JP3333819B2

JP3333819B2 - 複合光学ユニット

Info

Publication number: JP3333819B2
Application number: JP28215499A
Authority: JP
Inventors: 昇一京谷; 龍麿山下
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: JP2001101703A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの記録
又は再生を行うために、光ディスクに光ビームを照射
し、光ディスクからの戻り光を受光する光ピックアップ
等の光学装置に適用して好適な受発光一体型光学素子と
しての複合光学ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】複合光学ユニットとして、光ディスクを
記録あるいは再生するために、光ディスクにレーザ光を
照射または光ディスクからのレーザ光を受光する受発光
一体型光学素子としての光学ユニットの例がある。

【０００３】ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−Ｒ
（追記型ＣＤ）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・デ
ィスク又はデジタル・ビデオ・ディスク）等の光ディス
クに情報を記録したり、あるいは、光ディスクの情報記
録面の情報を再生するために光ピックアップが用いら
れ、この光ピックアップに光学ユニットが搭載される。

【０００４】近年、ＣＤに比べて記録密度の高い光ディ
スクであるＤＶＤを記録・再生するＤＶＤ装置が製品化
されている。ＤＶＤ装置では、ＣＤ（ＣＤ−Ｒを含む）
との互換製が要求されている。そのために、ＤＶＤ用の
短波長レーザ光源（６５０ｎｍ帯）と、６５０ｎｍ帯の
レーザ光源では再生できないＣＤ−Ｒを記録あるいは再
生するための長波長レーザ光源（７８０ｎｍ帯）の波長
の異なる２つのレーザ光源を備える必要があった。

【０００５】図３は、従来の光学ユニット４、８を搭載
した光ピックアップ２０を示す平面図である。光ピック
アップ２０は、主として、高密度光ディスクであるＤＶ
Ｄ（１７）用の光学ユニット４と、低密度光ディスクで
あるＣＤ（１８）用の光学ユニット８と、光学ユニット
４、８から出射された波長の異なるレーザ光を同一の光
軸に導くビームスプリッタ１０と、レーザ光の波長によ
りレーザ光の光束の径を規制する絞りの役割を担う波長
フィルタ１５と、対物レンズ１６と、上記各部材を所定
の位置に配置するためのキャリッジ２０とから構成さ
れ、ＤＶＤ１７とＣＤ１８を共に再生できるようになっ
ている。

【０００６】次に、上記各部材についての詳細を説明す
る。まず、光学ユニット４は、ＤＶＤ用のレーザ光（波
長６５０ｎｍ帯）を出射する光源２と、ＤＶＤ１７で反
射されたレーザ光を受光する受光部材である受光素子３
と、光源２と受光素子３を有する基板部４ａと、光源２
と受光素子３を包含するように基板部４ａに取付固定さ
れた側壁部４ｂと、側壁部４ｂの開口窓である出射部４
ｄと、出射部４ｄを覆うように接合されたガラス等の光
透過性の光学部材５とから構成されている。光源２は光
学部材５と対向するように基板部４ａ上に固着されてお
り、受光素子３は光源２と接近させて基板部４ａの表面
に形成されている。また、光学部材５に形成した回折格
子５ａによって光源２から出射されてＤＶＤ１７で反射
されたレーザ光（戻り光）を受光素子３の所定の位置に
導くようになっている。なお、光学部材５は所定の基準
光学系によりその回折格子５ａによる回折光が受光素子
３の所定位置に導かれるように位置調整された後、出射
部４ｄに固着される。

【０００７】また、光学ユニット８は、ＣＤ用のレーザ
光（波長７８０ｎｍ帯）を出射する光源６と、ＣＤ１８
で反射されたレーザ光を受光する受光部材である受光素
子７と、光源６と受光素子７を有する基板部８ａと、光
源６と受光素子７を包含するように基板部３ａに取付固
定された側壁部８ｂと、側壁部８ｂの開口窓である出射
部８ｄと、出射部８ｄを覆うように接合されたガラス等
の光透過性の光学部材９とから構成されている。光源６
は光学部材９と対向するように基板部８ａ上に固着され
ており、受光素子７は光源６と接近させて基板部８ａの
表面に形成されている。光学部材９に形成した回折格子
９ａによって光源６から出射されてＣＤで反射された戻
り光を受光素子７の所定の位置に導くようになってい
る。また、３ビーム法によるトラッキング制御を行うた
めに、光学部材９には回折格子であるビーム形成部９ｂ
を設けてある。なお、光学部材９は所定の基準光学系に
よりその回折格子９ａによる回折光が受光素子７の所定
位置に導かれるように調整された後、出射部８ｄに固着
される。

【０００８】また、ビームスプリッタ１０は光源２及び
光源６からのレーザ光の双方を光ディスク１７（１８）
方向に導く働きをするものである。ビームスプリッタ１
０は、三角柱状のプリズムを２個貼り合わせた直方体状
の形状をしており、貼り合わせ面には波長選択機能を有
する光学膜（ダイクロイック膜）がコーティングされて
いる。このダイクロイック膜はＣＤ用のレーザ光を透過
し、ＤＶＤ用のレーザ光を反射するように形成されてい
るので、光源２及び光源６のレーザ光の利用効率を効果
的に設定できるようになっている。

