JPH0572497A - 一体型光素子および基板型光素子 - Google Patents

一体型光素子および基板型光素子

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JPH0572497A
JPH0572497A JP3231976A JP23197691A JPH0572497A JP H0572497 A JPH0572497 A JP H0572497A JP 3231976 A JP3231976 A JP 3231976A JP 23197691 A JP23197691 A JP 23197691A JP H0572497 A JPH0572497 A JP H0572497A
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light
substrate
optical element
optical
lens
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JP3231976A
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智彦 ▲吉▼田
Tomohiko Yoshida
Osamu Yamamoto
修 山本
Saburo Yamamoto
三郎 山本
Shoshichi Kato
昭七 加藤
Kaneki Matsui
完益 松井
Masumi Nakamichi
眞澄 中道
Toshimasa Hamada
敏正 浜田
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 超解像効果を利用して光ビームを充分絞れる
ことができ、光ピックアップ等の光学装置の小型化、軽
量化に寄与できる基板型光素子を実現する。 【構成】 直方体状をなす基板１１０の一端面に形成し
た傾斜面１１０ａに光源となる半導体レーザ１１１から
出射された光Ａは、基板下面１１０ｂに形成された三ビ
ーム形成用の回折格子１１９により３本の光ビームＡ’
を生成する。続いて基板上面１１０ｃに設けられた回折
格子１１５にて反射し、基板下面１１０ｂに設けられた
別の回折格子１２３により垂直上方に回折されると共
に、平行光Ｂに変換される。平行光Ｂは、超解像レンズ
１１４で絞られ、光ディスク１０７上に集光される。超
解像効果により、光ディスク１０７上に集光される光ビ
ームの径を通常のレンズで絞った場合の７０％程度迄小
さく絞れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光を狭い領域に閉じ込
めることにより光学装置を小形化する一体型光素子およ
び基板型光素子に関し、特に、光情報処理装置の信号読
み取り部分に用いられる光ピックアップ、レーザプリン
タの光源部分、光センサ等の光学装置の小形軽量化に寄
与できる一体型光素子および基板型光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光で情報を読み書きする光情報処
理装置の進歩は目ざましく、例えば従来のレコードに代
わってコンパクトディスクが用いられるようになり、ま
た、書類や写真を光磁気ディスクに記録する電子ファイ
リングシステム、レーザ光で複写機の記録部に情報を書
き込むレーザプリンタ等が普及しつつある。また、生産
装置の自動化にも光エンコーダや光距離計などの光セン
サが多く使用されるようになってきた。
【０００３】例えば、コンパクトディスクシステムでは
光を反射する部分に光の波長の約１／２の深さの凹凸を
設け、”１”と”０”とで表されるディジタル信号をこ
の凹凸によって表現するようになっている。即ち、光デ
ィスク上に記録された凹凸、つまりピットが情報とな
る。そして、該ピット情報を読み出すことにより情報の
再生、即ちレコード演奏が行われるようになっている。
【０００４】ここで、光ディスク上に記録されたピット
情報は光で読み出すため、おおよそ１ビットの情報に対
し約１平方ミクロンの面積しか必要とせず、高密度の記
録装置を作ることができる。このような利点を有するた
め、最近ではコンパクトディスクシステムが磁気テープ
や磁気ディスク等に取って代わりつつある。
【０００５】しかし、このピット情報を読み出すための
光学装置、すなわち光ピックアップはレンズやビームス
プリッタなどの光学素子をプラスチック製のハウジング
等を用いて一体化しているために組立調整に手間がかか
る、装置全体が大きく、かつ重くなる等多くの問題点を
有している。
【０００６】図５は上記した特有の問題点を少しでも解
決しようとした光ピックアップの一従来例を示す。この
従来例では、ビームスプリッタや回折格子の機能を有す
るホログラム５５を１つのガラス基板５２上に組み込む
と共に、光源となる半導体レーザ５１および信号検出用
の光検出器５６を１つのステム５９に組み込む構成をと
る。以下に光ピックアップとしての動作を説明する。
【０００７】ステム５９上の半導体レーザ５１から上方
に向けて出射される光（レーザビーム）Ｄをホログラム
５５の上方に配置されるコリメータレンズ５３および集
光レンズ５４を通して光ディスク５７上に集光する。光
ディスク５７より反射される反射光は上記経路とほぼ逆
の経路を辿って光検出器５６により検出される。なお、
集光レンズ５４は電磁石を利用したアクチュエータ（図
示せず）により焦点調整、位置調整ができるようになっ
ている。
【０００８】上記構成によれば、従来一般の光ピックア
ップに比べると部品点数の削減および装置構成の小型化
が図れる利点はあるものの、軽量化は充分ではなくアク
