(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドベースと、
断面が楕円形状のレーザ光を、その長軸が上記ヘッドベースと平行とされた状態で出力するように上記ヘッドベースに取り付けられたレーザダイオードと、
その光軸を上記レーザダイオードの光軸と一致させて、上記ヘッドベースに取り付けられた複合プリズムとよりなり、
該複合プリズムは、整形プリズムと三角形状プリズムとがビームスプリッタ膜を間に介して接着された構成であり、
該整形プリズムは、
上記レーザダイオードからのレーザ光に対して垂直な面を、上記レーザ光に対して直交し上記ヘッドベースと平行な軸に関して回動されて傾斜しており、上記レーザ光を上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記プリズムの光軸を含んだ面内で屈折させて上記プリズム内に導き入れる入射面を有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜は、
上記ヘッドベースに対して角度θ2傾斜しており、該プリズム内に入射したレーザ光を反射させて該プリズムより上記ヘッドベースに対して垂直方向に出射させると共に、ディスクからの反射レーザ光の一部を透過させ、且つ、その裏面より下側からのレーザ光の一部を反射させる構成であり、
上記三角形状プリズムは、
上記ヘッドベースに取り付けられる面に形成してあり、該ヘッドベースと平行であり、上記ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光を上記ビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面と、
上記入射面に対して反対側に位置しており、上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記ミラー面で反射され上記ビームスプリッタ膜で反射されたレーザ光が出射する出射面とを有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜の傾斜角度θ2は、
上記整形プリズムの屈折率をｎ、三角形状プリズムの屈折率をｎ2とすると、ｎ2≠ｎであって、
ｎ｜ｓｉｎθ2｜＝ｎ2｜ｃｏｓ３θ2｜を満足するように定めてあり、
上記複合プリズムは、上記ミラー面が形成してある面をヘッドベースに取り付けてあり、上記出射面から出射したレーザ光が前記レーザダイオードから出力されたレーザ光と平行である構成としたことを特徴とする光学ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光学ヘッドに係り、特にレーザ光を整形する部分の構造に関する。
【０００２】
光ディスク装置の光学ヘッドは、一般に、ヘッドベース上に、レーザダイオード、レーザダイオードからの断面楕円形状のレーザ光を円形状に整形する整形プリズム等が組込まれた構成である。
【０００３】
この光学ヘッドは、組立作業及び調整作業がし易い構造であることが望ましい。
【０００４】
【従来の技術】
図９は従来の１例の光学ヘッド１０を示す。
【０００５】
光学ヘッド１０は、ヘッドベース１１に、レーザダイオード１２、コリメートレンズ１３、整形プリズム１４、ビームスプリッタ１５、立上げミラー１６、対物レンズ１７及びビームスプリッタ１８が取り付けられた構成である。
【０００６】
レーザダイオード１２は、長軸の方向をＺ軸方向とされた断面楕円形状のレーザ光１９を出力する。
【０００７】
このレーザ光１９が整形プリズム１４の入射面２０で屈折し、レーザ光１９は、ヘッドベース１１と平行なＸ−Ｙ面内で屈曲する。
【０００８】
このとき、レーザ光１９は、Ｘ軸方向に拡大され、断面を円形とされて整形される。２０は整形されたレーザ光である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光学ヘッド１０は、レーザ光を整形するために、レーザ光を、ヘッドベース１１と平行であるＸ−Ｙ面内において屈折させる構成である。このため、整形プリズム１４は、その光軸１４ａをレーザダイオード１２（コリメートレンズ１３）の光軸１２ａに対して、所定の角度α傾けて配置する必要があり、整形プリズム１４の矢印２５で示すＺ軸回りの位置を調整するのに手間がかかっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、レーザ光をヘッドベースに垂直な面内で屈曲させることによってレーザ光の断面形状を整形する構成とすることにより、整形プリズムの配置の容易化を図った光学ヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ヘッドベースと、
断面が楕円形状のレーザ光を、その長軸が上記ヘッドベースと平行とされた状態で出力するように上記ヘッドベースに取り付けられたレーザダイオードと、
その光軸を上記レーザダイオードの光軸と一致させて、上記ヘッドベースに取り付けられた複合プリズムとよりなり、
