DE19750388A1

DE19750388A1 - Prismen und optischer Aufnehmer mit solchen Prismen

Info

Publication number: DE19750388A1
Application number: DE19750388A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Tsuji; Norimoto Nochi; Toshio Fukazawa; Shinji Uchida; Shogo Nasu; Tsuguhiro Korenaga
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: GB2319353A; GB2319353B; CN1186301A; US6005835A; GB9723882D0; DE19750388B4; KR19980042395A; KR100375310B1; JP3601219B2; CN1125446C; JPH10143901A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Prismen und optischen Aufnehmer, wie Prismen zur Integration von diffusem Licht.

Gegenwärtig stehen magnetooptische Platten, einmal zu beschreibende, optische Plat ten und Kompaktplatten (CDs) im Handel als optische Platten zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen durch Bestrahlung mit Laserbündeln im Handel zur Verfügung. Es besteht jedoch ein zunehmendes Interesse an digitalen Videoplatten als Aufzeichnungsmedium der nächsten Generation.

Ein optischer Aufnehmer ist eine Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf und von optischen Platten. Die Zunahme der Bedeutung ist nun auf die Entwicklung der Technologie zur Miniaturisierung optischer Aufnehmer in Reaktion auf die zunehmende Tendenz in Richtung einer Integration gerichtet.

Ein Beispiel eines optischen Aufnehmers ist die japanische Patentanmeldung H7-136462, die einen kleinen, optischen Aufnehmer für magnetooptische Platten offenbart, der in den Fig. 11A und 11B gezeigt ist. Fig. 11A ist ein vereinfachter Querschnitt eines optischen Systems des obigen Standes der Technik. Fig. 11B ist eine Draufsicht auf ein Lichtempfangselement, ein lichtaussendendes Element und eine Analysiereinrichtung. In den Fig. 11A und 11B ist ein Substrat 82 innerhalb eines optischen Moduls 81 vorge sehen. Eine Laserdiode 83 als lichtaussendendes Element und Photoerfassungseinrich tungen 84, 85 und 86 als das Lichtempfangselement sind auf dem Substrat 82 ange ordnet. Die Laserdiode 83 hat eine Struktur, die z. B. ermöglicht, einen konkaven Ab schnitt, der eine Ebene unter einem Winkel von 45° aufweist (nicht dargestellt), an ei nem Teil des Substrats 82 anzuordnen, und einen lichtaussendenden Chip (nicht dar gestellt) innerhalb dieses konkaven Abschnitts anzuordnen, um Licht, das von dem lichtaussendenden Chip auf die Ebene unter einem Winkel von 45° gestrahlt worden ist, zu reflektieren, so daß das Bündel aufwärts gelenkt wird. Jede der Photoerfassungsein richtung 84 und 85 besteht aus sechs Teilen: 84a bis 84f bzw. 85a bis 85f. Die Photo analysiereinrichtung 86 besteht aus zwei Bauteilen: 86a und 86b, die ungefähr 45° zu der Anordnungsrichtung der Photoerfassungseinrichtungen 84 und 85 geneigt ist.

Das transparente Substrat 87 ist aus Glas oder Kunstharz hergestellt und hat ein Holo grammbeugungsgitter 88 auf der Seite, die zu der Laserdiode 83 weist. Das Holo grammbeugungsgitter 88 hat eine Linsenwirkung und gibt eine unterschiedliche Brenn weite zu dem ± primären Beugungslicht, das zwischen ungefähr 5° und 20° gebeugt worden ist. Das transparente Substrat 87 ist über dem optischen Modul 81 vorgesehen und dichtet das Innere des optischen Moduls 81 ab. Ein Kristallpolarisator 89 hat einen trapezförmigen Querschnitt, der gebildet wird, indem ein Dreiecksprisma, das einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, und ein ungefähr paralleles Prisma verbunden wer den, das einen Querschnitt von ungefähr 45° aufweist. Ein Polaristationsstrahlteilerfilm, der aus mehreren Schichten einer Reihe dünner, dielektrischer Filme, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, besteht, ist auf einem verbundenen Abschnitt 89a des Kristallpolarisators 89 bspw. derart aufgebracht, daß der Lichtdurchlaßgrad des p-polarisierten Lichts unge fähr 70% ist, das Reflexionsvermögen des p-polarisierten Lichts ungefähr 30% ist und das Reflexionsvermögen des s-polarisierten Lichts ungefähr 100% ist, wenn p-polari siertes Licht von der Laserdiode 83 ausgesandt wird.

