(57)【要約】【課題】レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上にプリズムに代えて平行平板状のハーフミラーを配置してコストの削減を図った場合でも、光記録媒体上にスポットを好適に形成することの可能な光ヘッド装置を提供すること。【解決手段】光ヘッド装置１では、第１のレーザ光源３１が出射した第１のレーザ光を部分透過する一方、第２のレーザ光源３２が出射した第２のレーザ光を部分反射する光路合成素子として、平行平板状のハーフミラー５２１を用いたため、コストダウンを図ることができる。第１のレーザ光源３１とハーフミラー５２１との間には、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際に生じる収差を補正するトーリックレンズが収差補正素子５０として配置されているため、第１のレーザ光のハーフミラー透過により発生する収差を打ち消し、光記録媒体上で良好なスポットを形成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録媒体上に収束させる対物レンズとを有する光ヘッド装置において、
前記レーザ光源から前記光記録媒体に向かう光路上に、当該レーザ光源から出射されたレーザ光が発散光として斜めに部分透過する平行平板状のハーフミラーと、前記レーザ光が当該ハーフミラーを透過する際に生じる収差を補正する収差補正素子とが配置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記レーザ光の前記ハーフミラーに対する入射角が４５°未満に設定されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記収差補正素子は、前記レーザ光源から前記ハーフミラーに向かう光路上に配置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項４】
請求項３において、
第１のレーザ光を出射する第１のレーザ発光素子と、第２のレーザ光を出射する第２のレーザ発光素子とを備え、
前記第１のレーザ発光素子および前記第２のレーザ発光素子のうち、前記第１のレーザ発光素子は、出射したレーザ光が発散光として前記ハーフミラーを斜めに透過する前記レーザ光源であり、
前記ハーフミラーは、前記第１のレーザ光を部分透過する一方、前記第２のレーザ光を部分反射または全反射して前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光の前記光記録媒体に向かう光路を合成し、
前記収差補正素子は、前記第１のレーザ発光素子から前記ハーフミラーに向かう光路上に配置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記収差補正素子は、トーリックレンズであることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記トーリックレンズは、前記第１のレーザ発光素子から前記光記録媒体までの倍率を所定の値に設定する倍率変換レンズであることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体の再生および／または記録を行う光ヘッド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤなどの光記録媒体の再生、記録に用いられる光ヘッド装置では、光源からの出射光が光記録媒体に至るまでの光路上で発生する収差を補正するため、様々な構成が案出されている。例えば、光学系の寸法誤差などに起因する収差を液晶素子により補正する構成、光源に起因する非点収差をシリンドリカルレンズにより補正する構成、ディスクから受光素子までの光路においてハーフミラーをレーザ光が斜めに透過することにより発生するコマ収差および非点収差を補正レンズにより補正する構成などが提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開２０００−４０２４９号公報
【特許文献２】特開平１０−８３５５５号公報
【特許文献３】特開２０００−３４８３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光ヘッド装置では、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光と光記録媒体からの戻り光とを分離するための光路分離素子が配置されている。但し、プリズムは高価であるため、光路分離素子として、プリズムに代えて、安価な平行平板状のハーフミラーを用いることがある。この場合、平行平板状のハーフミラーをレーザ光が斜めに透過する際に非点収差やコマ収差が発生するため、フォーカシングエラー信号などの検出に支障が発生するが、かかる問題点については、特許文献１、２、３に開示の技術により解消することができる。
【０００４】
