KR100429916B1 - 복합광학부재 및 이것을 구비한 복합광학유닛 - Google Patents

복합광학부재 및 이것을 구비한 복합광학유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 콤팩트하게 빔 정형 기능을 가지는 복합광학부재 및 이것을 구비한 복합광학유닛을 제공하는 것을 과제로 한다.
이를 해결하기 위하여, 복합광학유닛 (101) 내에 투명수지의 성형품으로 이루어지고, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 입사면 (105a) 과, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 출사하고, 또한 광디스크 (61, 62) 에서 나온 복귀광을 입사하는 출사면 (105b) 과, 광디스크 (61, 62) 로부터의 복귀광을 수광부재 (104) 로 유도하는 반사면 (105d) 을 가지는 복합광학부재 (105) 를 장착한다. 입사면 (105a) 을 원통 형상의 오목면에 형성함과 동시에 출사면 (105b) 을 입사면 (105a) 과는 곡률이 상이한 원통 형상의 볼록면에 형성하거나, 또는 입사면 (105a) 을 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 입사 방향에 대하여 경사지게 함으로써, 복합광학부재 (105) 에 빔 정형(整形) 기능을 부여하는 것을 수단으로 한다.

Description

복합광학부재 및 이것을 구비한 복합광학유닛{COMPLEX TYPE OPTICAL ELEMENT AND COMPLEX TYPE OPTICAL UNIT WITH THE SAME}
본 발명은, 예를 들어 광디스크장치의 픽업 보디에 구비된 복합광학유닛에 관한 것으로, 특히 발광부재를 구비한 하우징에 대한 빔 정형부재의 장착구조에 관한 것이다.
먼저, 도 22 및 도 23 에 기초하여, 종래의 복합광학부재를 구비한 CD (콤팩트·디스크) 용의 광학유닛에 대하여 설명하기로 한다. 도 22 는 종래의 광학유닛 (50) 의 일부 단면도이고, 도 23 은 종래의 광학유닛 (50) 의 일부 분해 사시도이다.
도 22 에 나타낸 바와 같이, 이 광학유닛 (50) 은, CD 용의 레이저광 (파장 780 ㎚ 대) 을 출사하는 광원 (46) 과, CD (도시안함) 에서 반사된 레이저광을 수광하는 수광부재 (47) 와, 광원 (46) 과 수광부재 (47) 를 갖는 기판부 (48a) 와, 광원 (46) 과 수광부재 (47) 를 포함하도록 기판부 (48a) 에 장착 고정된 측벽부 (48b) 와, 측벽부 (48b) 의 개구창인 출사부 (48d) 와, 출사부 (48d) 를 덮듯이 접합된 유리 등의 광투과성의 복합광학부재 (49) 로 구성되어 있다.
광원 (46) 은 복합광학부재 (49) 와 대향하도록 기판부 (48a) 상에 고착되어 있고, 수광부재 (47) 는 광원 (46) 과 접근시켜 기판부 (48a) 의 표면에 형성되어 있다. 복합광학부재 (49) 상단면에 형성된 회절격자 (49a) 는, 광원 (46) 에서 출사되어 CD 에서 반사된 복귀광을 회절하여 수광부재 (47) 의 소정의 위치로 유도하도록 되어 있다. 또한, 3 빔법에 의한 트래킹제어를 행하기 위하여, 복합광학부재 (49) 의 하단면에는 회절격자인 빔형성부 (49b) 를 형성해 놓는다.
복합광학부재 (49) 는 도 23 에 나타낸 바와 같이, 기판부 (48a) 와 측벽부 (48b) 로 이루어지는 하우징에 대하여, 광축 (N) 과 직교하는 x 방향 및 y 방향 그리고 광축 둘레의 회전방향인 θ 방향으로 광축이 조정된다. 이들 복합광학부재 (49) 와 하우징과의 광축정합은, 복합광학부재 (49) 를 미세 조정기구가 부착된 지그 (도시안함) 로 유지하고, x 방향, y 방향 및 θ 방향의 미세 조정기구를 조작하여 이루어진다. 광축정합을 종료한 후, 이 복합광학부재 (49) 는 하우징의 출사부 (48d) 에 접착된다.
상기한 종래예에 관계되는 광학유닛 (50) 은, 미세 조정기구를 구비한 지그를 이용하여, 하우징에 대한 복합광학부재 (49) 의 광축정합을 x 방향, y 방향 및 θ방향의 3 방향에 대하여 행하지 않으면 안되고, 게다가 그 조정범위가 미소하다는 점에서, 광축의 조정작업이 매우 어려워 고정밀도의 광학유닛 (50) 을 고능률로 제조하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 하우징에 대한 복합광학부재 (49) 의 광축정합이 종료된 후에 복합광학부재 (49) 를 하우징에 접착할 필요가 있기 때문에, 이런 점에서도 작업공정이 복잡해지는 문제가 있다.
나아가, 종래예에 관계되는 광학유닛 (50) 에는 광원 (46) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형 (整形) 하기 위한 빔 정형부재가 구비되어 있지 않기 때문에, 광디스크에 조사되는 레이저파워의 낭비가 없어지고, 더욱 큰 레이저파워가 요구되는 추가기록형 또는 재기록형의 광디스크를 장착하여 정보를 기록 및 재생하는 광디스크장치에 응용할 수 없다는 문제도 있다. 이 경우, 삼각 프리즘이나 원통형 렌즈 등의 빔 정형부재를 광학유닛 (50) 에 조합하면 이러한 문제를 해소할 수 있으나, 하우징에 대한 이들 빔 정형부재의 조합을 상기 복합광학부재 (49) 와 마찬가지로 미세 조정기구를 구비한 지그를 사용하여 행하면 광학유닛 (50) 의 제조효율이 더욱 저하되므로, 하우징에 대한 빔 정형부재의 장착구조의 개선이 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 기술적 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 하우징에 대한 빔 정형부재의 장착을 용이하고 고정밀도로 행할 수 있는 복합광학유닛을 제공하는 데 있다.
도 1 은 제 1 실시형태예에 관계되는 광픽업장치 (100) 를 나타낸 설명도.
도 2 는 제 1 실시형태예에 관계되는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 일부를 단면으로 한 사시도.
도 3 은 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 정면도.
도 4 는 도 3 의 좌측면도.
도 5 는 도 3 의 우측면도.
도 6 은 도 3 의 방향 (6) 에서 바라본 도면.
도 7 은 제 1 실시형태예에 관계되는 빔 정형부재 (109) 의 평면도.
도 8 은 도 7 의 8-8 선을 따른 단면도.
도 9 는 제 1 실시형태예에 관계되는 하우징 (106) 의 평면도.
도 10 은 도 9 의 10-10을 따른 단면도.
도 11 은 도 9 의 좌측면도.
도 12 는 도 9 의 우측면도.
도 13 은 도 10 의 방향 (13) 에서 바라본 도면.
도 14 는 도 1 에서의 14-14 선을 따른 일부 단면도.
도 15 는 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 기능 설명도.
도 16 은 제 2 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛의 일부 단면도.
도 17 은 제 2 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛에 구비된 빔 정형부재 (109) 의 단면도.
도 18 은 제 3 실시형태예에 관계되는 광픽업장치 (100) 를 나타낸 설명도.
도 19 는 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 정면도.
도 20 은 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 기능 설명도.
도 21 은 제 4 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛의 일부 단면도.
도 22 는 종래의 광학유닛 (50) 의 일부 단면도.
도 23 은 종래의 광학유닛 (50) 의 일부 분해 사시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 광픽업장치 101 : 복합광학유닛
102 : 2 파장 레이저 다이오드 (발광부재) 103a, 103b : 광원
104 : 수광(受光)부재 104a : 수광소자
105 : 복합광학부재 105a : 입사면 (빔 정형수단)
105b : 출사면 105d : 반사면
105f : 제 1 회절격자 105g : 제 2 회절격자
105h : 3 빔용 회절격자 105j' : 원주(圓柱)면 (규제면)
105k' : 돌기부 105m : 위치규제돌기부
105p : 복귀광 출사면 105s : 공간부
106 : 하우징 106c : 수용실
106c' : 막다른면 (위치결정부) 106d : 위치규제홈
106d' : 안내홈 106f : 입출사구
106j : 제 1 규제받이부(규제수면)
106k : 제 2 규제받이부(규제수면)
106m : 단차부 109 : 빔 정형부재
109a : 빔 정형부 109b : 플랜지부
109c : 규제돌출부 109d : 고정용 돌기
200 : 대물렌즈 300 : 반사거울
400 : 콜리메이트 렌즈 500 : 캐리지 (픽업보디)
이하에서, 본 발명에 관계되는 복합광학부재 및 이것을 구비한 복합광학유닛의 제 1 실시형태예를 도 1 내지 도 15 를 사용하여 설명하기로 한다.
도 1 은, 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛을 구비한 광픽업장치의 구성도, 도 2 는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 일부를 단면으로 한 사시도, 도 3 은 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 정면도, 도 4 는 도 3 의 좌측면도, 도 5 는 도 3 의 우측면도, 도 6 은 도 3 의 화살표 (6) 방향에서 바라본 도면, 도 7 은 제 1 실시형태예에 관계되는 빔 정형부재 (109) 의 평면도, 도 8 은 도 7 의 8-8 선을 따른 단면도, 도 9 는 하우징 (106) 의 평면도, 도 10 은 도 9 의 10-10 선을 따른 단면도, 도 11 은 도 10 의 좌측면도, 도 12 는 도 10 의 우측면도, 도 13 은 도 10 의 화살표 (13) 방향에서 바라본 도면, 도 14 는 도 1 에서의 14-14 선을 따른 일부 단면도, 도 15 는 복합광학부재 (105) 의 기능을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 광픽업장치 (100) 는 주로 픽업 보디 즉 캐리지 (500) 와, 이 캐리지 (500) 내에 설치된 복합광학부재 (101) 와, 평판형상의 반사거울 (300) 과, 콜리메이트 렌즈 (400) 와, 대물렌즈 (200) 로 구성되어 있고, 복합광학부재 (101) 에는 빔 정형부재 (109) 가 구비되어 있다.
광픽업장치 (100) 는 광디스크, 예를 들어 CD (61) 혹은 DVD (디지털·다기능·디스크 또는 디지털·비디오·디스크: 62) 에 대면 배치되어 있고, CD (61, DVD (62)) 의 반경방향인 트래킹 (T) 방향에 대물렌즈 (200) 가 가동 지지되어 있다. 또한, 대물렌즈 (200) 는 CD (61) 및 DVD (62) 의 쌍방에 대응할 수 있도록 구성된 것이다.
복합광학유닛 (101) 은 레이저광을 광디스크에 조사하고, 광디스크에서 나온 반사광 (복귀광) 을 수광함으로써 광디스크에 기록된 정보를 재생하거나, 또는 광디스크에 대하여 정보를 기록하기 위하여 사용되는 수광(受光)발광(發光) 일체형 광학소자로서, 도 1 에 나타낸 바와 같이 주로 발광부재인 2 파장 레이저 다이오드 (102) 와, 수광소자 (104a) 를 내장한 수광부재 (104) 와, 복합광학부재 (105) 와, 빔 정형부재 (109) 와, 프린트기판 (107) 과, 이들 부재가 장착 고정되는 하우징 (106) 으로 구성되어 있다.
