JPH06243503A - Beam splitter and optical head - Google Patents

Beam splitter and optical head

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Publication number
JPH06243503A
JPH06243503A JP5030472A JP3047293A JPH06243503A JP H06243503 A JPH06243503 A JP H06243503A JP 5030472 A JP5030472 A JP 5030472A JP 3047293 A JP3047293 A JP 3047293A JP H06243503 A JPH06243503 A JP H06243503A
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JP
Japan
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light
beam splitter
recording medium
information recording
optical head
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Application number
JP5030472A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Yamagata
道弘 山形
Yasuhiro Tanaka
康弘 田中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a beam splitter capable of simplifying a photodetecting system. CONSTITUTION:This beam splitter is provided with a planar first surface 2 splitting an incident beam to a reflected beam and a transmitted beam, and a second surface 3 having, positive refractive power converging and emitting the transmitted beam. In such a manner, by using the beam splitter having a converging action, a detective optical system in an optical system for an optical head is simplified, and the number of parts constituting the optical head is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオディスクなど
のような、光学的に情報記録媒体に情報を書き込みまた
は読み出すために用いる光ヘッドに関するものであり、
特に情報記録媒体からの反射光束を分離する分離機能
と、情報記録媒体からの反射光束の集光スポットを光検
出器上に形成するのに用いる検出光学系の機能を一体化
させたビームスプリッタおよび光ヘッドに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head used for optically writing or reading information on an information recording medium such as a video disc.
In particular, a beam splitter that integrates a separation function of separating a reflected light beam from the information recording medium and a function of a detection optical system used to form a condensed spot of the reflected light beam from the information recording medium on the photodetector. It relates to an optical head.

【0002】[0002]

【従来の技術】光を用いて情報記録媒体に情報を記録或
いは再生する光ディスク装置において、光ヘッドはキー
となるデバイスである。この光ヘッドは、レンズや、プ
リズムなどの光学部品を多く用いて構成されており、高
価でかつ高精度の組み立て調整が必要となる。
2. Description of the Related Art An optical head is a key device in an optical disk device that records or reproduces information on an information recording medium using light. This optical head is composed of many optical components such as lenses and prisms, and requires expensive and highly accurate assembly and adjustment.

【0003】光ヘッドの代表的な例を図5に示す。すな
わち、半導体レーザ34からの発散光束は、コリメート
レンズ35によって略平行光束となり、ビームスプリッ
タ36を透過し、対物レンズ37によって情報記録媒体
38の記録面に集光される。情報記録媒体38からの反
射光束は対物レンズ37によって再び略平行光束となり
ビームスプリッタ36で光源方向と分離される。次に凸
レンズ39、シリンドリカルレンズ40、凹レンズ41
を通過し、光検出器42に入射する。ここで、凸レンズ
39は平行光束を収束光束に変換し、光検出器42に結
像する作用を有し、シリンドリカルレンズ40は前記の
収束光束に非点収差を与える作用を有する。また、光検
出器42の前にある凹レンズ41は光検出器42上のス
ポットの大きさを大きくする働きを有しているが、この
凹レンズ41は、光学系を小型化するために必要なだけ
であり、光ヘッドの構成上必ずしも必要な光学部品では
ない。光検出器42は、シリンドリカルレンズ40によ
り発生する非点収差の中間の位置に配してあり、対物レ
ンズ37のフォーカスがずれたときに、光検出器42上
にできるスポットの形状が変化することから、対物レン
ズ37のフォーカス誤差信号を得ることができる。
A typical example of an optical head is shown in FIG. That is, the divergent light flux from the semiconductor laser 34 becomes a substantially parallel light flux by the collimator lens 35, passes through the beam splitter 36, and is focused on the recording surface of the information recording medium 38 by the objective lens 37. The light beam reflected from the information recording medium 38 is again made into a substantially parallel light beam by the objective lens 37 and is separated from the light source direction by the beam splitter 36. Next, the convex lens 39, the cylindrical lens 40, and the concave lens 41
And enters the photodetector 42. Here, the convex lens 39 has a function of converting a parallel light beam into a convergent light beam and forming an image on the photodetector 42, and the cylindrical lens 40 has a function of giving astigmatism to the convergent light beam. Further, the concave lens 41 in front of the photodetector 42 has a function of increasing the size of the spot on the photodetector 42, but the concave lens 41 is necessary only for downsizing the optical system. Therefore, it is not necessarily an optical component necessary for the structure of the optical head. The photodetector 42 is arranged at an intermediate position of the astigmatism generated by the cylindrical lens 40, and the shape of the spot formed on the photodetector 42 changes when the objective lens 37 is out of focus. From this, the focus error signal of the objective lens 37 can be obtained.

