JPH09312029A

JPH09312029A - 光ピックアップ及び相変化型光ディスク用の光ピックアップ

Info

Publication number: JPH09312029A
Application number: JP8126727A
Authority: JP
Inventors: Haruji Manabe; 晴二真鍋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】小型・薄型の光ピックアップ及び相変化型光
ディスク用の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】基板４に設けられている端子１４に接続
された高周波重畳回路基板５０とＦＰＣ５１において、
基板４と高周波重畳回路基板５０との間にＦＰＣ５０を
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】

【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及び
相変化型光ディスク用の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
学部品点数の削減等により光ピックアップの小型化及び
軽量化の試みが行われている。光ピックアップの小型・
軽量化は、装置全体の小型化だけでなく、アクセス時間
の短縮などの性能向上に有利となる。近年、光ピックア
ップの小型・軽量化の手段としてホログラム光ピックア
ップの利用が挙げられており、一部実用化に供してい
る。

【０００３】従来の光ピックアップについて図を参照し
ながら説明する。図１２は従来の光ピックアップにおけ
る端子の配置図である。図１２において、３００は基板
で基板３００は各種の部材を配置するものであるが、こ
こでは省略する。基板３００には、受光素子３０１が載
置されており、この受光素子３０１で検知した光信号は
電気信号に変換される。更に基板３００にはその周囲と
電気的に絶縁されている端子３０２が設けてある。この
端子３０２は前述の受光素子３０１に設けられている接
続部とワイヤボンドされて、受光素子３０１からの信号
を伝達するものである。

【０００４】図１３は従来の光ピックアップにおける各
種電気回路と端子との接続を示す図である。基板３００
を貫通し、かつ、基板３００と電気的に非接触に設けて
ある端子３０２の端部のうち、受光素子３０１側の端部
３０２ａは受光素子３０１に設けられている電極や半導
体レーザの電極とワイヤボンディングで接続されてい
る。そしてその反対側の端部３０２ｂは長さが均一にそ
ろっており、それぞれ光源に電力を供給する電源回路基
板３０３及び受光素子３０１からの信号を伝達するフレ
キシブルプリント基板（以下ＦＰＣと称す）３０４と接
続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、光ピックアップで検出した光信号等を伝達
するための端子３０２が受光素子３０１の周囲を取り巻
くように配置されていたので、光ピックアップの小型化
・薄型化を図るために光ヘッド自体を小型化しても、取
り巻く端子のためその高さ方向の薄型化に限界があっ
た。

【０００６】またこの構成においては、電源回路基板３
０３とＦＰＣ３０４とが同一平面上に形成されていたた
め、電源回路基板３０３が基板３００からはみ出してし
まうという問題点があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、小型
・薄型の光ピックアップ及び相変化型光ディスク用の光
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、収納部材に設けられ、前記受光手段からの信号の収
納部材外部への伝達か、若しくは光源への電力の供給か
の少なくとも一方の作用を有する複数の端子と、複数の
端子のうちのいくつかに接続された電源回路基板と、複
数の端子のいくつかに接続された信号伝達手段若しくは
回路基板の少なくとも一方とを備え、光源から射出され
た光を各種光学部材を介して光媒体に導き、光媒体で反
射された光を各種光学部材を介して受光手段に導く光ピ
ックアップであって、収納部材と電源回路基板との間に
信号伝達手段若しくは回路基板の少なくとも一方を配置
するという構成を有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明によると、
光源と、光を受光するとともに受光した光信号を電気信
号に変換する受光手段と、前記光源，前記受光手段を収
納するとともに光の入出射部分に開口部を有した細長い
形状の収納部材と、前記収納部材に設けられ、前記受光
手段からの信号の収納部材外部への伝達か、若しくは光
源への電力の供給かの少なくとも一方の作用を有する複
数の端子と、前記複数の端子のうちのいくつかに接続さ
れた電源回路基板と、前記複数の端子のいくつかに接続
された信号伝達手段若しくは回路基板の少なくとも一方
とを備え、前記光源から射出された光を各種光学部材を
介して光媒体に導き、前記光媒体で反射された光を各種
光学部材を介して受光手段に導く光ピックアップであっ
て、前記収納部材と前記電源回路基板との間に前記信号
伝達手段若しくは前記回路基板の少なくとも一方を配置
したことにより、電源回路基板に端子を通過させるため
の孔をもうける必要がなくなり、さらに電源回路基板の
小型化が可能になる。

