光盘装置的制作方法

专利名称：光盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘装置。
背景技术：
近年来的光盘装置对以Blu-ray (注册商标)为代表的大容量光盘要求更高速地对信号进行记录和再现的能力。为了高速进行记录和再现，期望通过缩短信号线路来减少传输损耗。另一方面，为了使光拾取器可动，光盘装置中的大部分记录再现信号传输线路使用了挠性线路。因此，由于需要确保可动范围，信号线路需要某种程度的物理长度。此外， 在笔记本电脑等中使用的薄型光盘装置中为了能够进行盘托盘的开闭而使用了挠性线路。 该线路也需要某种程度的物理长度。根据上述理由，光盘装置的记录再现传输线路的特征在于用于处理记录再现信号的信号处理LSI (Large Scale htegration 大规模集成电路)与光拾取器之间的距离较长。当记录再现传输线路的距离较长时，不仅传输线路的通过损失增加，而且阻抗不匹配之处的反射也会影响到更低频率。因此，导致记录再现信号的振铃波形、上升/下降时间变得迟缓等的波形劣化。若进一步进行记录再现的高速化则其影响将更为显著，记录再现的错误率可能恶化。在下述专利文献1 3中记载有用于补偿上述那样的记录再现错误的方法。专利文献1 日本特开2001-846 号公报专利文献2 日本特开2006-24341号公报专利文献3 日本特开2009-99233号公报

发明内容
光盘装置的再现信号传输系统由于光拾取器的受光元件本身的频带限制、受光元件与信号传输线路的阻抗不匹配，导致用于实现高速再现的频带容限减少。下面说明光盘装置的再现信号传输系统中的课题。光拾取器输出的再现信号通常使用抗外来噪声的差动传输方式被传输到信号处理LSI。为了无劣化地将再现信号传输到信号处理LSI，将光拾取器具有的再现用受光元件 (Opto-Electronic Integrated Circuit =OEIC)的频带、差动传输线路的频带以及信号处理LSI的频带合并后的频带需要在再现信号的频带以上。在差动传输线路和位于其前后的构成要素彼此或者在构成要素内存在阻抗不匹配的部位时，发生信号的多重反射，成为振铃波形、信号上升/下降时间劣化的主要原因。 因此，为了确保再现信号以上的频带，实现高速信号传输，需要使差动传输线路和其前后的构成要素的阻抗匹配。为了确保驱动力和信号频带，OEIC被设计成尽量降低差动传输时的输出阻抗。此时，在光盘装置的规格上、OEIC的输出阻抗具有低于差动送线路的特性阻抗的倾向。因此，在差动传输线路的输入端，在差动传输线路的特性阻抗与OEIC的输出阻抗之间产生不匹配，如上述那样引起波形劣化。因此，产生使差动传输线路的特性阻抗与OEIC的输出阻抗匹配的需要。为了使差动传输线路的特性阻抗与OEIC的输出阻抗匹配，需要降低差动传输线路的特性阻抗，或者增大OEIC的输出阻抗。其中，挠性线路占光盘装置中的差动传输线路的大部分，发现挠性线路的特性阻抗在再现信号频率附近占有支配性。因此，例如作为挠性线路而经常使用的挠性扁平电缆的情况下，为用绝缘体分别覆盖线路宽度和线路间隔确定的多条导线这样简单的结构，因此难以按线路调整特性阻抗。另一方面，在上述挠性线路由挠性印制电路基板构成时，差动传输线路的特性阻抗由各尺寸和材质的参数大致确定。但是，若考虑到确保线路的柔软性和弯曲性，进而在光盘装置中的挠性线路上通常布置有50 100条左右的信号线时，上述参数的自由度较小。与此相对，为了确保OEIC的驱动力和频带，不希望提高OEIC的输出阻抗。因此， 可以说OEIC的驱动力和频带与再现信号传输系统的频带存在折衷选择的关系。为了解决上述课题，本发明的目的在于通过确保光拾取器的受光元件的频带，并且使再现信号传输线路的特性阻抗和受光元件的输出阻抗匹配来确保再现信号传输线路的频带。在本发明的光盘装置中，构成差动传输线路的各线路在挠性线路与光拾取器的连接点或者其附近，分别被分支成具有2条以上的相等的线路条数的多条线路。根据本发明的光盘装置，能够通过分割差动传输线路来调整其特性阻抗。即，能够降低受光元件的输出阻抗来确保频带，并且能够与其输出阻抗相匹配来降低差动传输线路的特性阻抗，使阻抗匹配。据此，能够在确保受光元件频带的基础上，实现高速信号传输。


