JPH07192299A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、組立、調整などが容易な光ピッ
クアップ装置を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一平面部を有する基体１と、この
基体１の一平面部に設けられ側方にレーザビームを出力
する半導体レーザ素子１１と、基体１一平面部に半導体
レーザ素子１１に対向して配置され上記レーザビームを
少なくとも３本のビームに分割して前方に導く透過型回
折格子１２と、基体１の一平面部に透過型回折格子１２
と対向して配置され回折格子を透過した３本のビームが
入射されるホログラム素子１３と、このホログラム素子
１３を透過した３本のビームを光学記録媒体に収束させ
る収束光学系と、この光学記録媒体で反射され上記ホロ
グラム素子で集光された前記３本のビームが入射される
受光面が基体１の一平面部と平行になるように基体１の
一平面上に設けられた信号検出用受光素子１０と、を備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスク装置など
に用いられるホログラムを用いた光ピックアップ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ装置は、レーザー光を用
いて光ディスク等の光記録媒体への情報記録や情報読
出、或いはサーボ信号検出を行うものである。従来のコ
ンパクトディスク用光ピックアップ装置は、例えば、光
源としての半導体レーザ、この半導体レーザから出射さ
れる光を平行ビームに変換するコリメータレンズ、平行
ビームを光ディスク上に集光する集光レンズ、光ディス
クにて反射された光の一部を分離するビームスプリッ
タ、このビームスプリッタにて分離された光を非点収差
を持たせて集光するシリンドリカルレンズ、非点収差の
集光を受光して記録信号とサーボ信号を検出するディテ
クタ、及び前記の半導体レーザから出射される前方出射
光であって前記ビームスプリッタにて一部反射される光
から前記半導体レーザの出力モニタを行う出力モニタ用
受光素子などを備えて構成される。

【０００３】しかしながら、上記構成の光ピックアップ
装置では、ビームスプリッタ等を用いるために部品点数
が多くなり構造が複雑化することから、近年、前記ビー
ムスプリッタ等に代えてホログラムを用いた光ピックア
ップ装置が種々提案されている（例えば、特開平３−７
６０３５号（Ｇ１１Ｂ ７／１３５）公報参照。）

【０００４】図１０は、従来のホログラムを用いた光ピ
ックアップを示す概略構成図である。図中の１０１は光
ディスク、１０２はレーザービーム（レーザ光）を上方
に出力する半導体レーザ素子、１０３は半導体レーザ素
子１０２からのレーザービームを３本のビームに分割す
る回折格子としての第１のホログラム、１０４は光ディ
スク１０１にて反射された光を波面が非点収差を持つよ
うに変換して集光する第２のホログラム、１０５は半導
体レーザ素子１０２のレーザビームを光ディスク１０１
に集光する集光レンズ、１０６はホログラム１０４から
の非点収差のついた波面を有する帰還ビームを受光する
信号検出用受光素子である。

【０００５】この光ピックアップ装置では、信号検出用
受光素子１０６で受光される光ディスク１０１からの帰
還ビームが第１のホログラム素子１０３での回折を受け
ないので、光のロスがなく、また信号検出素子１０６へ
の回折を第２のホログラム素子１０４で行うので、プリ
ズムなどを使用する場合に比べて小型化が図れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置では、半導体レーザ素子１０２、第１のホログラ
ム１０３、第２のホログラム１０４、及び信号検出用受
光素子１０６の各部品を各々所定の位置に配置して組み
立てる必要があるため、各部品の組立に手間がかかると
ともに、その位置合わせのための調整が煩瑣であるとい
う問題があった。

【０００７】また、上述のような装置では、半導体レー
ザ素子と信号検出用受光素子のワイヤボンディングパッ
ドが垂直な位置にあるため、同時にワイヤボンディング
が行えないという問題があった。

【０００８】この発明は、上記の事情に鑑み、組立、調
整などが容易な３ビーム法によるトラッキングサーボが
可能な光ピックアップ装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の光ピックアッ
プ装置は、少なくとも一平面部を有する基体と、この基
体の一平面部に設けられ側方にレーザビームを出力する
半導体レーザ素子と、上記基体の一平面部に上記半導体
レーザ素子に対向して配置され上記レーザビームを少な
くとも３本のビームに分割して前方に導く透過型回折格
子と、上記基体の一平面部に上記透過型回折格子と対向
して配置され回折格子を透過した３本のビームが入射さ
れるホログラム素子と、このホログラム素子を透過した
３本のビームを光学記録媒体に収束させる収束光学系
と、この光学記録媒体で反射され上記ホログラム素子で
集光された前記３本のビームが入射される受光面が上記
基体の一平面部一平面部と平行になるように上記基体の
一平面部上に設けられた信号検出用受光素子と、を備え
たことを特徴とする。

