JP2010098148A - フレーム型レーザーダイオード - Google Patents
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Abstract
【課題】 光ピックアップ装置の薄型化に適したフレーム型レーザーダイオードを提供する。
【解決手段】 光ディスクに記録されている信号を読み出す光ピックアップ装置のレーザー光源として使用されるとともに金属製のリードフレームに設けられている平面上にレーザーダイオードチップが搭載されるフレーム型レーザーダイオードであり、レーザーダイオードチップ19のPN接合面19Aをリードフレーム17の平面に対して垂直になるように配置したことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 光ディスクに記録されている信号を読み出す光ピックアップ装置のレーザー光源として使用されるとともに金属製のリードフレームに設けられている平面上にレーザーダイオードチップが搭載されるフレーム型レーザーダイオードであり、レーザーダイオードチップ19のPN接合面19Aをリードフレーム17の平面に対して垂直になるように配置したことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作を行う光ピックアップ装置のレーザー光源として使用されるフレーム型レーザーダイオードに関する。
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
光ディスク装置としては、CDやDVDと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及している。CD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が780nmである赤外光が使用され、DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が650nmの赤色光が使用されている。
そして、前記CD規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは1.2mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は0.45と規定されている。また、DVD規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは0.6mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は0.6と規定されている。
DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置の構成について図5に示した概略図を参照にして説明する、
図5において、1はDVD規格の光ディスク、即ち同図において破線で示す位置に信号記録層Lが設けられている光ディスクDに集光されるレーザー光を放射するレーザーダイオードであり、赤色波長帯645nm〜675nmの波長、例えば650nmのレーザー光を生成するように構成されている。
図5において、1はDVD規格の光ディスク、即ち同図において破線で示す位置に信号記録層Lが設けられている光ディスクDに集光されるレーザー光を放射するレーザーダイオードであり、赤色波長帯645nm〜675nmの波長、例えば650nmのレーザー光を生成するように構成されている。
2は前記レーザーダイオード1から放射されるレーザー光が入射される位置に設けられている回折格子であり、0次回折光であるメインビームと±1次回折光であるサブビームとを分離生成する作用を成すものである。3は前記回折格子2を透過したレーザー光が入射される1/2波長板であり、偏光方向を調整する作用を成すものである。
4は前記1/2波長板3を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、P偏光光の一部を反射させるとともにその殆どを透過させ、且つS偏光光は反射させる制御膜4aが設けられている。前記レーザーダイオード1から放射されるレーザー光は、前記1/2波長板2によってP偏光光に変換されて前記偏光ビームスプリッタ4に入射されるように構成されている。
5は前記偏光ビームスプリッタ4に設けられている制御膜4aによって反射されるレーザー光が照射される位置に設けられているフロントモニターダイオードであり、レーザーダイオード1から放射されるレーザー光の強度に対応したモニター信号を出力するように構成されている。従って、斯かるフロントモニターダイオード5から得られるモニター信号を利用してレーザーダイオード1に供給される駆動信号のレベルを調整することによってレーザーダイオード1から放射されるレーザー光の強度を所望のレベルになるように自
動的に制御することが出来る。
動的に制御することが出来る。
