JP2001298236A - Multi-beam integrated optical unit - Google Patents
Multi-beam integrated optical unitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はマルチビーム集積光
学ユニットに係わり、特に、複数の半導体レーザ素子を
内蔵し、半導体レーザ素子の切替え動作によってレーザ
光波長の異なる光を出射させたり、複数本のレーザ光を
同時に平行に出射する技術に係わり、例えば、コンパク
トディスクシステム及びディジタル・ビディオ・ディス
クシステムを有する光ディスク装置の光ピックアップ
部、またはマルチビームを出射するレーザビームプリン
タの光源部等に適用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam integrated optical unit, and more particularly, to a multi-beam integrated optical unit which incorporates a plurality of semiconductor laser elements and emits light having different laser beam wavelengths by switching semiconductor laser elements. The present invention relates to a technique for simultaneously emitting laser beams in parallel, and is applied to, for example, an optical pickup unit of an optical disk device having a compact disk system and a digital video disk system, or a light source unit of a laser beam printer that emits multiple beams. Regarding effective technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】CD(Compact Disc),CD−ROM
(Compact Disc Read Only Memory ),高速記録CD−
R(Compact Disc-Recordable )は、音楽,パーソナル
コンピュータ(パソコン)のデータやソフトウェアの媒
体として広く使用されている。また、大容量のディスク
システムとして、DVD(Digital Video Disk),DV
D−ROM,DVD−RAM(Random Access Memory)
が実用化されている。2. Description of the Related Art CD (Compact Disc), CD-ROM
(Compact Disc Read Only Memory), High-speed recording CD-
R (Compact Disc-Recordable) is widely used as a medium for music, personal computer (PC) data and software. In addition, DVD (Digital Video Disk), DV
D-ROM, DVD-RAM (Random Access Memory)
Has been put to practical use.
【0003】工業調査会発行「電子材料」1999年11月
号、P47〜P53には、CDやDVD用の光ピックアップ
としてのホログラムレーザについて記載されている。ま
た、特開平11−66590号公報には、シリコン基板
に固定したレーザ素子から出射するレーザ光を、シリコ
ン基板に設けたシリコンミラー面で反射させ、このレー
ザ光をホログラム光学系を通過させるDVD用光ピック
アップ装置が開示されている。シリコン基板にはレーザ
素子,モニター用受光素子,検出用分割受光素子,集積
回路(分割受光素子の出力段に接続する増幅回路部など
が集積されている)が設けられている。A hologram laser as an optical pickup for a CD or DVD is described in “Electronic Materials”, November 1999, published by the Industrial Research Council, pages P47 to P53. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-66590 discloses a DVD for reflecting laser light emitted from a laser element fixed on a silicon substrate on a silicon mirror surface provided on the silicon substrate and passing the laser light through a hologram optical system. An optical pickup device is disclosed. The silicon substrate is provided with a laser element, a monitoring light receiving element, a divided light receiving element for detection, and an integrated circuit (in which an amplifier circuit connected to the output stage of the divided light receiving element is integrated).
【0004】また、DVD装置の光ピックアップについ
ては、前記「OplusE」誌のP86〜P92に記載され
ている。この文献には、DVDとCDの互換方式とし
て、2焦点方式,2レンズ方式,2レーザー方式,開口
制限方式等の各方式について記載されている。[0004] The optical pickup of a DVD device is described in the above-mentioned "Opplus E", pp. 86-92. This document describes various systems such as a bifocal system, a two-lens system, a two-laser system, and an aperture limiting system as compatible systems for DVD and CD.
【0005】他方、工業調査会発行「電子材料」1999年
11月号、P54及びP55には、CD/DVD再生用の1チ
ップの2波長レーザダイオード、及びモノリシック2波
長半導体レーザが開示されている。これらの半導体レー
ザ(レーザダイオード)は、780nm帯の半導体レー
ザ(CD用)と、650nm帯の半導体レーザ(DVD
用)がモノリシックに組み込まれている。On the other hand, "Electronic Materials" published by the Industrial Research Institute, 1999
In the November issue, P54 and P55, a one-chip two-wavelength laser diode and a monolithic two-wavelength semiconductor laser for CD / DVD reproduction are disclosed. These semiconductor lasers (laser diodes) include a 780 nm band semiconductor laser (for CD) and a 650 nm band semiconductor laser (DVD).
Is monolithically integrated.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】CD,CD−ROM,
CD−Rは、音楽,パソコンのデータ、ソフトの媒体と
して広く使用されているが、動画等の大容量のデータを
取り扱うには容量不足である。このため、大容量のディ
スクとして、レーザの波長を780nm帯から650n
m帯に短波長化し、記録密度を高めたDVD,DVD−
ROM,DVD−RAMが実用化されている。SUMMARY OF THE INVENTION CD, CD-ROM,
CD-Rs are widely used as music, personal computer data, and software media, but have insufficient capacity to handle large amounts of data such as moving images. For this reason, as a large-capacity disk, the wavelength of the laser is changed from the 780 nm band to 650 n
DVD, DVD- with shorter wavelength in the m band and higher recording density
ROM and DVD-RAM have been put to practical use.
【0007】異なる種類のディスクに、別々の光ピック
アップセットを用意するのは不便である。1台でこれら
全てのディスクのデータが読み取れるセットが望まし
い。CD−Rは、反射率の波長依存性が大きく、780
nm帯の光源でしか読めない。このため、CD−RとD
VD両方に対応可能な光ピックアップセットは、650
nm帯及び780nm帯の二つの波長の半導体レーザ
(LD)を使う必要がある。It is inconvenient to prepare separate optical pickup sets for different types of disks. It is desirable to use a set in which data of all these disks can be read by one device. CD-R has a large wavelength dependence of reflectance, and 780 nm.
It can only be read with a light source in the nm band. Therefore, CD-R and D
The optical pickup set that can support both VD is 650
It is necessary to use a semiconductor laser (LD) having two wavelengths of the nm band and the 780 nm band.
【0008】しかし、このような構成では、光ピックア
ップの光学系が複雑になり、容積も大きくなり、光ディ
スク装置の製造コストも高くなる。そこで、本発明者
は、従来の構造を採用するとともに、二つの半導体レー
ザ素子を半導体基板の主面側に固定し、半導体レーザ素
子の切替え動作によって650nm帯及び780nm帯
のレーザ光を半導体基板の主面に対して垂直に放射する
マルチビーム集積光学ユニットを検討した。However, in such a configuration, the optical system of the optical pickup is complicated, the volume is large, and the manufacturing cost of the optical disk device is high. Therefore, the present inventor has adopted the conventional structure, fixed two semiconductor laser elements on the main surface side of the semiconductor substrate, and switched the 650 nm band and 780 nm band laser light to the semiconductor substrate by switching operation of the semiconductor laser elements. A multi-beam integrated optical unit that radiates perpendicular to the main surface was studied.
【0009】図20は本発明者の検討によるマルチビー
ム集積光学ユニットの一部を示す模式図である。マルチ
ビーム集積光学ユニットは、図20に示すように、基
板、例えば半導体基板1を有している。この半導体基板
1の主面には、一段低くなる窪み2が設けられるととも
に、この窪み2の底面4には二つの半導体レーザ素子
(半導体レーザチップ)3a,3bがそれぞれの光導波
路(共振器)5a,5bが平行になるように並べて固定
されている。FIG. 20 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit studied by the present inventors. The multi-beam integrated optical unit has a substrate, for example, a semiconductor substrate 1, as shown in FIG. The main surface of the semiconductor substrate 1 is provided with a depression 2 which is one step lower, and two semiconductor laser elements (semiconductor laser chips) 3a and 3b are provided on the bottom surface 4 of the depression 2 with respective optical waveguides (resonators). 5a and 5b are fixed side by side so as to be parallel.
【0010】また、半導体レーザチップ3a,3bのレ
ーザ光を出射する前方出射面に対面する窪み2の内周壁
面は底面4に対して傾斜した反射面6になっている。こ
の反射面6は、前記底面4に対して45度の角度を有し
ている。従って、半導体レーザチップ3a,3bから出
射されるレーザ光(レーザビーム)7a,7bは、反射
面6で反射されて半導体基板1の主面に対して垂直とな
って進むレーザビーム7a,7bになる。The inner peripheral wall surface of the recess 2 facing the front emission surface of the semiconductor laser chips 3a and 3b which emits laser light is a reflection surface 6 inclined with respect to the bottom surface 4. The reflection surface 6 has an angle of 45 degrees with respect to the bottom surface 4. Therefore, the laser beams (laser beams) 7a and 7b emitted from the semiconductor laser chips 3a and 3b are reflected by the reflecting surface 6 and are directed to the laser beams 7a and 7b traveling perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 1. Become.
【0011】しかし、このような2個の半導体レーザチ
ップ3a,3bを平行に並べて配置する構造では、2本
のレーザビーム7a,7bの間隔aは、半導体レーザチ
ップ3a,3bのレーザビーム7a,7bを出射する出
射面を有する素子端面(チップ端面)の幅よりも小さく
できない。即ち、一般に、光導波路5a,5bはチップ
幅の中央に沿って設けられる。また、二つの半導体レー
ザチップ3a,3bはチップ固定等の関係から、両者は
所定距離離れた状態で半導体基板1に固定される。従っ
て、両光導波路5a,5bの間隔はチップ幅と前記所定
距離とを加算した寸法になる。However, in such a structure in which the two semiconductor laser chips 3a, 3b are arranged in parallel, the interval a between the two laser beams 7a, 7b is set to be equal to the laser beam 7a, 3b of the semiconductor laser chips 3a, 3b. It cannot be smaller than the width of the end face of the element (chip end face) having an emission surface for emitting 7b. That is, the optical waveguides 5a and 5b are generally provided along the center of the chip width. Further, the two semiconductor laser chips 3a and 3b are fixed to the semiconductor substrate 1 in a state where they are separated from each other by a predetermined distance because of the chip fixing and the like. Therefore, the distance between the two optical waveguides 5a and 5b is a dimension obtained by adding the chip width and the predetermined distance.
