JPS61292232A - 光学ヘツド - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、ディスクを用いた情報記録再生装置の光学ヘ
ッドに関するものであシ、特に屈折率が相異なる２個の
プリズムによって構成された、偏光ビームスプリッタ−
を有する光学ヘッドに関するものである。

従来の技術 従来、光学ヘッドは第８図に示すような構成となってい
た。すなわち、半導体レーザー１６から出たレーザービ
ーム１７は、 コリメーターレンズ１８を通過し、偏光ビームスプリッ
タ−１９に到達する。この偏光ビームスプリッタ−１９
は、プリズム２ケからなり立っておシ、屈折率は１．６
２である（ＢＫ−７）。これらのプリズムの間には、Ｔ
ｉＯ２，ＳｉＯ２からなる多層膜２０が１７層形成され
ておシその特性を第９図に示す。縦軸が透過率を示し、
横軸は波長を示す。

Ｐ偏光透過率９８壬以上、Ｓ偏光反射率９８％以上の範
囲は約６０−である。

レーザービーム１７はＰ偏光で、偏光ビームスプリッタ
−１９に入射するので、透過し、ス板２１に到達する。

そして集光レンズ２２を通過して、光デイスク２３上に
集束する。

集束した光は反射し集光レンズ２２、ス板２１を経て、
偏光ビームスグリツタ−１９に到達すムこの時、レーザ
ービームは、Ｓ偏光となっているため、反射分離されビ
ーム２４として直角方向に進む。ビーム２４はミラー２
５によって半分が反射されビーム２６となってトラッキ
ング検出器２７に照射される。ビーム２４の残りの光束
は集光レンズ２８によって絞り込まれ、フォーカス誤差
検出器２９に照射される。

発明が解決しようとする問題点 レーザビームは、偏光ビームスプリッタ−に対して垂直
に入射し、その−２ま直進して出射され、光ディスクに
到達する。反射したレーザービームは、再び偏向ビーム
スプリッタ−に戻るが、今度は直角方向に反射し、各検
出器に至る。従って、偏光ビームスプリッタ−に対して
、半導体レーザ。

光ディスク、検出器間の相対関係が直線・直角方向に決
まってしまい、第１図に示すような光学系を、直角二等
辺三角プリズムを用いて構成できなかった。

また、偏光ビームスプリッタ−を、光学ヘッドとして使
用する際満足しておかなければならない特性は、８３０
−±１ｏ−の範囲で、Ｓ波反射率９８係以上、Ｐ波透過
率９８チ以上であることが、我々の実験でわかった。本
特性を屈折率ｎ＝１．５２の２ケのプリズムと、その間
に形成したＴ　！　０２と５１０２の交互多層膜で実現
するには少なくとも１７層必要であった。

問題点を解決するための手段 偏光ビームスプリッタ−を構成している第一のプリズム
の屈折率をｎ＝１．７３〜１．８２　とし、また第二の
プリズムは、第一のプリズムとは異なった屈折率のプリ
ズムを使用する。

作　　用 偏光ビームスプリッタ−を構成するプリズムの屈折率を
相異なるものとすることにより、レーザービームの光路
を変化させることができる。またその一つのプリズムの
屈折率をｎ＝１．７６〜１．８５にすることにより従来
より少、ない層数で、光学ヘッドの特性を満足すること
ができる。

実施例 第１図に本発明の一実施例における光学ヘッドの概略図
を示す。第１図に示すように半導体レーザー１より発振
したレーザービーム２は、コリメーターレンズ３によシ
平行光となシ、偏光ビームスプリッタ−４に到達する。

