JPH09167374A - Optical head - Google Patents

Optical head

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Publication number
JPH09167374A
JPH09167374A JP7328605A JP32860595A JPH09167374A JP H09167374 A JPH09167374 A JP H09167374A JP 7328605 A JP7328605 A JP 7328605A JP 32860595 A JP32860595 A JP 32860595A JP H09167374 A JPH09167374 A JP H09167374A
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JP
Japan
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light
film
flux
optical
splitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP7328605A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuguhiro Korenaga
継博 是永
Shinji Uchida
真司 内田
Sadao Mizuno
定夫 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to CN96123369A priority patent/CN1119802C/en
Priority to KR1019960056467A priority patent/KR100389756B1/en
Priority to US08/755,405 priority patent/US5790503A/en
Publication of JPH09167374A publication Critical patent/JPH09167374A/en
Priority to US09/016,527 priority patent/US5978346A/en
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  • Polarising Elements (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mass-produce high performance and highly reliable optical heads by making the optical film of the beam splitter of each optical head capable of dealing with an optical disk having different double refraction of a specified film material, a layer number and a substrate material. SOLUTION: A light emitted from a semiconductor laser 21 is reflected by a beam splitter 22, made a light beam 24 by a condenser lens 23, passed through an objective lens 7 and thereby, light spots 9a and 9b are formed in an optical disk 10a. A reflected light 27C is passed through the beam splitter 22 and received by a photodetector 29. The optical film surface 22a of the beam splitter 22 reflects an S polarized light with power efficiency E1, passes a P polarized light with power efficiency E2 and a TiO2 film is formed on a glass substrate with E27E1 and E170.5. This optical head is capable of dealing with optical disks having double refraction different from each other and mass-produced to have high performance.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに情報を
光学的に記録または再生する光ディスク装置の光ヘッド
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 of an optical disk device for optically recording or reproducing information on an optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ヘッドに用いられる対物レンズは光デ
ィスクの厚みを考慮して設計されており、この設計値と
異なる厚みの光ディスクに対しては、球面収差が生じて
収束性能が劣化し、記録や再生が困難になる。従来、コ
ンパクトディスク(CD)やビデオディスクあるいはデ
ータ用の光磁気ディスク等はすべて厚みが1.2mmで
あった。このため、1つの光ヘッドで種類の異なる光デ
ィスクを記録再生することが可能であった。
2. Description of the Related Art An objective lens used in an optical head is designed in consideration of the thickness of an optical disk. For an optical disk having a thickness different from the designed value, spherical aberration occurs and the focusing performance deteriorates, and recording is performed. It becomes difficult to reproduce. Conventionally, compact discs (CDs), video discs, magneto-optical discs for data, etc. all have a thickness of 1.2 mm. Therefore, it is possible to record / reproduce different types of optical disks with one optical head.

【0003】一方、近年、光ディスクの高密度化を図る
ため、対物レンズの開口数を大きくすることが検討され
ている。対物レンズの開口数を大きくすると光学的な分
解能が向上し、記録再生のできる周波数帯域を広げるこ
とができるが、光ディスクに傾きがあるとコマ収差が増
加するという問題がある。光ディスクのそりと光ディス
クを装着するときの傾きにより、光ディスクは対物レン
ズに対して傾きを持っており、収束した光スポットにコ
マ収差が発生する。このコマ収差のために開口数を上げ
ても収束性能が上らなくなる。そこで、対物レンズの開
口数を大きくしてもコマ収差が大きくならないように、
光ディスクの厚みを0.6mmまで薄くして高密度化を
図っている。しかし、光ディスクの厚みを薄くした場
合、その光ディスクを記録再生する対物レンズでは従来
の光ディスクを再生できなくなり、従来の光ディスクと
の間で互換性を保つことができなくなる。
On the other hand, in recent years, in order to increase the density of optical discs, it has been considered to increase the numerical aperture of the objective lens. When the numerical aperture of the objective lens is increased, the optical resolution is improved and the frequency band for recording / reproducing can be widened, but there is a problem that coma aberration increases when the optical disc is tilted. Due to the warp of the optical disc and the inclination when the optical disc is mounted, the optical disc has an inclination with respect to the objective lens, and coma aberration occurs in the converged light spot. Even if the numerical aperture is increased due to the coma aberration, the convergence performance is not improved. Therefore, to prevent coma from increasing even if the numerical aperture of the objective lens is increased,
The thickness of the optical disk is reduced to 0.6 mm to increase the density. However, when the optical disc is made thin, the objective lens for recording and reproducing the optical disc cannot reproduce the conventional optical disc, and the compatibility with the conventional optical disc cannot be maintained.

【0004】このため、図20に示すような2焦点光ヘ
ッドが提案されている。図20において、半導体レーザ
41から出射した放射光束は、集光レンズ42により集
光されて平行な光ビーム43となる。この光ビーム43
はP偏光で偏光ビームスプリッター44に入射するよう
に構成されている。このため、偏光ビームスプリッター
44に入射した光ビーム43はほぼ全てここを透過し、
1/4波長板45で略円偏光に変換された後、反射ミラ
ー46で光路を曲げられて対物レンズ7に入射する。こ
の対物レンズ7の入射面には、その内周部にホログラム
8が形成されている。このホログラム8はブレーズドホ
ログラムになっており、高次の回折光が抑制されるよう
になっている。このため、ホログラム8を通過する光は
主にこのホログラムで回折する1次回折光と、回折の影
響を受けない0次回折光とに分けられる。1次回折光は
対物レンズ7により絞り込まれ光スポット9aを形成
し、0次回折光はホログラム8が形成されていない外周
部を通過する光と共に対物レンズ7により絞り込まれ光
スポット9bを形成する。光スポット9aは1.2mm
厚の光ディスク10aを再生するためのもので、光スポ
ット9bは0.6mm厚の光ディスク10bを記録再生
するためのものである。図21(a)は光ディスク10
aの情報記録媒体面上に光スポット9aが収束された状
態を示し、図21(b)は光ディスク10bの情報記録
媒体面上に光スポット9bが収束された状態を示してい
る。厚さ1.2mmの光ディスク10aを再生する場合
は、光スポット9aが光ディスク10aの記録媒体面上
に形成されるように制御し、厚さ0.6mmの光ディス
ク10bを記録再生する場合は、光スポット9bが光デ
ィスク10bの記録媒体面上に形成されるように制御す
ることによって、厚みの異なる光ディスク10a、10
bを1つの対物レンズで記録再生することができるよう
になっている。なお、図20は光ディスク10aに光ス
ポット9aが収束された状態を示している。次に、光デ
ィスク10aもしくは10bから反射した反射光47a
または47b(図示せず)は、再び対物レンズ7、ホロ
グラム8、反射ミラー46および1/4波長板45を通
り、偏光ビームスプリッター44に入射する。光ディス
クに複屈折がない場合、反射光47a、47bは1/4
波長板45の作用によりS偏光になるため、偏光ビーム
スプリッター44で反射して、絞りレンズ48とシリン
ドリカルレンズ49を通り、光検出器50に受光され
る。光検出器50は、再生信号を検出すると共に、非点
収差法によりフォーカス制御信号を、位相差法によりト
ラッキング制御信号を検出するよう構成されている。
Therefore, a bifocal optical head as shown in FIG. 20 has been proposed. In FIG. 20, the radiant light flux emitted from the semiconductor laser 41 is condensed by the condenser lens 42 to become a parallel light beam 43. This light beam 43
Is configured to enter the polarization beam splitter 44 as P-polarized light. Therefore, almost all of the light beam 43 incident on the polarization beam splitter 44 passes through here,
After being converted into substantially circularly polarized light by the quarter-wave plate 45, the optical path is bent by the reflection mirror 46 and the light enters the objective lens 7. A hologram 8 is formed on the inner peripheral surface of the incident surface of the objective lens 7. This hologram 8 is a blazed hologram so that high-order diffracted light is suppressed. Therefore, the light passing through the hologram 8 is mainly divided into first-order diffracted light diffracted by this hologram and zero-order diffracted light that is not affected by the diffraction. The 1st-order diffracted light is narrowed down by the objective lens 7 to form a light spot 9a, and the 0th-order diffracted light is narrowed down by the objective lens 7 together with the light passing through the outer peripheral portion where the hologram 8 is not formed to form a light spot 9b. Light spot 9a is 1.2 mm
The optical spot 10b is for reproducing the thick optical disk 10a, and the light spot 9b is for recording and reproducing the 0.6 mm thick optical disk 10b. FIG. 21A shows the optical disc 10.
21A shows a state where the light spot 9a is converged on the information recording medium surface, and FIG. 21B shows a state where the light spot 9b is converged on the information recording medium surface of the optical disc 10b. When reproducing an optical disk 10a having a thickness of 1.2 mm, the light spot 9a is controlled so as to be formed on the recording medium surface of the optical disk 10a, and when reproducing an optical disk 10b having a thickness of 0.6 mm, the By controlling the spots 9b to be formed on the recording medium surface of the optical disc 10b, the optical discs 10a, 10 having different thicknesses can be formed.
b can be recorded and reproduced with one objective lens. Note that FIG. 20 shows a state in which the light spot 9a is converged on the optical disc 10a. Next, the reflected light 47a reflected from the optical disk 10a or 10b
Alternatively, 47b (not shown) passes through the objective lens 7, the hologram 8, the reflection mirror 46, and the quarter-wave plate 45 again and enters the polarization beam splitter 44. If the optical disk has no birefringence, the reflected light 47a, 47b is 1/4
Since it becomes S-polarized light by the action of the wave plate 45, it is reflected by the polarization beam splitter 44, passes through the diaphragm lens 48 and the cylindrical lens 49, and is received by the photodetector 50. The photodetector 50 is configured to detect the reproduction signal, the focus control signal by the astigmatism method, and the tracking control signal by the phase difference method.

【0005】上記の構成において、厚さ0.6mmの光
ディスク10bは高密度光ディスクであり、複屈折が小
さくなるように製造されている。この高密度光ディスク
には一方の面から数十μmの層を介して2面を再生する
2層ディスクがあり、反射光量が低下するため1面のみ
のCD再生より多くの光量を必要とする。さらに、高周
波域のSN比を確保するためにも光量を減らすことは困
難である。このため、高密度光ディスクに用いる光ヘッ
ドでは通常、反射光と照射光の分離に偏光ビームスプリ
ッターを使用して、分離に伴う光量損失を最小限にとど
めている。一方、厚さ1.2mmの光ディスク10aは
CD等であり、規格外の大きな複屈折をもつものが市場
に出回っている。高密度光ディスクほどの光量を必要と
しないCDでは反射光と照射光の分離をハーフミラーで
行っており、分離に伴う光量損失は大きいが複屈折の影
響を受けないため、規格外の大きな複屈折の光ディスク
10aにも対応できる。しかし、1つの光ヘッドで高密
度光ディスクとCDを再生する共用の光ヘッドにおいて
は、高密度光ディスク用に十分な光量を確保すること
と、CD用に大きな複屈折に対応するという相反する課
題に対応する必要がある。このような光ヘッドでは、光
ディスク10aの複屈折が大きい場合は、反射光47a
の多くは偏光ビームスプリッター44を透過してしま
い、光検出器50に到達する光量が低下し再生が困難に
なる。
In the above structure, the optical disk 10b having a thickness of 0.6 mm is a high density optical disk and is manufactured so as to have a small birefringence. This high-density optical disc includes a two-layer disc that reproduces two faces from one side through a layer of several tens of μm, and the amount of reflected light is reduced, so that a larger amount of light is required than when reproducing CD on only one face. Further, it is difficult to reduce the light quantity in order to secure the SN ratio in the high frequency range. Therefore, in an optical head used for a high-density optical disc, a polarization beam splitter is usually used for separating reflected light and irradiation light to minimize the light amount loss due to the separation. On the other hand, the 1.2 mm-thick optical disc 10a is a CD or the like, and a disc having large nonstandard birefringence is on the market. In a CD that does not require the same amount of light as a high-density optical disc, the reflected light and the irradiation light are separated by a half mirror, and the light amount loss associated with the separation is large, but it is not affected by birefringence. The optical disc 10a can also be used. However, in a common optical head that reproduces a high-density optical disc and a CD with one optical head, there are conflicting problems of securing a sufficient amount of light for the high-density optical disc and dealing with a large birefringence for the CD. Need to respond. In such an optical head, when the optical disk 10a has a large birefringence, the reflected light 47a
Most of them pass through the polarization beam splitter 44, and the amount of light reaching the photodetector 50 decreases, which makes reproduction difficult.

【0006】一方、以上の課題を解決するために、光源
からの光束を分割する手段を設けることによって、光源
の光と同じ偏光方向の光に対しては、一定の割合で分割
し、光源の光と直交する偏光方向の光は、ほとんど光検
出器に伝達するよう構成することにより、光ディスクの
複屈折が1/2波長の場合でも、光検出器が光を受光す
ることができる。つまり、1/4波長板と光ディスクの
複屈折の合成により、光源からの光と光ディスクからの
反射光の偏光方向が同じであっても、上記光束分割手段
は、光検出器に光を伝達することができる。さらに高密
度光ディスクのように複屈折が少ない場合には、光ディ
スクからの反射光のほとんど光検出器に受光することが
でき、ハーフミラーを用いた場合のように光検出器に到
達する反射光が半分になることはなく、光の利用効率を
向上することができる。以下に具体的な例をもって説明
する。
On the other hand, in order to solve the above problems, by providing means for splitting the light flux from the light source, the light of the same polarization direction as the light of the light source is split at a fixed ratio, and the light of the light source is split. Most of the light in the polarization direction orthogonal to the light is transmitted to the photodetector, so that the photodetector can receive the light even when the birefringence of the optical disk is ½ wavelength. That is, due to the combination of the birefringence of the quarter-wave plate and the optical disk, the light beam splitting means transmits the light to the photodetector even if the light from the light source and the reflected light from the optical disk have the same polarization direction. be able to. Furthermore, when the birefringence is small as in a high density optical disc, most of the reflected light from the optical disc can be received by the photodetector, and the reflected light that reaches the photodetector as in the case of using a half mirror. It does not become half, and the light utilization efficiency can be improved. A specific example will be described below.

