(57)【要約】      （修正有）【課題】２層ＢＤを含むＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに対応する薄型光学ヘッド等の光学系において、光学実装スペースが小さい薄型光学ヘッドを実現する。【解決手段】光学ヘッド００１において、光ビームを出射する光源００２と、光分岐素子００４と、前記光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する光集光素子００７と、前記光学的情報記憶媒体を反射した前記光ビームを受光する光検出器０１１と、前記光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子０１０を備えさせる。前記光路変換素子０１０は、前記光分岐素子００４と前記光検出器０１１、又は前記光分岐素子００４と前記光源００２との間の前記光ビームの光路上に配置され、前記光ビームが入射する入射面と、前記光ビームが出射する出射面を備え、例えば前記光ビームが前記入射面と前記出射面との間を通過する間に前記光路変換素子０１０の内部で少なくとも２回反射するようにする。【選択図】図１
2011150767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光分岐素子と、
前記光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する光集光素子と、
前記光学的情報記憶媒体を反射した前記光ビームを受光する光検出器と、
前記光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子を備え、
前記光路変換素子は、前記光分岐素子と前記光検出器、又は前記光分岐素子と前記光源との間の前記光ビームの光路上に配置され、前記光ビームが入射する入射面と、前記光ビームが出射する出射面を備え、前記光ビームが前記入射面と前記出射面との間を通過する間に前記光路変換素子の内部で少なくとも２回反射することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ヘッドであって、
前記光路変換素子は、前記入射面と、前記入射面に入射する光ビームとが略直交し、且つ前記出射面と、前記出射面から出射する光ビームとが略直交することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の光学ヘッドであって、
前記光路変換素子は、
前記入射面と前記出射面のなす角度が少なくとも４５度より小さいことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の光学ヘッドであって、
光ビームを複数に分割する光分割素子を備え、
前記光分割素子が、前記光分岐素子と前記光検出器、又は前記光分岐素子と前記光源との間の前記光ビームの光路上に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の光学ヘッドであって、
前記光検出器又は前記光源が、該光学ヘッドの外形と略平行に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項６】
請求項１に記載の光学ヘッドであって、
前記光学的情報記憶媒体の記録や再生を行う光学ドライブに該光学ヘッドを搭載した場合、前記光検出器の光ビームを受光する面又は前記光源の光ビーム出射面と、前記光学ドライブの側面とが略平行になるよう配置したことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項７】
第１の光ビームを出射する第１の光源と、
第２の光ビームを出射する第２の光源と、
前記第１の光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する第１の光集光素子と、
前記第２の光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する第２の光集光素子と、
前記光学的情報記憶媒体を反射した前記第１の光ビームを受光する第１の光検出器と、
前記光学的情報記憶媒体を反射した前記第２の光ビームを受光する第２の光検出器と、
入射した前記第１の光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光分岐素子と、
前記第１の光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子と、を備え、
を備え、
前記第１の光検出器は前記第２の光検出器よりも前記光学的情報記憶媒体の半径方向の外側に配置されており、
前記光路変換素子は、前記光分岐素子と前記第１の光検出器、又は前記光分岐素子と前記第１の光源との間の前記第１の光ビームの光路上に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の光学ヘッドであって、
前記光路変換素子は、前記第１の光ビームが入射する入射面と、前記第１の光ビームが出射する出射面を備え、前記第１の光ビームが前記入射面と前記出射面との間を通過する間に前記光路変換素子の内部で少なくとも２回反射することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の光学ヘッドであって、
前記光路変換素子は、前記入射面と、前記入射面に入射する前記第１の光ビームとが略直交し、且つ前記出射面と、前記出射面から出射する前記第１の光ビームとが略直交することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１０】
請求項８に記載の光学ヘッドであって、
前記光路変換素子は、前記入射面と前記出射面のなす角度が少なくとも４５度より小さいことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１１】
請求項７に記載の光学ヘッドであって、
光ビームを複数に分割する光分割素子を備え、
前記光分割素子が、前記光分岐素子と前記第１の光検出器、又は前記光分岐素子と前記第１の光源との間の前記第１の光ビームの光路上に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１２】
請求項７に記載の光学ヘッドであって、
前記第１の光検出器又は前記第１の光源が、該光学ヘッドの外形と略平行に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１３】
請求項７に記載の光学ヘッドであって、
前記光学的情報記憶媒体の記録や再生を行う光学ドライブに該光学ヘッドを搭載した場合、前記第１の光検出器の光ビームを受光する面又は前記第１の光源の光ビーム出射面と、前記光学ドライブの側面とが略平行になるよう配置したことを特徴とする光学ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光学的情報記憶媒体に対して情報を記録または再生する光学ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２及び３に光学ヘッドが記載されている。
【０００３】
特許文献１には、「複数の対物レンズ及び複数波長の光源によって、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤという異なる記録密度を有する複数の記録媒体に対応可能な光ピックアップを提供する」ことを目的として、「光ピックアップ製作時に発生する対物レンズのチルトは対物レンズアクチュエータの駆動によって補償する。このアクチュエータは、稼動部に設置する磁気回路をフォーカシング方向とトラッキング方向とに分離することによって従来の複数対物レンズの稼動部より軽く出来る。また、複数の対物レンズを作動距離差を考慮して設置することによって、短い作動距離を有する対物レンズと記録媒体との接触を防止できる。」との記載がある。
