專利名稱：光學(xué)頭以及光信息裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對光盤或光卡等信息記錄介質(zhì)記錄或再生信息的光學(xué)頭、以及具備該光學(xué)頭的光信息裝置。
背景技術(shù)：
以往的光學(xué)頭中的光檢測器具有采用硅半導(dǎo)體(多層硅晶圓(multilayer silicon wafer))的受光部、將受光部接收到的光束的光量轉(zhuǎn)換為電壓并實施指定運算的運算電路、以及輸出成為來自運算電路的輸出信號的電壓的信號輸出部。并且，布線基板與在布線基板上構(gòu)成的襯墊部通過線材接合(wire bonding)而連接。另外，受光部、運算電路、信號輸出部以及布線基板通過樹脂制的包裝體(resin package)而被包裝保持。此外，在布線基板上構(gòu)成與襯墊部電連接的端子部，端子部被安裝固定于柔性印刷電路基板(flexible printed circuit board)(以下也稱為FPC基板)。進而，將光檢測器固定于支架(holder)，支架與光學(xué)基座粘合固定(例如參照專利文獻1)。此時，樹脂制的包裝體的熱阻較大，即導(dǎo)熱率較低。因此，無論支架的材料是金屬還是樹脂，從光檢測器移向樹脂制的包裝體的熱量都非常少。另一方面，光檢測器自身的容積較大、熱容量較大， 因此從光檢測器自身發(fā)出的熱量導(dǎo)致的光檢測器的溫度上升約為10°C以下。圖25是表示以往的光學(xué)頭400的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖25中，光學(xué)頭400包括半導(dǎo)體激光器401、衍射光柵402、分束器(beam splitter) 403、準直透鏡404、物鏡405、 物鏡致動器406、柱面透鏡(cylindrical lens) 408、光檢測器409以及支架410。從半導(dǎo)體激光器401發(fā)出的光束通過衍射光柵402被分離成不同的多個光束。透過衍射光柵402的光束被分束器403反射，由準直透鏡404轉(zhuǎn)換為平行光束。然后，光束射入物鏡405，成為所謂的三光束的匯聚光。該匯聚光照射到光盤407的記錄層。由光盤407 的記錄層反射及衍射的光束再次透過物鏡405并透過分束器403。透過分束器403的光束通過柱面透鏡408，射入光檢測器409。此處，光檢測器409被固定于支架410，接收通過了支架410的光束。圖沈是表示以往的光學(xué)頭的光檢測器的受光面上受光部的配置圖。透過柱面透鏡408的光束由四分割受光部420接收，生成所謂的聚焦誤差信號(focus error signal) 0圖27是表示以往的光學(xué)頭的檢測光學(xué)系統(tǒng)的圖，圖觀是表示在以往的光學(xué)頭的光檢測器的四分割受光部中形成的光束的圖。如圖27所示，柱面透鏡408在光束的出射面?zhèn)染哂兄?08a，在入射面?zhèn)染哂邪纪哥R面408b。柱面透鏡408在垂直于光軸的面內(nèi)以90 度的角度產(chǎn)生焦點位置不同的像散差(astigmatic difference) 0另外，柱面408a的方向被設(shè)置成相對于光檢測器409的四分割受光部420傾斜大致45度的角度。由于光盤407的晃動等，光盤407的記錄層與物鏡405的相對距離發(fā)生變化。由此，如圖觀所示，焦點位置處的光束42 成為圓形，前側(cè)焦線處的光束422b以及后側(cè)焦線處的光束422c成為相互垂直的橢圓形。在圖沈中，通過運算四分割受光部420的對角受光區(qū)域的和信號的差來檢測聚焦誤差信號，通過運算四分割受光部的全部受光區(qū)域的和信號來檢測RF信號。另外，光檢測器409的子光束受光部421接收在光盤407的記錄層的軌道上聚光并從該記錄層反射的三光束法中的子光束。并且，通過利用基于四分割受光部420的主光束422的受光量運算出的推挽信號與基于子光束受光部421的子光束413的受光量運算出的信號的所謂三光束法，生成追蹤誤差信號(tracking error signal)，進行使物鏡405對光盤407的記錄層的軌道進行追蹤的追蹤伺服。圖四㈧至圖四(0是表示以往的光學(xué)頭的光檢測器409的結(jié)構(gòu)的圖。圖四㈧是表示以往的光學(xué)頭的光檢測器的結(jié)構(gòu)的正面圖，圖四⑶是表示圖 29(A)所示的光檢測器的部分剖面圖，圖四(C)是從上方看到的圖^KB)所示的光檢測器的圖。如圖^(A)及圖29(B)所示，光檢測器包括硅半導(dǎo)體431、包裝體441、布線基板 442以及FPC基板445。