【００１０】請求項３に記載の発明によると、電源回路
基板と信号伝達手段若しくは前記回路基板との間に２ｍ
ｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の間隔を有する隙間を設
けたことにより、隙間の部分に各種の部材を配置するこ
とができ、空間の効率的な利用が可能になる。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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、サブマウント２の上面に予めＡｕ
−Ｓｎなどの半田を鍍金しておき、高温で半田付けする
方法やＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ｓｂ，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。本実施の形態では、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。なお、サブ
マウント２の材質としてＳｉを用いた場合にはＴｉ層の
前にＡｌ₂Ｏ₃膜や部材表面の表面酸化膜等の絶縁層を形
成しておくことが好ましい。

【００１５】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，ＦｅＮｉＣｏ合金，ＦｅＮｉ合
金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、Ａｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ａｇ，Ｓｎ−Ｓｂ，Ｓ
ｎ−Ｐｂ−Ｉｎ等の半田箔（厚さ数μｍ〜数十μｍ）を
高温で圧着することが好ましい。半田泊の融点について
は組立順を考えて設定されることが、一度接合した部材
のズレを防止することができるので好ましい。

【００１６】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。

【００１７】またブロック３はサブマウント２よりも大
きくして、基板４との接触面積を大きく取ることが望ま
しい。

【００１８】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及び基板４の取り付けについても同様にすることが
好ましい。

【００１９】基板４は、光源１で発生し、伝導等により
サブマウント２及びブロック３を介して伝わってきた熱
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
基礎となるものである。基板４の材質としては、熱伝導
性が高いＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ等の金属材料やＦｅＮｉ合金
やＦｅＮｉＣｏ合金等の合金材料を用いることが好まし
い。なぜならば後で説明する溶接を行うことが容易であ
り、かつ、高周波重畳回路等からの電磁波等のノイズを
遮断する電磁シールドとしての効果も有するからであ
る。これらの中でも特にＦｅ，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＮｉ
Ｃｏ合金は熱抵抗が小さく、放熱性が良好で、かつ、低
コストであるので、光源１で発生する熱を効率的に外部
に放出することができ、かつ、光源１からの光の特性が
良好な光ピックアップを低価格で提供することが可能に
なる。

【００２０】なお前述のブロック３と基板４との接合も
前述のような半田泊或いはＡｇローを用いて行うことが
好ましい。またブロック３は基板４をプレス等で叩き出
して形成しても良い。

【００２１】また基板４には孔４ａが設けてあり、各部
材の位置の調整用のジグの挿入等に用いられる。これに
より微妙な位置合わせを必要とする光ピックアップ内部
の各部材の位置合わせを容易に行うことができる。

【００２２】以下基板４に載置されている部材について
説明する。まず最初にブロック３と基板４の取付につい
て説明する。ブロック３は予めサブマウント２及び光源
１が固定された状態でロウ付けや半田箔等の方法により
基板４の上面に固定されている。

