(57)【要約】【課題】  発光素子で発生した熱を効率的に放出することができ、また、必要に応じて光集積ユニットの取り付け時の位置調整が可能な構造とすることができる、光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  配線基板６０と、配線基板６０の表面に取り付けられた、発光素子３１および受光素子３５と、配線基板６０の表面に取り付けられた、記録媒体からの反射戻り光を受光する受光素子３５と、ホログラム４０を上面に保持し配線基板６０上に固定されたキャップ５０とを有する光集積ユニットをハウジング５１に取り付けた光ピックアップ装置において、キャップ５０は、その下端に外向きに広がるフランジ部５０ａを有し、フランジ部５０ａの上面は、ハウジング５１に接触しており、フランジ部５０ａの下面の少なくとも一部は配線基板６０の表面に接触している。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、前記配線基板の表面に取り付けられた、記録媒体に向けて光を発光する発光素子と、前記配線基板の表面に取り付けられた、記録媒体からの反射戻り光を受光する受光素子と、ホログラムを上面に保持し、前記発光素子および受光素子を覆うように前記配線基板上に固定されたキャップとを有する光集積ユニットをハウジングに取り付けた光ピックアップ装置であって、
前記キャップは、その下端に外向きに広がるフランジ部を有し、該フランジ部の上面の少なくとも一部は前記ハウジングに接触し、該フランジ部の下面の少なくとも一部は前記配線基板の表面に接触している、光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記配線基板の表面には、前記配線基板より熱伝導率が高い材料の膜からなるパターンが形成されており、
前記パターンは、少なくとも前記発光素子および前記キャップのフランジ部と接触し、両者を結ぶように設けられている、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記フランジ部は、前記配線基板のパターンと前記ハウジングとの間に挟まれている、請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記キャップが挿入される開口部を有し、
前記開口部の内壁と前記キャップの外面との間には、前記光集積ユニットの位置調整を行なうための間隙が設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスクなどの情報記録媒体に対して情報を光学的に記録または再生する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクなどの情報記録媒体に対して情報を光学的に記録または再生する光ピックアップ装置の研究開発が行なわれている。その中で、小型化および薄型化された光ピックアップ装置への需要は大きく、これに対応して光学素子を集積化する技術が提案されている。この集積化において、最も大きな課題は、レーザパワー増大に伴う発熱への対策である。光ディスクなどに情報を記録する場合には、特に発熱量が多くなり問題となる。
【０００３】
このような発熱の問題に対応するため、放熱性を向上させた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（特開平１０−２３３０２４号公報）に開示された光ピックアップ装置においては、発光素子、受光素子および光学部品により構成された光集積ユニットが、ハウジングに取り付けられている。この光集積ユニットの発光素子および受光素子はキャップにより覆われており、キャップの外面はハウジングの内面と接触している。キャップの外面をハウジングに接触させることでキャップの熱をハウジングに放出しており、これにより放熱性を向上させている。
【特許文献１】特開平１０−２３３０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、上述のような光集積ユニットを用いて構成された光ピックアップ装置においては、情報信号の書き込み（記録）を行なう装置として使用した場合、光集積ユニットの発光素子より発せられる熱を充分に外部に放熱することができない場合がある。すなわち、光学記録媒体への情報信号の書き込みにおいては、発光素子は信号記録層に対する情報信号の書き込みを行なうのに充分な光出力の光を発する必要があるため、発熱量も大きくなる。ここで、発光素子および受光素子の動作を良好な状態に保つには、温度上昇を極力抑えなければならない。このような大きな発熱量による温度上昇を抑えるためには、専ら放熱を行なうための部品を別途取り付ける必要があり、光学ピックアップ装置の構造の複雑化や大型化を招いていた。
【０００５】
