JP4075043B2

JP4075043B2 - 集積光学素子、光ヘッドおよび記録再生装置

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Publication number: JP4075043B2
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Inventors: 芳正合田
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Publication date: 2008-04-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に対して各種情報の記録再生を行なう記録再生装置、この記録再生装置に設けられる光ヘッド、さらにその光ヘッドに設けられる集積光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体に対して各種情報の記録再生を行なう記録再生装置の光ヘッドの小型化を図るために、光源、受光素子および処理回路を集積して構成される集積光学素子が用いられている。
図１３（Ａ）、（Ｂ）は従来の集積光学素子の構成例を示す斜視図であり、集積光学素子２００Ａは、光源、受光素子および処理回路を含む素子部２０２を収容した矩形板状のパッケージ２０４の一側に沿って複数の外部接続端子２０６を配設して構成されている。
図１４（Ｃ）に示すように、前記素子部２０２は、リードフレーム２０８の部分で構成されるダイパッド上に設けられおり、前記ダイパッドを挟む両側には前記リードフレーム２０８の部分で構成される放熱部２０９がパッケージ２０４の外側に突設されている。
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記集積光学素子２００Ａは、光ピックアップのハウジング３００に取着される際に、前記放熱部２０９がハウジング３００の部分３０２に当接することにより、前記素子部２０２の熱がリードフレーム２０８から放熱部２０９を介してハウジング２００に逃がされるように構成されている。
【０００３】
図１５は、従来の集積光学素子の他の構成例を示す斜視図であり、集積光学素子２００Ｂは、素子部２１０を収容した矩形板状のパッケージ２１２の対向する２つの側部に沿って複数の外部接続端子２１４を配設して構成されている。
図１６（Ｃ）に示すように、前記素子部２１０は、リードフレーム２１６の部分で構成されるダイパッド上に設けられおり、前記ダイパッドを挟む両側には前記リードフレーム２１６の部分で構成される放熱部２１７がパッケージ２１２の外側に突設されている。
図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記集積光学素子２００Ｂは、光ピックアップのハウジング３００に取着される際に、前記放熱部２１７がハウジング３００の部分３０２に当接することにより、前記素子部２１０の熱がリードフレーム２１６から放熱部１１７を介してハウジング３００に逃がされるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、前記集積光学素子の処理回路は、サーボ制御に必要な演算処理機能、ノイズ削減機能、Ａ／Ｄ変換機能などを備えてきており、高性能化および省電力化を図るために、多ピン化され前記外部接続端子の個数が増える傾向にある。
前記外部接続端子の間隔（ピッチ）は半田付けの作業性からほぼ０．５ｍｍが最小寸法である。
したがって、前記外部接続端子の個数が増加すると、図１３に示した集積光学素子２００Ａでは、外部接続端子２０６の配列方向（長辺方向）の寸法が増大することにより、パッケージ２０４の外形が大型化し、図１４に示した集積光学素子２００Ｂでは、外部接続端子２０９の配列方向（短辺方向）の寸法が増大することにより、パッケージ２１２の外形が大型化してしまう欠点がある。したがって、光ピックアップの薄型化、小型化を図ることが困難になるおそれがある。
【０００５】
また、図１４（Ｃ）、図１６（Ｃ）に示すように、各放熱部２０９、２１７の面積は、集積光学素子２００Ａ、２００Ｂが小型化されるにつれて狭くなり、その放熱効果を確保することが難しくなる。また、リードフレームの部分によって構成される前記放熱部２０９、２１７の面積は、外部接続端子２０９、２１４の占有する面積との兼ね合いとなるため、容易に増加させることは難しく、この点からも放熱効果を確保することが難しかった。
【０００６】
また、前記集積光学素子を前記光ピックアップに組み込むに先立って、集積光学素子の素子部を外部から保護するための部材をパッケージに取着する必要がある。このため、例えば、図１７に示すように光ビームを通過させる光学部材２２０を前記集積光学素子２００Ｂを覆うようにパッケージ２１２上に接着したり、図１８に示すように、パッケージ２１２に環状の壁部と該壁部に囲まれた収容部とを設け、前記壁部の上部に光ブームを通過させる板状の光学部材２２２を接着したりしている。