【００２３】更に基板４には、端子１４ａ，１４ｂが設
けられている。この端子１４ａは光源１への電力を供給
するものであり、端子１４ｂは受光素子１３で検知した
信号を外部へ伝達したりするものである。そして前述し
た金属材料から構成されている基板４と電気的に接触し
ないようにしながら、基板４に設けられている複数の孔
４ｂに挿入されている。この端子１４ａ，１４ｂの材質
としてはＦｅＮｉＣｏ合金，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＣｒ合
金等を用いることが好ましい。電気的な接触を断つ手段
としては、孔４ｂにおいて端子１４ａ，１４ｂと基板４
と接する部分については絶縁性の皮膜等が設けられてい
ることが好ましく、更にこの部分から外気が混入してこ
ないように密閉しておく必要がある。このような部材と
して、低融点ガラス，フリットガラス，コバールガラ
ス，ハーメチックシール等の絶縁及び密閉の双方を同時
に行えるものを用いることが好ましい。ここでは特に整
合封止型若しくは圧縮封止型のハーメチックシールを用
いることが好ましい。なぜならば極めて容易に絶縁と密
閉の双方を行うことができ、さらに極めて安価であるの
で、端子１４ａ，１４ｂの基板４への取付工程を簡略化
でき、さらには光ピックアップの製造コストを削減でき
るからである。

【００２４】この整合封止型のハーメチックシールを端
子１４ａ，１４ｂとして用いることにより、広い温度範
囲にわたって高い気密性及び絶縁性を保つことができ、
かつ、端子形状も比較的自由に変形することができるの
で、光ピックアップの信頼性を高くすることができ、か
つ、設計の自由度も大きくすることができる。

【００２５】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１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に接合されている。ここで
用いられる接合材としては、所定の波長の光を照射する
ことにより硬化する光硬化型の接着剤を用いることが好
ましい。それらの中でも特に発光が容易な赤外線領域、
紫外線領域、可視光領域の光を用いることが特に好まし
い。このような接合材を用いることにより良好な作業性
を簡単に得ることができ、更に接合時間の短縮も、照射
する光の量及びエネルギーを最適になるように制御する
ことにより、簡単に可能となる。なお吸湿硬化型の瞬間
接着剤を用いても良い。この場合にも良好な作業性を簡
単に得ることができる。

【００２６】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。取付の際には基板
４に設けられた孔４ａから挿入されるエアーブラシ等の
位置調整手段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との取り付けに際しては、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。更に受光素
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。さらに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好ましい。また受光素子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が設けてあり、端
子１４ｂとワイヤボンディング等の方法により接続され
ている。

【００２７】ここで端子１４ａ，１４ｂの基板４上での
配置位置について図を参照しながら説明する。図１０は
本発明の一実施の形態における基板４に対する端子１４
ａ，１４ｂの配置図を示している。ここで、端子１４
ａ，１４ｂは、光ガイド部材５や受光素子１３等が配置
されている載置部４ｃを包含する第三の領域４ｈを挟ん
でほぼ対称に基板４の第一の領域４ｆ及び第二の領域４
ｇ分離されて配置されている。このように端子１４ａ，
１４ｂを配置することにより、従来のように受光素子を
取り巻くように端子を設けるのに対して、高さ方向の幅
Ｈをぎりぎりまで短くすることができ、結果として市場
のニーズである光ピックアップの薄型化が可能になる。
またそのときの端子１４ａ，１４ｂの配置形状は千鳥形
状とすることが好ましい。このように配置することによ
り、受光素子１３の複数の電極１３ａと端子１４ａ，１
４ｂとの距離が適当に保てるとともにワイヤボンドする
際に複数の金線が交差してしまうことを防止することが
でき、ボンディングをより容易に行うことができるとと
もにボンディング線１４ｃの接触によるショートを防止
することができる。従って信頼性が高く、製造時の歩留
まりが非常に高い光ピックアップを提供することができ
る。更に千鳥形状に端子１４ａ，１４ｂを配置した場合
には、端子１４のそれぞれの間隔Ｍは３．０ｍｍ以下、
好ましくは２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．３ｍ
ｍ以下とすることが好ましい。このような配置とするこ
とにより、空間の効率的な利用が可能になるとともに端
子間の間隔が大きいことに起因する例えばボンディング
線同士の短絡等を防止することができる。

