(57)【要約】【課題】集積光ピックアップデバイス及びその製造方法及びそれを具備する光情報貯蔵装置を提供する。【解決手段】光源と、メイン光検出器と、集光及び光路分離部材及び、集光及び光路分離部材に結合され、光源、メイン光検出器、集光及び光路分離部材間の光路が形成される光学ベンチと、を具備し、光学ベンチと集光及び光路分離部材とはウェーハ上にそれぞれ形成された後、複数の組立体に分離されて得られる集積光ピックアップデバイス。よって、半導体工程技術を利用することによって超小型集積光ピックアップデバイス及びそれを具備する光情報貯蔵装置を低コストで大量生産できる利点がある。【選択図】図１Ａ
2004336060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、  
光情報貯蔵媒体から反射された光を受光するメイン光検出器と、
前記光源から照射された光を前記光情報貯蔵媒体に集束させ、前記光情報貯蔵媒体への入射光と前記光情報貯蔵媒体からの反射光との光路を分離させる集光及び光路分離部材と、
前記集光及び光路分離部材と結合され、前記光源、前記メイン光検出器、前記集光及び光路分離部材間の光路が形成される光学ベンチと、を具備し、
前記光学ベンチと前記集光及び光路分離部材とはウェーハ上にそれぞれ形成された後、複数の組立体に分離されて得られることを特徴とする集積光ピックアップデバイス。
【請求項２】
前記光学ベンチは前記光源側から入射される光を前記集光及び光路分離部材側に反射させる第１面を有する第１側部を具備することを特徴とする請求項１に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項３】
前記光源は前記光学ベンチの底部に備えられ、前記メイン光検出器は前記光学ベンチの底部及び前記第１側部と反対側に位置された第２側部のうち何れか1個所に備えられることを特徴とする請求項２に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項４】
前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器をさらに具備し、
前記モニタ光検出器は前記メイン光検出器と同一面に配置されるか、あるいは、前記光学ベンチの底部及び第２側部のうち何れか1個所にはメイン光検出器、他の所にはモニタ光検出器が備えられることを特徴とする請求項３に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項５】
前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器をさらに具備し、
前記メイン光検出器と前記モニタ光検出器とは前記光源両側に位置するように前記底部に備えられることを特徴とする請求項３に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項６】
前記光源から出射された光が前記モニタ光検出器に入射されるように、前記光源とモニタ光検出器間にプリズムをさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項７】
前記光源は前記光学ベンチの底部に備えられ、前記メイン光検出器は前記底部に対向するように前記光学ベンチ上に位置する支持部に備えられ、
前記光学ベンチは、前記第１側部と反対側に位置し、前記光情報貯蔵媒体から反射され、前記第１面により反射された光を前記メイン光検出器側に進行するように反射させる第２面を有する第２側部をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項８】
前記光源の出力光度をモニタリングするように前記支持部に備えられたモニタ光検出器をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップデバイス。
【請求項９】
前記支持部は前記集光及び光路分離部材の延長部分及び前記集光及び光路分離部材が挿入されたスペーサのうち何れか１つであることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップデバイス。
【請求項１０】
前記光源及びメイン光検出器は前記光学ベンチ上に結合される支持部に備えられ、
前記光学ベンチは、前記第１側部と反対側に位置し、前記光源から出射された光を前記第１面方向に反射させるように備えられた第２面を有する第２側部をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項１１】
前記支持部は前記集光及び光路分離部材の延長部分及び前記集光及び光路分離部材が挿入されたスペーサのうち何れか１つであることを特徴とする請求項１０に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項１２】
請求項１０に前記光学ベンチは、底部がオープンされた構造であることを特徴とする集積光ピックアップデバイス。
【請求項１３】
前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器をさらに具備し、
前記メイン光検出器と前記モニタ光検出器とは前記光源の一側に平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項１４】
前記集光及び光路分離部材は、
集光部材と光路分離部材とよりなることを特徴とする請求項１に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項１５】
