JPH10269608A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JPH10269608A
JPH10269608A JP9066953A JP6695397A JPH10269608A JP H10269608 A JPH10269608 A JP H10269608A JP 9066953 A JP9066953 A JP 9066953A JP 6695397 A JP6695397 A JP 6695397A JP H10269608 A JPH10269608 A JP H10269608A
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prism
pickup device
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聡 杉浦
Akihiro Tachibana
昭弘 橘
Yoshihisa Kubota
義久 窪田
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    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0909—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で独立した異なる複数の光ビーム
の照射及び戻り光の受光を良好に行うことのできる光ピ
ックアップまたは光ヘッドを提供する。 【解決手段】 この装置は、少なくとも２つの独立した
光ビームを供給するビーム発射系１１，１２と、この発
射系からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通
の集光光学系２０と、ビーム発射系からの光ビームの各
々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光
学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光が入射し当
該戻り光に非点収差を与える一体型プリズム２Ａと、こ
のプリズムにより非点収差の付与された戻り光を受光す
る受光器３０とによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ装
置または光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学式情報記録媒体には、ＬＤ（Laser
Disc），ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Vide
o Disc）と称される如き種々の光ディスクが知られてい
る。このような光ディスクでは、その基板厚さなど、個
々に異なる仕様で規格化されている。また、ＤＶＤ仕様
に含まれる多層構造の光ディスクでは、各記録層毎に実
効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、異なる光デ
ィスクにおいては、それぞれ読取用対物レンズの最適な
開口数（ＮＡ）も異なっている。
【０００３】例えば、ＣＤとＤＶＤのどちらからも記録
情報を読み取ることのできるコンパチブルプレーヤが求
められるが、ＣＤを読み取る場合の光学系と、ＤＶＤを
読み取る場合の光学系とでは、次のような違いがある。 （１） 開口数ＮＡの違い：ＤＶＤの場合０．６に対し
てＣＤの場合は０．４５である。
【０００４】（２） 光ディスク表面から記録（反射）
面までの基板の厚みの違い：ＤＶＤの場合０．６ｍｍに
対してＣＤの場合は１．２ｍｍである。 （３） 最適読取光の波長の違い：ＤＶＤの場合６５０
ｎｍに対してＣＤの場合は７８０ｎｍである。従って、
ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを
実現するためには、これらの相違を吸収する必要があ
る。
【０００５】かかるコンパチブルプレーヤの実現に際
し、２つの焦点を有する対物レンズを光ピックアップに
適用すると都合が良いと考える場合が多い。すなわち、
１つの焦点を有する対物レンズでは、一方の光ディスク
に対して最適な開口数は他方の光ディスクには不適とな
り、不適な光ディスクに対しては、球面収差などの収差
が発生するからである。
【０００６】２焦点ピックアップを、ホログラムレンズ
を用いて実現した例が既に公知となっている（特開平７
−９８４３１号公報）。この２焦点ピックアップは、図
１に示されるように、対物レンズ１とホログラムレンズ
２とからなる複合対物レンズを形成している。ホログラ
ムレンズ２には、ＣＤ用の開口数に相当する領域にわた
って複数の同心円の回折溝３が形成されている。この回
折溝３によって光源からの光ビームを回折して、この０
次回折光と１次回折光に分割して対物レンズ１への入射
角度を異ならしめることによって、各光ディスクに応じ
記録面上で焦点を結ばせる。この際、回折溝３の形成さ
れていない領域からは光ビームがそのまま透過し０次回
折光とともに対物レンズ１で集光されるから、該透過光
及び０次回折光と１次回折光とで開口数が変わることに
なる。図１（ａ）に示すように、回折溝３によって回折
された１次回折光は開口数の小さいＣＤ４の読取用とし
て利用され、図１（ｂ）に示すように開口数の大きくな
る透過光及び０次回折光はＤＶＤ５の読取用として利用
される。
【０００７】この構成は、基本的に、単一の光源にて読
取スポットを形成するものであり、通常は、ＤＶＤに最
適な波長６５０ｎｍの読取光を発射する光源を使用する
ようにしている。しかしながら、ＣＤに属するＣＤ−Ｒ
（CD Recordable ，或いはＲ−ＣＤ：Recordable CD ）
と呼ばれる記録再生可能な記録媒体に対しての読取に最
適な光は波長７８０ｎｍである。つまり、波長６５０ｎ
ｍの光は、ＣＤ−Ｒに記録された情報を読み取るには不
適である。従って、このＣＤ−Ｒの如きディスクについ
ても良好に情報の記録／再生を行うことのできるコンパ
チブルプレーヤを実現するためには、単一波長の光源に
よる構成を改め、各ディスクに適合した複数波長の光源
によって光ピックアップまたはヘッドを構成するのが無
難と言える。ところが、複数光源によって、かかる光学
系を安易に構成すると、光ピックアップまたはヘッド全
体の構成が複雑になり、大型になる傾向がある、という
問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明は、上述
した点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、簡単な構成で独立した異なる複数の光ビームの
照射及び戻り光の受光を行うことのできる、各種情報記
録媒体に対応可能な光ピックアップまたは光ヘッドを提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による光ピックア
ップ装置は、少なくとも２つの独立した光ビームを供給
するビーム発射手段と、前記ビーム発射手段からの光ビ
ームを記録媒体へ向けて集光させる共通の集光光学系
と、前記ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し
略無収差のまま当該光ビームの各々を前記集光光学系へ
導くとともに、前記記録媒体からの戻り光が入射し当該
戻り光に非点収差を与える一体型プリズムと、前記プリ
ズムにより非点収差の付与された戻り光を受光する受光
手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】上述のように特徴づけられた光ピックアッ
プ装置において、前記プリズムは、前記ビーム発射手段
からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射
される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与
された戻り光を出射する出力表面とを有し、前記入力表
面の一方は、前記集光光学系側に形成され、前記入力表
面の他方は、前記集光光学系側とは反対側に形成され、
前記出力表面は、前記集光光学系側に形成され、前記入
力表面の一方と前記入力表面の他方とは、互いに非平行
である、ことを満たすものとしても良い。また、前記入
力表面の一方と前記出力表面とは、山形形状を呈する角
度をなすようにしても良い。さらに、前記ビーム発射手
段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方におい
て反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手
