(57)【要約】【課題】受光素子の受光面上でのスポット形状が実質的に円形になる光源・受光素子一体型信号検出装置を提供すること。【解決手段】本発明の光源・受光素子一体型信号検出装置１は、光記録媒体の情報層に光７を放射する光源９と、情報層より反射された光１１を回折する回折素子１３と、回折素子１３によって回折された回折光１５を受光部１７で受光する受光素子１９とを備え、受光素子１９は、回折光１５が受光部１７の受光面に実質的に垂直に入射するように配置される。  本発明によれば、受光素子１９は、回折光１５が受光面に実質的に垂直に入射するように配置されるので、受光面上での回折光１５のスポット形状が実質的に円形になる。そのため、受光部１７の形状設計が従来よりも容易になる。また、受光部１７のサイズを小さくすることができるので、受光素子１９の応答速度を上げることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の情報層に光を放射する光源と、情報層より反射された光を回折する回折素子と、回折素子によって回折された回折光を受光部で受光する受光素子とを備え、受光素子は、回折光が受光部の受光面に実質的に垂直に入射するように配置される光源・受光素子一体型信号検出装置。
【請求項２】
光源と受光素子を支持する支持部材をさらに備え、支持部材は、それぞれ稜線を有する２つの細長い凸部を有し、受光素子は、受光部の受光面が回折光の光軸に実質的に垂直になるように、前記稜線に接触して、支持部材に支持される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
支持部材は、受光素子位置決め部をさらに備え、受光素子の位置は、受光素子位置決め部とそれに接触する受光素子の外形とによって規定される請求項２に記載の装置。
【請求項４】
光源は、受光素子位置決め部を基準として定められた位置に支持される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
光源は、複数の発光部を備え、受光素子は、複数の受光部を備える請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光によって光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップに好適に用いられる光源・受光素子一体型信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の光源・受光素子一体型信号検出装置５１の側面断面図である（例えば、特許文献１を参照。）。信号検出装置５１は、光記録媒体（図示せず）の情報層に光５７を放射するＬＤ（半導体レーザ）チップ５９と、情報層より反射された光６１をホログラム６２で回折する回折素子６３と、回折素子６３によって回折された回折光６５を受光部６７で受光する受光素子６９とを備える。ＬＤチップ５９は、サブマウント５３を介して支持部材５５に固着されている。支持部材５５には、ウィンドウ７３を有するキャップ７５が取り付けられ、回折素子６３は、キャップ７５上に取り付けられている。受光素子６９は、ＬＤチップ５９から放射される光５７の光軸方向と垂直な平面に配置されており、このため、受光部６７に入射する回折光６５は受光部６７の受光面に対して斜めに入射する。
【特許文献１】特公平５−９８５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の信号検出装置５１では、回折光６５は受光部６７の受光面に対して斜めに入射するので、受光面上での回折光６５のスポット形状は、円形ではなく、円錐を斜めに切断した切断面の形状となる。
【０００４】
受光面上での回折光６５のスポット形状が円形でないため、受光部６７の形状設計が複雑になり、また、受光部６７のサイズが大きくなるため、受光素子６９の応答速度を上げることが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、受光素子の受光面上でのスポット形状が実質的に円形になる光源・受光素子一体型信号検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源・受光素子一体型信号検出装置は、光記録媒体の情報層に光を放射する光源と、情報層より反射された光を回折する回折素子と、回折素子によって回折された回折光を受光部で受光する受光素子とを備え、受光素子は、回折光が受光部の受光面に実質的に垂直に入射するように配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、受光素子は、回折光が受光面に実質的に垂直に入射するように配置されるので、受光面上での回折光のスポット形状が実質的に円形になる。そのため、受光部の形状設計が従来よりも容易になる。また、受光部のサイズを小さくすることができるので、受光素子の応答速度を上げることができる。
【０００８】
