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WO2012004991A1 - 光検出器、光学ヘッド及び光情報装置 - Google Patents

光検出器、光学ヘッド及び光情報装置 Download PDF

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Publication number
WO2012004991A1
WO2012004991A1 PCT/JP2011/003867 JP2011003867W WO2012004991A1 WO 2012004991 A1 WO2012004991 A1 WO 2012004991A1 JP 2011003867 W JP2011003867 W JP 2011003867W WO 2012004991 A1 WO2012004991 A1 WO 2012004991A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
light receiving
photodetector
layer
light beam
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/003867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀輝 中田
秀彦 和田
泰守 日野
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Publication of WO2012004991A1 publication Critical patent/WO2012004991A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array

Definitions

  • the present invention relates to a photodetector, an optical head, and an optical information device for recording or reproducing information on an information recording medium such as an optical disk or an optical card.
  • FIG. 24A is a perspective view showing a configuration of the photodetector of the first conventional example
  • FIG. 24B is a cross-sectional view of the photodetector of FIG.
  • the photodetector 4 is disposed on the metal holder 9 in a state where a light receiving unit and a circuit that receive light are disposed on the bare chip 12.
  • Each connection terminal 12a of the bare chip 12 is connected to an electrode 34 formed on the holder 9 by a wire 35 (wire bonding).
  • the portion 12 c other than the incident portion 12 b where the reflected light beam enters is sealed with a thermosetting liquid sealing resin 36.
  • the light incident portion 12b is not covered with the thermosetting liquid sealing resin 36, but is kept exposed to the atmosphere, so that the blue laser light passes through the resin. Deterioration is prevented (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 25A is a plan view showing the configuration of the photodetector of the second conventional example
  • FIG. 25B is a cross-sectional view of the photodetector of FIG.
  • the light beam having a wavelength of 405 nm incident on the first light receiving portion 2 is transmitted in the order of air, the silicon nitride film 8, the silicon oxide film 7, the silicon nitride film 6, and the silicon oxide film 5.
  • a four-layer antireflection film is essential.
  • the DVD light flux having a wavelength of 650 nm and the CD light flux having a wavelength of 780 nm that are incident on the second light receiving unit 3 are transmitted through the air, the silicon nitride film 6 and the silicon oxide film 5 in this order.
  • a two-layer antireflection film is essential (see, for example, Patent Document 2).
  • the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm when the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is maximized, the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is 67%, and the light with respect to the light beam with a wavelength of 650 nm is transmitted.
  • the rate is 83%, and the transmittance for a light beam having a wavelength of 780 nm is 83%.
  • the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm when the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is maximized, the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is 84%, and the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 650 nm. Is 92%, and the transmittance for a light beam having a wavelength of 780 nm is 91%.
  • the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm when the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is maximized, the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm is 95%, and the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 650 nm. Is 82%, and the transmittance for a light beam having a wavelength of 780 nm is 79%.
  • the transmittance with respect to the light flux with a wavelength of 650 nm for DVD when the transmittance with respect to the light flux with a wavelength of 650 nm for DVD is maximized, the transmittance with respect to the light flux with a wavelength of 405 nm is 74%, and the light flux with a wavelength of 650 nm. Is 95%, and the transmittance for a light beam having a wavelength of 780 nm is 95%. Therefore, in order to increase the transmittance with respect to the light beam having a wavelength of 405 nm, it is essential to form four or more antireflection films.
  • FIG. 26A is a view of semiconductor silicon of a conventional photodetector as viewed from the incident light beam side
  • FIG. 26B is a cross-sectional view of the conventional photodetector
  • FIG. It is the figure which looked at the conventional photodetector from the light beam entrance side.
  • the photodetector 409 includes a semiconductor silicon (multilayer silicon wafer) 431, a resin package 441, a wiring board 442, and an FPC board (flexible printed circuit board). 445.
  • the semiconductor silicon 431 includes a quadrant light receiving unit 420, a sub beam light receiving unit 421, an arithmetic circuit 432, and a signal output unit 433.
  • the arithmetic circuit 432 converts the light amount of the light beam received by the four-divided light receiving unit 420 and the sub beam light receiving unit 421 into a voltage and performs a predetermined calculation.
  • the signal output unit 433 is connected to the arithmetic circuit 432 and outputs a voltage that is an output signal from the arithmetic circuit 432.
  • the pad portion 443 formed on the wiring substrate 442 is connected to the signal output portion 433 by wire bonding 446.
  • the resin package 441 covers the four-divided light receiving unit 420, the sub-beam light receiving unit 421, the arithmetic circuit 432, the signal output unit 433, and the wiring substrate 442.
  • the wiring substrate 442 includes a terminal portion 444 that is electrically connected to the pad portion 443, and the terminal portion 444 is mounted and fixed to the FPC board 445.
  • FIG. 27 is a diagram showing a configuration of an optical system of a conventional optical head 400.
  • the optical head 400 includes a semiconductor laser 401, a diffraction grating 402, a beam splitter 403, a collimator lens 404, an objective lens 405, an objective lens actuator 406, a cylindrical lens 408, a photodetector 409, and a holder 410.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 401 is separated into a plurality of different light beams by the diffraction grating 402.
  • the light beam transmitted through the diffraction grating 402 is reflected by the beam splitter 403 and converted into a parallel light beam by the collimator lens 404. Then, the light flux enters the objective lens 405 and becomes so-called three-beam convergent light. This convergent light is applied to the recording layer of the optical disc 407.
  • the light beam reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 407 passes through the objective lens 405 again and passes through the beam splitter 403.
  • the objective lens 405 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the radial direction (radial direction) of the optical disk 407 by an objective lens actuator 406 (details not shown).
  • the light beam that has passed through the beam splitter 403 passes through the cylindrical lens 408 and enters the photodetector 409.
  • the photodetector 409 is fixed to the holder 410 and receives the light beam that has passed through the holder 410.
  • the photodetector receives the reflected light from the recording layer, converts it into a voltage signal, and outputs it. At this time, the reflected light from the multilayer optical disk having a low reflectance particularly causes the S / N of the reproduction signal to deteriorate, and the reproduction signal is greatly deteriorated.
  • the reflectivity of each recording layer of a multi-layer optical disc of BD-R (Blu-ray Disc Recordable) and BD-RE (Blu-ray Disc Rewritable) is about 2% to 4%.
  • the reflectivity of the multilayer optical disc is 20% for the BD-R single-layer optical disc, and about 8% for the BD-R double-layer optical disc. Therefore, the reflectance of the multilayer optical disk is very small compared to the reflectance of the BD-R single-layer optical disk and the reflectance of the BD-R double-layer optical disk.
  • the photodetector and optical head corresponding to the light sources having three wavelengths of 405 nm, 650 nm, and 780 nm not only the BD (wavelength 405 nm) but also the reproduction signal for each of DVD (wavelength 650 nm) and CD (wavelength 780 nm). It is also necessary to increase the S / N.
  • the portion through which the light beam having a wavelength of 405 nm is transmitted is configured with a four-layer antireflection film, and the portion through which the light beam with a wavelength of 650 nm and wavelength is 780 nm is configured with a two-layer antireflection film.
  • the focal length of the objective lens 405 of the optical head 400, the collimator lens 404, the cylindrical lens 408, and the light It is necessary to increase the lateral magnification of the so-called detection optical system, which is the ratio with the focal length of the optical component composed of the detector 409.
  • the stray light reflected by the recording layer other than the recording layer on which the light of the multilayer optical disc is collected is not incident on the sub-beam light receiving unit 421 for detecting the tracking error signal, and the forward detection optical system is provided. It is necessary to reduce the size.
  • the stray light reflected by the other recording layer of the optical disk 407 can be prevented from entering the sub-beam light receiving unit 421, and the detection optical system of the return path of the optical head 400 can be downsized, and the optical element and the photodetector The size in the height direction of the optical head 400 can be reduced by downsizing 409.
  • the signal output portion 433 of the semiconductor silicon 431 and the pad portion 443 formed on the wiring substrate 442 are connected to each other by wires.
  • an area for forming the pad portion 443 on the wiring substrate 442 is required. Therefore, when the number of signal output units 433 increases, the number of pad units 443 also increases, making it difficult to reduce the size of the photodetector 409. In this case, the volume of the resin package 441 that holds the semiconductor silicon 431 and the wiring substrate 442 becomes larger, and it becomes more difficult to reduce the size of the photodetector 409.
  • a preferable size of the photodetector when the photodetector is mounted on a so-called slim-size optical disc drive (optical information device) will be described below.
  • the dimension of the photodetector in the Y direction is desirably 4 mm or less.
  • the dimension in the X direction is about 7 mm
  • the dimension in the Y direction is about 5 mm
  • the dimension in the Z direction is about 3 mm.
  • FIG. 28 illustrates the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the main beam and the sub beam on the photodetector, and the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the two sub beams on the photodetector. It is a figure for doing.
  • Table 1 shows the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the main beam and the sub beam on the photodetector, and the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the two sub beams on the photodetector. It is a table
  • the focus error signal is calculated based on the following formula (1)
  • the tracking error signal is calculated based on the following formula (2).
  • A1 to A4 represent outputs of the respective light receiving areas of the four-divided light receiving unit 420, and B1 and B2 represent the sub beam light receiving unit 421 divided into two. It represents the output of each light receiving area, and k represents the gain.
  • the gain k is normally set to a value of about 1 to 5.
  • the lateral magnification of a detection optical system generally used in a conventional optical head is about 6 times, and assuming that the distance between the main beam and the sub beam on the optical disk is 20 ⁇ m, the main beam 422 and the sub beam on the photodetector 409 are assumed.
  • An interval P with respect to 423 is 120 ⁇ m.
  • the interval P between the main beam 422 and the sub beam 423 on the photodetector 409 increases to 280 ⁇ m to 320 ⁇ m.
  • the interval Q between the two sub-beams 423 also increases nearly three times.
  • the size R in the Y direction of the semiconductor silicon 431 having the four-divided light receiving unit 420, the sub beam light receiving unit 421, and the arithmetic circuit increases.
  • the size R of the semiconductor silicon 431 in the Y direction increases, the size of the photodetector 409 including the resin package becomes too large, and the photodetector 409 does not enter the slim optical disc drive. Therefore, it is necessary to make the dimension (size R) of the photodetector 409 in the Y direction as small as possible.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a photodetector, an optical head, and an optical information device that can be miniaturized.
  • a photodetector is a photodetector that detects a light beam reflected by an information recording medium, and photoelectrically converts a light receiving unit that receives the light beam and a light beam received by the light receiving unit. And a substrate formed with a calculation unit that performs a predetermined calculation on the electric signal obtained by this, and at least reflected on the incident information recording medium formed on the light receiving unit and the calculation unit.
  • a multilayer antireflection layer including a plurality of antireflection films to be prevented, a glass package that covers the multilayer antireflection layer, and an adhesive layer that bonds the multilayer antireflection layer and the glass package.
  • the substrate includes the light receiving unit that receives the light beam and the calculation unit that performs a predetermined calculation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light beam received by the light receiving unit.
  • the multilayer antireflection layer includes a plurality of antireflection films that are formed on at least the light receiving unit and the calculation unit and prevent reflection of a light beam reflected by an incident information recording medium.
  • the glass package covers the multilayer antireflection layer.
  • the adhesive layer bonds the multilayer antireflection layer and the glass package.
  • the photodetector by comprising a substrate, a multilayer antireflection layer, an adhesive layer, and a glass package, even if the magnification of the detection optical system is increased, wire bonding and a resin package are not required, and the photodetector is It can be downsized.
  • (A) is a front view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 1 of this invention
  • (B) is a side view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 1 of this invention
  • (C) is a back view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 1 of this invention.
  • It is a schematic diagram which shows the structure of the multilayer antireflection layer in Embodiment 1 of this invention.
  • it is a figure which shows the calculated value of the transmittance
  • (A) is a figure which shows the relationship between the thickness of the contact bonding layer in Embodiment 1 of this invention, and adhesive strength
  • (B) is the thickness of the contact bonding layer in Embodiment 1 of this invention, integrated light quantity
  • (C) is a figure which shows the relationship between the thickness of the contact bonding layer in Embodiment 1 of this invention, and the transmittance
  • (A) is the schematic for demonstrating the surface reflection from the other layer in a two-layer optical disk
  • (B) is the schematic for demonstrating the surface reflection from the other layer in a multilayer optical disk.
  • (A) is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam and sub beam on the photodetector of the conventional optical head, and other-layer stray light
  • (B) is the optical of Embodiment 2 of this invention. It is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam on a photodetector of a head, and a sub beam, and other layer stray light. It is a figure which shows the structure of the optical system of the optical head in Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. (A) is a side view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 3 of this invention
  • (B) is a front view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 3 of this invention. It is a figure for demonstrating the calculation method of the tracking error signal in Embodiment 3 of this invention.
  • (A) is a figure which shows another example of the multilayer antireflection film of the photodetector in Embodiment 2 of this invention
  • (B) is the multilayer reflection of the photodetector in Embodiment 3 of this invention. It is a figure which shows another example of a prevention film.
  • FIG. 4 It is a figure which shows the structure of the optical system of the optical head in Embodiment 4 of this invention. It is a front view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 4 of this invention. It is a figure which shows the partial structure of the arithmetic circuit of the photodetector in FIG. It is a reverse view of the photodetector in Embodiment 5 of this invention. It is a figure which shows the amplifier noise in the non-low noise mode and low noise mode using the 1st amplification gain of the 1st differential amplifier circuit.
  • A is a perspective view which shows the structure of the photodetector of a 1st prior art example
  • (B) is sectional drawing of the photodetector of FIG.
  • FIG. 24 (A).
  • (A) is a top view which shows the structure of the photodetector of the 2nd prior art example
  • (B) is sectional drawing of the photodetector of FIG. 25 (A).
  • (A) is the figure which looked at the semiconductor silicon of the conventional photodetector from the incident light beam side
  • (B) is a sectional view of the conventional photodetector
  • (C) is the conventional photodetector. It is the figure which looked at from the light beam entrance side. It is a figure which shows the structure of the optical system of the conventional optical head.
  • FIG. 1 (A) to FIG. 1 (C) are diagrams showing the configuration of the photodetector in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view of the photodetector 120 according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from the light incident side
  • FIG. 1B is the photodetector 120 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1C is a back view of the photodetector 120 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the photodetector 120 includes a semiconductor substrate (for example, semiconductor silicon) 121, an adhesive layer 124, a glass package 125, a multilayer antireflection layer 128, and a signal output unit 130.
  • a semiconductor substrate for example, semiconductor silicon
  • an adhesive layer 124 for example, adhesive
  • a glass package 125 for example, glass package 125
  • a multilayer antireflection layer 128, and a signal output unit 130 In the semiconductor silicon 121, a light receiving portion 123, an arithmetic circuit 122, and a signal output portion 130 are formed.
  • the light receiving unit 123 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 21.
  • the arithmetic circuit 122 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light beam received by the light receiving unit 123.
  • the signal output unit 130 is connected to the arithmetic circuit 122 and outputs a voltage that is an output signal from the arithmetic circuit 122.
  • the light receiving portion 123 and the arithmetic circuit 122 are formed on the light incident side surface of the semiconductor silicon 121, and the signal output portion 130 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the multilayer antireflection layer 128 is formed on at least the light receiving portion 123 and the arithmetic circuit 122, and includes a plurality of antireflection films for preventing the reflection of the light beam reflected by the incident optical disk.
  • the glass package 125 is made of transparent glass. The glass package 125 covers the multilayer antireflection layer 128 and the semiconductor silicon 121.
  • the adhesive layer 124 bonds the multilayer antireflection layer 128 and the glass package 125.
  • the glass package 125 is bonded to the multilayer antireflection layer 128 and the semiconductor silicon 121 by the adhesive layer 124.
  • the adhesive layer 124 is made of a silicon resin that has a transmittance of 99% or more for a light beam having a wavelength of 405 nm when the thickness is 30 ⁇ m or less. Further, a multilayer antireflection layer 128 is provided on the light incident side surface of the semiconductor silicon 121, and the multilayer antireflection layer 128 is formed between the light receiving portion 123 and the adhesive layer 124.
  • the thickness of the semiconductor silicon 121 is about 0.3 mm
  • the thickness of the glass package 125 is about 0.7 mm
  • the thickness of the photodetector 120 is about 1 mm.
  • the lengths of the photodetector 120 in the X direction and the Y direction are about 2.5 mm, respectively, and even in the projection area, the size of the conventional photodetector is greatly reduced. .
  • the signal output unit 130 and the arithmetic circuit 122 are connected by wiring from the side surface of the photodetector 120 or connected to the signal output unit 130 on the bottom surface by providing a via hole or the like in the arithmetic circuit 122 configured by a laminated circuit. It is configured to do.
  • the signal output unit 130 is mounted on a flexible printed circuit board (FPC board) 126, and servo signals and reproduction signals are output from the signal output unit 130.
  • the adhesive layer 124 may be formed only on the entire surface on the light incident side of the light receiving unit 123, or may be formed on the entire surface on the light incident side of the semiconductor silicon 121 including the light receiving unit 123 and the arithmetic circuit 122.
  • the photodetector 120 has a structure that does not use a resin package and wire bonding, so that both the thickness and the projected area are greatly reduced, and the volume is 1/10 or less of the conventional one.
  • the light receiving portion 123 corresponds to an example of a light receiving portion
  • the arithmetic circuit 122 corresponds to an example of an arithmetic portion
  • the semiconductor silicon 121 corresponds to an example of a substrate
  • the multilayer antireflection layer 128 includes a multilayer.
  • the glass package 125 corresponds to an example of an antireflection layer
  • the glass package 125 corresponds to an example of a glass package
  • the adhesive layer 124 corresponds to an example of an adhesive layer.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the multilayer antireflection layer 128 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the dimension in the thickness direction is shown partially enlarged.
  • a multilayer antireflection layer 128 composed of three antireflection films formed by vacuum deposition such as sputtering is formed.
  • the multilayer antireflection layer 128 includes a silicon-based nitride film 128a, a silicon-based oxide film 128b, and a silicon-based nitride film 128c in order from the light incident surface side.
  • the refractive index of the silicon-based nitride films 128a and 128c is 2.07, and the refractive index of the silicon-based oxide film 128b is 1.47.
  • the refractive indexes of the silicon-based nitride films 128a and 128c and the silicon-based oxide film 128b may each have a refractive index change of ⁇ 5%.
  • the thickness of each antireflection film of the multilayer antireflection layer 128 is 44.1 nm, 73.6 nm, and 47.1 nm in order from the light beam incident surface side. Each antireflection film may have a thickness change of ⁇ 10%.
  • the refractive index of the glass package 125 and the silicon resin adhesive layer 124 is 1.57, the refractive index of the silicon nitride film is 2.07, and the refractive index of the silicon oxide film is 1.47. It is.
  • the refractive indexes of the glass package 125, the adhesive layer 124, the silicon nitride film, and the silicon oxide film may have a refractive index change of ⁇ 5%.
  • an antireflection film (AR coating) 112 is formed on the light incident surface of the glass package 125, and no antireflection film (AR coating) is formed between the glass package 125 and the adhesive layer 124. .
  • the adhesive layer 124 (silicon resin) is formed on the multilayer antireflection layer 128, so that the number of films of the multilayer antireflection layer 128 can be reduced to three.
  • the transmittance from 125 to the light receiving unit 123 can be greatly improved.
  • the transmittance from the glass package 125 to the light receiving portion 123 can be significantly improved with respect to a light flux having a wavelength of 650 nm and a wavelength of 780 nm.
  • the number of deposition steps for the multilayer antireflection layer 128 can be reduced.
  • the light receiving sensitivity of the photodetector 120 when receiving a light beam having a wavelength of 405 nm can be greatly improved.
  • FIG. 3 is a diagram showing a calculated value of the transmittance with respect to the wavelength of the incident light beam in the photodetector according to the first embodiment of the present invention.
  • the transmittance for the light flux with a wavelength of 650 nm for DVD and the light flux with a wavelength of 780 nm for CD can be 77% or more, and a photodetector with high light receiving sensitivity corresponding to a light source with three wavelengths can be realized.
  • the transmittance with respect to the light beam having a wavelength of 405 nm is 98%, the transmittance of 80% or more can be realized for both the light beam with a wavelength of 650 nm and the light beam with a wavelength of 780 nm with the same multilayer antireflection layer. .
  • the antireflection film (AR coating) is not provided on the boundary surface between the glass package 125 and the adhesive layer 124, and the glass package 125 and the adhesive layer are directly bonded. With this configuration, the adhesive strength between the glass package 125 and the adhesive layer 124 can be increased.
  • FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the thickness of the adhesive layer 124 and the adhesive strength in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is the adhesive layer 124 in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4C is a diagram showing the relationship between the thickness of the adhesive layer 124 and the transmittance in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a graph showing an example of the result of measuring the relationship between the thickness of the adhesive layer 124 and the adhesive strength.
  • the horizontal axis indicates the thickness of the adhesive layer 124, and the vertical axis indicates the adhesive strength (N). If the thickness of the adhesive layer 124 is 5 ⁇ m or more, the required adhesive strength of 15 (N) or more is satisfied.
  • FIG. 4B is a graph showing an example of the result of measuring the relationship between the thickness of the adhesive layer 124 and blue light deterioration.