Tabelle 1

Der Kristallpolaristator 89 ist auf dem transparenten Substrat 87 integriert, und eine ab gewinkelte Ebene 89b ist in Richtung zu dem Inneren des optischen Moduls 81 geneigt. Ein Reflexionsfilm, der aus mehreren Schichten eines Bereiches dünner, dielektrischer Filme besteht, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist auf die Oberfläche der abgewinkelten Ebe ne 89b aufgebracht.

Tabelle 2

Ein Prismenanalysator 90 hat einen trapezförmigen Querschnitt, der durch Verbindung eines Prismas, das einen dreieckigen Querschnitt aufweist, mit einem Prismen, das ei nen parallelogrammförmigen Querschnitt aufweist, gebildet ist. Der Prismenanalysator 90 hat eine Polarisationsteilungsebene 90a an der Verbindungsebene der obigen zwei Prismen, die so eingestellt ist, daß ungefähr 100% des p-polarisierten Lichts durchge lassen und ungefähr 100% des s-polarisierten Lichts reflektiert werden. Der Prismena nalysator 90 ist auf dem Substrat 32 über der Photoerfassungseinrichtung 86 angeord net. Die Polarisationsteilungsebene 90a befindet sich über dem Bauteil 86a der Photoer fassungseinrichtung 86, und eine abgewinkelte Ebene 90b befindet sich über dem Bauteil 86d der Photoerfassungseinrichtung 86. Eine Objektlinse 91 ist über dem Kri stallpolarisator 89 angeordnet, das Licht zu fokussieren.

In dem derart ausgebildeten, magnetooptischen Aufnehmer wird p-polarisiertes Licht, das von der Laserdiode 83 ausgesandt wird, durch das transparente Substrat 87 hin durchgelassen, auf dem das Hologrammbeugungsgitter 88 gebildet ist, und tritt in die Polarisationsteilungsebene 89a des Kristallpolarisators 89 ein. Da die Polarisationstei lungsebene 89a eingestellt ist, ungefähr 70% p-polarisiertes Licht hindurchzulassen, ungefähr 30% p-polarisiertes Licht zu reflektieren und ungefähr 100% s-polarisiertes Licht zu reflektieren, werden ungefähr 70% des eintretenden Lichts übertragen und durch die Objektlinse 91 auf das magnetooptische Aufzeichnungsmedium 82 fokussiert. Die Polarisationsebene des Lichts wird ungefähr 0,5° auf dem magnetooptischen Auf zeichnungsmedium 92 in Abhängigkeit von der Art der aufgezeichneten, magnetischen Signale gedreht, um das Licht, das eine kleine Menge der s-polarisierten Lichtkompo nente als die magnetooptische Signalkomponente einschließt, zu reflektieren, woraufhin das reflektierte Licht durch die Objektlinse 91 erneut und zurück zu der Polarisationstei lungsebene 89a des Kristallpolarisators 89 übertragen wird.