このように光学部材をパッケージに取着する構成では、材料コストや組立コストがかさむばかりでなく、集積光学素子の外形寸法を増大させてしまう欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、小型化、放熱効果の向上、コスト削減を図る上で有利な集積光学素子、光ヘッドおよび記録再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の集積光学素子は上記目的を達成するため、矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが光記録媒体で反射された反射光ビームを受光する受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子であって、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビームを前記対物レンズを介して受光する受光素子とを備えた光ヘッドであって、前記光ヘッドは、矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには前記光源と、前記受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子を有して構成され、前記集積光学素子は、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の記録再生装置は、光記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有して構成される記録再生装置であって、前記光ヘッドは、矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが光記録媒体で反射された反射光ビームを受光する受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズとを備え、前記集積光学素子は、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前記集光光学素子の基板の表面には、ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、前記基板の裏面には、前記表面の端子配設箇所にさらに１つの辺を加えた広い領域に複数の外部接続用端子が配設される。
そのため、前記基板の表面において複数の素子接続用端子の相互の間隔を小さく、かつ、前記基板の裏面において複数の外部接続用端子の相互の間隔を大きくできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施の形態における集積光学素子および光ヘッドを組み込んだ記録再生装置の構成を示すブロック図である。
図２において、この記録再生装置１０１は、光ディスク１０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１０３と、光ヘッド１０４と、その駆動手段としての送りモータ１０５とを備えている。
ここで、スピンドルモータ１０３は、システムコントローラ１０７及びサーボ制御回路１０９により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【００１３】
また、光ディスク１０２としては、再生専用の「ＣＤ」、「ＣＤ−ＲＯＭ」、記録再生可能な「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−ＲＡＭ」「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」等を用いることができる。
【００１４】
信号変復調部及びＥＣＣブロック１０８は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ヘッド１０４は、信号変調およびＥＣＣブロック１０８の指令に従って、回転する光ディスク１０２の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行う。このような光照射により光ディスク１０２に対する記録、再生が行われる。
また、光ヘッド１０４は、光ディスク１０２の信号記録面からの反射光束に基づいて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンプ部１２０に供給する。
【００１５】
プリアンプ部１２０は、各光ビームに対応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成できるように構成されている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路１０９、信号変調及びＥＣＣブロック１０８等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
これにより、復調された記録信号は、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース１１１を介して外部コンピュータ１３０等に送出される。これにより、外部コンピュータ１３０等は光ディスク１０２に記録された信号を再生信号として受け取ることができるようになっている。
【００１６】
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１２のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１１３に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部１１３でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１１４を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。
上記光ヘッド１０４には、例えば光ディスク１０２上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ１０５が接続されている。スピンドルモータ１０３の制御と、送りモータ１０５の制御と、光ヘッド１０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路１０９により行われる。
また、レーザ制御部１２１は、光ヘッド１０４におけるレーザ光源を制御するものである。
【００１７】
