JP3379292B2 - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光素子、光ディスク等
への情報の記録又は再生を行う光ピックアップ及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ光を利用して情報の記録や
再生を行う光ディスク装置は半導体レーザ、ホログラ
ム、レンズおよびプリズム等の光学部品により構成され
た光ピックアップを用いていたが、光ディスク装置の小
型・薄型化が望まれており、光学部品点数の削減等によ
り光ピックアップの小型化及び軽量化の試みが行われて
いる。光ピックアップの小型・薄型・軽量化は、装置全
体の小型・薄型化だけでなく、アクセス時間の短縮など
の性能向上に有利となる。近年、光ピックアップの小型
・薄型・軽量化の手段としてホログラム光ピックアップ
の利用が挙げられており、一部実用化に供している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、光源から記録媒体までの距離が長く、そ
の間に多数の独立した光学部材を有していたため光ピッ
クアップのパッケージングの小型化に限界があるという
問題点を有していた。

【０００４】本発明は光ピックアップのパッケージを小
型・薄型化することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、光源と、光源を保持する保持部材と、光源から照射
された光の入射方向に対して傾斜した複数の傾斜面を有
し複数の傾斜面をそれぞれ略平行に配置するとともに複
数の傾斜面に所定の光学素子を形成した光ガイド部材
と、光ガイド部材を透過した光を電気信号に変換する受
光手段と、受光手段で変換した電気信号を取り出す接続
部材と、保持部材と光ガイド部材と受光手段と接続部材
とを所定の位置に配設する基台と、基台を覆うとともに
光の透過部を有する蓋部材とを備え、保持部材と光ガイ
ド部材との配設面を囲う略長方形の長軸方向を基台の平
面の長軸方向と略平行に配設する構成を有している。

【０００６】

【作用】この構成により、光学素子を光ガイド部材に一
体化することができるので光ピックアップを小型化で
き、光ピクアップのパッケージを光ディスク装置に配置
するときに光ディスクの回転軸方向に対して光ピクアッ
プのパッケージの短軸方向が一致するように配置できる
ので光ディスク装置の薄型化を図ることができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の第１の実施例の光ピックアップ
のパッケージングについて図を参照しながら説明する。

【０００８】図１は本発明の第１の実施例おける光ピッ
クアップの構成図、図２は本発明の第１の実施例におけ
る光ピックアップのパッケージングの構成を示す要部拡
大断面図、図３は本発明の第１の実施例における光ピッ
クアップの光ガイド部材の構成を示す分解図である。

【０００９】１は光源で、光源１としては半導体レー
ザ，Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザ等の各種レーザが考えら
れる。ここではこれらの中で最も小型で装置全体を小型
化でき、しかも単価の安く数ｍＷ〜数十ｍＷ程度の出力
を有する半導体レーザを用いる事が好ましい。半導体レ
ーザの材質としてはＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ，Ｉ
ｎＧａＡｌＰ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ等が考えられ、ここで
は最も一般的に用いられており、安価なＡｌＧａＡｓを
用いた。さらに高密度記録を行う場合には記録媒体上で
のスポット径をより小さくすることができ、ＡｌＧａＡ
ｓよりもさらに波長の短いＩｎＧａＡｌＰやＺｎＳｅ等
の半導体レーザを用いることが好ましい。

【００１０】２はブロックで、ブロック２は直方体形状
でその側面に突起部２ａを有しており、上面には光源１
が取り付けられている。ブロック２は光源１を載置する
とともに、光源１で発生した熱を逃がす働きを有してい
る。ブロック２と光源１との接合には熱伝導率等を考慮
するとＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｉｎ等の箔（厚さ数μ
ｍ〜数十μｍ）を高温で圧着する方法を用いることが好
ましい。また光源１とブロック２は略水平に取り付けな
ければ光学系の収差の原因になる。従って接合の際には
光源１はブロック２に所定の位置に所定の高さで略水平
にマウントされることが好ましい。さらにブロック２の
上面には光源１の下面と電気的に接触するように電極面
３が設けられている。この電極面３は光源１の電源供給
用のもので、電極面３を構成する金属膜としては導電性
や耐食性を考慮してＡｕの薄膜を用いることが好まし
い。更にブロック２は、光源１で発生する熱や光源１と
の取付等の問題点から、熱伝導性が高くそして熱抵抗が
低く、かつ、線膨張係数が光源１のそれ（約６．５×１
０^-6／℃）に近い材質が好ましい。具体的には線膨張係
数が３〜１０×１０^-6／℃で、熱伝導率が１００ｗ／ｍ
Ｋ以上である物質、例えばＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｔ−ｃＢ
Ｎ，Ｃｕ／Ｗ，Ｃｕ／Ｍｏ，Ｓｉ等を用い熱抵抗が３５
℃／Ｗ以下になるように、特に高出力のレーザを用いる
場合で熱伝導率を非常に大きくしなければならないとき
にはダイアモンド等を用いることが好ましい。また、特
性値の要求がさほど厳しくなくコストを重視して選択す
る場合は、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，コバール，４２アロイ等
の材料を用いることもできる。光源１とブロック２の線
膨張係数が同じか近い数値となるようにした場合、光源
１とブロック２の間の歪みの発生を抑制することができ
るので、光源１とブロック２との取付部分が外れたり、
光源１にクラックが入る等の不都合を防止することがで
きる。しかしながら本範囲を外れた場合には、光源１と
ブロック２の間に大きな歪みが生じてしまい、光源１と
ブロック２との取付部分が外れたり、光源１にクラック
等を生じる可能性が高くなる。またブロック２の熱伝導
率をできるだけ大きく取ることにより、光源１で発生す
る熱を効率よく外部に逃がすことができる。しかしなが
ら熱伝導率が本限定以下の場合には、光源１で発生した
熱が外部に逃げ難くなるため、光源１の温度が上昇し、
光源１の出力が低下したり、光源１の寿命が短くなった
り、最悪の場合には光源１が破壊されてしまう等の不都
合が発生しやすくなる。本実施例では比較的安価で、こ
れらの２つの特性のどちらにも非常に優れたＡｌＮを用
いた。更にブロック２の上面には光源１との接合性を良
くするために、ブロック２から光源１に向かってＴｉ，
Ｐｔ，Ａｕの順に薄膜を形成することが好ましい。

