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JP3837902B2 - Optical pickup device - Google Patents

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JP3837902B2
JP3837902B2 JP08572198A JP8572198A JP3837902B2 JP 3837902 B2 JP3837902 B2 JP 3837902B2 JP 08572198 A JP08572198 A JP 08572198A JP 8572198 A JP8572198 A JP 8572198A JP 3837902 B2 JP3837902 B2 JP 3837902B2
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JP
Japan
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light
optical
film
substrate
incident
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JP08572198A
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JPH11283271A (en
Inventor
繁騎 竹内
和久 井手
正範 江良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Optical Head (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録及び再生を行う光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスクに対する情報の記録及び再生のための手段として従来からレーザを利用した光磁気記録用光ヘッドが利用されている。この光ヘッドは、プリズム,レンズ,各種のセンサ,及びレーザ等の個々の光学部品を高精度で組み立てたアセンブリとした固定光学系と、高速アクセス可能なように軽量化された反射ミラーや対物レンズを含む可動光学系とを備えたものがその基本的な構成である。
【0003】
このような固定光学系と可動光学系とを備えるものでは、両方の系の中での光の光路のための構成及びこれらの系どうしの間に光路を組む必要があるため、その小型軽量化には限界があった。これに対し、系全体の集積化を図るため、半導体レーザからの入射,光ディスク側の結像系への光の放出及び反射光の再入射と再生までを一つの集積ヘッドによって可能としたものを、本願出願人は既に提案し、これを特願平7−31143号として出願した。
【0004】
この集積光ヘッドは、複数のガラス板を積層したラミネートプリズム構造を利用したものである。ラミネートプリズムとは、光ディスクの記録及び再生に必要な光学機能素子をウェーハプロセス技術を用いて実装したウェーハ基板を複数枚接着し、加工した積層構造のプリズムである。このようなラミネートプリズムを用いる集積光ヘッドでは、小型軽量化は無論のこと、従来の比べると生産性が高く、プリズム内の各光学素子の位置関係は露光マスク精度で保持されるので環境特性及び長期信頼性に優れるという利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ラミネートプリズムを利用した集積光ヘッドでは、半導体レーザ照射装置によってレーザが入射すると、ビーム回折格子によって入射光が3個に分割され、光ディスク側へ放出される。光ディスクとの間での情報入力または出力の後に再びヘッド内に入射して再生センサにより受光される。
【0006】
このような集積光ヘッドでは、半導体レーザ照射装置からのレーザがヘッド内に入り込むと光が散乱し、ラミネートプリズムの各層の界面での光の反射や吸収による正常な光路の形成のほかに、光束の制御が及ばないいわゆる迷光という現象を生じる。
【0007】
この迷光は、レーザモニタやサーボセンサによるフォーカシングやトラッキングのための光検出の外乱となり、光ディスクからの情報の読み取りに大きな影響を及ぼす。特に、多数のプリズムを積層して光ヘッド機能を拡充する際の高集積化に対する障害となり、これが情報処理の精度及び処理速度にも制約を課している状況にある。
【0008】
本発明において解決すべき課題は、集積ヘッド内での不要な光の拡散や迷光を抑えてより高精度での処理が可能でより一層集積化に対応できる光ピックアップ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の光透過性の基板を積層した積層体構造を持ち、外部の発光素子からの入射光を屈折及び反射させて光情報媒体から情報を読み取り且つ受光素子までの光路を形成可能としたプリズム素子を含む光ピックアップ装置であって、入射光の入射部位から受光素子までの光路から溢れる光を吸収して光路への戻りまたは干渉を抑える光吸収手段を備え、前記光吸収手段は、前記基板の外部表面または積層方向を向く界面に備えた吸収膜としてなり、前記吸収膜は、Si,Ti,SiO を少なくとも2層以上の組み合わせとして積層した多層膜構造からなることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、複数の光透過性の基板を積層した積層体構造を持ち、外部の発光素子からの入射光を屈折及び反射させて光情報媒体から情報を読み取り且つ受光素子までの光路を形成可能としたプリズム素子を含む光ピックアップ装置であって、入射光の入射部位から受光素子までの光路から溢れる光を吸収して光路への戻りまたは干渉を抑える光吸収手段を備え、前記光吸収手段は、前記基板の外部表面または積層方向を向く界面に備えた吸収膜としてなり、前記吸収膜は、Si,Ti,SiO を少なくとも2層以上の組み合わせとして積層した多層膜構造からなるものであり、光情報媒体までの光路及びこれを読み取った後の受光素子までの光路に対して、光吸収手段が不要な光を吸収して干渉をなくすことができる。また、基板とは別体として準備した吸収膜を適切な位置に配置することによって、不要な光の回収と光路側への干渉を防止する。更に、不要な光の回収と光路側への干渉を防止するという作用を有する。
