JP2001229570A - 光ピックアップ装置及びレーザダイオードチップ - Google Patents

光ピックアップ装置及びレーザダイオードチップ

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JP2001229570A
JP2001229570A JP2000031786A JP2000031786A JP2001229570A JP 2001229570 A JP2001229570 A JP 2001229570A JP 2000031786 A JP2000031786 A JP 2000031786A JP 2000031786 A JP2000031786 A JP 2000031786A JP 2001229570 A JP2001229570 A JP 2001229570A
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optical pickup
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Shinichi Takahashi
真一 高橋
Hirokatsu Nagatake
浩克 長竹
Aki Yoshioka
亜紀 吉岡
Mitsutoshi Sugano
光俊 菅野
Ko Ishii
耕 石井
Makoto Kawamura
誠 川村
Akira Miura
章 三浦
Masayuki Koyama
雅之 小山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる波長の複数のレーザビームを使用する
際の装置構成を簡単にして小型化を図りつつ色収差の発
生を防止することができる光ピックアップ装置及びレー
ザダイオードチップを提供する。 【解決手段】 基板上に互いに異なる波長のレーザビー
ムを同一の出射方向に向けて発する複数の発光部が形成
された光ピックアップ装置用のレーザダイオードチップ
であって、複数の発光部各々の発光点が出射方向におい
て互いに異なる位置に備えられた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
のレーザ光を発して種類の異なる複数の記録媒体から情
報を読み取る光ピックアップ装置及びその光ピックアッ
プ装置用のレーザダイオードチップに関する。
【０００２】
【従来技術】一般に、ＣＤやＤＶＤなどの光情報記録媒
体を再生する光ピックアップ装置の光源として、半導体
レーザ素子が用いられている。上記記録媒体を良好に再
生するために、半導体レーザ素子は、ＣＤ再生とＤＶＤ
再生とでは、発光波長及び対物レンズの開口数(ＮＡ)が
異なり、例えば、ＤＶＤに対しては、波長が６５０ｎｍ
でＮＡは０．６であり、ＣＤに対しては、波長が７８０
ｎｍでＮＡは０．４５でとなっている。
【０００３】そこで、１つのプレーヤでＣＤ、ＤＶＤ等
の種類の異なるディスクを再生するために、６５０ｎｍ
/７８０ｎｍの２波長の光源を内蔵した光ピックアップ
装置が検討されている。図１に、かかる光ピックアップ
装置の一例を示す。図１に示す光ピックアップ装置は、
６５０ｎｍの波長のレーザビームを発するレーザ素子１
と、７８０ｎｍの波長のレーザビームを発するレーザ素
子２と、合成プリズム３と、ハーフミラー４と、コリメ
ータレンズ５と、対物レンズ６とが順次配置されてい
る。更に、ハーフミラー４から分岐するもう１つの光軸
上には、光検出器７が配置されている。この構成では、
合成フィルタ３から光ディスク８に至る光学系をＣＤと
ＤＶＤとで共用しているので、いずれの場合も、レーザ
素子を発した光は、合成プリズム３を通過した後で光軸
Ｙに沿って光ディスク８へと導かれるようになってい
る。ここで使用される対物レンズ６は２焦点レンズであ
り、２つの波長に応じて互いに異なる焦点位置を得るこ
とができる。これにより、ＣＤとＤＶＤとで表面基板の
厚さが異なることにより生じる球面収差を抑えることが
できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、合成プリズムを必要とするなど、部品点数が多
く、価格も高価である。更に、２つのレーザ素子と合成
プリズムとの位置合わせを行う必要があり、構成が複雑
になるとともにこの調整が難しいものであった。本発明
の目的は、上記問題点に鑑みて、異なる波長の複数のレ
ーザビームを使用する際の装置構成を簡単にして小型化
を図ることができる光ピックアップ装置及びレーザダイ
オードチップを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザダイオー
ドチップは、基板上に互いに異なる波長のレーザビーム
を同一の出射方向に向けて発する複数の発光部が形成さ
れた光ピックアップ装置用のレーザダイオードチップで
