(57)【要約】簡単な構成で小型薄型の受光素子を実現し、これを搭載する小型薄型の光ヘッドを提供する。情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、複数の電極がフレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続される。
2003098616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、前記複数の電極が前記フレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながらフレキシブル配線基板に固定されて成ることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記フレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記受光セルと前記回路部とは、前記フレキシブル配線基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする請求項５記載の光ヘッド。
【請求項７】
光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定される内部配線付き多層基板とからなり、前記複数の電極が前記内部配線付き多層基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項８】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながら前記内部配線付き多層基板に固定されて成ることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記内部配線付き多層基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されたことを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記ヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記内部配線付き多層基板と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記受光セルと前記回路部とは、前記内部配線付き多層基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記受光素子は、前記情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号受光素子、または前記情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号受光素子であることを特徴とする請求項１または７記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記受光素子は、前記情報記録媒体のチルトを検出する、または前記集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは前記光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであることを特徴とする請求項１または７記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記フレキシブル配線基板の受光チップ塔載部分は複数の平行な配線を有し、前記受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記フレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１７】
前記受光チップは、前記フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１６記載の光ヘッド。
【請求項１８】
前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分は複数の平行な配線を有し、前記内部配線付き多層基板に搭載固定された受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記ヘッドフレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１９】
前記内部配線付き多層基板は、前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１８記載の光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、情報記録媒体である光ディスクに対して光学的に情報を記録再生する光ヘッドに関する。
背景技術
高密度大容量メモリーの技術開発が盛んに行われている中、メモリーに要求される能力としては、高密度、大容量、高信頼性に加え、書換え機能等が挙げられ、それらを満足するものとして光ディスクがあり、その光ディスクに対して光学的に情報を記録再生する光ヘッドの小型化および簡素化が求められている。
図７は、一般的な光ヘッドの構成を示す概念図である。図７において、２０は情報記録媒体である光ディスク、２１は光源である半導体レーザ、２２は半導体レーザ２１からの出射光を光ディスク２０に微小な光スポットとして集光する集光素子である対物レンズ、２３は光ディスク２０の面ブレや偏芯に対して対物レンズ２２を追従させるための集光素子駆動手段である対物レンズアクチュエータ、２４は光ディスク２０からの反射光を分岐するハーフミラー、２５は光ディスク２０からの反射光を受光する受光素子である。光ヘッド２６は、半導体レーザ２１と、対物レンズ２２と、対物レンズアクチュエータ２３と、ハーフミラー２４と、受光素子２５とから構成される。このように、受光素子２５は、光ディスク２０の情報信号を検出するＲＦ信号受光素子であり、またそのサーボ信号を検出するサーボ信号受光素子として機能する。
従来の商品化されている光ヘッドには、ＲＦ信号検出用やサーボ信号検出用として多分割の受光素子が用いられる。一般に多く用いられている従来の受光素子を簡略化した一例を図８Ａおよび図８Ｂに示す。図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、従来の受光素子である２分割フォトダイオードの平面図および断面図である。以下、この２分割フォトダイオードの構成と機能についての説明を行う。３０が受光素子である２分割フォトダイオード、３１ａ、３１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光チップ、３８は受光チップ３１ａ、３１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光チップ３１ａ、３１ｂに設けられた表面電極、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄはフレーム端子、３４はフレーム端子３３ｃとフレーム端子３３ｄとが一体構造となっているフレーム、３５は受光チップ３１ａ、３１ｂに共通に設けられた裏面電極、３６ａは電極３２ａとフレーム端子３３ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂとフレーム端子３３ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、３７はフレーム端子を除いて４ｍｍ×５ｍｍの面積で高さ１．８ｍｍの形状に受光素子として２分割フォトダイオード３０を形作る樹脂である。
ここで、受光チップ３１ａ、３１ｂの裏面電極３５はフレーム３４に電気接続される。さらに表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによってフレーム端子３３ａ、３３ｂに電気接続される。したがって受光素子である２分割フォトダイオード３０は、フレーム端子３３ａ、３３ｂがアノード端子、フレーム端子３３ｃ、３３ｄがカソード端子となり、受光チップ３１ａ、３１ｂで各々受光した光量は光電流となってフレーム端子３３ａ、３３ｂから出力されて２分割フォトダイオードとして機能する。また、それぞれの寸法に関しては実質的な数値を記している。ここで、受光素子である２分割フォトダイオード３０はフォトダイオードであるため、受光チップ３１ａ、３１ｂは、受光セルと表現することもできる。
図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の受光素子である２分割フォトダイオード３０は、以下のような問題を有している。
第１に、受光チップが小型薄型であっても、受光素子としては大型で厚い形状となる。つまり、受光チップ３１ａ、３１ｂは、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍと小型薄型であるにもかかわらず、受光素子である２分割フォトダイオード３０は、フレーム端子を除いて４ｍｍ×５ｍｍの面積で高さ１．８ｍｍの樹脂３７の形状で形作られている。
第２に、２分割フォトダイオード３０を搭載するフレキシブル配線基板がやはり大型化する。これについて、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、図８Ａおよび図８Ｂに示した受光素子である２分割フォトダイオード３０をフレキシブル配線基板４８に電気接続した構成を示す平面図および断面図である。２分割フォトダイオード３０において、フレーム端子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが、フレキシブル配線基板４８上の配線３９にハンダ処理などにより電気接続される。４０はフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板でガラス入りエポキシ材などで構成される。またフレキシブル配線基板４８は、２分割フォトダイオード３０のフレーム端子との段差を解消するために、２分割フォトダイオード３０の樹脂３７の４ｍｍ×５ｍｍの外形より大きな開口４７を有している。このため、配線３９のいわゆる引き回し方も、２分割フォトダイオード３０の樹脂３７の外側を迂回せずには構成できないため、どうしてもフレキシブル配線基板４８の２分割フォトダイオード３０搭載周辺部が面積的に大型化するという問題がある。図９Ａおよび図９Ｂに示す構成の場合、樹脂３７の外形を０．３ｍｍの余裕をもって開口４７にはめ込むとすると、開口４７の寸法は４．６ｍｍ×５．６ｍｍとなる。さらに、フレーム端子３３ｃ、３３ｄの配線３９が樹脂３７の外側を迂回しているので、ライン幅０．１ｍｍでスペース幅０．５ｍｍとすると、フレキシブル配線基板４８の寸法は７．８ｍｍとなる。
以上第１および第２の問題点のため、受光素子である２分割フォトダイオード３０が搭載される光ヘッドでは、この２分割フォトダイオード３０の形状自体が光ヘッドの限界サイズを決定する要因になるという問題点を有していた。これについて、図１０Ａを参照して説明する。図１０Ａは光ヘッドの側面図で、光ディスク２０と、光源である半導体レーザ２１と、ＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子との位置関係を簡単に示している。
図１０Ａからわかるように、部品と光ディスク２０との空間を１ｍｍと考えると、光源である半導体レーザ２１は一般的に直径が５．６ｍｍであるので、光源部分は光ディスク２０から６．６ｍｍで構成できる。一方、図８Ａおよび図８Ｂに示す受光素子である２分割フォトダイオード３０が、図９Ａおよび図９Ｂに示すようにフレキシブル配線基板４８に搭載固定されている場合には、前述のように検出部のフレキシブル配線基板４８の寸法は７．８ｍｍとなる。ここで、受光素子３０は光ヘッド２６としての性能を発揮するために光軸に垂直な面内で位置決め調整され、その移動範囲を±０．５ｍｍとする。すなわち検出部分は、空間１ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅７．８ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から９．８ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子３０が搭載される検出部の、光源部からの飛び出し量は実に３．２ｍｍとなり、少なくとも光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することになる。
