CN1523587A - 光学头 - Google Patents

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中田秀辉
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Abstract

本发明提供使具有波长分离功能的棱镜为1个而可以大幅度地减少调整工作量的光学头。光学头具备有光源(1)、光源(2)、光源(3)及光束分光器(220)，光束分光器(220)包含有棱镜(27)、棱镜(28)、棱镜(25)、(26)、光学膜(32、29、30、31)，光学膜(29～32)具有用来透过或者反射下述三种光束的所希望的光学特性，上述光束一是向棱镜(27)所射入的来自具有第1波长的光源1的光束，二是向第2棱镜(28)所射入的来自具有第2波长的光源2的光束，三是向棱镜(25)所射入的来自具有第3波长的光源3的光束。

Description

光学头
技术领域
本发明涉及用于将光点投影到盘状记录媒体上并以光学方式记录重放信息的光盘记录重放装置中使用的光学头。
背景技术
近些年，光盘记录重放装置作为对CD-ROM、CD-R、MD、DVD-RAM及蓝色射线光盘等的盘状记录媒体进行记录重放的装置，其用途随着逐年的多样化，在更加高密度·高性能·高品质·高附加值化的同时，人们正在寻求小型化及低成本化。特别在可记录的光盘记录重放装置方面，由于在寻求用1台装置来实行多种规格光盘的记录重放的同时，面向携带用·车载用的需求有增大的趋势，因而人们正在谋求更深一层的小型·薄型·高性能化。
以往，作为与设置于光盘记录重放装置中的光学头有关的技术，已发表多个报告(例如，参照特开2000-76698号公报(专利文献1))。下面，将通过参照附图，对有关以往的磁光盘用光学头予以说明。
图23是表示以往的光学头90结构的概略图，图24是表示设置于以往的光学头90中的光学检测器95结构的概略图。在图23中，1是发出750nm～850nm光束的半导体激光器，2是发出600nm～700nm光束的半导体激光器，3是发出400nm～500nm光束的半导体激光器。5是具有波长分离膜4的棱镜，7是具有波长分离膜6的棱镜。8是准直透镜，10是具有偏转分离膜9的偏振光束分光器，11是λ/4波片，12是物镜，13是信息记录媒体，14是产生像散的检测透镜，95是检测伺服信号及RF信号的光学检测器。另外在图23中，16和17是因像散而出现的前侧焦点和后侧焦点，该像散是由检测透镜14所产生的。形成于光学检测器15上的受光面15a位于沿着图23所示的Z方向所处的前侧焦点16和后侧焦点17的大致中间。
图24表示的是光学检测器95的具体结构，在图24中18、19、20及21是受光区域，22是在受光区域上所形成的光点。通过加法运算器23对所有在受光区域18、19、20及21上所接收到的光的光量进行加法运算，检测出RF信号。另外，通过由减法运算器24对下述的两种信号取得差分，而可以实行用所谓的像散法而做出的聚焦误差信号检测，该信号一是对在受光区域18及19上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号，二是对在受光区域20及21上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号。另外，通过由减法运算器250对下述的两种信号取得差分，而可以实行用所谓的推挽法而做出的跟踪误差信号检测，该信号一是对在受光区域19及20上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号，二是对在受光区域18及21上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号。
图25(a)～图25(c)表示的是通过检测透镜14在光学检测器15的受光面15a上所形成的光点形状。
图25(a)表示的是在信息记录媒体13和物镜12接近的状态下形成于受光面15a上的光点形状，图25(c)表示的是在信息记录媒体13和物镜12远离的状态下形成于受光面15a上的光点形状。另外，图25(b)表示的是在图25(a)和图25(c)的大致中间并且恰好聚焦的状态下，形成于受光面15a上的光点形状。
现对如上所构成的以往的光学头90的动作，予以说明。
从半导体激光器1所发出的具有750nm～850nm波长的光束(红外光)通过波长分离膜4被反射，用于CD的重放或者CD-R的记录。此时，波长分离膜4如图26的曲线91所示，其构成为会反射具有约700nm以上波长的光束，并透过具有比700nm更短的波长的光束。从半导体激光器2所发出的600nm～680nm的光束(红色光)会透过波长分离膜4，使用于DVD-ROM的重放及DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW等的记录重放。另外，从半导体激光器3所发出的400nm～500nm的光束(蓝色光)通过波长分离膜6被反射，使用于蓝色激光用光盘的记录重放。此时，波长分离膜6如图26所示，其构成会透过具有500nm以上波长的光束。
