(57)【要約】【課題】光ヘッドの可動部のアクチュエータ動作を劣化させることなく、可動部に搭載された受光素子および発光素子で発生したジュール熱を効率的に固定部に放熱する。【解決手段】光ヘッドを、少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、受光素子と、磁石とを有した可動部と、少なくともコイルとヨークとを有した固定部と、可動部を固定部とを接続する弾性部材と、磁性流体とで構成し、発光素子と受光素子がヒートシンク上に実装され、ヒートシンクと磁石とが接続され、磁性流体が磁石とヨークとの間隙に配設される構成である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、発光素子と、受光素子と、ヒートシンクを有した可動部と、固定部と、前記可動部と前記固定部とを接続する弾性部材と、磁石と、磁性体と、磁性流体とで構成される光ヘッドにおいて、前記可動部と前記固定部の一方に前記磁石が配設され、他方に前記磁性体が配設されており、前記発光素子と前記受光素子は前記ヒートシンクに実装され、前記磁性流体は前記磁石と前記磁性体との間隙に保持されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、前記可動部に配設された前記磁石もしくは前記磁性体と接触することを特徴とした請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
少なくとも、発光素子と、受光素子と、ヒートシンク、コイルを有した可動部と、少なくとも、磁石と磁性体を有した固定部と、前記可動部と前記固定部とを接続する弾性部材と、磁性流体と、コイルとで構成される光ヘッドにおいて、前記発光素子と前記受光素子は前記ヒートシンクに実装され、前記ヒートシンクは前記コイルと接触し、前記磁性流体は前記コイルと、前記磁石もしくは前記磁性体との間隙に保持されることを特徴とする光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ素子等の発光素子を微少可動可能な光ヘッド、例えば、光記録媒体、特にＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクの情報の再生や記録を行う光ピックアップ等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光等の発光素子を利用した情報機器は近年めざましい進歩を遂げている。例えば、レーザ光により光ディスク上へ情報を記録することや、記録された情報を再生することが可能な光ディスク装置や、レーザ光によりトナーを加熱し紙に文字等の情報を記録するレーザプリンター等である。このような情報機器に関して、高速記録および低コスト化の実現のためにさまざまな試みがなされている。その中でも、レーザ光を変調して光ディスクに照射して情報を記録し、あるいは光ディスクに照射された戻り光を検出して、光ディスクに記録された情報を電気信号に変換する、いわゆる光ピックアップに代表される光ヘッドは、その性能により光ディスク装置の性能が左右される極めて重要な部品である。従来の光ヘッドにおいて光学系は、発光素子（例えば半導体レーザ素子）と受光素子（例えばフォトダイオード）と透明光学素子とコリメーターレンズと回折格子等で構成され、透明光学素子が保持されたレンズ保持手段のみを光ディスクに追随させ、発光素子から出射されるレーザ光（以下、「出射光ビーム」という）を光ディスクの記録面上の所定の位置に集光させ、記録面上からの反射光を回折格子により受光素子に導く方式が一般的である（特許文献１など）。しかし、この方法において主に以下の２つの課題を有する。まず一つ目は、透明光学素子の移動により出射光ビームの主光線と透明光学素子の光軸との間にずれが生じてコマ収差が発生するという問題で、二つ目は、光ディスクに追随するレンズ保持手段と光ディスクに追随しない固定部側に光学素子が別々に配置されるため光学素子の低部品点数化、小型化ができないという問題である。
【０００３】
そのため、例えば、透明光学素子と発光素子と受光素子とを同一の筐体に搭載し、それらを一体としてフォーカス方向およびトラッキング方向に移動させる構成が提案されている（例えば、特許文献２など）。このような発光素子と受光素子を同一の筐体に搭載し、それらを一体としてフォーカス方向やトラッキング方向に駆動する機構を備えた光ヘッドを以下、「光学系一体型光ヘッド」という。上記光学系一体型光ヘッドの構成によれば、トラッキングやフォーカスの際に、透明光学素子と発光素子及び受光素子の位置関係が一切変化しないので、上記コマ収差の発生を防ぐことができ、また光学部品の低部品点数化を実現することが可能となる。
【０００４】