【０００４】
また、特許文献２には、「所望のトラックにビームを照射させる制御を行うための信号であるトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段とを用い、前記光検出手段は複数の受光部を有し、前記複数のビームは、トラックと直交する方向の異なる位置を照射し、前記トラッキング誤差信号生成手段は、前記受光部から出力される信号を差動演算してプッシュプル信号を生成し、前記複数のビームから得られる信号を操作する」との記載があり、「以上のような構成により、情報記憶媒体の保護層からの反射による迷光の影響が少ない良好なＴＥ信号を得ることができ、高い信頼性をもって情報を記録再生できる光ヘッド装置を提供することができる。」及び「また、迷光を発生させる反射面は、透明基板の表面に限られることはなく、光記憶媒体が複数の記録面を有している場合には、情報を記録もしくは再生している記録面以外からの迷光も発生される。その場合にも本発明は同様に有効である。」との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４―１３４０５６号公報
【特許文献２】特開２００４―２８１０２６号公報
【特許文献３】特開平８−６３８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光学的情報記憶媒体には、光磁気ディスクや光ディスク等がある。特に光ディスクでは、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が規格化されている。
【０００７】
これらの光ディスクでは、使用する半導体レーザの波長、対物レンズのＮＡ、光ディスクのカバーガラス厚などが異なる規格になっている。光ディスクの情報面に光ビームを集光する光集光素子がある。光学ヘッドでは、光集光素子として対物レンズを用いている。ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの３個の光ディスクに対応する光学ヘッドにおいて、対物レンズを共通化する３光ディスク互換対物レンズが近年検討されているが、光ディスクと対物レンズの隙間であるＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を確保するため、３光ディスク互換対物レンズは大型化が避けられない。また、３波長互換対物レンズは光透過効率が低いのが欠点であり、記録型の光ディスク対応が障壁となっている。
【０００８】
このため、光学ヘッドではＤＶＤとＣＤの２波長対物レンズとＢＤ専用のＢＤ対物レンズの２個を使用する２対物レンズ方式が一般的に用いられており、例えば特許文献１などがある。
【０００９】
また、ＢＤでは、２個の情報面を持つ２層ＢＤがある。この２層ＢＤを再生する場合、所定の情報面を再生する場合、他方の情報面から迷光が発生する。これを層間クロストークと言う。層間クロストークは特にサーボ信号の外乱となる。サーボ信号とは、所定情報面の所定位置に集光スポットを制御する信号のことを言う。サーボ信号に対する層間クロストークの対策としては、例えば特許文献２などがある。特許文献２では、サーボ信号を生成する光検出器の受光面に層間クロストークが入光しないように対策したものである。
【００１０】
例えば、２層ＢＤを含むＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに対応する光学ヘッドは特許文献１の光学系構成と特許文献２の光学ヘッドを組み合わせることで実現できる。
【００１１】
しかしながらノートパソコンやポータブルドライブなどの薄型光学ヘッドでは、光学実装スペースが小さいため単純に組み合わせただけでは、薄型光学ヘッドの外形内に実装できない。
【００１２】
そこで本発明は、例えば２層ＢＤを含むＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対応する薄型光学ヘッド等の光学系において、従来と比してより光学実装スペースが小さい薄型光学ヘッドを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。具体的には、例えば、光ビームを出射する光源と、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光分岐素子と、前記光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する光集光素子と、前記光学的情報記憶媒体を反射した前記光ビームを受光する光検出器と、前記光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子を備え、前記光路変換素子は、前記光分岐素子と前記光検出器、又は前記光分岐素子と前記光源との間の前記光ビームの光路上に配置され、前記光ビームが入射する入射面と、前記光ビームが出射する出射面を備え、前記光ビームが前記入射面と前記出射面との間を通過する間に前記光路変換素子の内部で少なくとも２回反射することを特徴とする光学ヘッド、を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学ヘッドを従来に比してより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における光学ヘッドの構成図を示す。
【図２】実施例１における光路変換素子の構成図を示す。
【図３】実施例２における光路変換素子の構成図を示す。
【図４】実施例２における光路変換素子の角度θ１、θ２、θ３の関係を計算したグラフを示す。
【図５】実施例２における光路変換素子の立体図を示す。
【図６】実施例３における光学ヘッドの構成図を示す。
【図７】実施例３における光学ドライブ内にある光学ヘッドが光ディスク内周側に移動したときの構成図を示す。
【図８】実施例３における光学ドライブ内にある光学ヘッドが光ディスク外周側に移動したときの構成図を示す。
【図９】実施例３における光学ヘッドであって、光路変換素子の換わりに反射ミラーを配備した構成図を示す。
【図１０】実施例３における光学ヘッドであって、光路変換素子の換わりに反射ミラーを配備した構成図を示す。
【図１１】実施例４における光学ヘッドの構成図を示す。
【図１２】実施例５における光学ヘッドの構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図に示す実施例に基づいて詳細に説明するが、これによりこの本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
本発明における実施例１について図を用いて詳細に説明する。ここでは、光ディスクとして、２層ＢＤの記録または再生に対応した光学ヘッドを想定し説明する。もちろん２層ＢＤに限定されず、ＢＤの１層光ディスクや３層以上の光ディスクやＤＶＤ、ＣＤであってもなんら構わないものである。
【００１８】
図１は実施例１における光学ヘッド００１の構成を示す概略図である。図は光学ヘッド００１を光ディスク、すなわち２層ＢＤ側（紙面ｚ負方向から正方向）から見たものである。
【００１９】
光源００２から光ビームが発散光として出射される。ＢＤにおいて情報の記録または再生を行うには、一般的に波長３９５ｎｍから４１５ｎｍ帯の半導体レーザを用いるのが一般的であり、光源００２からは波長約４０５ｎｍの光ビームを出射するものとする。なお、光源００２から出射された光ビームの進路を実線００３にて図示した。
【００２０】
