JP3212105B2 - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光学式記録媒体に対
して情報の記録または再生を行うのに用いる光学ヘッド
に関するものである。
して情報の記録または再生を行うのに用いる光学ヘッド
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学ヘッドとして、従来、図８に示すよ
うなものが提案されている。この光学ヘッドにおいて
は、半導体レーザ１からの直線状に偏光した発散光を、
コリメータレンズ２で平行光とした後、ビームスプリッ
タ３に入射させている。ビームスプリッタ３は、第１の
プリズム３ａおよび第２のプリズム３ｂを誘電体多層膜
４を介して接合して構成され、コリメータレンズ２から
の光を第１のプリズム３ａを経て誘電体多層膜４にＰ偏
光で入射させ、該誘電体多層膜４および第２のプリズム
３ｂを透過した光を立ち上げミラー５を経て対物レンズ
６により図示しない光磁気記録媒体の記録面に光スポッ
トとして集光するようにしている。ここで、光磁気記録
媒体には、情報が磁化の方向により記録されており、集
光された光スポットはカー効果により偏光方向が磁化の
方向に応じて反対方向に回転されて反射される。この光
磁気記録媒体からの戻り光は、対物レンズ６および立ち
上げミラー５を経てビームスプリッタ３に入射する。こ
こで、戻り光はカー効果により偏光面が回転しているの
で、Ｓ偏光成分が含まれている。このＳ偏光成分はその
殆どが誘電体多層膜４で反射され、Ｐ偏光成分はその一
部が誘電体多層膜４で反射される。
うなものが提案されている。この光学ヘッドにおいて
は、半導体レーザ１からの直線状に偏光した発散光を、
コリメータレンズ２で平行光とした後、ビームスプリッ
タ３に入射させている。ビームスプリッタ３は、第１の
プリズム３ａおよび第２のプリズム３ｂを誘電体多層膜
４を介して接合して構成され、コリメータレンズ２から
の光を第１のプリズム３ａを経て誘電体多層膜４にＰ偏
光で入射させ、該誘電体多層膜４および第２のプリズム
３ｂを透過した光を立ち上げミラー５を経て対物レンズ
６により図示しない光磁気記録媒体の記録面に光スポッ
トとして集光するようにしている。ここで、光磁気記録
媒体には、情報が磁化の方向により記録されており、集
光された光スポットはカー効果により偏光方向が磁化の
方向に応じて反対方向に回転されて反射される。この光
磁気記録媒体からの戻り光は、対物レンズ６および立ち
上げミラー５を経てビームスプリッタ３に入射する。こ
こで、戻り光はカー効果により偏光面が回転しているの
で、Ｓ偏光成分が含まれている。このＳ偏光成分はその
殆どが誘電体多層膜４で反射され、Ｐ偏光成分はその一
部が誘電体多層膜４で反射される。
【０００３】ビームスプリッタ３で反射された戻り光
は、１／２波長板７によりその偏光方向が４５°回転さ
れた後、集光レンズ８で集光されて偏光ビームスプリッ
タ９に入射し、ここで互いに直交する偏光成分が分離さ
れて光検出器１０で受光される。光検出器１０は、図９
に平面図をも示すように、それぞれ３分割された受光領
域を有する２つの受光部１０ａ，１０ｂをもって構成さ
れ、偏光ビームスプリッタ９をそのまま透過した光を受
光部１０ａで、偏光ビームスプリッタ９の内部で反射し
た後透過した光を受光部１０ｂでそれぞれ受光し、それ
ら受光部１０ａ，１０ｂの各受光領域の出力に基づいて
情報の再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキング
エラー信号を得るようにしている。
は、１／２波長板７によりその偏光方向が４５°回転さ
れた後、集光レンズ８で集光されて偏光ビームスプリッ
タ９に入射し、ここで互いに直交する偏光成分が分離さ
れて光検出器１０で受光される。光検出器１０は、図９
に平面図をも示すように、それぞれ３分割された受光領
域を有する２つの受光部１０ａ，１０ｂをもって構成さ
れ、偏光ビームスプリッタ９をそのまま透過した光を受
光部１０ａで、偏光ビームスプリッタ９の内部で反射し
た後透過した光を受光部１０ｂでそれぞれ受光し、それ
ら受光部１０ａ，１０ｂの各受光領域の出力に基づいて
情報の再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキング
エラー信号を得るようにしている。
【０００４】上記の光学ヘッドにおいて、ビームスプリ
ッタ３は、半導体レーザ１からの直線状に偏光した出射
光を光磁気記録媒体に導くと共に、光磁気記録媒体から
の戻り光を光検出器１０に導くため、Ｐ偏光透過率が例
えば約８０％、Ｐ偏光反射率が約２０％で、Ｓ偏光につ
いては光磁気記録媒体からの戻り光に含まれているカー
効果による光磁気信号成分を効率良く光検出器１０に導
くために、その反射率がほぼ１００％となるように構成
されている。また、ビームスプリッタ３で反射される戻
