光傳感器設備的製作方法
2023-05-04 02:32:41
專利名稱：光傳感器設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於光碟的記錄和再生的光傳感器裝置，光傳感器裝置的組裝方法，光功率的檢測方法，和用該光傳感器裝置的光碟裝置。
近年來，計算機裝置在小型化和高性能化方面已有顯著的進步。另一方面，因為光碟裝置有大的存儲容量和容易操作而被廣泛地用作計算機裝置的存儲裝置。而且，伴隨著計算機裝置的小型化，光碟裝置也同樣實現了大幅度的小型化。
為了使光碟裝置小型化，最重要的是使光傳感器裝置小型化。因此，人們提出了對實現小型化有用的各種方案。
例如，在美國專利5,712,841(Willem)中記載著在光源上套上設置衍射光柵和鏡子的圓筒狀部件，在圓筒狀部件的側面配置著檢測來自光碟的反射光的光檢測器的例子。又，在日本平成9年公布的專利9-297935中記載著在多功能稜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，本發明的光碟是能夠利用光束再生或記錄信號的記錄媒體的總稱，這意味著不管記錄密度的大小和所用光束的波長如何以及是否同時使用磁場的諸記錄方式之間的不同而加以使用。
可是，即便根據這些提案，也沒有完全解決關於為了正確地配置並組裝用於正確高效率地檢測記錄時的光功率的結構，光源，光檢測器和多功能稜鏡(圓筒部件)等所必需的構成等問題。
特別是，即便用了有專為傳感器設計的形狀和性能的光源和檢測器等，上述的課題依然存在，因此即便使用市場上可以買到的通用的光源和光檢測器，也不能夠提供小型的廉價的光傳感器裝置。
本發明就是為了解決以上的課題，本發明的目的是為了能夠用通用的發光元件，廉價地構成和高精度地組裝起小型光傳感器裝置，並且，能夠提供正確高效率地檢測發光元件的光功率的光傳感器裝置。
該光傳感器裝置的特徵是它有通用的發光元件，將發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光束分離出來的集成光學裝置，接收光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，使發光元件，集成光學裝置和光電檢測裝置保持相對位置的組合裝置。
根據本發明，能夠用通用的發光元件，廉價地構成和高精度地組裝起小型光傳感器裝置，並且能夠提供正確高效率地檢測發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表示複合元件全體的斜視3圖2的分解斜視4表示通用的半導體雷射器外觀的斜示5集成光學部件的分解斜視6說明導光部件的組裝工序的7光電檢測器全體的斜視8從入射口看的OE(光電)元件的圖案9組合部件的斜視10說明複合元件的組裝工序的11複合元件工作的說明圖下面，我們用圖說明本發明的實施形態。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，它有下列的主要構成部件。複合元件2射出光束3。使光束3轉向鏡子4，用物鏡5進行光的聚焦，使焦點處於光碟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複合元件2檢測出來。
另一方面，在光碟6的信息記錄層上形成同心圓狀(更正確地說是螺旋狀)的信息磁軌。因此，將從複合元件2射出的光束3配置在光碟6的切線(磁軌的接線)方向上。調節器7支持物鏡並使物鏡可以改變位置。這是為了使光束3會聚(聚焦)在光碟6的信息記錄層上和為了實現微小的磁軌方向的追蹤(跟蹤)。上述的複合元件2，鏡子4，物鏡5和調節器7都搭載在託架8上。因此，超出跟蹤範圍的移動與使託架8全體在光碟6的半徑(徑向)方向上的移動相對應。
下面，我們說明作為本發明主題的複合元件2。圖2是表示複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，複合元件2是由光源10，集成光學部件20，光電檢測器60以及組合部件80構成的。下面我們按順序說明這些構成要素。
首先，光源10是將通用的半導體雷射器11固定在基座部件12上構成的。圖4是表示通用的半導體雷射器11的外觀的斜示圖。在從圖2到圖4的諸圖中，通用的半導體雷射器11將雷射元件13封裝在管座14和外圍器15內，用蓋玻璃17封住雷射束的出射口16。雷射元件13與管腳18連接，保持密封和絕緣地貫通管座14而導出到外部。即，它是極其一般的通用的半導體雷射器11。所以，我們能夠以最低的價格供應最昂貴的必需部件，從而能夠提供廉價的光傳感器裝置。
