JPH06274925A - Beam separating optical element and optical pickup - Google Patents

Beam separating optical element and optical pickup

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JPH06274925A
JPH06274925A JP5064328A JP6432893A JPH06274925A JP H06274925 A JPH06274925 A JP H06274925A JP 5064328 A JP5064328 A JP 5064328A JP 6432893 A JP6432893 A JP 6432893A JP H06274925 A JPH06274925 A JP H06274925A
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JP
Japan
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parallel
optical element
prism
reflected
laser
Prior art date
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Application number
JP5064328A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Maeda
育夫 前田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To embody a new beam separating optical element capable of using as a beam deflecting element and a beam shaping optical element while embodying an ultraresolution effect with a simple structure and to embody an optical pickup using the beam separating optical element. CONSTITUTION:A reflecting film 10B whose boundary part is linear is formed on one part of one face of a transparent parallel plate 10A having a prescribed thickness, and a reflecting face 10C is formed on the other face. Also, the parallel plate 10A is arranged so as to be inclined at a prescribed angle against a laser beam flux L to be divided. Half the incident laser beam flux L is reflected on the reflecting film 10B on one face with the linear boundary part P as a boundary, and the other half of the laser beam flux made incident to the parallel plate 10A is made incident on the reflecting face 10C formed on the other face. Then, the laser flux is made to exit from the other face side, and divided into two parallel laser beam fluxes L2 and L3.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はビーム分離光学素子お
よび光ピックアップに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam splitting optical element and an optical pickup.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー光束を記録媒体上に光スポット
として集光させ、記録媒体に対して情報の書き込みを行
ったり、あるいは記録媒体に記録されている情報を再生
したりする光ピックアップは種々の方式のものが広く知
られている。
2. Description of the Related Art There are various optical pickups that focus a laser beam on a recording medium as a light spot to write information on the recording medium or reproduce information recorded on the recording medium. The system type is widely known.

【0003】光ピックアップにより書き込み・再生され
る情報の記録密度を高めるため、光スポット径を小さく
することが意図され、その1方法として「超解像効果」
を利用する方法が提案されている(米国特許第5025
438号明細書)。
In order to increase the recording density of the information written / reproduced by the optical pickup, it is intended to reduce the diameter of the light spot. As one of the methods, the "super-resolution effect" is used.
Has been proposed (US Pat. No. 5,025).
No. 438).

【0004】即ち、平行なレーザー光束を2分割し、得
られる2つの光束を同一の対物レンズで同一位置に集光
させる。このとき、集光位置において各レーザー光束の
位相が揃っている(位相整合がとれていると言う)と、
形成される光スポットは、レーザー光束を分割せずに上
記対物レンズで集光させたときよりもスポット径が小さ
いものになる。これを超解像効果と呼ぶ。
That is, a parallel laser beam is divided into two, and the two obtained beams are condensed at the same position by the same objective lens. At this time, if the phases of the laser light beams are aligned at the converging position (which is said to be phase-matched),
The formed light spot has a smaller spot diameter than that obtained when the laser light flux is not split and is condensed by the objective lens. This is called the super-resolution effect.

【0005】超解像効果を利用するために、レーザー光
束を2分割する「ビーム分離光学素子」としては上記米
国特許明細書に開示されたものが知られているが、光量
の損失を伴わないものは何れも可成大型であるため、光
ピックアップをコンパクト化する際の障害になり、また
屈折を利用してビーム分離を行うので素子に極めて高い
精度が要求される。
As a "beam separation optical element" which divides a laser beam into two in order to utilize the super-resolution effect, the one disclosed in the above-mentioned US Patent is known, but it does not cause a loss of light quantity. Since all of them are quite large, they are obstacles when compacting the optical pickup, and since the beams are separated by using refraction, extremely high precision is required for the element.

【0006】光ピックアップにおいて光源として一般に
用いられている半導体レーザーは、その放射するレーザ
ー光束のファーフィールドパターンが楕円形であるた
め、このレーザー光束をそのまま光スポットとして集光
させると光スポット形状も楕円形となる。光スポット形
状は「円形もしくは円形に近い楕円形」が好ましく、こ
のような好ましい光スポット形状を得るため、光ピック
アップには通常「ビーム整形プリズム」が用いられ、屈
折を利用してレーザー光束の光束断面を円形もしくは円
形に近い楕円形状に「ビーム整形」している。
A semiconductor laser generally used as a light source in an optical pickup has an elliptical far-field pattern of a laser beam emitted from it. Therefore, if this laser beam is directly focused as a light spot, the light spot shape is also elliptical. Be in shape. The light spot shape is preferably “circular or elliptical close to a circle”. In order to obtain such a preferable light spot shape, a “beam shaping prism” is usually used for the optical pickup, and the light flux of the laser light flux is used by refraction. The beam is “beam-shaped” in cross section into a circular shape or an elliptical shape close to a circle.

