JPH07129987A - 光半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ピックアップ装置の小型化を図ると共に、そ
の作製を容易とする光半導体装置を提供する。 【構成】半導体レーザチップ１５及び複数の光検出器１
７が形成されたシリコン基板１０は、透明樹脂製の保持
体２５に包み込まれた状態にある。このシリコン基板１
０を包み込む保持体２５には、光ピックアップ装置に取
り付けるための円柱状の嵌合部位２６，２６ａが形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学的記録媒体を用
いて情報の記録および／または再生を行う光ピックアッ
プ装置に供される光半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から光ピックアップ装置は様々なも
のが提案されており、その小型軽量化を図るため、例え
ば特開平１−２３７９３５号公報には、ホログラムを用
いて光学的記録媒体（以下、光ディスクと称する）信号
検出を行う光ピックアップ装置が開示されている。以
下、この公報に開示された光ピックアップ装置の構成及
び動作を図７を参照して簡単に説明する。

【０００３】図７に示されるように、回折格子およびホ
ログラフィックグレーティングを隣接して保持した鏡筒
が、光源および受光素子が設けられた基板の鍔部に固着
されている。鏡筒が固着された基板は、コリメートレン
ズを保持した鏡筒保持体の収納部に挿入されて、前記基
板の鍔部が鏡筒保持体の下端部に形成された嵌合部に嵌
合されており、これによって、鏡筒は鏡筒保持体に対し
て回動可能に支持されている。鏡筒保持体の上面には、
対物レンズを保持した対物レンズ駆動部が保持されてお
り、光ディスクにレーザ光の焦点を合わせるように、対
物レンズは駆動される。

【０００４】この光ピックアップ装置の動作を簡単に説
明すると、光源から射出されたレーザ光は、回折格子を
通過することによって、光ディスク上のピット信号を読
み、かつフォーカスずれを読むための０次光と、トラッ
キングずれを読むための±１次光に分けられる。この分
けられた光は、ホログラフィックグレーティングを通過
した後、コリメートレンズによって平行光とされ、対物
レンズを介して光ディスク上に３つの光スポットを投射
する。そして、光ディスクからの反射光は再び同じ経路
を戻り、コリメートレンズを通過後、収束光となりなが
らホログラフィックグレーティングに入射する。ホログ
ラフィックグレーティングに入射した戻り光は、その回
折作用を受け、基板上に形成された受光素子に入射す
る。この受光素子において、ウェッジプリズム法による
フォーカスエラー信号および、３ビーム法によるトラッ
キングエラー信号、光ディスクのＲＦ信号が検出される
ようになっている。

【０００５】また、特開平４−１３９６２８号公報に
は、ホログラムを用いた光ピックアップ装置のための光
半導体装置が開示されている。以下、この公報に開示さ
れた光半導体装置を、図８を参照して簡単に説明する。

【０００６】シリコン基板上には、エッチングによって
半導体レーザチップがボンディングされる平坦面および
半導体レーザチップから射出されたレーザ光を上方に向
けて反射するＶ溝が形成されている。また、シリコン基
板上には、レーザ光を透過する透明膜がコーティングさ
れており、この透明膜の表面には、フォトリソグラフィ
ー技術によってホログラムが形成されている。そして、
半導体レーザチップから出射された光は、Ｖ溝反射ミラ
ーによって反射され、ホログラムを通過して上方に出射
され、対物レンズによって光ディスク上に集光する。光
ディスクからの反射光は、再びホログラムに入射して回
折され、シリコン基板に形成された受光素子に集光し、
光ディスクからの各種信号が検出される。

【０００７】このような光半導体装置によれば、Ｖ溝型
の反射ミラー、半導体レーザチップのボンディング位
置、受光素子およびホログラムの相互位置関係を、フォ
トリソグラフィの技術によって１μｍ単位で制御するこ
とが可能になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術によれば、以下に述べる問題点がある。特開平１−
２３７９３５号に開示された技術においては、筒状の部
材に光源、受光素子、回折格子等を取り付けている。従
って、光源に半導体レーザを用いた場合、半導体レーザ
の出射面の結露等を防ぐために、筒状の部材の内側を封
じる必要がある。つまり、筒状の部材に回折格子を完全
に隙間なく接着しなければならず、大変な作業が必要と
なる。