【0007】図22において、図20と同じ番号のもの
は同じ動作をするものである。半導体レーザ1から出射
した放射光束は集光レンズ2により集光されて平行な光
ビーム3となり、光束分割手段であるビームスプリッタ
ー4にP偏光で入射する。このビームスプリッター4
は、分割によるパワー損失がないとすると、P偏光に対
してはパワー効率E1で透過し、パワー効率(1−E
1)で反射するが、S偏光に対してはパワー効率E2で
反射する光学膜面4aが形成されている。従って、ここ
に入射したP偏光の光ビーム3はE1がここを透過し、
常光と異常光に1/4波長の位相差をつけ略円偏光に変
換する1/4波長板5を通り、反射ミラー6で光路を曲
げられて対物レンズ7に入射する。この対物レンズ7は
従来例と同様な構成になっており、対物レンズ7の入射
面にはその内周部にブレーズド化されたホログラム8が
形成されている。このホログラム8を通過する光は主に
1次回折光と0次回折光とに分けられ、1次回折光は対
物レンズ7により絞り込まれ光スポット9aを形成し、
0次回折光はホログラムが形成されていないレンズの外
周部の光と共に対物レンズ7により絞り込まれ光スポッ
ト9bを形成する。光スポット9aは1.2mm厚の光
ディスク10aを再生するためのもので、光スポット9
bは0.6mm厚の光ディスク10b(図示せず)を記
録再生するためのものである。図22は光ディスク10
aの情報記録媒体面上に光スポット9aが収束された状
態を示している。図21(a)に示すように厚さ1.2
mmの光ディスク10aを再生する場合は、光スポット
9aが光ディスク10aの記録媒体面上に形成するよう
に制御し、図21(b)に示すように厚さ0.6mmの
光ディスク10bを記録再生する場合は、光スポット9
bが光ディスク10bの記録媒体面上に形成するように
制御することによって、厚みの異なる光ディスク10
a、10bを1つの対物レンズで記録再生することがで
きるようになっている。
In FIG. 22, those having the same numbers as those in FIG. 20 perform the same operation. The emitted light beam emitted from the semiconductor laser 1 is condensed by the condenser lens 2 into a parallel light beam 3, which is incident on the beam splitter 4 which is a light beam splitting unit as P-polarized light. This beam splitter 4
Suppose that there is no power loss due to division, the P-polarized light transmits with a power efficiency of E1 and a power efficiency of (1-E
An optical film surface 4a is formed which is reflected by 1) but is reflected by the power efficiency E2 for S-polarized light. Therefore, in the P-polarized light beam 3 that has entered here, E1 passes through it,
The ordinary light and the extraordinary light pass through a quarter-wave plate 5 that converts the light into a substantially circularly polarized light with a quarter-wave phase difference, and the light path is bent by a reflection mirror 6 to enter the objective lens 7. This objective lens 7 has the same configuration as that of the conventional example, and a blazed hologram 8 is formed on the inner peripheral portion of the incident surface of the objective lens 7. The light passing through the hologram 8 is mainly divided into first-order diffracted light and zero-order diffracted light, and the first-order diffracted light is narrowed down by the objective lens 7 to form a light spot 9a.
The 0th-order diffracted light is narrowed down by the objective lens 7 together with the light on the outer peripheral portion of the lens on which the hologram is not formed to form a light spot 9b. The light spot 9a is for reproducing the 1.2 mm thick optical disk 10a.
b is for recording / reproducing an optical disc 10b (not shown) having a thickness of 0.6 mm. FIG. 22 shows the optical disk 10.
The state where the light spot 9a is converged on the information recording medium surface of a is shown. As shown in FIG. 21A, the thickness 1.2
When reproducing the optical disc 10a having a thickness of 10 mm, the light spot 9a is controlled so as to be formed on the surface of the recording medium of the optical disc 10a, and the optical disc 10b having a thickness of 0.6 mm is recorded and reproduced as shown in FIG. If the light spot 9
b is formed on the surface of the recording medium of the optical disc 10b, the optical discs 10 having different thicknesses are controlled.
It is possible to record and reproduce a and 10b with one objective lens.

【0008】次に、光ディスク10aもしくは10bか
ら反射した反射光11aまたは11bは、再び対物レン
ズ7、ホログラム8、反射ミラー6および1/4波長板
5を通り、ビームスプリッター4に入射する。光ディス
クに複屈折がない場合、この反射光11a、11bは1
/4波長板5の作用によりS偏光になり、ビームスプリ
ッター4で反射して、絞りレンズ12とシリンドリカル
レンズ13を通り、光検出器14に受光される。光検出
器14は、再生信号を検出すると共に、非点収差法によ
りフォーカス制御信号を、位相差法によりトラッキング
制御信号を検出するように構成されている。
Next, the reflected light 11a or 11b reflected from the optical disk 10a or 10b passes through the objective lens 7, the hologram 8, the reflection mirror 6 and the quarter-wave plate 5 again and enters the beam splitter 4. If the optical disk has no birefringence, the reflected light 11a, 11b is 1
It becomes S-polarized light by the action of the / 4 wavelength plate 5, is reflected by the beam splitter 4, passes through the diaphragm lens 12 and the cylindrical lens 13, and is received by the photodetector 14. The photodetector 14 is configured to detect a reproduction signal, a focus control signal by the astigmatism method, and a tracking control signal by the phase difference method.

【0009】上記のようにビームスプリッター4は、P
偏光に対してパワー効率E1で透過すると、誘電体多層
膜で構成された光学膜面4aでは分割によるパワー損失
がほとんどないため、P偏光の反射はパワー効率が(1
−E1)となる。光ディスク10aの複屈折として進相
軸と遅相軸の位相差を2φ゜とし、ビームスプリッター
4の光伝達率ηとして、光源からの光を光ディスクに伝
達する割合と、光ディスクからの反射光を光検出器に伝
達する割合の積で表すと η=SQR((E1×E2×cosφ)2+(E1×(1−E1)×sin
φ)2) となる。ただし、SQRは平方根とする。
As described above, the beam splitter 4 has a P
When the polarized light is transmitted with the power efficiency E1, there is almost no power loss due to the division on the optical film surface 4a formed of the dielectric multilayer film, so that the reflection of the P polarized light has the power efficiency (1
-E1). As the birefringence of the optical disc 10a, the phase difference between the fast axis and the slow axis is set to 2φ °, and the light transmission rate η of the beam splitter 4 is set as a ratio of transmitting light from the light source to the optical disc and reflecting light from the optical disc. Expressed as the product of the ratios transmitted to the detector, η = SQR ((E1 × E2 × cosφ) 2+ (E1 × (1-E1) × sin
φ) 2). However, SQR is the square root.

【0010】この式において、高密度光ディスクのよう
に複屈折がない時はφ=0だから、光伝達率η1はE1×
E2となり、規格外のコンパクトディスクで複屈折が1
80°の時はφ=90°になるから、光伝達率η2はE1
×(1−E1)となる。η1が最大になるのはE1とE2
が共に1のときであり、η2が最大になるのはE2が
0.5のときであるから、E2は1、E1は0.5以上
で1以下の値になる。
In this formula, φ = 0 when there is no birefringence as in a high density optical disk, so that the light transmittance η1 is E1 ×
E2, non-standard compact disc with 1 birefringence
At 80 °, φ = 90 °, so the optical transmissivity η2 is E1
X (1-E1). The maximum η1 is E1 and E2
Both are 1 and η 2 is maximum when E 2 is 0.5, so E 2 is 1 and E 1 is 0.5 or more and 1 or less.

【0011】すなわち、コンパクトディスクは規格外の
大きな複屈折をもつものがあるが、E2>E1、E1>
0.5の条件を満足するビームスプリッタ4を設けるこ
とで、再生出力は十分確保することができ、高密度光デ
ィスクのように複屈折が少なく作られた光ディスク10
bではSN比を確保するのに十分な光量が得られる。こ
のため、ハーフミラーを用いた場合の光量低下と、偏光
ビームスプリッタを用いた場合の複屈折の問題を解決す
ることができる。
That is, although some compact discs have a large birefringence outside the standard, E2> E1, E1>
By providing the beam splitter 4 satisfying the condition of 0.5, the reproduction output can be sufficiently secured, and the optical disc 10 made with a small birefringence like a high density optical disc.
In b, a sufficient amount of light can be obtained to secure the SN ratio. Therefore, it is possible to solve the problem of the decrease in the amount of light when the half mirror is used and the problem of birefringence when the polarization beam splitter is used.

【0012】次に2つ目の例を以下に示す。図23にお
いて、半導体レーザ21から出射した光は光束分割手段
である平板状のビームスプリッター22にS偏光で入射
する。このビームスプリッター22は、分割によるパワ
ー損失がないとすると、S偏光に対してはパワー効率E
1で反射し、パワー効率(1−E1)で透過するが、P
偏光に対してはパワー効率E2で透過する光学膜面22
aが形成されている。従って、光源からの光はE1が反
射して集光レンズ23で集光され光ビーム24となる。
その他は図22と同様であり、1/4波長板25、反射
ミラー26、ホログラム8、対物レンズ7を通って2つ
のスポット9a、9bを形成する。図21(a)、図2
1(b)と同様に厚さ1.2mmの光ディスク10aを
再生する場合は光スポット9aが光ディスク10aの記
録媒体面上にくるように制御し、厚さ0.6mmの光デ
ィスク10bを記録再生する場合は、光スポット9bが
光ディスク10bの記録媒体面上にくるように制御する
ことによって、厚みの異なる光ディスク10a、10b
を1つの対物レンズで記録再生している。光ディスク1
0aから反射した反射光27aは、再び対物レンズ7、
ホログラム8、反射ミラー26および1/4波長板25
を通り、ビームスプリッター22に入射する。この反射
光27aは1/4波長板25の作用によりP偏光にな
り、ビームスプリッター22を透過して、凹レンズ28
のレンズ作用を受け、検出器29に受光される。この場
合、光ディスク10aに1/2波長の複屈折があると、
反射光27aはS偏光になってビームスプリッター22
に入射するが、(1−E1)が透過して光検出器29に
受光され、十分な再生信号を得ることができる。また、
光ディスク10bに複屈折がないの場合は、反射光27
bはP偏光となってビームスプリッター22に入射し、
E2が透過して光検出器29に受光される。
Next, the second example is shown below. In FIG. 23, the light emitted from the semiconductor laser 21 is incident as S-polarized light on a flat plate-shaped beam splitter 22 which is a light beam splitting means. This beam splitter 22 has a power efficiency E for S-polarized light, assuming that there is no power loss due to division.
It is reflected at 1 and transmitted at power efficiency (1-E1), but P
The optical film surface 22 that transmits the polarized light with power efficiency E2
a is formed. Therefore, the light from the light source is reflected by E1 and condensed by the condenser lens 23 to become a light beam 24.
Others are the same as those in FIG. 22, and two spots 9a and 9b are formed through the quarter-wave plate 25, the reflection mirror 26, the hologram 8 and the objective lens 7. 21 (a) and FIG.
When reproducing an optical disk 10a having a thickness of 1.2 mm as in 1 (b), the light spot 9a is controlled so as to be on the recording medium surface of the optical disk 10a, and the optical disk 10b having a thickness of 0.6 mm is recorded and reproduced. In this case, the optical spots 9b are controlled so as to come to the recording medium surface of the optical disc 10b, so that the optical discs 10a and 10b having different thicknesses are formed.
Is recorded and reproduced with one objective lens. Optical disk 1
The reflected light 27a reflected from 0a is again reflected by the objective lens 7,
Hologram 8, reflection mirror 26 and quarter wave plate 25
And then enters the beam splitter 22. This reflected light 27a becomes P-polarized light by the action of the quarter-wave plate 25, passes through the beam splitter 22, and becomes a concave lens 28.
Then, the light is received by the detector 29. In this case, if the optical disk 10a has a birefringence of ½ wavelength,
The reflected light 27a becomes S-polarized light and the beam splitter 22
Although (1−E1) is transmitted to the photodetector 29, the photodetector 29 receives it and a sufficient reproduction signal can be obtained. Also,
If the optical disk 10b has no birefringence, the reflected light 27
b becomes P-polarized light and enters the beam splitter 22,
E2 is transmitted and received by the photodetector 29.

