(57)【要約】【課題】量産性及び小型集積化に適した光ピックアップを提供する。【解決手段】多分割ホログラム７２を形成した透明基板７１に、低温プロセスで形成した連続粒界シリコン（ＣＧシリコン）膜を形成した後、光源としての垂直共振器型面発光レーザ７３、多分割受光素子７４、半導体レーザの駆動制御回路７５、多分割受光素子７４からの出力の電流―電圧変換アンプ７６、フォーカス及びラジアルサーボ誤差信号演算生成回路７７、及び、ＲＦ信号生成回路７８など集積化された電子回路部品（周辺回路）を一体で形成する。【選択図】  図１
2004273022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの出射光を光記録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光記録媒体からの反射光を分離するための回折素子と、該回折素子により分離された反射光を検出する光検出器とを備え、光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光ピックアップにおいて、
上記光源、回折素子、および光検出器は、１つの透明基板に形成されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
上記光源は、半導体レーザであり、上記光検出器はフォトダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
光ピックアップを駆動する電子回路部品が、上記透明基板上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記電子回路部品は、前記透明基板に形成された連続粒界シリコン薄膜に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記光源は、透明基板における回折素子が形成されている面の他方の面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記光源は、垂直共振器型面発光レーザであることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
上記光源の出射パワーをモニターする受光素子を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記光源は、記録および／または再生に用いるメイン光源と、サーボ信号を生成するための２つのサブ光源とからなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
上記光源は、半導体レーザであり、上記光検出器はフォトダイオードであり、上記半導体レーザおよびフォトダイオードは、前記透明基板に形成された連続粒界シリコン薄膜から形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクや光カード等の情報記録媒体に対して光学的に情報を記録再生する光ピックアップに関し、特に小型集積された光ピックアップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。また光ディスク用ピックアップ装置に関しても、小型薄型化の要求に対して様々な集積化ピックアップが提案されている。これまでに、既にホログラム素子を利用することにより、光学系の部品点数を削減した光ピックアップ装置が実用化されており、広く普及している。この光ピックアップ装置は、光源、光検出器及びホログラム素子が１つのパッケージに収められており、ホログラムレーザユニットと呼ばれている。
【０００３】
またさらにこれらを一部集積化した従来例として、例えば、特許文献１に、信号検出用受光素子とトラッキング用３ビーム用回折格子とが一体的に形成された受光素子一体型３ビーム用回折格子を備えた光ピックアップが提案されている。この従来例の光ピックアップの原理を図１２から図１４を用いて説明する。
【０００４】
図１２は、従来例の光ピックアップを示す概略構成図である。上記光ピックアップは、半導体レーザ等の光源１、受光素子一体型３ビーム用回折格子２、ホログラム素子３、および集光レンズ４を備えている。そして、上記光ピックアップは、光ディスク５に光を集光するようになっている。
【０００５】
上記ホログラム素子３は、透光性基板の表面に形成された凹凸状の回折素子であり、受光素子一体型３ビーム用回折格子２の３ビーム用回折格子によって３分割されたビームを透過（０次回折）して光ディスク５に導き、光ディスク５から反射された３つの戻り光に対して、これらを回折（１次回折）して、受光素子一体型３ビーム用回折格子２の信号検出用受光素子に集光させている。
【０００６】