【0012】
請求項2に記載の発明は、発光素子と、前記発光素子から出射され、光情報媒体で反射された光を受光する受光素子と、複数の光学素子が内部もしくは表面に形成された光学部材とを備え、前記発光素子から出射された光を前記光学部材を介して光情報媒体に導くとともに、光情報媒体で反射されてきた光を前記光学部材を介して前記受光素子に導く光ピックアップ装置であって、前記光学部材の前記光学素子が形成されていない部分の少なくとも一部に光を吸収する光吸収手段を設け、前記光吸収手段は、前記光学部材を構成する基板の外部表面または積層方向を向く界面に備えた吸収膜としてなり、前記吸収膜は、Si,Ti,SiO を少なくとも2層以上の組み合わせとして積層した多層膜構造からなるものであり、光吸収手段が不要な光を吸収して干渉をなくすことができる。また、基板とは別体として準備した吸収膜を適切な位置に配置することによって、不要な光の回収と光路側への干渉を防止する。更に、不要な光の回収と光路側への干渉を防止するという作用を有する。
【0014】
請求項に記載の発明は、前記吸収膜の多層膜構造は、光の入射方向に臨む最も外側の膜をTiとし、その膜厚が50nm以上であって光の透過率がほぼ0としてなるものであり、光の吸収係数が大きいTiで最も外側の層を形成することによって、薄い膜厚で透過光をほぼ0にすることでき、不要な光の回収を可能にするという作用を有する。
【0015】
以下に、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の概略縦断面図、図2はラミネートプリズムの各基板を分解して示す斜視図である。
【0016】
図1において、集積光ヘッドの内部には、サブマウント51とその上に搭載された半導体レーザチップ52に沿う姿勢としてプリズム素子1が配置されている。このプリズム素子1は、図1においては下端側にフォトダイオード2を備えるとともに、図2に示すように、第1基板3,第2基板4,第3基板5,第4基板6,第5基板7,第6基板8を上から順に積層した構造を持つ。これらの第1〜第6基板3〜8はいずれもガラスを素材としたのであり、それぞれの積層面によって形成される界面の角度は半導体レーザチップ52からのレーザの照射方向と45°の角度をなす。
【0017】
第2基板4には、第3基板5との界面側に反射膜4aとビームスプリッター膜4bとを備えるとともに、第1基板3との界面側には3ビーム回折格子4cを設ける。第3基板5には、第4基板6との界面側にビームスプリッター膜5aとLDモニタホログラム5bを備え、第2基板4側との界面には非点収差ホログラム5cを備え、更に上端面側には反射膜5dを備える。そして、第5基板7は偏光分離基板として機能するもので、各基板3〜7の45°の光の入射及び反射面とは捩じれた姿勢の関係にある反射膜7aと偏光分離膜7bを備えている。
【0018】
一方、フォトダイオード2には、サーボセンサ2a,S偏光及びP偏光のための再生センサ2b及びレーザモニタセンサ2cをそれぞれ設ける。
【0019】
以上の第1〜第6基板2〜7は、図1に示すようにそれぞれの界面どうしのなす角度が45°となるように積層されてフォトダイオード2の上に一体に積層されてプリズム素子1を構成する。
【0020】
ここで、半導体レーザチップ52からレーザが第2基板4の外から水平方向に照射されると、照射レーザは反射膜4aによって上に直角に向きを変えて3ビーム回折格子4に達する。この3ビーム回折格子4cは、0次回折光(メインビーム)と±1次回折光(サイドビーム)との3個のビームに変換する。そして、これらのメインビームとサイドビームは、偏光選択性のあるビームスプリッター膜4bに入射する。
【0021】
ビームスプリッター膜4bに入射した光のうち、このビームスプリッター膜4bを透過する光は、第3基板5のLDモニタホログラム5bに向かい、その後反射膜5dからフォトダイオード2のレーザモニタセンサ2cに向けて照射される。このレーザモニタセンサ2cは照射された光を検知することにより、半導体レーザチップ52からの射出光をモニターする。
【0022】
一方、ビームスプリッター膜4bによって反射されたメインビーム及びサイドビームのビーム成分は、第2基板4の上面を透過する。そして、この透過光は、光ディスク盤(図示せず)側に配置した対物レンズ(図示せず)に入射し、対物レンズの集光作用によって光ディスク盤の情報記録面に結像される。このとき、情報記録面上における2つのサイドビームの結像スポットは、メインビームの結像スポットを中心としてほぼ対称な位置に結像される。そして、情報記録面に対して、メインビーム及びサイドビームの結像スポットにより、情報の記録または再生信号及びトラッキングとフォーカシングのいわゆるサーボ信号の読出を行う。
【0023】
光ディスク盤の情報記録面によって反射されたメインビーム及びサイドビームの戻り光は、再び第2基板4のビームスプリッター膜4bに入射する。このビームスプリッター膜4bは、入射面に対して平行な振動成分を有する光(P偏光成分)に対してほぼ100%の透過率を有し、垂直な振動成分(S偏光成分)に対しては一定の反射率を持つ。
【0024】