特許文献１に記載された光ピックアップ装置によると、ハウジングとキャップとを接触させる事により、発光素子からの熱がハウジングに放出されて、ある程度放熱効率が向上する。しかしながら、この構造では、キャップの外面とハウジングとを接触させることを必須の構成としているため、光集積ユニットを動かすことができない。そのため、ハウジングに光集積ユニットの取り付ける際、光集積ユニットの位置調整を行なうことができない。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光素子で発生した熱を効率的に放出することができ、また、必要に応じて光集積ユニットの取り付け時の位置調整が可能な構造とすることができる、光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいた光ピックアップ装置に従えば、配線基板と、上記配線基板の表面に取り付けられた、記録媒体に向けて光を発光する発光素子と、上記配線基板の表面に取り付けられた、記録媒体からの反射戻り光を受光する受光素子と、ホログラムを上面に保持し、上記発光素子および受光素子を覆うように上記配線基板上に固定されたキャップとを有する光集積ユニットをハウジングに取り付けた光ピックアップ装置であって、上記キャップは、その下端に外向きに広がるフランジ部を有し、該フランジ部の上面の少なくとも一部は上記ハウジングに接触しており、該フランジ部の下面の少なくとも一部は上記配線基板の表面に接触している。
【０００８】
この構成によると、キャップのフランジ部がハウジングと配線基板の両方に接触しているので、この接触部を介して、発光素子からキャップに伝わった熱および発光素子から配線基板に伝わった熱の両方を、ハウジングに放出することができる。これにより、発光素子および受光素子の温度上昇を抑制し、熱による悪影響を回避することができる。
【０００９】
上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記配線基板の表面には、上記配線基板より熱伝導率が高い材料の膜からなるパターンが形成されており、上記パターンは、少なくとも上記発光素子および上記キャップのフランジ部と接触し、両者を結ぶように設けられている。また、上記フランジ部は、上記配線基板のパターンと上記ハウジングとの間に挟まれるようにしてもよい。
【００１０】
これらの構成によると、発光素子で発生した熱を、パターンを介して効率的にフランジ部およびハウジングに伝えることができるので、さらに放熱効率が向上する。
【００１１】
上記光ピックアップ装置においてさらに好ましくは、上記ハウジングは、上記キャップが挿入される開口部を有し、上記開口部の内壁と上記キャップの外面との間には、上記光集積ユニットの位置調整を行なうための間隙が設けられている。
【００１２】
この構成によると、光集積ユニットの放熱性を確保しながら、取り付け時における光集積ユニットの位置調整が可能な構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光ピックアップ装置によると、発光素子の熱を効率的に放出することができ、また、必要に応じて光集積ユニットの取り付け時の位置調整が可能な構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施の形態について、図１から図１２を参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態を説明する背景としての光ピックアップ装置の概略的な構成を示した概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【００１５】
光ピックアップ装置２０は、光磁気記録媒体１０に記録された情報信号を検出するものである。光ピックアップ装置２０は、光集積ユニット３０と、コリメータレンズ１４と、対物レンズ１１と、立ち上げミラー１２および対物レンズ１１を駆動するアクチュエータ１３とを備える。
【００１６】
コリメータレンズ１４は、光集積ユニット３０からの光を平行光にするものである。立ち上げミラー１２は、光集積ユニット３０内に設けられた半導体レーザなどの発光素子３１から出射される光を、記録媒体１０に直角に入射する方向に曲げる。対物レンズ１１は、立ち上げミラー１２からの光を記録媒体１０の記録面上に合焦させる。
【００１７】
図２から図４は、光集積ユニット３０およびその構成部材の詳細形状を示しており、図２は、受光素子および発光素子を実装した配線基板の平面図、図３は、光集積ユニットの縦断面図、図４は、配線基板の平面図、図５は、配線基板の底面図である。
【００１８】
光集積ユニット３０は、図２および図３に示すように、発光素子３１、ホログラム素子４０、受光素子３５などを有している。上述のように、記録媒体１０に入射した光は、記録媒体１０にて反射されて、再度対物レンズ１１を透過し、光集積ユニット３０に戻ってくる。その反射光はホログラム素子４０によって回折され、回折された光は受光素子３５に入射する。受光素子３５に入射した光により、サーボ用信号、光磁気信号、その他の信号が生成される。
【００１９】
記録媒体１０への記録においては、光集積ユニット３０内の発光素子３１のパワーを大きくして、記録媒体１０の記録部分の温度を上昇させる。記録媒体１０が光磁気記録媒体の場合には、ここには図示していないが、記録媒体１０を挟んで反対側に磁気ヘッドまたはマグネットを配置して温度上昇部分に対して、磁気的な記録を行なう。