2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 도 2 에 나타낸 바와 같이, 원판형상의 기판부 (102a) 와, 기판부 (102a) 의 일방의 평면부 (102a') 에서 돌출 형성된 직육면체형상의 베이스 (102b) 와, 베이스 (102b) 의 측벽면에 위치결정되어 고착된 레이저칩 (103) 과, 베이스 (102b) 를 포함하도록 평면부 (102a') 에 장착 고정되어 통형상의 동체부 (102c) 와 개구부 (102d') 를 형성한 상판 (103d) 으로 이루어지는 캡부 (102e) 와, 개구부 (102d') 를 캡부 (102e) 의 내측에서 가리도록 고착된 투명한 원판형상의 유리판 (102f) 으로 이루어지고, 기판부 (102a) 와 캡부 (102e) 와 유리판 (102f) 으로 구성되는 밀폐된 공간 내에 레이저칩 (103) 이 배치되어 있다. 이 레이저칩 (103) 에는 DVD 용의 단파장 (파장 650 ㎚ 대) 의 레이저광 (103a') 을 출사하는 광원 (103a) 과, CD 용의 장파장 (파장 780 ㎚ 대) 의 레이저광 (103b') 을 출사하는 광원 (103b) 이 미소한 간격 (D) 으로 형성되어 있다. 또한 본 실시형태예에서는 간격 (D) 을 120 ㎛ 로 설정하고 있다. 또한 DVD 용의 650 ㎛ 대는, 구체적으로는 635 ㎛ 또는 650 ㎛ 가 DVD 규격으로서 채용되고 있다.
또한, 광원 (103a, 103b) 에서 각각 출사되는 레이저광 (103a', 103b') 은, 기판부 (102a) 의 일방의 평면 (102a') 과 직교하는 방향으로 서로 평행하도록 개구부 (102d') 를 통하여 출사된다. 또한, 레이저광 (103a', 103b') 의 출사위치는 레이저칩 (103) 의 선단면 (103': 평면부 (102a') 와 평행이 되도록 배치되어 있슴) 의 동일 평면상으로 되도록 구성되어 있다. 또한, 기판부 (102a) 의 일방의 평면부 (102a') 와는 반대측의 타방의 평면부에서는 복수의 외부접속단자 (102g: 도 1 참조) 가 돌출 형성되어 있고, 이 외부접속단자 (102g) 를 통하여 레이저칩 (103) 으로의 구동전류가 공급되거나 한다.
또한, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 제작하는 공정에서는, 2 개의 광원 (103a, 103b) 을 구비한 레이저칩 (103) 은, 소정의 기판면상에 반도체 프로세스와 유사한 프로세스에 의하여 가공되므로, 각 광원 (103a, 103b) 간의 간격 (D) 은 용이하게 소정의 값으로 고정밀도로 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 그래서 분리형 (discrete) 부품으로서 대량 생산도 가능해지므로 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 비용도 저렴하게 할 수 있다.
수광부재 (104) 는 도 1 에 나타낸 바와 같이, 수광소자 (104a) 를 내장하고, 당해 수광소자 (104a) 의 수광면측에 수광창 (104b') 이 형성된 패키지 (104b) 와, 패키지 (104b) 에서 양측에 돌출 형성된 외부접촉단자 (104c) 로 구성되고, 수광소자 (104a) 에 대한 전원전압의 공급과, 수광소자 (104a) 에서 광전(光電) 변환(變換)된 신호의 외부로의 출력을 외부접속단자 (104c) 를 통하여 이루어지도록 되어 있다.
도 3 내지 도 6 에 나타낸 복합광학부재 (105) 는 투명도가 높은 수지재료의 성형체로 이루어지고, 광축 (N) 방향의 양단면이 평행하게 형성된 거의 원추형상의 기체부 (105c) 와, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 입사면 (105a) 과, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 디스크를 향하여 출사되는 출사면 (105b) 과, 광디스크에서 나온 복귀광을 상기 수광소자 (104a) 로 유도하는 반사면 (105d) 이 일체로 형성되어 있다. 또한 본 실시 3 형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 에서는, 기체부 (105c) 의 양단면이 각각 레이저광의 입사면 (105a) 및 출사면 (105b) 으로 되어 있고, 광디스크에서 나온 복귀광의 입사면은 상기 출사면 (105b) 과 겸용으로 되어 있어, 광디스크에서 나온 복귀광이 상기 출사면 (105b) 으로 입사되는 구성으로 되어 있다.
상기 입사면 (105a) 에는 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 회절시켜, CD 에 조사되는 트래킹제어용 및 데이터재생용의 3 빔을 생성하기 위한 3 빔 생성용 회절격자 (105h) 가 형성되고, 출사면 (105b) 의 중앙부에는 도 6 및 도 8 에 나타낸 바와 같이, 광디스크에서 나온 복귀광을 반사면 (105d) 으로 유도하기 위한 사각형상의 제 1 회절격자 (105f) 가 형성되어 있다.
반사면 (105d) 은 복합광학부재 (105) 의 양단면에 대하여 경사진 경사면으로 되어 있고, 당해 반사면 (105d) 의 표면에는 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 복귀광의 경로를 보정하기 위한 반사형의 제 2 의 회절격자 (105g) 가 형성되어 있다. 이 반사면 (105d) 에서 반사된 복귀광의 투과경로에는, 평탄면 (105n) 이 기체부 (105c) 의 둘레면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한 이 평탄면 (105n) 의 테두리부에서는, 도 6 에 나타낸 바와 같이 비점수차(非点收差)법에 의한 포커스제어를 행하기 위한 실린더면 (105i) 이 광축 (N) 과 소정의 각도를 이루는 홈형상으로 형성되어 있고, 당해 실린더면 (105j) 의 내벽이 복귀광 출사면 (105p) 으로 되어 있다.
또한 본 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 에서는, 상기 제 1 및 제 2 의 회절격자 (105f, 105g) 및 3 빔용 회절격자 (105h) 가 상기 입사면 (105a), 출사면 (105b), 기체부 (105c), 반사면 (105d) 및 실린더면 (105i) 과 함께 성형형을 사용하여 일체로 성형되어 있다. 이들 각 회절격자 (105f, 105g, 105h) 의 기능에 대해서는 이후 상세히 설명하기로 한다.
기체부 (105c) 는, 입사면 (105a) 측에서 출사면 (105b) 측으로 감에 따라서 순차적으로 직경이 작아지는 거의 원추형으로 형성되어 있고, 당해 기체부 (105c) 의 전단부에는 원주(圓柱)형상부 (105j) 가 형성되어 있어, 그 원주면 (105j') 이 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 제 1 규제부로 되어 있다.
당해 기체부 (105c) 의 후단측, 즉 입사면 (105a) 및 반사면 (105d) 의 형성부측의 바깥둘레면 에는 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 반원주형상의 외면을 갖는 4 개의 돌기부 (105k') 가 둘레방향으로 거의 균등하게 배치되어 형성되어 있고, 이들 각 돌기부 (105k') 의 정상면이 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 제 2 규제부로 되어 있다. 또한, 당해 기체부 (105c) 의 후단면 (상기 입사면 (105a) 의 일부 및 상기 반사면 (105d) 의 일부를 포함함) 에는, 도 3, 도 4 및 도 15 에 나타낸 바와 같이, 상기 각 돌기부 (105k') 와 대향되는 부분에, 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 압입력을 완충하기 위한 공간부 (105s) 가 소정의 깊이로 스폿 페이싱 형성되어 있다. 게다가, 기체부 (105c) 의 중앙부에는 도 3 내지 도 6 에 나타낸 바와 같이, 원주형상의 위치규제돌기부 (105m) 가 하향으로 돌출 형성되어 있고, 그 바깥둘레면이 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 제 3 규제부로 되어 있다.
또한, 본 실시형태예의 복합광학부재 (105) 는, 출사면 (105b) 과 복귀광 입사면을 동일 면으로 하였으나, 출사면과 복귀광 입사면을 별개로 형성하고, 이 복귀광 입사면에 제 1 회절격자를 형성하도록 해도 된다.
도 7 및 도 8 에 나타낸 빔 정형부재 (109) 는, 투명도가 높은 수지재료의 성형체로 이루어지고, 빔 정형부 (109a) 와, 당해 빔 정형부 (109a) 에서 바깥방향으로 펼쳐진 원반형상의 플랜지부 (109b) 와, 당해 플랜지부 (109b) 의 바깥둘레면에서 돌출된 핀형상의 규제돌출부 (109c) 와, 당해 플랜지부 (109b) 의 바깥둘레면에 거의 등간격으로 돌출 형성된 3 개의 반원주형상의 고정용 돌기 (109d) 가 일체로 형성되어 있다. 빔 정형부 (109a) 에는 도 8 에 나타낸 바와 같이, 편면 (109a") 이 평면형상으로 형성되고, 그 대향면 (렌즈면: 109a') 이 실린더형상의 오목면에 형성된 원통형 렌즈가 형성되어 있다. 이 빔 정형부 (109a) 는 도 7 에 나타낸 바와 같이, 플랜지부 (109b) 의 중심부에 형성된다. 상기 고정용 돌기 (109d) 는, 플랜지부 (109b) 의 두께방향으로 각각 평행하게 형성되어 있고, 그 정부가 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 제 1 규제부로 되어 있다. 또한 규제돌출부 (109c) 는 도 7 에 나타낸 바와 같이, 실린더면 (109a') 의 곡률중심축 S-S 에 대하여 수직으로 형성되어 있고, 둘레면이 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 제 2 규제부로 되어 있다.
상기 빔 정형부재 (109) 는 도 1 에 나타낸 바와 같이, 실린더면 (109a') 을 2 파장 레이저 다이오드 (102) 측을 향하여 하우징 (106) 내에 장착하고, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형한다. 즉, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상은 타원형으로 되어 있기 때문에, 그 긴 직경방향을 상기 곡률중심축 S-S 와 평행으로 향하여 빔 정형부 (원통형 렌즈: 109a) 에 레이저광을 입사함으로써, 레이저광의 짧은 직경방향을 확대하여 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
도 9 ∼ 도 13 에 나타낸 하우징 (106) 은 알루미늄 다이캐스트제의 블록으로 이루어지고, 주로 통형상 동체부 (106a) 와, 이 통형상 동체부 (106a) 의 양단부에서 각각 외부방향으로 돌출 형성된 장착부 (106h, 106i) 로 이루어진다. 이들 장착부 (106h, 106i) 에는 사각형상의 장착면 (106h', 106i') 이 각각 형성되어 있다.
도 10 에 나타낸 바와 같이, 통형상 동체부 (106g) 의 좌단부의 내면에는, 도 2 에 나타낸 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 수납하기 위한 수용실 (106a) 이형성되고, 이에 계속되는 좌단면에는, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 위치 결정하여 장착하기 위한 장착구멍 (106b) 이 스폿 페이싱 형성되어 있다. 또한, 통형상 동체부 (106g) 의 거의 중앙부의 내면에는, 도 7 및 도 8 에 나타낸 빔 정형부재 (109) 를 위치결정하여 장착하기 위한 단차부 (106m) 가 스폿 페이싱 형성되어 있다. 그리고, 통형상 동체부 (106g) 의 우단부의 내면에는, 도 3 내지 도 6 에 나타낸 복합광학부재 (105) 를 수납하기 위한 수용실 (106c) 이 형성되고, 그 양단측에는 상기 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 1 규제부 (원주면 (105j')) 를 삽입하는 제 1 규제받이부 (106j) 와, 상기 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 2 규제부 (돌기부 (105k')) 를 삽입하는 제 2 규제받이부 (106k) 가 각각 형성되어 있다. 이들 각 수납실 (106a, 106c) 및 단차부 (106m) 는, 중심축 (N') 에 대하여 동심으로 형성된다.
상기 단차부 (106m) 는 빔 정형부재 (109) 의 플랜지부 (109b) 를 대었을 때, 빔 정형부 (109a) 를 2 파장 레이저 다이오드 (102) 및 복합광학부재 (105) 간의 소정 위치에 설정하는 위치에 형성된다. 또한, 상기 단차부 (106m) 의 빔 정형부재 설정측의 직경은 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 제 1 규제부인 고정용 돌기 (109d) 의 선단을 외접하는 외접원의 직경보다도 조금 작은 직경으로 형성되어 있고, 빔 정형부재 (109) 의 압입에 의하여 고정시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 복합광학부재 (105) 를 수납하기 위한 수용실 (106c) 은 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 수납하기 위한 수납부 (106k) 측의 직경이 크고, 장착면 (106i') 측으로 감에 따라서 순차적으로 직경이 작아지는 원추면 형상으로 형성되어 있다. 또한 제 1 규제받이부 (106j) 의 직경은, 복합광학부재 (105: 도 3 참조) 의 원주형상부 (105j: 직경 D1) 를 고정밀도로 끼워맞춤할 수 있는 수치로 설정하고, 제 2 규제받이부 (106k) 의 직경은, 복합광학부재 (105) 의 후단부 (105k) 에 형성된 각 돌기부 (105k') 의 선단을 외접하는 외접원의 직경 (D2: 도 4참조) 보다도 약간 작은 직경으로 형성되어 있고, 복합광학부재 (105) 를 압입함으로써 고정시킬 수 있게 되어 있다.
