JPH10268112A - Anamorphic prism - Google Patents

Anamorphic prism

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JPH10268112A
JPH10268112A JP9071981A JP7198197A JPH10268112A JP H10268112 A JPH10268112 A JP H10268112A JP 9071981 A JP9071981 A JP 9071981A JP 7198197 A JP7198197 A JP 7198197A JP H10268112 A JPH10268112 A JP H10268112A
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JP
Japan
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prism
light beam
incident
prisms
angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9071981A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Fukumoto
敦 福本
Shinichi Kai
慎一 甲斐
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anamorphic prism having a less degree of frequency dependency. SOLUTION: Two prisms 1 and 2 are formed out of different glass materials, and the magnifications thereof are also optimized at values different from each other. As a result, what is called achromatic type anamorphic prism having the characteristic that an outgoing beam direction is constant regardless of a wavelength fluctuation can be obtained. When the anamorphic prism so formed is used for the optical system of an optical disc system, the positional fluctuation of a beam spot due to the fluctuation of laser wavelength can be prevented.

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、入射光束を光束断
面の特定方向において圧縮または伸長させて出射するア
ナモルフィックプリズムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anamorphic prism which compresses or expands an incident light beam in a specific direction of a light beam cross section and emits it.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光ディスクシステム等において
は、入射光束に対する出射光束の倍率を光束断面の特定
方向で変化(すなわち、圧縮または伸長)させた上で入
射光束と平行な方向に出射するための光学素子としてい
わゆるアナモルフィックプリズムと呼ばれるプリズムが
用いられることが多い。従来、この種のアナモルフィッ
クプリズムは、同一形状かつ同一硝材(硝子の材質)か
らなる2つのプリズムを組み合わせて構成されていた。
2. Description of the Related Art Generally, in an optical disk system or the like, a magnification of an outgoing light beam with respect to an incident light beam is changed (that is, compressed or expanded) in a specific direction of a light beam cross section, and then the light is emitted in a direction parallel to the incident light beam. A prism called a so-called anamorphic prism is often used as an optical element. Conventionally, this type of anamorphic prism has been configured by combining two prisms having the same shape and the same glass material (glass material).

【0003】図3は従来のアナモルフィックプリズムの
構成例を表すものである。このアナモルフィックプリズ
ムは、硝材および頂角が共に同一である2つのプリズム
101,102を組み合わせて構成されている。ここで
は、両プリズムの屈折率をnとし、頂角をtとする。プ
リズム101は、入射光束がその第1面に入射角θで入
射したときに出射光束が第2面からこれと垂直に出射す
るように配置されている。同様に、プリズム102は、
入射光束(プリズム101からの出射光束)がその第1
面に入射角θで入射したときに出射光束が第2面からこ
れと垂直に出射するように配置されている。すなわち、
図示のように、プリズム102は、その第1面がプリズ
ム101の第2面と角度θをなすように配置されてい
る。
FIG. 3 shows a configuration example of a conventional anamorphic prism. This anamorphic prism is configured by combining two prisms 101 and 102 having the same glass material and the same apex angle. Here, the refractive index of both prisms is n, and the apex angle is t. The prism 101 is arranged such that when an incident light beam enters the first surface at an incident angle θ, the outgoing light beam exits perpendicularly to the second surface. Similarly, the prism 102
The incident light beam (the light beam emitted from the prism 101) is the first light beam.
It is arranged such that when it enters the surface at an incident angle θ, the outgoing light beam exits perpendicularly from the second surface. That is,
As shown in the figure, the prism 102 is arranged such that the first surface forms an angle θ with the second surface of the prism 101.

【0004】図示のように、入射光束がプリズム101
の第1面に入射角θで入射したときに出射光束が第2面
からこれと垂直に出射するようにすると、第1面での屈
折角は頂角tと等しくなる。同様に、プリズム102の
第1面での屈折角も頂角tと等しくなる。そして、この
ような配置のときに、出射光束は入射光束と平行にな
る。
[0004] As shown in FIG.
When the emitted light beam is emitted from the second surface perpendicularly to the first surface when the light beam enters the first surface at an incident angle θ, the refraction angle on the first surface becomes equal to the apex angle t. Similarly, the refraction angle on the first surface of the prism 102 becomes equal to the apex angle t. In such an arrangement, the outgoing light beam is parallel to the incident light beam.

【0005】このとき、入射角θと頂角tとの関係はス
ネルの法則により次の(1)式で表される。 sinθ=nsint……(1)
At this time, the relationship between the incident angle θ and the apex angle t is expressed by the following equation (1) according to Snell's law. sinθ = nsint (1)

【0006】また、このとき、光束断面内の紙面と平行
な方向における合成倍率βは、次の(2)式で表され
る。 β=W2 /W1 ……(2) ここに、W1 は紙面と平行な方向における入射光束幅を
示し、W2 は同方向における出射光束幅を示す。
At this time, the combined magnification β in the direction parallel to the paper surface in the cross section of the light beam is expressed by the following equation (2). β = W 2 / W 1 (2) Here, W 1 indicates an incident light beam width in a direction parallel to the paper surface, and W 2 indicates an outgoing light beam width in the same direction.

