JPH05181026A - 光集積回路およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】受光素子を高精度で組み付け、高い歩留りと大
幅なコストダウンが可能な光集積回路を実現する。 【構成】サブマウント３に搭載した半導体レーザ４およ
び多分割受光素子５を第１の透明基板１に組み付ける。
ミラー８、ホログラムビームスプリッタ６、ホログラム
コリメートレンズ９および非球面対物レンズ７を第２の
透明基板２の上下の面に一体形成する。つぎに第１の透
明基板１を接着剤１０を挟んで第２の透明基板２に対し
ＸとＹの両軸方向に相対移動可能に、かつＺ軸を中心に
して相対回転可能に位置合わせ調整手段で支持する。半
導体レーザ４から出射され、光ディスクで反射された戻
り光を多分割受光素子５で検出して、トラッキングサー
ボ信号およびフォーカスサーボ信号が得られるように、
第１の透明基板１を第２の透明基板２に対して位置合わ
せした後、接着剤１０を硬化させて基板１と２を固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトディスク
（ＣＤ）、ＬＤディスク及び光磁気ディスク等に用いら
れている光ピックアップに搭載される光集積回路に関
し、特に透明基板上に発光素子、受光素子等の電子部品
およびレンズ、回折格子等の光学部品が一体的に組み付
けられた光集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光集積回路の一従来例として、
本願出願人が特願平３−１６４６２１号で先に提案した
ものがある。図７はこの光集積回路を示す。例えば、透
明ガラスを直方体状に形成した透明基板３１の長手方向
一端面には傾斜面が形成され、該傾斜面に半導体レーザ
素子３２が放熱用のサブマウント３３を介して組み付け
られる。傾斜面の該半導体レーザ素子３２の側方に位置
する部分には多分割受光素子３４が組み付けられる。

【０００３】また、透明基板３１の上下両面には以下に
示す光学部品が刻印技術を用いて一体形成されている。
すなわち、透明基板３１の長手方向一端部における下面
３１ｂには、半導体レーザ素子３２から出射されるレー
ザビームを０次光、±１次光の３本の回折光に振り分け
る３ビーム形成用の回折格子３５が形成されている。透
明基板３１の上面３１ａにおける長手方向中央部にはピ
ッチの異なる２種類のホログラムを備えたホログラムビ
ームスプリッタ３６が形成されており、該ホログラムビ
ームスプリッタ３６は回折格子３５からの回折光を下面
側に向けて反射し、透明基板３１の下面３１ｂの長手方
向他端部に形成されたホログラムコリメートレンズ３７
に入射させる。

【０００４】透明基板３１の上面３１ａであって、ホロ
グラムコリメートレンズ３７の真上に相当する部分に
は、該ホログラムコリメートレンズ３７によって平行光
化された光が入射される非球面対物レンズ３８が膨出形
成されている。非球面対物レンズ３８は入射光を集光
し、例えば該非球面対物レンズ３８の上方に配置される
光ディスクに光スポットが照射される。

【０００５】光ディスクからの反射光は、上記とは逆の
経路を辿って、最終的に多分割受光素子３４に入射し、
該多分割受光素子３４により光電変換される。光電変換
された電気信号の内、０次光に対応した電気信号は光デ
ィスクの記録面に書き込まれた信号情報およびトラッキ
ング誤差信号として利用される。また、±１次光に対応
した電気信号はフォーカス誤差信号として利用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成に
おいて、半導体レーザ素子３２と多分割受光素子３４と
は、通常１〜２ｍｍの間隔を隔てて組み付けられ、か
つ、組み付けのための機械精度の範囲内において、各々
の組み付け位置に組み付けられていた。このため、以下
に示す欠点がある。

【０００７】すなわち、光ディスクからの再生信号や光
ディスク上の光スポットのトラックずれ及び焦点ずれの
制御信号、つまりトラッキングサーボ信号およびフォー
カスサーボ信号を検出する多分割受光素子３４の透明基
板３１への取り付け精度は光ディスクから反射した光路
に対して１μｍ〜数十μｍが必要となる。

【０００８】このため上記の機械精度の範囲内における
組み付け精度では、光路に対して必要な精度を得ること
が困難であり、所望のトラッキングサーボ信号およびフ
ォーカスサーボ信号が得られる光集積回路の製作歩留り
が極端に低下していた。このため、光集積回路および該
光集積回路が搭載される光ピックアップ等の光学式情報
読み取り装置のコストダウンを図る上でのネックになっ
ていた。