【００１０】さらに、上記透過型回折格子は、信号検出
用受光素子の上に位置する基体上に配置されるととも
に、上記透過型回折格子の一部に上記ホログラム素子か
らのビームを信号検出用受光素子へ案内する反射面が設
けられているとよい。

【００１１】

【作用】この発明によれば、透過型回折格子によりレー
ザビームを少なくとも３本のビームに分割するとともに
前方へ導き、且つ光記録媒体で反射された前記３本のビ
ームが透過型ホログラム素子で集光され、信号検出用受
光素子へ入射されるので、３ビーム法によるトラッキン
グサーボが行える。

【００１２】また、半導体レーザ素子、信号検出用受光
素子、透過型回折格子、ホログラム素子を１つの基体の
同一平面上に配置しているので、組立、調整が容易にな
る。

【００１３】また、透過型回折格子の一部にホログラム
素子からのビームを信号検出用受光素子に案内する反射
面を設けることにより、信号検出用受光素子に上方より
垂直に入射させることができ、信号検出精度が向上す
る。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下、この発明をその実施例を示す図に基
づいて説明する。

【００１５】図１は本実施例の光ピックアップを示す概
略構成図である。図中の１はｎ+シリコン（Ｓｉ）基板
などからなる導電性半導体材料あるいは銅などの導電性
金属からなる良熱伝導性の基体であって、この基体１の
一平面上に半導体レーザ素子１１、ホログラム素子で構
成された３分割用透過型回折格子１２、透過型のホログ
ラム素子１３及び信号検出用受光素子１０が所定の位置
にそれぞれ配置されている。

【００１６】また、１４はホログラム素子を透過した３
本のビームを光ディスク１５に収束させる対物レンズで
ある。

【００１７】図１ないし図４に示すように、基体１の一
平面上には、この基体の表面部に選択的に形成されたｎ
^-型拡散層２と、このｎ^-拡散層２の表面部に選択的に形
成されたｐ⁺型拡散層３とで構成される６分割ｐｉｎ型
のフォトダイオードからなる信号検出用受光素子１０が
設けられている。そして、この信号検出用受光素子１０
の受光面は基体１の一平面上と平行になるように形成さ
れる。図３の平面図に示すように、本実施例では非点収
差法を用いたフォーカシングサーボを行うために、信号
検出用受光素子１０は、中心部に４分割された光検出部
１０ａと、これらの両側に形成された３ビーム法を用い
たトラッキングサーボを行うための光検出部１０ｂとが
設けられている。なお、図３において、１０ｃは電極を
示している。

【００１８】半導体レーザ素子１１は、半導体レーザ素
子載置用導電性ヒートシンクとしてｎ⁺Ｓｉ基板１６に
ダイボンドされ電気的機械的に接続されている。そし
て、半導体レーザ素子１１の一方の電極側はｎ⁺Ｓｉ基
板１６と電気的に接続され、また、他方の電極１１ａは
ｎ⁺Ｓｉ基板１６と接続された面とは反対面に設けられ
ている。この半導体レーザ素子１１が固定された基板１
６が信号用受光素子１０が設けられた基体１の同一平面
上に受光素子１０に対して一定位置にＡｇペースト、導
電性樹脂等を用いて基体１に固定されるとともに、半導
体レーザ素子１１の一方の電極が基体１に電気的機械的
に接続される。従って、この実施例では、半導体レーザ
素子１１の両電極は基体１と同一平面側から取り出すこ
とが可能に構成されている。

【００１９】このＳｉ基板１６の半導体レーザ素子１１
の後方には、表面部に選択的に形成されたｎ^-型拡散層
と、このｎ^-拡散層の表面部に選択的に形成されたｐ⁺型
拡散層とで構成されるｐｉｎ型のフォトダイオードから
なるレーザビーム出力モニタ用受光素子１６ａが設けら
れている。