【０００９】また、特開平４−１３９６２８号に開示さ
れた技術においては、半導体レーザチップ、受光素子を
有するシリコン基板とホログラムを有する透明膜からな
る光半導体装置は形状が微小であり（通常、シリコン基
板厚は０．４〜０．６ｍｍ程度）、変形等が心配される
ので、このままの形状では光ピックアップ本体に実装す
ることができない。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
に成されたものであり、光ピックアップ装置の小型化が
図れ、その作製を容易とする光半導体装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光半導体装置は、半導体レーザ及び複数の
光検出器を備えた半導体基板と、この半導体基板を包み
込むように透明樹脂を用いてインサート成形された保持
体と、を有し、この保持体に、保持体を他部品に取付け
る際に使用する嵌合部位を設けたことを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】半導体レーザ及び複数の光検出器が形成された
光半導体基板は、透明樹脂製の保持体に包み込まれた状
態にあり、半導体レーザの出射面に結露等が生じること
はない。また、光半導体基板を包み込む保持体には、光
ピックアップ装置に取り付けられる嵌合部位が形成され
ており、容易に光ピックアップ装置本体に実装すること
が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に
沿って具体的に説明する。 （第１実施例）図１（ａ）は、受発光部が形成された素
子の断面図である。以下、この素子１の構成を説明す
る。シリコン基板１０の表面１０ａには、異方性エッチ
ングによって、光学的に平坦なＶ字状の立ち上げミラー
１２が形成されると共に、この立ち上げミラー１２に対
向する部分には、エッチングによって平坦面１０ｂが形
成されている。この平坦面１０ｂには半導体レーザチッ
プ１５がマウントされている。この半導体レーザチップ
１５から射出されたレーザ光は、図に示すように、立ち
上げミラー１２によって直角に反射される。表面１０ａ
には、光検出器１７が形成されており、半導体レーザチ
ップ１５から射出された後、図示されていない光ディス
クから反射した光を検出するようになっている。

【００１４】図１（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、本実施
例における光半導体装置２０の断面図および上面図であ
る。前記素子１は、平坦な基板２１にマウントされ、こ
の基板２１を包み込むようにして透明樹脂製の保持体２
５がインサート成形される。（ｂ）に示すように、半導
体レーザチップを備えた素子１は透明樹脂製の保持体で
包み込まれるため、その出射面に結露等が生じることは
ない。

【００１５】保持体２５には、その上面に嵌合面２６ａ
を有する円筒部２６が一体的に形成されており、この円
筒部２６の内周側に所定高さの輪帯状の保持面２７が形
成されている。輪帯状の保持面２７には、略立方体で上
面および下面に、第１ホログラム３０ａおよび第２ホロ
グラム３０ｂが形成されたホログラム光学素子３０がマ
ウントされている。各部材の関係は、前記シリコン基板
１０に設けられた半導体レーザチップ１５から射出され
たレーザ光が、図１（ｂ）に示すように、第２ホログラ
ム３０ｂおよび第１ホログラム３０ａを通過するように
正確に位置合わせされている。なお、第１ホログラム３
０ａは、図示されていない光ディスクからの反射光を光
検出器１７に向けて回折させる機能を有し、これによ
り、光検出器１７では、情報信号、フォーカスエラー信
号等が得られる。また、第２ホログラム３０ｂは、半導
体レーザチップ１５から射出されたレーザ光を、０次
光、±１次光に分割してトラックエラー信号検出用のサ
ブビーム等を発生させる機能を有している。

【００１６】このように形成された光半導体装置２０
は、円筒部２６の外周面である嵌合面２６ａを用いて、
容易に光ピックアップ装置本体に実装される。図２は、
この光半導体装置２０が実装された光ピックアップ装置
３２の全体的な概略を示している。光ピックアップ装置
３２は、円筒状の取付け部３３ａが形成され、光半導体
装置２０の円筒部２６が嵌合される本体３３、この本体
３３に設けられたアクチュエータ３５、アクチュエータ
３５によってフォーカシング方向、トラッキング方向に
移動可能に支持された対物レンズ３７を備えており、図
１に示した円筒部２６の嵌合面２６ａは、前記本体３３
の取付け部３３ａに嵌合されている。

