JPS5933641A - 半導体レ−ザ−を用いた情報ピツクアツプ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ−を用いた情報ピツクアツプ装置

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JPS5933641A
JPS5933641A JP58132746A JP13274683A JPS5933641A JP S5933641 A JPS5933641 A JP S5933641A JP 58132746 A JP58132746 A JP 58132746A JP 13274683 A JP13274683 A JP 13274683A JP S5933641 A JPS5933641 A JP S5933641A
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JP
Japan
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light
semiconductor laser
laser
laser light
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP58132746A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Aiki
相木 国男
Yoshimitsu Sasaki
佐々木 義光
Toshio Sugiyama
俊夫 杉山
Takeshi Maeda
武志 前田
Masahiro Oshima
尾島 正啓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/123Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体レーザーを用いた情報ピンクアップ装
置に関するものである。。
従来、ビデオディスクや、光PCMオーディオディスク
から、光学的に情報を再生するピックアップ装置には、
光源としでl(e −N eレーザーが用いられていた
。光源として半導体レーザーを用いて装置の小・型化を
図ることが考えられるが、半導体レーザーは温度の変化
などにより出力変動が大きく、その安定度の点で難点が
ある。そのために、半導体レーザーを収納するパッケー
ジには光取出し窓を半導体レーザーの発光両端面に対向
しで設け、一方の窓から得られるレーザー光を外部から
検出しで、これを、半導体レーツーの駆動゛電流に帰還
するといった方法で光出力が制御さ7′していた(例え
は、実公昭51−52306号公報参照)にの種の半導
体レーザー装置をピックアップ装置の光源としで用いる
場合、半導体レーザーの発光両端面と光取出し窓とをそ
れぞれ位置合せすることが極めて困難であり、しかも光
検出素子をパッケージ外部に設ける必要があるので、光
取出し窓と光検出素子の位置ずれ、塵芥付着等によって
光検出素子に入射する光出力が変動し、レージ“−の出
力変動を正確に検出できないという欠点がある。
更に、パッケージの側面からレーザー光が取出される為
、レーザー光を光デイスク面へ導く光学系との結合、位
置合せが困難であり、再生用レーザー光の結合効率が極
めて悪いという欠点もある。
また、光検出素子をパッケージ内に設けることも考えら
れるが、この場合でも再生用レーザー光の結合効率の問
題を解決することはできないし、半導体レーザーに入力
電流を導入する電極ピンや光検出素子の出力を取出すピ
ンをどのように配設するかなど種々の問題が生ずる。
また、最近半導体レーザーを用いた超小型の光学的ピッ
クアップとして5COOP(5elf−Cou、ple
d 0ptical  Pick Up )が提案され
ている。このS CO’OFとは光デイスク面で反射し
たレーザー光を、光源であるレーザーに帰還し、帰還光
計に応じて、レーザー出力(あるいはレーザーダイオー
ド端子間電圧)が変化することにより、信号の検出を行
なうものである。5COOP方式のピックアップでは、
レーザー光の放射と反射光の受光とを同一端面で行うた
め信号をS/Nよく再生する上で問題がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、コ
ンパクトで光学系との結合、位置合せが容易で、再生用
レーリ′−光の光結合効率を高めることができ、より安
定に情報を再生し得る情報ピろ ツクアップ装置を提供す杆ことを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、両端面からレーザ
ー光を出射する半導体レーザー光と光検出素子とが透光
部を有する容器内に透光部、半導体レーザーの両端面及
び光検出素子の受光部が略−直線上に西己列されるよう
に組み込まれCなネ半導体レーザー装置を用い、透光部
から出射されるレーザー光を光デイスク面に照射し、デ
ィスク面からの反射、光を利用してディスク面に記録さ
れている情報を再生することを特徴とする。
本発明では、透光部、レーザー、光検出素子をほぼ一直
線上に配して構成しであるのでレンズ、プリズムのよう
な光学的光変換素子をレーザー光と受光検出素子との間