  • the horizontal axis indicates the thickness of the adhesive layer 124
  • the vertical axis indicates the integrated light amount (Wh / mm 2 ). If the thickness of the adhesive layer 124 is less than 6 ⁇ m, the thickness of the layer is thin, so that the adhesive layer 124 is cracked by expansion and contraction, and if the thickness of the adhesive layer 124 exceeds 25 ⁇ m, bubbles are generated inside the adhesive layer 124. It tends to occur. Therefore, when the thickness of the adhesive layer 124 is in the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m, 250 (Wh / mm 2 ) that is an integrated light amount necessary for detection is satisfied.
  • FIG. 4C is a graph showing an example of the result of measuring the relationship between the thickness of the adhesive layer 124 and the transmittance for a light beam having a wavelength of 405 nm.
  • the transmittance can be greatly improved by reducing the thickness of the adhesive layer 124.
  • the transmittance with respect to a light beam having a wavelength of 405 nm can be set to 99.5% or more.
  • the thickness of the adhesive layer 124 is indispensable to be 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, and preferably in the range of 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the adhesive layer 124 has a thickness in the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m and is applied to the entire surface between the glass package 125 and the semiconductor silicon 121.
  • the thickness of the adhesive layer 124 can suppress so-called blue light deterioration due to the light beam (wavelength 405 nm) from the blue laser light source while maintaining high adhesive strength without deteriorating the transmittance with respect to the light beam with a wavelength of 405 nm.
  • the adhesive strength can be increased by applying the adhesive layer 124 to the entire surface of the semiconductor silicon 121. Further, the light incident side of the light receiving unit 123 is covered with the adhesive layer 124, and no air layer is present on the light receiving unit 123. As a result, it is possible to prevent impurities from adhering to the light receiving portion 123 and the glass package 125 due to the so-called blue light optical tweezer effect.
  • the adhesive layer 124 made of silicon resin is formed on the light beam incident side surface of the multilayer antireflection layer 128 deposited on the light beam incident side surface of the semiconductor silicon 121.
  • the number of antireflection films constituting the multilayer antireflection layer 128 can be reduced to three.
  • the light loss in the multilayer antireflection layer 128 is reduced, and the transmittance with respect to an incident light beam having a wavelength of 405 nm can be improved to 99% or more.
  • the glass package 125 having a refractive index of 1.57 is formed on the light incident side of the adhesive layer 124 made of silicon resin, so that the semiconductor silicon 121 can be held by the glass package 125.
  • a small photodetector 120 having a CSP (chip size package) configuration without a resin package and wire bonding can be realized.
  • the chip size package means that the area of the light incident side surface of the photodetector is the same as the area of the light incident side surface of the semiconductor silicon 121.
  • an antireflection film (AR coating) 112 is formed only on the light incident side of the glass package 125.
  • an antireflection film (AR coating) is not formed between the glass package 125 and the adhesive layer 124.
  • the adhesive layer 124 is made of a transparent silicon resin having a transmittance of 99% or more for light in the wavelength region of 400 to 800 nm when the thickness is 30 ⁇ m or less. Desirably, the adhesive layer 124 is preferably made of a silicon resin having a transmittance of 99.5% or more when light having a wavelength of about 405 nm is incident when the thickness is 25 ⁇ m.
  • the glass package 125 is made of a glass material.
  • the materials of the adhesive layer 124 and the glass package 125 are not limited to the above materials.
  • the material of the adhesive layer 124 may be any material that does not deteriorate the transmittance, suppresses blue light deterioration, maintains high adhesive strength, and enhances component strength.
  • the material of the glass package 125 is preferably a material that can reinforce the semiconductor silicon 121 and can secure a certain degree of flatness.
  • the adhesive layer 124 is formed on the light receiving portion 123, the diameter of the reflected light beam when passing through the adhesive layer 124 is very small. For this reason, when the photodetector 120 is combined with an optical system using high-power blue light having a wavelength of about 405 nm, strong energy of blue light flux is applied to the adhesive layer 124, and the adhesive layer 124 may be deteriorated. As described above, when the adhesive layer 124 is deteriorated, the light transmittance of the adhesive layer 124 is lowered, and the signal characteristic of the signal observed by the photodetector 120 is deteriorated. Note that even when a silicon resin is used for the adhesive layer 124, the silicon resin may be deteriorated by blue light (light beam having a wavelength of 405 nm).
  • the adhesive layer 124 has a composition that does not include an epoxy compound.
  • a silicon resin synthesized by removing an epoxy resin from a raw material is used as the adhesive layer 124, a composition that does not include an epoxy compound can be obtained.
  • the photodetector 120 is arranged at a position where the reflected light beam of blue light is incident, the photodetector 120 is excellent in that the signal characteristics are hardly deteriorated by the blue light. It will have blue resistance.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the photodetector in the modification of the first embodiment of the present invention.
  • the multilayer antireflection layer 128 and the adhesive layer 124 are in close contact with each other, and there are no other components between the multilayer antireflection layer 128 and the adhesive layer 124.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • a protective film 114 may be provided between the multilayer antireflection layer 128 and the adhesive layer 124 as long as the refractive index and transmittance are similar to those of the adhesive layer 124. Further, the protective film 114 may have a multilayer structure.
  • the second embodiment shows a configuration of an optical head using the photodetector 120 of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the signal output unit 130 is mounted on the FPC board 126 and soldered, so that the signal detected by the light receiving unit 123 is transmitted from the optical head to the main board of the optical information device main body.
  • an optical head 10 includes a semiconductor laser (light source) 101, a diffraction grating 102, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, a metal holder 110, and a photodetector 120. And an FPC board (flexible printed circuit board) 126.
  • the semiconductor laser 101 emits a light beam.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 as the light source is separated into a plurality of different light beams by the diffraction grating 102.
  • the diffraction grating 102 splits the light beam emitted from the semiconductor laser 101.
  • the diffraction grating 102 divides the incident light beam into a main beam and first and second sub beams.
  • the light beam transmitted through the diffraction grating 102 is reflected by the beam splitter 103, converted into a parallel light beam by the collimator lens 104, and enters the objective lens 105.
  • the objective lens 105 focuses the light beam emitted from the semiconductor laser 101 on the optical disk 21.
  • the light beam incident on the objective lens 105 becomes so-called three-beam convergent light and is applied to the optical disc 21.
  • the objective lens 105 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the tracking direction (radial direction) of the optical disk 21 by an objective lens actuator 106 (not shown in detail).
  • the light beam reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 21 passes through the objective lens 105 and the collimator lens 104 again and enters the beam splitter 103.
  • the light beam that has passed through the beam splitter 103 enters the cylindrical lens 108.
  • the cylindrical lens 108 generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the optical disk 21.
  • the light beam that has passed through the cylindrical lens 108 enters the photodetector 120.
  • the photodetector 120 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the light receiving unit 123 of the photodetector 120 and the configuration of the arithmetic circuit 122 according to the second embodiment of the present invention.
  • the light receiving unit 123 includes a four-divided light receiving region 140, a first sub-beam light receiving region 141a, and a second sub-beam light receiving region 141b.
  • the arithmetic circuit 122 includes first to seventh addition amplifiers 144a to 144g and first to fourth differential amplifiers 145a to 145d.
  • the four-divided light receiving region 140 receives the main beam 142 among the light beams that have passed through the cylindrical lens 108.
  • the first differential amplifier 145a calculates the difference between the diagonal sum signals of the four-divided light receiving region 140, thereby detecting a focus error signal.
  • the first summing amplifier 144a calculates the sum of all signals in the four-divided light receiving area 140, thereby detecting an RF signal (a reproduction signal of a signal recorded on the optical disc 21).
  • the second addition amplifier 144b and the third addition amplifier 144c each add a signal output from a region located diagonally to the four-divided light receiving region 140.
  • the first differential amplifier 145a calculates a difference between the sum signal output from the second addition amplifier 144b and the sum signal output from the third addition amplifier 144c.
  • the first addition amplifier 144a adds the sum signal output from the second addition amplifier 144b and the sum signal output from the third addition amplifier 144c.
  • the first sub-beam light-receiving area 141a and the second sub-beam light-receiving area 141b of the photodetector 120 are condensed and reflected on the track of the recording layer of the optical disc 21 and are reflected by the first sub-beam in the so-called three-beam method.
  • 143a and the second sub beam 143b are received.
  • the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b are received by the first sub-beam receiving area 141a and the first sub-beam receiving area 141b.
  • the first sub-beam light receiving area 141a and the second sub-beam light receiving area 141b are each divided into two areas along the Y direction (direction perpendicular to the tracking direction).
  • a push-pull signal calculated based on the main beam 142 received by the four-divided light receiving region 140 and a signal corresponding to the amount of light received by the first sub-beam light receiving region 141a and the second sub-beam light receiving region 141b are the sixth.
  • the seventh addition amplifiers 144f and 144g and the second to fourth differential amplifiers 145b to 145d are generated.
  • the tracking error signal is used when performing tracking servo for causing the objective lens 105 to follow the track of the recording layer of the optical disc 21.
  • the fourth addition amplifier 144d and the fifth addition amplifier 144e each add a signal output from a region adjacent to the X direction (tracking direction) of the four-divided light receiving region 140.
  • the third differential amplifier 145c calculates a difference between the sum signal output from the fourth summing amplifier 144d and the sum signal output from the fifth summing amplifier 144e.
  • the sixth addition amplifier 144f adds the signal output from the upper region of the first sub-beam light receiving region 141a and the signal output from the upper region of the second sub-beam light receiving region 141b.
  • the seventh addition amplifier 144g adds the signal output from the area below the first sub-beam light receiving area 141a and the signal output from the area below the second sub-beam light receiving area 141b.
  • the second differential amplifier 145b calculates a difference between the sum signal output from the sixth addition amplifier 144f and the sum signal output from the seventh addition amplifier 144g.
  • the fourth differential amplifier 145d calculates a difference between the differential signal output from the second differential amplifier 145b and the differential signal output from the third differential amplifier 145c.
  • the quadrant light receiving region 140 corresponds to an example of a first light receiving region
  • the first sub-beam light receiving region 141a and the second sub-beam light receiving region 141b correspond to an example of a second light receiving region.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a detection optical system including a cylindrical lens according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the cylindrical lens 108 has a cylindrical cylindrical surface 108a on the incident surface side of the light beam, and a concave lens surface 108b having lens power on the exit surface side.
  • the cylindrical surface 108a generates astigmatic differences with different focal positions at an angle of 90 degrees in a plane orthogonal to the optical axis. Further, the direction of the cylindrical surface 108 a is arranged at an angle inclined by approximately 45 degrees with respect to the four-divided light receiving region 140 of the photodetector 120.
  • FIG. 9 is a diagram showing the shape of the main beam on the 4-split light receiving area 140 at the front focal line, the rear focal line, and the focal position.
  • the main beam 142a at the focal position has a circular shape
  • the main beam 142b at the front focal line and the main beam 142c at the rear focal line have elliptical shapes orthogonal to each other.
  • a light beam as shown in FIG. 9 is formed at the front focal line and the rear focal line.
  • the light receiving unit 123 is arranged at the focal position in FIG.
  • the lateral magnification ( ⁇ ) of the detection optical system is determined by the focal length of the objective lens 105, the focal length of the collimator lens 104, and the optical power of the concave lens surface 108b of the cylindrical lens 108.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a partial configuration from the collimator lens 104 to the FPC board 126 of the optical head according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical base 111 includes a semiconductor laser 101 (not shown), a diffraction grating 102 (not shown), a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens actuator 106 (not shown) for driving the objective lens 105, and a cylindrical lens 108. Hold.
  • the photodetector 120 is fixed to the metal holder 110.
  • the metal holder 110 is placed on the optical base 111 in the Z direction (optical axis direction) and the XY plane (in the plane perpendicular to the optical axis) with respect to the optical base 111 by an external jig (not shown).
  • the configuration is adjustable.
  • the position of the photodetector 120 in the XY plane is adjusted so that the main beam 142 incident on the quadrant light receiving region 140 of the photodetector 120 enters the approximate center of the quadrant light receiving region 140.
  • the position of the photodetector 120 in the Z direction is finely adjusted so that the light receiving unit 123 is disposed at the astigmatic focal position in a state where the objective lens 105 is focused on the recording layer of the optical disc 21.
  • the By adjusting in the Z direction the main beam 142 incident on the four-divided light receiving region 140 becomes circular, and the focus error signal has no offset. At this time, the output of the focus error signal becomes 0 in a state where the objective lens 105 is focused on the recording layer of the optical disc 21.
  • the rotation adjustment (around the optical axis) of the photodetector 120 is performed so that the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b are incident on substantially the center of the first sub-beam light-receiving area 141a and the second sub-beam light-receiving area 141b.
  • ⁇ Z is performed.
  • the focus error signal balance is adjusted by adjusting the position of the XY plane, the tracking error signal is adjusted in detail by adjusting the rotation around the optical axis ( ⁇ Z), and the focus offset of the focus error signal is adjusted by adjusting the position in the Z direction. Adjustments are made.
  • the first sub beam 143a and the second sub beam 143b are optically designed to be substantially incident on the first sub beam light receiving region 141a and the second sub beam light receiving region 141b. . Further, the entire photodetector 120 is rotationally adjusted around the optical axis center so that the amplitude of the tracking error signal is maximized. As a result, fine adjustment of the positional relationship between the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b and the first sub-beam light-receiving area 141a and the second sub-beam light-receiving area 141b is performed.
  • the RF signal is detected by adding all signals corresponding to the light amount of the light beam received by the four-divided light receiving region 140.
  • the metal holder 110 and the optical base 111 are bonded and fixed by the adhesive layer 113.
  • the optical axis of the photodetector 120 is adjusted so that the main beam 142 enters the approximate center of the four-divided light receiving region 140. Done.
  • the photodetector 120 and the metal holder 110 are fixed to the optical base 111 with the photodetector 120 positioned.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of the optical disc drive according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical disk drive 20 includes an optical head 10, a motor 203, a traverse 204, a control circuit 205, a signal processing circuit 206, and an input / output circuit 207.
  • the optical disc 21 is sandwiched and fixed between a clamper 201 and a turntable 202 and is rotated by a motor (rotating system) 203.
  • the motor 203 rotates the optical disc 21.
  • the optical head 10 is on a traverse (transfer system) 204.
  • the traverse 204 moves the optical head 10 in the radial direction of the optical disc 21. Thereby, the irradiated light can be moved from the inner periphery to the outer periphery of the optical disc 21.
  • the control circuit 205 controls the optical head 10 and the motor 203.
  • the control circuit 205 performs focus control, tracking control, traverse control, rotation control of the motor 203, and the like based on the signal received from the optical head 10.
  • the signal processing circuit 206 reproduces information from the reproduction signal and outputs the information to the input / output circuit 207 or sends the recording signal input from the input / output circuit 207 to the optical head 10 through the control circuit 205.
  • the optical disk drive 20 corresponds to an example of an optical information device
  • the optical head 10 corresponds to an example of an optical head
  • the motor 203 corresponds to an example of a drive unit
  • the control circuit 205 corresponds to a control unit. It corresponds to an example.
  • FIG. 12A is a schematic diagram for explaining surface reflection from another layer in the two-layer optical disc 21, and FIG. 12B explains surface reflection from another layer in the multilayer optical disc 31.
  • FIG. 12A shows the configuration of the optical disc 21 having two recording layers, and shows how stray light is generated from other layers when the convergent light 300 is condensed on a certain recording layer.
  • the first recording layer L0 is focused, and in this case, the light reflected by the second recording layer L1 becomes the other layer stray light.
  • FIG. 12B shows the configuration of the optical disc 31 having four recording layers, and shows how stray light is generated from other layers when the convergent light 300 is condensed on a certain recording layer.
  • the third recording layer L2 is focused, and the light reflected by the first recording layer L0, the second recording layer L1, and the fourth recording layer L3 becomes the other layer stray light. .
  • the layer interval d2 between the first recording layer L0 and the second recording layer L1 is defined as 25 ⁇ 5 ⁇ m in the standard, and is 20 ⁇ m at the minimum or 20 ⁇ m at the maximum. 30 ⁇ m. Therefore, the magnitude of the other layer stray light on the photodetector 120 is limited to some extent.
  • the smallest layer interval d4min is likely to be smaller than that of the two-layer optical disc 21.
  • the layer interval between the third recording layer L2 and the fourth recording layer L3 is the layer interval d4min.
  • the farthest separated layer interval d4max is larger than that of the two-layer optical disc 21.
  • the magnitude of the other-layer stray light in the photodetector 120 is significantly larger than that of the two-layer optical disk 21.
  • the layer interval between the first recording layer L0 and the fourth recording layer L3 is the layer interval d4max.
  • the detection optical system has a larger magnification (lateral magnification ⁇ ) to receive a four-divided light receiving region 140 that receives the main beam 142, and a first sub beam that receives the first sub beam 143a and the second sub beam 143b.
  • the distance between the light receiving region 141a and the second sub-beam light receiving region 141b needs to be greatly separated.
  • FIG. 13A is a diagram showing the relationship between the distance between the main beam and the sub beam on the photodetector of the conventional optical head and the stray light in other layers
  • FIG. 13B is a diagram illustrating the implementation of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam on a photodetector of the optical head of form 2, and a sub beam, and other layer stray light.
  • the distance between the main beam 142 and the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) on the photodetector 120 is such that the main beam 142 and the first sub beam 143a (focused on the recording layer track of the optical disc 21).
  • the distance from the second sub beam 143b) is multiplied by the lateral magnification of the detection optical system.
  • the main beam 142 on the photodetector 120 is The distance from the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) is about 120 ⁇ m.
  • the lateral magnification of the detection optical system is about 10 to detect a stable tracking error signal. Double is required.
  • the distance between the main beam 142 and the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) is about 200 ⁇ m.
  • the interval between the main beam 142 and the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) on the track of the recording layer of the multilayer optical disk 31 is set to approximately 20 ⁇ m. Since this affects the offset of the tracking error when moving from the circumference to the circumference, the value is preset for each device, and a value in the range of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m is generally selected.
  • the detection optical system in order to realize the miniaturization of the optical head 10, it is necessary to reduce the size of the detection optical system, and it is necessary to reduce the size of the detection optical system in consideration of the influence of other layer stray light. In consideration of the adverse effect of other layer stray light, it is necessary to increase the magnification of the detection optical system.
  • the detection optical system can be downsized with only the objective lens 105 and the collimator lens 104 while maintaining the lateral magnification.
  • the quadrant light receiving region 140, the first sub beam receiving region 141a, and the first sub light receiving region 141a and the first sub beam receiving region 141a and the first sub beam receiving region 141b are prevented from entering other layer stray light.
  • the lateral magnification of the detection optical system constituted by the concave lens surfaces of the objective lens 105, the collimator lens 104, and the cylindrical lens 108 is set to a range of about 14 to 16 times. It is desirable.
  • the distance between the four-divided light receiving region 140 and the first sub-beam light receiving region 141a and the first sub-beam light receiving region 141b is increased, so that the other layer stray light becomes the first sub-beam light receiving region 141a and By not entering the first sub-beam light receiving region 141b, a stable tracking error signal free from stray light offset and interference can be obtained.
  • the photodetector 120 does not include a resin package and wire bonding, but includes a glass package 125 and an adhesive layer 124, so that the quadrant light receiving region 140, the first sub-beam light receiving region 141a, and the first sub-beam light receiving region 141b are provided.
  • the photodetector 120 can be significantly downsized even if the area of the semiconductor silicon 121 is increased.
  • the photodetector 120 can be made small and thin, and the size can be reduced while increasing the magnification of the detection optical system in the return path of the optical head 10.
  • the optical head 10 can be miniaturized, and the optical disc drive 20 that can be miniaturized and compatible with multilayer optical discs can be realized.
  • the specifications of the multilayer antireflection layer 128, the glass package 125, the adhesive layer 124, and the like are configured so that the transmittance is maximized with respect to a light beam having a wavelength of 405 nm.
  • the transmittance in the quadrant light receiving region 140, the first sub-beam light receiving region 141a, and the first sub-beam light receiving region 141b with respect to an incident light beam having a wavelength of 405 nm can be 99% or more. Can significantly improve the light receiving sensitivity (mA / ⁇ W). Further, the S / N ratio of the RF signal can be greatly improved even when reproducing the multilayer optical disk 31 having a low reflectance.
  • the RF signal is generated from an addition signal obtained by adding a signal corresponding to the light beam received by the four-divided light receiving region 140.
  • the light beam for generating the RF signal is received exclusively.
  • An RF signal light receiving region may be provided, or an RF signal may be generated from the light beam received by the first sub-beam light receiving region 141a and the first sub-beam light receiving region 141b.
  • the cylindrical surface 108a is formed on the light incident side of the cylindrical lens 108 and the concave lens surface 108b is formed on the light emitting side.
  • the present invention is not particularly limited to this, and the cylindrical lens 108 is formed.
  • a concave lens surface may be formed on the light beam incident side, and a cylindrical surface may be formed on the light beam emission side.
  • the optical head in the third embodiment is different from the second embodiment in the tracking error signal detection method.
  • the tracking error signal is detected by the so-called three-beam method using the diffraction grating 102.
  • the so-called one-beam method (APP (advanced push-pull) method) using a hologram element is used. Tracking error signal is detected.
  • the arrangement of the light receiving regions of the light receiving unit 123 differs with the change in the tracking error signal detection method.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head according to Embodiment 3 of the present invention.