【００２０】
光集積ユニット３０の構造をより詳細に説明する。発光素子３１は、サブマウント３３を介して配線基板６０に取り付けられている。
【００２１】
ホログラム素子４０は、中間基板と、中間基板の上面に取り付けられた第１の偏光分離手段４１と、中間基板の下面に取り付けられた第２の偏光分離手段４２とを有している。第１の偏光分離手段４１は、記録媒体１０からの反射光を２分割するものであり、ここでは偏光ホログラムで構成されている。第２の偏光分離手段４２は、２つの領域と３ビーム生成用グレーティング４３を有しており、ここでは偏光ホログラムを用いている。
【００２２】
ホログラム素子４０の中間基板は、キャップ５０に保持されている。キャップ５０は、発光素子３１および受光素子３５とホログラム素子４０との位置関係を一定に保持するものである。
【００２３】
キャップ５０は、その下端に外側に広がるフランジ部５０ａを有している。フランジ部５０ａが配線基板６０の上面に接着されることで、キャップ５０は配線基板６０に固定される。キャップ５０は、熱伝導が良好な材料（熱伝導率が高い材料）で構成されている。キャップ５０に適する材料としては、たとえばアルミニウム、銅、ニッケルおよびこれらを含む合金などの金属板や、窒化珪素等の高熱伝導性セラミックスからなるセラミックス基板などが挙げられる。
【００２４】
キャップ５０の上面には、ホログラム素子４０が固定されており、またキャップ５０の上面には第２の偏光分離手段４２が挿入される開口部が形成されている。キャップ５０の側板は、四方を囲むように設けても良いし、対向する二面または三面に設けるようにしてもよい。上記のフランジ部５０ａもこれに応じて、四辺に沿って設けても良いし、二辺または三辺に設けても良い。
【００２５】
モニタ用受光素子４５は、発光素子３１から記録媒体１０へ出射される光の光路から外れて配置されている。配線基板６０は、たとえばセラミック製であって、その一方の面には、発光素子３１などを含む各種光学素子が設けられている。配線基板６０の内部には配線が設けられており、配線基板６０の他方の面には、発光素子３１への電力供給や、受光素子３５からの信号を取り出すための、複数の電極１８が設けられている。
【００２６】
発光素子３１から出射された光は、まずミラー３４で反射される。このミラー３４の反射率は９０％、透過率は６％程度に設定している。ミラー３４を透過した光は、ミラー背面からモニタ用受光素子４５に入射する。図示しない制御回路は、検出された光出力の変動をフィードバックすることにより、発光素子３１から出射される光出力を一定に保つように、レーザパワーの制御を行なう。
【００２７】
ミラー３４で反射した光は、グレーティング４３を透過する。この時、光はトラッキングのため、メインビームと二つのサブビームの３ビームに分割される。この３ビームが記録媒体１０の上に集光するよう、コリメータレンズ１４および対物レンズ１１が配置されている。２つのサブビームはトラッキングエラー信号検出用である。
【００２８】
記録媒体１０によって反射された光は、記録媒体１０の側に設けられた第１の偏光分離手段４１に入射する。第１の偏光分離手段４１は、記録媒体１０からの反射光を記録媒体１０の半径方向に分離する。第１の偏光分離手段４１は、各偏光成分の回折効率が異なるため、光磁気記録媒体１０からの反射光のカー回転角を増倍するエンハンス機能も合わせて持っている。
【００２９】
中間基板の配線基板６０の側に設けられた第２の偏光分離手段４２は、少なくとも片側は、サーボエラー信号検出用に多分割された偏光ホログラムであり、光磁気ディスクのサーボエラー信号と光磁気再生信号とを検出可能なように構成している。ここでは、サーボエラー信号検出側の偏光ホログラムは、３分割されており、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー検出を行なうように構成されている。
【００３０】
第１の偏光分離手段４１によって分離された２つのビームは、記録媒体１０で反射した後、第１の偏光分離手段４１および第２の偏光分離手段４２によって、さらに複数のビームに分離される。受光素子３５は、第２の偏光分離手段４２によって分離された各ビームを受光する。
【００３１】
図５に示すように、配線基板６０の裏面には、電極１８が設けられている。配線基板６０が、銅やクラッド材のように、熱伝導性の良好なものである場合、配線基板６０とハウジング５１とが、キャップ５０のフランジ部５０ａを介して接することによって、十分な熱伝導が起こり、光学部品、特に発光素子３１、受光素子３５に対する熱の影響を抑える事が可能となる。
【００３２】
しかしながら、配線基板６０の熱伝導性が良くない場合、たとえば、樹脂基板、セラミック基板の場合には、以下に示すようなパターンを設けることで熱伝導性を向上させることができる。
【００３３】
図４に示すように、セラミック基板からなる配線基板６０の表面に熱伝導性が良好なパターン７０を設けている。ここでは、パターン７０は、金メッキで形成した膜により構成している。パターン７０としては、上述の金以外にもパラジウム、ロジウム、銀などの貴金属を用いることもできる。
