(57)【要約】【課題】製造工程が簡易化されるとともに安定した再生が可能とされた光集積素子を提供する。【解決手段】略矩形状に形成された基板１３と、基板１３上に設けられレーザ光を出射する発光素子２と、基板１３上に設けられ発光素子２により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子１２と、基板１３の一のコーナ部１３ａを挟む一側縁と他側縁に亘って基板１３を斜めに横切るように設けられ、発光素子２の発光部と相対向される傾斜端面３ａを有し、発光素子２から出射されたレーザ光を光学ディスク８側へ回折させる第１の回折部材３と、光学ディスク８によって反射されたレーザ光を受光素子１２側に回折させる第２の回折部材９とを有し、第１の回折部材３は、基板１３のコーナ部１３ａ側へ偏倚して設けられる。【選択図】図３
2005050465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形状に形成された基板と、
上記基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、
上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、
上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、
上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有し、
上記第１の回折部材は、上記基板の上記コーナ部側へ偏倚して設けられている光集積素子。
【請求項２】
上記第１の回折部材の上記傾斜端面及び上記発光素子は、上記光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して傾斜して配設され、上記レーザ光を照射することにより上記光学ディスクのトラック上に、偏光方向が上記トラック上に形成されたピッチの配列方向より傾斜したレーザスポットを照射することを特徴とする請求項１記載の光集積素子。
【請求項３】
上記第１の回折部材の上記傾斜端面及び上記発光素子は、上記光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して略４５度傾斜して配設され、上記レーザ光を照射することにより上記光学ディスクのトラック上に、偏光方向が上記トラック上に形成されたピッチの配列方向より４５度傾斜したレーザスポットを照射することを特徴とする請求項２記載の光集積素子。
【請求項４】
上記基板には、上記第１の回折部材の下に、レーザ光の強度検出を行う第２の受光素子が形成され、上記発光素子から出射されたレーザ光は上記第１の回折部材により上記第２の受光素子側へ回折されることを特徴とする請求項１記載の光集積素子。
【請求項５】
上記発光素子及び受光素子は、上記発光素子の発光面から上記第１の回折部材の光路と上記第２の回折部材から上記受光素子の受光面と光路が略４５度の角度をなし、互いに干渉することなく近接されている請求項１記載の光集積素子。
【請求項６】
ピックアップベースと、
略矩形状に形成された基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有する光集積素子と、
上記レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を上記光学ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、
上記対物レンズを駆動する駆動機構とを備え、
上記光集積素子の上記第１の回折部材は、上記基板の上記コーナ部側へ偏倚して設けられている光ピックアップ装置。
【請求項７】
ピックアップベースに、略矩形状に形成された基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有する光集積素子と、上記レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を上記光学ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、上記対物レンズを駆動する駆動機構とを備える光ピックアップ装置と、
上記光ピックアップ装置を駆動するピックアップ駆動機構と、
上記光学ディスクを収納し、記録及び／又は再生位置と挿脱位置とに亘って搬送するローディング機構と、
上記記録及び／又は再生位置にローディングされた光学ディスクを回転駆動するディスク回転駆動機構とを有する記録及び／又は再生装置。
【請求項８】
複数の矩形領域に分割される基板と、
上記基板上の各矩形領域毎に設けられ、該矩形領域の一のコーナ側に向かってレーザ光を出射する発光素子と、
上記基板上の各矩形領域毎に設けられ、上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、
長手方向の中心線を頂点にして左右対称に上記発光素子より出射されたレーザ光が照射される傾斜端面が形成され、上記複数の矩形領域に跨って載置される棒状プリズムとを備え、
上記発光素子及び受光素子が、隣接する矩形領域と配設位置が１８０度の回転対称とされるとともに、上記棒状プリズムが、上記基板の複数の矩形領域に跨って各矩形領域の対角線から上記発光素子及び受光素子が配設されていない一方のコーナ側へ偏倚した位置に載置され、上記傾斜端面と上記発光素子の発光部とが相対向されている光集積素子複合体。
【請求項９】
