JP2000113492A - Optical head - Google Patents

Optical head

Info

Publication number
JP2000113492A
JP2000113492A JP11214551A JP21455199A JP2000113492A JP 2000113492 A JP2000113492 A JP 2000113492A JP 11214551 A JP11214551 A JP 11214551A JP 21455199 A JP21455199 A JP 21455199A JP 2000113492 A JP2000113492 A JP 2000113492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
optical element
optical head
head according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11214551A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4397471B2 (en
Inventor
Teruhiro Shiono
照弘 塩野
Keiichi Matsuzaki
圭一 松▲ざき▼
Tetsuo Hosomi
哲雄 細美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21455199A priority Critical patent/JP4397471B2/en
Publication of JP2000113492A publication Critical patent/JP2000113492A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4397471B2 publication Critical patent/JP4397471B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Head (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head for an optical recording and reproducing device permitting a thinner type. SOLUTION: This optical head is provided with a diffracting optical element 5 and a diffracting optical means 9 having an optical surface on which the optical axis of the emitted light 2 from a light source 1 is diagonally made incident in an optical path from the light source 1 to an information recording medium 11. Here, variation in the diffraction angle of the diffracted light from the diffracting optical element 5 associated with variation in the wavelength of the emitted light 2 and variation in the diffraction angle of the diffracted light from the refracting optical means 9 are made to occur so as to offset each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的記録再生装
置の光学ヘッドに関し、特に、良好な光学特性を有する
薄型の光学ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head for an optical recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a thin optical head having good optical characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンパクトディスク(CD)、DVD等
の光ディスクや光カードメモリ等の光学的記録媒体の信
号を読み出すための重要な構成部品として光学ヘッドが
ある。光学ヘッドは、光学的記録媒体から信号を取り出
すために、信号検出機能だけでなくフォーカスサーボ、
トラッキングサーボ等の制御機構を備える必要がある。
2. Description of the Related Art An optical head is an important component for reading a signal from an optical recording medium such as an optical disk such as a compact disk (CD) or a DVD, or an optical card memory. The optical head uses not only a signal detection function but also a focus servo, to extract signals from the optical recording medium.
It is necessary to provide a control mechanism such as a tracking servo.

【0003】図19に、従来の典型的な光学ヘッドを示
す。図19に示すように、光源である半導体レーザ1か
ら出射されたレーザ光2は、コリメータレンズ3によっ
て平行光となり、ホログラム素子によって構成されたフ
ォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8を通過し
た後、立ち上げミラー20によって光軸を90°折り曲
げられて、対物レンズ4に入射する。対物レンズ4によ
って光ディスク11上に集光されたレーザ光2は、反射
されて同じ光路を折り返し進行し、対物レンズ4によっ
て平行光となり、立ち上げミラー20によって反射され
て、フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8に
入射する。フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素
子8に入射したレーザ光2はそこで分割され、光検出器
上に集光される。これにより、再生信号、及びサーボ信
号であるフォーカス誤差信号とトラック誤差信号が読み
出される。
FIG. 19 shows a typical conventional optical head. As shown in FIG. 19, a laser beam 2 emitted from a semiconductor laser 1 as a light source is converted into a parallel beam by a collimator lens 3, and after passing through a focus / track error signal detecting optical element 8 constituted by a hologram element. The optical axis is bent by 90 ° by the rising mirror 20 and enters the objective lens 4. The laser light 2 condensed on the optical disk 11 by the objective lens 4 is reflected and travels back on the same optical path, becomes parallel light by the objective lens 4, is reflected by the rising mirror 20, and detects a focus / track error signal. Incident on the optical element 8 for use. The laser beam 2 incident on the focus / track error signal detecting optical element 8 is split there and condensed on a photodetector. Thus, the reproduction signal and the focus error signal and the track error signal, which are the servo signals, are read.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図19に示すように、
光学ヘッドの高さは、WD(ワーキングディスタン
ス)、対物レンズ4の厚さ、対物レンズ4の下部から立
上げミラー20の上部までのスペース、立上げミラー2
0の高さの合計で表される。
As shown in FIG.
The height of the optical head is WD (working distance), the thickness of the objective lens 4, the space from the lower part of the objective lens 4 to the upper part of the rising mirror 20, the rising mirror 2
It is represented by the sum of heights of 0.

【0005】光学ヘッドを薄型化しようとした場合、W
Dとレンズ厚とスペースの合計の最小値は、光ディスク
11の種類によってほぼ決められてしまう。例えば、D
VDの場合、WDとレンズ厚とスペースをそれぞれ1.
1mmと最小値に見積もっても、立ち上げミラー20の
高さは、ビーム径よりも大きくする必要があり、例えば
3mmは必要である。従って、この場合、光学ヘッドの
高さは、最小値に見積もっても6.3mmとなり、さら
なる薄型化は困難である。
When an optical head is to be thinned, W
The minimum value of the sum of D, the lens thickness, and the space is almost determined by the type of the optical disk 11. For example, D
In the case of VD, WD, lens thickness and space are each set to 1.
Even if the minimum value is estimated to be 1 mm, the height of the rising mirror 20 needs to be larger than the beam diameter, for example, 3 mm. Therefore, in this case, the height of the optical head is 6.3 mm even when estimated to the minimum value, and it is difficult to further reduce the thickness.

【0006】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、薄型化が可能で、良
好な光学特性を有する光学ヘッドを提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to provide an optical head which can be made thinner and has good optical characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第1の本発明(請求項1記載の発明に対応)は、光
源から情報記録媒体までの光路中に設けられた回折光学
素子と、前記光路中に設けられた、前記光源からの出射
光の光軸が斜めに入射する光学面を有する屈折光学手段
とを備え、前記出射光の波長変動に伴う前記回折光学素
子からの回折光の回折角の変化と、前記屈折光学手段か
らの屈折光の屈折角変化とが、互いに相殺する方向に生
じる光学ヘッドである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention (corresponding to the first aspect of the present invention) comprises a diffractive optical element provided in an optical path from a light source to an information recording medium. Refracting optical means provided in the optical path and having an optical surface on which an optical axis of light emitted from the light source obliquely enters, diffracted light from the diffractive optical element caused by a wavelength change of the emitted light. And the change in the refraction angle of the refracted light from the refraction optical means occurs in directions that cancel each other.

【0008】これにより、例えば、薄型の光学ヘッドの
構成が可能で、しかも光源からの出射光として半導体レ
ーザ光を用いた場合、高周波モジュールによる2nm程度
の波長帯域の広がりや環境温度の変化によって出射光の
中心波長が変化しても、光ディスク面で良好な集光スポ
ットを得ることができる。
Thus, for example, a thin optical head can be formed, and when a semiconductor laser beam is used as the light emitted from the light source, the light is emitted due to the spread of a wavelength band of about 2 nm by the high-frequency module or a change in environmental temperature. Even if the center wavelength of the emitted light changes, a good condensed spot can be obtained on the optical disk surface.

【0009】また、第2の本発明(請求項2記載の発明
に対応)は、屈折光学手段に回折光学素子を一体化され
ている上記第1の本発明の光学ヘッドである。
A second aspect of the present invention (corresponding to the second aspect of the present invention) is the optical head according to the first aspect of the present invention, wherein a diffractive optical element is integrated with a refractive optical means.

【0010】これにより、例えば、構造が安定化し、位
置合わせが容易になる。
As a result, for example, the structure is stabilized, and the alignment is facilitated.

【0011】また、第3の本発明(請求項3記載の発明
に対応)は、上記光源からの出射光を実質上平行光にし
て、前記回折光学素子に入射させるコリメータ手段を備
えた上記第1の本発明の光学ヘッドである。
The third invention (corresponding to the invention according to claim 3) is characterized in that the light emitted from the light source is made substantially parallel and the collimator means is provided with collimator means for making the light incident on the diffractive optical element. 1 is an optical head according to the present invention.

【0012】これにより、例えば、回折光学素子に入射
する光の回折効率、及び回折角の変化量は、全面に渡っ
てほぼ等しくできる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of light incident on the diffractive optical element and the amount of change in the diffraction angle can be made substantially equal over the entire surface.

【0013】また、第4の本発明(請求項4記載の発明
に対応)は、上記光源と前記屈折光学手段との間にフォ
ーカス/トラック誤差信号検出用光学素子が設けられて
おり、そのフォーカス/トラック誤差信号検出用光学素
子に、前記回折光学素子が一体化されている上記第1の
本発明の光学ヘッドである。
According to a fourth aspect of the present invention (corresponding to the fourth aspect of the present invention), an optical element for detecting a focus / track error signal is provided between the light source and the refractive optical means. The optical head according to the first aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element is integrated with the / track error signal detecting optical element.

【0014】これにより、例えば、構造が安定化し、位
置合わせが容易になる。
As a result, for example, the structure is stabilized and the alignment becomes easy.

【0015】また、第5の本発明(請求項5記載の発明
に対応)は、上記回折光学素子は均一周期のグレーティ
ングである上記第1の本発明の光学ヘッドである。
A fifth aspect of the present invention (corresponding to the fifth aspect of the present invention) is the optical head according to the first aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element is a grating having a uniform period.

【0016】これにより、例えば、回折光学素子の位置
合わせや製造が容易になる。
This facilitates, for example, positioning and manufacturing of the diffractive optical element.

【0017】また、第6の本発明(請求項6記載の発明
に対応)は、上記回折光学素子が、収束光光路中、また
は発散光光路中に配置されており、前記回折光学素子に
入射する光の収束度合い、または発散度合いに応じて、
前記回折光学素子の周期が場所により異なっている上記
第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a sixth aspect of the present invention (corresponding to the sixth aspect of the present invention), the diffractive optical element is disposed in a convergent light path or a divergent light path, and is incident on the diffractive optical element. Depending on the degree of convergence or divergence of the light
The optical head according to the first aspect of the present invention, wherein a period of the diffractive optical element differs depending on a location.

【0018】また更に、第7の本発明(請求項7記載の
発明に対応)は、上記周期は、前記回折光学素子の実質
上中央部より外周部になるにつれてより大きくなる様に
調整されている上記第6の本発明の光学ヘッドである。
Still further, according to a seventh aspect of the present invention (corresponding to the seventh aspect of the present invention), the period is adjusted so as to become larger as it goes from the substantially central portion to the outer peripheral portion of the diffractive optical element. An optical head according to the sixth aspect of the present invention.

【0019】これにより、例えば、回折光学素子からの
回折光の回折角変化量は、全面に渡って正確に均一化で
きる。
Thus, for example, the amount of change in the diffraction angle of the diffracted light from the diffractive optical element can be accurately uniformed over the entire surface.

【0020】また、第8の本発明(請求項8記載の発明
に対応)は、上記回折光学素子は、開口数が0.39以
下の収束光光路中、または発散光光路中に配置されてお
り、前記回折光学素子の周期は均一である上記第1の本
発明の光学ヘッドである。
According to an eighth aspect of the present invention (corresponding to the eighth aspect of the present invention), the diffractive optical element is disposed in a converging light path having a numerical aperture of 0.39 or less or in a diverging light path. In the optical head according to the first aspect of the present invention, the period of the diffractive optical element is uniform.

【0021】これにより、例えば、位置合わせ及び回折
光学素子の製造が容易になる。
This facilitates, for example, alignment and manufacture of a diffractive optical element.

【0022】また更に、第9の本発明(請求項9記載の
発明に対応)は、上記回折光学素子は前記光源の近傍の
光路に配置されている上記第8の本発明の光学ヘッドで
ある。
A ninth aspect of the present invention (corresponding to the ninth aspect of the present invention) is the optical head according to the eighth aspect of the present invention, wherein the diffractive optical element is disposed in an optical path near the light source. .

【0023】これにより、例えば、回折光学素子の面積
を小さくすることができ、低価格化を行うことができ
る。
Thus, for example, the area of the diffractive optical element can be reduced, and the cost can be reduced.

【0024】また、第10の本発明(請求項10記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、入射または反射
を行う面を3面有する光学素子であり、前記回折光学素
子が前記屈折光学手段の3面の内の少なくとも1面に形
成されている上記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a tenth aspect of the present invention (corresponding to the tenth aspect of the present invention), the refracting optical means is an optical element having three incident or reflecting surfaces, and the diffractive optical element is provided with the refracting optical element. The optical head according to the first aspect of the present invention is formed on at least one of three surfaces of the optical means.

【0025】これにより、例えば、構造が安定化し、位
置合わせが容易になる。
As a result, for example, the structure is stabilized and the alignment becomes easy.

【0026】また更に、第11の本発明(請求項11記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子は反射形であ
り、前記屈折光学手段の反射面に形成されている上記第
10の本発明の光学ヘッドである。
Still further, according to an eleventh aspect of the present invention (corresponding to the eleventh aspect of the present invention), the diffractive optical element is of a reflective type, and the tenth aspect of the present invention is formed on a reflective surface of the refractive optical means. 2 is an optical head of the invention.

【0027】これにより、例えば、回折光学素子の回折
効率が向上する。
Thereby, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element is improved.

【0028】また、第12の本発明(請求項12記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、入射または反射
を行う面を3面有する低分散の硝材により形成されたプ
リズムである上記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a twelfth aspect of the present invention (corresponding to the twelfth aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism formed of a low-dispersion glass material having three incident or reflected surfaces. 1 is an optical head according to a first aspect of the present invention.

