JPH085441Y2 - Beam Splitter - Google Patents
Beam SplitterInfo
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- JPH085441Y2 JPH085441Y2 JP1986185302U JP18530286U JPH085441Y2 JP H085441 Y2 JPH085441 Y2 JP H085441Y2 JP 1986185302 U JP1986185302 U JP 1986185302U JP 18530286 U JP18530286 U JP 18530286U JP H085441 Y2 JPH085441 Y2 JP H085441Y2
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- film
- shaped
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Description
【考案の詳細な説明】 本考案を以下の順序で説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.
Ａ 産業上の利用分野 Ｂ 考案の概要 Ｃ 従来の技術 Ｄ 考案が解決しようとする問題点 Ｅ 問題点を解決するための手段 Ｆ 作用 Ｇ 実施例 Ｇ−１ 第１の実施例（第１図〜第３図） Ｇ−２ 第２の実施例（第４図〜第６図） Ｇ−３ 第３の実施例（第７図） Ｇ−４ 変形例 Ｈ 考案の効果 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、光透過性の基体の面に配された偏光膜もし
くは半透明膜を備え、基体に入射する光ビームに、偏光
膜もしくは半透明膜において反射する状態及び偏光膜も
しくは半透明膜を透過する状態を選択的もしくは同時に
とらせるビームスプリッタに関する。A Industrial field of use B Outline of device C Conventional technology D Problems to be solved by device E Means for solving problems F Action G Example G-1 First Example (Fig. 1- Fig. 3) G-2 Second embodiment (Figs. 4 to 6) G-3 Third embodiment (Fig. 7) G-4 Modification H Effect of device A Industrial field of application The invention has a polarizing film or a semitransparent film arranged on the surface of a light-transmissive substrate, and allows a light beam incident on the substrate to be reflected by the polarizing film or the semitransparent film and to transmit through the polarizing film or the semitransparent film. The present invention relates to a beam splitter that selectively or simultaneously sets the states to be turned on.
Ｂ 考案の概要 本考案は、光透過性の基体の面に配された偏光膜もし
くは半透明膜を備え、基体に入射する光ビームを偏光膜
もしくは半透明膜において反射させ、あるいは、偏光膜
もしくは半透明膜を透過させるものとされるビームスプ
リッタにおいて、基体の面に多数のストライプ状の凹部
及び凸部を形成して、その凹部の底部及びその凸部の頂
部を互いに平行な平面を成すものとなし、斯かる凹部及
び凸部を略一様の厚みを有する偏光膜もしくは半透明膜
で覆い、その偏光膜もしくは半透明膜で覆われたストラ
イプ状の凸部の夫々とそれに偏光膜もしくは半透明膜を
挾んで隣接するストライプ状の凹部の内部とを、屈折率
が同等のものあるいは屈折率の差が少なるものとなすこ
とにより、偏光膜もしくは半透明膜において反射される
光ビームに回折作用を及ぼしてその光ビームを複数の光
ビームに分割することができ、例えば、ディスクプレー
ヤにおける光学ピックアップを構成すべく用いられるに
際して、独立した光学部品としてのグレーティングを不
要とすることができるようにしたものである。B Outline of the Invention The present invention includes a polarizing film or a semitransparent film arranged on the surface of a light-transmissive substrate, and reflects a light beam incident on the substrate on the polarizing film or the semitransparent film, or In a beam splitter which is supposed to transmit a semitransparent film, a large number of stripe-shaped recesses and protrusions are formed on the surface of a substrate, and the bottoms of the recesses and the tops of the protrusions form planes parallel to each other. That is, such a concave portion and a convex portion are covered with a polarizing film or a semitransparent film having a substantially uniform thickness, and each of the stripe-shaped convex portions covered with the polarizing film or the semitransparent film and the polarizing film or the semitransparent film. By making the insides of the stripe-shaped recesses adjacent to each other across the transparent film to have the same refractive index or a small difference in the refractive index, the light reflected by the polarizing film or the semi-transparent film is reflected. The light beam can be diffracted into a plurality of light beams by dividing the light beam into a plurality of light beams. For example, when the light beam is used to form an optical pickup in a disc player, a grating as an independent optical component can be eliminated. It was made possible.
Ｃ 従来の技術 情報記録媒体としてのディスクに記録された情報を再
生するに際して使用される光学式ディスクプレーヤにお
いては、ディスクに形成された螺線状あるいは同心円状
の記録トラックから記録情報を読み取るための光学系を
構成する光学ピックアップ装置が備えられている。C. Related Art In an optical disc player used for reproducing information recorded on a disc as an information recording medium, the recorded information is read from a spiral or concentric circular recording track formed on the disc. An optical pickup device forming an optical system is provided.
