(57)【要約】【課題】  薄型光ピックアップを提供する。【解決手段】  光ディスクに光を出射する光源と、光源が載置する光学ベンチを備え、光学ベンチは光源の前方光路上に所定角度だけ傾いた傾斜面を備え、傾斜面に光源から出射する光を受光して光量をモニタリングするモニタ光検出器が設けられる薄型光ピックアップである。これにより、受光効率がさらに向上し、かつ薄型化にさらに有利な利点がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光を出射する光源と、前記光源が取り付けられた光学ベンチと、を備え、
前記光学ベンチは前記光源の前方光路上に所定角度だけ傾いた傾斜ミラーを備え、前記光源から出射される光を受光して光量をモニタリングするモニタ光検出器が前記傾斜ミラーに設けられていることを特徴とする薄型光ピックアップ。
【請求項２】
前記光源は前記モニタ光検出器方向にだけ光を放出することを特徴とする請求項１に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項３】
前記光源はブルーレーザーダイオードであることを特徴とする請求項２に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項４】
前記傾斜ミラーは光軸に対して４５°傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項５】
前記傾斜ミラーの表面には部分反射膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１または４に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項６】
前記部分反射膜は８０ないし９９％の反射率を有することを特徴とする請求項５に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項７】
前記部分反射膜は誘電層が少なくとも１層以上積層された多重膜で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項８】
前記傾斜ミラーの光軸の中心部に対応する部分には全反射膜がコーティングされ、光軸の周辺部に対応する部分には非反射膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項９】
前記全反射膜はＡｕ、ＡｌまたはＡｇを含む金属膜であることを特徴とする請求項８に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１０】
前記非反射膜は前記モニタ光検出器の入射面であることを特徴とする請求項８に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１１】
前記非反射膜は環状形状であることを特徴とする請求項８に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１２】
前記非反射膜は、少なくとも１層以上の誘電層を含んで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１３】
前記光学ベンチは、前記光ディスクからの反射光を受光して光電変換させることによって情報を再生する光ディスク光検出器を備えることを特徴とする請求項１に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１４】
前記ミラーで反射された光を前記光ディスクに進行させ、前記光ディスクで反射された光を前記光ディスク光検出器に進行させる偏光ビームスプリッタを備えるプリズム素子に前記光学ベンチが載置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１５】
前記プリズム素子の上部には前記光ディスクに光を集束させる対物レンズが位置していることを特徴とする請求項１４に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１６】
前記プリズム素子と前記対物レンズとの間の光路上に所定偏光光の非点収差を誘発するホログラム素子と、入射光に交差する方向または入射光に沿う方向の偏光のうち一方の偏光の位相をλ／４だけ遅延させるλ／４板と、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１７】
前記光学ベンチは前記プリズム素子の反対面にバネを備えることを特徴とする請求項１６に記載の薄型光ピックアップ。
【請求項１８】