【0004】これに対して、光ヘッドの小型化や低コス
ト化のために、光学系に用いられる光学部品の数を削減
する技術が数多く提案されている。例えば、図6はコン
パクトディスクプレーヤーの光ヘッドの光学系の概略図
であるが、半導体レーザ43からの発散光束はまずビー
ムスプリッタ44によって反射され、対物レンズ45に
よって情報記録媒体46の記録面に集光される。情報記
録媒体46からの反射光は対物レンズ45により収束光
となり、今度はビームスプリッタ44を透過し、光検出
器47に入射する。光検出器47への収束光束がビーム
スプリッタ44を透過する際に非点収差が発生し、それ
をフォーカスエラー検出用の信号として用いている。
On the other hand, in order to reduce the size and cost of the optical head, many techniques for reducing the number of optical parts used in the optical system have been proposed. For example, FIG. 6 is a schematic diagram of an optical system of an optical head of a compact disc player. A divergent light beam from a semiconductor laser 43 is first reflected by a beam splitter 44 and collected by an objective lens 45 on a recording surface of an information recording medium 46. Be illuminated. The reflected light from the information recording medium 46 is converged by the objective lens 45, and this time it is transmitted through the beam splitter 44 and is incident on the photodetector 47. Astigmatism occurs when the convergent light flux to the photodetector 47 passes through the beam splitter 44, and it is used as a signal for focus error detection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このコンパクトディス
ク用の光ヘッドは、部品点数を極めて少なくすることが
可能であるが、ビームスプリッタ44を発散光中に配す
る構成であるため、ビームスプリッタ44として偏光ビ
ームスプリッタを用いるような場合には、偏光膜の特性
を十分に発揮できない。
The optical head for a compact disc can be made to have a very small number of parts, but since the beam splitter 44 is arranged during diverging light, it is used as the beam splitter 44. When a polarizing beam splitter is used, the characteristics of the polarizing film cannot be fully exhibited.

【0006】そのため、偏光ビームスプリッタを光束分
離手段として用いるような光学系においては、図5のよ
うに半導体レーザ34からの発散光束をコリメートレン
ズ35を用いて平行光束にしてから、偏光ビームスプリ
ッタに入射させる必要がある。その結果、ディスクから
の反射光束を光検出器47に集光するためのレンズ系と
して、図5の凸レンズ39やシリンドリカルレンズ40
や凹レンズ41からなる、いわゆる検出光学系が必要と
なるため、組立調整が必要であり、かつコストの高い光
学系となってしまう。
Therefore, in an optical system using a polarization beam splitter as a light beam separating means, a divergent light beam from the semiconductor laser 34 is converted into a parallel light beam by using a collimator lens 35 as shown in FIG. It is necessary to make it incident. As a result, the convex lens 39 and the cylindrical lens 40 shown in FIG. 5 are used as a lens system for condensing the reflected light flux from the disc on the photodetector 47.
Since a so-called detection optical system including the concave lens 41 and the concave lens 41 is required, the optical system requires assembly and adjustment and is expensive.

【0007】一方、ビームスプリッタに他の光学素子の
機能を持たせる方法として、特開昭62−26654号
公報に偏光ビームスプリッタの表面にホログラムを作成
する手段が提案されているが、この場合には、各面間の
許容公差が小さくなってしまうという欠点を有してい
た。したがって、この発明の目的は、上記問題点に鑑
み、検出光学系を簡素化することができるビームスプリ
ッタおよび光ヘッドを提供することである。
On the other hand, as a method for making the beam splitter have the function of another optical element, Japanese Patent Laid-Open No. 62-26654 proposes a means for forming a hologram on the surface of the polarization beam splitter. Had a drawback that the allowable tolerance between the surfaces was small. Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a beam splitter and an optical head that can simplify the detection optical system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のビームスプリ
ッタは、入射光を反射光と透過光に分離する平面状の第
1の面を有するとともに透過光を集光射出する正の屈折
力をもった第2の面を有するものである。請求項2のビ
ームスプリッタは、請求項1において、第2の面が正の
屈折力を持つ回転対称の球面または非球面により構成さ
れ、球面または非球面の回転対称軸と、第1の面の法線
が互いに非平行であることを特徴とするものである。
A beam splitter according to a first aspect of the present invention has a flat first surface for separating incident light into reflected light and transmitted light and has a positive refracting power for collecting and emitting transmitted light. It has a second surface having. A beam splitter according to a second aspect is the beam splitter according to the first aspect, wherein the second surface is constituted by a rotationally symmetric spherical surface or an aspherical surface having a positive refractive power, and the rotational symmetry axis of the spherical surface or the aspherical surface and the first surface. The normals are non-parallel to each other.

【0009】請求項3のビームスプリッタは、請求項2
において、第2の面の回転対称軸が、第1の面で屈折し
た光束の光軸と一致することを特徴とするものである。
請求項4のビームスプリッタは、請求項1において、第
2の面が正の屈折力を持つトーリック面により構成さ
れ、トーリック面の互いに直行する2つの対称面の交線
と、第1の面の法線が互いに非平行であることを特徴と
するものである。
The beam splitter of claim 3 is the same as that of claim 2.
In the above, the axis of rotational symmetry of the second surface coincides with the optical axis of the light beam refracted by the first surface.
A beam splitter according to a fourth aspect is the beam splitter according to the first aspect, wherein the second surface is constituted by a toric surface having a positive refractive power, and a line of intersection of two symmetrical planes of the toric surface orthogonal to each other and a first surface. The normals are non-parallel to each other.

