JP2987049B2 - 光ピックアップおよび光ピックアップに用いる複合機能プリズム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ピックアップおよ
び光ピックアップに用いる複合機能プリズムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップは、光ディスク等、各種
の光情報記録媒体に情報を書き込んだり、あるいは情報
を読み出したりする装置として知られ、種々の形態のも
のが知られており、その小型化や構成の単純化を目的と
して、種々の改良が試みられている。光ピックアップの
小型化を達成したものとして、図９に示した如きものが
知られている（ＳＨＡＲＰ技報第４８号 １９９１年３
月号）。

【０００３】図において、符号１１は、半導体レーザー
とフォトデテクタとを一体化した素子を示し、ホログラ
ム１２が一体化されている。光源である半導体レーザー
から放射された光束はホログラム１２を透過し、カップ
リングレンズ２により平行光束化され、偏向プリズム４
により進行方向を光情報記録媒体である光ディスク７側
へ偏向される。偏向された光束は対物レンズ６の作用に
より光ディスク７の記録面上に光スポットとして集光す
る。

【０００４】光ディスク７による反射光は、対物レンズ
６、偏向プリズム４、カップリングレンズ２と逆進し、
カップリングレンズ２により集光されつつホログラム１
２に入射して回折され、素子１１内に一体化されたフォ
トデテクタに入射し、トラッキング信号やフォーカシン
グ信号、あるいは読取信号等を発生させる。

【０００５】なお、上記「技報」に開示された光ピック
アップは偏向プリズム４を有していないが、偏向プリズ
ム４を用いない場合、光ピックアップが、光ディスク７
の回転軸方向に嵩高いものとなってしまうので、偏向プ
リズム４を設けるのが実際的である。

【０００６】また、図９に示す光ピックアップの場合、
ビーム整形を行う機能がないため、一般には、カップリ
ングレンズ２により平行光束化された光束は楕円形の光
束断面形状を有し、光ディスク７の記録面上に集光する
光スポットの形状も楕円形状となる。光スポットの形状
は、諸般の事情から「円形状に近いもの」であることが
望ましく、従って、実用的には、図９に示す構成にさら
にビーム整形手段を付加した構成が望ましい。

【０００７】上記図９のピックアップが小型化を達成し
た最大の要因は、光源と検出系とを１ユニットの素子１
１として構成した点にある。しかし、このためにホログ
ラム１２という特殊な光学素子を必要とする。上記「技
報」に開示された光ピックアップでは、ホログラムとし
て所謂「ブレーズ型」のものを用いて、必要な光利用効
率を得ており、特殊なホログラムを用いることに伴うコ
スト高が問題となる。

【０００８】また、上記「技報」開示の光ピックアップ
を実用化する際には、上述のように、偏向プリズム４や
ビーム整形手段の後付けが必要であり、全体としてみる
と、光ピックアップの構成は、さほど単純化されない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、構成が単純で、コン
パクト且つ低コストで実現できる新規な光ピックアップ
の提供を目的とする（請求項７〜９）。この発明の別の
目的は、光ピックアップの構成の単純化とコンパクト
化、低コスト化を実現させ得る、新規な複合機能プリズ
ムを提供することにある（請求項１〜６）。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の複合機能プリ
ズムは「単一のプリズム」であって、ビーム整形機能
と、偏向機能と、光路分離機能とを有する。「ビーム整
形機能」は、カップリングレンズにより平行光束化され
た、半導体レーザーからの光束の光束断面形状を略円形
状となるようにビーム整形する機能である。「偏向機
能」は、ビーム整形した光束を、光情報記録媒体側へ偏
向させる機能である。「光路分離機能」は、光情報記録
媒体からの反射光束を検出部へ導くために、半導体レー
ザー側からの光束の光路と分離する機能である。

【００１１】従って、この発明の複合機能プリズムは、
半導体レーザー側からの平行光束をビーム整形した後、
光情報記録媒体側へ偏向させ、光情報記録媒体からの反
射光の光路を半導体レーザー側からの光束の光路と分離
して検出部側へ送り出す。そして、この発明の複合機能
プリズムは、光情報記録媒体からの反射光を「半導体レ
ーザー側からの平行光束が入射する面と同じ側」へ射出
させるのである。

【００１２】請求項１記載の発明の複合機能プリズム
は、「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズ
で平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となる
ようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットと
して集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レー
ザー側からの光束の光路と分離して、検出系に導く光ピ
ックアップ」において用いられるものであり、「２個の
プリズムを、半透過膜を介して接合し」て構成される。

