(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリズムよりなり、入射された光ビームを前記複数プリズムの面の間の角度差を用いて、前記入射光ビームの所定方向サイズを縮小して進行させた後、前記所定方向に垂直な水平平面に対して４５°未満の角を成す面から反射させて前記所定方向へ出射させ得るようになされる複合反射プリズムであって、
前記所定方向に垂直な水平方向に対して所定角度傾くように配置された二等辺三角形構造の三角プリズムであり、第１透過面と、前記第１透過面を通じて入射された光ビームを前記水平平面に対して傾くように反射させる第１反射面を有する第１プリズムと、
前記第１透過面に入射される光ビームの直径より前記所定方向へ近く配置され、前記第１反射面から反射されて内部へ入射された光ビームを順次に反射させる第２及び第３反射面と、前記水平平面に対して４５°未満の角を成して前記第３反射面から反射されて入射される光ビームを所定方向へ反射させる第４反射面を備える第２プリズムと
を含み、
前記第１及び第２プリズムは、前記第１乃至第３反射面から内部全反射が起こるように形成及び配置され、
前記第２プリズムの第４反射面は全反射面である
ことを特徴とする複合反射プリズム。
【請求項２】
前記第２プリズムの第４反射面は前記水平平面に対して約２０°乃至４０°の角を成すことを特徴とする請求項１に記載の複合反射プリズム。
【請求項３】
前記第２プリズムの第２及び第３反射面はお互いに平行なことを特徴とする請求項１に記載の複合反射プリズム。
【請求項４】
前記第２プリズムは、前記第２乃至第４反射面及び前記第４反射面に向かい合う面が菱形構造を成すロムボイドプリズムであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の複合反射プリズム。
【請求項５】
前記第１及び第２プリズムの間には、前記第１プリズムの第１反射面から反射された光ビームが直進して前記第２プリズムへ入射されるようにする第３プリズムがさらに備えられたことを特徴とする請求項１に記載の複合反射プリズム。
【請求項６】
前記第３プリズムは、直角三角形構造の三角プリズムであることを特徴とする請求項５に記載の複合反射プリズム。
【請求項７】
所定方向に垂直な水平平面に対して所定角度傾くように配置された二等辺三角形構造の第１三角プリズムと、
菱形であり、前記水平平面に対して４５°未満の角を成す面を有するロムボイドプリズムとを含み、
前記第１三角プリズム及びロムボイドプリズムは、光ビームを内部反射させる一部面が内部全反射を起こすように形成及び配置された
ことを特徴とする複合反射プリズム。
【請求項８】
前記第１三角プリズムとロムボイドプリズムとの間に配置されて、前記第１三角プリズムからの光ビームが直進して前記ロムボイドプリズムへ入射されるようにする第２三角プリズムをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の複合反射プリズム。
【請求項９】
前記第２三角プリズムは、直角三角形構造であることを特徴とする請求項８に記載の複合反射プリズム。
【請求項１０】
前記ロムボイドプリズムは、第１三角プリズム側から入射される光ビームの直径より近く前記所定方向へ配置された一対の面を備えることを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の複合反射プリズム。
【請求項１１】
光源と、
前記光源から出射されて入射される光ビームを集束させて記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス及び／又はトラック方向へ駆動するためのアクチュエータと、
複数のプリズムより成り、前記光源側から入射された光ビームを前記複数プリズムの面の間の角度差を用いて前記アクチュエータの下端部でその光ビームの高さ方向のサイズを縮小して進行させた後、高さ方向と垂直な水平平面に対して４５°未満の角を成す面から反射させて高さ方向へ位置された前記対物レンズへ向くようにする複合反射プリズムであって、
前記高さ方向と垂直な水平方向に対して所定角度傾くように配置された二等辺三角形構造の三角プリズムであり、第１透過面と、前記第１透過面を通じて入射された光ビームを前記水平平面に対して傾くように反射させる第１反射面を有する第１プリズムと、
前記第１透過面へ入射される光ビームの直径より高さ方向に近く配置されて、前記第１反射面から反射されて内部へ入射された光ビームを順次に反射させる第２及び第３反射面と、水平平面に対して４５°未満の角を成して前記第３反射面から反射されて入射される光ビームを前記高さ方向へ反射させる第４反射面を備える第２プリズムと
を含む複合反射プリズムと、