このような光学ピックアップ装置の一例は、第８図に
簡略化されて示される如く、半導体レーザ1,対物レンズ
６及び光検出器８等を含む光学路構成の全体が、１個の
光学ブロック10を形成すべく纏められて、例えば、螺線
状の記録トラックが形成されたディスクＤの半径方向
（矢印Ａで示される方向）に沿って移動できるようにさ
れる。そして、光学ブロック10においては、半導体レー
ザ１から発せられるレーザ光ビームが、グレーティング
板２に入射し、グレーティング板２により回折せしめら
れて３本のレーザ光ビームとされ（第８図では、簡略化
のため、これら３本のレーザ光ビームが１本の実線で示
されている）、各レーザ光ビームが偏光ビームスプリッ
タ３に入射し、その検光子面で反射してコリメータレン
ズ４に入射する。コリメータレンズ４に入射した３本の
レーザ光ビームは、コリメータレンズ４により平行光束
化され、その後1/4波長板５を通過して、対物レンズ６
に入射し、対物レンズ６により集束状態とされたもとで
ディスクＤに入射せしめられる。その際、３本のレーザ
光ビームは、夫々、中央ビーム及びそれを挾む両側ビー
ムとなる関係におかれ、中央ビームがディスクＤに記録
された情報の読取りとディスクＤの記録面におけるフォ
ーカス状態の検出に用いられるものとされ、また、両側
ビームがディスクＤに形成された記録トラックに対する
中央ビームのトラッキング状態の検出に用いられるもの
とされる。そして、ディスクＤに入射せしめられた３本
のレーザ光ビームは、夫々、ディスクＤに形成された記
録トラックによる変調を受けた状態で反射され、反射レ
ーザ光ビームとされる。In an example of such an optical pickup device, as shown in a simplified manner in FIG. 8, the entire optical path configuration including the semiconductor laser 1, the objective lens 6 and the photodetector 8 is one optical block 10. To be movable in the radial direction (direction indicated by arrow A) of the disk D on which spiral recording tracks are formed. Then, in the optical block 10, the laser light beam emitted from the semiconductor laser 1 is incident on the grating plate 2 and is diffracted by the grating plate 2 into three laser light beams (in FIG. Therefore, these three laser light beams are shown by one solid line), and each laser light beam enters the polarization beam splitter 3, is reflected by the analyzer surface, and enters the collimator lens 4. The three laser light beams that have entered the collimator lens 4 are collimated by the collimator lens 4 and then pass through the 1/4 wavelength plate 5 to reach the objective lens 6
Is incident on the disk D, and is focused on the disk D by the objective lens 6. At that time, the three laser light beams are placed in a relationship of being a central beam and beams on both sides of the central beam, respectively. The central beam reads information recorded on the disk D and the focus state on the recording surface of the disk D. Of the center beam with respect to the recording tracks formed on the disk D, and the beams on both sides are used to detect the tracking state of the central beam. Then, the three laser light beams incident on the disk D are reflected in a state of being modulated by the recording tracks formed on the disk D, respectively, to be reflected laser light beams.
ディスクＤからの３本の反射レーザ光ビームの夫々
は、対物レンズ６を介して戻り、平行光束化されて再び
1/4波長板５を通過する。このように、半導体レーザ１
から発せられるレーザ光ビームが３本のレーザ光ビーム
に分割され、夫々が1/4波長板５を往復通過して得られ
る３本の反射レーザ光ビームは、1/4波長板５を２回通
過することにより、偏光ビームスプリッタ３において反
射するディスクＤに入射せしめられる３本のレーザ光ビ
ームの夫々に対して、その偏光方向がπ/2だけ回転した
ものとなる。Each of the three reflected laser light beams from the disk D returns via the objective lens 6, is converted into a parallel light beam, and is again converted.
It passes through the quarter-wave plate 5. In this way, the semiconductor laser 1
The laser light beam emitted from is divided into three laser light beams, and each of the three reflected laser light beams obtained by passing back and forth through the quarter-wave plate 5 is the quarter-wave plate 5 twice. By passing, the polarization direction of each of the three laser light beams incident on the disk D reflected by the polarization beam splitter 3 is rotated by π / 2.
斯かる偏光方向のπ/2だけの回転を生じた３本の反射
レーザ光ビームは、コリメータレンズ４に入射し、コリ
メータレンズ４において集束ビーム化されてビームスプ
リッタ３に入射する。そして、夫々が、偏光ビームスプ
リッタ３においてその検光子面を通過して、受光レンズ
７を通じて光検出部９に導かれる。光検出部８において
は、３本の反射レーザ光ビームのうちの中央ビームに基
づいて、ディスクＤの記録トラックに記録された情報に
応じた情報検出出力信号とフォーカス状態に応じたフォ
ーカス状態検出出力信号とが得られ、また、両側ビーム
に基づいてトラッキング状態に応じたトラッキング状態
検出出力信号が得られる。The three reflected laser light beams that have been rotated by π / 2 in the polarization direction enter the collimator lens 4, are converged into beams by the collimator lens 4, and enter the beam splitter 3. Then, each passes through the analyzer surface in the polarization beam splitter 3, and is guided to the photodetection section 9 through the light receiving lens 7. In the photodetection section 8, an information detection output signal corresponding to the information recorded on the recording track of the disc D and a focus state detection output corresponding to the focus state, based on the central beam of the three reflected laser light beams. And a tracking state detection output signal corresponding to the tracking state based on the beams on both sides.
Ｄ 考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の如くの従来提案されている光学
ピックアップ装置にあっては、半導体レーザ１からのレ
ーザ光ビームが、独立した光学部品に形成されたグレー
ティング板2,偏光ビームスプリッタ3,コリメータレンズ
4,1/4波長板５及び対物レンズ６を通じてディスクＤに
入射せしめられ、また、ディスクＤからの反射レーザ光
ビームが、対物レンズ6,1/4波長板5,コリメータレンズ
4,偏光ビームスプリッタ３及び受光レンズ７を通じて光
検出部８に導かれる。このため、レンズ，グレーティン
グ板、偏光ビームスプリッタ,1/4波長板等の光学部品が
多数使用されることになり、組立工数も多大とされて、
製造コストの低減が図れないことになるという不都合が
ある。D Problem to be Solved by the Invention However, in the conventionally proposed optical pickup device as described above, the laser light beam from the semiconductor laser 1 has a grating plate 2 formed on an independent optical component, Polarization beam splitter 3, collimator lens
It is made incident on the disc D through the 4,1 / 4 wavelength plate 5 and the objective lens 6, and the reflected laser light beam from the disc D is the objective lens 6,1 / 4 wavelength plate 5, collimator lens.
4, it is guided to the photodetector 8 through the polarization beam splitter 3 and the light receiving lens 7. For this reason, many optical components such as lenses, grating plates, polarization beam splitters, and quarter-wave plates will be used, and the number of assembling steps will be enormous.
There is an inconvenience that the manufacturing cost cannot be reduced.
