專利名稱：光學器件、光拾取器與光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及于光盤的記錄面上讀出記錄的信息或記錄信息的光盤裝置以及此裝置中所用的光拾取器與光學器件，特別涉及到應(yīng)用微加工技術(shù)的光學器件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
利用光將信息記錄于盤狀的記錄媒體上或?qū)⒂涗浀男畔⒆x出再生的光盤裝置，存在有應(yīng)用波長約780nm的發(fā)光元件的CD-ROM、CD-R、CD-RW等的CD，以及應(yīng)用波長約650nm的發(fā)光元件的DVD-ROM、DVD-R、DVD-RAM等的DVD，現(xiàn)在正廣為普及地有效地利用它們各自的特征。于是迫切希望有一臺光盤裝置來應(yīng)對多種光盤。此外，隨著節(jié)點型個人計算機的普及，也要求光盤裝置與光拾取器小型與薄型化。這種光拾取器的已有例子是在光拾取器的機殼中設(shè)有于波長655nm附近振蕩的激光光源、于波長785nm附近振蕩的激光光源、棱鏡、半反射鏡、準直透鏡、垂直反射鏡、移動機構(gòu)、物鏡、檢測透鏡、光探測器(光接收元件)以及前監(jiān)控器。來自兩個激光光源的光經(jīng)棱鏡、半反射鏡反射或透過，經(jīng)準直透鏡變?yōu)槠叫泄猓纱怪狈瓷溏R反射，通過物鏡而會聚于光盤上。為光盤反射的光再通過物鏡、垂直反射鏡、準直透鏡與半反射鏡，在通過檢測透鏡后入射到光探測器。光探測器分割成多個光接收區(qū)，進行聚焦誤差信號與跟蹤誤差信號的探測以及再生信號的探測(例如參考特許文獻1)。
特許文獻1特開2000-269804號公報(第2-3頁，圖1)。

發(fā)明內(nèi)容
由光拾取器探測信號時重要的是發(fā)光元件與光接收元件以及棱鏡與半反射鏡的固定位置。若未對這種固定位置進行精密地調(diào)整，就會發(fā)生入射到光接收元件的光的位置偏移而不能正確地進行信息的記錄再生的問題。特別是在記錄時和使用高密度記錄媒體時，為了確保盤上信息的再現(xiàn)性，要求光學部件等有很高的定位精度。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，為了確保組裝時的位置精度和對固定位置作精密調(diào)整，采用了使棱鏡接合面的一部分露出而能與機殼等保持部件接觸的結(jié)構(gòu)。但在上述已有技術(shù)中是由機殼等保持部件的表面精度來決定位置精度與精密調(diào)節(jié)，因而未必能進行穩(wěn)定的組裝。此外，為了要露出棱鏡的一部分就需有多余的空間。還由于將包裝的激光光源用作光源而未必能使裝置充分地小型化。再者，當于CD-R或DVD-RAM等中進行記錄時，由于激光的輸出增大會有因發(fā)光元件發(fā)熱導致溫度上升問題。
本發(fā)明的目的在于提供即使應(yīng)用多個發(fā)光元件時，也能使發(fā)光元件與棱鏡等光學部件以良好的精度組裝且具有小型、薄型化的放熱性良好的優(yōu)點的光學器件，以及提供應(yīng)用這種光學器件且具有小型、薄型化優(yōu)點的高性能光拾取器及光盤裝置。為達到上述目的，本發(fā)明取下述結(jié)構(gòu)。
(1)本發(fā)明提供一種光學器件，其特征在于在同一基板上裝載光學部件和多個發(fā)光元件，通過設(shè)置在上述基板上的臺階狀變形使光學部件的裝載面與發(fā)光元件的裝載面不相同，與上述基板的光學部件裝載面垂直的周圍的至少一個面成為開放面；沿著由上述臺階狀變形所產(chǎn)生的邊形成光學部件的反射面、透過面或者衍射光柵面，在該面上，偏光軸與同一方向的多個發(fā)光元件的光軸相交，從上述開放面發(fā)出發(fā)光元件的出射光。
(2)在(1)中，在裝載上述發(fā)光元件的基板的面上，在由多個發(fā)光元件的光軸以及這些光軸相交的焦點所包圍的主要范周內(nèi)，形成與上述發(fā)光元件進行電連接的薄膜電極。