从半导体激光器1～3的任一个所射出的发散光束射入准直透镜8而变换成平行光束，透过光束分光器10上所形成的偏振光分离膜9射入λ/4波片11。半导体1～3的偏振光方向设定成与图23的图面平行的方向(图23中箭头的方向)，并且其设定可使发散光束透过偏振光分离膜9。射入λ/4波片11的直线偏振光的平行光束会变成圆偏振光射入物镜12，在信息记录媒体13上形成直径为1微米以下的光点。然后，来自信息记录媒体13的反射光束沿着相反的路径射入λ/4波片11。
射入λ/4波片11时是圆偏振光，但因透过λ/4波片11而成为沿着与图23的图面正交的方向所偏振的直线偏振光，并通过偏振光分离膜9被反射而射入检测透镜14。检测透镜14的第1面为凸透镜，第2面是所谓的圆柱形凹透镜并且对与图23的图面平行的面以大致45度的角度设定有圆柱状轴，因此像散产生于圆柱状轴的方向和与圆柱状轴正交的方向(参照图25(a)～图25(c))。透过检测透镜14的光束会射入光学检测器95。
物镜12的聚焦伺服如图27(a)所示，会收聚为从减法运算器24所输出的聚焦误差信号S91(所谓的S时信号)和GND的交点FP。同样，物镜12的跟踪误差信号如图27(b)所示，会收聚为从减法运算器250所输出的跟踪误差信号S92和GND的交点TP。
另外，RF信号是可以根据来自信息记录媒体13的反射光量变化而检测出的，并且会对来自加法运算器23的输出信号实行运算。
专利文献1
特开2000-76698号公报
发明内容
不过，在上述以往的结构中，由于为了获得波长分离功能而有必要设置棱镜5、7的2个棱镜，因而会出现不能使光学头小型及薄型化这样的问题。另外，还会出现难以将棱镜5、7的2个棱镜精度高地安装于光具座(未图示)上并因温度变化而难以保持精度这样的问题。还有，会出现因需要2个棱镜而不能实现低成本化的问题。
另外，由于必须设置棱镜5、7的2个棱镜，因而半导体激光器1、2的位置和准直透镜8的位置之间的距离会变远。因此，装在准直透镜8上的半导体激光器1及2的光量会变少，产生记录功率不足的问题，或者为补充记录功率而不得不使用大功率输出的半导体激光器，因此产生使成本大幅提升这样的问题。再者，因使用大功率输出的半导体激光器而使激光电流升高，增加半导体激光器本身的发热量，因此会产生使半导体激光器本身的可靠性下降这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于，在由3个光源所构成的光学头中，也可以将具有波长分离功能的棱镜作为1个来大幅度地减少调整工作量，并实现小型薄型化及低耗电，并提供小型且精度高的光学头，实现小型且精度高的光盘记录重放装置，与此同时实现精度高的记录·重放特性。
本发明的光学头，其特征为：具备
第1光源，具有第1波长和第1光轴；
第2光源，具有与上述第1波长不同的第2波长和与上述第1光轴交叉的第2光轴；
第3光源，具有与上述第1波长及上述第2波长不同的第3波长和与上述第1光轴大致平行的第3光轴，
光束分光器，其设置成为了透过或者反射来自上述第1光源、上述第2光源及上述第3光源的光束，而由上述第1光源、上述第2光源及上述第3光源所围绕，
其特征在于，上述光束分光器具有下述(A)或者(B)的特征：(A)上述光束分光器包含：
第1棱镜，其设置成使来自上述第1光源的光束射入；
第2棱镜，其设置成使来自上述第2光源的光束射入；
第3棱镜，其设置成使来自上述第3光源的光束射入；
第4棱镜，其设置成在上述第1棱镜和上述第3棱镜之间与上述第2棱镜相对；
第1光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第2棱镜之间；
第2光学膜，形成于上述第2棱镜和上述第3棱镜之间；
第3光学膜，形成于上述第3棱镜和上述第4棱镜之间；
第4光学膜，形成于上述第4棱镜和上述第1棱镜之间，
上述第1至上述第4光学膜透过或者反射下述三种光束，这三种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；向上述第3棱镜射入的来自具有上述第3波长的上述第3光源的光束；
(B)上述光束分光器包含：
第1棱镜，其设置成使来自上述第1光源的光束射入；
第2棱镜，其设置成使来自上述第2光源的光束射入；
第3棱镜，其设置成使来自上述第3光源的光束射入；
第1光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第2棱镜之间；
第2光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第3棱镜之间，
上述第1光学膜透过或者反射下述两种光束，这两种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；
上述第2光学膜透过或者反射下述三种光束，这三种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；向上述第3棱镜所射入的来自具有上述第3波长的上述第3光源的光束。
根据本发明，在由3个光源所构成的光学头上，也可以将具有波长分离功能的棱镜作为1个而大幅度地减少调整工作量，同时实现小型薄型化及低消耗电力化，提供小型且精度高的光学头，实现小型且精度高的光盘记录重放装置，与此同时能够实现精度高的记录·重放特性。