【００１７】この実施例のように、光半導体装置２０と
光ピックアップ装置３２との結合部分は、円筒状の嵌合
面によって成されているので、トラッキングエラ−信号
の検出に３ビーム法を用いた場合等には、光半導体装置
２０全体を回転調整し易いという利点が得られる。

【００１８】（第２実施例）図３（ａ），（ｂ）は、本
実施例における光半導体装置４０の断面図および上面図
である。なお、以下の実施例においては、前記実施例と
同一の構成部分については、同一の参照符号が付してあ
る。

【００１９】前記実施例同様、前記受発光部を有する素
子１が、平坦な基板２１にマウントされ、この基板２１
を包み込むようにして、透明樹脂製の保持体４１がイン
サート成形される。この保持体４１には、その上面に円
柱部４３が一体的に形成されており、この円柱部４３の
上面中央部には、ホログラムパターン４５が形成されて
いる。このホログラムパターン４５はインサート成形時
に、射出成形によって同時に作製される。なお、ホログ
ラムパターン４５は、図示されていない光ディスクから
の反射光を素子１の光検出器に向けて回折させる機能を
有し、これにより、情報信号、フォーカスエラー信号、
トラックエラー信号が得られる。

【００２０】このように形成された光半導体装置４０
は、円柱部４３の外周面である嵌合面４３ａを用いて、
図２に示すように、容易に光ピックアップ装置本体の円
筒状の取付け部３３ａに実装される。

【００２１】この実施例の構成によれば、前記実施例で
得られる効果に加え、さらに、透明樹脂製の保持体４１
に直接ホログラムパターン４５を形成しているので、部
品点数を削減することができ、ホログラム素子の組付け
工程が不要になる。

【００２２】（第３実施例）図４（ａ），（ｂ）は、本
実施例における光半導体装置５０の断面図および上面図
である。前記第２実施例同様、受発光部を有する素子１
が、平坦な基板２１にマウントされ、この基板２１を包
み込むようにして、透明樹脂製の保持体５１がインサー
ト成形される。この保持体５１には、その上面に角柱部
５２が一体的に形成されており、この角柱部５２の上面
中央部には、ホログラムパターン５３が形成されてい
る。このホログラムパターン５３は、インサート成形時
に射出成形によって同時に作製される。なお、各部材の
関係およびホログラムパターン５３の機能は、前記第２
実施例と同一である。

【００２３】このように形成された光半導体装置５０
は、角柱部５２の外周面である嵌合面５２ａを用いて、
図２に示すように、容易に光ピックアップ装置本体の取
付け部３３ａに実装される。この場合、光ピックアップ
装置本体の取付け部３３ａは、角柱部５２の嵌合面５２
ａが嵌合されるように形成されている。

【００２４】この実施例の構成によれば、光半導体装置
５０と光ピックアップ装置３２との結合部分は、角柱状
の嵌合面によって成されているので、光半導体装置５０
全体を１方向に平行移動して光軸調整等を行うことが可
能となる。

【００２５】（第４実施例）図５（ａ），（ｂ）は、本
実施例における光半導体装置６０の断面図および上面図
である。この実施例は、前述した第２実施例と略同様な
構成を有しており、受発光部を有する素子１が平坦な基
板２１にマウントされ、この基板２１を包み込むように
して透明樹脂製の保持体６１がインサート成形される。
保持体６１に形成された円柱部６２の上面には、紫外線
硬化型樹脂からなる層６７上に形成されたホログラムパ
ターン６８が配置されている。このように形成された光
半導体装置６０は、円柱部６２の外周面である嵌合面６
２ａを用いて、図２に示すように、容易に光ピックアッ
プ装置本体の円筒状の取付け部３３ａに実装され、前記
第２実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２６】ここで、図６を参照して、上記ホログラム
パターン６８の作製法について説明する。この場合、ホ
ログラムパターン６８は、いわゆるツーピー法により作
製される。前記円柱部６２の上面に、紫外線を透過する
と共に、所定の機能を有するホログラムパターン６８の
型７０を円柱部表面に向けて配する。この型７０と円柱
部６２の上面との間に、紫外線硬化型樹脂６７を充填せ
しめ、この状態で紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂６
７を硬化させる。その後、型７０を取り除くと透明樹脂
製の保持体６１上には、紫外線硬化樹脂６７によって構
成されたホログラムパターン６８が形成される。この
際、素子１に設けられた半導体レーザチップから射出さ
れ、型７０のパターンを透過する光を、図に示すような
ハーフミラー７１、集光レンズ７２およびＣＣＤ７３を
具備した光学系でモニターしながらホログラムパターン
６８の中心と前記半導体レーザチップからの出射光軸が
一致するように型７０の位置を調整すると、非常に精密
な位置合わせが可能となる。なお、このようなホログラ
ムパターンの作製は、前述した実施例にも応用すること
ができる。