(3)在(1)或(2)中，在上述基板的一部分之上形成通孔，該光學器件具有檢測透過該通孔的出射光的光接收元件。
(4)本發(fā)明提供一種光拾取器，包括發(fā)光元件，用于再生作為記錄媒體的盤上的信息，或者向盤上記錄信息；成為檢測器的光接收元件；光學部件，對從發(fā)光元件到光接收元件的檢測光進行引導，其特征在于該光拾取器還具有(1)到(3)任一項所述的光學器件。
(5)本發(fā)明提供一種光拾取器，包括發(fā)光元件，用于再生作為記錄媒體的盤上的信息，或者向盤上記錄信息；成為檢測器的光接收元件；光學部件，對從發(fā)光元件到光接收元件的檢測光進行引導，其特征在于將(3)(4)所述的光學器件的薄膜電極配置在遠離盤中心的位置，將外部配線與該薄膜電極直接連接，將該外部配線沿著光拾取器的盤外周側(cè)設(shè)置。
(6)本發(fā)明提供一種光盤裝置，用于對于作為記錄媒體的盤進行信息記錄或者再生，對光拾取器進行控制以及對來自光拾取器的信號進行處理，其特征在于該光盤裝置具有(4)(5)所述的光拾取器。
根據(jù)本發(fā)明，能提供可以以良好精度組裝發(fā)光元件與光學部件而且取小型薄型形式的放熱性良好的光學器件。此外還能提供采用了這種光學器件的小型高性能的光拾取器，進而能提供光盤裝置。


圖1是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件與棱鏡的光學器件的透視圖。
圖2是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件與棱鏡的光學器件的組裝結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件與棱鏡的光學器件的定位說明圖。
圖4是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件以及兩面有反射透過面的棱鏡的光學器件的透視圖。
圖5是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件以及兩面有反射透過面的棱鏡的光學器件的定位說明圖。
圖6是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件以及兩面有反射透過面的棱鏡的光學器件的通孔與光接收元件的裝載的說明圖。
圖7是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件以及兩面有反射透過面的棱鏡與透鏡的光學器件的透視圖。
圖8是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有1個發(fā)光元件與棱鏡的光學器件的透視圖。
圖9是本發(fā)明一實施例的在硅架上具有2個發(fā)光元件與棱鏡的光學器件的局部安裝的說明圖。
圖10是模式地示明圖1的透視圖中A-A剖面的剖面圖。
圖11是示明圖1的硅架的制造工藝的圖。
圖12是裝載有本發(fā)明的光學器件的光拾取器機殼的透視圖。
圖13是裝載有本發(fā)明的光學器件的光盤裝置的說明圖。
圖中各標號的意義如下1硅架 2、3 發(fā)光元件4棱鏡 5 硅基板6氧化硅膜 7 薄膜電極9焊錫 19蝕刻側(cè)面20 棱鏡裝載用蝕刻面 28蝕刻側(cè)面31 垂直蝕刻溝 34貫通用垂直蝕刻溝42 光拾取器 43光盤裝置52 軟配線 53薄膜電極具體實施形式下面用

本發(fā)明的實施形式。
圖1是本發(fā)明光學器件第一實施例的透視圖。于單晶硅組成的硅架1上裝設(shè)有發(fā)出第一波長的光的第一發(fā)光元件2與發(fā)出第二波長的光的第二發(fā)光元件3，以及將第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3的光路合成的棱鏡4，它們構(gòu)成光學器件，可以將激光光源用作發(fā)光元件2、3。所謂硅架1是于硅基板5上進行了蝕刻加工所成，有關(guān)此加工工藝以后詳述。第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3配置成使其偏光軸在同一方向上與各自的光軸正交。從第一發(fā)光元件2發(fā)出的光的一部分為棱鏡4反射，從光學器件出射，來自第二發(fā)光元件3的一部分則透過棱鏡4從光學器件出射。
