JP3545028B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形した後に光記録媒体に集光するとともに、前記光記録媒体からの反射光を光源光と分離し、その分離した反射光を所定の検出光学系に導く光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光磁気ディスクなどの光記録媒体にデータを記録／再生／消去するために用いられる光ピックアップ装置には、そのレーザ光源として半導体レーザ素子が用いられている。
【０００３】
一般に、半導体レーザ素子から出力される光束は、その半導体レーザ素子のチップの活性層に平行な方向と垂直な方向とでビームの広がる角度が異なり、したがって、その断面形状が楕円形になる。
【０００４】
楕円形状のレーザビームをそのままの状態で光記録媒体に集束すると、記録密度が低下するなどの不都合を生じるので、ビーム整形素子を用い、半導体レーザ素子から出力される光束の断面形状が、略円形になるようにしている。
【０００５】
図１９は、光ピックアップ装置の光学系の要部の従来例を示している。
【０００６】
同図において、半導体レーザ素子１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２によって平行光に変換され、ビーム整形プリズム３の面３ａに入射し、この面３ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、ビーム整形プリズム３の面３ｂから出射し、ビームスプリッタ４に入射される。
【０００７】
ビームスプリッタ４に入射したレーザ光のうち、ビームスプリッタ４の光分離面４ａを透過した成分は、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【０００８】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、ビームスプリッタ４に入射される。そして、ビームスプリッタ４に入射した反射光のうち、ビームスプリッタ４の光分離面４ａを反射した成分は、検出光学系に導かれる。
【０００９】
この検出光学系では、光記録媒体７からの反射光は、１／２波長板Ｌを透過して、その偏光面が４５°回転され、その状態で集束レンズ８により集束されたのち、偏光ビームスプリッタ９に入射され、この偏光ビームスプリッタ９の光分離面９ａを透過したＰ偏光成分は受光素子１０で受光され、また、光分離面９ａで反射されたＳ偏光成分は受光素子１１で受光される。
【００１０】
また、この場合、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光をビーム整形するビーム整形プリズム３と、光記録媒体７からの反射光を光源光と分離するためのビームスプリッタ４を貼り合わせて、単体の光学素子１２として扱えるようにしている。また、このようにして、光学素子１２を用いることで、組立性が向上する。
【００１１】
図２０は、光ピックアップ装置の従来構成のさらに他の例を示している。
【００１２】
すなわち、この光ピックアップ装置は、半導体レーザ１０１Ａからレーザ光を出射し、その出射光をカップリングレンズ１０２Ａに通して平行光にしている。次いで、ビーム整形プリズム１０３Ａに通して、レーザ光の光束断面を円形にしている。
【００１３】
一般に、半導体レーザの出射光の光束断面は、チップの活性層に平行な方向に狭く、垂直方向に広い楕円形になる。光ディスクに照射するレーザスポットが楕円形になると、種々の不都合が起こるので、レーザ光を円形に整形している。
【００１４】
このように整形したレーザ光を、ビーム分割素子１０４Ａを介して、光ディスク側に導く。そして、図示せぬ対物レンズにより集光して光ディスクに照射する。
【００１５】
また、光ディスクからの反射光を反対の経路でビーム分割素子１０４Ａに戻す。ビーム分割素子１０４Ａは、光ディスクからの反射光を全部あるいは一部透過して光検出系に導く。
【００１６】
図２１は、光ピックアップ装置のまたさらに他の構成例を示している。
【００１７】
この光ピックアップ装置の場合、半導体レーザ１０１Ａから出射したレーザ光を、カップリングレンズ１０５Ａにより平行光にすると同時に、そのレーザ光の光束断面を円形に整形している。すなわち、同図ハッチングは、半導体レーザ１０１Ａが出射する楕円形光束の長軸方向の広がりを示しており、カップリングレンズ１０５Ａは、同方向の直径をその広がりより狭く形成している。これにより、直軸方向の光束外縁部がカットされ、カップリングレンズ１０５Ａを通過した平行光の光束断面が略円形になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来装置には、次のような不都合を生じていた。
【００１９】
図１９の場合、ビーム整形プリズム３と、ビームスプリッタ４とを貼り合わせて光学素子１２を構成するため、必要な光学部品の点数が多くなるという不都合を生じていた。
【００２０】
また、図２０の構成の場合、カップリングレンズ１０２Ａとビーム整形プリズム１０３Ａとビーム分割素子１０４Ａというように、多くの光学部品を必要とするため、装置の製造コストが高くなっていた。
【００２１】
また、図２１の構成の場合、ビーム整形プリズム１０３Ａが不要になるので、部品点数を削減することができる。しかし、楕円形光束を整形するために、長軸方向の光束外縁部をカットするので、半導体レーザ１０１Ａの出射光の利用効率が低下していた。
【００２２】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、コストを低減できるとともに、光学特性が向上した光ピックアップ装置を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形した後に光記録媒体に集光するとともに、前記光記録媒体からの反射光を光源光と分離し、その分離した反射光を所定の検出光学系に導く光ピックアップ装置において、前記光束のビーム整形機能、および、前記反射光を光源光から分離する機能を有する単一の面を備えた単体プリズムからなる複合機能プリズムを備え、前記複合機能プリズムは、底面が直角二等辺三角形をなす角柱状に形成され、その断面の底辺に相当する面が、前記光源光が入射する前記単一の面に設定されており、前記複合機能プリズムの、ビーム整形後の光束を前記光記録媒体側に出射する第１の出射面および前記検出光学系側に出射する第２の出射面は、ぞれぞれ、それらから出射する光束の光軸と直交せず、前記第１の出射面を通過した光束の光軸と、前記第２の出射面を通過した光束の光軸のなす方向が、略９０度をなすようにしたものである。
【００２４】
【作用】
したがって、光束のビーム整形機能および反射光と光源光との分離機能を備えた複合機能プリズムの出射面で反射された光が、半導体レーザ素子に戻ったり、あるいは、検出光学系にフレア光として入射されることが防止される。また、固定筺体と移動筺体が９０度の関係に配置されるので、組立性が良好となる。
【００２５】
【実施例】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１９と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００２７】
同図において、半導体レーザ素子２１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２２によって平行光に変換され、断面が９０度二等辺三角形の三角柱状の複合機能プリズム２３の面２３ａに入射され、この面２３ａで屈折し、この屈折時に、ビーム整形作用を受け、その断面形状が略円形に整形される。ここで、面２３ａは、複合機能プリズム２３の断面の９０度二等辺三角形の底辺に相当する側面である。