上記受光素子一体型３ビーム用回折格子２は、図１３に示すように、ｎ型シリコン（Ｓｉ）基板２２に、信号検出用受光素子部２１および３ビーム用回折格子２４を備えている。上記信号検出用受光素子部２１は、ｐ型領域のフォトダイオードである各光検出部２１ａ〜２１ｃを備えている。また、上記ｎ型シリコン基板２２は、等方性エッチング或いは異方性エッチングにより形成された開口部（光通過領域）２３を有している。また、開口部２３上には、３ビーム用回折格子２４が設けられている。この３ビーム用回折格子２４としては、予め用意した３ビーム用回折格子を当該位置に配置固定したものや、或いは、ｎ型シリコン基板２２上に形成した酸化シリコン膜などの透明膜に格子面を形成したものなどが提案されている。
【０００７】
また、上記受光素子一体型３ビーム用回折格子の別の例として、図１４に示すように、３ビーム用回折格子６２が形成されている透明基板に信号検出用受光素子６３を形成した受光素子一体型３ビーム用回折格子６もある。この受光素子一体型３ビーム用回折格子６では、透明のガラス基板６１においてエッチング等によって３ビーム用回折格子６２が形成された面の裏面に、透明電極であるＩＴＯ膜６４を備え、そのＩＴＯ膜６４上に順次ｐ型ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層６５、ノンドープドａ−Ｓｉ層６６、ｎ型ａ−Ｓｉ層６７、Ａｌ電極６８が形成されている。
【０００８】
これらの構成では、この信号検出用受光素子２４・６３と３ビーム用回折格子２１・６２の位置関係が正しく確保され、光ピックアップの製造段階で両者の位置調整は不要となる。
【０００９】
なお、現在、基板上に薄膜半導体を形成する技術を用いて薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）などを作製することにより、上記のような集積回路を基板上に構成することが行われている。薄膜半導体としては、電気的特性の高い結晶性を有するシリコン薄膜を利用すればよいが、一般にそれを得るためには、まず非晶質シリコン膜を形成し、しかる後に加熱によって結晶化させる。しかしながら、加熱による結晶化は、加熱温度が高く加熱時間も長いため基板としてガラス基板を用いることが困難である。そこで、低温プロセスで短時間に非晶質シリコン膜を結晶化させ、結晶粒界で原子レベルの連続性を有し単結晶シリコンに近い高性能を有する連続粒界結晶シリコン（以下ＣＧシリコン）を得る方法が提案されている（特許文献２）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１９２２９３号公報（平成７年（１９９５）７月２８日公開）
【００１１】
【特許文献２】
特開平７−１６１６３４号公報（平成７年（１９９５）６月２３日公開）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような光ピックアップを駆動するためには、半導体レーザや光検出器、さらにフォトディテクタ出力に対するアンプ回路、サーボ信号演算回路、再生信号の情報処理回路、レーザ駆動回路などの集積回路を、別途設ける必要があり、光ピックアップの組立調整など製造上の効率化が図れない、さらに光ピックアップ自体が大型化してしまうという問題がある。
【００１３】
光ディスクからの反射光を分岐回折して光検出器に導くためのホログラム素子と、光源である半導体レーザとの位置調整が容易でないため、光ピックアップの組立調整など製造上の効率化を図れないという問題がある。また、温度変化や経年変化などによって各部品の接着固定位置がずれることにより、記録再生信号及びサーボ信号が劣化する可能性が高い。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、その目的は、量産性に優れ、且つ小型化された光ピックアップを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホログラム素子を形成する透明基板上に、低温プロセスを利用して結晶性の高い連続粒界シリコン（ＣＧシリコン）を形成した後、信号検出用受光素子や半導体レーザ光源、アンプ回路をはじめとする電子回路を一体形成するというものである。これにより、レーザ光源、ホログラム素子と光検出器の位置調整が不要で且つその位置関係を正確に確保できるだけでなく、半導体プロセスにより平面基板上に光ピックアップの光学系の構成部品や周辺回路が形成できるため、量産性及び小型集積化に適した光ピックアップを提供することができる。
【００１６】
本発明の光ピックアップは、上記の課題を解決するために、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光記録媒体からの反射光を分離するための回折素子と、該回折素子により分離された反射光を検出する光検出器を備え、光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光ピックアップにおいて、上記光源、回折素子、および光検出器は、１つの透明基板に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、上記光源、回折素子、および光検出器は１つの透明基板に形成されているため、小型化した光ピックアップを提供することができる。また、光源、回折素子、および光検出器の位置関係が正確に確保されている（１つの透明基板に固定されている）ため、これら光源、回折素子、および光検出器の位置調整が不要となるとともに、温度変化や経年変化などによる位置ずれを回避することができる。したがって、量産化が可能となるとともに、光検出器における検出の信頼性が高い光ピックアップを提供することができる。さらに、上記のように位置ずれを回避できるため、例えば、記録再生信号、ラジアルおよびフォーカス誤差信号が劣化することがほとんどなく、光ピックアップを長寿命化することができる。
