CN1266688C - 光头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够控制使激光通过部份反射面接合第1棱镜构件与第2棱镜构件的棱镜的情况下发生的光路的长度在每一不同的场所的偏差的光头装置。光头装置1是对DVD等光记录媒体(20)进行信息记录和信息重放的装置，从激光发光元件(2)射出的激光透过棱镜(4)。棱镜(4)具有三角柱状的第1棱镜构件(41)和同样为三角柱状的第2棱镜构件(42)通过部份反射面(43)接合的结构。棱镜(4)中的激光光路方向上的长度、第1棱镜构件(41)与第2棱镜构件(42)的折射率差分别记为d、Δn，激光波长记为λ时，在棱镜4的有效的光瞳孔中，Δn·d小于激光波长λ的5倍。

Description

光头装置
发明领域
本发明涉及用于DVD(数字万用盘片)等光记录媒体的记录、重放的光头装置。
背景技术
用于CD(小型盘片)和DVD等光记录盘片的记录、重放的光头装置，通常在光路上按顺序配置激光发光元件、从该激光发光元件射出的激光入射的棱镜、使透过该棱镜的激光平行光化的准直透镜、以及将从准直透镜射出的平行光束聚焦于光记录媒体上的物镜。
这里，棱镜用作光路合成元件或光路分离元件。例如图1所示的光学系统中用作光路分离元件。这里，棱镜4包括通过相对于激光发光元件2射出的激光的光轴L倾斜的部分反射面43接合的第1棱镜构件41与第2棱镜构件42，部分反射面43使激光发光元件2射出的激光透过转向准直透镜5并透过，同时使来自光记录媒体20的返回光向受光元件9反射。
在这样构成的光头装置中，从激光发光元件2射出的激光作为发散光透过棱镜4，入射到准直透镜5。因此如果不充分控制像散现象，就不能在光记录媒体20上形成小的光点。因此，棱镜4中，用相同材料构成第1棱镜构件41和第2棱镜构件42，并以第1棱镜构件41和第2棱镜构件42的平面精度和平行度作为管理对象。
然而，在处理CD等记录密度较低的光记录媒体时，如用已有的方法来管理棱镜4，则能得到某种程度的良好的重放特性，但在处理DVD等记录密度高的光记录媒体时，仅用上述的管理方法就会发生像散现象超过许容量那样的现象。
究其原因，本申请的申请人经种种研究，得到如下见识，即使用相同材料构成第1棱镜构件41和第2棱镜构件42，由于制造批量和棱镜构件的组合，像差现象也超过许容量。也就是说得到如下新见解：即使将第1及第2棱镜构件的折射率的许容量抑制在某一范围内，由于第1棱镜构件41与第2棱镜构件42的组合，尽管是低水平的，但在第1棱镜构件41与第2棱镜构件42之间折射率发生差异，它使得棱镜4内的光程发生差异。
鉴于以上的存在问题，本发明的课题在于，提供能够控制在使激光透过通过部分反射面接合的第1棱镜构件与第2棱镜构件形成的棱镜时发生的，光程在每一场所的偏差的光头装置。
发明内容
为解决上述课题，本发明的光头装置，在光路上依序配置激光发光元件、从该激光发光元件射出的激光入射的光路合成用或光路分离用的棱镜、使透过该棱镜的所述激光平行光化的准直透镜、以及使从该准直透镜射出的平行光束聚焦于光记录媒体上的物镜，其特征在于，所述棱镜包括通过相对于所述激光发光元件射出的激光的光轴倾斜的部分反射面接合的第1棱镜构件与第2棱镜构件，所述棱镜的所述激光光路方向上的长度、所述第1棱镜构件与所述第2棱镜构件的折射率差的绝对值分别记为d、Δn时，按规定条件设定由Δn·d求得的值或Δn。
本发明着眼于在激光透过棱镜之际，因激光通过棱镜的位置的不同，在激光的全光程中第1棱镜构件的光程与第2棱镜构件的光程占有的比例发生的变化，控制用Δn·d求出的值或Δn。即如果事先使第1棱镜构件与第2棱镜构件的折射率差的绝对值(Δn)减小，则不管激光通过棱镜的什么位置，光程(Δn·d)都没有差异，所以从棱镜射出相位一致的激光。因此能抑制因棱镜引起的像散现象。与之相反，如果事先有意使第1棱镜构件与第2棱镜构件的折射率差的绝对值(Δn)加大，则也可用棱镜引起的像散现象来补偿其他光学部件发生的像散现象。
本发明中所述激光的波长记为λ时，在所述棱镜的有效光瞳内控制Δn·d使其满足例如下式，即
5＞Δn·d/λ
这样构成时，则不管激光通过棱镜的什么位置，光程(Δn·d)的每个地方的差都在波长的5倍以下，故能抑制因棱镜引起的像散现象。
