專利名稱：復合光學組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合為了進行光盤的記錄或再生而把光束照射在光盤上，并接收來自光盤的返回光的拾光頭等光學裝置中，作為最佳化的接收發(fā)射光一體式的光學元件的復合光學組件。
作為復合光學組件有為了記錄或再生光盤而把激光照射在光盤上或者作為接收來自光盤的激光的接收發(fā)射光一體式光學元件的光學組件的例子。
為了把信息記錄在CD(小型光盤)，CD-R(補寫型CD)，DVD(數字式光盤)上或再生光盤的信息記錄面的信息而使用拾光頭，把光學組件搭載在該拾光頭上。
在把各種光學部件搭載在拾光頭上時，為了最佳地進行光盤記錄或再生而進行光學部件相對拾光頭的位置或角度的調整，此時，接收光部分和發(fā)光部分一體化的光學組件為了防止因調整而引起接收光和發(fā)光位置的相對關系的變化而有所謂可以保證位置和角度的容許范圍寬和容易調整的標準，并被廣泛采用。因此為了使拾光頭小型化而光學組件一直朝小型化開發(fā)。
可是近年來在記錄再生作為比CD記錄密度高的光盤的DVD裝置被產品化之后，因為該DVD裝置廣泛普及，所以必須降低DVD裝置的成本，隨之要求降低用在搭載在DVD裝置的拾光頭上的光學組件的成本。
另外對DVD裝置而言，還要求CD(包括CD-R)間的互換性。為此在DVD用的激光光源(650nm頻帶)和650nm頻帶的激光光源中必須裝備有記錄用于不能再生的CD-R或用于再生的激光光源(780nm頻帶)波長不同的兩個激光光源。
圖5是表示搭載現有技術中的光學組件4和8的拾光頭20的平面圖。拾光頭20主要由作為高密度光盤的DVD17用的光學組件4，作為低密度光盤CD18用的光學組件8，把從光學組件4和8發(fā)射出的波長不同的激光引導到同一光軸上的分束器10，承擔利用激光的波長設定激光的光束的直徑縮小率任務的波長濾波器15，物鏡16和用于把上述各部件配置在規(guī)定位置上的滑架21構成，從而可以使DVD17和CD18同時再生。
下面詳細說明上述各部件。
首先，光學組件4由作為發(fā)射DVD17用的激光(波長650nm頻帶)的激光二極管芯片的光源2，由作為接收被DVD17反射的激光的接收光部件的光電二極管組成的接收光元件3，具有光源2和接收光元件3的基片部4a，把光源2和接收光元件3包括起來并安裝粘接在基片部4a上的側壁部4b，作為側壁部4b的開口窗的射出部4d和為了遮蔽作為側壁部的射出部4d而粘合的玻璃等高透射率的光學部件5構成。光源2預先與光學部件5對置后粘接在基片部4a上，接收元件3與光源2靠近并形成在基片4a的表面上。另外，借助形成在光學部件5上的衍射格子5a把從光源2射出的被DVD17反射的激光(返回光)衍射后引導到接收光元件3的規(guī)定位置。之所以使接收光元件3靠近光源2是因為衍射光柵5a的間距的可能形成最小值存在限制。這是因為由衍射光柵5a的格子衍射的返回光的衍射角不能取的很大(格子間距越窄，衍射角越大)的理由。光學部件5經規(guī)定的標準光學系統進行位置調整，以便把由該衍射光柵5a衍射的光引導到接收光元件3的規(guī)定位置上，然后，將光學部件5粘接在射出部4d上。
光學組件8由包括發(fā)射CD18用的激光(波長780nm頻帶)的激光二極管芯片的光源6，和作為接收被CD18反射的激光的接收光部件的光電極管的接收光元件7，具有光源6和接收光元件7的基板部8a，把光源6和接收光元件7包括起來并安裝固定在基板部3a上的側壁8b，作為側壁8b的開口窗的射出部8d和為了遮蔽射出部8d而接合的玻璃等高透射率的光學部件9構成。光源6預先與光學部件9相對置地粘接上基板8a上，光學元件7與光源6靠近地形成在基板部8a的表面上。借助形成在光學部件9上的衍射光柵9a把從光源6發(fā)射后被CD反射的返回光衍射后引導到接收光元件7的規(guī)定位置。使接收光元件7與光源6靠近的理由與光學組件4的理由相同。為了進行利用三束法的跟蹤控制而在光學部件9上設置作為衍射光柵的束形成部9b，光學部件9經規(guī)定的基準光學系統調整，以便把由該衍射光柵9a產生的衍射光引導到接收光元件7的規(guī)定的位置，然后將光學部件9粘接在射出部8d上。
分束器10的作用是把來自光源2和光源6的兩束激光引導到DVD17(CD8)的方向。分束器10被預先制成由兩個棱鏡貼合在一起的長方體形狀，在貼合面上鍍上具有波長選擇功能的光學膜(分色膜)，該分色膜透射CD18用的激光，反射DVD17用的激光。
波長濾波器15具有能實現下述功能的結構只透過從光源2發(fā)射的激光，而反射或吸收從光源6發(fā)射的激光，從而設定從光源2和光源6發(fā)射的激光的光束直徑。這樣一來在從光源2和光源6發(fā)射的激光通過物鏡16會聚的會聚光斑分別照射在DVD17或CD18上時，可以使像差減少。
下面說明光學組件4和8的配置及光盤即DVD17和CD18的再生操作。
光學組件4和光學組件8以分束器10為起點預先配置成大約90°，光學組件8沿與從波長濾波器15至物鏡16的光的光軸大致平行的方向配置，光學單元4沿與從波長濾波器15至物鏡16的光的光軸大致垂直的方向配置。
在這樣的構成中，當再生DVD17時，從光源2發(fā)射振動波長650nm頻帶的波長的激光，經過光學單元4的射出部4d和衍射光柵5a入射到分束器10。而入射到分束器10的激光被反射后，相對該光軸折曲成約90°從分束器10射出后，入射到與分束器10鄰接設置的波長濾波器15。來自作為DVD用的激光的光源2的在其光束的直徑幾乎沒有受到限制地透射。透過波長濾波器15的激光入射到物鏡16上。然后通過物鏡16的聚光作用，在DVD17的信息記錄面上成像。
