JP3779880B2 - 光学部材および前記光学部材を用いた光ピックアップ - Google Patents
光学部材および前記光学部材を用いた光ピックアップ Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に搭載されて例えば分光手段として機能する光学部材及び前記光学部材を用いた光ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】
光ピックアップは、CDやDVDなどの光ディスク装置に搭載されている。この種の光ピックアップには、対物レンズ、発光素子及び受光素子が搭載され、さらに前記レンズと前記素子間において光を導く光学部材が設けられている。前記光学部材として、発光素子からの光を対物レンズへ導き且つ対物レンズからの戻り光を受光素子へと導く分光手段(ビームスプリッタ)が設けられている。
【0003】
従来のビームスプリッタとしては、プリズムやプリズムを貼り合わせたものが用いられており、そのプリズムの一面に光の一部を反射する反射面が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のプリズムやプリズムを貼り合わせたビームスプリッタは、反射面を平面にする必要があるため、平面度を精度よく形成できるガラス製のものが用いられていた。
【0005】
しかし、ガラス製のものでは研磨が必要となり製造コストが高くなる。またガラス板を使用したものもあるが、光軸に対して45°に傾けた状態で支持する支持部を形成する必要がある。
【0006】
一方、ビームスプリッタを樹脂で形成すると低コストで大量に製造でき、また屈折率も選択することができる。しかし、樹脂製のものでは成型時の樹脂のヒケにより平坦面を形成することが困難であり、また接着時の接着力による歪みや搭載後の温度変化による歪みの問題が生じる。
【0007】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、平面度を高精度で確保することができしかも低コストな光学部材を提供することを目的とする。
【0008】
また本発明は、前記光学部材を用いた光ピックアップを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を透過する樹脂部材にスリットが形成されて、このスリット内に、光の少なくとも一部を反射する反射面を有する光学板が挿入されており、前記スリット内での前記光学板と前記樹脂部材との間に光を透過する接着剤が注入されて、前記樹脂部材内を通過する光が、前記光学板の前記反射面と前記接着剤との境界面で反射可能とされていることを特徴とするものである。
【0010】
この場合に、前記接着剤の屈折率が、前記樹脂部材の屈折率とほぼ一致しているか、または前記接着剤の屈折率が、前記光学板の屈折率よりも前記樹脂部材の屈折率に近いことが好ましい。
【0011】
また、前記樹脂部材には前記スリット内へ突出して、前記光学板の周囲部分を保持する保持突起が形成されているものを構成できる。
【0012】
あるいは、前記樹脂部材は、前記スリットを介して2つに分離されており、前記光学板を挟んだ状態で前記接着剤により両樹脂部材が接合されていてもよい。
【0013】
また、前記樹脂部材は六面体であり、前記光学板の前記反射面が、前記樹脂部材のいずれかの面に対して傾斜して配置されているものとして構成できる。
【0014】
例えば、前記光学板の前記反射面に半反射膜が形成されて、ハーフミラーとして機能するものであってもよく、または前記光学板の前記反射面に偏光膜が形成されて、偏光ビームスプリッタとして機能するものであってもよく、あるいは前記光学板の前記反射面が、全反射面であってもよい。
【0015】
また、前記樹脂部材の外面に、レンズおよび/または回折格子が一体に形成されているものを構成できる。また前記光学板がガラス材からなることが好ましい。
【0016】
上記本発明は、樹脂内にガラス材からなる光学板を埋め込むことで平面度の高い反射面を形成でき、しかも外形は6面体などの立方体に形成できるので、立方体の面を基準に組み付けることにより、反射面を光軸に対して45度に設置しやすい。さらに、製造コストが抑えられる。
【0017】
また本発明の光ピックアップは、発光素子から発せられた光を記録媒体へ集光させる対物レンズと、記録媒体から反射した戻り光を受光する受光素子と、前記光学部材とが設けられ、前記発光素子から発せられた光が前記光学部材の前記反射面を透過して対物レンズに与えられ、前記戻り光が、前記反射面により反射されて前記受光素子により受光されることを特徴とするものである。
