JP3712180B2 - 集積型光ピックアップ用モジュール及び光ピックアップ - Google Patents
集積型光ピックアップ用モジュール及び光ピックアップ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクや、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、Ｓ−ＤＶＤ等のＤＶＤ系高密度光ディスクなど、複数種類の光ディスクの記録・再生が可能な光ディスク記録再生装置に応用される光ピックアップに関し、特に、複数の半導体レーザと光学素子を集積化した集積型光ピックアップ用モジュール及びそれを用いた光ピックアップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光記録媒体として、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクや、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ（またはＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ−ＲＷ（またはＤＶＤ−ＲＡＭ）、Ｓ−ＤＶＤ等のＤＶＤ系高密度光ディスクなど、様々な種類の光ディスクが普及しはじめているが、理想的には１つの記録再生装置で複数種類の光ディスクを記録・再生できることが望ましい。しかしながらＣＤやＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクで使用されている波長７８０ｎｍのレーザ光では、光スポットをＤＶＤ系の光ディスク上のピットの大きさまで絞り込むことができない。一方、ＣＤ−Ｒの光ディスクに用いられる色素はＤＶＤ系で使用されている波長６５０ｎｍのレーザ光では反射せず透過してしまい、読み取りをすることができない。したがって、ＣＤ−Ｒの光ディスクとＤＶＤ系の光ディスクを１つの記録再生装置で記録再生できるようにするためには、波長７８０ｎｍと波長６５０ｎｍの２つの半導体レーザ装置を用いなければならない。
【０００３】
そこで、波長６５０ｎｍの半導体レーザチップと波長７８０ｎｍの半導体レーザチップを１つのパッケージ上に水平方向に取り付けた半導体レーザ装置が提案されている。しかしながら、この構成ではレーザチップ幅やサブマウント幅の影響を受け、２つのレーザチップの発光点位置間隔が３００〜４００μｍと大きくなってしまうため、光ピックアップの光学系を設計するのが非常に難しくなってしまう。そこで、反射面を利用して擬似的に発光点を近接させる方法が提案されている。例えば特開平１１−３９６８４号公報には、断面が三角形の形状を有するサブマウントにより、発光点を近接させる方法が開示されている。ここで、図４は特開平１１−３９６８４号公報の図２を引用した図である。この図で断面が三角形の形状を有するサブマウント４５により、半導体レーザ３４，３６からの出力Ｂ１，Ｂ２は近接した反射面３２Ｂ，３２Ｃで折り曲げられるので、発光点を擬似的に近接させることが出来る。
【０００４】
しかしながら、図４に示すような構造を実現するためには、断面が三角形の形状を有する構造をサブマウント上に作製しなければならない。特に４５度の角度を持つ断面が三角形の傾斜面を作ることは容易ではなく、これまで何通りかの作製方法が提案されてはいるが、実際に量産に適用できるほど安定して作製できるわけではなかった。またこのような構造を持つサブマウントは、シリコン（Ｓｉ）基板の異方性エッチングを用いて作製されるが、Ｓｉ基板では十分に高い抵抗値が得られないため、二つの半導体レーザを電気的に分離することが難しく、実際の製品に採用されることはなかった。
【０００５】
そこで図４と略同様な構造を、絶縁性の基板上にマイクロプリズムを作製する方法を用いて断面が三角形の形状を付加することも可能であるが、断面が三角形の形状を持つ微小なマイクロプリズムを作るのは非常に難しいのでコスト的に非常に高価になってしまう。また、断面が三角形の形状を持つマイクロプリズムをサブマウント上に載せる構造では、マイクロプリズムの実装高さが変わると半導体レーザの擬似的な発光点間隔が変わってしまうという問題がある。これを図５を用いて詳しく説明する。図５で符号５-1はサブマウント、５-2は半導体レーザ、５-3は断面が三角形の形状を持つ微小なマイクロプリズム、５-4は半導体レーザから放射される光の光軸である。半導体レーザ５-2の光出力は放射される光の光軸５-4を中心として上下方向に広がって放射されるので、この出力光がけられないようにサブマウントの一部が平行に凹んだ５-1の様ないわゆるコの字型のサブマウント５-1を使用することになる。しかし、このサブマウント５-1の平行に凹んだ面の深さが変わると、図５の（ａ）と（ｂ）の比較で明らかなように、マイクロプリズム５-3と半導体レーザ５-2の相対位置が変わり、半導体レーザ５-2の擬似的な発光点間隔が変わってしまう。このため、サブマウント５-1に要求される加工精度が非常に厳しくなってしまい、安価なセラミック材料では実現できず結局高価な部品となってしまうため、光ピックアップへの搭載が現実的ではなくなってしまう。
この様に従来開示された反射面を利用して発光点を擬似的に近接させる方法では、量産に適した簡便な方法ではなく、しかもそれを低コストに実現することが出来なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の半導体レーザの発光点間隔を反射面を利用して擬似的に近接させる方法を、量産に適した簡便な方法でしかも低コストに実現した構成の集積型光ピックアップ用モジュール及びそれを用いた光ピックアップを提供することを課題
（目的）とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明では、二つの対向した半導体レーザと、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子、及びそれらが実装されるサブマウントとを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウントに実装されるように構成したものである。
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子の実装面が実装されるように構成したものである。
【０００８】
さらに請求項３に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが垂直となるように構成したものである。
また、請求項４に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが平行となるように構成したものである。
また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは絶縁性の材料からなる構造としたものであり、さらに請求項６に記載の発明では、前記サブマウントはセラミックの多層基板からなる構造としたものである。
【０００９】
さらに請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の形状を直方体としたものである。
また、請求項８に記載の発明では、請求項７記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、その反射面は（１１０）面と（１１１）面からなる構造としたものである。
また、請求項９に記載の発明では、請求項８記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザの内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としたものである。
さらにまた、請求項１０に記載の発明では、請求項９記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なっている構造としたものである。
【００１０】
請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用について詳細に説明する。
