JP3122566B2

JP3122566B2 - 光学装置およびその製造方法

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Publication number: JP3122566B2
Application number: JP05250832A
Authority: JP
Inventors: 武尚石原; 式雄吉田; 貴彦中野; 政宏河村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: JPH07105560A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光学部品を備
え、各光学部品相互の位置決め精度が、光透過性樹脂材
料の熱膨張の影響が無視できない程高度に要求される光
ピックアップ等の光学装置およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数の光学部品相互間の位置決めが高精
度に要求される光学装置の一例として、光磁気ディスク
用の光ピックアップがある。図７および図８は現在量産
されているタイプの光ピックアップの構成を示す。この
光ピックアップは、例えばアルミダイキャストからなる
金属基板１８上に集光光学系、サーボ光学系及び再生光
学系を配置して構成されている。以下に各光学系につい
て説明する。

【０００３】集光光学系は、半導体レーザ素子１、コリ
メートレンズ２、整形プリズム３、ビームスプリッター
４、全反射プリズム５、対物レンズ６、レンズ駆動装置
７および電磁石８で構成されている。光源となる半導体
レーザ素子１は、左右に長い金属基板１８の右端後側部
に配設されており、半導体レーザ素子１から左側に向け
て出射されたレーザビームは、コリメートレンズ２によ
り平行光化される。平行光化されたレーザビームは、整
形プリズム３によって整形された後、ビームスプリッタ
ー４及び全反射プリズム５を経て、対物レンズ６に導か
れる。対物レンズ６を経たレーザビームはその上に配置
された光磁気ディスクＤの情報記録面に集光照射され
る。レンズ駆動装置７は、対物レンズをフォーカス方向
およびトラッキング方向に移動させる。

【０００４】今少し説明すると、集光光学系は半導体レ
ーザ素子１から出射されたレーザビームを光磁気ディス
クＤの情報記録面に直径が約１．６μｍのスポット光と
して集光する。電磁石８は記録・消去用の補助磁界を発
生し、集光スポットの光強度に応じて光磁気ディスクＤ
に磁気情報を記録する。

【０００５】サーボ光学系は、集光レンズ９、シリンド
リカルレンズ１０および４分割構造の受光素子１１で構
成されている。受光素子１１は、例えばフォトダイオー
ドで形成されている。受光素子１１には、光磁気ディス
クＤから反射された戻り光が導かれ、受光素子１１は戻
り光を光電変換してサーボ信号を検出する。より具体的
には、光磁気ディスクＤからの戻り光より非点収差検出
方式でフォーカスサーボ信号を検出し、プッシュプル検
出方式でトラッキング誤差信号を検出する。そして、こ
のようにして検出されたサーボ信号がレンズ駆動装置７
や図示しないピックアップ粗動装置に出力される。

【０００６】再生光学系は、ビームスプリッター１２、
1/2波長板１３、集光レンズ１４、偏光ビームスプリッ
ター１５およびフォトダイオード１６で構成されてい
る。再生光学系は、偏光ビームスプリッター１５を検光
子とし、光磁気ディスクＤ上の磁気信号を反射光の偏向
角の回転として検出し、情報の再生を行う。

【０００７】なお、図中の１７は、各光学系に配設され
た光学部品の調整機構であり、該調整機構１７を用い
て、各光学部品相互間の位置決め調整が行われるように
なっている。

【０００８】ところで、このような光ピックアップで
は、構成部品が多く、しかも調整機構１７を組み込む構
成をとるため、光ピックアップの小型化および軽量化を
図る上で限界があった。しかも、調整機構１７、１７…
を用いた調整作業に手間取るため、量産性および低コス
ト化を図る上で限界があった。

【０００９】そこで、このような問題点を解決するもの
として、特開平3-228234号公報に開示された密封構造を
持つ光ピックアップ装置が提案されている（以下第１従
来例という）。この第１従来例の光ピックアップ装置
は、図９および図１０に示すように、半導体レーザ３
１、コリメートレンズ３２等の光学部品を搭載した金属
基板３５の光学部品間の光軸を整合させ、光学部品間を
光透過性合成樹脂３３で埋め込んで光路を形成して光回
路とした微小光学系と、これらの基板３５と微小光学系
の周りを光吸収性合成樹脂３６で被覆して一体構造とし
ている。