ビームスプリッター膜4bを透過した光は、第3基板5のビームスプリッター膜5aに入射する。このビームスプリッター膜5aも、第2基板4のビームスプリッター膜4bと同様に、P偏光成分に対して100%の透過率を持ち、S偏光成分に対しては一定の反射率を持つものである。そして、ビームスプリッター膜5aに達した光のうちこれを透過した光成分は、第5基板7の偏光性分離膜7b及び反射膜7aを経由して再生センサ2bに入射する。
【0025】
また、ビームスプリッター膜5aを透過しない光はこの部分で反射された後に非点収差ホログラム5cに向かい、これからサーボセンサ2aに照射されてフォーカスエラーが非点収差法により行われ、トラッキングエラーが3ビーム法により行われる。
【0026】
以上のように、半導体レーザチップ52からレーザをプリズム素子1に入射させることで、光ディスク盤からの情報の読み取り及び再生が行われる。そして、この再生と同時にフォーカスエラー及びトラッキングエラーの検知が同時に実行される。
【0027】
ここで、半導体レーザチップ52からのレーザが第2基板4に照射された後には、図中に示すように明確に区分された光路を形成するのではなく、各基板3〜8の全てに拡散していき、プリズム素子1の全体から発光しているような外観となる。そして、各基板3〜8はガラス製であることから、これらの基板3〜8を外に抜けた透過光は光集積ヘッドの外郭材を形成している金属製のケースの内面に当たって反射し、プリズム素子1の中に再び入射することにもなる。
【0028】
以上のことから、従来の技術の項でも述べたように、プリズム素子1に内部には迷光が発生することになり、これがサーボセンサ2a,再生センサ2b及びレーザモニタセンサ2cに対する外乱を招く。これに対し、本発明では、このような迷光の発生を抑えるため、光ディスク盤側までの光の照射光路や各センサ2a,2b,2cへの光路をパスする光に不要な光が干渉しないようにするため、照射された光を吸収する金属の吸収膜を所定の位置に設ける。
【0029】
図3は各基板3〜8の分解側面図であって、第2基板4に第1吸収膜Aと第2吸収膜Bとを形成した例を示す。これらの第1吸収膜A及び第2吸収Bは、Si,Ti,SiO2のうちの少なくとも2つ以上を積層した組み合わせとしたものであり、たとえば、SiとTiの2層としたり、Si,SiO2,Ti,Si,Tiの順に積層した5層の構成とすることができる。
【0030】
ここで、第1吸収膜A及び第2吸収膜Bは、図3の例では第2基板4と第3基板5との境界に形成されているが、これに代えてプリズム素子1の外面に設けたり、基板3〜8の他の境界の組み合わせ部分に設けるようにしてもよい。これらの第1吸収膜A及び第2吸収膜Bの配置については、先に述べた光路についての干渉がないような配置とすることが基本である。なお、Si,SiO2,Ti等の形成は、蒸着法またはスパッタ法を用いればよい。また本実施の形態では積層構造を有するプリズム素子1を用いて光を所定の位置に導いていたが、積層構造を有しないものであっても、光を複数回反射もしくは屈折させて所定の位置に導く働きを有する光学部材であれば、本発明の吸収手段を適用することができる。
【0031】
また、このような第1,第2吸収膜A,Bを配置したものであれば、半導体レーザチップ52からレーザが照射されるとき、図1に示したような光路が得られるように、不要な光が吸収膜によって全て吸収することができる。このとき、吸収膜は照射された光を全く反射することなく吸収してその光エネルギを熱エネルギに変換するので、光ディスク盤や各センサ2a〜2cにそれぞれ向かう光路への不要な光の干渉が避けられ、照射光に対する外乱を抑えることができる。したがって、光ディスク盤との間での情報の授受や各センサ2a〜2bへの情報の伝達の精度が向上し、高精度の光ピックアップ装置を得ることができる。
【0032】
【実施例】
図4は光の入射方向によりSi,Tiの順に膜厚をSiを29.2nm,Tiを200nmとして形成したときの、入射光波長に対する反射率と透過率の特性を示す線図である。そして、半導体レーザチップ52からのレーザ波長790nmに対しても、反射率は1%以下で透過率は0であり、光の吸収膜として機能することが判る。
【0033】
このような特性を持つ吸収膜を、図1においてプリズム素子1の側面5Eに一様に形成した場合では、ビームスプリッター4bを透過し、5E面に入射する光を吸収することができ、サーボセンサ2aや再生センサ2bに入射する不要な光を回収できる。
【0034】
図5は光の入射方向によりSi,SiO2,Ti,Si,Tiの順とした5層構造であって、それぞれの膜厚を、Si=21.8nm,SiO2=17.9nm,Ti=25.3nm,Si=31.0,Ti=200nmで形成したときの入射光波長に対する反射率と透過率の特性を示す線図である。このような5層構造においても、図4に示したSi,Tiの2層構造のものと同様の特性を示している。
【0035】
ここで、不要な光は、どの方向から吸収膜に入射するかは特定することはできない。したがって、光の入射角が様々に変わっても、吸収膜による光吸収特性が維持されなければならない。
【0036】
図6は図4のSi,Tiの2層構造及び図5のSi,SiO2,Ti,Si,Tiの順とした5層構造とした場合のS偏光及びP偏光に対する反射率を比較した線図である。なお、S及びPの添え数字1は2層構造のもの、添え数字2は5層構造に対応している。
【0037】
この線図から明らかなように、それぞれの層構造の吸収膜の入射角特性については、Si,SiO2,Ti,Si,Tiの5層構造のほうが2層構造のものよりも広い入射角特性を持つことが判る。したがって、不要な光の入射方向が一義的に推測できないか全くランダムに起きる現象として捉えられるのであれば、Si,SiO2,Ti,Si,Tiの5層構造の吸収膜とすることが有効となる。
【0038】
また、光の透過率を0とするためには、光の入射方向から最外層に吸収係数が大きい層を形成すればよく、これは最外層としてTiを用いることによって可能である。すなわち、図7に示すように、Tiの膜厚に対する透過率は、その膜厚が50nm以上で透過率は3%以下になる傾向が明らかなので、吸収膜の透過率特性として有効に利用することができる。
