JP2001028140A - 半導体レーザ装置と光学ヘッド装置及びディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザ装置の電子回路基板上に配置され
る部品のレイアウトを工夫することにより、高周波多重
回路を集積化して半導体レーザ装置内に組み込むことが
できるようにし、装置全体の小型化、制作工程の低減化
を得る。 【解決手段】ヒートシンク２０には、レーザ光を出力す
る半導体レーザチップ３０が取り付けられている。ヒー
トシンク２０は電子回路基板１１のほぼ中間に取り付け
られている。電子回路基板１１一方の基板部には高周波
重畳回路４０が、他方の基板部には受光素子部６０から
の信号を処理する信号処理回路２０を設け、高周波が信
号処理回路に干渉しないようにヒートシンク２０で遮蔽
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置に関するものであり、特に複数のレーザ光出力部を有
し、且つ、小型化が要求されるような装置に適用して有
効なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型のデジタルビデオディスク
（ＤＶＤ）システムが開発されている。このＤＶＤシス
テムにおいても、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭの開
発が進められている。このディスクは、直径が１２ｃｍ
であり、従来から販売されているコンパクトディスク
（ＣＤ）と同じ径である。しかも、ＤＶＤ，ＣＤとも
に、光学的に信号読取りを可能とするものであり、光学
ヘッド装置としては、大半の部分を共通に利用すること
ができるという利点がある。

【０００３】そこで、光学ヘッド装置としては、各種の
ディスクに対応できるような装置が要望されている。さ
らにまた、光ディスクを搭載可能なプレーヤーは、薄
型、小型化が図れており、これに応じて光学ヘッド装置
としても更に小型化軽量化が要望されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（Ａ１）光学ヘッド装
置に対しては、小型化、軽量化が望まれており、これに
伴い、半導体レーザチップ及び反射光を受ける受光素子
などは、集積化された光集積回路が用いられる。また光
学ヘッド装置に用いられるレーザ装置においては、信号
の記録再生に使用するレーザ光に高周波多重をかけて、
レーザ光の干渉性を低下させることにより、ノイズの低
減を行うことが行われる。このための高周波多重回路
は、通常は光集積回路の小型化のために外部の回路とし
て構成される。

【０００５】ところが外部に高周波多重回路を設けた場
合、他の回路への漏れ込みが発生したり、また重畳周波
数が数百ＭＨｚであるために、レーザ光に対する高周波
多重信号そのものが鈍ってしまうことがある。しかし、
高周波多重回路を、光集積回路に一体に内蔵するという
考えもあるが、今度は、高周波多重回路から信号増幅回
路に対して多大な悪影響を与えてしまうと言う問題が生
じる。

【０００６】（Ａ２）そこでこの発明は、半導体レーザ
装置の電子回路基板上に配置される部品のレイアウトを
工夫することにより、高周波多重回路を集積化して半導
体レーザ装置内に組み込むことができるようにし、装置
全体の小型化、制作工程の低減化を得ることができる半
導体レーザ装置を提供することを目的とする。

【０００７】（Ｂ１）光学ヘッド装置は、複数のタイプ
のディスクの信号を選択的に読み取ることができるよう
に、複数種のレーザ光を射出できる多波長半導体レーザ
装置を用いることが検討されている。しかしながら、多
波長半導体レーザ装置は、そのレーザチップを、サブマ
ウントに貼付け、このサブマウントをヒートシンクに貼
り付けることにより構成しなければならない。このよう
にレーザチップをサブマウントに貼り付ける場合は、レ
ーザチップに複数の電極があるが故に、その位置決めが
問題となる。

【０００８】（Ｂ２） そこでこの発明は、サブマウン
トに精度良くレーザチップを貼り付けることができ、か
つ、製造及び組み立てが容易であり、機能上も安全な半
導体レーザ装置を提供することを目的とする。

【０００９】（Ｃ１） 光学ヘッド装置は、複数のタイ
プのディスクの信号を選択的に読み取ることができるよ
うに、複数種のレーザ光を射出できる多波長半導体レー
ザ装置を用いることが検討されている。

【００１０】この場合、信号の記録再生に使用するレー
ザ光に高周波多重をかけて、レーザ光の干渉性を低下さ
せることにより、ノイズの低減を行うことが行われる。
このために高周波多重回路が用いられる。高周波多重回
路からの駆動電流は、数百ＭＨｚである。良好な高周波
多重が得られないと、レーザ光の干渉性によりノイズが
多くなる。

【００１１】上記の複数種のレーザ光を射出できる多波
長半導体レーザ装置において、高周波多重を行う場合、
それぞれのレーザ光の波長に応じて複数の高周波を生成
し、それぞれのレーザ光に対して適切な高周波を採用す
る必要がある。

【００１２】ここで、高周波多重回路を、それぞれの波
長のレーザ光に対して共通に利用できる高周波多重回路
を設けたとすると、各レーザ光が切換る毎に、高周波多
重回路の出力周波数を切換えて、且つ、出力の供給先を
切りかえる必要がある。このために、切換スイッチが必
要となる。このことは、半導体レーザ装置の周辺のスイ
ッチを多くすることになり、小型化に向かう半導体レー
ザ装置の方向と相反することになる。