以下、図４を用いて従来の光学系一体型光ヘッドの構成について説明する。従来の光ピックアップ１０００は、レンズ保持手段１０１０を有し、レンズ保持手段１０１０にはヒートシンク１０１１が一体に成型されている。さらにはレンズ保持手段１０１０には発光素子１００１と受光素子１００２と回折格子１００３と１／４波長板１００４と反射ミラー１００５および対物レンズ１００６が配置されている。発光素子１００１と受光素子１００２はヒートシンク１０１１上に実装されている。レンズ保持手段１０１０には、可動部駆動用コイル１００７が取り付けられており、弾性支持部材（不図示）により光ディスク装置内に固定され、レンズ保持手段１０１０は可動部駆動用コイル１００７により微少な動作（以下アクチュエータ動作）が可能になっている。
【０００５】
発光素子１００１から水平方向に出射される出射光ビームは，回折格子１００３と１／４波長板１００４を透過し反射ミラー１００５によりほぼ垂直方向に反射されたのち、対物レンズ１００６により光ディスク１０５０の所定の位置に集光される。集光された出射光ビームは、光ディスク１０５０上の記録・位置情報に応じた強度分布を有する光ビームとなって反射される。この反射光ビームは、再び対物レンズ１００６を経て、反射ミラー１００５により反射され、１／４波長板１００４を通過したのち、回折格子１００３で回折され、受光素子１００２に導かれる。受光素子１００２は、反射光ビームの強度分布を検出し、光電変換素子などが反射光ビームの強度分布を電気信号に変換する。この電気信号を、演算回路がトラッキング誤差信号およびフォーカス誤差信号として算出する。これらの誤差信号をもとに可動部駆動コイル１００７に所定の電力変化を与えて電磁作用を生じさせ、これにより光ディスク１０５０の所定の位置に常に集光されるようにレンズ保持手段１０１０を移動させる。さらに受光素子は光ディスク１０５０の所定の位置からの反射光ビームの強度分布から、光ディスク１０５０面に記録された情報を読み取る。
【０００６】
一方で、発光素子１００１および受光素子１００２は駆動する際に大量のジュール熱を発生する。このジュール熱により、発光素子１００１や受光素子１００２の温度が上昇し、発光素子１００１および受光素子１００２自体の特性を劣化させるため、可動部に放熱構造を形成しジュール熱を放熱する必要がある。このため従来の光学系一体型光ヘッドでは、発光素子１００１および受光素子１００２を放熱板１０１１上に実装し、放熱板１０１１と空気の接触面積を大きくすることにより、発光素子１００１および受光素子１００２で発生する熱を空気に伝達させている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１７７７３３号公報
【特許文献２】
特開平８−２８７４９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の光学系一体型光ヘッド１０００の構成においては以下のような課題があげられる。以下、具体的に説明する。近年、光ヘッドの高速記録・高速再生などの高機能化が進み、発光素子の高出力化、受光素子の高速化が進んでいる。それに伴い、発光素子および受光素子の消費電力が大幅に増加し、発熱量も大幅に増加している。それに対して、発光素子および受光素子の高効率化による低消費電力化への取り組みが盛んになされているが低消費電力化にも限界があるため、放熱構造に対しても高放熱化への要望は大きい。放熱構造の高放熱化の方法の一つとして、従来の光学系一体型光ヘッド１０００においては放熱板１０１１と空気の接触面積を大きくする方法があげられる。しかしながら、上記の構成では発光素子および受光素子で発生する熱を十分放熱するために、放熱板が大きくなりその結果可動部の重量が重くなってしまう。この結果、磁気回路１００７により光学系一体型光ヘッド１０００を十分可動することができなくなり、その結果、光学系一体型光ヘッド１０００の光学特性が劣化してしまうという課題を有する。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するものであり、可動部に搭載された発光素子および受光素子からの発熱を効率的に放熱し、かつ可動部のアクチュエータ動作を劣化させない光ヘッドを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１記載の光ヘッドは、少なくとも、発光素子と、受光素子と、ヒートシンクを有した可動部と、固定部と、前記可動部と前記固定部とを接続する弾性部材と、磁石と、磁性体と、磁性流体とで構成される光ヘッドにおいて、前記可動部と前記固定部の一方に前記磁石が配設され、他方に前記磁性体が配設されており、前記発光素子と前記受光素子は前記ヒートシンクに実装され、前記磁性流体は前記磁石と前記磁性体との間隙に保持されるようにする。上記構成により受光素子および発光素子で発生した熱の一部を可動部から固定部へ磁性流体を介して伝熱させることが可能となり、また磁性流体は可動部の微少動作の弊害とならないためアクチュエータ動作を劣化させることなく、効率的に放熱することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の光ヘッドは、前記ヒートシンクが、前記可動部に配設された前記磁石もしくは前記磁性体と接触するように構成される。