專利名稱：激光模塊和激光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將信息記錄在光盤等光學(xué)信息媒體上，或從光學(xué)信息媒體再生信息時使用的激光模塊和激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置，特別是涉及搭載不同波長的多個光源的激光模塊和激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置。
背景技術(shù)：
對于光盤裝置等的光學(xué)信息記錄再生裝置，我們希望小型化薄型化并有各種各樣的功能。
在已有的用一個光源的通常光盤裝置中，由于為了進行信息記錄后的記錄確認再次使光盤轉(zhuǎn)動而使數(shù)據(jù)傳輸速度降低，所以希望數(shù)據(jù)傳輸速度高速化。因此，在日本昭和64年公開的64-70936號專利公報中，提出了在1個激光頭內(nèi)向?qū)Φ嘏渲?個半導(dǎo)體激光芯片，用同一個準直透鏡形成2條平行光束，入射到聚焦透鏡，將2個光點照射在光盤面上的同一條磁道，幾乎在同一時刻進行信息記錄和用于記錄確認的再生的多光束型激光頭。在這種多光束型激光頭中，2個光源承擔記錄和用于記錄確認的再生，為了記錄確認不需要再次轉(zhuǎn)動光盤。例如在日本昭和64年公開的64-70936號專利公報中，對于進行信息記錄的激光束，需要高輸出功率的激光源和用于將來自激光源的激光束高效率地照射到光盤上的光利用效率高的光學(xué)系統(tǒng)。另一方面，對于進行信息再生的激光束，光學(xué)系統(tǒng)的光利用效率低也可以。因此，只需要對進行信息記錄的激光束在達到高的光利用效率方面多下工夫。
又例如，近幾年來對用同一個小型激光頭在作為可寫入光盤普及的CD-R(可記錄光盤)，和近年來作為更高密度的可寫入光盤開發(fā)的DVD(數(shù)字通用光盤/數(shù)字視頻光盤)兩者上進行記錄再生的要求相當強烈。因為適合于CD-R記錄再生的激光波長約為780nm，另一方面，適合于DVD記錄再生的激光波長約為660nm，所以需要將波長約780nm的激光源和波長約660nm的激光源兩者搭載在同一個激光頭中。例如，在日本平成10年公開的10-241189號專利公報和在日本平成10年公開的10-289468號專利公報中，提出了將波長約780nm的用于CD的半導(dǎo)體激光芯片，波長約660nm的用于DVD的半導(dǎo)體激光芯片和光檢測元件匯集在一個單元內(nèi)的小型激光頭。通常，發(fā)光點位置不同的光束通過透鏡系統(tǒng)的不同位置，即便在這些激光頭中，從2個半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束也入射到聚焦透鏡的不同位置上。因此，在日本平成10年公開的10-241189號專利公報中用透過型全息圖(衍射光柵)，又在日本平成10年公開的10-289468號專利公報中用偏光棱鏡(雙折射性板)和全息圖的合成裝置，使2條光束的光路一致。進一步，在日本平成10年公開的10-289468號專利公報的第6圖和日本平成10年公開的10-261240號專利公報的第3圖中表示出由于激光光源，準直透鏡和聚焦透鏡的間隔幾乎相等，來自配置在軸外的激光光源的光束位置和來自配置在軸上的激光光源的光束位置都在聚焦透鏡近旁是一致的。

發(fā)明內(nèi)容
但是，從半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束，其強度分布不是均勻的，光束的中心部分有高的光強分布，因此，如上述例子所示，即便多條激光束的光路是一致的，在傾斜地安裝半導(dǎo)體激光芯片的情形中，因為激光束的光強分布的中心位置偏離聚焦透鏡的中心，所以激光頭光學(xué)系統(tǒng)的光利用效率降低。因此，在用多條激光束進行信息記錄的激光頭和光盤裝置中，考慮到安裝半導(dǎo)體激光芯片時產(chǎn)生的角度偏離方向及其精度，需要對于每條激光束分別地決定使光利用效率降低很少的光學(xué)部件的配置。
進一步，在光盤裝置等中，為了使光點正確地掃描光盤的磁道，需要進行使聚焦透鏡等沿光盤半徑方向移動的跟蹤控制。因此，即便通過跟蹤控制，由于激光束的光強分布的中心位置偏離聚焦透鏡的中心，激光頭光學(xué)系統(tǒng)的光利用效率也會發(fā)生變化。因此，需要即便由于跟蹤控制，光利用效率也不易發(fā)生變化的激光頭。因此，也要考慮為了跟蹤控制的聚焦透鏡移動方向等，需要對于每條激光束分別地決定使光利用效率降低很少的光學(xué)部件的配置。
本發(fā)明的目的是在為了用波長不同的多個激光源將信息記錄在光學(xué)信息媒體上或再生信息的激光模塊和激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置中，提供解決上述問題的對于安裝半導(dǎo)體激光芯片時產(chǎn)生的角度偏離和用于跟蹤控制的聚焦透鏡的移動使每條激光束的光利用效率降低和變化很少的激光模塊和激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置。
