、ハウジング５０５と放熱部材５０８との接触において、その接触面部５０９に高熱伝導率の材料からなる介在部材（熱伝導性樹脂製）を挿入することにより、さらに効果的な熱移動が可能となり、放熱をより効率的に実現することができる。
【００３８】
さらに、図５に示されたように、半導体レーザ５０１と放熱部材５０８とを嵌合させている状態でハウジング５０５の内部に挿入することで、放熱部材５０８の取り付けられた半導体レーザ５０１を、ハウジング５０５にいっそう確実に固定することが可能となる。これによって、外乱（温度条件の変化、落下・衝撃等）に対する高信頼性を確保することができる。
【００３９】
次に、さらに別の実施の形態として図８に示されたように、放熱部材８０８が半導体レーザ８０１のキャップ８０３だけでなくステム８０２にも嵌合されるような特定構造に構成されている場合について検討する。この場合において、半導体レーザ８０１の位置決めに関し、半導体レーザ８０１単品の状態よりも広い面積でハウジング８０５に接触することができるので、より確実な位置決めと、ステム８０２からハウジング８０５への放熱とが可能になる。
【００４０】
また、図９に示されたように、放熱部材９０８の嵌合部に１つの切欠部が設けられて、嵌合部が矢印方向にバネ性を持つように構成されている場合について検討する。このような放熱部材９０８を半導体レーザに嵌合状に取り付けた場合には、半導体レーザのキャップに対してより確実に接触を確保することができる。これによって、放熱部材９０８やキャップの寸法バラツキで生じる嵌合差による放熱のバラツキを減少させ、より効率的な放熱を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、従来の一般的な半導体レーザを示す斜視図である。
【図２】図２は、従来の一般的な半導体レーザがそのハウジングに組み付けられている状態を示す構成説明図である。
【図３−１】図３−１は、本発明における１つの実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す分解斜視図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１の光ピックアップ装置の一部を示す斜視図である。
【図３−３】図３−３は、図３−２の光ピックアップ装置の一部を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明における別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明におけるさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す構成説明図である。
【図６】図６は、本発明におけるさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明におけるさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明におけるさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明におけるさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置の一部を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、従来の一般的な光ピックアップ装置を示す構成説明図である。
【図１１】図１１は、特許文献１に係る光ピックアップモジュールの一部を示す断面図である。
【図１２】図１２は、特許文献２に係る光ピックアップ装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
３０１、５０１、６０１、７０１、８０１……半導体レーザ
３０２、５０２、６０２、８０２……ステム
３０３、５０３、６０３、８０３……キャップ
３０４、５０４、６０４……半導体レーザチップ（発光素子）
３０５、５０５、８０５……ハウジング
３０８、４０８、５０８、６０８、７０８、８０８、９０８……放熱部材
３０９、５０９……接触面部
７１１……接触部
７１２……穴部
【図１】
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【図２】
2008090971.tif 000004
【図３−１】
2008090971.tif 000005
【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５】
2008090971.tif 000009
【図６】
2008090971.tif 000010
【図７】
2008090971.tif 000011
【図８】
2008090971.tif 000012
【図９】
2008090971.tif 000013
【図１０】
2008090971.tif 000014
【図１１】
2008090971.tif 000015
【図１２】
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