複数の矩形領域に分割された基板上の各矩形領域毎に、一のコーナ側へレーザ光が出射されるように発光素子を載置すると共に、該発光素子が載置されたコーナ側に受光素子を載置し、且つ、相隣接する矩形領域で、上記発光素子及び受光素子が１８０度の回転対称とされて載置する工程と、
長手方向の中心線を頂点にして左右両側面に対称な傾斜端面が形成された棒状プリズムを、上記基板上に上記各矩形領域を跨って各矩形領域の上記発光素子及び受光素子が載置された上記一のコーナと反対の他のコーナ側へ偏倚した位置に、上記傾斜端面が上記発光素子の発光部と相対向されるように載置する工程と、
上記基板を上記矩形領域毎にダイシングする工程とを有し、
上記発光素子及び棒状プリズムは、上記矩形領域の側縁より傾斜して載置されることにより光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して傾斜される光集積素子の製造方法。
【請求項１０】
上記発光素子及び棒状プリズムは、光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して４５度傾斜して載置されることを特徴とする請求項９記載の光集積素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学記録媒体の記録や再生に用いられる光集積素子及びこれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学記録媒体の記録又は再生を行うための光学ピックアップ装置においては、図１１に示すディスクリートな光学ピックアップ装置１００の他に、図１２及び図１３に示すように発光素子と受光素子とをハイブリッドに配置した構造の、いわゆるレーザカプラと呼ばれる光集積素子が多く生産されている。
【０００３】
図１１に示す光学ピックアップ装置１００は、半導体レーザ１０１、フォトダイオードからなる受光素子を形成したフォトダイオードＩＣ１０２、ビームスプリッタ１０３を個別に配置してなり、さらにビームスプリッタ１０３と半導体レーザ１０１との間にいわゆる３スポット法を行うためのグレーティング１０４が配置されている。
【０００４】
半導体レーザ１０１からの出射光ＬＦは、ビームスプリッタ１０３の表面で反射され、対物レンズ１０５で収束されて光学ディスク１０６の反射面で反射される。この戻り光ＬＲは、再び対物レンズ１０５を通じてビームスプリッタ１０３に向かい、ビームスプリッタ１０３の表面で屈折してビームスプリッタ１０３の内部を通過しフォトダイオードＩＣ１０２上に集光される。ビームスプリッタ１０３は、出射光ＬＦ及び戻り光ＬＲが上述のように進むように、その位置、角度、表面におけるレーザ光の透過率が設定されている。
【０００５】
以上のような光学ピックアップ装置１００に対して、レーザカプラ１１０は、図１２及び図１３に示すように、表面領域に光検出用のフォトダイオード１１１ａ，１１１ｂが設けられた１個のシリコンチップ１１２上に、発光源であるレーザダイオード１１３とプリズム１１４が取り付けられたレーザカプラチップ１１５を、例えば、フラットパッケージ１１６内に収容して構成されている。
【０００６】
レーザダイオード１１３は、通常、図１３に示すように、表面領域にＰＩＮフォトダイオード１１７が設けられたフォトダイオードチップ１１８を介してシリコンチップ１１２に取り付けられる。このフォトダイオードチップ１１８に設けられたＰＩＮフォトダイオード１１７は、レーザダイオード１１３の出力を制御する目的で、そのレーザダイオード１１３の後面から出射するレーザ光１１９をモニターする。
【０００７】
レーザダイオード１１３の前面から出射した出射光は、プリズム１１４の傾斜端面１１４ａでほぼ直角に反射され、フラットパッケージ１１６上面の透明カバーガラス１２０を通して、図１４に示すように、対物レンズ１２２から光学ディスク１２３の信号記録面に導かれる。一方、光学ディスク１２３の信号記録面で反射した戻り光は、光学ディスク１２３及び対物レンズ１２２との間を同一経路で進んでフラットパッケージ１１６内へ入射され、プリズム１１４の傾斜端面１１４ａを透過したレーザ光がプリズム１１４内を通ってフォトダイオード１１１ａ，１１１ｂにより検出される。
【０００８】
このレーザカプラ１１０は、上記光学ピックアップ装置１００と比較して、ビームスプリッタ１０３を設ける必要がなく、またレーザダイオード１１３とフォトダイオード１１１とを同じ側に配置するため、スペースを節約することができる利点がある。したがって、レーザカプラ１１０のごとく光学ピックアップ装置を集積素子化することで、部品点数の削減による低コスト化、高信頼性化に加え、小型化、薄型化、軽量化を図ることができる。
【０００９】
このようなレーザカプラ１１０は、以下のように製造される。先ず、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、シリコンウェハ１２５のダイシングライン１２５ａで囲まれ且つ光検出部であるフォトダイオード１１１ａ，１１１ｂが形成された各シリコンチップ１１２部分に、レーザダイオード１１３を搭載したフォトダイオードチップ１１８とプリズム１１４を、それぞれ、接着剤等により固着する。この状態で、シリコンウェハ１２５をダイシングライン１２５ａに沿ってダイシングし、図１５（ｃ）に示すように、シリコンチップ１１２を個々に分離する。これにより、１個のシリコンチップ１１２に、発光部であるレーザダイオード１１３、プリズム１１４及び光検出部であるフォトダイオード１１１ａ，１１１ｂ等が搭載されたレーザカプラチップ１１５が製造される。
【００１０】