然后，被DVD17反射的激光再一次透過物鏡16和波長濾波器15后，被分束器10反射，相對該光軸向光學組件4方向折曲，入射在衍射光柵5a上。借助衍射光柵5a使激光衍射后入射在形成在接受光元件3上的接收光部上。這時，入射在上述接受光部上的激光通過光電轉換形成把相應DVD17的信息記錄面的信號的電流輸出轉換成電壓信號的再生信號，然后從光學組件4的外部端子4c輸出。另外，入射在上述接收光部上的激光的一部分用于聚焦和跟蹤控制。
當再生CD18時，從光源6發(fā)射的振動波長780nm帶的波長的激光通過光學組件8的射出部8d，光束形成部9b和衍射光柵9a。這時由光束形成部9b形成3個光束的激光入射在分束器10上。入射到分束器10上的激光透過分束器10，以其原樣從分束器10射出，入射在鄰近分束器10設置的波長濾波器15上。來自作為CD用的激光的光源6的激光通過在波長濾波器15的外周部分形成的環(huán)帶反射，而沒形成環(huán)帶的部分透過。因此波長濾波器15對CD用的激光起縮小束徑的作用，設定入射在物鏡16上的激光的束徑。透過波長濾波器15的激光入射到物鏡16上，通過該物鏡16的聚光作用，在CD18的信息記錄面上成像。
其后，被CD18反射的激光再次透過物鏡16和波長濾波器15后，透過分束器10，入射在衍射光柵9a上。被激光衍射光柵5a衍射的激光，沒有受到束形成部9b影響地入射在形成在接收光元件7上的接收光部上。這時，入射在上述接收光部上的激光，經光電變換把相應于CD18的信息記錄面的信號的電流輸出轉換成電壓信號，即形成再生信號后，從光學組件8的外部端子8e輸出。入射到上述接收光部的激光的一部分用于通過聚焦控制和三光束法的跟蹤控制。
這樣，就現有技術的光學組件而言，如圖5中所示的光學組件4(8)那樣，微小的光源2(6)和接收光元件3(7)靠近地并列設置在基板部4a(8a)上，為了把光源2(6)和接受光元件3(7)總括起來而將側壁部4b(8b)安裝固定在基板部4a(8a)上，微小的光學部件5(9)接合在作為側壁4b(8b)的開口窗的射出部4d(8d)上，這樣預先形成的結構曾具有可以使光學組件小型化的優(yōu)點。因此，現有技術中的光學組件具有小型化的優(yōu)點。因此，現有技術中的光學組件曾經適合于拾光頭的小型化。
雖然小型拾光器在作為筆記本個人電腦等便攜式機器中的用途中是必要的，但與小型化相比，對盡可能低成本的拾光頭的要求正在增加。
就現有技術中的光學組件4(8)而言，采用微小的激光二極管芯片，作為光源2(6)，采用在基板部4a(8a)的表面上通過類似半導體的工藝步驟形成的微小光電二極管作為接收光元件3(7)，并且光學部件5(9)也是微小的，因此，對各個部件的處理困難，由于基板部4a(8a)或在基板部4a(8a)或在基板部4a(8a)上定位后粘接或形成必需精細作業(yè)，所以使工藝費用增加，因而也使光學組件成本增加。
在現有技術中的光學組件4(8)的結構中，雖然裝備有用于把來自光盤的返回光引導到接收光元件3(7)上具有能以簡單結構和低成本構成的衍射光柵5a(9a)的光學部件5(9)，并且考慮通過原封不動地利用該衍射光柵5a(9a)把光源2(6)和接收光元件3(7)置換成由制作簡單、成本低、處理也容易的分立器件組成的半導體激光器和接收光元件，來降低光學組件4的成本，但是由于不能使半導體激光器的發(fā)光點與接收光元件的接收光位置的間隔接近，以及對如上所述那樣在不能選取大的衍射角的衍射光柵5a(9a)而言，衍射過的返回光不能被光接收光元件接收，所以不能采用該方法。
一方面，如果光學部件5(9)與分立器件的半導體激光器和接收光元件的間隔過大，則盡管可以用現有技術的光學組件4(8)的結構構成光學組件，但如果光學組件非常大，也不能達到實用的尺寸。
另一方面在與作為使用波長不同的兩個波長光源的光學裝置的拾光頭組合在一起的情況下，必需要用分別對應兩個波長的兩個光學組件4、8，既使拾光頭的部件數日增加，又使結構復雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種下述的復合光學組件，該組件可以降低復合光學組件的成本，可以對應即使用一個復合光學組件就能使用波長不同的幾個光源使用的光學裝置并也可以適用于拾光頭。
作為解決上述課題的第一解決方案，本發(fā)明的復合光學組件，具有安裝在光學裝置上的殼體，在該殼體上發(fā)光部件和接收光部件一體安裝，上述發(fā)光部件由發(fā)光元件，包含該發(fā)光元件的第一插件第一設置在該和線插件上的外部連接端子構成，上述接收光部件由接收光元件，包含該光接收元件的第二插件和設置在該第二插件上的外部連接端子構成，上述復合光學部件是由多個光學元件在上述殼體上裝備有使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光射出并入射來自上述光學裝置的返回光的射入射出口，在上述射入射出口與上述發(fā)光部件和上述接收部件之間設置上述復合光學部件。
作為第二技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，在上述復合光學部件上設置使從上述發(fā)光部件射出的光入射的入射面和射出的一個射出面，使設置在該出射面上的上述返回光衍射的衍射單元，使被該衍射單元衍射的光反射的反射面和使被該反射面反射的光射出到上述接收光部件上的另一個射出面。
作為第三技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述衍射單元是由直接形成在上述射出面上的凹凸部構成的衍射光柵。
作為第四技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，具有上述衍射光柵的上述復合光學部件是把樹脂通過成形后一體形成。
作為第五技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，設置若干個分別具有波長不同的上述發(fā)光元件的上述光部件，在上述殼體上設置使從上述各發(fā)光部件射出的光復合在同一光路上的復合波單元。