【００１１】５は光ガイド部材で、光ガイド部材５は直
方体形状をしており、その内部には複数の斜面及びそれ
らの斜面上に形成された各種膜よりなる光素子を有して
おり、光源１から射出された光が入射し光素子を経由し
て出射するとともに、戻ってきた光を所定の位置に導く
働きを有している。また光ガイド部材５はその側面でブ
ロック２の突起部２ａに接着されている。これに用いら
れる接合材には大きな接着強度，任意の瞬間に固定でき
る作業性，硬化前と硬化後の体積の変化や温度・湿度の
変化による体積の変化が小さい即ち低収縮率等の条件が
要求され、これらを満たすことにより作業性及び接合面
の安定性等を向上させることができる。この様な接合材
としてここでは紫外線を照射することにより瞬時に硬化
するＵＶ接着剤を用いた。また吸湿硬化型の瞬間接着剤
を用いても良い。更に十分な取り付け強度を持つように
するためにブロック２と光ガイド部材５の間の接触面積
（Ｓ）はＳ＞１ｍｍ²とすることが好ましい。

【００１２】１３は受光素子で、受光素子１３は板形状
の半導体ウェハーに形成された各種の電気回路で構成さ
れており、光ガイド部材５の底面に取り付けられてい
る。受光素子１３と光ガイド部材５との取り付けについ
ては、大きな接着強度，任意の瞬間に固定できる作業
性，硬化前と硬化後の体積の変化や温度・湿度による体
積の変化が小さい即ち低収縮率等の条件が要求され、こ
れらを満たすことにより、作業性、接合面の安定性が向
上する。この様な接合材としてここでは紫外線を照射す
ることにより瞬時に硬化するため特に作業性が良好なＵ
Ｖ接着剤を用いた。なお吸湿硬化型の瞬間接着剤を用い
ても良い。また受光素子１３は光源１から出射され、光
ガイド部材５や記録媒体等を経由してきた光信号を受光
する受光部を複数有している。この受光部で検知された
光信号は、その光量に応じて電気信号に変換される。こ
の電気信号は変換当初は電流値の大きさである。しかし
ながらこの電流は非常に微弱であり、かつノイズを拾い
やすいという性質がある。このためここでは受光素子１
３として、電流値を相関する電圧値に変換して増幅する
働きを持つＩ−Ｖアンプが形成されているものを用いる
ことが好ましい。ただし光の入射周波数に対して出力電
圧の応答が良好であることが要求される。更に受光素子
１３の表面には受光した情報を信号として取り出すため
のＡｌ等の薄膜で構成された複数の電極（図示せず）が
設けてある。

【００１３】４は放熱板で、放熱板４は光源１で発生し
伝導によりブロック２を通って伝わってきた熱を外部に
放出する働きを有するとともに、光ピックアップを形成
するブロック２や光ガイド部材５，受光素子１３等の種
々の部材が配設されており、パッケージングの基板とな
るものである。ブロック２と光ガイド部材５との配設面
を囲う略長方形の長軸方向を放熱板４の部材配設平面の
長軸Ａ方向と略平行に配設する。ブロック２は半田箔の
使用、ロウ付け等により放熱板４の上面に固定される。
放熱板４の材質としては、セラミック系として例えばＡ
ｌＮやＡｌ₂Ｏ₃等で形成することが考えられ、金属系と
して例えばコバールをプレス加工して形成することも可
能である。本実施例では特に熱伝導率の高いＡｌＮを用
いたが、コストを優先させる必要がある場合にはＡｌ₂
Ｏ₃を用いることが安価であるので好ましい。またその
構造はセラミックの基板を３枚張り合わせたもので、上
から順に基板４ａ，４ｂ，４ｃとなっている。それぞれ
の基板４ａ，４ｂ，４ｃには、受光素子１３からの電気
信号や光源１の電源の供給等に用いるパターンが上面，
底面及び側面（スルーホール等）にプリントされてい
る。放熱板４の底面には受光素子１３の位置合わせ用の
孔４ｄが設けられている。

【００１４】２０は端子で、端子２０は光源１への電源
を供給するものである。２本の端子２０は基板４ｃの下
面の電極にロウ付けされたものであり、基板４ａ，４
ｂ，４ｃに設けられたピン若しくはスルーホール等を経
由して基板４ａの上面に形成された電極と電気的につな
がり、さらに光源１への電源供給は、基板４ａ上に形成
された電極と、光源１の上面に形成された電極（図示せ
ず）及び光源１の底面と電気的に接続しているブロック
２の上面に形成された電極面３とをワイヤボンディング
することにより行われる。また端子２０の反対側の端部
は光源１を高出力で発光させる場合には高周波重畳電源
回路とつながっている。そして端子２０を放熱板４の下
部に配したことにより、光源１と高周波重畳電源回路と
の間の接続に要する距離を短くできるので、電源線や信
号線等の引き回しにより高周波重畳電源回路から発せら
れる不要輻射を抑制できる。

