JPH0991740A

JPH0991740A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH0991740A
Application number: JP7253136A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 浩一中村; Toshihiro Koga; 稔浩古賀; Shigeki Takeuchi; 繁騎竹内; Hideki Yoshinaka; 秀樹吉中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の光量を容易にほぼ
同じにすることができ、更に組み立ても容易で、かつ、
コストの低い高性能な光ピックアップを提供することを
目的としている。【構成】偏光面変換基板中に第一他斜面３１ａと第二
他斜面３１ｂを有し、それらは光ガイド部材５を構成す
る各基板の斜面に対してαの角度を有して配置し、さら
に光ガイド部材５の側面５ｇに対してβの角度を有して
配置するという構成を有している。

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に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザー光を利用して情報の記録
や再生を行う光ディスク装置の小型化が望まれており、
光部品点数の削減等により光ピックアップの小型軽量化
及び低コスト化の試みが行われている。このような例と
して、特開平６−２０３４２０号公報等の光磁気検出器
や特開平６−１１９６７５号公報等の光ヘッド装置等が
ある。これらはいずれも光媒体から戻ってきた入射光の
偏光方向を略４５゜回転させる手段を具備している。具
体的には、入射光の経路中に１／２波長板を設けたり、
検出光形成面を入射光の偏光方向と検出光の入射面との
なす角が略４５゜となるように配置したりしていた。

【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、例えば１／２波長板を記録媒体からの入
射光経路中に設ける場合、１／２波長板の材質が高価な
水晶であるためコストが高くなり、また厚さ数十μｍの
１／２波長板をビームスプリッター膜と平行に接合する
ため、そのハンドリングが大変難しく、その製造が困難
であった。また、検出光形成面を反射光の偏光方向と入
射面とのなす角（以下δとする）が略４５゜となるよう
に配置する場合には、その位置合わせ及び角度の調整が
非常に困難であり、従って、組立誤差が大きかったの
で、光ピックアップの性能を向上させることが困難であ
った。

【０００４】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、容易にδを略４５゜に設定することができ、更に組
み立ても容易で、かつ、コストの低い高性能な光ピック
アップを提供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、偏光面変換基板中に第一の斜面と第二の斜面を有
し、それらは光ガイド部材を構成する各基板の斜面に対
してαの角度を有して配置し、さらに光ガイド部材の側
面に対してβの角度を有して配置するという構成を有し
ている。このとき第一の斜面に入射する透過光の入射角
をθとすると、透過光の偏光方向と偏光分離膜における
入射面（透過光の偏光分離膜に対する入射光軸と偏光分
離膜で反射された反射光軸とを含む平面）とのなす角を
４５゜に設定するために、α及びβはθを用いて以下の
式で表すことができる。

【０００６】

【数９】

【０００７】

【数１０】

【０００８】このような条件を満足するように偏光面変
換基板のセッティングを行うという構成を有している。

【０００９】更にここで、βの値はほぼ０゜とし、

【００１０】

【数１１】

【００１１】とするという構成を有している。

【００１２】

【作用】この構成により、変換面偏光基板中において正
確にδを略４５゜とすることができ、かつ、光ガイド部
材の組立を容易にすることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の第一実施例における光ピックア
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。

【００１４】図１及び図２はともに本発明の第一実施例
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
断面図である。

【００１５】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、しかも単価の安い数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。

【００１６】２はサブマウントで、サブマウント２はそ
の形状が直方体状若しくは板形状で、その上面には光源
１が取り付けられている。このサブマウント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。サブマウント２と光源１との接合には熱
伝導等を考慮するとＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｐ
ｂ−Ｉｎ等の箔（厚さ数μｍ〜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とサブマ
ウント２は略水平に取り付けなければ光学系の収差や結
合効率の低下等の原因になる。従って接合の際には光源
１はサブマウント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。さらにサブマウント
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２ａが設けられている。この電極面２ａは光源１の
電源供給用のもので、電極面２ａ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。更にサブマウント２は、光源１で発生する
熱や光源１との取付等の問題から、熱伝導性が高く、か
つ、線膨張係数が光源１のそれ（約６．５×１０^-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／ｍＫ以上
である物質、例えばＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｔ−ｃＢＮ，Ｃｕ
／Ｗ，Ｃｕ／Ｍｏ，Ｓｉ等を、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。光源
１とサブマウント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とサブマウント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とサブマウ
ント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とサブマウント２の間に
大きな歪みが生じてしまい、光源１とサブマウント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。またサブマウント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
にサブマウント２の上面には光源１との接合性を良くす
るために、サブマウント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。