該複合プリズムは、整形プリズムと三角形状プリズムとがビームスプリッタ膜を間に介して接着された構成であり、
該整形プリズムは、
上記レーザダイオードからのレーザ光に対して垂直な面を、上記レーザ光に対して直交し上記ヘッドベースと平行な軸に関して回動されて傾斜しており、上記レーザ光を上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記プリズムの光軸を含んだ面内で屈折させて上記プリズム内に導き入れる入射面を有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜は、
上記ヘッドベースに対して角度θ2傾斜しており、該プリズム内に入射したレーザ光を反射させて該プリズムより上記ヘッドベースに対して垂直方向に出射させると共に、ディスクからの反射レーザ光の一部を透過させ、且つ、その裏面より下側からのレーザ光の一部を反射させる構成であり、
上記三角形状プリズムは、
上記ヘッドベースに取り付けられる面に形成してあり、該ヘッドベースと平行であり、上記ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光を上記ビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面と、
上記入射面に対して反対側に位置しており、上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記ミラー面で反射され上記ビームスプリッタ膜で反射されたレーザ光が出射する出射面とを有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜の傾斜角度θ2は、
上記整形プリズムの屈折率をｎ、三角形状プリズムの屈折率をｎ2とすると、ｎ2≠ｎであって、
ｎ｜ｓｉｎθ2｜＝ｎ2｜ｃｏｓ３θ2｜を満足するように定めてあり、
上記複合プリズムは、上記ミラー面が形成してある面をヘッドベースに取り付けてあり、上記出射面から出射したレーザ光が前記レーザダイオードから出力されたレーザ光と平行である構成としたものである。
【００１４】
【作用】
請求項１の、プリズムを、その光軸をレーザダイオードの光軸と一致させて取り付ける構成は、プリズムの光軸をレーザダイオードの光軸に対して所定角度斜めにする構成に比べて、プリズムのヘッドベース上への位置決めを容易とするように作用する。プリズムのうちヘッドベースに取り付けられる面に、ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光をビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面を形成してある構成は、プリズムのうちビームスプリッタ膜とこの下側のミラー面との間の部分を利用して、レーザ光をレーザダイオードから出力されたレーザ光と平行とさせて出射させるようにする。
【００１７】
【実施例】
図１乃至図３は、本発明の第１実施例になる光学ヘッド３０の要部を示す。
【００１８】
光学ヘッド３０は、レーザ光３１がヘッドベース３２に垂直であるＹ−Ｚ面３３内を進行し、Ｙ−Ｚ面３３内で屈曲せしめられて整形される構成である。
【００１９】
レーザダイオード３４、コリメートレンズ３５、ビームスプリッタ３６は、夫々の光軸３４ａ，３５ａ，３６ａを一致させて、ヘッドベース３２上に配置してある。
【００２０】
図３に示すように、整形プリズム３７は、その光軸３７ａを上記の光軸３４ａ，３５ａ，３６ａと一致させて、ヘッドベース３２上に配置してある。
【００２１】
このため、整形プリズム３７を配置する作業は、従来に比べて容易である。
【００２２】
整形プリズム３７は、底面（取付面）３７−１、底面３７−１と平行である射出面３７−２、射出面３７−２に隣接する入射面３７−３、及び底面３７−１に隣接するミラー面３７−４を有する。
【００２３】
整形プリズム３７の屈折率ｎは、１．５である。
【００２４】
入射面３７−３と底面３７−１とのなす角度θ１  は、２０°、ミラー面３７−４と底面３７−１とのなす角度θ２  は２９．４°である。
【００２５】
整形プリズム３７は、底面３７−１を接着されてヘッドベース３２上に固定してある。
【００２６】
整形プリズム３７がヘッドベース３２上に、固定された状態において、入射面３７−３は、レーザ光３１ａに対して垂直である面を、このレーザ光３１ａに対して直交し且つヘッドベース３２と平行である軸に関して所定角度（７０°）回動した面である。
【００２７】
レーザダイオード３４は、断面が楕円形状のレーザ光３１を出力する。ここでレーザダイオード３４は、図９のレーザダイオード１２の取付位置に対して光軸３７ａに関して９０度回動させた状態で取り付けてあり、楕円形状のレーザ光３１は、その長軸３８がＸ軸方向（ヘッドベース３２の面と平行な方向）とされている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、レーザ光３１は、コリメートレンズ３５を通って平行レーザ光３１ａとされ、ビームスプリッタ３６を通った後、整形プリズム３７の入射面３７−３に入射角θ３  （＝９０−θ１  ＝７０°）で入射する。
