(57)【要約】【課題】半導体レーザを並置した光デバイスにおいて、収差のずれを低減する。【解決手段】光デバイスは、主基板１０上に並置された第１及び第２の半導体レーザチップ１，２と、前記主基板１０上に載置され、前記第１又は第２の半導体レーザチップ１，２のいずれから出射されたレーザ光も光軸を一致するようにして前記主基板１０の上方に反射する傾動可能な反射面３ａを有する反射素子３と、を有する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に並置された第１及び第２のレーザ光源と、
前記基板上に載置され、前記第１又は第２のレーザ光源のいずれから出射されたレーザ光も光軸を一致するようにして前記基板の上方に反射する傾動可能な反射面を有する反射素子と、
を有することを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記第１及び第２のレーザ光源の出射端面は、前記第１及び第２のレーザ光源の発光点と前記反射素子の反射面とを結ぶ光軸に垂直であることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記反射素子は、前記第１のレーザ光源に第１の電圧を供給する第１の電源に接続され、前記第１の電圧が印加されると前記反射面を前記第１のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する第１の駆動手段と、前記第２のレーザ光源に第２の電圧を供給する第２の電源に接続され、前記第２の電圧が印加されると前記反射面を前記第２のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する第２の駆動手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記反射素子は、第１のレーザ光源に電圧を供給する電源に接続され、前記電圧が印加されない状態で前記反射面を第２のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように保持し、前記電圧が印加されると前記反射面を前記第１のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の光情報記録媒体の読み取り装置に用いられる光ピックアップ用光学装置用の光デバイスに係り、特にＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−ｗｒｉｔｅ　ｏｎｃｅ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）の互換再生システムに好適な光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
既に一般に普及している民生用光ディスクシステムであるＣＤに対し、近年、より高密度なＤＶＤシステムが提案、商品化され、普及が始まっている。この再生装置であるＤＶＤプレーヤにおいては、装置の重複や使用上の煩雑さを避けるため、ＣＤの互換再生が必須となっている他、ＣＤプレーヤで再生可能とされているＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−ｗｒｉｔｅ　ｏｎｃｅ）についても、同様に互換再生機能が求められており、このような各種の規格のディスクを再生するための技術が開発され、さらにそれを実現する構成の簡略化やコストダウンが課題になっている。
【０００３】
とりわけ、前述のＣＤ−Ｒにおいては、記録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つ事から、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯とは異なる７８０ｎｍ帯のレーザ光源が必須であり、この２波長の光源を内蔵したピックアップ光学系が必要となっている。
【０００４】
このため、市場においては、独立した２つのピックアップを機械的に結合したもの、受発光集積素子を各波長独立に取付け、ダイクロイックプリズムで同一光軸に合成、対物レンズなど一部の光学系を共用したもの（「集積型ＤＶＤ用光ヘッド」：水野ら、ナショナルテクニカルレポート（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ）第４３巻，第３号，１９９７年６月，第２７５頁〜第２８２ページ参照）などが開発されてきた。
【０００５】
さらには、この２波長の光源を一体化する試みがなされており、２個の波長の異なる半導体レーザチップを同一パッケージに搭載し、他の部品は独立であるものの光軸は共通化したもの（９７秋季応物学会予稿、４ｐ−ＺＥ−５参照）が提案されている。
【０００６】
また、同一パッケージ内に２個の半導体レーザチップの他、受光素子も集積化した提案もなされている（特開平１０−２１５７７公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の２波長の光源を内蔵したピックアップの中でも、両者を同一パッケージに集積化した場合、他の光学系をすべて共通化できる可能性があることから、ピックアップならびに光ディスク装置の小型化に寄与できる。