상기 수용실 (106c) 의 전단부에는 복합광학부재 (105) 를 중심축 (N') 방향으로 위치결정하기 위한 위치결정부 즉 막다른면 (106c') 이 형성되어 있다. 이 막다른면 (106c') 에는 원형의 개구부 (106f) 가 개설되어 있고, 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 가 전방으로 노출되도록 되어 있다.
나아가, 상기 통형상 동체부 (106g) 에는, 도 10 및 도 13 에 나타낸 바와 같이 상기 수용실 (106a, 106c) 및 단차부 (106m) 에 관통하는 U 자 구멍형상의 위치규제홈 (106d) 과, 당해 위치규제홈 (106d) 의 후방단에 연접되어 상기 수용실 (106a) 의 후방단에 관통하는 부채형상의 안내홈 (106d') 이 형성되어 있다. 상기 위치규제홈 (106d) 의 홈폭은, 상기 빔 정형부재 (109) 에 돌출 형성된 규제돌출부 (109C) 의 외주면 및 복합광학부재 (105) 에 돌출 형성된 위치규제돌출부 (105m) 의 바깥둘레면이 고정밀도로 끼워맞춤할 수 있는 소정의 수치로 설정된다. 또한, 당해 수납부 (106g) 의 상기 위치규제홈 (106d) 에 임하는 부분에는, 수광부재 (104) 를 배치하기 위한 배치면 (106e) 이 형성되어 있다. 이 배치면 (106e)은, 도 1 에 나타낸 바와 같이 상기 장착부 (106h, 106i) 의 장착면 (106h', 106i') 에 수광부재 (104) 가 전기적으로 접속된 프린트기판 (107) 을 장착했을 때, 수광부재 (104) 가 하우징 (106) 과 간섭하지 않도록 상기 각 장착면 (106h', 106i') 과의 사이에 소요되는 단차로 형성된다.
또한, 하우징 (106) 에 사용되는 블록은 알루미늄다이캐스트뿐만 아니라, 아연다이캐스트, 마그네슘합금, 또는 다른 금속 등으로 구성되도록 해도 된다.
이하, 도 1 을 참조하여 하우징 (106) 에 대한 2 파장 레이저 다이오드 (102), 수광부재 (104), 복합광학부재 (105) 및 빔 정형부재 (109) 의 조립방법에 대하여 설명하기로 한다.
복합광학부재 (105) 는 위치규제돌기부 (105m) 를 하우징 (106) 에 형성한 안내홈 (106d') 의 개구부에 합치시킨 상태에서, 하우징 (106) 의 장착구멍 (106b) 으로부터 삽입되고, 도시하지 않은 소요되는 지그로 입사면 (105a) 의 회절격자 (105h) 를 제외한 면을 균일하게 압압함으로써, 그 기체부 (105c) 가 수용실 (106c) 내에 끼워 넣어진다. 그리고 출사면 (105b) 의 외연부가 하우징 (106) 의 수용실 (106C) 에 형성된 막다른면 (106c') 에 맞닿은 단계에서' 하우징 (106) 에 대한 중심축 (N') 방향의 위치결정이 이루어진다.
이때, 기체부 (105c) 에 형성된 원주형상부 (105j) 가 수용실 (106c) 의 제 1 규제받이부 (106j) 에 끼워맞춤되므로, 기체부 (105c) 의 원주형상부 (105j) 의 원주면 (105j': 규제면, 도 3 참조) 이 제 1 규제받이부 (106j) 에 맞닿고, 기체부 (105c) 의 전단부에 있어서의 광축 (N) 과 직교하는 방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어진다. 또한, 이와 동시에 기체부 (105c) 의 후단부 (105k) 가 수용실 (106c) 에 형성된 제 2 규제받이부 (106k) 에 압입된다. 이때 도 15 에 나타낸 바와 같이 후단부 (105k) 의 바깥둘레면에 형성된 각 돌기부 (105k') 가 각각 균일하게 눌려진 상태가 되어, 각 돌기부 (105k') 의 선단면 (규제면) 이 제 2 규제받이부 (106k) 에 맞닿고, 기체부 (105c) 의 후단부 (105k) 에서의 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어짐과 동시에, 복합광학부재 (105) 의 수용실 (106c) 에서 빠지는 것이 방지된다. 나아가, 복합광학부재 (105) 를 하우징 (106) 에 형성된 수용실 (106c) 에 끼워 넣음으로써, 복합광학부재 (105) 에 형성된 위치규제돌기부 (105m) 가 하우징 (106) 에 형성된 안내홈 (106d') 으로 안내되어 위치규제홈 (106d) 에 끼워 넣어지므로, 중심축 (N') 주위의 회전방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어진다.
이렇게 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은, 복합광학부재 (105) 를 하우징 (106) 에 끼워 넣는 것만으로, 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 중심축 (N') 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 주위의 회전방향의 위치규제를 행할 수 있기 때문에, 복합광학유닛 (101) 의 조립을 용이하고도 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은 복합광학부재 (105) 에 있어서의 돌기부 (105k') 의 형성부와 대응하는 부분에 공간부 (105s) 를 스폿 페이싱 형성했기 때문에, 각 돌기부 (105k') 의 선단면 (규제면) 을 제 2 규제받이부 (106k) 에 맞닿았을 때, 각 돌기부 (105k') 의 형성부가 공간부 (105s) 측에 탄성 변형됨으로써 그 압입력이 완화되고, 필요 이상의 압입력이 복합광학부재 (105) 에 작용하는 것을 방지할 수 있고, 광학기능부의 왜곡, 특히 제 2 의 회절격자 (105g) 및 3 빔용 회절격자 (105h) 의 왜곡을 방지할 수 있다.
빔 정형부재 (109) 는 플랜지부 (109b) 의 바깥둘레면에 돌출된 핀형상의 규제돌출부 (109c) 를 하우징 (106) 에 형성된 안내홈 (106d') 의 개구부에 합치시킨 상태에서 하우징 (106) 의 장착구멍 (106b) 에서 삽입되고, 도시하지 않은 소요되는 지그로 플랜지부 (109b) 의 편면을 균일하게 압압함으로써, 하우징 (106) 의 거의 중앙부 내면에 형성된 단차부 (106m) 에 끼워 넣어진다. 그리고, 플랜지부 (109b) 의 압압측과는 반대면이 단차부 (106m) 에 맞닿은 단계에서 하우징 (106) 에 대한 중심축 (N') 방향의 위치결정이 이루어진다.
또한 이와 동시에, 플랜지부 (109b) 의 바깥둘레면에 형성된 3 개의 반원주형상의 고정용 돌기 (109d) 의 정상부 (제 1 규제부) 가 하우징 (106) 의 내면에 압입되므로, 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어짐과 동시에 빔 정형부재 (109) 의 단차부 (106m) 에서 빠지는 것이 방지된다. 나아가, 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 삽입동작에 따라서, 플랜지부 (109b) 의 바깥둘레면에 돌출된 규제돌출부 (109c: 제 2 규제부) 가 하우징 (106) 에 형성된 안내홈 (106d') 으로 안내되어 위치규제홈 (106d) 에 끼워 넣어지므로, 중심축 (N') 주위의 회전방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어진다.
이렇게, 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은, 빔 정형부재 (109) 를 하우징 (106) 에 끼워 넣는 것만으로 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 중심축 (N') 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 주위의 회전방향의 위치규제를 행할 수 있기 때문에 복합광학유닛 (101) 의 조립을 용이하고도 고정밀도로 행할 수 있다.
2 파장 레이저 다이오드 (102) 는, 그 캡부 (102e: 도 2 참조) 를 하우징 (106) 의 수용실 (106a) 내에 삽입하고, 기체부 (102a) 를 하우징 (106) 에 형성된 장착구멍 (106b) 에 끼워 넣음으로써 하우징 (106) 에 고정된다. 이로써, 도 15 에 나타낸 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 광축 (N) 을 하우징 (6) 의 중심축 (N') 에 자동적으로 합치시킬 수 있고, 빔 정형부 (109a) 의 중심에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 입사시킬 수 있기 때문에 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
수광부재 (104) 는 도 1 및 도 15 에 나타낸 바와 같이, 프린트기판 (107) 을 통하여 하우징 (106) 에 장착된다. 프린트기판 (107) 에 대한 당해 수광부재 (104) 의 장착은 패키지 (104b) 의 수광창 (104b') 측을 프린트기판 (107) 에 형성한 관통구멍 (107a) 에 삽입 관통시키고, 외부접속단자 (104c) 를 프린트기판 (107) 면에 형성된 랜드 (비표시) 에 납땜하여 이루어진다. 또한 필요에 따라서, 패키지 (104b) 를 프린트기판 (107) 또는 하우징 (106) 에 접착제 등으로 고착시켜 보강해도 된다. 그리고, 수광부재 (104) 가 고정된 프린트기판 (107) 은 수광창 (104b') 이 하우징 (106) 에 형성된 위치규제홈 (106d) 에 대면하도록 배치된 상태에서, 장착부 (106h, 106i) 의 각 장착면 (106h', 106i') 에 놓이고 나사 (108) 로 체결 고정되어 하우징 (106) 에 고정된다. 또한 수광부재 (104) 를 탑재한 프린트기판 (107) 은, 미리 소정의 기준광학계에 의하여 광원 (103a, 103b) 에서 출사되는 레이저광 (103a', 103b') 에 대한 광디스크에서 나온 복귀광이 제 1 및 제 2 의 회절격자 (105f 와 105g) 로 회절되었을 때, 수광소자 (104a) 의 소정위치 (P) 에 최적으로 유도되도록 조정된 후 장착면 (106h', 106i') 에 고정된다.
다음으로, 광픽업장치 (100) 에 의한 DVD (62) 와 CD (61) 의 재생동작에 대하여 설명한다.
전술한 구성에 있어서, DVD (62) 를 재생할 때에는 도 1 에 나타낸 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 광원 (103a) 에서 출사된 레이저광 (103a') 은, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 에 형성한 3 빔용 회절격자 (105h) 를 투과하여 3 빔으로 변환된 후, 제 1 회절격자 (105f) 를 투과하여 출사면 (105b) 에서 출사된다.
그리고, 그 레이저광 (103a') 은 레이저광 (103a') 의 진행방향과 45 도가 되도록 경사지게 배치된 반사거울 (300) 에 의하여 90 도 만큼 그 각도를 편향하여 반사거울 (300) 의 상방에 배치한 콜리메이트 렌즈 (400) 에 입사된다. 그리고, 이 콜리메이트 렌즈 (400) 에서 거의 평행광이 된 레이저광 (103a') 은 대물렌즈 (200) 에 입사되고, 대물렌즈 (200) 의 집광작용에 의하여 DVD (62) 의 정보기록면에 결상된다.
DVD (62) 에서 반사된 레이저광 (복귀광: 103a') 은 다시 대물렌즈 (200), 콜리메이트 렌즈 (400) 를 투과하고, 반사거울 (300) 에서 반사된 후 도 1 에 나타낸 복귀광입사면 즉 출사면 (105b) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 에 입사되고, 소정의 회절각도로 회절된 1 차 회절광인 복귀광 (103a'-2) 이 된다. 복귀광 (103a'-2) 은 다시 복합광학부재 (105) 에 형성된 반사광 반사면 (105d) 에서 반사되어 실린더면 (105i) 에 입사되고 복귀광 출사면 (105p) 에서 출사된다. 그리고, 출사된 복귀광 (103a'-2) 은 위치규제홈 (106d: 도 8, 도 11 참조) 을 통과하여, 수광부재 (104) 의 수광소자 (104a) 에서의 수광위치 (P) 에 입사된다.