一般地，發光點19的位置是它的中心點與管座14的圓形外周的中心點一致的位置。將發光點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。發光束的偏振面由相對於將在管座14上形成的標識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上形成基座標識12a(由V字狀的位置決定)。通過使將基座標識12a連接起來的假想線和將標識14a連接起來的假想線一致地進行組裝，能夠將發光束的偏振面表示在基座部件12上。基座部件12的材質是從Al,Zn,Fe，黃銅等的熱傳導性與加工性優良的容易得到的金屬材料中進行選擇的。能夠從管座14通過基座部件12和組合部件80更有效地促進雷射元件13的散熱。進一步，又，使用基座部件12代替管座14，能夠容易地將通用的半導體雷射器11安裝在作為安裝對象的部件(在本發明的例子中是託架8)上。這是因為我們能夠不受管座14的形狀的約束，適合於託架8的安裝位置的形狀那樣地進行構造。
下面，我們說明集成光學部件20的所有組成部分。圖5是集成光學部件20的分解斜視圖。在圖2到圖5中，集成光學部件20是由第一到第四個導光部件構成的。我們用高透射性的樹脂材料和光學玻璃作為各導光部件的材質。特別是，因為SFL-1,6和BK-7的光學玻璃有高的折射率，所以它們有在設計衍射光柵和膜時能有很大的迴旋餘地，和不易在透射時引起波長位移的特徵。其中，BK-7-1,5因為容易得到並有優良的加工性，所以是最適合的。
下面，我們說明各導光部件。第一個導光部件21形成平行平板的形狀。在第一個導光部件21中，在與出射口16相對的面上形成第一個衍射光柵22。第一個衍射光柵22是為了生成用衍射後的0次光和±1次光進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玻璃BK-7上形成第一個衍射光柵22。在專利2806293號中對這些加工方法作了詳細的技術公示，本發明用其中的刻蝕法，引用同一個公報但是省略重複的說明。這時，與光束的波長和三條光束的各自的光功率相對應，將第一個衍射光柵22的間距和光柵深度設定在最適合的數值上。
進一步，在第一個導光部件21的出射面上，除了光束通過的區域外，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。這是為了不會將亂反射等不要的光和雜散光導入集成光學部件20和光束的光路。此外，我們說明下面幾種膜構成，但是這些膜都是用真空蒸塗法形成的薄膜，可以總稱為光學薄膜。
第二個導光部件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上在所要的區域上形成第二個衍射光柵27(前向通路光分離裝置)。形成第二個衍射光柵27的加工方法與第一個衍射光柵22的相同。因為從第一個導光部件21入射到第二個導光部件25的光束是發散光，所以為了將發散光的光束變換成會聚光，使該發散光被第二個衍射光柵27反射並在光功率檢測裝置66(請參照將在後面述說的圖7)上成像。進一步，對於第二個衍射光柵27的光柵間距和光柵深度的設定條件也與上述的第一個衍射光柵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定第二個衍射光柵27。為了希望能夠正確地檢測光功率，應使更多的光會聚在光功率檢測裝置66上，增大檢測的光功率。
第二個衍射光柵27是用反射膜製成的塗層。這是因為它能夠正確地實現作為反射型衍射光柵的功能。反射膜的組成是由電介質製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塗法形成的。這是因為能夠有效地利用材料自身的高反射率和衍射光柵的高效率進行工作。
進一步，在斜面26上全面地蒸塗包含第二個衍射光柵27的前向反向通路分離膜28。前向反向通路分離膜28有使從第一個導光部件21入射的光束(前向通路)約100％地透射，相反地使從光碟6反射回來到達第二個導光部件25的光束(反向通路)約100％地反射的功能。這個前向反向通路分離膜28的功能與通用的半導體雷射器11的發光特性和光路中有無偏振部件(1/4·λ板)密切有關。即，在前向反向通路分離膜28上構成分光器或同時對P偏振光和S偏振光起作用的膜。又，在通用的半導體雷射器11是P偏振光的情形中在前向反向通路分離膜28上構成使P偏振光透射，使S偏振光反射的膜。相反地，在通用的半導體雷射器11是S偏振光的情形中在前向反向通路分離膜28上構成使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等的電介質多層膜，或Ta2O5和SiO2等的電介質多層膜構成。進一步，在斜面26的整個面上塗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製作布線圖案的工時數和保護所述的反射膜塗層不受大氣腐蝕的影響。進一步，如後面所述，因為存在與第二個衍射光柵27鄰接的前向反向通路分離膜28，所以能夠將在作為散射光的前向通路光中對再生·記錄沒有貢獻的區域內的前向通路光導入光功率檢測裝置66，能夠進行與光源的光功率正確地成比例的光功率的檢測。