【００１５】また光源１には光軸に関して高い精度が要
求されるので、ブロック２の上面は高い精度で水平であ
ることが好ましい。従ってブロック２及び放熱板４の取
り付けについても細心の注意を払うことが好ましい。

【００１６】２２はキャップで、キャップ２２は光ガイ
ド部材５を覆うように設けられ、光ガイド部材５から出
た光が出射しそして光ディスクで反射した戻り光が入射
する開口部２２ａが設けられており、パッケージングの
内部にごみやほこり等が入り、光ガイド部材５や受光素
子１３等に問題が発生するのを防止する働きがある。キ
ャップ２２の材質としては金属系若しくは樹脂等で、放
熱板４との接合が容易にでき、形状が安定しているもの
であればどのようなものでも構わない。特にキャップ２
２を金属製とした場合には、高周波重畳電源回路等が発
する不要輻射を抑える働きが期待されるので、キャップ
２２はＦｅ・Ｎｉ・Ｃｏ合金，４２アロイ，Ｃｕ等の金
属で形成することが好ましい。本実施例では、Ｆｅ・Ｎ
ｉ・Ｃｏ合金を用いた。キャップ２２はシームウェルド
により放熱板４上のリング４ｄに溶接される。

【００１７】１６はカバー部材で、カバー部材１６はガ
ラス材よりなりキャップ２２の開口部２２ａを塞ぎ、光
ガイド部材５や受光素子１３等にごみ，ほこり等が付着
するのを防止するもので、ガラス接着剤によりキャップ
２２に取り付けられている。更にカバー部材１６の上下
両面には反射防止のためにＭｇＦ₂等の材質で反射防止
膜を形成している。ただしカバー部材１６の表面での反
射があまり問題にならない場合には、反射防止膜は設け
なくとも良い。

【００１８】カバー部材１６と光ガイド部材５との位置
関係は、両者を接触させる場合と両者の間に空間を設け
る場合とが考えられる。両者を接触させる場合、光ガイ
ド部材５はカバー部材１６の底部にエポキシ系の接着剤
やＵＶ接着剤等で取り付けられる。この時のカバー部材
１６の厚さ（ｔ１）を０．３≦ｔ１≦３．０（ｍｍ）と
することが好ましい。この理由は、下限についてはこれ
以上薄くすると取り付けられている光ガイド部材５等の
重さや、接着剤が固まる際の張力等にカバー部材１６が
耐えられず破損する恐れがあるためである。また上限に
ついては、カバー部材１６は空気に比べて屈折率が大き
いため光に収束作用が生まれ、光が広がらないので、結
果としてカバー部材１６とコリメータレンズ（無限系光
学系の場合）或いは対物レンズ（有限系光学系の場合）
との距離を長くせざるを得ないくなってしまい、ピック
アップユニットの小型化に不利になるからである。この
様な構成を用いることにより光ピックアップのパッケー
ジングの高さをより低くでき、十分な取付強度を保ちな
がらもピックアップユニットを小型化することができ
る。

【００１９】これに対して両者の間に空間を設ける場合
は、カバー部材１６の厚さ（ｔ２）を０．１≦ｔ２≦
３．０（ｍｍ），カバー部材１６と光ガイド部材５との
間の距離（ｄ）を同じく０．１≦ｄ≦３．０（ｍｍ）と
することが好ましい。この理由はｔ２の下限については
前例とは違って光ガイド部材５が取り付けられておら
ず、ただ振動等の外部要因にさえ耐えられればよいから
である。またｄについては、小さければ小さい程良いの
だが、組立時の精度の誤差を０．１ｍｍ以下にできない
可能性があり、この場合組立時にカバー部材１６が光ガ
イド部材５に接触し、破損してしまう恐れがある。この
様な構成を用いることにより光ガイド部材５と、光源
１，ブロック２の間の取り付け相対位置精度を向上させ
つつブロック２を他の部材に熱的に接触させることが可
能であり、これにより光源１で発生する熱を外部に容易
に放出することができる。

【００２０】なお光ピックアップのパッケージの内部は
光源１及び受光素子１３の酸化防止等の観点から、酸化
防止ガスとして乾燥したＮ₂等のガスやＡｒ，Ｎｅ，Ｈ
ｅ等の不活性ガスを充填してもよい。

【００２１】以上示してきた構成を用いることにより、
光源１で発生する熱を容易に外部に放出することがで
き、光源１及び受光素子１３等の酸化防止を行うことが
でき長期間安定して動作させることができる。また光学
系においては光源１，光ガイド部材５及び受光素子１３
の相対的な位置関係を正しくかつ強固に保持することが
できるので、それらの位置のずれによる誤動作や余分な
光学的収差等が発生しない。