【0039】
以上は光の吸収膜をプリズム素子1の外面5Eに形成した場合の特性であるが、図8はたとえば図3に示したように第2基板4と第3基板5との境界に形成された場合の反射率と透過率の特性を示すものである。このとき、Si=15.1nm,SiO2=31.6nm,Ti=12.6nm,Si=23.1,Ti=200nmとしたものであり、外面5Eに形成した場合と同様の特性を持つことが確認された。
【0040】
【発明の効果】
請求項1,2の発明では、光情報媒体までの光路及びこれを読み取った後の受光素子までの光路に対して、光吸収手段が不要な光を吸収して干渉をなくすことができるので、光ディスク盤等からの情報の読み取り精度が更に一層向上し、画像や音声等の再生がより最適化される。また、基板とは別体として準備した吸収膜を適切な位置に配置しさえすれば、不要な光の回収と光路側への干渉が防止されるので、スパッタ法や蒸着法等の旧来の手法で簡単に吸収膜を形成した製品が得られ、Si,Ti,SiO の限られた材料の組み合わせだけで不要な光の回収と光路側への干渉を防止することができる。
【0043】
請求項に記載の発明は、光の吸収係数が大きいTiを最外層に形成することによって、吸収膜が薄くても膜厚で透過光をほぼ0にすることができ、吸収膜の層厚を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による光ピックアップ装置の概略縦断面図
【図2】基板を分解して示す概略斜視図
【図3】吸収膜を第2基板と第3基板との境界に形成する例を示すプリズム素子の分解側面図
【図4】図4は光の入射方向によりSi,Tiの順に膜厚をSiを29.2nm,Tiを200nmとして形成したときの、入射光波長に対する反射率と透過率の特性を示す線図
【図5】光の入射方向によりSi,SiO2,Ti,Si,Tiの順とした5層構造であって、それぞれの膜厚を、Si=21.8nm,SiO2=17.9nm,Ti=25.3nm,Si=31.0,Ti=200nmで形成したときの入射光波長に対する反射率と透過率の特性を示す線図
【図6】図4のSi,Tiの2層構造及び図5のSi,SiO2,Ti,Si,Tiの順とした5層構造とした場合のS偏光及びP偏光に対する反射率を比較した線図
【図7】Tiの膜厚に対する透過率の特性図
【図8】プリズム素子の中に吸収膜を形成した場合の反射率と透過率の特性を示す線図
【符号の説明】
1 プリズム素子
2 フォトダイオード
2a サーボセンサ
2b 再生センサ
2c レーザモニタセンサ
3 第1基板
4 第2基板
4a 反射膜
4b ビームスプリッター膜
4c 3ビーム回折格子
5 第3基板
5a ビームスプリッター膜
5b LDモニタホログラム
5c 非点収差ホログラム
5d 反射膜
6 第4基板
7 第5基板
7a 反射膜
7b 偏光分離膜
8 第6基板
51 サブマウント
52 半導体レーザチップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device that records and reproduces information.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical head for magneto-optical recording using a laser has been used as a means for recording and reproducing information on an optical disk. This optical head consists of a fixed optical system that is an assembly of individual optical components such as prisms, lenses, various sensors, and lasers with high precision, and a reflection mirror and objective lens that are reduced in weight so that they can be accessed at high speed. The basic structure is provided with a movable optical system including
[0003]
In such a system having a fixed optical system and a movable optical system, it is necessary to construct an optical path for light in both systems and to form an optical path between these systems. There were limits. On the other hand, in order to integrate the entire system, a single integrated head enables the incident from the semiconductor laser, the emission of light to the imaging system on the optical disk side, and the re-incidence and reproduction of the reflected light. The present applicant has already proposed and filed this as Japanese Patent Application No. 7-31143.
