JPH09138968A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体積が非常に小さく、かつ、ノイズの少ない
ＲＦ信号を形成することができる光ピックアップを提供
することを目的としている。 【解決手段】 偏光分離膜１２で反射された光を偏光面
変換基板３１の側面３１ｃに入射させる。更に入射した
光をそこで反射させて、その反射された光を前記受光素
子１３に対して非垂直に入射させる。このとき偏光面変
換基板３１の側面３１ｃに偏光分離膜１２から導かれて
きた光７０を反射する反射膜３１ｄを設けるか、若しく
は、偏光分離膜１２から導かれてきた光７０を偏光面変
換基板３１の側面３１ｃで全反射させるという構成を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】以下従来の光ピックアップにおけるＲＦ
信号の形成について説明する。図１０は従来の光ピック
アップの断面図である。記録媒体の情報記録面で反射さ
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、光ガイド部材５０５の面５０５ｅを再び通過し、再
び光ガイド部材の第二の斜面５０５ｂに形成された第一
偏光ビームスプリッター膜５０９に入射する。第一偏光
ビームスプリッター膜５０９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。

【０００３】記録媒体からの戻り光のうち第一偏光ビー
ムスプリッター膜５０９から透過する光は光ガイド部材
５０５の第一の斜面５０５ａに平行な第三の斜面５０５
ｃ上に形成された第２の偏光選択性のあるビームスプリ
ッター膜５１１（以下単に第２偏光ビームスプリッター
膜と呼ぶ）に入射する。第２偏光ビームスプリッター膜
５１１は第一偏光ビームスプリッター膜５０９と同様に
Ｐ偏光成分に対してほぼ１００％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。

【０００４】ここで第２偏光ビームスプリッター膜５１
１に入射した光束の内、偏光面変換基板に入射した光６
１７に関して説明する。光６１７は第三の斜面５０５ｃ
上に積層された偏光面変換基板５３１に入射する。

【０００５】図１１は従来の偏光面変換基板の斜視図で
ある。偏光面変換基板５３１は第１のその他の斜面５３
１ａ（以下単に第１他斜面と呼ぶ）とその第１他斜面５
３１ａに平行な第２のその他の斜面５３１ｂ（以下単に
第２他斜面と呼ぶ）を有し、第１他斜面５３１ａには反
射膜６２６が、第２他斜面５３１ｂには偏光分離膜５１
２が夫々形成されている。透過光６１７は第２他斜面５
３１ｂ上に形成された偏光分離膜５１２に入射する。第
２他斜面５３１ｂは透過光６１７の偏光面６１７ａと入
射面６２８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６
１７のＰ偏光成分６１７ｐとＳ偏光成分６１７ｓは略
１：１の強度比を有するようになる。入射面６２８と平
行な偏光成分を有するＰ偏光成分６１７ｐは偏光分離膜
５１２によってほぼ１００％透過し、一方、入射面５２
８に垂直な偏光成分を有するＳ偏光成分６１７ｓは第２
他斜面５３１ｂ上の偏光分離膜５１２によって略１００
％反射し第１他斜面５３１ａ面上に入射し、反射膜６２
６によって反射され受光素子５１３へ導かれる。

【０００６】

【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、反射膜６２６と偏光分離膜５１２とを平
行に離間して配していたので、反射膜６２６と偏光分離
膜５１２との間の位置関係如何によっては反射膜６２６
で反射されたＳ偏光成分が再度偏光分離膜５１２に入射
してしまい、受光素子５１３に入射するＳ偏光成分とＰ
偏光成分との光量の比が１：１にならない可能性があっ
たので、反射膜６２６で反射されて受光素子５１３に向
かう光が再度変更分離膜５１２に入射しないように、偏
光分離膜５１２と反射膜６２６との間の距離をかなり大
きく取る必要があった。従って光ガイド部材５０５を小
型化しようとしても、偏光面変換基板５３１の小型化に
は自ずから限界があって、非常に困難であった。

【０００７】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、体積が非常に小さく、かつ、ノイズの少ないＲＦ信
号を形成することができる光ピックアップを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、偏光分離手段で反射された光をその偏光分離手段に
対して傾斜されて配置された反射面で反射させて、光を
受光手段に導く。更にその反射された光を前記受光手段
に対して傾斜させて入射させる。このとき反射面に偏光
分離手段から導かれてきた光を反射する反射手段を設け
るか、若しくは、偏光分離手段から導かれてきた光を反
射面で全反射させるという構成を有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】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斜面を有し、前記
複数の斜面をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複
数の斜面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
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
偏光分離手段で反射された光は、前記偏光分離手段に対
して傾斜して設けられている反射面で反射させて受光手
段に光を導くようにしたことにより、従来のように同一
基板中に設けられた偏光分離手段と反射膜との組合せを
用いずに、偏光分離手段と光ガイド部材の側面を用いて
Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを分離することができるの
で、従来の反射膜のスペースの分だけ光ガイド部材が小
さく、薄くなる。

