JP2508485B2 - Optical pickup device - Google Patents

Optical pickup device

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JP2508485B2
JP2508485B2 JP62142672A JP14267287A JP2508485B2 JP 2508485 B2 JP2508485 B2 JP 2508485B2 JP 62142672 A JP62142672 A JP 62142672A JP 14267287 A JP14267287 A JP 14267287A JP 2508485 B2 JP2508485 B2 JP 2508485B2
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light beam
laser light
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protective film
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明を以下の順序で説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.

A 産業上の利用分野 B 発明の概要 C 従来の技術 D 発明が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段 F 作 用 G 実施例 H 発明の効果 A 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光ビームを光学記録媒体に入射され
るとともに、光学記録媒体からの反射レーザ光ビームを
受けて光検出器に導き、光検出器から光学記録媒体に記
録された情報の読取出力を得る光学ピックアップ装置に
関する。
A Industrial field of use B Outline of the invention C Conventional technology D Problems to be solved by the invention E Means for solving the problem F Working G Example H Effect of the invention A Industrial field of use The present invention Emits a laser light beam to an optical recording medium, receives a reflected laser light beam from the optical recording medium, guides it to a photodetector, and obtains a read output of information recorded on the optical recording medium from the photodetector. The present invention relates to an optical pickup device.

B 発明の概要 本発明は、レーザ光ビームを光ディスク等の記録媒体
に入射させるとともに、記録媒体からの反射レーザ光ビ
ームを受けて光検出器により検出し、光検出器から反射
レーザ光ビームに応じた検出出力を得る光学ピックアッ
プ装置において、半導体基板に第1及び第2の光検出器
が形成されるとともにその半導体基板上に半導体レーザ
素子と光半透過反射面を有するプリズムとが配されて構
成され、プリズムの光半透過反射面が、半導体レーザ素
子から発せられたレーザ光ビームを記録媒体側へと反射
させるとともに記録媒体側からのレーザ光ビームを透過
させるものとされ、また、半導体基板における第1及び
第2の光検出器が形成された部分とプリズムとの間に配
された保護膜部が、プリズムにその光半透過反射面から
入射してプリズムを透過したレーザ光ビームについて、
その略1/2を第1の光検出器に到達させるとともに他の
略1/2をプリズムの内部側に反射させ、かつ、プリズム
の表面部でさらに反射してプリズムを透過した上述の他
の略1/2のレーザ光ビームの大部分を第2の光検出器に
到達させるべく、その材質及び厚みが選定されたものと
なすことにより、半導体基板上に設けられる保護膜部を
利用して、簡略化された構成のもとに、プリズムにその
光半透過反射面を透過して入射する記録媒体側からのレ
ーザ光ビームを、第1及び第2の光検出器の夫々に適正
に導くことができるようにしたものである。
B. Summary of the Invention The present invention makes a laser light beam incident on a recording medium such as an optical disk, receives a reflected laser light beam from the recording medium, detects it by a photodetector, and responds to the reflected laser light beam from the photodetector. In an optical pickup device for obtaining a detected output, a semiconductor substrate is provided with first and second photodetectors, and a semiconductor laser element and a prism having a semi-transmissive reflective surface are arranged on the semiconductor substrate. The light semi-transmissive reflecting surface of the prism reflects the laser light beam emitted from the semiconductor laser element to the recording medium side and transmits the laser light beam from the recording medium side. The protective film portion disposed between the portion where the first and second photodetectors are formed and the prism is incident on the prism from the light semi-transmissive reflection surface. The laser light beam transmitted through the prism Te,
Approximately 1/2 of the above is transmitted to the first photodetector, the other approximately 1/2 is reflected to the inside of the prism, and is further reflected on the surface of the prism and transmitted through the prism. By using a material and thickness selected so that most of the approximately 1/2 laser light beam reaches the second photodetector, the protective film portion provided on the semiconductor substrate is used. , The laser light beam from the recording medium side which is incident on the prism after passing through the light semi-transmissive reflecting surface is properly guided to each of the first and second photodetectors based on the simplified configuration. It was made possible.

C 従来の技術 光学式ディスク・プレーヤにおいては、光ディスクに
レーザ光ビームを入射させて光ディスクに記録された情
報の読取りを行うものとされる光学ピックアップ装置が
装備される。斯かる光学ピックアップ装置は、レーザ光
ビームを発生し、それを光ディスクに形成された極めて
狭小な記録トラック上に適正な集束状態をもって入射さ
せて、記録トラックに正確に追従させ、さらに、光ディ
スクの記録トラックからの反射レーザ光ビームを、光検
出器に的確に導くことが要求され、従って、半導体レー
ザ素子,各種のレンズ,光ビームスプリッタ,ミラーあ
るいはプリズム,光検出器等の種々の光学素子が精密配
置されて構成される。そのため、通常の光学ピックアッ
プ装置は、比較的大容積とされる光学素子配置空間を要
し、また、各部についての煩わしい調整作業が必要とさ
れるものとなり易い。
C Conventional Technology An optical disc player is equipped with an optical pickup device which is adapted to make a laser light beam incident on an optical disc to read information recorded on the optical disc. Such an optical pickup device generates a laser light beam, makes it incident on an extremely narrow recording track formed on an optical disc with an appropriate focusing state, and accurately follows the recording track, and further records on the optical disc. It is required to accurately guide the reflected laser light beam from the track to the photodetector. Therefore, various optical elements such as a semiconductor laser device, various lenses, a light beam splitter, a mirror or prism, and a photodetector are precise. Arranged and configured. Therefore, a normal optical pickup device requires an optical element arrangement space having a relatively large volume, and also tends to require a troublesome adjustment work for each part.

