JPH05181016A - 偏光プリズム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ コストが安価で、製造および取扱いも容易で
部材を効率よく利用する。 ［構成］ 複屈折結晶体からなる第１、第２のプリズム
３１を接合した偏光プリズムにおいて、第１、第２のプ
リズムの接合面に波長板３２を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構成が簡単な偏光プリ
ズム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、入射光を偏波面が互いに直交する
直線偏光に分離する光学部品として、偏光プリズムが知
られている。このような偏光プリズムには種々の形式の
ものがあるが、そのひとつにウォラストンプリズムがあ
る。このように光線の偏光を利用するウォラストンプリ
ズムでは、材料に１軸結晶を用いる必要がある。このよ
うな１軸結晶としてはＫＤＰ、ＡＤＰ、方解石、サファ
イア、ＺｎＳ、氷、水晶等種々の結晶があり、工業的に
生産される光学機器では一般に人工水晶が多用されてい
る。人工水晶は化学的、物理的に安定で、比較的コスト
も安価であり、しかも光学的な特性も優れ、天然の鉱石
と異なり人工的に合成することができるために安定な供
給が可能であり、しかも人工水晶は天然水晶に比較して
結晶から製品を得る際の歩どまりも著しく良好な利点が
ある。このような光学部品は、たとえば近ごろ注目され
ている光ディスク等の光学機器において、光ディスクに
記録した情報を読み出すための光学系に使用されるため
に種々の研究がなされている。このようなウォラストン
プリズムを人工水晶から切り出す場合には、たとえば図
５に平面図、図６に側面図を示すようなＹ軸（機械軸）
方向に細長く成長させた、いわゆるＹ棒１を用いてＹ軸
方向に直角に所定の幅ｄで切断線２から切断し、さらに
切断した水晶の外形形状を略立方体に成形する。そし
て、この立方体を対角線に沿って切断して２個の直角プ
リズムを得る。そして、たとえば図７に示すようにＺ軸
（光軸）の方向が互いに直交する２個の直角プリズム３
の斜面をカナダバルサム等を用いて接合して再び立方体
に成形して、いわゆるウォラストンプリズムが完成す
る。このようなウォラストンプリズムは入射面に垂直に
入射した光線４を、入射光に対して一定の角度を存し、
かつ偏波面を、たとえば図８に示すように互いに直交す
る常光線５および異常光線６からなる２成分に分離する
ことができる。しかして、このようなウォラストンプリ
ズムを用いて光ディスクに記録した情報を再生する装置
では、たとえば光ディスクを透過した透過光線を常光線
と異常光線に分離して信号を再生するとともに、上記透
過光線を最大強度とするように光学系の焦点を調節する
ことが行われている。

【０００３】図９はこのような光学装置の一例の概要を
示すブロック図で、レーザダイオード等のレーザ光源７
からのレーザ光８を偏光子９を介して情報を記録した光
ディスク１０を透過させる。そして光ディスク１０の透
過光をビームスプリッタ１１で２方向に分割し、一方の
分割光の強度を第１の光センサ１２で測定する。また、
ビームスプリッタ１０の他方の分割光は偏光面を光学軸
から４５゜傾けたウォラストンプリズム１３に入射して
偏波面の異なる２つの光線に分割してそれぞれ第２、第
３の光センサ１４、１５によって光量を測定するように
している。そして、たとえば上記第１の光センサ１２の
検出出力によって光ディスク１０に対する光学系の焦点
の調整を行い、また第２、第３の光センサ１４、１５の
検出出力から上記光ディスク１０に記録された情報の再
生を行うようにしている。しかしながらこのような装置
では、比較的高価なビームスプリッタ１１を必要とし、
しかもウォラストンプリズム１３を光軸に対して正確に
一定角度だけ傾けて配置しなければならないので組立も
面倒であった。

【０００４】このために、たとえば図１０に示すように
ビームスプリッタ１１とウォラストンプリズム１３との
間に１／２波長板１６を配設することによってウォラス
トンプリズム１３を傾けることなく配置するようにした
ものも考えられている。しかしながら、このようなもの
では１／２波長板１６を必要とするために光学部品の点
数が増加し、しかも、各光学部品を正確に位置決めして
配設しなければならないので組立も面倒で装置も大型化
する問題があった。