【００２２】次に本発明の第１の実施例における光ピッ
クアップの動作について、図２及び図３を参照しながら
説明する。

【００２３】図２及び図３において放熱板４上にブロッ
ク２を介して水平にマウントされた光源１から垂直に放
出されたレーザ光は、平行な複数の斜面を有する光ガイ
ド部材５の面５ｆから光ガイド部材５に入射し、光ガイ
ド部材５の第二の斜面５ｂに形成されかつ入射する光の
拡散角に対して射出する光の拡散角を変換する（以下Ｎ
Ａを変換すると呼ぶ）機能を有する反射型の拡散角変換
ホログラム７に到達する。拡散角変換ホログラム７によ
ってＮＡを変換されかつ反射した光は第一の斜面５ａに
形成された反射型の回折格子６によって０次回折光（以
下メインビームと呼ぶ）と±１次回折光（以下サイドビ
ームと呼ぶ）とに分けられる。回折格子６によって発生
するメインビーム及びサイドビームは第１の偏光選択性
のあるビームスプリッター膜９（以下単に第１偏光ビー
ムスプリッター膜と呼ぶ）に入射する。第１偏光ビーム
スプリッター膜９に入射する光のうち第１偏光ビームス
プリッター膜９を透過する光は光源１からの射出光のモ
ニター光として利用される。また、第１偏光ビームスプ
リッター膜９を反射するメインビーム及びサイドビーム
は、光ガイド部材５の面５ｅを透過、対物レンズ２６に
入射し、対物レンズ２６の集光作用によって記録媒体２
７の記録媒体面２７ａに結像される。この時、記録媒体
面２７ａ上において２つのサイドビームのビームスポッ
ト２９ａ及び２９ｃはメインビームのビームスポット２
９ｂを中心としてほぼ対称な位置に結像される。記録媒
体面２７ａに対してメインビーム及びサイドビームのビ
ームスポット２９ｂ及び２９ａ、２９ｃにより情報の記
録または再生信号及びトラッキング、フォーカシングい
わゆるサーボ信号の読みだしを行う。

【００２４】拡散角変換ホログラム７は、光源１からの
射出光のうち拡散角変換ホログラム７へ入射することの
できる光束の拡散角に対して、拡散角変換ホログラム７
からの反射光の拡散角を所定の値に変換することができ
る。また、拡散角変換ホログラム７によって拡散角をま
ったく持たない平行光にも変換可能である。また、拡散
角変換ホログラム７により光路中の波面収差分が事前に
補正され、対物レンズ２６への入射光は理想球面波３０
となり、対物レンズ２６による記録媒体２７での結像ス
ポットはほぼ回折限界まで絞り込まれ理想的な大きさと
なり、情報の記録または再生を容易に行うとができる。

【００２５】記録媒体２７の情報記録面２７ａによって
反射されたメインビーム及びサイドビームの戻り光は対
物レンズ２６、光ガイド部材５の面５ｅを再び透過し、
再び光ガイド部材５の第二の斜面５ｂに形成された第１
偏光ビームスプリッター膜９に入射する。第１偏光ビー
ムスプリッター膜９は入射面に対して平行な振動成分を
有する光（以下単にＰ偏光成分と呼ぶ）に対してほぼ１
００％の透過率を有し、垂直な振動成分（以下単にＳ偏
光成分と呼ぶ）に対しては一定の反射率を有する。

【００２６】記録媒体２７からの戻り光のうち第１偏光
ビームスプリッター膜９から透過する光は光ガイド部材
５の第一の斜面５ａに平行な第三の斜面５ｃ上に形成さ
れた第２の偏光選択性のあるビームスプリッター膜１１
（以下単に第２偏光ビームスプリッター膜と呼ぶ）に入
射する。第２偏光ビームスプリッター膜１１は第１偏光
ビームスプリッター膜９と同様にＰ偏光成分に対してほ
ぼ１００％の透過率を有し、Ｓ偏光成分に対しては一定
の反射率を有する。

【００２７】ここで第２偏光ビームスプリッター膜１１
に入射した光束の内、透過光１１７に関して説明する。
透過光１１７は第三の斜面５ｃ上に積層された偏光面変
換基板３１に入射する。

【００２８】図４は本発明の第１の実施例における光ピ
ックアップの偏光面変換基板の斜視図である。偏光面変
換基板３１は第１のその他の斜面３１ａ（以下単に第１
他斜面と呼ぶ）とその第１他斜面３１ａに平行な第２の
その他の斜面３１ｂ（以下単に第２他斜面と呼ぶ）を有
し、第１他斜面３１ａには反射膜１２６が、第２他斜面
３１ｂには偏光分離膜１２が夫々形成されている。透過
光１１７は第２他斜面３１ｂ上に形成された偏光分離膜
１２に入射する。第２他斜面３１ｂは透過光１１７の偏
光面１１７ａと入射面１２８とのなす角が略４５°（２
ｎ＋１）、（ｎは整数）になるように形成されている。
その結果透過光１１７のＰ偏光成分１１７ｐとＳ偏光成
分１１７ｓは略１：１の強度比を有するようになる。入
射面１２８と平行な偏光成分を有するＰ偏光成分１１７
ｐは偏光分離膜１２によってほぼ１００％透過し、一
方、入射面１２８に垂直な偏光成分を有するＳ偏光成分
１１７ｓは第２他斜面３１ｂ上の偏光分離膜１２によっ
て略１００％反射し第１他斜面３１ａ面上に入射し、反
射膜１２６によって反射させられ受光素子へ導かれる。

【００２９】次に図２中に示す第２偏光ビームスプリッ
ター膜１１に入射した光束のうち反射光１２３に関して
説明する。反射光１２３は第二の斜面５ｂ上の反射型の
ホログラムで形成された非点収差発生ホログラム１０に
入射する。反射光１２３は非点収差発生ホログラム１０
によって非点収差を発生しつつ反射し、メインビームの
戻り光は受光素子１３上の第１の受光センサー（図示せ
ず）に、サイドビームの戻り光は受光素子１３上の第２
の受光センサー（図示せず）及び第３の受光センサー
（図示せず）に到達する。