作為第六技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述復合波單元與上述復合光學部件成一體。
作為第七技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述復合波單元是具有使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光分別按規(guī)定的比例透過或反射的光學膜的棱鏡，使上述光學膜面接合在上述復合光學部件的一部分上，把上述棱鏡粘接在上述復合光學部件上。
作為第八技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述發(fā)光部件具有若干個波長不同的上述發(fā)光部件。
作為第九技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述光學裝置是搭載有物鏡并進行光盤記錄或再生的拾光頭，使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光經過上述物鏡照射在上述光盤上，使來自上述光盤的返回光被上述接收光部件接收。
作為第十技術解決方案，本發(fā)明的復合光學單元，上述復合光學部件具有入射來自上述發(fā)光部件的光入射的入射面和射出的一個射出面，使設置在該射出面上的返回光衍射的衍射單元，使被該衍射單元衍射的光反射的反射面和使被該反射面反射的另一射出面。


圖1是表示包含本發(fā)明的實施例1的復合光學組件50的拾光頭100的局部剖視圖。
圖2是本發(fā)明的實施例2的復合光學組件60的剖視圖。
圖3是本發(fā)明的實施例3的復合光學組件70的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的實施例4的復合光學組件80的剖視圖。
圖5是搭載現有技術中的光學組件的拾光頭的平面圖。
下面參照圖1說明本發(fā)明的實施例1的復合光學組件。
圖1是表示包含本發(fā)明實施例1的復合光學單元50的光學裝置即拾光頭100的局部剖視側面圖。復合光學組件50配置固定在拾光頭100上所規(guī)定的位置上。該復合光學組件50是接收和發(fā)射光一體式的光學元件，用于通過激光再生記錄在光盤D上的信息或者把信息記錄到光盤D上。
拾光頭100配置在光盤D的對面并具有沿與作為光盤D表面正交的方向的聚焦方向(F)和作為光盤D的半徑方向的跟蹤方向(T)可動支持的物鏡101。
在本實施例中的光盤D是DVD。
復合光學組件50主要由發(fā)光部件即半導體激光器52，接收光部件54，復合光學部件55和一體固定這些部件的殼體51組成。
半導體激光器52由圓板狀的基板部52a，從基板部52a的一個平面部52a’突出設置的長方體狀的基座52b，定位固定在基座52b的側壁面的端部上的發(fā)光元件即激光二極管53，由為了總括基座52b而安裝固定在基板部52a的一個平面部52a’上的圓筒狀本體部52c和形成有開口部52d’的頂板52d組成的軸部52e，為了從軸部52e的內側遮住開口部52d’而粘接的透明圓板狀的玻璃板52f構成。這樣，就變成了在由基板部52a，軸部52e和玻璃板52f構成的第一凹部內的密閉空間內配置激光二極管53的結構。從激光二極管53發(fā)射的激光波長為650nm頻帶。
從激光二極管53發(fā)射的激光53’的光軸能沿與基板部52a的一個平面52a’正交的方向透過玻璃板52f。外部連接端子52g從與基板部52a的一個平面部52a’相反側的另一平面部突出設置，通過該外部連接端子52g向激光二極管53供給驅動電流。
而接收光部件54由包括PIN光電二極管等的接收光元件(圖中未示出)的第二凹部即凹部54a和從凹部54a向兩側設置的外部連接端子54b構成，通過外部連接端子54b可以供給接收光元件的電源電壓，同時可以把由接收光元件光電變換后的輸出信號輸出到外部。
復合光學部件55由具有高透射率的樹脂制成，由平行配置的入射面55a、具有一個出射面即射出面55b的長方體狀部分55c，與入射面55a連接并一體形成的傾斜面部55d和從長方體狀部分55c的側壁部突出設置的凸出部55e構成。而在射出面55b上以規(guī)定的間距形成衍射元件即衍射光柵55f。在傾斜面部55d的表面上通過鍍上圖中未示出的光學薄膜，在傾斜面部55d的內壁面上形成反射面55d’。在突出部55e的前端面上形成另一射出面即射出面55e’。在與復合光學部件55與外部的之間邊界面上形成了反射面55d’。在與復合光學部件55外部之間的邊界面上同樣也形成入射面55a，射出面55b和射出面55e。按照本實施例，復合光學部件55預先利用成形模的成形一體形成，在復合光部件55的射出面55b上變成為衍射光柵55f的格子狀的凹凸部與復合光學部件55成形的同時一體成形。
殼體51由鉛模鑄件等金屬制的塊組成，在其右側部分上形成配置半導體激光器52用的凹部51a，而在右端面上形成用于定位安裝半導體激光器52的安裝凹部51b。在殼體51的左側部分上與凹部51a相連通地的形成復合光學部件55的安裝用的安裝凹部51c。在安裝凹部51c的左側端部和上端部上分別形成用于安裝復合光學部件55的突出定位面51c’、51c”。在安裝凹部51c的突出定位面51c”側沿殼體51的縱向(圖中橫方向)的中央部上形成貫通孔51d。在遮蔽貫通孔51d的外壁面上形成用于定位安裝接收光部件54的安裝面51e。在殼體51的左端面上為了使安裝凹部51c的突出定位面51c’開口而形成入射和射出口即開口部51f。上述的金屬制的塊可以采用圓柱狀，長方體狀或其它多棱柱狀的形狀等。金屬制的塊不限于鋁模鑄制的，也可以由鋅模鑄、鎂合金或其它金屬等構成。
下面就半導體激光器52，接收光部件54和復合光學部件55在殼體51中的組裝方式進行說明。