【0029】また更に、第13の本発明(請求項13記
載の発明に対応)は、上記硝材のアッベ数は50以上で
ある上記第12の本発明の光学ヘッドである。
A thirteenth invention (corresponding to the thirteenth invention) is the optical head according to the twelfth invention, wherein the Abbe number of the glass material is 50 or more.

【0030】これにより、例えば、回折光学素子の周期
が大きくなるため製造が容易で高い回折効率が得られ、
幅広い波長領域で、波長変動の影響を相殺することがで
きる。
As a result, for example, the period of the diffractive optical element becomes large, so that the production is easy and a high diffraction efficiency is obtained.
The effect of wavelength fluctuation can be offset in a wide wavelength range.

【0031】また、第14の本発明(請求項14記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、そのプリズムの底角
の一方が、実質上直角であり、前記底角の他方θが、s
inθ=n・sin(3θ−90°)を実質上満足する角度θを
有する上記第1の本発明の光学ヘッドである。
According to a fourteenth aspect of the present invention (corresponding to the fourteenth aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index of n, and one of the base angles of the prism is And the other of the base angles θ is s
The optical head according to the first aspect of the present invention, which has an angle θ that substantially satisfies inθ = n · sin (3θ−90 °).

【0032】これにより、例えば、屈折光学手段への入
射光と上記屈折光学手段からの出射光の光軸をほぼ直交
させることができる。
Thus, for example, the optical axis of the light incident on the refractive optical means and the optical axis of the light emitted from the refractive optical means can be made substantially orthogonal.

【0033】また、第15の本発明(請求項15記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、そのプリズムの底角
の一方θが、sin(2θ−45°)=1/n・sinθを
実質上満足し、前記底角の他方θ1が、θ+85°≦θ1
≦θ+95°を満たす上記第1の本発明の光学ヘッドで
ある。
According to a fifteenth aspect of the present invention (corresponding to the fifteenth aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index n, and one of the base angles θ of the prism is one. , Sin (2θ−45 °) = 1 / n · sin θ, and the other base angle θ 1 is θ + 85 ° ≦ θ 1
An optical head according to the first aspect of the present invention, which satisfies ≦ θ + 95 °.

【0034】これにより、例えば、屈折光学手段への入
射光と屈折光学手段からの出射光のビーム径をほぼ同じ
にして、それらの光軸をほぼ直交させることができる。
Thus, for example, the beam diameters of the light incident on the refracting optical means and the light emitted from the refracting optical means can be made substantially the same, and their optical axes can be made substantially orthogonal.

【0035】また、第16の本発明(請求項16記載の
発明に対応)は、上記光源は、互いに異なる波長を出射
する複数の光源部を有している第1の本発明の光学ヘッ
ドである。
According to a sixteenth aspect of the present invention (corresponding to the sixteenth aspect of the present invention), there is provided an optical head according to the first aspect of the present invention, wherein the light source has a plurality of light source sections for emitting mutually different wavelengths. is there.

【0036】これにより、例えば、複数の種類の情報記
録媒体に対応することができる。
Thus, for example, a plurality of types of information recording media can be handled.

【0037】また更に、第17の本発明(請求項17記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子は、前記複数の
光源部の内、最も小さい波長の光を出射する光源部の近
傍の光路にのみ配置されている上記第16の本発明の光
学ヘッドである。
Still further, according to a seventeenth aspect of the present invention (corresponding to the seventeenth aspect of the present invention), the diffractive optical element is provided near the light source that emits light of the smallest wavelength among the plurality of light sources. An optical head according to the sixteenth aspect of the present invention, which is disposed only in the optical path.

【0038】これにより、例えば、低コスト化の実現と
ともに、波長変動の影響を最も受けやすい短波長の光学
特性を最適化することができる。
Thus, for example, it is possible to realize the cost reduction and to optimize the optical characteristic of the short wavelength which is most susceptible to the influence of the wavelength fluctuation.

【0039】また更に、第18の本発明(請求項18記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子は、断面形状が
鋸歯形状であり、前記異なる波長の内、最小値をλ1
最大値をλ2とし、前記回折光学素子の屈折率をnとし
たとき、前記回折光学素子の溝深さLが、λ1/(n−
1)≦L≦λ2/(n−1)の関係を満たす上記第16
の本発明の光学ヘッドである。
Still further, according to an eighteenth aspect of the present invention (corresponding to the eighteenth aspect of the present invention), the diffractive optical element has a sawtooth cross-sectional shape, and the minimum value among the different wavelengths is λ 1 ,
When the maximum value is λ 2 and the refractive index of the diffractive optical element is n, the groove depth L of the diffractive optical element is λ 1 / (n−
1) The sixteenth above which satisfies the relationship of ≦ L ≦ λ 2 / (n−1)
Is an optical head according to the present invention.

【0040】これにより、例えば、回折光学素子の回折
効率を複数波長に対して、高くすることができる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element can be increased for a plurality of wavelengths.

【0041】また更に、第19の本発明(請求項19記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子の溝深さLが、
実質上、(λ1+λ2)/[2(n−1)]である上記第1
8の本発明の光学ヘッドである。
Still further, according to a nineteenth aspect of the present invention (corresponding to the nineteenth aspect), the groove depth L of the diffractive optical element is
The first, which is substantially (λ 1 + λ 2 ) / [2 (n−1)].
8 is an optical head according to the invention.

【0042】これにより、例えば、回折光学素子の回折
効率を複数波長に対して、最もバランス良く高くするこ
とができる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element can be increased in a most balanced manner for a plurality of wavelengths.

【0043】また更に、第20の本発明(請求項20記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子は、断面形状が
pステップの階段形状であり、前記異なる波長の内、最
小値をλ1、最大値をλ2とし、前記回折光学素子の屈折
率をnとしたとき、前記回折光学素子の溝深さLが、
(p-1)・λ1/[p・(n−1)]≦L≦(p−1)・λ
2/[p・(n−1)]の関係を満たす上記第16の本発
明の光学ヘッドである。
Still further, according to a twentieth aspect of the present invention (corresponding to the twentieth aspect of the present invention), the diffractive optical element has a stepped shape having a cross section of p steps, and the minimum value among the different wavelengths is λ. 1 , when the maximum value is λ 2 and the refractive index of the diffractive optical element is n, the groove depth L of the diffractive optical element is
(P−1) · λ 1 / [p · (n−1)] ≦ L ≦ (p−1) · λ
An optical head according to the sixteenth aspect, wherein the optical head satisfies the relationship of 2 / [p · (n−1)].

【0044】これにより、例えば、回折光学素子の回折
効率を複数波長に対して、高くすることができる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element can be increased for a plurality of wavelengths.

【0045】また更に、第21の本発明(請求項21記
載の発明に対応)は、上記回折光学素子の溝深さLが、
実質上(p−1)・(λ1+λ2)/[2p(n−1)]で
ある上記第20の本発明の光学ヘッドである。
Still further, according to the twenty-first aspect of the present invention (corresponding to the twenty-first aspect), the groove depth L of the diffractive optical element is
The optical head according to the twentieth aspect of the present invention, which is substantially (p−1) · (λ 1 + λ 2 ) / [2p (n−1)].

【0046】これにより、例えば、回折光学素子の回折
効率を複数波長に対して、最もバランス良く高くするこ
とができる。
Thus, for example, the diffraction efficiency of the diffractive optical element can be increased in a most balanced manner for a plurality of wavelengths.

【0047】また、第22の本発明(請求項22記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、前記屈折光学手段の
底面が設置基準面となす設置角度をθbとし、前記光源
から前記屈折光学手段に入射する光軸が前記設置基準面
となる角度をθpとすると、そのプリズムの底角の一方
の角度θが、sin(θ−θb)=n・sin(4θ−2θb
−θp−90°−θ’)と、n・sinθ’= sin(θ−θ
b)とを実質上満足し、前記底角の他方の角度θ1が、θ
1=θ+90°−2θb−θpを実質上満たす上記第1の本
発明の光学ヘッドである。
According to a twenty-second aspect of the present invention (corresponding to the twenty-second aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index of n, and the bottom surface of the refractive optical means is set at an installation reference. Assuming that the installation angle of the surface is θ b and the angle at which the optical axis from the light source to the refracting optical means is the installation reference surface is θ p , one of the base angles θ of the prism is sin ( θ−θ b ) = n · sin (4θ−2θ b)
−θ p −90 ° −θ ′) and n · sin θ ′ = sin (θ−θ
b ) is substantially satisfied, and the other angle θ 1 of the base angle is θ
Satisfying substantially the 1 = θ + 90 ° -2θ b -θ p is the first optical head of the present invention.

【0048】また更に、第23の本発明(請求項23記
載の発明に対応)は、上記θbが2°≦θb≦10°を実
質上満足する上記第22の本発明の光学ヘッドである。
[0048] Furthermore, the 23 present invention (corresponding to the invention of claim 23, wherein) is above the 22 optical head of the present invention for the theta b is substantially satisfies 2 ° ≦ θ b ≦ 10 ° is there.

【0049】これにより、例えば、光学ヘッドを更に薄
型にすることが出来る。
Thus, for example, the optical head can be made thinner.

【0050】また、第24の本発明(請求項24記載の
発明に対応)は、上記屈折光学手段は、3つの光学面を
有するプリズムであり、前記3つの光学面の内、前記情
報記録媒体側を第1面、前記光源側を第2面、それ以外
を第3面としたとき、前記光源からの出射光は、前記第
2面を透過して、前記第1面、第3面の順に反射して、
前記第1面を透過する上記第1の本発明の光学ヘッドで
ある。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-fourth aspect of the present invention), the refractive optical means is a prism having three optical surfaces, and the information recording medium among the three optical surfaces. When the side is the first surface, the light source side is the second surface, and the other side is the third surface, light emitted from the light source passes through the second surface, and the first surface and the third surface Reflected in order,
An optical head according to the first aspect of the present invention, which transmits through the first surface.

【0051】これにより、例えば、光路をプリズム内の
ジグザグ伝搬により光ヘッドを薄くすることができる。
Thus, for example, the optical head can be made thinner by zigzag propagation in the optical path in the prism.

【0052】また、第25の本発明(請求項25記載の
発明に対応)は、光源から情報記録媒体までの光路中
に、3つの光学面を有するプリズムを有する屈折光学手
段を備え、前記3つの光学面の内、前記情報記録媒体側
を第1面、前記光源側を第2面、それ以外を第3面とし
たとき、前記光源からの出射光は、前記第2面を透過
し、前記第1面、第3面の順に反射して、前記第1面を
透過する光学ヘッドである。
Further, a twenty-fifth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-fifth aspect of the present invention) comprises a refractive optical means having a prism having three optical surfaces in an optical path from a light source to an information recording medium. When the information recording medium side is the first surface, the light source side is the second surface, and the other is the third surface, the light emitted from the light source passes through the second surface, An optical head that reflects the first surface and the third surface in this order and transmits the first surface.

【0053】これにより、例えば、光学ヘッドを薄型に
することが出来る。
Thus, for example, the optical head can be made thin.

【0054】また、第26の本発明(請求項26に記載
の本発明に対応)は、上記出射光の波長λは、0.35
μm≦λ≦0.5μmを実質上満足する上記第1の本発
明の光学ヘッドである。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-sixth aspect of the present invention), the wavelength λ of the emitted light is 0.35
The optical head according to the first aspect of the present invention substantially satisfies μm ≦ λ ≦ 0.5 μm.

【0055】また、第27の本発明(請求項27に記載
の本発明に対応)は、上記第3面が、前記屈折光学手段
の設置基準面と平行である上記第25の本発明の光学ヘ
ッドである。
In a twenty-seventh aspect of the present invention (corresponding to the twenty-seventh aspect of the present invention), the third surface is parallel to the reference plane of the refractive optical means. Head.

【0056】また、第28の本発明(請求項28に記載
の本発明に対応)は、上記情報記録媒体と前記屈折光学
手段との間の光路中に対物レンズを備え、前記第2面を
透過する前記出射光の、前記屈折光学手段の設置基準面
を基準として最も上の部分の高さが、前記設置基準面を
基準とした、前記対物レンズの最下部の高さよりも高い
上記第24又は第25の本発明の光学ヘッドである。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention (corresponding to the twenty-eighth aspect of the present invention), an objective lens is provided in an optical path between the information recording medium and the refractive optical means, and the second surface is provided. In the twenty-fourth aspect, the height of the uppermost portion of the transmitted outgoing light with respect to the setting reference plane of the refractive optical means is higher than the height of the lowermost part of the objective lens with reference to the setting reference plane. Alternatively, the optical head according to the twenty-fifth aspect of the present invention.

【0057】[0057]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 (第1の実施の形態)本発明の第1の実施の形態の光学
ヘッドについて、図1(a)〜図2(b)までを用い、
座標軸を図のようにとって詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) An optical head according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 2 (b).
The coordinate axes are as shown in the figure and will be described in detail.

【0058】図1(a)は、本発明の第1の実施の形態
における光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す
平面図であり、又、図1(b)は、本発明の第1の実施
の形態における光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子
を示す側面図である。図2(a)は、同実施の形態の光
学ヘッドにおける、回折光学素子に異なる波長の光が入
射したときの、回折光の生じる様子を表す図で、又、図
2(b)は、同実施の形態の光学ヘッドにおける、屈折
光学素子に異なる波長の光が入射したときの、屈折光の
生じる様子を表す図で、これらは、色収差補正の動作原
理を説明するための図である。
FIG. 1A is a plan view showing the basic structure of the optical head and the state of light propagation according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing the present invention. FIG. 2 is a side view illustrating a basic configuration of the optical head and a state of light propagation according to the first embodiment. FIG. 2A is a diagram illustrating a state in which diffracted light is generated when light of different wavelengths is incident on the diffractive optical element in the optical head according to the embodiment, and FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which refracted light is generated when light of different wavelengths is incident on a refracting optical element in the optical head according to the embodiment, and is a diagram for describing an operation principle of chromatic aberration correction.

