(57)【要約】【課題】光ピックアップ光学系そのものの製造費用を抑えられるようにすること。【解決手段】光ピックアップ光学系１０を構成するプリズム１１を、半導体レーザーＬＤから放射されるレーザーを平行光に変換する凸レンズ面としての回転対称非球面状の入射面１１ａと、入射面１１ａにより平行光に変換されたレーザーを内面反射する反射面１１ｂと、反射面１１ｂにより内面反射されたレーザーを光ディスクＯＤに垂直な方向に向けて屈折させる射出面１１ｃとを有する光学素子とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクにスポット光を照射するための光ピックアップに内蔵される光学系であって、
レーザー光源から放射されたレーザーを平行光に変換する凸状入射面と、その凸状入射面により平行光に変換されたレーザーを内面反射する反射面と、前記光ディスクに垂直な方向に向けてレーザーを射出する射出面とを、有するプリズム，及び、
前記プリズムから射出されたレーザーを前記光ディスク上に収斂させる対物レンズ
を含むことを特徴とする光ピックアップ光学系。
【請求項２】
前記凸状入射面が、回転対称な非球面形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ光学系。
【請求項３】
前記プリズムの前記反射面が、前記レーザーを、前記光ディスクに垂直な方向に対して前記凸状入射面がある側とは反対側に傾いた斜めの方向に向けて、内面反射するとともに、
前記プリズムの前記射出面が、前記反射面で反射されたレーザーを、その進行方向が前記光ディスクに垂直な方向となるよう屈折させつつ、そのレーザーの進行方向に直交する断面内における前記反射面と前記射出面との接線方向に直交する方向の長さを、縮小させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ光学系。
【請求項４】
前記凸状入射面に、色収差を補正するための回折格子が、形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ光学系。
【請求項５】
前記プリズムの前記反射面が、前記レーザーを、前記光ディスクに垂直な方向へ、内面反射する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ光学系。
【請求項６】
前記プリズムが、前記レーザー光源から放射されたレーザーを、前記光ディスクと略平行な方向から、前記光ディスクに垂直な方向に屈折する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光ピックアップ光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクにスポット光を照射するための光ピックアップに内蔵される光学系に、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、光ピックアップ光学系の一般的な基本構成は、レーザー光源から放射されたレーザーを平行光に変換するためのコリメーター，レーザーの進行方向を光ディスクと略平行な方向から垂直な方向に変換するための立ち上がりミラー，及び、コリメーターによって平行光に変換されたレーザーを光ディスク上に収斂させる対物レンズからなる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２２３４３号公報（図１，図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ピックアップの製造に関しては、他の一般的な工業製品と同様に、製造費用の削減が求められている。そして、従来品に比べて光ピックアップの製造費用を抑えることに対し、光ピックアップ光学系も貢献できないかと、検討されている。
【０００５】
本発明は、前述した従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、光ピックアップ光学系そのものの製造費用を抑えられるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために案出された光ピックアップ光学系は、光ディスクにスポット光を照射するための光ピックアップに内蔵される光学系であって、レーザー光源から放射されたレーザーを平行光に変換する凸状入射面と、その凸状入射面により平行光に変換されたレーザーを内面反射する反射面と、前記光ディスクに垂直な方向に向けてレーザーを射出する射出面とを、有するプリズム，及び、前記プリズムから射出されたレーザーを前記光ディスク上に収斂させる対物レンズからなることを、特徴としている。
【０００７】
このように、コリメート機能と屈折機能とを一つの光学素子に持たせることにより、従来のようにコリメート機能と屈折機能とを別々の光学素子（コリメーター及び立ち上がりミラー）に持たせることに比べて、部品数を削減することができる。然も、コリメート機能部分と屈折機能部分とを一体成形しても、プリズムの歩留りが悪化することもない。この結果、光ピックアップ光学系そのものの製造費用が、従来品に比して抑えられることとなる。
