CN1783261A - 发光模块、光学头和光盘记录再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实现小型、薄型化,制造工序简化,并且高效率的放热特性为目的的发光模块、光学头、光盘记录再生装置等。本发明的受发光元件模块(62),具有作为光源的LD,和单个或多个受光元件,并用于对信息记录介质的信息的记录或再生中所采用的光学头,该受发光元件模块(62)具备:平板状的导电性多层陶瓷基板(50);在上述导电性多层陶瓷基板(50)上安装的至少一个安装零件,作为所述安装零件至少具有上述LD。
Description
技术领域
本发明涉及将光点投影于盘状记录介质上,以光学上记录再生信息的方式的光盘记录再生装置的光学头所采用的发光模块。
背景技术
近年来,光盘记录再生装置用于DVD记录器(recorder),MD,CD用等的用途逐渐增加,并且其高密度·小型·高性能,高附加值日益提高。特别是在采用可记录的介质的光盘记录再生装置中,数据用·图如记录用的需要具有大大增加的倾向,要求更进一步的小型·薄型·高性能·高记录密度化。
在以往,作为与光盘记录再生装置的光学头有关的技术,具有多篇报告(例如,参照专利文献1,专利文献2)。
下面参照附图,对作为以往的光盘记录再生装置的一个实例的,光磁盘用的光学头进行说明。
在图22(a),图22(b),图23(a),图23(b),图24,图25,图26(a),图26(b)和图27中,标号1表示硅基板,标号2表示固定于硅基板1上的作为光源的半导体激光器,标号3表示通过IC工艺形成于硅基板1上的多分割光检测器,标号4表示以传热状态保持硅基板1的放热板,标号5表示从多分割光检测器3的输出部,通过引线接合等进行布线的端子,标号6表示保持硅基板1,放热板4和端子5的树脂封装,标号7表示通过树脂形成的全息元件(衍射光栅),标号8表示由射束分裂器8a,反射镜8b,偏振光分离元件8c构成的复合元件。
另外,将硅基板1,半导体激光器2,多分割光检测器3,放热板4,端子5,树脂封装6,全息元件(衍射光栅)7,复合元件8作为一体构成定义为集成组件9。标号10表示反射镜,标号11表示固定于物镜固定件12上的物镜,标号13表示作为具有磁光学效果的信息记录介质的光磁记录介质,标号14表示物镜驱动装置,该物镜驱动装置14沿光磁记录介质13的聚焦方向(与光磁记录介质13的信息记录面实质上相垂直的方向)和径向方向(与光磁记录介质13的信息记录面实质上平行的方向)驱动物镜11。
物镜驱动装置14由采用来自半导体激光器1的光束,在光磁记录介质13的信息记录面上形成光点的物镜11,物镜固定件12,底座15,悬臂16,磁铁17a,磁轭17b,聚焦线圈18a,跟踪线圈18b的零件构成。通过磁铁17a和作为磁性体的底座15和磁轭17b,构成磁路,可通过对该聚焦线圈18a进行通电,沿聚焦方向驱动物镜11,另外可通过对跟踪线圈18b进行通电,沿径向方向驱动物镜11。标号19是光具座,光具座19通过粘接等方式保持反射镜10。
另一方面,在图24中,标号20表示形成于多分割光检测器3上的聚焦误差信号检测用的光点,标号21表示形成于多分割光检测器3上的跟踪误差信号检测用光点,标号22表示形成于多分割光检测器3上的主光束(P偏振光),标号23表示形成于多分割光检测器3上的主光束(S偏振光),标号24表示聚焦误差信号受光区域,标号25和26为跟踪误差信号受光区域,标号27表示信息信号受光区域,标号28表示减法运算器,标号29表示加法运算器。
另外,在图23(a),图23(b)中,标号30和31表示聚焦误差信号检测用的光点的焦点,标号32表示形成于上述光磁记录介质13上的光点。
在图22(a),图22(b),图25和图26(a),图26(b)中,标号33表示盖,标号34表示粘接剂,标号35表示柔性电路。另外,标号36表示高频叠加元件,该元件装载于柔性电路35上,在进行再生处理时,对半导体激光器2的驱动电流,施加300~400MHz的调制信号,减轻来自半导体激光器2的射出光和来自光磁记录介质13的返回光的干涉造成的激光器杂波的发生。
参照图25,集成组件9通过将光具座19和树脂封装6粘接的方式固定。此时,光具座19内部的,通过集成组件9和树脂封装6保持的多分割光检测器3的光学配置,通过光具座19和集成组件9的树脂封装6的尺寸规定,它们的相应尺寸如图21所示,在多分割光检测器3的Z轴方向(光轴方向)上设计成使聚焦误差信号受光区域24位于光点的焦点30和31的大致中间。
由此,多分割光检测器3可通过光磁记录介质13的反射光,获得所需的检测信号。
图27为表示装载于柔性电路35上的高频叠加元件36和集成组件9的端子5的电路构成的图。另外,最好,该高频叠加元件36与半导体激光器2的端子(LD&LD-GND)的距离较短。其原因在于,如果距离较大,则高频叠加元件36和半导体激光器2之间的阻抗增加,造成半导体激光器2的杂波。
通过图22~图27,对在如上述那样构成的已有实例的动作进行说明。
由半导体激光器2发出的光通过全息元件(衍射光栅)7,分离为不同的多条光束。不同的多条光束透过复合元件8的射束分裂器8a,由反射镜10反射并通过固定于物镜固定件12上的物镜11,在光磁记录介质13上聚光成直径为1微米的光束32。另外,通过复合元件8的射束分裂器8a反射的光束射入激光器监视用受光元件(图中未示出),控制半导体激光器2的驱动电流。
来自光磁记录介质13的反射光,寻找相反的路径,通过复合元件8的射束分裂器8a而反射分离,射入反射镜8b、偏振光分离元件8c。
半导体激光器2设置成为在图23(a)中与纸面平行的偏振光方向,入射光通过偏振光分离元件8c,分离为相互垂直的2条偏振光成分的光束,射入信息信号受光区域27。
另外,来自光磁记录介质13的反射光之中透过射束分裂器8a的光束通过全息元件(衍射光栅)7,分离为多条光束,分别在聚焦误差信号受光区域24和跟踪误差信号受光区域25和26聚光。聚焦伺服通过所谓的SSD法进行,跟踪伺服通过所谓的推拉法进行。
此外,可通过对由P偏振光构成的主光束22和由S偏振光构成的主光束23的差进行运算,借助差动检测法,检测光磁盘信息信号。另外,通过取这些值的和,检测预凹坑(prepit)信号。
如前述那样,为了通过来自光磁记录介质13的反射光,获得所需的检测信号,半导体激光器2和物镜11和多分割光检测器3的相对位置调整在光学头的设计时,通过光具座19和其它的各部分的规定而进行。
进而,光磁记录介质13和物镜11的相对倾斜调整,通过外部夹具(图中未示出)保持底座15,进行物镜11和光磁记录介质13的倾斜调整。此时,如图25、图26(a)所示那样,θT成为切线方向的调整,θR成为径向方向的调整。
此外,在集成组件9中,通过冲压等方式形成的放热板4和端子5与树脂封装6形成一体,通过焊锡,或银膏等的兼传热的导电体,将硅基板1高精度地固定于放热板4上。另外,在树脂封装6上,调整全息元件(衍射光栅)7并通过粘接剂等将其固定,通过粘接等方式将复合元件8固定于全息元件(衍射光栅)7上。
另一方面,该半导体激光器2通过焊锡,或银膏等的兼传热的导电体,固定于上述硅基板1上,使LD-GND端子布线在硅基板1上,另外,LD端子通过引线接合等,布线在硅基板1上。于是,该LD端子和LD-GND端子布线在硅基板1上。
还有,端子5通过引线接合而布线连接到多分割光检测器3的输出部。另外,端子5通过焊锡而与柔性电路35连接,通过装载于该柔性电路35上的高频叠加元件36,对半导体激光器2的驱动电流,附加调制信号。
专利文献1:IP特开平11-328683号文献
专利文献2:IP特开平200-208731号文献
上述以往的构成的光学头的集成组件9中,形成下述的构成:其中,在由树脂封装6,保持通过板金冲压等而形成的放热板4和端子5的状态,将硅基板1装载于放热板4上,并且将装载了高频叠加元件36的柔性电路35通过引线与端子5连接。
但是,该构成存在如下述的问题。即,该树脂封装6如图23(a),图23(b)所示,具有覆盖硅基板1和半导体激光器2等的周围的构成,为了确保其强度,需要取较大的厚度和高度,而外周部呈在底面上配置硅基板1的略为正方形的形状。由于该树脂封装大型化,以及构成放热板4和端子5等的板金冲压加工精度的限制,难于实现集成组件9的小型和薄型化。