【００１０】今少し説明すると、この光ピックアップ
は、調整機構を外部の生産設備側に設け、その分、基板
３５を薄肉化し、その強度不足を補い、並びに外光、迷
光を遮断するため、光学部品の光路を光透過性合成樹脂
３３で埋める構成をとっている。

【００１１】また、特開昭62-117150号公報には、図１
１および図１２に示すように、平板状の透明基板４０の
内部を光路とし、該基板４０の表面に発光素子４１等の
光学部品を取り付けることにより、小型、軽量化を図っ
た光ピックアップが提案されている（以下第２従来例と
いう）。

【００１２】また、現在量産されているファクシミリ装
置においても、前記光ピックアップと同様の問題点があ
り、かかる問題点を解決するファクシミリ装置として、
特開平2-301715号公報に開示されたものがある（以下第
３従来例という）。

【００１３】この第３従来例では、図１３に示すよう
に、調整点数の削減や製造性の向上を目的として、透明
基板５０の表面に半導体製造プロセスにて進歩したフォ
トリソグラフィにて透過性レンズ５１等の光学素子を製
造する構成をとっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、図７および図
８に示す光ピックアップのように、各光学部品相互間に
高精度の位置決めを要する光学装置では、１．光学部品を保持し、かつその位置決めを行う基板の
熱膨張が無視できないため、線膨張係数のより小さい金
属材料が用いられている。従って、基板の重量が重くな
り、軽量化を図る上で限界がある。基板の重量が重い
と、特に光ピックアップに適用する場合は、そのアクセ
ス速度を向上する上でのネックになる。また、低価格を
図る上で限界がある。このような理由により、金属材料
として軽量のアルミニウムが一般に用いられている。

【００１５】しかしながら、アルミニウムの熱膨張係数
は、光透過性合成樹脂３３の熱膨張係数に比べて無視で
きない程大きいため、第１従来例の金属基板として、ア
ルミニウムを用いると、両者の熱膨張係数の相違に起因
する熱応力により、反り等の変形を生じ、各光学部品相
互間の位置決め精度が劣化するという問題点がある。２．一方、樹脂材料を用いると、金属材料に比べて軽
く、かつ安くできることから、最近では各種の分野にお
いて、金属材料に代えて繊維強化樹脂が用いられる傾向
にある。繊維強化樹脂は、一般に線膨張係数が金属より
大きい樹脂に、硝子や炭素繊維を混ぜたものであり、金
属材料に比べて線膨張係数が低くなっている。しかしな
がら、一般に使用される樹脂に比べると、価格が高いた
め、光ピックアップの基板に適用すると、光ピックアッ
プの低価格を図る上でのネックになる。３．また、最近では、樹脂材料の改良が進み、例えばポ
リイミド樹脂では硝子並の線膨張係数が得られるが、ポ
リイミド樹脂は通常の樹脂材料よりも価格が500〜1000
倍高いため、光ピックアップの基板に用いるには、コス
ト上の制約がある。このような理由により、各光学部品
相互の位置決め精度が高精度に要求される光ピックアッ
プにおいては、樹脂製の基板を用い、かつ該樹脂の熱膨
張による悪影響を排除できるものの開発が切に要請され
ているのが現状である。

【００１６】一方、第２従来例および第３従来例におい
ては、透明材料として、主に硝子材料等の非樹脂材料が
用いられており、上記した要請に答えるものではない。
但し、その明細書中には、樹脂材料の使用も可能である
と明記されているが、樹脂材料の熱膨張係数は硝子材料
に比べて、10〜30倍大きく、この点に関して、第２従来
例および第３従来例では全く触れられておらず、上記の
構成にそのまま用いた場合に、各光学部品相互間の位置
決め精度を高精度に維持できるかは疑問がある。

【００１７】また、第２従来例および第３従来例におい
ては、透明基板であることが前提になるため、不透明で
ある繊維強化樹脂は用いることができない。また、ポリ
イミド樹脂を用いる場合は、同様に製品のコストアップ
を招来する。