Die Polarisationsteilungsebene 89a ist eingestellt, ungefähr 70% des p-polarisierten Lichts hindurchzulassen, ungefähr 30% des p-polarisierten Lichts zu reflektieren und ungefähr 100% des s-polarisierten Lichts zu reflektieren. Somit werden ungefähr 70% der p-polarisierten Komponente übertragen und ungefähr 30% der p-polarisierten Kom ponente und 100% der s-polarisierten Komponente reflektiert, die die magnetooptische Signalkomponente ist. Hier werden die an der Polarisationsteilungsebene 89a reflektier ten Komponenten auf die abgewinkelte Ebene 89b reflektiert, gehen durch das transpa rente Substrat 87 in den optischen Modul 81 hindurch und treten in die Polaristationstei lungsebene 90a des Prismenanalysators 90 ein. Da die Polarisationsteilungsebene 90a eingestellt wird, ungefähr 100% des p-polarisierten Lichts zu übertragen und ungefähr 100% des s-polarisierten Lichts zu reflektieren, geht die p-polarisierte Lichtkomponente durch die Polarisationsteilungsebene 90a hindurch und tritt in den Teil 86a der vorderen Erfassungseinrichtung 86 ein; die s-polarisierte Komponente wird an der Polarisation steilungsebene 90a reflektiert, an der abgewinkelten Ebene 90b reflektiert und tritt dann in das Teil 86b der Photoerfassungseinrichtung 86 ein.

Bei dem wie oben ausgebildeten, magnetooptischen Aufnehmer ist der Kristallpolarisa tor 89 mit unterschiedlichem Brechungsvermögen und Lichtdurchlaßgrad für p-polari siertes Licht und s-polarisiertes Licht in dem optischen Modul 81 integriert. Die Laserdi ode 83 und die Photoerfassungseinrichtungen 84 bis 86 sind innerhalb des optischen Moduls 81 vorgesehen, und der Prismenanalysator 90 ist in das Substrat 82 integriert. Diese Ausgestaltung schafft einen kleineren, preiswerteren und integrierten, optischen Aufnehmer für magnetooptische Platten.

Die japanische Patentanmeldung H7-188898 offenbart einen kleinen optischen Auf nehmer für Bildplatten, wie er in den Fig. 12A und 12B gezeigt ist. Fig. 12A zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines optischen Systems nach dem Stand der Technik, und Fig. 12B zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf ein Lichtempfangselement.

In den Fig. 12A und 12B ist ein Substrat 104 innerhalb eines optischen Moduls 103. Ei ne Laserdiode 105 und Photoerfassungseinrichtungen 106, 107 und 108 sind auf dem Substrat 104 angeordnet. Die Laserdiode 105 ist z. B. mit einem konkaven Abschnitt (nicht dargestellt), der eine Ebene unter einem Winkel von 45° aufweist auf einem Teil des Substrats 104 versehen. Ein lichtaussendender Chip (nicht dargestellt) ist innerhalb angebracht, und von dem lichtaussendenden Chip ausgesandtes Licht wird an der ab gewinkelten 45° Ebene reflektiert und aufwärts gestrahlt. Die Laserdiode sendet gerad linig p-polarisiertes Licht aus. Die Photoerfassungseinrichtung 106 und 108 bestehen aus vier Bereichen: 106a, 106b, 106c und 106d bzw. 108a, 108b, 108c und 108d. Die Richtung der Linie, die die Bereiche 106b und 106d und die Bereiche 108b und 108d teilt, ist ungefähr parallel zu der Richtung der Informationsspuren eines Informationsauf zeichnungsmediums 124. Das transparente Substrat 109 ist aus Glas oder Kunstharz hergestellt und weist ein Hologrammbeugungsgitter 21 auf der Seite auf, die zu den Photoerfassungseinrichtungen 106, 107 und 108 weist. Ein Hologrammbeugungsgitter 120 hat eine Linsenwirkung, die ± primäres Beugungslicht gibt, das zwischen ungefähr 5° und 20° gebeugt wird, damit es nahe bei bzw. entfernt von dem transparenten Sub strat 109 fokussiert wird, wobei es in der Ebene der Photoerfassungseinrichtungen 106, 107 und 108 zentriert wird. Das transparente Substrat 109 ist angeordnet, damit das In nere des optischen Moduls 103 abgedichtet ist.