이때, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103a'-2) 은 광전 변환됨으로써 DVD (62) 의 정보기록면의 신호에 따른 전류출력이 전압신호로 변환됨으로써 재생신호가 생성되어 수광부재 (104) 의 외부접속단자 (104b) 로부터 출력되고, 프린트기판 (107) 을 통과하여 외부로 전달된다. 또한, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103a'-2) 의 일부는 포커스 및 트래킹제어를 위하여 사용된다.
한편 CD (61) 를 재생할 때에는, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 광원 (103b) 에서 출사된 레이저광 (103b') 은 도 1 에 나타낸 바와 같이, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 에 형성된 3 빔용 회절격자 (105h) 를 투과하여 3 빔으로 변환된 후, 제 1 회절격자 (105f) 를 투과하여 출사면 (105b) 에서 출사된다. 그리고, 이 레이저광 (103b') 은 DVD (62) 의 경우와 동일하게 대물렌즈 (200) 로 유도되고, 대물렌즈 (200) 의 집광작용에 의하여 CD (61) 의 정보기록면에 결상(結像)된다.
그리고, CD (61) 에서 반사된 복귀광 (103b') 은 다시 대물렌즈 (200), 콜리메이트 렌즈 (400) 를 투과하여 반사거울 (300) 에서 반사된 후, 제 1 회절격자 (105f) 에 입사되고, 소정의 회절각도로 회절된 1 차 회절광인 복귀광 (103b'-2) 이 된다. 복귀광 (103b'-2) 은 다시 복합광학부재 (105) 에 형성된 복귀광 반사면 (105b") 에 의하여 반사되어 실린더면 (105i) 에 입사된다. 실린더면 (105i) 에 있어서 복귀광 (103b'-2) 은, 포커스제어를 위한 비점 수차가 주어져 복귀광 출사면 (105p) 을 출사하고 위치규제홈 (106d: 도 10, 도 13 참조) 을 통과하여 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 에서 수광된다. 이때, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103b'-2) 은 광전 변환됨으로써 CD (61) 의 정보기록면의 신호에 따른 전류출력이 전압신호로 변환됨으로써 재생신호가 생성되어 수광부재 (104) 의 외부접속단자 (104b) 로부터 출력되고, 프린트기판 (107) 을 통하여 외부로 전달된다. 또한, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103b'-2) 의 일부는 비점 수차법에 의한 포커스제어, 및 3 빔법에 의한 트래킹제어를 위하여 사용된다.
또한 광픽업장치 (100) 에 있어서, 출사면 (105b) 에서 출사된 레이저광 (103a', 103b') 의 광속의 직경을 규제하는 파장필터 등을 출사면 (105b) 과 대물렌즈 (200) 간의 광로에 형성하도록 해도 된다.
다음으로, 복합광학부재 (105) 에 구비된 각 회절격자 (105f, 105g, 105h) 의 기능에 대하여 설명하기로 한다.
도 15 에 나타낸 바와 같이, 복합광학부재 (105) 의 출사면 (105b) 에서 출사된 레이저광 (103a', 103b') 에 대한 각각의 DVD (62) 및 CD (61) 에서 나온 복귀광은 출사면 (105b) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 에서 회절되어 각각 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 이 된다. 이때 CD (61) 에 대응하는 복귀광 (103b'-2) 은 DVD (62) 에 대응하는 복귀광 (103a'-2) 보다도 파장이 길기 때문에, 복귀광(103b'-2) 의 회절각도는 복귀광 (103a'-2) 의 회절각도보다도 크게 되어 있다 (회절격자에서는 파장이 길수록 회절각도가 커지는 원리를 이용하고 있다).
그리고 이 회절각도의 차를 이용하여, 회절되기 전에 레이저광 (103a', 103b') 의 각각의 광축간 거리가 D 이었던 것을 복귀광 반사면 (105d") 에 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 이 도달할 때에는 양자의 도달위치가 일치하도록 되어 있다.
그러나, 복합광학부재 (105) 의 복귀광 반사면 (105d") 에 있어서, 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 반사시키는 것만으로는, 쌍방의 복귀광의 입사각이 상이하므로 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 에 2 개의 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 일치시켜 향하게 할 수는 없다. 이를 보정하기 위하여 복귀광 반사면 (105d") 에는 제 2 회절격자 (105g) 를 형성하고 있다. 즉, 제 2 회절격자 (105g) 에 입사된 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 다시 파장의 차이에 의한 회절각도의 차를 이용하여 복귀광 반사면 (105d") 에서 반사된 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 의 쌍방의 광축을 일치시키도록 하고 있다.
이렇게 하여, 제 1 회절격자 (105f) 에서 각각 회절된 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 모두 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 로 수광되도록 보정할 수 있고, 2 파장의 광원 (103a, 103b) 을 사용해도 1 개의 수광소자 (104a) 를 가지는 수광부재 (104) 에서 쌍방의 레이저광을 수광할 수 있도록 되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 은, 도 1 에 나타낸 바와 같이 광픽업 (100) 에 장착되는 하우징 (106) 을 가지고, 하우징 (106) 에는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 와 수광부재 (104) 와 복합광학부재 (105) 가 장착 고정되고, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 DVD (62) 용의 단파장레이저를 출사하는 레이저 다이오드 (103a) 와 CD 용의 장파장 레이저를 출사하는 레이저 다이오드 (103b) 를 가지고, 복합광학부재 (105) 는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 광이 입사되는 입사면 (105a) 및 출사되는 출사면 (105b) 과, 출사면 (105b) 에 형성된 광디스크 (D1, D2) 에서 반사된 복귀광을 회절시키는 제 1 회절격자 (105f) 와, 제 1 회절격자 (105f) 에서 회절된 복귀광을 수광부재 (104) 에 반사시기는 반사면 (105d) 을 형성함과 동시에, 반사면 (105d) 에는 파장이 다른 광을 함께 수광부재 (104) 의 수광위치 (P) 에 광축을 일치시켜 결상시키는 제 2 회절격자 (105g) 를 형성하였기 때문에, 1 개의 복합광학유닛 (101) 에서 상이한 2 개의 파장을 사용하는 광픽업장치 (100) 에 대응할 수 있다. 또한 수광부재 (104) 는 1 개로 충분하고, 이 수광부재 (104) 만을 조정하여 위치정합시켜 놓으면 되므로 조정공정에서의 비용을 증가시키지 않는다. 나아가, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 출사면 (105b) 과 광디스크에서 나온 복귀광을 입사하는 복귀광 입사면을 동일 면으로 하였기 때문에, 이 점에서도 구성을 간략화 할 수 있다.
또한, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 기판부 (102a) 와 캡부 (102e) 와 유리판 (102f) 으로 이루어지는 패키지와 기판부 (102a) 에서 돌출 형성된 외부접속단자 (102g) 로 구성되고, 수광부재 (104) 는 수광소자 (104a) 를 내장한 패키지 (104b) 와 이 패키지 (104b) 에 형성된 외부접속단자 (104c) 로 구성된 소위 분리형(discrete) 부품으로서, 각각 단일체로서 저렴하게 제조되는 부재를 사용하여 복합광학유닛 (101) 을 구성하고 있기 때문에 각 부재의 취급도 용이하고, 또한 하우징 (106) 에 대한 조합작업이 용이해져 부재 비용 및 공정비를 저감시킬 수 있다.
또한, 복합광학부재 (105) 를 저렴한 수지재료로 형성함과 동시에, 복합광학부재 (105) 의 성형시에 제 1 및 제 2 회절격자 (105f, 105f) 와, 3 빔용 회절격자 (105h) 와, 실린더면 (105i) 을 동시에 일체 형성하였기 때문에 성형시간도 단축할 수 있고, 복합광학부재 (105) 의 제조비용을 보다 저감시킬 수 있다.
또한, 하우징 (106) 내에 빔 정형부재 (109) 를 구비하였기 때문에, 광디스크에 조사되는 레이저파워의 낭비를 저감시킬 수 있다. 예를 들어 DVD 장치 등의 큰 레이저파워를 필요로 하는 광디스크장치의 광픽업에 적용할 수 있다.
또한, 빔 정형부재 (109) 에는 빔 정형부 (109a) 와, 당해 빔 정형부 (109a) 에서 펼쳐진 플랜지부 (109b) 와, 당해 플랜지부 (109b) 에 형성된 규제돌출부 (109c) 를 형성하고, 하우징 (106) 의 내면에는 상기 플랜지부 (109b) 의 단면이 닿게 되는 단차부 (106m) 와, 상기 규제돌출부 (109c) 를 삽입하는 규제홈 (106e) 을 형성하고, 상기 단차부 (106m) 와 상기 플랜지부 (109b) 의 단면으로 제 1 규제수단을 구성함과 동시에, 상기 규제홈 (106d) 과 상기 규제돌출부 (109c) 로 제 2 규제수단을 구성하였기 때문에, 하우징 (106) 내에 빔 정형부재 (109) 를 압입하는 것만으로 레이저광의 광축에 대한 빔 정형부재 (109) 의 자세를 자동적으로 조정할 수 있고, 하우징 (106) 에 대한 빔 정형부재 (109) 의 조립시에 특별한 위치조정용의 지그를 필요로 하지 않는 점에서, 빔 정형부재 (109) 를 구비한 복합광학부재 (105) 의 조립을 용이하게 할 수 있음과 동시에, 빔 정형부 (109a) 에 하우징 (106) 과 빔 정형부재 (109) 간에 작용하는 조립력이 작용하지 않고, 빔 정형부 (109a) 의 변형이나 변위를 방지할 수 있는 점에서 빔 정형부재 (109) 를 구비한 복합광학유닛 (101) 의 광학적 특성을 우수한 것으로 할 수 있다.
나아가, 본 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛은 빔 정형부재 (109) 로서, 빔 정형부 (109a) 에 원통형 렌즈가 형성된 것을 사용하고, 당해 원통형 렌즈의 중심축과 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사되는 레이저광의 광축을 동축에 배치하여, 원통형 렌즈의 렌즈면에 대하여 레이저광을 수직으로 입사하고, 원통형 렌즈의 중심축 방향으로 빔 정형된 레이저광을 출사하도록 하였기 때문에, 하우징 (106) 의 직경방향 수치를 증가시키지 않고 하우징 (106) 내에 빔 정형부재 (109) 를 구비할 수 있고, 빔 정형부재 (109) 를 구비한 복합광학유닛을 콤팩트하게 구성할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 관계되는 복합광학유닛의 제 2 실시형태예를, 도 16 및 도 17 에 기초하여 설명하기로 한다. 도 16 은 제 2 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 의 단면도이고, 도 17 은 제 2 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 에 구비되는 빔 정형부재 (109) 의 요부확대 단면도이다.
도 16 및 도 17 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은 빔 정형부 (109a) 에 삼각 프리즘이 형성된 빔 정형부재 (109) 를 구비한 것을 특징으로 한다. 빔 정형부 (109a: 삼각 프리즘) 는 도 17 에 나타낸 바와 같이, 레이저빔의 입사면 (109a') 이 중심축 (N') 에 대하여 경사진 경사면으로 형성되고, 레이저광의 출사면 (109a∥) 이 중심축 (N') 에 대하여 수직이 되는 평면으로 형성되어 있어, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 짧은 직경방향을 입사면 (109a') 의 경사방향을 향하여 입사시킴으로써, 출사면 (109a") 에서 출사되는 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기한 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상은 타원형으로 되어 있기 때문에, 그 짧은 직경방향을 입사면 (109a') 의 경사방향을 향하여 입사시킴으로써, 레이저광의 짧은 직경방향을 확대시켜 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
출사면 (109a") 에 대한 입사면 (109a) 의 경사각도 (θ) 는 빔확대율을 m, 복합광학부재 (105) 를 구성하는 수지재료의 굴절율을 n 으로 했을 때,
θ= sin-1{(m2-1)/(n2m2-1)}
로 구할 수 있다. 이 수식에서 일례로 m = 2.5, n = 1.5 로 했을 때, θ = 39.3 이 된다.
