專利名稱：復合光學元件及其安裝結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一體具有多個光學功能的復合光學元件，特別是，涉及適合于簡單地把該復合光學元件安裝固定到殼體內的復合光學元件及其安裝結構。
首先，對具有以往的復合光學元件的CD(小型盤)所使用的光學單元進行說明。
圖17是以往的光學單元50的局部剖面圖，圖18是以往的光學單元50的局部分解透視圖。
光學單元50由發出CD用激光(波長780nm波段)的光源46、接收CD(圖中未示出)上反射的激光的光接收元件47、具有光源46和光接收元件47的基板48a、安裝固定在包含光源46和光接收元件47的基板48a上的側壁48b、作為側壁48b的窗口的出射部48d、接合成覆蓋出射部48d的玻璃等透光復合光學元件49構成。
光源46以與復合光學元件49相對的方式固定在基板48a上，光接收元件47與光源46接近形成在基板48a的表面上。通過形成在復合光學元件49的上端面的衍射光柵49a把光源46發出的在CD處反射回來的光衍射，傳播到光接收元件47的規定位置上。同時，為了利用三光束法進行跟蹤控制，在復合光學元件49的下端面設置有作為衍射光柵的光束形成部分49b。而且，根據規定的基準光學系統通過衍射光柵49a把衍射光引導到光接收元件47的規定位置上，這樣調整復合光學元件49后，利用粘合劑把復合光學元件49接合在出射部48d。
當相對于由基板48a和側壁48b構成的殼體調整復合光學元件49時，用夾具(圖中未示出)夾住復合光學元件49，然后通過圖中未示出的微調機構，把復合光學元件49調整在如圖15所示與光軸N垂直的X、Y方向以及光軸周圍回轉方向的θ方向上，變成與殼體光軸重合。
然而，上述以往例子的光學單元50中，復合光學元件49的光軸重合，由于它的調整范圍很小，存在調整作業非常困難的問題。而且，由于調整作業困難，同時必須把復合光學元件49粘接在殼體上，因此作業工序增加，不能簡單地把復合光學元件設置在殼體內。
本發明的目的就是要解決上述已有問題，提供不需要調整復合光學元件的工作、能夠簡單地設置在殼體內的復合光學元件及其安裝結構。
上述問題的第一種解決手段的特征是一體具有多個光學功能部件的復合光學元件，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和出射面，同時沿著上述光軸方向的不同位置上分別設置有限制與該光軸垂直方向上的位置的第一限制部和第二限制部。
而且，第二種解決手段的特征是用于把復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該殼體中形成有容納上述復合光學元件的容納室，該容納室中設置有與上述第一限制部和上述第二限制部分別配合的第一受限制部和第二受限制部。
而且，第三種解決手段的特征是上述容納室在上述殼體中沿著上述光軸形成為筒狀，上述復合光學元件從上述容納室的開口放入容納在里面，同時上述第一限制部形成在上述復合光學元件的放入方向的前端部，上述第二限制部形成在后端部。
而且，第四種解決手段的特征是上述第一限制部以及上述第二限制部形成為圍繞上述復合光學元件的上述光軸周圍的外周，上述第一受限制部以及上述第二受限制部是形成在上述容納室的內周面上、上述第一限制部以及上述第二限制部分別與之接合的受限制面。
而且，第五種解決手段的特征是上述第二限制部由以規定間隔形成在上述復合光學元件的外周面上的至少3個突出部構成，上述復合光學元件的后端部被壓入上述容納室的后端部，同時在該壓入狀態下，上述各突出部通過上述第二受限制部被壓碎。
而且，第六種解決手段的特征是在上述突出部和上述光學功能部件之間設置有緩沖作用在上述突出部上的壓入力的緩沖區域。
而且，第七種解決手段的特征是上述緩沖區域是空間部。
而且，第八種解決手段的特征是上述容納室是從開口擴展的。
而且，第九種解決手段的特征是上述容納室內設置有定位部，在容納上述復合光學元件時，該復合光學元件的一部分與之接合，能夠確定上述光軸方向的位置。
而且，第十種解決手段的特征是具有上述入射面、上述出射面和上述第一及第二限制部的上述復合光學元件是樹脂、通過成型一體形成的。
而且，第十一種解決手段的特征是上述容納室的前端面上貫通形成有入出射口，以上述出射面臨出該入出射口的方式把上述復合光學元件容納在上述容納室中，同時具有該復合光學元件的上述殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體安裝固定到裝有物鏡的進行光盤記錄和再現的光學拾取裝置的拾取主體中，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，該光接收元件接收返回光。
而且，第十二種解決手段的特征是用于把一體具有多個光學功能部件的復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和光出射面，上述殼體中形成有沿著上述光軸方向放入并容納上述復合光學元件的容納室，上述復合光學元件上設置有限制該復合光學元件在上述光軸周圍的回轉位置的位置限制部，上述容納室中設置有該位置限制部接合的位置受限制部，同時設置有在容納上述復合光學元件時把上述位置限制部引導到位置受限制部的引導部。
