JP3563086B2 - 光学ヘッド - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は光学ヘッドに係り、特にレーザ光を整形する部分の構造に関する。
【0002】
光ディスク装置の光学ヘッドは、一般に、ヘッドベース上に、レーザダイオード、レーザダイオードからの断面楕円形状のレーザ光を円形状に整形する整形プリズム等が組込まれた構成である。
【0003】
この光学ヘッドは、組立作業及び調整作業がし易い構造であることが望ましい。
【0004】
【従来の技術】
図9は従来の1例の光学ヘッド10を示す。
【0005】
光学ヘッド10は、ヘッドベース11に、レーザダイオード12、コリメートレンズ13、整形プリズム14、ビームスプリッタ15、立上げミラー16、対物レンズ17及びビームスプリッタ18が取り付けられた構成である。
【0006】
レーザダイオード12は、長軸の方向をZ軸方向とされた断面楕円形状のレーザ光19を出力する。
【0007】
このレーザ光19が整形プリズム14の入射面20で屈折し、レーザ光19は、ヘッドベース11と平行なX−Y面内で屈曲する。
【0008】
このとき、レーザ光19は、X軸方向に拡大され、断面を円形とされて整形される。20は整形されたレーザ光である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光学ヘッド10は、レーザ光を整形するために、レーザ光を、ヘッドベース11と平行であるX−Y面内において屈折させる構成である。このため、整形プリズム14は、その光軸14aをレーザダイオード12(コリメートレンズ13)の光軸12aに対して、所定の角度α傾けて配置する必要があり、整形プリズム14の矢印25で示すZ軸回りの位置を調整するのに手間がかかっていた。
【0010】
そこで、本発明は、レーザ光をヘッドベースに垂直な面内で屈曲させることによってレーザ光の断面形状を整形する構成とすることにより、整形プリズムの配置の容易化を図った光学ヘッドを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ヘッドベースと、
断面が楕円形状のレーザ光を、その長軸が上記ヘッドベースと平行とされた状態で出力するように上記ヘッドベースに取り付けられたレーザダイオードと、
その光軸を上記レーザダイオードの光軸と一致させて、上記ヘッドベースに取り付けられた複合プリズムとよりなり、
該複合プリズムは、整形プリズムと三角形状プリズムとがビームスプリッタ膜を間に介して接着された構成であり、
該整形プリズムは、
上記レーザダイオードからのレーザ光に対して垂直な面を、上記レーザ光に対して直交し上記ヘッドベースと平行な軸に関して回動されて傾斜しており、上記レーザ光を上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記プリズムの光軸を含んだ面内で屈折させて上記プリズム内に導き入れる入射面を有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜は、
上記ヘッドベースに対して角度θ 2 傾斜しており、該プリズム内に入射したレーザ光を反射させて該プリズムより上記ヘッドベースに対して垂直方向に出射させると共に、ディスクからの反射レーザ光の一部を透過させ、且つ、その裏面より下側からのレーザ光の一部を反射させる構成であり、
上記三角形状プリズムは、
上記ヘッドベースに取り付けられる面に形成してあり、該ヘッドベースと平行であり、上記ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光を上記ビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面と、
上記入射面に対して反対側に位置しており、上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記ミラー面で反射され上記ビームスプリッタ膜で反射されたレーザ光が出射する出射面とを有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜の傾斜角度θ 2 は、
上記整形プリズムの屈折率をn、三角形状プリズムの屈折率をn 2 とすると、n 2 ≠nであって、
n|sinθ 2 |=n 2 |cos3θ 2 |を満足するように定めてあり、
上記複合プリズムは、上記ミラー面が形成してある面をヘッドベースに取り付けてあり、上記出射面から出射したレーザ光が前記レーザダイオードから出力されたレーザ光と平行である構成としたものである。
【0014】
【作用】
請求項1の、プリズムを、その光軸をレーザダイオードの光軸と一致させて取り付ける構成は、プリズムの光軸をレーザダイオードの光軸に対して所定角度斜めにする構成に比べて、プリズムのヘッドベース上への位置決めを容易とするように作用する。プリズムのうちヘッドベースに取り付けられる面に、ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光をビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面を形成してある構成は、プリズムのうちビームスプリッタ膜とこの下側のミラー面との間の部分を利用して、レーザ光をレーザダイオードから出力されたレーザ光と平行とさせて出射させるようにする。