で一切介さずに超小型でコンパクトにまとめ、かつ配置
できる。また、透光部が1つで、パラ)1−ジの上面か
ら再生用レーザー光を取出すので、このレーザー光を光
デイスク面へ導く光学系を支持する筒状体にはめ込むこ
とによシ容易に結合することができ、光軸の位置合せも
極めて容易であり、再生用レーザー光の光結合効率を高
めることができる。
以下、5coop方式のピックアップ装置を例に本発明
の詳細な説明する。
第1図は本発明のピックアップ装置に用いた5COOP
の構成図である。1は半導体レーザー、2は光検出素子
、3は光ディスク、4及び4′は半導体レーザー光を、
ディスク面上に集光するためのレンズである。本発明で
は、1と2とを一体にしてパッケージに収納されである
。5coop方式のピックアップ装置では、明暗縞ある
l/4喉淡模様のある光デイスク面で反射したレーザー
光を光源であるレーザーに帰還し、この帰還量に応じて
力、プリングを起こし、レーザー出力が変化する。変化
したレーザー出力は他の端面から放射し、光検出素子の
表面を照射する。この照射量も上述のレーザー出力の変
化に対応して変化するから、結局この光検出素子の電気
特性をモニターしておけば、上記ディスク面の明暗縞に
対応した4号をピックアップできる。この場合、レーザ
ーの戻り光によって新しい発光点が生じないように、ま
た、僅かな戻り光でも出力が鋭く増加するように予じめ
レーザーの注入電流値をしきい値付近に設定しでおくこ
とは云うまでもない。
第2図は、本発明による半、・n1体レーザー装置の一
実施例である。■は半導体レーザーで、その大きさは、
例えばQ、 3 nun X Q、 3 mm X 0
.4 +nmである。2は光検出素子で、例えば、Si
のPIN素子が用いられる。その面積は例えば1 mm
 ’X l manである。半導体レーザー1と光検出
素子2との距離は、I +nm以内でないとビーム拡が
り角が1()0〜30°である半導体1/−ザーの光ビ
ームを、有効に検出できないし、また、Q、 l +n
m以上でないと、レーザー光による焼きイリは撰傷を検
出素子に生じさせてしまうので、(1,5mm前後が適
当である。5はリード端子で半・庫体1/−ザーと、光
検出素子とに電流を供給する通路となる。6はリード端
子5とパッケージ母体11とを電気的に絶縁する層であ
り、7はリード端子5ど素子との間を結ぶ、ボンディン
グ線である。8は光検出素子2とパッケージ母体11と
の間を絶縁する板、例えばセラミックスでつくられる板
で、光検出素子2がのる表面には導電薄膜がコーティン
グされてあり、ンディング線で結ぶことにより、光検出
素子2の一方の出力が外部に導出される。9は透光性窓
たとえばガラス窓、10は9の支持リングで、9及び1
0・により、パッケージ全体が、気密封じできるように
なっている。このパッケージの特徴は、透光性窓、半導
体レーザーの発光端面、光検出素子の受光面が環状の支
持リングガの中心を通る軸線の方向に沼ってほぼ一直線
上に配列されている点にあるが、特に、パッケージ全体
が超小型であること、例えば、全体の大きさは、φ4m
mX2.5 +?1111となることである。第2の特
徴は、光検出素子をパッケージ母体11から電気的に浮
かしてあり、従って、リード端子は合計3本山でいるこ
とである。
次に第3の特徴と1.で、S C00P効果を大きくす
る半導体レーザーを用いでいることを説明する。すなわ
ち、レーザーのディスク側端面に、反射防止膜をコーテ
ィングし、反射率を低下させた半導体レーザーを用いる
。こうすることにより、ディスクからの帰還光取の変化
が、レーザー発振に大きく影響し、レーザー光出力の大
き°な変化を引き起こす。具体例を第3図を用いて説明
する。
第3図は、レーザーとし7て、csp型(Cbanne
 1edSubstrate P 1aner )の半
導体レーザーを用い、光ディスクとして、λ/4の凹凸
をもつ表面にAIを蒸着し7てつくられたプラスチック
ス基板のレプリカディスクを用いた場合の、半導体レー
ザーの、駆動電流と、レーザー光出力との関係を示した
ものである。実線は、情報穴のない部分に光スポットが
照射された場合で、このときレーザーへの帰還光蟻は最
大とな、る。破線は、情報穴上に光スポットが照射され
た場合で、このとき、レーザーへの帰還光竜は最小とな
る。信号の検出は、実線と破線の光出力差を検出するこ
とによる。第3図(a)は、半導体レーザーの2つの端
面とも、骨間し7たままのものである。このときの端面
反射率は半導体の屈折率(例えば、UaAl!As の
場合、n=35)で決まり、約3196である。第3図
(b)は、レーザーのディスク側端面に、SiO□(屈
折率n〜1..45)を1/4波長の厚さくλ〜83゜
rnmの場合、λ/4n=0.14μm)だけ、スパッ
タリングによってコーティングした場合である。
このとき、コーティング側端面の反射率は6チに1で低
下している。第3図(a)の場合、ディスク情報による
変調光竜は、約1mWであるのに対し、第3図(b)の
場合は、その約3倍にまで変調光険が増大しでいること
がノっかる。
このように、半導体レーザーのディスク側端面に反射防
止膜をコーティングすることは、半導体レーザーと、デ
ィスクとの結合をよシ強め、5COOP 効果を著しく