【0013】すなわち、図23の光ヘッドにおいてもE
2>E1、E1>0.5の条件を満足するビームスプリ
ッタ4を設けることで、再生出力は十分確保することが
でき、高密度光ディスクのように複屈折が少なく作られ
た光ディスク10bではSN比を確保するのに十分な光
量が得られる。このため、ハーフミラーを用いた場合の
光量低下と、偏光ビームスプリッタを用いた場合の複屈
折の問題を解決することができる。
That is, in the optical head shown in FIG.
By providing the beam splitter 4 satisfying the conditions of 2> E1 and E1> 0.5, the reproduction output can be sufficiently ensured, and the SN ratio is improved in the optical disc 10b made with a small birefringence such as a high density optical disc. A sufficient amount of light can be obtained to secure Therefore, it is possible to solve the problem of the decrease in the amount of light when the half mirror is used and the problem of birefringence when the polarization beam splitter is used.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな1つの光ヘッドで高密度光ディスクとCDを再生す
る共用の光ヘッドにおいては、キ−ポイントであるビ−
ムスプリッタの光学膜に対しては、かなり厳しい仕様が
要求される。
However, in the common optical head for reproducing a high density optical disc and a CD with such one optical head, the key point is a key point.
Quite stringent specifications are required for the optical film of the splitter.

【0015】まず性能面では、光ヘッドの半導体レ−ザ
には波長ばらつきが±20nm近く存在するので、広い
波長範囲で同一の性能を有している必要がある。特に図
23に示した平板型のビ−ムスプリッタにおいては非平
行光が入射するので、さらに広い波長範囲での条件とな
る。またできる限り高効率のもの、つまり多くの光量が
光検出器に帰還するものであることが必要である。効率
が高いほど半導体レ−ザの出力を下げることができ、レ
−ザの長寿命化につながる。
In terms of performance, since the semiconductor laser of the optical head has a wavelength variation of about ± 20 nm, it is necessary to have the same performance in a wide wavelength range. In particular, in the flat-type beam splitter shown in FIG. 23, since non-parallel light is incident, it becomes a condition in a wider wavelength range. In addition, it is necessary that the efficiency is as high as possible, that is, a large amount of light is returned to the photodetector. The higher the efficiency, the lower the output of the semiconductor laser and the longer the life of the laser.

【0016】また、その信頼性として、このような性能
が劣化することなく長期的に維持される光学膜でなけれ
ばならない。あらゆる環境下で安定な膜材料であり、膜
の付着力が十分であり、特に民生用を中心に展開される
光ヘッドであるので、膜材料や基板は無害のものでなけ
ればならない。
Further, the reliability of the optical film must be such that its performance is maintained for a long period of time without deterioration. The film material and the substrate must be harmless because it is a film material that is stable in all environments, has sufficient film adhesion, and is an optical head that is particularly developed mainly for consumer use.

【0017】さらに大量生産するためには構造が簡単で
あって、膜の層数ができるだけ少なく、製造しやすいも
のでなければならない。
Further, for mass production, the structure should be simple, the number of layers of the film should be as small as possible, and the manufacturing should be easy.

【0018】ビ−ムスプリッタの光学膜として、以上に
述べた厳しい要求仕様を満足するものを見いだすことが
不可欠であった。
It was indispensable to find an optical film for the beam splitter which satisfies the above-mentioned severe requirements.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】高密度光ディスクのよう
な複屈折の少ないディスクと、規格外の大きな複屈折を
もつコンパクトディスクの両方に対応できる光ヘッドに
おいてキ−ポイントであるビ−ムスプリッタの光学膜
を、特定の膜材料、層数、基板材料とすることにより、
高性能、高信頼性をもつ光ヘッドを大量生産することが
可能となる。
A beam splitter which is a key point in an optical head capable of supporting both a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc and a compact disc having a large non-standard birefringence. By making the optical film a specific film material, number of layers, and substrate material,
It is possible to mass-produce optical heads with high performance and high reliability.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)先に述べたように高密度光ディスクの記録
再生にはコンパクトディスクよりも多くの光量を必要と
するため、光束分割手段としてハ−フミラ−に代わる光
学部品の開発が不可欠であった。以下に新たに開発した
平板状のビ−ムスプリッタを用いた光ヘッドについて説
明を行う。
(Embodiment 1) As described above, since recording and reproduction of a high density optical disk requires a larger amount of light than a compact disk, it is indispensable to develop an optical component as a light beam splitting means in place of the Hafmirer. It was An optical head using the newly developed flat beam splitter will be described below.

【0021】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て述べる。真空蒸着装置内でガラス基板(屈折率1.5
1)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6torr
に到達してから、装置内に圧力制御器を介して酸素ガス
を導入して真空度を1.5×10-4torrに設定し、
電子銃によってTiO2(屈折率2.30)を光学的膜
厚λ(λは設計波長662nmの1/4)にまで蒸着を
行なった。その後、裏面に反射防止膜(AR膜)を形成
するため真空を保持したまま基板を反転させ、第1層に
MgF2(屈折率1.38)を、続いて装置内に圧力制御
器を介して酸素ガスを導入し、真空度を8×10-5to
rrとして、第2層のAl23(屈折率1.62)を、
さらに第3層にMgF2膜を蒸着にて形成した。各層は
(表1)の光学的膜厚に設定した。大気解放後、基板を
取り出して切断し、サンプルを作成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. Glass substrate (refractive index 1.5
1) is heated to 300 ℃, the degree of vacuum is 5 × 10 -6 torr
Then, oxygen gas was introduced into the device through a pressure controller to set the degree of vacuum to 1.5 × 10 −4 torr,
TiO 2 (refractive index 2.30) was vapor-deposited by an electron gun to an optical film thickness λ (λ is ¼ of a design wavelength of 662 nm). After that, the substrate is inverted while a vacuum is maintained to form an antireflection film (AR film) on the back surface, MgF 2 (refractive index 1.38) is formed in the first layer, and then a pressure controller is used in the apparatus. Oxygen gas is introduced to adjust the degree of vacuum to 8 × 10 −5 to
As rr, Al 2 O 3 (refractive index 1.62) of the second layer is
Further, a MgF 2 film was formed on the third layer by vapor deposition. Each layer was set to the optical film thickness of (Table 1). After opening to the atmosphere, the substrate was taken out and cut to prepare a sample.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】作成したサンプルの透過特性を図1に示
す。本特性は入射角度55゜で、光はTiO2膜側から
入射し、AR膜から出射する配置で測定した。TS、T
PはそれぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the prepared sample are shown in FIG. This characteristic was measured at an incident angle of 55 °, and light was incident from the TiO 2 film side and emitted from the AR film. TS, T
P represents the transmittance for S and P polarized light, respectively.

【0024】このように設計波長662nmを中心に広
い波長域でS透過率47%(反射率53%)、P透過率
90%のフラットな特性をもつビ−ムスプリッタが得ら
れた。また、可視域において吸収は無視できることを確
認した。
In this way, a beam splitter having flat characteristics with an S transmittance of 47% (reflectance of 53%) and a P transmittance of 90% in a wide wavelength range centered around the design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0025】図2は本実施例のビ−ムスプリッタにおい
て、波長642nm、662nm、682nmの3波長
について、入射角度を55゜を中心に±8°変化させた
場合のS偏光の透過率、P偏光の透過率を示したもので
ある。図2よりどのレ−ザ波長に対しても、ほぼ同じ特
性を有していることが判る。この±20nmの波長幅は
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきを十分許容するものである。入
射角度とともにS偏光透過率は減少し(反射率は増加
し)、P偏光透過率は増加するため、複屈折の少ないデ
ィスクでは、レ−ザから入射する光が非平行光でも、検
出器に到達する光ビ−ムの光量分布は、ビ−ムスプリッ
タ入射前の分布とほぼ同じとなる。
FIG. 2 shows the transmittance of S-polarized light when the incident angle is changed by ± 8 ° around 55 ° for three wavelengths of 642 nm, 662 nm and 682 nm in the beam splitter of this embodiment. It shows the transmittance of polarized light. It can be seen from FIG. 2 that the characteristics are almost the same for any laser wavelength. The wavelength width of ± 20 nm is sufficient to allow variations in laser wavelength generated during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation. Since the S-polarized light transmittance decreases (the reflectance increases) and the P-polarized light transmittance increases with the incident angle, even if the light incident from the laser is non-parallel light to the detector, the disk with a small birefringence is detected. The distribution of the light quantity of the arriving light beam is almost the same as the distribution before entering the beam splitter.

【0026】このようなビ−ムスプリッタを用い、図2
3と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の2倍弱)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。レ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光束中心の
入射角度についても、光ヘッドの構成上適当な40°〜
60°に対し十分満足な結果を得た。
Using such a beam splitter, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 3 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
Twice less than Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. The incident angle of the center of the light beam entering the beam splitter from the laser is also within the range of 40 °, which is appropriate for the construction of the optical head.
Satisfactory results were obtained at 60 °.

【0027】また、裏面の反射防止膜をコ−ティングを
省くと、特に規格外の大きな複屈折をもつコンパクトデ
ィスクに対して再生出力が幾分低下するが、全く再生に
影響を与えなかった。
When the coating of the antireflection film on the back surface was omitted, the reproducing output was somewhat lowered, especially for a compact disc having a large birefringence outside the standard, but it did not affect the reproducing at all.

【0028】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)、テープによる剥離試験な
どの各種信頼性試験前後にてその光学特性、および光学
顕微鏡による表面観察を行なったところ、全く変化は見
られなかった。
A heat shock test (80
℃, -40 ℃ each hold 1 hour, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60 ℃, 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40 ℃, 1000 hours), various reliability such as tape peeling test When the optical characteristics and the surface of the surface were observed with an optical microscope before and after the test, no change was observed.

【0029】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、安価なガラス基板上に単層膜をコ−ティングした
簡単な構成であり、プリズムを用いたビ−ムスプリッタ
のような複雑な加工、研磨、接着工程も不要である。ま
た、図1に示したように波長に対する透過特性の変化が
少ないため、製造時に高精度な膜厚制御を用いる必要が
なく、時間制御でも十分形成可能で設備の簡略化がはか
れるとともに、成膜に有効な面積が広く、一度に大量生
産できるため、大きな低コスト化が見込める。
Thus, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment has a simple structure in which a single layer film is coated on an inexpensive glass substrate, and complicated processing such as a beam splitter using a prism, polishing, and bonding steps are also performed. It is unnecessary. Further, as shown in FIG. 1, since there is little change in transmission characteristics with respect to wavelength, there is no need to use highly accurate film thickness control during manufacturing, and time control can be sufficient to form equipment, and film formation can be simplified. Since the effective area is wide and mass production is possible at one time, a large cost reduction can be expected.

【0030】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては蒸
着を用いたが、これに限定するものでなく、例えばスパ
ッタ、CVD、あるいはゾルゲル法などを用いてもよ
い。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. Although vapor deposition is used in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0031】(実施例2)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 2) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0032】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て述べる。真空蒸着装置内でガラス基板(屈折率1.5
1)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6torr
に到達してから、装置内に圧力制御器を介して酸素ガス
を導入して真空度を1.5×10-4torrに設定し、
電子銃によってTiO2膜(屈折率2.30)を、続い
て酸素ガスの導入を止めた条件でSiO2膜(屈折率
1.46)を、さらに先と同様の条件でTiO2膜を
(表2)の光学的膜厚にまで蒸着を行なった。その後、
真空を保持したまま基板を反転させ、実施例1と同様に
して(表1)の反射防止膜を形成した。大気解放後、基
板を取り出して切断し、サンプルを作成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. Glass substrate (refractive index 1.5
1) is heated to 300 ℃, the degree of vacuum is 5 × 10 -6 torr
Then, oxygen gas was introduced into the device through a pressure controller to set the degree of vacuum to 1.5 × 10 −4 torr,
A TiO 2 film (refractive index 2.30) was formed by an electron gun, a SiO 2 film (refractive index 1.46) was subsequently formed under the condition that the introduction of oxygen gas was stopped, and a TiO 2 film was formed under the same conditions as above ( Deposition was performed to the optical film thickness shown in Table 2). afterwards,
The substrate was inverted while the vacuum was maintained, and the antireflection film (Table 1) was formed in the same manner as in Example 1. After opening to the atmosphere, the substrate was taken out and cut to prepare a sample.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】作成したサンプルの透過特性を図3に示
す。本特性は入射角度55゜で、光は3層膜側から入射
し、AR膜から出射する配置で測定した。TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the prepared sample are shown in FIG. This characteristic was measured at an incident angle of 55 °, in which light was incident from the side of the three-layer film and emitted from the AR film. TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0035】このように設計波長662nmを中心に広
い波長域でS透過率31%(反射率69%)、P透過率
80%のフラットな特性をもつビ−ムスプリッタが得ら
れた。また、可視域において吸収は無視できることを確
認した。
Thus, a beam splitter having flat characteristics with S transmittance of 31% (reflectance of 69%) and P transmittance of 80% in a wide wavelength range centering around the design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0036】図4は本実施例のビ−ムスプリッタにおい
て、波長642nm、662nm、682nmの3波長
について、入射角度を55゜を中心に±8°変化させた
場合のS偏光の透過率、P偏光の透過率を示したもので
ある。図4よりどのレ−ザ波長に対しても、ほぼ同じ特
性を有していることが判る。この±20nmの波長幅は
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきを十分許容するものである。入
射角度とともにS偏光透過率は減少し(反射率は増加
し)、P偏光透過率は増加するため、複屈折の少ないデ
ィスクでは、レ−ザから入射する光が非平行光でも、検
出器に到達する光ビ−ムの光量分布は、ビ−ムスプリッ
タ入射前の分布とほぼ同じとなる。
FIG. 4 shows the transmittance of S-polarized light when the incident angle is changed by ± 8 ° around 55 ° for three wavelengths of 642 nm, 662 nm and 682 nm in the beam splitter of this embodiment, P It shows the transmittance of polarized light. It can be seen from FIG. 4 that the characteristics are almost the same for any laser wavelength. The wavelength width of ± 20 nm is sufficient to allow variations in laser wavelength generated during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation. Since the S-polarized light transmittance decreases (the reflectance increases) and the P-polarized light transmittance increases with the incident angle, even if the light incident from the laser is non-parallel light to the detector, the disk with a small birefringence is detected. The distribution of the light quantity of the arriving light beam is almost the same as the distribution before entering the beam splitter.

