(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、
前記ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の集光光学系と、
前記ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を前記集光光学系へ導くとともに、前記記録媒体からの戻り光が入射し当該戻り光に非点収差を与える一体型プリズムと、
前記プリズムにより非点収差の付与された戻り光を受光する受光手段と、を有し、
少なくとも２つの前記ビーム発射手段は、前記記録媒体からの各々の戻り光が前記記録媒体から前記受光手段まで共通の光路を形成するように配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、
前記入力表面の一方は、前記集光光学系側に形成され、前記入力表面の他方は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側に形成され、
前記入力表面の一方と前記入力表面の他方とは、互いに非平行である、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記入力表面の一方と前記出力表面とは、山形形状を呈する角度をなしていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の他方を反射し前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とする請求項２または３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、
前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、
前記入力表面の一方と前記出力表面とは、互いに非平行であり、前記入力表面の一方と他方とは、山形形状を呈する角度をなしていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面において反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段によって発射された光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点隔差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、
前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、
前記入力表面の一方と他方とは、谷形形状を呈する角度をなしている、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面において反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段からのビームの各々が入射される単一の入力表面を有しかつ前記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反対側の面において前記第１の透光体に結合する第２の透光体とを含み、前記第１の透光体と前記第２の透光体との結合面は、前記入力表面及び出力表面に対して非平行である、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面を透過し前記結合面において反射しかつ前記入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面，前記結合面，及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とする請求項９記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面を有しかつ前記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反対側の面において前記第１の透光体に結合する第２の透光体とを含む、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記入力表面は、順に隣接して形成される第１，第２，及び第３の入力表面からなり、前記第１の入力表面と前記第２の入力表面とは山形形状を呈する角度をなし、前記第２の入力表面と前記第３の入力表面とは谷形形状を呈する角度をなしていることを特徴とする請求項１１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記ビーム発射手段からの第１の光ビームは、対応する第１の入力表面を反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの第２の光ビームは、対応する第２の入力表面を透過し前記第１の透光体と前記第２の透光体との結合面において反射し前記第１の入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの第３の光ビームは、対応する第３の入力表面及び前記結合面を透過し前記出力表面において反射し前記結合面及び前記第１の入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記第１の入力表面，前記結合面，及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とする請求項１１または１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々につき前記受光手段の受光強度が略最大となるように光学特性が定められていることを特徴とする請求項１ないし１３のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置または光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式情報記録媒体には、ＬＤ（Laser Disc），ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Video Disc）と称される如き種々の光ディスクが知られている。このような光ディスクでは、その基板厚さなど、個々に異なる仕様で規格化されている。また、ＤＶＤ仕様に含まれる多層構造の光ディスクでは、各記録層毎に実効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、異なる光ディスクにおいては、それぞれ読取用対物レンズの最適な開口数（ＮＡ）も異なっている。
【０００３】
例えば、ＣＤとＤＶＤのどちらからも記録情報を読み取ることのできるコンパチブルプレーヤが求められるが、ＣＤを読み取る場合の光学系と、ＤＶＤを読み取る場合の光学系とでは、次のような違いがある。
（１）  開口数ＮＡの違い：ＤＶＤの場合０．６に対してＣＤの場合は０．４５である。
【０００４】
（２）  光ディスク表面から記録（反射）面までの基板の厚みの違い：ＤＶＤの場合０．６ｍｍに対してＣＤの場合は１．２ｍｍである。
（３）  最適読取光の波長の違い：ＤＶＤの場合６５０ｎｍに対してＣＤの場合は７８０ｎｍである。
従って、ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを実現するためには、これらの相違を吸収する必要がある。
【０００５】
かかるコンパチブルプレーヤの実現に際し、２つの焦点を有する対物レンズを光ピックアップに適用すると都合が良いと考える場合が多い。すなわち、１つの焦点を有する対物レンズでは、一方の光ディスクに対して最適な開口数は他方の光ディスクには不適となり、不適な光ディスクに対しては、球面収差などの収差が発生するからである。