前記記録媒体から反射され、前記対物レンズ及び複合反射プリズムを順次に経由した光ビームを受光して光電変換する光検出器と
を含み、
前記第１及び第２プリズムは、前記第１乃至第３反射面で内部全反射が起こるように形成及び配置され、
前記第２プリズムの第４反射面は全反射面である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第２プリズムの第４反射面は前記水平平面に対して約２０°乃至４０°の角を成すことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記第２プリズムの第２及び第３反射面はお互いに平行なことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記第２プリズムは、前記第２乃至第４反射面及び第４反射面に向かい合う面が菱形構造を成すロムボイドプリズムであることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記複合反射プリズムは、前記第１及び第２プリズムの間に、前記第１プリズムの第１反射面から反射された光ビームが直進して前記第２プリズムへ入射されるようにする第３プリズムをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記第３プリズムは、直角三角形構造の三角プリズムであることを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
光源と、
前記光源から出射されて入射される光ビームを集束させて記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズをフォーカス及び／又はトラック方向へ駆動するためのアクチュエータと、
複数のプリズムより成り、前記光源側から入射された光ビームを前記複数プリズムの面の間の角度差を用いて前記アクチュエータの下端部でその光ビームの高さ方向のサイズを縮小して進行させた後、高さ方向と垂直な水平平面に対して４５°未満の角を成す面から反射させて高さ方向へ位置された前記対物レンズへ向くようにする複合反射プリズムであって、
前記高さ方向に垂直な水平平面に対して所定角度傾くように配置された二等辺三角形構造の第１三角プリズムと、
菱形であり、前記水平平面に対して４５°未満の角を成す面を有するロムボイドプリズムと
を含む複合反射プリズムと、
前記記録媒体から反射され、前記対物レンズ及び複合反射プリズムを順次に経由した光ビームを受光して光電変換する光検出器と
を含み、
前記第１三角プリズム及びロムボイドプリズムは、光ビームを内部反射させる一部面が内部全反射を起こすように形成及び配置された
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記複合反射プリズムは、前記第１三角プリズムとロムボイドプリズムとの間に配置され、前記第１三角プリズムからの光ビームが直進して前記ロムボイドプリズムへ入射されるようにする第２三角プリズムをさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記第２三角プリズムは、直角三角形構造であることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記ロムボイドプリズムは、第１三角プリズム側から入射される光ビームの直径より近く高さ方向へ配置された一対の面を備えることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記記録媒体はfirst surface recording方式により記録及び／又は再生される構造であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３、請求項１８乃至請求項２０のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記対物レンズの少なくとも一部は前記光源から出射されて前記複合反射プリズムへ入射される光ビームより低く位置されたことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３、請求項１８乃至請求項２０のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記光源と複合反射プリズムとの光路上には光ビームの進行経路を変換する光路変換器をさらに備えることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３、請求項１８乃至請求項２０のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