专利名称：光学头以及光信息装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对光盘或光卡等信息记录介质记录或再生信息的光学头、以及具备该光学头的光信息装置。
背景技术：
以往的光学头中的光检测器具有采用硅半导体(多层硅晶圆(multilayer silicon wafer))的受光部、将受光部接收到的光束的光量转换为电压并实施指定运算的运算电路、以及输出成为来自运算电路的输出信号的电压的信号输出部。并且，布线基板与在布线基板上构成的衬垫部通过线材接合(wire bonding)而连接。另外，受光部、运算电路、信号输出部以及布线基板通过树脂制的包装体(resin package)而被包装保持。此外，在布线基板上构成与衬垫部电连接的端子部，端子部被安装固定于柔性印刷电路基板(flexible printed circuit board)(以下也称为FPC基板)。进而，将光检测器固定于支架(holder)，支架与光学基座粘合固定(例如参照专利文献1)。此时，树脂制的包装体的热阻较大，即导热率较低。因此，无论支架的材料是金属还是树脂，从光检测器移向树脂制的包装体的热量都非常少。另一方面，光检测器自身的容积较大、热容量较大， 因此从光检测器自身发出的热量导致的光检测器的温度上升约为10°C以下。图25是表示以往的光学头400的光学系统的结构的图。在图25中，光学头400包括半导体激光器401、衍射光栅402、分束器(beam splitter) 403、准直透镜404、物镜405、 物镜致动器406、柱面透镜(cylindrical lens) 408、光检测器409以及支架410。从半导体激光器401发出的光束通过衍射光栅402被分离成不同的多个光束。透过衍射光栅402的光束被分束器403反射，由准直透镜404转换为平行光束。然后，光束射入物镜405，成为所谓的三光束的汇聚光。该汇聚光照射到光盘407的记录层。由光盘407 的记录层反射及衍射的光束再次透过物镜405并透过分束器403。透过分束器403的光束通过柱面透镜408，射入光检测器409。此处，光检测器409被固定于支架410，接收通过了支架410的光束。图沈是表示以往的光学头的光检测器的受光面上受光部的配置图。透过柱面透镜408的光束由四分割受光部420接收，生成所谓的聚焦误差信号(focus error signal) 0图27是表示以往的光学头的检测光学系统的图，图观是表示在以往的光学头的光检测器的四分割受光部中形成的光束的图。如图27所示，柱面透镜408在光束的出射面侧具有柱面408a，在入射面侧具有凹透镜面408b。柱面透镜408在垂直于光轴的面内以90 度的角度产生焦点位置不同的像散差(astigmatic difference) 0另外，柱面408a的方向被设置成相对于光检测器409的四分割受光部420倾斜大致45度的角度。由于光盘407的晃动等，光盘407的记录层与物镜405的相对距离发生变化。由此，如图观所示，焦点位置处的光束42 成为圆形，前侧焦线处的光束422b以及后侧焦线处的光束422c成为相互垂直的椭圆形。在图沈中，通过运算四分割受光部420的对角受光区域的和信号的差来检测聚焦误差信号，通过运算四分割受光部的全部受光区域的和信号来检测RF信号。另外，光检测器409的子光束受光部421接收在光盘407的记录层的轨道上聚光并从该记录层反射的三光束法中的子光束。并且，通过利用基于四分割受光部420的主光束422的受光量运算出的推挽信号与基于子光束受光部421的子光束413的受光量运算出的信号的所谓三光束法，生成追踪误差信号(tracking error signal)，进行使物镜405对光盘407的记录层的轨道进行追踪的追踪伺服。图四㈧至图四(0是表示以往的光学头的光检测器409的结构的图。图四㈧是表示以往的光学头的光检测器的结构的正面图，图四⑶是表示图 29(A)所示的光检测器的部分剖面图，图四(C)是从上方看到的图^KB)所示的光检测器的图。如图^(A)及图29(B)所示，光检测器包括硅半导体431、包装体441、布线基板 442以及FPC基板445。在图四(A)中，硅半导体431包含四分割受光部420、子光束受光部421、运算电路 432以及信号输出部433。运算电路432将由四分割受光部420及子光束受光部421接收到的光束的光量转换为电压并实施指定运算。信号输出部433与运算电路432连接，输出作为来自运算电路432的输出信号的电压。如图^(B)所示，在硅半导体431的下部设置布线基板442。信号输出部433与设置在布线基板422上的衬垫部443通过线材接合446而连接。布线基板442通过与衬垫部 443电连接的端子部444被安装固定于FPC基板445。另外，包装体441覆盖硅半导体431、 布线基板442以及线材接合446。如图29(C)所示，如果考虑线材接合446的区域以及树脂制的包装体441的成型强度，则光检测器409的投影面积(即包装体441的投影面积)相对于硅半导体431的投影面积增大。这种使用树脂制的包装体441的光检测器409在X方向、Y方向以及Z方向的大小分别例如为7mm、5mm以及3mm左右。