559802 A7 B7 五、發明説明（1 ) (發明所屬之技術領域） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種裝載在光頭上，用於光碟的記錄和 再生的複合光學單元以及使用該複合光學單元的複合光學 零件。 (背景技術） 衆所周知，複合光學單元是裝載在光碟裝置上、爲了 光碟的記錄或再生將雷射照射在光碟上，接受來自光碟上 返回的光的光發射/接受一體型的複合光學單元。 在光碟裝置日益多樣化進程中，對光碟的記錄或再生 用的雷射有波長7 8 0 n m波段的半導體雷射、波長6 5 0 n m波段的半導體雷射，進一步用到波長4 0 5 n m波 段的藍色半導體雷射，各種各樣的光碟在不斷增加。 爲了在 C D ( compact disk) 、CD — R (可寫型 CD )、D V D (digital versatile disk)等光碟上記錄資訊、將 記錄在光碟資訊記錄面上的資訊再生時都要用光頭，在這 些光頭上裝載有複合光學單元。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 近年來，作爲對比CD等記錄密度更高的光碟DVD 進行記錄與再生的DVD裝置也產品化了，大量普及，裝 載在該D V D裝置上的光頭也在小型化、輕量化。 此外，DVD裝置也要求具有與CD (包含CD - R )互換性的功能，爲此，也有將D V D用的雷射光源（ 6 5 0 nm波段）和CD用的雷射光源（78 0 nm)兩 個不同的波長組成一個雙波長半導體雷射器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -4- 559802 A7 _______ _ B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 專利申請人提出一種適宜於光頭用的性能良好的複合 光學單元，光頭將雷射照射在光碟上，接受來自光碟返回 的光（曰本特願平1 1 一 2 8 2 1 5 3號）。 如第5圖和第6圖所示，複合光學單元15 0由半導 體雷射器1 5 2及受光構件1 5 4所組成的光發射/接受 一體型光學零件、複合光學零件1 5 5、外殻1 5 1組成 ，外殻1 5 1用來安裝固定上述構件1 5 2、1 54、 1 5 5使之成爲一體。複合光學單元1 5 0採用由半導體 雷射器1 5 2發射的波長6 5 0 n m波段的雷射用於光碟 的記錄和再生，圖中並未示出光碟。 上述受光構件1 5 4由P I N光電二極體等構成，通 過與它連接的外部連接端子1 5 4 b進行電源供電和將經 光電轉換得到的輸出信號向外部輸出。 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 上述複合光學零件1 5 5由具有平行設置的入射面 155a、出射面15 5 b的長方體狀部155c ;與入 射面1 5 5 a連結形成一體的傾斜面部1 5 5 d ;從長方 體狀部1 5 5 c的側壁上突出設置的突出部1 5 5 e等部 分組成。在出射面1 5 5 b上形成衍射光柵1 5 5 f，在 傾斜面部1 5 5 d的表面上塗敷光學薄膜形成反射面 1 5 5 d 1。在突出部1 5 5 e的尖端部形成出射面 155el。這樣，反射面155dl就成爲與複合光學 零件1 5 5外部的邊界面。入射面1 5 5 a、出射面 1 5 5 b以及出射面1 5 5 e 1也同樣構成爲與複合光學 零件1 5 5外部的邊界面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -5- 559802 Μ -------- Β7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述外殼1 5 1由鋁鑄件所構成，在它的左側部分形 成安裝孔1 5 1 b、安裝孔1 5 1 b是爲安裝定位半導體 雷射器1 5 2而設置的，在它的右側部分形成有安裝孔 1 5 1 c，以安裝複合光學零件1 55，安裝孔1 5 1 ^ 和1 5 1 a連結一起。在安裝孔1 5 1 c右側端部形成插 入面1 5 1 c 1以安裝複合光學零件1 5 5。進一步在外 殼1 5 1的外周的中央部分形成貫通孔1 5 1 ^，在覆蓋 貫通孔1 5 1 d的外壁面上定位安裝受光構件1 5 4。另 一方面，在外殼1 5 1的右端面形成開口部1 5 1 ί。 