【０００８】
しかしながら、現状、完全に同一の発光点から異なる二つの波長を出射できるレーザ光源が存在しておらず、二個の半導体レーザチップを近接・並置することで、両発光点を１００μｍ程度に近接され、光学設計上理想的な発光点位置からのずれはやや妥協する形で実用上の性能を確保しようとする試みがなされている（前記’９７秋季応物学会予稿、４ｐ−ＺＥ−５参照）。
【０００９】
このように、光源の発光点が理想的位置からずれた場合、大別して２種類の問題が生じる。以下、簡単に述べる。
【００１０】
１．幾何光学（光線追跡）的収差発生の問題
ピックアップ光学系のレンズ設計においては、設計中心において、点光源から出射した光線が、ディスク盤面上で再び１点に収束するよう設計する。実際の配置がこの条件からずれると、いわゆる収差の発生によって上記光源が厳密には１点に収束しなくなる。ＤＶＤなど、高密度な光ディスクシステムでは、少なくとも光線追跡上、収差の発生は殆ど０になるよう設計されている。
【００１１】
ただし、光ディスクシステムでは、いわゆるトラッキング動作のため、対物レンズのみが通常おおよそ±０．５ｍｍ程度の可動範囲をもっており、光学設計もレンズの像高特性を最適化することにより、この範囲で収差が所定量以内に納まるようになされている。
【００１２】
２つの発光点が一定距離離れているような上記光学系では、対物レンズの可動範囲に加えて、この距離分も考慮した像高特性を満足することが必要である。
【００１３】
２．光強度分布の中心ずれに関する問題
半導体レーザにおいて、出射端面における発光点から出射する光束は、出射端面に遮蔽されない全ての方向に発散する球面波と見なせるが、その光強度は角度分布を持っており、出射端面の法線を中心として、一般に半値全幅でおおよそ３０度×１０度の、ほぼガウス分布的な分布を示す。
【００１４】
ここで半導体レーザが傾いた場合を想定すると、前記の光線追跡的見方からは、発光点位置さえ同一であれば、点光源、及びそこから発する光線の振る舞いに変化はない。これに対し、光強度分布はこの傾きに倣うため、有限径の瞳内では、強度分布に偏りを生じることになる。
【００１５】
この偏りにより、以下の様な問題が生じる。
【００１６】
（１）ファーフィールドでラジアル方向に光束を２分割し、その差を取る、いわゆるプッシュプル法のトラッキングエラー信号では、このバランスが崩れ、オフセットを生じる。
【００１７】
（２）ファーフィールドでラジアル方向・タンジェンシャル方向に光束４分割し、その対角成分の和同士で位相比較をする、いわゆるＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法のトラッキングエラー信号では、この４成分の強度バランスが崩れ、信号品位・精度の劣化を生じる。
【００１８】
（３）対物レンズ可動範囲での往路出射光量変化、ひいては記録媒体盤面の集光スポットの総光量の変化から、例えば記録型光ディスクではレンズ移動時に記録された信号の品位低下、エラーレートの劣化等が生じる。
【００１９】
（４）対物レンズ可動範囲での受光素子に達する光量変化から、ＲＦ（読取り）信号や、フォーカス・トラッキング信号がレンズ移動に伴って変化する。ここで、強度中心がずれることで、可動範囲の片側で信号レベル低下が急になるため、結果として、安定に動作可能なレンズ可動範囲が狭まる。もしくは、可動範囲端で動作の安定性が損なわれる。
【００２０】
以上のように、光強度分布の中心ずれは、光束内の光強度分布の対称性、レンズ移動範囲での出射光強度変化、レンズ移動範囲での受光光強度の変化といった特性に変化をおよぼし、結果として動作上の性能劣化、安定性の劣化を招く。
【００２１】
従来の光ディスクシステムにおいては、２波長の光源を搭載したものにおいても、前述のようなダイクロイックミラーを用いて光軸を合成するような構成を取る限り、各光源の光強度分布中心を一致させる事は容易であった。
【００２２】
さらに集積化を進め、２光源を同一パッケージに一体化した構成では、発光点間隔を縮めることで擬似的に同一光軸にしようとしており、強度分布中心のずれを考慮した工夫は未だに示されていない。
【００２３】
しかし、本発明者らの検討によれば、比較的容易に達成できる発光点間隔は最小で１００μｍ程度である。ここで、上記の強度バランス、あるいはレンズ可動範囲での諸特性変化の見地からは、１００μｍというずれは決して小さくない。よって、単に複数半導体レーザを近接並置するのみならず、強度分布中心のずれを補正する何らかの改良が必要となる。
【００２４】
これらの問題の直接解決を意図したものではないが、複数の受発光集積デバイスを各々独自に（略９０度の光軸関係で）配置し、複数波長の切替えを主目的として、電磁アクチュエータを用いた回動ミラーで光路変換しようとする光ピックアップが特開平１１−２０３７１３号公報に開示されている（図６）。
【００２５】