【００１８】
本発明の光ピックアップは、上記の構成に加えて、上記光源は、半導体レーザであり、上記光検出器はフォトダイオードであることが好ましい。
【００１９】
本発明の光ピックアップは、上記の構成に加えて、該光ピックアップを駆動する電子回路部品が、上記透明基板上に形成されていることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、さらに、光ピックアップを駆動するための電子回路部品が透明基板上に形成されているので、光ピックアップをより一層小型化することができる。なお、上記電子回路部品には、例えば、光源を駆動するための光源駆動制御回路、光検出器からの出力のための電流−電圧変換アンプ、光検出器からの出力から記録再生信号を生成する波形等価処理回路や２値化回路を含む再生信号生成回路、光検出器からの出力からフォーカス及びラジアル等のサーボ誤差信号を生成するサーボ誤差信号演算生成回路等の周辺回路が挙げられる。
【００２１】
また、前記電子回路部品は、前記透明基板に形成された連続粒界シリコン薄膜に形成されていることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、透明基板に連続粒界シリコン薄膜を形成しているので、ＴＦＴ等を含む電子回路部品を容易に透明基板上に形成することができる。したがって、より量産性に優れた光ピックアップを提供することができる。また、各電子回路部品間の配線も同時に形成しておけば、フレキシブルプリント回路による引き回しも最小限に減らすことができ、小型薄型化に有利になる。
【００２３】
本発明の光ピックアップは、上記の構成に加えて、上記光源は、透明基板における回折素子が形成されている面の他方の面に形成されていることが好ましい。さらに、前記光源は、垂直共振器型面発光レーザであってよい。
【００２４】
上記の構成によれば、透明基板を通して、光源からの光を照射することになる。そのため、回折素子との位置関係が正確に確保しやすい構成であり、位置の誤差が少なくなる。従って、より信号検出等の信頼性の高い光ピックアップを提供することができる。
【００２５】
本発明の光ピックアップでは、上記の構成に加えて、上記光源の出射パワーをモニターする受光素子を備えることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、受光素子により、光源からの光をモニターすることができる。したがって、受光素子の出力を用いることにより、光源のレーザ出力を制御することができる。
【００２７】
本発明の光ピックアップでは、上記の構成に加えて、前記光源は、記録および／または再生に用いるメイン光源と、サーボ信号を生成するための２つのサブ光源とからなることが好ましい。
【００２８】
上記の構成では、通常用いる回折格子が形成できない場合でも、記録および／または再生に用いるメイン光源と、サーボ信号を生成するための２つのサブ光源とからなっているため、３ビーム法によるラジアルサーボ誤差信号を検出することができる。
【００２９】
本発明の光ピックアップは、上記の構成加えて、上記光源が、半導体レーザであり、上記光検出器はフォトダイオードであり、上記半導体レーザおよびフォトダイオードは、前記透明基板に形成された連続粒界シリコン薄膜から形成されていることが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、半導体レーザおよびフォトダイオードが連続粒界シリコン薄膜から形成されているので、上記半導体レーザおよびフォトダイオードを、電子回路部品とともに容易に形成することができる。したがって、より量産性に優れた光ピックアップを提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３２】
図１に、本実施形態にかかる電子回路を集積化した光ピックアップの概略構成図を示す。図１に示すように、上記光ピックアップは、電子回路一体型ホログラム素子（ホログラム素子）７と、コリメートレンズ８および対物レンズ４を備える集光光学系とを備えている。
【００３３】