【0059】図1(a)、図1(b)に示すように、本
実施の形態の光学ヘッドにおいては、光源1から記録媒
体であるDVDやCD等の光ディスク11までの光路中
に、回折光学素子5と光源1からの出射光2の光軸が斜
めに入射する光学面21(本願発明の屈折光学手段の第
1面に対応)を有する屈折光学手段9が配置されてい
る。光源1と光検出器13a、13bは、光源・光検出
器ユニット17内に集積化されている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), in the optical head according to the present embodiment, diffraction occurs in an optical path from a light source 1 to an optical disk 11 such as a DVD or CD as a recording medium. A refractive optical unit 9 having an optical surface 21 (corresponding to the first surface of the refractive optical unit of the present invention) on which the optical axis of the optical element 5 and the light 2 emitted from the light source 1 are obliquely incident is arranged. The light source 1 and the photodetectors 13a and 13b are integrated in a light source / photodetector unit 17.

【0060】光源1である半導体レーザからy軸方向に
出射された、例えば波長λ=0.658μmのレーザ光
2は、コリメートレンズ3により、例えば、z軸方向の
ビーム径3.25mmの略平行光となり、フォーカス/
トラック誤差信号検出用光学素子8を透過(0次回折光
利用)して、例えば、周期がΛ=60.7μmの均一周
期の平行グレーティングである回折光学素子5に入射す
る。この回折光学素子5は、例えば、3面の入射または
反射面を有した、一方の底角がθ=38°、もう一方が
略直角のプリズムである屈折光学素子の側面15(本発
明の屈折光学手段の第2面に対応)に、図1(a)、図
1(b)のように一体化されて形成されている。光2は
グレーティング5により、例えば、y軸からz軸方向に
q=0.4°の角度だけ回折されて、プリズム9の斜面
21で全反射される。その後、反射層16を形成した底
面14(本発明の屈折光学手段の第3面に対応)でさら
に反射されて、斜面21の法線から、例えば24.4°
で斜めに斜面21に入射して屈折され、例えば、y軸方
向のビーム径が2.8mmで、垂直方向(z軸方向)に
出射し、対物レンズ4により、光ディスク11上に集光
される。
A laser beam 2 having a wavelength of, for example, λ = 0.658 μm emitted from a semiconductor laser as a light source 1 in the y-axis direction is, for example, substantially collimated with a beam diameter of 3.25 mm in the z-axis direction by a collimating lens 3. It becomes light and focus /
The light passes through the track error signal detecting optical element 8 (using the 0th-order diffracted light) and is incident on the diffractive optical element 5 which is a parallel grating having a uniform period of Λ = 60.7 μm, for example. This diffractive optical element 5 has, for example, a side surface 15 of a refractive optical element having three incident or reflective surfaces, one of which has a base angle of θ = 38 ° and the other is a substantially right-angle prism (the refraction of the present invention). (Corresponding to the second surface of the optical means) as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The light 2 is diffracted by the grating 5 by, for example, an angle of q = 0.4 ° from the y-axis to the z-axis, and is totally reflected by the inclined surface 21 of the prism 9. Thereafter, the light is further reflected by the bottom surface 14 (corresponding to the third surface of the refractive optical means of the present invention) on which the reflective layer 16 is formed, and is, for example, 24.4 ° from the normal of the inclined surface 21.
The light is obliquely incident on the slope 21 and is refracted. For example, the beam diameter in the y-axis direction is 2.8 mm, the light is emitted in the vertical direction (z-axis direction), and is focused on the optical disk 11 by the objective lens 4. .

【0061】光ディスク11によって反射されたレーザ
光2は、逆方向に折り返し、対物レンズ4、プリズム
9、グレーティング5を順に通過して、フォーカス/ト
ラック誤差信号検出用光学素子8によって分割されて
(1次回折光利用した信号光19a、19b)、光検出
器13a、13bで検出される。
The laser beam 2 reflected by the optical disk 11 is turned in the opposite direction, passes through the objective lens 4, the prism 9, and the grating 5 in that order, and is split by the focus / track error signal detecting optical element 8 (1). The signal light 19a, 19b) using the next-order diffracted light is detected by the photodetectors 13a, 13b.

【0062】本実施の形態においては、屈折光学手段9
として、例えば、硝材(ガラスや樹脂等の透明物質を意
味する)がBK7ガラスであり、高さが3.7mm、奥
行きが4mm、幅が4.7mmである3角プリズムを用
いた。そして、光をプリズム9内の斜面21と底面14
で反射させ、光軸が斜めになる斜面21から出射させる
構成により、側面15を透過する出射光の、プリズム9
(屈折光学手段)の設置基準面101を基準として最も
上の部分(図中において、符号102を付した)の高さ
が、設置基準面101を基準とした対物レンズ4の最下
部の高さ103よりも高くなるので、従来の光学ヘッド
の立ち上げミラーの役割をさせながら、光学ヘッド自体
の高さを非常に薄く(例えば5.3mm)することがで
きた。
In the present embodiment, the refractive optical means 9
For example, a triangular prism whose glass material (meaning a transparent substance such as glass or resin) is BK7 glass, having a height of 3.7 mm, a depth of 4 mm, and a width of 4.7 mm was used. Then, the light is applied to the inclined surface 21 and the bottom surface 14 in the prism 9.
And the light is emitted from the inclined surface 21 whose optical axis is inclined.
The height of the uppermost portion of the (refractive optical means) with reference to the installation reference surface 101 (indicated by reference numeral 102 in the figure) is the height of the lowermost portion of the objective lens 4 with respect to the installation reference surface 101 Since the height of the optical head is higher than 103, the height of the optical head itself can be made extremely thin (for example, 5.3 mm) while serving as a rising mirror of the conventional optical head.

【0063】特に、本発明者らは、硝材の屈折率をnと
すると、底角の一方が略直角のとき、底角の他の一方θ
が、sinθ=n・sin(3θ−90°)を略満足する角度θ
のときに、プリズム9への入射光とプリズム9からの出
射光の光軸がほぼ直交することを発見した。このような
構成により、光学部品の配置が容易で位置合わせが簡単
になるという効果がある。また、プリズム9の垂直面1
5にグレーティング5が一体された構成により、構造が
安定化するとともに、これらを1つの部品として取り扱
えるために、一層、位置合わせが容易になる。
In particular, when the refractive index of the glass material is n, the present inventors consider that when one of the base angles is substantially a right angle, the other base angle θ
Is an angle θ that substantially satisfies sin θ = n · sin (3θ−90 °)
At this time, it was discovered that the optical axes of the light incident on the prism 9 and the light emitted from the prism 9 were substantially orthogonal. With such a configuration, there is an effect that the arrangement of the optical components is easy and the alignment is simple. Also, the vertical surface 1 of the prism 9
The structure in which the grating 5 is integrated with the grating 5 stabilizes the structure, and furthermore, since these can be handled as one part, the alignment is further facilitated.

【0064】回折光学素子5として、図1(a)、図1
(b)に示すような断面が鋸歯形状、又は図2(a)に
示すようなガラス等の基板7上に形成した階段形状の均
一周期のグレーティングを用い、溝の深さは、例えば、
L=1.29μm(鋸歯形状)、L=1.13μm(8段
階形状)とし、1次回折効率が最大になるようにした。
均一周期のグレーティングを用いることにより、素子の
製造が容易で、光学系での位置合わせが簡単化できる。
As the diffractive optical element 5, FIGS.
A grating having a sawtooth cross section as shown in FIG. 2B or a staircase-shaped uniform period formed on a substrate 7 such as glass as shown in FIG. 2A is used.
L = 1.29 μm (sawtooth shape) and L = 1.13 μm (eight-step shape) were set to maximize the first-order diffraction efficiency.
By using a grating with a uniform period, the manufacture of the element is easy and the alignment in the optical system can be simplified.

【0065】また、フォーカス/トラック誤差信号検出
用光学素子8は、例えば、樹脂基板又はガラス基板また
はLiNbO3結晶等に形成されたホログラム素子であ
る。特に、LiNbO3結晶を用いた場合、偏光性があ
るため、1/4波長板をフォーカス/トラック誤差信号
検出用光学素子8と光ディスク11の光路間に用いるこ
とにより光利用効率が高くできるという効果がある。
The focus / track error signal detecting optical element 8 is, for example, a hologram element formed on a resin substrate, a glass substrate, a LiNbO 3 crystal or the like. In particular, in the case where a LiNbO 3 crystal is used, the light use efficiency can be increased by using a quarter-wave plate between the focus / track error signal detecting optical element 8 and the optical path of the optical disk 11 because of the polarization property. There is.

【0066】また、コリメータレンズ3を設け、略平行
光になった光を回折光学素子5に入射することにより、
回折光学素子5に入射する光の回折効率、及び回折角の
変化量は、光の入射領域全面に渡ってほぼ等しくでき
る。
Further, the collimator lens 3 is provided, and the substantially parallel light is made incident on the diffractive optical element 5, whereby
The diffraction efficiency of light incident on the diffractive optical element 5 and the amount of change in the diffraction angle can be made substantially equal over the entire light incident area.

【0067】次に、波長変動が生じたときの光波の振る
舞いについて、図2(a)、図2(b)を用いて原理を
説明する。
Next, the principle of the behavior of a light wave when a wavelength fluctuation occurs will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b).

【0068】図2(a)に示すように、回折光学素子5
に、波長λ1の光6が入射すると、回折角θdaで1次回
折光10aが生じるとする。波長変動が生じ、例えば、
波長がλ2と小さくなったときは、より小さな回折角θ
dbで回折光10bが発生する。その結果、波長変動によ
り、出射光の方向が異なるという現象が発生する。この
現象は分散と呼ばれている。
As shown in FIG. 2A, the diffractive optical element 5
Then, when the light 6 having the wavelength λ 1 enters, the first-order diffracted light 10a is generated at the diffraction angle θ da . Wavelength fluctuation occurs, for example,
When the wavelength decreases to λ 2 , the smaller diffraction angle θ
The diffracted light 10b is generated by db . As a result, a phenomenon occurs in which the direction of the emitted light is different due to the wavelength fluctuation. This phenomenon is called dispersion.

【0069】一方、図2(b)に示すように、屈折光学
素子のプリズム9に、入射角θiで斜め方向から、波長
λ1の光6’が入射すると、屈折角θraで屈折光12a
が生じる。波長変動が生じ、例えば、波長がλ2と小さ
くなったときは、より大きな回折角θrbで屈折光12b
が発生する。これは、波長変動により、プリズムを構成
する硝材の屈折率が変動するためである。その結果、出
射光の方向が異なるという分散の現象が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the light 6 'having the wavelength λ 1 is incident on the prism 9 of the refractive optical element from an oblique direction at an incident angle θ i , the refracted light has a refractive angle θ ra. 12a
Occurs. When the wavelength fluctuates, for example, when the wavelength decreases to λ 2 , the refracted light 12b with a larger diffraction angle θ rb
Occurs. This is because the refractive index of the glass material forming the prism fluctuates due to the wavelength fluctuation. As a result, a dispersion phenomenon that the directions of the emitted light are different occurs.

【0070】従って、回折光学素子と、光が斜めに入射
する光学面を有する屈折光学素子とを組み合わせると、
双方の素子において、波長変動に対して出射光が変動す
る方向が互いに逆であるために、分散現象をうち消し、
波長変動によらず、出射光の方向が一定にできる条件が
あることが分かった。
Therefore, when a diffractive optical element and a refractive optical element having an optical surface on which light is obliquely incident are combined,
In both elements, the directions in which the emitted light fluctuates with respect to the wavelength fluctuation are opposite to each other.
It has been found that there is a condition that the direction of the emitted light can be kept constant regardless of the wavelength fluctuation.

【0071】本実施の形態では、プリズム内では、例え
ば、θi=24.4°であるため、波長がλ=0.65
8μmから、例えば、2nm小さくなったとき、プリズ
ムの屈折率は、n=1.514264955から、1.
514327214に変化するため、屈折角は0.00
1888°だけ大きくなる。一方、周期Λ=60.7μ
mの回折光学素子に入射する場合では、回折角は、波長
が2nm小さくなったときは、0.001888°だけ
小さくなるので、それらを組み合わせると波長変動の影
響をうち消すことが分かった。従って、対物レンズ4へ
出射する光の光軸は、波長変動によらず一定であり、光
ディスク11上に色収差のない良好なスポットを形成す
る効果があった。
In the present embodiment, for example, since θ i = 24.4 ° in the prism, the wavelength is λ = 0.65.
When it is reduced from 8 μm, for example, by 2 nm, the refractive index of the prism is n = 1.51426455, and 1.
514327214, the refraction angle is 0.00
It becomes larger by 1888 °. On the other hand, the period Λ = 60.7μ
When the light is incident on the diffractive optical element of m, the diffraction angle decreases by 0.001888 ° when the wavelength is reduced by 2 nm. Therefore, it has been found that combining them cancels out the influence of the wavelength fluctuation. Accordingly, the optical axis of the light emitted to the objective lens 4 is constant irrespective of the wavelength fluctuation, and there is an effect of forming a good spot without chromatic aberration on the optical disc 11.

