(57)【要約】【課題】第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体を部分反射面を介して接合させたプリズムをレーザ光を透過させる場合に発生する光路長の場所毎のばらつきを制御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は、ＤＶＤなどの光記録媒体２０に対する情報記録、情報再生を行うものであり、レーザ発光素子２から出射されたレーザ光は、プリズム４を透過する。プリズム４は、三角柱状の第１のプリズム構成体４１と、同じく三角柱状の第２のプリズム構成体４２と部分反射面４３を介して接合された構造を有している。プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さ、第１のプリズム構成体４１と前記第２のプリズム構成体４２との屈折率差をそれぞれｄ、Δｎとし、レーザ光の波長をλとしたとき、プリズム４の有効瞳内においては、Δｎ・ｄは、レーザ光の波長λの５倍未満である。【選択図】      図１
2004355693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発光素子、該レーザ発光素子から出射されたレーザ光が入射する光路合成用あるいは光路分離用のプリズム、該プリズムを透過してきた前記レーザ光を平行光化するコリメートレンズ、および該コリメートレンズから出射された平行光束を光記録媒体上に集光させる対物レンズが光路上にこの順に配置された光ヘッド装置において、
前記プリズムは、前記レーザ発光素子から出射されるレーザ光の光軸に対して斜めに傾いた部分反射面を介して接合された第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体とを備え、
前記プリズムにおける前記レーザ光の光路方向における長さ、前記第１のプリズム構成体と前記第２のプリズム構成体との屈折率差をそれぞれｄ、Δｎとしたときに、Δｎ・ｄで求められる値、あるいはΔｎが所定の条件に設定されてな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、前記レーザ光の波長をλとしたとき、前記プリズムにおける有効瞳内においては、下式
５＞Δｎ・ｄ／λ
を満たすことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項３】
請求項１において、前記プリズムの屈折率をｎとしたとき、下式
ｎ・ｄ≒６．８
Δｎ≦０．０００５
を満たす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、前記コリメートレンズからみて、前記レーザ発光素子側の開口率が約０．１３であり、前記光記録媒体側の開口率が約０．６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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）などの光記録媒体の記録、再生に用いられる光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（コンパクトティスク）やＤＶＤなどの光記録ディスクの記録、再生に用いられる光ヘッド装置は、概ね、レーザ発光素子、このレーザ発光素子から出射されたレーザ光が入射するプリズム、このプリズムを透過してきたレーザ光を平行光化するコリメートレンズ、およびコリメートレンズから出射された平行光束を光記録媒体上に集光させる対物レンズが光路上にこの順に配置されている。
【０００３】
ここで、プリズムは、光路合成素子あるいは光路分離素子として用いられている。例えば、図１に示す光学系では、光路分離素子として用いられている。ここで、プリズム４は、レーザ発光素子２から出射されるレーザ光の光軸Ｌに対して斜めに傾いた部分反射面４３を介して接合された第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２とを備えており、部分反射面４３は、レーザ発光素子２から出射されたレーザ光をコリメートレンズ５に向けて透過する一方、光記録媒体２０からの戻り光を受光素子９に向けて反射する。
【０００４】
このように構成した光ヘッド装置では、レーザ発光素子２から出射されるレーザ光は、発散光としてプリズム４を透過し、コリメートレンズ５に入射する。このため、非点収差を十分、制御しないと、光記録媒体２０に小さなスポットを形成できない。そこで、プリズム４については、第１のプリズム構成体４１および第２のプリズム構成体４２については同一の材料で構成するとともに、第１のプリズム構成体４１や第２のプリズム構成体４２の面精度や平行度などを管理対象としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＤなど比較的、記録密度が低い光記録媒体を扱う場合には、従来のような方法でプリズム４を管理すればある程度、良好な再生特性を得られていたが、ＤＶＤなど記録密度が高い光記録媒体を扱った場合には、上記の管理方法だけでは非点収差が許容量を超えてしまうという事象が発生する。
【０００６】
その原因について本願出願人が種々、検討した結果、第１のプリズム構成体４１、および第２のプリズム構成体４２を同一の材料で構成しても、製造ロットやプリズム構成体の組み合わせによっては、非点収差が許容量を超えてしまうという知見を得た。すなわち、製造履歴などによっては低いレベルではあるが、第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２との間で屈折率に差が発生し、それがプリズム４内で光路長に差を発生させているという新たな知見を得たのである。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体を部分反射面を介して接合させたプリズムをレーザ光を透過させる場合に発生する光路長の場所毎のばらつきを制御可能な光ヘッド装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、レーザ発光素子、該レーザ発光素子から出射されたレーザ光が入射する光路合成用あるいは光路分離用のプリズム、該プリズムを透過してきた前記レーザ光を平行光化するコリメートレンズ、および該コリメートレンズから出射された平行光束を光記録媒体上に集光させる対物レンズが光路上にこの順に配置された光ヘッド装置において、前記プリズムは、前記レーザ発光素子から出射されるレーザ光の光軸に対して斜めに傾いた部分反射面を介して接合された第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体とを備え、前記プリズムにおける前記レーザ光の光路方向における長さ、前記第１のプリズム構成体と前記第２のプリズム構成体との屈折率差をそれぞれｄ、Δｎとしたときに、Δｎ・ｄで求められる値、あるいはΔｎが所定の条件に設定されてなることを特徴とする。
