(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードから出射したレーザ光が入射される入射面部が形成されるとともに、前記入射面部と対向して形成され前記入射面部に入射された前記レーザ光を出射し且つ出射された前記レーザ光の戻り光が入射される入出射面部が形成された複合光学部品において、
前記入出射面部には前記戻り光を所定方向に回折する回折部が形成されるとともに、前記レーザ光の光軸を挟んだ一方の側壁には、前記光軸に対して傾斜する斜面であって前記回折部で回折された回折光を前記光軸を横切って前記一方の側壁とは反対側の他方の側壁方向へ反射される反射面部が形成され、前記他方の側壁には前記反射面部で反射された反射光を受光部へ向けて出射する出射面部が形成されていることを特徴とする複合光学部品。
【請求項２】
前記レーザダイオードは、発振波長が異なり前記レーザ光の光軸が互いに平行となる複数の発光源を備え、前記回折部には、前記各発光源から出射されたレーザ光に対応する前記各反射光を前記受光部の同一位置に結像させる格子パターンが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の複合光学部品。
【請求項３】
前記反射面部は、前記回折部で回折された回折光を臨界角以上で入射するように傾斜させたことを特徴とする請求項１または２に記載の複合光学部品。
【請求項４】
前記反射面部には、シリンドリカル面を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の複合光学部品。
【請求項５】
前記出射面部には、前記反射面で反射された反射光を前記受光部に向けて屈折させて前記レーザダイオードから出射したレーザ光の光軸と直交する方向に出射する傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載された複合光学部品。
【請求項６】
両端に第１と第２の開口部を有し、側壁に第３の開口部を有する筒状のハウジングを備え、前記第１の開口部内にはレーザ光を内部に出射する前記レーザダイオードを取付け、前記第２の開口部内には前記レーザ光をディスクに向けて出射し、その戻り光を受光する前記複合光学部品を取付け、前記第３の開口部内には前記複合光学部品の前記反射面部で反射し前記出射面部から出射した光を受光する前記受光部を取付けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の複合光学部品を用いた複合光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録または再生に用いられる光ピックアップに搭載される複合光学ユニット、及びこの複合光学ユニットに用いられる複合光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複合光学ユニットとして、光ディスク装置に搭載される光ディスクを記録あるいは再生するために、光ディスクにレーザ光を照射し、光ディスクからの戻り光を受光する受発光一体型の複合光学ユニットが知られている。
【０００３】
光ディスク装置が多様化する中で、光ディスクに対する記録または再生用のレーザ光に、波長が７８０ｎｍ帯の半導体レーザによるレーザ光、波長が６５０ｎｍ帯の半導体レーザによるレーザ光、さらには波長が４０５ｎｍ帯の半導体レーザによる青色発光のレーザ光などを用いた、さまざまな光ディスクが増えている。
例えば、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−Ｒ（追記型ＣＤ）、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）等の光ディスクに情報を記録したり、光ディスクの情報記録面の情報を再生するために光ピックアップが用いられ、このピックアップに複合光学ユニットが搭載されている。
【０００４】
近年、ＣＤ等に比べて記録密度の高い光ディスクであるＤＶＤを記録・再生するＤＶＤ装置が製品化されて普及し、このＤＶＤ装置に搭載する光ピックアップも小型化・軽量化がなされている。
また、ＤＶＤ装置では、ＣＤ（ＣＤ−Ｒを含む。）との互換性も要求されている。そのために、ＤＶＤ用のレーザ光源（６５０ｎｍ帯）と、ＣＤ用のレーザ光源（７８０ｎｍ）の波長の異なる２波長半導体レーザを１個備えたものもある。
【０００５】
出願人は、光ディスクにレーザ光を照射し、光ディスクからの戻り光を受光する光ピックアップに適用して好適な複合光学ユニットを提案した（特願平１１−２８２１５３号）。