上記構成により受光素子および発光素子で発生した熱の一部をヒートシンク、磁石、磁性流体、磁性体という経路、もしくはヒートシンク、磁性体、磁性流体、磁石という経路で固定部に伝熱させることが可能となり、また磁性流体は可動部の微少動作の弊害とならないためアクチュエータ動作を劣化させることなく、効率的に放熱することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の光ヘッドは、少なくとも、発光素子と、受光素子と、ヒートシンク、コイルを有した可動部と、少なくとも、磁石と磁性体を有した固定部と、前記可動部と前記固定部とを接続する弾性部材と、磁性流体と、コイルとで構成される光ヘッドにおいて、前記発光素子と前記受光素子は前記ヒートシンクに実装され、前記ヒートシンクは前記コイルと接触し、前記磁性流体は前記コイルと、前記磁石もしくは前記磁性体との間隙に保持されるようにする。この構成により受光素子および発光素子で発生した熱の一部を可動部から固定部に磁性流体を介して伝熱させることが可能となり、かつ磁性流体は可動部の微少動作の弊害とならないためアクチュエータ動作を劣化させることなく、かつ磁性体と磁石を固定部に配置しているため高感度のアクチュエータ動作を実現しつつ、効率的に放熱することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。簡単のため、各実施形態に共通する構成要素は、同一の参照符号で示す。
【００１４】
（実施形態１）
図１に、本発明の実施形態１の光ヘッド１００の構成を示す。光ヘッド１００の可動部は、可動部筐体２０と、ヒートシンク１と、発光素子２と、受光素子３と、磁石４と、回折格子２１と対物レンズ２２とで構成され、複数の弾性材料３０により可動部がｘ、ｚ方向に可動な状態で固定部８に固定される。発光素子２および受光素子３はヒートシンク１上に実装され、ヒートシンク１は可動部筐体２０に保持される。可動部に配置される磁石４はヒートシンク１と接触するように固定される。一方、固定部８には磁性体で形成されたヨーク７が固定され、ヨーク７にはコイル５が巻かれる。磁性流体６は、磁石４とコイル５との隙間に配設され、磁石４とヨーク７との間に発生している磁界により保持される。このとき磁性流体６は空気よりも熱伝導率が例えば４倍以上のものを用いる。
【００１５】
次に本実施形態の動作について説明する。発光素子２から出射されたレーザ光等の光は回折格子２１を透過し、対物レンズ２２により図示しない光ディスク上の記録面に集光される。光ディスク上の記録面に集光された光は反射する際に、記録面上の記録情報、位置情報を反映した光分布を有する反射光となり、対物レンズ２２により再び回折格子２１に導かれる。回折格子２１に導かれた反射光の一部は回折光となり受光素子３に導かれ、電気信号に変換される。受光素子３で電気信号に変換された位置情報は、図示しない外部回路により演算されサーボ信号となり、コイル５に印加され、出射光ビームが光ディスクの適正な位置に来るように可動部を電磁界作用によりｘ、ｚ方向に移動させる。なおこのとき、弾性材料３０を導電性材料で形成することにより、発光素子への電力供給線、受光素子からの信号用配線として機能させることができる。
【００１６】
一方で、受光素子３および発光素子２で発生したジュール熱の大部分は、ヒートシンク１に伝導した後、磁石、磁性流体、コイル、ヨーク、固定部と伝熱することにより、可動部外に放熱させることができる。このとき、磁性流体６は可動部の微少可動の弊害とならず、また磁石４およびヨーク７の間隙に発生する磁界の方向に影響を与えないため、可動部のアクチュエータ動作に悪影響を与えない。また、可動部は移動する際に、ｘ、ｚ方向のみ可動するため、磁石４およびコイル５の間隙の距離は変化しない。このため可動部が動作中に、ジュール熱が伝導する磁性流体中の距離は変化しないため、光ヘッド１００の放熱特性は安定である。
【００１７】
以上のような構成により光ヘッド１００のアクチュエータ動作を劣化させることなく、可動部に搭載された発光素子２および受光素子３で発生するジュール熱を効率的に放熱することができる。
【００１８】
（実施形態２）
図２に、本発明の実施形態２の光ヘッド２００の構成を示す。本実施形態は実施形態１とほぼ同じであり、異なる点についてのみ説明する。光ヘッド２００の可動部は、可動部筐体２０と、ヒートシンク１と、発光素子２と、受光素子３と、回折格子２１と、対物レンズ２２と、コイル１０５と、ヨーク１０７とで構成されている。コイル１０５は磁性体で形成されたヨーク１０７に巻きつけられており、固定部８に固定されたヨーク７と所定の間隙を有するように保持されている。磁性流体１０６は、磁石１０４とコイル１０５との間隙に配設され、磁石１０４とヨーク１０７との間に発生する磁界により保持される。このとき磁性流体１０６は空気より熱伝導率が例えば４倍以上のものを用いる。