【０００９】また、波長フィルタ１５は、光源２から出
射されたレーザ光を透過する一方、光源６から出射され
たレーザ光を反射若しくは吸収するように構成されてい
るもので、光源２と光源６から出射されたレーザ光の光
束の径を規制している。こうして、対物レンズ１６によ
り光源２、光源６から出射されたレーザ光を集光した集
光スポットをそれぞれＤＶＤ１７又はＣＤ１８に照射し
たときに、収差が小さくなるように構成されているもの
である。

【００１０】次に、光学ユニット４、８の配置及び光デ
ィスクすなわちＤＶＤ１７、ＣＤ１８の再生動作につい
て説明する。

【００１１】光学ユニット４と光学ユニット８とはビー
ムスプリッタ１０を起点として略９０度の角度をなすよ
うに配置されており、波長フィルタ１５から対物レンズ
１６に至る光の光軸に対して略平行な方向に光学ユニッ
ト８が配置され、波長フィルタ１５から対物レンズ１６
に至る光の光軸に対して略垂直な方向に光学ユニット４
が配置されている。

【００１２】このような構成において、ＤＶＤ１７を再
生するときには、光源２から発振波長６３５〜６５０ｎ
ｍの波長で出射されたレーザ光は、光学ユニット４の出
射部４ｄ及び回折格子５ａを通過してビームスプリッタ
１０に入射する。そしてビームスプリッタ１０に入射し
たレーザ光は反射されて、その光軸を略９０度折り曲げ
られてビームスプリッタ１０から出射され、ビームスプ
リッタ１０に隣接して設けられている波長フィルタ１５
に入射する。ＤＶＤ用のレーザ光である光源２からのレ
ーザ光はその光束の径がほとんど規制されずに透過する
ようになっている。そして波長フィルタ１５を透過した
レーザ光は対物レンズ１６へ入射する。そして対物レン
ズ１６の集光作用により、ＤＶＤ１７の情報記録面に結
像される。

【００１３】その後ＤＶＤ１７で反射されたレーザ光
は、再び対物レンズ１６及び波長フィルタ１５を透過し
た後、ビームスプリッタ１０で反射されて、その光軸を
光学ユニット４方向に折り曲げられて、回折格子５ａに
入射する。回折格子５ａによってレーザ光は回折されて
受光素子３に形成されている受光部に入射する。このと
き、前記受光部に入射されたレーザ光は光電変換される
ことによりＤＶＤ１７の情報記録面の信号に応じた電流
出力を電圧信号に変換した再生信号が形成され、光学ユ
ニット４の外部端子４ｃから出力される。また、前記受
光部に入射されたレーザ光の一部はフォーカス及びトラ
ッキング制御のために用いられる。

【００１４】一方、ＣＤ１８を再生するときには、光源
６から発振波長７７０〜７９０ｎｍの波長で出射された
レーザ光は、光学ユニット８の出射部８ｄ、ビーム形成
部９ｂ、及び回折格子９ａを通過する。このとき、ビー
ム形成部９ｂで３ビームが形成されたレーザ光はビーム
スプリッタ１０に入射する。そしてビームスプリッタ１
０で入射してきたレーザ光は、ビームスプリッタ１０を
透過して、そのままビームスプリッタ１０から出射さ
れ、ビームスプリッタ１０に隣接して設けられている波
長フィルタ１５に入射する。ＣＤ用のレーザ光である光
源６からのレーザ光は波長フィルタ１５の外周部分に形
成された輪帯により反射され、輪帯が形成されていない
部分では透過するようになっている。これにより、波長
フィルタ１５はＣＤ用のレーザ光に対しては絞りのよう
な働きをし、対物レンズ１６に入射するレーザ光の径を
規制する。そして、波長フィルタ１５を透過したレーザ
光は対物レンズ１６へ入射する。そして対物レンズ１６
の集光作用により、ＣＤ１８の情報記録面に結像され
る。

【００１５】その後ＣＤ１８で反射されたレーザ光は、
再び対物レンズ１６及び波長フィルタ１５を透過した
後、ビームスプリッタ１０を透過して、回折格子９ａに
入射する。回折格子５ａによってレーザ光は回折され
て、ビーム形成部９ｂにかかることなく受光素子７に形
成されている受光部に入射する。このとき、前記受光部
に入射されたレーザ光は光電変換されることによりＣＤ
１８の情報記録面の信号に応じた電流出力を電圧信号に
変換した再生信号が形成され、光学ユニット８の外部端
子８ｃから出力される。また、前記受光部に入射された
レーザ光の一部はフォーカス制御及び３ビーム法による
トラッキング制御のために用いられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学ユニットでは、例えば、波長の異なる２波長の光源
を使用する光学装置である光ピックアップに組み込む場
合に、２つの波長にそれぞれ対応した２つの光学ユニッ
ト４、８を用いなければならず、さらに、光学ユニット
４、８のそれぞれの光源２、６から出射されるレーザ光
を同一の光軸に導くためのビームスプリッタ１０が必要
であったため、光ピックアップの部品点数を増加させて
いたとともに、構造を複雑化させていた。