图30是表示以往的光学头400的光检测器409的周边部分的结构的剖面图。在图30中，光学基座411例如支撑半导体激光器401 (未图示)、衍射光栅402 (未图示)、分束器403、准直透镜404以及柱面透镜408。另外，将光检测器409固定于支架410。进而， 对光检测器409进行定位使光束射入四分割受光部420 (未图示)的大致中心，然后将支架 410固定于光学基座411。目前，能够进行具有两层以上记录层的高记录密度的多层光盘的信息记录或再生、且为小型的光学头的开发备受期待。为了实现能够进行多层光盘的信息记录及再生且小型的光学头，需要增大光学头的物镜的焦距与准直透镜的焦距的比、即所谓的检测光学系统的横向放大率。即，需要采用由多层记录层中与激光聚光的记录层不同的其他记录层反射的杂散光不会射入子光束受光部的结构，并且使去路的检测光学系统小型化。若由其他记录层反射的杂散光射入子光束受光部，则在追踪误差信号中产生偏移 (offset)。另外，由于来自光点聚光的记录层的反射光与来自其他记录层的反射光的干涉， 追踪误差信号的DC电平发生变动，使追踪伺服的性能大幅劣化，从而导致记录性能及再生性能降低。尤其是，由于子光束(sub beam)与主光束(main beam)相比光量为1/10左右， 因此干涉引起的微小的光量变化会在追踪误差信号中产生较大的变动。
因此，考虑使主光束与子光束之间的距离增大。但是，通过增大横向放大率使主光束与子光束的距离增大，会使分别接收它们的受光部的位置相互离开。其结果，光检测器的面积增大，无法兼顾光学头的小型化与再生性能的提高。对此，为了兼顾光学头的小型化与再生性能的提高，考虑增大物镜的焦距与准直透镜的焦距的比、即所谓的检测光学系统的横向放大率。根据该结构，能够采用由其他记录层反射的杂散光不会射入子光束受光部的结构，能够使光学头400的来路的检测光学系统小型化，并使光学元件及光检测器小型化，减小光学头400的高度方向的尺寸。但是，为了使来路的检测光学系统小型化，需要减小物镜、准直透镜以及柱面透镜的各个焦距，并使各构成部件小型化。因此，需要使光检测器小型化、以及提高伴随光检测器的小型化的散热能力。记录时及再生时的光检测器的功耗例如约为0. 15W至0. 5W。在通过光检测器的小型化使体积达到约1/10的情况下，若功耗与小型化之前相同，则导致光检测器自身的温度增大，远远超过光检测器的动作保证温度。在所谓微型(slim size)的光盘驱动器(光信息设备)的光检测器的情况下，X方向的尺寸例如为7mm左右，Y方向的尺寸例如为5mm左右，Z方向的尺寸例如为3mm左右。此外，微型的光盘驱动器的光检测器的Y方向的尺寸最好为4mm以下。在通过增大温度上升约10°C左右的光检测器的检测光学系统的放大率，使光检测器的容积为1/10的情况下，光检测器的温度上升20°C至30°C以上。在需要以高记录功率对多层光盘记录信息时，以及以高倍速对多层光盘记录信息时，作为光源的蓝色半导体激光器的温度上升，光学头整体的温度也会增大。因此，如果动作环境温度达到高温，则光检测器的温度进一步增大。图31是用于说明以往的光检测器409的温度上升的图。此外，设光检测器的保证温度为100°c。在假设光盘驱动器(光信息设备)450的周围温度为60°C的情况下，在多层光盘407的高倍速记录时，由于来自电路基板的发热、来自半导体激光器401的发热、来自物镜致动器406的发热以及来自激光驱动器的发热等，光检测器409的温度达到约90°C。 并且，由于光检测器409被小型化，热容量减小，散热特性发生了恶化，因此，当温度上升了 20°C至30°C时，光检测器409的温度达到110°C至120°C，大幅超过光检测器409的性能保证温度。为了使光检测器409的温度上升在10°C以下，需要采用将来自光检测器409自身的发热高效地向空气中散热的结构。图32是用于说明以往的光学头的检测光学系统的倍率与光检测器上的主光束和子光束的间隔的关系、以及检测光学系统的倍率与光检测器上的两个子光束的间隔的关系的图。表1是表示检测光学系统的倍率与光检测器上的主光束与子光束的间隔的关系、以及检测光学系统的倍率与光检测器上的两个子光束的间隔的关系的表。(表 1)
权利要求
1.一种光学头，对具有记录层的信息记录介质记录或再生信息，其特征在于包括 光源，射出光束；物镜，将从所述光源射出的光束聚光到所述信息记录介质；以及光检测器，检测由所述信息记录介质反射的光束，其中， 所述光检测器具备接收由所述信息记录介质反射的光束的受光部；覆盖所述受光部的包装部件；以及粘合所述包装部件与所述受光部的粘合层，其中，所述粘合层，被形成在所述受光部上包含由所述信息记录介质反射的光束通过的光路的区域。
2.根据权利要求1所述的光学头，其特征在于所述包装部件形成在包含由所述信息记录介质反射的光束通过的光路的区域。