图1是表示光盘装置中通常的再现信号传输系统的图。图2是表示从0EIC6到信号处理LSI8的再现信号传输线路的结构的图。图3是实施方式1的光盘装置的结构图。图4是实施方式2的光盘装置的结构图。图5是示意地示出图4所示的线路结构的等效电路的图。图6是表示单独对挠性扁平电缆13(线路17)的特性阻抗进行评价后的结果的图。图7示出对从0EIC6输出端到信号处理LSI8输入端上的电路结构的计算机模型的传输特性进行评价后的结果。图8示出对图7所示的计算机模型的特性阻抗进行评价后的结果。图9示出在图7 图8所示的计算机模型下，应用实施方式1 2的差动传输线路10的计算机模型，对传输特性进行评价后的结果。图10示出在图7 图8所示的计算机模型下，应用实施方式1 2的差动传输线路10的计算机模型，实施TDR测量后的结果。图11示出将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设定为60 Ω，与图9相同地对传输特性进行评价后的结果。
图12示出将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设定为50 Ω，与图9相同地对传输特性进行评价后的结果。图13是实施方式3的光盘装置的结构图。图14是实施方式4的光盘装置的结构图。图15是实施方式5的光盘装置的结构图。图16是实施方式6的光盘装置的结构图。标号说明1 光盘2光拾取器3半导体激光二极管(LD)4 激光5再现光信号60EIC7再现信号8信号处理LSI10差动传输线路11保护线路12第一电路基板13挠性扁平电缆14第二电路基板15连接器16 18 线路19挠性印制电路基板20 线路21同轴电缆22 第二层23第三层24 25连接焊盘正下方部26连接焊盘
具体实施例方式<以往的光盘装置>为了便于理解本发明，在进行本发明实施方式的说明之前，对以往的光盘装置中的信号传输线路及其周边结构进行说明。然后，说明本发明的各实施方式。图1是表示光盘装置中的通常的再现信号的传输系统的图。此外，在以下所示的所有附图中省略与本发明无直接关系的布线和构成要素。以下，说明图1所示的各构成要素的概略工作。安装在光拾取器2内的半导体激光二极管(Laser Diode :LD) 3对光盘1照射激光4。光拾取器2内的再现用受光元件(OEIC)6根据记录在光盘1上的标记/间隔的数据对强度发生变化的反射光(再现光信号幻进行光电转换。信号处理LSI8对(在此使用 Digital Signal Processor :DSP 数字信号处理器而构成)对被转换成电信号的再现光信号5即再现信号7进行处理，使光盘1的信息再现。从0EIC6到信号处理LSI8的再现信号传输线路的构成要素和其传输特性根据光盘装置的种类而不同。下面对再现速度的高速化显著的半高型光盘装置中的通常的传输系统进行说明。图2是表示从0EIC6到信号处理LSI8的再现信号传输线路的结构的图。图1中的再现信号7通过差动传输线路10从0EIC6传输到信号处理LSI8。为了抑制噪声，往往在差动传输线路10的外侧相邻地设置有电源布线和GND布线等保护线路11。图2中4条线路中最外侧的2条相当于该保护线路11。差动传输线路10连接在第一电路基板12、挠性扁平电缆13、第二电路基板14以及将上述这些部件连接起来的连接器15上。第一电路基板12是安装有0EIC6的光拾取器 2内的电路基板。第二电路基板14是安装有信号处理LSI8的电路基板。差动传输线路10 沿着传输方向被分支成第一电路基板12上的线路16、挠性扁平电缆13上的线路17以及第二电路基板上的线路18。挠性扁平电缆13为了确保光拾取器的可动范围而需要5 IOcm左右的长度，占差动传输线路10全长的一半以上。因此，差动传输线路10上的特性阻抗的平均主要取决于挠性扁平电缆13的特性阻抗。