此外,如上述那样,由于放热板4的周围通过树脂封装6覆盖着的,故从放热板4向空气中的放热减少。此外,由于树脂的热传导率也较小,故也难于进行从放热板4通过树脂封装6的传导的放热。另外,在由树脂封装6包围的空间内部,放置了硅基板1。具有通过该树脂封装6形成的空间的温度气氛增加,配置于此处的硅基板1的半导体激光器2的温度不下降的问题。半导体激光器2通过发光而发热,如果放热不充分,则在平时状态下温度上升,使激光器发光的寿命缩短。另外,也会造成激光的波长变化。
还有,如图23(a),图23(b),图24所示,高频叠加元件36在与设置于硅基板1上的多分割光检测器3之间的电连接处(电连接处),设置于多分割光检测器3的两端,采用与柔性电路35的电极部分接触的端子5,与连接端子5和检测器主体的引线接合部410和420,但是,如图28的示意性立体图那样,该端子5通过金属板部件的板金冲压,跨过多分割光检测器3的周围的金属支架400而排列。
该树脂封装6还需要覆盖该金属板400的缘部,作为其结果,导致了包括多分割光检测器3的面的面积(高度和宽度)增加。
发明内容
本发明是针对上述的以往的问题而提出的,本发明的目的在于提供用于实现小型薄型化,性能提高,制造工序简化和效率提高的放热特性的发光模块,内置该发光模块的光学头,以及采用该光学头的光盘记录再生装置。
本发明的第1项发明涉及一种发光模块,该发光模块用于信息记录介质的信息的记录或再生所采用的光学头,该光学头包括光源,与单个或多个受光元件,其特征在于,所述发光模块包括:
平板状的导电性多层基板;
安装于上述导电性多层基板上的至少1个安装零件;
上述安装零件至少具有上述光源。
本发明的第2项本发明根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述导电性多层基板具有传热路径,该传热路径设置于各层内,层间或表面上,将安装有上述安装零件的一侧的热传递到上述安装零件以外的部分。
本发明的第3项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述传热路径为通过金属,或导电膏制成的通孔(via hole)。
本发明的第4项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,在上述导电性多层基板是层叠有陶瓷基板和/或玻璃环氧树脂基板而成的基板。
本发明的第5项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述安装零件具有至少1个上述受光元件。
本发明的第6项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中具备:由金属或陶瓷制的第1放热体,该第1放热体设置于上述导电性多层基板的、与安装了上述安装零件的面相对向的面上。
本发明的第7项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述安装零件具有对上述光源附加调制信号的调制信号附加装置。
本发明的第8项发明,根据第7项发明所述的发光模块,其中,上述调制信号附加装置安装于上述导电性多层基板的、与安装上述光源的面相反一侧的面上。
本发明的第9项发明,根据第7项发明所述的发光模块,其中,上述调制信号附加装置包括对上述光源,附加高频叠加作用的高频叠加附加装置。
本发明的第10项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述调制信号附加装置包括按照多值对上述光源的发光功率进行控制的激光器驱动装置。
本发明的第11项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具备静电保护机构,该静电保护机构可在上述导电性多层基板上,通过焊锡,布线或导电部件,可将上述光源的2个电极之间为电连接状态,并且可在上述导电性多层基板上,通过上述布线的切断、上述焊锡或上述导电部件的去除,使上述2个电极之间处于非导电状态。
本发明的第12项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具备第1无源元件,该第1无源元件具有减缓在上述光源的2个电极上产生的电位差的静电减缓功能。
本发明的第13项发明,根据第5项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具备第2无源元件,该第2无源元件插入于上述受光元件的电源线或信号线中,具有去除上述电源线或信号线产生的杂波的杂波去除功能。
本发明的第14项发明,根据第7项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具备第3无源元件,该第3无源元件具有中断从上述调制信号附件装置漏入的特定的频带的信号,或使该信号截止或通过的滤波功能。
本发明的第15项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具有:
检测上述光源的发光量的发光量检测机构;和
调整机构,该调整机构从上述导电性多层基板上,接收上述发光量检测机构的检测灵敏度的调整。
本发明的第16项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其具备设置于上述导电性多层基板的表面或侧面上的第2放热体。
本发明的第17项发明,根据第16项发明所述的发光模块,其中,上述第2放热体设置于实质上与上述信息记录介质的主面相对向的位置。
本发明的第18项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述光源为具有不同波长的2个以上的光源。
本发明的第19项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,作为上述安装零件具备形成连接上述光源和/或上述受光元件,与至少上述物镜的光路的单个或多个光学元件。
本发明的第20项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,上述安装零件通过用于银膏,或焊锡而传热且导电的构成,与上述导电性多层基板固定的。
本发明的第21项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中,通过金属导线或凸部,对上述导电性多层基板和上述安装零件进行了布线。
本发明的第22项发明,根据第21项发明所述的发光模块,其中,上述金属导线和上述金属导线的连接部分,或上述凸部的连接部分通过由树脂,硅橡胶或粘接剂构成的密封材料而进行了密封。
本发明的第23项发明,根据第22项发明所述的发光模块,其中,上述导电性多层基板的一部分具有阶梯;
在上述阶梯,在上述金属导线和上述金属导线的连接部分,或上述凸部的连接部分上设置了上述密封材料的存留部。
本发明的第24项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中具备:了设置于上述导电性多层基板的表面上的,上述安装零件或上述导电性多层基板的定位或保持用的凹凸部。
本发明的第25项发明,根据第1项发明所述的发光模块,其中具有设置于上述导电性多层基板的侧面上的电极。
本发明的第26项发明是一种光学头,该光学头具备:
光源;
物镜,其将来自上述光源的光束射入,并在信息记录介质上进行聚光;
物镜驱动装置,其沿信息记录介质的聚焦方向和跟踪方向,驱动上述物镜;
单个或多个受光元件,其对通过上述信息记录介质反射,透过上述物镜的光束进行受光,根据该已受光的光量而产生电流;
至少将上述光源作为第1发明的发光模块而具有。
本发明的第27项发明,根据第26项发明所述的光学头,其中具备:将上述受光元件产生的电流转换为电压的电流电压转换器;和对上述电流或上述电压进行放大的放大器。
本发明的第28项发明,根据第26项发明所述的光学头,其中具备:运算电路,其检测上述电流或上述电压的值,产生上述物镜驱动装置的伺服信号的一部分或伺服信号。
本发明的第29项发明,根据第26项发明所述的光学头,其中具备:运算电路,该运算电路检测上述电流或上述电压的值,读取记录于上述信息记录介质上的信号。
本发明的第30项发明,根据第1项发明所述的发光模块的制造方法,其中具备:在各层内,层间或表面具有布线的导电性多层基板的主面上,通过金属导线或凸部,对安装零件进行布线的工序;分割上述导电性多层基板的规定部分的工序。
本发明的第31项发明是一种光盘记录再生装置,其中具备:
第26项发明所述的光学头;和
信息记录/再生机构,其通过上述光学头,对信息记录介质,进行信息的记录或再生。