【0012】半導体レーザチップ3a,3bのチップ幅
は色々あるが、例えば300μm程度がよく採用されて
いる。従って、このような寸法の半導体レーザ素子を用
いる場合、反射面6で反射される二つのレーザ光(レー
ザビーム)7a,7bの間隔は、300μm程度よりも
小さくはできなくなる。Although the semiconductor laser chips 3a and 3b have various chip widths, for example, about 300 μm is often employed. Therefore, when a semiconductor laser element having such dimensions is used, the distance between two laser beams (laser beams) 7a and 7b reflected by the reflecting surface 6 cannot be smaller than about 300 μm.
【0013】なお、半導体基板1の窪み2の周囲の主面
部分には、光ディスクの情報読み取りを行うモニター用
受光素子(フォトダイオード)PD、フォーカス誤差,
トラッキング誤差等を検出する検出用分割受光素子(信
号検出用フォトダイオード)PD1〜PD6、前記分割
受光素子の出力段に接続する増幅回路等を含む集積回路
(IC)9,電極パッド10が設けられている。A monitoring light receiving element (photodiode) PD for reading information from an optical disk, a focus error,
Provided are divided light receiving elements for detection (photodiodes for signal detection) PD1 to PD6 for detecting a tracking error and the like, an integrated circuit (IC) 9 including an amplifier circuit connected to an output stage of the divided light receiving elements, and an electrode pad 10. ing.
【0014】しかし、このような構造では、反射面6で
反射されたレーザビーム7a,7bの間隔が広くなり、
これらレーザビーム7a,7bを平行光に変換するコリ
メートレンズの有効エリアを広げる必要が生じ、レンズ
コストが高くなる。この結果、マルチビーム集積光学ユ
ニットのコスト増大になる。一方、書き込み可能な光デ
ィスクシステムでは、高出力な半導体レーザを使用しな
ければならない。高出力半導体レーザ素子では、光出力
を確保し、動作電流の増加を押さえ高信頼度を達成する
ために、前方出射面の端面反射率を正確に制御する必要
がある。However, in such a structure, the interval between the laser beams 7a and 7b reflected by the reflecting surface 6 is widened,
It becomes necessary to increase the effective area of the collimator lens for converting the laser beams 7a and 7b into parallel light, which increases the lens cost. As a result, the cost of the multi-beam integrated optical unit increases. On the other hand, in a writable optical disk system, a high-output semiconductor laser must be used. In a high-power semiconductor laser device, it is necessary to accurately control the end face reflectance of the front emission surface in order to secure light output, suppress an increase in operating current, and achieve high reliability.
【0015】一般に、2本のレーザビームの間隔を狭く
するには、二つの半導体レーザを一枚の半導体基板にモ
ノリシックに形成することが有効である。しかし、端面
反射率はレーザ光波長に対してそれぞれ選択する必要が
あることから、相互に異なるレーザ光を出射する2波長
の高出力半導体レーザのモノリシック化は困難であると
ともに、高出力半導体レーザでは、光導波路の幅等の素
子構造パラメータの要求精度が厳しく、モノリシック化
すると歩留りが低下する嫌いがある。In general, it is effective to monolithically form two semiconductor lasers on one semiconductor substrate in order to narrow the interval between two laser beams. However, since it is necessary to select the end face reflectivity with respect to the laser light wavelength, it is difficult to make a two-wavelength high-power semiconductor laser that emits mutually different laser lights monolithic. However, the required accuracy of device structure parameters such as the width of the optical waveguide is strict, and there is a tendency that the yield is reduced when the device is made monolithic.
【0016】本発明の目的は、外部に放射するマルチビ
ーム集積光学ユニットにおける光ビーム間隔を狭くでき
るマルチビーム集積光学ユニットを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、波長や光出力が異なる半導体
レーザ素子を複数内蔵でき、かつ光ビーム間隔を狭くで
きるマルチビーム集積光学ユニットを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、光ディスク装置の光ピックア
ップ機構を構成する好適なマルチビーム集積光学ユニッ
トを提供することにある。本発明の他の目的は、レーザ
ビームプリンタのプリント速度を高めることができるプ
リンタ用光源となるマルチビーム集積光学ユニットを提
供することにある。本発明の他の目的は、製造コストの
低減が達成できるマルチビーム集積光学ユニットを提供
することにある。本発明の前記ならびにそのほかの目的
と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあ
きらかになるであろう。An object of the present invention is to provide a multi-beam integrated optical unit capable of narrowing a light beam interval in a multi-beam integrated optical unit that radiates to the outside. It is another object of the present invention to provide a multi-beam integrated optical unit that can incorporate a plurality of semiconductor laser elements having different wavelengths and light outputs and can narrow a light beam interval. Another object of the present invention is to provide a suitable multi-beam integrated optical unit that constitutes an optical pickup mechanism of an optical disk device. Another object of the present invention is to provide a multi-beam integrated optical unit serving as a light source for a printer that can increase the printing speed of a laser beam printer. It is another object of the present invention to provide a multi-beam integrated optical unit that can achieve a reduction in manufacturing cost. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
【0018】(1)半導体基板と、面が相互に異なり前
記半導体基板の主面側に形成された複数の反射面と、前
記半導体基板の主面側にそれぞれ固定され、前記各反射
面に向けてレーザ光を出射する発光素子および/または
前記各反射面で反射した光を受光する受光素子とを有
し、前記半導体基板及び前記反射面の位置及び方向性
は、前記反射面で反射されて前記半導体基板から遠ざか
るレーザ光が相互に同一方向に進むように設定されてい
る。前記反射面で反射したレーザ光相互の間隔は前記半
導体レーザ素子のレーザ光を出射する出射面を含む素子
端面の幅よりも短い寸法になっている。(1) A plurality of reflective surfaces formed on the main surface side of the semiconductor substrate, the surfaces being different from each other, and fixed to the main surface side of the semiconductor substrate, respectively. A light-emitting element that emits laser light and / or a light-receiving element that receives light reflected by each of the reflection surfaces, and the position and directionality of the semiconductor substrate and the reflection surface are reflected by the reflection surface. The laser beams moving away from the semiconductor substrate are set to travel in the same direction. The distance between the laser beams reflected by the reflection surface is shorter than the width of the end face of the semiconductor laser device including the emission surface for emitting the laser beam.
【0019】(2)出射するレーザ光が光ディスク装置
の光ディスク面に照射するレーザ光として使用され、か
つ相互にレーザ光波長が異なる複数の半導体レーザ素子
と、前記光ディスク面で反射した反射レーザ光を受光す
る複数の受光素子とを有するマルチビーム集積光学ユニ
ットであって、半導体基板と、前記半導体基板の主面側
に固定される前記複数の半導体レーザ素子と、面が相互
に異なり前記半導体基板の主面側に形成された複数の反
射面とを有し、前記反射面と各半導体レーザ素子の位置
及び方向性は、各半導体レーザ素子から出射されるレー
ザ光を前記反射面で反射させて前記光ディスク面に照射
するレーザ光として使用できるように設定されている。
前記反射面及び前記半導体レーザ素子はそれぞれ二つ設
けられ、一方の半導体レーザ素子のレーザ光波長は65
0nm帯であり、他方の半導体レーザ素子のレーザ光波
長は780nm帯であり、前記各反射面と前記光ディス
ク面との間の光路の途中には、前記レーザ光を複数のレ
ーザ光に分けて前記光ディスク面にスポット光として収
束させる回折格子と、前記ディスク面で反射した反射レ
ーザ光を前記複数の受光素子にそれぞれ分配到達させる
ホログラムパターンとを有するホログラム素子が配設さ
れている。前記反射面で反射したレーザ光相互の間隔は
前記半導体レーザ素子のレーザ光を出射する出射面を含
む素子端面の幅よりも短い寸法になっている。(2) A plurality of semiconductor laser elements whose emitted laser light is used as a laser light for irradiating the optical disk surface of an optical disk device and have different laser light wavelengths, and a reflected laser light reflected by the optical disk surface. A multi-beam integrated optical unit having a plurality of light receiving elements for receiving light, wherein a semiconductor substrate, the plurality of semiconductor laser elements fixed to a main surface side of the semiconductor substrate, and the surfaces of the semiconductor substrate are different from each other. A plurality of reflection surfaces formed on the main surface side, and the position and directionality of the reflection surface and each semiconductor laser element are such that laser light emitted from each semiconductor laser element is reflected by the reflection surface. It is set so that it can be used as laser light for irradiating the optical disk surface.
The reflection surface and the semiconductor laser element are provided two each, and the laser light wavelength of one semiconductor laser element is 65
0 nm band, the laser light wavelength of the other semiconductor laser device is 780 nm band, and the laser light is divided into a plurality of laser lights in the middle of the optical path between each reflection surface and the optical disk surface. A hologram element having a diffraction grating that converges as spot light on the optical disk surface and a hologram pattern that distributes and reaches the plurality of light receiving elements reflected laser light reflected by the disk surface is provided. The distance between the laser beams reflected by the reflection surface is shorter than the width of the end face of the semiconductor laser device including the emission surface for emitting the laser beam.
【0020】(3)出射するレーザ光がレーザビームプ
リンタの感光ドラムに複数列の状態で照射されるレーザ
光として使用される複数の半導体レーザ素子を有するマ
ルチビーム集積光学ユニットであって、半導体基板と、
前記半導体基板の主面側に固定される複数の半導体レー
ザ素子と、面が相互に異なり前記半導体基板の主面側に
形成された複数の反射面とを有し、前記反射面と各半導
体レーザ素子の位置及び方向性は、各半導体レーザ素子
から出射されるレーザ光を前記反射面で反射させて順次
平行に放射するように設定されている。前記反射面で反
射したレーザ光相互の間隔は前記半導体レーザ素子のレ
ーザ光を出射する出射面を含む素子端面の幅よりも短い
寸法になっている。(3) A multi-beam integrated optical unit having a plurality of semiconductor laser elements used as laser light emitted from a laser beam printer to a photosensitive drum of a laser beam printer in plural rows. When,
A plurality of semiconductor laser elements fixed to the main surface side of the semiconductor substrate, and a plurality of reflection surfaces having different surfaces and formed on the main surface side of the semiconductor substrate; The position and directionality of the elements are set so that the laser light emitted from each semiconductor laser element is reflected by the reflection surface and sequentially emitted in parallel. The distance between the laser beams reflected by the reflection surface is shorter than the width of the end face of the semiconductor laser device including the emission surface for emitting the laser beam.