段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過
して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入力
表面の他方を反射し前記出力表面を透過して前記受光素
子に導かれるようにしても良い。
【００１１】また、上述のように特徴づけられた光ピッ
クアップ装置において、前記プリズムは、前記ビーム発
射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビーム
が入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点収差
の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、前記
入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形成さ
れ、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側に形
成され、前記入力表面の一方と前記出力表面とは、互い
に非平行である、ことを満たすよう構成することができ
る。また、前記入力表面の一方と他方とは、山形形状を
呈する角度をなすようにすることができる。さらに、前
記ビーム発射手段からの光ビームの一方は、前記入力表
面の一方において反射して前記集光光学系に導かれ、前
記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前記入力表
面の他方を透過し前記出力表面において反射し前記入力
表面の一方を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻
り光は、前記入力表面の一方及び前記出力表面を透過し
て前記受光素子に導かれるようにすることもできる。
【００１２】さらに、上述のように特徴づけられた光ピ
ックアップ装置において、前記プリズムは、前記ビーム
発射手段によって発射された光ビームの各々に対応して
これら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面
と前記非点隔差の付与された戻り光を出射する出力表面
とを有し、前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光
学系側に形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側
とは反対側に形成され、前記入力表面の一方と他方と
は、谷形形状を呈する角度をなしている、ことを満たす
ようにすることが可能である。また、前記ビーム発射手
段からの光ビームの一方は、前記入力表面の一方におい
て反射して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手
段からの光ビームの他方は、前記入力表面の他方を透過
し前記出力表面において反射し前記入力表面の一方を透
過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記入
力表面の一方及び前記出力表面を透過して前記受光素子
に導かれるようにすることが可能である。
【００１３】また、上述のように特徴づけられた光ピッ
クアップ装置においては、前記プリズムは、前記ビーム
発射手段からのビームの各々が入射される単一の入力表
面を有しかつ前記集光光学系側に配された第１の透光体
と、前記非点収差の付与された戻り光を出射する出力表
面を有し前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記
出力表面とは反対側の面において前記第１の透光体に結
合する第２の透光体とを含み、前記第１の透光体と前記
第２の透光体との結合面は、前記入力表面及び出力表面
に対して非平行である、ことを満たすようにしても良
い。また、前記ビーム発射手段からの光ビームの一方
は、前記入力表面において反射して前記集光光学系に導
かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方は、前
記入力表面を透過し前記結合面において反射しかつ前記
入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記戻り
光は、前記入力表面，前記結合面，及び前記出力表面を
透過して前記受光素子に導かれるようにしても良い。
【００１４】また、上述のように特徴づけられた光ピッ
クアップ装置においては、前記プリズムは、前記ビーム
発射手段からの光ビームの各々に対応してこれら光ビー
ムが入射される少なくとも２つの入力表面を有しかつ前
記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記非点収
差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し前記集
光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反
対側の面において前記第１の透光体に結合する第２の透
光体とを含む、ことを満たすものとすることができる。
また、前記入力表面は、順に隣接して形成される第１，
第２，及び第３の入力表面からなり、前記第１の入力表
面と前記第２の入力表面とは山形形状を呈する角度をな
し、前記第２の入力表面と前記第３の入力表面とは谷形
形状を呈する角度をなすように構成することができる。
前記ビーム発射手段からの第１の光ビームは、対応する
第１の入力表面を反射して前記集光光学系に導かれ、前
記ビーム発射手段からの第２の光ビームは、対応する第
２の入力表面を透過し前記第１の透光体と前記第２の透
光体との結合面において反射し前記第１の入力表面を透
過して前記集光光学系に導かれ、前記ビーム発射手段か
らの第３の光ビームは、対応する第３の入力表面及び前
記結合面を透過し前記出力表面において反射し前記結合
面及び前記第１の入力表面を透過して前記集光光学系に
導かれ、前記戻り光は、前記第１の入力表面，前記結合
面，及び前記出力表面を透過して前記受光素子に導かれ
るようにすることもできる。
【００１５】さらに付言すれば、上述した各態様におい
て、前記プリズムは、前記ビーム発射手段からの光ビー
ムの各々につき前記受光手段の受光強度が略最大となる
ように光学特性が定められることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ詳細に説明する。図２は、本発明の基本原
理に基づく光ヘッド装置の概略構成の一例を示してい
る。図２において、光ヘッド装置またはピックアップ装
置には、ＤＶＤの読み取りに適する例えば波長６５０ｎ
ｍの光ビームを発射する第１のレーザーダイオード（Ｌ
Ｄ１）１１と、ＣＤの読み取り及びＣＤ−Ｒの書き込み
及び読み取りに適する例えば波長７８０ｎｍの光ビーム
を発射する第２のレーザダイオード（ＬＤ２）１２とが
設置される。一方、書き込み及び読み取りの対象のディ
スク表面（記録面）の法線に沿って、該表面から集光光
学系たる対物レンズ２０，楔形ビームスプリッタまたは
楔形プリズム２１，及び平行平板状ビームスプリッタ２
２が順に配置される。対物レンズ２０は、ディスク記録
面に正対している一方、楔形ビームスプリッタ２１及び
平行平板状ビームスプリッタ２２の主面は、ともに、か
かる法線に対して傾斜している。ＤＶＤ及びＣＤ用レー
ザーダイオード１１，１２並びに楔形及び平行平板状ビ
ームスプリッタ２１，２２は、当該レーザーダイオード
１１の発射光が楔形ビームスプリッタ２１のディスク側
表面に所定の角度で入射しこの入射光が当該ビームスプ
リッタ２１で反射して対物レンズ２０を介しディスク記
録面へと導かれるとともに、当該レーザーダイオード１
２の発射光が平行平板状ビームスプリッタ２２のディス
ク側表面に所定の角度で入射しこの入射光が当該ビーム
スプリッタ２２で反射して楔形ビームスプリッタ２１及
び対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるよ
う位置づけられる。
【００１７】対物レンズ２０によって集光された光ビー
ムは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射
し、戻り光として対物レンズ２０に達する。対物レンズ
２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の
光路にて楔形ビームスプリッタ２１に導かれる。楔形ビ
ームスプリッタ２１は、かかる戻り光を今度は透過させ
て平行平板状ビームスプリッタ２２に導く。平行平板状
ビームスプリッタ２２も、楔形ビームスプリッタ２１か
らの戻り光を透過させ、受光素子または光電変換素子３
０へと導く。