この光ピックアップは、レーザ光を出射する波長の異なる２以上のレーザダイオード及びホログラム素子を一体化した光デバイス５１，５２と、コリメータレンズ５３，５４と、ステージに設置され反射面５９ａをレーザダイオード５１，５２に対向させる方向に回動されてレーザ光を対物レンズ５８に向けて反射させる反射ミラー５９と、レーザダイオード５１，５２から出射されたレーザ光のビーム径をレーザ光の波長に応じて調節するビーム径調節手段５７と、反射面５９ａがレーザダイオード５１，５２に対向する向きに反射ミラー５９を対物レンズ５８の光軸の周りに回動させるモータの如き図示しない回動手段とを設け、前記回動手段で反射ミラー５９を回動させ、反射ミラー５９の反射面５９ａを各レーザダイオード５１，５２に対向させることにより、レーザ光がＣＤ又はＤＶＤの記録面上に収光するようにしたものである。
【００２６】
この例では、光ピックアップの往復光路を分岐する手段であるホログラム素子等を一体化した光デバイスを２個用いる構成とし、その往復光路二組を切替える構造としているため、光デバイスサイズの制約から両者を一定間隔以上隔離する必要があり、それ故、反射ミラー５９の切替え回動角度も大きくする必要があった。
【００２７】
また、各々の受発光デバイスを事実上一体化できないため、部品点数やサイズの面からも、二波長の光路を前記ダイクロイックミラーによって光学的・受動的に切替える方式に対する優位性がなく、逆に姿勢の不安定、ミラー制御用配線、あるいは回路系が余分に必要になる、という欠点を有していた。
【００２８】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、半導体レーザを並置した光学デバイスにおいて、収差及び光強度分布中心のずれを低減した光学デバイスを提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明に係る光デバイスは、基板上に並置された第１及び第２のレーザ光源と、前記基板上に載置され、前記第１又は第２のレーザ光源のいずれから出射されたレーザ光も光軸を一致するようにして前記基板の上方に反射する傾動可能な反射面を有する反射素子と、を有する。
【００３０】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源の出射端面は、前記第１及び第２のレーザ光源の発光点と前記反射素子の反射面とを結ぶ光軸に垂直である。
【００３１】
好ましくは、前記反射素子は、前記第１のレーザ光源に第１の電圧を供給する第１の電源に接続され、前記第１の電圧が印加されると前記反射面を前記第１のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する第１の駆動手段と、前記第２のレーザ光源に第２の電圧を供給する第２の電源に接続され、前記第２の電圧が印加されると前記反射面を前記第２のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する第２の駆動手段と、を有する。
【００３２】
好ましくは、前記反射素子は、第１のレーザ光源に電圧を供給する電源に接続され、前記電圧が印加されない状態で前記反射面を第２のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように保持し、前記電圧が印加されると前記反射面を前記第１のレーザ光源から出射されるレーザ光の入射面に直交するように傾動する駆動手段を有する。
【００３３】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源は、前記基板の主面上に設置された副基板上に設置される。
【００３４】
好ましくは、第１のレーザ光源はＣＤ又はＣＤ−Ｒに適した７８０ｎｍ帯の波長を有し、第２のレーザ光源はＤＶＤに適した６５０ｎｍ帯の波長を有する。
【００３５】
好ましくは、前記反射面は、前記第１又は第２のレーザ光源から前記主面に平行に出射された光を前記主面に垂直に略９０度光路変換し、電圧制御により反射面を所定角度にわたって傾動される。
【００３６】
好ましくは、前記反射面で光路変換された光が光ディスクなどの光情報記録媒体で反射された後の復路光を光電変換する受光素子を備える。
【００３７】
好ましくは、前記反射面で光路変換された光を透過させるとともに、前記復路光を回折・分岐させ、前記受光素子の受光領域に光路変換させるホログラム素子を備える。
【００３８】
好ましくは、前記反射面は、マイクロミラーによるものである。
【００３９】
好ましくは、前記マイクロミラーは、シリコンウェハなどの半導体基板上に薄膜プロセスにより形成後、ダイシング工程によりこのシリコンウェハを表面に４５度の角度をなす切断面で切断することにより製造する。
【００４０】
好ましくは、前記反射素子は、基板上に前記切断面で接合される。
【００４１】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源の少なくとも一方は、発光点と前記反射面を結ぶ光軸に対し垂直となるような出射端面を有する。
【００４２】
好ましくは、前記発光点は、前記出射端面において、レーザ光が出射される光強度の中心位置であり、前記レーザ光は、前記発光点から前記出射端面に垂直に出射される。
【００４３】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源は、前記反射面の反射面有効領域中心領域と発光点を結ぶ光軸に前記前方端末が垂直になるように配置される。