次いで、図１６（ａ）に示すように、レーザカプラチップ１１５を、パッケージ基板１２６の個々のフラットパッケージ１１６のパッケージ穴１２８内にマウントし、ワイヤボンディング等により配線を接続する。さらに、パッケージ穴１２８を透明カバーガラス１２０でシールした後、図１６（ｂ）に示すように、パッケージ基板１２６を個々のフラットパッケージ１１６に分割し、レーザカプラ１１０を得る。
【００１１】
また、レーザカプラには、図１２、図１３に示すものの他、図１７に示すように、レーザダイオードが搭載されたフォトダイオードチップに出射光ＬＦを光学ディスク側に立ち上げる立上げミラーを内蔵するものがある。
【００１２】
このレーザカプラ１３０は、図１７及び図１８に示すように、シリコンチップ１３１上に、表面領域に光検出用のフォトダイオード１３２が設けられたフォトダイオードチップ１３３と、発光源であるレーザダイオード１３５及びレーザダイオード１３５から出射されるレーザ光を光学ディスク側へ立ち上げる立上げミラー１３７が設けられたレーザダイオードチップ１３８が実装されている。また、レーザダイオード１３５上には、出射されたレーザ光を３分割するグレーティング１３９及びビームスプリッタ１４０を備える分割部１４１と、光学ディスクからの反射光を分割するホログラム１４２とを有する。
【００１３】
レーザダイオード１３５から出射した出射光ＬＦは、レーザダイオードチップ１３８に内蔵された立上げミラー１３７によって垂直に立ち上げられ、グレーティング１３９に入射される。グレーティング１３９により３ビームに分割されたレーザ光は、対物レンズにより光学ディスク上に集光される。光学ディスク上で反射された戻り光ＬＲは、対物レンズにより集束され、ホログラム１４２に入射される。ホログラム１４２に入射された戻り光ＬＲは、２ビームに分割され、それぞれフォトダイオードチップ１３３に設けられたフォトダイオード１３２に検出される。
【００１４】
上述したレーザカプラ１１０においては、フォトダイオード１１１ａ，１１１ｂが形成された各シリコンチップ１１２部分に、レーザダイオード１１３を搭載したフォトダイオードチップ１１８とプリズム１１４を、それぞれ、接着剤等により固着する。したがって、プリズム１１４には取付位置及び取付角度について非常に高い実装精度が求められ、製造工程の複雑化、歩留まりの低下を招く。
【００１５】
また、レーザカプラ１３０においては、レーザダイオード１３５がマウントされているレーザダイオードチップ１３８にレーザ光を立ち上げる立上げミラー１３７が一体的に作り込まれているため、上記レーザカプラ１１０のような問題は生じないが、立上げミラー１３７を内蔵するために、レーザダイオードチップ１３８の製造プロセスが特殊となり製造工程の複雑化、製造コストの増加を招く。また、レーザダイオードチップ１３８は、極端な段差構造となり、低い部分でのパターン精度を出すことが困難となる。
【００１６】
さらに、図１３及び図１８に示すように、両レーザカプラ１１０，１３０とも、プリズム１１４の傾斜端面１１４ａ又は立上げミラー１３７に対するレーザダイオード１１３，１３５のレーザ光の出射方向が光学ディスクのタンジェンシャル方向（トラック方向）と平行とされている。したがって、レーザ光の偏光方向がタンジェンシャル方向と直交方向となるため、光学ディスクに複屈折があることにより偏光が乱れた場合、光学ディスクからの戻り光ＬＲを受けるフォトダイオードは、信号の安定的な検出ができなくなることがある。
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−３２１８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
そこで、本発明は、製造工程が簡易化されるとともに安定した再生が可能とされた光集積素子、及びこれを用いた光ピックアップ装置、光集積素子複合体、記録及び／又は再生装置、光集積素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光集積素子は、略矩形状に形成された基板と、上記基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有し、上記第１の回折部材は、上記基板の上記コーナ部側へ偏倚して設けられている。
【００２０】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、ピックアップベースと、略矩形状に形成された基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有する光集積素子と、上記レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を上記光学ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、上記対物レンズを駆動する駆動機構とを備え、上記光集積素子の上記第１の回折部材は、上記基板の上記コーナ部側へ偏倚して設けられている。
【００２１】
また、本発明に係る記録及び／又は再生装置は、ピックアップベースに、略矩形状に形成された基板上に設けられレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上に設けられ上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、上記基板の一のコーナ部を挟む一側縁と他側縁に亘って上記基板を斜めに横切るように設けられ、上記発光素子の発光部と相対向される傾斜端面を有し、上記発光素子から出射されたレーザ光を光学ディスク側へ回折させる第１の回折部材と、上記光学ディスクによって反射されたレーザ光を上記受光素子側に回折させる第２の回折部材とを有する光集積素子と、上記レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を上記光学ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、上記対物レンズを駆動する駆動機構とを備える光ピックアップ装置と、上記光ピックアップ装置を駆動するピックアップ駆動機構と、上記光学ディスクを収納し、記録及び／又は再生位置と挿脱位置とに亘って搬送するローディング機構と、上記記録及び／又は再生位置にローディングされた光学ディスクを回転駆動するディスク回転駆動機構とを有する。