【0010】請求項5のビームスプリッタは、請求項4
において、第2の面のトーリック面の互いに直行する2
つの対称面における断面のうち少なくとも1面の断面形
状が非球面であることを特徴とするものである。請求項
6のビームスプリッタは、請求項4または請求項5にお
いて、第2の面のトーリック面の互いに直行する2つの
対称面の交線が第1の面により屈折した光束の光軸と一
致すること特徴とするものである。
The beam splitter of claim 5 is the same as that of claim 4
At 2 in which the toric faces of the second face are orthogonal to each other
At least one of the cross sections in the two planes of symmetry has an aspherical cross-sectional shape. A beam splitter according to claim 6 is the beam splitter according to claim 4 or claim 5, wherein a line of intersection of two symmetrical planes orthogonal to each other of the toric surface of the second surface coincides with the optical axis of the light beam refracted by the first surface. It is a feature.

【0011】請求項7の光ヘッドは、光源と、この光源
から出射した光束を略平行光にするコリメート手段と、
略平行光を情報記録媒体に集光する集光手段と、情報記
録媒体からの射出光を受光する受光手段と、情報記録媒
体からの射出光を分離して前記受光手段に入射させるビ
ームスプリッタとを備え、このビームスプリッタを請求
項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または
請求項6記載のビームスプリッタにより構成したもので
ある。
According to another aspect of the optical head of the present invention, there is provided a light source, and collimating means for converting a light beam emitted from the light source into substantially parallel light.
Condensing means for condensing substantially parallel light on the information recording medium, light receiving means for receiving emitted light from the information recording medium, and beam splitter for separating the emitted light from the information recording medium and making it incident on the light receiving means. And the beam splitter is constituted by the beam splitter according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6.

【0012】[0012]

【作用】請求項1のビームスプリッタによれば、入射光
が平面状の第1の面に入射すると反射光と透過光に分離
する。またその透過光は正の屈折力をもった第2の面で
収束光となって射出する。このように、第1の面が光束
を分離する機能を有し、第2の面が透過光束を集光する
検出レンズの機能を有するので、光ヘッドに用いた場合
に検出光学系を簡素化することができ、光ヘッドを構成
する部品の数を削減できる。
According to the beam splitter of the first aspect, when the incident light is incident on the planar first surface, it is separated into reflected light and transmitted light. Further, the transmitted light is emitted as convergent light on the second surface having a positive refractive power. Thus, the first surface has the function of separating the light flux and the second surface has the function of the detection lens for condensing the transmitted light flux, so that the detection optical system is simplified when used in the optical head. Therefore, the number of parts constituting the optical head can be reduced.

【0013】請求項2のビームスプリッタによれば、請
求項1において、第2の面が正の屈折力を持つ回転対称
の球面または非球面により構成され、球面または非球面
の回転対称軸と、第1の面の法線が互いに非平行である
ため、請求項1と同作用があるほか、非球面の場合に光
ヘッドの情報記録媒体に集光する集光手段がデフォーカ
スしたときの光検出側の受光手段上のスポットの照度む
らが抑制される。
According to a second aspect of the beam splitter of the present invention, in the first aspect, the second surface is constituted by a rotationally symmetric spherical surface or aspherical surface having a positive refractive power, and a spherical or aspherical rotational symmetry axis, Since the normals of the first surface are not parallel to each other, the same effect as in claim 1 is obtained, and in the case of an aspherical surface, the light when the focusing means for focusing on the information recording medium of the optical head is defocused Irregularity of the illuminance of the spot on the light receiving means on the detection side is suppressed.

【0014】請求項3のビームスプリッタによれば、請
求項2において、第2の面の回転対称軸が、第1の面で
屈折した光束の光軸と一致するため、請求項2と同作用
がある。請求項4のビームスプリッタによれば、請求項
1において、第2の面が正の屈折力を持つトーリック面
により構成され、トーリック面の互いに直行する2つの
対称面の交線と、第1の面の法線が互いに非平行である
ため、請求項1の作用のほか、第1の面により光束を分
離する作用を有し、第2の面により分離された光束の一
方を所望の非点収差を有する収束光束にする作用を有す
るので、フォーカスエラー検出のためにシリンドリカル
レンズのような非点収差発生手段を別に設ける必要がな
く、部品点数を削減できる。
According to the beam splitter of claim 3, in claim 2, the axis of rotational symmetry of the second surface coincides with the optical axis of the light beam refracted by the first surface, and therefore has the same effect as in claim 2. There is. According to a fourth aspect of the beam splitter of the present invention, in the first aspect, the second surface is constituted by a toric surface having a positive refractive power, and a line of intersection of two symmetrical planes of the toric surface orthogonal to each other Since the normals of the surfaces are not parallel to each other, in addition to the effect of claim 1, the first surface has the effect of separating the light beam, and one of the light beams separated by the second surface has a desired astigmatism. Since it has a function of making a convergent light beam having an aberration, it is not necessary to separately provide an astigmatism generating means such as a cylindrical lens for focus error detection, and the number of parts can be reduced.

