JP3655526B2 - 複合光学部材の取り付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光学的機能を一体に備えた複合光学部材に係り、特に、該複合光学部材をハウジングに簡単に取付固定するのに好適な複合光学部材及びその取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来の複合光学部材を備えたＣＤ（コンパクト・ディスク）用の光学ユニットについて説明する。
【０００３】
図１４は従来の光学ユニット５０の一部断面図、図１５は従来の光学ユニット５０の一部分解斜視図である。
【０００４】
光学ユニット５０は、ＣＤ用のレーザ光（波長７８０ｎｍ帯）を出射する光源４６と、ＣＤ（図示せず）で反射されたレーザ光を受光する受光部材４７と、光源４６と受光部材４７を有する基板部４８ａと、光源４６と受光部材４７を包含するように基板部４８ａに取付固定された側壁部４８ｂと、側壁部４８ｂの開口窓である出射部４８ｄと、出射部４８ｄを覆うように接合されたガラス等の光透過性の複合光学部材４９とから構成されている。
【０００５】
光源４６は複合光学部材４９と対向するように基板部４８ａ上に固着されており、受光部材４７は光源４６と接近させて基板部４８ａの表面に形成されている。複合光学部材４９の上端面に形成した回折格子４９ａによって光源４６から出射されてＣＤで反射された戻り光を回折して受光部材４７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、複合光学部材４９の下端面には回折格子であるビーム形成部４９ｂを設けてある。なお、複合光学部材４９は所定の基準光学系によりその回折格子４９ａによる回折光が受光部材４７の所定位置に導かれるように複合光学部材４９が調整された後、出射部４８ｄに接着剤により接合される。
【０００６】
複合光学部材４９の基板部４８ａと側壁部４８ｂからなるハウジングに対する調整においては、複合光学部材４９を治具（図示せず）で保持し、さらに、図示しない微調機構により、複合光学部材４９を図１５に示す光軸Ｎと直交するｘ、ｙ方向および光軸回りの回転方向であるθ方向に調整して、ハウジングに対する光軸合わせを行うようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例の光学ユニット５０では、複合光学部材４９の光軸合わせは、その調整範囲が微小なものであるために調整作業が非常に難しいという問題点があった。また、困難な調整作業とともに、複合光学部材４９をハウジングに接着しなければならなかったので、作業工程が増え、ハウジングに簡単に複合光学部材を配設できなかった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の課題を解決するものであり、複合光学部材の調整作業が必要なく、簡単にハウジングに配設することができる複合光学部材及びその取り付け構造を提供することにある。
【０００９】
【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、複数の光学機能部を一体に備えた複合光学部材は、光軸方向の両端面に設けられた光の入射面、及び出射面と、前記光軸方向と直交する位置に設けられた戻り出射面と、前記光軸方向と直交する方向に外周面から突出し、前記戻り出射面と異なる位置に設けられた回転位置規制を行う位置規制突部を有し、前記複合光学部材を取り付けるためのハウジングは、前記複合光学部材を前記光軸方向に沿って嵌入して収容する収容室と、前記光軸方向に沿って設けられた位置規制溝を有し、前記ハウジングの前記収容室には、前記複合光学部材が収容されると共に、前記位置規制突部が前記位置規制溝に沿って嵌入して、前記戻り出射面が前記位置規制溝に対向した状態となし、発光部材と受光部材が取り付けられた前記ハウジングは、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装置のピックアップボディに取り付けられ、前記発光部材から出射した光を前記入射面に入射して前記出射面から出射させ、この出射した光を前記光ディスクに照射し、この光ディスクからの戻り光が前記出射面に入射し、この戻り光が前記複合光学部材を透過する過程で前記受光部材の方向に偏向されて、前記戻り光は、前記複合光学部材の前記戻り出射面から前記位置規制溝を通って前記受光部材で受光されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、第２の解決手段として、前記ハウジングには、前記位置規制溝に連設され、前記複合光学部材挿入用の開口部にかけて幅広となる案内溝を有し、前記複合光学部材の嵌入時、前記位置規制突部は、前記案内溝によって前記位置規制溝に案内されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態である複合光学部材１０５について、図１〜図１３の図面を用いて以下に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置１００を示す説明図、図２は２波長レーザダイオード１０２の一部断面斜視図、図３は複合光学部材１０５の正面図、図４は図３の左側面図、図５は図３の右側面図、図６は図３の方向６から見た図、図７はハウジング１０６の平面図、図８は図７の８−８断面図、図９は図８の左側面図、図１０は図８の右側面図、図１１は図８の方向１１から見た図、図１２は図１における１２−１２一部断面図、図１３は複合光学部材１０５の機能を説明するための説明図である。