【００２２】
また、本発明に係る光集積素子複合体は、複数の矩形領域に分割される基板と、上記基板上の各矩形領域毎に設けられ、該矩形領域の一のコーナ側に向かってレーザ光を出射する発光素子と、上記基板上の各矩形領域毎に設けられ、上記発光素子により出射されたレーザ光の戻り光を受光する受光素子と、長手方向の両側面に上記発光素子より出射されたレーザ光が照射される傾斜端面が形成され、上記複数の矩形領域に跨って載置される棒状プリズムとを備え、上記発光素子及び受光素子が、隣接する矩形領域と配設位置が１８０度の回転対称とされるとともに、上記棒状プリズムが、上記基板の複数の矩形領域に跨って各矩形領域の対角線から上記発光素子及び受光素子が配設されていない一方のコーナ側へ偏倚した位置に載置され、上記傾斜端面と上記発光素子の発光部とが相対向されている。
【００２３】
また、本発明に係る光集積素子の製造方法は、複数の矩形領域に分割された基板上の各矩形領域毎に、一のコーナ側へレーザ光が出射されるように発光素子を載置すると共に、該発光素子が載置されたコーナ側に受光素子を載置し、且つ、相隣接する矩形領域で、上記発光素子及び受光素子が１８０度の回転対称とされて載置する工程と、長手方向の左右両側面に傾斜端面が形成された棒状プリズムを、上記基板上に上記各矩形領域を跨って各矩形領域の上記発光素子及び受光素子が載置された上記一のコーナと反対の他のコーナ側へ偏倚した位置に、上記傾斜端面が上記発光素子の発光部と相対向されるように載置する工程と、上記基板を上記矩形領域毎にダイシングする工程とを有し、上記発光素子及び棒状プリズムは、上記矩形領域の側縁より傾斜して載置されることにより光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して傾斜される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る光集積素子、光ピックアップ装置、光集積素子複合体及び記録及び／又は再生装置によれば、回折部材が基板のコーナ側に偏倚した位置に斜めに横切るように搭載されることにより中央部が広く空いているため、発光素子の出斜面と受光素子の受光面とが干渉することなく互いに近傍に形成することができ、基板の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、記録再生装置内に収納された光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して、回折部材及び回折部材の傾斜端面にレーザ光を照射する発光素子が、例えば４５度傾斜して設けられている。したがって、光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して発光素子の出射方向が傾斜するため、レーザ光の偏光方向が光学ディスクのタンジェンシャル方向に対して４５度傾斜される。このため、発光素子は、出射され回折部材で垂直方向に立ち上げられたレーザ光によって、光学ディスクの信号記録面に対して偏光方向が４５度傾けられたスポットを照射する。このスポットは、偏光方向が光学ディスクのタンジェンシャル方向（トラック方向）に対して４５度の傾きを持っていることから、光学ディスクに複屈折がある場合にも、タンジェンシャル方向に対するレーザ光の偏光のバラツキが緩和され、複屈折の影響を抑えることができる。
【００２６】
また、楕円形状であるレーザ光のスポットが光学ディスクのピットが配列されるトラック方向に対して斜めに設定することによって、レーザ光が非点収差を持つ場合でも、非点収差を持つレンズ等の外部光学系による非点収差補正をせずとも、容易にレーザ光の非点収差の影響を抑えることが可能となる。
【００２７】
また、本発明に係る光集積素子の製造方法によれば、複数の矩形領域に跨るように棒状プリズムを搭載するため、各矩形領域に配設される棒状プリズムの配置位置及び角度の精度を容易に出すことができる。したがって、個々のプリズムを各矩形領域に個別実装する場合に比して、プリズムの角度や位置の精度を容易に高めることができ、光集積素子の製造工程の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明が適用された光集積素子及びこれを用いた光ピックアップ装置、記録及び／又は再生装置（以下、記録再生装置という。）、光集積素子の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本発明が適用された光集積素子１は、図１に示すように、発光源であるレーザダイオード２及びプリズム３が搭載されたレーザカプラチップ４と、レーザカプラチップ４を収納するパッケージ５と、出射されたレーザ光を分割するグレーティング７と、光学ディスク８からの反射光を分割するホログラム９とを有する。
【００３０】