図５及び図６に示すように、複合光学ユニット１５０は、半導体レーザ１５２と受光部材１５４とからなる受発光一体型光学素子と、複合光学部品１５５と、これらの部材１５２、１５４、１５５が一体に取付固定されるハウジング１５１とからなっている。そして、複合光学ユニット１５０は、半導体レーザ１５２から出射された波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光により図示しない光ディスクに記録または再生するのに用いられている。
【０００６】
上記受光部材１５４は、ＰＩＮフォトダイオード等からなり、接続する外部接続端子１５４ｂを介して電源電圧の供給や光電変換された出力信号の外部出力に供されている。
【０００７】
上記複合光学部品１５５は、平行に配置された入射面１５５ａと出射面１５５ｂとを有する直方体状部１５５ｃと、入射面１５５ａと連結するように一体形成した傾斜面部１５５ｄと、直方体状部１５５ｃの側壁から突設した突出部１５５ｅとから構成されている。出射面１５５ｂには回折格子１５５ｆが形成されている。傾斜面部１５５ｄの表面には光学薄膜がコーティングされた反射面１５５ｄ１となっている。突出部１５５ｅの先端には出射面１５５ｅ１が形成されている。このように、反射面１５５ｄ１は複合光学部品１５５の外部との境界面に形成されている。入射面１５５ａ、出射面１５５ｂ及び出射面１５５ｅ１も同様に複合光学部品１５５の外部との境界面に形成されている。
【０００８】
上記ハウジング１５１は、アルミダイキャストからなり、その左側の部分には半導体レーザ１５２を位置決めして取り付けるための取付穴１５１ｂが形成され、その右側の部分には複合光学部品１５５の取付用の取付穴１５１ｃが穴部１５１ａと連結して形成されている。取付穴１５１ｃの右側端部には複合光学部品１５５を取り付けるための突き当て面１５１ｃ１が形成されている。さらに、ハウジング１５１の外周の中央部には貫通孔１５１ｄが形成されている。貫通孔１５１ｄを覆う外壁面には受光部材１５４が位置決めして取り付けられている。一方、ハウジング１５１の右端面には、開口部１５１ｆが形成されている。
【０００９】
そして、この複合光学ユニット１５０を組み込んだ光ピックアップは、光ディスクに対向して配置され、光ディスク面と直交する方向であるフォーカス方向及び光ディスクの半径方向であるトラッキング方向に可動する対物レンズを備えている。
【００１０】
上述した提案された複合光学ユニット１５０の構成において、光ディスクを再生するときには、半導体レーザ１５２から出射したレーザ光１５２ａは、複合光学部品１５５の入射面１５５ａを透過した後、回折格子１５５ｆを透過し、出射面１５５ｂから出射される。そして、そのレーザ光１５２ａは、立ち上げミラーによってその向きが略９０度変えられて対物レンズに入射する。さらに、対物レンズを通過したレーザ光１５２ａは対物レンズの集光作用により、光ディスクの情報記録面に結像される。
【００１１】
その後、光ディスクで反射されたレーザ光（戻り光）１５２ａは、対物レンズ、立ち上げミラー、コリメータレンズの戻り光路を通過した後、回折格子１５５ｆに入射し、所定の回折角に回折されたものとなる。レーザ光１５２ａはさらに複合光学部品１５５に形成した反射面１５５ｄ１により反射され、その反射光は出射面１５５ｅ１から受光部材１５４の受光位置Ｐに向かって出射される。このとき、受光部材１５４に入射されたレーザ光１５２ａは光電変換されることにより光ディスクの情報記録面の信号に応じて光電変換された再生信号が形成され、受光部材１５４に接続した外部接続端子１５４ｂから出力される。また、受光素子に入射されたレーザ光１５２ａの一部はフォーカス及びトラッキング制御のために用いられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光ピックアップ中に高密度な回折格子１５５ｆを利用することにより、光ピックアップ或いは複合光学ユニットの小型化・軽量化をさらに図ることが考えられる。しかし、高密度な回折格子１５５ｆを採用すると、図５に示すように、熱等による半導体レーザ１５２の波長変動により回折光の回折角度が広がる方向へ大きく変化してしまうおそれがあった。温度が上昇すると半導体レーザ１５２の波長が長くなり、図５中の点線ｍ１で示したように半導体レーザ１５２側に受光位置Ｐが常温から４０℃の変化で約８μｍ位置ずれしてしまう。
【００１３】