このような事情に関連して、上述の如くの光学ピック
アップ装置に伴われる不都合を解消できる改良された光
学ピックアップ装置として、半導体基板に光検出器が形
成されるとともに、その半導体基板上にレーザ光を発す
る半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子により発せら
れたレーザ光を光ディスク等の光学記録媒体側に導くと
ともに、光学記録媒体からの反射レーザ光を光検出器に
導くプリズムとが配されて構成される集積型の光学ピッ
クアップ装置が、本願出願人によりすでに提案されてい
る(特願昭61−38576号)。
In relation to such a situation, as an improved optical pickup device capable of eliminating the disadvantages associated with the optical pickup device as described above, a photodetector is formed on a semiconductor substrate, and a laser beam is formed on the semiconductor substrate. And a prism for guiding the laser light emitted by the semiconductor laser element to the optical recording medium side such as an optical disk and guiding the reflected laser light from the optical recording medium to the photodetector. An integrated optical pickup device has already been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 61-38576).

斯かる集積型の光学ピックアップ装置にあっては、例
えば、第4図に示される如くの構成がとられる。この構
成においては、半導体基板11の内部に第1及び第2の光
検出器12及び13が配設形成され、また、半導体基板11上
に半導体レーザ素子14が半田付けされて配置される。そ
して、半導体基板11における半導体レーザ素子14が配さ
れた面が保護膜15によって覆われ、斯かる保護膜15上に
おける第1及び第2の光検出器12及び13の上方となる位
置に、プリズム16が配される。プリズム16は、半導体レ
ーザ素子14に対向する面が、半導体基板11における半導
体レーザ素子14が配された面に対して傾斜した光半透過
反射面16aを形成するものとされる。
In such an integrated type optical pickup device, for example, a configuration as shown in FIG. 4 is adopted. In this configuration, the first and second photodetectors 12 and 13 are formed and formed inside the semiconductor substrate 11, and the semiconductor laser element 14 is soldered and arranged on the semiconductor substrate 11. Then, the surface of the semiconductor substrate 11 on which the semiconductor laser element 14 is arranged is covered with a protective film 15, and the prism is provided on the protective film 15 above the first and second photodetectors 12 and 13. 16 will be arranged. The prism 16 is such that the surface facing the semiconductor laser element 14 forms a light semi-transmissive reflection surface 16a that is inclined with respect to the surface of the semiconductor substrate 11 on which the semiconductor laser element 14 is arranged.

このようなもとで、半導体レーザ素子14から発せられ
るレーザ光ビームLiが、プリズム16の光半透過反射面16
aで反射され、対物レンズ17により集束されて、光ディ
スク18の記録トラック18aに入射せしめられる。そし
て、光ディスク18の記録トラック18aからの反射レーザ
光ビームLrが、対物レンズ17を通じて戻り、プリズム16
の光半透過反射面16aを透過してプリズム16内に入射す
る。プリズム16内に入射した反射レーザ光ビームLrは、
その一部分が第1の光検出器12に到達するとともに、他
の一部分がプリズム16内で反射して第2の光検出器13に
到達するものとされる。その際、反射レーザ光ビームLr
は、プリズム16内に形成される、第1の光検出器12から
第2の光検出器13に至る光路上において、集束点を有す
るものとなるように設定される。
Under such a condition, the laser light beam Li emitted from the semiconductor laser device 14 is reflected by the semi-transmissive reflective surface 16 of the prism 16.
It is reflected by a, is focused by the objective lens 17, and is made incident on the recording track 18a of the optical disc 18. Then, the reflected laser light beam Lr from the recording track 18a of the optical disc 18 returns through the objective lens 17, and the prism 16
The light is transmitted through the light semi-transmissive reflective surface 16a and enters the prism 16. The reflected laser light beam Lr incident on the prism 16 is
It is assumed that a part thereof reaches the first photodetector 12 and another part thereof is reflected in the prism 16 and reaches the second photodetector 13. At that time, the reflected laser light beam Lr
Is set so as to have a focal point on the optical path formed in the prism 16 from the first photodetector 12 to the second photodetector 13.

従って、第1及び第2の光検出器12及び13の夫々から
は、光ディスク18の記録トラック18aからの反射レーザ
光ビームLrの検出出力信号が得られ、それらに基づいて
情報読取信号,トラッキング・エラー信号,フォーカス
・エラー信号等が形成される。
Therefore, the detection output signals of the reflected laser light beam Lr from the recording track 18a of the optical disk 18 are obtained from the first and second photodetectors 12 and 13, respectively, and the information read signal and the tracking An error signal, a focus error signal, etc. are formed.