【００１３】（Ｃ２）そこでこの発明は、複数のレーザ
発振部に対して、それぞれに適切な高周波信号を与える
ことができる複数の高周波多重回路を用意し、かつ、こ
れらを常時オンさせた状態にすることにより、周辺切換
スイッチを不要として、小型化に有効であり、信頼性の
高い半導体レーザ装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１４】（Ｄ１）また最近では、複数の光源を極め
て近接した位置に有し、複数のレーザビームを切換えて
出射するレーザ発光素子が開発されている。このため
に、それぞれのレーザビームに対して特有のサイドビー
ムを発生しなければならないような場合には、光学系全
体を切換えることにすると、光学系全体が構造的に大き
くなるという問題が生じる。

【００１５】（Ｄ２） そこでこの発明は（Ｄ１）の課
題に対して、複数の光源を極めて近接した位置に有する
レーザ発光素子を用いても、構造全体を大きくすること
無く各レーザビームに対してサイドビームを発生させる
ことができる光学ヘッド装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】（Ａ３）この発明は上記
（Ａ２）の目的を達成するために、レーザ光を出力する
半導体レーザチップが取り付けられたヒートシンクと、
このヒートシンクが取り付けられた電子回路基板と、前
記電子回路基板の前記ヒートシンクを挟んだ一方の基板
部に設けられ、半導体レーザチップに高周波を供給する
高周波重畳回路と、前記電子回路基板の前記ヒートシン
クを挟んだ他方の基板部に設けられ、前記レーザ光の反
射された光を受光する受光素子からの信号を処理する信
号処理回路とを備えるものである。

【００１７】（Ｂ３）この発明は上記（Ｂ２）の目的を
達成するために、複数のレーザ発振部を有し、且つ一方
の面側には前記レーザ発振部に対応し、同一方向に複数
のレーザ光を出力するレーザ光出力部を有し、他方の面
側にはモニタ用の各レーザ光が出力する出力部を有し、
前記一方と他方の面との間にある平面には前記複数のレ
ーザ光出力部に対応する電極面を有したレーザチップ
と、前記レーザチップの前記電極面が対応する面に、そ
れぞれの電極面に対応したチップ貼り付け用電極パッド
を有し、且つこれらのチップ貼り付け用電極パッドを、
上記レーザチップの前記電極面側の外形にほぼ近似した
形状で形成しているサブマウントとを備えるものであ
る。

【００１８】（Ｃ３）この発明は上記（Ｃ２）の目的を
達成するために、複数のレーザ発振部を有し、同一方向
に複数のレーザ光を出力するレーザ光出力部を有したレ
ーザチップと、前記レーザチップのレーザ発振部に対し
て、選択的に駆動電圧を与える共通の駆動回路と、前記
複数のレーザ発振部に対してそれぞれ供給される駆動電
圧に対して重畳するためのそれぞれ周波数が異なる高周
波信号を、それぞれのレーザ発振部に常に与えるため
に、それぞれのレーザ発振部に対して用意され常時オン
状態である複数の高周波多重回路とを備えたものであ
る。

【００１９】（Ｄ３）この発明は上記（Ｄ２）の目的を
達成するために、近接した位置から複数のレーザ光を選
択的に出射する発光手段と、前記発光手段からのレーザ
光を光ディスクに集束照射する対物レンズと、前記光デ
ィスクから反射され前記対物レンズを介して戻ってきた
反射光を回折して受光素子に導くホログラムとを有した
光学ヘッド装置において、前記ホログラムと前記発光手
段との間であって、前記複数のレーザ光が離間した位置
に入射するように回折格子を配置し、この回折格子は、
少なくとも一方の光源から出射したレーザビームに対し
ては回折を行うようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２１】図１（Ａ）はこの発明が適用された半導体
レーザ装置の外観であり、図１（Ｂ）は、一部の断面図
である。電子回路基板１１は、セラミック基板として多
層に作成されており、その中央には電子回路基板１１を
貫通してヒートシンク２０が取り付けられている。

【００２２】ここで、ヒートシンク２０が取り付けられ
た電子回路基板１１のヒートシンク２０を挟んだ一方の
基板部には、半導体レーザチップ３０に高周波を供給す
る高周波重畳回路４０（ＩＣチップ）が取り付けられて
おり、ヒートシンク２０を挟んだ他方の基板部には、レ
ーザ光の反射された光を受光する受光素子部６０（ＩＣ
チップ）からの信号を処理する信号処理回路７０（ＩＣ
チップ）が取り付けられている。