つぎに、受光素子が光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではなく、例えば情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を考える。図１０Ｂを参照すると、光ディスク２０のチルトを検出するので、センサーは光ディスク２０と平行に、例えば半導体レーザ２１の上空間に配置される。このセンサーが、図８Ａおよび図８Ｂに示す受光素子である２分割フォトダイオード３０であり、図９Ａおよび図９Ｂに示すようにフレキシブル配線基板４８に搭載固定されている場合には、その厚みは１．８ｍｍとなる。つまり、光源部分は、空間１ｍｍ、センサー（受光素子である２分割フォトダイオード３０）の厚み１．８ｍｍ、および半導体レーザ５．６ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から８．４ｍｍの構成となる。ここで言うセンサーは、光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではないので、特に光ヘッド小型化のうえで、１．８ｍｍの寸法拡大は大きな問題となる。
発明の開示
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で小型薄型の受光素子を実現し、これを搭載する小型薄型の光ヘッドを提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の光ヘッドは、光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、複数の電極がフレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする。
この構成によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成するフレキシブル配線基板も小型化でき、第３に光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
第１の光ヘッドにおいて、受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと受光チップの双方を覆いながらフレキシブル配線基板に固定されて成ることが好ましい。これにより、最も損傷を受けやすい金属ワイヤのみ、または最も損傷を受けやすい金属ワイヤとともに受光チップの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子としての取り扱いがより容易になる。
この場合、フレキシブル配線基板は、光源および集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であることが好ましい。これにより、フレキシブル配線基板が受光素子専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
また、光源は発光チップ素子であり、発光チップ素子は、フレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板の簡略化を図ることができる。
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の光ヘッドは、光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、受光チップが搭載固定される内部配線付き多層基板とからなり、複数の電極が内部配線付き多層基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする。
この構成によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、内部配線付き多層基板とその立体的に配された電気配線の特徴を生かして受光素子を面積的に大型化させることがないので、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成する内部配線付き多層基板も小型化でき、第３に後述するが光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
第２の光ヘッドにおいて、受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと受光チップの双方を覆いながら内部配線付き多層基板に固定されて成ることが好ましい。これにより、最も損傷を受けやすい金属ワイヤのみ、または最も損傷を受けやすい金属ワイヤとともに受光チップの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子としての取り扱いがより容易になる。
この場合、内部配線付き多層基板が、光源および集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されることが好ましい。これにより、内部配線付き多層基板が受光素子専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
また、光源は発光チップ素子であり、発光チップ素子は、ヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板の簡略化を図ることができる。
または、光源は発光チップ素子であり発光チップ素子は、内部配線付き多層基板と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光源と受光素子とがいわゆる受発光素子として一体に構成されるので、光ヘッドの一層の小型化を図ることができる。
また、第１および第２の光ヘッドにおいて、受光素子の受光チップは、光が入射する受光セルと、受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることが好ましい。これにより、受光セルからの出力は、光電流ではなく、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。
受光セルと回路部が全く別要素として構成される場合も本発明の意図するところである。この場合、受光素子の受光チップにおいて、受光セルと回路部とは、第１の光ヘッドではフレキシブル配線基板、第２の光ヘッドでは内部配線付き多層基板の表裏２面に、各々独立して設けられることが好ましい。これにより、受光素子を面積的に大型化させることなく、電気回路内蔵型受光素子であっても、いわゆる受光素子の放射感度を大きくとれるという利点を有する。
また、第１および第２の光ヘッドにおいて、受光素子は、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である。これにより、光ヘッドの検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
または、受光素子は、情報記録媒体のチルトを検出する、または集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーである。これにより、具体的な検出センサーを構成しながら、光ヘッドの高さやサイズを大型化させることもない。
また、第１の光ヘッドにおいて、フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分は複数の平行な配線を有し、受光チップは、主要な分割線が複数の配線と略平行となるように、フレキシブル配線基板に搭載され、加えて、受光チップは、フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分の略中央に搭載されることが好ましい。これにより、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
また、第２の光ヘッドにおいて、ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分は複数の平行な配線を有し、内部配線付き多層基板に搭載固定された受光チップは、主要な分割線がこの配線と略平行となるように、ヘッドフレキシブル配線基板に搭載され、加えて、内部配線付き多層基板は、ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分の略中央に搭載されることが好ましい。これにより、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本発明の実施の形態１による光ヘッドにおける２分割受光素子の一構成例を示す平面図および断面図であり、以下にその構成と機能についての説明を行う。図１Ａおよび図１Ｂの受光素子も、図３に示した一般的な光ヘッドの受光素子２５と同じように、光ヘッドの構成要素として用いられる。
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、３１ａ、３１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光チップ、３８は受光チップ３１ａ、３１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光チップ３１ａ、３１ｂに設けられた表面電極、３５は受光チップ３１ａ、３１ｂに共通に設けられた裏面電極、４８はフレキシブル配線基板、３９ａ、３９ｂ、３９ｃはフレキシブル配線基板上の配線、４０はガラス入りエポキシ材などで構成されフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板、３６ａは電極３２ａと配線３９ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂと配線３９ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定する保護樹脂であり、以上の構成要素によって、２分割受光素子４３が構成される。
ここで、受光チップ３１ａ、３１ｂは、裏面電極３５でフレキシブル配線基板４８の配線３９ｃに電気接続される。さらに表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによってフレキシブル配線基板４８の配線３９ａ、３９ｂに電気接続される。また保護樹脂４２ａ、４２ｂは紫外線硬化型の樹脂であり、電気接続の機能を発揮する金属ワイヤ３６ａ、３６ｂの損傷や断線を防ぐことができる。したがって２分割受光素子４３は、配線３９ａ、３９ｂがアノード端子、配線３９ｃがカソード端子となり、受光チップ３１ａ、３１ｂで各々受光した光量は光電流となって配線３９ａ、３９ｂに出力されて、いわゆる２分割フォトダイオードとして機能する。また、それぞれの寸法に関しては実質的な数値を記している。ここで、２分割受光素子４３はフォトダイオードであるため、受光チップ３１ａ、３１ｂは、受光セルと表現することもできる。なお、ここでは、本発明の主旨に基づかない光ヘッドを構成する他の要素や機能については、図示もせず説明も省略している。
このように、本発明の実施の形態１においては、図１Ａおよび図１Ｂの２分割受光素子４３と、従来の構成である図９Ａおよび図９Ｂとを比較すると、本実施の形態によれば、構成要素を増やすことなく、第１に小型薄型の２分割受光素子４３を実現し、第２に２分割受光素子４３を構成するフレキシブル配線基板についても小型化を実現できる。したがって、これらが塔載される光ヘッドの小型化も達成できるという優れた効果を発揮する。
具体的に数値を挙げると、図１Ａにおいて、配線３９ａ、３９ｂとフレキシブル配線基板４８の外形とのスペース幅を０．５ｍｍとすると、受光チップ３１ａ、３１ｂの縦（分割線３８垂直方向）方向寸法である１．５ｍｍに対して、フレキシブル配線基板４８の寸法は２．５ｍｍとなる。図面上右端部におけるフレキシブル配線基板４８外形の受光チップ３１ａ、３１ｂからの飛び出し量も０．５ｍｍ前後で構成できる。
図２Ａは、光ヘッドの側面図で、光ディスク２０と、光源である半導体レーザ２１と、本実施の形態の図１Ａおよび図１Ｂに示したＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子４３との位置関係を簡単に示している。図２Ａからわかるように、部品と光ディスク２０との空間を１ｍｍと考えると、検出部の受光素子４３が図１Ａおよび図１Ｂに示す２分割フォトダイオードである場合には、前述のように検出部のフレキシブル配線基板４８の寸法は２．５ｍｍとなる。ここで、受光素子４３は、光ヘッドとしての性能を発揮するために光軸に垂直な面内で位置決め調整され、その移動範囲を±０．５ｍｍとする。すなわち、検出部分は、空間１ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅２．５ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から４．５ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３が搭載される検出部が、従来例の図６Ａとは異なって、光源部から飛び出すことはない。つまり、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならない。