【００２８】さらに、本実施の形態においては光源１，
受光素子１３及び光ガイド部材５を載置する載置部４ｃ
が設けられている。複数の端子１４ａ，１４ｂは、この
載置部の高さ方向の幅Ｐを越えないように配置されるこ
とが、光ピックアップのパッケージの厚さを極限まで薄
くすることが可能になるのでさらに好ましい構成であ
る。

【００２９】次に端子１４ａ，１４ｂ及びその端部に接
続されている電源回路等について、図面を参照しながら
説明する。図１１は本発明の一実施の形態における光ピ
ックアップの側面図である。

【００３０】基板４を貫通するように設けられている端
子１４ａの基板４の底面からの長さは端子１４ｂの基板
４の底面からの長さよりも長くなっていることが好まし
い。即ち端子１４ａの長さを端子１４ｂの長さよりも長
くして、端子１４ａの端部に接続される高周波重畳回路
基板５０を端子１４ｂの端部に接続されているフレキシ
ブルプリント基板５１（以下ＦＰＣ５１と称す）よりも
基板４から遠い平面上に配置することが好ましい。この
ような配置にすることにより、従来のように電源回路基
板とＦＰＣなどが光ピックアップの高さ方向Ｈに大きく
はみ出すことがなく、従って光ピックアップの高さ方向
Ｈの長さを短くすることができる。さらにＦＰＣ５１を
高周波重畳回路基板５０よりも遠くに配置する場合と比
較して、高周波重畳回路基板５０に端子１４ｂを通過さ
せる孔を設ける必要がないので、コストダウンにつなが
るとともに高周波重畳回路基板５０の利用効率が向上
し、高周波重畳回路基板５０の小型化も可能になる。従
ってこのような構成を有する光ピックアップを搭載する
ことにより、市場のニーズである光ディスクドライブ装
置の小型化・薄型化が可能となる。

【００３１】このとき高周波重畳回路基板５０とＦＰＣ
５１の間隔は、少なくとも２ｍｍ以上、好ましくは３ｍ
ｍ以上設けることが好ましい。このようにすることによ
り、高周波重畳回路基板５０とＦＰＣ５１との間の隙間
に各種部品を載置することが可能となるので、空間の効
率的利用により光ピックアップの小型化を図ることがで
きる。

【００３２】なお本実施の形態では高周波重畳回路基板
５０と基板４の間に設けられる部材をＦＰＣ５１として
いたが、例えば受光素子１３からの信号を演算して所定
の信号を形成する演算回路基板の様なものであっても良
い。

【００３３】１５はキャップで、キャップ１５は光源
１、光ガイド部材５、受光素子１３等を覆うように基板
４に接合されており、光源１，光ガイド部材５及び受光
素子１３等が直接外気や水分と触れないようにし、か
つ、外部から混入してくる光が光ガイド部材５の内部に
入ってノイズとなることを防止する働きを有している。
キャップ１５は多くの場合は、ドーム状やシルクハット
状の形状を有しており、更に光が通過する部分について
は孔部１５ａが設けてあり、通過していく光に悪影響を
及ぼさないような構成となっている。そしてキャップ１
５の材質は、金属若しくは樹脂等で、基板４との接合が
容易にでき、形状が安定しているものを用いることが好
ましい。特にキャップ１５を金属製とした場合には光源
１に電力を供給する電源回路からの不要輻射やその他高
周波重畳回路等からのノイズを抑制することができる。
従って光ピックアップから出力される各種の電気信号に
これらに起因したノイズが重畳することがないので、ノ
イズレベルが低い高性能な光ピックアップを提供するこ
とが可能となる。更にキャップ１５に用いられる金属材
料のなかでも、ＦｅＮｉＣｏ合金，ＦｅＮｉ合金等がキ
ャップ１５の形成を容易にし、かつ、不要輻射の抑制力
も高く、さらには基板４との接合性も良好であるので好
ましい材料である。また金属製とすることにより周囲か
らの水分の進入を防止することができる。