【００１５】
図１に示すように、光ピックアップ装置１００はピックアップボディすなわちキャリッジ５００と、このキャリッジ５００内に配設された、複合光学ユニット１０１と、平板状の反射ミラー３００と、コリメートレンズ４００と、対物レンズ２００とから主として構成されている。そして、複合光学ユニット１０１は本発明の実施の形態である複合光学部材１０５を備えている。
【００１６】
そして、光ピックアップ装置１００は光ディスクすなわちＣＤ６１あるいはＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク、またはデジタル・ビデオ・ディスク）６２に対面して配置されており、ＣＤ６１（ＤＶＤ６２）面と直交する方向であるフォーカシング（Ｆ）方向及びＣＤ６１（ＤＶＤ６２）の半径方向であるトラッキング（Ｔ）方向に対物レンズ２００が可動支持されている。なお、対物レンズ２００はＣＤ６１及びＤＶＤ６２の双方に対応できるように構成されたものである。
【００１７】
上記の複合光学ユニット１０１は、受発光一体型光学素子であり、レーザ光を光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光（戻り光）を受光することにより光ディスクに記録された情報を再生したり、あるいは光ディスクに対して情報を記録するために用いられる。
【００１８】
複合光学ユニット１０１は、図１に示すように、主として、発光部材すなわち２波長レーザダイオード１０２と、受光素子１０４ａを内蔵した受光部材１０４と、複合光学部材１０５と、プリント基板１０７と、これらの部材が取付固定されるハウジング１０６とからなっている。
【００１９】
２波長レーザダイオード１０２は、図２に示すように、円板状の基板部１０２ａと、基板部１０２ａの一方の平面部１０２ａ′から突設した直方体状の基台１０２ｂと、基台１０２ｂの側壁面に位置決めされ固着されたレーザチップ１０３と、基台１０２ｂを包含するように平面部１０２ａ′に取付固定され筒状の胴部１０２ｃと開口部１０２ｄ′を形成した天板１０２ｄとからなるキャップ部１０２ｅと、開口部１０２ｄ′をキャップ部１０２ｅ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１０２ｆとから構成されている。こうして、基板部１０２ａとキャップ部１０２ｅとガラス板１０２ｆとから構成される１つのパッケージの中に密閉された空間にレーザチップ１０３が配置されるようになっている。
【００２０】
そして、レーザチップ１０３にはＤＶＤ用の短波長（波長６５０ｎｍ帯）のレーザ光１０３ａ′を出射する光源１０３ａと、ＣＤ用の長波長（波長７８０ｎｍ帯）のレーザ光１０３ｂ′を出射する光源１０３ｂが間隔Ｄとなるように近接させて形成されている。なお、本実施の形態では、Ｄは１２０μmに設定している。また、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯は、具体的には、６３５ｎｍあるいは６５０ｎｍがＤＶＤ規格として採用されている。
【００２１】
また、光源１０３ａ、１０３ｂからそれぞれ出射されるレーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′は基板部１０２ａの一方の平面部１０２ａ′と直交する方向に相互に平行となるように開口部１０２ｄ′を通して出射されるようになっている。なお、レーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′の出射位置はレーザチップ１０３の先端面１０３′（平面部１０２ａ′と平行となるように配置されている）の同一平面上となるように構成されている。また、基板部１０２ａの一方の平面部１０２ａ′とは反対側の他方の平面部からは複数の外部接続端子１０２ｇ（図１参照）が突設してあり、この外部接続端子１０２ｇを介してレーザチップ１０３への駆動電流の供給等を行っている。
【００２２】
また、２波長レーザダイオード１０２を製作する工程では、２つの光源１０３ａ、１０３ｂを備えたレーザチップ１０３は所定の基板面上に半導体プロセス類似のプロセスにより加工されるので、各光源１０３ａ、１０３ｂ間の間隔Ｄは容易に所定の値に高精度で均一に形成することができる。また、そのためディスクリート部品として大量生産も可能となるので２波長レーザダイオード１０２のコストも安価なものにすることができる。