【００１７】３はブロックで、ブロック３は基本的には
直方体形状でその側面に大きな突起部３ａを有してお
り、上面にはサブマウント２が取り付けられている。こ
のブロック３もまたサブマウント２と同様に、光源１で
発生する熱やサブマウント２との取付等の問題から、熱
伝導性が高く、かつ、線膨張係数がサブマウント２に近
い材質、例えばサブマウント２の材質例で示したもの以
外にＭｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，コバール，４２アロイ等を用い
ることが好ましい。しかしながらこれらの特性値の要求
はサブマウント２に比べるとそれほど厳しくはないの
で、コストを重視して選択する方が好ましい。ここでは
ＡｌＮに比べて非常に安価で、これらの特性に比較的優
れたＣｕ，Ｍｏ等の材料でブロック３を形成した。また
ブロック３とサブマウント２との接合には熱伝導率等を
考慮すると、やはりサブマウント２と光源１の場合と同
様に、多少高価ではあるがＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓ
ｎ−Ｐｂ−Ｉｎ等の箔（厚さ数μｍ〜数十μｍ）を高温
で圧着することが好ましい。

【００１８】４は放熱板で、放熱板４は、光源１で発生
し、伝導によりサブマウント２，ブロック３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種々の部材が載置され、パッ
ケージングの基板となるものである。また放熱板４には
調整用の孔４ａが設けてある。ブロック３はロウ付け，
半田箔等により放熱板４の上面に固定される。放熱板４
の材質としては、熱伝導性が高いＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ等が
考えられる。

【００１９】なおここではサブマウント２とブロック３
とを別体で形成していたが、光源１の出力が高く、これ
らの部材により高い熱伝導性が要求される場合には、熱
伝導性を良くするためにこれらの部材を一体で形成する
ことが好ましい。この場合それらの材質は、ＡｌＮ等の
熱伝導性が非常に高いものを用いることが好ましい。

【００２０】またブロック３はサブマウント２よりも大
きくして、放熱板４との接触面積を大きく取ることが望
ましい。

【００２１】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、サブマウント２の上面は高い精度で水平
であることが好ましい。従ってサブマウント２，ブロッ
ク３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。

【００２２】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を有しており、光源から
射出された光を出射するとともに、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３の突起部３ａの端面部３ｂ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３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。

【００２３】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。取付の際には放熱板４に設けられた孔４ａを用いて
位置の調整を行う。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ＵＶ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や記録媒体等で反射されて戻
っ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デメリットがある。
このためここでは受光素子１３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１３ａが設けてある。