【0021】前記(1)の手段によれば、半導体基板の
主面側には面が相互に異なる複数の反射面が設けられて
いる。従って、(a)各半導体レーザ素子から出射され
る各レーザ光(レーザビーム)は、相互に異なる反射面
で反射されて半導体基板の主面側から同一方向に外部に
放射される。そこで、各反射面及び各半導体レーザ素子
の位置及び方向性を選択設定することによって、反射面
から外部に放出される各レーザ光の間隔は半導体レーザ
素子のチップ幅よりも小さい間隔にすることができる。
そして、その間隔は20μm以下と小さくすることも可
能である。According to the means (1), a plurality of reflection surfaces having different surfaces are provided on the main surface side of the semiconductor substrate. Therefore, (a) each laser beam (laser beam) emitted from each semiconductor laser element is reflected by a different reflecting surface and emitted to the outside in the same direction from the main surface side of the semiconductor substrate. Therefore, by selectively setting the position and directionality of each reflection surface and each semiconductor laser element, the interval between the laser beams emitted from the reflection surface to the outside can be made smaller than the chip width of the semiconductor laser element. it can.
And the interval can be made as small as 20 μm or less.
【0022】(b)また、前記反射面を利用して、外部
から半導体基板の主面側に向かう光を前記反射面で反射
させて半導体基板の主面側に固定された受光素子に導く
ことができる。(B) using the reflection surface, to reflect light from the outside toward the main surface of the semiconductor substrate on the reflection surface and to guide the light to the light receiving element fixed on the main surface of the semiconductor substrate; Can be.
【0023】(c)半導体基板に搭載する発光素子及び
受光素子はそれぞれ独立した光素子の状態で搭載できる
ため、出射する光の波長や光出力が異なる発光素子や、
受光波長域が異なる受光素子の搭載も可能になり、最適
設計が可能になることからマルチビーム集積光学ユニッ
トのコストの低減も可能になる。(C) Since the light-emitting element and the light-receiving element mounted on the semiconductor substrate can be mounted as independent optical elements, light-emitting elements having different wavelengths and light outputs of emitted light,
It is also possible to mount light receiving elements having different light receiving wavelength ranges, and it is possible to reduce the cost of the multi-beam integrated optical unit since an optimal design can be realized.
【0024】前記(2)の手段によれば、(a)二つの
半導体レーザ素子から出射されるレーザ光(レーザビー
ム)を各反射面で反射させて光路を変える構成になって
いることから、前記反射面で反射された2本のレーザ光
の間隔を、半導体レーザ素子のチップ幅よりも大幅に小
さい間隔、例えば20μm以下と近接させることができ
る。According to the means (2), (a) the laser light (laser beam) emitted from the two semiconductor laser elements is reflected by each reflecting surface to change the optical path. The interval between the two laser beams reflected by the reflection surface can be made close to an interval significantly smaller than the chip width of the semiconductor laser device, for example, 20 μm or less.
【0025】(b)従って、前記反射面で反射されるレ
ーザ光を集光させるコリメートレンズの有効エリアも小
さくでき、コリメートレンズの小型化も達成でき、光デ
ィスク装置のコスト低減が達成できる。(B) Therefore, the effective area of the collimator lens for condensing the laser light reflected by the reflection surface can be reduced, the size of the collimator lens can be reduced, and the cost of the optical disk device can be reduced.
【0026】(c)半導体基板に搭載する半導体レーザ
素子はそれぞれ独立した光素子の状態で搭載できるた
め、出射する光の波長や光出力が異なる半導体レーザ素
子の搭載も可能になり、最適設計が可能になることから
マルチビーム集積光学ユニットのコストの低減も可能に
なる。(C) Since the semiconductor laser elements mounted on the semiconductor substrate can be mounted in an independent optical element state, it is possible to mount semiconductor laser elements having different wavelengths and light outputs of the emitted light, and to achieve an optimal design. This makes it possible to reduce the cost of the multi-beam integrated optical unit.
【0027】前記(3)の手段によれば、半導体基板の
主面側に形成された複数の反射面を利用して複数の半導
体レーザ素子のレーザ光を並列にかつ10μm以下の間
隔の平行光として供給することができるため、レーザビ
ームプリンタの光源として使用した場合、感光ドラムに
おける一回の走査によって複数本のレーザ光(レーザビ
ーム)を感光ドラムに照射できるため、プリント幅が広
くなり、印字速度の増大が図れる。According to the means of (3), the laser beams of the plurality of semiconductor laser elements are parallelly arranged using the plurality of reflection surfaces formed on the main surface side of the semiconductor substrate and are parallel light beams having an interval of 10 μm or less. When used as a light source for a laser beam printer, a single scan of the photosensitive drum can irradiate multiple laser beams (laser beams) onto the photosensitive drum, increasing the print width and printing. Speed can be increased.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
【0029】(実施形態1)図1乃至図7は本発明の一
実施形態(実施形態1)であるマルチビーム集積光学ユ
ニットに係わる図である。本実施形態1では、本発明の
マルチビーム集積光学ユニットを光ディスク装置の光ピ
ックアップ機構に適用した例について説明する。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 7 relate to a multi-beam integrated optical unit according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention. In the first embodiment, an example in which the multi-beam integrated optical unit of the present invention is applied to an optical pickup mechanism of an optical disk device will be described.
【0030】図1はマルチビーム集積光学ユニット39
の内部の基板、例えば半導体基板1と、この半導体基板
1上に配置される光ピックアップ機構の光学系を構成す
るホログラムパターン32,コリメートレンズ40及び
回転アクチュエータ41、さらには光ディスク60を模
式的に示す図である。光ディスク60は図示しない回転
中心を中心に回転制御される。また、光ディスク60に
はピット61が設けられている。このピット61はトラ
ックに沿って設けられ、各種の情報を格納することにな
る。FIG. 1 shows a multi-beam integrated optical unit 39.
1 schematically shows a substrate inside, for example, a semiconductor substrate 1, a hologram pattern 32, a collimating lens 40, a rotary actuator 41, and an optical disk 60 which constitute an optical system of an optical pickup mechanism disposed on the semiconductor substrate 1. FIG. The rotation of the optical disk 60 is controlled around a rotation center (not shown). The optical disc 60 is provided with pits 61. The pits 61 are provided along the tracks and store various information.
【0031】回転アクチュエータ41には、CD用対物
レンズ42と、DVD用対物レンズ43が取り付けられ
ているとともに、中心は回転軸44で支持されている。
CD用対物レンズ42は780nm帯のレーザ光を絞っ
て光ディスク60に収束させてスポット光を得るように
なり、DVD用対物レンズ43は650nm帯のレーザ
光を絞って光ディスク60に収束させてスポット光を得
るようになっている。両対物レンズの切替え動作は、前
記回転軸44を所定角度回転させることによって行う。
本実施形態1では両対物レンズは回転軸44に対して点
対称に配置されていることから、回転軸44を180度
回転させることによって対物レンズの切替えを行うこと
ができる。The rotary actuator 41 is provided with a CD objective lens 42 and a DVD objective lens 43, and the center is supported by a rotary shaft 44.
The CD objective lens 42 narrows down the 780 nm band laser light and converges it on the optical disk 60 to obtain a spot light. The DVD objective lens 43 narrows down the 650 nm band laser light and converges it on the optical disk 60 to obtain a spot light. Is to be obtained. The switching operation between the two objective lenses is performed by rotating the rotation shaft 44 by a predetermined angle.
In the first embodiment, since both objective lenses are arranged point-symmetrically with respect to the rotation axis 44, the objective lenses can be switched by rotating the rotation axis 44 by 180 degrees.
【0032】ホログラムパターン32及びコリメートレ
ンズ40を通過したレーザビームは、レーザビームが波
長650μmである場合は、前記回転アクチュエータ4
1の切り換え動作によってDVD用対物レンズ43で絞
られて光ディスク60の記録面(ピット61)に集光さ
れ、レーザビームが波長780nmである場合は、前記
回転アクチュエータ41の切り換え動作によってCD用
対物レンズ42で絞られて光ディスク60の記録面(ピ
ット61)に集光される。When the laser beam having passed the hologram pattern 32 and the collimating lens 40 has a wavelength of 650 μm, the rotary actuator 4
When the laser beam has a wavelength of 780 nm when the laser beam is focused on the recording surface (pit 61) of the optical disc 60 by the switching operation of 1 and the objective lens for CD, The light is stopped down at 42 and focused on the recording surface (pit 61) of the optical disk 60.
【0033】マルチビーム集積光学ユニット39の内部
の半導体基板1の主面12には、一段低くなる窪み2が
設けられるとともに、この窪み2の底面4には二つの半
導体レーザ素子(半導体レーザチップ)3a,3bがそ
れぞれの光導波路(共振器)5a,5bの延長線が交差
するように並べて固定されている。半導体レーザ素子3
aはCD読み取り用の発振波長が780nmの半導体レ
ーザ(LD)であり、半導体レーザ素子3bはDVD用
の発振波長が650nmの半導体レーザである。The main surface 12 of the semiconductor substrate 1 inside the multi-beam integrated optical unit 39 is provided with a depression 2 which is lowered by one step, and two semiconductor laser elements (semiconductor laser chips) are provided on the bottom surface 4 of the depression 2. 3a and 3b are fixed side by side so that extensions of the respective optical waveguides (resonators) 5a and 5b intersect. Semiconductor laser device 3
a is a semiconductor laser (LD) having an oscillation wavelength of 780 nm for reading a CD, and the semiconductor laser element 3b is a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 650 nm for a DVD.