また、図６に示すように、半導体レーザ１５２からレーザ光５３２を出射し続けていると、ヒートシンクによる放熱にもかかわらず、半導体レーザ１５２が温度上昇し、この半導体レーザ１５２を取付けた複合光学ユニット全体も常温から４０℃近く温度上昇し、そのために複合光学部品１５５が線膨張により変形する。その結果として、図６の点線ｎ１で示したように、反射面部１５５ｄは半導体レーザ１５２側にずれ、その結果として、レーザ光（戻り光）１５２ａの受光位置Ｐも半導体レーザ１５２側に約６μｍ位置ずれしてしまう。
【００１４】
したがって、半導体レーザ１５２の波長変動による受光位置Ｐの位置ずれと、線膨張による受光位置Ｐの位置ずれとが同じ方向となるので、４０℃の温度変化でトータル約１４μｍの位置ずれとなってしまう。
そのために、受光部材１５４の受光素子にレーザ光（戻り光）１５２ａが十分に入射せず、トラッキング方向やフォーカス方向の光電信号による光ピックアップの位置を精度良く制御できないおそれがあった。
【００１５】
本発明の目的は、半導体レーザの温度が上昇したときなど熱変動したときでも、レーザ光を受光する受光部材に対する受光位置のずれを少なくした複合光学部品、及びそれを用いた複合光学ユニットを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題の少なくとも１つを解決するための第１の解決手段として、レーザダイオードから出射したレーザ光が入射される入射面部が形成されるとともに、入射面部と対向して形成され入射面部に入射されたレーザ光を出射し且つ出射されたレーザ光の戻り光が入射される入出射面部が形成された複合光学部品において、入出射面部には戻り光を所定方向に回折する回折部が形成されるとともに、レーザ光の光軸を挟んだ一方の側壁には、光軸に対して傾斜する斜面であって回折部で回折された回折光を光軸を横切って一方の側壁とは反対側の他方の側壁方向へ反射される反射面部が形成され、他方の側壁には反射面部で反射された反射光を受光部へ設けて出射する出射面部が形成されたものである。
【００１７】
また、第２の解決手段として、レーザダイオードは、発振波長が異なりレーザ光の光軸が互いに平行となる複数の発光源を備え、回折部には、各発光源から出射されたレーザ光に対応する各反射光を受光部の同一位置に結像させる格子パターンが形成されたものである。
【００１８】
また、第３の解決手段として、反射面部は、回折部で回折された回折光を臨界角以上で入射するように傾斜させたものである。
【００１９】
また、第４の解決手段として、反射面部にはシリンドリカル面を形成した。
【００２０】
また、第５の解決手段として、出射面部には、反射面で反射された反射光を受光部に向けて屈折させてレーザダイオードから出射したレーザ光の光軸と直交する方向に出射する傾斜面が形成される。
【００２１】
また、第６の解決手段として、複合光学ユニットにおいて、両端に第１と第２の開口部を有し、側壁に第３の開口部を有する筒状のハウジングを備え、第１の開口部内にはレーザ光を内部に出射するレーザダイオードを取付け、第２の開口部内にはレーザ光をディスクに向けて出射し、その戻り光を受光する複合光学部品を取付け、第３の開口部内には複合光学部品の反射面部で反射し出射面部から出射した光を受光する受光部を取付けたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である複合光学ユニットについて、図１乃至図３に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態である複合光学ユニット５０を含む光学装置すなわち光ピックアップ１００を示す一部断面図である。光ピックアップ１００の所定の位置に複合光学ユニット５０が固定されている。この複合光学ユニット５０は受発光一体型光学素子であり、レーザ光により光ディスクＤに記録された情報を再生したり、あるいは光ディスクＤに対して情報を記録するのに用いられる。
【００２４】
光ピックアップ１００は光ディスクＤに対面して配置されており、光ディスクＤ面と直交する方向であるフォーカス（Ｆ）方向及び光ディスクＤの半径方向であるトラッキング（Ｔ）方向に可動支持された対物レンズ１０１を備えている。
なお、本実施の形態では、光ディスクＤはＤＶＤである。
【００２５】
複合光学ユニット５０は、主として、発光源としての半導体レーザ５２と、受光部５４と、複合光学部品５５と、これらの部材が一体に取付固定されるハウジング５１とからなっている。
【００２６】