上記電子回路一体型ホログラム素子７は、ガラスやプラスチックなどの透明基板７１を備え、該透明基板７１上に半導体レーザ（光源）７３、多分割受光素子（光検出器）７４、ならびに、半導体レーザ７３の駆動回路７５、フォトディテクタ出力に対する電流−電圧変換アンプ（アンプ回路）７６、サーボ誤差信号生成回路（サーボ信号演算回路）７７および記録再生信号の情報処理回路７８等の各電子回路を備えている。また、上記電子回路一体型ホログラム素子７では、透明基板７１の表面（一方の面）にエッチング等により形成された多分割ホログラム（回折素子）７２を備えている。なお、本実施の形態では、上記半導体レーザ７３、光検出器７４、および各電子回路７５〜７８は、上記透明基板７１の裏面（他方の面）に設けられている。つまり、上記電子回路一体型ホログラム素子７は、多分割ホログラム７２を有する透明基板７１に、半導体レーザ７３、多分割受光素子７４、および各電子回路７５〜７８が集積されて一体化された構成となっている。
【００３４】
また、上記半導体レーザ７３は、該半導体レーザ７３からの出射光が上記多分割ホログラム７２、コリメートレンズ８、および対物レンズ４を通過し、光ディスク（光記録媒体）５に照射されるように配置されている。さらに、この光ディスク５に照射された光は反射光となって、対物レンズ４、コリメートレンズ８を順に通過し、多分割ホログラム７２で回折され多分割受光素子７４に照射されるようになっている。したがって、上記多分割受光素子７４は、上記反射光が、照射される位置に配置されている。上記多分割ホログラム７２は、出射光（往路）と反射光（復路）とを分離するようになっている。
【００３５】
また、図２に示すように、多分割ホログラム７２は、光ディスク５の半径方向に対応するｘ方向に延びる分割線により大きく２分割され、接線方向に対応するｙ方向に延びる分割線により片側の半円が２分割されている。つまり、上記多分割ホログラム７２は、半円部７２ａと、１／４円部７２ｂ・７２ｃとからなっている。また、多分割受光素子７４はフォーカス誤差信号検出用の２分割受光領域７４ａ及び７４ｂ、ラジアル誤差信号検出用の受光領域７４ｃ及び７４ｄで構成されている。つまり、本実施の形態においては、ラジアルサーボ誤差信号の検出方法として、３ビーム法を用いている。
【００３６】
次に、上記光ピックアップとしての機能について、図１ないし図３に基づいて説明する。
【００３７】
図１に示すように、光源としての半導体レーザ７３からの出射光は、多分割ホログラム７２を透過（０次回折）した後、コリメートレンズ８により平行光になり、対物レンズ４により光ディスク５上に集光される。光ディスク５で反射された光、即ち戻り光は、上記対物レンズ４、コリメートレンズ８を介して、多分割ホログラム７２に導かれる。そして今度は、多分割ホログラム７２に導かれた戻り光のうち、該多分割ホログラム７２で回折された光（１次回折光）だけを受光素子７４に入射して、各種信号（フォーカス誤差信号ＦＥＳ、ラジアル誤差信号ＲＥＳ、記録再生信号ＲＦ）を生成するように構成されている。
【００３８】
また、図２に示すように、光ディスク５からの戻り光における多分割ホログラム７２の半円部７２ａで回折された１次回折光は、２分割受光領域７４ａ及び７４ｂの分割線上に集光される。また、光ディスク５からの戻り光における多分割ホログラム７２の１／４円部分７２ｂ及び７２ｃで回折された１次回折光は、それぞれ受光領域７４ｃ及び７４ｄに集光される。
【００３９】
この電子回路一体型ホログラム素子７について、図３を用いてさらに詳しく説明する。図２は、電子回路一体型ホログラム素子７に一体に形成されている上記半導体レーザ７３、光検出器７４、および各電子回路７５〜７８のブロック図を示す。
【００４０】
上記半導体レーザ７３は、レーザ駆動制御回路７５により光出力を制御されている。また、上記多分割受光素子７４は、上記反射光を検出して、電流−電圧変換アンプ７６に電流として出力する。そして、電流−電圧変換アンプ７６で電流が電圧に変換され、サーボ誤差信号演算生成回路７７および再生信号生成回路７８に出力される。このサーボ誤差信号演算生成回路７７では、フォーカス及びラジアルサーボ信号が検出される。また、再生信号生成回路７８は、記録再生信号（ＲＦ）の波形等価処理回路や２値化回路を含み、反射光より光ディスク５に記録された情報を再生するようになっている。
【００４１】
ここで、多分割ホログラム７２における各受光領域７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄからの出力をそれぞれＩａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄとすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳはナイフエッジ法により、
ＦＥＳ＝Ｉａ−Ｉｂ
の演算で検出できる。またラジアル誤差信号ＲＥＳは、プッシュプル法により、
ＲＥＳ＝Ｉｃ−Ｉｄ
の演算で検出される。また光ディスク５の記録再生信号ＲＦは、
ＲＦ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ
により検出される。
【００４２】
次に、各電子回路部品７５〜７８について図４および図５を用いてより詳細に説明する。