【００２４】１４はパッケージで、パッケージ１４は、
放熱板４の上面に前述のブロック３や光ガイド部材５，
受光素子１３等を囲むように設けられており、その内部
には受光素子１３からの電気信号取り出しや光源１の電
源供給等に用いられるリードフレーム１４ａがモールド
されている。このパッケージ１４の形状は中央部がくり
貫かれた直方体形状をしており、更にリードフレーム１
４ａがモールドされている側のパッケージ１４の内面に
はリードフレームの足１４ｂを露出するように段差１４
ｃが設けてある。なおパッケージ１４の形状については
円筒形等であっても構わない。そして受光素子１３から
の電気信号を取り出すためにパッケージ１４に設けられ
た段差１４ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂ
と受光素子１３の表面に設けられている複数の電極１３
ａとをＡｕやＡｌ等で形成されたワイヤ１４ｄでワイヤ
ボンディングにより接続している。また光源１の電源供
給のため、光源１の上面とパッケージ１４に設けられた
段差１４ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂと
をワイヤ１４ｄでボンディングし、更にサブマウント２
の上面に光源１の下面と電気的に接触するように設けら
れている電極面２ａとパッケージ１４に設けられた段差
１４ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂとを同
じくワイヤ１４ｄでワイヤボンディングすることにより
接続している。パッケージ１４の材質としては、低吸水
性や低アウトガス性などに優れていることが求められる
が、ここではＩＣモールドとしては最も一般的なエポキ
シ樹脂等の熱硬化性の樹脂を用いている。またリードフ
レーム１４ａの材質としてはＣｕ，４２アロイ，Ｆｅ等
の金属にＡｇやＡｕ等をメッキしたものを用いることが
多い。ここではＣｕにＮｉメッキをし、その上にＡｕメ
ッキを施したものを用いた。更にパッケージ１４と放熱
板４との間の取り付けには、大きな接着強度，低い吸水
性，高い気密性（低いリーク特性）等の性質を有する接
合材を用いる。これにより接合面，接合位置の安定性を
向上させ、光ピックアップのパッケージング内部への不
純物の混入を防止することができる。ここではこれらの
特性に優れ、安価なエポキシ系接着剤を用いた。

【００２５】１５はシェルで、シェル１５もまたパッケ
ージ１４と同様に直方体の中心部をくり貫いたような外
形をしており、その水平方向の断面はパッケージ１４の
それとほぼ同一形状をしている。またその材質にはパッ
ケージング内部への不純物混入を防止する意味で、低吸
水性や低アウトガス性等の特性が求められる。ここでは
それらの特性に優れたポリブチレンテレフタレート（以
下ＰＢＴとする）を用いた。ただし、特に強度や寸法精
度等に優れた特性が要求される場合には、ＰＢＴよりも
高価ではあるがこれらの特性に優れたＬＣＰを用いても
良い。そしてシェル１５とパッケージ１４との接着は、
前述のパッケージ１４と放熱板４との取り付けと同様の
理由で、エポキシ系接着剤を用いた。なおこのシェル１
５を用いる代わりにパッケージ１４の側壁部分の高さ
を、光ガイド部材５よりも高くなるようにして代替して
も良い。

【００２６】１６はカバー部材で、カバー部材１６は光
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、シェル１５の上面にエポキシ
系の接着剤により取り付けられている。またカバー部材
１６の材質としては、ＢＫ−７，コバールガラス等のガ
ラスを用いることがことが好ましい。更にカバー部材１
６の上下両面には反射防止のために反射防止膜１６ａを
形成することが好ましい。この反射防止膜１６ａはＭｇ
Ｆ₂等の材質で形成することが好ましい。

【００２７】このカバー部材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（ｍ
ｍ）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
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。

【００２８】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，サブマウント２，ブロック３の間の取り付け相対位
置精度を向上させつつブロック３若しくはサブマウント
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。

【００２９】なお光ピックアップの内部は光源１及び受
光素子１３の酸化防止や光ガイド部材５，カバー部材１
６での結露防止等の観点から、Ｎ₂等のガスやＡｒ，Ｎ
ｅ，Ｈｅ等の不活性ガスを充填することが好ましい。そ
の場合、放熱板４と受光素子１３との間に存在する隙間
１７を小さな収縮率，低い吸水性，高い気密性（優れた
リーク特性）等の特性を有する接合材、例えばエポキシ
系のポッティング剤や半田等で埋める必要がある。これ
により内部の気密性を高めることができる。

【００３０】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、更にパッケージングの両端面に計２個所の開口部を
設けることにより、酸化防止ガスの封入を容易に行うこ
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。

【００３１】またこの光ピックアップのパッケージング
全体での熱抵抗は３５℃／ｗ以下とすることがより効率
よく熱をパッケージ外に逃がすことができるので好まし
い。次に本発明の第一実施例における光ピックアップの
動作について、図面を参照しながら説明する。図３は本
発明の一実施例における光ピックアップの動作の概念
図、図４は本発明の第一実施例における光ガイド部材の
斜視図である。