【００２３】
受光部材１０４は、図１に示すように、受光窓１０４ｂ′を有しまた受光素子１０４ａを内蔵したパッケージ１０４ｂと、パッケージ１０４ｂから両側に突設した外部接続端子１０４ｃとから構成されている。外部接続端子１０４ｃを介して、受光素子１０４ａ用の電源電圧を供給したり、受光素子１０４ａで光電変換された信号を外部に出力したりできるようになっている。
【００２４】
図３〜図６に示す複合光学部材１０５は、高透過性を有する樹脂の一体成形により形成され、平行に配置された入射面１０５ａと出射面（戻り光入射面）１０５ｂを光軸Ｎ方向の両端面に有した円錐台状の基体部１０５ｃと、入射面１０５ａから突出するように形成した傾斜面部１０５ｄ′を有する台形状の突出部１０５ｄとから主に構成されている。
【００２５】
基体部１０５ｃは出射面１０５ｂの方向（前方）になるにしたがって縮径となるように形成されている。また、基体部１０５ｃの前端部には、第１規制部すなわち円柱面１０５ｊ′（規制面）、を有する円柱状部１０５ｊが形成されている。前記出射面１０５ｂはこの円柱状部１０５ｊの前端面となっている。
【００２６】
また、基体部１０５ｃの円柱状部１０５ｊとは反対側の後端部１０５ｋの外周面には、周方向にほぼ均等に配置された４つの突部１０５ｋ′が形成されている。なお、第２規制部すなわち各突部１０５ｋ′の先端面（規制面）、は柱面になっている。また、図３において、基体部１０５ｃの中央部の下面には円柱状の位置規制突部１０５ｍが下方に突出するように一体形成されている。
【００２７】
また、図３、図４、図１２に示すように、基体部１０５ｃの入射面と突出部１０５ｄの後端面において、各突部１０５ｋ′と、第２の回折格子１０５ｇ及び３ビーム用回折格子１０５ｈとの間には、それぞれ緩衝領域すなわち空間部１０５ｓが光軸Ｎ方向に所定の深さで座ぐり形成されている。
【００２８】
また、出射面１０５ｂの中央部には第１の回折手段すなわち方形状の第１の回折格子１０５ｆが形成されている。また、傾斜面部１０５ｄ′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１０５ｄ′の内壁面には戻り光反射面１０５ｄ″が形成されている。また、戻り光反射面１０５ｄ″には第２の回折手段すなわち反射型の第２の回折格子１０５ｇが、入射面１０５ａにはＣＤ用トラッキング制御のための３ビームを生成する３ビーム用回折格子１０５ｈが形成されている。
【００２９】
さらに、突出部１０５ｄの戻り光反射面１０５ｄ″とは反対側の側壁面には平坦面１０５ｎが基体部１０５ｃに架けて形成されている。さらに、平坦面１０５ｎの縁部からはフォーカス制御方式である非点収差法のためのシリンダー面１０５ｉが光軸Ｎ所定の角度αをなして斜め方向に溝形成されており（図６参照）、シリンダー面１０５ｉの内壁が戻り光出射面１０５ｐとなっている。本実施の形態では、複合光学部材１０５は第１及び第２の回折格子１０５ｆ、１０５ｇ並びに３ビーム用回折格子１０５ｈ、シリンダー面１０５ｉ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。
【００３０】
本実施の形態では、出射面１０５ｂと戻り光入射面を同一面としたが、出射面と戻り光入射面を別々に設け、この戻り光入射面に第１の回折格子を形成するようにしてもよい。なお、複合光学部材１０５における第１及び第２の回折格子１０５ｆ、１０５ｇ、並びに３ビーム用回折格子１０５ｈについての詳細は後述する。
【００３１】
図７〜図１１に示すハウジング１０６は、アルミダイキャスト製のブロックからなり、主として筒状胴部１０６ｇと、この筒状胴部１０６ｇの両端部からそれぞれ外方へ突設した取付部１０６ｈ、１０６ｉとからなっている。これら取付部１０６ｈ、１０６ｉには方形状の取付面１０６ｈ′、１０６ｉ′がそれぞれ形成されている。
【００３２】
また、筒状胴部１０６ｇの図８中左端部側（後端側）には図２に示す２波長レーザダイオード１０２を挿入するための収容室１０６ａが、左端面には２波長レーザダイオード１０２を位置決めして取り付けるための取付穴１０６ｂが座ぐり形成されている。
【００３３】
また、ハウジング１０６の右端部側（前端側）には収容室１０６ａと中心軸Ｎ′に沿って連結するように収容室１０６ｃが形成されている。収容室１０６ｃは、図３に示す複合光学部材１０５を挿入するための円錐台状の錐面で囲まれた空間であり、中心軸Ｎ′に沿って前端側になるにしたがって縮径となるように構成されている。また、収容室１０６ｃの先端部および後端部には円柱面からなる第１および第２規制受部１０６ｊ、１０６ｋ（規制受面）をそれぞれ有している。
【００３４】
第１規制受部１０６ｊの直径は、複合光学部材１０５（図３参照）の円柱状部１０５ｊ（直径Ｄ１）が高精度に嵌合できる寸法に設定されている。また、第２規制受部１０６ｋの直径は、複合光学部材１０５の後端部１０５ｋに設けた各突部１０５ｋ′の先端を外接する外接円の直径Ｄ２（図４参照）よりも短径である所定の寸法に設定されている。