【００４３】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板等の透明基板７１上に、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法によって非晶質シリコン膜８１を形成する。次いで、透明基板７１上に形成された非晶質シリコン膜８１上に極薄の酸化膜８２を形成する。そして、上記酸化膜８２上に、ニッケル等の触媒元素を調整して添加した酢酸塩溶液等の水溶液８３を滴下し、スピンドライを行なう。
【００４４】
次いで、上記非晶質シリコン膜８１を加熱処理し、さらにレーザ光を照射することによって、図４（ｂ）に示すように、非晶質シリコン膜８１を結晶性シリコン膜（ＣＧシリコン膜）８４に換えることができる。
【００４５】
このように、ＣＧシリコン膜をホログラムを形成した基板に形成すれば、このＣＧシリコン膜をさらに加工して、薄膜トランジスタなどの電子回路部品が形成できる。
【００４６】
ここで、基本的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の形成方法（半導体プロセス）の一例を、図５を用いて説明する。
【００４７】
まず、図５（ａ）に示すように、透明基板７１上に、上記で示した方法で作製したＣＧシリコン膜をパターニングして、ＴＦＴの活性層を構成する島状の領域８５を形成する。そして、ゲイト絶縁膜としても機能する酸化シリコン膜８６を上記島状の領域上に形成する。次いで、上記酸化シリコン膜８６上に、電子ビーム蒸着法等によってアルミニウム膜を形成し、このアルミニウム膜をパターニングしてゲイト電極８７を形成する。その後、イオンドーピング法によって、ＴＦＴの島状の領域８５中に、ゲイト電極８７をマスクとしてリンなどの不純物を注入することによりｎ型不純物領域８８ａ、８８ｂを形成する。
【００４８】
さらに、図５（ｂ）に示すように、全面に、プラズマＣＶＤ法等により酸化シリコン膜等の層間絶縁物８９を形成する。そして、該層間絶縁物８９をエッチングして、ＴＦＴのソース／ドレインにコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールにクロムもしくは窒化チタンなどの配線９０ａ・９０ｂを形成する。
【００４９】
このように、ＣＧシリコン膜を用いると、ガラス基板等の透明基板に直接ＴＦＴなどを含む電子部品を半導体プロセスで作ることができる。また、配線等は、例えばアルミニウム膜を蒸着で形成し、該アルミニウム膜をエッチングすることにより容易に形成することができる。したがって、これを応用すれば、上記に示したレーザ駆動制御回路７５、受光素子からの出力の電流−電圧変換アンプ７６、フォーカス及びラジアルサーボ誤差信号演算生成回路７７、及び、ＲＦ信号の波形等価処理回路や２値化回路を含む再生信号生成回路７８など周辺回路を構成する薄膜集積回路を透明基板７１上に一体で（電子回路一体型ホログラム素子７として）集積化できる。また、上記パターニング、エッチング等は、マスクを用いて行えばよく、これにより各電子部品を位置決めすることができる。つまり、上記半導体プロセスは、フォトマスク等を用いたフォトリソグラフ工程を用いて行うことができる。
【００５０】
次に、本実施の形態にかかる光ピックアップの多分割受光素子７４の一例について図６を用いて説明する。本実施の形態の多分割受光素子７４（各受光素子７４ａ〜７４ｄ）には、透明基板７１の表面に形成されたホログラム７２からの回折光が、透明基板７１を通過して透明基板７１側から入射する。そのため、上記多分割受光素子７４は、受光面が基板側になるように形成されている。
【００５１】
つまり、上記多分割受光素子７４は、図６に示すように、透明基板７１から順にＩＴＯ膜９１、ｐ型アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層９２、ｉ型エピタキシャル成長膜９３、ｎ型ａ−Ｓｉ層９４、Ａｌ電極９５が積層されたＰＩＮ構造フォトダイオードとなっている。このＰＩＮ構造フォトダイオードは、上記層を順に形成することにより容易に製造することができる。なお、透明基板７１上に連続粒界シリコン膜を形成している場合には、この連続粒界シリコン膜を除去して、上記ＰＩＮ構造フォトダイオードを形成してもよい。この場合、必ずしもＩＴＯ膜を形成する必要はない。また、上記多分割受光素子７４としては、ｐｎ接合型のフォトダイオードを用いることもできる。
【００５２】
次に、光源としての半導体レーザ７３の一構成について図７を用いてより詳細に説明する。
【００５３】
本実施の形態の光ピックアップでは、ホログラム７２を形成した透明基板７１の裏面に半導体レーザ７３を設けているため、透明基板７１を通してコリメータレンズ８側に光を出射する必要がある。そのため、半導体レーザ７３としては、例えば、裏面出射型の垂直共振器面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）が適している。
【００５４】
本実施の形態で使用され得る半導体レーザ７３としての裏面出射型の垂直共振器面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）の一般的な断面構造を図７に示す。上記ＶＣＳＥＬは、半導体多層膜型面発光レーザダイオードである。
【００５５】
