专利名称：光头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于CD、DVD等光记录媒体的记录、再生的光头装置。具体涉及这种光头装置中光源、受光元件、各种光学元件的的定位结构。
背景技术：
进行CD、DVD等的光记录媒体的记录、再生的光头装置包括作为射出激光源的半导体激光器，对从半导体激光器射出的光、经光记录媒体反射的反射光受光的光检出器，配置在这些半导体激光器和光检出器之间的引导出射光或反射光的透镜等各种光学元件，以及用于使通过光学元件引导的出射光聚焦在光记录媒体上的物镜。这些零件均装在铝等的金属材料或树脂等的材料制的框架上。
先调整各个光学元件之间的位置，然后将它们粘接固定在框架的基准面上。这些元件的定位精度要求非常高，如要求不能超过数微米。为此，框架的基准面的加工精度(模具精度)也必须高精度，故框架的金属模具制作需要花费大量劳力。尤其在需要多个模具制作时，由于这些模具的精度必须保持一致，故存在金属模具的制造成本非常高的问题。
采用树脂制的框架时，由于温差引起的树脂膨胀使装在框架上的光学元件的位置变动较金属框架大而使装置的可靠性降低。另外，由于树脂框架因粘接剂的密封性较金属制框架低，故必须追加使粘接面粗化的工序。
采用对光学元件定位和光学元件粘接的框架和基板分别制作、框架装配在基板或者该基板上叠装上线路基板的构造形式。如能精度良好地制作框架，则基板的精度不会对光学元件位置的精度产生影响。为了制造高精度的框架，考虑采用对环境变化所引起的膨胀变化小、且加工精度高的感光性玻璃制作框架。
本发明的目的是提供一种使用感光性的玻璃框架，能高精度地进行光学元件定位的光头装置。
本
发明内容
为解决上述问题，本发明的光头装置包括光源，受光元件，引导从光源发出的出射光至光记录媒体、同时引导从光记录媒发出的反射光到受光元件的光学系统，装有上述光源、上述受光元件和构成光学系统的光学元件的基台，其特征在于，上述基台上装有感光性玻璃框架，上述框架上形成至少一个的上述光学元件定位部，上述基台中在能从其基台后侧面对上述光学元件的位置处形成开口部。
上述光学元件安装固定在上述框架上，可不固定在上述基台上。
本发明能从基台的后部经基台上的开口部对安装在框架上的光学元件的位置进行微调。
本发明中，能通过粘接剂粘接将上述光学元件固定在上述框体上，在此场合，为提高粘接力，框体的粘接剂涂敷面上最好形成有凸凹状的粘接剂积存处。
其次，本发明的光头装置包括光源，受光元件，引导从光源发出的出射光至光记录媒体、同时将从光记录媒发出的反射光引导到受光元件的光学系统，装有上述光源、上述受光元件和构成光学系统的光学元件的基台，其特征在于，上述基台上载有用于上述对上述光源、上述受光元件和至少一个上述光学元件定位用的感光性玻璃制成的框架，上述框架具有左右一对框臂以及从这些框臂的相对内侧侧面向内侧突出的多个定位用端面，通过这些定位用端面进行上述光源、上述受光元件和上述光学元件沿光轴方向的定位。
本发明的光头装置中，由于通过高精度制作的感光性玻璃框体进行光源、受光元件和光学元件的定位，故能高精度地确定这些零件的相对位置。
在这种场合，将上述光学元件粘接固定在框体上时，框体粘接面上最好形成凹凸状的粘结剂积存处。
另外，为提高感光性玻璃组成的框体的刚性，最好采用通过二次热处理使玻璃呈褐色化的硬化处理。
此外，前述框体的定位用的端面为可相对于装设该框体的前述基台的表面垂直的面。
另外，为防止各光学零件引导出射光或反射光在框架内乱反射形成乱光，可使框架呈略透明状，或使框体表面呈黑色或形成无反射层也可。
附图简单说明图1是表示适用本发明光头装置的剖面图。
图2是表示图1所示光头装置上受发光元件立体图。
图3是表示载放在图1所示光头装置的基台上的光学零部件的状态的分解立体图。
图4(a)、(b)、(c)是分别表示在图1所示光头装置中对受发光元件、第1和第2光学元件和视准透镜的在框架上定位状态的说明图。