6は前記偏光ビームスプリッタ4を透過したレーザー光が入射される位置に設けられているコリメートレンズであり、入射されるレーザー光を平行光に変換する作用を成すものである。7は前記コリメートレンズ6にて平行光に変換されたレーザー光が入射される反射ミラーであり、光軸を直角方向に変更する作用を成すものである。
8は前記反射ミラー7によって反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている1/4波長板であり、レーザー光を直線偏光光から円偏光光に、またその反対に円偏光光から直線偏光光に偏光する作用を成すものである。9は前記1/4波長板8を透過したレーザー光が照射される位置に設けられているとともに開口数が0.6になるように構成されている対物レンズであり、レーザー光を光ディスクDの信号記録層Lに集光させる作用を成すものである。
前記光ディスクDに設けられている信号記録層Lに対物レンズ9によって集光されたレーザー光は、各信号記録層Lにて反射されて対物レンズ9に光ディスクD側から戻り光として入射される。前記対物レンズ9に入射された戻り光は、該対物レンズ9を透過した後1/4波長板8に入射される。
前記1/4波長板8に入射された戻り光は、該1/4波長板8によって円偏光光から直線偏光光に変換されるが、光ディスクDに照射するべく該1/4波長板8に入射されるレーザー光はP偏光光であるので、戻り光はS偏光光となる。前記1/4波長板8によってS偏光光に変換された戻り光は、反射ミラー7によって反射された後コリメートレンズ6に入射される。
前記コリメートレンズ6に入射された戻り光は、該コリメートレンズ6を透過して偏光ビームスプリッタ4に入射される。前記偏光ビームスプリッタ4に入射される戻り光は、前述したように前記1/4波長板8によってS偏光光に変換されているため該偏光ビームスプリッタ4に設けられている制御膜4aを透過することなく全て反射せしめられる。
10は前記偏光ビームスプリッタ4に設けられている制御膜4aにて反射された戻り光が入射される位置に設けられているセンサーレンズであり、フォーカスエラー信号を生成するための非点収差を発生させるともに戻り光を光検出器11に設けられている受光部に照射させる作用を成すものである。斯かる光検出器11には、4分割センサーと呼ばれる受光部が組み込まれており、斯かる受光部から得られる信号に基づいてフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が生成されるが、斯かる動作は周知であるのでその説明は省略する。
図5の概略図に示した光学構成の光ピックアップ装置において、フォーカス制御動作、トラッキング制御動作及び読み出される信号の復調動作等を行うことによって光ディスクDの信号記録層Lに記録されている信号の読み出し動作や該信号記録層Lへの信号の記録動作を行うことが出来るが、次に信号記録層L上にレーザー光が照射されて生成されるスポットの形状について説明する。
レーザーダイオード1には、レーザー光を放射するレーザーダイオードチップが組み込まれているが、斯かるレーザーダイオードチップは、周知のようにPN接合面と呼ばれる活性層が設けられている。そして、斯かるPN接合面から放射されるレーザー光は、活性層と水平な方向の径に対して活性層と垂直方向の径の方が長い楕円形状になるという特性を有している。
斯かる楕円形状のレーザー光がレーザーダイオード1から放射されるので、対物レンズ9の集光動作によって光ディスクDの信号記録層Lに照射形成されるレーザースポットは楕円形状になる。
斯かる楕円形状のレーザースポットによって信号記録層Lに記録されている信号の読み取り動作は行われるが、その楕円形状の長径方向と信号トラックの方向とを最適な関係にする必要がある。DVD+Rと呼ばれる規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うためには、レーザースポットの長径方向を信号トラックに対して直角になるように配置した方が有利であるが、斯かる配置ではDVD−R規格の光ディスクに設けられているLPP信号(アドレス信号)を読み取ることが困難になるという問題がある。
斯かる問題を解決するために、図6に示すようにレーザースポットの長径方向を信号トラックに対して60度傾斜させることが行われている。また、レーザーダイオードとしては、円筒状のパッケージより成るキャン型と扁平状のパッケージより成るフレーム型とがある。ノート型のパーソナルコンピューターに組み込まれる光ディスク装置は、薄型化が要求されており、斯かる光ディスク装置に組み込まれる光ピックアップ装置も薄型化が要求されることになる。
フレーム型のレーザーダイオードは、キャン型よりも薄型に適しているので、薄型の光ピックアップ装置に組み込まれるレーザーダイオードは、フレーム型が一般的である。
図7はフレーム型のレーザーダイオードが組み込まれた光ピックアップ装置を示す側面図であり、同図において、12は光ピックアップ装置を構成する基台であり、光ディスクに対向する平面である上面12Aと該上面12Aと平行に設けられている下面12Bが設けられている。
