JPH07118087B2 - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH07118087B2 JPH07118087B2 JP62309056A JP30905687A JPH07118087B2 JP H07118087 B2 JPH07118087 B2 JP H07118087B2 JP 62309056 A JP62309056 A JP 62309056A JP 30905687 A JP30905687 A JP 30905687A JP H07118087 B2 JPH07118087 B2 JP H07118087B2
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- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光を用いて光ディスクや光磁気ディス
ク等の光記憶媒体に記憶される情報の記録や読み出し等
を、行うための光情報処理用の光ヘッド装置に関するも
のである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical information processing for recording and reading information stored in an optical storage medium such as an optical disk or a magneto-optical disk by using a laser beam. The present invention relates to an optical head device.
従来の技術 従来、光ディスクや光磁気ディスク等の光記憶媒体に記
憶される情報の記録や、読み出しをレーザ光を用いて行
う光ヘッド装置は、光源としての半導体レーザ、半導体
レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束するための
光学レンズ、該光記憶媒体で反射するレーザ光を受光素
子に導くためのビームスプリッタ反射光に非点収差等を
与え、該光記憶媒体上に収束された光の焦点ずれを検出
可能にして該受光素子に結像させるためのシリンドリカ
ルレンズ及び反射光を受光して、焦点ずれ、トラッキン
グずれ及び前記光記憶媒体に記憶された情報を検出する
ための受光素子を含んで構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an optical head device that records and reads information stored in an optical storage medium such as an optical disk or a magneto-optical disk using a laser beam emits light emitted from a semiconductor laser as a light source or a semiconductor laser. An optical lens for converging on an optical storage medium, a beam splitter reflected light for guiding a laser beam reflected by the optical storage medium to a light receiving element, and astigmatism or the like, and a light converged on the optical storage medium. And a light receiving element for detecting the focal shift, tracking shift and information stored in the optical storage medium. It is configured to include.
通常の光ヘッド装置は、このように光記憶媒体で反射す
るレーザ光を受光素子に導くためのビームスプリッタ
や、反射光に非点収差等を与え、光記憶媒体上に収束さ
れた光の焦点ずれを検出可能にして受光素子に結像させ
るためのシリンドリカルレンズ等が必要とされるので、
光学部品点数が増え光軸合わせが困難となり製造価格が
高価なものとなり、また光ヘッド装置を小型化する上で
おおきな問題となっていた。An ordinary optical head device provides a beam splitter for guiding the laser light reflected by the optical storage medium to the light receiving element in this way, and astigmatism to the reflected light to focus the light converged on the optical storage medium. Since a cylindrical lens or the like for detecting the shift and forming an image on the light receiving element is required,
The number of optical components increases, alignment of the optical axis becomes difficult, the manufacturing cost becomes expensive, and it becomes a major problem in downsizing the optical head device.
そこで、小型化を実現するために、前記のビームスプリ
ッタと前記のシリンドリカルレンズの両方の機能を同時
に実現可能なホログラム素子で置き換えられた光ヘッド
装置が開発された。（木村ら、第22回微小光学研究会論
文 Vol14,228,1986） このホログラム型の光ヘッド装置の概略を第３図に示
す。半導体レーザ61より放射された光は、ホログラムレ
ンズ62を通過し、結像レンズ63により光ディスク64の表
面に集光される。光ディスク64の表面で記録情報に応じ
た強度で反射して広がる光は再度結像レンズ63により収
束され、一部は半導体レーザ61に戻るが、一部は二つの
領域（R1,R2）に分割されたホログラム素子62により二
方向に分離され、四分割の受光素子65に結像され、所謂
ナイフエッジ法により焦点ずれ、トラッキングずれ及び
前記光記憶媒体に記憶された情報の信号が検出される。Therefore, in order to realize miniaturization, an optical head device has been developed in which a hologram element capable of simultaneously realizing both the functions of the beam splitter and the cylindrical lens is developed. (Kimura et al., 22nd Micro-Optics Research Group Vol 14, 228, 1986) An outline of this hologram type optical head device is shown in FIG. The light emitted from the semiconductor laser 61 passes through the hologram lens 62 and is focused on the surface of the optical disc 64 by the imaging lens 63. Light that is reflected and spread on the surface of the optical disc 64 at an intensity according to the recorded information is converged again by the imaging lens 63, and part of it returns to the semiconductor laser 61, but part of it is divided into two regions (R1, R2). The hologram element 62 separated in two directions forms an image on the four-divided light receiving element 65, and a so-called knife edge method detects a focus shift, a tracking shift, and a signal of information stored in the optical storage medium.