【００３５】
また、収容室１０６ｃの前端部には複合光学部材１０５を光軸Ｎ方向に位置決めするための位置決め部すなわち突き当て面１０６ｃ′が形成されている。また、収容室１０６ｃの突き当て面１０６ｃ′には前方に開口した入出射口すなわち円形の開口部１０６ｆが形成されており、複合光学部材１０５に設けた第１の回折格子１０５ｆが露出するようになっている。
【００３６】
さらに、収容室１０６ａ、１０６ｃの図８中下部の側壁部には、収容室１０６ａの後端部から前方に切り欠いたＵ字孔状の位置規制溝１０６ｄが筒状胴部１０６ｇの外壁を貫通するように形成されている。また、位置規制溝１０６ｄの後方端からは収容室１０６ａの開口縁部にかけて幅広の案内溝１０６ｄ′が連接して筒状胴部１０６ｇの外壁を貫通するように溝形成されている。
【００３７】
なお、位置規制溝１０６ｄの溝幅は、複合光学部材１０５に設けた位置規制突部１０５ｍの外径が高精度に嵌合できる所定の寸法に設定されている。
【００３８】
また、貫通孔１０６ｄを覆う筒状胴部１０６ｇの外壁面には受光部材１０４を配置するための配置面１０６ｅが形成されている。そして、取り付け部１０６ｈ、１０６ｉは、それぞれに設けた取付面１０６ｈ′、１０６ｉ′が前記配置面１０６ｅよりも高く段差を設けるように筒状胴部１０６ｇに一体に形成されている。
【００３９】
なお、ハウジング１０６に用いるブロックはアルミダイキャストだけでなく、亜鉛ダイキャスト、マグネシウム合金、あるいは他の金属等で構成するようにしてもよい。
【００４０】
次に、図１を参照して、ハウジング１０６への２波長レーザダイオード１０２、受光部材１０４、及び複合光学部材１０５の組み立て状態について説明する。
【００４１】
まず、複合光学部材１０５は、ハウジング１０６の取付穴１０６ｂから挿入され、さらに所定の治具（図示せず）で入射面１０５ａの回折格子１０５ｈを除く面が均一に押圧されることによって、その基体部１０５ｃが収容室１０６ｃ内に嵌め込まれる。さらに、複合光学部材１０５が押圧されると、出射面１０５ｂの外縁部がハウジング１０６の収容室１０６ｃに形成した突き当て面１０６ｃ′に当接して、ハウジング１０６に対する中心軸Ｎ′方向の位置決めがなされる。
【００４２】
このとき、基体部１０５ｃに設けた円柱状部１０５ｊが収容室１０６ｃの第１規制受部１０６ｊに嵌合するようになっており、この状態で基体部１０５ｃの円柱状部１０５ｊの円柱面１０５ｊ′（規制面、図３参照）が第１規制受部１０６ｊに当接して、基体部１０５ｃの前端部における光軸Ｎと直交する方向の位置規制が高精度でなされるようになっている。
【００４３】
また、後端部１０５ｋは収容室１０６ｃに設けた第２規制受部１０６ｋに圧入される。このとき、図１２に示すように、後端部１０５ｋの外周面に形成した各突部１０５ｋ′はそれぞれ均一に押しつぶされた状態となって、各突部１０５ｋ′の先端面（規制面）が第２制受部１０６ｋに当接し、基体部１０５ｃの後端部１０５ｋにおける光軸Ｎと直交する方向の位置規制が高精度でなされるとともに、複合光学部材１０５の収容室１０６ｃからの抜けが防止されている。こうして、複合光学部材１０５の前端部と後端部とで光軸Ｎと直交する方向の位置規制がなされることにより、複合光学部材１０５をハウジング１０６に嵌入したときにその光軸Ｎが傾くことなく精度よく取り付けることが可能となる。
【００４４】
上述した圧入状態では突部１０５ｋ′が押しつぶされるようにしたので、第２規制受部から受ける圧入力の一部を突部の変形により緩衝させて必要以上の圧入力が複合光学部材にかからないようにして光学機能部すなわち第２の回折格子１０５ｇおよび３ビーム用回折格子１０５ｈの歪を防止できる。さらに、各突部１０５ｋ′と、第２の回折格子１０５ｇおよび３ビーム用回折格子１０５ｈとの間には緩衝領域である空間部１０５ｓ（図３、図４、図１２参照）をそれぞれ形成したので、圧入力が光学機能部の方向に作用する力をさらに空間部１０５ｓによって緩衝させることができ、光学機能部の歪をより確実に防止できる。
【００４５】
一方、複合光学部材１０５に形成した位置規制突部１０５ｍは、ハウジング１０６の筒状胴部１０６ｇに形成した案内溝１０６ｄ′の開口部から挿入される。そして、複合光学部材１０５が光軸Ｎ方向の前方に押し込まれ収容室１０６ｃに収容されたときには、位置規制突部１０５ｍは案内溝１０６ｄ′に案内されて位置規制溝１０６ｄに嵌合するようになっており（図１２参照）、この状態で基体部１０５ｃの光軸Ｎ回りの回転方向の位置規制が高精度でなされるようになっている。
【００４６】
このようにして、ハウジング１０６に対する複合光学部材１０５の光軸Ｎと直交する方向への位置規制、および光軸Ｎ回りの回転方向の位置規制、そして光軸Ｎ方向の位置規制がなされるようになっている。なお、前記光軸Ｎはハウジング１０６の基体部１０６ｇの中心軸Ｎ′と一致させてある。
