JP3163605B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置の光ピ
ックアップに係り、光ピックアップの小型化に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクトディスクプレイヤ等の
光ディスク装置においては、発光素子及び受光素子を一
体化して光ピックアップを形成するようにされたものが
ある。

【０００３】図２に示すように、この種の光ピックアッ
プ１においては、複合素子２で光ビームＬ１を形成し、
この光ビームＬ１を対物レンズ４で光ディスク６に集光
する。

【０００４】さらに光ピックアップ１においては、光デ
ィスク６で反射した反射光ビームＬ２を対物レンズ４で
受光し、この反射光ビームＬ２を複合素子２に導く。

【０００５】図３及び図４に示すように、複合素子２
は、発光素子及び受光素子を一体化して光学ブロック８
を形成し、この光学ブロック８を半導体パッケージに収
納して形成する。

【０００６】この光学ブロック８は、第１の半導体基板
１０上に第２の半導体基板１２を搭載し、この第２の半
導体基板１２上にレーザダイオードチップ１４を搭載す
る。

【０００７】このうち光学ブロック８にあっては、第２
の半導体基板１２上に受光素子１６が形成され、この受
光素子１６でレーザーダイオードチップ１４の後方から
射出された光ビームを受光する。

【０００８】これにより光学ブロック８は、この受光素
子１６の出力信号に基づいてレーザダイオード１４から
射出される光ビームＬ１の光量をモニタできるようにな
っている。

【０００９】そして、光学ブロック８は、レーザーダイ
オードチップ１４の前方、すなわち第１の半導体１０上
には、台形形状のプリズム１８を配置し、レーザーダイ
オードチップ１４の前方から射出した光ビームＬ１をこ
のプリズム１８の斜面で反射して上方向に射出する。

【００１０】これにより光学ブロック８は、半導体パッ
ケージの上面に配置された図示しない透明の封止部材を
透過させて光ビームＬ１を射出するようになっている。

【００１１】さらに光学ブロック８は、光ディスク１８
で反射した反射光ビームＬ２をプリズム１８の斜面に入
射し、ここでプリズム１８の内部に反射光ビームＬ２を
導き、底面Ｌ及び上面Ｕでそれぞれ反射する。

【００１２】このときプリズム１８は、光ビームＬ１を
効率良く反射すると共に、反射光ビームＬ２を効率良く
内部に導くため、斜面に半透過膜Ｍ１を形成し、内部に
導いた反射光ビームＬ２を効率良く反射するため、上面
Ｕに全反射膜Ｍ２を形成するようになっている。

【００１３】さらにプリズム１８は、所定の接着剤層２
０を介して下面Ｌを半導体基板１０に接着し、この状態
で斜面から入射した反射光ビームＬ２が一旦下面Ｌで反
射した後、上面Ｕで反射し、続いて下面Ｌに到達するよ
うになっている。

【００１４】このとき光学ブロック８は、対物レンズ４
を介して、この上面Ｕと光ディスク６の情報記録面に相
当する基準位置とが共役の関係になるように保持され、
これにより光ビームＬ１が光ディスク６の情報記録面に
正しく集光されているとき、斜面から入射した反射光ビ
ームＬ２により下面Ｌに形成される第１の光スポット径
と、下面Ｌで反射した後続いて上面Ｕで反射した反射光
ビームＬ２が下面Ｌに形成する第２の光スポット径とが
等しい大きさになるようになっている。

【００１５】従って光ピックアップ１において、第１及
び第２の光スポットのビーム径が等しくなるように対物
レンズ４を可動すれば、光ビームＬ１のフォーカスを制
御することができる。

【００１６】このため第１の半導体基板１０は、この第
１及び第２の光スポットの形成位置に、第１及び第２の
受光素子２２及び２４を形成し、この第１及び第２の受
光素子２２及び２４は、受光面を所定の領域に分割し、
各領域から受光結果を出力するようになっている。

【００１７】これにより光学ブロック８は、第１及び第
２の受光素子２２及び２４について、各領域の出力信号
を加減算処理して光スポット径の差を検出し、これによ
りフォーカスエラー信号を検出できるようになってい
る。

【００１８】さらにこのように共役の関係に保持すれ
ば、受光素子２２及び２４に対する光スポットの形成位
置を検出してトラッキングエラーを検出できる。

【００１９】これによりこの種の光ピックアップにおい
ては、受光素子２２及び２４の出力信号を別途加減算処
理することにより、トラッキングエラー信号を生成でき
るよになっている。