【0072】また、上記に説明したのは、波長がλ=
0.658μmから、2nm減少した場合であるが、一
般に、光源1は、高周波重量により、温度変化がない状
態でも中心波長に対して±1nm程度(波長幅が2n
m)広がっている。この程度の波長広がりがあっても、
以上に説明したように、プリズム9とグレーティング5
を組み合わせることにより色分散を打ち消すことが可能
であった。
Also, as explained above, when the wavelength is λ =
In this case, the light source 1 is reduced by about 2 nm from 0.658 μm. In general, the light source 1 has a weight of about ± 1 nm with respect to the center wavelength (wavelength width of 2 n
m) Spread. Even with this degree of wavelength spread,
As described above, the prism 9 and the grating 5
It was possible to cancel chromatic dispersion by combining.

【0073】しかしながら、このとき、波長が、例え
ば、λ=0.658μmの中心波長(設計波長)では、
完全に色分散を打ち消すことができても、温度変化のた
め波長変動がさらに生じてくると(中心波長からずれて
くる)、徐々に色分散が生じてくることも分かった。
However, at this time, for example, at the center wavelength (design wavelength) of λ = 0.658 μm,
It was also found that even if chromatic dispersion could be completely canceled, chromatic dispersion gradually occurred when wavelength variation further occurred (shifted from the center wavelength) due to temperature change.

【0074】本発明者らは、プリズム9を構成する硝材
が低分散であるほうが、上述した温度変化のため色分散
の出てくる割合が小さくなることを発見した。また同時
に、色収差を補正する回折光学素子5の周期も、プリズ
ム9を構成する硝材が低分散のほうが、大きくできるこ
とも分かったため、この場合、回折光学素子5の製造が
容易で高い回折効率が得られる効果があった。
The present inventors have found that when the glass material forming the prism 9 has a lower dispersion, the rate of occurrence of chromatic dispersion becomes smaller due to the above-mentioned temperature change. At the same time, it was also found that the period of the diffractive optical element 5 for correcting the chromatic aberration can be increased when the glass material forming the prism 9 has a low dispersion, so that the diffractive optical element 5 can be easily manufactured and high diffraction efficiency can be obtained. Had the effect.

【0075】詳細に検討すると、温度変化による波長変
動は現実には±20nmの範囲内であったため、その範
囲内で対物レンズにより集光したスポットの色収差によ
る横方向の広がりは、硝材のアッベ数が50以上であれ
ば波面収差が70mλ以下となるので、現実的には問題
ないレベルにおさえられ、良好に光ディスク11の信号
再生が可能であることが分かった。従って、硝材として
は、BK7(アッベ数は64.2)、FC5、FK5、
FCD1、FCD10、FCD100、VC79(アッ
ベ数は57)、P−BK40(アッベ数は64)等が好
ましい。
When examined in detail, the wavelength variation due to the temperature change was actually within the range of ± 20 nm, and within this range, the lateral spread due to the chromatic aberration of the spot condensed by the objective lens was due to the Abbe number of the glass material. Is greater than or equal to 50, the wavefront aberration is less than or equal to 70 mλ, so that it is practically suppressed to a problem-free level, and it has been found that the signal reproduction of the optical disk 11 can be favorably performed. Therefore, as glass materials, BK7 (abbe number is 64.2), FC5, FK5,
FCD1, FCD10, FCD100, VC79 (abbe number is 57), P-BK40 (abbe number is 64) and the like are preferable.

【0076】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態の光学ヘッドについて、図3を用いて、上記第1
の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment) An optical head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from this embodiment.

【0077】図3は本発明第2の実施の形態における光
学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図であ
る。
FIG. 3 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a second embodiment of the present invention.

【0078】図3に示すように、本実施の形態において
は、コリメートレンズ3から、屈折光学手段9までの光
路中に、フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子
8と一体化して、回折光学素子5が設けられている。フ
ォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8と回折光
学素子5と一体化することにより、構造が安定化し、そ
れらを1つの部品として取り扱うことが可能で位置合わ
せが容易になる。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, in the optical path from the collimating lens 3 to the refracting optical means 9, it is integrated with the focus / track error signal detecting optical element 8 to form a diffractive optical element. 5 are provided. The integration of the focus / track error signal detecting optical element 8 and the diffractive optical element 5 stabilizes the structure, allows them to be handled as one part, and facilitates alignment.

【0079】なお、回折光学素子5は、図3に示すよう
に、フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8の
表面側に配置しても、また裏面側に配置しても良い。ま
た、回折光学素子5を形成した基板を、フォーカス/ト
ラック誤差信号検出用光学素子8と一体化しても良い。
さらにフォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8
の表面形状を加工して、回折光学素子5としても良い。
As shown in FIG. 3, the diffractive optical element 5 may be arranged on the front side of the focus / track error signal detecting optical element 8 or on the back side. The substrate on which the diffractive optical element 5 is formed may be integrated with the focus / track error signal detecting optical element 8.
Further, a focus / track error signal detecting optical element 8
May be processed to form the diffractive optical element 5.

【0080】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態の光学ヘッドについて、図4を用いて、上記第1
の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Third Embodiment) An optical head according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from this embodiment.

【0081】図4は本発明の第3の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a third embodiment of the present invention.

【0082】図4に示すように、本実施の形態において
は、屈折光学手段9から対物レンズ4までの略平行光の
光路中に、回折光学素子5aが設けられている。このよ
うな配置にすることにより、回折光学素子5aと光検出
器を設けた光源・光検出器ユニット17までの距離が大
きくなり、回折光学素子5aで生じる1次回折光以外の
他の回折光(不用光)が光検出器に入射しないように配
置でき、検出光のS/Nが良くなるという効果がある。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, a diffractive optical element 5a is provided in the optical path of substantially parallel light from the refractive optical means 9 to the objective lens 4. With such an arrangement, the distance between the diffractive optical element 5a and the light source / photodetector unit 17 provided with the photodetector is increased, and other diffracted light (other than the first-order diffracted light generated by the diffractive optical element 5a) Unnecessary light) can be arranged so as not to enter the photodetector, and the S / N of the detection light is improved.

【0083】なお、回折光学素子5aの凹凸形状は、図
4のように対物レンズ4側に向けて形成しても良いし、
その逆でも良い。
The concave and convex shape of the diffractive optical element 5a may be formed toward the objective lens 4 as shown in FIG.
The reverse is also acceptable.

【0084】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態の光学ヘッドについて、図5を用いて、上記第1
の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Fourth Embodiment) An optical head according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from this embodiment.

【0085】図5は本発明の第4の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 5 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a fourth embodiment of the present invention.

【0086】図5に示すように、本実施の形態において
は、屈折光学手段9から対物レンズ4までの略平行光の
光路中に、回折光学素子5bが、屈折光学手段9である
直角プリズムの斜面に一体化して設けられている。この
ような配置にすることにより、回折光学素子5bと光検
出器を設けた光源・光検出器ユニット17までの距離が
大きくなり、回折光学素子5bで生じる1次回折光以外
の他の回折光(不用光)が光検出器に入射しないように
配置でき、検出光のS/Nが良くなるという効果があ
る。さらに、一体化することにより、構造が安定で、一
つの部品として取り扱うことができるため、位置合わせ
が簡単になる。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, in the optical path of substantially parallel light from the refractive optical means 9 to the objective lens 4, the diffractive optical element 5 b is provided with a right-angle prism as the refractive optical means 9. It is provided integrally on the slope. With such an arrangement, the distance between the diffractive optical element 5b and the light source / photodetector unit 17 provided with the photodetector increases, and other diffracted light (other than the first-order diffracted light generated by the diffractive optical element 5b) Unnecessary light) can be arranged so as not to enter the photodetector, and the S / N of the detection light is improved. Further, the integration makes the structure stable and can be handled as one part, thereby simplifying the alignment.

【0087】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態の光学ヘッドについて、図6を用いて、上記第1
の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Fifth Embodiment) An optical head according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The following description focuses on the differences from this embodiment.

【0088】図6は本発明の第5の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
ある。
FIG. 6 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fifth embodiment of the present invention.

【0089】上記第1〜第4の実施の形態の光学ヘッド
の光学系は、コリメータレンズ3によって略平行になっ
た光は、例えば、z軸方向のビーム径のみが0.86倍
に縮小されて、対物レンズ4に入射する光学系(x軸方
向は等倍)であった。
In the optical systems of the optical heads according to the first to fourth embodiments, for example, only the beam diameter in the z-axis direction is reduced to 0.86 times for the light that has been made substantially parallel by the collimator lens 3. Thus, the optical system (the same magnification in the x-axis direction) was incident on the objective lens 4.

【0090】本実施の形態の光学系は、コリメータレン
ズ3によって略平行になった光は、z軸方向、x軸方向
ともほとんどビーム径は同じ(等倍)ままで、対物レン
ズ4に入射する光学系である。
In the optical system according to the present embodiment, the light that has been made substantially parallel by the collimator lens 3 enters the objective lens 4 with almost the same beam diameter (same magnification) in the z-axis direction and the x-axis direction. It is an optical system.

【0091】図6において、屈折光学手段9aは、例え
ば、BK7からなるプリズムであり、底面14’と斜面
21’のなす底角は、例えばθ=33°であり、底面1
4’と側面15’のなす底角は、例えば、θ1=12
1.6°である。回折光学素子5cは、例えばガラス基
板7上に形成され、プリズム9aの側面15’に一体化
されている。一体化構成にすることにより、構造が安定
で、一つの部品として取り扱うことができるため、位置
合わせが簡単になる。
In FIG. 6, the refractive optical means 9a is, for example, a prism made of BK7, the base angle between the bottom surface 14 'and the inclined surface 21' is, for example, θ = 33 °, and the bottom surface 1 '
The base angle between 4 ′ and side surface 15 ′ is, for example, θ 1 = 12
1.6 °. The diffractive optical element 5c is formed on, for example, the glass substrate 7, and is integrated with the side surface 15 'of the prism 9a. With the integrated structure, the structure is stable and can be handled as one part, so that the alignment is simplified.

【0092】本発明者らは、屈折率nの硝材からなるプ
リズムを屈折光学手段としたとき、底面14’と側面1
5’のなす一方の底角が、sin(2θ−45°)=1/
n・sinθの式を略満足する角度θであり、底面14’
と側面15’のなす他方の底角が、θ+85°≦θ1
θ+95°の式を満たす角度θ1であるとき、プリズム
9aへの入射光とプリズム9aからの出射光のビーム径
をほぼ同じにしたままで(ビーム整形なし)、光軸がほ
ぼ直交できることを発見した。このような構成により、
光学部品の配置が容易で、位置合わせが簡単化できると
いう効果があった。
The present inventors have found that when a prism made of a glass material having a refractive index n is used as a refractive optical means, the bottom surface 14 'and the side surface 1'
One base angle of 5 ′ is sin (2θ−45 °) = 1 /
The angle θ substantially satisfies the equation of n · sin θ, and the bottom surface 14 ′
And the other base angle formed by the side surface 15 ′ is θ + 85 ° ≦ θ 1
When the angle theta 1 which satisfies the equation θ + 95 °, while (no beam shaping) were approximately the same beam diameter of the emitted light from the incident light and the prisms 9a of the prism 9a, found that the optical axis can be substantially orthogonal did. With such a configuration,
There is an effect that the arrangement of the optical components is easy and the alignment can be simplified.

【0093】本実施の形態では、屈折光学素子9aに対
して、光の光軸が斜めに入射する光学面は、斜面21’
と側面15’の2面有り、総合的に屈折作用による分散
が、実施の形態1から5までに比べて大きくなった。そ
のため、本実施の形態では、屈折の色分散を補正する回
折光学素子5cは、例えば、周期が39.7μmの均一
周期グレーティングとしてある。このように、本実施の
形態における上記周期を、上記各実施の形態で述べた回
折光学素子の周期60.7μmより小さくすることによ
り、回折の分散を大きくすることができるので、これに
より、屈折作用による分散を打ち消すことができた。
In the present embodiment, the optical surface on which the optical axis of light is obliquely incident on the refractive optical element 9a is the inclined surface 21 '.
And the side surface 15 ', the overall dispersion due to the refraction effect was larger than in the first to fifth embodiments. Therefore, in the present embodiment, the diffractive optical element 5c for correcting chromatic dispersion of refraction is, for example, a uniform periodic grating having a period of 39.7 μm. As described above, by making the period in the present embodiment smaller than the period 60.7 μm of the diffractive optical element described in each of the above embodiments, the dispersion of diffraction can be increased. The dispersion due to the action could be canceled.

【0094】(第6の実施の形態)本発明の第6の実施
の形態の光学ヘッドについて、図7、図8を用いて、上
記第5の実施の形態と異なる点を中心にて説明する。
(Sixth Embodiment) An optical head according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, focusing on differences from the fifth embodiment. .

【0095】図7は本発明の第6の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図で
あり、図8は、本発明の第6の実施の形態における光学
ヘッドの回折光学素子(反射形グレーティング)の1次
回折効率(破線)と、第5の実施の形態における光学ヘ
ッドの回折光学素子(透過形グレーティング)の1次回
折効率(実線)である。
FIG. 7 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 8 is an optical head according to a sixth embodiment of the present invention. And the first-order diffraction efficiency (solid line) of the diffractive optical element (transmission grating) of the optical head according to the fifth embodiment.