본 예의 복합광학유닛 (101) 에 관계되는 하우징 (106) 은, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 빔 정형부재 (109) 를 설정하기 위한 단차부 (106m) 및 복합광학부재 (105) 의 수납실 (106c) 에 대하여 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 수용실 (106a) 이 경사지게 형성되어 있고, 수용실 (106a) 내에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 캡부 (102e) 를 삽입하고, 장착구멍 (106b) 에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 기체부 (102a) 를 끼워 넣음으로써, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을, 빔 정형부 (109a) 의 입사면 (109a') 에 대하여 소요되는 빔 정형효과가 얻어지는 소요되는 입사각도로 입사할 수 있도록 되어 있다.
그 밖의 것에 대해서는, 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 및 빔 정형부재 (109) 와 동일하므로, 대응하는 부분에 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 예의 복합광학유닛 (101) 은, 제 1 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 과 동일한 효과를 가지는 것 이외에, 빔 정형부재 (109) 로서 빔 정형부 (109a) 에 삼각 프리즘이 형성된 것을 사용하여, 당해 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사되는 레이저광의 광축을 경사지게 배치하고, 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 상기 레이저광을 경사지게 입사시키고, 상기 하우징 (106) 의 중심축 방향에 비정형된 레이저광을 출사하도록 하였기 때문에, 하우징 (106) 에 있어서의 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 장착부를 하우징 (106) 에 있어서의 빔 정형부재 (109) 의 장착부 및 복합광학부재 (105) 의 장착부에 대하여 경사지게 할 수 있고, 소요되는 장착부에 대한 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 장착을 용이하게 할 수 있다.
그 밖의 상기 실시형태예에서는, 광학부재로서 파장이 상이한 2 개의 광원 (103a, 103b) 을 가지는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 사용하였으나, 1 개의 광원만을 구비한 발광부재를 사용할 수도 있고, 파장이 상이한 2 개 이상의 광원을 가지는 발광부재를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 제 1 실시형태예에서는, 빔 정형부재 (109) 로서 빔 정형부 (109a) 에 원통형 렌즈가 형성된 것을 사용하고, 상기 제 2 실시형태예에서는 빔 정형부재 (109) 로서 빔 정형부 (109a) 에 삼각 프리즘이 형성된 것을 사용하였으나, 이러한 구성에 대신하여 빔 정형부 (109a) 에 예를 들어 원형 회절격자 등의 다른 빔 정형수단을 구비할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태예를 도 18 ∼ 도 20 및 제 1 실시형태의 도면을 사용하여 설명하기로 한다.
도 18 은 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛을 구비한 광픽업장치 (100) 의 구성도, 도 19 는 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 의 정면도, 도 20 은 복합광학부재 (105) 의 기능을 설명하기 위한 설명도이다.
도 18 에 나타낸 바와 같이, 광픽업장치 (100) 는 주로 픽업보디 즉 캐리지 (500) 와, 이 캐리지 (500) 내에 설치된 복합광학유닛 (101) 과, 평판형상의 반사거울 (300) 과, 콜리메이트 렌즈 (400) 와, 대물렌즈 (200) 로 구성되어 있고, 복합광학유닛 (101) 에는 복합광학부재 (105) 가 구비되어 있다.
광픽업장치 (100) 는 광디스크, 예를 들어 CD (61) 또는 DVD (디지털ㆍ다기능ㆍ디스크 또는 디지털ㆍ비디오ㆍ디스크: 62) 에 대면하여 배치되고, CD (61: DVD (62)) 의 디스크면과 직교하는 방향인 포커싱 (F) 방향 및 CD (61: DVD (62)) 의 반경방향인 트래킹 (T) 방향으로 대물렌즈 (200) 가 가동 지지되어 있다. 또한 대물렌즈 (200) 는 CD (61) 및 DVD (62) 의 쌍방에 대응할 수 있도록 구성된 것이다.
복합광학유닛 (101) 은 레이저광을 광디스크에 조사하고, 광디스크에서 나온 반사광 (복귀광) 을 수광함으로써, 광디스크에 기록된 정보를 재생하거나, 또는 광디스크에 대하여 정보를 기록하기 위하여 사용되는 수광발광 일체형 광학소자로서, 도 18 에 나다낸 바와 같이 주로 발광부재인 2 파장 레이저 다이오드 (102) 와, 수광소자 (104a) 를 내장한 수광부재 (104) 와, 복합광학부재 (105) 와, 프린트기판 (107) 과, 이들 부재가 장착 고정되는 하우징 (106) 으로 구성되어 있다.
2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 제 1 실시형태와 동일하고, 도 2 에 나타낸 바와 같이 원판형상의 기판부 (102a) 와, 기판부 (102a) 의 일방의 평면부 (102a') 에서 돌출 형성된 직육면체형상의 베이스 (102b) 와, 베이스 (102b) 의 측벽면에 위치결정되고 고착된 레이저칩 (103) 과, 베이스 (102b) 를 포함하도록 평면부 (102a') 에 장착 고정되고 통형상의 동체부 (102c) 와 개구부 (102d') 를 형성한 상판 (102d) 으로 이루어지는 캡부 (102e) 와, 개구부 (102d') 를 캡부 (102e) 의 내측에서 가리도록 고착된 투명한 원판형상의 유리판 (102f) 으로 이루어지고, 기판부 (102a) 와 캡부 (102e) 와 유리판 (102f) 으로 구성되는 밀폐된 공간 내에 레이저칩 (103) 이 배치되어 있다. 이 레이저칩 (103) 에는 DVD 용의 단파장 (파장 650 ㎚ 대) 의 레이저광 (103a') 을 출사하는 광원 (103a) 과, CD 용의 장파장 (파장 780 ㎚ 대) 의 레이저광 (103b') 을 출사하는 광원 (103b) 이 미소한 간격 (D) 또한, 본 실시형태예에서는 간격 (D) 을 120 ㎛ 으로 설정하고 있다. 또한, DVD 용의 650 nm 대는 구체적으로는 635 ㎚ 또는 650 ㎚ 가 DVD 규격으로 채용되고 있다.
또한, 광원 (103a, 103b) 에서 각각 출사되는 레이저광 (103a', 103b') 은 기판부 (102a) 의 일방의 평면 (102a') 과 직교하는 방향으로 상호 평행하도록 개구부 (102d') 를 통하여 출사된다. 또한, 레이저광 (103a', 103b') 의 출사위치는 레이저칩 (103) 의 선단면 (103': 평면부 (102a')) 와 평행하도록 배치되어 있슴) 의 동일 평면상이 되도록 구성되어 있다. 또한, 기판부 (102a) 의 일방의 평면부 (102a') 와는 반대측의 타방의 평면부에서 복수의 외부접속단자 (102g: 도 18 참조) 가 돌출 형성되어 있고, 이 외부접속단자 (102g) 를 통하여 레이저칩 (103) 으로 구동전류를 공급하거나 하고 있다.
또한, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 제작하는 공정에서는, 2 개의 광원 (103a, 103b) 을 구비한 레이저칩 (103) 은 소정의 기판면상에 반도체 프로세스와 유사한 프로세스에 의하여 가공되므로, 광원 (103a, 103b) 간의 간격 (D) 은 용이하게 소정의 값으로 고정밀도로 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 그래서 분리형 부품으로서 대량생산도 가능해지므로, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 비용도 저렴하게 할 수 있다.
수광부재 (104) 는 도 18 과 같이 수광소자 (104a) 를 내장하고, 당해 수광소자 (104a) 의 수광면측에 수광창 (104b') 이 형성된 패키지 (104b) 와, 패키지 (104b) 에서 양측에 돌출 형성된 외부접속단자 (104c) 로 이루어지고, 수광소자 (104a) 로의 전원전압의 공급과, 수광소자 (104a) 에서 광전 변환된 신호의 외부로의 출력을, 외부접속단자 (104c) 를 통하여 행하도록 되어 있다.
도 19 에 나타낸 복합광학부재 (105) 는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 투명도가 높은 수지재료의 성형체로 이루어지고, 광축 (N) 방향의 양단면이 평행하게 형성된 거의 원추형상의 기체부 (105c) 와, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 입사면 (105a) 과, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서출사된 레이저광을 광디스크를 향하여 출사하는 출사면 (105b) 과, 광디스크에서 나온 복귀광을 상기 수광소자 (104a) 로 유도하는 반사면 (105d) 이 일체로 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 는 광디스크에서 나온 복귀광의 입사면이 상기 출사면 (105b) 과 겸용되어 있고, 광디스크에서 나온 복귀광이 상기 출사면 (105b) 에 입사되는 구성으로 되어 있다.
입사면 (105a) 은 원통 형상의 오목면에 형성되어 있고, 출사면 (105b) 은 입사면 (105a) 과는 곡률이 상이하며, 또한 곡면의 중심축 방향이 입사면 (105a) 과 평행하게 배치된 원통 형상의 볼록면으로 형성되어 있다. 이들 입사면 (105a) 및 출사면 (105b) 의 곡률은, 입사면 (105a) 의 중심에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 짧은 직경방향을 당해 입사면 (105a) 의 중심축 방향을 향하여 입사된 경우에, 출사면 (105b) 에서 출사되는 레이저광의 스폿 형상이 원형이 되도록 조정된다. 예를 들어, 복합광학부재 (105) 의 양단면의 거리를 4 ㎜ 로 한 경우, 입사면 (105a) 을 초점거리가 2.6 의 오목면으로, 출사면 (105b) 을 초점거리가 6.6 의 볼록면으로 함으로써, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다. 즉, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상은 타원형으로 되어 있기 때문에, 그 짧은 직경방향을 입사면 (105a) 의 중심축 방향을 향하여 입사함으로써, 입사면 (105a) 이 출사면 (105b) 과 평행으로 형성된 복합광학부재의 레이저광 입사측 또는 출사측에 원통형 렌즈를 배치한 경우와 동일하게 출사면 (105b) 에서 출사되는 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
또한, 이 입사면 (105a) 에는 제 1 실시형태의 도 4 에 나타낸 바와 같이, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 회절시켜, CD 에 조사되는 트래킹제어용 및 데이터재생용의 3 빔을 생성하기 위한 3 빔 생성용 회절격자 (105h) 가 형성되어 있다.
출사면 (105b) 의 중앙부에는, 도 5 에 나타낸 바와 같이 광디스크에서 나온 복귀광을 반사면 (105d) 으로 유도하기 위한 사각형상의 제 1 회절격자 (105f) 가 형성되어 있다.
반사면 (105d) 은, 복합광학부재 (105) 의 양단면에 대하여 경사지는 경사면으로 되어 있고, 당해 반사면 (105d) 의 표면에는, 도 4 에 나타낸 바와 같이 복귀광의 경로를 보정하기 위한 반사형의 제 2 회절격자 (105g) 가 형성되어 있다. 이 반사면 (105d) 에서 반사된 복귀광의 투과경로에는, 평탄면 (105n) 이 기체부 (102a) 의 둘레면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 이 평탄면 (105n) 의 테두리부에서는, 도 6 에 나타낸 바와 같이 비점 수차법에 의하여 포커스를 제어하기 위한 실린더면 (105i) 이 광축 (N) 과 소정의 각도 (q) 를 이루는 홈형상으로 형성되어 있고, 당해 실린더면 (105i) 의 내벽이 복귀광 출사면 (105p) 으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태예에 관계되는 복합광학부재 (105) 에서는, 상기 제 1 및 제 2 회절격자 (105f, 105g) 및 빔용 회절격자 (105h) 가 상기 입사면 (105a), 출사면 (105b), 기체부 (105c), 반사면 (105d) 및 실린더면 (105i) 과 함께 성형형 (成形型) 을 사용하여 일체로 성형되어 있다. 이들 각 회절격자 (105f, 105g, 105h) 의 기능에 대해서는 이후 상세히 설명하기로 한다.