【００１８】ここで、本構成例の主たる特徴の１つは、
楔形ビームスプリッタ２１において無収差の透過光を得
る一方で、平行平板状ビームスプリッタ２２においては
非点収差の生じ得る透過光を得る点である。詳述する
と、楔形ビームスプリッタ２１は、収差を発生すること
なく収束光を透過するようにその形状が定められている
とともに、光スポットのディスク記録面に対するフォー
カスエラーを得るための非点隔差を戻り光に付与する手
段として、本質的に、収束光に対し非点収差を発生させ
て透過することのできる平行平板状ビームスプリッタ２
２を採用している点である。
【００１９】第１レーザーダイオード１１から発射され
た光ビームは、楔形ビームスプリッタ２１において反射
し無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へと
導かれるとともに、そのディスクからの戻り光も、楔形
ビームスプリッタ２１によって収差を殆ど発生すること
なく平行平板状ビームスプリッタ２２へ透過することが
できる。そして平行平板状ビームスプリッタ２２に入射
した戻り光が、初めてここでフォーカスエラー検出用の
非点隔差を付与されるのである。これにより、受光素子
３０は、かかる収差量に応じた状態の戻り光を受光し、
もってフォーカスエラーを得るための受光出力を得るこ
とができる。
【００２０】第２レーザーダイオード１２から発射され
た光ビームも同様である。この光ビームは、平行平板状
ビームスプリッタ２２において反射し無収差のまま楔形
ビームスプリッタ２１に入射するが、この際その入射光
も楔形ビームスプリッタ２１をやはり無収差のまま透過
する。よって第２レーザーダイオード１２からの光ビー
ムも無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へ
と導かれる。そして、この場合のディスクからの戻り光
も、楔形ビームスプリッタ２１によって収差を殆ど発生
することなく平行平板状ビームスプリッタ２２へ透過す
ることができ、該平行平板状ビームスプリッタによる非
点隔差をもって受光素子３０へ入射させることができ
る。
【００２１】次に、このようにディスクからの戻り光を
無収差のまま平行平板状プリズム２２へ透過させ第２レ
ーザーダイオード１２からの光ビームを無収差のまま対
物レンズ２０へ透過させる楔形ビームスプリッタ２１の
詳細につき説明する。図３は、かかる楔形ビームスプリ
ッタ２１の形状及び光学特性を定めるパラメータを当該
形状のモデルとともに示している。楔形ビームスプリッ
タ２１は、基本的に、屈折率ｎ，厚さｄ，光軸直交面に
対する光源側表面の傾き角θ１，光軸直交面に対する対
物レンズ側表面の傾き角θ２，光源からの光ビームの放
射する角度θ０，及び光源から光ビームが入射する光軸
上の表面位置までの距離Ｌによって定められる。
【００２２】図４は、これらパラメータに基づいて楔形
ビームスプリッタの形状を決定する手法を表すフローチ
ャートを示している。先ず、上記パラメータのうち、θ
０，θ１，ｎ，ｄ，及びＬの初期値をそれぞれ設定し
（ステップＳ１）、さらにθ２に初期値を設定する（ス
テップＳ２）。これらの初期値は、実際に採用されるピ
ックアップ光学系に基づくものである。θ２の初期値
は、θ１と同じ値とすると扱い易い。楔形ビームスプリ
ッタが平行平板である状態を基準にして以降のパラメー
タ変更をなすのが考え易いからである。
【００２３】次に、値設定されたパラメータに基づいて
得られる評価面（図３参照）における光ビームの収差量
ａｂｒを求め（ステップＳ３）、一旦、これをａｂｒｍ
ｉｎの値としてそのときのθ２の値に対応づけて保持し
ておく（ステップＳ４）。ステップＳ４の後には、θ２
の値の変更が終了したか否かを判別する（ステップＳ
５）。このステップは、後段ステップＳ６においてθ２
の値を予め定められる範囲（例えばθ２の初期値に対し
±９０゜の範囲）にわたって全て変更したか否かを判断
するものであり、まだ変更の余地がある場合はステップ
Ｓ６に移行して所定の変更幅だけθ２の値を変更する。
【００２４】ステップＳ６によりθ２の値が変更される
と、この新たなθ２に基づいてステップＳ３同様に収差
量ａｂｒを求める（ステップＳ７）。こうして収差量ａ
ｂｒが新たに求まると、これと先のａｂｒｍｉｎの値と
を比較し（ステップＳ８）、ａｂｒ＜ａｂｒｍｉｎであ
ればステップＳ４に移行し、求めたａｂｒをａｂｒｍｉ
ｎとしてそのときのθ２に対応づけて保持し、再度ステ
ップＳ５以降の処理を繰り返す。θ２を変更する度にａ
ｂｒｍｉｎの値よりも小なるａｂｒの値が得られれば、
ステップＳ４ないしＳ８の処理が繰り返され、その度に
ａｂｒｍｉｎ（θ２）が更新されることとなる。
【００２５】ステップＳ８において、ａｂｒ≧ａｂｒｍ
ｉｎが判別されると、すなわち新たに求めたａｂｒの値
が保持しておいたａｂｒの値以上である場合は、ａｂｒ
ｍｉｎを更新せず、ステップＳ５に移行して次に変更さ
れるθ２につきａｂｒの評価処理が行われる。ステップ
Ｓ５においてθ２の変更が全て完了したことが判別され
ると、最終的に得たａｂｒｍｉｎの値がゼロすなわち無
収差を呈しているものとみなせるか（換言すれば、ａｂ
ｒｍｉｎの値が無視できるか）否かを判断し（ステップ
Ｓ９）、そうであれば、当該ａｂｒｍｉｎに対応するθ
２の値と、今回設定されていたθ０，θ１，ｎ，ｄ，及
びＬの値を楔形ビームスプリッタの形状及び光学特性の
パラメータとして決定し（ステップＳ１０）、処理を終
了する。
【００２６】これに対し、ステップＳ９においてａｂｒ
ｍｉｎの値がゼロとみなせないことを判断した場合は、
ステップＳ１に移行し、θ０，θ１，ｎ，ｄ，及びＬの
うちのいずれか少なくとも１つの値を変更して再度ステ
ップＳ２以降の処理を行う。このようなフローで行われ
るステップＳ１において、値変更の対象となるパラメー
タに優先順位をつけることができる。例えば、楔プリズ
ムすなわち楔形ビームスプリッタ２１自体のパラメータ
であるθ１，ｄ，ｎの値を優先させて変更するように
し、これらθ１，ｄ，ｎの値を変更しステップＳ９に移
行しても最適なａｂｒｍｉｎの値が得られないと判断し
た場合に初めて、θ０やＬの値を変更するようにするこ
とができる。
【００２７】かくして図４に示される如き手法によっ
て、入射光を無収差のまま透過させる楔形ビームスプリ
ッタの仕様を決定することができる。次に、かかる基本
原理に基づいて構成された本発明による一実施例の光ヘ
ッド装置につき図５を参照して説明する。図５において
は、上記楔形ビームスプリッタ２１及び平行平板状ビー
ムスプリッタ２２の光学的機能は、唯１つの変形楔形プ
リズム２Ａが受け持つ構成が採用されている。かかる変
形楔形プリズム２Ａは、対物レンズ２０に対向する表面
Ａと、この表面Ａに非平行な反対側の表面Ｂと、該表面
Ｂに平行な対物レンズ２０側の表面Ｂ´とを有する。さ
らに面Ａと面Ｂ´とは、山形すなわち凸状を呈するよう
な角をなす。
【００２８】ＤＶＤ及びＣＤ用レーザーダイオード１
１，１２並びに変形楔形ビームスプリッタ２Ａは、当該
レーザーダイオード１１の発射光が楔形プリズム２Ａの
表面Ａ（第１の入力表面）に所定の角度で入射しこの入
射光が当該プリズム２Ａで反射して対物レンズ２０を介
しディスク記録面へと導かれるとともに、当該レーザー
ダイオード１２の発射光が楔形プリズム１２の表面Ｂ
（第２の入力表面）から所定の角度で入射しこの入射光
が当該プリズム２Ａを透過して対物レンズ２０を介しデ
ィスク記録面へと導かれるよう位置づけられる。さらに
受光素子３０を含めた構成では、ディスク記録面からの
戻り光が、対物レンズ２０を介してレーザーダイオード
１１からの入射光と同様の光路を逆方向に辿って楔形プ
リズム２Ａに入射し、当該プリズムにおいてレーザーダ
イオード１２からの入射光と同様の光路を逆方向に辿っ
て表面Ｂに導かれ、ここで反射して表面Ｂ´（出力表
面）へ向かい該表面Ｂ´を透過して受光素子または光電
変換素子３０へと導かれるよう位置づけられる。
【００２９】本実施例は、変形楔形プリズム２Ａが、デ
ィスクへの入射光（往路光ビーム）に対しては無収差を
呈する一方で、ディスクからの戻り光（復路光ビーム）
に対しては非点収差を生じさせ得るようにしていること
を特徴としている。この構成は、先の図２の構成と対比
しつつ考えると理解し易い。すなわち、第１レーザーダ
イオード１１の発射光は、楔形プリズム２Ａにおいて反
射し無収差のまま対物レンズ２０及びディスク記録面へ
と導かれる点は図２の構成と同じである。また、第１レ
ーザーダイオード１１の発射光によるディスクからの戻
り光は、楔プリズム２Ａの表面Ａと表面Ｂとを経るが、
これら表面Ａ及びＢの関係は、丁度、図２における楔形
ビームスプリッタ２１の表面Ａ及びＢに相当するので、
収差を殆ど発生することなく表面Ｂ´へ向かうこととな
る。さらに表面Ｂと表面Ｂ´との間においては、丁度、