首先把該長方體形狀部分55c插入在殼體51的安裝凹部51c中，在使其突出部55e嵌合在殼體51的貫通孔51d中的同時，把長方體狀部分55c的左端面的射出面55b定位在形成在安裝凹部51c上的突出接觸面51c’上，使長方體狀部分55c的側壁面靠波狀片簧56的儲能接觸定位在形成在安裝凹部51c上的定位面51c”上，借此，在把復合光學部件55定位在殼體51上以后，再用粘接劑粘接起來。這時，形成設置在復合光學部件55上的衍射光柵55f的射出面55b從殼體51的開口部51f中露出來。
接著，在把軸部52e插入到殼體51的凹部51a內的同時，把在基板部52a中的一個平面52a’側的外緣部嵌合在形成在殼體51上的安裝凹部51b中，借此，將半導體激光器52定位在殼體51中后，再用粘接劑粘接起來。
在規(guī)定的位置上將接收光部件54定位在形成在殼體51上形成的安裝面51e上之后，用粘接劑等粘接起來，以便使該接收光元件與殼體51的貫通孔51d相對置。接收光部件54相對半導體激光器52成90°。將接收光部件54預定通過規(guī)定的基準光學系統調整后粘接在安裝面51e上，以便使從激光二極管發(fā)射的激光53’的返回光經衍射光柵55f衍射后，被反射面55a’反射時，被引導到接收光元件的接受光位置P。
與激光53’的光軸同軸配置的準直透鏡102和與激光53的光軸約成45°傾斜配置的向上立起的平面鏡103粘接在拾光頭100上。
接著說明光盤D的再生操作。
按照上述的構成，在再生光盤D時，從半導體激光器52發(fā)射的激光二極管53發(fā)射的激光53’透過復合光學部件55的入射面55a后，透過衍射光柵55f后，從射出面55b射出。該激光53’經準直透鏡變成平行光，已變成平行光的激光53’經過向上立起的平面鏡103后，其方向改變的90°并入射到物鏡101上。通過物鏡后的激光53’通過物鏡101的會聚作用，成像在光盤D的信息記錄面上。
被該光盤D反射的激光53’透過物鏡101，經向上立起的平面鏡103反射，透過準直透鏡102后，入射到衍射光柵55f上，變成以規(guī)定衍射角衍射的激光53’-2。激光53’-2被形成在復合光學部件55上的反射面55d’反射，該反射光從射出面55e’向接收光部件54具有的接收光元件的接收光位置P射出。這時入射到上述接收光元件上的激光經光電轉換形成把對應光盤D的信息記錄面的信號的電流轉換成電壓信號的再生信號，從接收部件54的外部連接端子54b輸出。入射到接收光元件的激光的一部分用于聚焦和跟蹤控制。
如上說明那樣，按照本實施例，如圖1所示，復合光學組件50具有安裝在拾光頭100上的殼體51，在殼體51上安裝固定半導體激光器52、接收光部件54和復合光學部件55，半導體激光器52由包括基板部52a、軸部52e和玻璃板52f的第一插件和從基板部52a突出設的外部連接端子52g構成，接收光部件54由內裝接收光元件的第二插件即插件54a和設置在該插件54a上的外部連接端子52b構成。因為把作為一體穩(wěn)定制造的所謂分式部件的半導體激光器52和接收光部件54組裝在殼體51中，所以使兩件部的處理容易，并且使在殼體51的組裝作業(yè)變得容易。另外，還可以把復合光學部件55制成與半導體激光器52和接收光部件54同樣的大小，從而使處理容易。因此可以降低部件的成本和加工費用。
在復合光學部件55上具有使從半導體激光器52發(fā)射的激光53’入射的入射面55a和射出的射出面55b，在射出面55b上設置衍射被光盤D反射的返回光的衍射光柵55f，設置使被衍射光柵55f衍射后的激光53’-2反射的反射面55d’，還設置使被反射面55d’反射的激光53’-2射出到接收光部件54上的射出面55e’，借此可以使激光53’-2進一步偏轉并與半導體激光器52大致成90°，從而把激光53’-2引導到配置的接收光部件54的接收光位置P上，從而不會因使半導體激光器52和接收光部件54在殼體51內并列設置而使復合光學組件體積變大，可以使半導體激光器52和接收光部件54相對殼體51配置成90°的角度，使復合光學組件50的尺寸變成實用的大小。
利用衍射光柵55g作為使返回光衍射的器件，可以通過結構簡單的和極普通的光學元件構成低成本的復合光學部件55。
因為構成衍射光柵55g的格子狀的凹凸部與作為樹脂的復合光學部件55的成形同時一體形成，所以可以不增加復合光學部件55的成形成本地形成衍射光柵55g。
按照本實施例，雖然作為半導體激光器52，從激光二極管53發(fā)射的激光53’的波長用作DVD用的波長，但不限于此，例如可以通過采用具有CD用的激光二極管的半導體激光器構成對應CD的復合光學單元。并且也可以用裝備具有DVD、CD用的其它波長的激光二極管的半導體激光器。
下面利用圖2說明本發(fā)明的實施例2。圖2是本發(fā)明的實施例2的復合光學組件60的剖視圖。凡與實施例1相同的部件附以相同的符號。在圖中只示出復合光學單元60，在圖1中的拾光頭和光盤被省略。
在本實施例中，示出了裝備具有波長不同的激光二極管的兩個半導體激光器記錄或再生DVD和CD兩者的拾光頭用的復合光學組件的例子。
復合光學組件60主要由發(fā)光部件即半導體激光52和62，接收光部件64、復合光學部件65，復合波器件即分束器66和一體安裝固定這些部件的殼體61構成。
半導體激光器62裝備發(fā)射CD用的激光波長(780nm頻帶)的激光二極管63，由形狀上與半導體激光器52相同的圓板狀基座部62a，從基板部62a的一個平面部62a’突出設置的長方體狀的基片62b，定位粘接在基片62b側壁面的端部上的發(fā)光元件即激光二極管63包括，為了總括基座62b而安裝在基板部62a的一個平面部62a’上的圓筒狀的主體部62c和形成開口部62d’的頂板62的軸部62e和為了從軸部62e內側堵住開口部62d’而粘接的透明的圓板狀的玻璃板62f構成。這樣在由基座部62a，軸部62e和玻璃板62f構成的第1殼體內密閉的空間中配置激光二極管63。