為了達到上述目的，在有波長不同的多個激光源，將從激光源發(fā)射出來的多條激光束聚焦在光盤等的光學(xué)信息媒體上成為光點的聚焦透鏡等光學(xué)聚焦裝置，和使光點正確地掃描光學(xué)信息媒體的磁道的光學(xué)聚焦裝置沿與磁道方向垂直的跟蹤控制方向移動的透鏡調(diào)整器等的跟蹤控制裝置的激光頭，或備有這種激光頭的光學(xué)信息記錄再生裝置中，在第1發(fā)明中，多個激光源是多塊半導(dǎo)體激光芯片，同時使安裝多塊半導(dǎo)體激光芯片的激光芯片安裝面與跟蹤控制方向?qū)嶋H垂直那樣地配置激光芯片安裝面。這里，在從激光源到光學(xué)聚焦裝置的光路上有反射面和折射面，光路發(fā)生反射和折射的情形中，通過由反射面和折射面產(chǎn)生的像置換光學(xué)聚焦裝置與能夠除去反射面和折射面使光路成為一條直線，能夠?qū)⒐鈱W(xué)聚焦裝置的像投射到與激光源同一個空間中。上述的實際的垂直指的是，在除去反射面和折射面將光學(xué)聚焦裝置投射到與激光源同一個空間中的情形中，使激光芯片安裝面與光學(xué)聚焦裝置的像的跟蹤控制方向垂直那樣地配置激光芯片安裝面。
又，在第2發(fā)明中，有由反射從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的由刻蝕等形成的第1反射面，和將來自第1反射面的激光束導(dǎo)向光學(xué)聚焦裝置等的鏡子等的第2反射面，在形成激光芯片安裝面的同一塊硅等的基片上形成第1反射面。
又，在第3發(fā)明中，使來自第1反射面的激光束從跟蹤控制方向入射到第2反射面，同時使多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與光學(xué)信息媒體面平行的面內(nèi)方向上。
又，在第4發(fā)明中，使來自第1反射面的激光束從跟蹤控制方向入射到第2反射面，同時使多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與光學(xué)信息媒體面垂直的方向上。
又，在第5發(fā)明中，在用由多塊半導(dǎo)體激光芯片接收從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的光檢測元件和容納多塊半導(dǎo)體激光芯片和光檢測元件的組件構(gòu)成的激光模塊，與由將從激光模塊發(fā)射出來的激光束聚焦在光盤等的光學(xué)信息媒體上作為光點的聚焦透鏡等的光學(xué)聚焦裝置，為了使光點正確地掃描光學(xué)信息媒體的磁道，和使光學(xué)聚焦裝置沿與磁道方向垂直的跟蹤控制方向移動的透鏡調(diào)整器等的跟蹤控制裝置構(gòu)成的激光模塊的激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置中，使安裝多塊半導(dǎo)體激光芯片的激光芯片安裝面與跟蹤控制方向?qū)嶋H垂直那樣地配置激光芯片安裝面。這里，實際垂直的意義如上所述。
又，在第6發(fā)明中，在表面上形成光檢測元件的硅等半導(dǎo)體基片上，設(shè)置用于安裝多塊半導(dǎo)體激光芯片的激光芯片安裝面，進一步，設(shè)置反射從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的由刻蝕等形成的第1反射面，和配置將從激光模塊發(fā)射出來的激光束導(dǎo)向光學(xué)聚焦裝置的鏡子等的第2反射面。
又，在第7發(fā)明中，使來自第1反射面的激光束從跟蹤控制方向入射到第2反射面，同時使多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與光學(xué)信息媒體面平行的面內(nèi)方向上。
又，在第8發(fā)明中，使來自第1反射面的激光束從跟蹤控制方向入射到第2反射面，同時使多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與光學(xué)信息媒體面垂直的方向上。
又，在第9發(fā)明中，在由硅等半導(dǎo)體基片，設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的激光芯片安裝面，安裝在激光芯片安裝面上的多塊半導(dǎo)體激光芯片，反射從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的由刻蝕等形成的反射面，接收從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的光檢測元件，和橫方向比縱方向長，在厚度方向上發(fā)射激光束的大致長方形狀的，在橫方向為長方向的兩側(cè)上有導(dǎo)線，將半導(dǎo)體基片容納在幾乎中央位置的組件形成的激光模塊上，在與作為組件橫方向的長方向成直角的縱方向上并列多塊半導(dǎo)體激光芯片那樣地，將半導(dǎo)體基片容納在激光模塊中。
又，在第9發(fā)明中，在由半導(dǎo)體基片，設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的激光芯片安裝面，安裝在激光芯片安裝面的多塊半導(dǎo)體激光芯片，反射從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的反射面，和接收從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的光檢測元件，形成的激光模塊上，將光檢測元件配置在多塊半導(dǎo)體激光芯片并列方向上的多塊半導(dǎo)體激光芯片的兩側(cè)。
又，在第10發(fā)明中，激光模塊有容納半導(dǎo)體基片的組件，組件的外形為在與從組件發(fā)射激光束的方向垂直的面內(nèi)能夠區(qū)別長方向和短方向程度的大致矩形形狀，多塊半導(dǎo)體激光芯片和光檢測元件并列地配置在組件的短方向上。
