(57)【要約】【課題】透明な筒部内に素子本体を備える光学素子を用いた場合でも、透明な筒部を透過、あるいは反射して光路上に出現する迷光の発生を防止可能な光ヘッド装置を提案すること。【解決手段】光ヘッド装置において、回折素子６は、透明な円筒状のホルダ部６０の内部に回折格子形成面６９を備えている。この回折素子６において、入射側端面６３は、微細な凹凸６３０が形成された粗面になっているため、光軸Ｌに対して大きな角度をなすレーザ光は、ホルダ部６０内に入射しない。また、ホルダ部６０の内周面６２も、微細な凹凸６２０が形成された粗面になっているため、光軸Ｌに対して大きな角度をなして回折格子形成面６９を通過したレーザ光は、内周面６２で反射することがない。それ故、迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現しない。【選択図】      図２
2005032329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、受光素子と、前記光源から出射された出射光を光記録媒体に導くとともに、前記出射光が前記光記録媒体で反射した戻り光を前記受光素子に導く光学系とを有する光ヘッド装置において、
前記光学系には、透明な筒部の内側に素子本体を備えた光学素子が含まれ、
当該光学素子に対しては、入射した光が前記筒部を透過あるいは反射して迷光として出射されることを防止する迷光防止手段が構成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、前記迷光防止手段は、前記光学素子の外周側面、前記光学素子の内周側面、前記光学素子の入射側端面の外周部分、および前記光学素子の出射側端面の外周部分のうちの少なくとも１箇所に形成された微細な凹凸によって構成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１において、前記迷光防止手段は、前記光学素子の入射側端面の外周部分に対して形成された遮光面によって構成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、前記遮光面は、前記光学素子の入射側端面に取り付けられた遮光部材によって構成され、
当該遮光部材の開口半径は、前記光学素子の入射側端面の開口半径よりも小さく形成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１において、前記光学素子は、前記筒部が前記素子本体の側から光の出射側に向かって延びており、
前記迷光防止手段は、前記筒部内で出射側に向かって拡径する開口によって構成されてい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、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に関するものである。さらに詳しくは、当該光ヘッド装置に用いられる光学素子の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＤＶＤなどの光記録ディスク（光記録媒体）の記録、再生等に用いられている光ヘッド装置は、光源から出射された出射光を光記録媒体に導くとともに、出射光が光記録媒体で反射した戻り光を受光素子に導く光学系を有している。この光学系では、図５に示すように、透明な円筒状のホルダ部６０（円筒部）の内側に回折格子形成面６９（素子本体）を備えた回折素子６（光学素子）が用いられることがある。このような回折素子６は、例えば、装置フレーム１０の搭載部１１において、コイルばね７によってホルダ部６０が位置決め面１２に対して弾性をもって押し付け固定されて光軸方向の位置決めされる。また、偏芯ピンでホルダ部６０を光軸周りに回転させて、回折素子６の角度位置が調整される。
【０００３】
ここで、受光素子が光記録ディスクの記録面で反射したレーザ光の戻り光を正確に受光するためには、受光素子上のエレメントに光記録ディスクからの戻りビームを正確に受光させる必要があり、それには、レーザダイオード５から出射されるレーザ光の光軸Ｌに対して、回折素子６の回折格子形成面６９を垂直に配置する必要がある。このため、ホルダ部６０の光軸方向の寸法Ｍは、回折素子６が装置フレーム１０上で傾かないようにホルダ部６０の長さ寸法Ｍを十分に長く、例えば１ｍｍないし１０ｍｍに設計されている。また、回折素子６は、装置フレーム１０に対して、レーザダイオード５から回折格子形成面６９までの距離Ｎが３０ｍｍ以内となるように組み込まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明なホルダ部６０の内側に回折格子形成面６９を備えた回折素子６を光学系に用いた場合、光ヘッド装置のジッタ特性やトラッキング特性が低下する傾向がある。その原因について、本願出願人は各種検討を重ねた結果、矢印Ａで示すように、透明なホルダ部６０内に入射したレーザ光が、回折格子形成面６９を通らずにホルダ部６０の外周面６１で反射し、迷光として光路上に出現してしまうことが原因の一つであるという新たな知見を得た。また、回折格子形成面６９を通った光が、矢印Ｂで示すように、ホルダ部６０の内周面６２で反射し、迷光として光路上に出現することも原因であるという新たな知見を得た。