图5(a)、(b)、(c)是分别表示光学元件装在框架部分的放大俯视图。
图6是表示框体制作过程的说明图。
图7是表示图1所示光头装置的安装工序的说明图。
图8(a)、(b)、(c)是分别表示图1所示光头装置中框体的其他例子的说明图。
图9(a)、(b)是分别表示框体定位状态的剖面图。
具体实施例方式
以下参照
适用本发明光头装置的实施例。
(整体构成)图1是表示本光头装置的剖面图，图2是表示图1中的光头装置内的受发光元件的立体图。现参照这些图进行说明。本实施例的光头装置1为使CD或DVD等的光记录媒体2产生信息记录、信息再生，为采用波长为650nm带的激光和波长为780nm带的激光的二波长光头装置。铝等的金属制的线路基板31和金属制的基座框架32上下叠合在一起构成的基台3上装有各种零部件。
基台3上装有沿光记录媒体2的半径方向作往复移动的主轴、具有副轴导向器的装置框架(未图示)。此装置框架上装有为驱动使射出的激光聚焦到光记录媒体2上的物镜5的物镜驱动机构。
物镜驱动机构装有保持物镜5的镜架51。此镜架51具有支持其作能前后移动及聚焦移动的磁气驱动回路(未图示)。物镜驱动机构通过控制对驱动磁气驱动回路线圈通电，能使与镜架51上保持的物镜5相于对光记录媒体2作前后方向或聚焦方向驱动。
基台3上装有图2所示的半导体激光芯片、受光部一体化的受发光元件4。该受发光元件4包括用银胶等的胶水叠层粘接在基台3上的半导体基板(PDIC基板)41，叠层粘接在半导体基板41表面上的部装件42，同样叠层粘接在该部装件42的上面的第1和第2激光二极管芯片43、44。第1激光二极管芯片43发出波长为650nm带的激光，第2激光二极管芯片44发出波长为780nm带的激光。
在半导体基板41上制入检测光信号用的受光部45和处理受光部45得到的检测信号的信号演算回路。另外，在制作有受光部45的半导体基板41的表面部分装有使回光向下反射并引导到受光部45的全反射镜46。部装件42上也制作有监控激光输出的监控用检测部(未图示)。
从第1和第2激光二极管芯片44、45至物镜5上的光路上装有第1光学元件61、第2光学元件62，视准透镜63和直立透镜64。第1光学元件61是改变来往光路的波长性全息照相元件，它改变从光记录媒化2的回光光路并引导到受发光元件的全反射镜46上。第2光学元件62是仅将从第2激光二极管芯片44射出的波长为780nm带的激光分成3束的波长选择性全息照相元件。直立透镜64用于使经过视准透镜63平行光化的出射激光沿直角反射并引导到物镜5上。
在上述构成的光头装置1中，作为光记录媒体2，从DVD对信息进行再生等时，从第1激光二极管芯片43发出波长为650nm带的激光；另一方面，作为光记录媒体2在CD-R中记录(储存)信息时，通过从第2激光二极管芯片44发出波长为780nm带的激光，可进行不同种类的光记录媒体2的信息再生和信息记录。
本例中是将受发光元件4、第1光学元件61、第2光学元件62和视准透镜63以在感光性玻璃组成的框架7上定位状态加以安装，并将框架7安装在基台3的表面31a上。
图3是表示在图1所示的光头装置中装在基台3上的光学零件的状态的分解立体图。
如图所示，框体7整体上是将平板作成コ字状切口的形状，其左右一对框臂中的相对内侧侧面形成有将受发光元件4、第1光学元件61、第2光学元件62和视准透镜63以预定姿势保持在各预定位置的定位用端面。受发光元件4、第1和第2光学元件61、62，视准透镜63安装在框架7上，并自动进行这些零部件沿光轴方向的位置调整。
如前所述，基台3为由金属制的线路基板31和在叠在其下面的金属平板制的基座框架32组成的平板状零件。线路基板31上形成为在装在定位用的框架7上的受发光元件4的部分处形成第1开口部311，同样，第1、第2光学元件61、62和视准透镜63的位置部分处相应的部位形成第2开口部312、第3开口部313和第4开口部134。