【０００６】
２焦点ピックアップを、ホログラムレンズを用いて実現した例が既に公知となっている（特開平７−９８４３１号公報）。この２焦点ピックアップは、図１に示されるように、対物レンズ１とホログラムレンズ２とからなる複合対物レンズを形成している。ホログラムレンズ２には、ＣＤ用の開口数に相当する領域にわたって複数の同心円の回折溝３が形成されている。この回折溝３によって光源からの光ビームを回折して、この０次回折光と１次回折光に分割して対物レンズ１への入射角度を異ならしめることによって、各光ディスクに応じ記録面上で焦点を結ばせる。この際、回折溝３の形成されていない領域からは光ビームがそのまま透過し０次回折光とともに対物レンズ１で集光されるから、該透過光及び０次回折光と１次回折光とで開口数が変わることになる。図１（ａ）に示すように、回折溝３によって回折された１次回折光は開口数の小さいＣＤ４の読取用として利用され、図１（ｂ）に示すように開口数の大きくなる透過光及び０次回折光はＤＶＤ５の読取用として利用される。
【０００７】
この構成は、基本的に、単一の光源にて読取スポットを形成するものであり、通常は、ＤＶＤに最適な波長６５０ｎｍの読取光を発射する光源を使用するようにしている。しかしながら、ＣＤに属するＣＤ−Ｒ（CD Recordable ，或いはＲ−ＣＤ：Recordable CD ）と呼ばれる記録再生可能な記録媒体に対しての読取に最適な光は波長７８０ｎｍである。つまり、波長６５０ｎｍの光は、ＣＤ−Ｒに記録された情報を読み取るには不適である。従って、このＣＤ−Ｒの如きディスクについても良好に情報の記録／再生を行うことのできるコンパチブルプレーヤを実現するためには、単一波長の光源による構成を改め、各ディスクに適合した複数波長の光源によって光ピックアップまたはヘッドを構成するのが無難と言える。ところが、複数光源によって、かかる光学系を安易に構成すると、光ピックアップまたはヘッド全体の構成が複雑になり、大型になる傾向がある、という問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で独立した異なる複数の光ビームの照射及び戻り光の受光を行うことのできる、各種情報記録媒体に対応可能な光ピックアップまたは光ヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ピックアップ装置は、少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、前記ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の集光光学系と、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を前記集光光学系へ導くとともに、前記記録媒体からの戻り光が入射し当該戻り光に非点収差を与える一体型プリズムと、前記プリズムにより非点収差の付与された戻り光を受光する受光手段と、を有し、少なくとも２つの前記ビーム発射手段は、前記記録媒体からの各々の戻り光が前記記録媒体から前記受光手段まで共通の光路を形成するように配置されていることを特徴としている。
【００１０】
上述のように特徴づけられた光ピックアップ装置において、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、前記入力表面の一方は、前記集光光学系側に形成され、前記入力表面の他方は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側に形成され、前記入力表面の一方と前記入力表面の他方とは、互いに非平行である、ことを満たすものとしても良い。また、前記入力表面の一方と前記出力表面とは、山形形状を呈する角度をなすようにしても良い。さらに、前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の他方を反射し前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれるようにしても良い。
【００１１】
また、上述のように特徴づけられた光ピックアップ装置において、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、前記入力表面の一方と前記出力表面とは、互いに非平行である、ことを満たすよう構成することができる。また、前記入力表面の一方と他方とは、山形形状を呈する角度をなすようにすることができる。さらに、前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面において反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれるようにすることもできる。
【００１２】
さらに、上述のように特徴づけられた光ピックアップ装置において、前記プリズムは、前記ビーム発射手段によって発射された光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、前記入力表面の一方と他方とは、谷形形状を呈する角度をなしている、ことを満たすようにすることが可能である。また、前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面において反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれるようにすることが可能である。
【００１３】
また、上述のように特徴づけられた光ピックアップ装置においては、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からのビームの各々が入射される単一の入力表面を有しかつ前記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反対側の面において前記第１の透光体に結合する第２の透光体とを含み、前記第１の透光体と前記第２の透光体との結合面は、前記入力表面及び出力表面に対して非平行である、ことを満たすようにしても良い。また、前記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表面において反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表面を透過し前記結合面において反射しかつ前記入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面，前記結合面，及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれるようにしても良い。
【００１４】
また、上述のように特徴づけられた光ピックアップ装置においては、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面を有しかつ前記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反対側の面において前記第１の透光体に結合する第２の透光体とを含む、ことを満たすものとすることができる。また、前記入力表面は、順に隣接して形成される第１，第２，及び第３の入力表面からなり、前記第１の入力表面と前記第２の入力表面とは山形形状を呈する角度をなし、前記第２の入力表面と前記第３の入力表面とは谷形形状を呈する角度をなすように構成することができる。前記ビーム発射手段からの第１の光ビームは、対応する第１の入力表面を反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの第２の光ビームは、対応する第２の入力表面を透過し前記第１の透光体と前記第２の透光体との結合面において反射し前記第１の入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの第３の光ビームは、対応する第３の入力表面及び前記結合面を透過し前記出力表面において反射し前記結合面及び前記第１の入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記第１の入力表面，前記結合面，及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれるようにすることもできる。
