WO2010047021A1 - 光学ユニットとそれを用いた電子機器 - Google Patents

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WO2010047021A1
WO2010047021A1 PCT/JP2009/003691 JP2009003691W WO2010047021A1 WO 2010047021 A1 WO2010047021 A1 WO 2010047021A1 JP 2009003691 W JP2009003691 W JP 2009003691W WO 2010047021 A1 WO2010047021 A1 WO 2010047021A1
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light emitting
light
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optical unit
optical
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PCT/JP2009/003691
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立柳昌哉
井島新一
南尾匡紀
堀之内昇吾
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パナソニック株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention reads information from or writes information to an optical unit and an electronic device using the optical unit, for example, a medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a BD (Blu-ray Disc). It relates to electronic equipment.
  • a medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a BD (Blu-ray Disc). It relates to electronic equipment.
  • an electronic apparatus that includes an optical unit and reads / writes information on a medium such as a CD, DVD, or BD has the following structure, for example.
  • the first light emitted from the first light emitting element for CD and DVD is sequentially passed through the aberration correction lens, the first objective lens, and the like, and then imaged on the medium track. Further, the second light emitted from the second light emitting element for BD is passed through an aberration correction lens, a second objective lens, and the like in order, and then imaged on a track of the medium.
  • the configuration is as described above. In some cases, a relay lens is passed before the aberration correction lens.
  • Patent Document 1 Such a configuration is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the first light emitting element emits light having a wavelength of 780 nm for CD and light having a wavelength of 650 nm for DVD.
  • the second light emitting element emits light with a wavelength of 405 nm for BD.
  • the wavelength of the DVD light is shorter than the wavelength of the CD light, and the wavelength of the BD light is further shortened. This makes it possible to reduce the image formation on the media track in the BD rather than the DVD and the DVD rather than the CD, and the recording density is higher in the BD than the DVD and DVD than the CD.
  • an electronic apparatus that supports any of CD, DVD, and BD includes both an optical unit that includes a light emitting element for CD and DVD, and an optical unit that includes a light emitting element for BD. .
  • an electronic device corresponding to any of CD, DVD, and BD includes two optical units. This is because the light-emitting elements for CD and DVD and the light-emitting elements for BD are different elements because the materials used are different, and it is common to provide one optical unit for mounting each. .
  • each light emitting element passes through an optical system including various lenses, prisms, etc., and is imaged on a medium.
  • the optical axes of the three light beams for CD, DVD, and BD emitted from the optical unit coincide with each other, and further, from the exit slope of the light emitting element for CD, DVD, and BD to the exit surface of the optical unit. It is desirable that the optical path lengths match. In this manner, the optical system of the electronic device can be made common by matching the apparent light emitting points in the optical unit for the light for CD, DVD, and BD, which is desirable as a configuration of the electronic device.
  • the optical axis and the optical path length can be adjusted relatively easily by providing a predetermined optical system for each light. Can do.
  • the light emitted from the light emitting elements is elliptical when imaged on the media. I thought. If an image is formed in an elliptical shape parallel to the track of the media, it is considered that light hits the adjacent signal in addition to the signal at the target location, causing an error. In addition, if an image is formed in an elliptical shape perpendicular to the track of the medium, it is considered that the light hits a track adjacent to the target track, which also causes an error.
  • the first optical unit of the present disclosure includes a first light emitting element that emits the first light, and a second light having a wavelength different from that of the first light in the same direction as the first light.
  • a second light emitting element that emits the light of the first light emitting element, and the light emitting surface of the second light emitting element has a predetermined distance on the opposite side to the direction of the first light compared to the light emitting surface of the first light emitting element. are arranged.
  • the light emitting surface of the second light emitting element is behind the light emitting surface of the first light emitting element by a predetermined distance (opposite to the light emitting direction).
  • a predetermined distance opposite to the light emitting direction.
  • the predetermined distance is preferably set corresponding to the distance between the light emitting point of the first light emitting element and the light emitting point of the second light emitting element.
  • the difference in optical path length that occurs to align the optical axes of the first light and the second light depends on the distance between the two light emitting points. Therefore, it is preferable to set the predetermined distance corresponding to the distance.
  • the optical coupling prism further includes an optical coupling prism that matches the optical axis of the first light and the optical axis of the second light, and an optical path length until the first light is emitted from the optical coupling prism; It is preferable that the predetermined distance is set so that the optical path length until the light is emitted from the optical coupling prism is matched.
  • the light emitting point height of the first light emitting element is the same as the light emitting point height of the second light emitting element.
  • the optical unit does not need to be aligned in the height direction, and the configuration of an optical coupling prism or the like for aligning the optical axis can be simplified.
  • the second optical unit of the present disclosure emits the first light emitting element that emits the first light and the second light having a wavelength different from that of the first light in the same direction as the first light.
  • a light emitting point height of the first light emitting element and a light emitting point height of the second light emitting element are the same.
  • the first light and the second light are emitted from the optical unit with the same height without requiring adjustment by a prism or the like. For this reason, it is possible to facilitate the configuration, adjustment, and the like of the optical coupling prism provided to align the optical axes of the first light and the second light. That is, it is only necessary to adjust the optical axis in the direction perpendicular to the height direction.
  • the distance from the predetermined reference surface in the optical unit to the light emitting point of the first light emitting element is the same as the distance from the reference surface to the light emitting point of the second light emitting element.
  • the reference surface is preferably a mounting surface for mounting the optical unit.
  • the distance from the reference plane in the optical unit can be used as the light emitting point height. Furthermore, when the mounting surface when the optical unit is mounted on an electronic device or the like is used as a reference surface, the two light emitting point heights can be made the same for the electronic device or the like.
  • a third optical unit of the present disclosure includes a first light emitting element that emits first light, and the first light emitting element is mounted obliquely with respect to a predetermined reference plane in the optical unit.
  • the reference surface is preferably a mounting surface mounting surface for mounting the optical unit.
  • an optical coupling prism that aligns the optical axis of the first light and the optical axis of the second light.
  • the first optical unit or the second optical unit at least one of the first light emitting element and the second light emitting element is mounted obliquely with respect to a predetermined reference plane in the optical unit.
  • the reference surface is preferably a mounting surface for mounting the optical unit on an electronic device or the like.
  • the light emitted from the light emitting element mounted obliquely with respect to the reference surface (mounting surface) can be imaged obliquely with respect to the track of the medium.
  • the first optical unit or the second optical unit includes a base having at least a first inclined surface and a second inclined surface, and the first light emitting element is provided on the first inclined surface of the base.
  • the provided second light emitting element is preferably provided on the second inclined surface of the base.
  • the base has a triangular prism shape, and one of the three side surfaces of the triangular prism shape is a body mounting surface, and the other two side surfaces are a first inclined surface and a second inclined surface. preferable.
  • the heat generated by the first light emitting element and the second light emitting element can be efficiently radiated from the airframe mounting surface via the base.
  • the first light emitting element and the second light emitting element are mounted on the first inclined surface and the second inclined surface, the first light and the second light are inclined with respect to the track of the medium. An image can be formed, and the quality of reproduction and recording can be improved.
  • the fourth side surface is provided so that at least a part of the top side portion where the first inclined surface and the second inclined surface intersect with each other is removed, and the fourth side surface may be a ground connection surface.
  • the ground connection surface may be provided in this way.
  • the first light emitting element selectively emits light of two wavelengths.
  • the first light emitting element preferably emits light for CD and light for DVD.
  • the second light emitting element preferably emits light for BD.
  • an optical unit that emits light respectively corresponding to different media such as a CD, a DVD, and a BD can be obtained.
  • an electronic apparatus includes any one of the optical units according to the present disclosure, and a first objective lens and a second light emitting element for the first light emitting element provided in a direction in which the optical unit emits light. Second objective lens.