【0037】このようなビ−ムスプリッタを用い、図2
3と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の2倍強)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。レ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光束中心の
入射角度についても、光ヘッドの構成上適当な40°〜
60°に対し十分満足な結果を得た。
Using such a beam splitter, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 3 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
Twice as much as Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. The incident angle of the center of the light beam entering the beam splitter from the laser is also within the range of 40 °, which is appropriate for the construction of the optical head.
Satisfactory results were obtained at 60 °.

【0038】また、裏面の反射防止膜をコ−ティングを
省くと、特に規格外の大きな複屈折をもつコンパクトデ
ィスクに対して再生出力が幾分低下するが、再生に影響
を与えるものではなかった。
Further, if the antireflection film on the back surface was omitted from the coating, the reproduction output would be somewhat lowered, especially for a compact disc having a large birefringence outside the standard, but this did not affect the reproduction. .

【0039】本実施例の3層膜は実施例1のビ−ムスプ
リッタに比べ、P偏光の透過率は劣るものの、S偏光の
反射率を20%近く高められるため、複屈折の少ない高
密度光ディスクに対し、より大きな光量が得られる。
Although the three-layer film of this embodiment is inferior to the beam splitter of the first embodiment in the transmittance of P-polarized light, it can increase the reflectance of S-polarized light by nearly 20%, so that it has a high density with little birefringence. A larger amount of light can be obtained for the optical disc.

【0040】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)、テープによる剥離試験な
どの各種信頼性試験前後にてその光学特性、および光学
顕微鏡による表面観察を行なったところ、全く変化は見
られなかった。
A heat shock test (80
℃, -40 ℃ each hold 1 hour, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60 ℃, 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40 ℃, 1000 hours), various reliability such as tape peeling test When the optical characteristics and the surface of the surface were observed with an optical microscope before and after the test, no change was observed.

【0041】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、TiO2、SiO2という光学膜材料としてもっと
も実績のある膜材料を用いており、安価なガラス基板上
にこれらの3層膜をコ−ティングした簡単な構成である
ため、大量生産しやすく、またプリズムを用いたビ−ム
スプリッタのような複雑な加工、研磨、接着工程も不要
なので、低コストであり極めて有用である。
Thus, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment uses the most proven film materials such as TiO 2 and SiO 2 as optical film materials, and has a simple structure in which these three-layer films are coated on an inexpensive glass substrate. Therefore, it is easy to mass-produce, and complicated processing such as a beam splitter using a prism, polishing, and a bonding step are not required, so that it is low cost and extremely useful.

【0042】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては
(表2)のような膜構成を示したが、層数、各層の膜厚
ともこれに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. In addition, although the film structure as shown in Table 2 is shown in this embodiment, the number of layers and the film thickness of each layer are not limited to this.

【0043】また、本実施例においては蒸着を用いた
が、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、CV
D、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, sputtering or CV is used.
D or the sol-gel method may be used.

【0044】以上、実施例1、2によりガラス基板上に
少なくとも1層TiO2膜を形成したビ−ムスプリッタ
を用いれば、上記課題を解決する光ヘッドを低コストで
実現でき、極めて有用である。
As described above, by using the beam splitter in which at least one layer of TiO 2 film is formed on the glass substrate according to Examples 1 and 2, an optical head that solves the above problems can be realized at low cost and is extremely useful. .

【0045】(実施例3)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 3) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0046】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て述べる。真空蒸着装置内でガラス基板(屈折率1.5
1)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6torr
に到達してから、電子銃により第1層のMgF2(屈折
率1.38)を(表3)に示す光学的膜厚まで蒸着し
た。続いて、装置内に圧力制御器を介して酸素ガスを導
入し、真空度を8×10-5torrに設定し、第2層の
Al23(屈折率1.62)を(表3)の光学的膜厚に
まで蒸着を行なった。以下同様にしてMgF2、Al2
3膜を交互に計10層蒸着した。その後、真空を保持し
たまま基板を反転させ、(表1)に示すMgF2、Al2
3膜からなる反射防止膜(AR膜)を同様の成膜条件
にて形成した。大気解放後ガラス基板を取り出し、切断
してサンプルを作成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. Glass substrate (refractive index 1.5
1) is heated to 300 ° C and the degree of vacuum is 5 × 10 -6 torr
Then, MgF 2 (refractive index 1.38) of the first layer was vapor-deposited by an electron gun to an optical film thickness shown in (Table 3). Subsequently, oxygen gas was introduced into the apparatus through a pressure controller, the degree of vacuum was set to 8 × 10 −5 torr, and Al 2 O 3 (refractive index 1.62) of the second layer was set (Table 3). ) Was vapor-deposited to the optical film thickness of. Similarly, MgF 2 , Al 2 O
A total of 10 layers of 3 films were deposited alternately. After that, the substrate was inverted while keeping the vacuum, and MgF 2 , Al 2 shown in (Table 1)
An antireflection film (AR film) made of an O 3 film was formed under the same film forming conditions. After opening to the atmosphere, the glass substrate was taken out and cut to prepare a sample.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
5に示す。本特性は入射角度55゜で、光は10層膜側
から入射し、AR膜から出射する配置で測定した。T
S、TPはそれぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic was measured at an incident angle of 55 °, in which light was incident from the 10-layer film side and emitted from the AR film. T
S and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0049】このように設計波長662nmを中心に広
い波長域でS透過率31%(反射率69%)、P透過率
90%のフラットな特性をもつビ−ムスプリッタが得ら
れた。また、可視域において吸収は無視できることを確
認した。
In this way, a beam splitter having flat characteristics with an S transmittance of 31% (reflectance of 69%) and a P transmittance of 90% in a wide wavelength range centered around the design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0050】図6は本実施例のビ−ムスプリッタにおい
て、波長642nm、662nm、682nmの3波長
について、入射角度を55゜を中心に±8°変化させた
場合のS偏光の透過率、P偏光の透過率を示したもので
ある。図6よりどのレ−ザ波長に対しても、ほぼ同じ特
性を有していることが判る。この±20nmの波長幅は
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきを十分許容するものである。入
射角度とともにS偏光透過率は減少し(反射率は増加
し)、P偏光透過率は増加するため、複屈折の少ないデ
ィスクでは、レ−ザから入射する光が非平行光でも、検
出器に到達する光ビ−ムの光量分布は、ビ−ムスプリッ
タ入射前の分布とほぼ同じとなる。
FIG. 6 shows the transmittance of S-polarized light when the incident angle is changed ± 8 ° about 55 ° in the beam splitter of this embodiment for three wavelengths of 642 nm, 662 nm and 682 nm. It shows the transmittance of polarized light. It can be seen from FIG. 6 that the characteristics are almost the same for any laser wavelength. The wavelength width of ± 20 nm is sufficient to allow variations in laser wavelength generated during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation. Since the S-polarized light transmittance decreases (the reflectance increases) and the P-polarized light transmittance increases with the incident angle, even if the light incident from the laser is non-parallel light to the detector, the disk with a small birefringence is detected. The distribution of the light quantity of the arriving light beam is almost the same as the distribution before entering the beam splitter.

【0051】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
3と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約2.5倍)。一方、規格外の大きな複屈折
をもつコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と
同等の光量が得られ、十分な再生出力を確保することが
できた。レ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光束中
心の入射角度についても、光ヘッドの構成上適当な40
°〜60°に対し十分満足な結果を得た。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 3 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 2.5 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. The incident angle of the center of the light beam entering the beam splitter from the laser is also set to an appropriate angle of 40 in view of the construction of the optical head.
Satisfactory results were obtained for ° to 60 °.

【0052】また、裏面の反射防止膜をコ−ティングを
省くと、特に規格外の大きな複屈折をもつコンパクトデ
ィスクに対して再生出力が幾分低下するが、再生に影響
を与えるものではなかった。
Further, if the coating of the antireflection film on the back surface is omitted, the reproduction output will be somewhat lowered, especially for a compact disc having a large non-standard birefringence, but this will not affect the reproduction. .

【0053】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)、テープによる剥離試験な
どの各種信頼性試験前後にてその光学特性、および光学
顕微鏡による表面観察を行なったところ、全く変化は見
られなかった。
A heat shock test (80
℃, -40 ℃ each hold 1 hour, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60 ℃, 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40 ℃, 1000 hours), various reliability such as tape peeling test When the optical characteristics and the surface of the surface were observed with an optical microscope before and after the test, no change was observed.

【0054】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、高密度光ディスクなどの複屈折の少ないディスク
に対して、他の平板ビ−ムスプリッタに比べ、より大き
な光量が得られるため、非常に有用である。例えばレ−
ザの出力をより低く抑えられるため、レ−ザの長寿命化
につながる。また、光学的膜厚も第2層を除き、同一で
あるため形成時に膜厚制御が比較的簡単になる。
Thus, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment is very useful for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc because it can obtain a larger amount of light than other flat beam splitters. For example,
Since the output of the laser can be suppressed to a lower level, the life of the laser can be extended. Further, since the optical film thickness is the same except for the second layer, the film thickness control becomes relatively easy during formation.

【0055】同じくMgF2膜とAl23膜の交互膜に
よる膜構成の異なる3種のビ−ムスプリッタに対する検
討結果を(表4)に示す。
Similarly, Table 4 shows the examination results for three kinds of beam splitters having different film constitutions by alternate films of MgF 2 film and Al 2 O 3 film.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】このように膜構成を適当に変更すれば波長
に対してフラットな特性を保ちつつS偏光の透過率(反
射率)を自由に設定できる。
By appropriately changing the film structure in this way, the transmittance (reflectance) of S-polarized light can be freely set while maintaining flat characteristics with respect to wavelength.

【0058】本実施例のビ−ムスプリッタは、Mg
2、Al23という光学膜材料として幅広く使われて
いる膜材料を用いており、安価なガラス基板上にこれら
の多層コ−ティングした簡単な構成であるため、大量生
産しやすく、またプリズムを用いたビ−ムスプリッタの
ような複雑な加工、研磨、接着工程も不要なので、低コ
ストであり極めて有用である。
The beam splitter of this embodiment is made of Mg
The film materials widely used as optical film materials such as F 2 and Al 2 O 3 are used, and since these multilayer coatings have a simple structure on an inexpensive glass substrate, mass production is easy, and Since it does not require complicated processing such as a beam splitter using a prism, polishing, and an adhesion process, it is low cost and extremely useful.

【0059】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、(表3)または(表
4)のような膜構成を示したが、層数、各層の膜厚とも
これに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. Although the film configuration as shown in (Table 3) or (Table 4) is shown, the number of layers and the film thickness of each layer are not limited to this.

【0060】また、膜形成には蒸着を用いたが、これに
限定するものでなく、例えばスパッタ、CVD、あるい
はゾルゲル法などを用いてもよい。
Further, although vapor deposition was used for film formation, the present invention is not limited to this. For example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0061】なお、本実施例にて用いた膜材料以外でも
低屈折率膜材料としてMgF2、高屈折率膜材料として
屈折率が1.56〜1.92の膜を主たる構成薄膜とし
て交互に積層すれば、特に光束中心の入射角度55゜に
て広い波長域でS偏光の反射率70%、P偏光の透過率
85%以上の非常に高効率なビ−ムスプリッタが得られ
ることが計算の結果、判った。
In addition to the film materials used in this example, MgF 2 as a low refractive index film material and a film having a refractive index of 1.56 to 1.92 as a high refractive index film material are alternately used as main constituent thin films. It is calculated that by stacking layers, an extremely highly efficient beam splitter with an S-polarized reflectance of 70% and a P-polarized transmittance of 85% or more can be obtained in a wide wavelength range especially at an incident angle of 55 ° at the center of the light beam. As a result, I understand.

【0062】(実施例4)実施例3においては高屈折率
膜としてAl23膜、低屈折率膜としてMgF2膜の交
互層でビ−ムスプリッタを形成した例を示した。
(Example 4) In Example 3, an example was shown in which a beam splitter was formed by alternating layers of an Al 2 O 3 film as a high refractive index film and a MgF 2 film as a low refractive index film.

【0063】本実施例においてはMgF2膜の一部をS
iO2膜で置き換えたビ−ムスプリッタについて、その
有効性を述べる。
In this embodiment, a part of the MgF 2 film is S
The effectiveness of the beam splitter replaced with the iO 2 film will be described.

【0064】作成は実施例3と同様の方法により、Mg
2、SiO2、Al23膜を(表5)のような光学的膜
厚で計12層蒸着した後、反転させて(表1)の膜構成
をもつAR膜を形成した。なお、SiO2膜については
酸素ガスは導入しなかった。
Preparation was carried out in the same manner as in Example 3 by using Mg
A total of 12 layers of F 2 , SiO 2 and Al 2 O 3 films were vapor-deposited with an optical film thickness as shown in (Table 5) and then inverted to form an AR film having the film configuration shown in (Table 1). No oxygen gas was introduced into the SiO 2 film.