기체부 (105c) 는, 입사면 (105a) 측에서 출사면 (105b) 측에 이름에 따라서 순차적으로 직경이 작아지는 거의 원추형으로 형성되어 있고, 당해 기체부 (105c) 의 전단부에는 원주형상부 (105j) 가 형성되어 있어, 그 원주면 (105j') 이 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 제 1 규제부로 되어 있다.
당해 기체부 (105c) 의 후단측, 즉 입사면 (105a) 및 반사면 (105d) 의 형성부측의 바깥둘레면에는 도 4 에 나타낸 바와 같이, 반원주형상의 외면을 갖는 4 개의 돌출부 (105k') 가 둘레방향으로 거의 균등하게 배치되어 형성되어 있고, 이들 각 돌출부 (105k') 의 기둥형상이 하우징 (106) 에 대한 제 2 규제부로 되어 있다. 또한, 당해 기체부 (105c) 의 후단면 (상기 입사면 (105a) 의 일부 및 상기 반사면 (105d) 의 일부를 포함함) 에는, 도 4 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 상기 각 돌출부 (105k') 와 대향되는 부분에, 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 압입력을 완충하기 위한 공간부 (105s) 가 소정의 깊이로 스폿 페이싱 형성되어 있다.
게다가, 기체부 (105c) 의 중앙부에는 도 19 에 나타낸 바와 같이, 원주형상의 위치규제 돌출부 (1051n) 가 하향으로 돌출 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태예의 복합광학부재 (105) 는, 출사면 (105b) 과 복귀광 입사면을 동일 면으로 하였으나, 출사면과 복귀광 입사면을 별개로 형성하고, 이 복귀광 입사면에 제 1 회절격자를 형성하도록 해도 된다.
도 9 ∼ 도 13 에 나타낸 하우징 (106) 은 알루미늄 다이개스트제의 블록으로 이루어지고, 주로 통형상 동체부 (106g) 와, 이 통형상 동체부 (106g) 의 양단부에서 각각 외방으로 돌출 형성된 장착부 (106h, 106i) 로 이루어지고 있다. 이들 장착부 (106h, 106i) 에는 사각형상의 장착부 (106h', 106i') 가 각각 형성되어 있다.
도 10 에 나타낸 바와 같이, 통형상 동체부 (106g) 의 좌단부의 내면에는, 도 2 에 나타낸 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 수납하기 위한 수용실 (106a) 이 형성되고, 이에 이어지는 좌단면에는, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 위치결정하여 장착하기 위한 장착구멍 (106b) 이 스폿 페이싱 되어 있다. 한편 통형상 동체부 (106g) 의 좌단부의 내면에는, 도 19 에 나타낸 복합광학부재 (105) 를 수납하기 위한 수용실 (106c) 이 형성되고, 그 양단측에는 상기 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 1 규제부 (원주면 (105j')) 를 삽입하는 제 1 규제받이부 (106j) 와, 상기 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 2 규제부 (돌출부 (105k')) 를 삽입하는 제 2 규제받이부 (106k) 가 각각 형성되어 있다. 이들 각 수납실 (106a, 106c) 은 중심축 (N') 에 관하여 동심으로 형성된다.
상기 복합광학부재 (105) 를 수납하기 위한 수용실 (106c) 은, 상기 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 수납하기 위한 수납부 (106k) 측의 직경이 크고, 장착면 (106i') 측에 이름에 따라서 순차적으로 직경이 작아지는 원추면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 규제받이부 (106j) 의 직경은, 복합광학부재 (105: 도 19 참조) 의 원주형상부 (105j: 직경 D1) 가 고정밀도로 끼워질 수 있는 수치로 설정되고, 제 2 규제받이부 (106k) 의 직경은 복합광학부재 (105) 의 후단부 (105k) 에 형성된 각 돌출부 (105k') 의 선단을 외접하는 외접원의 직경 (D2: 도 4 참조) 보다도 짧은 직경인 소정의 수치로 설정된다.
상기 수용실 (106c) 의 전단부에는, 복합광학부재 (105) 를 중심축 (N') 방향으로 위치결정하기 위한 위치결정부 즉 막다른면 (106c') 이 형성되어 있다. 이 막다른면 (106c') 에는 원형의 개구부 (106f) 가 개설되어 있고, 복합광학부재 (105) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 가 전방에 노출되도록 되어 있다.
나아가, 상기 통형상 동체부 (106g) 에는, 도 10 및 도 13 에 나타낸 바와 같이 상기 수용실 (106a, 106c) 에 관통되는 U 자 형상의 위치규제홈 (106d) 과, 당해 위치규제홈 (106d) 의 후방단에 연접되고, 상기 수용실 (106a) 의 후방단에 관통되는 부채형의 안내홈 (106d') 이 형성되어 있다. 상기 위치규제홈 (106d) 의 홈폭은 복합광학부재 (105) 에 돌출 형성된 위치규제부 (105m) 의 외경이 고정 밀도로 끼워질 수 있는 소정의 수치로 설정된다. 또한, 당해 수납부 (106g) 의 상기 위치규제홈 (106d) 에 임하는 부분에는, 수광부재 (104) 를 배치하기 위한 배치면 (106e) 이 형성되어 있다. 이 배치면 (106e) 은, 도 18 에 나타낸 바와 같이 상기 장착부 (106h, 106i) 의 장착면 (106h', 106i') 에 수광부재 (104) 가 전기적으로 접속된 프린트기판 (107) 을 장착했을 때, 수광부재 (104) 가 하우징 (106) 과 간섭하지 않도록, 상기 각 장착면 (106h', 106i') 사이에 소요되는 단차로 형성된다.
또한, 하우징 (106) 에 사용되는 블록은 알루미늄 다이캐스트뿐만 아니라, 아연다이캐스트, 마그네슘합금, 또는 다른 금속 등으로 구성되도록 해도 된다.
이하, 도 18 을 참조하여, 하우징 (106) 에 2 파장 레이저 다이오드 (102),수광부재 (104), 및 복합광학부재 (105) 를 조립하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
복합광학부재 (105) 는 위치규제부 (105m) 를 하우징 (106) 에 형성된 안내홈 (106d') 의 개구부에 합치시킨 상태에서, 하우징 (106) 의 장착구멍 (106b) 으로부터 삽입되고, 도시하지 않은 소요되는 지그로 입사면 (105a) 의 회절격자 (105h) 를 제외한 면을 균일하게 압압함으로써, 그 기체부 (105c) 가 수용실 (106c) 에 끼워 넣어진다. 그리고, 출사면 (105b) 의 외연부가 하우징 (106) 의 수용실 (106c) 에 형성된 막다른면 (106c') 에 맞닿은 단계에서, 하우징 (106) 에 대한중심축 (N') 방향의 위치결정이 이루어진다.
이때, 기체부 (105c) 에 형성된 원주형상부 (105j) 가 수용실 (106c) 의 제 1 규제받이부 (106j) 에 끼워지므로, 기체부 (105c) 의 원주형상부 (105j) 의 원주면 (105j': 규제면, 도 19 참조) 이 제 1 규제받이부 (106j) 에 맞닿고, 기체부 (105c) 의 전단부에서의 광축 (N) 과 직교하는 방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어진다. 또한 이와 동시에 기체부 (105c) 의 후단부 (105k) 가 수용실 (106c) 에 형성된 제 2 규제받이부 (106k) 에 압입된다. 이때 도 14 에 나타낸 바와 같이, 후단부 (105k) 의 바깥둘레면에 형성된 각 돌출부 (105k') 가 각각 균일하게 눌려진 상태가 되어, 각 돌출부 (105k') 의 선단면 (규제면) 이 제 2 규제받이부 (105k) 에 맞닿고, 기체부 (105c) 의 후단부 (105k) 에서의 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어짐과 동시에, 복합광학부재 (105) 의 수용실 (106c) 에서 빠지는 것이 방지된다. 또한, 복합광학부재 (105) 를 하우징 (106) 에 형성된 장착구멍 (106b) 에 끼워 넣음으로써, 복합광학부재 (105) 에 형성된 위치규제부 (105m) 가 하우징 (106) 에 형성된 안내홈 (106d') 에 안내되어 위치규제홈 (106d) 에 끼워 넣어지므로, 중심축 (N') 의 회전방향의 위치규제가 고정밀도로 이루어진다.
이렇게, 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은, 복합광학부재 (105) 를 하우징 (106) 에 끼워 넣는 것만으로 하우징 (106) 에 대한 복합광학부재 (105) 의 중심축 (N') 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 과 직교하는 방향의 위치규제와, 중심축 (N') 주위의 회전방향의 위치규제를 행할 수 있기 때문에, 복합광학유닛 (101) 의 조립을 용이하게 또한 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 본 실시형태예의 복합광학유닛 (101) 은 복합광학부재 (105) 에 있어서의 돌출부 (105k') 의 형성부에 대응하는 부분에 공간부 (105s) 를 스폿 페이싱 형성했기 때문에, 각 돌출부 (105k') 의 선단면 (규제면) 을 제 2 규제받이부 (106k) 에 맞닿았을 때, 각 돌출부 (105k') 의 형성부가 공간부 (105s) 측에 탄성 변형됨으로써 그 압입력이 완화되고, 필요 이상의 압입력이 복합광학부재 (105) 에 작용하는 것을 방지할 수 있고, 광학기능부의 왜곡, 특히 제 2 회절격자 (105g) 및 3 빔용 회절격자 (105h) 의 왜곡을 방지할 수 있다.
2 파장 레이저 다이오드 (102) 는, 그 캡부 (102e: 도 2 참조) 를 하우징 (106) 의 수용실 (106a) 내에 삽입하고, 기체부 (102a) 를 하우징 (106) 에 형성된 장착구멍 (106b) 에 끼워 넣음으로써 하우징 (106) 에 고정된다. 이로써, 도 20 에 나타낸 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 광축 (N) 을 하우징 (6) 의 중심축 (N') 에 자동적으로 합치시킬 수 있고, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 의 중심에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 입사시킬 수 있기 때문에 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
수광부재 (104) 는 도 18 및 도 20 에 나타낸 바와 같이, 프린트기판 (107) 을 통하여 하우징 (106) 에 장착된다. 프린트기판 (107) 에 대한 당해 수광부재 (104) 의 장착은 패키지 (104b) 의 수광창 (104b') 측을 프린트기판 (107) 에 형성한 관통구멍 (107a) 에 삽입 관통시키고, 외부접속단자 (104c) 를 프린트기판 (107) 면에 형성된 랜드 (비표시) 에 납땜하여 이루어진다. 또한 필요에 따라서, 패키지 (104b) 를 프린트기판 (107) 또는 하우징 (106) 에 접착제 등으로 고착시켜 보강해도 된다. 그리고, 수광부재 (104) 가 고정된 프린트기판 (107) 은 수광창 (104b') 이 하우징 (106) 에 형성된 위치규제홈 (106d) 에 대면하도록 배치된 상태에서, 장착부 (106h, 106i) 의 각 장착면 (106h', 106i') 에 놓이고, 나사 (108) 로 체결 고정되어 하우징 (106) 에 고정된다. 또한, 수광부재 (104) 를 탑재한 프린트기판 (107) 은, 미리 소정의 기준광학계에 의하여 광원 (103a, 103b) 에서 출사되는 레이저광 (103a', 103b') 에 대한 광디스크에서 나온 복귀광이 제 1 및 제 2 회절격자 (105f 와 105g) 로 회절되었을 때, 수광소자 (104a) 의 소정 위치 (P) 에 최적하게 유도되도록 조정된 후 장착면 (106h', 106i') 에 고정된다.
다음으로, 광픽업장치 (100) 에 의한 DVD (62) 와 CD (61) 의 재생동작에 대하여 설명한다.
전술한 구성에 있어서, DVD (62) 를 재생할 때에는, 도 18 에 나타낸 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 광원 (103a) 에서 출사된 레이저광 (103a') 은, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 에 형성한 3 빔용 회절격자 (105h) 를 투과하여 3 빔으로 변환된 후, 제 1 회절격자 (105f) 를 투과하고 출사면 (105b) 에서 출사된다.