【００３４】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
するのを防止し、かつ、光の透過効率を向上させるもの
で、キャップ１５の孔部１５ａに接合材を介して取り付
けられている。ここで用いられる接合材としては、接着
ガラスやエポキシ系樹脂等が考えられる。特に接着ガラ
スは、キャップ１５の材料として用いられるＦｅＮｉＣ
ｏ合金やＦｅＮｉ合金及びカバー部材１６の材料である
ガラスと広い温度範囲にわたって熱膨張係数がほとんど
同じであるので好ましい材料である。またカバー部材１
６の材質としては、ＰｂＯ・Ｂ₂Ｏ₃・ＺｎＯ系の結晶性
ガラスや、ＢＫ−７等の光学ガラスを用いることがこと
が好ましい。更にカバー部材１６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。反射防止膜１６ａを形成することにより、カバー部
材１６における光の反射や屈折等を抑制ことができるの
で、光の利用効率を向上させることができる。この反射
防止膜１６ａはＭｇＦ₂等の材質で形成することが、効
率よく反射防止をすることができるので好ましい。

【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、基板４と受光素子１３との間に存在する隙間１
７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か若しくは孔４ａを
板部材等で塞いでしまうことが好ましい。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、
基板４やキャップ１５の熱抵抗を従来に比べて小さくす
ることができるので、光源１で発生する熱を従来に比べ
て容易に外部に放出することができる。更にキャップ１
５において基板４との接合に必要なクリアランスが非常
に小さいので、基板４及びキャップ１５の小型化が可能
になり、従って市場のニーズに合った小型の光ピックア
ップを提供することができる。更に基板４及びキャップ
１５を金属材料で形成したことにより、パッケージ全体
がカバー部材１６部分を除いては電気的にグランドレベ
ルになるので、高周波重畳回路等からの電磁波に対して
強力なシールド効果を有する。従って電磁波等のノイズ
に対して大きな耐性を有する信頼性の高い光ピックアッ
プとなっている。

【００３７】また基板４とキャップ１５の取付をＮ₂ガ
ス、不活性ガスまたは乾燥空気の少なくとも一種類が充
填された雰囲気で行うことにより、容易にパッケージの
内部に所定のガスを所定の圧力で封入することができ、
これにより光源１や受光素子１３の劣化を防ぐとともに
光ガイド部材５等に結露が発生して光学特性が大きく劣
化することを防ぐことができる。

【００３８】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。

【００３９】図３及び図４において基板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。

【００４０】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
を容易に行うことができる。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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は第１のその他の斜面３１
ａ（以下単に第１他斜面と呼ぶ）とその第１他斜面３１
ａ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１
２６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。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によってほぼ
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％反射し第１他斜面３１
ａ面上に入射し、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１３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。

【００４５】次に図３中に示す第２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。

【００４６】次に本発明の一実施の形態において、特に
相変化型光ディスクに対応した光ピックアップの構成に
ついて図を参照しながら説明する。相変化型光ディスク
は光を照射することで記録媒体中の結晶構造を変化させ
て情報を記録するもので、結晶構造を変化させるために
従来の光記録再生装置に比べてより多くの光量を必要と
するので、より効率の良い光学系を必要とする。図７は
本発明の一実施の形態における相変化型光ディスク用の
光ピックアップの構成図である。なお図１，図２及び図
３に示したものと番号が同一の部材については、その働
き及び構成が同様であるので説明を省略する。