在这些开口部内，除第1开口部311外，第2开口部312、第3开口部313、第4开口部314分别与在基座框板32与上述开口部的对应位置上形成的第5开口部322、第6开口部323、第7开口部324连通。因此，从基台的后部能面对基台3的表面(31a)上安装的框架7上的第1和第2光学元件61、62及视准透镜63。
在这种结构的基台3中，由框架7定位的受发光元件4直接安装在基座框架32的表面并用银胶固定。因此，受发光元件4所产生的热量可通过基座框架32散发。
对此，通过框架7对第1光学元件61、第2光学元件62和视准透镜63进行定位保持。把这种状态的框架7安装在基台3的表面(31a)上，通过基台3上形成的开口部(312、322)、开口部(313、323)和开口部(314、324)，能从基台3的后部面对由框架7所保持位置的光学元件61、62、63。因此，可通过这些开口部用工具对各光学元件61、62、63的位置进行微调。
(定位用的框体)以下具体说明定位用的框体7的构造。图4(a)、(b)和(c)是表示本例光头装置1的框架7上的用以对受发光元件4、第1和第2光学元件61、62、视准透镜63定位的状态的说明图。图5(a)、(b)和(c)是表示第1光学元件61安装在框架7上的部分的扩大平面图。图6是表示框架7的制造过程的说明图。为便于理解，在图4、图5上省略了固定框体7的基台3。
首先，如图4(a)所示，框架7整体呈コ字状，由左右二条框臂71、72及在其后端与框臂71、72连接的连接框73组成。在框臂71、72的相对内侧面上通过由此向内侧垂直突出的多个凸部形成用于使受发光元件4、第1和第2光学元件61、62，视准透镜63沿光轴方向定位的定位部。
即，在框臂部分71、72的相对内侧面对应位置分别从连接框部分73起依次形成第1至第7凸部81至87，以及第1至第7凸部91至97。另外，在一方框臂71上形成第8个凸部80。其中，凸部81、91的后侧端面81a、91a是受发光元件4的光轴方向的定位面，凸部80的内侧侧面80a是与该受发光元件4的光轴垂直方向的定位面。另外，凸部83、93的后端面83a、93a是第1光学元件61的光轴方向的定位面，凸部85、95的后端面85a、95a是第2光学元件62的光轴方向的定位面。凸部87、97的后端面87a、97a是视准透镜63的光轴方向的定位面。图4(b)表示表示学元件61、62、63安装在框架7上的状态示意图。
在框架7上安装各光学元件61、62、63，相对于各自的安装面沿光轴方向按压时，即决定了这些光学元件的光轴方向的位置。如前所述，光轴垂直垂直方向的位置调整和光轴周围的位置调整可从基台3的后部进行。
各光学元件的位置调整后，用感光性粘接剂将第1和第2光学元件61、62、视准透镜63固定在框架7上。图4(c)中的标号76是表示各粘接处的位置。
现说明形成于框架7上的第1和第2光学元件61、62和视准透镜63的定位固定构造的三种形态。以下参照图5以第1光学元件61为例加以说明。
首先，在图5(a)所示形态中，通过左右二个框臂71、72上形成的前后凸部81、83和91、93之间嵌入光学元件61，即自动进行光轴方向Y的定位。同时，通过左右一对的凸部82、92之间嵌入光学元件61，即自动进行与光轴垂直方向X的定位。
这里，如将定位用的各凸部81至93，91至93上形成的定位面作为与光轴平行延伸的基台垂直的面，则最好是光学元件61通过这些面定位而不倒向光轴方向。
另外，3个凸部81至83与光学元件61的端面61a之间和3个凸部91至93与光学元件61的端面61b之间分别形成二条槽。因此，光学元件61和框臂71、72之间用粘接剂填充时，这二条槽粘接剂处积存的作用，而将光学元件61与左右框臂71、72粘接固定。