그리고, 그 레이저광 (103a') 은 레이저광 (103a') 의 진행방향과 45 도가 되도록 경사지게 배치된 반사거울 (300) 에 의하여 90 도 만큼 그 각도를 편향하여 반사거울 (300) 의 상방에 배치한 콜리메이트 렌즈 (400) 에 입사된다. 그리고, 이 콜리메이트 렌즈 (400) 에서 거의 평행광이 된 레이저광 (103a') 은 대물렌즈 (200) 에 입사되고, 대물렌즈 (200) 의 집광작용에 의하여 DVD (62) 의 정보기록면에 결상된다.
DVD (62) 에서 반사된 레이저광 (복귀광: 103a') 은 다시 대물렌즈 (200), 콜리메이트 렌즈 (400) 를 투과하고, 반사거울 (300) 에서 반사된 후, 도 18 에 나타낸 복귀광 입사면 즉 출사면 (105b) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 에 입사되고, 소정의 회절각도로 회절된 1 차 회절광인 복귀광 (103a'-2) 이 된다. 복귀광 (103a'-2) 은 다시 복합광학부재 (105) 에 형성된 반사광 반사면 (105d) 에서 반사되어 실린더면 (105i) 에 입사되고, 복귀광 출사면 (105p) 에서 출사된다. 그리고, 출사된 복귀광 (103a'-2) 은 위치규제홈 (106d: 도 10, 도 13 참조) 을 통과하여, 수광부재 (104) 의 수광소자 (104a) 에서의 수광위치 (P) 에 입사된다.
이때, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103a'-2) 은 광전 변환됨으로써DVD (62) 의 정보기록면의 신호에 따른 전류출력이 전압신호로 변환되고 재생신호가 생성되어 수광부재 (104) 의 외부접속단자 (104b) 로부터 출력되고, 프린트기판 (107) 을 통과하여 외부로 전달된다. 또한, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103a'-2) 의 일부는 포커스 및 트래킹제어를 위하여 사용된다.
한편 CD (61) 를 재생할 때에는, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 광원 (103b) 에서 출사된 레이저광 (103b') 은 도 18 에 나타낸 바와 같이, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 에 형성된 3 빔용 회절격자 (105h) 를 투과하여 3 빔으로 변환된 후, 제 1 회절격자 (105f) 를 투과하여 출사면 (105b) 에서 출사된다. 그리고, 이 레이저광 (103b') 은 DVD (62) 의 경우와 동일하게 대물렌즈 (200) 로 유도되고, 대물렌즈 (200) 의 집광작용에 의하여 CD (61) 의 정보기록면에 결상된다.
그리고, CD (61) 에서 반사된 복귀광 (103b') 은 다시 대물렌즈 (200), 콜리메이트 렌즈 (400) 를 투과하여 반사거울 (300) 에서 반사된 후, 제 1 회절격자 (105f) 에 입사되고, 소정의 회절각도로 회절된 1 차 회절광인 복귀광 (103b'-2) 이 된다. 복귀광 (103b'-2) 은 다시 복합광학부재 (105) 에 형성된 복귀광 반사면 (105b") 에 의하여 반사되어 실린더면 (105i) 에 입사된다. 실린더면 (105i) 에 있어서 복귀광 (103b'-2) 은, 포커스제어를 위한 비점 수차가 주어져 복귀광 출사면 (105p) 을 출사하고 위치규제홈 (106d: 도 10, 도 13 참조) 을 통과하여, 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 에서 수광된다. 이때, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103b'-2) 은 광전 변환됨으로써 CD (61) 의 정보기록면의 신호에 따른 전류출력이 전압신호로 변환됨으로써 재생신호가 생성되어 수광부재 (104) 의 외부접속단자 (104b) 로부터 출력되고, 프린트기판 (107) 을 통하여 외부로 전달된다. 또한, 수광소자 (104a) 에서 수광된 복귀광 (103b'-2) 의 일부는 비점 수차법에 의한 포커스제어, 및 3 빔법에 의한 트래킹제어를 위하여 사용된다.
또한 광픽업장치 (100) 에 있어서, 출사면 (105b) 에서 출사된 레이저광 (103a', 103b') 의 광속의 직경을 규제하는 파장필터 등을 출사면 (105b) 과 대물렌즈 (200) 간의 광로에 형성하도록 해도 된다.
다음으로, 복합광학부재 (105) 에 구비된 각 회절격자 (105f, 105g, 105h) 의 기능에 대하여 설명하기로 한다.
도 20 에 나타낸 바와 같이, 복합광학부재 (105) 의 출사면 (105b) 에서 출사된 레이저광 (103a', 103b') 에 대한 각각의 DVD (62) 및 CD (61) 에서 나온 복귀광은 출사면 (105b) 에 형성된 제 1 회절격자 (105f) 에서 회절되어 각각 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 이 된다. 이때 CD (61) 에 대응하는 복귀광 (103b'-2) 은 DVD (62) 에 대응하는 복귀광 (103a'-2) 보다도 파장이 길기 때문에, 복귀광 (103b'-2) 의 회절각도는 복귀광 (103a'-2) 의 회절각도보다도 크게 되어 있다 (회절격자에서는 파장이 길수록 회절각도가 커지는 원리를 이용하고 있다).
그리고 이 회절각도의 차를 이용하여, 회절되기 전에 레이저광 (103a', 103b') 의 각각의 광축간 거리가 D 이었던 것을 복귀광 반사면 (105d") 에 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 이 도달할 때에는 양자의 도달위치가 일치하도록 되어 있다.
그러나, 복합광학부재 (105) 의 복귀광 반사면 (105d") 에 있어서, 복귀광(103a'-2 및 103b'-2) 을 단순히 반사시키는 것만으로는, 쌍방의 레이저광의 입사각이 상이하므로 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 에 2 개의 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 일치시켜 향하게 할 수 없다. 이를 보정하기 위하여 복귀광 반사면 (105d") 에는 제 2 회절격자 (105g) 를 형성하고 있다. 즉, 제 2 회절격자 (105g) 에 입사된 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 다시 파장의 차이에 의한 회절각도의 차를 이용하여 복귀광 반사면 (105d") 에서 반사된 복귀광 (103a'-2 및103b'-2) 의 쌍방의 광축을 일치시키도록 하고 있다.
이렇게 하여, 제 1 회절격자 (105f) 에서 각각 회절된 복귀광 (103a'-2 및 103b'-2) 을 모두 수광소자 (104a) 의 수광위치 (P) 로 수광되도록 보정할 수 있고, 2 파장의 광원 (103a, 103b) 을 사용해도 1 개의 수광소자 (104a) 를 가지는 수광부재 (104) 에서 쌍방의 레이저광을 수광할 수 있도록 되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태예에 의하면 도 18 에 나타낸 바와 같이 광픽업 (100) 에 장착되는 하우징 (106) 을 가지고, 하우징 (106) 에는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 와 수광부재 (104) 와 복합광학부재 (105) 가 장착 고정되고, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 DVD (62) 용의 단파장레이저를 출사하는 레이저 다이오드 (103a) 와 CD 용의 장파장 레이저를 출사하는 레이저 다이오드 (103b) 를 가지고, 복합광학부재 (105) 는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 광이 입사되는 입사면 (105a) 및 출사되는 출사면 (105b) 과, 출사면 (105b) 에 형성된 광디스크 (Dl, D2) 에서 반사된 복귀광을 회절시기는 제 1 회절격자 (105f) 와, 제 1 회절격자 (105f) 에서 회절된 복귀광을 수광부재 (104) 에 반사시기는 반사면 (105d) 을 형성함과 동시에, 반사면 (105d) 에는 파장이 다른 광을 함께 수광부재 (104) 의 수광위치 (P) 에 광축을 일치시켜 결상시키는 제 2 회절격자 (105g) 를 형성하였기 때문에, 1 개의 복합광학유닛 (101) 에서 상이한 2 개의 파장을 사용하는 광픽업장치 (100) 에 대응할 수 있다. 또한, 수광부재 (104) 는 1 개로 충분하고, 이 수광부재 (104) 만을 조정하여 위치정합시켜 놓으면 되므로, 조정공정에서의 비용을 증가시키지 않는다. 나아가, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 출사면 (105b) 과 광디스크에서 나온 복귀광을 입사하는 복귀광 입사면을 동일 면으로 하였기 때문에, 이 점에서도 구상을 간략화 할 수 있다.
또한, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 는 기판부 (102a) 와 캡부 (102e) 와 유리판 (102f) 으로 이루어지는 패키지와 기판부 (102a) 에서 돌출 형성된 외부접속단자 (102g) 로 구성되고, 수광부재 (104) 는 수광소자 (104a) 를 내장한 패키지 (104b) 와 이 패키지 (104b) 에 형성된 외부접속단자 (104c) 로 구성된 소위 분리형 부품으로서, 각각 단일체로서 저렴하게 제조되는 부재를 사용하여 복합광학유닛 (101) 을 구성하고 있기 때문에, 각 부재의 취급도 용이하고 또한 하우징 (106) 에 대한 조합작업이 용이해져 부재 비용 및 공정비를 저감시킬 수 있다.
또한, 복합광학부재 (105) 를 저렴한 수지재료로 형성함과 동시에, 복합광학부재 (105) 의 성형시에 제 1 및 제 2 회절격자 (105f, 105g) 와, 3 빔용 회절격자 (105h) 와, 실린더면 (105i) 을 동시에 일체 형성하였기 때문에, 성형시간도 단축할 수 있고 복합광학부재 (105) 의 제조비용도 저감시킬 수 있다.
또한, 복합광학부재 (105) 에 빔 정형수단을 일체로 구비하였기 때문에, 광디스크에 조사되는 레이저파워의 낭비를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, DVD 장치 등의 큰 레이저파워를 필요로 하는 광디스크장치의 광픽업에 적용할 수 있다. 또한 빔 정형수단을, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 입사면 (105a) 과, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 출사하고 광디스크에서 나온 복귀광을 입사하는 출사면 (105b) 과, 광디스크에서 나온 복귀광을 수광부재로 유도하는 반사면과 일체로 형성하였기 때문에, 이들 각 부의 상호조정이 필요 없고, 복합광학유닛의 소형화와 조립의 용이성을 도모할 수 있다.
나아가, 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 을 원통 형상의 오목면에 형성함과 동시에, 당해 복합광학부재 (105) 의 출사면 (105b) 을 상기 입사면 (105a) 과는 곡률이 상이한 원통형 렌즈 형상의 볼록면에 형성함으로써, 복합광학부재 (105) 에 빔 정형수단을 부여하였기 때문에, 제조 및 설계가 용이하고 저렴하게 실시할 수 있다.
다음으로 본 발명에 관계되는 제 4 실시형태예를 도 21 에 기초하여 설명하기로 한다.
도 21 에 나타낸 바와 같이, 본 예의 복합광학부재 (105) 는 입사면 (105a) 이 레이저광의 광축 (N) 에 대하여 경사진 경사면으로 형성되고, 출사면 (105b) 이 중심축 (N') 에 대하여 수직이 되는 평면에 형성되어 있어, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저의 짧은 직경방향을 입사면 (105a) 의 경사방향을 향하여 입사함으로써, 출사면 (105b) 에서 출사되는 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있도록 되어 있다. 즉, 전술한 바와 같이 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광의 스폿 형상은 타원형으로 되어 있기 때문에, 그 짧은 직경방향을 입사면 (109a') 의 경사방향을 향하여 입사시킴으로써, 입사면이 출사면 (105b) 과 평행하게 형성된 복합광학부재의 레이저광 입사측에 삼각 프리즘을 배치하고, 당해 삼각 프리즘에 레이저광을 경사지게 입사시킨 경우와 마찬가지로, 출사면 (105b) 에서 출사되는 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형할 수 있다.
출사면 (105b) 에 대한 입사면 (105a) 의 경사각도 (θ) 는 빔확대율을 m, 복합광학부재 (105) 를 구성하는 수지재료의 굴절율을 n 으로 했을 때,
θ= sin-1{(m-2-1)/(n2m2-1)}
로 구할 수 있다. 이 수식에서 일례로 m = 2.5, n = 1.5 로 했을 때 θ= 39.3 이 된다.