【００２０】これに対して再生信号においては、各受光
素子２２及び２４の出力信号を加算して生成できるよう
になっている。

【００２１】このためプリズム１８においては、受光素
子２２側の接着面に半透過膜Ｍ３が形成され、これによ
り受光素子２２及び２４で反射光ビームＬ２を受光でき
るようになっている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようにプ
リズム１８の斜面で反射光ビームＬ２を屈折させてプリ
ズム１８の内部に導く場合、光ビームＬ１においては、
斜面で正反射することにより、この反射光ビームＬ２と
等しい入射角でこの斜面に入射することになる。

【００２３】このため光ビームＬ１においては、一部が
斜面を透過してプリズム１８の内部に進入することを避
け得ず、この光（以下妨害光と呼ぶ）が受光素子２２及
び２４に入射すると、光ピックアップ１においては、正
確にトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号を
検出できなくなる恐れがある。

【００２４】このため従来の光学ブロック８において
は、この斜面を透過した妨害光と反射光ビームＬ２が底
面Ｌに異なる入射角で入射することを利用して、反射光
ビームＬ２のみ選択的に受光素子２２及び２４に導くよ
うになっている。

【００２５】すなわちこの種の光学ブロック８において
は、プリズム１８及び接着剤層２０の屈折率を選定する
ことにより、プリズム１８及び接着剤２０の境界面にお
ける臨界角を所定の値に選定し、これにより反射光ビー
ムＬ２のみ選択的に境界面を透過するようにされてい
た。

【００２６】ところがこのような条件に臨界角を設定す
るためには接着剤層２０の屈折率をあまり小さくできな
いことから、これと差をつけるためプリズム１８の屈折
率を大きな値に選定せざるを得ない。このため特別の材
質を選定しなければならないことから、プラスチック等
の一般的な材料を用いてプリズムを形成することができ
ないという欠点があった。

【００２７】また、対してこのように接着剤層２０の屈
折率を利用して反射光ビームＬ２のみ選択的に透過する
場合、接着剤層２０の膜厚が薄くなると、反射光ビーム
が接着剤層２０で多重反射し、これにより受光素子２２
及び２４に反射光ビームを入射できない場合も発生する
という欠点もある。

【００２８】さらに接着剤層２０と半導体基板１０との
間で線膨張係数が大きく異なることにより、温度が変化
すると、この部分に歪みの発生を避け得ないという問題
もあった。

【００２９】本発明は上記課題に鑑みてされたもので、
プリズムを使用して受光素子及び発光素子を一体化した
光ピックアップにおいて、接着剤を使用しなくても、反
射光ビームのみ選択的に受光素子に効率よく導き得る光
ピックアップを提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明にあつては、光ビームを出射する発光素子と、基板
上に形成された受光素子と、上記発光素子から出射され
光学記録媒体によって反射された光ビームが入射され
て、この光ビームを上記受光素子に導くように上記受光
素子の上方に所定の空隙を隔てて配置された光学素子
と、少なくとも上記発光素子と上記受光素子と上記光学
素子の周囲を壁面で囲んで収容するパッケージと、この
パッケージの上端を塞いで封止すると共に、下面に上記
光学素子が固定された透明封止部材とを備えており、上
記パッケージの内側上端には、パッケージを封止するた
めの透明封止部材を受容するための階段状の段部を有
し、この段部が上記封止部材が上記壁面に対して、前後
左右に所定距離だけ移動できるように形成されている、
光ピックアップにより、達成される。

【００３１】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、上記発光素子が、上記基板上に配設され、上記光学
素子は、上記発光素子から出射された光ビームを反射し
て上記光学記録媒体に向けるとともに、上記光学記録媒
体で反射した反射光ビームが入射する斜面部を有するプ
リズムによって構成されていることを特徴とする。ま
た、請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記
プリズムが、上記受光素子に対して取り付け位置を可変
し、位置調整して保持されるように構成したことを特徴
とする。

【００３２】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかの構成において、上記受光素子が、受光面の表面に
反射防止膜を形成したことを特徴とする。