Ein Polarisationsstrahlteiler 121 ist durch Verbindung eines Prismas, das ungefähr einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, mit einem ungefähr parallelen Prisma gebildet, das einen Querschnitt von ungefähr 45° aufweist. Ein optischer Film 121a, der p-polarisier tes Licht hindurchläßt und s-polarisiertes Licht reflektiert, ist auf die Verbindungsebene der zwei Prismen aufgebracht. Der optische Film 121a besteht aus mehreren Schichten mehrerer, dielektrischer Filme, wie es in Tabelle 3 gezeigt ist.

Tabelle 3

Der Polarisationsstrahlteiler 121 ist auf dem transparenten Substrat 109 angeordnet und mit ihm integriert. Eine Ebene 121b unter einem Winkel ist in Richtung zu dem Inneren des optischen Moduls 103 geneigt. Eine Viertelwellenlängenplatte 122 ist auf der Ober fläche des Polarisationsstrahlteilers 121 auf integrierte Weise angeordnet, wo sie linear polarisiertes Licht in kreisförmig polarisiertes Licht umwandelt.

Bei dem wie oben ausgestalteten, optischen Aufnehmer geht p-polarisiertes Licht, das von der Laserdiode 105 ausgesandt wird, durch das transparente Substrat 109 hin durch, tritt in den Polarisationsstrahlteiler 121 ein, geht durch den optischen Film 121a hindurch und tritt in die Viertelwellenlängenplatte 122 ein. Das p-polarisierte Licht wird in kreispolarisiertes Licht in der Vierteilwellenlängenplatte 122 umgewandelt, und das kreispolarisierte Licht wird auf das Informationsaufzeichnungsmedium 124 durch eine Objektlinse 123 fokussiert. Das kreispolarisierte Licht, das beim Erhalten des Informati onssignals auf dem Informationsaufzeichnungsmedium 124 reflektiert wird, geht durch die Objektlinse 123 erneut hindurch und tritt in die Viertelwellenplatte 122 ein. Hier wird das kreispolarisierte Licht erneut in linear polarisiertes Licht umgewandelt, das das p-polarisierte Licht, das von der Laserdiode 105 ausgesandt wird, d. h., s-polarisiertes Licht, in der Viertelwellenlängenplatte 122 orthogonal kreuzt. Das s-polarisierte Licht tritt dann in den Polarisationsstrahlteiler 121 ein, wird an dem optischen Film 121a und an der abgewinkelten Ebene 121b reflektiert und tritt in das Hologrammbeugungsgitter 120 des transparenten Substrats 109 ein.

Hier wird das Licht unter einem Beugungswinkel von ungefähr 5° bis 20° gebeugt. Das + primäre Beugungslicht tritt bspw. in die Photoerfassungseinrichtung 106 ein, das Licht nullter Beugung tritt in die Photoerfassungseinrichtung 107 ein und das - primäre Beu gungslicht tritt in die Photoerfassungseinrichtung 108 ein.

Bei der Ausgestaltung des optischen Aufnehmers für Bildplatten, wie er oben erläutert worden ist, sind der optische Modul 103 und der Polarisationsstrahlteiler 121 integriert, und der Polarisationsstrahlteiler 121 und die Viertelwellenlängenplatte 122 sind eben falls integriert, wodurch sie wesentlich kleinere, optische Aufnehmer bieten. Des weite ren ist die Anzahl der Teile verringert worden, indem die Laserdiode 105 und die Photo erfassungseinrichtung 106, 107 und 108 in dem optischen Modul 103 integriert worden sind; und die Herstellungskosten sind aufgrund des Fehlens der Notwendigkeit einer äußersten Genauigkeit bei der Positionierung der Photodetektoren 106, 107 und 108 verringert worden.

Die Integration der Teile des optischen Aufnehmers wird erreicht, indem ein Halbleiterla ser verwendet wird, der im wesentlichen gestreutes Licht, das sich über einen gewissen Bereich ausbreitet, als Lichtquelle erzeugt. Deshalb werden die optischen Eigenschaften der Bauteile von optischen Aufnehmern stark durch den Einfallswinkel beeinflußt.