【0017】
【実施例】
図1乃至図3は、本発明の第1実施例になる光学ヘッド30の要部を示す。
【0018】
光学ヘッド30は、レーザ光31がヘッドベース32に垂直であるY−Z面33内を進行し、Y−Z面33内で屈曲せしめられて整形される構成である。
【0019】
レーザダイオード34、コリメートレンズ35、ビームスプリッタ36は、夫々の光軸34a,35a,36aを一致させて、ヘッドベース32上に配置してある。
【0020】
図3に示すように、整形プリズム37は、その光軸37aを上記の光軸34a,35a,36aと一致させて、ヘッドベース32上に配置してある。
【0021】
このため、整形プリズム37を配置する作業は、従来に比べて容易である。
【0022】
整形プリズム37は、底面(取付面)37−1、底面37−1と平行である射出面37−2、射出面37−2に隣接する入射面37−3、及び底面37−1に隣接するミラー面37−4を有する。
【0023】
整形プリズム37の屈折率nは、1.5である。
【0024】
入射面37−3と底面37−1とのなす角度θ1 は、20°、ミラー面37−4と底面37−1とのなす角度θ2 は29.4°である。
【0025】
整形プリズム37は、底面37−1を接着されてヘッドベース32上に固定してある。
【0026】
整形プリズム37がヘッドベース32上に、固定された状態において、入射面37−3は、レーザ光31aに対して垂直である面を、このレーザ光31aに対して直交し且つヘッドベース32と平行である軸に関して所定角度(70°)回動した面である。
【0027】
レーザダイオード34は、断面が楕円形状のレーザ光31を出力する。ここでレーザダイオード34は、図9のレーザダイオード12の取付位置に対して光軸37aに関して90度回動させた状態で取り付けてあり、楕円形状のレーザ光31は、その長軸38がX軸方向(ヘッドベース32の面と平行な方向)とされている。
【0028】
図1及び図2に示すように、レーザ光31は、コリメートレンズ35を通って平行レーザ光31aとされ、ビームスプリッタ36を通った後、整形プリズム37の入射面37−3に入射角θ3 (=90−θ1 =70°)で入射する。
【0029】
こゝで、レーザ光31aは、屈折し、整形プリズム37内に進入する。屈折角θ4 は38.8°である。
【0030】
屈折レーザ光31bは、Y−Z面33内を進行して、ミラー面37−4に向かい、ミラー面37−4に入射して、こゝで反射される。
【0031】
入射角θ5 は29.4°であり、これは角度θ2 と等しい。
【0032】
このため、反射レーザ光31Cは、真上に立ち上り、即ちZ方向に向かい、射出面37−2より出射し、対物レンズ39によりディスク40上に集光される。
【0033】
反射レーザ光31cも、Y−Z面33内を進行する。
【0034】
従って、レーザ光31,31a,31b,31cは、全てY−Z面33内を進行する。
【0035】
また、レーザ光31aの楕円断面は、入射面37−3における屈折によって略Z方向に拡大されて一次的に整形され、ミラー面37−4における反射によってY方向に拡大されて最終的に整形され、略円形の断面とされる。
【0036】
レーザ光31の倍率は、cosθ4 /cosθ3 により決まり、上記実施例では、約2.3倍である。
【0037】
ディスク40からの反射光は、上記と逆の経路を経て戻り、信号検出系へ導かれる。
【0038】
次に、上記光学ヘッド30の特長について説明する。
【0039】
▲1▼ 整形プリズム37の配置の容易性
整形プリズム37は、その光軸37aをレーザダイオード34の光軸34aに対して傾けて配置する必要はなく、レーザダイオード34の光軸34aと一致させて配置すればよい。従って、従来における角度調整は不要となり、整形プリズム37の位置決めは容易である。
【0040】
▲2▼ 収差の低減
整形プリズム37において、入射面37−3及びミラー面37−4は、ヘッドベース32への接着部分より比較的離れている。このため、温度変化が原因で接着部分に発生した応力の影響が入射面37−3及びミラー面37−4に及びにくく、入射面37−3及びミラー面37−4は殆ど変形しない。この結果、レーザ光の収差は従来に比べて低減され、従来に比べてC/N比の高い再生信号を得ることが出来る。
【0041】
▲3▼ 部品点数の削減
整形プリズム37はミラー面37−4を有しており、図9の光学ヘッド10の立上げミラー16の機能も有している。
【0042】
従って、本実施例の光学ヘッド30にあっては、独立した部品としての立上げミラーは有していない。
【0043】
次に、本発明の光学ヘッドの他の実施例について、図4乃至図8を参照して説明する。
【0044】