【0007】プリズム101,102は同一の硝材から
なると共に、頂角も同一であるため、それぞれの倍率は
等しく、両者を乗じたものが合成倍率βとなる。
Since the prisms 101 and 102 are made of the same glass material and have the same apex angle, the respective magnifications are equal, and the product of both is the combined magnification β.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような構成のアナ
モルフィックプリズムにおいて、入射光束の波長がわず
かにシフトしてプリズムの屈折率がΔnだけ変化した場
合を考える。この場合の行路は、例えば図4に示したよ
うになる。この図に示したように、プリズム102の第
1面での屈折角が元の屈折角tからΔt1 だけずれてt
−Δt1 になったとすると、第2面での入射角はΔt1
となる。これに対する第2面での屈折角をΔt2 とする
と、プリズム102の第1面での入射角はθ+Δt2
なる。したがって、プリズム102の第1面での屈折角
をΔt3 とすると、各面における屈折の様子は次の
(3)〜(5)式で表される。 sinθ=(n+Δn)sin(t−Δt1 )……(3) (n+Δn)sinΔt1 =sinΔt2 ……(4) sin(θ+Δt2 )=(n+Δn)sin(t+Δt3 )……(5)
In the anamorphic prism having such a configuration, consider a case where the wavelength of the incident light beam is slightly shifted and the refractive index of the prism is changed by Δn. The path in this case is as shown in FIG. 4, for example. As shown in this figure, the refraction angle on the first surface of the prism 102 is shifted from the original refraction angle t by Δt 1 to t.
−Δt 1 , the incident angle on the second surface is Δt 1
Becomes Assuming that the refraction angle on the second surface is Δt 2 , the incident angle on the first surface of the prism 102 is θ + Δt 2 . Therefore, assuming that the refraction angle on the first surface of the prism 102 is Δt 3 , refraction on each surface is represented by the following equations (3) to (5). sinθ = (n + Δn) sin (t-Δt 1) ...... (3) (n + Δn) sinΔt 1 = sinΔt 2 ...... (4) sin (θ + Δt 2) = (n + Δn) sin (t + Δt 3) ...... (5)

【0009】上記の(1),(3)〜(5)式を整理す
ると、次の(6)式が得られる。 Δt3 =〔Δt1 /((n+Δn)cost)〕 ×〔(n+Δn)cosθ−ncost〕……(6)
By rearranging the above equations (1), (3) to (5), the following equation (6) is obtained. Δt 3 = [Δt 1 / ((n + Δn) cost)] × [(n + Δn) cosθ−ncost] (6)

【0010】図4において、入射光束の波長がシフトし
ても出射光束が入射光束と平行になるための条件、すな
わちこのプリズム系が色消しプリズムとなるための条件
は、Δt3 =0となることである。したがって、次の
(7)式が成り立つ。 (n+Δn)cosθ=ncost……(7) よって、このアナモルフィックプリズムの合成倍率βは
次の(8)式となる。 β=(cost/cosθ)2 =〔(n+Δn)/n〕2 ……(8) ここで、nはΔnに比べて十分に大きいので、倍率βは
ほぼ1となる。
In FIG. 4, the condition for the output light beam to be parallel to the incident light beam even if the wavelength of the incident light beam shifts, that is, the condition for this prism system to be an achromatic prism is Δt 3 = 0. That is. Therefore, the following equation (7) holds. (N + Δn) cos θ = n cost (7) Accordingly, the composite magnification β of the anamorphic prism is expressed by the following equation (8). β = (cost / cos θ) 2 = [(n + Δn) / n] 2 (8) Here, since n is sufficiently larger than Δn, the magnification β is substantially 1.

【0011】このように、硝材の屈折率は使用する光の
波長によって異なるため、実際の波長が設計値からずれ
ると、プリズムからの出射角は入射光束と平行でなくな
ってしまう。そこで、プリズムからの出射角が入射光束
と平行となるように設計しようとすると、今度は上記の
結論に示したように合成倍率βがほぼ1になり、アナモ
ルフィックプリズムとして意味をなさなくなってしま
う。
As described above, since the refractive index of the glass material differs depending on the wavelength of the light used, if the actual wavelength deviates from the design value, the exit angle from the prism will not be parallel to the incident light beam. Therefore, if an attempt is made to design so that the exit angle from the prism is parallel to the incident light beam, the resultant magnification β becomes almost 1 as shown in the above conclusion, and it becomes meaningless as an anamorphic prism. I will.