  • an optical head 13 includes a semiconductor laser 101, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, a hologram element 150, a metal holder 110, a photodetector 220, and an FPC board. 126.
  • the semiconductor laser 101 emits a light beam having an oscillation wavelength of about 405 nm.
  • the hologram element 150 is disposed between the beam splitter 103 and the cylindrical lens 108, and divides an incident light beam into a light beam for generating a tracking error signal by a so-called one beam method (APP method).
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 is reflected by the beam splitter 103, converted into a parallel light beam by the collimator lens 104, and enters the objective lens 105.
  • the objective lens 105 focuses the light beam emitted from the semiconductor laser 101 on the optical disk 21.
  • the objective lens 105 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the tracking direction (radial direction) of the optical disk 21 by an objective lens actuator 106 (not shown in detail).
  • the light beam reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 21 passes through the objective lens 105 and the collimator lens 104 again and enters the beam splitter 103.
  • the light beam that has passed through the beam splitter 103 is divided into a plurality of parts by the hologram element 150 and enters the cylindrical lens 108.
  • the cylindrical lens 108 generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the optical disk 21.
  • the light beam that has passed through the cylindrical lens 108 enters the photodetector 220.
  • the photodetector 220 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of the hologram element 150 shown in FIG.
  • the solid line indicates the division pattern of the hologram element 150
  • the broken line indicates the shape of the light beam that passes through the hologram element 150.
  • the hologram element 150 includes a main beam region 151 where a main beam is incident, and first and second APPs where interference light between ⁇ first order light and zeroth order light diffracted by the recording layer of the optical disc 21 (31) is incident. It includes main regions 152 and 153 and first and second APP sub-regions 154 and 155 in which only the 0th-order light is incident.
  • the lateral magnification ( ⁇ ) of the detection optical system in the third embodiment is set to 14 to 16 times as in the second embodiment.
  • FIG. 16A is a side view showing the configuration of the photodetector in the third embodiment of the present invention
  • FIG. 16B is a front view showing the configuration of the photodetector in the third embodiment of the present invention.
  • the photodetector 220 includes a semiconductor silicon 221, an adhesive layer 124, a glass package 125, a multilayer antireflection layer 128, and a signal output unit 130.
  • the semiconductor silicon 221 includes a light receiving unit 223 and an arithmetic circuit 122. Note that a hatched line in FIG. 16B indicates a region where the adhesive layer 124 is formed.
  • a multilayer antireflection layer 128 having the same specifications as in the first embodiment is formed between the adhesive layer 124 and the semiconductor silicon 121.
  • a light receiving portion 223, an arithmetic circuit 122, and a signal output portion 130 are formed, and the glass package 125 is bonded onto the semiconductor silicon 221 with an adhesive layer 124.
  • a light receiving unit 223 and an arithmetic circuit 122 are formed on the light incident side surface of the semiconductor silicon 221, and a signal output unit 130 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the configuration of the photodetector 220 other than the light receiving unit 223 is the same as the configuration of the photodetector 120 of the first embodiment.
  • the light receiving unit 223 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 21.
  • the arithmetic circuit 122 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 223.
  • the glass package 125 covers the light receiving unit 223 and the arithmetic circuit 122.
  • the light receiving unit 223 includes a quadrant light receiving region 240, a first APP main beam light receiving region 156, a second APP main beam light receiving region 157, a first APP sub beam light receiving region 158, and a second APP sub beam light receiving region 159. .
  • the light beam that has passed through each divided region of the hologram element 150 enters each light receiving region.
  • the light beam (main beam 142) transmitted through the main beam region 151 is incident on the four-divided light receiving region 240.
  • the light beam (APP main beam 165) transmitted through the first and second APP main regions 152 and 153 is incident on the first APP main beam light receiving region 156 and the second APP main beam light receiving region 157.
  • the light beam (APP sub-beam 166) transmitted through the first and second APP sub-regions 154 and 155 is incident on the first APP sub-beam receiving region 158 and the second APP sub-beam receiving region 159.
  • the focus error signal is generated by calculating the differential of the diagonal sum signal of the quadrant light receiving area 240, and the RF signal is generated by calculating the sum of all the signals of the quadrant light receiving area 240. .
  • a so-called push-pull signal is generated by obtaining a differential signal between the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157, and the generated push-pull signal and the first and second push-pull signals are generated.
  • a tracking error signal in the so-called APP method is generated.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a tracking error signal calculation method according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the tracking error signal is calculated based on the following equation (3).
  • Tracking error signal (B1-B2) -k (B3-B4) (3)
  • B1 represents the output of the first APP main beam light receiving region 156
  • B2 represents the output of the second APP main beam light receiving region 157
  • B3 represents the first
  • the output of the APP sub-beam light receiving area 158 is represented
  • B4 represents the output of the second APP sub-beam light receiving area 159
  • k represents the gain.
  • the gain k is usually set to 0.5 to 5.
  • the photodetector can be greatly reduced in size, and the tracking error signal becomes a servo signal that is not affected by interference from other layers of stray light, and stable recording is achieved.
  • An optical head having performance and reproduction performance can be realized.
  • an optical head in which a tracking error signal is detected by the APP method can be reduced in size and can be adapted to the multilayer optical disk 31.
  • the four-divided light receiving region 240 corresponds to an example of the first light receiving region
  • 158 and 159 correspond to an example of a second light receiving region.
  • the multilayer antireflection layer 128 is formed between the semiconductor silicon 121 (221) and the adhesive layer 124, and the entire surface of the semiconductor silicon 121 (221) on the light beam incident side.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • FIG. 18 (A) is a diagram showing another example of the multilayer antireflection film of the photodetector in the second embodiment of the present invention
  • FIG. 18 (B) is a photodetection in the third embodiment of the present invention. It is a figure which shows another example of the multilayer antireflection film of a vessel.
  • the multilayer antireflection layer 128 is formed only on the surface of the four-divided light receiving region 140 (240) for generating an RF signal.
  • the multilayer antireflection layer on at least the quadrant light receiving region 140 (240) is composed of three or more antireflection films, and at least a part of the semiconductor silicon 121 (221) other than the quadrant light receiving region 140 (240).
  • the multilayer antireflection layer comprises a single layer or two layers of antireflection films.
  • the area of the multilayer antireflection layer 128 where the three antireflection films are deposited can be greatly reduced.
  • the time and man-hour required for the deposition of the antireflection film can be greatly reduced, and the thickness and refractive index specifications of each antireflection film can be relaxed.
  • the three-layer portion (first antireflection layer 128x) of the multilayer antireflection layer 128 is composed of a silicon-based nitride film, a silicon-based oxide film, and a silicon-based nitride film in order from the light beam incident side.
  • the silicon-based nitride film has a refractive index of 2.07
  • the silicon-based oxide film has a refractive index of 1.47
  • both the silicon-based nitride film and the silicon oxide film have a refractive index change of ⁇ 5%. .
  • each antireflection film of the three-layer portion (first antireflection layer 128x) of the multilayer antireflection layer 128 is 44.1 nm, 73.6 nm, and 47.1 nm in order from the light beam incident side.
  • Each antireflection film has a thickness change of ⁇ 10%.
  • the first antireflection layer 128x is not limited to three antireflection films, and may include four or more antireflection films.
  • the two-layer portion (second antireflection layer 128y) of the multilayer antireflection layer 128 is composed of a silicon-based oxide film and a silicon-based nitride film in order from the light beam incident side.
  • the silicon-based nitride film has a refractive index of 2.07
  • the silicon-based oxide film has a refractive index of 1.47
  • both the silicon-based nitride film and the silicon oxide film have a refractive index change of ⁇ 5%.
  • the thickness of each antireflection film of the two-layer portion (second antireflection layer 128y) of the multilayer antireflection layer 128 is 73.6 nm and 47.1 nm in order from the light beam incident side. Both have a thickness change of ⁇ 10%.
  • the antireflection film is composed of either a silicon nitride film or a silicon oxide film.
  • the optical head of the fourth embodiment is different from the second and third embodiments in that it is not only for a BD light source that emits light having a wavelength of 405 nm but also for a DVD that emits light having a wavelength of 650 nm. And a light source for CD that emits light having a wavelength of 780 nm are mounted, and it is possible to cope with multilayer BD, DVD and CD.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the optical head 14 includes a diffraction grating 102, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, a metal holder 110, a photodetector 320, an FPC board 126, and a hologram element.
  • 150 a flat plate beam splitter 170, a blue semiconductor laser 191 and a two-wavelength semiconductor laser 192.
  • Blue semiconductor laser 191 emits blue light having a wavelength of 405 nm.
  • the two-wavelength semiconductor laser 192 emits red light having a wavelength of 650 nm and emits infrared light having a wavelength of 780 nm.
  • the flat beam splitter 170 reflects red light or infrared light emitted from the two-wavelength semiconductor laser 192 toward the objective lens 105 and reflects light (blue light, red light or red light) reflected by the optical disc 21 (31). Infrared light) is transmitted.
  • the photodetector 320 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 20 is a front view showing the configuration of the photodetector in the fourth embodiment of the present invention.
  • the photodetector 320 includes a semiconductor silicon 321, an adhesive layer 124, a multilayer antireflection layer (not shown), and a glass package (not shown).
  • the semiconductor silicon 321 includes a light receiving unit 323, an arithmetic circuit 122, and a signal output unit (not shown). Note that hatched lines in FIG. 20 indicate regions where the adhesive layer 124 is formed.
  • the glass package is bonded to the multilayer antireflection layer by the adhesive layer 124.
  • the light receiving portion 323 and the arithmetic circuit 122 are formed on the light incident side surface of the semiconductor silicon 321, and the signal output portion is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the adhesive layer 124 is formed on the entire surface of the semiconductor silicon 321.
  • the configuration of the photodetector 320 other than the light receiving unit 323 is the same as that of the photodetector 120 of the first embodiment.
  • the light receiving unit 323 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 21 (31).
  • the arithmetic circuit 122 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 323.
  • the glass package covers the light receiving portion 323 and the arithmetic circuit 122.
  • the light receiving unit 323 includes a first four-divided light receiving region 180, a second four-divided light receiving region 161, a first APP main beam light receiving region 156, a second APP main beam light receiving region 157, and a first APP sub beam receiving region. 158, a second APP sub-beam receiving area 159, a first sub-beam receiving area 160a, a second sub-beam receiving area 160b, a third sub-beam receiving area 162a, and a fourth sub-beam receiving area 162b.
  • the first four-divided light receiving region 180 receives the blue main beam 142 having a wavelength of 405 nm and the red main beam 242 having a wavelength of 650 nm.
  • the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 receive the blue light APP main beam 165 having a wavelength of 405 nm.
  • the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159 receive the blue light APP sub-beam 166 having a wavelength of 405 nm.
  • the first sub-beam receiving region 160a receives a first sub-beam 243a of red light having a wavelength of 650 nm
  • the second sub-beam receiving region 160b receives a second sub-beam 243b of red light having a wavelength of 650 nm.
  • a focus error signal is detected based on the main beam 242
  • a tracking error signal in the so-called three-beam method is detected based on the push-pull signal of the main beam 242 and the signals of the first sub beam 243a and the second sub beam 243b. Is done.
  • the second quadrant light receiving region 161 receives an infrared main beam 342 having a wavelength of 780 nm.
  • the third sub-beam receiving region 162a receives a first sub-beam 343a of infrared light having a wavelength of 780 nm
  • the fourth sub-beam receiving region 162b receives a second sub-beam 343b of infrared light having a wavelength of 780 nm. Is received.
  • a focus error signal is detected based on the main beam 342, and a tracking error signal in the so-called three-beam method is detected based on the push-pull signal of the main beam 342 and the signals of the first sub beam 343a and the second sub beam 343b. Is done.
  • BD and DVD RF signals are generated based on the amounts of light beams having a wavelength of 405 nm and a wavelength of 650 nm received by the first four-divided light receiving region 180, respectively. Further, an RF signal of the CD is generated based on the light amount of the light beam having a wavelength of 780 nm received by the second four-divided light receiving region 161.
  • the first antireflection layer 128x having three antireflection films, and the first four divisions.
  • a region other than the light receiving region 180 is configured by the second antireflection layer 128y having two antireflection films.
  • information can be recorded or reproduced on an optical disc (BD, DVD or CD) corresponding to light beams having three different wavelengths, and a single-layer or double-layer optical disc 21 is used.
  • information can be recorded on or reproduced from the multilayer optical disk 31. Therefore, it is possible to realize a small optical head and optical disk drive that have excellent recording characteristics and reproduction characteristics.
  • the first four-divided light receiving region 180 corresponds to an example of the first light receiving region
  • the sub beam receiving areas 158 and 159 correspond to an example of a second light receiving area.
  • the BD tracking error signal detection method in the fourth embodiment is a one-beam method (APP method), it is needless to say that a three-beam method may be used.
  • the fifth embodiment differs from the first to fourth embodiments in that the arithmetic circuit 122 does not improve the S / N of the reproduction signal by increasing the transmittance of the light receiving portions 123, 223, and 323.
  • the S / N of the reproduction signal is improved by reducing the noise level of the reproduction signal to be generated.
  • FIG. 21 is a diagram showing a partial configuration of the arithmetic circuit 122 of the photodetector 320 in FIG.
  • the configurations of the optical head and the photodetector in the fifth embodiment are the same as the configurations of the optical head 14 and the photodetector 320 in the fourth embodiment.
  • a light receiving region 180a indicates a 1ch light receiving region in the first four-divided light receiving region 180 in FIG. 20, and receives light beams for BD and DVD.
  • the first four-divided light receiving region 180 includes four light receiving regions 180a, 180b, 180c, and 180d.
  • the light receiving area 161a indicates a 1ch light receiving area in the second four-divided light receiving area 161 in FIG. 20, and receives a light beam for CD.
  • the second quadrant light receiving region 161 includes four light receiving regions 180a, 180b, 180c, and 180d.
  • the arithmetic circuit 122 includes a first differential amplifier circuit 182, a second differential amplifier circuit 183, a voltage amplifier circuit 184, and a switch 185.
  • the first differential amplifier circuit 182 shows a part of the first-stage current / voltage conversion circuit (I / V amplifier) for BD and DVD.
  • the first differential amplifier circuit 182 converts a current generated according to the amount of light received by the light receiving region 180a into a voltage using an amplification gain. That is, the first differential amplifier circuit 182 converts a current corresponding to the amount of light received by the light receiving region 180a into a voltage based on a plurality of preset gain modes.
  • the first differential amplifier circuit 182 includes a differential amplifier 41, first to third amplification gains 42, 43, 44, first to third switches 45, 46, 47, and a bias current output unit 48.
  • the differential amplifier 41 is shared by a plurality of gain modes.
  • the first to third amplification gains 42, 43, and 44 each have a predetermined resistance value.
  • the resistance values of the first to third amplification gains 42, 43, and 44 are 100 K ⁇ , 50 K ⁇ , and 30 K ⁇ .
  • the first switch 45 connects the differential amplifier 41 and the first amplification gain 42
  • the second switch 46 connects the differential amplifier 41 and the second amplification gain 43
  • the third switch 47 connects the differential amplifier 41 and the third amplification gain 44.
  • the photodetector 120 further includes a gain setting terminal unit to which a gain mode switching signal for switching a plurality of gain modes is input.
  • FIG. 22 is a back view of photodetector 120 in the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, the gain setting terminal portion 131 is formed along with the signal output portion 130 on the surface of the semiconductor silicon 121 facing the light incident side surface. A gain mode switching signal for switching a plurality of gain modes is input to the arithmetic circuit 122 via the gain setting terminal unit 131.
  • the plurality of gain modes include, for example, three gain modes, and any one of the first to third switches 45, 46, and 47 is turned on according to the gain mode switching signal.
  • the bias current output unit 48 outputs a bias current to the differential amplifier 41.
  • the second differential amplifier circuit 183 is a part of the first-stage current / voltage conversion circuit (I / V amplifier) for CD.
  • the second differential amplifier circuit 183 converts a current generated according to the amount of light received by the light receiving region 161a into a voltage using an amplification gain.
  • the second differential amplifier circuit 183 includes a differential amplifier 51, first to third amplification gains 52, 53, and 54, first to third switches 55, 56, and 57, and a bias current output unit 58.
  • the differential amplifier 51 is shared by a plurality of gain modes.
  • the first to third amplification gains 52, 53, and 54 each have a predetermined resistance value.
  • the resistance values of the first to third amplification gains 52, 53, and 54 are 100 K ⁇ , 50 K ⁇ , and 30 K ⁇ .
  • the first switch 55 connects the differential amplifier 51 and the first amplification gain 52
  • the second switch 56 connects the differential amplifier 51 and the second amplification gain 53
  • the third switch 57 connects the differential amplifier 51 and the third amplification gain 54.
  • a gain mode switching signal for switching a plurality of gain modes is input to the arithmetic circuit 122 via the gain setting terminal unit 131.
  • the plurality of gain modes include, for example, three gain modes, and one of the first to third switches 55, 56, and 57 is turned on in response to the gain mode switching signal.
  • the bias current output unit 58 outputs a bias current to the differential amplifier 51.
  • the voltage amplifying circuit 184 includes the first differential amplifying circuit 182 and the first amplifying circuit 182 so that the RF output has an optimum amplitude according to the set values of the differential amplifier 61 and the first to third amplification gains 62, 63, and 64.
  • the reproduction signal output from the second differential amplifier circuit 183 is amplified.
  • the voltage amplifier circuit 184 includes a differential amplifier 61, first to third amplification gains 62, 63, 64, first to third switches 65, 66, 67, and a bias current output unit 68.
  • the differential amplifier 61 is shared by a plurality of gain modes.
  • the first to third amplification gains 62, 63, 64 each have a predetermined resistance value.
  • the resistance values of the first to third amplification gains 62, 63, 64 are 100 K ⁇ , 50 K ⁇ , and 30 K ⁇ .
  • the first switch 65 connects the differential amplifier 61 and the first amplification gain 62
  • the second switch 66 connects the differential amplifier 61 and the second amplification gain 63
  • the third switch 67 connects the differential amplifier 61 and the third amplification gain 64.
  • a gain mode switching signal for switching a plurality of gain modes is input to the arithmetic circuit 122 via the gain setting terminal unit 131.
  • the plurality of gain modes include, for example, three gain modes, and one of the first to third switches 65, 66, and 67 is turned on according to the gain mode switching signal.
  • the bias current output unit 68 outputs a bias current to the differential amplifier 61.
  • the switch 185 is disposed between the first differential amplifier circuit 182, the second differential amplifier circuit 183, and the voltage amplifier circuit 184.
  • the switch 185 When recording or reproducing information on a BD or DVD, the switch 185 When the differential amplifier circuit 182 and the voltage amplifier circuit 184 are connected and information is recorded on or reproduced from the CD, the second differential amplifier circuit 183 and the voltage amplifier circuit 184 are connected.
  • the light receiving region 180a has a radiation sensitivity of 0.3 A / W with respect to a light beam having a wavelength of 405 nm.
  • the resistance value of the amplification gain 42 is 100 K ⁇
  • the I / V conversion gain is 30 mV / ⁇ W.
  • the first differential amplifier circuit 182 outputs a voltage of 300 mV
  • the voltage amplifier circuit 184 is output by the first differential amplifier circuit 182. The voltage is further amplified and output as an RF signal.
  • the light receiving area 180a shown in FIG. 21 is one channel among the four divided light receiving areas 180, and the four divided light receiving area 180 includes four light receiving areas 180a, 180b, 180c, and 180d.
  • Four first differential amplifier circuits 182 connected to the regions 180a, 180b, 180c, and 180d are provided. Therefore, in practice, all the signals output from the four first differential amplifier circuits 182 are added, input to the voltage amplifier circuit 184, and output from the voltage amplifier circuit 184 as an RF signal (reproduced signal).
  • the four-divided light receiving region 161 includes four light receiving regions 161a, 161b, 161c, and 161d, and the arithmetic circuit 122 includes four second differential amplifications connected to the respective light receiving regions 161a, 161b, 161c, and 161d.
  • a circuit 183 is provided.
  • the amplification factor of the first amplification gain 42 is the largest. Therefore, the first amplification gain 42 is used for reproducing a multilayer BD (optical disc 31) having a low reflectance.
  • the second amplification gain 43 is used for reproducing a single-layer or two-layer BD (optical disc 21) having a relatively high reflectance
  • the third amplification gain 44 having the lowest amplification factor is the optical disc 21 or the multilayer. Is used for recording on the optical disc 31 of the above. In the case of DVD, it is set separately.
  • the amplification gain of the voltage amplification circuit 184 is set in the same manner as described above.
  • the differential amplifier 41 when reproducing information from the multi-layer optical disk 31, the differential amplifier 41 is configured to lower the value of the bias current 49 of the differential amplifier 41 in order to reduce the noise of the reproduced signal and improve the S / N of the reproduced signal. Add low noise mode to switch internal resistance. That is, the differential amplifier 41 switches between a low noise mode that reduces noise included in the reproduction signal and a non-low noise mode that does not reduce noise included in the reproduction signal, and sets the bias current value in the low noise mode to non-low noise. Smaller than the bias current value in the mode.
  • the first amplifier gain 42 is used and the differential amplifier 41 is switched to the non-low noise mode.
  • the bias current value is about 200 ⁇ A.
  • the first amplifier gain 42 is used and the differential amplifier 41 is switched to the low noise mode.
