專利名稱：光傳感器設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光盤的記錄和再生的光傳感器裝置，光傳感器裝置的組裝方法，光功率的檢測(cè)方法，和用該光傳感器裝置的光盤裝置。
近年來，計(jì)算機(jī)裝置在小型化和高性能化方面已有顯著的進(jìn)步。另一方面，因?yàn)楣獗P裝置有大的存儲(chǔ)容量和容易操作而被廣泛地用作計(jì)算機(jī)裝置的存儲(chǔ)裝置。而且，伴隨著計(jì)算機(jī)裝置的小型化，光盤裝置也同樣實(shí)現(xiàn)了大幅度的小型化。
為了使光盤裝置小型化，最重要的是使光傳感器裝置小型化。因此，人們提出了對(duì)實(shí)現(xiàn)小型化有用的各種方案。
例如，在美國(guó)專利5,712,841(Willem)中記載著在光源上套上設(shè)置衍射光柵和鏡子的圓筒狀部件，在圓筒狀部件的側(cè)面配置著檢測(cè)來自光盤的反射光的光檢測(cè)器的例子。又，在日本平成9年公布的專利9-297935中記載著在多功能棱鏡上作為整體地形成的衍射光柵，半反射面和透射面的例子。
此外，本發(fā)明的光盤是能夠利用光束再生或記錄信號(hào)的記錄媒體的總稱，這意味著不管記錄密度的大小和所用光束的波長(zhǎng)如何以及是否同時(shí)使用磁場(chǎng)的諸記錄方式之間的不同而加以使用。
可是，即便根據(jù)這些提案，也沒有完全解決關(guān)于為了正確地配置并組裝用于正確高效率地檢測(cè)記錄時(shí)的光功率的結(jié)構(gòu)，光源，光檢測(cè)器和多功能棱鏡(圓筒部件)等所必需的構(gòu)成等問題。
特別是，即便用了有專為傳感器設(shè)計(jì)的形狀和性能的光源和檢測(cè)器等，上述的課題依然存在，因此即便使用市場(chǎng)上可以買到的通用的光源和光檢測(cè)器，也不能夠提供小型的廉價(jià)的光傳感器裝置。
本發(fā)明就是為了解決以上的課題，本發(fā)明的目的是為了能夠用通用的發(fā)光元件，廉價(jià)地構(gòu)成和高精度地組裝起小型光傳感器裝置，并且，能夠提供正確高效率地檢測(cè)發(fā)光元件的光功率的光傳感器裝置。
該光傳感器裝置的特征是它有通用的發(fā)光元件，將發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光束分離出來的集成光學(xué)裝置，接收光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，使發(fā)光元件，集成光學(xué)裝置和光電檢測(cè)裝置保持相對(duì)位置的組合裝置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠用通用的發(fā)光元件，廉價(jià)地構(gòu)成和高精度地組裝起小型光傳感器裝置，并且能夠提供正確高效率地檢測(cè)發(fā)光元件的光功率的光傳感器裝置。


圖1表示光傳感器全體的斜視2表示復(fù)合元件全體的斜視3圖2的分解斜視4表示通用的半導(dǎo)體激光器外觀的斜示5集成光學(xué)部件的分解斜視6說明導(dǎo)光部件的組裝工序的7光電檢測(cè)器全體的斜視8從入射口看的OE(光電)元件的圖案9組合部件的斜視10說明復(fù)合元件的組裝工序的11復(fù)合元件工作的說明圖下面，我們用圖說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1是表示光傳感器全體的斜視圖。在圖1中，將光傳感器全體總稱為光傳感器1，它有下列的主要構(gòu)成部件。復(fù)合元件2射出光束3。使光束3轉(zhuǎn)向鏡子4，用物鏡5進(jìn)行光的聚焦，使焦點(diǎn)處于光盤6的信息記錄層上。從信息記錄層反射的光按相反的順序返回由復(fù)合元件2檢測(cè)出來。
另一方面，在光盤6的信息記錄層上形成同心圓狀(更正確地說是螺旋狀)的信息磁道。因此，將從復(fù)合元件2射出的光束3配置在光盤6的切線(磁道的接線)方向上。調(diào)節(jié)器7支持物鏡并使物鏡可以改變位置。這是為了使光束3會(huì)聚(聚焦)在光盤6的信息記錄層上和為了實(shí)現(xiàn)微小的磁道方向的追蹤(跟蹤)。上述的復(fù)合元件2，鏡子4，物鏡5和調(diào)節(jié)器7都搭載在托架8上。因此，超出跟蹤范圍的移動(dòng)與使托架8全體在光盤6的半徑(徑向)方向上的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。
下面，我們說明作為本發(fā)明主題的復(fù)合元件2。圖2是表示復(fù)合元件全體的斜視圖，圖3是圖2的分解斜視圖。在圖2和圖3中，復(fù)合元件2是由光源10，集成光學(xué)部件20，光電檢測(cè)器60以及組合部件80構(gòu)成的。下面我們按順序說明這些構(gòu)成要素。
首先，光源10是將通用的半導(dǎo)體激光器11固定在基座部件12上構(gòu)成的。圖4是表示通用的半導(dǎo)體激光器11的外觀的斜示圖。在從圖2到圖4的諸圖中，通用的半導(dǎo)體激光器11將激光元件13封裝在管座14和外圍器15內(nèi)，用蓋玻璃17封住激光束的出射口16。激光元件13與管腳18連接，保持密封和絕緣地貫通管座14而導(dǎo)出到外部。即，它是極其一般的通用的半導(dǎo)體激光器11。所以，我們能夠以最低的價(jià)格供應(yīng)最昂貴的必需部件，從而能夠提供廉價(jià)的光傳感器裝置。