複数の半導体レーザの発光点間隔を反射面を利用して擬似的に近接させる構成では、二つの半導体レーザの発光点を結ぶ直線と、それぞれの半導体レーザに対応する光学素子の二つの反射面との位置関係により、擬似的な発光点間隔が決まる。より具体的には、二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離の二倍が擬似的な発光点間隔となる。しかしながら、従来開示されていた実装法では、図５に示したように光学素子の実装面と二つの反射面の交線が平行になる構成で実装されていたため、二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離はサブマウントの平行に凹んだ面の深さや光学素子の大きさ等に依存してしまっていた。だがこれを光学素子の実装面が二つの反射面の交線と垂直になるように実装してやれば二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離は実装時に独立して制御することが可能になる。
【００１２】
そこで、請求項１に記載の発明では、例えば図１（または図２）に示すように、二つの対向した半導体レーザ１-1（または２-1）と、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子１-2（または２-2）、及びそれらが実装されるサブマウント１-3（または２-3）とを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウント１-3（または２-3）に実装されるようにしている。これにより擬似的な発光点間隔が他の部品の加工精度に依存せず独立して制御できるようになるので、サブマウントに安価な部品を使用することが出来、低コスト化が図れる。またこの様な構成をとることにより、光学素子に要求される条件は、二つの反射面と実装面がそれぞれ９０度をなすことだけなので、作製の困難な４５度の角度を必要としなくなり、光学素子の低コスト化も図れる。
【００１３】
前述の「従来の技術」のところでも詳述したように、サブマウント上に半導体レーザを対向して実装する場合、その出力光がけられないようにサブマウントの一部が平行に凹んだいわゆるコの字型のサブマウントを使用するのが望ましい。このサブマウントの凹み面は半導体レーザの発光点を結ぶ直線と平行となるので、ここに光学素子を実装すると光学素子の反射面はこれに垂直となる。この配置でサブマウントの上方から観察すると二つの半導体レーザの発光点を結んだ線上に光学素子が重なった長さがそのまま発光点間隔となるので、実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが出来る。
そこで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウント１-3（または２-3）は直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子１-2（または２-2）の実装面が実装されるようにしている。これにより実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが可能となる。
【００１４】
半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来れば、半導体レーザと信号検出用の受光素子（例えばフォトダイオード（ＰＤ）等）を同一面で実装することが出来る。この場合、請求項２に示した条件を満たして、半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すためには、サブマウントに形成された凹み面と半導体レーザが実装される面とが垂直となればよい。
そこで、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、図１に示すように、前記サブマウント１-3に形成された凹み面と半導体レーザ１-1が実装される面とが垂直となるようにしている。これにより半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来るので、半導体レーザと受光素子を同一面で実装することが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
【００１５】
ところで半導体レーザから放射されるレーザ光は、発光部の光学的な構造を反映した放射角を持っており、その放射角は半導体レーザのヘテロ接合面と平行な方向と垂直な方向では大きく異なっている。光ディスクドライブ装置に使用される一般的な屈折率導波構造を持つ半導体レーザでは、ヘテロ接合面と平行な方向でおよそ１０°、垂直な方向ではおよそ２５°ぐらいの偏平な放射角をもつビームとなる。特に近年開発が進められている青色半導体レーザでは、光ピックアップ用としての構造の最適化が進んでいないため、ヘテロ接合面と平行な方向でおよそ５°、垂直な方向ではおよそ３０°位の極端に偏平な放射角となる。半導体レーザからの光出力を有効に利用するためには、この偏平なビーム形状がすべて反射面に当たるように光学系を設計しなければならない。このように半導体レーザ特有の偏平なビーム形状を考慮したうえで、反射面を用いて擬似的に発光点を近接させる方法を考えてみると、従来提案されていた図３（ａ）の配置の場合の発光点間隔ａよりも、図３（ｂ）に示す配置の場合の発光点間隔ｂの方が短いことがわかる。
そこで、請求項４に記載の発明では、請求項２に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、図２に示すように、前記サブマウント２-3に形成された凹み面と半導体レーザ２-1が実装される面とが平行となるようにしている。これにより従来よりも大幅に発光点間隔を小さくすることが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
【００１６】
通常、半導体レーザはアノード側に結晶成長層が積層されているため、放熱の観点からアノード側をサブマウントに実装するジャンクションダウンと呼ばれる実装形態をとる。一方で半導体レーザを駆動する回路的には、負の電位を必要としないようにカソード側を共通電極とするのが望ましい。そうすると請求項３または４に示した様に、一つのサブマウント１-3（または２-3）に二つの半導体レーザ１-1（または２-1）が実装されるような構成では、サブマウント上に二つの独立したアノード電極が必要となるが、各アノード電極の電気的分離を行うためには絶縁性の材料でサブマウント１-3（または２-3）を構成するのが望ましい。ここで、比較的低コストで熱伝導率が高い絶縁性の材料としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材料が代表的であるが、請求項３または４に示した様な凹んだ面を精度良く加工するのは通常の材料からでは難しい。しかしながら、焼結前に形状の加工を行うセラミックの多層基板の形成プロセスを用いることにより、凹んだ面を持つサブマウント１-3（または２-3）を精度良く加工することが出来る。
そこで、請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、サブマウント１-3（または２-3）は絶縁性の材料からなる構造としており、好ましくは、請求項６に記載の発明のように、サブマウント１-3（または２-3）はセラミックの多層基板からなる構造としている。これにより二つの半導体レーザ１-1（または２-1）を電気的に分離することが可能で、低コストで熱伝導率が高く、しかも凹んだ面が精度良く加工可能なサブマウントを実現することができる。
【００１７】
次に、請求項１〜６に記載の発明にあるような構造を実際に作る上で、反射面を有する光学素子１-2（または２-2）の形状に要求される条件は、対向した半導体レーザ１-1（または２-1）の光軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つ反射面を有することと、これらの反射面に垂直な実装面を持つことだけである。対向した半導体レーザ１-1（または２-1）の光軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つということは、反射面同士は直交することになるので光学素子は３つの直交した面を持つ構造であれば良いことになる。このような条件を満たす構造の中で、最も単純で製作の容易な構造は直方体の構造である。