發(fā)光元件2、3的定位是把預(yù)先在硅架1上形成的定位用記號進行標志。這種記號例如是將利用硅架1上直接形成的溝與孔、布線的圖案印記，于發(fā)光元件2、3的裝載面上形成的標志等。通過將與這種記號對應(yīng)的標志也形成在發(fā)光元件2、3之上，就能以良好的精度精密地固定到所定位置上。與記號的位置對合例如可以借助具備有使用放大顯微鏡或紅外顯微鏡的圖像識別處理功能的微動臺進行。通過這種微動臺移動發(fā)光元件與硅架1。可將兩者的記號進行調(diào)整到標志的位置調(diào)整。
在硅架1上形成了作為絕緣膜的氧化硅膜6，而第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3的光軸則于硅架1上相交，在此交點與光軸圍成的范圍內(nèi)形成薄膜電極7，薄膜電極7與發(fā)光元件2、3的電連接由金絲鍵合8實現(xiàn)，與外部的電連接例如是把圖4所示的軟配線52通過焊錫等直接連接到硅架1的薄膜電極7上，或者是用金絲鍵合8進行這種連接，或也可以用細的金屬線進行連接。通過在這種位置上配置薄膜電極7，就能有效地將發(fā)光元件2、3與棱鏡4等配置于硅架1上，而可使光學器件小型化與薄型化。
裝載發(fā)光元件2、3的面與裝載棱鏡4的面不同，裝載棱鏡4的面相對于裝載發(fā)光元件2、3的面而言，在硅架1上的厚度變薄形成臺階狀變形。發(fā)光元件2、3的裝載面與棱鏡4的裝載面之間由于硅的各向異性蝕刻而形成了54.7°的斜面，在第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3之間有兩個斜面的交線11。交線11相對于正交的第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3的光軸構(gòu)成約45°的角，因而通過將棱鏡4的反射透過面12與此兩斜面交線11的延長線或與此交線11平行地配合。將發(fā)光元件的光軸對稱地配置后，就能使經(jīng)棱鏡4反射與透過后的第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3的光軸精度良好地一致。
除上述棱鏡4的位置對合方法外，也可以使棱鏡4配合到它的裝載面與斜面形成的邊上。在由于刻蝕使發(fā)光元件2、3的裝載面與棱鏡4的裝載面的臺階狀變形形成為大致垂直的情形時，也可使棱鏡4相對于此垂直形成的面相觸合地對位。此外還可使此臺階狀變形部形成的角作為標志進行棱鏡4的對位。
通過使棱鏡4的裝載面在硅架1上的厚度比發(fā)光元件2、3的裝載面薄，就能確保從發(fā)光元件2、3發(fā)出的光取廣角，這樣就能減少由棱鏡4的底面反射的雜散光影響。通過使垂直于棱鏡裝載面的面以其周圍的面成為開放面，就可以不需余剩的硅架1的壁，而能從總體上縮小光學器件。進而可以減小硅架1的壁所反射的雜散光的影響。由于設(shè)置這種開放面能構(gòu)成以開放面為對稱面的硅架材料的結(jié)構(gòu)，利用沿著開放面由切割裝置等切斷硅架材料就能同時制造多個硅架1，于是可以大規(guī)模生產(chǎn)和降低成本。
由于發(fā)光元件2、3發(fā)出的光在傳送過程中展寬，發(fā)光元件2、3離棱鏡越遠，棱鏡4的尺寸就必須越大。通過不使用封裝的光源而將發(fā)光元件2、3與棱鏡4裝載到硅架1上，讓兩者以良好的精度定位，就能使發(fā)光元件2、3與棱鏡4接近，由此可有效地減小光學裝置的整體。例如設(shè)發(fā)光元件的大小約為0.5-1mm×0.5-1mm；發(fā)光元件2、3與棱鏡的間隔約為0.5mm；由發(fā)光元件發(fā)出的光的擴展角約為20°，則棱鏡4的大小約為1mm而光學器件的尺寸小于等于3mm×3mm。