而且，第十三種解決手段的特征是上述位置限制部是在上述復合光學元件的上述光軸周圍的外周面上突出形成的位置限制突出部，上述位置受限制部是在上述容納室的內壁面上形成的位置限制槽，上述引導部是連設在該位置限制槽上、從上述容納室的插入上述復合光學元件用的開口開始擴展形成在上述內壁面上的引導槽，在插入上述復合光學元件時，上述位置限制突出部通過上述引導槽引導到上述位置限制槽，上述位置限制突出部的外徑嵌合在該位置限制槽的槽寬內，限制上述復合光學元件的回轉位置。
而且，第十四種解決手段的特征是上述容納室中在上述復合光學元件的插入方向前端面貫通形成有入出射口，以上述入射面一臨出該入出射口的方式把上述復合光學元件容納在上述容納室中，同時在具有該復合光學元件的上述殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體安裝固定到裝有物鏡的進行光盤記錄和再現的光學拾取裝置的拾取主體中，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，使從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，從上述復合光學元件出射，上述光接收元件接收該返回光。
而且，第十五種解決手段的特征是上述位置限制槽或者上述引導槽貫通上述殼體外壁形成，上述光接收元件與該位置限制槽或者該引導槽相對設置在上述殼體外壁，同時使上述返回光通過上述位置限制槽或者上述引導槽，由上述光接收元件接收。
如上所述，根據本發明，一體具有多個光學功能部件的復合光學元件，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和出射面，同時沿著上述光軸方向的不同位置上分別設置有限制與該光軸垂直方向上的位置的第一限制部和第二限制部，由于復合光學元件自身設置有限制與光軸垂直方向上的位置的第一限制部和第二限制部，能夠提供不必象以往一樣利用夾具等夾住復合光學元件調整光軸的復合光學元件。而且，通過在光軸方向的不同位置上設置第一限制部和第二限制部，能夠光軸不傾斜地高精度限制復合光學元件的位置。
而且，用于把復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該殼體形成有容納上述復合光學元件的容納室，通過該容納室中設置有分別與第一限制部和第二限制部配合的第一受限制部和第二受限制部，復合光學元件自身設置有限制與光軸垂直方向上的位置的第一限制部和第二限制部，而且，殼體中設置有容納復合光學元件的容納室，同時由于該容納室中設置有分別與第一限制部和第二限制部配合的第一受限制部和第二受限制部，能夠提供不必象以往一樣利用夾具等夾住復合光學元件調整光軸、簡單地設置在殼體內的復合光學元件安裝結構。而且，通過在復合光學元件光軸方向的不同位置上設置第一限制部和第二限制部，能夠光軸不傾斜地高精度限制復合光學元件相對于殼體的位置。
而且，容納室在殼體中沿著光軸形成為筒狀，復合光學元件從上述容納室的開口放入并容納在里面，同時通過第一限制部形成在上述復合光學元件的放入方向的前端部，第二限制部形成在后端部，由于只有復合光學元件放入容納室并容納在里面，第一限制部和第二限制部能夠分別與第一受限制部和第二受限制部配合，因此能夠提供簡單地把復合光學元件設置在殼體內的復合光學元件安裝結構。
而且，由于第一限制部以及第二限制部形成為圍繞復合光學元件的光軸周圍的外周，第一受限制部以及第二受限制部是形成在容納室的內周面上、上述第一限制部以及第二限制部分別與之配合的受限制面，能夠在復合光學元件的外周面上構成第一限制部以及第二限制部，能夠簡化復合光學元件的構造。而且，由于能夠在容納室的內周面上構成第一受限制部以及第二受限制部，也能夠簡化容納室的構造。而且，例如如果復合光學元件的上述外周面和容納室的上述內周面分別是圓柱面，由于這樣的圓柱面加工時的精度容易提高，在把復合光學元件容納在容納室中，使第一限制部以及第二限制部分別與第一受限制部以及第二受限制部接合時，能夠提高復合光學元件光軸相對于殼體的位置精度。
而且，第二限制部由以規定間隔形成在復合光學元件的外周面上的至少3個突出部構成，上述復合光學元件的后端部被壓入容納室的后端部，同時在該壓入狀態下，上述各突出部通過第二受限制部被壓碎，通過把復合光學元件的后端部壓入容納室的后端部，能夠防止復合光學元件從殼體中脫出，不需要利用粘合劑等固定，能夠簡單地把復合光學元件設置在殼體內。而且，由于在壓入狀態下，突出部被壓碎，所受的來自第二受限制部的一部分壓入力通過突出部的變形被緩沖，超過必要以外的壓入力不作用在復合光學元件上，能夠進一步減少光學功能部件所產生的變形。
而且，由于突出部和上述光學功能部件之間設置有緩沖作用在上述突出部上的壓入力的緩沖區域，壓入力能夠緩沖作用在光學功能部件方向上的力，進而通過緩沖區域緩沖，能夠進一步減小光學功能部件所產生的變形。
而且，由于緩沖區域是空間部，復合光學元件的構造沒有復雜化，能夠簡單地形成緩沖區域。
而且，由于容納室是從開口擴展的，在把復合光學元件嵌入殼體的容納室中時，由于開口擴展了，能夠容易地插入復合光學元件，進而能夠簡單地把復合光學元件設置在殼體內。