そこで、請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、光学素子１-2（または２-2）の形状を直方体としている。これにより光学素子１-2（または２-2）を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型光ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明に示した直方体の光学素子１-2（または２-2）は、反射面を利用するだけなので、その材質に何らかの制約があるものではないのだが、これを大量に製造するためには半導体プロセス技術を応用するのが望ましい。特に近年の半導体プロセス技術は光の波長オーダーの加工精度を有しており光学素子の加工にも適している。また、特定の面方位を持つ単結晶シリコン（Ｓｉ）基板に異方性エッチング技術を適用することで、直交した反射面を持つ光学素子を容易に作製することが可能になる。単結晶Ｓｉの（１１１）面は、特定のエッチング液を用いたときに他の面方位より極端にエッチング速度が遅くなるので、選択的に（１１１）面の結晶面を得ることが可能である。例えば（１１０）面の基板を用いて異方性エッチングにより（１１１）面と平行な方向の溝を作ることで、基板表面に垂直な溝を作ることが出来る。この面は原子層オーダーで平坦性を持つため、反射鏡の用途には特に適している。
そこで、請求項８に記載の発明においては、請求項７に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の反射面を単結晶Ｓｉの（１１０）面と（１１１）面で構成されるようにしている。これにより、直交する面を持つ光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型光ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１９】
請求項８に記載の発明による光学素子１-2（または２-2）では、反射面の面精度がその面の作製方法により多少異なっている。例えば（１１０）面からなる反射面はウエハーの研磨工程によりその面精度が律則されるが、（１１１）面からなる反射面は異方性エッチングにより作製されるのでこの面は原子層オーダーでの平坦性を得ることが出来る。このように二つの面で面精度が異なるのであるから、面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することにより、システム全体の性能を引き出すことが出来る。本発明の場合、半導体レーザの波長が短い方が反射面に対する要求精度も厳しくなるので、これに対して（１１１）面からなる反射面を用いれば良い。
そこで、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザ１-1（または２-1）の内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としている。これにより面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することが出来るので、光学素子の性能を有効に利用することが出来る。
【００２０】
上述したように光学素子１-2（または２-2）の（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面ではその面精度に違いはあるのだが、その違いは光の波長以下のオーダーとなる。そのため、これらの反射面の大きさが等しい場合には単純な目視程度では容易に区別することが困難となってしまう。
そこで、請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なる構造としている。これにより（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面の区別を目視により容易に行うことが可能となり、請求項９の発明による構造を実現することが容易になる。
【００２１】
以上、本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの構成について説明したが、さらに請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。
一例としては、光源部と、該光源部からの光束をコリメート（あるいはカップリング）する光学系と、該光学系からの光束を光記録媒体に集光する対物レンズと、光記録媒体により反射されて対物レンズを逆方向に通過した光束を光検出部に導くための光学系と、光検出部に設けられ各種信号（記録信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等）を検出するための受光素子などを備えた光ピックアップにおいて、光源部に図１または図２に示すような構成の集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。尚、上記の対物レンズや光学系等は図１または図２に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールの出力光１-4（または２-4）の出射方向に配設されるが、これらの図示は省略する。また、光検出部の受光素子は、集積型光ピックアップ用モジュールのサブマウント上や、集積型光ピックアップ用モジュールが実装される基板上に実装することができる。
【００２２】
【実施例】
次に図面を参照して本発明の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
図１は請求項１，２，３，５，６，７，８，９，１０の発明を適用した集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図であり、同図（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、同図（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向（同図（ａ）の正面側）から見た図である。図中で二つの半導体レーザ１-1は、光出射面を対向させて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるコの字状のサブマウント１-3上に実装されている。この二つの半導体レーザ間には、二つの反射面と垂直な実装面を持つ光学素子１-2がサブマウント１-3の凹んだ面上に実装されている。また、図中の符号１-4は半導体レーザ１-1からの出力光を表しており、光学素子１-2の反射面により反射されている。光学素子１-2の形状は直方体であり、単結晶Ｓｉを異方性エッチングして作製しており、反射面にはＴｉ／Ａｕ薄膜を蒸着している。尚、光学素子１-2の反射面を形成する結晶面方位（（１１０）面と（１１１）面）の違いが分かるよう、それぞれの反射面の大きさを変えてあるので、光学素子１-2の断面の形状は長方形となっている。
【００２３】
図１に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールでは、二つの半導体レーザ１-1に異なる波長（例えば６５０ｎｍと７８０ｎｍ）のものを用い、切換えて使用することにより、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対応することができる。したがって、この集積型光ピックアップ用モジュールを光源部に用いた光ピックアップにおいては、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能となる。
【００２４】
（実施例２）
図２は請求項１，２，４，５，６，７，８，９，１０の発明を適用した集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図で、同図（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、同図（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向（同図（ａ）の上面側）から見た図である。図中で二つの半導体レーザ２-1は、光出射面を対向させて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるコの字状のサブマウント２-3上に実装されている。この二つの半導体レーザ間には、二つの反射面と垂直な実装面を持つ光学素子２-2がサブマウント２-3の凹んだ面上に実装されている。図中の符号２-4は半導体レーザ２-1からの出力光を表しており、光学素子２-2の反射面により反射されている。光学素子２-2の形状は直方体であり、単結晶Ｓｉを異方性エッチングして作製しており、反射面にはＴｉ／Ａｕ薄膜を蒸着している。尚、光学素子２-2の反射面を形成する結晶面方位（（１１０）面と（１１１）面）の違いが分かるよう、それぞれの反射面の大きさを変えてあるので、光学素子２-2の断面の形状は長方形となっている。
【００２５】
