(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子から出射されて光ディスクに照射され、上記光ディスクに反射された戻りの光ビームを検出する光検出手段と、上記半導体レーザ素子及び上記光検出手段とを搭載した半導体基板と、上記光検出手段上に位置して上記半導体基板上に設けられた上記光ビームを分岐するマイクロプリズムとを備える受発光素子と、
上記受発光素子を覆って上記受発光素子が配設されるベース部上に配置されるカバー部材と、
上記カバー部材と一体に設けられ、上記半導体レーザ素子から出射された光ビームの非点隔差を補正する補正板とを備え、
上記カバー部材の一部と上記補正板とで上記ベース部上に配設された受発光素子を密封することを特徴とする光学ピックアップ。
【請求項２】
上記カバーの内面に、上記半導体レーザ素子から出射されて上記マイクロプリズム内に入射し、さらに上記マイクロプリズム外に出射した光ビームを上記半導体基板に向かって反射させる反射部が設けられるとともに、上記反射部によって反射された光ビームを受光する光検出手段を上記上記半導体基板上に設けたことを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ。
【請求項３】
前記カバーには、さらに、上記半導体レーザ素子から出射され、上記マイクロプリズムの傾斜面で反射された光ビームの光路を光ディスクに向かって折り曲げる反射部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクを記録媒体に用いる光ディスク記録再生装置の光学ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンパクトディスク用の光学ピックアップは、例えば、図８に示すように構成されている。
図８において、光学ピックアップ１は、対物レンズ２と、ベース部（図示せず）上に固定配置された受発光素子３と、光学系４とを含んでいる。
【０００３】
光学ピックアップ１は、対物レンズ２がフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動されることにより、受発光素子３から出射されたレーザ光を光学系４及び対物レンズ２を介して、対物レンズ２の上方で回転駆動される光ディスク５の信号記録面上のある一点に収束合焦させ、光ディスク５の信号記録面からのレーザ光（戻り光）を対物レンズ２及び光学系４を介して受発光素子３内に入射させる。
【０００４】
ここで、光学系４は、受発光素子３から出射されたレーザ光を対物レンズ２に導き、また、光ディスク５からの戻り光を対物レンズ２から受発光素子３に導くもので、図示の場合、二つの光路折曲げ用ミラー４ａ，４ｂから構成されている。
また、図示しない二軸アクチュエータにより、対物レンズ２がフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動調整されることにより、受発光素子３から出射されたレーザ光は、光学系４のミラー４ａ，４ｂ、対物レンズ２を介して、光ディスク５の信号記録面に収束合焦する。光ディスク５の信号記録面からの戻り光は、対物レンズ２及び光学系のミラー４ａ，４ｂを介して、受発光素子３に入射される。
【０００５】
上記受発光素子３は、図９及び図１０に示すように、第一の半導体基板３ａ上に光出力用の第二の半導体基板３ｂが載置され、この第二の半導体基板３ｂ上に発光素子としての半導体レーザ素子３ｃが搭載されている。
半導体レーザ素子３ｃの前方の第一の半導体基板３ａ上には、台形形状のマイクロプリズム３ｄが、その半透過面としての傾斜面を半導体レーザ素子３ｃ側に対向させて、設置されている。
さらに、受発光素子３は、上端が開放した直方体状のケース６内に収容されていると共に、そのケース６の上端が、ガラス板７により閉じられている。
【０００６】
これにより、半導体レーザ素子３ｃから第二の半導体基板３ｂの表面に沿って出射した光ビームは、マイクロプリズム３ｄの傾斜面にて反射されて、上方に向かって進み、ガラス板７を透過して、光学系４のミラー４ａに向かって進むことになる。そして、ミラー４ａにより反射された光ビームは、さらに光学系４のミラー４ｂにより反射された後、対物レンズ２を介して、光ディスク５の信号記録面に収束される。
光ディスク５の信号記録面からの戻り光は、再び、対物レンズ２，光学系４のミラー４ｂ，４ａを介して、さらにガラス板７を介して、マイクロプリズム３ｄの傾斜面から、マイクロプリズム３ｄ内に入射し、マイクロプリズム３ｄの底面に達する。