【００４７】
次に、２波長レーザダイオード１０２は、そのキャップ部１０２ｅ（図２参照）側がハウジング１０６の収容室１０６ａ内に挿入されるとともに、基板部１０２ａにおける一方の平面部１０２ａ′側の外縁部がハウジング１０６に形成した取付穴１０６ｂに嵌入されることによって、ハウジング１０６に固定される。
【００４８】
このように複合光学部材１０５と２波長レーザダイオード１０２が組み込まれたハウジング１０６においては、図１３に示すように、２波長レーザダイオード１０２に内蔵されたレーザチップ１０３の先端面１０３′と、複合光学部材１０５の入射面１０５ａとが平行で所定の間隔となるように配設されている。このとき、複合光学部材１０５の中心軸Ｎは光源１０３ａ（図２参照）から出射されるレーザ光１０３ａ′の光軸と一致するように構成されている。
【００４９】
また、受光部材１０４は、パッケージ１０４ｂの受光窓１０４ｂ′側がプリント基板１０７に設けた貫通孔１０７ａに挿通された状態で配設され、また外部接続端子１０４ｃがプリント基板１０７面に形成したランド部（図示せず）にハンダ付けされてプリント基板１０７に固定される。なお、必要に応じて、パッケージ１０４ｂをプリント基板１０７またはハウジング１０６に接着剤等により固着して補強するようにしてもよい。
【００５０】
そして、受光部材１０４が固定されたプリント基板１０７は、受光窓１０４ｂ′がハウジング１０６に形成した位置規制溝１０６ｄに対面するように配置された状態で、取付部１０６ｈ、１０６ｉのそれぞれ取付面１０６ｈ′、１０６ｉ′に載置され、ネジ１０８で締め付け固定されてハウジング１０６に固定される。
【００５１】
なお、受光部材１０４は２波長レーザダイオード１０２に対して複合光学部材１０５を起点として９０度の角度をなすように配置されている。また、受光部材１０４を搭載したプリント基板１０７は予め、所定の基準光学系により光源１０３ａ、１０３ｂから出射されるレーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′に対する光ディスクからの戻り光が第１及び第２の回折格子１０５ｆと１０５ｇで回折されたときに、受光素子１０４ａの所定位置Ｐに最適に導かれるように調整された後、取付面１０６ｈ′、１０６ｉ′に固定されるものである。
【００５２】
次に、光ピックアップ装置１００によるＤＶＤ６２とＣＤ６１の再生動作について説明する。
【００５３】
上述した構成において、ＤＶＤ６２を再生するときには、図１に示すように、２波長レーザダイオード１０２の光源１０３ａから出射したレーザ光１０３ａ′は、複合光学部材１０５の入射面１０５ａに形成した３ビーム用回折格子１０５ｈを透過し３ビームに変換された後、第１の回折格子１０５ｆを透過し、出射面１０５ｂから出射される。
【００５４】
そして、そのレーザ光１０３ａ′はレーザ光１０３ａ′の進行方向と４５度となるように傾けて配置された反射ミラー３００により９０度その角度を偏向して反射ミラー３００の上方に配置したコリメートレンズ４００に入射されるようになっている。そしてこのコリメートレンズ４００で略平行光とされたレーザ光１０３ａ′は対物レンズ２００に入射し、対物レンズ２００の集光作用により、ＤＶＤ６２の情報記録面に結像される。
【００５５】
その後ＤＶＤ６２で反射されたレーザ光（戻り光）１０３ａ′は、再び対物レンズ２００、コリメートレンズ４００を透過し、反射ミラー３００で反射した後、図１に示す戻り光入射面すなわち出射面１０５ｂに形成した第１の回折格子１０５ｆに入射し、所定の回折角度に回折された１次回折光である戻り光１０３ａ′−２となる。戻り光１０３ａ′−２はさらに複合光学部材１０５に形成した戻り光反射面１０５ｄ″で反射してシリンダー面１０５ｉに入射し戻り光出射面１０５ｐから出射される。そして、出射した戻り光１０３ａ′−２は位置規制溝１０６ｄ（図８、図１１参照）を通過して、受光部材１０４の受光素子１０４ａにおける受光位置Ｐに入射する。
【００５６】
このとき、受光素子１０４ａで受光された戻り光１０３ａ′−２は光電変換されることによりＤＶＤ６２の情報記録面の信号に応じた電流出力が電圧信号に変換されることによって再生信号が生成されて受光部材１０４の外部接続端子１０４ｂから出力され、プリント基板１０７を通して外部に伝達される。また、受光素子１０４ａで受光された戻り光１０３ａ′−２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。
【００５７】
一方、ＣＤ６１を再生するときには、２波長レーザダイオード１０２の光源１０３ｂから出射したレーザ光１０３ｂ′は、図１に示すように、複合光学部材１０５の入射面１０５ａに形成した３ビーム用回折格子１０５ｈを透過して３ビームに変換された後、第１の回折格子１０５ｆを透過し、出射面１０５ｂから出射される。そして、そのレーザ光１０３ｂ′はＤＶＤ６２の場合と同様に対物レンズ２００へ導かれ、対物レンズ２００の集光作用により、ＣＤ６１の情報記録面に結像される。