そして、光集積素子１は、レーザダイオード２から出射されたレーザ光をプリズム３によりほぼ直角方向に反射させ、グレーティング７で主ビームと２つの副ビームに分離した後、対物レンズ１０を介して光学ディスク８の信号記録面に照射する。そして、光集積素子１は、各ビームが光学ディスク８の信号記録面で反射した反射光をホログラム９で回折させ、レーザカプラチップ４に形成されたフォトディテクタ１２に導き、光学ディスク８に記録された情報信号の読み取り、トラッキング制御及びフォーカシング制御を行う。
【００３１】
このレーザ光を出射し、また反射光を受光するレーザカプラチップ４は、図１及び図２に示すように、略矩形状に切断されたシリコンチップ１３に、レーザダイオード２及びプリズム３が搭載されると共に、表面領域に光検出用のフォトディテクタ１２及びレーザダイオード２の出力を制御するためにレーザ光を検出するＰＩＮフォトダイオード１４が形成されてなる。
【００３２】
シリコンチップ１３は、後述するように、シリコンウェハ上に拡散等によってフォトディテクタ１２及びＰＩＮフォトダイオード１４が作り込まれ、また略矩形状にダイシングされることにより形成される。
【００３３】
このシリコンチップ１３には、図３に示すように、プリズム３が一側縁の略中間部から隣接する他側縁の略中間部に亘って搭載されている。すなわち、プリズム３は、略矩形状に形成されたシリコンチップ１３の一の対角線を境に一方の第１のコーナ１３ａ側に偏倚した位置に、該第１のコーナ１３ａを挟む一側縁から他側縁に亘ってシリコンチップ１３を斜めに横切るように搭載されている。また、シリコンチップ１３には、このプリズム３にレーザ光を出射するレーザダイオード２及び光学ディスク８からの戻り光を検出するフォトディテクタ１２が、シリコンチップ１３のプリズム３が搭載された側と反対側に設けられている。また、シリコンチップ１３には、レーザダイオード２の出力を検出するＰＩＮフォトダイオード１４が、プリズム３の下面側に設けられ、プリズム３内を透過したレーザ光が照射される。
【００３４】
シリコンチップ１３上の第１のコーナ１３ａ側に偏倚した位置に搭載されるプリズム３は、シリコンチップ１３の一側縁から他側縁に亘って棒状に形成され、長手方向の中心線を頂点にして左右対称に傾斜端面３ａが長手方向に沿って形成されている。プリズム３は、第１のコーナ１３ａ側に偏倚して配置されることにより、レーザダイオード２の出射面と傾斜端面３ａとが対峙され、傾斜端面３ａに対して直角にレーザ光が照射される。傾斜端面３ａは、水平方向に対して略４５度の傾きを有し、レーザダイオード２から水平方向に出射されるレーザ光が照射されると、このレーザ光の一部を略垂直に立ち上げる。なお、プリズム３は、レーザ光の他の一部が内部を透過し、プリズム３の下面側に設けられたＰＩＮフォトダイオード１４に照射させる。
【００３５】
プリズム３にレーザ光を照射するレーザダイオード２は、シリコンチップ１６を介してシリコンチップ１３上に搭載されている。このレーザダイオード２は、プリズム３がシリコンチップ１３の第１のコーナ１３ａ側に偏倚して搭載されることにより広く空いた略中央部に搭載されている。また、レーザダイオード２は、図３に示すように、プリズム３の傾斜端面３ａと正対され、出射されたレーザ光がプリズム３の傾斜端面３ａに垂直に照射される。
【００３６】
光学ディスク８により反射された戻り光が照射されるフォトディテクタ１２は、レーザカプラチップ４の広く空いた中央部に、レーザダイオード２と近接した位置に形成されている。フォトディテクタ１２は、例えばフォトダイオードからなり、光学ディスク８から反射された戻り光が照射されることにより、公知のスリービーム法によりトラッキング制御を、また非点収差法によりフォーカス制御を行うための信号を検出する。なお、フォトディテクタは、戻り光の検出方法に応じて各種パターンが用いられる。
【００３７】
なお、シリコンチップ１３は、プリズム３が搭載された第１のコーナ１３ａ側と反対側の第２のコーナ１３ｂ側には、レーザカプラチップ４を収納するパッケージ５の基板２０と接続するボンディングワイヤ用のワイヤパッド１７が設けられている。
【００３８】
レーザカプラチップ４を収納するパッケージ５は、図１及び図６に示すように、レーザカプラチップ４のシリコンチップ１３が実装されるパッケージ基板２０を有するとともに、プリズム３の傾斜端面３ａの真上に出射されたレーザ光を分割するグレーティング７と、光学ディスク８から反射された戻り光をフォトディテクタ１２に回折させるホログラム９とが設けられている。パッケージ基板２０は、レーザカプラチップ４のワイヤパッド１７とボンディングワイヤを介して接続されている。また、グレーティング７は、プリズム３により立ち上げられたレーザ光を例えば３分割し、対物レンズ１０を介して光学ディスク８に照射する。また、ホログラム９は、グレーティング７のさらに真上に設けられ、光学ディスク８より反射された戻り光を回折し、レーザカプラチップ４に形成されたフォトディテクタ１２に照射させる。
【００３９】
このような光集積素子１は、光ピックアップ装置のピックアップベースに設けられる。このとき、光集積素子１のレーザ光の光路上には光ピックアップ装置の対物レンズ１０が位置される。光集積素子１は、このピックアップベースが移動されることにより、記録再生装置内に挿入された光学ディスク８の径方向に亘って移動される。そして、記録再生装置の制御部からの再生信号を受けると、光集積素子１は、レーザダイオード２からレーザ光を出射し、プリズム３の傾斜端面３ａによって垂直方向へ立ち上げる。垂直方向に立ち上げられたレーザ光は、グレーティング７によって３分割されてパッケージ５上へ出射され、対物レンズ１０により光学ディスク８の信号記録面に集光される。光学ディスク８により反射された戻りのレーザ光は、対物レンズ１０を介してパッケージ５内へ導かれ、ホログラム９によってレーザカプラチップ４の表面領域に形成されたフォトディテクタ１２側へ回折される。戻りのレーザ光を受けたフォトディテクタ１２は、公知のスリービーム法等によりトラッキング制御を、また非点収差法等によりフォーカス制御を行うための信号を検出する。なお、レーザダイオード２から出射されたレーザ光の一部は、プリズム３の下面側に回折されレーザカプラチップ４の表面に形成されているＰＩＮフォトダイオード１４へ導かれる。光集積素子１は、ＰＩＮフォトダイオード１４によりレーザ光の強度をモニターし、これを制御する。