根据如上述的本发明,由于可缩短光源和调制信号附加装置的距离,并且有效地将这两者连接,故可以实现如下述的受发光元件和光盘记录再生装置,即可减小电阻(阻抗),可大幅度地减小调制信号的附加装置的输出,可以实现不需要的辐射和发热量的降低,耗电量的减少,提高记录再生性能,大幅度地提高电池寿命,以及放热特性优良。
另外,由于可有效地对来自半导体激光器的发出热量进行传导和放热,故可以实现可防止成为光源的半导体激光器的温度的上升,可防止半导体激光器的寿命的降低,可靠性优良的受发光元件和光盘记录再生装置。
此外,可以实现:可大幅度地提高多层基板的热传导率,可有效地传导和放热从构成光源的半导体激光器产生的热量,可通过降低半导体激光器的温度而大幅度地延长半导体激光器的寿命,并可靠性优良的光盘记录再生装置。
还有,可以实现:可有效地将来自构成光源的半导体激光器的热量传递到其它的部位,可更进一步地提高放热性,可靠性优良的光盘记录再生装置。
再有,可以实现放热特性更进一步优良的光盘记录再生装置。
另外,可以实现能进一步提高集成度,小型的光盘记录再生装置。
此外,由于可避免半导体激光器等的光源受到静电的影响,故可以实现可靠性优良的光盘记录再生装置。
还有,可以实现:通过采用具有减缓因静电的影响,在光源的2个电极中产生的急剧的电位差的静电减缓功能的构成,即使在光源的2个电极非导通的情况下,仍可减少静电的影响,是小型的受发光元件,并且相对静电,进一步提高了可靠性的光盘记录再生装置。
再有,可以实现电源杂波少,不需要的辐射少,并且整体尺寸小的光盘记录再生装置。
另外,可以更小的尺寸,高精度地保持光学元件,可以实现小型化的光盘记录再生装置。
此外,可进一步提高导电性多层基板的放热特性,可大幅度地提高构成光源的半导体激光器的寿命。
还有,可使光学头进一步小型化,可以实现小型的光盘记录再生装置。
以如以上那样的陶瓷等的导电性多层基板为核心,不通过柔性电路35,而以较短的距离连接半导体激光器2和高频叠加元件36,并且通过采用陶瓷等的导电性多层基板,可以小型、薄型、而且较高的精度保持硅基板1,使受发光元件的大幅度小型化和达幅度地提高高频叠加元件36的效率成为可能。
再有,由于陶瓷等的导电性多层基板,相对于树脂热传导性优良,故传热性和放热特性优良。另外,由于可降低该高频叠加元件36的输出,故可以实现用于使高频叠加元件36动作的耗电量小,放热特性优良的内置模块。
另外,由于陶瓷基板的强度优于树脂,故可以实现小型化,薄型化。
以在各层间具有导电性的多层陶瓷基板为核心,通过将光源,受光元件,电子零件,高频叠加电路,激光器驱动电路,光学部件等制成模块,可使受发光元件模块大幅度小型化,大幅度地提高高频叠加发生电路的效率。
此外,由于相对陶瓷等的导电性多层基板的热传导率优于树脂,故传热性和放热特性优良。另外,由于可降低高频叠加元件36的输出,故可以实现用于使高频叠加元件36动作的耗电量变小,放热特性优良的受发光元件模块,可使光学头的小型化,薄型化和高可靠性,并且可以实现光盘记录再生装置的小型薄型化和高可靠性。
根据如上述的本发明,则可以实现放热特性优良,小型化,薄型化,可靠性优良的光学头。
附图说明
图1(a)为本发明的实施方式1涉及的光学头的分解立体图;
图1(b)为本发明的实施方式1涉及的光学头的构成的部分立体图。
图2(a)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的光路图的示意图;
图2(b)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的光路图的示意图;
图2(c)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的另一构成实例的图。
图3(a)为本发明的实施方式1涉及的光学头的物镜驱动装置的分解立体图;
图3(b)为本发明的实施方式1涉及的光学头的立体图。
图4为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的多分割光检测器与信号检测电路的示意图。
图5(a)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图;
图5(b)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图;
图5(c)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图。
图6(a)为本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图6(b)为本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块的立体图。
图7(a)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图;
图7(b)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图;
图7(c)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图。
图8为表示本发明的实施方式1的光学头的受发光元件模块和柔性电路的布线状态的电路图;
图9(a)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图;
图9(b)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图;
图9(c)为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的构成的示意图。
图10为表示本发明的实施方式1涉及的光学头的记录功率波形的试样的示意图。
图11为表示本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路的布线的电路图。
图12(a)为表示本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图;
图12(b)为表示本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图;
图12(c)为表示本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块的构成的示意图。
图13(a)为表示本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图13(b)为本发明的实施方式2涉及的光学头的受发光元件模块的立体图。
图14(a)为表示本发明的实施方式3涉及的光学头的受发光元件模块和柔性电路35的布线的示意图;
图14(b)为表示本发明的实施方式3涉及的激光器监视用受光元件和增益调整机构的电路图。
图15(a)为本发明的实施方式3涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图15(b)为本发明的实施方式3涉及的光学头的受发光元件模块的立体图。
图16(a)为本发明的实施方式4涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图16(b)为本发明的实施方式4涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图17为表示本发明的实施方式5涉及的光学头的光路图的示意图。
图18(a)为本发明的实施方式6涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图18(b)为本发明的实施方式6涉及的光学头的受发光元件模块的立体图。
图19(a)为本发明的实施方式7涉及的光学头的受发光元件模块的立体图;
图19(b)为本发明的实施方式7涉及的光学头的受发光元件模块的立体图。
图20(a)为表示本发明的各实施方式涉及的光学头的受发光元件模块的制造工序的图;
图20(b)为表示本发明的各实施方式涉及的光学头的受发光元件模块的制造工序的图;
图20(c)为表示本发明的各实施方式涉及的光学头的受发光元件模块的制造工序的图。
图21为本发明的实施方式涉及的光盘记录再生装置的构成的图。