在作為第二個導光部件25的另一個面的側面31上在所定的區域內形成側面反射膜32。再次反射被第二個衍射光柵27反射的衍射光，以便使它成像在光功率檢測裝置66上。側面反射膜32的組成與第二個衍射光柵27的反射膜塗層相同。此外，通過後面述說的集成光學部件20的形成過程，用光吸收膜塗敷包含側面反射膜32在內的整個側面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部反射並防止雜散光的侵入，進一步保護反射膜塗層不受大氣腐蝕的影響。
第三個導光部件35形成有大致臺形的截面的大致臺形的柱狀。它有第一個斜面36，第二個斜面37，透射面38和出射面39等的各個面。第一個斜面36和第二個斜面37彼此相對形成一對平行平面，在第一個斜面36的所定區域上形成第三個衍射光柵40。對於形成第三個衍射光柵40的加工工藝，光柵間距和光柵深度的設定條件也與上述的第一個衍射光柵22相同。
此外，特別是，為了能夠高效率地檢測反向通路光的光束，使+1次光成為反射衍射光的主成分那樣地設定第三個衍射光柵40。將由第三個衍射光柵40產生的0次光導入不存在光電檢測裝置的區域。又，將-1次光導入處於不存在光電檢測裝置的區域內的上述的第一個導光部件21的光吸收膜23。於是，這就是主成分的+1次光以外的殘餘的反向通路光被吸收或被導入不存在光電檢測裝置的區域，結果使它們不能成為雜散光的原因。
第三個衍射光柵40與上述的第二個衍射光柵27相同被塗敷了反射膜。反射膜的組成也是相同的。
進一步，在整個包含反射膜塗層的第一個斜面36上塗敷保護膜或光吸收膜。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部反射並防止雜散光的侵入，進一步保護反射膜塗層不受大氣腐蝕的影響。
第三個導光部件35與上述的第二個導光部件25接合起來時，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衍射光柵40。進一步，在第三個衍射光柵40上它成為+1次光的反射衍射光，並向第二個導光部件25前進，但是再次被前向反向通路分離膜28反射從出射面39射出，向光功率檢測裝置66前進。這時，在與反射衍射光被前向反向通路分離膜28反射的區域對應的第二個導光部件25的斜面26上(即在斜面26的對應區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。因為反射衍射光持有與前向反向通路分離膜28的預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對於反射衍射光的反射能力，從而，能夠抑制光功率檢測裝置66的信號檢測電平的變動。
又，除了從第三個導光部件35內部向第二個導光部件25前進的光束，被前向反向通路分離膜28反射的再次入射到第三個導光部件35內部的反向通路光，和從第二個導光部件25內部經過第三個導光部件35向光功率檢測裝置66前進的光束(前向通路光的一部分)的各個光束入射到第三個導光部件35的第二個斜面37的區域(下面，將它簡稱為第二個斜面的入射區域)外，通過用上述的光吸收膜塗敷整個第二個斜面37，能夠更好地發揮集成光學部件20的功能，提高光功率檢測裝置66的S/N(信噪)比。這是因為能夠吸收和除去從第二個導光部件25到第三個導光部件35的出射面39混入的雜散光。
第四個導光部件45形成有直角三角形截面的大致三角柱狀。各個面為斜面46，第一個面47和第二個面48。第一個面47和第二個面48是直角正交的，成為集成光學部件20的基準面。在整個斜面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，這是為了當將第四個導光部件45與上述的第三個導光部件35接合時，能夠吸收不要的內部反射並防止雜散光的侵入。
此外，這個第四個導光部件45不一定需要斜面46的光吸收膜，在上述的第三個導光部件35上可以有既作所述的保護膜又作所述的光吸收膜的塗層。這時，第四個導光部件45成為不實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導光部件的組裝方法。圖6是說明導光部件的組裝工序的圖。主要由成膜，粘合，加工三個階段的工序組成。此外，已經在專利2806293號中公布了關於這些工序的詳細的技術說明，下面，我們說明本發明特有的工序，引用該專利公報並省略重複的說明。首先，我們說明成膜工序。根據所述的各個導光部件的說明來構成各個膜。因此，必須高效率地構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分別與第一個導光部件21到第四個導光部件45相對應。成膜面51與各導光部件的斜面相當，各玻璃基板50的板厚與第一個導光部件21的厚度和與斜面垂直地測量的厚度相當。因為在各導光部件上形成的膜基本上是對一側的斜面進行的構造，所以在各玻璃基板50的成膜面51(一側的面)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，也同時形成標記(在圖6中沒有畫出來)。這些標記用於在後面的粘合工序中使各玻璃基板50的相互位置對準。