【0015】請求項5のビームスプリッタによれば、請
求項4において、第2の面のトーリック面の互いに直行
する2つの対称面における断面のうち少なくとも1面の
断面形状が非球面であるため、請求項4の作用のほか、
光ヘッドを用いた場合の情報記録媒体に集光する集光手
段がデフォーカスしたときに発生するスポットの照度む
らを抑制することができる。
According to the beam splitter of claim 5, in claim 4, at least one of the cross sections in two symmetrical planes orthogonal to each other of the toric surface of the second surface is an aspherical surface. In addition to the function of claim 4,
When the optical head is used, it is possible to suppress unevenness in the illuminance of the spot that occurs when the light collecting means for collecting light on the information recording medium is defocused.

【0016】請求項6のビームスプリッタによれば、請
求項4または請求項5において、第2の面のトーリック
面の互いに直行する2つの対称面の交線が第1の面によ
り屈折した光束の光軸と一致するため、請求項4または
請求項5と同作用がある。請求項7の光ヘッドによれ
ば、光源から射出した光束はコリメート手段により略平
行光となり、集光手段により集光されて情報記録媒体に
入射する。情報記録媒体からの射出光はビームスプリッ
タの第1の面に入射して光束が分離され、第2の面でさ
らに集光されて受光手段に入射する。この場合、請求項
1、請求項2または請求項3のビームスプリッタを用い
ると、ビームスプリッタと受光手段との間の検出光学系
の集光手段を簡略化することができ、また請求項4、請
求項5または請求項6のビームスプリッタを用いると、
さらに非点収差発生手段を省略することができる。
According to a sixth aspect of the beam splitter, in the fourth or fifth aspect, the line of intersection of two symmetrical planes orthogonal to each other of the toric plane of the second plane is refracted by the first plane. Since it coincides with the optical axis, it has the same effect as in claim 4 or claim 5. According to the optical head of the seventh aspect, the light beam emitted from the light source is made into substantially parallel light by the collimating means, is condensed by the condensing means and is incident on the information recording medium. The light emitted from the information recording medium is incident on the first surface of the beam splitter to separate the light flux, and is further condensed on the second surface to enter the light receiving means. In this case, when the beam splitter according to claim 1, claim 2 or claim 3 is used, it is possible to simplify the condensing means of the detection optical system between the beam splitter and the light receiving means. With the beam splitter according to claim 5 or 6,
Further, the astigmatism generating means can be omitted.

【0017】[0017]

【実施例】この発明の第1の実施例を図1により説明す
る。図1はこの実施例の光路を示している。図1におい
て、1はビームスプリッタ、2は第1の面、3は第2の
面、4は入射光束の光軸、5は第1の面2で屈折された
光束の光軸、6は第1の面2で反射された光束の光軸で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the optical path of this embodiment. In FIG. 1, 1 is a beam splitter, 2 is a first surface, 3 is a second surface, 4 is an optical axis of an incident light beam, 5 is an optical axis of a light beam refracted by the first surface 2, and 6 is a first optical surface. It is the optical axis of the light beam reflected by the surface 2 of 1.

【0018】実施例のビームスプリッタ1は、屈折率を
有する透明体により形成されている。第1の面2は入射
光束4を反射光束6と透過光となる屈折光束5に分離す
るビームスプリッタとして作用する面であり、平面に形
成され、入射光束の光軸4に対して45度傾けた構成と
なっている。
The beam splitter 1 of the embodiment is formed of a transparent body having a refractive index. The first surface 2 is a surface that acts as a beam splitter that splits the incident light beam 4 into a reflected light beam 6 and a refracted light beam 5 that becomes transmitted light, is formed in a plane, and is inclined by 45 degrees with respect to the optical axis 4 of the incident light beam. It has been configured.

【0019】第2の面3は、屈折光束5を集光射出させ
る正の屈折力を有するもので、回転対称非球面により構
成され、この非球面の回転対称軸は第1の面2の法線と
非平行であり、かつ第1の面2による屈折光束の光軸5
と一致する構成となっており、第1の面2による屈折光
束5を集光することができる。このような構成により、
ビームスプリッタ1は、光束を分離する作用と、ビーム
スプリッタ1を透過する光束を集光する検出レンズの作
用を有する。
The second surface 3 has a positive refracting power for condensing and emitting the refracted light beam 5, and is composed of a rotationally symmetric aspherical surface. The axis of rotational symmetry of this aspherical surface is the modulus of the first surface 2. The optical axis 5 of the light beam that is not parallel to the line and is refracted by the first surface 2
The refracted light beam 5 by the first surface 2 can be condensed. With this configuration,
The beam splitter 1 has a function of separating a light beam and a function of a detection lens that collects a light beam that passes through the beam splitter 1.

