JP4995201B2 - 光学ヘッド、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダ - Google Patents

Description

本発明は、互いに波長の異なる複数の光源を備え、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体に対して、光学的に情報の記録又は再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、並びに該光ディスク装置を具備したコンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダに関するものである。

近年、青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度・大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）であるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）を０．８５まで高めた対物レンズとを用いて記録又は再生が行われる、保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクである。

また、同じく波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数０．６５の対物レンズとを用いて記録又は再生が行われる、保護基板厚０．６ｍｍのＨＤ ＤＶＤも実用化がなされている。これらの青紫レーザ光源を用いて記録又は再生が行われる光ディスクを総称して、高密度光ディスクと呼ぶ。

そこで、それぞれ保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して、それぞれ異なる波長のレーザ光を一つの対物レンズを用いて集光させて情報の記録又は再生を行う、互換性を有する光学ヘッドが提案されている。

このような光学ヘッドの構成例を図３８に示す。図３８において、１０１は青紫レーザ光を出射する光源、１０２はビームスプリッタ、１０３はリレーレンズ、１０４はダイクロプリズム、１０５はコリメートレンズ、１０６は対物レンズ、１０７は受光素子、１１１は赤色レーザ光と赤外レーザ光とを出射及び受光する受発光一体素子を示し、これらが光学ヘッド１３０を構成している。また、６０は保護基板厚０．１ｍｍの光ディスクであるＢＤを示す。

ＢＤ６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド１３０の動作について述べる。光源１０１から出射された青紫レーザ光は、ビームスプリッタ１０２で反射され、リレーレンズ１０３を透過して、発散角のより大きな発散光に変換される。さらに、変換された発散光は、ダイクロプリズム１０４で反射された後、コリメートレンズ１０５で略平行光に変換され、対物レンズ１０６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ１０６、コリメートレンズ１０５を透過し、ダイクロプリズム１０４で反射され、リレーレンズ１０３を透過した後、ビームスプリッタ１０２を透過し、受光素子１０７に導かれる。

次に、図３９を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０（又は保護基板厚１．２ｍｍの光ディスクであるＣＤ８０）の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド１３０の動作について述べる。受発光一体素子１１１から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光（又は波長７８５ｎｍの赤外レーザ光）は、ダイクロプリズム１０４を透過し、コリメートレンズ１０５で略平行光に変換され、対物レンズ１０６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０（又はＣＤ８０）の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０（又はＣＤ８０）の情報記録面で反射したレーザ光は、再び対物レンズ１０６、コリメートレンズ１０５、ダイクロプリズム１０４を透過し、受発光一体素子１１１に戻り受光される。

ここで、対物レンズ１０６は、ＢＤ６０を記録又は再生するための青紫レーザ光、ＤＶＤ７０を記録又は再生するための赤色レーザ光、ＣＤ８０を記録又は再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして集光するための回折構造を備えている。

従って、このような光学ヘッド１３０を用いることで、それぞれ異なる種類の光ディスクに対し、それぞれ異なる波長のレーザ光を一つの対物レンズ１０６を用いて集光させて情報の記録又は再生を行うことができる。

ところで、特許文献１には、複数の波長の光源を用いた光学ヘッドにおいて、光学系を簡単な構成とするために、くさび形状のプリズムを用いることが示されている。特許文献１において、波長７８０ｎｍの収束光がプリズムを透過する際に非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）が発生しないよう、平板型のプリズムの入射面と出射面との間に角度をつけることが提案されている。

また、別の従来例として特許文献２に示されたものがある。特許文献２に示された光学ヘッド１３１の概略構成図を図４０に示す。図４０において、１１２は赤色レーザ光（波長６５０ｎｍ）を出射及び受光する第１の受発光一体素子、１１３は赤外レーザ光（波長７８０ｎｍ）を出射及び受光する第２の受発光一体素子、１１４はくさび形プリズム、１１５はコリメートレンズ、１１６は対物レンズを示す。

ここで、対物レンズ１１６は、保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０と保護基板厚１．２ｍｍの光ディスクであるＣＤ８０とに対し、それぞれ赤色レーザ光と赤外レーザ光とを微小な光スポットとして集光することができる。

特許文献２において、くさび形プリズム１１４の入射面と出射面とのなす角（頂角α）と、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の、くさび形プリズム１１４への入射角θ１、θ２等が以下のように規定されている（図４１参照）。

くさび形プリズム１１４の頂角α＝２．０５°
くさび形プリズム１１４の中央部の厚みＴ＝１．５ｍｍ
赤外レーザ光の入射角θ１＝４２．８５°
赤色レーザ光の入射角θ２＝３９°
対物レンズ１１６の開口数ＮＡ＝０．４５
このとき、くさび形プリズム１１４を透過した赤外レーザ光を対物レンズ１１６で収束したときの波面収差は、１５ｍλｒｍｓとなり、光スポットを良好に集光させることができる。

上記の従来の光学ヘッドでは、くさび形プリズム１１４を透過するのは、ＣＤに用いるＮＡの小さい低い赤外レーザ光であり、ＤＶＤに用いるＮＡの大きいレーザ光は、くさび形プリズム１１４で反射されてコリメートレンズ１１５に入射する構成となっている。

一方、ＢＤ等の高密度光ディスクと、ＤＶＤ及びＣＤの記録又は再生を行う３波長互換型の光学ヘッドを構成する場合は、図３８及び図３９に示したように、高密度光ディスクに用いる青紫レーザ光をプリズムで反射させ、一方、ＤＶＤに用いる赤色レーザ光は、ＣＤに用いる赤外レーザ光と共に一体の光源から出射させ、プリズムを透過させて使うことが望ましい。これは、２波長一体型の光源が一般的になっており、コスト的に有利だからである。
特開平１０―２６９６０７号公報 特許第３３０４０５３号公報

しかしながら、ＢＤ等の高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤの記録又は再生を行う３波長互換型の光学ヘッドにくさび形プリズムを用いる場合、より厳しい波面収差性能が要求されるＢＤを記録又は再生するための青紫レーザ光を、くさび形プリズムで反射させて用いることによって、実質的に収差を発生させない構成とすることができるが、ＤＶＤのようにＮＡの大きい光学系の場合は、非点収差だけが最小となるようにくさび形プリズムを設計しても、コマ収差（ｃｏｍａ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）や他の収差が残存し、記録性能又は再生性能に影響を与える。

このコマ収差や他の収差については、特許文献２では何ら考慮されておらず、特許文献２の開示内容をそのまま利用したのでは、ＮＡが大きいＤＶＤの光学系に対してコマ収差や他の収差が残存し、ＢＤ等の高密度光ディスクと、ＤＶＤ及びＣＤの記録又は再生を行う３波長互換型の光学ヘッドに、くさび形プリズムを用いることはできない。

本発明の目的は、開口数の大きい光学系において、保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して異なる波長のレーザ光を集光させ、種々の光ディスクに対して良好な記録性能又は再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現することである。

本発明の一局面に従う光学ヘッドは、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を透過する透過反射部材と、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を第１の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．６０で集光する対物レンズとを備え、前記透過反射部材は、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光が入射する第１面と、前記第１面に対向し、前記第１の波長のレーザ光を出射する第２面とを備え、前記第１面と前記第２面とがなす角度αは、α≠０°を満たし、前記第１の波長のレーザ光が前記透過反射部材を透過する際に生じる３次非点収差及び３次コマ収差は、共に５ｍλ以下である。

上記の構成により、ＮＡ≧０．６０で集光する対物レンズを用いて、保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して異なる波長のレーザ光を集光させることができるので、種々の光ディスクに対して良好な記録性能又は再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

以下、本発明の各実施の形態による光学ヘッド、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、及び光ディスクレコーダについて、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１乃至図３は、本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成図であり、図１は、本発明の実施の形態１の光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図２は、図１に示す光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図３は、図１に示す光学ヘッドを用いてＣＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。また、図４は、図１に示すくさび形ダイクロプリズムの構成を説明するための光学ヘッドの概略構成図である。

図１において、１は青紫レーザ光を出射する光源、２はビームスプリッタ、３はリレーレンズ、４は所定以下の波長の光を反射するくさび形ダイクロプリズム、５はコリメートレンズ、６は対物レンズ、７は青紫レーザ光を受光する受光素子、１１は赤色レーザ光と赤外レーザ光とを出射及び受光する受発光一体素子を示し、これらが光学ヘッド３０を構成している。