本实施方式的光学头上，第1至第4光学膜具有用来透过或者反射下述三种光束的所希望的光学特性，上述三种光束一是向第1棱镜所射入的来自具有第1波长的第1光源的光束，二是向第2棱镜所射入的来自具有第2波长的第2光源的光束，三是向第3棱镜所射入的来自具有第3波长的第3光源的光束。因此，在由3个光源所构成的光学头上可以一体构成具有波长分离功能的棱镜。其结果，可以大幅度地减少调整工作量，同时实现小型薄型化及低消耗电力化，提供小型且精度高的光学头，实现小型且精度高的光盘记录重放装置，并能够获得小型且精度高的光盘记录重放装置。
在本实施方式中，理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，上述第1至上述第4棱镜大致呈三棱柱形状，并且上述光束分光器是由上述第1至上述第4棱镜的底面、上面和侧面的1个所形成的大致6面体形状。
上述光束分光器理想的是具有上述(A)的结构，上述第1光学膜和上述第3光学膜形成于同一平面上并相互具有相同的光学特性，上述第2光学膜和上述第4光学膜形成于同一平面上并相互具有相同的光学特性。
理想的是，上述第1波长、上述第2波长及上述第3波长是750nm～850nm、600nm～700nm、400nm～500nm及300nm～400nm的4种波长之中相互不同的3种波长。
理想的是，上述第1光轴和上述第2光轴大致正交，上述第1光轴和上述第3光轴略成180度的角度。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，上述第1至上述第4光学膜按照所射入的光束波长使其反射率或者透过率产生变化。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，上述第1光学膜及上述第3光学膜具有这样的光学特性，即透过具有第1阈值以上波长的光束并且反射具有比上述第1阈值更低的波长的光束，上述第2光学膜及上述第4光学膜具有这样的光学特性，即反射具有比上述第1阈值更高的第2阈值以上波长的光束并且透过具有比第2阈值更低的波长的光束。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，在上述第1至上述第4棱镜的至少一个上形成有使光束大致中心部分的光量减少所用的反射膜。
理想的是，上述反射膜呈带状、圆状及椭圆状的任一种形状。
理想的是，在上述光束分光器上形成有限制从上述光束分光器所射出的光束的光束径所用的光束径限制膜。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，上述第1至上述第4棱镜采用从玻璃、树脂及透明陶瓷所选择出的至少1种来构成。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，
进一步具备准直透镜，用于将从上述第1至上述第3光源所射出的光束变换成平行光，上述准直透镜其设置成与上述第4棱镜粘合。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，进一步具备准直透镜，用于将从上述第1至上述第3光源所射出的光束变换成平行光，上述准直透镜配置于上述第1光源和上述第1棱镜之间、上述第2光源和上述第2棱镜之间以及上述第3光源和上述第3棱镜之间。
理想的是，上述光束分光器具有上述(A)的结构，上述第1至上述第3棱镜具有为消除上述光源拥有的像散而形成的入射面，并且上述第4棱镜具有为消除上述光源拥有的上述像散而形成的出射面。
附图说明
图1是实施方式1中的光学头的光路概略图。
图2是实施方式1中的波长分离棱镜的结构图。
图3是实施方式1中的光学头的波长分离棱镜概略图。
图4是实施方式1中的波长分离膜的膜特性概略图。
图5是实施方式1中的光学头的光学检测器概略图。
图6(a)～(c)是实施方式1中的光电器件上的像散概略图。
图7(a)是表示实施方式1中的光学头聚焦误差信号的曲线图，(b)是跟踪误差信号的概略图。
图8是实施方式1中的光学头的准直透镜和波长分离棱镜的概略图。
图9是实施方式1中的光学头的光学头准直透镜和波长分离棱镜的概略图。
图10是实施方式1中的光学头的波长分离棱镜制造方法的概略图。
图11是实施方式1中的光学头的波长分离棱镜概略图。
图12是实施方式1中的波长分离膜的膜特性概略图。
图13是实施方式1中的光学头的波长分离棱镜概略图。
图14是实施方式1中的波长分离膜的膜特性概略图。
图15是说明实施方式1中的波长分离棱镜异例结构所用的附图。
图16是实施方式2中的光学头的结构图。
图17(a)是实施方式3中的波长分离棱镜概略图，(b)是其斜视图。
图18是实施方式3中的光强度的概略图。
图19是实施方式4中的光学头的光路概略图。
图20(a)是实施方式4中的波长分离棱镜的结构图，(b)其分解图。
图21是实施方式4中的波长分离膜的膜特性概略图。
图22(a)表示的是实施方式4中的波长分离棱镜的结构，(b)是其膜特性的概略图。
图23是以往的光学头的光路概略图。
图24是设置于以往的光学头中的光学检测器的概略图。
图25(a)～(c)是设置于以往的光学头中的光电器件上的像散概略图。