【００４７】光源１から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４１の面４１ｆから光
ガイド部材４１に入射し、拡散角変換ホログラム７、回
折格子６及び偏光選択性のあるビームスプリッター膜３
５（以下ビームスプリッター膜と呼ぶ）を通って光ガイ
ド部材４１の面４１ｅから出射される。ここでビームス
プリッター膜３５は図３に示す実施の形態の場合とは異
なりＳ偏光成分の反射率は９５％以上でＰ偏光成分の反
射率はおよそ１％程度である。ビームスプリッター膜３
５に入射する光のうちビームスプリッター膜３５を透過
する光（Ｐ偏光成分で全光量の数パーセント程度）は光
源１からの射出光のモニター光として利用される。光ガ
イド部材４１の面４１ｅから出射された光はカバー部材
１６に設けられたλ／４板３３を透過する。図８は本発
明の一実施の形態におけるλ／４板の概観図である。λ
／４板３３は光ガイド部材４１からの入射光偏光面に対
して、その異常光軸がπ／４・（２ｍ−１）；（ただし
ｍは自然数：以下同じ）の方向に設置されており、入射
光の異常光成分と常光成分の位相差をπ／２・（２ｍ−
１）だけ発生させる機能を有している。λ／４板３３を
構成する材料としては一般に一軸性結晶材料を用いる。
その中でも低コストで、光透過性に優れた水晶を用いる
ことが好ましい。一軸性結晶では異常光軸６１６と常光
軸６１７があり、それぞれの光軸に対して異常光屈折率
ｎ_e及び常光屈折率ｎ_oと呼ばれる異なる屈折率を有して
いる。異常光と常光では光学的距離が異なるので、λ／
４板３３の基板厚をＱＤ，入射光波長をλとして次の関
係式で決まる位相差Δが発生する。λ／４板３３の厚さ
ＱＤはこの位相差Δがπ／２・（２ｍ−１）となるよう
に決定されている。

【００４８】Δ＝２π・（ｎ_e−ｎ_o）・ＱＤ／λ 本実施の形態では、波長λ＝７９０ｎｍ、異常光屈折率
ｎｅ＝１．５４７７、常光屈折率ｎｏ＝１．５３８８
（ただし屈折率は基板の切り出し角で異なる。ここでは
異常光軸及び常光軸の双方の軸を含む平面に平行に切り
出した。）という条件に対してλ／４板３３の基板厚は
２１．９・（２ｍ−１）μｍとなる。この様な条件にす
ることにより、直線偏光で入射角０度で入射してきた光
を円偏光の光に変換することができる。即ち光源１から
出射されたＳ偏光成分のみを含む直線偏光を円偏光に変
換することができる。なおここではλ／４板３３として
カバー部材１６上に２１．９μｍの水晶を設けていた
が、光ガイド部材４１の面４１ｅや対物レンズ２６に設
けることもある。

【００４９】λ／４板３３を透過して円偏光となった光
は対物レンズ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、
反射される。記録媒体面２７ａで反射された円偏光化し
た光はその回転方向が逆転するので、戻り光は対物レン
ズ２６を透過し、再びλ／４板３３を透過する際に、Ｐ
偏光成分のみを含む直線偏光に変換される。この様に変
換された戻り光は光ガイド部材４１の面４１ｅを再び通
過し、再び光ガイド部材４１の第二の斜面４１ｂに形成
されたビームスプリッター膜３５に入射する。前述のよ
うにビームスプリッター膜３５は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ほぼ
１００％の反射率を有する。従ってＰ偏光成分しか有さ
ない戻り光はビームスプリター膜３５をほぼ透過する。

【００５０】そして戻り光は光ガイド部材４１の第一の
斜面４１ａに平行な第三の斜面４１ｃ上に形成されたハ
ーフミラー３４に入射する。ハーフミラー３４は入射し
た光のうち所定の量を反射して、残りを透過する働きを
有している。

【００５１】ここでハーフミラー３４に入射した光束の
内、透過光１１７は受光素子３６上に設けられている受
光部３７へ導かれる。

【００５２】次に図７中に示すハーフミラー３４に入射
した光束のうち反射光１２３に関して説明する。図９は
本発明の一実施の形態における相変化型光ディスク用の
光ピックアップの受光素子に設けられた受光部の配置図
である。反射光１２３は第二の斜面４１ｂ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３６上の受光部３８に、サイドビームの戻り光は
受光素子３６上の受光部３９及び４０に到達する。