受発光一体素子１１において、赤色レーザ光と赤外レーザ光とを出射する光源の発光点は、略一致しているものとする。また、６０は保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤを示す。

まず、ＢＤ６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３０の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、ビームスプリッタ２で反射され、リレーレンズ３を透過して、ＮＡの異なる発散光に変換される。変換される発散光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５を透過し、くさび形ダイクロプリズム４で反射され、リレーレンズ３とビームスプリッタ２を透過して、受光素子７に導かれる。

次に、図２を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合及び図３を用いて保護基板厚１．２ｍｍの光ディスクであるＣＤ８０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド３０の動作について述べる。

図２において、受発光一体素子１１から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、受発光一体素子１１に戻り受光される。

同様に図３において、受発光一体素子１１から出射された波長７８５ｎｍの赤外レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＣＤ８０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＣＤ８０の情報記録面で反射したレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、受発光一体素子１１に戻り受光される。

ここで、対物レンズ６は、ＢＤ６０を記録又は再生するための青紫レーザ光、ＤＶＤ７０を記録又は再生するための赤色レーザ光、ＣＤ８０を記録又は再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして集光するための回折構造を備えている。なお、対物レンズ６の焦点距離ｆｏｌを２．３ｍｍ、コリメートレンズ５の焦点距離ｆｃｌを１６．１ｍｍとすると、焦点距離ｆｏｌと焦点距離ｆｃｌとの比である光学倍率βは７．０となる。

次に、くさび形ダイクロプリズム４について図４を用いて詳細に説明する。受発光一体素子１１から出射された赤色レーザ光と赤外レーザ光とは、発散光であるため、光軸に対して傾斜した平行平板を通過する際に非点収差が発生し、対物レンズ６によって集光された光ディスク上の光スポットは、十分な収束性能が得られない。例えば、上記の光学系において、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４の代わりに、厚み２．０ｍｍの平行平板に赤色レーザ光を４５°で入射させた場合、その光をＤＶＤ７０上に収束すると、約５００ｍλの３次非点収差と約３０ｍλの３次コマ収差が発生する。

本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４は、図４に示すように、入射面４ａと出射面４ｂとの間に所定の角度（頂角α）を設け、その頂角αとくさび形ダイクロプリズム４へのそれぞれのレーザ光の入射角（θ１、θ２）とを所定の角度に規定することでこの問題を解決し、くさび形ダイクロプリズム４を透過する発散光の３次非点収差と３次コマ収差とを補正する。なお、レーザ光の入射角は、レーザ光の光軸とレーザ光が入射する面（例えば、入射面４ａ又は出射面４ｂ）の法線とがなす角であり、レーザ光の出射角は、出射されるレーザ光の光軸とレーザ光が出射される面（例えば、出射面４ｂ）の法線とがなす角である。

一例として、
くさび形ダイクロプリズム４の頂角α＝０．８９°
くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚みＴ＝１．５ｍｍ
赤色レーザ光の入射角θ１＝４２．２４°
赤色レーザ光の出射角（青紫レーザ光の入射角）θ２＝４０．６２°
対物レンズ６の開口数ＮＡ＝０．６０
くさび形ダイクロプリズム４の硝材：ＢＫ７
とすると、くさび形ダイクロプリズム４を透過した赤色レーザ光を、コリメートレンズ５及び対物レンズ６で収束したときの３次非点収差と３次コマ収差とは共に、略ゼロとなる。

図５は、中央部の厚みＴ＝１．５ｍｍのくさび形ダイクロプリズム４において、入射角θ２を変化させた場合に、３次非点収差（ＡＳ３）と３次コマ収差（ＣＭ３）とがそれぞれ最小（略ゼロ）となる頂角αの値をプロットしたものである。入射角θ２＝０°、頂角α＝０°のときに、３次非点収差と３次コマ収差とは当然ゼロであるが、入射角θ２を大きくしていくと、入射角θ２＝４１°の近傍で、再び頂角αが約０．９°で一致する。これは、３次非点収差と３次コマ収差とが同時に略ゼロとなる点が、入射角θ２≒４１°、頂角α≒０．９°に存在し、入射角θ２＝０°以外では、ここ１点しかないことを示している。すなわち、このようにくさび形ダイクロプリズム４を設計することで、３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にすることが可能である。

ここで、上記した従来の課題を解決するために、本願発明者らは、開口数ＮＡ≧０．６０の光学系を用いて、ＤＶＤを記録又は再生するための赤色レーザ光にくさび形ダイクロプリズムを透過させ、さらに、より厳しい波面収差性能が要求されるＢＤを記録又は再生するための青紫レーザ光をくさび形ダイクロプリズムで反射させる場合の収差について鋭意検討を行い、この場合に、非点収差だけでなく、コマ収差も影響し、さらに、３軸対称収差が大きく影響することを見出し、本発明を完成するに至った。

このため、上述のように、３次非点収差と３次コマ収差を最小（略ゼロ）にした場合でも、他の高次収差、主に３軸対称収差（ｔｒｅｆｏｉｌ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）は残存する。一方、光学ヘッド、主として対物レンズ６において発生する収差は球面収差、非点収差、コマ収差であるので、それ以外の収差が発生しても、トータルの波面収差（ＲＭＳ）への影響は小さい。

例えば、対物レンズ６に求められる３次非点収差と３次コマ収差との仕様は、各種マージンを考慮し、概ね２０〜３０ｍλ程度とされている。従って、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４で発生する３次非点収差と３次コマ収差とを略ゼロにし、さらに、残存する３軸対称収差を１５ｍλ以下程度にできれば、従来の光学ヘッドに対して余分なマージンを見込む必要が、実質的にはない。

具体的に数値で示すと、例えば、３次非点収差が２５ｍλ、３次コマ収差が２５ｍλの場合、トータルの波面収差は３５．４ｍλ（ＲＭＳ）であるが、これに３軸対称収差が１５ｍλ加えられても、トータルの波面収差は３８．４ｍλ程度である。

ただし、実際の光学ヘッドにおいては、くさび形ダイクロプリズム４で発生する３次非点収差と３次コマ収差とを略ゼロに設計しても、各光学部品等の形状誤差や取り付け誤差等により、３次非点収差及び３次コマ収差が、それぞれ５ｍλ程度発生する場合があり、同様に、３軸対称収差を１５ｍλ以下に設計しても、さらに５ｍλ程度の収差が発生する場合がある。

このため、頂角αがα≠０°を満たす場合、ＤＶＤを記録又は再生するための赤色レーザ光がくさび形ダイクロプリズム４を透過する際に生じる３次非点収差及び３次コマ収差は、５ｍλ以下であることが好ましく、１ｍλ以下であることがより好ましく、略ゼロであることがさらに好ましい。同様に、ＤＶＤを記録又は再生するための赤色レーザ光がくさび形ダイクロプリズム４を透過する際に生じる３軸対称収差は、２０ｍλ以下であることが好ましく、１５ｍλ以下であることがより好ましい。

ここで、残存する３軸対称収差は、光学倍率βに依存する。すなわち、光学倍率βが大きくなり、くさび形ダイクロプリズム４へ入射するレーザ光の発散角が小さくなるほど、残存する３軸対称収差は小さくなる。

また、一般的に、ＤＶＤの記録又は再生を行う際の、タンジェンシャル方向（ディスク接線方向）のリム強度は６０％程度必要であるとされている。対物レンズのＮＡを０．６０、受発光一体素子内の赤色半導体レーザの垂直方向の拡がり角を１６．０°とすると、リム強度を６０％確保するためには、光学倍率βが５．０以上必要となる。換言すれば、光学倍率βが５．０よりも小さくなると、半導体レーザを光軸周りにどのように回転させても、リム強度６０％を確保できない。半導体レーザの拡がり角にはばらつきがあるため、実質的に、光学倍率βが５．０より小さい光学系は考慮する必要がないと言える。

一方、赤色半導体レーザの垂直方向の拡がり角を１６．０度、水平方向の拡がり角を９．０度とすると、光学倍率βを７．０以上とすることで、半導体レーザを光軸周りにどのように回転させても（０°から４５°の範囲において）リム強度を６０％確保できる。

ところで、光学倍率βが大きくなると、逆に光利用効率は低下するが、例えば、対物レンズの焦点距離が小さい場合は、光学倍率βを大きくすることで光学系全体を大きくし、組立や調整を容易にすることが考えられる。

