(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光ビームスポットを照射することに基づき情報の記録再生が可能な光ヘッドに用いられる光ヘッド用光学素子において、
略直方体形状の本体部の第１の面に形成され、光源より出力される光ビームを３つに分離させる回折格子部と、
前記第１の面と逆向きの第２の面に形成され、前記回折格子部から光ディスクへの往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスクからの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部と、
前記略直方体形状の本体部から突出するようにくさび形状に形成され、前記偏光性ホログラム部により偏向された光ビームを光センサに向けて導出させるプリズム部と、
を樹脂成形により一体に備えているとともに、
前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面が前記略直方体形状の本体部の底面に対して傾斜して形成され、且つ、非点収差方式の集束ビームを発生させるために、前記偏向性ホログラム部により偏向されて当該導出面を透過する前記戻りの光ビームの光軸に対して所定の傾きを有するようにされていることを特徴とする光ヘッド用光学素子。
【請求項２】
光ディスクに光ビームスポットを照射することに基づき情報の記録再生が可能な光ヘッドにおいて、
略直方体形状の本体部の第１の面に形成され、光源より出力される光ビームを３つに分離させる回折格子部と、
前記第１の面と逆向きの第２の面に形成され、前記回折格子部から光ディスクへの往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスクからの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部と、
前記略直方体形状の本体部から突出するようにくさび形状に形成され、前記偏光性ホログラム部により偏向された光ビームを光センサに向けて導出させるプリズム部と、
を樹脂成形により一体に備えているとともに、
前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面は、前記略直方体形状の本体部の底面に対して傾斜して形成され、且つ、非点収差方式の集束ビームを発生させるために、前記偏向性ホログラム部により偏向されて当該導出面を透過する前記戻りの光ビームの光軸に対して所定の傾きを有するようにされている光ヘッド用光学素子を備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
光ディスクに光ビームスポットを照射することに基づき情報の記録再生が可能な光ヘッドに用いられる光ヘッド用光学素子において、
略直方体形状の本体部の第１の面に形成され、光源より出力される光ビームを３つに分離させる回折格子部と、
前記第１の面と逆向きの第２の面に形成され、前記回折格子部から光ディスクへの往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスクからの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部と、
前記略直方体形状の本体部から突出するようにくさび形状に形成され、前記偏光性ホログラム部により偏向された光ビームを光センサに向けて導出させるプリズム部と、
を樹脂成形により一体に備えているとともに、
前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面は、前記略直方体形状の本体部の底面に対して傾斜して形成され、且つ、ナイフエッジ方式の集束ビームを発生させるために、前記偏向性ホログラム部により偏向されて当該導出面を透過する前記光ビームを二分する位置に段差部が設けられ、この段差部で区切られた前記導出面の一方の面と他方の面とが互いに異なる傾斜角を有するように形成されていることを特徴とする光ヘッド用光学素子。
【請求項４】
光ディスクに光ビームスポットを照射することに基づき情報の記録再生が可能な光ヘッドにおいて、
略直方体形状の本体部の第１の面に形成され、光源より出力される光ビームを３つに分離させる回折格子部と、
前記第１の面と逆向きの第２の面に形成され、前記回折格子部から光ディスクへの往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスクからの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部と、
前記略直方体形状の本体部から突出するようにくさび形状に形成され、前記偏光性ホログラム部により偏向された光ビームを光センサに向けて導出させるプリズム部と、
を樹脂成形により一体に備えているとともに、
前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面は、前記略直方体形状の本体部の底面に対して傾斜して形成され、且つ、ナイフエッジ方式の集束ビームを発生させるために、前記偏向性ホログラム部により偏向されて当該導出面を透過する前記光ビームを二分する位置に段差部が設けられ、この段差部で区切られた前記導出面の一方の面と他方の面とが互いに異なる傾斜角を有するように形成されている光ヘッド用光学素子を備えることを特徴とする光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド用光学素子および光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばいわゆるＤＶＤやＣＤ等の光ディスク上に光スポットを集光させて光学的に情報の読取（再生）等を行う光ヘッドが知られている（例えば特開平６−１６８４６２号、特開平１１−３５３６９１号、特開平９−２３１６０４号、等の各公報参照）。