挠性扁平电缆13具有分别用绝缘体包覆线路宽度和线路间隔固定的多条导线这样简单的结构，因此成本比挠性印制电路基板低，但另一方面难以按线路来调整特性阻抗。在假定为典型的光盘装置结构的情况下，具有0. 5mm间距的线路间隔的挠性扁平电缆13的特性阻抗在差动传输时大约为130 Ω左右。但是，假设为挠性扁平电缆13与框体等导体不接触的情况。此外，由于挠性扁平电缆13的包覆部的厚度和导线的厚度等原因， 在差动传输时的特性阻抗具有100 140 Ω左右的范围。另一方面，为了确保驱动力和频带，将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设计为 40 80Ω左右。因此，在0EIC6的输出阻抗和差动传输线路10的特性阻抗之间产生不匹配，其为波形劣化的原因。此外，通过本发明人的调查可知，利用通常在光盘装置中使用的工艺而制作的挠性印制电路基板的差动特性阻抗仅能够在大约80 160 Ω左右的范围内进行调整。此外， 挠性印制电路基板的成本相对高于挠性扁平电缆13，因此若考虑到成本则难以轻易地采用。在以上说明中，对半高型光盘装置进行了描述，但考虑到若对笔记本电脑等中使用的薄型光盘装置进行再现速度的高速化，也产生同样的课题。此外，虽对各参数和条件设置了限制，但在此所示的各挠性线路上的特性阻抗的范围不限于此。以上，说明了现有光盘装置中的信号传输线路及其课题。以下，说明本发明的各实施方式。<实施方式1>图3是本发明的实施方式1的光盘装置的结构图。在此，仅示出与图2对应的再现信号传输线路的结构，对其他通常的结构省略记载。
在本实施方式1中，构成差动传输线路10的2条线路进而分别在第一电路基板12 与挠性电缆13的连接点附近被分支成2条。因此，在挠性电缆13上的线路17，差动传输线路10与以往的传输线路结构相比呈2倍并行。分支后的线路在第二电路基板14与挠性电缆13的连接点附近再次合并成1条线路。根据该线路结构，通过在挠性电缆13的区间(线路17)使线路并行化，差动传输线路10的每单位长度的电感成分降低，并且线路之间的电容耦合成分增加。因此，差动传输线路10的特性阻抗低于以往的线路结构。并且，电流流过差动传输线路10的面积也增加，因此导体损失减少。由于这些效果，0EIC6与差动传输线路10之间的阻抗匹配得到改善，损失也减少。因此，可以认为波形劣化降低，差动传输线路10的频带得到改善。<实施方式2>图4是本发明实施方式2的光盘装置的结构图。在此，与图3相同，仅示出再现信号传输线路的结构，对其他通常的结构省略记载。在本实施方式2中，构成差动传输线路10的2条线路在第一电路基板12与挠性电缆13的连接点附近被分支成2条这一点与实施方式1相同。在本实施方式2中，配置各线路以使输送反相的差动信号的线路相互邻接这一点与实施方式1不同。图5是示意地示出图4所示的线路结构的等效电路的图。为了表示差动信号的相位相反，为了方便在电路上同时标记+符号和-符号。如图4 图5所示，在交替配置有输送反相差动信号的线路的情况下，存在3个反相线路相邻的区间。因此，线路间的电容耦合也存在3个。据此，与实施方式1相比，挠性电缆13的电容耦合成分增加，差动传输线路10的特性阻抗进一步降低。 <实施方式1 2的效果>接着，为了确认实施方式1 2的效果，说明本发明人独自实施的实验和计算机模拟结果。此外，在此所示的数值和构成要素仅是1例，本发明不一定必须限于这些数值和构成要素。图6是表示单独对挠性扁平电缆13(线路17)的特性阻抗进行评价后的结果的图。在此，将测量对象的挠性扁平电缆与测量用的同轴电缆21连接，使用TDR(Time Domain Reflectometry 时域反射法)测量，对差动传输时的特性阻抗进行评价。为了进行比较，在图6内同时标记以往的挠性扁平电缆和实施方式1 2的挠性扁平电缆13的特性阻抗。在图6中，纵轴表示差动传输时的特性阻抗(Ω)，横轴是时间轴。到0.0 0. 9nsec附近为止的测量结果示出测量系统同轴电缆21的差动特性阻抗。