組裝有複合光學單元1 5 0的光頭具有一個物鏡，該 物鏡與光碟相對配置，並且在與光碟面垂直的方向（即聚 焦方向）及光碟的半徑方向（即追踪方向）可以移動。 經濟部智慈財產苟員工消費合作社印製 在上述提案的複合光學單元1 5 0的構造中，光碟再 生時，從半導體雷射器1 5 2發出的雷射1 5 2 a透過複 合光學零件1 5 5的入射面1 5 5 a後，透過衍射光柵1 55 f從出射面155b射出。而且、其雷射152a由 上升鏡使它的方向改變約9 0度入射到物鏡上。進而，由 於物鏡的聚焦作用，通過物鏡的雷射1 5 2 a成像在光碟 的資訊記錄面上。 其後，由光碟反射的雷射（返回光）152a通過物 鏡、上升鏡、視准透鏡的返回光路後，入射到衍射光栅 1 5 5 f上，衍射到規定的衍射角上。雷射1 5 2 a進一 步被形成在複合光學零件1 5 5上的反射面1 5 5 d 1所 反射，它的反射光從出射面1 5 5 e 1出來射向受光構件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 一 -6 - 559802 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 4的受光位置P。這時，入射到受光構件1 5 4的雷 射1 5 2 a通過光電轉換形成對應於光碟資訊記錄面信號 的被光電變換了的再生信號，從連接到受光構件1 5 4的 外部連接端子1 5 4 b輸出。此外，入射到光電元件上的 雷射1 5 2 a的一部分也被用來進行聚焦及追踪的控制。 (發明欲解決之課題） 由於在上述光頭中利用了高密度衍射光柵1 5 5 f， 可以進一步考慮實現光頭或複合光學單元的小型化、輕量 化。但是，如第5圖所示，當採用高密度衍射光柵 1 5 5 f，由於熱等因素影響產生半導體雷射器1 52的 波長變動、因而使衍射光的衍射角度向擴展方向發生很大 變化。溫度上升時半導體雷射器1 5 2的波長變長，如第 5圖中虛線η 1所不，從常溫起變化4 0 °C時，受光位置 P就向半導體雷射器1 5 2 —側位置偏離8 // m。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，如第6圖所示，隨著從半導體雷射器1 5 2射 出的雷射5 3 2持續發光，儘管有散熱器散熱，半導體雷 射器1 5 2的溫度依然上升。安裝有半導體雷射器1 5 2 的複合光學單元整體也從常溫升溫近40 °C,複合光學單 元1 5 5由於線膨脹產生變形。其結果如第6圖的虛線 η 1所示，反射面部1 5 5 d就偏離向半導體雷射器 1 5 2 —側，其結果，雷射（返回光）1 5 2 a的受光位 置P也偏離向半導體雷射器1 5 2 —側約6 // m位置。 因此，由於半導雷射器1 5 2的波長變動而產生的受 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 559802 A7 ____B7 五、發明説明（5 ) 光位置P的位置偏離和由於線膨脹而產生的受光位置P的 位置偏離方向相同，因4 0 °C溫度變化產生的位置偏離總 計爲1 4 // m。 這樣，雷射（返回光）1 5 2 a有可能不能完全入射 到受光構件1 5 4的光電元件上，因而產生不能由追踪方 向及聚焦方向的光電信號精確控制光頭位置的問題。 本發明的目的係在於提供一種複合光學零件及使用這 種光學零件的複合光學單元，這種複合光學零件及複合光 學單元即使在半導體雷射器因溫度上升等發生熱變化時， 對於接受雷射的受光構件的受光位置的偏離減少。 (解決課題所用之手段） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------------Ί.--訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲解決上述課題中至少一個問題的本發明之第一解 決手段是：形成能使雷射二極體射出的雷射入射的入射面 部以及入出射面部，入出射面部與入射面部相對形成，並 將入射到入射面部的雷射射出，而且將射出雷射的返回光 入射到入出射面部上，在形成了這樣的入射面部和入出射 面部的複合光學零件中；在入出射面部上形成衍射部的同 時，在挾有雷射光軸的一側的側壁上形成反射面部，並在 相反另一側的側壁上形成出射面部。衍射部將返回到入出 射面部的返回光衍射到規定的方向上，反射面部是相對於 光軸傾斜的斜面、它能將被衍射部衍射的衍射光反射並橫 穿過光軸、射向與所述一側壁相反的另一側壁方向。