情報の記録再生（読取および書込）が可能な従来の光ヘッドとしては、例えば図６に示す光学系１００を備えるものが知られている。この光学系１００は、光ビームを出力するレーザ光源１０１、このレーザ光源１０１からの光ビームを透過により平行光に変換するコリメータレンズ１０２、光ビームを透過により３つに分離させる３スポット用の回折格子１０３、光ディスク１１０への往きの光ビームを偏光させる一方で光ディスク１１０からの戻りの光ビームは偏向させる偏光ビームスプリッタ１０４、λ／４板１０５、対物レンズ１０６、反射ミラー１０７、信号検出用の集束ビームを発生させるための光学素子１０８（図６は非点収差方式の場合を示しているため、この光学素子１０８は非点収差方式の集束ビームを発生させる透過板である）、および、光センサ１０９等を備えて構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すような光学系１００を備える従来の光ヘッドにおいては、  回折格子１０３、偏光ビームスプリッタ１０４、および、信号検出用の集束ビームを発生させるための光学素子１０８を別個に備える必要があるため、光学素子の部品点数が多いという問題の他、各光学素子の位置調整を厳密に行わない限り信頼性が低減するという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、光学部品点数の低減、ならびに、信頼性の向上を可能とする光ヘッド用光学素子および光ヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、光ヘッド用光学素子において、光源より出力される光ビームを複数に分離させる回折格子部と、この回折格子部から光ディスクへの往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスクからの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部と、該偏光性ホログラム部により偏向された光ビームに基づき非点収差方式或いはナイフエッジ方式の集束ビームを発生させて光センサに向け導出させるためのプリズム部と、を一体に備えることを特徴としている。ここで、前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面には、この導出面を透過する前記光ビームを二分する位置に段差部が設けられ、この段差部で区切られた前記導出面の一方の面と他方の面とが互いに異なる傾斜角を有するように形成される。或いは、上記の導出面を透過する前記戻りの光ビームの光軸に対して所定の傾きを有して形成される。従って、例えば、回折格子、偏光ビームスプリッタおよび信号検出用の集束ビームを発生させるための光学素子の３つの光学素子を別個に備える場合等と比べると光学素子の部品点数を低減できるため、光ヘッドを安価に構成できるとともに、これら３つの光学素子を別個に取り付けする場合等と比べて、信頼性を向上させることができる。また、前記回折格子部は略直方体形状の本体部の第１の面に形成されている一方で、この第１の面と逆向きの第２の面に前記偏光性ホログラム部が形成されていることが好ましい。また、プリズム部は、具体的には、例えば前記略直方体形状の本体部から突出するようにくさび形状に形成され、且つ、前記戻りの光ビームを光センサに向けて導出する前記プリズム部の導出面は、前記略直方体形状の本体部の底面に対して傾斜するように形成する。これにより、光ヘッド用光学素子が合理的な形状となる。また、回折格子部と、偏光性ホログラム部と、プリズム部とは、例えば樹脂成形により一体に備えて構成されている。このため、比較的容易に製造することが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の光ヘッドは、光ディスク７０に光ビームスポットを照射することに基づき情報の記録再生が可能な装置であり、光ビームを出力するレーザ光源（光源）１０と、本発明に係る光ヘッド用光学素子２０と、コリメータレンズ３０と、λ／４板４０と、対物レンズ５０と、光センサ６０等を有する光学系１を備えている。
【０００７】
このうち、光ヘッド用光学素子２０は、回折格子部２１と、偏光性ホログラム部２２と、プリズム部２３とを、例えば樹脂成形により一体に備えて構成されている。このため、比較的容易に製造することが可能である。
このうち、回折格子部２１は、レーザ光源１０より出力される光ビームを透過により３つに分離させる。
偏光性ホログラム部２２は、例えば鋸歯形状（ブレーズ形状）を成している。この偏光性ホログラム部２２は、回折格子部２１を透過後の光ビーム、即ち、光ディスク７０への往きの光ビームは偏光させるが、光ディスク７０からの戻りの光ビームはプリズム部２３に向くように偏向させる。
また、プリズム部２３は、本実施形態の場合、例えば、ナイフエッジ方式の１つであるダブルナイフエッジ方式の集束ビームを発生させて光センサ６０に向け導出させることが可能な形状に形成されている。
具体的には、このプリズム部２３は、総体としては、図１および図２（ｂ）の矢印Ｃ方向に向け次第に細くなるくさび形状を成している。これにより、好適に集束ビームを発生させることができる。
