热源，采用该热源的光学拾取组件及降低其中温度的方法.pdf

本发明公开了一种热源，其具有释放热量的装置，一种保护和支持该装置的壳体，以及一种热电元件，该热电元件吸收从该装置释放的热量并将这些热量耗散到外部。

1.  一种热源，包括：
一个释放热量的装置；
一个保护和支持该装置的壳体；和
一个热电元件，该热电元件吸收从该装置释放的热量并将这些热量耗散到外部。

2.  如权利要求1所述的热源，其中：
该壳体包括一个帽和一个心柱；且
该热电元件粘结在该心柱上。

3.  如权利要求1所述的热源，其中热电元件利用导电胶粘结在该壳体上。

4.  如权利要求1所述的热源，还包括一个通过热传导和对流降温的自然冷却单元。

5.  如权利要求4所述的热源，其中自然冷却单元利用导电胶粘结在该热电元件上。

6.  如权利要求1所述的热源，其中所述装置是一个包括多个导线以施加外部电信号的激光二极管。

7.  如权利要求6所述的热源，其中该热电元件具有与多个导线相对应的多个通孔，以将导线连接到外部电信号。

8.  如权利要求1所述的热源，其中该热电元件是一个珀耳贴元件。

9.  一种光学拾取组件，具有一个热源、通过照射光束在和/或从光盘上记录和/或再现数据的光学拾取器，该光学拾取组件包括：
一个产生光束的光源；
一个保护和支持该光源的壳体；和
一个热电元件，该热电元件吸收从该光源释放的热量并将这些热量耗散到外部。

10.  如权利要求9所述的光学拾取组件，其中：
该壳体包括一个帽和一个心柱；且
该热电元件粘结在该心柱上。

11.  如权利要求9所述的光学拾取组件，其中热电元件利用导电胶粘结在该壳体上。

12.  如权利要求9所述的光学拾取组件，还包括一个通过热传导和对流降温的自然冷却单元。

13.  如权利要求12所述的光学拾取组件，其中自然冷却单元利用导电胶粘结在该热电元件上。

14.  如权利要求9所述的光学拾取组件，其中该光源是一个包括多个导线以提供外部电信号的激光二极管。

15.  如权利要求14所述的光学拾取组件，其中该热电元件具有与多个引线相对应的多个通孔，以将导线连接到外部电信号。

16.  如权利要求9所述的光学拾取组件，其中该光源是一个包括全息光学元件(HOE)和一个激光二极管的光学元件。

17.  如权利要求9所述的光学拾取组件，其中该热电元件是一个珀耳贴元件。

18.  一种降低在和/或从光盘上记录和/或再现数据的光学拾取器的内部温度的方法，该方法包括：
确定光学拾取器是否处于记录模式；
当光学拾取器处于记录模式时测量光学拾取器的内部温度；
将测得的内部温度与预定的临界温度相比较；和
当测得的内部温度高于预定的临界温度时将电流施加到热电元件。

19.  如权利要求18所述的方法，其中当光学拾取器处于记录模式之外的模式时，该方法结束。

20.  如权利要求18所述的方法，其中当内部温度低于预定的临界温度时该方法结束。

21.  如权利要求18所述的方法，其中在将电流施加到热电元件之后，重复进行测量该光学拾取器的内部温度，将内部温度与临界温度相比较，和将电流施加到热电元件。

22.  一种用于光学拾取组件的热源，包括：
一个帽；
一个心柱，该心柱与多个导线相连接，用于接收电信号；
一个用第一导向胶粘结到该心柱上的热电元件；和
一个用第二导向胶粘结到该热电元件上的冷却板。

23.  如权利要求22所述的热源，其中第一和第二导电胶被当作填缝剂使用。

24.  如权利要求22所述的热源，其中该帽是圆筒状的。

25.  如权利要求22所述的热源，其中该热电元件包括：
一个由多种金属制成的环，当电流提供到该环上时，该热电元件经第一导电胶从心柱传导热量，经第二导电胶将热量耗散到冷却板。

26.  如权利要求22所述的热源，其中该热电元件是一个具有吸热表面和散热表面的珀耳贴元件。

27.  如权利要求22所述的热源，其中：
该热源还包括
一个光学元件，其具有一个全息光学元件和一个激光二极管，
一个与心柱相连并容纳多个导线的导线框，以及
保护该光学元件的帽。

