(57)【要約】  【課題】  安価に光のロスを低減することのできるプリズム及び光ピックアップ装置を提供する。  【解決手段】  青色光を反射して赤色光及び近赤外線を透過するダイクロイック膜５ｅを挟んで接合される平面視正方形のプリズム５において、青色光が入射する第１面５ａに青色光の反射を防止する第１反射防止膜を設け、赤色光及び近赤外線が入射する第２面５ｂに赤色光及び近赤外線の反射を防止する第２反射防止膜を設け、青色光、赤色光及び近赤外線が出射される第３面５ｃに青色光、赤色光及び近赤外線の反射を防止するとともに赤色光及び近赤外線の反射率が青色光の反射率より大きい第３反射防止膜を設けた。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が３９０〜４２５ｎｍに含まれる第１の光と波長が６３０〜８２０ｎｍに含まれるの第２の光との一方を透過して他方を反射するダイクロイック膜を挟んで接合され、前記ダイクロイック膜に対して傾斜するとともに隣接する面が直交した第１〜第４面を有する平面視矩形のプリズムにおいて、
第１面に第１の光の反射を防止する第１反射防止膜を設け、
第１面に直交する第２面に第２の光の反射を防止する第２反射防止膜を設け、
第１面及び第２面の入射光が前記ダイクロイック膜を介して出射される第３面に第１、第２の光の反射を防止する第３反射防止膜を設け、
第３反射防止膜は第２の光の反射率が第１の光の反射率よりも大きいことを特徴とするプリズム。
【請求項２】
前記ダイクロイック膜が第１の光を反射して第２の光を透過するとともに、第３面が第２面に対向することを特徴とする請求項１に記載のプリズム。
【請求項３】
平面視正方形にするとともに、第１反射防止膜を第３反射防止膜により形成して、第４面に第２反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリズム。
【請求項４】
第２反射防止膜を第３反射防止膜により形成したことを特徴とする請求項３に記載のプリズム。
【請求項５】
第３反射防止膜は、第１の光の反射率が０．３％以下で、第２の光の反射率が０．５％以上４％以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプリズム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のプリズムと、波長が３９０〜４２５ｎｍに含まれる第１の光を出射する第１光源と、波長が６３０〜８２０ｎｍに含まれるの第２の光を出射する第２光源とを備え、第１光源の出射光が前記プリズムの第１面に入射して前記ダイクロイック膜を介して第３面から出射されるとともに、第２光源の出射光が前記プリズムの第２面に入射して前記ダイクロイック膜を介して第３面から出射され、第３面の出射光を光ディスクに照射することを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射方向の異なる青色光と、赤色光及び近赤外線と、を合波するプリズム及びそれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクを再生または記録する光ディスク装置は、媒体に応じて異なる波長の光を用いて信号の読み取りや書き込みが行われる。特許文献１等には同じ光ピックアップ装置を用いて種類の異なる光ディスクの読み取りを行う構成が開示されている。
【０００３】
この光ピックアップ装置はそれぞれ波長の異なる光を出射する複数の光源を有している。光源の出射光の波長としてＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭ等を読み取る６５０ｎｍ帯（６３０〜６９０ｎｍ）の赤色光や７８０ｎｍ帯（７４０〜８２０ｎｍ）の近赤外線が用いられる。光ディスクに応じた光源を駆動して所定の波長の光が光ディスクに照射されると、光ディスクで反射した光が受光素子で捉えられる。これにより、光ディスクの種類が異なっても使用波長に応じた信号を読み取り可能になっている。
【０００４】