【００２３】ヒートシンク２０の上部面は、例えば段差
を持つ３段階の平面部が２１，２２，２３が形成されて
おり、最上段の平面２１と最下位の平面２３との間の垂
直な平面２４には、サブマウント８０が貼り付けられて
おり、このサブマウント８０に先の半導体レーザチップ
３０が取り付けられている（例えば半田付けされる）。
この半導体レーザチップ３０は、多波長レーザ光を得る
もので、選択的に例えば７５０ｎｍの波長のレーザ光
と、６５０ｎｍの波長のレーザ光を出力することができ
る。これらのレーザ光は、図示しない光学系を介して上
方向（矢印Ａ方向）へ向かって出射するように、半導体
レーザチップ３０が配置されている。

【００２４】受光素子部６０は、平面２２上に取り付け
られており、レーザ光が後述する記録媒体（光ディス
ク）に照射された後、この記録媒体で反射されてきた光
を受光するためのものである。受光素子部６０について
は後で詳しく説明する。

【００２５】さらに平面２３に取り付けられる素子は、
モニタ素子９０であり、レーザ光がレーザチップ３０か
ら出力されるのを、モニタし、そのレーザ出力パワーを
安定化するために帰還制御回路を構成する素子である。

【００２６】上記の構成において、ヒートシンク２０は
電子回路基板１２のほぼ中央に配置されている。そして
一方の基板側には、高周波重畳回路４０、他方の基板側
には受光素子部６０、その出力を増幅及び処理する信号
処理部７０が配置されている。

【００２７】この結果、比較的電力の高い高周波重畳回
路４０側と、比較的電力が低く、信号処理が重要視され
る信号処理部７０側とが、ヒートシンク２０により、分
離されている。このため高周波重畳回路４０側から信号
処理部７０側へ信号の盛れ込みが防止される。上記の信
号の盛れ込みは、絶対に避ける必要があるが、本装置の
構成によると、極めて効果的に盛れ込み防止を得ること
ができる。

【００２８】また回路としてもレーザチップ３０に近い
位置に高周波多重回路４０が配置されるとともに、受光
素子に近い位置に信号処理回路２０が位置するために信
号のロスも少なく特性のよい信号を得ることができる。

【００２９】また、上記の電子回路基板１２には、多数
の端子が設けられる。例えば電源のための端子、レーザ
駆動のための信号端子、レーザの光量をモニタするため
のモニタ素子の信号端子、光ディスクからの反射光を受
光する受光素子の端子、信号処理回路７０の各種信号出
力端子（再生信号、トラッキング制御信号、フォーカス
制御信号など）及び制御端子などである。

【００３０】これらの多数の端子を配置する場合、本発
明の装置は、ヒートシンク２０を基準にして、高周波多
重回路４０側にはレーザ駆動関連の入出力端子、信号処
理回路７０側には受光信号処理に関連する信号入出力端
子を配置している。このような配置とすることにより、
入出力端子間においても、レーザ駆動用信号と、受光信
号との間に盛れ込みが生じるような不具合はない。また
入出力端子に接続されるフレキシブルケーブルなどでも
信号品位を向上することができる。

【００３１】さらにまた、集積回路において、レーザ駆
動のみを行っている出射レーザ光を測定するような測定
装置あるいは製造装置などにおいて、光集積素子の片側
にのみレーザ駆動関連の入出力端子が位置していること
は、機器の小型化、取り扱いの容易さも得られる。

【００３２】なおヒートシンクが電子回路基板に対して
貫通している状態について説明したが、これに限るもの
ではなく、ヒートシンクを挟んだ位置に高周波重畳回路
と受光信号の増幅及び信号処理回路が分離されて構成さ
れ、またヒートシンクを挟んだ位置にレーザ駆動用の端
子と、受光信号のための信号端子とが分離されて配置さ
れていればよい。また入出力端子がピン形状のものにつ
いて記載したが、リードフレームタイプのものでも同様
に適用できる。

【００３３】上記したように、本装置は高周波重畳回路
を別の箇所に構成せず、半導体レーザ装置の電子回路基
板に一体化して有する。これにより、光学ヘッド装置全
体としては、小型化を得ることができる。また光学ヘッ
ド装置の組み立ても容易となる。さらにレーザチップ部
に近接した位置に高周波重畳回路を配置することができ
るために、レーザに対して特性のよい高周波重畳を行う
ことができる。光集積回路である電子回路基板に高周波
重畳回路と受光信号のための増幅及び信号処理回路の双
方を搭載して、ヒートシンクにより両回路が分離される
ために、双方の信号の盛れ込みが無く良好な信号特性を
得ることができる。また入出力端子に関しても、レーザ
駆動関連と受光信号関連については、ヒートシンクを境
にして分離されるために双方の信号の干渉や盛れ込みが
なく、信号品質を向上することができる。

【００３４】図２は、上記したサブマウント８０と、レ
ーザチップ３０の関係を説明するための図である。この
図２（Ａ）に示すレーザチップ３０は、２種類のレーザ
光を出力する多波長半導体レーザチップであり、例えば
７５０ｎｍの波長のレーザ光と、６５０ｎｍの波長のレ
ーザ光を出力する出力部３１１，３１２を有する。この
レーザチップ３０は、サブマウント８０（図２（Ｂ））
と電気的な接続が行われ、サブマウント８０は、ヒート
シンク２０に貼り付けられる。これにより、レーザチッ
プ３０の放熱を行うようにしている。