【0012】このことは、例えば光変調記録型の光ディ
スクシステムにおいて重大な問題を引き起こす場合があ
る。すなわち、通常、この種の光ディスクシステムで
は、レーザをオンオフしてディスク媒体に信号を記録す
るようになっているが、レーザの立ち上がり時と立ち下
がり時にはレーザの波長が変動することが多い。このよ
うな場合には、アナモルフィックプリズムからの出射角
度が変化するため、対物レンズで集光したときにディス
ク上でビームスポットの移動が起きる。例えば、波長が
640nmのレーザと、合成倍率βが2.5倍で硝種が
SF11であるアナモルフィックプリズムと、焦点距離
が3.63mmの対物レンズとを用いた場合において、
波長が3nm変化したとすると、ディスク記録面上でビ
ームスポットは0.25μm移動する。通常、クラック
ピッチは0.8μm程度であるので、このビームスポッ
ト移動量は相当大きな量となる。したがって、アナモル
フィックプリズムを光ディスクの線密度方向に用いた場
合には、ジッタの原因となり、トラック方向に用いた場
合には、クロストーク量が変動する原因となる。
This may cause a serious problem in, for example, an optical modulation type optical disk system. That is, in this type of optical disk system, a laser is normally turned on and off to record a signal on a disk medium, but the wavelength of the laser often fluctuates when the laser rises and falls. In such a case, since the emission angle from the anamorphic prism changes, the beam spot moves on the disk when condensed by the objective lens. For example, in the case where a laser having a wavelength of 640 nm, an anamorphic prism having a synthetic magnification β of 2.5 times and a glass type of SF11, and an objective lens having a focal length of 3.63 mm are used,
Assuming that the wavelength changes by 3 nm, the beam spot moves by 0.25 μm on the disk recording surface. Usually, since the crack pitch is about 0.8 μm, this beam spot movement amount is a considerably large amount. Therefore, when the anamorphic prism is used in the linear density direction of the optical disc, it causes jitter, and when it is used in the track direction, it causes the amount of crosstalk to fluctuate.

【0013】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、波長依存性の少ないアナモルフィッ
クプリズムを提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an anamorphic prism having little wavelength dependence.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のアナモルフィッ
クプリズムは、入射光束に対し、その光束断面内の特定
方向において所定の倍率での変換を行って出射させる第
1のプリズムと、この第1のプリズムと異なる硝材で形
成され、前記第1のプリズムからの出射光束に対し、そ
の光束断面の前記特定方向において前記倍率と異なる倍
率での変換を行って出射させる第2のプリズムとを備え
ている。ここで、第1のプリズムは、例えば、その第1
面に第1の入射角で入射した所定波長の入射光束を屈折
させて第2面からこれと垂直に出射させ、第2のプリズ
ムは、その第1面に第2の入射角で入射した前記第1の
プリズムからの出射光束を屈折させて第2面からこれと
垂直に出射させ、第1のプリズムへの入射光束と第2の
プリズムからの出射光束が平行であるように構成するこ
とが可能である。具体的には、第1および第2のプリズ
ムの屈折率n1 ,n2 、入射波長のシフトに対する第1
および第2のプリズムの屈折率の変化量Δn1 ,Δ
2 、第1および第2のプリズムの倍率β1 ,β2 、第
1および第2のプリズムの合成倍率βが、後述する
(9)ないし(13)式を満たすように構成することが
できる。さらに、第1の入射角θ1 および第2の入射角
θ2 は、後述する(14),(15)式で与えられる値
とし、第1および第2のプリズムの各頂角t1 ,t
2 は、後述する(16),(17)式で与えられる値と
することができる。このようなアナモルフィックプリズ
ムは例えば光ディスクシステムに適用可能である。
An anamorphic prism according to the present invention comprises: a first prism which converts an incident light beam at a predetermined magnification in a specific direction in a cross section of the light beam and emits the light; A second prism formed of a glass material different from the first prism, and performing a conversion at a magnification different from the magnification in the specific direction of a cross section of the light beam on the light beam emitted from the first prism and emitting the light beam. ing. Here, the first prism is, for example, its first prism.
An incident light beam having a predetermined wavelength incident on the surface at a first incident angle is refracted and emitted perpendicularly to the second surface, and the second prism is incident on the first surface at a second incident angle. The light beam emitted from the first prism is refracted and emitted perpendicularly from the second surface, so that the light beam incident on the first prism and the light beam emitted from the second prism are parallel. It is possible. Specifically, the refractive indices n 1 and n 2 of the first and second prisms and the first with respect to the shift of the incident wavelength
And the change amount Δn 1 , Δ of the refractive index of the second prism
n 2 , the magnifications β 1 and β 2 of the first and second prisms, and the combined magnification β of the first and second prisms can satisfy the following expressions (9) to (13). . Further, the first incident angle θ 1 and the second incident angle θ 2 are values given by equations (14) and (15) described later, and the apex angles t 1 and t of the first and second prisms.
2 can be a value given by the following equations (16) and (17). Such an anamorphic prism is applicable to, for example, an optical disk system.