【００４０】
以上のような光集積素子１によれば、プリズム３がレーザカプラチップ４の第１のコーナ１３ａ側に偏倚した位置に斜めに横切るように搭載されることにより中央部が広く空いているため、レーザダイオード２の出射面とフォトディテクタ１２の受光面とが干渉することなく互いに近傍に形成することができるため、レーザカプラチップ４の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、光集積素子１は、光学ディスク８の記録再生装置用の光ピックアップに適用されることにより、図３に示すように、記録再生装置内に収納された光学ディスク８のタンジェンシャル方向に対して、プリズム３及びプリズム３の傾斜端面３ａにレーザ光を照射するレーザダイオード２が、例えば４５度傾斜して設けられている。したがって、レーザカプラチップ４は、光学ディスク８のタンジェンシャル方向に対してレーザダイオード２の出射方向が傾斜するため、図３中矢印Ｐで示すレーザ光の偏光方向が同図中矢印Ｔで示す光学ディスク８のタンジェンシャル方向、すなわち、ピット８ａが配列されるトラック方向に対して４５度傾斜されている。
【００４２】
したがって、レーザダイオード２は、出射されプリズム３で垂直方向に立ち上げられたレーザ光によって、図４に示すように、光学ディスク８の信号記録面に対して偏光方向Ｐが４５度傾けられたスポットＳを照射する。このスポットＳは、偏光方向Ｐが光学ディスク８のタンジェンシャル方向（トラック方向）に対して４５度の傾きを持っていることから、光学ディスク８に複屈折がある場合にも、タンジェンシャル方向に対するレーザ光の偏光のバラツキが緩和され、複屈折の影響を抑えることができる。
【００４３】
すなわち、光学ディスク８は、構造上、成型時にタンジェンシャル方向又はラジアル方向に複屈折が生じやすいため、照射するレーザ光の偏光方向がタンジェンシャル方向の直線偏光又はラジアル方向の直線偏光の場合、光学ディスク８の成形具合によって検出信号が大きく乱れる原因となりうる。そして、検出信号が乱れることによりジッター値の悪化を引き起こしてしまう。
【００４４】
ところが、レーザ光の偏光方向をタンジェンシャル方向に対して４５度に傾けた場合、光学ディスク８に複屈折が存在しても、偏光方向と一致することがないため、検出信号の乱れが少なく信号の安定化を図ることができる。
【００４５】
また、図５に示すように、楕円形状であるレーザ光のスポットＳが光学ディスク８のピット８ａが配列されるトラック方向に対して斜め（例えば略４５度）に設定することによって、レーザ光が非点収差を持つ場合でも、非点収差を持つレンズ等の外部光学系による非点収差補正をせずとも、容易にレーザ光の非点収差の影響を抑えることが可能となる。これにより光集積素子の設計の自由度が広がり、とりわけ、一般的に非点隔差が大きくなりやすいパルセーションレーザやゲインガイドレーザ等のマルチモードレーザを用いる光集積素子の設計の自由度や選択肢が広がる。
【００４６】
次いで光集積素子１の製造方法について説明する。
【００４７】
先ず、図７に示すように、ダイシングライン２３によって複数の矩形領域２１に分割されたシリコンウェハ２２を形成する。シリコンウェハ２２には、各矩形領域２１に、拡散等によってフォトディテクタ１２、ＰＩＮフォトダイオード１４及びワイヤパッド１７が形成される。また、シリコンウェハ２２は、レーザダイオード２が搭載されたシリコンチップ１６が実装される。
【００４８】
このとき、フォトディテクタ１２及びシリコンチップ１６は、図８に示すように、矩形領域２１の一の対角線を境に一方側の第１のコーナ２１ａ側と反対側の第２のコーナ２１ｂから矩形領域２１の略中央部の領域に設けられる。シリコンチップ１６に搭載されたレーザダイオード２は、レーザ光の出射方向を矩形領域２１の第１のコーナ２１ａ側に向けて搭載され、より具体的には、レーザ光の出射方向がシリコンウェハ２２のダイシングライン２３に対して４５度の角度を形成するように搭載される。また、ワイヤパッド１７は、矩形領域２１の第２のコーナ２１ｂ側側縁に複数形成される。一方、ＰＩＮフォトダイオード１４は、矩形領域２１の第１のコーナ２１ａ側に偏倚した領域に形成される。
【００４９】
また、これらフォトディテクタ１２、ＰＩＮフォトダイオード１４、シリコンチップ１６及びワイヤパッド１７は、図８に示すように、各隣接する矩形領域２１と一の対角線を境に反対側のコーナ側に設けられる。すなわち、各矩形領域２１は、フォトディテクタ１２、ＰＩＮフォトダイオード１４、シリコンチップ１６及びワイヤパッド１７が互い違いに配置され、隣接する矩形領域間で１８０度の回転対称の構造とされる。
【００５０】
これにより、シリコンウェハ２２は、ダイシングライン２３に区画されることにより各矩形領域２１の第１のコーナ２１ａを挟む一側縁が隣接する矩形領域２１の第１のコーナ２１ａを挟む一側縁ともなり、かつ、当該一側縁の一端側と他端側とに相隣接する矩形領域２１の各第１のコーナ２１ａが位置される。この結果、各矩形領域２１は、図８中左上から右下にかけて、第１のコーナ２１ａを挟む一側縁が階段状に連続される。
【００５１】