又，在第11發(fā)明中，在由半導(dǎo)體基片，設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的激光芯片安裝面，安裝在激光芯片安裝面的多塊半導(dǎo)體激光芯片，反射從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的反射面，和接收從多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在半導(dǎo)體基片上的光檢測元件形成的激光模塊上，有用于將半導(dǎo)體基片與外部電子電路電連接起來的多個襯墊，將多個襯墊沿與多塊半導(dǎo)體激光芯片并列的方向平行的半導(dǎo)體基片的邊配置。
又，在第12發(fā)明中，激光模塊有用于將容納半導(dǎo)體基片的組件與外部電子電路電連接起來的多條引線，組件的外形為在與從組件發(fā)射激光束的方向垂直的面內(nèi)能夠區(qū)別長方向和短方向程度的大致矩形形狀，多條引線沿組件的短邊配置。


第1圖是表示與本發(fā)明有關(guān)的光盤裝置和激光頭的第1實施例的構(gòu)成的圖，第2圖是說明在第1實施例中的復(fù)合元件的衍射光柵部分作用的圖，第3圖是表示在第1實施例中的半導(dǎo)體基片構(gòu)成的圖，第4圖是表示在第1實施例中的組件構(gòu)成的圖，第5圖是說明本發(fā)明原理的圖，第6圖是表示根據(jù)本發(fā)明的光盤裝置和激光頭的第2實施例的構(gòu)成的圖，第7圖是表示在第2實施例中的半導(dǎo)體基片構(gòu)成的圖，第8圖是表示在第2實施例中的組件構(gòu)成的圖，第9圖是表示在第2實施例中的透鏡調(diào)節(jié)器構(gòu)成的圖。
具體實施例方式
首先，我們表示用于說明的詞語和標號的對應(yīng)關(guān)系。
1是半導(dǎo)體基片，2是激光芯片安裝面，3是法線方向，4a或4b是半導(dǎo)體激光芯片，5是半導(dǎo)體鏡面，6a和6b是激光束，7是光檢測元件，8是光檢測元件，9是光檢測元件，，10是準直透鏡，11是鏡子，12是復(fù)合元件，13是聚焦透鏡，14是跟蹤控制方向，15是光盤，16是光盤轉(zhuǎn)動中心，17是磁道，18是光盤半徑方向，20是激光束6a或6b，21和22是分界線，31a和31b是在半導(dǎo)體鏡5的面上的反射位置，32a是波長λa的激光束，32b是波長λb的激光束，33是導(dǎo)電性薄膜，34是襯墊，35是放大器，41是組件，42是引線，43是臺座，44是玻璃蓋板，45是反射面，51是光軸，52是入射瞳面，53a和53b是中心光線，54a是等高線，55a，55b和56是光利用效率，61是半導(dǎo)體基片，62是激光芯片安裝面，63是法線方向，65是半導(dǎo)體鏡，66a或66b是激光束，67，68和69是光檢測元件，71是鏡子，72a是波長λa的激光束，72b是波長λb的激光束，73是導(dǎo)電性薄膜，74是襯墊，75是放大器，81是組件，82是引線，83是臺座，84是玻璃蓋板，85是反射面，91是透鏡座，92是彈簧，93保持臺，94是線圈，95是磁鐵，96是橫板部分，97是激光頭殼體的表面，101是光盤裝置的殼體，102是馬達，103是軸，104是激光頭，105透鏡調(diào)節(jié)器，106是調(diào)節(jié)機構(gòu)，107是軌道，111是光盤裝置的殼體，114是激光頭，115是透鏡調(diào)節(jié)器。
下面，我們用第1圖到第5圖說明本發(fā)明的第1實施例。
第1圖表示用于本發(fā)明的光盤裝置和激光頭的基本構(gòu)成。1是安裝在表面上形成光檢測元件和電子電路等的激光芯片等的半導(dǎo)體基片，例如硅等是適合的。在第1圖中，因為使其里面朝里地配置半導(dǎo)體基片1，所以實際上我們看不到半導(dǎo)體基片1的表面，但是我們用透視的形式畫出從里面到表面的圖。2是對半導(dǎo)體基片1的表面進行刻蝕加工等形成深度30μm到100μm左右的槽的激光芯片安裝面，激光芯片安裝面2與半導(dǎo)體基片1的表面平行。箭頭3表示激光芯片安裝面2的法線方向。4a是用于DVD的半導(dǎo)體激光芯片，發(fā)射波長λa＝660nm的激光束6a，4b是用于CD-R的半導(dǎo)體激光芯片，發(fā)射波長λb＝780nm的激光束6b。半導(dǎo)體激光芯片是4a和4b通過焊接等與激光芯片安裝面2連接。5是在半導(dǎo)體基片1的表面和激光芯片安裝面2之間形成的半導(dǎo)體鏡面，能夠通過刻蝕加工等與激光芯片安裝面2同時形成。用于DVD的激光束6a，從半導(dǎo)體激光芯片4a向第1圖上方向發(fā)射后，被半導(dǎo)體鏡面5反射，通過準直透鏡10成為平行光束。又，用于CD的激光束6b，從半導(dǎo)體激光芯片4b向第1圖上方向發(fā)射后，被半導(dǎo)體鏡面5反射，通過準直透鏡10成為平行光束。7是用于得到偏離焦點的檢測信號的光檢測元件，8是用于得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號的光檢測元件，9是用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光光量的光檢測元件，7，8和9分別形成在半導(dǎo)體基片1的表面上。11是鏡子，使激光束6a和6b照射在信息磁道上。12是將偏光性的4分割的衍射光柵和四分之一波長板合成一體的復(fù)合元件，使偏光性的4分割的衍射光柵向著半導(dǎo)體激光芯片一側(cè)配置。偏光性的4分割的衍射光柵例如是由雙折射性的光學(xué)結(jié)晶板和液晶板構(gòu)成的，當入射光是尋常光線時，不經(jīng)衍射地透過它，當入射光是非尋常光線時它起衍射光柵的作用。