【0015】本発明のアナモルフィックプリズムでは、
2つのプリズムが互いに異なる屈折率および分散を有す
る異なる硝材によって形成され、かつ、それぞれの倍率
もまた異なるように設定される。このため、各プリズム
の頂角や入射角度等を適切に設定して各倍率を最適化す
ることにより、入射光束の波長変動があっても出射光束
の出射角度を略一定に維持することが可能となる。この
ため、このアナモルフィックプリズムを光ディスクシス
テムに適用した場合には、レーザの波長変動に伴うビー
ムスポットの位置変動を防止することができる。
In the anamorphic prism of the present invention,
The two prisms are formed of different glass materials having different refractive indices and dispersions, and their respective magnifications are also set differently. Therefore, by appropriately setting the apex angle and incident angle of each prism and optimizing each magnification, it is possible to keep the exit angle of the exit light beam substantially constant even when the wavelength of the incident light beam fluctuates. Becomes For this reason, when this anamorphic prism is applied to an optical disk system, it is possible to prevent a change in the position of the beam spot due to a change in the wavelength of the laser.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形
態に係るアナモルフィックプリズムの構成を表すもので
ある。このアナモルフィックプリズムは、異なる硝材か
らなる2つのプリズム1,2と、これらのプリズムを固
定する基台3とを備えて構成されている。プリズム1
は、所定の波長(以下、これを設計波長という。)の入
射光束がその第1面に入射角θ1 で入射したときに出射
光束が第2面からこれと垂直に出射するように配置され
ている。同様に、プリズム2は、設計波長の入射光束
(プリズム1からの出射光束)がその第1面に入射角θ
2 で入射したときに出射光束が第2面からこれと垂直に
出射するように配置されている。すなわち、図示のよう
に、プリズム2は、その第1面がプリズム11の第2面
に対して角度θ2 をなすように配置されている。そし
て、プリズム1への入射光束とプリズム2からの出射光
束が平行になるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an anamorphic prism according to an embodiment of the present invention. The anamorphic prism includes two prisms 1 and 2 made of different glass materials and a base 3 for fixing these prisms. Prism 1
Are arranged such that when an incident light beam having a predetermined wavelength (hereinafter, referred to as a design wavelength) enters the first surface at an incident angle θ 1 , the outgoing light beam exits perpendicularly to the second surface. ing. Similarly, the prism 2 is configured such that an incident light beam of a design wavelength (a light beam emitted from the prism 1) is incident on its first surface at an incident angle θ.
The light is emitted from the second surface so as to be emitted perpendicular to the second surface when the light enters at 2 . That is, as shown in the figure, the prism 2 is arranged such that the first surface forms an angle θ 2 with the second surface of the prism 11. Then, the light beam incident on the prism 1 and the light beam emitted from the prism 2 are parallel.

【0017】図示のように、プリズム1の第1面への
(光束断面内の紙面方向における)入射光束幅をaと
し、プリズム1,2の(光束断面内の紙面方向におけ
る)倍率をそれぞれβ1 ,β2 とすると、プリズム1の
第2面からの出射光束幅はβ1 aとなり、プリズム2の
第2面からの出射光束幅はβ1 β2 aとなる。すなわ
ち、入射光束は2つのプリズム1,2の合成倍率β=β
1 β2 で拡大されて出射されることとなる。
As shown in the drawing, the width of the light beam incident on the first surface of the prism 1 (in the direction of the paper surface in the cross section of the light beam) is a, and the magnification of the prisms 1 and 2 (in the direction of the paper surface in the cross section of the light beam) is β 1, if the beta 2, light emitted flux width from the second surface of the prism 1 beta 1 a, and the emitted light flux width of the second surface of the prism 2 becomes beta 1 beta 2 a. That is, the incident light flux is a combined magnification β = β of the two prisms 1 and 2.
The light is enlarged and emitted by 1 β 2 .

【0018】ここで、入射光束の波長が設計光束から僅
かにシフトしたとする。硝材の屈折率は光の波長によっ
て異なるため、従来のような同一硝材・同一倍率からな
るアナモルフィックプリズムでは、このような場合に最
終的な出射角は入射光束と平行でなくなってしまう。そ
こで、アナモルフィックプリズムからの出射光束が入射
光束と平行になるように設計しようとすると、今度は合
成倍率βがほぼ1になり、アナモルフィックプリズムと
して意味をなさなくなってしまう。このことは既に従来
技術の項において述べたところである。
Here, it is assumed that the wavelength of the incident light beam is slightly shifted from the design light beam. Since the refractive index of the glass material varies depending on the wavelength of light, in a conventional anamorphic prism having the same glass material and the same magnification as in the related art, the final exit angle is not parallel to the incident light beam in such a case. Therefore, if an attempt is made to design the outgoing light beam from the anamorphic prism so as to be parallel to the incident light beam, the resultant magnification β becomes almost 1 this time, and it becomes meaningless as an anamorphic prism. This has already been described in the section of the prior art.

