(57)【要約】【課題】ピックアップ装置を構成する光学素子の接着強度を高めて、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】回折格子基板２１の周囲は、接着剤で封止されるように接着層Ａが形成され、回折格子基板２１の上面に集積光学部材２０が搭載されている。これにより、光源１０、回折格子基板２１及び集積光学部材２０が接着固定されている。このような手法で接着するためには、回折格子基板２１の外径寸法が、集積光学部材２０の外径寸法より小さくなるように、回折格子基板２１が形成されていることが好ましい。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数の光学面が設けられ、発光素子の発光光束を光ディスクへ導くと共に光ディスクからの反射光のうちから必要な光束を分離して、前記反射光のうちからトラッキング制御とフォーカス制御に必要な光束を抽出する回折格子が前記光学面のいずれかに形成された集積光学部材と、前記発光素子を備えた光源と、前記光源からの光を前記集積光学部材に導く回折格子基板を備えた光学素子であって、
前記光源上に前記回折格子基板が搭載され、前記回折格子基板上に前記集積光学部材が搭載され、前記回折格子基板の周囲を覆うように接着剤による接着層が形成されて、前記光源と前記回折格子基板と前記集積光学部材とが固定されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記回折格子基板の外径寸法が前記集積光学部材の外径寸法より小さくなるように、前記回折格子基板が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記回折格子基板の下面側に段差が設けられ、または前記回折格子基板の下面側よりの側面に面取りが施されて、前記回折格子基板の下面側の面積が上面側の面積より小さくなるように前記回折格子基板が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光学素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の光学素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４記載の光ピックアップ装置を使用したことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの記録または再生の少なくとも一方に使用する光学素子及びこの光学素子を用いた光ピックアップ装置、並びにこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ピックアップは、幾種類ものビームスプリッタを多用して、発光光源側と検出光学系とを分離することに、工夫が重ねられてきた。ところが、光ピックアップを小型にすることに対する市場の要請が高まった結果、光源と検出光学系とを同一のパッケージに収容した光学ユニットとして提供する試みが成された。
【０００３】
この光学ユニットを具現化するために回折格子を形成した光学部材が使用された。この光学部材の具体例については特許文献１に詳しい技術開示が成されている。こうして、光学部材を実現したことにより光ピックアップは大幅な小型化が進行し、小型の光ピックアップを搭載した小型の光ディスク装置が市場に普及することとなった。
【特許文献１】特開平１０−１５４３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような小型の光学部材を用いるようになると、光学部材を接着により固定する際接着面積が十分にとれないために接着強度が弱くなるという問題を生じる。光ピックアップを構成する光学部材は、狭いスペース中にいくつもの光路が設けられており、接着強度が弱いために接着面のずれを生じると、光路が乱れて光ピックアップとしての適正な機能を実現することができない。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、光ピックアップ装置を構成する光学素子の接着強度を高めて、信頼性の高い光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、内部に複数の光学面が設けられ、発光素子の発光光束を光ディスクへ導くと共に光ディスクからの反射光のうちから必要な光束を分離して、前記反射光のうちからトラッキング制御とフォーカス制御に必要な光束を抽出する回折格子が前記光学面のいずれかに形成された集積光学部材と、前記発光素子を備えた光源と、前記光源からの光を前記集積光学部材に導く回折格子基板を備えた光学素子であって、前記光源上に前記回折格子基板が搭載され、前記回折格子基板上に前記集積光学部材が搭載され、前記回折格子基板の周囲を覆うように接着剤による接着層が形成されて、前記光源と前記回折格子基板と前記集積光学部材とが固定されていることを特徴とする光学素子である。
【０００７】
本発明によれば、光源と回折格子基板と集積光学部材との接着強度を高めることができるため、これらの光学部材を小型化しても強固に接着することが可能となる。これにより、接着面のずれによって生じる光路の乱れを抑制することができ、信頼性の高い光ピックアップ装置を実現することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光学素子によれば、光源と回折格子基板と集積光学部材との接着強度を高める