下面用圖2所示的裝配結(jié)構(gòu)圖說明光學器件的裝配方法。在此為了避免圖中的紛繁，在圖示中略去了硅架1上預(yù)形成的發(fā)光元件2、3的定位用記號等。
首先將發(fā)光元件2、3設(shè)于形成有薄膜電極7的硅架1上，在發(fā)光元件2、3的裝載面上的蒸鍍膜形成焊錫9的膜層，通過加熱此焊錫9膜層而熔融接合固定。將2個發(fā)光元件2、3順次將記號調(diào)位到標志處，壓到焊錫9膜層上，在按壓發(fā)光元件2、3的狀態(tài)下，加熱硅架1整體。加熱溫度設(shè)定為焊錫9的熔融溫度或較其稍低(例如低5-10℃)的溫度。焊錫9隨著加熱溫度的上升而徐徐軟化，發(fā)光元件2、3的裝載面基本上全部成為與焊錫9膜層的密切接合狀態(tài)。然后解除發(fā)光元件2、3的按壓狀態(tài)，再將加熱溫度設(shè)定到比焊錫9的熔融溫度高(例如高5-20℃)的溫度，使焊錫9完全熔融。由此將發(fā)光元件2、3的固定位置定位成不會從預(yù)定位置錯開。
隨后將棱鏡4裝載到與發(fā)光元件2、3的裝載面相比，硅架1的厚度變薄了的棱鏡4的裝載面上。這里，在棱鏡4的裝載面上不形成金屬膜或焊錫層而由粘合劑10粘合棱鏡4。首先以粘合劑10涂布到棱鏡4的裝載面上。所涂布的量大約是粘合劑10不致從棱鏡4的周圍溢出的量，在此是用分配器進行涂布。粘合劑10則兼用熱固化與紫外固化的粘合劑。涂布粘合劑10后，將棱鏡4設(shè)置于涂布面上，為使棱鏡4的裝載面與棱鏡4之間的粘合劑10溶合而進行刮摩。接著對棱鏡4的反射透過面12進行調(diào)位，以使臺階狀變形部中形成的邊或面成為預(yù)定的位置關(guān)系。這里如圖3所示，在由臺階狀變形形成的面與面的交叉部上所成的交線11的延長線上，將棱鏡4的反射透過面12調(diào)位成一致或平行。這樣的位置調(diào)整通過使用顯微鏡容易地進行。棱鏡4完成調(diào)位后，進行紫外線照射，使粘合劑10固化，將棱鏡4調(diào)整固定到預(yù)定位置。然后為了完全地完成粘合劑10的固化反應(yīng)，將其置于加熱槽或加熱爐中。加熱溫度雖應(yīng)根據(jù)所用粘合劑10的規(guī)格，但應(yīng)避免使棱鏡4與硅架1發(fā)生熱變形，在此，例如于120℃以下放置60分鐘。加熱放置棱鏡1既然是在經(jīng)紫外照射致粘合劑的固化反應(yīng)基本完成之后進行，就不會有錯位的問題發(fā)生。
在此說明的組裝方法可因發(fā)光元件2、3與棱鏡4以及臺階狀變形面的形狀的不同而有種種變更形式，而不限于上述組裝方法。同樣，焊錫9的熔融溫度與粘合過程、粘合劑10的固化方法等顯然也不限于以上所述。
為了長期間地保持光學器件的性能，需要從外部保護發(fā)光元件2、3，此時可以用光透過性高的透明樹脂簡單地密封，但也有取罩件覆蓋的結(jié)構(gòu)的，透明樹脂例如可以用凝膠狀的硅樹脂或丙烯酸樹脂，罩件例如可以用玻璃或石英、金屬、塑料等制品。
光學器件的第二實施例如圖4所示。在此實施例中，棱鏡4為具有兩個反射透過面12、13的棱鏡4，這一點與前述實施例不同，而其他結(jié)構(gòu)則與前述實施例相同。來自第一發(fā)光元件2的光為棱鏡4的第一反射透過面12反射，再為棱鏡4的第二反射透過面13反射，從光學器件出射。來自第二發(fā)光元件3的光則透過棱鏡4的第一反射透過面12，由棱鏡4的第二反射透過面13反射而從光學器件出射。在這種結(jié)構(gòu)下，從光學器件出射的光于反射回的情形可透過棱鏡4的第二反射透過面13。
這時棱鏡4的對位方法與前述實施例的方法相同。
此外如圖5所示，相對于棱鏡4與第一發(fā)光元件的相反一側(cè)設(shè)有兩個斜面時，由于形成了兩條交線12，能夠更簡單地以良好的精度對位。