【００１３】「半透過膜」は、入射する光束を所定の反
射率で透過させると共に、残りを反射させる光学特性を
持った膜であり、例えば、金属薄膜等である。複合機能
プリズムを構成する２個のプリズムのうち、一方は「楔
型プリズム」で、他方は「楔型プリズムもしくは平行平
板プリズム」である。

【００１４】請求項２記載の発明の複合プリズムは、
「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズで平
行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となるよう
にビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットとして
集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レーザー
側からの光束の光路と分離して検出系に導くとともに、
反射光束の偏光方向を半導体レーザー側からの光束の偏
光方向と直交させる方式の光ピックアップ」において用
いられるものであり、「２個のプリズムを、偏光半透過
膜を介して接合し」て構成される。

【００１５】「反射光束の偏光方向を、半導体レーザー
側からの光束の偏光方向と直交させる」とは、半導体レ
ーザー側からの光束が、複合機能プリズムから見て「Ｐ
偏光（もしくはＳ偏光）」で、光情報記録媒体からの反
射光が、複合機能プリズムから見て「Ｓ偏光（もしくは
Ｐ偏光）」であるように光学配置を設定することを意味
する。

【００１６】「偏向半透過膜」は、入射する光束の内の
Ｐ偏向成分を透過させ、Ｓ偏向成分を反射するような光
学特性をもった膜であって、従来から偏向ビームスプリ
ッターの分離膜として知られたものである。

【００１７】複合機能プリズムを構成する２個のプリズ
ムのうち、一方は「楔型プリズム」で、他方は「楔型プ
リズムもしくは平行平板プリズム」である。

【００１８】上記請求項１または２記載の発明の複合機
能プリズムにおいては、接合される２個のプリズムとし
て「同一の屈折率のもの」を用いても良いし（請求項
３）、「２個のプリズムの屈折率が互いに異なる」よう
にしても良い（請求項４）。

【００１９】請求項５，６記載の発明の複合機能プリズ
ムは上記請求項２記載の発明の複合機能プリズムと同
様、「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズ
で平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となる
ようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットと
して集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レー
ザー側からの光束の光路と分離して検出系に導くととも
に、反射光束の偏光方向を半導体レーザー側からの光束
の偏光方向と直交させる方式の光ピックアップ」におい
て用いられるものである。

【００２０】請求項５記載の発明に於いては、複合機能
プリズムは「２個のプリズムを接合して成り、これら２
個のプリズムのうちの一方は楔型プリズムで、他方は楔
型プリズムもしくは平行平板プリズムであり、且つ、一
方のプリズムが複屈折性結晶により構成され、光学軸
を、半導体レーザー側からの入射光束と、光情報記録媒
体側からの反射光束とに直交する方向へ向けるように配
備される」ことを特徴とする。

【００２１】請求項６記載の発明の複合機能プリズム
は、「複屈折性結晶による楔型プリズムであり、光学軸
を、半導体レーザー側からの入射光束と、光情報記録媒
体側からの反射光束とに直交する方向へ向けるように配
備される」ことを特徴とする。

【００２２】これら請求項１〜６記載の複合機能プリズ
ムにおいて、半導体レーザー側からの光束が入射するの
と反対側のプリズム面に、「反射膜」を形成しても良
い。

【００２３】請求項７記載の発明の光ピックアップは、
「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズで平
行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となるよう
にビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットとして
集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レーザー
側からの光束の光路と分離して、検出系に導く光ピック
アップ」であって、上記請求項１記載の複合機能プリズ
ムを用いてビーム整形と、ビーム偏向と、光路分離とを
行うことを特徴とする。この場合の複合機能プリズムを
構成する２個のプリズムの屈折率は同じでも、異なって
も良い。

【００２４】請求項８記載の発明の光ピックアップは、
「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズで平
行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となるよう
にビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットとして
集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レーザー
側からの光束の光路と分離して検出系に導くとともに、
反射光束の偏光方向を半導体レーザー側からの光束の偏
光方向と直交させる方式の光ピックアップ」であって、
上記請求項２記載の複合機能プリズムを用いてビーム整
形と、ビーム偏向と、光路分離とを行うことを特徴とす
る。