チュエータで動かせるのは集光レンズ５４のみであっ
た。
【０００９】図６は上記問題点を解決し、一層の軽量化
を図らんとする光ピックアップの他の従来例を示し、例
えば特開昭62-117150号公報等に開示されている。この
従来例では、光ピックアップ全体を１つのガラス基板上
に組み込む構成をとる。即ち、この従来例では図示のよ
うに偏向用回折格子６２、コリメータ用回折格子６３、
非点収差発生用レンズ７６、７７、半導体レーザ７１お
よび光検出器７８等の全ての光学素子をガラス基板から
なる１つの基板６１上に組み込む構成をとる。但し、光
ディスク５７に光源からの光を集光させる集光レンズ７
５は図示のように該光基板６１に組み込まれてはいな
い。
【００１０】このような構成によれば、各光学素子は互
いに光学調整の必要がなく、機械的な振動等で位置ずれ
する心配もない。なお、このような構成の光ピックアッ
プを以下基板型光ピックアップという。
【００１１】上記構成の基板型光ピックアップは、通常
の光ピックアップと異なり光源である半導体レーザ７１
から出た光は基板６１内を伝搬するため光源から光ディ
スク５７まで光が伝搬する距離は同じでも、装置構成全
体の大きさが小さくなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このような利点を有す
る反面、上記の基板型光ピックアップは装置構成が小型
化することにより、集光レンズ７５に入射する光ビーム
のビーム径が小さくなるため、高精度の集光レンズ７５
が必要になり、かつ該集光レンズ７５を光基板６１に一
体的に組み込めないため、装置構成の小型化、かつ軽量
化を図る上で限界があった。以下にその理由を説明す
る。
【００１３】上で述べたように光の特徴を充分生かすた
めには光ディスク５７上で光ビームを十分小さく絞る必
要がある。通常のレンズにより絞られる光ビームの最小
半径Ｗ0と、レンズの開口数ＮＡおよび該光ビームの波
長λとの間には下記（１）式で示す関係がある。
【００１４】Ｗ0＝λ／ＮＡ…（１） ここで、レンズの開口数ＮＡはレンズの半径またはビー
ム径の小さいほう（レンズの有効径）の値ｄとレンズの
焦点距離ｆとの比ｄ／ｆにほぼ比例した値である。ま
た、光ビームの最小半径Ｗ0を回折限界という。
【００１５】ＮＡが大きいレンズほど光ビームを小さく
絞ることができるが収差が発生しやすく作製が困難にな
る。従って、装置を小型化するためビーム径を小さくし
ていくとＮＡを一定に保つためにｆを小さくしなければ
ならない。この結果、レンズ面の曲率を小さくしなけれ
ばならず収差が発生しやすい。上記基板型光ピックアッ
プの場合には光源から集光レンズ７５までの距離が短い
ことから集光レンズ７５の有効径を大きくすることがで
きない。それ故、ＮＡの大きな集光レンズ７５を作製す
るのが困難であるという問題点があった。
【００１６】同様に光ピックアップ以外の他の光学シス
テム、例えばホログラムレーザプリンタ等においても、
光学系を集積して小型化しようとする場合にはレンズの
集光性能を犠牲にしなければならず、上記基板型光ピッ
クアップ同様の構成の装置によれば小型化できる用途が
限られていた。
【００１７】一方、ＮＡで決まる最小ビーム径以下に光
ビームを絞る方法として集光レンズの中央付近を通る光
を遮断する方法がある。この方法によれば、レンズの周
囲を通ってきた光だけを集光するので、光ディスク５７
上での光スポットは最も強度が大きくなる主ピークの両
側に現れる副ピークが大きくなるが、主ピークは中央付
近を通る光を遮断しない場合に比べて狭くなることが知
られている。即ち、これにより光ビームがＮＡで決まる
最小ビーム径以下に絞られる。この現象を超解像効果と
いい、そのようなレンズを超解像レンズという。
【００１８】しかし、このような超解像レンズを実際の
光ピックアップシステムに利用しようとしても、上記の
ように超解像レンズを基板６１とは別に設ける構成によ
れば、光ディスク５７のピットが移動するため、これに
対応して超解像レンズを動かさなければならない。この
ため、光ビームは必ずしも該超解像レンズの中心を通ら
ず設計通りの集光特性を得ることができなかった。
【００１９】以上の理由により、現状では、光ビームを
充分に絞り、これにより光ピックアップ等の光学装置の
小型化、軽量化を図る上で限界があったのが実状であ
る。
【００２０】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、超解像効果を利用して光ビームを充分
絞れることができ、結果的に光ピックアップ等の光学装
置の小型化、軽量化に寄与できる一体型光素子および基
板型光素子を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の一体型光素子
は、光の伝播経路中に光源、レンズ、ビームスプリッ
タ、反射鏡および光検出器等の光学素子を必要に応じて
組合せ、該光学素子が一体となって動く一体型光素子に
おいて、該光学素子の内の、該光源から出射される光ビ
ームを透過又は反射させる少なくとも一つの光学素子
が、該光ビームの中心近傍の光だけを透過又は反射させ
ないか、若しくは該中心近傍を透過又は反射する光と周
辺部を透過又は反射する光との光学特性とを異ならせる
光学素子であり、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００２２】本発明の基板型光素子は、光を伝播できる
透明な材料よりなり、光の伝播経路中に光源、レンズ、
ビームスプリッタ、反射鏡および光検出器等の光学素子
を必要に応じて設けた多面体形状の基板で形成された基