つぎに、受光素子が光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではなく、例えば情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を考える。図２Ｂを参照すると、光ディスク２０のチルトを検出するので、センサーは光ディスク２０と平行に、例えばＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３の上空間に配置される。このセンサーが、図１Ａおよび図１Ｂの受光素子である２分割フォトダイオードである場合には、その厚みは１．０ｍｍとなる。つまり、検出部分は、空間１ｍｍ、センサー（受光素子である２分割フォトダイオード）１．０ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅２．５ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から５．５ｍｍの構成となる。これは、光源部の６．６ｍｍよりも小さいため、光ディスク２０のチルト検出センサーを構成しながら、光ヘッドの高さを増大させることもない。
なお、本実施の形態では、保護樹脂４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定されているが、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂと共に受光チップ３１ａ、３１ｂの受光面側をも覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定されても良い。この構成では、最も損傷を受けやすい金属ワイヤ３６ａ、３６ｂだけでなく、受光チップ３１ａ、３１ｂの受光面側も外的な損傷から保護されるため、２分割受光素子４３としての取り扱いがより容易になる。
なお、本実施の形態では、フレキシブル配線基板４８において、２分割受光素子４３の周辺のみを例示したが、フレキシブル配線基板４８が、光源や集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であってもよい。図３は、ヘッドフレキシブル配線基板５０の一部としてフレキシブル配線基板４８を構成した場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図である。図３において、ヘッドフレキシブル配線基板４８は、半導体レーザ２１、対物レンズ２２を駆動する対物レンズアクチュエータ２３、２分割受光素子４３と外部回路とを電気的に配線するヘッドフレキシブル配線基板５０の一部となっている。これにより、フレキシブル配線基板４８が２分割受光素子４３専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。これは、ヘッドフレキシブル配線基板と各構成要素との電気接続の手法や、ヘッドフレキシブル配線基板自身の光ヘッド内での配置の手法（引き回し方）が簡略化できるためである。
また、図４に示すように、光源が発光チップ素子２１１であって、発光チップ素子２１１がフレキシブル配線基板４８に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。つまり、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、図４に示すような１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものがフレキシブル配線基板に電気接続されるので、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板が簡略化できる。
なお、本実施の形態では、受光チップ３１ａ、３１ｂは受光セルと表現したように、２分割受光素子４３はフォトダイオードとしたが、受光チップ３１ａ、３１ｂは、それぞれ、光が入射する受光セルと、これらの受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とから構成される、電気回路内蔵型受光素子であってもよい。この場合は、受光セルからの出力は、光電流ではなく、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。
なお、本実施の形態では、２分割受光素子４３が、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である場合、あるいは、情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を例示したが、光ヘッドに用いられる受光素子であれば、例えば、集光素子駆動手段のチルトを検出する、または光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであってもよい。
なお、本実施の形態では、図１Ａに示すように、受光素子４３のフレキシブル配線基板４８の受光チップ搭載部分は、図９Ａに示す従来例と比較して、受光チップ３１ａ、３１ｂの長辺の長さ１．５ｍｍとほぼ同じ寸法部分である２．５ｍｍを有するようにした。これにより、図７Ａに示すように、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
さらに、本実施の形態では、図１Ａに示すように、受光素子４３のフレキシブル配線基板４８の受光チップ搭載部分は３本の平行な配線３９ａ、３９ｂ、３９ｃを有し、受光チップ３１ａ、３１ｂは、主要な分割線３８がこれらの配線と略平行となるように、フレキシブル配線基板４８に搭載されており、加えて、受光チップ３１ａ、３１ｂは、フレキシブル配線基板４８の略中央に搭載されている。これにより、図２Ａに示すように、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
以上のように、図１Ａおよび図１Ｂに示した本実施の形態の構成を発展させることにより、単に受光素子である２分割受光素子４３の周辺部分だけが小型化されるのではなく、光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドが構成されると言える。
（実施の形態２）
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、本発明の実施の形態２による光ヘッドにおける２分割の電気回路内蔵型受光素子の平面図および断面図であり、以下にその構成と機能についての説明を行う。図５Ａおよび図５Ｂに示す２分割の電気回路内蔵型受光素子も、図７に示した一般的な光ヘッドの受光素子２５と同じように、光ヘッドの構成要素として用いられる。
図５Ａおよび図５Ｂにおいて、４１ａ、４１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光セル、３８は受光セル４１ａ、４１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光セル４１ａ、４１ｂに設けられた表面電極、３５は受光セル４１ａ、４１ｂに共通に設けられた裏面電極、４４は受光セル４１ａ、４１ｂを面Ｐに搭載固定する内部配線付き多層基板、４５ａ、４５ｂは内部配線付き多層基板４４に設けられた金属リード部、３６ａは電極３２ａと金属リード部４５ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂと金属リード部４５ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定される保護樹脂、４６は受光セル４１ａ、Ｂ４１ｂからの光電流を増幅および演算する回路部であり、受光セル４１ａ、４１ｂに対して、内部配線付き多層基板４４の裏面である面Ｑに電気接続して搭載固定されている。以上の構成要素によって、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３が構成される。なお、本実施の形態では、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６とで受光チップが構成される。４８は内部配線付き多層基板４４を電気接続して搭載固定するフレキシブル配線基板、４０はガラス入りエポキシ材などで構成されフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板である。また、保護樹脂４２ａ、４２ｂは紫外線硬化型の樹脂であり、電気接続の機能を発揮する金属ワイヤ３６ａ、３６ｂの損傷や断線を防ぐことができる。
ここで、受光セル４１ａ、４１ｂは、裏面電極３５で内部配線付き多層基板４４面Ｐの金属リード部（図示せず）に電気接続される。さらに、表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによって内部配線付き多層基板４４の金属リード部４５ａ、４５ｂに電気接続される。内部配線付き多層基板４４の内部構造は、金属配線が設けられた層が複数積み重なれており、かつ層間の電気接続も金属ホールで行われているため、内部配線付き多層基板４４は、表面の面Ｐと裏面の面Ｑの間を含めて立体的に電気配線がなされているものである。
なお、内部配線付き多層基板４４としては、多層セラミック基板や多層プリント基板を用いることができる。多層セラミック基板を用いた場合、加工成型がし易いという利点があり、また多層プリント基板を用いた場合、量産性に優れているという利点がある。
受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３において、面Ｐに配された受光セル４１ａ、４１ｂで各々受光した光量は光電流となって金属リード部４５ａ、４５ｂから内部配線付き多層基板４４の内部の電気配線（図示せず）を経て内部配線付き多層基板４４の裏面の面Ｑの回路部４６に至る。もちろん、回路部４６は、回路部４６の複数の電極（図示せず）が内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた複数の金属リード部（図示せず）と、例えばバンプ工法などを用いて電気的に接続されている。この回路部４６では、受光セル４１ａ、４１ｂからの光電流を増幅および演算して、光ヘッドに必要な電気信号を電圧出力することになる。電圧出力される電気信号や、回路部４６を動作させるために必要な電気信号は、内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた複数の金属リード部（図示せず）および面Ｑに設けられた電気配線を経て、全てフレキシブル配線基板４８の配線（図示せず）によって入出力が行われる。もちろん、内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた電気配線とフレキシブル配線基板４８の配線は、面Ｑとフレキシブル配線基板４８との接触部で、例えばバンプ工法などを用いて電気的に接続が行われている。なお、ここでは、本発明の主旨に基づかない光ヘッドを構成する他の要素や機能については、図示もせず説明も省略している。
図６は、図５Ｂの２分割の電気回路内蔵型受光素子を構成する多層基板の詳細を示す断面図である。なお、図６においては、図５Ｂと異なり、受光セル４１ａ、４１ｂは最上層の凹部に配置されている。多層基板４４は、金属配線４４１Ｌを含む各層４４１が積層されて構成され、各層の電気的接続は金属ホール４４２を介して行われる。なお、４９は、回路部４６と同一の面に実装された表面実装部品である。
このように、本実施の形態においては、図５Ａおよび図５Ｂに示す受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３と従来の構成である図５とを比較すると、本実施の形態によれば、構成要素を増やすことなく、第１に小型薄型の受光素子４３を実現し、第２に受光素子４３を搭載するフレキシブル配線基板４８についても小型化を実現できる。
具体的に数値を挙げると、図５Ａにおいて、内部配線付き多層基板４４の外形とのスペース幅を０．５ｍｍとすると、受光セル４１ａ、４１ｂの縦（分割線３８垂直方向）方向寸法である１．５ｍｍに対して、内部配線付き多層基板４４の寸法は２．５ｍｍとなる。フレキシブル配線基板４８の縦（分割線３８垂直方向）方向寸法は、内部配線付き多層基板４４の寸法より小さくとも構成できる。このため、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３の縦（分割線３８垂直方向）方向寸法は２．５ｍｍで構成できる。したがって、光ヘッド小型化の具体寸法は、図２Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部は光ディスク２０から４．５ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３が搭載される検出部が、従来例の説明で参照した図１０Ａとは異なって、光源部から飛び出すことはない。つまり、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならない。