【００５８】
その後ＣＤ６１で反射された戻り光１０３ｂ′は、再び対物レンズ２００、コリメートレンズ４００を透過して反射ミラー３００で反射した後、第１の回折格子１０５ｆに入射し、所定の回折角度に回折された１次回折光である戻り光１０３ｂ′−２となる。戻り光１０３ｂ′−２はさらに複合光学部材１０５に形成した戻り光反射面１０５ｄ″により反射されてシリンダー面１０５ｉに入射する。
【００５９】
シリンダー面１０５ｉにおいて戻り光１０３ｂ′−２はフォーカス制御のための非点収差が与えられて戻り光出射面１０５ｐを出射し位置規制溝１０６ｄ（図８、図１１参照）を通過して、受光素子１０４ａの受光位置Ｐで受光される。このとき、受光素子１０４ａで受光された戻り光１０３ｂ′−２は光電変換されることによりＣＤ６１の情報記録面の信号に応じた電流出力が電圧信号に変換されることによって再生信号が生成されて受光部材１０４の外部接続端子１０４ｂから出力され、プリント基板１０７を通して外部へ伝達される。また、受光素子１０４ａで受光された戻り光１０３ｂ′−２の一部は非点収差法によるフォーカス制御、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。
【００６０】
なお、光ピックアップ装置１００において、出射面１０５ｂから出射したレーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′の光束の径を規制する波長フィルタ等を出射面１０５ｂと対物レンズ２００との間の光路に設けるようにしてもよい。
【００６１】
次に、複合光学部材１０５の機能について説明する。
【００６２】
図１３に示したように、複合光学部材１０５の出射面１０５ｂから出射したレーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′に対するそれぞれのＤＶＤ６２及びＣＤ６１からの戻り光は出射面１０５ｂに形成した第１の回折格子１０５ｆで回折されてそれぞれ戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２となる。そのとき、ＣＤ６１に対応する戻り光１０３ｂ′−２はＤＶＤ６２に対応する戻り光１０３ａ′−２よりも波長が長いため、戻り光１０３ｂ′−２の回折角度は、戻り光１０３ａ′−２の回折角度よりも大きくなっている（回折格子では波長が長いほど回折角度が大きくなるという原理を利用している）。
【００６３】
そして、この回折角度の差を利用して、回折される前にレーザ光１０３ａ′、１０３ｂ′のそれぞれの光軸間距離がＤであったものを戻り光反射面１０５ｄ″に戻り光１０３ａ′−２、１０３ｂ′−２が到達するときには両者の到達位置が一致するようになっている。
【００６４】
しかし、複合光学部材１０５の戻り光反射面１０５ｄ″において、戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２を単に反射させただけでは、双方のレーザ光の入射角が異なるため受光素子１０４ａの受光位置Ｐに２つの戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２を一致させて向わせることはできない。これを補正するために戻り光反射面１０５ｄ″には第２の回折格子１０５ｇを設けている。すなわち、第２の回折格子１０５ｇに入射した戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２を再度波長の違いによる回折角度の差を利用して戻り光反射面１０５ｄ″で反射した戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２の双方の光軸を一致させるようにしている。
【００６５】
このようにして、第１の回折格子１０５ｆでそれぞれ回折された戻り光１０３ａ′−２及び１０３ｂ′−２を、共に受光素子１０４ａの受光位置Ｐに受光されるように補正することができ、２波長の光源１０３ａ、１０３ｂを用いても１つの受光素子１０４ａを有する受光部材１０４で双方のレーザ光が受光可能になっている。
【００６６】
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１０６を有し、ハウジング１０６には２波長レーザダイオード１０２と受光部材１０４と複合光学部材１０５とが取付固定され、２波長レーザダイオード１０２はＤＶＤ用の短波長レーザを出射するレーザダイオード１０３ａとＣＤ用の長波長レーザを出射するレーザダイオード１０３ｂを有し、複合光学部材１０５は２波長レーザダイオード１０２から出射した光が入射する入射面１０５ａ及び出射する出射面１０５ｂと、出射面１０５ｂ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第１の回折格子１０５ｆと、第１の回折格子１０５ｆで回折された戻り光を受光部材１０４に反射させる戻り光反射面１０５ｄ″とを設けるとともに、戻り光反射面１０５ｄ″には波長の異なる光を共に受光部材１０４の受光位置Ｐに光軸を一致させて結像させる第２の回折格子１０５ｇを設けたので、１つの複合光学ユニット１０１で異なる２つの波長を使用する光ピックアップ装置１００に対応できる。また、受光部材１０４は１つでよく、この受光部材１０４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。