前記記録再生装置１０１のうち、前記スピンドルモータ１０３、前記光ヘッド１０４、前記送りモータ１０５を除く部分、すなわち前記サーボ制御部１０９、プリアンプ部１２０、レーザ制御部１２１、信号変調復調器１０８、システムコントローラ１０７、インタフェース１１１、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器１１２、オーディオビジュアル処理部１１３、オーディオビジュアル信号入出力部１１４は、前記光ヘッド１０４と別体に構成された不図示の前記基板に設けられている。そして、前記光ヘッド１０４と前記制御基板との間における各信号の授受は、光ヘッド１０４と制御基板の間を接続するフレキシブル基板３０（図１０参照）を介して行なわれるように構成されている。
なお、本実施の形態では、記録再生装置１０１が光記録媒体の記録および再生の双方を行なうものとして説明するが、記録再生装置は記録および再生のいずれか一方を行なうものであってもかまわない。また、本明細書において、記録再生装置とは、光記録媒体に対して記録および再生の少なくとも一方を行なうものをいう。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
図３において、光ヘッド１０４は、対物レンズ２と、プリズム２Ａと、集積光学素子１０とを備えて構成されている。
前記集積光学素子１０は、光源１００２、受光素子１００４、光分離手段１００６（特許請求の範囲の光学部材に相当）、コリメートレンズ１００８、処理回路１０１０を備えて構成されている。前記光源１００２は、半導体レーザおよび該半導体レーザの光量検出用のフォトディテクタを含んで構成されている。
すなわち、この光ヘッド１０４では、上記光源１００２から出射される光ビームを光分離手段１００６に入射される。
そして、この光分離手段１００６を通過した光ビームがコリメートレンズ１０８で平行光にされプリズム２Ａで反射された後、対物レンズ２によって光ディスク１０２の信号記録層に集光される。
また、光ディスク１０２の記録層で反射した反射光ビームは、対物レンズ２、コリメートレンズ１００８を介して前記光分離手段１００６に入射され、ここで、前記光源２からの光ビームと分離され、受光素子１００４に供給される。
この受光素子１００４で検出された検出信号は、前記処理回路１０１０によって所定の演算処理やＩ／Ｖ変換処理などの必要な処理がなされ、これによりＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が取り出され、プリアンプ１２０へ出力される。
前記光源１００２への駆動電流の供給は前記レーザ制御部１２１から処理回路１０１０を介してなされる。
【００１９】
図４（Ａ）は基板の表面方向から見た集積光学素子１０の斜視図、（Ｂ）は基板の裏面方向から見た集積光学素子１０の斜視図、（Ｃ）は集積光学素子１０の分解斜視図である。
図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、前記集積光学素子１０は、基板１０１４、ＩＣチップ１０１１、前記光源１００２、受光素子１００４、光分離手段１００６、コリメートレンズ１００８、処理回路１０１０などで構成されている。
前記基板１０１４は、縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成されている。基板１０１４を構成する材料としては、例えば、セラミック材料やガラスエポキシ材料を用いることができる。また、板状の金属材料からなるシャーシ上にフレキシブル基板を構成する材料と同様の樹脂材料などを形成することによって構成されるＣＯＣ（サーキット・オン・シャーシ）材料を用いることもできる。
【００２０】
前記ＩＣチップ１０１１は矩形に形成され、前記基板１０１４の表面１０１４Ａに取着されている。
前記光源１００２、受光素子１００４および光分離手段１００６は前記ＩＣチップ１０１１に取着され、また、前記処理回路１０１０はＩＣチップ１０１１に形成されている。
前記基板１０１４の表面１０１４Ａにはケース１０１８が取着され、このケース１０１８により前記ＩＣチップ１０１１、光源１００２、受光素子１００４および光分離手段１００６が覆われ、前記コリメートレンズ１００８はこのケース１０１８に取着されている。
【００２１】
前記ＩＣチップ１０１１の基板１０１４への取着は、前記基板１０１４の表面１０１４Ａで横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させた状態でなされ、前記ＩＣチップ１０１１の両側の基板箇所には、金属材料からなる矩形状の取付部１０１４Ｆが形成されている。
本実施の形態においては、前記基板１０１４の横方向で前記ＩＣチップ１０１１の両側の基板箇所である、前記取付部１０１４Ｆおよび横方向でこの取付部１０１４Ｆの外側の前記基板１０１４の部分１０１４Ｊ（図６（Ａ）、（Ｂ））によって、前記光源１００２、受光素子１００４、ＩＣチップ１０１１で発生し基板１０１４に伝達された熱を放熱するための放熱部が構成されている。
【００２２】
図１（Ａ）に示すように、前記基板１０１４の表面で前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子１０１４Ｄが第１の間隔Ｐ１で直線状に配設されている。すなわち、複数の素子接続用端子１０１４Ｄからなる２つの列が、ＩＣチップ１０１１の横寸法よりも大きな間隔をおき互いに平行して延在するように形成されている。
前記基板１０１４の表面１０１４Ａにおいて、前記複数の素子接続用端子１０１４Ｄと、前記光源１００２の接続端子（図略）、受光素子１００４の接続端子（図略）および処理回路１０１０の接続端子１０１０Ａとの間がワイヤによって接続されている。なお、図１（Ａ）、図６乃至図９においては、ＩＣチップ１０１１のみ図示し、光源１００２、受光素子１００４、光分離手段１００６の図示は省略している。