13是聚焦透鏡，為了適合于基片厚度為0.6mm使用波長為660nm，孔徑數(shù)為0.6的用于DVD的光盤，和基片厚度為1.2mm使用波長為780nm，孔徑數(shù)為0.5的用于CD-R的光盤與用于CD的光盤兩者，能夠用入射瞳徑可以變化的透鏡，在入射側(cè)附加全息元件，和在入射側(cè)透鏡面上附加全息元件及輪帶溝等構(gòu)成。15表示上述用于DVD的光盤，用于CD-R的光盤或用于CD的光盤。16表示光盤15的轉(zhuǎn)動中心，虛線圓17表示記錄信息的磁道，箭頭18表示光盤15的半徑方向。因為通過光盤15的轉(zhuǎn)動磁道17變位到18方向，所以需要對激光束6a或6b的光點進行為了跟蹤磁道17的跟蹤控制。因此，雖然在第1圖中沒有畫出，但是如后述的第9圖所示，通過透鏡調(diào)節(jié)器等，用電磁力將聚焦透鏡13的位置變到14所示的跟蹤控制方向上。在本實施例中，跟蹤控制方向14的投影像，被鏡子11和半導(dǎo)體鏡5反射，與激光芯片安裝面2的法線方向3一致。即，安裝半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的激光芯片安裝面2實際上與跟蹤控制方向14垂直。
在本實施例中，從半導(dǎo)體激光芯片4a和4b發(fā)射出來的激光束6a和6b入射到偏光性的4分割的衍射光柵和四分之一波長板的復(fù)合元件12時，例如當入射光是尋常光線時，偏光性衍射光柵部分不對它進行衍射原封不動地透過，通過復(fù)合元件12的四分之一波長板成為圓偏振光。從光盤反射的激光束6a和6b通過復(fù)合元件12的四分之一波長板成為非尋常光線，受到偏光性的4分割的衍射光柵的衍射。第2圖表示復(fù)合元件12的4分割的衍射光柵的衍射光柵圖案的一個例子，分界線21和22將衍射光柵分成4個區(qū)域。園20表示激光束6a或6b，通過4分割的衍射光柵分離成4個+1次衍射光和4個-1次衍射光。
第3圖(a)表示從準直透鏡10一側(cè)看到的半導(dǎo)體基片1的表面。32a所示的8個涂黑的四分之一圓表示被衍射光柵分離出來的波長λa的激光束，32b所示的8個不涂黑的四分之一圓表示被衍射光柵分離出來的波長λb的激光束。7是用于得到偏離焦點的檢測信號的光檢測元件，是由接收波長λa的激光束32a的8個短柵型光檢測元件7a，和接收波長λb的激光束32b的8個短柵型光檢測元件7b構(gòu)成的。偏離焦點的檢測方法，用由4分割的激光束的刀邊方法(傅科法)，如果用圖示的Al等導(dǎo)電性薄膜33連線，則從用于焊接導(dǎo)線的襯墊34的A端子和B端子得到用于差動的信號。8是用于得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號的光檢測元件，4個光檢測元件的8個輸出信號通過在半導(dǎo)體基片上形成的放大器35從襯墊34的D端子，E端子，F(xiàn)端子和G端子輸出。9是用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光光量的光檢測元件，光檢測元件9的輸出信號從襯墊34的C端子輸出。點31a和31b表示從半導(dǎo)體激光芯片4a和4b發(fā)射出來的激光束6a和6b在半導(dǎo)體鏡5面上的反射位置。例如，圖2所示的4個區(qū)域的衍射光柵間距P都相等，衍射光柵的方向?qū)τ诳v線21成+α度，-α度，+3α度，-3α度，又，如果準直透鏡的焦點距離為fc，則被衍射光柵分離出來的波長λa的激光束32a聚焦在以點31a為中心的半徑Ra＝fc×λa/P的圓周上，離開中心2α度的間隔位置上。同樣，被衍射光柵分離出來的波長λb的激光束32b聚焦在以點31b為中心的半徑Rb＝fc×λb/P的圓周上離開中心2α度的間隔位置上。如果作為點31a和31b的間隔的半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光點間隔D近似為D＝fc×(λb-λa)/P，則能使波長λa的激光束的聚焦位置和波長λb的激光束的聚焦位置幾乎一致，如本實施例那樣，因為能夠使光檢測元件和放大器對于不同波長的激光束共通化，不僅能夠節(jié)約半導(dǎo)體基片1的表面即能夠減小半導(dǎo)體基片1的表面，而且能夠減少用于導(dǎo)線焊接的襯墊和輸出線的數(shù)目，所以也有使容納半導(dǎo)體基片1的組件小型化的效果。
第3圖(b)表示在第3圖(a)的虛線AA′位置上的半導(dǎo)體基片1的截面構(gòu)造。半導(dǎo)體鏡5對于激光芯片安裝面2形成45度的角度是合適的。它的根據(jù)是，例如，在對由硅基片形成的鏡面進行加工中，用氫氧化鉀系的水溶液對硅(100)面進行刻蝕時，因為與(100)面相對的(111)面的刻蝕速度幾乎要慢2個數(shù)量級，所以形成以平坦的(111)面作為斜面的四角錐臺狀的凹部那樣的各向異性的刻蝕。這時，因為(111)面與(100)面所成的角約為54°，所以為了形成45度的半導(dǎo)體鏡，需要用例如對于表面結(jié)晶軸傾斜，傾斜角約為9度的硅基片。但是，傾斜角的決定也需要考慮到用于形成光檢測元件和電子電路的半導(dǎo)體工藝的適用性，半導(dǎo)體鏡5偏離45度時，激光束6a和6b的出射方向偏離半導(dǎo)體基片1的垂直方向。
第4圖(a)表示容納半導(dǎo)體基片1的組件41的構(gòu)造，(b)是在虛線AA′上的截面圖，(c)是在虛線BB′上的截面圖。42是引線，通過導(dǎo)線焊接與半導(dǎo)體基片1的襯墊34連接。在第4圖(c)中，安裝半導(dǎo)體基片1的臺座43的面對于與玻璃蓋板44垂直的激光束6a和6b的出射方向是傾斜的。又，當臺座43不傾斜地安裝時，也可以使從組件41發(fā)射出來的激光束的光強度分布的中心線與光路平行那樣地使整個臺座43傾斜地進行配置。44是用于密封半導(dǎo)體基片1的玻璃蓋板，在玻璃蓋板44的內(nèi)側(cè)設(shè)置用于反射激光束6a和6b的外圍部分的反射面45。半導(dǎo)體基片1的光檢測元件9接收被反射面45反射的激光束，得到用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光光量的信號。