28.  如权利要求27所述的热源，其中该热电元件是一个具有吸热表面和散热表面的珀耳贴元件。

29.  如权利要求22所述的热源，其中：
该冷却板是第一冷却板；且
该热源还包括一个第二冷却板，该第二冷却板粘结在该心柱和该热电元件之间，以提高热量耗散。

30.  如权利要求22所述的热源，其中该热源是一个光接收元件。

31.  如权利要求30所述的热源，其中该光接收元件是一个光电二极管。

32.  如权利要求22所述的热源，其中施加到热电元件的能量利用DC电源被开关控制以降低热源的温度，且施加到该热电元件的能量通过执行脉宽调制和桥接负载驱动之一的驱动器集成电路加以开环控制。

33.  如权利要求22所述的热源，其中热源的温度利用温度传感器测量，该温度传感器通过执行脉宽调制和桥接负载驱动之一的驱动器集成电路加以闭环控制。

34.  一种降低具有热电元件的光学拾取器的内部温度的方法，该光学拾取器用于在和/或从光盘上记录和/或再现数据，该方法包括：
判定光学拾取器是否处于记录模式；
测量光学拾取器的内部温度；
确定光学拾取器的内部温度是否大于预定的温度；
如果光学拾取器的内部温度大于或等于预定的温度，则将电流施加到热电元件；以及
如果光学拾取器不处于记录模式或光学拾取器的内部温度低于预定温度，则结束该方法。