【００１７】そこで、従来の光学ユニット４にＣＤ用の
光源６のみを追加して２波長光源を備えることにより、
２波長対応することが考えられるが、光学ユニット４に
設けた光学部材５に形成した回折格子５ａで回折される
レーザ光は波長が長い程回折角度が大きくなるので、Ｃ
Ｄ用のレーザ光はＤＶＤ用のレーザ光に比べて回折角度
が大きくなる。したがって、ＤＶＤ用のレーザ光の回折
光を受光するために位置が決められて形成された受光素
子３ではＣＤ用のレーザ光の回折光は受光できず、光源
６を追加しただけでは２波長対応の光学ユニットは構成
できない。

【００１８】また、上記問題を解決するために、光学ユ
ニット４内に、ＣＤ用のレーザ光の回折光を受光する受
光素子をＤＶＤ用の受光素子とは別に形成することが考
えられるが、この場合、ＣＤ用及びＤＶＤ用の受光素子
のそれぞれの受光位置に対応する回折光を受光させるよ
うに光学部材５を調整することは、ＣＤ用及びＤＶＤ用
の各受光素子間の距離のばらつきが発生するので、非常
に困難なものとなる。

【００１９】なお、上記した各受光素子間の距離のばら
つきが極力小さくなるように各受光素子を形成した上
で、光学部材４の取付位置を精密に位置調整することに
より２波長対応の光学ユニットが構成できたとしても、
受光素子を追加するので部品点数の増加により、構造が
複雑になり、部材コストも増大する。また受光素子の形
成工程の高精度化によるコスト高と光学部材４のより精
密な調整工程による工程費のコスト高によって、光学ユ
ニットは非常に高価なものとなるので現実的な方法では
ない。

【００２０】本発明の目的は、１つの複合光学ユニット
で波長の異なる複数の光源を使用する光学装置に対応で
き、受光素子は１つで良く、構造を複雑化するこなく、
コスト低減ができ、光ピックアップにも適用できる複合
光学ユニットを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の解決手段として、光学装置に取り付けられるハ
ウジングを有し、該ハウジングには発光部材と受光部材
と複合光学部材とが取付固定され、前記発光部材は波長
の異なる光を出射する複数個の発光素子を有し、一つの
前記複合光学部材には前記発光部材から出射した光が入
射する入射面及び出射する出射面と、該出射面に設けら
れた前記光学装置からの戻り光を回折する回折手段と、
該回折手段で回折された光が前記複合光学部材を通り、
前記複合光学部材を通った光を前記受光部材に反射させ
る反射面とを設けるとともに、該反射面には波長の異な
る光を前記受光部材の同一位置に結像させる補正手段を
設け、この補正手段を設けた前記反射面は、前記回折手
段を設けた前記出射面に対して傾斜して配設されたこと
を特徴とするものである。

【００２２】さらに、第２の解決手段として、前記発光
部材は前記発光素子を包含する第１のパッケージと該第
１のパッケージに設けられた外部接続端子とから構成さ
れ、前記受光部材は受光素子と該受光素子を包含する第
２のパッケージと該第２のパッケージに設けられた外部
接続端子とから構成されたことを特徴とするものであ
る。

【００２３】さらに、第３の解決手段として、前記補正
手段は回折格子であることを特徴とするものである。

【００２４】さらに、第４の解決手段として、前記回折
格子は前記反射面に直接形成した凹凸部であることを特
徴とするものである。

【００２５】さらに、第５の解決手段として、前記入射
面と前記出射面は略平行に配設され、前記発光素子から
の出射光の光軸が前記出射面と略直交するように前記発
光部材が前記ハウジングに配置されるとともに、前記反
射面は前記出射面と傾斜した傾斜面とし、前記受光部材
は前記発光部材とほぼ９０度の角度をなすように配置さ
れるようにしたことを特徴とするものである。

【００２６】さらに、第６の解決手段として、前記回折
手段と前記補正手段を備えた前記複合光学部材は樹脂で
あり、成形により一体形成されたことを特徴とするもの
である。

【００２７】さらに、第７の解決手段として、前記光学
装置は対物レンズが搭載され光ディスクの記録又は再生
を行う光ピックアップであるとともに、前記対物レンズ
を通して前記発光部材から出射した光を前記光ディスク
に照射し、前記光ディスクからの戻り光を前記受光部材
で受光するようにしたことを特徴とするものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である複合光
学ユニットについて、図１及び２の図面を用いて以下に
説明する。