【0034】窪み2の底面4は主面12と平行な面とな
り、結晶面としては同じ面になる。従って、半導体レー
ザチップ3a,3bの出射面から出射されるレーザ光
(レーザビーム)7a,7bは、主面12に平行に出射
され、前方出射光は障害物が存在しない場合は交差する
ようになる。しかし、本実施形態1では前方出射光は、
後述する反射面によって反射される結果交差せず、主面
12から遠ざかる方向に放射される。The bottom surface 4 of the depression 2 is a plane parallel to the main surface 12 and is the same as the crystal plane. Therefore, the laser beams (laser beams) 7a and 7b emitted from the emission surfaces of the semiconductor laser chips 3a and 3b are emitted in parallel with the main surface 12, and the forward emission light intersects when there is no obstacle. Become. However, in the first embodiment, the forward emission light is
The light is not crossed as a result of being reflected by a reflecting surface described later, and is emitted in a direction away from the main surface 12.
【0035】また、前記窪み2の一部の内周壁面からは
三角形状の張出部分11が設けられている。この三角形
状の張出部分11の2辺はそれぞれ傾斜(例えば45度
傾斜)した反射面6a,6bとなっている。前記半導体
レーザチップ3a,3bの光導波路5a,5bの前方出
射面から出射されるレーザ光(レーザビーム)7a,7
bを反射させて半導体基板1の主面側上方に放射するよ
うになっている。A triangular projecting portion 11 is provided from a part of the inner peripheral wall surface of the recess 2. The two sides of the triangular overhanging portion 11 are reflection surfaces 6a and 6b, respectively, which are inclined (for example, 45 degrees). Laser beams (laser beams) 7a, 7 emitted from the front emission surfaces of the optical waveguides 5a, 5b of the semiconductor laser chips 3a, 3b.
b is reflected and emitted upward on the main surface side of the semiconductor substrate 1.
【0036】本実施形態1では、半導体基板1としてシ
リコン板が用いられている。このシリコン基板1の各面
と反射面6a,6b及び半導体レーザチップ3a,3b
との関係を図2〜図4により詳細に示す。In the first embodiment, a silicon plate is used as the semiconductor substrate 1. Each surface of the silicon substrate 1, the reflection surfaces 6a, 6b and the semiconductor laser chips 3a, 3b
Is shown in more detail in FIGS.
【0037】図2及び図4に示すように、半導体基板1
の主面12は、シリコン結晶の(001)面から、〔1
00〕方向を回転軸として〔010〕方向(図4参照)
に角度θ(例えばθ=15度)だけ傾けた面になる。As shown in FIGS. 2 and 4, the semiconductor substrate 1
The principal surface 12 of [1] is [1] from the (001) plane of the silicon crystal.
00] direction as a rotation axis [010] direction (see FIG. 4)
At an angle θ (eg, θ = 15 degrees).
【0038】前方出射面三角形状の張出部分11の2辺
はそれぞれ傾斜した反射面6a,6bとなっている。反
射面6aは(111)面となり、反射面6bは(11
1)面になっている。また、三角形状の張出部分11を
2分割する線13に対する光導波路(共振器)5a,5
bのなす角φは、例えば54.73deg (正確にはco
sφ=1/(3)1/2)になり(図3参照)、半導体レ
ーザチップ3a,3bの前方出射面から出射されるレー
ザ光(レーザビーム)7a,7bを張出部分11の三角
形部分の側面の傾斜した反射面6a,6bで主面12に
垂直でかつ主面12から遠ざかる方向に放射するように
なっている。The two sides of the protruding portion 11 having a triangular shape on the front emission surface are inclined reflection surfaces 6a and 6b, respectively. The reflecting surface 6a is a (111) surface, and the reflecting surface 6b is a (11) surface.
1) It is a face. In addition, the optical waveguides (resonators) 5a, 5 with respect to the line 13 that divides the triangular projecting portion 11 into two parts.
The angle φ formed by b is, for example, 54.73 deg (more precisely, co
sφ = 1 / (3) 1/2 ) (see FIG. 3), and the laser beams (laser beams) 7a, 7b emitted from the front emission surfaces of the semiconductor laser chips 3a, 3b are converted into triangular portions of the overhang portion 11. The reflecting surfaces 6a and 6b with inclined side surfaces emit light in a direction perpendicular to the main surface 12 and away from the main surface 12.
【0039】このような張出部分11の相互に交差する
方向に延在する2辺を傾斜した反射面6a,6bとして
使用し、この反射面6a,6bで半導体レーザチップ3
a,3bから出射した前方出射光を半導体基板1の主面
12から遠ざかる方向に、かつ主面12に垂直となる方
向に放射させる構造であることから、反射面6a,6b
で反射されて放射されるレーザビーム7a,7bの間隔
は、例えば20μm以下にできる。従って、有効エリア
の小さいコリメートレンズ40の使用が可能になり、光
ピックアップ機構の製造コストの低減を図ることができ
るとともに、光ピックアップの光学系の小型化が達成で
きる。The two sides of the projecting portion 11 extending in the direction intersecting each other are used as inclined reflecting surfaces 6a and 6b, and the reflecting surfaces 6a and 6b
a, 3b are radiated in a direction away from the main surface 12 of the semiconductor substrate 1 and in a direction perpendicular to the main surface 12, so that the reflection surfaces 6a, 6b
The interval between the laser beams 7a and 7b reflected and emitted by the laser beam can be set to, for example, 20 μm or less. Therefore, it is possible to use the collimator lens 40 having a small effective area, thereby reducing the manufacturing cost of the optical pickup mechanism, and achieving downsizing of the optical system of the optical pickup.
【0040】なお、前記窪み2や反射面6a,6b等の
パターンや大きさ等は、所定のエッチングマスクを半導
体基板1の主面に形成し、KOHなどのエッチング液を
用いるエッチングによって自由に形成できる。The pattern, size, etc. of the depression 2 and the reflection surfaces 6a, 6b are freely formed by forming a predetermined etching mask on the main surface of the semiconductor substrate 1 and etching using an etching solution such as KOH. it can.
【0041】また、半導体基板1の窪み2の周囲の主面
12部分には、光ディスクの情報読み取りを行うモニタ
ー用受光素子(フォトダイオード)PD、フォーカス誤
差,トラッキング誤差等を検出する検出用分割受光素子
(信号検出用フォトダイオード)PD1〜PD6、前記
分割受光素子の出力段に接続する増幅回路等を含む集積
回路(IC)9,電極パッド10が設けられている。On the principal surface 12 around the depression 2 of the semiconductor substrate 1, a monitoring light receiving element (photodiode) PD for reading information from the optical disk, and a divided light receiving element for detecting a focus error, a tracking error, and the like. Elements (photodiodes for signal detection) PD1 to PD6, an integrated circuit (IC) 9 including an amplifier circuit connected to an output stage of the divided light receiving element, and an electrode pad 10 are provided.
【0042】半導体基板1の主面12及び窪み2の底面
4さらにはこれらを連結する斜面には、図示はしないが
パターン化された導体層が設けられている。そして、こ
の導体層によって電極パッド10や前記半導体レーザチ
ップ3a,3bを固定する固定部、さらには配線が形成
されている。従って、これら配線によって前記電極パッ
ド10と各素子の各電極は電気的に接続される。また、
半導体レーザチップ3a,3bは、一例を挙げるなら
ば、光導波路(共振器)の延在方向に沿う縦(奥行き)
の長さが600μm、横幅が300μm、厚さが100
μmの矩形体からなり、上面または下面にアノード電極
やカソード電極になる電極が設けられている。A patterned conductor layer (not shown) is provided on the main surface 12 of the semiconductor substrate 1, the bottom surface 4 of the depression 2, and the slope connecting them. The conductor layer forms a fixing portion for fixing the electrode pad 10 and the semiconductor laser chips 3a and 3b, and furthermore, a wiring. Therefore, the electrode pad 10 and each electrode of each element are electrically connected by these wirings. Also,
The semiconductor laser chips 3a and 3b are, for example, vertically (depth) along the extending direction of the optical waveguide (resonator).
Has a length of 600 μm, a width of 300 μm, and a thickness of 100
It is made of a rectangular body having a thickness of μm, and an electrode serving as an anode electrode or a cathode electrode is provided on the upper surface or the lower surface.
【0043】図5はコリメートレンズ40の下方にマル
チビーム集積光学ユニット39を配置したDVDシステ
ムを示す模式図である。マルチビーム集積光学ユニット
39は、図6に示すように、偏平矩形体からなるパッケ
ージ20の両側から複数のリード23を突出させた外観
形状になっている。図7はパッケージ20を構成するキ
ャップ22を取り外してパッケージ本体21の内部が見
えるようにした斜視図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a DVD system in which a multi-beam integrated optical unit 39 is arranged below a collimating lens 40. As shown in FIG. 6, the multi-beam integrated optical unit 39 has an appearance in which a plurality of leads 23 project from both sides of a package 20 formed of a flat rectangular body. FIG. 7 is a perspective view in which the cap 22 constituting the package 20 is removed so that the inside of the package body 21 can be seen.
【0044】図7に示すように、パッケージ本体21は
周壁25を有する上部が開口した箱型であり、その内底
中央に、前述のように半導体レーザチップ3a,3bを
搭載した半導体基板1が固定されている。また、対向す
る一対の周壁25には貫通状態でかつ絶縁体26を介し
てリード23が絶縁的に固定されている。また、リード
23の周壁25の内側に突出する内端部分と、前記半導
体基板1の対応する電極パッド10(図2参照)は導電
性のワイヤ27で電気的に接続されている。図7では、
図が煩雑になることから半導体基板1の主面側に固定さ
れる半導体レーザチップ3a,3bを始めとする各部に
は符号を付さないことにする。As shown in FIG. 7, the package body 21 has a box shape having a peripheral wall 25 and an open top, and the semiconductor substrate 1 on which the semiconductor laser chips 3a and 3b are mounted as described above is provided at the center of the inner bottom. Fixed. The leads 23 are insulatively fixed to the pair of peripheral walls 25 facing each other through an insulator 26 in a penetrating state. Further, an inner end portion protruding inside the peripheral wall 25 of the lead 23 and a corresponding electrode pad 10 (see FIG. 2) of the semiconductor substrate 1 are electrically connected by a conductive wire 27. In FIG.
For the sake of simplicity, the components such as the semiconductor laser chips 3a and 3b fixed to the main surface of the semiconductor substrate 1 will not be denoted by reference numerals.