【００４４】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源の前記前方端末は、互いに非平行になされる。
【００４５】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源の駆動電圧はそれぞれ第１及び第２の電圧であり、前記反射面は、前記第１及び第２のレーザ光源からそれぞれレーザ光を出射させる前記第１又は第２の電圧の入力に応じて反射面を傾動させる。
【００４６】
好ましくは、前記第１及び第２の電圧をＶ１，Ｖ２とし、前記反射面で反射された光軸が一致するように前記反射面の傾動の位置を切り替えるのに必要な駆動電圧をＶ３とすると、Ｖ１≧Ｖ３又はＶ２≧Ｖ３である。
【００４７】
好ましくは、反射面の駆動電圧源は、第１及び第２のレーザ光源の駆動電圧から供給されるよう回路的に接続する。
【００４８】
好ましくは、前記反射面は、一定電圧Ｖ４以上の電圧印加において傾動角が飽和状態となるように内部に制止構造を持ち、Ｖ１≧Ｖ４又はＶ２≧Ｖ４とする。
【００４９】
好ましくは、前記反射面は、前記第１及び第２のレーザ光源のいずれか一方からレーザ光を出射させる駆動電圧の入力に応じて反射面を傾動させる。
【００５０】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源の一方に対して所定の光路変換をなす基準位置を有し、他方のレーザ光源からレーザ光が出射されるときのみ、該レーザ光源に対して所定の光路変換をなすようになされる。
【００５１】
好ましくは、前記第１及び第２のレーザ光源を駆動する電圧を前記反射面を駆動する電圧に変換する変換手段を有する。
【００５２】
好ましくは、第３のレーザ光源をさらに備え、前記反射面は、前記第１乃至第３のレーザ光源のいずれがレーザ光を出射するかに応じて、反射されたレーザ光の光軸が一致するように反射面を傾動させる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光デバイスの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の図面の記載では同一の指示符号で同一の部材を共通して示すものとする。
【００５４】
図１は、本実施の形態の光デバイスの概略的な構成を示す斜視図である。
【００５５】
この光デバイスは、光ディスクとしてＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤに互換の光ピックアップ装置に適用することを想定し、ＣＤとＣＤ−Ｒには波長７８０ｎｍ、ＤＶＤには波長６５０ｎｍのレーザ光を切り替えて用いるものとする。
【００５６】
本実施の形態の光デバイスは、平坦な主面１０ａを有する主基板１０と、主面１０ａに載置された副基板４と、この副基板４上に隣接して載置された波長７８０ｎｍのレーザ光を出射する第１の半導体レーザチップ（第１のレーザ光源）１及び波長６５０ｎｍのレーザ光を出射する第２の半導体レーザチップ（第２のレーザ光源）２と、主面１０ａ上に載置された第１及び第２の半導体レーザチップ１，２から出射されるレーザ光を上方に反射する反射面３ａを有する反射素子３と、主面１０ａ上にあって、かつ反射素子３の両側方に各２個ずつに分離して載置され、反射素子３の反射面３ａで上方に反射された前記レーザ光が光ディスク（図３参照）で反射された反射光を受光する受光領域１１〜１４とからなる。
【００５７】
第１及び第２の半導体レーザチップ１，２は、それぞれレーザ光を出射する出射端面における光強度中心（以下、発光点と称する。）と反射素子３の反射面３ａにおける有効領域の中心領域（以下、有効中心と称する。）３ｄが対向し、発光点と有効中心３ｄを結ぶ光軸に出射端面が垂直になるように配置される。これらの光軸は互いに非平行であり、互いにハの字状に傾斜している。
【００５８】
さらに、前記光軸が主面１０ａに平行になるように、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の発光点の主面１０ａからの距離は等しく設定される。
【００５９】
第１及び第２の半導体レーザチップ１，２は、記録又は再生する光ディスクがＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤのいずれかであるかによって、いずれかに対応する一方からレーザ光を出射する。すなわち、ＣＤ又はＣＤ−Ｒを再生又は記録する場合には、第１の半導体レーザチップ１がレーザ光を出射するように、第１の半導体レーザチップ１に第１の電圧Ｖ１が供給される。また、ＤＶＤを再生する場合、第２の半導体レーザチップ２がレーザ光を出射するように、第２の半導体レーザチップ２に第２の電圧Ｖ２が供給される。
【００６０】
第１及び第２の半導体レーザチップ１，２から出射されて図示しない光ディスクに向かう往路光及び前記図示しない光ディスクから主基板１０に設けられた受光領域１１〜１４に向かう復路光は、それぞれ図中に光路Ｌ１、Ｌ２として示されている。
【００６１】
図２は、反射素子の構造を説明する図である。図２（Ａ）は反射素子の斜視図であり、図２（Ｂ）は反射素子のＭＭ断面図である。
【００６２】