り光のＰ偏光とＳ偏光との間に位相差が生じると、戻り
光が楕円偏光化して再生信号のＣ／Ｎが低下するため、
ビームスプリッタ３での位相差を、該ビームスプリッタ
３単独で、あるいは立ち上げミラー５と合わせて、少な
くとも光磁気記録媒体からビームスプリッタ３を反射す
るまでの戻り光学系において位相差が生じないように構
成している。
ッタ３は、半導体レーザ１からの直線状に偏光した出射
光を光磁気記録媒体に導くと共に、光磁気記録媒体から
の戻り光を光検出器１０に導くため、Ｐ偏光透過率が例
えば約８０％、Ｐ偏光反射率が約２０％で、Ｓ偏光につ
いては光磁気記録媒体からの戻り光に含まれているカー
効果による光磁気信号成分を効率良く光検出器１０に導
くために、その反射率がほぼ１００％となるように構成
されている。また、ビームスプリッタ３で反射される戻
り光のＰ偏光とＳ偏光との間に位相差が生じると、戻り
光が楕円偏光化して再生信号のＣ／Ｎが低下するため、
ビームスプリッタ３での位相差を、該ビームスプリッタ
３単独で、あるいは立ち上げミラー５と合わせて、少な
くとも光磁気記録媒体からビームスプリッタ３を反射す
るまでの戻り光学系において位相差が生じないように構
成している。
【０００５】このような条件を満たすビームスプリッタ
として、例えば特開昭５９−１７１０５６号公報には、
２種類の誘電体薄膜を交互に積層した誘電体多層膜を用
いたものが開示されている。図１０は、かかる従来例に
開示されているビームスプリッタの一例の部分拡大図を
示すもので、このビームスプリッタ３においては第１，
第２プリズム３ａ，３ｂ間の誘電体多層膜４を、使用す
る光の波長をλとするとき、光学的厚みがλ／４のＴｉ
Ｏ2 から始めて、該ＴｉＯ2 とやはり光学的厚みがλ／
４のＳｉＯ2 とを交互に１１層積層して構成している。
として、例えば特開昭５９−１７１０５６号公報には、
２種類の誘電体薄膜を交互に積層した誘電体多層膜を用
いたものが開示されている。図１０は、かかる従来例に
開示されているビームスプリッタの一例の部分拡大図を
示すもので、このビームスプリッタ３においては第１，
第２プリズム３ａ，３ｂ間の誘電体多層膜４を、使用す
る光の波長をλとするとき、光学的厚みがλ／４のＴｉ
Ｏ2 から始めて、該ＴｉＯ2 とやはり光学的厚みがλ／
４のＳｉＯ2 とを交互に１１層積層して構成している。
【０００６】ここで、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 の屈折率
をそれぞれｎ1 およびｎ2 、第１，第２プリズム３ａ，
３ｂの屈折率をｎ0 、第１プリズム３ａから誘電体多層
膜４への入射角をθ0 とすると、ＴｉＯ2 の中の屈折角
θ1 はスネルの法則により、 θ1 ＝ sin-1｛（ｎ0 ／ｎ1 ）・ sinθ0 ｝ となり、同様にＳｉＯ2 の中の屈折角θ2 は、 θ2 ＝ sin-1｛（ｎ0 ／ｎ2 ）・ sinθ0 ｝ となる。また、ＴｉＯ2 の厚さをｄ1 とすると、その光
学的厚みがλ／４であるから、 ｎ1 ・ｄ1 ・ cosθ1 ＝λ／４ が成り立ち、同様にＳｉＯ2 の厚さをｄ2 とすると、 ｎ2 ・ｄ2 ・ cosθ2 ＝λ／４ が成り立つ。したがって、ｎ0 ＝１．８２、ｎ1 ＝２．
２７、ｎ2 ＝１．４６、θ0 ＝４５°、λ＝８３０ｎｍ
とすると、θ1 ＝３４．５°、θ2 ＝６１．８°とな
り、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 の膜厚は、それぞれｄ1 ＝
１１１ｎｍ、ｄ2 ＝３０１ｎｍとなり、かかる膜厚のＴ
ｉＯ2 およびＳｉＯ2 を、ＴｉＯ2 から始めて該ＴｉＯ
2 とＳｉＯ2 とを交互に１１層積層することにより、Ｐ
偏光反射率が２２％、Ｓ偏光反射率が１００％で、反射
光のＰ偏光とＳ偏光との位相差が０°とすることかでき
る。
をそれぞれｎ1 およびｎ2 、第１，第２プリズム３ａ，
３ｂの屈折率をｎ0 、第１プリズム３ａから誘電体多層
膜４への入射角をθ0 とすると、ＴｉＯ2 の中の屈折角
θ1 はスネルの法則により、 θ1 ＝ sin-1｛（ｎ0 ／ｎ1 ）・ sinθ0 ｝ となり、同様にＳｉＯ2 の中の屈折角θ2 は、 θ2 ＝ sin-1｛（ｎ0 ／ｎ2 ）・ sinθ0 ｝ となる。また、ＴｉＯ2 の厚さをｄ1 とすると、その光
学的厚みがλ／４であるから、 ｎ1 ・ｄ1 ・ cosθ1 ＝λ／４ が成り立ち、同様にＳｉＯ2 の厚さをｄ2 とすると、 ｎ2 ・ｄ2 ・ cosθ2 ＝λ／４ が成り立つ。したがって、ｎ0 ＝１．８２、ｎ1 ＝２．
２７、ｎ2 ＝１．４６、θ0 ＝４５°、λ＝８３０ｎｍ
とすると、θ1 ＝３４．５°、θ2 ＝６１．８°とな
り、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 の膜厚は、それぞれｄ1 ＝