【００１９】
この構成により、受光素子３および発光素子２で発生したジュール熱の大部分は、ヒートシンク１に伝導した後、コイル、磁性体、コイル、磁性流体、磁石、固定部と伝熱することにより、可動部外に放熱させることができる。このとき、磁性流体１０６は可動部の微少可動の弊害とはならず、また磁石１０４およびヨーク１０７の間隙に発生する磁界の方向に影響を与えないため、可動部のアクチュエータ動作に悪影響を与えない。また、可動部は微少移動する際に、ｘ、ｚ方向のみ可動するため、磁石１０４およびコイル１０５の間隙の距離は変化しない。このため可動部が動作中に、ジュール熱が伝導する磁性流体中の距離は変化しないため、光ヘッド２００の放熱特性は安定である。
【００２０】
以上のような構成により光ヘッド２００のアクチュエータ動作を劣化させることなく、可動部に搭載された発光素子２および受光素子３で発生するジュール熱を効率的に放熱することができる。なおこのとき、弾性材料３０を導電性材料で形成することにより、発光素子への電力供給線、受光素子からの信号用配線のほか、コイルへの電力供給線として機能させることもできる。
【００２１】
（実施形態３）
図３に、本発明の実施形態３の光ヘッド３００の構成を示す。本実施形態は実施形態２とほぼ同じであり、異なる点についてのみ説明する。光ヘッド３００の可動部は、可動部筐体２０と、ヒートシンク１と、発光素子２と、受光素子３と、回折格子２１と、対物レンズ２２と、コイル２０５とで構成されている。固定部８には磁石２０４が固定されたヨーク２０７が固定されており、ヨーク２０７はコイル２０５に対して所定の間隙を有するように保持されている。このときヨーク２０７は磁性体で形成される。磁性流体２０６は、磁石２０４とコイル２０５との間隙に配設され、磁石２０４とヨーク２０７との間に発生する磁界により保持される。このとき磁性流体２０６は空気より熱伝導率が例えば４倍以上のものを用いる。
【００２２】
この構成により、受光素子３および発光素子２で発生したジュール熱の大部分は、ヒートシンク１に伝導した後、コイル、磁性流体、磁石、固定部と伝熱することにより、可動部外に放熱させることができる。このとき、磁性流体２０６は可動部の微少可動の弊害とはならず、また磁石２０４およびヨーク２０７の間隙に発生する磁界の方向に影響を与えないため、可動部のアクチュエータ動作に悪影響を与えない。また、可動部は微少移動する際に、ｘ、ｚ方向のみ可動するため、磁石２０４およびコイル２０５の間隙の距離は変化しない。このため可動部が動作中に、ジュール熱が伝導する磁性流体中の距離は変化しないため、光ヘッド３００の放熱特性は安定である。
【００２３】
さらには、本実施形態の光ヘッド３００では、ヨーク２０７は閉じた輪の形状に形成され、コイル２０５の一部はヨーク２０７の閉じた輪のほぼ中央を通過するように配置される。これにより、ヨーク２０７および磁石２０４により発生する磁界が大きくなるため、アクチュエータ動作を大きくすることができる。
【００２４】
以上のような構成により光ヘッド３００のアクチュエータ動作を劣化させることなく、さらには高感度のアクチュエータ動作を実現しつつ、可動部に搭載された発光素子２および受光素子３で発生するジュール熱を効率的に放熱することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ヘッドは、少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、受光素子と、磁石とを有した可動部と、少なくともコイルとヨークとを有した固定部と、可動部を固定部とを接続する弾性部材と、磁性流体とで構成される光ヘッドにおいて、発光素子と受光素子がヒートシンク上に実装され、ヒートシンクと磁石とが接続され、磁性流体が前記磁石と前記ヨークとの間隙に配設される構成である。
【００２６】
この構成により受光素子および発光素子で発生した熱の一部をヒートシンク、磁石、磁性流体、磁性体と固定部に伝熱させることが可能となり、可動部のアクチュエータ動作を劣化させることなく、効率的に放熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の光ヘッド１００の構成を説明する図
【図２】実施形態２の光ヘッド２００の構成を説明する図
【図３】実施形態３の光ヘッド３００の構成を説明する図
【図４】従来の光ヘッド１０００の構成を説明する図
【符号の説明】
１  放熱板
２  発光素子
３  受光素子
４  磁石
５、１０５、２０５  コイル
６、１０６、２０６  磁性流体
７、１０７、２０７  ヨーク
８  固定部
２０  筐体
２１  回折格子
２２  対物レンズ
３０  ワイヤ
【図１】
2005011433.tif 000003
【図２】
2005011433.tif 000004
【図３】
2005011433.tif 000005
【図４】
2005011433.tif 000006