次いで、各矩形領域を跨ぐ長さを有する棒状プリズム２４が、図９中左上から右下にかけて階段状に連続する各矩形領域２１の第１のコーナ２１ａを挟む一側縁上に、当該第１のコーナ２１ａ側に偏倚して搭載される。このとき、棒状プリズム２４は、シリコンウェハ２２のダイシングライン２３に対して長手方向の側面が４５度の角度を形成するように配設される。この棒状プリズム２４は、長手方向の中心線を頂点にして左右対称に傾斜端面２４ａが長手方向に沿って形成されている。棒状プリズム２４の傾斜端面２４ａは、水平方向に対して略４５度の傾きを有して形成されている。そして、棒状プリズム２４は、図１０に示すように、長手方向の両側面側に傾斜端面２４ａが形成されているため、１８０度の回転対称とされている各矩形領域２１の第１のコーナ２１ａ側に搭載されたとき、各矩形領域２１のレーザダイオード２の出射面と左右いずれかの傾斜端面２４ａとが対峙される。また、棒状プリズム２４は、レーザダイオード２と同様にシリコンウェハ２２のダイシングライン２３に対して４５度の角度を有するように配置されているため、長手方向の両側面側に形成されている傾斜端面２４ａがレーザダイオード２の出斜面と直角に対峙され、傾斜端面２４ａに対して直角にレーザ光が照射される。傾斜端面２４ａは、水平方向に対して略４５度の傾きを有しているため、レーザダイオード２から水平方向に出射されるレーザ光が照射されると、このレーザ光の一部を略垂直に立ち上げる。
【００５２】
これにより各矩形領域２１には一の対角線を境に一方側の第１のコーナ２１ａ側に棒状プリズム２４が設けられ、他方側の第２のコーナ２１ｂ側にレーザダイオード２を備えるシリコンチップ１６が設けられる。なお、棒状プリズム２４の下面側には各矩形領域の第１のコーナ２１ａ側に形成されたＰＩＮフォトダイオード１４が位置されている。
【００５３】
次いで、棒状プリズム２４が搭載されたシリコンウェハ２２は、ダイシングライン２３に沿って切断され、個々のレーザカプラチップ４に分離される。これにより、矩形状のシリコンチップ１３上に、レーザ光を出射するレーザダイオード２、プリズム３、フォトディテクタ１２及びＰＩＮフォトダイオード１４等が搭載されたレーザカプラチップ４が形成される。その後、レーザカプラチップ４は、パッケージ基板２０に実装され、ワイヤボンディングによってワイヤパッド１７が接続される。そして、レーザカプラチップ４が実装されたパッケージ基板２０をグレーティング７及びホログラム９が設けられたパッケージ５内に収納することにより、光集積素子１が形成される。
【００５４】
この光集積素子１は、光ピックアップ装置に組み込まれることにより、矩形領域２１がダイシングライン２３に沿って光学ディスク８のタンジェンシャル方向及びラジアル方向とされ、レーザダイオード２及びプリズム３は、タンジェンシャル方向に対して４５度の傾きを有する。したがって、上述したように、光集積素子１は、図３中矢印Ｐで示すレーザ光の偏光方向が同図中矢印Ｔで示す光学ディスク８のタンジェンシャル方向、すなわち、ピット８ａが配列されるトラック方向に対して４５度傾斜される。また、光学ディスク８の信号記録面に照射されるレーザ光のスポットが楕円形状の場合、当該スポットＳは、光学ディスク８のピット８ａに対して斜め（４５度）に設定されることにより、レーザ光が非点収差を持つ場合でも、非点収差を持つレンズ等の外部光学系による非点収差補正をせずとも、非点収差に対して鈍感となり非点収差が発生したことへの影響も最小限とする。
【００５５】
このような光集積素子１の製造方法によれば、シリコンウェハ２２上の複数の矩形領域２１に、１８０度の回転対称となるようにレーザダイオード２、プリズム３、フォトディテクタ１２及びＰＩＮフォトダイオード１４等を設けているため、シリコンウェハ２２内に効率よく上記デバイスを実装し、また形成することができ、光集積素子１の生産効率を向上させることができる。
【００５６】
また、各矩形領域２１には、一の対角線を境に一方側の第１のコーナ２１ａ側に偏倚した位置にＰＩＮフォトダイオード１４が形成されると共にプリズム３が配設され、広く空いた中央部及び他方の第２のコーナ２１ｂ側にレーザダイオード２及びフォトディテクタ１２が出射光の光路と戻り光の光路とが４５度となるよう配設されているため、レーザダイオード２の出斜光とフォトディテクタ１２が受光する戻り光とが干渉することなくレーザダイオード２とフォトディテクタ１２とを互いに近接した位置に形成することができ、各矩形領域２１の省スペース化及び光集積素子１の小型化を図ることができる。
【００５７】
さらに、複数の矩形領域２１に跨るように棒状プリズム２４を搭載するため、各矩形領域２１に配設される棒状プリズム２４の配置位置及び角度の精度を容易に出すことができる。したがって、個々のプリズムを各矩形領域に個別実装する場合に比して、プリズムの角度や位置の精度を容易に高めることができ、プリズムの実装工程の効率化を図ることができる。
【００５８】
また、以上のような光集積素子１の製造方法においては、シリコンウェハ上にフォトディテクタ及びワイヤパッドを形成し、またレーザダイオード及びプリズムを実装した後ダイシングを行う従来の製造プロセスを用いて行うことができ、特別な製造設備を要することなく実現することができる。
【００５９】
また、以上のような光集積素子１の製造方法においては、シリコンウェハ２２上にレーザダイオード２を搭載したシリコンチップ１６の実装と、棒状プリズム２４との実装を別工程にて行っているため、シリコンチップ１６上へのレーザダイオードのマウント位置を調整することで、光学ディスク８へのレーザ光のデフォーカス調整を容易に行うことができる。
【００６０】