光源００２から出射した光ビームは光分岐素子００４に入射する。光分岐素子は、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光学素子である。例えば、平板ミラーやプリズム、偏光性プリズムなどで光分岐素子は、実現できる。
【００２１】
光分岐素子００４を反射した光ビームはコリメートレンズ００５によって略平行な光ビームに変換される。球面収差補正機構００６は、コリメートレンズ００５を光軸方向（紙面ｙ方向）に駆動するための機構であり、電磁モータや圧電素子などを用いることで実現できる。
【００２２】
ＢＤはカバーガラスの厚み誤差により大きな球面収差が発生する。このためＢＤでは球面収差を補正する球面収差補正機能が必要であり、一般的に球面収差調整機能はコリメートレンズ００５を光軸方向に駆動することで実現できる。このため、コリメートレンズ００５は、光軸方向に移動させることができる球面収差補正機構００６を搭載することを想定している。
【００２３】
また、球面収差調整機能は、同心円状パターンの液晶素子によっても実現できる。このため、球面収差補正機構００６の代わりにコリメートレンズ００５の付近に液晶素子を配置してもなんら構わない。
【００２４】
コリメートレンズ００５を進行した光ビームは、反射ミラー（図示なし）で進行方向を紙面ｚ方向に変換された後、対物レンズ００７に入射し、２層ＢＤの所定情報面に集光照射される。対物レンズ００７はＢＤを再生するためＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）０．８５の対物レンズを想定している。
【００２５】
対物レンズ００７はアクチュエータ００８に搭載されており、２層ＢＤの所定情報面の法線方向（紙面ｚ方向）と２層ＢＤの半径方向（紙面ｘ方向）に駆動させることができる。なお、半径方向はトラッキングによる制御、およびレンズシフト時の駆動に用いられ、法線方向はフォーカシングによる制御に用いられる。
【００２６】
所定情報面で反射した光ビームは、対物レンズ００７、コリメートレンズ００５、光分岐素子００４を進行し、光分割素子００９に入射する。光分割素子００９に入射した光ビームは複数の光ビームに分割される。
【００２７】
光分割素子００９で複数に分割された光ビームは光路変換素子０１０に入射する。光路変換素子０１０は入射した光ビームの出射方向を変換する光学素子であり、光路変換素子０１０に入射した光ビームは出射方向が変換され光検出器０１１内にある複数の受光面にて検出される。
【００２８】
光学ヘッド００１において、光源００２から２層ＢＤまでの光路を往路、２層ＢＤから光検出器０１１までの光路を復路と記す。
【００２９】
光学ヘッドでトラッキングやフォーカシングの制御には、各々制御信号が必要である。特許文献２には復路に光分割素子を配置することで制御信号を生成する方法が記載されている。本発明においても復路に配置した光分岐素子００９においてトラッキングやフォーカシングに必要な制御信号を得るため光ビームを分割することを想定している。
【００３０】
光源００２はＦＰＣ０１２（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）と接続されており、光源００２の出射する光ビームの光量を光学ヘッド００１の外部からＦＰＣ０１２を介して制御することが出来る。
【００３１】
また光検出器０１１は、ＦＰＣ０１３と接続されており、光検出器０１１の受光面から得られた信号を光学ヘッド００１の外部へＦＰＣ０１３を介して伝送することが出来る。
【００３２】
光源００２はホルダ０１４と一体になっている。ホルダ０１４は組立て時に調整装置に固定する機能と、光源００２が発生する熱を放熱し易くする放熱機構を有する。
【００３３】
光検出器０１１はホルダ０１５と一体になっている。ホルダ０１５は組立て時に調整装置に固定する機能を有する。光検出器０１１は、光学ヘッド００１の外形斜部０２０と略平行になるように配置すると良い。これは、光検出器０１１がホルダ０１５と一体として組立て時に調整するため、光学ヘッド００１の外形と略平行になっていると、組立てずれにより、光検出器０１１、ホルダ０１５、ＦＰＣ０１３の外形食み出しを防止する大きな効果が得られる。
【００３４】
光学ヘッド００１が２層ＢＤの所定半径位置にアクセスするときには、アクセス軸０１６、０１７に沿って移動できる。
【００３５】
また軸０１８は光学ヘッド００１の対物レンズ００７を通り、アクセス軸０１６、０１７と平行な軸であり、光ディスクの半径方向と一致する軸を図示した破線である。
【００３６】
光源駆動回路０１９は、いわゆるＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、記録ストラテジーや高周波重畳による光源００２の光量出射パターンを生成する機能を有している。
【００３７】
信号再生の性能を決める情報面上での集光スポットの大きさは、主に対物レンズのＮＡ、リム(対物レンズ瞳端)強度、光源の波長で決まる。リム強度を高くするため、一般的にＢＤを再生する光学ヘッドにおいては、往路光学倍率（コリメートレンズと対物レンズの焦点距離比に相当）を８から１４倍程度としている。ＤＶＤやＣＤでは、４から７倍程度であったので、ＢＤを再生する光学ヘッドでは光学倍率が従来と比べ大きい。往路光学倍率を高くするには、焦点距離の長いコリメートレンズを用いなければならないので、光学系が大きくなる。
【００３８】
また、２層ＢＤに対応した光分割素子は往路では全く作用せず、復路で作用することが望ましい。例えば、光分岐素子とコリメートレンズの間に配置して往路は影響しないように偏光性を持たせる構成が考えられる。しかし、偏光性を持たせるには、異方性のある材料と等方性のある材料とを複雑に混同させなければならない。このため偏光性を持った光分割素子は一般的に高価な光学部品である。逆に偏光性の無い光分割素子は安価に製造することができる。そこで、光学ヘッド００１では、往路と復路で光軸が共通でない、光分岐素子００４と光検出器０１１の間に光分割素子００９を配備している。
【００３９】
光分割素子は光ビームを領域毎に複数に分割するため光ビーム径が大きいところに配置した方が部品位置ずれに強いといえる。また光ビーム径が大きいところに光分割素子を配置すると、分割された光ビームの出射角度を小さくでき光源の波長変動に強い効果が得られる。
【００４０】
コリメートレンズ００５と光検出器０１１の間に配置された光分割素子００９の配置位置がコリメートレンズ００５に近づくと、光ビーム径は大きくなり、遠ざかると小さくなる。この観点では、光分割素子は偏光性を持たせ、コリメートレンズと光分岐素子００４の間に配置するのが良いが、偏光性を持たせるとコストが高くなる。このため、光学ヘッド００１では、往路と復路で光軸が共通でない、光分岐素子００４と光検出器０１１の間に光分割素子００９を配備し、無偏光の特性としただけでなく、図に示したように、光分割素子００９をコリメートレンズ００９に最も近い側に配置させている。この構成に拠れば、光学ヘッドを安価にでき、波長依存性や部品ずれに強い構成を実現できる。
【００４１】
上述したように２層ＢＤを再生する光学ヘッドは、球面収差補正機構００６や光源駆動回路０１９が必要となり光学系の実装スペースが小さくなるため、光学系の実装が非常に難しい。本発明の光学ヘッド００１においては、光検出器０１１の面を外形の斜部０２０と平行になるように光路変換素子０１０を配置させ、光検出器０１１と光検出器００１用のＦＰＣ０１３やホルダ０１５が外形から食み出さないようにしたものである。
【００４２】
図２は実施例１における光路変換素子０１０の構成を示した図である。図１同様に２層ＢＤ側（紙面ｚ負方向から正方向）から光路変換素子０１０を見たものである。
【００４３】