3.根据权利要求1或2所述的光学头，其特征在于 所述粘合层采用硅树脂，所述粘合层的厚度在5 μ m至25 μ m之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学头，其特征在于所述粘合层的导热率在 0. 5ff/m · K 以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学头，其特征在于所述粘合层不包含环氧基的化合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学头，其特征在于在所述包装部件的由所述信息记录介质反射的光束入射的面上形成反射防止膜， 在所述包装部件与所述粘合层的边界面上不形成反射防止膜。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学头，其特征在于所述粘合层的透射率对波长为405nm的光为99%以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学头，其特征在于， 所述光检测器还具备对通过将由所述受光部接收到的光束进行光电转换所得到的电信号实施指定的运算的运算部；以及与所述运算部连接、输出来自所述运算部的输出信号的信号输出部，所述光学头还包括配置在所述光检测器的远离所述物镜侧、与所述信号输出部连接的印刷电路基板。
9.根据权利要求8所述的光学头，其特征在于还包括接触所述印刷电路基板的与连接所述信号输出部的面相反的面、将从所述印刷电路基板传递的热进行散热的散热板。
10.根据权利要求9所述的光学头，其特征在于所述散热板，配置在可使由所述信息记录介质旋转而产生的风直接吹到所述散热板的表面的位置，来自所述信息记录介质的风在所述散热板的表面上通过。
11.根据权利要求9或10所述的光学头，其特征在于还包括固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光学部件的光学基座，其中，所述印刷电路基板以及所述散热板，相对于所述光学基座的上表面向所述信息记录介质侧突出。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的光学头，其特征在于所述印刷电路基板，具有将由所述受光部及所述运算部发出的热从所述信号输出部向所述散热板传递的导通孔，所述导通孔相对于所述运算部的表面积分布的比例，大于所述导通孔相对于所述受光部的表面积分布的比例。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的光学头，其特征在于还包括固定于所述光学基座用来传递来自所述散热板的热的盖体部件，其中，所述盖体部件配置在可使由所述信息记录介质旋转而产生的风直接吹到的位置， 来自所述信息记录介质的风在所述盖体部件的表面上通过。
14.根据权利要求13所述的光学头，其特征在于所述盖体部件相对于与射入所述光检测器的光束的光轴垂直的面斜向倾斜， 所述盖体部件的所述信息记录介质侧的端部向远离所述金属制散热板的方向扩展。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光学头，其特征在于还包括固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光学部件以及所述光检测器的光学基座，其中，在所述光学基座的固定所述光检测器的部分，形成用于将所述光束导向所述光检测器的光束入射孔，所述光检测器小于所述光束入射孔， 来自所述信息记录介质的风穿过所述光束入射孔。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的光学头，其特征在于还包括 固定配置在所述光源射出的光束的光路上的光学部件的光学基座；以及固定于所述光学基座、支撑所述光检测器的支架，其中，在所述光学基座的固定所述支架的部分，形成用于将所述光束导向所述光检测器的光束入射孔，所述支架小于所述光束入射孔， 来自所述信息记录介质的风穿过所述光束入射孔。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光学头，其特征在于所述光检测器配置在由所述信息记录介质旋转而产生的风直接吹到的位置。
18.一种光信息装置，其特征在于包括 如权利要求1至17中任一项所述的光学头； 用于旋转驱动信息记录介质的驱动部；以及控制所述光学头以及所述驱动部的控制部。
全文摘要
本发明提供能够抑制光检测器的温度上升的光学头以及光信息装置。光学头(10)包括射出光束的半导体激光器(101)；将从半导体激光器(101)射出的光束聚光到光盘(21)的物镜(105)；以及检测由光盘(21)反射的光束的光检测器(120)；光检测器(120)具备接收由光盘(21)反射的光束的受光部(123)；覆盖受光部(123)的包装体(125)；以及配置在包装体(125)与受光部(123)之间的传热粘合层(124)，传热粘合层(124)形成在受光部(123)上包含由光盘(21)反射的光束通过的光路的区域。
文档编号G11B7/13GK102483935SQ20118000343
公开日2012年5月30日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年6月21日
发明者中田秀辉, 和田秀彦 申请人:松下电器产业株式会社