【００２８】
そして、ビーム整形後のレーザ光は、複合機能プリズム２３の面２３ｂより出射され、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【００２９】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、まず、複合機能プリズム２３の面２３ｂより複合機能プリズム２３に入射し、面２３ａで反射され、面２３ｂと９０度を挟む他方の面２３ｃより、複合機能プリズム２３から出射され、検出光学系に導かれる。
【００３０】
また、複合機能プリズム２３の面２３ａには、例えば、記録媒体７として、光磁気ディスクを用いる場合には、Ｐ偏光の透過率が７０％で反射率が３０％、かつ、Ｓ偏光の反射率が１００％の多層膜を形成するとよい。
【００３１】
このようにして、本参考例では、１つの複合機能プリズム２３を用いて、半導体レーザ素子２１の出力光束のビーム整形機能、および、光記録媒体７からの反射光と光源光との分離機能を実現しているので、光ピックアップ装置の光学部品の点数を削減でき、その結果、装置コストを低減することができるとともに、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００３２】
ところで、図１の参考例では、複合機能プリズム２３から偏向プリズム５に向かう光束の光軸と、複合機能プリズム２３から検出光学系に向かう光束の光軸とのなす角が９０度よりも狭い角度であり、このために、光学系のレイアウトの自由度が低減する。
【００３３】
かかる不都合を解消するためには、複合機能プリズム２３のビーム整形倍率が２．０程度である場合、複合機能プリズム２３の材質として、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．３〜１．４程度のガラス材を用いるとよい。この場合、図２に示したように、複合機能プリズム２３から偏向プリズム５に向かう光束の光軸と、複合機能プリズム２３から検出光学系に向かう光束の光軸とのなす角を、略９０度に設定することができる。
【００３４】
なお、図２において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００３５】
また、図３に示すように、この場合、複合機能プリズム２３の面２３ａに対して、半導体レーザ素子２１の出力光束が入射する入射角をａ、面２３ａでの屈折角をｂ、面２３ｂへの光束の入射角をｃ、面２３ｂでの屈折角をｄ、複合機能プリズム２３の屈折率をｎ、および、ビーム整形倍率をｍとすると、これらの間には、次の式（１）〜（３）が成立する。
【００３６】
【数１】
【００３７】
さて、図２の実施例では、複合機能プリズム２３の材質として、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．３〜１．４という特別なガラス材を用いるため（通常のガラス材の屈折率は１．５程度）、この複合機能プリズム２３のコストが高くなる。
【００３８】
そこで、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．５程度の通常のガラス材を用いて複合機能プリズム２３を実現するためには、例えば、図４に示すように、複合機能プリズム２３の形状を、断面が鈍角三角形の角柱状に設定するとよい。
【００３９】
このとき、複合機能プリズム２３の面２３ａに対して、半導体レーザ素子２１の出力光束が入射する入射角をａ、面２３ａでの屈折角をｂ、面２３ｂへの光束の入射角をｃ、面２３ｂでの屈折角をｄ、面２３ｃへの光束の入射角をｅ、面２３ｃの屈折角をｆ、面２３ａと面２３ｂとのなす角をα、面２３ａと面２３ｃとのなす角をβ、および、複合機能プリズム２３の屈折率とすると、これらの間には、次の式（４）が成立する。
【００４０】
【数２】
【００４１】
また、かかる複合機能プリズム２３の面２３ｂ，２３ｃがそれぞれ光軸となす角度が９０度ではないため、これらの面で反射された光が、半導体レーザ素子２１に戻ったり、あるいは、検出光学系にフレア光として入射されることを防止することができる。
【００４２】
図５および図６は、本発明の他の実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１および図４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００４３】
この場合、複合機能プリズム２３’で、偏向プリズム５に対してレーザ光を出射する面２３ｂ’が、光軸に対して９０度をなすように、複合機能プリズム２３’の形状が定められている。
【００４４】
また、この場合、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長を７８０（ナノメートル）とし、この波長に対する複合機能プリズム２３’の屈折率を１．５１１とすると、入射角ａの大きさは６９．７゜になり、複合機能プリズム２３’の面２３ａ’と面２３ｂ’のなす角αの大きさは４２．２゜になり、また、面２３ａ’と面２３ｃ’とのなす角βの大きさは２８．６５゜になる。
【００４５】
図７および図８は、本発明のさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１および図４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００４６】
この参考例では、複合機能プリズム２３”は、図４に示した複合機能プリズム２３の断面形状を、面２３ａ”（複合機能プリズム２３の面２３ａに相当する）を底辺とする二等辺三角形に設定したものを形成し、これの光束が通過しない部分を切り取った形状をもつ。したがって、この場合、複合機能プリズム２３’の面２３ａ”と面２３ｂ”のなす角αと面２３ａ”と面２３ｃ”とのなす角βとは等しい。
【００４７】
また、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長を７８０（ナノメートル）とし、この波長に対する複合機能プリズム２３”の屈折率を１．５１１とすると、入射角ａの大きさは７０゜になり、かつ、αおよびβの大きさは２６．０５゜になる。
【００４８】
この場合には、複合機能プリズム２３”の断面形状が二等辺三角形なので、複合機能プリズム２３”の製造コストを低減できる。また、複合機能プリズム２３”の入射光束と出射光束が９０度をなさないので、フレア光の影響を除去することができる。
【００４９】
図９は、本発明の別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００５０】
同図において、半導体レーザ素子２１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２２によって平行光に変換され、三角柱状の複合機能プリズム２５の面２５ａに入射され、この面２５ａで屈折し、この屈折時に、ビーム整形作用を受け、その断面形状が略円形に整形される。
【００５１】
そして、ビーム整形後のレーザ光は、複合機能プリズム２５の面２５ｂより出射され、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【００５２】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、さらに、複合機能プリズム２５の面２５ｂより反射されて、検出光学系に導かれる。
【００５３】
ここで、図１０に示すように、面２５ａに対する入射角をａ、面２５ａと面２５ｂとのなす角をαとすると、次の式（５）の関係が成立する。
【００５４】
【数３】
【００５５】
