CN101165787A - 安装光学部件的方法及光学读取头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了安装光学部件的方法及光学读取头。该安装光学部件的方法包括以下步骤：将光学部件按压到壳体的安装面上；在使所述光学部件与所述安装面保持平行的同时，使该光学部件与该安装面隔开预定距离；调节所述光学部件的位置和角度；以及将所述光学部件固定到所述安装面上。所述预定距离优选为1μm以上300μm以下。固定所述光学部件的步骤包括施加UV固化型粘合剂以将所述光学部件粘附到所述安装面上的步骤，以及通过照射UV光以固化所述UV固化型树脂来固定所述光学部件的步骤。

Description

安装光学部件的方法及光学读取头
技术领域
本发明涉及一种在将光电元件或光学部件固定在壳体中时安装另一光学部件的方法。本发明还涉及利用安装光学部件的所述方法制造的光学读取头(pickup)。
背景技术
用于对光盘和光磁盘进行记录和再现的光学记录和再现设备设有光学读取头，该光学读取头用于在沿盘的周向形成的磁道上的预定区域中记录信息，或者再现记录在磁道上的预定区域中的信息。光学读取头设有两个具有不同波长的光源，所述波长对应于两种光学记录介质，例如CD和DVD，并且广泛应用了设有可共光学记录介质使用的多个光电元件的光学读取头。目前还有具有三种波长光源的光学读取头，包括蓝光光碟(BD)、HD-DVD及其他格式。
图5是表示光学读取头的通常构造的示意图。
如图5所示，光学读取头30设有：激光二极管31；衍射光栅32，其用于将来自激光二极管31的激光分成多个光束；准直透镜33，其用于将从衍射光栅32发出的激光转换成平行光；反射镜34，其将被转换成平行光的激光引导向光盘；物镜35，其将激光聚焦在盘面上；分束器36，其将从光盘40反射的光引导向光电元件38；传感器透镜37，其用于聚焦从分束器36反射的光；光电元件38，其接收被传感器透镜37聚焦过的反射光；以及物镜致动器39，其以高精度控制物镜35相对于光盘40的位置。
在上述的光学读取头30中，为实现高品质的记录和再现必须以高精度将光电元件38定位在光轴上。为此，如在日本专利申请特开No.2005-3775中所述，为将光电元件安装在壳体中，需要制备安装有光电元件的基板，将基板的表面和壳体的安装表面定位成使这些表面彼此面对，并具有设置在0.1至0.5mm范围内的间隙，施加UV固化型粘合剂以使基板的侧端面和壳体安装表面的周边相接触，然后使UV固化型粘合剂固化而将基板固定在壳体中。
图6是表示光电元件38的构造的示意平面图。
如图6中所示，光电元件38设有主光束光电检测器和两个子光束光电检测器42和43，所述主光束光电检测器用于接收由光盘40反射的主光束MB，所述子光束光电检测器用于接收由光盘40反射的子光束SB1和SB2。当光电元件38检测到光电检测器的输出时，该光电元件38进行聚焦和跟踪。这样，为了记录和再现信息，需要聚焦伺服和跟踪伺服，并且对于聚焦伺服和跟踪伺服的常规操作来说，光电元件的定位精度非常重要。
在上述的安装光电元件的传统方法中，当调节光电元件的位置时，在用位置调节工具从外部压住基板的同时使基板四处运动，然后施加UV固化型粘合剂并使其固化，从而将基板固定在适当位置。然而，问题在于当基板和安装面之间的空间的预定宽度为0.1至0.5mm时，由于树脂进入所述空间中，而使基板的位置和角度在UV固化型粘合剂固化时易于偏移。当所述宽度过大时，所施加的粘合剂的量增大，从而在粘合剂固化之后，由于粘合剂的膨胀和收缩或者由于光学读取头和环境的温度变化引起的其他因素，基板的位置更容易偏移。另一方面，当使基板粘合到安装面上时，基板与安装面的摩擦力相当大，因此存在基板因而难以四处运动从而难以调节位置的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种安装光学部件的方法，在该方法中，可以进行高精度定位而不会在UV固化型粘合剂固化时产生位置偏移和角度偏移。本发明的另一目的在于提供一种利用所述安装方法制造的高性能的光学读取头。