【０００９】
レーザ光がプリズムを透過した際、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過するかによって、レーザ光の全光路長に占める第１のプリズム構成体の光路長と第２のプリズム構成体の光路長との割合が変化することに着目して、本発明では、Δｎ・ｄで求められる値、あるいはΔｎを制御する。すなわち、第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体の屈折率の差（Δｎ）を小さくしておけば、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過しても、光路長（Δｎ・ｄ）に差がないため、位相の揃ったレーザ光がプリズムから出射される。それ故、プリズムに起因する非点収差を抑えることができる。これに対して、第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体の屈折率の差（Δｎ）を積極的に大きくておけば、プリズムに起因する非点収差で他の光学部品で発生する非点収差を補正することもできる。
【００１０】
本発明においては、前記レーザ光の波長をλとしたとき、前記プリズムにおける有効瞳内においては、例えば、下式
５＞Δｎ・ｄ／λ
を満たすようにΔｎ・ｄを制御する。このように構成すると、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過しても、光路長（Δｎ・ｄ）の場所毎の差が波長の５倍以下であるため、プリズムに起因する非点収差を抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記プリズムの屈折率をｎとしたとき、例えば、下式
ｎ・ｄ≒６．８
Δｎ≦０．０００５
を満たすようにΔｎを制御する。例えば、プリズムの屈折率ｎが１．５で、プリズムにおけるレーザ光の光路方向における長さｄが４．５ｍｍの場合、
Δｎ≦０．０００５
とする。このように構成すると、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過しても、光路長（Δｎ・ｄ）の場所毎の差が小さいため、プリズムに起因する非点収差を抑えることができる。
【００１２】
本発明においては、例えば、前記コリメートレンズからみて、前記レーザ発光素子側の開口率が約０．１３であり、前記光記録媒体側の開口率が約０．６である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の光ヘッド装置の一例を説明する。
【００１４】
図１は、本例の光ヘッド装置の光学系を中心に示す概略構成図である。図２は、光ヘッド装置におけるプリズムのサイズおよび開口率と、プリズムに起因する非点収差との関係を示すグラフである。
【００１５】
図１に示すように、光ヘッド装置１は、ＤＶＤなどの光記録媒体２０に対する情報記録、情報再生を行うものであり、波長６５０ｎｍ帯域のレーザ光を出射するレーザダイオードからなるレーザ発光素子２、このレーザ発光素子２から出射されたレーザ光を３ビームに分割するためのグレーティング３、レーザ発光素子２から出射されたレーザ光がグレーティング３を介して入射する光路合成用あるいは光路分離用のプリズム４、プリズム４を透過してきたレーザ光を平行光化するコリメートレンズ５、立ち上げミラー６、およびコリメートレンズ５から出射された平行光束を光記録媒体２０上に集光させる対物レンズ７が光路上にこの順に配置されている。
【００１６】
プリズム４は、三角柱状の第１のプリズム構成体４１と、同じく三角柱状の第２のプリズム構成体４２と部分反射面４３を介して接合された構造を有しており、部分反射面４３は、レーザ発光素子２から出射されるレーザ光の光軸Ｌに対して４５°の角度で傾いている。
【００１７】
また、プリズム４の側方には、受光素子９、およびセンサーレンズ８が配置されており、光記録媒体２０で反射してきた戻り光は、対物レンズ７、立ち上げミラー６、コリメートレンズ５を介してプリズム４に入射し、部分反射面４３によって、その光軸Ｌが直角に折り曲げられてセンサーレンズ８および受光素子９に向けて導かれる。
【００１８】
ここで、コリメートレンズ５からみて、レーザ発光素子２側の開口率は、例えば、約０．１３であり、光記録媒体２０側の開口率は、例えば、約０．６である。
【００１９】
なお、対物レンズ７に対しては、それをフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動するレンズ駆動装置１０が構成されている。
【００２０】
このように構成した光ヘッド装置１において、プリズム４を構成する第１のプリズム構成体４１、および第２のプリズム構成体４２は、同一の樹脂材料あるいはガラス材料などといった透明材料を成形してなるものであるが、本形態では、製造履歴によって、第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２との間に屈折率の差が存在することに着目し、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さ、第１のプリズム構成体４１と前記第２のプリズム構成体４２との屈折率差をそれぞれｄ、Δｎとしたときに、Δｎ・ｄで求められる値、あるいはΔｎを以下のように制御している。
【００２１】
まず、レーザ光の波長をλとしたとき、プリズム４の有効瞳内においては、下式
５＞Δｎ・ｄ／λ
を満たすようにΔｎ・ｄを制御している。
【００２２】
すなわち、プリズム４において矢印Ｌ１で示す光路を辿った光成分においては、プリズム４内における光路長は、そのほとんどが第１のプリズム構成体４１の光路長であるのに対して、矢印Ｌ２で示す光路を辿った光成分においては、プリズム４内における光路長は、そのほとんどが第２のプリズム構成体４２の光路長であるが、本形態では、その場合の光路長の差は、５波長分以下である。
【００２３】