図２に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールでは、二つの半導体レーザ２-1に異なる波長（例えば６５０ｎｍと７８０ｎｍ）のものを用い、切換えて使用することにより、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対応することができる。したがって、この集積型光ピックアップ用モジュールを光源部に用いた光ピックアップにおいては、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能となる。
【００２６】
以上、実施例に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施例に上げた形状、その他の要素との組合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものでは決してない。すなわち、これらの点に関しては、本発明の主旨をそぐわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることが出来る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、二つの対向した半導体レーザと、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子、及びそれらが実装されるサブマウントとを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウントに実装されるように構成したので、これにより擬似的な発光点間隔が他の部品の加工精度に依存せず独立して制御できるようになるので、サブマウントに安価な部品を使用することができ、低コスト化が図れる。また、この様な構成をとることにより、光学素子に要求される条件は、二つの反射面と実装面がそれぞれ９０度をなすことだけなので、作製の困難な４５度の角度を必要としなくなり、光学素子の低コスト化も図れる。
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子の実装面が実装されるように構成したので、これにより実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが可能となる。
【００２８】
さらに請求項３に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが垂直となるように構成したので、これにより半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来るので、半導体レーザと受光素子を同一面で実装することが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
また、請求項４に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが平行となるように構成したので、これにより従来よりも大幅に発光点間隔を小さくすることが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは絶縁性の材料からなる構造としたものであり、さらに請求項６に記載の発明では、前記サブマウントはセラミックの多層基板からなる構造としたものであるので、これにより二つの半導体レーザを電気的に分離することが可能で、低コストで熱伝導率が高く、しかも凹んだ面が精度良く加工可能なサブマウントを実現することができる。
【００２９】
さらに請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の形状を直方体としたので、これにより光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
また、請求項８に記載の発明では、請求項７記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、その反射面は（１１０）面と（１１１）面からなる構造としたので、これにより直交する面を持つ光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型ピックアップの低コスト化を実現できる。
また、請求項９に記載の発明では、請求項８記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザの内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としたので、これにより面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することができるので、光学素子の性能を有効に利用することができる。
さらにまた、請求項１０に記載の発明では、請求項９記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なっている構造としたので、これにより（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面の区別を目視により容易に行うことが可能となり、請求項９の発明による構造を実現することが容易になる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたので、これにより光学系の設計が容易で且つＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能な光ピックアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図であり、（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向から見た集積型光ピックアップ用モジュールの正面図である。
【図２】本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの別の実施例を説明するための図であり、（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向から見た集積型光ピックアップ用モジュールの上面図である。
【図３】半導体レーザのヘテロ接合面に対する光学素子の反射面の配置と発光点間隔の関係の説明図である。
【図４】従来技術の一例を示す異波長光源モジュールの構成説明図である。
【図５】サブマウントの凹部に断面が三角形状のマイクロプリズムを実装した場合のプリズムの実装高さと発光点間隔の関係を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１-1，２-1：半導体レーザ
１-2，２-2：光学素子
１-3，２-3：サブマウント
１-4，２-4：半導体レーザからの出力光
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクや、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、Ｓ−ＤＶＤ等のＤＶＤ系高密度光ディスクなど、複数種類の光ディスクの記録・再生が可能な光ディスク記録再生装置に応用される光ピックアップに関し、特に、複数の半導体レーザと光学素子を集積化した集積型光ピックアップ用モジュール及びそれを用いた光ピックアップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光記録媒体として、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクや、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ（またはＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ−ＲＷ（またはＤＶＤ−ＲＡＭ）、Ｓ−ＤＶＤ等のＤＶＤ系高密度光ディスクなど、様々な種類の光ディスクが普及しはじめているが、理想的には１つの記録再生装置で複数種類の光ディスクを記録・再生できることが望ましい。しかしながらＣＤやＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系の光ディスクで使用されている波長７８０ｎｍのレーザ光では、光スポットをＤＶＤ系の光ディスク上のピットの大きさまで絞り込むことができない。一方、ＣＤ−Ｒの光ディスクに用いられる色素はＤＶＤ系で使用されている波長６５０ｎｍのレーザ光では反射せず透過してしまい、読み取りをすることができない。したがって、ＣＤ−Ｒの光ディスクとＤＶＤ系の光ディスクを１つの記録再生装置で記録再生できるようにするためには、波長７８０ｎｍと波長６５０ｎｍの２つの半導体レーザ装置を用いなければならない。