発明が解決しようとする問題点 ところが、このホログラム型の光ヘッド装置では半導体
レーザ61と受光素子65が個別に配置されているため、
半導体レーザおよび受光素子のしめる空間が大きい。
位置位合わせが複雑、等の問題があった。The problem to be solved by the invention is that since the semiconductor laser 61 and the light receiving element 65 are individually arranged in this hologram type optical head device,
The space occupied by the semiconductor laser and the light receiving element is large.
There was a problem that the alignment was complicated.
本発明は、このような問題点を克服し、小型軽量で低価
格なホログラム型光ヘッド装置を提供するものである。The present invention overcomes such problems and provides a small-sized, lightweight, and inexpensive hologram-type optical head device.
問題点を解決するための手段 本発明は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出射
する光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズと、
前記光記憶媒体によって反射される光の光路中に配置さ
れ、所定波面を生成する回折素子と、前記回折素子で回
折される光を検出するための受光素子とを含んで構成さ
れる光ヘッド装置において、前記受光素子は、シリコン
基板上に形成され、前記半導体レーザは、前記シリコン
基板上に固定されており、前記シリコン基板は、前記半
導体レーザから出射する光を反射する反射面を有し、前
記反射面は、前記シリコン基板の一部をエッチングによ
り形成された（111）面で構成されるとともに金属で被
覆され、前記半導体レーザから出射する光を前記反射面
に形成された前記金属で前記シリコン基板の上方に反射
する光ヘッド装置である。さらに、シリコン基板が（10
0）面を表面にもつこと、シリコン基板が集積回路を有
することも可能である。Means for Solving the Problems The present invention relates to a semiconductor laser, and an optical lens for converging light emitted from the semiconductor laser onto an optical storage medium,
An optical head device including a diffractive element that is disposed in the optical path of light reflected by the optical storage medium and that generates a predetermined wavefront, and a light receiving element that detects light diffracted by the diffractive element. In, the light-receiving element is formed on a silicon substrate, the semiconductor laser is fixed on the silicon substrate, the silicon substrate has a reflective surface for reflecting the light emitted from the semiconductor laser, The reflecting surface is composed of a (111) surface formed by etching a part of the silicon substrate and is covered with a metal, and the light emitted from the semiconductor laser is formed of the metal with the reflecting surface. It is an optical head device that reflects above a silicon substrate. In addition, the silicon substrate ((10
It is also possible to have a 0) surface on the surface and the silicon substrate to have an integrated circuit.
作用 本発明は、受光素子が形成されたシリコン基板の（11
1）面を反射面として用い、しかもその反射面は金属に
より被覆されているので、光の利用効率の高い光ヘッド
装置となる。さらに、半導体レーザと受光素子とが近接
して固定されているので、受光素子と半導体レーザとを
精度良く近づけることができ、その結果、小型軽量で低
価格な光ヘッド装置が実現されるものである。Action The present invention relates to (11) of a silicon substrate on which a light receiving element is formed.
1) Since the surface is used as a reflecting surface, and the reflecting surface is covered with metal, the optical head device has high light utilization efficiency. Further, since the semiconductor laser and the light receiving element are fixed in close proximity to each other, the light receiving element and the semiconductor laser can be brought close to each other with high accuracy, and as a result, a compact, lightweight and low cost optical head device can be realized. is there.