記光路変換器は入射光ビームを偏光により透過及び反射させる偏光ビームスプリッタと、入射光ビームの偏光を変えらせる波長板とより成ったことを特徴とする請求項２３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記光路変換器は光ビームを入射方向により選択的に直進透過及び回折透過させるホログラム素子であり、前記光源、ホログラム素子及び光検出器は光モジュール化されたことを特徴とする請求項２３に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系の高さを低められるようになされた複合反射プリズム及びこれを採用した薄型の光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１を参照すれば、従来の光ピックアップ装置は、光源（図示せず）側から水平に進行する光ビームを４５°で傾いた反射面５ａを有する反射ミラ−５により高さｈ方向に変え、対物レンズ３へ集束して光ディスク１にフォーカシングするようになされた光学的構成を有する。
【０００３】
記録密度は対物レンズ３により光ディスク１の記録面に形成される光スポットのサイズにより決定される。光スポットのサイズは使用される光の波長が短いほど、対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が多いほど縮まる。対物レンズに入射される光ビームの有効直径及び有効焦点距離を各々ＥＰＤ，ＥＦＬと言い、光ディスクの記録面にフォーカシングされる光ビームの入射角度をθという時、開口数NA=sinθ、前記角度θ=Arctan{EPD/(2EFL)}に表現できる。従って、与えられた条件で光スポットのサイズを最小化するため有効開口数を極大化しようとすれば、対物レンズの有効直径に準ずる直径を有する入射光ビームが必要である。
【０００４】
図１に示されたような光学的構造を有する従来の光ピックアップ装置のサイズ、特に高さ方向の厚さは、対物レンズ３へ入射される光ビームの直径、対物レンズ３の厚さ、対物レンズ３を駆動するためのアクチュエータ（図示せず）の高さ方向の厚さ、反射ミラ−５のサイズ及びその反射ミラ−５が高さ方向に垂直な水平平面に対して成す角度等により決定される。
【０００５】
ところで、前記のような光学的構造を有する従来の光ピックアップ装置は、所望の開口数が達成できるように対物レンズ３に入射される光ビームのサイズを大きくするためには、それに対応して高さ方向によるサイズが大きい反射ミラ−５を備えるべきなので、小型／薄型化が難しい問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光学系の高さを低められるようになされた導波路型複合反射プリズム及びこれを採用した薄型の光ピックアップ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る複合反射プリズムは、複数のプリズムよりなり、入射された光ビームを前記複数のプリズムの面の間の角度差を用いて、前記入射光ビームの第１方向サイズを縮小して進行させた後に、前記第１方向に垂直な水平平面に対して４５°未満の角を成す面から反射させて前記第１方向へ出射させ得るようになされたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記複数のプリズムは、第１透過面と前記第１透過面を通じて入射された光ビームを前記水平平面に対して傾くように反射させる第１反射面を有する第１プリズムと、第１方向で前記第１透過面へ入射される光ビームの直径より近く配置されて、前記第１反射面から反射されて内部へ入射された光ビームを順次に反射させる第２及び第３反射面と、水平平面に対して４５°未満の角をなして前記第３反射面から反射されて入射される光ビームを前記第１方向へ反射させる第４反射面を備える第２プリズムとを含める。
【０００９】
ここで、前記第２プリズムの第４反射面は前記水平平面に対して約２０°乃至４０°の角を成すことが望ましい。
【００１０】
又、前記第２プリズムの第２及び第３反射面はお互いに平行なことが望ましい。
【００１１】
一方、前記第１及び第２プリズムの間には、前記第１プリズムの第１反射面から反射された光ビームが直進して前記第２プリズムへ入射されるようにする第３プリズムがさらに備えたことが望ましい。
【００１２】
前記第１及び第２プリズムは、前記第１乃至第３反射面で内部全反射が起こるように形成及び配置されたことが望ましく、前記第２プリズムの第４反射面は全反射面であることが望ましい。
【００１３】