斯かる点に鑑み、本考案は、例えば、ディスクプレー
ヤに備えられる光学ピックアップ装置を構成すべく用い
られるにあたり、光学ピックアップ装置の光学路構成
を、使用される光学部品の数が少とされるとともに、比
較的簡単に組み立てられるものとするに貢献し、また、
製造コストの低減にも貢献するものとなるビームスプリ
ッタを提供することを目的とする。In view of such a point, when the present invention is used to configure an optical pickup device provided in a disc player, for example, the optical path configuration of the optical pickup device is configured so that the number of optical components used is small and Contribute to being relatively easy to assemble, and also
It is an object of the present invention to provide a beam splitter that also contributes to reduction in manufacturing cost.
Ｅ 問題点を解決するための手段 上述の目的を達成すべく、本考案に係るビームスプリ
ッタは、光透過性の基体の面に多数のストライプ状の凹
部及び凸部が形成されて、その凹部の底部及びその凸部
の頂部が互いに平行な平面を成すものとされるととも
に、基体の面上にストライプ状の凹部及び凸部を略一様
の厚みを有して覆う多層膜構造をとる偏光膜もしくは半
透明膜が配されたものとされ、偏光膜もしくは半透明膜
で覆われたストライプ状の凸部の夫々とそれに偏光膜も
しくは半透明膜を挾んで隣接するストライプ状の凹部の
内側となる部分とが、屈折率が同等のものあるいは屈折
率の差が少なるものとされ、基体に入射してストライプ
状の凹部及び凸部を覆う偏光膜もしくは半透明膜におい
て反射される光ビームが、回折作用を受けて複数の光ビ
ームに分割されるものとされて、構成される。E Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the beam splitter according to the present invention has a large number of stripe-shaped recesses and projections formed on the surface of a light-transmissive substrate, and A polarizing film having a multilayer film structure in which the bottom part and the top parts of the convex parts form planes parallel to each other, and the stripe-shaped concave parts and convex parts are covered with substantially uniform thickness on the surface of the base body. Alternatively, it is assumed that a semitransparent film is arranged, and it becomes the inside of the stripe-shaped concave portion adjacent to each of the polarization film or the semitransparent film covered stripe-shaped convex portion and the polarization film or the semitransparent film, respectively. The part and the refractive index are the same or the difference in the refractive index is small, the light beam which is incident on the substrate and is reflected by the polarizing film or the semitransparent film that covers the concave and convex stripes, Under the influence of diffraction It is assumed to be divided into the number of light beams, constructed.
Ｆ 作用 このように構成される本考案に係るビームスプリッタ
においては、基体の多数のストライプ状の凹部及び凸部
が形成された面に対向する面あるいは他の面から入射す
る光ビームが、偏光膜もしくは半透明膜において反射す
る状態と偏光膜もしくは半透明膜を通過する状態とを、
例えば、その偏光方向に応じて選択的に、あるいは、２
分されて同時にとるものとされる。そして、偏光膜もし
くは半透明膜において反射する光ビームは、偏光膜もし
くは半透明膜によって覆われた多数のストライプ状の凹
部及び凸部による回折作用を受けて複数の光ビームに分
割され、一方、偏光膜もしくは半透明膜を透過する光ビ
ームは、基体におけるストライプ状の凸部の夫々とそれ
に偏光膜もしくは半透明膜を挾んで隣接するストライプ
状の凹部の内部とが屈折率が同等のものあるいは屈折率
の差が少なるものとされていることにより、多数のスト
ライプ状の凹部及び凸部による回折作用を受けない、あ
るいは、無視できる程度に受けるものとされる。F action In the beam splitter according to the present invention configured as described above, the light beam incident from the surface opposite to the surface of the substrate on which the large number of stripe-shaped recesses and protrusions are formed or other surface is polarized film. Or, the state of reflecting on the semitransparent film and the state of passing through the polarizing film or the semitransparent film,
For example, selectively depending on the polarization direction, or 2
It is divided and taken at the same time. Then, the light beam reflected by the polarizing film or the semitransparent film is divided into a plurality of light beams by being diffracted by the large number of stripe-shaped concave portions and convex portions covered by the polarizing film or the semitransparent film. The light beam transmitted through the polarizing film or the semitransparent film has the same refractive index between the stripe-shaped convex portions on the substrate and the inside of the stripe-shaped concave portions that are adjacent to the stripe-shaped convex portion or the polarizing film or the semitransparent film, respectively. Since the difference in the refractive index is small, the diffractive action due to the large number of stripe-shaped concave portions and convex portions is not received or is negligible.
従って、本考案に係るビームスプリッタは、入射する
光ビームの分離機能に加えて、入射する光ビームに対す
る反射型グレーティングとしての機能を具えていること
になり、基体に入射して偏光膜もしくは半透明膜におい
て反射する光ビームを、例えば、一次回折光を含む３本
の光ビームに分割することができる。そのため、本考案
に係るビームスプリッタが、例えば、ディスクプレーヤ
等における光学ピックアップ装置の構成部品として用い
られる際には、従来、各々独立した光学部品として配さ
れている、光ビーム発生源からの光ビームを３本のビー
ムに分割するためのグレーティング及び光ビーム発生源
からディスクに向かう光ビームとディスクからの反射光
ビームとを分離するためのビームスプリッタを、一体化
することができることになり、独立した光学部品として
のグレーティングが不要とされて、使用される光学部品
の数の低減，組立ての容易化，製造コストの低減化等が
図られた光学路構成が実現される。Therefore, the beam splitter according to the present invention has a function as a reflection type grating for the incident light beam in addition to the function of separating the incident light beam. The light beam reflected by the film can be split into, for example, three light beams containing first-order diffracted light. Therefore, when the beam splitter according to the present invention is used as a component of an optical pickup device in, for example, a disc player or the like, a light beam from a light beam generation source, which is conventionally arranged as an independent optical component, is conventionally used. And a beam splitter for separating the light beam directed from the light beam generation source toward the disc and the reflected light beam from the disc can be integrated. A grating as an optical component is not required, and an optical path configuration is realized in which the number of optical components used is reduced, assembly is facilitated, and manufacturing cost is reduced.