從激光二極管63發(fā)射的激光63’沿該光軸與基板部62a的一個平面部62a’正交方向透過玻璃板62f。外部連接端子62g從與基座部62a的一個平面部62a’相反側的另一平面?zhèn)韧怀鲈O置，通過該外部連接端子62g供給激光二極管63的驅動電流。
接收光部件64由包括PIN光電二極管等組成并內裝可對從DVD和CD用的半導體激光器52、62發(fā)射的波長不同的激光53’、63’分別進行光電變換的接收光元件(圖中未示出)的第二插件即插件64a和從插件64a向兩側突出設置的外部連到端子64b構成。通過外部連接端子64b可以供給接收光元件用電源電壓，并且可以把由接收光元件光電變換的輸出信號輸出到外部。
復合光學部件65由具有高透射率的樹脂制成，并由平行配置的入射面65a，具有一個射出面即射出面65b的長方體狀部分65c，與入射面65a連接成一體形成的傾斜面部65d和從長方體狀部分65c的側壁部突出設置的突出部65e構成。在射出面65b上以規(guī)定的間距形成衍射單元即衍射光柵65f。在傾斜面部65d的表面上鍍上圖中未出示的光學薄膜。借此在傾斜面部65d的內壁面上形成反射面65d’。突出部65e的前端形成另一射出面即射出面65e’。在與入射面65a鄰接的同一平面上形成反射面65g。這樣，反射面65d’就形成在與復合光學部件65的外部間的邊界面上形成。入射面65a，射出面65b，射出面65e’和反射面65g也同樣地形成在與復合光學部件65的外部的邊界面上。在本實施例中，與實施例1相同，復合光學部件65預選通過采用成形模一體形成，在復合光學部件65的射出面65b上與復合光學部件65的成形同時一體形成作為衍射光柵65f的格子狀的凹凸部。
分束器66是矩形板狀的光學元件，它使從半導體激光器52發(fā)射的DVD用的波長(650nm頻帶)的激光幾乎全部透過，并具有使從半導體激光器62發(fā)射的CD用的波長(780nm頻帶)的激光幾乎全部反射的功能。分束器66例如通過在玻璃表面上層疊具有規(guī)定的不同光學特性的若干層光學膜形成。也可把分束器66制成半透明鏡。
殼體61是金屬制的，由筒狀本體部61’和從本體部61’向圖中下方突出的突出部61”組成。在本體部61’內的右側部分上形成半導體激光器52配用的凹部61a，在右端面上形成用于定位安裝半導體激光器的安裝面61b。在本體部61’的內左側部分上與凹部61a相連通地設置復合光學部件65的安裝凹部61c。在突出部61”內使半導體激光器62配置用的凹部61g沿著本體部61’長度方向(圖中橫方向)傾斜的方向與凹部61a、安裝凹部61c相連通地形成。在安裝凹部61g的開口緣部上形成用于定位安裝半導體激光器62的安裝凹部61h。在本體部61’的上側的側壁面上預先形成貫通孔61d，在遮蔽貫通孔61d的外壁面上形成用于定位安裝接收光部件64的安裝面61e。而在主體61’的左端面上形成開口部61f。
接著簡要說明把半導體激光器52和62，接收光部件64和復合光學部件65組裝到殼體61上的方式。
接著把光學復合部件65的長方體狀部分65c插在形成在本體部61’上的安裝凹部61c，并把其突出部65e嵌合在形成在本體部61’上的貫通孔61d中，借此將復合光學部件65定位在殼體51中，并用粘接劑粘接起來。
接著在把半導體激光器52插入在形成在主體部61’上的凹部61a內的同時，使在基板部52a上的一個平面部52a’的外緣部定位接觸在形成在主體部61’上的安裝面61b上，借此使半導體激光器52定位在殼體61中，并用粘接劑等粘接起來。
同樣在把半導體激光器62插入在形成在殼體61的突出部61”上的凹部61g內的同時，把基板部62a的一個平面部62a’的外緣部嵌合在安裝凹部61h中，借此使半導體激光器62定位在殼體61中，并用粘接劑等粘接起來。
將接收光部件64定位在形成在規(guī)定的位置上的本體部61’上的安裝面61e上，并用粘接劑等粘接起來，以便使接收光元件與形成在殼體61的主體部61’上的貫通孔61d相對置。然后將光學部件64預先通過規(guī)定基準光學系統調整之后，用粘接劑粘接在安裝面61e上。以便使從激光二極管53和63發(fā)射的激光53’和63’的返回光經衍射光柵65f衍射后被反射面65d’反射時，被引導到接收光元件的接收光位置上。
將分束器66粘接在殼體61上，使其向復合光學部件65和半導體激光器52的中間部復合光學部件65的入射面傾斜。
下面說明DVD(圖中未示出)的再生操作。
按上述的構成，在再生DVD時，從半導體激光器52的激光二極管53發(fā)射的光53’透過分束器66后，透過復合光學部件65的入射面65a，再透過衍射光柵65f，從射出面65b射出。該激光53’經過準直透鏡(圖中未示出)變成平行光，已變成平行光的激光53’經過向上立起的平面鏡(圖中未示出)后其方向改變約90°，入射到物鏡(圖中未示出)上。通過物鏡的激光53’經物鏡的聚光作用成像在DVD的信息記錄面上。
然后，被DVD反射的激光53’又透過物鏡，被立起的平面鏡反射，經過準直透鏡后，入射到衍射光柵65f上，變成以規(guī)定的衍射角衍射的激光53’-2。激光53’-2又被形成在復合光學部件65上的反射面65d’反射，該反射光從射出面65e’向接收光部件64擁有的接收光元件的接收光位置射出。這時入射到上述接收光元件的激光通過光電轉換，形成把對應DVD的信息記錄面的信號的電流信號轉換成電壓信號的再生信號，從接收光部件64的外部連接端子64b輸出。入射到接收元件上的激光的一部分用于聚焦和跟蹤控制。
在再生CD時，從半導體激光62的激光二極管63發(fā)射的激光63’經形成在復合光學部件65上的反射面65g反射后，又經分束器66上反射，借此使從激光二極管53發(fā)射的激光53’復合在同一光路上。然后透過復合光學部件65的入射面65a，再透過衍射光柵65f，從射出面65b射出。該激光63’經準直透鏡變成平行光，已變成該平行的激光63’通過向上立起的平面鏡后其方向約改變90°，入射到物鏡上。通過物鏡的激光63’經物鏡的聚光作用，成像在CD的信息記錄面上。