ことができるため、これらの光学部材を小型化しても強固に接着することが可能となる。これにより、接着面のずれによって生じる光路の乱れを抑制することができ、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の請求項１記載の発明は、内部に複数の光学面が設けられ、発光素子の発光光束を光ディスクへ導くと共に光ディスクからの反射光のうちから必要な光束を分離して、前記反射光のうちからトラッキング制御とフォーカス制御に必要な光束を抽出する回折格子が前記光学面のいずれかに形成された集積光学部材と、前記発光素子を備えた光源と、前記光源からの光を前記集積光学部材に導く回折格子基板を備えた光学素子であって、前記光源上に前記回折格子基板が搭載され、前記回折格子基板上に前記集積光学部材が搭載され、前記回折格子基板の周囲を覆うように接着剤による接着層が形成されて、前記光源と前記回折格子基板と前記集積光学部材とが固定されていることを特徴とする光学素子である。
【００１０】
本発明によれば、光源と回折格子基板と集積光学部材との接着強度を高めることができるため、これらの光学部材を小型化しても強固に接着することが可能となる。これにより、接着面のずれによって生じる光路の乱れを抑制することができ、信頼性の高い光ピックアップ装置を実現することができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の光学素子において、前記回折格子基板の外径寸法が前記集積光学部材の外径寸法より小さくなるように、前記回折格子基板が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、回折格子基板の周囲を覆う接着層を形成しやすく、光源と回折格子基板と集積光学部材との接着強度を高めることができる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光学素子において、前記回折格子基板の下面側に段差が設けられ、または前記回折格子基板の下面側よりの側面に面取りが施されて、前記回折格子基板の下面側の面積が上面側の面積より小さくなるように前記回折格子基板が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、接着剤溜りを形成して接着剤が光源の側面に垂れないようにすることができるとともに、接着面積を広げて接着強度を高めることができる。
【００１５】
本発明の請求項４及び請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光学素子を備えた光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置であり、光学素子における接着面のずれによって生じる光路の乱れを抑制することができ、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、一般的な光ピックアップの全体を表す斜視図、図２は複合素子の全体を表す斜視図、図３は光学素子の全体を表す斜視図、図４は光学素子の接着固定方法を示す図、図５は光学素子の接着固定方法を示す図、図６は回折格子基板の形状の例を示す図、図７は光学素子の断面を示す図、図８は集積光学部材の構成を示す図、図９は受光器に入射するまでの集積光学部材中での光路を示す図、図１０は受光器の全体斜視図である。
【００１８】
図１において、全体を光ピックアップ１と総称し、主要構成部品として複合素子２、ミラー４、対物レンズ５を有している。複合素子２は光ビーム３を出射する。光ビーム３は
ミラー４で方向を曲げて対物レンズ５で集光されて光ディスク６の情報記録層に焦点を結ぶ。情報記録層から反射した光は逆の光路をたどって複合素子２によって検出される。
【００１９】
光ディスク６の情報記録層は同心円状（より厳密にはスパイラル状）に情報トラックが形成されている。そこで、複合素子２から出射する光ビーム３を光ディスク６のタンジェンシャル（トラックの接線）方向となるように配置する。アクチュエータ７は対物レンズ５を微少に変位可能となるように支持する。これは、光ディスク６の情報記録層に光ビーム３を合焦させる（フォーカシング）ためと微小なトラック方向の追従（トラッキング）をするためである。
【００２０】
以上の複合素子２、ミラー４、対物レンズ５、アクチュエータ７はキャリッジ８に搭載される。そこで、トラッキング範囲を超える移動はキャリッジ８全体を光ディスク６の半径（ラジアル）方向に移動させて対応する。
【００２１】
図２において、複合素子２は光源１０と集積光学部材２０と受光器６０、及び結合部材８０とを有している。これらの構成要素を順に説明する。
【００２２】
まず、光源１０は半導体レーザ１１をベース部材１２に固定したものである。半導体レーザ１１として極めて一般的な汎用半導体レーザを使用することができるから、最も高価な必須部品を最も安価に調達することができ、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００２３】
半導体レーザ１１の発光点から出射されたレーザ光は半導体レーザ１１の出射口から出射される。また、１８は半導体レーザ１１のリードであり、６５は受光器６０へ接続するためのフレキシブルケーブルである。
【００２４】
図３に、光学素子の全体を表す斜視図を示す。以下においては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ
Ｄｉｓｋ）用の光源とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）用の光源とを有する光ピックアップの場合について説明する。
【００２５】
図３において、光源１０はベース部材１２に固定されており、光源１０と集積光学部材２０とは接着層Ａによって接着固定されている。この光学素子の組立手順を図４から図８を用いて以下に説明する。
【００２６】
図４は、光源１０はベース部材１２に固定された状態を示しており、光源１０の上面に第１導光部材としての回折格子基板２１を図５に示すように搭載する。
【００２７】
回折格子基板２１の形状を図６に例示する。回折格子基板２１は平行平板状に形成され、回折格子基板２１がレーザ光源１０の出射口に対向する面に第１回折格子２２が形成されている。回折された０次光と±１次光とを用いてトラッキング制御に使用する主及び副ビームを生成するためである。さらに回折格子基板２１の出射面には光ビームが通過する領域を除く全面に光吸収膜２３を形成する。光吸収膜２３の組成は、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、ＳｉＯ2の多層膜で形成する。乱反射等の不要な光や迷光を集積光学部材２０と光ビームの光路に導入しないためである。
【００２８】
図６において、（ａ）は下面を平坦面として形成したものであり、（ｂ）は下面に段差形状を設けたものである。また、（ｃ）は下面側の側面を面取りしたものである。いずれのものも、回折格子基板２１の下面側の面積が上面側の面積より小さくなるように回折格子基板２１が形成されている。
【００２９】
図７に、回折格子基板２１の上面に集積光学部材２０を接合した状態の断面図を示す。回折格子基板２１の周囲は、図７に示すように接着剤で封止されるように接着層Ａが形成され、回折格子基板２１の上面に集積光学部材２０が搭載されている。これにより、光源１０、回折格子基板２１及び集積光学部材２０が接着固定されて、図３に示す構成の光学素子が完成する。このような手法で接着するためには、回折格子基板２１の外径寸法が、集積光学部材２０の外径寸法より小さくなるように、回折格子基板２１が形成されていることが好ましい。
【００３０】
回折格子基板２１の下面側の面積が図６（ｂ）、（ｃ）に示すように狭くなるようにしているのは、接着剤が回折格子基板２１の下面側の窪みに入り込むようにして、光源１０の側面に垂れないようにするとともに、接着面積を広げて接着強度を高めるためである。
【００３１】
接着層Ａを形成するために使用される接着剤としては、光透過率が９９．５％以上であることが好ましく、粘度は５Ｐａ・ｓ〜３０Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。具体的には、紫外線硬化性エポキシ樹脂等を用いることができる。
【００３２】
次に、上記の方法で接着固定される集積光学部材２０の構成について図８に基づいて説明する。
【００３３】
第２導光部材２５は略直角三角形の断面を有する略三角柱状に形成される。略直角三角形の斜面２６には所要の領域に波長選択膜２７が形成されている。波長選択膜２７は、ＣＤ用の往路光とＤＶＤ用の復路光とを分離するためのものであり、ＣＤ用の往路光を透過し、ＤＶＤ用の復路光を反射する機能を有する。ＣＤ用のレーザ光とＤＶＤ用のレーザ光とは波長が異なるため、波長選択膜２７によって両者を分離することが可能である。
【００３４】
第３導光部材３０は互いに向かい合う平行平面を有する板状に形成され、第１斜面３１と第２斜面３２とは互いに向かい合う平行平面をなし、第１斜面３１には広帯域偏光分離膜３３が形成されている。この広帯域偏光分離膜３３は、ＣＤ用往路光とＣＤ用復路光とを分離するためのものであり、ＣＤ用の往路光を透過し、ＣＤ用復路光を反射する機能を有する。ＣＤ用の往路光とＣＤ用復路光とは偏光状態を異ならせることによって、広帯域偏光分離膜３３により両者を分離することが可能である。
【００３５】
第４導光部材３５は、略台形状の断面を有する略台形柱状に形成される。各々の面は第１斜面３６と第２斜面３７と透過面３８と出射面３９とを有する。第１斜面３６と第２斜面３７とは互いに向かい合う平行平面をなし、第１斜面３６の所定の領域にはＣＤ用ホログラム４０が形成されている。また、ＣＤ用ホログラム４０の上面にはＡＰＣ反射膜４１が設けられている。
【００３６】
この第４導光部材３５に対して、ＣＤ用往路光は第２斜面３７から透過面３８へ透過し、ＣＤ用復路光は第２斜面３７で反射した後ＣＤ用ホログラム４０を通ってＡＰＣ反射膜４１で反射し、再び第２斜面３７で反射した後出射面３９から出射する。同様に、ＤＶＤ用復路光も出射面３９から出射する。
【００３７】
第５導光部材４５は直角三角形の断面を有する略三角柱状に形成される。各々の面は斜面４６と第１面４７および第２面４８である。第１面４７と第２面４８とは直角に交わり、集積光学部材２０の基準面となる。斜面４６には光吸収膜４９が形成される。
【００３８】
図９に、受光器６０に入射するまでの、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光の光路を示す。
【００３９】
リード１８に所要の接続がなされ、レーザ素子１３は発光点１９からＣＤ用の拡散光１０１を出射する。拡散光１０１は回折格子基板２１に入射する。回折格子基板２１では、不要な外乱光や所定の拡散角度以上に拡がった光を光吸収膜２３によって吸収すると共に、第１回折格子２２によって拡散光１０１をＣＤ用往路光１０２に変換する。
