JPH0950645A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂一体成形によって光学系の簡素化を図り
つつ、高出射波面精度と現実に形成可能な樹脂表面精度
とを両立し、プロセスの複雑化を避けながら部品位置精
度の向上を図る。 【構成】 レーザダイオード１０４から出力された往路
のレーザビームは、反射されることなくホログラム素子
１２０を透過して出力されてディスクに入射する。一
方、ディスクで反射された復路のレーザビームは、ホロ
グラム素子１２０で回折され、２つのビームが樹脂体１
１２の反射ミラー１１６，１１８に入射し、反射されて
光検出器１０６，１０８に入射する。他方、レーザダイ
オード１０４の後部から出力されたモニタ光は、樹脂体
１１２の反射ミラー１１４で反射され、モニタダイオー
ド１１０に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，ＣＤ，ＭＤ，ＬＤ
などの光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行
うための光ピックアップにかかり、特に、その小型・軽
量化に好適な改良に関する。

【０００２】

【背景技術】ＣＤ，ＭＤ，ＬＤなどの光ディスクに対し
て情報の記録，再生を行うための光ピックアップとして
は、既に各種のものが知られている。いくつかの例を示
すと、以下の通りである。

【０００３】特開平５−３１４５３７号公報：レーザ
ダイオード，集光手段，光検出素子などの光学的機能を
１個のプリズムブロックに一体的に集積化したプリズム
型光学ヘッドが開示されている。 特開平６−４８９４号公報：ピックアップ内部のレン
ズ，プリズムなどを、透明な材料によりモールド成型に
よって一体化した光ピックアップ装置が開示されてい
る。

【０００４】特開平５−３０７７６０号公報：光検出
器が形成された半導体基板上に半導体レーザを固定し、
４５゜エッチングによって半導体基板上に光路変換ミラ
ーを形成した光ピックアップが開示されている。 これらのように、光ピックアップの小型・軽量化やコス
トダウンを目的として、個別の部品が果たしていた各種
機能を同一基板上に集積化し、あるいは樹脂などで一体
成型しようとする試みが広く行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような背景技術においては、次のような点に留意する必
要がある。 （1）一般に、樹脂成型では、ガラスなどに比べて面精
度が出にくい。特に、樹脂／空気の界面の面数が増える
ほど波面収差が累積する。また、同一の面精度では、光
束が透過する場合よりも反射する場合の方が波面収差の
発生が大きい（〜数倍）。

【０００６】（2）光ディスク用ピックアップにおいて
は、往路／復路の光束で要求波面精度が異なる。復路で
は、再生信号は全光束の強度の積分値として得るため、
回折限界の光学系は不要であり、エラー検出系としての
精度が満足されれば十分である。これに対し、往路で
は、ディスク上に回折限界のスポットを結ぶ必要があ
り、ピックアップ全体としての出射光波面収差は最大で
もＲＭＳＤ＜０．０５λと、非常に厳しい精度が要求さ
れる。すなわち、往路の光学系を構成する光学部品は、
全て厳しい波面精度に管理されなければならない。

【０００７】（3）光検出器は、通常シリコンウェハ上
に形成されるが、ウェハプロセスでは高精度のマスクな
どを用いるため、その位置合わせマークなどを利用で
き、位置精度を出しやすい。これを利用して、レーザー
チップをウェハ上に固定する構造とすれば、発光点・受
光点の相互位置関係を精度よく決めることができる。し
かし、現状のレーザチップの構造では、ウェハ上に固定
すると出射光軸，ひいては復路光束の光軸が光検出器の
受光面と略平行になってしまう。このため、復路光束を
光検出器受光面に導くために、どこかに光路変換（例え
ば９０゜）用ミラーを設ける必要がある。

【０００８】これらの点を踏まえて前記背景技術を検討
すると、まず前記の従来例では、対物レンズ機能を含
めた往路の光学的機能を全て光学ブロックの界面で達成
しようとしているため、樹脂成形を適用しようとすると
出射波面の精度劣化が避けられない。このため、実現性
の点から好ましいとは言えない。