斯かる構成において、図5にて説明した各光学部品は、前記上面12Aと下面12Bとの間に配置されており、光ピックアップ装置では、上面12Aと下面12Bとの間の距離、即ち厚さを薄くすることが要求されている。
13はフレーム型のレーザーを構成する金属製のリードフレームであり、平板部13Aが設けられている。14は前記リードフレーム13の平板部13Aに固定されているサブマウントであり、該サブマウント14上にレーザーダイオードチップ15が固定されているとともに該レーザーダイオードチップ15の一方の極と電気的に接続されている。
16は前記リードフレーム13とレーザーダイオードへ駆動信号を供給するべく設けられる端子フレームとを合成樹脂材料をモールドすることによって固定する樹脂枠である。斯かる端子フレームは、レーザー駆動回路と接続される端子であり、少なくとも一対設けられており、斯かる端子フレームと前記レーザーダイオードチップ15の一方の極及びサブマウント14とワイヤーによって電気的に接続されている。
斯かる構成において、レーザーダイオードチップ15のPN接合面15Aは、図示したようにリードフレーム13の平板部13Aと平行になるように構成されている。斯かる構成において、光ディスクDの信号記録層Lに集光されて生成されるレーザースポットを図6に示すように信号トラックに対して60度傾斜させるためには、レーザーダイオード1から放射されたレーザー光を対物レンズ9に導くべく設けられている光学系に対してレーザースポットを傾斜させるための光学部品を配置させる必要がある。
光学系にレーザースポットを信号トラックに対して傾斜させるための光学部品を設ければ、光ピックアップ装置を構成する基台12の厚さを変更することなくフレーム型レーザ
ーダイオードを使用することが出来るが、構成が複雑になるとともに部品数が増大するので、価格が上昇するという問題がある。
ーダイオードを使用することが出来るが、構成が複雑になるとともに部品数が増大するので、価格が上昇するという問題がある。
斯かる問題を解決する簡単な方法として図8に示すようにフレーム型レーザーダイオードを回転させて配置する方法がある。即ち、レーザーダイオードを図示したように傾斜させて配置するとレーザーダイオードチップ15のPN接合面15Aがレーザー光の光軸を中心として回転せしめられるので、信号トラックに対してレーザースポットの長径方向の角度を図6に示すように変更設定することが出来る。
フレーム型レーザーダイオードを回転させることによって信号トラックに対するレーザースポットの傾斜角度を最適に状態になるように変更設定することは出来るものの図8に示すように光ピックアップ装置を構成する基台12の厚さが大きく増大するという問題がある。斯かる問題を解決する方法としてリードフレーム13に固定されるレーザーダイオードチップ15の角度を変更する技術が提案されている。(特許文献1参照。)
特開2006−269857号公報
図9の(a)(b)(c)は前述した特許文献に記載されているリードフレームの形状を示すものであり、斯かる形状のリードフレームを使用すればフレーム型レーザーダイオードを使用した光ピックアップ装置の薄型化を行うことが出来るもののリードフレーム自体に傾斜面を持つチップ実装部を形成するようにしているので、製造が簡単ではないだけでなく種々なレーザースポットの傾斜角度が必要な光ピックアップ装置に対応させるためには種々な傾斜角度の実装部が形成されているリードフレームを個々の光ピックアップ装置に対応させて製造する必要があるので、価格の上昇を抑えることが出来ないという問題がある。
更に、リードフレーム上に固定されているレーザーダイオードチップの極と端子フレームとは、ワイヤーによって電気的に接続されるが、斯かる接続動作はワイヤーボンディングと呼ばれる溶接技術によって行われている。
そして、レーザーダイオードチップと端子フレームとをワイヤーによって電気的に接続するワイヤーボンディング方法としては、超音波を利用した超音波ボンディングと呼ばれる方法が一般に多く採用されている。斯かる超音波ボンディングは、超音波振動によって接着部を振動させることによって温度を上昇させ、端子とワイヤーとを溶着させることによって行われる。
斯かる超音波ボンディングは、ワイヤーの接着部である端子、即ちレーザーダイオードチップに設けられている端子に対してワイヤーを垂直に接触させるとともに超音波を端子に対して垂直方向から付加しなければ効率良く溶着させることが出来ないという特性がある。
特許文献に記載されたリードフレームは、図9に示したようにレーザーダイオードチップが固定される実装部が傾斜しているので、前述した超音波ボンディング動作を効率良く行うことが出来ないという問題がある。
本発明は、前述した問題を解決することが出来るだけでなく光ピックアップ装置の薄型化に適したフレーム型レーザーダイオードを提供しようとするものである。
本発明は、光ディスクに記録されている信号を読み出す光ピックアップ装置のレーザー光源として使用されるとともに金属製のリードフレームに設けられている平面上にレーザーダイオードチップが搭載されるフレーム型レーザーダイオードにおいて、レーザーダイオードチップのPN接合面をリードフレームの平面に対して垂直になるように配置したことを特徴とするものである。