前記集光部材は、少なくとも１枚の屈折レンズ、回折レンズ及びグリーンレンズ及び前記レンズのうち少なくとも２種以上を結合したハイブリッドレンズのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の 集積光ピックアップデバイス。
【請求項１６】
前記光路分離部材はＨＯＥまたはＤＯＥを含むことを特徴とする請求項１４に記載の
集積光ピックアップデバイス。
【請求項１７】
前記光路分離部材は、偏光回折素子と１／４波長板とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の 集積光ピックアップデバイス。
【請求項１８】
前記集光部材と前記光路分離部材との間に開口が形成されたスペーサをさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項１９】
前記光学ベンチは前記集光及び光路分離部材が載置される段差部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の集積光ピックアップデバイス。
【請求項２０】
（ａ）光学ベンチを形成した光学ベンチウェーハと、集光及び光路分離部材を形成した集光及び光路分離部材ウェーハと、を備える段階と、
（ｂ）前記集光及び光路分離部材ウェーハと、前記光学ベンチウェーハを結合して集積光ピックアップデバイス組立体ウェーハを形成し、この光ピックアップデバイス組立体ウェーハをダイシングして、集積光ピックアップデバイス組立体を形成する段階と、
（ｃ）前記集積光ピックアップデバイス組立体をワイヤーリングしてパッケージングする段階と、を含むことを特徴とする請求項１ないし１９のうち何れか１項による集積光ピックアップデバイスを製造する方法。
【請求項２１】
（ａ）光学ベンチを形成した光学ベンチウェーハと、集光及び光路分離部材を形成した集光及び光路分離部材ウェーハを備える段階と、
（ｂ）前記集光及び光路分離部材ウェーハと前記光学ベンチウェーハとをダイシングし、このダイシングによりそれぞれ得られた集光及び光路分離部材と光学ベンチとを結合し、集積光ピックアップデバイス組立体を形成する段階と、
（ｃ）前記集積光ピックアップデバイス組立体をワイヤーリングしてパッケージングする段階と、を含むことを特徴とする請求項１ないし１９のうち何れか１項による集積光ピックアップデバイスを製造する方法。
【請求項２２】
請求項１ないし請求項１９のうち何れか１項による集積光ピックアップデバイス、
光情報貯蔵媒体を回転させる光情報貯蔵媒体回転部と、
前記集積光ピックアップデバイスと前記光情報貯蔵媒体回転部とを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御してフォーカシング及びトラッキングサーボを制御する制御部と、を含むことを特徴とする光情報貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップデバイス及びその製造方法及びそれを具備する光情報貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報貯蔵装置は、光ディスクに情報を記録及び／または再生するために光ピックアップデバイスを具備する装置であって、媒体の配布性、携帯性、高容量、情報のコピー防止などの利点により他の情報貯蔵装置と区別される特性を有している。
【０００３】
光ディスクは直径が１２ｃｍであり、厚さが１.２ｍｍであるＣＤ（Compact Disc）で、現在、脚光を浴びている直径１２ｃｍであり、厚さが０.６ｍｍであるＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に発展し、さらにＤＶＤより薄いブルーレイディスクに発展している。このような光ディスクに情報を記録し、前記光ディスクから情報を再生する光情報貯蔵装置も光情報媒体の開発に合せて高い光エネルギーを小さいスポットに集束させて高記録密度が達成できるように研究開発されている。例えば、ＣＤ用光情報貯蔵装置は７８０ｎｍの波長を有する光源と０.４５の開口数を有する対物レンズとを採用しており、ＤＶＤ用光情報貯蔵装置は６５０ｎｍの波長を有する光源と０.６の開口数を有する対物レンズとを採用する。
【０００４】
最近、光ディスクの高密度、高容量化によって対物レンズの開口数を増加させて光スポットのサイズを減少させ、光学部品を薄型に製造することによって、超小型光ピックアップデバイスを開発する研究が活発に行われている。従来は、光ピックアップデバイス及びそれを具備する光情報貯蔵装置を小型化するために光学部品のサイズを減少させることによって全体光学システムを減少させる方法を主に使用してきたが、技術的に既に限界に到っている。
【０００５】
このような点を考慮して光ピックアップデバイス製造において、半導体製造工程を利用しようとする試みがある。既存の光ピックアップデバイス製造工程は数百マイクロン単位の超小型部品を接着させて調整する過程で部品間の組立誤差によって信頼性が落ち、自動化率が低くなる短所がある。一方、光ピックアップデバイスを半導体工程化する場合、一括プロセス化できて一般的な電子部品を集積化して超小型光ピックアップデバイスが具現できる。また、光ピックアップデバイスを具備する光情報貯蔵装置の価格を安価にすることができる。しかし、まだ半導体工程を利用した超小型光ピックアップデバイス及びそれを具備する光情報貯蔵装置に対する技術開発が行われていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した従来技術の問題点を改善するためのものであって、ウェーハ上に形成して半導体製造工程技術で具現される超小型集積光ピックアップデバイス及びその製造方法及びそれを具備する光情報貯蔵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を達成するための本発明による集積光ピックアップデバイスは、光源と、前記光源から照射され、光情報貯蔵媒体から反射された光を受光するメイン光検出器と、前記光源から照射された光を前記光情報貯蔵媒体に集束させ、前記光情報貯蔵媒体への入射光と前記光情報貯蔵媒体からの反射光の光路を分離させる集光及び光路分離部材と、前記集光及び光路分離部材と結合され、前記光源、前記メイン光検出器、前記集光及び光路分離部材間の光路が形成される光学ベンチと、を具備し、前記光学ベンチと前記集光及び光路分離部材とはウェーハ上にそれぞれ形成された後、複数の組立体に分離されて得られることを特徴とする。