【００３０】なお本実施例ではブロック２と光ガイド部
材５とが接着され、一体化されていたが、これらを別々
に放熱板４上に設けても構わない。この場合、光ガイド
部材５と受光素子１３との間の位置決めが容易になる。
さらに受光素子１３は光ガイド部材５の底部に取り付け
られていたが、光学特性に問題を生じない範囲であれ
ば、放熱板４上に取り付けても構わない。また放熱板４
はここではセラミック板３枚を張り合わせること（三層
構造）によって形成されていたが、三層構造にとらわれ
ることなく一層でも多層でも構わない。

【００３１】図５は本発明の第１の実施例における光ピ
ックアップのパッケージングの製造手順を示す図であ
る。

【００３２】図５の（ａ）に示すように、受光素子１３
を放熱板４に配置し、受光素子１３の各信号取り出し電
極と放熱板４に設けられたそれぞれに対応する信号のパ
ターンとをワイヤボンディングして接続する。このとき
は受光素子１３はワイヤボンディングされているだけで
放熱板４には取り付け、固定はされていない。尚、受光
素子１３と放熱板４との接続はピンコンタクト、半田付
け、フレキシブル回路基板等を用いてもよい。

【００３３】次に図５の（ｂ）に示すように、光源１と
ブロック２（以下ＬＤブロックと称す）を組み立てる。
組み立てる前には特にブロック２の突起部２ａの端面部
が放熱板４に対して垂直になるようにきちんと加工して
おく必要がある。ブロック２は予めメッキしたＡｌＮの
板を打ち抜いたり、ダイジングソー等を用いて切り出す
ことにより作製される。その際面粗度，平面度，垂直度
が十分に出ていない場合にはラップ加工等を行うことも
考えられる。光源１をブロック２の所定の位置に取り付
ける。取り付けはＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｉｎ等の数
μｍ〜数十μｍの厚さの箔等を用いてこれを高温で圧着
する方法等により行う。なおこれらの部材の接合面にＴ
ｉやＰｔの膜を形成して、更にその上にＡｕの膜を形成
して、そこで接合してもよい。またこれらの部材の組み
立てに際しては、光の収差が大きくならないように、特
に光源１の発光面と、ブロック２の突起部２ａの端面部
とが略平行で、かつ両面の所定の距離に対する誤差が１
０μｍ以下となるように留意しなければならない。誤差
の値をこの様にすることにより製品の特性のばらつきを
抑えることができる。

【００３４】次にこの様にして組み上がったＬＤブロッ
クを放熱板４の所定の位置に、所定の状態で取り付け
る。取り付けには半田付けなどの方法が用いられるが、
このときＬＤブロックの組み立てに用いられている接合
材が溶けて、組み立て精度が悪くならないように注意す
る必要がある。溶けないようにすることによって初めて
組み立て精度を維持することができ、誤動作のない光ピ
ックアップユニットの生産が可能になる。この時にも同
じく接合面にＴｉの膜を、またその上にＮｉ若しくはＰ
ｔの膜を形成して、更にその上にＡｕの膜を形成して、
そこで接合することが好ましい。ただしここではあまり
大きな接合強度は必要としないので、Ｔｉ−Ａｕ，Ｔｉ
−Ｎｉの膜で接合しても構わない。

【００３５】なお別の組立方法として、ブロック２と放
熱板４とに予め前述の各種薄膜を形成しておき、その後
Ａｇロウ等でブロック２と放熱板４を取り付け、その後
に光源１を前述した各種の箔によりブロック２に取り付
けることも考えられる。

【００３６】次に図５の（ｃ）に示すように、光ガイド
部材５をブロック２の突起部２ａに取り付ける。この取
り付けには非常に高い精度が要求されるので、ここでは
その方法について詳細に説明する。まずエアピンセット
等で保持された光ガイド部材５をブロック２の側面部に
沿って移動させて、大体の位置合わせを行う。このとき
光ガイド部材５の側面部若しくはブロック２の突起部２
ａの端面部の少なくともどちらか一方にＵＶ接着剤を塗
布しておく。その後光源１に電源を供給して発光させて
光ガイド部材５に光を導入する。光ガイド部材５に導入
された光は拡散角変換ホログラム７で０次回折光と１次
回折光とに分離されて、その後光ガイド部材５の面５ｅ
から外部に出射される。出射された光はコリメータレン
ズ（図示せず）及び対物レンズ２６を通って記録媒体２
７があるはずの位置で結像する。このときもし光源１と
光ガイド部材５との相対的位置が正しければ、拡散角変
換ホログラム７で変換された０次回折光と１次回折光と
は焦点深度が異なるだけで、同じポイントでフォーカス
するので記録媒体２７上では、同心円状に見える。また
もし光源１と光ガイド部材５との相対的位置が正しくな
ければ、拡散角変換ホログラム７で変換された０次回折
光と１次回折光とは焦点深度もフォーカスポイントも異
なるので、記録媒体２７上では異なる２つの円となる。
このことを利用して、記録媒体位置に電荷結合素子カメ
ラ（図示せず）をセットして０次回折光と１次回折光と
のズレを測定し、そのズレ幅及びズレの方向をフィード
バックし、その量に合わせて光ガイド部材５を電荷結合
素子カメラで見た２つの成分の光の結像が同心円になる
ように移動させる。これにより光ガイド部材５の光源１
に対する位置を非常に精度良く定めることができる。こ
の様にして光ガイド部材５の位置決めをした後、紫外線
を照射してＵＶ接着剤を固化させる。