【0007】ビーム整形プリズムは、レーザー光束の光
路を屈折により屈曲させるため、とかく他の光学素子と
の位置調整が面倒であり、屈折による収差の発生がある
等、種々の問題がある。
Since the beam shaping prism bends the optical path of the laser beam by refraction, it is troublesome to adjust the position with other optical elements, and there are various problems such as occurrence of aberration due to refraction.

【0008】[0008]

【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、超解像効果を実現し
つつビーム偏向素子やビーム整形光学素子として利用で
きる、構造簡単で新規なビーム分離光学素子および、こ
の素子を用いた光ピックアップの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple structure and a novel structure which can be used as a beam deflecting element or a beam shaping optical element while realizing a super-resolution effect. An object of the present invention is to provide a beam splitting optical element and an optical pickup using this element.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1,2記載のビー
ム分離光学素子は「平行なレーザー光束を、光束光軸近
傍で2分割し、互いに平行な平行2光束とする光学素
子」である。
A beam splitting optical element according to claims 1 and 2 is an "optical element which splits a parallel laser beam into two beams in the vicinity of the optical axis of the beam to form two parallel beams. .

【0010】請求項1記載のビーム分離光学素子は「所
定の厚さで透明な平行平板の片面の一部に、境界部が直
線状の反射膜を形成し、他方の面に反射面を形成してな
り、分割すべきレーザー光束に対して所定の角度傾けて
配備され、入射するレーザー光束の半分を上記片面の反
射膜により直線状の境界部を境として反射させ、平行平
板内に入射した他の半分のレーザー光束を上記他方の面
に形成された反射面により反射させて、上記片面側から
射出させる」ように構成される。
A beam separating optical element according to a first aspect of the present invention is "a reflecting film having a linear boundary is formed on a part of one surface of a transparent parallel plate having a predetermined thickness, and a reflecting surface is formed on the other surface. It is arranged at a predetermined angle with respect to the laser beam to be split, and half of the incident laser beam is reflected by the above-mentioned one-sided reflecting film with a linear boundary as a boundary, and is incident on a parallel plate. The other half of the laser light flux is reflected by the reflection surface formed on the other surface and emitted from the one surface side. "

【0011】請求項2記載のビーム分離光学素子は、
「直角プリズムの稜線部を、底面から所定の距離のとこ
ろで上記底面に平行に面取りし、面取りにより形成され
た平面に反射膜、上記底面に反射面を形成してなり、分
割すべきレーザー光束に対して所定の角度傾けて配備さ
れ、入射するレーザー光束の半分を上記面取りにより形
成された平面の反射膜によりプリズム面との直線状の境
界部を境として反射させ、上記プリズム面からプリズム
内に入射した他の半分のレーザー光束を上記底面に形成
された反射面により反射させ、他方のプリズム面から射
出させる」ように構成される。
A beam separating optical element according to claim 2 is
“The ridge of the right-angled prism is chamfered in parallel to the bottom surface at a predetermined distance from the bottom surface, and a reflection film is formed on the plane formed by the chamfer, and a reflection surface is formed on the bottom surface. On the other hand, a half of the incident laser light flux is reflected at a predetermined angle with respect to the linear boundary between the prism surface and the prismatic surface by the reflection film formed by the chamfering, and then the prism surface is introduced into the prism. The other half of the incident laser beam is reflected by the reflecting surface formed on the bottom surface and emitted from the other prism surface. "

【0012】請求項3記載のビーム分離光学素子は「平
行なレーザー光束を2分割し、互いに平行な平行2光束
とする光学素子」であって、「所定の厚さを持ち、互い
に平行な面の一方を入射面、他方を反射面として形成さ
れ、上記反射面に対して45度傾いた射出面を有する透
明板と、上記入射面に斜面を接合された直角プリズムと
を有し、分割すべきレーザー光束が上記直角プリズムの
プリズム面に直交して入射するように配備され、上記入
射面がハーフミラー面に形成され、入射面を透過したレ
ーザー光束を上記反射面により反射させて上記射出面か
ら射出させる」ように構成される。
A beam separating optical element according to a third aspect of the present invention is an "optical element which divides a parallel laser light beam into two parallel two light beams which are parallel to each other" and has a "predetermined thickness and parallel surfaces". A transparent plate having an exit surface inclined at 45 degrees with respect to the reflecting surface, and a right-angle prism having an inclined surface joined to the entrance surface are provided for splitting. Is arranged so that the desired laser beam is incident on the prism surface of the right-angled prism at right angles, the incident surface is formed on a half mirror surface, and the laser beam transmitted through the incident surface is reflected by the reflecting surface and the exit surface. To be ejected from. "