また、複合機能プリズム２５の面２５ｂには、例えば、記録媒体７として、光磁気ディスクを用いる場合には、Ｐ偏光の透過率が７０％で反射率が３０％、かつ、Ｓ偏光の反射率が１００％の多層膜を形成するとよい。
【００５６】
このようにして、本参考例では、光記録媒体７からの反射光を、複合機能プリズム２５の面２５ｂで反射させて、検出光学系に導いているので、この反射光が複合機能プリズム２５の内部を通過せず、その結果、光量の低下を防止することができる。
【００５７】
なお、本発明は、光記録媒体として光磁気ディスク以外のもの、例えば、追記型光ディスクを用いた場合でも、同様にして適用することができる。
【００５８】
図１１は、上述した複合機能プリズムを利用した他の光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、この場合、周知の非点収差法を用いてフォーカシング誤差を検出している。
【００５９】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１０３の分離面１０３ａに入射し、この分離面１０３ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１０３の面１０３ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００６０】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１０３の面１０３ｂに入射し、プリズム１０３の内部を進行し、プリズム１０３の分離面１０３ａで反射し、プリズム１０３の内部を進行し、プリズム１０３の他方の面３ｃから出射し、検出光学系に導かれる。したがって、この場合、プリズム１０３が複合機能プリズムに相当する。
【００６１】
この検出光学系では、光記録媒体１０６からの反射光は、集束レンズ１０７により集束されたのち、ビームスプリッタ１０８に入射され、このビームスプリッタ１０８の光分離面１０８ａを透過した一部の光束は、シリンドリカルレンズ１０９を通過した後に４分割受光素子１１０で受光され、また、光分離面１０９ａで反射された他部分の光束は２分割受光素子１１１で受光される。
【００６２】
そして、４分割受光素子１１０の所定の２つの受光面からの受光信号の和の差分に基づいて、フォーカシング誤差信号を形成し、２分割受光素子１１１の２つの受光面の受光信号の差分に基づいてトラッキング誤差信号を形成する。また、４分割受光素子１１０の４つの受光面からの受光信号の総和、あるいは、２分割受光素子１１１の２つの受光面からの受光信号の総和に基づいて、光記録媒体１０６のプリフォーマット領域からの再生信号、または、ユーザ領域に記録されたデータ信号を形成する。
【００６３】
ところで、この場合、プリズム１０３の分離面１０３ａから入射した光束の大部分は、面１０３ｂから出射するが、その光束の一部分がこの面１０３ｂで反射する。ここで、この面１０３ｂに対して、光束が９０度に入射するため、この反射した光束（以下、内面反射光束という）は、図１１に破線で示したように、光記録媒体１０６からの反射光と同じ光路を通って、検出光学系に入射する。
【００６４】
このようにして、内面反射光束が外乱光として、４分割受光素子１１０および２分割受光素子１１１に入射するので、フォーカシング誤差信号やトラッキング誤差信号にオフセット成分が重畳され、その結果、フォーカシングサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に誤差が生じるという不都合を生じていた。
【００６５】
図１２は、かかる不都合を解消できる本発明の別な一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００６６】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２０の分離面１２０ａに入射し、この分離面１２０ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１２０の面１２０ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００６７】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１２０の面１２０ｂに入射し、プリズム１２０の内部を進行し、プリズム１２０の分離面１２０ａで反射し、プリズム１２０の内部を進行し、プリズム１２０の他方の面２０ｃから出射し、検出光学系に導かれる。
【００６８】
ここで、図１３に示すように、プリズム１２０の分離面１２０ａから入射した光束ＬＦａの大部分は、面１２０ｂから出射するが、その光束の一部分がこの面１２０ｂで反射する。
【００６９】
プリズム１２０は、この面１２０ｂに対して、光束ＬＦａが９０度から角度θａだけずれた角度で入射するように、その形状が設定されている。したがって、光束ＬＦａのうち、面１２０ｂで反射した内面反射光束ＬＦｂは、同図に破線で示したように、面１２０ｂに対する入射点Ｐ１で、面１２０ｂの法線と角度２θａの方向に進む。
【００７０】
一方、光記録媒体１０６からの反射光束（以下、信号光束という）は、プリズム１２０の内部では元の光路を通るので、信号光束と内面反射光束ＬＦｂとは、プリズム１２０の内部で異なる光路を通る。
【００７１】
したがって、プリズム１２０の面２０ｃから出射する信号光束と、内面反射光束ＬＦｂは、出射位置が異なるとともに、出射方向が異なる。
【００７２】
これにより、内面反射光束ＬＦｂは、検出光学系には入射せず、この内面反射光束ＬＦｂが原因となって、フォーカシング誤差信号やトラッキング誤差信号にオフセット成分が重畳されることが防止され、その結果、フォーカシングサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を適切に行うことができる。
【００７３】
また、図１２に示した光ピックアップ装置の光学系のうち、半導体レーザ素子１０１、カップリングレンズ１０２、プリズム１２０、集束レンズ１０７、ビームスプリッタ１０８、シリンドリカルレンズ１０９、４分割受光素子１１０、および、２分割受光素子１１１は、光ディスク駆動装置のフレーム部材ＦＬに固定された固定筐体（図示略）に収容され、偏向プリズム１０４、対物レンズ１０５、および、この対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）は、移動する移動筐体（図示略）に収容されている。
【００７４】
そして、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００７５】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００７６】
図１４は、本発明の別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００７７】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２１の分離面１２１ａに入射し、この分離面１２１ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１２１の面１２１ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００７８】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１２１の面１２１ｂに入射し、プリズム１２１の内部を進行し、プリズム１２１の分離面１２１ａで反射し、プリズム１２１の内部を進行し、プリズム１２１の他方の面１２１ｃから出射し、検出光学系に導かれる。