各図中、図1乃至図3に示す構成部分と対応する部分には、同一符号を付し、その説明は省略する。
【0045】
図4は、本発明の第2実施例の光学ヘッド30Aを示す。
【0046】
50は複合プリズムであり、図1中の整形プリズム37とビームスプリッタ36とを、プリズム51と併せて一体化した構造である。
【0047】
複合プリズム50は、その光軸50aを、レーザダイオード34及びコリメートレンズ35の光軸34a,35aと一致させて配置してある。
【0048】
プリズム51の屈折率はn1 であり、n1 <nの関係としてある。n1 とnとによって、図2中の角度θ4 が決まる関係上、レーザビームの倍率を大きくするためである。
【0049】
また、上記の光学ヘッド30Aにあっては、図1の光学ヘッド30に比べて、部品点数が少ない。
【0050】
図5は本発明の第3実施例の光学ヘッド30Bを示す。
【0051】
60は複合プリズムであり、図6に併せて示すように、整形プリズム61とプリズム62とが、ビームスプリッタ膜63を間に介して接着された構造である。
64は入射面、65は底面である。
【0052】
底面65の一部には、のこぎり歯状の反射型回折格子66が形成してある。
【0053】
複合プリズム60は、底面65のうち回折格子66が形成されていない部分67を接着されて、ヘッドベース32に接着されている。
【0054】
レーザ光31aは、入射面64に入射し、屈折して反射型回折格子66に達し、こゝで回折されて垂直に立上げられる。
【0055】
ディスクから戻ってきたレーザ光は、ビームスプリッタ膜63で反射されて、検出系へ向う。
【0056】
回折格子66に入射したレーザ光を、垂直に立上げるために、回折格子66ののこぎり面67と底面65とのなす角度θ6 は、
θ6 =(90+θ3 −θ4 )/2
に定めてある。
【0057】
ビームの倍率は約4倍であり、第1実施例の場合より大きい。
【0058】
このため、レーザダイオード34として、図1の実施例の場合よりもアスペクト比の大きなものを使用することが可能となる。
【0059】
図7は、本発明の第4実施例の光学ヘッド30Cを示す。
【0060】
整形プリズム37Aは、図2中の整形プリズム37のミラー面37−4を、ビームスプリッタ膜70で置き換えた構造である。
【0061】
レーザ光31aは、入射面37A−3で屈折して整形プリズム37A内に入射し、ビームスプリッタ膜70で真上に反射され、対物レンズ39に入射する。
【0062】
ディスク40からの反射レーザ光はプリズム37A内に入射し、一部のレーザ光は、ビームスプリッタ膜70を透過し屈折して、検出系に向う。
【0063】
図8は、本発明の第5実施例の光学ヘッド30Dを示す。
【0064】
80は複合プリズムであり、図7の整形プリズム37Aと実質上同じ整形プリズム37Bとプリズム81とを一体化した構造である。
【0065】
プリズム81は、三角柱状であり、斜面81−1を整形プリズム37Bのビームスプリッタ膜70上に接着してある。
【0066】
このプリズム81は、底面にミラー面81−2を有し、側面に出射面81−3を有する。
【0067】
複合プリズム80は、整形プリズム37Bの底面37B−2をヘッドベース11に接着させて(ミラー面81−2は非接着である)、固定してある。
【0068】
レーザ光31aは、入射面37B−3で屈折して整形プリズム37B内に入り、ビームスプリッタ膜70で真上に反射され、対物レンズ39に入射する。
【0069】
ディスク40からの反射レーザ光は、プリズム37B内に入射する。
【0070】
一部のレーザ光は、ビームスプリッタ膜70を透過し、屈折してプリズム81内に入射する。
【0071】
このレーザ光は、ミラー面81−2で反射され、ビームスプリッタ膜70に向かい、ビームスプリッタ膜70で反射され、出射面81−3より出射し、レーザ光82はヘッドベース11と平行に進行して検出系(図示せず)に到る。
【0072】
こゝで、ミラー面81−2がヘッドベース11と平行であり、出射面81−3がヘッドベース11に対して垂直である場合に、レーザ光82がヘッドベース11と平行となるためには、プリズム37Bの屈折率をn、プリズム81の屈折率をn2 とすると、ビームスプリッタ膜70の角度θ2 は、
n|sinθ2 |=n2 |cos3θ2 |を満足するように定めればよい。
なお、ミラー面81−2はヘッドベース11に平行である必要はなく、また、出射面81−3はヘッドベース11に対して垂直である必要もない。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、プリズムの位置決めを容易に行うことが出来、然して光学ヘッドの組立てを能率良く行うことが出来、更には、ビームスプリッタを別途設ける必要が無く、その分部品点数を少なくし得、構成を簡単とし得る。また、光学ヘッドの薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の光学ヘッドの要部の斜視図である。
【図2】図1の光学ヘッドの側面図である。
【図3】図1の光学ヘッドの平面図である。