出射 面部將被反射面部反射的反射光出射到設置的受光部上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 559802 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 作爲本發明之第二解決手段是：雷射二極體具有多個 發光光源，這些光源諧振波長不同，雷射的光軸相互平行 ，在衍射部形成光柵圖形，它使對應各光源發射的雷射的 各反射光都成像在受光部的同一位置上。 此外，作爲本發明之第三解決手段是：反射面部是傾 斜·的，以使被衍射部衍射的衍射光以大於臨界角的角度入 射。 作爲本發明之第四解決手段是：在反射面部上形成了 圓柱形面。 作爲本發明之第五解決手段是：在出射面部上形成傾 斜面，以使被反射面反射的反射光折射向受光部，出射向 垂直於從雷射二極體射出的雷射光軸的方向。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲本發明之第六解決手段是：在複合光學單元中， 具有在兩端有第一和第二開口部，在側壁有第三開口部的 筒狀外殼；在第一開口部內安裝雷射二極體，它將雷射射 向內部；在第二開口部內安裝複合光學零件，它將雷射射 到光碟並接受返回光；在第三開口部安裝受光部，受光部 接受由複合光學零件反射面部所反射、從出射面部所出射 的光。 附圖說明 第1圖是包含本發明一個實施方式複合光學單元的光 頭一部分的剖面圖。 第2圖是說明在上述複合光學單元中，從半導體雷射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 559802 A7 B7 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 器出射的雷射波長變化引起光學系統變化的說明圖。 第3圖是說明在上述複合光學單元中，由複合光學零 件線膨脹引起光學系統變化的說明圖。 第4圖示出上述一個實施方式複合光學單元的變形例 的一部分的剖面圖。 第5圖是說明搭載在現有光頭中的複合光學單元中， 由於從半導體雷射器出射的雷射的波長變動而引起光學系 統變化的說明圖。 第6圖是說明在現有的上述複合光學單元中，由於複 合光學零件的線膨脹引起光學系統變化的說明圖。 符號說明： 5 0 —複合光學單元；5 1、6 1 — 外殻； 52、 62 —光源（半導體雷射器）； 53、 63—雷射二極體；54、 64 —受光部； 55、 65—複合光學零件；55a、65a —入射面部；55b、65b—入出射面部； 5 5 f、6 5 f —衍射光柵（衍射構件）； 5 5 d —反射面部；5 5 d 1 —傾斜面； 5 5 e —傾斜面部（出射面部）； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -10- 559802 A7 _ B7 五、發明説明（8 ) 5 5 e 1 —傾斜面； 56、66—光電元件； 7 0 —光柵圖形； D —光碟； L 1 —雷射； L 2 —返回光； L 3、L 8、L 9 一衍射光； L 4 一反射光； p —受光位置。 (#明之實施形態） 以下，根據第1圖〜第3圖說明本發明一種實施方式 的複合光學單元。 第1圖是顯示包含有本發明一種實施形態的複合光學 單元5 〇的光學裝置（即光頭1 〇 〇 ) 一部分的剖面圖。 複合光學單元5 0被固定在光頭1 0 0規定的位置上。該 複合光學單元5 0是光發射/接受一體型光學零件，用於 用雷射使記錄在光碟D上的資訊再生或對光碟D記錄資訊 〇 光頭1 0 0面對光碟D配置，具有物鏡1 0 1。物鏡 1 〇 1在與光碟D面垂直方向（即聚焦方向（F))及光 碟D半徑方向（即追踪（τ)方向）兩方向上可以移動。 本實施形態中光碟D是D V D。 複合光學單元5 0主要由以下所組成：用作光源的半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 -11- 5为8〇2 A7 B7 i、發明説明（9 ) _體雷射器5 2、受光部5 4、複合光學零件5 5以及將 這些光學零件安裝固定形成一體的外殻51。 半導體雷射器5 2具有金屬製圓板狀襯底部5 2 a、 散熱器5 2b、雷射二極體5 3、管帽部5 2 e。