然后，被CD反射的激光63’又透過物鏡，被立起的平面鏡反射，透過準直透鏡后，入射到衍射光柵65f上，變成以規(guī)定的衍射角衍射的激光63’-2。激光63’-2被形成在復合光學部件65上的反射面65d’反射，該反射光從射出面65e’向接收光部件64擁有的接收光元件的接收光位置射出。這時入射到上述接收光元件上的激光通過光電轉換形成把對應CD的信息記錄面的信號的電流輸出轉換成電壓信號的再生信號，從接收光部件64的外部連接端子64b輸出。另外，入射在接收光元件上的激光的一部分用于聚焦和跟蹤控制。
如上所述，按照本實施例，除了能獲得與實施例1同樣的效果外，還能過設置具有DVD用和CD用的波長不同的激光二極管53和63的不同的激光器52，62，還在殼體61上一體設置使從半導體激光器52，62發(fā)射的激光53’，63’復合在同一光路上的分束器66，可以把兩個半導體激光器52，62配置在殼體61上，盡管是一個復合光學組件60，也可以與進行DVD和CD兩者再生的拾光器相對應。另外，通過使激光53’，63’復合在同一光路上，可以簡化結構，從而可以降低成本地構成復合光學組件60。
下面利用圖3說明本發(fā)明的實施例3。圖3是本發(fā)明的實施例3的復合光學組件70的剖視圖。凡與和實施例1和2相同的部件附以同一標號。
按照本實施例，示出了使在實施例2中的復合光學部件和分束器一體化的例子。
復合光學組件70主要由發(fā)光部件即半導體激光器52，62，接收光部件64，復合光學部件75，復合波器件即分束器66和把這些部件一體形定的殼體71構成。
復合光學部件75由具有高透射率的樹脂制成，并由平行配置的入射面75a，具有一個射出面即射出面75b的長方體狀部分75c，從長方體狀部分75c的入射面75a傾斜突出的突出部75e，從突出部75e突出設置的安裝部75g和從入射面75a側突出形成的安裝部75h構成。另外在射出面75b上以規(guī)定的間距形成衍射單元即衍射光柵75f，并且在長方體狀部分75c的上面預先形成楔狀切槽部75d，在該切槽部75d內鍍圖中未示出的光學薄膜，借此在該切槽部75d的內壁面上形成反射面75d’。而在突出部75e的前端面上形成另一射出面即射出面75e’。安裝部75g和75h的各自的前端面75g’，75h’預先在同一平面上形成，該平面向入射平面75a傾斜。這樣反射面75d’形成在與光學部件75的外部的邊界面上。另外入射面75a，射出面75b和射出面75e’也同樣形成在與復合光學部件75的外部的邊界面上。本實施例中，與實施例1相同，復合光學部件75通過用成形模預先一體形成，在復合光學部件75的射出面75b上成為衍射光柵75f的格子狀凹凸部一體形成。
殼體71是金屬制的，由筒狀主體部71’和從本體部71’向圖中下方突出的突出部71”組成，在本體部71’內的右側部分上形成半導體激器52配置用的凹部71a，在右端面上形成用于定位安裝半導體激光器52的安裝面71b。在本體部71’的內左側部分上與凹部71a連通地設置復合光學部件75的安裝用的安裝凹部71c。在突出部71”內在使半導體激光器62配置用的凹部71g，和用于接收光部件64的貫通孔71d，以便這兩者的形成方向成90°角，并且使兩者與凹部71a和安裝凹部71c相連通。在凹部71g的開口緣部上形成用于定位安裝半導體激光器62的安裝孔71h。在遮蔽貫通孔71d的開口緣部的外壁上形成用于定位安裝接受光部件64的安裝面71e。在本體部71’的左端面上形成開口部71f。
因為半導體激光器52和62在殼體71上的組裝狀態(tài)與實施例2相同，故省略其說明。
首先在復合光學部件75的長方體狀部分75c插入在形成在殼體71的主體部71’上的安裝凹部71c的狀態(tài)下，把復合光學部件75定位在殼體71中，并用粘接劑等粘接。使分束器66在預先與形成在光學部件75上形成安裝部75g和75h的各自的前端面75g’，75h’定位接觸的狀態(tài)粘接起來。
按照這樣構成的復合光學組件75，從半導體激光器52發(fā)射的激光53’透過分束器66，入射到復合光學部件75的入射面75a上。而從半導體激光器62發(fā)射的激光63’通過復合光學部件75的突出部75e后，被分束器66反射，與從半導體激光器52發(fā)射的激光53’變成同一光路復合波。
按照本實施例，不僅能獲得與實施例2同樣的效果，還能在使復合光學部件75和分束器66預先一體形成的狀態(tài)下，可以將它們安裝固定在殼體71中，與復合光學部件75和分束器66單獨安裝固定在殼體的情況相比，可以縮短安裝程序，從而降低成本。
下面利用圖4說明本發(fā)明的實施例4。圖4是本發(fā)明的實施例4的復合光學組件80的剖視圖。凡與實施例1～3相同的部件附以同一符號。
在本實施例中，把復合波器件作為分色棱鏡67，示出了與復合光學部件85一體化的例子。
復合光學組件80主要由發(fā)光部件即半導體激光器52和62，接收光部件64，復合光學部件85、復合波器件即分色棱鏡67和使這些部件一體安裝固定的殼體81。
復合光學部件85由具有高透射率的樹脂制成，并由傾斜面85a’，在兩端部上具有一個射出面即射出面85b的四棱柱門面部分85c和從四棱柱狀部分85c的傾斜面85a’側向下方突出的舌狀突出部85e構成。通過在突出部85e的兩側壁部中一個側壁的傾斜面部85d上鍍光學薄膜，使在傾斜面85d的內壁面上形成反射面85d’，而在另一側壁部的傾斜面部上形成入射面85a-2。在射出面85b上以規(guī)定的間距形成衍射單元即衍射光柵85f。