各光源の出射光は直交する方向からプリズムに入射する。プリズムには波長に応じて光を反射または透過するダイクロイック膜が設けられ、入射光を一方向に出射する。これにより、異なる光源を駆動しても光を合波して光ディスクに光を照射することができるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−１４３９０１号公報（第２頁−第１２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、記録媒体となる光ディスクが高密度化され、光源の出射光として赤色光や近赤外線に加えて、４１０ｎｍ帯（３９０ｎｍ〜４２５ｎｍ）の青色光が使用される。これにより、ブルーレイディスクやＨＤ  ＤＶＤ等の読み取りを行うことができる。この時、合波するプリズムは青色光の入射面に青色光の反射を防止する反射防止膜が設けられる。青色光よりも波長の長い赤色光や近赤外線の入射面には赤色光や近赤外線の反射を防止する反射防止膜が設けられる。また、プリズムの出射面には青色光、赤色光、近赤外線の反射を防止する反射防止膜が設けられる。
【０００６】
図８はプリズムの出射面に設けられた青色光、赤色光、近赤外線の反射を防止する従来の反射防止膜の反射特性を示している。縦軸は反射率（単位：％）、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示している。反射防止膜は光学薄膜を積層して形成され、その諸元を表１に示す。尚、図中、Ｔ１は青色光の波長域を示しており、Ｔ２は赤色光及び近赤外線の波長域を示している。また、表１において、Ｈ４はＴｉＯ2とＬａ2Ｏ3との混合物を示している。
【０００７】
【表１】
2005302107.tif 000003
【０００８】
表１及び図８に示す反射防止膜は青色光、赤色光及び近赤外線の反射率が約０．４％になる。しかしながら、青色光を発光する光源は出力が小さく、反射防止膜の反射率が約０．４％になるとロスによって光ディスクの読み取りに必要な光量を確保できない場合がある。このため、光ディスクの読取エラーを発生する問題があった。また、青色光、赤色光及び近赤外線の反射率をより小さくするためには光学薄膜の積層数が多くなり、プリズム５及び光ピックアップ装置１のコストが大きくなる問題があった。
【０００９】
本発明は、安価に光のロスを低減することのできるプリズム及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、波長が３９０〜４２５ｎｍに含まれる第１の光と波長が６３０〜８２０ｎｍに含まれるの第２の光との一方を透過して他方を反射するダイクロイック膜を挟んで接合され、前記ダイクロイック膜に対して傾斜するとともに隣接する面が直交した第１〜第４面を有する平面視矩形のプリズムにおいて、
第１面に第１の光の反射を防止する第１反射防止膜を設け、
第１面に直交する第２面に第２の光の反射を防止する第２反射防止膜を設け、
第１面及び第２面の入射光が前記ダイクロイック膜を介して出射される第３面に第１、第２の光の反射を防止する第３反射防止膜を設け、
第３反射防止膜は第２の光の反射率が第１の光の反射率よりも大きいことを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、第１面から青色光が入射するとダイクロイック膜で反射または透過して第３面から出射される。第２面から赤色光や近赤外線が入射するとダイクロイック膜で透過または反射して第３面から出射される。第１面には第１反射防止膜が形成され、青色光の反射が防止される。第２面には第２反射防止膜が形成され、ダイクロイック膜で透過または反射する赤色光及び近赤外線の反射が防止される。更に、第３面には第３反射防止膜が形成され、青色光、赤色光、近赤外線の反射が防止される。
【００１２】
また本発明は、上記構成のプリズムにおいて、前記ダイクロイック膜が第１の光を反射して第２の光を透過するとともに、第３面が第２面に対向することを特徴としている。この構成によると、第１面から青色光が入射するとダイクロイック膜で反射して第３面から出射される。第２面から赤色光や近赤外線が入射するとダイクロイック膜で透過して第３面から出射される。
【００１３】
また本発明は、上記構成のプリズムにおいて、平面視正方形にするとともに、第１反射防止膜を第３反射防止膜により形成して、第４面に第２反射防止膜を設けたことを特徴としている。この構成によると、第１面及び第３面を青色光の入射面にできるとともに、第２面及び第４面を赤色光や近赤外線の入射面にできる。
【００１４】
また本発明は、上記構成のプリズムにおいて、第２反射防止膜を第３反射防止膜により形成したことを特徴としている。この構成によると、第１面〜第４面を青色光、赤色光、近赤外線の入射面にできる。
【００１５】
また本発明は、上記構成のプリズムにおいて、第３反射防止膜は、第１の光の反射率が０．３％以下で、第２の光の反射率が０．５％以上４％以下であることを特徴としている。
【００１６】