【００２０】半導体レーザ素子１１からは、前面側に光
ディスク１５に対して略直交方向に光ディスク信号検出
用の主レーザビームが、後端面側から出力モニター用の
レーザビームが出力される。

【００２１】上述したように、信号検出用受光素子１
０、半導体レーザ素子１１、及びレーザービームモニタ
用受光素子１６ａのそれぞれの電極は基体１の同一平面
側に位置させることができるので、各素子の配線用のワ
イヤボンディングが容易に行える。

【００２２】そして、この実施例では、図１及び図２に
示すように、３分割用透過型回折格子１２は、上記の半
導体レーザ素子１１から所定の間隔をおいて、基体１の
同一平面上に樹脂等を用いて固定されている。３分割用
透過型回折格子１２は、等間隔にグレーティングを有す
るものであり、半導体レーザ素子１１から出射された前
方出射光を、０次及び±１次回折のビーム（以下、０次
ビームを主ビーム、±１次ビームを副ビームと呼ぶ）に
分割するとともに前方に向けてビームを導く。

【００２３】また、ホログラム素子１３は、上記の３分
割用反射型回折格子１２から所定の間隔おいて基体１の
同一平面上に樹脂等を用いて固定されている。このホロ
グラム素子１３は透過型のホログラムであり、本実施例
では、透光性基板の上面に形成されたグレーティングの
ピッチが漸次的に変化する曲線群からなるものを用いて
いる。このホログラム素子１３は、前記の主ビーム及び
副ビームを透過（０次回折）して光ディスク１５に導
く。そして、光ディスク１５にて反射されて戻ってきた
主ビーム及び副ビームに対してはこれらを１次で回折し
てその光軸を変化させるとともに、当該ビームの進行方
向と直交する一方向とこの一方向と同一平面で直交する
方向で焦点距離が異なるように集光する（非点収差）作
用を生じさせ、基板１に設けられた信号検出用受光素子
１０上に集光させる。

【００２４】上記の構成によれば、光ディスク１５から
の反射ビームはホログラム素子１３により、同一基体１
内に設けられた信号検出用受光素子１０に集光される。
しかしながら、この構成では、信号検出用受光素子１０
に対して直交する方向で光を入射させることはできない
が、反射光の入射角度によりそれぞれのフォトダイオー
ドに集光されるスポットの形状をあらかじめ考慮するこ
とで、このビーム形状に応じたトラッキンググサーボを
行うことができる。

【００２５】（実施例２）以下、この発明の他の実施例
を図５及び図６に基づいて説明する。なお、上記実施例
と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略
している。

【００２６】上述した第１の実施例では、信号検出用受
光素子１０に対して直交する方向で光を入射させること
はできない、そこで、この第２の実施例においては、信
号検出用受光素子１０に対して光ビームを直交して入射
させるように構成したものである。図５及び図６に示す
ように、信号検出用受光素子１０の上に透過型回折格子
１２を設け、この回折格子１２の一部に光ディスクから
の反射ビームが信号検出用受光素子１０の受光面に直交
して入射するように、反射ミラー面１２ａを設けてい
る。

【００２７】このように構成することで、光ディスク１
５からの反射ビームは回折格子１２の反射ミラー面１２
ａで案内され、信号検出用受光素子１０に直交して集光
されるので、特殊なビーム形状を考慮することなく従来
用いられているトラッキングサーボ方式がそのまま適用
できる。

【００２８】（実施例３）以下、この発明の他の実施例
を図７に基づいて説明する。なお、上記実施例と同一の
部材には同一の符号を付記してその説明を省略してい
る。

【００２９】この実施例は、信号検出用受光素子１０と
基体１とを別体に構成したものである。基体１の材料と
して、銅またはセラミックを用い、この基体１に信号用
受光素子１０を固定してから、レーザ素子１１、透過型
回折格子１２及びホログラム素子１３を所定の位置に固
定している。

【００３０】（実施例４）以下、この発明の他の実施例
を図８に基づいて説明する。なお、上記実施例と同一の
部材には同一の符号を付記してその説明を省略してい
る。

【００３１】この実施例は、基体１に段部を設け、レー
ザ素子１１と透過型回折格子１２を上の段に信号検出用
受光素子１０とホログラム素子を下の段にそれぞれ配置
したものである。