  • the optical unit of the present disclosure it is possible to realize an electronic apparatus that uses a plurality of lights (for example, light for CD, DVD, and BD) without mounting a plurality of optical units.
  • a plurality of lights for example, light for CD, DVD, and BD
  • the electronic device can be downsized.
  • the optical unit further includes a relay lens provided in a direction in which light is emitted.
  • At least one of the first light after passing through the first objective lens and the second light after passing through the second objective lens faces the first objective lens and the second objective lens. It is preferable to form an image obliquely with respect to the track of the media arranged in this manner.
  • the second electronic apparatus of the present disclosure includes a third optical unit and an objective lens for a light emitting element provided in a direction in which the optical unit emits light, and the light emitted from the light emitting element is An image is formed obliquely with respect to the track of the media arranged facing the lens.
  • the image is elliptical and the angle between the major axis direction and the track is 20 ° or more and 50 ° or less.
  • the image is elliptically formed at such an angle, the effect of improving the reproduction and recording quality can be realized more reliably.
  • a plurality of lights can be used by one optical unit, and the optical unit and the electronic apparatus can be reduced in size.
  • more accurate reading and writing are possible by forming an image of light obliquely with respect to the track of the medium.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an optical circuit in an exemplary electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view of an exemplary optical unit of one embodiment.
  • FIG. 3 is a front view of an exemplary optical unit of one embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged front view of the major portions of an exemplary optical unit of one embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the arrangement relationship between the emission surface of the first light emitting element and the emission surface of the second light emitting element in the exemplary optical unit of the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a medium and light imaged on the medium in one embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another exemplary optical unit in one embodiment.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams illustrating mounting of optical elements in another exemplary optical unit according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a case where a relay lens is provided in the exemplary electronic device of one embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an exemplary optical unit and electronic apparatus according to the present embodiment that can write and read data on CD, DVD, and BD media.
  • the optical unit 1 includes a first light emitting element 2 capable of emitting light at two wavelengths for CD and DVD, and a second light emitting element 3 for BD.
  • the configuration of the optical unit 1 will be described in more detail later.
  • an optical coupling prism 4 In the emission direction in which the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 of the optical unit 1 emit light, an optical coupling prism 4, an aberration correction lens 6, a long wave light reflecting mirror 7, and a short wave light reflecting mirror 8 are provided. These are linearly arranged in this order from the optical unit 1 side.
  • the optical unit 1 and the optical coupling prism 4 are separately provided in the electronic apparatus.
  • the optical unit may be configured to have an optical coupling prism, and such an optical unit may be mounted on an electronic device (that is, the optical unit 1 and the optical coupling prism 4 are combined to form a diagram).
  • 1 may be an optical unit 1b indicated by a broken line in FIG.
  • the first objective lens 10 is provided in the reflection direction of the long wave light reflection mirror 7 so that the reflected light is incident through the optical component 9 having a filter function. Further, a second objective lens 12 is provided in the reflection direction of the short wave light reflecting mirror 8 so that the reflected light is incident through the achromatic diffraction lens 11.
  • the functions of the optical component 9 and the achromatic diffractive lens 11 are as disclosed in Patent Document 1 and the like and will not be described in detail here.
  • the light that has passed through the first objective lens or the second objective lens forms an image on the medium 13 disposed so as to face the objective lens.
  • the disk-shaped medium 13 that is one of CD, DVD, and BD is represented by one medium 13 for convenience of illustration and description. However, actually, any one of CD, DVD and BD is selectively arranged as shown in FIG. Further, with respect to the medium 13 in FIG. 1, a CD track is shown in the uppermost part (the side far from the first objective lens 10 etc.), a BD track is shown in the lowermost part, and a DVD track is shown between the two. Has been.
  • the aberration correction lens 6 is moved in the front-rear direction by rotating the lead screw 6b by using the stepping motor 6a, thereby performing the aberration correction.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the optical unit 1.
  • 3 is a view of the optical unit 1 as viewed in the direction indicated by III in FIG. 2 (viewed from the light emission direction).
  • FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of IV in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing the first light-emitting element 2 and the second light-emitting element 3 mounted thereon.
  • the optical unit 1 has a configuration in which a triangular prism base 15 is installed on a trapezoidal heat sink 14 and an outer peripheral protection wall 16 made of resin or the like is provided so as to surround the periphery. .
  • one of the three side surfaces of the base 15 made of metal and triangular prism is used as a body mounting surface, and the body mounting surface (lower surface) is directly adhered to the heat radiating plate 14 or a heat transfer member is mounted. It connects to the heat sink 14 via. As a result, the heat generated in the first light emitting element 2 for CD and DVD and the second light emitting element 3 for BD is efficiently transferred to the heat radiating plate 14 via the base 15. Yes.
  • two side surfaces other than the airframe connection surface connected to the heat sink 14 are 30 to 45 degrees with respect to the airframe connection surface, respectively.
  • the inclined surface 17 and the inclined surface 18 are formed at an angle of
  • the first light emitting element 2 is bonded to the inclined surface 17 and the second light emitting element 3 is bonded and fixed to the inclined surface 18 via a die bond material 19.
  • a ground connection surface 25 is provided in parallel with the fuselage connection surface so that a part of the apex 24 where the inclined surface 17 and the inclined surface 18 intersect is removed in the vicinity of the rear end (FIG. 2). .
  • An emission window 20 for emitting light emitted from the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 is provided on the front side of the outer peripheral protective wall 16 (on the side of the optical coupling prism 4 in FIG. 1). ing.
  • an input lead 21 and a ground lead 22 are drawn out from the inner rear part surrounded by the outer peripheral protection wall 16 toward the rear of the optical unit 1.
  • two of the input leads 21 are electrically connected to the first light-emitting element 2 and the second light-emitting element 3 by the thin metal wires 23 in the outer peripheral protective wall 16, respectively.
  • the ground lead 22 and the ground connection surface 25 are also electrically connected by a thin metal wire 23.
  • the first light emitting element 2 for CD and DVD and the second light emitting element 3 for BD are provided with the inclined surface 17 and the inclined surface 18 of the base 15. Respectively.
  • the first light emitting element 2 emits light for CD (wavelength 780 nm) and light for DVD (wavelength 650 nm) from openings 26 and 27 (see FIG. 4 and the like) provided on the emission surface 2a.
  • the second light emitting element 3 emits light for BD (wavelength 405 nm) in the same direction as the first light emitting element 2 from the opening 28 provided on the emission surface 3a.
  • These three wavelengths of light are selectively emitted from the optical unit 1.
  • the emission direction is preferably parallel to the lower surface 40 of the optical unit 1.
  • the emitted light is supplied to the medium 13 via the optical coupling prism 4, the aberration correction lens 6, the long wave light reflecting mirror 7, the short wave light reflecting mirror 8, and the like.
  • the optical axes of the three wavelengths are the same and the optical path length is the same.
  • the emission surface 3a of the second light emitting element 3 is behind the emission surface 2a of the first light emitting element 2 by a distance D1 (the direction in which light is emitted).
  • the optical axis is made to coincide using the optical coupling prism 4.
  • the distance D3 between the opening 26 and the opening 27 in the first light-emitting element 2 is sufficiently small, for example, 110 ⁇ m, and it can be considered that the optical axes of the light emitted from the respective openings coincide. . Therefore, the following description will be made assuming that the first light emitting element 2 emits light at the midpoint between the opening 26 and the opening 27.
  • the distance D2 between the light emitting points (openings) of the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 is, for example, 800 ⁇ m to 1000 ⁇ m. This is because the widths of the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are both about 300 ⁇ m to 400 ⁇ m, for example, and the two light emitting elements need to be mounted with a certain gap therebetween.