  • the bias current value is about 100 ⁇ A.
  • the amplifier noise of the first differential amplifier circuit 182 at the first stage can be reduced by 2 to 3 dBm, the noise level of the RF signal (reproduced signal) can be greatly reduced, and the multilayer optical disk 31 can be reduced. Even in the reproduction of the reproduction signal, a reproduction signal excellent in S / N can be realized.
  • the same first amplification gain 42 is used in the non-low noise mode and the low noise mode, it is not necessary to provide different amplification gains in the non-low noise mode and the low noise mode, and the arithmetic circuit 122 is greatly reduced. Miniaturization can also be realized.
  • the differential amplifier 41 switches to the low noise mode when switching to the gain mode having the highest gain setting value among the plurality of gain modes, that is, the first amplification gain 42.
  • the higher the gain setting value the greater the noise, so if you switch to the gain mode with the highest gain setting value among multiple gain modes, you can reduce the noise by switching to the low noise mode, The S / N of the reproduction signal can be improved.
  • the first differential amplifier circuit 182 corresponds to an example of a current / voltage conversion circuit
  • the gain setting terminal unit 131 corresponds to an example of a gain setting terminal unit
  • the differential amplifier 41 is a difference. This corresponds to an example of a dynamic amplifier.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating amplifier noise in the non-low noise mode and the low noise mode using the first amplification gain 42 of the first differential amplifier circuit 182.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents noise level.
  • FIG. 23 shows the relationship between the frequency and the noise level in the low noise mode and the relationship between the frequency and the noise level in the non-low noise mode.
  • FIG. 23 shows the result of measurement with a predetermined light receiving sensitivity, and noise reduction of 2 dB to 3 dB is possible in the frequency band (around 33 MHz) required when reproducing the multilayer optical disc 31 at double speed. Become.
  • the amplifier noise of the differential amplifier 41 can be reduced, but the frequency characteristic (f characteristic) of the RF signal is lowered.
  • the frequency when 3 dB is reduced is about 50 MHz
  • the frequency when 3 dB is reduced is about 100 MHz.
  • the four-divided light receiving region for receiving the DVD light beam is the same as the four-divided light receiving region for receiving the BD light beam.
  • the four-divided light receiving area for receiving the luminous flux for DVD may be the same, or the four-divided light receiving area for receiving the luminous flux for DVD and the four-divided light receiving area for receiving the luminous flux for CD may be the same.
  • the photodetector includes a four-divided light receiving region for receiving a DVD light beam and a four-divided light receiving region for receiving a CD light beam, but receives a BD light beam 4. Only a divided light receiving region may be provided.
  • the first-stage first differential amplifier circuit 182 has three amplification gains, but it goes without saying that the amplification gain may be increased or decreased according to the application.
  • the second differential amplifier circuit 183 and the voltage amplifier circuit 184 each have three amplification gains, but the amplification gain may be increased or decreased according to the application.
  • the first differential amplifier circuit 182 in the first stage is a so-called inverting amplification method, but may be a so-called non-inverting amplification method.
  • the second differential amplifier circuit 183 and the voltage amplifier circuit 184 may be a non-inverting amplifier system.
  • the photodetector 120 further includes a noise setting terminal unit 132 to which a noise mode switching signal for switching between a low noise mode and a non-low noise mode is input.
  • a noise setting terminal portion 132 is formed on the surface of the semiconductor silicon 121 that faces the light incident side surface together with the signal output portion 130 and the gain setting terminal portion 131.
  • a noise mode switching signal for switching between the low noise mode and the non-low noise mode is input to the arithmetic circuit 122 via the noise setting terminal unit 132.
  • the differential amplifier 41 switches the internal resistance in accordance with the noise mode switching signal and changes the bias current.
  • the bias current value in the low noise mode is 1 ⁇ 2 of the bias current value in the non-low noise mode.
  • the bias current value in the low noise mode is not low from the viewpoint of noise reduction. It may be 2/3 or less of the bias current value in the noise mode.
  • the first differential amplifier circuit 182 is preferably set to the gain mode with the largest amplification gain from the viewpoint of noise reduction.
  • a photodetector is a photodetector that detects a light beam reflected by an information recording medium, and photoelectrically converts a light receiving unit that receives the light beam and a light beam received by the light receiving unit. And a substrate formed with a calculation unit that performs a predetermined calculation on the electric signal obtained by this, and at least reflected on the incident information recording medium formed on the light receiving unit and the calculation unit.
  • a multilayer antireflection layer including a plurality of antireflection films to be prevented, a glass package that covers the multilayer antireflection layer, and an adhesive layer that bonds the multilayer antireflection layer and the glass package.
  • the substrate includes the light receiving unit that receives the light beam and the calculation unit that performs a predetermined calculation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the light beam received by the light receiving unit.
  • the multilayer antireflection layer includes a plurality of antireflection films that are formed on at least the light receiving unit and the calculation unit and prevent reflection of a light beam reflected by an incident information recording medium.
  • the glass package covers the multilayer antireflection layer.
  • the adhesive layer bonds the multilayer antireflection layer and the glass package.
  • the photodetector can be downsized. Can do.
  • the multilayer antireflection layer includes three layers of the antireflection film, and the three layers of antireflection films are sequentially formed from a light incident side, a silicon nitride film and a silicon oxide film.
  • a silicon nitride film is preferable.
  • the transmittance for a light beam having a wavelength of 405 nm between the glass package and the light receiving portion can be significantly improved without increasing the number of antireflection films included in the multilayer antireflection layer, and a wavelength of 650 nm.
  • the transmittance can be greatly improved even for a light beam having a wavelength of 780 nm.
  • the multilayer antireflection layer can be composed of three antireflection films, the number of steps for depositing the antireflection film can be greatly reduced.
  • the thickness of the adhesive layer is 30 ⁇ m or less, the transmittance of the adhesive layer is 99% or more with respect to a light beam having a wavelength of 405 nm, and the adhesive layer is made of silicon.
  • the antireflection film is formed on the surface of the glass package on which the light beam reflected by the information recording medium is incident, and the antireflection film is formed between the glass package and the adhesive layer. It is preferably not formed.
  • the S / N is excellent even if the reflectance of the information recording medium is low and the amount of reflected light from the information recording medium is small. Playback signal can be realized. Moreover, the adhesive strength between the glass package and the adhesive layer can be increased. Further, even if there is no antireflection film at the interface with the adhesive layer of the glass package, the transmittance is not lowered, and a photodetector with high reliability and excellent S / N can be realized.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the thickness of the adhesive layer is not less than 5 ⁇ m and not more than 25 ⁇ m, so-called blue light by the light beam having a wavelength of 405 nm is maintained while maintaining high adhesive strength without deteriorating the transmittance for the light beam having a wavelength of 405 nm. Deterioration can be suppressed.
  • the adhesive layer is preferably formed on the entire surface between the glass package and the multilayer antireflection layer.
  • the adhesive layer is formed on the entire surface between the glass package and the multilayer antireflection layer, the adhesive strength can be increased.
  • the surface of the light receiving portion on the light beam incident side is covered with an adhesive layer, it is possible to prevent impurities from adhering to the light receiving portion and the glass package without an air layer on the light receiving portion. Therefore, a photodetector with excellent reliability can be realized.
  • the light receiving unit receives a first light receiving region for receiving a light beam for calculating a focus error signal, and a second light receiving region for receiving a light beam for calculating a tracking error signal.
  • the calculation unit preferably calculates a reproduction signal of the information recording medium based on a light beam received by the first light receiving region.
  • the light beam for calculating the focus error signal is received by the first light receiving region, and the light beam for calculating the tracking error signal is received by the second light receiving region.
  • the computing unit computes a reproduction signal of the information recording medium based on the light beam received by the first light receiving region.
  • the reproduction signal of the information recording medium is calculated based on the light beam received by the first light receiving region where the light beam for calculating the focus error signal is received, the light receiving region is calculated in order to calculate the focus error signal. Therefore, it is not necessary to prepare a light receiving region for calculating the reproduction signal separately, and the area of the light receiving unit can be reduced.
  • At least the multilayer antireflection layer on the first light receiving region includes three or more layers of the antireflection film, and at least a part of the substrate other than the first region.
  • the multilayer antireflection layer preferably comprises a single layer or two layers of the antireflection film.
  • the region where the antireflection film having three or more layers is formed is only at least on the first light receiving region, thereby reducing the region where the antireflection film having three or more layers is formed on the substrate.
  • the number of steps for depositing the antireflection film can be greatly reduced.
  • the calculation unit includes a current / voltage conversion circuit that converts a current corresponding to a light amount of a light beam received by the light receiving unit into a voltage based on a plurality of preset gain modes.
  • the photodetector further includes a gain setting terminal unit that is connected to the arithmetic unit and receives a signal for switching the plurality of gain modes, and the current / voltage conversion circuit includes the plurality of gain modes.
  • the differential amplifier switches between a low noise mode that reduces noise included in the reproduction signal and a non-low noise mode that does not reduce noise included in the reproduction signal.
  • the bias current value in the noise mode is preferably smaller than the bias current value in the non-low noise mode.
  • the current / voltage conversion circuit converts the current corresponding to the light amount of the light beam received by the light receiving unit into a voltage based on a plurality of preset gain modes.
  • a signal for switching a plurality of gain modes is input by a gain setting terminal unit connected to the calculation unit.
  • the current / voltage conversion circuit has a differential amplifier shared by a plurality of gain modes. The differential amplifier switches between a low noise mode that reduces the noise contained in the reproduced signal and a non-low noise mode that does not reduce the noise contained in the reproduced signal, and the bias current value in the low noise mode is biased in the non-low noise mode. Make it smaller than the current value.