また本発明の光ピックアップ装置は、上記各構成のプリズムと、波長が３９０〜４２５ｎｍに含まれる第１の光を出射する第１光源と、波長が６３０〜８２０ｎｍに含まれる第２の光を出射する第２光源とを備え、第１光源の出射光が前記プリズムの第１面に入射して前記ダイクロイック膜を介して第３面から出射されるとともに、第２光源の出射光が前記プリズムの第２面に入射して前記ダイクロイック膜を介して第３面から出射され、第３面の出射光を光ディスクに照射することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、青色光の反射を防止する第１反射防止膜と、赤色光及び近赤外線の反射を防止する第２反射防止膜をそれぞれ第１、第２面に設け、青色光、赤色光、近赤外線の反射を防止して赤色光及び近赤外線の反射率が青色光の反射率より大きい第３反射防止膜を第３面に設けたので、青色光のロスを低減できるプリズム及び光ピックアップ装置を安価に得ることができる。
【００１８】
また本発明によると、プリズムの平面視を正方形にするとともに、第１反射防止膜を第３反射防止膜により形成して、第４面に第２反射防止膜を設けたので、第１面及び第３面を青色光の入射面にできるとともに、第２面及び第４面を赤色光や近赤外線の入射面にでき、プリズムを簡単に光ピックアップ装置等の機器に設置して製造工数を削減することができる。
【００１９】
また本発明によると、第２反射防止膜を第３反射防止膜により形成したので第１面〜第４面を青色光、赤色光、近赤外線の入射面にでき、プリズムを更に簡単に光ピックアップ装置等の機器に設置して製造工数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の光ピックアップ装置を示すブロック図である。光ピックアップ装置１は光ディスクＤに応じて波長域が６５０ｎｍ帯（６３０ｎｍ〜６９０ｎｍ）の赤色光と波長が７８０ｎｍ帯（７４０ｎｍ〜８２０ｎｍ）の近赤外線とを択一的に出射する光源ユニット２を有している。光源ユニット２は複数の光源と出射方向を一定にする光学素子から成っている。赤色光によりＤＶＤ−ＲＯＭの情報を読み取ることができ、近赤外線によりＣＤ−ＲＯＭの情報を読み取ることができる。尚、光源ユニット２が一の光源から成り、単一の波長域の光を出射してもよい。
【００２１】
また、波長域が４１０ｎｍ帯（３９０ｎｍ〜４２５ｎｍ）の青色光を出射する光源３を有している。青色光によりブルーレイディスクやＨＤ  ＤＶＤの情報を読み取ることができる。光源ユニット２及び光源３の出射光の光路上にはプリズム５が配される。プリズム５は光路に対して傾斜したダイクロイック膜５ｅを透明材料により挟んで平面視矩形に形成されている。これにより、プリズム５はダイクロイック膜５ｅに対して傾斜して対向する第１〜第４面５ａ〜５ｄを有している。
【００２２】
ダイクロイック膜５ｅは青色光を反射するとともに青色光よりも波長の長い赤色光及び近赤外線を透過する。従って、光源ユニット２の出射光は第２面５ｂからプリズム５に入射してダイクロイック膜５ｅを透過し、第２面５ｂに対向する第３面５ｃから光ディスクＤの方向に出射される。また、光源３の出射光は第１面５ａからプリズム５に入射してダイクロイック膜５ｅで反射し、第３面５ｃから光ディスクＤの方向に出射される。
【００２３】
図２はプリズム５の詳細を示す平面図である。プリズム５の第１面５ａには青色光の反射を防止する反射防止膜９ａ（第１反射防止膜）が設けられる。図５は反射防止膜９ａの反射特性を示している。縦軸は反射率（単位：％）、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。また、表２は反射防止膜９ａの諸元を示している。図中及び表中のＴ１、Ｔ２、Ｈ４は上記と同様である。図５及び表２によると、反射防止膜９ａは３層の光学薄膜を積層して成り、青色光の反射率が０．３％以下になっている。
【００２４】
【表２】
2005302107.tif 000004
【００２５】
プリズム５の第２面５ｂには赤色光及び近赤外線の反射を防止する反射防止膜９ｂ（第２反射防止膜）が設けられる。図６は反射防止膜９ｂの反射特性を示している。縦軸は反射率（単位：％）、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。また、表３は反射防止膜９ａの諸元を示している。図中及び表中のＴ１、Ｔ２、Ｈ４は上記と同様である。図６及び表３によると、反射防止膜９ｂは６層の光学薄膜を積層して成り、赤色光及び近赤外線の反射率が０．３％以下になっている。
【００２６】
【表３】
2005302107.tif 000005
【００２７】