【００２９】
こゝで、レーザ光３１ａは、屈折し、整形プリズム３７内に進入する。屈折角θ４  は３８．８°である。
【００３０】
屈折レーザ光３１ｂは、Ｙ−Ｚ面３３内を進行して、ミラー面３７−４に向かい、ミラー面３７−４に入射して、こゝで反射される。
【００３１】
入射角θ５  は２９．４°であり、これは角度θ２  と等しい。
【００３２】
このため、反射レーザ光３１Ｃは、真上に立ち上り、即ちＺ方向に向かい、射出面３７−２より出射し、対物レンズ３９によりディスク４０上に集光される。
【００３３】
反射レーザ光３１ｃも、Ｙ−Ｚ面３３内を進行する。
【００３４】
従って、レーザ光３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、全てＹ−Ｚ面３３内を進行する。
【００３５】
また、レーザ光３１ａの楕円断面は、入射面３７−３における屈折によって略Ｚ方向に拡大されて一次的に整形され、ミラー面３７−４における反射によってＹ方向に拡大されて最終的に整形され、略円形の断面とされる。
【００３６】
レーザ光３１の倍率は、ｃｏｓθ４  ／ｃｏｓθ３  により決まり、上記実施例では、約２．３倍である。
【００３７】
ディスク４０からの反射光は、上記と逆の経路を経て戻り、信号検出系へ導かれる。
【００３８】
次に、上記光学ヘッド３０の特長について説明する。
【００３９】
▲１▼  整形プリズム３７の配置の容易性
整形プリズム３７は、その光軸３７ａをレーザダイオード３４の光軸３４ａに対して傾けて配置する必要はなく、レーザダイオード３４の光軸３４ａと一致させて配置すればよい。従って、従来における角度調整は不要となり、整形プリズム３７の位置決めは容易である。
【００４０】
▲２▼  収差の低減
整形プリズム３７において、入射面３７−３及びミラー面３７−４は、ヘッドベース３２への接着部分より比較的離れている。このため、温度変化が原因で接着部分に発生した応力の影響が入射面３７−３及びミラー面３７−４に及びにくく、入射面３７−３及びミラー面３７−４は殆ど変形しない。この結果、レーザ光の収差は従来に比べて低減され、従来に比べてＣ／Ｎ比の高い再生信号を得ることが出来る。
【００４１】
▲３▼  部品点数の削減
整形プリズム３７はミラー面３７−４を有しており、図９の光学ヘッド１０の立上げミラー１６の機能も有している。
【００４２】
従って、本実施例の光学ヘッド３０にあっては、独立した部品としての立上げミラーは有していない。
【００４３】
次に、本発明の光学ヘッドの他の実施例について、図４乃至図８を参照して説明する。
【００４４】
各図中、図１乃至図３に示す構成部分と対応する部分には、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４５】
図４は、本発明の第２実施例の光学ヘッド３０Ａを示す。
【００４６】
５０は複合プリズムであり、図１中の整形プリズム３７とビームスプリッタ３６とを、プリズム５１と併せて一体化した構造である。
【００４７】
複合プリズム５０は、その光軸５０ａを、レーザダイオード３４及びコリメートレンズ３５の光軸３４ａ，３５ａと一致させて配置してある。
【００４８】
プリズム５１の屈折率はｎ１  であり、ｎ１  ＜ｎの関係としてある。ｎ１  とｎとによって、図２中の角度θ４  が決まる関係上、レーザビームの倍率を大きくするためである。
【００４９】
また、上記の光学ヘッド３０Ａにあっては、図１の光学ヘッド３０に比べて、部品点数が少ない。
【００５０】
図５は本発明の第３実施例の光学ヘッド３０Ｂを示す。
【００５１】
６０は複合プリズムであり、図６に併せて示すように、整形プリズム６１とプリズム６２とが、ビームスプリッタ膜６３を間に介して接着された構造である。
６４は入射面、６５は底面である。
【００５２】
底面６５の一部には、のこぎり歯状の反射型回折格子６６が形成してある。
【００５３】
複合プリズム６０は、底面６５のうち回折格子６６が形成されていない部分６７を接着されて、ヘッドベース３２に接着されている。
【００５４】
レーザ光３１ａは、入射面６４に入射し、屈折して反射型回折格子６６に達し、こゝで回折されて垂直に立上げられる。
【００５５】
ディスクから戻ってきたレーザ光は、ビームスプリッタ膜６３で反射されて、検出系へ向う。
【００５６】
回折格子６６に入射したレーザ光を、垂直に立上げるために、回折格子６６ののこぎり面６７と底面６５とのなす角度θ６  は、
θ６  ＝（９０＋θ３  −θ４  ）／２
に定めてある。
【００５７】
ビームの倍率は約４倍であり、第１実施例の場合より大きい。
【００５８】
このため、レーザダイオード３４として、図１の実施例の場合よりもアスペクト比の大きなものを使用することが可能となる。
【００５９】
図７は、本発明の第４実施例の光学ヘッド３０Ｃを示す。
【００６０】