あって、複数の発光部各々の発光点は出射方向において
互いに異なる位置に備えられたことを特徴としている。
【０００６】本発明の光ピックアップ装置は、互いに異
なる波長のレーザビームを出射するための複数の発光部
を基板上に有し、複数の発光部のいずれか１の発光部か
らレーザビームを選択的に同一の出射方向に向けて出射
する発光手段と、発光手段から出射されたレーザビーム
を記録媒体の記録面に導くとともに記録媒体の記録面で
反射されたレーザビームを光検出手段に導く屈折光学系
と、を備えた光ピックアップ装置であって、発光手段
は、複数の発光部各々の発光点が出射方向において互い
に異なる位置になるように構成されていることを特徴と
している。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図２ない
し図６に基づいて詳細に説明する。図２及び図３は本発
明による光ピックアップ装置の光学系を示している。こ
の光ピックアップ装置は波長が異なる２種類のレーザビ
ームを発する半導体レーザ素子１１を有する。また、光
ピックアップ装置においては、半導体レーザ素子１１か
ら発せられたレーザビームはグレーティング１２を介し
てハーフミラー（ビームスプリッタ）１３に達するよう
になっている。グレーティング１２はレーザビームを複
数の光束（０次光、±１次光）に分離させるために備え
られている。０次光はフォーカスサーボ用であり、±１
次光はトラッキングサーボ用である。ハーフミラー１３
はレーザビームの入射に対してほぼ９０度の角度にて反
射する。この反射レーザビームの方向は記録媒体である
光ディスク１７方向であり、ハーフミラー１３と光ディ
スク１７との間にはコリメータレンズ１４と対物レンズ
１５とが配置される。
【０００８】コリメータレンズ１４はハーフミラー１３
からのレーザビームを平行光にして対物レンズ１５に供
給する。対物レンズ１５は２焦点レンズであり、平行光
のレーザビームをディスク１７の記録面に収束させる。
ディスク１５の記録面で反射したレーザビームは対物レ
ンズ１５、そしてコリメータレンズ１４で平行レーザビ
ームにされた後、ハーフミラー１３を直線的に通過す
る。ハーフミラー１３を通過する光軸方向にはシリンド
リカルレンズ１８と光検出器１６とが順に配置されてい
る。シリンドリカルレンズ１８は非点収差を作り出すた
めの非点収差発生素子である。
【０００９】なお、図２は光ディスク１７としてＤＶＤ
を用いた場合を示しており、半導体レーザ素子１１から
波長６５０ｎｍの第１レーザビームが発せられる。図３
は光ディスク１７としてＣＤを用いた場合を示してお
り、半導体レーザ素子１１から波長７８０ｎｍの第２レ
ーザビームが発せられる。図４は半導体レーザ素子１１
のチップの外観を示している。半導体レーザ素子１１
は、図４に示すように、ワンチップに形成されており、
単一のｎ型ＧａＡｓ基板２０の一方の主面に、波長６５
０ｎｍの第１レーザビームを発する第１発光点Ａ１を有
する第１発光部２１と、波長７８０ｎｍの第２レーザビ
ームを発する第２発光点Ａ２を有する第２発光部２２と
を分離溝２３を隔て有している。第１発光部２１及び第
２発光部２２は後述するように積層構造となっている。
また、基板２０の他方の主面に両発光部２１，２２の共
通電極となる背面電極２４を有している。
【００１０】発光点Ａ１を有する第１発光部２１の発光
面と発光点Ａ２を有する第２発光部２２の発光面とは同
一の出射方向（矢印Ｘ方向）に向いている。しかしなが
ら、第１発光部２１の発光面と第２発光部２２の発光面
とは同一平面上に位置してない。その発光面側を前方と
すると、第１発光部２１の発光面より後方に第２発光部
２２の発光面が位置するように第１発光部２１及び第２
発光部２２は基板２０上に配置されている。
【００１１】第１発光部２１はＧａＡｓ基板２０から順
番にｎ型ＡｌＧａｌｎＰクラッド層３１、歪量子井戸活
性層３２、ｐ型ＡｌＧａｌｎＰクラッド層３３、ｎ型Ｇ
ａＡｓ層３４、Ｐ型ＧａＡｓ層３５、及び電極３６を有
している。クラッド層３３の断面はその中央部分が台形
状に形成されている。その台形状のトップ面を除くクラ
ッド層３３を覆うようにｎ型ＧａＡｓ層３４は形成され
ている。台形状のトップ面にはｐ型ＧａｌｎＰ層３７が
形成されている。第１発光点Ａ１は歪量子井戸活性層３
２に位置する。
【００１２】第２発光部２２は第１発光部２１と同様
に、ｎ型ＡｌＧａｌｎＰクラッド層４１、歪量子井戸活
性層４２、ｐ型ＡｌＧａｌｎＰクラッド層４３、ｎ型Ｇ
ａＡｓ層４４、Ｐ型ＧａＡｓ層４５、及び電極４６を有
している。クラッド層４３の断面はその中央部分が台形
状に形成されている。その台形状のトップ面を除くクラ
ッド層４３を覆うようにｎ型ＧａＡｓ層４４は形成され
ている。台形状のトップ面にはｐ型ＧａｌｎＰ層４７が
形成されている。第２発光点Ａ２は歪量子井戸活性層４
２に位置する。第１発光点Ａ１からの光軸と第２発光点