在圖四(A)中，硅半導(dǎo)體431包含四分割受光部420、子光束受光部421、運算電路 432以及信號輸出部433。運算電路432將由四分割受光部420及子光束受光部421接收到的光束的光量轉(zhuǎn)換為電壓并實施指定運算。信號輸出部433與運算電路432連接，輸出作為來自運算電路432的輸出信號的電壓。如圖^(B)所示，在硅半導(dǎo)體431的下部設(shè)置布線基板442。信號輸出部433與設(shè)置在布線基板422上的襯墊部443通過線材接合446而連接。布線基板442通過與襯墊部 443電連接的端子部444被安裝固定于FPC基板445。另外，包裝體441覆蓋硅半導(dǎo)體431、 布線基板442以及線材接合446。如圖29(C)所示，如果考慮線材接合446的區(qū)域以及樹脂制的包裝體441的成型強度，則光檢測器409的投影面積(即包裝體441的投影面積)相對于硅半導(dǎo)體431的投影面積增大。這種使用樹脂制的包裝體441的光檢測器409在X方向、Y方向以及Z方向的大小分別例如為7mm、5mm以及3mm左右。圖30是表示以往的光學(xué)頭400的光檢測器409的周邊部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖30中，光學(xué)基座411例如支撐半導(dǎo)體激光器401 (未圖示)、衍射光柵402 (未圖示)、分束器403、準直透鏡404以及柱面透鏡408。另外，將光檢測器409固定于支架410。進而， 對光檢測器409進行定位使光束射入四分割受光部420 (未圖示)的大致中心，然后將支架 410固定于光學(xué)基座411。目前，能夠進行具有兩層以上記錄層的高記錄密度的多層光盤的信息記錄或再生、且為小型的光學(xué)頭的開發(fā)備受期待。為了實現(xiàn)能夠進行多層光盤的信息記錄及再生且小型的光學(xué)頭，需要增大光學(xué)頭的物鏡的焦距與準直透鏡的焦距的比、即所謂的檢測光學(xué)系統(tǒng)的橫向放大率。即，需要采用由多層記錄層中與激光聚光的記錄層不同的其他記錄層反射的雜散光不會射入子光束受光部的結(jié)構(gòu)，并且使去路的檢測光學(xué)系統(tǒng)小型化。若由其他記錄層反射的雜散光射入子光束受光部，則在追蹤誤差信號中產(chǎn)生偏移 (offset)。另外，由于來自光點聚光的記錄層的反射光與來自其他記錄層的反射光的干涉， 追蹤誤差信號的DC電平發(fā)生變動，使追蹤伺服的性能大幅劣化，從而導(dǎo)致記錄性能及再生性能降低。尤其是，由于子光束(sub beam)與主光束(main beam)相比光量為1/10左右， 因此干涉引起的微小的光量變化會在追蹤誤差信號中產(chǎn)生較大的變動。
因此，考慮使主光束與子光束之間的距離增大。但是，通過增大橫向放大率使主光束與子光束的距離增大，會使分別接收它們的受光部的位置相互離開。其結(jié)果，光檢測器的面積增大，無法兼顧光學(xué)頭的小型化與再生性能的提高。對此，為了兼顧光學(xué)頭的小型化與再生性能的提高，考慮增大物鏡的焦距與準直透鏡的焦距的比、即所謂的檢測光學(xué)系統(tǒng)的橫向放大率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠采用由其他記錄層反射的雜散光不會射入子光束受光部的結(jié)構(gòu)，能夠使光學(xué)頭400的來路的檢測光學(xué)系統(tǒng)小型化，并使光學(xué)元件及光檢測器小型化，減小光學(xué)頭400的高度方向的尺寸。但是，為了使來路的檢測光學(xué)系統(tǒng)小型化，需要減小物鏡、準直透鏡以及柱面透鏡的各個焦距，并使各構(gòu)成部件小型化。因此，需要使光檢測器小型化、以及提高伴隨光檢測器的小型化的散熱能力。記錄時及再生時的光檢測器的功耗例如約為0. 15W至0. 5W。在通過光檢測器的小型化使體積達到約1/10的情況下，若功耗與小型化之前相同，則導(dǎo)致光檢測器自身的溫度增大，遠遠超過光檢測器的動作保證溫度。在所謂微型(slim size)的光盤驅(qū)動器(光信息設(shè)備)的光檢測器的情況下，X方向的尺寸例如為7mm左右，Y方向的尺寸例如為5mm左右，Z方向的尺寸例如為3mm左右。此外，微型的光盤驅(qū)動器的光檢測器的Y方向的尺寸最好為4mm以下。在通過增大溫度上升約10°C左右的光檢測器的檢測光學(xué)系統(tǒng)的放大率，使光檢測器的容積為1/10的情況下，光檢測器的溫度上升20°C至30°C以上。