【００６７】
また、２波長レーザダイオード１０２は基板部１０２ａとキャップ部１０２ｅとガラス板１０２ｆからなるパッケージと基板部１０２ａから突設した外部接続端子１０２ｇとから構成され、受光部材１０４は受光素子１０４ａを内蔵したパッケージ１０４ｂとこのパッケージ１０４ｂに設けられた外部接続端子１０４ｃ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１０１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１０６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。
【００６８】
さらに、複合光学部材１０５は安価な素材である樹脂を用い、また、複合光学部材１０５の成形時に第１及び第２の回折格子１０５ｆ、１０５ｇと、３ビーム用回折格子１０５ｈと、シリンダー面１０５ｉとを同時に一体形成したので、成形時間も短縮でき、複合光学部材１０５の製造コストをより低減できる。
【００６９】
さらに、本実施の形態で説明したように、本発明の複合光学部材１０５を搭載した複合光学ユニット１０１は、対物レンズ２００が搭載され光ディスク６１（６２）の記録又は再生を行う光ピックアップ装置１００にも適用できるものである。
【００７０】
また、本実施の形態では、図２に示すように、発光部材として波長の異なる２つの光源１０３ａ、１０３ｂを有する２波長レーザダイオード１０２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場合にも、本発明が適用できるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の光学機能部を一体に備えた複合光学部材をハウジングに取り付けるための取り付け構造であって、該複合光学部材は光軸を有し該光軸方向の両端面に光の入射面と出射面とをそれぞれ備え、前記ハウジングには前記複合光学部材を前記光軸の方向に沿って嵌入して収容する収容室が形成され、前記複合光学部材には該複合光学部材の前記光軸周りの回転位置規制を行う位置規制部を設け、前記収容室には該位置規制部が係合する位置規制受部を設けるとともに、前記複合光学部材の収容時に、前記位置規制部を前記位置規制受部に案内する案内部を設けたことにより、複合光学部材を収容室に嵌入する際、位置規制部が位置規制受部に案内されるため、複合光学部材を収容室に嵌入するだけで光軸周りの回転位置規制がなされ、複合光学部材のハウジングへの配設を簡単にできる効果を奏する。
【００７２】
さらに、位置規制部は複合光学部材の光軸周りの外周面に突出形成した位置規制突部であり、位置規制受部は収容室の内壁面に形成した位置規制溝であり、案内部は該位置規制溝に連設し前記収容室の前記複合光学部材挿入用の開口部にかけて幅広となるように前記内壁面に形成された案内溝であり、複合光学部材の嵌入時に、前記位置規制突部は前記案内溝によって前記位置規制溝に案内され、該位置規制溝の溝幅内に前記位置規制突部の外径が嵌合して前記複合光学部材の回転位置規制が行われるようにしたことにより、位置規制部を位置規制突部とし、位置規制受部を位置規制溝とし、位置規制突部を位置規制溝の溝に嵌合させるだけの構造なので、複合光学部材の光軸周りの回転位置規制を行うための構成が簡素化できる複合光学部材の取り付け構造を提供できる。
【００７３】
さらに、収容室において複合光学部材の嵌入方向の前端面に入出射口を貫通形成し、該入出射口に入射面が臨出するように複合光学部材を前記収容室に収容し、該複合光学部材を備えた前記ハウジングに発光部材と受光部材を取付固定して一体化し、前記ハウジングを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装置のピックアップボディに取付固定し、前記発光部材から出射した光を前記入射面に入射し前記出射面から出射させ、出射した光を前記入出射口を通して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出射面に入射させ前記複合光学部材を透過する過程で前記受光部材の方向に偏向させて前記複合光学部材から出射し、該戻り光を前記受光部材で受光するようにしたことにより、複合光学部材を備えたハウジングに発光部材と受光部材がユニット化されて構成されるので、このユニットを光ピックアップ装置のピックアップボディに取り付けるときには、光ピックアップ装置の光学系の調整は前記ユニットごとその位置調整を行うことができ、そのとき発光部材の発光位置と受光部材の受光位置の相対関係が変化しないので前記ユニットの位置調整の許容範囲が大きく取れ、光ピックアップ装置における光路設計が容易にできる。