【０００８】
前記技術的課題を達成するために本発明は、光源から照射された光を前記光情報貯蔵媒体に集束させ、前記光情報貯蔵媒体への入射光と前記光情報貯蔵媒体からの反射光の光路を分離させる集光及び光路分離部材と、前記光源、メイン光検出器、前記集光及び光路分離部材間の光路が形成される光学ベンチと、を具備する集積光ピックアップデバイスを製造する方法において、（ａ）前記光学ベンチを形成した光学ベンチウェーハと、前記集光及び光路分離部材を形成した集光及び光路分離部材ウェーハを備える段階と、（ｂ）前記集光及び光路分離部材ウェーハと、前記光学ベンチウェーハを結合して集積光ピックアップデバイス組立体ウェーハを形成し、この光ピックアップデバイス組立体ウェーハをダイシングするか前記集光及び光路分離部材ウェーハと前記光学ベンチウェーハをダイシングし、このダイシングによりそれぞれ得られた集光及び光路分離部材と光学ベンチとを結合し、集積光ピックアップデバイス組立体を形成する段階と、（ｃ）前記集積光ピックアップデバイス組立体をワイヤーリングしてパッケージングする段階と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記技術的課題を達成するための本発明による光情報貯蔵装置は、光源と、光情報貯蔵媒体から反射された光を受光するメイン光検出器と、前記光源から照射された光を前記光情報貯蔵媒体に集束させ、前記光情報貯蔵媒体への入射光と前記光情報貯蔵媒体からの反射光の光路を分離させる集光及び光路分離部材と、前記集光及び光路分離部材と結合され、前記光源、前記メイン光検出器、前記集光及び光路分離部材間の光路が形成される光学ベンチと、を具備し、前記光学ベンチと前記集光及び光路分離部材とがウェーハ上にそれぞれ形成された後、複数の組立体が分離されて得られる集積光ピックアップデバイス、前記光情報貯蔵媒体を回転させる光情報貯蔵媒体回転部、前記集積光ピックアップデバイスと前記光情報貯蔵媒体回転部を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御してフォーカシング及びトラッキングサーボを制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
以上で、前記光学ベンチは前記光源側から入射される光を前記集光及び光路分離部材側に反射させる第１面を有する第１側部が具備できる。
【００１１】
前記光源は前記光学ベンチの底部に備えられ、前記メイン光検出器は前記光学ベンチの底部及び前記第１側部と反対側に位置した第２側部のうち何れか1個所に備えられうる。
【００１２】
前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器と、をさらに具備し、前記モニタ光検出器は前記メイン光検出器と同一面に配置されるか前記光学ベンチの底部及び第２側部のうち何れか1個所にはメイン光検出器、他の所にはモニタ光検出器が備えられうる。
【００１３】
前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器と、をさらに具備し、前記メイン光検出器と前記モニタ光検出器とは前記光源の両側に位置するように前記底部に備えられうる。この時、前記光源から出射された光が前記モニタ光検出器に入射されるように、前記光源とモニタ光検出器間にプリズムと、をさらに具備できる。
【００１４】
前記光源は前記光学ベンチの底部に備えられ、前記メイン光検出器は前記底部に対向するように前記光学ベンチ上に位置する支持部に備えられ、前記光学ベンチは、前記第１側部と反対側に位置し、前記光情報貯蔵媒体から反射され、前記第１面により反射された光を前記メイン光検出器側に進行するように反射させる第２面を有する第２側部と、がさらに具備できる。
【００１５】
この時、前記光源の出力光度をモニタリングするように前記支持部に備えられたモニタ光検出器と、がさらに具備できる。
【００１６】
前記支持部は前記集光及び光路分離部材の延長部分及び前記集光及び光路分離部材が挿入されたスペーサのうち何れか１つでありうる。
【００１７】
前記光源及びメイン光検出器は前記光学ベンチ上に結合される支持部に備えられ、前記光学ベンチは、前記第１側部と反対側に位置し、前記光源から出射された光を前記第１面方向に反射させるように備えられた第２面を有する第２側部と、がさらに具備できる。
【００１８】
ここで、前記光学ベンチは、底部がオープンされた構造でありうる。
【００１９】
また、前記光源の出力光度をモニタリングするモニタ光検出器と、をさらに具備し、前記メイン光検出器と前記モニタ光検出器とは前記光源の一側に平行に配置されうる。
【００２０】
前記集光及び光路分離部材は、集光部材と光路分離部材とよりなりうる。
【００２１】
前記集光部材は、少なくとも１枚の屈折レンズ、回折レンズ及びグリーンレンズ及び前記レンズのうち少なくとも２種以上を結合したハイブリッドレンズのうち少なくとも１つを含みうる。
