集成式拾取器光學系統的製作方法
2023-05-30 21:24:51
專利名稱：集成式拾取器光學系統的製作方法
技術領域：
本發明是關於光拾取器系統的拾取器光學系統，尤其是指一種在原有由多個分離的零部件構成的拾取器光學系統中，將必要的零部件製成疊加集成式的形態，從而能有效分散發光元件所發散出的熱量，增大其可生產性的超薄形層疊式的集成式拾取器光學系統，。
(2)背景技術一般來說，光拾取器系統都是通過將雷射束照射到光碟表面，並接收所反射回來的雷射束來讀取光碟上的數據，它具備以下部分為了存儲和讀取正確的數據，以便不受外界晃動等作用的影響，從而用來維持一定大小焦點的聚焦伺服器；用來更好地跟蹤數據的跟蹤伺服器；放射出雷射束的發光元件和控制磁頭部位置，接收反射所反射的雷射束的光接收元件。
圖1和圖2是現有的光拾取系統構成的概念圖。如圖所示，光拾取器系統由以下部分構成能將雷射等照射到諸如CD(CD)或者是DVD(DVD)等光碟190上，由雷射二極體等構成的發光元件121；讓發光元件121發出的光透過後變為平行光的視準透鏡123；讓透過的光變成所需要形狀的定型稜鏡125；有選擇地讓入射光透過或者是反射的偏光分光器(PBSPolarizationBeam Splitter)127；利用聚焦透鏡133，接收並撿出經光碟190反射後，透過偏光分光器的光的光接收元件129。
同時，按照放射出的光的照射方向在偏光分光器127的前方安裝了一個λ/4的感光板131，在光碟190和λ/4感光板131間安裝一個物鏡111。
但是，如上所述的原有的光拾取器系統必須安裝並調整多個分離的零部件，才能製成系統，因此安裝和調整非常複雜，很難進行精密安裝，其性能和可生產性也非常低下，因為使用了多個零部件，因此也需要很大的安裝空間，所以存在著不利於拾取器系統的小型化和輕量化的問題。
為了解決上述所提出的問題，本發明人已發明了大韓民國第10-2003-0023304號專利所記載的拾取器光學系統，下面將說明其構成情況。
圖2和圖3是原來本發明人發明的光拾取器系統構成概念圖。圖2是拾取器系統側面圖。圖3是圖2中的基座光學系統側面圖。
如圖所示，拾取器系統由以下部分組成擺動器臂300；固定在上述擺動器臂一端，是一個向其施加一定力量便能產生輕微彎曲運動的彈性體的懸浮器310；被上述懸浮器310所固定，並在其作用下，只要光碟390轉動，便能升上去的滑塊350；安裝在上述滑塊350內部的調節器340；通過上述調節器調節聚焦方向和跟蹤方向，從而在磁碟390存儲層上形成焦點的物鏡330；在上述擺器臂300內，放射或接收雷射束的基座光學系統200；安裝在上述擺動器臂的後面部分，將上述基座光學系統200放射出的光關到上述物鏡330或使其折射變更為其相反方向的反射稜鏡320；向上述基座光學系統200發出聚焦信號和跟蹤信號，並控制上述調節器340的控制裝置360。
上述基座光學系統200通過將雷射束照射到光碟390上，並接收反射回來的雷射束來向光碟390存儲和讀取數據，控制裝置360發揮發送接收光信號的作用。基座光學系統200由以下部分構成安裝了能發射雷射束的雷射二激管等發光元件240和用於接收反射回來的雷射的光接收元件250a-250f的光元件形成層250；突出安裝在光元件形成層250上面的空餘層(未圖示)；疊加在上述空餘層上面形成的伺服全息層260；疊加在上述伺服全息層260上面形成的平光層230；疊加在上述平光層230上面形成的分光器全息層220；疊加在上述分光器全息層220上面形成的視準層210。上述各層(210-250)以傳導光碟反射光的光傳導層201為中心。
上述集成式拾取器光學系統是將原有的由多個分離的零部件構成的拾取器光學系統進行集成式所形成的，它能夠很容易進行大量生產，同時使體積小型輕量化，是適用於移動機器的拾取器光學系統。但是，本發明人所發明的上述拾取器光學系統由於發光元件和光接收元件間的距離太近，有時也可能會發生發光元件所發散出的熱量影響到光接收元件，使其性能低下的情況，為了解決上述問題，本發明人在原來發明的基礎上又製造出了本發明。
(3)
發明內容
本發明是為解決如上所述的問題而提出的，本發明的目的在於提供一種具有如下功能的集成式拾取器光學系統將原有由多個分離的零部件集成式為小型輕量化的拾取器光學系統，分散發光元件放射出的熱量，保障各元件的性能不受熱量影響，從而提高其使用壽命。
為實現上述目的，依據本發明的集成式拾取器光學系統，包括放射出用於照射到光碟上的光的發光元件；用來安裝上述發光元件的第1基板；用於感知從光碟上反射回來的光信號的光接收元件；用來安裝上述光接收元件的第2基板；在上述第1基板和第2基板間形成的熱絕緣層；使上述發光元件放射出來的光與光導波軸平行照射的視準透鏡；將上述發光元件放射出的光會聚，從而在光碟上形成焦點的物鏡。