【００３２】図３及び図４において放熱板４上にサブマ
ウント２及びブロック３を介して水平にマウントされた
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ＮＡ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
は第一の偏光選択性のあるビームスプリッター膜９（以
下単に第一のビームスプリッター膜と呼ぶ）に入射す
る。第一の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。第一のビームスプリッター膜９に入射する光
のうち第一の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、第一のビームスプリッター膜９で反射されたＳ偏光
成分に直線偏光した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及びカバー部材１６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２７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２９ｂ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。

【００３３】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変換する。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、同じ拡散角変換ホログラム７
によって図３に示されるように光ガイド部材５射出後の
光束が途中経路で積算された波面収差が取り除かれた理
想球面波３０となる。したがって、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でのビーム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。

【００３４】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を再び通過し、
光ガイド部材の第二の斜面５ｂに形成された第一のビー
ムスプリッター膜９に入射する。

【００３５】記録媒体２７からの戻り光のうち第一のビ
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
た第二の偏光選択性のあるビームスプリッター膜１１
（以下単に第二のビームスプリッター膜と呼ぶ）に入射
する。第二のビームスプリッター膜１１は第一のビーム
スプリッター膜９と同様にＰ偏光成分に対してほぼ１０
０％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。

【００３６】ここで第二の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。

【００３７】図５は本発明の一実施例における偏光面変
換基板の斜視図、図６は本発明の一実施例における光ピ
ックアップの受光部配置及び信号処理を示す図である。
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に略平
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×（２ｎ＋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１１７
ｐとＳ偏光成分１１７ｓは略１：１の強度比を有するよ
うになる。

【００３８】ここで偏光面変換基板３１の構成について
更に詳細に説明する。図７は本発明の一実施例における
光ガイド部材の側面図、図８は本発明の一実施例におけ
る光ガイド部材の上面図、図９は本発明の一実施例にお
ける面Ａ−Ｂによる光ガイド部材の断面図である。図に
示すように偏光面変換基板３１は、多くの場合その形状
が直方体形状で、かつ、複数の略透明な基板を張り合わ
せて構成されており、偏光面変換基板３１中で略平行に
配置されている第一他斜面３１ａ及び第一他斜面３１ｂ
を有している。また第一他斜面３１ａと第二他斜面３１
ｂは共に、光ガイド部材５のＡ−Ｂ断面上において第一
他斜面３１ａおよび第二他斜面３１ｂが形成する直線
と、偏光分離膜１２に入射する反射光束と平行な反射光
束に対して平行であってＡ−Ｂ断面上に射影された直線
との間にαの角度を有して配置されることが好ましく、
さらに光ガイド部材５の側面５ｇが形成する直線の延在
方向に対して第一他斜面３１ａ及び第二他斜面３１ｂが
Ｃ−Ｄ断面上に形成する直線の延在方向との間にβの角
度を有して配置されることが好ましい。偏光分離膜１２
に入射する透過光１１７の入射角をθとすると、透過光
１１７の偏光面１１７ａと偏光分離膜１２における入射
面（透過光１１７の偏光分離膜１２に対する入射光軸と
偏光分離膜１２で反射された反射光軸とを含む平面）と
のなす角を略４５゜に設定することができるように、α
及びβはθを用いて（数９），（数１０）で表す角度に
配置することが好ましい。

【００３９】このような条件を満足するように取り付け
られた偏光面変換基板３１において、第二のビームスプ
リッター膜１１を透過してきた光はまず偏光分離膜１２
に入射する。この偏光分離膜１２はＰ偏光成分を透過し
て、Ｓ偏光成分を反射する働きを有しているので、入射
面１２８と平行な偏光成分を有するＰ偏光成分１１７ｐ
は偏光分離膜１２をほぼ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
％反射されて第１他斜面３１ａに入射し、反射膜１２６
によって反射され受光素子１３へ導かれる。受光素子１
３に導かれたＰ偏光成分１１７ｐは受光部１７０へ、同
じくＳ偏光成分１１７ｓは受光部１７１へ到達してＲＦ
信号を作成する。このとき、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分と
は略１：１の光量比となっている。従って、この２つの
信号成分はこの２つの信号の差動を取ることにより、信
号の成分は２倍になり、また同位相成分のノイズはキャ
ンセルされるので、結果的に信号の成分がノイズの成分
よりも非常に大きい高Ｃ／Ｎ比の信号を得ることができ
る。