【００２２】
前記光路分離部材はＨＯＥ（ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含みうる。
【００２３】
前記光路分離部材は、偏光回折素子と１／４波長板を含むこともできる。
【００２４】
前記集光部材と前記光路分離部材との間に開口が形成されたスペーサをさらに具備できる。
【００２５】
前記光学ベンチは前記集光及び光路分離部材が載置される段差部が形成されうる。
【００２６】
本発明はウェーハ上に集光部材と光学ベンチとを具現して接合後、ダイシングすることによって超小型光ピックアップデバイス及びそれを具備する光情報貯蔵装置を低価に量産できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明を用いれば、信頼度が高い光ピックアップデバイスをウェーハ上で製造する方法を提示し、これにより形成された超小型集積光ピックアップデバイスを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例による光ピックアップデバイス、その製造方法及びそれを具備する光情報貯蔵装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１Ａは、本発明の第１実施例による光ピックアップデバイスを示した透視斜視図であり、図１Ｂは、同一物の断面図である。
【００３０】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０は、光学ベンチ３１と集光及び光路分離部材３７とよりなり、光学ベンチ３１及び集光及び光路分離部材３７は、ウェーハ上に構成物が形成された後に結合される。光学ベンチ３１は、光を出射する光源３２と光源３２が搭載される第１マウント３４ａとが位置する底部３４と、光源３２から放出された光を光ディスクＤに向かって反射させる第１面３９、すなわち、ミラーが形成された第１側部３４ｃと、光情報貯蔵媒体、すなわち、光ディスクＤから反射された光を受光するメイン光検出器３６ａ、３６ｂと前記底部３４の一側に光源３２から出射される光を直接受光するモニタ光検出器３８とが備えられる第２側部３４ｂと、を具備する。集光及び光路分離部材３７は回折格子３３Ｇが形成された光路分離部材３３と、対物レンズ３５０が形成された集光部材３５と、を含む。ここで、集光及び光路分離部材３７は、光学ベンチ９１の底部３４と対向する上部面の回折格子３３Ｇ、対物レンズ３５０が順に配列されるように光路分離部材３３、集光部材３５が順に組合わせられて形成されている。
【００３１】
図１Ａの光学ベンチ３１は底部と第２及び第１側部３４ｂ、第２側部３４ｃにより形成される側面とからなり、上方には集光及び光路分離部材３７が形成される。ここで、対物レンズ３５０が形成された集光部材３５と回折格子３３Ｇが形成された光路分離部材３３とは小さくダイシングされ、対物レンズ３５０と回折格子３３Ｇとが形成されていない他の部分の集光及び光路分離部材３７は光学ベンチ３１と同じ材質で形成されうる。
【００３２】
図１Ｂに示された光路を説明すれば、光源３２から前方に出射された光は第１面３９から反射されて回折格子３３Ｇを経て対物レンズ３５０により集光された後、光ディスクＤに向かう。光ディスクＤから反射された光は再び対物レンズ３５０を通過した後、回折格子３３Ｇにより回折されてメイン光検出器３６ａ、３６ｂに向かう。光源３２から後方に出射された光はモニタ光検出器３８により受光される。
【００３３】
光源３２としては、一般的にレーザーダイオードが使われる。特に、高密度光ディスクに情報を記録及び／または再生するために、最近ブルー波長帯域、例えば、４０５ｎｍ波長のレーザーダイオードが使われうる。光路分離部材３３に具備される回折格子３３Ｇとしては、ＨＯＥ（ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）が具備できる。回折格子３３Ｇは光ディスクＤに向かう入射光と光ディスクＤから入射する反射光の光路を分離する機能をする。
【００３４】
対物レンズ３５０は光ディスクＤに向かう光を集束して光ディスクＤの記録面に光スポットを形成する機能をする光学部材であって、対物レンズ３５０として、屈折レンズ、グリーンレンズ及び回折レンズのうち何れか１つを一枚または複数枚構造で使用するか、これらレンズのうち少なくとも２種以上を結合したハイブリッドレンズが利用できる。ここで、グリーンレンズとは、レンズ内部の軸方向及び／または半径方向に屈折率が変化されるグラディエントインデックス（ＧＲＩＮ：ＧｒａｄｉｅｎｔＩｎｄｅｘ）レンズをいう。
【００３５】
対物レンズ３５０として、屈折レンズ、回折レンズ、グリーンレンズのうち少なくとも２種以上のレンズを共に使用するか、ハイブリッドレンズを使用すれば、相互補完的な役割ができ、色収差、球面収差などの収差を緩和させうる。例えば、波長が長くなるほど、回折レンズは回折角が大きくなり、屈折レンズは波長が長くなるほど屈折角を小さく屈折させるので、回折レンズと屈折レンズとを組合わせることによって光源３２の波長による色収差の発生が抑制できる。
【００３６】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第２実施例による光ピックアップデバイスの透視斜視図及び断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示された本発明の第２実施例による光ピックアップデバイス４０は図１Ａ及び図１Ｂに示された本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０と類似な構造を有するが、第２及び第１側部４４ｂ、４４ｃに段差部が形成されて本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０の集光及び光路分離部材３７より左右幅が狭くダイシングされた集光及び光路分離部材４７を載置させうるように設計されている。