Ｇ 実施例 Ｇ−１ 第１の実施例（第１図〜第３図） 第１図は、本考案に係るビームスプリッタの一例の部
分を示す。G Embodiment G-1 First Embodiment (FIGS. 1 to 3) FIG. 1 shows an example of a beam splitter according to the present invention.
この例を成すビームスプリッタ20は、ガラス材から成
る板状基体21を備え、その板状基体21における対向二平
面の一方側には、夫々の幅及び相互に隣接する２本の間
隔が一様となるようにされた多数のストライプ状の凸部
22が形成され、それに伴って、それらの間に多数のスト
ライプ状の凹部23が形成されている。そして、多数のス
トライプ状の凸部22の各々の頂部及び多数のストライプ
状の凹部23の各々の底部は、互いに平行な平面を成すも
のとされている。斯かる多数のストライプ状の凸部22及
び凹部23が形成された板状基体21の面上に、誘電体多層
膜から成る多層膜構造を有した偏光膜24が、多数のスト
ライプ状の凸部22及び凹部23を一様な厚みをもって覆う
べく配されている。このような構成のもとに、この例に
おける板状基体21を形成するガラス材は、その屈折率na
の値が空気の屈折率n0に比較的近いものに選定されてい
る。従って、板状基体21におけるストライプ状の凸部22
の夫々とそれに偏光膜24を挾んで隣接するストライプ状
の凹部23の内部23aとが、屈折率の差が少なるものとさ
れることになる。The beam splitter 20 of this example includes a plate-shaped substrate 21 made of a glass material, and the plate-shaped substrate 21 has a uniform width on one side of two opposing flat surfaces and a distance between two adjacent ones. Many stripe-shaped protrusions
22 are formed, and along with that, a large number of stripe-shaped recesses 23 are formed between them. The tops of the large numbers of stripe-shaped protrusions 22 and the bottoms of the large numbers of stripe-shaped recesses 23 form planes parallel to each other. On the surface of the plate-shaped substrate 21 on which such a large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 are formed, a polarizing film 24 having a multilayer film structure made of a dielectric multilayer film is formed. 22 and the concave portion 23 are arranged to cover the concave portion 23 with a uniform thickness. With such a configuration, the glass material forming the plate-shaped substrate 21 in this example has a refractive index n a
The value of is relatively close to the refractive index n 0 of air. Therefore, the stripe-shaped convex portions 22 on the plate-shaped substrate 21
Each of them and the inside 23a of the stripe-shaped recess 23 that is adjacent to and sandwiching the polarizing film 24 have a smaller difference in refractive index.
このビームスプリッタ20にあっては、光ビームが、例
えば、板状基体21における対向二平面の他方側から所定
の入射角θをもって入射せしめられ、偏光膜24が配され
た面に対するＰ波偏光成分が偏光膜24を透過し、また、
偏光膜24が配された面に対するＳ波偏光成分が偏光膜24
において反射する。ここで、ストライプ状の凸部22の高
さ（ストライプ状の凹部23の深さに等しく、ストライプ
状の凹部23の底部を成す平面からストライプ状の凸部22
の頂部を成す平面までの距離をあらわす）をｈとし、光
ビームの波長をλとすると、偏光膜24を通過する光ビー
ムにおける、ストライプ状の凸部22の位置において偏光
膜24を通過するものとストライプ状の凹部23の位置にお
いて偏光膜24を通過するものとの間に生じる位相差Δφ
pは、 となる。上述の如くに、屈折率naは空気の屈折率n0に比
較的近いものに選定されているので、（na−n0）の値は
小なるものとなり、従って、位相差Δφpは極めて小と
なる。このため、偏光膜24を通過する光ビームが、多数
のストライプ状の凸部22及び凹部23から受ける回折作用
は極めて軽微なものとなる。In this beam splitter 20, for example, a light beam is made incident from the other side of the two opposing flat surfaces of the plate-shaped substrate 21 at a predetermined incident angle θ, and a P-wave polarization component with respect to the surface on which the polarizing film 24 is arranged. Is transmitted through the polarizing film 24,
The S-wave polarization component for the surface on which the polarizing film 24 is arranged is the polarizing film 24.
Reflected at. Here, the height of the stripe-shaped convex portion 22 (equal to the depth of the stripe-shaped concave portion 23 and from the plane forming the bottom of the stripe-shaped concave portion 23, the stripe-shaped convex portion 22
Is the distance to the plane that forms the top of the light beam, and h is the wavelength of the light beam, the light beam passing through the polarizing film 24 passes through the polarizing film 24 at the position of the stripe-shaped convex portion 22. And a phase difference Δφ between the light passing through the polarizing film 24 at the position of the stripe-shaped recess 23
p is Becomes As described above, since the refractive index n a is selected to be relatively close to the refractive index n 0 of air, the value of (n a −n 0 ) becomes small, and therefore the phase difference Δφ p is It will be extremely small. Therefore, the diffracting action of the light beam passing through the polarizing film 24 from the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 is extremely small.
一方、偏光膜24において反射する光ビームにおいて
は、偏光膜24のストライプ状の凸部22に対応する位置に
おいて反射するものと偏光膜24のストライプ状の凹部23
に対応する位置において反射するものとの間に生じる位
相差Δφrは、 となる。従って、位相差Δφrは比較的大となり、その
ため、偏光膜24で反射する光ビームは、多数のストライ
プ状の凸部22及び凹部23からの回折作用を受けて、例え
ば、一次回折光を含む３本の光ビームに分割される。On the other hand, the light beam reflected by the polarizing film 24 is reflected at a position corresponding to the stripe-shaped convex portion 22 of the polarizing film 24 and the stripe-shaped concave portion 23 of the polarizing film 24.