在突出部85e的前端面上形成另一射出面即射出面85e’，把分色膜67’形成在一個面的表面上的棱鏡即分色棱鏡67粘接在傾斜面85a’上，把該分色膜67’與傾斜85a’面接合地粘接起來。然后在與分色棱鏡67的分色膜67’形成的面相反側的面上形成入射面85a-1。該入射面85a-1與復合光學部件85的射出面85b平行的構成。這樣，反射面85d’在與復合光學部件85的外部的邊界面上形成。入射面85a-2，射出面85b和射出面85e也同樣形成在與復合光學部件85的外部的邊界面上。在本實施例中，與實施例1一樣，復合光學部件85預先通過用成形模成形一體形成，在復合光學部件85的射出面85b上在與復合光學部件85成形的同時一體形成作為衍射光柵85f的格子狀的凹凸部。
分色棱鏡67是把具有使從半導體激光器52發(fā)射的DVD用波長(650nm頻帶)的激光53’幾乎全部透過，從半導體激光器62發(fā)射的CD用的波長(780nm頻帶)的激光63’幾乎全部反射的功能的分色膜67’在作為襯底的玻璃板的規(guī)定的表面上形成。分色膜67’例如通過在玻璃板的表面上層疊分別具有規(guī)定光學特性的多層光學薄膜來形成。也可以用在表面上形成半透明膜的半透性的棱鏡來代替分色棱鏡67。半透明膜是具有DVD用的波長(650nm頻帶)的激光和CD用的波長(780nm頻帶)的激光幾乎分別透過50％和反射50％功能的光學膜。
殼體81是由金屬制的，由筒狀本體81’，和從本體部81’向圖中下方突出的突出部81”構成。在本體部81’內右側部分上形成半導體激光器52配置用的凹部81a，在右端部形成用于定位安裝半導體激光器52的安裝凹部81b。在主體部81’內左側部分上與凹部81a相連通地設置復合光學部件85的安裝用的安裝凹部81c。在突出部81”內形成用于半導體激光器62配置用的凹部81g和接收光部件64的貫通孔81d。貫通孔81d的形成方向與半導體激光器52形成90°，凹部81g的形成方向與貫通孔81d成銳角。貫通孔81d和凹部81g與凹部81a和安裝凹部81c相連通。在凹部81g的開口緣部上形成用于定位安裝半導體激光器62的安裝面81h。遮蔽貫通孔81d的開口緣部的外壁面上形成用于定位安裝接收光部體64的安裝面81e。而在本體部81’的左端上形成射入射出口即開口部81f。
粘接分色棱鏡67的復合光學部件85在其四棱柱狀部分85c插入在形成在殼體81的本體部81’上的安裝凹部81c中的狀態(tài)下用粘接劑等粘接定位在殼體81上。
在這樣構成的復合光學組件85中，從半導體激光器52發(fā)射的激光53’入射到入射面85a-1后，透過分色棱鏡67。而從半導體激光器62發(fā)射的激光63’入射到形成在復合光學部件85的突出部85e上的入射面85a-2后，被分色棱鏡67反射與從半導體激光器52發(fā)射的激光53’復合成同一光路。
在本實施例中，不僅能獲得與實施例3同樣的效果，而且還可以通過把分色棱鏡67的分色膜67’直接貼合在設置在復合光學部件85上，并把分色棱鏡67粘接在復合光學部件85上，使分色棱鏡67的安裝精度進一步提高。
作為實施例5，沒有用圖表示，也可以通過采用在實施例1中在一個殼體內具有DVD和CD用的波長不同的兩個激光二極管的半導體激光器來構成進行DVD和CD兩者記錄或再生的拾光頭用的復合光學組件。在這種情況下，因為不需要在實施例2～4中用的復合波器件，所以可以進一步降低進行DVD和CD兩者再生的拾光頭用的復合光學組件的成本。另外，即使采用具有DVD和CD以外的波長的激光二極管，本發(fā)明仍可使用。而且在采用在一個殼體內具有三個以上的不同波長的光源的半導體激光器的復合光學組件的情況下，本發(fā)明也可以使用。
即使在實施例2～5中，殼體51、61、71和81可以與實施例1相同，由鋁模鑄件、鋅模鑄件、鎂合金或其它金屬制成。另外殼體51、61、71和81也可以用樹脂制作。
雖然在實施例1～5中用樹脂作為復合光學部件55，65，75和85的材料，但不限于此，也可以用玻璃材料。
雖然在實施例1～5中是在再生DVD和CD的情況下說明復合光學組件50，60，70和80的，但不限于此，也可以用于記錄。
在實施例2～4中，也可以交換半導體激光器52和62的安裝位置。這時，分束器66和分色棱鏡67改變?yōu)榉瓷銬VD用的波長的激光53’和透過CD用的波長的激光63’的特性。在用半透明反鏡代替分束器66作為復合波器件的情況下，并在用具有半透明膜的棱鏡來代替分色棱鏡67的情況下，可以直接使用半透明反鏡和具有半透明膜的棱鏡。
此外，本發(fā)明如以實施例說明那樣，本發(fā)明的復合光學組件還適用于搭載物鏡以便進行光盤的記錄和再生的拾光頭。
本發(fā)明的復合光學組件不僅適用于拾光頭，還可以作為從光源發(fā)射光后，接收返回光的接收發(fā)射光一體式光學元件使用于其它光學裝置。
如上所述，按照本發(fā)明，具有安裝在光學裝置上的殼體，在該殼體上發(fā)光部件和接收光部件一體安裝，上述發(fā)光部件由發(fā)光元件，包含該發(fā)光元件的第一插件和設置在該第一線插件上的外部連接端子構成，上述接收光部件接收光元件，包含該光接收元件的第二插件和設置在該第二插件上的外部連接端子構成，上述復合光學部件由多個光學元件構成，在上述殼體上裝備有使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光射出并入射來自上述光學裝置的返回光的射出口，在上述射出口與上述發(fā)光部件和上述接收部件之間設置上述復合光學部件。借此可以把由彼此成單體低成本制造的所謂分立部件組裝在殼體中作為發(fā)光部件和接收光部件，并且可以使兩部件的處理容易，在殼體中的組裝作業(yè)也容易。另外復合光學部件還可以制成與發(fā)光部件和接收光部件同樣的大小，從而使處理容易。因此可以降低部件成本和制造費用。因為接收光部件和發(fā)光部件一體形成在殼體中，所以通過把復合光組件安裝在光學裝置上之后進行復合光學組件的調整，為了使接收光部件與發(fā)光部件的相對關系不變化，而可以確保復合光學組件的位置和角度等的容許范圍變寬，從而使調整容易進行。