【００３７】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、４１は光学ベンチ、４２は光源、４３は光路分離部材、４３Ｇは回折格子、４４は底部、４４ａは第１マウント、４４ｂは第２側部、４４ｃは第１側部、４５は集光部材、４５０は対物レンズ、４６ａ、４６ｂはメイン光検出器、４７は集光及び光路分離部材、４８はモニタ光検出器及び４９は第１面である。
【００３８】
本発明の第２実施例による光ピックアップデバイス４０の各光学素子の機能と、光路とは本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０で前述した内容と同一または類似である。
【００３９】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第３実施例による光ピックアップデバイスの透視斜視図及び断面図である。図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、本発明の第３実施例による光ピックアップデバイス５０は本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０と異なってウェーハ上に形成された集光及び光路分離部材５７が対物レンズ５５０のサイズに合せてダイシングされ、光学ベンチ５１上に接合されたスペーサＳ１の開口に挿入される。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、５１は光学ベンチ、５２は光源、５３は光路分離部材、５３Ｇは回折格子、５４は底部、５４ａは第１マウント、５４ｂは第２側部、５４ｃは第１側部、５５は集光部材、５５０は対物レンズ、５６ａ、５６ｂはメイン光検出器、５７は集光及び光路分離部材、５８はモニタ光検出器、５９は第１面及びＳ１はスペーサである。
【００４１】
本発明の第３実施例による光ピックアップデバイス５０の各光学素子の機能と、光路とは本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０で前述した内容と同一または類似である。
【００４２】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第４実施例による光ピックアップデバイスの透視斜視図及び分離斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂを、本発明の第４実施例による光ピックアップデバイス６０は本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０と異なってウェーハ上に形成された光路分離部材６３、スペーサＳ２及び集光部材６５が相互接合されてダイシングされることによって集光及び光路分離部材６７が行われる。スペーサＳ２には開口部Ｈが形成されて、回折格子６３Ｇで回折された光を対物レンズ６５０にガイドする。また、光学ベンチ６１には光源６２とメイン光検出器６６とが光学ベンチ６１の底面に備えられ、光源６２の後方に位置した第２側部６４ｂにモニタ光検出器６８が設置される。
【００４３】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、６３は光路分離部材、６３Ｇは回折格子、６４は底部、６４ａは第１マウント、６４ｂは第２側部、６４ｃは第１側部、６５は集光部材、６５０は対物レンズ、６６はメイン光検出器及び６９は第１面である。
【００４４】
光路を説明すれば、光源６２から出射した光は第１面６９から反射された後、光路分離部材６３、スペーサＳ２及び、集光部材６５を通過して光ディスクＤに集束される。光ディスクＤから反射された光は前記光路を逆に進行して光路分離部材６３の回折格子６３Ｇに到達し、回折格子６３Ｇで回折されてメイン光検出器６６に受光される。ここで、本発明の第４実施例による光ピックアップデバイス６０の各光学素子の機能は本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０で前述した内容と同一または類似である。
【００４５】
図５Ａないし図７は、本発明の実施例による光ピックアップデバイスの製造方法を簡略に示した工程図である。
【００４６】
図５Ａは、対物レンズ７５０が形成される集光部材ウェーハ７５Ｗを簡略に示す断面図であり、図５Ｂは、回折格子７３Ｇが形成される光路分離部材ウェーハ７３Ｗを簡略に示す断面図である。対物レンズ７５０と回折格子７３Ｇとはそれぞれ集光部材ウェーハ７５Ｗと光路分離部材ウェーハ７３Ｗ上に半導体製造工程を利用して製作される。
【００４７】