【００１５】
さらに付言すれば、上述した各態様において、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々につき前記受光手段の受光強度が略最大となるように光学特性が定められることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図２は、本発明の基本原理に基づく光ヘッド装置の概略構成の一例を示している。
図２において、光ヘッド装置またはピックアップ装置には、ＤＶＤの読み取りに適する例えば波長６５０ｎｍの光ビームを発射する第１のレーザーダイオード（ＬＤ１）１１と、ＣＤの読み取り及びＣＤ−Ｒの書き込み及び読み取りに適する例えば波長７８０ｎｍの光ビームを発射する第２のレーザダイオード（ＬＤ２）１２とが設置される。一方、書き込み及び読み取りの対象のディスク表面（記録面）の法線に沿って、該表面から集光光学系たる対物レンズ２０，楔形ビームスプリッタまたは楔形プリズム２１，及び平行平板状ビームスプリッタ２２が順に配置される。対物レンズ２０は、ディスク記録面に正対している一方、楔形ビームスプリッタ２１及び平行平板状ビームスプリッタ２２の主面は、ともに、かかる法線に対して傾斜している。ＤＶＤ及びＣＤ用レーザーダイオード１１，１２並びに楔形及び平行平板状ビームスプリッタ２１，２２は、当該レーザーダイオード１１の発射光が楔形ビームスプリッタ２１のディスク側表面に所定の角度で入射しこの入射光が当該ビームスプリッタ２１で反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、当該レーザーダイオード１２の発射光が平行平板状ビームスプリッタ２２のディスク側表面に所定の角度で入射しこの入射光が当該ビームスプリッタ２２で反射して楔形ビームスプリッタ２１及び対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるよう位置づけられる。
【００１７】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて楔形ビームスプリッタ２１に導かれる。楔形ビームスプリッタ２１は、かかる戻り光を今度は透過させて平行平板状ビームスプリッタ２２に導く。平行平板状ビームスプリッタ２２も、楔形ビームスプリッタ２１からの戻り光を透過させ、受光素子または光電変換素子３０へと導く。
【００１８】
ここで、本構成例の主たる特徴の１つは、楔形ビームスプリッタ２１において無収差の透過光を得る一方で、平行平板状ビームスプリッタ２２においては非点収差の生じ得る透過光を得る点である。詳述すると、楔形ビームスプリッタ２１は、収差を発生することなく収束光を透過するようにその形状が定められているとともに、光スポットのディスク記録面に対するフォーカスエラーを得るための非点収差を戻り光に付与する手段として、本質的に、収束光に対し非点収差を発生させて透過することのできる平行平板状ビームスプリッタ２２を採用している点である。
【００１９】
第１レーザーダイオード１１から発射された光ビームは、楔形ビームスプリッタ２１において反射し無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へと導かれるとともに、そのディスクからの戻り光も、楔形ビームスプリッタ２１によって収差を殆ど発生することなく平行平板状ビームスプリッタ２２へ透過することができる。そして平行平板状ビームスプリッタ２２に入射した戻り光が、初めてここでフォーカスエラー検出用の非点収差を付与されるのである。これにより、受光素子３０は、かかる収差量に応じた状態の戻り光を受光し、もってフォーカスエラーを得るための受光出力を得ることができる。
【００２０】
第２レーザーダイオード１２から発射された光ビームも同様である。この光ビームは、平行平板状ビームスプリッタ２２において反射し無収差のまま楔形ビームスプリッタ２１に入射するが、この際その入射光も楔形ビームスプリッタ２１をやはり無収差のまま透過する。よって第２レーザーダイオード１２からの光ビームも無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へと導かれる。そして、この場合のディスクからの戻り光も、楔形ビームスプリッタ２１によって収差を殆ど発生することなく平行平板状ビームスプリッタ２２へ透過することができ、該平行平板状ビームスプリッタによる非点収差をもって受光素子３０へ入射させることができる。
【００２１】
次に、このようにディスクからの戻り光を無収差のまま平行平板状プリズム２２へ透過させ第２レーザーダイオード１２からの光ビームを無収差のまま対物レンズ２０へ透過させる楔形ビームスプリッタ２１の詳細につき説明する。
図３は、かかる楔形ビームスプリッタ２１の形状及び光学特性を定めるパラメータを当該形状のモデルとともに示している。楔形ビームスプリッタ２１は、基本的に、屈折率ｎ，厚さｄ，光軸直交面に対する光源側表面の傾き角θ１，光軸直交面に対する対物レンズ側表面の傾き角θ２，光源からの光ビームの放射する角度θ０，及び光源から光ビームが入射する光軸上の表面位置までの距離Ｌによって定められる。
【００２２】
図４は、これらパラメータに基づいて楔形ビームスプリッタの形状を決定する手法を表すフローチャートを示している。
先ず、上記パラメータのうち、θ０，θ１，ｎ，ｄ，及びＬの初期値をそれぞれ設定し（ステップＳ１）、さらにθ２に初期値を設定する（ステップＳ２）。これらの初期値は、実際に採用されるピックアップ光学系に基づくものである。θ２の初期値は、θ１と同じ値とすると扱い易い。楔形ビームスプリッタが平行平板である状態を基準にして以降のパラメータ変更をなすのが考え易いからである。
【００２３】
次に、値設定されたパラメータに基づいて得られる評価面（図３参照）における光ビームの収差量ａｂｒを求め（ステップＳ３）、一旦、これをａｂｒｍｉｎの値としてそのときのθ２の値に対応づけて保持しておく（ステップＳ４）。ステップＳ４の後には、θ２の値の変更が終了したか否かを判別する（ステップＳ５）。このステップは、後段ステップＳ６においてθ２の値を予め定められる範囲（例えばθ２の初期値に対し±９０゜の範囲）にわたって全て変更したか否かを判断するものであり、まだ変更の余地がある場合はステップＳ６に移行して所定の変更幅だけθ２の値を変更する。
【００２４】
ステップＳ６によりθ２の値が変更されると、この新たなθ２に基づいてステップＳ３同様に収差量ａｂｒを求める（ステップＳ７）。こうして収差量ａｂｒが新たに求まると、これと先のａｂｒｍｉｎの値とを比較し（ステップＳ８）、ａｂｒ＜ａｂｒｍｉｎであればステップＳ４に移行し、求めたａｂｒをａｂｒｍｉｎとしてそのときのθ２に対応づけて保持し、再度ステップＳ５以降の処理を繰り返す。θ２を変更する度にａｂｒｍｉｎの値よりも小なるａｂｒの値が得られれば、ステップＳ４ないしＳ８の処理が繰り返され、その度にａｂｒｍｉｎ（θ２）が更新されることとなる。
【００２５】
ステップＳ８において、ａｂｒ≧ａｂｒｍｉｎが判別されると、すなわち新たに求めたａｂｒの値が保持しておいたａｂｒの値以上である場合は、ａｂｒｍｉｎを更新せず、ステップＳ５に移行して次に変更されるθ２につきａｂｒの評価処理が行われる。