  • the optimum gain mode can be selected according to the reproduction speed of the information recording medium and the reflectance of the recording layer. For example, when the reflectance of the recording layer is low or the information recording medium is reproduced at a low speed, the frequency characteristic of the reproduced signal is sacrificed by switching to a low noise mode that reduces noise contained in the reproduced signal. Noise can be reduced, and a reproduction signal with excellent S / N can be obtained. On the other hand, when the reflectivity of the recording layer is relatively high or when the information recording medium is played back at a high speed, reproduction with excellent frequency characteristics is possible by switching to a non-low noise mode that does not reduce the noise contained in the playback signal. A signal can be obtained.
  • the low-noise mode and the non-low-noise mode can be switched by the same differential amplifier, the area of the arithmetic unit does not increase even if the gain mode is increased, and the photodetector is further downsized. Can do. In addition, it is possible to cope with higher speed and lower noise of the reproduction signal.
  • the differential amplifier preferably sets the bias current value in the low noise mode to 2/3 or less of the bias current value in the non-low noise mode.
  • the amplifier noise is reduced and the S / N of the reproduction signal is greatly improved. be able to.
  • the mode when the gain mode having the highest gain setting value among the plurality of gain modes is switched, the mode is switched to the low noise mode. Therefore, the higher the gain setting value, the greater the noise, so when switching to the gain mode with the highest gain setting value among multiple gain modes, switching to the low noise mode can reduce the noise. And the S / N of the reproduction signal can be improved.
  • An optical head is an optical head for recording or reproducing information on an information recording medium having a recording layer, the light source emitting a light beam, and the light beam emitted from the light source as the information recording medium.
  • An objective lens that collects light on the light source, and a photodetector according to any one of the above that detects a light beam reflected by the information recording medium. According to this configuration, the above-described photodetector can be applied to the optical head.
  • An optical information device includes the above-described optical head, a drive unit for rotating an information recording medium, and a control unit that controls the optical head and the drive unit. According to this configuration, the optical head described above can be applied to an optical information device.
  • the photodetector, the optical head, and the optical information device according to the present invention can realize a stable tracking control function and a low information error rate, realize recording or reproduction of information on a multilayer information recording medium, and recording performance and reproduction. It is useful as an external storage device for a thin (slim size) computer with stable performance.
  • the photodetector, the optical head, and the optical information device according to the present invention are a video recording device such as a DVD recorder, a BD recorder, or an HD-DVD recorder, or a video reproducing device such as a DVD player, a BD player, or an HD-DVD player. It can also be applied to. Furthermore, the photodetector, the optical head, and the optical information device according to the present invention can be applied to a storage device of a car navigation system, a portable music player, a digital still camera, or a digital video camera.

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Abstract

　小型化することができる光検出器、光学ヘッド及び光情報装置を提供する。光検出器（１２０）は、光束を受光する受光部（１２３）と、受光部（１２３）で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算回路（１２２）とが形成された半導体シリコン（１２１）と、少なくとも受光部（１２３）上及び演算回路（１２２）上に形成され、入射する光ディスクで反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む多層反射防止層（１２８）と、多層反射防止層（１２８）を被覆するガラスパッケージ（１２５）と、多層反射防止層（１２８）とガラスパッケージ（１２５）とを接着する接着層（１２４）とを備える。

Description

光検出器、光学ヘッド及び光情報装置
　本発明は、光ディスク又は光カードなどの情報記録媒体に情報を記録又は再生する光検出器、光学ヘッド及び光情報装置に関するものである。
　現在、複数の記録層を有する高記録密度の多層光ディスクへの情報の記録又は再生に対応した光検出器及び光学ヘッドの開発が進められている。同時に、光ディスク装置の小型化に伴って、光検出器及び光学ヘッドの小型化が期待されている。
　従来の光検出器の構成を、図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）を用いて説明する。図２４（Ａ）は、第１の従来例の光検出器の構成を示す斜視図であり、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）の光検出器の断面図である。光検出器４は、光を受光する受光部と回路とがベアチップ１２に配置された状態で、金属製のホルダ９の上に配置されている。ベアチップ１２の各接続端子１２ａは、ホルダ９上に形成された電極３４とワイヤ３５（ワイヤーボンディング）で接続されている。また、反射光束が入射する入射部分１２ｂ以外の部分１２ｃは、熱硬化型系液状封止樹脂３６によって封止されている。
　このように、光の入射部分１２ｂを熱硬化型系液状封止樹脂３６によって覆わず、大気に露出した状態で維持することで、青色のレーザ光が樹脂内を通過することにより発生する樹脂の劣化を防止している（例えば、特許文献１参照）。
　一方、従来の光検出器の反射防止膜の構成を、図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）を用いて説明する。図２５（Ａ）は、第２の従来例の光検出器の構成を示す平面図であり、図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）の光検出器の断面図である。第１受光部２へ入射する波長４０５ｎｍの光束は、空気、シリコン窒化膜８、シリコン酸化膜７、シリコン窒化膜６及びシリコン酸化膜５の順に透過する。ブルーレイディスク（ＢＤ）用の波長４０５ｎｍの光束に対して空気と受光部との間の透過率を９５％程度とするには、４層の反射防止膜が必須となる。
　また、第２受光部３へ入射するＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光束及びＣＤ用の波長７８０ｎｍの光束は、空気、シリコン窒化膜６及びシリコン酸化膜５の順に透過する。ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光束及びＣＤ用の波長７８０ｎｍの光束に対して空気と受光部との間の透過率を９２％程度とし、かつ波長４０５ｎｍの光束用の４層の反射防止膜の一部と共通化するには、２層の反射防止膜が必須となる（例えば、特許文献２参照）。
　ここで、単層の反射防止膜が受光素子上に形成される場合、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を最大にしたとき、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率は６７％となり、波長６５０ｎｍの光束に対する透過率は８３％となり、波長７８０ｎｍの光束に対する透過率は８３％となる。また、２層の反射防止膜が受光素子上に形成される場合、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を最大にしたとき、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率は８４％となり、波長６５０ｎｍの光束に対する透過率は９２％となり、波長７８０ｎｍの光束に対する透過率は９１％となる。さらに、４層の反射防止膜が受光素子上に形成される場合、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を最大にしたとき、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率は９５％となり、波長６５０ｎｍの光束に対する透過率は８２％となり、波長７８０ｎｍの光束に対する透過率は７９％となる。
　また、４層の反射防止膜が受光素子上に形成される場合、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光束に対する透過率を最大にしたとき、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率は７４％となり、波長６５０ｎｍの光束に対する透過率は９５％となり、波長７８０ｎｍの光束に対する透過率は９５％となる。従って、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を上げるには、反射防止膜が４層以上形成されることが必須となり、波長６５０ｎｍの光束及び波長７８０ｎｍの光束に対する透過率を８０％以上とするには、別途２層の反射防止膜を形成する必要がある。一方で、反射防止膜が４層である場合、各層間でのロスが増え、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率は９５％が限界となる。
　また、従来の光検出器の全体構成を、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）及び図２６（Ｃ）を用いて説明する。図２６（Ａ）は、従来の光検出器の半導体シリコンを入射光束側から見た図であり、図２６（Ｂ）は、従来の光検出器の断面図であり、図２６（Ｃ）は、従来の光検出器を光束入射側から見た図である。
　図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）及び図２６（Ｃ）において、光検出器４０９は、半導体シリコン（多層シリコンウェハ）４３１、樹脂製パッケージ４４１、配線基板４４２及びＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）４４５を備える。半導体シリコン４３１は、４分割受光部４２０、サブビーム受光部４２１、演算回路４３２及び信号出力部４３３を含む。演算回路４３２は、４分割受光部４２０及びサブビーム受光部４２１で受光した光束の光量を電圧に変換しかつ所定の演算を施す。信号出力部４３３は、演算回路４３２と接続され、演算回路４３２からの出力信号となる電圧を出力する。
　また、配線基板４４２上に構成されたパッド部４４３は、ワイヤーボンディング４４６により信号出力部４３３と接続されている。また、樹脂製パッケージ４４１は、４分割受光部４２０、サブビーム受光部４２１、演算回路４３２、信号出力部４３３及び配線基板４４２を覆う。配線基板４４２は、パッド部４４３と電気的に接続された端子部４４４を有し、端子部４４４は、ＦＰＣ基板４４５に実装固定される。この時、４分割受光部４２０及びサブビーム受光部４２１の入射面側には空気が存在しており、４分割受光部４２０及びサブビーム受光部４２１と空気との間には２層及び４層の反射防止膜４３７が蒸着されている。
　図２７は、従来の光学ヘッド４００の光学系の構成を示す図である。図２７において、光学ヘッド４００は、半導体レーザ４０１、回折格子４０２、ビームスプリッタ４０３、コリメータレンズ４０４、対物レンズ４０５、対物レンズアクチュエータ４０６、シリンドリカルレンズ４０８、光検出器４０９及びホルダ４１０を備える。
　半導体レーザ４０１から出た光ビームは、回折格子４０２により異なる複数の光束に分離される。回折格子４０２を透過した光束は、ビームスプリッタ４０３で反射され、コリメータレンズ４０４で平行光束に変換される。そして、光束は、対物レンズ４０５に入射し、いわゆる３ビームの収束光となる。この収束光は、光ディスク４０７の記録層に照射される。光ディスク４０７の記録層で反射及び回折された光束は、再び対物レンズ４０５を透過し、ビームスプリッタ４０３を透過する。対物レンズ４０５は、対物レンズアクチュエータ４０６（詳細は図示せず）により光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク４０７の半径方向（ラジアル方向）に駆動される。ビームスプリッタ４０３を透過した光束は、シリンドリカルレンズ４０８を通り、光検出器４０９に入射する。光検出器４０９は、ホルダ４１０に固定され、ホルダ４１０を通過した光束を受光する。
　小型であり、かつ多層光ディスクへの情報の記録又は再生に対応した光学ヘッドを実現するためには、光検出器の小型化が要求される一方で、光検出器のノイズ特性の向上が必要となる。多層光ディスクから情報を再生する際には、光検出器は、記録層からの反射光を受光し、電圧信号に変換して出力する。このとき、反射率の小さい多層光ディスクからの反射光は、特に再生信号のＳ／Ｎが悪化する要因となり、再生信号が大幅に劣化してしまう。
　例えば、ＢＤ－Ｒ（Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）及びＢＤ－ＲＥ（Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）の多層光ディスクの各記録層の反射率は２％～４％程度である。多層光ディスクの反射率は、ＢＤ－Ｒの単層光ディスクの反射率は２０％であり、ＢＤ－Ｒの２層光ディスクの反射率は８％前後である。そのため、多層光ディスクの反射率は、ＢＤ－Ｒの単層光ディスクの反射率及びＢＤ－Ｒの２層光ディスクの反射率に比べて非常に小さい。
　また、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの３つの波長の光源に対応した光検出器及び光学ヘッドでは、ＢＤ（波長４０５ｎｍ）だけでなく、ＤＶＤ（波長６５０ｎｍ）及びＣＤ（波長７８０ｎｍ）のそれぞれに対する再生信号のＳ／Ｎを上げることも必要となる。
　ここで、前述のように、４層の反射防止膜４３７が受光部上に形成されている場合には、層数が多いため、各層間での光量ロスが大きくなってしまう。また、波長４０５ｎｍの光束が透過する部分は４層の反射防止膜で構成し、波長６５０ｎｍ及び波長７８０ｎｍの光束が透過する部分は２層の反射防止膜で構成する必要があり、反射防止膜を蒸着する工数が増大するという課題を有していた。
　一方、小型であり、かつ多層光ディスクへの情報の記録又は再生に対応した光学ヘッド４００を実現するためには、光学ヘッド４００の対物レンズ４０５の焦点距離と、コリメータレンズ４０４、シリンドリカルレンズ４０８及び光検出器４０９から構成される光学部品の焦点距離との比であるいわゆる検出光学系の横倍率を大きくする必要がある。多層光ディスクの光が集光している記録層以外の他の記録層で反射した迷光が、トラッキングエラー信号を検出するためのサブビーム受光部４２１に入射しない構成にするとともに、往路の検出光学系を小型化する必要がある。
　多層光ディスクの光が集光している記録層以外の他の記録層（他層）で反射した迷光がサブビーム受光部４２１でサブビームと干渉してしまうと、トラッキングエラー信号にオフセットが発生するとともに、トラッキングサーボの性能が大幅に劣化する。特に、サブビームの光量は、メインビームの光量に比べて１／１０程度であるため、干渉によるわずかな光量変化がトラッキングエラー信号の大きな変動となる。
　そのため、メインビームとサブビームとの距離を離すことが考えられる。しかし、横倍率を大きくしてメインビームとサブビームとの距離を離すと、４分割受光部４２０とサブビーム受光部４２１との距離が離れることになる。その結果、光検出器４０９の面積が増大し、光学ヘッド４００の小型化と再生性能の向上とを両立することができなくなる。そこで、光学ヘッド４００の小型化と再生性能の向上とを両立させるには、検出光学系の横倍率を大きくすることが考えられる。この構成により、光ディスク４０７の他の記録層で反射した迷光がサブビーム受光部４２１に入射しない構成にすることができ、光学ヘッド４００の復路の検出光学系を小型化するとともに光学素子及び光検出器４０９を小型化して光学ヘッド４００の高さ方向の寸法を小さくすることができる。
　しかし、図２６（Ａ）～図２６（Ｃ）に示す従来の光検出器の構成のように、半導体シリコン４３１の信号出力部４３３と、配線基板４４２上に構成されたパッド部４４３とがワイヤーボンディング４４６で接続される構成では、配線基板４４２上にパッド部４４３を形成するための面積が必要となる。そのため、信号出力部４３３の数が増えた場合は、パッド部４４３の数も増えることになり、光検出器４０９の小型化が困難となる。また、この場合、半導体シリコン４３１及び配線基板４４２を保持する樹脂製パッケージ４４１の体積がより大きくなり、光検出器４０９の小型化が一層困難となる。
　なお、いわゆるスリムサイズの光ディスクドライブ（光情報機器）に光検出器を搭載する場合の光検出器の好ましい大きさを以下説明する。光検出器のＹ方向の寸法は４ｍｍ以下が望ましい。従来の受光素子では、Ｘ方向の寸法は約７ｍｍ、Ｙ方向の寸法は約５ｍｍ程度であり、Ｚ方向の寸法は約３ｍｍ必要となる。多層光ディスク用の光検出器として検出光学系の倍率が大きくなり半導体シリコンの面積が大きくなると、光検出器のサイズが一層大きくなりスリムサイズの光ディスクドライブに搭載することが困難となる。
　図２８は、検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の２つのサブビームの間隔との関係を説明するための図である。また、表１は、検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の２つのサブビームの間隔との関係を示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、フォーカスエラー信号は、下記の式（１）に基づいて算出され、トラッキングエラー信号は、下記の式（２）に基づいて算出される。
　フォーカスエラー信号＝（Ａ２＋Ａ４）－（Ａ１＋Ａ３）・・・（１）
　トラッキングエラー信号＝（Ａ３＋Ａ４）－（Ａ１＋Ａ２）－ｋ（Ｂ２－Ｂ１）・・・（２）
　なお、上記の式（１）及び式（２）において、Ａ１～Ａ４は、４分割受光部４２０の各受光領域の出力を表し、Ｂ１及びＢ２は、２つに分割されたサブビーム受光部４２１の各受光領域の出力を表し、ｋはゲインを表す。ゲインｋは、通常、１～５程度の値に設定される。
　従来の光学ヘッドで一般的に用いられる検出光学系の横倍率は略６倍であり、光ディスク上のメインビームとサブビームとの間隔を２０μｍと仮定すると、光検出器４０９上のメインビーム４２２とサブビーム４２３との間隔Ｐは１２０μｍとなる。一方、多層光ディスクを再生するため、検出光学系の倍率を１４倍～１６倍に設定した場合、光検出器４０９上のメインビーム４２２とサブビーム４２３との間隔Ｐは２８０μｍ～３２０μｍと増加し、同様に、２つのサブビーム４２３の間隔Ｑも３倍近く増大する。そのため、４分割受光部４２０、サブビーム受光部４２１及び演算回路（不図示）を有する半導体シリコン４３１のＹ方向の大きさＲが大きくなる。半導体シリコン４３１のＹ方向の大きさＲが大きくなることにより、樹脂パッケージを含む光検出器４０９の大きさが大きくなりすぎ、スリムサイズの光ディスクドライブに光検出器４０９が入らなくなる。そのため、光検出器４０９のＹ方向の寸法（大きさＲ）をできるだけ小さくする必要がある。
特開２００８－２４３８６９号公報 特開２００５－１３６２６９号公報
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、小型化することができる光検出器、光学ヘッド及び光情報装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の一局面に係る光検出器は、情報記録媒体で反射された光束を検出する光検出器であって、前記光束を受光する受光部と、前記受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部とが形成された基板と、少なくとも前記受光部上及び前記演算部上に形成され、入射する前記情報記録媒体で反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む多層反射防止層と、前記多層反射防止層を被覆するガラスパッケージと、前記多層反射防止層と前記ガラスパッケージとを接着する接着層とを備える。
　この構成によれば、基板には、光束を受光する受光部と、受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部とが形成されている。多層反射防止層は、少なくとも受光部上及び演算部上に形成され、入射する情報記録媒体で反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む。ガラスパッケージは、多層反射防止層を被覆する。接着層は、多層反射防止層とガラスパッケージとを接着する。
　本発明によれば、基板、多層反射防止層、接着層及びガラスパッケージにより構成することにより、検出光学系の倍率を上げたとしても、ワイヤーボンディング及び樹脂製のパッケージが不要となり、光検出器を小型化することができる。
　本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
（Ａ）は、本発明の実施の形態１における光検出器の構成を示す正面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における光検出器の構成を示す側面図であり、（Ｃ）は、本発明の実施の形態１における光検出器の構成を示す裏面図である。 本発明の実施の形態１における多層反射防止層の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１の光検出器において、入射光束の波長に対する透過率の計算値を示す図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態１における接着層の厚さと接着強度との関係を示す図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における接着層の厚さと積算光量との関係を示す図であり、（Ｃ）は、本発明の実施の形態１における接着層の厚さと透過率との関係を示す図である。 本発明の実施に形態１の変形例における光検出器の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２における光検出器の受光部の構成及び演算回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２におけるシリンドリカルレンズを含む検出光学系の構成を示す図である。 前焦線、後焦線及び焦点位置における４分割受光領域上でのメインビームの形状を示す図である。 本発明の実施の形態２における光学ヘッドのコリメータレンズからＦＰＣ基板までの部分的な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における光ディスクドライブの構成を示す図である。 （Ａ）は、２層の光ディスクにおける他層からの表面反射について説明するための概略図であり、（Ｂ）は、多層の光ディスクにおける他層からの表面反射について説明するための概略図である。 （Ａ）は、従来の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態２の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図である。 本発明の実施の形態３における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 図１４に示すホログラム素子の構成を示す図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の構成を示す側面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態３におけるトラッキングエラー信号の演算方法について説明するための図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態２における光検出器の多層反射防止膜の別の例を示す図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の多層反射防止膜の別の例を示す図である。 本発明の実施の形態４における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 本発明の実施の形態４における光検出器の構成を示す正面図である。 図２０における光検出器の演算回路の部分的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態５における光検出器の裏面図である。 第１の差動増幅回路の第１の増幅ゲインを用いた非低ノイズモードと低ノイズモードとにおけるアンプノイズを示す図である。 （Ａ）は、第１の従来例の光検出器の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、図２４（Ａ）の光検出器の断面図である。 （Ａ）は、第２の従来例の光検出器の構成を示す平面図であり、（Ｂ）は、図２５（Ａ）の光検出器の断面図である。 （Ａ）は、従来の光検出器の半導体シリコンを入射光束側から見た図であり、（Ｂ）は、従来の光検出器の断面図であり、（Ｃ）は、従来の光検出器を光束入射側から見た図である。 従来の光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の２つのサブビームの間隔との関係を説明するための図である。