一方、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上に、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光と光記録媒体からの戻り光とを分離するための光路分離素子、あるいは、２つのレーザ光源から出射されたレーザ光の光路を合成するための光路合成素子として、半透過膜（ハーフミラー）プリズムを用いることがある。この場合、平行平板状のハーフミラーを用いると、平行平板状のハーフミラーをレーザ光が発散光として斜めに透過するため非点収差やコマ収差が発生し、光記録媒体上に好適なスポットを形成できなくなる。このため、従来は、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上には、コストを犠牲にしてプリズムを使用するか、光記録媒体上での好適なスポット形成を犠牲にしてプリズムに代えて平行平板状のハーフミラーを使用せざるを得ないという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上にプリズムに代えて平行平板状のハーフミラーを配置してコストの削減を図った場合でも、光記録媒体上にスポットを好適に形成することの光ヘッド装置を提供することにある。
【０００６】
次に、本発明の課題は、レーザ光が発散光として平行平板状のハーフミラーを透過する際に発生する収差を小さく抑えることにより、安価な構成で光記録媒体上にスポットを好適に形成することの光ヘッド装置を提供することにある。
【０００７】
次に、本発明の課題は、２つのレーザ光源から出射されたレーザ光の光路を合成するための光路合成素子として平行平板状のハーフミラーを用いた場合でも、２つのレーザ光の双方について光記録媒体上にスポットを好適に形成することの光ヘッド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録媒体上に収束させる対物レンズとを有する光ヘッド装置において、前記レーザ光源から前記光記録媒体に向かう光路上に、当該レーザ光源から出射されたレーザ光が発散光として斜めに部分透過する平行平板状のハーフミラーと、前記レーザ光が当該ハーフミラーを透過する際に生じる収差を補正する収差補正素子とが配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上に、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光と光記録媒体からの戻り光とを分離するための光路分離素子、あるいは、２つのレーザ光源から出射されたレーザ光の光路を合成するための光路合成素子として、平行平板状のハーフミラーが用いられているため、プリズムを用いた場合に比してコストダウンを図ることができる。また、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上には、レーザ光が発散光としてハーフミラーを透過する際に生じる収差を補正する収差補正素子が配置されているため、光記録媒体上でのスポットを好適に形成することができる。
【００１０】
本発明において、前記レーザ光の前記ハーフミラーに対する入射角が４５°未満に設定されていることが好ましい。このように構成すると、ハーフミラーに対して垂直入射に近くなり、ハーフミラー内でレーザ光が透過する光路の長さを短縮できる分、レーザ光がハーフミラーを透過する際に生じる収差を小さくできる。このため、収差補正素子で行うべき収差の補正量を軽減することができるので、収差補正素子の設計が容易になる。
【００１１】
前記収差補正素子は、前記レーザ光源から前記ハーフミラーに向かう光路上に配置されていることが好ましい。このように構成すると、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光と光記録媒体からの戻り光とを分離するための光路分離素子として平行平板状のハーフミラーを用いた場合、光記録媒体からの戻り光が収差補正素子を通らないので、収差補正素子については、レーザ光が光記録媒体に向かう際にハーフミラーを透過するときに発生する収差のみを補正可能な光学設計をすればよいという利点がある。また、以下の構成のように、２つのレーザ光源（レーザ発光素子）を用いた場合、平行平板状のハーフミラーを透過する側のレーザ光のみが収差補正素子を通り、収差補正素子は、平行平板状のハーフミラーを反射する側のレーザ光に影響を及ぼさないので、収差補正素子の光学設計が容易であるという利点がある。
【００１２】
すなわち、本発明において、第１のレーザ光を出射する第１のレーザ発光素子と、第２のレーザ光を出射する第２のレーザ発光素子とを備え、前記第１のレーザ発光素子および前記第２のレーザ発光素子のうち、前記第１のレーザ発光素子は、出射したレーザ光が発散光として前記ハーフミラーを斜めに透過する前記レーザ光源であり、前記ハーフミラーは、前記第１のレーザ光を部分透過する一方、前記第２のレーザ光を部分反射または全反射して前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光の前記光記録媒体に向かう光路を合成し、前記収差補正素子は、前記第１のレーザ発光素子から前記ハーフミラーに向かう光路上に配置されていることが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記収差補正素子は、トーリックレンズであることが好ましい。トーリックレンズを用いると、前記第１のレーザ光の中心光軸に対するレンズ面の傾きにより、当該第１のレーザ光が前記ハーフミラーを透過する際のコマ収差を補正し、レンズ面の曲率半径の異方性によって前記第１のレーザ光が前記ハーフミラーを透過する際の非点収差を補正することができる。