在此是以焊錫等將軟配線52直接連接到硅架1的薄膜電極7上。這時在發(fā)光元件2的驅(qū)動用薄膜電極7與發(fā)光元件3的驅(qū)動用薄膜電極7之間，設(shè)置能利用作不與兩發(fā)光元件電連接地等的薄膜電極53。通過將薄膜電極7與軟配線52連接，就能防止發(fā)光元件2、3的驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓產(chǎn)生的噪聲分量放射到外部。薄膜電極53可用于第一實施例之中。
本實施例的光學器件的大小只限于光程變長的部分才增大棱鏡4。與前述作同樣地考慮，本實施例中光學器件的大小為4mm×5mm。
再如圖6所示，于硅架1的裝載棱鏡4的面上形成有通孔14，能減少從發(fā)光元件2、3發(fā)射出的于棱鏡4底面為硅架1反射的光。這樣，即使未讓棱鏡1的高度達到所需高度以上也可，從而可以降低光學器件的高度也即具有可減薄的效果。通孔14可以用對硅架1作各向異性蝕刻或干刻蝕的方法形成。
設(shè)置探測通過通孔14的光的光接收元件15，就可以充分了解從發(fā)光元件2、3發(fā)出的光的輸出。通過控制供給發(fā)光元件2、3的驅(qū)動電流能將探測的光輸出達到預(yù)定的值，從而可將發(fā)光元件2、3出射的光的輸出調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
由于用以粘合棱鏡4的粘合劑10的多余溢出部分能落入通孔14內(nèi)，就可使溢出到棱鏡4周圍的粘合劑10減到最低限度，進而可實現(xiàn)小型與薄型化。能夠最大限度減小因溢出的粘合劑10的膨脹等所致環(huán)境變動而給棱鏡4造成的影響，而得以采用環(huán)境波動性強的光學器件。
圖7示明光學器件的第三實施例。本實施例除第二實施例的結(jié)構(gòu)外，還取將透鏡16設(shè)于發(fā)光元件2、3前方的結(jié)構(gòu)。透鏡16，與發(fā)光元件2、3相同，通過將定位用記號調(diào)位到標志處而能安裝到硅架1上加工出的槽中。
通過以上所述將透鏡16設(shè)置于發(fā)光元件2、3的前方，就能減小或放大發(fā)光元件2、3發(fā)射出的光的擴展角。透鏡16的焦距等透鏡性能可以是不同的，這樣，當把光學器件用于光拾取器等的情形下，就可以分別適當?shù)卦O(shè)定從這兩個發(fā)光元件2、3發(fā)射出的光的擴展角。透鏡16可以僅放置于發(fā)光元件2的前方或僅放置于發(fā)光元件3的前方。
也可將探測透過棱鏡4的第二反射透過面13的光的光接收元件配置于硅架1之上。利用硅架1上所設(shè)的記號進行光接收元件的調(diào)位容易定位。通過此光接收元件能掌握從發(fā)光元件2、3發(fā)射出的輸出而調(diào)整到規(guī)定的輸出，這與前述實施例的相同。
在上述任一實施例中所示的都是將棱鏡4用作光路的合成或分岔的光學部件的結(jié)構(gòu)。但也可將平板用作光路的合成或分岔的光學部件。在此情形下，第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3兩者的光軸可不必正交而也可在平行于硅架1的發(fā)光元件裝載面的面內(nèi)相交，若是這兩個光軸相交的角度α約為此平板與第一發(fā)光元件2構(gòu)成的角度β的2倍，則第一發(fā)光元件2與第二發(fā)光元件3的光軸可以一致。
以上各實施例中是把棱鏡4用作合成或分岔光路的光學器件，但也可于這種光學器件的某個面上設(shè)置衍射光柵或?qū)⒀苌涔鈻抛鳛楠毩⒌钠骷O(shè)置。由此，能將記錄/再生光盤信息時必要的定位控制的一種方法即三射束法所用的衍射光柵設(shè)于發(fā)光元件2、3的附近。這樣能使發(fā)光元件2、3的光束直徑在小的狀態(tài)下衍射，而可使利用這種光學器件的光拾取器小型與薄型化。
在上述各實施例中示明的是設(shè)有兩個發(fā)光元件2、3的情形，但不論是如圖8所示發(fā)光元件2設(shè)置1個的情形，或是發(fā)光元件為3個以上情形，都同樣能構(gòu)成光學器件，對于裝載有1個發(fā)光元件2的光學器件的情形，若將這種光學器件多個排列設(shè)置，則能構(gòu)成與裝載有多個發(fā)光元件2、3的光學器件相同的光學系統(tǒng)。不論是哪種情形下，都能與前述各實施例相同以良好的精度進行發(fā)光元件2、3與棱鏡4的對位。