【０００３】
そこで、波長６５０ｎｍの半導体レーザチップと波長７８０ｎｍの半導体レーザチップを１つのパッケージ上に水平方向に取り付けた半導体レーザ装置が提案されている。しかしながら、この構成ではレーザチップ幅やサブマウント幅の影響を受け、２つのレーザチップの発光点位置間隔が３００〜４００μｍと大きくなってしまうため、光ピックアップの光学系を設計するのが非常に難しくなってしまう。そこで、反射面を利用して擬似的に発光点を近接させる方法が提案されている。例えば特開平１１−３９６８４号公報には、断面が三角形の形状を有するサブマウントにより、発光点を近接させる方法が開示されている。ここで、図４は特開平１１−３９６８４号公報の図２を引用した図である。この図で断面が三角形の形状を有するサブマウント４５により、半導体レーザ３４，３６からの出力Ｂ１，Ｂ２は近接した反射面３２Ｂ，３２Ｃで折り曲げられるので、発光点を擬似的に近接させることが出来る。
【０００４】
しかしながら、図４に示すような構造を実現するためには、断面が三角形の形状を有する構造をサブマウント上に作製しなければならない。特に４５度の角度を持つ断面が三角形の傾斜面を作ることは容易ではなく、これまで何通りかの作製方法が提案されてはいるが、実際に量産に適用できるほど安定して作製できるわけではなかった。またこのような構造を持つサブマウントは、シリコン（Ｓｉ）基板の異方性エッチングを用いて作製されるが、Ｓｉ基板では十分に高い抵抗値が得られないため、二つの半導体レーザを電気的に分離することが難しく、実際の製品に採用されることはなかった。
【０００５】
そこで図４と略同様な構造を、絶縁性の基板上にマイクロプリズムを作製する方法を用いて断面が三角形の形状を付加することも可能であるが、断面が三角形の形状を持つ微小なマイクロプリズムを作るのは非常に難しいのでコスト的に非常に高価になってしまう。また、断面が三角形の形状を持つマイクロプリズムをサブマウント上に載せる構造では、マイクロプリズムの実装高さが変わると半導体レーザの擬似的な発光点間隔が変わってしまうという問題がある。これを図５を用いて詳しく説明する。図５で符号５-1はサブマウント、５-2は半導体レーザ、５-3は断面が三角形の形状を持つ微小なマイクロプリズム、５-4は半導体レーザから放射される光の光軸である。半導体レーザ５-2の光出力は放射される光の光軸５-4を中心として上下方向に広がって放射されるので、この出力光がけられないようにサブマウントの一部が平行に凹んだ５-1の様ないわゆるコの字型のサブマウント５-1を使用することになる。しかし、このサブマウント５-1の平行に凹んだ面の深さが変わると、図５の（ａ）と（ｂ）の比較で明らかなように、マイクロプリズム５-3と半導体レーザ５-2の相対位置が変わり、半導体レーザ５-2の擬似的な発光点間隔が変わってしまう。このため、サブマウント５-1に要求される加工精度が非常に厳しくなってしまい、安価なセラミック材料では実現できず結局高価な部品となってしまうため、光ピックアップへの搭載が現実的ではなくなってしまう。
この様に従来開示された反射面を利用して発光点を擬似的に近接させる方法では、量産に適した簡便な方法ではなく、しかもそれを低コストに実現することが出来なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の半導体レーザの発光点間隔を反射面を利用して擬似的に近接させる方法を、量産に適した簡便な方法でしかも低コストに実現した構成の集積型光ピックアップ用モジュール及びそれを用いた光ピックアップを提供することを課題
（目的）とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明では、二つの対向した半導体レーザと、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子、及びそれらが実装されるサブマウントとを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウントに実装されるように構成したものである。
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子の実装面が実装されるように構成したものである。
【０００８】
さらに請求項３に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが垂直となるように構成したものである。
また、請求項４に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが平行となるように構成したものである。
また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは絶縁性の材料からなる構造としたものであり、さらに請求項６に記載の発明では、前記サブマウントはセラミックの多層基板からなる構造としたものである。
【０００９】
さらに請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の形状を直方体としたものである。
また、請求項８に記載の発明では、請求項７記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、その反射面は（１１０）面と（１１１）面からなる構造としたものである。
また、請求項９に記載の発明では、請求項８記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザの内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としたものである。
さらにまた、請求項１０に記載の発明では、請求項９記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なっている構造としたものである。
【００１０】
請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用について詳細に説明する。
複数の半導体レーザの発光点間隔を反射面を利用して擬似的に近接させる構成では、二つの半導体レーザの発光点を結ぶ直線と、それぞれの半導体レーザに対応する光学素子の二つの反射面との位置関係により、擬似的な発光点間隔が決まる。より具体的には、二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離の二倍が擬似的な発光点間隔となる。しかしながら、従来開示されていた実装法では、図５に示したように光学素子の実装面と二つの反射面の交線が平行になる構成で実装されていたため、二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離はサブマウントの平行に凹んだ面の深さや光学素子の大きさ等に依存してしまっていた。だがこれを光学素子の実装面が二つの反射面の交線と垂直になるように実装してやれば二つの発光点を結ぶ直線と、二つの反射面の交線の距離は実装時に独立して制御することが可能になる。
【００１２】
そこで、請求項１に記載の発明では、例えば図１（または図２）に示すように、二つの対向した半導体レーザ１-1（または２-1）と、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子１-2（または２-2）、及びそれらが実装されるサブマウント１-3（または２-3）とを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウント１-3（または２-3）に実装されるようにしている。これにより擬似的な発光点間隔が他の部品の加工精度に依存せず独立して制御できるようになるので、サブマウントに安価な部品を使用することが出来、低コスト化が図れる。またこの様な構成をとることにより、光学素子に要求される条件は、二つの反射面と実装面がそれぞれ９０度をなすことだけなので、作製の困難な４５度の角度を必要としなくなり、光学素子の低コスト化も図れる。
【００１３】
前述の「従来の技術」のところでも詳述したように、サブマウント上に半導体レーザを対向して実装する場合、その出力光がけられないようにサブマウントの一部が平行に凹んだいわゆるコの字型のサブマウントを使用するのが望ましい。このサブマウントの凹み面は半導体レーザの発光点を結ぶ直線と平行となるので、ここに光学素子を実装すると光学素子の反射面はこれに垂直となる。この配置でサブマウントの上方から観察すると二つの半導体レーザの発光点を結んだ線上に光学素子が重なった長さがそのまま発光点間隔となるので、実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが出来る。