図６Ａは集光部材ウェーハ７３Ｗと光路分離部材７５Ｗとを接合させた集光及び光路分離部材ウェーハ７７Ｗを簡略に示す図面である。円Ａには、集光部材ウェーハ７３Ｗと光路分離部材ウェーハ７５Ｗとが接合された集光及び光路分離部材ウェーハ７７Ｗの集光及び光路分離部材７７を拡大して示している。円Ａ内には、対物レンズ７５０と回折格子７３Ｇとが対応するように形成されている。  集光部材ウェーハ７５Ｗ上のそれぞれの対物レンズは、一対の屈折レンズ、または屈折レンズと回折レンズとが結合されたハイブリッドレンズの形態で形成されても良い。屈折レンズは、従来のフォト工程を用いたマイクロレンズアレイ製作方法によっても製作可能であるが、一層精度よい面加工と非球面形状を有するために精密超硬合金金型を用いた機械加工工程によっても製作可能である。また、対応する回折レンズはEービームリソグラフィなどを用いて精密に逆相の回折パターン金型を作り、紫外線に硬化されるポリマーを用いたUＶエンボシング工程によって製作可能である。また、光路分離部材ウェーハ７３Ｗ上に、回折格子７３Ｇ用レジスタパターンを形成し、このレジスタパターンを用いて光路分離部材ウェーハ７３Ｗ上に回折格子７３Ｇを形成する。そして、対物レンズ７５０が形成された集光部材ウェーハ７５Ｗと回折格子７３Ｇが形成された光路分離部材ウェーハ７３Ｗを、ウェーハ上に設けられたアライメントマークを用いて位置合わせを行い貼り合わせる。
【００４８】
図６Ｂは、光学ベンチが形成される光学ベンチウェーハ７１Ｗを簡略に示した図面であり、円Ｂは光学ベンチ７１を一部拡大して示している。円Ｂ内には、前述した光源、メイン光検出器及びモニタ光検出器等が形成されている。図７は、集光及び光路分離部材ウェーハ７７Ｗと光学ベンチウェーハ７１Ｗとを接合して光ピックアップデバイス組立体７０を形成する段階を示している。
【００４９】
光ピックアップデバイスを製造する工程は前述した工程に限定されない。例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示された集光及び光路分離部材ウェーハ７７Ｗと光学ベンチウェーハ７１Ｗとをそれぞれ先にダイシングした後、個別に組立てた後、ワイヤーリングしてパッケージングする工程を経るか、図６Ｂに示された光学ベンチ７１に段差部を形成するエッチング工程をさらに行うことによって、図２Ａ及び図２Ｂに示された形態の光学ベンチを形成することもできる。光学ベンチ７１の形態は後述する本発明の第５ないし第７実施例による光ピックアップデバイスに示された形態にも形成でき、その他の本発明の目的を行う多様な形態に変形されうることは言うまでもない。
【００５０】
図１Ａ及び図１Ｂに示された光学ベンチ３１を形成するために、まず、シリコン上に感光剤を塗布した後、光源３２が位置する底部３４のパターンに該当するマスクをシリコンの上部に位置させて露光及び現像し、エッチングすることによって底部３４を形成する。底部３４上に電極パターンを形成し、光源３２を設置する。このとき、第２側部３４ｂや第１側部３４ｃが傾斜して形成されている場合は、ウェハーをドライエッチング、ウェットエッチングまたは金型を用いてポリマーあるいははガラスにモールディングするなどの方法によって光ベンチ部の配列と一致するミラーをウェーハ上にアレイ形態に製作する。その後、第２側部３４ｂにメイン光検出器３６ａ、３６ｂとモニタ光検出器３８とを設置する。メイン光検出器３６ａ、３６ｂとモニタ光検出器３８とを設置した後、光源３２、メイン光検出器３６ａ、３６ｂ及び、モニタ光検出器３８にワイヤーボンディングにより電気的接続を行う。光学ベンチ３１の上部に集光及び光路分離部材３７を接合してパッケージングすることによって光ピックアップデバイスを完成する。
【００５１】
図８は、本発明の第５実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。本発明の第５実施例による光ピックアップデバイス８０は本発明の第４実施例による光ピックアップデバイス６０と異なってモニタ光検出器８８が底部８４に設置され、光源８２とモニタ光検出器８８間にプリズムＰがさらに備えられて光源８２から出射される光をモニタ光検出器８８にガイドすることによってメイン光検出器８６に受光される光と光干渉を最大限に抑制できる。
【００５２】
図８を参照すれば、８１は光学ベンチ、８２は光源、８３は光路分離部材、８３Ｇは回折格子、８４は底部、８４ａは第１マウント、８４ｂは第２側部、８４ｃは第１側部、８５は集光部材、８５０は対物レンズ、８６はメイン光検出器、８７は集光及び光路分離部材、８８はモニタ光検出器及び８９は第１面である。
【００５３】
本発明の第５実施例による光ピックアップデバイス８０の各光学素子の機能と、光路は本発明の第４実施例による光ピックアップデバイス６０で前述した内容と同一または類似である。
【００５４】
図９は、本発明の第６実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【００５５】
図９を参照すれば、本発明の実施例による光ピックアップデバイス９０は一側に段差部が備えられた光学ベンチ９１と光学ベンチ９１と光ディスクＤ間に位置する集光及び光路分離部材９７とを具備する。光学ベンチ９１には段差部の側面に設置される光源９２と、光源９２の下方の底部９４に設置されるモニタ光検出器９８と、モニタ光検出器９８と所定距離離隔されて底部９４に配置されるメイン光検出器９６と、が具備される。光学ベンチ９１の底部９４と対向する上部面には回折格子９３Ｇ、対物レンズ９５０が順に配列されるように光路分離部材９３、集光部材９５が順に組合わせられて形成された集光及び光路分離部材９７が位置する。
【００５６】
光源９２から出射された光は回折格子９３Ｇを通過した後、対物レンズ９５０により屈折されて光ディスクＤに集束され、光ディスクＤから反射された光は前述した光路を逆に進行した後、回折格子９３Ｇで所定角度回折されてメイン光検出器９６に受光される。
【００５７】