【０００８】
なお、本発明の光ピックアップ光学系では、プリズムの反射面が、レーザーを、光ディスクに垂直な方向へ、内面反射するものであっても良いし、射出面においてレーザーの断面形状を一方向にのみ縮小する機能を発揮させるため、その反射面が、光ディスクに垂直な方向に対して凸状入射面がある側とは反対側に傾いた斜めの方向に向けて、レーザーを内面反射するものであっても良い。
【０００９】
後者の場合、プリズムの射出面は、反射面が内面反射したレーザーを、その進行方向が光ディスクに垂直な方向となるよう屈折させつつ、そのレーザーの進行方向に直交する断面内における反射面と射出面との接線方向に直交する方向の長さを、縮小させるものとなる。このようにしてレーザーの断面形状を一方向にのみ縮小できるようにすることにより、凸状入射面の焦点距離を伸ばすことができるようになり、その結果、レーザー光源とプリズムとの間に他の光学素子が配置しやすくなる。
【００１０】
また、レーザーの断面形状を一方向にのみ縮小するために射出面においてレーザーに屈折を作用させるようにすると、レーザー光源が半導体レーザーである場合に、レーザー光源の波長変動によって色収差が発生してしまう。このため、プリズムがレーザー断面形状の一方向の長さを縮小する機能を有する場合においては、凸状入射面に、色収差を補正するための回折格子が形成されていてもよい。
【００１１】
また、本発明の光ピックアップ光学系では、プリズムから対物レンズへ射出されるレーザーが平行光であれば良く、プリズムの凸状入射面は、必ずしもレーザー光源から放射されたレーザーを平行光にするものでなくても良い。この場合、プリズムの反射面及び／又は射出面を、湾曲面として形成することによってパワーを持たせることにより、凸状入射面を透過したレーザーを平行光に変換させる必要がある。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明によれば、光ピックアップ光学系そのものの製造費用を抑えることができるようになり、延いては、光ピックアップの製造費用を抑えることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本発明を実施するための最良の形態について、説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の光ピックアップ光学系の基本構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ光学系１０は、プリズム１１及び対物レンズ１２を、含んでいる。
【００１５】
このうち、プリズム１１は、半導体レーザーＬＤから光ディスクＯＤと略平行な方向（図１では右方）に向けて放射されるレーザーに対し、後述するように、拡散光から平行光への変換（平行化），及び、光ディスクＯＤと略平行な方向から垂直な方向への進行方向の変換（反射）の各作用を施すための光学素子である。また、このプリズム１１は、後述するように、半導体レーザーＬＤから断面楕円形の状態で放射されるレーザーに対し、断面形状の整形（真円化）の作用を施すための光学素子ともなっている。以下、プリズム１１について具体的に説明する。
【００１６】
図２は、プリズム１１の斜視図である。図２に示すように、プリズム１１は、略六面体形状に形成されている。六面のうち、一面は、半導体レーザーＬＤから放射されたレーザーが入射する入射面１１ａとして利用される。ここで、半導体レーザーＬＤから放射されたレーザーの断面形状（楕円形状）の中心を通る線を、主光線と定義すると、プリズム１１は、光ピックアップ内において、この主光線が入射面１１ａの中心へ垂直に入射するように、設置される。なお、図１及び図２では、主光線は、一点鎖線にて示されている。この入射面１１ａは、平面形状ではなく、半導体レーザーＬＤに向かって若干突出するように、凸状に形成されている。より詳しく説明すると、入射面１１ａの面形状は、その中心軸を対称軸とする回転対称な非球面形状となっており、このような面形状により、入射面１１ａは、凸レンズ面として機能する。この入射面１１ａの非球面形状は、半導体レーザーＬＤから放射されたレーザーがこの入射面１１ａを通過する際、そのレーザーに対し、拡散光から平行光に変換する作用（平行化作用）を及ぼすよう、調整されている。なお、レーザーは、入射面１１ａにおいて平行化されるだけであり、平行化されたレーザーの断面形状は、平行化される前の状態と同様に、光ディスクＯＤと平行な方向（図１では紙面に直交する方向）に短軸を向けた楕円形となる。
【００１７】
また、プリズム１１の六面のうち、入射面１１ａに対して光ディスクＯＤがある側とは反対側において隣接する一面は、入射面１１ａから内部に入射したレーザーを内面反射する反射面１１ｂとして利用される。この反射面１１ｂは、平面状に形成されている。そして、この反射面１１ｂは、入射面１１ａにより平行化されたレーザー（及び主光線）を、光ディスクＯＤと略平行な方向から、光ディスクＯＤに垂直な方向に対して入射面１１ａがある側とは反対側に傾いた斜めの方向（図１では右上方）に向けて、反射するよう、入射面１１ａに対して傾けられている。なお、レーザーは、反射面１１ｂにおいて反射されるだけであり、その断面形状は、光ディスクＯＤと平行な方向に短軸を向けた楕円形のままとなる。