【０００９】次に、の従来例では、従来の光学部品と
光学ベースを樹脂で単に一体成形したのみであり、同様
に出射波面精度の問題が生ずる。また、樹脂成型の金型
からの抜き具合を考慮すると、レンズなどの面曲構造が
大きく制約を受け、ピックアップとしての機能の達成に
支障が生ずる可能性がある。

【００１０】更に、の従来例では、レーザ出射直後の
光束をウェハプロセスで形成したエッチドミラーで光路
変換するようにしているが、出射波面精度を維持するた
めに、エッチング条件やウェハの結晶軸管理，歩留りの
低下，プロセス工程・設備の複雑化といった多くの課題
がある。

【００１１】この発明は、以上の点に着目したもので、
その目的は、樹脂一体成形によって光学系の簡素化を図
りつつ、高出射波面精度と現実に形成可能な樹脂表面精
度とを両立し、プロセスの複雑化を避けながら部品位置
精度の向上を図ることである。他の目的は、光ピックア
ップ，ひいては光ディスク装置の小型，軽量化を図ると
ともに、コストダウンや生産設備の簡素化を図ることで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、レーザ光の光路を所望方向に変換する
ための光路変換用ミラーを、情報記録媒体からのレーザ
光の復路にのみ設けたことを特徴とするものであり、光
検出器が形成された基板上に、この基板面とレーザ光の
光軸が略平行になるようにレーザ光源を固定するととも
に、これら基板及びレーザ光源を透明樹脂で封止し、且
つ、前記封止樹脂の面の一部に、前記復路のレーザ光に
のみ作用するように前記光路変換用ミラーを形成したこ
とを特徴とするものである。この発明の前記及び他の目
的、特徴、利点は、次の詳細な説明及び添付図面から明
瞭になろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、実施例を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】

【実施例１】最初に、実施例１について図１〜図３を参
照しながら説明する。図１は実施例１の外観を示す斜視
図，図２は側面図，図３はＯＥＩＣ（光電子集積回路）
を構成するウエハの平面図である。これらの図におい
て、Ｓｉなどの半導体によるウエハ１００上の中央付近
には、適当な高さのサブマウント１０２が設けられてお
り、その頂部にレーザダイオード１０４が配置されてい
る。この際、レーザダイオード１０４から出射されたレ
ーザ光の光軸は、ウエハ１００と略平行となっている。
そして、ウエハ１００のサブマウント１０２の両側部に
は、３分割された光検出器１０６，１０８がそれぞれ設
けられている。また、ウエハ１００上であって、レーザ
ダイオード１０４の後部モニタ光出力側には、モニタダ
イオード１１０が形成されている。

【００１５】このような構成のウエハ１００は、図１に
示すような透明樹脂を用いて一体的に成形した樹脂体１
１２に封止される。樹脂体１１２のレーザダイオード１
０４の後部には、樹脂の斜面によってモニタ光用の反射
ミラー１１４が形成されている。その両側部には、段違
いの樹脂斜面によって、信号レーザ光用の反射ミラー１
１６，１１８が形成されている。また、樹脂体１１２の
レーザ光出射面には、レーザ光を分岐する分岐素子とし
てホログラム素子１２０が形成されている。従って、レ
ーザ光源の出射端面と、光検出器の検出面と、樹脂体の
外形を成す面の間は全て封止樹脂で充填されている。

【００１６】次に、樹脂斜面によって形成された反射ミ
ラー１１４，１１６，１１８は、本実施例ではディスク
（図示せず）からの戻り光光軸に対して４５゜の角度と
なるように形成されている。これにより、復路のレーザ
光あるいはモニタ光が９０゜反射され、反射ミラー１１
４を介してモニタダイオード１１０上に入射し、あるい
は、反射ミラー１１６，１１８を介して光検出器１０
６，１０８に入射する。