散熱器 5 2 b是呈長方體狀的基台、突設在襯底部5 2 a —側的 平面部5 2 a 1上，雷射二極體5 3被定位、固定在基台 5 2 b (散熱器）側壁面的端部，管帽部5 2 e是由金屬 製成的圓筒狀物品、被安裝固定在襯底部5 2 a —側的平 面部5 2 a 1上，並將基台5 2 b包含在內。這樣，雷射 二極體5 3就被設置在由襯底部5 2 a和管帽部5 2 e包 圍起來的第一管殼密閉的空間內，管帽前端的開口部上安 裝有玻璃板（未圖示）。從雷射二極體5 3發出的雷射波 長是650nm波段。 從雷射二極體5 3射出的雷射L 1的光軸能夠透過與 襯底部5 2 a —側的平面部5 2 a 1呈垂直的方向上設置 的玻璃板。在襯底部5 2 a的另一面（即與平面部5 2 a 1相反的一側）5 2 a 2上突出設置有外部連接端子 5 2 g，通過外部連接端子5 2 g給雷射二極體5 3供給 驅動電流等。 所述受光部5 4具有內藏P I N光電二極體等組成的 光電元件5 6的第二管殼5 4 a及從管殻5 4 a兩側突設 的外部連接端子5 4 b。通過外部連接端子5 4 b ,供給 光電元件5 6用的電源電壓，並向外部輸出經光電元件 5 6光電轉換的輸出信號。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210x 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產咼員工消費合作社印製 -12- 559802 A7 ____ B7 五、發明説明（1〇 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述的複合光學零件5 5由具有高透射性樹脂的透明 體組成，具有基體部5 5 c、反射面部5 5 d和傾斜面部 5 5 e。在基體部5 5 c兩端面上，具有相互平行配置的 入射面部5 5 a和入出射面部5 5 b，反射面部5 5 d與 入射面部5 5 a連接並向入出射面部5 5 b —側傾斜，傾 斜面部5 5 e在反射面部相反一側，中間夾著雷射L 1的 光軸並與反射面部5 5 d幾乎呈對稱的傾斜形狀。此外， 在基體部5 5 c入出射面部5 5 b —側的側端部形成結合 部5 5 j，結合部5 5 j將成爲與下面將敘述的外殼的安 裝基準。進一步在出射面5 5 b上形成具有規定節距的衍 射光柵5 5 ί，在反射面部5 5 d的表面上塗敷有光學薄 膜（這些光學薄膜並未圖示），在其內壁面上形成反射面 55dl，在傾斜面部55e上形成出射面55el。這 樣，上述反射面5 5 d 1，就形成了與複合光學零件5 5 外部的交界面，同樣的、入射面部5 5 a，入出射面部 5 5 b及出射面5 5 e 1也形成了與複合光學零件5 5外 部的交界面。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 此外，在本實施形態中，樹脂製的複合光學零件5 5 是用成形模具一體制作成形的，在複合光學零件5 5的出 射面5 5 b上有連續形成的許多個凹凸部分，它構成衍射 光柵5 5 f，衍射光栅5 5 f也是與複合光學零件5 5成 形的同時一體成形的。 上述外殼5 1由鋁鑄件等金屬製的構件組成，在圖中 的左側端部上形成第一安裝孔5 1 a以安裝半導體雷射器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -13- 559802 A7 B7 五、發明説明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 2，在這裏將半導體雷射器5 2定位並安裝，在外殼 5 1的右端面上形成開口部5 1 f 。在外殼5 1的右側端 部形成第二安裝孔5 1 c、以安裝複合光學零件5 5，第 二安裝孔5 1 c與第一安裝孔5 1 a相連接。在外殼5 1 的第二安裝孔51c的內壁上形成爲安裝複合光學零件 5 5的結合部5 5 j的固定定位面5 1 c 2。進一步，在 外殼5 1縱向（圖中的橫向）側壁中央部分形成貫通孔 5 1 d，在覆蓋貫通孔5 1 d的外壁上形成凹狀安裝部 5 le，以定位、安裝受光部54。 此外，上述金屬製的框採用圓柱狀，長方體形或者其 他多角柱狀體都可以，金屬製的框體也不僅限於鋁鑄件， 也可用鋅鑄件，鎂合金或其他金屬構成。 其次，說明在外殼5 1上組裝半導體雷射器5 2、受 光部5 4以及複合光學零件5 5的情況。