【0018】
または、発光素子から発せられた光を記録媒体へ集光させる対物レンズと、記録媒体から反射した戻り光を受光する受光素子と、前記光学部材とが設けられ、前記発光素子から発せられた光が前記反射面により全反射されて前記対物レンズに与えられ、前記戻り光が、前記反射面で全反射されて前記受光素子に与えられることを特徴とするものである。
【0019】
上記本発明は、低コストな光学部材が搭載されているので製造コストを低く抑えることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の光学部材が搭載された光ピックアップを示し、(A)は平面図、(B)は側面図であり、図2は本発明の光学部材の組立て前の状態を示す斜視図、図3は光学部材の組立て後の状態を示す平面図である。
【0021】
図1に示す光ピックアップ20は、CDとDVDの双方に対応した光ディスク装置に搭載されている。光ピックアップ20はその一例であり、キャリッジ11上には光ヘッド12が搭載されている。
【0022】
光ヘッド12は、対物レンズ12aがレンズホルダ12bに支持され、レンズホルダ12bが支持体12cに金属ワイヤで支持されたものである。また光ヘッド12には図示しない補正駆動手段が設けられて、対物レンズ12aがトラッキング方向とフォーカシング方向に微駆動可能となっている。前記補正駆動手段には、トラッキング補正制御用のコイルとマグネットとが設けられ、対物レンズ12aをトラッキング方向(図1の紙面水平方向)へ移動させるとともに、フォーカシング補正制御用のコイルとマグネットとが設けられ、フォーカシング方向(図1の紙面垂直方向)に移動させることができる。例えば、前記トラッキング補正制御用とフォーカシング補正制御用のコイルが、前記支持体12cと共にキャリッジ11上に固定され、前記マグネットが対物レンズ12aを保持しているレンズホルダ12bに固定されている。
【0023】
またキャリッジ11上には、発光素子15と受光素子16が設けられている。発光素子15は半導体レーザ装置であり、CD用のディスクが装填されたときに動作する約780nmの波長(λ1)のレーザ光を発する素子と、DVD用のディスクが装填されたときに動作する約650nmの波長(λ2)のレーザ光を発する素子とが一体に設けられている。受光素子16はPD(フォトダイオード)からなるフォトセンサであり、3ビーム法などによってトラッキング補正とフォーカシング補正が行われる。なお、CD用の発光素子とDVD用の発光素子とが別々の位置に配置され、一方の発光素子から発射された光が透過し、他方の発光素子から発射された光が反射させられるものであってもよい。
【0024】
図1に示すように、キャリッジ11は、光ディスクDの径方向に延びて形成された駆動軸21とガイドバー22とにそれぞれ支持されている。駆動軸21の一端には図示しないスレッドモータが設けられており、このスレッドモータの回転駆動力によってキャリッジ11がディスクDの半径方向へと移動させられる。このとき光ヘッド12は、ガイドバー22によって水平に支持されることで対物レンズ12aがディスクDの記録面に沿って移動させられる。
【0025】
図2に示すように、本発明の光学部材として機能するビームスプリッタ1は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネートなどで成型された樹脂部材2が6面体からなる立方体状に形成されている。前記樹脂部材2の上面2aにはスリット3が形成され、このスリット3内に光学板としてのガラス板5が挿入される。スリット3は樹脂部材2の一側面に対して45度に傾斜して形成されている。またスリット3は、その上面2aのみに開口3aが形成されて凹状に形成されているが、貫通しているものであってもよい。
【0026】
前記樹脂部材2には、前記スリット3内に突出する保持突起4a,4a,4b,4bが形成されている。これら保持突起4aと4a,4bと4bは、それぞれスリット3の端部において対向して形成されている。前記保持突起4a,4a,4b,4bは、スリット3の上端から下端にかけて突条に形成されていてもよく、あるいはスリット3の上端から下端にかけて複数の突起が所定間隔を開けて形成されていてもよく、またはスリット3の上端と下端にのみ小突起として形成されているものであってもよい。
【0027】