【0045】リード23は、二つの半導体レーザチップ
3a,3bの独立電極で2本使用され、集積回路(I
C)9の独立電極で1本使用され、検出用分割受光素子
PD1〜PD6の独立電極で6本使用され、各素子等の
共通電極として1本使用され、リード23は合計で10
本になる。Two leads 23 are used as independent electrodes of the two semiconductor laser chips 3a and 3b, and the integrated circuit (I
C) One is used for nine independent electrodes, six are used for independent electrodes of the divided light-receiving elements for detection PD1 to PD6, one is used as a common electrode for each element and the like, and a total of 10 leads 23 are used.
Become a book.
【0046】キャップ22は枠上のキャップ枠30と、
このキャップ枠30を気密的に塞ぐように固定される透
明なガラス板31で構成され、キャップ枠30がパッケ
ージ本体21の開口部を気密的に塞ぐように取り付けら
れる。The cap 22 has a cap frame 30 on the frame,
The cap frame 30 is formed of a transparent glass plate 31 fixed to hermetically close the cap frame 30, and the cap frame 30 is attached so as to hermetically close the opening of the package body 21.
【0047】前記ガラス板31の内面中央には、前記光
ディスク60面で反射した反射レーザ光8(図1参照)
を前記複数の受光素子(モニター用受光素子PD及び検
出用分割受光素子PD1〜PD6)にそれぞれ分配到達
させる図示しないホログラムパターン32が設けられて
いる。ガラス板31にはホログラムパターン32が設け
られホログラム素子が形成されている。従って、ホログ
ラム素子は、前記各反射面6a,6bと光ディスク60
面との間の光路の途中に設けられることになる。At the center of the inner surface of the glass plate 31, a reflected laser beam 8 reflected on the surface of the optical disk 60 (see FIG. 1)
Is provided to each of the plurality of light receiving elements (monitoring light receiving element PD and detection divided light receiving elements PD1 to PD6). A hologram pattern 32 is provided on a glass plate 31 to form a hologram element. Therefore, the hologram element is connected to each of the reflection surfaces 6a, 6b and the optical disk 60.
It will be provided in the middle of the optical path between the surface.
【0048】レーザビーム7a,7bは、ホログラムパ
ターン32を透過し、コリメートレンズ40で平行光に
変換された後、CD用対物レンズ42またはDVD用対
物レンズ43によって光ディスク60上に集光される。The laser beams 7a and 7b pass through the hologram pattern 32 and are converted into parallel light by the collimator lens 40, and then are focused on the optical disk 60 by the CD objective lens 42 or the DVD objective lens 43.
【0049】光ディスク60のピット61による変調を
受けた反射レーザ光8は、CD用対物レンズ42または
DVD用対物レンズ43を透過した後、ホログラムパタ
ーン32によって回折され、検出用分割受光素子(信号
検出用フォトダイオード)PD1〜PD6に導かれる。The reflected laser light 8 modulated by the pits 61 of the optical disk 60 is transmitted through the CD objective lens 42 or the DVD objective lens 43, then is diffracted by the hologram pattern 32, and is divided by the detection light receiving element (signal detection). (Photodiodes for use) PD1 to PD6.
【0050】検出用分割受光素子PD1〜PD6の各出
力から必要な信号が得る。即ち、フォーカス誤差信号
は、検出用分割受光素子PD1,PD3,PD5の信号
の和からPD2,PD4,PD6の和を引くことによっ
て求められ、トラッキング誤差信号は検出用分割受光素
子PD1,PD4の和からPD3,PD6の信号の和を
引くことによって求められ、再生信号は検出用分割受光
素子PD2,PD5の信号の和によって求められる。A necessary signal is obtained from each output of the divided light receiving elements PD1 to PD6 for detection. That is, the focus error signal is obtained by subtracting the sum of PD2, PD4, and PD6 from the sum of the signals of the detection light-receiving elements PD1, PD3, and PD5, and the tracking error signal is the sum of the detection light-receiving elements PD1 and PD4. Is obtained by subtracting the sum of the signals of PD3 and PD6 from the above, and the reproduced signal is obtained by the sum of the signals of the divided photodetectors PD2 and PD5.
【0051】PD1〜PD6の信号は、微弱なため雑音
の影響を受けやすい。このため、内蔵の集積回路(I
C)9により、これらの信号を増幅している。また場合
によっては、フォーカス誤差信号,トラッキング誤差信
号,再生信号を取り出すためのPD1〜PD6の信号の
演算もIC9にて行うことも可能である。Since the signals of PD1 to PD6 are weak, they are easily affected by noise. Therefore, the built-in integrated circuit (I
C) 9 amplifies these signals. In some cases, the IC 9 can also calculate the signals of the PD1 to PD6 for extracting the focus error signal, the tracking error signal, and the reproduction signal.
【0052】本実施形態1によれば以下の効果を奏す
る。 (1)二つの半導体レーザ素子3a,3bから出射され
るレーザ光7a,7bを相互に面が異なる反射面6a,
6bで反射させて光路が交差するような方向に変える構
成になっていることから、前記反射面6a,6bで反射
された2本のレーザ光7a,7bの間隔を、半導体レー
ザ素子3a,3bのチップ幅よりも大幅に小さい間隔、
例えば20μm以下と近接させることができる。従って
レーザビーム(光ビーム)間隔の狭いマルチビーム集積
光学ユニットを提供することができる。According to the first embodiment, the following effects can be obtained. (1) The laser beams 7a and 7b emitted from the two semiconductor laser elements 3a and 3b are reflected by reflection surfaces 6a and 6b having different surfaces.
6b, the distance between the two laser beams 7a, 7b reflected by the reflecting surfaces 6a, 6b is set to be equal to that of the semiconductor laser devices 3a, 3b. Spacing, which is significantly smaller than the chip width of
For example, it can be close to 20 μm or less. Therefore, a multi-beam integrated optical unit having a narrow laser beam (light beam) interval can be provided.
【0053】(2)反射面6a,6bから放射する2本
のレーザ光7a,7bの間隔を、例えば20μm以下と
近接させるマルチビーム集積光学ユニットでは、光ディ
スク装置の光ピックアップ機構に用いた場合、有効エリ
アが小さいコリメートレンズ40の使用が可能になる。
この結果,使用するコリメートレンズ40はよりコスト
の低いものを使用でき、光ディスク装置の製造コストの
低減が可能になる。(2) In a multi-beam integrated optical unit in which the interval between the two laser beams 7a and 7b radiated from the reflecting surfaces 6a and 6b is close to, for example, 20 μm or less, when used in an optical pickup mechanism of an optical disk device, The use of the collimating lens 40 having a small effective area becomes possible.
As a result, a lower cost collimating lens 40 can be used, and the manufacturing cost of the optical disk device can be reduced.
【0054】(3)有効エリアが小さいコリメートレン
ズ40の使用によって、光ピックアップ機構を小型化で
きる。この結果、光ディスク装置のコスト低減が達成で
きる。(3) The size of the optical pickup mechanism can be reduced by using the collimating lens 40 having a small effective area. As a result, the cost of the optical disk device can be reduced.
【0055】(4)半導体基板1に搭載する半導体レー
ザ素子3a,3bはそれぞれ独立した光素子を搭載する
ため、出射する光の波長や光出力が異なる半導体レーザ
素子の搭載も可能になり、最適設計が可能になる。この
結果、波長や光出力が異なる半導体レーザ素子を複数内
蔵した光ビーム間隔が狭いマルチビーム集積光学ユニッ
トを提供することができる。(4) Since the semiconductor laser elements 3a and 3b mounted on the semiconductor substrate 1 are each equipped with an independent optical element, it is possible to mount semiconductor laser elements having different wavelengths and light outputs of emitted light. Design becomes possible. As a result, it is possible to provide a multi-beam integrated optical unit in which a plurality of semiconductor laser elements having different wavelengths and different optical outputs are built and the light beam interval is narrow.
【0056】(5)光ディスク装置の光ピックアップ機
構にマルチビーム集積光学ユニットを使用した場合、C
D用対物レンズ42及びDVD用対物レンズ43に対応
した波長のレーザビーム7a,7bを、半導体レーザ素
子3a,3bの切替え操作で簡単に放射することができ
る。また、内蔵する半導体レーザ素子3a,3bは相互
に異なる反射面6a,6bに向けてレーザ光7a,7b
を出射すればよい構造になっていることから、マルチビ
ーム集積光学ユニットの簡素化及びコスト低減が達成で
きる。即ち、光ディスク装置の光ピックアップ機構を構
成する好適なマルチビーム集積光学ユニットを提供する
ことができる。(5) When the multi-beam integrated optical unit is used for the optical pickup mechanism of the optical disk device,
Laser beams 7a and 7b having wavelengths corresponding to the D objective lens 42 and the DVD objective lens 43 can be easily emitted by switching the semiconductor laser elements 3a and 3b. Also, the built-in semiconductor laser elements 3a and 3b emit laser beams 7a and 7b toward different reflecting surfaces 6a and 6b, respectively.
, The structure of the multi-beam integrated optical unit can be simplified and the cost can be reduced. That is, it is possible to provide a suitable multi-beam integrated optical unit constituting the optical pickup mechanism of the optical disk device.
【0057】(6)マルチビーム集積光学ユニットにお
いて、2本のレーザビーム7a,7bの間隔を、例えば
10μm以下に設定することによってレーザビームプリ
ンタの光源としても使用できる。この場合、2本のレー
ザビーム7a,7bを感光ドラムに並べて走査すること
によって印字幅を広げることができ、プリント速度(印
字速度)を高めることができる。この場合、後述する実
施形態のように、受光素子や集積回路等は不要となる。(6) In the multi-beam integrated optical unit, by setting the interval between the two laser beams 7a and 7b to, for example, 10 μm or less, it can be used as a light source of a laser beam printer. In this case, by arranging and scanning the two laser beams 7a and 7b on the photosensitive drum, the printing width can be increased, and the printing speed (printing speed) can be increased. In this case, a light receiving element, an integrated circuit, and the like are not required as in the embodiment described later.