半導体レーザ５２は、金属製の円板状の基板部５２ａと、基板部５２ａの一方の平面部５２ａ１から突設した直方体状の基台（ヒートシンク）５２ｂと、基台５２ｂの側壁面の端部に位置決めされて固着された発光素子すなわちレーザダイオード５３と、基台５２ｂを包含するように基板部５２ａの一方の平面部５２ａ１に取付け固定された金属製の筒状をしたキャップ部５２ｅとを有している。こうして、基板部５２ａと先端の開口部にガラス板（図示せず）を取付けたキャップ部５２ｅとで囲まれた第１のパッケージ内の密閉された空間にレーザダイオード５３が配置されるようになっている。なお、レーザダイオード５３から出射するレーザ光の波長は６５０ｎｍ帯である。
【００２７】
そして、レーザダイオード５３から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸は基板部５２ａの一方の平面部５２ａ１と直交する方向に設けたガラス板を透過するようになっている。また、基板部５２ａの一方の平面部５２ａ１とは反対側の他方の平面部５２ａ２からは外部接続端子５２ｇが突設してあり、この外部接続端子５２ｇを介してレーザダイオード５３への駆動電流の供給等を行っている。
【００２８】
上記受光部５４は、ＰＩＮフォトダイオード等からなる受光素子５６を内蔵した第２のパッケージ５４ａとこのパッケージ５４ａから両側に突設した外部接続端子５４ｂとを有している。外部接続端子５４ｂを介して、受光素子５６用の電源電圧を供給したり、受光素子５６で光電変換された出力信号を外部に出力したりできるようになっている。
【００２９】
上記複合光学部品５５は、高透過性を有する樹脂製などの透明体からなり、両端面が互いに平行に配置された入射面部５５ａと入出射面部５５ｂとを有する基体部５５ｃと、入射面部５５ａと連結するように入出射面部５５ｂ側に傾斜した反射面部５５ｄと、反射面部５５ｄの、レーザ光Ｌ１の光軸を挟んだ反対側に、ほぼ対称な傾斜形状をした傾斜面部５５ｅとを有している。また、基体部５５ｃの入出射面部５５ｂ側の側端部には係合部５５ｊが形成され、後述するハウジングとの取付け基準部分になっている。さらに、出射面５５ｂには所定のピッチを有する回折格子５５ｆが形成されている。反射面部５５ｄの表面には図示しない光学薄膜がコーティングされることによって、その内壁面には反射面５５ｄ１が形成されている。また、傾斜面部５５ｅには出射面５５ｅ１が形成されている。このように、上記反射面５５ｄ１は複合光学部品５５の外部との境界面に形成され、同様に、入射面部５５ａ、入出射面部５５ｂ及び出射面５５ｅ１も複合光学部品５５の外部との境界面に形成されるようになっている。
なお、本実施の形態では、樹脂製の複合光学部品５５は成形型を用いた成形等により一体形成されていて、複合光学部品５５の出射面５５ｂには回折格子５５ｆとなる連続した複数の凹凸部分が複合光学部品５５の成形と同時に一体形成されている。
【００３０】
上記ハウジング５１は、アルミダイキャスト製等の金属製のブロックからなり、その図中左側の端部には半導体レーザ５２を配置するための第１の取付孔５１ａが形成され、ここに半導体レーザ５２を位置決めして取り付けられるようになっている。また、ハウジング５１の右端面には、開口部５１ｆが形成されている。ハウジング５１の右側の端部には複合光学部品５５を取付けるための第２の取付孔５１ｃが第１の取付孔５１ａと連結するように形成されている。また、ハウジング５１の第２の取付孔５１ｃの内壁には上記複合光学部品５５の係合部５５ｊを取付けるための突き当て面５１ｃ２が形成されている。さらに、ハウジング５１の長手方向（図中横方向）の側壁中央部分には貫通孔５１ｄが形成されている。さらに、貫通孔５１ｄを覆う外壁には受光部５４を位置決めして取り付けるための取付部５１ｅが凹状に形成されている。
なお、上記の金属製のブロックは円柱状、直方体状、あるいは、他の多角形の柱状のものなどを用いれば良い。また、金属製のブロックはアルミダイキャスト製に限らず、亜鉛ダイキャスト、マグネシウム合金あるいは他の金属などから構成されるものでも良い。
【００３１】
次に、ハウジング５１への半導体レーザ５２、受光部材５４、及び複合光学部品５５の組み立てについて説明する。
【００３２】
まず、複合光学部品５５は、その基体部５５ｃがハウジング５１の第２の取付孔５１ｃに挿入され、ハウジング５１に位置決めされ、接着剤等を介してその係合部５５ｊがハウジング５１の突き当て面５１ｃ２に固着される。このとき、複合光学部品５５に設けた回折格子５５ｆを形成した出射面５５ｂがハウジング５１の第１の取付孔５１ｃから露出するようになっている。
【００３３】
次に、半導体レーザ５２は、キャップ部５２ｅ側がハウジング５１の第１の取付孔５１ａ内に挿入されるとともに、基板部５２ａにおける一方の平面部５２ａ１側の外縁部を嵌合することによって、ハウジング５１に位置決めされ接着剤等で固着される。