また、本発明によれば、温度などの影響によって、光源から放射される光の波長が変化し、その結果、回折素子の回折角度が変化した場合でも、受光部でのスポット位置の変化を従来よりも小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の光源・受光素子一体型信号検出装置は、光記録媒体の情報層に光を放射する光源と、情報層より反射された光を回折する回折素子と、回折素子によって回折された回折光を受光部で受光する受光素子とを備え、受光素子は、回折光が受光部の受光面に実質的に垂直に入射するように配置される。
【００１０】
光源には、ＬＤチップなどを用いることができる。ＬＤチップは、サブマウントを介して支持部材に固着することができる。
【００１１】
光源は、複数の発光部を備えてもよい。各発光部の放出する光の波長は、同じであっても、異なっていてもよい。
【００１２】
回折素子は、透明基板の片面又は両面にホログラム又は回折格子が形成されてなり、情報層より反射された光を回折し、受光素子に向かわせる。ホログラム又は回折格子は、複数の領域に分割されていてもよい。各領域は、異なる角度に反射光を回折させてもよい。
【００１３】
受光素子は、シリコンなどの基板に受光部が形成されてなり、回折光を受光する。受光素子は、回折光が受光部の受光面に実質的に垂直に入射するように配置されるので、受光面での回折光のスポット形状は、実質的に円形である。そのため、従来よりも、受光部の形状設計が容易であり、また、受光部のサイズを小さくすることができ、受光素子の応答速度を向上させることができる。受光部は、複数の領域に分割されていてもよい。また、例えば、光源が複数の発光部を有する場合、各発光部からの放射光に対応する回折光を受光するために、受光素子には、複数の受光部が形成されていてもよい。本発明によると、個々の受光部のサイズを小さくすることができるので、受光素子に複数の受光部を形成した場合でも、受光素子のサイズを比較的小さくすることができる。
【００１４】
「回折光が受光部の受光面に実質的に垂直に入射する」には、回折光が従来よりも小さい入射角で、例えば、２０°以下で、好ましくは、１０°以下で、より好ましくは５°以下で、受光面に入射する場合が含まれる。また、回折素子のホログラムが２つの領域に分割され、各領域が異なる角度で反射光を回折させる場合、受光素子は、例えば、全ての回折光が受光部の受光面に垂直に近い角度で入射するように配置されるが、このような場合も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
また、本発明の信号検出装置は、複数の受光素子を備え、各受光素子が異なる回折光を受光するようにして、フォーカス検出などを行うようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明の信号検出装置は、光源と受光素子を支持する支持部材をさらに備えてもよい。また、支持部材は、それぞれ稜線を有する２つの細長い凸部を有し、受光素子は、受光部の受光面が回折光の光軸に実質的に垂直になるように、前記稜線に接触して、支持部材に支持されるように配置されてもよい。このように受光素子を配置することにより、受光素子が斜めに配置される場合でも、受光素子が設置される面を精度良く設けることができる。
【００１７】
また、支持部材は、受光素子位置決め部をさらに備えてもよく、この場合、受光素子の位置は、受光素子位置決め部とそれに接触する受光素子の外形とによって規定することができる。このように受光素子の位置決めをすることにより、受光素子の位置精度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、光源は、受光素子位置決め部を基準として定められた位置に支持することができる。受光素子位置決め部を基準として光源の位置を定めることにより、受光素子と光源の位置関係の精度を向上させることができる。また、従来は、光源を支持部材に取り付けた後、光源を発光させながら受光素子の位置決めを行っていたが、本発明によれば、光源と受光素子の何れを先に取り付けてもよく、また、光源を発光させる必要がないので、製造工程の自由度を大きくすることができる。
【実施例１】
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る光源・受光素子一体型信号検出装置１の側面断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の一点鎖線で囲った部分の拡大図である。
【００２０】
信号検出装置１は、光記録媒体（図示せず）の情報層に光７を放射するＬＤチップ９と、情報層より反射された光１１をホログラム１２で回折する回折素子１３と、回折素子１３によって回折された回折光１５を受光部１７で受光する受光素子１９とを備える。ＬＤチップ９は、サブマウント３を介して支持部材５に固着される。支持部材５には、ウィンドウ２３を有するキャップ２５が取り付けられ、回折素子１３は、キャップ２５上に取り付けられる。受光素子１９は、回折光１５が受光部１７の受光面に実質的に垂直に入射するように配置される。
【００２１】