光路変換素子０１０は、透明度の高い硝子またはプラスチックで構成された光学部品であり、入射面０３１、反射面０３２、反射面０３３、出射面０３４の４個の面がある。入射面０３１と出射面０３４は光ビームを透過させる機能を有する面である。入射面０３１と出射面０３４は、反射膜防止のため誘電体多層膜を形成させ透過率を向上させると良い。反射面０３２と反射面０３３は光ビームを反射させる機能を有する面である。このような光ビームを反射させる機能は、アルミなどの金属膜や誘電体多層膜などにより実現できる。
【００４４】
光ビーム（実線００３で図示）が入射面０３１に入射すると、光ビームは入射面０３１を透過し、反射面０３２へ到達する。反射面０３２で光ビームは反射し、反射面０３３へ進行する。反射面０３３で光ビームは再び反射し、出射面０３４を透過し光ビームは光路変換素子０１０から出射する。
【００４５】
入射面０３１は図に示すように入射する光ビームと略直交させ配置させる。また出射面０３４も図に示すように出射する光ビームと略直交させ配置させる。このように入射面０３１と出射面０３４をそれぞれ光ビームと略直交させることで、不要な収差を発生させないで進行光路の角度を変換することができる。
【００４６】
このように、光学ヘッド００１は、光ビームを出射する光源００２と、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光分岐素子００４、その光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する対物レンズ００７と、光学的情報記憶媒体を反射した光ビームを受光する光検出器０１３と、光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子０１０を備えている。そして、本実施例における光路変換素子０１０は、光分岐素子００４と光検出器０１３の間の光路上に配置されている。また、光路変換素子０１０は、光ビームが入射する入射面０３１と、光ビームが出射する出射面０３４を備え、光ビームが入射面０３１と出射面０３４との間を通過する間に光路変換素子の内部で少なくとも２回異なる角度で反射する構成としている。なお、薄型光ヘッドの外形制約の課題を克服するための光路変換素子０１０の配置について、本実施例と異なる方式も考えられる。これについては、後述の実施例４等で詳細に説明をする。
【実施例２】
【００４７】
本発明における実施例２について図を用いて詳細に説明する。ここでは、実施例１の光路変換素子０１０の変形例について説明する。
【００４８】
図３は、実施例２における光路変換素子０５０の構成を示す概略図である。図３は図１、２同様に２層ＢＤ側（紙面ｚ負方向から正方向）から光路変換素子０５０を見たと想定したものである。
【００４９】
光路変換素子０５０は、入射面０５２、反射面０５３、反射面０５４、出射面０５５の４個の面がある。入射面０５２と出射面０５５は光ビームを透過させる機能を有する面である。反射面０５３と反射面０５４は光ビームを反射させる機能を有する面である。
【００５０】
光ビーム（実線０５１で図示）が入射面０５２に入射すると、光ビームは入射面０５２を透過し、反射面０５３へ到達する。反射面０５３で光ビームは反射し、反射面０５４へ進行する。反射面０５４で光ビームは再び反射し、出射面０５５を透過し光ビームは光路変換素子０５０から出射する。
【００５１】
入射面０５２は図に示すように入射する光ビームと略直交させ配置させる。また出射面０５５も図に示すように出射する光ビームと略直交させ配置させる。このように入射面０５２と出射面０５５を光ビームと略直交させることで、不要な収差を発生させないで光路を変換できる。
【００５２】
光路変換素子０１０は入射面０３１と反射面０３３が同じ平面で構成されている。これに対し、光路変換素子０５０の反射面０５４は入射面０５２に対して角度（θ３）を持たせた点が異なる。このように、反射面０５４と入射面０５２に角度を持たせることで、出射する光ビームの角度を異ならせることができる。
【００５３】
なお、入射面０５２と反射面０５３を図では入射面０５２と略直交する面０５６にて遮断するような構成としている。これは、光ビームが進行しない領域なので削除し光路変換素子を小さくするためである。また、面０５６は光学ヘッド組立て時の基準面や、支持面として利用しても良い。もちろん面０５６は図と異なる角度としてもなんら構わない。
【００５４】
また、反射面０５３と出射面０５５の交点や、反射面０５４と出射面０５５の交点は図では突起しているが、Ｃ面カットなどして割れかけ防止した方が望ましい。
【００５５】
ここで、光路変換素子０５０の入射面０５２と反射面０５３とがなす角度をθ１、入射面０５２と出射面０５５とがなす角度をθ２、入射面０５２と反射面０５４とがなす角度をθ３と定義する。また矢印の方向を正とする。
【００５６】
また、反射面０５３における入射する光ビームと反射する光ビームのなす角度をθａ、反射面０５３における反射する光ビームと入射面０５２のなす角度をθｂ、反射面０５３と反射面０５３に入射する光ビームのなす角度をθｃ、反射面０５４と出射面０５５のなす角度をθｄ、反射面０５４と反射面０５４に入射する光ビームのなす角度をθｅ、反射面０５４と反射面０５４で反射する光ビームのなす角度をθｆとを定義する。
【００５７】
光ビームの反射は、反射面の法線と入射する光ビームのなす角度と、反射面の法線と反射する光ビームのなす角度が等しくなる反射の法則に従うことが知られている。このため、θａ、θｃ、θ１の同位角の関係より、式１が成り立つ。
（式１）θａ÷２＋θｃ＝θ１＋θｃ
また、同様に反射の法則より、θｅとθｆは等しいので、式２が成り立つ。
（式２）θｅ＝θｆ
θｄはθ２とθ３の同位角の加算に相当するので、式３が成り立つ。
（式３）θ２＋θ３＝θｄ
また、図より、次の２式が成り立つ。
（式４）θａ＋θｂ＝Ｒ
（式５）θｄ＋θｆ＝Ｒ
上式より、θａからθｆを消去するように方程式を解くことで次式が導出できる。
（式６）θ２＝２×（θ１＋θ３）
なお、上式において、Ｒは９０度の角度を示すものである。
【００５８】
前述したように、本発明の光学ヘッドにおいては、光検出器の面を光学ヘッド外形の斜部と平行になるように光路変換素子を配置させ、光検出器と光検出器用のＦＰＣやホルダが外形から食み出さないようにしたものである。このため、光学ヘッドの外形に略平行になるように光路変換素子は設定しなければならない。光学ヘッドの外形と略平行にするには、θ２を光学ヘッドの外形と略平行な角度に設定すればよい。そのθ２は、θ１とθ３から式６の関係式で求めることができる。
【００５９】
ここで、図４にθ２をパラメータにしたときのθ１、θ３を式６の関係式により計算した結果を示す。グラフは横軸がθ１、縦軸がθ３の角度で、θ２を２０度から４５度まで５度刻みに計算したものである。
【００６０】
θ２の角度を大きくすると傾きは同じままθ３の軸に対して紙面下方向に下がっていることが見てとれる。
【００６１】
通常の光学ヘッドの外形斜部は、小さくとも２０度、大きくとも４５度の範囲にある。すなわちθ２も２０度から４５度の範囲にあれば良い。反射面０５４の角度であるθ３が負の場合は、入射面０５２と反射面０５４が凹形状になるため加工が困難になる。このため、θ３の角度は正であることが望ましい。反射面０５３の角度であるθ１は９０度よりも小さくなければならない。θ１が９０度とは、入射面０５２と反射面０５３が略直交することを意味し、反射面０５３が反射面として成りえないためである。
【００６２】
また、θ１は４５度よりも小さくした方が小型化できる。これは、θ１は４５度より大きくなると出射面０５５の出射点が反射面０５３の反射点よりも光路変換素子０５０の入射方向側にずれ、光路変換素子０５０が大きくなってしまうためである。
【００６３】