ここで、迷光の出現頻度は、ホルダ部６０の長さ寸法Ｍが長くなればなるほど高く、かつ、３ビーム生成用の回折素子６のようにレーザ光が発散光として入射する場合に迷光の出現頻度が高い傾向にある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、透明な筒部内に素子本体を備える光学素子を用いた場合でも、透明な筒部を透過、あるいは反射して光路上に出現する迷光の発生を防止可能な光ヘッド装置を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の光ヘッド装置は、光源と、受光素子と、前記光源から出射された出射光を光記録媒体に導くとともに、前記出射光が前記光記録媒体で反射した戻り光を前記受光素子に導く光学系とを有する光ヘッド装置において、前記光学系には、透明な筒部の内側に素子本体を備えた光学素子が含まれ、当該光学素子に対しては、入射した光が前記筒部を透過あるいは反射して迷光として出射されることを防止する迷光防止手段が構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、透明な筒部の内側に素子本体を備えた光学素子を用いた場合に発生する迷光に対する各種検討の結果に基づいて、入射した光が筒部を透過あるいは反射して迷光として出射されることを防止する迷光防止手段を構成したため、透明な筒部に起因する迷光が光路上に出現することを防止することができる。従って、光ヘッド装置において、ジッタ特性やトラッキング特性の低下を防止できる。
【０００８】
本発明において、前記迷光防止手段は、例えば、前記光学素子の外周側面、前記光学素子の内周側面、前記光学素子の入射側端面の外周部分、および前記光学素子の出射側端面の外周部分のうちの少なくとも１箇所に形成された微細な凹凸によって構成される。このように構成した場合には、微細な凹凸によって光の入射、反射、および出射を防止できる。また、光学素子の基本的な構成については変更する必要がなく、かつ、新たな部材の追加も必要ないので、大幅なコストアップを招くことなく迷光の発生を防止できる。
【０００９】
本発明において、前記迷光防止手段は、前記光学素子の入射側端面の外周部分に対して形成された遮光面によって構成されることもある。
【００１０】
また、前記遮光面は、前記光学素子の入射側端面に取り付けられた遮光部材によって構成されることもある。ここで、当該遮光部材の開口半径は、前記光学素子の入射側端面の開口半径よりも小さく形成されていることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記光学素子は、前記筒部が前記素子本体の側から光の出射側に向かって延びている場合には、前記迷光防止手段は、前記筒部内で出射側に向かって拡径する開口によって構成されることもある。ここで、開口部の内周面を構成するテーパの傾き角度については、物側の開口数をＮＡＯとしたとき、下式
ｓｉｎθ＞ＮＡＯ
を満たすように、θが設定されていることが好ましく、このように構成すれば、素子本体を通過したレーザ光が開口の内周面で反射して迷光が光路上に出現することがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用した光ヘッド装置の一例を説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明が適用される光ヘッド装置の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本形態の光ヘッド装置１は、ＣＤあるいはＤＶＤなどの光記録ディスク（光記録媒体）の記録再生を行うものであり、光源としてのレーザダイオード５と、受光素子３と、レーザダイオード５から出射されたレーザ光を光記録ディスク（図示せず）の記録面に導くとともに、当該記録面で反射したレーザ光の戻り光を受光素子３に導くための光学系４とを有している。
【００１５】
光学系４は、トラッキングエラー信号生成のためにレーザ光を３ビームに分離する回折素子６と、この回折素子６を介して３ビームに分割された後、光記録ディスクに向かう出射光と戻り光とを分離するビームスプリッタとしてのハーフミラー４１と、このハーフミラー４１で反射された出射光の光軸を直角に折り曲げる立ち上げミラー４２と、この立ち上げミラー４２によって導かれた出射光を平行光化するコリメートレンズ４３と、平行光化されたレーザ光を光記録媒体の記録面に光スポットとして収束させる対物レンズ（図示せず）とを有している。また、光学系４は、ハーフミラー４１を透過してくる戻り光にフォーカシングエラー補正用の非点収差を付与する非点生成レンズ４４を備えており、この非点生成レンズ４４を透過した戻り光を受光素子３で受光するようになっている。
【００１６】
このような光ヘッド装置１において、レーザダイオード５、受光素子３、および光学系４などは、各光学部品が単体の状態で、あるいはユニット化された状態で装置フレーム（図示せず）に搭載されている。
【００１７】
（回折素子に対する迷光対策）
図２は、図１に示す光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。
【００１８】