また、光学倍率βが大きくなるほど、くさび形ダイクロプリズムで発生する３次コマ収差も小さくなる。光学倍率βが１２．０を超えると、例えば、図６に示すような、入射角θ２＝４５°、中央部の厚さＴ＝２．０ｍｍのくさび形ダイクロプリズム４’で残存する３次コマ収差が１ｍλ以下となる。従って、３次非点収差と３次コマ収差との両方を補正する、本発明のくさび形ダイクロプリズムを適用する必要はなくなる。

以上より、ＤＶＤの記録又は再生を行う光学ヘッドに適用可能な本発明のくさび形ダイクロプリズムは、光学倍率βが５．０〜１２．０となる範囲を考慮すればよい。

次に、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４の形状について詳細に説明する。図７は、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４において、光学倍率βを横軸にとり、３軸対称収差が１５ｍλとなるくさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚さＴをプロットした図である。図７より、光学倍率βが大きくなるにつれて、３軸対称収差が１５ｍλとなるプリズム中央部の厚さＴが大きくなることがわかる。

図８は、同じ光学倍率の光学系において、くさび形ダイクロプリズム中央部の厚さＴが小さい場合（ａ）と大きい場合（ｂ）との、レーザ光の光路を示す模式図である。図８より明らかなように、プリズムの中央部の厚さＴが大きくなるにつれて、くさび形ダイクロプリズム４の入射面及び出射面の必要幅Ｄが大きくなり、くさび形ダイクロプリズム４は急激に大きくなっていく。

さらに、例えば、くさび形ダイクロプリズム４の入射面の幅を２．０ｍｍとし、プリズム取付面が５０μｍの形状誤差を持っていると仮定すると、図９に示すように、くさび形ダイクロプリズム４は約１．５°回転し、発光点の位置ずれδが発生する。発光点位置ずれδは、対物レンズ６に対する入射光軸傾きや光検出器（受発光一体素子１１）の調整範囲の拡大等となるので、抑制する必要がある。

図１０は、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚さＴを横軸にとり、縦軸にくさび形ダイクロプリズムが１．５°回転した場合の発光点位置ずれδをプロットした図である。図１０より、プリズムの中央部の厚さＴに比例して発光点位置ずれδが大きくなり、プリズム中央部の厚さＴが３．５ｍｍを超えると、光源すなわち受発光一体素子１１の機械的な取り付け誤差として見積もられる５０μｍよりも、発光点位置ずれδが大きくなり、従来の光学ヘッドと比較して発光点位置ずれδが非常に大きくなる。

ここで、くさび形ダイクロプリズム４の入射面の幅を２．０ｍｍとした根拠を以下に示す。くさび形ダイクロプリズム４は、２つの光路（一方が透過、他方が反射）を合成しなければならないため、例えば、図２の光源１と受発光一体素子１１とが干渉しないよう、光源１や受発光一体素子１１に対して、所定の距離だけ離した位置に配置しなければならず、必要有効径はあまり小さくならない。また、素子のエッジの「カケ」などを考慮すると、くさび形ダイクロプリズム４の必要有効径（レーザ光が透過又は反射する領域）に対し、その外形は一回り大きくなる。さらに、くさび形ダイクロプリズム４は、光学基台（各光学素子を取り付けるための基台、図示省略）内に所定の角度で配置しなければならないが、素子が小さすぎると、ハンドリング（素子の取り扱い）が非常に困難となる。上記３点を考慮し、最小サイズを２．０ｍｍと見積もっている。

次に、機械的な誤差を５０μｍとした根拠を以下に示す。工作精度の寸法許容差の目安として、ＪＩＳ Ｂ ０４０５に、「寸法が０．５ｍｍ〜６．０ｍｍの場合、普通公差は±０．０５ｍｍ）」と規定されている。従って、特に寸法許容差を指定しない場合、くさび形ダイクロプリズム４の取り付け面の形状誤差と、光源の取り付け面の形状誤差（＝光源の取付け位置誤差）とは、それぞれ最大５０μｍ生じる可能性がある。

このように、上記のくさび形ダイクロプリズム４の入射面の幅及び光源の機械的な誤差のワースト条件で、最大１．５°だけくさび形ダイクロプリズム４の回転が生じ、回転によって生じる発光点位置ずれδが、光源の取り付け面の形状誤差５０μｍよりも小さくなる条件が、Ｔ＝３．５ｍｍ以下となる。

以上より、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚さＴは、図７に示したように、光学倍率βが５．０〜１２．０となる範囲に対して、最大でも３軸対称収差が１５ｍλ以下となる１０．０ｍｍ以下でなければならず、さらに、発光点位置ずれの観点からは、図１１に示すように、３．５ｍｍ以下であることが好ましく、光学倍率βが５．０〜１２．０となる範囲に対して、図１１に示す斜線領域内に入ることが好ましい。なお、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚さＴが小さいほど、残存する３軸対称収差もより小さくなり、さらにプリズム自身の小型化によりコストを削減することができる。

また、光学倍率βを７．０以上とした場合、リム強度を６０％以上確保できるので、この場合、３軸対称収差を１５ｍλ以下にするために、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚さＴは、２．１ｍｍ以下であることがより好ましい。

次に、頂角αの範囲について詳細に説明する。図１２は、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４において、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、プリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの頂角αをプロットした図である。図１２より明らかなように、プリズム中央部の厚さＴが小さくなるにつれて、頂角αはゼロに近づいていく。プリズム中央部の厚さＴがゼロとなることは現実的にあり得ないが、頂角αの下限がゼロであることが読みとれる。

また、頂角αは、光学倍率βとプリズム中央部の厚さＴとを決定することにより一意に決定される。図１３は、横軸に光学倍率βをとり、縦軸に頂角αをとり、（１）は３軸対称収差が１５ｍλ以下となるプリズム中央部の厚さＴのときの頂角αと光学倍率βとの関係をプロットしたものであり、（２）はプリズム中央部の厚さＴ＝３．５ｍｍのときの頂角αと光学倍率βとの関係をプロットしたものである。

３軸対称収差１５ｍλ以下とするために、頂角αは、図１３の実線で示した（Ａ）の範囲でなければならないが、さらにプリズム中央部の厚さＴが３．５ｍｍ以下である、破線で示した（Ｂ）の範囲内であることが好ましい。すなわち、頂角αは、少なくとも、α≦３．４０の範囲でなければならず、さらに、α≦１．７０の範囲であることがより好ましい。

次に、入射角θ２の範囲について詳細に説明する。図１４は、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４において、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、プリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの入射角θ２をプロットした図である。図１４より明らかなように、プリズム中央部の厚さＴが小さくなるにつれて、入射角θ２は大きくなり、プリズム中央部の厚さＴがゼロとなることは現実的にあり得ないが、光学倍率βが１２．０のときに最大値４１．５３°となり、それ以上の値は取り得ないことが推定される。

また、入射角θ２は、光学倍率βとプリズム中央部の厚さＴとを決定することにより一意に決定される。図１５は、横軸に光学倍率βをとり、縦軸に入射角θ２をとり、（１）は３軸対称収差が１５ｍλ以下となるプリズム中央部の厚さＴのときの入射角θ２と光学倍率βとの関係をプロットしたものであり、（２）はプリズム中央部の厚さＴ＝３．５ｍｍのときの入射角θ２と光学倍率βとの関係をプロットしたものであり、（３）はプリズム中央部の厚さＴが略０ｍｍのときの入射角θ２と光学倍率βとの関係をプロットしたものである。

３軸対称収差１５ｍλ以下とするために、入射角θ２は、図１５の実線で示した（Ａ）の範囲でなければならないが、さらにプリズム中央部の厚さＴが３．５ｍｍ以下である、破線で示した（Ｂ）の範囲内であることが好ましい。すなわち、入射角θ２は、少なくとも、３８．２２°≦θ２≦４１．５３°の範囲でなければならず、さらに、３９．９０°≦θ２≦４１．５３°の範囲であることがより好ましい。

次に、入射角θ１の範囲について詳細に説明する。図１６は、本実施の形態のくさび形ダイクロプリズム４において、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、プリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの入射角θ１をプロットした図である。図１６より明らかなように、プリズム中央部の厚さＴが小さくなるにつれて、入射角θ１は小さくなり、プリズム中央部の厚さＴがゼロとなることは現実的にあり得ないが、光学倍率βが５．０のときに最小値４１．４４°となり、それ以下の値は取り得ないことが推定される。