在图5(b)所示形态中，是通过左右的凸部82、93自动进行与光轴垂直的方向X的定位，光轴方向Y是通过将光学元件61顶压至左右的凸部83、93的后端面83a、93a进行定位的。在此场合，凸部82、83与光学元件的端面61a之间和凸部92、93与光学元件的端面61b之间存在粘接剂积存处，可将光学元件61与框架7粘接固定。
在图5(c)所示形态中，是通过将光学元件61推到左右的凸部83、93的后端面83a、93a上进行光轴Y的方向的定位。另外，与光轴垂直的方向X的定位是通过把光学元件61顶压到凸部82的内侧侧面82a上进行的。在此场合，由于凸部82、83与光学元件端面61a之间存在粘接剂积存处，能将光学元件61与框架7粘接固定。
如图6所示，定位用的框架7采用光刻技术制造。如图所示，首先在工序ST1中准备感光性玻璃74的平板，平板厚度为1mm；其次，在工序2中准备零部件定位的凹凸形状相应的光掩模75并覆盖感光性玻璃74表面。在此状态，用紫外线等的光照射光掩模75；在工序ST3的热处理后，在工序ST4中用氟酸等的腐蚀液将光照到部位除去；此后从感光性玻璃74中取出框架7。
以下参照图7说明本例的光头装置1的安装顺序。首先，准备好叠装有线路基板31和基座框架32的基台3，装上必要的电子零部件。另外，准备好装有半导体激光芯片44、43的部装件42(工序ST1、ST2)，装设固定在装入信息再生用的受光部45和包括信息演算回路的集成回路的半导体基板(PDIC)41上，制作受发光元件4(工序ST3)。
接着，将框架7固定在基台3上，并安装固定受发光元件4(工序ST4、ST5)。受发光元件4一侧的电极部分和线路基板31一侧所形成的电极端子之间用粘接线(bonding wire)连接(工序ST6)。安装全反射镜46的外罩粘接固定在受发光元件4的受光部45的上面(工序ST7)。
接着，在固定于基台3的框架7上安装第1、第2光学元件61、62和视准透镜63。调整这些光学元件的光学位置后固定在框架7上(工序ST7、ST8、ST9、ST10)。
将直立透镜64安装在基台3上(工序ST11)，将物镜驱动机构(作动器)装在装有基台3的装置框架(未图示)上，用焊锡连接柔性的线路基板(FPC)和至驱动线圈等的供电端子，调整固定物镜5的镜架51的倾角(工序ST12、ST13)。倾角调整后，固定装置框架的主轴和副轴引导器(工序ST14)，并经特性检查和外观检查后完成光头装置1。
如上所述，在本例的光头装置1中由于将光学零部件装设在框架7上，故能简单地能对光学零部件进行定位。由于该框架7由感光性玻璃制作，故能高精度制成。另外，装载框架7的基台3由于光学零部件所在部分处呈贯通孔，能用以从基台的后部微调装在框架7上的光学零部件的位置。故能高精度地对光学零部件进行定位。
由于框架7上固定光学零部件用的端面形成凹凸状，其凹部成为粘接剂积留处，故能提高框架7与光学零部件的密封性。
(框架的其他例子)
上述的框架7是对受发光元件4、第1和第2光学元件61、62和视准透镜63进行定位固定，但也可使框架7的左右框臂部分延长，并能将直立透镜64的定位部分与前端部分一体形成。图8(a)、(b)和(c)是表示具有直立透镜64定位部分的框架的示意图。这种框架能代替上述框架7使用。
如图8(a)所示，本例的框架7A整体上是长方形的框架，具有相对的长框边71A、72A以及连接这些长框边71A、72A的前后端的短框边73A、74A。使用光刻技术在长框边71A、72A的相对内侧侧面形成从短框边73A侧起依次对受发光元件4、第1和第2光学元件61、62、视准透镜63，直立透镜64定位用的凹凸部分。
如图8(b)所示，在框架7A上按所定的位置插入受发光元件4、第1和第2发光元件61、62、视准透镜63和直立透镜64。插入框架7A的第1和第2光学元件61、62、视准透镜63和直立透镜64的位置根据固定在基台3的基座框架32上的受发光元件4的光轴调整。
调整后，如图8(c)所示，在框架7A上用感光性粘接剂76将第1和第2光学元件61、62、视准透镜63和直立透镜64粘接固定。