本發(fā)明的光學器件能與既有的已封裝的光源組合使用。這時需調(diào)整既有的已封裝的光源與光學器件的位置，但與以前進行的相對于兩個光源的光軸進行位置調(diào)整相比，可以顯著地改進調(diào)整精度。
在上述各實施例中示明的是將發(fā)光元件直接裝載于硅架1上的結(jié)構(gòu)，但也可如圖9所示將發(fā)光元件安裝到副架18上再安裝到硅架1之上。通過采用副架18，可以調(diào)節(jié)發(fā)光元件2、3的發(fā)光位置的高度，或是能于硅架1上調(diào)整發(fā)光元件2、3的位置，從而能進一步提高發(fā)光元件2、3的位置精度。
圖10所示為圖1所示的硅架1上未裝載發(fā)光元件2、3時的狀態(tài)的A-A剖面。硅架1由表面定向(100)的硅基板5組成，通過對硅作各向異性蝕刻而形成。因此，用于裝載發(fā)光元件2、3和用于對其施加電壓的薄膜電極7與薄膜焊錫9形成的硅基板5表面的表面定向與裝載棱鏡4用蝕刻面20的表面定向成為(100)。此外，蝕刻側(cè)面19成為表面定向{111}，這些表面定向的位置關(guān)系如圖所示，成為角度54.7°在硅基板5的表面上形成有絕緣膜的氧化硅膜6。在此，于表面定向(100)之外，如果是表示表面定向{100}的硅基板5，則也可以是表面定向(001)等。
下面按照圖11中a)到i)的順序說明硅架1的制造方法。a)首先于表面定向(100)的單晶硅基板5的兩面形成Si3N4/SiO2的疊層膜21、SiO2膜(例如膜厚120nm)是通過硅的熱氧化(溫度1160℃)而形成的熱氧化膜，Si3N4膜(例如膜厚160nm)則是由減壓CVD(化學汽相淀積)法形成的膜。然后于此Si3N4/SiO2的疊層膜21中設(shè)置用于形成棱鏡4裝載用蝕刻槽22的開口部。在此方法中，適用已有的半導體技術(shù)中所用的方法(光刻膠涂布、光刻膠圖案形成、以光刻膠24作為掩模劑而于Si3N4/SiO2疊層膜21上復(fù)制圖案)，于Si3N4/SiO2疊層膜21的蝕刻中，可以采用RIE(反應(yīng)離子蝕刻)。然后于濃度40wt％的KOH水溶液中(溫度70℃)進行硅的異方性蝕刻，蝕刻到用于裝載棱鏡4的深度。b)，然后用熱磷酸、BHF(HF+NH4F的混合液)順次剝離Si3N4/SiO2疊層膜21，通過新的熱氧化而形成氧化硅膜6(例如膜厚1μm)。形成氧化硅膜6的方法例如還有TEOS-CVD法，也可與熱氧化法相組合。此外，于形成有蝕刻槽22的面上形成了Au(金，例如膜厚500nm)/Pt(鉑，例如膜厚200nm)/Ti(鈦，例如膜厚100nm)膜23。成膜的方法可采用濺射法或真空蒸鍍法。c)，于Au/Pt/Ti薄膜23上用旋涂法旋轉(zhuǎn)涂布光刻膠24(例如OMR85-30cp，東京應(yīng)化工業(yè)制)。然后進行預(yù)烘干，除去光刻膠24的溶劑。必要時可重復(fù)這一步驟以增大光刻膠24的膜厚，用光刻膠24覆蓋蝕刻溝108。d)，于此光刻膠24上對光掩模的圖案進行復(fù)制(曝光、顯影、清洗)，通過后烘干形成光刻膠掩模25。e)，以此作為掩模而由離子研磨法(ion milling)蝕刻Au/Pt/Ti膜109。f)，然后以專用剝離液(S502A，東京應(yīng)化工業(yè)制)剝離光刻膠，于氧化硅膜6上制得薄膜電極7。再用噴涂法涂布正性光刻膠24(例如OFPR800-30cp，東京應(yīng)化工業(yè)制)112，進行預(yù)烘干。由于采用噴涂法，光刻膠的膜厚在蝕刻槽22內(nèi)也基本均勻。g)，于正性光刻膠26上進行掩模圖案的復(fù)制(曝光、顯影、清洗)，進行后烘干，制得焊錫用光刻膠圖案52。隨即以真空蒸涂法形成AuSn膜114(例如膜厚2μm)。h)，以有機溶劑剝離焊錫用光刻膠圖案52，通過剝離(lift off)法于薄膜電極7上制得薄膜焊錫9。i)，最后進行裁切，切成硅架1的形狀。