また、入射角θ１は、光学倍率βとプリズム中央部の厚さＴとを決定することにより一意に決定される。図１７は、横軸に光学倍率βをとり、縦軸に入射角θ１をとり、（１）は３軸対称収差が１５ｍλ以下となるプリズム中央部の厚さＴのときの入射角θ１と光学倍率βとの関係をプロットしたものであり、（２）はプリズム中央部の厚さＴ＝３．５ｍｍのときの入射角θ１と光学倍率βとの関係をプロットしたものであり、（３）はプリズム中央部の厚さＴが略０ｍｍのときの入射角θ１と光学倍率βとの関係をプロットしたものである。

３軸対称収差１５ｍλ以下とするために、入射角θ１は、図１７の実線で示した（Ａ）の範囲でなければならないが、さらにプリズム中央部の厚さＴが３．５ｍｍ以下である、破線で示した（Ｂ）の範囲内であることが好ましい。すなわち、入射角θ１は、少なくとも、４１．４４°≦θ１≦４４．３９°の範囲でなければならず、さらに、４１．４４°≦θ１≦４２．９４°の範囲であることがより好ましい。

なお、上記の計算は、くさび形ダイクロプリズム４の硝材の屈折率ｎｄを１．５１４（ＢＫ７の赤色波長での屈折率）として算出したが、屈折率ｎｄが、１．４５≦ｎｄ≦１．９０の範囲であれば、プリズム中央部の厚さＴ、頂角α、入射角θ１及びθ２は、上記とほぼ同等の範囲を取りうる。

このように、本実施の形態では、くさび形ダイクロプリズム４の頂角α、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚みＴ、入射角θ１、及び入射角θ２を上記のように設定することにより、赤外レーザ光についても、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、受発光一体素子１１の同一の発光点から、ＤＶＤ７０を記録又は再生するための赤色レーザ光に加え、ＣＤ８０を記録又は再生するための赤外レーザ光が出射され、くさび形ダイクロプリズム４を透過する際に非点収差が補正される。ここで、赤色レーザ光と赤外レーザ光との波長の差によって、補正される３次非点収差に差が生じるが、対物レンズで集光されるスポットに残存する３次非点収差は２ｍλ程度、コマ収差や高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差も抑制することができ、実質的に問題ない。

また、本実施の形態において、光源１から波長４０５ｎｍの青紫レーザ光を出射し、別の受発光一体素子１１から波長６５５ｎｍの赤色レーザ光と波長７８５ｎｍの赤外レーザ光とを出射する構成としているが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の光源を別体としてそれぞれ異なる位置に配置し、ビームスプリッタ等を用いて光軸を一致させるような構成としてもよい。

また、受発光一体素子１１から波長６５５ｎｍの赤色レーザ光のみが出射され、ＢＤ６０とＤＶＤ７０のみ記録又は再生可能な光学ヘッドにも、本発明を適用可能であることは明らかである。

その時、図２に示すように、ＤＶＤ７０で反射した赤色レーザ光にくさび形ダイクロプリズム４を透過させて、受発光一体素子１１で受光することも可能であるし、あるいは、ＤＶＤ７０で反射した赤色レーザ光をくさび形ダイクロプリズム４で反射させて、青色レーザ光を受光する受光素子７で赤色レーザ光も受光することも可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明の別の実施の形態について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１８は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図１９は、図１８に示す受発光一体素子の概略構成図である。図１８において、図１〜図４と共通の構成要素については図１〜図４と同一の符号を付して説明を省略する。

光学ヘッド３１において、２１は赤色レーザ光と赤外レーザ光とを出射及び受光する受発光一体素子を示し、受発光一体素子２１内の赤色レーザ光を出射する発光点２１ａと、赤外レーザ光を出射する発光点２１ｂとは、所定の間隔δをおいて配置されている。

受発光一体素子２１は、モノリシック２波長レーザを備えている。モノリシック２波長レーザは、図１９に示すように、サブマウント８２上に例えばＧａＡｓ基板８１を形成した構造となっており、赤色レーザ光８５と赤外レーザ光８６とが一つのレーザチップから出射される。２波長レーザは、図１９に示したようなモノリシックタイプ以外に、レーザチップを２つ並べたハイブリッドタイプもあるが、どちらも一般的には赤色レーザ光８５の発光点２１ａと赤外レーザ光８６の発光点２１ｂとを一致させることはできない。

ここで、本実施の形態の受発光一体素子２１において、赤色レーザ光８５の発光点２１ａと赤外レーザ光８６の発光点２１ｂとの間隔δが１００μｍであるとする。この場合、例えば、図１８の光学ヘッド３１を、図２の光学ヘッド３０と同様にＤＶＤ７０を記録又は再生する場合の光スポットの波面収差が最小となるよう、赤色レーザ光８５の発光点２１ａの位置を決定した場合、赤色レーザ光８５については、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

一方、赤外レーザ光８６は、赤色レーザ光８５とは異なる光軸を通ってくさび形ダイクロプリズム４に入射するため、赤外レーザ光８６が赤色レーザ光８５と同じ光軸を通ってくさび形ダイクロプリズム４に入射した場合（実施の形態１）とは異なる収差が発生するが、実施の形態１と同様に、くさび形ダイクロプリズム４の頂角α、くさび形ダイクロプリズム４の中央部の厚みＴ、入射角θ１、及び入射角θ２を設定することにより、赤外レーザ光８６についても、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

また、本実施の形態では、図１９のような２波長レーザを図１８に示したような配置で用いているので、くさび形ダイクロプリズム４にはＰ偏光でレーザ光が入射する。このように、くさび形ダイクロプリズム４にＰ偏光でレーザ光を透過させることで、くさび形ダイクロプリズム４の膜設計が比較的容易になるというメリットもある。

（実施の形態３）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２０を用いて説明する。図２０は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。図２０において、図１〜図４及び図１８と共通の構成要素については図１〜図４及び図１８と同一の符号を付して説明を省略する。

光学ヘッド３２は、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０、又はＣＤ８０の情報トラック４０に対して、光学系が約４５°回転した状態で配置されている。すなわち、光源１又は受発光一体素子２１から出射された各レーザ光は、ミラー８によって、それぞれに対応したＢＤ６０、ＤＶＤ７０、又はＣＤ８０に対して垂直な方向へ折り曲げられ、ミラー８へ入射するレーザ光の光軸は、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０、又はＣＤ８０の情報トラック４０の方向と約４５°の角度をなしている。

このような光学配置とすることで、平板型ビームスプリッタ４２を用いて、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０、又はＣＤ８０で反射されたレーザ光に、情報トラック４０による回折パターンに対して約４５°傾斜した非点収差を与えることができるため、非点収差法によるフォーカスエラー信号を得るのに適している。また、図２０のような配置にすることで、ファーフィールドパターンが情報トラック４０に対して約４５°回転したスポットとなるため、ビーム整形素子等の手段を用いることなく、半径方向と接線方向とのリム強度を上げることが可能となり、さらに、光学ヘッド３２自身をコンパクトに構成することもできる。

なお、上記の実施の形態１〜３において、対物レンズ６は、青紫レーザ光、赤色レーザ光、赤外レーザ光を、それぞれＢＤ６０、ＤＶＤ７０、ＣＤ８０の情報記録面に集光させるための回折構造を備えた対物レンズとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されず、複数の硝材の波長分散特性を利用した屈折型の対物レンズや、回折型／屈折型のレンズを複数組み合わせた組レンズであってもよいことは明らかである。

また、上記の実施の形態１〜３において、コリメートレンズ５は、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０、ＣＤ８０の情報記録面に集光させる際の球面収差を最適化したり、作動距離を大きくするため、対物レンズ６に入射する光束を、平行光に対してやや収束光あるいは発散光とするために、光軸方向に移動可能としてもよい。このようなコリメートレンズについては本発明の内容とは実質的に関係がないため詳述しないが、このようなコリメートレンズを備えた光学ヘッドにも、本発明を適用できることは明らかである。