图26是设置于以往的光学头中的波长分离膜的膜特性概略图。
图27(a)是表示以往的光学头聚焦误差信号的曲线图，(b)是表示其跟踪误差信号的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1中的光学头100一个示例的概略图，图2表示的是波长分离棱镜220结构的一个示例。图3是表示实施方式1中作为光学头100的波长分离装置的波长分离棱镜220和光源1～3结构一个示例的概略图。图4是表示实施方式1中的波长分离膜的膜特性的曲线图。图5是表示实施方式1中设置于光学头100内的光学检测器15的一个示例的概略图。
参照图1～图5可知，1是作为发出750nm～850nm光束的光源的半导体激光器，2是作为发出600nm～700nm光束的光源的半导体激光器，3是作为发出400nm～500nm光束的光源的半导体激光器。
220是波长分离棱镜(或者也称为光束分光器)，其具体结构例如如图2所示，使采用玻璃、树脂或者透明陶瓷所构成的三棱柱棱镜(称为三棱棱镜)25、26、27及28的4个三棱柱的对顶角相互相对，在邻近的三棱棱镜25～28侧面之间分别配置有波长分离膜29、30、31及32的状态下向箭头方向(使形成邻近的三棱棱镜25～28对顶角的侧面更接近的方向)加压，并对包括对顶角的2面相互以光学方式加以粘结形成而大致作为6面体。
波长分离膜30形成于三棱棱镜25及26的哪一方上都可以。同样，波长分离膜31形成于三棱棱镜26及27的哪一方上都可以，并且波长分离膜32形成于三棱棱镜27及28的哪一方都可以。另外，波长分离膜29形成于三棱棱镜28及25的哪一方上都可以。
在实施方式1中，波长分离膜29和31相互具有相同的光学特性，波长分离膜30和32相互具有相同的光学特性。也就是说，在加压后波长分离膜29和31处于同一平面，并且波长分离膜30和32处于同一平面，使这些处于同一平面的波长分离膜29和31的光学特性以及波长分离膜30和32的光学特性分别为相同的特性。
如图4中的曲线C1所示，波长分离膜30和32的膜特性会反射大致具有比700nm更长的波长的光束，并且会透过大致具有700nm以下短的波长的光束。另外如图4中的曲线C2所示，波长分离膜29和31的膜特性会透过大致比500nm更长的波长的光束，并且会反射大致500nm以下波长的光束。此时，波长分离膜29及31的结构会透过所谓的作为红外光的大致750nm到850nm波长的光束，以及作为红色光的大致600nm到700nm波长的光束。
再次参照图1可知，8是准直透镜，10是具有偏转分离膜9的偏振光束分光器，11是λ/4波片，12是物镜，13是信息记录媒体，14是产生像散的检测透镜，15是检测伺服信号及RF信号的光学检测器。
半导体激光器1～3的配置为，在大体为6面体的光束分光器220上，其发光点位于与设置有波长分离膜29～32的面(或是在三棱棱镜25～28上形成对顶角的侧面)正交的平面上，半导体激光器1的光轴和半导体激光器2的光轴成90度的角度，半导体激光器2的光轴和半导体激光器3的光轴成90度的角度。
另外，在图1中，16和17是因像散而出现的前侧焦点和后侧焦点，该像散是由检测透镜14所产生的，在光学检测器15上所形成的受光面15a位于沿着图1所示的Z方向的前侧焦点16和后侧焦点17的大致中间。
参照图5，18、19、20及21是在光学检测器15的受光面15a上所配置的受光区域，22是形成于受光区域上的光点。通过由加法运算器23对所有在受光区域18、19、20及21上所接收到的光的光量进行加法运算，检测出RF信号。另外，通过由减法运算器24对下述两种信号取得差分，而可以实行所谓的像散法的聚焦误差信号的检测，该信号一是对在受光区域18及19上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号，二是对在受光区域20及21上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号。另外，通过由减法运算器250对下述两种信号取得差分，而可以实行所谓的推挽法的跟踪误差信号的检测，该信号一是对在受光区域19及20上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号，二是对在受光区域18及21上所接收到的光的光量进行加法运算后的信号。
图6(a)～图6(c)表示的是通过检测透镜14在光学检测器15的受光面15a上所形成的光点形状。图6(a)表示的是在信息记录媒体13和物镜12接近状态下的光点22，图6(c)表示的是在信息记录媒体13和物镜12远离状态下的光点22。另外，图6(b)表示出图6(a)和图6(c)的大致中间状态，并表示出恰好聚焦状态下的光点22。
现对如上所构成的实施方式1所涉及的光学头100的动作，予以说明。
从半导体激光器1所发出的750nm～850nm的光束(红外光)在通过波长分离膜30及32被反射的同时，会透过波长分离膜31，从波长分离棱镜220所射出的发散光束射入准直透镜，用于CD的重放或者CD-R的记录。此时，波长分离膜29的特性不管是何种特性都与使用半导体激光器1的动作无关。