第10圖表示光盤裝置的構(gòu)造，(a)是頂面圖，(b)是側(cè)面圖。101是光盤裝置的殼體。102是馬達，安裝在光盤裝置的殼體101上，通過軸103使光盤15轉(zhuǎn)動。104表示激光頭，其上安裝了容納半導(dǎo)體基片1的組件41和裝有聚焦透鏡的透鏡調(diào)節(jié)器105。106是安裝在激光頭104上的調(diào)節(jié)機構(gòu)，107是安裝在光盤裝置的殼體101上的軌道。激光頭104通過調(diào)節(jié)機構(gòu)106能夠在軌道107上沿光盤15的半徑方向移動。在激光頭104內(nèi)部，有準直透鏡10，鏡11和復(fù)合元件12。從搭載在組件41上的半導(dǎo)體激光芯片4a和4b發(fā)射的激光束6a或6b通過透鏡調(diào)節(jié)器105的聚焦透鏡13從激光頭104發(fā)射出來，照射在轉(zhuǎn)動的光盤15上。反射光束再次通過聚焦透鏡13入射到激光頭104，一部分被搭載在組件41上的光檢測元件7接收，得到偏離焦點的檢測信號。又，另一部分被搭載在組件41上的光檢測元件8接收，得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號。
現(xiàn)在我們用第5圖說明本發(fā)明的原理。第5圖的(a)和(b)是根據(jù)第1圖所示的本實施例在從激光頭的光源到聚焦透鏡的光路上，在包含激光芯片安裝面2的方向上的截面圖，是除去半導(dǎo)體鏡5和鏡11，復(fù)合元件12后的實際的截面圖。第5圖(a)表示半導(dǎo)體激光芯片4a和4b正確地向著光軸51的方向安裝的狀態(tài)。3條實線表示從半導(dǎo)體激光芯片4a發(fā)射出來到達聚焦透鏡13的入射瞳面52的激光束6a，特別是中央實線53a表示光強度最高的中心光線。又，3條虛線表示從半導(dǎo)體激光芯片4b發(fā)射出來的激光束6b，特別是中央虛線53b表示光強度最高的中心光線。因為半導(dǎo)體激光芯片4a位于光軸51上，所以中心光線53a入射到聚焦透鏡13的中央。另一方面， 因為半導(dǎo)體激光芯片4b位于光軸51外，所以中心光線53b平行于光軸51前進通過準直透鏡10后，在等于準直透鏡10的焦點距離的位置上與光軸51相交。因此，當將聚焦透鏡13配置在中心光線53b與光軸51相交的位置上時，對于這兩條激光束能夠得到最高的光利用效率，即便使用于跟蹤控制的聚焦透鏡沿無論哪個方向移動，光利用效率的變化也很小。此外，安裝激光芯片的角度精度為±1～2度左右。第5圖(b)表示半導(dǎo)體激光芯片4a在紙面上方向傾斜θa度安裝時的中心光線53a，和半導(dǎo)體激光芯片4b在紙面下方向傾斜θb度安裝時的中心光線53b。如果半導(dǎo)體激光芯片4a的傾斜角為θa，半導(dǎo)體激光芯片4b的傾斜角為θb，準直透鏡的焦點距離為fc，則在聚焦透鏡13的位置上，中心光線53a偏離光軸51到fc×θa上方向，中心光線53b偏離光軸51到fc×θb下方向。如果fc＝20mm，θa＝2度，θb＝2度，則中心光線53a和中心光線53b的間隔約為1.4mm。如果當組裝激光頭時調(diào)整聚焦透鏡的中心位置使與中心光線53a的位置重合，則入射到聚焦透鏡13的激光束6a的光強度分布如圖(c)的等高線54a所示成為中心對稱的。因此，即便沿任何方向移動聚焦透鏡，光利用效率如圖(e)的實線55a所示變化也很小，當實行跟蹤控制時記錄功率的變化也很小，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的記錄。另一方面，因為聚焦透鏡13的入射瞳孔約為φ4mm，所以激光束6b的中心光線53b顯著地偏離聚焦透鏡13的中心，激光束6b的光強度分布如第5圖(c)的等高線54b所示對于紙面上下方向成為非對稱的。如果假定沿用于跟蹤控制的第5圖(d)的紙面上下方向移動聚焦透鏡，則如第5圖(e)的虛線56所示，因為對于聚焦透鏡的移動光利用效率非對稱地變化，記錄功率變化，所以很難實現(xiàn)穩(wěn)定的記錄。在本發(fā)明中，因為跟蹤控制方向14為第5圖(d)的紙面左右方向，所以如第5圖(e)的實線55b所示，對于聚焦透鏡的移動光利用效率變化很小，記錄功率變化很小，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的信息記錄。
現(xiàn)在我們用第6圖到第9圖說明本發(fā)明的第2實施例。第6圖表示用于本發(fā)明的光盤裝置和激光頭的基本構(gòu)成。下面，因為與第1實施例有相同的標號的部件起相同的作用，所以我們省略對這些部件的作用的說明。61是安裝在表面上形成光檢測元件和電子電路等的激光芯片等的半導(dǎo)體基片。與第1圖的半導(dǎo)體基片1相同，因為使其里面朝里地配置半導(dǎo)體基片61，所以實際上我們看不到半導(dǎo)體基片61的表面，但是從里面透視表面如圖所示。62是激光芯片安裝面，與半導(dǎo)體基片61的表面平行。箭頭63表示激光芯片安裝面2的法線方向，與第1實施例相同，4a是用于DVD的半導(dǎo)體激光芯片，4b是用于CD-R的半導(dǎo)體激光芯片。半導(dǎo)體激光芯片4a和4b通過焊接等與激光芯片安裝面2連接。65是半導(dǎo)體鏡面。