【００４０】
ＣＤ用往路光１０２は回折格子基板２１から第２導光部材２５に入射する。第２導光部材２５中を進行したＣＤ用往路光１０２は斜面２６に到達する。ＣＤ用往路光１０２のうちほとんどの光量は波長選択膜２７を透過し、第３導光部材３０へ入射する。さらに、第３導光部材３０の第１斜面３１を透過し、さらに第４導光部材３５の透過面３８を透過して、ミラー４によって光ディスク６に向かって進路を変え、対物レンズ５によって収束光となって、光ディスク６に入射する。
【００４１】
光ディスク６の記録層から反射したＣＤ用復路光１０４は、逆順に対物レンズ５、ミラー４を経て第４導光部材３５の透過面３８に入射する。ＣＤ用復路光１０４は広帯域偏光分離膜３３によって反射され、第３導光部材３０のＣＤ用ホログラム４０へ進行する。ＣＤ用ホログラム４０では＋１次回折光を主成分とするＣＤ用復路反射回折光１０５となる。ＣＤ用復路反射回折光１０５は第３導光部材３０の広帯域偏光分離膜３３で再び反射して、出射面３９から受光器６０に向かって出射する。
【００４２】
一方、ＤＶＤ用光源から出射され光ディスク６によって反射されたＤＶＤ用復路光１１０は、第２導光部材２５の斜面２６に形成された波長選択膜２７によって反射され、第３導光部材３０、第４導光部材３５を透過して、出射面３９から受光器６０に向かって出射する。
【００４３】
図１０において、入射口６２を有するパッケージ６１にＯＥ素子６３が収納される。ＯＥ素子６３の信号端子はリード端子６４に接続されてパッケージ６１の外部へ導かれる。さらにリード端子６４にはフレキシブルケーブル６５を接続して、検査や実装に使用する。ＯＥ素子６３によってＣＤ用復路光及びＤＶＤ用復路光が検出される。
【００４４】
なお、以上の説明においては、ＤＶＤ用光源の発光素子は、ＣＤ用光源の発光素子１３とは別個に設けられている場合について説明しているが、ＤＶＤ用光源の発光素子を光源１０内に設けることも可能である。その際には、光源１０内の狭い空間に２つの発光素子が近接して存在することとなり、レーザ発光による発熱が顕著となり、接着面が熱によって剥がれやすくなるが、本実施形態では接着層が強固に形成されているため、このような場合においても接着面がずれたり、剥がれたりすることがなく、高い信頼性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、光ディスクの記録または再生の少なくとも一方に用いられる光学素子及びこの光学素子を用いた光ピックアップ装置、並びにこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置として利用することができ、接着面のずれによって生じる光路の乱れを抑制することができ、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一般的な光ピックアップの全体を表す斜視図
【図２】複合素子の全体を表す斜視図
【図３】光学素子の全体を表す斜視図
【図４】光学素子の接着固定方法を示す図
【図５】光学素子の接着固定方法を示す図
【図６】回折格子基板の形状の例を示す図
【図７】光学素子の断面を示す図
【図８】集積光学部材の構成を示す図
【図９】受光器に入射するまでの集積光学部材中での光路を示す図
【図１０】受光器の全体斜視図
【符号の説明】
【００４７】
１    光ピックアップ
２    複合素子
３    光ビーム
４    ミラー
５    対物レンズ
６    光ディスク
７    アクチュエータ
８    キャリッジ
１０    光源
１１    半導体レーザ
１２    ベース部材
１３    レーザ素子
１８    リード
１９    発光点
２０    集積光学部材
２１    回折格子基板
２２    回折格子
２３    吸収膜
２５    第２導光部材
２６    斜面
２７    波長選択膜
３０    第３導光部材
３１    第１斜面
３２    第２斜面
３３    広帯域偏光分離膜
３５    第４導光部材
３６    第１斜面
３７    第２斜面
３８    透過面
３９    出射面
４０    ＣＤ用ホログラム
４１    ＡＰＣ反射膜
４５    第５導光部材
４６    斜面
４７    第１面
４８    第２面
４９    光吸収膜
６０    受光器
６１    パッケージ
６２    入射口
６３    ＯＥ素子
６４    リード端子
６５    フレキシブルケーブル
８０    結合部材
１０１    拡散光
１０２    ＣＤ用往路光
１０４    ＣＤ用復路光
１０５    ＣＤ用復路反射回折光
１１０    ＤＶＤ用復路光
Ａ    接着層
【図１】
2005063592.tif 000003
【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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【図７】
2005063592.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005063592.tif 000011
【図１０】
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