つまり、光学ヘッドの小さいスペースに実装しようとした場合、θ１は４５度よりも小さく（図中矢印０６０の方向）、θ３は正とする（図中矢印０６１の方向）と良い。
【００６４】
例えば光学ヘッド外形斜部が３０度、すなわちθ２が３０度とする場合、反射面０５３の角度θ１を１５度ないし４５度の範囲内で選ぶことができる。仮にθ１を１５度にすると、入射面０５２の光ビームが入射する点と反射面０５４で光ビームが反射する点が密接する。逆にθ１を４５度にすると、反射面０５４で光ビームが反射する点と出射面０５５の光ビームが出射する点とが密接する。光ビーム径を欠けさせないためには、前者では入射面０５２と反射面０５３の面間隔を大きくとり、後者では反射面０５３と出射面０５５の面間隔を大きくとると良い。光学ヘッドを小型化するには、光路変換素子を小さくした方が有利になるため、θ１を１５度と４５度の平均値である３０度とすると最も光路変換素子を小型にすることが可能である。このため、θ２を光学ヘッド外形斜部で決めた場合、図４のグラフより、θ１の範囲を求め平均値付近の角度に設定すると良いといえる。
【００６５】
図５に光路変換素子０５０の立体図を示す。図３は、図５の上面０５７から見た平面を示したものである。光路変換素子０５０は図５に示すように上面０５７と下面０５８からなる立体面から構成されている。
【００６６】
すなわち、光路変換素子０５０は、光ビームが入射する入射面０５２と、光ビームが出射する出射面０５５を備え、光ビームが入射面０５２と出射面０５５との間を通過する間に光路変換素子０５０の内部で少なくとも２回異なる角度で反射する構成になっている。また光路変換素子０５０は、入射面０５２と出射面０５５のなす角度θ２が少なくとも４５度より小さい構成としている。
【実施例３】
【００６７】
本発明における実施例３について図を用いて詳細に説明する。ここでは、２層ＢＤとＤＶＤとＣＤの記録または再生に対応した光学ヘッドを想定し説明する。２層ＢＤとＤＶＤとＣＤの組み合わせに限定されず、２層ＢＤとＤＶＤの組み合わせ、その他多層ＢＤとＤＶＤとＣＤの組み合わせなどであってもなんら構わないものである。
【００６８】
図６は実施例３における光学ヘッド１０１の構成を示す概略図である。図は光学ヘッド１０１をＢＤやＤＶＤなどがセットされる光ディスク（紙面ｚ負方向から正方向）から見たものである。
【００６９】
まず２層ＢＤの光学系から説明する。ＢＤ光源１０２から光ビームが発散光として出射される。ＢＤでは前述したように一般的に波長３９５ｎｍから４１５ｎｍ帯の半導体レーザを用いるのが一般的であり、ＢＤ光源１０２からは波長約４０５ｎｍの光ビームを出射するものとする。なお、ＢＤ光源１０２から出射された光ビームの進路を実線１０３にて図示した。
【００７０】
ＢＤ光源１０２から出射した光ビームはＢＤ光分岐素子１０４に入射する。ＢＤ光分岐素子は、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光学素子である。例えば、平板ミラーやプリズム、偏光性プリズムなどで光分岐素子は実現できる。
【００７１】
ＢＤ光分岐素子１０４を反射した光ビームはＢＤコリメートレンズ１０５によって略平行な光ビームに変換される。ＢＤ球面収差補正機構１０６は、ＢＤコリメートレンズ１０５を光軸方向（紙面ｙ方向）に駆動するための機構であり、電磁モータや圧電素子などを用いることで実現できる。ＢＤコリメートレンズ１０５が光軸方向に移動させることができるＢＤ球面収差補正機構１０６を搭載することを想定している。
【００７２】
また、球面収差調整機能は、同心円状パターンの液晶素子によっても実現できる。このため、ＢＤ球面収差補正機構１０６の代わりにＢＤコリメートレンズ１０５の付近に液晶素子を配置してもなんら構わない。
【００７３】
ＢＤコリメートレンズ１０５を進行した光ビームは、反射ミラー（図示なし）で進行方向を紙面ｚ方向に変換された後、ＢＤ対物レンズ１０７に入射し、２層ＢＤの所定情報面に集光照射される。ＢＤ対物レンズ１０７はＢＤを再生するためＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）０．８５の対物レンズを想定している。
ＢＤ対物レンズ００７は２レンズアクチュエータ１０８に搭載されており、２層ＢＤの所定情報面の法線方向（紙面ｚ方向）と２層ＢＤの半径方向（紙面ｘ方向）に駆動させることができる。
【００７４】
所定情報面で反射した光ビームは、ＢＤ対物レンズ１０７、ＢＤコリメートレンズ１０５、ＢＤ光分岐素子１０４を進行し、ＢＤ光分割素子１０９に入射する。光分割素子１０９に入射した光ビームは複数の光ビームに分割される。
【００７５】
ＢＤ光分割素子１０９で複数に分割された光ビームは光路変換素子１１０に入射する。光路変換素子１１０は入射した光ビームの出射方向を変換する光学素子であり、光路変換素子１１０に入射した光ビームは出射方向が変換されＢＤ光検出器１１１内にある複数の受光面にて検出される。光路変換素子１１０は実施例２における光変換素子０５０に相当するものである。
【００７６】
光学ヘッド１０１において、ＢＤ光源１０２から２層ＢＤまでの光路をＢＤ往路、２層ＢＤからＢＤ光検出器１１１までの光路をＢＤ復路と記す。
【００７７】
光学ヘッドでトラッキングやフォーカシングの制御には、各々制御信号が必要である。特許文献２にはＢＤ復路に光分割素子を配置することで制御信号を生成する方法を記載させている。光学ヘッド１０１においてもＢＤ復路に配置したＢＤ光分岐素子１０９においてトラッキングやフォーカシングに必要な制御信号を得るため光ビームを分割することを想定している。
【００７８】
ＢＤ光源１０２はＦＰＣ１１２と接続されており、ＢＤ光源１０２の出射する光ビームの光量を光学ヘッド１０１の外部からＦＰＣ１１２を介して制御することが出来る。
【００７９】
またＢＤ光検出器１１１は、ＦＰＣ１１３と接続されており、ＢＤ光検出器１１１の受光面から得られた信号を光学ヘッド１０１の外部へＦＰＣ１１３を介して伝送することが出来る。
【００８０】
ＢＤ光源１０２はホルダ１１４と一体になっている。ホルダ１１４は組立て時に調整装置に固定する機能と、ＢＤ光源１０２が発生する熱を放熱し易くする放熱機構を有する。
【００８１】
ＢＤ光検出器１１１はホルダ１１５と一体になっている。ホルダ１１５は組立て時に調整装置に固定する機能を有する。ＢＤ光検出器１１１は、光学ヘッド１０１の外形斜部１２０と略平行になるように配置すると良い。これは、光検出器０１１がホルダ０１５と一体として組立て時に調整するため、光学ヘッド１０１の外形と略平行になっていると、組立てずれにより、光検出器１１１、ホルダ１１５、ＦＰＣ１１３の外形食み出しを防止する大きな効果が得られる。
【００８２】
光学ヘッド１０１でも光学ヘッド００１同様、ＢＤ往路とＢＤ復路で光軸が共通でない、ＢＤ光分岐素子１０４とＢＤ光検出器１１１の間にＢＤ光分割素子１０９を配備するだけでなく、図に示したように、ＢＤ光分割素子１０９をＢＤコリメートレンズ１０５に近い側に配置させている。
【００８３】
次にＤＶＤとＣＤの２波長の光学系について説明する。２波長光源１２２から光ビームが発散光として出射される。ＤＶＤの記録や再生には、波長６６０ｎｍ帯の半導体レーザを用い、ＣＤの記録や再生には、波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザを用いるのが一般的である。近年１個の筐体内から波長６６０ｎｍ帯の光ビームと波長７８０ｎｍ帯の光ビームを出射することができる２波長光源が開発され、多くの光学ヘッドで採用されている。このため、２波長光源１２２は、波長６６０ｎｍ帯の光ビームと波長７８０ｎｍ帯の光ビームを出射することを想定している。２波長光源１２２から出射された光ビームの進路を実線１２３にて図示した。
【００８４】