【0019】これに対して、本実施の形態に係るアナモ
ルフィックプリズムでは、2つのプリズム1,2を異な
る硝材で構成すると共に、2つのプリズムの倍率も互い
に異なるように最適化を行う。すなわち、2つのプリズ
ムの屈折率、分散、および頂角をそれぞれ異なった値に
設定するのである。具体的には、次の(9)〜(13)
式を満たすように各パラメータを設定する。ここで、n
1 ,n2 はプリズム1,2の屈折率を示し、Δn1 ,Δ
2 は入射波長のシフトに対する各プリズムの屈折率の
変化量を示し、β1 ,β2 は各プリズムの倍率を示す。
On the other hand, in the anamorphic prism according to the present embodiment, the two prisms 1 and 2 are formed of different glass materials, and the two prisms are optimized so that the magnifications thereof are different from each other. That is, the refractive index, dispersion, and apex angle of the two prisms are set to different values. Specifically, the following (9) to (13)
Set each parameter to satisfy the formula. Where n
1 and n 2 indicate the refractive indices of the prisms 1 and 2, and Δn 1 and Δn
n 2 indicates the amount of change in the refractive index of each prism with respect to the shift of the incident wavelength, and β 1 and β 2 indicate the magnification of each prism.

【0020】 Δn1 /Δn2 =(β−β1 1 )/(β1 −n2 )……(9) β1 =2-1/2〔(β2 +1−A)−((A−(β−1)2 1/2 ×(A−(β+1)2 1/2 1/2 :n1 >n2 …(10) β1 =2-1/2〔(β2 +1−A)+((A−(β−1)2 1/2 ×(A−(β+1)2 1/2 1/2 :n1 <n2 …(11) A=〔(n1 2 −1)(n2 2 −1)/(n1 2 −1)2 〕(β−1)2 ……(12) β=β1 β2 ……(13)Δn 1 / Δn 2 = (β−β 1 n 1 ) / (β 1 −n 2 ) (9) β 1 = 2 −1/2 [(β 2 + 1−A) − ((A − (Β−1) 2 ) 1/2 × (A− (β + 1) 2 ) 1/2 ] 1/2 : n 1 > n 2 (10) β 1 = 2 −1/2 [(β 2 +1) −A) + ((A− (β−1) 2 ) 1/2 × (A− (β + 1) 2 ) 1/2 ] 1/2 : n 1 <n 2 (11) A = [(n 1 2 -1) (n 2 2 -1 ) / (n 1 n 2 -1) 2 ] (β-1) 2 ...... ( 12) β = β 1 β 2 ...... (13)

【0021】また、プリズム1,2への入射角θ1 ,θ
2 は、それぞれ次の(14),(15)式で表される値
とし、プリズム1,2の頂角t1 ,t2 は、それぞれ次
の(16),(17)式で表される値とする。
Further, the angles of incidence θ 1 and θ on the prisms 1 and 2
2 is a value represented by the following equations (14) and (15), respectively, and the vertex angles t 1 and t 2 of the prisms 1 and 2 are represented by the following equations (16) and (17), respectively. Value.

【0022】 θ1 =tan-1〔n1 2 (β1 2 −1)/(n1 2 −1)〕……(14) θ2 =tan-1〔n2 2 (β2 2 −1)/(n2 2 −1)〕……(15) t1 =sin-1(sinθ1 /n1 ) ……(16) t2 =sin-1(sinθ2 /n2 ) ……(17)[0022] θ 1 = tan -1 [n 1 2 (β 1 2 -1 ) / (n 1 2 -1) ] ...... (14) θ 2 = tan -1 [n 2 22 2 -1 ) / (n 2 2 -1)] ...... (15) t 1 = sin -1 (sinθ 1 / n 1) ...... (16) t 2 = sin -1 (sinθ 2 / n 2) ...... (17 )

【0023】こうして、(9)〜(17)式を満たすよ
うにプリズム1,2の各パラメータを設定することによ
り、入射光束の波長が多少シフトしたとしても、最終的
な出射光束の方向を入射光束の方向と平行に維持するこ
とができると共に、合成倍率βも1以上の値に設定する
ことが可能となる。
By setting the parameters of the prisms 1 and 2 so as to satisfy the expressions (9) to (17), even if the wavelength of the incident light beam is slightly shifted, the direction of the final outgoing light beam is incident. It can be maintained parallel to the direction of the light beam, and the synthesis magnification β can be set to a value of 1 or more.

【0024】図2は、入射光束波長の設計波長に対する
シフト量と、出射光束の入射光束に対する角度ずれ量と
の関係を表すものである。この図で、横軸は波長シフト
量(nm)を表し、縦軸は出射角度のずれ量(ミリラジ
アン)を示す。なお、ここに示したデータは、合成倍率
βを2.5とし、設計波長を640nmとしたときのも
のである。また、従来のアナモルフィックプリズムにつ
いてのデータ(□印で表示)は、2つのプリズムを共に
硝材SF11で構成したときのものであり、本実施の形
態に係るアナモルフィックプリズムについてのデータ
(○印で表示)は、プリズム1,2をそれぞれ硝材SF
11,LF6で構成したときのものである。
FIG. 2 shows the relationship between the shift amount of the incident light beam wavelength with respect to the design wavelength and the angle shift amount of the output light beam with respect to the incident light beam. In this figure, the horizontal axis represents the wavelength shift amount (nm), and the vertical axis represents the shift amount (milliradian) of the emission angle. It should be noted that the data shown here are obtained when the synthesis magnification β is 2.5 and the design wavelength is 640 nm. The data on the conventional anamorphic prism (indicated by a square) is obtained when both of the prisms are made of the glass material SF11. The data on the anamorphic prism according to the present embodiment (○) ), Prisms 1 and 2 are made of glass material SF, respectively.
11, LF6.