【００７９】
ここで、この参考例では、プリズム１２１の面１２１ｂを出射して偏向プリズム１０４に向かう光束の光軸と、プリズム１２１の面１２１ｃを出射して検出光学系に向かう光束の光軸が９０度をなすように、プリズム１２１の分離面１２１ａ、面１２１ｂ，１２１ｃが、相互になす角度が設定されている。
【００８０】
このようにして、本参考例では、固定筐体と移動筐体が９０度の関係に配置されるため、組立性がよい。
【００８１】
図１５は、本発明の別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００８２】
この参考例では、光記録媒体として、光磁気ディスク１０６’を用いるようにしたものであり、プリズム１２１の面１２１ｃの外側には、１／２波長板１２２が張り付けられている。
【００８３】
これにより、プリズム１２１の面１２１ｃから出射した光束は、１／２波長板１２２を通過してその偏光面が４５゜回転される。
【００８４】
なお、この場合、プリズム１２１の分離面１２１ａとして、Ｐ偏光を一部反射し、Ｓ偏光をほぼ全て反射するような膜を形成すると、光磁気信号のＳ／Ｎをより向上することができる。
【００８５】
図１６は、本発明の別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００８６】
この参考例では、光記録媒体として、追記型光ディスク１０６”を用いるようにしたものであり、プリズム１２１の分離面１２１ａ’は、偏光ビームスプリッタ面に形成されており、また、面１２１ｂの外側には、１／４波長板１２５が張り付けられている。
【００８７】
したがって、半導体レーザ素子１０１から出力された信号光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２１の分離面１２１ａ’にＰ偏光として入射し、このＰ偏光の信号光は、分離面１２１ａ’を透過し、プリズム１２１の内部を進行し、面１２１ｂから出射される。
【００８８】
面１２１ｂから出射された信号光は、１／４波長板１２５を通過し、１／４波長板１２５によって円偏光に変換され、偏向プリズム１０４により偏向され、対物レンズ１０５により集光されて、追記型光ディスク１０６”の記録面に結像される。
【００８９】
追記型光ディスク１０６”からの反射光は、対物レンズ１０５によって略平行光に変換され、偏向プリズム１０４で反射されて、再度、１／４波長板１２５に入射される。それにより、１／４波長板１２５を透過した反射光は、入射光と方位が直交する直線偏光に変換されているので、分離面１２１ａ’でその全光束が反射され、プリズム１２１の内部を進行し、面１２１ｃから出射して、検出光学系に導かれる。
【００９０】
このようにして、本参考例では、信号光の全光束を利用できるようにしている。なお、本参考例では、追記型光ディスクに適用する場合について説明したが、本参考例は、相変化型光ディスクについても、同様にして適用することができる。
【００９１】
図１７は、本発明のまたさらに別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００９２】
この参考例では、光ピックアップ装置の光学系の全ての要素、および、対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）が、同一の移動筐体（図示略）に収容され、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００９３】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００９４】
図１８は、本発明のさらに別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００９５】
この参考例では、光ピックアップ装置の光学系の全ての要素、および、対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）が、同一の移動筐体（図示略）に収容され、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００９６】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１つの光学素子で、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形する機能と、光記録媒体からの反射光を光源光と分離する機能を実現しているので、必要な部品点数が減少し、その結果、装置のコストを大幅に低減できるとともに、装置を小型化することができるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図２】本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図３】図２の複合機能プリズムのビーム整形倍率を説明するための概略図。
【図４】複合機能プリズムの一例を示した概略図。
【図５】本発明のさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図６】図５の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図７】本発明のまたさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図８】図７の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図９】本発明の別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図１０】図９の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図１１】複合機能プリズムを適用した別の光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１２】本発明のさらに別な一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１３】プリズムの詳細な構成を示した概略図。
【図１４】本発明のさらに別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１５】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１６】本発明のまたさらに別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１７】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１８】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１９】光ピックアップ装置の従来例を説明するための概略図。
【図２０】従来の光ピックアップ装置の光学系の要部の他の例を示した概略構成図。
【図２１】光ピックアップ装置の従来構成のさらに他の例を示す装置構成図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形した後に光記録媒体に集光するとともに、前記光記録媒体からの反射光を光源光と分離し、その分離した反射光を所定の検出光学系に導く光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光磁気ディスクなどの光記録媒体にデータを記録／再生／消去するために用いられる光ピックアップ装置には、そのレーザ光源として半導体レーザ素子が用いられている。
【０００３】