このマイクロプリズム３ｄの底面に達した戻り光は、一部がこの底面を透過すると共に、一部がこの底面で反射され、マイクロプリズム３ｄの上面に向かって進む。
【０００７】
ここで、マイクロプリズム３ｄの戻り光入射位置の下部の第一の半導体基板３ａ上には、第一の光検出器３ｅが形成されている。
また、上記底面で反射された戻り光は、マイクロプリズム３ｄの上面にて反射されて、再びマイクロプリズム３ｄの底面に入射される。
そして、マイクロプリズム３ｄの上面で反射された戻り光の入射されるマイクロプリズム３ｄの底面部分の下部の第一の半導体基板３ａには、第二の光検出器３ｆが形成されている。
【０００８】
上記第一の光検出器３ｅ，第二の光検出器３ｆは、それぞれ複数のセンサブロックに分割されており、各センサブロックの検出信号がそれぞれ独立して出力されるようになっている。
尚、第二の半導体基板３ｂ上には、半導体レーザ素子３ｃの出射側とは反対側に、第三の光検出器３ｇが備えられている。この第三の光検出器３ｇは、半導体レーザ素子３ｃの発光強度をモニタするためのものである。
【０００９】
このように構成された光学ピックアップ１によれば、受発光素子３の半導体レーザ素子３ｃから出射されたレーザ光は、マイクロプリズム３ｄの傾斜面に入射し、この傾斜面で、反射される。
マイクロプリズム３ｄの傾斜面で反射されたレーザ光は、光学系４のミラー４ａ，４ｂ及び対物レンズ２を介して、光ディスク５の信号記録面の所望のトラック位置のある一点に集束される。
光ディスク５からの戻り光は、再び、対物レンズ２，光学系４のミラー４ｂ，４ａを介して、受発光素子３のマイクロプリズム３ｄの傾斜面に入射し、この傾斜面を透過することにより、マイクロプリズム３ｄ内に進む。
【００１０】
マイクロプリズム３ｄ内に入射した戻り光は、このマイクロプリズム３ｄの底面に達する。
この底面に入射した戻り光は、一部が透過すると共に、一部がマイクロプリズム３ｄの上面方向に反射される。
底面を通過した戻り光は、第一の光検出器３ｅに入射され、他方、底面で反射された戻り光は、マイクロプリズム３ｄの上面で反射され、マイクロプリズム３ｄの底面を通過して、第二の光検出器３ｆに入射する。
【００１１】
このように戻り光が、第一の光検出器３ｅ及び第二の光検出器３ｆに入射するので、光検出器３ｅ及び３ｆの各センサブロックからの検出信号に基づいて、再生信号や、例えばいわゆる差動３分割法（Ｄ−３ＤＦ法）により、フォーカス信号が検出され、また第一の光検出器３ｅの各センサ部の検出信号の差に基づいて、トラッキングエラーが検出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示したコンパクトディスク用の光学ピックアップ１においては、光学ピックアップ１全体の厚さ、即ち光ディスク５の下面から光学ピックアップ１の最下部までの厚さをできるだけ薄くするために、光学系４のミラー４ａ，４ｂにより光路を折曲げるようにしている。
このため部品点数が多くなると共に、光学系４の各ミラー４ａ，４ｂの位置決めを正確に行なう必要があるため、組立が複雑になり、部品コスト及び組立コストが高くなってしまうという問題があった。
【００１３】
また、半導体レーザ素子３ｃから出射する光ビームの非点隔差を補正するためには、例えば図１１に示すように、出射側に斜めに配設された非点隔差補正用の平板ガラス８ａを備えた、半導体レーザダイオード８が知られているが、このような半導体レーザダイオード８を、図８に示した光学ピックアップ１に組み込むことは困難であった。
【００１４】
さらに、半導体レーザ素子３ｃの発光光量モニタとして、半導体レーザ素子３ｃの後側から出射する光が入射するように、第二の半導体基板３ｂ上に、第三の光検出器３ｇが形成されている。この場合、光ディスク５からの戻り光も、第三の光検出器３ｇに入射することになるので、半導体レーザ素子３ｃの前側の出射光量と後側の出射光量の比が変化してしまうので、半導体レーザ素子３ｃの出射光量の正確なモニタができない。このため、光ディスク５に照射される光ビームの強さが正確に制御され得なくなってしまい、光学ピックアップ１の再生動作の安定性が損なわれるという問題があった。
【００１５】
本発明は、以上の点に鑑み、非点隔差が補正されると共に、小型に構成されるようにした光学ピックアップを提供することを目的としている。
【００１６】