【０００５】さらに、たとえば特開昭６３−１１３５０
３号に示されるように偏光プリズムを構成する２個の結
晶体の光学軸を光の入射面に関して互いに非直交となる
ように配置したものもある。このような偏光プリズム
は、たとえば図１１に示すように入射光の光軸と一方の
結晶体プリズム１７の光学軸とを含む面が上記光学軸と
他方の結晶体プリズム１８の光学軸とを含む平面に対し
て非直角としたものである。このような偏光プリズム１
９によれば偏光面は、たとえば図１２に示すように非直
角となる。しかして２個の結晶体の光学軸の傾きを適当
に選択することによって入射光２０を、常光線と異常光
線の合成された光線２１、入射光２０に対して一定の角
度を存する常光線２２および入射光２０に対して一定の
角度を存する異常光線２３にそれぞれ分離することがで
きる。このような偏光プリズム１９を用いれば、光ディ
スクに記録された情報を読み出す場合、たとえば図１３
に示すように出射光として常光線２２および異常光線２
３を得ることができ、さらにビームスプリッタを用いる
ことなく常光線と異常光線を合成した光線２１も得るこ
とができる。そして、常光線と異常光線を合成した光線
２１の強度を第１の光センサ１２で検出して、たとえば
光学系の焦点の調整等を行ない、さらに常光線２２およ
び異常光線２３の強度を第２、第３の光センサ１４、１
５で検出して、それぞれ光ディスク１０に記録した情報
を再生することができる。しかしながら、このような偏
光プリズムを人工水晶から切り出す場合には、偏光プリ
ズムを構成する２個の直角プリズムの一方は、たとえば
図１４に示すようなＹ棒１を結晶のＹ軸に対して４５゜
だけ傾けて切り出す必要がある。このために切断した人
工水晶を直方体に成形する際に図１３において斜線で示
す部分２３は切除する必要があり、部材の利用効率は低
下しコストの上昇する原因になる。さらに２個のプリズ
ムの他方はＹ棒１をＹ軸に対して直角に切断し、これら
の切断角度の異なる２種類のプリズムを組合わせる必要
がある。しかしながらこのような２種類のプリズムは外
見上からは識別できないために、識別するためのマーク
をつけておく等の面倒があった。しかもこのような偏光
プリズムは人工水晶を切断する際の切断角の精度によっ
てプリズムの光学的特性は決定されることになり、たと
えば５’ないし１０’程度の精度で切断しなければなら
ないので角度の決定には細心の注意を払う必要がある。
しかして、このような偏光プリズムを製作する場合には
２個の直角プリズムの斜面を貼り合わせて外形形状を直
方体に成形した後に光学的特性を満たすように表面を平
滑に研磨するようにしている。しかしながら、研磨を行
う場合、研磨面の面積に対して高さ寸法の大きい、たと
えば立方体の被研磨物は安定性が悪く、たとえば被研磨
物の研磨面を傾けて保持して研磨を行い角度を調整する
ようなことはできないので専ら切断時の精度に依存する
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、全体の価格を安価にすること
ができ取扱いも容易で部材を効率よく利用することがで
きる偏光プリズム装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複屈折結晶体
からなる第１、第２のプリズムを接合した偏光プリズム
において、第１、第２のプリズムの接合面に波長板を介
在させたことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例の偏光プリズムを図
１に示す斜視図、図２に示す側面図を参照して詳細に説
明する。図中３１は、所謂人工水晶のＹ棒をＹ軸に対し
て直角に所定の幅で切断して外形形状を直方体に成形
し、この直方体を対角線に沿って切断した直角プリズム
である。なお、この直角プリズム３１は２個の結晶体の
光軸を互いに直交するように斜面を接合することによっ
て図６に示すような、所謂ウォラストンプリズムを構成
することができるものである。したがって結晶体を切り
出す場合に、たとえば図４に示すような材料の利用効率
の良好な向きに部材を切り出すことができる。しかし
て、この２個の直角プリズム３１の斜面を、たとえば１
／２波長板３２を介在して接合して偏光プリズム３３を
構成するようにしている。このような偏光プリズム３３
を用いれば入射光線に対して常光線と異常光線の角度を
波長板の厚みに応じて制御することが可能であり、たと
えば図２に示すように入射光線３４を常光線と異常光線
の合成された光線３５、常光線３６および異常光線３７
に分離することができる。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
は上記偏光プリズムの前側の直角プリズム３１、波長板
３２および後側の直角プリズム３１における結晶の光学
軸（実線）と光線の偏光方向（破線）の関係を示す偏波
面の図である。すなわち手前側の直角プリズム３１では
図３（ａ）に示すように結晶のＺ軸方向は垂直で光線の
偏波方向はこのＺ軸に対して４５゜傾けている。波長板
３２では図３（ｂ）に示すように結晶のＺ軸は垂直方向
に対して４５゜傾けているので光線の偏波方向は垂直及
び水平方向となる。後ろ側の直角プリズム３１では図３
（ｃ）に示すように結晶のＺ軸は水平方向であり光線は
水平方向に対して±４５゜だけ傾いたふたつの偏波およ
びこのふたつの偏波の合成された成分を生じる。