【０００９】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
するものであり、光路精度に関係する受光素子の組み付
け精度を高精度に維持でき、製作歩留りの向上が図れ、
大幅なコストダウンが可能になる光集積回路を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光集積回路は、
透明基板上に発光素子、受光素子等の電子部品およびレ
ンズ、回折格子等の光学部品が一体的に組み付けられら
れ、該透明基板の内部が該発光素子から出射される光の
伝送路となる光集積回路において、該透明基板が、少な
くとも該発光素子及び／又は該受光素子が組み付けられ
た第１の透明基板と、該レンズ、該回折格子等の光学部
品が組み付けられた第２の透明基板とに分割され、該第
１の透明基板と該第２の透明基板との位置合わせを行っ
て光路調整を行った後、該第１の透明基板と該第２の透
明基板とを貼り合わせてなり、そのことにより上記目的
が達成される。

【００１１】また、本発明の光集積回路の製造方法は、
透明基板上に発光素子、受光素子等の電子部品およびレ
ンズ、回折格子等の光学部品が一体的に組み付けられ、
該透明基板の内部が該発光素子から出射される光の伝送
路となる光集積回路の製造方法において、少なくとも該
発光素子及び／又は該受光素子が組み付けられた第１の
透明基板を作製する工程と、該レンズ、該回折格子等の
光学部品が組み付けられた第２の透明基板を作製する工
程と、該第１の透明基板と該第２の透明基板とを非固定
状態で配置する工程と、該発光素子から出射され、該第
１の透明基板および該第２の透明基板の内部を通って外
部に一旦照射され、その後、該第２の透明基板および該
第１の透明基板の内部を逆の経路を辿って伝送される戻
り光を該受光素子により検出し、該反射光の該受光素子
に対する受光位置が所望の位置になるように、位置合わ
せ調整手段を用いて該第１の透明基板と該第２の透明基
板の位置合わせを行う工程と、位置合わされた該第１の
透明基板と該第２の透明基板とを貼り合わせる工程と、
を含んでなり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１２】

【作用】本発明光集積回路を光ピックアップに応用する
場合について説明すると、第１の透明基板と第２の透明
基板とを非固定状態、すなわち、いわば仮止め状態で配
置した後、該第１の透明基板に組み付けられた発光素子
を発光させると、該発光素子から出射された光は、第１
の透明基板と第２の透明基板の内部を通って、第２の透
明基板の外方に配置された光ディスクの記録面に照射さ
れる。

【００１３】光ディスクの記録面からの反射光は、第２
の透明基板に入射し、戻り光となって該第２の透明基板
および第１の透明基板の内部を上記とは逆の経路を辿っ
て伝送され、最終的に第１の透明基板に組み付けられた
受光素子に受光される。受光素子は、例えば多分割受光
素子からなり、検出光を光電変換する。従って、光電変
換された電気信号をディジタイザ等のモニター手段でモ
ニターすれば、戻り光の受光素子に対する位置ずれ、す
なわち、トラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信
号を得る上で好ましい受光位置からのずれ量を検出でき
る。

【００１４】この時、例えば第１の透明基板は、該第１
の透明基板をＸＹＺ直交座標軸上の３軸方向に相対移動
および回動移動可能になす位置合わせ調整手段により支
持されており、該位置合わせ調整手段を操作すれば、第
１の透明基板を第２の透明基板に対してトラッキングサ
ーボ信号およびフォーカスサーボ信号が得られる所望の
位置に位置合わせすることができる。

【００１５】ここで、第１の透明基板と第２の透明基板
との突合せ面、すなわち、後に貼り合わせ面となる部分
には、例えばＵＶ硬化樹脂や熱硬化性樹脂等の接着剤が
予め塗布されており、例えば位置合わせ後にＵＶ硬化樹
脂にＵＶ光を照射すると、第１の透明基板と第２の透明
基板が位置合わされた状態で貼り合わされる。

【００１６】このような構成によれば、いわば後に受光
素子の精度出しが行われるので、光学部品の機械精度の
範囲内での組み付けで対処できる。従って、製作歩留り
を向上できる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１８】（第１実施例）図１ないし図４は本発明光
集積回路の第１実施例を示す。

【００１９】この光集積回路は直方体状をなす第２の透
明基板２の長手方向一端面に、該第２の透明基板２より
も小形になった第１の透明基板１を、ＵＶ硬化樹脂や熱
硬化性樹脂からなる接着剤１０を用いて貼り合わすこと
により作製される。第２の透明基板２の貼り合わせ面は
傾斜面に形成されている。第１の透明基板１および第２
の透明基板２は、共に光学ガラス或はポリカーボネイト
（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の
プラスチック材料を用いて作製される。第１の透明基板
１および第２の透明基板２には、次に説明する電子部品
や光学部品が組み付けられる。以下にその構成を動作と
共に説明する。