[0004]
This integrated optical head uses a laminated prism structure in which a plurality of glass plates are laminated. The laminate prism is a prism having a laminated structure in which a plurality of wafer substrates on which optical functional elements necessary for recording and reproduction of an optical disk are mounted using a wafer process technology are bonded and processed. In an integrated optical head using such a laminated prism, it goes without saying that the size and weight are reduced, and the productivity is higher than the conventional one, and the positional relationship of each optical element in the prism is maintained with the exposure mask accuracy, so that the environmental characteristics and There is an advantage of excellent long-term reliability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In an integrated optical head using a laminate prism, when a laser is incident by a semiconductor laser irradiation device, incident light is divided into three by a beam diffraction grating and emitted to the optical disc side. After inputting or outputting information to or from the optical disc, it enters the head again and is received by the reproduction sensor.
[0006]
In such an integrated optical head, when the laser from the semiconductor laser irradiation device enters the head, the light is scattered, and in addition to forming a normal optical path by reflecting and absorbing light at the interface of each layer of the laminate prism, This causes a phenomenon of so-called stray light that cannot be controlled.
[0007]
This stray light becomes a disturbance of light detection for focusing and tracking by a laser monitor or a servo sensor, and greatly affects reading of information from the optical disk. In particular, it becomes an obstacle to high integration when the optical head function is expanded by stacking a large number of prisms, which imposes restrictions on the accuracy and processing speed of information processing.
[0008]
The problem to be solved by the present invention is to provide an optical pickup device capable of processing with higher accuracy by suppressing unnecessary light diffusion and stray light in the integrated head and capable of further integration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a laminated structure in which a plurality of light transmissive substrates are laminated, and can refract and reflect incident light from an external light emitting element to read information from an optical information medium and form an optical path to a light receiving element. an optical pickup apparatus comprising a prism element and provided with a light absorbing means for suppressing a return or interference with the optical path by absorbing light overflowing from the optical path from the entrance site of the incident light to the light receiving element, said light absorbing means The absorption film is provided on the outer surface of the substrate or the interface facing the stacking direction, and the absorption film has a multilayer structure in which Si, Ti, and SiO 2 are stacked as a combination of at least two layers. To do.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention described in claim 1 has a laminated structure in which a plurality of light-transmitting substrates are laminated, reads information from an optical information medium by refracting and reflecting incident light from an external light emitting element, and also to a light receiving element. An optical pickup device including a prism element that can form the optical path of the optical pickup, comprising light absorbing means that absorbs light overflowing from the optical path from the incident site of incident light to the light receiving element and suppresses return to the optical path or interference , The light absorption means is an absorption film provided on the outer surface of the substrate or an interface facing the stacking direction, and the absorption film has a multilayer film structure in which Si, Ti, and SiO 2 are stacked as a combination of at least two layers. and become one with respect to the optical path to the light receiving element after reading the optical path and this until the optical information medium, the light absorbing means can be eliminated interference by absorbing unwanted light. Further, by arranging an absorption film prepared separately from the substrate at an appropriate position, unnecessary light collection and interference with the optical path side can be prevented. Further, it has the effect of preventing unnecessary light collection and interference to the optical path side .
[0012]
The invention according to claim 2 is a light-emitting element, a light-receiving element that receives light emitted from the light-emitting element and reflected by an optical information medium, and an optical member having a plurality of optical elements formed inside or on the surface An optical pickup device that guides the light emitted from the light emitting element to the optical information medium through the optical member and guides the light reflected by the optical information medium to the light receiving element through the optical member. A light absorbing means for absorbing light is provided in at least a part of a portion of the optical member where the optical element is not formed, and the light absorbing means is an external surface of the substrate constituting the optical member or a stacking direction. It becomes as absorbing film provided on the surface facing the absorbing film, Si, Ti, and made of a multilayer structure obtained by stacking SiO 2 as a combination of at least two layers, the light absorbing means not It can absorb important light and eliminate interference. Further, by arranging an absorption film prepared separately from the substrate at an appropriate position, unnecessary light collection and interference with the optical path side can be prevented. Further, it has the effect of preventing unnecessary light collection and interference to the optical path side .
[0014]
Invention according to claim 3, multilayer film structure of the absorbing film, the outermost layer facing the incident direction of light and Ti, consisting as 0 transmittance substantially light there is a film thickness of 50nm or more By forming the outermost layer of Ti having a large light absorption coefficient, the transmitted light can be reduced to almost zero with a thin film thickness, and it is possible to recover unnecessary light.
[0015]
Specific examples of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing each substrate of a laminate prism.
[0016]
In FIG. 1, a prism element 1 is disposed in the integrated optical head in a posture along a submount 51 and a semiconductor laser chip 52 mounted thereon. The prism element 1 includes a photodiode 2 on the lower end side in FIG. 1 and, as shown in FIG. 2, a first substrate 3, a second substrate 4, a third substrate 5, a fourth substrate 6, and a fifth substrate. 7. It has a structure in which the sixth substrate 8 is laminated in order from the top. These first to sixth substrates 3 to 8 are all made of glass, and the angle of the interface formed by the respective laminated surfaces is 45 ° with respect to the direction of laser irradiation from the semiconductor laser chip 52. Eggplant.