反射素子３は、長手方向に対して４５度傾斜した、マイクロミラーにより構成された反射面３ａを有し、反射面３ａをミラー回転軸３ｂを中心として所定範囲の角度だけ傾動可能である。反射面３ａの裏側には、反射面３ａが傾動可能なように、所定の深さの間隙３ｃが設けられている。また、反射面３ａにおけるミラー回転軸３ｂ上の中央が有効中心３ｄに相当する。反射面３ａは、図示しない駆動部（駆動手段）によって傾動される。駆動部は、コイル、電歪などを用いて反射面３ａを傾動する。
【００６３】
反射素子３は、主面１０ａに対してミラー回転軸３ｂが４５度の角度をなすように設置され、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２から主面１０ａに平行にそれぞれ入射されたレーザ光をともに主面１０ａに垂直な方向に、光軸が一致するように光路変更する（光路Ｌ１，Ｌ２参照）。
【００６４】
このため、反射素子３は、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２から主面１０ａに平行に出射されたレーザ光を反射して主面１０ａに垂直な方向に光路変更し、反射されたレーザ光の光軸が一致するようにミラー回転軸３ｂを中心にして反射面３ａを傾動させる。すなわち、第１又は第２の半導体レーザチップ１，２から出射されるレーザ光の入射面と反射素子３の反射面３ａが直交するようにする。ここで、入射面とは、第１又は第２の半導体レーザチップ１，２から出射されるレーザ光の光軸を含む主面１０ａに直交する平面をいうものとする。
【００６５】
これによって、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれがレーザ光を出射しても、図示しない光ディスクに対する見かけ上の発光点が一致する。また、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の各出射端面は前記光軸に対して垂直であり、この光軸に沿ってレーザ光が出射されるので光強度中心が一致する。
【００６６】
したがって、本実施の形態においては、見かけ上の発光点が一致しているので収差が低減される。また、光強度の角度分布の中心となる光強度中心が一致しているので有限瞳内での角度分布の偏りがなくなる。
【００６７】
反射面３ａがミラー回転軸３ｂについて傾動する角度を小さくするため、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２はできるだけ近接して並置される。
【００６８】
具体的に、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の発光点の間隔が１００μｍ、これらの発光点から反射面３ａまでの光路長が３００μｍの場合、反射面３ａが傾動する偏角はミラー回転軸３ｂを中心にして約±９．５度と見積られる。また、有効径もＮＡ０．１相当で最低限で径６０μｍ、従来例と同様に確保するとしても４００μｍとなる。このような径の光を反射することができる反射面３ａを備える反射素子３は実現が可能である。
【００６９】
ここで、反射面３ａは、主面１０ａに対して４５度の角度をなすミラー回転軸３ｂについて回転することにより傾動する。このため、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の発光点と反射面３ａの有効中心３ｄを結ぶ光軸と、反射面３ａとのなす角を厳密に４５度に設定することができないことがある。この場合、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２から主面１０ａに平行に入射した光を主面１０ａに厳密に垂直な方向には光路変換できないことになる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、このような理由による前記垂直方向からのずれを誤差と考え、この誤差を最小にするように反射面３ａを傾動させる角度を最適化している。具体的に、本実施の形態では、誤差と見なせる角度を５度に設定している。このように第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のそれぞれについて最適化した、反射面３ａを傾動する角度を以下では最適角と称する。
【００７１】
反射面３ａは、比較的小さな電圧、例えば１０Ｖ未満程度の比較的低電圧でも傾動を駆動することができる。第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の駆動電圧も一般に同程度であることを利用すれば、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２への駆動電圧を利用して反射面３ａの傾動を同時に駆動することができる。この場合、回路としては第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のみを駆動する従来通りの電源を用い、反射素子３の図示しない駆動部（駆動手段）に適宜接続することによって反射面３ａも同時に駆動することができる。したがって、本実施の形態の光デバイスを導入するに当たって、反射素子３を駆動する回路を設置する必要はない。
【００７２】