また、以上の実施の形態１〜３において、受光素子７は、光源１とは異なる位置に配置されているが、光源１と受光素子７とを同じ位置に配置した受発光一体素子とした構成でもよい。また、受発光一体素子１１あるいは受発光一体素子２１で赤色レーザ光と赤外レーザ光との両方を受光しているが、赤色レーザ光と赤外レーザ光とをそれぞれ別の受光素子で受光してもよい。

さらに、図２１に示すように、受発光一体素子１１あるいは受発光一体素子２１の代わりに、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を出射する２波長光源２２を用い、光ディスクで反射した赤色レーザ光及び赤外レーザ光をくさび形ダイクロプリズム４で反射し、青紫レーザ光と共に受光素子１７で受光するような、光学ヘッド３３にも本発明は適用可能である。

また、実施の形態１〜３において、ＢＤ６０を記録又は再生する際に波長４０５ｎｍのレーザ光を用い、ＤＶＤ７０を記録又は再生する際に波長６５５ｎｍのレーザ光を用い、ＣＤ８０を記録又は再生する際に波長７８５ｎｍのレーザ光を用いる場合について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光、波長６００〜７００ｎｍのレーザ光、波長７５０〜８５０ｎｍのレーザ光の３つの波長のレーザ光を用いて、３種類の光ディスクに対してそれぞれ記録又は再生を行う光学ヘッドに広く適用可能であることは明らかである。

以上、上記の各実施の形態の光学ヘッド３０〜３３は、青紫レーザ光、赤色レーザ光、赤外レーザ光の３波長の光源と、それらに対応する光ディスクの記録再生に対して、それぞれ良好な光学性能を有しており、例えばＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光ディスクに対して、良好に記録又は再生を行なうことができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２２を用いて説明する。図２２は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。光学ヘッド３４は、ＤＶＤ７０を記録又は再生可能な光学ヘッドであり、光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム１４を透過し、コリメートレンズ１５で略平行光に変換され、対物レンズ１６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして開口数ＮＡ≧０．６０で集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ１６及びコリメートレンズ１５を透過し、くさび形ダイクロプリズム１４で反射され、光源２３とは異なる位置に配置された受光素子２７で受光される。

くさび形ダイクロプリズム１４は、実施の形態１から実施の形態３で示したくさび形ダイクロプリズム４と同じ形状であるから、対物レンズ１６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差を最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

以上のように本発明は、３つの波長のレーザ光を用いて、３種類の光ディスクに対してそれぞれ記録又は再生を行う光学ヘッドに限らず、本実施の形態に示すような、短波長のレーザ光を、ＮＡ≧０．６０の高い開口数で集光させる対物レンズ１６を備えた光学ヘッド３４にも適用可能である。

また、例えば、光源２３から波長６５５ｎｍの赤色レーザ光と、波長７８５ｎｍの赤外レーザ光とを出射し、ＤＶＤ７０とＣＤ８０とを記録又は再生可能な光学ヘッドについても、本発明の適用範囲であることは言うまでもない。

（実施の形態５）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２３を用いて説明する。図２３は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。光学ヘッド３５は、ＤＶＤ７０に光を集光する光学ヘッドであり、光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム１４を透過し、対物レンズ１６によって保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして開口数ＮＡ≧０．６０で集光される。

くさび形ダイクロプリズム１４は、実施の形態４と同様に、実施の形態１から実施の形態３で示したくさび形ダイクロプリズム４と同じ形状であるから、対物レンズ１６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２４及び図２５を用いて説明する。図２４及び図２５は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図２４は、本実施の形態の光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図２５は、図２４に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。

図２４において、２３は赤色レーザ光を出射する光源、１は青紫レーザ光を出射する光源、４は所定以下の波長の光を反射するくさび形ダイクロプリズム、９はビームスプリッタ、５はコリメートレンズ、６は対物レンズ、７は赤色レーザ光及び青紫レーザ光を受光する受光素子を示し、これらが光学ヘッド３６を構成している。ここで、対物レンズ６は、ＢＤ６０を記録又は再生するための青紫レーザ光、ＤＶＤ７０を記録又は再生するための赤色レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして集光するための回折構造を備えている。

保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド３６の動作について述べる。光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４及びビームスプリッタ９を透過し、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５を透過し、ビームスプリッタ９の透過反射面（図中の対角線で示す面）で反射され、受光素子７に導かれる。

次に、図２５を用いて保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤ６０に対して情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３６の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射された後、ビームスプリッタ９を透過し、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５を透過し、ビームスプリッタ９の透過反射面で反射され、受光素子７に導かれる。

本実施の形態のように、くさび形ダイクロプリズム４とコリメートレンズ５との間にビームスプリッタ９を備える光学ヘッド３６においても、くさび形ダイクロプリズム４は、実施の形態１から実施の形態３で示したものと同じ形状であるから、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

（実施の形態７）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２６及び図２７を用いて説明する。図２６及び図２７は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図２６は、本実施の形態の光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図２７は、図２６に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。本実施の形態における光学ヘッドと図２４及び図２５に示す光学ヘッドとで異なる点は、光源からの光を透過するビームスプリッタ９に代えて光源からの光を反射するビームスプリッタ９’を用いている点であり、図２６及び図２７において、図２４及び図２５と共通の構成要素については図２４及び図２５と同一の符号を付して説明を省略する。

まず、図２６を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド３７の動作について述べる。光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、ビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５、及びビームスプリッタ９’の透過反射面を透過し、受光素子７に導かれる。

次に、図２７を用いて保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤ６０に対して情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３７の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射され、さらにビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５、及びビームスプリッタ９’の透過反射面を透過し、受光素子７に導かれる。

本実施の形態のように、光源からの光を反射するビームスプリッタ９’を備える光学ヘッド３７においても、くさび形ダイクロプリズム４は、実施の形態１から実施の形態３で示したものと同じ形状であるから、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

（実施の形態８）
次に、本発明の別の実施の形態について、図２８及び図２９を用いて説明する。図２８及び図２９は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図２８は、本実施の形態の光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図２９は、図２８に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。本実施の形態における光学ヘッドと図２６及び図２７に示す光学ヘッドとで異なる点は、凸レンズからなるリレーレンズ１０が付加された点であり、図２８及び図２９において、図２６及び図２７と共通の構成要素については図２６及び図２７と同一の符号を付して説明を省略する。

まず、図２８を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド３８の動作について述べる。光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、リレーレンズ１０で発散角のより小さな発散光に変換される。変換された発散光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、ビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

次に、図２９を用いて保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤ６０に対して情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３８の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射され、さらにビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

本実施の形態のように、光源２３とくさび形ダイクロプリズム４との間にリレーレンズ１０を備える光学ヘッド３８においても、くさび形ダイクロプリズム４は、実施の形態１から実施の形態３で示したものと同じ形状であるから、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

（実施の形態９）
次に、本発明の別の実施の形態について、図３０及び図３１を用いて説明する。図３０及び図３１は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図３０は、本実施の形態の光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図３１は、図３０に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。本実施の形態における光学ヘッドと図２６及び図２７に示す光学ヘッドとで異なる点は、凹レンズからなるリレーレンズ１０ａが付加された点であり、図３０及び図３１において、図２６及び図２７と共通の構成要素については図２６及び図２７と同一の符号を付して説明を省略する。

まず、図３０を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド３９の動作について述べる。光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、ビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

次に、図３１を用いて保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤ６０に対して情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３９の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、リレーレンズ１０ａで発散角のより大きな発散光に変換される。変換された発散光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射され、さらにビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換され、対物レンズ６によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

本実施の形態のように、光源１とくさび形ダイクロプリズム４との間にリレーレンズ１０ａを備える光学ヘッド３９においても、くさび形ダイクロプリズム４は、実施の形態１から実施の形態３で示したものと同じ形状であるから、対物レンズ６で集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差とを最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。なお、実施の形態８、９では、凸のリレーレンズ１０を挿入した光学ヘッド３８及び凹のリレーレンズ１０ａを挿入した光学ヘッド３９について説明したが、２つのリレーレンズ１０及び１０ａの両方を用いてもよく、種々の変更が可能である。