而且，由于容納室中設置有定位部，在容納復合光學元件時，該復合光學元件的一部分與所述定位部配合，確定光軸方向上的位置，在把復合光學元件嵌入殼體的容納室中時，由于定位部終止與定位部接合的復合光學元件的光軸方向上的移動，所以不需要使用夾具等進行復合光學元件的光軸方向的定位，進而能夠簡單地把復合光學元件設置在殼體內。
而且，由于具有入射面、出射面和第一及第二限制部的復合光學元件是樹脂通過成型一體形成的，與用玻璃形成復合光學元件的情況比較，由于原材料的成本低、也容易成型，而且入射面、出射面、第一及第二限制部在復合光學元件成型時使用同一成型模同時形成，能夠縮短成型時間，能夠降低復合光學元件的成本。
而且，由于容納室的前端面上貫通形成有入出射口，以出射面臨出該入出射口的方式把復合光學元件容納在上述容納室中，同時在具有該復合光學元件的殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體中安裝固定到裝有物鏡的進行光盤記錄或者再現的光學拾取裝置的拾取主體，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，該光接收元件接收返回光，這樣，由于具有復合光學元件的殼體內發光元件和光接收元件單元化構成，在把該單元安裝到光學拾取裝置的拾取主體上時，光學拾取裝置的光學系統的調整能夠通過上述單元和它的位置調整完成，由于此時發光元件的發光位置和光接收元件的光接收位置的相對關系不變，上述單元的位置調整的容許范圍變大，因此能夠簡單地設計光學拾取裝置中的光路。
而且，作為用于把一體具有多個光學功能部件的復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和光出射面，上述殼體中形成有沿著上述光軸方向放入并容納上述復合光學元件的容納室，上述復合光學元件上設置有限制該復合光學元件在上述光軸周圍的的回轉位置的位置限制部，上述容納室上設置有該位置限制部接合的位置受限制部，同時由于形成有在容納上述復合光學元件時把上述位置限制部引導到上述位置受限制部的引導部，在把復合光學元件嵌入容納室內時，由于位置限制部被引導到位置受限制部，只有復合光學元件嵌入容納室，能夠限制光軸周圍的回轉位置，能夠獲得簡單地把復合光學元件設置在殼體內的效果。
而且，位置限制部是在復合光學元件的光軸周圍的外周面突出形成的位置限制突出部，位置受限制部是在容納室的內壁面上形成的位置限制槽，引導部是連設在該位置限制槽上、從上述容納室的插入上述復合光學元件用的開口開始擴大形成在上述內壁面的引導槽，在插入復合光學元件時，上述位置限制部通過上述引導槽引導到上述位置限制槽，上述位置限制突出部的外徑嵌合在該位置限制槽的槽寬內，限制上述復合光學元件的回轉位置。由于位置限制部是位置限制突出部，位置受限制部是位置限制槽，由于只有位置突出部嵌合在位置限制槽的槽內的構造，能夠提供結構簡化的限制復合光學元件光軸周圍的回轉位置的復合光學元件安裝結構。
而且，容納室中復合光學元件的插入方向前端面貫通形成有入出射面，以出射面臨出該入出射口的方式把復合光學元件容納在上述容納室中，同時具有該復合光學元件的上述殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體中安裝固定到裝有物鏡的記錄和再現光盤的光學拾取裝置的拾取主體上，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，從上述復合光學元件出射，上述光接收元件接收該返回光，這樣，由于具有該復合光學元件的殼體中發光元件和光接收元件單元化構成，在把該單元安裝到光學拾取裝置的拾取主體上時，光學拾取裝置的光學系統的調整能夠通過上述單元和它的的位置調整完成，此時由于發光元件的發光位置和光接收元件的光接收位置的相對關系不變，上述單元的位置調整的容許范圍變大，因此能夠簡單地設計光學拾取裝置中的光路。
而且，位置限制槽或者引導槽貫通殼體外壁形成，光接收元件與該位置限制槽或者該引導槽相對設置在上述殼體外壁上，同時使返回光通過上述位置限制槽或者上述引導槽由上述光接收元件接收，這樣，由于使從復合光學元件出射的返回光通過位置限制槽或者上述引導槽由光接收元件接收，在殼體上不必形成用于返回光通過的個別的開口，能夠提供殼體小型化的復合光學元件的安裝結構。
下面，結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細說明。
圖1是示出與本發明的實施例有關的光學拾取裝置100的說明圖；圖2是與本發明的實施例有關的二波長激光二極管102的局部剖面透視圖；圖3是本發明實施例的復合光學元件105的正視圖；圖4是圖3的左側視圖；圖5是圖3的右側視圖；圖6是圖3中從方向6看的視圖；圖7是與本發明的實施例有關的殼體106的平面圖8是圖7的8-8剖面圖；圖9是圖8的左側視圖；圖10是圖8的右側視圖；圖11是圖8中從方向11看的視圖；圖12是圖1中的12-12局部剖面圖；圖13是用于說明本發明實施例的復合光學元件105的功能的說明圖；圖14是本發明的其他實施例的復合光學元件105’的正視圖；圖15是圖14的左側視圖；圖16是把復合光學元件105’安裝到圖1中的復合光學單元101中的情況下的12-12剖面圖；圖17是以往的光學單元50的局部剖面圖；圖18是以往的光學單元50的局部分解透視圖。
下面利用圖1-13，說明作為本發明實施例的復合光學元件105。