　以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
　（実施の形態１）
　本実施の形態では、光検出器の多層反射防止層の反射防止膜の数を減らすことで、受光感度を大幅に向上させ、かつ低ノイズ化をはかる。その結果、再生信号のＳ／Ｎを改善するとともに、光検出器を小型化する。
　図１（Ａ）～図１（Ｃ）は、本発明の実施の形態１における光検出器の構成を示す図である。図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１における光検出器１２０を光入射側から見た正面図であり、図１（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における光検出器１２０の側面図であり、図１（Ｃ）は、本発明の実施の形態１における光検出器１２０の裏面図である。
　図１（Ａ）～図１（Ｃ）において、光検出器１２０は、半導体基板（例えば半導体シリコン）１２１、接着層１２４、ガラスパッケージ１２５、多層反射防止層１２８及び信号出力部１３０を含む。半導体シリコン１２１は、受光部１２３、演算回路１２２及び信号出力部１３０が形成されている。受光部１２３は、光ディスク２１で反射された反射光束を受光する。演算回路１２２は、受光部１２３で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。信号出力部１３０は、演算回路１２２と接続され、演算回路１２２からの出力信号となる電圧を出力する。半導体シリコン１２１の光入射側の面には、受光部１２３及び演算回路１２２が形成され、光入射側の面に対向する面には、信号出力部１３０が形成されている。
　多層反射防止層１２８は、少なくとも受光部１２３上及び演算回路１２２上に形成され、入射する光ディスクで反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む。ガラスパッケージ１２５は、透明なガラスからなる。ガラスパッケージ１２５は、多層反射防止層１２８及び半導体シリコン１２１を被覆する。接着層１２４は、多層反射防止層１２８とガラスパッケージ１２５とを接着する。ガラスパッケージ１２５は、接着層１２４により多層反射防止層１２８及び半導体シリコン１２１に貼り合わされる。
　また、接着層１２４は、厚みが３０μｍ以下である場合に４０５ｎｍの波長の光束に対する透過率が９９％以上となるシリコン樹脂により構成される。さらに、半導体シリコン１２１の光入射側の表面には多層反射防止層１２８が設けられ、多層反射防止層１２８は、受光部１２３と接着層１２４との間に構成されている。
　このとき、多層反射防止層１２８と接着層１２４との間には空気層はなく、多層反射防止層１２８と接着層１２４とは密着した構成としている。また、多層反射防止層１２８と半導体シリコン１２１（又は受光部１２３の受光面）との間には空気層はなく、多層反射防止層１２８と半導体シリコン１２１とは密着した構成としている。
　半導体シリコン１２１の厚さは約０．３ｍｍであり、ガラスパッケージ１２５の厚さは約０．７ｍｍであり、接着層１２４の厚さを考慮しても光検出器１２０の厚さは約１ｍｍであり、上述の従来の光検出器の厚み（３ｍｍ）に対して、大幅な薄型化を実現している。また、光検出器１２０のＸ方向及びＹ方向の長さは、それぞれ約２．５ｍｍであり、投影面積においても、上述の従来の光検出器に対して、大幅な小型化を実現している。
　信号出力部１３０と演算回路１２２との接続は、光検出器１２０の側面から配線で接続するか、又は積層回路で構成された演算回路１２２にビアホール等を設けて底面の信号出力部１３０と接続する構成としている。信号出力部１３０はフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ基板）１２６に実装され、信号出力部１３０からサーボ信号及び再生信号が出力される。接着層１２４は、受光部１２３の光入射側の全面のみに形成されていてもよいし、受光部１２３及び演算回路１２２を含む半導体シリコン１２１の光入射側の全面に形成されていてもよい。光検出器１２０は樹脂製のパッケージ及びワイヤーボンディングを用いない構成により、厚さ及び投影面積ともに大幅な小型化を実現しており、体積は従来比１／１０以下となっている。
　なお、本実施の形態において、受光部１２３が受光部の一例に相当し、演算回路１２２が演算部の一例に相当し、半導体シリコン１２１が基板の一例に相当し、多層反射防止層１２８が多層反射防止層の一例に相当し、ガラスパッケージ１２５がガラスパッケージの一例に相当し、接着層１２４が接着層の一例に相当する。
　図２は、本発明の実施の形態１における多層反射防止層１２８の構成を示す模式図である。なお、図２では、厚さ方向の寸法は部分的に拡大して示している。半導体シリコン１２１の光入射側の表面には、スパッタリング等の真空蒸着により成膜された３層の反射防止膜からなる多層反射防止層１２８が構成される。多層反射防止層１２８は、光束入射面側から順に、シリコン系窒化膜１２８ａ、シリコン系酸化膜１２８ｂ及びシリコン系窒化膜１２８ｃを含む。
　シリコン系窒化膜１２８ａ，１２８ｃの屈折率は２．０７であり、シリコン系酸化膜１２８ｂの屈折率は１．４７である。シリコン系窒化膜１２８ａ，１２８ｃ及びシリコン系酸化膜１２８ｂの屈折率は、それぞれ±５％の屈折率変化を有してもよい。また、多層反射防止層１２８の各反射防止膜の厚さは、光束入射面側から順に、４４．１ｎｍ、７３．６ｎｍ及び４７．１ｎｍである。各反射防止膜の厚さは、それぞれ±１０％の厚さ変化を有してもよい。
　また、ガラスパッケージ１２５及びシリコン樹脂製の接着層１２４の屈折率は、ともに１．５７であり、シリコン系窒化膜の屈折率は２．０７であり、シリコン系酸化膜の屈折率は１．４７である。ガラスパッケージ１２５、接着層１２４、シリコン系窒化膜及びシリコン酸化膜の屈折率はともに±５％の屈折率変化を有していてもよい。また、ガラスパッケージ１２５の光束入射面には、反射防止膜（ＡＲコート）１１２が形成されており、ガラスパッケージ１２５と接着層１２４との間には反射防止膜（ＡＲコート）が形成されていない。
　接着層１２４（シリコン樹脂）が、多層反射防止層１２８上に構成されることで、多層反射防止層１２８の膜数を３つにすることが可能となり、波長４０５ｎｍの光束に対して、ガラスパッケージ１２５から受光部１２３までの透過率を大幅に向上させることが可能となる。また、波長６５０ｎｍ及び波長７８０ｎｍの光束に対して、ガラスパッケージ１２５から受光部１２３までの透過率を大幅に向上させることができる。また、多層反射防止層１２８の蒸着工数を削減することができる。また、４０５ｎｍの波長の光束を受光するときの光検出器１２０の受光感度を大幅に向上させることができる。さらに、反射率の低い多層光ディスクを再生する場合に、Ｓ／Ｎの良い再生信号を実現することができ、再生性能を向上させることが可能となる。さらにまた、多層反射防止層１２８の各反射防止膜の厚みばらつき及び屈折率のばらつきの許容値を緩和できる。
　図３は、本発明の実施の形態１の光検出器において、入射光束の波長に対する透過率の計算値を示す図である。図３に示すように、波長４０５ｎｍの光束に対し、ガラスパッケージ１２５から受光部１２３までの透過率を９９％以上に向上させることが可能となる。さらに、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光束及びＣＤ用の波長７８０ｎｍの光束に対する透過率も７７％以上とすることができ、３波長の光源に対応した受光感度の高い光検出器を実現できる。なお、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を９８％とすれば、同じ多層反射防止層の膜構成であれば、波長６５０ｎｍの光束及び波長７８０ｎｍの光束に対してともに８０％以上の透過率を実現できる。
　また、ガラスパッケージ１２５の接着層１２４との境界面に反射防止膜（ＡＲコート）を設けず、ガラスパッケージ１２５と接着層とは直接接着されている。この構成により、ガラスパッケージ１２５と接着層１２４との接着強度を上げることが可能となる。
　図４（Ａ）は、本発明の実施の形態１における接着層１２４の厚さと接着強度との関係を示す図であり、図４（Ｂ）は、本発明の実施の形態１における接着層１２４の厚さと積算光量との関係を示す図であり、図４（Ｃ）は、本発明の実施の形態１における接着層１２４の厚さと透過率との関係を示す図である。
　図４（Ａ）は、接着層１２４の厚さと接着強度との関係を測定した結果の一例を示すグラフである。横軸は接着層１２４の厚さを示し、縦軸は接着強度（Ｎ）を示す。接着層１２４の厚さが５μｍ以上であれば、必要な接着強度である１５（Ｎ）以上を満たす。
　図４（Ｂ）は、接着層１２４の厚さと青色光劣化との関係を測定した結果の一例を示すグラフである。横軸は接着層１２４の厚さを示し、縦軸は積算光量（Ｗｈ／ｍｍ２）を示す。接着層１２４の厚さが６μｍ未満であれば、層の厚さが薄いため膨張及び収縮により接着層１２４が割れ、接着層１２４の厚さが２５μｍを超えると、接着層１２４の内部に気泡が発生しやすくなる。そのため、接着層１２４の厚さが５μｍから２５μｍの範囲であれば、検出に必要な積算光量である２５０（Ｗｈ／ｍｍ２）を満たす。
　図４（Ｃ）は、接着層１２４の厚さと、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率との関係を測定した結果の一例を示すグラフである。透過率は接着層１２４の厚さを薄くすることで大幅に向上することが可能となる。接着層１２４の厚さが２５μｍ以下であれば、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を９９．５％以上とすることができる。
　したがって、接着強度、積算光量に対する信頼性及び透過率の観点より、接着層１２４の厚さは、５μｍ以上２５μｍ以下であることが必須の条件となり、１０μｍ以上２０μｍ以下の範囲が望ましい。
　接着層１２４は、５μｍ以上２５μｍ以下の範囲の厚さを有するとともに、ガラスパッケージ１２５と半導体シリコン１２１との間の全面に塗布される。接着層１２４の厚みにより、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を悪化させることなく、高い接着強度を維持しつつ、青色レーザ光源からの光束（波長４０５ｎｍ）によるいわゆる青色光劣化を抑えることができる。
　また、接着層１２４が半導体シリコン１２１の全面に塗布されることにより、接着強度を上げることが可能となる。また、受光部１２３の光入射側を接着層１２４が覆うことになり、受光部１２３上に空気層が存在しない構成とする。これにより、いわゆる青色光の光ピンセット効果による受光部１２３上及びガラスパッケージ１２５上への不純物の付着を防ぐことが可能となる。
　したがって、多層光ディスクへの情報の記録又は再生に対応したスリムサイズの光ディスクドライブに対応した光検出器及び光学ヘッドの小型化及び薄型化を実現することができる。
　まとめると、本発明の実施の形態１では、半導体シリコン１２１の光束入射側表面に蒸着された多層反射防止層１２８の光束入射側表面に、シリコン樹脂からなる接着層１２４が形成される。これにより、多層反射防止層１２８を構成する反射防止膜を３つにすることが可能となる。その結果、多層反射防止層１２８での光量ロスが少なくなり、波長４０５ｎｍの入射光束に対する透過率を９９％以上に向上させることができる。
　また、シリコン樹脂からなる接着層１２４の光束入射側に、屈折率が１．５７であるガラスパッケージ１２５が構成されることで、ガラスパッケージ１２５によって半導体シリコン１２１を保持することが可能となる。その結果、樹脂製のパッケージ及びワイヤーボンディングの無いＣＳＰ（チップサイズパッケージ）構成となる小型の光検出器１２０を実現することができる。なお、チップサイズパッケージとは、光検出器の光入射側の面の面積が半導体シリコン１２１の光入射側の面の面積と同一になることを意味する。
　また、ガラスパッケージ１２５の光束入射側のみに反射防止膜（ＡＲコート）１１２が形成されている。一方で、ガラスパッケージ１２５と接着層１２４との間には反射防止膜（ＡＲコート）が形成されない構成とする。これにより、ガラスパッケージ１２５と接着層１２４との高い接着強度を維持しつつ、４０５ｎｍの波長の入射光束の光量に対する受光部１２３での受光量を９９％以上とすることができ、受光感度の大幅な向上が可能となる。この構成により、簡素な多層反射防止層１２８の構成にもかかわらず、小型で、受光感度が高く、ＲＦ信号（再生信号）及びサーボ信号のＳ／Ｎのよい光検出器１２０を実現することが可能となる。
　なお、本実施の形態１では、接着層１２４は、厚みが３０μｍ以下である場合において、４００～８００ｎｍの波長域の光に対する透過率が９９％以上である透明なシリコン樹脂を用いている。望ましくは、接着層１２４としては、厚みが２５μｍである場合において波長約４０５ｎｍの光が入射したときに、透過率が９９．５％以上となるシリコン樹脂を用いることが好ましい。また、ガラスパッケージ１２５としては、ガラス素材を採用している。
　なお、接着層１２４及びガラスパッケージ１２５の材料は、上記の材料に限定されるものではない。接着層１２４の材料としては、透過率を悪化させることなく、青光劣化を抑え、高い接着強度を維持し、部品強度を高める役割を果たす材料であればよい。また、ガラスパッケージ１２５の透過率及びガラスパッケージ１２５の厚みにばらつきがある場合は、収差が発生する。そのため、ガラスパッケージ１２５の材料としては、半導体シリコン１２１を補強でき、かつある程度の平坦性を確保できる素材であることが好ましい。
　また、接着層１２４は、受光部１２３上に形成されるため、接着層１２４を通過する際の反射光束の光束径は非常に小さい。そのため、波長約４０５ｎｍのハイパワーの青色光を用いる光学系に、光検出器１２０を組み合わせると、接着層１２４に青色光束の強いエネルギーがかかり、接着層１２４が劣化するおそれがある。このように、接着層１２４に劣化が生じると、接着層１２４の光透過率が低下し、光検出器１２０で観測される信号の信号特性が低下するといった問題が発生する。なお、接着層１２４にシリコン樹脂を採用した場合にも、シリコン樹脂が青色光（波長４０５ｎｍの光束）により劣化するおそれがある。
　この課題に対して検討を行ったところ、シリコン樹脂中に含まれるエポキシ樹脂成分が、シリコン樹脂の青色耐性を劣化させている原因であることが判明した。そのため、接着層１２４は、エポキシ系の配合物を含まない組成とすることが好ましい。たとえば、エポキシ樹脂を原材料から除いて合成されたシリコン樹脂を接着層１２４として用いると、エポキシ系の配合物を含まない組成とすることが可能となる。このような材料を用いることで、青色光の反射光束が入射する位置に光検出器１２０を配置した場合であっても、光検出器１２０は、青色光による信号特性の劣化が少ない、良好な青色耐性を有することになる。
　図５は、本発明の実施の形態１の変形例における光検出器の構成を示す図である。実施の形態１では図２に示すように、多層反射防止層１２８と接着層１２４とは密着して構成され、多層反射防止層１２８と接着層１２４との間には他の構成要素は無いとしているが、本発明は特にこれに限定されない。図５に示すように、屈折率及び透過率が接着層１２４と同程度であるならば、多層反射防止層１２８と接着層１２４との間に保護膜１１４を設けてもよい。また、この保護膜１１４は、多層構造になっていてもよい。
　（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。
　実施の形態２は、実施の形態１の光検出器１２０を用いた光学ヘッドの構成を示したものである。
　図６は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図６では、実施の形態１で用いた図１と同様の部分については説明を省略する。ここで、信号出力部１３０がＦＰＣ基板１２６上に実装されて半田付けされることで、受光部１２３で検出した信号が光学ヘッドから光情報装置本体のメイン基板に伝達される。
　図６において、光学ヘッド１０は、半導体レーザ（光源）１０１、回折格子１０２、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０５、対物レンズアクチュエータ１０６、シリンドリカルレンズ１０８、金属製ホルダ１１０、光検出器１２０及びＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）１２６を備える。
　半導体レーザ１０１は、光束を出射する。光源としての半導体レーザ１０１から出た光束は、回折格子１０２により異なる複数の光束に分離される。回折格子１０２は、半導体レーザ１０１から出射した光束を分割する。回折格子１０２は、入射した光束を、メインビームと、第１及び第２のサブビームとに分割する。
　回折格子１０２を透過した光束は、ビームスプリッタ１０３で反射された後、コリメータレンズ１０４で平行光束に変換され、対物レンズ１０５に入射する。対物レンズ１０５は、半導体レーザ１０１から出射した光束を光ディスク２１に集光する。対物レンズ１０５に入射した光束は、いわゆる３ビームの収束光となり、光ディスク２１に照射される。対物レンズ１０５は、対物レンズアクチュエータ１０６（詳細は図示せず）により光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク２１のトラッキング方向（ラジアル方向）に駆動される。
　光ディスク２１の記録層で反射及び回折された光束は、再び対物レンズ１０５及びコリメータレンズ１０４を透過し、ビームスプリッタ１０３に入射する。ビームスプリッタ１０３を透過した光束は、シリンドリカルレンズ１０８に入射する。シリンドリカルレンズ１０８は、光ディスク２１で反射された反射光束に非点収差を発生させる。シリンドリカルレンズ１０８を透過した光束は、光検出器１２０に入射する。光検出器１２０は、シリンドリカルレンズ１０８によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
　図７は、本発明の実施に形態２における光検出器１２０の受光部１２３の構成及び演算回路１２２の構成を示す図である。受光部１２３は、４分割受光領域１４０、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂを含む。演算回路１２２は、第１～第７の加算アンプ１４４ａ～１４４ｇ及び第１～第４の差動アンプ１４５ａ～１４５ｄを含む。
　４分割受光領域１４０は、シリンドリカルレンズ１０８を透過した光束のうち、メインビーム１４２を受光する。第１の差動アンプ１４５ａによって、４分割受光領域１４０の対角の和信号の差が演算されることでフォーカスエラー信号が検出される。また、第１の加算アンプ１４４ａによって、４分割受光領域１４０の全ての信号の和が演算されることでＲＦ信号（光ディスク２１に記録された信号の再生信号）が検出される。
　すなわち、第２の加算アンプ１４４ｂ及び第３の加算アンプ１４４ｃは、それぞれ４分割受光領域１４０の対角に位置する領域から出力される信号を加算する。第１の差動アンプ１４５ａは、第２の加算アンプ１４４ｂから出力される和信号と、第３の加算アンプ１４４ｃから出力される和信号との差分を算出する。また、第１の加算アンプ１４４ａは、第２の加算アンプ１４４ｂから出力される和信号と、第３の加算アンプ１４４ｃから出力される和信号とを加算する。
　一方、光検出器１２０の第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂは、光ディスク２１の記録層のトラックに集光されるとともに反射された、いわゆる３ビーム法における第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂを受光する。シリンドリカルレンズ１０８を透過した光束のうち、第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂは、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂにより受光される。第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂは、それぞれＹ方向（トラッキング方向に垂直な方向）に沿って２つの領域に分割されている。
　４分割受光領域１４０で受光したメインビーム１４２に基づいて演算されたプッシュプル信号と、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂで受光した光量に対応する信号とが、第６及び第７の加算アンプ１４４ｆ，１４４ｇ及び第２～第４の差動アンプ１４５ｂ～１４５ｄで演算される。これにより、３ビーム法、いわゆるＤＰＰ（差動プッシュプル）法におけるトラッキングエラー信号が生成される。トラッキングエラー信号は、光ディスク２１の記録層のトラックに対して対物レンズ１０５を追従させるトラッキングサーボを行う際に使用される。
　すなわち、第４の加算アンプ１４４ｄ及び第５の加算アンプ１４４ｅは、それぞれ４分割受光領域１４０のＸ方向（トラッキング方向）に隣接する領域から出力される信号を加算する。第３の差動アンプ１４５ｃは、第４の加算アンプ１４４ｄから出力される和信号と、第５の加算アンプ１４４ｅから出力される和信号との差分を算出する。また、第６の加算アンプ１４４ｆは、第１のサブビーム受光領域１４１ａの上部の領域から出力される信号と、第２のサブビーム受光領域１４１ｂの上部の領域から出力される信号とを加算する。第７の加算アンプ１４４ｇは、第１のサブビーム受光領域１４１ａの下部の領域から出力される信号と、第２のサブビーム受光領域１４１ｂの下部の領域から出力される信号とを加算する。第２の差動アンプ１４５ｂは、第６の加算アンプ１４４ｆから出力される和信号と、第７の加算アンプ１４４ｇから出力される和信号との差分を算出する。さらに、第４の差動アンプ１４５ｄは、第２の差動アンプ１４５ｂから出力される差分信号と、第３の差動アンプ１４５ｃから出力される差分信号との差分を算出する。
　なお、本実施の形態において、４分割受光領域１４０が第１の受光領域の一例に相当し、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂが第２の受光領域の一例に相当する。
　図８は、本発明の実施の形態２におけるシリンドリカルレンズを含む検出光学系の構成を示す図である。図８に示すように、シリンドリカルレンズ１０８は、光束の入射面側にシリンドリカル形状のシリンドリカル面１０８ａを有し、出射面側にレンズパワーを持った凹レンズ面１０８ｂを有する。シリンドリカル面１０８ａは、光軸に対し直交する面内において９０度の角度で焦点位置の異なる非点格差を発生する。また、シリンドリカル面１０８ａの方向は、光検出器１２０の４分割受光領域１４０に対し略４５度傾いた角度に配置される。
　図９は、前焦線、後焦線及び焦点位置における４分割受光領域１４０上でのメインビームの形状を示す図である。焦点位置におけるメインビーム１４２ａは、円形状であり、前焦線におけるメインビーム１４２ｂ及び後焦線におけるメインビーム１４２ｃは、互いに直交する楕円形状である。
　光ディスク２１の面振れ等により、光ディスク２１の記録層と対物レンズ１０５との相対距離が変化することで、前焦線及び後焦線において図９のような光束が形成される。受光部１２３は、図８の焦点位置に配置されることとなる。検出光学系の横倍率（β）は対物レンズ１０５の焦点距離と、コリメータレンズ１０４の焦点距離と、シリンドリカルレンズ１０８の凹レンズ面１０８ｂの光学パワーとにより決定される。
　図１０は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドのコリメータレンズ１０４からＦＰＣ基板１２６までの部分的な構成を示す断面図である。光学ベース１１１は、半導体レーザ１０１（図示せず）、回折格子１０２（図示せず）、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０５を駆動する対物レンズアクチュエータ１０６（図示せず）及びシリンドリカルレンズ１０８を保持する。一方、光検出器１２０は、金属製ホルダ１１０に固定される。金属製ホルダ１１０は、光学ベース１１１に対して、外部ジグ（図示せず）により、光学ベース１１１上でＺ方向（光軸方向）及びＸ－Ｙ平面（光軸と直交する面内）にて調整可能な構成となっている。
　ここで、光学ベース１１１及び光軸に対する光検出器１２０の調整について説明する。光検出器１２０のＸ－Ｙ平面における位置は、光検出器１２０の４分割受光領域１４０に入射するメインビーム１４２が４分割受光領域１４０の略中心に入射するように調整される。
　一方、光検出器１２０のＺ方向における位置は、対物レンズ１０５の焦点が光ディスク２１の記録層に合っている状態で、非点隔差の焦点位置に受光部１２３が配置されるように微調整される。このＺ方向の調整により、４分割受光領域１４０に入射するメインビーム１４２が円形になり、フォーカスエラー信号にオフセットがなくなる。このとき、対物レンズ１０５の焦点が光ディスク２１の記録層に合っている状態で、フォーカスエラー信号の出力は０となる。また、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂの略中心に第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂが入射するように、光検出器１２０の光軸回りの回転調整（θＺ）が行われる。Ｘ－Ｙ平面の位置調整によりフォーカスエラー信号のバランス調整が行われ、光軸回りの回転調整（θＺ）によりトラッキングエラー信号の詳細調整が行われ、Ｚ方向の位置調整によりフォーカスエラー信号のフォーカスオフセットの調整が行われる。
　フォーカスエラー信号のバランス調整が行われることにより、第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂが、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂに略入射するように光学設計される。また、トラッキングエラー信号の振幅が最大となるように、光軸中心周りに光検出器１２０全体が回転調整される。これにより、第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂと、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂとの位置関係の微調整が行われることとなる。ＲＦ信号は、４分割受光領域１４０で受光した光束の光量に対応する信号をすべて加算することで検出される。
　光検出器１２０の位置調整が行われた後、接着層１１３により金属製ホルダ１１０と光学ベース１１１とが接着され固定される。まず、光検出器１２０又は金属製ホルダ１１０を外部ジグ（図示せず）で保持した上で、メインビーム１４２が４分割受光領域１４０の略中心に入射するよう光検出器１２０の光軸調整が行われる。そして、光検出器１２０が位置決めされた状態で、光検出器１２０及び金属製ホルダ１１０が光学ベース１１１に固定される。