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，將複合光學零件5 5的基體部5 5 c插入外殼 5 1的第二安裝孔5 1 c內，在外殻5 1內定位、通過粘 接劑將它的結合部5 5 j固定在外殻5 1的固定定位面 5 1 c 2上。這時，設置在複合光學零件5 5上、形成了 衍射光柵5 5 f的出射面5 5 b就從外殻5 1的第二安裝 孔5 1 c處顯露出來。 其次，將半導體雷射器5 2的管帽部5 2 e —側插A 到外殼5 1的第一安裝孔5 1 a內，與此同時，將襯底 5 2 a —方的平面部5 2 a —側的外緣部嵌合進外殻5 1 內並進行定位、用粘接劑固定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 559802 A7 B7 五、發明説明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 受光部5 4應在形成於外殻5 1規定位置上的安裝部 51e上定位並用粘接劑固定，安裝時應使它的光電元件 56面對外殼5 1的貫通孔5 1 d。 此外，受光部5 4設置成與半導體雷射器成9 0度角 ’受光部5 4予先用規定的基準光學系統調整後、固定在 安裝部5 1 e上。調節辦法是：衍射光柵5 5 f將從雷射 二極體5 3射出的雷射L 1的返回光L 2以規定的衍射角 θ 1衍射，在反射面部5 5的反射面5 5 d 1上反射時， 將其導向光電元件5 6的受光位置P處。 在光頭1 0 0中、在半導體雷射器5 2的雷射L 1的 光軸上，固定著准直鏡102和上升鏡1〇 3，准直鏡1 0 2配置在半導體雷射器5 2的雷射L1的光軸上，並與 它的光軸一致，上升鏡1 0 3配置在與雷射L 1的光軸成 約4 5度的位置上。 再次，說明一下光碟D的再生工作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述結構中，光碟D再生時，從半導體雷射器5 2 的雷射二極體5 3出射的雷射L 1透過複合光學零件5 5 的入射面部5 5 a後，從入出射面部5 5 b射出。雷射 L 1由准直鏡1 〇 2將它變爲平行光，已變成平行光的雷 射L 1經上升鏡1 〇 3將其方向改變約9 0度入射到物鏡 1 0 1上，由於物鏡1 0 1的聚焦作用，通過物鏡1 〇 1 的雷射L 1成像在光碟D的資訊記錄面上。 然後，在光碟D上反射的雷射（返回光）l 2，再次 透過物鏡1 0 1，在上升鏡1 0 3上反射並透過准直鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 559802 A7 B7 五、發明説明（13 ) ' ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 〇 2後，入射到複合光學零件5 5的衍射光柵5 5 f上 ，被衍射到規定衍射角θ 1的衍射光爲；L 3。進一步衍射光 L 3被複合光學零件5 5的反射面5 5 d 1反射，它的反 射光L 4從出射面5 5 e 1出射向受光部5 4的光電元件 5 6的受光位置p。這時，入射向光電元件$ 6的雷射（ 反射光L 4 )通過光電變換將與光碟D資訊記錄面的信號 相對應的電流輸出變換成電壓信號，形成再生信號，並從 受光部5 4的外部連接端子5 4 b輸出。入射到光電元件 5 6的反射光L 4的一部分也被用於聚焦及追踪控制。 下面，就光頭1 0 0的複合光學單元5 0溫度上升時 從光碟D的返回光的光學系統作一說明。 如弟2圖所不，從半導體雷射器5 2射出的雷射L 1 、因半導體雷射器5 2自身的升溫使它的諧振波長從約 6 5 8 nm向長波長方向變化到約6 6 4 nm。 與此相伴，若返回光L 2的波長爲λ、衍射光柵5 5 f 的節距爲t，則在光碟D上反射並返回到光頭1 〇 〇的複 合光學單元5 0上的返回光L 2與在衍射光柵5 5 ί上的 衍射角0 1，有如下關係：t = λ/ S i η θ 1 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，由返回光L 2的變化△ λ產生的衍射角0 1的變 化ΛΘ1爲ΔΘ1=Δλ· tan0 1/ X，出射的返回光 L 2的衍射角θ 1變大。 由此，因半導體雷射器5 2的波長變化，雷射（衍射 光L 3 )以圖中所示的虛線入射到反射面部5 5 cl上。 