如圖1所示，光學拾取裝置100主要由拾取主體即托架500、設置在該托架500內的復合光學單元101、平板反射鏡300、準直透鏡400、物鏡200構成。而且，復合光學單元101具有作為本發明實施例的復合光學元件105。
而且，光學拾取裝置100設置成與光盤即CD61或者DVD(數字多用途光盤或者數字視頻光盤)62相對，在作為與CD61(DVD62)面垂直的方向的調焦(F)方向以及作為CD61(DVD62)的半徑方向的跟蹤(T)方向上物鏡200可移動支撐。而且，物鏡200以能夠適應CD61以及DVD62二者的方式構成。
上述復合光學單元101是接收和發光一體的光學元件，用于把激光照射在光盤上，通過接收從光盤反射的光(返回光)再現記錄在光盤上的信息，或者對于光盤記錄信息。
復合光學單元101，如圖1所示，主要由發光元件即二波長激光二極管102、內部裝有光接收元件104a的光接收部件104、復合光學元件105、印刷基板107、安裝固定這些部件的殼體106構成。
二波長激光二極管102如圖2所示，由圓盤狀的基板102a、從基板102a的一個平面102a’突出設置的長方體形狀的基臺102b、定位固定在基臺102b的側壁面上的激光芯片103、又安裝固定在包含基臺102b的平面102a’上的筒狀的中部102c和形成有開102d’的頂板102d構成的蓋102e、以把開102d’從蓋102e的內側堵塞方式固定的透明圓盤裝的玻璃板102f構成。這樣，把激光芯片103設置在由基板102a、蓋102e、玻璃板102f構成的一個位于盒內的密閉空間中。
而且，在激光芯片103中發出DVD使用的短波長(波長650nm波段)激光103a’的光源103a、發出CD使用的長波長(波長780nm波段)激光103b’的激光器103b以間隔D相鄰形成。而且，本實施例中，D設定為120μm。而且，DVD使用的650nm波段具體地是按照DVD的規格采用635nm或者650nm。
而且，光源103a、103b分別發出的激光103a’、103b’在與基板102a的一個平面102a’垂直方向上互相平行通過開口部102d’出射。而且，激光103a’、103b’的出射位置構成為與激光芯片103的前端面103’(設置成與平面102a’平行)在同一平面上。而且，在與基板102a的一個平面102a’相反的另一個平面突出設置多個外部接線端102g(參考圖1)，通過該外部接線端102g向激光芯片103提供驅動電流。
而且，在制作二波長激光二極管102的過程中，由于具有兩個光源103a、103b的激光芯片103在規定基板面上利用類似半導體工藝的工藝方法加工，各光源103a、103b之間的間隔D容易以高精度均勻地形成為規定值。而且，由于這樣能夠作為分離元件大批量生產，因此能夠降低二波長激光二極管102的成本。
光接收元件104如圖1所示，由具有光接收窗口104b’同時內部裝有光接收元件104a的盒體104b和從盒體104b的兩側突出設置的外部接線端104c構成。通過外部接線端104c能夠供給光接收元件104a使用的電源電壓，把光接收元件104a光電變換的信號輸出到外部。
如圖3～6所示，復合光學元件105是由高透光性的樹脂材料通過一體成型形成的，主要由在光軸N方向的兩端面上具有平行設置的入射面105a和出射面(返回光入射面)105b的圓錐臺狀的基體105c、具有從入射面105a突出形成的傾斜面105d’的臺狀突出部105d構成。
基體105c以在出射面105b的方向(前方)縮徑的方式形成。而且，基體105c的前端形成具有第一限制部即圓柱面105j’的圓柱狀部105j。上述出射面105b成為該圓柱狀部105j的前端面。
而且，在與基體105c的圓柱狀部105j相反的后端部105k的外周面上，在圓周方向上形成有大致均勻設置的4個突出部105k’(第二限制部)。而且，第二限制部即各突出部105k’的前端面成為柱面。而且，在圖3中，基體105c的中央部分的下面一體形成有向下方突出的圓柱形的位置限制突出部105m。
而且，出射面105b的中央部分形成有第一衍射手段即方形的第一衍射光柵105f。而且，通過在傾斜面105d’的表面上涂敷圖中未示出的光學薄膜，在傾斜面105d’的內壁面上形成返回光反射面105d”。而且，返回光反射面105d”上形成有第二衍射手段即反射型的第二衍射光柵105g、入射面105a上形成有生成CD跟蹤控制用的3光束的3光束用衍射光柵105h。
而且，在與突出部105d的返回光反射面105d”相對的側壁面上形成有架在基體105c上的平坦面105n。而且，作為用于調焦控制方式的象散法的柱面105i從平坦面105n的邊緣在與光軸N成規定角度α的傾斜方向上刻槽形成(參考圖6)，柱面105i的內壁變成返回光的出射面105p。在本實施例中，復合光學元件105與第一和第二衍射光柵105f、105g以及3光束用的衍射光柵105h、柱面105i同時用成型模一體形成。
在本實施例中，出射面105b和返回光入射面雖然是同一平面，但是出射面與返回光入射面分別設計，第一衍射光柵形成在該返回光入射面上也可以。而且，在后面將根據第一和第二衍射光柵105f、105g以及3光束用衍射光柵105h對復合光學元件105進行詳細說明。
圖7～圖11示出的殼體106，由鋁模鑄制成的部件構成，主要由筒狀中部106g、從該筒狀中部106g兩端分別向外突出設置的安裝部106h、106i構成。該安裝部106h、106i上分別形成有方形的安裝面106h’、106i’。