【００２３】
図１（Ｂ）に示すように、前記基板１０１４の裏面１０１４Ｈで前記基板１０１４の表面１０１４Ａの前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子１０１４Ｉが前記第１の間隔Ｐ１よりも大きな寸法の第２の間隔Ｐ２で配設されている。
本実施の形態では、前記基板１０１４の裏面１０１４Ｈで前記基板１０１４の表面１０１４Ａの前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺に対応する箇所の外側領域と該２つの辺で挟まれた１つの辺に対応する箇所の外側領域に複数の外部接続用端子１０１４Ｉが配設されている。
【００２４】
図５（Ａ）に示すように、前記基板１０１４には、該基板１０１４の内部を通り前記複数の素子接続用端子１０１４Ｄのそれぞれと前記複数の外部接続用端子１０１４Ｉのそれぞれとを一対一で接続する内部配線１０１５が設けられている。
この内部配線１０１５は、前記素子接続用端子１０１４Ｄに接続されたスルーホール１０１５Ａ、前記外部接続用端子１０１４Ｉに接続されたスルーホール１０１５Ｂ、これらスルーホール１０１５Ａ、１０１５Ｂを接続する導電パターン１０１５Ｃから構成されている。
【００２５】
図４（Ａ）、（Ｃ）に示すように、前記ケース１０１８は、下方が矩形状に開口された箱状のケース本体１０１８Ａと、ケース本体１０１８Ａの上壁に形成された光ビーム通過用の開口１０１８Ｂと、ケース本体１０１８Ａの互いに対向する側壁から外側に延出された２つの取付片１０１８Ｃとを備えて構成されている。このケース１０１８は、例えば金属材料を板金加工することで製作され、前記コリメートレンズ１０１８は前記開口１０１８Ｂに取着されている。
【００２６】
前記ケース１０１８の前記基板１０１４への取付は次のように行なわれる。
図６（Ａ）、（Ｂ）、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基板１０１４の上方から前記ケース１０１８を被せ、前記各取付片１０１８Ｃが前記各取付部１０１４Ｆ上に位置するように位置決めする。この状態では、図６（Ｂ）に示すように、前記取付片１０１８Ｃは、前記基板１０１４の取付部１０１４Ｆの外側部分１０１４Ｊには位置していない。
次いで、図７（Ｃ）に示すように、抵抗溶接機を用いて各取付片１０１８Ｃを前記各取付部１０１４Ｆに抵抗溶接することにより、前記ケース１０１８を前記基板１０１４に取着する。
【００２７】
また、前記ケース１０１８の前記基板１０１４への取付は次のように行なうこともできる。
すなわち、図８（Ａ）に示すように、前記基板１０１４の各取付部１０１４Ｆ上に銀ペーストを塗布し、図８（Ｂ）に示すように、基板１０１４の上方から前記ケース１０１８を被せ、前記各取付片１０１８Ｃが前記各取付部１０１４Ｆ上に位置するように位置決めする。次いで、キュアーすることによって各取付片１０１８Ｃを前記各取付部１０１４Ｆに固着することにより、前記ケース１０１８を前記基板１０１４に取着する。
【００２８】
前記コリメートレンズ１００８の開口１０１８Ｂへの取付は、接着などにより行なわれ、このコリメートレンズ１００８の取付は、前記ケース１０１８の基板１０１４への取付時に生じる熱の影響を受けないようにケース１０１８が基板１０１４に取着された後に行なわれることが好ましい。
このようにして、前記ケース１０１８が前記取付部１０１４Ｆに取着されることにより、前記光源１００２、ＩＣチップ１０１１で発生した熱は、基板１０１４から前記取付部１０１４Ｆ、取付片１０１８Ｃを介してケース本体１０１８Ａに伝導され放熱される。
【００２９】
前記光ヘッド１０４は、図９に示すように、前記ハウジング２０に前記集積光学素子１０を組み込むことで構成されている。
前記ハウジング２０には、対物レンズ２、該対物レンズ２をフォーカス方向およびトラッキング方向に移動させる不図示の二軸アクチュエータ、光路形成用のプリズム２Ａ（図１０（Ａ））などが組み込まれている。
前記ハウジング２０は、アルミ合金などの熱伝導性に優れた金属材料から構成され、高さと幅と長さを有するブロック状に形成され、長さ方向の一端側の上面部分に前記対物レンズ２および二軸アクチュエータが取着されている。前記ハウジング２０の内部には、前記対物レンズ２の光軸上に前記プリズム２Ａが配設されている。
【００３０】
前記ハウジング２０の長さ方向の他端には、前記集積光学素子１０を取り付ける取付凹部２００２と、該取付凹部２００２を挟む両側の取付部２００４とが形成されており、前記取付凹部２００２には、前記ハウジング２０内部に連通する開口２００６が形成され、この開口２００６を介して前記プリズム２Ａおよび対物レンズ２と、前記集積光学素子１０との間に光路が形成されるように構成されている。
前記集積光学素子１０の前記ハウジング２０への取付は、前記集積光学素子１０のコリメートレンズ１００８を前記開口２００６に臨ませた状態で、前記基板１０１４の部分１０１４Ｊを前記取付部２００４に当接させ、その状態で前記基板１０１４の取付部１０１４Ｆをハウジング２０の取付部２００４にねじなどで取着することによってなされる。
これにより、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記光源１００２、ＩＣチップ１０１１で発生した熱は、基板１０１４から部分１０１４Ｊ、取付部２００４を介してハウジング２０に伝導され放熱される。
【００３１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ハウジング２０に取り付けられた集積光学素子１０の基板１０１４の裏面１０１４Ｈには、前記フレキシブル基板３０が接続される。