一般地，發(fā)光點(diǎn)19的位置是它的中心點(diǎn)與管座14的圓形外周的中心點(diǎn)一致的位置。將發(fā)光點(diǎn)19的光軸方向的高度定義為由管座14的上表面14b算起的高度。發(fā)光束的偏振面由相對(duì)于將在管座14上形成的標(biāo)識(shí)14a連接起來的假想線的角度(通常是平行的)來定義。
在基座部件12上形成基座標(biāo)識(shí)12a(由V字狀的位置決定)。通過使將基座標(biāo)識(shí)12a連接起來的假想線和將標(biāo)識(shí)14a連接起來的假想線一致地進(jìn)行組裝，能夠?qū)l(fā)光束的偏振面表示在基座部件12上?；考?2的材質(zhì)是從Al,Zn,Fe，黃銅等的熱傳導(dǎo)性與加工性優(yōu)良的容易得到的金屬材料中進(jìn)行選擇的。能夠從管座14通過基座部件12和組合部件80更有效地促進(jìn)激光元件13的散熱。進(jìn)一步，又，使用基座部件12代替管座14，能夠容易地將通用的半導(dǎo)體激光器11安裝在作為安裝對(duì)象的部件(在本發(fā)明的例子中是托架8)上。這是因?yàn)槲覀兡軌虿皇芄茏?4的形狀的約束，適合于托架8的安裝位置的形狀那樣地進(jìn)行構(gòu)造。
下面，我們說明集成光學(xué)部件20的所有組成部分。圖5是集成光學(xué)部件20的分解斜視圖。在圖2到圖5中，集成光學(xué)部件20是由第一到第四個(gè)導(dǎo)光部件構(gòu)成的。我們用高透射性的樹脂材料和光學(xué)玻璃作為各導(dǎo)光部件的材質(zhì)。特別是，因?yàn)镾FL-1,6和BK-7的光學(xué)玻璃有高的折射率，所以它們有在設(shè)計(jì)衍射光柵和膜時(shí)能有很大的回旋余地，和不易在透射時(shí)引起波長(zhǎng)位移的特征。其中，BK-7-1,5因?yàn)槿菀椎玫讲⒂袃?yōu)良的加工性，所以是最適合的。
下面，我們說明各導(dǎo)光部件。第一個(gè)導(dǎo)光部件21形成平行平板的形狀。在第一個(gè)導(dǎo)光部件21中，在與出射口16相對(duì)的面上形成第一個(gè)衍射光柵22。第一個(gè)衍射光柵22是為了生成用衍射后的0次光和±1次光進(jìn)行跟蹤控制的主光束和副光束(下面將它們總稱為三條光束)。
用研磨法和刻蝕法在光學(xué)玻璃BK-7上形成第一個(gè)衍射光柵22。在專利2806293號(hào)中對(duì)這些加工方法作了詳細(xì)的技術(shù)公示，本發(fā)明用其中的刻蝕法，引用同一個(gè)公報(bào)但是省略重復(fù)的說明。這時(shí)，與光束的波長(zhǎng)和三條光束的各自的光功率相對(duì)應(yīng)，將第一個(gè)衍射光柵22的間距和光柵深度設(shè)定在最適合的數(shù)值上。
進(jìn)一步，在第一個(gè)導(dǎo)光部件21的出射面上，除了光束通過的區(qū)域外，全部形成光吸收膜23。光吸收膜23的組成是由例如Si,Ti,SiO2的多層膜形成的。這是為了不會(huì)將亂反射等不要的光和雜散光導(dǎo)入集成光學(xué)部件20和光束的光路。此外，我們說明下面幾種膜構(gòu)成，但是這些膜都是用真空蒸涂法形成的薄膜，可以總稱為光學(xué)薄膜。
第二個(gè)導(dǎo)光部件25形成有大致直角三角形截面的大致三角柱狀。在大致直角三角形的斜面26上在所要的區(qū)域上形成第二個(gè)衍射光柵27(前向通路光分離裝置)。形成第二個(gè)衍射光柵27的加工方法與第一個(gè)衍射光柵22的相同。因?yàn)閺牡谝粋€(gè)導(dǎo)光部件21入射到第二個(gè)導(dǎo)光部件25的光束是發(fā)散光，所以為了將發(fā)散光的光束變換成會(huì)聚光，使該發(fā)散光被第二個(gè)衍射光柵27反射并在光功率檢測(cè)裝置66(請(qǐng)參照將在后面述說的圖7)上成像。進(jìn)一步，對(duì)于第二個(gè)衍射光柵27的光柵間距和光柵深度的設(shè)定條件也與上述的第一個(gè)衍射光柵22的相同。此外，特別是，使+1次光成為反射衍射光的主成分那樣地設(shè)定第二個(gè)衍射光柵27。為了希望能夠正確地檢測(cè)光功率，應(yīng)使更多的光會(huì)聚在光功率檢測(cè)裝置66上，增大檢測(cè)的光功率。
第二個(gè)衍射光柵27是用反射膜制成的涂層。這是因?yàn)樗軌蛘_地實(shí)現(xiàn)作為反射型衍射光柵的功能。反射膜的組成是由電介質(zhì)制成的多層膜或金屬膜形成的。特別是用有高反射率的Ag,Al,Cu,Au等金屬材料通過真空蒸涂法形成的。這是因?yàn)槟軌蛴行У乩貌牧献陨淼母叻瓷渎屎脱苌涔鈻诺母咝蔬M(jìn)行工作。
進(jìn)一步，在斜面26上全面地蒸涂包含第二個(gè)衍射光柵27的前向反向通路分離膜28。前向反向通路分離膜28有使從第一個(gè)導(dǎo)光部件21入射的光束(前向通路)約100％地透射，相反地使從光盤6反射回來到達(dá)第二個(gè)導(dǎo)光部件25的光束(反向通路)約100％地反射的功能。這個(gè)前向反向通路分離膜28的功能與通用的半導(dǎo)體激光器11的發(fā)光特性和光路中有無偏振部件(1/4·λ板)密切有關(guān)。即，在前向反向通路分離膜28上構(gòu)成分光器或同時(shí)對(duì)P偏振光和S偏振光起作用的膜。又，在通用的半導(dǎo)體激光器11是P偏振光的情形中在前向反向通路分離膜28上構(gòu)成使P偏振光透射，使S偏振光反射的膜。相反地，在通用的半導(dǎo)體激光器11是S偏振光的情形中在前向反向通路分離膜28上構(gòu)成使S偏振光透射，使P偏振光反射的膜。