【００３７】なお固定にはＵＶ接着剤でなくとも、位置
決め後瞬間接着剤を塗布する方法も考えられる。その場
合には光を遮らないように乾燥時に白化しないタイプの
ものを用いる。この接着剤を用いた場合には紫外線を照
射する工程を省くことができる。

【００３８】また位置決めの方法として、１次回折光の
光学的収差を波面収差測定器等を用いて測定し、収差が
最小になるように位置決めするという方法も考えられ
る。ただしトラッキング信号検出方式として３ビーム法
を用いた場合にはサイドビームも波面収差測定器に入射
してしまうため、異なる３つの光を同時に測定してしま
うので、この方法を用いることは困難となる。

【００３９】次に受光素子１３を光ガイド部材５の所定
の位置に取り付ける。この場合もやはり記録媒体２７で
反射してきた光を正しく受光素子１３の各受光部上に導
かなくてはならないので、受光素子１３と光ガイド部材
５との精密な相対的な位置合わせが必要である。放熱板
４に設けられている孔４ｄからエアピンセットを差込み
受光素子１３の背面を吸着して受光素子１３を保持し、
設置位置の微調節を可能とし、さらに記録媒体２７の位
置に反射板（図示せず）を設置しておく。このとき光ガ
イド部材５の底面若しくは受光素子１３の上面には予め
ＵＶ接着剤を塗布しておく。それから先ずは反射板で反
射されて戻ってきた光の強度を受光素子１３の受光セン
サーでモニターし、その大まかな最適位置を決定する。
そして次に四分割されている受光センサーのそれぞれの
受光部からの電流若しくは電圧（受光量に比例）をそれ
ぞれモニターしながら、反射板をピエゾ素子等を用いて
故意に光軸に平行に振動させる。これにより反射板は受
光素子１３に対して近づいたり、遠ざかったりすること
になる。このとき受光部の光量がそれぞれほぼ等しくな
るように受光素子１３を移動させれば、光ガイド部材５
に対する受光素子１３の精密な位置決めが可能になる。
この様にして受光素子１３の位置決めをした後、紫外線
を照射してＵＶ接着剤を固化させる。そしてその後エア
ピンセット用の穴を封止するためにエポキシ系のポッテ
ィング剤若しくは半田を用いて孔４ｄを塞ぐ。

【００４０】なお固定方法としてはＵＶ接着剤の他に瞬
間接着剤を用いることも考えられる。この場合位置決め
後に瞬間接着剤を塗布する。瞬間接着剤としては乾燥時
に白化しないタイプのものを用いることが好ましい。ま
たブロック２と光ガイド部材５との間の接着、及び光ガ
イド部材５と受光素子１３との間の接着の両方にＵＶ接
着剤を用いる場合には、光源１と光ガイド部材５との間
の位置決めと、光ガイド部材５と受光素子１３との間の
位置決めの両方が終了してから紫外線を照射するか若し
くはブロック２と光ガイド部材５のＵＶ接着終了後に、
光ガイド部材５と受光素子１３の間にＵＶ接着剤を塗布
する。

【００４１】なお反射板を設置せずに実際に記録媒体２
７を配置し、記録媒体２７を回転させて面振れを発生さ
せて、それにより位置調整を行っても良い。更にここで
は光源１と光ガイド部材５の位置決め、及び光ガイド部
材５と受光素子１３との間の位置決めの方法について光
源１を発光させて行う方法を記してきたが、他の方法と
して各部品をＣＣＤ等を用いて画像認識し、それらの部
品と基準になる位置を認識して、相対位置寸法が所定の
寸法になるように位置させるという方法でもよい。

【００４２】別途図５の（ｄ）に示すように、別工程で
ガラス接着剤を用いてキャップ２２の上面にカバー部材
１６を取り付けておく。

【００４３】次に図５の（ｅ）に示すように、カバー部
材１６が取り付けられたキャップ２２の底面を放熱板４
の上面に取り付ける。取り付けには主にエポキシ系の接
着剤を用いる。更にこの作業をＮ₂，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ
等の乾燥した酸化防止ガス雰囲気中で行うことにより、
光ピックアップのパッケージ内の空気をパージすること
ができる。

【００４４】以上説明してきたような製造方法により、
光ピックアップのパッケージングが完成する。このよう
な製造方法を用いることにより、このような形状の光ガ
イド部材５を搭載した光ピックアップのパッケージング
を、より簡単且つ精密に行うことが出来、歩留まりを向
上させることが出来る。

【００４５】次に本発明の第２の実施例において、特に
相変化型光ディスク（以下ＰＤと称す）に対応した光ピ
ックアップの構成について図を参照しながら説明する。
ＰＤは光を照射することで記録媒体中の結晶構造を変化
させて情報を記録するもので、結晶構造を変化させるた
めに従来の光記録再生装置に比べてより多くの光量を必
要とするので、より効率の良い光学系を必要とする。図
６は本発明の第２の実施例におけるＰＤ対応の光ピック
アップの構成図である。なお図２，図３及び図４に示し
たものと番号が同一の部材については、その働き及び構
成が同様であるので説明を省略する。