図2に示すように、前記スリット3内にはガラス板5が挿入される。ガラス板5の一面側5aには、銀などの蒸着膜が薄く形成された半反射膜6が形成されている。この半反射膜6は、光の一部を反射する反射面を有するハーフミラーとして機能する。なお、この蒸着膜を濃く形成することで全反射膜を形成でき、また一定方向の直線偏光を透過し、他方向の直線偏光を反射させる偏向ビームスプリッタとすることもできる。
【0028】
前記ガラス板5がスリット3内に挿入されると、保持突起4a,4a,4b,4bでガラス板5の両端が挟持される。この場合、ガラス板5の両端が支持されるので、ガラス板5の中心部分では歪みが生じることがないため平面度を高い精度で維持できる。前記の場合に前記スリット3とガラス板5との間には空気層7が形成されるが、この空気層7に光を透過する接着剤8が注入される(図3参照)。これは、樹脂部材2の中でガラス板5の面を実質的な反射面にする必要があるためであり、前記半反射膜6と樹脂部材2との間に空気層7がないことが必要である。よって、前記空気層7を前記のように接着剤8で埋めることになる。前記接着剤8としてはUV硬化型の接着剤であり、充填後にUVが照射させられて樹脂が硬化される。
【0029】
前記のようにして空気層7が接着剤8で充填されるが、このとき樹脂部材2の屈折率(n1)と接着剤8の屈折率(n3)とが大きく相違すると、接着剤8と樹脂部材2との界面が反射面として形成されてしまう。よって樹脂部材2と接着剤8の屈折率は等しいことが好ましく、さらにはガラス板の屈折率(n2)も前記樹脂部材2及び接着剤8に等しいことが好ましい。また前記樹脂部材2と接着剤8とガラス板5の3部材の屈折率が相違する場合に、接着剤8の屈折率(n3)をガラス板5の屈折率(n2)よりも樹脂部材2の屈折率(n1)に近づけることが好ましい。前記樹脂部材2は、具体的には、屈折率n1が1.3〜1.6のものが選択でき、ガラス板5は屈折率n2が1.4〜1.9のものが選択でき、n1とn2との差が0.3程度以内に収まるものであることが好ましい。
【0030】
なお接着剤8は、前記樹脂部材2とガラス板5の屈折率に応じて、エポキシ系の接着剤など、光学部品を取付ける際に通常使用される光を透過する接着剤から選択できる。また前記接着剤8は接着剤に限らず、液状のオイルなどであってもよいがこの場合にはオイルが漏れでないように漏れ止め処理する必要がある。
【0031】
またキャリッジ11上には、図1(B)に示すように、本発明の他の光学部材であるミラー13が搭載される。ミラー13は、前記ビームスプリッタ1と同様に、立方体形状でスリットが形成された樹脂部材13aにガラス板13bが挿入され、ガラス板13bと樹脂部材13aとの隙間に接着剤が充填されたものである。この場合、ガラス板13bの表面には銀蒸着された全反射膜が形成される。これにより、発光素子15からの光の光軸が対物レンズ12aに向けて直角に曲げられ、またディスクからの反射光が受光素子16に向けて直角に反射させられる。
【0032】
なお、前記樹脂部材2はスリット3を介して2つに分離されて、ガラス板5を挟んだ状態で接着剤8により両樹脂部材が接合されるものであってもよい。また光軸上には必要に応じて1/4波長板が設けられていてもよい。
【0033】
図2及び図3に示すように、ビームスプリッタ1の下端には、側方に延びて形成された位置決め片17,17が形成されている。一方キャリッジ11側に前記位置決め片17,17が係止される突起などが形成されることで、ビームスプリッタ1が容易に位置決めされる。また樹脂部材2は樹脂であるので様々な形状に加工することができ、例えば設置面を広げてビームスプリッタ1を安定して固定することができる。
【0034】
本実施の形態のビームスプリッタ1(光学部材)が搭載されたディスク装置では、CD用のディスクが装填されると、光ピックアップ20がディスクの半径方向に移動させられる。このとき発光素子15からは波長λ1のレーザ光がビームスプリッタ1に向けて発せられてビームスプリッタ1に入射した光は、樹脂部材2、接着剤8、及び半反射膜6が形成されたガラス板5を透過し、さらに樹脂部材2内を通って対物レンズ12aに導かれる。そして前記対物レンズ12aでは入射されたレーザ光の焦点が絞り込まれ、ディスクのトラックのピット(記録層)に照射される。
【0035】
またディスクからの反射光はビームスプリッタ1に導かれる。ビームスプリッタ1では、入射した光が樹脂部材2と接着剤8を透過して半反射膜6で直角に全反射させられて受光素子16に導かれる。またDVD用のディスクが装填された場合にも前記と同様にして発光素子15から波長λ2のレーザ光が発せられて対物レンズ12aへと導かれ、また反射光がビームスプリッタ1で全反射させられて受光素子16に至る。