このように、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６が全く別要素として構成されるタイプの電気回路内蔵型受光素子４３であるにも関わらず、内部配線付き多層基板４４とその立体的に配された電気配線によって、受光素子が面積的に大型化することはない。したがって、これらが搭載される光ヘッドの小型化も達成できるという優れた効果を発揮する。また、２分割の電気回路内蔵型受光素子４３であるため、受光セル４１ａ、４１ｂからの出力は、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。しかも、本実施の形態は電気回路内蔵型受光素子４３であるが、いわゆる同じ半導体基板上に受光セルと回路部を構成したタイプではなく、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６が全く別要素として構成されるので、いわゆる受光素子の放射感度を大きくとれるという効果を有する。これは、フォトＩＣの放射感度がフォトダイオードのおよそ８０％程度であるという問題を解消するものである。
なお、本実施の形態では、保護樹脂４２ａ、４２ｂは、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定されているが、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂと共に受光セル４１ａ、４１ｂの受光面側をも覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定されても良い。この構成では、最も損傷を受けやすい金属ワイヤ３６ａ、３６ｂだけでなく、受光セル４１ａ、４１ｂの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３としての取り扱いがより容易になる。
なお、本実施の形態では、フレキシブル配線基板４８において、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３の周辺のみを例示したが、フレキシブル配線基板４８が、光源や集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であってもよい。つまり、図３の光ヘッド２６の構成における半導体レーザ２１、対物レンズアクチュエータ２３、受光素子２５と外部回路とを電気的に配線するヘッドフレキシブル配線基板（図示せず）の一部となって、フレキシブル配線基板４８が、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
これは、ヘッドフレキシブル配線基板と各構成要素との電気接続の手法や、ヘッドフレキシブル配線基板自身の光ヘッド内での配置の手法（引き回し方）が簡略化できるためである。なお、このとき、光源が発光チップ素子であって、発光チップ素子がヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。つまり、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、実施の形態１で参照した図４に示すような１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものがヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されるので、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板が簡略化できる。
さらには、光源が発光チップ素子であって、発光チップ素子が受光素子を構成する内部配線付き多層基板４４と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。例えば、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、やはり１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものを内部配線付き多層基板４４に電気接続した場合、光源と受光素子とがいわゆる受発光素子として一体に構成されるので、光ヘッドの一層の小型化が可能となる。
なお、本実施の形態では、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６を有する２分割の電気回路内蔵型受光素子４３を構成したが、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６とで受光チップを構成すると表現したように、回路部４６を有さない受光セル４１ａ、４１ｂだけの受光素子である２分割フォトダイオードであっても良いことは言うまでもない。
なお、本実施の形態では、２分割受光素子４３が、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である場合を例示したが、光ヘッドに用いられる受光素子であれば、例えば、情報記録媒体のチルトを検出する、または集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであってもよい。この場合も、光ヘッドの高さを増大させることもない。
なお、本実施の形態では、図５Ａに示すように、受光素子４３の内部配線付き多層基板４４の受光チップ搭載部分は、図９Ａに示す従来例と比較して、受光チップ３１ａ、３１ｂの長辺の長さ１．５ｍｍとほぼ同じ寸法部分である２．５ｍｍを有するようにした。これにより、図７Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
さらに、本実施の形態では、図５Ａに示すように、ヘッドフレキシブル配線基板４８の受光素子４３搭載部分は複数の平行な配線３９を有し、受光セル４１ａ、４１ｂは主要な分割線３８がこれらの配線３９と略平行となるように、内部配線付き多層基板４４に搭載されており、加えて、受光セル４１ａ、４１ｂは、内部配線付き多層基板４４の略中央に搭載されている。これにより、図２Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
以上のように、図５Ａおよび図５Ｂに示した本実施の形態の構成を発展させることにより、単に受光素子である２分割受光素子４３の周辺部分だけが小型化されるのではなく、光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドが構成されると言える。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成するフレキシブル配線基板や内部配線付き多層基板も小型化でき、第３に光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、本発明の実施の形態１による光ヘッドにおける２分割受光素子の一構成例を示す平面図である。
図１Ｂは、図１Ａに示す２分割受光素子の断面図である。
図２Ａは、本発明の実施の形態１による光ヘッドの側面図で、光ディスクと、ＲＦ信号検出用およびサーボ信号検出用の受光素子との位置関係を示す図である。
図２Ｂは、本発明の実施の形態１による光ヘッドの側面図で、光ディスクとチルト検出用の受光素子との位置を示す図である。
図３は、ヘッドフレキシブル配線基板５０の一部としてフレキシブル配線基板４８を構成した場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図である。
図４は、図３の半導体レーザ２１を発光チップ素子２１１に置き換えた場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図である。
図５Ａは、本発明の実施の形態２による光ヘッドにおける２分割の電気回路内蔵型受光素子の一構成例を示す平面図である。
図５Ｂは、図５Ａに示す２分割の電気回路内蔵型受光素子の断面図である。
図６は、図５Ｂの２分割の電気回路内蔵型受光素子を構成する多層基板の詳細を示す断面図である。
図７は、一般的な光ヘッドの構成を示す概念図である。
図８Ａは、従来の光ヘッドにおける受光素子である２分割フォトダイオードの構成を示す平面図である。
図８Ｂは、図８Ａに示す２分割フォトダイオードの断面図である。
図９Ａは、図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の２分割フォトダイオードをフレキシブル配線基板に電気接続した構成を示す平面図である。
図９Ｂは、図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の２分割フォトダイオードをフレキシブル配線基板に電気接続した構成を示す断面図である。
図１０Ａは、従来の光ヘッドの側面図で、光ディスクと、ＲＦ信号検出用およびサーボ信号検出用の受光素子との位置関係を示す図である。
図１０Ｂは、従来の光ヘッドの側面図で、光ディスクとチルト検出用の受光素子との位置関係を示す図である。
2003098616.tif 000003
2003098616.tif 000004
【図３】
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【図４】
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2003098616.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月30日(2003.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、前記複数の電極が前記フレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続され、
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなり、前記受光セルと前記回路部とは、前記フレキシブル配線基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながらフレキシブル配線基板に固定されて成ることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記フレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
削除
【請求項６】
削除
【請求項７】
光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定される内部配線付き多層基板とからなり、前記複数の電極が前記内部配線付き多層基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項８】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながら前記内部配線付き多層基板に固定されて成ることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記内部配線付き多層基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されたことを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記ヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記内部配線付き多層基板と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記受光セルと前記回路部とは、前記内部配線付き多層基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記受光素子は、前記情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号受光素子、または前記情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号受光素子であることを特徴とする請求項１または７記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記受光素子は、前記情報記録媒体のチルトを検出する、または前記集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは前記光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであることを特徴とする請求項１または７記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記フレキシブル配線基板の受光チップ塔載部分は複数の平行な配線を有し、前記受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記フレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１７】