  • the value of the distance D2 between the light emitting points is too large to consider that the optical axes of the light from the first light emitting element 2 and the light from the second light emitting element 3 coincide with each other. Therefore, the optical coupling prism 4 is used to match the optical axes of the light from each light emitting element.
  • the light coupling prism 4 is used to refract the light from the first light emitting element 2 and the optical axis is aligned with the light from the second light emitting element 3, the light from the first light emitting element 2 is distance D2. Will only go long. In order to eliminate this, the emission surface 3a of the second light emitting element 3 is moved backward by the distance D1 with respect to the emission surface 2a of the first light emitting element 2.
  • the distance (dimension D1 of FIG. 5) of the output surface 2a of the 1st light emitting element 2 and the output surface 3a of the 2nd light emitting element 3 is about 1 mm, for example, it is not restricted to this.
  • the light emitting point height of each light emitting element in the optical unit 1 will be described.
  • the light emitting point height H1 of the first light emitting element 2 and the light emitting point height H2 of the second light emitting element 3 are the same.
  • the height of the middle point of the first light emitting element 2 is considered as the light emitting point height H1.
  • the distance from the lower surface 40 of the optical unit 1 is considered as the height of the light emitting point.
  • the lower surface 40 is a mounting surface used when the optical unit 1 is mounted on an electronic device or the like.
  • the optical axes of the respective lights become. That is, when the optical axes are matched by the optical coupling prism 4 or the like, adjustment in the height direction is not necessary, so one direction (a direction perpendicular to the height direction, here a direction parallel to the lower surface 40). Therefore, the optical axis can be matched more easily.
  • the optical coupling prism 4 may be provided in an electronic device separately from the optical unit 1, or an optical unit 1 b including the optical coupling prism 4 may be used.
  • the optical axis and the optical path length of the light emitted from each light emitting element can be more easily matched.
  • the reflected light from the medium 13 returns to the optical unit 1 side and is received by a light receiving element (not shown).
  • a light receiving element not shown.
  • FIG. 6 is a diagram showing the medium 13 and the light imaged there.
  • the medium 13 includes a track 29 on which a signal is recorded and a land 30 that separates adjacent tracks 29.
  • the circle 31a shown in each track 29 indicates the signal “1”, and the ellipse 31b indicates that the signal “1” is continuously written. Further, a portion without the circle 31a and the ellipse 31b indicates a signal “0”, and a portion where neither a circle nor an ellipse is shown over a long range indicates a state in which the signal “0” is continuous.
  • the light emitted from the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 forms an image on the medium 13 in an oblique ellipse shape with respect to the track 29. This is shown as imaging A.
  • the slanted ellipse is partly because the first light emitting element 2 and the second light emitting element 3 are both arranged on the inclined surface 17 and the inclined surface 18 of the triangular prism base 15. To do. Further, when other components are further arranged in the optical system, the Fourier transform effect is also affected.
  • Such an oblique imaging A has an effect of preventing errors such as the occurrence of crosstalk between the tracks 29. This will be described below.
  • an image A having an elliptical shape oblique to the track 29 is obtained.
  • adjacent signals in the same track 29 are not read.
  • a margin of a distance d is created between the adjacent tracks 29, and the signals of the adjacent tracks 29 are not read.
  • the effect of performing accurate and error-free readout is realized by forming the oblique image A.
  • accurate writing is realized by similarly forming the oblique image A.
  • the major axis direction of the elliptical image A with respect to the track 29 is 20 ° or more and 50 ° or less, and 30 ° or more. Further, it is more desirable to be 50 ° or less. Therefore, in FIG. 4, the angle formed by the inclined surface 17 and the inclined surface 18 with respect to the upper surface of the heat radiating plate 14 is set to 30 ° to 45 °.
  • the method of realizing the oblique image formation A is not limited to using the optical unit 1 shown in FIG.
  • any of the optical units of other embodiments described below may be used, or another method may be taken.
  • any configuration is possible as long as light can be imaged obliquely with respect to a track on a medium. This can be easily achieved by mounting a light emitting element obliquely in the optical unit. Can be realized.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating another exemplary optical unit 41, and is a diagram seen from the light emitting direction, as in FIG. 3 (however, components that are important for the description are shown, and a part thereof is illustrated). Is omitted).
  • the optical unit 41 has a first light emitting element 45 mounted on the submount 43 and a second light emitting element 46 mounted on the submount 44 on the pedestal portion 42.
  • a part of the upper surface of the pedestal portion 42 is inclined with respect to the lower surface 49 of the optical unit 41, and the submount 44 and the second light emitting element 46 are provided on the inclined portion.
  • the second light emitting element 46 is mounted obliquely with respect to the optical unit 41, and the light emitted from the second light emitting element 46 can be imaged in an elliptical shape oblique to the track on a medium such as a CD.
  • a medium such as a CD
  • the light emitting point 47 of the first light emitting element 45 and the light emitting point 48 of the second light emitting element 46 have the same light emitting point height H.
  • the distance from the lower surface 49 of the optical unit 41 to the light emitting point 47 and the light emitting point 48 is considered.
  • the second light emitting element 46 is mounted obliquely.
  • the first light emitting element 45 it is naturally possible to mount the first light emitting element 45 on a portion where the upper surface of the pedestal portion 42 is inclined. As a result, the light emitted from the first light emitting element 45 can also be formed obliquely with respect to the track of the medium, thereby improving the recording / reproducing quality.
  • FIGS. 8A to 8C show still another example in which a light emitting element is mounted.
  • the light emitting point 53 of the first light emitting element 51 and the light emitting point 54 of the second light emitting element 52 have substantially the same distance from the surface used for mounting each light emitting element. It is. In such a case, the light emitting point height 56 can be made the same by simply mounting the first light emitting element 51 and the second light emitting element 52 on the submount 55.
  • the light emitting point 63 of the first light emitting element 61 and the light emitting point 64 of the second light emitting element 62 are different in distance from the surface used for mounting each light emitting element. For example, it is a case where one is mounted with junction up and the other is mounted with junction down. In such a case, the thickness of the submount 67 on which the first light emitting element 61 is mounted is different from the thickness of the submount 68 on which the second light emitting element 52 is mounted. The distance to each light emitting point is made equal. In this manner, the light emitting point height 66 can be made the same for the first light emitting element 61 and the second light emitting element 62.
  • the first light emitting element 71 and the second light emitting element 72 are mounted above the inclined portion of the upper surface of the pedestal 75.
  • the second light emitting element 72 is directly mounted on the submount 78, while the first light emitting element 71 is further mounted on the submount 78 via the submount 79.
  • the two light emitting elements are both mounted obliquely, and the light emitting point 73 of the first light emitting element 71 and the light emitting point 74 of the second light emitting element 72 have the same light emitting point height 76.
  • the light emitting points can be made the same height and the respective light emitting elements can be mounted obliquely.
  • the emission of one light emitting element is performed in order to eliminate the difference in optical path length generated when the optical axes are aligned, as shown in FIG.
  • the surface may be made to recede from the exit surface of the other light emitting element.
  • the electronic device including any one of the optical units described above may include a relay lens.
  • FIG. 9 shows that the light emitted from the optical unit 1 passes through the relay lens 5 after passing through the optical coupling prism 4. Thereafter, similarly to the case shown in FIG.
  • the above-described optical unit and the electronic device on which the optical unit is mounted realizes downsizing of a device that emits light of a plurality of wavelengths, particularly, a plurality of wavelengths corresponding to CD, DVD, and BD, and can perform recording and reproduction of media. In order to improve the quality, it is useful for various optical electronic devices that are further miniaturized.