본 예의 복합광학유닛 (101) 에 관계되는 하우징 (106) 은, 도 21 에 나타낸 바와 같이, 복합광학부재 (105) 의 수납실 (106c) 에 대하여 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 수용실 (106a) 이 경사지게 형성되어 있고, 수용실 (106a) 내에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 캡부 (102e) 를 삽입하고, 장착구멍 (106b) 에 2 파장 레이저 다이오드 (102) 의 기체부 (102a) 를 끼워 넣음으로써, 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사된 레이저광을 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 에 대하여, 소요되는 빔 정형 효과가 얻어지는 소요되는 입사각도로 입사할 수 있도록 되어 있다.
그 밖의 것에 대해서는, 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 및복합광학부재 (105) 와 동일하므로, 대응하는 부분에 동일 부호를 붙어 설명을 생략한다.
본 예의 복합광학유닛 (101) 및 복합광학부재 (105) 는, 제 3 실시형태예에 관계되는 복합광학유닛 (101) 및 복합광학부재 (105) 와 동일한 효과를 가지는 것 이외에, 빔 정형수단으로서 복합광학부재 (105) 의 입사면 (105a) 을 2 파장 레이저 다이오드 (102) 에서 출사되는 레이저광의 입사방향에 대하여 경사지게 하는 구성으로 하였기 때문에, 설계 및 제조가 용이하고, 고정밀도의 빔 정형 기능을 가지는 복합광학부재 (105) 를 용이하게 제조할 수 있다.
그 밖의 상기 실시형태예에서는, 광학부재로서 파장이 상이한 2 개의 광원 (103a, 103b) 을 가지는 2 파장 레이저 다이오드 (102) 를 사용하였으나, 파장이 상이한 3 개 이상의 광원을 가지는 발광부재를 사용하는 것도 물론 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 복합광학유닛은, 하우징 내에 발광부재와 함께 빔 정형부재를 일체로 구비한 것이기 때문에, 광디스크에 조사되는 레이저파워의 낭비를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, DVD 장치 등의 근 레이저파워를 요하는 광디스크장치의 광픽업에 적용할 수 있다. 또한, 하우징의 내면과 빔 정형부재와의 사이에 발광부재에서 출사된 레이저광의 광축에 대한 빔 정형부재의 경사각도를 규제하기 위한 제 1 규제수단과, 발광부재에서 출사된 레이저광의 광축 둘레에 대한 빔 정형부재의 회전방향위치를 규제하기 위한 제 2 규제수단을 형성한 것이기 때문에, 하우징 내에 빔 정형부재를 압입하는 것만으로 레이저광의 광축에대한 빔 정형부재의 자세조정을 자동적으로 완료할 수 있고, 하우징에 대한 빔 정형부재의 조립시에 특별한 위치조정용의 지그를 필요로 하지 않는 점에서 빔 정형부재를 구비한 복합광학유닛을 용이하게 조립할 수 있다.
또한 본 발명의 복합광학유닛은, 빔 정형부재에는 빔 정형부와, 당해 빔 정형부에서 펼쳐진 플랜지부와, 당해 플랜지부에 형성된 규제돌출부를 형성하고, 하우징의 내면에는 상기 플랜지부의 단면을 닿게 하는 단차부와, 상기 규제돌출부를 삽입하는 규제홈을 형성하고, 상기 단차부와 상기 플랜지부의 단면으로 상기 제 1 규제수단을 구성함과 동시에, 상기 규제홈과 상기 규제돌출부로 상기 제 2 규제수단을 구성하였기 때문에, 빔 정형부에 하우징과 빔 정형부재 사이에 작용하는 조립력이 작용하지 않고, 빔 정형부의 번형이나 변위를 방지할 수 있는 점에서 빔 정형부재를 구비한 복합광학유닛의 광학적 특성을 우수한 것으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 복합광학유닛은, 빔 정형부재로서 빔 정형부에 원통형 렌즈가 형성된 것을 사용하고, 당해 원통형 렌즈의 중심축과 발광부재에서 출사되는 레이저광의 광축을 동축에 배치하여, 원통형 렌즈의 렌즈면에 대하여 레이저광을 수직으로 입사하고, 원통형 렌즈의 중심축 방향에 빔 정형된 레이저광을 출사하도록 하였기 때문에, 하우징의 직경방향 수치를 증가시키지 않고 하우징 내에 빔 정형부재를 구비할 수 있고, 빔 정형부재를 구비한 복합광학유닛을 콤팩트하게 구성할 수 있다.
또한 본 발명의 복합광학유닛은, 빔 정형부재로서 빔 정형부에 삼각 프리즘이 형성된 것을 사용하고, 당해 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 발광부재에서 출사되는 레이저광의 광축을 경사지게 배치하고, 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 상기 레이저를 경사지게 입사하고, 상기 하우징의 중심축 방향으로 빔 정형된 레이저광을 출사시키도록 한 것으로, 하우징의 발광부재 장착부를 하우징의 빔 정형부재 장착부 및 복합광합부재 장착부에 대하여 경사지게 할 수 있고, 발광부재 장착부에 대한 발광부재의 장착을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합광학유닛은, 빔 정형부재를 구성하는 플랜지부의 바깥둘레면에 하우징의 내면에 압접되는 적어도 3 개의 고정용 돌기를 등간격으로 형성하였기 때문에, 하우징에 대하여 빔 정형부재를 압입함으로써 고정시킬 수 있고, 접착 등의 다른 고정수단을 필요로 하지 않는 점에서 빔 정형부재를 구비한 복합광학유닛을 용이하게 조립할 수 있다.
또한 본 발명의 복합광학부재는, 빔 정형수단을 일체로 구비하였기 때문에, 광디스크에 조사되는 레이저파워의 낭비를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, DVD 장치 등이 큰 레이저파워를 필요로 하는 광디스크장치의 광픽업에 적용할 수 있다. 또한, 빔 정형수단을 발광부재에서 출사된 레이저광의 입사면과, 발광부재에서 출사된 레이저광의 출사면과, 광디스크에서 나온 복귀광을 입사하는 복귀광 입사면과, 광디스크에서 나온 복귀광을 수광부재로 유도하는 반사면과 일체로 형성하였기 때문에 이들 각 부의 상호조정이 필요 없고, 복합광학유닛의 소형화와 조립의 용이화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합광학부재는, 빔 정형수단으로서 복합광학부재의 입사면을 원통 형상의 오목면에 형성함과 동시에, 복합광학부재의 출사면을 상기 입사면과는 곡률이 상이한 원통 형상의 볼록면에 형성하는 구성으로 하였기 때문에 설계 및 제조가 용이하고, 고정밀도의 빔 정형 기능을 가지는 복합광학부재를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합광학부재는, 빔 정형수단으로서 복합광학부재의 입사면을 발광부재에서 출사되는 레이저광의 입사 방향에 대하여 경사지게 할 수 있는 구성으로 하였기 때문에 설계 및 제조가 용이하고, 고정밀도의 빔 정형 기능을 가지는 복합광학부재를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합광학부재는, 복합광학부재의 입사면에 발광부재에서 출사된 레이저광을 복수의 광속으로 분할하는 광회절수단을 구비하였기 때문에, CD 를 장착하여 정보를 재생하는 광디스크장치에 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하우징 내에, 복합광학부재와, 발광부재와, 수광부재와, 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 스폿 형상을 원형으로 정형하기 위한 빔 정형수단이 형성되고, 상기 복합광학부재는, 적어도 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 입사면과, 상기 입사면에 입사된 레이저광이 광디스크를 향하여 출사되는 출사면과, 상기 광디스크에서 나온 복귀광이 입사되는 복귀광 입사면과, 상기 복귀광 입사면에 형성되고, 상기 복귀광을 소정 방향으로 회절시키는 회절수단과, 상기 회절수단에서 회절된 복귀광을 상기 수광부재로 유도하는 반사면을 일체로 갖는 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복합광학부재와 상기 빔 정형수단은 별개로 배치되고, 상기 빔 정형수단은 빔 정형부재로 이루어지고, 상기 하우징의 내면과 상기 빔 정형부재 사이에, 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 광축에 대한 상기 빔 정형부재의 경사각도를 규제하기 위한 제 1 규제수단과, 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 광축 둘레에 대한 상기 빔 정형부재의 회전방향위치를 규제하기 위한 제 2 규제수단을 형성한 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 빔 정형부재에는, 빔 정형부와, 당해 빔 정형부재에서 펼쳐진 플랜지부와, 당해 플랜지부에 형성된 규제돌출부를 형성하고, 상기 하우징의 내면에는 상기 플랜지부의 단면을 닿게 하는 단차부와, 상기 규제돌출부를 삽입하는 규제홈을 형성하고, 상기 단차부와 상기 플랜지부의 단면으로 상기 제 1 규제수단을 구성함과 동시에, 상기 규제홈과 상기 규제돌출부로 상기 제 2 규제수단을 구성한 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 빔 정형부재로서, 상기 빔 정형부에 원통형 렌즈가 형성된 것을 사용하고, 당해 원통형 렌즈의 중심축과 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 광축을 동축에 배치하여, 상기 원통형 렌즈의 렌즈면에 대하여 상기 레이저광을 수직으로 입사하고, 상기 원통형 렌즈의 중심축 방향으로 빔 정형된 레이저광을 출사하는 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 빔 정형부재로서, 상기 빔 정형부에 삼각 프리즘이 형성된 것을 사용하고, 당해 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 상기 발광부재에서 출사되는 레이저광의 광축을 경사지게 배치하고, 상기 삼각 프리즘의 입사면에 대하여 상기 레이저광을 경사지게 입사하고, 상기 하우징의 중심축 방향으로 빔 정형된 레이저광을 출사하는 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 플랜지부의 바깥둘레면에 상기 하우징의 내면에 압접되는 적어도 3 개의 고정용 돌기를 등간격으로 형성한 것을 특징으로 하는 복합광학유닛.
  7. 제 1 항에 기재된 복합광학부재로서, 그 복합광학부재에는 상기 빔 정형수단이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합광학부재.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 빔 정형수단으로서, 상기 입사면을 원통 형상의 오목면에 형성함과 동시에, 상기 출사면을 상기 입사면과는 곡률이 상이한 원통 형상의 볼록면에 형성한 것을 특징으로 하는 복합광학부재.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 빔 정형수단으로서, 상기 입사면을 상기 발광부재에서 출사된 레이저광의 입사방향에 대하여 경사지게 한 것을 특징으로 하는 복합광학부재.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 입사면에, 상기 발광부재에서 출사된 레이저광을 복수의 광속으로 분할하는 광회절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 복합광학부재.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497371B1 (ko) * 2002-12-07 2005-06-28 삼성전자주식회사 광출력모듈 및 이를 채용한 광픽업장치
CN100426394C (zh) 2005-03-18 2008-10-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 用于光盘记录／再现装置的光学系统
KR100971932B1 (ko) * 2008-04-22 2010-07-27 이송애 이·미용실 표시등
CN114300931A (zh) * 2021-12-06 2022-04-08 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 激光芯片的散热装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07261115A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Canon Inc レーザービーム整形器
WO1995034015A1 (en) * 1994-06-07 1995-12-14 Philips Electronics N.V. Optical scanning device, and beam shaper and radiation source unit for use in the device
JPH1049909A (ja) * 1996-07-29 1998-02-20 Asahi Glass Co Ltd 光ヘッド装置
WO1999010765A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Digital Optics Corporation Integrated beam shaper and use thereof
JPH11344666A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Konica Corp 光ピックアップ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07261115A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Canon Inc レーザービーム整形器
WO1995034015A1 (en) * 1994-06-07 1995-12-14 Philips Electronics N.V. Optical scanning device, and beam shaper and radiation source unit for use in the device
JPH1049909A (ja) * 1996-07-29 1998-02-20 Asahi Glass Co Ltd 光ヘッド装置
WO1999010765A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Digital Optics Corporation Integrated beam shaper and use thereof
JPH11344666A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Konica Corp 光ピックアップ

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