１１１ｎｍ、ｄ2 ＝３０１ｎｍとなり、かかる膜厚のＴ
ｉＯ2 およびＳｉＯ2 を、ＴｉＯ2 から始めて該ＴｉＯ
2 とＳｉＯ2 とを交互に１１層積層することにより、Ｐ
偏光反射率が２２％、Ｓ偏光反射率が１００％で、反射
光のＰ偏光とＳ偏光との位相差が０°とすることかでき
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示したビームスプリッタを用いて図８に示した光磁気
記録媒体用の光学ヘッドを構成すると、ビームスプリッ
タがコリメータレンズの後方に配置されるため、光学ヘ
ッドを小型にできないという問題がある。この問題を解
決する方法としては、コンパクトディスクプレーヤ用光
学ヘッドにおいて一般的に採用されているように、ビー
ムスプリッタを半導体レーザとコリメータレンズとの間
に配置することが考えられる。このようにすれば、半導
体レーザとコリメータレンズとの間の光束径が小さいの
でビームスプリッタを小さくでき、かつ半導体レーザと
コリメータレンズとの間の空間を有効に利用できるの
で、光学ヘッドを小型にできる。
に示したビームスプリッタを用いて図８に示した光磁気
記録媒体用の光学ヘッドを構成すると、ビームスプリッ
タがコリメータレンズの後方に配置されるため、光学ヘ
ッドを小型にできないという問題がある。この問題を解
決する方法としては、コンパクトディスクプレーヤ用光
学ヘッドにおいて一般的に採用されているように、ビー
ムスプリッタを半導体レーザとコリメータレンズとの間
に配置することが考えられる。このようにすれば、半導
体レーザとコリメータレンズとの間の光束径が小さいの
でビームスプリッタを小さくでき、かつ半導体レーザと
コリメータレンズとの間の空間を有効に利用できるの
で、光学ヘッドを小型にできる。
【０００８】しかし、図１０に示したビームスプリッタ
を半導体レーザとコリメータレンズとの間の発散光束中
に配置すると、該ビームスプリッタに入射する光線の入
射角が一定でないために、Ｐ偏光、Ｓ偏光の反射率特性
および位相差特性が入射角に依存して変化し、これがた
め所定の条件を満足することができなくなって、Ｃ／Ｎ
の良好な再生信号を得ることができないという問題があ
る。例えば、コリメータレンズの開口数を０．１５とす
ると、該コリメータレンズは半導体レーザからの発散光
を８．６°の広がり角まで取り込むことになり、この角
度範囲の光線はビームスプリッタの誘電体多層膜に、 ４５°− sin-1｛（１／ｎ0 ）・ sin８．６°｝ ≦θ0 ≦ ４５°＋ sin-1｛（１／ｎ0 ）・ sin８．６°｝ の角度範囲で入射することになる。したがって、４０．
３°≦θ0 ≦４９．７°の角度範囲で反射率、透過率お
よび位相差が一定である必要があるが、図１０に示した
ビームスプリッタにおいては、図１１に入射角度に対す
るＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率の特性図を、図１２
に入射角度に対する反射光のＰ偏光とＳ偏光との位相差
の特性図をそれぞれ示すように、入射角度がθ0 ＝４５
°のときは上述したようにＰ偏光反射率およびＳ偏光反
射率がそれぞれ２２％および１００％で、位相差が０°
となるが、入射角度がθ0 ＝４５°からずれると、Ｐ偏
光反射率および位相差が大きく変化する。
を半導体レーザとコリメータレンズとの間の発散光束中
に配置すると、該ビームスプリッタに入射する光線の入
射角が一定でないために、Ｐ偏光、Ｓ偏光の反射率特性
および位相差特性が入射角に依存して変化し、これがた
め所定の条件を満足することができなくなって、Ｃ／Ｎ
の良好な再生信号を得ることができないという問題があ
る。例えば、コリメータレンズの開口数を０．１５とす
ると、該コリメータレンズは半導体レーザからの発散光
を８．６°の広がり角まで取り込むことになり、この角
度範囲の光線はビームスプリッタの誘電体多層膜に、 ４５°− sin-1｛（１／ｎ0 ）・ sin８．６°｝ ≦θ0 ≦ ４５°＋ sin-1｛（１／ｎ0 ）・ sin８．６°｝ の角度範囲で入射することになる。したがって、４０．
３°≦θ0 ≦４９．７°の角度範囲で反射率、透過率お
よび位相差が一定である必要があるが、図１０に示した
ビームスプリッタにおいては、図１１に入射角度に対す
るＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率の特性図を、図１２
に入射角度に対する反射光のＰ偏光とＳ偏光との位相差
の特性図をそれぞれ示すように、入射角度がθ0 ＝４５
°のときは上述したようにＰ偏光反射率およびＳ偏光反
射率がそれぞれ２２％および１００％で、位相差が０°
となるが、入射角度がθ0 ＝４５°からずれると、Ｐ偏
光反射率および位相差が大きく変化する。
【０００９】特に、θ0 ＝４２．４°のときは、Ｐ偏光
反射率がほぼ０％となってしまう。これは、ＴｉＯ2 と