前記目的を達成するための本発明に係る複合反射プリズムは、第１方向に垂直な水平平面に対して傾くように配置された二等辺三角形構造の第１三角プリズムと、菱形であり、前記水平平面に対して４５°未満の角を成す面を有するロムボイドプリズム(rhomboid prism)とを含むことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記第１三角プリズムとロムボイドプリズムとの間に配置され、前記第１三角プリズムからの光ビームが直進して前記ロムボイドプリズムへ入射されるようにする第２三角プリズムをさらに備えることが望ましい。
【００１５】
前記第２三角プリズムは、直角三角形構造であることが望ましい。
前記第１三角プリズム及びロムボイドプリズムは、光ビームを内部反射させる一部面が内部全反射を起こすように形成及び配置されたことが望ましい。
【００１６】
ここで、前記ロムボイドプリズムは、第１三角プリズム側から入射される光ビームの直径より近く第１方向へ配置された一対の面を備えることが望ましい。
【００１７】
前記目的を達成するための本発明に係る光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射されて入射される光ビームを集束させて記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズをフォーカス及び／又はトラック方向へ駆動するためのアクチュエータと、複数のプリズムよりなり、前記光源側から入射された光ビームを前記複数プリズムの面の間の角度差を用いて前記アクチュエータの下端部でその光ビームの高さ方向サイズを縮小して進行させた後、高さ方向と垂直な水平平面に対して４５°未満の角を成す面から反射させて高さ方向へ位置された前記対物レンズに向くようにする複合反射プリズムと、前記記録媒体から反射され、前記対物レンズ及び複合反射プリズムを順次に経由した光ビームを受光して光電変換する光検出器とを含むことを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記複合反射プリズムは、第１透過面と、前記第１透過面を通じて入射された光ビームを前記水平平面に対して傾くように反射させる第１反射面を有する第１プリズムと、高さ方向に前記第１透過面へ入射される光ビームの直径より近く配置されて、前記第１反射面から反射されて内部へ入射された光ビームを順次に反射させる第２及び第３反射面と、水平平面に対して４５°未満の角を成し、前記第３反射面から反射されて入射される光ビームを前記高さ方向へ反射させる第４反射面を備える第２プリズムとを含める。
【００１９】
前記複合反射プリズムは、高さ方向に垂直な水平平面に対して傾くように配置された二等辺三角形構造の第１三角プリズムと、菱形であり、前記水平平面に対して４５°未満の角を成す面を有するロムボイドプリズムとを含める。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
図２は本発明の望ましい実施形態による複合反射プリズム１０を示した斜視図である。
【００２１】
図面を参照すれば、本発明に係る複合反射プリズム１０は、第１及び第２プリズム２０，４０を含んで構成され、光学系の高さ方向ｈｉに垂直な水平平面と大略並ぶように光源（図示せず）側から前記第１プリズムへ入射された光ビームを前記第１及び第２プリズム２０，４０の面の間の角度差を用いて光ビームの高さ方向ｈｉサイズを縮小して進行させた後、高さ方向ｈｉに垂直な水平平面に対して４５°未満の角をなす第２プリズム４０の面から反射させて高さ方向ｈｉへ出射させ得るようになされている。
【００２２】
ここで、本発明に係る複合反射プリズム１０が光ピックアップ装置に採用される例を考慮して、光学系の高さ方向ｈｉは対物レンズ（図４の６１）の光軸に沿った方向を示すことと仮定する。勿論、本発明に係る複合反射プリズム１０が採用される光学系により高さ方向ｈｉの意味は変わることができる。図２で記号ｈｏは水平平面又はその水平平面に並んだ所定の方向を示す。
【００２３】
前記第１プリズム２０は、第１透過面２１とその第１透過面２１を通じて入射された光ビームを水平平面に対して下側へ傾くように反射させる第１反射面２５を備え、二等辺三角形構造の三角プリズムであることが望ましい。即ち、前記第１プリズム２０は前記第１透過面２１、第１反射面２５及び前記第２プリズム４０に向かい合う面よりなった３個の側面を用いて光ビームを進行させ、前記３個の側面が二等辺三角形構造を成す三角プリズムであることが望ましい。
【００２４】
前記第１透過面２１には光源５１からの光ビームが垂直入射され、前記第１反射面２５は前記第１透過面２１を通じて垂直入射された光ビームを全反射させるように形成されたことが望ましい。
【００２５】