【００１４】
本発明において、前記トーリックレンズは、前記第１のレーザ発光素子から前記光記録媒体までの倍率を所定の値に設定する倍率変換レンズとしての機能を兼ねていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光ヘッド装置では、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上に、プリズムに代えて、平行平板状のハーフミラーが用いられているため、プリズムを用いた場合に比してコストダウンを図ることができる。また、レーザ光源から光記録媒体に向かう光路上には、レーザ光が発散光としてハーフミラーを透過する際に生じる収差を補正する収差補正素子が配置されているため、光記録媒体上でにスポットを好適に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した光ヘッド装置について説明する。
【００１７】
（光ヘッド装置の全体構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は各々、本発明を適用した光ヘッド装置の平面図、側面図、および底面カバーなどを外した状態の底面図である。
【００１８】
図１において、本形態の光ヘッド装置１は、ＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体（光記録ディスク）に対する情報の再生または／および記録を行うものである。光ヘッド装置１は、マグネシウムや亜鉛などのダイカスト品からなる金属製、あるいは樹脂製の装置フレーム２を有しており、この装置フレーム２の両端の各々には、ディスク駆動装置のガイド軸や送りねじ軸（図示せず）が係合する第１の軸受部２１および第２の軸受部２２が形成されている。装置フレーム２の一方側の側面は、ディスク駆動機構のスピンドルモータ（図示せず）に接近した際の干渉を防止するために略円弧状に湾曲している。
【００１９】
装置フレーム２の上面側では略中央に対物レンズ９１が配置されているとともに、装置フレーム２には、対物レンズ９１の位置をフォーカシング方向やトラッキング方向にサーボ制御する対物レンズ駆動機構９が搭載されている。本形態の光ヘッド装置１では、共通の対物レンズ９１により第１のレーザ光および第２のレーザ光による記録、再生を行うため、対物レンズ９１については、同心円状の溝や段差により回折格子が形成された２波長レンズが用いられている。本形態では、対物レンズ駆動機構９としてワイヤサスペンション方式のものを用いており、かかる対物レンズ駆動機構９としては周知のものを用いることができるので、詳細な説明を省略するが、対物レンズ９１を保持しているレンズホルダと、このレンズホルダを複数本のワイヤでトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動可能に支持しているホルダ支持部と、装置フレーム２に固定されたヨークとを備えている。また、対物レンズ駆動機構９は、レンズホルダに取り付けられた駆動コイルと、ヨークに取り付けられた駆動マグネットにより構成される磁気駆動回路を備えており、駆動コイルに対する通電を制御することにより、レンズホルダに保持された対物レンズ９１を光記録媒体に対してトラッキング方向およびフォーカシング方向に駆動する。また、対物レンズ駆動機構９は、対物レンズ９１のジッタ方向の傾きを調整するチルト制御も可能である。なお、対物レンズ９１の周りは、矩形枠状のアクチュエータカバー９０で覆われている。
【００２０】
また、装置フレーム２には、コネクタ６などが搭載された可撓性基板８１が配置されており、この可撓性基板８１を介して、後述するレーザ光源３１、３２および信号検出用受光素子４０に電源供給や信号供給などを行う。
【００２１】
（光学系の構成）
図２は、本発明を適用した光ヘッド装置の光学系を示す概略構成図である。
【００２２】
図１（Ｃ）および図２に示すように、本形態の光ヘッド装置１は、波長が７８０ｎｍ帯の第１のレーザ光、および波長が６５０ｎｍ帯の第２のレーザ光を用いてＣＤ系ディスクおよびＤＶＤ系ディスクに対する情報の記録、再生が可能な２波長光ヘッド装置であり、装置フレーム２の端部の互いに隣接する箇所には、第１のレーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系のレーザダイオード（第１のレーザ発光素子）を備えた第１のレーザ光源３１と、第２のレーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ系のレーザダイオード（第２のレーザ発光素子）を備えた第２のレーザ光源３２とが搭載されている。従って、図２に示すように、光ヘッド装置１には、第１のレーザ光源３１から光記録媒体５の記録面に向かう第１の往路としての第１の光路Ｌ１と、第２のレーザ光源３２から光記録媒体５の記録面に向かう第２の往路としての第２の光路Ｌ２と、光記録媒体５の記録面から信号検出用受光素子４０に向かう復路としての第３の光路Ｌ３とが構成されている。