【００３３】請求項５の発明は、請求項４の構成におい
て、上記基板は、半導体基板で、上記受光素子は、この
半導体基板に形成され、しかもこの半導体基板の保護膜
で上記反射防止膜を形成したことを特徴とする。請求項
６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成におい
て、上記基板が、半導体基板で、上記受光素子は、この
半導体基板に形成され、しかもこの半導体基板は、上記
受光素子の受光面以外の所定の表面を遮光部材で遮光し
たことを特徴とする。

【００３４】請求項１の構成によれば、上記光学素子と
しての例えばプリズム及び受光素子間に所定の空隙を形
成することにより、光学素子と屈折率の小さい空間との
境界を形成でき、かくしてこの小さな屈折率に対して光
学素子の屈折率を選定してこの境界の臨界角を設定でき
る。しかも、パッケージを封止する透明封止部材は下面
に光学素子を固定した状態で、パッケージ壁面に対して
移動可能であるから、パッケージの組立時に受光素子と
光学素子との位置関係を調整して封止することができ
る。

【００３５】このとき、請求項３のように、受光素子に
対して取り付け位置を可変して所定位置に保持すること
により、受光素子に対して確実に反射光ビームを入射で
きる。

【００３６】さらに請求項５の構成によれば、受光素子
の受光面に反射防止膜を形成し、このとき受光素子を半
導体基板に形成し、半導体基板の保護膜でこの反射防止
膜を形成することにより、受光面での反射光ビームの反
射を防止でき、また受光素子の受光面以外の所定の表面
を遮光部材で遮光することによつても、受光面以外の部
分への妨害光の入射を防止できる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様の限られるものではない。

【００３８】図１は、本発明に係る光ピックアップの複
合素子の一実施例を示す断面図である。

【００３９】図において、複合素子３０の構成中、従来
例と同一の符号を付した箇所はこれと同様な構成でなる
ことから、重複する説明は省略する。

【００４０】光ピックアップ３０は、半導体パッケージ
３２に光学ブロック３４を収納して形成され、光学ブロ
ック３４は、所定のギャップを介して、プリズム１８及
び第１の半導体基板１０を別体に保持するようになって
いる。

【００４１】すなわち半導体パッケージ３２は、ベース
３６の周囲に壁面３８が形成され、このベース３６に第
１の半導体基板１０を保持する。

【００４２】さらに半導体パッケージ３２は、壁面３８
の内側上端部が略階段状に形成され、この階段状の端部
に第１及び第２のカバーガラス４０及び４２を２層に重
ね合わせて搭載し後、接着することにより、上端部を封
止するようになっている。

【００４３】このうち下側のカバーガラス４０において
は、その下面にプリズム１８を接着して保持し、これに
より複合素子３０においては、接着剤層２０（図４）に
代えて所定間隔の空間を間に挟んで受光素子２２及び２
４の上部にプリズム１８を配置するようになっている。

【００４４】ここで、このような空間においては、屈折
率がほぼ１でなることにより、複合素子３０において
は、屈折率の低い適当な光学部材でプリズム１８を形成
して妨害光を反射する臨界角を得ることができる。

【００４５】すなわち、複合素子３０においては、プリ
ズム１８の材料として種々の光学部材を選定得、例えば
プラスチックを選定して射出成形の手法を適用してプリ
ズム１８を生成でき、その分光ピックアップの生産工程
を簡略化することができる。

【００４６】また第１の半導体基板１０及びプリズム１
８間に接着剤層が介在しないことにより、歪みの発生も
未然に防止することができる。

【００４７】さらにパッケージ３６及びカバーガラス４
０の寸法精度を管理するだけでギャップの間隔も管理で
きることにより、プリズム１８と半導体基板１０との間
の多重反射も容易に防止することができる。

【００４８】さらにこの実施例では、半導体基板１０に
おいては、受光素子２２及び２４の表面に所定膜厚の酸
化膜４４が形成され、この酸化膜４４で反射光ビームＬ
２の反射防止膜を形成するようになっている。

【００４９】これにより複合素子３０においては、受光
素子２２及び２４の受光面における反射光ビームＬ２の
反射を未然に防止し、確実に反射光ビームＬ２を受光で
きる。

【００５０】さらに半導体基板１０においては、この酸
化膜４４の表面に、受光素子２２及び２４の受光面を避
けるように、黒色取塗料が塗布され、これにより受光素
子２２及び２４の受光面以外の部分から入射する光を遮
光するようになっている。