在需要以高記錄功率對多層光盤記錄信息時，以及以高倍速對多層光盤記錄信息時，作為光源的藍色半導(dǎo)體激光器的溫度上升，光學(xué)頭整體的溫度也會增大。因此，如果動作環(huán)境溫度達到高溫，則光檢測器的溫度進一步增大。圖31是用于說明以往的光檢測器409的溫度上升的圖。此外，設(shè)光檢測器的保證溫度為100°c。在假設(shè)光盤驅(qū)動器(光信息設(shè)備)450的周圍溫度為60°C的情況下，在多層光盤407的高倍速記錄時，由于來自電路基板的發(fā)熱、來自半導(dǎo)體激光器401的發(fā)熱、來自物鏡致動器406的發(fā)熱以及來自激光驅(qū)動器的發(fā)熱等，光檢測器409的溫度達到約90°C。 并且，由于光檢測器409被小型化，熱容量減小，散熱特性發(fā)生了惡化，因此，當溫度上升了 20°C至30°C時，光檢測器409的溫度達到110°C至120°C，大幅超過光檢測器409的性能保證溫度。為了使光檢測器409的溫度上升在10°C以下，需要采用將來自光檢測器409自身的發(fā)熱高效地向空氣中散熱的結(jié)構(gòu)。圖32是用于說明以往的光學(xué)頭的檢測光學(xué)系統(tǒng)的倍率與光檢測器上的主光束和子光束的間隔的關(guān)系、以及檢測光學(xué)系統(tǒng)的倍率與光檢測器上的兩個子光束的間隔的關(guān)系的圖。表1是表示檢測光學(xué)系統(tǒng)的倍率與光檢測器上的主光束與子光束的間隔的關(guān)系、以及檢測光學(xué)系統(tǒng)的倍率與光檢測器上的兩個子光束的間隔的關(guān)系的表。(表 1)
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)頭，對具有記錄層的信息記錄介質(zhì)記錄或再生信息，其特征在于包括 光源，射出光束；物鏡，將從所述光源射出的光束聚光到所述信息記錄介質(zhì)；以及光檢測器，檢測由所述信息記錄介質(zhì)反射的光束，其中， 所述光檢測器具備接收由所述信息記錄介質(zhì)反射的光束的受光部；覆蓋所述受光部的包裝部件；以及粘合所述包裝部件與所述受光部的粘合層，其中，所述粘合層，被形成在所述受光部上包含由所述信息記錄介質(zhì)反射的光束通過的光路的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其特征在于所述包裝部件形成在包含由所述信息記錄介質(zhì)反射的光束通過的光路的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)頭，其特征在于 所述粘合層采用硅樹脂，所述粘合層的厚度在5 μ m至25 μ m之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于所述粘合層的導(dǎo)熱率在 0. 5ff/m · K 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于所述粘合層不包含環(huán)氧基的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于在所述包裝部件的由所述信息記錄介質(zhì)反射的光束入射的面上形成反射防止膜， 在所述包裝部件與所述粘合層的邊界面上不形成反射防止膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于所述粘合層的透射率對波長為405nm的光為99%以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于， 所述光檢測器還具備對通過將由所述受光部接收到的光束進行光電轉(zhuǎn)換所得到的電信號實施指定的運算的運算部；以及與所述運算部連接、輸出來自所述運算部的輸出信號的信號輸出部，所述光學(xué)頭還包括配置在所述光檢測器的遠離所述物鏡側(cè)、與所述信號輸出部連接的印刷電路基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)頭，其特征在于還包括接觸所述印刷電路基板的與連接所述信號輸出部的面相反的面、將從所述印刷電路基板傳遞的熱進行散熱的散熱板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)頭，其特征在于所述散熱板，配置在可使由所述信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的風(fēng)直接吹到所述散熱板的表面的位置，來自所述信息記錄介質(zhì)的風(fēng)在所述散熱板的表面上通過。