【0020】図2は、図1に示す実施例のビームスプリ
ッタ1を用いた場合の光ヘッドの概略図である。図2に
おいて、光源である半導体レーザ7からの出射光束は、
コリメート手段であるコリメートレンズ8によって略平
行光束となり、ビームスプリッタ1の第1の面2によっ
て反射され、次に集光手段である対物レンズ11によっ
て情報記録媒体12に集光される。情報記録媒体12か
らの反射光は対物レンズ11によって略平行光束にな
り、今度はビームスプリッタ1の第1の面2で屈折し、
第2の面3によって収束光束になり、シリンドリカルレ
ンズ14により非点収差が与えられ、凹レンズ15を経
たのち、受光手段である光検出器16に結像する。
FIG. 2 is a schematic diagram of an optical head when the beam splitter 1 of the embodiment shown in FIG. 1 is used. In FIG. 2, the luminous flux emitted from the semiconductor laser 7 which is the light source is
The collimating lens 8 serving as a collimating means forms a substantially parallel light beam, which is reflected by the first surface 2 of the beam splitter 1, and then is condensed on the information recording medium 12 by the objective lens 11 serving as a light collecting means. The reflected light from the information recording medium 12 becomes a substantially parallel light beam by the objective lens 11, and this time it is refracted by the first surface 2 of the beam splitter 1,
It becomes a convergent light beam by the second surface 3, is given astigmatism by the cylindrical lens 14, passes through the concave lens 15, and then forms an image on the photodetector 16 which is a light receiving means.

【0021】光検出器16はシリンドリカルレンズ14
によって発生した非点収差の中間位置に配されており、
対物レンズ11がデフォーカスすると、光検出器16上
のスポットの形状が変化することから、フォーカス誤差
信号を得ることができる。この場合、ビームスプリッタ
1の第2の面3が非球面にて構成されているため、対物
レンズ11がデフォーカスした時の光検出器16上のス
ポットの照度むらが抑制され、その結果、光検出器16
の位置すれに対する影響を受けにくいフォーカス誤差信
号を得ることが可能となる。
The photodetector 16 is a cylindrical lens 14.
Is located at the intermediate position of the astigmatism generated by
When the objective lens 11 defocuses, the shape of the spot on the photodetector 16 changes, so that a focus error signal can be obtained. In this case, since the second surface 3 of the beam splitter 1 is formed of an aspherical surface, unevenness in the illuminance of the spot on the photodetector 16 when the objective lens 11 is defocused is suppressed, and as a result, Detector 16
It is possible to obtain a focus error signal that is less likely to be affected by the position deviation of.

【0022】このように、第1の実施例のビームスプリ
ッタ1を用いることで、従来検出光学系において必要で
あった凸レンズをなくすことができた。すなわち、ビー
ムスプリッタ1は従来の光ヘッドの光学系におけるビー
ムスプリッタと凸レンズの機能を単一の素子で実現する
ものである。なお、この実施例中では、焦点誤差の検出
手段として非点収差を利用する手法を用いたが、この実
施例のビームスプリッタ1は他の焦点検出の手法におい
ても同様の素子数削減効果を有することはいうまでもな
い。
As described above, by using the beam splitter 1 of the first embodiment, it is possible to eliminate the convex lens which is required in the conventional detection optical system. That is, the beam splitter 1 realizes the functions of the beam splitter and the convex lens in the optical system of the conventional optical head with a single element. Although a method utilizing astigmatism is used as the focus error detecting means in this embodiment, the beam splitter 1 of this embodiment has a similar effect of reducing the number of elements in other focus detecting methods. Needless to say.

【0023】また、変形例として、第2の面3は球面に
より形成されてもよい。この発明の第2の実施例を図3
により説明する。図3はこの実施例のビームスプリッタ
の光路を示す図である。図3において、17はビームス
プリッタ、18は第1の面、19は第2の面、20はビ
ームスプリッタ17への入射光束の光軸、21は第1の
面18により反射された光束の光軸、22は第1の面1
8で屈折した光束の光軸である。ここで、入射光束の光
軸20と反射光束の光軸21と屈折光束の光軸22を含
む面をYZ面とし、YZ面に垂直で屈折光束の光軸22
を含む面をXZ面とするとき、図3はYZ面上での光路
図を表している。また、23はYZ面上の光束に対する
像点、24はXZ面上の光束に対する像点である。
As a modification, the second surface 3 may be a spherical surface. A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
Will be described. FIG. 3 is a diagram showing the optical path of the beam splitter of this embodiment. In FIG. 3, 17 is a beam splitter, 18 is a first surface, 19 is a second surface, 20 is an optical axis of a light beam incident on the beam splitter 17, and 21 is a light beam of a light beam reflected by the first surface 18. Axis, 22 is the first surface 1
It is the optical axis of the light beam refracted at 8. Here, a plane including the optical axis 20 of the incident light flux, the optical axis 21 of the reflected light flux, and the optical axis 22 of the refracted light flux is defined as a YZ plane, and the optical axis 22 of the refracted light flux is perpendicular to the YZ plane.
3 is an optical path diagram on the YZ plane, where the plane including X is the XZ plane. Reference numeral 23 is an image point for a light beam on the YZ plane, and 24 is an image point for a light beam on the XZ plane.