[0017]
The second substrate 4 includes a reflective film 4 a and a beam splitter film 4 b on the interface side with the third substrate 5, and a three-beam diffraction grating 4 c on the interface side with the first substrate 3. The third substrate 5 includes a beam splitter film 5a and an LD monitor hologram 5b on the interface side with the fourth substrate 6, and an astigmatism hologram 5c on the interface with the second substrate 4 side. Includes a reflective film 5d. The fifth substrate 7 functions as a polarization separation substrate, and includes a reflection film 7a and a polarization separation film 7b that are twisted with respect to the 45 ° light incident and reflection surfaces of the respective substrates 3 to 7. ing.
[0018]
On the other hand, the photodiode 2 is provided with a servo sensor 2a, a reproduction sensor 2b for S polarization and P polarization, and a laser monitor sensor 2c, respectively.
[0019]
As shown in FIG. 1, the first to sixth substrates 2 to 7 are laminated so that the angle formed between the respective interfaces is 45 °, and are laminated integrally on the photodiode 2 to form the prism element 1. Configure.
[0020]
Here, when the laser is irradiated from the outside of the second substrate 4 in the horizontal direction from the semiconductor laser chip 52, the irradiation laser is turned upward at a right angle by the reflection film 4 a and reaches the three-beam diffraction grating 4. The three-beam diffraction grating 4c converts three beams of zero-order diffracted light (main beam) and ± first-order diffracted light (side beam). These main beam and side beam are incident on the beam splitter film 4b having polarization selectivity.
[0021]
Of the light that has entered the beam splitter film 4b, the light that passes through the beam splitter film 4b is directed to the LD monitor hologram 5b of the third substrate 5, and then from the reflective film 5d to the laser monitor sensor 2c of the photodiode 2. Irradiated. The laser monitor sensor 2c monitors the light emitted from the semiconductor laser chip 52 by detecting the irradiated light.
[0022]
On the other hand, the beam components of the main beam and the side beam reflected by the beam splitter film 4 b are transmitted through the upper surface of the second substrate 4. Then, the transmitted light is incident on an objective lens (not shown) disposed on the optical disc board (not shown) side, and is imaged on the information recording surface of the optical disc board by the focusing action of the objective lens. At this time, the image spots of the two side beams on the information recording surface are imaged at substantially symmetrical positions around the image spot of the main beam. Then, information recording or reproducing signals and reading of so-called servo signals for tracking and focusing are performed on the information recording surface using the imaging spots of the main beam and side beams.
[0023]
The main beam and side beam return light reflected by the information recording surface of the optical disc is incident on the beam splitter film 4b of the second substrate 4 again. This beam splitter film 4b has a transmittance of almost 100% with respect to light having a vibration component parallel to the incident surface (P-polarized component), and with respect to a vertical vibration component (S-polarized component). Has a constant reflectivity.
[0024]
The light transmitted through the beam splitter film 4 b is incident on the beam splitter film 5 a of the third substrate 5. Similarly to the beam splitter film 4b of the second substrate 4, the beam splitter film 5a also has a transmittance of 100% for the P-polarized component and a constant reflectance for the S-polarized component. . Then, the light component transmitted through the beam splitter film 5a enters the reproduction sensor 2b via the polarizing separation film 7b and the reflection film 7a of the fifth substrate 7.
[0025]
Further, the light that does not pass through the beam splitter film 5a is reflected by this portion and then travels toward the astigmatism hologram 5c. From there, it is irradiated to the servo sensor 2a, the focus error is performed by the astigmatism method, and the tracking error is 3 beams. Done by law.
[0026]
As described above, the laser is incident on the prism element 1 from the semiconductor laser chip 52 to read and reproduce information from the optical disk. Simultaneously with this reproduction, detection of a focus error and a tracking error is performed simultaneously.
[0027]
Here, after the laser beam from the semiconductor laser chip 52 is irradiated onto the second substrate 4, it does not form a clearly separated optical path as shown in the figure but diffuses to all the substrates 3 to 8. Thus, the appearance is as if light is emitted from the entire prism element 1. And since each board | substrate 3-8 is glass, the transmitted light which passed through these board | substrates 3-8 hits the inner surface of the metal case which forms the outline material of an optical integrated head, and reflects, It also enters the prism element 1 again.
[0028]
From the above, stray light is generated inside the prism element 1 as described in the section of the prior art, and this causes disturbance to the servo sensor 2a, the reproduction sensor 2b, and the laser monitor sensor 2c. On the other hand, in the present invention, in order to suppress the occurrence of such stray light, unnecessary light does not interfere with the light irradiation light path to the optical disc board side or the light passing through the optical path to each sensor 2a, 2b, 2c. Therefore, a metal absorption film that absorbs irradiated light is provided at a predetermined position.
[0029]
FIG. 3 is an exploded side view of each of the substrates 3 to 8 and shows an example in which the first absorption film A and the second absorption film B are formed on the second substrate 4. The first absorption film A and the second absorption B are combinations in which at least two of Si, Ti, and SiO 2 are laminated. For example, two layers of Si and Ti, A five-layer structure in which SiO 2 , Ti, Si, and Ti are laminated in this order can be employed.