【0013】請求項1〜3記載のビーム分離光学素子に
おいて、透明な平行平板や透明板の厚さが「所定の厚
さ」であること、プリズムの稜線部が「底面から所定の
距離」のところで面取りされること、各ビーム分離光学
素子は分割すべきレーザー光束に対して「所定の角」傾
けて配備されることは、これら「厚さ」や「角」が、分
離されたレーザー光束が「位相整合のとれた」ものとな
るように設定されることを意味する。
In the beam separating optical element according to any one of claims 1 to 3, the transparent parallel plate or the transparent plate has a "predetermined thickness", and the ridge portion of the prism has a "predetermined distance from the bottom surface". By the way, the chamfering and the fact that each beam separation optical element is tilted by a "predetermined angle" with respect to the laser light flux to be split means that these "thicknesses" and "angles" are It is meant to be set to be "phase matched".

【0014】また、上記請求項1〜3記載のビーム分離
光学素子において、反射膜は文字通り膜構造の反射体で
あるが、「反射面」は反射膜および、平行平板や透明
板、プリズムの全反射面を含む。
In the beam splitting optical element according to any one of claims 1 to 3, the reflective film is a reflector having a film structure literally, and the "reflective surface" is the reflective film and all of the parallel plate, the transparent plate and the prism. Including a reflective surface.

【0015】請求項1または2または3記載のビーム分
離光学素子は、ビーム整形光学素子もしくはビーム偏向
素子として用いることができる。請求項4記載の光ピッ
クアップでは、上記ビーム分離光学素子がビーム整形光
学素子および/またはビーム偏向素子として用いられ
る。「ビーム偏向素子」は、平行なレーザー光束の進行
方向を90度偏向させるための光学素子であり、例えば
分離型の光ピックアップ(光源部と信号処理部とを固定
し、対物レンズをトラッキング方向へ可動にした光ピッ
クアップ)では、対物レンズと一体化して用いられる。
The beam separating optical element according to claim 1, 2 or 3 can be used as a beam shaping optical element or a beam deflecting element. In the optical pickup described in claim 4, the beam separating optical element is used as a beam shaping optical element and / or a beam deflecting element. The “beam deflecting element” is an optical element for deflecting the parallel laser beam traveling direction by 90 degrees. For example, a separation type optical pickup (the light source section and the signal processing section are fixed, and the objective lens is moved in the tracking direction). The movable optical pickup) is used by being integrated with an objective lens.

【0016】[0016]

【作用】上記のように、この発明のビーム分離光学素子
は2つの反射面(反射膜・全反射面・ハーフミラー面を
含む)を持ち、各反射面は互いに平行である。平行なレ
ーザー光束は、その半分が一方の反射面に反射され、他
の半分が他方の反射面に反射される。
As described above, the beam separating optical element of the present invention has two reflecting surfaces (including a reflecting film, a total reflecting surface and a half mirror surface), and the reflecting surfaces are parallel to each other. Half of the parallel laser light flux is reflected by one reflection surface, and the other half is reflected by the other reflection surface.

【0017】[0017]

【実施例】図1は請求項1記載のビーム分離光学素子の
1実施例を示している。ビーム分離光学素子10は前述
した「分離型の光ピックアップ」におけるビーム偏向素
子として用いられている。
FIG. 1 shows an embodiment of the beam splitting optical element according to the first aspect. The beam separation optical element 10 is used as a beam deflection element in the above-mentioned "separation type optical pickup".

【0018】ビーム分離光学素子10は、所定の厚さを
持った透明な平行平板10Aの片側の面に反射膜10
B、他方の面に反射膜10Cを形成されており、分割さ
れるべき平行なレーザー光束Lの進行方向に対し、所定
の角、即ち45度傾いて配置される。反射膜10Bの符
号Pで示す部分は反射膜10Bの「境界部」で、図面に
直交する方向へ直線状である。
The beam separating optical element 10 has a reflecting film 10 on one surface of a transparent parallel plate 10A having a predetermined thickness.
B, a reflection film 10C is formed on the other surface, and the reflection film 10C is arranged at a predetermined angle, that is, 45 degrees with respect to the traveling direction of the parallel laser beam L to be divided. The portion of the reflection film 10B indicated by the symbol P is the "boundary portion" of the reflection film 10B, which is linear in the direction orthogonal to the drawing.

【0019】レーザー光束Lを、その光軸(光束中心
線)が上記境界部Pに合致するようにしてビーム分離光
学素子10に入射させると、レーザー光束Lの下半分が
反射膜10Bにより直線状の境界部Pを境として反射さ
れる。レーザー光束の残りの半分は平行平板10A内に
入射し、他方の面に形成された反射膜10Cにより反射
され、反射面10Bが形成された側の面の、反射面10
Bの形成されていない部分から射出する。
When the laser light flux L is made incident on the beam separation optical element 10 so that its optical axis (light flux center line) coincides with the boundary P, the lower half of the laser light flux L is linearly formed by the reflecting film 10B. Is reflected at the boundary P of the boundary. The other half of the laser light flux enters the parallel plate 10A and is reflected by the reflection film 10C formed on the other surface, and the reflection surface 10 on the side where the reflection surface 10B is formed.
It is injected from the part where B is not formed.