整形プリズム３７Ａは、図２中の整形プリズム３７のミラー面３７−４を、ビームスプリッタ膜７０で置き換えた構造である。
【００６１】
レーザ光３１ａは、入射面３７Ａ−３で屈折して整形プリズム３７Ａ内に入射し、ビームスプリッタ膜７０で真上に反射され、対物レンズ３９に入射する。
【００６２】
ディスク４０からの反射レーザ光はプリズム３７Ａ内に入射し、一部のレーザ光は、ビームスプリッタ膜７０を透過し屈折して、検出系に向う。
【００６３】
図８は、本発明の第５実施例の光学ヘッド３０Ｄを示す。
【００６４】
８０は複合プリズムであり、図７の整形プリズム３７Ａと実質上同じ整形プリズム３７Ｂとプリズム８１とを一体化した構造である。
【００６５】
プリズム８１は、三角柱状であり、斜面８１−１を整形プリズム３７Ｂのビームスプリッタ膜７０上に接着してある。
【００６６】
このプリズム８１は、底面にミラー面８１−２を有し、側面に出射面８１−３を有する。
【００６７】
複合プリズム８０は、整形プリズム３７Ｂの底面３７Ｂ−２をヘッドベース１１に接着させて（ミラー面８１−２は非接着である）、固定してある。
【００６８】
レーザ光３１ａは、入射面３７Ｂ−３で屈折して整形プリズム３７Ｂ内に入り、ビームスプリッタ膜７０で真上に反射され、対物レンズ３９に入射する。
【００６９】
ディスク４０からの反射レーザ光は、プリズム３７Ｂ内に入射する。
【００７０】
一部のレーザ光は、ビームスプリッタ膜７０を透過し、屈折してプリズム８１内に入射する。
【００７１】
このレーザ光は、ミラー面８１−２で反射され、ビームスプリッタ膜７０に向かい、ビームスプリッタ膜７０で反射され、出射面８１−３より出射し、レーザ光８２はヘッドベース１１と平行に進行して検出系（図示せず）に到る。
【００７２】
こゝで、ミラー面８１−２がヘッドベース１１と平行であり、出射面８１−３がヘッドベース１１に対して垂直である場合に、レーザ光８２がヘッドベース１１と平行となるためには、プリズム３７Ｂの屈折率をｎ、プリズム８１の屈折率をｎ２  とすると、ビームスプリッタ膜７０の角度θ２  は、
ｎ｜ｓｉｎθ２  ｜＝ｎ２  ｜ｃｏｓ３θ２  ｜を満足するように定めればよい。
なお、ミラー面８１−２はヘッドベース１１に平行である必要はなく、また、出射面８１−３はヘッドベース１１に対して垂直である必要もない。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、プリズムの位置決めを容易に行うことが出来、然して光学ヘッドの組立てを能率良く行うことが出来、更には、ビームスプリッタを別途設ける必要が無く、その分部品点数を少なくし得、構成を簡単とし得る。また、光学ヘッドの薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の光学ヘッドの要部の斜視図である。
【図２】図１の光学ヘッドの側面図である。
【図３】図１の光学ヘッドの平面図である。
【図４】本発明の第２実施例の光学ヘッドの要部の斜視図である。
【図５】本発明の第３実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図６】図５中、複合プリズムを底面側からみた図である。
【図７】本発明の第４実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図８】本発明の第５実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図９】従来の光学ヘッドの１例を示す平面図である。
【符号の説明】
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ  光学ヘッド
３１  レーザ光
３１ａ  平行レーザ光
３１ｂ  屈折レーザ光
３１ｃ  反射レーザ光
３２  ヘッドベース
３３  Ｙ−Ｚ面
３４  レーザダイオード
３４ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａ，５０ａ  光軸
３５  コリメートレンズ
３６  ビームスプリッタ
３７，６１  整形プリズム
３７−１  底面（取付面）
３７−２  射出面
３７−３，６４  入射面
３７−４，８１ａ  ミラー面
３８  長軸
３９  対物レンズ
４０  ディスク
５０，６０，８０  複合プリズム
５１，６２，８１  プリズム
６３，７０  ビームスプリッタ膜
６５  底面
６６  反射型回折格子
６７  底面のうち反射型回折格子が形成されていない部分
８１ａ  出射面
【図１】
0003563086.tif 000002
【図２】
0003563086.tif 000003
【図３】
0003563086.tif 000004
【図４】
0003563086.tif 000005
【図５】
0003563086.tif 000006
【図６】
0003563086.tif 000007
【図７】
0003563086.tif 000008
【図８】
0003563086.tif 000009
【図９】
0003563086.tif 000010