【0096】図7に示すように、本実施の形態において
は、プリズムである屈折光学手段9aの底面に、表面に
反射層16を設けた構造の反射形のグレーティング5d
が設けられている。一体化構造にすることにより構造が
安定で、特に凹凸形状の表面に反射層が設けられている
ため、反射層が保護層の役割を兼ねることができるとい
う効果がある。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a reflection type grating 5d having a structure in which a reflection layer 16 is provided on the bottom surface of the refractive optical means 9a as a prism is provided.
Is provided. By forming an integrated structure, the structure is stable. In particular, since the reflective layer is provided on the surface of the uneven shape, there is an effect that the reflective layer can also serve as a protective layer.

【0097】この反射形グレーティング5dは、例え
ば、溝深さが0.22μmの鋸歯形状または階段形状で
あり、透過形の回折光学素子に比べて、最適溝深さが1
/6程度に薄くなったため、製造時のエッチング時間が
短くなるとともに、断面のタ゛レの量がへり、製造が容易
になった。また、図8に示したように、1次回折効率の
値は、透過形グレーティングに比べて向上させることが
できた。
The reflection type grating 5d has, for example, a sawtooth shape or a step shape with a groove depth of 0.22 μm, and has an optimum groove depth of 1 as compared with a transmission type diffractive optical element.
Since the thickness was reduced to about / 6, the etching time at the time of manufacturing was shortened, and the amount of sagging of the cross section was reduced, thereby facilitating the manufacturing. In addition, as shown in FIG. 8, the value of the first-order diffraction efficiency was able to be improved as compared with the transmission grating.

【0098】(第7の実施の形態)本発明の第7の実施
の形態の光学ヘッドについて、図9(a)、図9
(b)、図10(a)、図10(b)を用いて、上記第
5の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Seventh Embodiment) An optical head according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(B), FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b) will be described focusing on points different from the fifth embodiment.

【0099】図9(a)は本発明の第7の実施の形態に
おける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側
面図、図9(b)は本発明の第7の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図で
ある。図10(a)は、本発明の第7の実施の形態におけ
る光学ヘッドの回折光学素子として、断面が鋸歯形状の
ブレーズ化グレーティングを用いた場合の回折効率と溝
深さとの関係を示すグラフ、図10(b)は、本発明の第
7の実施の形態における光学ヘッドの回折光学素子とし
て、断面が8段階形状の8レベルグレーティング(図2
(b)参照)を用いた場合の回折効率と溝深さとの関係
を示すグラフである。
FIG. 9A is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation in a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a seventh embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation in FIG. FIG. 10A is a graph showing a relationship between diffraction efficiency and groove depth when a blazed grating having a sawtooth cross section is used as the diffractive optical element of the optical head according to the seventh embodiment of the present invention; FIG. 10B shows an eight-level grating (FIG. 2) having an eight-step cross section as a diffractive optical element of the optical head according to the seventh embodiment of the present invention.
(B) is a graph showing the relationship between the diffraction efficiency and the groove depth when () is used.

【0100】本実施の形態の光学ヘッドは、2波長の構
成である。すなわち、DVD11aに対する、例えば、
波長λ1=0.658μmの半導体レーザ光源1aと、C
D−RやCD11bに対する、例えば、波長λ2=0.
80μmの半導体レーザ光源1bを設けた構成で、ビー
ムスプリッタ18により両波長が合波・分波される。ビ
ームスプリッタ18は、ウエッジプリズム等の合波・分
波できる素子であればこれに限らない。光源1a、1b
は、それぞれ、光源・光検出器モジュール17a、17
bに内蔵されている。
The optical head of this embodiment has a two-wavelength configuration. That is, for example, for the DVD 11a,
A semiconductor laser light source 1a having a wavelength λ 1 = 0.658 μm;
For example, the wavelength λ 2 = 0.
In the configuration provided with the semiconductor laser light source 1b of 80 μm, both wavelengths are multiplexed and demultiplexed by the beam splitter 18. The beam splitter 18 is not limited to this as long as it is an element capable of multiplexing / demultiplexing, such as a wedge prism. Light source 1a, 1b
Are light source / photodetector modules 17a, 17
b.

【0101】プリズムである屈折光学手段9aの側面に
一体化した回折光学素子5cは、λ 1とλ2の2波長が通
過する構成である。
On the side of the refracting optical means 9a, which is a prism,
The integrated diffractive optical element 5c has λ 1And λTwoOf the two wavelengths
Configuration.

【0102】回折光学素子5cとして、ブレーズ化グレ
ーティングを用いた場合、波長がλ 1のときは図10
(a)の実線で示したように、溝の深さがL=λ1
(n−1)のときに1次回折効率は最大値をとる。ま
た、波長がλ2のときは図10(a)の破線で示したよ
うに、溝の深さがL=λ2/(n−1)のときに1次回折
効率は最大値をとる。本発明者らは、溝の深さが、λ1
/(n−1)≦L≦λ2/(n−1)のときは両波長に
対して80%以上の高い回折効率が実現できることを見つ
けた。特に、Lが略(λ1+λ2)/[2(n−1)]のと
きは、どちらの波長に対してもほぼ同じ値をとり、最も
効率のバランスがとれることも分かった。
As the diffractive optical element 5c, a blazed gray
If the wavelength is λ 1Fig. 10
As shown by the solid line in (a), the depth of the groove is L = λ.1/
In the case of (n-1), the first-order diffraction efficiency takes the maximum value. Ma
The wavelength is λTwoIn this case, it is indicated by a broken line in FIG.
Thus, the depth of the groove is L = λTwo1st order diffraction at / (n-1)
The efficiency takes the maximum value. We have found that the depth of the groove is λ1
/ (N-1) ≦ L ≦ λTwo/ (N-1) for both wavelengths
A high diffraction efficiency of 80% or more
I did. In particular, L is approximately (λ1+ ΛTwo) / [2 (n-1)] and
Values are almost the same for both wavelengths.
It was also found that efficiency could be balanced.

【0103】さらに、図10(b)に示す様に、断面形
状がpステップの階段形状のときには、溝深さが(p-
1)・λ1/[p・(n−1)]≦L≦(p−1)・λ2
[p・(n−1)]の場合、両波長に対して高い回折効率
が実現でき、特にLが、略(p−1)・(λ1+λ2)/
[2p(n−1)]の場合、両波長に対して、最もバラン
スがとれることも分かった。
Further, as shown in FIG. 10B, when the cross-sectional shape is a step-like shape having p steps, the groove depth is (p−
1) · λ 1 / [p · (n−1)] ≦ L ≦ (p−1) · λ 2 /
In the case of [p · (n−1)], high diffraction efficiency can be realized for both wavelengths, and in particular, L is approximately (p−1) · (λ 1 + λ 2 ) /
In the case of [2p (n-1)], it was also found that the best balance was obtained for both wavelengths.

【0104】尚、図10(b)は、回折光学素子5cと
して、断面形状が8段階の階段形状のグレーティングを
用いた場合の、回折効率と、溝深さとの関係を示す図で
ある。同図において、波長がλ1のときは、実線で示し
たように、溝の深さLが、L=7λ1/8(n−1)の
ときに1次回折効率は最大値をとる。また、波長がλ2
ときは、図10(b)の破線で示したように、溝の深さ
Lが、L=7λ2/8(n−1)のときに1次回折効率は
最大値をとる。
FIG. 10B is a diagram showing the relationship between the diffraction efficiency and the groove depth when a grating having eight steps in cross section is used as the diffractive optical element 5c. In the figure, when the wavelength is lambda 1, as indicated by the solid line, the depth L of the groove is 1-order diffraction efficiency when L = 7λ 1/8 (n -1) is a maximum value. Further, when the wavelength is lambda 2, the maximum as indicated by the broken line, the depth L of the groove is 1-order diffraction efficiency when L = 7λ 2/8 (n -1) is shown in FIG. 10 (b) Take a value.

【0105】本実施の形態では2波長の場合について説
明したが、これは2波長に限らず、複数の波長に対応し
た構成が可能で、例えば、0.35μmから0.50μm
の青/緑色波長を加えた3波長以上の複数波長に対する
場合にも上記の結果が適用できる。すなわち、複数波長
のうち、最小値をλ1、最大値をλ2と考えて、上記式を
適用すれば、回折光学素子の1次回折効率を、複数波長
に対して高くすることができ、例えば、10Gバイト以
上の高密度光ディスク、DVD、DVD−R、CD、C
D−R等の多くの光ディスクを良好に読み出すことがで
きる光学ヘッドを構成可能である。
In this embodiment, the case of two wavelengths has been described. However, the present invention is not limited to the two wavelengths, and a configuration corresponding to a plurality of wavelengths is possible. For example, 0.35 μm to 0.50 μm
The above result can be applied to the case of a plurality of wavelengths equal to or more than three wavelengths including the blue / green wavelengths. That is, among the plurality of wavelengths, considering the minimum value as λ 1 and the maximum value as λ 2 and applying the above equation, the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element can be increased with respect to the plurality of wavelengths. For example, a high-density optical disk of 10 GB or more, DVD, DVD-R, CD, C
It is possible to configure an optical head capable of reading out many optical discs such as DRs.

【0106】(第8の実施の形態)本発明の第8の実施
の形態の光学ヘッドについて、図11、図12を用い
て、上記第5の実施の形態と異なる点を中心に説明す
る。
(Eighth Embodiment) An optical head according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12, focusing on differences from the above-described fifth embodiment.

【0107】図11は本発明の第8の実施の形態におけ
る光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面
図、図12は本発明の第8の実施の形態における光学ヘ
ッドの回折光学素子5d(周期Λ=39.7μmのグレ
ーティング)に、波長が2nmだけ異なる2波長を同じ
入射角度で入射したときの、1次回折光の回折角度差と
入射角との関係である。
FIG. 11 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diffractive optic of the optical head according to the eighth embodiment of the present invention. This is a relationship between the diffraction angle difference of the first-order diffracted light and the incident angle when two wavelengths differing by 2 nm are incident on the element 5d (grating having a period Λ = 39.7 μm) at the same incident angle.

【0108】図11に示すように、本実施の形態の光学
ヘッドにおいては、屈折光学素子として、θ=33°、
θ1=123°のプリズム9bを用い、また、回折光学
素子5dとして、例えば、周期が39.7μmの均一周
期のグレーティング5dを用いた。グレーティング5d
は、フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8a
と一体化して、光源1の近傍の発散光光路である、光源
・光検出器ユニット17cの封止窓に配置した。グレー
ティング5dは、図示したように、溝形状を光源1に対
向させて配置し、溝が損傷されるのを防ぐ構成にした
が、その逆でも動作は可能である。フォーカス/トラッ
ク誤差信号検出用光学素子8aは、例えば、UV硬化液
晶等の偏光性のホログラム素子を用いたが、その表面
に、λ/4板を一体化した。グレーティング5dとフォ
ーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8aを一体化
することにより、構造が安定化し、それらを1つの部品
として取り扱うことが可能で位置合わせが容易になる。
また、グレーティング5dを光源1の近傍の光路に配置
する構成により、回折光学素子5dの面積を大幅に小さ
くすることができ、低価格化を行うことができる。
As shown in FIG. 11, in the optical head of the present embodiment, θ = 33 °
A prism 9b with θ 1 = 123 ° was used, and as the diffractive optical element 5d, for example, a grating 5d having a uniform period of 39.7 μm was used. Grating 5d
Is a focus / track error signal detecting optical element 8a
And a diverging light path near the light source 1, that is, a sealing window of the light source / photodetector unit 17c. As shown, the grating 5d has a configuration in which the groove shape is arranged so as to face the light source 1 to prevent the groove from being damaged. However, the reverse operation is also possible. As the optical element 8a for detecting a focus / track error signal, for example, a polarizing hologram element such as a UV-cured liquid crystal was used, and a λ / 4 plate was integrated on the surface. By integrating the grating 5d and the focus / track error signal detecting optical element 8a, the structure is stabilized, and they can be handled as one part, which facilitates alignment.
Further, by arranging the grating 5d in the optical path near the light source 1, the area of the diffractive optical element 5d can be significantly reduced, and the cost can be reduced.

【0109】光源1は、高周波重畳により、波長幅が典
型的には2nm程度広がっている。本発明者らは、図1
2に示すように、グレーティング5dに入射する光(常
に波長広がりが2nmを有する)の入射角が0°(垂直
入射)からずれる(斜入射)に従って、1次回折光の回
折角度差が大きくなることを発見した。すなわち、平行
光が均一周期グレーティングに入射する場合は、色収差
補正効果はビーム全域で同じであるが、発散光または収
束光が均一周期グレーティングに入射する場合は、光線
が傾くほど分散が強くなる、すなわち、光軸が垂直入射
の場合、ビームの中心部よりも周辺部の方が色収差補正
効果が強くなるということである。
The light source 1 has a wavelength width typically expanded by about 2 nm due to high-frequency superposition. We have shown in FIG.
As shown in FIG. 2, as the angle of incidence of light (always having a wavelength spread of 2 nm) incident on the grating 5d deviates from 0 ° (perpendicular incidence) (oblique incidence), the diffraction angle difference of the first-order diffracted light increases. Was found. That is, when the parallel light is incident on the uniform periodic grating, the chromatic aberration correction effect is the same over the entire beam, but when the divergent light or the convergent light is incident on the uniform periodic grating, the dispersion becomes stronger as the light beam is inclined. That is, when the optical axis is perpendicularly incident, the chromatic aberration correction effect is stronger at the periphery than at the center of the beam.