フレキシブル基板３０は、図１０（Ａ）に示すように、基板１０１４に接続される矩形板状の接続部３００２と、該接続部３００２の一辺から延出された帯状の配線部３００４と、該配線部３００４の端部に設けられ、前記制御基板に接続される接続部３００６とを備えて構成されている。
図１１（Ａ）に示すように、前記矩形板状の接続部３００２の一方の面には、前記接続部３００２の一辺を除く三辺に沿って複数の接続端子３００２Ａが配設されている。
図１０（Ａ）に示すように、他方の接続部３００６の一方の面には、複数の接続端子３００６Ａが配設されている。
前記配線部３００４は、前記接続端子３００２Ａのそれぞれと接続端子３００６Ａのそれぞれとを接続する配線パターンを有して構成されている。
【００３２】
図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）に示すように、前記基板１０１４の前記外部接続用端子１０１４Ｉのそれぞれと前記接続部３００２の接続端子３００２Ａのそれぞれとを互いに一致させた状態で半田付けすることにより、各接続端子１０１４Ｉと各外部接続用端子３００２Ａとが接続される。
この状態で、前記配線部３００４は前記接続部３００２の一辺の箇所から基板１０１４の外方に向けて延在している。
前記フレキシブル基板３０の接続部３００６は、前記制御基板に設けられた接続部にコネクタなどを介して接続される。これにより、前記光ヘッド１０４の各信号が前記フレキシブル基板３０を介して前記制御基板に対して入出力される。
【００３３】
次に、本実施の形態の集積光学素子、光ヘッドおよび記録再生装置の動作について説明する。
光記録媒体１０２の再生時の動作について説明する。まず、前記レーザ制御部１２１から出力された駆動信号は、前記フレキシブル基板３０から前記基板１０１４の外部接続端子１０１４Ｇ、素子接続用端子１０１４Ｄ、ワイヤを介して光源１００２に供給される。これにより前記光源１００２から出射された光ビームは、前記光分離手段１００６、コリメートレンズ１００８、プリズム２Ａを介して対物レンズ２により前記光記録媒体１０２の記録層に集光される。
前記記録層で反射された反射光ビームは、上記と逆の光路をたどって前記光分離手段１００６に導かれ、この光分離手段１００６によって前記受光素子１００４で検知される。受光素子１００４から出力された検知信号は、前記処理回路１０１０によって所定の処理がなされ、前記素子接続用端子１０１４Ｄ、外部接続端子１０１４Ｇ、フレキシブル基板３０を介して前記プリアンプ１２０に出力される。これにより、前記プリアンプ１２０、サーボ制御部１０９、レーザ制御部１２１に必要な信号が出力されることで、ＲＦ信号の再生、各種サーボ制御動作などがなされる。
光記録媒体１０２の記録時の動作は、前記光源１００２に記録信号としての駆動電流が供給される点が異なり、他の動作は再生時と同様である。
【００３４】
このような本実施の形態によれば、前記基板１０１４の表面１０１４Ａには、ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子１０１４Ｄを配設し、前記裏面１０１４Ｈには、前記基板１０１４の表面１０１４Ａの前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、すなわち表面１０１４Ａの端子配設箇所に前記１つの辺を加えた広い領域に複数の外部接続用端子１０１４Ｉを配設するように構成した。
そのため、前記裏面１０１４Ｈにおいて前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に配設した複数の外部接続用端子１０１４Ｉの相互の間隔Ｐ２を、前記基板１０１４の表面１０１４ＡにおいてＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って配設した複数の素子接続用端子１０１４Ｄの相互の間隔Ｐ１よりも大きく確保できる。
【００３５】
これにより、前記素子接続用端子１０１４Ｄの間隔Ｐ１を光源、受光素子、ＩＣチップとのワイヤ接続可能な程度の小さい寸法にするとともに、前記外部接続用端子１０１４Ｉの間隔Ｐ２を半田付け接続可能な程度の大きい寸法にするという条件を満たした上で、前記外部接続用端子１０１４Ｉを狭い面積にレイアウトすることが可能となる。
したがって、前記基板１０１４の多ピン化と同時に外形寸法の小型化を実現することができ、集積光学素子、光ピックアップの高性能化、薄型化、小型化を図ることができる。また、このことにより、集積光学素子、光ピックアップおよび記録再生装置の部品コストの削減、消費電力の削減を実現する上で有利となる。
また、前記外部接続用端子１０１４Ｉを前記ＩＣチップ１０１１の互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に配設することができるため、基板内における配線設計の自由度を向上することができ、信号系と給電系に配線を分離することが容易となる利点がある。
【００３６】
また、前記フレキシブル基板３０に矩形板状の接続部３００２と、該接続部３００２の一辺から延出された帯状の配線部３００４とを設け、前記接続部３００２の一方の面に、前記一辺を除く三辺に沿って複数の接続端子３００２Ａを配設し、前記外部接続用端子１０１４Ｉのそれぞれと前記接続端子３００２Ａのそれぞれとを接続し、前記接続端子３００２Ａと前記外部接続用端子１０１４Ｉとが接続された状態で、前記配線部３００４が前記一辺の箇所から基板１０１４の外方に向けて延在するように構成した。
そのため、フレキシブル基板３０の接続部３００２の外形を前記複数の外部接続用端子１０１４Ｉで囲まれる大きさとすることができるで、前記フレキシブル基板３０を小型化する上で有利である。
【００３７】