実施例 本発明の詳細を実施例を用いて説明する。Examples Details of the present invention will be described with reference to examples.
本発明の第一の実施例の概略を第１図に示す。半導体レ
ーザ１より放射された光は反射面２により図の上方へ反
射され、ホログラムレンズを通過し、結像レンズ５によ
り光ディスク６の表面に集光される。光ディスク６の表
面で記録情報に応じた強度で反射して広がる光は、再度
結像レンズ５により収束されホログラムレンズ４により
四分割の受光部３に結像され、所謂ナイフエッジ法によ
り焦点ずれ、トラッキングずれ及び前記光記憶媒体に記
憶された情報の信号が検出される。The outline of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. The light emitted from the semiconductor laser 1 is reflected upward in the drawing by the reflecting surface 2, passes through the hologram lens, and is condensed on the surface of the optical disc 6 by the imaging lens 5. The light reflected and spread on the surface of the optical disc 6 with the intensity corresponding to the recorded information is converged again by the imaging lens 5 and is imaged on the four-divided light receiving portion 3 by the hologram lens 4, and the focus is defocused by the so-called knife edge method. Tracking deviations and signals of information stored in the optical storage medium are detected.
本発明に用いた受光素子および半導体レーザについてそ
の詳細を述べる。第２図は、本実施例に用いた半導体レ
ーザ及び受光素子の斜視図である。21は（100）表面を
もつｎ形シリコン基板であり、表面には不純物ドープに
よりｐ形領域を形成し受光部３としている。受光部３は
さらに溝22により四分割されている。２はシリコン基板
21を化学的にエチングすることによって得られる（11
1）面であり、これを反射面としている。この反射面２
は基板表面に対して角度θ＝54°の傾きをもっている
が、この傾きはシリコンの結晶構造によるものであり正
確に再現が可能である。半導体レーザ１は出射光が反射
面に入射するようにシリコン基板21の一部を均一にエッ
チングした面に固定されている。また半導体レーザは同
時にシリコン基板21と電気的、熱的にシリコン基板21と
結合しておりサブマウントが不要となる。The light receiving element and the semiconductor laser used in the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a perspective view of the semiconductor laser and the light receiving element used in this embodiment. Reference numeral 21 is an n-type silicon substrate having a (100) surface, and a p-type region is formed on the surface by impurity doping to form a light receiving portion 3. The light receiving portion 3 is further divided into four by the groove 22. 2 is a silicon substrate
It is obtained by chemically etching 21 (11
1) surface, which is the reflective surface. This reflective surface 2
Has an inclination of θ = 54 ° with respect to the substrate surface. This inclination is due to the crystal structure of silicon and can be accurately reproduced. The semiconductor laser 1 is fixed to a surface obtained by uniformly etching a part of the silicon substrate 21 so that the emitted light is incident on the reflecting surface. Further, since the semiconductor laser is electrically and thermally coupled to the silicon substrate 21 at the same time, the submount is unnecessary.
本構成を実現するには現在用いられているシリコンプロ
セスがそのまま使用可能でありその位置精度、再現性は
光ヘッド装置を構成するに十分なものである。To realize this structure, the silicon process currently used can be used as it is, and its position accuracy and reproducibility are sufficient to form an optical head device.
以上のようにして半導体レーザと受光装置を接近して配
設することが可能となり光ヘッド装置の小型軽量化が可
能となる。また光ヘッド装置組立時の調整も受光装置と
半導体レーザが精度よく一体化されているため簡略化さ
れる。As described above, the semiconductor laser and the light receiving device can be arranged close to each other, and the optical head device can be reduced in size and weight. Further, the adjustment at the time of assembling the optical head device is simplified because the light receiving device and the semiconductor laser are integrated accurately.