２波長光源１２２から出射した光ビームは２波長回折格子１２８に入射する。２波長回折格子１２８はＤＶＤとＣＤの光ディスクからトラッキングエラー信号を再生するための副光ビームが生成される。２波長回折格子は複数の方式が提案されている。例えば、回折格子面が２面あり、波長６６０ｎｍの光ビームが入射すると片方の回折格子面では回折しＤＶＤ用の副光ビームが生成され、他方では回折せず透過する。波長７８０ｎｍの光ビームが入射すると波長６６０ｎｍの光ビームが回折しない回折格子面で波長７８０ｎｍの光ビームは回折しＣＤ用の副光ビームが生成され、波長６６０ｎｍの光ビームが回折する回折格子面では波長７８０ｎｍの光ビームは透過する。このような溝深さの波長依存性を利用した２波長回折格子がある。２波長回折格子１２８はＤＶＤとＣＤの光ディスクからトラッキングエラー信号を再生するための副光ビームが生成されるものであれば、どのようなものでも構わない。
【００８５】
２波長回折格子１２８を出射した光ビームは２波長光分岐素子１２４に入射する。２波長光分岐素子は、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光学素子である。図では２波長光分岐素子１２４がプリズムであることを想定したが、もちろんミラーであってもなんら構わない。
【００８６】
２波長光分岐素子１２４を反射した光ビームは２波長コリメートレンズ１２５によって略平行な光ビームに変換される。ＤＶＤとＣＤを再生する光学ヘッドでは、一般的に球面収差補正機能がなくとも実用化できている。このため、２波長コリメートレンズ１２５は固定されたものを想定している。
【００８７】
２波長コリメートレンズ１２５を進行した光ビームは、反射ミラー（図示なし）で進行方向を紙面ｚ方向に変換された後、２波長対物レンズ１２７に入射し、波長６６０ｎｍの光ビームはＤＶＤの情報記録面に集光照射され、波長７８０ｎｍの光ビームはＣＤの情報記録面に集光照射される。２波長対物レンズ１２７は波長６６０ｎｍの光ビームに対してはＮＡが０．６であり、波長７８０ｎｍの光ビームに対してはＮＡが０．４５となる対物レンズを想定している。
【００８８】
また２波長対物レンズ１２７は２レンズアクチュエータ１２８に搭載されており、ＤＶＤとＣＤの所定情報面の法線方向（紙面ｚ方向）と半径方向（紙面ｘ方向）に駆動させることができる。
【００８９】
ＤＶＤやＣＤの情報面で反射した光ビームは、２波長対物レンズ１２７、２波長コリメートレンズ１２５、２波長光分岐素子１２４、２波長検出レンズ１２９を経て２波長光検出器１３１内の受光面で検出される。
【００９０】
２波長検出レンズ１２９は円柱レンズと球面レンズから構成されており、光ビームが２波長検出レンズ１２９を透過すると、約４５方向に所定の非点収差が与えられ、非点収差方式によるフォーカスエラー信号の検出に使用される。この検出レンズ１２９は非点収差の方向を任意の方向に回転させると同時に２波長光検出器１３１上での集光スポットの大きさを決める働きがある。
【００９１】
また、本実施例で非点収差を付与するのにレンズを想定したが、もちろんミラーにより発生する非点収差を利用するような構成であってもなんら構わない。
【００９２】
２波長光検出器１３１に導かれた光ビームは、光ディスクに記録されている情報信号の検出と、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の検出などに使用される。
【００９３】
光学ヘッド１０１において、２波長光源１２２からＤＶＤやＣＤまでの光路を２波長往路、ＤＶＤやＣＤから２波長光検出器１３１までの光路を２波長復路と記す。ＤＶＤとＣＤの２波長光学系においては、一般的に２波長往路の倍率は５倍から６．６倍の範囲に設定されている。このため、ＢＤの光学系に比べ２波長の光学系は小さくなり、光変換素子を用いなくても実装が可能である。
【００９４】
２波長光源１２２はＦＰＣ１３２と接続されており、２波長光源１２２の出射する光ビームの光量を光学ヘッド１０１の外部からＦＰＣ１３２を介して制御することが出来る。
【００９５】
また２波長光検出器１３１は、ＦＰＣ１３３と接続されており、２波長光検出器１３１の受光面から得られた信号を光学ヘッド１０１の外部へＦＰＣ１３３を介して伝送することが出来る。
【００９６】
２波長光源１２２はホルダ１３４と一体になっている。ホルダ１３４は組立て時に調整装置に固定する機能と、２波長光源１２２が発生する熱を放熱し易くする放熱機構を有する。
【００９７】
２波長光検出器１３１はホルダ１３５と一体になっている。ホルダ１３５は組立て時に調整装置に固定する機能を有する。
【００９８】
なお、ＤＶＤとＣＤの光学系についてはＤＶＤを再生するときには、波長６６０ｎｍ帯の光ビームだけが進行し、ＣＤを再生するときには、波長７８０ｎｍ帯の光ビームだけが進行する。
【００９９】
光学ヘッド１０１が２層ＢＤやＤＶＤなどの所定半径位置にアクセスするときには、アクセス軸０１６、０１７に沿って移動できる。
【０１００】
また軸０１８は光学ヘッド１０１のＢＤ対物レンズ１０７、２波長対物レンズ１２７を通り、アクセス軸０１６、０１７と平行な軸であり、光ディスクの半径方向と一致する軸を図示した破線である。
【０１０１】
光源駆動回路１１９は、いわゆるＬＳＩであり、記録ストラテジーや高周波重畳によるＢＤ光源１０２や２波長光源１２２の光量出射パターンを生成する機能を有している。
【０１０２】
ＢＤとＤＶＤとＣＤに対応した光学ヘッド１０１においては、ＢＤの光学系とＤＶＤとＣＤの２波長光学系と球面収差補正機構１０６や光源駆動回路１１９が必要となり光学系の実装スペースが小さくなるため、光学系の実装、特にＢＤ光検出器１１３が非常に難しい。本発明の光学ヘッド１０１においては、ＢＤ光検出器１１３の面を外形斜部１２０と略平行になるように光路変換素子１１０を配置させ、光検出器１１１と光検出器１１１用のＦＰＣ１１３やホルダ１１５が外形から食み出さないようにしたものである。
【０１０３】
例えば、光路変換素子１１０が無い場合２波長光検出器１３１とＢＤ光検出器１１３が横並びになり、部品干渉が問題となり実装できなくなる。このため光学ヘッド１０１では光路変換素子１１０を配備したことで、２波長光検出器１３１とＢＤ光検出器１１３の部品干渉を回避することができるようになった。
【０１０４】
なお、２レンズアクチュエータの構成では、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤのそれぞれのコマ収差を最適にすることが難しい。このため、ＢＤコリメートレンズ１０５や２波長コリメートレンズ１２５の付近にコマ収差を補正する液晶素子を配置してもなんら構わない。
【０１０５】
また、ＢＤ対物レンズ１０７とＢＤコリメートレンズ１０５がなす光軸は、２波長対物レンズ１２７と２波長コリメートレンズ１２５がなす光軸は平行でなく傾きを持たせている。これは、ＢＤコリメートレンズ１０５と２波長コリメートレンズなどが外形干渉を起こさないように配置を工夫したものである。
【０１０６】
この場合外形斜部１２０に対する光路変換素子１１０の入射面の傾きの関係が変わることを考慮して光路変換素子１１０の角度θ１、θ２、θ３を決める必要がある。具体的には、光ディスクのトラック方向（図中ｙ軸）とＢＤ対物レンズ１０７とＢＤコリメートレンズ１０５がなす光軸の角度をΔθ、光路変換素子１１０の出射面角度をθ３、斜部１２０の角度をθＳとした場合、式７より算出できる。
（式７）θ３＝θＳ−Δθ
式７に従いθ３を決めることで、光検出器１１１が外形斜部１２０と平行になるようにできる。
【０１０７】
図７、図８はノートパソコンなどに用いられる薄型光学ドライブ内の光学ヘッド１０１を図示した概略図である。図７は光学ヘッド１０１が光ディスクの最内周にある場合、図８は光学ヘッド１０１が光ディスクの最外周にある場合を示している。