【００１８】なお、下記の表１および表２は、代表的な
材料の密度、線膨張係数を示している。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、樹脂材料の熱膨張の光学系への悪影響を可
及的に低減でき、しかも装置の軽量化、低価格化が図
れ、更には加工性の向上が図れる、光ピックアップ等の
光学装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、複
数の光学部品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂
材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂材料のみにて各光
学部品を保持し、前記光透過性樹脂材料のある波長かつ
ある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数をα、温度Ｔに
対する屈折率の温度変化率β、分極率をγとしたとき、
下式

【数５】で表わされる前記光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係数
N ₀ ・α＋βがほぼ零であり、そこのことにより上記目的
が達成される。

【００２３】

【００２４】好ましくは、前記光透過性樹脂材料の換算
線熱膨張係数N ₀ ・α＋βを、アルミニウムの線熱膨張係
数の値以下とする。

【００２５】また、本発明の光学装置の製造方法は、複
数の光学部品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂
材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂材料のみで各光学
部品を保持した光学装置の製造方法であって、離型剤を
塗布した基板又は金型上に複数の光学部品を位置決めし
て配設する工程と、ある波長かつある温度での屈折率を
N ₀ 、線熱膨張係数をα、温度Ｔに対する屈折率の温度変
化率β、分極率をγとしたとき、下式

【数６】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料を注型、射出成形等により該複数の
光学部品間に充填する工程と、該光透過性樹脂材料の硬
化後に、該基板又は金型から該複数の光学部品を離型す
る工程とを包含しており、そのことにより上記目的が達
成される。

【００２６】好ましくは、硬化後の光透過性樹脂材料の
表面に耐湿コーティングを施す工程を包含する。

【００２７】また、本発明の光学装置の製造方法は、複
数の光学部品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂
材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂材料のみで各光学
部品を保持した光学装置の製造方法であって、ある波長
かつある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数をα、温度
Ｔに対する屈折率の温度変化率β、分極率をγとしたと
き、下式

【数７】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料で注型、射出成形等により基板を形
成する工程と、注型、射出成形等により光透過性樹脂材
料で基板を形成する工程と、該基板の表面に複数の光学
部品を相互に位置決めして取り付ける工程とを包含して
おり、そのことにより上記目的が達成される。

【００２８】また、本発明の光学装置の製造方法は、複
数の光学部品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂
材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂材料のみで各光学
部品を保持した光学装置の製造方法であって、ある波長
かつある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数をα、温度
Ｔに対する屈折率の温度変化率β、分極率をγとしたと
き、下式

【数８】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料で注型、射出成形等により基板を形
成する工程と、該基板の表面に複数の光学部品を形成す
る工程とを包含しており、そのことにより上記目的が達
成される。

【００２９】好ましくは、前記基板の表面に耐湿コーテ
ィングを施す工程を包含する。

【００３０】

【作用】上記のように、複数の光学部品で形成される光
学系の光路を光透過性樹脂材料中に配置し、かつ該光透
過性樹脂材料のみにて各光学部品を保持し、上記したよ
うな光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βを
ほぼ零とすることにより、光透過性樹脂材料の熱膨張と
屈折率の温度変化を相殺できるので、結果的に光透過性
樹脂材料の熱膨張の光学系への悪影響、即ち位置決めの
狂いを可及的に低減できる。

【００３１】以下にその理由を図５および図６に基づき
説明する。但し、図５および図６では、説明の簡略化の
ために２つの光学部品Ａ₁、Ａ₂が光透過性樹脂材料から
なる基板２０上に位置決め固定された状態を想定してい
る。基板２０の温度がＴである場合の両光学部品Ａ₁、
Ａ₂の離隔寸法（距離）Ｌは、基板２０の基準となる温
度をＴ₀、線熱膨張係数をα、その時の離隔寸法をＬ₀と
すると、下記（１）式で表される。

【００３２】Ｌ＝Ｌ₀｛１＋α（Ｔ−Ｔ₀）｝…（１）上記の表１および表２に示すように、線熱膨張係数は一
般に正の値をとる。即ち、一般に温度が上昇すると材料
の寸法は延びる。