因為在復合光學部件上設置從發(fā)光部件發(fā)射的光入射的入射面和射出的一個射出面，使設置在該射出面上的返回光衍射的衍射器件，使被該衍射器件衍射后的光反射的反射面，使被該反射面反射的光射向接收光部件的另一射出面，所以使通過衍射器件衍射后的光又被反射面偏轉后，從射出面射向接收光部件，從而提高了接收光部件相對發(fā)光部的設置位置的自由度。因此通過使發(fā)光部和接收光部件并列設置在殼體中，不會使復合光學組件尺寸變大，可以把發(fā)光部件和接收光部件配置在殼體中的最佳位置下，使復合光學組件達到實用的大小。
此外，因為衍射器件是由直接形成在射出面上的凹凸部分組成的衍射光柵，由于結構簡單極普通的光學元件，所以可以低成本地構成復合光學部件。
另外，由于具有衍射光柵的復合光學部件是由樹脂，通過一體成形形成的，所以不會增加復合光學部件的成形成本，形成衍射光柵。
由于設置若干個具有波長不同的發(fā)光元件，和在上述殼體中設置使從上述各發(fā)光部件發(fā)射的光復合在同一光路上的復合波器件，而可以在殼體中配置若干個發(fā)光部件，盡管是一個光學組件，也可以對應使用波長不同的若干個光源的光學裝置。并且還可以簡化結構，可以低成本地構成復合光學組件。
因為復合波器件與復合光學部件成一體，在復合光學部件和復合波器件預先一體形成的狀態(tài)下可以將這些部件安裝固定在殼體內，所以與把復合光學部件和復合波器件分別安裝固定在殼體的情況相比，可以進一步縮短安裝程序，從而降低成本。
因為復合波器件是具有使發(fā)光部件發(fā)射的光分別以規(guī)定的比例透射或反射的光學膜的棱柱，并且使光學膜面接合在復合光學部件的一部分上，上述棱柱粘接在上述復合光學部件上，所以可以使復合光學部件的一部分作為基準安裝復合波器件，從而進一步提高復合波器件的安裝精度。
因為上述發(fā)光部件具有若干個波長不同的接收光元件，所以不需要復合波器件，可以降低對應使用波長不同的若干個光源的光學裝置的復合光學組件的成本。
因為上述光學裝置是搭載物鏡并進行光盤的記錄或再生的拾光頭，使通過上述物鏡從上述發(fā)光部件發(fā)射的光照射到上述光盤上，使來自上述光盤的返回光被上述接受光部件接收，所以本發(fā)明也適用于拾光頭。
因為該復合光學部件裝備有光入射的入射面和射出的射出面，設置在該射出面上的使返回光衍射的衍射器件，使被該衍射單元衍射的光反射的反射面和使該反射面反射的光射出的另一射出面，所以可以使返回光的光路偏向與從入射面到射出面的光路離開的位置，也可以使用分立的部件等大型部件，借此又可降低成本。
權利要求
1．一種復合光學組件，其特征在于具有安裝在光學裝置上的殼體，在該殼體上發(fā)光部件和接收光部件一體安裝，上述發(fā)光部件由發(fā)光元件，包含該發(fā)光元件的第一插件和設置在該第一插件上的外部連接端子構成，上述接收光部件由接收光元件，包含該光接收元件的第二插件和設置在該第二插件上的外部連接端子構成，在上述殼體上裝備有使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光射出并入射來自上述光學裝置的返回光的射入射出口，在上述射入射出口與上述發(fā)光部件和上述接收部件之間設置上述復合光學部件。
2．如權利要求1所述的復合光學單元，其特征在于在上述復合光學部件上設置使從上述發(fā)光部件射出的光入射的入射面和射出的一個射出面，使設置在該出射面上的上述返回光衍射的衍射單元，使被該衍射單元衍射的光反射的反射面和使被該反射面反射的光射出到上述接收光部件上的另一個射出面。
3．如權利要求2所述的復合光學單元，其特征在于上述衍射單元是由直接形成在上述射出面上的凹凸部構成的衍射光柵。
4．如權利要求3所述的復合光學單元，其特征在于具有上述衍射光柵的上述復合光學部件是把樹脂通過成形一體形成。
5．如權利要求1所述的復合光學單元，其特征在于設置若干個分別具有波長不同的上述發(fā)光元件的上述發(fā)光部件，在上述殼體上設置使從上述各發(fā)光部件射出的光復合在同一光路上的復合波單元。
6．如權利要求5所述的復合光學單元，其特征在于上述復合波單元與上述復合光學部件成一體。
7．如權利要求6所述的復合光學單元，其特征在于上述復合波單元是具有使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光分別按規(guī)定的比例透過或反射的光學膜的棱鏡，使上述光學膜面接合在上述復合光學部件的一部分上，把上述棱鏡粘接在上述復合光學部件上。
8．如權利要求1所述的復合光學單元，其特征在于上述發(fā)光部件具有若干個波長不同的上述發(fā)光部件。
9．如權利要求1所述的復合光學單元，其特征在于上述光學裝置是搭載有物鏡并進行光盤記錄或再生的拾光頭，使從上述發(fā)光部件發(fā)射的光經過上述物鏡照射在上述光盤上，使來自上述光盤的返回光被上述接收光部件接收。
10．如權利要求1所述的復合光學單元，其特征在于上述復合光學部件具有入射來自上述發(fā)光部件的光入射的入射面和射出的一個射出面，使設置在該射出面上的返回光衍射的衍射單元，使被該衍射單元衍射的光反射的反射面和使被該反射面反射的光反射給上述受光部件的另一射出面。
全文摘要
一種可相應于盡管是一個復合光學組件也能用波長不同的光源的光學裝置,也可用于拾光頭的復合光學組件。其具有安裝在拾光頭上的殼體,在殼體上一體安裝固定半導體激光,接收光部件和復合光學部件,半導體激光器具有發(fā)射DVD用的激光的激光二極管,在復合光學部件上設置從半導體激光器發(fā)射的入射面和射出面上的光被光盤反射的返回光衍射的衍射光柵,使被衍射光柵衍射過的光反射面和使被反射面反射的光射向接收光部件的射出面。
文檔編號G11B7/00GK1290929SQ00124629
公開日2001年4月11日 申請日期2000年9月28日 優(yōu)先權日1999年10月1日
發(fā)明者京谷升一, 山下龍磨 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社