硅的各向異性蝕刻用蝕刻液除KOH水溶液外，還可用TMAH(氫氧化四甲銨)或EDP(乙二胺鄰苯二酚)液等硅的各向異性蝕刻液。薄膜電極7用的材料除Au/Pt/Ti膜外，例如還可以采用Au/Ti膜、Au/Cr膜、Al膜、Au/Al/Cr膜、Au/Ta膜等疊層膜或是它們的組合。作為薄膜焊錫9，除AuSn膜以外，也可采用PbSn膜。
本實施例是就以單晶硅作為單一基板的情形進行說明，但也可采用放熱特性良好的氮化鋁(AlN)基板。這種基板是以燒結(jié)形成的陶瓷基板。因此特別適用于在燒結(jié)時由模具進行槽加工而在后工序中形成薄膜電極7與薄膜焊錫9。
下面用圖12說明裝載于光學拾取器42中的實施例。在此雖然是以前述第二實施例中所示光學器件為例進行說明，但即使是采用其他實施例所示的光學器件時，也同樣可構(gòu)成光學拾取器42。
如圖12所示，光學器件是裝載于光學拾取器42內(nèi)。從發(fā)光元件2、3發(fā)射出的光為棱鏡4的第一反射透過面反射或透過，為棱鏡4的第二反射透過面反射，經(jīng)準直透鏡36變換為平行光，為垂直反射鏡反射，由物鏡37聚焦到光盤上。物鏡37為移動機構(gòu)驅(qū)動向相對于光盤垂直的聚焦方向和光盤的徑向即光道方向，物鏡37的焦點定位于光盤上的目標光道位置。來自光盤的反射光再次通過物鏡37、垂直反射鏡、準直透鏡36，透過光學器件上的棱鏡4的第二反射透過面13，在通過用于將檢測聚焦誤差信號與光道誤差信號的光進行分光的分光元件39后，入射到光接收元件38中。光接收元件分成多個光接收區(qū)，入射到光接收元件38中的光用于檢測聚焦誤差信號與光道誤差信號以及再生信號。在此雖然示明了利用分光元件39檢測聚焦誤差信號與光道誤差信號的結(jié)構(gòu)，但聚焦誤差信號與光道誤差信號的檢測方法并不限于以上所述，而是可以采用已知的柱面透鏡與傾斜平板的像散法、3射束法等各種方式。
這樣，通過采用本發(fā)明的光學器件，能將合成多個發(fā)光元件2、3的光所用的棱鏡4減小，從而可使光學拾取器42小型與薄型化。此外，當把薄膜電極7設(shè)于遠離光盤中心的位置?？蓪⒈∧る姌O直接與軟配線52等外部配線連接，而將此外部配線沿光拾取器42的光盤外周側(cè)設(shè)置。由此可以以最小長度的配線圍住光拾取器42的外部，從而可使光拾取器42小型與薄型化。
發(fā)光元件2、3由于是直接安裝到硅架1上，驅(qū)動發(fā)光元件2、3時產(chǎn)生的熱能有效地將熱釋放到硅架1上，而能抑制發(fā)光元件2、3的溫度上升。因此，在對CD-R與DVD-RAM等的光盤記錄時，即使在增大發(fā)光元件的輸出情形，也能穩(wěn)定地驅(qū)動發(fā)光元件2、3。
光接收元件38也能與光學器件相獨立，這樣能把光接收元件38調(diào)整到相對于光盤40的反射光取最適當位置，因而即使是光學部件的折射率的波動或光學器件的安裝位置有偏差，由于可把光接收元件38調(diào)整到最適當?shù)奈恢?，故能夠檢測高質(zhì)量的聚焦誤差信號與光道誤差信號以及再生信號。這就是說，根據(jù)本實施例，光學器件的發(fā)光元件2、3與棱鏡4如上所述可高精度地定位，即，使兩個發(fā)光元件2、3的光軸精度良好地一致，而且可以構(gòu)成能通過光接收元件的位置調(diào)節(jié)吸收光學部件等偏移的光拾取器42。
如上所述，本發(fā)明適用于裝載波長不同的多個發(fā)光元件，使發(fā)光元件增大的光拾取器。特別適用于這樣的光拾取器42，它裝載具有CD系的780nm波段或DVD系的650nm波段或成為藍色激光的400nm的波段的波長的發(fā)光元件，而至少其中之一是輸出達到記錄時必要的30mW以上的發(fā)光元件。
以下用圖13說明用裝載了本發(fā)明光學器件的光拾取器42的光盤裝置43的實施例。
光盤裝置43包括使光盤40旋轉(zhuǎn)的主軸馬達41、光拾取器42、使光拾取器42沿光盤40的徑向移動的傳送機構(gòu)，以及控制它們的控制器44。