【0020】このようにして、互いに平行に分離した2
つの平行レーザー光束L2,L3が得られる。これらを
対物レンズ100で集光させることにより光スポットが
得られる。レーザー光束L2,L3の集光部においてレ
ーザー光束L2,L3の位相整合が取れていると、超解
像効果により「レーザー光束Lを直接対物レンズ100
で集光させて得られる光スポット」よりも、スポット径
の小さい光スポットを得ることができる。
In this way, the two pieces separated in parallel to each other are
Two parallel laser beams L2 and L3 are obtained. A light spot is obtained by condensing these with the objective lens 100. When the laser light fluxes L2 and L3 are phase-matched at the condensing portion of the laser light fluxes L2 and L3, "the laser light flux L is directly reflected by the objective lens 100" due to the super-resolution effect.
The light spot having a smaller spot diameter can be obtained than the light spot obtained by condensing the light spot.

【0021】位相整合を実現するには、平行平板10A
の屈折率に応じ、分離された2つのレーザー光束L2,
L3の光路差がレーザー光の波長の整数倍となるよう
に、平行平板10Aの厚さを設定すればよい。
To achieve phase matching, a parallel plate 10A is used.
According to the refractive index of the two separated laser beams L2,
The thickness of the parallel plate 10A may be set so that the optical path difference of L3 is an integral multiple of the wavelength of the laser light.

【0022】反射膜10Cは必要な部分にのみ形成して
もよいし平行平板の一方の面全体に形成してもよい。平
行平板10Aを屈折率の大きい素材で形成すれば、反射
膜10Cを設ける変わりに、この他方の面を反射面と
し、その全反射を利用することができる。
The reflective film 10C may be formed only on a necessary portion or on one whole surface of the parallel plate. If the parallel plate 10A is made of a material having a large refractive index, the other surface can be used as a reflecting surface and total reflection can be used instead of providing the reflecting film 10C.

【0023】図2は請求項2記載のビーム分離光学素子
の1実施例を示している。ビーム分離光学素子20は前
述した「分離型の光ピックアップ」におけるビーム偏向
素子として用いられている。
FIG. 2 shows an embodiment of the beam separating optical element according to the present invention. The beam separation optical element 20 is used as a beam deflection element in the above-mentioned "separation type optical pickup".

【0024】ビーム分離光学素子20の本体20Aは
「直角プリズムの稜線部を、底面から所定の距離のとこ
ろで上記底面に平行に面取りした」ものである。面取り
により形成された平面には反射膜20B、底面には反射
膜20Cが形成されている。
The main body 20A of the beam splitting optical element 20 is one in which the ridge of the rectangular prism is chamfered parallel to the bottom surface at a predetermined distance from the bottom surface. A reflection film 20B is formed on the flat surface formed by chamfering, and a reflection film 20C is formed on the bottom surface.

【0025】ビーム分離光学素子20は、上記反射膜2
0B,20Cが、入射する平行なレーザー光束Lに対し
て45度傾くように配備される。レーザー光束Lを、そ
の光軸が「反射膜20Bとプリズム面20aとの境界部
に合致する」ようにしてビーム分離光学素子20に入射
させると、レーザー光束Lの半分は反射膜20Bにより
プリズム面20aとの直線状の境界部を境として反射さ
れる。プリズム面20aからプリズム20A(上記本
体)内に入射した他の半分のレーザー光束は底面に形成
された反射膜20Cにより反射され、他方のプリズム面
20bから射出する。
The beam splitting optical element 20 is composed of the reflection film 2 described above.
0B and 20C are arranged so as to be inclined by 45 degrees with respect to the incident parallel laser light flux L. When the laser light flux L is made incident on the beam separation optical element 20 so that its optical axis "matches with the boundary portion between the reflection film 20B and the prism surface 20a", half of the laser light flux L is formed by the reflection film 20B on the prism surface. The light is reflected at the straight boundary with 20a. The other half of the laser light flux that has entered the prism 20A (main body) from the prism surface 20a is reflected by the reflection film 20C formed on the bottom surface and exits from the other prism surface 20b.

【0026】このようにして、互いに平行に分離した2
つの平行レーザー光束L2,L3が得られる。これらを
対物レンズ100で集光させることにより光スポットが
得られる。レーザー光束L2,L3の集光部において、
レーザー光束L2,L3の位相整合が取れていると、超
解像効果により「レーザー光束Lを直接対物レンズ10
0で集光させて得られる光スポット」よりも、スポット
径の小さい光スポットを得ることができる。
[0026] In this way, the two separated
Two parallel laser beams L2 and L3 are obtained. A light spot is obtained by condensing these with the objective lens 100. In the condensing part of the laser light beams L2 and L3,
When the laser light fluxes L2 and L3 are phase-matched, the laser light flux L is directly reflected by the objective lens 10 due to the super-resolution effect.
It is possible to obtain a light spot having a smaller spot diameter than the “light spot obtained by converging at 0”.