【００３５】１つのレーザチップ３０には、複数のレー
ザ発光点を得るためにこれに対応した複数の活性層が作
り込まれており、それぞれの活性層に別個に電流を流す
ようにしている。このために、レーザチップ３０には、
各活性層間に溝３１を形成し、電極３０１、３０２が分
離される。電極３０４は共通電極である。

【００３６】分離溝３１は、製造性からレーザチップ３
０の外形（光出射方向）に平行に形成される。ここで、
サブマウント８０には、前記電極３０１、３０２と電気
的接続を得るための電極８０１、８０２が形成されてい
る。

【００３７】即ち、上記のレーザチップは複数のレーザ
発振部を有し、且つ一方の面側には、同一方向に複数の
レーザ光を出力するレーザ光出力部を有し、他方の面側
にはモニタ用の各レーザ光が出力する出力部を有する。
そして、前記一方と他方の面との間にある平面には前記
複数のレーザ光出力部に対応する電極３０１，３０２を
有する。次にサブマウント８０は、電極３０１，３０２
が対応する面のそれぞれに対応したチップ貼り付け用電
極８０１，８０２を有する。且つこれらのチップ貼り付
け用電極８０１，８０２で形成される形状は、レーザチ
ップ３０の電極３０１，３０２で形成される外形（レー
ザチップの外形でもある）にほぼ近似した形状で形成し
ている。

【００３８】さらに、サブマウント８００は、それぞれ
の前記レーザチップ貼り付け用電極８０１，８０２のワ
イヤボンディングパッド部１Ｐ，２Ｐを、前記複数のレ
ーザ光出力部及びモニタ用レーザ光が出力する出力部と
は異なる箇所に形成している．。即ち、図の例では、サ
ブマウント８０の上側に、レーザチップ３０のレーザ光
出力部、下側にモニタ用レーザ出力部が位置するが、レ
ーザチップ貼り付け用電極８０１，８０２のワイヤボン
ディングパッド部Ｐ１，Ｐ２は、左側に設けられてい
る。

【００３９】ここでワイヤボンディングパッド部Ｐ１に
関しては、サブマウント８０の右側の領域から左側まで
導くことになるが、その途中の引き回しパターンは、前
記モニタ用レーザ光が出力する出力部がある側であり、
本レーザ光の出力部とは反対側を通している。

【００４０】図２（Ｃ）は、レーザチップ３０をサブマ
ウント８０に互いの対応電極が電気的に接続するように
取り付けた状態であり、レーザチップ３０側から見た図
である。また図２（Ｄ）は、レーザチップ３０のレーザ
ビーム出力側（上側）から見た図である。

【００４１】レーザチップ３０とサブマウント８０とを
精度良く取り付けるために、レーザチップの活性層間の
溝及び貼りつける相手となるサブマウントの電極とを画
像認識し、位置ずれしないように貼り合わせる。サブマ
ウントとレーザチップ間では、活性層が電気的にショー
トせず、かつ加熱特性をよくするためには、レーザチッ
プとサブマウント間では十分な接合面積を得る必要があ
る。したがって、レーザチップ３０の電極とサブマウン
トの電極とは互いに精度良く接合する必要がある。

【００４２】そのためにこの装置では、レーザチップの
活性層と、レーザチップの外形エッジ（縦方向のエッ
ジ）とが平行な関係になっている。したがって、レーザ
チップの外形エッジと同方向となるように、サブマウン
ト８０の電極８０１、８０２の一部あるは全部のエッジ
とを平行に形成しておくことにより、このエッジを部品
取り付け時の基準方向として利用することができる。こ
れにより、精度よく、レーザチップ３０をサブマウント
８０に貼りつけることができる。

【００４３】また、上記したように、ワイヤボンディン
グパッドＰ１，Ｐ２が設けられるが、このパッドＰ１，
Ｐ２の位置は、レーザ光が出力されない側の領域に設け
られている。さらに、このパッドＰ１を形成した位置ま
で、電極８０１のエリアから配線パターン８０３を必要
とするが、この配線パターン８０３は、メインビームの
出力側とは反対側のモニタ用のレーザ光が出力される側
の領域を通過して引き回されている。

【００４４】このような配慮を行い構成することで、小
型化に有利なレーザ装置を得ることができる。またボン
ディングワイヤがレーザ光を遮光してしまうような事故
も防止される。

【００４５】上記したサブマウント８０において、チッ
プ貼り付け用電極８０１，８０２のエッジ間に形成され
て間隔の幅は、平行な幅である。しかしこの発明は、こ
の形態に限らず、図３に示すような幅が形成されてもよ
い。即ち、電極８０１、８０２の互いの対向する境目の
エッジ形状が、長手方向の中間位置から両側にいくにし
たがって間隔が広がる形状で形成されている。