控制器44上連接著主軸馬達41的旋轉(zhuǎn)控制電路45，對安裝于主軸馬達41上的光盤40進行旋轉(zhuǎn)控制。控制器44上連接著光拾取器42的輸送控制電路46，對光拾取器42沿光盤徑向的移動進行控制?？刂破?4上連接著發(fā)光元件驅(qū)動電路47，對光拾取器42內(nèi)的發(fā)光元件進行驅(qū)動，光拾取器42檢測出的各種信號48送給伺服信號檢測電路49與再生信號檢測電路50，由伺服信號檢測電路49生成聚焦誤差信號與光道誤差信號，進行物鏡的位置控制。此外由再生信號檢測電路再生于光盤上記錄的信息。
通過使用裝置有本發(fā)明的光學器件的光拾取器42，能夠?qū)崿F(xiàn)小型與薄型的高性能光盤裝置43。
權(quán)利要求
1.一種光學器件，其特征在于在同一基板上裝載光學部件和多個發(fā)光元件，通過設(shè)置在上述基板上的臺階狀變形使光學部件的裝載面與發(fā)光元件的裝載面不相同，與上述基板的光學部件裝載面垂直的周圍的至少一個面成為開放面；沿著由上述臺階狀變形所產(chǎn)生的邊形成光學部件的反射面、透過面或者衍射光柵面，在該面上，偏光軸與同一方向的多個發(fā)光元件的光軸相交，從上述開放面發(fā)出發(fā)光元件的出射光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學器件，其特征在于在裝載上述發(fā)光元件的基板的面上，在由多個發(fā)光元件的光軸以及這些光軸相交的焦點所包圍的主要范圍內(nèi)，形成與上述發(fā)光元件進行電連接的薄膜電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學器件，其特征在于在上述基板的一部分之上形成通孔，該光學器件具有檢測透過該通孔的出射光的光接收元件。
4.一種光拾取器，包括發(fā)光元件，用于再生作為記錄媒體的盤上的信息，或者向盤上記錄信息；成為檢測器的光接收元件；光學部件，對從發(fā)光元件到光接收元件的檢測光進行引導，其特征在于該光拾取器還具有根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項所述的光學器件。
5.一種光拾取器，包括發(fā)光元件，用于再生作為記錄媒體的盤上的信息，或者向盤上記錄信息；成為檢測器的光接收元件；光學部件，對從發(fā)光元件到光接收元件的檢測光進行引導，其特征在于將權(quán)利要求2所述的光學器件的薄膜電極配置在遠離盤中心的位置，將外部配線與該薄膜電極直接連接，將該外部配線沿著光拾取器的盤外周側(cè)設(shè)置。
6.一種光盤裝置，用于對于作為記錄媒體的盤進行信息記錄或者再生，對光拾取器進行控制以及對來自光拾取器的信號進行處理，其特征在于該光盤裝置具有根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光拾取器。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學器件、光拾取器與光盤裝置。提供了能將多個發(fā)光元件與光學部件以良好精度定位、具有小型與薄型優(yōu)點且具有良好放熱性的光學器件，還提供了小型與薄型的高性能光拾取器以至光盤裝置。在光學器件中，于同一基板(5)上裝載有進行合成與分光的光學部件(4)以及發(fā)光元件(2)與(3)，基板(5)上光學部件(4)的裝載面與發(fā)光元件(2)、(3)的裝載面不同，其中將垂直于基板(5)的光學部件的裝載面的周圍的兩面設(shè)為開放面。
文檔編號G11B7/12GK1505021SQ20031011867
公開日2004年6月16日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者加藤盛一, 久, 木村勝彥, 之, 明石照久, 二, 福田和之, 充, 岡田亮二, 今宮博充, 夫, 杉山俊夫, 末永秀夫 申請人:株式會社日立制作所, 株式會社日立視聽媒介電子