【００４０】以上説明してきたような角度に偏光面変換
基板３１、偏光分離膜１２及び反射膜１２６を設定する
ことにより、偏光面変換基板３１に入射した光につい
て、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを正確にほぼ１：１に分
離することができるので、それらの差動を取ることによ
り、ノイズレベルを低く、信号量を大きく取ることがで
きる、即ち、高Ｃ／Ｎ比の信号を得ることができるの
で、光ガイド部材５を用いた光ピックアップの性能を向
上させることができるとともに、より低い出力の光源を
用いることができるので、光源のコストを削減でき、か
つ、消費電力も低下させることができる。

【００４１】なお本実施例では透過光１１７の偏光面１
１７ａと偏光分離膜１２における入射面（透過光１１７
の偏光分離膜１２に対する入射光軸と偏光分離膜１２で
反射された反射光軸とを含む平面）とのなす角（以下δ
と称す）を略４５゜としたが、δを０゜でないように
（非平行に）設定することにより、有為な量のＰ偏光成
分及びＳ偏光成分を形成することができるので、ノイズ
レベルを低減することができ、信号の量を増加させるこ
とができる。更にδを４０゜〜５０゜とすることによ
り、形成されるＰ偏光成分及びＳ偏光成分をほぼ同量と
することができるので、更に大きくノイズレベルを低減
することができ、信号の量を増加させることができる。

【００４２】さらに本発明の一実施例の偏光面変換基板
３１の製造方法に関し図１０及び図１１を用いて説明す
る。まず、図１０は本発明の一実施例における偏光面変
換基板複合ブロック２０５（以下単に変換複合ブロック
と呼ぶ）の概観図である。第一部材２０１の第二面２０
１ｂ上に反射膜１２６を形成し、第二部材２０２の第二
面２０２ｂ上に偏光分離膜１２を形成し、第一部材２０
１の第二面２０１ｂと第二部材２０２の第一面２０２ａ
面を接合剤２０３を介して接合した偏光面変換基板集合
ブロック２００（以下単に変換集合ブロックと呼ぶ）を
複数形成し、変換集合ブロック２００の第一部材２０１
の第一面２０１ａと他の変換集合ブロック２００の第二
部材２０２の第二面２０２ｂを接着剤２０３を介し、前
述のα゜傾けて接合し、これを複数接合して変換複合ブ
ロック２０５としている。

【００４３】図１１は本発明の一実施例における偏光面
変換基板平面ブロック２０６（以下単に変換平面ブロッ
クと呼ぶ）の概観図である。変換複合ブロック２０５を
偏光面変換基板厚３１ｄと切り出し後のラッピング量３
１ｅを加えた厚み３１ｃの厚みで変換平面ブロック２０
６を切り出す。さらに変換平面ブロック２０６は第一、
第二部材２０１、２０２の基板サイズＬによって複数枚
作製することができる。

【００４４】また図１０中に示したように変換集合ブロ
ック厚さ２００ｄをウエハープロセスにおけるパターン
ピッチＰとなるように決定し、更に運用ウエハーサイズ
に応じて変換複合ブロック２０５の接合回数を増やし変
換平面ブロック２０６のサイズを拡大することができウ
エハー処理においてチップ取れ数を増加させる必要が生
じた場合でも、容易に対応できる。

【００４５】本実施例の光ガイド部材５は３枚の平行平
板基板及び変換平面ブロック２０６の４枚を接着層を介
して張り合わせ、構成する集合ブロックと前記集合ブロ
ックを接着層を介して張り合わせ、構成した複合ブロッ
クを各集合ブロックの接合面に対して斜めに切断し、切
り出した平面ブロックからバーブロックを形成し各実施
例の光ガイド部材５を切り出し形成するものである。