【００２７】以上説明したように、図１（ａ）で示すよ
うな半導体レーザチップ１５がマウントされた半導体基
板１０を、インサート成形によって透明樹脂で包み込む
ので半導体レーザチップ１５は外気と触れることがなく
なり、結露等の心配がなくなる。また、インサート成形
によって作製した透明樹脂製の保持体には、図２で示す
ピックアップ装置との嵌合部が形成されているので、光
ピックアップ装置への取付けが容易に行える。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光半導
体装置によれば、光ピックアップ装置の小型化が図れ、
かつその作製を容易にすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光半導体装置の第１の実施例を示
す図であり、（ａ）は、光半導体装置内に設けられる受
発光部が形成された素子の構成を示す断面図、（ｂ）
は、実際に（ａ）に示す素子を組込んだ光半導体装置の
断面図、（ｃ）は、光半導体装置の上面図。

【図２】光半導体装置が実装された光ピックアップ装置
の全体的な概略を示す図。

【図３】本発明に係る光半導体装置の第２の実施例を示
す図であり、（ａ）は、図１（ａ）に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、（ｂ）は、光半導体装置の上
面図。

【図４】本発明に係る光半導体装置の第３の実施例を示
す図であり、（ａ）は、図１（ａ）に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、（ｂ）は、光半導体装置の上
面図。

【図５】本発明に係る光半導体装置の第４の実施例を示
す図であり、（ａ）は、図１（ａ）に示す素子を組込ん
だ光半導体装置の断面図、（ｂ）は、光半導体装置の上
面図。

【図６】図５に示す実施例において、ホログラムパター
ンの作製法を示す図。

【図７】ホログラムを用いて信号検出を行う光ピックア
ップ装置の従来例を示す図。

【図８】ホログラムを用いた光ピックアップ装置のため
の光半導体装置の従来例を示す図。

【符号の説明】

１…素子、１０…シリコン基板、１２…立ち上げミラ
ー、１５…半導体レーザチップ、１７…光検出器、２
０，４０，５０，６０…光半導体装置、２１…基板、２
５，４１，５１，６１…透明樹脂製の保持体、３０…ホ
ログラム光学素子、３２…光ピックアップ装置、４５，
５３、６８…ホログラムパターン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ及び複数の光検出器を備え
   た半導体基板と、この半導体基板を包み込むように透明
   樹脂を用いてインサート成形された保持体と、を有し、
   この保持体に、保持体を他部品に取付ける際に使用する
   嵌合部位を設けたことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記嵌合部位が円柱状となっていること
   を特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
3. 【請求項３】 前記嵌合部位が角柱状となっていること
   を特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
4. 【請求項４】 前記保持体には、ホログラム素子が設け
   られていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   １に記載の光半導体装置。
5. 【請求項５】 前記ホログラム素子は、前記インサート
   成形時に射出成形によって保持体に作製されることを特
   徴とする請求項４に記載の光半導体装置。
6. 【請求項６】 半導体レーザ及び複数の光検出器を備え
   た半導体基板と、 この半導体基板を包み込むように透明樹脂を用いてイン
   サート成形されると共に他部品に取り付ける際に使用す
   る嵌合部位が形成されてた保持体と、を有する光半導体
   装置であって、 前記保持体には、ツーピー法によって作製したホログラ
   ムが配されていることを特徴とする光半導体装置。
7. 【請求項７】 前記ホログラム素子は、前記半導体レー
   ザの出射光と前記ホログラムパターンまたは位置を示す
   マーキング等を観察して位置合わされていることを特徴
   とする請求項６に記載の光半導体装置。