図２において、本形態で用いた回折素子６（光学素子）は、透明な円筒状のホルダ部６０（筒部）の内側に、光軸方向における中央位置からやや入射側に近い位置に回折格子形成面６９（素子本体）を備えている。このため、回折素子６では、回折格子形成面６９の入射側および出射側の双方に向かってホルダ部６０が延びている。ここで、回折素子６は、ホルダ部６０と回折格子形成面６９が光透過性樹脂の一体成形品で形成された構成、および各々別体で構成されたホルダ部６０内に回折格子形成面６９が保持された構成を採用することができ、いずれの場合でも、ホルダ部６０、および回折格子形成面６９は光透過性の材料により構成される。
【００１９】
装置フレーム１０には、レーザダイオード５を装着するための挿入穴１５と連通する位置に回折素子６の搭載部１１が形成されている。この搭載部１１において、回折素子６は、ホルダ部６０がコイルばね７によって位置決め面１２に対して弾性をもって押し付け固定され、光軸方向で位置決めされている。しかも、ホルダ部６０の光軸方向の寸法Ｍは、十分に長く、例えば１ｍｍないし１０ｍｍに設計されている。このため、回折素子６は、装置フレーム１０上で傾くことなく、回折格子形成面６９が光軸Ｌに対して垂直となるように配置されている。また、回折素子６は、ホルダ部６０の外周面６１をガイド面として偏芯ピン（図示せず）によってホルダ部６０を光軸周りに回転することにより、角度位置が調整されている。
【００２０】
このようにして装置フレーム１０上に回折素子６を搭載した状態で、レーザダイオード５から回折格子形成面６９までの距離Ｎは、３０ｍｍ以内であり、レーザダイオード５から出射されたレーザ光は、回折素子６に対して発散光として入射する。
【００２１】
ここで、回折素子６では、ホルダ部６０の入射側端面６３（回折素子６の入射側端面の外周部分）、およびホルダ部６０の内周面６２のうち、回折格子形成面６９よりも出射側の内周面６２２（回折素子６の内周面）には、微細な凹凸６３０、６２０（迷光防止手段）が形成されている。このような微細な凹凸６３０、６２０は、例えば、回折素子６を製造するのに用いた金型に付された微細な凹凸が転写されたものである。また、凹凸６３０、６２０は、回折素子６を製造した後に凹凸加工を施して形成してもよい。
【００２２】
このように構成した光ヘッド装置１において、レーザダイオード５から出射されたレーザ光のうち、光軸Ｌに対して小さな角度をなすレーザ光については、回折格子形成面６９を通過して、光記録ディスクに向かう光路上を進行する。
【００２３】
これに対して、レーザダイオード５から出射されたレーザ光のうち、光軸Ｌに対して大きな角度をなすレーザ光については、矢印Ｃで示すように、ホルダ部６０の入射側端面６３に向かうが、この入射側端面６３は、微細な凹凸６３０が形成された粗面になっているため、入射側端面６３で遮られ、ホルダ部６０内に入射することがない。従って、図５に矢印Ａで示したような迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現しない。
【００２４】
また、本形態では、ホルダ部６０の内周面６２も、微細な凹凸６２０が形成された粗面になっているため、矢印Ｄで示すように、光軸Ｌに対して大きな角度をなして回折格子形成面６９を通過したレーザ光は、ホルダ部６０の内周面６２に向かったとしても、内周面６２で反射することがないので、図５に矢印Ｂで示したような迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現しない。
【００２５】
それ故、本形態の光ヘッド装置１によれば、回折素子６に入射した光がホルダ部６０を透過あるいは反射して迷光として出射されることがないので、迷光に起因するジッタ特性やトラッキング特性の低下を防止できる。
【００２６】
また、本形態では、迷光防止手段は、ホルダ部６０の入射側端面６３、およびホルダ部６０の内周面６２２に微細な凹凸として構成したため、回折素子６の基本的な構成については変更する必要がなく、かつ、新たな部材の追加も必要ないので、大幅がコストアップを招くことなく、迷光の発生を防止できる。
【００２７】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。なお、本形態の光ヘッド装置は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
【００２８】
図３において、本形態で用いた回折素子６も、実施の形態１と同様、透明な円筒状のホルダ部６０の内部において、光軸方向における中央位置からやや入射側に近い位置に回折格子形成面６９を備えている。
【００２９】
ここで、本形態では、ホルダ部６０の入射側端面６３に遮光面６３１（迷光防止手段）を形成してある。
【００３０】
このため、レーザダイオード５から出射されたレーザ光のうち、光軸Ｌに対して大きな角度をなすレーザ光については、矢印Ｃで示すように、ホルダ部６０の入射側端面６３に向かうが、この入射側端面６３には遮光面６３１が形成されているため、ホルダ部６０内に入射することがない。従って、図５に矢印Ａで示したような迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現しない。
【００３１】
