(57)【要約】【課題】放熱板を用いることなく放熱性に優れたレーザダイオードを提供する。【解決手段】レーザダイオード１００は、ＬＤチップ１１と、ＬＤチップ１１が搭載されるステム１２と、ＬＤチップ１１を保護するキャンケース１３と、ＬＤチップ１１と電気的に接続された複数本のリードピン１４とを備えている。金属製ステム１２の一方の主面１２ａ側にはキャンケース１３が被せられ、突起１２ｃに取り付けられたＬＤチップ１１はステム１２とキャンケース１３により形成されるパッケージ内に気密封止される。ステム１２の平面形状は長方形であり、比較的広い表面積を有している。ステム１２の一方の主面１２ａ側には段差が設けられており、接着面１２ｄは接着剤を介してハウジング側の被接着面と接触するので、放熱効率を向上させることができる。【選択図】図１
2009043878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードチップと、
前記レーザダイオードチップが搭載されるステムと、
前記レーザダイオードチップを保護するキャンケースと、
前記レーザダイオードチップと電気的に接続された複数のリードピンとを備え、
前記ステム自身が放熱形状を有することを特徴とするレーザダイオード。
【請求項２】
前記ステムの主面は、被接着面に対して略平行な接着面を有し、前記接着面は接着剤を介して前記被接着面に接続固定されることを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード。
【請求項３】
前記ステムの平面形状が略矩形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザダイオード。
【請求項４】
前記ステムの前記主面に段差が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザダイオード。
【請求項５】
前記ステムの外周部に形成された溝をさらに備え、前記溝は、前記レーザダイオードチップによる発光点に対して位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーザダイオード。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレーザダイオードを備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
前記レーザダイオードが実装されるハウジングをさらに備え、
前記被接着面は、前記前記ハウジングの所定の領域に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオードに関し、特に、レーザダイオードのステム構造に関するものである。本発明はまた、このレーザダイオードを用いた光ピックアップ並びに光記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の光記録媒体へのデータの記録又は再生に用いる光ピックアップにおいては、光源としてレーザダイオードが用いられている。
【０００３】
光ピックアップ用レーザダイオードにはキャン型パッケージが用いられることが多い。この種のレーザダイオードは、円形平板形のステムの一方の主面に実装されたレーザダイオードチップが丸形のキャンケースで気密封止され、ステムの他方の面側から３〜４本のリードピンが突出した構造を有している。
【０００４】
レーザダイオードは発熱量が大きいことから、その放熱対策が必要である。特に、光ピックアップのレーザダイオードは、データ書き込み時に高出力となるため発熱量が極めて大きい。そのため、例えば特許文献１に示す従来の光ピックアップにおいては、レーザダイオードに接続された金属製ドーナツ型の放熱板を設けて、放熱効率の向上を図っている。また、特許文献２に示す従来の光ピックアップにおいては、レーザダイオードが取り付けられる放熱用のホルダにヒートシンクを設けて放熱効率の更なる向上を図っている。
【特許文献１】特開２００６−２１６１１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１６７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のレーザダイオードにおいては、レーザダイオードとは別に放熱板を用意しなければならないため、レーザダイオードに放熱板を取り付ける工程を必要とし、工数増加につながるという問題がある。また、特許文献２に記載された従来のレーザダイオードにおいては、レーザダイオードを放熱用ホルダに取り付ける工程に加えて、ホルダにヒートシンクを取り付ける工程が必要であることから、取り付け工程がさらに増えるという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、放熱板を用いることなく放熱性に優れたレーザダイオードを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、そのようなレーザダイオードを用いた改良された光ピックアップ並びに光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】
【０００８】
本発明の上記目的は、レーザダイオードチップと、レーザダイオードチップが搭載されるステムと、レーザダイオードチップを保護するキャンケースと、レーザダイオードチップと電気的に接続された複数のリードピンとを備え、ステム自身が放熱形状を有することを特徴とするレーザダイオードによって達成される。