Ａ２からの光軸との間隔は例えば、１００μｍである。
【００１３】半導体レーザ素子１１は絶縁サブマウント
に固定され、更に、それらは図２及び図３に示すように
ケーシング部材１１ａに覆われる。半導体レーザ素子１
１は、第１レーザビームと第２レーザビームとを、レー
ザ駆動部(図示せぬ)からの制御信号に応じて選択的に発
する。また、同時に両ビームが発せられることはない
が、第１レーザビームの中心軸と第２レーザビームとの
中心軸とは実質的に平行である。発せられた第１及び第
２レーザビームの形状は図４に波線で示すように楕円形
状である。なお、本発明において、レーザビームの中心
軸とは、レーザビームの断面の光強度の分布中心を通る
線である。
【００１４】上記構成において、半導体レーザ素子１１
から発せられた第１レーザビーム又は第２レーザビーム
は、グレーティング１２で上記したように複数の光束
（０次光、±１次光）に分離された後、ハーフミラー１
３で反射される。ハーフミラー１３で反射されたレーザ
ビームは、コリメータレンズ１４で平行ビームとなり、
対物レンズ１５に達する。対物レンズ１５によってレー
ザビームは、ディスク１７の記録面上に集光されて楕円
状の光スポットを形成する。
【００１５】ディスク１７の記録面で情報ピットにより
変調されて反射されたビームは、対物レンズ１５、そし
てコリメータレンズ１４を通過してハーフミラー１３に
戻り、ここで半導体レーザ素子１１からの光路から分離
されて、シリンドリカルレンズ１８を介して光検出器１
６の受光面に入射する。上記したように波長６５０ｎｍ
の第１レーザビームを発する第１発光部２１の発光点Ａ
１は波長７８０ｎｍの第２レーザビームを発する第２発
光部２２の発光点Ａ２よりグレーティング１２側に位置
している。この発光点Ａ１，Ａ２の位置の差は、基本的
には、波長の異なる第１及び第２レーザビームがコリメ
ータレンズ１４及び対物レンズ１５等の同一の光学部品
を通過する際の屈折角の違い、すなわち、屈折率の波長
依存性を考慮してディスク１７における集光点が適正位
置になるように設定される。
【００１６】上記したように、第１レーザビームはディ
スク１７が図２に示すようにＤＶＤの場合に第１発光部
２１から発せられ、第２レーザビームはディスク１７が
図３に示すようにＣＤの場合に第２発光部２２から発せ
られる。ところが、ＤＶＤとＣＤとでは、ターンテーブ
ル（図示せず）に装着された状態においてレーザビーム
が入射するディスク表面からの情報記録面の位置が図２
及び図３に符号１７ａで示すように互いに異なるので、
光学部品の屈折角の他にＤＶＤ及びＣＤ各々のディスク
表面から情報記録面までの基板部分の屈折角をも考慮し
てその情報記録面に集光するように発光点Ａ１，Ａ２の
位置の差は実際には設定される。
【００１７】よって、第１発光部２１の発光点Ａ１か
ら、グレーティング１２、ハーフミラー１３、コリメー
タレンズ１４及び対物レンズ１５からなる各光学部品を
介してＤＶＤの情報記録面まての光路の長さは、第２発
光部２２の発光点Ａ２から、グレーティング１２、ハー
フミラー１３、コリメータレンズ１４及び対物レンズ１
５からなる各光学部品を介してＣＤの情報記録面まての
光路の長さよりも短い。これにより、第１発光部２１が
駆動されて発光点Ａ１から波長６５０ｎｍの第１レーザ
ビームが出射された場合には光路内の各光学部品を介し
た第１レーザビームをＤＶＤの記録面に適切に集光させ
ることができ、また、第２発光部２２が駆動されて発光
点Ａ２から波長７８０ｎｍの第２レーザビームが出射さ
れた場合にも光路内の各光学部品を介した第２レーザビ
ームをＣＤの記録面に適切に集光させることができる。
すなわち、ＤＶＤ再生のために波長６５０ｎｍのレーザ
ビーム及びＣＤ再生のために波長７８０ｎｍのレーザビ
ームのいずれが出射されても色収差の発生を防止するこ
とができる。
【００１８】上記した実施例において、半導体レーザ素
子１１はハイブリッド型のものであるが、モノリシック
型の半導体レーザ素子であっても良い。図５はモノリシ
ック型の半導体レーザ素子を示している。図５において
符号５１が波長６５０ｎｍの第１レーザビームを発する
第１発光部であり、発光点Ｂ１から第１レーザビームが
出射される。符号５２が波長７８０ｎｍの第２レーザビ
ームを発する第２発光部であり、発光点Ｂ２から第２レ
ーザビームが出射される。
【００１９】図６(a)〜(e)はかかる図５のモノリシック
型の半導体レーザ素子の製造手順を順に示している。図
６(a)はエピタキシャル成長工程、図６(b)はストライプ
形成工程、図６(c)はへき開工程、図６(d)はペレット形
成工程、図６(e)は図５の半導体レーザ素子を得るため
の第２発光部の一部及び基板部分のへき開工程における
切断部分を示している。
【００２０】また、上記した実施例においては、本発明
をコリメータレンズ１４を用いた無限光学系に適用した