第5図は、例えば、フォーカス・エラー信号が形成さ
れる構成を示す。斯かる構成においては、第1の光検出
器12が、中央感光素子12aとそれを挟む両側感光素子12b
及び12cとが同一面内に配されて形成され、また、第2
の光検出器13が、中央感光素子13aとそれを挾む両側感
光素子13b及び13cとが同一面内に配されて形成されるも
のとされる。そして、第1及び第2の光検出器12及び13
の夫々の上に形成される反射レーザ光ビームLrによるス
ポットに応じて、感光素子12a〜12c及び13a〜13cの各々
から検出出力が得られるが、感光素子12b及び12cの夫々
からの検出出力が加算器20において加算され、加算器20
からの加算出力と感光素子12aからの検出出力とが減算
器21において減算されて、減算器21から減算出力Saが導
出され、また、感光素子13b及び13cの夫々からの検出出
力が加算器22において加算され、加算器22からの加算出
力と感光素子13aからの検出出力とが減算器23において
減算されて、減算器23から減算出力Sbが導出される。そ
して、減算出力Saと減算出力Sbとがさらに減算器24にお
いて減算されて、減算器24から減算出力Scが得られる。
FIG. 5 shows a structure in which, for example, a focus error signal is formed. In such a configuration, the first photodetector 12 includes the central photosensitive element 12a and the photosensitive elements 12b on both sides sandwiching the central photosensitive element 12a.
And 12c are formed in the same plane.
The photodetector 13 is formed by disposing the central photosensitive element 13a and the photosensitive elements 13b and 13c sandwiching the central photosensitive element 13a in the same plane. Then, the first and second photodetectors 12 and 13
According to the spot by the reflected laser light beam Lr formed on each of the, the detection output is obtained from each of the photosensitive elements 12a ~ 12c and 13a ~ 13c, the detection output from each of the photosensitive elements 12b and 12c. It is added in the adder 20, and the adder 20
The subtracted output Sa is derived from the subtractor 21 by subtracting the added output from the photosensitive element 12a and the detected output from the photosensitive element 12a, and the detected output from each of the photosensitive elements 13b and 13c is added by the adder 22. In the subtractor 23, the addition output from the adder 22 and the detection output from the photosensitive element 13a are subtracted, and the subtraction output Sb is derived from the subtractor 23. Then, the subtraction output Sa and the subtraction output Sb are further subtracted in the subtractor 24, and the subtraction output Sc is obtained from the subtractor 24.

第1及び第2の光検出器12及び13の夫々の上にスポッ
トを形成する反射レーザ光ビームLrは、光ディスク18の
記録トラック18aに入射するレーザ光ビームLiがジャス
ト・フォーカス状態にあるとき、プリズム16内に形成さ
れる第1の光検出器12から第2の光検出器13に至る光路
上における中間位置に集束点を有するものとされ、ま
た、レーザ光ビームLiがオーバー・フォーカス状態にあ
るとき、プリズム16内に形成される第1の光検出器12か
ら第2の光検出器13に至る光路上における中間位置より
第1の光検出器12側の位置に集束点を有し、さらに、レ
ーザ光ビームLiがアンダー・フォーカス状態にあると
き、プリズム16内に形成される第1の光検出器12から第
2の光検出器13に至る光路上における中間位置より第2
の光検出器13側の位置に集束点を有するものとされる。
このため、第1及び第2の光検出器12及び13の夫々にお
けるスポット、レーザ光ビームLiがジャスト・フォーカ
ス状態にあるとき、互いに等しい寸法を有し、また、レ
ーザ光ビームLiがオーバー・フォーカス状態にあると
き、第1の光検出器12におけるスポットがジャスト・フ
ォーカス状態時より小となるとともに、第2の光検出器
13におけるスポットがジャスト・フォーカス状態時より
大となり、さらに、レーザ光ビームLiがアンダー・フォ
ーカス状態にあるとき、第1の光検出器12におけるスポ
ットがジャスト・フォーカス状態時より大となるととも
に、第2の光検出器13におけるスポットがジャスト・フ
ォーカス状態時より小となる。
The reflected laser light beam Lr that forms a spot on each of the first and second photodetectors 12 and 13 is a laser light beam Li that is incident on the recording track 18a of the optical disc 18 when it is in a just focus state. A focusing point is provided at an intermediate position on the optical path from the first photodetector 12 to the second photodetector 13 formed in the prism 16, and the laser light beam Li is in an over-focus state. At some point, a focusing point is provided at a position closer to the first photodetector 12 than an intermediate position on the optical path from the first photodetector 12 to the second photodetector 13 formed in the prism 16, Further, when the laser light beam Li is in the under-focus state, the second position from the intermediate position on the optical path formed in the prism 16 from the first photodetector 12 to the second photodetector 13 is reached.
It has a focusing point at the position on the photodetector 13 side.
Therefore, when the spot and the laser light beam Li in each of the first and second photodetectors 12 and 13 are in the just focus state, they have the same size and the laser light beam Li is over-focused. In this state, the spot on the first photodetector 12 becomes smaller than in the just focus state, and the second photodetector
The spot at 13 is larger than that in the just-focused state, and when the laser light beam Li is in the under-focused state, the spot at the first photodetector 12 is larger than that in the just-focused state, and The spot on the second photodetector 13 is smaller than that in the just focus state.

従って、上述の減算出力Sa及びSbは、夫々、第6図に
おいて一点鎖線及び破線にて示される如くに、レーザ光
ビームLiの光ディスク18の記録トラック18aにおけるフ
ォーカス状態に応じたレベル変化を有するものとなる。
それにより、減算出力Scは、第6図において実線にて示
される如くに、レーザ光ビームLiが光ディスク18の記録
トラック18aにおいてジャスト・フォーカス状態にある
ときそのレベルを零とし、オーバー・フォーカス状態に
あるときとアンダー・フォーカス状態にあるときとで
は、極性を異にするレベルを対称的にとるものとなり、
フォーカス・エラー信号とされる。
Therefore, the subtraction outputs Sa and Sb described above each have a level change according to the focus state of the laser light beam Li on the recording track 18a of the optical disc 18, as indicated by the alternate long and short dash line and the broken line in FIG. Becomes
As a result, the subtraction output Sc has its level set to zero when the laser light beam Li is in the just focus state on the recording track 18a of the optical disc 18, as shown by the solid line in FIG. The level at which the polarities are different is symmetrical between a certain state and an under-focus state,
It is used as a focus error signal.