也可以对由感光性玻璃制成的框架7、7A进行二次热处理的硬化处理。进行硬化处理可提高框架7、7A的刚性。另外，经过二次热处理，感光性玻璃制成的框架变为褐色。
为提高强度，进行二次热处理而产生褐色化的框架最好采取防止乱光措施。为防止乱光，可采用在框架表面涂上黑色或表面形成无反射层的方法。
另外，框架7、7A上形成的定位面也可采用光刻技术形成。如图9(a)所示，框架7B上形成的定位面通过半蚀刻(half-etching)技术在厚度方面形成阶梯状的截面而形成第1定位面70a和从第1定位面70a阶梯状突出的第2定位面70b。如图9(b)所示，也能通过分别将部装件42和半导体基板41与这些定位面70a、70b顶压而对受发光元件4进行定位。
如上所述，本发明的光头装置采用由感光性玻璃制成框架对光学零部件进行定位，同时在安装框架的基台上能从基台的后部面对安装在框架上的光学零部件的位置形成开口部。由于能通过精良制作成的框架对已定位的光学元件从基台后部进行微调，故能高精度地对光学元件进行定位。
另外，由于框架上对光学零部件定位部分形成粘接剂积留处，故能将光学元件牢固地粘接固定在框架上。
权利要求
1.一种光头装置，包括光源、受光元件，将从光源发出的出射光引导至光记录媒体、同时将从光记录媒体发出的反射光引导至受光元件的光学系统，装有所述光源、所述受光元件和构成所述光学系统的光学元件的基台，其特征在于，所述基台上装有由感光性玻璃制成的框架，所述框架上形成至少一个所述光学元件的定位部，所述基台中在能从其后侧面对所述光学元件位置处形成开口部。
2.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述光学元件安装固定在所述框架上，而不固定在所述基台上。
3.如权利要求1、2所述的光头装置，其特征在于，用粘接剂将所述光学元件固定在所述框架上，框架涂粘接剂的面上形成凹凸形状的粘接剂积存处。
4.一种光头装置，包括光源、受光元件，将从光源发出的出射光引导至光记录媒体、同时将从光记录媒体发出的反射光引导至受光元件的光学系统，装有所述光源、所述受光元件和构成所述光学系统的光学元件的基台，其特征在于，所述基台装有用于对所述光源、所述受光元件和至少一个所述光学元件定位的由感光性玻璃制成的框架，所述框架具有左右一对框臂，从这些框臂的相对内侧侧面向内侧突出的多个定位用端面，通过这些定位用端面进行所述光源、所述受光元件和所述光学元件沿光轴方向的定位。
5.如权利要求4所述的光头装置，其特征在于，用粘接剂将所述光学元件固定在所述框架上，框架涂粘接剂的面上形成凹凸形状的粘接剂积存处。
6.如权利要求4所述的光头装置，其特征在于，对所述框架进行硬化处理。
7.如权利要求4所述的光头装置，其特征在于，所述框架的定位用端面为相对于载放所述框架的基台的表面垂直的面。
8.如权利要求4所述的光头装置，其特征在于，所述框体是透明的。
9.如权利要求4所述的光头装置，其特征在于，所述框体表面涂上黑色或形成无反射层。
全文摘要
提供一种采用由基台上装有用感光性玻璃制造的框架、能对光学零部件进行精度良好的定位的光头装置。在光头装置1中,呈コ字型的由感光性玻璃制成的框架7装在金属制的线路基板31和金属制的基座框架32叠在一起构成的基台3上。利用框架7对受发光元件4、第1和第2光子元件61、62和视准透镜63进行定位。保持在框架7上的光学元件61、62、63能通过朝向基台3打开的开口部从基台的后部对安装位置进行微调。从而能通过简单操作对光学零部件进行精度良好的定位。
文档编号G11B7/00GK1375824SQ0210733
公开日2002年10月23日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年3月15日
发明者森山克也, 石原久宽, 竹村政夫 申请人:株式会社三协精机制作所