【００３４】
また、受光部材５４は、その受光素子５６がハウジング５１の貫通孔５１ｄに対向するように所定の位置でハウジング５１に形成した取付部５１ｅに位置決めされ接着剤等で固着される。
なお、受光部材５４は半導体レーザ５２に対して９０度の角度をなして配置されている。また、受光部材５４は予め、所定の基準光学系により、レーザダイオード５３から出射されるレーザ光Ｌ１の戻り光Ｌ２が回折格子５５ｆで所定の回折角θ１で回折され、反射面部５５の反射面５５ｄ１で反射したときに、受光素子５６の受光位置Ｐに導かれるように調整された後、取付部５１ｅに固着されるものである。
【００３５】
光ピックアップ１００には、半導体レーザ５２のレーザ光Ｌ１の光軸上に、その光軸を一致させて配置されたコリメータレンズ１０２と、レーザ光Ｌ１の光軸と略４５度傾けて配置した立ち上げミラー１０３とが固着されている。
【００３６】
次に、光ディスクＤの再生動作について説明する。
上述した構成において、光ディスクＤを再生するときには、半導体レーザ５２のレーザダイオード５３から出射したレーザ光Ｌ１は、複合光学部品５５の入射面部５５ａを透過した後、入出射面部５５ｂから出射される。そして、そのレーザ光Ｌ１は、コリメータレンズ１０２によって平行光となり、その平行光となったレーザ光Ｌ１は立ち上げミラー１０３によってその向きが略９０度変えられて対物レンズ１０１に入射する。対物レンズ１０１を通過したレーザ光Ｌ１は対物レンズ１０１の集光作用により、光ディスクＤの情報記録面に結像される。
【００３７】
その後、光ディスクＤで反射されたレーザ光（戻り光）Ｌ２は、再び対物レンズ１０１を透過し、立ち上げミラー１０３で反射し、コリメータレンズ１０２を透過した後、複合光学部品５５の回折格子５５ｆに入射する。そして、所定の回折角θ１に回折された回折光Ｌ３になる。回折光Ｌ３はさらに複合光学部品５５の反射面５５ｄ１により反射され、その反射光Ｌ４は出射面５５ｅ１から受光部材５４の受光素子５６の受光位置Ｐに向かって出射される。このとき、受光素子５６に入射されたレーザ光（反射光Ｌ４）が光電変換されることにより光ディスクＤの情報記録面の信号に応じた電流出力を電圧信号に変換した再生信号が形成され、受光部５４の外部接続端子５４ｂから出力される。また、受光素子５６に入射された反射光Ｌ４の一部はフォーカス及びトラッキング制御のために用いられる。
【００３８】
次に、光ピックアップ１００の複合光学ユニット５０において、温度上昇した際の光ディスクＤからの戻り光の光学系について説明する。
図２に示すように、半導体レーザ５２から出射したレーザ光Ｌ１が半導体レーザ５２自身が熱上昇すると、その発振波長が約６５８ｎｍから約６６４ｎｍと長波長方向に変化する。
それに伴なって、ディスクＤに反射して光ピックアップ１００の複合光学ユニット５０に戻った戻り光Ｌ２は、回折格子５５ｆでの回折角θ１が、戻り光Ｌ２の波長λと、回折格子５５ｆのピッチｔとの関係を示すと、ｔ＝λ／sinθ１  となる。
したがって、この戻り光Ｌ２の変化Δλによる回折角θ１の変化Δθ１は、
Δθ１  ＝  Δλ・tanθ１／λ    となるので、出射する戻り光Ｌ２の回折角θ１が大きくなる。
したがって、半導体レーザ５２の波長変動により、レーザ光（回折光Ｌ３）は図中点線で示した光路で反射面部５５ｄに入射する。
【００３９】
さらに、反射面部５５ｄで反射された反射光Ｌ４が出射面部５５ｅを通って受光部材５４の受光素子５６に図中の点線で示した光路で入射する。
【００４０】
一方、図３に示すように、この複合光学ユニット５０において、温度上昇した際の複合光学部品５５の状態を説明すると、複合光学部品５５はハウジング５１の係合部５５ｊを基準にして線膨張により膨張変形する。
したがって、図中の点線で示すように、反射面部５５ｄが外方に膨張することにより、反射光Ｌ４は通常よりも入射面部５５ａ側に位置ずれした光路を通り、同じく線膨張した出射面部５５ｅを通って受光部５４の受光素子５６に到達する。
【００４１】
したがって、温度上昇した際の複合光学ユニット５０の光学系では、基体部５５ｃが熱によって線膨張されることに伴なう受光位置Ｐのずれと、レーザ光Ｌ１の発振波長の変動に伴なう受光位置Ｐとのずれが相対的にキャンセルされる方向となる。
【００４２】