図２における平行平板状ビームスプリッタ２２の表面Ｃ
と表面Ｄとの関係を有するので、この間において初め
て、戻り光にフォーカスエラー検出用の非点隔差を付与
することができるのである。これにより、受光素子３０
は、かかる収差量に応じた状態の戻り光を受光し、もっ
てフォーカスエラーを得るための受光出力を得ることが
できる。
【００３０】第２レーザーダイオード１２からの発射光
ビームも考え方は同様である。この光ビームは、最初に
変形楔プリズム２Ａの表面ＢからＡへと透過するが、こ
のときの光学作用は、図２の楔形ビームスプリッタ２１
における表面Ｂから表面Ａへの透過光の作用と同じとみ
なせるので、無収差のまま対物レンズ２０及びディスク
記録面へ入射光を導くことができる。さらにその戻り光
についても、変形楔プリズム２Ａの表面ＡからＢへの透
過は、図２の楔形ビームスプリッタ２１の表面ＡからＢ
への透過と同様にほぼ無収差を呈し、変形楔プリズム２
Ａの表面ＢからＢ´への過程も、図２の平行平板状ビー
ムスプリッタ２２の表面ＣからＤへの過程と同様にここ
で初めて戻り光に非点隔差を与えることができる。
【００３１】本実施例においては、ＤＶＤ用の他にＣＤ
及びＣＤ−Ｒ用の光源を設けているので、ＣＤ−Ｒに対
して適正に情報の書き込み及び読み取りもできる光ヘッ
ド装置及びこれを用いたＣＤ／ＤＶＤのコンパチブルプ
レーヤを提供することができる。また、本実施例におい
ては、各光源に対応する表面を有する単一のプリズムを
配することのみで、各光路位置において必要な無収差と
収差付与となしているので、光学系の構成が簡素化さ
れ、もって光ヘッドまたは光ピックアップの小型化に寄
与することができる。付言すれば、変形プリズム２Ａだ
けで、上記２つのビームスプリッタ２１，２２の光学作
用を併せ持つことを実現しているので、図２の構成に比
べても一段とその構成の簡素化が図られることとなる。
【００３２】次に、この変形楔形プリズム２Ａの作製手
法につき説明する。図６ないし図８は、かかる作製手法
を示すフローチャートであり、先ず、既述した図３及び
図４に示したような手法によって、透過光が無収差とな
る原プリズムを確定させる（ステップＳ２１）。このス
テップにより、上記ステップＳ１０に示したような、θ
０，θ１，θ２，Ｌ，ｄ，ｎも確定され、以降の処理が
これら確定されたパラメータに基づいて行われることと
なる。次いで、この確定した原プリズムに対して、第１
及び第２レーザーダイオード（ＬＤ１，ＬＤ２）１１，
１２の配置を決め、得られる光路ないしは光束を求める
（ステップＳ２２）。かかるダイオードの配置は、図５
に示されるように、第１及び第２レーザーダイオードの
各発射光による、ディスクへの入射光及びディスクから
の戻り光が、それぞれ共通の光路を形成するようになさ
れる。この配置が終了すると今度は、表面Ｂでの反射光
の光路を求め（ステップＳ２３）、同時に、かかる反射
光光路を求めた結果が、第１レーザーダイオード１１の
発射光と面Ｂでの反射光とが重なるものか否かが判断さ
れる（ステップＳ２４）。ステップＳ２４に記載されて
いるように両光が重複した場合は、原プリズムの作製処
理からやり直すべくステップＳ２１に移行して、所定の
パラメータを変更して上記ステップＳ１ないしＳ１０を
実行する。
【００３３】ステップＳ２４において、第１レーザーダ
イオード１１の発射光と面Ｂでの反射光とが重ならなけ
れば、次に進み、面Ｂに平行な面Ｂ´を面Ａ側に形成す
る（ステップＳ２５）。この面Ｂ´は、当該ステップＳ
２４に示されるように、面Ａと面Ｂ´との交点Ｐが第１
レーザーダイオード１１の発射光束と面Ｂでの反射光束
との間に位置するように設定される。面Ｂ´の適正な設
定が終わると、設定された面Ｂ´を外表面とするプリズ
ムの形状に変更し、さらに面Ｂでの反射光が面Ｂ´にお
いて屈折することを考慮に入れて該反射光の面Ｂ´を透
過した後の集光点を求め、求めた集光点の位置に受光素
子（ＰＤ）３０の受光面を配するように設定する（ステ
ップＳ２６）。
【００３４】こうして、暫定的変形プリズムに対する第
１及び第２レーザーダイオード１１，１２と受光素子３
０との配置が決まると、当該プリズムにより所定の非点
隔差を付与できるか否かの確認を行うべく、最初に、面
Ｂを鏡としたときの面Ｂ´及び受光素子３０並びにこれ
らに係わる光路の鏡像を描く（ステップＳ２７）。そし
て、これにより得られた面Ｂ´の鏡像の面Ｂ´´と面Ａ
とで形成される仮想プリズムを透過する光の、鏡像の受
光素子ＰＤ´での非点隔差を求める（ステップＳ２
８）。より具体的には、第１レーザーダイオード（ＬＤ
１）１１の発射光による戻り光が、面Ａから面Ｂを透過
して面Ｂ´´を出るまでの間に与えられる受光素子ＰＤ
´の受光面上の非点隔差の程度を求める。かかる非点隔
差を求めるには、例えば、受光素子の出力に基づいて得
られるフォーカスエラー信号が呈するＳ字曲線を試算
し、かかるＳ字曲線の大きさ（ピーク・ツー・ピーク値
またはこれに等価な値）を求めるようにしても良い。
【００３５】ステップＳ２８により求めた非点隔差は、
次のステップＳ２９において評価され、フォーカスサー
ボに必要十分か否か、或いは試算したＳ字曲線がフォー
カスサーボに必要なレベルを呈しているか否かを判定す
る。ステップＳ２９において、十分であるものと判定さ
れた場合は、現設定のプリズムパラメータ及び面Ａ，
Ｂ，Ｂ´の構成条件で確定させ、本処理を終了する。
【００３６】ステップＳ２９において、非点隔差を十分
に発生することができないものと判定された場合は、ス
テップＳ２５におけるＰ点を変更し得る範囲内において
未だ変更していない位置があるか否か、つまりＰ点の変
更の余地はあるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
変更の余地がある場合は、Ｐ点の位置を変え（ステップ
Ｓ３２）、ステップＳ２５に移行して再びステップＳ２
６以降の処理を行う。これに対しステップＳ３１におい
て変更の余地がないと判定された場合は、ステップＳ２
１に移行し、所定のパラメータの値を変更して原プリズ
ムからの作製し直しを行う。
【００３７】かくして図５の構成に最適な形状の変形楔
形プリズム２Ａが得られる。一方、変形楔形ビームスプ
リッタ２Ａの対物レンズ側主面Ａ，Ｂ´とその反対側主
面Ｂの光学特性は、次のようにして最適化することがで
きる。かかる最適化は、基本的に、第１及び第２のレー
ザービームによるディスクからの戻り光が受光素子３０
上で最大の強度を呈するようになされる。
【００３８】先ず、計算の前提条件として、面Ａ及び面
Ｂ´の光反射率をＲＡとし（従って光透過率は１−Ｒ
Ａ）、面Ｂの反射率をＲＢ（従って光透過率は１−Ｒ
Ｂ）とするとともに、ディスク側の光強度損失が無いも
のとする。ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射ビー
ムの経路は、ＬＤ１→面Ａ（反射）→ディスク記録面
（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（反射）→面Ｂ´（透
過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強
度Ｉ１は、
【００３９】
【数１】 Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ） …（１） である。また、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビ
ームの経路は、ＬＤ２→面Ｂ（透過）→面Ａ（透過）→
ディスク記録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（反射）
→面Ｂ´（透過）→受光素子３０であるので、受光素子
３０での光強度Ｉ２は、
【００４０】
【数２】 Ｉ２＝（１−ＲＢ）×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ） …（２） である。これら式（１）及び（２）に基づき、グラフ化
したのが図９である。図９において、（ａ）は、反射率
ＲＡを横軸にとり、反射率ＲＢを縦軸にとった場合の発
射ビーム強度１に対する受光強度Ｉ１の強度分布を示し
ている。この（ａ）のグラフによれば、最適推定ポイン
トｐ１、すなわちＲＡ＝０．３，ＲＢ＝１．０のときに
ほぼＩ１は最大となることが分かる。また、同図（ｂ）
も、同様に横軸と縦軸をとり、ここでは発射ビーム強度
１に対するＩ２の強度分布を示している。この（ｂ）の
グラフによれば、最適推定ポイントｐ２、すなわちＲＡ
＝０，ＲＢ＝０．５のときにほぼＩ２が最大となること
が分かる。
【００４１】従って、これらＩ１，Ｉ２の分布から、デ
ィスクからの戻り光が受光素子３０において最大の強度
を呈するようにするためには、ＤＶＤ用レーザーダイオ