【0065】[0065]

【表5】 [Table 5]

【0066】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
7に示す。本特性は入射角度55゜で、光は12層膜側
から入射し、AR膜側から出射する配置で測定した。T
S、TPはそれぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. The characteristics were measured at an incident angle of 55 °, and the light was incident from the 12-layer film side and emitted from the AR film side. T
S and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0067】このように広い波長域でS透過率30%
(反射率70%)、P透過率89%のフラットな特性を
もつ平板型偏光ハ−フミラ−が得られた。これは実施例
3で示したSiO2膜を含まないビ−ムスプリッタとほ
ぼ同等の特性である。また、可視域において吸収は無視
できることを確認した。
Thus, the S transmittance is 30% in a wide wavelength range.
A flat plate type polarization haf mirror having flat characteristics (reflectance 70%) and P transmittance 89% was obtained. This is almost the same characteristic as the beam splitter which does not include the SiO 2 film shown in the third embodiment. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0068】図8は本実施例のビ−ムスプリッタにおい
て、波長642nm、662nm、682nmの3波長
について、入射角度を55゜を中心に±8°変化させた
場合のS偏光の透過率、P偏光の透過率を示したもので
ある。図8よりどのレ−ザ波長に対しても、ほぼ同じ特
性を有していることが判る。この±20nmの波長幅は
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきを十分許容するものである。入
射角度とともにS偏光透過率は減少し(反射率は増加
し)、P偏光透過率は増加するため、複屈折の少ないデ
ィスクでは、レ−ザから入射する光が非平行光でも、検
出器に到達する光ビ−ムの光量分布は、ビ−ムスプリッ
タ入射前の分布とほぼ同じとなる。
FIG. 8 shows the transmittance of S-polarized light when the incident angle is changed by ± 8 ° around 55 ° for three wavelengths of 642 nm, 662 nm and 682 nm in the beam splitter of this embodiment, P It shows the transmittance of polarized light. It can be seen from FIG. 8 that the characteristics are almost the same for any laser wavelength. The wavelength width of ± 20 nm is sufficient to allow variations in laser wavelength generated during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation. Since the S-polarized light transmittance decreases (the reflectance increases) and the P-polarized light transmittance increases with the incident angle, even if the light incident from the laser is non-parallel light to the detector, the disk with a small birefringence is detected. The distribution of the light quantity of the arriving light beam is almost the same as the distribution before entering the beam splitter.

【0069】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
3と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約2.5倍)。一方、規格外の大きな複屈折
をもつコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と
同等の光量が得られ、十分な再生出力を確保することが
できた。レ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光束中
心の入射角度についても、光ヘッドの構成上適当な40
°〜60°に対し十分満足な結果を得た。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 3 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 2.5 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. The incident angle of the center of the light beam entering the beam splitter from the laser is also set to an appropriate angle of 40 in view of the construction of the optical head.
Satisfactory results were obtained for ° to 60 °.

【0070】また、裏面の反射防止膜をコ−ティングを
省くと、特に規格外の大きな複屈折をもつコンパクトデ
ィスクに対して再生出力が幾分低下するが、再生に影響
を与えるものではなかった。
Further, if the coating of the antireflection film on the back surface is omitted, the reproduction output is somewhat lowered, especially for a compact disc having a large birefringence outside the standard, but this does not affect the reproduction. .

【0071】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)、テープによる剥離試験な
どの各種信頼性試験前後にてその光学特性、および光学
顕微鏡による表面観察を行なったところ、全く変化は見
られなかった。
A heat shock test (80
℃, -40 ℃ each hold 1 hour, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60 ℃, 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40 ℃, 1000 hours), various reliability such as tape peeling test When the optical characteristics and the surface of the surface were observed with an optical microscope before and after the test, no change was observed.

【0072】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、高密度光ディスクなどの複屈折の少ないディスク
に対して、他の平板ビ−ムスプリッタに比べ、より大き
な光量が得られるため、非常に有用である。例えばレ−
ザの出力をより低く抑えられるため、レ−ザの長寿命化
につながる。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment is very useful for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc because it can obtain a larger amount of light than other flat beam splitters. For example,
Since the output of the laser can be suppressed to a lower level, the life of the laser can be extended.

【0073】本実施例のビ−ムスプリッタの特長は、低
屈折率光学膜材料として最も広く使われているSiO2
膜でMgF2膜の一部を置き換えても、ビ−ムスプリッ
タとしての性能はほとんど劣化しない点にある。MgF
2膜は非常に優れた低屈折膜材料であるが、唯一の欠点
として膜の内部応力が大きく、膜厚が厚いと剥離しやす
い。しかしながらSiO2膜は化学的、機械的安定性に
おいてMgF2を上回る材料である。実際に評価した結
果、本実施例の多層膜は、(表3)のMgF2、Al2
3膜の交互膜よりも、ひっかきに対する機械的強度が向
上していることを確認した。
The feature of the beam splitter of this embodiment is that SiO 2 which is the most widely used low refractive index optical film material.
Even if a part of the MgF 2 film is replaced with a film, the performance as a beam splitter is hardly deteriorated. MgF
The two films are extremely excellent low-refractive-index film materials, but the only drawback is that they have large internal stress and are easily peeled off when the film thickness is large. However, the SiO 2 film is a material superior in chemical and mechanical stability to MgF 2 . As a result of actual evaluation, the multilayer film of the present example shows that MgF 2 , Al 2 O of (Table 3)
It was confirmed that the mechanical strength against scratching was improved compared to the alternating film of 3 films.

【0074】このことから本実施例によれば信頼性をさ
らに向上でき、極めて有用である。なお、本実施例にお
いては(表3)のMgF2膜のうち、第1層、第10
層、第12層をSiO2膜としたが、第1層、第3層、
第5層をSiO2膜とし、その光学的膜厚は(表5)と
同一としても、ビ−ムスプリッタとして同等の性能、信
頼性が得られることが判った。
From this, according to the present embodiment, the reliability can be further improved and it is extremely useful. In this example, the first layer and the tenth layer among the MgF 2 films shown in (Table 3) were used.
Although the layers and the twelfth layer are SiO 2 films, the first layer, the third layer,
It has been found that even if the fifth layer is a SiO 2 film and the optical film thickness is the same as in (Table 5), the same performance and reliability as a beam splitter can be obtained.

【0075】本実施例のビ−ムスプリッタは、Mg
2、Al23、SiO2という光学膜材料として幅広く
使われている膜材料を用いており、安価なガラス基板上
にこれらの多層コ−ティングした簡単な構成であるた
め、大量生産しやすく、またプリズムを用いたビ−ムス
プリッタのような複雑な加工、研磨、接着工程も不要な
ので、低コストであり極めて有用である。
The beam splitter of this embodiment is made of Mg
F 2, Al 2 O 3, SiO 2 and with a film material which is widely used as an optical film material that, these multilayer co inexpensive glass substrate - for a coating was a simple structure, and mass production Since it is easy, and complicated processes such as a beam splitter using a prism, polishing, and bonding steps are unnecessary, it is low cost and extremely useful.

【0076】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、膜構成についても、層
数、各層の膜厚ともこれに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. The film structure is not limited to the number of layers or the film thickness of each layer.

【0077】また、膜形成には蒸着を用いたが、これに
限定するものでなく、例えばスパッタ、CVD、あるい
はゾルゲル法などを用いてもよい。
Further, although vapor deposition was used for film formation, the present invention is not limited to this. For example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0078】(実施例5)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 5) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0079】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て述べる。真空蒸着装置内でガラス基板(屈折率1.5
1)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6torr
に到達してから、電子銃により第1層のSiO2(屈折
率1.46)を(表6)に示す光学的膜厚まで蒸着し
た。続いて、装置内に圧力制御器を介して酸素ガスを導
入し、真空度を1×10-4torrに設定し、第2層の
23(屈折率1.80)を(表6)の光学的膜厚にま
で蒸着を行なった。以下同様にしてSiO2、Y23
を交互に計8層蒸着した。その後、真空を保持したまま
基板を反転させ、(表1)に示すMgF2、Al23
からなる反射防止膜(AR膜)を形成した。大気解放後
ガラス基板を取り出し、切断してサンプルを作成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. Glass substrate (refractive index 1.5
1) is heated to 300 ° C and the degree of vacuum is 5 × 10 -6 torr
After reaching, the first layer of SiO 2 (refractive index 1.46) was vapor-deposited by an electron gun to an optical film thickness shown in (Table 6). Subsequently, oxygen gas was introduced into the apparatus through a pressure controller, the degree of vacuum was set to 1 × 10 −4 torr, and Y 2 O 3 (refractive index 1.80) of the second layer was set (Table 6). ) Was vapor-deposited to the optical film thickness of. In the same manner, SiO 2 and Y 2 O 3 films were alternately deposited to form a total of 8 layers. After that, the substrate was inverted while keeping the vacuum, and the antireflection film (AR film) made of the MgF 2 and Al 2 O 3 films shown in (Table 1) was formed. After opening to the atmosphere, the glass substrate was taken out and cut to prepare a sample.

【0080】[0080]

【表6】 [Table 6]

【0081】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
9に示す。本特性は入射角度55゜で、光は8層膜側か
ら入射し、AR膜から出射する配置で測定した。TS、
TPはそれぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic was measured at an incident angle of 55 °, in which light was incident from the 8-layer film side and emitted from the AR film. TS,
TP represents the transmittance for S and P polarized light, respectively.

【0082】このように設計波長662nmを中心に広
い波長域でS透過率31%(反射率69%)、P透過率
85%のフラットな特性をもつビ−ムスプリッタが得ら
れた。また、可視域において吸収は無視できることを確
認した。
As described above, a beam splitter having flat characteristics with an S transmittance of 31% (reflectance of 69%) and a P transmittance of 85% in a wide wavelength range centered around the design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0083】図10は本実施例のビ−ムスプリッタにお
いて、波長642nm、662nm、682nmの3波
長について、入射角度を55゜を中心に±8°変化させ
た場合のS偏光の透過率、P偏光の透過率を示したもの
である。図10よりどのレ−ザ波長に対しても、ほぼ同
じ特性を有していることが判る。この±20nmの波長
幅はレ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、ある
いは膜形成時の特性ばらつきを十分許容するものであ
る。入射角度とともにS偏光透過率は減少し(反射率は
増加し)、P偏光透過率は増加するため、複屈折の少な
いディスクでは、レ−ザから入射する光が非平行光で
も、検出器に到達する光ビ−ムの光量分布は、ビ−ムス
プリッタ入射前の分布とほぼ同じとなる。
FIG. 10 shows the transmittance of S-polarized light when the incident angle is changed by ± 8 ° around 55 ° for three wavelengths of 642 nm, 662 nm and 682 nm in the beam splitter of the present embodiment. It shows the transmittance of polarized light. It can be seen from FIG. 10 that the characteristics are almost the same for any laser wavelength. The wavelength width of ± 20 nm is sufficient to allow variations in laser wavelength generated during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation. Since the S-polarized light transmittance decreases (the reflectance increases) and the P-polarized light transmittance increases with the incident angle, even if the light incident from the laser is non-parallel light to the detector, the disk with a small birefringence is detected. The distribution of the light quantity of the arriving light beam is almost the same as the distribution before entering the beam splitter.

【0084】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
3と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約2.4倍)。一方、規格外の大きな複屈折
をもつコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と
同等の光量が得られ、十分な再生出力を確保することが
できた。レ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光束中
心の入射角度についても、光ヘッドの構成上適当な40
°〜60°に対し十分満足な結果を得た。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 3 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 2.4 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. The incident angle of the center of the light beam entering the beam splitter from the laser is also set to an appropriate angle of 40 in view of the construction of the optical head.
Satisfactory results were obtained for ° to 60 °.

【0085】また、裏面の反射防止膜をコ−ティングを
省くと、特に規格外の大きな複屈折をもつコンパクトデ
ィスクに対して再生出力が幾分低下するが、再生に影響
を与えるものではなかった。
When the coating of the antireflection film on the back surface was omitted, the reproduction output was somewhat lowered, especially for a compact disc having a large birefringence outside the standard, but this did not affect the reproduction. .

【0086】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)、テープによる剥離試験な
どの各種信頼性試験前後にてその光学特性、および光学
顕微鏡による表面観察を行なったところ、全く変化は見
られなかった。
A heat shock test (80
℃, -40 ℃ each hold 1 hour, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60 ℃, 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40 ℃, 1000 hours), various reliability such as tape peeling test When the optical characteristics and the surface of the surface were observed with an optical microscope before and after the test, no change was observed.

【0087】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは低屈折率膜材料としてMgF2膜を用いずに、Mg
2膜よりも機械的性能の優れたSiO2膜を使って構成
されているので、より機械的強度が高いことをひっかき
試験にて確認した。
Thus, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. In the beam splitter of this embodiment, the MgF 2 film is not used as the low refractive index film material,
It was confirmed by a scratch test that the mechanical strength was higher because it was composed of a SiO 2 film having a mechanical performance superior to that of the F 2 film.

【0088】また、光学的膜厚も第2層を除き、同一で
あるため形成時に膜厚制御が比較的簡単になる。
Further, since the optical film thickness is the same except for the second layer, the film thickness control becomes relatively easy during formation.

【0089】本実施例のビ−ムスプリッタは、安価なガ
ラス基板上にこれらの多層コ−ティングした簡単な構成
であるため、大量生産しやすく、またプリズムを用いた
ビ−ムスプリッタのような複雑な加工、研磨、接着工程
も不要なので、低コストであり極めて有用である。
Since the beam splitter of this embodiment has a simple structure in which these multilayer coatings are formed on an inexpensive glass substrate, it is easy to mass-produce, and a beam splitter using a prism is used. Since it does not require complicated processing, polishing and bonding steps, it is low cost and extremely useful.