【０１０８】
図７、図８において、光学ドライブ２０１の中には光ディスクを回転させるスピンドルモータ２０２がある。そのスピンドルモータ２０２には光ディスクが固定されており、光ディスクの情報面にある情報領域の最内周部を一転鎖線２０３で図示した。また情報領域の最外周部を一転鎖線２０４で図示したものである。
【０１０９】
前述したように光学ヘッド１０１が光ディスクの所定半径位置にアクセスするときには、アクセス軸０１６、０１７に沿って移動できる。また軸０１８は光学ヘッド１０１のＢＤ対物レンズ１０７、２波長対物レンズ１２７を通り、アクセス軸０１６、０１７と平行な軸であり、光ディスクの半径方向と一致する軸を図示した破線である。
【０１１０】
情報領域の最内周部にアクセスする場合、図７のように光学ヘッド１０１は光ディスクの最内周部に移動する。この時、光学ヘッド１０１はスピンドルモータ２０２と外形が干渉しないように、光ディスクの内周側の外形が円形形状となっていることが分かる。また、情報領域の最外周部にアクセスする場合、図８のように光学ヘッド１０１は光ディスクの最外周部に移動する。この時、光学ヘッド１０１は光学ドライブ２０１の外形側面から食み出さないように、光学ヘッド１０１の光ディスクの外周方向は、外形斜部１２０で示す形状になっている。
【０１１１】
すなわち、光学ヘッド１０１の内周部と外周部は光学ドライブの外形制約により大きくすることができない。また外周部は光学ドライブ２０１の外形側面と略平行になるよう斜部になる。
【０１１２】
光学ヘッド１０１のように光路変換素子１１０を用いることで、光学ドライブの外形制約より発生した斜部１２０を利用することができる。
【０１１３】
ここで、ノートパソコンなどに用いられる薄型光学ドライブ内における、光学ヘッドの外形制約の課題をより分かりやすく明示するため、光路変換素子１１０の変わりに、反射ミラーを用いた場合の光学系について説明をする。
【０１１４】
図９は、例えば光学ヘッド１０１に光路変換素子１１０でなく、反射ミラー２５０を使用することを想定した光学系を図示したものである。
【０１１５】
ＢＤ光分割素子１０９とＢＤ光検出器１１１の間に反射ミラー２５０を配置する場合、反射ミラー２５０の角度を急峻にしないと、ＢＤ光検出器１１１を斜部１２０へ導くことが出来ない。例えば、θ３に相当する角度を３０度に設定しようとすると、反射ミラー２５０は、入射光に対して３０度の角度に設定しなければならない。この場合ＢＤ光分割素子１０９と反射ミラー２５０の外形干渉（図中円２５１で囲われた領域）や、ＢＤ光検出器１１１と反射ミラー２５０の外形干渉（図中円２５２で囲われた領域）が課題となる。
【０１１６】
上述したように図６で説明した光路変換素子１１０を用いれば、反射ミラーを用いたときの外形干渉を容易に回避できるものである。
【０１１７】
図１０は、例えば光学ヘッド１０１に光路変換素子１１０でなく、２個の反射ミラー２５３、２５４を使用することを想定した光学系を図示したものである。
ＢＤ光分割素子１０９とＢＤ光検出器１１１の間に反射ミラー２５３と反射ミラー２５４を配置する場合、特に反射ミラー２５４の実装スペースが無く、ＢＤ光分割素子１０９と反射ミラー２５４の外形干渉（図中円２５５で囲われた領域）が課題となる。また、部品数が増えるため温度変化にともなう、部品ずれの影響を受けやすくなるデメリットもある。さらに部品数が増えるため、組立て工数が増えるというデメリットもある。
【０１１８】
上述したように図６で説明した光路変換素子１１０を用いれば、反射ミラーを２個置く場合における外形干渉を容易に回避できる。また、温度変化にともなう部品ずれの影響に対しても強いといえる。さらに部品点数が少ないため、組立て工数が少ないというメリットもある。
【０１１９】
光学ヘッド１０１は、第１の光ビームを出射する第１の光源、すなわちＢＤ光源１０２と、第２の光ビームを出射する第２の光源、すなわち２波長光源１２２と、第１の光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する第１の光集光素子、すなわちＢＤ対物レンズ１０７と、第２の光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する第２の光集光素子、すなわち２波長対物レンズ１２７と、光学的情報記憶媒体を反射した第１の光ビームを受光する第１の光検出器、すなわちＢＤ光検出器１１３と、光学的情報記憶媒体を反射した第２の光ビームを受光する第２の光検出器、すなわち２波長光検出器１３１を備え、ＢＤ光検出器１１３を２波長光検出器１３３よりも光学的情報記憶媒体の半径方向の外側（図中ｘ正方向）に配置させ、第１の光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子１１０を備えている。
【０１２０】
また光路変換素子１１０は、光ビームが入射する入射面と、光ビームが出射する出射面を備え、光ビームが入射面と出射面との間を通過する間に光路変換素子１１０の内部で少なくとも２回異なる角度で反射し、入射面と出射面のなす角度が少なくとも４５度より小さい構成としている。また光学的情報記憶媒体を反射した光ビームが光路変換素子１１３を通過した後にＢＤ光検出器１１３へ入射する構成としている。
【実施例４】
【０１２１】
本発明における実施例４について図を用いて説明する。ここでは、実施例１における光学ヘッド００１の変形例について説明する。すなわち、薄型光ヘッドの外形制約の課題を克服するための光路変換素子０１０の配置について、実施例１とは異なる方式を詳細に説明をする。
【０１２２】
図１１は実施例４における光学ヘッド４０１の構成を示す概略図である。光学ヘッド４０１は、光学ヘッド００１の光源００２、光検出器０１１の配置を変更した点が異なっている。図では光学ヘッド００１と位置が変わらない部品には同符号を付与している。また図１同様に図１１は光学ヘッド４０１を光ディスク、すなわち２層ＢＤ側（紙面ｚ負方向から正方向）から見たものである。
【０１２３】
光源４０２は、光学ヘッド００１の光源００２に相当するものである。光源４０２から光源００２同様に波長約４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。光源４０２から出射された光ビームの進路を実線４０３にて図示した。
【０１２４】
光源４０２から出射した光ビームは光路変換素子０１０に入射し、光路変換素子０１０内で２回反射後、光ビームの出射方向が変換されて光分岐素子００４に入射する。
【０１２５】
光分岐素子００４を反射した光ビームはコリメートレンズ００５によって略平行な光ビームに変換される。
【０１２６】
コリメートレンズ００５を進行した光ビームは、反射ミラー（図示なし）で進行方向を紙面ｚ方向に変換された後、対物レンズ００７に入射し、２層ＢＤの所定情報面に集光照射される。
【０１２７】
所定情報面で反射した光ビームは、対物レンズ００７、コリメートレンズ００５を進行し、光分岐素子００４を反射して光分割素子４０９に入射する。光分割素子４０９は光学ヘッド００１の光分割素子００９に相当するものである。光分割素子４０９に入射した光ビームは複数の光ビームに分割される。
【０１２８】
光分割素子４０９で複数に分割された光ビームは光検出器４１１内にある複数の受光面にて検出される。
【０１２９】
光学ヘッド４０１において、光源４０２から２層ＢＤまでの光路を往路、２層ＢＤから光検出器４１１までの光路を復路と記す。光学ヘッド４０１は光学ヘッド００１と往路と復路の配置を入れえた構成である。そのため、実施例１における光学ヘッド００１では、光路変換素子０１０が復路に配置されているのに対し、本実施例における光学ヘッド４０１では光路変換素子０１０が往路に配置されている。通常光学ヘッドでは、光ディスク上に集光させる集光スポットが収差の影響で大きくならないように、往路の収差を小さく管理することが鍵である。光路変換素子０１０は前述したように発散光中で収差を発生させない構成をとっているため、図１１に示したように光路変換素子０１０を往路に配置することが可能となっている。