【００３３】一方、本発明者等は樹脂材料の物性を調査
したところ、樹脂材料の屈折率の温度変化が負の値をと
ることを知見した。即ち、樹脂材料の線熱膨張係数と屈
折率の温度変化は逆の関係がある。そこで、本発明者等
は樹脂材料の線熱膨張係数と屈折率の温度変化を加算す
れば、両者が相殺されることになるので、熱膨張の悪影
響を可及的に低減できることに思い至った。

【００３４】図６はこの着想を実現した構成である。即
ち、光学部品Ａ₁、Ａ₂間の光路中に光透過性樹脂材料を
充填し、かつ該光透過性樹脂材料からなる基板２０で光
学部品Ａ₁、Ａ₂を保持する構成をとっている。この場
合、光学部品Ａ₁、Ａ₂間の距離Ｌは幾何学的距離ではな
く、幾何学的距離と樹脂材料の屈折率の積である光路長
を考える必要がある。ここで、樹脂温度がＴである場合
の、光透過性樹脂材料のｄ線での屈折率Ｎ_dは、該光透
過性樹脂材料の温度Ｔ₀でのｄ線の屈折率をＮ_d0、屈折
率の温度変化率をβとすると、下記（２）式で表され
る。

【００３５】Ｎ_d＝Ｎ_d0＋β（Ｔ−Ｔ₀）…（２）また、光透過性樹脂材料の温度Ｔでの幾何学的距離Ｌ
は、温度Ｔ₀での幾何学的距離をＬ₀、線熱膨張係数をα
とすると、上記（１）式と同様に表される。

【００３６】従って、光透過性樹脂材料の温度Ｔでの光
路長Ｌ’は、上記（１）式と（２）式の積として、下記
（３）式で表される。

【００３７】

【数９】

【００３８】ここで、上記の（３）式において、その第
３項は２次の微小量であるので、省略できる。従って、
Ｌ’は下記（４）式で表される。

【００３９】

【数１０】

【００４０】ここで、温度変化に着目し、上記（１）式
と（４）式とを比較すれば、（１）式中の線熱膨張係数
αが（４）式中のＮ_d0・α＋βとなっていることがわか
る。それ故、以下ではこのＮ_d0・α＋βを換算線熱膨張
係数と称する。

【００４１】一方、屈折率と分子構造を関係付けるLore
ntz-Lorenzの式を変形すれば、屈折率の温度変化率βは
下記（５）式で表される。

【００４２】

【数１１】

【００４３】但し、γは分極率、ｖは比容積である。

【００４４】ここで、（５）式中の第１項は分極率の温
度変化による屈折率の変化率、第２項は体積膨張による
屈折率の変化率をそれぞれ示しているが、下記の表３に
示すように、第１項は第２項に比べて２オーダー小さく
なっている。

【００４５】

【表３】

【００４６】ここで、（５）式中の第２項の体積膨張率
は等方性材料の場合を仮定すると、線熱膨張係数αとの
間に下記（６）式の関係を有する。

【００４７】

【数１２】

【００４８】従って、換算線熱膨張係数Ｎ_d0・α＋β
は、上記（５）式、（６）式より、下記（７）式で表さ
れる。

【００４９】

【数１３】

【００５０】それ故、この（７）式を零にできる、即ち
換算線熱膨張係数Ｎ_d0・α＋β＝０となる新しい樹脂を
合成すれば、熱膨張の悪影響を理論的に零にすることが
できる。以上の説明は、ｄ線波長を例にとって説明した
が、この理論は基本的にはいずれの波長においても成立
する。従って、新しい樹脂材料を合成しなくとも、現存
する樹脂材料によっては（７）式を零にできる波長が存
在する可能性がある。よって、その波長において使用す
れば、熱膨張の悪影響を理論的に零にすることができ
る。

【００５１】この式（７）においても、表３に示したよ
うに、第１項は第２項に比べて小さいので、無視すれ
ば、Ｎ_d0＝２^1/2において、換算線熱膨張係数は零にな
る。実際は第２項が第１項のオーダーになると、第１項
を無視することはできないので、Ｎ_d0＝２^1/2で換算線
熱膨張係数は零になるわけではないが、Ｎ_d0＝２^1/2近
傍の光透過性樹脂材料では、第１項並のオーダー、即
ち、表３からわかるように硝子並の線熱膨張係数を得ら
れることがわかる。