上記半導体レーザ７３としてのＶＣＳＥＬは、透明基板７１上に、順に、ｎ電極９６、ｎ型基板層９７、ｎ型ＤＢＲ（分布ブラッグ反射）層９８、上部スペーサ層９９、活性層１００、下部スペーサ層１０１、ｐ型ＤＢＲ（分布ブラッグ反射）層１０２、およびｐ電極１０３を積層した構成である。上記ｎ型基板層９７は、例えば、ＧａＡｓなどから形成されている。上記ｎ型ＤＢＲ層９８は、例えばｎ型ＧａＡｓ層９８ａおよびｎ型ＡｌＡｓ層９８ｂを交互に積層して形成されている。上記上部スペーサ層９９は、例えばｎ型ＧａＡｌＡｓなどから形成されている。上記活性層１００は、例えば、ＧａＩｎＡｓなどから形成されている。上記下部スペーサ層１０１は、例えば、ｐ型ＧａＡｌＡｓなどから形成されている。上記ｐ型ＤＢＲ層１０２は、例えば、ｐ型ＡｌＡｓ層１０２ａおよびｐ型ＧａＡｓ層１０２ｂを交互に積層して形成されている。上記の裏面出射型のＶＣＳＥＬは上面（透明基板７１）の方向にレーザを出射することができる。
【００５６】
上記ＶＣＳＥＬに関しては、種々の光ディスクに対して記録再生する波長帯に応じて各層（活性層１００／ｎ型ＤＢＲ層９８・上部スペーサ層９９・下部スペーサ層１０１・ｐ型ＤＢＲ層１０２）の材料を選択すればよく、上記のＧａＩｎＡｓ／ＧａＡｌＡｓ系に限らず、赤外のＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ系、赤色のＧａＩｎＰ／ＧａＡｌＩｎＰ系、青色のＧａＮ／ＧａＡｌＮ系などが挙げられる。
【００５７】
上記のホログラム素子は、透明基板に、半導体レーザ、多分割ホログラム、および多分割受光素子が形成されている構成である。つまり、半導体レーザおよび多分割受光素子等を、多分割ホログラムと一体に形成しているため、小型化することができる。
【００５８】
また、上記ホログラム素子では、半導体レーザ、多分割ホログラムおよび多分割受光素子の位置関係が、透明基板において予め設定されている。そのため、上記半導体レーザ、多分割ホログラムおよび多分割受光素子は、温度変化や経年変化などによってその位置がずれることがほとんどない。さらに、上記光ピックアップは、上記のホログラム素子を備えているので、記録再生信号、ラジアルおよびフォーカス誤差信号が劣化することがほとんどない。
【００５９】
次に、電子回路一体型ホログラム素子７の作製工程の一例について図８に基づいて説明する。
【００６０】
まず、例えば、直径１２０ｍｍの石英ガラス基板等の透明基板１００の表面に、エッチング等により、多分割ホログラム７２を大量に規則的に形成する。また、上記透明基板１００の裏面に、基本的にＣＧシリコン膜を形成した後、半導体レーザ７３と多分割受光素子７４及び周辺回路等の電子部品を、上記で説明した半導体プロセスにより、多分割ホログラム７２の位置に応じて形成する。これにより、透明基板１００に複数の電子回路一体型ホログラム素子７を形成することができる。また、各電子回路一体型ホログラム素子７はマスクの位置精度で位置決めできる。
【００６１】
次いで、透明基板１００に形成した各電子回路一体型ホログラム素子７を分割するカッティングマーク１０１に沿って、ダイシングする。このダイシングにより、１枚の透明基板１００から一度に大量の電子回路一体型ホログラム素子７を作製することができる。
【００６２】
上記の製造方法によれば、各電子回路部品は基本的に半導体プロセスを用いて作製するので、１枚の基板で一度に大量の電子回路一体型ホログラム素子を製造することができる。したがって、上記の製造方法は、量産性に優れている。
【００６３】
また、上記の製造方法では、半導体レーザ、多分割ホログラム及び光検出器等の位置関係が半導体プロセスの位置精度で設置できる。つまり、半導体レーザ、多分割ホログラム及び光検出器等の位置関係が正確に確保することができる。そのため、光ピックアップを製造する際には、これら半導体レーザ、多分割ホログラム及び光検出器等の位置調整が不要になるため量産性を向上させることができる。また、半導体レーザ、多分割ホログラム及び光検出器等が電子回路一体型ホログラム素子に集積されているので、光ピックアップを小型化・薄型化することができる。さらに、半導体レーザ、多分割ホログラム及び光検出器等の位置関係が正確に確保されているので、記録再生信号、ラジアルおよびフォーカス誤差信号が劣化することがほとんどなく、光ピックアップを長寿命化することができる。
【００６４】
また、各電子回路部品も電子回路一体型ホログラム素子に集積されているので、光ピックアップをより一層小型化することができる。さらに、各電子回路部品間の配線も同時に形成することができるため、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブルプリント回路）による引き回しも最小限に減らすことができ、小型薄型化に有利になる。
【００６５】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の光ピックアップの他の実施形態について、図９を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施の形態では、光ピックアップとしての基本的な構成は同じであり、実施の形態１とは電子回路一体型ホログラム素子の構成が異なっている。