増大させる。上記の効果は、C8P型の半導体レーザー
以外のレーザーについても、同様に得られる。また、S
io2以外の材料、例えば、AI!203(屈折率n−
1,7)や、その他の透明な、誘電体薄膜によるコーテ
ィングによっても、同様に5coop効果を増大させる
ことができる。
以上は、半導体レーザーと光検出素子とを一体にしたパ
ッケージを説明した。更に、小型レンズをも一体にした
バラ11−ジの実施例を第4図に示す。第4図は、第2
図に示し7た実施例に光集束性レンズ(たとえば、商品
名、S E L F OCレンズ)12を伺は加えたも
のである。光集束性レンズ12の長さを適当に選べば、
平行光束としで放射することもできるし、径1μm程の
スポット状に集光することもできる。光集束性レンズ1
′2と半導体レーザー1との位置関係は、重安であり、
半導体レーザー1は光集束性レンズ12の中心軸の延長
線上に位置し、12の端面がら、12のNA(Nume
rical  Aparture )  との直径とで
決まる距離すなわち焦点距離だけ離れた位置にある必要
がある。
光集束性レンズ以外の小型レンズも、同様なりイブのパ
ッケージに組み込めることは言うまでもない0 最後に、半導体レーザーと光検出器とへの電流供給及び
、信相取出しの結線について説明する。
第5図は、その回路図の一例を示したもので、点線で囲
んだ部分が、バッノr−ジ化されでいる。端子としては
、3つのリード端子と、パッケージ母体との4つの端子
があることになる。第5図(alは半導体レーザー(L
Dと略記)と、光検出素子(Dと略記)と、各々、独立
の電源から、電流を供給した場合である。L l)には
、C8P型レーザーの場合には、例えば80〜100m
Aの電流を流す。R,oを例えば100Ωに選えは、■
LD〜10Vで一約100mA流れる。一方、Dの感度
は、Siの場合およそ0.’ 5 m A / m W
であり、Dに照射されるレーザー光強度は、せいぜい1
0mWであるから、I)にはほぼ5 m A以下の電流
が流れる。It 1、として例えば100Ωを選べばほ
ぼ500InV以下の信号が得られることになる。
上に説明したように、LDとDとでは流れる電流の大き
さが、通常−狩以上異なるので、第5図tb+に示した
工うに、1つの電源で、I、DとDと両方ともig動じ
、かつ、LDのIJc光出力を一定に保つべく、■□、
1.の値を、フィードバック制御により&化させたとし
ても、信号検出強度は殆んど変化を受けることはない。
この回路では、電源が1つで済むので有用である。
本発明によれば、超小型の)IC学的ピックアップ装置
が実現される。例えば、レンズおよびスポット制御用ア
クチーエータを含めたピックアップ全体の大きさはφI
 Omm X I Q +nm  程度になる。
従って軒計になる。小型、軽量の尤ピックアップの実現
により、光デイスク装置におい′と高速アクセスの性能
向上、ティスフパックの実現等に富力するところ大であ
る。また、家庭用の光ディスクにおい−Cは、携帯用の
小型軽(B光ディスクの実現にも寄与するところ大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は5coop 方式によるピックアップ装置の構
成図、第2図は本発明による半導体レーザーの装置の一
実施例でtalは正面図、(b)はA−A’で切断した
ときの断面図である。第3図は半導体レーザーの駆動電
流と、光出力との関係を示した図、$4図は本発明によ
る半導体レーザー装置の他の実施例を示す図、第58図
は半導体レーザー(L l) )と、光検出素子(])
)を動作させるだめの回路図である。 1・・半導体レーザー、2・・光検出素子、9・・透光
性窓、12・・光集束性レンズ。 第  1121 2 第 2 閃 改) ¥ z 目(b) %  、i  )粗 (b)  コ用−信 扁B動電ん(−A) 第  4  図 亮  5  171 第1頁の続き 0発 明 者 尾島正啓 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 両端面からレーザー光を出、射する半導体レーザと光検
    出素子とが透光部を有する容器内に該透光部、該半導体
    レーザーの両端面及び該胱検出素子の受光面が略−直線
    上に配列される工うに組み込まれてなる半導体レーザー
    装置を用い、該透光部から出射される(亥レーザー光を
    光デイスク面に照射し、咳ディスク面からの反射光を利
    用靜≦ディスク面に記録されている情報を再生すること
    を特徴とす−る半導体レーザーを用いた情報ピックアッ
    プ装置。
JP58132746A 1983-07-22 1983-07-22 半導体レ−ザ−を用いた情報ピツクアツプ装置 Pending JPS5933641A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0245712A2 (en) * 1986-05-01 1987-11-19 Wai-Hon Lee Semiconductor laser and detector device
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