【００５２】下記の表４に、現存する光透過性樹脂材料
および上記（７）式で得られるその換算線熱膨張係数を
示す。

【００５３】

【表４】

【００５４】表４からわかるように、いずれの光透過性
樹脂材料もアルミニウムの線熱膨張係数と同等かそれ以
下の換算線熱膨張係数が得られる。

【００５５】なお、表４において、屈折率の温度変化率
βが実測されているものは、それを用いた換算線熱膨張
係数も示してあるが、（７）式の第２項から求めたもの
とは値が異なっている。これは等方性材料を仮定した
（６）式や線熱膨張係数と屈折率の温度変化率βの測定
温度の相違から生じた誤差等と考えられるが、表４から
わかるように、本発明の有用性、即ち熱膨張の悪影響の
低減性を損なうものではない。

【００５６】なお、樹脂材料では吸湿により屈折率が変
化するため、これを防止するために、光透過性樹脂材料
の表面に耐湿コーティングを施すと実施する上で好まし
いものになる。

【００５７】このように、本発明によれば、複数の光学
部品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂材料中に
配置し、かつ光透過性樹脂材料のみにて各光学部品を保
持し、光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋β
をほぼ零とすることにより、光透過性樹脂材料の熱膨張
と屈折率の温度変化を相殺させる構成をとるので、熱膨
張による各光学部品間の光路長の変動を可及的に低減で
きる。

【００５８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００５９】図１および図２は本発明を適用した光ピッ
クアップを示す。以下にその構成を動作と共に説明す
る。この光ピックアップは、集光光学系、サーボ光学系
及び再生光学系を有し、各光学系の以下に説明する光学
部品間の光路を光透過性樹脂材料（以下光透過性樹脂と
称する）２０中に配置し、かつ各光学部品を光透過性樹
脂２０のみで保持する構成をとっている。以下に各光学
系について説明する。

【００６０】集光光学系は、半導体レーザ素子１、コリ
メートレンズ２、整形プリズム３、ビームスプリッター
４、全反射プリズム５、対物レンズ６、レンズ駆動装置
７および電磁石８で構成されている。光源となる半導体
レーザ素子１は、左右に長い光透過性樹脂２０からなる
基板の右端後側部に配設されており、半導体レーザ素子
１から左側に向けて出射されたレーザビームは、コリメ
ートレンズ２により平行光化される。平行光化されたレ
ーザビームは、整形プリズム３によって整形された後、
ビームスプリッター４及び全反射プリズム５を経て、対
物レンズ６に導かれる。対物レンズ６を経たレーザビー
ムはその上に配置された光磁気ディスクＤの情報記録面
に集光照射される。レンズ駆動装置７は、対物レンズを
フォーカス方向およびトラッキング方向に移動させる。

【００６１】今少し説明すると、集光光学系は半導体レ
ーザ素子１から出射されたレーザビームを光磁気ディス
クＤの情報記録面に直径が約１．６μｍのスポット光と
して集光する。電磁石８は記録・消去用の補助磁界を発
生し、集光スポットの光強度に応じて光磁気ディスクＤ
に磁気情報を記録する。

【００６２】サーボ光学系は、集光レンズ９、シリンド
リカルレンズ１０および４分割構造の受光素子１１で構
成されている。受光素子１１は、例えばフォトダイオー
ドで形成されている。受光素子１１には、光磁気ディス
クＤから反射された戻り光が導かれ、受光素子１１は戻
り光を光電変換してサーボ信号を検出する。より具体的
には、光磁気ディスクＤからの戻り光より非点収差検出
方式でフォーカスサーボ信号を検出し、プッシュプル検
出方式でトラッキング誤差信号を検出する。そして、こ
のようにして検出されたサーボ信号がレンズ駆動装置７
や図示しないピックアップ粗動装置に出力される。

【００６３】再生光学系は、ビームスプリッター１２、
1/2波長板１３、集光レンズ１４、偏光ビームスプリッ
ター１５およびフォトダイオード１６で構成されてい
る。再生光学系は、偏光ビームスプリッター１５を検光
子とし、光磁気ディスクＤ上の磁気信号を反射光の偏向
角の回転として検出し、情報の再生を行う。