【００１０】更に反射面で反射された光を前記受光素子
の受光面に対して傾斜するように入射させることによ
り、垂直にするために設けてあった光学部材を形成する
必要がなくなる。

【００１１】また反射面に反射手段を設けたことによ
り、光ガイド部材の側面での光の反射率を高くすること
ができる。

【００１２】さらに反射面に設けられた反射手段を金属
薄膜を用いて形成したことにより、更に光の反射率を高
くすることができる。

【００１３】そして反射面での全反射によって偏光分離
手段から導かれてきた光を反射するようにしたことによ
り、反射面に反射手段を設けなくても十分な反射率を確
保することができる。

【００１４】また反射面において、偏光分離手段からの
光が入射する側と反対側の面が光ガイド部材よりも屈折
率の低い物質に接するようにしたことにより、反射面で
の全反射が容易に起こるようにでき、かつその臨界角を
より小さくすることができる。

【００１５】さらに偏光分離手段から導かれてきた光の
反射面に対する入射角を４１．５゜以上とすることによ
り、反射面で完全に全反射を起こさせることができる。

【００１６】また受光手段に設けられている受光部の周
囲に反射防止素子を形成したことにより、受光手段に入
射してきた光が受光部で反射されて受光光量が減少する
ことを防止できる。

【００１７】偏光分離手段における光の偏光方向と入射
面とのなす角を４０〜５０゜とすることにより、偏光分
離手段から導かれてきた光の反射面に対する入射角を容
易に４０゜以上とすることができる。

【００１８】偏光分離手段における媒体からの戻り光の
偏光方向と入射面とのなす角を略４５゜とすることによ
り、偏光分離手段から導かれてきた光の反射面に対する
入射角をほぼ正確に４２から５０゜とすることができ
る。

【００１９】以下本発明の一実施の形態における光ピッ
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。

【００２０】図１及び図２はともに本発明の一実施の形
態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。

【００２１】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。

【００２２】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
伝導率等を考慮するとＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−
Ｐｂ−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。本実施の形態では比較的安価で、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。次に本発明の一実施の形態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
本発明の一実施の形態における光ピックアップの動作の
概念図、図４は本発明の一実施の形態における光ガイド
部材の斜視図である。

【００３８】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、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、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。

【００３９】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。

【００４０】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５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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】図５は本発明の一実施の形態における偏光
面変換基板の斜視図、図６は本発明の一実施の形態にお
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はその他の斜面（以下他斜
面と称す）３１ｂを有し、他斜面３１ｂには偏光分離膜
１２が形成されている。透過光１１７は他斜面３１ｂ上
に形成された偏光分離膜１２に入射する。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１１７ｐとＳ偏光成分１１７ｓは略１：１の強度比を
有するようになる。

【００４４】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は本発明の一実施の形態にお
ける光ガイド部材の側面図、図８は本発明の一実施の形
態における光ガイド部材の上面図、図９は本発明の一実
施の形態における面Ａ−Ｂでの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
に配置されている他斜面３１ｂを有している。また図８
に示すＡ−Ｂにおける断面上において、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の
間のなす角がα゜となるように他斜面３１ｂを配置する
ことが好ましく、さらに図８において光ガイド部材５の
側面５ｇが形成する直線Ｙと他斜面３１ｂが形成する直
線Ｚとの間にβの角度を有するように他斜面３１ｂを配
置することが好ましい。偏光分離膜１２に入射する透過
光１１７の入射角をθ１とすると、透過光１１７の偏光
方向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
１を用いて（数１），（数２）で表す角度に配置するこ
とが好ましい。

【００４５】

【数１】

【００４６】

【数２】

【００４７】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
他斜面３１ｂ上の偏光分離膜１２によって略１００％反
射されて偏光面変換基板３１の側面３１ｃに入射する。