さらに、このプリズム２３の、集束ビームを導出させる導出面２３１は、図２に示すように、段差部２３１ｃにより仕切られた第１面２３１ａおよび第２面２３１ｂを備えている。これら第１面２３１ａおよび第２面２３１ｂは、少なくとも段差部２３１ｃの付近（光ビームの透過領域）ではともに平面に形成されている（具体的には、例えば、各々の全面が平面に形成されている）。このような構成のプリズム部２３は、段差部２３１ｃを跨いで（またいで）第１面２３１ａおよび第２面２３１ｂの双方を透過する円形の光ビームを、半円ごとの光ビーム（図５参照）に分離して光センサ６０の受光面の各領域（後述）に照射させる。
この光ヘッド用光学素子２０は、例えば、略直方体形状を成す本体部２０ａを備え、該本体部２０ａの１つの面（第１の面）に回折格子部２１が形成され、この面と逆向きの面（第２の面）に、偏光性ホログラム部２２が形成されている。これにより、光ヘッド用光学素子２０は、合理的な形状となっている。
さらに、プリズム部２３は、例えば、本体部２０ａの各面のうち、回折格子部２１が形成されている面（第１の面）において、回折格子部２１とは異なる位置に、該面より突出するように形成されている。
【０００８】
また、光学系１において、レーザ光源１０は、出力される光ビームの向きが、例えば光ディスク７０側を向くように配設され、光ヘッド用光学素子２０は、レーザ光源１０から出力される光ビームが、先ず、回折格子部２１を透過し、次に、偏光性ホログラム部２２を透過するように配置されている（回折格子部２１がレーザ光源１０側を向くように配置されている）。
さらに、コリメータレンズ３０は、光ヘッド用光学素子２０の偏光性ホログラム部２２より導出される光ビームが透過するように配置され、λ／４板４０は、コリメータレンズ３０から光ディスク７０側に向け透過した光ビームが透過するように配置され、対物レンズ５０は、λ／４板４０から光ディスク７０側に向け透過した光ビームが透過するように配置されている。
さらに、光センサ６０は、光ヘッド用光学素子２０のプリズム部２３より導出される集束ビームが照射されるように配置されている。
なお、対物レンズは、対物レンズアクチュエータ（図示略）により焦点合わせ方向（光ディスク面と直交方向）およびトラッキング合わせ方向（光ディスクの半径方向）に移動されるようになっている。
【０００９】
このように構成された光学系１において、レーザ光源１０より出力される光ビームは以下のように誘導される。
即ち、先ず、光ヘッド用光学素子２０の回折格子部２１を透過することにより３つの光ビームに分離し、次に、光ヘッド用光学素子２０の偏光性ホログラム部２２を透過することにより偏光され、次に、コリメータレンズ３０を透過することにより平行光に変換され、次に、λ／４板４０を透過することにより円偏光に変換され、次に、対物レンズ５０を透過することにより光ビームスポットとなり光ディスク７０に照射される。
また、光ディスク７０からの戻り光（戻りの光ビーム）は、対物レンズ５０、λ／４板４０、コリメータレンズ３０を順に透過した後、光ヘッド用光学素子２０の偏光性ホログラム部２２に入射する。すると、この偏光性ホログラム部２２は、該戻り光を、プリズム部２３側に向くように偏向する。
ここで、プリズム部２３は、図１の矢印Ｃ方向に向けて細くなるくさび状をなしているため、戻り光は、該プリズム部２３を透過することにより、集束ビームとなる。しかもこの際、戻り光は、導出面２３１を透過するため、３つのビームの各々が、半円ごとの光ビーム（図５参照）に分離されて光センサ６０の受光面に照射される。なお、ここで、３つのビームの全てが、段差部２３１ｃを跨いで第１面２３１ａおよび第２面２３１ｂの双方を透過するように、プリズム部２３は形成されている。
また、プリズム部２３の導出面２３１より導出される集束ビームの向きが、レーザ光源１０から出力される光ビームに対し、例えば、略直交するように、該プリズム部２３の形状が設定されている。
このようにしてプリズム部２３から導出される集束ビームは、光センサ６０に集束して検出される。
【００１０】
次に、以上のような構成の光ヘッドを用いて行う光ディスクの再生（情報読み取り）について説明する。
光ディスクを再生するには、レーザ光源１０より光ビームを出力し、該光ビームを上記説明した経路に従って誘導して、光センサ６０にてＲＦ信号、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を検出する。
ここで、光センサ６０は、その受光面が、例えば図５に示すように、複数の領域（例えば領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの都合８つの領域）にパタン分割された分割センサである。
なお、上記のように、プリズム部２３の導出面２３１より導出される３×２＝６つの光ビームは、それぞれ、領域Ａ〜Ｈのうち対応する領域に照射されるようになっている。
そして、光センサの領域Ａ〜Ｈでの検出に基づく光電変換出力をそれぞれ単にＡ〜Ｈと表すとすれば、３ビーム法によれば、ＲＦ信号、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を、ＲＦ信号＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ、フォーカス誤差信号＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）、トラッキング誤差信号＝（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）によりそれぞれ求めることができる。