【0090】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、膜構成についても、層
数、各層の膜厚ともこれに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. The film structure is not limited to the number of layers or the film thickness of each layer.

【0091】また、膜形成には蒸着を用いたが、これに
限定するものでなく、例えばスパッタ、CVD、あるい
はゾルゲル法などを用いてもよい。
Further, although vapor deposition was used for film formation, the present invention is not limited to this. For example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0092】なお、本実施例にて用いた膜材料以外でも
低屈折率膜材料としてSiO2、高屈折率膜材料として
屈折率が1.62〜1.85の膜を主たる構成薄膜とし
て交互に積層すれば、特に光束中心の入射角度55゜に
て広い波長域でS偏光の反射率70%、P偏光の透過率
85%以上の非常に高効率なビ−ムスプリッタが得られ
ることが計算の結果、判った。
Besides the film materials used in this example, SiO 2 as a low refractive index film material and a film having a refractive index of 1.62 to 1.85 as a high refractive index film material are alternately used as main constituent thin films. It is calculated that by stacking layers, an extremely highly efficient beam splitter with an S-polarized reflectance of 70% and a P-polarized transmittance of 85% or more can be obtained in a wide wavelength range especially at an incident angle of 55 ° at the center of the light beam. As a result, I understand.

【0093】以下に各実施例にて用いた反射防止膜につ
いて、従来例をあげつつ説明する。図23においての光
ヘッドにおいて、光束分割手段であるビ−ムスプリッタ
は、ディスクからの反射光をできるだけ多く透過させ、
光検出器に導くことが求められる。そのためには光学膜
面22aの裏面に反射防止膜を形成することが好まし
い。
The antireflection film used in each example will be described below with reference to conventional examples. In the optical head shown in FIG. 23, the beam splitter, which is a beam splitting means, transmits as much reflected light from the disc as possible,
It is required to lead to the photodetector. For that purpose, it is preferable to form an antireflection film on the back surface of the optical film surface 22a.

【0094】ディスク側からビ−ムスプリッタに入射す
る光は、高密度光ディスクのような複屈折の少ないディ
スクに対してはP偏光で、規格外のコンパクトディスク
では最悪の場合、S偏光となっている。
The light incident on the beam splitter from the disc side is P-polarized for a disc having a small birefringence such as a high density optical disc, and is S-polarized in the worst case for a non-standard compact disc. There is.

【0095】従って、反射防止膜については、S、P両
偏光に対して100%近い透過特性を持つことが要求さ
れる。さらに非平行光、あるいはレ−ザの波長ばらつき
等を許容するために比較的広い波長域でフラットな特性
でなければならない。
Therefore, the antireflection film is required to have a transmission characteristic close to 100% for both S and P polarized light. Furthermore, in order to allow non-parallel light or laser wavelength variation, the characteristics must be flat in a relatively wide wavelength range.

【0096】図11は、ガラスレンズ用の反射防止膜と
して広く用いられているMgF2単層膜をガラス基板に
コ−ティングしたときの透過特性のシミュレ−ション結
果である。入射角度は55゜とし、裏面においては仮想
的にS、P偏光とも全波長域で透過率100%と仮定し
た。なお、TS、TPはそれぞれS、P偏光の透過特性
を表している。
FIG. 11 is a simulation result of transmission characteristics when an MgF 2 single layer film, which is widely used as an antireflection film for glass lenses, is coated on a glass substrate. The incident angle was 55 °, and it was hypothesized that the transmittance was 100% in the entire wavelength range for both S and P polarized light on the back surface. Note that TS and TP represent transmission characteristics of S and P polarized light, respectively.

【0097】このように、フラットな特性でP偏光透過
率はほぼ100%であるもののS偏光透過率は93%程
度にとどまっている。垂直入射時には優れた性能をもつ
MgF2単層膜であるが、本発明のような斜め入射光に
対しては満足な結果は得られない。
As described above, the P-polarized light transmittance is almost 100% with flat characteristics, but the S-polarized light transmittance is about 93%. Although it is a MgF 2 single-layer film having excellent performance at normal incidence, satisfactory results cannot be obtained for obliquely incident light as in the present invention.

【0098】また、図12はガラス基板上に第1層目に
TiO2膜(屈折率2.30、光学的膜厚1.79
λ)、第2層目にSiO2膜(屈折率1.46、光学的
膜厚0.81λ)の2層膜をコ−ティングしたときの透
過特性のシミュレ−ション結果である。入射角度は55
゜とし、裏面においては仮想的にS、P偏光とも全波長
域で透過率100%と仮定した。なお、TS、TPはそ
れぞれS、P偏光の透過特性を表している。
Further, in FIG. 12, a TiO 2 film (refractive index 2.30, optical film thickness 1.79) is formed as the first layer on the glass substrate.
λ), and a simulation result of transmission characteristics when a two-layer film of a SiO 2 film (refractive index 1.46, optical film thickness 0.81λ) is coated on the second layer. Incident angle is 55
And hypothetically, on the back surface, the transmittances of both S and P polarized light were assumed to be 100% in all wavelength regions. Note that TS and TP represent transmission characteristics of S and P polarized light, respectively.

【0099】このように、S、P両偏光とも最大では透
過率100%近いがお互いの波長はずれており、波長に
対して特性があまりフラットではないため、満足な結果
とは言えない。
As described above, the transmittances of both S and P polarized lights are close to 100% at the maximum, but their wavelengths are deviated from each other, and the characteristics are not so flat with respect to the wavelength, so that it cannot be said to be a satisfactory result.

【0100】一方、図13は先の各実施例にて用いた、
ガラス基板上に(表1)の膜構成をもつMgF2、Al2
3膜の反射防止膜を形成したときの透過特性のシミュ
レ−ション結果である。入射角度は55゜とし、裏面に
おいては仮想的にS、P偏光とも全波長域で透過率10
0%と仮定した。なお、TS、TPはそれぞれS、P偏
光の透過特性を表している。
On the other hand, FIG. 13 is used in each of the previous embodiments.
MgF 2 , Al 2 having the film structure (Table 1) on a glass substrate
It is a simulation result of transmission characteristics when an antireflection film of an O 3 film is formed. The incident angle was 55 °, and on the back surface, the transmittance was virtually 10 for both S and P polarized light.
It was assumed to be 0%. Note that TS and TP represent transmission characteristics of S and P polarized light, respectively.

【0101】このように100nm近くの波長幅にわた
って、S、P両偏光とも99%程度の透過率が得られて
いる。これは本発明の光ヘッドに用いるにあたって満足
な結果である。上記の実施例で述べたように、実際にこ
の膜構成を作成したところ、ほぼシミュレ−ションどう
りの結果を確認でき、信頼性についても全く問題がなか
った。
As described above, a transmittance of about 99% is obtained for both S and P polarized light over a wavelength width of near 100 nm. This is a satisfactory result when used in the optical head of the present invention. As described in the above-mentioned examples, when this film structure was actually prepared, almost simulation results could be confirmed, and there was no problem in reliability.

【0102】なお、反射防止膜の膜構成はMgF2、A
23膜を主たる構成薄膜とする限り、(表1)の膜
数、膜厚に限定するものではない。
The film constitution of the antireflection film is MgF 2 , A
The number and thickness of the films in (Table 1) are not limited as long as the l 2 O 3 film is the main constituent thin film.

【0103】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。さらに、膜形成には蒸着を用
いたが、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、
CVD、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Further, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. Further, although vapor deposition was used for forming the film, the present invention is not limited to this, and for example, sputtering,
CVD or a sol-gel method may be used.

【0104】(実施例6)以下の実施例においては図2
2の光束分割手段のようにP偏光で入射する光は反射と
透過に分割し、S偏光で入射する光はほとんど反射する
機能をもつビ−ムスプリッタを用いた光ヘッドについて
説明する。
(Embodiment 6) In the following embodiment, FIG.
A description will be given of an optical head using a beam splitter that has a function of splitting P-polarized incident light into reflected and transmitted light and S-polarized light almost reflected as in the case of the second beam splitting means.

【0105】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て説明する。真空蒸着装置内でガラスプリズム(屈折率
1.51)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6t
orrに到達してから、装置内に圧力制御器を介して酸
素ガスを導入して真空度を1.5×10-4torrに設
定し、電子銃によってTiO2膜(屈折率2.30)
を、続いて酸素ガスの導入を止めた条件でSiO2
(屈折率1.46)を蒸着した。以下同様に各層を(表
7)の光学的膜厚に設定して計7層からなる誘電体多層
膜を形成した。冷却後、プリズムを取り出して膜のつい
ていない他のプリズムと接合してビ−ムスプリッタを作
成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. The glass prism (refractive index 1.51) is heated to 300 ° C in a vacuum evaporation system, and the degree of vacuum is 5 × 10 -6 t.
After reaching the orr, oxygen gas was introduced into the device through a pressure controller to set the vacuum degree to 1.5 × 10 −4 torr, and the TiO 2 film (refractive index 2.30) was set by an electron gun.
Then, a SiO 2 film (refractive index 1.46) was vapor-deposited under the condition that the introduction of oxygen gas was stopped. Similarly, each layer was set to the optical film thickness shown in Table 7 to form a dielectric multilayer film having a total of 7 layers. After cooling, the prism was taken out and joined to another prism having no film to form a beam splitter.

【0106】[0106]

【表7】 [Table 7]

【0107】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
14に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0108】このように設計波長662nmにてS透過
率2%(反射率98%)、P透過率59%の特性をもつ
ビ−ムスプリッタが得られた。また、可視域において吸
収は無視できることを確認した。
Thus, a beam splitter having characteristics of S transmittance of 2% (reflectance of 98%) and P transmittance of 59% at a design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0109】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約2.4倍)。一方、規格外の大きな複屈折
をもつコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と
同等の光量が得られ、十分な再生出力を確保することが
できた。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射す
る光束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程
度のレ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、ある
いは膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容でき
ることがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 2.4 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0110】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
Further, in this embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0111】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0112】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、TiO2、SiO2という光学膜材料としてもっと
も実績のある膜材料を用いており、信頼性における課題
が全くない。また、各層の光学的膜厚が同一であるた
め、特に光学モニタを用いる場合、膜厚制御が非常に簡
単となる。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of the present embodiment uses the most proven film material such as TiO 2 and SiO 2 as an optical film material, and has no problem in reliability. Further, since the optical film thickness of each layer is the same, the film thickness control becomes very easy especially when an optical monitor is used.

【0113】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては
(表7)のような膜構成を示したが、層数、各層の膜厚
ともこれに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. In addition, although the film structure as shown in Table 7 is shown in the present embodiment, the number of layers and the film thickness of each layer are not limited to this.

【0114】また、本実施例においては蒸着を用いた
が、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、CV
D、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, sputtering, CV
D or the sol-gel method may be used.

【0115】(実施例7)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 7) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0116】作成方法は実施例6と同様であり、(表
8)の構成をもつ誘電体多層膜を形成し、冷却後、プリ
ズムを取り出して膜のついていない他のプリズムと接合
してビ−ムスプリッタを作成した。
The manufacturing method is the same as that of Example 6, a dielectric multilayer film having the structure of (Table 8) is formed, and after cooling, the prism is taken out and joined to another prism having no film to form a beam. Created a splitter.

【0117】[0117]

【表8】 [Table 8]

【0118】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
15に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0119】このように設計波長662nmにて広い波
長域でS透過率3%(反射率97%)、P透過率69%
のフラットな特性をもつビ−ムスプリッタが得られた。
また、可視域において吸収は無視できることを確認し
た。
In this way, the S transmittance is 3% (reflectance 97%) and the P transmittance is 69% in a wide wavelength range at the design wavelength of 662 nm.
A beam splitter having a flat characteristic of is obtained.
Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0120】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約3倍)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光
束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程度の
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容できるこ
とがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 3 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0121】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
Further, in this embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0122】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0123】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、TiO2、SiO2という光学膜材料としてもっと
も実績のある膜材料を用いており、信頼性における課題
が全くない。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of the present embodiment uses the most proven film material such as TiO 2 and SiO 2 as an optical film material, and has no problem in reliability.

【0124】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては
(表8)のように第7層を1.91λ、第9層を2.1
7λ、他層を1.19λとしたが、第1層を2.17
λ、第3層を1.91λ、他層を1.19λとしても同
様の性能、信頼性が得られた。
Further, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. In this example, as shown in (Table 8), the seventh layer was 1.91λ and the ninth layer was 2.1.
7λ, the other layer was 1.19λ, but the first layer was 2.17.
Similar performance and reliability were obtained when λ, the third layer was 1.91λ, and the other layers were 1.19λ.

【0125】また、本実施例においては蒸着を用いた
が、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、CV
D、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, sputtering or CV is used.
D or the sol-gel method may be used.

【0126】(実施例8)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 8) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0127】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て説明する。真空蒸着装置内でガラスプリズム(屈折率
1.51)を300℃に加熱し、真空度が5×10-6t
orrに到達してから、装置内に圧力制御器を介して酸
素ガスを導入して真空度を1.0×10-4torrに設
定し、電子銃によってTa2 5膜(屈折率2.10)
を、続いて酸素ガスの導入を止めた条件でSiO2
(屈折率1.46)を蒸着した。以下同様に各層を(表
9)の光学的膜厚に設定して計9層からなる誘電体多層
膜を形成した。冷却後、プリズムを取り出して膜のつい
ていない他のプリズムと接合してビ−ムスプリッタを作
成した。
First, regarding the method of making the beam splitter,
Will be explained. Glass prism (refractive index
1.51) is heated to 300 ° C. and the degree of vacuum is 5 × 10-6t
After reaching orr, the
Vacuum level is 1.0 × 10 by introducing elementary gas-Fourset in torr
And Ta by electron gunTwoO FiveFilm (refractive index 2.10)
Under the condition that the introduction of oxygen gas is stopped.Twofilm
(Refractive index 1.46) was deposited. Similarly, for each layer (table
9) Dielectric multilayer consisting of a total of 9 layers set to the optical thickness of 9)
A film was formed. After cooling, remove the prism and attach the film.
To form a beam splitter by joining with other prisms that are not
Done.