从半导体激光器2所发出的600nm～700nm的光束(红色光)透过波长分离膜30及32，并透过波长分离膜29及31，从波长分离棱镜220所射出的发散光束射入准直透镜，用于DVD-ROM的重放及DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW及DVD+RW等的记录。
另外，从半导体激光器3所发出的400nm～500nm的光束(蓝色光)通过波长分离膜29及31被反射，并透过波长分离膜30，从波长分离棱镜220所射出的发散光束射入准直透镜，用于蓝色射线光盘的记录重放等。此时，波长分离膜30的特性不管是何种特性都与使用半导体激光器3的动作无关。
因此，如图3及图4所示，波长分离膜29、30、31及32的膜特性可以作为波长分离膜30和32、波长分离膜29和31之间对角线上的2种膜特性。
从半导体激光器1～3的任一个所产生的发散光束射入准直透镜8而变换成平行光束，透过具有偏振光分离膜9的偏振光束分光器10，射入λ/4波片。半导体激光器1～3的偏振光方向设定成与图1的图面平行的方向(图中箭头方向)，并设定为透过偏振光分离膜9。射入λ/4波片11的直线偏振光的平行光束变成圆偏振光并射入物镜12，在信息记录媒体13上形成直径为1微米以下的光点。来自信息记录媒体13的反射光束沿着相反的路径射入λ/4波片11。
射入λ/4波片11时是圆偏振光，但因透过λ/4波片11而成为沿着与图面正交的方向所偏振的直线偏振光，并通过偏振光分离膜9被反射而射入检测透镜14。检测透镜14的第1面为凸透镜，第2面是所谓的圆柱形凹透镜，并且以相对于与图面平行的面大致45度的角度设定有圆柱状轴。因此，像散产生于圆柱状轴的方向和与圆柱状轴正交的方向(参照图3)。透过检测透镜14的光束射入光学检测器15。
物镜12的聚焦伺服如图7(a)所示，在从减法运算器24所输出的聚焦误差信号S1(所谓的S时信号)和GND的交点FP收敛。同样，物镜12的跟踪误差信号S2如图7(b)所示，会收聚为从减法运算器250所输出的跟踪误差信号S2和GND的交点TP。另外，RF信号是可以通过检测来自信息记录媒体13的反射光量变化得到的。然后，会根据来自加法运算器23的输出信号实行大小的运算。
如上所述根据实施方式1，使4个三棱棱镜25、26、27及28的对顶角相互相对并采用紫外线硬化粘结剂等以光学方式对包括对顶角的2面进行粘结，形成大致6面体的波长分离棱镜220，与此同时通过使在波长分离棱镜220的对角线上相互交叉的4个波长分离膜29、30、31及32之中，波长分离膜29和31的膜特性以及波长分离膜30和32的膜特性分别相同，而可以构成具有波长分离膜29、30、31及32的光束分光器220。因此，能够实现对所有相互波长不同的3种半导体激光器1、2及3都可适应的具有波长分离功能的光束分光器220，并使波长分离功能的小型及薄型化成为可能，与此同时还可以实现光学头及光盘记录重放装置的小型薄型化。
还有在实施方式1中，虽然聚光系统为采用准直透镜8的所谓无限光学结构，但也可以为不具有准直透镜8的有限光学结构。
另外，准直透镜8也可以分别位于光束分光器220和半导体激光器1～3之间。
另外，如图8所示准直透镜8可以与光束分光器220的出射面粘合，并且也可以采用树脂使三棱棱镜26和准直透镜8一体成型。
再者，如图9所示，也可以在光束分光器220的入射面一侧配置准直透镜8，使三棱棱镜25、27及28与准直透镜8一体构成或成型。由于使三棱棱镜25、27及28和准直透镜8一体构成或成型，因而可以实现大幅度的小型化及低成本化。
另外，在实施方式1中虽然波长分离膜的特性分别作为波长分离膜29和31、波长分离膜30和32的2种，但由于波长分离膜29关于750nm～850nm的光束(红外光)不管何种特性都可以，因而波长分离膜29和31也可以是相互不同的膜特性，并且由于波长分离膜32关于400nm～500nm的光束(蓝色光)不管何种特性都可以，因而波长分离膜30和32也可以是相互不同的光学特性。因此，波长分离膜29、30、31及32的种类从2种到4种皆可。
另外，在实施方式1中虽然使4个三棱棱镜25、26、27及28的对顶角相对加以粘结，但是本发明并不限定于此。如图19所示，也可以是使四棱柱相互贴合并沿虚线截开。
在实施方式1中，虽然半导体激光器1、2及3的波长分别是750nm～850nm(红外光)、600nm～700nm(红色光)及400nm～500nm(蓝色光)的3种，但是也可以在包括300nm～400nm(绿色光)的4种之中，采用任意3种半导体激光器，并按照该半导体激光器的波长使波长分离棱镜220的波长分离膜29～32的特性产生变化。
还有，如图11所示，当然也可以变换半导体激光器1、2及3各自的位置，做到使半导体激光器1及3邻近、使半导体激光器3及2邻近并使半导体激光器1及2相对，并如图12所示设定波长分离膜29和32的特性C1以及波长分离膜29和31的特性C3。
同样，如图13所示，也可以变换半导体激光器1、2及3各自的位置，做到使半导体激光器1及3邻近、使半导体激光器1及2邻近并使半导体激光器2及3相对，并如图14所示设定波长分离膜29和31的特性C3以及波长分离膜30和32的特性C4，还有半导体激光器在其他的哪个位置构成都没有问题。