【００４８】偏光面変換基板３１（即ち光ガイド部材
５）の側面３１ｃに入射するＳ偏光成分１１７ｓは、側
面３１ｃで反射されて受光素子１３へと導かれる。この
とき側面３１ｃには反射膜３１ｄを設けておくことが、
効率よくＳ偏光成分１１７ｓを反射することができるの
で好ましい。また反射膜３１ｄの材質としてはＡｇ，Ａ
ｕ，Ａｌ，Ｃｕ等の比較的薄くても高反射率を有する金
属材料を用いることが、光の利用効率を高くすることが
できるので好ましい。特にＡｇは反射率およびコストの
面で優れているので好ましい。

【００４９】また偏光面変換基板３１（即ち光ガイド部
材５）の側面３１ｃに入射するＳ偏光成分１１７ｓは、
側面３１ｃに対する入射角θ２が全反射の臨界角以上で
あることが好ましい。θ２が臨界角以上である場合に
は、Ｓ偏光成分１１７ｓは光ガイド部材５の外部に射出
されることなく側面３１ｃで全反射されて、偏光分離膜
１２で反射されたＳ偏光成分１１７ｓのほぼ全光量が受
光素子１３上に設けられている受光部１７１へ導かれる
ので、同じく受光部１７１に導かれたＰ偏光成分１１７
ｐとともに受光素子１３での光量比をほぼ１：１とする
ことができる。従ってＲＦ信号はこの２つの信号の差動
を取ることにより、信号の成分は２倍になる。また同位
相成分のノイズはキャンセルされるので、ノイズの少な
い高Ｃ／Ｎ比のＲＦ信号を作り出すことができる。

【００５０】更に側面３１ｃの光が入射する側とは反対
側の面は、偏光面変換基板３１を構成する材料の屈折率
よりも小さな屈折率を有する物質に接していることが好
ましい。このような構成にすることにより、反射面に入
射した光は全反射を確実に起こし、かつ、その臨界角を
より小さくすることができるので、反射面での光量の減
衰等が発生せず、かつ、設計の自由度が増す。

【００５１】また全反射させることにより偏光面変換基
板３１の側面３１ｃに反射膜３１ｄを設ける必要がない
ので、製造工程を削減することができ、コストを下げる
ことができる。

【００５２】本実施の形態の場合、全反射の臨界角は約
４１．５゜であり、αとβを（数１），（数２）のよう
に設定すると、Ｓ偏光成分１１７ｓの側面３１ｃへの入
射角θ２は、光ガイド部材５が直方体であるときには４
５゜以上となるので、入射した光７０は全反射され、受
光素子１３に導かれる。

【００５３】さらにこのような構成を用いることによ
り、偏光面変換基板３１中に反射膜を設ける必要がない
ので、偏光面変換基板３１の体積を小さくすることがで
きるので、光ガイド部材５の体積を小さくすることがで
き、ひいては光ピックアップ全体の体積を大幅に減少さ
せることができる。

【００５４】このときＳ偏光成分１１７ｓについては受
光素子１３に入射する際の入射状態は垂直入射ではなく
斜め入射であるから、多少なりとも受光素子１３の表面
で反射が起こる可能性がある。従って本実施の形態で
は、少なくともＳ偏光成分１１７ｓが入射する受光部１
７１の周囲には反射防止膜１７１ａを形成しておくこと
が好ましい。

【００５５】受光部１７１の周囲に反射防止膜１７１ａ
を形成することにより、受光素子１３上での反射による
Ｓ偏光成分１１７ｓの光量の減少を防止することがで
き、従って受光部１７０及び受光部１７１からの信号量
を略１：１に保つことができるので、ノイズの小さなＲ
Ｆ信号を得ることができる。

【００５６】なお本実施の形態では側面３１ｃを反射面
として用いていたが、偏光面変換基板３１中に偏光分離
膜１２に対して傾斜して設けられた斜面を反射膜として
用いても同様の効果が得られる。

【００５７】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を設定することにより、従来
のように偏光分離膜と反射膜を所定の位置関係に配して
Ｓ偏光成分１１７ｓを受光素子１３に導くという構成と
する必要がないので、反射膜を設けなかった分だけ偏光
面変換基板３１の特にＬ方向の厚みを薄くすることがで
きるので、光ガイド部材５の同じくＬ方向の厚みを薄く
することができ、ひいては光ピックアップの厚みを薄く
することができ、その体積も大幅に減少させることがで
きる。

【００５８】また偏光面変換基板３１に入射した光につ
いては、従来のように反射膜を設けなくてもＰ偏光成分
１１７ｐとＳ偏光成分１１７ｓ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１
を用いることができるので、光源１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。

