JPS59188852A - 偏光ビ−ムスプリツタ - Google Patents

偏光ビ−ムスプリツタ

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JPS59188852A
JPS59188852A JP58062989A JP6298983A JPS59188852A JP S59188852 A JPS59188852 A JP S59188852A JP 58062989 A JP58062989 A JP 58062989A JP 6298983 A JP6298983 A JP 6298983A JP S59188852 A JPS59188852 A JP S59188852A
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JP
Japan
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light
incident
light beam
beam splitter
splitter
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JP58062989A
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Masayuki Inoue
雅之 井上
Satoshi Shinada
聡 品田
Yoshihiro Katase
片瀬 順弘
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1398Means for shaping the cross-section of the beam, e.g. into circular or elliptical cross-section
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光学的情報記録、読取装置における光ヘッド
において用いる偏光ビームスプリッタに関するものであ
り、更に詳しくは、光源として半導体レーザなどを用い
た場合に、発生する光ビームの光軸に対し直交する面内
における光量分布が楕円形状になる傾向にあるので、こ
れを真円形に整形する光学手段を兼ね5るようにした前
記偏光ビームスプリッタに関するものである。
〔従来技術〕
光情報担体(以下ディスク、と略す>K光学的に情報を
記録または再生するための光学ヘッドにおいては、光源
として従来よりヘリウム・ネオンレーザ、アルゴンレー
ザ等のガスレーザが用いられてきたが、近年小型でかつ
直接変調の可能な半導体レーザが用いられるようになっ
てきた。周知のように、一般に半導体レーザは、その光
出力が15〜25mWと従来のガスレーザに比較して小
さく、さらにその光ビームは遠視野俄か楕円になるとい
う非等方的なもの(換言すると、半導体レーザからの発
光ビームの断面パターンが真円形でなく楕円形になると
いうこと)が通例である。
このため、レーザ光源として半導体レーザを用いた光学
ヘッドにおいては、レーザ光源から対物レンズに至る光
学系の光利用効率を高めることが必要である。更にディ
スクに高密度で情報を記録するためには、対物レンズに
入射する光ビームを、その縦横比を等しく、等方的な光
ビーム(ビーl、をその発光方向に対して垂直な方向に
おいて切断したときの断面形状が真円であるような光ビ
ーム)に整形することも必要である。
従来より、半導体レーザな用いた光学ヘッドにおいては
、光利用効率を高めるために半導体レーザから出射する
光ビームを開口数の大きなコリメートレンズにより平行
な光ビームに変換するとともに、コリメートレンズと対
物レンズとの光路中に、非等方的な光ビームを等方的な
光ビームに変換するための補正手段を設けるのが通例で
ある。
このため、従来より第1図及び第2@に示すような光学
ヘッドが用いられてきた。
第1図は光ビームの補正手段として整形プリズムを用い
た光学ヘッドの斜視図である。第1図において、半導体
レーザ1から放射状に出射した非等方的な光ビーム11
は、コリメートレンズ2により平行光ビーム12に変換
され、整形プリズム3により縦横に等方性を持った入射
光13に整形される。
入射光13は偏光ビームスプリッタ40入射而4aに入
射し、偏光面4bを通過した後、第1出射而4cから第
1出射光14として出射する。第1出射光14は4分の
1波長板5を通過し、対物レンズ6により集光されてデ
ィスクに照射される。ディスク7による反射光は再び対
物レンズ6.4分の1波長板5を通過して偏光ビームス
プリッタ4の第1出射面4cに入射し、偏光面4bによ
り反射されて第2出射面4dから第2出射光15として
出射する。第2出射光15は集光レンズ8により集束さ
れて円筒レンズ9を通過した後、検出素子1゜に照射さ
れる。
上記の構成において、第1出射光14と第2出射光15
とは直交するものの、整形プリズム3に入射する光ビー
ム12は上記した第1出射光14及び第2出射光15と
互いに斜交するために、半導体レーザ1及びコリメー)
 1/ンズ2を、第1図に示したその他の光学部品に対
して斜交させて配置する必要がある。このため、各光学
部品を高精度で組立てることが難しいという欠点がある
更に、偏光ビームスプリツタ40入射面4aに入射する
入射光13は、はとんどが偏光面4bを通過して、第1
出射而4cがら出射するものの、半導体1/−ザ1から
出射する光ビーム11が完全ブよ直線4bで反射される
ことによって、入射面4aから出射し、入射光13と同
じ光軸を逆に辿って、半導体レーザ1に帰還する。レー
ザの出射光が再びレーザに帰還することは、特に半導体
レーザにおいては、17−ザ光に兼合が発生するという
欠点となる。
第2図は光ビームの整形手段として、第1図における整
形プリズムの代りに、2枚の円柱レンズを用いるように
した従来の光学ヘッドの平面図である。なお、記載され
ていない光学部品は第1図に示したものと同様のものを
用いる。
第2図において、半導体レーザ1から放射状に出射した
非等方的な光ビーム11は、コリメートレンズ2により
、平行光と一ム12に変換され、円柱レンズ20.21
により、縦横に等方性を持った入射光13に整形される
。入射光13は偏光ビームスグリツタ40入射面4aに
入射し、偏光面4bを通過した後、第1出射面4cから
出射する。この第1出射光14と同じ光軸な逆に戻って
きたディスクからの反射光は再び偏光ビームスプリッタ
4の第1出射面4Cに入射し、偏光面4bにより反射さ
れて第2出射面4dから第2出射光15として出射する
。第2図の構成においては、ゲ6ビーム12の光軸と入
射光13の光軸とが一致して〜・るため、半導体レーザ
1及びコリメールレンズ2を光学ヘッドを構成するその
他の光学部品に対し゛C斜交さ亡て配置する必要がない
が、部品点数が増えるとともに、境界面の増加により光
景が戎少し、さらに迷光の発生が増加するという欠点が
ある。更に、コリメートレンズ2、同口てルンズ20.