ここで、反射面３ａの傾動を前述のような接続により電圧制御する実施例を２つ説明する。
【００７３】
第１の実施例においては、反射素子３は、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のそれぞれに対する最適角の中間の角度を反射面３ａの基準位置として、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれからレーザ光が出射されるかに応じた最適角に傾動する。
【００７４】
第１の実施例では、図示しない第１の電源から第１の電圧Ｖ１が第１の半導体レーザチップ１に供給され、図示しない第２の電源から第２の電圧Ｖ２が第２の半導体レーザチップに供給される。そして、前記第１の電源からの第１の電圧Ｖ１が反射素子３の図示しない第１の駆動部（第１の駆動手段）に印加され、前記第２の電源からの第２の電圧Ｖ２が反射素子３の図示しない第２の駆動部（第２の駆動手段）に印加されるように、第１及び第２の電源と第１及び第２の駆動部の回路をそれぞれ接続する。
【００７５】
前記図示しない第１及び第２の駆動部のいずれにも電圧Ｖ１又はＶ２が供給されていないときには、反射素子３の反射面３ａは、第１及び第２の駆動部によって所定の角度の基準位置に保持されている。この所定の角度の基準位置は、例えば第１又は第２の駆動部の一方に電圧Ｖ１又はＶ２が供給されたときに反射面３ａがそれぞれ傾動される位置の中間の角度に設定することができる。
【００７６】
そして、前記図示しない第１の駆動部に第１の電圧Ｖ１が供給されたときに第１の駆動部が基準位置から第１の半導体レーザチップ１に対する最適角に反射面３ａを傾動し、第１の半導体レーザチップ１から出射されたレーザ光の入射面と反射素子３の反射面３ａが直交するようにする。また、前記図示しない第２の駆動部に第２の電圧Ｖ２が供給されたときに第２の駆動部が基準位置から第２の半導体レーザチップ２の最適角に反射面３ａを傾動し、第２の半導体レーザチップ２から出射されたレーザ光の入射面と反射素子３の反射面３ａが直交するようにする。これによって、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれからレーザ光が出射されても、反射面３ａで反射されたレーザ光は光軸が一致するように主面１０ａの上方に光路変更される。
【００７７】
第２の実施例においては、第２の半導体レーザチップ１を駆動する第１の電圧Ｖ１が反射素子３の図示しない駆動部（駆動手段）に印加されるように回路を接続する。
【００７８】
そして、前記図示しない駆動部に電圧が印加されていないときには、駆動部が第２の半導体レーザチップ２から出射されたレーザ光の入射面と反射素子３の反射面３ａが直交する基準位置に反射面３ａを保持する。また、反射素子３の駆動部に第１の電圧Ｖ１が印加されたときには駆動部が反射面３ａを前記基準位置から第１の半導体レーザチップ１に対する最適角に傾動し、第１の半導体レーザチップ１から出射されたレーザ光の入射面と反射素子３の反射面３ａが直交するようにする。これによって、第１の実施例と同様に、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれからレーザ光が出射されても、反射面３ａで反射されたレーザ光は光軸が一致するように主面１０ａの上方に光路変更される。
【００７９】
動作安定性を考慮すると、一定電圧以上では機械的制止構造で反射角３ａの傾動する角度が飽和して停止する構造とし、この飽和状態の電圧を定常駆動電圧以下に設定することもできる。この場合、レーザの自動パワー制御（ＡＰＣ）により駆動電圧が定常駆動電圧から変動した場合も、反射面３ａの傾動する角度は一定に保たれ、常に安定した反射角度精度が保たれる。
【００８０】
さらに、この電圧値の条件を満たせない場合であっても、例えば主基板１０に電圧変換回路（変換手段）を形成し、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の駆動電圧を入力し、反射面３ａを傾動する駆動電圧を出力に用いれば、外部の回路からは第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれからレーザ光を出射させるかの切り替えと同時に反射面３ａの傾動を自動的に実現することができる。例えば、主基板１０において、このような電圧変換回路に用いる電流電圧変換回路や増幅回路をＯＥＩＣ（光電子集積回路）によって実現することができる。
【００８１】
反射素子３は、シリコンウェハに薄膜プロセスの技術を適用して作製することができる。このようなマイクロミラーは、昨今のいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）技術で多くの例が紹介されている（特表２０００−５８４８４７、特表２００１−５２５９７２参照）。シリコンウェハがもともと研磨により光学的に平坦であることを利用し、電極や、電歪を持つ膜、ヒンジを残し、ミラー背面を空洞構造にするエッチング技術等を組み合わせることで、所定の電圧を印加した際に、この表面ミラーが微小角傾動するような構造を作ることが可能である。なお、反射素子の作製方法については、さらに後述する。
【００８２】
