(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化・薄型化・高速化を妨げることなく、放熱を向上させることのできる光ピックアップ装置を提供することにある。【解決手段】半導体レーザー３を駆動するレーザードライバーＩＣを光学ケース２上に配置されたフレキシブル基板８上に接続配置し、金属製の放熱部材４ａ、４ｂ、４ｃをレーザードライバーＩＣパッケージ表面と接触固定し、記録媒体の回転による空気冷却により放熱するように構成した。【選択図】  図１
2004192751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーと、前記半導体レーザーの光を記録媒体へ集光するとともに前記記録媒体から反射された光を光検出器に導く光学系を収納する光学ケースと、前記光学ケース上に配置されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上に搭載され、前記半導体レーザーを駆動するレーザードライバーＩＣと、前記レーザードライバーＩＣから発せられる熱を放熱するための放熱用部材とを備え、前記放熱部材は前記レーザードライバーＩＣのパッケージ表面からの熱を伝達することができるように前記記録媒体側に配置されて固定されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記レーザードライバーＩＣパッケージ表面と前記放熱用部材の間に伝熱性に優れた部材を介在させることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光ピックアップ装置において、前記放熱用部材は前記フレキシブル基板及び光学ケースと共通のネジにて締結され、前記光学ケース側への放熱及び冷却も可能とすることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の光ピックアップ装置において、前記放熱部材には対物レンズを支持駆動させるためのアクチュエータを保持し、傾き調整するための板バネが設けられ、前記板バネと前記ネジとで締結され、前記アクチュエータの磁気回路を構成するヨークへの放熱も可能とすることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザー及び半導体レーザーを駆動するレーザードライバーＩＣを搭載し、記録媒体である円板状のディスクを回転して情報の再生または記録を行う光ピックアップ装置に係わり、放熱部材による放熱と記録媒体側の回転によって空気冷却を利用し、特に発熱量の大きいレーザードライバーＩＣ自体の放熱と光学部材及び光検出器を搭載支持する光学ケース内部の温度を下げる放熱構造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ディスクの情報を再生したり、情報を記録したりする場合、特に記録の際、光ピックアップに搭載された半導体レーザーやレーザードライバーＩＣは非常に高温になる。特にレーザードライバーＩＣは波形応答特性等の問題から半導体レーザーに近接して配置する必要があり、単にレーザードライバーＩＣのジャンクション温度保証等の問題だけでなく、レーザードライバーＩＣから発生する熱により半導体レーザーの性能が劣化したり、寿命が短縮したりする等悪影響を及ぼすことがある。また、ピックアップ装置内部の温度上昇により、光学性能にも悪影響を及ぼし、光ピックアップ装置自体の信頼性を低下させてしまうことがある。
【０００３】
従来の光ピックアップ装置はレーザードライバーＩＣから発生する熱をレーザードライバーＩＣ表面と光学ケースを板バネ上の熱伝導部材を介して接続し、光学ケース側に逃がし、レーザードライバーＩＣ及び装置内部の温度を動作保証温度以下に抑えている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２４０７５号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２５２４０８号公報（請求項１、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転送速度の上昇により、より高い記録パワーが必要とされ、ますます半導体レーザー及びレーザードライバーＩＣの発熱量が増加してきており、光学ケースの温度上昇も大きくなってきて光学性能も劣化してゆく方向にある。また、光ピックアップ装置の小型化に伴い放熱母体となる光学ケースの体積が小さくなり、放熱効果が期待できなくなっている。