【００６４】加えて、光透過性樹脂２０の表面には、耐
湿コーティング２１が施されている。

【００６５】このような構成の光ピックアップによれ
ば、上記の作用の項で説明したように、光透過性樹脂２
０の熱膨張と屈折率の温度変化を相殺できるので、熱膨
張による各光学部品間の光路長の変動を可及的に低減で
きる。即ち、熱膨張の悪影響を可及的に排除できる。そ
れ故、光ピックアップの歩留りおよび製造効率を向上で
き、その低価格化が図れる。また、基板が樹脂材料で形
成されているので、軽量化が図れ、アクセス速度の向上
が図れる。

【００６６】加えて、光透過性樹脂２０の表面に耐湿コ
ーティング２１を施してあるので、吸湿により屈折率が
変化することがない。それ故、信頼性を一層向上でき
る。

【００６７】次に、図３および図４に従い本発明光ピッ
クアップの製造方法について説明する。図３に示すよう
に、まず、弗素シリコーンコーティング剤（一例とし
て、信越化学製KP-801M）等の離型剤が塗布された金型
（又は基板）１９に上記の各光学部品（対物レンズ６は
除く）を調整して配置し、接着剤若しくはねじ等の機械
式締結部品を用いて仮止めする。

【００６８】続いて、ディスペンサー又は射出成形機に
て、各光学部品間に光透過性樹脂２０を充填する（図４
参照）。なお、ディスペンサーを用いた方法は注型にて
製造する方法であり、射出成形機を用いた方法はインサ
ート成形にて製造する方法である。

【００６９】光透過性樹脂２０が硬化すると、金型１９
から光透過性樹脂２０にて結合された光学部品群を離型
する。そして、光透過性樹脂２０の表面に耐湿コーティ
ング２１を施す。耐湿コーティング材としては、例えば
デュポン社製テフロンAFを用いる。耐湿コーティング２
１の層厚は極めて薄くて済むので、光ピックアップの寸
法、重量、コスト等に悪影響を及ぼすことがない。

【００７０】次に、表面に耐湿コーティング２１が施さ
れ、かつ光透過性樹脂２０にて結合された光学部品群の
所定箇所に対物レンズ６を取り付ける。また、この時
に、レンズ駆動装置７および電磁石８を取り付ける。こ
れにより、本発明の光ピックアップが得られる。

【００７１】上記の製造方法では、光学系を組込んでか
ら光透過性樹脂２０を充填し、該光透過性樹脂２０によ
り光学部品を結合、かつ保持することにしたが、まず、
注型や射出成形等により光透過性樹脂２０を成形してお
き、その後に、光学部品を適宜位置決めして取り付ける
方法によっても、本発明の光ピックアップを得ることが
できる。

【００７２】また、光透過性樹脂２０を成形する際に、
その表面に上記の光学素子を形成する方法によっても本
発明の光ピックアップを得ることができる。

【００７３】なお、以上の実施例では、光ピックアップ
に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は
高精度の位置決めを必要とする他の光学装置についても
同様に適用できる。このような光学装置としては、ファ
クシミリ装置、光距離計等の各種センサー、複写機およ
びレーザープリンター等が挙げられる。

【００７４】

【発明の効果】以上の本発明光学装置は、複数の光学部
品で形成される光学系の光路を光透過性樹脂材料中に配
置し、かつ光透過性樹脂材料のみにて各光学部品を保持
し、光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βを
ほぼ零とすることにより、光透過性樹脂材料の熱膨張と
屈折率の温度変化を相殺させる構成をとるので、光透過
性樹脂材料の熱膨張による光学系への悪影響を可及的に
低減できる。従って、光学装置の歩留りおよび製造効率
を向上でき、低価格が図れる。

【００７５】また、光学部品を保持する基板として、金
属材料や硝子材料の代わりに、通常の樹脂材料を使用で
きるので、軽量化、低価格化および加工性の向上が図れ
る優れた光学装置を実現できる。