ＳｉＯ2 との境界面においてブリュースタ角の条件を満
たしているためである。すなわち、θ0 ＝４２．４°の
ときは、θ1 ＝３２．７°、θ2 ＝５７．２°となっ
て、θ1 ＋θ2 ≒９０°となり、ブリュースタ角の条件
を満たしてしまう。したがって、この角度で入射する光
線に対しては、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 をどのような膜
厚で、何層積層したとしてもＰ偏光反射率を高めること
は不可能となる。また、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 以外の
誘電体薄膜を用いても、４０．３°≦θ0 ≦４９．７°
の広い角度範囲でブリュースタ角を避けることはできな
い。また、金属薄膜を用いる方法もあるが、この場合に
は光の吸収によって効率が悪くなる。
反射率がほぼ０％となってしまう。これは、ＴｉＯ2 と
ＳｉＯ2 との境界面においてブリュースタ角の条件を満
たしているためである。すなわち、θ0 ＝４２．４°の
ときは、θ1 ＝３２．７°、θ2 ＝５７．２°となっ
て、θ1 ＋θ2 ≒９０°となり、ブリュースタ角の条件
を満たしてしまう。したがって、この角度で入射する光
線に対しては、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 をどのような膜
厚で、何層積層したとしてもＰ偏光反射率を高めること
は不可能となる。また、ＴｉＯ2 およびＳｉＯ2 以外の
誘電体薄膜を用いても、４０．３°≦θ0 ≦４９．７°
の広い角度範囲でブリュースタ角を避けることはできな
い。また、金属薄膜を用いる方法もあるが、この場合に
は光の吸収によって効率が悪くなる。
【００１０】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、ビームスプリッタを半導体レー
ザからの発散光束中に配置することで、ビームスプリッ
タへ入射させる光束を平行光束にするコリメータレンズ
が不要となって光学ヘッド全体を小型にできると共に、
ビームスプリッタの誘電体多層膜を、広い入射角度範囲
（４０〜５０度）に亘ってそれぞれ所望のＰ偏光反射率
並びにＳ偏光反射率が安定して得られるよう適切に構成
した光学ヘッドを提供することを目的とする。
目してなされたもので、ビームスプリッタを半導体レー
ザからの発散光束中に配置することで、ビームスプリッ
タへ入射させる光束を平行光束にするコリメータレンズ
が不要となって光学ヘッド全体を小型にできると共に、
ビームスプリッタの誘電体多層膜を、広い入射角度範囲
（４０〜５０度）に亘ってそれぞれ所望のＰ偏光反射率
並びにＳ偏光反射率が安定して得られるよう適切に構成
し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】上記目的を達成するた
め、この発明は、半導体レーザからの発散光束を第１の
透明基板と第２の透明基板とを誘電体多層膜を介して結
合してなるビームスプリッタへ入射させ、該ビームスプ
リッタからの出射光を光学式記録媒体へ照射するように
した光学ヘッドにおいて、前記誘電体多層膜を、前記発
散光束の入射角度が４０〜５０度の範囲においてＰ偏光
成分とＳ偏光成分との反射率がそれぞれほぼ一定となる
ように、屈折率の異なる少なくとも３種類の誘電体薄膜
の周期層を含んで構成したことを特徴とするものであ
る。
め、この発明は、半導体レーザからの発散光束を第１の
透明基板と第２の透明基板とを誘電体多層膜を介して結
合してなるビームスプリッタへ入射させ、該ビームスプ
リッタからの出射光を光学式記録媒体へ照射するように
した光学ヘッドにおいて、前記誘電体多層膜を、前記発
散光束の入射角度が４０〜５０度の範囲においてＰ偏光
成分とＳ偏光成分との反射率がそれぞれほぼ一定となる
ように、屈折率の異なる少なくとも３種類の誘電体薄膜
の周期層を含んで構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１２】
【作用】広い入射角度範囲で所望のＰ偏光反射率、Ｓ偏
光反射率及び位相差を安定して得ることが可能となる。
光反射率及び位相差を安定して得ることが可能となる。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明に係る光学ヘッドにおいて用
いるビームスプリッタの第１の例を示すものである。こ
のビームスプリッタ２１は、第１のプリズム２２および
第２のプリズム２３を誘電体多層膜２４を介して接合し
て成る。誘電体多層膜２４は、図２に拡大図を示すよう
に、第１のプリズム２２の表面上の誘電体薄膜を第１層
として、全部で２０層の誘電体薄膜を積層して構成す
る。この実施例では、第６層から第２０層までを３種類
の誘電体薄膜からなる周期的誘電体多層膜、具体的には