【０００９】
本発明において、ステムの主面は、被接着面に対して略平行な接着面を有し、接着面は接着剤を介して被接着面に接続固定されることが好ましい。この場合において、ステムの平面形状が略矩形状であることが好ましい。これによれば、固定部材を別途用いることなくレーザダイオード自体を被接着面に直接接着することができ、被接着面に対するレーザダイオードの接着性を高めることができると共に、レーザダイオードの放熱性を高めることができる。
【００１０】
本発明において、ステムの主面に段差が設けられていることが好ましい。これによれば、接着面と被接着面との間の間隔を確保することができ、被接着面に対してレーザダイオードを空中接着することができる。
【００１１】
本発明のレーザダイオードは、ステムの外周部に形成された溝をさらに備え、溝は、レーザダイオードチップによる発光点に対して位置決めされていることが好ましい。この溝は、レーザダイオードチップの発光点に対して所定の位置関係を有することから、レーザダイオードをハウジングに取り付ける際、溝の位置を正確に設定することにより、発光点の位置合わせを正確に行うことができる。
【００１２】
本発明の目的はまた、上記特徴を有するレーザダイオードを備えた光ピックアップによっても達成される。この光ピックアップは、レーザダイオードが実装されるハウジングをさらに備えることが好ましく、被接着面は、ハウジングの所定の領域に設けられていることが好ましい。
【００１３】
本発明の目的はまた、上記特徴を有する光ピックアップを備えた光記録再生装置によっても達成される。この光記録再生装置は、光ディスクを回転させるスピンドル機構と、光ピックアップを制御する制御部をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、放熱板を用いることなく放熱性に優れたレーザダイオードを提供することができる。また、本発明によれば、そのようなレーザダイオードを用いた改良された光ピックアップ並びに光記録再生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明の好ましい実施形態によるレーザダイオード１００の外観構造を示す略斜視図であって、図１は分解図、図２は完成図である。また、図３は、レーザダイオード１００の正面図である。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、このレーザダイオード１００は、レーザダイオードチップ（以下、「ＬＤチップ」という）１１と、ＬＤチップ１１が搭載されるステム１２と、ＬＤチップ１１を保護するキャンケース１３と、ＬＤチップ１１と電気的に接続された複数本のリードピン１４とを備えている。
【００１８】
ステム１２は金属製であり、ステム１２の一方の主面１２ａの中央部にはＬＤチップ固定用の突起１２ｃが設けられている。ステム１２の一方の主面１２ａ側にはキャンケース１３が被せられ、突起１２ｃに取り付けられたＬＤチップ１１はステム１２とキャンケース１３により形成されるパッケージ内に気密封止される。キャンケース１３の上面中央部には発光窓１３ｗが設けられており、ＬＤチップ１１から放射されたレーザ光はこの発光窓１３ｗから出射される。
【００１９】
リードピン１４はステム１２の他方の主面１２ｂ側に設けられている。リードピン１４の一端はステム１２の他方の主面１２ｂ側から突出しており、他端はステム１２を貫通してパッケージ内に突出している。本実施形態のレーザダイオード１００は３本のリードピン１４を備えており、これらのリードピン１４のうちの１本はＬＤチップ１１に所定の電圧を印加するための電源ピンであり、他の１本はグランドピンであり、残りの１本はＬＤチップ１１内のフォトダイオードから出力モニター用電流を取り出すためのモニターピンである。
【００２０】
本実施形態のステム１２の平面形状は長方形であり、比較的広い表面積を有している。そのため、キャンケース１３を取り付けたとしても、ステム１２の一方の主面１２ａに比較的広い露出面を残すことができる。したがって、この露出面を接着面とすることでハウジングとの接触面積を十分に確保することができ、放熱効率を向上させることができる。
【００２１】
ステム１２の一方の主面１２ａ側には段差が設けられており、ステム１２の両端部に形成された下段面１２ｄはハウジングとの接着面として使用される。接着面１２ｄは、被接着面に対して略平行である。接着面１２ｄは接着剤を介してハウジング側の被接着面と接触するが、この接触面が広いほど接着強度を高めることができ、さらには放熱効率を向上させることができる。
【００２２】
ステム１２の側面部分には位置決め用のＶ溝１２ｅが設けられている。このＶ溝１２ｅは、ＬＤチップ１１の発光点に対して所定の位置関係を有することから、レーザダイオード１００をハウジングに取り付ける際、Ｖ溝１２ｅを基点にしてステム１２をハンドリングすることにより、ＬＤチップ１１の発光点の位置合わせを正確に行うことができる。さらに、ハウジングの所定の位置に突起を設け、この突起にＶ溝１２ｅを嵌合させた場合には、ハウジングに対するＶ溝１２ｅの位置を正確に設定することができ、ＬＤチップ１１の発光点の位置合わせを正確かつ容易に行うことができる。
【００２３】
図４は、上述のレーザダイオード１００を光ピックアップに取り付けた状態を示す略側面図である。