用于DVD的激光束66a，從半導(dǎo)體激光芯片4a向第6圖左方向(在第6圖中記錄媒體的半徑方向18的方向)發(fā)射后，被半導(dǎo)體鏡面65反射，通過準直透鏡10成為平行光束。又，用于CD的激光激光束66b也從半導(dǎo)體激光芯片4b向第6圖左方向(在第6圖中記錄媒體的半徑方向18的方向)發(fā)射后，被半導(dǎo)體鏡面65反射，通過準直透鏡10成為平行光束。67是用于得到偏離焦點的檢測信號的光檢測元件，68是用于得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號的光檢測元件，69是用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光光量的光檢測元件，67，68和69分別形成在半導(dǎo)體基片61的表面上。71是鏡子，使激光束66a和66b向信息記錄面反射。12是將偏光性的4分割的衍射光柵和四分之一波長板合成一體的復(fù)合元件，13是聚焦透鏡，15表示用于DVD的光盤，用于CD-R的光盤或用于CD的光盤。16表示光盤15的轉(zhuǎn)動中心，虛線圓17表示記錄信息的磁道，箭頭18表示光盤15的半徑方向。14是跟蹤控制方向。起著與第1實施例的復(fù)合元件相同的作用。在本實施例中，跟蹤控制方向14的投影像，被鏡71和半導(dǎo)體鏡65反射，與激光芯片安裝面62的法線方向63一致。即，安裝半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的激光芯片安裝面62實際上與跟蹤控制方向14垂直。與第1實施例比較第2實施例的特征是激光束66a和66b從與光盤半徑方向18垂直的光盤圓周方向入射到鏡71，又，因此使半導(dǎo)體基片61的配置從半導(dǎo)體基片1的配置轉(zhuǎn)動90度，半導(dǎo)體激光芯片4a和半導(dǎo)體激光芯片4b并列在激光頭厚度方向(紙面縱方向)。即便例如對于在準直透鏡10和鏡71之間插入其它的鏡子，使激光束66a和66b從光盤半徑方向18入射那樣的構(gòu)成，同樣也有這些特征。
第7圖(a)表示從準直透鏡10一側(cè)看的半導(dǎo)體基片61的表面。72a所示的8個涂黑的四分之一圓表示被復(fù)合元件12的衍射光柵分離出來的波長λa的激光束，72b所示的8個不涂黑的四分之一圓表示被復(fù)合元件12的衍射光柵分離出來的波長λb的激光束。67是用于得到偏離焦點的檢測信號的光檢測元件，接收波長λa的激光束72a和波長λb的激光束72b。偏離焦點的檢測方法，用與第1實施例相同的由4分割的激光束的刀邊方法(傅科法)，如果用圖7所示的Al等導(dǎo)電性薄膜73連線，則從用于導(dǎo)線焊接的襯墊74的A端子和B端子得到用于差動的信號。第6圖的68所示的用于得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號的光檢測元件詳細地由68a和68b構(gòu)成。68a是接收激光束72a的4個光檢測元件，68b是接收激光束72b的4個光檢測元件，光檢測元件68a和68b的輸出信號輸入到在半導(dǎo)體基片上形成的放大器75。放大器75當半導(dǎo)體激光芯片4a發(fā)光時從襯墊74的D端子，E端子，F(xiàn)端子和G端子輸出光檢測元件68a的信號，當半導(dǎo)體激光芯片4b發(fā)光時從襯墊74的D端子，E端子，F(xiàn)端子和G端子輸出光檢測元件68b的信號。因為本實施例的光檢測元件67能夠使光檢測元件對于不同波長的激光束共通化，又，本實施例的光檢測元件68和放大器75能夠是使放大器對于不同波長的激光束共通化，不僅能夠節(jié)約半導(dǎo)體基片1的表面，而且能夠減少用于導(dǎo)線焊接的襯墊和輸出線的數(shù)目，所以也有使容納半導(dǎo)體基片1的組件小型化的效果。
第7圖(b)表示在第7圖(a)的虛線AA′位置上的半導(dǎo)體基片61的截面構(gòu)造。半導(dǎo)體鏡65對于激光芯片安裝面62形成45度的角度是合適的，但是，如第1實施例說明的那樣，也有半導(dǎo)體鏡65偏離45度，激光束66a和66b的出射方向偏離半導(dǎo)體基片61的垂直方向的情形。
第8圖(a)表示容納半導(dǎo)體基片61的組件81的構(gòu)造，(b)是在虛線BB′上的截面圖。82是引線，通過導(dǎo)線焊接與半導(dǎo)體基片61的襯墊74連接。安裝半導(dǎo)體基片61的臺座83的面對于與組件81的玻璃蓋板84垂直的激光束66a和66b的出射方向是傾斜的。如第1實施例說明的那樣，即便射出的激光束與玻璃蓋板84不垂直，也可以有與實際上垂直地照射在要被照射的光盤上的光路平行那樣的構(gòu)成。84是用于密封半導(dǎo)體基片61的玻璃蓋板，在玻璃蓋板84的內(nèi)側(cè)設(shè)置用于反射激光束66a和66b的外圍部分的反射面85。半導(dǎo)體基片61的光檢測元件69接收被反射面85反射的激光束，得到用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光芯片4a和4b的發(fā)光光量的信號。