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係る光学ピックアップは、光ビームを出射する半導体レーザ素子と、上記半導体レーザ素子から出射されて光ディスクに照射され、上記光ディスクに反射された戻りの光ビームを検出する光検出手段と、上記半導体レーザ素子及び上記光検出手段とを搭載した半導体基板と、上記光検出手段上に位置して上記半導体基板上に設けられた上記光ビームを分岐するマイクロプリズムとを備える受発光素子と、上記受発光素子を覆って上記受発光素子が配設されるベース部上に配置されるカバー部材と、上記カバー部材と一体に設けられ、上記半導体レーザ素子から出射された光ビームの非点隔差を補正する補正板とを備え、上記カバー部材の一部と上記補正板とで上記ベース部上に配設された受発光素子を密封するようにしたものである。
【００１７】
本発明に係る光学ピックアップは、受発光素子を覆うカバー部材に、半導体レーザユニットから出射された光ビームの非点隔差を補正する補正板を一体に設けているので、補正板の配置が容易となり、非点隔差の少ない光ビームに基づいて、光ディスクの信号記録面に記録された情報信号の再生が行なわれることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明による受発光素子及びそのカバーを備えたコンパクトディスク用の光学ピックアップの好適な実施形態を示す図である。
図１において、光学ピックアップ１０は、対物レンズ１１と、ベース部（基板）１２と、ベース部１２上に配設された受発光素子１３及び光学系を一体に組み込んだカバー１４とを含んでいる。
【００２０】
光学ピックアップ１０は、対物レンズ１１がフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動されることにより、受発光素子１３から出射されたレーザ光をカバー１４内の光学系及び対物レンズ１１を介して、対物レンズ１１の図示の場合下方で回転駆動される光ディスク１５の信号記録面上のある一点に収束合焦させる。そして、光ディスク１５の信号記録面からの戻り光を対物レンズ１１及びカバー１４内の光学系を介して受発光素子１３内に入射させる。
【００２１】
上記カバー１４は、受発光素子１３全体を覆うように、気密的にベース部１２に取り付けられており、受発光素子１３を外気から保護する。ここで、カバー１４内の光学系は、図２及び図３に示すように、受発光素子１３から出射されたレーザ光を対物レンズ１１に導き、また、光ディスク１５からの戻り光を対物レンズ１１から受発光素子１３に導くものである。この光学系は、カバー１４の内面に一体に形成された第一の反射面１４ａ及び第二の反射面１４ｂと、これらの反射面１４ａ，１４ｂの間に配設された非点隔差補正用の平板部１４ｃとを備えている。また、このカバー１４は、さらに第二の反射面１４ｂとは反対側の端部（即ち、図面にて右側の端部）付近の内面に４５度だけ斜め下方に向いた第三の反射面１４ｄを備えている。
【００２２】
第一の反射面１４ａは、受発光素子１３から上方に向かって進む光ビームを、反射によりベース部１２の表面に沿って略平行に導くように、４５度だけ傾斜して配設されていると共に、第二の反射面１４ｂは、第一の反射面１４ａにより反射されて水平に進む光ビームを、反射により下方に向かって導くように、同様に４５度だけ傾斜して配設されている。
【００２３】
さらに、上記平板部１４ｃは、カバー１４と一体に形成されていると共に、光透過性を有しており、図２に示すように、受発光素子１３からの光ビームの光軸に対して、傾斜して配設されている。これにより、受発光素子１３からの光ビームは、この平板部１４ｃを通過する際に、非点隔差が補正されることになる。
【００２４】
ここで、カバー１４は、例えば透明材料であるプラスチック等から成形されるが、平板部１４ｃ以外は、光透過性を必要としないため、例えばアクリル，ポリエステル，アモルファスポリオレフィン等の透明な光学プラスチックとポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），熱硬化性エポキシ樹脂等の不透明樹脂による二色成形や、透明ガラスと不透明樹脂による一体成形等によっても構成される。
また、上記反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｄは、例えば誘電体多層膜や高反射金属膜から構成されている。
尚、カバー１４の内面のうち、上記反射面１４ａ，１４ｂ，１４ｄ以外の内面は、好ましくは、不要光を吸収する特性を有するように、例えば光吸収膜を形成することにより構成されてもよく、また黒色塗料を塗布したり、黒色材料を表面処理することによっても、構成される。
【００２５】
かくして、図示しない二軸アクチュエータにより、対物レンズ１１がフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動調整されることにより、受発光素子１３から出射されたレーザ光は、上記第一の反射面１４ａ，平板部１４ｃ及び第二の反射面１４ｂを介して、対物レンズ１１に入射し、さらに対物レンズ１１により光ディスク１５の信号記録面に収束合焦するようになっている。