【００７６】また、請求項２記載の光学装置によれば、
従来のアルミニウム基板を用いたものより、光透過性樹
脂材料の温度変化による光路長の変化を低減できる。

【００７７】また、請求項３〜請求項５記載の光学装置
の製造方法によれば、複数の光学部品で形成される光学
系の光路を光透光性樹脂材料中に配置し、かつ該光透光
性樹脂材料のみで各光学部品を保持した構成で、上記の
ような利点を有する光学装置を確実に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップを示す平面断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図。

【図３】本発明の光ピックアップの製造方法を説明する
ための平面断面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線による断面図。

【図５】本発明の原理を示す略示側面図。

【図６】同じく本発明の原理を示す略示側面図。

【図７】光ピックアップの従来例を示す平面断面図。

【図８】図７のＣ−Ｃ線による断面図。

【図９】光ピックアップの他の従来例を示す平面図。

【図１０】図９の光ピックアップの側面図。

【図１１】光ピックアップのまた他の従来例を示す側面
図。

【図１２】図１１の光ピックアップの斜視図。

【図１３】ファクシミリ装置の従来例を示す側面図。

【符号の説明】

１半導体レーザ素子２コリメートレンズ３整形プリズム４ビームスプリッター５全反射プリズム６対物レンズ７レンズ駆動装置８電磁石９集光レンズ１０シリンドリカルレンズ１１４分割構造の受光素子１２ビームスプリッター１３ 1/2波長板１４集光レンズ１５偏光ビームスプリッター１６フォトダイオード１９金型２０光透過性樹脂（光透過性樹脂製の基板）２１耐湿コーティングＤ光磁気ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野貴彦大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者河村政宏大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平２−74909（ＪＰ，Ａ) 特開平１−259310（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−176（ＪＰ，Ａ) 特開平２−139726（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−161122（ＪＰ，Ｕ) 特表平７−505235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/12,7/135,7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光学部品で形成される光学系の光
路を光透過性樹脂材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂
材料のみにて各光学部品を保持し、前記光透過性樹脂材料のある波長かつある温度での屈折
率をN ₀ 、線熱膨張係数をα、温度Ｔに対する屈折率の温
度変化率β、分極率をγとしたとき、下式【数１】で表わされる前記光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係数
N ₀ ・α＋βがほぼ零である光学装置。
【請求項２】前記光透過性樹脂材料の換算線熱膨張係
数N ₀ ・α＋βが、アルミニウムの線熱膨張係数の値以下
である請求項１記載の光学装置。
【請求項３】複数の光学部品で形成される光学系の光
路を光透過性樹脂材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂
材料のみで各光学部品を保持した光学装置の製造方法で
あって、離型剤を塗布した基板又は金型上に複数の光学部品を位
置決めして配設する工程と、ある波長かつある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数を
α、温度Ｔに対する屈折率の温度変化率β、分極率をγ
としたとき、下式【数２】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料を注型、射出成形等により該複数の
光学部品間に充填する工程と、該光透過性樹脂材料の硬化後に、該基板又は金型から該
複数の光学部品を離型する工程とを包含する光学装置の
製造方法。
【請求項４】複数の光学部品で形成される光学系の光
路を光透過性樹脂材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂
材料のみで各光学部品を保持した光学装置の製造方法で
あって、ある波長かつある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数を
α、温度Ｔに対する屈折率の温度変化率β、分極率をγ
としたとき、下式【数３】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料で注型、射出成形等により基板を形
成する工程と、該基板の表面に複数の光学部品を相互に位置決めして取
り付ける工程とを包含する光学装置の製造方法。
【請求項５】複数の光学部品で形成される光学系の光
路を光透過性樹脂材料中に配置し、かつ該光透過性樹脂
材料のみで各光学部品を保持した光学装置の製造方法で
あって、ある波長かつある温度での屈折率をN ₀ 、線熱膨張係数を
α、温度Ｔに対する屈折率の温度変化率β、分極率をγ
としたとき、下式【数４】で表わされる換算線熱膨張係数N ₀ ・α＋βがほぼ零であ
る光透過性樹脂材料で注型、射出成形等により基板を形
成する工程と、該基板の表面に複数の光学部品を形成する工程とを包含
する光学部品の製造方法。