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光學(xué)頭，其特征在于還包括固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光學(xué)部件的光學(xué)基座，其中，所述印刷電路基板以及所述散熱板，相對于所述光學(xué)基座的上表面向所述信息記錄介質(zhì)側(cè)突出。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于所述印刷電路基板，具有將由所述受光部及所述運算部發(fā)出的熱從所述信號輸出部向所述散熱板傳遞的導(dǎo)通孔，所述導(dǎo)通孔相對于所述運算部的表面積分布的比例，大于所述導(dǎo)通孔相對于所述受光部的表面積分布的比例。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于還包括固定于所述光學(xué)基座用來傳遞來自所述散熱板的熱的蓋體部件，其中，所述蓋體部件配置在可使由所述信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的風(fēng)直接吹到的位置， 來自所述信息記錄介質(zhì)的風(fēng)在所述蓋體部件的表面上通過。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)頭，其特征在于所述蓋體部件相對于與射入所述光檢測器的光束的光軸垂直的面斜向傾斜， 所述蓋體部件的所述信息記錄介質(zhì)側(cè)的端部向遠離所述金屬制散熱板的方向擴展。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于還包括固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光學(xué)部件以及所述光檢測器的光學(xué)基座，其中，在所述光學(xué)基座的固定所述光檢測器的部分，形成用于將所述光束導(dǎo)向所述光檢測器的光束入射孔，所述光檢測器小于所述光束入射孔， 來自所述信息記錄介質(zhì)的風(fēng)穿過所述光束入射孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于還包括 固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光學(xué)部件的光學(xué)基座；以及固定于所述光學(xué)基座、支撐所述光檢測器的支架，其中，在所述光學(xué)基座的固定所述支架的部分，形成用于將所述光束導(dǎo)向所述光檢測器的光束入射孔，所述支架小于所述光束入射孔， 來自所述信息記錄介質(zhì)的風(fēng)穿過所述光束入射孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的光學(xué)頭，其特征在于所述光檢測器配置在由所述信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的風(fēng)直接吹到的位置。
18.一種光信息裝置，其特征在于包括 如權(quán)利要求1至17中任一項所述的光學(xué)頭； 用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動信息記錄介質(zhì)的驅(qū)動部；以及控制所述光學(xué)頭以及所述驅(qū)動部的控制部。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制光檢測器的溫度上升的光學(xué)頭以及光信息裝置。光學(xué)頭(10)包括射出光束的半導(dǎo)體激光器(101)；將從半導(dǎo)體激光器(101)射出的光束聚光到光盤(21)的物鏡(105)；以及檢測由光盤(21)反射的光束的光檢測器(120)；光檢測器(120)具備接收由光盤(21)反射的光束的受光部(123)；覆蓋受光部(123)的包裝體(125)；以及配置在包裝體(125)與受光部(123)之間的傳熱粘合層(124)，傳熱粘合層(124)形成在受光部(123)上包含由光盤(21)反射的光束通過的光路的區(qū)域。
文檔編號G11B7/13GK102483935SQ20118000343
公開日2012年5月30日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者中田秀輝, 和田秀彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社