前記受光チップは、前記フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１６記載の光ヘッド。
【請求項１８】
前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分は複数の平行な配線を有し、前記内部配線付き多層基板に搭載固定された受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記ヘッドフレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項９記載の光ヘッド。
【請求項１９】
前記内部配線付き多層基板は、前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１８記載の光ヘッド。
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月29日(2004.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、前記複数の電極が前記フレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続され、
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなり、前記受光セルと前記回路部とは、前記フレキシブル配線基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながらフレキシブル配線基板に固定されて成ることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記フレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、前記受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、前記受光チップが搭載固定される内部配線付き多層基板とからなり、前記複数の電極が前記内部配線付き多層基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
前記受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと前記受光チップの双方を覆いながら前記内部配線付き多層基板に固定されて成ることを特徴とする請求項５記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記内部配線付き多層基板は、前記光源および前記集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されたことを特徴とする請求項５記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記ヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記光源は発光チップ素子であり、前記発光チップ素子は、前記内部配線付き多層基板と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記受光素子の前記受光チップは、光が入射する受光セルと、前記受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることを特徴とする請求項５記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記受光セルと前記回路部とは、前記内部配線付き多層基板の表裏２面に、各々独立して設けられたことを特徴とする請求項１０記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記受光素子は、前記情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号受光素子、または前記情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号受光素子であることを特徴とする請求項１または５記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記受光素子は、前記情報記録媒体のチルトを検出する、または前記集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは前記光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであることを特徴とする請求項１または５記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記フレキシブル配線基板の受光チップ塔載部分は複数の平行な配線を有し、前記受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記フレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記受光チップは、前記フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１４記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分は複数の平行な配線を有し、前記内部配線付き多層基板に搭載固定された受光チップは、主要な分割線が前記複数の配線と略平行となるように、前記ヘッドフレキシブル配線基板に搭載されたことを特徴とする請求項７記載の光ヘッド。
【請求項１７】
前記内部配線付き多層基板は、前記ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分の略中央に搭載されたことを特徴とする請求項１６記載の光ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体である光ディスクに対して光学的に情報を記録再生する光ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度大容量メモリーの技術開発が盛んに行われている中、メモリーに要求される能力としては、高密度、大容量、高信頼性に加え、書換え機能等が挙げられ、それらを満足するものとして光ディスクがあり、その光ディスクに対して光学的に情報を記録再生する光ヘッドの小型化および簡素化が求められている。
【０００３】
図７は、一般的な光ヘッドの構成を示す概念図である。図７において、２０は情報記録媒体である光ディスク、２１は光源である半導体レーザ、２２は半導体レーザ２１からの出射光を光ディスク２０に微小な光スポットとして集光する集光素子である対物レンズ、２３は光ディスク２０の面ブレや偏芯に対して対物レンズ２２を追従させるための集光素子駆動手段である対物レンズアクチュエータ、２４は光ディスク２０からの反射光を分岐するハーフミラー、２５は光ディスク２０からの反射光を受光する受光素子である。光ヘッド２６は、半導体レーザ２１と、対物レンズ２２と、対物レンズアクチュエータ２３と、ハーフミラー２４と、受光素子２５とから構成される。このように、受光素子２５は、光ディスク２０の情報信号を検出するＲＦ信号受光素子であり、またそのサーボ信号を検出するサーボ信号受光素子として機能する。
【０００４】
従来の商品化されている光ヘッドには、ＲＦ信号検出用やサーボ信号検出用として多分割の受光素子が用いられる。一般に多く用いられている従来の受光素子を簡略化した一例を図８Ａおよび図８Ｂに示す。図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、従来の受光素子である２分割フォトダイオードの平面図および断面図である。以下、この２分割フォトダイオードの構成と機能についての説明を行う。３０が受光素子である２分割フォトダイオード、３１ａ、３１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光チップ、３８は受光チップ３１ａ、３１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光チップ３１ａ、３１ｂに設けられた表面電極、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄはフレーム端子、３４はフレーム端子３３ｃとフレーム端子３３ｄとが一体構造となっているフレーム、３５は受光チップ３１ａ、３１ｂに共通に設けられた裏面電極、３６ａは電極３２ａとフレーム端子３３ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂとフレーム端子３３ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、３７はフレーム端子を除いて４ｍｍ×５ｍｍの面積で高さ１．８ｍｍの形状に受光素子として２分割フォトダイオード３０を形作る樹脂である。
【０００５】
ここで、受光チップ３１ａ、３１ｂの裏面電極３５はフレーム３４に電気接続される。さらに表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによってフレーム端子３３ａ、３３ｂに電気接続される。したがって受光素子である２分割フォトダイオード３０は、フレーム端子３３ａ、３３ｂがアノード端子、フレーム端子３３ｃ、３３ｄがカソード端子となり、受光チップ３１ａ、３１ｂで各々受光した光量は光電流となってフレーム端子３３ａ、３３ｂから出力されて２分割フォトダイオードとして機能する。また、それぞれの寸法に関しては実質的な数値を記している。ここで、受光素子である２分割フォトダイオード３０はフォトダイオードであるため、受光チップ３１ａ、３１ｂは、受光セルと表現することもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の受光素子である２分割フォトダイオード３０は、以下のような問題を有している。
【０００７】
第１に、受光チップが小型薄型であっても、受光素子としては大型で厚い形状となる。つまり、受光チップ３１ａ、３１ｂは、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍと小型薄型であるにもかかわらず、受光素子である２分割フォトダイオード３０は、フレーム端子を除いて４ｍｍ×５ｍｍの面積で高さ１．８ｍｍの樹脂３７の形状で形作られている。
【０００８】
第２に、２分割フォトダイオード３０を搭載するフレキシブル配線基板がやはり大型化する。これについて、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、図８Ａおよび図８Ｂに示した受光素子である２分割フォトダイオード３０をフレキシブル配線基板４８に電気接続した構成を示す平面図および断面図である。２分割フォトダイオード３０において、フレーム端子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが、フレキシブル配線基板４８上の配線３９にハンダ処理などにより電気接続される。４０はフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板でガラス入りエポキシ材などで構成される。またフレキシブル配線基板４８は、２分割フォトダイオード３０のフレーム端子との段差を解消するために、２分割フォトダイオード３０の樹脂３７の４ｍｍ×５ｍｍの外形より大きな開口４７を有している。このため、配線３９のいわゆる引き回し方も、２分割フォトダイオード３０の樹脂３７の外側を迂回せずには構成できないため、どうしてもフレキシブル配線基板４８の２分割フォトダイオード３０搭載周辺部が面積的に大型化するという問題がある。図９Ａおよび図９Ｂに示す構成の場合、樹脂３７の外形を０．３ｍｍの余裕をもって開口４７にはめ込むとすると、開口４７の寸法は４．６ｍｍ×５．６ｍｍとなる。さらに、フレーム端子３３ｃ、３３ｄの配線３９が樹脂３７の外側を迂回しているので、ライン幅０．１ｍｍでスペース幅０．５ｍｍとすると、フレキシブル配線基板４８の寸法は７．８ｍｍとなる。
【０００９】