一般に、半導体レーザ素子から出力される光束は、その半導体レーザ素子のチップの活性層に平行な方向と垂直な方向とでビームの広がる角度が異なり、したがって、その断面形状が楕円形になる。
【０００４】
楕円形状のレーザビームをそのままの状態で光記録媒体に集束すると、記録密度が低下するなどの不都合を生じるので、ビーム整形素子を用い、半導体レーザ素子から出力される光束の断面形状が、略円形になるようにしている。
【０００５】
図１９は、光ピックアップ装置の光学系の要部の従来例を示している。
【０００６】
同図において、半導体レーザ素子１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２によって平行光に変換され、ビーム整形プリズム３の面３ａに入射し、この面３ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、ビーム整形プリズム３の面３ｂから出射し、ビームスプリッタ４に入射される。
【０００７】
ビームスプリッタ４に入射したレーザ光のうち、ビームスプリッタ４の光分離面４ａを透過した成分は、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【０００８】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、ビームスプリッタ４に入射される。そして、ビームスプリッタ４に入射した反射光のうち、ビームスプリッタ４の光分離面４ａを反射した成分は、検出光学系に導かれる。
【０００９】
この検出光学系では、光記録媒体７からの反射光は、１／２波長板Ｌを透過して、その偏光面が４５°回転され、その状態で集束レンズ８により集束されたのち、偏光ビームスプリッタ９に入射され、この偏光ビームスプリッタ９の光分離面９ａを透過したＰ偏光成分は受光素子１０で受光され、また、光分離面９ａで反射されたＳ偏光成分は受光素子１１で受光される。
【００１０】
また、この場合、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光をビーム整形するビーム整形プリズム３と、光記録媒体７からの反射光を光源光と分離するためのビームスプリッタ４を貼り合わせて、単体の光学素子１２として扱えるようにしている。また、このようにして、光学素子１２を用いることで、組立性が向上する。
【００１１】
図２０は、光ピックアップ装置の従来構成のさらに他の例を示している。
【００１２】
すなわち、この光ピックアップ装置は、半導体レーザ１０１Ａからレーザ光を出射し、その出射光をカップリングレンズ１０２Ａに通して平行光にしている。次いで、ビーム整形プリズム１０３Ａに通して、レーザ光の光束断面を円形にしている。
【００１３】
一般に、半導体レーザの出射光の光束断面は、チップの活性層に平行な方向に狭く、垂直方向に広い楕円形になる。光ディスクに照射するレーザスポットが楕円形になると、種々の不都合が起こるので、レーザ光を円形に整形している。
【００１４】
このように整形したレーザ光を、ビーム分割素子１０４Ａを介して、光ディスク側に導く。そして、図示せぬ対物レンズにより集光して光ディスクに照射する。
【００１５】
また、光ディスクからの反射光を反対の経路でビーム分割素子１０４Ａに戻す。ビーム分割素子１０４Ａは、光ディスクからの反射光を全部あるいは一部透過して光検出系に導く。
【００１６】
図２１は、光ピックアップ装置のまたさらに他の構成例を示している。
【００１７】
この光ピックアップ装置の場合、半導体レーザ１０１Ａから出射したレーザ光を、カップリングレンズ１０５Ａにより平行光にすると同時に、そのレーザ光の光束断面を円形に整形している。すなわち、同図ハッチングは、半導体レーザ１０１Ａが出射する楕円形光束の長軸方向の広がりを示しており、カップリングレンズ１０５Ａは、同方向の直径をその広がりより狭く形成している。これにより、直軸方向の光束外縁部がカットされ、カップリングレンズ１０５Ａを通過した平行光の光束断面が略円形になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来装置には、次のような不都合を生じていた。
【００１９】
図１９の場合、ビーム整形プリズム３と、ビームスプリッタ４とを貼り合わせて光学素子１２を構成するため、必要な光学部品の点数が多くなるという不都合を生じていた。
【００２０】
また、図２０の構成の場合、カップリングレンズ１０２Ａとビーム整形プリズム１０３Ａとビーム分割素子１０４Ａというように、多くの光学部品を必要とするため、装置の製造コストが高くなっていた。
【００２１】
また、図２１の構成の場合、ビーム整形プリズム１０３Ａが不要になるので、部品点数を削減することができる。しかし、楕円形光束を整形するために、長軸方向の光束外縁部をカットするので、半導体レーザ１０１Ａの出射光の利用効率が低下していた。
【００２２】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、コストを低減できるとともに、光学特性が向上した光ピックアップ装置を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形した後に光記録媒体に集光するとともに、前記光記録媒体からの反射光を光源光と分離し、その分離した反射光を所定の検出光学系に導く光ピックアップ装置において、前記光束のビーム整形機能、および、前記反射光を光源光から分離する機能を有する単一の面を備えた単体プリズムからなる複合機能プリズムを備え、前記複合機能プリズムは、底面が直角二等辺三角形をなす角柱状に形成され、その断面の底辺に相当する面が、前記光源光が入射する前記単一の面に設定されており、前記複合機能プリズムの、ビーム整形後の光束を前記光記録媒体側に出射する第１の出射面および前記検出光学系側に出射する第２の出射面は、ぞれぞれ、それらから出射する光束の光軸と直交せず、前記第１の出射面を通過した光束の光軸と、前記第２の出射面を通過した光束の光軸のなす方向が、略９０度をなすようにしたものである。
【００２４】
【作用】
したがって、光束のビーム整形機能および反射光と光源光との分離機能を備えた複合機能プリズムの出射面で反射された光が、半導体レーザ素子に戻ったり、あるいは、検出光学系にフレア光として入射されることが防止される。また、固定筺体と移動筺体が９０度の関係に配置されるので、組立性が良好となる。
【００２５】
【実施例】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１９と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００２７】
同図において、半導体レーザ素子２１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２２によって平行光に変換され、断面が９０度二等辺三角形の三角柱状の複合機能プリズム２３の面２３ａに入射され、この面２３ａで屈折し、この屈折時に、ビーム整形作用を受け、その断面形状が略円形に整形される。ここで、面２３ａは、複合機能プリズム２３の断面の９０度二等辺三角形の底辺に相当する側面である。
【００２８】
そして、ビーム整形後のレーザ光は、複合機能プリズム２３の面２３ｂより出射され、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【００２９】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、まず、複合機能プリズム２３の面２３ｂより複合機能プリズム２３に入射し、面２３ａで反射され、面２３ｂと９０度を挟む他方の面２３ｃより、複合機能プリズム２３から出射され、検出光学系に導かれる。