【００２５】この場合の複合機能プリズムを構成する２
個のプリズムの屈折率は同じでも異なっても良い。

【００２６】請求項９記載の発明の光ピックアップは、
「半導体レーザーからの光束をカップリングレンズで平
行光束化したのち、光束断面形状が略円形状となるよう
にビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポットとして
集光し、光情報記録媒体からの反射光を半導体レーザー
側からの光束の光路と分離して検出系に導くとともに、
反射光束の偏光方向を半導体レーザー側からの光束の偏
光方向と直交させる方式の光ピックアップ」であって、
上記請求項５または６記載の複合機能プリズムを用いて
ビーム整形と、ビーム偏向と、光路分離とを行うことを
特徴とする。

【００２７】

【作用】上記のように、この発明の複合機能プリズムは
「単一のプリズム」でありながら、ビーム整形機能と、
偏向機能と、光路分離機能とを有する。また、この発明
の複合機能プリズムは、光情報記録媒体からの反射光束
を、半導体レーザー側からの平行光束が入射する面と同
じ側へ射出させるので、光源部と検出部とを、複合機能
プリズムに対して同じ側に配備することが可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。なお、繁
雑を避けるため、混同の虞れがないと思われるものに就
いては、図９におけると同一の符号を用いる。図１
（ｂ）は、請求項１記載の発明の複合機能プリズムの１
実施例を示し、同図（ａ）は、上記複合機能プリズムを
用いた光ピックアップを示す。この光ピックアップは、
請求項６記載の発明の光ピックアップの１実施例であ
る。

【００２９】図１（ａ）において、半導体レーザー１か
ら放射された発散性のレーザー光束は、カップリングレ
ンズ２により平行光束化され、複合機能プリズム３に入
射する。半導体レーザー１から放射された光束の「ファ
ーフィールドパターン」は、図面に直交する方向に長い
楕円状であり、カップリングレンズ２により平行光束化
された光束の断面形状は、図の上下方向を短軸方向とす
る楕円形状である。

【００３０】平行光束化された光束は複合機能プリズム
３に入射し、その「ビーム整形機能」によりビーム整形
され、「偏向機能」により光情報記録媒体である光ディ
スク７の側へ偏向される。偏向された光束は「略円形
状」の光束断面形状を有し、対物レンズ６によって光デ
ィスク７の記録面上に「略円形の光スポット」として集
光する。

【００３１】光ディスク７からの反射光束は、対物レン
ズ６を通り、略平行な光束（斜線を施した光束）として
複合機能プリズム３に戻ると、同プリズム３の「光路分
離機能」により、半導体レーザー１側からの光束の光路
と分離され、且つ、半導体レーザー１側からの光束が入
射する面と同じ側へ射出する。

【００３２】複合機能プリズム３から射出した反射光束
は、カップリングレンズ２に入射し、同レンズ２により
収束され、半導体レーザー１の近傍に配備されたフォト
デテクタ８に入射して、所望の信号を発生させる。

【００３３】即ち、フォトデテクタ８は４分割の受光素
子であり、フォーカシング信号は、複合機能プリズム３
とカップリングレンズ２との作用により発生する非点収
差を利用した「非点収差法」で発生させる。またトラッ
キングは周知のプッシュ・プル法で行い、読取信号は、
４分割受光素子の「４受光部からの出力の和」により形
成する。フォーカシングは他に、「ビームサイズ法」や
「ナイフエッジ法」を利用することも可能である。ナイ
フエッジ法を用いる場合は、複合機能プリズム３の形状
を工夫することにより、複合機能プリズム自体がナイフ
エッジの作用をなすようにすることも可能である。

【００３４】図１（ｂ）を参照すると、この図は、複合
機能プリズム３の機能を説明するための図である。複合
機能プリズム３は、互いに屈折率：ｎが等しい２個の楔
型プリズム３１，３２を「逆向き」即ち、楔の「尖端部
側」が互いに逆になるように組み合わせて接合し、接合
部に半透過膜３３を形成して構成されている。

【００３５】楔型プリズム３１は頂角：ｘを有し、楔型
プリズム３２は頂角：ｙを有するが、図のようにｘ＞ｙ
であるので、全体の形状は、図の上下の面が図の右上方
向へ向かってすぼまる形状となっている。図面に直交す
る方向の形状は一様である。

【００３６】半導体レーザー側からの平行光束が、図の
ように入射角：ａをもって入射すると、光束は屈折角：
ｂをもって屈折する。即ち、式「ｓｉｎ（ａ）＝ｎ・ｓ
ｉｎ（ｂ）」が成り立つ。このとき、入射する平行光束
が、複合機能プリズム３の入射面で切られた光束切断面
を考え、この光束切断面形状の、図１（ｂ）におけるプ
リズム入射面に沿った長さを「Ｄ」とする。