なお本実施例においてシリコン基板上に検出信号の処理
等を行う集積回路を形成することも可能でありいっそう
の小型軽量化が可能である。また反射面としてシリコン
の（111）面を利用したが、この面に金などの金属をコ
ートすることも可能であり光の利用効率を向上すること
ができる。In this embodiment, it is also possible to form an integrated circuit for processing the detection signal on the silicon substrate, and it is possible to further reduce the size and weight. Further, although the (111) surface of silicon is used as the reflecting surface, it is possible to coat this surface with a metal such as gold, so that the light utilization efficiency can be improved.
発明の効果 以上に示したごとく、本発明は反射面としてシリコン基
板の（111）面を用いることにより、エッチングにより
容易に平坦性のよい反射面が得られ、集光性のよい光ヘ
ッドが実現できる。また、反射面は奇異金属により被覆
されているので、光の利用効率の高い光ヘッド装置を得
ることができる。さらに本発明は、半導体レーザと受光
素子とが近接して固定されているので、小型軽量で低価
格なホログラム型光ヘッド装置の提供に大きな価格を有
するものである。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, by using the (111) surface of the silicon substrate as the reflecting surface, a reflecting surface having good flatness can be easily obtained by etching, and an optical head having good light converging property is realized. it can. Further, since the reflecting surface is covered with the strange metal, it is possible to obtain an optical head device with high light utilization efficiency. Further, since the semiconductor laser and the light receiving element are fixed in close proximity to each other, the present invention has a great price in providing a small-sized, lightweight and low-priced hologram type optical head device.
第１図は本発明の実施例の光ヘッドの概略構成断面図、
第２図は本実施例に用いた半導体レーザ及び受光素子の
斜視図、第３図は従来のホログラム型光ヘッド装置の概
略図である。 １……半導体レーザ、２……反射面、３……受光部、４
……回折素子、５……レンズ、６……光ディスク、21…
…（100）面シリコン基板。FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical head according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view of a semiconductor laser and a light receiving element used in this embodiment, and FIG. 3 is a schematic view of a conventional hologram type optical head device. 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Reflective surface, 3 ... Light receiving part, 4
...... Diffraction element, 5 ... Lens, 6 ... Optical disc, 21 ...
… (100) surface silicon substrate.
Claims (3)
するための光学レンズと、 前記光記憶媒体によって反射される光の光路中に配置さ
れ、所定波面を生成する回折素子と、 前記回折素子で回折される光を検出するための受光素子
とを含んで構成される光ヘッド装置において、 前記受光素子は、シリコン基板上に形成され、 前記半導体レーザは、前記シリコン基板上に固定されて
おり、 前記シリコン基板は、前記半導体レーザから出射する光
を反射する反射面を有し、 前記反射面は、前記シリコン基板の一部をエッチングに
より形成された（111）面で構成されるとともに金属で
被覆され、 前記半導体レーザから出射する光を前記反射面に形成さ
れた前記金属で前記シリコン基板の上方に反射すること
を特徴とする光ヘッド装置。1. A semiconductor laser, an optical lens for converging light emitted from the semiconductor laser onto an optical storage medium, and an optical lens disposed in an optical path of light reflected by the optical storage medium to generate a predetermined wavefront. In the optical head device configured to include a diffractive element and a light receiving element for detecting light diffracted by the diffractive element, the light receiving element is formed on a silicon substrate, and the semiconductor laser is the It is fixed on a silicon substrate, the silicon substrate has a reflecting surface for reflecting the light emitted from the semiconductor laser, the reflecting surface is formed by etching a part of the silicon substrate (111) The surface of the semiconductor laser is covered with a metal, and the light emitted from the semiconductor laser is reflected above the silicon substrate by the metal formed on the reflecting surface. An optical head apparatus according to symptoms.
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ヘッド
装置。2. The optical head device according to claim 1, wherein the silicon substrate has a (100) plane on its surface.
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の光
ヘッド装置。3. An optical head device according to claim 1, wherein the silicon substrate has an integrated circuit.
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|---|---|---|---|
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