在這裡，如果上述第1基板是矽基板的話比較理想。
同時，為了使上述發光元件更容易固定在第1基板上，如果上述發光元件和第1基板間再包含底座的話更有效。
此時，上述底座如果用熱傳導性能高的物質做成的話較為理想。
在這裡，上述底座如果用氮化鋁(Aluminum Nitride)製成的話更有效果。
同時，上述發光元件和上述底座如果是利用陽極聯接(Anodic Bonding)來進行接合的話比較理想。
同時，上述底座和上述第1極板如果利用陽極聯接(Anodic Bonding)來進行接合的話比較有效果。
同時，上述熱絕緣層如果由空氣層形成的話比較理想。
另一方面，上述熱絕緣層也可以由熱絕緣粘接材料形成，上述第1基板和第2基板通過上述熱絕緣粘接材料進行接合。
同時，如果還包括安裝在第1基板上的折射鏡，來改變上述發光元件放射光的路徑的話更為理想。
本發明的效果正如上所陳述，本發明的集成式拾取器光學系統提供了一種具有如下功能的超薄型疊層式集成式拾取器光學系統集成式拾取器光學系統的發光元件和光接收元件分別安裝在第1基板和第2基板上，上述第1基板和第2基板互相分開安裝，從而有效分散發光元件所放射出的熱量，保障各元件的性能不受熱量影響，同時提高其使用壽命。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1是現有的光拾取器系統構成概念圖。
圖2和圖3是本發明人原來發明的光拾取器系統構成概念圖圖2是拾取器系統側面圖；圖3圖2中的基座光學系統側面圖。
圖4是依據本發明的光拾取器系統的集成式拾取器光學系統構成側面圖。
附圖中主要部分的符號說明1000拾取器光學系統1200基座光學系統1211第1基板 1212第2基板1220熱絕緣層 1230熱絕緣粘結材料1240發光元件 1250光接收元件1270折射鏡1300視準透鏡1400物鏡 1500光碟(5)具體實施方式
以下，就依據本發明的集成式拾取器光學系統的實施例，參照附圖對本發明予以詳細說明。
當然，在說明本發明時，為了明確本發明的主旨，將對眾所周知的功能和構成的詳細說明省略掉了。
圖4是依據本發明的光拾取器系統的集成式拾取器光學系統構成側面圖。
如圖4所示，依據本發明一個實施例的集成式拾取器光學系統1000由以下部分構成放射出雷射束，並接收反射回來的雷射束的基座光學系統1200；使上述基座光學系統1200放射出的雷射沿與光導波軸平行方向照射的視準透鏡1300；使雷射束在光碟1500上會聚的物鏡1400。
基座光學系統1200包括以下部分構成放射出要照射到光碟上的雷射束的由雷射二極體等構成的發光元件1240；將發光元件1240安裝在上面，並向其提供電流的第1基板1211；為控制雷射頭的位置，從而接收從光碟1500上反射回來的雷射束的光接收元件1250；將光接收元件1250安裝在其上面，並向其提供電流的第2基板1212；安裝在第1基板1211和第2基板1212之間，使發光元件1240散發出的熱量最小限度傳導給光接收元件1250的熱絕緣層1220；將從光碟1500上反射回來的雷射束分割為以光傳導軸中心的衍射光，高度與第2基板1212和空餘層1251相同，但分開設置的全息層1280。
此時，為了進行集成式化，基座光學系統1200如果還包括如下兩部分更為理想為了使發光元件1240很容易安裝在第1基板1211上，而在第1基板1211上形成的底座1240a和安裝在第1基板1211上，使發光元件1240發射出的雷射束能在小的空間內傳得更遠，並使發光元件1240發射出的雷射束的路徑大約改變90度的折射鏡1270。
如上所述構成的本發明使發光元件1240安裝在第1基板1211上，使基座光學系統1200的長度變小，並使雷射束到達視準透鏡1300所需要的入射直徑(Entrance Pupil DiameterEPD)維持在一定量以上，從而能維持良好的光學性質。
決定上述底座1240a高度的標準是使發光元件所放射出的雷射束能照到折射鏡1270的中央，並進行反射。
發光元件1240廣泛使用雷射二極體，但為了基座光學系統的集成式化，除去了具有散熱器(heat sink)作用的罩子，而使用裸雷射二極體(bare LD)，因為除去了散熱器功能，因此也有會造成散熱不充分，使裸雷射二極體及其周圍元件性能低下的擔心。
因此，為了能有效發散裸雷射二極體所放射出的熱量，上述第1基板1211由導熱性好的材料構成，為了向發光元件1240傳輸電流，並且為了容易生產，它由矽板構成。同樣，為了使上述第2基板1212很容易向光接收元件1250提供電流，它也由有利於生產的矽板構成。同時，如上所述的構成還具有容易第1基板1211和第2基板1212間排列的優點。