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Abstract

　光学ユニット（１）は、第１の光を出射する第１の発光素子（２）と、第１の光と同じ向きに、第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子（３）とを備える。第２の発光素子（３）の出射面は、第１の発光素子（２）の出射面に比べ、前記第１の光の向きと反対側に距離をおいて配置されている。

Description

光学ユニットとそれを用いた電子機器
　本発明は、光学ユニットと、それを用いた電子機器、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）等のメディアから情報を読み取る又は該メディアに情報を書き込む電子機器に関するものである。
　従来、光学ユニットを備え、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等のメディアについて情報の読み書きを行なう電子機器は、例えば次のような構造を備えていた。
　つまり、ＣＤ及びＤＶＤ用の第１の発光素子から出射された第１の光について、収差補正レンズ、第１対物レンズ等を順に通過させた後にメディアのトラックに結像させる。また、ＢＤ用の第２の発光素子から出射された第２の光について、収差補正レンズ、第２対物レンズ等を順に通過させた後にメディアのトラックに結像させる。以上のような構成である。尚、収差補正レンズの前にリレーレンズを通過させる場合もある。
　このような構成について、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００６－１２０２８３号公報
　しかしながら、前記の技術には、小型化を図りにくいという課題があった。
　前記の例において、第１の発光素子は、ＣＤ用としての波長７８０ｎｍの光と、ＤＶＤ用としての波長６５０ｎｍの光とを出射する。また、第２の発光素子は、ＢＤ用の波長４０５ｎｍの光を出射する。
　このように、ＣＤ用の光の波長よりもＤＶＤ用の光の波長の方が短く、それよりも更にＢＤ用の光の波長が短くなるようにしている。これによって、ＣＤよりもＤＶＤ、ＤＶＤよりもＢＤにおいてメディアのトラックにおける結像を小さくすることができ、記録密度についてはＣＤよりもＤＶＤ、ＤＶＤよりもＢＤにおいて高くなっている。
　ここで、ＣＤ用の光とＤＶＤ用の光とを出射する２波長の発光素子は知られている。このため、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのいずれにも対応する電子機器には、ＣＤ及びＤＶＤ用の発光素子を備える光学ユニットと、ＢＤ用の発光素子を搭載する光学ユニットとの両方が備えられている。
　このように２つの光学ユニットを備えることから、従来の電子機器は小型化に限界があった。
　また、ＣＤ等のメディアの読み書きを行なう電子機器について、ノイズの低減、解像度の向上等、再生及び記録の品質向上が求められている。
　以上に鑑み、光学ユニット及びそれを用いた電子機器を小型化する技術と、再生及び記録の品質向上を実現する技術とについて説明する。
　以上に説明した点に関し、本願出願人らは、以下のような検討を行なった。
　前記の通り、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのいずれにも対応する電子機器は、２つの光学ユニットを備える。これは、ＣＤ及びＤＶＤ用の発光素子と、ＢＤ用の発光素子とでは用いる材料等が異なるために別々の素子とされ、それぞれを搭載する光学ユニットを一つずつ設けるのが一般的だからである。
　これに対し、一つの光学ユニットに対し、ＣＤ及びＤＶＤ用の発光素子と、ＢＤ用の発光素子との両方を搭載することを考えた場合、発光点同士の距離が問題となる。
　各発光素子から出射された光は、各種のレンズ、プリズム等を含む光学系を通過してメディア上に結像される。この際、光学ユニットから出射されるＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤ用の３つの光の光軸が一致しており、更に、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤ用の発光素子の出斜面から光学ユニットの出射面までの光路長が一致していることが望ましい。このようにすると、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤ用の光について、光学ユニットにおける見かけの発光点を一致させて電子機器の光学系を共通化することができ、電子機器の構成として望ましいものとなる。
　ここで、複数の発光素子がそれぞれ別々の光学ユニットに搭載されているのであれば、それぞれの光に対して所定の光学系を設ける等により、光軸及び光路長を比較的容易に調整することができる。
　これに対し、一つの光学ユニットに複数の発光素子を搭載した場合、各発光素子の発光点同士の距離が近くなるため、それぞれの発光点からの光について別々のレンズ等によって調整することが難しくなる。これと共に、各発光素子は一定の大きさを有するので、同一の光軸をもって発光しているものとして扱うことができるほど発光点同士を近付けることもできない。
　次に、ＣＤ等のメディアの読み書きを行なう電子機器の再生及び記録の品質を劣化させる原因の一つとして、発光素子から出射された光がメディア上に結像する際、楕円状になっていることを考えた。メディアのトラックに平行な楕円状に結像すると、目的とした箇所の信号に加えて隣の信号等にも光が当たってしまい、エラーの原因となると考えられる。また、メディアのトラックに垂直な楕円状に結像すると、目的のトラックの隣のトラック等にも光が当たってしまい、やはりエラーの原因となると考えられる。
　以上の検討に基づき、本開示の第１の光学ユニットは、第１の光を出射する第１の発光素子と、第１の光と同じ向きに、第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子とを備え、第２の発光素子の出射面は、第１の発光素子の出射面に比べ、第１の光の向きと反対側に所定の距離をおいて配置されている。
　このような光学ユニットによると、第１の発光素子における光の出射面よりも、第２の発光素子における光の出射面の方が所定の距離だけ後方（光の出射される向きとは反対側）に位置している。このようにして、第１の光と第２の光とについて予め所定の値だけ光路長に差を設けておくことにより、２つの光の光軸を合わせるために生じる光路長を補正し、最終的な光路長を一致させることができる。
　尚、所定の距離は、第１の発光素子の発光点と、第２の発光素子の発光点との距離に対応して設定されていることが好ましい。
　第１の光と第２の光との光軸を合わせるために生じる光路長の差は、２つの発光点の距離に依存する。よって、該距離に対応して、前記の所定の距離を設定するのがよい。
　また、第１の光の光軸と、第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備え、第１の光が光結合用プリズムから出射されるまでの光路長と、第２の光が光結合用プリズムから出射されるまでの光路長とが一致するように所定の距離が設定されていることが好ましい。
　このようにすると、第１の光及び第２の光が光学ユニットから出射される際に、２つの光の光軸が合わされており、且つ、それぞれの発光点からの光路長も一致する。これは複数の光を出射する光学ユニットとして望ましい構成である。
　また、第１の発光素子の発光点高さと、第２の発光素子の発光点高さとが同じであることが好ましい。
　このようになっていると、高さ方向に関しては光軸を合わせる必要の無い光学ユニットとなり、光軸を合わせるための光結合用プリズム等の構成を単純化することができる。
　次に、本開示の第２の光学ユニットは、第１の光を出射する第１の発光素子と、第１の光と同じ向きに、第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子とを備え、第１の発光素子の発光点高さと、第２の発光素子の発光点高さとが同じである。
　第２の光学ユニットによると、プリズム等による調整を必要とすることなしに、第１の光と第２の光とは同じ高さをもって光学ユニットから出射される。このため、第１の光と第２の光との光軸を合わせるために設ける光結合用プリズム等について、構成、調整等を容易にすることができる。つまり、高さ方向に対して垂直な方向についてのみ光軸を調整すれば良いことになる。