通过一种安装光学部件的方法可实现本发明的上述及其他目的，该方法包括以下步骤：将光学部件按压到壳体的安装面上；在使所述光学部件与所述安装面保持平行的同时，使该光学部件与该安装面隔开预定距离；精调所述光学部件的位置和角度；以及将所述光学部件固定到所述安装面上。
在本发明中，固定所述光学部件的步骤优选包括施加UV固化型粘合剂以将所述光学部件粘附到所述安装面上的步骤，以及通过照射UV光以固化所述UV固化型树脂从而固定所述光学部件的步骤。因此，可以以简单的方式将所述光学部件可靠地固定在适当位置。
在本发明中，所述预定距离优选为300μm以下，并且特别优选的是1μm以上300μm以下的预定距离。如果间隙为300μm以下并且树脂的粘度为20,000至50,000mPa·s，则UV固化型粘合剂不会进入基板13和安装面11a之间，从而当UV固化型树脂固化时基板13的位置和角度不会发生偏移。当间隙太宽并且所施加的粘合剂的量太大时，在固化之后所述位置更容易由于光学读取头和环境的温度变化而偏移。若间隙为300μm以下则是有利的，因为在该间隙时所述位置不太可能发生偏移。而且，在使所述基板与所述安装面保持平行的同时使该基板与安装面隔开，从而降低了与安装面11a的摩擦力，因而可更容易地精调基板的位置和角度。
在本发明中，优选还设置在将所述光学部件固定在适当位置之后，对设置在该光学部件前级(pre-stage)的传感器透镜的光轴方向的位置进行调节的步骤。因此，可以以相对方式精调所述光学部件的沿光轴方向的位置。
在本发明中，所述光学部件优选是安装有光电元件的基板。光学系统的光源、透镜和其他部件安装在所述壳体中。因此，当安装光电元件时需要考虑到光源、透镜和其他部件的安装误差准确定位，而且当根据上述方法安装光电元件时，可确保光电元件的定位精度，从而可获得高性能的光学读取头。在这种情况下，所述光电元件优选是用于记录和再现、聚焦控制以及跟踪控制的光电元件。特别优选的是，所述光电元件包括主光束光电检测器和子光束光电检测器，所述主光束光电检测器用于接收由光盘反射的主光束，所述子光束光电检测器用于接收由光盘反射的子光束，还特别优选的是通过检测所述主光束光电检测器和所述子光束检测器的输出来进行聚焦伺服和跟随伺服。
还可通过一种光学读取头实现本发明的上述和其他目的，该光学读取头至少包括：光学部件；以及壳体，该壳体具有用于所述光学部件的安装面，并且其中所述光学部件和所述安装面之间的距离为1μm以上300μm以下。在这种情况下，本发明的光学读取头优选设有设置在所述光学部件前级的传感器透镜，并且可以沿光轴方向调节该传感器透镜的位置。
因而，根据本发明可提供一种安装光学部件的方法，在该方法中，可以以简单方式进行高精度安装而不会在UV固化型粘合剂固化时产生位置偏移和角度偏移。
附图说明
通过参考本发明的结合附图的以下详细描述，将会更清楚本发明的上述及其他目的、特征和优点，其中：
图1是部分示出光学读取头的构造的示意分解立体图；
图2是表示光学读取头安装设备20的构造的示意图；
图3A、图3B和图3C是用于说明基板13的安装步骤的示意图；
图4A和图4B是用于说明基板13的安装步骤的示意图；
图5是表示光学读取头的通常构造的示意图；以及
图6是表示光电元件38的构造的示意平面图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。在本实施方式中，使用安装有光电元件(PDIC)的基板作为光电部件的实施例，并且将描述将该基板安装在光学读取头的壳体上的方法。
图1是部分示出光学读取头的构造的示意分解立体图。