【００３４】
ここでは、パターン７０は、発光素子３１としてのレーザチップを搭載するサブマウント３３の下面側に位置するサブマウント用パターン７０ｂと、キャップ５０のフランジ部５０ａの下面側に位置するフランジ用パターン７０ａと、一方の受光素子３５の下面側に位置する受光素子用パターン７０ｃと、これらを繋ぐ連結用パターン７０ｄとで構成されている。
【００３５】
サブマウント用パターン７０ｂ上には、レーザチップを搭載したサブマウント３３が固定され、フランジ用パターン７０ａ上には、フランジ部５０ａが固定され、受光素子用パターン７０ｃ上には、受光素子３５が固定される。ここでは、受光素子用パターン７０ｃを連結用パターン７０ｄにより、フランジ用パターン７０ａおよび発光素子用パターン７０ｃに繋いでいるが、受光素子用パターン７０ｃはこれらと分離するようにしても良い。
【００３６】
このように構成することで、発光素子３１で発生した熱を、発光素子用パターン７０ｃ、連結用パターン７０ｄおよびフランジ用パターン７０ａを介して、キャップ５０のフランジ部５０ａに効率的に伝達し、さらには、ハウジング５１に放出することができる。
【００３７】
なお、パターン７０は、立ち上げミラー１２の下面側や、モニタ用受光素子４５の下面側にも設けられている。これは、これらの素子の取り付け位置を示すためであり、これにより、各素子の位置決めを容易に行なうことができ、各素子を正確かつ容易に取り付けることができる。
【００３８】
配線基板６０の両側には、半円状の切り込み部６０ａが設けられている。キャップ５０のフランジ部５０ａにも切り込み部６０ａに対応した切り込みが設けられている。
【００３９】
図６および図７は、本実施の形態のハウジングの構造を示す斜視図である。光ピックアップ装置２０は、図６および図７に示すようなハウジング５１の端部に装着される。ハウジング５１は、光学部品および一部の回路部品などを搭載するためのベースである。ハウジング５１としては、軽く十分な強度を持つ金属、たとえばアルミニウムなどを用いることができる。ハウジング５１は熱伝達に優れた材料であることが好ましい。この点でも、ハウジング５１をたとえばアルミニウムなどの金属で構成することが好ましい。
【００４０】
ハウジング５１は、本実施の形態では、平面視略矩形に構成されており、光学部品が取り付け可能なように、後半部は上下に貫通する開口部とされている。ハウジング５１の後端部も、光ピックアップ装置２０の挿入が可能なように開放している。
【００４１】
図８は、光ピックアップ装置をハウジングに装着した状態を示す概略図である。光ピックアップ装置２０は、ハウジング５１の後端部に挿入されている。このとき、光ピックアップ装置２０のキャップ５０のフランジ部５０ａの上面がハウジング５１に当接している。より具体的には、フランジ部５０ａの上面は、図６および図７に示すように、ハウジング５１に段部として構成された、フランジ部当接面５１ａに当接されている。このフランジ部当接面５１ａには、側方から半円筒部５１ｂが突出しているが、この半円筒部５１ｂは、配線基板６０の切り込み部６０ａに挿入される。配線基板６０とハウジング５１との入り隅部には、接着剤５２が塗布され、両者を接着固定している。
【００４２】
フランジ部５０ａの当接部においては、ハウジング５１と、フランジ部５０ａと、パターン７０と、配線基板６０とが相互に重なる構造となる。この構造によって、発光素子３１で発生した熱を、パターン７０およびフランジ部５０ａを介してハウジング５１に効率的に伝導することができる。併せて、発光素子３１からキャップ５０の本体部に伝わった熱も、フランジ部５０ａに放出することができる。接着剤５２がハウジング５１とフランジ部５０ａとの間に入り込むことがあるが、その場合には、ハウジング５１とフランジ部５０ａとの接触面積が実質的に増加し、熱伝導の効率をさらに向上させることができる。このような観点から、接着剤５２としては、熱伝導性に優れた接着剤を用いることが好ましく、たとえば、３Ｍ  ＪＡＰＡＮ社製  ＥＷ２０７０や、Ａｒｃｔｉｃ  Ｓｉｌｖｅｒ社製  ＴＡ−０１、日本ヘルメチックス社製  ヘルメタイトＴＸ−８７３Ｂなどを使用することができる。
【００４３】
この光ピックアップ装置２０を用いて光磁気記録媒体１０に情報を記録する場合、一例として、光は、約３０ｍＷから１００ｍＷの範囲の出力に設定される。このような高出力光を出射する場合、発光素子３１はかなり発熱する。
【００４４】
本実施の形態の光ピックアップ装置２０において、情報を書き込むための発光素子３１の出力を３０ｍＷ（媒体面上では２．５ｍＷ）とした場合、室温において、光集積ユニット３０単独でそのキャップ５０の温度を測定すると５４℃まで上昇した。ハウジング５１に取り付けた状態で光集積ユニット３０の温度を測定すると、キャップ５０の温度は４５℃となり、単独の場合よりも９℃低下した。このように、本実施の形態の光ピックアップ装置２０は、顕著に光集積ユニット３０の温度を低下させることができる。
【００４５】