【００４６】光源１から水平に放出されたレーザ光は、
平行な複数の斜面を有する光ガイド部材４１の面４１ｆ
から光ガイド部材４１に入射し、拡散角変換ホログラム
７、反射型の回折格子６及び偏光選択性のあるビームス
プリッター膜３５（以下ビームスプリッター膜と呼ぶ）
を通って光ガイド部材４１の面４１ｅから出射される。
ここでビームスプリッター膜３５は第１の実施例の場合
とは異なりＳ偏光成分の反射率は９５％以上でＰ偏光成
分の反射率はおよそ１％程度である。ビームスプリッタ
ー膜３５に入射する光のうちビームスプリッター膜３５
を透過する光（Ｐ偏光成分で全光量の数パーセント程
度）は光源１からの射出光のモニター光として利用され
る。光ガイド部材４１の面４１ｅから出射された光はカ
バー部材１６に設けられたλ／４板３３を透過する。図
７は本発明の第２の実施例におけるＰＤ対応の光ピック
アップのλ／４板の構成を示した図である。λ／４板３
３は光ガイド部材４１からの入射光偏光面に対して、そ
の異常光軸がπ／４・（２ｍ−１）；（ただしｍは自然
数：以下同じ）の方向に設置されており、入射光の異常
光成分と常光成分の位相差をπ／２・（２ｍ−１）だけ
発生させる機能を有している。λ／４板３３を構成する
材料としては一般に一軸性結晶材料を用いる。その中で
も低コストで、光透過性に優れた水晶を用いることが好
ましい。一軸性結晶では異常光軸６１６と常光軸６１７
があり、それぞれの光軸に対して異常光屈折率ｎｅ及び
常光屈折率ｎｏと呼ばれる異なる屈折率を有している。
異常光と常光では光学的距離が異なるので、λ／４板３
３の基板厚をＱＤ，入射光波長をλとして次の関係式で
決まる位相差Δが発生する。λ／４板３３の厚さＱＤは
この位相差Δがπ／２・（２ｍ−１）となるように決定
されている。

【００４７】Δ＝２π・（ｎｅ−ｎｏ）・ＱＤ／λ 本実施例では、波長λ＝７９０ｎｍ、異常光屈折率ｎｅ
＝１．５４７７、常光屈折率ｎｏ＝１．５３８８（ただ
し屈折率は基板の切り出し角で異なる。ここでは異常光
軸及び常光軸の双方の軸を含む平面に平行に切り出し
た）という条件に対してλ／４板３３の基板厚は２１．
９・（２ｍ−１）μｍとなる。この様な条件にすること
により、直線偏光で入射角０度で入射してきた光を円偏
向の光に変換することができる。即ち光源１から出射さ
れたＳ偏向成分のみを含む直線偏光を円偏光に変換する
ことができる。なおここではλ／４板３３としてカバー
部材１６上に２１．９μｍの水晶を設けていたが、光ガ
イド部材の面４１ｅや対物レンズ２６に設けることも、
カバー部材をλ／４板で形成してもよい。

【００４８】λ／４板３３を透過して円偏向となった光
は対物レンズ２６に入射し、対物レンズ２６の集光作用
によって記録媒体２７の記録媒体面２７ａに結像され、
反射される。記録媒体面で反射された円偏光化した光は
その回転方向が逆転するので、戻り光は対物レンズ２６
を透過し、再びλ／４板３３を透過する際に、Ｐ偏光成
分のみを含む直線偏光に変換される。この様に変換され
た戻り光は光ガイド部材４１の面４１ｅを再び通過し、
再び光ガイド部材の第二の斜面４１ｂに形成されたビー
ムスプリッター膜３５に入射する。ビームスプリッター
膜３５は入射面に対して平行な振動成分を有する光（以
下単にＰ偏光成分と呼ぶ）に対してほぼ１００％の透過
率を有し、垂直な振動成分（以下単にＳ偏光成分と呼
ぶ）に対しては一定の反射率を有する。従ってＰ偏光成
分しか有さない戻り光はビームスプリター膜３５をほぼ
透過する。

【００４９】そして戻り光は光ガイド部材４１の第一の
斜面４１ａに平行な第３の斜面４１ｃ上に形成されたハ
ーフミラー３４に入射する。ハーフミラー３４は入射し
た光のうち所定の量を反射して、残りを透過する働きを
有している。

【００５０】ここでハーフミラー３４に入射した光束の
内、透過光１１７は受光素子３６上に設けられている受
光部（図示せず）へ導かれる。

【００５１】次にハーフミラー３４に入射した光束のう
ち反射光１２３に関して説明する。反射光１２３は第二
の斜面４１ｂ上の反射型のホログラムで形成された非点
収差発生ホログラム１０に入射する。反射光１２３は非
点収差発生ホログラム１０によって非点収差を発生しつ
つ、さらに反射膜１２４，反射膜１２５で反射されて、
メインビームの戻り光は受光素子３６上の第１の受光部
（図示せず）に、サイドビームの戻り光は受光素子３６
上の第２の受光部（図示せず）及び第３の受光部（図示
せず）に到達する。