ステップＳ５においてθ２の変更が全て完了したことが判別されると、最終的に得たａｂｒｍｉｎの値がゼロすなわち無収差を呈しているものとみなせるか（換言すれば、ａｂｒｍｉｎの値が無視できるか）否かを判断し（ステップＳ９）、そうであれば、当該ａｂｒｍｉｎに対応するθ２の値と、今回設定されていたθ０，θ１，ｎ，ｄ，及びＬの値を楔形ビームスプリッタの形状及び光学特性のパラメータとして決定し（ステップＳ１０）、処理を終了する。
【００２６】
これに対し、ステップＳ９においてａｂｒｍｉｎの値がゼロとみなせないことを判断した場合は、ステップＳ１に移行し、θ０，θ１，ｎ，ｄ，及びＬのうちのいずれか少なくとも１つの値を変更して再度ステップＳ２以降の処理を行う。このようなフローで行われるステップＳ１において、値変更の対象となるパラメータに優先順位をつけることができる。例えば、楔プリズムすなわち楔形ビームスプリッタ２１自体のパラメータであるθ１，ｄ，ｎの値を優先させて変更するようにし、これらθ１，ｄ，ｎの値を変更しステップＳ９に移行しても最適なａｂｒｍｉｎの値が得られないと判断した場合に初めて、θ０やＬの値を変更するようにすることができる。
【００２７】
かくして図４に示される如き手法によって、入射光を無収差のまま透過させる楔形ビームスプリッタの仕様を決定することができる。
次に、かかる基本原理に基づいて構成された本発明による一実施例の光ヘッド装置につき図５を参照して説明する。
図５においては、上記楔形ビームスプリッタ２１及び平行平板状ビームスプリッタ２２の光学的機能は、唯１つの変形楔形プリズム２Ａが受け持つ構成が採用されている。かかる変形楔形プリズム２Ａは、対物レンズ２０に対向する表面Ａと、この表面Ａに非平行な反対側の表面Ｂと、該表面Ｂに平行な対物レンズ２０側の表面Ｂ´とを有する。さらに面Ａと面Ｂ´とは、山形すなわち凸状を呈するような角をなす。
【００２８】
ＤＶＤ及びＣＤ用レーザーダイオード１１，１２並びに変形楔形ビームスプリッタ２Ａは、当該レーザーダイオード１１の発射光が楔形プリズム２Ａの表面Ａ（第１の入力表面）に所定の角度で入射しこの入射光が当該プリズム２Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、当該レーザーダイオード１２の発射光が楔形プリズム１２の表面Ｂ（第２の入力表面）から所定の角度で入射しこの入射光が当該プリズム２Ａを透過して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるよう位置づけられる。さらに受光素子３０を含めた構成では、ディスク記録面からの戻り光が、対物レンズ２０を介してレーザーダイオード１１からの入射光と同様の光路を逆方向に辿って楔形プリズム２Ａに入射し、当該プリズムにおいてレーザーダイオード１２からの入射光と同様の光路を逆方向に辿って表面Ｂに導かれ、ここで反射して表面Ｂ´（出力表面）へ向かい該表面Ｂ´を透過して受光素子または光電変換素子３０へと導かれるよう位置づけられる。
【００２９】
本実施例は、変形楔形プリズム２Ａが、ディスクへの入射光（往路光ビーム）に対しては無収差を呈する一方で、ディスクからの戻り光（復路光ビーム）に対しては非点収差を生じさせ得るようにしていることを特徴としている。この構成は、先の図２の構成と対比しつつ考えると理解し易い。すなわち、第１レーザーダイオード１１の発射光は、楔形プリズム２Ａにおいて反射し無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へと導かれる点は図２の構成と同じである。また、第１レーザーダイオード１１の発射光によるディスクからの戻り光は、楔プリズム２Ａの表面Ａと表面Ｂとを経るが、これら表面Ａ及びＢの関係は、丁度、図２における楔形ビームスプリッタ２１の表面Ａ及びＢに相当するので、収差を殆ど発生することなく表面Ｂ´へ向かうこととなる。さらに表面Ｂと表面Ｂ´との間においては、丁度、図２における平行平板状ビームスプリッタ２２の表面Ｃと表面Ｄとの関係を有するので、この間において初めて、戻り光にフォーカスエラー検出用の非点収差を付与することができるのである。これにより、受光素子３０は、かかる収差量に応じた状態の戻り光を受光し、もってフォーカスエラーを得るための受光出力を得ることができる。
【００３０】
第２レーザーダイオード１２からの発射光ビームも考え方は同様である。この光ビームは、最初に変形楔プリズム２Ａの表面ＢからＡへと透過するが、このときの光学作用は、図２の楔形ビームスプリッタ２１における表面Ｂから表面Ａへの透過光の作用と同じとみなせるので、無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へ入射光を導くことができる。さらにその戻り光についても、変形楔プリズム２Ａの表面ＡからＢへの透過は、図２の楔形ビームスプリッタ２１の表面ＡからＢへの透過と同様にほぼ無収差を呈し、変形楔プリズム２Ａの表面ＢからＢ´への過程も、図２の平行平板状ビームスプリッタ２２の表面ＣからＤへの過程と同様にここで初めて戻り光に非点収差を与えることができる。
【００３１】
本実施例においては、ＤＶＤ用の他にＣＤ及びＣＤ−Ｒ用の光源を設けているので、ＣＤ−Ｒに対して適正に情報の書き込み及び読み取りもできる光ヘッド装置及びこれを用いたＣＤ／ＤＶＤのコンパチブルプレーヤを提供することができる。また、本実施例においては、各光源に対応する表面を有する単一のプリズムを配することのみで、各光路位置において必要な無収差と収差付与となしているので、光学系の構成が簡素化され、もって光ヘッドまたは光ピックアップの小型化に寄与することができる。付言すれば、変形プリズム２Ａだけで、上記２つのビームスプリッタ２１，２２の光学作用を併せ持つことを実現しているので、図２の構成に比べても一段とその構成の簡素化が図られることとなる。
【００３２】
次に、この変形楔形プリズム２Ａの作製手法につき説明する。
図６ないし図８は、かかる作製手法を示すフローチャートであり、先ず、既述した図３及び図４に示したような手法によって、透過光が無収差となる原プリズムを確定させる（ステップＳ２１）。このステップにより、上記ステップＳ１０に示したような、θ０，θ１，θ２，Ｌ，ｄ，ｎも確定され、以降の処理がこれら確定されたパラメータに基づいて行われることとなる。次いで、この確定した原プリズムに対して、第１及び第２レーザーダイオード（ＬＤ１，ＬＤ２）１１，１２の配置を決め、得られる光路ないしは光束を求める（ステップＳ２２）。かかるダイオードの配置は、図５に示されるように、第１及び第２レーザーダイオードの各発射光による、ディスクへの入射光及びディスクからの戻り光が、それぞれ共通の光路を形成するようになされる。この配置が終了すると今度は、表面Ｂでの反射光の光路を求め（ステップＳ２３）、同時に、かかる反射光光路を求めた結果が、第１レーザーダイオード１１の発射光と面Ｂでの反射光とが重なるものか否かが判断される（ステップＳ２４）。ステップＳ２４に記載されているように両光が重複した場合は、原プリズムの作製処理からやり直すべくステップＳ２１に移行して、所定のパラメータを変更して上記ステップＳ１ないしＳ１０を実行する。
【００３３】
ステップＳ２４において、第１レーザーダイオード１１の発射光と面Ｂでの反射光とが重ならなければ、次に進み、面Ｂに平行な面Ｂ´を面Ａ側に形成する（ステップＳ２５）。この面Ｂ´は、当該ステップＳ２４に示されるように、面Ａと面Ｂ´との交点Ｐが第１レーザーダイオード１１の発射光束と面Ｂでの反射光束との間に位置するように設定される。面Ｂ´の適正な設定が終わると、設定された面Ｂ´を外表面とするプリズムの形状に変更し、さらに面Ｂでの反射光が面Ｂ´において屈折することを考慮に入れて該反射光の面Ｂ´を透過した後の集光点を求め、求めた集光点の位置に受光素子（ＰＤ）３０の受光面を配するように設定する（ステップＳ２６）。
【００３４】