第６層，第９層，第１２層，第１５層および第１８層を
膜厚７０ｎｍのＳｉＯ2 、第７層，第１０層，第１３
層，第１６層および第１９層を膜厚１１５ｎｍのＺｒＯ
2 、第８層，第１１層，第１４層，第１７層および第２
０層を膜厚９９ｎｍのＴｉＯ2 をもって構成し、第１層
から第５層までを２種類の誘電体薄膜からなる周期的誘
電体多層膜、具体的には第１層，第３層および第５層を
膜厚１３４ｎｍのＴｉＯ2 、第２層および第４層を膜厚
６８ｎｍのＺｒＯ2 をもって構成する。
いるビームスプリッタの第１の例を示すものである。こ
のビームスプリッタ２１は、第１のプリズム２２および
第２のプリズム２３を誘電体多層膜２４を介して接合し
て成る。誘電体多層膜２４は、図２に拡大図を示すよう
に、第１のプリズム２２の表面上の誘電体薄膜を第１層
として、全部で２０層の誘電体薄膜を積層して構成す
る。この実施例では、第６層から第２０層までを３種類
の誘電体薄膜からなる周期的誘電体多層膜、具体的には
第６層，第９層，第１２層，第１５層および第１８層を
膜厚７０ｎｍのＳｉＯ2 、第７層，第１０層，第１３
層，第１６層および第１９層を膜厚１１５ｎｍのＺｒＯ
2 、第８層，第１１層，第１４層，第１７層および第２
０層を膜厚９９ｎｍのＴｉＯ2 をもって構成し、第１層
から第５層までを２種類の誘電体薄膜からなる周期的誘
電体多層膜、具体的には第１層，第３層および第５層を
膜厚１３４ｎｍのＴｉＯ2 、第２層および第４層を膜厚
６８ｎｍのＺｒＯ2 をもって構成する。
【００１４】かかる構成において、第１，第２のプリズ
ム２２，２３の屈折率を１．８２、ＴｉＯ2 の屈折率を
２．２７、ＺｒＯ2 の屈折率を１．９９、ＳｉＯ2 の屈
折率を１．４６とすると、波長λ＝８３０ｎｍの光に対
してのＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率特性は図３に示
すようになり、またＰ偏光反射光とＳ偏光反射光との位
相差特性は図４に示すようになる。図３および図４から
明らかなように、このビームスプリッタ２１によれば入
射角度が４０°から５０°の範囲で、Ｐ偏光反射率がほ
ぼ２０％と一定で、Ｓ偏光反射率が９５％前後の高い反
射率とすることができ、また位相差もほぼ１５０°と一
定にすることができる。したがって、このビームスプリ
ッタ２１を用いれば、誘電体多層膜２４に入射する非平
行の入射光線２５ａ，２５ｂ，２５ｃを、入射角度４０
°〜５０°の範囲でほぼ一定の反射率および位相差をも
って、透過光２６ａ，２６ｂ，２６ｃと反射光２７ａ，
２７ｂ，２７ｃとに分離することができる。
ム２２，２３の屈折率を１．８２、ＴｉＯ2 の屈折率を
２．２７、ＺｒＯ2 の屈折率を１．９９、ＳｉＯ2 の屈
折率を１．４６とすると、波長λ＝８３０ｎｍの光に対
してのＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率特性は図３に示
すようになり、またＰ偏光反射光とＳ偏光反射光との位
相差特性は図４に示すようになる。図３および図４から
明らかなように、このビームスプリッタ２１によれば入
射角度が４０°から５０°の範囲で、Ｐ偏光反射率がほ
ぼ２０％と一定で、Ｓ偏光反射率が９５％前後の高い反
射率とすることができ、また位相差もほぼ１５０°と一
定にすることができる。したがって、このビームスプリ
ッタ２１を用いれば、誘電体多層膜２４に入射する非平
行の入射光線２５ａ，２５ｂ，２５ｃを、入射角度４０
°〜５０°の範囲でほぼ一定の反射率および位相差をも
って、透過光２６ａ，２６ｂ，２６ｃと反射光２７ａ，
２７ｂ，２７ｃとに分離することができる。
【００１５】この発明に係る光学ヘッドにおいて用いる
ビームスプリッタの第２の例においては、図１に示すビ
ームスプリッタ２１において、誘電体多層膜２４を第１
のプリズム２２の表面上の誘電体薄膜を第１層として、
第１層から第２１層までを３種類の誘電体薄膜からなる
周期的誘電体多層膜とし、第２２層および第２３層を異
なる誘電体薄膜として、全部で２３層の誘電体薄膜を積
層して構成する。すなわち、第１層，第４層，第７層，
第１０層，第１３層，第１６層および第１９層を膜厚９
４ｎｍのＴｉＯ2 、第２層，第５層，第８層，第１１
層，第１４層，第１７層および第２０層を膜厚８２ｎｍ
のＳｉＯ2 、第３層，第６層，第９層，第１２層，第１
５層，第１８層および第２１層を膜厚１１４ｎｍのＺｒ
Ｏ2をもって構成し、第２２層を膜厚１２９ｎｍのＳｉ
Ｏ2 、第２３層を膜厚２５０ｎｍのＺｒＯ2 をもって構
成する。
ビームスプリッタの第２の例においては、図１に示すビ
ームスプリッタ２１において、誘電体多層膜２４を第１
のプリズム２２の表面上の誘電体薄膜を第１層として、
第１層から第２１層までを３種類の誘電体薄膜からなる
周期的誘電体多層膜とし、第２２層および第２３層を異
なる誘電体薄膜として、全部で２３層の誘電体薄膜を積