【００２０】第１の透明基板１の貼り合わせ面の反対側
に位置する面には、放熱用のサブマウント３に搭載され
た半導体レーザ素子４が組み付けられる。そして、該半
導体レーザ素子４の側方に多分割受光素子５が組み付け
られる。半導体レーザ素子４から出射されるレーザビー
ムは第１の透明基板１の内部を通過して、第２の透明基
板２の下面２ｂの貼り合わせ面近傍に位置する部分に形
成されたミラー８に入射し、該ミラー８により第２の透
明基板２の上面２ａ側に向けて反射される。

【００２１】上面２ａの長手方向中間部にはミラー８か
らの反射光を下面２ｂ側に向けて反射するホログラムビ
ームスプリッタ６が形成されている。ホログラムビーム
スプリッタ６はピッチの異なる２種類のホログラムを有
する。また、下面２ｂの長手方向他端部にはホログラム
ビームスプリッタ６からの反射光を平行光化し、上面２
ａの真上に相当する部分に膨出形成された非球面対物レ
ンズ７に導くホログラムコリメートレンズ９が形成され
ている。非球面対物レンズ７は入射光を集光し、その上
に配置される光ディスク２０の記録面に光スポットを照
射する。これらの光学部品は、ホトリソグラフィ技術、
イオンビームエッチング等の技術を用いて形成される。

【００２２】光ディスク２０から反射される戻り光は、
上記とは逆の経路を辿ってミラー８に入射し、該ミラー
８によって反射され、最終的に多分割受光素子５に集光
される。多分割受光素子５は集光された光を光電変換
し、これによって得られる電気信号を光ディスク２０の
記録面に書き込まれた信号情報、トラッキングサーボ信
号およびフォーカスサーボ信号として、図示しない信号
処理回路に与える。

【００２３】より具体的には、０次光に対応した電気信
号を利用して光ディスク２０に書き込まれた信号情報の
読み取りが行われ、±１次光に対応した電気信号がトラ
ッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号として
利用される。なお、±１次光を利用してトラッキングサ
ーボ信号、フォーカスサーボ信号を得る方法は通常の光
ピックアップで使用されている方法、例えばプッシュプ
ル法でトラッキングサーボ信号が得られ、遮光技法でフ
ォーカスサーボ信号が得られる。

【００２４】このトラッキングサーボ信号およびフォー
カスサーボ信号を利用して、光集積回路全体を光ディス
ク２０の半径方向に移動させるトラッキングサーボおよ
び該光集積回路を光ディスク２０に対して接離移動させ
るフォーカスサーボがそれぞれ行われる。なお、トラッ
キングサーボおよびフォーカスサーボは、該光集積回路
に一体的に組み付けられるアクチュエータ（図示せず）
によって行われる。

【００２５】ところで、上記のサーボ信号を得るには受
光面が複数個に分割された多分割受光素子５上の所定位
置に１〜２μｍ程度の微小な狂いしか許されない精度で
それぞれの戻り光の集光位置を設定する必要がある。こ
れに対して、半導体レーザ素子４や多分割受光素子５の
組み付け精度はせいぜい±１０μｍ〜２０μｍ程度しか
得られないため、このままでは光集積回路の製作歩留り
が著しく低下することになる。

【００２６】そこで、本実施例では、図示しない位置合
わせ調整手段で第１の透明基板１をＸＹＺ直交座標軸上
の３軸方向に第２の透明基板２に対して相対移動および
相対回動可能に支持し、上記信号処理回路からの信号が
与えられディジタイザ等のモニター手段により、トラッ
キングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を得るた
めに必要な光路を設定するための位置合わせ調整量を監
視し、この位置合わせ調整量に対応した値だけ、第１の
透明基板１を第２の透明基板２に対してＸ軸方向および
Ｙ軸方向に相対移動させ、かつＺ軸を中心にして相対回
動させる位置合わせ工程を行い、その後に、予め貼り合
わせ面の周縁部に塗布しておいた接着剤１０を硬化し、
これにより両透明基板１、２を貼り合わして、本実施例
の光集積回路を作製する製造工程をとる。

【００２７】このような製造工程によって作製される光
集積回路によれば、位置合わせ工程によって多分割受光
素子５の精度出しが行われるので、光学部品の機械精度
の範囲内での組み付けで、より精度が要求されるトラッ
キングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を得るた
めの精度上の要求をクリアできる。それ故、本実施例に
よれば、光ピックアップへの応用が期待できる光集積回
路の製作歩留りを格段に向上できる。

【００２８】なお、本実施例の光集積回路は、他にレー
ザプリンタ等の画像形成装置、イメージスキャナ等の画
像読み取り装置および光距離計といった光情報処理装置
への応用が期待できる。