The phase difference Δφ r between the reflected light and the reflected light at the position corresponding to Becomes Therefore, the phase difference Δφ r becomes relatively large, and therefore the light beam reflected by the polarizing film 24 is diffracted by the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23, and contains, for example, first-order diffracted light. It is divided into three light beams.
そして、ビームスプリッタ20は、例えば、光学ピック
アップ装置の構成部品として、第８図に示される光学ブ
ロック10におけるグレーティング板２及び偏光ビームス
プリッタ３に代えて用いられる。斯かる場合には、第２
図に示される如く、半導体レーザからの直線偏光とされ
たレーザ光ビームBfが、ビームスプリッタ20の板状基体
21における偏光膜24が配された面に対向する面から、所
定の入射角、例えば、45度をもって入射せしめられる。
このレーザ光ビームBfは、偏光膜24で反射し、その光軸
方向が変化せしめられてディスクに向けて出射する。そ
の際、第３図に示される如く、レーザ光ビームBfは、偏
光膜24での反射にあたって、偏光膜24で覆われた多数の
ストライプ状の凸部22及び凹部23からの回折作用を受け
て、ビームスプリッタ20に入射するレーザ光ビームBfを
含む面Ｆ内に含まれる中央ビームBfoと面Ｆに直交する
方向に分散する２本の１次回折光ビームである両側ビー
ムBfr及びBflとの３本のレーザ光ビームに分割される。The beam splitter 20 is used as a component of the optical pickup device, for example, instead of the grating plate 2 and the polarization beam splitter 3 in the optical block 10 shown in FIG. In such a case, the second
As shown in the figure, the linearly polarized laser light beam Bf from the semiconductor laser is the plate-shaped substrate of the beam splitter 20.
The light is incident from the surface of 21 facing the surface on which the polarizing film 24 is arranged, at a predetermined incident angle, for example, 45 degrees.
The laser light beam Bf is reflected by the polarizing film 24, its optical axis direction is changed, and the laser light beam Bf is emitted toward the disc. At this time, as shown in FIG. 3, the laser light beam Bf is reflected by the polarizing film 24 and is diffracted by the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 covered with the polarizing film 24. , A central beam Bfo included in the plane F including the laser light beam Bf incident on the beam splitter 20 and two side beams Bfr and Bfl which are two first-order diffracted light beams dispersed in a direction orthogonal to the plane F Is divided into laser light beams.
そして、ビームスプリッタ20を出射した３本のレーザ
光ビームBfo,Bfr及びBflが1/4波長板を経てディスクに
入射し、ディスクで反射されて得られる３本の反射レー
ザ光ビームBro,Brr及びBrlが、再度1/4波長板を通過し
て、夫々がその偏光方向がレーザ光ビームBfo,Bfrまた
はBflの偏光方向に比してπ/2だけ回転せしめられた直
線偏光とされて、ビームスプリッタ20の板状基体21にお
ける偏光膜24が配された面に対向する面から入射する。
このれらレーザ光ビームBro,Brr及びBrlは、偏光膜24を
通過してビームスプリッタ20から出射し、光検出部に向
かう。その際、レーザ光ビームBro,Brr及びBrlの夫々
は、偏光膜24を通過する光ビームであるので、それが多
数のストライプ状の凸部22及び凹部23から受ける回折作
用は、極めて軽微な、実質的に無視できる程度のものと
される。Then, the three laser light beams Bfo, Bfr, and Bfl emitted from the beam splitter 20 are incident on the disc through the quarter-wave plate and are reflected by the disc to obtain three reflected laser light beams Bro, Brr, and Bfl. Brl passes through the quarter-wave plate again, and each becomes a linearly polarized light whose polarization direction is rotated by π / 2 relative to the polarization direction of the laser light beam Bfo, Bfr, or Bfl. The light enters from the surface of the splitter 20 opposite to the surface of the plate-shaped substrate 21 on which the polarizing film 24 is arranged.
These laser light beams Bro, Brr, and Brl pass through the polarization film 24, exit from the beam splitter 20, and head for the photodetection unit. At that time, since each of the laser light beams Bro, Brr, and Brl is a light beam that passes through the polarizing film 24, the diffraction effect that it receives from the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 is extremely small. It is virtually negligible.
Ｇ−２ 第２の実施例（第４図〜第６図） 第４図は、本考案に係るビームスプリッタの他の例の
部分を示す。この第４図において、第１図に示される各
部に対応する部分には第１図と共通の符号が付されて示
され、それらの重複説明は省略される。G-2 Second Embodiment (FIGS. 4 to 6) FIG. 4 shows a portion of another example of the beam splitter according to the present invention. In FIG. 4, parts corresponding to the respective parts shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and their duplicate description will be omitted.
この例を成すビームスプリッタ30は、第１図に示され
るビームスプリッタ20における偏光膜24上に、さらに、
板状基体21を形成するガラス材と同質のガラス材から成
る光透過部31が、板状基体21に形成されて偏光膜24で覆
われた多数のストライプ状の凹部23の夫々の内部23aを
埋めるようにして設けられたものに相当する。The beam splitter 30 which constitutes this example is provided on the polarizing film 24 in the beam splitter 20 shown in FIG.
A light transmitting portion 31 made of a glass material of the same quality as the glass material forming the plate-shaped base 21 is provided inside the plate-shaped base 21 and covered with the polarizing film 24. It corresponds to the one provided so as to be buried.