前記バネは上面に放熱板が接合されることを特徴とする請求項１７に記載の薄型光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄型光ピックアップに係り、より詳細には超薄型化及び高受光効率を有する薄型光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラ、カムコーダなどの携帯用光ディスク記録及び再生機器に対する使用の増加につれて薄型光ピックアップに対する研究が活発に進行しつつある。モバイル分野に適用されるために光ピックアップはその体積が薄型でなければならず、かつ音楽、動映像などの大容量情報を保存するために高密度で情報を記録／再生できなければならない。
【０００３】
図１は、薄型光ピックアップの一例であって、特許文献１に開示された光ピックアップを概略的に示す斜視図である。
【０００４】
図１を参照すれば、光ピックアップはベンチ１と、ベンチ１表面に位置するシリコン基板３と、シリコン基板３上に載置した表面発光レーザー２を備え、表面発光レーザー１８から出射されるレーザービームを受光して光電変換するモニタ光検出器４、光ディスクで反射された光を受光する多重分割光検出器６、７、８を備える。参照符号６ａ及び７ａは偏光器を示す。
【０００５】
表面発光レーザー２で出射される光は表面発光レーザー２の前方光路上に備えられたミラーに反射されて光ディスク（図示せず）方向に出射されるコーン状の第１光９と、モニタ光検出器４で放出されるコーン状の第２光５とに分けられる。
【０００６】
前記従来の光ピックアップ装置ではモニタ光検出器４に向かって第２光５を確保するために表面発光レーザー２で出射される光を前面と背面いずれにも出射させることによって、光ディスクに向かう第１光９の光量が相対的に減少してフォーカシング、トラッキングまたはチルトエラー検出性能が弱まるという短所がある。また、両面発光による光損失が発生して低電圧駆動が難しいという問題点がある。
【特許文献１】米国特許第４，９０６，８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は前記問題点を解決するために創案されたものであって、モニタ光検出器の位置を調節して向上した受光効率を有し、かつ超薄型化された光ピックアップを提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術的課題を達成するために、本願第１発明は、光ディスクに光を出射する光源と、前記光源を取り付ける光学ベンチとを備え、前記光学ベンチは前記光源の前方光路上に所定角度だけ傾いた傾斜ミラーを備え、前記光源から出射する光を受光して光量をモニタリングするモニタ光検出器が前記傾斜ミラーに設けられていることを特徴とする薄型光ピックアップを提供する。
【０００９】
光源が位置する空間にモニタ光検出器を位置させて光を直接受光させることにより、受光効率を向上させることができる。また、スペーサを不要とすることによりさらなる薄型化を可能にすることができる。
【００１０】
本願第２発明は、前記第１発明において、前記光源は前記モニタ光検出器方向にのみ光を放出する薄型光ピックアップを提供する。光ディスクに向かう光の光量が増加するので、サーボエラー制御性能が向上する。
【００１１】
本願第３発明は、前記第２発明において、前記光源がブルーレーザーダイオードである薄型光ピックアップを提供する。ブルーレーザーダイオードを用いると、高密度の記録媒体への記録／再生が可能である。
【００１２】
本願第４発明は、前記第１発明において、前記傾斜ミラーは光軸に対して４５°傾斜している薄型光ピックアップを提供する。
【００１３】
本願第５発明は、前記第１または第４発明において、前記傾斜ミラーの表面には部分反射膜がコーティングされている薄型ピックアップを提供する。透過光をモニタ光として用いて検出することにより、モニタ光検出器がモニタ光を直接検受光するので受光効率が上昇する。
【００１４】
本願第６発明は、前記第５発明において、前記部分反射膜は８０ないし９９％の反射率を有する薄型ピックアップを提供する。モニタ光検出器は透過光を直接受光できるので、反射率が８０〜９９％であっても、言い換えれば透過率が１％〜２９％であっても充分である。
【００１５】
本願第７発明は、前記第５発明において、前記部分反射膜は誘電層が少なくとも１層以上積層された多重膜で形成されている、薄型光ピックアップを提供する。
【００１６】
本願第８発明は、前記第１発明において、前記傾斜ミラーの光軸の中心部に対応する部分には全反射膜がコーティングされ、光軸の周辺部に対応する部分には非反射膜がコーティングされている薄型光ピックアップを提供する。非反射膜を透過した光は、光検出器により受光されるので、モニタ光の受光効率が上昇する。