なお、上述した光集積素子の製造方法においては、シリコンウェハの各矩形領域にフォトディテクタ、ＰＩＮフォトダイオード及びワイヤパッドを形成し、レーザダイオードを実装した後、棒状プリズムを実装したが、先ず棒状プリズムを実装した後にフォトディテクタ、ＰＩＮフォトダイオード及びワイヤパッドを形成し、レーザダイオードを実装するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明が適用された光集積素子を示す断面図である。
【図２】レーザカプラチップを示す斜視図である。
【図３】レーザカプラチップを示す平面図である。
【図４】光学ディスクの信号記録面に照射されたレーザ光のスポットを示す平面図である。
【図５】光学ディスクの信号記録面に照射されたレーザ光のスポットを示す平面図である。
【図６】光集積素子を一部破断して示す斜視図である。
【図７】ダイシングラインによって複数の矩形領域に分割されたシリコンウェハを示す斜視図である。
【図８】フォトディテクタ、ＰＩＮフォトダイオード、シリコンチップ及びワイヤパッドが設けられたシリコンウェハを示す平面図である。
【図９】棒状プリズムが載置されたシリコンウェハの矩形領域を示す平面図である。
【図１０】棒状プリズムを説明するための図である。
【図１１】従来の光学ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。
【図１２】従来のレーザカプラの光学系を示す概略構成図である。
【図１３】従来のレーザカプラを示す外観斜視図である。
【図１４】従来のレーザカプラの光路を示す図である。
【図１５】従来のレーザカプラの製造工程を示す図である。
【図１６】従来のレーザカプラの製造工程を示す図である。
【図１７】従来のレーザカプラを一部破断して示す斜視図である。
【図１８】従来のレーザカプラを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  光集積素子、２  レーザダイオード、３  プリズム、４  レーザカプラチップ、５  パッケージ、７  グレーティング、８  光学ディスク、９  ホログラム、１０  対物レンズ、１２  フォトディテクタ、１３  シリコンチップ、１４  ＰＩＮフォトダイオード、１６  シリコンチップ、１７  ワイヤパッド、２０  パッケージ基板、２１  矩形領域、２２  シリコンウェハ、２３  ダイシングライン、２４  棒状プリズム
【図１】
2005050465.tif 000003
【図２】
2005050465.tif 000004
【図３】
2005050465.tif 000005
【図４】
2005050465.tif 000006
【図５】
2005050465.tif 000007
【図６】
2005050465.tif 000008
【図７】
2005050465.tif 000009
【図８】
2005050465.tif 000010
【図９】
2005050465.tif 000011
【図１０】
2005050465.tif 000012
【図１１】
2005050465.tif 000013
【図１２】
2005050465.tif 000014
【図１３】
2005050465.tif 000015
【図１４】
2005050465.tif 000016
【図１５】
2005050465.tif 000017
【図１６】
2005050465.tif 000018
【図１７】
2005050465.tif 000019
【図１８】
2005050465.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月20日(2003.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
このレーザカプラ１３０は、図１７及び図１８に示すように、シリコンチップ１３１上に、表面領域に光検出用のフォトダイオード１３２が設けられたフォトダイオードチップ１３３と、発光源であるレーザダイオード１３５及びレーザダイオード１３５から出射されるレーザ光を光学ディスク側へ立ち上げる立上げミラー１３７が設けられたシリコンサブマウント１３８が実装されている。また、レーザダイオード１３５上には、出射されたレーザ光を３分割するグレーティング１３９及びビームスプリッタ１４０を備える分割部１４１と、光学ディスクからの反射光を分割するホログラム１４２とを有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
レーザダイオード１３５から出射した出射光ＬＦは、シリコンサブマウント１３８に内蔵された立上げミラー１３７によって垂直に立ち上げられ、グレーティング１３９に入射される。グレーティング１３９により３ビームに分割されたレーザ光は、対物レンズにより光学ディスク上に集光される。光学ディスク上で反射された戻り光ＬＲは、対物レンズにより集束され、ホログラム１４２に入射される。ホログラム１４２に入射された戻り光ＬＲは、２ビームに分割され、それぞれフォトダイオードチップ１３３に設けられたフォトダイオード１３２に検出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、レーザカプラ１３０においては、レーザダイオード１３５がマウントされているシリコンサブマウント１３８にレーザ光を立ち上げる立上げミラー１３７が一体的に作り込まれているため、上記レーザカプラ１１０のような問題は生じないが、立上げミラー１３７を内蔵するために、シリコンサブマウント１３８の製造プロセスが特殊となり製造工程の複雑化、製造コストの増加を招く。また、シリコンサブマウント１３８は、極端な段差構造となり、低い部分でのパターン精度を出すことが困難となる。