【００３７】入射平行光束の光束断面（図1（ｂ）の上
下方向を短軸とする楕円形状）の短手方向の光束径を
「α」、屈折角：ｂでプリズム中に屈折した光束の図面
内における光束径を「β」とすると、「Ｄ」，「α」，
「β」の間には関係「Ｄ・ｃｏｓ（ａ）＝α」および
「Ｄ・ｃｏｓ（ｂ）＝β」の関係がなりたつ。

【００３８】従って、「ｃｏｓ（ｂ）／ｃｏｓ（ａ）＝
β／α」であり、角：ｂ＜角：ａであるから「β／α＞
１」となり、屈折した光束は、入射平行光束における楕
円形状の光束断面の短軸側のみが拡大され、光束断面形
状は「円形状」に近づく。

【００３９】屈折した光束は、半透過膜３３を透過し、
楔型プリズム３２と空気との境界面をなすプリズム面で
反射し、楔型プリズム３１の入射面に入射角：ｃで入射
し、屈折角：ｄで空気中へ射出する。即ち「ｎ・ｓｉｎ
（ｃ）＝ｓｉｎ（ｄ）」が成り立つ。

【００４０】この射出の際の屈折により、射出する平行
光束の断面形状は、入射平行光束の断面形状における短
軸方向へ若干縮小される。従って、複合機能プリズム３
から射出する平行光束の光束断面形状は、入射および射
出の際の屈折の作用によりビーム整形が成されるのであ
り、このビーム整形の結果、光束断面形状が「略円形
状」の平行光束が得られるように、複合機能プリズムの
材料（屈折率：ｎ）や、形状（頂角：ｘ，ｙ）、配設態
位（入射角：ａ）等が設定されることにより、所望の
「ビーム整形機能」を実現しているのである。

【００４１】また「偏向機能」は、楔型プリズム３１
の、対物レンズに面した側の面に於ける屈折と、楔型プ
リズム３２の、図における下側のプリズム面での反射と
により達成される。上記反射を行うプリズム面での入射
角：ｅは反射角：ｆに等しい。なお、楔型プリズム３
１，３２は屈折率が互いに等しいから、半透過膜３３を
透過する際に屈折は生じない。

【００４２】入射角：ａと屈折角：ｄとが、ａ＋ｄ≒９
０度となるように、上記ａ，ｄ，ｎ，ｘ，ｙを設定する
と、半導体レーザー１側からの光束を、略直角に偏向さ
せて、対物レンズ６に入射せしめることができる。

【００４３】光ディスク７からの反射光は対物レンズ６
を通り、複合機能プリズム３の楔型プリズム３１に入射
角：ｄで入射し、屈折角：ｃで屈折する。そして、半透
過膜３３に入射角：ｇで入射し、この入射角：ｇに等し
い反射角：ｈで反射され、楔型プリズム３１と空気との
境界面に入射角：ｉで入射し、屈折角：ｊで空気中へ射
出する。すなわち、「ｎ・ｓｉｎ（ｉ）＝ｓｉｎ
（ｊ）」が成り立つ。

【００４４】楔型プリズム３１の図における上下両面
は、図の左下側へ向かって開いているので、角：ｉ＞
角：ｂ，角：ｊ＞角：ａであり、従って、楔型プリズム
３１から射出する「戻り光束（光ディスク７からの反射
光束）」は、半導体レーザー１側から複合機能プリズム
３に入射してくる光束に対して若干傾いた方向へ向かう
ことに成り、「光路分離機能」が実現される。即ち、光
路分離機能は、主として、楔型プリズム３２の頂角：ｙ
が０でないことにより実現されている。

【００４５】図１（ａ）に戻ると、図示の実施例では、
複合機能プリズム３が光ディスク３からの反射光を、同
プリズム３への半導体レーザー１側からの光束の入射す
る面と同じ側に射出させるから、半導体レーザー１とフ
ォトデテクタ８とを互いに近接させて配備でき、光ピッ
クアップをコンパクトに構成できる。

【００４６】また、複合機能プリズム３がビーム整形機
能、偏向機能、光路分離機能を有しているため、これら
の機能を独立して行う素子を用いる場合に比して部品点
数が少なく、光ピックアップにおける光学配置が単純化
される。

【００４７】図２は、請求項１，３記載の発明の複合機
能プリズムの変形実施例を示している。この実施例で
は、複合機能プリズムを構成する２個のプリズムの内、
一方が楔型プリズムであり、他方は平行平板プリズムで
ある。