一方、光学部品は紫外線硬化樹脂にて光学部品に歪みを与えないように接着されているが、光学ケースの高温化により紫外線硬化樹脂の特性が劣化し、光検出器への信号ずれ等の問題を引き起こすことになる。特に記録型の光ピックアップはより良い光学特性が必要とされ、この光学部品の歪みが光学特性に与える影響が大きく、単に紫外線硬化樹脂の改良及び選定では対応を期待できない。
【０００６】
従来の光ピックアップ装置の温度変化による性能劣化の１例について、記録媒体にデータを記録した場合の光学性能指針であるフォーカス信号のレベル及びバランスを用いて説明する。
図２は従来の光ディスク装置での常温状態におけるフォーカス誤差信号の特性図を示す。図において、横軸は時間ｔを示し、縦軸はＳ字状のフォーカス誤差信号を示す。図３は図２のフォーカス誤差信号の温度変化による特性変化を示す特性図である。横軸及び縦軸は図２と同じである。
レーザードライバーＩＣ周辺の温度が常温の場合、フォーカス誤差信号は図２に示すように上下の特性曲線が略対称となる。ところが、レーザードライバーＩＣの周囲温度が６０℃と高温の状態になると、図３に示すように、フォーカス誤差信号は波形の形状が上下非対称となり、また、振幅が異なってくる。このように高温になるとフォーカス信号のレベルの低下やバランスが崩れるといった問題が生じる場合がある。これは、ドライブ周囲雰囲気温度と各搭載部品の温度上昇により、光学ケースの温度が上昇し、光学ケースに実装された光学部品及び光検出器の接着状態が変化して、部品が移動したり、部品間の熱膨張率の相違により光学系が変化したりすることによって生じる。
【０００７】
また、半導体レーザーは温度変化により発光するレーザービームの波長変化を引き起こし記録媒体面に照射される光スポットの形状等に影響をあたえ、ノイズを誘引する為、光ピックアップ装置の記録再生特性を劣化させる要因となる。また、半導体レーザー自体の発熱とドライブ自体からの発熱に加えてレーザードライバーＩＣの発熱の影響を受けることになり発光パワーの低下等の性能劣化に加え、寿命劣化など装置の信頼性を損なうことになる。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を解決するためになされたものであり、小型化、薄型化及び高速化を妨げることなく、放熱性を向上させ、信頼性のある光ピックアップ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は半導体レーザーを駆動するレーザードライバーＩＣが光学ケース上に配置されたフレキシブル基板上に接続配置され、前記レーザードライバーＩＣから発せられる熱をレーザードライバーＩＣのパッケージ表面から金属製の放熱用部材を介して逃がす構造とし、その放熱部材が前記レーザードライバーＩＣパッケージ表面と接触固定し、且つ記録媒体側に配置することにより、記録媒体の回転により空気冷却を促進するようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図を参照して説明する。
図１は本発明による光ピックアップ装置の一実施例を示す平面図である。
図６は本発明による光ピックアップ装置、スピンドルモータ及び記録媒体の関係の一実施例を示す平面図及び側面図であり、図６（ａ）は平面図を、図６（ｂ）は側面図を示す。
【００１１】
図１及び図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、光ピックアップ装置１はＣＤやＤＶＤなどの光ディスク９の記録、再生を行うものであり、Ｚｎ、Ａｌ、あるいはＭｇなどのダイカスト品の光学ケース２に取り付けられたＤＶＤ系半導体レーザー３とＣＤ系ホログラムユニット１３をそれぞれの光源とし、おのおの光学系を構成する光学部品を経由して光ディスク９上に光スポットを形成し、記録あるいは再生を行う。再生信号については光ディスク９からの反射情報信号を光検出器１５にて検出し、電気信号に変換する。光ディスク９上の情報の変動、例えば面ぶれあるいは偏心等については対物レンズ５を搭載するアクチュエータ６により追従する。
なお、アクチュエータ６は対物レンズ５を搭載する可動部とヨーク７にマグネットを配置し磁気回路を構成する固定部にて構成され、光学ケース２上にあおりバネ１４を介してあおり調整ネジ、及び紫外線硬化樹脂にて固定されている。
【００１２】