前向反向通路分離膜28的組成，例如由TiO2和SiO2等的電介質(zhì)多層膜，或Ta2O5和SiO2等的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。進(jìn)一步，在斜面26的整個(gè)面上涂敷前向反向通路分離膜28，這是為了削減在膜的形成過程中制作布線圖案的工時(shí)數(shù)和保護(hù)所述的反射膜涂層不受大氣腐蝕的影響。進(jìn)一步，如后面所述，因?yàn)榇嬖谂c第二個(gè)衍射光柵27鄰接的前向反向通路分離膜28，所以能夠?qū)⒃谧鳛樯⑸涔獾那跋蛲饭庵袑?duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域內(nèi)的前向通路光導(dǎo)入光功率檢測(cè)裝置66，能夠進(jìn)行與光源的光功率正確地成比例的光功率的檢測(cè)。
在作為第二個(gè)導(dǎo)光部件25的另一個(gè)面的側(cè)面31上在所定的區(qū)域內(nèi)形成側(cè)面反射膜32。再次反射被第二個(gè)衍射光柵27反射的衍射光，以便使它成像在光功率檢測(cè)裝置66上。側(cè)面反射膜32的組成與第二個(gè)衍射光柵27的反射膜涂層相同。此外，通過后面述說的集成光學(xué)部件20的形成過程，用光吸收膜涂敷包含側(cè)面反射膜32在內(nèi)的整個(gè)側(cè)面31。光吸收膜的組成與上述的光吸收膜23相同。這是為了吸收不要的內(nèi)部反射并防止雜散光的侵入，進(jìn)一步保護(hù)反射膜涂層不受大氣腐蝕的影響。
第三個(gè)導(dǎo)光部件35形成有大致臺(tái)形的截面的大致臺(tái)形的柱狀。它有第一個(gè)斜面36，第二個(gè)斜面37，透射面38和出射面39等的各個(gè)面。第一個(gè)斜面36和第二個(gè)斜面37彼此相對(duì)形成一對(duì)平行平面，在第一個(gè)斜面36的所定區(qū)域上形成第三個(gè)衍射光柵40。對(duì)于形成第三個(gè)衍射光柵40的加工工藝，光柵間距和光柵深度的設(shè)定條件也與上述的第一個(gè)衍射光柵22相同。
此外，特別是，為了能夠高效率地檢測(cè)反向通路光的光束，使+1次光成為反射衍射光的主成分那樣地設(shè)定第三個(gè)衍射光柵40。將由第三個(gè)衍射光柵40產(chǎn)生的0次光導(dǎo)入不存在光電檢測(cè)裝置的區(qū)域。又，將-1次光導(dǎo)入處于不存在光電檢測(cè)裝置的區(qū)域內(nèi)的上述的第一個(gè)導(dǎo)光部件21的光吸收膜23。于是，這就是主成分的+1次光以外的殘余的反向通路光被吸收或被導(dǎo)入不存在光電檢測(cè)裝置的區(qū)域，結(jié)果使它們不能成為雜散光的原因。
第三個(gè)衍射光柵40與上述的第二個(gè)衍射光柵27相同被涂敷了反射膜。反射膜的組成也是相同的。
進(jìn)一步，在整個(gè)包含反射膜涂層的第一個(gè)斜面36上涂敷保護(hù)膜或光吸收膜。光吸收膜的組成與上述的光吸收膜23相同，這是為了吸收不要的內(nèi)部反射并防止雜散光的侵入，進(jìn)一步保護(hù)反射膜涂層不受大氣腐蝕的影響。
第三個(gè)導(dǎo)光部件35與上述的第二個(gè)導(dǎo)光部件25接合起來時(shí)，由前向反向通路分離膜28反射的反向通路光入射到第三個(gè)衍射光柵40。進(jìn)一步，在第三個(gè)衍射光柵40上它成為+1次光的反射衍射光，并向第二個(gè)導(dǎo)光部件25前進(jìn)，但是再次被前向反向通路分離膜28反射從出射面39射出，向光功率檢測(cè)裝置66前進(jìn)。這時(shí)，在與反射衍射光被前向反向通路分離膜28反射的區(qū)域?qū)?yīng)的第二個(gè)導(dǎo)光部件25的斜面26上(即在斜面26的對(duì)應(yīng)區(qū)域和前向反向通路分離膜28之間)形成輔助反射膜30是有效的。因?yàn)榉瓷溲苌涔獬钟信c前向反向通路分離膜28的預(yù)定入射角比較能引起衍射的角度，所以能夠提高前向反向通路分離膜28對(duì)于反射衍射光的反射能力，從而，能夠抑制光功率檢測(cè)裝置66的信號(hào)檢測(cè)電平的變動(dòng)。
又，除了從第三個(gè)導(dǎo)光部件35內(nèi)部向第二個(gè)導(dǎo)光部件25前進(jìn)的光束，被前向反向通路分離膜28反射的再次入射到第三個(gè)導(dǎo)光部件35內(nèi)部的反向通路光，和從第二個(gè)導(dǎo)光部件25內(nèi)部經(jīng)過第三個(gè)導(dǎo)光部件35向光功率檢測(cè)裝置66前進(jìn)的光束(前向通路光的一部分)的各個(gè)光束入射到第三個(gè)導(dǎo)光部件35的第二個(gè)斜面37的區(qū)域(下面，將它簡(jiǎn)稱為第二個(gè)斜面的入射區(qū)域)外，通過用上述的光吸收膜涂敷整個(gè)第二個(gè)斜面37，能夠更好地發(fā)揮集成光學(xué)部件20的功能，提高光功率檢測(cè)裝置66的S/N(信噪)比。這是因?yàn)槟軌蛭蘸统牡诙€(gè)導(dǎo)光部件25到第三個(gè)導(dǎo)光部件35的出射面39混入的雜散光。