プリズム５の第３面５ｃには青色光、赤色光及び近赤外線の反射を防止する反射防止膜９ｃ（第３反射防止膜）が設けられる。図７は反射防止膜９ｂの反射特性を示している。縦軸は反射率（単位：％）、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。また、表４は反射防止膜９ａの諸元を示している。図中及び表中のＴ１、Ｔ２、Ｈ４は上記と同様である。図７及び表４によると、反射防止膜９ｂは８層の光学薄膜を積層して成り、青色光の反射率が０．１％以下になっている。また、赤色光及び近赤外線の反射率が１％以下になっている。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
これにより、第１、第２面５ａ、５ｂから入射する光及び第３面５ｃから出射される光の反射によるロスを低減することができる。
【００３０】
図１において、プリズム５と光ディスクＤとの間には、ＰＢＳプリズム８、コリメータレンズ４、λ／４板１０、回折素子７、集光レンズ１１が配されている。ＰＢＳプリズム８は光路に対して傾斜した傾斜面を有する透光性の基板８ａ、８ｂ、８ｃを貼り合わせて形成されている。基板８ａ、８ｂの界面には、Ｐ偏光を透過してＳ偏光を反射するＰＢＳ膜８ｄが設けられている。基板８ｂ、８ｃの界面には、入射光を反射する反射膜８ｅが設けられている。
【００３１】
コリメータレンズ４は光源２からの出射光をコリメート光に変換する。λ／４板１０は光の位相をλ／４ずらし、光源ユニット２及び光源３の出射光が光ディスクＤの入射時及び反射時に通過することにより位相がλ／２ずれてＰ偏光がＳ偏光に変換される。
【００３２】
回折素子７はホログラム等から成り、波長に応じて集光レンズ１１の集光位置を可変する。集光レンズ１１は青色光、赤色光及び近赤外線を光ディスクＤ上に集光する。また、ＰＢＳプリズム８の反射膜８ｅの反射方向にはフォトダイオード等から成る受光素子１２が設けられる。
【００３３】
上記構成の光ピックアップ装置１において、光源ユニット２から出射される赤色光または近赤外線のＰ偏光はダイクロイック膜５ｅを透過してＰＢＳプリズム８に導かれる。光源３から出射される青色光のＰ偏光はダイクロイック膜５ｅで反射してＰＢＳプリズム８に導かれる。ＰＢＳプリズム８の入射光はＰＢＳ膜８ｄを透過してコリメータレンズ４によりコリメート光に変換される。そして、λ／４板１０、回折素子７を介して集光レンズ１１により光ディスクＤの記録面に集光される。この時、光ディスクＤの種類に応じて波長の異なる光の集光位置が回折素子７によって可変される。
【００３４】
光ディスクＤで反射した光は回折素子７、λ／４板１０、コリメータレンズ４を透過してＰＢＳプリズム８に入射する。この時、入射光はλ／４板１０を２回透過しているためＳ偏光に変換されている。ＰＢＳプリズム８ではＰＢＳ膜８ｄによってＳ偏光が反射され、反射膜８ｅで反射して受光素子１２により受光される。これにより、光ディスクＤの種類が異なっても使用波長に応じた信号を受光素子１２で捉えて読み取ることができる。
【００３５】
本実施形態によると、プリズム５の第３面５ｃに設けられる反射防止膜９ｃは青色光の反射率よりも赤色光及び近赤外線の反射率が大きくなっている。従って、出力を大きくできない青色光の光源３から出射された光のロスを低減して光ディスクＤの読み取りエラーを低減することができる。青色光の反射率を０．３％以下にすると光ディスクＤの読み取りエラーを防止することができる。
【００３６】
また、青色光よりも波長の長い赤色光及び近赤外線を出射する光源ユニット２は容易に出力を高くすることができるので、反射防止膜９ｃの反射率が大きくても出力を上げることにより光ディスクＤの読み取りエラーを防止することができる。これにより、光学薄膜の積層数を少なくしてプリズム５及び光ピックアップ装置１のコストを削減することができる。赤色光及び近赤外線の反射率が４％以下であれば光源ユニット２の出力を高くすることにより光ディスクＤの読み取りエラーを防止することができる。また、赤色光及び近赤外線の反射率が０．５％以上であれば光学薄膜の積層数を少なくすることができる。
【００３７】
尚、本実施形態においてプリズム５を平面視正方形にしているが、第１面５ａと第４面５ｄとの距離を長くした平面視長方形にしてもよい。
【００３８】
次に、第２実施形態の光ピックアップ装置について図面を参照して説明する。説明の便宜上、図１、図２に示す第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態は前述の第１実施形態に対してプリズム５の構成が異なっており、その他の部分は第１実施形態と同一である。