レーザービームは偏光ビームスプリッタ−４に対してＰ
偏光となるように半導体レーザー１が設置されているの
で、これを透過しレーザービーム８となる。

偏光ビームスプリッタ−４は、屈折率ｎ１＝１−５２（
ＢＫ７　）の直角二等辺三角プリズム６と、屈折率ｎ２
＝１．８２の直角二等辺三角形プリズム６で構成されて
いる。従って、各境界面で屈折するので、レーザービー
ム８を直角二等辺三角プリズム６のＡ面に対して垂直に
出射させるために、半導体レーザー１から発光したレー
ザービーム２を直角三角プリズム６０Ｂ面にθ中１９．
Ｓ°で入射させている。直角二等辺三角プリズムの屈折
率の組み合わせを適当に変えることにより、入射角はお
よそ。

Ｏｏ〜２００の範囲で変化させることができる。７は、
Ｓ　１０２　、　Ｔ　ｚ　０２からなる誘電体多層膜で
あシ、第４図に示すような偏光分割特性をもっている。

１　　λ 光は、集光レンズ１０、−板９を通り、再び偏光ビーム
スプリッタ−４に到達する。このときレーザービームは
Ｓ偏光となっているので反射し、直角に進路が曲げられ
る。そしてその一部はミラー１２によって反射し、トラ
ッキング検出器１３へ到達する。残りの一部は集光レン
ズ１４を通りフォーカス誤差信号検出器１５へ到達する
。

第３図に第２の実施例を示す。

主な構成は、第１図と同じであるので、ここでは、レー
ザービームの入射角、出射角と、半導体レーザ、検出器
、光ディスク等の位置関係を説明すも第一の実施例では
、レーザービームは、偏光ビームスプリッタ−のＢ面に
角度θをもって入射し、Ａ面に垂直な方向に出射した。

光ディスクより反射してきた光は、偏光ビームスプリッ
タ−４により、直角に曲げられた。従って検出器はこの
光路上に設置する必要がある。

しかし第二の実施例では、半導体レーザー１より発光し
たレーザービーム２は、偏光ビーム亥プリッタ−４のＡ
面に垂直に入射しＢ面よシ角度θをもって出射する。光
ディスク１１からの反射光は、再ヒ偏光ビームスプリッ
タ−４のＢ面に角度θで入射し、０面の角度θ方向に反
射する。

このように、偏光ビームスプリッタ−４を構成するプリ
ズムを適当に選ぶことにより、その入射角度、出射角度
θを変えることができ、その結果として、各部品の配置
関係に融通性をもたせることができるのである。

そしてこれは、装置全体の空スペースの有効利用につな
がり、装置の小型化を可能にするのである。

次にビーム整形について説明する。

第１図の光学ヘッドは、偏光ビームスプリッタ−４に対
し、角度θで入射し、Ａ面に垂直に出射する。そして、
レーザービームのＸ、Ｙ断面を見ると下の第２図のよう
になる。従ってレーザービームは横方向に拡大される。

今プリズム６の屈折率を１．５２．プリズム６の屈折率
を１．８２とすると、ビームは、約１．３８倍拡大され
る。この性質を利用してレーザービームを整形すること
ができる。

次に本発明の光学ヘッドの偏光ビーム スプリッタ−について説明する。

第４図に偏光ビームスプリッタ−の偏光分割特性の一例
を示す。横軸が波長で縦軸が透過率を示す。使用したプ
リズムはｎ１＃　１．７６　、　ｎ２＃　１．５２であ
り、ソノ間ＫＨＬＨＬＨＬＨ（７）構成でＴｉＯ２（Ｈ
；ｎ埃２．３３）と　　　　°、Ｓ　ｉ　０２　（Ｌ　
；　ｎ＝１．４８　）　　とを７層形成したものである
。ｎ、は半導体レーザーに近い方のプリズムの屈折率を
示し、ｎ２は遠い方を示す。

第５図にｎ＝１．５２のプリズム２ケを用いｎ＝１．７
３〜１．８２のものを用いない、偏光ビームスプリッタ
−の特性を示す。これはＴｉＯと３１０２を交互に７層
形成したものであるが、上記第１図のｎ１＝１．７６、
ｎ２＝１．５２　Ｑプリズムを用いた時と比べて特性が
非常に悪い。