【００４８】図２に示す例で、複合機能プリズム３Ａ
は、平行平板プリズム３４と楔型プリズム３５とを半透
過膜３６を介して接合して成る。この実施例で、複合機
能プリズムを構成する２個のプリズム３４，３５は屈折
率が互いに等しい。

【００４９】図２において「照明光」とあるのは「半導
体レーザー側からの光束」であり、入射側の面（平行平
板プリズム３４の、図における上側の面）で屈折され、
楔型プリズム３５の下側のプリズム面で反射され、上記
入射側の面から射出する際に屈折する。従って、ビーム
整形機能と偏向機能は、上記入射側の面と下側のプリズ
ム面とが平行でなく互いに傾いていること、及び、上記
２回の屈折の作用により行われる。

【００５０】光ディスクからの反射光束、即ち、「戻り
光束」は上記入射側の面から入射する際に屈折し、半透
過膜３６により反射され、上記入射側の面で再度屈折し
て、照明光が入射する面と同じ側へ「検出光」として射
出し、図示されない検出系へ導かれる。光路分離機能
は、複合機能プリズムの、図２における「下側のプリズ
ム面」と「接合面をなす半透過膜」とが平行でないこと
により実現される。

【００５１】図２の実施例では、複合機能プリズムを構
成する２個のプリズム３４，３５のうちの一方を、作製
の容易な平行平板プリズム３４とすることにより、複合
機能プリズムのコスト、延いては光ピックアップのコス
トを低減化することが可能と成る。

【００５２】図３は、請求項１，３記載の発明の複合機
能プリズムの別の実施例を示している。この実施例で
は、複合機能プリズム３Ｃは「同一形状・同一材料」に
よる楔型プリズム３０１，３０２を互いに逆向きに組み
合わせ、半透過膜３０３を介して接合して成り、「全体
として平行平板状」である。ビーム整形機能・偏向機能
・光路分離機能は、図１（ｂ），図２の実施例と同様の
原理で達成される。「照明光」に対する偏向、「検出
光」の光路の照明光光路からの分離は、図に示す如くに
なる。

【００５３】この実施例の場合、同一の楔型プリズムの
１対で複合機能プリズムを構成できるので、複合機能プ
リズムのコスト、延いては光ピックアップのコストを低
減化することが可能と成る。

【００５４】図４は請求項１，４記載の発明の複合機能
プリズムの１実施例を示している。複合機能プリズム３
Ｄは、楔型プリズム３０４，３０５を半透過膜３０６を
介して接合して構成されている。楔型プリズム３０４，
３０５の屈折率：ｎ₁，ｎ₂は互いに異なり、この例では
ｎ₁＜ｎ₂となっている。

【００５５】良く知られているように、半導体レーザー
が放射するレーザー光は、その波長が「温度変化」によ
り変動する。複合機能プリズムを構成するプリズムの材
料には一般に「分散」があるから、半導体レーザーの温
度変化による波長変動があると、例えば、偏向機能が影
響を受け、半導体レーザー側からの光束の偏向方向が、
光ディスクへ向かう正確な方向からずれることになる。

【００５６】たとえば、仮りに、楔型プリズム３０４と
３０５の屈折率：ｎ₁，ｎ₂が互いに等しいと、「照明
光」は、複合機能プリズム３Ｄにより、正規には光束Ｌ
１のように偏向されるが、半導体レーザーの温度変化に
より波長が変化すると、光束Ｌ２のように偏向されるこ
とになる。

【００５７】しかるに、楔型プリズム３０４，３０５の
屈折率：ｎ₁，ｎ₂が、上述の如く、ｎ₁＜ｎ₂となってい
ると、「照明光」は正規には、即ち、設計上の波長のレ
ーザー光においては光束Ｌ０のように偏向され、波長変
化が生じたときには、光束Ｌ３の如くに偏向される。

【００５８】図４における、偏向方向の「波長変化によ
る変化」は強調して描かれているが、図の偏向方向変化
は、同じ「波長ずれ」についてのものであり、光束Ｌ１
とＬ２の差と、光束Ｌ０とＬ３の差の大小関係を比較す
れば明らかなように、複合機能プリズムを構成する２つ
のプリズムの屈折率を異ならせることにより、波長変動
の影響を有効に軽減させることができる。請求項５記載
の発明は、図１，２，３の各実施例に対しても適用でき
る。

【００５９】図５（ａ）は、請求項８記載の発明の光ピ
ックアップの１実施例を示し、同図（ｂ）は、上記実施
例に使用する、請求項２記載の発明の複合機能プリズム
の１実施例を示している。