本実施の形態では、ハウジング５１の端部に光ピックアップ装置２０を挿入して取り付けているが、キャップ５０の外面とハウジング５１の内面との間には隙間８０が形成されている。本実施の形態の光集積ユニット３０は、この隙間８０を設けたことにより、組立時に光集積ユニット３０の位置調節が可能となっている。
【００４６】
位置調節は、回転させて調節する回転調節と、スライドさせて調節する並進調節とがあるが、この隙間８０を設けることでそのいずれもが可能となる。本実施の形態の光ピックアップ装置２０においては、フランジ部５０ａをハウジング５１に接触させることで熱伝導の経路を確保しているので、キャップ５０の外面とハウジング５１との間に隙間８０が形成され、両者が離隔していても、発光素子３１の発熱による悪影響は生じない。
【００４７】
以下に、光集積ユニット３０の取り付け時に、回転調整を行なう場合の効果について説明する。図９は、トラック上におけるビームの位置を示す平面図である。図１０は、ラジアルエラー信号の振幅を示す図であり、（ａ）および（ｃ）は、角度θサブビームスポットがずれた状態であり、（ｂ）は回転調整後の状態である。図１１は、光ピックアップ装置から出射した光が記録媒体に照射される状態を示す側面図である。図１２は、光集積ユニットを回転調整する状態を示す正面図である。
【００４８】
図９に示すように、サブビームが正常な状態に対して角度θずれた場合には、図１０に示すように、ラジアルエラー信号の振幅が低下し、ラジアル方向（ディスク半径方向）のサーボが不安定になる。この場合、信号品質が低下し、最悪の場合、トラッキングエラーによって、信号再生が不可能になる場合も起こり得る。
【００４９】
図１１に示すように、記録媒体１０に照射される光を、図１２に示すように、光集積ユニット３０を回転して調整することで、２つのサブビームを最適な位置に調整することができ、これにより図１０（ｂ）に示すように、ラジアル誤差信号を感度良く検出することができるようになった。その結果、再生信号の品質が向上することが確認できた。
【００５０】
ここでは、示していないが光ピックアップ装置２０の並進方向の調整を行なうことでも、再生信号の品質は同様に向上する。
【００５１】
ただし、光集積ユニット３０の取り付け時に位置調整が不要な構造の場合には、必ずしも隙間８０は設けなくても良い。
【００５２】
上記の説明では、記録媒体１０が光磁気記録媒体の場合について説明したが、記録媒体１０はピットを読み取る、たとえばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）でも良いし、相変化媒体を用いた記録・再生型のものや、色素系材料を用いたライトワンス型のものでもよい。
【００５３】
ホログラム素子として、偏光ホログラムを用いたが、一般的なホログラムでもよい。光集積ユニット３０として、サーボエラー信号だけでなく記録信号の再生も可能なような構成を示したが、半導体レーザとサーボエラー信号検出用ディテクタを内蔵した一般的なホロレーザにも、本発明は適用可能である。
【００５４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明に基づいた実施の形態を説明する背景としての光ピックアップ装置の概略的な構成を示した概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態における受光素子および発光素子を実装した配線基板の平面図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態における光集積ユニットの縦断面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態における配線基板の平面図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態における配線基板の底面図である。
【図６】この発明に基づいた実施の形態におけるハウジングの構造を示す斜視図である。
【図７】この発明に基づいた実施の形態におけるハウジングの構造を示す斜視図である。
【図８】この発明に基づいた実施の形態における光ピックアップ装置をハウジングに装着した状態を示す概略図である。
【図９】トラック上におけるビームの位置を示す平面図である。
【図１０】ラジアルエラー信号の振幅を示す図であり、（ａ）および（ｃ）は、角度θサブビームスポットがずれた状態であり、（ｂ）は回転調整後の状態である。
【図１１】光ピックアップ装置から出射した光が記録媒体に照射される状態を示す側面図である。
【図１２】光集積ユニットを回転調整する状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  記録媒体、１４  コリメータレンズ、２０  光ピックアップ装置、３０  光集積ユニット、３１  発光素子、３５  受光素子、４０  ホログラム素子、４３  グレーティング、５０  キャップ、５０ａ  フランジ部、５１  ハウジング、６０  配線基板、７０  パターン。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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