【0058】(実施形態2)図8〜図10は本発明の他
の実施形態(実施形態2)であるマルチビーム集積光学
ユニットに係わる図であり、図8はマルチビーム集積光
学ユニットの一部を示す模式的斜視図、図9はマルチビ
ーム集積光学ユニットにおける基板と、その基板に設け
られた反射面や半導体レーザ素子等の関係を示す模式的
断面図、図10は前記反射面と半導体レーザ素子のレイ
アウトを示す模式的平面図である。(Embodiment 2) FIGS. 8 to 10 relate to a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention. FIG. 8 shows a part of the multi-beam integrated optical unit. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between a substrate in a multi-beam integrated optical unit and a reflection surface or a semiconductor laser element provided on the substrate, and FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing a layout of an element.
【0059】本実施形態2のマルチビーム集積光学ユニ
ットは、図8〜図10に示すように、前記実施形態1の
構造において、半導体基板1の主面12に設ける窪み2
の形状は単純な長方形パターンとなり、この窪み2の底
面4に二つの半導体レーザ素子3a,3bを、それぞれ
の前方出射面が対面するようにかつ光導波路(共振器)
5a,5bが所定の間隔(e)ずれるように配置し、両
者の前方出射面間に反射面6a,6bを配置した構造に
なっている。As shown in FIGS. 8 to 10, the multi-beam integrated optical unit according to the second embodiment differs from the structure according to the first embodiment in that the recess 2 provided in the main surface 12 of the semiconductor substrate 1 is formed.
Is a simple rectangular pattern, and two semiconductor laser elements 3a and 3b are provided on the bottom surface 4 of the depression 2 so that their front emission surfaces face each other and an optical waveguide (resonator).
5a and 5b are arranged so as to be shifted by a predetermined distance (e), and the reflecting surfaces 6a and 6b are arranged between the front emission surfaces of the two.
【0060】一方の反射面6aは窪み2の底面4に対し
て45度の傾きを有し、他方の反射面6bは底面4に対
して135度の傾きを有する構造になり、半導体レーザ
素子3a,3bの光導波路(共振器)5a,5bの一端
である前方出射面から出射されるレーザ光(レーザビー
ム)7a,7bをそれぞれ反射面6a,6bで反射させ
て半導体基板1の主面12に対して垂直方向にかつ遠ざ
かるように放射する構造になっている。反射面6a,6
bはシリコンである半導体基板1の主面12側を所定状
態でエッチングすることによってその大きさ及び高さを
自由に形成できる。One reflecting surface 6a has a 45 ° inclination with respect to the bottom surface 4 of the depression 2, and the other reflecting surface 6b has a structure having a 135 ° inclination with respect to the bottom surface 4. The semiconductor laser element 3a , 3b, the laser beams (laser beams) 7a, 7b emitted from the front emission surfaces, which are one ends of the optical waveguides (resonators) 5a, 5b, are reflected by the reflection surfaces 6a, 6b, respectively. Is radiated in a direction perpendicular to and away from the light. Reflecting surfaces 6a, 6
b can be freely formed in size and height by etching the main surface 12 side of the semiconductor substrate 1 made of silicon in a predetermined state.
【0061】前記間隔(e)は、零を含み自由に設定で
きる。この結果、反射面6a,6bから出射するレーザ
ビーム7a,7bを数10μm以下と近接させることが
でき、前記実施形態1のマルチビーム集積光学ユニット
と同様な効果を得ることができる。The interval (e) can be freely set including zero. As a result, the laser beams 7a and 7b emitted from the reflecting surfaces 6a and 6b can be brought close to several tens μm or less, and the same effect as the multi-beam integrated optical unit of the first embodiment can be obtained.
【0062】(実施形態3)図11〜図13は本発明の
他の実施形態(実施形態3)であるマルチビーム集積光
学ユニットに係わる図であり、図11はマルチビーム集
積光学ユニットの一部を示す模式図、図12は前記マル
チビーム集積光学ユニットにおける基板と、その基板に
設けられた反射面や半導体レーザ素子等の関係を示す模
式的断面図、図13は前記反射面と半導体レーザ素子の
レイアウトを示す模式的平面図である。本実施形態3
は、前記実施形態2において、反射面6a,6bを独立
した光学部品15a,15bで形成し、この光学部品1
5a,15bを窪み2の底面4に位置決め固定した構成
になっている。光学部品15a,15bは、その一面を
傾斜させ、この傾斜面を反射面6a,6bとしたもので
ある。反射面6a,6bは個別の光学部品15a,15
bを並べて形成するため、反射面6a,6bでのレーザ
ビーム7a,7bの反射点間の距離は零とすることはで
きないが20μm以下と狭くすることは容易である。本
実施形態3は実施形態1のマルチビーム集積光学ユニッ
トと同様な効果を得ることができる。(Embodiment 3) FIGS. 11 to 13 relate to a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention. FIG. 11 shows a part of the multi-beam integrated optical unit. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between a substrate in the multi-beam integrated optical unit and a reflection surface or a semiconductor laser device provided on the substrate, and FIG. 13 is a schematic view showing the reflection surface and the semiconductor laser device. FIG. 3 is a schematic plan view showing the layout of FIG. Embodiment 3
According to the second embodiment, in the second embodiment, the reflecting surfaces 6a and 6b are formed by independent optical components 15a and 15b.
5a and 15b are positioned and fixed to the bottom surface 4 of the recess 2. Each of the optical components 15a and 15b has one surface inclined, and the inclined surfaces are used as reflection surfaces 6a and 6b. The reflecting surfaces 6a, 6b are separate optical components 15a, 15
Since b is formed side by side, the distance between the reflection points of the laser beams 7a and 7b on the reflection surfaces 6a and 6b cannot be made zero, but it is easy to make it as narrow as 20 μm or less. The third embodiment can obtain the same effects as those of the multi-beam integrated optical unit of the first embodiment.
【0063】(実施形態4)図14は本発明の他の実施
形態(実施形態4)であるマルチビーム集積光学ユニッ
トの一部を示す模式図である。本実施形態4は4方向
(十文字方向)から中心に向けてそれぞれレーザ光(レ
ーザビーム)7a,7b,7c,7dを出射するように
配置した4個の半導体レーザ素子3a,3b,3c,3
dの中心に四角錐状の光学部品16を配置した構成にな
っている。四角錐の4個の傾斜面は反射面となり、各半
導体レーザ素子3a,3b,3c,3dから出射される
レーザビーム7a,7b,7c,7dは、前記反射面6
で反射されて図示しない半導体基板の主面に対して垂直
にかつ主面から遠ざかるように放射されるようになって
いる。(Embodiment 4) FIG. 14 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 4) of the present invention. In the fourth embodiment, four semiconductor laser elements 3a, 3b, 3c, 3 arranged so as to emit laser beams (laser beams) 7a, 7b, 7c, 7d from four directions (cross-shaped direction) toward the center, respectively.
The configuration is such that a quadrangular pyramid-shaped optical component 16 is arranged at the center of d. The four inclined surfaces of the quadrangular pyramid are reflection surfaces, and the laser beams 7a, 7b, 7c, 7d emitted from the respective semiconductor laser elements 3a, 3b, 3c, 3d are reflected by the reflection surface 6a.
And is radiated perpendicularly to the main surface of the semiconductor substrate (not shown) and away from the main surface.
【0064】四角錐の高さを変えることによって、各反
射面6で反射される各レーザビーム7a,7b,7c,
7dの位置関係が変化し、四角錐が大きい程各レーザビ
ーム7a,7b,7c,7dの間隔が大きくなり、四角
錐が小さい程各レーザビーム7a,7b,7c,7dの
間隔が小さくなる。By changing the height of the quadrangular pyramid, each of the laser beams 7a, 7b, 7c,
The positional relationship of 7d changes, and the larger the square pyramid, the larger the interval between the laser beams 7a, 7b, 7c, 7d, and the smaller the square pyramid, the smaller the interval between the laser beams 7a, 7b, 7c, 7d.
【0065】各半導体レーザ素子3a,3b,3c,3
dは全て同じ特性のものの使用が可能であるとともに、
一部または全部において波長や光出力が異なるものを使
用することが可能であり、マルチビームの使用状態に適
応させることができる。このようなマルチビーム集積光
学ユニットは、例えば4ビームのマルチビームLDとな
り、高速のレーザビームプリンタ(LBP)の光源等に
使用できる。前記四角錐は独立した光学部品としてもよ
いが、シリコンをエッチングして形成してもよい。Each of the semiconductor laser elements 3a, 3b, 3c, 3
d can all be of the same characteristics,
It is possible to use different or different wavelengths or light outputs in part or all, and it is possible to adapt to the use state of the multi-beam. Such a multi-beam integrated optical unit becomes, for example, a 4-beam multi-beam LD, and can be used as a light source of a high-speed laser beam printer (LBP). The quadrangular pyramid may be an independent optical component, or may be formed by etching silicon.
【0066】(実施形態5)図15は本発明の他の実施
形態(実施形態5)であるマルチビーム集積光学ユニッ
トの一部を示す模式図である。本実施形態5は、前記実
施形態4において、四角錐の反射面6の一つに受光素子
17を対応するように配置し、四角錐の反射面6の残り
の3面に半導体レーザ素子3a,3b,3cを対応配置
した構成になっている。この構成では、3本のレーザビ
ーム7a,7b,7cを出射するとともに、逆に進んで
きた光、例えば反射光18の光強度を受光素子17でモ
ニターできる構成になっている。このようなマルチビー
ム集積光学ユニットは、例えば、マルチビームの光ディ
スク等でLDからの出射光の一部を戻して、PD1個で
モニターするフロント光による光出力一定化に使用でき
る。本実施形態5では、受光素子や半導体レーザ素子の
数及び配列形態については自由に設定できる。(Embodiment 5) FIG. 15 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 5) of the present invention. In the fifth embodiment, the light receiving element 17 is arranged so as to correspond to one of the quadrangular pyramid reflecting surfaces 6 in the fourth embodiment, and the semiconductor laser elements 3a and 3a are disposed on the remaining three surfaces of the quadrangular pyramid reflecting surface 6. 3b and 3c are arranged correspondingly. In this configuration, the three laser beams 7a, 7b, and 7c are emitted, and the light intensity of the reflected light, for example, the reflected light 18 can be monitored by the light receiving element 17. Such a multi-beam integrated optical unit can be used, for example, for returning a part of the light emitted from an LD on a multi-beam optical disc or the like and stabilizing the light output by front light monitored by one PD. In the fifth embodiment, the number and arrangement of light receiving elements and semiconductor laser elements can be freely set.