【００４６】このような形状とすることにより、若干レ
ーザチップが回転して配置されていたとしても、チップ
の電極とサブマウントの電極（接触してはいけない電
極）間で、ショートするようなことが防止される。また
組み立て精度の緩和ができる。

【００４７】なおこの実施の形態では、モニタ用のレー
ザ光を受光するモニタ用受光素子９０をヒートシンク２
０に取り付けたが、サブマウント８０にモニタ光受光部
を形成してもよい。つまり、サブマウント８０に一体的
にモニタ光受光部を形成するもので、この場合は、電極
パターン形状もモニタ光受光部を配置できるようにその
パターンが工夫される。

【００４８】上記したようにこの発明によると、サブマ
ウントに精度よくレーザチップを貼りつけることができ
る。また小型のレーザ装置、サブマウントアッセンブリ
を提供できる。

【００４９】図４（Ａ）は、信号の記録再生に使用する
レーザ光に高周波多重をかけて、レーザ光の干渉性を低
下させ、ノイズの低減を行うための構成を示している。
高周波重畳回路４０からの駆動電流は、数百ＭＨｚであ
る。良好な高周波多重が得られないと、レーザ光の干渉
性によりノイズが多くなる。高周波重畳を行う場合、そ
れぞれのレーザ光の波長に応じて複数の高周波を生成
し、それぞれのレーザ光に対して適切な高周波を採用す
る必要がある。図４（Ｂ）は、レーザ光に対して高周波
が重畳された様子を示している。

【００５０】図４（Ａ）に示すようにこの発明の半導体
レーザ装置において、レーザチップ３０は、複数のレー
ザ発振部（レーザ素子部）３０Ａ、３０Ｂを有する。駆
動回路１００は、レーザチップ３０のレーザ素子部３０
Ａ、３０Ｂに対して、選択的に駆動電圧を与える。例え
ばレーザ素子部３０Ａが駆動されるときは、７５０ｎｍ
の波長のレーザ光を出力し、レーザ素子部３０Ｂが駆動
されるときは６５０ｎｍの波長のレーザ光を出力する。
レーザ素子部３０Ａ、３０Ｂのモニタ用のレーザ光は、
モニタ素子９０によりモニタされ、出力安定化回路１１
１で処理され、駆動回路１００に制御信号としてフィー
ドバックされる。これによりレーザ光のパワーの安定化
が図られている。

【００５１】レーザ素子部３０Ａに向けて出力される駆
動電圧は、途中で高周波発生部４０１からの高周波信号
が加算器４０３において多重されて、レーザ素子部３０
Ａに与えられる。またレーザ素子部３０Ｂに向けて出力
される駆動電圧は、途中で高周波発生部４０２からの高
周波信号が加算器４０４において多重されて、レーザ素
子部３０Ｂに与えられる。

【００５２】ここで、上記の高周波発生部４０１、４０
２は、集積化されて、高周波重畳回路４０を構成してい
る。しかも電源回路１１２から電源が供給されると、両
方の高周波発生回路４０１，４０２がオンし、常に駆動
電圧に重畳するための高周波信号を出力する。この発明
は、この点に特徴を有する。すなわち、高周波信号は、
正確で安定している方が好ましいとともに、半導体レー
ザ装置の回路基板上ではできるだけ切換スイッチは削減
した方が好ましい。そこでこの装置では、高周波発生部
４０１、４０２を常にオンし、周波数が異なる高周波信
号をそれぞれのレーザ素子部３０Ａ、３０Ｂに常に与え
る構成としている。

【００５３】このようにしても、高周波信号のスイッチ
切換を不要とし、そのスイッチ構成も不要であるととも
に、切換制御信号を与える手段も不要としている。この
ために制作上も簡素となり構造も簡略化され、信頼性向
上に有効である。また切換え制御信号を与えるような端
子も不要となる。このような特に小型化が要求され、か
つコスト削減を要求されるような半導体レーザ装置に対
して、端子を設ける場合と設けない場合とでは、小型化
及びコスト削減の面で多大な影響があり、本発明の装置
が有利となる。

【００５４】また、高周波発生部４０１、４０２を常に
オンしても、この回路の消費電力は小さいために機器の
消費電力や発熱の問題はない。またレーザ素子側にあっ
ても、駆動電圧が与えられない限り、高周波信号のみで
は動作することはない。

【００５５】この構成は、同じ波長のレーザ光が近接し
た位置から複数出射されるような場合のほか、波長が異
なるレーザ光が近接した位置から出射されるようなシス
テムでも適用できることは勿論である。

【００５６】異なる波長が出射されるレーザチップで
は、それぞれのレーザ光波長に適切な高周波を与えるこ
とができる高周波発生部４０１、４０２をそれぞれ専用
に容易することができる。このため正確で安定した最適
な高周波を出力する高周波発生部４０１、４０２として
構築することができ、信頼性を向上できる。