【００７４】
さらに、位置規制溝または案内溝は、ハウジングの外壁を貫通して形成され、受光部材は該位置規制溝または該案内溝に対面するように前記ハウジングの外壁部に配設されるとともに、戻り光を前記位置規制溝または前記案内溝を通過させて前記受光部材で受光するようにしたことにより、複合光学部材から出射した戻り光を位置規制溝または該案内溝を通過させて受光部材で受光するので、ハウジングには戻り光を通過させるための別個の開口部を形成する必要がなく、ハウジングの小型化が可能となる複合光学部材の取り付け構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置１００を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る２波長レーザダイオード１０２の一部断面斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態である複合光学部材１０５の正面図である。
【図４】図３の左側面図である。
【図５】図３の右側面図である。
【図６】図３の方向６から見た図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るハウジング１０６の平面図である。
【図８】図７の８−８断面図である。
【図９】図８の左側面図である。
【図１０】図８の右側面図である。
【図１１】図８の方向１１から見た図である。
【図１２】図１における１２−１２一部断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態である複合光学部材１０５の機能を説明するための説明図である。
【図１４】従来の光学ユニット５０の一部断面図である。
【図１５】従来の光学ユニット５０の一部分解斜視図である。
【符号の説明】
６１ ＣＤ（光ディスク）
６２ ＤＶＤ（光ディスク）
１００ 光ピックアップ装置
１０１ 複合光学ユニット
１０２ ２波長レーザダイオード（発光部材）
１０３ａ、１０３ｂ 光源
１０４ 受光部材
１０４ａ 受光素子
１０５ 複合光学部材
１０５ａ 入射面
１０５ｂ 出射面
１０５ｄ″ 戻り光反射面
１０５ｆ 第１の回折格子
１０５ｇ 第２の回折格子
１０５ｈ ３ビーム用回折格子
１０５ｊ′ 円柱面（規制面）
１０５ｋ′ 突部
１０５ｐ 戻り光出射面
１０５ｓ 空間部
１０６ ハウジング
１０６ｃ 収容室
１０６ｃ′ 突き当て面（位置決め部）
１０６ｄ 位置規制溝
１０６ｄ′ 案内溝
１０６ｆ 入出射口
１０６ｍ 位置規制突部
１０６ｊ 第１規制受部（規制受面）
１０６ｋ 第２規制受部（規制受面）
２００ 対物レンズ
３００ 反射ミラー
４００ コリメートレンズ
５００ キャリッジ（ピックアップボディ）

Claims (2)

1. 複数の光学機能部を一体に備えた複合光学部材は、光軸方向の両端面に設けられた光の入射面、及び出射面と、前記光軸方向と直交する位置に設けられた戻り出射面と、前記光軸方向と直交する方向に外周面から突出し、前記戻り出射面と異なる位置に設けられた回転位置規制を行う位置規制突部を有し、前記複合光学部材を取り付けるためのハウジングは、前記複合光学部材を前記光軸方向に沿って嵌入して収容する収容室と、前記光軸方向に沿って設けられた位置規制溝を有し、前記ハウジングの前記収容室には、前記複合光学部材が収容されると共に、前記位置規制突部が前記位置規制溝に沿って嵌入して、前記戻り出射面が前記位置規制溝に対向した状態となし、発光部材と受光部材が取り付けられた前記ハウジングは、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装置のピックアップボディに取り付けられ、前記発光部材から出射した光を前記入射面に入射して前記出射面から出射させ、この出射した光を前記光ディスクに照射し、この光ディスクからの戻り光が前記出射面に入射し、この戻り光が前記複合光学部材を透過する過程で前記受光部材の方向に偏向されて、前記戻り光は、前記複合光学部材の前記戻り出射面から前記位置規制溝を通って前記受光部材で受光されるようにしたことを特徴とする複合光学部材の取り付け構造。
2. 前記ハウジングには、前記位置規制溝に連設され、前記複合光学部材挿入用の開口部にかけて幅広となる案内溝を有し、前記複合光学部材の嵌入時、前記位置規制突部は、前記案内溝によって前記位置規制溝に案内されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の複合光学部材の取り付け構造。

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