【0110】詳細に検討すると、回折角度差が0.00
1°生じるということは、対物レンズの焦点距離が2.
14mmを用いた場合、光ディスク11上で、y軸方向
距離が37nmに分離されることに相当する(色収
差)。色収差で問題にならないy軸方向距離は、10n
m程度であったため、これは回折角度差は、0.27m
degに相当し、従って入射角が22.9°以内である
ことが必要であることが分かった。これは、開口数NAが
0.39に相当する値である。
When examined in detail, the diffraction angle difference is 0.00
The occurrence of 1 ° means that the focal length of the objective lens is 2.
When 14 mm is used, it corresponds to a distance of 37 nm in the y-axis direction on the optical disk 11 (chromatic aberration). The distance in the y-axis direction that is not a problem due to chromatic aberration is 10n
m, the diffraction angle difference is 0.27 m
deg, and thus it was found that the incident angle needed to be within 22.9 °. This is a value corresponding to a numerical aperture NA of 0.39.

【0111】本実施の形態では、発散光2のNA(コリメ
ータレンズ3のNA)は、例えば、0.3であったため、
色収差の問題がなく良好なスポットが得られた。
In the present embodiment, since the NA of the diverging light 2 (the NA of the collimator lens 3) is, for example, 0.3,
A good spot was obtained without any problem of chromatic aberration.

【0112】(第9の実施の形態)本発明の第9の実施
の形態の光学ヘッドについて、図13(a)、図13
(b)を用いて、上記第8の実施の形態と異なる点を中
心に説明する。
(Ninth Embodiment) An optical head according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
With reference to (b), a description will be given mainly of points different from the eighth embodiment.

【0113】図13(a)は本発明の第9の実施の形態
における光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す
側面図、図13(b)は本発明の第9の実施の形態にお
ける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す平面
図である。
FIG. 13A is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation in a ninth embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a ninth embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation in FIG.

【0114】本実施の形態の光学ヘッドは、2波長の構
成である。すなわち、DVDに対する、例えば、波長λ
1=0.658μmの半導体レーザ光源1aと、CD−R
やCDに対する、例えば、波長λ2=0.80μmの半導
体レーザ光源1bを設けた構成である。光源1a、1b
は、それぞれ、光源・光検出器モジュール17c、17
dに内蔵されている。
The optical head according to the present embodiment has a two-wavelength configuration. That is, for example, for a DVD, the wavelength λ
1 = 0.658 μm semiconductor laser light source 1a and CD-R
For example, a semiconductor laser light source 1b having a wavelength λ 2 = 0.80 μm is provided for a CD or a CD. Light source 1a, 1b
Are light source / photodetector modules 17c and 17c, respectively.
d.

【0115】本発明者らは、短波長の光源ほど、光ディ
スク11上のピットサイズが小さくなるため、集光スポ
ットの色収差の影響を受けやすいことが分かったため、
本実施の形態では、回折光学素子5dは、波長が小さい
λ1の光源1aの近傍の光路にのみ配置して、この波長
では、色収差のない集光スポットを得た。波長が大きい
λ2に関しては、色収差補正用のグレーティングは設け
ない構成としたが、この波長に関しては少々の色収差の
発生でも問題なく動作し、このような構成により、低コ
スト化の効果があった。
The present inventors have found that the shorter the wavelength of the light source, the smaller the pit size on the optical disk 11, and the more easily the light source is affected by the chromatic aberration of the focused spot.
In this embodiment, the diffractive optical element 5d is disposed only in the optical path in the vicinity of the wavelength is small lambda 1 of the light source 1a, in this wavelength to obtain a converged light spot having no aberration. For the lambda 2 wavelength is large, a configuration not provided a grating for chromatic aberration correction, also work well in the generation of little chromatic aberration with respect to this wavelength, such an arrangement was effective to reduce the cost .

【0116】また、長波長光源1bの近傍の光路には、
フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8bを、
光源・光検出器ユニット17dの封止窓に配置した。
The optical path near the long wavelength light source 1b includes:
The focus / track error signal detecting optical element 8b is
It was arranged in the sealing window of the light source / photodetector unit 17d.

【0117】次に、光源1aに、青色波長のものを用い
た、本実施の形態の他の例について、図14を参照しな
がら説明する。
Next, another example of the present embodiment using a light source 1a having a blue wavelength will be described with reference to FIG.

【0118】ここで、図14は、硝材(BK7)の屈折
率の波長依存性を示した図である。
FIG. 14 is a graph showing the wavelength dependence of the refractive index of the glass material (BK7).

【0119】同図に示す様に、波長がおよそ0.5μm
以下になると、屈折光学手段9aの硝材の屈折率変化量
(図14の屈折率曲線の微分値)である色分散が急激に
大きくなる。例えば、波長λ=0.4μmでは、λ=
0.658μmのときの色分散に比べて4倍の大きさの
色分散を示すことがわかり、例えば、グレーティング5
dの周期は、λ=0.4μmでは、λ=0.658μm
の場合の周期の1/4、即ち、約10μmである。
As shown in the figure, the wavelength is about 0.5 μm
Below this, the chromatic dispersion, which is the amount of change in the refractive index of the glass material of the refractive optical means 9a (the differential value of the refractive index curve in FIG. 14), sharply increases. For example, at a wavelength λ = 0.4 μm, λ =
It can be seen that the chromatic dispersion is four times as large as the chromatic dispersion at 0.658 μm.
The period of d is λ = 0.658 μm when λ = 0.4 μm.
Is 1/4 of the period, that is, about 10 μm.

【0120】0.5μm以下の領域の波長においては、
上述の通り色分散が大きいため、わずかな波長変動に対
しても、屈折光学手段9aから出た屈折光の屈折角度変
化が非常に大きくなり、光学特性を大幅に低下させる。
そのため、回折光学素子5dから出た回折光により相殺
するという本発明の効果は大きい。
At a wavelength of 0.5 μm or less,
As described above, since the chromatic dispersion is large, the change in the refraction angle of the refracted light emitted from the refraction optical means 9a becomes very large even with a slight wavelength fluctuation, and the optical characteristics are greatly reduced.
Therefore, the effect of the present invention of canceling out by the diffracted light emitted from the diffractive optical element 5d is large.

【0121】又、以上述べたことは、2波長に限らず、
λ=0.5μm以下の光源を含むものであれば、1波長
でも効果がある(例えば、図18参照)。ただし、波長
がより短くなると、硝材の光吸収が大きくなるため、波
長範囲としては、0.35μm≦λ≦0.5μmが望ま
しい。
The above description is not limited to two wavelengths.
As long as the light source includes a light source of λ = 0.5 μm or less, even one wavelength is effective (for example, see FIG. 18). However, as the wavelength becomes shorter, the light absorption of the glass material increases. Therefore, the wavelength range is desirably 0.35 μm ≦ λ ≦ 0.5 μm.

【0122】(第10の実施の形態)本発明の第10の
実施の形態の光学ヘッドについて、図15、図16を用
いて、上記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明す
る。
(Tenth Embodiment) An optical head according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16, focusing on differences from the first embodiment.

【0123】図15は本発明の第10の実施の形態にお
ける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面
図である。図16は、本発明の第10の実施の形態にお
ける光学ヘッドの回折光学素子(グレーティング)の周
期と1次回折光の回折角度差の関係を示すグラフ(垂直
入射、波長幅Δλ=2nm)である。
FIG. 15 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 16 is a graph (normal incidence, wavelength width Δλ = 2 nm) showing the relationship between the period of the diffractive optical element (grating) of the optical head and the diffraction angle difference of the first-order diffracted light in the tenth embodiment of the present invention. .

【0124】本実施の形態の光学ヘッドは、回折光学素
子5cを、光源1からコリメータレンズ3までの発散光
光路中(言い換えれば、コリメータレンズ3から光検出
器までの収束光光路中)に配置し、z軸方向の周期分布
を入射する光の収束または発散度合いに応じて変化させ
た。本実施の形態では、出射光2の光軸が、回折光学素
子5cと垂直であるため、周期が中央部が小さく、外周
になるにつれて大きくなる構成にした。光軸が傾いてい
る場合は、各領域に入射する光線の傾きに応じて、周期
を変化させればよい。
In the optical head of this embodiment, the diffractive optical element 5c is arranged in the divergent light path from the light source 1 to the collimator lens 3 (in other words, in the convergent light path from the collimator lens 3 to the photodetector). Then, the periodic distribution in the z-axis direction was changed according to the degree of convergence or divergence of the incident light. In the present embodiment, since the optical axis of the outgoing light 2 is perpendicular to the diffractive optical element 5c, the period is set to be smaller at the center and larger at the outer periphery. When the optical axis is inclined, the period may be changed according to the inclination of the light beam entering each area.

【0125】図16から、本発明者は、グレーティング
周期が小さいほど、回折角度差が大きくなり、つまり色
収差補正効果が大きくなり、また、光が傾いて入射した
場合ほど、色収差補正効果が大きくなることが、図12
で既に分かっていたため、これらの結果から、光が傾く
周辺ほど周期を大きくすると、回折光学素子からの回折
光の回折角変化量は、全面に渡って正確に均一化できる
ことが分かった。
From FIG. 16, the inventor of the present invention has found that the smaller the grating period, the larger the diffraction angle difference, that is, the larger the chromatic aberration correction effect, and the more the light enters obliquely, the larger the chromatic aberration correction effect. Figure 12
From these results, it was found from these results that if the period becomes larger as the light is inclined, the amount of change in the diffraction angle of the diffracted light from the diffractive optical element can be accurately uniformed over the entire surface.

【0126】(第11の実施の形態)本発明の第11の
実施の形態の光学ヘッドについて、図17を用いて、上
記第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Eleventh Embodiment) An optical head according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 17 focusing on differences from the first embodiment.

【0127】図17は本発明の第11の実施の形態にお
ける光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面
図である。
FIG. 17 is a side view showing a basic structure of an optical head and a state of light propagation in an eleventh embodiment of the present invention.

【0128】本実施の形態の光学ヘッドは、第1の実施
の形態から、回折光学素子を除いた構成である。すなわ
ち、光源1から光ディスク11の光路中に、3つの光学
面を有するプリズムからなる屈折光学手段9を備え、屈
折光学手段9は、光ディスク側を第1面、光源1側を第
2面、底面側を第3面としたとき、光源1からの出射光
は、上記第2面を透過し、上記第1面、第3面の順に反
射して、上記第1面を透過して出射させる構成で、従来
の光学ヘッドの立ち上げミラーの役割をさせながら、光
学ヘッド自体の高さを非常に薄く(例えば5.3mm)
することができた。
The optical head according to the present embodiment has a configuration in which the diffractive optical element is removed from the first embodiment. That is, in the optical path from the light source 1 to the optical disk 11, there is provided a refractive optical unit 9 comprising a prism having three optical surfaces, wherein the optical disk side has a first surface, the light source 1 side has a second surface, and a bottom surface. When the side is the third surface, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the second surface, is reflected in the order of the first surface and the third surface, and is transmitted and emitted through the first surface. Thus, the height of the optical head itself is made extremely thin (for example, 5.3 mm) while acting as a rising mirror of the conventional optical head.
We were able to.

【0129】本実施の形態では、色収差補正グレーティ
ングがないため、DVD等の小さいピットの光ディスク
に対しては、色収差が問題になったが、プリズム9の硝
材にアッベ数の大きい低分散ガラスを用いるとかなり低
減された。また、CDやCD−R等のピットの大きい光
ディスクに対しては色収差の問題がなく、薄型光学ヘッ
ドが可能になった。
In this embodiment, since there is no chromatic aberration correction grating, chromatic aberration becomes a problem for an optical disk having a small pit, such as a DVD, but a low dispersion glass having a large Abbe number is used for the glass material of the prism 9. And was considerably reduced. Also, there is no problem of chromatic aberration for an optical disk having a large pit, such as a CD or a CD-R, and a thin optical head has been made possible.

【0130】以上、本発明の第1〜第11の実施の形態
の光学ヘッドについて述べてきたが、これらの実施の形
態の光学ヘッド以外に、それぞれの光学ヘッドの構成を
組み合わせた光学ヘッドも構成可能であり、同様の効果
を有するのは言うまでもない。尚、実施の形態の説明に
用いた対物レンズとコリメータレンズは便宜上名付けた
ものであり、一般にいうレンズと同じである。
The optical heads of the first to eleventh embodiments of the present invention have been described above. In addition to the optical heads of these embodiments, optical heads obtained by combining the configurations of the respective optical heads are also provided. Of course, it is possible and has the same effect. Note that the objective lens and the collimator lens used in the description of the embodiments are named for convenience, and are the same as generally used lenses.