以上説明したように、図１に示す本実施形態の複合光学部品によれば、熱により半導体レーザ５２のレーザ光Ｌ１の発振波長が変動した場合、従来、回折部５５ｂによる回折角が変化し受光位置Ｐがずれたが、複合光学部品５５の光軸（基体部５５ｃの中心軸）を挟んだ一方の側壁に反射面部５５ｄが形成され、回折部５５ｆで回折された回折光Ｌ３が光軸を挟む反対側から受光部５４へ出射され、基体部５５ｃが熱によって線膨張されることに伴なう受光位置Ｐのずれと、レーザ光ｌ１の発振波長の変動に伴なう受光位置Ｐとのずれが相対的にキャンセル方向にあるため、熱変動による受光位置Ｐのずれを少なくすることができる。
【００４３】
また、反射面部５５ｄは、回折部５５ｆで回折されて入射した戻り光Ｌ２に対して回折光Ｌ３として臨界角以上で入射するように傾斜させたことにより、その境界面で全反射し、回折光Ｌ３を光損失なく出射することができる。
【００４４】
また、反射面部５５ｄには、シリンドリカル面を形成したことにより、光ピックアップにおける複合光学ユニット５０のフォーカス方向の位置を制御するために用いられる非点収差を発生させる光学部品、例えばシリンドリカルレンズを新たに設ける必要がなく、位置調整の必要性がなく、部品点数をも少なくすることができる。
【００４５】
また、複合光学部品５５には半導体レーザ５２から出射したレーザ光Ｌ１が入射する入射面部５５ａ及び出射する入出射面部５５ｂを有し、入出射面部５５ｂには光ディスクＤで反射した戻り光Ｌ２を回折する回折格子５５ｆを設け、回折格子５５ｆで回折された回折光Ｌ３を反射させる反射面５５ｄ１を設け、さらに反射面５５ｄ１で反射した反射光Ｌ４を受光部材５４に出射する出射面５５ｅ１を設け、さらにレーザ光Ｌ４をさらに半導体レーザ５２と略９０度となるように配置した受光部５４の受光位置Ｐに導くことにより、半導体レーザ５２と受光部５４をハウジング５１に対して９０度の角度をなすように配置でき、複合光学ユニット５０を実用的な大きさまでに小型化・薄型化することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、半導体レーザ５２として、レーザダイオード５３から出射するレーザ光Ｌ１の波長がＤＶＤ用のものを使用したが、これに限らず、例えば、ＣＤ用のレーザダイオードを有した半導体レーザを用いることにより、ＣＤ対応の複合光学ユニットを同様に構成することができる。また、ＤＶＤ、ＣＤ用以外の波長を有するレーザダイオードを備えた半導体レーザ、例えば青色半導体レーザを用いてもかまわない。
【００４７】
次に、本発明の一実施形態の変形例について図４に基づいて説明する。
本実施形態の変形例では、発振波長の異なるレーザダイオードをそれぞれ有する２波長半導体レーザを備え、ＤＶＤとＣＤの双方を記録あるいは再生する光ピックアップ用の複合光学ユニットの一例を示すものである。
【００４８】
複合光学ユニット６０は、主として、発光源としての２波長半導体レーザ６２と、それに対応した受光部６４と、複合光学部品６５と、これらの部材６２、６４、６５が一体に取付固定されるハウジング５１とを有している。
【００４９】
２波長半導体レーザ６２は、ＤＶＤ用のレーザ波長を発振するレーザダイオード５３の他に、ＣＤ用のレーザ波長（７８０ｎｍ帯）を発振する第２のレーザダイオード６３を備えており、形状的には上述した半導体レーザ５２とほぼ同様である。
したがって、２波長半導体レーザ６２は、２つのレーザダイオード５３、６３が図示しない基台（ヒートシンク）に搭載され、各レーザダイオード５３、６３からそれぞれ出射する各レーザ光Ｌ５、Ｌ６の光軸が互いに平行となるように配置している。
【００５０】
上記複合光学部品６５は高透過性を有する樹脂製などからなり、両端面が互いに平行に配置された入射面部６５ａと入出射面部６５ｂとを有する基体部６５ｃと、入射面部６５ａと連結するように入出射面部６５ｂ側に傾斜した反射面部６５ｄと、反射面部６５ｄの、各レーザ光Ｌ５、Ｌ６の光軸を挟んだ反対側に、ほぼ対称な傾斜形状をした傾斜面部６５ｅとを有している。また、基体部６５ｃの入出射面部６５ｂ側の側端部には係合部６５ｊが形成され、ハウジング５１との取付け基準部分になっている。さらに、入出射面部６５ｂには、各レーザ光Ｌ５、Ｌ６に対応する各反射光を受光部６４の同一受光位置に結像させる格子パターン７０が形成されている。
複合光学部品６５の反射面部６５ｄは、その表面に図示しない光学薄膜がコーティングされることによって、その内壁面に反射面６５ｄ１が形成されている。その反射面６５ｄ１に２つの異なるレーザ光による各回折光Ｌ８、Ｌ９であっても受光部６４の受光素子６６の同一の受光位置Ｐに導くようになっている。また、傾斜面部６５ｅには出射面６５ｅ１が形成されている。
【００５１】