而且，筒狀中部106g的圖8中的左端一側(后端一側)沖孔形成有用于插入如圖2所示的二波長激光二極管102的容納室106a、左端面上沖孔形成有用于定位安裝二波長激光二極管102的安裝孔106b。
而且，殼體106的右端一側(前端一側)形成有沿著中心軸N＇與容納室106a連接的容納室106c。容納室106c是由圓錐臺狀的錐面圍成的用于插入如圖3所示的復合光學元件105的空間，以沿著中心軸N’向前端逐漸縮徑的方式構成。而且，容納室106c的前端部以及后端部分別具有由圓柱面構成的第一和第二受限制部106j、106k(受限制面)。
第一受限制部106j的直徑設置成復合光學元件105(參考圖3)的圓柱狀部105j(直徑為D1)能夠高精度嵌合的尺寸。而且，第二受限制部106k的直徑設置成比與復合光學元件105的后端部105k上設置的各突出部105k’的前端外接的外接圓的直徑D2(參考圖4)更小直徑的規定尺寸。
而且，容納室106c的前端形成有用于確定復合光學元件105在光軸N方向上的位置的定位部即固定定位面106c’。而且，容納室106c的固定定位面106c’上形成有前方開口的入出射口即圓形的開口106f，露出設置在復合光學元件105上的第一衍射光柵105f。
而且，容納室106a、106c的圖8中下部的側壁上，形成有貫通筒狀中部106g外壁的從容納室106a的后端部向前切口為u字孔形的位置限制槽106d。而且，從位置限制槽106d的后端到容納室106a的開口邊緣的寬引導槽106d’以連接貫通筒狀中部106g外壁的形式刻槽形成。
而且，位置限制槽106d的槽寬設定為設置在復合光學元件105上的位置限制突出部105m的外徑能夠高精度嵌合的規定尺寸。
而且，覆蓋貫通孔106d的筒狀中部分106g的外壁面上形成有用于設置光接收元件104的設置面106e。而且，安裝部106h、106i以各自上面設置的安裝面106h’、106i’設計成比上述設置面106e更大的高度差的形式一體形成在筒狀中部106g上。
而且，殼體106使用的部件并不只限于鋁模鑄，也可以由鋅模鑄、鎂合金或者其他金屬等構成。
下面，參考圖1，對于把二波長激光二極管102、光接收元件104、以及復合光學元件105組裝到殼體106中的狀態進行說明。
首先，把復合光學元件105從殼體106的安裝孔106b插入，然后用規定的夾具(圖中未示出)把入射面105a的除去衍射光柵105h的面均勻擠壓，把它的基體105c安裝到容納室106c內。然后，如果擠壓復合光學元件105，出射面105b的外邊緣部分與形成在殼體106的容納室106c上的固定定位面106c’接合，能夠相對于殼體106在中心軸N’方向上定位。
此時，基體105c上設置的圓柱形部分105j與容納室106c的第一受限制部106j嵌合，在該狀態下基體105c的圓柱狀部分105j的圓柱面105j’(參考圖3)與第一受限制部106j接合，能夠高精度實現基體105c的前端面在與光軸N垂直方向上的位置限制。
同時，把后端部105k壓入設置在容納室106c中的第二受限制部106k中。此時，如圖12所示，后端部105k的外周面上形成的各突出部105k’分別變成均勻壓碎狀態，各突出部105k’的前端面與第二受限制部106k接合，能夠高精度實現基體105c的后端部105k在與光軸N垂直方向上的位置限制，同時防止從復合光學元件105的容納室106c中脫開。這樣，由于能夠限制復合光學元件105的前端部和后端部在與光軸N垂直的方向上的位置，在把復合光學元件105嵌入殼體106中時，它的光軸N能夠不傾斜地高精度安裝。
在上述壓入狀態中，由于突出部105k’被壓碎，所受的來自第二受限制部的壓力的一部分通過突出部的變形而緩沖，超過必要部分的壓力不作用在復合光學元件上，能夠減小光學功能部件即第二衍射光柵105g以及3光束用衍射光柵105h所產生的變形。
一方面，復合光學元件105上形成的位置限制突出部105m從殼體106的筒狀中部106g上形成的引導槽106d’的開口插入。而且，在把復合光學元件105塞入光軸N方向的前方并容納在容納室106c內時，位置限制突出部105m被引導到引導槽106d’中并嵌合在位置限制槽106d內(參考圖12)，在該狀態下能夠實現高精度基體105c的光軸N周圍的回轉方向的位置限制。
這樣，能夠實現相對于殼體106復合光學元件105在與其光軸N垂直方向上的位置限制、以及光軸周圍的回轉方向上的位置限制，以及光軸N方向上的位置限制。而且，上述光軸N與殼體106的基體106g的中心軸N’一致。
然后，通過把二波長激光二極管102的蓋部分102e(參考圖2)一側插入殼體106的容納室106a，同時把基板102a的一個平面102a’一側的外邊緣部分嵌入形成在殼體106上的安裝孔106b中，把二波長激光二極管102固定安裝在殼體106中。
在這樣把復合光學元件105和二波長激光二極管102安裝到殼體106中時，如圖13所示，安裝在二波長激光二極管102內部的激光芯片103的前端面103’與復合光學元件105的入射面105a設置成以規定間隔平行。此時，構成復合光學元件105的中心軸N與從光源103a(參考圖2)發出的激光103a’的光軸一致。