【0027】位相整合を実現するには、プリズム20A
の屈折率に応じ、分離された2つのレーザー光束L2,
L3の光路差がレーザー光の波長の整数倍となるよう
に、反射膜20B,20Cの間隔、即ちプリズム20A
の、底面と面取りにより形成された平面との間の距離を
設定すればよい。
To achieve the phase matching, the prism 20A is used.
According to the refractive index of the two separated laser beams L2,
The distance between the reflection films 20B and 20C, that is, the prism 20A, so that the optical path difference of L3 is an integral multiple of the wavelength of the laser light.
The distance between the bottom surface and the plane formed by chamfering may be set.

【0028】プリズム20Aとして屈折率の大きい素材
のものを用いれば、反射膜20Cを設けるかわりに底面
自体を反射面とし、底面の全反射により反射を行うこと
ができる。底面に反射膜20Cを設ける場合、プリズム
20Aと、破線で示す直角プリズム22により反射膜2
0Cを挾んで、反射膜20Cを保護するようにしてもよ
い。
If a material having a large refractive index is used as the prism 20A, the bottom surface itself can be used as a reflecting surface instead of providing the reflecting film 20C, and reflection can be performed by total reflection of the bottom surface. When the reflection film 20C is provided on the bottom surface, the reflection film 2 is formed by the prism 20A and the rectangular prism 22 shown by a broken line.
The reflective film 20C may be protected by sandwiching 0C.

【0029】図3は請求項3記載のビーム分離光学素子
の1実施例を示している。ビーム分離光学素子30は前
述した「分離型の光ピックアップ」におけるビーム偏向
素子として用いられている。
FIG. 3 shows an embodiment of the beam separating optical element according to the present invention. The beam separation optical element 30 is used as a beam deflection element in the above-mentioned "separation type optical pickup".

【0030】ビーム分離光学素子30は、透明板31と
直角プリズム32とを接合してなり、接合面はハーフミ
ラー面HFに形成されている。透明板31は所定の厚さ
を持ち、互いに平行な面の一方を入射面、他方を反射面
31bとして形成され、反射面31bに対して45度傾
いた射出面31aを有する。直角プリズム32はその斜
面を透明板31の入射面に接合され、分割すべき平行な
レーザー光束Lが直角プリズム32のプリズム面32a
に直交して入射するように配備される。
The beam separating optical element 30 is formed by joining a transparent plate 31 and a rectangular prism 32, and the joining surface is formed as a half mirror surface HF. The transparent plate 31 has a predetermined thickness and is formed with one of parallel surfaces as an incident surface and the other as a reflecting surface 31b, and has an exit surface 31a inclined by 45 degrees with respect to the reflecting surface 31b. The oblique surface of the right-angled prism 32 is joined to the incident surface of the transparent plate 31, and the parallel laser light flux L to be split is a prism surface 32 a of the right-angled prism 32.
It is arranged so as to be incident at a right angle to.

【0031】レーザー光束Lをプリズム面32aから上
記の如く入射させると、レーザー光束の一部はハーフミ
ラー面HFで反射され、プリズム面32bから平行レー
ザー光束L3として射出する。ハーフミラー面HFを透
過した成分は透明板31の反射面31bにより全反射さ
れ、射出面31aから平行レーザー光束L2として射出
する。
When the laser light flux L is incident from the prism surface 32a as described above, a part of the laser light flux is reflected by the half mirror surface HF and emitted from the prism surface 32b as a parallel laser light flux L3. The component transmitted through the half mirror surface HF is totally reflected by the reflecting surface 31b of the transparent plate 31 and emitted as a parallel laser beam L2 from the emitting surface 31a.

【0032】このようにして、互いに平行に分離した2
つの平行レーザー光束L2,L3が得られる。これらを
対物レンズ100で集光させることにより光スポットが
得られる。レーザー光束L2,L3の集光部においてレ
ーザー光束L2,L3の位相整合が取れていると、超解
像効果により「レーザー光束Lを直接対物レンズ100
で集光させて得られる光スポット」よりも、スポット径
の小さい光スポットを得ることができる。
In this way, the two parts separated in parallel with each other are
Two parallel laser beams L2 and L3 are obtained. A light spot is obtained by condensing these with the objective lens 100. When the laser light fluxes L2 and L3 are phase-matched at the condensing portion of the laser light fluxes L2 and L3, "the laser light flux L is directly reflected by the objective lens 100" due to the super-resolution effect.
The light spot having a smaller spot diameter can be obtained than the light spot obtained by condensing the light spot.