従って、第４図に示されるビームスプリッタ30におい
ては、板状基体21の面に形成された多数のストライプ状
の凸部22及び凹部23を覆う偏光膜24が、屈折率naを有す
る板状基体21と同じく屈折率naを有する光透過部31とに
より挾まれた構成がとられており、光透過部31の外面は
板状基体21の外面と平行な平面とされている。このた
め、板状基体21におけるストライプ状の凸部22の夫々と
それに偏光膜24を挾んで隣接するストライプ状の凹部23
の内部23aとが、等しい屈折率、即ち、屈折率naを有す
るものとされていることになる。Therefore, in the beam splitter 30 shown in FIG. 4, the polarizing film 24 that covers the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 formed on the surface of the plate-shaped substrate 21 is a plate-shaped film having a refractive index n a. base 21 and are likewise sandwiched configuration is taken by the light transmitting portion 31 having a refractive index n a, the outer surface of the light transmitting portion 31 is the outer surface parallel to the plane of the plate substrate 21. Therefore, the stripe-shaped convex portions 22 on the plate-shaped substrate 21 and the stripe-shaped concave portions 23 that are adjacent to each other with the polarizing film 24 sandwiched therebetween.
The inside 23a and the inside 23a have the same refractive index, that is, the refractive index n a .
このビームスプリッタ30にあっても、光ビームが、例
えば、板状基体21の外平面側から所定の入射角θをもっ
て入射せしめられ、偏光膜24が配された面に対するＰ波
偏光成分が、偏光膜24を透過して光透過層31に入射し、
光透過部31の外平面から出射するものとされ、また、偏
光膜24が配された面に対するＳ波偏光成分が、偏光膜24
において反射するものとされる。その場合、偏光膜24を
通過する光ビームにおける、ストライプ状の凸部22の位
置において偏光膜24を通過するものとストライプ状の凹
部23の位置において偏光膜24を通過するものとの間に生
じる位相差Δφpは、 となる。即ち、偏光膜24を通過する光ビームは、多数の
ストライプ状の凸部23及び凹部23から回折作用を受けな
いものとなる。Even in the beam splitter 30, for example, a light beam is incident from the outer flat surface side of the plate-shaped substrate 21 at a predetermined incident angle θ, and the P-wave polarization component with respect to the surface on which the polarizing film 24 is arranged is polarized. After passing through the film 24 and entering the light transmitting layer 31,
The light is transmitted from the outer plane of the light transmitting portion 31, and the S-wave polarization component with respect to the surface on which the polarizing film 24 is arranged is
Be reflected at. In that case, in the light beam passing through the polarizing film 24, it occurs between the light beam passing through the polarizing film 24 at the position of the stripe-shaped convex portion 22 and the light beam passing through the polarizing film 24 at the position of the stripe-shaped concave portion 23. The phase difference Δφ p is Becomes That is, the light beam passing through the polarizing film 24 is not diffracted by the large number of stripe-shaped convex portions 23 and concave portions 23.
一方、偏光膜24において反射する光ビームにおいて
は、偏光膜24のストライプ状の凸部22に対応する位置に
おいて反射するものと偏光膜24のストライプ状の凹部23
に対応する位置において反射するものとの間に生じる位
相差Δφrは、 となる。従って、位相差Δφrは比較的大となり、その
ため、偏光膜24で反射する光ビームは、多数のストライ
プ状の凸部22及び凹部23からの回折作用を受けて、例え
ば、一次回折光を含む３本の光ビームに分割される。On the other hand, the light beam reflected by the polarizing film 24 is reflected at a position corresponding to the stripe-shaped convex portion 22 of the polarizing film 24 and the stripe-shaped concave portion 23 of the polarizing film 24.
The phase difference Δφ r between the reflected light and the reflected light at the position corresponding to Becomes Therefore, the phase difference Δφ r becomes relatively large, and therefore the light beam reflected by the polarizing film 24 is diffracted by the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23, and contains, for example, first-order diffracted light. It is divided into three light beams.
そして、ビームスプリッタ30も、第１図に示されるビ
ームスプリッタ20と同様に、例えば、光学ピックアップ
装置の構成部品として、第８図に示される光学ブロック
10におけるグレーティング板２及び偏光ビームスプリッ
タ３に代えて用いられる。その場合には、例えば、第５
図に示される如く、半導体レーザからの直線偏光とされ
たレーザ光ビームBf′が、ビームスプリッタ30における
板状基体21の外平面から、所定の入射角、例えば、45度
をもって入射せしめられる。このレーザ光ビームBf′
は、偏光膜24で反射してその光軸方向が変化せしめら
れ、板状基体21の外平面からディスクに向けて出射す
る。その際、第６図に示される如く、レーザ光ビームB
f′は、偏光膜24での反射にあたって、偏光膜24で覆わ
れた多数のストライプ状の凸部22及び凹部23からの回折
作用を受けて、ビームスプリッタ30に入射するレーザ光
ビームBf′を含む面Ｆ′内に含まれる中央ビームBfo′
と面Ｆ′に直交する方向に分散する２本の１次回折光ビ
ームである両側ビームBfr′及びBfl′との３本のレーザ
光ビームに分割される。The beam splitter 30 is also an optical block shown in FIG. 8 as a component of the optical pickup device, like the beam splitter 20 shown in FIG.
It is used in place of the grating plate 2 and the polarization beam splitter 3 in 10. In that case, for example, the fifth
As shown in the figure, a linearly polarized laser light beam Bf ′ from a semiconductor laser is made incident from the outer plane of the plate-shaped substrate 21 in the beam splitter 30 at a predetermined incident angle, for example, 45 degrees. This laser light beam Bf ′
Is reflected by the polarizing film 24, its optical axis direction is changed, and emitted from the outer plane of the plate-shaped substrate 21 toward the disc. At that time, as shown in FIG.
f ′ is reflected by the polarizing film 24, receives a diffracting action from a large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23 covered with the polarizing film 24, and forms a laser light beam Bf ′ incident on the beam splitter 30. Central beam Bfo 'included in the containing plane F'
And two side beams Bfr ′ and Bfl ′, which are two first-order diffracted light beams dispersed in a direction orthogonal to the plane F ′, are split into three laser light beams.