【００１７】
本願第９発明は、前記第８発明において、前記全反射膜はＡｕ、ＡｌまたはＡｇを含む金属膜である薄型光ピックアップを提供する。
【００１８】
本願第１０発明は、前記第８発明において、前記非反射膜は前記モニタ光検出器の入射面である薄型光ピックアップを提供する。非反射膜を透過した光は、光検出器により直接受光されるので、モニタ光の受光効率が上昇する。
【００１９】
本願第１１発明は、前記第８発明において、前記非反射膜は環状形状である薄型光ピックアップを提供する。非反射膜を環状に形成することにより、光軸の中心を覆わない非反射膜を容易に形成できる。
【００２０】
本願第１２発明は、前記第８発明において、前記非反射膜は、少なくとも１層以上の誘電層を含んで形成されている薄型光ピックアップを提供する。
【００２１】
本願第１３発明は、前記第１発明において、前記光学ベンチは、前記光ディスクで反射された光を受光して光電変換させることによって情報を再生する光ディスク光検出器を備える薄型光ピックアップを提供する。
【００２２】
本願第１４発明は、前記第１３発明において、前記ミラーで反射された光を前記光ディスクに進行させ、前記光ディスクで反射された光を前記光ディスク光検出器に進行させる偏光ビームスプリッタを備えるプリズム素子に前記光学ベンチが載置されている薄型光ピックアップを提供する。偏光ビームスプリッタにより、ある方向に偏光している光を選択的に透過させることができる。
【００２３】
本願第１５発明は、前記第１４発明において、前記プリズム素子の上部には前記光ディスクに光を集束させる対物レンズが位置している薄型光ピックアップを提供する。
【００２４】
本願第１６発明は、前記第１５発明において、前記プリズム素子と前記対物レンズとの間の光路上に所定偏光光の非点収差を誘発するホログラム素子と、入射光に交差する方向または入射光に沿う方向の偏光のうち一方の偏光の位相をλ／４だけ遅延させるλ／４板とを備える薄型光ピックアップを提供する。λ／４板により、ある方向の光の位相を選択的に調整することができる。
【００２５】
本願第１７発明は、前記第１６発明において、前記光学ベンチは前記プリズム素子の反対面にバネを備える薄型光ピックアップを提供する。
【００２６】
本願第１８発明は、前記第１７発明において、前記バネは上面に放熱板が接合される薄型光ピックアップを提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の薄型光ピックアップは、光源をフリップチップボンディングし、光源が位置する空間にモニタ光検出器を位置させ、光を直接受光することによって受光効率を向上させると同時に、不要なスペーサなどを具備しないことによって超薄型化を達成しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例に係る薄型光ピックアップを図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施例に係る薄型光ピックアップを概略的に示す断面図である。
【００３０】
図２を参照すれば、本発明の第１実施例に係る薄型光ピックアップ１０は、光学ベンチ１５と、光学ベンチ１５の背面に付着されるプリズム素子１４と、プリズム素子１４の上部に位置する対物レンズ１９とを備える。
【００３１】
光学ベンチ１５は、一般にシリコンよりなり、光学ベンチ１５には空洞１６が形成され、空洞１６の底面には光源１１がフリップチップボンディングされる。空洞１６の左右傾斜面は、９．７４゜チルトされたＳｉ＜１００＞ウェーハを湿式エッチングして求められるＳｉ（１１１）面で４５°に形成されうる。
【００３２】
本発明の実施例に係る光ピックアップに装着される前記光源１１に一方向にのみレーザー光を放出する端面放射型（Ｅｄｇｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ）発光ダイオードを採用することが望ましい。端面放射型レーザーダイオードが満足するレーザー発振条件は下式１と共に表現される。
【００３３】
【数１】
2005011501.tif 000003
ここで、ｇｔｈはスレショルドモード利得、＜αｉ＞は内部損失、Ｌは共振長さを示し、ｒ１、ｒ２は各々レーザーダイオードの両端面の反射率を示す。一般に、レーザー光の出射側の断面は、反射率が反対面の反射率より落ちる。（ｒ１＜ｒ２）レーザーダイオードが低電力駆動を行うためには低いスレショルド電圧を有さねばならず、スレショルド電圧を低めるためにはｇｔｈを低くせねばならない。特に、高密度携帯型光記録及び再生装置に使われるブルーレーザーダイオードの場合、活性層の利得が小さく、温度上昇による減少が大きく、高い駆動電圧ではオーミック抵抗による熱が発生して光損失が大きいために低電圧駆動が要求される。