图15是说明波长分离棱镜变形例的结构所用的附图。棱镜也可以是四棱柱形状来取代三棱柱形状。波长分离棱镜220A包括略呈四棱柱形状的棱镜25A、26A、27A及28A。配置成与半导体激光器3对向的棱镜25A具有入射面25B，以便消除像散，该入射面25B相对于与半导体激光器3的光轴垂直的方向倾斜角度θ。配置成与半导体激光器1对向的棱镜27A具有入射面27B，以便消除像散，该入射面27B相对于与半导体激光器1的光轴垂直的方向倾斜角度θ。配置成与半导体激光器2对向的棱镜28A具有入射面28B，以便消除像散，该入射面28B相对于与半导体激光器2的光轴垂直的方向倾斜角度θ。棱镜26A具有出射面26B，以便消除像散，该出射面26B相对于与半导体激光器2的光轴垂直的方向倾斜角度θ。这样，若采用呈四棱柱形状的棱镜来构成波长分离棱镜，则可以消除像散。
(实施方式2)
下面，将有关实施方式2通过参照图16予以说明。图16是说明实施方式2所涉及的光学头结构一个示例所用的附图。实施方式2所涉及的光学头具备有波长分离棱镜220B。与实施方式1的不同之处在于，在设置于波长分离棱镜220B中的各棱镜25、26、27及28上，将使遮光或透过率减少的光学滤波器33设置在光轴的大致中心。在实施方式2中，图示出光学滤波器33分别设置于出射面一侧及入射面一侧的结构。但是，本发明并不限定于此。光学滤波器33也可以只位于出射面一侧或者任意的入射面一侧。光学滤波器33的形状为圆形或者椭圆形。
由于采用该结构，在粘结三棱棱镜25、26、27及28所构成的光束分光器220B的三棱柱前端，波长分离膜29、30、31及32不连续，因而可以抑制波面像差的产生，同时可以通过所谓的超解像效果来减小信息记录媒体13上的光点径。因此，使光学头更进一步的高性能化及光盘记录重放装置更进一步的高性能化，成为可能。
(实施方式3)
下面，将有关实施方式3通过参照图17(a)、图17(b)及图18，予以说明。还有，在图17(b)中未图示出半导体激光器2及3。
实施方式3所涉及的光学头具备有波长分离棱镜220C。与实施方式1及实施方式2的不同之处在于，在设置于波长分离棱镜220C中的三棱棱镜26出射侧一面的大致中心附近，呈带状设置有反射膜34(或者透过率减低滤波器)，并在三棱棱镜25、27及28入射侧一面的大致中心附近呈带状设置有反射膜35(或者透过率减低滤波器)。此时，反射膜34及35与具有三棱棱镜25～28对顶角的边平行并且形成为带状。
图18是表示实施方式3所涉及的从光轴中心开始的距离和光强度之间关系的曲线图。曲线R1表示出在扩展角大的一侧的光强度，曲线R3表示出在扩展角小的一侧的光强度。曲线R2表示出采用反射膜34对RIM强度校正后的光强度。
如图18所示，由于在半导体激光器1、2及3上如曲线R2所示会使通过扩展角小的一侧中心附近的曲线R3表示出的光量降低，因而可以降低射入物镜12的光束的RIM强度(物镜有效直径部的光强度相对于物镜中心的光强度的差)。因此，能够减小信息记录媒体13上的光点，并能更进一步地实现高密度记录相应的光学头。此时，既可以将反射膜34设置于出射侧，又可以在入射侧分别设置反射膜35。
另外，还可以抑制在三棱棱镜25、26、27及28的三棱柱前端，波长分离膜29、30、31及32不连续而出现的波面像差的产生，实现像差少的良好光点，并更进一步地实现可与高密度记录相应的光学头。
(实施方式4)
下面，将有关实施方式4通过参照图19、图20(a)、图20(b)及图21予以说明。实施方式4所涉及的光学头100A具备有波长分离棱镜220D。与实施方式1、2及3的不同之处在于，在波长分离棱镜220D上设置与各半导体激光器1、2及3的波长相应的反射膜34、35及36，并通过波长分离棱镜220D对每个半导体激光器实行开口限制。反射膜34覆盖波长分离膜30及32外侧的一部分，并具有图21所示的膜特性C6。反射膜36覆盖波长分离膜29及31外侧的一部分，并具有图21所示的膜特性C8。反射膜35覆盖三棱棱镜26出射面外侧的一部分，并具有图21所示的膜特性C7。
采用该结构，可以通过波长分离棱镜220D来限制射入物镜12的光束径。因此，没有必要通过物镜实行与半导体激光器的波长相应的开口限制，与此同时不会使不需要的光束到达准直透镜8一侧。因此，可以大幅度地降低杂散光，并能够更进一步地实现高精度的光学头及光盘记录重放装置。
(实施方式5)
下面，将有关实施方式5通过参照图22(a)及图22(b)，予以说明。实施方式5所涉及的光学头100B具备有波长分离棱镜220E。与实施方式1、2、3及4的不同之处在于，采用三棱棱镜37、38和39以及波长分离膜40和41来构成波长分离棱镜220E。图22(a)用来表示光学头100B的结构，图22(b)是表示波长分离膜40的膜特性C9及波长分离膜41的膜特性C10的曲线图。采用该结构，由于不像上述的实施方式1、2、3及4那样使波长分离膜的中央部分不连续，因而能够实现在小型且像差性能方面优良的光学头，与此同时还可以实现小型且高性能的光盘记录重放装置。
还有，在上述的实施方式1～5中虽然光源和光电器件以分别的器件为例做出说明，但是没有必要对此加以限定，而也可以采用使各波长的光源和与此相应的光电器件成为一体的装置。