前記ＤＶＤ系半導体レーザー３とＣＤ系ホログラムユニット１３はフレキシブル基板８上に電気的に接続搭載されたレーザードライバーＩＣ１１によりある指定の発振条件により発光する。この発振条件は記録媒体９に記録される記録マーク形成の為のストラテジによるもので、記録倍速が高まるにつれ、負荷容量を小さくする必要があり、距離はなるべく近接することが要求されている。
また、レーザードライバーＩＣ１１はいろいろな制御信号を形成する為に内部での発熱量は大きく、また近接された光源も高速化に従い高出力を必要とする為に発熱量が大きくなっている。ところが、一般に半導体レーザーの寿命は経験的に温度が１０℃上昇すると、約１／２となることや保証温度に余裕がないことから自己発熱以外での温度上昇は寿命劣化の要因となる。また、半導体レーザーの諸特性のうち、波長変動及びＩ−Ｌカーブ（電流ＶＳ出力）などは温度変化により影響を与えられ、ドライブの記録品質を損なうことになる。
【００１３】
そこで、従来からそれぞれの熱を光学ケース２に伝熱させ、部品の定格内で使用するようにしてきた。
例えば、従来は、特許文献１に記載されているように、光ピックアップのレーザードライバーＩＣ表面と光学ケースを板バネ上の熱伝導部材を介して接続し光学ケース側に逃がし、レーザードライバーＩＣ及び装置内部の温度を動作動作保証温度以下に抑えている。
ところが、小型共通化により光学ケース２が小型化され、熱の逃げ道がなくなったのと逆に、高速化によりＤＶＤ系半導体レーザー３とＣＤ系ホログラムユニット１３に代表される光源の発熱量が増加し且つそれを駆動させるレーザードライバーＩＣ１１の発熱量が増加し、光ピックアップ装置１全体の温度が上昇してしまう。このため、光学ケース２に紫外線硬化樹脂にて接着搭載された光学部品及び光検出器などの構成部品が温度上昇により動いてしまい、信頼性ある性能を確保しにくくなっている。
既に説明したように、図２は常温状態でのフォーカス誤差信号を示しており、ＧＮＤレベルに対してほぼ上下対称に信号が検出されている。それに対して、図３はドライブ周囲温度６０℃と高温の状態でのフォーカス誤差を示しており、検出された信号が上下にアンバランスであるとともに信号レベルも低下している。
これら２つの項目、即ち、フォーカス誤差信号のバランス（対称性）とフォーカス誤差信号レベル（振幅）について、光学ケース２（Ｐケース）の温度との関係について、図４及び図５を用いて説明する。
【００１４】
図４は光学ケースの温度とＳ字状のフォーカス誤差信号のバランスを示す特性図であり、横軸は光学ケースの温度（℃）を、縦軸はフォーカス誤差信号のバランス（ＳＣＢ：Ｓ  Ｃｕｒｖｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）を示す。
図５は光学ケースの温度とＳ字状のフォーカス誤差信号の下側のレベルを示す特性図であり、横軸は光学ケースの温度（℃）を、縦軸はフォーカス誤差信号レベル（ＳＣＬ：Ｓ  Ｃｕｒｖｅ  Ｌｅｖｅｌ）の下振幅変化量を示す。
図４、図５に示すように、光学ケースの温度上昇とともに、フォーカス誤差信号のアンバランスと下側のフォーカス誤差信号レベルの低下が起こっている。
これらは周囲温度上昇に加えて、レーザードライバーＩＣ１１や半導体レーザー３の発熱により光学ケース２の温度が上昇し、そこに搭載される光学部品が動き、光検出器１５に入射される光が目的の位置からずれたことによるものである。
【００１５】
この様に、光学ケースの温度が上昇し、フォーカス誤差信号のアンバランスとレベル低下を改善するために、図１、図６及び図７に示すように光ピックアップ装置を構成し、放熱部材を例えば図８に示すように構成した。
図７は本発明による光ピックアップ装置の放熱構造の一実施例を示す分解斜視図である。図８は本発明による放熱部材の一実施例を示す斜視図である。
【００１６】
本発明の実施例では、図１、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、金属などの放熱性のよい材料で形成された放熱部材４を、記録媒体９に対向するように、記録媒体９の側近傍に配置し、光ディスクドライブのスピンドルモータ１０により記録媒体９を回転させた時に発生する空気流によって、放熱部材４を冷却する構造とした。このように、本実施例では、レーザードライバーＩＣ１１の熱を光学ケース２側に伝熱するのではなく、記録媒体９側に放熱している。
【００１７】
