JPH0533466B2 - - Google Patents

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JPH0533466B2
JPH0533466B2 JP58062989A JP6298983A JPH0533466B2 JP H0533466 B2 JPH0533466 B2 JP H0533466B2 JP 58062989 A JP58062989 A JP 58062989A JP 6298983 A JP6298983 A JP 6298983A JP H0533466 B2 JPH0533466 B2 JP H0533466B2
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JP
Japan
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light
incident
output
light beam
optical axis
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JP58062989A
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JPS59188852A (ja
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Masayuki Inoe
Satoshi Shinada
Yoshihiro Katase
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59188852A publication Critical patent/JPS59188852A/ja
Publication of JPH0533466B2 publication Critical patent/JPH0533466B2/ja
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

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
光学ヘツドにおいて用いる偏光ビームスプリツタ
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うるようにした前記偏
光ビームスプリツタに関するものである。
〔従来技術〕
光情報担体(以下デイスク、と略す)に光学的
に情報を記録または再生するための光学ヘツドに
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つてきた。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像が楕円になる
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
いた光学ヘツドにおいては、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。更にデイ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
ーム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、半導体レーザを用いた光学ヘツドに
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図に示すよう
な光学ヘツ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
ムを用いた光学ヘツドの斜視図である。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つた入射光13に整形
される。
入射光13は偏光ビームスプリツタ4の入射面
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イスク7に照射され
る。デイスク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
リツタ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ら第2出射光1
5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10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及びコリメートレンズ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4の入射面4aに
入射する入射光13は、ほとんどが偏光面4bを
通過して、第1出射面4cから出射するものの、
半導体レーザ1から出射する光ビーム11が完全
な直線偏光ではないために、入射光13の一部
は、偏光面4bで反射され、更に面4eで反射さ
れ、再び偏光面4bで反射されることによつて、
入射面4aから出射し、入射光13と同じ光軸を
逆に辿つて、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、レーザ光に雑音が発生す
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ツドの平面図で
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、円
柱レンズ20,21により、縦横に等方性を持つ
た入射光13に整形される。入射光13は偏光ビ
ームスプリツタ4の入射面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と同じ光軸を逆に戻つて
きたデイスクからの反射光は再び偏光ビームスプ
リツタ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、
光ビーム12の光軸と入射光13の光軸とが一致
しているため、半導体レーザ1及びコリメートレ
ンズ2を光学ヘツドを構成するその他の光学部品
に対して斜交させ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量
が減少し、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、円筒レン
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、偏光ビームスプリツタへの入射光軸と、
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、偏光ビームスプリツタ
の偏光面からの反射面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
ツドを実現することのできる偏光ビームスプリツ
タを提供することになる。
〔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、入射面と第1および第2の各出射面と、そ
の内部に偏光面と、前記入射面に入射した光ビー
ムを前記偏光面に導く反射面とをもち、入射面に
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の各光ビームを出射し、
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
光軸と前記第1の出射光軸とが直交し、さらに前
記入射光軸の入射面に対する斜交角に前記入斜光
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た偏光ビームスプリツタ
において、前記した入射面、反射面、偏光面、第
1出射面、第2出射面の各面以外に、前記入射光
軸に対して平行な面と垂直な面とを備えるととも
に、前記した第1出射面と第1出射光軸および第
2出射面と第2出射光軸とがそれぞれ斜交してい
るようにした。
〔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
光ビームスプリツタを用いた光学ヘツドの斜視図
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は、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、偏光ビームスプリツタ30の入射面3
0aに斜めに入射することによつて縦横に等方性
を持つた光ビーム13に整形され、偏光ビームス
プリツタ30内面の反射面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、該出射面30
dに斜交して出射する。
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、デイスク7に照
射される。デイスク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、偏光ビーム
スプリツタ30の第1出射面30dに斜交して入
射し、偏光面30cにより反射され、第2出射面
30eから、第1出射光14に直交する第2出射
光15として、該第2出射面30eに斜交して出
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ツ
タ30のみを第3図に示す矢印A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ツタ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、スプリツタ30における図示の角θ1
次の式(1)、角θ2は同じく式(2)で表わされる角度と
なる。
θ11+45゜ (1) θ2=(21)/2+90゜ (2) 2=sin-1(sin(1)/n) (4) なお、上記の構成においては、角θ3≠θ4、入射
面30aに対する入射光12の入射角は1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、θ1=116.05゜、θ2=73.87゜に
すれば縦:横=1:2.40の非等方性のある光ビー
ム12の偏光ビームプリツタ30への入射光軸
と、互いに直交する2つの出射光軸14,15、
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り偏光ビームスプリ
ツタ30では、光ビーム16の一部は偏光面30
cで反射するものの、該反射光は入射面30aへ
は、光ビーム13と異なつ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
イスク7と並行になるため薄型な光学ヘツドの構
成が可能となる。しかも、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
学ヘツ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ツドよりも3
つ減つているので、迷光の問題も軽減され、さら
に反射面30bに反射コーテイングを施すことに
より、光利用率も向上する。
なお第4図において、第1出射光14と第1出
射面30dが直交せず、また同様に第2出射光1
5と第2出射面30eが直交しないように、角度
θ1、θ2、θ3、θ4の値を定めていることが認めされ
るであろう。
以上の構成によつて光ビーム16の第1出射面
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くな
る。また、以上の事柄は第2出射面30eについ
ても同様である。
〔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
ツタを用いた光学ヘツドにおいては、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個の円筒レンズにより光ビームを補正
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つたが、本発明による偏光ビ
ームスプリツタを用いた光学ヘツドにおいては、
非等方性の光ビームを補正するためのプリズムと
偏光ビームスプリツタとを一体化して新たな偏光
ビームスプリツタとし、そのプリズム部分で補正
された光ビームをスプリツ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ツタ
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、また光学
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図は光学ヘツ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ツドを示す斜視
図、第4図は第3図における偏光ビームスプリツ
タ30(本発明の一実施例)を矢印A方向から見
た平面図、である。 符号説明、1……半導体レーザ、2……コリメ
ートレンズ、5……1/4波長板、6……対物レン
ズ、7……デイスク、8……集光レンズ、9……
円柱レンズ、10……検出素子、30……偏光ビ
ームスプリツタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入射面と第1および第2の各出射面と、その
    内部に偏光面と、前記入射面に入射した光ビーム
    を前記偏光面に導く反射面とをもち、入射面に光
    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の各光ビームを出射し、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
    軸と前記第1の出射光軸とが直交し、さらに前記
    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た偏光ビームスプリツタに
    おいて、 前記した入射面、反射面、偏光面、第1出射
    面、第2出射面の各面以外に、前記入射光軸に対
    して平行な面と垂直な面とを備えるとともに、前
    記した第1出射面と第1出射光軸および第2出射
    面と第2出射光軸とがそれぞれ斜交している偏光
    ビームスプリツタ。
JP58062989A 1983-04-12 1983-04-12 偏光ビ−ムスプリツタ Granted JPS59188852A (ja)

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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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