以上第１および第２の問題点のため、受光素子である２分割フォトダイオード３０が搭載される光ヘッドでは、この２分割フォトダイオード３０の形状自体が光ヘッドの限界サイズを決定する要因になるという問題点を有していた。これについて、図１０Ａを参照して説明する。図１０Ａは光ヘッドの側面図で、光ディスク２０と、光源である半導体レーザ２１と、ＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子との位置関係を簡単に示している。
【００１０】
図１０Ａからわかるように、部品と光ディスク２０との空間を１ｍｍと考えると、光源である半導体レーザ２１は一般的に直径が５．６ｍｍであるので、光源部分は光ディスク２０から６．６ｍｍで構成できる。一方、図８Ａおよび図８Ｂに示す受光素子である２分割フォトダイオード３０が、図９Ａおよび図９Ｂに示すようにフレキシブル配線基板４８に搭載固定されている場合には、前述のように検出部のフレキシブル配線基板４８の寸法は７．８ｍｍとなる。ここで、受光素子３０は光ヘッド２６としての性能を発揮するために光軸に垂直な面内で位置決め調整され、その移動範囲を±０．５ｍｍとする。すなわち検出部分は、空間１ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅７．８ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から９．８ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子３０が搭載される検出部の、光源部からの飛び出し量は実に３．２ｍｍとなり、少なくとも光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することになる。
【００１１】
つぎに、受光素子が光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではなく、例えば情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を考える。図１０Ｂを参照すると、光ディスク２０のチルトを検出するので、センサーは光ディスク２０と平行に、例えば半導体レーザ２１の上空間に配置される。このセンサーが、図８Ａおよび図８Ｂに示す受光素子である２分割フォトダイオード３０であり、図９Ａおよび図９Ｂに示すようにフレキシブル配線基板４８に搭載固定されている場合には、その厚みは１．８ｍｍとなる。つまり、光源部分は、空間１ｍｍ、センサー（受光素子である２分割フォトダイオード３０）の厚み１．８ｍｍ、および半導体レーザ５．６ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から８．４ｍｍの構成となる。ここで言うセンサーは、光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではないので、特に光ヘッド小型化のうえで、１．８ｍｍの寸法拡大は大きな問題となる。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で小型薄型の受光素子を実現し、これを搭載する小型薄型の光ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の光ヘッドは、光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、受光チップが搭載固定されるフレキシブル配線基板とからなり、複数の電極がフレキシブル配線基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成するフレキシブル配線基板も小型化でき、第３に光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
【００１５】
第１の光ヘッドにおいて、受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと受光チップの双方を覆いながらフレキシブル配線基板に固定されて成ることが好ましい。これにより、最も損傷を受けやすい金属ワイヤのみ、または最も損傷を受けやすい金属ワイヤとともに受光チップの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子としての取り扱いがより容易になる。
【００１６】
この場合、フレキシブル配線基板は、光源および集光素子駆動手段と外部回路とを電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であることが好ましい。これにより、フレキシブル配線基板が受光素子専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
【００１７】
また、光源は発光チップ素子であり、発光チップ素子は、フレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板の簡略化を図ることができる。
【００１８】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の光ヘッドは、光源と、集光素子駆動手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子を具備し、受光素子は、複数の電極を有する受光チップと、受光チップが搭載固定される内部配線付き多層基板とからなり、複数の電極が内部配線付き多層基板に対して、直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、内部配線付き多層基板とその立体的に配された電気配線の特徴を生かして受光素子を面積的に大型化させることがないので、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成する内部配線付き多層基板も小型化でき、第３に後述するが光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
【００２０】
第２の光ヘッドにおいて、受光素子は、損傷を防ぐための保護樹脂が、金属ワイヤのみまたは金属ワイヤと受光チップの双方を覆いながら内部配線付き多層基板に固定されて成ることが好ましい。これにより、最も損傷を受けやすい金属ワイヤのみ、または最も損傷を受けやすい金属ワイヤとともに受光チップの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子としての取り扱いがより容易になる。
【００２１】
この場合、内部配線付き多層基板が、光源および集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されることが好ましい。これにより、内部配線付き多層基板が受光素子専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
【００２２】
また、光源は発光チップ素子であり、発光チップ素子は、ヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板の簡略化を図ることができる。
【００２３】
または、光源は発光チップ素子であり発光チップ素子は、内部配線付き多層基板と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されることが好ましい。これにより、光源と受光素子とがいわゆる受発光素子として一体に構成されるので、光ヘッドの一層の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、第１および第２の光ヘッドにおいて、受光素子の受光チップは、光が入射する受光セルと、受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とからなることが好ましい。これにより、受光セルからの出力は、光電流ではなく、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。
【００２５】
受光セルと回路部が全く別要素として構成される場合も本発明の意図するところである。この場合、受光素子の受光チップにおいて、受光セルと回路部とは、第１の光ヘッドではフレキシブル配線基板、第２の光ヘッドでは内部配線付き多層基板の表裏２面に、各々独立して設けられることが好ましい。これにより、受光素子を面積的に大型化させることなく、電気回路内蔵型受光素子であっても、いわゆる受光素子の放射感度を大きくとれるという利点を有する。
【００２６】
また、第１および第２の光ヘッドにおいて、受光素子は、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である。これにより、光ヘッドの検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
【００２７】
または、受光素子は、情報記録媒体のチルトを検出する、または集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーである。これにより、具体的な検出センサーを構成しながら、光ヘッドの高さやサイズを大型化させることもない。
【００２８】
また、第１の光ヘッドにおいて、フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分は複数の平行な配線を有し、受光チップは、主要な分割線が複数の配線と略平行となるように、フレキシブル配線基板に搭載され、加えて、受光チップは、フレキシブル配線基板の受光チップ搭載部分の略中央に搭載されることが好ましい。これにより、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
【００２９】
また、第２の光ヘッドにおいて、ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分は複数の平行な配線を有し、内部配線付き多層基板に搭載固定された受光チップは、主要な分割線がこの配線と略平行となるように、ヘッドフレキシブル配線基板に搭載され、加えて、内部配線付き多層基板は、ヘッドフレキシブル配線基板の受光素子搭載部分の略中央に搭載されることが好ましい。これにより、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡単な構成で、構成要素を増やすことなく、第１に従来に比べて小型薄型の受光素子を実現でき、第２に受光素子を構成するフレキシブル配線基板や内部配線付き多層基板も小型化でき、第３に光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドを実現できるので、総じて光ヘッドの小型化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本発明の実施の形態１による光ヘッドにおける２分割受光素子の一構成例を示す平面図および断面図であり、以下にその構成と機能についての説明を行う。図１Ａおよび図１Ｂの受光素子も、図３に示した一般的な光ヘッドの受光素子２５と同じように、光ヘッドの構成要素として用いられる。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、３１ａ、３１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光チップ、３８は受光チップ３１ａ、３１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光チップ３１ａ、３１ｂに設けられた表面電極、３５は受光チップ３１ａ、３１ｂに共通に設けられた裏面電極、４８はフレキシブル配線基板、３９ａ、３９ｂ、３９ｃはフレキシブル配線基板上の配線、４０はガラス入りエポキシ材などで構成されフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板、３６ａは電極３２ａと配線３９ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂと配線３９ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定する保護樹脂であり、以上の構成要素によって、２分割受光素子４３が構成される。
【００３４】
ここで、受光チップ３１ａ、３１ｂは、裏面電極３５でフレキシブル配線基板４８の配線３９ｃに電気接続される。さらに表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによってフレキシブル配線基板４８の配線３９ａ、３９ｂに電気接続される。また保護樹脂４２ａ、４２ｂは紫外線硬化型の樹脂であり、電気接続の機能を発揮する金属ワイヤ３６ａ、３６ｂの損傷や断線を防ぐことができる。したがって２分割受光素子４３は、配線３９ａ、３９ｂがアノード端子、配線３９ｃがカソード端子となり、受光チップ３１ａ、３１ｂで各々受光した光量は光電流となって配線３９ａ、３９ｂに出力されて、いわゆる２分割フォトダイオードとして機能する。また、それぞれの寸法に関しては実質的な数値を記している。ここで、２分割受光素子４３はフォトダイオードであるため、受光チップ３１ａ、３１ｂは、受光セルと表現することもできる。なお、ここでは、本発明の主旨に基づかない光ヘッドを構成する他の要素や機能については、図示もせず説明も省略している。