【００１８】
また、プリズム１１の六面のうち、反射面１１ｂに対して入射面１１ａが有る側とは反対側において隣接する一面は、反射面１１ｂにおいて内面反射されたレーザーをプリズム１１の外部へ射出する射出面１１ｃとして利用される。この射出面１１ｃも、平面状に形成されている。そして、この射出面１１ｃの反射面１１ｂに対する傾き角度は、反射面１１ｂにより内面反射されたレーザー（及び主光線）を屈折させながら光ディスクＯＤに垂直な方向に向かって進行させるよう、調整されている。また、射出面１１ｃでレーザーが屈折する際、そのレーザーの断面形状である楕円形状の長軸長が短軸長と一致するまで短縮されるよう、入射面１１ａの中心軸に対する反射面１１ｂ及び射出面１１ｃの各々の法線の傾き角度が、調整されている。なお、このようなレーザーの断面形状の整形（真円化）を射出面１１ｃにおいて行わせることにより、プリズム１１内での長軸長を大きくすることができ、その結果、プリズム１１と半導体レーザーＬＤとの間隔を広くとることができるようになる。
【００１９】
ところで、半導体レーザーＬＤは、熱等に起因して波長変動を生ずることが知られているが、この波長変動があると、射出面１１ｃにおいて色収差が生ずる。このため、本実施形態では、入射面１１ａに、微視的に径の異なる複数の輪帯状の回折溝（微細であるため図示せず）が、互いの中心が入射面１１ａの中心軸に一致するように、形成されており、これら複数の回折溝により構成される回折格子にて、色収差が補正されるようになっている。勿論、それら複数の回折溝の深さと径方向の幅と互いの間隔は、その色収差が適宜補正できるよう調整されている。
【００２０】
また、プリズム１１の六面のうち、前述した反射面１１ｂ及び射出面１１ｃの何れにも垂直に接する一対の面（図１の紙面と平行な平面）は、図１及び図２に示すように略台形状に形成されている。
【００２１】
対物レンズ１２は、以上に説明した面構成のプリズム１１から光ディスクＯＤに直交する方向へ射出される断面円形のレーザーを、光ディスクＯＤ上に収斂させるための光学素子である。この対物レンズ１２は、プリズム１１の射出面１１ｃに対して光軸が直交するように、光ピックアップ内に設置される。また、この対物レンズ１２は、図示していないが、光ピックアップ内では、周知の二軸アクチュエータに取り付けられ、スポット光が光ディスクＯＤ上の適正位置に適正な大きさで形成されるよう、光ディスクＯＤに垂直な方向（フォーカシング方向）と光ディスクＯＤの径方向（トラッキング方向）とに駆動されるようになっている。
【００２２】
本実施形態の光ピックアップ光学系１０が、以上に説明したように構成されているため、半導体レーザーＬＤから放射されるレーザーは、プリズム１１の内部に進入するときに、その入射面１１ａにより平行化され、その後、反射面１１ｂと射出面１１ｃとにより二度向きが変えられ、光ディスクＯＤに垂直に向かう平行光として、プリズム１１の外部に射出される。プリズム１１から射出されたレーザーは、対物レンズ１２により光ディスクＯＤ上に収斂され、光スポットを形成する。
【００２３】
そして、この本実施形態のようにコリメート機能と屈折機能とを一つの光学素子（プリズム１１）に持たせることにより、従来のようにコリメート機能と屈折機能とを別々の光学素子（コリメーター，立ち上がりミラー）に持たせることに比べて、部品数を削減することができる。然も、コリメート機能部分と屈折機能部分とを一体成形しても、プリズム１１の歩留りが悪化することもない。この結果、光ピックアップ光学系１０の製造費用が、従来品に比して抑えられることとなる。
【００２４】
なお、本実施形態では、反射面１１ｂと射出面１１ｃとにおいてレーザーを二度屈折させることにより、レーザーの断面形状である楕円形の長軸長を縮小するようにしていたが、この機能はなくてもよい。この場合、反射面１１ｂを、入射面１１ａで平行化されたレーザーを光ディスクＯＤに垂直な方向に向けて反射するものとし、尚且つ、射出面１１ｃを、光ディスクＯＤと平行なものとすれば良い。このようにプリズム１１を構成すれば、レーザーが射出面１１ｃにおいて屈折されなくなるので、半導体レーザーＬＤの波長変動があっても色収差が生じなくなる。この場合、回折格子は、入射面１１ａに形成されてもよいし、形成されなくてもよい。但し、プリズム１１から射出されるレーザーの断面形状が楕円形となってしまうので、真円化する必要がある場合、レーザーの断面形状を整形するための光学素子を、プリズム１１の前後に配置する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の光ピックアップ光学系の基本構成を示す図
【図２】プリズムの斜視図
【符号の説明】
【００２６】
１０    光ピックアップ光学系
１１    プリズム
１１ａ  入射面
１１ｂ  反射面
１１ｃ  射出面
１２    対物レンズ
【図１】
2008130116.tif 000003
【図２】
2008130116.tif 000004