ード１１の発射ビームについては０．３の反射率を呈
し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビームについ
ては全透過するように、面Ａ及び面Ｂ´の光学特性を定
めるとともに、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発射
ビームについては全反射し、ＣＤ用レーザーダイオード
１２の発射ビームについては０．５の反射率を呈するよ
うに、面Ｂの光学特性を定めると良いことが分かる。こ
の結果をまとめたものが図９の（ｃ）に示される表であ
る。かかる面Ａ，Ｂ´及びＢの光反射（透過）特性は、
光学薄膜の多層形成などにより実現することができる。
【００４２】本発明による他の実施例としては、図１０
に示される構成がある。図１０においては、図５の構成
と異なり、第２レーザーダイオード１２が改変された変
形楔形プリズム２Ｂの対物レンズ側に、受光素子３０が
その反対側に配される構成が採用されている。詳述する
と、変形楔形プリズム２Ｂもまた、ディスクへの入射光
（往路光ビーム）に対しては無収差を呈する一方で、デ
ィスクからの戻り光（復路光ビーム）に対しては非点収
差を生じさせ得るようにしていることを特徴としている
点では図５の構成と同様であるが、第１レーザーダイオ
ード１１の発射光は、楔形プリズム２Ｂの表面Ａ（第１
の入力表面）において反射し無収差のまま対物レンズ２
０及びディスク記録面へと導かれ、その戻り光は、楔形
プリズム２Ｂの表面Ａと表面Ｂ（出力表面）とを透過し
て受光素子３０に入射する。この表面Ａと表面Ｂとは互
いに非平行である故に楔形透光体を戻り光が透過したも
のとみなせるが、ここでは、かかる楔形透光体が非点隔
差を発生させるように既述パラメータの各々が設定さ
れ、この表面間において初めて、戻り光にフォーカスエ
ラー検出用の非点隔差を付与するようにしている。これ
により、受光素子３０が、かかる収差量に応じた状態の
戻り光を受光し、もってフォーカスエラーを得るための
受光出力を得ることを可能としているのである。
【００４３】また、第２レーザーダイオード１２からの
発射光ビームは、楔形プリズム２Ｂの表面Ｂに略平行な
（平行とは限らない）表面Ｂ´（第２の入力表面）を透
過し表面Ｂにおいて反射しさらに表面Ａを透過して対物
レンズ２０へと導かれるが、この際の表面Ｂ´から表面
Ａに至る光学路においては、殆ど収差を生じないような
パラメータの設定が楔形プリズム２Ｂに施されている故
に、当該発射光ビームは、無収差のまま対物レンズ２０
を介しディスク記録面へと照射されることとなる。つま
り、面Ｂ´から面Ａまでのこの光路における楔形プリズ
ム２Ｂの作用は、先の図２における楔形プリズム２１の
作用と同等になるように施されているのである。第２レ
ーザーダイオード１２の発射光によるディスクからの戻
り光は、第１レーザーダイオード１１によるものと同様
に、表面Ａから表面Ｂに至る光路において初めて、非点
隔差が付与される。
【００４４】まとめると、本構成における変形楔形プリ
ズム２Ｂは、表面ＡからＢへ透過する光路においては必
要な非点隔差をつくる一方、表面Ｂ´から表面Ｂを反射
して表面Ａへと至る光路においては無収差を呈するよう
に、表面形成条件を含む上記パラメータの各々が設定さ
れるのである。このプリズム２Ｂの作製法も、先の図６
ないし図８の趣旨と同様、すなわち正しく光路を確保で
きてかつ所望の光路位置において十分な非点収差が得ら
れるように形成される。但し、このプリズム２Ｂの作製
には、所定の光路（面Ｂ´から面Ｂを経て面Ａへと透過
する光路）において無収差を呈することを考慮する要件
が伴う。
【００４５】変形楔形ビームスプリッタ２Ｂの対物レン
ズ側主面Ａ，Ｂ´とその反対側主面Ｂの光学特性も、第
１及び第２のレーザービームによるディスクからの戻り
光が受光素子３０上で最大の強度を呈するように最適化
される。ここでの計算の前提条件も、図５の場合と同様
に、面Ａ及び面Ｂ´の光反射率をＲＡとし、面Ｂの反射
率をＲＢとするとともに、ディスク側の光強度損失が無
いものとすると、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発
射ビームの経路は、ＬＤ１→面Ａ（反射）→ディスク記
録面（反射）→面Ａ（透過）→面Ｂ（透過）→受光素子
３０であるので、受光素子３０での光強度Ｉ１は、
【００４６】
【数３】 Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ） …（３） である。また、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビ
ームの経路は、ＬＤ２→面Ｂ´（透過）→面Ｂ（反射）
→面Ａ（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ（透
過）→面Ｂ（透過）→受光素子３０であるので、受光素
子３０での光強度Ｉ２は、
【００４７】
【数４】 Ｉ２＝（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ） …（４） である。これら式（３）及び（４）に基づき、グラフ化
したのが図１１である。図１１においても、先の図９と
同様の考察で分かるように、最適推定ポイントｐ１、す
なわちＲＡ＝０．５，ＲＢ＝０のときにほぼＩ１は最大
となり、最適推定ポイントｐ２、すなわちＲＡ＝０，Ｒ
Ｂ＝０．５のときにほぼＩ２が最大となることが分か
る。
【００４８】従って、ディスクからの戻り光が受光素子
３０において最大の強度を呈するためには、ＤＶＤ用レ
ーザーダイオード１１の発射ビームについては０．５の
反射率を呈し、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射ビ
ームについては全透過するように、面Ａ及び面Ｂ´の光
学特性を定めるとともに、ＤＶＤ用レーザーダイオード
１１の発射ビームについては全透過し、ＣＤ用レーザー
ダイオード１２の発射ビームについては０．５の反射率
を呈するように、面Ｂの光学特性を定めると良いことが
分かる。この結果は同図（ｃ）に示される。
【００４９】本発明によるさらに他の実施例の光ヘッド
装置の構成は、図１２に示される。図１２においては、
図１０の構成に対して変形楔形プリズム２Ｃの形状を限
定したものと言い得る。すなわち、改変された変形楔形
プリズム２Ｃにおいて、第１レーザーダイオード１１の
発射光を入射する第１の入力表面Ａとディスクからの戻
り光を受光素子３０へと導く出力表面Ｂとは略平行する
関係を有し、第２レーザーダイオード１２の発射光を入
射する第２の入力表面Ｂ´は、出力表面Ｂの平行面から
端部側が所定の角度で対物レンズ２０寄りに傾く平坦面
を呈する。すなわち面Ａと面Ｂ´とは、谷形すなわち凹
状を呈することとなる。
【００５０】このプリズムの光学的作用は、表面Ｂを鏡
としたときの鏡象を描いて簡単に説明することができ
る。かかる鏡象は、同図に点線２Ｃ０として示されるよ
うに、面Ｂに対称な楔形プリズム２Ｃ０ないしは第２レ
ーザーダイオード１２の鏡象１２０及び面Ｂ´の鏡象Ｂ
´０を仮想することができ、第２レーザーダイオード１
２０の発射光は、面Ｂ´０より入射し、面Ｂを経て面Ａ
を透過する如き光路を辿るものとみなせる。
【００５１】ここで、面Ｂ´０と面Ａとは、第２レーザ
ーダイオード１２の発射光に対し楔形透光体を形成する
ものと考えることができるので、先の図２における楔形
ビームスプリッタ２１の役目を果たし、無収差にて当該
発射光をディスク記録面へと導くことが分かる。一方、
第２レーザーダイオード１２の発射光によるディスクか
らの戻り光は、面Ａ及び面Ｂを透過して受光素子３０に
入射するが、このとき面Ａと面Ｂとが平行平板状の透光
体を形成するものと考えることができるので、先の図２
における平行平板状ビームスプリッタ２２と同様の作
用、すなわち非点隔差が与えられて受光素子３０に導か
れることが分かる。
【００５２】第１レーザーダイオード１１の発射光につ
いては、鏡象をつくることなく、より簡単に説明でき
る。第１レーザーダイオード１１の発射光は、ディスク
記録面への入射に際しては、面Ａによる反射のみ施され
るので、無収差である一方、その戻り光は、面Ａ及び面
Ｂが形成する平行平板状透光部を介して受光素子３０に
導かれるので、第２レーザーダイオード１２による戻り
光と同様の非点隔差を得ることができる。
【００５３】この変形楔形プリズム２Ｃも、上述したパ
ラメータに基づく作製手法及び各表面光学特性の設定手
法と同様な趣旨をもって形成されることとなる。なお、
本プリズム２Ｃは、最初に表面Ａ及びその延長表面と表
面Ｂとを有する原平行平板透光体を用意し、これに、表
面Ｂ´を形成する、表面Ａから突き出た部分２ＣＸをに
貼付するようにして形成されうる。