【００５９】なお本実施の形態では透過光１１７の偏光
方向１１７ａと偏光分離膜１２における入射面１２８
（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１１７ｐ及びＳ偏光成分１１７ｓ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４
０゜〜５０゜とすることにより、形成されるＰ偏光成分
１１７ｐ及びＳ偏光成分１１７ｓ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。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、光ピックアップを構成する光
ガイド部材において、偏光分離手段で反射された光を、
偏光分離手段に対して傾斜して設けられている反射面で
反射させ、受光手段に導くようにしたことにより、従来
のように同一基板中に設けられた偏光分離手段と反射膜
との組合せを用いなくても、偏光分離手段と光ガイド部
材の側面を用いてＰ偏光成分とＳ偏光成分とを分離する
ことができるので、従来の反射膜のスペースの分だけ光
ガイド部材が小さく、薄くすることができ、従って光ピ
ックアップの体積を大幅に減らすことができるとともに
その厚さも薄くすることができる。

【００６１】また反射面で反射された光は前記受光素子
に対して非垂直に入射するようにすることにより、垂直
にするために設けてあった光学部材を形成する必要がな
くなるので、製造コストを低下させることができる。

【００６２】更に反射面に反射手段を設けたり、反射面
で全反射させるようにすることにより、その面での光の
反射率を高くすることができるので、受光素子に向かう
Ｓ偏光成分の光量がほとんど減少しない。したがってＳ
偏光成分とＰ偏光成分の比率を略１：１とすることがで
きるので、高Ｃ／Ｎ比のＲＦ信号を得ることができる。

【００６３】また受光素子に設けられている受光部の周
囲に反射防止素子を形成したことにより、受光素子に入
射してきた光が受光部で反射されて受光光量が減少する
ことを防止できるので、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の比率
を略１：１とすることができ、高Ｃ／Ｎ比のＲＦ信号を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態における光ピックアップ
の動作の概念図

【図４】本発明の一実施の形態における光ガイド部材の
斜視図

【図５】本発明の一実施の形態における偏光面変換基板
の斜視図

【図６】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態における光ガイド部材の
側面図

【図８】本発明の一実施の形態における光ガイド部材の
上面図

【図９】本発明の一実施の形態における面Ａ−Ｂでの光
ガイド部材の断面図

【図１０】従来の光ピックアップの断面図

【図１１】従来の偏光面変換基板の斜視図

【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 ３１ｂ 他斜面 ３１ｃ 側面 ３１ｄ 反射膜 ７０ 光 １１７ 透過光 １１７ａ 偏光面 １１７ｓ Ｓ偏光成分 １１７ｐ Ｐ偏光成分 １２３ 反射光 １２４ 反射膜 １２５ 反射膜 １２８ 入射面 １７０，１７１，１７２，１７２ａ，１７２ｂ，１７２
ｃ，１７２ｄ，１７６，１７７ 受光部 １７１ａ 反射防止膜

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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斜面を有し、前記複数の斜
   面をそれぞれ略平行に配置するとともに前記複数の斜面
   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、前記偏光分離
   手段で反射された光は、前記偏光分離手段に対して傾斜
   して設けられている反射面で反射されて、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。
2. 【請求項２】反射面で反射された光は前記受光手段の受
   光面に対して傾斜して入射することを特徴とする請求項
   １記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】反射面に偏光分離手段から導かれてきた光
   を反射する反射膜を設けたことを特徴とする請求項１，
   ２いずれか１記載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】反射膜を金属薄膜を用いて形成したことを
   特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】光ガイド部材と光ガイド部材よりも屈折率
   の低い物質との接触部位を反射面としたことを特徴とす
   る請求項１，２いずれか１記載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】反射面での全反射によって偏光分離手段か
   ら導かれてきた光を反射して受光手段に導くことを特徴
   とする請求項５記載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】偏光分離手段から導かれてきた光の反射面
   に対する入射角を４１．５゜以上とすることを特徴とす
   る請求項５，６いずれか１記載の光ピックアップ。
8. 【請求項８】受光素子に設けられている受光部の周囲に
   反射防止素子を形成したことを特徴とする請求項１〜７
   いずれか１記載の光ピックアップ。
9. 【請求項９】偏光分離手段における媒体からの戻り光の
   偏光方向と入射面とのなす角が４０〜５０゜であること
   を特徴とする請求項１〜８いずれか１記載の光ピックア
   ップ。
10. 【請求項１０】偏光分離手段において、媒体からの戻り
    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１〜９いずれか１記載の光ピックア
    ップ。