由于开放未连接同轴电缆21的一侧进行测量，因此1. Snsec附近以后的特性阻抗的值发散。如图6所示，可知具有现有构造的挠性扁平电缆的特性阻抗为120Ω左右，但实施方式1的挠性扁平电缆13的特性阻抗降低至100 Ω左右。实施方式2的挠性扁平电缆13 的特性阻抗进一步降低，降低至60 Ω左右。接着，说明对从光拾取器2内的第一电路基板12上的0EIC6输出端到第二电路基板14上的信号处理LSI8输入端为止的差动传输线路10的差动通过特性(S参数)进行评价后的结果。本评价通过计算机模拟来实施，因此，首先制作从0EIC6输出端到信号处理LSI8 输入端为止的电路结构的计算机模型。具体而言，在电路模拟器上制作上述S参数、0EIC6的等效电路以及信号处理LSI8的等效电路，计算再现信号传输系统的传输特性。差动传输线路10为现有构造。在本模拟中，将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设为80 Ω，将信号处理LSI8的差动传输时的输入阻抗设为2000 Ω。0EIC6本身的频带限制仅考虑包含在0EIC6的等效电路中的CR常数，而不考虑受光元件本身的响应速度。即，在本模拟中仅单纯评价再现信号传输系统的电传输特性。图7示出对从0EIC6输出端到信号处理LSI8输入端为止的电路结构的计算机模型进行评价后的结果。如图7所示，计算机模型上的传输特性与实际的传输特性大致一致， 因此可知本计算机模型正确地反映了实际的电路特性。图8示出利用TDR对图7所示的计算机模型进行评价后的结果。如图8所示，可知计算机模型的特性阻抗与实际测量的特性阻抗非常一致。下面使用该计算机模型，通过模拟来评价实施方式1 2的效果。图9示出在图7 图8所示的计算机模型下，应用实施方式1 2的差动传输线路 10的计算机模型，对传输特性进行评价后的结果。以下，说明图9所示的评价结果。此外， 在以下的说明中，通过差动传输线路10后的信号劣化是否过大以信号增益是否降低3dB以上为基准进行判断。可知在实施方式1中，抑制了基于反射的200MHz附近的增益上升。此外，增益降低3dB的频率在以往的挠性扁平电缆中为400MHz附近，在实施方式1中改善到500MHz附近。即，可以说在实施方式1中，即使以更高的频率传输信号，增益也难以降低。在实施方式2中，来自低频的下降增大，增益降低3dB的频率低于以往的挠性扁平电缆。这可认为是因为挠性扁平电缆13的特性阻抗降得过低。使用下面的图10进行说明。图10示出在图7 图8所示的计算机模型下，应用实施方式1 2的差动传输线路10的计算机模型，实施TDR测量后的结果。以下，对图10所示的测量结果进行说明。在使用了以往的挠性扁平电缆的情况下，特性阻抗为120Ω附近，再现信号传输线路整体的平均阻抗与0EIC6的输出阻抗不匹配。在实施方式1中，挠性扁平电缆13的特性阻抗降低至100 Ω附近，再现信号传输线路整体的平均阻抗接近0EIC6的输出阻抗即80 Ω，因此阻抗的匹配状态得到改善，如图9 所示，传输特性得到改善。在实施方式2中，挠性扁平电缆13的特性阻抗降低至60 Ω附近，再现信号传输线路整体的平均阻抗与0EIC6的输出阻抗即80 Ω相比进一步降低，因此阻抗的匹配状态几乎未得到改善，如图9所示传输特性恶化。图11示出将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设定为60 Ω，与图9相同地对传输特性进行评价后的结果。以下，对图11所示的评价结果进行说明。在实施方式2中，增益降低3dB的频率上升到600MHz附近，与图9相比传输特性得到改善。与此相对，在以往的挠性扁平电缆和实施方式1中，200MHz附近的增益上升大于图9，因此由其引起振铃波形变大。这是因为差动传输线路10的特性阻抗与0EIC6的输出阻抗不匹配。图12示出将0EIC6的差动传输时的输出阻抗设定为50 Ω，与图9相同地对传输特性进行评价后的结果。本图中，即使在以往的挠性扁平电缆、实施方式1 2中的任一情况下，在200MHz附近也观察到增益上升，由其引起振铃波形变大。