本发明中所述棱镜的折射率记为n时，控制Δn使其满足例如下式，即
n·d≥6.0
Δn≤0.0005。
例如，棱镜的折射率n为1.5，棱镜中的激光的光路方向上的长度为4.5mm时，使
Δn≤0.0005。
这样构成时，则不管激光通过什么位置，光程(Δn·d)的每一处的差都小，故能抑制用棱镜引起的像散现象。
本发明中，从例如所述准直透镜看，所述激光发光元件侧的数值孔径是0.1以上，所述光记录媒体侧的数值孔径是0.6以上。
附图说明
图1是以光头装置的光学系统为中心的概略构成图。
图2是光头装置中的棱镜的尺寸和数值孔径与因棱镜引起的像散现象之间的关系曲线。
图3是以光头装置的另一光学系统为中心的概略构成图。
符号说明
1光头装置           2激光发光元件         4棱镜
5准直透镜           7物镜                 9受光元件
10物镜驱动装置      20光记录媒体
41第1棱镜构件
42第2棱镜构件       43部分反射面
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的光头装置之一例。
图1是以本例的光头装置的光学系统为中心的概略构成图。图2是光头装置中的棱镜的尺寸和数值孔径与因棱镜引起的像散现象之间的关系曲线。
如图1所示，光头装置1是进行对DVD等光记录媒体20的信息记录、信息重放的装置，在光路上按顺序配置：由出射波长650nm带的激光的激光二极管构成的激光发光元件2，将该激光发光元件2射出的激光分割成3波束用的光栅3，激光发光元件2射出的激光经光栅3入射的光路合成用或光路分离用的棱镜4，使透过棱镜4的激光平行光化的准直透镜5，向上反射镜6，以及使从准直透镜5射出的平行光束聚焦到光记录媒体20上的物镜7。
棱镜4具有三角柱状的第1棱镜构件41与同样三角柱状的第2棱镜构件42通过部分反射面43接合的构造，部分反射面43相对于激光发光元件2射出的激光的光轴L以45°角度倾斜。
又，在棱镜4的侧方配置受光元件9和传感器透镜8，由光记录媒体20反射来的返回光通过物镜7、向上反射镜6、准直透镜5入射到棱镜4，由部分反射面43将该光轴L以直角弯曲，导向传感器透镜8和受光元件9。
这里，从准直透镜5看，激光发光元件2侧的数值孔径为例如0.1以上，光记录媒体20侧的数值孔径为例如0.6以上。更具体地说，激光发生元件2侧的数值孔径为例如约0.13，光记录媒体20侧的数值孔径为例如约0.6。
又，相对于物镜7，构成在聚焦方向和循迹方向上驱动物镜的驱动装置10。
在这样构成的光头装置1中，构成棱镜4的第1棱镜构件41和第2棱镜构件42是将相同树脂材料或玻璃材料等透明材料成型而成的构件，但本形态中，着眼于由于第1棱镜构件41与第2棱镜构件42的组合，在第1棱镜构件41与第2棱镜构件42之间存在折射率的差异，在设棱镜4中的激光光路方向上的长度、第1棱镜构件41与第2棱镜构件42的折射率差的绝对值分别记为d、Δn时，如下所述控制由Δn·d求得的值或Δn。
首先，激光的波长记为λ时，在棱镜4的有效光瞳内控制Δn·d使其满足下式，即
5＞Δn·d/λ
也就是说，对于棱镜4中沿箭头L1所示的光路的光分量，在棱镜4内的光程，其大部分是第1棱镜构件41的光程，与之相反，沿箭头L2所示的光路的光分量在棱镜4内的光程，其大部分是第2棱镜构件42的光程，但在本形态中，这种情况下的光程差小于5个波长。
因此，本形态中由于透过棱镜4时的光程差小，故能够抑制因棱镜4引起的像散现象。因此能在光记录媒体20上形成小的光点。
又，本形态中棱镜4整体的折射率记为n时，也可以控制Δn使其满足下式，即
n·d≥6.0
Δn≤0.0005。
更具体地说，也可以控制Δn使满足
n·d6.8
Δn≤0.0005。
Δn≤0.0005。
例如，在棱镜4的折射率n为1.5，棱镜4中的激光光路方向上的长度d为4.5mm时，设定
Δn≤0.0005。
在设定这样的条件的情况下，在棱镜4中沿箭头L1所示光路的光分量与沿箭头L2所示光路的光分量之间，光程差也小。因此，能够抑制因棱镜4引起的像散现象，从而能在光记录媒体20上形成小的光点。
其他实施形态