また、受光素子１９は、受光素子支持部２０上に支持されている。受光素子支持部２０は、鍛造成形などにより、支持部材５と一体に形成することができる。また、受光素子支持部２０を別パーツとして製造し、その後、受光素子支持部２０と支持部材５とを貼り合わせてもよい。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、受光素子支持部２０は、それぞれ稜線２０ａを有する２つの細長い凸部２０ｂを有している。稜線２０ａは、右方に延びる水平面２０ｃと、下方に延びる垂直面２０ｄにより形成される。受光素子１９は、受光部１７の受光面が回折光１５の光軸に実質的に垂直になるように、２つの稜線２０ａに接触して、受光素子支持部２０上に支持される。このようにして、受光素子１９が支持される面を定めているのは、次の理由による。受光素子支持部２０は、支持部材５の上面を基準面として鍛造などにより形成されるが、鍛造などでは基準面に対して斜め方向の面を精度よく形成することは困難である。そこで、水平面２０ｃと垂直面２０ｄにより稜線２０ａを形成し、２つの稜線２０ａにより、基準面に対して斜め方向の面を精度よく定めている。なお、細長い凸部２０ｂの数は３つ以上であってもよい。
【００２３】
また、受光素子支持部２０は、受光素子位置決め部２０ｅをさらに備えている。受光素子位置決め部２０ｅは、受光素子１９の側面に実質的に平行な斜面からなる。そして、受光素子１９の位置は、受光素子位置決め部２０ｅとそれに接触する受光素子１９の側面とによって規定される。
【００２４】
また、ＬＤチップ９は、受光素子位置決め部２０ｅを基準として定められた位置に支持される。ＬＤチップ９の位置を受光素子位置決め部２０ｅを基準として定めることにより、受光素子１９とＬＤチップ９の位置関係の精度を向上させることができる。また、従来は、ＬＤチップを支持部材に取り付けた後、ＬＤチップを発光させながら受光素子の位置決めを行っていたが、本発明によれば、ＬＤチップ９と受光素子１９の何れを先に取り付けてもよく、また、ＬＤチップ９を発光させる必要がないので、製造工程の自由度を大きくすることができる。
【００２５】
実施例１に係る信号検出装置１では、回折光１５は受光部１７の受光面に対して実質的に垂直に入射するので、受光面上での回折光１５のスポット形状は、実質的に円形となる。このため、本実施例によれば、受光部１７のサイズを小さくすることができる。また、受光部１７のサイズを小さくすることにより、その電気容量を小さくすることができる。電気容量が小さい受光素子１９は、光／電流変換後の電流出力信号の応答速度が短いので、光記録媒体への高速記録、高速再生に対応した光・受光素子一体信号検出装置を実現できる。
【００２６】
図２は、温度などの影響によって、ＬＤチップ９から放射される光７の波長が変化し、その結果、回折素子１３の回折角度が変化したときの、受光部１７でのスポット位置の変化を示す。本実施例によると、受光素子１９は、回折光１５が受光部１７の受光面に実質的に垂直に入射するように配置されているので、回折素子１３の回折角度が変化したときでも、受光部１７でのスポット位置の変化が小さい。
【実施例２】
【００２７】
図３は、本発明の実施例２に係る光源・受光素子一体型信号検出装置３１の側面断面図である。
【００２８】
本実施例の信号検出装置３１では、受光素子支持部２０を設ける代わりに、受光部１７の受光面が回折光１５の光軸に実質的に垂直になるように受光素子１９自体の形状を定めている。
【実施例３】
【００２９】
図４は、本発明の実施例３に係る光源・受光素子一体型信号検出装置４１の側面断面図である。
【００３０】
信号検出装置４１は、それぞれ波長の異なる光７ａ、７ｂを放射する２つの発光部９ａ、９ｂと、それぞれの光７ａ、７ｂに対するホログラム１２ａ、１２ｂが形成された回折素子１３ａ、１３ｂと、それぞれの回折光１５ａ、１５ｂに対する受光部１７ａ、１７ｂを備える。その他の構成は、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例１に係る光源・受光素子一体型信号検出装置１の側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の一点鎖線で囲った部分の拡大図である。
【図２】本発明の実施例１に係る、温度などの影響による受光部でのスポット位置の変化を示す。
【図３】本発明の実施例２に係る光源・受光素子一体型信号検出装置の側面断面図である。
【図４】本発明の実施例３に係る光源・受光素子一体型信号検出装置の側面断面図である。
【図５】従来の光源・受光素子一体型信号検出装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、３１、４１、５１  光源・受光素子一体型信号検出装置
３、５３  サブマウント
５、５５  支持部材
７、７ａ、７ｂ、５７  光
９、９ａ、９ｂ、５９  ＬＤチップ
１１、６１  反射光
１２、１２ａ、１２ｂ、６２  ホログラム
１３、１３ａ、１３ｂ、６３  回折素子
１５、１５ａ、１５ｂ、６５  回折光
１７、１７ａ、１７ｂ、６７  受光部
１９、６９  受光素子
２３、７３  ウィンドウ
２５、７５  キャップ
２０  受光素子支持部
２０ａ  稜線
２０ｂ  細長い凸部
２０ｃ  水平面
２０ｄ  垂直面
２０ｅ  受光素子位置決め部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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