【００５４】本発明による、またさらに別の実施例とし
ては、図１３に示される構成が挙げられる。この構成
は、変形楔形プリズム２Ｄを、２つの透光体によって形
成した点に特徴を持つ。このプリズム２Ｄは、屈折率ｎ
１を有する第１の楔形透光体２Ｄ１と、屈折率ｎ２を有
する第２の楔形透光体２Ｄ２とが貼り合わせられて形成
され、第１透光体２Ｄ１の外表面Ａ（入力表面）が対物
レンズ２０側に、第２透光体２Ｄ２の外表面Ｂ（出力表
面）が受光素子３０側に配される。また、該２つの外表
面Ａ，Ｂは、互いに平行とされるとともに、両透光体の
貼り合わせ結合面Ｃは、かかる外表面に対して所定角度
だけ傾斜するように形成される。ここでは図示されるよ
うに、第１透光体２Ｄ１と第２透光体２Ｄ２とは、とも
に台形状の断面を有しており、本例ではさらに互いに点
対称となるように組み合わされている。
【００５５】この変形楔形プリズム２Ｄについても、こ
れまで説明した基本的な光学作用は同様であると言い得
る。第１レーザーダイオード１１の発射光は、表面Ａを
反射し無収差のままディスク記録へ導かれる一方、その
戻り光は、表面Ａ，面Ｃ，及び表面Ｂを順に経て受光素
子３０に導かれる。戻り光は、第１及び第２の楔形透光
体を透過するものの、両透光体の貼り合わせ形状が平行
平板状であり、すなわち表面Ａと表面Ｂとは互いに平行
をなしているので、非点隔差を付与されて受光素子３０
に導かれる。また、第２レーザーダイオード１２の発射
光は、表面Ａを透過して面Ｃにて反射し再び面Ａを透過
してディスク記録へ導かれる。このときの光路において
は、基本的に第１透光体２Ｄ１の呈する楔形形状によっ
て当該発射光を無収差のままとすることができる。一
方、この第２レーザダイオード１２によるディスクから
の戻り光は、第１レーザーダイオード１１と同様、表面
Ａ，面Ｃ，及び表面Ｂを順に経て受光素子３０に導かれ
るので、非点隔差を付与されて受光素子３０に導かれ
る。
【００５６】なお、第１透光体２Ｄ１及び第２透光体２
Ｄ２の屈折率ｎ１，ｎ２は、互いに等しい値に設定され
ていても良い。本実施例によれば、比較的簡単に、所定
の収差／無収差の光学作用を担う変形楔形プリズムを形
成することができる、という利点がある。以上の実施例
においては、２光源が使われているが、３光源以上使っ
た例も挙げることができる。かかる改変例は、図１４に
示される。
【００５７】図１４においては、対物レンズ２０側に配
される第１ないし第３のレーザーダイオード１１ないし
１３が設けられ、多面入射型の変形楔形プリズム２Ｅ
は、第１の透光体２Ｅ１と第２の透光体２Ｅ２との貼り
合わせによって形成される。なお、第３のレーザーダイ
オード１３は、ＤＶＤ，ＣＤ及びＣＤ−Ｒとは別の形態
のディスクの読取用とすることができるが、これに限ら
ず、特定の書き込みモードや読取モードに使用するもの
とすることもでき、適宜、その目的を定めることは可能
である。
【００５８】第１の透光体２Ｅ１は、屈折率ｎ１を有
し、第１レーザーダイオード１１の発射光が入射する表
面Ａ１（第１の入力表面）と、第２レーザーダイオード
１２の発射光が入射する表面Ａ２（第２の入力表面）
と、第３レーザーダイオード１３の発射光が入射する表
面Ａ３（第３の入力表面）と、これら表面とは反対側の
連続する平坦面Ｂを形成している。表面Ａ１，Ａ２，Ａ
３は、面Ｂに対しそれぞれ所定の角度をもって傾斜して
おり、これらのうち表面Ａ１は、対物レンズ２０に対し
て最も正対する形で傾斜しており、表面Ａ１と表面Ａ２
とは互いに山形すなわち凸状を、表面Ａ２と表面Ａ３と
は互いに谷形すなわち凹状を呈するような角をそれぞれ
なしている。
【００５９】第２の透光体２Ｅ２は、結合面Ｂにおいて
貼り合わせられ、この面Ｂとは反対側すなわち受光素子
３０側に露呈する表面Ｃ（出力表面）を形成している。
この変形楔形プリズム２Ｅについても、上述同様に基本
的光学作用を考えることができる。すなわち、第１レー
ザーダイオード１１の発射光は、表面Ａ１を反射し無収
差のままディスク記録へ導かれる一方、その戻り光は、
表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素子３０に
導かれる。この際の戻り光は、表面Ａ１と面Ｃとで形成
される楔形透光体を透過して所定の非点隔差が付与され
ることとなる。
【００６０】第２レーザーダイオード１２の発射光は、
表面Ａ２を透過して面Ｂにおいて反射し今度は表面Ａ１
を透過してディスク記録面へ導かれる一方、その戻り光
は、表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素子３
０に導かれる。ここで表面Ａ２から表面Ａ１へ至る光路
においては、当該発射光が無収差となるように透光体２
Ｅ１，２Ｅ２が形成されているので、当該発射光を無収
差のままディスク記録面へ入射することができる。ま
た、この際の戻り光も、表面Ａ１と面Ｃとで形成される
楔形透光体を透過して所定の非点隔差が付与されること
となる。
【００６１】第３レーザーダイオード１３の発射光は、
表面Ａ３を透過して面Ｃにおいて反射し今度は面Ｂ，表
面Ａ１を透過してディスク記録へ導かれる一方、その戻
り光は、表面Ａ１，面Ｂ，及び表面Ｃを順に経て受光素
子３０に導かれる。ここで表面Ａ３から表面Ａ１へ至る
光路においては、当該発射光が無収差となるように透光
体２Ｅ１，２Ｅ２が形成されているので、当該発射光を
無収差のままディスク記録面へ入射することができる。
また、この際の戻り光も、表面Ａ１と面Ｃとで形成され
る楔形透光体を透過して所定の非点隔差が付与される。
【００６２】なお、第１透光体２Ｅ１及び第２透光体２
Ｅ２の屈折率ｎ１，ｎ２は、互いに等しい値に設定され
ていても良い。本実施例によれば、３つの光源に適合し
た変形楔形プリズムを形成しかつこれを所望の光ヘッド
装置に適用することができる。また、同様の趣旨に基づ
けば、４光源以上の場合にも適用可能な変形楔形プリズ
ム及び光ヘッド装置を提供することもできる。
【００６３】参考までに、この図１４の構成例における
プリズム２Ｅの各面の光学特性の選定例を説明する。か
かる選定の主旨は、先の図９及び図１１と同様に、プリ
ズム２Ｅの各面の光学特性を、第１及び第２のレーザー
ビームによるディスクからの戻り光が受光素子３０上で
最大の強度を呈するように最適化することである。計算
の前提条件は、面Ａ１ないしＡ３の光反射率をＲＡと
し、面Ｂの反射率をＲＢ，面Ｃの反射率をＲＣとすると
ともに、ディスク側の光強度損失が無いものとしてい
る。
【００６４】第１レーザーダイオード１１の発射ビーム
の経路は、ＬＤ１→面Ａ１（反射）→ディスク記録面
（反射）→面Ａ１（透過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（透
過）→受光素子３０であるので、受光素子３０での光強
度Ｉ１は、
【００６５】
【数５】 Ｉ１＝ＲＡ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ） …（５） である。また、第２レーザーダイオード１２の発射ビー
ムの経路は、ＬＤ２→面Ａ２（透過）→面Ｂ（反射）→
面Ａ１（透過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ１（透
過）→面Ｂ（透過）→面Ｃ（透過）→受光素子３０であ
るので、受光素子３０での光強度Ｉ２は、
【００６６】
【数６】 Ｉ２＝（１−ＲＡ）×ＲＢ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＡ） ×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ） …（６） である。
【００６７】第３レーザーダイオード（ＬＤ３）１３の
発射ビームの経路は、ＬＤ３→面Ａ３（透過）→面Ｂ
（透過）→面Ｃ（反射）→面Ｂ（透過）→面Ａ１（透
過）→ディスク記録面（反射）→面Ａ１（透過）→面Ｂ
（透過）→面Ｃ（透過）→受光素子３０であるので、受
光素子３０での光強度Ｉ３は、
【００６８】
【数７】 Ｉ３＝（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×ＲＣ×（１−ＲＢ）×（１−ＲＡ） ×（１−ＲＡ）×（１−ＲＢ）×（１−ＲＣ） …（７） である。
【００６９】これら式（５）ないし（７）に基づき、面
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ，Ｃの光学特性を決めることがで
きる。他方、次のようにして、かかる光学特性を決める
こともできる。第１及び第２レーザーダイオード１１，
１２（ＬＤ１，ＬＤ２）の発射光及びその戻り光にとっ
ては、プリズム２Ｅの面Ｃにおいて透過しか起こらな
い。それ故に、図１５に示されるように、面Ｃ及び第３
レーザーダイオード１３（ＬＤ３）を除くと（これを点