而且，光接收元件104設置成盒104b的光接收窗口104b’一例插入設置在印刷基板107上的貫通孔107a的狀態，而且外部接線端104c夾頭安裝在形成于印刷基板107表面上的接合區(圖中未示出)并固定到印刷基板107上。而且，根據需要，利用粘合劑等把盒104b粘接在印刷基板107或者殼體106上加強固定更好。
而且，在光接收窗口104b’設置成與形成在殼體106上的位置限制槽106d相對的狀態，把固定有光接收元件104的印刷基板107放置在安裝部106h、106i的各自安裝面106h’、106i’上，用螺釘108緊固固定在殼體106上。
而且，光接收元件104相對于二波長激光二極管102以復合光學元件105為起點成90度角度設置。同時，準備安裝有光接收元件104的印刷基板107，根據規定的基準光學系統，在來自光盤的返回光被第一和第二衍射光柵105f和105g衍射成與從光源103a、103b出射的激光103a’、103b’相對時，調整成最佳引導到光接收元件104a的規定位置P后，固定在安裝面106h’、106i’。
下面，說明DVD62和CD61利用光拾取裝置100的再現操作。
就上述構成而言，再現DVD62時，如圖1所示，從二波長激光二極管102的光源103a發出的激光103a’透過在復合光學元件105的入射面105a上形成的3光束用衍射光柵105h變換為3個光束，然后透過第一衍射光柵105f，從出射面105b出射。
而且，該激光103a’通過與激光103a’傳播方向成45度角傾斜設置的反射鏡300，它的角度偏轉90度入射到設置在反射鏡300上方的準直透鏡400。而且，通過該準直透鏡400變成大致為平行光的激光103a’入射到物鏡200，通過物鏡200的會聚作用，在DVD62的信息記錄面上成像。
然后，從DVD62反射的激光(返回光)103a’再次通過物鏡200、準直透鏡400，被反射鏡300反射后，入射到形成在如圖1所示返回光入射面即出射面105b的第一衍射光柵105f，變成作為以規定的衍射角度衍射的1次衍射光的返回光103a’-2。返回光103a’-2進一步在被形成在復合光學元件105上的返回光反射面105d”反射，入射到柱面105i的返回光從光出射面105p出射。而且，出射的返回光103a’-2通過位置限制槽106d(參考圖8、圖11)，入射到光接收部件104的光接收元件104a上的光接收位置P。
此時，通過在光接收元件104a把接收的返回光103a’-2光電變換，把與DVD62的信息記錄面上的信號相對應的電流輸出變換為電壓信號，生成再現信號，從光接收元件104的外部接線端104b輸出，通過印刷基板107傳輸到外部。同時，光接收元件104a接收的一部分返回光103a’-2用于調焦和跟蹤控制。
一方面，再現DC61時，從二波長激光二極管102的光源103b發出的激光103b’如圖1所示，透過在復合光學元件105的入射面105a上形成的3光束用衍射光柵105h變換為3個光束，然后透過第一衍射光柵105f，從出射面105b出射。而且，與DVD62的情況相同，該激光103b’被傳播到物鏡200，通過物鏡200的會聚作用，在CD61的信息記錄面上成像。
然后，從CD61反射的返回光103b’再次通過物鏡200、準直透鏡400，在反射鏡300反射后，入射到第一衍射光柵105f，變成作為以規定的衍射角度衍射的1次衍射光的返回光103b’-2。返回光103b’-2進一步被形成在復合光學元件105上的返回光反射面105d”反射入射在柱面105i上。
在柱面105i上，返回光103b’-2從產生調焦控制用象散的返回光出射面105p出射，在光接收元件104a的光接收位置P被接收。此時，通過在光接收元件104a把接收的返回光103b’-2光電變換，把對應于CD61的信息記錄面上的信號的電流輸出變換為電壓信號，生成再現信號，從光接收元件104的外部接線端104b輸出，通過印刷基板107傳輸到外部。同時，光接收元件104a接收的一部分返回光103b’-2用于根據象散法的調焦控制和根據三光束法的跟蹤控制。
而且，在光學拾取裝置100中，在出射面105b與物鏡200之間的光路上設計有限制從出射面105b出射的激光103a’、103b’的光束口徑的波長濾波器等更好。
下面，說明復合光學元件105的功能。
如圖13所示，與從復合光學元件105的出射面105b出射的激光103a’、103b’相對的分別來自DVD 62和CD61的返回光通過形成在出射面105b上的第一衍射光柵105f衍射分別變成返回光103a’-2和103b’-2。此時，由于對應于CD61的返回光103b’-2比對應于DVD62的返回光103a’-2的波長長，返回光103b’-2的衍射角比返回光103a’-2的衍射角大，(利用衍射光柵中波長越長衍射角越大的原理)。
而且，利用該衍射角差，即使在衍射前激光103a’、103b’各自光軸之間的距離為D，在返回光103a’-2及103b’-2到達返回光反射面105d”時二者的到達位置變成一致。
可是，在復合光學元件105的返回光反射面105d”上，只反射返回光103a’-2及103b’-2，由于兩個激光的入射角不同。在光接收元件104a的光接收位置P上兩個返回光103a’-2及103b’-2不能取向一致。為了校正這一點，返回光反射面105d”上設置有第二衍射光柵105g。即入射到第二衍射光柵105g的返回光103a’-2及103b’-2再次利用由于波長不同所產生的衍射角差，在返回光反射面105d”反射的返回光103a’-2及103b’-2二者的光軸一致。