【００５７】また、上記の実施の形態では、高周波重畳
回路４０を電子回路基板内に搭載するものとして説明し
た。しかしこの発明の思想は、これに限らず、高周波重
畳回路４０は、電子回路基板の外部に設置した場合でも
及ぶことは勿論のことである。

【００５８】上記のように複数のレーザ光に対してそれ
ぞれ最適な高周波重畳を行うことができる。しかも装置
全体の構成は複雑化することはない。また端子数低減に
も有効な構成としている。

【００５９】図５には、複数の光源を極めて近接した位
置に有するレーザチップ３０を用いても、構造全体を大
きくすること無く各レーザビームに対してサイドビーム
を発生させることができる手段を有した光学ヘッド装置
を示している。図では、サブマウント８０を省略して示
している。

【００６０】即ち、光学ヘッド装置においては、近接し
た位置に複数の光源を有する多波長半導体レーザを用
い、各種のディスクシステムに対する信号読取り機能や
書き込み機能を実現するように工夫している。このため
にそれぞれの出力部３１１、３１２からのレーザ光に対
して、それぞれ特有の回折特性を持たせることができ
る。

【００６１】これを実現するために、多波長半導体レー
ザを用いた場合、そのレーザに極めて近接した位置に回
折格子を配置するものでる。

【００６２】図５（Ａ）はその実施の形態である。多波
長半導体レーザチップ３０は、例えば２つのＤＶＤ用の
光源のレーザ光出力部３１２、ＣＤ用の光源のレーザ光
出力部３１１から選択的にレーザ光を出力することがで
きる。このレーザ光は、光源から遠くなればなるほど、
その光束の径が大きくなる。しかし、光源に近い位置で
は、両者のビームは重なることはなく離間している。

【００６３】そこでこの装置では、近接した位置から複
数のレーザ光を出射する発光手段（半導体レーザチップ
３０）と、光ディスクからの反射光を受光する受光素子
と、前記光ディスクからの反射光を前記受光素子に向け
て回折するホログラムとを有する光学ヘッド装置におい
て、前記ホログラムと前記発光手段との間であって、前
記複数のレーザ光が離間した位置に入射するように回折
格子３２２を配置し、少なくとも一方の光源から出射し
たレーザビームに対しては回折を行うようにしたことを
特徴とするものである。これにより、光学系全体の構造
を大きくすること無く、複数のディスクシステムに適用
できる光集積素子を得るのに有効となる。

【００６４】半導体レーザチップ３０からは、第１の光
源，第２の光源からのビームに対して図５（Ａ）に示す
ように回折格子３２２が配置される。ここで回折格子３
１２の各ビーム透過エリアＡ１、Ａ２には、例えば異な
るピッチの位相格子（格子パターン）が形成されてお
り、発生するサブビームの角度が異なるように設計され
ている。このような構成であると、例えば、図５
（Ｂ），図５（Ｃ）に示すようにトラックピッチの異な
るディスクに対して適切なサイドビームを得るような装
置として構成することができる。この例は、ＣＤに対し
て３ビーム方式、ＤＶＤに対して差動型プッシュプル方
式を採用して信号読取りを行う場合の例を示している。

【００６５】この発明は、上記の実施の形態に限定され
るものではなく、それぞれのビームに対応する格子パタ
ーンを設けてもよいが、何れか一方のみのビームに対応
して格子パターンを設けてもよいことは勿論である。ま
た発光手段から射出される複数のレーザ光は、互いに異
なる波長、若しくは同一波長のいずれかであってもよい
ことは勿論である。さらに強度の異なるレーザ光を射出
するタイプであっても良いことは勿論である。

【００６６】このような構成とすることにより、必要な
格子パターン（或いは回折パターン）を的確に必要なビ
ームに対して対応させることができる。しかも、回折格
子としては１部品であるために、部品の取り付けや位置
決めにおいても、複数の回折格子を設ける必要がない。
よって、組み立て作業が容易になるとともに、発光素子
との位置合わせを行う位置決め精度の向上が得られる。

【００６７】上記の説明では、波長の異なる光を出力す
る半導体レーザ装置を示して説明したが、これに限ら
ず、本発明の思想では、複数の同一波長のレーザ光を出
力する半導体レーザ装置においても適用可能であること
は勿論である。

【００６８】図６（Ａ），図６（Ｂ）は、半導体レーザ
装置の外観と断面を示している。電子回路基板１１の上
面は、封止キャップ１３により覆われ、この封止キャッ
プ１３のレーザ光出力側の開口は、ホログラム３２３が
載っている。また半導体レーザチップ３０に近接した位
置に図５で示した回折格子３２２が設けられている。

【００６９】図７には、光学系を示している。

【００７０】半導体レーザチップ３０から出射された光
は、回折格子３２２を透過し、ホログラム３２３を透過
し、さらにコリメータレンズ３２４に入射する。コリメ
ータレンズ３２４から出射される光は、平行光であるコ
リメート光になり対物レンズ３２５に入射する。光源か
ら記録媒体に向かう光を送光と称する。対物レンズ３２
５で収束された光は、記録媒体のピット列（情報記録ト
ラック）に照射される。