本实施方式所涉及的光学头具有相互波长不同的3个光源和透过或者反射来自上述光源的光束的光束分光器，上述光束分光器在使4个三棱柱棱镜的对顶角相互相对时，以光学方式粘结上述4个三棱柱棱镜而大致成为6面体，在邻近的三棱柱棱镜的4个侧面间配置具有所希望的光学特性的光学膜，上述3个光源的发光点分别位于上述4个三棱柱的侧面并且与设置上述光学膜的面大致正交的平面内。因此，采用光束分光器可以实行不同波长的3个光源的波长分离。因此，用来选择波长的结构与以往相比能够小型化，使光学头及光盘记录重放装置的小型薄型化成为可能。
另外，因使光束分光器成为1个而大幅度减少组装工作量并大幅度提高组装精度和环境稳定性，因此能够实现高精度、高可靠性且成本低的光学头及光盘记录重放装置。
另外，因为在使上述4个三棱柱棱镜的对顶角相互相对并以光学方式加以粘结而成为大致6面体的光束分光器时，形成于上述三棱柱棱镜的4个侧面间的4个光学膜中位于同一平面的2个光学膜的光学特性相同，所以采用光束分光器可以实行不同波长的3个光源的波长分离。因此，用来选择波长的结构与以往相比能够小型化，使光学头及光盘记录重放装置的小型薄型化成为可能。另外，由于使光束分光器成为1个而大幅度减少组装工作量并大幅度提高组装精度和环境稳定性，因此能够实现高精度、高可靠性且成本低的光学头及光盘记录重放装置。
另外，若上述光源是750nm～850nm、600nm～700nm、400nm～500nm、300nm～400nm的4种之中相互不同的3种波长，则可以构成与相应的3个波长对应的光学头。
由于上述光源在大体成6面体的上述光束分光器上，在与设置上述光学膜的面正交的平面内相互大致具有90度或180度的光轴角度而加以配置，因而能够构成与相应的3个波长对应的光学头。
另外，如果设置于上述光束分光器中的光学膜其特性可根据通过上述光学膜的光的波长使反射率或透过率产生变化，并且其结构可做到透过或者反射预先所规定的波长的光，则能够实行不同波长的3个光源的波长分离。
另外，在上述略成6面体的光束分光器上，在使4个三棱柱棱镜的对顶角相互相对时，如果使分别设置于邻近的三棱柱棱镜的4个侧面间的4个光学膜的光学特性为2种到4种，则可以实行不同波长的3个光源的波长分离。
另外，在上述略成6面体的光束分光器上，在使4个三棱柱棱镜的对顶角相互相对时，如果设置于邻近的三棱柱棱镜的4个侧面间的4个光学膜之中的至少1个具有光学滤波器功能，并将光束的大致中心部分成圆状或椭圆状以使遮光或者透过率减少，则会抑制因在三棱柱棱镜前端光学膜不连续而出现的波面像差的产生，同时可以通过所谓的超解像效果来减小聚光于记录媒体上的光点径。
另外，在上述略成6面体的光束分光器上，在使4个三棱柱棱镜的对顶角相互相对时，如果设置于邻近的三棱柱棱镜的4个侧面间的4个光学膜之中的至少1个具有光学滤波器的功能，并且上述光学滤波器的形状与具有上述三棱柱棱镜对顶角的边平行且呈带状以使遮光或透过率减少，则会抑制因在三棱柱棱镜前端光学膜不连续而出现的波面像差的产生，同时可以通过所谓的超解像效果来减小聚光于记录媒体上的光点径。
另外，在上述略成6面体的光束分光器上，如果上述光学膜具有只透过或者反射预先所规定的波长的波长分离功能，同时具有根据预先所规定的波长使透过或者反射区域产生变化的开口限制功能，则在射过光束分光器之后可以通过光学膜来限制射入物镜的光束径，因此无需使用实行与半导体激光器的波长相应的开口限制所需的光学滤波器，而可以大幅度地降低杂散光，并能够更进一步地实现高精度的光学头。
另外，在上述略成6面体的光束分光器上，如果上述4个三棱柱棱镜由玻璃、树脂或透明陶瓷构成，则会使射入的光的透过率得以提高，同时可以实行不同波长的3个光源的波长分离。
本实施方式的光学头具有相互波长不同的3个光源和透过或者反射来自上述光源的光束的光束分光器，上述光束分光器具有3个三棱柱棱镜，其形成为在包括大致三棱柱棱镜对顶角的2个面和另2个大致三棱柱棱镜的侧面之间配置相互光学特性不同的光学膜以光学方式进行粘结以此略成6面体，其构成为在使上述3个光源的发光点位于与上述光学膜正交的平面内的前提下配置上述3个光源。因此，采用光束分光器可以实行不同波长的3个光源的波长分离，因而用来选择波长的结构与以往相比能够小型化，使光学头及光盘记录重放装置的小型薄型化成为可能。另外，因使光束分光器成为1个而大幅度减少组装工作量并大幅度提高组装精度和环境稳定性，因此能够实现高精度、高可靠性且成本低的光学头及光盘记录重放装置。
产业上的可利用性
本发明可以应用于光学头，该光学头用于将光点投影到盘状记录媒体上并以光学方式记录重放信息的光盘记录重放装置中。

Claims (14)

1.一种光学头，其特征为：具备
第1光源，具有第1波长和第1光轴；
第2光源，具有与上述第1波长不同的第2波长和与上述第1光轴交叉的第2光轴；
第3光源，具有与上述第1波长及上述第2波长不同的第3波长和与上述第1光轴大致平行的第3光轴，
光束分光器，其设置成为了透过或者反射来自上述第1光源、上述第2光源及上述第3光源的光束，而由上述第1光源、上述第2光源及上述第3光源所围绕，
其特征在于，上述光束分光器具有下述(A)或者(B)的特征：(A)上述光束分光器包含：
第1棱镜，其设置成使来自上述第1光源的光束射入；
第2棱镜，其设置成使来自上述第2光源的光束射入；