【0033】位相整合を実現するには、透明板31,プ
リズム32の屈折率に応じ、分離された2つのレーザー
光束L2,L3の光路差がレーザー光の波長の整数倍と
なるように、透明板31の厚さを設定すればよい。
In order to realize phase matching, the transparent plate 31 and the prism 32 are transparent so that the optical path difference between the two separated laser beams L2 and L3 is an integral multiple of the wavelength of the laser beam. The thickness of the plate 31 may be set.

【0034】この例では透明板31の反射面31bによ
る反射は全反射を利用しているが、この面に反射膜を形
成してもよく、その場合には、透明板31と破線で示す
直角プリズム33により反射膜を挾み、反射膜を保護す
るようにしてもよい。
In this example, the reflection by the reflecting surface 31b of the transparent plate 31 uses total reflection, but a reflecting film may be formed on this surface, and in this case, the transparent plate 31 and the right angle shown by a broken line. The prism 33 may sandwich the reflection film to protect the reflection film.

【0035】図4は図1に示す型のビーム分離光学素子
10を、ビーム整形光学素子として用いた光ピックアッ
プを略示している。光ピックアップ自体はすでに良く知
られているので構造を概念的に描いている。
FIG. 4 schematically shows an optical pickup using the beam separating optical element 10 of the type shown in FIG. 1 as a beam shaping optical element. Since the optical pickup itself is already well known, the structure is conceptually drawn.

【0036】半導体レーザー1からのレーザー光束はコ
リメートレンズ3により平行光束化され、ビーム分離光
学素子10と偏向プリズム5を介してビームスプリッタ
ー7に入射し、ビームスプリッター7を透過すると対物
レンズ9により記録媒体の記録面13上に光スポットと
して集光する。記録面13からの反射光は対物レンズ9
を介してビームスプリッター7へ戻り、ビームスプリッ
ター7により反射された成分が集光レンズ15により光
センサー17に導かれる。
The laser light beam from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 3, enters the beam splitter 7 through the beam splitting optical element 10 and the deflecting prism 5, and passes through the beam splitter 7, and is recorded by the objective lens 9. It is condensed as a light spot on the recording surface 13 of the medium. The reflected light from the recording surface 13 is the objective lens 9
The component reflected by the beam splitter 7 is guided to the optical sensor 17 by the condenser lens 15 via the beam splitter 7.

【0037】ビーム分離光学素子10は、ビーム整形光
学素子として用いられる。コリメートレンズ3から射出
した平行なレーザー光束の光束断面は、図の符号Aで示
す位置では楕円形状であるが、ビーム分離光学素子10
により分離された後は、例えば位置Bにおける様に、位
置Aにおける楕円形状が、光軸近傍の位置で短軸方向へ
2分割され、全体として円形状に近い形状となる。
The beam splitting optical element 10 is used as a beam shaping optical element. The beam cross section of the parallel laser beam emitted from the collimator lens 3 has an elliptical shape at the position indicated by reference numeral A in the figure, but the beam separation optical element 10
After being separated by, the elliptical shape at the position A is divided into two in the minor axis direction at a position near the optical axis, as in the position B, and becomes a shape close to a circular shape as a whole.

【0038】従って、記録面13上には円形に近い光ス
ポットが得られる。ビーム分離光学素子10は、分離さ
せた2光束が位相整合のとれた状態となるように構成さ
れており、従って上記光スポットのスポット径は超解像
効果により極めて小さいものとなる。
Therefore, a light spot close to a circle is obtained on the recording surface 13. The beam separation optical element 10 is configured so that the two separated light beams are in a phase-matched state, and therefore the spot diameter of the light spot becomes extremely small due to the super-resolution effect.

【0039】図5は図4の光ピックアップの変形例を略
示している。
FIG. 5 schematically shows a modification of the optical pickup shown in FIG.

【0040】半導体レーザー1からのレーザー光束はコ
リメートレンズ3により平行光束化され、ビームスプリ
ッター7に入射し、ビームスプリッター7を透過すると
ビーム分離光学素子10により反射されつつ2ビームに
分離され、対物レンズ9により記録媒体の記録面13上
に光スポットとして集光する。記録面13からの反射光
は対物レンズ9とビーム分離光学素子10を介してビー
ムスプリッター7へ戻り、ビームスプリッター7により
反射された成分が集光レンズ15により光センサー17
に導かれる。
The laser light flux from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 3, enters the beam splitter 7, passes through the beam splitter 7, and is split into two beams while being reflected by the beam splitting optical element 10 and the objective lens. The light is focused as a light spot on the recording surface 13 of the recording medium by 9. The reflected light from the recording surface 13 returns to the beam splitter 7 via the objective lens 9 and the beam splitting optical element 10, and the component reflected by the beam splitter 7 is passed through the condensing lens 15 to the optical sensor 17.
Be led to.