【0025】この図に示したように、従来のアナモルフ
ィックプリズムでは、波長シフト量が増大するに従って
出射角度のずれ量も増大し、例えば波長シフト量が50
nmになると出射角度のずれ量は1ミリラジアンにも達
する。一方、本実施の形態に係るアナモルフィックプリ
ズムでは、波長シフト量が増大しても出射角度は殆どず
れることがない。すなわち、このアナモルフィックプリ
ズムは、出射光束の方向が波長の変動に関わりなく一定
である色消しタイプのアナモルフィックプリズムとして
機能する。
As shown in this figure, in the conventional anamorphic prism, the shift amount of the emission angle increases as the wavelength shift amount increases.
At nm, the deviation of the emission angle reaches as much as 1 milliradian. On the other hand, in the anamorphic prism according to the present embodiment, the emission angle hardly shifts even if the wavelength shift amount increases. That is, the anamorphic prism functions as an achromatic type anamorphic prism in which the direction of the emitted light beam is constant irrespective of wavelength fluctuation.

【0026】次に、実際に各パラメータを設定する場合
の手順を簡単に説明する。
Next, a procedure for actually setting each parameter will be briefly described.

【0027】まず、合成倍率βを決めると共に、プリ
ズム1用の硝材を選択する。これにより、β,n1 ,Δ
1 が定まる。 次に、プリズム2用の硝材を選択する。これにより、
2 ,Δn2 が定まる。具体的には、このステップは、
設計波長に対して上記の(9)〜(13)式を満たすよ
うなn2 ,Δn2 をもつ硝材を光学硝子メーカの材料リ
ストから探すことにより行う。 (10)〜(12)式より、プリズム1の倍率β1
求める。 求めたβ1 が(9)式を満たすか否かをチェックす
る。この結果、満たす場合はに進み、満たさない場合
にはに戻る。 (13)式より、プリズム2の倍率β2 を求める。 (14),(15)式より、入射角θ1 ,θ2 を求め
る。 (16),(17)式から、頂角t1 ,t2 を求め
る。
First, the synthesis magnification β is determined, and a glass material for the prism 1 is selected. Thus, β, n 1 , Δ
n 1 is determined. Next, a glass material for the prism 2 is selected. This allows
n 2 and Δn 2 are determined. Specifically, this step
This is performed by searching for a glass material having n 2 and Δn 2 satisfying the above equations (9) to (13) with respect to the design wavelength from a material list of an optical glass manufacturer. From the expressions (10) to (12), the magnification β 1 of the prism 1 is obtained. It is checked whether the obtained β 1 satisfies the expression (9). As a result, the process proceeds to the case where the condition is satisfied, and returns to the process if the condition is not satisfied. From the equation (13), the magnification β 2 of the prism 2 is obtained. The incident angles θ 1 and θ 2 are obtained from the equations (14) and (15). The apex angles t 1 and t 2 are obtained from the equations (16) and (17).

【0028】[0028]

【実施例】次に、上記のような手順によって求めたパラ
メータの一実施例を示す。ここでは、設計波長を635
nm、波長変化量を3nm、合成倍率βを2.5に設定
するものとする。
Next, an embodiment of the parameters obtained by the above procedure will be described. Here, the design wavelength is 635.
nm, the wavelength change amount is set to 3 nm, and the synthesis magnification β is set to 2.5.

【0029】本実施例では、プリズム1として硝材SF
11を用い、プリズム2として硝材LF6を用いる。こ
のときの各パラメータは、次の通りに設定する。
In this embodiment, the prism 1 is made of a glass material SF.
11, and a glass material LF6 is used as the prism 2. Each parameter at this time is set as follows.

【0030】n1 =1.77835 n2 =1.56448 Δn1 =0.00036 Δn2 =0.00016 θ1 =53.40° θ2 =60.28° t1 =26.84° t2 =33.72°N 1 = 1.777835 n 2 = 1.56484 Δn 1 = 0.00036 Δn 2 = 0.00016 θ 1 = 53.40 ° θ 2 = 60.28 ° t 1 = 26.84 ° t 2 = 33.72 °