【００４６】しかしながらここで前述のβが有為な値を
有しているときには、光ガイド部材５の組立の際に各基
板と張り合わされる変換平面ブロック２０６を他の基板
に対してβ゜だけ傾斜させて取り付けなければならない
ので、組立作業及び切り出し作業が非常に困難である。

【００４７】そこでここではではβの値はほぼ０゜とす
ることが好ましい。このとき（数１０）より、

【００４８】

【数１２】

【００４９】を満たすことがわかるので、これを（数
９）に代入して、（数１１）を導くことができる。

【００５０】以上示してきたようにβ≒０゜とすること
により、複合変換ブロック２０５において各面に対して
ほぼα゜傾けて変換平面ブロック２０６を切り出し、そ
れを光ガイド部材５を構成する他の基板と接合するだけ
で、非常に容易に透過光１１７の偏光面１１７ａと偏光
分離膜１２における入射面とのなす角をほぼ４５゜に設
定できるので、組み立て作業が行いやすく、かつ、切り
出し作業も容易に行え、結果的にコストを大幅に低下さ
せることができる。

【００５１】次に図３中に示す第二のビームスプリッタ
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、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１３上の受光部１７２に、サイドビームの戻り光は
受光素子１３上の受光部１７６及び１７７に到達する。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、偏光面変換素子に入射した光
について、δをほぼ４５゜とすることによりＰ偏光成分
とＳ偏光成分とを正確にほぼ１：１に分離することがで
きるので、それらの差動を取ることにより、ノイズレベ
ルを低く、信号量を大きく取ることができる、即ち、高
Ｃ／Ｎ比の信号を得ることができるので、光ガイド部材
５を用いた光ピックアップの性能を向上させることがで
きるとともに、より低い出力の光源を用いることができ
るので、光源のコストを削減でき、かつ、消費電力も低
下させることができる。

【００５３】またδを０゜でないように（非平行に）設
定することにより、有為な量のＰ偏光成分及びＳ偏光成
分を形成することができるので、ノイズレベルを低減す
ることができ、信号の量を増加させることができる。

【００５４】更にδを４０゜〜５０゜とすることによ
り、形成されるＰ偏光成分及びＳ偏光成分をほぼ同量と
することができるので、更に大きくノイズレベルを低減
することができ、信号の量を増加させることができる。

【００５５】またβを０゜とすることにより、組み立て
作業が行いやすく、かつ、切り出し作業も容易に行え、
結果的にコストを大幅に低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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断面図

【図２】本発明の一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断面図

【図３】本発明の一実施例における光ピックアップの動
作の概念図

【図４】本発明の一実施例における光ガイド部材の斜視
図

【図５】本発明の一実施例における偏光面変換基板の斜
視図

【図６】本発明の一実施例における光ピックアップの受
光部配置及び信号処理を示す図

【図７】本発明の一実施例における光ガイド部材の側面
図

【図８】本発明の一実施例における光ガイド部材の上面
図

【図９】本発明の一実施例における面Ａ−Ｂにおける光
ガイド部材の断面図

【図１０】本発明の一実施例における偏光面変換基板複
合ブロックの概観図

【図１１】本発明の一実施例における偏光面変換基板平
面ブロックの概観図

【符号の説明】

１光源２サブマウント２ａ電極面３ブロック３ａ突起部３ｂ端面部４放熱板４ａ孔５光ガイド部材５ａ第一の斜面５ｂ第二の斜面５ｃ第三の斜面５ｅ面５ｆ面５ｇ側面６回折格子７拡散角変換ホログラム９第一のビームスプリッター膜１０非点収差発生ホログラム１１第二のビームスプリッター膜１２偏光分離膜１３受光素子１３ａ電極１４パッケージ１４ａリードフレーム１４ｂリードフレームの足１４ｃ段差１４ｄワイヤ１５シェル１６カバー部材１６ａ反射防止膜１７隙間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３１ｃ厚み３１ｄ偏光面変換基板厚３１ｅラッピング量１１７透過光１１７ａ偏光面１１７ｓＳ偏光成分１１７ｐＰ偏光成分１２３反射光１２４反射膜１２５反射膜１２６反射膜１２８入射面１７０，１７１，１７２，１７２ａ，１７２ｂ，１７２
ｃ，１７２ｄ，１７６，１７７受光部２００偏光面変換基板集合ブロック２００ｄ変換集合ブロック厚２０１第一部材２０１ａ第一面２０１ｂ第二面２０２第二部材２０２ａ第一面２０２ｂ第二面２０３接合剤２０５変換複合ブロック２０６偏光面変換基板平面ブロック