【００３０】
また、複合機能プリズム２３の面２３ａには、例えば、記録媒体７として、光磁気ディスクを用いる場合には、Ｐ偏光の透過率が７０％で反射率が３０％、かつ、Ｓ偏光の反射率が１００％の多層膜を形成するとよい。
【００３１】
このようにして、本参考例では、１つの複合機能プリズム２３を用いて、半導体レーザ素子２１の出力光束のビーム整形機能、および、光記録媒体７からの反射光と光源光との分離機能を実現しているので、光ピックアップ装置の光学部品の点数を削減でき、その結果、装置コストを低減することができるとともに、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【００３２】
ところで、図１の参考例では、複合機能プリズム２３から偏向プリズム５に向かう光束の光軸と、複合機能プリズム２３から検出光学系に向かう光束の光軸とのなす角が９０度よりも狭い角度であり、このために、光学系のレイアウトの自由度が低減する。
【００３３】
かかる不都合を解消するためには、複合機能プリズム２３のビーム整形倍率が２．０程度である場合、複合機能プリズム２３の材質として、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．３〜１．４程度のガラス材を用いるとよい。この場合、図２に示したように、複合機能プリズム２３から偏向プリズム５に向かう光束の光軸と、複合機能プリズム２３から検出光学系に向かう光束の光軸とのなす角を、略９０度に設定することができる。
【００３４】
なお、図２において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００３５】
また、図３に示すように、この場合、複合機能プリズム２３の面２３ａに対して、半導体レーザ素子２１の出力光束が入射する入射角をａ、面２３ａでの屈折角をｂ、面２３ｂへの光束の入射角をｃ、面２３ｂでの屈折角をｄ、複合機能プリズム２３の屈折率をｎ、および、ビーム整形倍率をｍとすると、これらの間には、次の式（１）〜（３）が成立する。
【００３６】
【数１】
さて、図２の実施例では、複合機能プリズム２３の材質として、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．３〜１．４という特別なガラス材を用いるため（通常のガラス材の屈折率は１．５程度）、この複合機能プリズム２３のコストが高くなる。
【００３８】
そこで、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長に対し、屈折率が１．５程度の通常のガラス材を用いて複合機能プリズム２３を実現するためには、例えば、図４に示すように、複合機能プリズム２３の形状を、断面が鈍角三角形の角柱状に設定するとよい。
【００３９】
このとき、複合機能プリズム２３の面２３ａに対して、半導体レーザ素子２１の出力光束が入射する入射角をａ、面２３ａでの屈折角をｂ、面２３ｂへの光束の入射角をｃ、面２３ｂでの屈折角をｄ、面２３ｃへの光束の入射角をｅ、面２３ｃの屈折角をｆ、面２３ａと面２３ｂとのなす角をα、面２３ａと面２３ｃとのなす角をβ、および、複合機能プリズム２３の屈折率とすると、これらの間には、次の式（４）が成立する。
【００４０】
【数２】
また、かかる複合機能プリズム２３の面２３ｂ，２３ｃがそれぞれ光軸となす角度が９０度ではないため、これらの面で反射された光が、半導体レーザ素子２１に戻ったり、あるいは、検出光学系にフレア光として入射されることを防止することができる。
【００４２】
図５および図６は、本発明の他の実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１および図４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００４３】
この場合、複合機能プリズム２３’で、偏向プリズム５に対してレーザ光を出射する面２３ｂ’が、光軸に対して９０度をなすように、複合機能プリズム２３’の形状が定められている。
【００４４】
また、この場合、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長を７８０（ナノメートル）とし、この波長に対する複合機能プリズム２３’の屈折率を１．５１１とすると、入射角ａの大きさは６９．７゜になり、複合機能プリズム２３’の面２３ａ’と面２３ｂ’のなす角αの大きさは４２．２゜になり、また、面２３ａ’と面２３ｃ’とのなす角βの大きさは２８．６５゜になる。
【００４５】
図７および図８は、本発明のさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１および図４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００４６】
この参考例では、複合機能プリズム２３”は、図４に示した複合機能プリズム２３の断面形状を、面２３ａ”（複合機能プリズム２３の面２３ａに相当する）を底辺とする二等辺三角形に設定したものを形成し、これの光束が通過しない部分を切り取った形状をもつ。したがって、この場合、複合機能プリズム２３’の面２３ａ”と面２３ｂ”のなす角αと面２３ａ”と面２３ｃ”とのなす角βとは等しい。
【００４７】
また、半導体レーザ素子２１が出力するレーザ光の波長を７８０（ナノメートル）とし、この波長に対する複合機能プリズム２３”の屈折率を１．５１１とすると、入射角ａの大きさは７０゜になり、かつ、αおよびβの大きさは２６．０５゜になる。
【００４８】
この場合には、複合機能プリズム２３”の断面形状が二等辺三角形なので、複合機能プリズム２３”の製造コストを低減できる。また、複合機能プリズム２３”の入射光束と出射光束が９０度をなさないので、フレア光の影響を除去することができる。
【００４９】
図９は、本発明の別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００５０】
同図において、半導体レーザ素子２１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２２によって平行光に変換され、三角柱状の複合機能プリズム２５の面２５ａに入射され、この面２５ａで屈折し、この屈折時に、ビーム整形作用を受け、その断面形状が略円形に整形される。
【００５１】
そして、ビーム整形後のレーザ光は、複合機能プリズム２５の面２５ｂより出射され、偏向プリズム５により偏向されて、対物レンズ６に導かれ、対物レンズ６により、光記録媒体７に集束される。
【００５２】
光記録媒体７からの反射光は、対物レンズ６により略平行光に変換された後、偏向プリズム５で反射され、さらに、複合機能プリズム２５の面２５ｂより反射されて、検出光学系に導かれる。
【００５３】
ここで、図１０に示すように、面２５ａに対する入射角をａ、面２５ａと面２５ｂとのなす角をαとすると、次の式（５）の関係が成立する。
【００５４】
【数３】
また、複合機能プリズム２５の面２５ｂには、例えば、記録媒体７として、光磁気ディスクを用いる場合には、Ｐ偏光の透過率が７０％で反射率が３０％、かつ、Ｓ偏光の反射率が１００％の多層膜を形成するとよい。
【００５６】
このようにして、本参考例では、光記録媒体７からの反射光を、複合機能プリズム２５の面２５ｂで反射させて、検出光学系に導いているので、この反射光が複合機能プリズム２５の内部を通過せず、その結果、光量の低下を防止することができる。
【００５７】
なお、本発明は、光記録媒体として光磁気ディスク以外のもの、例えば、追記型光ディスクを用いた場合でも、同様にして適用することができる。
【００５８】