【００３９】
図３は本実施形態のプリズム５を示す平面図である。プリズム５の第２面５ｂには第１実施形態と同じ赤色光及び近赤外線の反射を防止する反射防止膜９ｂ（第２反射防止膜）が設けられる。また、第１面５ａに対向する第４面５ｄには第２面５ｂと同じ反射防止膜９ｂが設けられる。
【００４０】
プリズム５の第３面５ｃには第１実施形態と同じ青色光、赤色光及び近赤外線の反射を防止する反射防止膜９ｃ（第３反射防止膜）が設けられる。プリズム５の第１面５ａには第３面５ｃと同じ反射防止膜９ｃが設けられる。
【００４１】
これにより、プリズム５を裏返して配置してもよく、光ピックアップ装置１の製造時にプリズム５を簡単に設置することができる。従って、光ピックアップ装置１の製造工数を削減することができる。
【００４２】
次に、第３実施形態の光ピックアップ装置について図面を参照して説明する。説明の便宜上、図１、図２に示す第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態は前述の第１実施形態に対してプリズム５の構成が異なっており、その他の部分は第１実施形態と同一である。
【００４３】
図４は本実施形態のプリズム５を示す平面図である。プリズム５の第３面５ｃには第１実施形態と同じ青色光及び青色光よりも波長の長い赤色光及び近赤外線の反射を防止する反射防止膜９ｃ（第３反射防止膜）が設けられる。プリズム５の第１面５ａ、第２面５ｂ、第４面５ｄには第３面５ｃと同じ反射防止膜９ｃが設けられる。
【００４４】
これにより、プリズム５を裏返して配置してもよく、１８０゜回転して配置してもよい。従って、光ピックアップ装置１の製造時にプリズム５をより簡単に設置することができ、光ピックアップ装置１の製造工数を更に削減することができる。
【００４５】
第１〜第３実施形態において、光源ユニット２から赤色光及び近赤外線を出射しているが、光ディスクＤに応じてその他の波長で青色光よりも長い波長の光を出射してもよい。また、プリズム５のダイクロイック膜５ａは青色光を反射して赤色光及び近赤外線を透過しているが、青色光を透過して赤色光及び近赤外線を反射してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ブルーレイディスク、ＨＤ  ＤＶＤ等の情報を青色光により読み取り、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の情報を赤色光または近赤外線により読み取る光ピックアップ装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態の光ピックアップ装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施形態の光ピックアップ装置のプリズムを示す平面図
【図３】本発明の第２実施形態の光ピックアップ装置のプリズムを示す平面図
【図４】本発明の第３実施形態の光ピックアップ装置のプリズムを示す平面図
【図５】本発明の第１実施形態の光ピックアップ装置のプリズムの第１反射防止膜の反射特性を示す図
【図６】本発明の第１、第２実施形態の光ピックアップ装置のプリズムの第２反射防止膜の反射特性を示す図
【図７】本発明の第１〜第３実施形態の光ピックアップ装置のプリズムの第３反射防止膜の反射特性を示す図
【図８】従来の光ピックアップ装置のプリズムの反射防止膜の反射特性を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１    光ピックアップ装置
２    光源ユニット
３    光源
４    コリメータレンズ
５    プリズム
５ａ〜５ｄ  第１面
５ｅ  ダイクロイック膜
７    回折素子
８    ＰＢＳプリズム
８ｄ  ＰＢＳ膜
８ｅ  反射膜
９ａ〜９ｃ  反射防止膜（第１〜第３反射防止膜）
１０    λ／４板
１２    受光素子
Ｄ    光ディスク
【図１】
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【図２】
2005302107.tif 000008
【図３】
2005302107.tif 000009
【図４】
2005302107.tif 000010
【図５】
2005302107.tif 000011
【図６】
2005302107.tif 000012
【図７】
2005302107.tif 000013
【図８】
2005302107.tif 000014