図１０は、本発明の第７実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。本発明の第７実施例による光ピックアップデバイス１００は本発明の第１実施例による光ピックアップデバイス３０と異なってメイン光検出器１０６とモニタ光検出器１０８とが光学ベンチ１０１の上方、すなわち、底面１０４に対向して、第２及び第１側部１０４ｂ、１０４ｃ上に位置された支持部１０４ｄの下部面に位置する。前記支持部１０４ｄは集束及び光路分離部材１０７がその開口に挿入されたスペーサでありうる。代案として、前記支持部１０４ｄは集光及び光路分離部材１０７の延長部分でありうる。
【００５８】
光源１０２と集光及び光路分離部材１０７間には第１面１０９ａを有する第１側部１０４ｃが備えられる。第２側部１０４ｂの第２面１０９ｂ、すなわち、ミラー面は光源１０２から出射される光をモニタ光検出器１０８にガイドする。また、第２面１０９ｂは、光ディスクＤから反射されて集光及び光路分離部材１０７を通過した後、第１面１０９ａから反射された光をメイン光検出器１０６にガイドする。
【００５９】
図１０を参照すれば、１０３は光路分離部材、１０３Ｇは回折格子、１０４は底部、１０４ａは第１マウント、１０４ｂは第２側部、１０４ｃは第１側部、１０５は集光部材、１０７は集光及び光路分離部材、１０５０は対物レンズである。
【００６０】
図１１は、本発明の第８実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。本発明の第８実施例による光ピックアップデバイス１１０は本発明の第７実施例による光ピックアップデバイス１００と異なって光源１１２も光学ベンチ１１１の上方、すなわち支持部１１４ｄの下部面に設置され、光学ベンチ１１１は底面のない構造を有する。また、光源１１２の前方には光を整列するためのコリメーター、光を光路が相異なる複数の光ビームに分離させる回折格子または光の断面を楕円から円形に整形するためのビーム整形器のような光整形部材１１２ａなどがさらに配置されうる。
【００６１】
光学ベンチ１１１と集光及び光路分離部材１１７間の第１側部１１４ｃには本発明の第６実施例による光ピックアップデバイス１００と類似して第１面１１９ａが備えられ、光学ベンチ１１１の第２側部１１４ｂには光源１１２から出射される光をモニタ光検出器１１８にガイドし、また、光ディスクＤから反射されて集光及び光路分離部材１１７を通過した後、第１面１１９ａから反射された光をメイン光検出器１０６にガイドする第２面１１９ｂが備えられる。
【００６２】
図１１を参照すれば、１１３は光路分離部材、１１３Ｇは回折格子、１１４ａは第１マウント、１１４ｂは第２側部、１１４ｃは第１側部、１１５は集光部材、１１５０は対物レンズ、１１６はメイン光検出器及び１１８はモニタ光検出器である。
【００６３】
一方、本発明による光ピックアップデバイスは図１２に示されたように回折格子を有する光路分離部材の代りに偏光選択性光路分離部材１２３を具備することもできる。
【００６４】
偏光選択性光路分離部材１２３は、図１３に示されたように、入射光を偏光によって選択的に直進透過または回折透過させる偏光回折素子１２３ａ、すなわち、偏光ホログラム素子と、入射光の偏光を変える１／４波長板１２３ｂと、を含む。
【００６５】
光源３２として使われる半導体レーザーは一直線偏光成分が優勢なレーザー光を出射する。したがって、半導体レーザーでは概略的にｓ偏光またはｐ偏光された光が出射される。したがって、光源３２から出射されて入射される一直線偏光の光は直進透過させるように偏光回折素子１２３ａを構成すれば、偏光回折素子１２３ａを直進透過した光は１／４波長板１２３ｂを経由しながら一円偏光の光になり、この一円偏光の光は光ディスクＤから反射されながら直交する他の円偏光の光となる。この円偏光の光は１／４波長板１２３ｂを経由しながら他の直線偏光の光となり、偏光回折素子１２３ａにより回折される。  したがって、光ディスクＤ方向に進行する光と光ディスクＤから反射されて進行する光の光路を偏光選択性光路分離部材１２３により分離できる。
【００６６】
図１２は、図１Ｂに示された光ピックアップデバイスに光路分離部材３３の代りに偏光選択性光路分離部材１２３を適用した場合を示すが、以外にも、この偏光選択性光路分離部材は前述した他の実施例にも適用されうる。これについては図１２及び図１３を参照とした説明から十分に類推可能であるので、その具体的な説明及び図示を省略する。
【００６７】
以上では本発明による光ピックアップデバイスの多様な実施例を図面を参照として説明したが、本発明がこれに限定されるのではなく、本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形及び均等な他の実施例が可能である。
【００６８】
すなわち、本発明の実施例による光ピックアップデバイスは具体的な例示として提示されたものに過ぎず、集光部材と光学ベンチとで各光学部品の配列を多様に変形できることは言うまでもない。
【００６９】
図１４は、本発明の実施例による光ピックアップデバイスを具備する光情報貯蔵装置を簡略に示した構成図である。
【００７０】
図１４を参照すれば、光ディスクＤを回転させるスピンドルモーター２０５、前記ディスクＤの半径方向に移動可能に設置されて光ディスクに記録された情報を再生及び／または情報を記録する光ピックアップデバイス２００と、前記スピンドルモーター２０５と光ピックアップデバイス２００とを駆動するための駆動部２０４と、前記光ピックアップデバイス２００のフォーカス、トラックサーボを制御するための制御部２０６と、を含む。
【００７１】
前記光ピックアップデバイス２００は対物レンズが載置されてフォーカス、トラック方向に駆動するアクチュエータを含む。２０３は光ディスクＤが装着されるターンテーブルを、２０１はディスクＤをチャッキングするためのクランピングを示す。
【００７２】