[0030]
Here, the first absorption film A and the second absorption film B are formed at the boundary between the second substrate 4 and the third substrate 5 in the example of FIG. 3, but instead, on the outer surface of the prism element 1. You may make it provide in the combination part of the other boundary of board | substrates 3-8. The arrangement of the first absorption film A and the second absorption film B is basically such that there is no interference with the optical path described above. Note that the formation of Si, SiO 2 , Ti, or the like may be performed using a vapor deposition method or a sputtering method. In the present embodiment, the light is guided to a predetermined position using the prism element 1 having a laminated structure. However, even if the prism element 1 does not have a laminated structure, the light is reflected or refracted a plurality of times to obtain a predetermined position. The absorbing means of the present invention can be applied as long as it is an optical member having a function of leading to the above.
[0031]
Further, if the first and second absorption films A and B are arranged, it is unnecessary so that the optical path as shown in FIG. 1 can be obtained when the laser is irradiated from the semiconductor laser chip 52. All light can be absorbed by the absorption film. At this time, the absorbing film absorbs the irradiated light without reflecting it at all, and converts the light energy into heat energy, so that unnecessary light interference to the optical path directed to the optical disc board and each of the sensors 2a to 2c is caused. It can be avoided and disturbance to the irradiated light can be suppressed. Therefore, the accuracy of the exchange of information with the optical disc board and the transmission of information to the sensors 2a to 2b is improved, and a highly accurate optical pickup device can be obtained.
[0032]
【Example】
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of reflectance and transmittance with respect to the incident light wavelength when the film thicknesses of Si and Ti are set to 29.2 nm and Ti is 200 nm in the light incident direction. It can also be seen that the reflectance is 1% or less and the transmittance is 0 even for the laser wavelength of 790 nm from the semiconductor laser chip 52, and it functions as a light absorption film.
[0033]
In the case where the absorption film having such characteristics is uniformly formed on the side surface 5E of the prism element 1 in FIG. 1, the light that passes through the beam splitter 4b and is incident on the 5E surface can be absorbed. Unnecessary light incident on 2a and the reproduction sensor 2b can be recovered.
[0034]
FIG. 5 shows a five-layer structure in the order of Si, SiO 2 , Ti, Si, and Ti depending on the incident direction of light. The respective film thicknesses are Si = 21.8 nm, SiO 2 = 17.9 nm, and Ti = It is a diagram which shows the characteristic of the reflectance and transmittance | permeability with respect to an incident light wavelength when forming by 25.3 nm, Si = 31.0, and Ti = 200 nm. Such a five-layer structure also exhibits the same characteristics as those of the two-layer structure of Si and Ti shown in FIG.
[0035]
Here, it is not possible to specify from which direction the unnecessary light enters the absorption film. Therefore, even if the incident angle of light changes variously, the light absorption characteristic by an absorption film must be maintained.
[0036]
FIG. 6 is a line comparing the reflectance for S-polarized light and P-polarized light in the case of the two-layer structure of Si and Ti in FIG. 4 and the five-layer structure in the order of Si, SiO 2 , Ti, Si, and Ti in FIG. FIG. The subscript number 1 for S and P corresponds to a two-layer structure, and the subscript number 2 corresponds to a five-layer structure.
[0037]
As is apparent from this diagram, the incident angle characteristics of the absorption films of the respective layer structures are wider in the five-layer structure of Si, SiO 2 , Ti, Si, and Ti than in the two-layer structure. You can see that Therefore, if the incident direction of unnecessary light cannot be uniquely estimated or can be regarded as a phenomenon that occurs at random, it is effective to use an absorption film having a five-layer structure of Si, SiO 2 , Ti, Si, and Ti. Become.
[0038]
In order to reduce the light transmittance to 0, a layer having a large absorption coefficient may be formed in the outermost layer from the light incident direction, and this is possible by using Ti as the outermost layer. That is, as shown in FIG. 7, the transmittance with respect to the film thickness of Ti has a tendency that the film thickness is 50 nm or more and the transmittance is 3% or less. Can do.
[0039]
The above is the characteristic when the light absorption film is formed on the outer surface 5E of the prism element 1, but FIG. 8 is formed at the boundary between the second substrate 4 and the third substrate 5, for example, as shown in FIG. In this case, the characteristics of reflectance and transmittance are shown. At this time, Si = 15.1 nm, SiO 2 = 31.6 nm, Ti = 12.6 nm, Si = 23.1, and Ti = 200 nm, and have the same characteristics as those formed on the outer surface 5E. Was confirmed.
[0040]
【The invention's effect】
In the first and second aspects of the invention, the light absorbing means can absorb unnecessary light and eliminate interference with the optical path to the optical information medium and the optical path to the light receiving element after reading the optical path. The reading accuracy of information from an optical disc or the like is further improved, and the reproduction of images, sounds, etc. is further optimized. In addition, as long as the absorption film prepared separately from the substrate is placed in an appropriate position, unnecessary light collection and interference with the optical path side can be prevented. Therefore, conventional methods such as sputtering and vapor deposition are used. in easily absorbing film was formed product is obtained, it is possible to prevent Si, Ti, interference to recover the optical path side just unnecessary light combination of a limited material SiO 2.