板型光素子において、該光学素子の内の、該光源から出
射され、該基板中を伝搬される光ビームを透過又は反射
させる少なくとも１つの光学素子が、該光ビームの中心
近傍の光だけを透過又は反射させないか、若しくは該中
心近傍を透過又は反射する光と周辺部を透過する光との
光学特性を異ならせる光学素子であり、そのことにより
上記目的が達成される。
【００２３】また、本発明の基板型光素子は、光を伝播
できる透明な材料よりなり、光の伝播経路中に光源、レ
ンズ、ビームスプリッタ、反射鏡および光検出器等の光
学素子を必要に応じて設けた多面体形状の基板で形成さ
れた基板型光素子において、該光学素子の内の、該光源
から出射され、該基板中を伝搬される光ビームを透過又
は反射させる少なくとも１つの光学素子が、該光ビーム
の中心近傍の光だけを透過又は反射させないか、若しく
は該中心近傍を透過又は反射する光と周辺部を透過する
光との光学特性を異ならせる光学素子であり、そのこと
により上記目的が達成される。
【００２４】
【作用】上記のような光学特性を有する光学素子とし
て、例えば超解像レンズを多面体形状の基板に組み込む
と、該超解像レンズが該基板中を伝搬する光を充分に絞
る超解像効果を発揮する。従って、光ビームを回折限界
まで集光する必要がなく、レンズの収差に対する要求が
緩和されることになる。換言すれば、上記構成によれ
ば、超解像レンズを基板と一体成型できることを意味し
ている。
【００２５】更には、他の各種の光学素子を多面体形状
の基板に一体的に組み込む構成をとるので、光学素子の
集積化が図れる。従って、超解像レンズを他の光学素子
と一体になって移動できるので、基板中を伝搬する光ビ
ームが常時超解像レンズの中心を通ることになる。それ
故、所定のビーム径の光ビームを安定して得ることがで
きる。
【００２６】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【００２７】（実施例１）図１は本発明の基板型光素子
を光ピックアップに適用した実施例を示す。この基板型
光素子は、直方体状をなす透明ガラス製の基板１１０に
以下に示す光学素子を一体的に組み込んでなる。以下に
その構成を動作と共に説明する。
【００２８】基板１１０の長手方向一端面には、下り傾
斜状の傾斜面１１０ａが形成され、該傾斜面１１０ａの
幅方向中央寄りの部分に光源としての半導体レーザ１１
１が配設される。該半導体レーザ１１１には図示しない
半導体レーザ駆動回路を集積したシリコン基板で形成さ
れたサブマウント１１１ａが接続され、両者を該傾斜面
１１０ａに一体的に実装してある。半導体レーザ１１１
から出射された光Ａはそのまま基板１１０内に入射し、
続いて該基板１１０の下面１１０ｂに設けられた三ビー
ム形成用の回折格子１１９に入射する。
【００２９】回折格子１１９は入射光Ａより反射角φの
僅かに異なった３本の光ビームＡ’を生成する。該光ビ
ームＡ’は続いて基板１１０の上面１１０ｃにおける長
手方向中間部に設けられた回折格子１１５に入射する。
該回折格子１１５は、ピッチの異なる二種類のホログラ
ムビームスプリッタで形成される。回折格子１１５は光
ビームＡ’をそのまま反射した光ビームと回折光とに分
けるが、本実施例の基板型光素子では該回折光は利用し
ない。
【００３０】回折格子１１５で反射された光は基板１１
０の下面１１０ｂに設けられた別の回折格子１２３によ
り垂直上方に回折されると共に、平行光Ｂに変換され
る。回折格子１２３は、具体的には下面１１０ｂの長手
方向他端寄りの部分に形成される。平行光Ｂは、続いて
基板上面１１０Ｃの該回折格子１２３の上方に相当する
部分に一体成型された超解像レンズ１１４で絞られ、光
ディスク１０７上に集光される。この超解像レンズ１１
４は通常の非球面レンズの中心付近にアルミニウム膜１
１４ａを蒸着したものである。更に、反射光が光源であ
る半導体レーザ１１１に戻らないようにするためにアル
ミニウムを蒸着する部分１１４ａを化学エッチングによ
り粗面形状としてもよい。
【００３１】図１では、光ディスク１０７上での光スポ
ットの強度分布を部分的に拡大して示してあり、上記超
解像レンズ１１４によれば、ビーム径Ｗ0を通常のレン
ズで絞った場合の７０％程度迄小さくできる。即ち、超
解像効果を発揮している。また、この強度分布から明か
なように、強度の大きい主ピークの両側に２つの副ピー
クが現れている。
【００３２】光ディスク１０７で反射された光は再度超
解像レンズ１１４を通り平行光に戻され、続いて回折格
子１２３で回折され、その後、回折格子１１５で回折光
Ｃと反射光とに分けられる。本実施例においては、この
反射光は利用しない。回折光Ｃは基板１１０の斜面１１
０ａに設けられた６分割検出器１１６に入射する。該６
分割検出器１１６は具体的には、前記半導体レーザ１１
１の側方に実装され、信号検出、焦点位置検出および信
号ピット位置の検出を行う。なお、副ピークの反射光は
一部雑音となるが主ピークの信号強度に比べて充分小さ
いため、上記の検出を行う上での問題にはならない。
【００３３】超解像レンズ１１４としては、上記のよう
に非球面レンズの中心付近にアルミニウム膜１１４ａを
蒸着して中心近傍の光を単に通さないようにしたもの以
外にも、非球面レンズの中心近傍を平坦に加工し、中心
近傍では集光特性をなくしたようなものでもよい。更に
は、平坦部にアルミニウム膜などの反射率の高い膜を蒸
着した平面鏡としてもよい。
【００３４】この場合、光ディスク１０７上に集光され
ない光はそのまま光源である半導体レーザ１１１に戻
り、一部は６分割検出器１１６に入射する。しかし、こ
の反射光は光ディスク１０７の動きに関係なく一定であ