如图1所示，光学读取头10包括壳体11，在该壳体中安装有光学系统的光源、透镜以及其他部件。壳体11外部的侧面上形成安装面11a，安装面11a用于安装供安装光电元件12的基板13。基板13的两端安装在安装面11a上，借此将光电元件12安装在壳体11上。在这种情况下，光电元件12布置在光学系统的光轴上，该光学系统包括布置在壳体11内的传感器透镜14。穿过传感器透镜14的光束穿过壳体11的侧面中形成的孔隙11b，并照射到光电元件12上。
图2是表示光学读取头安装设备20的构造的示意图。
如图2所示，光学读取头安装设备20包括：位置调节夹具21，其用于保持设有光电元件12的基板13并调节该基板13的位置；用于施加UV固化型粘合剂的分配器22；以及用于使UV固化型粘合剂固化的UV照射设备23。光学读取头的壳体11安装在支撑座(未示出)上，该支撑座用作定位的绝对基准。位置调节夹具21能够使基板13相对于支撑座沿六个轴的方向，即X、Y、Z轴和θx、θy、θz旋转轴移动。(安装位置调节夹具也可以能够使基板13沿最少四个方向，即X、Y和Z轴以及θz旋转轴移动)。
在光学读取头的光学部件的安装步骤的最后阶段执行光电元件的安装步骤。本步骤包括这样的过程，该过程用于调节光电元件的光电检测器的位置，从而与来自光盘(由于光源(激光二极管31)和其他光学元件的位置变化已发生偏移)的回光的最佳接收位置匹配。
由于以三维形式产生最佳接收位置，因而可沿三个轴的方向，即X、Y和Z(当还包括θ方向时为六个轴的方向)移动和调节光电元件12，但是当利用在沿光轴的Z轴方向上调节光电元件12的方法时，在壳体11和固定部分之间必须预先确保大约500μm的间隙。就环境抵抗可靠性而言，粘附光电元件12从而使该间隙桥接是不期望的，这是因为当树脂粘合剂热膨胀和吸收水分时，膨胀相当大。考虑到这种情况，优选通过使传感器透镜14的位置沿Z轴方向滑动并使光电元件沿Z轴方向的位置固定而以相对方式进行Z轴方向的调节。
图3A、图3B和图3C以及图4A和图4B是用于描述基板13的安装步骤的示意图。
如图3A所示，将基板13安装在壳体11上的步骤需要利用位置调节夹具21将基板13设置成面对壳体11的安装面11a，通常将基板13定位成使得光电元件12的位置基本上与孔隙11b的位置匹配，之后将基板13按压到壳体11的安装面11a上。从而基板13可保持与壳体11平行。
接下来，如图3B所示，使基板13保持与安装面11a平行并与其略微间隔开。此时间隔距离d优选为300μm以下，并且更优选为1μm以上300μm以下。当超过300μm时，在施加稍后所述的UV固化型树脂时，UV固化型粘合剂会进入基板13和安装面11a之间的空间内，因此当UV固化型粘合剂固化时，基板13的位置和角度就会偏移。然而，当距离为300μm以下时就不会出现这样的问题，因此可以以高精度定位光电元件12。当距离为1μm以下时，相对于安装面11a的摩擦力相当大，因此会难以使基板13四处运动，从而难以精调位置和角度。然而，当距离为1μm以上时就不会出现这样的问题，从而可以顺畅地移动基板13。可一边观察测微计一边调节间隔距离d，所述测微计是位置调节夹具21的功能之一。
接下来，如图3C所示精调基板13的安装位置。由于已将光源、透镜和其他光学系统部件安装在壳体11中，因此当安装光电元件12时需要考虑到光源、透镜和其他部件的安装误差而准确定位。当由光盘反射的主光束MB和子光束SB1和SB2形成基本上位于光电元件12的相应光电检测器41至43的中心的图像时，对位置进行精调，并且调节基板13的相对位置，使得射束点的形状基本上形成正圆，如图6所示。在这种情况下仅允许约100微米的误差，因此必须非常小心地进行调节。例如，相对于上述六个轴进行所述精调。在这种情况下，基板表面和安装面11a之间的距离d保持为1μm以上300μm以下。