本発明のフレーム型レーザーダイオードは、レーザーダイオードチップのPN接合面をリードフレームの平面に対して垂直になるように配置したので、光ピックアップ装置を構成する基台に対する回転角度を小さくすることが出来、その結果光ピックアップ装置の薄型化に対して大きな効果を奏するものである。
また、本発明のフレーム型レーザーダイオードは、サブマウントにレーザーダイオードチップを固定した後に該レーザーダイオードチップと印刷配線パターンとをワイヤーボンディングにて接続し、該サブマウントをリードフレームに固定するようにしたので、超音波振動を利用する溶接動作を効率良く行うことが出来るとともに接続動作を確実に行うことが出来るという利点を有している。
図1は本発明のフレーム型レーザーダイオードを示す側面図、図2は本発明のフレーム型レーザーダイオードを示す平面図、図3は本発明に係るフレーム型のレーザーダイオードが組み込まれた光ピックアップ装置を示す側面図、図4は本発明のフレーム型レーザーダイオードの製造方法を説明するための要部の斜視図である。
図1において、17はフレーム型のレーザーダイオードを構成する金属製のリードフレームであり、主平面である平板部17Aが設けられている。18はレーザーダイオードチップ19が図示したように側面18Aに固定されているサブマウントであり、前記リードフレーム17の平板部17Aに設けられている実装部に接着固定されている。
本発明のフレーム型レーザーダイオードは、図1に示したように構成されているが、同図より明らかなようにレーザーダイオードチップ19のPN接合面19Aは、リードフレーム17の平板部17Aである平面に対して垂直になるように構成されている。
図3は斯かる構成のフレーム型レーザーダイオードを信号トラックに対するレーザースポットの長径方向の角度を図6に示す角度になるように光ピックアップ装置の基台20に組み込んだ状態を示す側面図である。同図より明らかなように本発明のフレーム型レーザーダイオードは、レーザーダイオードチップ19のPN接合面19Aをリードフレーム17の平面に対して垂直になるように配置したので、フレーム型レーザーダイオードの基台20に対する回転角度を図8に示す従来のフレーム型レーザーダイオードより小さくすることが出来る。
従って、本発明のフレーム型レーザーダイオードを光ピックアップ装置の基台20に組み込む場合に基台20の厚さを従来のフレーム型レーザーダイオードを使用する場合と比較して薄くすることが出来ることになる。
以上に説明したように本発明のフレーム型レーザーダイオードは構成されているが、次に組み立てについて説明する。
図4は本発明のフレーム型レーザーダイオードを構成するサブマウント18の構成を説明するための斜視図である。同図において、21はサブマウント18の側面18Aから上
面18Bに亘って配線されている印刷配線パターン、22は前記印刷配線パターン21とサブマウント18の導電面18Cとを電気的に遮断する絶縁パターンである。
面18Bに亘って配線されている印刷配線パターン、22は前記印刷配線パターン21とサブマウント18の導電面18Cとを電気的に遮断する絶縁パターンである。
斯かる構成において、レーザーダイオードチップ19の一方の電極は銀ペースト等の導電性接着剤によってサブマウント18の導電面18Cに接着固定されるとともに他方の電極はワイヤー23によって前記印刷配線パターン21と電気的に接続される。斯かるワイヤー23のレーザーダイオードチップ19の電極への接続及び印刷配線パターン21との接続動作は超音波ボンディングによって行われる。斯かる超音波ボンディング動作は、サブマウント18の側面18Aに対して垂直方向から行うことが出来るので、ワイヤー23のレーザーダイオードチップ19の電極への接続動作及び印刷配線パターン21との接続動作を効率良く、且つ確実に行うことが出来る。
前述したようにレーザーダイオードチップ19のサブマウント18への固定動作は行われるが、このようにして組み立てられたサブマウント18をリードフレーム17に設けられている平板部17Aの実装部に接着固定することによって該サブマウント18を所定の位置に固定することが出来る。
図2に示す平面図において、24は前記リードフレーム17とレーザーダイオードチップ19へ駆動信号を供給するべく設けられる端子フレーム25、26とを固定保持する樹脂枠であり、合成樹脂材料をモールドすることによって製造されるように構成されている。斯かる端子フレーム25、26は、レーザー駆動回路と電気的に接続される端子であり、少なくとも一対設けられている。斯かる端子フレーム25及び26は、ワイヤー27及び28によって各々サブマウント18に印刷配線されている印刷配線パターン21及びサブマウント18の導電面18Cと接続されている。