【００６０】この実施例における複合機能プリズム３Ｅ
は、図５（ｂ）に示すように、屈折率の互いに等しい２
個の楔型プリズム３１０，３１１を、偏光半透過膜３１
２を介して接合したものである。半導体レーザー１から
放射され、カップリングレンズ２により平行光束化され
た光束、即ち「照明光」は、図５（ｂ）に示すように、
偏光半透過膜３１２から見て「Ｐ偏向状態」であり、楔
型プリズム３１０に屈折して入射すると、そのまま楔型
プリズム３１１の下側のプリズム面まで直進し、このプ
リズム面で反射された光束は、楔型プリズム３１０の上
側の面から屈折しつつ光ディスク側へ射出する。

【００６１】この間に「照明光」はビーム整形と偏向と
を行われるが、偏向半透過膜３１２はＰ偏向の光を略１
００％透過させるので、光量の損失がない。図５（ａ）
に戻ると、偏向されて光ディスク７側へ射出した光束は
１／４波長板９と対物レンズ６を透過し、対物レンズ６
の作用により、光ディスク７の記録面上に光スポットと
して集光する。

【００６２】光ディスク７からの反射光は対物レンズ６
を透過し、さらに１／４波長板９を透過すると、偏光方
向が照明光の偏光方向から９０度旋回し、偏光半透過膜
３１２から見て「Ｓ偏光状態」になる。このようにＳ偏
光状態となった戻り光束は、複合機能プリズム３Ｅに戻
ると、偏光半透過膜３１２により略１００％反射され、
照明光の入射する面と同じ側に屈折して射出し、「検出
光」となる。

【００６３】図６は、図５（ｂ）に示す複合機能プリズ
ムを用いた光ピックアップの別実施例を要部のみ略示し
ている。図５（ａ）の実施例との差異は、図５（ａ）の
構成に加えて、１／２波長板１０をカップリングレンズ
２（図示されず）と複合機能プリズム３Ｅとの間に配備
したことである。

【００６４】照明光はカップリングレンズにより平行光
束化された状態では「Ｐ偏光状態」であるが、１／２波
長板１０を透過することにより「Ｓ偏光状態」となる。
従って、ビーム整形と偏向とは、楔型プリズム３１０に
よる屈折と、偏光半透過膜３１２による略１００％の反
射により行われる。

【００６５】光ディスクからの戻り光束は、図示されな
い前記１／４波長板により偏光状態をＰ偏光状態に変換
され、図示のように楔型プリズム３１０による屈折と、
楔型プリズム３１１による反射とにより光路分離され
「検出光」となる。

【００６６】図５，図６の実施例は、照明光と検出光が
偏光半透過膜により分離されるので光の利用効率が極め
て良い。

【００６７】図７は、請求項９記載の発明の光ピックア
ップの１実施例を示し、同図（ｂ）は、上記実施例に用
いる複合機能プリズムで、請求項６記載の発明の複合機
能プリズムの１実施例となっている。

【００６８】複合機能プリズム３Ｆは「複屈折性結晶に
よる単一の楔型プリズム」により構成され、光学軸を、
半導体レーザー側からの入射光束と、光情報記録媒体側
からの反射光束とに直交する方向（図面に直交する方
向）へ向て配備される。

【００６９】図７（ａ）において、半導体レーザー１か
らの光束はカップリングレンズ２により平行光束化さ
れ、Ｐ偏光状態で複合機能プリズム３Ｆに入射し、図７
（ｂ）に示すように、上方のプリズム面による屈折と、
下方のプリズム面に依る反射でビーム整形と偏向とを行
われ、光ディスク側へ射出する。

【００７０】射出した光束は、１／４波長板９と対物レ
ンズ６を介して光ディスク７に到達し、反射光束は戻り
光束と成り、対物レンズ６と１／４波長板９を透過して
Ｓ偏光状態となる。そして、複合機能プリズム３Ｆによ
る屈折と反射の作用をうけ、検出光として射出し、カッ
プリングレンズ２を介してフォトデテクタ８に入射する
ことになる。

【００７１】複合機能プリズム３Ｆは「複屈折性結晶」
で構成され、その光学軸が図面に直交する方向へ向いて
いるので、Ｐ偏光とＳ偏光とで屈折率が異なり、複合機
能プリズム３Ｆ内を通過する照明光と戻り光束の光路が
異なったものと成り、光路分離が実現される。