【0024】ビームスプリッタ17の第1の面18は入
射光束20を分割するビームスプリッタとしての作用を
有し、入射光束20に対して45度傾けた構成となって
いる。第2の面19は正の屈折力をもつトーリック面で
構成してあり、トーリック面の互いに直行する2つの対
称面は1つがYZ面で、もう1つがXZ面であり、2つ
の対称面の交線は第1の面18の法線と非平行であり、
かつ第1の面18により屈折した光束の光軸22と一致
している。また、第2の面19はYZ面上の光束を像点
23に結像し、XZ面上の光束を像点24に結像するこ
とができるように、YZ面とXZ面における頂点曲率半
径が異なる構成としてある。さらに、第2の面19のY
Z面における形状は非球面により構成され、この非球面
は2つの結像点23、24の中間の位置における集光ス
ポットの照度むらを軽減するように最適化してある。
The first surface 18 of the beam splitter 17 has a function as a beam splitter for splitting the incident light beam 20 and is inclined by 45 degrees with respect to the incident light beam 20. The second surface 19 is composed of a toric surface having a positive refractive power, and two symmetric surfaces of the toric surface orthogonal to each other are one YZ surface and the other XZ surface. The line of intersection is non-parallel to the normal to the first face 18,
Further, it coincides with the optical axis 22 of the light beam refracted by the first surface 18. Further, the second surface 19 forms the light flux on the YZ plane at the image point 23 and the light flux on the XZ plane at the image point 24. There are different configurations. Furthermore, Y of the second surface 19
The shape in the Z plane is composed of an aspherical surface, and this aspherical surface is optimized so as to reduce the illuminance unevenness of the focused spot at a position intermediate between the two image forming points 23 and 24.

【0025】このような構成により、この実施例のビー
ムスプリッタ17は光束を分離する作用と、分離された
光束の一方を所望の非点収差を有する収束光束にする作
用を有する。図4は第2の実施例を用いた光ヘッドの概
略図を示す。図4において、半導体レーザ7からの発散
光束はコリメートレンズ8によって平行光束となり、ビ
ームスプリッタ17の第1の面18で反射され、対物レ
ンズ11により情報記録媒体12上に集光される。情報
記録媒体12からの反射光束は、対物レンズ11により
平行光束となった後、ビームスプリッタ17の第1の面
18で屈折し、第2の面19により非点収差を有する収
束光束となり、凹レンズ15を経て光検出器16に到達
する。光検出器16はこのビームスプリッタ17が作る
2つの像点の間に配されており、対物レンズ11のフォ
ーカスのズレに対する誤差信号を検出することができる
ようになっている。
With such a configuration, the beam splitter 17 of this embodiment has a function of separating the light beams and a function of converting one of the separated light beams into a convergent light beam having a desired astigmatism. FIG. 4 shows a schematic view of an optical head using the second embodiment. In FIG. 4, the divergent light beam from the semiconductor laser 7 becomes a parallel light beam by the collimator lens 8, is reflected by the first surface 18 of the beam splitter 17, and is condensed on the information recording medium 12 by the objective lens 11. The reflected light beam from the information recording medium 12 becomes a parallel light beam by the objective lens 11, is refracted by the first surface 18 of the beam splitter 17, and becomes a convergent light beam having astigmatism by the second surface 19 to form a concave lens. It reaches the photodetector 16 via 15. The photodetector 16 is arranged between the two image points formed by the beam splitter 17, and is capable of detecting an error signal with respect to the focus shift of the objective lens 11.

【0026】この実施例の場合では、上述のようにビー
ムスプリッタ17が集光作用の他に非点収差の発生作用
も持つため、第1の実施例の光学系にで非点収差発生用
に用いられていたシリンドリカルレンズ14を不要とす
ることができる。また、トーリック面の互いに直行する
2つの対称面における断面のうち、一方の形状が非球面
により構成されているので、対物レンズ11がデフォー
カスした場合に発生するスポットの照度むらを抑制する
ことが可能である。
In the case of this embodiment, since the beam splitter 17 has a function of generating astigmatism in addition to the condensing function as described above, the optical system of the first embodiment is used for generating astigmatism. It is possible to eliminate the use of the cylindrical lens 14 used. Further, since one of the cross sections of the two symmetrical planes of the toric surface orthogonal to each other is formed by an aspherical surface, it is possible to suppress unevenness in the illuminance of the spot that occurs when the objective lens 11 is defocused. It is possible.