21の光軸を正確に一致させ、かつ相互の位置を正確に
配置するためには、組立、調整が複雑になるという欠点
がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、半
導体レーザ光の非等方性を補正できるとともに、偏光ビ
ームスプリッタへの入射光軸と、互いに直交する2つの
出射光軸のうちの何れか一方とが互いに平行であり、偏
光ビーJ、スプリッタの偏光面からの反射光に起因する
迷光が半導体レーザに帰還せず、しかも部品点数の少な
い光学ヘッドを実現することのできる偏光ビームスプリ
ッタを提供することにある。
〔発明の概要〕
上記した目的を達成するために、本発明においては、非
等方性の光ビームを等方性のビームに補正するためのプ
リズムと偏光ビーノ・スプリッタとを一体化するととも
に、このようにして出来上った新たな偏光ビームスプリ
ッタ内部において、プリズム部分で補正された光ビーム
をスプリツク部分に導くための光反射面を形成したもの
である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。
第3図は、本発明の一実施例としての偏光ビームスプリ
ッタを用いた光学ヘッドの斜視図である。
第3図において、半導体レーザ1から放射状に出射した
非等方的な光ビーム11ば、コリメートレンズ2により
平行光ビームである入射光12に変換され、偏光ビーム
スプリッタ300入射i@30aに斜めに入射すること
によってR41iに等方性を持った光ビーム13に整形
され、偏光ビームスプリツタ30内部の反射面30bに
より反射されて、入射光ビーム12の光軸と直交する光
ビーム16となり、偏光面30cを通過し、第1出射光
14として第1出射面30dより垂直に出射する。
第1出射光14は4分の1波長板5を通過し、対物レン
ズ6により集光されて、ディスク7に照射される。ディ
スク7による反射光は再び対物レンズ6.4分の1波長
板5を通過12、偏光ビームスプリッタ30の第1出射
而30dに垂直に入射し、偏光面30cにより反射され
、第2出射面30eから第2出射光15として水平に出
射する。第2出射光15は集光レンズ8により収束光ビ
ーム16となり、円筒レンズ9を通過した後、検出素子
10に照射される。
第4図は、第3図における偏光ビームスプリンタ30の
みを第3図に示す矢印入方向から見た平面図である。
第4図の構成において、半導体レーザの波長における偏
光ビームスプリッタ30の光屈折率をnとし、光ビーム
の非等方性を補正するための紙面に平行な面内における
光ビーム12の拡大率をmとすると、スプリッタ30に
おける図示の角θ、は次の式(1)、角θ、は同じく式
(2)で表わ゛される角度となる。
θ、=ψ、+4イ           (1)ψx 
= 5in−’ (sin (ψ、)/n)     
  (4)なお、」二記の構成においては、角θ、=o
、=4”;、入射面30aに対する入射光12の入射角
はψ、であり、入射光ビーム12は紙面に平行な方向よ
りも紙面に垂直な方向に長い断面形状を成しているもの
とする。
例えばプリズムの屈折率n=1.51のとき、拡大率m
=2.40とすると、べ=116.Clぎ、へ=7’、
、8’(にすれば緬:横= 1 : 2.40の非等方
性のあるブCビーム12の偏光ビームスプリッタ30へ
の入射光軸と、互いに直交する2つの出射光軸14.1
5、のうちの一方である出射光軸15とが互いに平行に
なり、かつ等方性のある光ビーム13を得ることができ
る。
以上説明した如き構成による偏光ビームスプリッタ30
では、光ビーム16の一部は偏光面30cで反射するも
のの、該反射光は入射面30aへは、光ビーム13と異
なった角度で入射するために、半導体レーザ1に帰還す
ることはない。
また平行光ビーム12、出射光ビーム15はディスク7
と並行になるため薄型な光学ヘッドの構成が可能となる
。t、かも、光ビームの通過または反射する境界面の数
は、第1図に示した従来の光学ヘッドの同等の機能を果
たす部分よりも1つ減り、また第2図に示す従来の光学
ヘッドよりも3つ減っているので、迷光の問題も軽減さ
れ、さらに反射面30bに反射コーティングを施すこと
により、光利用率も向上する。
また、第5図は本発明による偏光ビームスプリッタの第
2の実施例を示す平面図である。基本的な構成は第4図
に示した偏光ビームスプリッタと同じであり、変更箇所
は第1出射光14ど第1出射面30dが直交せず、また
同様に第2出射光15と第2出射而30eが直交しない
様妬、角度各、^。
θ4H/74の値を第4図に示した偏光ビームスプリッ
タの各角度よりも幾分変えであることである。
以上の構成によって光ビーム16の第1出射而30dに
よる反射光が存在しても、該反射光は光ビーム16と同
じ光軸を逆に辿ることはな(なる。
また、以上の事柄は第2出射而;うOeについても同様
である。
さらに、第6図・第7図は、本発明による偏光ビームス
プリッタの光ビームを等方向なものに補正する必要が無
い場合のそれぞれ第3、第4の実施例を示す平面図であ
る。
第6図、第7図において、入射光13は入射面40aK