若对图11 图12进行比较，则在实施方式2中，0EIC6的差动传输时的输出阻抗最佳为60Ω左右，可确认与以往相比能够使用输出阻抗较低的0EIC。〈实施方式3>图13是本发明实施方式3的光盘装置的结构图。在此，与图3相同，仅示出再现信号传输线路的结构，对其他通常的结构省略了记载。在本实施方式3中，构成差动传输线路10的2条线路在第一电路基板12与挠性电缆13的连接点附近被分支成作为η条(η > 3)的多条线路。分支后的各线路在第二电路基板14与挠性电缆13的连接点附近再次合并成1条线路。其他结构与实施方式1相同。在本实施方式3中，差动传输线路10的线路宽度比实施方式1宽。据此，差动传输线路10的每单位长度的电感成分低于实施方式1。因此，差动传输线路10的特性阻抗低于实施方式1，所以即使0EIC6的输出阻抗进一步下降，也能够与差动传输线路10的特性阻抗匹配。因此，能够进一步改善频带。〈实施方式4>图14是本发明实施方式4的光盘装置的结构图。在此，与图3相同，仅示出再现信号传输线路的结构，对其他的通常结构省略记载。在本实施方式4中，构成差动传输线路10的2条线路在第一电路基板12与挠性电缆13的连接点附近被分支成作为η条(n ^ 3)的多条线路，配置成反相的差动信号相互邻接。分支后的各线路在第二电路基板14与挠性电缆13的连接点附近再次合并成1条线路。其他结构与实施方式2相同。在本实施方式4中，反相线路相邻的区间存在On-I)个。因此，线路之间的电容耦合也存在On-I)个。据此，与实施方式3相比，挠性电缆13的电容耦合成分增加，差动传输线路10的特性阻抗进一步下降。因此，即使0EIC6的输出阻抗进一步下降，也能够与差动传输线路10的特性阻抗匹配，所以能够进一步改善频带。〈实施方式5>图15是本发明实施方式5的光盘装置的结构图。在此，与图3相同，仅示出再现信号传输线路的结构，对其他通常结构省略记载。在本实施方式5中，将实施方式1 4中的第一电路基板12和挠性扁平电缆13 一体地构成在挠性印制电路基板19上。据此，线路16 17作为线路20而被合并。此外， 在图15中例示了具有与实施方式1相同的分割线路的结构，但也能够与图15相同地将其他实施方式中的分割线路安装在挠性印制电路基板19上。本实施方式5的结构也能够发挥与实施方式1 4相同的效果。此外，在本实施方式5中，期望使差动传输线路10分支的位置尽量接近0EIC6。同样地，期望使分支后的差动传输线路10再次合并的位置尽量接近连接器15。图15所示那样的、将第一电路基板12和挠性线路一体化后的结构在笔记本电脑等中使用的细长型光盘装置中被采用。根据本实施方式5，在这些细长型光盘装置中也能够发挥与实施方式1 4相同的效果。此外，也能够由挠性印制电路基板来仅构成第一电路基板12的一部分。〈实施方式6>
9
在本发明的实施方式6中，说明对第一电路基板12的层叠构造或者第二电路基板 14的层叠构造中的至少任一方下功夫，来改善阻抗的匹配状态的方法。其他结构与实施方式1 5相同。图16是本发明的实施方式6的光盘装置的结构图。在此，仅示出第二电路基板14 的层叠构造，但也能够使第一电路基板12具有与图16相同的结构。第二电路基板14包括配置将电路基板和挠性电缆13连接起来的连接器15的层、 在电路基板内部配置有构成线路的导线分布图(conductor pattern)的第二层22以及第
三层23。通常，连接器15通过连接焊盘沈而被固定在电路基板上。为了加固电路基板的强度，有时在配置该连接焊盘26的部分设置加固金属板等部件。连接焊盘沈由具有比差动传输线路10宽的宽度的区域构成。因此，若在连接焊盘沈正下方配置有上述的导线分布图和金属加固板，则它们与连接焊盘沈之间的电容耦合变大，连接焊盘沈附近的阻抗降低变大。在实施方式1 5说明的结构中，将差动传输线路10与第一电路基板12连接起来的连接焊盘、将差动传输线路10与第二电路基板14连接起来的连接焊盘均增加与现有的挠性线路相比线路条数增加的量的个数(在实施方式1 2的例子中增加2倍)。