【００３４】
したがって、ブルーレーザーダイオードの場合、高出力の光を得るためにｇｔｈを低めることが有利であり、このために数式１のｒ１、ｒ２を大きくする必要がある。ブルーレーザーダイオードでｒ１を１に置き、反対面を全反射させる条件を形成すれば、一方向に光を放出でき、一方向から放出される光の一部（約５％以内）を選択してモニタ光検出器に進行させ、残余光（９５％以上）を光ディスクに進行させて光情報を記録／再生しうる。このような発光条件で光ディスクに向かう光は従来の両面発光レーザーダイオードより光量がはるかに増加してサーボエラー制御性能を向上させる。
【００３５】
本発明の実施例に係る光ピックアップでは、前記長所を有するレーザーダイオード、すなわち一方向にのみ光を放出するレーザーダイオードを光源１１として備え、光源１１の前方光路上にモニタ光検出器１３を位置させることによって、光ディスクＤに向かう光の光量は増加させつつ一部光のみを用いて光量をモニタリングできて、薄型光ピックアップを効率よく具現しつつも、モニタリング性能及びサーボ制御性能を何れも向上させうる。
【００３６】
また、図２を参照すれば、光源１１の前方光路には光の一部を反射可能にするために４５°傾斜ミラー１２が形成されている。４５°傾斜ミラー１２には入射光の一部は反射させ、一部は透過させる部分反射膜１２ａがコーティングされ、部分反射膜１２ａには透過光を受光して光電変換するモニタ光検出器１３が備えられる。ここで、部分反射膜１２ａは８０ないし９９％の反射率を有し、誘電層が少なくとも１層以上積層された多重層よりなる。ここで、部分反射膜１２ａの反射率は所望の値だけ調節しうる。
【００３７】
モニタ光検出器１３は光源１１からの出射光を直接受光することによって受光効率を著しく上昇させうる。モニタ光検出器１１は光源１１が位置する空洞１６に形成されるので、別途の空間を占めず、このような位置の長所により光学ベンチ１５とプリズム素子１４とを直接付着でき、従来の技術と違って別途のスペーサを必要としないので、光ピックアップ１０の薄型化に非常に有利である。ここで、本発明の実施例に係る光ピックアップ１０のモニタ光検出器１３に受光される光量は傾斜面上に形成される部分反射膜１２ａの反射率を調節することによって調整可能である。
【００３８】
光源１１を出射して部分反射膜１２ａで反射された光はプリズム素子１４に進む。プリズム素子１４には光源からの偏光光を反射させ、これと垂直方向の偏光光を透過させる偏光ビームスプリッタ１４ａが備えられ、ビームスプリッタで反射された光を再び垂直光路に変換させて対物レンズ１９に進行させる第２反射面１４ｂが備えられる。
【００３９】
対物レンズ１９と偏光ビームスプリッタ１４間の光路上にはホログラム素子１７ａとλ／４板（ＱＷＰ；Ｑｕａｒｔｅｒ  Ｗａｖｅ  Ｐｌａｔｅ）１７ｂがさらに配列される。λ／４板１７ｂは入射する光の垂直または水平方向の偏光のうち一偏光の位相をλ／４だけ遅延させ、光ディスクＤで反射されて対物レンズ１９を通過する光の一偏光の位相を再びλ／４だけ遅延させることによって、一偏光の位相をλ／２だけ遅延させる。すなわちλ／４板１７ｂを２回通過した偏光光は他の偏光に比べて偏光方向が９０゜回転される。
【００４０】
ホログラム素子１７ａは光ディスクＤに当って反射される光の非点収差を誘発することによって、光ディスク光検出器１８でフォーカシングエラーを検出可能にする。ホログラム素子１７ａを通過した光は第２反射面１４ｂで反射され、偏光ビームスプリッタ１４ａを透過した後、第３反射面１４ｃで反射されて光ディスク光検出器１８に進む。
【００４１】
光ディスク光検出器１８は、望ましくは多重分割受光板を採用し、光電変換を行って光ディスクのフォーカシング、トラッキングまたはチルトエラーを検出してサーボを制御し、光ディスクに保存された情報を記録または再生する機能を行う。
【００４２】
光学ベンチ１５の上面にはバネ２１が付着され、バネ２１の上面には放熱板２２が設けられる。放熱板２２は光学ベンチ１５の上面に位置するので、光ディスクＤの回転時に発生する風によって直接接触して光源１１から放出される熱を迅速に放熱できるので空冷効率が極大化されうる。
【００４３】
図３は、本発明の第２実施例に係る光ピックアップ３０を概略的に示す断面図である。
【００４４】