【0027】このように、この実施例のビームスプリッ
タ17を用いて光学系を構成した場合には、従来の光学
系における凸レンズとシリンドリカルレンズが不要とな
る。つまり、この実施例のビームスプリッタ17は従来
の光学系における、ビームスプリッタと凸レンズとシリ
ンドリカルレンズの作用を単一の素子で実現するもので
ある。
As described above, when the optical system is constructed by using the beam splitter 17 of this embodiment, the convex lens and the cylindrical lens in the conventional optical system are unnecessary. That is, the beam splitter 17 of this embodiment realizes the functions of the beam splitter, the convex lens, and the cylindrical lens in the conventional optical system with a single element.

【0028】なお、この発明においては、ビームスプリ
ッタ17により光束の集光作用を持たせる手段として第
2の面3,19を曲面により構成したが、いわゆる屈折
率分布型のレンズのように、この発明の光学素子の材料
の屈折率に勾配を与える手法によっても、この発明と同
様の効果が実現できる。以上、この発明に付いて好適な
実施例を挙げて説明したが、この発明はこの実施例に限
定されること無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の改良並びに設計の変更が可能なことはい
うまでもない。
In the present invention, the second surfaces 3 and 19 are composed of curved surfaces as means for allowing the beam splitter 17 to have the function of condensing the light flux. However, like the so-called refractive index distribution type lens, The same effect as that of the present invention can be realized by the method of giving a gradient to the refractive index of the material of the optical element of the present invention. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1のビームスプリッタによれば、
第1の面が光束を分離する機能を有し、第2の面が透過
光束を集光する検出レンズの機能を有するので、光ヘッ
ドに用いた場合に検出光学系を簡素化することができ、
光ヘッドを構成する部品の数を削減できるという効果が
ある。
According to the beam splitter of claim 1,
Since the first surface has the function of separating the light flux and the second surface has the function of the detection lens that collects the transmitted light flux, the detection optical system can be simplified when used in the optical head. ,
This has the effect of reducing the number of parts that make up the optical head.

【0030】請求項2のビームスプリッタによれば、請
求項1において、第2の面が正の屈折力を持つ回転対称
の球面または非球面により構成され、球面または非球面
の回転対称軸と、第1の面の法線が互いに非平行である
ため、請求項1と同効果があるほか、非球面の場合に光
ヘッドの情報記録媒体に集光する集光手段がデフォーカ
スしたときの光検出側の受光手段上のスポットの照度む
らが抑制される。
According to the beam splitter of claim 2, in claim 1, the second surface is constituted by a rotationally symmetric spherical or aspherical surface having a positive refractive power, and a spherical or aspherical rotational symmetry axis, Since the normals of the first surface are non-parallel to each other, the same effect as in claim 1 is obtained, and in the case of an aspherical surface, the light when the focusing means for focusing on the information recording medium of the optical head is defocused. Irregularity of the illuminance of the spot on the light receiving means on the detection side is suppressed.

【0031】請求項3のビームスプリッタによれば、請
求項2において、第2の面の回転対称軸が、第1の面で
屈折した光束の光軸と一致するため、請求項2と同効果
がある。請求項4のビームスプリッタによれば、請求項
1において、第2の面が正の屈折力を持つトーリック面
により構成され、トーリック面の互いに直行する2つの
対称面の交線と、第1の面の法線が互いに非平行である
ため、請求項1の効果のほか、第1の面により光束を分
離する作用を有し、第2の面により分離された光束の一
方を所望の非点収差を有する収束光束にする作用を有す
るので、フォーカスエラー検出のためにシリンドリカル
レンズのような非点収差発生手段を別に設ける必要がな
く、部品点数を削減できる。
According to the beam splitter of claim 3, in claim 2, the rotational symmetry axis of the second surface coincides with the optical axis of the light beam refracted by the first surface. There is. According to a fourth aspect of the beam splitter of the present invention, in the first aspect, the second surface is constituted by a toric surface having a positive refractive power, and a line of intersection of two symmetrical planes of the toric surface orthogonal to each other Since the surface normals are not parallel to each other, in addition to the effect of claim 1, the first surface has the effect of separating the light beam, and one of the light beams separated by the second surface has a desired astigmatism. Since it has a function of making a convergent light beam having an aberration, it is not necessary to separately provide an astigmatism generating means such as a cylindrical lens for focus error detection, and the number of parts can be reduced.

【0032】請求項5のビームスプリッタによれば、請
求項4において、第2の面のトーリック面の互いに直行
する2つの対称面における断面のうち少なくとも1面の
断面形状が非球面であるため、請求項4の効果のほか、
光ヘッドを用いた場合の情報記録媒体に集光する集光手
段がデフォーカスしたときに発生するスポットの照度む
らを抑制することができる。
According to the beam splitter of claim 5, in claim 4, at least one of the cross sections of two toric surfaces of the second surface orthogonal to each other is aspherical. In addition to the effect of claim 4,
When the optical head is used, it is possible to suppress unevenness in the illuminance of the spot that occurs when the light collecting means for collecting light on the information recording medium is defocused.