第四個(gè)導(dǎo)光部件45形成有直角三角形截面的大致三角柱狀。各個(gè)面為斜面46，第一個(gè)面47和第二個(gè)面48。第一個(gè)面47和第二個(gè)面48是直角正交的，成為集成光學(xué)部件20的基準(zhǔn)面。在整個(gè)斜面46上形成光吸收膜。光吸收膜的組成與上述的光吸收膜23相同，這是為了當(dāng)將第四個(gè)導(dǎo)光部件45與上述的第三個(gè)導(dǎo)光部件35接合時(shí)，能夠吸收不要的內(nèi)部反射并防止雜散光的侵入。
此外，這個(gè)第四個(gè)導(dǎo)光部件45不一定需要斜面46的光吸收膜，在上述的第三個(gè)導(dǎo)光部件35上可以有既作所述的保護(hù)膜又作所述的光吸收膜的涂層。這時(shí)，第四個(gè)導(dǎo)光部件45成為不實(shí)施膜加工的大致三角柱狀的部件。
上面我們說明了所述的各個(gè)導(dǎo)光部件的組裝方法。圖6是說明導(dǎo)光部件的組裝工序的圖。主要由成膜，粘合，加工三個(gè)階段的工序組成。此外，已經(jīng)在專利2806293號(hào)中公布了關(guān)于這些工序的詳細(xì)的技術(shù)說明，下面，我們說明本發(fā)明特有的工序，引用該專利公報(bào)并省略重復(fù)的說明。首先，我們說明成膜工序。根據(jù)所述的各個(gè)導(dǎo)光部件的說明來構(gòu)成各個(gè)膜。因此，必須高效率地構(gòu)成這些多種類型的膜。在圖6中，50是玻璃基板。各塊玻璃基板50分別與第一個(gè)導(dǎo)光部件21到第四個(gè)導(dǎo)光部件45相對(duì)應(yīng)。成膜面51與各導(dǎo)光部件的斜面相當(dāng)，各玻璃基板50的板厚與第一個(gè)導(dǎo)光部件21的厚度和與斜面垂直地測(cè)量的厚度相當(dāng)。因?yàn)樵诟鲗?dǎo)光部件上形成的膜基本上是對(duì)一側(cè)的斜面進(jìn)行的構(gòu)造，所以在各玻璃基板50的成膜面51(一側(cè)的面)上形成上述的衍射光柵，光吸收膜23，前向反向通路分離膜28等的膜。這時(shí)，也同時(shí)形成標(biāo)記(在圖6中沒有畫出來)。這些標(biāo)記用于在后面的粘合工序中使各玻璃基板50的相互位置對(duì)準(zhǔn)。
下面，除去成為第一個(gè)導(dǎo)光部件的玻璃基板50外，將各塊玻璃基板50粘合(接合)起來。利用上述的標(biāo)記決定這種粘合的位置。因?yàn)檎澈系拿娉蔀楣獾耐罚躁P(guān)于粘合劑希望使用僅可能與玻璃基板50有相同折射率的粘合劑。為了保持能夠經(jīng)得住以后加工的加工強(qiáng)度(接合強(qiáng)度)，本發(fā)明用熱硬化型的粘合樹脂。
下面，我們說明加工工序。將粘合了三層的玻璃基板50切割成相對(duì)于成膜面51有斜的切割角度的棒狀。這時(shí)，形成截面為平行四邊形的棒狀。進(jìn)一步，分別切割出成為第二個(gè)導(dǎo)光部件的三角棱部分和成為第四個(gè)導(dǎo)光部件的三角棱部分。這樣就能夠切割出截面為大致正方形的集成棒52。
通過這種切割，在集成棒52上開始露出側(cè)面31，透射面38，和出射面39。因此，在側(cè)面31的所定位置上形成反射膜后，在整個(gè)側(cè)面31上形成光吸收膜23。又，在透射面38和出射面39上形成防止反射膜。光吸收膜23和防止反射膜都與上面說明的膜構(gòu)成相同。側(cè)面31的光吸收膜23能夠吸收和除去混入集成光學(xué)部件20的雜散光。又，透射面38和出射面39的防止反射膜是為了當(dāng)前向通路光和前進(jìn)到光功率檢測(cè)裝置66的光束分別從集成光學(xué)部件20射出時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生不要的亂反射。
接著，在集成棒52再次與成為第一個(gè)導(dǎo)光部件的玻璃基板50位置對(duì)準(zhǔn)后，與該玻璃基板50粘合在一起。進(jìn)一步，將與集成棒52粘合的玻璃基板50沿與玻璃基板50垂直的方向切割開來。經(jīng)這樣的一個(gè)一個(gè)地切割，得到各個(gè)集成光學(xué)部件20。
一般地，我們希望在切割面上形成保護(hù)涂層膜，并進(jìn)行玻璃鈍化作用，保護(hù)在切割面上露出的接合面。可是，必須保護(hù)的主要原因是由于伴隨著部件溫度變化的膨脹收縮從接合面侵入的外部氣體中包含的水分對(duì)接合面的侵蝕。
另一方面，在本發(fā)明的切割面上不施加任何保護(hù)膜。換句話說，在構(gòu)成外形的面中，對(duì)于以傾斜接合面出現(xiàn)的外形面涂敷了光學(xué)薄膜。然而，對(duì)于以與構(gòu)成外形的面垂直的接合面出現(xiàn)的外形面不涂敷光學(xué)薄膜。如果是本發(fā)明的集成光學(xué)部件20，這是因?yàn)椴淮嬖谟捎诠饴分械墓鈸p耗引起發(fā)熱的主要因素，所以集成光學(xué)部件20自身不會(huì)發(fā)熱。進(jìn)一步，因?yàn)橥鈬?5將接合部件80包圍起來形成良好的散熱狀態(tài)，所以激光元件13的發(fā)熱影響也很小。進(jìn)一步，如后面所述的那樣，因?yàn)榧晒鈱W(xué)部件20的周圍(即，與接合部件80之間)存在周圍大氣的空間，所以也不會(huì)發(fā)生來自接合部件80的對(duì)集成光學(xué)部件20的加熱。進(jìn)一步，與出現(xiàn)對(duì)于外形面傾斜的接合面的情形比較，在出現(xiàn)對(duì)于外形面垂直的接合面的情形中，因?yàn)槁冻龅慕雍厦?粘合層)的面積變小，所以水分也難以自然地侵入接合面。從而，與用有能夠經(jīng)得住加工的加工強(qiáng)度的熱硬化型粘合樹脂相結(jié)合，沒有必要在切割面上施加任何保護(hù)膜，能夠?qū)ο鳒p加工工序和降低成本作出很大貢獻(xiàn)。