図３を参照すれば、本発明の第２実施例に係る光ピックアップ３０は光源３１と、モニタ光検出器３３と、光ディスク光検出器３８が設けられた光学ベンチ３５と、光学ベンチ３５に付着されて光を対物レンズ３９または光ディスク光検出器３８に進行させる偏光ビームスプリッタ３４ａが付着されたプリズム素子３４と、プリズム素子３４の上面に付着されるホログラム素子３７ａ、λ／４板３７ｂ及び、対物レンズ３９を備える。ここで、他の光学素子の位置及び機能については、本発明の第１実施例に係る光ピックアップ１０で説明した通りである。しかし、モニタ光検出器３３が付着される位置は本発明の第１実施例に係る光ピックアップ３０と異なる。
【００４５】
モニタ光検出器３３は光源３１から放出される光の前方光路上の傾斜ミラー３２に備えられる。傾斜ミラー３２は大部分の光は偏光ビームスプリッタ３４ａに向けて反射させ、一部の光はモニタ光検出器３３に向けて透過させるように４５°を有することが望ましい。
【００４６】
傾斜ミラー３２のうち光軸の中心部に該当する領域には入射光を全て反射させる全反射膜３２ａが形成され、光軸の周辺部に該当する領域には光を全て透過させる非反射膜４３が形成される。非反射膜４３は、光軸の中心部を除いたいかなる領域にも位置でき、環状を含むいかなる形状にも形成できる。モニタ光検出器３３は非反射膜４３が形成された部分に位置して、非反射膜４３を入射面として有することによって、入射光のうち光軸周辺部の強度が弱い光を最大限吸収して光量を測定する。
【００４７】
全反射膜３２ａはＡｕ、ＡｌまたはＡｇのような金属膜よりなり、非反射膜４３は少なくとも１層以上の誘電層よりなりうる。
【００４８】
光源３１から放出される光は一般にガウス光度分布を有するので、光軸を中心に所定角度までは光度が相対的に高く現れ、前記角度を外れる光軸の周辺部は光度が相対的に低く現れる。したがって、本発明の実施例に係る光ピックアップ３０では前述した構造の傾斜ミラー３２を設置し、光軸の中心部から放出される光は反射させて対物レンズ３９に進行させ、光度の低い光軸の周辺部から放出される光は非反射膜４３を用いて最大限透過させて光源３１の光量をモニタリングする。
【００４９】
図３において光学ベンチ３５の傾斜ミラー３２の下部にモニタ光検出器３３が位置するが、モニタ光検出器３３は光軸の中心部を除いたいかなる領域にも位置でき、環状を含むいかなる形にも形成されうる。
【００５０】
光源３１から出射された光は全反射膜３２ａで反射されてプリズム素子３４に入射し、プリズム素子３４の偏光ビームスプリッタ３４ａ及び第２反射面３４ｂで反射された光はホログラム素子３７ａに入射し、第１実施例と同じ光路を経る。
【００５１】
前記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、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。従って、本発明の範囲は説明された実施例によって決まるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって決まるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明による薄型光ピックアップは、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラ、カムコーダなどの携帯用光ディスクの記録/再生機器にさらに効率よく適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】特許文献１に開示された光ピックアップを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る薄型光ピックアップを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る薄型光ピックアップを概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０        薄型光ピックアップ
１１        光源
１２        傾斜ミラー
１２ａ      部分反射膜
１３        モニタ光検出器
１４        プリズム素子
１４ａ      偏光ビームスプリッタ
１４ｂ      第２反射面
１４ｃ      第３反射面
１５        光学ベンチ
１６        空洞
１７ａ      ホログラム素子
１７ｂ      λ／４板
１８        光ディスク光検出器
１９        対物レンズ
２１        バネ
２２        放熱板
【図１】
2005011501.tif 000004
【図２】
2005011501.tif 000005
【図３】
2005011501.tif 000006