図１１は、上述した複合機能プリズムを利用した他の光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、この場合、周知の非点収差法を用いてフォーカシング誤差を検出している。
【００５９】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１０３の分離面１０３ａに入射し、この分離面１０３ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１０３の面１０３ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００６０】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１０３の面１０３ｂに入射し、プリズム１０３の内部を進行し、プリズム１０３の分離面１０３ａで反射し、プリズム１０３の内部を進行し、プリズム１０３の他方の面３ｃから出射し、検出光学系に導かれる。したがって、この場合、プリズム１０３が複合機能プリズムに相当する。
【００６１】
この検出光学系では、光記録媒体１０６からの反射光は、集束レンズ１０７により集束されたのち、ビームスプリッタ１０８に入射され、このビームスプリッタ１０８の光分離面１０８ａを透過した一部の光束は、シリンドリカルレンズ１０９を通過した後に４分割受光素子１１０で受光され、また、光分離面１０９ａで反射された他部分の光束は２分割受光素子１１１で受光される。
【００６２】
そして、４分割受光素子１１０の所定の２つの受光面からの受光信号の和の差分に基づいて、フォーカシング誤差信号を形成し、２分割受光素子１１１の２つの受光面の受光信号の差分に基づいてトラッキング誤差信号を形成する。また、４分割受光素子１１０の４つの受光面からの受光信号の総和、あるいは、２分割受光素子１１１の２つの受光面からの受光信号の総和に基づいて、光記録媒体１０６のプリフォーマット領域からの再生信号、または、ユーザ領域に記録されたデータ信号を形成する。
【００６３】
ところで、この場合、プリズム１０３の分離面１０３ａから入射した光束の大部分は、面１０３ｂから出射するが、その光束の一部分がこの面１０３ｂで反射する。ここで、この面１０３ｂに対して、光束が９０度に入射するため、この反射した光束（以下、内面反射光束という）は、図１１に破線で示したように、光記録媒体１０６からの反射光と同じ光路を通って、検出光学系に入射する。
【００６４】
このようにして、内面反射光束が外乱光として、４分割受光素子１１０および２分割受光素子１１１に入射するので、フォーカシング誤差信号やトラッキング誤差信号にオフセット成分が重畳され、その結果、フォーカシングサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に誤差が生じるという不都合を生じていた。
【００６５】
図１２は、かかる不都合を解消できる本発明の別な一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００６６】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２０の分離面１２０ａに入射し、この分離面１２０ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１２０の面１２０ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００６７】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１２０の面１２０ｂに入射し、プリズム１２０の内部を進行し、プリズム１２０の分離面１２０ａで反射し、プリズム１２０の内部を進行し、プリズム１２０の他方の面２０ｃから出射し、検出光学系に導かれる。
【００６８】
ここで、図１３に示すように、プリズム１２０の分離面１２０ａから入射した光束ＬＦａの大部分は、面１２０ｂから出射するが、その光束の一部分がこの面１２０ｂで反射する。
【００６９】
プリズム１２０は、この面１２０ｂに対して、光束ＬＦａが９０度から角度θａだけずれた角度で入射するように、その形状が設定されている。したがって、光束ＬＦａのうち、面１２０ｂで反射した内面反射光束ＬＦｂは、同図に破線で示したように、面１２０ｂに対する入射点Ｐ１で、面１２０ｂの法線と角度２θａの方向に進む。
【００７０】
一方、光記録媒体１０６からの反射光束（以下、信号光束という）は、プリズム１２０の内部では元の光路を通るので、信号光束と内面反射光束ＬＦｂとは、プリズム１２０の内部で異なる光路を通る。
【００７１】
したがって、プリズム１２０の面２０ｃから出射する信号光束と、内面反射光束ＬＦｂは、出射位置が異なるとともに、出射方向が異なる。
【００７２】
これにより、内面反射光束ＬＦｂは、検出光学系には入射せず、この内面反射光束ＬＦｂが原因となって、フォーカシング誤差信号やトラッキング誤差信号にオフセット成分が重畳されることが防止され、その結果、フォーカシングサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を適切に行うことができる。
【００７３】
また、図１２に示した光ピックアップ装置の光学系のうち、半導体レーザ素子１０１、カップリングレンズ１０２、プリズム１２０、集束レンズ１０７、ビームスプリッタ１０８、シリンドリカルレンズ１０９、４分割受光素子１１０、および、２分割受光素子１１１は、光ディスク駆動装置のフレーム部材ＦＬに固定された固定筐体（図示略）に収容され、偏向プリズム１０４、対物レンズ１０５、および、この対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）は、移動する移動筐体（図示略）に収容されている。
【００７４】
そして、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００７５】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００７６】
図１４は、本発明の別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００７７】
同図において、半導体レーザ素子１０１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２１の分離面１２１ａに入射し、この分離面１２１ａで屈折されてそのビーム形状が略円形に整形される。そして、ビーム整形後のレーザ光は、プリズム１２１の面１２１ｂから出射し、偏向プリズム１０４により偏向されて、対物レンズ１０５に導かれ、対物レンズ１０５により、光記録媒体１０６に集束される。
【００７８】
光記録媒体１０６からの反射光は、対物レンズ１０５により略平行光に変換された後、偏向プリズム１０４で反射されて、プリズム１２１の面１２１ｂに入射し、プリズム１２１の内部を進行し、プリズム１２１の分離面１２１ａで反射し、プリズム１２１の内部を進行し、プリズム１２１の他方の面１２１ｃから出射し、検出光学系に導かれる。
【００７９】
ここで、この参考例では、プリズム１２１の面１２１ｂを出射して偏向プリズム１０４に向かう光束の光軸と、プリズム１２１の面１２１ｃを出射して検出光学系に向かう光束の光軸が９０度をなすように、プリズム１２１の分離面１２１ａ、面１２１ｂ，１２１ｃが、相互になす角度が設定されている。
【００８０】
このようにして、本参考例では、固定筐体と移動筐体が９０度の関係に配置されるため、組立性がよい。
【００８１】
図１５は、本発明の別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００８２】