第１反射面２５で内部全反射が起こることができる臨界入射角度θは、前記第１プリズム２０の媒質の屈折率をｎ１＝１．５，第１プリズム２０の外部の屈折率、即ち、空気の屈折率をｎ２＝１という時、式（１）を用いれば、４１．８°になる。
【００２６】
【数１】
0004022412.tif 000002
【００２７】
従って、前記第１プリズム２０を、例えば、直角二等辺三角形構造に形成すれば、第１透過面２１へ垂直入射して第１反射面２５へ入射される光ビームの入射角度は４５°になるため、前記第１透過面２１を通じて入射された光ビームは第１反射面２５で内部全反射できる。
【００２８】
一方、図２に示されたように、二等辺三角形構造の三角プリズムに形成される場合に、第１プリズム２０は、前記第１反射面２５で内部全反射された光ビームを前記第２プリズム４０に内部全反射条件を満足する角度に入射させ得るように、水平平面に対して所定角度傾くように配置されたことが望ましい。
【００２９】
前記第２プリズム４０は、前記第１プリズム２０の第１反射面２５から下側へ傾くように反射されて前記第２プリズム４０の内部へ入射された光ビームを上側へ傾くように内部全反射させる第２反射面４１と、前記第２反射面４１の高さ方向ｈｉの上側に配置されて第２反射面４１側から入射された光ビームを内部全反射させる同時に光ビームの高さ方向ｈｉのサイズを縮小させ得る距離に位置された第３反射面４５と、前記第３反射面４５から反射されて入射される光ビームを高さ方向ｈｉへ反射させる第４反射面４９とを備える。
【００３０】
高さ方向ｈｉにお互いに向かい合って配置された前記第２及び第３反射面４１，４５の間の距離は、第１プリズム２０の第１透過面２１へ入射される光ビームの直径より狭いことが望ましい。このように、第２及び第３反射面４１，４５の間の距離を短くすることにより、光ビームをその高さ方向ｈｉのサイズを縮小して水平平面に並ぶように導波させることが可能である。一方、前記第２及び第３反射面４１，４５はお互いに平行なことが望ましい。前記第４反射面４９は、水平平面に対して４５°未満より望ましくは、３０±１０°（即ち、約２０°乃至４０°範囲内）の角を成すことが望ましい。
【００３１】
又、前記第２プリズム４０の構造上、前記第３反射面４５側から第４反射面４９へ入射される光ビームの入射角度は、内部全反射条件を満足しないので、前記第４反射面４９は、反射面、より望ましくは全反射面にコーティング形成されたことが望ましい。
【００３２】
本実施形態において、前記第２プリズム４０は、前記第２乃至第４反射面４１，４５，４９及び前記第４反射面４９に向かい合う面が菱形構造を成すロムボイドプリズムであることが望ましい。又、前記第１及び第２プリズム２０，４０は、前記第１プリズム２０から第２プリズム４０の第２反射面４１へ入射された光ビームが内部全反射され、第３反射面４５でも同様に内部全反射されるように、配置及び形成されたことが望ましい。
【００３３】
一方、前記第１及び第２プリズム２０，４０の間には、前記第１プリズム２０の第１反射面２５から下側へ傾くように反射された光ビームが直進して前記第２プリズム４０の内部へ入射されるようにする第３プリズム３０をさらに備えることが望ましい。この際、前記第３プリズム３０としては直角三角形構造の三角プリズムを備えられる。
【００３４】
図３に示されたように、前記第１プリズム２０は水平平面に対して３０°の角を成す直角二等辺三角形であり、前記第１及び第２プリズム２０，４０はお互いに３０°の角を成すように配置され、第３プリズム３０がこれに適する直角三角形構造の三角プリズムであり、第２プリズム４０の第４反射面４９が水平平面に対して３０°の角を成すように形成された例を挙げてみよう。この場合、第１プリズム２０の第１透過面２１へ垂直入射される光ビームに対して第１反射面２５は４５°の角度に傾いているため、第１透過面２１側から第１反射面２５へ入射された光ビームは内部全反射され、直進して第２プリズム４０の内部へ入射される。
【００３５】
第２プリズム４０内に入った光ビームは、第２反射面４１へ３０°で傾くように（即ち、入射角度６０°）入射される。従って、入射光ビームは第２反射面４１で内部全反射されて第３反射面４５を向く。光ビームは、再び第３反射面４５へ６０°の入射角度で入射され、内部全反射されて第４反射面４９を向き、第４反射面４９へ３０°の入射角度で入射される。第４反射面４９は、入射光ビームを高さ方向ｈｉへ反射させる。
【００３６】
本発明による複合反射プリズム１０が図３に示されたような角度条件を満足すると、複合反射プリズム１０の内で光ビームの直径変化は次の通りである。例えば、第１透過面２１へ入射される元来光ビームの直径が３．２ｍｍであれば、第２プリズム４０の第２反射面４１の上での光ビームの直径は二倍（６．２ｍｍ）になって内部全反射され、第２反射面４１に対して平行な第３反射面４５でも同一条件で内部全反射されて第４反射面４９へ入射される。第４反射面４９は水平平面に対して３０°角度で傾いているので、光ビームは第４反射面４９へ３０°の入射角度で入射され、これにより前記光ビームは第４反射面４９から反射されながら元来の直径３．２ｍｍで復元されて高さ方向ｈｉへ出射される。