這樣，能夠把在第一衍射光柵105f分別衍射的返回光103a’-2及103b’-2校正成為共同在光接收元件104a的光接收位置P接收，即使使用二個波長的光源103a和103b也能夠利用具有一個光接收元件104a的光接收部件104接收兩個激光。
而且，本發明所涉及的復合光學元件105，能夠用筒狀夾具擠壓入射面105a上的3光束用衍射光柵105h的周圍。因此，在把復合光學元件105壓入容納室106c時，能夠容易地不受損傷地壓入3光束用衍射光柵105h。
下面，說明本發明的其他實施例。
圖14是本發明的其他實施例的復合光學元件105’的正視圖，圖15是圖14的左側視圖，圖16是把復合光學元件105’組裝到圖1所示的復合光學單元101中的情況下的12-12剖面圖。
而且，與上述實施例相同的部件使用相同的符號。
在本實施例中，如圖14、圖15、圖16所示，在上述實施例中的復合光學元件105中，基體105c的入射面和突出部105d的后端面上，各突出部105k’、第二衍射光柵105g以及3光束用衍射光柵105h之間，各個緩沖區域即空間部105s在光軸N方向上以規定深度沖孔形成。
形成有空間部105s的復合光學元件105’中，把該復合光學元件105’嵌入如圖1所示的殼體106的容納室106c中，把復合光學元件105’的后端部105k壓入第二限制部106k中時，壓入力能夠緩沖在光學功能部件即第二衍射光柵105g以及三光束用衍射光柵105h方向上起作用的力，進而通過空間部105s來緩沖，能夠進一步減少光學功能部件所產生的變形。而且，本實施例獲得與上述實施例相同的效果。
如上所述，根據本實施例，如圖1所示，具有安裝在光學拾取裝置100中的殼體106，殼體106中固定安裝有二波長激光二極管102、光接收元件104和復合光學元件105，二波長激光二極管102具有發出DVD使用的短波長激光的激光二極管103a和發出CD使用的長波長激光的激光二極管103b，復合光學元件105設置有二波長激光二極管102發出的光入射的入射面105a、以及出射的出射面105b、衍射在設置于出射面105b上的光盤D1(D2)上反射的返回光的第一衍射光柵105f、把在第一衍射光柵105f衍射的返回光反射到光接收元件104的返回光反射面105d”，同時由于返回光反射面105d”上設置有使得波長不同的光共同在光接收元件104的光接收位置P上光軸一致成像的第二衍射光柵105g，能夠用一個復合光學單元101適應使用2個不同波長的光學拾取裝置100。而且，一個光接收元件104就可以了，由于只調整該光接收元件104使得位置重合就可以了，因此調整工序的成本沒有提高。
而且，二波長激光二極管102由基板102a、蓋102e和玻璃板102f構成的盒與從基板102a突出設置的外部接線端102g組成，光接收部件104是內部安裝有光接收元件104a的盒104b和設置在該盒104b上的外部接線端104c構成的所謂分離部件，由于使用低價制造的各單個部件構成復合光學單元101，各部件容易操作，而且，容易安裝到殼體106中，能夠降低部件和工藝成本。
而且，復合光學元件105使用低價原材料樹脂，而且，由于在復合光學元件105成型時第一和第二衍射光柵105f、105g、3光束用衍射光柵105h以及柱面105i同時一體形成，能夠縮短成型時間，能夠進一步降低復合光學元件105的制造成本。
而且，如同本實施例中所說明的一樣，裝有本發明的復合光學元件105的復合光學單元101，能夠適用于裝有物鏡200的記錄或者再現光盤61(62)的光學拾取裝置100。
而且，在本實施例中，如圖2所示，雖然發光元件使用具有兩個不同波長的光源103a、103b的二波長激光二極管102，但是本發明也適用于使用具有三個以上不同波長的光源的發光部件的情況。
權利要求
1．一種復合光學元件，其特征在于它是一體具有多個光學功能部件的復合光學元件，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和出射面，同時沿著上述光軸方向的不同位置上分別設置有限制與該光軸垂直方向上的位置的第一限制部和第二限制部。
2．一種復合光學元件的安裝結構，其特征在于它是用于把如權利要求1所述的復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該殼體中形成有容納上述復合光學元件的容納室，該容納室中設置有與上述第一限制部和上述第二限制部分別配合的第一受限制部和第二受限制部。
3．如權利要求2所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述容納室在上述殼體中沿著上述光軸形成為筒狀，上述復合光學元件從上述容納室的開口放入并容納在里面，同時上述第一限制部形成在上述復合光學元件的放入方向的前端部，上述第二限制部形成在后端部。
4．如權利要求3所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述第一限制部以及上述第二限制部形成為圍繞上述復合光學元件的上述光軸周圍的外周，上述第一受限制部以及上述第二受限制部是形成在上述容納室的內周面上、上述第一限制部以及上述第二限制部是分別接合的受限制面。