この参考例では、光記録媒体として、光磁気ディスク１０６’を用いるようにしたものであり、プリズム１２１の面１２１ｃの外側には、１／２波長板１２２が張り付けられている。
【００８３】
これにより、プリズム１２１の面１２１ｃから出射した光束は、１／２波長板１２２を通過してその偏光面が４５゜回転される。
【００８４】
なお、この場合、プリズム１２１の分離面１２１ａとして、Ｐ偏光を一部反射し、Ｓ偏光をほぼ全て反射するような膜を形成すると、光磁気信号のＳ／Ｎをより向上することができる。
【００８５】
図１６は、本発明の別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００８６】
この参考例では、光記録媒体として、追記型光ディスク１０６”を用いるようにしたものであり、プリズム１２１の分離面１２１ａ’は、偏光ビームスプリッタ面に形成されており、また、面１２１ｂの外側には、１／４波長板１２５が張り付けられている。
【００８７】
したがって、半導体レーザ素子１０１から出力された信号光は、カップリングレンズ１０２によって平行光に変換され、プリズム１２１の分離面１２１ａ’にＰ偏光として入射し、このＰ偏光の信号光は、分離面１２１ａ’を透過し、プリズム１２１の内部を進行し、面１２１ｂから出射される。
【００８８】
面１２１ｂから出射された信号光は、１／４波長板１２５を通過し、１／４波長板１２５によって円偏光に変換され、偏向プリズム１０４により偏向され、対物レンズ１０５により集光されて、追記型光ディスク１０６”の記録面に結像される。
【００８９】
追記型光ディスク１０６”からの反射光は、対物レンズ１０５によって略平行光に変換され、偏向プリズム１０４で反射されて、再度、１／４波長板１２５に入射される。それにより、１／４波長板１２５を透過した反射光は、入射光と方位が直交する直線偏光に変換されているので、分離面１２１ａ’でその全光束が反射され、プリズム１２１の内部を進行し、面１２１ｃから出射して、検出光学系に導かれる。
【００９０】
このようにして、本参考例では、信号光の全光束を利用できるようにしている。なお、本参考例では、追記型光ディスクに適用する場合について説明したが、本参考例は、相変化型光ディスクについても、同様にして適用することができる。
【００９１】
図１７は、本発明のまたさらに別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００９２】
この参考例では、光ピックアップ装置の光学系の全ての要素、および、対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）が、同一の移動筐体（図示略）に収容され、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００９３】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００９４】
図１８は、本発明のさらに別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図において、図１４と同一部分および相当する部分には、同一符号を付している。
【００９５】
この参考例では、光ピックアップ装置の光学系の全ての要素、および、対物レンズ１０５をフォーカシング方向とトラッキング方向に移動する対物レンズ移動機構（図示略）が、同一の移動筐体（図示略）に収容され、この移動筐体は、図示しないシーク機構により、光記録媒体１０６の半径方向に平行なシーク方向Ｒに往復移動される。
【００９６】
ここで、シーク方向Ｒは、フレーム部材ＦＬに平行な方向に一致するように設定されており、これにより、移動筐体が移動する移動範囲が最も小さい状態となり、これにより、光ディスク駆動装置の筐体を小型化することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１つの光学素子で、半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形する機能と、光記録媒体からの反射光を光源光と分離する機能を実現しているので、必要な部品点数が減少し、その結果、装置のコストを大幅に低減できるとともに、装置を小型化することができるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図２】本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図３】図２の複合機能プリズムのビーム整形倍率を説明するための概略図。
【図４】複合機能プリズムの一例を示した概略図。
【図５】本発明のさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図６】図５の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図７】本発明のまたさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図８】図７の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図９】本発明の別な参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略図。
【図１０】図９の複合機能プリズムを説明するための概略図。
【図１１】複合機能プリズムを適用した別の光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１２】本発明のさらに別な一参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１３】プリズムの詳細な構成を示した概略図。
【図１４】本発明のさらに別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１５】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１６】本発明のまたさらに別な他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１７】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１８】本発明のさらに別なさらに他の参考例にかかる光ピックアップ装置の光学系の要部を示した概略構成図。
【図１９】光ピックアップ装置の従来例を説明するための概略図。
【図２０】従来の光ピックアップ装置の光学系の要部の他の例を示した概略構成図。
【図２１】光ピックアップ装置の従来構成のさらに他の例を示す装置構成図である。
Claims (1)
- 半導体レーザ素子から出力された光束を略円形状にビーム整形した後に光記録媒体に集光するとともに、前記光記録媒体からの反射光を光源光と分離し、その分離した反射光を所定の検出光学系に導く光ピックアップ装置において、
前記光束のビーム整形機能、および、前記反射光を光源光から分離する機能を有する単一の面を備えた単体プリズムからなる複合機能プリズムを備え、
前記複合機能プリズムは、底面が直角二等辺三角形をなす角柱状に形成され、その断面の底辺に相当する面が、前記光源光が入射する前記単一の面に設定されており、
前記複合機能プリズムの、ビーム整形後の光束を前記光記録媒体側に出射する第１の出射面および前記検出光学系側に出射する第２の出射面は、ぞれぞれ、それらから出射する光束の光軸と直交せず、
前記第１の出射面を通過した光束の光軸と、前記第２の出射面を通過した光束の光軸のなす方向が、略９０度をなすことを特徴とする光ピックアップ装置。
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