【００２９】図１は、本発明の複合光学ユニット５０の
実施の形態を含む光学装置すなわち光ピックアップ１０
０を示す一部断面側面図である。複合光学ユニット５０
は、光ピックアップ１００に配置され固定されている。
この複合光学ユニット５０は受発光一体型光学素子であ
り、レーザ光により光ディスクＤ１（Ｄ２）に記録され
た情報を再生したり、あるいは光ディスクＤ１（Ｄ２）
に対して情報を記録するのに用いられる。

【００３０】そして、光ピックアップ１００は光ディス
クＤ１（Ｄ２）に対面して配置されており、光ディスク
Ｄ１（Ｄ２）面と直交する方向であるフォーカシング
（Ｆ）方向及び光ディスクＤ１（Ｄ２）の半径方向であ
るトラッキング（Ｔ）方向に可動支持された対物レンズ
１０１を備えている。

【００３１】なお、本実施の形態では、光ディスクＤ１
は高密度光ディスクであるＤＶＤであり、光ディスクＤ
２は低密度光ディスクであるＣＤ（ＣＤ−Ｒを含む）で
ある。

【００３２】複合光学ユニット５０は、主として、発光
部材すなわち半導体レーザ５２と、受光部材５４と、複
合光学部材５５と、これらの部材が取付固定されるハウ
ジング５１とからなっている。

【００３３】半導体レーザ５２は、図２の一部断面斜視
図に示すように、円板状の基板部５２ａと、基板部５２
ａの一方の平面部５２ａ′から突設した直方体状の基台
５２ｂと、基台５２ｂの側壁面に位置決めされ固着され
たレーザチップ５３と、基台５２ｂを包含するように基
板部５２ａの一方の平面部５２ａ′に取付固定され筒状
の胴部５２ｃと開口部５２ｄ′を形成した天板５２ｄと
からなるキャップ部５２ｅと、開口部５２ｄ′をキャッ
プ部５２ｅの内側から塞ぐように固着された透明な円板
状のガラス板５２ｆとから構成されている。こうして、
基板部５２ａとキャップ部５２ｅとガラス板５２ｆとか
ら構成されるパッケージ内の密閉された空間にレーザチ
ップ５３が配置されるようになっている。

【００３４】そして、レーザチップ５３にはＤＶＤ用の
短波長レーザ（波長６５０ｎｍ帯）を出射する発光素子
すなわちレーザダイオード５３ａと、ＣＤ用の長波長レ
ーザ（波長７８０ｎｍ帯）を出射する発光素子すなわち
レーザダイオード５３ｂが形成されている。また、レー
ザダイオード５３ａ、５３ｂからそれぞれ出射されるレ
ーザ光５３ａ′、５３ｂ′は基板部５２ａの一方の平面
部５２ａ′と直交する方向にガラス板５２ｆを透過する
ようになっている。また、図１に示すように、基板部５
２ａの一方の平面部５２ａ′とは反対側の他方の平面部
からは外部接続端子５２ｇが突設してあり、この外部接
続端子５２ｇを介してレーザダイオード５３ａ、５３ｂ
への駆動電流の供給等を行っている。

【００３５】一方、受光部材５４は、ＰＩＮフォトダイ
オードからなる受光素子（図示せず）を内蔵したパッケ
ージ５４ａとパッケージ５４ａから両側に突設した外部
接続端子５４ｂとから構成されている。外部接続端子５
４ｂを介して、受光素子用の電源電圧を供給したり、受
光素子で光電変換された出力信号を外部に出力したりで
きるようになっている。

【００３６】また、複合光学部材５５は高透過性を有す
る樹脂からなり、平行に配置された入射面５５ａと出射
面５５ｂを有する直方体状部分５５ｃと、入射面５５ａ
と連結するように一体形成した傾斜面部５５ｄと、直方
体状部分５５ｃの側壁部から突設した突出部５５ｅとか
ら構成されている。また、出射面５５ｂには回折手段す
なわち回折格子５５ｆが所定のピッチで形成されてい
る。また、傾斜面部５５ｄの表面には図示しない光学膜
がコーティングされることによって、傾斜面部５５ｄの
内壁面には反射面５５ｄ′が形成されている。さらに、
反射面５５ｄ′には補正手段すなわち反射型の回折格子
５５ｇが所定のピッチで形成されている。本実施の形態
では、複合光学部材５５は回折格子５５ｆ、５５ｇとと
もに成形型を用いた一体成形により形成されている。ま
た、複合光学部材５５の材質として樹脂を用いたが、こ
れに限らず、ガラス材を用いてもかまわない。なお、反
射面５５ｄ′に形成した回折格子５５ｇについての詳細
は後述する。