下面，除去成為第一個導光部件的玻璃基板50外，將各塊玻璃基板50粘合(接合)起來。利用上述的標記決定這種粘合的位置。因為粘合的面成為光的通路，所以關於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。為了保持能夠經得住以後加工的加工強度(接合強度)，本發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切割成相對於成膜面51有斜的切割角度的棒狀。這時，形成截面為平行四邊形的棒狀。進一步，分別切割出成為第二個導光部件的三角稜部分和成為第四個導光部件的三角稜部分。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上開始露出側面31，透射面38，和出射面39。因此，在側面31的所定位置上形成反射膜後，在整個側面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成相同。側面31的光吸收膜23能夠吸收和除去混入集成光學部件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前向通路光和前進到光功率檢測裝置66的光束分別從集成光學部件20射出時，不會產生不要的亂反射。
接著，在集成棒52再次與成為第一個導光部件的玻璃基板50位置對準後，與該玻璃基板50粘合在一起。進一步，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。經這樣的一個一個地切割，得到各個集成光學部件20。
一般地，我們希望在切割面上形成保護塗層膜，並進行玻璃鈍化作用，保護在切割面上露出的接合面。可是，必須保護的主要原因是由於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接合面的侵蝕。
另一方面，在本發明的切割面上不施加任何保護膜。換句話說，在構成外形的面中，對於以傾斜接合面出現的外形面塗敷了光學薄膜。然而，對於以與構成外形的面垂直的接合面出現的外形面不塗敷光學薄膜。如果是本發明的集成光學部件20，這是因為不存在由於光路中的光損耗引起發熱的主要因素，所以集成光學部件20自身不會發熱。進一步，因為外圍器15將接合部件80包圍起來形成良好的散熱狀態，所以雷射元件13的發熱影響也很小。進一步，如後面所述的那樣，因為集成光學部件20的周圍(即，與接合部件80之間)存在周圍大氣的空間，所以也不會發生來自接合部件80的對集成光學部件20的加熱。進一步，與出現對於外形面傾斜的接合面的情形比較，在出現對於外形面垂直的接合面的情形中，因為露出的接合面(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，與用有能夠經得住加工的加工強度的熱硬化型粘合樹脂相結合，沒有必要在切割面上施加任何保護膜，能夠對削減加工工序和降低成本作出很大貢獻。
圖7是光電檢測器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的信號端子與引線端子64連接，導向外殼61的外部。進一步，將撓性電纜65連接到引線端子64上，以便在檢查和實際安裝時使用。
圖8是從入射口62看的OE元件63的圖案圖。在圖8中，66是與光功率檢測裝置相當的OE元件圖案。又，67是與光電檢測裝置相當的OE元件的圖案，全體由8個OE元件圖案構成。由設置在上述的第二個導光部件25上的側面反射膜32反射的對再生·記錄沒有貢獻的區域內的前向通路光成像在光功率檢測裝置66上。上述的反向通路光中由第三個衍射光柵40反射的+1次反射衍射光成像在光電檢測裝置67上。這些OE元件63產生與接收光的光量相對應的電流，從伴隨著連接在後面的放大器(在圖中省略了)，作為電信號取出。
我們用圖8說明第三個衍射光柵40與光電檢測裝置67的8個OE元件圖案的關係。在第三個衍射光柵40上設置了三類光柵區域。首先，在與光碟6的徑向(半徑方向)平行的X軸上將第三個衍射光柵40分割成二部分，其中的一個為光柵A41。光柵A41的反射衍射光成像的區域，在設置在光電檢測裝置67的中央部分的光電檢測裝置67A和光電檢測裝置67B上成像。即，成為用於聚焦檢測的主光束。關於從這兩個區域得到的信號的處理，可以用眾所周知的刀刃法，象散法，和光點尺寸法等。此外，設置在光電檢測裝置67A和光電檢測裝置67B的圖中左右的空白區域成為由第一個衍射光柵22生成的副光束通過光柵A41成象的區域。即，由第一個衍射光柵22生成的三條光束被光碟面反射，成為反向通路光，被前向反向通路分離膜28分離，進一步經過光柵A41衍射後的反向通路光的三條光束的衍射光在光電檢測裝置67A和光電檢測裝置67B上成像。