【００３５】
このように、本発明の実施の形態１においては、図１Ａおよび図１Ｂの２分割受光素子４３と、従来の構成である図９Ａおよび図９Ｂとを比較すると、本実施の形態によれば、構成要素を増やすことなく、第１に小型薄型の２分割受光素子４３を実現し、第２に２分割受光素子４３を構成するフレキシブル配線基板についても小型化を実現できる。したがって、これらが塔載される光ヘッドの小型化も達成できるという優れた効果を発揮する。
【００３６】
具体的に数値を挙げると、図１Ａにおいて、配線３９ａ、３９ｂとフレキシブル配線基板４８の外形とのスペース幅を０．５ｍｍとすると、受光チップ３１ａ、３１ｂの縦（分割線３８垂直方向）方向寸法である１．５ｍｍに対して、フレキシブル配線基板４８の寸法は２．５ｍｍとなる。図面上右端部におけるフレキシブル配線基板４８外形の受光チップ３１ａ、３１ｂからの飛び出し量も０．５ｍｍ前後で構成できる。
【００３７】
図２Ａは、光ヘッドの側面図で、光ディスク２０と、光源である半導体レーザ２１と、本実施の形態の図１Ａおよび図１Ｂに示したＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用である受光素子４３との位置関係を簡単に示している。図２Ａからわかるように、部品と光ディスク２０との空間を１ｍｍと考えると、検出部の受光素子４３が図１Ａおよび図１Ｂに示す２分割フォトダイオードである場合には、前述のように検出部のフレキシブル配線基板４８の寸法は２．５ｍｍとなる。ここで、受光素子４３は、光ヘッドとしての性能を発揮するために光軸に垂直な面内で位置決め調整され、その移動範囲を±０．５ｍｍとする。すなわち、検出部分は、空間１ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅２．５ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から４．５ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３が搭載される検出部が、従来例の図６Ａとは異なって、光源部から飛び出すことはない。つまり、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならない。
【００３８】
つぎに、受光素子が光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子ではなく、例えば情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を考える。図２Ｂを参照すると、光ディスク２０のチルトを検出するので、センサーは光ディスク２０と平行に、例えばＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３の上空間に配置される。このセンサーが、図１Ａおよび図１Ｂの受光素子である２分割フォトダイオードである場合には、その厚みは１．０ｍｍとなる。つまり、検出部分は、空間１ｍｍ、センサー（受光素子である２分割フォトダイオード）１．０ｍｍ、移動量０．５ｍｍ、フレキシブル配線基板４８の幅２．５ｍｍ、および移動量０．５ｍｍの寸法を必要とするので、光ディスク２０から５．５ｍｍの構成となる。これは、光源部の６．６ｍｍよりも小さいため、光ディスク２０のチルト検出センサーを構成しながら、光ヘッドの高さを増大させることもない。
【００３９】
なお、本実施の形態では、保護樹脂４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定されているが、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂと共に受光チップ３１ａ、３１ｂの受光面側をも覆いながらフレキシブル配線基板４８に固定されても良い。この構成では、最も損傷を受けやすい金属ワイヤ３６ａ、３６ｂだけでなく、受光チップ３１ａ、３１ｂの受光面側も外的な損傷から保護されるため、２分割受光素子４３としての取り扱いがより容易になる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、フレキシブル配線基板４８において、２分割受光素子４３の周辺のみを例示したが、フレキシブル配線基板４８が、光源や集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であってもよい。図３は、ヘッドフレキシブル配線基板５０の一部としてフレキシブル配線基板４８を構成した場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図である。図３において、ヘッドフレキシブル配線基板４８は、半導体レーザ２１、対物レンズ２２を駆動する対物レンズアクチュエータ２３、２分割受光素子４３と外部回路とを電気的に配線するヘッドフレキシブル配線基板５０の一部となっている。これにより、フレキシブル配線基板４８が２分割受光素子４３専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。これは、ヘッドフレキシブル配線基板と各構成要素との電気接続の手法や、ヘッドフレキシブル配線基板自身の光ヘッド内での配置の手法（引き回し方）が簡略化できるためである。
【００４１】
また、図４に示すように、光源が発光チップ素子２１１であって、発光チップ素子２１１がフレキシブル配線基板４８に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。つまり、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、図４に示すような１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものがフレキシブル配線基板に電気接続されるので、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板が簡略化できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、受光チップ３１ａ、３１ｂは受光セルと表現したように、２分割受光素子４３はフォトダイオードとしたが、受光チップ３１ａ、３１ｂは、それぞれ、光が入射する受光セルと、これらの受光セルからの光電流を増幅および演算する回路部とから構成される、電気回路内蔵型受光素子であってもよい。この場合は、受光セルからの出力は、光電流ではなく、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、２分割受光素子４３が、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である場合、あるいは、情報記録媒体のチルトを検出するセンサーである場合を例示したが、光ヘッドに用いられる受光素子であれば、例えば、集光素子駆動手段のチルトを検出する、または光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであってもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態では、図１Ａに示すように、受光素子４３のフレキシブル配線基板４８の受光チップ搭載部分は、図９Ａに示す従来例と比較して、受光チップ３１ａ、３１ｂの長辺の長さ１．５ｍｍとほぼ同じ寸法部分である２．５ｍｍを有するようにした。これにより、図７Ａに示すように、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、図１Ａに示すように、受光素子４３のフレキシブル配線基板４８の受光チップ搭載部分は３本の平行な配線３９ａ、３９ｂ、３９ｃを有し、受光チップ３１ａ、３１ｂは、主要な分割線３８がこれらの配線と略平行となるように、フレキシブル配線基板４８に搭載されており、加えて、受光チップ３１ａ、３１ｂは、フレキシブル配線基板４８の略中央に搭載されている。これにより、図２Ａに示すように、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
【００４６】
以上のように、図１Ａおよび図１Ｂに示した本実施の形態の構成を発展させることにより、単に受光素子である２分割受光素子４３の周辺部分だけが小型化されるのではなく、光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドが構成されると言える。
【００４７】
（実施の形態２）
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、本発明の実施の形態２による光ヘッドにおける２分割の電気回路内蔵型受光素子の平面図および断面図であり、以下にその構成と機能についての説明を行う。図５Ａおよび図５Ｂに示す２分割の電気回路内蔵型受光素子も、図７に示した一般的な光ヘッドの受光素子２５と同じように、光ヘッドの構成要素として用いられる。
【００４８】
図５Ａおよび図５Ｂにおいて、４１ａ、４１ｂは半導体（構造は詳述しない）で、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの面積で厚みが０．３ｍｍの受光セル、３８は受光セル４１ａ、４１ｂを分離している分割線、３２ａ、３２ｂは、それぞれ受光セル４１ａ、４１ｂに設けられた表面電極、３５は受光セル４１ａ、４１ｂに共通に設けられた裏面電極、４４は受光セル４１ａ、４１ｂを面Ｐに搭載固定する内部配線付き多層基板、４５ａ、４５ｂは内部配線付き多層基板４４に設けられた金属リード部、３６ａは電極３２ａと金属リード部４５ａを電気的に接続する金属ワイヤ、３６ｂは電極３２ｂと金属リード部４５ｂとを電気的に接続する金属ワイヤ、４２ａ、４２ｂは金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定される保護樹脂、４６は受光セル４１ａ、Ｂ４１ｂからの光電流を増幅および演算する回路部であり、受光セル４１ａ、４１ｂに対して、内部配線付き多層基板４４の裏面である面Ｑに電気接続して搭載固定されている。以上の構成要素によって、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３が構成される。なお、本実施の形態では、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６とで受光チップが構成される。４８は内部配線付き多層基板４４を電気接続して搭載固定するフレキシブル配線基板、４０はガラス入りエポキシ材などで構成されフレキシブル配線基板４８と一体に固着された補強板である。また、保護樹脂４２ａ、４２ｂは紫外線硬化型の樹脂であり、電気接続の機能を発揮する金属ワイヤ３６ａ、３６ｂの損傷や断線を防ぐことができる。
【００４９】
ここで、受光セル４１ａ、４１ｂは、裏面電極３５で内部配線付き多層基板４４面Ｐの金属リード部（図示せず）に電気接続される。さらに、表面電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ金属ワイヤ３６ａ、３６ｂによって内部配線付き多層基板４４の金属リード部４５ａ、４５ｂに電気接続される。内部配線付き多層基板４４の内部構造は、金属配線が設けられた層が複数積み重なれており、かつ層間の電気接続も金属ホールで行われているため、内部配線付き多層基板４４は、表面の面Ｐと裏面の面Ｑの間を含めて立体的に電気配線がなされているものである。
【００５０】
なお、内部配線付き多層基板４４としては、多層セラミック基板や多層プリント基板を用いることができる。多層セラミック基板を用いた場合、加工成型がし易いという利点があり、また多層プリント基板を用いた場合、量産性に優れているという利点がある。
【００５１】
受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３において、面Ｐに配された受光セル４１ａ、４１ｂで各々受光した光量は光電流となって金属リード部４５ａ、４５ｂから内部配線付き多層基板４４の内部の電気配線（図示せず）を経て内部配線付き多層基板４４の裏面の面Ｑの回路部４６に至る。もちろん、回路部４６は、回路部４６の複数の電極（図示せず）が内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた複数の金属リード部（図示せず）と、例えばバンプ工法などを用いて電気的に接続されている。この回路部４６では、受光セル４１ａ、４１ｂからの光電流を増幅および演算して、光ヘッドに必要な電気信号を電圧出力することになる。電圧出力される電気信号や、回路部４６を動作させるために必要な電気信号は、内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた複数の金属リード部（図示せず）および面Ｑに設けられた電気配線を経て、全てフレキシブル配線基板４８の配線（図示せず）によって入出力が行われる。もちろん、内部配線付き多層基板４４の面Ｑに設けられた電気配線とフレキシブル配線基板４８の配線は、面Ｑとフレキシブル配線基板４８との接触部で、例えばバンプ工法などを用いて電気的に接続が行われている。なお、ここでは、本発明の主旨に基づかない光ヘッドを構成する他の要素や機能については、図示もせず説明も省略している。