第11圖表示用本發(fā)明的第2實施例的光盤裝置的構(gòu)造，(a)是頂面圖，(b)是側(cè)面圖。111是光盤裝置的殼體。102是馬達，安裝在光盤裝置的殼體111上，通過軸103使光盤15轉(zhuǎn)動。114表示激光頭，其上安裝了容納半導(dǎo)體基片61的組件81和裝有聚焦透鏡13的透鏡調(diào)節(jié)器115。106是安裝在激光頭114上的調(diào)節(jié)機構(gòu)，107是安裝在光盤裝置的殼體111上的軌道。激光頭114通過調(diào)節(jié)機構(gòu)106能夠在軌道107上沿光盤15的半徑方向移動。在激光頭114內(nèi)部，有準直透鏡10，鏡71和復(fù)合元件12。從搭載在組件81上的半導(dǎo)體激光芯片4a或4b發(fā)出的激光束6a或6b通過透鏡調(diào)節(jié)器115的聚焦透鏡13從激光頭114發(fā)射出來，照射在轉(zhuǎn)動的光盤15上。反射光束再次通過聚焦透鏡13入射到激光頭114，一部分被搭載在組件81上的光檢測元件67接收，得到偏離焦點的檢測信號。又，另一部分被搭載在組件81上的光檢測元件68接收，得到偏離磁道的檢測信號和信息再生信號。
第9圖表示用于本實施例中的透鏡調(diào)節(jié)器的構(gòu)成。(a)是從光盤15的方向看的頂面圖。91是透鏡座，其上安裝著聚焦透鏡13和線圈94，通過彈簧92保持在保持臺93上。彈簧92的橫向有磁鐵95，將磁鐵95和保持臺93固定在激光頭殼體上。電流通過線圈94時，在線圈94和磁鐵95之間產(chǎn)生電磁力，由于該電磁力透鏡座91向紙面縱方向移動，能夠進行跟蹤控制。在這樣的透鏡調(diào)節(jié)器中，一般地使在從聚焦透鏡13到保持臺93的方向上尺度加長。另一方面，在第1圖和第6圖中，因為在光盤15的轉(zhuǎn)動中心16下面有用于轉(zhuǎn)動光盤15的圖中未畫出的馬達等，所以考慮到激光頭沿光盤15的內(nèi)圓周方向移動時，使光盤15的轉(zhuǎn)動中心16在第9圖(a)的紙面上方向中那樣地配置透鏡調(diào)節(jié)器。
第9圖(b)是從橫方向看透鏡調(diào)節(jié)器時的側(cè)面截面圖，實線97表示固定磁鐵95和保持臺93等的激光頭殼體的表面。透鏡座91很輕但是為了提高保持聚焦透鏡13的部分的鋼性，具有箱型構(gòu)造。特別是需要有用于提高剛性的橫板部分96。具有從第9圖(a)和(b)的紙面右方向，即與光盤半徑方向18垂直的光盤圓周方向入射激光束66a和66b，在鏡71上被反射的構(gòu)成。因此，在第2實施例中，與第1實施例比較，能夠?qū)⒓す忸^和光盤裝置做成薄型的。
即便在第6圖所示的本實施例中，因為跟蹤控制方向14與激光芯片安裝面62的法線方向63實際上是一致的，所以如第5圖(e)所示，對于聚焦透鏡的移動方向光利用效率變化很小，記錄功率減少，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的記錄。
如上所述，如果根據(jù)本發(fā)明，則在為了用多個激光源將信息記錄在光學(xué)信息媒體上或從光學(xué)信息媒體再生信息的激光模塊，有該激光模塊的激光頭或搭載了該激光頭的光學(xué)信息記錄再生裝置中，能夠?qū)崿F(xiàn)對于當安裝半導(dǎo)體激光芯片時產(chǎn)生的角度偏離和為了跟蹤控制的聚焦透鏡的移動，各條激光束的光利用效率很少降低和變化的激光模塊，激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置。
如上所述，與本發(fā)明有關(guān)的激光模塊，對于在激光頭或光學(xué)信息記錄再生裝置中，有多個不同波長的激光器的光源是有用的，能夠提供使該光源模塊化，將模塊化后的光源高精度地組裝起來產(chǎn)生的激光頭，以及用該激光頭即便用多個波長中的任何一個都能記錄和再生信息的裝置。
權(quán)利要求
1.光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征它具有光學(xué)信息媒體的安裝部分，安裝在多塊半導(dǎo)體激光芯片面上的光源，當將光學(xué)信息媒體安裝在上述安裝部分上時，從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的多條激光束中的各條激光束聚焦在上述光學(xué)信息媒體上成為光點的光學(xué)聚焦裝置，和為了使該光點正確地掃描該光學(xué)信息媒體的磁道，使該光學(xué)聚焦裝置沿與磁道方向垂直的跟蹤控制方向移動的透鏡調(diào)整器，安裝了該多塊半導(dǎo)體激光芯片的面實際上與上述跟蹤控制方向垂直。
2.權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征是它具有反射從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的激光束的第1反射面和將來自該第1反射面的激光束導(dǎo)入該光學(xué)聚焦裝置的第2反射面，使該第1反射面與該激光芯片安裝面形成在同一塊基片上。
3.權(quán)利要求2的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征是使來自該第1反射面的激光束從該跟蹤控制方向入射到該第2反射面，同時將該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與該光學(xué)信息媒體面平行的面內(nèi)方向上。
4.權(quán)利要求2的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征是使來自該第1反射面的激光束從該磁道方向入射到該第2反射面，同時將該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與該光學(xué)信息媒體面垂直的方向上。
5.權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征是在安裝了上述激光芯片的面上，設(shè)置接收從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的多條激光束的各激光束的光檢測元件。