【図4】本発明の第2実施例の光学ヘッドの要部の斜視図である。
【図5】本発明の第3実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図6】図5中、複合プリズムを底面側からみた図である。
【図7】本発明の第4実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図8】本発明の第5実施例の光学ヘッドの要部を示す図である。
【図9】従来の光学ヘッドの1例を示す平面図である。
【符号の説明】
30,30A,30B,30C,30D 光学ヘッド
31 レーザ光
31a 平行レーザ光
31b 屈折レーザ光
31c 反射レーザ光
32 ヘッドベース
33 Y−Z面
34 レーザダイオード
34a,35a,36a,37a,50a 光軸
35 コリメートレンズ
36 ビームスプリッタ
37,61 整形プリズム
37−1 底面(取付面)
37−2 射出面
37−3,64 入射面
37−4,81a ミラー面
38 長軸
39 対物レンズ
40 ディスク
50,60,80 複合プリズム
51,62,81 プリズム
63,70 ビームスプリッタ膜
65 底面
66 反射型回折格子
67 底面のうち反射型回折格子が形成されていない部分
81a 出射面
Claims (1)
- ヘッドベースと、
断面が楕円形状のレーザ光を、その長軸が上記ヘッドベースと平行とされた状態で出力するように上記ヘッドベースに取り付けられたレーザダイオードと、
その光軸を上記レーザダイオードの光軸と一致させて、上記ヘッドベースに取り付けられた複合プリズムとよりなり、
該複合プリズムは、整形プリズムと三角形状プリズムとがビームスプリッタ膜を間に介して接着された構成であり、
該整形プリズムは、
上記レーザダイオードからのレーザ光に対して垂直な面を、上記レーザ光に対して直交し上記ヘッドベースと平行な軸に関して回動されて傾斜しており、上記レーザ光を上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記プリズムの光軸を含んだ面内で屈折させて上記プリズム内に導き入れる入射面を有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜は、
上記ヘッドベースに対して角度θ 2 傾斜しており、該プリズム内に入射したレーザ光を反射させて該プリズムより上記ヘッドベースに対して垂直方向に出射させると共に、ディスクからの反射レーザ光の一部を透過させ、且つ、その裏面より下側からのレーザ光の一部を反射させる構成であり、
上記三角形状プリズムは、
上記ヘッドベースに取り付けられる面に形成してあり、該ヘッドベースと平行であり、上記ビームスプリッタ膜を透過したレーザ光を上記ビームスプリッタ膜の裏面に向けて反射させるミラー面と、
上記入射面に対して反対側に位置しており、上記ヘッドベースに対して垂直であり、上記ミラー面で反射され上記ビームスプリッタ膜で反射されたレーザ光が出射する出射面とを有する構成であり、
上記ビームスプリッタ膜の傾斜角度θ 2 は、
上記整形プリズムの屈折率をn、三角形状プリズムの屈折率をn 2 とすると、n 2 ≠nであって、
n|sinθ 2 |=n 2 |cos3θ 2 |を満足するように定めてあり、
上記複合プリズムは、上記ミラー面が形成してある面をヘッドベースに取り付けてあり、上記出射面から出射したレーザ光が前記レーザダイオードから出力されたレーザ光と平行である構成としたことを特徴とする光学ヘッド。
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JP05614893A JP3563086B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 光学ヘッド |
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JPH06267107A JPH06267107A (ja) | 1994-09-22 |
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JP05614893A Expired - Fee Related JP3563086B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 光学ヘッド |
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JP (1) | JP3563086B2 (ja) |
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1993
- 1993-03-16 JP JP05614893A patent/JP3563086B2/ja not_active Expired - Fee Related
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