上述の第4図に示される光学ピックアップ装置は、そ
の部分拡大図である第7図に示される如くの詳細構成を
とるものとされている。即ち、半導体基板11上に設けら
れた保護膜15は、例えば、SiO2で形成された第1の層15
aとその上にSi3N4で形成された第2の層15bとから成る
2層構造を有するものとされており、斯かる保護膜15を
形成する第2の層15b上に、プリズム16が接着剤層25に
よって固定されている。そして、プリズム16の保護膜15
に対向する下面16bにおける第1の光検出器12に対応す
る部分には、例えば、10層程度とされる多層光半透過膜
26が、真空蒸着手法により形成されている。
The optical pickup device shown in FIG. 4 described above has a detailed configuration as shown in FIG. 7, which is a partially enlarged view thereof. That is, the protective film 15 provided on the semiconductor substrate 11 is, for example, the first layer 15 formed of SiO 2.
It has a two-layer structure consisting of a and a second layer 15b formed of Si 3 N 4 on the second layer 15b. The prism 16 is formed on the second layer 15b forming the protective film 15. Are fixed by the adhesive layer 25. Then, the protective film 15 of the prism 16
In the portion corresponding to the first photodetector 12 on the lower surface 16b facing the, for example, a multilayer light semi-transmissive film having about 10 layers is provided.
26 is formed by a vacuum evaporation method.

そして、プリズム16の光半透過反射面16aを透過して
プリズム16内に入射した反射レーザ光ビームLrは、プリ
ズム16内を進んで多層光半透過膜26に入射し、多層光半
透過膜26により、その一部分が多層光半透過膜26を透過
し、さらに、接着剤層25及び保護膜15を透過して第1の
光検出器12に到達するものとされ、また、他の一部分が
多層光半透過膜26においてプリズム16の内部側に反射さ
れ、さらに、プリズム16の上面16cにおいて再度プリズ
ム16の内部側に反射され、その後、接着剤層25及び保護
膜15を透過して第2の光検出器13に到達するものとされ
る。即ち、この場合、プリズム16内に入射した反射レー
ザ光ビームLrの第1及び第2の光検出器12及び13の夫々
への分配が、プリズム16の下面16bに設けられた多層光
半透過膜26によって行われるのである。
Then, the reflected laser light beam Lr that has passed through the light semi-transmissive reflective surface 16a of the prism 16 and entered the prism 16 travels in the prism 16 and enters the multilayer light semi-transmissive film 26, and the multilayer light semi-transmissive film 26. Thus, a part thereof is transmitted through the multilayer light semi-transmissive film 26, further is transmitted through the adhesive layer 25 and the protective film 15 to reach the first photodetector 12, and the other part is multilayered. The light semi-transmissive film 26 is reflected to the inner side of the prism 16, and is further reflected to the inner side of the prism 16 again on the upper surface 16c of the prism 16, and then is transmitted through the adhesive layer 25 and the protective film 15 to form a second film. It is supposed to reach the photodetector 13. That is, in this case, the distribution of the reflected laser light beam Lr entering the prism 16 to each of the first and second photodetectors 12 and 13 is such that the multi-layered semi-transmissive film provided on the lower surface 16b of the prism 16 is provided. It is done by 26.

D 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の如くに、その下面16bに多層光
半透過膜26が設けられたプリズム16が使用される集積型
光ピックアップ装置においては、それに組み込まれるプ
リズム16の作製にあたり、プリズム16に対して、例え
ば、真空蒸着手法により光半透過膜を多数回重ねて形成
して多層光透過膜26を設ける工程が伴われ、そのため、
多層光半透過膜26を有したプリズム16の作製コストが著
しく嵩むことになり、装置が高価なものとなってしまう
不都合がある。
D. Problems to be Solved by the Invention However, as described above, in the integrated optical pickup device in which the prism 16 having the lower surface 16b provided with the multilayer light semi-transmissive film 26 is used, the prism 16 incorporated therein is In the production, with respect to the prism 16, for example, a step of forming a multi-layered light transmissive film 26 by stacking a plurality of light semi-transmissive films by a vacuum vapor deposition method is involved, and therefore,
The manufacturing cost of the prism 16 having the multilayer light semi-transmissive film 26 is significantly increased, and there is a disadvantage that the device becomes expensive.

斯かる点に鑑み、本発明は、半導体基板に第1及び第
2の光検出器が形成されるとともにその半導体基板上に
半導体レーザ素子と光半透過反射面を有するプリズムと
が配されて構成され、プリズムの光半透過反射面が、半
導体レーザ素子から発せられたレーザ光ビームを光ディ
スク等の記録媒体側へと反射させて記録媒体に入射せし
められるようになすとともに、記録媒体側からのレーザ
光ビームを透過させて第1及び第2の光検出器の夫々に
導かれるようになして、光検出器から記録媒体側からの
レーザ光ビームに応じた検出出力を得るものとされ、そ
の際、多層光半透過膜等が設けられることを要さない比
較的安価に得られるプリズムを用いて、光半透過反射面
を透過してプリズム内に入射した、記録媒体側からのレ
ーザ光ビームの第1及び第2の光検出器の夫々への分配
を適正に行うことができる光学ピックアップ装置を提供
することを目的とする。
In view of such a point, the present invention is configured such that first and second photodetectors are formed on a semiconductor substrate, and a semiconductor laser element and a prism having a light semi-transmissive reflection surface are arranged on the semiconductor substrate. The semi-transmissive reflective surface of the prism reflects the laser light beam emitted from the semiconductor laser element toward the recording medium side such as an optical disk and makes it enter the recording medium. The light beam is transmitted and guided to each of the first and second photodetectors, and the detection output corresponding to the laser light beam from the recording medium side is obtained from the photodetector. Of a laser light beam from the side of the recording medium that is transmitted through the light semi-transmissive reflective surface and enters the prism by using a prism that is relatively inexpensive and does not require the provision of a multi-layer light semi-transmissive film. First To perform beauty the distribution of the second to the respective optical detectors properly and to provide an optical pickup device capable.