【００７２】図８は、請求項５記載の複合機能プリズム
の１実施例を示している。この複合機能プリズム３Ｇ
は、２個の楔型プリズム３２０，３２１を接合して成
る。楔型プリズム３２１は「複屈折性結晶」により形成
され、その光学軸は、半導体レーザー側からの入射光束
である「照明光」と、光情報記録媒体側からの反射光束
とに直交する方向（図面に直交する方向）に向けられて
いる。複合機能プリズム３Ｇは、図７（ａ）に示す実施
例において、複合機能プリズム３Ｆの代わりに用いるこ
とができる。

【００７３】照明光は、楔型プリズム３２０に入射して
屈折し、さらに楔型プリズム３２１により屈折し、同プ
リズム３２１の下方のプリズム面で反射され、楔型プリ
ズム３２０により２度屈折されて１／４波長板側へ射出
し、光ディスクを照明する。戻り光束は、Ｓ偏光状態で
複合機能プリズム３Ｇに戻り、楔型プリズム３２１の複
屈折により光路分離され、楔型プリズム３２０により２
度屈折されて、検出光と成って射出する。

【００７４】請求項５記載の複合機能プリズムでは、光
路分離を楔型プリズムの複屈折により行うので、プリズ
ムの接合部に半透過膜を形成する必要がない。図８の実
施例の変形例として、楔型プリズム３２０の方を複屈折
性結晶で構成してもよく、プリズム３２０，３２１の一
方を平行平板プリズムとしても良い。

【００７５】なお、請求項５，６記載の発明の複合機能
プリズムにおける「複屈折性結晶」としては、ニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）や水晶を好適に用いることが
できる。これらは、量産されており、コストも高くな
い。ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）は、屈折率が高
いので、複合機能プリズム自体の小型化が可能である。

【００７６】また、上記各実施例において、複合機能プ
リズムの入射側の面と逆の側の面に反射膜を形成するこ
とによりさらに光の利用効率を高めることができる。

【００７７】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な複合機能プリズムと光ピックアップを提供する
ことができる（請求項１〜９）。請求項１〜６記載の発
明の複合機能プリズムは、単一のプリズムがビーム整形
機能と偏向機能と光路分離機能とを有しているので、こ
れを用いることにより光ピックアップの部品点数を有効
に減らすことができ、光ピックアップの構造を単純化す
ることができる。また、複合機能プリズムは、検出光を
照明光の入射する面と同じ側へ射出させるので、光源部
と検出系とを、複合機能プリズムの同じ側に近接して配
備することが可能となり、光ピックアップをコンパクト
化することが可能となる。

【００７８】また請求項２，３，４記載の複合機能プリ
ズムは、偏光半透過膜を用いて照明光と検出光の分離を
行うので、光利用効率が高い。請求項４記載の複合機能
プリズムは、半導体レーザーにおける波長変化の影響を
受けにくい。

【００７９】請求項５記載の複合機能プリズムは、プリ
ズム接合部に半透過膜や偏光半透過膜をもうける必要が
無く製造が容易である。請求項６記載の複合機能プリズ
ムは、単一のプリズムで構成されるため、製造が極めて
容易である。

【００８０】請求項７〜８記載の発明の光ピックアップ
は、上記各請求項記載の発明の複合機能プリズムを用い
ることにより、小型に、且つ単純な構造で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項７記載の発明の光ピックアップの１実施
例を説明するための図である。