图22(a)为以往的光学头的物镜驱动装置的分解立体图;
图22(b)为以往的光学头的立体图。
图23(a)为表示以往的光学头的光路图的示意图;
图23(b)为表示以往的光学头的光路图的示意图。
图24为表示以往的光学头的多分割光检测器和信号检测电路的示意图。
图25为以往的光学头的物镜驱动装置的分解立体图。
图26(a)为表示以往的光学头的分解立体图;
图26(b)为表示其调整方法的图。
图27为表示以往的光学头的布线的立体图。
图28为以往的光学头的树脂封装6附近的示意立体图。
图中:
1-硅基板;2-半导体激光器;2a-LD端子;2b-LD-GND端子;3-多分割光检测器;4-放热板;5-端子;6-树脂封装;7-全息元件(衍射光栅);8-复合元件;8a-射束分裂器;8b-折叠反射镜;8c-偏振光分离元件;9-集成组件;10-反射镜;11-物镜;12-物镜固定件;13-光磁记录介质;14-物镜驱动装置;15-底座;16-悬臂;17a-磁铁;17b-盖;18a-聚焦线圈;18b-跟踪线圈;19-光具座;20-聚焦误差信号检测用的光点;21-跟踪误差信号检测用的光点;22-主光束(P偏振光)的光点;23-主光束(S偏振光)的光点;24-聚焦误差受光区域;25,26-跟踪误差信号受光区域;27-信息信号受光区域;28-减法运算器;29-加法运算器;30,31-光点的焦点;32-光点;33-盖;34-粘接剂;35-柔性电路;36-高频叠加发生元件;44-半导体激光驱动电路;45-定位导向孔;46-折叠反射镜;50-多层陶瓷基板;50a-陶瓷基板;51-导电层;52-传热焊盘;53-放热焊盘;54-通孔;55a-焊盘;56-高频叠加发生电路;57-焊锡;58-银膏;59-输出端子;60-引线接合部;61-静电应滤波器;62-受发光元件模块;63-激光器监视用受光元件;64-高频滤波器;65-杂波减少电容器;66-增益调整机构;67-放热片;68-半导体激光器a;69-半导体激光器b;70-光学元件;71-反射镜;72-全息(hologram)元件。
具体实施方式
下面通过附图,对本发明进行具体说明。
(实施方式1)
下面参照附图,对本发明的实施方式1进行说明。
图1,图2,图3,图4,图5,图6,图7和图8为本发明的实施方式1的光学头和构成它的各部分的构成图。
图1(a)为光学头的分解立体图,图1(b)为其局部图;
在图1(a)中,14表示在光磁记录介质13的聚焦方向和径向方向上驱动物镜11的物镜驱动装置。
另外,图3(a)为物镜驱动装置14的分解立体图,图3(b)为表示光学头内的安装状态的立体图,如图3(a)所示,物镜驱动装置14由采用来自半导体激光器1的光束,在光磁记录介质13上形成光点的物镜11,物镜固定件12,底座15,悬臂16,磁铁17a,盖17b,聚焦线圈18a,跟踪线圈18b的部件构成。磁路由磁铁17a和作为磁性体的底座15和盖17b构成,通过对聚焦线圈18a进行通电,可在聚焦方向驱动物镜11,另外通过对跟踪线圈18b进行通电,可在径向方向驱动物镜11。19是光具座。如图1(b)所示,该光具座19通过粘接等方式,保持反射镜10。
另外,图2(a),(b)表示构成光学头的各部分的2面图,在图2(a),(b)中,1表示硅基板,2表示固定于硅基板1上的半导体激光器,3表示形成于硅基板1上的多分割检测器,50表示在其主面上配置硅基板1的多层陶瓷基板,151表示折叠反射镜,7表示由玻璃,或树脂形成的全息元件(衍射光栅),8表示由射束分裂器8a、反射镜8b、偏振光分离元件8c构成的复合元件,10表示反射镜,11表示固定于物镜固定件12上的物镜,13表示具有磁光学效果的光磁记录介质。
在上述构成中,将由硅基板1,半导体激光器2,多分割光检测器3,多层陶瓷基板50,折叠反射镜151构成的模块定义为受发光元件模块62。
另一方面,图4为表示多分割光检测器3和由其检测信号的信号检测电路的构成的平面图,在图4中,20表示形成于多分割光检测器3上的聚焦误差信号检测用的光点,21表示跟踪误差信号检测用的光点,22表示形成于该多分割光检测器3上的主光束(P偏振光),23表示形成于该多分割光检测器3上的主光束(S偏振光),24表示形成聚焦误差信号检测用的光点20的聚焦误差信号受光区域,25和26表示形成跟踪误差信号检测用的光点21的跟踪误差信号受光区域,27表示形成主光束的光点22、23的信息信号受光区域,28表示减法运算器,29表示加法运算器。
另外,该减法运算器28,加法运算器29也可形成于上述多分割光检测器3的内部,还可装载于与光学头连接的伺服电路部(为外部电路,在图中未示出)上。
此外,输入于减法运算器28和加法运算器29中的信号,既可以为在各受光部,对应于入射光量而产生的电流信号,也可以为设置电流电压转换器(所谓的I/V转换电路),转换为电压信号后的信号。
还有,输入于减法运算器28和加法运算器29中的信号,也可以无论各受光区域检测时的值的电流信号和电压信号,都通过放大器(信号的放大或衰减)改变信号量。另外,上述电流电压转换电路和放大器构成为:既可以设置于光磁记录介质13的内部,或多层陶瓷基板50上的其它的部位,也可以装载于与光学头连接的伺服电路部(为外部电路,在图中未示出)上。此时,从该电流电压转换电路和放大器输出的信号作为聚焦误差信号和跟踪误差信号,通过伺服电路部而处理。另外,从减法运算器28和加法运算器29输出的信号也可作为光磁盘信号和预凹坑(prepit)信号,通过运算电路而处理。此时,运算电路也可设置于多分割光检测器3的内部,多层陶瓷基板50上的其它的部位。
再有,如图1(b)和图2(a)所示,受发光元件模块62通过用UV粘接剂或环氧树脂粘接剂等的粘接剂,将光具座19和陶瓷基板50粘接的方式固定。此时,光具座19的尺寸,多分割光检测器3的Z轴方向(光轴方向)的位置,使聚焦误差信号受光区域24位于光点的焦点30和31的基本中间而被预先规定。
另外,在图1(a)和图3(b)中,33表示覆盖固定于光具座19的内部的受发光元件模块62,复合元件8和衍射光栅7的盖,34表示用于将物镜驱动装置14固定于光具座19上的粘接剂,35表示用于将受发光元件模块62和图中未示出的外部电路电连接的柔性电路。
此外,在图2(a)中,半导体激光器2的发光光轴为与纸面平行的方向,通过折叠反射镜46反射,将光轴改变90度(在图2(a)中,纸面的靠近自己一侧)。该折叠反射镜46既可以为对硅基板1进行蚀刻,进行反射涂敷的构成,也可以为通过粘接等方式将对玻璃或树脂的表面进行了反射涂敷了的部件粘贴于硅基板1上的构成。
另外,在图1和图2中,63表示检测半导体激光器2的发光量的受光监视器,具有增益调整电位器的构成,根据激光监视用受光元件63检测的光量,进行半导体激光器2的光量控制。
在图3中,物镜驱动装置14由采用来自半导体激光器1的光束,在光磁记录介质13上形成光点的物镜11,物镜固定件12,底座15,悬臂16,磁铁17a,盖17b,聚焦线圈18a,跟踪线圈18b的零件构成。可通过磁铁17a和作为磁性体的底座15和盖17b,构成磁路,可通过对聚焦线圈18a通电,在聚焦方向驱动物镜11,另外,通过对跟踪线圈18b通电,在径向方向驱动物镜11。
还有,图5(a)~(c)为受发光元件模块62中的多层陶瓷基板50和安装于其上的电路构成的3面图,图6(a),图6(b)为表示两面的立体图。
多层陶瓷基板50具有:2层以上的陶瓷基板50a(在图中为3层),与设置于各陶瓷基板50a的层间的,由铜或金等的金属箔构成的导电层51。
再有,在多层陶瓷基板50的一主面上,形成用于在传热,并且导电状态固定硅基板1的传热焊盘52,在其相反面,形成有放热焊盘53。该传热焊盘52和放热焊盘53通过由铜、或金等的金属构成的通孔54,以传热,并且导电状态连接。
另外,在装载硅基板1的面上,构成了多个焊盘55a。在其相反面上,形成有多个焊盘55b。焊盘55a和55b分别通过多层陶瓷基板50的内部的各层的导电层51,以传热并且导电状态连接。
如上述那样,多层陶瓷基板50在各层间,以及具有表面背面的各层面内,具有兼作热传递路径的信号布线,并电连接于硅基板1上的多分割光检测器3以及其它的部件。
此外,如图5(b)和图6(a)所示,在多层陶瓷基板50中的,未安装有硅基板1的一侧的面上,为了对半导体激光器2的驱动电流,施加数百Mz(200~600MHz)的调制信号,降低因来自半导体激光器2的射出光和来自光磁记录介质13的反射光的干涉而产生的杂波,安装由电容器、电阻器、线圈、底座等的滤波器、电感器、晶体管、集成电路、振荡器等构成的高频叠加发生电路56(对半导体激光器2施加调制的具体电路在图中未示出)。