【0041】ビーム分離光学素子10は「ビーム整形光
学素子およびビーム偏向素子」として用いられる。コリ
メートレンズ3から射出した平行なレーザー光束の光束
断面は、図の符号Cで示す位置では楕円形状で図の上下
方向には光束径D1を持つが、ビーム分離光学素子10
により分離された後、例えば位置Dでは、位置Cにおけ
る楕円形状が光軸近傍の位置で短軸方向へ2分割され、
全体として円形状に近い形状となり、光束径はD2(>
1)となる。
The beam separating optical element 10 is used as a "beam shaping optical element and a beam deflecting element". The beam cross section of the parallel laser beam emitted from the collimator lens 3 is elliptical at the position indicated by reference numeral C in the drawing and has a light beam diameter D 1 in the vertical direction of the drawing.
After being separated by, for example, at position D, the elliptical shape at position C is divided into two in the minor axis direction at a position near the optical axis,
The overall shape is close to a circle, and the luminous flux diameter is D 2 (>
D 1 ).

【0042】従って、図4の実施例と同様に記録面13
上には円形に近い光スポットが得られる。勿論、ビーム
分離光学素子10は、分離させた2光束が位相整合のと
れた状態となるように構成されており、従って上記光ス
ポットのスポット径は超解像効果により極めて小さいも
のとなる。
Therefore, the recording surface 13 is the same as in the embodiment of FIG.
A light spot close to a circle is obtained above. Of course, the beam separation optical element 10 is constructed so that the two separated light beams are in a phase-matched state, and therefore the spot diameter of the light spot becomes extremely small due to the super-resolution effect.

【0043】図5の実施例では、ビーム分離光学素子1
0が対物レンズ9の直前に設けられており、半導体レー
ザー1からビーム分離光学素子10に到る光路部分で
は、図の上下方向を短軸方向とする扁平な光束形状であ
るので、半導体レーザー1からビーム分離光学素子10
に到る光路上の光学素子は、光束の扁平性に合わせて図
の上下方向のサイズを小さくできるので、光ピックアッ
プの薄型の構成が可能である。勿論、図5の光ピックア
ップは、対物レンズ9とビーム分離光学素子10を一体
として可動とし、他の部分を固定することにより、前述
の分離型光ピックアップとして構成できる。
In the embodiment of FIG. 5, the beam separating optical element 1 is used.
0 is provided immediately before the objective lens 9, and the optical path portion from the semiconductor laser 1 to the beam separation optical element 10 has a flat luminous flux shape with the vertical direction in the drawing as the minor axis direction. From beam separation optical element 10
The size of the optical element on the optical path leading to the above can be reduced in the vertical direction in the drawing in accordance with the flatness of the light flux, so that the optical pickup can be made thin. Of course, the optical pickup of FIG. 5 can be configured as the above-described separation type optical pickup by making the objective lens 9 and the beam separation optical element 10 integrally movable and fixing the other parts.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
ビーム分離光学素子と光ピックアップを提供できる。こ
の発明のビーム分離光学素子は、前述のように互いに平
行な反射面により光束の分離を行うので、超解像効果を
実現するための位相整合に必要な分離精度を簡単に実現
でき、構成も簡素であるので小型且つ低コストで実現で
きる。従って、これらをビーム偏向素子あるいはビーム
整形光学素子として用いる光ピックアップは、小型且つ
低コストにて超解像効果による径の小さい光スポットを
実現できる。
As described above, according to the present invention, a novel beam separation optical element and optical pickup can be provided. Since the beam separation optical element of the present invention separates the light beams by the reflection surfaces parallel to each other as described above, it is possible to easily realize the separation accuracy required for the phase matching for realizing the super-resolution effect, and the configuration is also Since it is simple, it can be realized at a small size and at low cost. Therefore, an optical pickup using these as a beam deflecting element or a beam shaping optical element can realize a small-sized light spot with a super-resolution effect at a small size and low cost.

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

【図1】請求項1記載のビーム分離光学素子の1実施例
を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a beam splitting optical element according to claim 1;

【図2】請求項2記載のビーム分離光学素子の1実施例
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of the beam separation optical element according to claim 2;

【図3】請求項3記載のビーム分離光学素子の1実施例
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of the beam separation optical element according to claim 3;

【図4】請求項4記載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。
FIG. 4 is a diagram for explaining one embodiment of the optical pickup according to claim 4;