圖7是光電檢測(cè)器60全體的斜視圖。在有入射口62的外殼61中收藏著OE元件63。OE元件63的信號(hào)端子與引線端子64連接，導(dǎo)向外殼61的外部。進(jìn)一步，將撓性電纜65連接到引線端子64上，以便在檢查和實(shí)際安裝時(shí)使用。
圖8是從入射口62看的OE元件63的圖案圖。在圖8中，66是與光功率檢測(cè)裝置相當(dāng)?shù)腛E元件圖案。又，67是與光電檢測(cè)裝置相當(dāng)?shù)腛E元件的圖案，全體由8個(gè)OE元件圖案構(gòu)成。由設(shè)置在上述的第二個(gè)導(dǎo)光部件25上的側(cè)面反射膜32反射的對(duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域內(nèi)的前向通路光成像在光功率檢測(cè)裝置66上。上述的反向通路光中由第三個(gè)衍射光柵40反射的+1次反射衍射光成像在光電檢測(cè)裝置67上。這些OE元件63產(chǎn)生與接收光的光量相對(duì)應(yīng)的電流，從伴隨著連接在后面的放大器(在圖中省略了)，作為電信號(hào)取出。
我們用圖8說明第三個(gè)衍射光柵40與光電檢測(cè)裝置67的8個(gè)OE元件圖案的關(guān)系。在第三個(gè)衍射光柵40上設(shè)置了三類光柵區(qū)域。首先，在與光盤6的徑向(半徑方向)平行的X軸上將第三個(gè)衍射光柵40分割成二部分，其中的一個(gè)為光柵A41。光柵A41的反射衍射光成像的區(qū)域，在設(shè)置在光電檢測(cè)裝置67的中央部分的光電檢測(cè)裝置67A和光電檢測(cè)裝置67B上成像。即，成為用于聚焦檢測(cè)的主光束。關(guān)于從這兩個(gè)區(qū)域得到的信號(hào)的處理，可以用眾所周知的刀刃法，象散法，和光點(diǎn)尺寸法等。此外，設(shè)置在光電檢測(cè)裝置67A和光電檢測(cè)裝置67B的圖中左右的空白區(qū)域成為由第一個(gè)衍射光柵22生成的副光束通過光柵A41成象的區(qū)域。即，由第一個(gè)衍射光柵22生成的三條光束被光盤面反射，成為反向通路光，被前向反向通路分離膜28分離，進(jìn)一步經(jīng)過光柵A41衍射后的反向通路光的三條光束的衍射光在光電檢測(cè)裝置67A和光電檢測(cè)裝置67B上成像。
又，其它的分割區(qū)域分別是進(jìn)一步被與光盤6的切線(磁道的接線)方向平行的Y軸分割成二部分(即經(jīng)一分為四后的區(qū)域)后的光柵B42和光柵C43。由光柵B42衍射后的反向通路光的三條光束的衍射光，同樣地，在設(shè)置在光電檢測(cè)裝置67的一側(cè)的光電檢測(cè)裝置67D，光電檢測(cè)裝置67F和光電檢測(cè)裝置67H上成像。這樣的6類光柵區(qū)域可以檢測(cè)用于跟蹤控制的三條光束。跟蹤控制的方法，根據(jù)各個(gè)光柵區(qū)域的組合，可以用眾所周知的三點(diǎn)法，推挽法和工作推挽法。
圖9是組合部件80的斜視圖。在圖9中，組合部件80形成大致半圓筒狀。組合部件80的大致半圓筒狀的底面構(gòu)成管座組合面81。將管座組合面81放置在管座14的上表面14b上，用粘合劑固定。
組合部件80的大致半圓筒狀的側(cè)面構(gòu)成光電檢測(cè)裝置的組合面82。光電檢測(cè)裝置的組合面82用粘合劑等固定光電檢測(cè)裝置60。而且，能夠通過調(diào)整將光電檢測(cè)裝置60安裝在光電檢測(cè)裝置的組合面82上的位置，來調(diào)整與前向通路光的光軸方向有關(guān)的高度。另一方面，能夠通過調(diào)整將管座組合面81裝載在上表面14b上的位置和旋轉(zhuǎn)角度，來調(diào)整進(jìn)入光電檢測(cè)裝置60的入射光的焦點(diǎn)位置和入射角度。
組合部件80的大致半圓筒狀的頂面形成被切斷的開放的口，成為出射窗83。成為前向通路光和反向通路光的出入口。比集成光學(xué)部件20裝載在通用的半導(dǎo)體激光器11上的高度還稍微高一點(diǎn)地形成組合部件80的前向通路光方向的高度。
又，將集成光學(xué)部件20的前向通路光方向的投影面積加工得比外圍器15的前向通路光方向的投影面積小。換句話說，將集成光學(xué)部件20的前向通路光方向的投影面積切割加工成大致與外圍器15內(nèi)接的長(zhǎng)方形狀。所以，通過將組合部件80裝在外圍器15上安裝在上表面14b上，組合部件80能夠保護(hù)集成光學(xué)部件20不受物理外力的作用。
進(jìn)一步，因?yàn)榧晒鈱W(xué)部件20的外形比外圍器15還小(上述的內(nèi)接長(zhǎng)方形狀)，組合部件80的內(nèi)徑有對(duì)于外圍器15的外形可以進(jìn)行位置調(diào)整那樣的大小，所以將全體組裝起來時(shí)，可以進(jìn)行調(diào)整，以便吸收激光元件13的發(fā)光點(diǎn)19的位置誤差，管座14的尺寸誤差，集成光學(xué)部件20的加工誤差以及光電檢測(cè)裝置60的尺寸誤差等的誤差累積。從而，即便使用極其一般的通用的半導(dǎo)體激光器11也能夠以非常高的精度進(jìn)行組裝。
又，在組合部件80的其它側(cè)面上部分地開口，形成調(diào)整窗84。將這些調(diào)整窗84用于當(dāng)進(jìn)行組合部件80的位置調(diào)整時(shí)的位置對(duì)準(zhǔn)，并用作作為當(dāng)注入粘合劑時(shí)的注入光，進(jìn)一步使粘合劑硬化時(shí)的紫外線照射光的窗口。加之，因?yàn)榻M合部件80是包圍在集成光學(xué)部件20周圍那樣地構(gòu)造的，所以能夠防止外來的散亂光和雜散光直接侵入集成光學(xué)部件20。