進一步，在反射面部5 5 d上反射的反射光L4，通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） -16- 559802 A7 B7 五、發明説明（14 ) 過出射面部5 5 e，在圖中以虛線所示的光路入射到受光 部5 4的光電元件5 6上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一方面，如第3圖所示，在複合光學單元50中，說 明溫度升高時複合光學零件5 5的狀態，複合光學零件 5 5以外殼5 1的結合部5 5 j爲基準，因線膨脹而發生 膨脹變形。 因此，如圖中虛線所示，由於反射面部5 5 d向外方 膨脹，反射光L 4通過較通常更向入射面部5 5 a —側偏 離的光路，通過同樣線膨脹的出射面部5 5 e到達受光部 54的光電元件56。 因此，在溫度升高時的複合光學單元50的光學系統 中，伴隨因基體部5 5 c線膨脹而產生的受光位置P的偏 離與隨雷射L 1的諧振波長變化而產生的受光位置p的偏 離處於相互抵消的方向。 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印焚 如上所述，如採用第1圖所示的本實施形態的複合光 學零件，在因熱引起半導體雷射器5 2的雷射L 1的諧振 波長變化時，過去，由於衍射部5 5 b衍射角發生變化受 光位置P發生偏離，現在由於在挾有複合光學零件5 5的 光軸（基體部5 5 c的中心軸）一側的側壁上形成反射面 5 5 d，在衍射部5 5 f上衍射的衍射光L 3從挾有光軸 相反一側出射向受光部5 4，伴隨基體部5 5 c因熱膨脹 產生的受光位置P的偏離，和隨雷射L 1諧振波長變化產 生的受光位置P的偏離二者處於相互抵消的方向，這樣， 由熱變化引起的受光位置P的偏離就減少了。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 559802 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（15 ) 反射面部5 5 d傾斜放置，以使在衍射部5 5 f上衍 射後入射的返回光L 2作爲衍射光L 3以大於臨界角入射 ，在介面上全反射，使衍射光L 3能夠無損耗的射出。 此外，由於在反射面部5 5 d處形成了柱面，爲控制 光頭中複合光學單兀5 0聚焦方向的位置，就沒有必要設 置新的光學零件以產生非點像差。例如沒有必要設置新的 柱面鏡，也沒必要進行位置調整，零件的數目也可以減少 〇 複合光學零件5 5具有入射面部5 5 a和入出射面部 5 5 b，從半導體雷射器5 2射出的雷射L 1入射到入射 面部5 5 a，從入出射面部5 5 b射出，在入出射面部 5 5 b上設置有衍射光柵5 5 f，它將從光碟D反射的返 回光L 2衍射，設置反射面5 5 d 1反射被衍射光柵 5 5 f衍射的衍射光L 3，設置出射面5 5 e 1，使由反 射面55dl反射的反射光L4出射向受光部54，進一 步將雷射L4導向受光部54的受光位置P，受光位置P 配置成與半導體雷射器5 2約成9 0度，半導體雷射器 5 2和受光部5 4可配置成相對于外殻5 1成9 0度角， 複合光學單元5 0可以小型化、薄型化到實用的大小。 此外，在本實施形態中，作爲半導體雷射器5 2使用 的是從雷射二極體5 3射出的雷射L 1的波長是D V D用 的雷射，但並不僅限於此，採用C D用雷射二極體的半導 體雷射器就可以同樣構成C D對應的複合光學單元，還可 以使用具有D V D、C D所用波長以外的雷射二極體的半 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2〗0X29<7公釐） -18- 559802 經濟部智慧財產咼員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（ie ) ' ' 導體雷射器，例如：也可以使用藍光半導體雷射器。 再次，根據第4圖說明本發明實施形態的變形例。 在本實施方式變形例中，示出了具有諧振波長不同的 雷射二極體的雙波長半導體雷射器，可用於D V D和C D 雙方的記錄或再生的光頭用複合光學單元。 複合光學單元6 〇主要有作爲光源的雙波長半導體雷 射器6 2，與它對應的受光部6 4，複合光學零件6 5以 及將這些構件6 2、6 4、6 5 —體化安裝固定的外殼 5 1° 雙波長半導體雷射器6 2具有諧振在D V D用雷射波 長的雷射二極體5 3和諧振在C D用雷射波長（7 8 0 n m波段）的第二雷射二極體6 3，就形狀說它與上述的 半導體雷射器5 2幾乎一樣。 