線で表す）、第１及び第２レーザーダイオード１１，１
２の発射光及びその戻り光が辿る光路は、先の図１０の
ものと同等になる。従って、第１及び第２レーザーダイ
オード１１，１２に対するプリズム面の仕様は、図１１
の（ｃ）に示される結果に、面Ｃの反射率をゼロとする
要件を加えれば良いことになる。［※１］ また、第３レーザーダイオード１３の発射光及びその戻
り光にとっては、プリズム２Ｅの面Ｂにおいて透過しか
起こらない。故に、図１６に示されるように、面Ｂを除
くと（これを点線で表す）、第１及び第３レーザーダイ
オード１１，１３の発射光及びその戻り光が辿る光路
は、やはり図１０のものと同等になる。従って、図１０
における第２レーザーダイオード１２に対するプリズム
面の仕様（ＲＡ＝０，ＲＢ＝０．５）を、ここでの第３
レーザーダイオード１３に対する仕様として置き換え
（ＲＡ＝０，”ＲＣ”＝０．５）かつ、ＲＢ＝０（すな
わち全透過）を加えて第３レーザーダイオード１３に対
するプリズム面の仕様とすれば良いことになる。［※
２］ これらをまとめた表が図１７に示される。
【００７０】なお、上記実施例においては、説明の簡略
化のために、ＣＤ用レーザーダイオード１２の発射光を
直接、変形楔形プリズムへ入射するようにした例を挙げ
たが、当該発射光は、例えば図５に点線で示されるよう
に絞り板（開口絞り）２３を介してプリズム２Ａに入射
するように構成するのが、より実際的である。この絞り
板２３は、その中央部に所定の光束のみを通過せしめる
ための例えば略円形の孔が開いており、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ
の読み取り時及び書き込み時にレーザーダイオード１２
の発射光のビーム径を絞り込むことにより、対物レンズ
２０の見掛け上のＮＡを小さくし、もってディスク記録
面に照射されるビームスポットの径を大ならしめるもの
である。これにより、ピットまたは記録マークの基本的
に大なるＣＤ及びＣＤ−Ｒ（並びにその他のいわゆるＣ
Ｄファミリ）に最適な光照射状態をつくることができる
のである。一方、ＤＶＤ用レーザーダイオード１１の発
射光については、通常、対物レンズ２０自体がその発射
光に適したＮＡに設定されるので、ＮＡを変えることな
く該発射光をディスクへと導くようにしている。なお、
このような絞り板２３の配置は、図２に対応させて考え
ればレーザーダイオード１２と平行平板状ビームスプリ
ッタ２２との間に当該絞り板２３を配することに相当す
るものである。また、絞り板の他にも、先述したホログ
ラムレンズを利用するなど、ディスクに適合するＮＡに
変える手法は、種々考えられ、適宜選択することができ
る。
【００７１】また、上記実施例においては、ＤＶＤとＣ
Ｄ，ＣＤ−Ｒとについて読み取り及び書き込みをなすた
めの光ヘッド装置につき説明したが、この種のディスク
に限定されることなく、本発明は適用可能である。例え
ばＣＤ−Ｒを対象としないＣＤ／ＤＶＤのコンパチブル
プレーヤにおける光ピックアップ装置にも適用可能であ
り、この場合本来ＣＤの読み取りに最適な７８０ｎｍの
光源を使用しているので、先述した従来例のようなＤＶ
Ｄ用の６５０ｎｍでＣＤを読み取るよりも有利な点があ
る。このように本発明は、多光源を用いて読み取りや書
き込みを行う光ヘッドまたはピックアップ装置であれ
ば、色々な形態のディスクに対して適用することができ
るのである。
【００７２】さらに、上記実施例においては、少数の光
学部材による構成を説明したが、この構成にさらに性能
を向上させるべく付加的光学部品を追加しても良いこと
は勿論である。また、これまでの説明では、プリズムの
形状を具体的に示す幾つもの実施例を挙げたが、これら
に共通する基本的思想は、ビーム発射手段からの光ビー
ムの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を
集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光が入
射し当該戻り光に非点収差を与える一体型プリズムをピ
ックアップまたはヘッド装置に用いた点にある。さら
に、上記対物レンズに等価な手段として、供給された光
ビームをディスク記録媒体へ向けて集光させる他の共通
の集光光学系を採用しても良い。
【００７３】この他にも、上記実施例においては種々の
手段を限定的に説明したが、当業者の設計可能な範囲に
て適宜改変することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
簡単な構成で独立した異なる複数の光ビームの照射及び
戻り光の受光を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による単一光源／２焦点レンズ系を用
いた光ピックアップ装置の構成を示す一部模式図であ
る。
【図２】本発明の基本原理に基づく光ヘッド装置の概略
構成を示す模式図である。
【図３】図２の光ヘッド装置に適用される楔形ビームス
プリッタの形状を定めるパラメータを示す模式図であ
る。
【図４】図３に示されるパラメータに基づいて無収差の
透過光を得る楔形ビームスプリッタの形状を決定するた
めの手法を表すフローチャートである。
【図５】本発明による一実施例の光ヘッド装置の概略構
成を示す模式図である。
【図６】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリ
ズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第１のフ
ロー部である。
【図７】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリ
ズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第２のフ
ロー部である。
【図８】図５の光ヘッド装置に適用される変形楔形プリ
ズムの作製手法を示すフローチャートのうちの第３のフ
ロー部である。
【図９】図５における変形楔形プリズムの表面における
光学特性の選定態様を説明するための受光素子上の光強
度分布を示すグラフ及び最適値をまとめた図表。
【図１０】本発明による他の実施例の光ヘッド装置の概
略構成を示す模式図である。
【図１１】図１０における変形楔形プリズムの表面にお
ける光学特性の選定態様を説明するための受光素子上の
光強度分布を示すグラフ及び最適値をまとめた図表。
【図１２】本発明によるさらに他の実施例の光ヘッド装
置の概略構成を示す模式図である。
【図１３】本発明による、またさらに他の実施例の光ヘ
ッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１４】本発明による、３つの光源を用いた別の実施
例の光ヘッド装置の概略構成を示す模式図である。
【図１５】図１４における変形楔形プリズムの表面にお
ける第１及び第２レーザーダイオードに関する光学特性
の選定態様を説明するための変形楔形プリズム及び光路
を示す模式図。
【図１６】図１４における変形楔形プリズムの表面にお
ける第１及び第３レーザーダイオードに関する光学特性
の選定態様を説明するための変形楔形プリズム及び光路
を示す模式図。
【図１７】図１４における変形楔形プリズムの表面にお
ける光学特性の最適結果をまとめた図表。
【符号の説明】
１１ ＤＶＤ用レーザーダイオード １２ ＣＤ用レーザーダイオード ２０ 対物レンズ ２１ 楔形ビームスプリッタ ２２ 平行平板状ビームスプリッタ ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 変形楔形プリズム ２ＣＸ 突出透光部 ２Ｄ１，２Ｄ２ 第１及び第２の楔形透光体 ２Ｅ１ 変形楔形透光体 ２Ｅ２ 平板状透光体 ２３ 絞り板 ３０ 受光素子

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの独立した光ビームを供
    給するビーム発射手段と、 前記ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて
    集光させる共通の集光光学系と、 前記ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無
    収差のまま当該光ビームの各々を前記集光光学系へ導く
    とともに、前記記録媒体からの戻り光が入射し当該戻り
    光に非点収差を与える一体型プリズムと、 前記プリズムにより非点収差の付与された戻り光を受光
    する受光手段と、を有することを特徴とする光ピックア
    ップ装置。
  2. 【請求項２】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段か