また、前記基板１０１４の横方向で前記ＩＣチップ１０１１の両側の基板箇所に放熱部を設けたので、前記基板１０１４の外形寸法の小型化を実現すると同時に、放熱部の大きさを確保することにより、放熱効果を向上させることができる。これにより、光源、受光素子、処理回路の動作の安定化と高性能化を図ることができる。また、放熱効果を上げることで光源、受光素子、処理回路の消費電力を抑制できる。
また、前記基板１０１４に設けた取付部１０１４Ｆからケース１０１８に熱が伝導されて放熱されるとともに、基板１０１４に設けた取付部１０１４Ｆの外側の部分１０１４Ｊからハウジング２０に熱が伝導されて放熱されるため、放熱効果をより向上させることができる。
【００３８】
また、前記基板１０１４の横方向で前記ＩＣチップ１０１１の両側の基板箇所にに金属材料からなる取付部１０１４Ｆを設け、該取付部１０１４Ｆに金属製のケース１０１８を取着する構成とすることにより、前記ケース１０１８として安価な板金材料などを採用でき、また、組立コストがかからないので、コストを削減する上で有利である。
【００３９】
次に、本発明に係る集積光学素子の放熱効果を測定した実験結果について説明する。
図１２は、集積光学素子のドループ特性の測定結果の一例を示す線図である。図１２は、横軸に時間Ｔ（ｓｅｃ）、縦軸に光源の出射パワーの劣化率Ｒ（％）をとっている。すなわち、Ｔ＝０で光源をオンし、そのときの出射パワーを１００％とし、以降、時間経過と共に劣化する出射パワーを測定している。
測定条件は下記の通りである。
Ａ１は本発明の集積光学素子１０（ケース１０１８取着）を単体で測定。
Ａ２は従来の集積光学素子２００Ｂを単体で測定（図１５）。
Ｂ１は本発明の集積光学素子１０をハウジング２０に取着した状態で測定。
Ｂ２は従来の集積光学素子２００Ｂをハウジングに取着した状態で測定。
【００４０】
図１２のＡ１、Ｂ１に示すように、集積光学素子を単体で測定した場合、本発明の集積光学素子１０は従来の集積光学素子３００Ｂに比較して小型化されているにも関わらず特性の劣化が少ない。
また、図１２のＡ２、Ｂ２に示すように、集積光学素子をハウジングに取着した場合、本発明の集積光学素子１０は従来の集積光学素子３００Ｂに比較して放熱効果が大幅に向上しているため、特性の向上が図られていることがわかる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、集積光学素子１０のＩＣチップ１０１１および基板１０１４の形状を矩形として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その形状は任意である。
また、前記基板１０１４の表面１０１４Ａに配置される前記素子接続用端子１０１４Ｄの間隔、および、裏面１０１４Ｈに配置される前記外部接続用接続端子１０１４Ｉの間隔は、実施の形態のようにそれぞれ等間隔である必要はない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、集積光学素子、光ヘッドおよび記録再生装置の小型化、放熱効果の向上およびコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態における集積光学素子の基板を表面側から見た斜視図、（Ｂ）は集積光学素子の基板を裏面側から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における集積光学素子および光ヘッドを組み込んだ記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
【図４】（Ａ）は基板の表面方向から見た集積光学素子の斜視図、（Ｂ）は基板の裏面方向から見た集積光学素子の斜視図、（Ｃ）は集積光学素子の分解斜視図である。
【図５】（Ａ）は基板の内部配線を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は集積光学素子の組立を示す説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はケースを基板に取着する手順を示す説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）はケースを基板に取着する他の手順を示す説明図である。
【図９】（Ａ）は集積光学素子のハウジングへの取付を説明する説明図、（Ｂ）、（Ｃ）は基板からハウジングへの放熱を説明する説明図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）はフレキシブル基板の集積光学素子への接続を説明する説明図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）はフレキシブル基板の基板への接続を説明する説明図である。
【図１２】集積光学素子のドループ特性の測定結果の一例を示す線図である。
【図１３】（Ａ）は従来の集積光学素子の構成例を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の内部構成示す説明図である。
【図１４】（Ａ）は従来の集積光学素子とハウジングの構成を示す斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は放熱状態の説明図である。
【図１５】従来の集積光学素子の他の構成例を示す斜視図である。
【図１６】（Ａ）は従来の集積光学素子とハウジングの構成を示す斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は放熱状態の説明図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）は従来の集積光学素子の組立説明図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）は従来の集積光学素子の組立説明図である。