フロントページの続き (72)発明者吉中秀樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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透明基板を有し、前記複数
の透明基板をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複
数の透明基板に各種光学素子を形成した光ガイド部材
と、前記光ガイド部材を透過してきた光を電気信号に変
換する受光手段と、前記光ガイド部材中に前記反射光を
その偏光方向に応じて透過させるか反射させるかする偏
光分離素子を備え、前記光源からの光を光ガイド部材を
介して記録媒体に導き、記録媒体で反射された反射光を
前記光ガイド部材を介して前記受光手段に導く光ピック
アップであって、前記偏光分離素子で反射された光は、
前記反射光の偏光方向と前記反射光束と前記偏光分離素
子で反射された光束を含む平面（以下入射面と称す）と
が非平行となる様な方向に進行することを特徴とする光
ピックアップ。
【請求項２】反射光の偏光方向と入射面とのなす角が４
０〜５０゜であることを特徴とする請求項１記載の光ピ
ックアップ。
【請求項３】反射光の偏光方向と入射面とのなす角が略
４５゜であることを特徴とする請求項１記載の光ピック
アップ。
【請求項４】光源の出射点と偏光分離素子に入射する直
前の反射光束とを含む平面（以下投写面と称す）上にお
いて前記反射光束と偏光分離素子とのなす角（以下入射
角と称す）をθとし、前記偏光分離素子を含む光ガイド
部材の水平断面上に露出する前記偏光分離素子の線と前
記投写面とのなす角（以下水平傾斜角と称す）をβと
し、前記水平断面及び前記線に対して垂直に交わる平面
と偏光分離素子面とのなす角（以下垂直傾斜角と称す）
をαとするとき、【数１】【数２】となるように偏光分離素子を配置することを特徴とする
請求項１，２，３いずれか１記載の光ピックアップ。
【請求項５】入射角θに対して、【数３】【数４】となるように偏光分離素子を配置することを特徴とする
請求項１，２，３いずれか１記載の光ピックアップ。
【請求項６】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透明基板を有し、前記複数
の透明基板をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複
数の透明基板に各種光学素子を形成した光ガイド部材
と、前記光ガイド部材を透過してきた光を電気信号に変
換する受光手段とを備え、前記光源からの光を光ガイド
部材を介して記録媒体に導き、その反射光を前記光ガイ
ド部材を介して前記受光手段に導く光ピックアップであ
って、前記反射光をその偏光方向に応じて透過させるか
反射させるかする偏光分離素子と、前記偏光分離素子か
らの光を反射する反射素子とを備え、前記偏光分離素子
で反射された光は、前記反射光の偏光方向と入射面とが
非平行となる様な方向に進行して前記反射素子に入射し
て反射され前記受光手段に導かれることを特徴とする光
ピックアップ。
【請求項７】反射光の偏光方向と入射面とのなす角が４
０〜５０゜であることを特徴とする請求項６記載の光ピ
ックアップ。
【請求項８】反射光の偏光方向と入射面とのなす角が略
４５゜であることを特徴とする請求項６記載の光ピック
アップ。
【請求項９】投写面上において入射角をθとし、水平傾
斜角をβとし、垂直傾斜角をαとするとき、【数５】【数６】となるように偏光分離素子を配置することを特徴とする
請求項６，７，８いずれか１記載の光ピックアップ。
【請求項１０】入射角θに対して、【数７】【数８】となるように偏光分離素子を配置することを特徴とする
請求項６，７，８いずれか１記載の光ピックアップ。
【請求項１１】偏光分離素子と反射膜とが平行に配置さ
れていることを特徴とする請求項６〜１０いずれか１記
載の光ピックアップ。