　尚、光学ユニットにおける所定の基準面から第１の発光素子の発光点までの距離と、基準面から第２の発光素子の発光点までの距離とが同じであることが好ましい。更に、基準面は、光学ユニットを実装するための実装面であることが好ましい。
　このように、発光点高さとして、光学ユニットにおける基準面からの距離を用いることができる。更に、光学ユニットを電子機器等に実装する際の実装面を基準面とすると、電子機器等にたいして２つの発光点高さを同じにすることができる。
　次に、本開示の第３の光学ユニットは、第１の光を出射する第１の発光素子を備え、該第１の発光素子は、光学ユニットにおける所定の基準面に対して斜めに搭載されている。ここで、基準面は、光学ユニットを実装するための実装面実装面であることが好ましい。また、第１の光と同じ向きに、第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子を更に備えることが好ましい。
　このような光学ユニットを用いると、発光素子が出射する光を、メディアのトラックに対して斜めに結像させることが容易に可能である。これにより、結像した光が隣のトラックに重なること、及び、同一のトラック内にて所定の信号と共に誤って隣の信号を同時に読み取ってしまうことを防ぐことができる。これにより、再生及び記録の品質を向上することができる。
　また、第１の光の光軸と、第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備えることが好ましい。
　このようにすると、同じ光軸をもって第１の光及び第２の光が出射される光学ユニットを実現することができる。
　また、第１の光学ユニット又は第２の光学ユニットにおいて、第１の発光素子及び第２の発光素子のうち少なくとも一方は、光学ユニットにおける所定の基準面に対して斜めに搭載されていることが好ましい。基準面は、光学ユニットを電子機器等に実装するための実装面であることが好ましい。
　このようにすると、基準面（実装面）に対して斜めに搭載された発光素子が出射する光を、メディアのトラックに対して斜めに結像させることができる。これにより、結像した光が隣のトラックに重なること、及び、同一のトラック内にて所定の信号と共に誤って隣の信号を同時に読み取ってしまうことを防ぐことができる。これにより、再生及び記録の品質を向上することができる。
　また、第１の光学ユニット又は第２の光学ユニットにおいて、少なくとも第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する基台を備え、第１の発光素子は、基台の第１の傾斜面に設けられ、第２の発光素子は、基台の第２の傾斜面に設けられていることが好ましい。
　更に、基台は三角柱形状であり、三角柱形状の３つの側面の内の一つの面が機体取り付け面であり、他の二つの側面が第１の傾斜面及び第２の傾斜面であることが好ましい。
　このようにすると、第１の発光素子及び第２の発光素子が発する熱について、基台を介し、機体取り付け面から効率良く放熱することができる。また、第１の発光素子及び第２の発光素子を第１の傾斜面及び第２の傾斜面に搭載しているため、第１の光及び第２の光をメディアのトラックに対して斜めに結像させることができ、再生及び記録の品質を向上することができる。
　また、第１の傾斜面と、第２の傾斜面とが交わる頂辺部分の少なくとも一部が取り除かれるように第４の側面が設けられ、第４の側面は、グランド接続面であることが好ましい。グランド接続面は、このようにして設けても良い。
　また、第１の発光素子は、２波長の光を選択的に出射することが好ましい。
　また、第１の発光素子は、ＣＤ用の光と、ＤＶＤ用の光とを出射することが好ましい。
　また、第２の発光素子は、ＢＤ用の光を出射することが好ましい。
　このようにすると、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の異なるメディアにそれぞれ対応する光を出射する光学ユニットとすることができる。
　次に、本開示の電子機器は、本開示の何れかの光学ユニットと、光学ユニットが光を出射する方向に備えられた第１の発光素子用の第１の対物レンズ及び第２の発光素子用の第２の対物レンズとを備える。
　本開示の光学ユニットを用いることにより、複数の光学ユニットを搭載することなく複数の光（例えばＣＤ用、ＤＶＤ用及びＢＤ用の光）を用いる電子機器を実現することができる。また、当然ながら、複数の光学ユニットに対応するように複数の光学系を設けることも不要となる。これらのことから、電子機器の小型化を実現することができる。
　尚、第１の光の光軸と、第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備えることが好ましい。
　また、光学ユニットが光を出射する方向に備えられたリレーレンズを更に備えることが好ましい。
　また、リレーレンズと、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズとの間に、収差補正レンズ備えることが好ましい。
　必要に合わせて、以上のものを備えていても良い。
　また、第１の対物レンズを通過した後の第１の光及び第２の対物レンズを通過した後の第２の光のうち少なくとも一方は、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに対向して配置されたメディアのトラックに対して斜めに結像することが好ましい。
　このようにすると、結像した光が隣のトラックに重なること、及び、同一のトラック内にて所定の信号と共に誤って隣の信号を同時に読み取ってしまうことを防ぐことができる。これにより、再生及び記録の品質を向上することができる。
　また、本開示の第２の電子機器は、第３の光学ユニットと、光学ユニットが光を出射する方向に備えられた発光素子用の対物レンズを備え、発光素子から出射される光は、対物レンズに対向して配置されたメディアのトラックに対して斜めに結像する。
　このような電子機器を用いると、発光素子が出射する光を、メディアのトラックに対して斜めに結像させることが容易に可能である。これにより、結像した光が隣のトラックに重なること、及び、同一のトラック内にて所定の信号と共に誤って隣の信号を同時に読み取ってしまうことを防ぐことができる。これにより、再生及び記録の品質を向上することができる。
　また、結像は楕円状であり、且つ、その長軸方向とトラックとの成す角が２０°以上で且つ５０°以下であることが好ましい。
　このような角度に楕円状に結像していると、再生及び記録の品質を向上する効果をより確実に実現できる。
　本開示の光学ユニット及びそれを備える電子機器によると、一つの光学ユニットによって複数の光を用いることができ、光学ユニット及び電子機器の小型化を実現することができる。また、メディアのトラックに対して光を斜めに結像させることにより、より正確な読み書きが可能となっている。
図１は、本開示の一実施形態の例示的電子機器における光学回路を示す図である。 図２は、一実施形態の例示的光学ユニットの斜視図である。 図３は、一実施形態の例示的光学ユニットの正面図である。 図４は、一実施形態の例示的光学ユニットの主要部の拡大正面図である。 図５は、一実施形態の例示的光学ユニットにおいて、第１の発光素子の出射面と第２の発光素子の出射面との配置の関係を示す模式図である。 図６は、一実施形態におおいて、メディアとそこに結像した光について説明する図である。 図７は、一実施形態の他の例示的光学ユニットを説明する図である。 図８（ａ）～（ｃ）は、一実施形態の他の例示的光学ユニットにおける光学素子の搭載について説明する図である。 図９は、一実施形態の例示的電子機器にリレーレンズが備えられている場合について示す図である。
　以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの各メディアについて書き込み・読み出しが可能な本実施形態の例示的光学ユニット及び電子機器の構成を模式的に示す図である。
　図１において、光学ユニット１は、ＣＤ用及びＤＶＤ用の２波長にて発光可能な第１の発光素子２と、ＢＤ用の第２の発光素子３とを備えている。該光学ユニット１の構成については、後に更に詳しく説明する。