【符号の説明】
１０……集積光学素子、１０１……記録再生装置、１０４……光ヘッド、１００２……光源、１００４……受光素子、１０１０……処理回路、１０１１……ＩＣチップ、１０１４……基板、１０１４Ａ……表面、１０１４Ｄ……素子接続用端子、１０１４Ｈ……裏面、１０１４Ｉ……外部接続用端子、１０１５……内部配線。

Claims

矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが光記録媒体で反射された反射光ビームを受光する受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子であって、
前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、
前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、
前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられている、
ことを特徴とする集積光学素子。
前記基板の裏面にはフレキシブル基板が接続され、前記フレキシブル基板は矩形板状の接続部と、該接続部の一辺から延出された帯状の配線部とを有し、前記接続部の一方の面には、前記一辺を除く三辺に沿って複数の接続端子が配設され、前記基板とフレキシブル基板との接続は、前記外部接続用端子のそれぞれと前記接続部の接続端子のそれぞれとが接続されることによってなされることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
前記接続部の接続端子と前記基板の外部接続用端子とが接続された状態で、前記配線部は前記一辺の箇所から基板の外方に向けて延在するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の集積光学素子。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に前記ＩＣチップで発生し前記基板に伝達された熱を放熱するための放熱部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
前記放熱部は、前記基板箇所に取着された金属材料で形成されている請求項４記載の集積光学素子。
前記放熱部は、前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースを取り付けるための取付部として構成されていることを特徴とする請求項５記載の集積光学素子。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項６記載の集積光学素子。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に金属材料からなる取付部が設けられ、該取付部には前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースが取着されていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項５記載の集積光学素子。
前記ＩＣチップには、前記光源からの光ビームを前記光記録媒体に導くとともに、前記反射光ビームを前記受光素子に導く光学部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所にそれぞれ配設された複数の外部接続用端子の相互の間隔は、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って配設された複数の素子接続用端子の相互の間隔よりも大きな寸法に形成されていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記照射された光ビームの前記光記録媒体での反射光ビームを前記対物レンズを介して受光する受光素子とを備えた光ヘッドであって、
前記光ヘッドは、矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには前記光源と、前記受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子を有して構成され、
前記集積光学素子は、
前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、
前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、
前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられている、
ことを特徴とする光ヘッド。
前記基板の裏面にはフレキシブル基板が接続され、前記フレキシブル基板は矩形板状の接続部と、該接続部の一辺から延出された帯状の配線部とを有し、前記接続部の一方の面には、前記一辺を除く三辺に沿って複数の接続端子が配設され、前記基板とフレキシブル基板との接続は、前記外部接続用端子のそれぞれと前記接続部の接続端子のそれぞれとが接続されることによってなされることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
前記接続部の接続端子と前記基板の外部接続用端子とが接続された状態で、前記配線部は前記一辺の箇所から基板の外方に向けて延在するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の光ヘッド。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に前記ＩＣチップで発生し前記基板に伝達された熱を放熱するための放熱部が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