そこで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウント１-3（または２-3）は直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子１-2（または２-2）の実装面が実装されるようにしている。これにより実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが可能となる。
【００１４】
半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来れば、半導体レーザと信号検出用の受光素子（例えばフォトダイオード（ＰＤ）等）を同一面で実装することが出来る。この場合、請求項２に示した条件を満たして、半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すためには、サブマウントに形成された凹み面と半導体レーザが実装される面とが垂直となればよい。
そこで、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、図１に示すように、前記サブマウント１-3に形成された凹み面と半導体レーザ１-1が実装される面とが垂直となるようにしている。これにより半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来るので、半導体レーザと受光素子を同一面で実装することが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
【００１５】
ところで半導体レーザから放射されるレーザ光は、発光部の光学的な構造を反映した放射角を持っており、その放射角は半導体レーザのヘテロ接合面と平行な方向と垂直な方向では大きく異なっている。光ディスクドライブ装置に使用される一般的な屈折率導波構造を持つ半導体レーザでは、ヘテロ接合面と平行な方向でおよそ１０°、垂直な方向ではおよそ２５°ぐらいの偏平な放射角をもつビームとなる。特に近年開発が進められている青色半導体レーザでは、光ピックアップ用としての構造の最適化が進んでいないため、ヘテロ接合面と平行な方向でおよそ５°、垂直な方向ではおよそ３０°位の極端に偏平な放射角となる。半導体レーザからの光出力を有効に利用するためには、この偏平なビーム形状がすべて反射面に当たるように光学系を設計しなければならない。このように半導体レーザ特有の偏平なビーム形状を考慮したうえで、反射面を用いて擬似的に発光点を近接させる方法を考えてみると、従来提案されていた図３（ａ）の配置の場合の発光点間隔ａよりも、図３（ｂ）に示す配置の場合の発光点間隔ｂの方が短いことがわかる。
そこで、請求項４に記載の発明では、請求項２に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、図２に示すように、前記サブマウント２-3に形成された凹み面と半導体レーザ２-1が実装される面とが平行となるようにしている。これにより従来よりも大幅に発光点間隔を小さくすることが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
【００１６】
通常、半導体レーザはアノード側に結晶成長層が積層されているため、放熱の観点からアノード側をサブマウントに実装するジャンクションダウンと呼ばれる実装形態をとる。一方で半導体レーザを駆動する回路的には、負の電位を必要としないようにカソード側を共通電極とするのが望ましい。そうすると請求項３または４に示した様に、一つのサブマウント１-3（または２-3）に二つの半導体レーザ１-1（または２-1）が実装されるような構成では、サブマウント上に二つの独立したアノード電極が必要となるが、各アノード電極の電気的分離を行うためには絶縁性の材料でサブマウント１-3（または２-3）を構成するのが望ましい。ここで、比較的低コストで熱伝導率が高い絶縁性の材料としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材料が代表的であるが、請求項３または４に示した様な凹んだ面を精度良く加工するのは通常の材料からでは難しい。しかしながら、焼結前に形状の加工を行うセラミックの多層基板の形成プロセスを用いることにより、凹んだ面を持つサブマウント１-3（または２-3）を精度良く加工することが出来る。
そこで、請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、サブマウント１-3（または２-3）は絶縁性の材料からなる構造としており、好ましくは、請求項６に記載の発明のように、サブマウント１-3（または２-3）はセラミックの多層基板からなる構造としている。これにより二つの半導体レーザ１-1（または２-1）を電気的に分離することが可能で、低コストで熱伝導率が高く、しかも凹んだ面が精度良く加工可能なサブマウントを実現することができる。
【００１７】
次に、請求項１〜６に記載の発明にあるような構造を実際に作る上で、反射面を有する光学素子１-2（または２-2）の形状に要求される条件は、対向した半導体レーザ１-1（または２-1）の光軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つ反射面を有することと、これらの反射面に垂直な実装面を持つことだけである。対向した半導体レーザ１-1（または２-1）の光軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つということは、反射面同士は直交することになるので光学素子は３つの直交した面を持つ構造であれば良いことになる。このような条件を満たす構造の中で、最も単純で製作の容易な構造は直方体の構造である。
そこで、請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、光学素子１-2（または２-2）の形状を直方体としている。これにより光学素子１-2（または２-2）を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型光ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明に示した直方体の光学素子１-2（または２-2）は、反射面を利用するだけなので、その材質に何らかの制約があるものではないのだが、これを大量に製造するためには半導体プロセス技術を応用するのが望ましい。特に近年の半導体プロセス技術は光の波長オーダーの加工精度を有しており光学素子の加工にも適している。また、特定の面方位を持つ単結晶シリコン（Ｓｉ）基板に異方性エッチング技術を適用することで、直交した反射面を持つ光学素子を容易に作製することが可能になる。単結晶Ｓｉの（１１１）面は、特定のエッチング液を用いたときに他の面方位より極端にエッチング速度が遅くなるので、選択的に（１１１）面の結晶面を得ることが可能である。例えば（１１０）面の基板を用いて異方性エッチングにより（１１１）面と平行な方向の溝を作ることで、基板表面に垂直な溝を作ることが出来る。この面は原子層オーダーで平坦性を持つため、反射鏡の用途には特に適している。
そこで、請求項８に記載の発明においては、請求項７に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の反射面を単結晶Ｓｉの（１１０）面と（１１１）面で構成されるようにしている。これにより、直交する面を持つ光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型光ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
【００１９】
請求項８に記載の発明による光学素子１-2（または２-2）では、反射面の面精度がその面の作製方法により多少異なっている。例えば（１１０）面からなる反射面はウエハーの研磨工程によりその面精度が律則されるが、（１１１）面からなる反射面は異方性エッチングにより作製されるのでこの面は原子層オーダーでの平坦性を得ることが出来る。このように二つの面で面精度が異なるのであるから、面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することにより、システム全体の性能を引き出すことが出来る。本発明の場合、半導体レーザの波長が短い方が反射面に対する要求精度も厳しくなるので、これに対して（１１１）面からなる反射面を用いれば良い。