そして、ビームスプリッタ30を出射した３本のレーザ
光ビームBfo′,Bfr′及びBfl′が1/4波長板を経てディ
スクに入射し、ディスクで反射されて得られる３本の反
射レーザ光ビームBro′,Brr′及びBrl′が、再度1/4波
長板通過して、夫々がその偏光方向がレーザ光ビームBf
o′,Bfr′またはBfl′の偏光方向に比してπ/2だけ回転
せしめられた直線偏光とされて、ビームスプリッタ30の
板状基体２の外平面から入射する。これらレーザ光ビー
ムBro′,Brr′及びBrl′は、偏光膜24を通過して光透過
部31に入射し、光透過部31の外平面から出射して光検出
部に向かう。その際、レーザ光ビームBro′,Brr′及びB
rl′の夫々は、偏光膜24を通過する光ビームであるの
で、それが多数のストライプ状の凸部22及び凹部23から
回折作用を受けることはない。Then, the three laser light beams Bfo ', Bfr' and Bfl 'emitted from the beam splitter 30 are incident on the disc through the quarter-wave plate and are reflected by the disc to obtain the three reflected laser light beams Bro. ′, Brr ′ and Brl ′ pass through the quarter-wave plate again, and their polarization directions are respectively changed by the laser light beam Bf.
The linearly polarized light is rotated by π / 2 with respect to the polarization direction of o ', Bfr' or Bfl ', and enters from the outer plane of the plate-shaped substrate 2 of the beam splitter 30. These laser light beams Bro ′, Brr ′, and Brl ′ pass through the polarizing film 24, enter the light transmitting portion 31, are emitted from the outer plane of the light transmitting portion 31, and head toward the light detecting portion. At that time, the laser light beams Bro ′, Brr ′ and B
Since each of rl 'is a light beam that passes through the polarizing film 24, it is not diffracted by the large number of stripe-shaped convex portions 22 and concave portions 23.
Ｇ−２ 第３の実施例（第７図） 第７図は、本考案に係るビームスプリッタのさらに他
の例を示す。G-2 Third Embodiment (FIG. 7) FIG. 7 shows still another example of the beam splitter according to the present invention.
この例を成すビームスプリッタ40は、第４図に示され
るビームスプリッタ30の変形ともいうべきものであり、
第４図に示されるビームスプリッタ30における板状基体
21及び光透過部31の夫々が三角柱状に変形されたものに
相当する。そして、三角柱状とされたガラス材から成る
基体41と同じく三角柱状とされたガラス材から成る光透
過部42との夫々の対接面部間に、多数のストライプ状の
凸部及び凹部が形成されてそれらを覆う偏光膜24が配さ
れている。The beam splitter 40 that constitutes this example should be called a modification of the beam splitter 30 shown in FIG.
A plate-like substrate in the beam splitter 30 shown in FIG.
Each of the 21 and the light transmitting portion 31 corresponds to a deformed triangular prism shape. A large number of stripe-shaped convex portions and concave portions are formed between the respective contact surface portions of the base 41 made of a glass material having a triangular prism shape and the light transmitting portion 42 made of a glass material having a triangular prism shape. A polarizing film 24 that covers them is arranged.
この例も、例えば、第４図に示されるビームスプリッ
タ30の場合と同様にして用いられ、基体41の外平面の一
方から直線偏光とされたレーザ光ビームBf″が入射し
て、偏光膜24で反射したレーザ光ビームが基体41の外平
面の他方から出射し、また、基体41の外平面の他方か
ら、レーザ光ビームBf″の偏光方向に比してπ/2だけ回
転した偏光方向を有する直線偏光とされたレーザ光ビー
ムBr″が入射し、偏光膜24を透過し、さらに、光透過部
42を透過して、光透過部42の外平面の他方から出射する
ものとされる。This example is also used, for example, in the same manner as in the case of the beam splitter 30 shown in FIG. 4, and the linearly polarized laser light beam Bf ″ is incident from one of the outer planes of the base 41, and the polarizing film 24 The laser light beam reflected at is emitted from the other outer surface of the base body 41, and the polarization direction rotated by π / 2 from the other outer surface of the base body 41 relative to the polarization direction of the laser light beam Bf ″. The linearly polarized laser light beam Br ″ is incident thereon, transmitted through the polarizing film 24, and further, the light transmission portion.
The light is transmitted through 42 and emitted from the other outer surface of the light transmitting portion 42.
Ｇ−４ 変形例 上述の第１図，第４図及び第７図に示される例は、い
ずれも、多数のストライプ状の凸部及び凹部を覆う偏光
膜を備えており、偏光ビームスプリッタの機能を有する
ものとされているが、本考案に係るビームスプリッタ
は、斯かる偏光膜を備えるものに限られるものではな
く、偏光膜に代えて、多数のストライプ状の凸部及び凹
部を覆う半透明膜が設けられたものとされてもよい。こ
のような多数のストライプ状の凸部及び凹部を覆う半透
明膜を備えるものとされた例は、入射する光ビームを半
透明膜で２分し、その一方を半透明膜を透過するものと
なすとともにその他方を半透明膜で２反射するものとな
す、所謂、ハーフミラー型のビームスプリッタを形成す
るものとされる。G-4 Modified Example The examples shown in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. 7 described above are each equipped with a polarizing film that covers a large number of stripe-shaped convex portions and concave portions, and functions as a polarizing beam splitter. However, the beam splitter according to the present invention is not limited to one including such a polarizing film, and instead of the polarizing film, a semitransparent covering a large number of stripe-shaped convex portions and concave portions. A film may be provided. In the example in which the semi-transparent film covering the large number of stripe-shaped convex portions and concave portions is provided, the incident light beam is divided into two parts by the semi-transparent film, and one of the two is transmitted through the semi-transparent film. In addition, a so-called half-mirror type beam splitter is formed, in which the other side is reflected twice by the semitransparent film.