【００１７】次に、以上のように構成された実施例１の
作用を説明すると、レーザダイオード１０４から出力さ
れた往路のレーザビームは、そのまま反射されることな
くホログラム素子１２０を透過して出力され、他のグレ
ーティングなどの素子を介してディスクに入射する。そ
して、ディスクで反射された復路のレーザビームは、ホ
ログラム素子１２０で回折されて２つの往路の光路に分
離され、２つのビームが樹脂体１１２の反射ミラー１１
６，１１８にそれぞれ入射する。そして、それら反射ミ
ラー１１６，１１８で反射されたレーザビームは、光検
出器１０６，１０８にそれぞれ入射する。従って、反射
ミラー１１６，１１８は往路のレーザ光のみに作用して
いる。他方、レーザダイオード１０４の後部から出力さ
れたモニタ光は、樹脂体１１２の反射ミラー１１４で反
射され、モニタダイオード１１０に入射する。

【００１８】このように、実施例１によれば、ディスク
に対して記録又は再生を行うレーザビームのうち、往路
のビームは、そのまま光路変換されることなく直進して
ディスクに入射する。そして、復路のビームが光路変換
されて光検出器１０６，１０８に入射する。

【００１９】すなわち、ミラーは復路のレーザビームに
のみ作用し、ホログラム素子１２０で分岐された後の復
路のレーザビームのみが光路変換される構造となってい
る。このため、ホログラム素子１２０の面のみを精度よ
く成形すればよく、且つ、ミラーの精度が緩和され、樹
脂成形面でも十分使用可能となる。別言すれば、樹脂一
体成形による光学系の簡素化を達成しながら、高い出射
波面精度と現実に作製可能な樹脂表面精度を両立でき
る。また、樹脂面ミラーの構造として、ウェハに対して
略４５゜の傾斜面を持つ凹部を形成すればよいので構造
も単純であり、製造プロセスの複雑化を避けることがで
きる。

【００２０】なお、この実施例１のように、樹脂体１１
２のレーザビーム出射面をレーザビームの出射光軸に対
して略垂直とすることで、樹脂１１２の内部から外部空
間にレーザビームが出射する際に光軸の変化が生じない
ようにすることができる。

【００２１】

【実施例２】次に、図４及び図５を参照して実施例２を
説明する。図４は実施例２の側面図であり、図５は主要
部を分解して示す一部破断した斜視図である。この例
は、樹脂体の凹凸が前記実施例１と逆の関係となった例
である。ウエハ１３０上には、前記実施例１と同様にサ
ブマウント１３２，レーザダイオード１３４，モニタダ
イオード１３６，３分割された光検出器１３８，１４０
がそれぞれ設けられている。このウエハ１３０は、適宜
のベース１４１上に配置され、樹脂体１４２によって全
体が覆われる。なお、ベース１４１，樹脂体１４２によ
って封止された空間には、例えば不活性ガスが充填され
る。

【００２２】樹脂体１４２の内側には、前記実施例１の
反射ミラー１１４，１１６，１１８に対応する反射ミラ
ー１４４，１４６，１４８がそれぞれ樹脂面によって形
成されている。また、樹脂体１４２のレーザビーム出力
面には、ホログラム素子１５０が形成されている。

【００２３】このような実施例２の動作は、前記実施例
１と基本的に同様であり、ホログラム素子１５０によっ
て分岐された復路のレーザビームは、反射ミラー１４
６，１４８で反射されて光検出器１３８，１４０にそれ
ぞれ入射する。また、レーザダイオード１３４の後部か
ら出力されたモニタ光は、反射ミラー１４４で反射され
てモニタダイオード１３６に入射する。このように、実
施例２では、ウエハと樹脂体とが別体となっているた
め、両者の位置関係を調整することが可能となる。

【００２４】

【他の実施例】この発明は、以上の開示に基づいて多様
に改変することが可能であり、例えば次のようなものが
ある。 （1）ウエハには、光検出力用の光検出器の他、電流−
電圧変換器，増幅器，演算回路などの必要な回路を、一
体（いわゆるモノリシック）に形成してよい。