【００７１】記録媒体から反射した光は、対物レンズ３
２５、コリメートレンズ３２４を通り、ホログラム３２
３に入射する。このホログラム３２３では、反射してき
た光を屈折させて光検出器６０に導く。

【００７２】光検出器６０は、例えば図７（Ｂ）に示す
ように、メインビーム（１ビーム）用の４分割フォトダ
イオード６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと、この側部に配置さ
れているサイド（サブ）ビーム用のフォトダイオード６
Ｅ、６Ｆで構成されている。

【００７３】図８（Ａ）はＣＤの記録面の構造であり、
図８（Ｂ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭの記録面の構造である。
図８（Ｃ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録面の構造である。
このように光ディスクとしては、トラックピッチ、最短
ピット長が大きくことなるディスクが存在するために、
上述した波長の異なる光ビームを得る光源が必要となっ
ている。

【００７４】図９は、光学ヘッド装置により読み取られ
た信号を処理する電気信号の系統の一例を示している。
光検出器６０には、図７で説明したようにフォトダイオ
ード６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆが設けられて
いる。各フォトダイオード６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６
Ｅ，６Ｆの出力は、それぞれバッファ増幅器２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに導入されてい
る。バッファ増幅器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，
２３ｅ，２３ｆから出力される各Ａ〜Ｆ信号は、以下の
ように演算される。

【００７５】加算器２３１は（Ａ＋Ｂ）信号を生成し、
加算器２３２からは（Ｃ＋Ｄ）信号を生成する。加算器
２３３は、加算器２３１からの（Ａ＋Ｃ）信号と、加算
器２３２からの（Ｃ＋Ｄ）信号を用いて、（Ａ＋Ｂ）−
（Ｃ＋Ｄ）を生成している。この（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋
Ｄ）信号は、フォーカスエラー信号として用いられる。

【００７６】加算器２３４は、（Ａ＋Ｃ）信号を生成
し、加算器２３５は（Ｂ＋Ｄ）信号を生成する。この
（Ａ＋Ｃ）信号と、（Ｂ＋Ｄ）信号とは、位相差検出器
３１に入力される。位相差検出器３１の出力は、ＤＶＤ
用のトラッキングエラー信号として用いられる。一方、
サブビームの検出信号に基づいて得られた（Ｅ−Ｆ）信
号は、スイッチ３２２がオフされることで無視される。

【００７７】（Ａ＋Ｃ）信号と、（Ｂ＋Ｄ）信号とは加
算器２３６にも入力される。加算器２３５は、（Ａ＋Ｂ
＋Ｃ＋Ｄ）信号（ＨＦ信号と記す）を生成している。

【００７８】Ｅ信号とＦ信号とは、加算器２３７に入力
される。加算器２３７からは（Ｅ−Ｆ）信号が得られ
る。（Ｅ−Ｆ）信号はＣＤ用のトラッキングエラー信号
として用いられる。即ち装置がＣＤ再生モードにあると
きはスイッチ３２２がオンされる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、半導体
レーザ装置の電子回路基板上に配置される部品のレイア
ウトを工夫することにより、高周波多重回路を集積化し
て半導体レーザ装置内に組み込むことができるように
し、装置全体の小型化、制作工程の低減化を得ることが
できる。

【００８０】またこの発明は、サブマウントに精度良く
レーザチップを貼り付けることができ、かつ、製造及び
組み立てが容易であり、機能上も安全な半導体レーザ装
置を得ることができる。

【００８１】さらにこの発明は、複数のレーザ発振部に
対して、それぞれに適切な高周波信号を与えることがで
きる複数の高周波多重回路を用意し、かつ、これらを常
時オンさせた状態にすることにより、周辺切換スイッチ
を不要として、小型化に有効であり、信頼性の高い半導
体レーザ装置を得ることができる。

【００８２】さらにまたこの発明によれば、複数の光源
を極めて近接した位置に有するレーザ発光素子を用いて
も、構造全体を大きくすること無く各レーザビームに対
してサイドビームを発生させることができる光学ヘッド
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装
置の外観を示す説明図。