【００５２】以上のような構成を有する光ピックアップ
ではλ／４板３３をビームスプリッター膜３５と記録媒
体２７との間に設け、Ｓ偏光成分の直線偏光である出射
光を円偏光化した光に変換し、その後記録媒体２７で反
射され回転方向が逆転した円偏光化した光をＰ偏光成分
のみを有する直線偏光に変換してビームスプリッター膜
３５に入射させることにより記録媒体２７で反射された
光をほぼ受光素子１３上に導くことができるので、ビー
ムスプリッター膜のＳ偏光成分の反射率を大幅に高くす
ることができ、従って記録媒体２７に照射される光量を
大きくすることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、光ピックアップのパッケージ
ングを光源と光ガイド部材と受光素子と収納部材とで構
成することにより、光磁気ディスクで比較した場合、従
来の光ピックアップに対して体積比で１／５０に小型化
することができた。保持部材と光ガイド部材との配設面
を囲う略長方形の長軸方向を基台の平面の長軸方向と略
平行に配設することで、光ピックアップの幅を狭くする
ことができ、光ピクアップのパッケージを光ディスク装
置に配置するときに光ディスクの回転軸方向に対して光
ピクアップのパッケージの短軸方向が一致するように配
置できるので光ディスク装置の薄型化を図ることができ
る。更に基台や保持部材を用いることにより光源で発生
する熱を効率よく外部に放出することができるので、光
源の誤動作や破壊を防ぐことができる。また蓋部材で基
台を覆い基台の孔と受光手段との間をシールし不活性ガ
スを充填することによりことにより、パッケージ内部へ
のごみ等の付着を防止することができ、光の余分な屈折
や受光素子の誤動作及び劣化を防ぐことができるととも
に光特性の劣化も防止でき、かつ各部材の酸化や劣化な
どを防ぐことができる。さらに保持部材の熱抵抗を３５
℃／Ｗ以下とすることにより光源で発生する熱を効率よ
く逃がすことができるので、光源に熱による悪影響が発
生しない優れた光ピックアップを実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例おける光ピックアップの
構成図

【図２】本発明の第１の実施例における光ピックアップ
のパッケージングの構成を示す要部拡大断面図

【図３】本発明の第１の実施例における光ピックアップ
の光ガイド部材の構成を示す分解図

【図４】本発明の第１の実施例における光ピックアップ
の偏光面変換基板の斜視図

【図５】本発明の第１の実施例における光ピックアップ
のパッケージングの製造手順を示す図

【図６】本発明の第２の実施例におけるＰＤ対応の光ピ
ックアップの構成図

【図７】本発明の第２の実施例におけるＰＤ対応の光ピ
ックアップのλ／４板の構成を示した図

【符号の説明】

１ 光源 ２ ブロック ２ａ 突起部 ３ 電極面 ４ 放熱板 ４ａ，４ｂ，４ｃ 基板 ４ｄ 孔 ５，４１ 光ガイド部材 ５ａ，４１ａ 第一の斜面 ５ｂ，４１ｂ 第二の斜面 ５ｃ，４１ｃ 第三の斜面 ５ｅ，４１ｅ 面 ５ｆ，４１ｆ 面 ６ 回折格子 ７ 拡散角変換ホログラム ９ 第１偏光ビームスプリッター膜 １０ 非点収差発生ホログラム １１ 第２偏光ビームスプリッター膜 １２ 偏光分離膜 １３，３６ 受光素子 １６ カバー部材 ２０ 端子 ２２ キャップ ２２ａ 開口部 ２６ 対物レンズ ２７ 記録媒体 ２７ａ 記録媒体面 ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ ビームスポット ３０ 理想球面波 ３１ 偏光面変換基板 ３１ａ 第１他斜面 ３１ｂ 第２他斜面 ３３ λ／４板 ３４ ハーフミラー ３５ ビームスプリッター膜 １１７ 透過光 １１７ａ 偏光面 １１７ｓ Ｓ偏光成分 １１７ｐ Ｐ偏光成分 １２３ 反射光 １２４，１２５，１２６ 反射膜 １２８ 入射面 ６１６ 異常光軸 ６１７ 常光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−73493（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−203420（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−272337（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−119651（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36338（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−182227（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源から照射された光の入
   射方向に対して傾斜した複数の傾斜面を有し前記複数の
   傾斜面をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複数の
   傾斜面に所定の光学素子を形成し直方体状に形成された
   光ガイド部材と、長方形状に形成され前記光ガイド部材
   を透過した光を電気信号に変換する受光手段と、前記光
   源と前記受光手段とに接続する電極やパターンが形成さ
   れた基板を略長方形に形成した放熱板と、前記光源と前
   記光ガイド部材と前記受光手段とを収納して前記放熱板
   と接続されるとともに光の透過部を有する直方体状の収
   納部材とを有し、 前記光源の光の出射方向と前記光ガイド部材の長軸方向
   と前記放熱板の長軸方向とを前記収納部材の長手方向に
   沿うように配置し、前記受光手段の前記電極と前記放熱
   板の前記電極とを長方形状の短辺部分に配置したことを
   特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 光源と、前記光源から照射された光の入
   射方向に対して傾斜した複数の傾斜面を有し前記複数の
   傾斜面をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複数の
   傾斜面に所定の光学素子を形成し直方体状に形成された
   光ガイド部材と、長方形状に形成され前記光ガイド部材
   を透過した光を電気信号に変換する受光手段と、前記光
   源と前記受光手段とに接続する電極やパターンが形成さ
   れた基板を略長方形に形成した放熱板と、前記放熱板の
   下面に立設され前記光源に接続する２本の端子と、前記
   光源と前記光ガイド部材と前記受光手段とを収納して前
   記放熱板と接合されるとともに光の透過部を有する直方
   体状の収納部材とを有し、 前記光源の光の出射方向と前記光ガイド部材の長軸方向
   と前記端子と前記放熱板の長軸方向とを前記収納部材の
   長手方向に沿うように配置し、前記受光手段の前記電極
   と前記放熱板の前記電極とを長方形状の短辺部分に配置
   したことを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の光ピック
   アップを用いた光ディスク装置であって、光ディスクの
   回転軸方向と前記光ピックアップの短軸方向とを一致さ
   せて配置したことを特徴とする光ディスク装置。