（実施の形態１０）
次に、本発明の別の実施の形態について、図３２及び図３３を用いて説明する。図３２及び図３３は、本実施の形態における光学ヘッドの概略構成図であり、図３２は、本実施の形態の光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図であり、図３３は、図３２に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。本実施の形態における光学ヘッドと図２８及び図２９に示す光学ヘッドとで異なる点は、対物レンズ６に代えてＤＶＤ７０を記録又は再生するための赤色レーザ光用の対物レンズ６ａ及びＢＤ６０を記録又は再生するための青紫レーザ光用の対物レンズ６ｂが備えられ、ミラー８ａ、８ｂが付加された点であり、図３２及び図３３において、図２８及び図２９と共通の構成要素については図２８及び図２９と同一の符号を付して説明を省略する。なお、図３２及び図３３の右上部分は、光学ヘッド４１を側面から見た図であり、その他の部分は、光学ヘッド４１を上面から見た図である。

まず、図３２を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録又は再生を行う場合の光学ヘッド４１の動作について述べる。光源２３から出射された波長６５５ｎｍの赤色レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４を透過し、ビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換される。この平行光は、ミラー８ａによって、ＤＶＤ７０に対して垂直な方向へ折り曲げられた後、対物レンズ６ａによって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして開口数ＮＡ≧０．６０で集光される。ＤＶＤ７０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６ａを透過し、ミラー８ａによって折り曲げられた後、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

次に、図３３を用いて保護基板厚０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍの光ディスクであるＢＤ６０に対して情報の記録又は再生を行う光学ヘッド４１の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、くさび形ダイクロプリズム４で反射され、さらにビームスプリッタ９’で反射された後、コリメートレンズ５で略平行光に変換される。この平行光は、ミラー８ａを透過し、ミラー８ｂによって、ＢＤ６０に対して垂直な方向へ折り曲げられた後、対物レンズ６ｂによって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして開口数ＮＡ≧０．８５で集光される。ＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ６ｂを透過し、ミラー８ｂによって折り曲げられた後、ミラー８ａ、コリメートレンズ５及びビームスプリッタ９’を透過し、受光素子７に導かれる。

本実施の形態のように、ミラー８ａによって折り曲げられた赤色レーザ光が対物レンズ６ａへ入射され、ミラー８ｂによって折り曲げられた青紫レーザ光が対物レンズ６ｂへ入射される光学ヘッド４１においても、くさび形ダイクロプリズム４は、実施の形態１から実施の形態３で示したものと同じ形状であるから、各対物レンズ６ａ、６ｂで集光された光スポットの３次非点収差と３次コマ収差を最小（略ゼロ）にしつつ、他の高次収差（主に３軸対称収差）を含むトータルの波面収差を抑制することができる。

なお、上記の実施の形態６から実施の形態１０において、光源２３が２波長レーザ光源であって、波長６５５ｎｍの赤色レーザ光に加え、波長７８５ｎｍの赤外レーザ光を出射することにより、ＣＤ８０に対しても記録又は再生可能な光ヘッドを実現することができ、この場合も本発明の範囲であることは明らかである。

（実施の形態１１）
図３４は、本発明の一実施の形態における光ディスク装置の概略構成図である。図３４において、５０は光ディスク装置を表しており、光ディスク装置５０は、その内部に光ディスク駆動部５１、制御部５２及び光学ヘッド５３を備える。また、６０はＢＤを示しているが、ＤＶＤ７０又はＣＤ８０に交換可能である。

光ディスク駆動部５１は、ＢＤ６０（又はＤＶＤ７０、ＣＤ８０）を回転駆動する機能を有し、光学ヘッド５３は、実施の形態１から実施の形態１０で述べたいずれかの光学ヘッドである。制御部５２は、光ディスク駆動部５１と光学ヘッド５３との駆動及び制御を行う機能を有すると共に、光学ヘッド５３で受光された光から生成された制御信号及び情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を光ディスク装置５０の外部と内部とをインタフェースさせる機能を有する。

光ディスク装置５０は、実施の形態１から実施の形態１０で述べたいずれかの光学ヘッドを搭載しているので、本実施の形態における光ディスク装置５０は、複数の光源とそれらに対応する光ディスクを、それぞれ良好に記録又は再生を行なうことができる。

（実施の形態１２）
図３５は、本発明の一実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。図３５において、コンピュータ５００は、実施の形態１１の光ディスク装置５０と、情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報や、光ディスク装置５０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置５０３とを備える。

コンピュータ５００は、実施の形態１１の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録又は再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。

（実施の形態１３）
図３６は、本発明の一実施の形態における光ディスクプレーヤの概略構成図である。図３６において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態１１の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像信号に変換する変換装置６０１（例えばデコーダ）とを備える。なお、光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ等の位置センサや中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることにより、カーナビゲーションシステム等としても利用可能である。また、液晶モニタなどの表示装置６０２を加えた形態も可能である。

光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態１１の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録又は再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。

（実施の形態１４）
図３７は、本発明の一実施の形態における光ディスクレコーダの概略構成図である。図３７において、光ディスクレコーダ７００は、情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置７０３に接続され、実施の形態１１の光ディスク装置５０と、画像情報を、光ディスク装置５０によって光ディスクへ記録される情報信号へ変換する変換装置７０１（例えばエンコーダ）とを備える。望ましくは、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像情報に変換する変換装置７０２（例えばデコーダ）も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。

光ディスクレコーダ７００は、実施の形態１１の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録又は再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。

上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明に係る光学ヘッドは、第１の波長のレーザ光を出射する第１の光源と、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を透過する透過反射部材と、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を第１の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．６０で集光する対物レンズとを備え、前記透過反射部材は、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光が入射する第１面と、前記第１面に対向し、前記第１の波長のレーザ光を出射する第２面とを備え、前記第１面と前記第２面とがなす角度αは、α≠０°を満たし、前記第１の波長のレーザ光が前記透過反射部材を透過する際に生じる３次非点収差及び３次コマ収差は、共に５ｍλ以下であることが好ましく、１ｍλ以下であることがより好ましく、略ゼロであることがさらに好ましい。

本光学ヘッドにおいては、ＮＡ≧０．６０光学系において、非点収差だけでなく、コマ収差についても低減しているので、透過波面収差が低減可能な透過反射部材を実現することができ、保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して異なる波長のレーザ光を、例えば、一つの対物レンズを用いて集光させ、高密度光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ等の種々の光ディスクに対して、良好な記録性能又は再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記第１の波長のレーザ光が前記透過反射部材を透過する際に生じる３軸対称収差は、２０ｍλ以下であることが好ましく、１５ｍλ以下であることがより好ましい。

この場合、ＮＡの大きいＤＶＤ等の光学系において、非点収差及びコマ収差だけでなく、３軸対称収差についても低減しているので、透過波面収差をより低減した透過反射部材を実現することができる。

前記第２面の法線と前記第２面から出射される前記第１の波長のレーザ光の光軸とのなす角θ２は、３８．２２°≦θ２≦４１．５３°を満たすことが好ましく、３９．９０°≦θ２≦４１．５３°を満たすことがより好ましく、前記第１面と前記第２面とがなす角度αは、α≦３．４０°を満たすことが好ましく、α≦１．７０°を満たすことがより好ましく、前記透過反射部材の中央部の厚さＴは、Ｔ≦３．５ｍｍを満たすことが好ましく、Ｔ≦２．１ｍｍを満たすことがより好ましく、また、前記第１面の法線と前記第１面に入射する前記第１の波長のレーザ光の光軸とのなす角θ１は、４１．４４°≦θ１≦４４．３９°を満たすことが好ましく、４１．４４°≦θ１≦４２．９４°を満たすことがより好ましい。

この場合、ＮＡの大きいＤＶＤ等の光学系において、第１の波長のレーザ光が透過反射部材を透過する際に生じる３次非点収差及び３次コマ収差を略ゼロにすることができるとともに、３軸対称収差をも１５ｍλ以下にすることができる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部をさらに備え、前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、反射された第１の波長のレーザ光が第１の受光部で受光されるので、ＤＶＤ等の第１の情報記録媒体に対する良好な記録性能及び再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部と、ビームスプリッタとをさらに備え、前記ビームスプリッタは、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を反射する透過反射面を備え、前記第１の受光部は、前記透過反射面で反射された前記第１の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の光源から出射された第１の波長のレーザ光を透過し、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光を反射するビームスプリッタを備える光学系を用いて、ＤＶＤ等の第１の情報記録媒体に対する良好な記録性能及び再生性能を実現できる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部と、ビームスプリッタとをさらに備え、前記ビームスプリッタは、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を反射し、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過する透過反射面を備え、前記第１の受光部は、前記透過反射面を透過した前記第１の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の光源から出射された第１の波長のレーザ光を反射し、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光を透過するビームスプリッタを備える光学系を用いて、ＤＶＤ等の第１の情報記録媒体に対する良好な記録性能及び再生性能を実現できる。