【0036】
CD用やDVD用のディスクが装填されたときの光ヘッドの補正方法は3ビーム法や位相差法などである。
【0037】
図4は本発明の他の光学部材を示す斜視図である。この光学部材30は、前記ビームスプリッタ1の一側面に回折格子31が設けられた複合光学部材である。前記回折格子31は、樹脂部材2を形成する際に一緒に成型されたものであってもよく、レンズを用いて別体で形成された回折格子が接着剤などで固定されたものでもよい。
【0038】
前記のようにして形成された光学部材30は、3ビーム法で補正されるディスク装置用の回折格子として使用できる。例えば光学部材30の回折格子31が受光素子側に向くようにして配置されることで、光軸が互いにずれて戻った反射光の戻り位置を補正することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、平面度の高い反射面を低コストで製造でき、しかも外形は立方体にできるので、立方体の面を基準に組み付けることで、反射面を光軸に対して所定の角度に設置しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学部材が搭載された光ピックアップを示し、(A)は平面図、(B)は側面図、
【図2】本発明の光学部材の組立て前の状態を示す斜視図、
【図3】本発明の光学部材の組立て後の状態を示す平面図、
【図4】本発明の他の光学部材を示す斜視図、
【符号の説明】
1 ビームスプリッタ(光学部材)
2 樹脂部材
3 スリット
4a,4b 保持突起
5 ガラス板
6 半反射膜
7 空気層
8 接着剤
13 ミラー(他の光学部材)
17 位置決め片
20 光ピックアップ
Claims (12)
- 光を透過する樹脂部材にスリットが形成されて、このスリット内に、光の少なくとも一部を反射する反射面を有する光学板が挿入されており、前記スリット内での前記光学板と前記樹脂部材との間に光を透過する接着剤が注入されて、前記樹脂部材内を通過する光が、前記光学板の前記反射面と前記接着剤との境界面で反射可能とされていることを特徴とする光学部材。
- 前記接着剤の屈折率が、前記樹脂部材の屈折率とほぼ一致しているか、または前記接着剤の屈折率が、前記光学板の屈折率よりも前記樹脂部材の屈折率に近い請求項1記載の光学部材。
- 前記樹脂部材には前記スリット内へ突出して、前記光学板の周囲部分を保持する保持突起が形成されている請求項1または2記載の光学部材。
- 前記樹脂部材は、前記スリットを介して2つに分離されており、前記光学板を挟んだ状態で前記接着剤により両樹脂部材が接合されている請求項1ないし3のいずれかに記載の光学部材。
- 前記樹脂部材は六面体であり、前記光学板の前記反射面が、前記樹脂部材のいずれかの面に対して傾斜して配置されている請求項1ないし4のいずれかに記載の光学部材。
- 前記光学板の前記反射面に半反射膜が形成されて、ハーフミラーとして機能する請求項1ないし5のいずれかに記載の光学部材。
- 前記光学板の前記反射面に偏光膜が形成されて、偏光ビームスプリッタとして機能する請求項1ないし5のいずれかに記載の光学部材。
- 前記光学板の前記反射面が、全反射面である請求項1ないし5のいずれかに記載の光学部材。
- 前記樹脂部材の外面に、レンズおよび/または回折格子が一体に形成されている請求項1ないし8のいずれかに記載の光学部材。
- 前記光学板がガラス材からなる請求項1ないし9のいずれかに記載の光学部材。
- 発光素子から発せられた光を記録媒体へ集光させる対物レンズと、記録媒体から反射した戻り光を受光する受光素子と、請求項6または7記載の光学部材とが設けられ、前記発光素子から発せられた光が前記光学部材の前記反射面を透過して対物レンズに与えられ、前記戻り光が、前記反射面により反射されて前記受光素子により受光されることを特徴とする光ピックアップ。
- 発光素子から発せられた光を記録媒体へ集光させる対物レンズと、記録媒体から反射した戻り光を受光する受光素子と、請求項8記載の光学部材とが設けられ、前記発光素子から発せられた光が前記反射面により全反射されて前記対物レンズに与えられ、前記戻り光が、前記反射面で全反射されて前記受光素子に与えられることを特徴とする光ピックアップ。
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