組合部件80的材質(zhì)可以從Al,Zn,Fe，黃銅等的熱傳導(dǎo)性與加工性優(yōu)良的容易得到的金屬材料中進(jìn)行選擇。如上所述，能夠從外圍器15通過組合部件80更有效地促進(jìn)激光元件13的散熱。此外，當(dāng)然，也能夠廉價(jià)地加工小而形狀復(fù)雜并且精度很高的部件。所以，即便使用極其一般的通用的半導(dǎo)體激光器11也能夠進(jìn)行非常小型的廉價(jià)的復(fù)合元件2的組裝。
下面，我們說明將以上說明了的各種構(gòu)成要素組裝成復(fù)合元件2的方法。圖10是說明復(fù)合元件2的組裝工序的圖。在圖10中，首先，預(yù)先使通用的半導(dǎo)體激光器11與基座部件12粘合在一起，然后將集成光學(xué)部件20粘合在通用的半導(dǎo)體激光器11上。這時(shí)，暫時(shí)與引線18連接，使激光元件13發(fā)光，使通用的半導(dǎo)體激光器11的出射光的光軸與入射到集成光學(xué)部件20并透射的前向通路光的光軸一致那樣地調(diào)整位置。又同時(shí)，使第一個(gè)衍射光柵22的衍射方向和光盤6上的三條光束與相鄰的磁道組成的所定的角度一致那樣地，調(diào)整通用的半導(dǎo)體激光器11和集成光學(xué)部件20之間的角度。
當(dāng)調(diào)整好位置和角度時(shí)進(jìn)行粘合。粘合位置是在第一個(gè)導(dǎo)光部件21和外圍器15連接的周圍的數(shù)個(gè)地點(diǎn)上。這是因?yàn)橛捎谏鲜龅臉?gòu)造，如果能夠固定第一個(gè)導(dǎo)光部件21和外圍器15，就能夠充分地發(fā)揮功能。又，因?yàn)橥ㄟ^這樣的粘合，可以確保在蓋玻璃17和第一個(gè)導(dǎo)光部件21之間的空氣層，所以確?？諝馀c光學(xué)玻璃之間的大的折射率差，就能夠充分地發(fā)揮第一個(gè)衍射光柵22的衍射功能。
下面，為了工作暫時(shí)接上撓性電纜65，決定集成光學(xué)部件20和光電檢測(cè)裝置60之間的位置，角度。為了能夠保持光電檢測(cè)裝置60的位置，分別將組合部件80的管座組合面81與管座14，光電檢測(cè)裝置的組合面82與外殼61的入射口62粘合起來。如上所述，因?yàn)槭强梢哉{(diào)整組合部件80的位置那樣地構(gòu)成的，所以能夠吸收激光元件13的發(fā)光點(diǎn)19的位置誤差，管座14的尺寸誤差，集成光學(xué)部件20的加工誤差以及光電檢測(cè)裝置60的尺寸誤差等的誤差累積。
下面，我們根據(jù)圖11說明如上那樣地構(gòu)成的復(fù)合元件2整體的工作。圖11是復(fù)合元件2的工作說明圖。首先，在引線18上實(shí)現(xiàn)所要的連接，激光元件13從發(fā)光點(diǎn)19射出發(fā)散光101。然后，通過蓋玻璃17，入射到第一個(gè)導(dǎo)光部件21。
在第一個(gè)導(dǎo)光部件21上，不要的外部散亂光和在所定的發(fā)散角度以上發(fā)散的光被光吸收膜23吸收，同時(shí)通過第一個(gè)衍射光柵22將發(fā)散光101變換成三條光束的前向通路光102。
前向通路光102從第一個(gè)導(dǎo)光部件21入射到第二個(gè)導(dǎo)光部件25。在第二個(gè)導(dǎo)光部件25中行進(jìn)的前向通路光102到達(dá)斜面26。在前向通路光102中的幾乎所有的光量都透過前向反向通路通路分離膜28，入射到第三個(gè)導(dǎo)光部件35。進(jìn)一步，透過第三個(gè)導(dǎo)光部件35的透射面38，通過鏡子4改變行進(jìn)的路徑使光向光盤6前進(jìn)，通過物鏡5成為會(huì)聚光，入射到光盤6上。
將在作為到達(dá)斜面26的散射光的前向通路光102中對(duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域(光束的周邊區(qū)域)內(nèi)的前向通路光102的一部分導(dǎo)入第二個(gè)衍射光柵27。即通過第二個(gè)衍射光柵27分離出前向通路光102的周邊區(qū)域內(nèi)的一部分光。然后，成為會(huì)聚光的監(jiān)視反射折射光103前進(jìn)到側(cè)面反射膜32，再次反射后貫通地透過第二個(gè)導(dǎo)光部件25和第三個(gè)導(dǎo)光部件35從出射面39射出。監(jiān)視反射折射光103在光電檢測(cè)裝置60的光功率檢測(cè)裝置66上成像。這樣，因?yàn)閷⒆鳛榍跋蛲饭?02一部分但是在對(duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域內(nèi)的前向通路光102用于光功率的檢測(cè)，所以能夠進(jìn)行與激光元件13的發(fā)光功率正確地成比例的光功率的檢測(cè)，而且能夠提供不對(duì)本來的再生·記錄給予光量影響的極其優(yōu)良的前面監(jiān)視方式。