【００５３】以上のような構成を有する光ピックアップ
ではλ／４板３３をビームスプリッター膜３５と記録媒
体２７との間に設け、Ｓ偏光成分の直線偏光である出射
光を円偏光化した光に変換し、その後記録媒体２７で反
射され回転方向が逆転した円偏光化した光をＰ偏光成分
のみを有する直線偏光に変換してビームスプリッター膜
３５に入射させることにより記録媒体２７で反射された
光をほぼ１００％受光素子３６上に導くことができるの
で、ビームスプリッター膜３５のＳ偏光成分の反射率を
大幅に高くすることができ、従って記録媒体２７に照射
される光量を大きくすることができる。即ち限られた光
源１の出力を効率よく記録媒体２７に照射でき、かつ、
記録媒体２７からの反射光を効率よく受光素子３６に導
くことができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、収納部材に設けられている複
数の端子に接続された電源回路基板及び接続部材等につ
いて、収納部材と電源基板回路の間に接続部材等を設け
たことにより、電源回路基板に端子を貫通させるための
孔を設ける必要がなくなるので、電源回路基板のスペー
スの利用効率を向上させることができ、電源回路基板の
小型化が可能になる。従って小型で薄型の光ピックアッ
プ及び相変化型光ディスク用の光ピックアップを提供す
ることが可能となる。