    らの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射さ
    れる少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与さ
    れた戻り光を出射する出力表面とを有し、 前記入力表面の一方は、前記集光光学系側に形成され、
    前記入力表面の他方は、前記集光光学系側とは反対側に
    形成され、前記出力表面は、前記集光光学系側に形成さ
    れ、 前記入力表面の一方と前記入力表面の他方とは、互いに
    非平行である、ことを特徴とする請求項１記載の光ピッ
    クアップ装置。
  3. 【請求項３】 前記入力表面の一方と前記出力表面と
    は、山形形状を呈する角度をなしていることを特徴とす
    る請求項２記載の光ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記ビーム発射手段からの光ビームの一
    方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光
    学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他
    方は、前記入力表面の他方を透過して前記集光光学系に
    導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の他方を反射し前
    記出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特
    徴とする請求項２または３記載の光ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段か
    らの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射さ
    れる少なくとも２つの入力表面と前記非点収差の付与さ
    れた戻り光を出射する出力表面とを有し、 前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形
    成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側
    に形成され、 前記入力表面の一方と前記出力表面とは、互いに非平行
    である、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアッ
    プ装置。
  6. 【請求項６】 前記入力表面の一方と他方とは、山形形
    状を呈する角度をなしていることを特徴とする請求項５
    記載の光ピックアップ装置。
  7. 【請求項７】 前記ビーム発射手段からの光ビームの一
    方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光
    学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他
    方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面におい
    て反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系
    に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記
    出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴
    とする請求項５または６記載の光ピックアップ装置。
  8. 【請求項８】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段に
    よって発射された光ビームの各々に対応してこれら光ビ
    ームが入射される少なくとも２つの入力表面と前記非点
    隔差の付与された戻り光を出射する出力表面とを有し、 前記入力表面の一方及び他方は、前記集光光学系側に形
    成され、前記出力表面は、前記集光光学系側とは反対側
    に形成され、 前記入力表面の一方と他方とは、谷形形状を呈する角度
    をなしている、ことを特徴とする請求項１記載の光ピッ
    クアップ装置。
  9. 【請求項９】 前記ビーム発射手段からの光ビームの一
    方は、前記入力表面の一方において反射して前記集光光
    学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他
    方は、前記入力表面の他方を透過し前記出力表面におい
    て反射し前記入力表面の一方を透過して前記集光光学系
    に導かれ、前記戻り光は、前記入力表面の一方及び前記
    出力表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴
    とする請求項８記載の光ピックアップ装置。
  10. 【請求項１０】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段
    からのビームの各々が入射される単一の入力表面を有し
    かつ前記集光光学系側に配された第１の透光体と、前記
    非点収差の付与された戻り光を出射する出力表面を有し
    前記集光光学系側とは反対側に配されかつ前記出力表面
    とは反対側の面において前記第１の透光体に結合する第
    ２の透光体とを含み、 前記第１の透光体と前記第２の透光体との結合面は、前
    記入力表面及び出力表面に対して非平行である、ことを
    特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
  11. 【請求項１１】 前記ビーム発射手段からの光ビームの
    一方は、前記入力表面において反射して前記集光光学系
    に導かれ、前記ビーム発射手段からの光ビームの他方
    は、前記入力表面を透過し前記結合面において反射しか
    つ前記入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前
    記戻り光は、前記入力表面，前記結合面，及び前記出力
    表面を透過して前記受光素子に導かれることを特徴とす
    る請求項１０記載の光ピックアップ装置。
  12. 【請求項１２】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段
    からの光ビームの各々に対応してこれら光ビームが入射
    される少なくとも２つの入力表面を有しかつ前記集光光
    学系側に配された第１の透光体と、前記非点収差の付与
    された戻り光を出射する出力表面を有し前記集光光学系
    側とは反対側に配されかつ前記出力表面とは反対側の面
    において前記第１の透光体に結合する第２の透光体とを
    含む、ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記入力表面は、順に隣接して形成さ
    れる第１，第２，及び第３の入力表面からなり、前記第
    １の入力表面と前記第２の入力表面とは山形形状を呈す
    る角度をなし、前記第２の入力表面と前記第３の入力表
    面とは谷形形状を呈する角度をなしていることを特徴と
    する請求項１２記載の光ピックアップ装置。
  14. 【請求項１４】 前記ビーム発射手段からの第１の光ビ
    ームは、対応する第１の入力表面を反射して前記集光光
    学系に導かれ、前記ビーム発射手段からの第２の光ビー
    ムは、対応する第２の入力表面を透過し前記第１の透光
    体と前記第２の透光体との結合面において反射し前記第
    １の入力表面を透過して前記集光光学系に導かれ、前記
    ビーム発射手段からの第３の光ビームは、対応する第３
    の入力表面及び前記結合面を透過し前記出力表面におい
    て反射し前記結合面及び前記第１の入力表面を透過して
    前記集光光学系に導かれ、前記戻り光は、前記第１の入
    力表面，前記結合面，及び前記出力表面を透過して前記
    受光素子に導かれることを特徴とする請求項１２または
    １３記載の光ピックアップ装置。
  15. 【請求項１５】 前記プリズムは、前記ビーム発射手段
    からの光ビームの各々につき前記受光手段の受光強度が
    略最大となるように光学特性が定められていることを特
    徴とする請求項１ないし１４のうちのいずれか１つに記
    載の光ピックアップ装置。
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