【0128】[0128]

【表9】 [Table 9]

【0129】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
16に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0130】このように設計波長662nmにてS透過
率2%(反射率98%)、P透過率67%の特性をもつ
ビ−ムスプリッタが得られた。また、可視域において吸
収は無視できることを確認した。
Thus, a beam splitter having characteristics of S transmittance of 2% (reflectance of 98%) and P transmittance of 67% at a design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0131】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約3倍)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光
束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程度の
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容できるこ
とがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 3 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0132】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
In the present embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0133】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0134】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、Ta25、SiO2という光学膜材料としてもっ
とも実績のある膜材料を用いており、信頼性における課
題が全くない。また、各層の光学的膜厚が同一であるた
め、特に光学モニタを用いる場合、膜厚制御が非常に簡
単となる。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment uses Ta 2 O 5 and SiO 2 which are the most proven film materials as optical film materials, and has no problem in reliability. Further, since the optical film thickness of each layer is the same, the film thickness control becomes very easy especially when an optical monitor is used.

【0135】実施例6または7対し、本実施例のビ−ム
スプリッタは膜材料としてTiO2を使っていないため
膜層数はやや多いものの、メリットがある。膜付きプリ
ズムと膜のついていないプリズムを接着する際、よく用
いられるのは紫外線硬化樹脂であるが、TiO2の性質
として、密閉条件下で紫外線を過剰に照射すると還元が
進行し、光吸収が発生してしまう。これは時間管理をき
っちり行えば全く問題とはならないものの万一の場合、
歩留まりが低下する可能性はある。本実施例の膜材料は
全くこの心配がないものである。
In contrast to the sixth or seventh embodiment, the beam splitter of the present embodiment does not use TiO 2 as a film material and therefore has a number of film layers, but has an advantage. An ultraviolet curable resin is often used to bond a prism with a film and a prism without a film, but the nature of TiO 2 is that if ultraviolet rays are excessively irradiated under a sealed condition, reduction proceeds and light absorption is increased. Will occur. This is not a problem if you manage the time properly, but in case of emergency,
Yield may be reduced. The film material of this embodiment does not have this concern at all.

【0136】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては
(表9)のような膜構成を示したが、層数、各層の膜厚
ともこれに限るものではない。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. In addition, although the film configuration as shown in Table 9 is shown in this embodiment, the number of layers and the film thickness of each layer are not limited to this.

【0137】また、本実施例においては蒸着を用いた
が、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、CV
D、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, sputtering or CV is used.
D or the sol-gel method may be used.

【0138】(実施例9)他のビ−ムスプリッタを用い
た光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 9) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0139】作成方法は実施例8と同様であり、(表1
0)の構成をもつ誘電体多層膜を形成し、冷却後、プリ
ズムを取り出して膜のついていない他のプリズムと接合
してビ−ムスプリッタを作成した。
The preparation method was the same as in Example 8 (see Table 1
A dielectric multilayer film having the structure of 0) was formed, and after cooling, the prism was taken out and joined to another prism having no film to form a beam splitter.

【0140】[0140]

【表10】 [Table 10]

【0141】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
17に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0142】このように設計波長662nmにてS透過
率1%(反射率99%)、P透過率70%のフラットな
特性をもつビ−ムスプリッタが得られた。また、可視域
において吸収は無視できることを確認した。
Thus, a beam splitter having flat characteristics of S transmittance 1% (reflectance 99%) and P transmittance 70% at a design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0143】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約3倍)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光
束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程度の
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容できるこ
とがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 3 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0144】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
Further, in this embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0145】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0146】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、Ta25、SiO2という光学膜材料としてもっ
とも実績のある膜材料を用いており、信頼性における課
題が全くない。
Thus, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment uses Ta 2 O 5 and SiO 2 which are the most proven film materials as optical film materials, and has no problem in reliability.

【0147】前実施例同様、TiO2を使っていないた
め膜層数はやや多いものの、プリズム接着時に紫外線を
過剰に照射しても光吸収が発生しないというメリットが
ある。
As in the previous embodiment, since TiO 2 is not used, the number of film layers is slightly large, but there is an advantage that light absorption does not occur even if ultraviolet rays are excessively irradiated during prism adhesion.

【0148】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。なお、本実施例においては
(表10)のような膜構成を示したが、層数、各層の膜
厚ともこれに限るものではなく、例えば、本実施例にお
いては(表10)のようにTa25については第11層
と第13層を1.97λ、他層を1.06λとしたが、
第1層と第3層を1.97λ、他層を1.06λとして
も同様の性能、信頼性が得られた。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. In addition, although the film configuration as shown in Table 10 is shown in this embodiment, the number of layers and the film thickness of each layer are not limited to this, and for example, as shown in Table 10 in this embodiment. Regarding Ta 2 O 5 , although the 11th and 13th layers were set to 1.97λ and the other layers were set to 1.06λ,
Similar performance and reliability were obtained when the first and third layers were set to 1.97λ and the other layers were set to 1.06λ.

【0149】また、本実施例においては蒸着を用いた
が、これに限定するものでなく、例えばスパッタ、CV
D、あるいはゾルゲル法などを用いてもよい。
Although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, sputtering, CV
D or the sol-gel method may be used.

【0150】(実施例10)他のビ−ムスプリッタを用
いた光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 10) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0151】まず、ビ−ムスプリッタの作成方法につい
て説明する。真空蒸着装置内でガラスプリズム(屈折率
1.51)をセットし、真空度が5×10-5torrに
到達してから、電子銃によってZnS膜(屈折率2.3
5)を、続いてMgF2膜(屈折率1.38)を蒸着し
た。以下同様に各層を(表11)の光学的膜厚に設定し
て計7層からなる誘電体多層膜を形成した。成膜後、プ
リズムを取り出して膜のついていない他のプリズムと接
合してビ−ムスプリッタを作成した。
First, a method of making a beam splitter will be described. A glass prism (refractive index 1.51) was set in the vacuum evaporation system, and after the vacuum reached 5 × 10 −5 torr, a ZnS film (refractive index 2.3 was obtained by an electron gun).
5), followed by vapor deposition of a MgF 2 film (refractive index 1.38). Similarly, each layer was set to the optical film thickness shown in Table 11 to form a dielectric multilayer film having a total of 7 layers. After the film formation, the prism was taken out and joined to another prism having no film to form a beam splitter.

【0152】[0152]

【表11】 [Table 11]

【0153】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
18に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0154】このように設計波長662nmにてS透過
率1%(反射率99%)、P透過率59%の特性をもつ
ビ−ムスプリッタが得られた。また、可視域において吸
収は無視できることを確認した。
Thus, a beam splitter having characteristics of S transmittance of 1% (reflectance of 99%) and P transmittance of 59% at a design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0155】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約2.4倍)。一方、規格外の大きな複屈折
をもつコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と
同等の光量が得られ、十分な再生出力を確保することが
できた。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射す
る光束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程
度のレ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、ある
いは膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容でき
ることがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 2.4 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0156】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
Further, in this embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0157】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0158】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、ZnS、MgF2という光学膜材料として実績の
ある膜材料を用いており、信頼性における課題が全くな
い。また、各層の光学的膜厚が同一であるため、特に光
学モニタを用いる場合、膜厚制御が非常に簡単となる。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment uses a film material such as ZnS and MgF 2 which has a proven track record as an optical film material, and has no problem in reliability. Further, since the optical film thickness of each layer is the same, the film thickness control becomes very easy especially when an optical monitor is used.

【0159】前実施例同様、TiO2を使っていないた
め膜層数はやや多いものの、プリズム接着時に紫外線を
過剰に照射しても光吸収が発生しないというメリットが
ある。
As in the previous embodiment, since TiO 2 is not used, the number of film layers is slightly large, but there is an advantage that light absorption does not occur even if ultraviolet rays are excessively irradiated at the time of prism adhesion.

【0160】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。また、本実施例においては蒸
着を用いたが、これに限定するものでなく、例えばスパ
ッタ、CVD、あるいはゾルゲル法などを用いてもよ
い。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. Further, although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0161】(実施例11)他のビ−ムスプリッタを用
いた光ヘッドの実施例について以下に説明する。
(Embodiment 11) An embodiment of an optical head using another beam splitter will be described below.

【0162】作成方法は実施例10と同様であり、(表
12)の構成をもつ誘電体多層膜を形成し、成膜後、プ
リズムを取り出して膜のついていない他のプリズムと接
合してビ−ムスプリッタを作成した。
The manufacturing method was the same as in Example 10, except that a dielectric multilayer film having the structure shown in (Table 12) was formed, and after the film formation, the prism was taken out and joined to another prism having no film. -Created a Musplitter.

【0163】[0163]

【表12】 [Table 12]

【0164】作成したビ−ムスプリッタの透過特性を図
19に示す。本特性は入射角度45゜で、TS、TPは
それぞれS、P偏光に対する透過率を表す。
The transmission characteristics of the produced beam splitter are shown in FIG. This characteristic has an incident angle of 45 °, and TS and TP represent transmittances for S and P polarized light, respectively.

【0165】このように設計波長662nmにてS透過
率3%(反射率97%)、P透過率72%の特性をもつ
ビ−ムスプリッタが得られた。また、可視域において吸
収は無視できることを確認した。
Thus, a beam splitter having characteristics of S transmittance 3% (reflectance 97%) and P transmittance 72% at a design wavelength of 662 nm was obtained. Moreover, it was confirmed that absorption can be ignored in the visible region.

【0166】本実施例のビ−ムスプリッタを用い、図2
2と同じ構成の光ヘッドにて検討したところ、高密度光
ディスクのように複屈折が少なく作られたディスクに対
し、SN比を確保するのに十分な光量が得られた(ハ−
フミラ−の約3倍)。一方、規格外の大きな複屈折をも
つコンパクトディスクに対しても、ハ−フミラ−と同等
の光量が得られ、十分な再生出力を確保することができ
た。このときレ−ザからビ−ムスプリッタへ入射する光
束の入射角度は45゜とした。また、±20nm程度の
レ−ザ製造時に発生するレ−ザ波長ばらつき、あるいは
膜形成時の特性ばらつきに対しても、十分許容できるこ
とがわかった。
Using the beam splitter of this embodiment, as shown in FIG.
When an optical head having the same structure as that of No. 2 was examined, a sufficient amount of light was obtained to secure the SN ratio for a disc made with a small birefringence such as a high-density optical disc (ha-
About 3 times that of Fumira). On the other hand, even for a compact disc having a large non-standard birefringence, a light amount equivalent to that of a half mirror was obtained, and a sufficient reproduction output could be secured. At this time, the incident angle of the light beam entering the beam splitter from the laser was 45 °. It was also found that variations in laser wavelength of about ± 20 nm that occur during laser manufacturing or variations in characteristics during film formation can be tolerated.

【0167】また、本実施例においてはプリズムのレ−
ザ入出射面には反射防止膜を設けているが、この反射防
止膜のコ−ティングを省くと、高密度光ディスク、規格
外のコンパクトディスクとも確保される出力が幾分低下
するが、影響を与えるものではなかった。
Further, in the present embodiment, the prism ray
The anti-reflection film is provided on the entrance / exit surface, but if the coating of this anti-reflection film is omitted, the output secured for both high density optical discs and non-standard compact discs will drop somewhat, but It wasn't something to give.

【0168】作成サンプルをヒートショック試験(80
℃、−40℃各1時間保持、10サイクル)、高温高湿
試験(60℃、90%RH、1000時間)、低温試験
(−40℃、1000時間)などの各種信頼性試験前後
にてその光学特性を評価したが全く変化は見られなかっ
た。
A heat shock test (80
C., -40.degree. C. for 1 hour each, 10 cycles), high temperature and high humidity test (60.degree. C., 90% RH, 1000 hours), low temperature test (-40.degree. C., 1000 hours) before and after various reliability tests. The optical characteristics were evaluated, but no change was observed.

【0169】このように性能、信頼性に問題のない実用
可能な光ヘッドを実現した。本実施例のビ−ムスプリッ
タは、ZnS、MgF2という光学膜材料として実績の
ある膜材料を用いており、信頼性における課題が全くな
い。また、層数が5層しかなく製造が簡単である。
In this way, a practical optical head having no problem in performance and reliability was realized. The beam splitter of this embodiment uses a film material such as ZnS and MgF 2 which has a proven track record as an optical film material, and has no problem in reliability. In addition, the number of layers is only 5, and the manufacture is simple.

【0170】前実施例同様、TiO2を使っていないた
め膜層数はやや多いものの、プリズム接着時に紫外線を
過剰に照射しても光吸収が発生しないというメリットが
ある。
As in the previous embodiment, since TiO 2 is not used, the number of film layers is somewhat large, but there is an advantage that light absorption does not occur even if ultraviolet rays are excessively irradiated at the time of adhering the prism.