接下来，利用分配器22将UV固化型粘合剂25施加到基板13的侧端面附近。在施加UV固化粘合剂25时，使从分配器22的排放部分的远端以球形形状射出的UV固化型粘合剂与基板13的侧端面和壳体11的安装面11a的周边相接触。
最后，如图4B所示，在保持基板13的位置的同时利用UV照射设备23在UV固化型粘合剂25上照射UV射线，从而使UV固化型粘合剂25固化。借此将基板13固定在壳体11上。当期望沿Z轴方向进一步精调光电元件时，在光电元件12保持固定在适当位置的同时，调节传感器元件14沿Z轴方向的位置，从而调节光电元件12相对于传感器透镜14的相对位置。完成上述步骤之后就完成了光学读取头10。
如以上所述，根据本实施方式，将安装有光电元件12的基板13按压到壳体11的安装面11a上，基板13的基板表面和安装面11a保持平行，基板13与安装面11a隔开预定距离，即1μm以上300μm以下，并且在该位置精调基板13的位置。因此，解决了UV固化型粘合剂25固化时光电元件12的位置和角度偏移的问题，并且粘合剂固化之后，基板13的位置不易由于光学读取头和环境的温度变化而偏移。
已这样参照具体实施方式示出并描述了本发明。然而，应当指出，本发明绝不限于所述布置的细节，而是可以在不背离所附权利要求的范围的情况下进行变化和修改。
例如，在以上实施方式中，利用安装有光电元件的基板作为光学部件。然而，本发明不限于安装有光电元件的基板，具有可安装在安装面上的形状的光电元件独自也是可以的。而且，可使用激光二极管或者其他发光元件。换句话说，所述部件可以是任意部件，只要其是需要高精度定位的光学元件即可。
在上述实施方式中，使用UV固化型粘合剂作为用于将安装有光电元件12的基板13固定在壳体11的安装面11a上的粘合剂，但是本发明不限于UV固化型粘合剂，也可使用热固化树脂或其他粘合剂。

Claims (10)

1.一种安装光学部件的方法，该方法包括以下步骤：
将光学部件按压到壳体的安装面上；
在使所述光学部件与所述安装面保持平行的同时，使该光学部件与该安装面隔开预定距离；
调节所述光学部件的位置和角度；以及
将所述光学部件固定到所述安装面上。
2.根据权利要求1所述的安装光学部件的方法，其中，固定所述光学部件的步骤包括施加UV固化型粘合剂以将所述光学部件粘附到所述安装面上的步骤，以及通过照射UV光以固化所述UV固化型树脂来固定所述光学部件的步骤。
3.根据权利要求1所述的安装光学部件的方法，其中，所述预定距离为300μm以下。
4.根据权利要求1所述的安装光学部件的方法，其中，所述预定距离为1μm以上300μm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的安装光学部件的方法，其中，所述光学部件是安装有光电元件的基板。
6.根据权利要求1所述的安装光学部件的方法，其中，所述光电元件在光学读取头中用于记录和再现、聚焦控制以及跟踪控制。
7.根据权利要求6所述的安装光学部件的方法，其中，所述光电元件包括主光束光电检测器和子光束光电检测器，所述主光束光电检测器用于接收由光盘反射的主光束，所述子光束光电检测器用于接收由所述光盘反射的子光束，其中，通过检测所述主光束光电检测器和所述子光束检测器的输出来进行所述聚焦伺服和跟随伺服。
8.根据权利要求1所述的安装光学部件的方法，该方法还包括在将所述光学部件固定在适当位置之后，对设置在该光学部件前级的传感器透镜的光轴方向的位置进行调节的步骤。
9.一种光学读取头，该光学读取头包括：
光学部件；以及
壳体，该壳体具有用于所述光学部件的安装面，其中所述光学部件和所述安装面之间的距离为1μm以上300μm以下。
10.根据权利要求9所述的光学读取头，该光学读取头还包括设置在所述光学部件前级的传感器透镜，其中可以沿光轴方向调节该传感器透镜的位置。
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