【００６６】
図９に示すように、本実施の形態の電子回路一体型ホログラム素子（ホログラム素子）７ａは、透明基板７１における多分割ホログラム７２が形成されている面（表面）に、半導体レーザ７３のレーザ出射パワーをモニターするための受光素子１２およびその受光素子１２のアンプ回路１３が形成されている構成である。この受光素子１２は、半導体レーザ７３から出射された光ビームのうち、記録および／または再生に利用する領域１４以外の不用な周辺部の光ビーム１５が入射する位置、即ち多分割ホログラム７２の周辺部に形成されている。なお、受光素子１２は透明基板７１の表面の多分割ホログラム７２の回折素子が形成されていない領域に設けられている。
【００６７】
上記の構成によれば、受光素子１２により、半導体レーザ７３からの光を直接モニターすることができる。そして、受光素子１２の出力を用いることにより、半導体レーザ７３のレーザ出力を制御することができる。
【００６８】
〔実施の形態３〕
以下、本発明の光ピックアップのさらに他の実施形態について、図１０および図１１を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１、２にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施の形態では、光ピックアップとしての基本的な構成は同じであり、実施の形態１、２とは電子回路一体型ホログラム素子の構成が異なっている。本実施の形態においては、ラジアルサーボ誤差信号の検出方法として、３ビーム法を用いる場合の構成を示している。
【００６９】
図１０に示すように、本実施の形態にかかる光ピックアップの電子回路一体型ホログラム素子７ｂは、記録および／または再生用のメイン半導体レーザ（メイン光源）７３ｂと、該メイン半導体レーザ７３ｂに隣接するフォーカス誤差信号用のサブ半導体レーザ（サブ光源）７３ｃ・７３ｄとを有する半導体レーザ７３ａを備えている。一般に３ビーム法を適用する場合、レーザ光源からの出射ビームを回折格子を用いて３ビームに分割するが、本実施形態においては、光源である半導体レーザに上記半導体レーザ７３ａを用いており、メイン半導体レーザ７３ｂからのメインビームと、サブ半導体レーザ７３ｃ・７３ｄからのサブビームとからなる３ビームを用いている。なお、上記半導体レーザ７３ａは、メイン半導体レーザ７３ｂを製造するのと、全く同じ工程で他の２つのサブ半導体レーザ７３ｃ・７３ｄを形成することができる。
【００７０】
また、図１１に示すように、本実施の形態にかかる電子一体型ホログラム素子７ｂにおける分割受光素子７４ａは、フォーカス誤差信号検出用の２分割受光領域７４ａ及び７４ｂ、受光領域７４ｃ及び７４ｄに加えて、サブビームを検出する受光領域７４ｅ，７４ｆ，７４ｇ，７４ｈが付加されている構成である。
【００７１】
上記の構成によれば、サブ半導体レーザ７３ｃから出射された光で光ディスクからの戻り光（反射光）のうち、多分割ホログラム７２の１／４円部７２ｂ及び７２ｃの回折光が、それぞれ受光領域７４ｅ、７４ｇに入射する。また半導体レーザ７３ｄから出射された光については、多分割ホログラム７２の１／４円部７２ｂ及び７２ｃの回折光が、それぞれ受光領域７４ｆ、７４ｈに入射する。
【００７２】
各受光領域７４ｅ、７４ｆ、７４ｇ、７４ｈからの出力をそれぞれＩｅ，Ｉｆ，Ｉｇ，Ｉｈとすると、
ラジアル誤差信号ＲＥＳは、３ビーム法により
ＲＥＳ＝（Ｉｅ＋Ｉｆ）−（Ｉｇ＋Ｉｈ）
の演算で検出できる。なおフォーカスサーボ誤差信号ＦＥＳ及び記録再生信号ＲＦは実施の形態１で説明した演算と同じである。
【００７３】
上記の構成の光ピックアップでは、通常用いる回折格子が形成できない場合でも、記録再生用レーザ７３ｂと、該記録再生用レーザ７３ｂに隣接するサブビーム用レーザ７３ｃ・７３ｄとを有する半導体レーザ７３ａを備えているため、３ビーム法によるラジアルサーボ誤差信号が検出できる。
【００７４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光ピックアップは、光源、回折素子、および光検出器は、１つの透明基板に形成されている構成である。
【００７６】
上記の構成によれば、上記光源、回折素子、および光検出器は１つの透明基板に形成されているため、小型化した光ピックアップを提供することができる。また、光源、回折素子、および光検出器の位置関係が正確に確保されているため、これら光源、回折素子、および光検出器の位置調整が不要となるとともに、温度変化や経年変化などによる位置ずれを回避することができる。したがって、量産化が可能となるとともに、光検出器における検出の信頼性が高い光ピックアップを提供することができる。
【００７７】
本発明の光ピックアップは、上記光源は、半導体レーザであり、上記光検出器はフォトダイオードであることが好ましい。
【００７８】