下面，從光盤6的記錄層反射的反向通路光104以倒過來的順序經(jīng)過物鏡5，鏡子4入射到第三個(gè)導(dǎo)光部件35的透射面38。反向通路光104被前向反向通路分離膜28反射，進(jìn)行到第三個(gè)導(dǎo)光部件35的第三個(gè)衍射光柵40。在第三個(gè)衍射光柵40上成為將+1次衍射光作為主成分的反向通路反射衍射光105。反向通路反射衍射光105在第二個(gè)導(dǎo)光部件25的輔助反射膜30上再次被反射，從出射面39向光電檢測(cè)裝置60射出。而且，從各個(gè)衍射光柵A41，衍射光柵B42，和衍射光柵C43的衍射區(qū)域反射的反向通路反射衍射光105分別在光電檢測(cè)裝置67A到光電檢測(cè)裝置67H上成像。這樣，能夠?qū)⒐怆姍z測(cè)裝置67A到光電檢測(cè)裝置67H的檢測(cè)信號(hào)組合起來，進(jìn)行聚焦控制和跟蹤控制。
如上面詳細(xì)說明的那樣，如果根據(jù)本發(fā)明的光傳感器裝置，能夠用通用的發(fā)光元件，廉價(jià)地構(gòu)成并高精度地組裝起小型光傳感器裝置，并且，能夠提供能正確高效率地檢測(cè)發(fā)光元件的光功率的光傳感器裝置。
權(quán)利要求
1．光傳感器裝置，它的特征是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接受光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置。
2．權(quán)利要求項(xiàng)1記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置是有衍射光柵，從由所述的衍射光柵導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出光的前向通路光分離裝置。
3．權(quán)利要求項(xiàng)1記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在它的內(nèi)部有多個(gè)光學(xué)面和衍射光柵，在所述的光學(xué)面中的任何一個(gè)上形成所述的衍射光柵。
4．權(quán)利要求項(xiàng)1記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在它的內(nèi)部有對(duì)所述的發(fā)光元件的出射光光軸傾斜的多個(gè)光學(xué)面和對(duì)所述的發(fā)光元件的出射光光軸垂直的多個(gè)光學(xué)面，以及從導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出光的前向通路光分離裝置，所述的前向通路光分離裝置是在對(duì)出射光光軸傾斜的所述的光學(xué)面中的任何一個(gè)上形成的衍射光柵。
5．權(quán)利要求項(xiàng)1記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在構(gòu)成外形的面中以傾斜的接合面出現(xiàn)的外形面上形成光學(xué)薄膜。
6．光傳感器裝置，它的特征是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接受光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，以及將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學(xué)裝置有從導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出對(duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域內(nèi)的光的前向通路光分離裝置，所述的光電檢測(cè)裝置接收來自光盤的反射光和由所述的前向通路光分離裝置分離出來的光。
7．光傳感器裝置，它的特征是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接受光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，以及將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學(xué)裝置的所述的發(fā)光光束方向的投影面積有比所述的發(fā)光元件的所述的發(fā)光光束方向的投影面積還小的面積，并且所述的組合裝置的內(nèi)徑有比所述的發(fā)光元件的外形還大的直徑，所述的組合裝置的位置對(duì)于所述的發(fā)光元件是可以調(diào)整的。
8．權(quán)利要求項(xiàng)6或權(quán)利要求項(xiàng)7記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置是有衍射光柵，從由所述的衍射光柵導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出光的前向通路光分離裝置。
9．權(quán)利要求項(xiàng)6或權(quán)利要求項(xiàng)7記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在它的內(nèi)部有多個(gè)光學(xué)面和衍射光柵，在所述的光學(xué)面中的任何一個(gè)上形成所述的衍射光柵。
10．權(quán)利要求項(xiàng)6或權(quán)利要求項(xiàng)7記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在它的內(nèi)部有對(duì)所述的發(fā)光元件的出射光光軸傾斜的多個(gè)光學(xué)面和對(duì)所述的發(fā)光元件的出射光光軸垂直的多個(gè)光學(xué)面，以及從導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出光的前向通路光分離裝置，前向通路光分離裝置是在對(duì)出射光光軸傾斜的所述的光學(xué)面中的任何一個(gè)上形成的衍射光柵。