　図１１は、本発明の実施の形態２における光ディスクドライブの構成を示す図である。図１１において、光ディスクドライブ２０は、光学ヘッド１０、モータ２０３、トラバース２０４、制御回路２０５、信号処理回路２０６及び入出力回路２０７を備える。
　光ディスク２１は、クランパー２０１とターンテーブル２０２とに挟まれて固定され、モータ（回転系）２０３によって回転される。モータ２０３は、光ディスク２１を回転する。光学ヘッド１０はトラバース（移送系）２０４上に乗っている。トラバース２０４は、光学ヘッド１０を光ディスク２１の半径方向に移動させる。これにより、照射する光が光ディスク２１の内周から外周まで移動できるようにしている。
　制御回路２０５は、光学ヘッド１０及びモータ２０３を制御する。制御回路２０５は、光学ヘッド１０から受けた信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御及びモータ２０３の回転制御等を行う。また、信号処理回路２０６は、再生信号から情報を再生し、入出力回路２０７に出力したり、入出力回路２０７から入ってきた記録信号を、制御回路２０５を通じて光学ヘッド１０へ送出したりする。
　なお、本実施の形態において、光ディスクドライブ２０が光情報装置の一例に相当し、光学ヘッド１０が光学ヘッドの一例に相当し、モータ２０３が駆動部の一例に相当し、制御回路２０５が制御部の一例に相当する。
　図１２（Ａ）は、２層の光ディスク２１における他層からの表面反射について説明するための概略図であり、図１２（Ｂ）は、多層の光ディスク３１における他層からの表面反射について説明するための概略図である。他層からの反射光が第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂに入射すると、トラッキングエラー信号にオフセットを与え、トラッキングサーボの品質を劣化させる。図１２（Ａ）では、２つの記録層を有する光ディスク２１の構成を示すとともに、ある記録層に収束光３００が集光されている時の他層からの迷光の発生の様子を示す。図１２（Ａ）では、第１の記録層Ｌ０に焦点を結んでおり、この場合、第２の記録層Ｌ１で反射した光が他層迷光となる。
　また、図１２（Ｂ）では、４つの記録層を有する光ディスク３１の構成を示すとともに、ある記録層に収束光３００が集光されている時の他層からの迷光の発生の様子を示す。図１２（Ｂ）では、第３の記録層Ｌ２に焦点を結んでおり、第１の記録層Ｌ０、第２の記録層Ｌ１及び第４の記録層Ｌ３で反射した光が他層迷光となる。
　図１２（Ａ）の２層の光ディスク２１において、第１の記録層Ｌ０と第２の記録層Ｌ１との層間隔ｄ２は、規格上２５±５μｍと定義されており、最小でも２０μｍ、最大でも３０μｍである。そのため、他層迷光の光検出器１２０上での大きさは、ある程度制限される。
　一方、図１２（Ｂ）の４層等の３層以上の記録層を有する光ディスク３１において、最も間隔の小さい層間隔ｄ４ｍｉｎは、２層の光ディスク２１と比べて小さくなる可能性が高い。なお、図１２（Ｂ）では、例として第３の記録層Ｌ２と第４の記録層Ｌ３との層間隔を層間隔ｄ４ｍｉｎとしている。また、最も間隔の離れた層間隔ｄ４ｍａｘは、２層の光ディスク２１と比べて大きくなる。このとき、光検出器１２０での他層迷光の大きさは、２層の光ディスク２１と比べて大幅に大きくなる。なお、図１２（Ｂ）では、例として第１の記録層Ｌ０と第４の記録層Ｌ３との層間隔を層間隔ｄ４ｍａｘとしている。
　従って、多層の光ディスク３１に情報を記録又は再生する際に、安定したトラッキングエラー信号を検出するためには、他層迷光が第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂに漏れこまないようにする必要がある。これには、検出光学系の倍率（横倍率β）を大きくして、メインビーム１４２を受光する４分割受光領域１４０と、第１のサブビーム１４３ａ及び第２のサブビーム１４３ｂを受光する第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第２のサブビーム受光領域１４１ｂとの距離を大きく離す必要がある。
　図１３（Ａ）は、従来の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図であり、図１３（Ｂ）は、本発明の実施の形態２の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図である。
　光検出器１２０上におけるメインビーム１４２と第１のサブビーム１４３ａ（又は第２のサブビーム１４３ｂ）との距離は、光ディスク２１の記録層のトラックに集光されたメインビーム１４２と第１のサブビーム１４３ａ（又は第２のサブビーム１４３ｂ）との間隔に対し、検出光学系の横倍率を掛けた値となる。
　たとえば、多層の光ディスク３１の記録層のトラック上におけるメインビームとサブビームとの間隔が２０μｍであり、検出光学系の横倍率が６倍程度であるとすると、光検出器１２０上におけるメインビーム１４２と第１のサブビーム１４３ａ（又は第２のサブビーム１４３ｂ）との距離は、約１２０μｍとなる。しかしながら、多層の光ディスク３１に情報を記録又は再生する際に、他層迷光の大きさが約１５０μｍであるとすると、安定したトラッキングエラー信号を検出するには、検出光学系の横倍率は略１０倍必要となる。なお、このときのメインビーム１４２と第１のサブビーム１４３ａ（又は第２のサブビーム１４３ｂ）との距離は、約２００μｍとなる。
　ここで、多層の光ディスク３１の記録層のトラック上におけるメインビーム１４２と第１のサブビーム１４３ａ（又は第２のサブビーム１４３ｂ）との間隔は略２０μｍとしたが、この値は多層の光ディスク３１の内周から外周への移動時のトラッキングエラーのオフセットに影響するため、機器ごとにあらかじめ設定される値となり、一般的には１０μｍ～２０μｍの範囲の値が選定される。
　一方、光学ヘッド１０の小型化を実現するためには、検出光学系の寸法を小さくする必要があり、他層迷光の影響を考慮した上での検出光学系の小型化が必要となる。他層迷光の悪影響を考慮して検出光学系の倍率は大きくする必要がある。対物レンズ１０５の焦点距離を小さくすること、及び検出光学系の焦点距離を小さくすることにより、横倍率を維持したまま対物レンズ１０５及びコリメータレンズ１０４のみで検出光学系の小型化が行われる。
　図１３（Ｂ）に示すように、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂに他層迷光が入射しないように４分割受光領域１４０と第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂとの距離を離すためには、対物レンズ１０５、コリメータレンズ１０４及びシリンドリカルレンズ１０８の凹レンズ面で構成される検出光学系の横倍率は、約１４倍から１６倍の範囲とすることが望ましい。
　検出光学系の横倍率を上げるとともに、４分割受光領域１４０と第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂとの距離を離して、他層迷光が第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂに入らないようにすることで、迷光によるオフセット及び干渉のない安定したトラッキングエラー信号を得ることができる。
　また、光検出器１２０は、樹脂パッケージ及びワイヤーボンディングを備えず、ガラスパッケージ１２５及び接着層１２４を備えることで、４分割受光領域１４０と第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂとの距離が大きくなることにより、半導体シリコン１２１の面積が大きくなったとしても、光検出器１２０の大幅な小型化が可能となる。さらに、光検出器１２０を小さく且つ薄く構成することができ、光学ヘッド１０の復路の検出光学系の倍率を大きくしつつ小型化が可能となる。その結果、光学ヘッド１０の小型化が可能となり、小型化及び多層の光ディスクへの対応が可能な光ディスクドライブ２０を実現できる。
　さらに、実施の形態１で示したように、多層反射防止層１２８、ガラスパッケージ１２５及び接着層１２４等の仕様を波長４０５ｎｍの光束に対して透過率が最大になるように構成する。これにより、波長４０５ｎｍの入射光束に対して４分割受光領域１４０、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂでの透過率は９９％以上とすることができ、光検出器１２０の受光感度（ｍＡ／μＷ）を大幅に向上させることができる。また、反射率の低い多層の光ディスク３１の再生時においても、ＲＦ信号のＳ／Ｎを大幅に向上させることが可能となる。
　なお、実施の形態２では、ＲＦ信号は、４分割受光領域１４０で受光した光束に対応する信号を加算した加算信号から作成しているが、ＲＦ信号を作成するための光束を専用に受光するＲＦ信号受光領域を設けてもよいし、第１のサブビーム受光領域１４１ａ及び第１のサブビーム受光領域１４１ｂで受光した光束からＲＦ信号を作成してもよい。
　なお、実施の形態２では、シリンドリカルレンズ１０８の光束入射側にシリンドリカル面１０８ａが形成され、光束出射側に凹レンズ面１０８ｂが形成されているが、本発明は特にこれに限定されず、シリンドリカルレンズ１０８の光束入射側に凹レンズ面が形成され、光束出射側にシリンドリカル面が形成されてもよい。
　（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３について説明する。
　実施の形態３における光学ヘッドは、実施の形態２とトラッキングエラー信号の検出方式が異なる。実施の形態２では回折格子１０２を用いたいわゆる３ビーム法でトラッキングエラー信号を検出しているが、実施の形態３ではホログラム素子を用いたいわゆる１ビーム法（ＡＰＰ（アドバンスドプッシュプル）法）でトラッキングエラー信号を検出している。また、トラッキングエラー信号の検出方式の変更に伴い、受光部１２３の各受光領域の配置が異なる。
　図１４は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図１４において、光学ヘッド１３は、半導体レーザ１０１、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０５、対物レンズアクチュエータ１０６、シリンドリカルレンズ１０８、ホログラム素子１５０、金属製ホルダ１１０、光検出器２２０及びＦＰＣ基板１２６を備える。
　半導体レーザ１０１は、発振波長約４０５ｎｍの光束を出射する。ホログラム素子１５０は、ビームスプリッタ１０３とシリンドリカルレンズ１０８との間に配置され、入射光束を、いわゆる１ビーム法（ＡＰＰ法）によりトラッキングエラー信号を生成するための光束に分割する。
　半導体レーザ１０１を出射した光束は、ビームスプリッタ１０３で反射された後、コリメータレンズ１０４で平行光束に変換され、対物レンズ１０５に入射する。対物レンズ１０５は、半導体レーザ１０１から出射した光束を光ディスク２１に集光する。対物レンズ１０５は、対物レンズアクチュエータ１０６（詳細は図示せず）により光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク２１のトラッキング方向（ラジアル方向）に駆動される。
　光ディスク２１の記録層で反射及び回折された光束は、再び対物レンズ１０５及びコリメータレンズ１０４を透過し、ビームスプリッタ１０３に入射する。ビームスプリッタ１０３を透過した光束は、ホログラム素子１５０によって複数に分割され、シリンドリカルレンズ１０８に入射する。シリンドリカルレンズ１０８は、光ディスク２１で反射された反射光束に非点収差を発生させる。シリンドリカルレンズ１０８を透過した光束は、光検出器２２０に入射する。光検出器２２０は、シリンドリカルレンズ１０８によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
　図１５は、図１４に示すホログラム素子１５０の構成を示す図である。図１５において、実線はホログラム素子１５０の分割パターンを示し、破線はホログラム素子１５０を通過する光束の形状を示す。ホログラム素子１５０は、メインビームが入射するメインビーム領域１５１と、光ディスク２１（３１）の記録層で回折された±１次光と０次光との干渉光が入射する第１及び第２のＡＰＰメイン領域１５２及び１５３と、０次光のみが入射する第１及び第２のＡＰＰサブ領域１５４及び１５５とを含む。なお、実施の形態３における検出光学系の横倍率（β）は、実施の形態２と同様の１４倍～１６倍とする。
　図１６（Ａ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の構成を示す側面図であり、図１６（Ｂ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の構成を示す正面図である。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）において、光検出器２２０は、半導体シリコン２２１、接着層１２４、ガラスパッケージ１２５、多層反射防止層１２８及び信号出力部１３０を備える。半導体シリコン２２１は、受光部２２３及び演算回路１２２を備える。なお、図１６（Ｂ）における斜線は、接着層１２４が形成される領域を示している。また、接着層１２４と半導体シリコン１２１との間には実施の形態１と同一仕様の多層反射防止層１２８が構成されている。
　半導体シリコン２２１には、受光部２２３、演算回路１２２及び信号出力部１３０が形成され、ガラスパッケージ１２５は、半導体シリコン２２１上に接着層１２４により貼り合わされる。半導体シリコン２２１の光入射側の面には、受光部２２３及び演算回路１２２が形成され、光入射側の面に対向する面には、信号出力部１３０が形成されている。光検出器２２０の受光部２２３以外の構成は、実施の形態１の光検出器１２０の構成と同じである。
　受光部２２３は、光ディスク２１で反射された反射光束を受光する。演算回路１２２は、受光部２２３で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。ガラスパッケージ１２５は、受光部２２３及び演算回路１２２を被覆する。
　受光部２２３は、４分割受光領域２４０、第１のＡＰＰメインビーム受光領域１５６、第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５７、第１のＡＰＰサブビーム受光領域１５８及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５９を含む。
　ホログラム素子１５０の各分割領域を透過した光束がそれぞれの受光領域に入射する。メインビーム領域１５１を透過した光束（メインビーム１４２）は、４分割受光領域２４０に入射する。第１及び第２のＡＰＰメイン領域１５２及び１５３を透過した光束（ＡＰＰメインビーム１６５）は、第１のＡＰＰメインビーム受光領域１５６及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５７に入射する。第１及び第２のＡＰＰサブ領域１５４及び１５５を透過した光束（ＡＰＰサブビーム１６６）は、第１のＡＰＰサブビーム受光領域１５８及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５９に入射する。
　４分割受光領域２４０の対角の和信号の差動が演算されることでフォーカスエラー信号が生成され、４分割受光領域２４０の全ての信号の和が演算されることでＲＦ信号が生成される。
　一方、トラッキングエラー信号は、第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７の互いの信号の差動を求めることでいわゆるプッシュプル信号が生成され、生成したプッシュプル信号と第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９の信号とが演算されることで、いわゆるＡＰＰ法におけるトラッキングエラー信号が生成される。
　このとき、トラッキングエラー信号を生成するための受光領域である、第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７及び第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９に、他層迷光が入射しないように、４分割受光領域２４０、第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７及び第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９は、互いの距離を離して配置される。また、光学ヘッド１３の薄型化のために、それぞれの受光領域は、Ｌ型に配置される。このとき、光軸中心は４分割受光領域２４０の中心となる。図１７は、本発明の実施の形態３におけるトラッキングエラー信号の演算方法について説明するための図である。
　実施の形態３において、トラッキングエラー信号は、下記の式（３）に基づいて算出される。
　トラッキングエラー信号＝（Ｂ１－Ｂ２）－ｋ（Ｂ３－Ｂ４）・・・（３）
　なお、上記の式（３）において、Ｂ１は、第１のＡＰＰメインビーム受光領域１５６の出力を表し、Ｂ２は、第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５７の出力を表し、Ｂ３は、第１のＡＰＰサブビーム受光領域１５８の出力を表し、Ｂ４は、第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５９の出力を表し、ｋはゲインを表す。なお、ゲインｋは、通常、０．５～５に設定される。
　この構成により、ＡＰＰ法によりトラッキングエラー信号が検出される光学ヘッドにおいても、光検出器を大幅に小型化できるとともに、トラッキングエラー信号は他層迷光による干渉の影響のないサーボ信号となり、安定した記録性能及び再生性能を有した光学ヘッドを実現できる。また、波長４０５ｎｍの入射光束に対してＳ／Ｎの良いＲＦ信号を実現することが可能となる。さらに、ＡＰＰ法によりトラッキングエラー信号が検出される光学ヘッドにおいても、小型化することができ、かつ多層の光ディスク３１に対応することが可能となる。
　なお、本実施の形態において、４分割受光領域２４０が第１の受光領域の一例に相当し、第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７及び第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９が第２の受光領域の一例に相当する。
　なお、実施の形態２及び実施の形態３において、多層反射防止層１２８は半導体シリコン１２１（２２１）と接着層１２４との間に構成され、半導体シリコン１２１（２２１）の光束入射側の表面の全面に蒸着されるとしているが、本発明は特にこれに限定されない。図１８（Ａ）は、本発明の実施の形態２における光検出器の多層反射防止膜の別の例を示す図であり、図１８（Ｂ）は、本発明の実施の形態３における光検出器の多層反射防止膜の別の例を示す図である。
　図１８（Ａ）又は図１８（Ｂ）に示すように、多層反射防止層１２８は、ＲＦ信号を生成するための４分割受光領域１４０（２４０）の表面のみに形成される、３つの反射防止膜を有する第１の反射防止層１２８ｘと、４分割受光領域１４０（２４０）の表面以外の領域に形成される、２つ又は１つの反射防止膜を有する第２の反射防止層１２８ｙとを含む構成としてもよい。
　すなわち、少なくとも４分割受光領域１４０（２４０）上の多層反射防止層は、３層以上の反射防止膜からなり、４分割受光領域１４０（２４０）以外の半導体シリコン１２１（２２１）上の少なくとも一部の多層反射防止層は、単層又は２層の反射防止膜からなる。
　この構成により、多層反射防止層１２８の３つの反射防止膜を蒸着する部分の面積を大幅に低減することが可能となる。また、反射防止膜の蒸着に要する時間及び工数の大幅な削減が可能となるとともに、各反射防止膜の厚さ及び屈折率の仕様を緩和することが可能となる。
　なお、多層反射防止層１２８の３層部分（第１の反射防止層１２８ｘ）は、光束入射側から順に、シリコン系窒化膜、シリコン系酸化膜及びシリコン系窒化膜で構成される。シリコン系窒化膜の屈折率は２．０７であり、シリコン系酸化膜の屈折率は１．４７であり、シリコン系窒化膜及びシリコン酸化膜の屈折率はともに±５％の屈折率変化を有する。また、多層反射防止層１２８の３層部分（第１の反射防止層１２８ｘ）の各反射防止膜の厚さは、光束入射側から順に、４４．１ｎｍ、７３．６ｎｍ及び４７．１ｎｍであり、各反射防止膜はともに±１０％の厚み変化を有している。また、第１の反射防止層１２８ｘは、３つの反射防止膜に限定されず、４つ以上の反射防止膜を有していてもよい。
　また、多層反射防止層１２８の２層部分（第２の反射防止層１２８ｙ）は、光束入射側から順に、シリコン系酸化膜及びシリコン系窒化膜で構成される。シリコン系窒化膜の屈折率は２．０７であり、シリコン系酸化膜の屈折率は１．４７であり、シリコン系窒化膜及びシリコン酸化膜の屈折率はともに±５％の屈折率変化を有する。また、多層反射防止層１２８の２層部分（第２の反射防止層１２８ｙ）の各反射防止膜の厚さは、光束入射側から順に、７３．６ｎｍ及び４７．１ｎｍであり、各反射防止膜はともに±１０％の厚み変化を有している。なお、第２の反射防止層１２８ｙが１つの反射防止膜で構成される場合、当該反射防止膜はシリコン系窒化膜及びシリコン酸化膜のいずれかで構成される。
　（実施の形態４）
　次に、本発明の実施の形態４について説明する。
　実施の形態４の光学ヘッドが実施の形態２及び実施の形態３と異なる点は、４０５ｎｍの波長を有する光を出射するＢＤ用の光源だけでなく、６５０ｎｍの波長を有する光を出射するＤＶＤ用の光源及び７８０ｎｍの波長を有する光を出射するＣＤ用の光源を搭載し、多層のＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対応可能な構成とした点である。
　図１９は、本発明の実施の形態４における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図１９において、光学ヘッド１４は、回折格子１０２、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０５、対物レンズアクチュエータ１０６、シリンドリカルレンズ１０８、金属製ホルダ１１０、光検出器３２０、ＦＰＣ基板１２６、ホログラム素子１５０、平板ビームスプリッタ１７０、青色半導体レーザ１９１及び２波長半導体レーザ１９２を備える。
　青色半導体レーザ１９１は、４０５ｎｍの波長を有する青色光を出射する。２波長半導体レーザ１９２は、６５０ｎｍの波長を有する赤色光を出射するとともに、７８０ｎｍの波長を有する赤外光を出射する。
　平板ビームスプリッタ１７０は、２波長半導体レーザ１９２から出射された赤色光又は赤外光を対物レンズ１０５へ向けて反射させるとともに、光ディスク２１（３１）によって反射された反射光（青色光、赤色光又は赤外光）を透過させる。光検出器３２０は、シリンドリカルレンズ１０８によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
　このような、３波長の光源を搭載した光学ヘッド１４の光検出器３２０の構成について図２０を用いて説明する。図２０は、本発明の実施の形態４における光検出器の構成を示す正面図である。
　光検出器３２０は、半導体シリコン３２１、接着層１２４、多層反射防止層（不図示）及びガラスパッケージ（不図示）を備える。また、半導体シリコン３２１は、受光部３２３、演算回路１２２及び信号出力部（不図示）を含む。なお、図２０における斜線は、接着層１２４が形成される領域を示している。
　ガラスパッケージは、多層反射防止層上に接着層１２４により貼り合わされる。半導体シリコン３２１の光入射側の面には、受光部３２３及び演算回路１２２が形成され、光入射側の面に対向する面には、信号出力部が形成されている。接着層１２４は、半導体シリコン３２１の表面の全面に形成されている。光検出器３２０の受光部３２３以外の構成は、実施の形態１の光検出器１２０の構成と同じである。
　受光部３２３は、光ディスク２１（３１）で反射された反射光束を受光する。演算回路１２２は、受光部３２３で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。ガラスパッケージは、受光部３２３及び演算回路１２２を被覆する。
　受光部３２３は、第１の４分割受光領域１８０、第２の４分割受光領域１６１、第１のＡＰＰメインビーム受光領域１５６、第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５７、第１のＡＰＰサブビーム受光領域１５８、第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５９、第１のサブビーム受光領域１６０ａ、第２のサブビーム受光領域１６０ｂ、第３のサブビーム受光領域１６２ａ及び第４のサブビーム受光領域１６２ｂを含む。
　第１の４分割受光領域１８０は、４０５ｎｍの波長を有する青色光のメインビーム１４２を受光するとともに、６５０ｎｍの波長を有する赤色光のメインビーム２４２を受光する。第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７は、４０５ｎｍの波長を有する青色光のＡＰＰメインビーム１６５を受光する。第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９は、４０５ｎｍの波長を有する青色光のＡＰＰサブビーム１６６を受光する。
　第１のサブビーム受光領域１６０ａは、６５０ｎｍの波長を有する赤色光の第１のサブビーム２４３ａを受光し、第２のサブビーム受光領域１６０ｂは、６５０ｎｍの波長を有する赤色光の第２のサブビーム２４３ｂを受光する。メインビーム２４２に基づいてフォーカスエラー信号が検出されるとともに、メインビーム２４２のプッシュプル信号と第１のサブビーム２４３ａ及び第２のサブビーム２４３ｂの信号とに基づいていわゆる３ビーム法におけるトラッキングエラー信号が検出される。
　さらに、第２の４分割受光領域１６１は、７８０ｎｍの波長を有する赤外光のメインビーム３４２を受光する。第３のサブビーム受光領域１６２ａは、７８０ｎｍの波長を有する赤外光の第１のサブビーム３４３ａを受光し、第４のサブビーム受光領域１６２ｂは、７８０ｎｍの波長を有する赤外光の第２のサブビーム３４３ｂを受光する。メインビーム３４２に基づいてフォーカスエラー信号が検出されるとともに、メインビーム３４２のプッシュプル信号と第１のサブビーム３４３ａ及び第２のサブビーム３４３ｂの信号とに基づいていわゆる３ビーム法におけるトラッキングエラー信号が検出される。
　第１の４分割受光領域１８０で受光された波長４０５ｎｍ及び波長６５０ｎｍの光束の光量に基づいてＢＤ及びＤＶＤのＲＦ信号がそれぞれ生成される。また、第２の４分割受光領域１６１で受光された波長７８０ｎｍの光束の光量に基づいてＣＤのＲＦ信号が生成される。
　このとき、ＢＤ及びＤＶＤのＲＦ信号を検出するための第１の４分割受光領域１８０の上面のみが、３つの反射防止膜を有する第１の反射防止層１２８ｘで構成され、第１の４分割受光領域１８０以外の領域が、２つの反射防止膜を有する第２の反射防止層１２８ｙで構成される。
　実施の形態４の構成により、それぞれ異なる３つの波長の光束に対応した光ディスク（ＢＤ、ＤＶＤ又はＣＤ）に対して情報を記録又は再生することが可能となるとともに、単層又は２層の光ディスク２１のみでなく、多層の光ディスク３１に対して情報を記録又は再生することも可能となる。したがって、記録特性及び再生特性にすぐれ、且つ小型の光学ヘッド及び光ディスクドライブを実現できる。
　なお、本実施の形態において、第１の４分割受光領域１８０が第１の受光領域の一例に相当し、第１及び第２のＡＰＰメインビーム受光領域１５６，１５７及び第１及び第２のＡＰＰサブビーム受光領域１５８，１５９が第２の受光領域の一例に相当する。
　なお、実施の形態４におけるＢＤのトラッキングエラー信号検出方式は１ビーム法（ＡＰＰ法）としているが、３ビーム法でもよいことはいうまでもない。
　（実施の形態５）
　次に、本発明の実施の形態５について説明する。
　実施の形態５が実施の形態１～実施の形態４と異なる点は、受光部１２３，２２３，３２３の透過率を上げることにより再生信号のＳ／Ｎを向上させるのではく、演算回路１２２で生成する再生信号のノイズレベルを低減することにより再生信号のＳ／Ｎを向上させる点である。
　図２１は、図２０における光検出器３２０の演算回路１２２の部分的な構成を示す図である。なお、実施の形態５における光学ヘッド及び光検出器の構成は、実施の形態４における光学ヘッド１４及び光検出器３２０の構成と同じである。