また、同様に、差動プッシュプル法によれば、フォーカス誤差信号は、３ビーム法の場合と同様に（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）によって、また、トラッキング誤差信号は、｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝−Ｋ｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝によって、それぞれ求めることができる。ここで、Ｋは｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝と｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝の各出力を同一とするための係数である。
【００１１】
この実施の形態の光ヘッドによれば、その光学系１が、レーザ光源１０より出力される光ビームを３つに分離させる回折格子部２１と、この回折格子部２１から光ディスク７０への往きの光ビームは偏光させる一方で、光ディスク７０からの戻りの光ビームは偏向させる偏光性ホログラム部２２と、該偏光性ホログラム部２２により偏向された光ビームに基づきナイフエッジ方式の集束ビームを発生させて光センサ６０に向け導出させるためのプリズム部２３と、を一体に備える光ヘッド用光学素子２０を備えているので、例えば、回折格子、偏光ビームスプリッタおよび信号検出用の集束ビームを発生させるための光学素子の３つの光学素子を別個に備える場合等と比べて光学素子の部品点数を低減できるため、光ヘッドを安価に構成できるとともに、これら３つの光学素子を別個に取り付けする場合等と比べて、信頼性を向上させることができる。
【００１２】
なお、上記の実施の形態では、ナイフエッジ方式の一例としてのダブルナイフエッジ方式の集束ビームをプリズム部２３により発生させる例について説明したが、これに限らず、シングルナイフエッジ方式の集束ビームを発生させるようにしても良い。
また、ナイフエッジ方式の集束ビームを光ヘッド用光学素子２０のプリズム部２３により発生させる例について説明したが、これに限らず、非点収差方式の集束ビームを発生させるようにしても良い。この場合、プリズム部２３の導出面２３１を、段差部２３１ｃの無い平面とすれば良い。
【００１３】
ところで、レーザ光源１０より出力されるビーム光は、厳密には、その進行方向に対する直交面で切断した断面形状が楕円形状であるため、例えば図３に示すように、ビーム光の該断面形状を正円形状に成形するビーム成型用プリズム８０を光路系１に備えることが好ましい。
このビーム成型用プリズム８０は、具体的には、例えば、コリメータレンズ３０とλ／４板４０との間に介在させると良い。
なお、この場合、レーザ光源１０、光ヘッド用光学素子２０、コリメータレンズ３０、および、光センサ６０の、光ディスク７０に対する配置角度が、図１に示す場合と異なる。
【００１４】
また、光ヘッド用光学素子２０のプリズム部２３により発生させる集束ビームをナイフエッジ方式と非点収差方式の何れにする場合についても、プリズム部２３の本体部２０ａからの突出態様は、例えば２種類が挙げられる。
即ち、図１および図２等に示すように、本体部２０ａの底面２０ｂよりも矢印Ｄ方向に突出しないようにプリズム部２３を形成するのでも良いし、或いは、図４に示すように、本体部２０ａの底面２０ｂよりも矢印Ｄ方向に突出するようにプリズム部２３を形成するのでも良い。
ただし、図４に示す場合よりも、図１および図２等に示す場合の方が、成形が容易であるとともに、光ヘッド用光学素子２０の強度が得られるため好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の光ヘッド用光学素子および光ヘッドによれば、回折格子、偏光ビームスプリッタおよび非点収差用の透過板の３つの光学素子を別個に備える場合等と比べて光学素子の部品点数を低減できるため、光ヘッドを安価に構成できるとともに、これら３つの光学素子を別個に取り付けする場合等と比べて信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の光ヘッドが備える光学系を示す模式図である。
【図２】ナイフエッジ方式の場合の光ヘッド用光学素子を示す図であり、このうち（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向から見た図、（ｃ）は（ｂ）の矢印Ｂ方向から見た斜視図である。
【図３】図１の構成に加え、楕円形状の光ビームを正円形状に変換させるためのビーム成型用プリズムを備える光学系を示す模式図である。
【図４】光ヘッド用光学素子のプリズム部の別形態を示す図である。
【図５】ナイフエッジ方式の場合の光センサのパタンおよび照射されるビーム形状を示す図である。
【図６】従来の光ヘッドの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
２０  光ヘッド用光学素子
２１  回折格子部
２２  偏光性ホログラム部
２３  プリズム部
７０  光ディスク
【図１】
0003575022.tif 000002
【図２】
0003575022.tif 000003
【図３】
0003575022.tif 000004
【図４】
0003575022.tif 000005
【図５】
0003575022.tif 000006
【図６】
0003575022.tif 000007