【図２】図１に示した半導体レーザチップとサブマウン
トの説明図。

【図３】サブマウントの他の実施の形態を示す図。

【図４】この発明に係る半導体レーザ装置の高周波重畳
手段を示す説明図。

【図５】この発明に係る半導体レーザ装置の回折格子の
例を示す説明図。

【図６】この発明に係る半導体レーザ装置の外観とその
断面を示す説明図。

【図７】この発明に係る半導体レーザ装置を用いた光学
ヘッド装置の構成説明図。

【図８】光ディスクの種類を説明するために示した図。

【図９】光学ヘッド装置の電気的信号処理系統を示す
図。

【符号の説明】

１１…電子回路基板、１２…フレーム、２０…信号処理
回路、３０…半導体レーザチップ、４０…高周波重畳回
路、６０…受光素子部、８０…サブマウント、９０…モ
ニタ素子。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出力する半導体レーザチップ
   が取り付けられたヒートシンクと、 このヒートシンクが取り付けられた電子回路基板と、 前記電子回路基板の前記ヒートシンクを挟んだ一方の基
   板部に設けられ、半導体レーザチップに高周波を供給す
   る高周波重畳回路と、 前記電子回路基板の前記ヒートシンクを挟んだ他方の基
   板部に設けられ、前記レーザ光の反射された光を受光す
   る受光素子からの信号を処理する信号処理回路とを具備
   したことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 前記一方の基板側には、レーザ駆動用信
   号の入出力端子、前記他方の基板側には、前記受光素子
   及び前記信号処理回路のための入出力端子を設けている
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 複数のレーザ発振部を有し、且つ一方の
   面側には前記レーザ発振部に対応し、同一方向に複数の
   レーザ光を出力するレーザ光出力部を有し、他方の面側
   にはモニタ用の各レーザ光が出力する出力部を有し、前
   記一方と他方の面との間にある平面には前記複数のレー
   ザ光出力部に対応する電極面を有したレーザチップと、 前記レーザチップの前記電極面が対応する面に、それぞ
   れの電極面に対応したチップ貼り付け用電極パッドを有
   し、且つこれらのチップ貼り付け用電極パッドを、上記
   レーザチップの前記電極面側の外形にほぼ近似した形状
   で形成しているサブマウントとを具備したことを特徴と
   する半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記サブマウントは、それぞれの前記レ
   ーザチップ貼り付け用電極パッドのワイヤボンディング
   パッドを、前記複数のレーザ光出力部及びモニタ用レー
   ザ光が出力する出力部とは異なる箇所に形成しているこ
   とを特徴とする請求項３記載の半導体レーザ装置。
5. 【請求項５】 所定のレーザチップ貼り付け用電極パッ
   ドのワイヤボンディングパッドを形成する場合、途中の
   引き回しパターンは、前記モニタ用レーザ光が出力する
   出力部がある側を通していることを特徴とする請求項３
   記載の半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 前記レーザチップの第１、第２の前記電
   極面が対応した第１１、第２の前記チップ貼り付け用電
   極パッドは、互いの境目のエッジ形状が、長手方向の中
   間位置から両側にいくにしたがって間隔が広がる形状で
   形成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体
   レーザ装置。
7. 【請求項７】 複数のレーザ発振部を有し、同一方向に
   複数のレーザ光を出力するレーザ光出力部を有したレー
   ザチップと、 前記レーザチップのレーザ発振部に対して、選択的に駆
   動電圧を与える共通の駆動回路と、 前記複数のレーザ発振部に対してそれぞれ供給される駆
   動電圧に対して重畳するためのそれぞれ周波数が異なる
   高周波信号を、それぞれのレーザ発振部に常に与えるた
   めに、それぞれのレーザ発振部に対して用意され常時オ
   ン状態である複数の高周波多重回路とを具備したことを
   特徴とする半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 前記複数のレーザ光は、それぞれ波長が
   異なることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ装
   置。
9. 【請求項９】 近接した位置から複数のレーザ光を選択
   的に出射する発光手段と、前記発光手段からのレーザ光
   を光ディスクに集束照射する対物レンズと、前記光ディ
   スクから反射され前記対物レンズを介して戻ってきた反
   射光を回折して受光素子に導くホログラムとを有した光
   学ヘッド装置において、 前記ホログラムと前記発光手段との間であって、前記複
   数のレーザ光が離間した位置に入射するように回折格子
   を配置し、この回折格子は、少なくとも一方の光源から
   出射したレーザビームに対しては回折を行うようにした
   ことを特徴とする光学ヘッド装置。
10. 【請求項１０】 上記回折格子は、複数の領域に異なる
    格子パターンを形成していることを特徴とする請求項９
    記載の光学ヘッド装置。
11. 【請求項１１】 前記発光手段から射出される複数のレ
    ーザ光は、互いに異なる波長、若しくは同一波長のいず
    れかであることを特徴とする請求項９記載の光学ヘッド
    装置。
12. 【請求項１２】 近接した位置から複数のレーザ光を選
    択的に出射する発光手段と、前記発光手段からのレーザ
    光を光ディスクに集束照射する対物レンズと、前記光デ
    ィスクから反射され前記対物レンズを介して戻ってきた
    反射光を回折して受光素子に導くホログラムとを有し、
    前記ホログラムと前記発光手段との間であって、前記複
    数のレーザ光が離間した位置に入射するように回折格子
    を配置し、この回折格子は、少なくとも一方の光源から
    出射したレーザビームに対しては回折を行うようにした
    光学ヘッド装置と、 前記ホログラムからの戻り光を受光する前記受光素子を
    含み、前記回折格子により回折された光に対応する戻り
    光に対応する光電変換出力によりトラッキングエラー信
    号を作成して出力するとともに、メイン光に対応する再
    生信号出力を得る信号処理回路とを具備したことを特徴
    とするディスクドライブ装置。