35.  一种光学拾取组件的热源，包括：
一个粘结在热源上的热电元件，通过选择性地从热源吸收或耗散热量来主动地降低热源的温度。

36.  如权利要求35所述的热源，其中该热电元件是一个珀耳贴元件。

热源，采用该热源的光学拾取组件 及降低其中温度的方法
技术领域
本发明涉及一种光学拾取器，具体的说，涉及一种从光学拾取器耗散热量的方法，用以有效地减少来自热源的热量，且本发明还涉及用于该方法的装置。
背景技术
一般的，光盘驱动器中的光学拾取器是一个驱动元件，用于在/从光盘上记录和再现峰值或标记(peaks or marks)。光学拾取器、激光二极管、或其他热源的温度升高会恶化再现时的再现质量，增加激光的波长从而降低执行高速记录的能力，并且在记录时产生大的跳动。因为光盘驱动器中的光学拾取器包含一个激光二极管，一个全息光学器件，和一个光电二极管，因此，要求将光学拾取器的内部温度维持在低于预定水平，来执行稳定的记录和再现。
但是随着光盘驱动器的尺寸和重量的减少，降低光学拾取器内部温度的传统被动(passive)方法，例如自然的热传导和对流，已不能充分地降低内部温度。特别是来自作为用于记录和再现的必备元件的激光二极管和光电二极管的热量，很大程度上影响光学拾取器的性能。最一般的降低光学拾取器的内部温度的方法是利用直接连接在激光二极管和光电二极管上的散热片或冷却板通过热传导和对流从激光二极管和光电二极管耗散热量。
但是这种利用散热片或冷却板通过热传导和对流耗散热量的传统方法不足以有效地降低光学拾取器的内部温度。换句话说，随着驱动器尺寸和重量的减小，利用散热片或冷却板的自然的热传导和对流的传统被动方法已经不能适当地降低光学拾取器的内部温度。因此，温度的增加仍然存在，导致跳动的增加和由于光电二极管主光束和副光束检测部分的错位引起的再现质量的恶化。
另外，由于温度的增加，记录时激光波长变化以及激光能量降低，因此不能执行稳定的记录。
发明内容
本发明提供一种具有热电元件的热源，该热电元件诸如是珀耳贴元件，以通过从热源吸收和耗散热量来主动地降低温度。
本发明还提供一种光学拾取组件，用于记录和/或再现数据，光学拾取组件具有热源，该热源的温度通过利用热电元件，例如珀耳贴元件从热源主动地吸收和耗散热量来降低。
本发明还提供一种降低光学拾取器的内部温度的方法，其通过利用热电元件，例如珀耳贴元件从热源主动地吸收和耗散热量。
根据本发明的一个方面，提供一个热源，其包括：一个发出热量的装置、一个保护和支持装置的壳体、和一个吸收由装置发出的热量并将热量耗散到外部的热电元件。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有热源的光学拾取组件，此光学拾取器通过发出光束来在和/或从光盘上记录和/或再现数据，此光学拾取组件包括一个产生光束的光源，一个保护和支持光源的壳体，和一个吸收从光源产生的热量并将热量耗散到外部的热电元件。
根据本发明的另一个方面，提供一种降低在和/或从光盘上记录和/或再现数据的光学拾取器的内部温度的方法，包括：判定光学拾取器是否处于记录模式，当光学拾取器处于记录模式时测量光学拾取器的内部温度，将测量的内部温度与预定的临界温度相比较，当测量的内部温度高于预定的临界温度时将电流施加于光电元件。
本申请的其它方面和/或优点将在接下来的描述中部分阐述，部分将从描述中明显得到，或从本发明的实践中习到。
附图说明
本发明这些和/或其他方面和优点将在下面的结合附图的对实施例描述中变得明显和容易评价，其中：
图1是示出根据本发明第一实施例的具有带光电元件的热源的光学拾取组件地透视图；
图2是示出图1中的光学拾取组件沿图1中的I-I线的截面图；
图3是示出图1中的热源的透视图；
图4是示出图3中的热源沿图3中的II-II线的截面图；
图5是示出根据本发明第二实施例的具有热源的光学元件的透视图；和
图6是描述根据本发明第二实施例的降低具有热源的光学拾取组件的内部温度的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细的参考本发明的实施例，其示例在附图中被图示，其中，相同的附图标记由始至终代表相似的元件。参考附图对实施例进行描述以解释本发明。
图1是示出根据本发明第一实施例的具有带热电元件的热源的光学拾取组件的透视图，图2是示出图1中的光学拾取组件沿图1中的I-I线的截面图。
参考图1和图2，一个光学拾取组件100包括一个底板101，一个磁轭单元110，一个保持板120，一个托架130，一个线圈架140，和一个光源150。
底板101包括产生激光束的光源150，和一个反射镜103，其用于改变从光源150发出的激光束的光路。
磁轭单元110利用螺钉119固定在底板101上，并具有由冲压工艺形成的多个磁轭板111和结合片113。磁铁112分别固定在磁轭板111上。
保持板120设置在磁轭单元110之上，同时具有固定托架130的螺纹孔121和确定线圈架140的位置的调整孔122。另外，保持板120包括突出片123，其焊接到磁轭单元110的结合片113上。托架130利用插入并穿过托架130的螺纹孔121的螺钉139固定在保持板120上，并与保持板120的螺纹孔121相结合。
线圈架140支撑在悬挂金属丝145的相应第一端处，而悬挂金属丝145的相应第二端固定在托架130上。一个物镜141用于将由安装在底板101上的光源150发射的激光束聚焦到盘片D。物镜141安装在线圈架140的上部，线圈元件142安装在线圈架140的侧面。悬挂金属丝145与线圈元件142是电连接的，并提供电流到线圈元件142，同时支撑线圈架140，以相对于磁轭板111维持上升状态。