【０１３０】
このように、光学ヘッド００１は、光ビームを出射する光源４０２と、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる光分岐素子００４、その光ビームを光学的情報記憶媒体へ集光する対物レンズ００７と、光学的情報記憶媒体を反射した光ビームを受光する光検出器０１３と、光ビームの進行光路の角度を変換する光路変換素子０１０を備えている。そして、本実施例における光路変換素子０１０は、光分岐素子００４と光源４０２の間の光路上に配置されている。また、光路変換素子０１０は、実施例１と同様、光ビームが入射面０３１と出射面０３４との間を通過する間に光路変換素子の内部で少なくとも２回異なる角度で反射する構成としている。
【０１３１】
光源４０２はＦＰＣ４１２と接続されており、光源４０２の出射する光ビームの光量を光学ヘッド４０１の外部からＦＰＣ４１２を介して制御することが出来る。
【０１３２】
また光検出器４１１は、ＦＰＣ４１３と接続されており、光検出器４１１の受光面から得られた信号を光学ヘッド４０１の外部へＦＰＣ４１３を介して伝送することが出来る。
【０１３３】
光源４０２はホルダ４１４と一体になっている。ホルダ４１４は組立て時に調整装置に固定する機能と、光源４０２が発生する熱を放熱し易くする放熱機構を有する。
【０１３４】
光検出器４１１はホルダ４１５と一体になっている。ホルダ４１５は組立て時に調整装置に固定する機能を有する。
【０１３５】
光源４０２は、光学ヘッド４０１の外形斜部０２０と略平行になるように配置すると良い。これは、光源４０２がホルダ４１４と一体として組立て時に調整するため、光学ヘッド４０１の外形と平行になっていると、組立てずれにより、光源４０２、ホルダ４１４、ＦＰＣ４１２の外形食み出しを防止する大きな効果が得られる。
【０１３６】
上記したように、光路変換素子は光学ヘッド００１のように復路だけでなく、光学ヘッド４０１のように往路に配置することもできる。
【実施例５】
【０１３７】
本発明における実施例５について図を用いて詳細に説明する。ここでは、実施例１における光学ヘッド００１の変形例について説明する。
【０１３８】
実施例１では、トラッキングやフォーカシングの制御に特許文献２に記載されているような方式を想定していいたが、実施例５では差動非点収差方式のフォーカシング制御とディファレンシャルプッシュプル方式（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ  以下ＤＰＰ）によるトラッキング制御を想定した光学系である点が異なる。  図１２は実施例５における光学ヘッド５０１の構成を示す概略図である。図では光学ヘッド００１と位置が変わらない部品には同符号を付与している。また図１同様に図１２は光学ヘッド５０１を光ディスク、すなわち２層ＢＤ側（紙面ｚ負方向から正方向）から見たものである。
【０１３９】
光源００２から波長約４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。光源００２から出射された光ビームの進路を実線５０３にて図示した。
【０１４０】
光源００２から出射した光ビームは回折格子５０９に入射する。回折格子５０９は、光ビームを１本のメイン光ビームと２本のサブ光ビームの３本に分岐させる機能があり、３本の光ビームはＤＰＰ方式によるトラッキングエラー信号や差動非点収差方式によるフォーカシングエラー信号の生成に用いられる。ただし、光ビームを複数に分割する機能を有する光分割素子であれば、回折格子に限定されるものではない。回折格子５０９を通過した光ビームは光分岐素子００４に入射する。
【０１４１】
光分岐素子００４を反射した光ビームはコリメートレンズ００５によって略平行な光ビームに変換される。
【０１４２】
コリメートレンズ００５を進行した光ビームは、反射ミラー（図示なし）で進行方向を紙面ｚ方向に変換された後、対物レンズ００７に入射し、２層ＢＤの所定情報面に集光照射される。
【０１４３】
所定情報面で反射した光ビームは、対物レンズ００７、コリメートレンズ００５、光分岐素子００４を通過し検出レンズ５２１に入射する。光ビームは検出レンズ５２１によって所定方向の非点収差が付与され、差動非点収差法による光ディスクのフォーカシングエラー信号の検出に使用される。
【０１４４】
検出レンズ５２１を通過した光ビームは光路変換素子０１０に入射する。光路変換素子０１０は入射した光ビームの出射方向を変換する光学素子であり、光路変換素子０１０に入射した光ビームは出射方向が変換され光検出器５１１内にある受光面にて検出される。
【０１４５】
なお、ＤＰＰ方式により２層ＢＤに対応する場合、光検出器の受光面は、メイン光ビームを受光する受光面と他層迷光による干渉の影響を低減するためサブ光ビームの中心付近を検出しない不感帯をもつ受光面を用いる。このため、光検出器５１１はメイン光ビームを受光する受光面とサブ光ビームの中心付近を検出しない不感帯をもつ受光面を想定している。
【０１４６】
光学ヘッド５０１において、光源００２から２層ＢＤまでの光路を往路、２層ＢＤから光検出器５１１までの光路を復路と記す。
【０１４７】
光源００２はＦＰＣ０１２と接続されており、光源００２の出射する光ビームの光量を光学ヘッド４０１の外部からＦＰＣ０１２を介して制御することが出来る。
【０１４８】
また光検出器５１１は、ＦＰＣ５１３と接続されており、光検出器５１１の受光面から得られた信号を光学ヘッド５０１の外部へＦＰＣ５１３を介して伝送することが出来る。
【０１４９】
光源００２はホルダ０１４と一体になっている。ホルダ０１４は組立て時に調整装置に固定する機能と、光源００２が発生する熱を放熱し易くする放熱機構を有する。
【０１５０】
光検出器５１１はホルダ５１５と一体になっている。ホルダ５１５は組立て時に調整装置に固定する機能を有する。
【０１５１】
光検出器５１１は、光学ヘッド５０１の外形斜部０２０と略平行になるように配置すると良い。これは、光検出器５１１がホルダ５１５と一体として組立て時に調整するため、光学ヘッド５０１の外形と平行になっていると、組立てずれにより、光検出器５１１、ホルダ５１５、ＦＰＣ５１３の外形食み出しを防止する大きな効果が得られる。
【０１５２】
さて、２層ＢＤにＤＰＰで対応するには、層間クロストークの影響を低減するため、復路の倍率を往路よりも大きく１５倍から２５倍程度に取る必要がある。倍率が大きくなると光路が長くなり実装面で課題が発生する。光路変換素子０１０内で光ビームは２回反射する構成のため、光路を仮想的に短縮させる機能も有している。すなわち、２層ＢＤにＤＰＰで対応するときに光路が長くなる課題を光路変換素子０１０が解決することに有効であるとも言える。
【０１５３】
以上のように光路変換素子は、差動非点収差方式のフォーカシング制御とＤＰＰ方式によるトラッキング制御を想定した薄型光学ヘッドを実現するための小型化技術としても有効である。
【０１５４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
００１・・・光学ヘッド、００２・・・光源、００４・・・光分岐素子、００５・・・コリメートレンズ、００７・・・対物レンズ、００９・・・光分割素子、０１０・・・光路変換素子、０１１・・・光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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