こうして、暫定的変形プリズムに対する第１及び第２レーザーダイオード１１，１２と受光素子３０との配置が決まると、当該プリズムにより所定の非点隔差を付与できるか否かの確認を行うべく、最初に、面Ｂを鏡としたときの面Ｂ´及び受光素子３０並びにこれらに係わる光路の鏡像を描く（ステップＳ２７）。そして、これにより得られた面Ｂ´の鏡像の面Ｂ´´と面Ａとで形成される仮想プリズムを透過する光の、鏡像の受光素子ＰＤ´での非点隔差を求める（ステップＳ２８）。より具体的には、第１レーザーダイオード（ＬＤ１）１１の発射光による戻り光が、面Ａから面Ｂを透過して面Ｂ´´を出るまでの間に与えられる受光素子ＰＤ´の受光面上の非点隔差の程度を求める。かかる非点隔差を求めるには、例えば、受光素子の出力に基づいて得られるフォーカスエラー信号が呈するＳ字曲線を試算し、かかるＳ字曲線の大きさ（ピーク・ツー・ピーク値またはこれに等価な値）を求めるようにしても良い。
【００３５】
ステップＳ２８により求めた非点隔差は、次のステップＳ２９において評価され、フォーカスサーボに必要十分か否か、或いは試算したＳ字曲線がフォーカスサーボに必要なレベルを呈しているか否かを判定する。ステップＳ２９において、十分であるものと判定された場合は、現設定のプリズムパラメータ及び面Ａ，Ｂ，Ｂ´の構成条件で確定させ、本処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ２９において、非点隔差を十分に発生することができないものと判定された場合は、ステップＳ２５におけるＰ点を変更し得る範囲内において未だ変更していない位置があるか否か、つまりＰ点の変更の余地はあるか否かを判定する（ステップＳ３１）。変更の余地がある場合は、Ｐ点の位置を変え（ステップＳ３２）、ステップＳ２５に移行して再びステップＳ２６以降の処理を行う。これに対しステップＳ３１において変更の余地がないと判定された場合は、ステップＳ２１に移行し、所定のパラメータの値を変更して原プリズムからの作製し直しを行う。
【００３７】
かくして図５の構成に最適な形状の変形楔形プリズム２Ａが得られる。
一方、変形楔形ビームスプリッタ２Ａの対物レンズ側主面Ａ，Ｂ´とその反対側主面Ｂの光学特性は、次のようにして最適化することができる。かかる最適化は、基本的に、第１及び第２のレーザービームによるディスクからの戻り光が受光素子３０上で最大の強度を呈するようになされる。
【００３８】
先ず、計算の前提条件として、面Ａ及び面Ｂ´の光反射率をＲＡとし（従って光透過率は１−ＲＡ）、面Ｂの反射率をＲＢ（従って光透過率は１−ＲＢ）とするとともに、ディスク側の光強度損失が無いものとする。
ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームの経路は、ＬＤ１→面Ａ（反射）→ディスク記録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（反射）→面Ｂ´（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ１は、
【００３９】
【数１】
Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）                …（１）
である。また、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームの経路は、ＬＤ２→面Ｂ（透過）→面Ａ（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（反射）→面Ｂ´（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ２は、
【００４０】
【数２】
Ｉ２＝（１−ＲＢ）×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）
…（２）
である。これら式（１）及び（２）に基づき、グラフ化したのが図９である。
図９において、（ａ）は、反射率ＲＡを横軸にとり、反射率ＲＢを縦軸にとった場合の発射ビーム強度１に対する受光強度Ｉ１の強度分布を示している。この（ａ）のグラフによれば、最適推定ポイントｐ１、すなわちＲＡ＝０．３，ＲＢ＝１．０のときにほぼＩ１は最大となることが分かる。また、同図（ｂ）も、同様に横軸と縦軸をとり、ここでは発射ビーム強度１に対するＩ２の強度分布を示している。この（ｂ）のグラフによれば、最適推定ポイントｐ２、すなわちＲＡ＝０，ＲＢ＝０．５のときにほぼＩ２が最大となることが分かる。
【００４１】
従って、これらＩ１，Ｉ２の分布から、ディスクからの戻り光が受光素子３０において最大の強度を呈するようにするためには、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームについては０．３の反射率を呈し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームについては全透過するように、面Ａ及び面Ｂ´の光学特性を定めるとともに、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームについては全反射し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームについては０．５の反射率を呈するように、面Ｂの光学特性を定めると良いことが分かる。この結果をまとめたものが図９の（ｃ）に示される表である。かかる面Ａ，Ｂ´及びＢの光反射（透過）特性は、光学薄膜の多層形成などにより実現することができる。
【００４２】
本発明による他の実施例としては、図１０に示される構成がある。図１０においては、図５の構成と異なり、第２レーザーダイオード１２が改変された変形楔形プリズム２Ｂの対物レンズ側に、受光素子３０がその反対側に配される構成が採用されている。詳述すると、変形楔形プリズム２Ｂもまた、ディスクへの入射光（往路光ビーム）に対しては無収差を呈する一方で、ディスクからの戻り光（復路光ビーム）に対しては非点収差を生じさせ得るようにしていることを特徴としている点では図５の構成と同様であるが、第１レーザーダイオード１１の発射光は、楔形プリズム２Ｂの表面Ａ（第１の入力表面）において反射し無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へと導かれ、その戻り光は、楔形プリズム２Ｂの表面Ａと表面Ｂ（出力表面）とを透過して受光素子３０に入射する。この表面Ａと表面Ｂとは互いに非平行である故に楔形透光体を戻り光が透過したものとみなせるが、ここでは、かかる楔形透光体が非点収差を発生させるように既述パラメータの各々が設定され、この表面間において初めて、戻り光にフォーカスエラー検出用の非点収差を付与するようにしている。これにより、受光素子３０が、かかる収差量に応じた状態の戻り光を受光し、もってフォーカスエラーを得るための受光出力を得ることを可能としているのである。
【００４３】
また、第２レーザーダイオード１２からの発射光ビームは、楔形プリズム２Ｂの表面Ｂに略平行な（平行とは限らない）表面Ｂ´（第２の入力表面）を透過し表面Ｂにおいて反射しさらに表面Ａを透過して対物レンズ２０へと導かれるが、この際の表面Ｂ´から表面Ａに至る光学路においては、殆ど収差を生じないようなパラメータの設定が楔形プリズム２Ｂに施されている故に、当該発射光ビームは、無収差のまま対物レンズ２０を介しディスク記録面へと照射されることとなる。つまり、面Ｂ´から面Ａまでのこの光路における楔形プリズム２Ｂの作用は、先の図２における楔形プリズム２１の作用と同等になるように施されているのである。第２レーザーダイオード１２の発射光によるディスクからの戻り光は、第１レーザーダイオード１１によるものと同様に、表面Ａから表面Ｂに至る光路において初めて、非点収差が付与される。