上記格子パターン７０は、受光部６４の受光位置ＰからＤＶＤ用のレーザ光Ｌ５とＣＤ用のレーザ光Ｌ６を格子パターン７０に向かって出射したと仮定したときに、回折格子の特性により、波長の長い光ほど回折格子で回折された光は回折角が大きくなって外側に広がり、回折角θ３が大きい方の光であるＣＤ用のレーザ光の光軸を複合光学部品６５の格子パターン７０で回折されるレーザ光Ｌ６の光軸と一致させるようにしている。また、回折角θ４が小さい方の光であるＤＶＤ用のレーザ光Ｌ５の光軸を複合光学部品５５の格子パターン７０で回折されるレーザ光Ｌ５の光軸と一致させるように、その格子パターン７０を複合光学部品５５上に形成している。
【００５２】
使用される受光部６４も、上記受光部５４とほぼ構造が同じであり、ＰＩＮフォトダイオード等からなり、ＤＶＤ用及びＣＤ用の２波長半導体レーザから出射されるそれぞれ波長の異なるレーザ光の双方を光電変換可能な受光素子６６を内蔵している。
【００５３】
次に、ＤＶＤ（図示せず）及びＣＤの再生動作について説明する。
【００５４】
上述した構成において、ＤＶＤを再生するときには、上述した一実施形態の再製動作と同じであり、説明を省略する。
【００５５】
ＣＤを再生するときには、２波長半導体レーザ６２のレーザダイオード６３から出射したレーザ光Ｌ６は、複合光学部品６５の入射面部６５ａを透過した後、入出射面部６５ｂから光ディスク（ＣＤ）に出射される。
そのレーザ光Ｌ６は対物レンズ１０１に入射し、対物レンズ１０１の集光作用により、ＣＤの情報記録面に結像される（図１参照）。
【００５６】
その後光ディスク（ＣＤ）で反射されたレーザ光（戻り光）は、再び対物レンズ１０１を透過した後、格子パターン７０に入射し、所定の回折角で回折された回折光Ｌ９となる。さらに回折光Ｌ９は複合光学部品６５に形成した反射面６５ｄにより反射されて受光部６４の受光素子６６における受光位置Ｐに入射する。
このとき、受光素子５６に入射されたレーザ光は光電変換されることによりＣＤの情報記録面の信号に応じた電流出力を電圧信号に変換した再生信号が形成され、受光部６４の外部接続端子から出力される。また、受光部６４に入射されたレーザ光の一部はフォーカス及びトラッキング制御のために用いられる。
【００５７】
次に、この変形例における複合光学ユニットにおいて、２波長半導体レーザ６２が熱により温度上昇した際の光ディスクＤからの戻り光の光学系について説明する。
先ず、２波長半導体レーザ６２からＣＤ用のレーザ光Ｌ６が出射された場合、複合光学部品６５の入出射面部６５ｄから光ディスク（ＣＤ）に向けて出射し、そのディスク面で反射した戻り光が再び複合光学部品６５に入射するが、波長変動（発振波長が約７８５ｎｍから約７９４ｎｍ）により長波長方向に変化するため、格子パターン７０で通常より大きな回折角で反射面部６５ｄに向かう。
そのため、反射面部６５ｄに到達した戻り光の回折光は、通常の反射位置よりも側壁側に位置ずれする。しかしながら、線膨張した基体部６５ｃは、その取付け基準面部分となる係合部６５ｊに対して外方に膨張するため、上記戻り光が基体部６５ｃ内を出射部６５ｅに向けて透光し、受光部６４で受光した際には、ほとんど通常の受光位置Ｐに到達し、その位置ずれが生じないようになっている。
これらは、２波長半導体レーザから上記と異なる発振波長のレーザ光（ＤＶＤ等）がそれぞれ出射された場合でも同じである。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、ＤＶＤ用及びＣＤ用の波長の異なるレーザダイオード５３及び６３をそれぞれ有する２波長半導体レーザ６２を設け、さらに２波長半導体レーザ６２から出射したレーザ光Ｌ５、Ｌ６を平行な光路となるようにしたので、構造も簡素化でき、複合光学ユニット６０を安価に構成できる。
なお、ビームスプリッタのような光路を合波する新たな光学部品を追加しなくても良い。
【００５９】
以上説明してきた変形例である複合光学部品によれば、２波長レーザは、発振波長が異なり光軸が互いに平行となる２個の発光源を備え、回折部には、各発光源から出射された光に対応する各反射光を受光部の同一位置に結像させる格子パターンが形成されたことにより、１つの複合光学部品で複数個の発振波長を用いる光学装置に対応でき、１つの受光部６４のみを調整して位置決めすればよく、作業工程を簡単にすることができる。
【００６０】