【0067】(実施形態6)図16〜図18は本発明の
他の実施形態(実施形態6)であるマルチビーム集積光
学ユニットに係わる図である。本実施形態6では、マル
チビーム集積光学ユニット39をレーザビームプリンタ
の光源として使用した例について説明する。本実施形態
6のマルチビーム集積光学ユニット39は、例えば2本
のレーザビーム7a,7bを10μm以下の間隔で平行
に放射する構成になっている。(Embodiment 6) FIGS. 16 to 18 are diagrams relating to a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 6) of the present invention. In the sixth embodiment, an example in which the multi-beam integrated optical unit 39 is used as a light source of a laser beam printer will be described. The multi-beam integrated optical unit 39 according to the sixth embodiment is configured to emit, for example, two laser beams 7a and 7b in parallel at an interval of 10 μm or less.
【0068】図16はレーザビームプリンタの一部を示
す模式図である。マルチビーム集積光学ユニット39か
ら放射される2本のレーザビーム7a,7bは、コリメ
ートレンズ70を通った後ポリゴンミラー71で反射さ
れ、コリメートレンズ72及び非球面レンズ(fθレン
ズ)73を通り、感光ドラム74に並列になる2本のレ
ーザビーム7a,7bとして照射される。この結果、感
光ドラム74には10μm以下の間隔の2本のレーザビ
ーム7a,7bで静電潜像が形成される。FIG. 16 is a schematic diagram showing a part of a laser beam printer. The two laser beams 7a and 7b emitted from the multi-beam integrated optical unit 39 pass through a collimating lens 70, are reflected by a polygon mirror 71, pass through a collimating lens 72 and an aspheric lens (fθ lens) 73, and are exposed to light. Irradiation is performed on the drum 74 as two laser beams 7a and 7b which are arranged in parallel. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 74 by the two laser beams 7a and 7b at an interval of 10 μm or less.
【0069】静電潜像は間隔が狭い2本のレーザビーム
7a,7bで形成されることから、感光ドラム74を走
査する一回当たりの静電潜像の幅が広くなり、この結果
レーザビームプリンタの1走査当たりの印字面積が増大
し印字速度が早くなる。Since the electrostatic latent image is formed by two laser beams 7a and 7b having a small interval, the width of the electrostatic latent image for scanning the photosensitive drum 74 at one time is widened. The printing area per one scan of the printer is increased, and the printing speed is increased.
【0070】また、感光ドラム74に照射されるレーザ
ビーム7a,7bの間隔が20μm以下と狭いことか
ら、高精細な静電潜像形成が可能になり、高精細な印字
が可能になる。レーザビーム数をさらに増やすことによ
って、さらに1走査当たりの印字面積を増大させて印字
速度を早くすることも可能である。Further, since the interval between the laser beams 7a and 7b applied to the photosensitive drum 74 is as narrow as 20 μm or less, it is possible to form a high-definition electrostatic latent image and to perform high-definition printing. By further increasing the number of laser beams, it is possible to further increase the printing area per scanning and to increase the printing speed.
【0071】図17はレーザビームプリンタの光源とし
て使用するマルチビーム集積光学ユニットの外観を示す
斜視図であり、図18は同じくマルチビーム集積光学ユ
ニットのキャップを開けた状態を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing an appearance of a multi-beam integrated optical unit used as a light source of a laser beam printer, and FIG. 18 is a perspective view showing a state where a cap of the multi-beam integrated optical unit is opened.
【0072】本実施形態6のマルチビーム集積光学ユニ
ット39は、2本のレーザビーム7a,7bを放射する
だけでよく、反射光を検出などする必要がないため、半
導体基板1は、図19に示すように、簡素な構造になっ
ている。The multi-beam integrated optical unit 39 of the sixth embodiment need only emit two laser beams 7a and 7b, and does not need to detect reflected light. As shown, it has a simple structure.
【0073】即ち、半導体基板1の主面12には二つの
半導体レーザ素子3a,3bを取り付けるための窪み2
と、窪み2の底面4に固定した二つの半導体レーザ素子
3a,3bから出射されるレーザビーム7a,7bを反
射する反射面6a,6bが設けられている点では、前記
実施形態1と同様であるが、受光素子や集積回路(I
C)は設けられていない。反射面6a,6bは実施形態
1と同様に窪み2の周壁の一部を三角形状に張り出した
張出部分11の傾斜した側面を反射面6a,6bとして
いる。That is, the depression 2 for mounting the two semiconductor laser elements 3a and 3b is formed on the main surface 12 of the semiconductor substrate 1.
And a point that reflection surfaces 6a and 6b that reflect laser beams 7a and 7b emitted from two semiconductor laser elements 3a and 3b fixed to the bottom surface 4 of the depression 2 are provided. There are light-receiving elements and integrated circuits (I
C) is not provided. As in the first embodiment, the reflecting surfaces 6a and 6b are formed such that a part of the peripheral wall of the depression 2 projects in a triangular shape, and the inclined side surfaces of the projecting portion 11 are the reflecting surfaces 6a and 6b.
【0074】図18に示すように、半導体基板1の窪み
2の底面4に固定された半導体レーザ素子3a,3bの
上部電極と、所定のリード23はワイヤ27で電気的に
接続されている。また、半導体基板1の主面12に設け
られた二つの電極パッド10と所定のリード23はワイ
ヤ27で電気的に接続されている。電極パッド10の一
方は一方の半導体レーザ素子3aの下部電極と電気的に
接続され、他方は他方の半導体レーザ素子3bの下部電
極と電気的に接続されている。これは、半導体レーザ素
子3aと半導体レーザ素子3bを独立して使用できるも
のである。As shown in FIG. 18, the upper electrodes of the semiconductor laser elements 3 a and 3 b fixed to the bottom surface 4 of the depression 2 of the semiconductor substrate 1 are electrically connected to predetermined leads 23 by wires 27. Further, two electrode pads 10 provided on the main surface 12 of the semiconductor substrate 1 and predetermined leads 23 are electrically connected by wires 27. One of the electrode pads 10 is electrically connected to the lower electrode of one semiconductor laser element 3a, and the other is electrically connected to the lower electrode of the other semiconductor laser element 3b. This allows the semiconductor laser element 3a and the semiconductor laser element 3b to be used independently.
【0075】本実施形態6では、パッケージ20を構成
するキャップ22にはホログラム素子は形成されていな
い。なお、図17及び図18では、パッケージ20から
突出するリード23は両側からそれぞれ4本出ている
が、特にこれに限定されるものではない。In the sixth embodiment, no hologram element is formed on the cap 22 constituting the package 20. In FIGS. 17 and 18, four leads 23 projecting from the package 20 protrude from both sides, respectively. However, the present invention is not particularly limited to this.
【0076】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.
【0077】[0077]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 (1)マルチビーム集積光学ユニットにおいて、放射す
る複数の光ビームの間隔を、例えば20μm以下と狭く
することができる。 (2)反射面を複数設ける構造では、複数の光ビームを
狭い間隔で放射することができる。 (3)反射面を複数設ける構造では、複数の光ビームを
狭い間隔で放射することができるとともに、一部の反射
面を用いて外部からの光を受光することもできる。 (4)波長や光出力が異なる半導体レーザ素子を複数内
蔵でき、かつ光ビーム間隔を狭くできるマルチビーム集
積光学ユニットを提供することができる。 (5)CD−RやDVDの読み込みや書き込みができる
光ディスク装置の光ピックアップ機構を構成する好適な
マルチビーム集積光学ユニットを提供することができ
る。 (6)レーザビームプリンタのプリント速度を高めるこ
とができるプリンタ用光源となるマルチビーム集積光学
ユニットを提供することができる。 (7)構成の簡素化によりマルチビーム集積光学ユニッ
トの製造コストの低減が達成できる。The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) In the multi-beam integrated optical unit, the interval between a plurality of light beams to be emitted can be reduced to, for example, 20 μm or less. (2) In a structure in which a plurality of reflection surfaces are provided, a plurality of light beams can be emitted at narrow intervals. (3) In a structure in which a plurality of reflecting surfaces are provided, a plurality of light beams can be emitted at narrow intervals, and light from the outside can be received by using some of the reflecting surfaces. (4) It is possible to provide a multi-beam integrated optical unit in which a plurality of semiconductor laser elements having different wavelengths and light outputs can be built in and the light beam interval can be reduced. (5) It is possible to provide a suitable multi-beam integrated optical unit that constitutes an optical pickup mechanism of an optical disk device capable of reading and writing CD-R and DVD. (6) It is possible to provide a multi-beam integrated optical unit serving as a printer light source capable of increasing the printing speed of a laser beam printer. (7) The manufacturing cost of the multi-beam integrated optical unit can be reduced by simplifying the configuration.
【図1】本発明の一実施形態(実施形態1)であるマル
チビーム集積光学ユニットを光ディスク装置の光ピック
アップ機構に適用した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram in which a multi-beam integrated optical unit according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention is applied to an optical pickup mechanism of an optical disk device.
【図2】前記マルチビーム集積光学ユニットにおける基
板と、その基板に設けられた反射面や半導体レーザ素子
等を示す模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a substrate in the multi-beam integrated optical unit and a reflection surface, a semiconductor laser device, and the like provided on the substrate.
【図3】前記反射面と半導体レーザ素子のレイアウトを
示す模式的平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a layout of the reflection surface and a semiconductor laser device.
【図4】前記反射面と半導体レーザ素子の位置関係を示
す模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a positional relationship between the reflection surface and a semiconductor laser device.
【図5】本実施形態1のマルチビーム集積光学ユニット
を光ディスク装置の光ピックアップ機構に適用した一部
の模式図である。FIG. 5 is a partial schematic diagram in which the multi-beam integrated optical unit according to the first embodiment is applied to an optical pickup mechanism of an optical disk device.