Ｈ 考案の効果 以上の説明から明らかな如く、本考案に係るビームス
プリッタは、入射する光ビームの分離機能に加えて、入
射する光ビームに対する反射型グレーティングとしての
機能を具えるものとなり、基体に入射して偏光膜もしく
は半透明膜において反射する光ビームを、例えば、一次
回折光を含む３本の光ビームに分割することができる。
従って、本考案に係るビームスプリッタが、例えば、光
ビーム発生源からの光ビームから３本の光ビームを得
て、それらを対物レンズを通じてディスク等の記録媒体
に集束状態をもって入射させ、記録媒体から対物レンズ
を通じて戻る３本の反射光ビームを、光ビーム発生源か
ら記録媒体に向かう光ビームとは分離して光検出部に導
き、光検出部から３本の反射光ビームの夫々の検出出力
を得るものとされる光学ピックアップ装置の構成部品と
して用いられる場合には、従来、各々独立した光学部品
として配されている、光ビーム発生源からの光ビームの
３本のビームに分割するためのグレーティング及び光ビ
ーム発生源からディスクに向かう光ビームとディスクか
らの反射光ビームとを分離するためのビームスプリッタ
を、一体化することができることになり、光学ピックア
ップ装置における光学路構成が、独立した光学部品とし
てのグレーティングが不要とされて、使用される光学部
品の数の低減，組立ての容易化，製造コストの低減化等
が図られるものとされる。H Effect of the Invention As is clear from the above description, the beam splitter according to the present invention has a function as a reflection type grating for the incident light beam in addition to the function of separating the incident light beam, and the The light beam that enters and is reflected by the polarizing film or the semitransparent film can be divided into, for example, three light beams including first-order diffracted light.
Therefore, the beam splitter according to the present invention, for example, obtains three light beams from the light beam from the light beam generation source, makes them enter the recording medium such as a disc through the objective lens in a focused state, and The three reflected light beams returning through the objective lens are separated from the light beam heading toward the recording medium from the light beam generation source and guided to the photodetection section, and the detection outputs of the three reflected light beams are output from the photodetection section. When used as a component of an optical pickup device to be obtained, a grating for splitting a light beam from a light beam generation source into three beams, which are conventionally arranged as independent optical components, respectively. And a beam splitter for separating a light beam from the light beam source toward the disc and a reflected light beam from the disc. As a result, the optical path configuration in the optical pickup device does not require a grating as an independent optical component, and the number of optical components used can be reduced, the assembling can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced. To be taken.
第１図は本考案に係るビームスプリッタの一例の部分斜
視図、第２図及び第３図は第１図に示される例の作用の
説明に供される図、第４図は本考案に係るビームスプリ
ッタの他の例の部分斜視図、第５図及び第６図は第４図
に示される例の作用の説明に供される図、第７図は本考
案に係るビームスプリッタのさらに他の例のを示す概略
側面図、第８図は光学ピックアップ装置の一例を示す概
略構成図である。 図中、21は板状基体、22はストライプ状の凸部、23はス
トライプ状の凹部、24は偏光膜、31及び42は光透過部、
41は基体である。FIG. 1 is a partial perspective view of an example of a beam splitter according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the example shown in FIG. 1, and FIG. 4 is related to the present invention. FIG. 5 is a partial perspective view of another example of the beam splitter, FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the example shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a further example of the beam splitter according to the present invention. FIG. 8 is a schematic side view showing an example, and FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical pickup device. In the figure, 21 is a plate-shaped substrate, 22 is a stripe-shaped convex portion, 23 is a stripe-shaped concave portion, 24 is a polarizing film, 31 and 42 are light transmitting portions,
41 is a base.
Claims (1)
の凹部及び凸部が形成されて、該凹部の底部及び該凸部
の頂部が互いに平行な平面を成すものとされ、上記基体
の面上に、上記ストライプ状の凹部及び凸部を略一様な
厚みを有して覆う多層膜構造をとる偏光膜もしくは半透
明膜が配され、上記偏光膜もしくは半透明膜によって覆
われた上記ストライプ状の凸部の夫々と、該凸部に上記
偏光膜もしくは半透明膜を挾んで隣接する、上記偏光膜
もしくは半透明膜によって覆われた上記ストライプ状の
凹部の内側となる部分とが、屈折率が同等のものあるい
は屈折率の差が少なるものに選定されて成り、上記基体
に入射して上記ストライプ状の凹部及び凸部を覆う偏光
膜もしくは半透明膜において反射される光ビームが、回
折作用を受けて複数の光ビームに分割されることを特徴
とするビームスプリッタ。1. A plurality of stripe-shaped recesses and protrusions are formed on the surface of a light-transmitting substrate, and the bottoms of the recesses and the tops of the protrusions form planes parallel to each other. A polarizing film or a semitransparent film having a multi-layered film structure that covers the stripe-shaped recesses and protrusions with a substantially uniform thickness, and is covered with the polarizing film or the semitransparent film. Each of the stripe-shaped convex portions and a portion which is inside the stripe-shaped concave portion covered with the polarizing film or the semitransparent film, which is adjacent to the convex portion with the polarizing film or the semitransparent film interposed therebetween, , A light beam which is selected to have the same refractive index or a small difference in refractive index, and which is incident on the substrate and reflected by a polarizing film or a semitransparent film that covers the stripe-shaped concave and convex portions. However, due to the diffraction effect, Beam splitter, characterized in that it is split into the light beams.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986185302U JPH085441Y2 (en) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | Beam Splitter |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS6390204U JPS6390204U (en) | 1988-06-11 |
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Family
ID=31133801
Family Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118448A (en) * | 1975-04-10 | 1976-10-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Polarizing prism |
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| JPS6117103A (en) * | 1984-07-04 | 1986-01-25 | Canon Inc | Polarizing beam splitter |
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1986
- 1986-12-01 JP JP1986185302U patent/JPH085441Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS6390204U (en) | 1988-06-11 |
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