在这里,图7(a)~(c)为表示受发光元件模块62的多分割检测器3的半导体激光器2的硅基板1上的安装状态和其它的安装状态的3面图。
如图7(b)所示,半导体激光器2通过焊锡57而固定于硅基板1上。另外,该硅基板1通过银膏58(在环氧树脂中,包含一定量的银,进行加热而固定的导电性粘接剂的一种),以导电并且传热的状态固定于多层陶瓷基板50上。如图7(c)所示,使设置于硅基板1上的输出端子59和焊盘55a,通过作为金属导线的引线接合部60而连接,以与该多层陶瓷基板50内部的布线电连接。此时,引线接合部60一般采用金线。另外,将输出端子58和焊盘55电连接的机构不限于此,也可代替引线接合部60,而用凸部等的方式进行连接的方法。
另外,图7(a)表示柔性电路35的连接部,与设置于图5(a)、图6(a)所示的多层陶瓷基板50上的焊盘55b的连接状态。通过使连接部35a和焊盘55b一一对应,便实现电连接。在本实施方式的情况下,通过焊锡进行了连接,但是,也可为凸部、超声波熔接、导电性粘接剂、热融接等的方法。
此外,图8为电路图,其表示对图7(a)~图7(c)所示的构成进行示意处理,受发光元件模块62的半导体激光器2的输入输出和多分割检测器3的输出端子59,与从焊盘55,通过多层陶瓷基板50的内部布线,从焊盘55b连接到柔性电路35的布线的状态。另外,高频叠加发生元件56的具体构成在图中未示出,但是,如果其由电容器、电阻器、线圈、底座等的滤波器、电感器、晶体管、集成电路、振荡器等构成,则采用任何的构成,均可以,在图8中表示部分电容器,但是,如果其为满足性能的构成,则为任何的电子零件,均没有关系。
还有,在以上的构成中,半导体激光器2相当于本发明的光源,聚焦误差信号受光区域24、跟踪误差信号受光区域25、26和信息信号受光区域27相当于本发明的受光元件。多层陶瓷基板50相当于本发明的导电性多层基板,受发光元件模块62相当于本发明的发光模块。
再有,导电层51、通孔54、焊盘55a、55b相当于本发明的传热路径,另外,放热焊盘53相当于本发明的第1放热体。
另外,减法运算器28和加法运算器29相当于本发明的运算电路,将输入到上述减法运算器28和加法运算器29中的信号转换为电压信号的电流电压转换器相当于本发明的电流电压转换器,对输入到上述减法运算器28和加法运算器29中的信号进行放大的放大器相当于本发明的放大器。
下面对如上述那样构成的本发明的实施方式1的动作进行说明。
为了进行记录或再生动作,如果半导体激光器2发光,则由此消耗的电力,与实际的发光量之间差相对应的能量变成热,实现发热。一般,半导体激光器2的动作温度越高,其寿命越短,一般,发出红外光的激光器具有下述的倾向,即,如果其动作温度超过80℃或90℃,则寿命急剧缩短,伴随波长进一步的缩短,临界温度变低。
此时,在实施方式1中,半导体激光器2的发热传递到焊锡57、硅基板1、银膏58、多层陶瓷基板50上的传热焊盘52、通孔54、放热焊盘53和多层陶瓷基板50,从放热焊盘53和多层陶瓷基板50,向空气中放热,或向安装于多层陶瓷基板50上的柔性电路35和光具座19传热,然后,在空气中放热。
多层陶瓷基板50的热传导率,可通过改变材料中的玻璃、氧化铝、矿物、金属等的配合量变化,使1W/m·k~100W/m·k的调整成为可能,并可确保与材料费和用途相对应的传热和放热特性。
在图23所示的已有实例中,半导体激光器2的发热通过安装的硅基板1,到达放热板4,但是,放热板4和硅基板1和其它部分的周围由缺乏传热性的树脂制的树脂封装6覆盖,所以,无法充分地实现向大气中的放热,向其他零件的传热的任意功能。
与此相对,在本实施方式中,半导体激光器2和硅基板1作为受发光元件模块62,安装于传热性优良的平板状的多层陶瓷基板50上,形成一体,另外,通过由传热性优良的金属等的部件形成的焊盘55a,55b,通孔54,导电层51,放热焊盘53等,直接在外部或光具座19侧露出,与其接触。由此,可在层间,层内中的任何者中,确保传热特性,故实现快速的放热和传热。
另外,本实施方式的特征在于,受发光元件模块62采用在其内部具有导电布线的多层陶瓷基板50,将高频叠加发生电路56安装于多层陶瓷基板50上。
在已有实例中,由于图27所示的高频叠加元件36和半导体激光器2的连接,实际上如图25所示,通过柔性电路35而实现,故该柔性电路35的布线长度造成的电阻(电感)增加,如上述那样,造成半导体激光器2的杂波。为了去除半导体激光器2的杂波,需要提高该高频叠加元件36的输出,在此情况下,存在造成不需要的辐射(高频杂波的增加和动作电流的增加,光盘记录再生装置的性能变差和电池寿命降低的问题。
与此相对,按照本实施方式,由于半导体激光器2和高频叠加发生电路56之间的线路长度实质上成为多层陶瓷基板50的厚度部分,不必引绕如图26(a)所示的柔性电路35的布线,故可显著地缩短与半导体激光器2的距离,可减小布线长度造成的阻抗(更具体地说,形成所谓的L分量的阻抗分量),可对半导体激光器2,施加良好效率的高频叠加,可大幅度地减小高频叠加的输出,可以实现性能优良的高频叠加功能。
另外,在本实施方式中,由于受发光元件模块62具有下述的构成,即,在其内部,具有导电布线,在其主面上具有用于与柔性电路35连接的焊盘55b,故不必如图22所示的已有实例的那样,设置围绕硅基板1的外缘,围绕多分割光检测器3的周围,并且用于与柔性电路35连接的端子5和金属支架400。从而,还可防止包括金属支架400等的制造工序等的集成组件9的制造工序数量的增加和成本的增加。
此外,在以往实例中,由于高频叠加元件36通过柔性电路35,设置于集成组件9的外侧,故与导致光学头的整体尺寸增加(大型化)的情况下相对,在本实施方式中,由于高频叠加元件36设置于多层陶瓷基板50中的,未设置多分割光检测器3的主面上,故可进一步有助于小型化(小型化)。
端子5,金属支架400与上述树脂封装6一起,造成多分割光检测器3的周边部的尺寸,特别是宽度方向(W方向)和高度方向(H方向)的增加,但是,在本实施方式中,可以实现沿W方向,按照以往的比例,约为1/3,沿H方向,约为1/(3+α)的小型化。另外,在这里,符号α表示在以往实例中,安装于柔电路35上的高频叠加发生电路56的高度。
还有,作为本实施方式的光学头的动作与以往实例相同的方式进行。即,通过半导体激光器2发出的光通过折叠反射镜151,按照约90度改变光路的方式反射,通过全息元件(衍射光栅)7,分离为不同的多条光束。不同的多条光束透过复合元件8的射束分裂器8a,通过反射镜10反射,通过固定于物镜固定件12上的物镜11,作为直径为1微米左右的光点32而聚光于光磁记录介质13上。
另外,通过复合元件8的射束分裂器8a反射的光束射入激光器监视用受光元件63,根据由此检测到的光量,通过激光功率控制电路(图中未示出),对半导体激光器2的驱动电流进行控制。
来自上述光磁记录介质13的反射光寻找相反的路径,通过复合元件8的射束分裂器8a反射分离,射入折叠反射镜8b,偏振光分离元件8c。
上述半导体激光器2设置成与图2(a)中的纸面平行的偏振光方向,入射光的偏振光方向通过偏振光分离元件8c而旋转45度的同时,分离为相互正交的2条偏振光分量的光束,射入信息信号受光区域27。
此外,来自上述光磁记录介质13的反射光中的,透过射束分裂器8a的光束通过衍射光栅7,分离为多条光束,聚光于聚焦误差信号受光区域24和跟踪误差信号受光区域25和26。
聚焦伺服按照所谓的SSD法进行,跟踪伺服按照所谓的推拉法进行。
还有,可通过对由P偏振光构成的主光束22和由S偏振光构成的主光束23的差进行运算,借助差动检测法而检测光磁盘信息信号。另外,通过取它们的和,可检测预凹坑(prepit)信号。
此外,受发光元件模块62中的多层陶瓷基板50通过粘接等方式,固定于光具座19上。其结果,对于该多分割光检测器3的Z’轴方向(光轴方向)的位置,按照受光面位于图2(a)的光点的焦点30和31的基本中间的方式,规定光具座19的多层陶瓷基板50的安装部的尺寸。
还有,在本实施方式中,用于通过来自光磁记录介质13的反射光,获得所需的检测信号的半导体激光器2和物镜11与多分割光检测器3的相对位置调整如下述进行。通过外部夹具的夹紧销(图中未示出),保持底座15的定位孔45,在基本与射入物镜的光轴平行的平面内,沿X方向(径向方向)和Y方向(切线方向)移动物镜驱动装置14,按照跟踪误差信号受光区域25和26的输出基本均匀的方式进行调整。在调整后,在该状态,采用粘接剂34,将底座15粘接固定于光具座19上。通过上述方式,完成聚焦误差信号和跟踪误差信号的调整。