[0043]
In the invention according to claim 3 , by forming Ti having a large light absorption coefficient in the outermost layer, the transmitted light can be reduced to almost zero even if the absorption film is thin. Can be made thinner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an exploded substrate. FIG. 3 is a boundary between a second substrate and a third substrate. 4 is an exploded side view of the prism element showing an example of forming the film in the form of FIG. 4. FIG. 4 shows the incident light wavelength when Si and Ti are formed in the order of Si with a film thickness of 29.2 nm and Ti of 200 nm according to the incident direction of light. FIG. 5 is a five-layer structure in the order of Si, SiO 2 , Ti, Si, Ti depending on the incident direction of light. FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of reflectance and transmittance with respect to the incident light wavelength when formed at 21.8 nm, SiO 2 = 17.9 nm, Ti = 25.3 nm, Si = 31.0, and Ti = 200 nm. The two-layer structure of Si and Ti in FIG. 4 and Si and SiO in FIG. 2 is a diagram comparing the reflectance for S-polarized light and P-polarized light in a 5-layer structure in the order of Ti, Si, and Ti. FIG. 7 is a characteristic diagram of transmittance with respect to the thickness of Ti. Diagram showing the characteristics of reflectance and transmittance when an absorption film is formed in the element 【Explanation of symbols】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Prism element 2 Photodiode 2a Servo sensor 2b Reproduction sensor 2c Laser monitor sensor 3 1st board | substrate 4 2nd board | substrate 4a Reflective film 4b Beam splitter film | membrane 4c 3 beam diffraction grating 5 3rd board | substrate 5a Beam splitter film | membrane 5b LD monitor hologram 5c Non Point aberration hologram 5d Reflective film 6 Fourth substrate 7 Fifth substrate 7a Reflective film 7b Polarization separation film 8 Sixth substrate 51 Submount 52 Semiconductor laser chip

Claims (3)

複数の光透過性の基板を積層した積層体構造を持ち、外部の発光素子からの入射光を屈折及び反射させて光情報媒体から情報を読み取り且つ受光素子までの光路を形成可能としたプリズム素子を含む光ピックアップ装置であって、入射光の入射部位から受光素子までの光路から溢れる光を吸収して光路への戻りまたは干渉を抑える光吸収手段を備え
前記光吸収手段は、前記基板の外部表面または積層方向を向く界面に備えた吸収膜としてなり、前記吸収膜は、Si,Ti,SiO を少なくとも2層以上の組み合わせとして積層した多層膜構造からなることを特徴とする光ピックアップ装置。
A prism element that has a laminated structure in which a plurality of light-transmitting substrates are laminated, and can refract and reflect incident light from an external light emitting element to read information from an optical information medium and form an optical path to a light receiving element. An optical pickup device comprising: a light absorbing means that absorbs light overflowing from an optical path from an incident site of incident light to a light receiving element and suppresses return to the optical path or interference ;
The light absorption means is an absorption film provided on the outer surface of the substrate or an interface facing the stacking direction, and the absorption film has a multilayer film structure in which Si, Ti, and SiO 2 are stacked as a combination of at least two layers. the optical pickup apparatus characterized by comprising.
発光素子と、前記発光素子から出射され、光情報媒体で反射された光を受光する受光素子と、複数の光学素子が内部もしくは表面に形成された光学部材とを備え、前記発光素子から出射された光を前記光学部材を介して光情報媒体に導くとともに、光情報媒体で反射されてきた光を前記光学部材を介して前記受光素子に導く光ピックアップ装置であって、前記光学部材の前記光学素子が形成されていない部分の少なくとも一部に光を吸収する光吸収手段を設け
前記光吸収手段は、前記光学部材を構成する基板の外部表面または積層方向を向く界面に備えた吸収膜としてなり、前記吸収膜は、Si,Ti,SiO を少なくとも2層以上の組み合わせとして積層した多層膜構造からなることを特徴とする光ピックアップ装置。
A light-emitting element; a light-receiving element that receives light emitted from the light-emitting element and reflected by an optical information medium; and an optical member having a plurality of optical elements formed inside or on the surface, and is emitted from the light-emitting element. The optical pickup device guides the reflected light to the optical information medium via the optical member and guides the light reflected by the optical information medium to the light receiving element via the optical member, A light absorbing means for absorbing light is provided in at least a part of the portion where the element is not formed ,
The light absorbing means is an absorption film provided on the outer surface of the substrate constituting the optical member or an interface facing the stacking direction, and the absorption film is a combination of at least two layers of Si, Ti, and SiO 2. An optical pickup device comprising a multilayer film structure .
前記吸収膜の多層膜構造は、光の入射方向に臨む最も外側の膜をTiとし、その膜厚が50nm以上であって光の透過率がほぼ0としてなることを特徴とする請求項1,2いずれか1項に記載の光ピックアップ装置。The multilayer structure of the absorption film is characterized in that the outermost film facing the light incident direction is Ti, the film thickness is 50 nm or more, and the light transmittance is substantially zero . 2. The optical pickup device according to any one of 2 above.
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