　光学ユニット１の第１の発光素子２及び第２の発光素子３が光を出射する出射方向には、光結合用プリズム４、収差補正レンズ６、長波光反射ミラー７及び短波光反射ミラー８が、光学ユニット１の側からこの順に直線的に配置されている。尚、ここでは光学ユニット１と光結合用プリズム４とが別々に電子機器に備えられているものとしている。しかし、光学ユニットが光結合用プリズムを有する構成であり、そのような光学ユニットが電子機器に搭載されているのであっても良い（つまり、光学ユニット１と光結合用プリズム４を合わせて、図１において破線により示す光学ユニット１ｂとする構成でも良い）。
　また、長波光反射ミラー７の反射方向には、フィルター作用を有する光学部品９を介して反射光が入射するように第１の対物レンズ１０が設けられている。更に、短波光反射ミラー８の反射方向には、色消し回折レンズ１１を介して反射光が入射するように第２の対物レンズ１２が設けられている。尚、光学部品９及び色消し回折レンズ１１の機能については、特許文献１等に開示されている通りであるため、ここでは詳述しない。
　第１の対物レンズ又は第２の対物レンズを通過した光は、対物レンズに対向して配置されたメディア１３に結像する。ここで、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのいずれか一つである円板状のメディア１３について、図示及び説明の都合上、一つのメディア１３によって表している。しかし、実際には、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのいずれか一つが選択的に図１に示すように配置される。また、図１のメディア１３について、図の最も上方（第１の対物レンズ１０等から遠い側）にＣＤ用のトラック、最も下方にＢＤ用のトラック、これら２つの間にＤＶＤ用のトラックが示されている。
　また、収差補正レンズ６について、ステッピングモータ６ａを用いてリードスクリュー６ｂを回転させることにより、該収差補正レンズ６を前後方向に移動し、これによって収差補正を行なうようになっている。
　次に、光学ユニット１について更に説明する。図２は、光学ユニット１の構成を示す斜視図である。また、図３は、図２のIII に示す向きに光学ユニット１を見た図（光の出射方向から見た図）であり、図４は、図３のIV付近を拡大し、基台１５とそこに搭載された第１の発光素子２及び第２の発光素子３について示す図である。
　図２に示す通り、光学ユニット１は、台形状の放熱板１４上に、三角柱形状の基台１５を設置し、その周囲を囲むように樹脂等からなる外周保護壁１６を設けた構成を有する。
　更に詳しく述べると、金属製で且つ三角柱形状の基台１５の３つの側面の一つを機体取り付け面とし、該機体取り付け面（下面）を直に放熱板１４に密着するか又は伝熱部材を介して放熱板１４に接続している。これにより、ＣＤ及びＤＶＤ用の第１の発光素子２と、ＢＤ用の第２の発光素子３とにおいて生じる熱は、基台１５を介して放熱板１４に効率良く伝達されるようになっている。
　また、図４に示す通り、三角柱形状の基台の３つの側面のうち、放熱板１４に接続されている機体接続面以外の２つの側面は、それぞれ機体接続面に対して３０度～４５度の角度を成す傾斜面１７及び傾斜面１８となっている。ここで、傾斜面１７には第１の発光素子２、傾斜面１８には第２の発光素子３がそれぞれダイボンド材１９を介して接着・固定されている。更に、傾斜面１７及び傾斜面１８が交わる頂辺２４部分の一部が後端付近において除去されたように、機体接続面と並行になったグランド接続面２５が設けられている（図２）。
　外周保護壁１６の前方側（図１における光結合用プリズム４の側）には、第１の発光素子２及び第２の発光素子３から出射された光を出すための出射窓２０が設けられている。
　また、外周保護壁１６に囲まれた内側の後部から光学ユニット１の後方に向かって、入力リード２１及びグランドリード２２が引き出されている。
　更に、外周保護壁１６内において、入力リード２１のうちの２つがそれぞれ第１の発光素子２及び第２の発光素子３に対して金属細線２３によって電気的に接続されている。また、同じく外周保護壁１６内において、グランドリード２２とグランド接続面２５とについても金属細線２３によって電気的に接続されている。
　本実施形態の光学ユニット１において、以上に説明した通り、ＣＤ及びＤＶＤ用の第１の発光素子２と、ＢＤ用の第２の発光素子３とを基台１５の傾斜面１７及び傾斜面１８にそれぞれ配置している。第１の発光素子２は、その出射面２ａに設けられた開口２６及び２７（図４等を参照）からＣＤ用の光（波長７８０ｎｍ）及びＤＶＤ用の光（波長６５０ｎｍ）を出射する。また、第２の発光素子３は、その出射面３ａに設けられた開口２８から、第１の発光素子２と同じ方向にＢＤ用の光（波長４０５ｎｍ）を出射する。
　これらの３波長の光（ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光及びＢＤ用の波長４０５ｎｍの光）は、光学ユニット１から選択的に出射される。出射方向は、光学ユニット１の下面４０に対して平行であるのが良い。出射された光は、図１にも示す通り、光結合用プリズム４、収差補正レンズ６、長波光反射ミラー７、短波光反射ミラー８等を介してメディア１３に供給される。
　また、３波長の光について、光軸が合っていると共に、光路長が同じであることが望ましい。これを実現するため、図５に模式的に示すように、第２の発光素子３の出射面３ａは、第１の発光素子２の出射面２ａよりも距離Ｄ１だけ後方（光の出射する向きと反対側）に配置され、且つ、光結合用プリズム４を用いて光軸を一致させる。
　ここで、第１の発光素子２における開口２６と開口２７との距離Ｄ３は十分に小さく、例えば１１０μｍであり、それぞれの開口から出射される光の光軸が一致しているとみなすことができる。このため、以下では第１の発光素子２は開口２６と開口２７との中点において発光しているものとみなして説明する。
　これに対し、第１の発光素子２と第２の発光素子３との発光点（開口）間の距離Ｄ２は、例えば８００μｍ～１０００μｍである。これは、第１の発光素子２及び第２の発光素子３の幅がいずれも例えば３００μｍ～４００μｍ程度あること、２つの発光素子はある程度隙間を空けて搭載する必要があること等による。このような発光点間の距離Ｄ２の値は、第１の発光素子２からの光と第２の発光素子３からの光との光軸が一致しているとみなすには大きすぎる。よって、光結合用プリズム４を用いて各発光素子からの光の光軸を一致させるようにしている。尚、各発光素子からの光をそれぞれ別々の光学系によって処理するには、８００μｍ～１０００μｍという距離Ｄ２の値が小さすぎて不都合である。更に、複数の光学系を備える構成は、電子機器を小型化するには不利である。
　光結合用プリズム４を用い、第１の発光素子２からの光を屈折させて第２の発光素子３からの光に光軸を合わせたとすると、第１の発光素子２からの光は距離Ｄ２だけ長く進むことになる。これを解消するために、第１の発光素子２の出射面２ａに対し、第２の発光素子３の出射面３ａを距離Ｄ１だけ後退させる。ここで、単純にＤ１＝Ｄ２としても良いが、より正確には、光結合用プリズム４の屈折率を考慮して光路長を等しくする。つまり、光結合用プリズム４の屈折率がｎであり、他の部分（大気中）の屈折率が１であるとき、Ｄ１＝ｎＤ２とする。
　尚、第１の発光素子２の出射面２ａと第２の発光素子３の出射面３ａとの距離（図５の寸法Ｄ１）は例えば１ｍｍ程度であるが、これには限らない。
　次に、光学ユニット１における各発光素子の発光点高さについて説明する。図３に示すように、光学ユニット１において、第１の発光素子２の発光点高さＨ１と、第２の発光素子３の発光点高さＨ２とを同じにしている。ここで、第１の発光素子２については、前述の通り開口２６と開口２７との距離が十分に小さいため、その中点の高さを発光点高さＨ１と考える。また、ここでは、発光点高さとして、光学ユニット１の下面４０からの距離を考えている。下面４０は、光学ユニット１を電子機器等に実装する際に用いる実装面である。
　このように、第１の発光素子２の発光点高さＨ１と、第２の発光素子３の発光点高さＨ２とが同じになっていると、それぞれの光の光軸を合わせるのが容易になる。つまり、光結合用プリズム４等により光軸を一致させる際に、高さ方向についての調整が不要となることから、一方向（高さ方向に垂直な方向、ここでは下面４０に平行な方向）についての調整を行なえば良いことになり、より容易に光軸を一致させることができる。
　尚、以上では下面４０を発光点高さの基準としたが、これには限らない。光結合用プリズム４により光軸を調整する方向と垂直な方向を高さ方向と考えて、第１の発光素子２の発光点高さと、第２の発光素子３の発光点高さとが同じになるようにすればよい。図１において説明した通り、光結合用プリズム４は、光学ユニット１とは別に電子機器に備えられていても良いし、光結合用プリズム４を備える光学ユニット１ｂを用いても良い。