　図２１において、受光領域１８０ａは、図２０における第１の４分割受光領域１８０の内の１ｃｈの受光領域を示したものであり、ＢＤ用及びＤＶＤ用の光束を受光する。第１の４分割受光領域１８０は、４つの受光領域１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃ，１８０ｄを含む。
　一方、受光領域１６１ａは、図２０における第２の４分割受光領域１６１の内の１ｃｈの受光領域を示したものであり、ＣＤ用の光束を受光する。第２の４分割受光領域１６１は、４つの受光領域１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃ，１８０ｄを含む。
　演算回路１２２は、第１の差動増幅回路１８２、第２の差動増幅回路１８３、電圧増幅回路１８４及びスイッチ１８５を備える。第１の差動増幅回路１８２は、ＢＤ用及びＤＶＤ用の初段の電流／電圧変換回路（Ｉ／Ｖアンプ）の一部を示している。第１の差動増幅回路１８２は、受光領域１８０ａで受光した光量に応じて発生する電流を増幅ゲインにより電圧に変換する。すなわち、第１の差動増幅回路１８２は、受光領域１８０ａで受光した光束の光量に応じた電流を、あらかじめ設定された複数のゲインモードに基づいて電圧に変換する。
　第１の差動増幅回路１８２は、差動アンプ４１、第１～第３の増幅ゲイン４２，４３，４４、第１～第３のスイッチ４５，４６，４７及びバイアス電流出力部４８を備える。
　差動アンプ４１は、複数のゲインモードで共有される。第１～第３の増幅ゲイン４２，４３，４４はそれぞれあらかじめ決定された抵抗値を有し、例えば、第１～第３の増幅ゲイン４２，４３，４４の抵抗値は、それぞれ１００ＫΩ、５０ＫΩ及び３０ＫΩである。
　第１のスイッチ４５は、差動アンプ４１と第１の増幅ゲイン４２とを接続し、第２のスイッチ４６は、差動アンプ４１と第２の増幅ゲイン４３とを接続し、第３のスイッチ４７は、差動アンプ４１と第３の増幅ゲイン４４とを接続する。
　ここで、光検出器１２０は、複数のゲインモードを切り替えるためのゲインモード切替信号が入力されるゲイン設定端子部をさらに備える。図２２は、本発明の実施の形態５における光検出器１２０の裏面図である。図２２に示すように、半導体シリコン１２１の光入射側の面に対向する面には、信号出力部１３０とともに、ゲイン設定端子部１３１が形成されている。演算回路１２２には、ゲイン設定端子部１３１を介して、複数のゲインモードを切り替えるためのゲインモード切替信号が入力される。本実施の形態では、複数のゲインモードは、例えば３つのゲインモードを含み、ゲインモード切替信号に応じて、第１～第３のスイッチ４５，４６，４７のいずれかがオンされる。バイアス電流出力部４８は、差動アンプ４１にバイアス電流を出力する。
　第２の差動増幅回路１８３は、ＣＤ用の初段の電流／電圧変換回路（Ｉ／Ｖアンプ）の一部を示している。第２の差動増幅回路１８３は、受光領域１６１ａで受光した光量に応じて発生する電流を増幅ゲインにより電圧に変換する。第２の差動増幅回路１８３は、差動アンプ５１、第１～第３の増幅ゲイン５２，５３，５４、第１～第３のスイッチ５５，５６，５７及びバイアス電流出力部５８を備える。
　差動アンプ５１は、複数のゲインモードで共有される。第１～第３の増幅ゲイン５２，５３，５４はそれぞれあらかじめ決定された抵抗値を有し、例えば、第１～第３の増幅ゲイン５２，５３，５４の抵抗値は、それぞれ１００ＫΩ、５０ＫΩ及び３０ＫΩである。
　第１のスイッチ５５は、差動アンプ５１と第１の増幅ゲイン５２とを接続し、第２のスイッチ５６は、差動アンプ５１と第２の増幅ゲイン５３とを接続し、第３のスイッチ５７は、差動アンプ５１と第３の増幅ゲイン５４とを接続する。演算回路１２２には、ゲイン設定端子部１３１を介して、複数のゲインモードを切り替えるためのゲインモード切替信号が入力される。本実施の形態では、複数のゲインモードは、例えば３つのゲインモードを含み、ゲインモード切替信号に応じて、第１～第３のスイッチ５５，５６，５７のいずれかがオンされる。バイアス電流出力部５８は、差動アンプ５１にバイアス電流を出力する。
　電圧増幅回路１８４は、差動アンプ６１及び第１～第３の増幅ゲイン６２，６３，６４の設定値により、最適な振幅のＲＦ出力となるように、第１の差動増幅回路１８２及び第２の差動増幅回路１８３から出力される再生信号を増幅する。電圧増幅回路１８４は、差動アンプ６１、第１～第３の増幅ゲイン６２，６３，６４、第１～第３のスイッチ６５，６６，６７及びバイアス電流出力部６８を備える。
　差動アンプ６１は、複数のゲインモードで共有される。第１～第３の増幅ゲイン６２，６３，６４はそれぞれあらかじめ決定された抵抗値を有し、例えば、第１～第３の増幅ゲイン６２，６３，６４の抵抗値は、それぞれ１００ＫΩ、５０ＫΩ及び３０ＫΩである。
　第１のスイッチ６５は、差動アンプ６１と第１の増幅ゲイン６２とを接続し、第２のスイッチ６６は、差動アンプ６１と第２の増幅ゲイン６３とを接続し、第３のスイッチ６７は、差動アンプ６１と第３の増幅ゲイン６４とを接続する。演算回路１２２には、ゲイン設定端子部１３１を介して、複数のゲインモードを切り替えるためのゲインモード切替信号が入力される。本実施の形態では、複数のゲインモードは、例えば３つのゲインモードを含み、ゲインモード切替信号に応じて、第１～第３のスイッチ６５，６６，６７のいずれかがオンされる。バイアス電流出力部６８は、差動アンプ６１にバイアス電流を出力する。
　スイッチ１８５は、第１の差動増幅回路１８２及び第２の差動増幅回路１８３と電圧増幅回路１８４との間に配置され、ＢＤ又はＤＶＤに対して情報を記録又は再生する場合、第１の差動増幅回路１８２と電圧増幅回路１８４とを接続し、ＣＤに対して情報を記録又は再生する場合、第２の差動増幅回路１８３と電圧増幅回路１８４とを接続する。
　例えば、受光領域１８０ａは、波長４０５ｎｍの光束に対して、０．３Ａ／Ｗの放射感度を有している。増幅ゲイン４２の抵抗値が１００ＫΩである場合、Ｉ／Ｖ変換ゲインは３０ｍＶ／μＷとなる。このとき、仮に、波長４０５ｎｍの光束が１０μＷ入射したとき、第１の差動増幅回路１８２は、３００ｍＶの電圧を出力し、電圧増幅回路１８４は、第１の差動増幅回路１８２によって出力された電圧をさらに増幅し、ＲＦ信号として出力する。
　図２１で示した受光領域１８０ａは、４分割受光領域１８０のうちの１ｃｈであり、４分割受光領域１８０は、４つの受光領域１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃ，１８０ｄを含み、演算回路１２２は、各受光領域１８０ａ，１８０ｂ，１８０ｃ，１８０ｄに接続される４つの第１の差動増幅回路１８２を備える。そのため、実際には、４つの第１の差動増幅回路１８２から出力された信号が全て加算され、電圧増幅回路１８４に入力され、電圧増幅回路１８４からＲＦ信号（再生信号）として出力される。
　なお、４分割受光領域１６１は、４つの受光領域１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄを含み、演算回路１２２は、各受光領域１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄに接続される４つの第２の差動増幅回路１８３を備える。
　第１～第３の増幅ゲイン４２，４３，４４のうち、第１の増幅ゲイン４２の増幅率が最も大きい。そのため、第１の増幅ゲイン４２は、反射率の低い多層のＢＤ（光ディスク３１）の再生に用いられる。一方、第２の増幅ゲイン４３は、比較的反射率の高い単層又は２層のＢＤ（光ディスク２１）の再生に用いられ、増幅率の最も低い第３の増幅ゲイン４４は、光ディスク２１又は多層の光ディスク３１の記録に用いられる。なお、ＤＶＤの場合は別途設定される。
　また、電圧増幅回路１８４の増幅ゲインについても上記と同様に設定される。
　ここで、光検出器１２０を小型化する場合、演算回路１２２の面積は限られるため、サイズの観点より増幅ゲインの総数は限られる。そこで、多層の光ディスク３１から情報を再生する際、再生信号のノイズを下げて再生信号のＳ／Ｎを向上させるために、差動アンプ４１のバイアス電流４９の値を下げるように差動アンプ４１内部の抵抗を切り替える低ノイズモードを追加する。すなわち、差動アンプ４１は、再生信号に含まれるノイズを低減する低ノイズモードと、再生信号に含まれるノイズを低減しない非低ノイズモードとを切り替え、低ノイズモードにおけるバイアス電流値を非低ノイズモードにおけるバイアス電流値より小さくする。
　例えば、多層の光ディスク３１の反射率が比較的高く、かつ高倍速で多層の光ディスク３１を再生する場合は、第１の増幅ゲイン４２を用い、差動アンプ４１は、非低ノイズモードに切り替えられ、バイアス電流値を２００μＡ程度とする。一方、多層の光ディスク３１の反射率が比較的低く、かつ低倍速で多層の光ディスク３１を再生する場合は、第１の増幅ゲイン４２を用い、差動アンプ４１は、低ノイズモードに切り替えられ、バイアス電流値を１００μＡ程度とする。
　この構成により、初段の第１の差動増幅回路１８２のアンプノイズを２～３ｄＢｍ低減することが可能となり、ＲＦ信号（再生信号）のノイズレベルを大幅に低減することができ、多層の光ディスク３１の再生においてもＳ／Ｎに優れた再生信号を実現できる。また、非低ノイズモードと低ノイズモードとで同一の第１の増幅ゲイン４２が用いられるので、非低ノイズモードと低ノイズモードとで異なる増幅ゲインを設ける必要が無く、演算回路１２２の大幅な小型化も実現できる。
　また、差動アンプ４１は、複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモード、すなわち第１の増幅ゲイン４２に切り替える場合、低ノイズモードに切り替える。ゲイン設定値が高いほど、ノイズが大きくなるので、複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモードに切り替えられた場合、低ノイズモードに切り替えることにより、ノイズを低減することができ、再生信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
　なお、本実施の形態において、第１の差動増幅回路１８２が電流／電圧変換回路の一例に相当し、ゲイン設定端子部１３１がゲイン設定端子部の一例に相当し、差動アンプ４１が差動アンプの一例に相当する。
　図２３は、第１の差動増幅回路１８２の第１の増幅ゲイン４２を用いた非低ノイズモードと低ノイズモードとにおけるアンプノイズを示す図である。図２３において、横軸は周波数を表し、縦軸はノイズレベルを表す。図２３では、低ノイズモードにおける周波数とノイズレベルとの関係と、非低ノイズモードにおける周波数とノイズレベルとの関係とを示している。また、図２３では、所定の受光感度で測定した結果を示すが、多層の光ディスク３１を２倍速で再生する場合に必要とされる周波数帯域（３３ＭＨｚ付近）では２ｄＢ～３ｄＢのノイズ低減が可能となる。
　このとき、低ノイズモードでは非低ノイズモードに比べ、バイアス電流が小さくなるため、差動アンプ４１のアンプノイズは低減できるが、ＲＦ信号の周波数特性（ｆ特）は低下する。低ノイズモードでは、３ｄＢ低下したときの周波数が約５０ＭＨｚであるのに対し、非低ノイズモードでは、３ｄＢ低下したときの周波数が約１００ＭＨｚとなる。
　なお、実施の形態５において、ＤＶＤ用の光束を受光する４分割受光領域はＢＤ用の光束を受光する４分割受光領域と同じとしているが、ＢＤ用の光束を受光する４分割受光領域とＣＤ用の光束を受光する４分割受光領域とが同じでもよいし、ＤＶＤ用の光束を受光する４分割受光領域とＣＤ用の光束を受光する４分割受光領域とが同じでもよい。また、本実施の形態では、光検出器は、ＤＶＤ用の光束を受光する４分割受光領域及びＣＤ用の光束を受光する４分割受光領域を備えているが、ＢＤ用の光束を受光する４分割受光領域のみを備えても良い。
　また、初段の第１の差動増幅回路１８２は３つの増幅ゲインを有しているが、用途に合わせて増幅ゲインを増減してもよいことは言うまでもない。同様に、第２の差動増幅回路１８３及び電圧増幅回路１８４は、それぞれ３つの増幅ゲインを有しているが、用途に合わせて増幅ゲインを増減してもよい。
　なお、実施の形態５において、初段の第１の差動増幅回路１８２はいわゆる反転増幅方式としているが、いわゆる非反転増幅方式でもよい。同様に、第２の差動増幅回路１８３及び電圧増幅回路１８４は非反転増幅方式でもよい。
　なお、バイアス電流４９を低減するときの差動アンプ４１内の抵抗の切り替えの指令は、指令信号が外部より入力されることで実現される。図２２に示すように、光検出器１２０は、低ノイズモードと非低ノイズモードとを切り替えるためのノイズモード切替信号が入力されるノイズ設定端子部１３２をさらに備える。半導体シリコン１２１の光入射側の面に対向する面には、信号出力部１３０及びゲイン設定端子部１３１とともに、ノイズ設定端子部１３２が形成されている。演算回路１２２には、ノイズ設定端子部１３２を介して、低ノイズモードと非低ノイズモードとを切り替えるためのノイズモード切替信号が入力される。差動アンプ４１は、ノイズモード切替信号に応じて内部の抵抗を切り替え、バイアス電流を変化させる。
　なお、実施の形態５において、低ノイズモードにおけるバイアス電流値は、非低ノイズモードにおけるバイアス電流値の１／２としているが、ノイズ低減の観点より、低ノイズモードにおけるバイアス電流値は、非低ノイズモードにおけるバイアス電流値の２／３以下であれば良い。
　また、第１の差動増幅回路１８２は、非低ノイズモードに切り替える場合、ノイズ低減の観点より、増幅ゲインが最も大きなゲインモードに設定することが好ましい。
　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
　本発明の一局面に係る光検出器は、情報記録媒体で反射された光束を検出する光検出器であって、前記光束を受光する受光部と、前記受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部とが形成された基板と、少なくとも前記受光部上及び前記演算部上に形成され、入射する前記情報記録媒体で反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む多層反射防止層と、前記多層反射防止層を被覆するガラスパッケージと、前記多層反射防止層と前記ガラスパッケージとを接着する接着層とを備える。
　この構成によれば、基板には、光束を受光する受光部と、受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部とが形成されている。多層反射防止層は、少なくとも受光部上及び演算部上に形成され、入射する情報記録媒体で反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む。ガラスパッケージは、多層反射防止層を被覆する。接着層は、多層反射防止層とガラスパッケージとを接着する。
　したがって、基板、多層反射防止層、接着層及びガラスパッケージにより構成することにより、検出光学系の倍率を上げたとしても、ワイヤーボンディング及び樹脂製のパッケージが不要となり、光検出器を小型化することができる。
　また、上記の光検出器において、前記多層反射防止層は、３層の前記反射防止膜を含み、３層の前記反射防止膜は、光束入射側から順に、シリコン系窒化膜、シリコン系酸化膜及びシリコン系窒化膜であることが好ましい。
　この構成によれば、多層反射防止層が含む反射防止膜の数を増やすことなく、ガラスパッケージから受光部までの間の波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を大幅に向上させることができるとともに、波長６５０ｎｍ及び波長７８０ｎｍの光束に対しても透過率を大幅に向上させることができる。また、多層反射防止層を３つの反射防止膜で構成することができるので、反射防止膜を蒸着する工数を大幅に削減することができる。
　また、上記の光検出器において、前記接着層の厚みは、３０μｍ以下であり、前記接着層の透過率は、４０５ｎｍの波長を有する光束に対して９９％以上であり、前記接着層は、シリコン樹脂より構成され、前記ガラスパッケージにおける前記情報記録媒体で反射した光束が入射する面には前記反射防止膜が形成されており、前記ガラスパッケージと前記接着層との間には前記反射防止膜が形成されていないことが好ましい。
　この構成によれば、波長４０５ｎｍの光束を照射して情報記録媒体から情報を再生する場合に、情報記録媒体の反射率が低く情報記録媒体からの反射光量が小さくても、Ｓ／Ｎの優れた再生信号を実現できる。また、ガラスパッケージと接着層との接着強度を上げることができる。さらに、ガラスパッケージの接着層との境界面に反射防止膜が無くても透過率を下げることがなく、信頼性が高くＳ／Ｎの優れた光検出器を実現できる。
　また、上記の光検出器において、前記接着層の厚さは、５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。
　この構成によれば、接着層の厚さが、５μｍ以上２５μｍ以下であるので、波長４０５ｎｍの光束に対する透過率を悪化させることなく、高い接着強度を維持しつつ、波長４０５ｎｍの光束によるいわゆる青色光劣化を抑えることができる。
　また、上記の光検出器において、前記接着層は、前記ガラスパッケージと前記多層反射防止層との間の全面に形成されていることが好ましい。
　この構成によれば、接着層が、ガラスパッケージと多層反射防止層との間の全面に形成されているので、接着強度を上げることができる。また、受光部の光束入射側の面が接着層で覆われることになるので、受光部上に空気層が介在することなく、受光部上及びガラスパッケージ上に不純物が付着するのを防止することができ、信頼性に優れた光検出器を実現することができる。
　また、上記の光検出器において、前記受光部は、フォーカスエラー信号を算出するための光束を受光する第１の受光領域と、トラッキングエラー信号を算出するための光束を受光する第２の受光領域とを含み、前記演算部は、前記第１の受光領域で受光した光束に基づいて、前記情報記録媒体の再生信号を演算することが好ましい。
　この構成によれば、第１の受光領域によって、フォーカスエラー信号を算出するための光束が受光され、第２の受光領域によって、トラッキングエラー信号を算出するための光束が受光される。そして、演算部は、第１の受光領域で受光した光束に基づいて、情報記録媒体の再生信号を演算する。
　したがって、フォーカスエラー信号を算出するための光束が受光される第１の受光領域で受光した光束に基づいて、情報記録媒体の再生信号が演算されるので、フォーカスエラー信号を算出するため受光領域と、再生信号を算出するための受光領域とを別個に用意する必要がなくなり、受光部の面積を小さくすることができる。
　また、上記の光検出器において、少なくとも前記第１の受光領域上の前記多層反射防止層は、３層以上の前記反射防止膜からなり、前記第１の領域以外の前記基板上の少なくとも一部の前記多層反射防止層は、単層又は２層の前記反射防止膜からなることが好ましい。
　この構成によれば、３層以上の反射防止膜が形成される領域を、少なくとも第１の受光領域上のみとすることにより、基板上において３層以上の反射防止膜が形成される領域を小さくすることができ、反射防止膜を蒸着するための工数を大幅に削減することができる。
　また、上記の光検出器において、前記演算部は、前記受光部で受光した光束の光量に応じた電流を、あらかじめ設定された複数のゲインモードに基づいて電圧に変換する電流／電圧変換回路を含み、前記光検出器は、前記演算部に接続され、前記複数のゲインモードを切り替えるための信号が入力されるゲイン設定端子部をさらに備え、前記電流／電圧変換回路は、前記複数のゲインモードで共有される差動アンプを有し、前記差動アンプは、再生信号に含まれるノイズを低減する低ノイズモードと、再生信号に含まれるノイズを低減しない非低ノイズモードとを切り替え、前記低ノイズモードにおけるバイアス電流値を前記非低ノイズモードにおけるバイアス電流値より小さくすることが好ましい。
　この構成によれば、電流／電圧変換回路によって、受光部で受光した光束の光量に応じた電流が、あらかじめ設定された複数のゲインモードに基づいて電圧に変換される。演算部に接続されたゲイン設定端子部によって、複数のゲインモードを切り替えるための信号が入力される。そして、電流／電圧変換回路は、複数のゲインモードで共有される差動アンプを有している。差動アンプは、再生信号に含まれるノイズを低減する低ノイズモードと、再生信号に含まれるノイズを低減しない非低ノイズモードとを切り替え、低ノイズモードにおけるバイアス電流値を非低ノイズモードにおけるバイアス電流値より小さくする。
　したがって、情報記録媒体の再生倍速及び記録層の反射率に応じて最適なゲインモードを選択することができる。例えば、記録層の反射率が低い場合又は情報記録媒体が低倍速で再生される場合、再生信号に含まれるノイズを低減する低ノイズモードに切り替えられることで、再生信号の周波数特性を犠牲にしてノイズを低減することができ、Ｓ／Ｎの優れた再生信号を得ることができる。一方、記録層の反射率が比較的高い場合又は情報記録媒体が高倍速で再生される場合、再生信号に含まれるノイズを低減しない非低ノイズモードに切り替えられることで、周波数特性が優れた再生信号を得ることができる。このとき、低ノイズモードと非低ノイズモードとは、同一の差動アンプで切り替えられるので、ゲインモードが増えたとしても演算部の面積が増えることがなく、光検出器をさらに小型化することができる。また、再生信号の高倍速化及び低ノイズ化に対応することができる。
　また、上記の光検出器において、前記差動アンプは、前記低ノイズモードにおける前記バイアス電流値を、前記非低ノイズモードにおける前記バイアス電流値の２／３以下とすることが好ましい。
　この構成によれば、低ノイズモードにおけるバイアス電流値が、非低ノイズモードにおけるバイアス電流値の２／３以下とされるので、アンプノイズが減少し、再生信号のＳ／Ｎを大幅に向上させることができる。
　また、上記の光検出器において、前記差動アンプは、前記複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモードに切り替える場合、前記低ノイズモードに切り替えることが好ましい。
　この構成によれば、複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモードに切り替えられる場合、低ノイズモードに切り替えられる。したがって、ゲイン設定値が高いほど、ノイズが大きくなるので、複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモードに切り替えられた場合、低ノイズモードに切り替えることにより、ノイズを低減することができ、再生信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
　本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、記録層を有する情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、光束を出射する光源と、前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射された光束を検出する、上記のいずれかに記載の光検出器とを備える。この構成によれば、上記の光検出器を光学ヘッドに適用することができる。
　本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転するための駆動部と、前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを光情報装置に適用することができる。
　なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
　本発明にかかる光検出器、光学ヘッド及び光情報装置は、安定なトラッキング制御機能と低い情報誤り率を実現でき、多層の情報記録媒体への情報の記録又は再生を実現するとともに記録性能及び再生性能の安定した薄型（スリムサイズ）のコンピュータの外部記憶装置等として有用である。
　また、本発明にかかる光検出器、光学ヘッド及び光情報装置は、ＤＶＤレコーダ、ＢＤレコーダ又はＨＤ－ＤＶＤレコーダ等の映像記録装置、あるいはＤＶＤプレーヤ、ＢＤプレーヤ又はＨＤ－ＤＶＤプレーヤ等の映像再生装置にも応用できる。さらに、本発明にかかる光検出器、光学ヘッド及び光情報装置は、カーナビゲーションシステムや、携帯音楽プレーヤ、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラの記憶装置にも応用できる。

Claims (12)

  1. 　情報記録媒体で反射された光束を検出する光検出器であって、
    　前記光束を受光する受光部と、前記受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部とが形成された基板と、
    　少なくとも前記受光部上及び前記演算部上に形成され、入射する前記情報記録媒体で反射した光束の反射を防止する複数の反射防止膜を含む多層反射防止層と、
    　前記多層反射防止層を被覆するガラスパッケージと、
    　前記多層反射防止層と前記ガラスパッケージとを接着する接着層とを備えることを特徴とする光検出器。
  2. 　前記多層反射防止層は、３層の前記反射防止膜を含み、
    　３層の前記反射防止膜は、光束入射側から順に、シリコン系窒化膜、シリコン系酸化膜及びシリコン系窒化膜であることを特徴とする請求項１記載の光検出器。
  3. 　前記接着層の厚みは、３０μｍ以下であり、
    　前記接着層の透過率は、４０５ｎｍの波長を有する光束に対して９９％以上であり、
    　前記接着層は、シリコン樹脂より構成され、
    　前記ガラスパッケージにおける前記情報記録媒体で反射した光束が入射する面には前記反射防止膜が形成されており、
    　前記ガラスパッケージと前記接着層との間には前記反射防止膜が形成されていないことを特徴とする請求項１又は２記載の光検出器。
  4. 　前記接着層の厚さは、５μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の光検出器。
  5. 　前記接着層は、前記ガラスパッケージと前記多層反射防止層との間の全面に形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の光検出器。
  6. 　前記受光部は、フォーカスエラー信号を算出するための光束を受光する第１の受光領域と、トラッキングエラー信号を算出するための光束を受光する第２の受光領域とを含み、
    　前記演算部は、前記第１の受光領域で受光した光束に基づいて、前記情報記録媒体の再生信号を演算することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の光検出器。
  7. 　少なくとも前記第１の受光領域上の前記多層反射防止層は、３層以上の前記反射防止膜からなり、前記第１の領域以外の前記基板上の少なくとも一部の前記多層反射防止層は、単層又は２層の前記反射防止膜からなることを特徴とする請求項６記載の光検出器。
  8. 　前記演算部は、前記受光部で受光した光束の光量に応じた電流を、あらかじめ設定された複数のゲインモードに基づいて電圧に変換する電流／電圧変換回路を含み、
    　前記光検出器は、
    　前記演算部に接続され、前記複数のゲインモードを切り替えるための信号が入力されるゲイン設定端子部をさらに備え、
    　前記電流／電圧変換回路は、前記複数のゲインモードで共有される差動アンプを有し、
    　前記差動アンプは、再生信号に含まれるノイズを低減する低ノイズモードと、再生信号に含まれるノイズを低減しない非低ノイズモードとを切り替え、前記低ノイズモードにおけるバイアス電流値を前記非低ノイズモードにおけるバイアス電流値より小さくすることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の光検出器。
  9. 　前記差動アンプは、前記低ノイズモードにおける前記バイアス電流値を、前記非低ノイズモードにおける前記バイアス電流値の２／３以下とすることを特徴とする請求項８記載の光検出器。
  10. 　前記差動アンプは、前記複数のゲインモードのうちの最もゲイン設定値が高いゲインモードに切り替える場合、前記低ノイズモードに切り替えることを特徴とする請求項８又は９記載の光検出器。
  11. 　記録層を有する情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
    　光束を出射する光源と、
    　前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
    　前記情報記録媒体で反射された光束を検出する、請求項１～１０のいずれかに記載の光検出器とを備えることを特徴とする光学ヘッド。
  12. 　請求項１１記載の光学ヘッドと、
    　情報記録媒体を回転するための駆動部と、
    　前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
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