【００２９】（第２実施例）図５は本発明光集積回路の
第２実施例を示す。この第２実施例ではミラー８とホロ
グラムビームスプリッタ６との間で透明基板を２分割
し、その後に接着剤１０により貼り合わせる構成をと
る。本実施例において、第１の透明基板１には、半導体
レーザ素子４、該半導体レーザ素子４が搭載されるサブ
マウント３、多分割受光素子５およびミラー８が組み付
けられ、第２の透明基板２にホログラムビームスプリッ
タ６、ホログラムコリメートレンズ９および非球面対物
レンズ７が組み付けられる。なお、上記第１実施例と対
応する部分については同一の番号を付し、具体的な説明
については省略する。

【００３０】（第３実施例）図６は本発明光集積回路の
第３実施例を示す。この第３実施例では、第１の透明基
板１を更に、２つの透明基板半体１ａ、１ｂに分割する
構成をとる。これらの透明基板半体１ａ、１ｂと第２の
透明基板２とは、上記同様の位置合わせ後に、各貼り合
わせ面に予め塗布等された接着剤１０を用いて貼り合わ
せられる。

【００３１】本実施例においては、一方の透明基板半体
１ａに半導体レーザ素子４およびサブマウント３が組み
付けられ、他方の透明基板半体１ｂに多分割受光素子５
が組み付けられる。また、第２の透明基板２には上記第
１実施例同様の光学部品が組み付けられる。なお、上記
各実施例と対応する部分については同一の番号を付し、
具体的な説明については省略する。

【００３２】以上の各実施例では、半導体レーザ素子４
から出射されるレーザビームをミラー８で反射させる、
いわゆる１ビーム方式の光ピックアップに本発明を応用
する場合について説明したが、該ミラー８の代わりに０
次光、±１次光の３本の回折光を生成する３ビーム形成
用の回折格子をこの位置に形成すれば、３ビーム方式の
光ピックアップを実現できる。

【００３３】

【発明の効果】以上の本発明によれば、いわば後に受光
素子の精度出しが行われるので、光学部品の機械精度の
範囲内での組み付けで、より精度が要求されるトラッキ
ングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を得るため
の精度上の要求をクリアできる。従って、本発明によれ
ば、このような精度が要求される光集積回路の製作歩留
りを格段に向上でき、大幅なコストダウンが可能にな
る。

【００３４】更には、このような光集積回路が搭載され
る光ピックアップや、レーザプリンタ等の画像形成装
置、イメージスキャナ等の画像読み取り装置および光距
離計といった光情報処理装置のコストダウンが図れる利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光集積回路の第１実施例を示す斜視図。

【図２】図１に示す光集積回路の側面断面図。

【図３】図１に示す光集積回路の平面図。

【図４】図１に示す光集積回路の底面図。

【図５】本発明光集積回路の第２実施例を示す斜視図。

【図６】本発明光集積回路の第３実施例を示す斜視図。

【図７】光集積回路の従来例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 第１の透明基板 ２ 第２の透明基板 ４ 半導体レーザ素子 ５ 多分割受光素子 ６ ホログラムビームスプリッタ ７ 非球面対物レンズ ８ ミラー ９ ホログラムコリメートレンズ １０ 接着剤 ２０ 光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼田 智彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 浜田 敏正 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に発光素子、受光素子等の電子
   部品およびレンズ、回折格子等の光学部品が一体的に組
   み付けられられ、該透明基板の内部が該発光素子から出
   射される光の伝送路となる光集積回路において、 該透明基板が、少なくとも該発光素子及び／又は該受光
   素子が組み付けられた第１の透明基板と、該レンズ、該
   回折格子等の光学部品が組み付けられた第２の透明基板
   とに分割され、該第１の透明基板と該第２の透明基板と
   の位置合わせを行って光路調整を行った後、該第１の透
   明基板と該第２の透明基板とを貼り合わせた光集積回
   路。
2. 【請求項２】透明基板上に発光素子、受光素子等の電子
   部品およびレンズ、回折格子等の光学部品が一体的に組
   み付けられ、該透明基板の内部が該発光素子から出射さ
   れる光の伝送路となる光集積回路の製造方法において、 少なくとも該発光素子及び／又は該受光素子が組み付け
   られた第１の透明基板を作製する工程と、 該レンズ、該回折格子等の光学部品が組み付けられた第
   ２の透明基板を作製する工程と、 該第１の透明基板と該第２の透明基板とを非固定状態で
   配置する工程と、 該発光素子から出射され、該第１の透明基板および該第
   ２の透明基板の内部を通って外部に一旦照射され、その
   後、該第２の透明基板および該第１の透明基板の内部を
   逆の経路を辿って伝送される戻り光を該受光素子により
   検出し、該反射光の該受光素子に対する受光位置が所望
   の位置になるように、位置合わせ調整手段を用いて該第
   １の透明基板と該第２の透明基板の位置合わせを行う工
   程と、 位置合わされた該第１の透明基板と該第２の透明基板と
   を貼り合わせる工程と、 を含む光集積回路の製造方法。