光ピックアップデバイス２００を通じて検出されて光電変換された信号は駆動部２０４を通じて前記制御部２０６に入力される。駆動部２０４は前記スピンドルモーター２０５の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップデバイス２００を駆動させる。制御部２０６は駆動部２０４から入力された信号に基づいて調節されたフォーカスサーボ及びトラックサーボ命令を再び駆動部２０４に送り、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行わせる。
【００７３】
前記した説明で、多くの事項が具体的に記載されているが、それらは発明の範囲を限定するよりは、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。それゆえに、本発明の範囲は説明された実施例によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明による集積光ピックアップデバイスは低コストで大量生産でき、これを利用した光情報貯蔵装置は携帯型に形成されうる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１Ａ】本発明の第１実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した透視斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａに示された光ピックアップデバイスの断面図。
【図２Ａ】本発明の第２実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した透視斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａに示された光ピックアップデバイスの断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施例による光ピックアップデバイスの部分切開された斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａに示された光ピックアップデバイスの断面図。
【図４Ａ】本発明の第４実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した透視斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａに示された光ピックアップデバイスの断面図。
【図５Ａ】集光部材ウェーハを簡略に示した断面図。
【図５Ｂ】光路分離部材ウェーハを簡略に示した断面図。
【図６Ａ】図５Ａと図５Ｂとに示されたウェーハが接合された集光及び光路分離部材ウェーハを簡略に示す斜視図であり、円Ａは部分拡大図。
【図６Ｂ】光学ベンチウェーハを簡略に示す斜視図であり、円Ｂは部分拡大図。
【図７】図６Ａに示されたウェーハと図６Ｂに示されたウェーハとが結合された後のダイシングされる工程を示す概略図である。
【図８】本発明の第５実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【図９】本発明の第６実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【図１０】本発明の第７実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【図１１】本発明の第８実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【図１２】本発明の第９実施例による光ピックアップデバイスを簡略に示した断面図である。
【図１３】図１２の偏光選択性光路分離部材での偏光による選択的な回折を説明するための図面である。
【図１４】本発明の実施例による光情報貯蔵装置を簡略に示した構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
３０    光ピックアップデバイス
３１    光学ベンチ
３２    光源
３３    光路分離部材
３３Ｇ    回折格子
３４ａ    第１マウント
３４ｂ    第２側部
３４ｃ    第１側部
３５    集光部材
３６ａ、３６ｂ    メイン光検出器
３７    集光及び光路分離部材
３８    モニタ光検出器
３９    第１面
３５０    対物レンズ
Ｄ    光ディスク
【図１Ａ】
2004336060.tif 000003
【図１Ｂ】
2004336060.tif 000004
【図２Ａ】
2004336060.tif 000005
【図２Ｂ】
2004336060.tif 000006
【図３Ａ】
2004336060.tif 000007
【図３Ｂ】
2004336060.tif 000008
【図４Ａ】
2004336060.tif 000009
【図４Ｂ】
2004336060.tif 000010
【図５Ａ】
2004336060.tif 000011
【図５Ｂ】
2004336060.tif 000012
【図６Ａ】
2004336060.tif 000013
【図６Ｂ】
2004336060.tif 000014
【図７】
2004336060.tif 000015
【図８】
2004336060.tif 000016
【図９】
2004336060.tif 000017
【図１０】
2004336060.tif 000018
【図１１】
2004336060.tif 000019
【図１２】
2004336060.tif 000020
【図１３】
2004336060.tif 000021
【図１４】
2004336060.tif 000022