　以上のようにして、第１の発光素子２及び第２の発光素子３を備える光学ユニット１において、それぞれの発光素子が出射する光の光軸及び光路長をより容易に一致させることができる。この結果、一つの光学ユニット（及び付随する光学系）を用いて複数の波長の光に対応する電子機器を実現することができ、電子機器の小型化を実現することができる。
　尚、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤのいずれにおいても、メディア１３からの反射光は、光学ユニット１側に戻り、ここで不図示の受光素子によって受光される。このことについては、従来の構成を取ればよいものであるため、詳しい図示及び説明を省略する。
　次に、メディア１３に供給された光の結像について説明する。図６は、メディア１３とそこに結像した光について示す図である。
　メディア１３には、信号の記録されたトラック２９と、隣接するトラック２９間を分けるランド３０とを有する。
　各トラック２９内に示された円３１ａは信号の「１」を示し、楕円となっている３１ｂ等は信号「１」が連続して書き込まれていることを示す。また、円３１ａ及び楕円３１ｂの無い箇所は信号の「０」を示し、長い範囲に亘って円も楕円も示されていない部分は信号の「０」が連続している状態を示す。
　本実施形態の光学ユニット１において、第１の発光素子２及び第２の発光素子３から出射された光は、メディア１３上に、トラック２９に対して斜めの楕円状に結像する。これを結像Ａとして示す。斜めの楕円状となるのは、第１の発光素子２及び第２の発光素子３をいすれも三角柱形状の基台１５における傾斜面１７及び傾斜面１８に配置していることを一因とする。また、光学系に他の部品を更に配置した場合にはフーリエ変換作用も影響する。
　このような斜めの結像Ａとなることは、トラック２９間のクロストークが発生すること等のエラーを防止する効果を示す。これを以下に説明する。
　まず、メディア１３上に対し、結像Ｂのように、トラック２９に平行方向に長い楕円状に結像した場合を考える。この場合、同じトラック２９内において、目的とした所定の信号に加えて、該所定の信号に隣接する他の信号にも光が当たってしまい、正確な読み出しができなくなるおそれがある。
　また、結像Ｃのように、トラック２９に対して垂直方向に長い楕円状に結像した場合を考える。この場合、目的としたトラックと隣接する他のトラック２９にも光が当たってしまい、この場合も正確な読み出しができないおそれがある。
　これらに対し、本実施形態においては、トラック２９に対して斜めの楕円状の結像Ａとなる。この場合、同じトラック２９内において隣接する信号を読むことは無い。また、隣接するトラック２９間において、距離ｄだけの余裕が生まれ、隣接するトラック２９の信号を読み込んでしまうことはない。
　以上のように、斜めの結像Ａとすることにより正確でエラーのない読み出しを行なう効果が実現する。尚、以上は読み出しの場合を説明したが、データの書き込みを行なう場合にも、同様に斜めの結像Ａとすることにより正確な書き込みが実現する。
　尚、前記の効果をより確実に実現するためには、トラック２９に対して、楕円状の結像Ａの長軸方向が２０°以上で且つ５０°以下となることが望ましく、３０°以上で且つ５０°以下となることが更に望ましい。このために、図４において、放熱板１４の上面に対して傾斜面１７、傾斜面１８の成す角を３０°～４５°としている。
　また、斜めの結像Ａを実現する方法は、図２の光学ユニット１を用いることには限らない。例えば、以下に説明する他の実施例の光学ユニットのいずれかを用いても良いし、更に別方法を取っても良い。光学ユニットを搭載した電子機器において、メディア上のトラックに対して斜めに光を結像させることができる構成であれば良いのであり、光学ユニットにおいて発光素子を斜めに搭載することによりこれを容易に実現することができる。
　　（他の実施例）
　図２等に示した光学ユニット１の場合、三角柱形状の基台１５を用い、その傾斜面の２つにそれぞれ発光素子を搭載している。しかし、このような構成は必須ではない。以下に、本実施形態の他の実施例について、図面を参照して説明する。
　図７は、他の例示的光学ユニット４１を模式的に示す図であり、図３と同様に、光の出射方向から見た図である（但し、説明に重要な構成要素を示し、一部は省略している）。光学ユニット４１は、台座部４２上に、サブマウント４３に搭載された第１の発光素子４５と、サブマウント４４に搭載された第２の発光素子４６とを有している。ここで、光学ユニット４１の下面４９に対して台座部４２の上面の一部が斜めになっており、サブマウント４４及び第２の発光素子４６は該斜め部分上に備えられている。このため、第２の発光素子４６は光学ユニット４１に対して斜めに搭載され、ここから出射された光をＣＤ等のメディア上においてトラックに対して斜めの楕円状に結像させることができる。このことにより、図６を参照して説明した通り、記録・再生の品質を向上できる。
　また、光学ユニット４１において、第１の発光素子４５の発光点４７及び第２の発光素子４６の発光点４８は、発光点高さＨが同じである。ここで、発光点高さＨとしては、光学ユニット４１の下面４９から発光点４７及び発光点４８までの距離を考えている。
　これにより、発光点４７及び発光点４８から出射される光の光軸を合わせる際には、一方向（ここでは下面４９に平行な方向）についてのみ光軸の調整を行なえばよいことになる。
　また、図７の光学ユニット４１では、第２の発光素子４６だけを斜めに搭載している。しかしながら、第１の発光素子４５についても、台座部４２の上面が斜めになった部分に搭載することは当然可能である。これにより、第１の発光素子４５が出射する光についてもメディアのトラックに対して斜めに結像させて、記録・再生の品質を向上することができる。
　また、第２の発光素子４６が下面４９に対して斜めになっている例を示したが、光学ユニット４１において他の基準を取っても構わない。
　次に、図８（ａ）～（ｃ）に、発光素子を搭載する更に別の例を示している。
　図８（ａ）の場合、第１の発光素子５１の発光点５３と、第２の発光素子５２の発光点５４とは、それぞれの発光素子の搭載に用いる面からの距離が実質的に同じである。このような場合には、第１の発光素子５１及び第２の発光素子５２を単純にサブマウント５５に搭載することにより、発光点高さ５６を同じにすることができる。
　図８（ｂ）の場合、第１の発光素子６１の発光点６３と、第２の発光素子６２の発光点６４とは、それぞれの発光素子の搭載に用いる面からの距離が異なっている。例えば、一方をジャンクションアップ、他方をジャンクションダウンにて搭載するような場合である。このような場合、第１の発光素子６１を搭載するサブマウント６７と、第２の発光素子５２を搭載するサブマウント６８との厚さを違えることにより、各サブマウントを搭載する台座部６５から各発光点までの距離を等しくする。このようにして、第１の発光素子６１と第２の発光素子６２とについて、発光点高さ６６を同じにすることができる。
　図８（ｃ）の場合、台座部７５の上面の斜めになった部分の上方に第１の発光素子７１と第２の発光素子７２とが搭載されている。ここで、第２の発光素子７２はサブマウント７８上に直接搭載されているのに対し、第１の発光素子７１はサブマウント７８上に更にサブマウント７９を介して搭載されている。これにより、２つの発光素子をいずれも斜めに搭載すると共に、第１の発光素子７１の発光点７３と第２の発光素子７２の発光点７４とが同じ発光点高さ７６になっている。
　以上の他にも、三角柱形状の基台を２つ用意して発光素子を一つずつ搭載する等も可能である。この場合も、発光点の高さを同じにすると共にそれぞれの発光素子を斜めに搭載することができる。
　また、以上に説明した変形例の各光学ユニットにおいても、図５に示すのと同様に、光軸を合わせる際に生じた光路長の差を解消することを目的に、一方の発光素子の出射面を他方の発光素子の出射面よりも後退させても良い。

　また、以上に説明したいずれかの光学ユニットを備える電子機器において、リレーレンズを備えていても良い。図９には、光学ユニット１から出射された光が光結合用プリズム４を通過した後、リレーレンズ５を通過するすることが示されている。この後、図１に示すのと同様に、収差補正レンズ等を通過してメディア１３に導かれる。