従って、本形態では、レーザ光に関して、プリズム４を透過する際の光路長差が小さいので、プリズム４に起因する非点収差を抑えることができる。それ故、光記録媒体２０に小さなスポットを形成することができる。
【００２４】
また、本形態では、プリズム４全体の屈折率をｎとしたとき、下式
ｎ・ｄ≒６．８
Δｎ≦０．０００５
を満たすようにΔｎを制御してもよい。例えば、プリズム４の屈折率ｎが１．５で、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄが４．５ｍｍの場合、
Δｎ≦０．０００５
に設定する。
【００２５】
このような条件を設定した場合も、プリズム４において矢印Ｌ１で示す光路を辿った光成分と、矢印Ｌ２で示す光路を辿った光成分との間において、光路長の差が小さい。従って、プリズム４に起因する非点収差を抑えることができるので、光記録媒体２０に小さなスポットを形成することができる。
【００２６】
（その他の実施の形態）
上記実施の形態では、プリズム４として、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄが４．５ｍｍで、コリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率が約０．１３の場合を例に説明したが、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さ、およびコリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率が他の条件の場合に本発明を適用してもよい。
【００２７】
例えば、図２には、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さ、およびコリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率をそれぞれ変えた場合における第１のプリズム構成体４１と前記第２のプリズム構成体４２との屈折率差Δｎと、非点収差との関係を示すように、第１のプリズム構成体４１と前記第２のプリズム構成体４２との屈折率差Δｎを０．０００５以下に設定すれば、プリズム４に起因する非点収差を小さく抑えることができる。
【００２８】
なお、図２には、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄを４．５ｍｍとし、コリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率を０．１０８とした場合の結果を直線Ｌ１１で示し、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄを４．５ｍｍとし、コリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率を０．１３６とした場合の結果を直線Ｌ１２で示してある。また、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄを３．０ｍｍとし、コリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率を０．１０８とした場合の結果を直線Ｌ１３で示し、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄを３．０ｍｍとし、コリメートレンズ５からみてレーザ発光素子２側の開口率を０．１３６とした場合の結果を直線Ｌ１４で示してある。
【００２９】
これらの結果からわかるように、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄが長い方が非点収差の傾きが大きいので、第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２との屈折率差Δｎについては、屈折率の差Δｎと、プリズム４におけるレーザ光の光路方向における長さｄとの積、Δｎ・ｄを所定値以下、例えば、使用波長の５倍未満になるように制御すればよい。
【００３０】
また、上記の実施の形態では、直角二等辺三角柱状の第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２と部分反射面４３を介して接合したプリズム４を例に説明したが、図３に示すように、部分反射面４３が、レーザ発光素子２から出射されるレーザ光の光軸Ｌに対して４５°以外の角度を成しているような光ヘッド装置１に本発明を適用してもよい。
【００３１】
さらに、上記の実施の形態では、第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２の屈折率の差（Δｎ）を小さくしてプリズム４に起因する非点収差を抑える構成であったが、それとは反対に、第１のプリズム構成体４１と第２のプリズム構成体４２の屈折率の差（Δｎ）を積極的に大きくして、プリズム４で発生する非点収差で他の光学部品で発生する非点収差を補正してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置では、レーザ光がプリズムを透過した際、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過するかによって、レーザ光の全光路長に占める第１のプリズム構成体の光路長と第２のプリズム構成体の光路長との割合が変化することに着目して、場所毎の光路長、あるいは第１のプリズム構成体と第２のプリズム構成体の屈折率の差を制御する。従って、レーザ光がプリズムのいずれの位置を通過しても、光路長に差がないため、プリズムに起因する非点収差を抑えることができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ヘッド装置の光学系を中心に示す概略構成図である。
【図２】光ヘッド装置におけるプリズムのサイズおよび開口率と、プリズムに起因する非点収差との関係を示すグラフである。
【図３】光ヘッド装置の別の光学系を中心に示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド装置
２  レーザ発光素子
４  プリズム
５  コリメートレンズ
７  対物レンズ
９  受光素子
１０  対物レンズ駆動装置
２０  光記録媒体
４１  第１のプリズム構成体
４２  第２のプリズム構成体
４３  部分反射面
【図１】
2004355693.tif 000003
【図２】
2004355693.tif 000004
【図３】
2004355693.tif 000005