E 問題点を解決するための手段 上述の目的を達成すべく、本発明に係る光学ピックア
ップ装置は、半導体基板上に配された半導体レーザ素子
と、その半導体基板に形成された第1及び第2の光検出
器と、半導体基板における少なくとも第1及び第2の光
検出器が形成された部分を覆うべく配された保護膜部
と、保護膜部上に配され、半導体レーザ素子に対抗する
面が、半導体基板の半導体レーザ素子が配された面に対
して所定の角度をもって傾斜せしめられた光半透過反射
面となされたプリズムとを備えて、光半透過反射面が、
半導体レーザ素子から発せられたレーザ光ビームを記録
媒体側へと反射させるとともに、記録媒体側からのレー
ザ光ビームを透過させるものとされ、また、保護膜部
が、プリズムにその光半透過反射面を透過して入射し、
プリズムを通過したレーザ光ビームの略1/2を第1の光
検出器に到達させるとともに、他の略1/2をプリズムの
内部側に反射させ、かつ、プリズムの表面部でさらに反
射してプリズムを通過した上述の他の略1/2のレーザ光
ビームの大部分を第2の光検出器に到達させるべく、そ
の材質及び厚みが選定されたものとされて、構成され
る。
E Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, an optical pickup device according to the present invention includes a semiconductor laser element arranged on a semiconductor substrate, and first and second semiconductor laser elements formed on the semiconductor substrate. Of the photodetector, a protective film portion arranged to cover at least a portion of the semiconductor substrate on which the first and second photodetectors are formed, and a surface disposed on the protective film portion and facing the semiconductor laser element. Is provided with a prism which is a light semi-transmissive reflective surface inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the semiconductor substrate on which the semiconductor laser element is arranged, and the light semi-transmissive reflective surface is
It is supposed that the laser light beam emitted from the semiconductor laser element is reflected to the recording medium side and at the same time transmits the laser light beam from the recording medium side. Incident through
Approximately 1/2 of the laser light beam that has passed through the prism is made to reach the first photodetector, and the other approximately 1/2 is reflected to the inside of the prism and further reflected on the surface of the prism. The material and the thickness thereof are selected so that most of the other half of the above laser light beam passing through the prism can reach the second photodetector.

F 作 用 このような構成を有する本発明に係る光学ピックアッ
プ装置においては、半導体レーザ素子から発せられたレ
ーザ光ビームが、プリズムの光半透過反射面において記
録媒体側へと反射され、記録媒体に入射せしめられる。
そして、記録媒体からの反射レーザ光ビームが、プリズ
ムの光半透過反射面を透過してプリズム内に入射する。
プリズム内に入射した反射レーザ光ビームは、プリズム
を通過して保護膜部に入射し、保護膜部により、その略
1/2が保護膜部を透過し、半導体基板に形成された第1
の光検出器に到達するものとされ、また、他の略1/2が
保護膜部においてプリズムの内部側に反射され、さら
に、プリズム内において反射されて、半導体基板に形成
された第2の光検出器に到達するものとされる。そし
て、第1及び第2の光検出器の夫々から、反射レーザ光
ビームに応じた検出出力が得られる。
In the optical pickup device according to the present invention having such a configuration, the laser light beam emitted from the semiconductor laser element is reflected toward the recording medium side by the light semi-transmissive reflection surface of the prism, and is reflected on the recording medium. It is made incident.
Then, the reflected laser light beam from the recording medium passes through the light semi-transmissive reflecting surface of the prism and enters the prism.
The reflected laser light beam that has entered the prism passes through the prism and then enters the protective film portion.
Half of the light is transmitted through the protective film, and the first is formed on the semiconductor substrate.
Of the second film formed on the semiconductor substrate by being reflected to the inside of the prism in the protective film portion and further reflected in the prism. It is supposed to reach the photodetector. Then, the detection output corresponding to the reflected laser light beam is obtained from each of the first and second photodetectors.

従って、プリズム内に入射した反射レーザ光ビームの
第1の光検出器及び第2の光検出器の夫々への分配が、
半導体基板に設けられる保護膜部が利用されて行われる
ことになり、そのため、多層光半透過膜が設けられた高
価なプリズム等が不要とされて、製造コストの大幅な低
減が図られる。
Therefore, the distribution of the reflected laser light beam incident into the prism to each of the first photodetector and the second photodetector is:
Since the protection film portion provided on the semiconductor substrate is used for this purpose, an expensive prism or the like provided with the multilayer light semi-transmissive film is not required, and the manufacturing cost is significantly reduced.

G 実施例 第1図は、本発明に係る光学ピックアップ装置の一例
を概略的に示す。この例も、記録媒体とし、例えば、光
ディスクを選択するものとされ、光ディスクとの関係
は、上述の第4図に示される光学ピックアップ装置の場
合と同様なものとされる。
G Example FIG. 1 schematically shows an example of an optical pickup device according to the present invention. Also in this example, the recording medium is selected, for example, an optical disc, and the relationship with the optical disc is similar to that of the optical pickup device shown in FIG. 4 described above.