【００３７】また、ハウジング５１は、金属製のブロッ
クからなり、その下部側には半導体レーザ５２の取付用
の取付穴５１ａが、下端面には半導体レーザ５２を位置
決めして取り付けるための取付穴５１ｂが形成されてい
る。また、ハウジング５１の上部側には複合光学部材５
５の取付用の取付穴５１ｃが取付穴５１ａと連結するよ
うに設けられてる。また、取付穴５１ｃの上部及び側部
にはそれぞれ複合光学部材５５を取り付けるための突き
当て面５１ｃ′、５１ｃ″が形成されている。さらに、
取付穴５１ｃの突き当て面５１ｃ″側でハウジング５１
の高さ方向の中央部には貫通孔５１ｄが形成されてい
る。また、貫通孔５１ｄを覆う外壁面には受光部材５４
を位置決めして取り付けるための取付面５１ｅが形成さ
れている。一方、取付穴５１ｃの突き当て面５１ｃ′に
は上方に開口した開口部５１ｆが形成されており、複合
光学部材５５に設けた回折格子５５ｆが露出するように
なっている。。上記の金属製のブロックは円柱状、直方
体状、あるいは、他の多角形の柱状のものなどを用いれ
ば良い。また、ハウジング５１を樹脂製のブロックから
構成してもかまわない。

【００３８】次に、図１を参照して、ハウジング５１へ
の半導体レーザ５２、受光部材５４、及び複合光学部材
５５の組み立て状態について説明する。

【００３９】まず、複合光学部材５５は、その直方体状
部分５５ｃがハウジング５１の取付穴５１ｃに挿入さ
れ、その突出部５５ｅがハウジング５１の貫通孔５１ｄ
に嵌合されるとともに、直方体状部分５５ｃの上面とな
る出射面５５ｂがハウジング５１の取付穴５１ｃに形成
した突き当て面５１ｃ′に当接され、直方体状部分５５
ｃの側壁面が取付穴５１ｃに形成した突き当て面５１
ｃ″に波型の板バネ５６に付勢されて当接することによ
って、ハウジング５１に位置決めされ接着剤等で固着さ
れる。

【００４０】次に、半導体レーザ５２は、キャップ部５
２ｅ側がハウジング５１の取付穴５１ａ内に挿入される
とともに、基板部５２ａにおける一方の平面部５２ａ′
側の外縁部がハウジング５１に形成した取付穴５１ｂに
嵌合することによって、ハウジング５１に位置決めされ
接着剤等で固着される。

【００４１】また、受光部材５４は、その受光素子がハ
ウジング５１の貫通孔５１ｄに対面するように所定の位
置でハウジング５１に形成した取付面５１ｅに位置決め
され接着剤等で固着される。なお、受光部材５４は半導
体レーザ５２に対して９０度の角度をなしている。ま
た、受光部材５４は予め、所定の基準光学系によりレー
ザダイオード５３ａ、５３ｂから出射されるレーザ光５
３ａ′、５３ｂ′の戻り光が回折格子５５ｆと５５ｇで
回折されたときに、受光部材５４の所定位置Ｐに導かれ
るように調整された後、取付面５１ｅに固着されるもの
である。

【００４２】次に、ＤＶＤ（Ｄ１）とＣＤ（Ｄ２）の再
生動作について説明する。

【００４３】上述した構成において、ＤＶＤ（Ｄ１）を
再生するときには、半導体レーザ５２のレーザダイオー
ド５３ａから出射したレーザ光５３ａ′は、複合光学部
材５５の入射面５５ａを透過した後、回折格子５５ｆを
透過し、出射面５５ｂから出射される。そして、そのレ
ーザ光５３ａ′は対物レンズ１０１へ入射し、対物レン
ズ１０１の集光作用により、ＤＶＤ（Ｄ１）の情報記録
面に結像される。

【００４４】その後ＤＶＤ（Ｄ１）で反射されたレーザ
光５３ａ′は、再び対物レンズ１０１を透過した後、回
折格子５５ｆに入射し、所定の回折角度に回折されたレ
ーザ光５３ａ′−２となる。レーザ光５３ａ′−２はさ
らに複合光学部材５５に形成した反射面５５ｄにより反
射されて受光部材５４の受光素子における受光位置Ｐ入
射する。このとき、前記受光素子に入射されたレーザ光
は光電変換されることによりＤＶＤ（Ｄ１）の情報記録
面の信号に応じた電流出力を電圧信号に変換した再生信
号が形成され、受光部材５４の外部接続端子５４ｂから
出力される。また、前記受光部材５４に入射されたレー
ザ光の一部はフォーカス及びトラッキング制御のために
用いられる。

【００４５】一方、ＣＤ（Ｄ２）を再生するときには、
半導体レーザ５２のレーザダイオード５３ｂから出射し
たレーザ光５３ｂ′は、複合光学部材５５の入射面５５
ａを透過した後、回折格子５５ｆを透過し、出射面５５
ｂから出射される。そして、そのレーザ光５３ｂ′は対
物レンズ１０１へ入射し、対物レンズ１０１の集光作用
により、ＣＤ（Ｄ２）の情報記録面に結像される。