【図２】請求項１記載の発明の複合機能プリズムの実施
例を説明するための図である。

【図３】請求項１記載の発明の複合機能プリズムの、別
の実施例を説明するための図である。

【図４】請求項４記載の発明の複合機能プリズムの、１
実施例を説明するための図である。

【図５】請求項８記載の発明の光ピックアップの１実施
例を説明するための図である。

【図６】請求項２記載の発明の複合機能プリズムの、１
実施例を説明するための図である。

【図７】請求項９記載の発明の光ピックアップの１実施
例を説明するための図である。

【図８】請求項５記載の発明の複合機能プリズムの、１
実施例を説明するための図である。

【図９】従来技術とその問題点を説明するための図で
あ。

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ２ カップリングレンズ ３ 複合機能プリズム ６ 対物レンズ ７ 光情報記録媒体 ８ フォトデテクタ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22 G02B 5/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導く光ピックアップにおいて用いられる複合機能プ
   リズムであって、 半導体レーザー側からの平行光束をビーム整形するビー
   ム整形機能と、ビーム整形した光束を光情報記録媒体側
   へ偏向させる偏向機能と、上記光情報記録媒体からの反
   射光束を上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離
   する光路分離機能とを有し、 半透過膜を介して、２個のプリズムを接合してなり、 上記２個のプリズムのうちの一方は楔型プリズムで、他
   方は楔型プリズムもしくは平行平板プリズムであり、 上記光情報記録媒体からの反射光を、半導体レーザー側
   からの平行光束が入射する面と同じ側へ射出させること
   を特徴とする複合機能プリズム。
2. 【請求項２】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導くとともに、上記反射光束の偏光方向を半導体レ
   ーザー側からの光束の偏光方向と直交させる方式の光ピ
   ックアップにおいて用いられる複合機能プリズムであっ
   て、 半導体レーザー側からの平行光束をビーム整形するビー
   ム整形機能と、ビーム整形した光束を光情報記録媒体側
   へ偏向させる偏向機能と、上記光情報記録媒体からの反
   射光束を上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離
   する光路分離機能とを有し、 偏光半透過膜を介して、２個のプリズムを接合してな
   り、 上記２個のプリズムのうちの一方は楔型プリズムで、他
   方は楔型プリズムもしくは平行平板プリズムであり、 上記光情報記録媒体からの反射光を、半導体レーザー側
   からの平行光束が入射する面と同じ側へ射出させること
   を特徴とする複合機能プリズム。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の複合機能プリズム
   において、 接合される２個のプリズムは、同一の屈折率を持つこと
   を特徴とする複合機能プリズム。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の複合機能プリズム
   において、 接合される２個のプリズムの屈折率が互いに異なること
   を特徴とする複合機能プリズム。
5. 【請求項５】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導くとともに、上記反射光束の偏光方向を半導体レ
   ーザー側からの光束の偏光方向と直交させる方式の光ピ
   ックアップにおいて用いられる複合機能プリズムであっ
   て、 半導体レーザー側からの平行光束をビーム整形するビー
   ム整形機能と、ビーム整形した光束を光情報記録媒体側
   へ偏向させる偏向機能と、上記光情報記録媒体からの反
   射光束を上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離
   する光路分離機能とを有し、 ２個のプリズムを接合して成り、 上記２個のプリズムのうちの一方は楔型プリズムで、他
   方は楔型プリズムもしくは平行平板プリズムであり、 且つ、一方のプリズムが複屈折性結晶により構成され、
   光学軸を、半導体レーザー側からの入射光束と、光情報
   記録媒体側からの反射光束とに直交する方向へ向けるよ
   うに配備され、 上記光情報記録媒体からの反射光を、半導体レーザー側
   からの平行光束が入射する面と同じ側へ射出させること
   を特徴とする複合機能プリズム。
6. 【請求項６】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導くとともに、上記反射光束の偏光方向を半導体レ
   ーザー側からの光束の偏光方向と直交させる方式の光ピ
   ックアップにおいて用いられる複合機能プリズムであっ
   て、 半導体レーザー側からの平行光束をビーム整形するビー
   ム整形機能と、ビーム整形した光束を光情報記録媒体側
   へ偏向させる偏向機能と、上記光情報記録媒体からの反
   射光束を上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離
   する光路分離機能とを有し、 複屈折性結晶による楔型プリズムにより構成され、光学
   軸を、半導体レーザー側からの入射光束と、光情報記録
   媒体側からの反射光束とに直交する方向へ向けるように
   配備されることを特徴とする複合機能プリズム。
7. 【請求項７】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して、検
   出系に導く光ピックアップであって、 請求項１記載の複合機能プリズムを用いてビーム整形
   と、ビーム偏向と、光路分離とを行うことを特徴とする
   光ピックアップ。
8. 【請求項８】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導くとともに、上記反射光束の偏光方向を半導体レ
   ーザー側からの光束の偏光方向と直交させる方式の光ピ
   ックアップであって、 請求項２記載の複合機能プリズムを用いてビーム整形
   と、ビーム偏向と、光路分離とを行うことを特徴とする
   光ピックアップ。
9. 【請求項９】半導体レーザーからの光束をカップリング
   レンズで平行光束化したのち、光束断面形状が略円形状
   となるようにビーム整形し、光情報記録媒体上に光スポ
   ットとして集光し、上記光情報記録媒体からの反射光を
   上記半導体レーザー側からの光束の光路と分離して検出
   系に導くとともに、上記反射光束の偏光方向を半導体レ
   ーザー側からの光束の偏光方向と直交させる方式の光ピ
   ックアップであって、 請求項５または６記載の複合機能プリズムを用いてビー
   ム整形と、ビーム偏向と、光路分離とを行うことを特徴
   とする光ピックアップ。