前記放熱部は、前記基板箇所に取着された金属材料で形成されている請求項１５記載の光ヘッド。
前記放熱部は、前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースを取り付けるための取付部として構成されていることを特徴とする請求項１６記載の光ヘッド。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項１７記載の光ヘッド。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に金属材料からなる取付部が設けられ、該取付部には前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースが取着されていることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項１６記載の光ヘッド。
前記ＩＣチップには、前記光源からの光ビームを前記光記録媒体に導くとともに、前記反射光ビームを前記受光素子に導く光学部材が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所にそれぞれ配設された複数の外部接続用端子の相互の間隔は、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って配設された複数の素子接続用端子の相互の間隔よりも大きな寸法に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
光記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有して構成される記録再生装置であって、
前記光ヘッドは、矩形に形成されたＩＣチップが基板の表面に取着されて構成され、前記ＩＣチップには光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが光記録媒体で反射された反射光ビームを受光する受光素子とが搭載されるとともに、前記受光素子の検出信号を処理する処理回路が設けられた集積光学素子と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズとを備え、
前記集積光学素子は、
前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って複数の素子接続用端子が配設され、
前記基板の表面において、前記複数の素子接続用端子と、前記光源の接続端子、受光素子の接続端子および処理回路の接続端子との間がワイヤによって接続され、
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所に、複数の外部接続用端子が配設され、
前記基板には、該基板の内部を通り前記複数の素子接続用端子のそれぞれと前記複数の外部接続用端子のそれぞれとを一対一で接続する内部配線が設けられている、
ことを特徴とする記録再生装置。
前記基板の裏面にはフレキシブル基板が接続され、前記フレキシブル基板は矩形板状の接続部と、該接続部の一辺から延出された帯状の配線部とを有し、前記接続部の一方の面には、前記一辺を除く三辺に沿って複数の接続端子が配設され、前記基板とフレキシブル基板との接続は、前記外部接続用端子のそれぞれと前記接続部の接続端子のそれぞれとが接続されることによってなされることを特徴とする請求項２３記載の記録再生装置。
前記接続部の接続端子と前記基板の外部接続用端子とが接続された状態で、前記配線部は前記一辺の箇所から基板の外方に向けて延在するように構成されていることを特徴とする請求項２４記載の記録再生装置。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に前記ＩＣチップで発生し前記基板に伝達された熱を放熱するための放熱部が設けられていることを特徴とする請求項２３記載の記録再生装置。
前記放熱部は、前記基板箇所に取着された金属材料で形成されている請求項２６記載の記録再生装置。
前記放熱部は、前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースを取り付けるための取付部として構成されていることを特徴とする請求項２７記載の記録再生装置。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項２８記載の記録再生装置。
前記基板は縦方向よりも横方向の寸法が大きい矩形に形成され、前記ＩＣチップは基板の表面で横方向の中央部に縦方向を基板の縦方向に平行させて配置され、前記横方向で前記ＩＣチップの両側の基板箇所に金属材料からなる取付部が設けられ、該取付部には前記光源、受光素子およびＩＣチップを収容する金属製のケースが取着されていることを特徴とする請求項２３記載の記録再生装置。
前記ケースの前記取付部への取着は銀ペーストを用いた接着あるいは抵抗溶接によって行なわれていることを特徴とする請求項２７記載の記録再生装置。
前記ＩＣチップには、前記光源からの光ビームを前記光記録媒体に導くとともに、前記反射光ビームを前記受光素子に導く光学部材が設けられていることを特徴とする請求項２３記載の記録再生装置。
前記基板の裏面で前記基板の表面の前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺と該２つの辺で挟まれた１つの辺とに対応する箇所にそれぞれ配設された複数の外部接続用端子の相互の間隔は、前記基板の表面で前記ＩＣチップの互いに対向する２つの辺に臨む箇所にそれぞれこれらの辺に沿って配設された複数の素子接続用端子の相互の間隔よりも大きな寸法に形成されていることを特徴とする請求項２３記載の記録再生装置。