層して構成する。すなわち、第１層，第４層，第７層，
第１０層，第１３層，第１６層および第１９層を膜厚９
４ｎｍのＴｉＯ2 、第２層，第５層，第８層，第１１
層，第１４層，第１７層および第２０層を膜厚８２ｎｍ
のＳｉＯ2 、第３層，第６層，第９層，第１２層，第１
５層，第１８層および第２１層を膜厚１１４ｎｍのＺｒ
Ｏ2をもって構成し、第２２層を膜厚１２９ｎｍのＳｉ
Ｏ2 、第２３層を膜厚２５０ｎｍのＺｒＯ2 をもって構
成する。
【００１６】かかる構成において、第１，第２のプリズ
ム２２，２３の屈折率を１．８２、ＴｉＯ2 の屈折率を
２．２７、ＺｒＯ2 の屈折率を１．９９、ＳｉＯ2 の屈
折率を１．４６とすると、波長λ＝８３０ｎｍの光に対
してのＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率特性は図５に示
すようになり、またＰ偏光反射光とＳ偏光反射光との位
相差特性は図６に示すようになる。図５および図６から
明らかなように、このビームスプリッタ２１によれば入
射角度が４０°から５０°の範囲で、Ｐ偏光反射率がほ
ぼ２０％と一定で、Ｓ偏光反射率が９９％前後の高い反
射率とすることができ、また位相差もほぼ１２２°と一
定にすることができる。したがって、このビームスプリ
ッタ２１を用いれば、第１の例で説明したビームスプリ
ッタ２１を用いた場合と同様の効果を得ることができ
る。
ム２２，２３の屈折率を１．８２、ＴｉＯ2 の屈折率を
２．２７、ＺｒＯ2 の屈折率を１．９９、ＳｉＯ2 の屈
折率を１．４６とすると、波長λ＝８３０ｎｍの光に対
してのＰ偏光反射率およびＳ偏光反射率特性は図５に示
すようになり、またＰ偏光反射光とＳ偏光反射光との位
相差特性は図６に示すようになる。図５および図６から
明らかなように、このビームスプリッタ２１によれば入
射角度が４０°から５０°の範囲で、Ｐ偏光反射率がほ
ぼ２０％と一定で、Ｓ偏光反射率が９９％前後の高い反
射率とすることができ、また位相差もほぼ１２２°と一
定にすることができる。したがって、このビームスプリ
ッタ２１を用いれば、第１の例で説明したビームスプリ
ッタ２１を用いた場合と同様の効果を得ることができ
る。
【００１７】図７は、この発明に係る光学ヘッドの一例
の構成を示すものである。この光学ヘッドにおいては、
半導体レーザ３１からの直線状に偏光した発散光を、第
１または第２の例で説明した構成のビームスプリッタ２
１の誘電体多層膜２４にＰ偏光として入射させ、その透
過光をコリメータレンズ３２で平行光とした後、立ち上
げミラー３３を経て対物レンズ３４により図示しない光
磁気記録媒体の記録面に光スポットとして集光させるよ
うにする。また、光磁気記録媒体からの戻り光は、対物
レンズ３４、立ち上げミラー３３およびコリメータレン
ズ３２を経てビームスプリッタ２１の誘電体多層膜２４
に入射させ、ここで光磁気信号成分であるＳ偏光成分の
殆どを反射され、Ｐ偏光成分はその一部を反射させる。
このビームスプリッタ２１で反射された戻り光は、凹レ
ンズ３５により収束位置を延長し、１／２波長板３６で
その偏光方向を４５°回転させた後、偏光ビームスプリ
ッタ３７に入射させ、ここで互いに直交する偏光成分を
分離して、それぞれ３分割された受光領域を有する２つ
の受光部３８ａ，３８ｂを有する光検出器３８で受光
し、その出力に基づいて情報の再生信号、フォーカスエ
ラー信号、トラッキングエラー信号を得るようにする。
なお、ビームスプリッタ２１で反射される戻り光は、立
ち上げミラー３３と合わせてＰ偏光とＳ偏光との間に位
相差が生じないように構成する。
の構成を示すものである。この光学ヘッドにおいては、
半導体レーザ３１からの直線状に偏光した発散光を、第
１または第２の例で説明した構成のビームスプリッタ２
１の誘電体多層膜２４にＰ偏光として入射させ、その透
過光をコリメータレンズ３２で平行光とした後、立ち上
げミラー３３を経て対物レンズ３４により図示しない光
磁気記録媒体の記録面に光スポットとして集光させるよ
うにする。また、光磁気記録媒体からの戻り光は、対物
レンズ３４、立ち上げミラー３３およびコリメータレン
ズ３２を経てビームスプリッタ２１の誘電体多層膜２４
に入射させ、ここで光磁気信号成分であるＳ偏光成分の
殆どを反射され、Ｐ偏光成分はその一部を反射させる。
このビームスプリッタ２１で反射された戻り光は、凹レ
ンズ３５により収束位置を延長し、１／２波長板３６で
その偏光方向を４５°回転させた後、偏光ビームスプリ
ッタ３７に入射させ、ここで互いに直交する偏光成分を
分離して、それぞれ３分割された受光領域を有する２つ
の受光部３８ａ，３８ｂを有する光検出器３８で受光
し、その出力に基づいて情報の再生信号、フォーカスエ
ラー信号、トラッキングエラー信号を得るようにする。
なお、ビームスプリッタ２１で反射される戻り光は、立
ち上げミラー３３と合わせてＰ偏光とＳ偏光との間に位
相差が生じないように構成する。