また、本発明の光ピックアップは、該光ピックアップを駆動する電子回路部品が、上記透明基板上に形成されていることが好ましい。これにより、光ピックアップをより一層小型化することができる。なお、上記電子回路部品には、例えば、光源を駆動するための光源駆動制御回路、光検出器からの出力のための電流−電圧変換アンプ、光検出器からの出力から記録再生信号を生成する波形等価処理回路や２値化回路を含む再生信号生成回路、光検出器からの出力からフォーカス及びラジアル等のサーボ誤差信号を生成するサーボ誤差信号演算生成回路等の周辺回路が挙げられる。
【００７９】
また、前記電子回路部品は、前記透明基板に形成された連続粒界シリコン薄膜に形成されていることが好ましい。
【００８０】
上記の構成によれば、透明基板に連続粒界シリコン薄膜を形成しているので、ＴＦＴ等を含む電子回路部品を容易に透明基板上に形成することができる。したがって、より量産性に優れた光ピックアップを提供することができる。また、各電子回路部品間の配線も同時に形成しておけば、フリップチップ接続による引き回しも最小限に減らすことができ、小型薄型化に有利になる。
【００８１】
本発明の光ピックアップでは、上記光源は、透明基板における回折素子が形成されている面の他方の面に形成されていることが好ましい。さらに、前記半導体レーザは、垂直共振器型面発光レーザであってよい。これにより、回折素子との位置関係を正確に確保しやすい構成であり、位置の誤差が少なくなり、より信号検出等の信頼性の高い光ピックアップを提供することができる。
【００８２】
本発明の光ピックアップは、上記光源の出射パワーをモニターする受光素子を備えることが好ましい。これにより、受光素子により、光源からの光をモニターすることができ、受光素子の出力を用いることによって、光源のレーザ出力を制御することができる。
【００８３】
本発明の光ピックアップは、前記光源が、記録および／または再生に用いるメイン光源と、サーボ信号を生成するための２つのサブ光源とからなることが好ましい。これにより、通常用いる回折格子が形成できない場合でも、３ビーム法によるラジアルサーボ誤差信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップの第１実施形態における光学系を示す概略の構成図である。
【図２】本発明の電子回路一体型ホログラム素子のホログラムおよび受光素子パターンの構成を示す図である。
【図３】本発明の電子回路一体型ホログラム素子のブロック図である。
【図４】透明基板上にＣＧシリコン膜を形成する工程を示す図である。
【図５】透明基板上のＣＧシリコン膜に薄膜トランジスタを形成する工程を示す図である。
【図６】本発明の電子回路一体型ホログラム素子における受光素子の要部の断面図である。
【図７】本発明の電子回路一体型ホログラム素子における半導体レーザの要部の断面図である。
【図８】本発明の電子回路一体型ホログラム素子の量産工程を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２における電子回路一体型ホログラム素子の構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における電子回路一体型ホログラム素子の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における別の電子回路一体型ホログラム素子のホログラムおよび受光素子パターンの構成を示す図である。
【図１２】従来の光ピックアップの光学系を示す概略の構成図である。
【図１３】従来の光ピックアップにおける受光素子一体型３ビーム用回折格子の上面図および断面図である。
【図１４】従来の光ピックアップにおける別の受光素子一体型３ビーム用回折格子３ビーム用回折格子の要部の断面図である。
【符号の説明】
４    対物レンズ
５    光ディスク（光記録媒体）
７    電子回路一体型ホログラム素子（ホログラム素子）
７１  透明基板
７２  多分割ホログラム（回折素子）
７３  半導体レーザ（光源）
７４  多分割受光素子（受光素子）
７５  レーザ駆動制御回路（電子回路）
７６  電流−電圧変換アンプ（電子回路）
７７  サーボ誤差信号生成回路（電子回路）
７８  記録再生信号処理回路（電子回路）
【図１】
2004273022.tif 000003
【図２】
2004273022.tif 000004
【図３】
2004273022.tif 000005
【図４】
2004273022.tif 000006
【図５】
2004273022.tif 000007
【図６】
2004273022.tif 000008
【図７】
2004273022.tif 000009
【図８】
2004273022.tif 000010
【図９】
2004273022.tif 000011
【図１０】
2004273022.tif 000012
【図１１】
2004273022.tif 000013
【図１２】
2004273022.tif 000014
【図１３】
2004273022.tif 000015
【図１４】
2004273022.tif 000016