【００３２】このように構成することで、光ディスク１
５からの反射ビームは、信号検出用受光素子１０に対し
て、入射角度をより直交方向に近づけることができ、制
御が容易になる。さらに、レーザ素子からのビームが信
号検出用受光素子１０に入らないので、信号のＳ／Ｎ比
が向上する。

【００３３】（実施例４）以下、この発明の他の実施例
を図９に基づいて説明する。なお、上記実施例と同一の
部材には同一の符号を付記してその説明を省略してい
る。

【００３４】この実施例は、半導体レーザ素子１１から
所定の間隔をおいて、基体１の同一平面上に樹脂等を用
いて信号検出用受光素子１０の上部の基体１上にガラス
ブロック１７を固定している。このガラスブロック１７
の半導体レーザと対向する面に３分割回折格子とホログ
ラムを作成したものである。

【００３５】上記各部品の組立は、上述したように、信
号検出用受光素子１０が設けられた基体１上の信号検出
用受光素子１０に対して一定位置に半導体レーザ素子１
１を固定し、この半導体レーザ素子１１に対して一定距
離の位置に３分割回折格子１２を固定する。そして、最
後に半導体レーザ素子１１、３分割回折格子１２に対し
てホログラムの設計パターンにより決定される一定位置
にホログラム素子１３を固定する。このとき組立ては機
械的強度に依存してもよいが、半導体レーザ素子１１を
駆動し、レーザービームを出射しながら、信号検出用受
光素子１０出信号強度を検出しながらホログラム素子１
３を固定すれば確実に組立を行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、透過型回折格子によりレーザビームを少なくとも３
本のビームに分割するとともに前方へ導き、且つ光記録
媒体で反射された前記３本のビームが透過型ホログラム
素子で集光され、信号検出用受光素子へ入射されるの
で、３ビーム法によるトラッキングサーボが行える。

【００３７】また、半導体レーザ素子、信号検出用受光
素子、透過型回折格子、ホログラム素子を１つの基体の
同一平面上に配置しているので、組立、調整が容易にな
る。

【００３８】また、透過型回折格子の一部にホログラム
素子からのビームを信号検出用受光素子に案内する反射
面を設けることにより、信号検出用受光素子に光を確実
に案内でき、信号検出精度が向上する。

【００３９】さらに、半導体レーザ素子と信号検出用受
光素子は基体の同一平面上に位置しているので、ワイヤ
ボンディングも容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光ピックアップ装置の第１実施例を
示す概略の構成図である。

【図２】この発明の第１実施例の要部を示す斜視図であ
る。

【図３】この発明に用いられる基体を示す平面図であ
る。

【図４】この発明に用いられる基体を示す断面図であ
る。

【図５】この発明の光ピックアップ装置の第２の実施例
の要部を示す斜視図である。

【図６】この発明の光ピックアップ装置の第２の実施例
の要部を示す側面図である。

【図７】この発明の光ピックアップ装置の第３の実施例
の要部を示す側面図である。

【図８】この発明の光ピックアップ装置の第４の実施例
の要部を示す側面図である。

【図９】この発明の光ピックアップ装置の第５の実施例
の要部を示す側面図である。

【図１０】従来の光ピックアップを示す概略の構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 基体 １０ 信号検出用受光素子 １１ 半導体レーザ １２ ３分割用透過型回折格子 １３ 透過型ホログラム素子 １４ 対物レンズ １５ 光ディスク

フロントページの続き (72)発明者 山口 隆夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一平面部を有する基体と、こ
   の基体の一平面部に設けられ側方にレーザビームを出力
   する半導体レーザ素子と、上記基体の一平面部に上記半
   導体レーザ素子に対向して配置され上記レーザビームを
   少なくとも３本のビームに分割して前方に導く透過型回
   折格子と、上記基体の一平面部に上記透過型回折格子と
   対向して配置され回折格子を透過した３本のビームが入
   射されるホログラム素子と、このホログラム素子を透過
   した３本のビームを光学記録媒体に収束させる収束光学
   系と、この光学記録媒体で反射され上記ホログラム素子
   で集光された３本のビームが入射される受光面が上記基
   体の一平面部と平行になるように上記基体の一平面部上
   に設けられた信号検出用受光素子と、を備えたことを特
   徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 上記透過型回折格子は、信号検出用受光
   素子の上に位置する基体上に配置されるとともに、上記
   透過型回折格子の一部に上記ホログラム素子からのビー
   ムを信号検出用受光素子へ案内する反射面が設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ
   装置。