现在将描述根据本发明实施例的光学拾取组件100的操作。
为了记录数据到光盘D上，包括激光二极管或半导体二极管的光源150开启以向反射镜103发射光束。之后，被反射的光束穿过物镜141被聚焦在光盘D上。当基于要记录的数据的电信号被施加给线圈元件142时，物镜141根据所施加的电信号操作，从而在光盘D上记录期望的数据。
本发明提供了这样一种光学拾取组件100，该组件使用主动热电元件例如是珀耳贴元件，也通过在光源150底部附上冷却板来采用自然的热传导和对流的被动方法。
图3是示出根据本发明的第一实施例的光学拾取组件100中的光源150的透视图，图4是示出图3中的光源150沿II-II线的截面图。
参考图3和4，光源150包括：一个主体，该主体具有一个带孔151的上表面；一个圆筒形的帽152；一个具有多个导线159的心柱155；一个热电元件156，该热电元件用诸如填缝剂的导电胶(conductiveadhesive)154粘结在心柱155上；以及一个冷却板158，该冷却板利用诸如填缝剂的导电胶157粘结在热电元件156上。
根据一个实施例，热电元件156是一种利用珀耳贴效应的珀耳贴元件。珀耳贴元件的原理是用不同的金属形成环，当电流流过环的时候，一个结合单元产生热量而另一个结合单元吸收热量。
更明确地，珀耳贴元件的一个吸热表面用导电胶154粘结在激光二极管的心柱155上，珀耳贴元件的一个散热表面用导电胶157粘结在冷却板158上。这里，导电胶154和157由导电材料制成并且紧密地粘结在珀耳贴元件上，以从心柱155向外部传递热量。
在第一实施例中，电流被引入到心柱155以驱动激光二极管，最初的激光振荡发生在临近心柱155的部分，导致从心柱155产生热量。因此，通过将热电元件156附加在心柱155上可以有效地给热源降温。
根据一个实施例，底板101对应于心柱155后表面的部分朝向外部，如图1和2所示。因此，通过在心柱的后表面上附加热电元件可以有效降低光学拾取器的内部温度。
图5是示出根据本发明的第二实施例的具有一个全息光学元件(HOE)、一个激光二极管和一个光电二极管的光源的透视图。
根据一个实施例，当需要一个小的驱动器时，例如用于膝上型计算机，提供一个包括激光二极管，HOE，和光电二极管的光学元件250。
参考图5，光学元件250包括：一个具有一个HOE和一个激光二极管的光学元件222；一个保护光学元件250的帽223；一个具有多个导线225的导线框224，所述导线从外部接收电信号；一个热电元件226，该热电元件用导电胶227粘结在作为光学元件222的底部的心柱221上；以及一个冷却板229，该冷却板229用导电胶228粘结在热电元件226上。
根据一个实施例，热电元件226是一个珀耳贴元件。珀耳贴元件的一个吸热表面粘结在光电二极管上或包括激光二极管和光电二极管的光学元件222的心柱221上，珀耳贴元件的一个散热表面用导电胶228粘结在冷却板229上。
冷却板158和229以及热电元件156和226各自的外形可以依据热源的心柱155和221的结构而变化。根据一个实施例，冷却板粘结在热源的心柱上同时热电元件也粘结在其上，另一个冷却板粘结在热电元件上，用于改善热量的耗散。
冷却板被用于本发明的第一和第二实施例，但是替代冷却板使用的散热片可以产生同样的效果。
光源被当作在本发明的第一和第二实施例中的热源使用，但是作为光接收元件的光电二极管也可以当作热源使用。
图6是描述降低根据本发明第二实施例的具有热源的光学拾取组件的内部温度的方法的流程图。
首先，在操作S100中确定光学拾取器是否处于记录模式。当光学拾取器所在的模式是记录模式之外的模式时，此方法结束。
当光学拾取器处于记录模式时，在操作S102中用温度传感器测量光学拾取器的内部温度Ti。
其后，在操作S104中，将测得的内部温度Ti与预定的临界温度Tth相比较，当测得的内部温度Ti低于预定的临界温度Tth时，此方法结束。否则，执行操作S106。
在操作S106中，使用预定的电源将电流施加给粘结在如激光二极管或光电二极管的热源上的热电元件226。热电元件226从热源吸收热量并将热量释放到外部，以降低光学拾取器的内部温度。
其后，重复操作S102至S106，以将光学拾取器的内部温度降低到期望的温度。
根据一个实施例，提供到珀耳贴元件的能量用一个DC电源开关控制以降低激光二极管的温度，且提供到珀耳贴元件的能量通过执行PWM(脉宽调制)或桥接负载(BTL)驱动的驱动器IC加以开环控制。
根据一个实施例，使用温度传感器测量激光二极管或光学拾取器的温度，所述温度传感器诸如是热敏电阻器，其被布置在激光二极管附近或光学拾取器中，温度传感器通过执行PWM或BTL驱动的驱动器IC闭环控制。装置通过光学拾取器的连接器提供能量。根据一个实施例，热电元件226不包括驱动器或冷却剂，因此防止了振荡噪声和污染的产生。
根据本发明的一个实施例，一个热电元件粘结在一个装置的热源上，例如激光二极管，用于有效地降低光学拾取器的内部温度。
此外，在使用光学拾取器将数据记录到光盘上的同时驱动热电元件，因此与使用传统的在从光盘再现数据的同时接收电能量的热电元件的方法相比，可以更有效地控制光学拾取器的内部温度。
尽管已经图示并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员显然可以在不脱离本发明的原则和精神下，在这些实施例中做出改变，本发明的范围由权利要求和它们的等价物限定。