　以上に説明した光学ユニット及びそれを搭載する電子機器は、複数波長、特にＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤに対応する複数波長の光を出射する装置の小型化を実現し、また、メディアの記録及び再生の品質を向上するため、より小型化の進んだ各種の光学的電子機器に有用である。
　１　　　光学ユニット
　１ｂ　　光学ユニット
　２　　　第１の発光素子
　２ａ　　出射面
　３　　　第２の発光素子
　３ａ　　出射面
　４　　　光結合用プリズム
　５　　　リレーレンズ
　６　　　収差補正レンズ
　６ａ　　ステッピングモータ
　６ｂ　　リードスクリュー
　７　　　長波光反射ミラー
　８　　　短波光反射ミラー
　９　　　光学部品
１０　　　第１の対物レンズ
１１　　　回折レンズ
１２　　　第２の対物レンズ
１３　　　メディア
１４　　　放熱板
１５　　　基台
１６　　　外周保護壁
１７　　　傾斜面
１８　　　傾斜面
１９　　　ダイボンド材
２０　　　出射窓
２１　　　入力リード
２２　　　グランドリード
２３　　　金属細線
２４　　　頂辺
２５　　　グランド接続面
２６　　　開口
２７　　　開口
２８　　　開口
２９　　　トラック
３０　　　ランド
３１ａ　　円（単独の信号「１」）
３１ｂ　　楕円（連続した信号「１」）
４０　　　下面
４１　　　光学ユニット
４２　　　台座部
４３　　　サブマウント
４４　　　サブマウント
４５　　　第１の発光素子
４６　　　第２の発光素子
４７　　　発光点
４８　　　発光点
４９　　　下面
５１　　　第１の発光素子
５２　　　第２の発光素子
５３　　　発光点
５４　　　発光点
５５　　　サブマウント
６１　　　第１の発光素子
６２　　　第２の発光素子
６３　　　発光点
６４　　　発光点
６５　　　台座部
６７　　　サブマウント
６８　　　サブマウント
７１　　　第１の発光素子
７２　　　第２の発光素子
７３　　　発光点
７４　　　発光点
７５　　　台座部
７８　　　サブマウント
７９　　　サブマウント

Claims (25)

  1. 　第１の光を出射する第１の発光素子と、
    　前記第１の光と同じ向きに、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子とを備え、
    　前記第２の発光素子の出射面は、前記第１の発光素子の出射面に比べ、前記第１の光の向きと反対側に所定の距離をおいて配置されていることを特徴とする光学ユニット。
  2. 　請求項１において、
    　前記所定の距離は、前記第１の発光素子の発光点と、前記第２の発光素子の発光点との距離に対応して設定されていることを特徴とする光学ユニット。
  3. 　請求項１において、
    　前記第１の光の光軸と、前記第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備え、
    　前記第１の光が前記光結合用プリズムから出射されるまでの光路長と、前記第２の光が前記光結合用プリズムから出射されるまでの光路長とが一致するように前記所定の距離が設定されていることを特徴とする光学ユニット。
  4. 　請求項１において、
    　前記第１の発光素子の発光点高さと、前記第２の発光素子の発光点高さとが同じであることを特徴とする光学ユニット。
  5. 　第１の光を出射する第１の発光素子と、
    　前記第１の光と同じ向きに、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子とを備え、
    　前記第１の発光素子の発光点高さと、前記第２の発光素子の発光点高さとが同じであることを特徴とする光学ユニット。
  6. 　請求項５において、
    　前記光学ユニットにおける所定の基準面から前記第１の発光素子の発光点までの距離と、前記基準面から前記第２の発光素子の発光点までの距離とが同じであることを特徴とする光学ユニット。
  7. 　請求項６において、
    　前記基準面は、前記光学ユニットを実装するための実装面であることを特徴とする光学ユニット。
  8. 　第１の光を出射する第１の発光素子を備える光学ユニットにおいて、
    　前記第１の発光素子は、前記光学ユニットにおける所定の基準面に対して斜めに搭載されていることを特徴とする光学ユニット。
  9. 　請求項８において、
    　前記所定の基準面は、前記光学ユニットを実装するための実装面であることを特徴とする光学ユニット。
  10. 　請求項８において、
    　前記第１の光と同じ向きに、前記第１の光とは波長が異なる第２の光を出射する第２の発光素子を更に備えることを特徴とする光学ユニット。
  11. 　請求項５又は１０において、
    　前記第１の光の光軸と、前記第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備えることを特徴とする光学ユニット。
  12. 　請求項１、４又は５において、
    　前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子のうち少なくとも一方は、前記光学ユニットにおける所定の基準面に対して斜めに搭載されていることを特徴とする光学ユニット。
  13. 　請求項１、５又は１０において、
    　少なくとも第１の傾斜面及び第２の傾斜面を有する基台を備え、
    　前記第１の発光素子は、前記基台の前記第１の傾斜面に設けられ、
    　前記第２の発光素子は、前記基台の前記第２の傾斜面に設けられていることを特徴とする光学ユニット。
  14. 　請求項１３において、
    　前記基台は三角柱形状であり、
    　前記三角柱形状の３つの側面の内の一つの面が機体取り付け面であり、他の二つの前記側面が前記第１の傾斜面及び前記第２の傾斜面であることを特徴とする光学ユニット。
  15. 　請求項１４において、
    　前記第１の傾斜面と、前記第２の傾斜面とが交わる頂辺部分の少なくとも一部が取り除かれるように第４の側面が設けられ、
    　前記第４の側面は、グランド接続面であることを特徴とする光学ユニット。
  16. 　請求項１又は５において、
    　前記第１の発光素子は、２波長の光を選択的に出射することを特徴とする光学ユニット。
  17. 　請求項１６において、
    　前記第１の発光素子は、ＣＤ用の光と、ＤＶＤ用の光とを出射することを特徴とする光学ユニット。
  18. 　請求項１又は５において、
    　前記第２の発光素子は、ＢＤ用の光を出射することを特徴とする光学ユニット。
  19. 　請求項１又は５の光学ユニットと、
    　前記光学ユニットが光を出射する方向に備えられた第１の発光素子用の第１の対物レンズ及び第２の発光素子用の第２の対物レンズとを備えることを特徴とする電子機器。
  20. 　請求項１９において、
    　前記第１の光の光軸と、前記第２の光の光軸とを合わせる光結合用プリズムを更に備えることを特徴とする電子機器。
  21. 　請求項１９において、
    　前記光学ユニットが光を出射する方向に備えられたリレーレンズを更に備えることを特徴とする電子機器。
  22. 　請求項２１において、
    　前記リレーレンズと、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズとの間に、収差補正レンズ備えることを特徴とする電子機器。
  23. 　請求項１９において、
    　前記第１の対物レンズを通過した後の前記第１の光及び前記第２の対物レンズを通過した後の前記第２の光のうち少なくとも一方は、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズに対向して配置されたメディアのトラックに対して斜めに結像することを特徴とする電子機器。
  24. 　請求項８の光学ユニットと、
    　前記光学ユニットが光を出射する方向に備えられた前記発光素子用の対物レンズを備え、
    　前記第１の発光素子から出射される光は、対物レンズに対向して配置されたメディアのトラックに対して斜めに結像することを特徴とする電子機器。
  25. 　請求項２４において、
    　前記結像は楕円状であり、且つ、その長軸方向と前記トラックとの成す角が２０°以上で且つ５０°以下であることを特徴とする電子機器。
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