【0031】なお、屈折率n1 ,n2 、および波長シフ
ト量(ここでは3nm)に対する屈折率変化量Δn1
Δn2 は、次の(18)式に示す分散式を用いて求める
ことができる。 n=A0 +A1 λ2 +A2 λ-2+A3 λ-4+A4 λ-6+A5 λ-8……(18) 但し、A0 〜A5 は硝材ごとに固有の定数であり、それ
ぞれ以下の値をとる。 〔SF11〕 / 〔LF6〕 A0 = 3.0800518 / 2.4053230 A1 =−2.3511160×10-2 / −8.7462006×10-32 = 1.9460876×10-2 / 1.6897999×10-23 = 9.6510658×10-3 / 6.8383475×10-44 =−1.2447765×10-3 / −2.9236246×10-55 = 8.7773942×10-5 / 3.1434256×10-6
It should be noted that the refractive index change Δn 1 with respect to the refractive index n 1 , n 2 and the wavelength shift amount (here, 3 nm),
Δn 2 can be obtained by using the dispersion equation shown in the following equation (18). n = A 0 + A 1 λ 2 + A 2 λ -2 + A 3 λ -4 + A 4 λ -6 + A 5 λ -8 (18) where A 0 to A 5 are constants specific to each glass material, The following values are respectively taken. [SF11] / [LF6] A 0 = 3.0800518 / 2.4053230 A 1 = -2.3511160 × 10 -2 / -8.7462006 × 10 -3 A 2 = 1.9460876 × 10 -2 / 1. 6897999 × 10 −2 A 3 = 9.610658 × 10 −3 /6.8383475×10 −4 A 4 = −1.247765 × 10 −3 /−2.9236246×10 −5 A 5 = 8.7773942 × 10 -5 /3.1434256×10 -6

【0032】このように、本実施の形態では、2つのプ
リズム1,2を異なる硝材で構成すると共に、2つのプ
リズムの倍率も互いに異なるように最適化することとし
たので、1より大きい合成倍率βを確保しつつ、出射光
束の方向が波長変動に依らず一定であるという特性をも
ついわゆる色消しタイプのアナモルフィックプリズムを
得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the two prisms 1 and 2 are made of different glass materials and the magnifications of the two prisms are optimized so as to be different from each other. It is possible to obtain a so-called achromatized anamorphic prism having the characteristic that the direction of the emitted light beam is constant irrespective of wavelength fluctuation while ensuring β.

【0033】また、光ディスクシステムにおいて、本実
施の形態に係るアナモルフィックプリズムを用いて光学
系を構成した場合には、レーザの波長変動に伴うビーム
スポットの位置変動を防止することができる。したがっ
て、アナモルフィックプリズムを光ディスクの線密度方
向に用いた場合にはジッタの発生を防止でき、トラック
方向に用いた場合にはクロストーク量の変動を防止でき
るという効果がある。
Further, in the optical disk system, when the optical system is configured by using the anamorphic prism according to the present embodiment, it is possible to prevent the position change of the beam spot due to the wavelength change of the laser. Therefore, when the anamorphic prism is used in the linear density direction of the optical disk, the generation of jitter can be prevented, and when the anamorphic prism is used in the track direction, the fluctuation of the crosstalk amount can be prevented.

【0034】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施例では、プリズム1,2としてSF11,LF6
という硝材を用い、各パラメータを上記に示したような
値に設定することとしたが、上記の(9)〜(17)式
を満たす範囲内であれば他の硝材およびパラメータ値に
適宜変更することが可能である。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and can be variously modified within an equivalent range. For example, in the above embodiment, the prisms 1 and 2 are SF11 and LF6.
The parameters are set to the values shown above using the above glass material. However, if the parameters are within the range satisfying the above equations (9) to (17), other glass materials and parameter values are appropriately changed. It is possible.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアナモル
フィックプリズムによれば、2つのプリズムを互いに異
なる屈折率および分散を有する異なる硝材によって形成
し、かつ、各プリズムの倍率もまた互いに異なるように
設定するようにしたので、各プリズムの頂角や入射角度
等を適切に設定して各倍率を最適化することにより、入
射光束の波長変動があっても出射光束の出射角度を略一
定に維持できると共に、両プリズムの合成倍率を1より
大きい値とすることが可能となる。すなわち、1より大
きい合成倍率を確保しつつ、色消しタイプのアナモルフ
ィックプリズムを実現することができる。また、このア
ナモルフィックプリズムを光ディスクシステムに適用し
た場合には、レーザの波長変動に伴うビームスポットの
位置変動を防止することができる。
As described above, according to the anamorphic prism of the present invention, the two prisms are formed of different glass materials having different refractive indexes and dispersions, and the magnification of each prism is also different from each other. By setting the apex angle and incident angle of each prism appropriately and optimizing each magnification, the output angle of the output light beam is almost constant even if the wavelength of the input light beam fluctuates. , And the combined magnification of both prisms can be set to a value larger than 1. That is, an achromatized anamorphic prism can be realized while securing a synthesis magnification larger than 1. Further, when this anamorphic prism is applied to an optical disk system, it is possible to prevent a change in the position of a beam spot due to a change in laser wavelength.

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

【図1】本発明のアナモルフィックプリズムの構成を表
す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an anamorphic prism of the present invention.

【図2】入射光束の波長シフト量と出射角度のずれ量と
の関係を表す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a wavelength shift amount of an incident light beam and a shift amount of an emission angle.

【図3】従来のアナモルフィックプリズムの構成を表す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional anamorphic prism.