上述底座1240a由導熱性能好的氮化矽(Alumiunum Nitride)構成，為了很容易發散發光元件1240所散發出的熱量，發光元件1240和底座1240a間的接合以及底座1240a和第1基板間的接合運用導熱性能好的陽極接合(AnodicBonding)。
上述熱絕緣層1220具有阻斷第1基板1211和第2基板1212間熱傳導的作用，熱傳導層1220也可以由導熱性能低的空氣層來形成，為了提高安裝效率，第1基板1211和第2基板1212也可以用熱絕緣粘結材料1230來接合。也可以同時用空氣層和熱絕緣粘結材料來接合第1基板1211和第2基板1212。
根據這種構成，本發明的集成式拾取器光學系統運行情況如下由雷射二極體構成的發光元件1240接收到第1基板提供的電流後發射出雷射束，雷射束經第1基板1211上安裝的折射鏡1270折射大約90度後，通過在第1基板1211和第2基板1212中央部分形成的貫通孔1260和全息層1280到達視準透鏡1300，透過視準透鏡1300後的雷射束平行射到物鏡1400上，物鏡1400使雷射束在光碟1500的存儲膜上形成焦點，形成焦點的雷射束經過光碟1500的反射膜形成一定的相位變化後，再經過物鏡1400和視準透鏡1300到達全息層1280。被反射的雷射束在全息層1280被分割成以光傳導軸為中心的衍射光，安裝在第2基板1212上的數個光接收元件1250接收各衍射光，光接收元件1250將接收到的雷射束信息傳送到格外的控制裝置(未圖示)，從而控制調節器(未圖示)的聚焦方向和跟蹤方向。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種集成式拾取器光學系統，其特徵在於包括放射出用於照射到光碟上的光的發光元件；用來安裝所述的發光元件的第1基板；用於感知從光碟上反射回來的光信號的光接收元件；用來安裝所述的光接收元件的第2基板；在所述的第1基板和第2基板間形成的熱絕緣層；使所述的發光元件放射出來的光與光導波軸平行照射的視準透鏡；將所述的發光元件放射出的光會聚，從而在光碟上形成焦點的物鏡。
2.如權利要求1所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的第1基板由矽板構成。
3.如權利要求1所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於還包括插入在所述的發光元件和所述的第1基板間的底座，使發光元件容易固定在第1基板上。
4.如權利要求3所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的底座是由氮化鋁構成的。
5.如權利要求3所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的發光元件和所述的底座是以陽極連接接合的。
6.如權利要求3所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的底座和所述的第1基板是以陽極連接接合的。
7.如權利要求1或2所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的熱絕緣層由空氣層形成的。
8.如權利要求1或2所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於所述的熱絕緣層由熱絕緣粘結材料形成，所述的第1基板和第2基板通過所述的熱絕緣粘結材料接合。
9.如權利要求1所述的集成式拾取器光學系統，其特徵在於還包括設置在第1基板上，並改變所述的發光元件所放射出光的路徑的折射鏡。
全文摘要
本發明是關於集成式拾取器光學系統，包括放射出用於照射到光碟上的光的發光元件；用來安裝上述發光元件的第1基板；用於感知從光碟上反射回來的光信號的光接收元件；用來安裝上述光接收元件的第2基板；在上述第1基板和第2基板間形成的熱絕緣層；使上述發光元件放射出來的光與光導波軸平行照射的視準透鏡；將上述發光元件放射出的光會聚，從而在光碟上形成焦點的物鏡。本發明所提供的超薄形層疊式集成式拾取器光學系統能有效分散發光元件所發散出來的熱量，保障各元件的性能不受其熱量影響，並且能提高使用壽命，且容易進行大批量生產。
文檔編號G11B33/12GK1741185SQ20041005405
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月27日 優先權日2004年8月27日
發明者金英植 申請人:上海樂金廣電電子有限公司