【００２４】
本実施形態のレーザダイオード１００を光ピックアップに実装する場合には、ステム１２に接着面１２ｄに予め接着剤２３を塗布した後、光ピックアップのハウジング２１に設けられた開口部２２にレーザダイオード１００のキャンケース１３側を挿入する。このとき、接着剤２３の粘性は比較的高く、十分に肉厚な状態で塗布されることが好ましい。次に、レーザダイオード１００からレーザ光を出射させながらその位置を調整することにより、レーザダイオード１００を３軸方向の位置調整を行い、位置が確定した時点で加熱又は紫外線照射によって接着剤２３を硬化させる。
【００２５】
このときレーザダイオード１００のステム１２はハウジング２１の側面から僅かに引き離されており、直接接触していないが、接着剤２３を介して間接的に接触した状態にある。こうして、図４に示すように、ステム１２の主面１２ａをハウジング２１の外側の側面に空中接着することにより、レーザダイオード１００は固定される。このとき、レーザダイオード１００による熱は接着剤２３を伝わってハウジング２１側に逃げるが、特に、ステム１２の平面形状が長方形であり、接着剤２３の塗布領域が十分に確保されているため、熱が逃げやすい構造となっている。さらに、ステム１２の露出面が大きいことから、ステム１２自身の放熱性も優れている。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のレーザダイオード１００によれば、放熱板等を別途用意することなく、その放熱性を高めることができる。従来のレーザダイオードにおいては、ステムの平面形状がキャンケースよりも僅かに大きな半径を有する円形であったため、単体では十分に放熱することができず、放熱板が別途必要であった。しかしながら、本実施形態においては、ステム１２の平面形状が長方形であることから、ハウジング２１との接触面積を十分に確保することができ、レーザダイオード単体で十分な放熱性を得ることができる。したがって、部品点数を増やすことなく、放熱性に優れたレーザダイオードを実現することができる。
【００２７】
図５及び図６は、レーザダイオードの他の実施形態を示す略斜視図である。
【００２８】
図５に示すレーザダイオード２００は、平面形状が正方形のステム１２を備えている点に特徴がある。この場合、横方向だけでなく、縦方向に対しても接着面を確保できることから、より広い放熱面を得ることができる。
【００２９】
図６に示すレーザダイオード３００は、平面形状が円形のステムを備えている点に特徴がある。この点、従来のレーザダイオードの構造と類似しているが、従来のものよりもステムの半径が大きく、ハウジングとの接触面が十分に確保されている。ステム１２の半径は、キャンケース１３の半径の２倍以上であることが好ましい。ステム１２の半径がこの条件を満たしていれば、接着強度と放熱性の両方を満足することができるからである。
【００３０】
図７は、上述のレーザダイオード１００を用いた光ピックアップ４００の構成の一例を示す模式図である。
【００３１】
図７に示すように、光ピックアップ４００は、レーザダイオード１００と、レーザダイオード１００からのレーザ光を複数のビームに分割する回折格子１２２と、回折格子１２２から出射したレーザ光を平行光にするコリメートレンズ１２３と、平行光にされたレーザ光を光ディスク１１１側へ導くミラー１２４と、レーザ光をディスク面に収束させる対物レンズ１２５と、光ディスク１１１からの反射光をフォトダイオード１２８側へ導くビームスプリッタ１２６と、ビームスプリッタ１２６からの反射光を収束させるセンサーレンズ１２７と、センサーレンズ１２７によって収束された反射光を受光するフォトダイオード１２８とを備えている。そして、光ディスク１１１に対する対物レンズ１２５の位置は、対物レンズ駆動装置１３０によって高精度に制御される。詳細には、対物レンズ１２５をフォーカス方向へ駆動することにより、光ディスク１１１の記録面にビームスポットの焦点を合わせるフォーカス補正が行われ、トラッキング方向へ駆動することにより、光ディスク１１１のトラックにビームスポットを追従させるトラッキング補正が行われる。また、タンジェンシャル方向を回転軸にして対物レンズ１２５をトラッキング方向に回転させることにより、ディスクの反りに対応するチルト角の補正が行われる。
【００３２】
図８は、光ピックアップ４００を用いた光記録再生装置５００の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【００３３】
図８に示すように、光記録再生装置５００は、光ディスク１１１を回転させるためのスピンドルモータ１１２と、光ディスク１１１にレーザ光を照射するとともにその反射光を受光する光ピックアップ４００と、スピンドルモータ１１２及び光ピックアップ４００の動作を制御するコントローラ１１３と、光ピックアップ４００にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１１４と、光ピックアップ４００にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１１５とを備えている。
【００３４】