【００４４】
まとめると、本構成における変形楔形プリズム２Ｂは、表面ＡからＢへ透過する光路においては必要な非点収差をつくる一方、表面Ｂ´から表面Ｂを反射して表面Ａへと至る光路においては無収差を呈するように、表面形成条件を含む上記パラメータの各々が設定されるのである。このプリズム２Ｂの作製法も、先の図６ないし図８の趣旨と同様、すなわち正しく光路を確保できてかつ所望の光路位置において十分な非点収差が得られるように形成される。但し、このプリズム２Ｂの作製には、所定の光路（面Ｂ´から面Ｂを経て面Ａへと透過する光路）において無収差を呈することを考慮する要件が伴う。
【００４５】
変形楔形ビームスプリッタ２Ｂの対物レンズ側主面Ａ，Ｂ´とその反対側主面Ｂの光学特性も、第１及び第２のレーザービームによるディスクからの戻り光が受光素子３０上で最大の強度を呈するように最適化される。ここでの計算の前提条件も、図５の場合と同様に、面Ａ及び面Ｂ´の光反射率をＲＡとし、面Ｂの反射率をＲＢとするとともに、ディスク側の光強度損失が無いものとすると、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームの経路は、ＬＤ１→面Ａ（反射）→ディスク記録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ１は、
【００４６】
【数３】
Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）                      …（３）
である。また、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームの経路は、ＬＤ２→面Ｂ´（透過）→面Ｂ（反射）→面Ａ（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ２は、
【００４７】
【数４】
Ｉ２＝（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）
…（４）
である。これら式（３）及び（４）に基づき、グラフ化したのが図１１である。図１１においても、先の図９と同様の考察で分かるように、最適推定ポイントｐ１、すなわちＲＡ＝０．５，ＲＢ＝０のときにほぼＩ１は最大となり、最適推定ポイントｐ２、すなわちＲＡ＝０，ＲＢ＝０．５のときにほぼＩ２が最大となることが分かる。
【００４８】
従って、ディスクからの戻り光が受光素子３０において最大の強度を呈するためには、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームについては０．５の反射率を呈し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームについては全透過するように、面Ａ及び面Ｂ´の光学特性を定めるとともに、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビームについては全透過し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームについては０．５の反射率を呈するように、面Ｂの光学特性を定めると良いことが分かる。この結果は同図（ｃ）に示される。
【００４９】
本発明によるさらに他の実施例の光ヘッド装置の構成は、図１２に示される。図１２においては、図１０の構成に対して変形楔形プリズム２Ｃの形状を限定したものと言い得る。すなわち、改変された変形楔形プリズム２Ｃにおいて、第１レーザーダイオード１１の発射光を入射する第１の入力表面Ａとディスクからの戻り光を受光素子３０へと導く出力表面Ｂとは略平行する関係を有し、第２レーザーダイオード１２の発射光を入射する第２の入力表面Ｂ´は、出力表面Ｂの平行面から端部側が所定の角度で対物レンズ２０寄りに傾く平坦面を呈する。すなわち面Ａと面Ｂ´とは、谷形すなわち凹状を呈することとなる。
【００５０】
このプリズムの光学的作用は、表面Ｂを鏡としたときの鏡像を描いて簡単に説明することができる。かかる鏡像は、同図に点線２Ｃ０として示されるように、面Ｂに対称な楔形プリズム２Ｃ０ないしは第２レーザーダイオード１２の鏡像１２０及び面Ｂ´の鏡像Ｂ´０を仮想することができ、第２レーザーダイオード１２０の発射光は、面Ｂ´０より入射し、面Ｂを経て面Ａを透過する如き光路を辿るものとみなせる。
【００５１】
ここで、面Ｂ´０と面Ａとは、第２レーザーダイオード１２の発射光に対し楔形透光体を形成するものと考えることができるので、先の図２における楔形ビームスプリッタ２１の役目を果たし、無収差にて当該発射光をディスク記録面へと導くことが分かる。一方、第２レーザーダイオード１２の発射光によるディスクからの戻り光は、面Ａ及び面Ｂを透過して受光素子３０に入射するが、このとき面Ａと面Ｂとが平行平板状の透光体を形成するものと考えることができるので、先の図２における平行平板状ビームスプリッタ２２と同様の作用、すなわち非点収差が与えられて受光素子３０に導かれることが分かる。
【００５２】
第１レーザーダイオード１１の発射光については、鏡像をつくることなく、より簡単に説明できる。第１レーザーダイオード１１の発射光は、ディスク記録面への入射に際しては、面Ａによる反射のみ施されるので、無収差である一方、その戻り光は、面Ａ及び面Ｂが形成する平行平板状透光部を介して受光素子３０に導かれるので、第２レーザーダイオード１２による戻り光と同様の非点収差を得ることができる。
【００５３】
この変形楔形プリズム２Ｃも、上述したパラメータに基づく作製手法及び各表面光学特性の設定手法と同様な趣旨をもって形成されることとなる。なお、本プリズム２Ｃは、最初に表面Ａ及びその延長表面と表面Ｂとを有する原平行平板透光体を用意し、これに、表面Ｂ´を形成する、表面Ａから突き出た部分２ＣＸをに貼付するようにして形成されうる。
【００５４】
本発明による、またさらに別の実施例としては、図１３に示される構成が挙げられる。
この構成は、変形楔形プリズム２Ｄを、２つの透光体によって形成した点に特徴を持つ。このプリズム２Ｄは、屈折率ｎ１を有する第１の楔形透光体２Ｄ１と、屈折率ｎ２を有する第２の楔形透光体２Ｄ２とが貼り合わせられて形成され、第１透光体２Ｄ１の外表面Ａ（入力表面）が対物レンズ２０側に、第２透光体２Ｄ２の外表面Ｂ（出力表面）が受光素子３０側に配される。また、該２つの外表面Ａ，Ｂは、互いに平行とされるとともに、両透光体の貼り合わせ結合面Ｃは、かかる外表面に対して所定角度だけ傾斜するように形成される。ここでは図示されるように、第１透光体２Ｄ１と第２透光体２Ｄ２とは、ともに台形状の断面を有しており、本例ではさらに互いに点対称となるように組み合わされている。
【００５５】
この変形楔形プリズム２Ｄについても、これまで説明した基本的な光学作用は同様であると言い得る。第１レーザーダイオード１１の発射光は、表面Ａを反射し無収差のままディスク記録へ導かれる一方、その戻り光は、表面Ａ，面Ｃ，及び表面Ｂを順に経て受光素子３０に導かれる。戻り光は、第１及び第２の楔形透光体を透過するものの、両透光体の貼り合わせ形状が平行平板状であり、すなわち表面Ａと表面Ｂとは互いに平行をなしているので、非点収差を付与されて受光素子３０に導かれる。また、第２レーザーダイオード１２の発射光は、表面Ａを透過して面Ｃにて反射し再び面Ａを透過してディスク記録へ導かれる。このときの光路においては、基本的に第１透光体２Ｄ１の呈する楔形形状によって当該発射光を無収差のままとすることができる。一方、この第２レーザダイオード１２によるディスクからの戻り光は、第１レーザーダイオード１１と同様、表面Ａ，面Ｃ，及び表面Ｂを順に経て受光素子３０に導かれるので、非点収差を付与されて受光素子３０に導かれる。
【００５６】
なお、第１透光体２Ｄ１及び第２透光体２Ｄ２の屈折率ｎ１，ｎ２は、互いに等しい値に設定されていても良い。