【００１８】かかる光学ヘッドによれば、ビームスプリ
ッタ２１を半導体レーザ３１とコリメータレンズ３２と
の間の光束径が小さい光路中に配置しているので、該ビ
ームスプリッタ２１を小さくでき、かつ半導体レーザ３
１とコリメータレンズ３２との間の空間を有効に利用で
きるので、光学ヘッドを小型にできる。また、ビームス
プリッタ２１は、光線の入射角度範囲内で、所望のＰ偏
光反射率、Ｓ偏光反射率およびＰ偏光とＳ偏光との位相
差を安定して得ることができるので、Ｃ／Ｎの良好な再
生信号を得ることができる。
ッタ２１を半導体レーザ３１とコリメータレンズ３２と
の間の光束径が小さい光路中に配置しているので、該ビ
ームスプリッタ２１を小さくでき、かつ半導体レーザ３
１とコリメータレンズ３２との間の空間を有効に利用で
きるので、光学ヘッドを小型にできる。また、ビームス
プリッタ２１は、光線の入射角度範囲内で、所望のＰ偏
光反射率、Ｓ偏光反射率およびＰ偏光とＳ偏光との位相
差を安定して得ることができるので、Ｃ／Ｎの良好な再
生信号を得ることができる。
【００１９】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では、３種類の誘電体薄
膜からなる周期的誘電体多層膜の膜数を３の整数倍とし
たが、２、４あるいはその他の任意の数の整数倍とする
こともできる。また、この発明のビームスプリッタは、
上述した光磁気記録媒体に対する光学ヘッドに限らず、
追記型等の他の光記録媒体に対する光学ヘッドにも有効
に適用することができる。
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では、３種類の誘電体薄
膜からなる周期的誘電体多層膜の膜数を３の整数倍とし
たが、２、４あるいはその他の任意の数の整数倍とする
こともできる。また、この発明のビームスプリッタは、
上述した光磁気記録媒体に対する光学ヘッドに限らず、
追記型等の他の光記録媒体に対する光学ヘッドにも有効
に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体レーザからの発散光束を第１の透明基板と第２の透明
基板とを誘電体多層膜を介して結合してなるビームスプ
リッタへ入射させ、該ビームスプリッタからの出射光を
光学式記録媒体へ照射するようにした光学ヘッドにおい
て、前記誘電体多層膜を、前記発散光束の入射角度が４
０〜５０度の範囲においてＰ偏光成分とＳ偏光成分との
反射率がそれぞれほぼ一定となるように、屈折率の異な
る少なくとも３種類の誘電体薄膜の周期層を含んで構成
したので、ビームスプリッタへ入射させる光束を平行光
束にするコリメータレンズが不要となり、結果として光
学ヘッド全体を小型にできると共に、ビームスプリッタ
において広い入射角度範囲でそれぞれ所望のＰ偏光反射
率並びにＳ偏光反射率を安定して得ることができる。
体レーザからの発散光束を第１の透明基板と第２の透明
基板とを誘電体多層膜を介して結合してなるビームスプ
リッタへ入射させ、該ビームスプリッタからの出射光を
光学式記録媒体へ照射するようにした光学ヘッドにおい
て、前記誘電体多層膜を、前記発散光束の入射角度が４
０〜５０度の範囲においてＰ偏光成分とＳ偏光成分との
反射率がそれぞれほぼ一定となるように、屈折率の異な
る少なくとも３種類の誘電体薄膜の周期層を含んで構成
したので、ビームスプリッタへ入射させる光束を平行光
束にするコリメータレンズが不要となり、結果として光
学ヘッド全体を小型にできると共に、ビームスプリッタ
において広い入射角度範囲でそれぞれ所望のＰ偏光反射
率並びにＳ偏光反射率を安定して得ることができる。
【図１】 この発明に係る光学ヘッドで用いるビームス
プリッタの第１の例を示す図である。
プリッタの第１の例を示す図である。
【図２】 図１に示す誘電体多層膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】 第１の例のビームスプリッタにおけるＰ偏光
反射率およびＳ偏光反射率の入射角依存特性を示す図で
ある。
反射率およびＳ偏光反射率の入射角依存特性を示す図で
ある。
【図４】 同じく、Ｐ偏光とＳ偏光との位相差の入射角
依存特性を示す図である。
依存特性を示す図である。
【図５】 この発明に係る光学ヘッドで用いるビームス
プリッタの第２の例におけるＰ偏光反射率およびＳ偏光
反射率の入射角依存特性を示す図である。
プリッタの第２の例におけるＰ偏光反射率およびＳ偏光
反射率の入射角依存特性を示す図である。
【図６】 同じく、Ｐ偏光とＳ偏光との位相差の入射角
依存特性を示す図である。
依存特性を示す図である。
【図７】 この発明に係る光学ヘッドの一例の構成を示
す図である。
す図である。
【図８】 従来の光学ヘッドの構成を示す図である。