斜めに入射し、偏光面/lObを通過し、第1出射光1
4として第1出射面40cがら斜めに出射する。ディス
クによる反射光は第1出射面40cに斜めに入射し、偏
光面40bによって反射され、第2出射光15として、
第2出射而40dから斜めに入射する。ただし、ら=べ
= 列= 9σ、η〈90“。
^〉9σ、へ。=θ1.〈9σ、θ;、(,9o’であ
る。
以上の構成によって、入射面、第1出射面、第2出射面
を通過する光ビームの反射光が入射光軸と一致すること
がないようにしたために偏光ビームスプリッタの各面に
おける反射光が半導体レーザに帰還することはない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、従来の偏光ビームスプリッタを用
いた光学ヘッドにおいては、偏光面からの反射光が半導
体レーザに帰還してノイズが発生するとともに、非等方
的な光ビームの補正にプリズムを用いた場合は入射光軸
と出射光軸とが斜交して光学部品を高精度で組立てるこ
とが困難であり、また2個の円筒レンズに1り光ビーム
を補正した場合は、入射光と出射光とは直交または平行
であるものの、光学部品の数が増加するとともに、各光
学部品の組立てに更に高い精度が要求されるという欠点
があったが、本発明による偏光ビームスプリッタを用い
た光学ヘッドにおいては、非等方性の光ビームを補正す
るためのプリズムと偏光ビームスプリッタとを一体化し
て新たな偏光ビームスプリッタとし、そのプリズム部分
で補正された光ビームをスプリッタ部分へ導くための反
射面(第4図30b)を設けるとともに、入射光軸と入
射面とを適当に斜交させることにより、入射光軸と相互
に直交する2つの出射光軸のうちの一方とが直交、他方
とが平行となり、かつ偏光面からの反射光が半導体レー
ザに帰還することがないために、上記した従来技術の欠
点を解決し得たものである。さらに補正用プリズムとス
プリッタとの一体化により、光ビームの通過する境界面
数が少なくなるため、光利用率も向上し、また光ヘツド
部分を薄型化できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は光学ヘッドの従来例を示す斜視図、第2図は同
じく他の従来例を示す説明図、第3図は本発明の一実施
例を含む光学ヘッドを示す斜視図、第4図は第3図にお
ける偏光ビームスプリッタよ)(本発明の一実施例)を
矢印入方向から見た平面図、第5図は本発明の第2の実
施例を示す平面図、第6図及び第7図はそれぞれ本発明
のさらに他のチー礁例を示す平面図、である。 符号駁、明 1−・・・・・半導体レーザ、2・曲・コリメートレン
ズ5・・・・・・7波長板、6・・・・・・対物レンズ
、7・・・・・・ディスク、8・・・・・・集光レンズ
、9・・・・・・円柱レンズ、10・・・・・・検出素
子、3o・・・・・・偏光ビームスプリッタ代理ノ\ 
弁理士 並 木 昭 夫 MJ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)入射面と第1および第2の各出射面をもつほか、内
    部に少なくも偏光反射面をもち、入射面から光ビームが
    入射されるのに応じて、前記第1および第2の各出射面
    から、その出射光軸が相互に直交する如き第1および第
    2の各党ビームを出射するようにした偏光ビームスプリ
    ッタにおいて、前記入射面への入射光軸と前記第1およ
    び第2の各出射光軸が同一平面内に位置し、かつ前記入
    射光I!11は入射面に対し?F文すると共に、前記第
    1および第2の各出射光軸の何れか一方と平行になるよ
    5に、前記各面間の相対的角度を定めて成ることを特徴
    とする偏光ビームスプリッタ。 2、特許請求の範囲第1項に記載の偏光ビームスプリッ
    タにおいて、その内部に、前記偏光反射面のほかに、入
    射光ビームを該イ「4光反射面へ心くための少なくとも
    一つの反射面を有し、該反射面の存在により、前記入射
    光軸の入射面に対する斜交角に、前記入射光ビームを非
    等方性ビームから等方性ビームに整形するに足る角度を
    もたせることを可能にしたことを特徴とする偏光ビーム
    スプリッタ。
JP58062989A 1983-04-12 1983-04-12 偏光ビ−ムスプリツタ Granted JPS59188852A (ja)

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JPH0533466B2 JPH0533466B2 (ja) 1993-05-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59195345A (ja) * 1983-04-20 1984-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘツド
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