又，其它的分割區域分別是進一步被與光碟6的切線(磁軌的接線)方向平行的Y軸分割成二部分(即經一分為四後的區域)後的光柵B42和光柵C43。由光柵B42衍射後的反向通路光的三條光束的衍射光，同樣地，在設置在光電檢測裝置67的一側的光電檢測裝置67D，光電檢測裝置67F和光電檢測裝置67H上成像。這樣的6類光柵區域可以檢測用於跟蹤控制的三條光束。跟蹤控制的方法，根據各個光柵區域的組合，可以用眾所周知的三點法，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面構成光電檢測裝置的組合面82。光電檢測裝置的組合面82用粘合劑等固定光電檢測裝置60。而且，能夠通過調整將光電檢測裝置60安裝在光電檢測裝置的組合面82上的位置，來調整與前向通路光的光軸方向有關的高度。另一方面，能夠通過調整將管座組合面81裝載在上表面14b上的位置和旋轉角度，來調整進入光電檢測裝置60的入射光的焦點位置和入射角度。
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。比集成光學部件20裝載在通用的半導體雷射器11上的高度還稍微高一點地形成組合部件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內接的長方形狀。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能夠保護集成光學部件20不受物理外力的作用。
進一步，因為集成光學部件20的外形比外圍器15還小(上述的內接長方形狀)，組合部件80的內徑有對於外圍器15的外形可以進行位置調整那樣的大小，所以將全體組裝起來時，可以進行調整，以便吸收雷射元件13的發光點19的位置誤差，管座14的尺寸誤差，集成光學部件20的加工誤差以及光電檢測裝置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體雷射器11也能夠以非常高的精度進行組裝。
又，在組合部件80的其它側面上部分地開口，形成調整窗84。將這些調整窗84用於當進行組合部件80的位置調整時的位置對準，並用作作為當注入粘合劑時的注入光，進一步使粘合劑硬化時的紫外線照射光的窗口。加之，因為組合部件80是包圍在集成光學部件20周圍那樣地構造的，所以能夠防止外來的散亂光和雜散光直接侵入集成光學部件20。
組合部件80的材質可以從Al,Zn,Fe，黃銅等的熱傳導性與加工性優良的容易得到的金屬材料中進行選擇。如上所述，能夠從外圍器15通過組合部件80更有效地促進雷射元件13的散熱。此外，當然，也能夠廉價地加工小而形狀複雜並且精度很高的部件。所以，即便使用極其一般的通用的半導體雷射器11也能夠進行非常小型的廉價的複合元件2的組裝。
下面，我們說明將以上說明了的各種構成要素組裝成複合元件2的方法。圖10是說明複合元件2的組裝工序的圖。在圖10中，首先，預先使通用的半導體雷射器11與基座部件12粘合在一起，然後將集成光學部件20粘合在通用的半導體雷射器11上。這時，暫時與引線18連接，使雷射元件13發光，使通用的半導體雷射器11的出射光的光軸與入射到集成光學部件20並透射的前向通路光的光軸一致那樣地調整位置。又同時，使第一個衍射光柵22的衍射方向和光碟6上的三條光束與相鄰的磁軌組成的所定的角度一致那樣地，調整通用的半導體雷射器11和集成光學部件20之間的角度。
當調整好位置和角度時進行粘合。粘合位置是在第一個導光部件21和外圍器15連接的周圍的數個地點上。這是因為由於上述的構造，如果能夠固定第一個導光部件21和外圍器15，就能夠充分地發揮功能。又，因為通過這樣的粘合，可以確保在蓋玻璃17和第一個導光部件21之間的空氣層，所以確保空氣與光學玻璃之間的大的折射率差，就能夠充分地發揮第一個衍射光柵22的衍射功能。
下面，為了工作暫時接上撓性電纜65，決定集成光學部件20和光電檢測裝置60之間的位置，角度。為了能夠保持光電檢測裝置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，因為是可以調整組合部件80的位置那樣地構成的，所以能夠吸收雷射元件13的發光點19的位置誤差，管座14的尺寸誤差，集成光學部件20的加工誤差以及光電檢測裝置60的尺寸誤差等的誤差累積。
下面，我們根據圖11說明如上那樣地構成的複合元件2整體的工作。圖11是複合元件2的工作說明圖。首先，在引線18上實現所要的連接，雷射元件13從發光點19射出發散光101。然後，通過蓋玻璃17，入射到第一個導光部件21。
在第一個導光部件21上，不要的外部散亂光和在所定的發散角度以上發散的光被光吸收膜23吸收，同時通過第一個衍射光柵22將發散光101變換成三條光束的前向通路光102。