本実施例によれば、比較的簡単に、所定の収差／無収差の光学作用を担う変形楔形プリズムを形成することができる、という利点がある。
以上の実施例においては、２光源が使われているが、３光源以上使った例も挙げることができる。かかる改変例は、図１４に示される。
【００５７】
図１４においては、対物レンズ２０側に配される第１ないし第３のレーザーダイオード１１ないし１３が設けられ、多面入射型の変形楔形プリズム２Ｅは、第１の透光体２Ｅ１と第２の透光体２Ｅ２との貼り合わせによって形成される。なお、第３のレーザーダイオード１３は、ＤＶＤ，ＣＤ及びＣＤ−Ｒとは別の形態のディスクの読取用とすることができるが、これに限らず、特定の書き込みモードや読取モードに使用するものとすることもでき、適宜、その目的を定めることは可能である。
【００５８】
第１の透光体２Ｅ１は、屈折率ｎ１を有し、第１レーザーダイオード１１の発射光が入射する表面Ａ１（第１の入力表面）と、第２レーザーダイオード１２の発射光が入射する表面Ａ２（第２の入力表面）と、第３レーザーダイオード１３の発射光が入射する表面Ａ３（第３の入力表面）と、これら表面とは反対側の連続する平坦面Ｂを形成している。表面Ａ１，Ａ２，Ａ３は、面Ｂに対しそれぞれ所定の角度をもって傾斜しており、これらのうち表面Ａ１は、対物レンズ２０に対して最も正対する形で傾斜しており、表面Ａ１と表面Ａ２とは互いに山形すなわち凸状を、表面Ａ２と表面Ａ３とは互いに谷形すなわち凹状を呈するような角をそれぞれなしている。
【００５９】
第２の透光体２Ｅ２は、結合面Ｂにおいて貼り合わせられ、この面Ｂとは反対側すなわち受光素子３０側に露呈する表面Ｃ（出力表面）を形成している。この変形楔形プリズム２Ｅについても、上述同様に基本的光学作用を考えることができる。すなわち、第１レーザーダイオード１１の発射光は、表面Ａ１を反射し無収差のままディスク記録へ導かれる一方、その戻り光は、表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素子３０に導かれる。この際の戻り光は、表面Ａ１と面Ｃとで形成される楔形透光体を透過して所定の非点収差が付与されることとなる。
【００６０】
第２レーザーダイオード１２の発射光は、表面Ａ２を透過して面Ｂにおいて反射し今度は表面Ａ１を透過してディスク記録面へ導かれる一方、その戻り光は、表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素子３０に導かれる。ここで表面Ａ２から表面Ａ１へ至る光路においては、当該発射光が無収差となるように透光体２Ｅ１，２Ｅ２が形成されているので、当該発射光を無収差のままディスク記録面へ入射することができる。また、この際の戻り光も、表面Ａ１と面Ｃとで形成される楔形透光体を透過して所定の非点収差が付与されることとなる。
【００６１】
第３レーザーダイオード１３の発射光は、表面Ａ３を透過して面Ｃにおいて反射し今度は面Ｂ，表面Ａ１を透過してディスク記録へ導かれる一方、その戻り光は、表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素子３０に導かれる。ここで表面Ａ３から表面Ａ１へ至る光路においては、当該発射光が無収差となるように透光体２Ｅ１，２Ｅ２が形成されているので、当該発射光を無収差のままディスク記録面へ入射することができる。また、この際の戻り光も、表面Ａ１と面Ｃとで形成される楔形透光体を透過して所定の非点収差が付与される。
【００６２】
なお、第１透光体２Ｅ１及び第２透光体２Ｅ２の屈折率ｎ１，ｎ２は、互いに等しい値に設定されていても良い。
本実施例によれば、３つの光源に適合した変形楔形プリズムを形成しかつこれを所望の光ヘッド装置に適用することができる。また、同様の趣旨に基づけば、４光源以上の場合にも適用可能な変形楔形プリズム及び光ヘッド装置を提供することもできる。
【００６３】
参考までに、この図１４の構成例におけるプリズム２Ｅの各面の光学特性の選定例を説明する。
かかる選定の主旨は、先の図９及び図１１と同様に、プリズム２Ｅの各面の光学特性を、第１及び第２のレーザービームによるディスクからの戻り光が受光素子３０上で最大の強度を呈するように最適化することである。計算の前提条件は、面Ａ１ないしＡ３の光反射率をＲＡとし、面Ｂの反射率をＲＢ，面Ｃの反射率をＲＣとするとともに、ディスク側の光強度損失が無いものとしている。
【００６４】
第１レーザーダイオード１１の発射ビームの経路は、ＬＤ１→面Ａ１（反射）→ディスク記録面（反射）→面Ａ１（透過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ１は、
【００６５】
【数５】
Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ）        …（５）
である。
また、第２レーザーダイオード１２の発射ビームの経路は、ＬＤ２→面Ａ２（透過）→面Ｂ（反射）→面Ａ１（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ１（透過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ２は、
【００６６】
【数６】
Ｉ２＝（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ）
×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ）              …（６）
である。
【００６７】
第３レーザーダイオード（ＬＤ３）１３の発射ビームの経路は、ＬＤ３→面Ａ３（透過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（反射）→面Ｂ（透過）→面Ａ１（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ１（透過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（透過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ３は、
【００６８】
【数７】
Ｉ３＝（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×ＲＣ×（１−ＲＢ）×（１−ＲＡ）
×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ）
…（７）
である。
【００６９】
これら式（５）ないし（７）に基づき、面Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ，Ｃの光学特性を決めることができる。
他方、次のようにして、かかる光学特性を決めることもできる。第１及び第２レーザーダイオード１１，１２（ＬＤ１，ＬＤ２）の発射光及びその戻り光にとっては、プリズム２Ｅの面Ｃにおいて透過しか起こらない。それ故に、図１５に示されるように、面Ｃ及び第３レーザーダイオード１３（ＬＤ３）を除くと（これを点線で表す）、第１及び第２レーザーダイオード１１，１２の発射光及びその戻り光が辿る光路は、先の図１０のものと同等になる。従って、第１及び第２レーザーダイオード１１，１２に対するプリズム面の仕様は、図１１の（ｃ）に示される結果に、面Ｃの反射率をゼロとする要件を加えれば良いことになる。［※１］
また、第３レーザーダイオード１３の発射光及びその戻り光にとっては、プリズム２Ｅの面Ｂにおいて透過しか起こらない。故に、図１６に示されるように、面Ｂを除くと（これを点線で表す）、第１及び第３レーザーダイオード１１，１３の発射光及びその戻り光が辿る光路は、やはり図１０のものと同等になる。従って、図１０における第２レーザーダイオード１２に対するプリズム面の仕様（ＲＡ＝０，ＲＢ＝０．５）を、ここでの第３レーザーダイオード１３に対する仕様として置き換え（ＲＡ＝０，”ＲＣ”＝０．５）かつ、ＲＢ＝０（すなわち全透過）を加えて第３レーザーダイオード１３に対するプリズム面の仕様とすれば良いことになる。［※２］