光ディスク１５の信号記録面からの戻り光は、対物レンズ１１及び第二の反射面１４ｂで反射され、平板部１４ｃを通って、第一の反射面１４ａで反射され、受発光素子１３に入射されるようになっている。
【００２６】
上記受発光素子１３は、図４に示すように、第一の半導体基板１３ａ上に光出力用の第二の半導体基板１３ｂが載置され、この第二の半導体基板１３ｂ上に発光素子としての半導体レーザ素子１３ｃが搭載されている。
半導体レーザ素子１３ｃの前方の第一の半導体基板１３ａ上には、台形形状のマイクロプリズム１３ｄが、その半透過面としての傾斜面を半導体レーザ素子１３ｃ側にして、設置されている。
【００２７】
これにより、半導体レーザ素子１３ｃから第二の半導体基板１３ｂの表面に沿って出射した光ビームは、マイクロプリズム１３ｄの傾斜面にて反射されて、上方に向かって進み、前記カバー１４の第一の反射面１４ａによって反射され、平板部１４ｃを通って、第二の反射面１４ｂに向かって進むことになる。
また、光ディスク１５の信号記録面からの戻り光は、カバー１４の第二の反射面１４ｂ，平板部１４ｃ及び第一の反射面１４ａを介して、マイクロプリズム１３ｄの傾斜面を透過して、マイクロプリズム１３ｄの底面に達する。
このマイクロプリズム１３ｄの底面に達した戻り光は、一部がこの底面を透過すると共に、一部がこの底面で反射され、マイクロプリズム１３ｄの上面に向かって進む。
【００２８】
ここで、マイクロプリズム１３ｄの戻り光入射位置の下部の第一の半導体基板１３ａ上には、第一の光検出器１３ｅが形成されている。
また、上記底面で反射された戻り光は、マイクロプリズム１３ｄの上面にて反射されて、再びマイクロプリズム１３ｄの底面に入射される。
そして、マイクロプリズム１３ｄの上面で反射された戻り光の入射されるマイクロプリズム１３ｄの底面部分の下部の第一の半導体基板１３ａには、第二の光検出器１３ｆが形成されている。
上記第一の光検出器１３ｅ，第二の光検出器１３ｆは、図５に示すように、それぞれ複数（図示の場合には、中央と両側の三つ）のセンサブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに分割されており、各センサブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの検出信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦがそれぞれ独立して出力されるようになっている。
【００２９】
さらに、第一の半導体基板１３ａ上には、マイクロプリズム１３ｄの第二の半導体基板１３ｂとは反対側に、第三の光検出器１３ｇが備えられている。この第三の光検出器１３ｇは、半導体レーザ素子１３ｃの発光強度をモニタするためのものであり、半導体レーザ素子１３ｃから出射した光ビームが、マイクロプリズム１３ｄの傾斜面から入射して、マイクロプリズムｄの反対側の端面から出射した後、前述したカバー１４の第三の反射面１４ｄにより反射されて、入射するようになっている。
【００３０】
本実施形態は以上のように構成されており、受発光素子１３の半導体レーザ素子１３ｃから出射されたレーザ光は、マイクロプリズム１３ｄの傾斜面に入射し、この傾斜面で、反射される。
マイクロプリズム１３ｄの傾斜面で反射されたレーザ光は、カバー１４の第一の反射面１４ａで反射され、平板部１４ｃにより非点隔差の補正が行なわれた後、第二の反射面１４ｂ及び対物レンズ１１を介して、光ディスク１５の信号記録面の所望のトラック位置のある一点に集束される。
光ディスク１５からの戻り光は、再び、対物レンズ１１，第二の反射面１４ｂ，平板部１４ｃ及び第一の反射面１４ａを介して、受発光素子１３のマイクロプリズム１３ｄの傾斜面に入射し、この傾斜面を透過することにより、マイクロプリズム１３ｄ内に進む。
【００３１】
マイクロプリズム１３ｄ内に入射した戻り光は、このマイクロプリズム１３ｄの底面に達し、一部が透過すると共に、一部がマイクロプリズム１３ｄの上面方向に反射される。
底面を通過した戻り光は、第一の光検出器１３ｅに入射され、他方、底面で反射された戻り光は、マイクロプリズム１３ｄの上面で反射され、マイクロプリズム１３ｄの底面を通過して、第二の光検出器１３ｆに入射する。