なお、遮光面６３１については、ホルダ部６０の入射側端面６３から入射する光を遮断すればよいため、ホルダ部６０の入射側端面６３自身を遮光面６３１とした構成の他、コイルばね７の先端部にリング状の遮光部材を取り付けて、この遮光部材をホルダ部６０の入射側端面６３に押し付け固定した構成を採用してもよい。ここで、遮光部材の開口半径をホルダ部６０の入射端面６３の開口半径よりも小さく形成すれば、図５に矢印Ｂで示したような迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現するのを防止することができる。
【００３２】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。なお、本形態の光ヘッド装置も、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
【００３３】
図４において、本形態で用いた回折素子６も、実施の形態１と同様、透明な円筒状のホルダ部６０の内部に回折格子形成面６９を備えている。但し、本形態では、実施の形態１、２と違って、ホルダ部６０は、入射側に大径のフランジ部６７を備えており、このフランジ部６７の内側に回折格子形成面６９が形成されている。このため、回折素子６では、回折格子形成面６９から出射側に向かってホルダ部６０が延びている。
【００３４】
このように構成した回折素子６において、本形態では、ホルダ部６０の開口部６４は、迷光防止手段として、出射側に向かって拡径した形状になっている。ここで、開口部６４の内周面を構成するテーパ６４０の傾き角度については、物側の開口数をＮＡＯとしたとき、下式
ｓｉｎθ＞ＮＡＯ
を満たすように、θが設定されている。
【００３５】
ここで、物側の開口数をＮＡＯは、レーザダイオード５から出射されるレーザ光の絞りによって規定され、光学素子（回折素子６）有効径より若干小さく設定されている。
【００３６】
このように構成した光ヘッド装置１において、レーザダイオード５から出射されたレーザ光のうち、光軸Ｌに対して小さな角度をなすレーザ光については、回折格子形成面６９を通過して、光記録ディスクに向かう光路上を進行する。
【００３７】
これに対して、レーザダイオード５から出射されたレーザ光のうち、光軸Ｌに対して大きな角度をなすレーザ光については、回折格子形成面６９を通過したレーザ光は、ホルダ部６０の内周面６２に向かうが、開口部６４の内周面を構成するテーパ６４０の傾き角度については、ｓｉｎθ＞ＮＡＯを満たすようにθが設定されているため、このようなレーザ光は、内周面６２で反射することがない。従って、図５に矢印Ｂで示したような迷光が光記録ディスクに向かう光路上に出現しない。
【００３８】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、回折素子６に対して迷光防止手段を設けたが、透明な筒部の内側に素子本体を備えた波長板を用いた場合には、この波長板に対して、本発明を適用してもよい。また、その他の光学素子に本発明を適用してもよい。
【００３９】
さらに、実施の形態１では、ホルダ部６０の入射側端面６３（回折素子６の入射側端面の外周部分）、およびホルダ部６０の内周面６２に微細な凹凸６３０、６２０からなる迷光防止手段を構成したが、本発明を適用する光学素子の構造や機能によっては、光学素子の外周側面、光学素子の内周側面、光学素子の入射側端面の外周部分、および光学素子の出射側端面の外周部分のうち、最適な箇所に微細な凹凸などからなる迷光防止手段を構成すればよい。
【００４０】
【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、透明な筒部の内側に素子本体を備えた光学素子を用いた場合に発生する迷光に対する各種検討の結果に基づいて、入射した光が筒部を透過あるいは反射して迷光として出射されることを防止する迷光防止手段を構成したため、透明な筒部に起因する迷光が光路上に出現することを防止することができる。従って、迷光に起因するジッタ特性やトラッキング特性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光ヘッド装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。
【図５】従来の光ヘッド装置において、装置フレーム上に搭載されたレーザダイオード、回折素子、およびその周辺部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド装置
５  レーザダイオード
３  受光素子
４  光学系
６  回折素子（光学素子）
６０  ホルダ部（透明な筒部）
６９  回折格子形成面（素子本体）
１０  装置フレーム
１１  回折素子の搭載部
７  コイルばね
１２  位置決め面
６２、６２２  ホルダ部の内周面
６３  ホルダ部の入射側端面（回折素子の入射側端面の外周部分）
６２０、６３０  微細な凹凸（迷光防止手段）
６３１  遮光面（迷光防止手段）
６４  拡径した開口部（迷光防止手段）
【図１】
2005032329.tif 000003
【図２】
2005032329.tif 000004
【図３】
2005032329.tif 000005
【図４】
2005032329.tif 000006
【図５】
2005032329.tif 000007