6.激光頭，它的特征是它是用于當光點照射在光學(xué)信息媒體上時，進行跟蹤控制，進行信息記錄和再生的光學(xué)信息記錄再生裝置的激光頭，具有多個波長的安裝在多塊半導(dǎo)體激光芯片的各激光芯片面上的光源，和將從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的多條激光束的各條激光束聚焦在上述光學(xué)信息媒體上成為光點的光學(xué)聚焦裝置，該安裝多塊半導(dǎo)體激光芯片的面實際上與上述跟蹤控制方向垂直。
7.權(quán)利要求6的激光頭，它的特征它具有反射從該多塊半導(dǎo)體激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的激光束的第1反射面和將來自該第1反射面的激光束導(dǎo)入該光學(xué)聚焦裝置的第2反射面，將該第1反射面與該激光芯片安裝面形成在同一塊基片上。
8.權(quán)利要求7的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征將來自該第1反射面的激光束從該跟蹤控制方向入射到該第2反射面，同時將該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與該光學(xué)信息媒體面平行的面內(nèi)方向上。
9.權(quán)利要求7的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征將來自該第1反射面的激光束從該磁道方向入射到該第2反射面，同時將該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列地配置在與該光學(xué)信息媒體面垂直的方向上。
10.權(quán)利要求6的光學(xué)信息記錄再生裝置，它的特征是在安裝了上述激光芯片的面上，設(shè)置接收從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的多條激光束中各激光束的光檢測元件。
11.激光模塊，它的特征是它是當光點照射在光學(xué)信息媒體上時，用于有在構(gòu)成進行跟蹤控制，進行信息記錄和再生的光學(xué)信息記錄再生裝置的上述光學(xué)信息媒體上聚焦成光點的光學(xué)聚焦裝置的激光頭的激光模塊，它具有多個波長的安裝在多塊半導(dǎo)體激光芯片的各激光芯片面上的光源，接收從該多塊激光芯片的各激光芯片發(fā)射出來的多條激光束的各激光束的光檢測元件，和容納上述光源和上述光檢測元件的組件，該安裝了多塊半導(dǎo)體激光芯片的面實際上與上述跟蹤控制方向垂直。
12.激光模塊，它的特征是在由半導(dǎo)體基板，設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上的激光芯片安裝面，安裝在該激光芯片安裝面上的多塊半導(dǎo)體激光芯片，反射從該多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在該半導(dǎo)體基片上的反射面，和接收從該多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在該半導(dǎo)體基片上的光檢測元件構(gòu)成的組件上，將該光檢測元件配置在該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列方向上的多塊半導(dǎo)體激光芯片的兩側(cè)。
13.權(quán)利要求12的激光模塊，它的特征是該激光模塊具有容納該半導(dǎo)體基片的組件，該組件外形為在與從該組件發(fā)射的激光束的方向垂直的面內(nèi)能夠區(qū)別長方向和短方向程度的大致矩形形狀，將該多塊半導(dǎo)體激光芯片和該光檢測元件并列地配置在該組件的短方向上。
14.激光模塊，它的特征是在由半導(dǎo)體基板，設(shè)置在該半導(dǎo)體基板上的激光芯片安裝面，安裝在該激光芯片安裝面上的多塊半導(dǎo)體激光芯片，反射從該多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在該半導(dǎo)體基片上的反射面，和接收從該多塊半導(dǎo)體激光芯片發(fā)射出來的激光束的設(shè)置在該半導(dǎo)體基片上的光檢測元件構(gòu)成的組件上，該半導(dǎo)體基片具有用于與外部電子電路電連接的多個襯墊，沿與該多塊半導(dǎo)體激光芯片并列方向平行的該半導(dǎo)體基片的邊緣配置該多個襯墊。
15.權(quán)利要求14的激光模塊，它的特征是該激光模塊具有容納該半導(dǎo)體基片的組件，和用于與外部電子電路電連接的多條引線，該組件的外形為在與從該組件發(fā)射出來的激光束的方向垂直的面內(nèi)能夠區(qū)別長方向和短方向程度的大致矩形形狀，沿該組件的短邊配置該多條引線。
全文摘要
將多塊半導(dǎo)體激光芯片和與聚焦透鏡的跟蹤控制方向垂直的安裝面連接起來的激光頭。當安裝多塊半導(dǎo)體激光芯片時在面內(nèi)方向發(fā)生散亂的激光頭中,即便進行跟蹤控制,也能夠減少光點功率的變動。在第1圖中,使與多塊半導(dǎo)體激光芯片4a,4b連接的激光芯片安裝面2與聚焦透鏡13的跟蹤控制方向14垂直地配置。
文檔編號G11B7/125GK1335985SQ99816264
公開日2002年2月13日 申請日期1999年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者中村滋, 重松和男, 神定利昌 申請人:株式會社日立制作所