ここで、光ディスク１５がジャストフォーカスの位置にある場合には、上記第一の光検出器１３ｅと第二の光検出器１３ｆ上に形成されるスポットは、図５に示すように、同じ大きさである。また、光ディスク１５が近い場合には、図６に示すように、第一の光検出器１３ｅ上に形成されるスポットが大きく、また第二の光検出器１３ｆ上に形成されるスポットは小さくなる。さらに、光ディスク１５が遠い場合には、図７に示すように、第一の光検出器１３ｅ上に形成されるスポットが小さく、また第二の光検出器１３ｆ上に形成されるスポットは大きくなる。
【００３２】
このように戻り光が、第一の光検出器１３ｅ及び第二の光検出器１３ｆに入射し、光ディスク１５のフォーカス状態に応じて各光検出器１３ｅ，１３ｆ上に形成されるスポットの大きさが変化するので、光検出器１３ｅ及び１３ｆの各センサブロックからの検出信号に基づいて、再生信号や、例えばいわゆる差動３分割法（Ｄ−３ＤＦ法）により、フォーカス信号が検出され、また第一の光検出器１３ｅの各センサ部の検出信号の差に基づいて、トラッキングエラーが検出される。
例えば、差動３分割法においては、第一の光検出器１３ｅ及び第二の光検出器１３ｆからの検出信号ＳＡ乃至ＳＦに基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥは、
【数１】
0003564829.tif 000002
により得られる。また、トラッキングエラー信号ＴＥは、
【数２】
0003564829.tif 000003
により得られる。さらに、再生信号ＲＦは、
【数３】
0003564829.tif 000004
により得られる。
【００３３】
また、受発光素子１３の半導体レーザ素子１３ｃから出射した光ビームは、マイクロプリズム１３ｄの傾斜面に入射したとき、一部がマイクロプリズム１３ｄ内に進み、マイクロプリズム１３ｄの反対側の端面から出射した後、カバー１４の内面に形成された第三の反射面１４ｄにより反射されて、第一の半導体基板１３ａ上の第三の光検出器１３ｇに入射する。これにより、半導体レーザ素子１３ｃの発光光量のモニタが行なわれる。この場合、第三の光検出器１３ｇには、光ディスク１５からの戻り光が入射することはないので、戻り光による干渉が排除されることになり、半導体レーザ素子１３ｃの発光光量の正確なモニタが行われる。従って、光ディスク１５の信号記録面に照射する光ビームの光量が、正確に制御されることになり、光学ピックアップ１０の再生動作の安定性が向上することになる。
【００３４】
上記実施形態においては、コンパクトディスク用の光学ピックアップ１０の場合について説明したが、これに限らず、ミニディスク等の光磁気ディスクを含む他のタイプの光ディスクのための光学ピックアップのための受発光素子及びそのカバーに対して、本発明を適用し得ることは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、非点隔差が補正されると共に、小型に構成される光学ピックアップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカバーを備えた受発光素子の一実施形態を組み込んだ光学ピックアップを示す概略図である。
【図２】図１の光学ピックアップにおけるカバーの拡大平面図である。
【図３】図１の光学ピックアップにおけるカバーの拡大断面図である。
【図４】図１の光学ピックアップにおける受発光素子の拡大斜視図である。
【図５】図１の光学ピックアップにおける受発光素子の第一及び第二の光検出器の合焦状態を示す拡大平面図である。
【図６】図５の第一及び第二の光検出器における光ディスクが合焦位置より近い場合を示す拡大平面図である。
【図７】図５の第一及び第二の光検出器における光ディスクが合焦位置より遠い場合を示す拡大平面図である。
【図８】従来の光学ピックアップの一例を示す概略図である。
【図９】図８の光学ピックアップにおける受発光素子の構成を示す拡大斜視図である。
【図１０】図９の受発光素子の断面図である。
【図１１】従来の光学ピックアップで使用される非点隔差補正用ガラス板を備えた半導体レーザ素子の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  光学ピックアップ、  １１  対物レンズ、  １２  ベース部、  １３  受発光素子、 １３ｃ  半導体レーザ素子、 １３ｄ  マイクロプリズム、 １３ｅ  第一の光検出器、 １３ｆ  第二の光検出器、 １３ｇ  第三の光検出器、 １４  カバー、 １４ｃ  平板部、 １５  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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