これらをまとめた表が図１７に示される。
【００７０】
なお、上記実施例においては、説明の簡略化のために、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射光を直接、変形楔形プリズムへ入射するようにした例を挙げたが、当該発射光は、例えば図５に点線で示されるように絞り板（開口絞り）２３を介してプリズム２Ａに入射するように構成するのが、より実際的である。この絞り板２３は、その中央部に所定の光束のみを通過せしめるための例えば略円形の孔が開いており、ＣＤ，ＣＤ−Ｒの読み取り時及び書き込み時にレーザーダイオード１２の発射光のビーム径を絞り込むことにより、対物レンズ２０の見掛け上のＮＡを小さくし、もってディスク記録面に照射されるビームスポットの径を大ならしめるものである。これにより、ピットまたは記録マークの基本的に大なるＣＤ及びＣＤ−Ｒ（並びにその他のいわゆるＣＤファミリ）に最適な光照射状態をつくることができるのである。一方、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射光については、通常、対物レンズ２０自体がその発射光に適したＮＡに設定されるので、ＮＡを変えることなく該発射光をディスクへと導くようにしている。なお、このような絞り板２３の配置は、図２に対応させて考えればレーザーダイオード１２と平行平板状ビームスプリッタ２２との間に当該絞り板２３を配することに相当するものである。また、絞り板の他にも、先述したホログラムレンズを利用するなど、ディスクに適合するＮＡに変える手法は、種々考えられ、適宜選択することができる。
【００７１】
また、上記実施例においては、ＤＶＤとＣＤ，ＣＤ−Ｒとについて読み取り及び書き込みをなすための光ヘッド装置につき説明したが、この種のディスクに限定されることなく、本発明は適用可能である。例えばＣＤ−Ｒを対象としないＣＤ／ＤＶＤのコンパチブルプレーヤにおける光ピックアップ装置にも適用可能であり、この場合本来ＣＤの読み取りに最適な７８０ｎｍの光源を使用しているので、先述した従来例のようなＤＶＤ用の６５０ｎｍでＣＤを読み取るよりも有利な点がある。このように本発明は、多光源を用いて読み取りや書き込みを行う光ヘッドまたはピックアップ装置であれば、色々な形態のディスクに対して適用することができるのである。
【００７２】
さらに、上記実施例においては、少数の光学部材による構成を説明したが、この構成にさらに性能を向上させるべく付加的光学部品を追加しても良いことは勿論である。
また、これまでの説明では、プリズムの形状を具体的に示す幾つもの実施例を挙げたが、これらに共通する基本的思想は、ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光が入射し当該戻り光に非点収差を与える一体型プリズムをピックアップまたはヘッド装置に用いた点にある。さらに、上記対物レンズに等価な手段として、供給された光ビームをディスク記録媒体へ向けて集光させる他の共通の集光光学系を採用しても良い。
【００７３】
この他にも、上記実施例においては種々の手段を限定的に説明したが、当業者の設計可能な範囲にて適宜改変することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、簡単な構成で独立した異なる複数の光ビームの照射及び戻り光の受光を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による単一光源／２焦点レンズ系を用いた光ピックアップ装置の構成を示す一部模式図である。
【図２】本発明の基本原理に基づく光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図２の光ヘッド装置に適用される楔形ビームスプリッタの形状を定めるパラメータを示す模式図である。
【図４】図３に示されるパラメータに基づいて無収差の透過光を得る楔形ビームスプリッタの形状を決定するための手法を表すフローチャートである。
【図５】本発明による一実施例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第１のフロー部である。
【図７】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第２のフロー部である。
【図８】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第３のフロー部である。
【図９】図５における変形楔形プリズムの表面における光学特性の選定態様を説明するための受光素子上の光強度分布を示すグラフ及び最適値をまとめた図表。
【図１０】本発明による他の実施例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１０における変形楔形プリズムの表面における光学特性の選定態様を説明するための受光素子上の光強度分布を示すグラフ及び最適値をまとめた図表。
【図１２】本発明によるさらに他の実施例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】本発明による、またさらに他の実施例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】本発明による、３つの光源を用いた別の実施例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１５】図１４における変形楔形プリズムの表面における第１及び第２レーザーダイオードに関する光学特性の選定態様を説明するための変形楔形プリズム及び光路を示す模式図。
【図１６】図１４における変形楔形プリズムの表面における第１及び第３レーザーダイオードに関する光学特性の選定態様を説明するための変形楔形プリズム及び光路を示す模式図。
【図１７】図１４における変形楔形プリズムの表面における光学特性の最適結果をまとめた図表。
【符号の説明】
１１  ＤＶＤ用レーザーダイオード
１２  ＣＤ用レーザーダイオード
２０  対物レンズ
２１  楔形ビームスプリッタ
２２  平行平板状ビームスプリッタ
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ  変形楔形プリズム
２ＣＸ  突出透光部
２Ｄ１，２Ｄ２  第１及び第２の楔形透光体
２Ｅ１  変形楔形透光体
２Ｅ２  平板状透光体
２３  絞り板
３０  受光素子
【図１】
0003638194.tif 000002
【図２】
0003638194.tif 000003
【図３】
0003638194.tif 000004
【図４】
0003638194.tif 000005
【図５】
0003638194.tif 000006
【図６】
0003638194.tif 000007
【図７】
0003638194.tif 000008
【図８】
0003638194.tif 000009
【図９】
0003638194.tif 000010
【図１０】
0003638194.tif 000011
【図１１】
0003638194.tif 000012
【図１２】
0003638194.tif 000013
【図１３】
0003638194.tif 000014
【図１４】
0003638194.tif 000015
【図１５】
0003638194.tif 000016
【図１６】
0003638194.tif 000017
【図１７】
0003638194.tif 000018