このような技術によると、２軸傾動が可能なマイクロミラーを有する反射素子を作製することもできる。また、数Ｖ程度の低電圧の印加でマイクロミラーを１０度程度にわたって傾動させることのできる反射素子を作製することもできる。さらに、数百μｍ径などのサイズのマイクロミラーを有する反射素子３の作製も可能である。
【００８３】
主基板１０は、受けた光を光電変換により検出する４つの受光領域（受光素子）１１，１２，１３，１４を有している。受光領域１１〜１４には、図示しない光ディスクからの復路光が、ホログラム素子２１で分岐されてそれぞれ入射する（光路Ｌ１，Ｌ２参照）。これらの受光領域１１〜１４は、フォトダイオードアレイにより構成することができる。
【００８４】
また、主基板１０は、反射素子３及び副基板４をダイマウントにより一体に固定している。同様に、副基板４は、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２をダイマウントにより一体に固定している。
【００８５】
本実施の形態では、発光点を含む出射端面が互いに傾斜した第１及び第２の半導体レーザチップ１，２と、傾動可能な反射面３ａを有する反射素子３とを同一の主基板１０上に有している。これによって、機械的に困難であった発光点の間隔の短縮と出射端面の傾斜が良好に達成されている。また、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれがレーザ光を出射するかに関わらず、反射面３ａによって反射されたレーザ光の光軸を一致させることにより見かけ上の発光点と光強度中心を一致させ、性能の向上を実現している。
【００８６】
なお、本発明に係る光デバイスは、前述のような構造には限られない。例えば、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２を搭載した発光専用デバイスを構成することができる。また、受光素子とのみ一体化して外部のホログラム素子等と組み合わせる構造の受発光デバイスを構成することもできる。さらに、ホログラム素子まで一体化した受発光デバイスも構成することができる。さらにまた、３個の半導体レーザチップを搭載し、３波長対応とした受発光デバイスを構成することもできる。
【００８７】
図３は、前記光デバイスを用いた光ピックアップの斜視図である。
【００８８】
光ピックアップは、筐体２３内にあって、本実施の形態の光デバイスを収納したパッケージ１５と、このパッケージ１５上方にあって、パッケージ１５内に格納された第１又は第２の半導体レーザチップ１，２から出射されたレーザ光の光ディスク１０１からの反射光を分岐して受光領域１１〜１４に受光させるホログラム素子２１と、第１又は第２の半導体レーザチップ１，２から出射されたレーザ光を光ディスク１０１に集光する対物レンズ２２と、からなる。
【００８９】
光デバイスの反射面３ａから光ディスク１０１に向かう光路上において、ホログラム素子２１は前記光デバイスの反射面３ａの直上に配置され、対物レンズ２２は光ディスク１０１に対向して配置されている。
【００９０】
この光デバイスから出射されたレーザ光は、反射面３ａ直上のホログラム素子２１を透過し、対物レンズ２２によって光ディスク１０１の情報記録面の記録トラック１０１ａに焦点を結ぶ（光路Ｌ１，Ｌ２参照）。
【００９１】
光ディスク１０１からの復路光は、対物レンズ２２で集光され、ホログラム素子２１によって分岐され、受光領域１１〜１４に入射して光電変換される（光路Ｌ１，Ｌ２参照）。受光領域１１〜１４からの出力信号を演算して得られたフォーカス、トラッキングエラー信号により、対物レンズ２２がサーボ駆動され、またフィード動作によって筐体２３全体も駆動される。また、前記出力信号からは、光ディスク１０１の情報再生信号も得られる。
【００９２】
本実施の形態の光ピックアップは、前記光デバイスを用い、対象とする光ディスク１０１の種類がＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤのいずれかによって対応する波長のレーザ光を出射する。ここで、前記光デバイスの反射面３ａを傾動させることによって、光ディスク１０１に対する発光点と光強度中心の見かけ上の位置は同一に保たれている。
【００９３】
光ピックアップに適用するに当たり、前記光デバイスは、パッケージ１５に一体固定され、ホログラム素子２１によって封止されている。これによって、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の劣化を防止し、光学素子間の相互位置関係を必要な精度に保持し、さらにはこの光デバイスを外部と電気接続するためのピン（端子、リードフレーム）に配線する等の機能を、一体の素子として実現している。
【００９４】
なお、図示の都合上、ホログラム素子２１は上方に移動させ、内部が見えるような位置関係に敢えて改変した表現としているが、実際にはホログラム素子２１はパッケージ１５の上面開口部に密着して接着されている。
【００９５】
図４は、参考例として従来の光デバイスを示す斜視図である。
【００９６】
この参考例は、特開平２０００−２２２７６８号公報に開示された光デバイスである。
【００９７】