前記光学ヘッドは、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源をさらに備え、前記透過反射部材は、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、前記対物レンズは、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体に集光することが好ましい。

この場合、第２の光源から出射された第２の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、対物レンズによって第２の情報記録媒体に集光されるので、ＢＤ等の高密度光ディスクに対しても、情報を記録又は再生することが可能となる。

前記光学ヘッドは、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２の光源をさらに備え、前記対物レンズは、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を第１の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．６０で集光する第１の対物レンズと、前記第２の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．８５で集光する第２の対物レンズとを備え、前記透過反射部材は、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射することが好ましい。

この場合、第２の光源から出射された第２の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、第２の対物レンズによって第２の情報記録媒体にＮＡ≧０．８５で集光されるので、各情報記録媒体に適した２つの対物レンズを用いて、ＤＶＤ等の光ディスクだけでなく、ＢＤ等の高密度光ディスクに対しても、情報を記録又は再生することが可能となる。

前記第１の波長λ１は、６００ｎｍ＜λ１＜７００ｎｍを満たし、前記第２の波長λ２は、３５０ｎｍ＜λ２＜４５０ｎｍを満たすことが好ましい。

この場合、ＤＶＤ等の光ディスクだけでなく、ＢＤ等の高密度光ディスクに対しても、情報を記録又は再生することが可能となる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部をさらに備え、前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光と、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光とを前記第２面で反射し、前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光及び前記第２の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光と、第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光とが透過反射部材の第２面で反射され、反射された第１の波長のレーザ光と、反射された第２の波長のレーザ光とが第１の受光部で受光されるので、ＤＶＤ等の光ディスクだけでなく、ＢＤ等の高密度光ディスクに対しても、一つの受光部を用いて、良好な記録性能及び再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部と、第２の受光部とをさらに備え、前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、前記第１の受光部は、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を受光し、前記第２の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光が透過反射部材を透過し、透過した第１の波長のレーザ光が第１の受光部で受光され、一方、第２の情報記録媒体で反射された第２の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、反射された第２の波長のレーザ光が第２の受光部で受光されるので、ＤＶＤ等の光ディスクだけでなく、ＢＤ等の高密度光ディスクに対しても、各レーザ光に適した２つの受光部を用いて、良好な記録性能及び再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記第１の受光部と、前記第１の光源とは、一体化された受発光一体素子であることが好ましい。

この場合、光学ヘッドを小型化することができるとともに、より低コスト化することができる。

前記光学ヘッドは、前記第１の波長及び前記第２の波長のいずれとも異なる第３の波長のレーザ光を出射する第３の光源をさらに備え、前記透過反射部材は、前記第３の光源から出射された前記第３の波長のレーザ光を透過し、前記対物レンズは、前記透過反射部材を透過した前記第３の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体のいずれとも異なる第３の情報記録媒体に集光することが好ましい。

この場合、第３の光源から出射された第３の波長のレーザ光が透過反射部材を透過し、対物レンズによって第３の情報記録媒体に集光されるので、ＤＶＤ等の光ディスク及びＢＤ等の高密度光ディスクだけでなく、ＣＤ等の光ディスクに対しても、情報を記録又は再生することが可能となる。

前記第３の波長λ３は、７５０ｎｍ＜λ３＜８５０ｎｍを満たすことが好ましい。

この場合、ＤＶＤ等の光ディスク及びＢＤ等の高密度光ディスクだけでなく、ＣＤ等の光ディスクに対しても、情報を記録又は再生することが可能となる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部と、第２の受光部とをさらに備え、前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、前記第３の情報記録媒体で反射された前記第３の波長のレーザ光を透過し、前記第１の受光部は、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光及び前記第３の波長のレーザ光を受光し、前記第２の受光部材は、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光及び第３の情報記録媒体で反射された第３の波長のレーザ光が透過反射部材を透過し、透過した第１の波長のレーザ光及び第３の波長のレーザ光が第１受光部で受光され、一方、第２の情報記録媒体で反射された第２の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、反射された第２の波長のレーザ光が第２の受光部で受光されるので、ＤＶＤ等の光ディスクだけでなく、ＢＤ等の高密度光ディスク及びＣＤ等の光ディスクに対しても、各レーザ光に適した２つの受光部を用いて、良好な記録性能及び再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記第１の受光部と、前記第１の光源と、前記第３の光源とは、一体化された受発光一体素子であることが好ましい。

この場合、光学ヘッドを小型化することができるとともに、より低コスト化することができる。

前記光学ヘッドは、第１の受光部をさらに備え、前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光と、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光と、前記第３の情報記録媒体で反射された前記第３の波長のレーザ光とを前記第２面で反射し、前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光、前記第２の波長のレーザ光及び前記第３の波長のレーザ光を受光することが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射された第１の波長のレーザ光、第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光及び第３の情報記録媒体で反射された第３の波長のレーザ光が透過反射部材の第２面で反射され、反射された第１の波長のレーザ光、第２の波長のレーザ光及び第３の波長のレーザ光が第１の受光部で受光されるので、ＤＶＤ等の第１の光ディスク、ＢＤ等の高密度光ディスク及びＣＤ等の光ディスクに対して、一つの受光部を用いて、良好な記録性能及び再生性能が得られる光学ヘッド及び光ディスク装置を安価に実現できる。

前記第１の光源と、前記第３の光源とは、一体化された光源であることが好ましい。

この場合、光学ヘッドを小型化することができるとともに、より低コスト化することができる。

前記第３の光源は、前記第１の光源に対して、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光の光軸と、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光の光軸とを含む平面内で、かつ前記第１の波長のレーザ光の光軸に対して垂直方向に、所定の間隔で配置されていることが好ましい。

この場合、第１の光源及び第３の光源を容易に一体化することができる。

前記光学ヘッドは、前記第１の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に対して垂直な方向へ折り曲げるミラーをさらに備え、前記ミラーへ入射する前記第１のレーザ光の光軸が、前記第１の情報記録媒体の情報トラックの方向と約４５°の角度をなすことが好ましい。

この場合、第１の情報記録媒体で反射されたレーザ光に、第１の情報記録媒体の情報トラックによる回折パターンに対して約４５°傾斜した非点収差を与えることができるため、非点収差法によるフォーカスエラー信号を容易に得ることができるとともに、ファーフィールドパターンが情報トラックに対して約４５°回転したスポットとなるため、ビーム整形素子等を用いることなく、半径方向と接線方向とのリム強度を向上することが可能となり、さらに、光学ヘッド自身をコンパクトに構成することもできる。

本発明に係る光ディスク装置は、上記の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光学ヘッド及び前記モータを制御する制御部とを備える。

本発明に係るコンピュータは、上記の光ディスク装置と、情報を入力するための入力部と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報に基づいて所定の演算を行う演算部と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報及び／又は前記演算部によって演算された結果を出力するための出力部を備える。

本発明に係る光ディスクプレーヤは、上記の光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備える。

本発明に係る光ディスクレコーダは、上記の光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備える。

上記の各構成により、高密度光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ等の種々の光ディスクに対して、良好な記録性能又は再生性能が得られる光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ又は光ディスクレコーダを安価に実現できる。

本発明の光学ヘッドは、高密度光ディスク、ＤＶＤ及びＣＤの記録又は再生が可能であるので、光学ヘッドの構成が簡単化され、生産性の向上が達成されるとともに、安価に光ディスク装置を提供できる。また、本発明の光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダは、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録又は再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。