更に、具体的に説明すると、図７及び図８に示すように、放熱部材４は放熱片４ａ、４ｂ、４ｃをコ字状に構成する。また、光学ケース２の上にフレキシブル基板８を配置し、レーザードラバーＩＣ１１を前記フレキシブル基板８に実装する。レーザードライバーＩＣ１１と放熱部材４の放熱片４ａとの間には伝熱性シート１２を設け、レーザードライバーＩＣ１１と放熱部材４の放熱片４ａとの間を密着させると組み立て誤差等も吸収し効率よく構成することが可能となる。
【００１８】
また、図８に示すように放熱部材４は放熱片４ａ〜４ｃを一体に形成することによって構成されており、締結ネジ１７ａ及び１７ｂにより光学ケース２に接続されているために、レーザードライバーＩＣ１１の熱を光学ケース２に放熱して冷却することができる。また、レーザードライバーＩＣ１１の熱を、アクチュエータバネ１４を介してアクチュエータヨーク７への放熱して冷却することができる。
【００１９】
以上述べたように、本発明によれば、レーザードライバーＩＣから発せられる熱を、放熱板を介して速やかに放熱することができるので、レーザードライバーＩＣのジャンクション温度を越えることなく使用することができる。また、半導体レーザーと近接して配置してもレーザードライバーＩＣの熱により半導体レーザーの特性を悪化させることを防ぐことができきる。
また、レーザードライバーＩＣの熱が光学ケースに伝わり、光学部品接着の不安定を引き起こすこともなくなり、信頼性ある信号検出が可能になる。また、レーザーを含む発熱部材の熱を空気回転効果により冷却でき、光ピックアップ全体の温度上昇を抑えることができる。また、記録媒体を回転させることによる冷却効果により、放熱効果が高められ、特に高速記録に対しては記録媒体の回転数が高くなり、一層放熱効果が高められる。
また、記録媒体の回転による冷却効果は放熱板と光学ケース及びアクチュエータヨークとの締結によりその他の発熱要素、たとえば半導体レーザーの自己発熱の放熱にも寄与できる。
また、本発明による放熱構造は、光ピックアップの光学ケース自体の大型化を防ぎ、光学ケース上に配置可能なことから光ピックアップの小型化にも有効である。
以上によりピックアップ装置全体の温度上昇を抑えることができ、小型化・薄型化・高速化に対応できる光ピックアップ装置を提供できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に依れば、レーザードライバーＩＣから発せられる熱が放熱板を介して速やかに放熱することができる。
また、レーザーを含む発熱部材の熱を空気回転効果により冷却でき、光ピックアップ全体の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップ装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】従来の光ディスク装置での常温状態におけるフォーカス誤差信号の特性図を示す。
【図３】図２のフォーカス誤差信号の温度変化による特性変化を示す特性図である。
【図４】光学ケースの温度とＳ字状のフォーカス誤差信号のバランスを示す特性図である。
【図５】光学ケースの温度とＳ字状のフォーカス誤差信号の下側のレベルを示す特性図である。
【図６】本発明による光ピックアップ装置、スピンドルモータ及び記録媒体の関係の一実施例を示す平面図及び側面図である。
【図７】本発明による光ピックアップ装置の放熱構造の一実施例を示す分解斜視図である。
【図８】本発明による放熱部材の一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光ピックアップ装置、２…光学ケース、３…半導体レーザー（ＤＶＤ系）、４ａ、４ｂ、４ｃ…放熱部材（放熱フィン）、５…対物レンズ、６…アクチュエータ、７…アクチュエータヨーク、８…フレキシブル基板、９…記録媒体、１０…スピンドルモータ、１１…レーザードライバーＩＣ、１２…伝熱シート、１３…ホログラムユニット、１４…アクチュエータチルトバネ、１５…光検出器、１６…シールドカバー、１７ａ、１７ｂ…締結ネジ、１８…レーザードライバ搭載位地。
【図１】
2004192751.tif 000003
【図２】
2004192751.tif 000004
【図３】
2004192751.tif 000005
【図４】
2004192751.tif 000006
【図５】
2004192751.tif 000007
【図６】
2004192751.tif 000008
【図７】
2004192751.tif 000009
【図８】
2004192751.tif 000010