【図6】本実施形態1のマルチビーム集積光学ユニット
の外観を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating an appearance of the multi-beam integrated optical unit according to the first embodiment.
【図7】前記マルチビーム集積光学ユニットのキャップ
を開けた状態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a state where a cap of the multi-beam integrated optical unit is opened.
【図8】本発明の他の実施形態(実施形態2)であるマ
ルチビーム集積光学ユニットを光ディスク装置の光ピッ
クアップ機構に適用した模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram in which a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention is applied to an optical pickup mechanism of an optical disk device.
【図9】前記マルチビーム集積光学ユニットにおける基
板と、その基板に設けられた反射面や半導体レーザ素子
等の関係を示す模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between a substrate in the multi-beam integrated optical unit and a reflection surface, a semiconductor laser device, and the like provided on the substrate.
【図10】前記反射面と半導体レーザ素子のレイアウト
を示す模式的平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a layout of the reflection surface and the semiconductor laser device.
【図11】本発明の他の実施形態(実施形態3)である
マルチビーム集積光学ユニットを光ディスク装置の光ピ
ックアップ機構に適用した模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram in which a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention is applied to an optical pickup mechanism of an optical disk device.
【図12】前記マルチビーム集積光学ユニットにおける
基板と、その基板に設けられた反射面や半導体レーザ素
子等の関係を示す模式的断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a relationship between a substrate in the multi-beam integrated optical unit and a reflection surface, a semiconductor laser device, and the like provided on the substrate.
【図13】前記反射面と半導体レーザ素子のレイアウト
を示す模式的平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view showing a layout of the reflection surface and the semiconductor laser device.
【図14】本発明の他の実施形態(実施形態4)である
マルチビーム集積光学ユニットの一部を示す模式図であ
る。FIG. 14 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 4) of the present invention.
【図15】本発明の他の実施形態(実施形態5)である
マルチビーム集積光学ユニットの一部を示す模式図であ
る。FIG. 15 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 5) of the present invention.
【図16】本発明の他の実施形態(実施形態6)である
マルチビーム集積光学ユニットをレーザビームプリンタ
の光源に適用した模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram in which a multi-beam integrated optical unit according to another embodiment (Embodiment 6) of the present invention is applied to a light source of a laser beam printer.
【図17】本実施形態6のマルチビーム集積光学ユニッ
トの外観を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view illustrating an appearance of a multi-beam integrated optical unit according to a sixth embodiment.
【図18】前記マルチビーム集積光学ユニットのキャッ
プを開けた状態を示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a state where a cap of the multi-beam integrated optical unit is opened.
【図19】前記マルチビーム集積光学ユニットにおける
基板と、その基板に設けられた反射面や半導体レーザ素
子等を示す模式的斜視図である。FIG. 19 is a schematic perspective view showing a substrate in the multi-beam integrated optical unit and a reflection surface, a semiconductor laser element, and the like provided on the substrate.
【図20】本発明者の検討によるマルチビーム集積光学
ユニットの一部を示す模式図である。FIG. 20 is a schematic view showing a part of a multi-beam integrated optical unit studied by the present inventors.
1…基板(半導体基板)、2…窪み、3a,3b,3
c,3d…半導体レーザ素子(半導体レーザチップ)、
4…底面、5a,5b…光導波路(共振器)、6,6
a,6b…反射面、7a,7b,7c,7d…レーザ光
(レーザビーム)、8…反射レーザ光、9…集積回路
(IC)、10…電極パッド、11…張出部分、12…
主面、13…線、15a,15b…光学部品、16…光
学部品、17…受光素子、18…反射光、20…パッケ
ージ、21…パッケージ本体、22…キャップ、23…
リード、25…周壁、26…絶縁体、27…ワイヤ、3
0…キャップ枠、31…ガラス板、32…ホログラムパ
ターン、39…マルチビーム集積光学ユニット、40…
コリメートレンズ、41…回転アクチュエータ、42…
CD用対物レンズ、43…DVD用対物レンズ、44…
回転軸、60…光ディスク、61…ピット、70…コリ
メートレンズ、71…ポリゴンミラー、72…コリメー
トレンズ、73…非球面レンズ(fθレンズ)、74…
感光ドラム。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate (semiconductor substrate), 2 ... depression, 3a, 3b, 3
c, 3d: semiconductor laser element (semiconductor laser chip),
4: bottom surface, 5a, 5b: optical waveguide (resonator), 6, 6
a, 6b: reflective surface, 7a, 7b, 7c, 7d: laser light (laser beam), 8: reflected laser light, 9: integrated circuit (IC), 10: electrode pad, 11: projecting portion, 12 ...
Main surface, 13 ... line, 15a, 15b ... optical component, 16 ... optical component, 17 ... light receiving element, 18 ... reflected light, 20 ... package, 21 ... package body, 22 ... cap, 23 ...
Lead, 25: peripheral wall, 26: insulator, 27: wire, 3
0: cap frame, 31: glass plate, 32: hologram pattern, 39: multi-beam integrated optical unit, 40:
Collimating lens, 41 ... rotary actuator, 42 ...
CD objective lens, 43 ... DVD objective lens, 44 ...
Rotation axis, 60 optical disk, 61 pit, 70 collimating lens, 71 polygon mirror, 72 collimating lens, 73 aspheric lens (fθ lens), 74
Photosensitive drum.
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Claims (5)
複数の反射面と、 前記半導体基板の主面側にそれぞれ固定され、前記各反
射面に向けてレーザ光を出射する発光素子および/また
は前記各反射面で反射した光を受光する受光素子とを有
し、 前記半導体基板及び前記反射面の位置及び方向性は、前
記反射面で反射されて前記半導体基板から遠ざかるレー
ザ光が相互に同一方向に進むように設定されていること
を特徴とするマルチビーム集積光学ユニット。1. A semiconductor substrate, a plurality of reflecting surfaces having surfaces different from each other and formed on a main surface side of the semiconductor substrate, and a plurality of reflecting surfaces fixed to the main surface side of the semiconductor substrate, respectively, facing each of the reflecting surfaces. A light-emitting element that emits laser light and / or a light-receiving element that receives light reflected by each of the reflection surfaces; and the position and directionality of the semiconductor substrate and the reflection surface are reflected by the reflection surface. A multi-beam integrated optical unit, wherein laser beams moving away from a semiconductor substrate are set to travel in the same direction.
ィスク面に照射するレーザ光として使用され、かつ相互
にレーザ光波長が異なる複数の半導体レーザ素子と、 前記光ディスク面で反射した反射レーザ光を受光する複
数の受光素子とを有するマルチビーム集積光学ユニット
であって、 半導体基板と、 前記半導体基板の主面側に固定される前記複数の半導体
レーザ素子と、 面が相互に異なり前記半導体基板の主面側に形成された
複数の反射面とを有し、 前記反射面と各半導体レーザ素子の位置及び方向性は、
各半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を前記反射
面で反射させて前記光ディスク面に照射するレーザ光と
して使用できるように設定されていることを特徴とする
マルチビーム集積光学ユニット。2. A plurality of semiconductor laser elements, each of which emits laser light as laser light for irradiating an optical disk surface of an optical disk device, and receives a reflected laser light reflected by the optical disk surface. A multi-beam integrated optical unit having a plurality of light receiving elements, wherein: a semiconductor substrate; and the plurality of semiconductor laser elements fixed to a main surface side of the semiconductor substrate; A plurality of reflection surfaces formed on the surface side, wherein the position and directionality of the reflection surface and each semiconductor laser element are:
A multi-beam integrated optical unit, which is set so that laser light emitted from each semiconductor laser element is reflected by the reflection surface and can be used as laser light for irradiating the optical disk surface.
れぞれ二つ設けられ、 一方の半導体レーザ素子のレーザ光波長は650nm帯
であり、他方の半導体レーザ素子のレーザ光波長は78
0nm帯であり、 前記各反射面と前記光ディスク面との間の光路の途中に
は、前記レーザ光を複数のレーザ光に分けて前記光ディ
スク面にスポット光として収束させる回折格子と、前記
ディスク面で反射した反射レーザ光を前記複数の受光素
子にそれぞれ分配到達させるホログラムパターンとを有
するホログラム素子が配設されていることを特徴とする
請求項2に記載のマルチビーム集積光学ユニット。3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the reflecting surface and the semiconductor laser device are provided two each.
A diffraction grating that divides the laser light into a plurality of laser lights and converges the laser light as a spot light on the optical disk surface, in the middle of an optical path between each of the reflection surfaces and the optical disk surface; 3. The multi-beam integrated optical unit according to claim 2, further comprising a hologram element having a hologram pattern for distributing the reflected laser light reflected by the hologram to the plurality of light receiving elements.
の感光ドラムに複数列の状態で照射されるレーザ光とし
て使用される複数の半導体レーザ素子を有するマルチビ
ーム集積光学ユニットであって、 半導体基板と、 前記半導体基板の主面側に固定される複数の半導体レー
ザ素子と、 面が相互に異なり前記半導体基板の主面側に形成された
複数の反射面とを有し、 前記反射面と各半導体レーザ素子の位置及び方向性は、
各半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を前記反射
面で反射させて順次平行に放射するように設定されてい
ることを特徴とするマルチビーム集積光学ユニット。4. A multi-beam integrated optical unit having a plurality of semiconductor laser elements used as laser light emitted from a plurality of rows of laser beams emitted from a laser beam to a photosensitive drum of a laser beam printer, comprising: a semiconductor substrate; A plurality of semiconductor laser elements fixed to the main surface side of the semiconductor substrate; and a plurality of reflection surfaces formed on the main surface side of the semiconductor substrate, the surfaces being different from each other; The position and directionality of the laser element
A multi-beam integrated optical unit, wherein laser light emitted from each of the semiconductor laser elements is set to be reflected by the reflection surface and sequentially emitted in parallel.
は前記半導体レーザ素子のレーザ光を出射する出射面を
含む素子端面の幅よりも短い寸法になっていることを特
徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の
マルチビーム集積光学ユニット。5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an interval between the laser beams reflected by the reflection surface is smaller than a width of an end surface of the semiconductor laser device including an emission surface for emitting laser light. The multi-beam integrated optical unit according to any one of claims 1 to 4.
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