【００２３】
かかる光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を構成するにあたって、本形態の光ヘッド装置１では、第１の光路Ｌ１に沿って、第１のレーザ光源３１から出射された第１のレーザ光をトラッキング検出用に３ビームに回折する第１の回折素子５１１と、第１の回折素子５１１により３ビームに分離したレーザ光を部分透過する平行平板状のハーフミラー５２１と、ハーフミラー５２１から出射されたレーザ光を光記録媒体５に向けて立ち上げる立ち上げミラー５３とが配置され、立ち上げミラー５３の上方位置には、レーザ光を平行光にするコリメートレンズ５４と、コリメートレンズ５４からの平行光を光記録媒体５の記録面に収束させる対物レンズ９１とが配置されている。
【００２４】
また、本形態の光ヘッド装置１では、第２の光路Ｌ２に沿って、第２のレーザ光源３２から出射された第２のレーザ光をトラッキング検出用に３ビームに回折する第２の回折素子５１２と、第２の回折素子５１２により３ビームに分離したレーザ光を部分反射する平行平板状のハーフミラーからなる光路分離素子５２２とが配置されている。
【００２５】
本形態では、平行平板状のハーフミラー５２１が、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とを合成する光路合成素子として用いられており、光路分離素子５２２によって反射されたレーザ光は、ハーフミラー５２１で部分反射した後、第１のレーザ光と同様、立ち上げミラー５３、コリメートレンズ５４、対物レンズ９１を経て光記録媒体５の記録面に照射される。
【００２６】
さらに、本形態の光ヘッド装置１において、第３の光路Ｌ３では、光記録媒体５の記録面で反射された戻り光は、コリメートレンズ５４、立ち上げミラー５３を経て、ハーフミラー５２１で部分反射した後、光路分離素子５２２を部分透過し、センサーレンズ５６で非点収差を付与された後、信号検出用受光素子４０に到達する。
【００２７】
なお、図１（Ｃ）に示すように、ハーフミラー５２１の近傍には、第１のレーザ光がハーフミラー５２１で部分反射し、第２のレーザ光がハーフミラー５２１を部分透過した光を受光するモニター用受光素子４５が配置されている。
【００２８】
（光学系の詳細説明）
本形態の光ヘッド装置１では、第１の光路Ｌ１上において、第１のレーザ光源３１とハーフミラー５２１との間のうち、第１のレーザ光源３１と第１の回折素子５１１との間には、第１のレーザ光源３１の出射光が発散光としてハーフミラー５２１を透過する際に発生する収差（コマ収差および非点収差）を補正するための収差補正素子５０が配置されている。
【００２９】
本形態においては、収差補正素子５０としてトーリックレンズが用いられており、このトーリックレンズは、一方面側（第１のレーザ光源３１が配置されている側）にトーリック面５０ａを備え、他方面側に凸面５０ｂを備えている。収差補正素子５０（トーリックレンズ）は、第１のレーザ光源３１の出射光軸に対して所定の角度分だけ、傾いた状態にあり、トーリック面５０ａおよび凸面５０ｂは、第１のレーザ光源３１の出射光の光軸と所定の角度分だけ傾いている。従って、収差補正素子５０は、第１のレーザ光の中心光軸に対するトーリック面５０ａおよび凸面５０ｂの傾きにより、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過した際に発生するコマ収差とは逆向きのコマ収差を発生させ、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際のコマ収差を補正する。また、収差補正素子５０は、トーリック面５０ａの曲率半径の異方性によって、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際に発生する非点収差とは逆向きのコマ収差を発生させ、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際の非点収差を補正する。
【００３０】
ここで、第２のレーザ光源３２から光記録媒体に向かう第２の光路Ｌ２における光学倍率は、例えば、６．５〜７．５倍に設定されている一方、第１のレーザ光源３１から光記録媒体に向かう第１の光路Ｌ１における光学倍率は、例えば、３．５〜５．０倍に設定することが好ましいが、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とでは、コリメートレンズ５４や対物レンズ９１が共通化され、かつ、レイアウト上の制約もある。そこで、本形態では、収差補正素子５０として用いたトーリックレンズを、第１のレーザ光に対する倍率変換レンズとして用い、収差補正素子５０（トーリックレンズ）によって、第１のレーザ光源３１から光記録媒体に向かう第１の光路Ｌ１における光学倍率を最適化している。
【００３１】
また、本形態では、第１のレーザ光のハーフミラー５２１への入射角θ１は、４５°未満（本形態では、４０°）に設定されている。このため、ハーフミラー５２１内で第１のレーザ光が透過する光路の長さを短縮することができ、ハーフミラーに対して垂直入射に近い分、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際に生じる収差が小さい。なお、第２のレーザ光の光路分離素子５２２への入射角θ２は、４５°になっているが、第２のレーザ光のハーフミラー５２１への入射角θ３は、第１のレーザ光のハーフミラー５２１への入射角θ１と同じ角度（本形態では、４０°）に設定されている。