るので６分割検出器１１６には直流バイアス成分が重畳
されるだけである。従って、信号の検出に悪影響を及ぼ
すことはない。一方、半導体レーザ１１１にとってはこ
の反射光は外部共振器を構成する役割を果たす。この結
果、光ディスク１０７からの反射光の変動に伴う光源の
強度変動を抑制することができる。
【００３５】また、超解像レンズ１１４を用いなくて
も、光ビームを平行光に変換する回折格子１２３の中心
近傍を回折格子ではなく基板１１０のままにしておくな
ど、他の光学素子の中心近傍を他の部分と異なる光学特
性をもつようにしても上記同様の超解像効果が得られ
る。この場合、中心近傍に入射した光は信号として利用
されなくなる。上記回折格子１２３の中心近傍に入射し
た光は、単に基板１１０の下面１１０ｂから外方へ抜け
るか、或は反射して基板１１０の他側面１１０ｄから基
板１１０の外側方へ抜けていき、光ピックアップの特性
にそれほど悪い影響を与えることは無い。
【００３６】上記した基板型光素子は単にコンパクトデ
ィスク用の光ピックアップに適用されるだけでなく、光
磁気ディスク用のピックアップにもそのまま適用でき
る。その場合にはグラントムソンプリズムや偏光ビーム
スプリッター、深溝回折格子、複屈折結晶等の偏光分離
光学素子を別に設けるか、或は基板１１０に集積化すれ
ばよい。
【００３７】また、超解像レンズ１１４に蒸着するＡｌ
パターンは図１に示す円形のものに限定されるものでは
なく、後述の図４に示される矩形であってもよい。これ
は光ディスクのピットパターンに対し垂直方向の解像度
の制限が緩いためである。矩形の長辺方向は素子とピッ
トパターンの相対的方向により決まるので図４に示され
る方向に制限されるものでないことはいうまでもない。
【００３８】（実施例２）図２は本発明基板型光素子を
ホログラムレーザプリンタの光源に適用した実施例を示
す。また、図３は該基板型光素子を装備したホログラム
レーザプリンタのシステム構成を示している。以下にそ
の構成を説明する。
【００３９】まず、基板型光素子の構成を動作と共に説
明する。基板２１０は上記実施例同様の直方体状に形成
され、傾斜面２１０ａに半導体レーザ２１１およびサブ
マウント２１１ａが実装されている。半導体レーザ２１
１から出射された光はそのまま基板２１０内に入射し、
該基板２１０の下面２１０ｂで反射され、続いて基板上
面２１０ｃの長手方向中間部に形成された収差補正用ホ
ログラムを兼用するコリメータレンズ２１５に入射す
る。
【００４０】該コリメータレンズ２１５によって反射さ
れ、かつ平行光化された光は基板２１０の下面２１０ｂ
に形成された同心円型開口２１４により同心円状の光ビ
ームＥに変換され、外方に出射される。該同心円型開口
２１４の中心部に相当する部分にはアルミニウム等の反
射率の高い金属を基板２１０に蒸着してなる反射鏡２１
４ａが形成されている。該反射鏡２１４ａにより反射さ
れた光はコリメータレンズ２１５の中心部分に位置する
回折格子部２１５ａにより回折され、傾斜面２１０ａの
前記半導体レーザ２１１の側方に相当する部分に実装さ
れた光検出器２１２に入射する。光検出器２１２の検出
結果は、半導体レーザ２１１の出力をモニターするため
に利用される。
【００４１】次に、ホログラムレーザプリンタのシステ
ム構成について説明する。前記同心円状の光ビームＥの
出射域には、回転多面ホログラム偏向器（以下ホロゴン
という）２２２が配設されている。ホロゴン２２２によ
り伝搬方向が偏向された光ビームＥは光導電体ドラム２
２４に集光される。該光導電体ドラム２２４に集光され
る集光スポットは入射光が同心円状の光ビームＥである
ため、上記図１同様の主ピークおよび副ピークを有し、
かつビーム径Ｗ0が小さくなっている。
【００４２】光導電体ドラム２２４の表面には、副ピー
クには感光せず、主ピークには感光するいわゆる閾値特
性をもった感光体が塗布されており、これにより副ピー
クの悪影響を排除できるようになっている。
【００４３】上記のようにして集光スポットが集光され
ると、この部分に静電潜像が形成され、続いて静電潜像
形成部にトナーが供給され、トナー像が形成される。そ
して、このトナー像が記録紙に転写されるようになって
いる。なお、光導電体ドラム２２４の走査は、モータ２
２３によりホロゴン２２２のホログラムレンズ部を水平
軸回りに回転して行われる。
【００４４】上記構成のホログラムレーザプリンタによ
れば、図７に示す構成の従来のホログラムレーザプリン
タに比べて以下の利点を有する。まず、従来のホログラ
ムレーザプリンタの構成を簡単に説明する。半導体レー
ザ２３１より出射された光ビーム（レーザビーム）は、
コリメータレンズを兼用する収差補正用ホログラムレン
ズ２３２により平行光化され、ホロゴン２３３に入射さ
れる。続いて、ホロゴン２３３により伝搬方向を偏向さ
れて、光導電体ドラム２３４に集光される。以下上記本
実施例同様にして記録紙に対するトナー像の転写が行わ
れる。なお、収差補正用ホログラムレンズ２３２はホロ
ゴン２３３で生じる収差を補正するためのものである。
【００４５】ここで、レーザプリンタの大きさは、ホロ
ゴン２３３から光導電体ドラム２３４迄の距離Ｌにより
決定され、この距離Ｌは光導電体ドラム２３４を走査す
る光ビームの大きさをどこまで小さく絞るかによって決
定される。即ち、ホロゴン２３３は光ビームをできるだ
け直線的に偏向する必要があり、この直線性の制限から
最大偏向角θｍが決まる。
【００４６】今、コピー対象の記録紙サイズの最大幅を
ｗとすると、図示する幾何学的関係より、距離Ｌと、最
大偏向角θｍおよびｗとの間には下記（２）式で示す関
係が成立する。