【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相変化型光ディ
スク用の光ピックアップの構成図

【図８】本発明の一実施の形態におけるλ／４板の概観
図

【図９】本発明の一実施の形態における相変化型光ディ
スク用の光ピックアップの受光部の配置図

【図１０】本発明の一実施の形態における基板に対する
端子の配置図

【図１１】本発明の一実施の形態における光ピックアッ
プの側面図

【図１２】従来の光ピックアップにおける端子の配置図

【図１３】従来の光ピックアップにおける各種電気回路
と端子との接続を示す図

【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基板４ａ孔４ｂ孔４ｃ載置部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端子１４ａ端子１４ｂ端子１５キャップ１５ａ孔部１６カバー部材１６ａ反射防止膜１７隙間１８接合層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３３ λ／４板３４ハーフミラー３５ビームスプリッター膜３６受光素子３７，３８，３９，４０受光部４１光ガイド部材４１ａ第一の斜面４１ｂ第二の斜面４１ｃ第三の斜面４１ｅ面４１ｆ面５０高周波重畳回路基板５１ＦＰＣ１１７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６１６異常光軸６１７常光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、光を受光するとともに受光した光
信号を電気信号に変換する受光手段と、前記光源，前記
受光手段を収納するとともに光の入出射部分に開口部を
有した収納部材と、前記収納部材に設けられ、前記受光
手段からの信号の収納部材外部への伝達か、若しくは光
源への電力の供給かの少なくとも一方の作用を有する複
数の端子と、前記複数の端子のうちのいくつかに接続さ
れた電源回路基板と、前記複数の端子のいくつかに接続
された信号伝達手段若しくは回路基板の少なくとも一方
とを備え、前記光源から射出された光を各種光学部材を
介して光媒体に導き、前記光媒体で反射された光を各種
光学部材を介して受光手段に導く光ピックアップであっ
て、前記収納部材と前記電源回路基板との間に前記信号
伝達手段若しくは前記回路基板の少なくとも一方を配置
したことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】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傾斜部を有し、前記光源か
らの光を前記複数の傾斜部を介して媒体に導くとともに
媒体からの光を前記複数の傾斜部を介して所定の位置に
導く光ガイド部材と、光を受光するとともに受光した光
信号を電気信号に変換する受光手段と、前記光源，前記
光ガイド部材，前記受光手段を収納するとともに光の入
出射部分に開口部を有した収納部材と、前記収納部材に
設けられ、前記受光手段からの信号の収納部材外部への
伝達か、若しくは光源への電力の供給かの少なくとも一
方の作用を有する複数の端子と、前記複数の端子のうち
のいくつかに接続された電源回路基板と、前記複数の端
子のいくつかに接続された信号伝達手段若しくは回路基
板の少なくとも一方とを備え、前記光源から射出された
光を各種光学部材を介して光媒体に導き、前記光媒体で
反射された光を各種光学部材を介して受光手段に導く光
ピックアップであって、前記収納部材と前記電源回路基
板との間に前記信号伝達手段若しくは前記回路基板の少
なくとも一方を配置したことを特徴とする光ピックアッ
プ。
【請求項３】電源回路基板と信号伝達手段若しくは前記
回路基板との間に２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の
間隔を有する隙間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。
【請求項４】光源と、光を受光するとともに受光した光
信号を電気信号に変換する受光手段と、前記光源，前記
受光手段を収納するとともに光の入出射部分に開口部を
有した細長い形状の収納部材と、前記収納部材に設けら
れ、前記受光手段からの信号の収納部材外部への伝達
か、若しくは光源への電力の供給かの少なくとも一方の
作用を有する複数の端子と、前記複数の端子のうちのい
くつかに接続された電源回路基板と、前記複数の端子の
いくつかに接続された信号伝達手段若しくは回路基板の
少なくとも一方とを備え、前記光源から射出された光を
各種光学部材を介して光媒体に導き、前記光媒体で反射
された光を各種光学部材を介して受光手段に導く光ピッ
クアップであって、前記収納部材と前記電源回路基板と
の間に前記信号伝達手段若しくは前記回路基板の少なく
とも一方を配置したことを特徴とする相変化型光ディス
ク用の光ピックアップ。
【請求項５】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傾斜部を有し、前記光源か
らの光を前記複数の傾斜部を介して媒体に導くとともに
媒体からの光を前記複数の傾斜部を介して所定の位置に
導く光ガイド部材と、光を受光するとともに受光した光
信号を電気信号に変換する受光手段と、前記光源，前記
光ガイド部材，前記受光手段を収納するとともに光の入
出射部分に開口部を有した細長い形状の収納部材と、前
記収納部材に設けられ、前記受光手段からの信号の収納
部材外部への伝達か、若しくは光源への電力の供給かの
少なくとも一方の作用を有する複数の端子と、前記複数
の端子のうちのいくつかに接続された電源回路基板と、
前記複数の端子のいくつかに接続された信号伝達手段若
しくは回路基板の少なくとも一方とを備え、前記光源か
ら射出された光を各種光学部材を介して光媒体に導き、
前記光媒体で反射された光を各種光学部材を介して受光
手段に導く光ピックアップであって、前記収納部材と前
記電源回路基板との間に前記信号伝達手段若しくは前記
回路基板の少なくとも一方を配置したことを特徴とする
相変化型光ディスク用の光ピックアップ。
【請求項６】電源回路基板と信号伝達手段若しくは前記
回路基板との間に２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の
間隔を有する隙間を設けたことを特徴とする請求項４，
５いずれか１記載の相変化型光ディスク用の光ピックア
ップ。
【請求項７】光ガイド部材の光出射面と光媒体との間に
λ／４板を設け、前記λ／４板と光の光軸とが略垂直で
あることを特徴とする請求項４〜６いずれか１記載の相
変化型光ディスク用の光ピックアップ。
【請求項８】光を透過若しくは反射の少なくとも一方を
行う導光手段を傾斜面に備え、前記傾斜面を介して、光
媒体からの反射光を受光手段に導くことを特徴とする請
求項４〜７いずれか１記載の相変化型光ディスク用の光
ピックアップ。
【請求項９】導光手段がハーフミラーであることを特徴
とする請求項８記載の相変化型光ディスク用の光ピック
アップ。