11．權(quán)利要求項(xiàng)6或權(quán)利要求項(xiàng)7記載的光傳感器裝置，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置在構(gòu)成外形的面中以傾斜的接合面出現(xiàn)的外形面上形成光學(xué)薄膜，在以對(duì)構(gòu)成外形的面垂直地接合的接合面出現(xiàn)的外形面上不形成光學(xué)薄膜。
12．光盤裝置，它的特征是用從權(quán)利要求項(xiàng)1到權(quán)利要求項(xiàng)11中任何一項(xiàng)記載的光傳感器裝置。
13．光功率檢測(cè)方法，它的特征是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接收光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，以及將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學(xué)裝置包括分離出導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束的周邊區(qū)域的一部分光的前向通路光分離裝置，根據(jù)所述的前向通路光分離裝置分離出來的光，檢測(cè)所述的發(fā)光元件的光功率。
14．光功率檢測(cè)方法，它的特征是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接收光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，以及將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學(xué)裝置包括從導(dǎo)入光盤的發(fā)光光束中分離出一部分對(duì)再生·記錄沒有貢獻(xiàn)的區(qū)域內(nèi)的光的前向通路光分離裝置，通過用所述的光電檢測(cè)裝置檢測(cè)所述的前向通路光分離裝置分離出來的光，進(jìn)行與所述的發(fā)光元件的發(fā)光功率成比例的光功率的檢測(cè)。
15．光傳感器裝置的組裝方法，它的特征是它是有通用的發(fā)光元件，將所述的發(fā)光元件的發(fā)光光束導(dǎo)入光盤同時(shí)將來自光盤的反射光分離出來的集成光學(xué)裝置，接收光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)裝置，以及將所述的發(fā)光元件，所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置保持在相互位置上的組合裝置的光傳感器裝置的組裝方法，它有使所述的發(fā)光元件和所述的集成光學(xué)裝置的光軸一致的第一個(gè)光軸調(diào)整步驟和通過所述的組合裝置使所述的集成光學(xué)裝置和所述的光電檢測(cè)裝置的光軸一致的第二個(gè)光軸調(diào)整步驟，通過所述的第一個(gè)光軸調(diào)整步驟固定所述的發(fā)光元件和所述的集成光學(xué)裝置，通過所述的第二個(gè)光軸調(diào)整步驟固定所述的發(fā)光元件，所述的組合裝置和所述的光電檢測(cè)裝置。
16．權(quán)利要求項(xiàng)15記載的光傳感器裝置的組裝方法，它的特征是所述的集成光學(xué)裝置有預(yù)先在平行平板的導(dǎo)光部件上形成光學(xué)薄膜的第一個(gè)集成步驟，將形成了薄膜的所述的導(dǎo)光部件按所定個(gè)數(shù)接合起來的第二個(gè)集成步驟，在所述的第二個(gè)集成步驟后對(duì)形成薄膜的面傾斜地切割的第三個(gè)集成步驟，在所述的第三個(gè)集成步驟后將形成薄膜的其它的導(dǎo)光部件接合起來的第四個(gè)集成步驟，和在所述的第四個(gè)集成步驟后對(duì)所述的其它的導(dǎo)光部件垂直地切割的第五個(gè)集成步驟。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝畠r(jià)地構(gòu)成并高精度地組裝起來的小型光傳感器裝置。該光傳感器裝置有通用的半導(dǎo)體激光器11,將前向通路光導(dǎo)入光盤同時(shí)將反向通路光分離出來的集成光學(xué)部件20,接收光并將它變換成電信號(hào)的光電檢測(cè)器60及使通用的半導(dǎo)體激光器11、集成光學(xué)部件20和光電檢測(cè)器60保持相對(duì)位置的組合部件80。用通用的半導(dǎo)體激光器11可廉價(jià)地構(gòu)成并高精度地組裝起來的小型光傳感器能正確地高效率地檢測(cè)通用的半導(dǎo)體激光器11的光功率。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1313590SQ0110467
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月21日
發(fā)明者深草雅春, 堀之內(nèi)省吾, 竹內(nèi)繁騎, 古賀稔浩, 古川文信 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社