【0131】尚、上記実施の形態では、屈折光学手段の
底面とy軸とのなす角度が0°である場合について述べ
たが、これに限らず例えば、図18に示す様に、屈折光
学手段9cの設置基準面1701に対して角度θbだけ
傾けた構成としてもよい。この場合、屈折光学手段は、
屈折率nの硝材により形成されたプリズムであり、光源
から屈折光学手段に入射する光軸が、設置基準面170
1となす角度をθp 、屈折光学手段9cの底面の設置角
度をθbとすると、そのプリズムの底角の一方の角度の
θが、sin(θ−θb)=n・sin(4θ−2θb−θp
90°−θ’)と、n・sinθ’=sin(θ−θb)とを実
質上満足し、底角の他方の角度θ1が、θ1=θ+90°
−2θb−θpを実質上満たす関係にあるものとする。
尚、図18に示す構成は、回折光学素子が、光源1から
コリメータレンズ3までの発散光光路中にのみ配置され
た例である。
In the above embodiment, the case where the angle between the bottom surface of the refractive optical means and the y-axis is 0 ° has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9c may be inclined by an angle θ b with respect to the installation reference plane 1701. In this case, the refractive optical means
A prism formed of a glass material having a refractive index of n.
Assuming that the angle formed by 1 is θ p and the installation angle of the bottom surface of the refractive optical means 9c is θ b , one of the bottom angles of the prism θ is sin (θ−θ b ) = n · sin (4θ− 2θ b −θ p
90 ° −θ ′) and n · sin θ ′ = sin (θ−θ b ), and the other angle θ 1 of the base angle is θ 1 = θ + 90 °
It is assumed that the relationship substantially satisfies −2θ b −θ p .
The configuration shown in FIG. 18 is an example in which the diffractive optical element is arranged only in the divergent light path from the light source 1 to the collimator lens 3.

【0132】これにより、図面上の対物レンズ4の左端
とプリズム9cとの間隔に余裕が出来るので、対物レン
ズ4と、プリズム9cとの間隔を全体的に更に縮めるこ
とが出来るという効果を発揮する。
As a result, the distance between the left end of the objective lens 4 and the prism 9c in the drawing has a margin, so that the distance between the objective lens 4 and the prism 9c can be further reduced as a whole. .

【0133】尚、図18において、プリズム9cの仕様
は、例えば、θb=5.0°、θ=34.8°、θ1=1
13.8°で、底辺の長さを4.4mmとし、硝材とし
てBK7を用いた。また、回折光学素子5eとして、ガ
ラス基板に、例えば、周期が42.8μmの均一周期の
グレーティング5eを形成して用い、そのガラス基板の
裏面には、フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素
子8aとなるホログラム素子を一体化形成して用い(即
ち、グレーティング5eは、フォーカス/トラック誤差
信号検出用光学素子8aと一体化)、光源1の近傍の発
散光光路である、光源・光検出器ユニット17cの封止
窓に配置した。グレーティング5eは、図示したよう
に、溝形状をコリメータレンズ3に対向させて配置した
が、その逆でも動作は可能である。グレーティング5e
とフォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子8aを
一体化することにより、構造が安定化し、それらを1つ
の部品として取り扱うことが可能で、位置合わせが容易
になる。また、グレーティング5eを光源1の近傍の光
路に配置する構成により、回折光学素子5eの面積を大
幅に小さくすることができ、低価格化を行うことができ
る。
In FIG. 18, the specifications of the prism 9c are, for example, θ b = 5.0 °, θ = 34.8 °, θ 1 = 1.
At 13.8 °, the length of the base was 4.4 mm, and BK7 was used as a glass material. Further, as the diffractive optical element 5e, for example, a grating 5e having a uniform period of 42.8 μm is formed and used on a glass substrate, and a focus / track error signal detecting optical element 8a is formed on the back surface of the glass substrate. (Ie, the grating 5e is integrated with the focus / track error signal detecting optical element 8a), and the light source / photodetector unit 17c is a divergent light path near the light source 1. Was placed in the sealing window. Although the grating 5e is arranged with the groove shape facing the collimator lens 3 as shown in the figure, the operation is also possible with the reverse. Grating 5e
By integrating the optical element 8a for focus / track error signal detection, the structure is stabilized, and they can be handled as one part, which facilitates alignment. Further, by arranging the grating 5e in the optical path near the light source 1, the area of the diffractive optical element 5e can be significantly reduced, and the cost can be reduced.

【0134】又、グレーティング5eにより、光源1か
らの出射光は、例えば、0.88°だけz軸方向に回折
するため、この角度とθpを合計した分のθq=1.88
°だけ、光源1の取り付け角を傾けている。同時に、コ
リメータレンズ3とグレーティング5e及びフォーカス
/トラック誤差信号検出用光学素子8aは、θp=1.
0°だけ傾けている。
Further, the light emitted from the light source 1 is diffracted by, for example, 0.88 ° in the z-axis direction by the grating 5e. Therefore, θ q = 1.88, which is the sum of this angle and θ p.
The mounting angle of the light source 1 is inclined by an angle of °. At the same time, the collimator lens 3, the grating 5e, and the focus / track error signal detecting optical element 8a provide θ p = 1.
Tilt by 0 °.

【0135】又、プリズム9cの設置角度は、例えば、
5°としたが、実質上2°から10°の範囲内であれ
ば、対物レンズ4の左端とプリズム9cとの間隔に十分
余裕が生まれ、好ましいことが分かった。
The installation angle of the prism 9c is, for example,
Although it was set to 5 °, it was found that if the angle was substantially in the range of 2 ° to 10 °, a sufficient margin was created between the left end of the objective lens 4 and the prism 9c, which was preferable.

【0136】尚、図18の構成で、色収差補正グレーテ
ィング5eがない構成の場合でも、図17に示した第1
1の実施の形態の光学ヘッドと同じく色収差がそれほど
問題にならない場合に、超薄型光学ヘッドが構成可能で
ある。その場合、θq=θpになる。
It should be noted that even in the configuration of FIG. 18 without the chromatic aberration correction grating 5e, the first configuration shown in FIG.
As in the case of the optical head according to the first embodiment, an ultra-thin optical head can be configured when chromatic aberration is not so problematic. In that case, θ q = θ p .

【0137】[0137]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な光学特性を有する薄型の光学ヘッドを実現するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention,
A thin optical head having good optical characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a):本発明の第1の実施の形態における光
学ヘッドの基本構成と、光の伝搬の様子を示す平面図 (b):本発明の第1の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と、光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 1A is a plan view showing a basic configuration of an optical head according to a first embodiment of the present invention and a state of light propagation. FIG. 1B is a plan view showing an optical head according to the first embodiment of the present invention. Side view showing the basic configuration of a light source and how light propagates

【図2】(a):本発明の第1の実施の形態の光学ヘッ
ドにおける回折光学素子に異なる波長の光が入射したと
きの回折光の生じる様子を表す図 (b):本発明の第1の実施の形態の光学ヘッドにおけ
る屈折光学素子に異なる波長の光が入射したときの屈折
光の生じる様子を表す図
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a state in which diffracted light is generated when light having different wavelengths is incident on a diffractive optical element in the optical head according to the first embodiment of the present invention; FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which refracted light is generated when light of different wavelengths enters a refracting optical element in the optical head according to the first embodiment.

【図3】本発明第2の実施の形態における光学ヘッドの
基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 3 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 4 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 5 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 6 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 7 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施の形態における光学ヘッド
の回折光学素子(反射形グレーティング)の1次回折効
率と、第5の実施の形態における光学ヘッドの回折光学
素子(透過形グレーティング)の1次回折効率を示す図
FIG. 8 shows the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element (reflection type grating) of the optical head according to the sixth embodiment of the present invention, and the diffractive optical element (transmission type grating) of the optical head according to the fifth embodiment. Showing the first-order diffraction efficiency of

【図9】(a):本発明の第7の実施の形態における光
学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図 (b):本発明の第7の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図
9A is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 9B is a side view showing an optical head according to a seventh embodiment of the present invention. Plan view showing basic configuration and light propagation

【図10】(a):本発明の第7の実施の形態における
光学ヘッドの回折光学素子として、断面が鋸歯形状のブ
レーズ化グレーティングを用いた場合の回折効率と溝深
さとの関係を示すグラフを表したの図 (b):本発明の第7の実施の形態における光学ヘッド
の回折光学素子として、断面が8段階形状の8レベルグ
レーティングを用いた場合の回折効率と溝深さとの関係
を示すグラフを表した図
FIG. 10A is a graph showing the relationship between the diffraction efficiency and the groove depth when a blazed grating having a sawtooth cross section is used as the diffractive optical element of the optical head according to the seventh embodiment of the present invention. (B): The relationship between the diffraction efficiency and the groove depth when an 8-level grating having an 8-stage cross section is used as the diffractive optical element of the optical head according to the seventh embodiment of the present invention. Diagram showing the graph shown

【図11】本発明の第8の実施の形態における光学ヘッ
ドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 11 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第8の実施の形態における光学ヘッ
ドの回折光学素子に、波長が2nmだけ異なる2波長を
同じ入射角度で入射したときの、1次回折光の回折角度
差と入射角との関係を示す図
FIG. 12 shows the diffraction angle difference and the incident angle of the first-order diffracted light when two wavelengths having different wavelengths by 2 nm are incident on the diffractive optical element of the optical head according to the eighth embodiment of the present invention at the same incident angle. Diagram showing the relationship

【図13】(a):本発明の第9の実施の形態における
光学ヘッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図 (b):本発明の第9の実施の形態における光学ヘッド
の基本構成と光の伝搬の様子を示す平面図
13A is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 13B is a side view showing an optical head according to a ninth embodiment of the present invention. Plan view showing basic configuration and light propagation

【図14】硝材(BK7)の屈折率の波長依存性を示し
た図
FIG. 14 is a diagram showing the wavelength dependence of the refractive index of a glass material (BK7).

【図15】本発明の第10の実施の形態における光学ヘ
ッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 15 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to a tenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第10の実施の形態における光学ヘ
ッドの回折光学素子(グレーティング)の周期と1次回
折光の回折角度差の関係を示すグラフ(垂直入射、波長
幅Δλ=2nm)を表した図
FIG. 16 is a graph (normal incidence, wavelength width Δλ = 2 nm) showing the relationship between the period of the diffractive optical element (grating) of the optical head and the diffraction angle difference of the first-order diffracted light in the tenth embodiment of the present invention. Figure

【図17】本発明の第11の実施の形態における光学ヘ
ッドの基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 17 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】本発明の一実施の形態における光学ヘッドの
基本構成と光の伝搬の様子を示す側面図
FIG. 18 is a side view showing a basic configuration of an optical head and a state of light propagation according to an embodiment of the present invention.

【図19】従来の光学ヘッドの構成を示す側面図FIG. 19 is a side view showing the configuration of a conventional optical head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 出射光 3 コリメータ手段 4 対物レンズ 5 回折光学素子 6 入射光 7 基板 8 フォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子 9 屈折光学手段 10 回折光 11 情報記録媒体 12 屈折光 13 光検出器 14 屈折光学手段の底面(第3面) 15 屈折光学手段の側面(第2面) 16 反射膜 17 光源・光検出器ユニット 18 ビームスプリッタ 19 信号光 20 立ち上げミラー 21 屈折光学手段の斜面(第1面) Reference Signs List 1 light source 2 emitted light 3 collimator means 4 objective lens 5 diffractive optical element 6 incident light 7 substrate 8 focus / track error signal detecting optical element 9 refractive optical means 10 diffracted light 11 information recording medium 12 refracted light 13 photodetector 14 refraction Bottom surface of optical means (third surface) 15 Side surface of refractive optical means (second surface) 16 Reflective film 17 Light source / photodetector unit 18 Beam splitter 19 Signal light 20 Start-up mirror 21 Slope of refractive optical means (First surface) )