この光デバイスは、図１に示した光デバイスと略同様な配置構成を有するが、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２からのレーザ光を主基板１０の主面１０ａに垂直な方向に光路変換する反射素子３には、例えばガラス研磨品などのミラーを用いている。したがって、反射素子３の反射面は固定されている。
【００９８】
また、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２において発光点のある出射端面は互いに平行であり、各発光点と反射面３ａの中心を結ぶ光軸とは垂直ではない。したがって、光デバイスの発光点と光強度中心は、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２のいずれがレーザ光を出射するかに応じて異なる。
【００９９】
図５は、反射素子の製造方法を説明する図である。
【０１００】
本実施の形態では、特開平９−１４７４０９号公報に従い、反射素子３の母材のシリコンチップとしてシリコン（Ｓｉ）ウェハ基板３０を用いる。シリコンウェハ基板３０の表面３０Ａに薄膜プロセスによりマイクロミラーを複数形成する。さらに、反射率を向上させるため、マイクロミラーにアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）などの金属化誘電体層を形成する。
【０１０１】
そして、裏面３０Ｂを図示せぬフィルムに貼り付け、シリコンウェハ基板３０をまずウェハ面（片面３０Ａ）の垂直軸Ａａに対して４５度に角度をつけ、垂直軸Ａａ方向に等ピッチでマイクロミラーを列に沿って切断する。その後、シリコンウェハ基板３０を面内で９０度回転し、今度は垂直軸Ａａに直交するＢｂ軸方向に垂直に、各マイクロミラーごとに切断する。
【０１０２】
この切断の後、通常の半導体チップ切断で用いられるように、フィルムをエキスパンドし、チップを分離する。こうして、反射素子３０を低コストで製造することができる。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態によると、異なる２波長の半導体レーザチップの発光点間隔が一定量存在する配置においても、対物レンズ瞳における両者の見かけの発光点、及び強度分布中心を略一致させ、このずれに起因する特性劣化を回避し、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤの互換再生、又は記録を良好に実現でき、さらに記録再生装置を従来比で大幅に小型化・簡易化できる。
【０１０４】
さらには、反射素子３の駆動回路を第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の駆動回路と共通化し、かつ制止構造や駆動電圧を適正に設定することにより、外部でのミラー駆動、及び切替え回路系を不要として、第１及び第２の半導体レーザチップ１，２の切替動作に自動連動してミラーが駆動される。これにより、この光デバイスと接続される回路系に、何ら追加部分を必要とせず、従来の光デバイスに対し高い互換性を持ちながら、容易に上記性能向上が達成できる。また、光デバイスからの接続回路系統数も増加せず、接続ピン数に支配される光デバイス自体のサイズ、ひいてはこれを用いる光ピックアップも小型化・簡易化できる。
【０１０５】
なお、上述の実施の形態は、本発明の一具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。本発明を逸脱しない範囲で、種々の構成で実現することが可能である。
【０１０６】
例えば、上述の実施の形態においては第１及び第２の半導体レーザチップ１，２を副基板４上に載置したが、これらの半導体レーザチップ１，２を主基板１上に載置することもできる。
【０１０７】
【発明の効果】
上述のように、本発明によると、半導体レーザを並置した光学デバイスにおいて、収差と光強度中心のずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光デバイスの概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】反射素子を説明する一部破断図である。
【図３】前記光デバイスを用いた光ピックアップの斜視図である。
【図４】参考例として従来の光デバイスを示す斜視図である。
【図５】反射素子の製造方法を説明する図である。
【図６】特開平１１−２０３７１３公報に開示された光ピックアップの概略的な構造を示す図である。
【符号の説明】
１　第１の半導体レーザチップ
２　第２の半導体レーザチップ
３　反射素子
３ａ　反射面
３ｂ　回転軸
３ｃ　間隙
３ｄ　有効中心
４　副基板
１０　主基板
１０ａ　主面
２１　ホログラム素子
２２　対物レンズ
２３　筐体
１０１　光ディスク
【図１】
2004086954.tif 000003
【図２】
2004086954.tif 000004
【図３】
2004086954.tif 000005
【図４】
2004086954.tif 000006
【図５】
2004086954.tif 000007
【図６】
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