【図5】請求項4記載の光ピックアップの変形実施例を
説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a modified embodiment of the optical pickup according to claim 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ビーム分離光学素子 10A 透明な平行平板 10B 反射膜 10C 反射面を構成する反射膜。 L 平行なレーザー光束 L2,L3 分割されたレーザー光束 10 Beam Separation Optical Element 10A Transparent Parallel Plate 10B Reflective Film 10C Reflective Film that constitutes a reflective surface. L parallel laser beam L2, L3 split laser beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平行なレーザー光束を光束光軸近傍で2分
割し、互いに平行な平行2光束とする光学素子であっ
て、 所定の厚さで透明な平行平板の片面の一部に、境界部が
直線状の反射膜を形成し、他方の面に反射面を形成して
なり、分割すべきレーザー光束に対して所定の角度傾け
て配備され、 入射するレーザー光束の半分を上記片面の反射膜により
直線状の境界部を境として反射させ、上記平行平板内に
入射した他の半分のレーザー光束を上記他方の面に形成
された反射面により反射させて、上記片面側から射出さ
せるように構成されたビーム分離光学素子。
Claim: What is claimed is: 1. An optical element for splitting a parallel laser light beam into two parallel light beams in the vicinity of the light beam optical axis, wherein the parallel laser light beam has a predetermined thickness and a boundary on a part of one side of a transparent parallel plate. It has a linear reflection film on its other side and a reflecting surface on the other side, and it is arranged at a predetermined angle with respect to the laser beam to be split. Half of the incident laser beam is reflected on one side. The film is reflected at a linear boundary, and the other half of the laser light flux that has entered the parallel plate is reflected by the reflecting surface formed on the other surface so that it is emitted from the one surface side. Configured beam separation optics.
【請求項2】平行なレーザー光束を光束光軸近傍で2分
割し、互いに平行な平行2光束とする光学素子であっ
て、 直角プリズムの稜線部を、底面から所定の距離のところ
で上記底面に平行に面取りし、面取りにより形成された
平面に反射膜を、上記底面に反射面を形成してなり、分
割すべきレーザー光束に対して所定の角度傾けて配備さ
れ、 入射するレーザー光束の半分を上記面取りにより形成さ
れた平面の反射膜によりプリズム面との直線状の境界部
を境として反射させ、上記プリズム面からプリズム内に
入射した他の半分のレーザー光束を上記底面に形成され
た反射面により反射させ、他方のプリズム面から射出さ
せるように構成されたビーム分離光学素子。
2. An optical element for splitting a parallel laser light beam into two parallel light beams in the vicinity of the light beam optical axis, wherein the ridge line portion of a right-angle prism is formed on the bottom surface at a predetermined distance from the bottom surface. Chamfered in parallel, a reflective film is formed on the flat surface formed by chamfering, a reflective surface is formed on the bottom surface, and it is arranged at a predetermined angle with respect to the laser beam to be split, and half of the incident laser beam is The reflection surface of the other half that is reflected by the flat reflection film formed by the chamfering at the boundary of the straight line with the prism surface as a boundary, and the other half of the laser light flux that has entered the prism from the prism surface is formed on the bottom surface. A beam separation optical element configured to be reflected by the other prism surface and emitted from the other prism surface.
【請求項3】平行なレーザー光束を2分割し、互いに平
行な平行2光束とする光学素子であって、 所定の厚さを持ち、互いに平行な面の一方を入射面、他
方を反射面として形成され、上記反射面に対して45度
傾いた射出面を有する透明板と、上記入射面に斜面を接
合された直角プリズムとを有し、分割すべきレーザー光
束が上記直角プリズムのプリズム面に直交して入射する
ように配備され、 上記入射面がハーフミラー面に形成され、入射面を透過
したレーザー光束を上記反射面により反射させて上記射
出面から射出させるように構成されたビーム分離光学素
子。
3. An optical element for splitting a parallel laser beam into two parallel two beams which are parallel to each other and have a predetermined thickness, and one of the mutually parallel surfaces is an incident surface and the other is a reflecting surface. A transparent plate having an exit surface inclined by 45 degrees with respect to the reflecting surface and a right-angled prism having an inclined surface joined to the entrance surface are provided, and a laser beam to be split is formed on the prism surface of the right-angled prism. Beam separation optics arranged so as to be incident at right angles, and configured such that the incident surface is formed on a half mirror surface, and the laser light flux transmitted through the incident surface is reflected by the reflecting surface and emitted from the emitting surface. element.
【請求項4】請求項1または2または3記載のビーム分
離光学素子を、ビーム整形光学素子および/またはビー
ム偏向素子として用いた光ピックアップ。
4. An optical pickup using the beam splitting optical element according to claim 1, 2 or 3 as a beam shaping optical element and / or a beam deflecting element.
JP5064328A 1993-03-23 1993-03-23 Beam separating optical element and optical pickup Pending JPH06274925A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507781A (en) * 1999-08-12 2003-02-25 シンボル テクノロジーズ インコーポレイテッド Laser focusing aperture and focusing method
CN113770548A (en) * 2020-06-10 2021-12-10 大族激光科技产业集团股份有限公司 Laser processing system, laser processing method and method for obtaining elliptical light spots

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