【００４７】Ｌ＝ｗ／（２・ｔａｎθｍ）…（２） 上記（２）式において、ｗは通常３０ｃｍ以下であり、
またθｍは３０°程度である。従って、Ｌも３０ｃｍ程
度となる。
【００４８】また、光導電体ドラム２３４上の集光スポ
ットの半径Ｗ0と収差補正用ホログラムレンズ２３２又
は光ビーム径の直径ｄとの間にはここでもやはり上記
（１）式の関係が成立する必要がある。今、Ｗ0＝２５
μｍ、λ＝７８０ｎｍと仮定すると、ｄ＞１９ｍｍと非
常に大きくなってしまう。従って、ホログラム型にして
平坦化はできても集積化は到底不可能である。その一
方、収差補正用ホログラムレンズ２３２を小型化するた
めにはＬを大きくする必要があり、単に、装置を小型化
するだけであれば平面鏡で光路を折り曲げるなどの方法
があるが、その場合は光学系が複雑になる、回折限界ま
で集光できる高精度な光学系が必要になるため、本質的
な改善にならにことは明らかである。即ち、装置構成を
本当の意味で小さくするには、上記（１）式の制限があ
る光学システムでは限界がある。
【００４９】これに対して本実施例の基板型光素子によ
れば、ホロゴン２２２は上記のようにレンズ作用を有し
ているが、入射光のビーム形状が同心円状であるため、
光導電体ドラム２２４上の集光スポットは図１に示され
るように副ピークを有するものの、通常の光ビームを用
いた場合よりもビーム径を小さくできる。また、上記手
段を講じることにより、副ピークの悪影響を排除でき
る。
【００５０】従って、本実施例によれば、従来よりも小
型、かつ軽量のホログラムレーザプリンタを実現でき
る。
【００５１】なお、上記実施例では中心近傍の光学特性
を他の部分と異ならせ、これにより超解像効果を発揮さ
せる光学素子として同心円型開口２１４を用いたが、か
かる同心円型開口２１４に限定されるものではなく、例
えばコリメータレンズを用いることもできる。
【００５２】（実施例３）図４は本発明の一体型光素子
をピックアップに適用した実施例を示す。この一体型光
素子は、直方体状をなすハウジング３１０の内部に以下
に示す光学素子を一体的に組み込んでなる。以下にその
構成を動作と共に示す。
【００５３】光源としての半導体レーザ３１１は銅製の
サブマウント３１１ａを介してハウジング３１０の底面
３１０ａに実装される。半導体レーザ３１１の出力はハ
ウジング３１０の側面３１０ｄ上に設けられた光検出器
３１７でモニタし、出力が一定になるように電流制御さ
れるようになっている。半導体レーザ３１１から出射さ
れる光ビームは該半導体レーザ３１１の直前に設けられ
た３ビーム形成用の回折格子３１２に入射する。
【００５４】回折格子３１２は入射光に対して出射角の
僅かにコンデンサとなる３本の光ビームＡ′を生成す
る。該光ビームＡ′は続いてハウジング３１０の底面３
１０ａに固定された回折格子３１５に入射する。回折格
子３１５は、ピッチの異なる２種類のホログラムビーム
スプリッタで形成され、光ビームＡ′をそのまま透過す
る光ビームＢと回折光に分けるが、本実施例ではこの回
折光は利用しない。
【００５５】透過光ビームＢはハウジング３１０の一隅
に設けられた傾斜面３１０ｂに配設された反射鏡３１３
により垂直上方に反射される。続いて、ハウジング３１
０の上面３１０ｃに取り付けられた超解像レンズ３１４
で絞られ、光ディスク３０７上に集光される。この超解
像レンズ３１４は通常の非球面レンズの中心付近にＡｌ
膜３１４ａを除を薄肉部５ａ着したものである。
【００５６】光ディスク３０７で反射された光は超解像
レンズ３１４を通り反射鏡３１３で反射され、その後、
回折格子３１５で回折光Ｄと透過光とに分けられる。本
実施例ではこの透過光は利用しない。回折光Ｄはハウジ
ング３１０の底面３１０ａに設けられた６分割光検出器
３１６に入射する。この６分割光検出器３１６の検出信
号により光素子制御信号と光ディスク３０７に記録され
た信号とが得られる。害光素子制御信号によってハウジ
ング３１０内の光学素子は一体となって磁気駆動型アク
チュエータにより駆動され、光ディスク３０７上での光
スポットが信号ピット列からずれないように制御され
る。
【００５７】本実施例によれば、超解像レンズ３１４を
用いたため、ハウジング３１０の小型化、即ち装置構成
の小型化が図れるため、磁気駆動型のアクチュエータで
十分な応答速度、制御精度が得られる。
【００５８】上記実施例では、本発明基板型光素子を光
ピックアップに適用する場合（実施例１）とホログラム
レーザプリンタの光源に適用する場合（実施例２）につ
いて説明したが、光距離計や光センサ等の他の光学装置
にも同様に適用できる。但し、光センサに用いる場合
は、外部光源からの光を受光して検出するシステム構成
をとる故、基板に光源を設ける必要はない。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の一体型光素
子および基板型光素子は、超解像効果を利用して光ビー
ムの径を絞る構成をとるので、従来例のようにレンズを
回折限界ぎりぎりまで性能を引き出す必要がない。従っ
て、本発明によれば、レンズの作製精度に余裕を持たせ
ることができ、光学素子を集積することが容易になる。
それ故、本発明によれば、光ピックアップの大幅な小型
化、軽量化が図れる。また、特に本発明一体型光素子に
よれば、磁気駆動型のアクチュエータで十分な応答速
度、制御精度が得られる。また、本発明基板型光素子を
光源として利用することにより、小型の高精細レーザプ
リンタを実現できる。更には、小型の光センサ等も実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明基板型光素子を光ピックアップに適用し