【００３７】
即ち、本発明に係る複合反射プリズム１０を入射光ビームに対する出射光ビームの縮小を起こさないように形成するのが可能である。又、本発明に係る複合反射プリズム１０では、光ビームが第２プリズム４０の第２反射面４１へ全反射条件を満足する６０°の入射角で入射される。従って、第２及び第３反射面４１，４５の間の距離を第１プリズム２０の第１透過面２１へ入射される元来の光ビームの直径より狭く形成し、第１プリズム２０側から第２プリズム４０へ入射された光ビームが第２及び第３反射面４１，４５から順次に全反射された後、第４反射面４９へ入射できるように第２及び第３反射面４１，４５の幅を形成すれば、光ビームをその高さ方向ｈｉのサイズを縮小したまま水平平面と並ぶように導波させることが可能である。
【００３８】
従って、本発明に係る導波路型複合反射プリズム１０を採用すれば、光学系の高さを低められる。
以上では図２及び図３を参照に本発明に係る複合反射プリズム１０の具体的な実施形態を説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形が可能であることは勿論である。
【００３９】
以下では、本発明に係る複合反射プリズム１０を光学系に適用して薄型の光学系を構成する具体的な実施形態で本発明に係る複合反射プリズム１０を採用した光ピックアップ装置を説明する。以下で説明する図４乃至図６には、本発明の実施形態による光ピックアップ装置が、first surface recording方式により情報信号を記録／再生する記録媒体５０に適用された場合が示されているが、これは例示的なことに過ぎなく、本発明に係る光ピックアップ装置がfirst surface recording方式に限定されることではない。ここで、first surface recording方式というのは、一般的な意味の保護層を有しない記録媒体５０に適用されることで、光入射面がまさに記録面５０ａであるか、或いは基板５０ｃ上に形成された記録面５０ａを塵やスクラッチ等から保護するため記録面５０ａ上に数μｍ、例えば、５μｍ程度の保護膜５０ｂを形成して、対物レンズ６１の作動距離を一般的な意味の保護層（例えば、ＤＶＤの場合基板を示すことで、０．６ｍｍ厚さ）の厚さ程縮められるので、薄型の光ピックアップ装置が構成できる方式をいう。
【００４０】
図４及び図５を参照すれば、本発明の一実施形態による光ピックアップ装置は、光源５１と、前記光源５１から出射されて入射される光ビームを集束させて記録媒体５０の記録面５０ａ上に光スポットを形成する対物レンズ６１と、前記対物レンズ６１をフォーカス及び／又はトラック方向に駆動するためのアクチュエータ６５と、複合反射プリズム１０と、記録媒体５０から反射され、情報信号及び／又はエラー信号を検出するために対物レンズ６１及び複合反射プリズム１０を順次に経由した光ビームを受光して光電変換する光検出器７９とを含んで構成される。
【００４１】
前記光源５１には６５０ｎｍ又はその以下波長の光を出射する半導体レーザを備えることが望ましい。即ち、前記光源５１としてはエッジ発光レーザ(edge emitting laser)又は表面発光レーザ(vertical cavity surface emitting laser)を備えることが望ましい。
【００４２】
前記対物レンズ６１は、光ピックアップが薄型化できるように、０．６以上の開口数を有し、できるだけ短い作動距離を有するようになされたことが望ましい。この対物レンズ６１はアクチュエータ６５により、フォーカシング及びトラッキング方向へ制御される。前記アクチュエータ６５の基本構造は、本技術分野でよく知られているため、ここではその詳細な説明及び図示を略する。
【００４３】
前記複合反射プリズム１０の第１，第２及び／又は第３プリズム２０，４０，３０は、光源５１側で複合反射プリズム１０を経由して出射される光ビームが光源５１側から複合反射プリズム１０へ入射される時のサイズに維持させるか、或いはそれより大きくなるようにすると同時に光ピックアップ装置の厚さが最小化できるように最適化されたことが望ましい。
【００４４】
このため、前記複合反射プリズム１０は、図２及び図３を参照に先に説明したような構成を有し、前記光源５１側から入射された光ビームを第１及び第２プリズム２０，４０の面の間の角度差を用いてアクチュエータ６５の下端部で光ビームの高さ方向ｈｉのサイズを縮小して、進行させた後反射させて高さ方向ｈｉに位置された対物レンズ６１を向いて進行させるように配置されることが望ましい。