雙波長半導體雷射器6 2的兩個雷射二極體5 3、 6 3搭載在未圖示的基台（散熱器）上，從雷射二極體 5 3、6 3射出的雷射L 5、L 6的光軸相互平行。 上述複合光學零件6 5由具有高透過性的樹脂等構成 ，具有基體65c、反射面部65d、傾斜面部65e ; 基體部6 5 c兩端面上相互平行配置著入射面部6 5 a和 入出射部6 5 b，反射面部6 5 d與入射面部6 5 a連結 並傾斜向入出射面部6 5 b —側，傾斜面部6 5 e在反射 面部6 5 d的相反側、中間挾有各雷射L 5、L 6的光軸 ，並呈幾乎與反射面部對稱的傾斜形狀。此外，在基體部 6 5 c的入出射面部6 5 b —側的側端部處形成結合部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -19- 559802 A7 B7 五、發明説明（17 ) 6 5 j ,成爲與外殼5 1的安裝基準部分。進一步在入出 射面部6 5 b上形成光柵圖形7 0，使對應各雷射L 5、 L 6的反射光成像在受光部6 4上的同一受光位置。 複合光學零件6 5的反射面部6 5 d表面上塗敷有光 學薄膜（未圖示）在其內壁面上形成反射面65dl，在 反射面6 5 d 1上兩個不同雷射的衍射光L 8、L 9也被 導向受光部64的光電元件66的同一受光位置P，此外 ，在傾斜面部6 5 e上形成出射面6 5 e 1。 假定從受光部6 4的受光位置P來的D V D用的雷射 L5和CD用的雷射L6向著光柵圖形70出射時，因衍 射光柵的衍射特性，波長越長的光經衍射光柵衍射後光的 衍射角越大，向外側擴展，衍射角0 3大的光是D C用的 雷射，它們的光軸與被複合光學零件6 5的光柵圖形7 0 衍射的雷射L 6的光軸一致。此外，在複合光學零件5 5 上形成的光柵圖形7 0能使衍射角Θ 4小的、D V D用雷 射L 5的光軸與經複合光學零件5 5的光柵圖形7 0衍射 的雷射L 5的光軸一致。 使用的受光部6 4也具有與上述受光部5 4幾乎相同 的構造，內藏著由P I N光電二極體構成、對DVD用及 C D用的雙波長半導體雷射器出射的不同波長的雷射都可 光電轉換的光電元件6 6。 再次，說明DVD (未圖示）及CD的再生動作。 在上述結構中，當DVD再生時，由於與上述一實施 方式的再生動作相同，因此省略說明。 本紙張尺度適用中國國家標準⑽）μ規格（21〇x靖） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 559802 A7 B7 五、發明説明〇8 ) CD再生時，從雙波長半導體雷射器的雷射二極 體6 3出射的雷射L 6透過複合光學零件6 5的入射面部 6 5 a後，從入出射面部6 5b出射向光碟（CD)。 雷射L 6入射向物鏡1 〇 1，由於物鏡1 〇 ]_的聚焦 作用，成像在C D的資訊記錄面上（參照第1圖）。 然後，由光碟（CD)反射的雷射（返回光）再次透 過物鏡1 0 1後入射到光柵圖形7 0上，形成按規定衍射 角衍射的衍射光L 9。進一步衍射光L 9被形成在複合光 學零件6 5上的反射面6 5 d所反射，入射到位於受光部 6 4的光電元件6 6上的受光位置PI。 這時，入射到光電元件6 6的雷射被光電轉換形成再 生信號，再生信號是由對應於C D資訊記錄面信號的電流 輸出變換成的電壓信號，由受光部6 4的外部連接端子輸 出。此外，入射到受光部6 4的雷射的一部分也被用作聚 焦及目標追踪控制。 下面，說明這一變形例的複合光學單元中，雙波長半 導體雷射器62因發熱溫度升高時，從光碟D的返回光光 學系統。 首先，從雙波長半導體雷射器62出射CD用雷射 L 6的情況下，雷射從複合光學零件6 5的入出射部 6 5 d出射向光碟（CD)，在盤面上反射的返回光再次 入射到複合光學零件6 5，由於波長變化（諧振波長約從 7 8 5 nm到7 9 4 nm)向長波長方向變化，在光柵圖 形7 0上，以比通常大的衍射角衍射向反射面部6 5 d。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