場合について示したが、有限光学系に適用することもで
きる。更に、上記した実施例において、半導体レーザ素
子には、発光波長が異なる２つの発光点を設けたが、発
光波長が互いに異なる３つ以上の発光点を備えた半導体
レーザ素子にも本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、互いに異
なる波長のレーザビームを複数の発光部各々の発光点は
同一の出射方向において互いに異なる位置にあるので、
いずれの波長のレーザビームが出射されても記録媒体の
記録面で適切に集光させることができ、色収差の発生を
防止することができる。また、従来の比べて合成プリズ
ム等の光学部品を用いないで済み、更に、光学系をコン
パクトに集約配置することができるので、光ピックアッ
プ装置構成を簡単にして小型化を図ることかできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ピックアップ装置の一例を示す構成図
である。
【図２】本発明の光ピックアップ装置の構成及び光ディ
スクがＤＶＤの場合のレーザビームの光路を示す図であ
る。
【図３】光ディスクがＣＤの場合のレーザビームの光路
を示す図である。
【図４】ハイブリッド型の半導体レーザ素子のチップを
示す外観図である。
【図５】モノリシック型の半導体レーザ素子のチップを
示す外観図である。である。
【図６】図５のチップの製造手順を示す図である。
【符号の説明】
１，２，１１ 半導体レーザ素子 ６，１５ 対物レンズ ７，１６ 光検出器 ８，１７ 光ディスク ２１，５１ 第１発光部 ２２，５２ 第２発光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 亜紀 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 菅野 光俊 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 石井 耕 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 川村 誠 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 三浦 章 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 (72)発明者 小山 雅之 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA04 AA41 BA01 EC45 EC47 FA05 FA34 LB04 5F073 AA13 AA72 AB06 BA04 CA05 CA14 CB21 EA29

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に互いに異なる波長のレーザビー
    ムを同一の出射方向に向けて発する複数の発光部が形成
    された光ピックアップ装置用のレーザダイオードチップ
    であって、 前記複数の発光部各々の発光点は前記出射方向において
    互いに異なる位置に備えられたことを特徴とするレーザ
    ダイオードチップ。
  2. 【請求項２】 前記複数の発光部のうちの短い波長のレ
    ーザビームを発する発光部の発光点ほど前記出射方向の
    前方に位置していることを特徴とする請求項１記載のレ
    ーザダイオードチップ。
  3. 【請求項３】 前記基板は一方の面に前記複数の発光部
    が形成され、他方の面に共通電極が形成されていること
    を特徴とする請求項１記載のレーザダイオードチップ。
  4. 【請求項４】 互いに異なる波長のレーザビームを出射
    するための複数の発光部を基板上に有し、前記複数の発
    光部のいずれか１の発光部からレーザビームを選択的に
    同一の出射方向に向けて出射する発光手段と、 前記発光手段から出射されたレーザビームを記録媒体の
    記録面に導くとともに前記記録媒体の記録面で反射され
    たレーザビームを光検出手段に導く光学系と、を備えた
    光ピックアップ装置であって、 前記発光手段は、前記複数の発光部各々の発光点が前記
    出射方向において互いに異なる位置になるように構成さ
    れていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 前記複数の発光部各々の発光点から前記
    記録媒体の記録面までの光路長は、前記複数の発光部の
    うちの短い波長のレーザビームを発する発光部の発光点
    ほど短いことを特徴とする請求項４記載の光ピックアッ
    プ装置。
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