た実施例を示す斜視図。
【図２】本発明基板型光素子をホログラムレーザプリン
タの光源に適用した実施例を示す斜視図。
【図３】本発明基板型光素子を光源として用いたホログ
ラムレーザプリンタのシステム構成を示す斜視図。
【図４】本発明の一体型光素子をピックアップに適用し
た実施例を示す側面図。
【図５】ホログラムを用いた従来の光ピックアップを示
す斜視図。
【図６】従来の基板型光ピックアップを示す斜視図。
【図７】ホログラムを用いた従来のレーザプリンタを示
す斜視図。
【符号の説明】
１０７ 光ディスク １１０ 基板 １１１ 半導体レーザ １１４ 超解像レンズ １１４ａ アルミニウム膜 １１５ 回折格子 １１６ ６分割検出器 １１９ 回折格子 １２３ 回折格子 ２１０ 基板 ２１１ 半導体レーザ ２１４ 同心円状開口 ２１４ａ 反射鏡 ２２２ ホロゴン ２２４ 光導電体ドラム ３１０ ハウジング ３１１ 半導体レーザ ３１２ 回折格子 ３１３ 反射鏡 ３１４ 超解像レンズ ３１５ 回折格子 ３１６ ６分割光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 昭七 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 松井 完益 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 中道 眞澄 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 浜田 敏正 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光の伝播経路中に光源、レンズ、ビームス
    プリッタ、反射鏡および光検出器等の光学素子を必要に
    応じて組合せ、該光学素子が一体となって動く一体型光
    素子において、 該光学素子の内の、該光源から出射される光ビームを透
    過又は反射させる少なくとも一つの光学素子が、該光ビ
    ームの中心近傍の光だけを透過又は反射させないか、若
    しくは該中心近傍を透過又は反射する光と周辺部を透過
    又は反射する光との光学特性とを異ならせる光学素子で
    ある一体型光素子。
  2. 【請求項２】光を伝播できる透明な材料よりなり、光の
    伝播経路中に光源、レンズ、ビームスプリッタ、反射鏡
    および光検出器等の光学素子を必要に応じて設けた多面
    体形状の基板で形成された基板型光素子において、 該光学素子の内の、該光源から出射され、該基板中を伝
    搬される光ビームを透過又は反射させる少なくとも１つ
    の光学素子が、該光ビームの中心近傍の光だけを透過又
    は反射させないか、若しくは該中心近傍を透過又は反射
    する光と周辺部を透過する光との光学特性を異ならせる
    光学素子である基板型光素子。
  3. 【請求項３】光を伝播できる透明な材料よりなり、光の
    伝播経路中にレンズ、ビームスプリッタおよび光検出器
    等の光学素子を必要に応じて設けた多面体形状の基板で
    形成された基板型光素子において、 該基板の外方に設けられた光源から出射され、該基板に
    入射する光ビームを透過又は反射させる少なくとも１つ
    の光学素子が、該光ビームの中心近傍の光だけを透過又
    は反射させないか、若しくは該中心近傍を透過又は反射
    する光と周辺部を透過する光との光学特性を異ならせる
    光学素子である基板型光素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08180453A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Samsung Electron Co Ltd 高密度光記録方法及びその装置
US5907530A (en) * 1995-08-30 1999-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup device
US6310841B1 (en) 1998-03-17 2001-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup for narrow track optical discs

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0695038A (ja) * 1992-03-19 1994-04-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルター
JP2664327B2 (ja) * 1993-06-21 1997-10-15 富士通株式会社 光学的ヘッド及び光学的記録再生方法
JPH07176070A (ja) * 1993-12-20 1995-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 浮上式光ヘッド及び光記録再生装置
JP2655077B2 (ja) * 1994-05-17 1997-09-17 日本電気株式会社 光ヘッド装置
US5835458A (en) * 1994-09-09 1998-11-10 Gemfire Corporation Solid state optical data reader using an electric field for routing control