本発明の実施の形態１による光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図１に示す光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図１に示す光学ヘッドを用いてＣＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図１に示すくさび形ダイクロプリズムの構成を説明するための光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態１において、入射角θ２を変化させた場合の３次非点収差及び３次コマ収差がそれぞれ最小となる頂角αの値を示す図である。 入射角θ２＝４５°、中央部の厚さＴ＝２．０ｍｍのくさび形ダイクロプリズムを用いた光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βを変化させたときに、３軸対称収差が１５ｍλとなるくさび形ダイクロプリズムの中央部の厚さＴをプロットした図である。 同じ光学倍率の光学系において、くさび形ダイクロプリズム中央部の厚さＴが小さい場合と大きい場合との、レーザ光の光路を示す模式図である。 くさび形ダイクロプリズムが約１．５°回転したときに発光点の位置ずれδが発生することを説明するための模式図である。 くさび形ダイクロプリズムが１．５°回転した場合におけるくさび形ダイクロプリズムの中央部の厚さＴと発光点位置ずれδとの関係をプロットした図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、発光点位置ずれを考慮したときに、くさび形ダイクロプリズムの中央部の厚さＴと光学倍率βとが満たすべき領域を示す図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、くさび形ダイクロプリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの頂角αをプロットした図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０〜１２．０の範囲にあるときに頂角αが満たすべき範囲を示す図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、くさび形ダイクロプリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの入射角θ２をプロットした図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０〜１２．０の範囲にあるときに入射角θ２が満たすべき範囲を示す図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０、７．０、１２．０のときに、くさび形ダイクロプリズム中央部の厚さＴを０．０１ｍｍから０．３ｍｍまで変化させたときの入射角θ１をプロットした図である。 本発明の実施の形態１のくさび形ダイクロプリズムにおいて、光学倍率βが５．０〜１２．０の範囲にあるときに入射角θ１が満たすべき範囲を示す図である。 本発明の実施の形態２による光学ヘッドを用いてＤＶＤ又はＣＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図１８に示す受発光一体素子の概略構成図である。 本発明の実施の形態３による、受発光一体素子を用いた光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態３の受発光一体素子を２波長光源に代えた場合の光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態４におけるＤＶＤを記録又は再生可能な光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態５による光学ヘッドの概略構成図である。 本発明の実施の形態６による光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図２４に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 本発明の実施の形態７による光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図２６に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 本発明の実施の形態８による光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図２８に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 本発明の実施の形態９による光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図３０に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 本発明の実施の形態１０による光学ヘッドを用いてＤＶＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図３２に示す光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 本発明の実施の形態１１による光ディスク装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態１２によるコンピュータの概略構成図である。 本発明の実施の形態１３による光ディスクプレーヤの概略構成図である。 本発明の実施の形態１４による光ディスクレコーダの概略構成図である。 従来の光学ヘッドを用いてＢＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図３８に示す光学ヘッドを用いてＤＶＤ又はＣＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 従来の別の光学ヘッドを用いてＤＶＤ又はＣＤを記録又は再生する場合の概略構成図である。 図４０に示す光学ヘッドのくさび形ダイクロプリズムの構成を説明する図である。

Claims (22)

1. 第１の波長λ１のレーザ光を出射する第１の光源と、
   第２の波長λ２（λ２＜λ１）のレーザ光を出射する第２の光源と、
   第３の波長λ３（λ３＞λ１）のレーザ光を出射する第３の光源と、
   前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光を反射し、前記第３の光源から出射された前記第３の波長のレーザ光を透過する透過反射部材と、
   前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を第１の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．６０で集光し、前記透過反射部材で反射した前記第２の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．８５で集光する集光部材とを備え、
   前記第１の波長λ１は、６００ｎｍ＜λ１＜７００ｎｍを満たし、
   前記第２の波長λ２は、３５０ｎｍ＜λ２＜４５０ｎｍを満たし、
   前記透過反射部材は、
   前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光及び前記第３の光源から出射された前記第３の波長のレーザ光が入射する第１面と、
   前記第１面に対向し、前記第１の波長のレーザ光及び前記第３の波長のレーザ光を出射し、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光を反射する第２面とを備え、
   前記第１面と前記第２面とがなす角度αは、α≦３．４０°を満たし、
   前記第１の波長のレーザ光が前記透過反射部材を透過する際に生じる３次非点収差及び３次コマ収差は、共に５ｍλ以下であり、前記第１の波長のレーザ光が前記透過反射部材を透過する際に生じる３軸対称収差は、２０ｍλ以下であることを特徴とする光学ヘッド。
2. 前記第２面の法線と前記第２面から出射される前記第１の波長のレーザ光の光軸とのなす角θ２は、３８．２２°≦θ２≦４１．５３°を満たし、
   前記透過反射部材の中央部の厚さＴは、Ｔ≦３．５ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
3. 前記第１面の法線と前記第１面に入射する前記第１の波長のレーザ光の光軸とのなす角θ１は、４１．４４°≦θ１≦４４．３９°を満たすことを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
4. 第１の受光部をさらに備え、
   前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、
   前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
5. 第１の受光部と、ビームスプリッタとをさらに備え、
   前記ビームスプリッタは、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を反射する透過反射面を備え、
   前記第１の受光部は、前記透過反射面で反射された前記第１の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
6. 第１の受光部と、ビームスプリッタとをさらに備え、
   前記ビームスプリッタは、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光を反射し、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過する透過反射面を備え、
   前記第１の受光部は、前記透過反射面を透過した前記第１の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
7. 前記集光部材は、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体に集光する対物レンズであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
8. 前記集光部材は、
   前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を第１の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．６０で集光する第１の対物レンズと、
   前記第２の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体に開口数ＮＡ≧０．８５で集光する第２の対物レンズとで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
9. 第１の受光部をさらに備え、
   前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光と、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光とを前記第２面で反射し、
   前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光及び前記第２の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項７又は８に記載の光学ヘッド。
10. 第１の受光部と、第２の受光部とをさらに備え、
    前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、
    前記第１の受光部は、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光を受光し、
    前記第２の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項７又は８に記載の光学ヘッド。
11. 前記第１の受光部と、前記第１の光源とは、一体化された受発光一体素子であることを特徴とする、請求項４〜６、９及び１０のいずれかに記載の光学ヘッド。
12. 前記第３の波長λ３は、７５０ｎｍ＜λ３＜８５０ｎｍを満たし、
    前記集光部材は、前記透過反射部材を透過した前記第３の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体のいずれとも異なる第３の情報記録媒体に集光することを特徴とする請求項７又は８に記載の光学ヘッド。
13. 第１の受光部と、第２の受光部とをさらに備え、
    前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光を透過し、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光を前記第２面で反射し、前記第３の情報記録媒体で反射された前記第３の波長のレーザ光を透過し、
    前記第１の受光部は、前記透過反射部材を透過した前記第１の波長のレーザ光及び前記第３の波長のレーザ光を受光し、
    前記第２の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第２の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項１２記載の光学ヘッド。
14. 前記第１の受光部と、前記第１の光源と、前記第３の光源とは、一体化された受発光一体素子であることを特徴とする請求項１３記載の光学ヘッド。
15. 第１の受光部をさらに備え、
    前記透過反射部材は、前記第１の情報記録媒体で反射された前記第１の波長のレーザ光と、前記第２の情報記録媒体で反射された前記第２の波長のレーザ光と、前記第３の情報記録媒体で反射された前記第３の波長のレーザ光とを前記第２面で反射し、
    前記第１の受光部は、前記透過反射部材で反射された前記第１の波長のレーザ光、前記第２の波長のレーザ光及び前記第３の波長のレーザ光を受光することを特徴とする請求項１２記載の光学ヘッド。
16. 前記第１の光源と、前記第３の光源とは、一体化された光源であることを特徴とする請求項１５記載の光学ヘッド。
17. 前記第３の光源は、前記第１の光源に対して、前記第１の光源から出射された前記第１の波長のレーザ光の光軸と、前記第２の光源から出射された前記第２の波長のレーザ光の光軸とを含む平面内で、かつ前記第１の波長のレーザ光の光軸に対して垂直方向に、所定の間隔で配置されていることを特徴とする、請求項１６記載の光学ヘッド。
18. 前記第１の波長のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に対して垂直な方向へ折り曲げるミラーをさらに備え、
    前記ミラーへ入射する前記第１のレーザ光の光軸が、前記第１の情報記録媒体の情報トラックの方向と約４５°の角度をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド。
19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の光学ヘッドと、
    情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、
    前記光学ヘッド及び前記モータを制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
20. 請求項１９に記載の光ディスク装置と、
    情報を入力するための入力部と、
    前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報に基づいて所定の演算を行う演算部と、
    前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力部から入力された情報及び／又は前記演算部によって演算された結果を出力するための出力部を備えることを特徴とするコンピュータ。
21. 請求項１９に記載の光ディスク装置と、
    前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備えることを特徴とする光ディスクプレーヤ。
22. 請求項１９に記載の光ディスク装置と、
    画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする光ディスクレコーダ。