T 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 559802 A7 B7 五、發明説明（19 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由此，到達反射面部6 5 d的返回光的衍射光的位置 較通常的反射位置更偏向側壁一側，不過由於已線膨脹的 基體部6 5 c相對於結合部6 5 j向外側膨脹（而結合部 6 5 ^成爲安裝的基準部分），上述返回光透過基體部 65c射向出射部65e，在受光部64接受光時，幾乎 到達通常的受光位置P，不發生位置偏離。 從雙波長半導體雷射器發出與上述諧振波長不同的雷 射（D V D等）時，各自出射的情況也一樣。 如上所述，在本實施形態中，也能得到與第一實施形 態同樣效果，同時，設置有雙波長半導體雷射器6 2，它 具有DVD用及CD用的波長不同的雷射二極體5 3及 6 3，進一步，由於從雙波長半導體雷射器6 2出射的雷 射L 5、L 6有平行的光路，構造簡單，可以廉價製成複 合光學單元6〇。 此外，也可以不追加射束分裂器那樣的合波光路的新 光學零件。 經濟部智慧財產咼員工消費合作社印製 採用上述變形例的複合光學零件，雙波長雷射器具有 諧振波長不同光軸相互平行的兩個光源，在衍射部，由於 形成了光柵圖形，使與各光源發出的光相對應的各反射光 都成像在受光的同一位置，用一個複合光學零件對應使用 多個諧振波長的光學裝置，僅用一個受光部6 4進行調整 、定位即可，作業過程簡單。 此外，本發明的複合光學零件，不僅僅只適用于光頭 ，作爲從發光部（光源）發射光，接受返回光的接受//發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 -22- 559802 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 射光一體型的光學零件，它也可以適用於其他光學裝置。 (發明之效果） 採用以上說明的本發明的複合光學零件，形成入射面 部以入射從雷射二極體射出的雷射，與此同時，在形成了 入出射面部的複合光學零件中形成了衍射部，該入出射面 部與入射面部相對形成、它將入射到入射面部的雷射出射 ，並將出射雷射的返回光入射，在入出射面部處衍射部將 返回光衍射到規定的方向。與此同時，在挾有雷射光軸一 側的側壁上形成反射面部，它是相對光軸傾斜的斜面，使 由衍射部衍射的衍射光橫穿過光軸反射向相反一側的側壁 方向，將反射面部反射的反射光由形成在另一側壁上的出 射面部出射向受光部，這樣即使因熱的影響而引起雷射諧 振波長的變化及因線膨脹引起複合光學零件變形的情況下 ，相對於安裝位置也能夠減少出射光受光位置的變化，因 而，可以不受熱變化等外部環境的影響。 還有，雷射二極體具有諧振波長不同、雷射光軸相互 平行的多個發光源，在衍射部處由於形成了光柵圖形，使 對應各光源發出的光的各反射光都成像在受光部的同一位 置，一個複合光學零件可以對應於多個諧振波長的光學裝 置，僅用一個受光部調整定位即可，可以大大簡化作業過 程。 還有，由於反射面部是傾斜設置、能夠使被衍射構件 衍射的衍射光以臨界角以上的角度入射，減少返回光的光 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 -23- 559802 A7 ______B7 ___ 五、發明説明⑵） 損耗，幾乎所有的返回光都被反射。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 還有，在反射面部，由於形成柱面，因而沒有必要另 外新設柱面鏡以產生象散。 還有，由於在出射面部形成了傾斜面，使得在反射面 反射的反射光折射向受光部、出射向與雷射二極體發射的 雷射光軸垂直的方向，因而，由於可以使雷射二極體及受 光部設置在相互垂直的方向上，增加了複合光學單元的小 型化和設計變更的自由度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再有，在本發明的複合光學單元中，具有筒狀外殻， 外殻的兩端上有第一及第二開口部，在側壁上有第三開口 部，在第一開口部內安裝雷射二極體，雷射二極體發出的 雷射出射向管殼的內部，在第二開口部內安裝有複合光學 零件，它將雷射出射向光碟，並接受返回光，在第三開口 部處安裝受光部，受光部接受被複合光學零件反射面部反 射，從出射面部出射的光。由於衍射部返回光的受光位置 向前方偏離，而反射面部由於線膨脹向後方偏離，因而受 光位置成爲相互抵消的受光位置，即使受到熱的影響，複 合光學單元受光部分的位置偏離也不多。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24-