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から情報記録媒体までの光路中に設
けられた回折光学素子と、 前記光路中に設けられた、前記光源からの出射光の光軸
が斜めに入射する光学面を有する屈折光学手段とを備
え、 前記出射光の波長変動に伴う前記回折光学素子からの回
折光の回折角の変化と、前記屈折光学手段からの屈折光
の屈折角変化とが、互いに相殺する方向に生じることを
特徴とする光学ヘッド。
1. A diffractive optical element provided in an optical path from a light source to an information recording medium, and a refraction having an optical surface provided in the optical path, on which an optical axis of light emitted from the light source obliquely enters. Optical means, wherein the change in the diffraction angle of the diffracted light from the diffractive optical element due to the wavelength change of the emitted light and the change in the refraction angle of the refracted light from the refraction optical means occur in directions that cancel each other. An optical head, characterized in that:
【請求項2】 前記屈折光学手段に、前記回折光学素子
が一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の
光学ヘッド。
2. The optical head according to claim 1, wherein said diffractive optical element is integrated with said refractive optical means.
【請求項3】 前記光源からの出射光を実質上平行光に
して、前記回折光学素子に入射させるコリメータ手段を
備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。
3. The optical head according to claim 1, further comprising: a collimator for making the light emitted from the light source substantially parallel light to be incident on the diffractive optical element.
【請求項4】 前記光源と前記屈折光学手段との間にフ
ォーカス/トラック誤差信号検出用光学素子が設けられ
ており、そのフォーカス/トラック誤差信号検出用光学
素子に、前記回折光学素子が一体化されていることを特
徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。
4. An optical element for detecting a focus / track error signal is provided between the light source and the refractive optical means, and the diffractive optical element is integrated with the optical element for detecting a focus / track error signal. The optical head according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記回折光学素子は均一周期のグレーテ
ィングである請求項1に記載の光学ヘッド。
5. The optical head according to claim 1, wherein the diffractive optical element is a grating having a uniform period.
【請求項6】 前記回折光学素子が、収束光光路中、ま
たは発散光光路中に配置されており、 前記回折光学素子に入射する光の収束度合い、または発
散度合いに応じて、前記回折光学素子の周期が場所によ
り異なっていることを特徴とする請求項1に記載の光学
ヘッド。
6. The diffractive optical element, wherein the diffractive optical element is disposed in a convergent light path or a divergent light path, and according to a degree of convergence or a degree of divergence of light incident on the diffractive optical element. 2. The optical head according to claim 1, wherein the period of the optical head differs depending on the location.
【請求項7】 前記周期は、前記回折光学素子の実質上
中央部より外周部になるにつれてより大きくなる様に調
整されていることを特徴とする請求項6に記載の光学ヘ
ッド。
7. The optical head according to claim 6, wherein the period is adjusted so as to become larger as it goes from a substantially central portion to an outer peripheral portion of the diffractive optical element.
【請求項8】 前記回折光学素子は、開口数が0.39
以下の収束光光路中、または発散光光路中に配置されて
おり、前記回折光学素子の周期は均一である請求項1に
記載の光学ヘッド。
8. The diffractive optical element has a numerical aperture of 0.39.
The optical head according to claim 1, wherein the optical head is arranged in the following convergent light path or divergent light path, and the period of the diffractive optical element is uniform.
【請求項9】 前記回折光学素子は前記光源の近傍の光
路に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の
光学ヘッド。
9. The optical head according to claim 8, wherein the diffractive optical element is disposed in an optical path near the light source.
【請求項10】 前記屈折光学手段は、入射または反射
を行う面を3面有する光学素子であり、前記回折光学素
子が前記屈折光学手段の3面の内の少なくとも1面に形
成されている請求項1に記載の光学ヘッド。
10. The refracting optical means is an optical element having three incident or reflecting surfaces, and the diffractive optical element is formed on at least one of the three surfaces of the refracting optical means. Item 2. The optical head according to item 1.
【請求項11】 前記回折光学素子は反射形であり、前
記屈折光学手段の反射面に形成されていることを特徴と
する請求項10に記載の光学ヘッド。
11. The optical head according to claim 10, wherein said diffractive optical element is of a reflection type, and is formed on a reflection surface of said refractive optical means.
【請求項12】 前記屈折光学手段は、入射または反射
を行う面を3面有する低分散の硝材により形成されたプ
リズムである請求項1に記載の光学ヘッド。
12. The optical head according to claim 1, wherein the refractive optical means is a prism formed of a low-dispersion glass material having three incident or reflected surfaces.
【請求項13】 前記硝材のアッベ数は50以上である
請求項12に記載の光学ヘッド。
13. The optical head according to claim 12, wherein the Abbe number of the glass material is 50 or more.
【請求項14】 前記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、 そのプリズムの底角の一方が、実質上直角であり、前記
底角の他方θが、sinθ=n・sin(3θ−90°)を実質
上満足する角度θを有する請求項1に記載の光学ヘッ
ド。
14. The refracting optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index of n, wherein one of the base angles of the prism is substantially a right angle, and the other of the base angles θ is sin θ = n 2. The optical head according to claim 1, wherein the optical head has an angle θ that substantially satisfies sin (3θ−90 °).
【請求項15】 前記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、 そのプリズムの底角の一方θが、sin(2θ−45°)
=1/n・sinθを実質上満足し、前記底角の他方θ
1が、θ+85°≦θ1≦θ+95°を満たすことを特徴
とする請求項1に記載の光学ヘッド。
15. The refracting optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index n, and one of the base angles θ of the prism is sin (2θ−45 °).
= 1 / n · sin θ, the other of the base angles θ
2. The optical head according to claim 1, wherein 1 satisfies θ + 85 ° ≦ θ 1 ≦ θ + 95 °.
【請求項16】 前記光源は、互いに異なる波長を出射
する複数の光源部を有していることを特徴とする請求項
1に記載の光学ヘッド。
16. The optical head according to claim 1, wherein the light source has a plurality of light source units that emit different wavelengths.
【請求項17】 前記回折光学素子は、前記複数の光源
部の内、最も小さい波長の光を出射する光源部の近傍の
光路にのみ配置されていることを特徴とする請求項16
に記載の光学ヘッド。
17. The device according to claim 16, wherein the diffractive optical element is disposed only in an optical path near a light source unit that emits light of the smallest wavelength among the plurality of light source units.
An optical head according to item 1.
【請求項18】 前記回折光学素子は、断面形状が鋸歯
形状であり、 前記異なる波長の内、最小値をλ1、最大値をλ2とし、
前記回折光学素子の屈折率をnとしたとき、前記回折光
学素子の溝深さLが、λ1/(n−1)≦L≦λ2/(n
−1)の関係を満たすことを特徴とする請求項16に記
載の光学ヘッド。
18. The diffractive optical element has a sawtooth cross-sectional shape, and of the different wavelengths, a minimum value is λ 1 , and a maximum value is λ 2 ,
When the refractive index of the diffractive optical element is n, the groove depth L of the diffractive optical element is λ 1 / (n−1) ≦ L ≦ λ 2 / (n
The optical head according to claim 16, wherein the relationship of -1) is satisfied.
【請求項19】 前記回折光学素子の溝深さLが、実質
上、(λ1+λ2)/[2(n−1)]であることを特徴と
する請求項18に記載の光学ヘッド。
19. The optical head according to claim 18, wherein a groove depth L of the diffractive optical element is substantially (λ 1 + λ 2 ) / [2 (n−1)].
【請求項20】 前記回折光学素子は、断面形状がpス
テップの階段形状であり、 前記異なる波長の内、最小値をλ1、最大値をλ2とし、
前記回折光学素子の屈折率をnとしたとき、前記回折光
学素子の溝深さLが、(p-1)・λ1/[p・(n−1)]
≦L≦(p−1)・λ2/[p・(n−1)]の関係を満
たすことを特徴とする請求項16に記載の光学ヘッド。
20. The diffractive optical element has a cross-sectional shape having a step shape of p steps, and among the different wavelengths, a minimum value is λ 1 , and a maximum value is λ 2 ,
Assuming that the refractive index of the diffractive optical element is n, the groove depth L of the diffractive optical element is (p−1) · λ 1 / [p · (n−1)].
≦ L ≦ (p-1) · λ 2 / [p · (n-1)] The optical head according to claim 16, characterized in that to satisfy the relationship.
【請求項21】 前記回折光学素子の溝深さLが、実質
上、(p−1)・(λ 1 +λ2)/[2p(n−1)]で
あることを特徴とする請求項20に記載の光学ヘッド。
21. The groove depth L of the diffractive optical element is substantially
Above, (p-1) · (λ 1+ ΛTwo) / [2p (n-1)]
21. The optical head according to claim 20, wherein:
【請求項22】 前記屈折光学手段は、屈折率nの硝材
により形成されたプリズムであり、 前記屈折光学手段の底面が設置基準面となす設置角度を
θbとし、前記光源から前記屈折光学手段に入射する光
軸が前記設置基準面となる角度をθpとすると、そのプ
リズムの底角の一方の角度θが、sin(θ−θb)=n
・sin(4θ−2θb−θp−90°−θ’)と、n・sin
θ’= sin(θ−θb)とを実質上満足し、前記底角の
他方の角度θ1が、θ1=θ+90°−2θb−θpを実質
上満たすことを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッ
ド。
22. The refracting optical means is a prism formed of a glass material having a refractive index n, wherein an installation angle between the bottom surface of the refracting optical means and an installation reference plane is θ b , If the angle at which the optical axis incident on the prism becomes the installation reference plane is θ p , one of the base angles θ of the prism is sin (θ−θ b ) = n
・ Sin (4θ−2θ b −θ p −90 ° −θ ′) and n · sin
Claim θ '= sin (θ-θ b) and was substantially satisfied, other angle theta 1 of the base angles, characterized by satisfying substantially the θ 1 = θ + 90 ° -2θ b -θ p 2. The optical head according to 1.
【請求項23】 前記θbが2°≦θb≦10°を実質上
満足することを特徴とする請求項22に記載の光学ヘッ
ド。
23. The optical head according to claim 22, characterized in that said theta b is substantially satisfies 2 ° ≦ θ b ≦ 10 ° .
【請求項24】 前記屈折光学手段は、3つの光学面を
有するプリズムであり、 前記3つの光学面の内、前記情報記録媒体側を第1面、
前記光源側を第2面、それ以外を第3面としたとき、前
記光源からの出射光は、前記第2面を透過して、前記第
1面、第3面の順に反射して、前記第1面を透過するこ
とを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。
24. The refracting optical means is a prism having three optical surfaces, of which the information recording medium side is a first surface,
When the light source side is the second surface and the other is the third surface, the emitted light from the light source is transmitted through the second surface, is reflected in the first surface, the third surface in order, and The optical head according to claim 1, wherein the optical head transmits light through the first surface.
【請求項25】 光源から情報記録媒体までの光路中
に、3つの光学面を有するプリズムを有する屈折光学手
段を備え、 前記3つの光学面の内、前記情報記録媒体側を第1面、
前記光源側を第2面、それ以外を第3面としたとき、前
記光源からの出射光は、前記第2面を透過し、前記第1
面、第3面の順に反射して、前記第1面を透過すること
を特徴とする光学ヘッド。
25. A refracting optical unit having a prism having three optical surfaces in an optical path from a light source to an information recording medium, wherein the information recording medium side of the three optical surfaces is a first surface,
When the light source side is the second surface and the other is the third surface, the emitted light from the light source passes through the second surface and the first surface
An optical head which reflects light in the order of a surface and a third surface and transmits the light through the first surface.
【請求項26】 前記出射光の波長λは、0.35μm
≦λ≦0.5μmを実質上満足することを特徴とする請
求項1に記載の光学ヘッド。
26. The wavelength λ of the outgoing light is 0.35 μm
The optical head according to claim 1, wherein ≤? ≤ 0.5 m is substantially satisfied.
【請求項27】 前記第3面が、前記屈折光学手段の設
置基準面と平行であることを特徴とする請求項25に記
載の光学ヘッド。
27. The optical head according to claim 25, wherein the third surface is parallel to an installation reference surface of the refractive optical unit.
【請求項28】 前記情報記録媒体と前記屈折光学手段
との間の光路中に対物レンズを備え、 前記第2面を透過する前記出射光の、前記屈折光学手段
の設置基準面を基準として最も上の部分の高さが、前記
設置基準面を基準とした、前記対物レンズの最下部の高
さよりも高いことを特徴とする請求項24又は25に記
載の光学ヘッド。
28. An objective lens in an optical path between the information recording medium and the refractive optical means, wherein the outgoing light transmitted through the second surface is most likely to be located with respect to a reference plane for setting the refractive optical means. 26. The optical head according to claim 24, wherein a height of an upper portion is higher than a height of a lowermost portion of the objective lens with respect to the installation reference plane.
JP21455199A 1998-08-03 1999-07-29 Optical head Expired - Fee Related JP4397471B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21455199A JP4397471B2 (en) 1998-08-03 1999-07-29 Optical head

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-219289 1998-08-03
JP21928998 1998-08-03
JP21455199A JP4397471B2 (en) 1998-08-03 1999-07-29 Optical head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000113492A true JP2000113492A (en) 2000-04-21
JP4397471B2 JP4397471B2 (en) 2010-01-13

Family

ID=26520384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21455199A Expired - Fee Related JP4397471B2 (en) 1998-08-03 1999-07-29 Optical head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4397471B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009059446A (en) * 2007-09-03 2009-03-19 Sanyo Electric Co Ltd Optical pickup device
JP2009070499A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Sanyo Electric Co Ltd Optical pickup
WO2009096280A1 (en) * 2008-01-28 2009-08-06 Konica Minolta Opto, Inc. Composite optical element and optical pickup device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009059446A (en) * 2007-09-03 2009-03-19 Sanyo Electric Co Ltd Optical pickup device
JP2009070499A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Sanyo Electric Co Ltd Optical pickup
US8179770B2 (en) 2007-09-14 2012-05-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup apparatus
WO2009096280A1 (en) * 2008-01-28 2009-08-06 Konica Minolta Opto, Inc. Composite optical element and optical pickup device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4397471B2 (en) 2010-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0747893B1 (en) Optical head apparatus for different types of disks
JP3976457B2 (en) Optical head
JP3677319B2 (en) Focus control method and optical disc apparatus
US6876501B2 (en) Objective lens, coupling lens, light converging optical system, and optical pick-up apparatus
USRE43106E1 (en) Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens
US7394733B2 (en) Optical head with spherical aberration correction and method of using same
US6834036B1 (en) Optical head for a plurality of types of information recording media
US5515354A (en) Optical pickup
US6414930B1 (en) Optical head
US6043935A (en) Wavelength sensitive beam combiner with aberration correction
US6324150B1 (en) Optical pickup head using multiple laser sources
US7636290B2 (en) Optical element, optical objective element, and optical pickup apparatus having diffractive structure and optical difference giving structure
JP4218096B2 (en) Optical head
JP2726029B2 (en) Method and apparatus for forming double focus
US20070253310A1 (en) Coupling Lens and Optical Pickup Apparatus
EP1067530A2 (en) Optical recording/reproducing apparatus, optical system therefore and coupling lens
JP3297505B2 (en) Optical head device and optical information device
JP4397471B2 (en) Optical head
KR100985422B1 (en) Double-wavelength light source unit and optical head device
JPH11134700A (en) Optical head
JP2002140829A (en) Two-wavelength light source device and optical head device
KR100403596B1 (en) Optic pickup apparatus comprising a right-angled triangle beam splitter and method of compensating optic axes using the same
JP2009104774A (en) Optical element, objective optical element and optical pickup device
EP1676268A2 (en) A reading/writing optical device having temperature compensation
JP2006048805A (en) Optical element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081021

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081217

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090526

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090630

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091021

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees