JP2003132579A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスク上に形成されるビームスポットの形
状が楕円形状となるのを防止することができる光学ヘッ
ド装置を提供する。 【解決手段】 平行光とされたレーザ光を光源部から偏
光ビームスプリッタ（ＢＳ）に向けて出射し、このＢＳ
を透過したビームを、上記ＢＳ側に孔状のアパーチャが
設けられたレンズ部によりディスク上に集光させる一
方、このディスクからの反射光を上記レンズ部により平
行光とし、この平行光を上記ＢＳで反射させることによ
って受光部に入射させるように構成された光学ヘッド装
置であって、上記光源部と上記レンズ部との間には、上
記レンズ部に入射するビームに対して、その光路におけ
る光軸を含む平面により２分割された第１の領域および
第２の領域をそれぞれ通る直線偏光光が互いに直交する
偏光面を有するように変換するビーム変換手段が設けら
れており、上記アパーチャは、楕円形状を呈しており、
その短軸で２分割した２つの半楕円形領域がそれぞれ上
記第１の領域および上記第２の領域と対応するように配
置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、光ディスク上に
記録された情報を読み取る機能を有する光ディスク装
置、あるいは光ディスク上に情報を書き込む機能がさら
に付加された光磁気ディスク装置に適用される光学ヘッ
ド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置あるいは光磁気ディスク
装置などのディスク装置は、レーザ光を光ディスクに向
けて照射し、その反射光を受光部に入射させるように構
成された光学ヘッド装置を備えており、受光部に入射し
た光から光ディスク上に記録された情報を読み取るよう
に構成されている。図１１に、この種の光学ヘッド装置
の一例を模式的に示す。この従来の光学ヘッド装置１０
０は、光源部１と、整形プリズム９と、偏光ビームスプ
リッタ１０２と、レンズ部１０３とを備えている。な
お、受光部Ｊは、偏光ビームスプリッタ１０２の左側に
備えられている。

【０００３】上記光源部１は、内部に備えられた半導体
レーザ素子から発せられるレーザ光を平行光束光とし、
これを偏光ビームスプリッタ１０２に向けて出射するよ
うに構成されている。半導体レーザ素子から出射するレ
ーザ光は、一般に、その断面形状が楕円形状を呈してお
り、上記整形プリズム９は、このようなレーザ光を透過
させることによって、偏光ビームスプリッタ１０２に入
射する光の断面形状を略真円形状にすることができるよ
うに構成されている。また、光源部１から出射したレー
ザ光は、主として直線偏光光（この従来例ではＰ偏光光
とする）からなり、偏光ビームスプリッタ１０２は、Ｐ
偏光光の一部を透過させる一方、その残りを反射するよ
うに（すなわちＰ偏光光の一部のみを透過させるよう
に）構成された半透膜１２１を有している。また、レン
ズ部１０３は、所定の焦点距離を有する対物レンズ１３
１と、真円形状を呈した孔状のアパーチャ１３２とを備
えている。

【０００４】図１２（ａ）に表われているように、上記
光学ヘッド装置１００では、光源部１から出射したレー
ザ光Ｒ１′は、図１１に示すように、整形プリズム９に
より断面形状が略真円形状とされて、偏光ビームスプリ
ッタ１０２に向かって進行し、その一部が偏光ビームス
プリッタ１０２を透過する。偏光ビームスプリッタ１０
２を透過した光ビームＲ２′は、図１１に示すように、
断面形状が略真円形状のままレンズ部１０３に入射す
る。レンズ部１０３において、光ビームＲ２′は、ま
ず、アパーチャ１３２を通ることによって、断面形状が
真円形状となるように絞られ、次いで、対物レンズ１３
１に入射し、光ディスクＤ上に集光される。このとき、
光ビームＲ２′は、略真円形状とされているため、アパ
ーチャ１３２によるけられが極力抑制される。また、光
ディスクＤに形成されたビームスポットＰ′は、図１１
に示すように、アパーチャ１３２を通ることにより真円
形状となるので、光ディスクＤに記録された情報を良好
に読み取ることが可能となる。

【０００５】一方、図１２（ｂ）に表われているよう
に、光ディスクＤ上に集光された光は、光ディスクＤで
反射される。この反射光は、再びレンズ部１０３に入射
することにより、平行光束光Ｒ６′とされ、偏光ビーム
スプリッタ１０２に向かって進行する。この平行光束光
Ｒ６′は、その一部が偏光ビームスプリッタ１０２で反
射して、受光部Ｊに入射することができる。これによ
り、光ディスクＤ上に記録された情報が読み取られる。

【０００６】ここで、上記半透膜１２１のＰ偏光透過率
Ｔｐを仮に０．６とすると、上記レーザ光Ｒ１′は、上
記アパーチャ１３２によるけられが極力抑制されるとは
いえども、その約６０％程度しか光ディスクＤに到達し
ない。そこで、光ディスクＤ上に記録された情報を確実
に読み取るために、光ディスクＤに照射される光量を確
保しようとする場合、半透膜１２１のＰ偏光透過率Ｔｐ
をより大とする必要がある。しかしながら、半透膜１２
１のＰ偏光反射率（Ｒｐ）は、Ｒｐ＝１−Ｔｐとなるた
め、Ｐ偏光透過率Ｔｐをより大とすればＰ偏光反射率Ｒ
ｐは、より小となる。したがって、レンズ部３から偏光
ビームスプリッタ１０２へ進行する平行光束光Ｒ６′の
うち、偏光ビームスプリッタ１０２で反射して受光部Ｊ
に入射する光は、その光量がより小となってしまい、Ｓ
／Ｎ比が悪化する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このような問
題を解決すべく、図１３にその一例を示す光学ヘッド装
置が提案されている。この光学ヘッド装置２００は、先
の従来例（光学ヘッド装置１００）に対して、ビーム変
換手段４をさらに設けたものであり、この点が先の従来
例とは異なっている。

【０００８】上記ビーム変換手段４は、レンズ部１０３
に入射する光ビームＲ３″に対して、その光路における
光軸を含む平面Ｆにより２分割された第１の領域Ｓ１″
および第２の領域Ｓ２″をそれぞれ通る直線偏光光が互
いに直交する偏光面を有するように変換する構成とされ
ている。

【０００９】具体的には、このビーム変換手段４は、偏
光ビームスプリッタ１０２とレンズ部１０３との間に、
偏光ビームスプリッタ１０２を透過した光ビームＲ２″
の光路の半分を遮るようにして、λ／２波長板４ａを配
置することにより構成されている。なお、λ／２波長板
４ａは、これを透過する直線偏光光の偏光面を９０度回
転させるように構成されたものである。

【００１０】図１４（ａ）に表われているように、上記
光学ヘッド装置２００では、偏光ビームスプリッタ１０
２を透過した光ビームＲ２″（Ｐ偏光光）のうち、上記
第１の領域Ｓ１″に対応する領域を通る光ビームＲ２
ａ″は、λ／２波長板４ａを透過してレンズ部１０３に
入射する。一方、上記第２の領域Ｓ２″に対応する領域
を通る光ビームＲ２ｂ″は、直接レンズ部１０３に入射
する。これにより、レンズ部１０３に入射する光ビーム
Ｒ３″は、第１の領域Ｓ１″を通る光ビームＲ３ａ″が
Ｓ偏光光、第２の領域Ｓ２″を通る光ビームＲ３ｂ″が
Ｐ偏光光とされる。その後、光ビームＲ３ａ″および光
ビームＲ３ｂ″は、図１４（ａ）におけるレンズ部１０
３の左側および右側をそれぞれ通って光ディスクＤ上に
集光される。

【００１１】そして、図１４（ｂ）に表われているよう
に、上記光ビームＲ３ａ″（および光ビームＲ３ｂ″）
は、光ディスクＤで反射して、図１４（ｂ）におけるレ
ンズ部１０３の右側（および左側）を通って平行光束光
Ｒ６ｂ″（および平行光束光Ｒ６ａ″）とされ、偏光ビ
ームスプリッタ１０２に向かって進行する。その後、平
行光束光Ｒ６ａ″は、λ／２波長板４ａを透過する一
方、平行光束光Ｒ６ｂ″は、そのまま進行する。これに
より、平行光束光Ｒ６ａ″は、Ｐ偏光光からＳ偏光光に
変換された平行光束光Ｒ７ａ″となり、平行光束光Ｒ６
ｂ″は、変換されずにＳ偏光光のままとされた平行光束
光Ｒ７ｂ″となり、偏光ビームスプリッタ１０２に入射
する。したがって、上記半透膜１２１は、上述したよう
に、Ｐ偏光光の一部のみを透過させるので、平行光束光
Ｒ７ａ″および平行光束光Ｒ７ｂ″は、偏光ビームスプ
リッタ１０２で全反射して受光部Ｊに入射する。

【００１２】このように、上記光学ヘッド装置２００で
は、半透膜１２１のＰ偏光透過率Ｔｐに左右されること
なく、光ディスクＤからの反射光を高効率的に受光部Ｊ
まで到達させることができる。これにより、半透膜１２
１のＰ偏光透過率Ｔｐをより大とすることによって、光
源部１からのレーザ光を効率的に光ディスクＤ上に到達
させることができる。したがって、光ディスクＤに照射
されるレーザ光の光量を容易に確保することができる。

【００１３】ところで、光ディスクＤ上に形成されるビ
ームスポットは、一般に、集光されたレーザ光が照射す
る範囲のうち、ビーム強度が最大強度の１／ｅ
²（「ｅ」は自然対数）以上となる領域とされ、その半
径Ｒは、レーザ光の波長をλ、開口数をＮＡ、対物レン
ズ１３１の焦点距離をｆ、アパーチャの半径をｒ、定数
をｋとしたとき、以下の数式１で求められる。

【００１４】

【数１】

【００１５】しかしながら、上記光学ヘッド装置２００
において、レンズ部１０３に入射する光ビームＲ３″と
して、Ｓ偏光光である光ビームＲ３ａ″およびＰ偏光光
である光ビームＲ３ｂ″を独立させて考えた場合、光ビ
ームＲ３ａ″および光ビームＲ３ｂ″はそれぞれ、アパ
ーチャ１３２の半分の領域、すなわち半円のアパーチャ
を通って光ディスクＤ上に集光されることとなるので、
図１３におけるｘ軸方向の開口数ＮＡｘがｙ軸方向の開
口数ＮＡｙの半分になってしまう。したがって、上記数
式１により、光ビームＲ３ａ″および光ビームＲ３ｂ″
からそれぞれ形成されるビームスポットＰ″は、ｘ軸方
向の径がｙ軸方向の径の２倍となり、すなわち、図１３
に示すように、楕円形状となってしまう。したがって、
対物レンズ１３１で光ビームＲ３″を集光してビームス
ポットＰ″を形成しているとはいえども、あまり小さく
絞り込むことができなくなる。その結果、光ディスクＤ
に記録された情報を確実に読み取ることができなくなる
ことがあった。

【００１６】実際に、波長λが４０５ｎｍのレーザ光を
出射する光源部１と、真円形状のアパーチャ１３２を有
しかつ開口数ＮＡが０．８５であるレンズ部１０３とを
備えた光学ヘッド装置２００について調べてみると、光
ディスクＤ上でのビーム強度の分布は、横軸を光ビーム
の軸からの距離ｄとし、縦軸をビーム強度としたとき、
図１５に示すグラフのようになり、ｙ軸方向においてビ
ーム強度が中心部に集中している一方、ｘ軸方向におい
てはビーム強度が中心部に集中せず拡散しているのがよ
くわかる。なお、図１５において、ビーム強度＝１／ｅ
²＝０．１３５となるときの距離ｄの値がビームスポッ
ト径であり、ビームスポットのｘ軸方向の径（≒０．４
μｍ）がｙ軸方向の径（≒０．２μｍ）の約２倍になっ
ているのがわかる。

【００１７】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、光ディスク上に形成されるビーム
スポットの形状が楕円形状となるのを防止することがで
きる光学ヘッド装置を提供することをその課題とする。

【００１８】

【発明の開示】上記課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１９】すなわち、本願発明により提供される光学
ヘッド装置は、平行光束光とされたレーザ光を光源部か
ら偏光ビームスプリッタに向けて出射し、この偏光ビー
ムスプリッタを透過した光ビームを、上記偏光ビームス
プリッタ側に孔状のアパーチャが設けられているレンズ
部により光ディスク上に集光させる一方、この光ディス
クで反射した反射光を上記レンズ部により平行光束光と
し、この平行光束光を上記偏光ビームスプリッタで反射
させることによって受光部に入射させるように構成され
た光学ヘッド装置であって、上記光源部と上記レンズ部
との間には、上記レンズ部に入射する光ビームに対し
て、その光路における光軸を含む平面により２分割され
た第１の領域および第２の領域をそれぞれ通る直線偏光
光が互いに直交する偏光面を有するように変換するビー
ム変換手段が設けられており、上記アパーチャは、楕円
形状を呈しており、その短軸で２分割した２つの半楕円
形領域がそれぞれ上記第１の領域および上記第２の領域
と対応するように配置されていることを特徴としてい
る。

【００２０】好ましい実施の形態においては、上記ビー
ム変換手段は、上記偏光ビームスプリッタと上記レンズ
部との間に、上記偏光ビームスプリッタを透過した光ビ
ームの光路の半分を遮るようにして、λ／２波長板を配
置することにより構成されている。

【００２１】好ましい実施の形態においてはまた、上記
アパーチャの長軸寸法が、その短軸寸法のほぼ２倍であ
る構成とすることができる。

【００２２】一般に、レーザ光の照射により光ディスク
上に形成されるビームスポットの径は、上記数式１で求
められ、アパーチャの開口数に反比例する。ここで、ア
パーチャが真円形状に形成されている場合、このアパー
チャを２分割したときの一方の領域は、その分割線に沿
った方向における寸法がこれと直交する方向における寸
法の２倍となる。したがって、このアパーチャを２分割
したときの一方の領域のみを通る光線は、上記分割線に
対応する方向に短軸を有する楕円形状とされたビームス
ポットとなって光ディスク上に集光される。

【００２３】本願発明においては、上記ビーム変換手段
の作用により、上記第１の領域を通る直線偏光光と、上
記第２の領域を通る直線偏光光とは、偏光面が互いに直
交するため、これらが互いに異なる光線であると見なす
ことができる。これらの直線偏光光はそれぞれ、アパー
チャを２分割した領域を通るが、本願発明ではアパーチ
ャは、楕円形状とされており、その短軸で２分割した２
つの半楕円形領域がそれぞれ上記第１の領域および上記
第２の領域と対応するように配置されているため、アパ
ーチャの長軸寸法を短軸寸法の２倍とすることによっ
て、各半楕円形領域において、その分割線に沿った方向
における寸法と、この分割線に直交する方向における寸
法とを同等とすることができる。したがって、上記第１
の領域を通る直線偏光光は、アパーチャの半楕円形領域
を通ることによって、真円形状とされたビームスポット
となって光ディスク上に集光される。一方、上記第２の
領域を通る直線偏光光もまた、真円形状とされたビーム
スポットとなって光ディスク上に集光される。その結
果、光ディスク上に形成されるビームスポットを、全体
として真円形状とすることができる。

【００２４】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記レンズ部に入射する光ビームの断面形状は、楕円形状
を呈しており、その短軸方向が上記アパーチャの短軸方
向と対応している。

【００２５】好ましい実施の形態においてはさらにま
た、上記レンズ部に入射する光ビームの断面形状は、そ
の長軸寸法が短軸寸法のほぼ２倍とされた楕円形状を呈
している。

【００２６】このような構成によれば、上記レンズ部に
入射する光ビーム断面形状と上記アパーチャの形状とを
略同等とすることが可能となるので、上記アパーチャに
よる光ビームのけられを抑制することができる。したが
って、上記光源部から出射されるレーザ光を効率的に用
いることができる。

【００２７】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかになるであろう。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２９】図１は、本願発明に係る光学ヘッド装置の
一例を示す概略斜視図、図２は、図１の光学ヘッド装置
の要部を模式的に示す斜視図である。図３は、図２にお
けるビーム変換手段を拡大して示す図であり、図３
（ａ）は、このビーム変換手段の作用を説明するための
概略斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図であ
る。図４は、図２の光学ヘッド装置内を進行する光の光
路を説明するための図であり、図４（ａ）は、往路を示
し、図４（ｂ）は、復路を示す。また、図５は、図１の
光学ヘッド装置について光ディスク上でのビーム強度の
分布を調べたときの結果を示す図である。なお、これら
の図において、従来例を示す図１１ないし図１５に表さ
れた部材、部分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号
を付してある。

【００３０】図１および図２に表れているように、光学
ヘッド装置Ａは、光ディスク装置あるいは光磁気ディス
ク装置などのディスク装置に備えられており、レーザ光
を光ディスクＤに向けて照射し、その反射光を、上記デ
ィスク装置内に設けられかつ光ディスクＤ上に記録され
た情報を読み取るための受光部Ｊに入射させるように構
成されている。この光学ヘッド装置Ａ１は、光源部１
と、偏光ビームスプリッタ２と、ビーム変換手段４と、
レンズ部３とを備えている。なお、図１においては、偏
光ビームスプリッタ２からの光ビームを立ち上げミラー
Ｍにより屈曲させてレンズ部３に入射させているが、図
２においては、簡略化のため立ち上げミラーＭを省略し
ている。また、受光部Ｊは、図１および図２において、
偏光ビームスプリッタ２の左側に備えられている。

【００３１】上記光源部１は、その内部に備えられた半
導体レーザ素子から発せられるレーザ光をコリーメータ
レンズ（図示略）などにより平行光束光とし、これを偏
光ビームスプリッタ２に向けて出射するように構成され
ている。半導体レーザ素子は、一般に、主として直線偏
光光からなるレーザ光を発し、この光源部１は、本実施
形態では、この直線偏光光が図１のｘｚ平面と平行な偏
光面を有するＰ偏光光となるように構成されている。ま
た、光源部１から発せられるレーザ光Ｒ１は、図２に示
すように、その断面形状が楕円形状となるのが一般的で
あり、この光学ヘッド装置Ａでは、従来の光学ヘッド装
置１００，２００と同様に、光源部１からのレーザ光の
断面形状を略真円形状にするための整形プリズム９が備
えられているものとしている。

【００３２】上記偏光ビームスプリッタ２は、入射する
直線偏光光の一部を透過させる一方、その残りを反射す
る半透膜２１を内部に備えている。より詳細には、偏光
ビームスプリッタ２は、たとえば２つの直角プリズム２
ａを斜面どうしで接合するなどして形成され、半透膜２
１は、２つの直角プリズム２ａの斜面（接合面）間に設
けられている。この半透膜２１は、Ｐ偏光光のみを透過
させるように構成されており、具体的には、Ｐ偏光透過
率Ｔｐが０．９、Ｐ偏光反射率Ｒｐが０．１、Ｓ偏光透
過率Ｔｓが０、Ｓ偏光反射率Ｒｓが１とされている。

【００３３】上記ビーム変換手段４は、レンズ部３に入
射する光ビームＲ３が以下のような光となるように変換
するための手段である。すなわち、光ビームＲ３は、そ
の光路を光ビームＲ３の光軸を含む平面Ｆにより２分割
して、その一方（図２の左側）を第１の領域Ｓ１、他方
を第２の領域Ｓ２としたとき、第１の領域Ｓ１および第
２の領域Ｓ２をそれぞれ通る直線偏光光の偏光面が互い
に直交するように変換された光である。

【００３４】具体的には、このビーム変換手段４は、図
３（ｂ）に示すように、偏光ビームスプリッタ２とレン
ズ部３との間に、偏光ビームスプリッタ２を透過した光
ビームＲ２の光路の半分を遮るようにして、λ／２波長
板４ａを配置することにより構成されている。より詳細
には、このλ／２波長板４ａは、その結晶光軸がｘｙ平
面内においてｘ軸に対して４５度傾いた構成とされてお
り、透過する直線偏光光の偏光面を９０度回転させるよ
うに構成されている。また、λ／２波長板４ａは、その
端面が上記平面Ｆ上に載るように配置されている。この
λ／２波長板４ａは、本実施形態では、光ビームＲ２の
光路の左半分、すなわち上記第１の領域Ｓ１と対応する
領域を遮るように配置されており、Ｐ偏光光とされた光
ビームＲ２は、図３（ａ）に示すように、第１の領域Ｓ
１を通る直線偏光光がＳ偏光光とされる一方、第２の領
域Ｓ２を通る直線偏光光がＰ偏光光のままとなっている
光ビームＲ３に変換される。

【００３５】上記レンズ部３は、図２に示すように、所
定の焦点距離を有する対物レンズ３１と、この対物レン
ズ３１に入射する光を絞ってその断面形状を整える孔状
のアパーチャ３２とを備えている。本実施形態では、対
物レンズ３１は、図１に示すように、平行光束光とされ
ている光ビームＲ３を光ディスクＤ上に集光することが
できるように、この対物レンズ３１をフォーカス方向に
移動可能なアクチュエータ３０に保持されている。より
詳細には、アクチュエータ３０には、貫通孔３３が形成
されており、対物レンズ３１は、その一方の開口部を塞
ぐように配置されている。また、貫通孔３３の他方の開
口部は、光ビームＲ３の入射口として開口したままの状
態とされており、この開口部が上記アパーチャ３２とし
て形成されている。

【００３６】上記アパーチャ３２は、図２に示すよう
に、楕円形状を呈しており、その短軸が上記平面Ｆ上に
載るように配置されている。すなわち、アパーチャ３２
は、短軸で２分割した２つの半楕円形領域３２ａ，３２
ｂがそれぞれ上記第１の領域Ｓ１および第２の領域Ｓ２
と対応するように配置されている。また、このアパーチ
ャ３２は、長軸寸法が短軸寸法のほぼ２倍とされてい
る。

【００３７】次に、この光学ヘッド装置Ａの作用につい
て図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して説明する。な
お、これらの図中において、この光学ヘッド装置Ａ内を
進行する光Ｒ１ないしＲ７のうち、Ｐ偏光光とされてい
るものは実線で表示され、Ｓ偏光光とされているものは
破線で表示されている。

【００３８】まず、往路について図４（ａ）を参照して
説明する。光源部１から平行光束光とされたレーザ光
（Ｐ偏光光）Ｒ１が出射されると、このレーザ光Ｒ１
は、まず、整形プリズム９を通って偏光ビームスプリッ
タ２に入射する。このレーザ光Ｒ１は、図２に示すよう
に、断面形状が楕円形状を呈しているが、整形プリズム
９を通ることにより断面形状が略真円形状とされて、偏
光ビームスプリッタ２に入射する。偏光ビームスプリッ
タ２は、上記半透膜２１がＰ偏光透過率Ｔｐ＝０．９と
されているので、レーザ光Ｒ１のうちの９０％を透過さ
せる。

【００３９】偏光ビームスプリッタ２を透過した光ビー
ムＲ２は、レンズ部３に向かって進むが、光ビームＲ２
のうち、上記第１の領域Ｓ１に対応する領域、すなわち
図４（ａ）において光軸を含む平面Ｆの左側を通る光ビ
ームＲ２ａは、λ／２波長板４ａを透過してレンズ部３
に入射する一方、上記第２の領域Ｓ２に対応する領域、
すなわち図４（ａ）において光軸を含む平面Ｆの右側を
通る光ビームＲ２ｂは、直接レンズ部３に入射する。こ
れにより、レンズ部３に入射する光ビームＲ３は、第１
の領域Ｓ１を通る光ビームＲ３ａがＳ偏光光、第２の領
域Ｓ２を通る光ビームＲ３ｂがＰ偏光光とされる。

【００４０】そして、光ビームＲ３は、アパーチャ３２
を通って対物レンズ３１に入射し、これにより光ディス
クＤ上に集光される。このとき、光ビームＲ３ａ，Ｒ３
ｂはそれぞれ、アパーチャ３２の半楕円形領域３２ａ，
３２ｂを通って対物レンズ３１に入射し、図２に示すよ
うに、光ディスクＤ上にビームスポットＰを形成する。
このビームスポットＰの半径Ｒは、上記数式１により求
められる。ここで、半楕円形領域３２ａ，３２ｂは、ア
パーチャ３２を短軸で２分割した領域とされており、か
つ、アパーチャ３２の長軸寸法は、短軸寸法のほぼ２倍
とされているので、各光ビームＲ３ａ，Ｒ３ｂにおい
て、図２におけるｘ軸方向の開口数ＮＡｘとｙ軸方向の
開口数ＮＡｙとが同等となる。したがって、ビームスポ
ットＰは、従来の光学ヘッド装置２００のように楕円形
状とはならずに、略真円形状となる。

【００４１】次いで、復路について図４（ｂ）を参照し
て説明する。上記レンズ部３で集光された光は、光ディ
スクＤで反射することにより、レンズ部３に向かって拡
散しつつ進行する。この反射光Ｒ５のうち、図４（ｂ）
において上記平面Ｆの左側の通る反射光Ｒ５ａは、光デ
ィスクＤに対して右側から入射した光Ｒ４ｂが光ディス
クＤで反射したものであり、この光Ｒ４ｂは、上記光ビ
ームＲ３ｂがレンズ部３を透過したものである。したが
って、反射光Ｒ５ａは、Ｐ偏光光であることになる。一
方、反射光Ｒ５のうち、図４（ｂ）において平面Ｆの右
側の通る反射光Ｒ５ｂは、Ｓ偏光光であることになる。
このような構成とされた反射光Ｒ５は、レンズ部３を通
ることにより再び平行光束光Ｒ６とされる。

【００４２】この平行光束光Ｒ６は、偏光ビームスプリ
ッタ２に向かって進むが、平行光束光Ｒ６のうち、図４
（ｂ）において平面Ｆの左側を通る平行光束光Ｒ６ａ
は、λ／２波長板４ａを透過して偏光ビームスプリッタ
２に入射する一方、図４（ｂ）において平面Ｆの右側を
通る平行光束光Ｒ６ｂは、直接偏光ビームスプリッタ２
に入射する。ここで、平行光束光Ｒ６ａは、反射光Ｒ５
ａがレンズ部３を通ったものであるためＰ偏光光であ
り、平行光束光Ｒ６ｂは、反射光Ｒ５ｂがレンズ部３を
通ったものであるためＳ偏光光であるため、偏光ビーム
スプリッタ２に入射する平行光束光Ｒ７は、図４（ｂ）
において平面Ｆの左側を通る平行光束光Ｒ７ａがＳ偏光
光となり、図４（ｂ）において平面Ｆの右側を通る平行
光束光Ｒ７ｂもまたＳ偏光光となる。

【００４３】したがって、偏光ビームスプリッタ２は、
上記半透膜２１がＳ偏光反射率Ｒｓ＝１とされているの
で、レーザ光Ｒ７の全てが偏光ビームスプリッタ２で反
射し、受光部Ｊに入射する。

【００４４】このように、上記構成を有する光学ヘッド
装置Ａでは、半透膜２１のＰ偏光透過率Ｔｐを比較的大
とすることによって光ディスクＤに照射される光ビーム
の光量を確保することができる一方、これにともなって
受光部Ｊに入射する光ビームの光量が小となるの防止す
ることができる。したがって、光ディスクＤ上に記録さ
れた情報を確実に読み取ることができるとともに、Ｓ／
Ｎ比が悪化するのを防止することができる。

【００４５】さらに、上記光学ヘッド装置Ａでは、上述
したように、光ディスクＤ上に形成されるビームスポッ
トを真円形状とすることができる。したがって、ビーム
スポットをより小さく絞り込むことができ、光ディスク
Ｄに記録された情報をより確実に読み取ることが可能と
なる。

【００４６】実際に、波長λが４０５ｎｍのレーザ光を
出射する光源部１と、楕円形状のアパーチャ３２を有し
かつ開口数ＮＡが０．８５であるレンズ部３とを備えた
光学ヘッド装置Ａについて調べてみると、光ディスクＤ
上でのビーム強度の分布は、横軸を光ビームの軸からの
距離とし、縦軸をビーム強度としたとき、図５に示すグ
ラフのようになり、ビーム強度がｘ軸方向およびｙ軸方
向の双方において中心部に集中しており、図１５に示す
従来例の場合のようにｘ軸方向においてビーム強度が拡
散していないのがよくわかる。なお、図５において、ビ
ーム強度＝１／ｅ²＝０．１３５となるときの距離ｄの
値がビームスポット径であり、ビームスポットのｘ軸方
向の径とｙ軸方向の径とがほぼ等しく（≒０．２μｍ）
なっているのがわかる。

【００４７】図６は、本願発明に係る光学ヘッド装置の
他の例を示す概略斜視図であり、図７は、図６の光学ヘ
ッド装置の要部を模式的に示す斜視図である。図８は、
図７の光学ヘッド装置内を進行する光の光路を説明する
ための図であり、図８（ａ）は、往路を示し、図８
（ｂ）は、復路を示す。また、図９は、図７の光学ヘッ
ド装置について光ディスク上でのビーム強度の分布を調
べたときの結果を示す図である。なお、以下において、
先の実施形態（光学ヘッド装置Ａ）と同一または類似の
要素には、先の実施形態と同様の符号を付している。

【００４８】図６に示す光学ヘッド装置Ｂは、断面形状
が楕円形状を呈するとともに、その短軸方向が上記アパ
ーチャ３２の短軸方向と対応する光ビームＲ３Ｂが上記
レンズ部３に入射するように構成されており、この点が
先の光学ヘッド装置Ａとは異なっている。具体的には、
先の光学ヘッド装置Ａにおける光源部１の代わりに光源
部１Ｂが備えられている。

【００４９】上記光源部１Ｂは、図７に示すように、断
面形状が楕円形状を呈するとともに、その短軸方向が上
記アパーチャ３２の短軸方向と対応するレーザ光Ｒ１Ｂ
を出射するように構成されている。また、レーザ光Ｒ１
Ｂの断面形状における楕円は、その長軸寸法が短軸寸法
のほぼ２倍とされている。

【００５０】このような光学ヘッド装置Ｂにおいては、
図７に示すように、光源部１Ｂとレンズ部３との間に
は、上記整形プリズム９など光源部１Ｂから出射された
レーザ光Ｒ１Ｂを屈折させる部材が設けられおらず、ま
た、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、光源部
１Ｂの出射面１１と、偏光ビームスプリッタ２の入射面
２２および出射面２３と、λ／２波長板４ａと、アパー
チャ３２と、対物レンズ３１の主平面３１ａとが互いに
平行となるように構成されている。これにより、光源部
１Ｂから出射されたレーザ光Ｒ１Ｂは、図７に示すよう
に、その断面形状が維持された状態で、上記偏光ビーム
スプリッタ２およびλ／２波長板４ａを通って上記レン
ズ部３に入射するので、レンズ部３に入射する光ビーム
Ｒ３Ｂの断面形状は、楕円形状を呈するとともに、その
短軸方向が上記アパーチャ３２の短軸方向と対応し、か
つその長軸寸法が短軸寸法のほぼ２倍とされるのであ
る。

【００５１】したがって、アパーチャ３２の形状と光ビ
ームＲ３Ｂの断面形状とを略同等とすることが可能とな
るので、アパーチャ３２による光ビームＲ３Ｂのけられ
を抑制することができる。その結果、光源部１Ｂから出
射されたレーザ光の大部分を光ディスクＤに照射するこ
とができるとともに、受光部Ｊに入射させることができ
る。

【００５２】また、一般に、光をレンズで集光するとき
には収差が生じ、この収差はアパーチャ（入射瞳）によ
り入射光を絞り込むほど小となるので、先の光学ヘッド
装置Ａのように、断面形状が真円形状とされた光ビーム
を楕円形状のアパーチャ３２で絞り込んだ場合では、光
ディスクＤ上に形成されたビームスポットにおいて、ｘ
軸方向の径とｙ軸方向の径とが収差により若干乖離して
しまう。しかし、この光学ヘッド装置Ｂでは、アパーチ
ャ３２の形状と光ビームＲ３Ｂの断面形状とが略同等と
することが可能であるので、アパーチャ３２によって光
ビームＲ３Ｂが絞り込まれる割合がｘ軸方向およびｙ軸
方向の双方において同等となる。したがって、光ディス
クＤ上に形成されたビームスポットにおいて、ｘ軸方向
の径とｙ軸方向の径とが収差により乖離してしまうのを
防止することができる。

【００５３】実際に、断面形状が楕円形状を呈しかつ波
長λが４０５ｎｍであるレーザ光を出射する光源部１Ｂ
と、楕円形状のアパーチャ３２を有しかつ開口数ＮＡが
０．８５であるレンズ部３とを備えた光学ヘッド装置Ｂ
について調べてみると、光ディスクＤ上のビーム強度
は、図９に示すように、ｘ軸方向とｙ軸方向とにおいて
同様に分布し、ビームスポットのｘ軸方向の径とｙ軸方
向の径とが同等となっているのがわかる。したがって、
この光学ヘッド装置Ｂによれば、光ディスクＤ上に形成
されたビームスポットがより真円形状に近い形状となる
のがよくわかる。

【００５４】また、この光学ヘッド装置Ｂは、上述した
ように、整形プリズム９が備えられていないので、従来
の光学ヘッド装置１００，２００に比して製造コストを
減少することができる。

【００５５】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
の形態に限定されるものではない。たとえば、上記した
実施形態では、ビーム変換手段４として、λ／２波長板
４ａが偏光ビームスプリッタ２とレンズ部３との間に配
置された構成とされているが、これに限ることはなく、
図１０に示すような構成としてもよい。すなわち、図１
０におけるビーム変換手段４′は、光源部１と偏光ビー
ムスプリッタ２との間に、光源部１から出射されたレー
ザ光Ｒ１の光路の半分を遮るようにして、λ／２波長板
４ａを配置し、かつ、偏光ビームスプリッタに設けられ
た半透膜として、λ／２波長板４ａと対応する領域が、
たとえばＰ偏光透過率Ｔｐ＝０、Ｐ偏光反射率Ｒｐ＝
１、Ｓ偏光透過率Ｔｓ＝０．９、Ｓ偏光反射率Ｒｓ＝１
とされた透過特性を有するとともに、残りの領域が、た
とえばＰ偏光透過率Ｔｐ＝０．９、Ｐ偏光反射率Ｒｐ＝
０．１、Ｓ偏光透過率Ｔｓ＝０、Ｓ偏光反射率Ｒｓ＝１
とされた透過特性を有している半透膜２１′を用いるこ
とにより構成されている。

【００５６】また、たとえば、上記光学ヘッド装置Ａで
は、整形プリズム９が備えられた構成とされているが、
整形プリズム９を除去した構成とされていてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本願発明に
よれば、光ディスク上に形成されるビームスポットの形
状が楕円形状となるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る光学ヘッド装置の一例を示す概
略斜視図である。

【図２】図１の光学ヘッド装置の要部を模式的に示す斜
視図である。

【図３】図２におけるビーム変換手段を拡大して示す図
であり、（ａ）は、このビーム変換手段の作用を説明す
るための概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）の側面図であ
る。

【図４】図２の光学ヘッド装置内を進行する光の光路を
説明するための図であり、（ａ）は、往路を示し、
（ｂ）は、復路を示す。

【図５】図１の光学ヘッド装置について光ディスク上で
のビーム強度の分布を調べたときの結果を示す図であ
る。

【図６】本願発明に係る光学ヘッド装置の他の例を示す
概略斜視図である。

【図７】図６の光学ヘッド装置の要部を模式的に示す斜
視図である。

【図８】図７の光学ヘッド装置内を進行する光の光路を
説明するための図であり、（ａ）は、往路を示し、
（ｂ）は、復路を示す。

【図９】図７の光学ヘッド装置について光ディスク上で
のビーム強度の分布を調べたときの結果を示す図であ
る。

【図１０】本願発明に係る光学ヘッド装置の他の例を模
式的に示す概略斜視図である。

【図１１】従来の光学ヘッド装置の一例を模式的に示す
概略斜視図である。

【図１２】図１１の光学ヘッド装置内を進行する光の光
路を説明するための図であり、（ａ）は、往路を示し、
（ｂ）は、復路を示す。

【図１３】従来の光学ヘッド装置の他の例を模式的に示
す概略斜視図である。

【図１４】図１３の光学ヘッド装置内を進行する光の光
路を説明するための図であり、（ａ）は、往路を示し、
（ｂ）は、復路を示す。

【図１５】図１３の光学ヘッド装置について光ディスク
上でのビーム強度の分布を調べたときの結果を示す図で
ある。

【符号の説明】

１，１Ｂ 光源部 ２ 偏光ビームスプリッタ ３ レンズ部 ４ ビーム変換手段 ４ａ λ／２波長板 ３２ アパーチャ Ａ，Ｂ 光学ヘッド装置 Ｄ 光ディスク Ｊ 受光部 Ｓ１ 第１の領域 Ｓ２ 第２の領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA12 AA20 AA43 BA01 DA01 DA05 EB04 JA12 JA58 LB05 5D789 AA12 AA20 AA43 BA01 DA01 DA05 EB04 JA12 JA58 LB05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行光束光とされたレーザ光を光源部か
   ら偏光ビームスプリッタに向けて出射し、この偏光ビー
   ムスプリッタを透過した光ビームを、上記偏光ビームス
   プリッタ側に孔状のアパーチャが設けられているレンズ
   部により光ディスク上に集光させる一方、この光ディス
   クで反射した反射光を上記レンズ部により平行光束光と
   し、この平行光束光を上記偏光ビームスプリッタで反射
   させることによって受光部に入射させるように構成され
   た光学ヘッド装置であって、 上記光源部と上記レンズ部との間には、上記レンズ部に
   入射する光ビームに対して、その光路における光軸を含
   む平面により２分割された第１の領域および第２の領域
   をそれぞれ通る直線偏光光が互いに直交する偏光面を有
   するように変換するビーム変換手段が設けられており、 上記アパーチャは、楕円形状を呈しており、その短軸で
   ２分割した２つの半楕円形領域がそれぞれ上記第１の領
   域および上記第２の領域と対応するように配置されてい
   ることを特徴とする、光学ヘッド装置。
2. 【請求項２】 上記アパーチャの長軸寸法は、その短軸
   寸法のほぼ２倍である、請求項１に記載の光学ヘッド装
   置。
3. 【請求項３】 上記レンズ部に入射する光ビームの断面
   形状は、楕円形状を呈しており、その短軸方向が上記ア
   パーチャの短軸方向と対応している、請求項１または２
   に記載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】 上記レンズ部に入射する光ビームの断面
   形状は、その長軸寸法が短軸寸法のほぼ２倍とされた楕
   円形状を呈している、請求項３に記載の光学ヘッド。
5. 【請求項５】 上記ビーム変換手段は、上記偏光ビーム
   スプリッタと上記レンズ部との間に、上記偏光ビームス
   プリッタを透過した光ビームの光路の半分を遮るように
   して、λ／２波長板を配置することにより構成されてい
   る、請求項１ないし４のいずれかに記載の光学ヘッド装
   置。