此时,将底座15预先粘接固定于光具座19上,沿X方向和Y方向相对底座15,调整物镜驱动装置14,然后,即使在固定于底座15上的情况下,显然,仍获得相同的效果。
另外,预先将物镜11,物镜驱动装置14(包括底座15)固定于光具座19a的规定位置,沿W和H方向调整受发光元件模块62,然后,即使在按照将光具座19和多层陶瓷基板50粘接的方式构成的情况下,显然,仍获得相同的效果。
为了在与射入物镜11的光轴基本平行的平面内,调整物镜驱动装置时,同时调整光磁记录介质13和物镜11的相对角度,可进行物镜驱动装置14的倾斜调整进行。即,通过采用与上述相同的夹具,使外部夹具旋转,分别沿径向方向θR和切线方向θT,旋转调整物镜驱动装置14。
如上述那样,根据本发明的实施方式1,其特征在于,代替以往的集成组件9,采用具备受发光元件模块62的构成,在该受发光元件模块62中,在陶瓷中进行布线的多层陶瓷基板50上成一体安装了半导体激光器2、多分割检测器3、高频叠加发生电路56和折叠反射镜151。
通过该构成,由于可将半导体激光器2和高频叠加发生电路56的布线缩短,并且有效地将这两者连接,故可减小电阻(阻抗),可大大减少高频叠加发生电路56的输出,可减小不需要的辐射。
此外,由于不需要树脂封装,强度确保用的金属支架,另外,不必在光学头的外侧,设置高频叠加发生电路56,故可以实现光学头的有效放热,以及小型薄型化。
还有,多层陶瓷基板50具有下述的构成:其由与树脂相比较,传热性优良的陶瓷或玻璃环氧树脂等的热传导材料构成,具有传热焊盘52和放热焊盘53,并在内部具有通孔54的放热性优良的构成,由此,可有效地对来自半导体激光器2的热量进行传导和放热,由此,可防止形成光源的半导体激光器2的温度上升,可防止半导体激光器2的寿命降低。
另外,此时,多层陶瓷基板50采用了陶瓷为材料,但是,也可通过单层或多层(在各层和层内,与多层陶瓷基板50相同,将由铜箔或金等的金属形成的导电材料作为信号布线和放热电路)的玻璃环氧树脂等的材料构成。
此外,通孔54全部同时用作电路布线和传热路径,但是,也可将一部分不用于电连接,而用作单独的传热用的热通孔。此时,还可代替金,铜等的金属,采用导电性膏而成形。
另外,多层陶瓷基板50采用下述的构成:即其中,通过焊锡7和银膏58,以传热状态保持半导体激光器2和硅基板1,具有将安装了半导体激光器2和硅基板1的面的热量传递到相对面或侧面的传热路径,将传导的热量传递给放热焊盘53或作为其它的组成部件的光具座19和柔性电路35,进行传热,并且进行放热。通过该构成,可以实现下述的光学头,其中,可在其它的部位,有效地传导从形成光源的半导体激光2产生的热量,可更进一步地提高放热性,可靠性优良。
此外,在本实施方式中,形成下述的静电保护机构,其中,半导体激光器2中的形成2个电极的LD端子和LD-GND端子可直接或通过硅基板1,通过布线而连接于多层陶瓷基板50,通过焊锡,布线或导电部件,使形成于该多层陶瓷基板50上的2个端子(LD端子2a和LD-GND端子2b)处于电连接状态,并且可在上述多层陶瓷基板上,通过上述布线的切断,焊锡,或上述导电部件的去除,使2个电极之间处于非导电状态。
通过上述构成,由于可避免半导体激光器2受到静电影响,故可以实现可靠性优良的光盘记录再生装置,并且由于即使在受发光元件模块62的状态,进行放置或输送时,仍可避免半导体激光器2受到静电影响,故可以实现处理性优良的受发光元件模块62。
还有,在实施方式1中,该高频叠加发生电路56为本发明的高频叠加附加装置的一个实例,通过电容器和振荡器等实现,但是,显然,也可为满足高频叠加发生电路56的功能的电子零件。
此外,可以实现记录再生性能的提高和电池寿命的大幅度的提高以及放热性能优良的受光元件和光盘记录再生装置,并且可通过将受发光元件(半导体激光器2和多分割光检测器3)和高频叠加发生电路56集成于多层陶瓷基板50上,形成模块,由此,可大幅度地小型化(减小整体尺寸),可以实现小型薄型的光学头和光盘记录再生装置。
还有,在上面的说明中,为了减少因从半导体激光器2发出的光与来自光磁记录介质13的返回光之间的干涉,减少产生激光器杂波的情况,通过高频叠加发生电路56,对半导体激光器2的驱动电流,施加(进行)数百MHz的调制处理,但是,也可以如图9(c)和图10所示,采用下述的构成:即,进而安装记录时在半导体激光器2中改变记录功率的,所谓的写入脉冲(策略)的半导体激光器驱动电路44。此时,既可以采用在再生时,使高频叠加发生电路56动作,在记录时,使半导体激光器驱动电路44动作的构成,也可以采用根据信息记录介质的种类,任意地选择使哪个动作的方式,还可以采用使高频叠加发生电路56和半导体激光器44这两者动作的构成。此外,半导体激光器驱动电路44为本发明的调制信号附加装置和激光器驱动装置的一个实例。
图10所示的写入脉冲为所谓的写入策略(write strategy),可任意地设定记录功率,偏置(bias)功率,删除功率,再生功率,冷却功率的时间t和功率h的值(该设定也可通过软件而进行,还可通过硬件进行)。
通过将半导体激光器驱动电路44安装在多层陶瓷基板50上,与高频叠加发生电路56的情况下同样,可以缩短与半导体激光器2的距离,可减小形成所谓的L分量的电感和形成各线之间的C分量的浮动电容。可以实现能减小写入策略的波形的不清楚(偏差),可将接近理想状态的写入脉冲施加于半导体激光器2,记录和(&)再生性能优良的光学头和光盘记录再生装置。另外,对半导体激光器驱动电路44设置于与设置高频叠加发生电路56的情况下相同的面上的情况进行了说明,但是,其也可设置于设有硅基板1的一侧。
另外,在实施方式1的情况下,在受发光元件模块62中,安装有成为光源的半导体激光器2和成为受光元件的多分割光检测器3,但是,即使在通过不安装成为受光元件的多分割光检测器3的构成中,在多层陶瓷基板50上仅仅形成半导体激光器和光源的电流或功率的调制器的方式的情况下,也没有问题。
此外,对于多分割光检测器3,针对如图4所示,在硅基板1上,形成聚焦误差信号受光区域24,跟踪误差信号受光区域25和26,27,形成主光束的光点22,23的信息信号受光区域26,27一起地形成的情况进行了说明,但是,受光区域也可以采用其全部,或一部分设置于受发光元件模块62的外部的构成。例如,如图2(c)所示,可改变全息元件(衍射光栅)7的光栅,使聚焦误差信号检测用的光点的焦点30,31从硅基板1偏离。此时,与各光点一致的受光区域24设置于安装受发光元件模块62的光具座19的内部。
另外,显然,多分割光检测器3的各自的受光面既可以为将入射光转换为电流的方式,也可以为安装内置放大器,还将电流转换为电压,获得增益的所谓的OEIC构成中的任意者。此时,内置放大器与本发明的放大器相对应。
此外,在实施方式1中,采用了高频叠加发生电路56或半导体激光器驱动电路44安装于多层陶瓷基板50上的构成,但是,也可以为仅仅安装高频叠加发生电路56和半导体激光器驱动电路44中的任一者的构成,或不安装任意者的构成。
还有,在实施方式1中,也可以是使半导体激光器2和多分割光检测器3中的任一者安装在多层陶瓷基板50上的构成。
此外,在实施方式1中,连接了通过设置于多层陶瓷基板50的两面上的焊盘55a,55b而安装并称作多分割光检测器3,高频叠加发生电路56的安装零件,但是本发明的电极也可如图7(b)所示的焊盘55c那样,设置于多层陶瓷基板50的侧面上。此情况对于在多分割光检测器3或高频叠加发生电路56的两翼,没有设置焊盘55a等的空间的情况下是有效的。
在此情况下,多分割光检测器3,高频叠加发生电路56的物理配置,热连接在多层陶瓷基板50上进行,与柔性电路35的电连接,通过引线接合等方式,通过多层陶瓷基板50的侧面电极和层内的信号布线而进行。
还有,在实施方式1中,称作多分割光检测器3,高频叠加发生电路56的安装零件,通过设置于多层陶瓷基板50的两面上的焊盘55a,55b而安装,如图6(b)所示,焊盘55a和引线接合部60的周围曝露外部气体中,但为了防止焊盘55a和引线接合部60的氧化等,连接部分也可通过由树脂,硅橡胶或粘接剂构成的密封材料密封。另外,由于有效地将密封材料滞留于焊盘55a的周围,故也可采用在多层陶瓷基板50的表面上,在设置焊盘55a的部分,设置阶梯的构成。由此,焊盘55a设置于阶梯的内部,容易由引线接合部60的连接后,通过密封材料密封。
此外,实施方式1中,在受发光元件模块62中,多分割光检测器3,高频叠加发生电路56的安装零件如图6(a),6(b)所示,配置于多层陶瓷基板50的两面上,受发光元件模块62如图1(a)所示,载置于光具座19的内部,但此时,为了实现各安装零件的配置的定位,或光具座19的临时固定,稳定保持,也可在多层陶瓷基板50的表面或侧面,通过缺口,蚀刻等,在所需的部位形成凹凸部。
(实施方式2)
接着,参照图11,图12和图13,对实施方式2进行说明。其中,图11为表示受发光元件模块62和柔性电路35的布线的状态的电路图,图12(a)~图12(c)为表示受发光元件模块62中的各部件的安装状态的3面面,图13(a),(b)为表示受发光元件模块62中的各部件的安装状态的立体图。
本实施方式与实施方式1不同之处在于,在受发光元件模块62中,在多层陶瓷基板50上,还安装防止静电滤波器61,高频滤波器64,杂波减少电容器65。
可形成为下述的具有静电减缓功能的构成,即,在多层陶瓷基板50的表面上,安装由电容器和线圈(电阻器)或滤波器等的电子零件构成的防止静电滤波器61,由此,减缓因静电的影响,在上述半导体激光器2的成为2个电极的LD2a和LD-GND2b上产生的急剧的电位差的静电减缓功能,即使在可减少半导体激光器2的2个电极不电连接的情况下,仍可减少静电的影响,可以实现作为小型的受发光元件,而且相对于静电,可靠性提高的受发光元件模块、光学头。
高频滤波器64为仅仅中断特定的高频成分的所谓的带通滤波器(有孔玻璃珠beads),减少泄漏到半导体激光器2的LD线、LD-GND线、高频叠加发生电路56的电源线中的,来自高频叠加发生电路56的高频泄漏,调整带通滤波器的特性,由此,可大幅度地减少数百MHz~数GHz的不需要的辐射。
另外,由于将电容器65安装于多分割光检测器3的电源线上,可大幅度地减少泄漏到多分割光检测器3中的电源的杂波。通过安装高频滤波器64和杂波减少电容器65,可以实现杂波和不需要的辐射少的高性能的光学头和光盘记录再生特性。
在实施方式1和2中,多层陶瓷基板50的构成为:表面上具备具有电容器,电阻器或滤波器等的功能的电子零件。通过该构成,可以实现更高的集成度,可以实现小型的光学头和光盘记录再生装置。
此外,在上述的构成中,防止静电滤波器61相当于本发明的第1无源元件,高频滤波器64相当于本发明的第2无源元件,电容器65相当于本发明的第3无源元件。
还有,防止静电滤波器61,高频滤波器64,电容器65的安装位置不限于图12(a)~(c),图13(c)所示的实例。只要满足图11所示的连接,也可设置于多层陶瓷基板50的两个面的任意的部位。另外,也可不安装防止静电滤波器61,高频滤波器64,电容器65的全部器件。还可以为设置至少1个器件的构成。
(实施方式3)
下面参照图14,图15,对实施方式3进行说明。其中,图14(a),图14(b)为表示受发光元件模块62和柔性电路35的布线的状态的电路图,图15(a),图15(b)为表示受发光元件模块62的各部件的安装状态的立体图。
本实施方式与实施方式1的不同之处在于,还将激光器监视用受光元件63和增益调整机构66安装于受发光元件模块62上。激光器监视用受光元件63为下述的机构,其作为多分割光检测器3的一部分,安装于硅基板1上,检测从半导体激光器2的射出面相反的端面射出的光量。另外,增益调整机构66直接安装于多层陶瓷基板50上,通过外部的操作,调整电流量或电压量的增益。通过该构成,可更进一步小型化光学头,可更进一步地小型薄型化光盘记录再生装置。
此外,在实施方式3中,将激光器监视用受光元件63和增益调整机构66(调整电位器等)这两者安装于受发光元件模块62中,但是,根据受发光元件模块62的尺寸,安装任一者也无妨。另外,也可以为增益调整机构66作为多分割光检测器3的一部分,安装于硅基板1上的构成。
还有,激光器监视用受光元件63相当于本发明的发光量检测机构,增益调整机构66相当于本发明的调整机构。
(实施方式4)
下面参照图16,对实施方式4进行说明。其中,图16(a),图16(b)为表示受发光元件模块62的各部件的安装状态的立体图。
本实施方式与实施方式1的不同之处在于如图16(a)所示,采用的构成还设置有金属或陶瓷性的放热片67,该放热片在多层陶瓷基板50的,与安装半导体激光器2和硅基板1的面成相对向的面(放热焊盘53或多层陶瓷基板50的表面)上,通过银膏,焊锡,或传热性粘接剂,超声波焊接或焊接等设置,是放热的、并且用于确保一定的热容量。通过该构成,可以实现放热特性更进一步优良的受发光元件模块,光学头。
此外,在图16(a)所示的构成实例中,放热片67形成于多层陶瓷基板50的主面上,但是,也可如图16(b)所示,安装于半导体激光器2的任意面上。另外,还可安装于硅基板1上的任意位置。另外,该放热片67为本发明的第2放热体的实例,但是其具体的形状并不是限定的,也可代替上述形状,采用放热板那样的金属制的板状部件。另外,其配置也可不限定,也可为在多层陶瓷基板50的侧面,构成放热片或放热板的方式。
(实施方式5)
下面参照图17,对实施方式5进行说明。然而,图17为表示装载受发光元件模块62的光学头,以及其附近的光学配置的图。
本实施方式与图2(b)所示的实施方式1的不同之处在于:形成下述的光路构成中,其中,通过具备了设于受发光元件模块62和全息元件7之间的光路中的反射镜168,通过反射镜168,将由折叠反射镜151反射的光束的光路弯曲90度,并采用受发光元件模块62的放热片53和放热片67配置在与光磁记录介质13相对向的面上的构成。通过该构成,放热片67曝露于伴随光磁记录介质13的旋转而产生的对流中,放热特性可提高,可使半导体激光器2的可靠性提高。
此外,在实施方式5中采用了使放热片67设置于放热焊盘53或多层陶瓷基板50上的构成,但是,也可按照下述方式构成,即,没有放热片67,通过放热焊盘53和多层陶瓷基板50,借助光磁记录介质13的对流而放热。根据需要,光学头中的,受发光元件模块62的配置可按照下述方式进行,即,其基板的内面(激光所射出的一侧的相反一侧),与光盘的信息记录面实质上相对向。
(实施方式6)
下面参照图18,对实施方式6进行说明。其中,图18(a),图18(b)为表示受发光元件模块62的各部件的安装状态的立体图。
本实施方式与实施方式1的不同之处在于:形成于多层陶瓷基板50上的多分割光检测器3中,设置着多个半导体激光器。在图18(b)中,68是半导体激光器a(中心波长在700~800nm),69是半导体激光器b(中心波长约在600~700nm范围内)的双波长的半导体激光器,可根据来自外部的控制信号,对应于信息记录介质的种类,切换光源。通过该构成,如CD和DVD那样,即使相对用于记录再生的激光的波长不同的信息记录介质,仍可由一个光学头,进行记录或再生,所以,可以实现小型、薄型、并且低成本的光盘记录再生装置。
此外,在实施方式6中采用的构成为:安装于多层陶瓷基板50的表面上的光源采用半导体激光器a和半导体激光器b,但是,也可再安装不同波长(例如,在350~450nm的范围内)的光源,安装3个以上的光源,还可安装相同波长,高输出激光器(记录用)和低输出激光器(再生用)。此外,也可以为下述的构成,即,采用从半导体激光器a68发出的光源的波长不是一个,发射不同的多个波长的光的所谓的混合型的半导体激光器。
另外,也可以为如果按照对应于光源的种类或记录、再生的状态、信息记录介质的种类,任意地将光源、高频叠加发生电路56和半导体激光器驱动电路44组合(通过软件方式,硬件方式,专用IC,借助编程而切换)的构成,则进一步使光学头和光盘记录再生装置的小型,薄型化成为可能。
(实施方式7)
下面参照图19,对实施方式7进行说明。其中,图19(a),图19(b)为用于说明受发光元件模块62的各零件的安装状态的立体图。
本实施方式与实施方式1的不同之处在于:具有以良好的精度集成于受发光元件模块62上的光学元件70。
该光学元件70通过树脂、玻璃或透明的陶瓷形成,其中具有:反射镜71,全息元件72。另外,还粘接固定着复合元件8(射束分裂器8a,反射镜8b,偏振光分离元件8c)。另外,该光学元件70以良好的精度粘接固定于多层陶瓷基板50上。通过对该光学元件70和受发光元件模块62进行集成处理,可更进一步使光学头小型、薄型化,可以实现小型的光盘记录再生装置。
此外,在实施方式7中,反射镜71构成为:在光学元件70上,蒸镀氧化铝,或金等的金属膜,或蒸镀电介体多层膜,但是,也可以是:通过粘接等方式,将由玻璃或树脂等构成的单独部件的反射镜贴于光学元件70上的构成。
还有,在实施方式7中,形成下述的构成,其中,在光学元件70中,形成全息(hologram)元件72,粘接复合元件8,但是,如果波长板,光遮挡膜,光吸收膜等的光学功能零件,则即使安装任何部件,仍没有问题。在此,光学元件70和复合元件8以及其它的光学功能零件相当于本发明的光学元件。
再有,也可以采用,在多层陶瓷基板50上设置安装物镜11的孔部,将物镜11粘接固定于多层陶瓷基板50上的构成。
另外,作为受发光元件模块62的制造方法,如图20(a)所示,制作预先在各层内、层间或表面上,周期性地设置同一图案的内部布线而成的多层陶瓷体200,如图21(b)所示,如与各周期图案相对应的方式,设置多分割光检测器3等的安装零件和焊盘55a等的电极,通过引线接合部,凸部等,进行各部分的布线。另外,此时,也可以添加焊盘55等的电连接部如实施方式1中所说明的那样,不曝露于外气中而密封的工序。
最后,可如图22(c)所示,针对每个周期图案,将多层陶瓷体200分割,分别获得受发光元件模块62。
此外,在上述的说明中,对于多层陶瓷体200,对沿一列,设置周期性的图案的内部布线的情况下进行了说明,但是,由于可获取按照较小面积,由一块多层陶瓷基板50切制的较多个数的多层陶瓷基板50,由此,也可沿格子状形成周期性图案。
还有,在上述各实施方式中,以受发光元件模块62和装载它的光学头为中心而进行了说明,但是,本发明也可如图21所示,实现下述的光盘记录再生装置300,即,其中具备:装载该受发光元件模块62的光学头310;包括通过该光学头310,对作为信息记录介质的光盘320;进行信息的记录或再生处理的记录/再生机构300。另外,从该记录/再生机构300读出的信号通过信息处理机构340而处理,通过界面350,作为可在外部使用的信息而处理。
本发明作为放热特性优良,小型薄型、可靠性高的发光模块,光学头,光盘记录再生装置等而有用。
Claims (31)
1、一种发光模块,具有光源,和单个或多个受光元件,并用于对信息记录介质的信息的记录或再生中所采用的光学头,其中所述发光模块具备:
平板状的导电性多层基板;和
安装于上述导电性多层基板上的至少1个安装零件;
作为上述安装零件至少具有上述光源。
2、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
上述导电性多层基板具有传热路径,该传热路径设置于各层内、层间或表面上,将安装有上述安装零件的一侧的热传递到上述安装零件以外的部分。
3、根据权利要求2所述的发光模块,其中:
上述传热路径为通过金属或导电膏制成的通孔。
4、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
上述导电性多层基板通过陶瓷基板和/或玻璃环氧树脂基板层叠而形成。
5、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具有至少1个上述受光元件。
6、根据权利要求1所述的发光模块,其中具备:
金属或陶瓷制的第1放热体,该放热体设置于上述导电性多层基板的,与安装有上述安装零件的面相对向的面上。
7、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件,具有对上述光源附加调制信号的调制信号附加装置。
8、根据权利要求7所述的发光模块,其中:
上述调制信号附加装置安装于上述导电性多层基板的,与安装上述光源的面相反一侧的面上。
9、根据权利要求7所述的发光模块,其中:
上述调制信号附加装置包括:对上述光源附加高频叠加作用的高频叠加附加装置。
10、根据权利要求7所述的发光模块,其中:
上述调制信号附加装置包括:对上述光源的发光功率进行多值控制的激光器驱动装置。
11、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具备静电保护机构,该静电保护机构可在上述导电性多层基板上,通过焊锡、布线或导电部件,将上述光源的2个电极之间电连接,并且可在上述导电性多层基板上,通过上述布线的切断,上述焊锡或上述导电部件的去除,使上述2个电极之间处于非导电状态。
12、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具备第1无源元件,该第1无源元件具有减缓在上述光源的2个电极上产生的电位差的静电减缓功能。
13、根据权利要求5所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具备第2无源元件,该第2无源元件插入上述受光元件的电源线或信号线中,并具有去除上述电源线或信号线产生的杂波的杂波去除功能。
14、根据权利要求7所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具备第3无源元件,该第3无源元件具有截断从上述调制信号附件装置漏入的特定的频带的信号,或使该信号通过的滤波功能。
15、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具有:
检测上述光源的发光量的发光量检测机构;和调整机构,该调整机构从上述导电性多层基板上,接收上述发光量检测机构的检测灵敏度的调整。
16、根据权利要求1所述的发光模块,其中具备:
设置于上述导电性多层基板的表面或侧面上的第2放热体。
17、根据权利要求16所述的发光模块,其中:
上述第2放热体配置于实质上与上述信息记录介质的主面相对向的位置上。
18、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
上述光源为具有不同波长的2个以上的光源。
19、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
作为上述安装零件具有单个或多个光学元件,其形成将上述光源和/或上述受光元件、与至少上述物镜连接的光路。
20、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
上述安装零件,通过用银膏、或焊锡而传热且导电了的构成,固定在上述导电性多层基板上。
21、根据权利要求1所述的发光模块,其中:
通过金属导线或凸部,对上述导电性多层基板和上述安装零件进行着布线。
22、根据权利要求21所述的发光模块,其中:上述金属导线和上述金属导线的连接部分,或上述凸部的连接部分是通过由树脂、硅橡胶或粘接剂构成的密封材料而密封的。
23、根据权利要求22所述的发光模块,其中:
上述导电性多层基板的一部分具有阶梯;
在上述阶梯中,在上述金属导线和上述金属导线的连接部分或上述凸部的连接部分,设置了上述密封材料的存留部。
24、根据权利要求1所述的发光模块,其中具备:
设置于上述导电性多层基板的表面上的,上述安装零件或上述导电性多层基板的定位或保持用的凹凸部。
25、根据权利要求1所述的发光模块,其中具有:
设置于上述导电性多层基板的侧面上的电极。
26、一种光学头,其中具备:
光源;
物镜,其将来自上述光源的光束射入后聚光于信息记录介质上;
物镜驱动装置,其在信息记录介质的聚焦方向和跟踪方向,驱动上述物镜;和
单个或多个受光元件,其对通过上述信息记录介质反射并对透过上述物镜的光束进行受光,根据该已感受的光量产生电流;
至少将上述光源作为权利要求1所述的发光模块而具有。
27、根据权利要求26所述的光学头,其中具备:
将上述受光元件产生的电流转换为电压的电流电压转换器;和对上述电流或上述电压进行放大的放大器。
28、根据权利要求26所述的光学头,其中具备:
运算电路,其检测上述电流或上述电压的值,产生上述物镜驱动装置的伺服信号的一部分或伺服信号。
29、根据权利要求26所述的光学头,其中具备:
运算电路,其检测上述电流或上述电压的值,读取记录于上述信息记录介质上的信号。
30、一种权利要求1所述的发光模块的制造方法,其中具备:
在各层内、层间或表面具有布线的导电性多层基板的主面上,通过金属导线或凸部,对安装零件进行布线的工序;和分割上述导电性多层基板的规定部位的工序。
31、一种光盘记录再生装置,其中具备:
权利要求26所述的光学头;和
信息记录/再生机构,其通过上述光学头,对信息记录介质,进行信息的记录或再生。
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