【図4】図3のアナモルフィックプリズムにおける問題
点を説明するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for describing a problem in the anamorphic prism of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プリズム(第1のプリズム)、2…プリズム(第2
のプリズム)、3…基台。
1 ... prism (first prism), 2 ... prism (second prism)
3) Base.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光束に対し、その光束断面内の特定
方向において所定の倍率での変換を行って出射させる第
1のプリズムと、 この第1のプリズムと異なる硝材で形成され、前記第1
のプリズムからの出射光束に対し、その光束断面の前記
特定方向において前記倍率と異なる倍率での変換を行っ
て出射させる第2のプリズムとを備えたことを特徴とす
るアナモルフィックプリズム。
A first prism that converts an incident light beam at a predetermined magnification in a specific direction in a cross section of the light beam and emits the light; and a first prism formed of a glass material different from the first prism;
An anamorphic prism comprising: a second prism that converts a light beam emitted from the prism described above into a light beam cross-section at a magnification different from the magnification in the specific direction and emits the converted light beam.
【請求項2】 前記第1のプリズムは、その第1面に第
1の入射角で入射した所定波長の入射光束を屈折させて
第2面からこれと垂直に出射させ、 前記第2のプリズムは、その第1面に第2の入射角で入
射した前記第1のプリズムからの出射光束を屈折させて
第2面からこれと垂直に出射させ、 前記第1のプリズムへの入射光束と前記第2のプリズム
からの出射光束が平行であることを特徴とする請求項1
記載のアナモルフィックプリズム。
2. The first prism refracts an incident light beam having a predetermined wavelength incident on a first surface thereof at a first incident angle and emits the light beam perpendicularly to the second surface from the second surface. Refracts the luminous flux from the first prism that has entered the first surface at a second angle of incidence and emits the luminous flux perpendicularly to the second surface. The luminous flux incident on the first prism and the 2. The light beam emitted from the second prism is parallel.
Anamorphic prism as described.
【請求項3】 第1および第2のプリズムの屈折率をそ
れぞれn1 ,n2 とし、入射波長のシフトに対する第1
および第2のプリズムの屈折率の変化量をそれぞれΔn
1 ,Δn2 とし、第1および第2のプリズムの倍率をそ
れぞれβ1 ,β2 とし、第1および第2のプリズムの合
成倍率をβとしたとき、これらのパラメータが、 Δn1 /Δn2 =(β−β1 1 )/(β1 −n2 ) β1 =2-1/2〔(β2 +1−A)−((A−(β−1)2 1/2 ×(A−(β+1)2 1/2 1/2 :n1 >n2 β1 =2-1/2〔(β2 +1−A)+((A−(β−1)2 1/2 ×(A−(β+1)2 1/2 1/2 :n1 <n2 A=〔(n1 2 −1)(n2 2 −1)/(n1 2 −1)2 〕(β−1)2 β=β1 β2 を満たすことを特徴とする請求項2記載のアナモルフィ
ックプリズム。
3. The first and second prisms have a refractive index of n 1 and n 2 , respectively, and the first and second prisms have a first index with respect to a shift of an incident wavelength.
And the amount of change in the refractive index of the second prism is Δn
1 and Δn 2 , the magnifications of the first and second prisms are respectively β 1 and β 2, and the composite magnification of the first and second prisms is β, these parameters are represented by Δn 1 / Δn 2 = (Β-β 1 n 1 ) / (β 1 -n 2 ) β 1 = 2 -1/2 [(β 2 +1 -A)-((A- (β-1) 2 ) 1/2 × ( A− (β + 1) 2 ) 1/2 ] 1/2 : n 1 > n 2 β 1 = 2 −1/2 [(β 2 + 1−A) + ((A− (β−1) 2 ) 1 / 2 × (A− (β + 1) 2 ) 1/2 ] 1/2 : n 1 <n 2 A = [(n 1 2 −1) (n 2 2 −1) / (n 1 n 2 −1) 2 3. The anamorphic prism according to claim 2, wherein (β-1) 2 β = β 1 β 2 is satisfied.
【請求項4】 前記第1および第2のプリズムは、前記
第1の入射角および第2の入射角であるθ1 ,θ2 が、 θ1 =tan-1〔n1 2 (β1 2 −1)/(n1 2 −1)〕 θ2 =tan-1〔n2 2 (β2 2 −1)/(n2 2 −1)〕 を満たすように配置され、 前記第1および第2のプリズムの各頂角t1 ,t2 は、 t1 =sin-1(sinθ1 /n1 ) t2 =sin-1(sinθ2 /n2 ) で与えられることを特徴とする請求項3記載のアナモル
フィックプリズム。
Wherein said first and second prism, the theta 1 is first incident angle and the second angle of incidence, theta 2 is, theta 1 = tan -1 [n 1 2 (beta 1 2 -1) / (n 1 2 -1 ) ] θ 2 = tan -1 [n 2 2 (β 2 2 -1 ) / (n 2 2 -1) ] are arranged so as to satisfy the said first and second The apex angles t 1 and t 2 of the two prisms are given by t 1 = sin −1 (sin θ 1 / n 1 ) t 2 = sin −1 (sin θ 2 / n 2 ). An anamorphic prism according to 3.
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Cited By (4)

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