前向通路光102從第一個導光部件21入射到第二個導光部件25。在第二個導光部件25中行進的前向通路光102到達斜面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，入射到第三個導光部件35。進一步，透過第三個導光部件35的透射面38，通過鏡子4改變行進的路徑使光向光碟6前進，通過物鏡5成為會聚光，入射到光碟6上。
將在作為到達斜面26的散射光的前向通路光102中對再生·記錄沒有貢獻的區域(光束的周邊區域)內的前向通路光102的一部分導入第二個衍射光柵27。即通過第二個衍射光柵27分離出前向通路光102的周邊區域內的一部分光。然後，成為會聚光的監視反射折射光103前進到側面反射膜32，再次反射後貫通地透過第二個導光部件25和第三個導光部件35從出射面39射出。監視反射折射光103在光電檢測裝置60的光功率檢測裝置66上成像。這樣，因為將作為前向通路光102一部分但是在對再生·記錄沒有貢獻的區域內的前向通路光102用於光功率的檢測，所以能夠進行與雷射元件13的發光功率正確地成比例的光功率的檢測，而且能夠提供不對本來的再生·記錄給予光量影響的極其優良的前面監視方式。
下面，從光碟6的記錄層反射的反向通路光104以倒過來的順序經過物鏡5，鏡子4入射到第三個導光部件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，進行到第三個導光部件35的第三個衍射光柵40。在第三個衍射光柵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在第二個導光部件25的輔助反射膜30上再次被反射，從出射面39向光電檢測裝置60射出。而且，從各個衍射光柵A41，衍射光柵B42，和衍射光柵C43的衍射區域反射的反向通路反射衍射光105分別在光電檢測裝置67A到光電檢測裝置67H上成像。這樣，能夠將光電檢測裝置67A到光電檢測裝置67H的檢測信號組合起來，進行聚焦控制和跟蹤控制。
如上面詳細說明的那樣，如果根據本發明的光傳感器裝置，能夠用通用的發光元件，廉價地構成並高精度地組裝起小型光傳感器裝置，並且，能夠提供能正確高效率地檢測發光元件的光功率的光傳感器裝置。
權利要求
1．光傳感器裝置，它的特徵是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接受光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置保持在相互位置上的組合裝置。
2．權利要求項1記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置是有衍射光柵，從由所述的衍射光柵導入光碟的發光光束中分離出光的前向通路光分離裝置。
3．權利要求項1記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在它的內部有多個光學面和衍射光柵，在所述的光學面中的任何一個上形成所述的衍射光柵。
4．權利要求項1記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在它的內部有對所述的發光元件的出射光光軸傾斜的多個光學面和對所述的發光元件的出射光光軸垂直的多個光學面，以及從導入光碟的發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出射光光軸傾斜的所述的光學面中的任何一個上形成的衍射光柵。
5．權利要求項1記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在構成外形的面中以傾斜的接合面出現的外形面上形成光學薄膜。
6．光傳感器裝置，它的特徵是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接受光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，以及將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學裝置有從導入光碟的發光光束中分離出對再生·記錄沒有貢獻的區域內的光的前向通路光分離裝置，所述的光電檢測裝置接收來自光碟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，它的特徵是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接受光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，以及將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學裝置的所述的發光光束方向的投影面積有比所述的發光元件的所述的發光光束方向的投影面積還小的面積，並且所述的組合裝置的內徑有比所述的發光元件的外形還大的直徑，所述的組合裝置的位置對於所述的發光元件是可以調整的。
8．權利要求項6或權利要求項7記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置是有衍射光柵，從由所述的衍射光柵導入光碟的發光光束中分離出光的前向通路光分離裝置。
9．權利要求項6或權利要求項7記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在它的內部有多個光學面和衍射光柵，在所述的光學面中的任何一個上形成所述的衍射光柵。
10．權利要求項6或權利要求項7記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在它的內部有對所述的發光元件的出射光光軸傾斜的多個光學面和對所述的發光元件的出射光光軸垂直的多個光學面，以及從導入光碟的發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出射光光軸傾斜的所述的光學面中的任何一個上形成的衍射光柵。
11．權利要求項6或權利要求項7記載的光傳感器裝置，它的特徵是所述的集成光學裝置在構成外形的面中以傾斜的接合面出現的外形面上形成光學薄膜，在以對構成外形的面垂直地接合的接合面出現的外形面上不形成光學薄膜。
12．光碟裝置，它的特徵是用從權利要求項1到權利要求項11中任何一項記載的光傳感器裝置。
13．光功率檢測方法，它的特徵是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接收光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，以及將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學裝置包括分離出導入光碟的發光光束的周邊區域的一部分光的前向通路光分離裝置，根據所述的前向通路光分離裝置分離出來的光，檢測所述的發光元件的光功率。
14．光功率檢測方法，它的特徵是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接收光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，以及將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置保持在相互位置上的組合裝置，所述的集成光學裝置包括從導入光碟的發光光束中分離出一部分對再生·記錄沒有貢獻的區域內的光的前向通路光分離裝置，通過用所述的光電檢測裝置檢測所述的前向通路光分離裝置分離出來的光，進行與所述的發光元件的發光功率成比例的光功率的檢測。
15．光傳感器裝置的組裝方法，它的特徵是它是有通用的發光元件，將所述的發光元件的發光光束導入光碟同時將來自光碟的反射光分離出來的集成光學裝置，接收光並將它變換成電信號的光電檢測裝置，以及將所述的發光元件，所述的集成光學裝置和所述的光電檢測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，它有使所述的發光元件和所述的集成光學裝置的光軸一致的第一個光軸調整步驟和通過所述的組合裝置使所述的集成光學裝置和所述的光電檢測裝置的光軸一致的第二個光軸調整步驟，通過所述的第一個光軸調整步驟固定所述的發光元件和所述的集成光學裝置，通過所述的第二個光軸調整步驟固定所述的發光元件，所述的組合裝置和所述的光電檢測裝置。
16．權利要求項15記載的光傳感器裝置的組裝方法，它的特徵是所述的集成光學裝置有預先在平行平板的導光部件上形成光學薄膜的第一個集成步驟，將形成了薄膜的所述的導光部件按所定個數接合起來的第二個集成步驟，在所述的第二個集成步驟後對形成薄膜的面傾斜地切割的第三個集成步驟，在所述的第三個集成步驟後將形成薄膜的其它的導光部件接合起來的第四個集成步驟，和在所述的第四個集成步驟後對所述的其它的導光部件垂直地切割的第五個集成步驟。
全文摘要
本申請提供廉價地構成並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體雷射器11,將前向通路光導入光碟同時將反向通路光分離出來的集成光學部件20,接收光並將它變換成電信號的光電檢測器60及使通用的半導體雷射器11、集成光學部件20和光電檢測器60保持相對位置的組合部件80。用通用的半導體雷射器11可廉價地構成並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通用的半導體雷射器11的光功率。
文檔編號G11B7/125GK1313590SQ0110467
公開日2001年9月19日 申請日期2001年2月21日 優先權日2000年2月21日
發明者深草雅春, 堀之內省吾, 竹內繁騎, 古賀稔浩, 古川文信 申請人:松下電器產業株式會社