【００４６】その後ＣＤ（Ｄ２）で反射されたレーザ光
５３ｂ′は、再び対物レンズ１０１を透過した後、回折
格子５５ｆに入射し、所定の回折角度に回折されたレー
ザ光５３ｂ′−２となる。レーザ光５３ｂ′−２はさら
に複合光学部材５５に形成した反射面５５ｄにより反射
されて受光部材５４の受光素子における受光位置Ｐに入
射する。このとき、前記受光素子に入射されたレーザ光
は光電変換されることによりＣＤ（Ｄ２）の情報記録面
の信号に応じた電流出力を電圧信号に変換した再生信号
が形成され、受光部材５４の外部接続端子５４ｂから出
力される。また、前記受光部材５４に入射されたレーザ
光の一部はフォーカス及びトラッキング制御のために用
いられる。

【００４７】なお、必要に応じて、光ピックアップ１０
０において、出射面５５ｂから出射したレーザ光５３
ａ′、５３ｂ′を平行光にするコリメータレンズや、光
束の径を規制する波長フィルタ等を設けても良い。

【００４８】次に、複合光学部材５５の反射面５５ｄ′
に形成した回折格子５５ｇについて図１を参照して説明
する。

【００４９】上述したように、ＤＶＤ（Ｄ１）及びＣＤ
（Ｄ２）で反射されたレーザ光５３ａ′、５３ｂ′は複
合光学部材５５の回折格子５５ｆでそれぞれ回折された
レーザ光５３ａ′−２及び５３ｂ′−２となる。そのと
き、ＣＤ（Ｄ２）用のレーザ光はＤＶＤ（Ｄ１）用のレ
ーザ光よりも波長が長いため、回折されたＣＤ（Ｄ２）
用のレーザ光５３ｂ′−２の回折角度は、図１に示すよ
うにＤＶＤ（Ｄ１）用のレーザ光５３ａ′−２の回折角
度よりも大きくなっている。

【００５０】このため、複合光学部材５５の反射面５５
ｄ′において、レーザ光５３ａ′−２及び５３ｂ′−２
を単に反射させただけでは、受光部材５４の受光位置Ｐ
に２つのレーザ光を一致させることはできない。これを
補正するために反射面５５ｄ′に補正手段すなわち回折
格子５５ｇを設けてある。

【００５１】回折格子５５ｇは次のような設計方法によ
り構成される。すなわち、受光部材５４の受光位置Ｐか
らＤＶＤ（Ｄ１）用のレーザ光とＣＤ（Ｄ２）用のレー
ザ光を回折格子５５ｇに向かって出射したと仮定したと
きに、回折格子の特性により、波長の長い光ほど回折格
子で回折された反射光は外側に広がる（回折角が大きく
なる）ので、この回折角が大きい方の光であるＣＤ（Ｄ
２）用のレーザ光の光軸を複合光学部材５５の回折格子
５５ｆで回折されるレーザ光５３ｂ′−２の光軸と一致
させるように、また、回折角が小さい方の光であるＤＶ
Ｄ（Ｄ１）用のレーザ光の光軸を複合光学部材５５の回
折格子５５ｆで回折されるレーザ光５３ａ′−２の光軸
と一致させるように、回折格子５５ｇを複合光学部材５
５上で配設すればよい。

【００５２】このようにして、回折格子５５ｆでそれぞ
れ回折されたレーザ光５３ａ′−２及び５３ｂ′−２
を、共に受光部材５４の受光位置Ｐに受光されるように
補正することができる。

【００５３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、図１に示したように、光ピックアップ１００に取り
付けられるハウジング５１を有し、ハウジング５１には
半導体レーザ５２と受光部材５４と複合光学部材５５と
が取付固定され、半導体レーザ５２はＤＶＤ用の短波長
レーザを出射するレーザダイオード５３ａとＣＤ用の長
波長レーザを出射するレーザダイオード５３ｂを有し、
複合光学部材５５は半導体レーザ５２から出射した光が
入射する入射面５５ａ及び出射する出射面５５ｂと、出
射面５５ｂに設けられた光ディスクＤ１（Ｄ２）で反射
した戻り光を回折する回折格子５５ｆと、回折格子５５
ｆで回折された光を受光部材５４に反射させる反射面５
５ｄ′とを設けるとともに、反射面５５ｄ′には波長の
異なる光を共に受光部材５４の受光位置Ｐに結像させる
回折格子５５ｇを設けたので、１つの複合光学ユニット
５０で異なる２つの波長を使用する光ピックアップ１０
０に対応できる。また、受光部材５４は１つでよく、こ
の受光部材５４のみを調整して位置合わせしておけばよ
いので、調整工程でのコストを増加させることはない。

【００５４】また、半導体レーザ５２は基板部５２ａと
キャップ部５２ｅとガラス板５２ｆからなるパッケージ
と基板部５２ａから突設した外部接続端子５２ｇとから
構成され、受光部材５４は受光素子を内蔵したパッケー
ジ５４ａとこのパッケージ５４ａに設けられた外部接続
端子５４ｂとから構成されたいわゆるディスクリート部
品であり、それぞれ単体で安価に製造される部材を用い
て複合光学ユニット５０を構成しているので、各部材の
取り扱いも容易であり、また、ハウジング５１への組み
込み作業がし易くなり、部材コスト及び工程費を低減で
きる。