第６図に％ｎ　＝１．８２　、ｚ１２＝１．５２　　の
プリズムを使用した結果を示す。

第７図に１１１＝１，７４３　　、　　ｎ２＝１．６２
のプリズムを使用した結果を示す。この様に、偏光ビー
ムスプリッタのプリズムヲｎ１＝１．７３〜１．５２Ｋ
ｆれば、従来より少ない膜数でかつ、波長特性がブロー
ドな結果を得ることができるのである。なお、上記すべ
てＴ　１０２の屈折率２−３３　Ｓ　１０２の屈折率は
１．４８としている。

ＴｌＯ２とＳｉＯ２を選んだ理由としては、Ｔ　１０２
の膜応力は引張りであり、５ｌｏ２の膜応力は圧縮であ
るため、交互多層膜として考えると膜の応力を打ち消す
方向に働くからである。これによシ耐久性がよくなるの
である。

Ｔ　１０２の屈折率は、形成条件によってｎ＝２．２〜
２．７の範囲が得られるが、我々の実験結果ではｎ＝２
．３３程度のものが安定することがわかったため、この
値を採用した。

プリズムの屈折率を１．７３〜１．８２と限定した理由
は、ｎ＝１．７３以下では、７層構造で特性を出すこと
が困難であるからであり、またｎ　＝　１．８２は現状
によくつかわれているプリズムの最高値であるからであ
る。

発明の効果　　　　　　　　　　　　　　　　　　４、
本発明の光学ヘッドは次の様な効果を有する。

（１）偏光ビームスプリッタ−のプリズムの屈折率を適
当に変化させることにより、レーザービームの光路を変
化させることができる。この結果、半導体レーザ、各種
検出器、光ディスクの位置関係に融通性が生まれ、装置
全体の空スペースを有効に利用することによシ、装置を
小型化することができる。

（２）　　レーザービームが偏光ビームスプリッタ−を
通過する前後で、ビームが拡大・縮小されるため、偏光
ビームスプリッタ−でビーム整形を行なうことができる
。

（至））偏光ビームスプリッタ−の膜層数を従来の１７
層から７層構成にすることができ、しかもＰ偏光ビーム
の透過率が９８係以上で、Ｓ偏光ビームの反射率が９８
％以上である範囲は約５０ｎｍと狭かったが、本発明の
構成にすると、２００　ｎｍの広範囲であるため、製造
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ本発明の実施例における光学
ヘッドの原理図、第２図は同光学ヘッド説明のだめのビ
ーム形状を示す図、第４図〜第７図は同光学ヘッドの偏
光ビームスプリッタ−の分光特性図、第８図は従来の光
学ヘッドの原理図、第９図は従来の偏光ビームスプリッ
タ−の分光特性図である。 １・・・・・・半導体レーザー、３・・・・・・コリメ
ータレンズ、４・・・・・・偏光ビームスプリッタ、５
，６・・・・・・プリズム、２，８・・・・・・レーザ
ービーム、７・・・・・・誘電体多層膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 丁ＲＡＮＳｔ１１　ＴＴＡＮＣＥ　　　　　　　　　　
　１１≧す、 填′：； ＋Ｈ＋：＋〉 ≧Ｎ″′ ＴＲＡＮＳＭＴ丁ＴＡＮＣＥ ＴＦ、ＡＮＳ／′ＩＩＴＴＡＮＣＥ　　　　　　　囚Ｔ
尺ＡＮＳＭＩＴＴＡＮＣε　　　　　　　　因８ミ葛 第　８　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）屈折率が相異なる２個のプリズムの間に誘電体多
   層膜を形成して構成した偏光ビームスプリッターを有す
   る光学ヘッド。
2. （２）偏光ビームスプリッターを構成する一つのプリズ
   ムの屈折率が１．７３〜１．８２であり、誘電体多層膜
   がＴｉＯ＿２とＳｉＯ＿２の交互多層膜である特許請求
   の範囲第１項記載の光学ヘッド。