【００４５】
即ち、前記複合反射プリズム１０が入射された光ビームを第２プリズム４０の第２及び第３反射面４１，４５の間で高さ方向ｈｉのサイズを縮小して導波させる構造を有するので、高さ方向ｈｉから見る時、前記複合反射プリズム１０の第１プリズム２０は第２プリズム４０より上方へ突出されている。従って、より薄型の光ピックアップ装置を形成するために、前記複合反射プリズム１０を第２プリズム４０、特に、第２プリズム４０の第３反射面４５に対応する部分のみがアクチュエータ６５の下端部に位置するように配置し、こうした配置が可能なようにアクチュエータ６５を形成するのが望ましい。このように第２プリズム４０を配置すれば、光ピックアップ装置の厚さに影響を及ぶ複合反射プリズム１０の有効厚さは、実質的に第２及び第３反射面４１，４５の間の距離になる。
【００４６】
ここで、前記複合反射プリズム１０側から対物レンズ６１側へ出射される光ビームのサイズが、前記複合反射プリズム１０へ入射される光ビームのサイズと大略同じか大きい直径を有することが望ましいことを考慮する時、最適化された複合反射プリズム１０の第２プリズム４０の部分の厚さは、第４反射面４９の水平平面に対して成す角に依存する。従って、前記第４反射面４９が水平平面に対して成す角を小さくする程光ピックアップ装置の高さ方向ｈｉの厚さが縮められる。前述したように、複合反射プリズム１０が図２に示されたように構成されれば、第４反射面４９の角度は３０±１０°に調節されることが可能である。
【００４７】
前記のような複合反射プリズム１０を採用すれば、光源５１側から複合反射プリズム１０へ入射される相対的に大きい直径の入射光ビームは、アクチュエータ６５の下端をその直径より低く通過し、第２プリズム４０の第４反射面４９から反射されながら元来の光ビーム直径に復元できる。
【００４８】
一方、本発明に係る光ピックアップ装置は、光源５１と複合反射プリズム１０との光路上に光ビームの進行経路を変換する光路変換器をさらに備える。前記光路変換器は、図４に示されたように、入射光ビームを偏光成分により透過及び反射させる偏光ビームスプリッタ５５と、入射光ビームの偏光を変えらせる波長板５７よりなり得る。前記波長板５７は、光源５１から出射される光波長に対して１／４波長板であることが望ましい。前記光路変換器としては、光ビームを所定比率に透過及び反射させるビームスプリッタを備えることもできる。
【００４９】
本発明に係る光ピックアップ装置は、前記光源５１と複合反射プリズム１０との光路上に、光源５１から出射される発散光ビームを平行光ビームに変えらせるコリメーティングレンズ５３をさらに備えることが望ましい。図４に示されたようなコリメーティングレンズ５３とビームスプリッタ型光路変換器とを備える場合、前記光路変換器と光検出器７９との間には、記録媒体５０から反射され、対物レンズ６１と、複合反射プリズム１０及び光路変換器とを順次に経由して光検出器７９に向く光ビームを集束するための集束レンズ７１をさらに備えることが望ましい。又、非点収差法により、フォーカスエラー信号を検出するように光路変換器と光検出器７９との光路上に、入射光ビームに非点収差を誘発するシリンドリカルレンズ７３と入射光ビームを若干拡散させるヨークレンズ７５とよりなった非点収差レンズユニットをさらに備えられる。
【００５０】
一方、図４で参照番号５９は、光源５１の出射光量をモニタリングするためのモニタリング光検出器である。
前記のような本発明の一実施形態による光ピックアップ装置で光源５１から出射された光ビームの進行を図４及び図５を参照に説明すれば、次の通りである。
【００５１】
先ず、光源５１から出射され、コリメーティングレンズ５３及び光路変換器を透過した所定直径の光ビームは、複合反射プリズム１０の第１プリズム２０の第１透過面２１へ大略垂直入射される。この光ビームは、第１プリズム２０の第１反射面２５で内部全反射されて水平平面に対して下側へ傾くように直進して第２プリズム４０の第２反射面４１へ全反射条件を満足する角度で入射される。光ビームは、第２反射面４１で内部全反射されると同時にその直径が拡大され、再び第１透過面２１へ入射される光ビームの直径より近くに位置した第２プリズム４０の第３反射面４５で内部全反射されて入射光ビームを全反射させるようにコーティング形成された第２プリズム４０の第４反射面４９側へ進行する。
【００５２】
第１プリズム２０側から第２プリズム４０側へ入射されて導波される光ビームは、前記第４反射面４９を合う時まで、第２プリズム４０の幾何学的構造及び第１及び第２プリズム２０，４０の配置構造により、その光ビームの直径は拡大され、高さ方向ｈｉのサイズは、縮小されたまま水平平面と並んだ方向に導波される。そして、第４反射面４９へ入射された光ビームは、水平平面に対して４５°未満の角を成す第４反射面４９で元来の直径に復元又は元来の直径より大きい直径に対物レンズ６１側へ反射される。