【００２５】（2）前記実施例では、レーザダイオード
１０４，１３４の後部から出射されたモニタ光が樹脂体
１１２，１４２の反射ミラー１１４，１４４で反射され
てモニタダイオード１１０，１３６に入射する構成とな
っているが、他にサブマウント１０２，１３２の上面１
０３，１３３で反射させた後に樹脂面で更に反射させて
モニタダイオード１１０，１３６に入射する構成とする
など、樹脂面を各種利用することが可能である。また、
サブマウント１０２，１３２のレーザダイオード設置面
１０３，１３３に、モニタ光の光束に沿ったテーパ状の
凹部を形成するようにしてもよい。

【００２６】（3）前記実施例では、光検出器が形成さ
れた基板やレーザ光源を透明樹脂で封止したが、透明樹
脂で単に固定する，透明樹脂の代わりにガラスプレスで
成形されたケースを用いる，などの構成としてもよい。
また、前記レーザ光源の出射端面又は前記光検出器の検
出面の少なくとも一方と封止樹脂面との間に、透明樹脂
を充填して一体成形してもよいし、前記封止樹脂と略等
しい屈折率の透明材料を充填するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、封止樹脂面によるミラーを光の復路にのみ設けるこ
ととしたので、樹脂一体成形によって光学系の簡素化を
図りつつ、高出射波面精度と現実に形成可能な樹脂表面
精度とを両立し、プロセスの複雑化を避けながら部品位
置精度の向上を図ることができ、更には光ピックアップ
や光ディスク装置の小型・軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の外観を示す斜視図である。

【図２】実施例１の主要構成を示す側面図である。

【図３】実施例１の主要部を示す平面図である。

【図４】実施例２の主要構成を示す側面図である。

【図５】実施例２の主要構成を示す一部破断した分解斜
視図である。

【符号の説明】

１００，１３０…ウエハ １０２，１３２…サブマウント １０４，１３４…レーザダイオード １０６，１０８，１３８，１４０…光検出器 １１０，１３６…モニタダイオード １１２，１４２…樹脂体 １１４，１１６，１１８，１４４，１４６，１４８…ミ
ラー １２０，１５０…ホログラム素子 １４１…ベース １０３，１３３…設置面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報記録媒体に照射するためのレーザ光
   を発生するレーザ光源；前記情報記録媒体からの復路の
   レーザ光を分岐するための分岐素子；前記復路のレーザ
   光の光路を変換する光路変換用ミラー；前記分岐素子に
   よって得られた復路のレーザ光を検出するための光検出
   器；を備え、 前記光検出器が形成された基板上に、この基板面とレー
   ザ光の光軸が略平行になるように前記レーザ光源を固定
   するとともに、これら基板及びレーザ光源を透明樹脂で
   封止し、且つ、前記封止樹脂の面の一部に、前記復路の
   レーザ光にのみ作用するように前記光路変換用ミラーを
   形成したことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記基板上に、前記レーザ光源の光出力
   モニタ用光検出器を一体に形成するとともに、前記封止
   樹脂面の一部をモニタ光の光路変換用ミラーとしたこと
   を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記封止樹脂のレーザ光出射面を、レー
   ザ光出射光軸に対して略垂直とした請求項１又は２記載
   の光ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記レーザ光源の出射端面と、前記光検
   出器の検出面の少なくとも一方と、前記封止樹脂面との
   間に透明樹脂を充填して一体成形したことを特徴とする
   請求項１，２又は３記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】 前記レーザ光源の出射端面と、前記光検
   出器の検出面の少なくとも一方と、前記封止樹脂との間
   が、前記封止樹脂と略等しい屈折率の透明材料で充填さ
   れていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の光
   ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記分岐素子を、前記封止樹脂のレーザ
   光出射面に一体に形成した請求項１，２，３，４又は５
   記載の光ピックアップ。