JPH08115532A (ja) * 1994-10-18 1996-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光集積素子及びそれを用いた集積型光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2716000B2 (ja) * 1995-06-23 1998-02-18 日本電気株式会社 光ヘッド
JP2658995B2 (ja) * 1995-08-24 1997-09-30 日本電気株式会社 光ヘッド
JPH0991761A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Sony Corp 光記録媒体
KR0166232B1 (ko) * 1995-11-27 1999-03-20 배순훈 초소형 광 픽-업장치
KR0166233B1 (ko) * 1995-11-27 1999-03-20 배순훈 초소형 듀얼 포커스 광 픽-업장치
US6020988A (en) * 1997-08-05 2000-02-01 Science Research Laboratory, Inc. Ultra high resolution wave focusing method and apparatus and systems employing such method and apparatus
US6046867A (en) * 1999-04-26 2000-04-04 Hewlett-Packard Company Compact, light-weight optical imaging system and method of making same
TW563120B (en) * 1999-10-26 2003-11-21 Toshiba Corp Optical head and optical disk apparatus having the same
US6563648B2 (en) 2000-10-20 2003-05-13 Three-Five Systems, Inc. Compact wide field of view imaging system
US6542307B2 (en) 2000-10-20 2003-04-01 Three-Five Systems, Inc. Compact near-eye illumination system
JP2005503636A (ja) * 2001-09-20 2005-02-03 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 光走査装置のための光ユニット
JP2003248960A (ja) * 2002-02-25 2003-09-05 Sony Corp 光学ピックアップ及びディスクドライブ装置
KR100480623B1 (ko) * 2002-10-18 2005-03-31 삼성전자주식회사 광 노이즈를 차단한 광픽업 장치 및 이를 채용한 광기록및/또는 재생장치
ATE441954T1 (de) * 2003-02-12 2009-09-15 California Inst Of Techn Ringresonator mit radialem bragg-reflektor
JP2004326868A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Konica Minolta Opto Inc 対物光学素子及び光ピックアップ装置
EP1761921B1 (en) * 2004-06-16 2008-02-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus and method for generating a scanning beam in an optical pickup head, miniature optical pickup head and optical storage system incorporating a miniature pickup head
WO2006035345A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Arima Devices Corporation Optical pickup unit with an optical base
EP1820188A1 (en) * 2004-11-29 2007-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radiation beam source device
WO2006067723A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Arima Devices Corporation Optical scanning device with low building height
JP4849939B2 (ja) * 2006-04-10 2012-01-11 Ｈｏｙａ株式会社 光情報記録再生装置
CN108921791A (zh) * 2018-07-03 2018-11-30 苏州中科启慧软件技术有限公司 基于自适应重要性学习的轻量级图像超分辨率改进方法
US11662526B1 (en) * 2021-12-09 2023-05-30 Visera Technologies Company Ltd. Optical structure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62146444A (ja) * 1985-12-17 1987-06-30 インタ−ナショナル　ビジネス　マシ−ンズ　コ−ポレ−ション 読取・書込ヘツド