【００５３】
対物レンズ６１へ入射された光ビームは、対物レンズ６１により集束されて記録媒体５０の記録面５０ａ上に光スポットで形成される。
【００５４】
記録媒体５０の記録面５０ａから反射された光ビームは、前記と反対の経路に対物レンズ６１及び複合反射プリズム１０を経由して光路変換器へ入射され、光路変換器の偏光ビームスプリッタ５５から反射される。この反射された光ビームは集束レンズ７１及び非点収差レンズ７３，７５等を経由して光検出器７９へ受光される。
【００５５】
一方、以上では、図４及び図５を参照に本発明の一実施形態による光ピックアップ装置が入射された光ビームを第１プリズム２０の第１反射面２５で内部全反射させるように構成された複合反射プリズム１０とプリズム型光路変換器とを備えることと説明及び示したが、前記第１反射面２５から入射光ビームが所定比率に透過及び反射されるように複合反射プリズム１０を構成し、第１反射面２５から透過された光ビームを検出するように光検出器７９及び／又はモニタ用光検出器５９を配置すれば、プリズム型光路変換器を省略させることが可能である。
【００５６】
一方、本発明に係る光ピックアップ装置には、ビームスプリッタ型光路変換器の代わりにホログラム素子８５を使用することもできるが、このように、光路変換器としてホログラム素子８５を備える場合、図６及び図７に示されたように、光源５１と、ホログラム素子８５及び光検出器７９とは光モジュール８０から構成できる。この際、ホログラム素子８５は、光ビームを入射方向により選択的に直進透過及び回折透過させるように形成される。
【００５７】
例えば、図７に示されたように、前記ホログラム素子８５は、光源５１側から入射された光ビームは直進透過させ、記録媒体５０から反射されて入射された光ビームは、回折透過させて光源５１の一側に配置された光検出器７９に向くように形成できる。図７でのような光モジュール８０は、本技術分野でよく知られているようなので、ここではその詳細な説明は略する。
【００５８】
本発明に係る光ピックアップ装置が、図７に示されたような光モジュール８０を備えれば、図４の光学的構造を有する場合より小型化が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
前記のような本発明に係る複合反射プリズムは、光源側から入射された光ビームをその高さ方向サイズを縮小して、導波させた後水平平面に対して４５°未満の角を成す面から高さ方向へ反射させるように構成されて光ビームを縮小せず光学系の高さを低められるようになされている。従って、この複合反射プリズムを採用すれば、光源側から複合反射プリズムへ入射される大直径の入射光ビームはアクチュエータ下端をその直径より低く通過し、第２プリズムの第４反射面から反射されつつ元来の光ビーム直径に復元できるので、所望の開口数が達成できる小型／薄型化された光ピックアップ装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の光ピックアップ装置の主要部分を概略的に示した図面である。
【図２】  本発明の望ましい実施形態による複合反射プリズムを示した斜視図である。
【図３】  本発明に係る複合反射プリズムの角度条件の一例を示した図面である。
【図４】  本発明に係る複合反射プリズムを採用した光ピックアップ装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図５】  図４に示された光ピックアップ装置の主要部分を示した図面である。
【図６】  本発明に係る複合反射プリズムを採用した光ピックアップ装置の他の実施形態を示した斜視図である。
【図７】  図６の光ピックアップ装置に採用される光モジュールの一例を示した図面である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０  プリズム
２１  第１透過面
２５  第１反射面
４１  第２反射面
４５  第３反射面
４９  第４反射面
５１  光源
【図１】
0004022412.tif 000003
【図２】
0004022412.tif 000004
【図３】
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【図４】
0004022412.tif 000006
【図５】
0004022412.tif 000007
【図６】
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【図７】
0004022412.tif 000009