【0033】請求項6のビームスプリッタによれば、請
求項4または請求項5において、第2の面のトーリック
面の互いに直行する2つの対称面の交線が第1の面によ
り屈折した光束の光軸と一致するため、請求項4または
請求項5と同効果がある。請求項7の光ヘッドによれ
ば、請求項1、請求項2または請求項3のビームスプリ
ッタを用いると、ビームスプリッタと受光手段との間の
検出光学系の集光手段を簡略化することができ、また請
求項4、請求項5または請求項6のビームスプリッタを
用いると、さらに非点収差発生手段を省略することがで
きる。
According to a sixth aspect of the beam splitter, in the fourth or fifth aspect, the line of intersection of two symmetrical planes orthogonal to each other of the toric plane of the second plane is the light beam refracted by the first plane. Since it coincides with the optical axis, it has the same effect as claim 4 or claim 5. According to the optical head of claim 7, when the beam splitter of claim 1, claim 2 or claim 3 is used, the condensing means of the detection optical system between the beam splitter and the light receiving means can be simplified. If the beam splitter according to claim 4, claim 5 or claim 6 is used, the astigmatism generating means can be further omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】そのビームスプリッタを用いた場合の光ヘッド
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of an optical head when the beam splitter is used.

【図3】第2の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment.

【図4】そのビームスプリッタを用いた場合の光ヘッド
の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an optical head when the beam splitter is used.

【図5】従来例の光ヘッドの概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional optical head.

【図6】従来のコンパクトディスク用の光ヘッドの概略
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional optical head for a compact disc.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビームスプリッタ 2 第1の面 3 第2の面 1 Beam Splitter 2 First Surface 3 Second Surface

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を反射光と透過光に分離する平面
状の第1の面を有するとともに、前記透過光を集光射出
する正の屈折力をもった第2の面を有するビームスプリ
ッタ。
1. A beam splitter having a flat first surface for separating incident light into reflected light and transmitted light, and a second surface having a positive refractive power for condensing and emitting the transmitted light. .
【請求項2】 第2の面は、正の屈折力を持つ回転対称
の球面または非球面により構成され、前記球面または非
球面の回転対称軸と、第1の面の法線が互いに非平行で
あることを特徴とする請求項1記載のビームスプリッ
タ。
2. The second surface is composed of a rotationally symmetric spherical surface or aspherical surface having a positive refractive power, and a rotational symmetry axis of the spherical surface or aspherical surface and a normal line of the first surface are not parallel to each other. The beam splitter according to claim 1, wherein
【請求項3】 第2の面の回転対称軸は、第1の面で屈
折した光束の光軸と一致することを特徴とする請求項2
記載のビームスプリッタ。
3. The axis of rotational symmetry of the second surface coincides with the optical axis of the light beam refracted by the first surface.
Beam splitter described.
【請求項4】 第2の面が正の屈折力を持つトーリック
面により構成され、前記トーリック面の互いに直行する
2つの対称面の交線と、第1の面の法線が互いに非平行
であることを特徴とする請求項1記載のビームスプリッ
タ。
4. The second surface is constituted by a toric surface having a positive refractive power, and a line of intersection between two symmetric surfaces of the toric surface orthogonal to each other and a normal line of the first surface are not parallel to each other. The beam splitter according to claim 1, wherein the beam splitter is provided.
【請求項5】 第2の面のトーリック面の互いに直行す
る2つの対称面における断面のうち少なくとも1面の断
面形状が非球面であることを特徴とする請求項4記載の
ビームスプリッタ。
5. The beam splitter according to claim 4, wherein at least one of the cross sections of two symmetrical planes orthogonal to each other of the toric surface of the second surface has an aspherical cross-sectional shape.
【請求項6】 第2の面のトーリック面の互いに直行す
る2つの対称面の交線が前記第1の面により屈折した光
束の光軸と一致すること特徴とする請求項4または5記
載のビームスプリッタ。
6. The toric surface of the second surface, the line of intersection of two symmetry planes orthogonal to each other is coincident with the optical axis of the light beam refracted by the first surface. Beam splitter.
【請求項7】 光源と、この光源から出射した光束を略
平行光にするコリメート手段と、前記略平行光を情報記
録媒体に集光する集光手段と、前記情報記録媒体からの
射出光を受光する受光手段と、前記情報記録媒体からの
射出光を分離して前記受光手段に入射させるビームスプ
リッタとを備え、このビームスプリッタを請求項1、請
求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6
記載のビームスプリッタにより構成した光ヘッド。
7. A light source, a collimating means for collimating a light beam emitted from the light source into substantially parallel light, a condensing means for condensing the substantially parallel light on an information recording medium, and a light emitted from the information recording medium. A light receiving means for receiving light and a beam splitter for separating the light emitted from the information recording medium and making the light incident on the light receiving means are provided, and the beam splitter is used in claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, and claim 4. Claim 5 or Claim 6
An optical head comprising the beam splitter described.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100767930B1 (en) * 2006-09-01 2007-10-17 주식회사 대우일렉트로닉스 Apparatus and method for multiplex of beam route, apparatus and method for processing of optical information using apparatus for multiplex of beam route

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