そこで、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザ１-1（または２-1）の内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としている。これにより面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することが出来るので、光学素子の性能を有効に利用することが出来る。
【００２０】
上述したように光学素子１-2（または２-2）の（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面ではその面精度に違いはあるのだが、その違いは光の波長以下のオーダーとなる。そのため、これらの反射面の大きさが等しい場合には単純な目視程度では容易に区別することが困難となってしまう。
そこで、請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載された集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子１-2（または２-2）の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なる構造としている。これにより（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面の区別を目視により容易に行うことが可能となり、請求項９の発明による構造を実現することが容易になる。
【００２１】
以上、本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの構成について説明したが、さらに請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。
一例としては、光源部と、該光源部からの光束をコリメート（あるいはカップリング）する光学系と、該光学系からの光束を光記録媒体に集光する対物レンズと、光記録媒体により反射されて対物レンズを逆方向に通過した光束を光検出部に導くための光学系と、光検出部に設けられ各種信号（記録信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等）を検出するための受光素子などを備えた光ピックアップにおいて、光源部に図１または図２に示すような構成の集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたものである。尚、上記の対物レンズや光学系等は図１または図２に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールの出力光１-4（または２-4）の出射方向に配設されるが、これらの図示は省略する。また、光検出部の受光素子は、集積型光ピックアップ用モジュールのサブマウント上や、集積型光ピックアップ用モジュールが実装される基板上に実装することができる。
【００２２】
【実施例】
次に図面を参照して本発明の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
図１は請求項１，２，３，５，６，７，８，９，１０の発明を適用した集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図であり、同図（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、同図（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向（同図（ａ）の正面側）から見た図である。図中で二つの半導体レーザ１-1は、光出射面を対向させて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるコの字状のサブマウント１-3上に実装されている。この二つの半導体レーザ間には、二つの反射面と垂直な実装面を持つ光学素子１-2がサブマウント１-3の凹んだ面上に実装されている。また、図中の符号１-4は半導体レーザ１-1からの出力光を表しており、光学素子１-2の反射面により反射されている。光学素子１-2の形状は直方体であり、単結晶Ｓｉを異方性エッチングして作製しており、反射面にはＴｉ／Ａｕ薄膜を蒸着している。尚、光学素子１-2の反射面を形成する結晶面方位（（１１０）面と（１１１）面）の違いが分かるよう、それぞれの反射面の大きさを変えてあるので、光学素子１-2の断面の形状は長方形となっている。
【００２３】
図１に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールでは、二つの半導体レーザ１-1に異なる波長（例えば６５０ｎｍと７８０ｎｍ）のものを用い、切換えて使用することにより、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対応することができる。したがって、この集積型光ピックアップ用モジュールを光源部に用いた光ピックアップにおいては、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能となる。
【００２４】
（実施例２）
図２は請求項１，２，４，５，６，７，８，９，１０の発明を適用した集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図で、同図（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、同図（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向（同図（ａ）の上面側）から見た図である。図中で二つの半導体レーザ２-1は、光出射面を対向させて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるコの字状のサブマウント２-3上に実装されている。この二つの半導体レーザ間には、二つの反射面と垂直な実装面を持つ光学素子２-2がサブマウント２-3の凹んだ面上に実装されている。図中の符号２-4は半導体レーザ２-1からの出力光を表しており、光学素子２-2の反射面により反射されている。光学素子２-2の形状は直方体であり、単結晶Ｓｉを異方性エッチングして作製しており、反射面にはＴｉ／Ａｕ薄膜を蒸着している。尚、光学素子２-2の反射面を形成する結晶面方位（（１１０）面と（１１１）面）の違いが分かるよう、それぞれの反射面の大きさを変えてあるので、光学素子２-2の断面の形状は長方形となっている。
【００２５】
図２に示す構成の集積型光ピックアップ用モジュールでは、二つの半導体レーザ２-1に異なる波長（例えば６５０ｎｍと７８０ｎｍ）のものを用い、切換えて使用することにより、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対応することができる。したがって、この集積型光ピックアップ用モジュールを光源部に用いた光ピックアップにおいては、ＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能となる。
【００２６】
以上、実施例に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施例に上げた形状、その他の要素との組合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものでは決してない。すなわち、これらの点に関しては、本発明の主旨をそぐわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることが出来る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、二つの対向した半導体レーザと、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子、及びそれらが実装されるサブマウントとを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウントに実装されるように構成したので、これにより擬似的な発光点間隔が他の部品の加工精度に依存せず独立して制御できるようになるので、サブマウントに安価な部品を使用することができ、低コスト化が図れる。また、この様な構成をとることにより、光学素子に要求される条件は、二つの反射面と実装面がそれぞれ９０度をなすことだけなので、作製の困難な４５度の角度を必要としなくなり、光学素子の低コスト化も図れる。