5．如權利要求4所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述第二限制部由以規定間隔形成在上述復合光學元件的外周面上的至少3個突出部構成，上述復合光學元件的后端部被壓入上述容納室的后端部，同時在該壓入狀態下，上述各突出部通過上述第二受限制部被壓碎。
6．如權利要求5所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于在上述突出部和上述光學功能部件之間設置有緩沖作用在上述突出部上的壓入力的緩沖區域。
7．如權利要求6所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述緩沖區域是空間部。
8．如權利要求3所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述容納室是從開口擴展的。
9．如權利要求3所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述容納室內設置有定位部，在容納上述復合光學元件時，該復合光學元件的一部分與之接合，能夠確定上述光軸方向的位置。
10．如權利要求2所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于具有上述入射面、上述出射面和上述第一及第二限制部的上述復合光學元件是樹脂、通過成型一體形成的。
11．如權利要求3所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述容納室的前端面上貫通形成有入出射口，以上述出射面臨出該入出射口的方式把上述復合光學元件容納在上述容納室中，同時在具有該復合光學元件的上述殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體安裝固定到裝有物鏡的進行光盤記錄或者再現的光學拾取裝置的拾取主體中，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，該光接收元件接收返回光。
12．一種復合光學元件的安裝結構，其特征在于它是用于把一體具有多個光學功能部件的復合光學元件安裝在殼體內的安裝結構，該復合光學元件具有光軸，該光軸方向的兩端面上分別具有光入射面和出射面，上述殼體中形成有沿著上述光軸方向放入并容納上述復合光學元件的容納室，上述復合光學元件上設置有限制該復合光學元件在上述光軸周圍的回轉位置的位置限制部，上述容納室中設置有該位置限制部接合的位置受限制部，同時設置有在容納上述復合光學元件時把上述位置限制部引導到位置受限制部的引導部。
13．如權利要求12所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述位置限制部是在上述復合光學元件的上述光軸周圍的外周面上突出形成的位置限制突出部，上述位置受限制部是在上述容納室的內壁面上形成的位置限制槽，上述引導部是連設在該位置限制槽上、從上述容納室的插入上述復合光學元件用的開口開始擴展形成在上述內壁面上的引導槽，在插入上述復合光學元件時，上述位置限制突出部通過上述引導槽引導到上述位置限制槽，上述位置限制突出部的外徑嵌合在該位置限制槽的槽寬內，限制上述復合光學元件的回轉位置。
14．如權利要求12所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述容納室中在上述復合光學元件的插入方向前端面貫通形成有入出射口，以上述入射面臨出該入出射口的方式把上述復合光學元件容納在上述容納室中，同時在具有該復合光學元件的上述殼體中發光元件和光接收元件安裝固定為一體，把上述殼體安裝固定到裝有物鏡的進行光盤記錄或者再現的光學拾取裝置的拾取主體中，使上述發光元件發出的光入射到上述入射面并從上述出射面出射，使該出射光通過上述入出射口照射在上述光盤上，使從該光盤返回的光入射到上述出射面，在透過上述復合光學元件過程中，偏轉到上述光接收元件的方向上，從上述復合光學元件出射，上述光接收元件接收該返回光。
15．如權利要求14所述的復合光學元件的安裝結構，其特征在于上述位置限制槽或者上述引導槽貫通上述殼體外壁形成，上述光接收元件與該位置限制槽或者該引導槽相對設置在上述殼體外壁上，同時使上述返回光通過上述位置限制槽或者上述引導槽，由上述光接收元件接收。
全文摘要
本發明提供一種復合光學元件及其安裝結構。殼體中形成有容納室,把復合光學元件從容納室的開口沿著光軸N方向容納在里面,復合光學元件的前端部形成有圓柱狀部,后端部的外周面上形成有四個突出部,把復合光學元件容納在容納室中時,圓柱狀部嵌合在形成于容納室內的第一受限制部上,圓柱面與第一受限制部接合,通過后端部被壓入第二受限制部、突出部的前端面與第二受限制部接合,能夠限制相對于殼體的復合光學元件的光軸N位置。
文檔編號G02B7/00GK1314676SQ01109478
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月15日 優先權日2000年3月17日
發明者山下龍磨, 千葉一義 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社