【０００９】しかしてこのような偏光プリズム３３を用
いて光ディスクに記録された情報を読み出す装置の概要
を図４に示すブロック図を参照して説明する。すなわ
ち、レーザダイオード等のレーザ光源４１からのレーザ
光４２を偏光子４３を介して情報を記録した光ディスク
４４を透過させる。そして光ディスク４４の透過光を偏
光プリズム３３に入射する。偏光プリズム３３では入射
したレーザ光４２を常光線と異常光線の合成された光線
４５、常光線４６および異常光線４７にそれぞれ分離す
る。したがって、常光線と異常光線の合成された光線４
５の強度を第１の光センサ４８で検出して、たとえば光
ディスクに対する光学系の焦点調整を行うことができ、
また常光線４６、異常光線４７の強度をそれぞれ第２、
第３の光センサ４９、５０で検出して、たとえば光ディ
スク４４に記録された情報を読み出すことができる。

【００１０】しかして、このような偏光プリズム３３
は、光軸に対して傾けて配設する必要がなく、しかも波
長板３２は偏光プリズム３３自体に一体化しているため
に位置決めも容易でコンパクトになる。さらに波長板３
２自体は形状が偏平なために通常の研磨装置を用いて高
精度に所望の厚みを得ることができ、たとえば所望の厚
みよりもやや厚めに切断した後に研磨することによって
正確な平行平面と厚みを有する高品位の波長板を容易に
得ることができ、このような波長板を用いることによっ
て光学的特性の優れた偏光プリズムを得ることができ
る。したがって、たとえば光ディスク装置等の光学機器
における光学系の容積のコンパクト化を図ることがで
き、光学的な特性も良好で、しかも大量生産に適し、コ
ストの低減を図ることができる。

【００１１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば容
積が小さく、特性も良好で、大量生産に適した偏光プリ
ズムを提供することができる。

【００１２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の偏光プリズムの動作を説明する側面図
である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の偏光プリズ
ムの各偏波面の結晶の光学軸と光線の偏波方向との関係
を示す図である。

【図４】本発明の偏光プリズムを用いた光学装置の概要
を示すブロック図である。

【図５】従来のウォラストンプリズムの人工水晶のＹ棒
からの切り出しを説明する平面図である。

【図６】従来のウォラストンプリズムの人工水晶のＹ棒
からの切り出しを説明する側面図である。

【図７】従来のウォラストンプリズムの動作を説明する
側面図である。

【図８】従来のウォラストンプリズムの偏光面を示す図
である。

【図９】従来のウォラストンプリズムを用いた光学機器
の概要の一例を示すブロック図である。

【図１０】従来のウォラストンプリズムを用いた光学機
器の概要の他の一例を示すブロック図である。

【図１１】従来のウォラストンプリズムのさらに他の一
例を示す側面図である。

【図１２】図１１に示すウォラストンプリズムの偏光面
を示す図である。

【図１３】図１１に示すウォラストンプリズムを用いた
光学機器の概要を示すブロック図である。

【図１４】図１１に示すウォラストンプリズムの人工水
晶のＹ棒からの切り出しを説明する平面図である。

【符号の説明】

３１ 直角プリズム ３２ 波長板 ３３ 偏光プリズム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複屈折結晶体からなる第１、第２のプリズ
   ムを接合した複像プリズムにおいて、 第１、第２のプリズムの接合面に波長板を介在させたこ
   とを特徴とする偏光プリズム装置。