【００５２】
図６は、図５Ｂの２分割の電気回路内蔵型受光素子を構成する多層基板の詳細を示す断面図である。なお、図６においては、図５Ｂと異なり、受光セル４１ａ、４１ｂは最上層の凹部に配置されている。多層基板４４は、金属配線４４１Ｌを含む各層４４１が積層されて構成され、各層の電気的接続は金属ホール４４２を介して行われる。なお、４９は、回路部４６と同一の面に実装された表面実装部品である。
【００５３】
このように、本実施の形態においては、図５Ａおよび図５Ｂに示す受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３と従来の構成である図５とを比較すると、本実施の形態によれば、構成要素を増やすことなく、第１に小型薄型の受光素子４３を実現し、第２に受光素子４３を搭載するフレキシブル配線基板４８についても小型化を実現できる。
【００５４】
具体的に数値を挙げると、図５Ａにおいて、内部配線付き多層基板４４の外形とのスペース幅を０．５ｍｍとすると、受光セル４１ａ、４１ｂの縦（分割線３８垂直方向）方向寸法である１．５ｍｍに対して、内部配線付き多層基板４４の寸法は２．５ｍｍとなる。フレキシブル配線基板４８の縦（分割線３８垂直方向）方向寸法は、内部配線付き多層基板４４の寸法より小さくとも構成できる。このため、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３の縦（分割線３８垂直方向）方向寸法は２．５ｍｍで構成できる。したがって、光ヘッド小型化の具体寸法は、図２Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部は光ディスク２０から４．５ｍｍの構成となる。光ヘッドに必須であるＲＦ信号検出用とサーボ信号検出用の受光素子４３が搭載される検出部が、従来例の説明で参照した図１０Ａとは異なって、光源部から飛び出すことはない。つまり、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならない。
【００５５】
このように、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６が全く別要素として構成されるタイプの電気回路内蔵型受光素子４３であるにも関わらず、内部配線付き多層基板４４とその立体的に配された電気配線によって、受光素子が面積的に大型化することはない。したがって、これらが搭載される光ヘッドの小型化も達成できるという優れた効果を発揮する。また、２分割の電気回路内蔵型受光素子４３であるため、受光セル４１ａ、４１ｂからの出力は、演算処理される場合も含めて電圧出力となり、光ヘッドからはより安定した出力を得ることができる。しかも、本実施の形態は電気回路内蔵型受光素子４３であるが、いわゆる同じ半導体基板上に受光セルと回路部を構成したタイプではなく、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６が全く別要素として構成されるので、いわゆる受光素子の放射感度を大きくとれるという効果を有する。これは、フォトＩＣの放射感度がフォトダイオードのおよそ８０％程度であるという問題を解消するものである。
【００５６】
なお、本実施の形態では、保護樹脂４２ａ、４２ｂは、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂのそれぞれを覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定されているが、金属ワイヤ３６ａ、３６ｂと共に受光セル４１ａ、４１ｂの受光面側をも覆いながら内部配線付き多層基板４４に固定されても良い。この構成では、最も損傷を受けやすい金属ワイヤ３６ａ、３６ｂだけでなく、受光セル４１ａ、４１ｂの受光面側も外的な損傷から保護されるため、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３としての取り扱いがより容易になる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、フレキシブル配線基板４８において、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３の周辺のみを例示したが、フレキシブル配線基板４８が、光源や集光素子駆動手段を電気接続するヘッドフレキシブル配線基板の一部であってもよい。つまり、図３の光ヘッド２６の構成における半導体レーザ２１、対物レンズアクチュエータ２３、受光素子２５と外部回路とを電気的に配線するヘッドフレキシブル配線基板（図示せず）の一部となって、フレキシブル配線基板４８が、受光素子である２分割の電気回路内蔵型受光素子４３専用の構成部品ではないため、光ヘッドの一層の小型化や簡素化を図ることができる。
【００５８】
これは、ヘッドフレキシブル配線基板と各構成要素との電気接続の手法や、ヘッドフレキシブル配線基板自身の光ヘッド内での配置の手法（引き回し方）が簡略化できるためである。なお、このとき、光源が発光チップ素子であって、発光チップ素子がヘッドフレキシブル配線基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。つまり、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、実施の形態１で参照した図４に示すような１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものがヘッドフレキシブル配線基板に電気接続されるので、光ヘッドの小型化やヘッドフレキシブル配線基板が簡略化できる。
【００５９】
さらには、光源が発光チップ素子であって、発光チップ素子が受光素子を構成する内部配線付き多層基板４４と同一または別体の内部配線付き多層基板に直接密着または金属ワイヤを介して電気接続されていてもよい。例えば、光源が、図２Ａに示すような直径５．６ｍｍにパッケージ化された半導体レーザ２１ではなく、やはり１ｍｍ角立方体未満のサイズを有する発光する半導体チップそのものを内部配線付き多層基板４４に電気接続した場合、光源と受光素子とがいわゆる受発光素子として一体に構成されるので、光ヘッドの一層の小型化が可能となる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６を有する２分割の電気回路内蔵型受光素子４３を構成したが、受光セル４１ａ、４１ｂと回路部４６とで受光チップを構成すると表現したように、回路部４６を有さない受光セル４１ａ、４１ｂだけの受光素子である２分割フォトダイオードであっても良いことは言うまでもない。
【００６１】
なお、本実施の形態では、２分割受光素子４３が、情報記録媒体の情報信号を検出するＲＦ信号検出素子、または情報記録媒体からのサーボ信号を検出するサーボ信号検出素子である場合を例示したが、光ヘッドに用いられる受光素子であれば、例えば、情報記録媒体のチルトを検出する、または集光素子駆動手段のチルトを検出する、あるいは光源の出射光量を確認するために用いられるセンサーであってもよい。この場合も、光ヘッドの高さを増大させることもない。
【００６２】
なお、本実施の形態では、図５Ａに示すように、受光素子４３の内部配線付き多層基板４４の受光チップ搭載部分は、図９Ａに示す従来例と比較して、受光チップ３１ａ、３１ｂの長辺の長さ１．５ｍｍとほぼ同じ寸法部分である２．５ｍｍを有するようにした。これにより、図７Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定しなくなる。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、図５Ａに示すように、ヘッドフレキシブル配線基板４８の受光素子４３搭載部分は複数の平行な配線３９を有し、受光セル４１ａ、４１ｂは主要な分割線３８がこれらの配線３９と略平行となるように、内部配線付き多層基板４４に搭載されており、加えて、受光セル４１ａ、４１ｂは、内部配線付き多層基板４４の略中央に搭載されている。これにより、図２Ａを参照して説明した実施の形態１と同様に、検出部が光ヘッドの高さ方向の限界サイズを決定することにはならないという利点をさらに活かすことができる。
【００６４】
以上のように、図５Ａおよび図５Ｂに示した本実施の形態の構成を発展させることにより、単に受光素子である２分割受光素子４３の周辺部分だけが小型化されるのではなく、光源や受光素子などの各構成要素が電気接続されたヘッドフレキシブル配線基板が組み込まれて固定された形態の、新たな光ヘッドが構成されると言える。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１による光ヘッドにおける２分割受光素子の一構成例を示す平面図
【図１Ｂ】図１Ａに示す２分割受光素子の断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１による光ヘッドの側面図で、光ディスクと、ＲＦ信号検出用およびサーボ信号検出用の受光素子との位置関係を示す図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１による光ヘッドの側面図で、光ディスクとチルト検出用の受光素子との位置を示す図
【図３】ヘッドフレキシブル配線基板５０の一部としてフレキシブル配線基板４８を構成した場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図
【図４】図３の半導体レーザ２１を発光チップ素子２１１に置き換えた場合の、本発明の実施の形態１による光ヘッドの全体構成を示す平面図
【図５Ａ】本発明の実施の形態２による光ヘッドにおける２分割の電気回路内蔵型受光素子の一構成例を示す平面図
【図５Ｂ】図５Ａに示す２分割の電気回路内蔵型受光素子の断面図
【図６】図５Ｂの２分割の電気回路内蔵型受光素子を構成する多層基板の詳細を示す断面図
【図７】一般的な光ヘッドの構成を示す概念図
【図８Ａ】従来の光ヘッドにおける受光素子である２分割フォトダイオードの構成を示す平面図
【図８Ｂ】図８Ａに示す２分割フォトダイオードの断面図
【図９Ａ】図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の２分割フォトダイオードをフレキシブル配線基板に電気接続した構成を示す平面図
【図９Ｂ】図８Ａおよび図８Ｂに示す従来の２分割フォトダイオードをフレキシブル配線基板に電気接続した構成を示す断面図
【図１０Ａ】従来の光ヘッドの側面図で、光ディスクと、ＲＦ信号検出用およびサーボ信号検出用の受光素子との位置関係を示す図
【図１０Ｂ】従来の光ヘッドの側面図で、光ディスクとチルト検出用の受光素子との位置関係を示す図
【符号の説明】
【００６６】
２０  光ディスク
２１  半導体レーザ
２１１  発光チップ素子
２２  対物レンズ
２３  対物レンズアクチュエータ
２４  ハーフミラー
２５  受光素子
２６  光ヘッド
３０  ２分割フォトダイオード
３１ａ、３１ｂ  受光チップ
３２ａ、３２ｂ  表面電極
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  フレーム端子
３４  フレーム
３５  裏面電極
３６ａ、３６ｂ  金属ワイヤ
３７  樹脂
３８  分割線
３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ  配線
４０  補強板
４１ａ、４１ｂ  受光セル
４２ａ、４２ｂ  保護樹脂
４３  ２分割光受光素子
４４  内部配線付き多層基板
４４１  多層基板の各層
４４１  各層４４１内部の金属配線
４４２  金属ホール
４５ａ、４５ｂ  金属リード部
４６  回路部
４７  開口
４８  フレキシブル配線基板
４９  表面実装部品
５０  ヘッドフレキシブル配線基板
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｂ】
2003098616.tif 000013
【国際調査報告】
2003098616.tif 000014
2003098616.tif 000015
2003098616.tif 000016
2003098616.tif 000017