第1図に示される例においては、半導体基板31の内部
に第1及び第2の光検出器32及び33が配列形成され、ま
た、半導体基板31の上面31aに半導体レーザ素子34が錫
半田35により半田付けされて配置されている。そして、
半導体基板31の上面31aが、錫半田35が配された部分及
び第2の光検出器33が形成された部分を除いて、第1の
保護膜41によって覆われ、さらに、第1の保護膜41及び
半導体基板31の上面31aにおける第2の光検出器33が形
成された部分が、第2の保護膜42によって覆われてい
る。第1の保護膜41及び第2の保護膜42は、いずれも、
略均一な厚みを有し、平坦な表面を形成するものとされ
ていて、両面で保護膜部44を構成している。そして、第
1の保護膜41は、例えば、屈折率を略1.46とするSiO2
よって形成されて、その厚みが、例えば、略1000Åに選
定され、また、第2の保護膜42は、例えば、屈折率を略
2.0とするSi3N4によって形成されて、その厚みが、例え
ば、略3500Åに選定される。
In the example shown in FIG. 1, first and second photodetectors 32 and 33 are formed in an array inside a semiconductor substrate 31, and a semiconductor laser element 34 is tin-soldered on a top surface 31a of the semiconductor substrate 31. Are soldered and arranged by. And
The upper surface 31a of the semiconductor substrate 31 is covered with the first protective film 41 except for the portion where the tin solder 35 is arranged and the portion where the second photodetector 33 is formed, and further, the first protective film. A portion of the upper surface 31a of the semiconductor substrate 31 on which the second photodetector 33 is formed is covered with a second protective film 42. The first protective film 41 and the second protective film 42 are both
It has a substantially uniform thickness and forms a flat surface, and the protective film portion 44 is formed on both surfaces. Then, the first protective film 41 is formed of, for example, SiO 2 having a refractive index of about 1.46, and the thickness thereof is selected to be, for example, about 1000Å, and the second protective film 42 is, for example, Abbreviated refractive index
It is formed of Si 3 N 4 having a thickness of 2.0, and its thickness is selected to be, for example, approximately 3500Å.

さらに、第2の保護膜42における第1及び第2の光検
出器32及び33の上方となる位置には、プリズム36が接着
剤層43を介して固定されている。プリズム36は、半導体
レーザ素子34に対向する面が、半導体基板31の上面31a
に対して傾斜しており、また、光半透過反射膜が設けら
れて、光半透過反射面36aを形成するものとされてい
る。
Further, a prism 36 is fixed via an adhesive layer 43 at a position above the first and second photodetectors 32 and 33 in the second protective film 42. The surface of the prism 36 facing the semiconductor laser element 34 is the upper surface 31a of the semiconductor substrate 31.
The light semi-transmissive reflective film is provided to form a light semi-transmissive reflective surface 36a.

このようなもとで、半導体レーザ素子34から発せられ
るレーザ光ビームLi′が、プリズム36の光半透過反射面
36aで反射され、第4図に示される光ディスク18と同様
に配された光ディスクの記録トラックに入射せしめられ
るとともに、斯かる光ディスクの記録トラックからの反
射レーザ光ビームLr′が、プリズム36の光半透過反射面
36aを透過してプリズム36内に入射するものとされる。
そして、半導体レーザ素子34は、発生するレーザ光ビー
ムLi′の波長を、例えば、780nmとするものとされ、ま
た、プリズム36の光半透過反射面36aを透過してプリズ
ム36内に入射する反射レーザ光ビームLr′が、例えば、
S偏光となるように設定される。
Under such a condition, the laser light beam Li ′ emitted from the semiconductor laser device 34 is reflected by the semi-transmissive reflective surface of the prism 36.
The reflected laser light beam Lr ′ reflected by 36a is incident on a recording track of an optical disk arranged similarly to the optical disk 18 shown in FIG. Transmission / reflection surface
It is assumed that the light passes through 36a and enters the prism 36.
The semiconductor laser element 34 is configured such that the wavelength of the generated laser light beam Li ′ is set to, for example, 780 nm, and is transmitted through the light semi-transmissive reflective surface 36a of the prism 36 to enter the prism 36. The laser light beam Lr ′ is, for example,
It is set to be S-polarized.

プリズム36内に入射した反射レーザ光ビームLr′は、
プリズム36を通過してその下面36bから出射し、接着剤
層43を通過した後、第1の光検出器32の上方において第
1の保護膜41及び第2の保護膜42で形成される保護膜部
44に入射する。その際、保護膜部44に対する反射レーザ
光ビームLr′の入射角θが、例えば、略40度となるよ
うに設定される。
The reflected laser light beam Lr ′ incident on the prism 36 is
After passing through the prism 36, exiting from the lower surface 36b thereof, passing through the adhesive layer 43, protection formed by the first protective film 41 and the second protective film 42 above the first photodetector 32. Membrane
It is incident on 44. At that time, the incident angle θ 1 of the reflected laser light beam Lr ′ with respect to the protective film portion 44 is set to be, for example, approximately 40 degrees.

上述の如くに、SiO2によって形成されて略1000Åの厚
みを有するものとされた第1の保護膜41と、Si3N4によ
って形成されて略3500Åの厚みを有するものとされた第
2の保護膜42とで構成される保護膜部44は、波長を780n
mとするS偏光とされた反射レーザ光ビームLr′に対し
て、第2図における曲線X1により示される如くの、入射
角θと透過率Tとの関係を提供するものとなる。そし
て、斯かる関係からして、入射角θが略40度となるよ
うにされたもとにおいては、保護膜部44における反射レ
ーザ光ビームLr′の透過率Tは略50%とされる。
As described above, the first protective film 41 formed of SiO 2 and having a thickness of about 1000Å and the second protective film 41 formed of Si 3 N 4 and having a thickness of about 3500Å. The protective film portion 44 including the protective film 42 has a wavelength of 780n.
For the reflected laser light beam Lr 'which is S-polarized to be m, it provides the relationship between the incident angle θ 1 and the transmittance T as shown by the curve X 1 in FIG. From this relationship, the transmittance T of the reflected laser light beam Lr ′ at the protective film portion 44 is about 50% when the incident angle θ 1 is set to about 40 degrees.