JPH0315003A (ja) * 1989-03-16 1991-01-23 Omron Corp グレーティング・レンズおよび集光グレーティング・カプラ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117150A (ja) * 1985-11-15 1987-05-28 Alps Electric Co Ltd 光学式ピツクアツプ
JP2539406B2 (ja) * 1987-02-04 1996-10-02 株式会社日立製作所 固体光ピツクアツプ
JPH0622065B2 (ja) * 1987-02-25 1994-03-23 株式会社日立製作所 集積型光ヘツド
DE68924303T2 (de) * 1988-06-14 1996-02-29 Nec Corp Optische Kopfanordnung.
JPH02177026A (ja) * 1988-12-27 1990-07-10 Sharp Corp 光記録装置
JPH02246030A (ja) * 1989-03-17 1990-10-01 Ricoh Co Ltd 光情報記録再生装置
JP2723986B2 (ja) * 1989-08-02 1998-03-09 株式会社日立製作所 光ディスク原盤の作製方法
JPH03269835A (ja) * 1990-03-19 1991-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ装置
JPH0478042A (ja) * 1990-07-12 1992-03-12 Mitsubishi Electric Corp 光磁気記録再生装置
US5191624A (en) * 1990-09-19 1993-03-02 Hitachi, Ltd. Optical information storing apparatus and method for production of optical deflector
JPH0612697A (ja) * 1991-04-26 1994-01-21 Nippon Columbia Co Ltd 光ピックアップ
US5206852A (en) * 1991-06-29 1993-04-27 Samsung Electronics Co., Ltd. High-density recording optical head
US5231624A (en) * 1991-08-01 1993-07-27 Tandy Corporation System and method using a reduce profile light beam for high density recording on optical media
US5349592A (en) * 1992-02-27 1994-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Super-resolution optical element for use in image forming apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62146444A (ja) * 1985-12-17 1987-06-30 インタ−ナショナル　ビジネス　マシ−ンズ　コ−ポレ−ション 読取・書込ヘツド
JPH0315003A (ja) * 1989-03-16 1991-01-23 Omron Corp グレーティング・レンズおよび集光グレーティング・カプラ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08180453A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Samsung Electron Co Ltd 高密度光記録方法及びその装置
US5793407A (en) * 1994-12-26 1998-08-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for forming a light spot smaller than a theoretical limit for high density recording
US5907530A (en) * 1995-08-30 1999-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup device
US6310841B1 (en) 1998-03-17 2001-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup for narrow track optical discs

Also Published As

Publication number Publication date
DE69214763D1 (de) 1996-11-28
US5450237A (en) 1995-09-12
EP0532175B1 (en) 1996-10-23
DE69214763T2 (de) 1997-03-27
EP0532175A1 (en) 1993-03-17

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