【００３２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光ヘッド装置１では、第１のレーザ光源３１が出射した第１のレーザ光を部分透過する一方、第２のレーザ光源３２が出射した第２のレーザ光を部分反射する光路合成素子として、平行平板状のハーフミラー５２１を用いたため、光路合成素子としてプリズムを用いた場合に比してコストダウンを図ることができる。
【００３３】
また、第１のレーザ光源３１から光記録媒体に向かう第１の光路Ｌ１上には、第１のレーザ光が発散光としてハーフミラー５２１を斜めに透過する際に生じる収差を補正する収差補正素子５０が配置されているため、光記録媒体５上にスポットを好適に形成することができる。
【００３４】
しかも、収差補正素子５０は、第１のレーザ光源３１からハーフミラー５２１に向かう光路上に配置されているため、２つのレーザ光源３１、３２を用いた場合でも、ハーフミラー５２１を透過する第１のレーザ光のみが収差補正素子５０を通り、収差補正素子５０は、平行平板状のハーフミラー５２１を反射する第２のレーザ光に影響を及ぼさないので、収差補正素子５０の光学設計が容易であるという利点がある。
【００３５】
また、第１のレーザ光のハーフミラー５２１に対する入射角θ１を４５°未満に設定したため、ハーフミラー５２１内で第１のレーザ光が透過する光路の長さを短縮することができ、ハーフミラーに対して垂直入射に近い分、第１のレーザ光がハーフミラー５２１を透過する際に生じる収差を小さくできる。このため、収差補正素子５０で行うべき収差の補正量を軽減できるので、収差補正素子５０として、トーリックレンズを用いることができ、また、トーリックレンズの設計が容易になる。
【００３６】
また、本形態では、収差補正素子５０として用いたトーリックレンズを第１のレーザ光に対する倍率変換レンズとしても機能させているので、倍率変換レンズを別途、設ける必要がないので、その点でも、コストダウンを図ることができる。
【００３７】
さらに、第１のレーザ光のハーフミラー５２１に対する入射角θ１を４５°未満に設定すると、装置フレーム２を小型化した場合でも、レーザ光源３１、３２を離して配置することができるので、レーザ光源３１、３２を搭載する作業や、レーザ光源３１、３２の位置調整作業などを容易に行うことができる。すなわち、第１のレーザ光のハーフミラー５２１に対する入射角θ１を４５°に設定すると、図２に一点鎖線Ｌ０で示すように、レーザ光源３１、３２の出射光軸が平行になるため、レーザ光源３１、３２が近接することになってしまうが、第１のレーザ光のハーフミラー５２１に対する入射角θ１を４５°未満に設定すると、第２のレーザ光源３２の出射光軸をレーザ光源３１、３２が離間する方向に傾けることができる。
【００３８】
（その他の実施の形態）
上記形態では、収差補正素子５０として、片面にトーリック面５０ａを有するトーリックレンズを用いたが、これに代えて、シリンドリカルレンズを用いてもよい。
【００３９】
また、上記形態では、１つの収差補正素子５０により、コマ収差および非点収差の両方を補正する構成であったが、コマ収差および非点収差を別々の収差補正素子により補正する構成を採用してもよい。
【００４０】
さらに、上記形態では、収差補正素子５０は、収差補正機能と光学倍率変更機能とを有する構成であったが、収差補正および光学倍率変更の機能をそれぞれ、別々の素子に担わせる構成を採用してもよい。また、第１の回折素子５１１の片面（第１のレーザ光源３１側）にトーリック面を設けることで、第１の回折素子５１１に収差補正の機能を担わせる構成を採用してもよい。
【００４１】
さらにまた、上記形態では、第１のレーザ光源３１が出射した第１のレーザ光を部分透過する一方、第２のレーザ光源３２が出射した第２のレーザ光を部分反射する光路合成素子として平行平板状のハーフミラー５２１を用いた例であったが、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光と光記録媒体からの戻り光とを分離するための平行平板状のハーフミラーにおいて、レーザ光源から光記録媒体に向かうレーザ光がハーフミラーを透過する場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は各々、本発明を適用した光ヘッド装置の平面図、側面図、および底面カバーなどを外した状態の底面図である。
【図２】本発明を適用した光ヘッド装置の光学系を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  光ヘッド装置
３１  第１のレーザ光源
３２  第２のレーザ光源
５２１  ハーフミラー
５２２  光路分離素子
５０  収差補正素子（トーリックレンズ）
９１  対物レンズ
Ｌ１  第１の光路
Ｌ２  第２の光路
【図１】
2008065914.tif 000003
【図２】
2008065914.tif 000004