上述实施形态中，作为棱镜4，以棱镜4中的激光光路方向上的长度d为4.5mm，从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径约0.13的情况为例作了说明，但在棱镜4中的激光的光路方向上的长度和从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径为其他条件的情况下，本发明也可适用。
例如，图2示出棱镜4中的激光光路方向上的长度和从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径分别改变时的第1棱镜构件41与第2棱镜构件12之间的折射率差(±Δn)与像散现象之间的关系。如图2所示，如果设定第1棱镜构件41与第2棱镜构件42之间的折射率差的绝对值Δn为小于0.0005，则能抑制因棱镜4引起的像散现象到很小的程度。
图2中，用直线L11表示设棱镜4中的激光光路方向上的长度d为4.5mm、从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径为0.108时的结果，用直线L12表示设棱镜4中的激光光路方向上的长度d为4.5mm、从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径为0.136时的结果。又用直线L13表示设棱镜4中的激光光路方向上的长度d为3.0mm，从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径为0.108时的结果，用直线L14表示设棱镜4中的激光光路方向上的长度d为3.0mm，从准直透镜5看激光发光元件2一侧的数值孔径为0.136时的结果。
由这些结果可见，由于棱镜4中的激光光路方向上的长度d大时，像散现象的斜率大，故对第1棱镜构件41与第2棱镜构件42之间的折射率差的绝对值Δn，只要控制折射率差的绝对值Δn与棱镜4中的激光光路方向上的长度d的积Δn·d于规定值以下，例如为使用波长的5倍以下即可。
又，上述实施形态中，以直角等边三角柱状的第1棱镜构件41与第2棱镜构件42透过部分反射面43接合的棱镜4为例作了说明，但如图3所示，本发明也适用于部分反射面43与激光发光元件2射出的激光的光轴L构成45°以外的角度的光头装置1。
此外，上述实施形态是将第1棱镜构件41与第2棱镜构件42的折射率差的绝对值(Δn)做得小，以抑制因棱镜4引起的像散现象的结构，但是又可以与之相反，有意地将第1棱镜构件41与第2棱镜构件42的折射率差的绝对值(Δn)加大，用棱镜发生的像散现象来补偿其他光学部件发生的像散现象。
发明的效果
如上所述，本发明的光头装置着眼于在激光透过棱镜之际，因激光通过棱镜的位置的不同，在激光的全光程中第1棱镜构件的光程与第2棱镜构件的光程占有的比例发生的变化，控制每一场所的光程或第1棱镜构件与第2棱镜构件的折射率的差。从而，不管激光通过棱镜的什么位置，由于没有光程差，故具有能抑制因棱镜引起的像散现象等的效果。

Claims (4)

1.一种光头装置，在光路上依序配置激光发光元件、从该激光发光元件射出的激光入射的光路合成用或光路分离用的棱镜、使透过该棱镜的所述激光平行光化的准直透镜、以及使从该准直透镜射出的平行光束聚焦于光记录媒体上的物镜，其特征在于，
所述棱镜包括通过相对于激光发光元件射出的激光的光轴倾斜的部分反射面接合的第1棱镜构件与第2棱镜构件，
所述棱镜的所述激光光路方向上的长度、所述第1棱镜构件与所述第2棱镜构件的折射率差的绝对值分别记为d、Δn时，按规定条件设定由Δn·d求得的值或Δn。
2.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述激光的波长记为λ时，则在所述棱镜的有效光瞳内满足下式，即
5＞Δn·d/λ。
3.如权利要求1所述的光头装置，其特征在于，所述棱镜的折射率记为n时，则满足下式，即
n·d≥6.0
Δn≤0.0005。
4.如权利要求3所述的光头装置，其特征在于，从所述准直透镜看，所述激光发光元件侧的数值孔径为0.1以上，所述光记录媒体侧的数值孔径为0.6以上。
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