【００５１】すなわちこの種の半導体基板１０において
は、このような目的外の光が受光面以外の部分に入射す
ると、本来の出力信号にノイズが混入する場合がある。
この実施例においては、この目的外の光を遮光すること
により、出力信号のＳＮ比を改善するようになってい
る。

【００５２】これにより複合素子においては、さらに一
段とトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号
の検出感度を向上することができる。

【００５３】さらに下側のカバーガラス４０は、壁３８
の内側壁面に対して前後左右に所定距離だけ移動できる
ように形成され、これにり複合素子３０においては、カ
バーガラス４０にプリズム１８を接着した後、カバーガ
ラス４０を壁３８に接着する際に、接着位置を調整して
プリズム１８の配置位置を調整できるようになってい
る。

【００５４】すなわち受光素子２２及び２４の連続する
方向にカバーガラス１８を移動させることにより、受光
素子２２及び２４に入射する反射光ビームＬ２の位置を
この方向に調整できる。

【００５５】これに対して半導体基板１０と平行に保持
した状態でカバーガラス１８を回動させることにより、
受光素子２２及び２４の双方に正しく反射光ビームＬ２
を入射させることができる。

【００５６】これにより複合素子３０においては、組み
立て時、反射光ビームＬ２を受光して受光素子２２及び
２４の出力信号をモニタしながらカバーガラス１８の位
置を調整した後、接着剤で固定し、続いて第２のガバー
ガラス４２で全体を封止するようになっている。

【００５７】これにより光ピックアップにおいては、簡
単に取り付け位置を調整することができ、これにより組
み立て作業を簡略化することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、接
着剤を使用しなくても、反射光ビームのみを選択的に効
率よく受光素子に導き得る光ピックアップを提供するこ
とができる。しかも、パッケージを封止する透明封止部
材は下面に光学素子を固定した状態で、パッケージ壁面
に対して移動可能であるから、パッケージの組立時に受
光素子と光学素子との位置関係を調整して封止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの複合素子の一実施例
を示す断面図である。

【図２】従来の光ピックアップを示す側面図である。

【図３】その光学ブロックを示す斜視図である。

【図４】図２の光ピックアップの側面図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ ８、３０ 複合素子 １０、１２ 半導体基板 １４ レーザダイオードチップ １６、２２、２４ 受光素子 １８ プリズム ４０、４２ カバーガラス

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する発光素子と、 基板上に形成された受光素子と、 上記発光素子から出射され光学記録媒体によって反射さ
   れた光ビームが入射されて、この光ビームを上記受光素
   子に導くように上記受光素子の上方に所定の空隙を隔て
   て配置された光学素子と、 少なくとも上記発光素子と上記受光素子と上記光学素子
   の周囲を壁面で囲んで収容するパッケージと、 このパッケージの上端を塞いで封止すると共に、下面に
   上記光学素子が固定された透明封止部材と を備えてお
   り、 上記パッケージの内側上端には、パッケージを封止する
   ための透明封止部材を受容するための階段状の段部を有
   し、この段部が上記封止部材が上記壁面に対して、前後
   左右に所定距離だけ移動できるように形成されている こ
   とを特徴とする、光ピックアップ。
2. 【請求項２】 上記発光素子は、上記基板上に配設さ
   れ、上記光学素子は、上記発光素子から出射された光ビ
   ームを反射して上記光学記録媒体に向けるとともに、上
   記光学記録媒体で反射した反射光ビームが入射する斜面
   部を有するプリズムによって構成されていることを特徴
   とする請求項１の光ピックアップ。
3. 【請求項３】 上記プリズムは、上記受光素子に対して
   取り付け位置を可変し、位置調整して保持されるように
   構成したことを特徴とする、請求項２に記載の光ピック
   アップ。
4. 【請求項４】 上記受光素子は、受光面の表面に反射防
   止膜を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】 上記基板は、半導体基板で、 上記受光素子は、この半導体基板に形成され、しかもこ
   の半導体基板の保護膜で上記反射防止膜を形成したこと
   を特徴とする、請求項４に記載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】 上記基板は、半導体基板で、 上記受光素子は、この半導体基板に形成され、 しかもこの半導体基板は、上記受光素子の受光面以外の
   所定の表面を遮光部材で遮光したことを特徴とする、請
   求項１乃至５のいずれかに記載の光ピックアップ。