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子の実装面が実装されるように構成したので、これにより実装後の外観から容易に発光点間隔を確認することが可能となる。
【００２８】
さらに請求項３に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが垂直となるように構成したので、これにより半導体レーザの出力光を実装面に対して垂直な方向に取り出すことが出来るので、半導体レーザと受光素子を同一面で実装することが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
また、請求項４に記載の発明では、請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが平行となるように構成したので、これにより従来よりも大幅に発光点間隔を小さくすることが可能な光ピックアップ用モジュールを実現することができる。
また、請求項５に記載の発明では、請求項３または４記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記サブマウントは絶縁性の材料からなる構造としたものであり、さらに請求項６に記載の発明では、前記サブマウントはセラミックの多層基板からなる構造としたものであるので、これにより二つの半導体レーザを電気的に分離することが可能で、低コストで熱伝導率が高く、しかも凹んだ面が精度良く加工可能なサブマウントを実現することができる。
【００２９】
さらに請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の形状を直方体としたので、これにより光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型ピックアップ用モジュールの低コスト化を実現できる。
また、請求項８に記載の発明では、請求項７記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子は単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、その反射面は（１１０）面と（１１１）面からなる構造としたので、これにより直交する面を持つ光学素子を簡単に作製することが可能となり、光学素子を搭載した集積型ピックアップの低コスト化を実現できる。
また、請求項９に記載の発明では、請求項８記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザの内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としたので、これにより面精度が高い方の反射面を高い精度の要求される側に使用することができるので、光学素子の性能を有効に利用することができる。
さらにまた、請求項１０に記載の発明では、請求項９記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、前記光学素子の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なっている構造としたので、これにより（１１０）面からなる反射面と（１１１）面からなる反射面の区別を目視により容易に行うことが可能となり、請求項９の発明による構造を実現することが容易になる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いた構成としたので、これにより光学系の設計が容易で且つＤＶＤ系の光ディスクとＣＤ系の光ディスクの両方に対して記録・再生を行うことが可能な光ピックアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの一実施例を説明するための図であり、（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向から見た集積型光ピックアップ用モジュールの正面図である。
【図２】本発明に係る集積型光ピックアップ用モジュールの別の実施例を説明するための図であり、（ａ）は集積型光ピックアップ用モジュールの斜視図、（ｂ）は本モジュールの光が出力される方向と垂直な方向から見た集積型光ピックアップ用モジュールの上面図である。
【図３】半導体レーザのヘテロ接合面に対する光学素子の反射面の配置と発光点間隔の関係の説明図である。
【図４】従来技術の一例を示す異波長光源モジュールの構成説明図である。
【図５】サブマウントの凹部に断面が三角形状のマイクロプリズムを実装した場合のプリズムの実装高さと発光点間隔の関係を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１-1，２-1：半導体レーザ
１-2，２-2：光学素子
１-3，２-3：サブマウント
１-4，２-4：半導体レーザからの出力光
Claims (11)
- 二つの対向した半導体レーザと、その二つの半導体レーザに対応する二つの反射面を持つ光学素子、及びそれらが実装されるサブマウントとを含んで構成される集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記光学素子は二つの反射面に対して垂直な面を持ち、この面でサブマウントに実装されていることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項１記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記サブマウントは直方体の一部に平行に凹んだ面を持ついわゆるコの字型もしくはこれに類似した形状を有しており、この凹み面に前記光学素子の実装面が実装されていることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが垂直であることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項２記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記サブマウントに形成された凹み面と前記半導体レーザが実装される面とが平行であることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項３または４記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記サブマウントは絶縁性の材料からなることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項５記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記サブマウントはセラミックの多層基板からなることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記光学素子は直方体であることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項７記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記光学素子は単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、その反射面は（１１０）面と（１１１）面からなることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項８記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記光学素子の（１１１）面からなる反射面を、二つの半導体レーザの内で波長の短い方の半導体レーザの反射面としたことを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 請求項９記載の集積型光ピックアップ用モジュールにおいて、
前記光学素子の二つの反射面の大きさがそれぞれ異なっていることを特徴とする集積型光ピックアップ用モジュール。 - 光源部からの光束を光記録媒体に集光して情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、
前記光源部として、請求項１〜１０のうちの何れか一つに記載された集積型光ピックアップ用モジュールを用いたことを特徴とする光ピックアップ。
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