【００５５】また、補正手段として回折格子５５ｇを用
い、回折格子５５ｇは樹脂である複合光学部材５５の反
射面５５ｄ′に一体成形により形成されているので、ご
く一般的で構成も簡単な光学素子である回折格子を用い
たことで、補正手段の構造が簡単に構成でき、また、複
合光学部材５５への回折格子５５ｇの形成も容易となり
複合光学部材５５の部材コストをより低減できる。

【００５６】また、入射面５５ａと出射面５５ｂは略平
行に配設され、半導体レーザ５２からの出射されるレー
ザ光５３ａ′、５３ｂ′の光軸が出射面５５ｂと略直交
するように半導体レーザ５２がハウジング５１に配置さ
れるとともに、光ディスクＤ１（Ｄ２）で反射したレー
ザ光が回折格子５５ｆで回折された後のレーザ光を受光
部材５４の受光素子に導くための反射面５５ｄ′は出射
面５５ｂと傾斜する傾斜部５５ｄに形成した傾斜面５５
ｄ′とし、受光部材５４は半導体レーザ５２とほぼ９０
度の角度をなすように配置されるようにしたので、ハウ
ジング５１に対して半導体レーザ５２と受光部材５４を
並設させて配置面積を大きく取る構成としなくても、半
導体レーザ５２と受光部材５４をハウジング５１に対し
てコンパクトに配置でき、複合光学ユニット５０を実用
的な大きさにできる効果がある。

【００５７】さらに、複合光学部材５０は安価な素材で
ある樹脂を用い、また、複合光学部材５０の成形時に回
折手段５５ｆ、５５ｇを同時に一体形成するので、成形
時間も短縮でき、複合光学部材５５をより低減できる。

【００５８】さらに、本実施の形態で説明したように、
本発明の複合光学ユニットは対物レンズ１０１が搭載さ
れ光ディスクＤ１（Ｄ２）の記録又は再生を行う光ピッ
クアップ１００にも適用できるものである。

【００５９】また、本発明は、図３に示した光学ユニッ
ト４のように、基板部４ａと側壁部４ｂと側壁部４ｂの
開口部である出射部４ｄに接合した光学部材５とからな
り、基板部４ａ上に光源（発光部材）と受光素子（受光
部材）を設けて、光源と受光素子を側壁部で包含するタ
イプの複合光学ユニットにも適用できる。このようにし
た実施の形態では、受光部材としてレーザダイオードチ
ップを用い、受光部材として基板部の表面に半導体プロ
セス等により形成した受光素子を用い、複合光学部材
（光学部材）には補正手段である回折格子を形成するこ
とにより、複合光学ユニットの小型化が達成できる効果
がある。

【００６０】また、本実施の形態では、図２に示すよう
に、波長の異なる２つのレーザダイオード５３ａ、５３
ｂを有する半導体レーザ５２を用いたが、３個以上の波
長の異なる光源を有する発光部材を用いた複合光学ユニ
ットの場合にも、本発明が適用できるものである。

【００６１】なお、本発明の複合光学ユニットは、光ピ
ックアップへの適用のみに限らず、波長の異なる複数個
の光源を使用する光学装置にも適用が可能である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のよれば、
光学装置に取り付けられるハウジングを有し、該ハウジ
ングには発光部材と受光部材と複合光学部材とが取付固
定され、前記発光部材は波長の異なる光を出射する複数
個の発光素子を有し、一つの前記複合光学部材には前記
発光部材から出射した光が入射する入射面及び出射する
出射面と、該出射面に設けられた前記光学装置からの戻
り光を回折する回折手段と、該回折手段で回折された光
が前記複合光学部材を通り、前記複合光学部材を通った
光を前記受光部材に反射させる反射面とを設けるととも
に、該反射面には波長の異なる光を前記受光部材の同一
位置に結像させる補正手段を設け、この補正手段を設け
た前記反射面は、前記回折手段を設けた前記出射面に対
して傾斜して配設されたので、１つの複合光学ユニット
で複数個の波長を使用する光学装置に対応でき、また、
補正手段があるので受光部材が１つでよく、また、受光
部材のみを調整して位置合わせしておけばよいので、調
整工程でのコストを増加させないようにできる。

【００６３】さらに、発光部材は発光素子を包含する第
１のパッケージと該第１のパッケージに設けられた外部
接続端子とから構成され、前記受光部材は受光素子と該
受光素子を包含する第２のパッケージと該第２のパッケ
ージに設けられた外部接続端子とから構成されたので、
発光部材と受光部材としてそれぞれ単体で安価に製造さ
れるいわゆるディスクリート部品を用いて複合光学ユニ
ットを構成するので、各部材の取り扱いも容易となり、
また、ハウジングへの組み込み作業がし易くなり、部材
コスト及び工程費を低減できる。