コントローラ１１３にはフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７及びレーザコントロール回路１１８が含まれている。フォーカスサーボ追従回路１１６が作動すると、回転している光ディスク１１１の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１１７が作動すると、光ディスク１１１の偏芯している信号トラックに対して、レーザ光のスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路１１６及びトラッキングサーボ追従回路１１７は、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能をそれぞれ備えている。また、レーザコントロール回路１１８は、レーザ駆動回路１１４により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、光ディスク１１１に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。
【００３５】
なお、これらフォーカスサーボ追従回路１１６、トラッキングサーボ追従回路１１７及びレーザコントロール回路１１８については、コントローラ１１３内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１１３と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１１３内で実行されるソフトウェアであっても構わない。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、光ピックアップ４００に搭載される光学部品の一つとして上述のレーザダイオード１００を用いることから、光ピックアップの組立工数を低減することができ、安価で高性能な光ピックアップを提供することができる。さらに、本実施形態によれば、光記録再生装置５００に搭載される部品としてこの光ピックアップ４００を用いることから、安価で高性能な光記録再生装置を提供することができる。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、レーザダイオード１００を用いた光ピックアップ４００について説明したが、他の実施形態に係るレーザダイオード２００やレーザダイオード３００を用いて光ピックアップ４００を構成してもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態によるレーザダイオード１００の外観構造を示す略分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態によるレーザダイオード１００の外観構造を示す略完成斜視図である。
【図３】図３は、レーザダイオード１００の略正面図である。
【図４】図４は、レーザダイオード１００を光ピックアップに取り付けた状態を示す略側面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態によるレーザダイオード２００を示す略斜視図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態によるレーザダイオード３００を示す略斜視図である。
【図７】図７は、上述のレーザダイオード１００を用いた光ピックアップ４００の構成の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、光ピックアップ４００を用いた光記録再生装置５００の構成の一例を示す略ブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１    レーザダイオードチップ
１２    ステム
１２ａ    ステムの一方の主面
１２ｂ    ステムの他方の主面
１２ｃ    突起
１２ｄ    ステムの下段面（接着面）
１２ｅ    Ｖ溝
１３    キャンケース
１３ｗ    発光窓
１４    リードピン
２１    ハウジング
２２    開口部
２３    接着剤
１００    第１のレーザダイオード
１１０    第２のレーザダイオード
１１１    光ディスク
１１２    スピンドルモータ
１１３    コントローラ
１１４    レーザ駆動回路
１１５    レンズ駆動回路
１１６    フォーカスサーボ追従回路
１１７    トラッキングサーボ追従回路
１１８    レーザコントロール回路
１２０    レーザダイオード
１２２    回折格子
１２３    コリメートレンズ
１２４    ミラー
１２５    対物レンズ
１２６    ビームスプリッタ
１２７    センサーレンズ
１２８    フォトダイオード
１３０    レーザダイオード
１３０    対物レンズ駆動装置
２００    レーザダイオード
３００    レーザダイオード
４００    光ピックアップ
５００    光記録再生装置
【図１】
2009043878.tif 000003
【図２】
2009043878.tif 000004
【図３】
2009043878.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009043878.tif 000007
【図６】
2009043878.tif 000008
【図７】
2009043878.tif 000009
【図８】
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