第3棱镜，其设置成使来自上述第3光源的光束射入；
第4棱镜，其设置成在上述第1棱镜和上述第3棱镜之间与上述第2棱镜相对；
第1光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第2棱镜之间；
第2光学膜，形成于上述第2棱镜和上述第3棱镜之间；
第3光学膜，形成于上述第3棱镜和上述第4棱镜之间；
第4光学膜，形成于上述第4棱镜和上述第1棱镜之间，
上述第1至上述第4光学膜透过或者反射下述三种光束，这三种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；向上述第3棱镜射入的来自具有上述第3波长的上述第3光源的光束；
(B)上述光束分光器包含：
第1棱镜，其设置成使来自上述第1光源的光束射入；
第2棱镜，其设置成使来自上述第2光源的光束射入；
第3棱镜，其设置成使来自上述第3光源的光束射入；
第1光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第2棱镜之间；
第2光学膜，形成于上述第1棱镜和上述第3棱镜之间，
上述第1光学膜透过或者反射下述两种光束，这两种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；
上述第2光学膜透过或者反射下述三种光束，这三种光束是：向上述第1棱镜射入的来自具有上述第1波长的上述第1光源的光束；向上述第2棱镜射入的来自具有上述第2波长的上述第2光源的光束；向上述第3棱镜所射入的来自具有上述第3波长的上述第3光源的光束。
2.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1至上述第4棱镜大致呈三棱柱形状，
上述光束分光器是由上述第1至上述第4棱镜的底面、上面及侧面的1个所形成的大致6面体形状。
3.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1光学膜和上述第3光学膜形成于同一平面上，相互具有相同的光学特性，
上述第2光学膜和上述第4光学膜形成于同一平面上，相互具有相同的光学特性。
4.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述第1波长、上述第2波长及上述第3波长是750nm～850nm、600nm～700nm、400nm～500nm及300nm～400nm的4种波长之中相互不同的3种波长。
5.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述第1光轴和上述第2光轴大致正交，
上述第1光轴和上述第3光轴略成180度的角度。
6.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1至上述第4光学膜其反射率或者透过率按照所射入的光束的波长产生变化。
7.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1光学膜及上述第3光学膜具有这样的光学特性，即透过具有第1阈值以上波长的光束，并且反射具有比上述第1阈值低的波长的光束，
上述第2光学膜及上述第4光学膜具有这样的光学特性，即反射具有比上述第1阈值高的第2阈值以上波长的光束，并且透过具有比上述第2阈值低的波长的光束。
8.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
在上述第1至上述第4棱镜的至少一个上形成有用于使光束大致中心部分的光量减少的反射膜。
9.根据权利要求8记载的光学头，其特征为：
上述反射膜呈带状、圆状及椭圆状的任一种形状。
10.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
在上述光束分光器上形成有用于限制从上述光束分光器所射出的光束的光束径的光束径限制膜。
11.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1至上述第4棱镜采用从玻璃、树脂及透明陶瓷所选择出的至少1种来构成。
12.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述光学头进一步具备有准直透镜，用于将从上述第1至上述第3光源所射出的光束变换成平行光，
上述准直透镜设置成与上述第4棱镜粘合。
13.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述光学头进一步具备准直透镜，用于将从上述第1至上述第3光源所射出的光束变换成平行光，
上述准直透镜配置于上述第1光源和上述第1棱镜之间、上述第2光源和上述第2棱镜之间以及上述第3光源和上述第3棱镜之间。
14.根据权利要求1记载的光学头，其特征为：
上述光束分光器具有上述(A)的结构，
上述第1至上述第3棱镜具有入射面，用于消除上述光源拥有的像散，
上述第4棱镜具有出射面，用于消除上述光源拥有的上述像散。
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