【００６４】さらに、補正手段は回折格子であるので、
ごく一般的で構成も簡単な光学素子により補正手段を構
成でき、構造を簡素化できる。

【００６５】さらに、回折格子は反射面に直接形成した
凹凸部であるので、複合光学部材と一体で形成でき、回
折格子を別体で設ける必要がなく、複合光学部材のコス
トをより低減できる。

【００６６】さらに、入射面と出射面は略平行に配設さ
れ、発光素子からの出射光の光軸が前記出射面と略直交
するように発光部材がハウジングに配置されるととも
に、前記反射面は前記出射面と傾斜した傾斜面とし、受
光部材は前記発光部材とほぼ９０度の角度をなすように
配置されるようにしたので、ハウジングに対して発光部
材と受光部材を並設させて配置面積を大きく取る構成と
しなくても、発光部材と受光部材をハウジングに対して
コンパクトに配置でき、光学ユニットを実用的な大きさ
にすることができる。

【００６７】さらに、回折手段と補正手段を備えた複合
光学部材は樹脂であり、成形により一体形成されたの
で、複合光学部材をガラスで形成した場合に比べて素材
のコストが安価で、成形もし易くなり、また、回折手段
と補正手段を複合光学部材の成形時に同時に形成するこ
とで成形時間も短縮でき、複合光学部材のコストをより
低減できる。

【００６８】さらに、光学装置は対物レンズが搭載され
光ディスクの記録又は再生を行う光ピックアップであ
り、前記対物レンズを通して発光部材から出射した光を
前記光ディスクに照射し、前記光ディスクからの戻り光
を受光部材で受光するようにしたので、本発明は光ピッ
クアップにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合光学ユニットの実施の形態を含む
光ピックアップ１００を示す一部断面側面図である。

【図２】本発明の実施の形態の複合光学ユニットに係
り、図１における半導体レーザ５２を説明するための一
部断面斜視図である。

【図３】従来の光学ユニットを搭載した光ピックアップ
の平面図である。

【符号の説明】

５０複合光学ユニット５１ハウジング５２半導体レーザ５３ａ、５３ｂレーザダイオード５４受光部材５５複合光学部材５５ａ入射面５５ｂ出射面５５ｄ′ 反射面５５ｆ、５５ｇ回折格子１００光ピックアップ１０１対物レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−123032（ＪＰ，Ａ) 特開平７−57293（ＪＰ，Ａ) 特開平11−296895（ＪＰ，Ａ) 特開2000−30285（ＪＰ，Ａ) 特開2000−76688（ＪＰ，Ａ) 特開2000−82232（ＪＰ，Ａ) 特開2000−215496（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22 H01S 5/00 - 5/50 G02B 5/30 - 5/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学装置に取り付けられるハウジングを
有し、該ハウジングには発光部材と受光部材と複合光学
部材とが取付固定され、前記発光部材は波長の異なる光
を出射する複数個の発光素子を有し、一つの前記複合光
学部材には前記発光部材から出射した光が入射する入射
面及び出射する出射面と、該出射面に設けられた前記光
学装置からの戻り光を回折する回折手段と、該回折手段
で回折された光が前記複合光学部材を通り、前記複合光
学部材を通った光を前記受光部材に反射させる反射面と
を設けるとともに、該反射面には波長の異なる光を前記
受光部材の同一位置に結像させる補正手段を設け、この
補正手段を設けた前記反射面は、前記回折手段を設けた
前記出射面に対して傾斜して配設されたことを特徴とす
る複合光学ユニット。
【請求項２】前記発光部材は前記複数個の発光素子を
包含する第１のパッケージと該第１のパッケージに設け
られた外部接続端子とから構成され、前記受光部材は受
光素子と該受光素子を包含する第２のパッケージと該第
２のパッケージに設けられた外部接続端子とから構成さ
れたことを特徴とする請求項１に記載の複合光学ユニッ
ト。
【請求項３】前記補正手段は回折格子であることを特
徴とする請求項１又は２に記載の複合光学ユニット。
【請求項４】前記回折格子は前記反射面に直接形成し
た凹凸部であることを特徴とする請求項３に記載の複合
光学ユニット。
【請求項５】前記入射面と前記出射面は略平行に配設
され、前記発光素子からの出射光の光軸が前記出射面と
略直交するように前記発光部材が前記ハウジングに配置
されるとともに、前記反射面は前記出射面と傾斜した傾
斜面とし、前記受光部材は前記発光部材とほぼ９０度の
角度をなすように配置されるようにしたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の複合光学ユニッ
ト。
【請求項６】前記回折手段と前記補正手段を備えた前
記複合光学部材は樹脂であり、成形により一体形成され
たことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
複合光学ユニット。
【請求項７】前記光学装置は対物レンズが搭載され光
ディスクの記録又は再生を行う光ピックアップであり、
前記対物レンズを通して前記発光部材から出射した光を
前記光ディスクに照射し、該光ディスクからの戻り光を
前記受光部材で受光するようにしたことを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載の複合光学ユニット。