そして、サブマウント18に印刷配線されている印刷配線パターン21と端子フレーム25とを接続するワイヤー27の接続動作及びサブマウント18の導電面18Cと端子フレーム26とを接続するワイヤー28の接続動作は、前述した超音波ボンディング動作によって行われる。斯かる超音波ボンディング動作は、サブマウント18の上面に対して垂直方向及び端子フレーム25、26に対して垂直方向から行うことが出来るので、ワイヤー27及び28の各部との接続動作を効率良く、且つ確実に行うことが出来る。
また、本発明に係るリードフレーム17において、樹脂枠24から外部に突出した部分には、光ピックアップ装置の基台20への固定を行う透孔29、30が設けられている。従って、斯かる透孔29、30を利用して螺子等にてレーザーダイオードの固定動作を行うことが出来る。そして、レーザーダイオードチップ19から発生する熱は、前記リードフレーム17及び該リードフレーム17による基台20への伝達作用によって逃がすことが出来る。
尚、本実施例では、DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置に使用されるレーザーダイオードについて説明したが、CD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置に使用されるレーザーダイオードに採用することは勿論出来る。更に、DVD規格及びCD規格の各光ディスクに対応した2波長のレーザー光を放射する2波長レーザーダイオードが組み込まれるフレーム型レーザーダイオードに採用することも可能である。
また、本実施例では、リードフレーム18に光ピックアップ装置の基台17への固定を行うための透孔26、27を設けたが、固定を行うための手段としては切り欠き等を設けることも出来る。
17 リードフレーム
17A 平板部
18 サブマウント
19 レーザーダイオードチップ
21 印刷配線パターン
22 絶縁パターン
24 樹脂枠
17A 平板部
18 サブマウント
19 レーザーダイオードチップ
21 印刷配線パターン
22 絶縁パターン
24 樹脂枠
Claims (4)
- 光ディスクに記録されている信号を読み出す光ピックアップ装置のレーザー光源として使用されるとともに金属製のリードフレームに設けられている平面上にレーザーダイオードチップが搭載されるフレーム型レーザーダイオードであり、レーザーダイオードチップのPN接合面をリードフレームの平面に対して垂直になるように配置したことを特徴とするフレーム型レーザーダイオード。
- レーザーダイオードチップが載置されるとともに該レーザーダイオードチップの一方の極と電気的に接続され、且つリードフレームに固定されるサブマウントに他方の極と電気的に接続される印刷配線パターンを形成したことを特徴とする請求項1に記載のフレーム型レーザーダイオード。
- サブマウントにレーザーダイオードチップを固定した後に該レーザーダイオードチップと印刷配線パターンとをワイヤーボンディングにて接続し、該サブマウントをリードフレームに固定するようにしたことを特徴とする請求項2に記載のフレーム型レーザーダイオード。
- リードフレームを樹脂にてモールドすることによって樹脂枠を形成し、該樹脂枠によってリードフレームと印刷配線パターンとワイヤーボンディングにて接続される端子フレームとを固定するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のフレーム型レーザーダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008268142A JP2010098148A (ja) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | フレーム型レーザーダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008268142A JP2010098148A (ja) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | フレーム型レーザーダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010098148A true JP2010098148A (ja) | 2010-04-30 |
Family
ID=42259623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008268142A Pending JP2010098148A (ja) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | フレーム型レーザーダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
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2008
- 2008-10-17 JP JP2008268142A patent/JP2010098148A/ja active Pending
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