【0171】また、他のレ−ザ波長に対しても膜厚を変
更するだけで対応できる。また、本実施例においては蒸
着を用いたが、これに限定するものでなく、例えばスパ
ッタ、CVD、あるいはゾルゲル法などを用いてもよ
い。
Also, other laser wavelengths can be dealt with by simply changing the film thickness. Further, although vapor deposition is used in this embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, sputtering, CVD, or sol-gel method may be used.

【0172】[0172]

【発明の効果】高密度光ディスクのような複屈折の少な
いディスクと、規格外の大きな複屈折をもつコンパクト
ディスクの両方に対応できる光ヘッドにおいてキ−ポイ
ントであるビ−ムスプリッタの光学膜を、特定の膜材
料、層数、基板材料とすることにより、高性能、高信頼
性をもつ光ヘッドを大量生産することが可能となる。
The optical film of the beam splitter, which is a key point in the optical head capable of supporting both a disc having a small birefringence such as a high-density optical disc and a compact disc having a large non-standard birefringence, By using a specific film material, number of layers, and substrate material, it becomes possible to mass-produce optical heads having high performance and high reliability.

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

【図1】本発明の実施例1のビームスプリッタの透過特
性を示す特性図
FIG. 1 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1のビームスプリッタの入射角
度に対する透過特性を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to an incident angle of the beam splitter according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2のビームスプリッタの透過特
性を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2のビームスプリッタの入射角
度に対する透過特性を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to an incident angle of a beam splitter according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3のビームスプリッタの透過特
性を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例3のビームスプリッタの入射角
度に対する透過特性を示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to an incident angle of a beam splitter according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例4のビームスプリッタの透過特
性を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例4のビームスプリッタの入射角
度に対する透過特性を示す特性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to an incident angle of a beam splitter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例5のビームスプリッタの透過特
性を示す特性図
FIG. 9 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例5のビームスプリッタの入射
角度に対する透過特性を示す特性図
FIG. 10 is a characteristic diagram showing transmission characteristics with respect to an incident angle of a beam splitter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】従来のMgF2単層反射防止膜の透過特性を
示す特性図(シミュレ−ション)
FIG. 11 is a characteristic diagram (simulation) showing transmission characteristics of a conventional MgF 2 single-layer antireflection film.

【図12】従来のTiO2、SiO2反射防止膜の透過特
性を示す特性図(シミュレ−ション)
FIG. 12 is a characteristic diagram (simulation) showing the transmission characteristics of a conventional TiO 2 and SiO 2 antireflection film.

【図13】本発明の反射防止膜の透過特性を示す特性図FIG. 13 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of the antireflection film of the present invention.

【図14】本発明の実施例6のビームスプリッタの透過
特性を示す特性図
FIG. 14 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例7のビームスプリッタの透過
特性を示す特性図
FIG. 15 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a seventh embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施例8のビームスプリッタの透過
特性を示す特性図
FIG. 16 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to an eighth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施例9のビームスプリッタの透過
特性を示す特性図
FIG. 17 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to a ninth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施例10のビームスプリッタの透
過特性を示す特性図
FIG. 18 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to example 10 of the present invention.

【図19】本発明の実施例11のビームスプリッタの透
過特性を示す特性図
FIG. 19 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of a beam splitter according to example 11 of the present invention.

【図20】従来の偏光ビ−ムスプリッタを用いた光ヘッ
ドの構成図
FIG. 20 is a block diagram of an optical head using a conventional polarization beam splitter.

【図21】光ディスクの厚みと光スポットの説明図FIG. 21 is an explanatory diagram of optical disc thickness and light spots.

【図22】高密度光ディスクと複屈折の大きな従来光デ
ィスクの両方を再生する光ヘッドの構成図(プリズム型
ビ−ムスプリッタ)
FIG. 22 is a configuration diagram of an optical head that reproduces both a high-density optical disc and a conventional optical disc with large birefringence (prism type beam splitter).

【図23】高密度光ディスクと複屈折の大きな従来光デ
ィスクの両方を再生する光ヘッドの構成図(平板型ビ−
ムスプリッタ)
FIG. 23 is a block diagram of an optical head for reproducing both a high-density optical disc and a conventional optical disc having a large birefringence (a flat plate type beam).
Musplitter)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 集光レンズ 3 光ビーム 4 ビームスプリッタ 4a 光学膜面 5 1/4波長板 7 対物レンズ 8 ホログラム 9a 光スポット 9b 光スポット 10a 光ディスク 10b 光ディスク 11a 反射光 11b 反射光 14 光検出器 1 Semiconductor Laser 2 Condenser Lens 3 Light Beam 4 Beam Splitter 4a Optical Film Surface 5 1/4 Wave Plate 7 Objective Lens 8 Hologram 9a Light Spot 9b Light Spot 10a Optical Disc 10b Optical Disc 11a Reflected Light 11b Reflected Light 14 Photo Detector

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、この光源から放射される直線偏光
の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の光
束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によっ
て分割された光束の少なくとも1つを照射光束として略
円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光束
を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光する
対物レンズと、この対物レンズによって集光された反射
光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受光
する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記放
射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
としてガラス基板上に少なくとも1層、TiO2膜を形
成した構成のビ−ムスプリッタを用いたことを特徴とす
る光ヘッド。
1. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light flux emitted from the light source into a plurality of light fluxes without substantially changing the light flux diameter, and a light flux splitting means for splitting the light flux. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
5. An optical head satisfying the condition of 5, wherein a beam splitter having a structure in which at least one layer of TiO 2 film is formed on a glass substrate is used as the light beam splitting means.
【請求項2】光源と、この光源から放射される直線偏光
の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の光
束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によっ
て分割された光束の少なくとも1つを照射光束として略
円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光束
を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光する
対物レンズと、この対物レンズによって集光された反射
光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受光
する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記放
射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
としてガラス基板上にMgF2膜とAl23膜とを主た
る構成薄膜として交互に積層形成した構成のビ−ムスプ
リッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
2. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light beam emitted from the light source into a plurality of light beams without substantially changing the light beam diameter, and a light beam splitting means for splitting the light beam by the light beam splitting means. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
An optical head satisfying the condition of 5, wherein a beam splitter having a structure in which an MgF 2 film and an Al 2 O 3 film are alternately laminated as a main constituent thin film on a glass substrate is used as the light beam splitting means. An optical head characterized by.
【請求項3】請求項2において、前記ガラス基板側から
数えて奇数層にMgF 2膜を、偶数層にAl23膜を、
同一の光学的膜厚で交互に10層積層し、第2層のみ光
学的膜厚を他層の2倍程度に設定した構成のビ−ムスプ
リッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
3. The glass substrate according to claim 2,
MgF in the odd numbered layers TwoAl film as an even layerTwoOThreeThe membrane
10 layers are alternately laminated with the same optical film thickness, and only the second layer is light
Beam with a structure in which the optical film thickness is set to about twice that of other layers
An optical head characterized by using a liter.
【請求項4】光源と、この光源から放射される直線偏光
の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の光
束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によっ
て分割された光束の少なくとも1つを照射光束として略
円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光束
を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光する
対物レンズと、この対物レンズによって集光された反射
光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受光
する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記放
射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
としてガラス基板上にSiO2膜とY23膜とを主たる
構成薄膜として交互に積層形成した構成のビ−ムスプリ
ッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
4. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light flux emitted from the light source into a plurality of light fluxes without substantially changing the light flux diameter, and a light flux splitting means for splitting the light flux. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
An optical head satisfying the condition of 5, wherein a beam splitter having a structure in which an SiO 2 film and a Y 2 O 3 film are alternately laminated as a main constituent thin film on a glass substrate is used as the light beam splitting means. An optical head characterized by.
【請求項5】請求項4において、前記ガラス基板側から
数えて奇数層にSiO 2膜を、偶数層にY23膜を、同
一の光学的膜厚で交互に8層積層し、第2層のみ光学的
膜厚を他層の2倍程度に設定した構成のビ−ムスプリッ
タを用いたことを特徴とする光ヘッド。
5. The glass substrate according to claim 4,
SiO in the odd numbered layers TwoMembrane, Y in even layersTwoOThreeThe membrane
8 layers are alternately laminated with one optical thickness, and only the second layer is optically
Beam splitting with a film thickness set to about twice that of other layers
An optical head characterized by using a tape.
【請求項6】請求項1、2、3、4または5において、
前記ビ−ムスプリッタの片面にMgF2膜とAl23
を交互に3層積層した反射防止膜を形成したことを特徴
とする光ヘッド。
6. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
An optical head having an antireflection film formed by alternately laminating three layers of MgF 2 films and Al 2 O 3 films on one surface of the beam splitter.
【請求項7】光源と、この光源から放射される直線偏光
の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の光
束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によっ
て分割された光束の少なくとも1つを照射光束として略
円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光束
を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光する
対物レンズと、この対物レンズによって集光された反射
光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受光
する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記放
射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
として、ガラスプリズム上にTiO2膜とSiO2膜を主
たる構成薄膜として交互に積層した多層膜を設け、この
多層膜の上に他のガラスプリズムを接合した構成のビ−
ムスプリッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
7. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light beam emitted from the light source into a plurality of light beams without substantially changing the light beam diameter, and a light beam splitting means for splitting the light beam by the light beam splitting means. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
In the optical head satisfying the condition of 5, a multilayer film in which a TiO 2 film and a SiO 2 film are alternately laminated as a main constituent thin film is provided on a glass prism as the light beam splitting means, and another multilayer film is provided on the multilayer film. A beam with a structure in which glass prisms are joined.
An optical head that uses a splitter.
【請求項8】請求項7において、前記ガラスプリズムか
ら数えて奇数層にTiO2膜を、偶数層にSiO2膜を、
同一の光学的膜厚で交互に9層積層し、第1層と第3
層、もしくは第7層と第9層のいずれかの組み合わせの
光学的膜厚を他層より厚く設定した構成のビ−ムスプリ
ッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
8. The TiO 2 film as an odd layer and the SiO 2 film as an even layer, counting from the glass prism, according to claim 7.
Nine layers having the same optical film thickness are alternately laminated to form a first layer and a third layer.
An optical head using a beam splitter having a configuration in which the optical thickness of one of the layers, or any combination of the seventh layer and the ninth layer, is set to be thicker than the other layers.
【請求項9】光源と、この光源から放射される直線偏光
の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の光
束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によっ
て分割された光束の少なくとも1つを照射光束として略
円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光束
を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光する
対物レンズと、この対物レンズによって集光された反射
光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受光
する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記放
射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
として、ガラスプリズム上にTa25膜とSiO2膜を
主たる構成薄膜として交互に積層した多層膜を設け、こ
の多層膜の上に他のガラスプリズムを接合した構成のビ
−ムスプリッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
9. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light flux emitted from the light source into a plurality of light fluxes without substantially changing the light flux diameter, and a light flux splitting means for splitting the light flux. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
In the optical head satisfying the condition of 5, a multilayer film in which a Ta 2 O 5 film and a SiO 2 film are alternately laminated as a main constituent thin film is provided on a glass prism as the light beam splitting means, and the multilayer film is provided on the multilayer film. An optical head using a beam splitter having a structure in which another glass prism is joined.
【請求項10】光源と、この光源から放射される直線偏
光の放射光束を実質的に光束径を変えることなく複数の
光束に分割する光束分割手段と、この光束分割手段によ
って分割された光束の少なくとも1つを照射光束として
略円偏光に偏光する波長板と、この波長板を経た照射光
束を光情報媒体に収束するとともにその反射光を集光す
る対物レンズと、この対物レンズによって集光された反
射光束を、上記波長板と上記光束分割手段を経た後に受
光する光検出器とを具備し、前記光束分割手段は、上記
放射光束から照射光束を分割するときのパワー効率をE
1、上記反射光束における上記照射光束の偏光方向に対
して直交する偏光成分を光検出器に伝達するときのパワ
ー効率をE2とするとき、E2>E1でかつE1>0.
5の条件を満たす光ヘッドであって、前記光束分割手段
として、ガラスプリズム上にZnS膜とMgF2膜を主
たる構成薄膜として交互に積層した多層膜を設け、この
多層膜の上に他のガラスプリズムを接合した構成のビ−
ムスプリッタを用いたことを特徴とする光ヘッド。
10. A light source, a light beam splitting means for splitting a linearly polarized radiated light flux emitted from the light source into a plurality of light fluxes without substantially changing the light flux diameter, and a light flux splitting means for splitting the light flux. A wavelength plate that polarizes at least one as an irradiation light beam into substantially circularly polarized light, an objective lens that converges the irradiation light beam that has passed through this wavelength plate onto an optical information medium and collects the reflected light, and an objective lens that collects the reflected light. And a photodetector for receiving the reflected luminous flux after passing through the wave plate and the luminous flux splitting means, the luminous flux splitting means having a power efficiency of E when splitting the emitted luminous flux from the emitted luminous flux.
1. E2> E1 and E1> 0.E1 where E2 is the power efficiency in transmitting a polarization component orthogonal to the polarization direction of the irradiation light flux in the reflected light flux to the photodetector.
In the optical head satisfying the condition of 5, a multilayer film in which a ZnS film and a MgF 2 film are alternately laminated as a main constituent thin film is provided on a glass prism as the light beam splitting means, and another glass is provided on the multilayer film. A beam with a structure in which prisms are joined.
An optical head that uses a splitter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007035114A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Konica Minolta Opto Inc Polarization separating element and optical pickup apparatus
JP2015508324A (en) * 2011-12-01 2015-03-19 ユニバーシティ・オブ・ユタ・リサーチ・ファウンデイション Photonic element on flat and curved substrate and method of manufacturing the same

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