従って、保護膜部44に入射した反射レーザ光ビームL
r′は、その略1/2が保護膜部44を透過して第1の光検出
器32に到達し、また、他の略1/2が保護膜部44において
反射され、接着剤層43を通過して、プリズム36の下面36
bからその内部に再度入射する。プリズム36にその下面3
6bから入射した、略1/2とされた反射レーザ光ビームL
r′の一部は、プリズム36の内部をその上面36cにおいて
反射して進み、再び、その下面36bから出射し、接着剤
層43を通過した後、第2の光検出器33の上方において第
2の保護膜42に入射する。その際、第2の保護膜42に対
する反射レーザ光ビームLr′の一部の入射角θは、略
40度となる。
Therefore, the reflected laser light beam L incident on the protective film portion 44
About r ', about 1/2 of the light passes through the protective film portion 44 and reaches the first photodetector 32, and the other about 1/2 is reflected by the protective film portion 44, and the adhesive layer 43. Through the lower surface 36 of the prism 36
It re-enters the inside from b. The lower surface 3 of the prism 36
Reflected laser light beam L that is halved from 6b
A part of r ′ travels inside the prism 36 by being reflected on the upper surface 36c thereof, then again exits from the lower surface 36b thereof, passes through the adhesive layer 43, and then goes above the second photodetector 33. It is incident on the second protective film 42. At this time, the incident angle θ 2 of a part of the reflected laser light beam Lr ′ with respect to the second protective film 42 is approximately
It will be 40 degrees.

上述の如くに、Si3N4によって形成されて略3500Åの
厚みを有するものとされた第2の保護膜42は、波長を78
0nmとするS偏光とされた反射レーザ光ビームLr′に対
して、第3図における曲線X2により示される如くの、入
射角θと透過率Tとの関係を提供するものとなる。そ
して、斯かる関係からして、入射角θが略40度となる
ようにされたもとにおいては、第2の保護膜42における
略1/2とされた反射レーザ光ビームLr′の一部の透過率
Tは略95%とされる。
As described above, the second protective film 42 formed of Si 3 N 4 and having a thickness of approximately 3500Å has a wavelength of 78
For the S-polarized reflected laser light beam Lr ′ of 0 nm, the relationship between the incident angle θ 2 and the transmittance T as shown by the curve X 2 in FIG. 3 is provided. From such a relationship, under the condition that the incident angle θ 2 is set to about 40 degrees, a part of the reflected laser light beam Lr ′ which is about halved in the second protective film 42 is partially emitted. The transmittance T is about 95%.

従って、第2の保護膜42に入射した略1/2とされた反
射レーザ光ビームLr′の一部は、その大部分が第2の保
護膜42を透過して第2の光検出器33に到達することにな
る。このようにして、第1図に示される例においては、
プリズム36内に入射した反射レーザ光ビームLr′が、第
1の保護膜41及び第2の保護膜42により、第1の光検出
器32及び第2の光検出器33の夫々に、略1/2ずつ分配さ
れることになり、第1及び第2の光検出器32及び33の夫
々から、反射レーザ光ビームLr′に応じた検出出力が得
られて、それらに基づいて情報読取信号,トラッキング
・エラー信号,フォーカス・エラー信号等が形成され
る。
Therefore, a large part of the reflected laser light beam Lr ′ that has been incident on the second protective film 42 and has been halved is transmitted through the second protective film 42 and the second photodetector 33. Will be reached. Thus, in the example shown in FIG.
The reflected laser light beam Lr ′ that has entered the prism 36 is applied to the first photodetector 32 and the second photodetector 33 by the first protective film 41 and the second protective film 42, respectively. / 2, so that the detection output corresponding to the reflected laser light beam Lr 'is obtained from each of the first and second photodetectors 32 and 33, and the information read signal, A tracking error signal, a focus error signal, etc. are formed.

なお、斯かる例においても、反射レーザ光ビームLr′
は、光ディスクの記録トラックに入射するレーザ光ビー
ムLi′がジャスト・フォーカス状態にあるとき、プリズ
ム36内に形成される第1の光検出器32から第2の光検出
器33に至る光路上における中間位置に集束点を有するも
のとされ、また、レーザ光ビームLi′がオーバー・フォ
ーカス状態にあるとき、プリズム36内に形成される第1
の光検出器32から第2の光検出器33に至る光路上におけ
る中間位置より第1の光検出器32側の位置に集束点を有
し、さらに、レーザ光ビームLi′がアンダー・フォーカ
ス状態にあるとき、プリズム36内に形成される第1の光
検出器32から第2の光検出器33に至る光路上における中
間位置より第2の光検出器33側の位置に集束点を有する
ものとされる。また、第1及び第2の光検出器32及び33
は、夫々、第5図に示される第1及び第2の光検出器12
及び13と同様に形成されるものとされる。従って、この
例においても、前述の第4図及び第7図に示される光学
ピックアップ装置の場合と同様にしてフォーカス・エラ
ー信号が形成される。
Note that, also in such an example, the reflected laser light beam Lr ′
On the optical path from the first photodetector 32 to the second photodetector 33 formed in the prism 36 when the laser light beam Li ′ incident on the recording track of the optical disc is in the just focus state. The first point is formed in the prism 36 when the laser light beam Li ′ is in the over-focus state and has a focal point at the intermediate position.
Has a focusing point at a position closer to the first photodetector 32 than the intermediate position on the optical path from the photodetector 32 to the second photodetector 33, and the laser light beam Li 'is in an under-focus state. In which the focal point is located at a position closer to the second photodetector 33 than the intermediate position on the optical path from the first photodetector 32 to the second photodetector 33 formed in the prism 36. It is said that In addition, the first and second photodetectors 32 and 33
Are the first and second photodetectors 12 shown in FIG. 5, respectively.
And 13 are formed. Therefore, also in this example, a focus error signal is formed in the same manner as in the case of the optical pickup device shown in FIGS. 4 and 7 described above.