また、本発明の複合光学ユニットは、光ピックアップへの適用のみに限らず、発光部（光源）から光を出射し、戻り光を受光する受発光一体型光学素子として、他の光学装置にも適用が可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように説明した本発明の複合光学部品によると、レーザダイオードから出射したレーザ光が入射される入射面部が形成されるとともに、入射面部と対向して形成され入射面部に入射されたレーザ光を出射し且つ出射されたレーザ光の戻り光が入射される入出射面部が形成された複合光学部品において、入出射面部には戻り光を所定方向に回折する回折部が形成されるとともに、レーザ光の光軸を挟んだ一方の側壁には、その光軸に対して傾斜する斜面であって回折部で回折された回折光を光軸を横切って一方の側壁とは反対側の他方の側壁方向へ反射される反射面部が形成され、他方の側壁には反射面部で反射された反射光を受光部へ向けて出射する出射面部が形成されていることにより、熱の影響で、レーザ光の発振波長が変動し、且つ線膨張で複合光学部品が変形しても取付け位置に対して出射光の受光位置の変化を少なくすることができ、熱変動などの外部環境による影響を受けないものにすることができる。
【００６２】
また、レーザダイオードは、発振波長が異なりレーザ光の光軸が互いに平行となる複数の発光源を備え、回折部には、各発光源から出射された光に対応する各反射光を受光部の同一位置に結像させる格子パターンが形成されたことにより、１つの複合光学部品で複数個の発振波長を用いる光学装置に対応でき、１つの受光部のみを調整して位置決めすればよく、作業工程を簡単にすることができる。
【００６３】
また、反射面部は、回折部材で回折された回折光を臨界角以上で入射するように傾斜させたことにより、戻り光に対する光損失を少なくし、戻り光のほとんどを反射することができる。
【００６４】
また、反射面部には、シリンドリカル面を形成したことにより、非点収差を発生させるためのシリンドリカルレンズを新たに別部材として設ける必要がない。
【００６５】
また、出射面部には、反射面で反射された反射光を受光部に向けて屈折させてレーザダイオードから出射したレーザ光の光軸と直交する方向に出射する傾斜面が形成されたことにより、レーザダイオード及び受光部を互いに直交する方向に配設することができるため、複合光学ユニットの小型化と設計変更の自由度を増すことができる。
【００６６】
さらにまた、本発明の複合光学ユニットにおいては、両端に第１と第２の開口部を有し、側壁に第３の開口部を有する筒状のハウジングを備え、第１の開口部内にはレーザ光を内部に出射するレーザダイオードを取付け、第２の開口部内にはレーザ光をディスクに向けて出射し、その戻り光を受光する複合光学部品を取付け、第３の開口部内には複合光学部品の反射面部で反射し出射面部から出射した光を受光する受光部を取付けたことにより、回折部による戻り光の受光位置が前方へずれるが、反射面部は線膨張により後方へずれるので、相対的にキャンセルされた受光位置となるので、熱による影響があっても受光部分の位置ずれを少なくする複合光学ユニットとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である複合光学ユニットを含む光ピックアップの一部断面図である。
【図２】上記複合光学ユニットにおいて、半導体レーザから出射したレーザ光の波長変動に起因する光学系の変化を説明するための説明図である。
【図３】上記複合光学ユニットにおいて、複合光学部品の線膨張に起因する光学系の変化を説明するための説明図である。
【図４】上記一実施形態である複合光学ユニットの変形例を示す一部断面図である。
【図５】従来の光ピックアップに搭載された複合光学ユニットにおいて、半導体レーザから出射したレーザ光の波長変動に起因する光学系の変化を説明するための説明図である。
【図６】従来の上記複合光学ユニットにおいて、複合光学部品の線膨張に起因する光学系の変化を説明するための説明図である。
【符号の説明】
５０  複合光学ユニット
５１、６１  ハウジング
５２、６２  発光源（半導体レーザ）
５３、６３  レーザダイオード
５４、６４  受光部
５５、６５  複合光学部品
５５ａ、６５ａ  入射面部
５５ｂ、６５ｂ  入出射面部
５５ｆ、６５ｆ  回折格子（回折部材）
５５ｄ  反射面部
５５ｄ１  傾斜面
５５ｅ  傾斜面部（出射面部）
５５ｅ１  傾斜面
５６、６６  受光素子
７０  格子パターン
Ｄ  光ディスク
Ｌ１  レーザ光
Ｌ２  戻り光
Ｌ３、Ｌ８、Ｌ９  回折光
Ｌ４  反射光
Ｐ  受光位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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