因此， 各电路基板上的连接焊盘26附近的阻抗大幅降低，由阻抗不匹配而产生信号反射，对再现信号传输产生恶劣影响。因此，在本实施方式6中，在第二层22和第三层23中的、相当于连接焊盘沈正下方的位置上不配置上述导线分布图和金属加固板。具体而言，在第二层22上的连接焊盘正下方部M和第三层23上的连接焊盘正下方部25上不配置上述的导线分布图和金属加固板。根据本实施方式6，能够降低连接焊盘沈与导线分布图或者金属加固板之间的电容耦合，抑制阻抗降低。据此，能够避免阻抗不匹配，降低再现信号的反射来使传输质量提
尚ο
权利要求
1.一种光盘装置，具有使用激光来进行光盘的数据再现的功能，其特征在于，包括 受光元件，其将来自上述光盘的反射激光转换成电信号；信号处理部，其对上述受光元件输出的信号进行处理；以及差动传输线路，其在上述受光元件与上述信号处理部之间差动传输信号，其中，上述差动传输线路至少包括一处形状可变的挠性线路部，在上述挠性线路与上述受光元件的连接点或其附近，构成上述差动传输线路的各线路分别被分支成具有2条以上的相等线路条数的多条线路，在上述挠性线路与上述信号处理部的连接点或其附近，上述被分支成的多条线路被合并为1条线路。
2.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述被分支成的多条线路被配置为使传输同相位的差动信号的线路相邻。
3.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，上述被分支成的多条线路被配置为使传输反相位的差动信号的线路交替地相邻。
4.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，包括 安装上述受光元件的第一电路基板；和安装上述信号处理部的第二电路基板，上述挠性线路通过上述第一电路基板与上述受光元件相连接，且通过上述第二电路基板与上述信号处理部相连接，上述第一电路基板和上述第二电路基板中的至少一方被构成为在与上述挠性线路连接的连接器的下部，构成一部分电路基板的导线分布图和加固连接部位的加固金属板中的至少一方未被配置。
5.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 上述挠性线路使用挠性扁平电缆而构成。
6.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 上述挠性线路使用挠性印制电路基板而构成。
7.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 还包括安装上述受光元件的第一电路基板，上述第一电路基板使用挠性印制电路基板或者印制电路基板中的至少一方而构成。
8.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于， 还包括安装上述受光元件的第一电路基板，上述第一电路基板和上述挠性线路被一体化构成在挠性印制电路基板上， 构成上述差动传输线路的各线路在上述受光元件的附近被分支。
9.根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于，与上述差动传输线路的外侧相邻来对抑制噪声的保护线路进行布线。
全文摘要
本发明提供一种光盘装置，构成差动传输线路的各线路在挠性线路与光拾取器的连接点或者其附近分别被分支成具有2条以上的相等线路条数的多条线路。根据本发明，能够确保光拾取器的受光元件的频带，同时使再现信号传输线路的特性阻抗与受光元件的输出阻抗匹配来确保再现信号传输线路的频带。
文档编号G11B7/1245GK102376319SQ20111016868
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年8月23日
发明者北山晃, 西村创, 贺来敏光 申请人:日立乐金资料储存公司, 日立民用电子株式会社