H 発明の効果 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る光学ピッ
クアップ装置によれば、半導体基板に第1及び第2の光
検出器が形成されるとともにその半導体基板上に半導体
レーザ素子と光半透過反射面を有するプリズムとが配さ
れた構成のもとに、プリズムの光半透過反射面により、
半導体レーザ素子から発せられたレーザ光ビームを光デ
ィスク等の記録媒体側へと反射させて記録媒体に入射せ
しめられるようになすとともに、記録媒体側からのレー
ザ光ビームを透過させて第1及び第2の光検出器の夫々
に導かれるようになし、第1及び第2の光検出器から記
録媒体側からのレーザ光ビームに応じた検出出力を得る
にあたり、プリズム内に入射した反射レーザ光ビームの
第1の光検出器及び第2の光検出器の夫々への適正な分
配を、半導体基板に設けられる保護膜部を利用して行え
ることになり、従って、多層光半透過膜が設けられた高
価なプリズム等を不要とすることができ、製造コストの
大幅な低減を図ることができる。
H Effects of the Invention As is apparent from the above description, according to the optical pickup device of the present invention, the first and second photodetectors are formed on the semiconductor substrate, and the semiconductor laser element and the optical detector are formed on the semiconductor substrate. Based on a configuration in which a prism having a semi-transmissive reflection surface and a light-transmissive reflection surface of the prism are arranged,
The laser light beam emitted from the semiconductor laser device is reflected to the recording medium side such as an optical disk so as to be incident on the recording medium, and the laser light beam from the recording medium side is transmitted to the first and second sides. Of the reflected laser light beam incident on the prism in obtaining the detection output according to the laser light beam from the recording medium side from the first and second photodetectors. Appropriate distribution to each of the first photodetector and the second photodetector can be performed by using the protective film portion provided on the semiconductor substrate. Therefore, the multilayer light semi-transmissive film is provided. It is possible to dispense with an expensive prism and the like, and it is possible to significantly reduce the manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る光学ピックアップ装置の一例を示
す断面図、第2図及び第3図は第1図に示される例の作
用の説明に供される特性図、第4図は集積型光学ピック
アップ装置を示す概略構成図、第5図及び第6図は第4
図に示される集積型光学ピックアップ装置におけるフォ
ーカス・エラー信号形成の説明に供される図、第7図は
第4図に示される集積型光学ピックアップ装置の部分拡
大図である。 図中、31は半導体基板、32は第1の光検出器、33は第2
の光検出器、34は半導体レーザ素子、36はプリズム、36
aは光半透過反射面、41は第1の保護膜、42は第2の保
護膜、44は保護膜部である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an optical pickup device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are characteristic diagrams used to explain the operation of the example shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are schematic structural views showing an optical pickup device.
FIG. 7 is a diagram for explaining formation of a focus error signal in the integrated optical pickup device shown in FIG. 7, and FIG. 7 is a partially enlarged view of the integrated optical pickup device shown in FIG. In the figure, 31 is a semiconductor substrate, 32 is a first photodetector, and 33 is a second photodetector.
Photodetector, 34 is a semiconductor laser device, 36 is a prism, 36
a is a light semi-transmissive reflective surface, 41 is a first protective film, 42 is a second protective film, and 44 is a protective film portion.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に配された半導体レーザ素子
と、上記半導体基板に形成された第1及び第2の光検出
器と、上記半導体基板における少なくとも上記第1及び
第2の光検出器が形成された部分を覆うべく配された保
護膜部と、該保護膜部上に配され、上記半導体レーザ素
子に対抗する面が、上記半導体基板の上記半導体レーザ
素子が配された面に対して所定の角度をもって傾斜せし
められた光半透過反射面となされたプリズムとを備えて
構成され、 上記光半透過反射面が、上記半導体レーザ素子から発せ
られたレーザ光ビームを記録媒体側へと反射させるとと
もに、上記記録媒体側からのレーザ光ビームを透過させ
るものとされ、また、上記保護膜部が、上記プリズムに
上記光半透過反射面を透過して入射し、上記プリズムを
通過したレーザ光ビームの略1/2を上記第1の光検出器
に到達させるとともに、上記レーザ光ビームの他の略1/
2を上記プリズムの内部側に反射させ、かつ、上記プリ
ズムの表面部でさらに反射して上記プリズムを通過した
上記レーザ光ビームの上記他の略1/2の大部分を上記第
2の光検出器に到達させるべく、その材質及び厚みが選
定されたものとされることを特徴とする光学ピックアッ
プ装置。
1. A semiconductor laser device arranged on a semiconductor substrate, first and second photodetectors formed on the semiconductor substrate, and at least the first and second photodetectors on the semiconductor substrate. A protective film portion arranged to cover the portion where the is formed, and a surface that is arranged on the protective film portion and that opposes the semiconductor laser element, with respect to the surface of the semiconductor substrate on which the semiconductor laser element is arranged. And a prism formed as a light semi-transmissive reflective surface tilted at a predetermined angle, the light semi-transmissive reflective surface directs the laser light beam emitted from the semiconductor laser element to the recording medium side. It is assumed that the laser light beam from the recording medium side is transmitted while being reflected, and the protective film portion is incident on the prism through the light semi-transmissive reflection surface and then passes through the prism. About 1/2 of the laser light beam is made to reach the first photodetector, and at the other about 1 /
2 is reflected to the inside of the prism, and is reflected by the surface portion of the prism further, and the other approximately 1/2 of most of the laser light beam that has passed through the prism is detected by the second light detection. An optical pickup device characterized in that its material and thickness are selected so as to reach the container.
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