【図９】 図８に示す光検出器の構成を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】 図８に示すビームスプリッタを構成する誘
電体多層膜の拡大断面図である。
電体多層膜の拡大断面図である。
【図１１】 図８に示すビームスプリッタにおけるＰ偏
光反射率およびＳ偏光反射率の入射角依存特性を示す図
である。
光反射率およびＳ偏光反射率の入射角依存特性を示す図
である。
【図１２】 図８に示すビームスプリッタにおけるＰ偏
光とＳ偏光との位相差の入射角依存特性を示す図であ
る。
光とＳ偏光との位相差の入射角依存特性を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザからの発散光束を、第１の
透明基板と第２の透明基板とを誘電体多層膜を介して結
合してなるビームスプリッタへ入射させ、該ビームスプ
リッタからの出射光を光学式記録媒体へ照射するように
した光学ヘッドにおいて、 前記誘電体多層膜を、前記発散光束の入射角度が４０〜
５０度の範囲においてＰ偏光成分とＳ偏光成分との反射
率がそれぞれほぼ一定となるように、屈折率の異なる少
なくとも３種類の誘電体薄膜の周期層を含んで構成した
ことを特徴とする光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188391A JP3212105B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188391A JP3212105B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325936A JPH04325936A (ja) | 1992-11-16 |
| JP3212105B2 true JP3212105B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14822282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12188391A Expired - Fee Related JP3212105B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212105B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102496051B1 (ko) * | 2021-05-18 | 2023-02-06 | (주)제이씨에스인터내셔날 | 마그네슘 안경테 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2725606B2 (ja) * | 1994-08-25 | 1998-03-11 | 日本電気株式会社 | 液晶プロジェクター装置 |
| US5939710A (en) * | 1996-09-30 | 1999-08-17 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Optical pickup system incorporating therein a beam splitter having a phase layer |
| JP6507575B2 (ja) * | 2014-11-05 | 2019-05-08 | セイコーエプソン株式会社 | 光学装置および表示装置 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP12188391A patent/JP3212105B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102496051B1 (ko) * | 2021-05-18 | 2023-02-06 | (주)제이씨에스인터내셔날 | 마그네슘 안경테 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04325936A (ja) | 1992-11-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000620 |
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| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3212105 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 Year of fee payment: 7 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 8 |
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