Bei dem optischen Aufnehmer für magnetooptische Platten, der in den Fig. 11A und 11B gezeigt ist, kann eine Phasendifferenz zwischen dem p-polarisierten Licht und dem s-polarisierten Licht in Reaktion auf breite Einfallswinkel auftreten, weil der Polarisati onsstrahlteiler 14 und der Reflexionsfilm, die jeweils auf der Seite 89a eines Glasmate rials angeordnet sind, einen ungefähren Parallelogrammquerschnitt aufweisen, und die Ebene 89b, die ungefähr parallel zu der Ebene 89a ist, nur aus dielektrischen Filmen besteht.

Fig. 13 zeigt die Phasendifferenz zwischen p-polarisiertem Licht und s-polarisiertem Licht (nachfolgend als p-s Phasendifferenz bezeichnet) von Licht, das an dem Polarisa tionsstrahlteilerfilm reflektiert worden ist, die p-s Phasendifferenz des an dem Refle xionsfilm reflektierten Lichts und die gesamte p-s Phasendifferenz des Polarisations strahlteilerfilms und des Reflexionsfilms. Dies erklärt die Abhängigkeit der p-s Phasendif ferenz von dem Einfallswinkel, wenn das an der Platte reflektierte Licht, in eine Photoer fassungseinrichtung eintritt. Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, ist die p-s Phasendifferenz des Polarisationsstrahlteilers -50° bis +40°, wenn der Lichteinfallswinkel + 10° in bezug auf das Prisma ist, deshalb 45°±6° in bezug auf den optischen Film. Die p-s Phasendiffe renz des Reflexionsfilms überschreitet -50° bis +50° und die p-s Phasendifferenz des Lichts, das in die Photoerfassungseinrichtung eintritt (als die gesamte p-s Phasendiffe renz in Fig. 13 gezeigt) überschreitet auch -50° bis +50°.

Um zufriedenstellend die auf einer magnetooptischen Platte aufgezeichneten Informa tionen wiederzugeben, soll von der p-s Phasendifferenz, wenn das Licht in die Photoer fassungseinrichtung eintritt, verlangt werden, daß sie innerhalb von -20° bis +20° ist. Mit dem Polarisationsstrahlteilerfilm und dem Reflexionsfilm nach dem Stand der Technik kann es schwierig sein, einen optischen Aufnehmer auszulegen, der den oben bevor zugten Bereich an gestreutem Licht erreicht.

Bei dem optischen Aufnehmer für Bildplatten hängt, wie es in Fig. 12A und 12B gezeigt ist, der Lichtdurchlaßgrad des p-polarisierten Lichts in dem Polarisationsstrahlteilerfilm stark von dem Einfallswinkel ab, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, wenn das Licht unter einem weiten Einfallswinkel eintritt (der Einfallswinkel zu dem optischen Film ist 45°±7°, wenn der Einfallswinkel bei dem Prisma 1°±0° ist). Dies kann eine nichtzufriedenstellende Wiedergabe aufgrund des verringerten Lichts bewirken, das in den Lichtempfangsbe reich eintritt.

Des weiteren kann es, da das Hologrammbeugungsgitter 120 auf dem transparenten Substrat 109 angeordnet ist, das das Innere des optischen Moduls abdichtet, notwendig sein, den Beugungswinkel Θ des gebeugten Lichts zu erweitern, d. h., die Gitterkonstante des Beugungsgitters zu verkleinern, wenn der Abstand zwischen dem Hologrammbeu gungsgitter 120 und den Photoerfassungseinrichtungen 106, 107 und 108 kurz ist. Dies kann Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Beugungsgitter hervorrufen, einen zu friedenstellenden optischen Aufnehmer zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen optischen Aufnehmer zu schaffen, bei dem die Nachteile des Standes der Technik ganz oder im wesentlichen überwunden sind, sowie ein Prisma für einen solchen optischen Aufnehmer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Prisma durch die unabhängigen Ansprüche 1, 7, bzw. 14 gelöst, und im Hinblick auf den optischen Aufnehmer durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 5, 11, 12, 18 sowie 22 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In vorteilhafter Weise schafft die vorliegende Erfindung einen optischen Aufnehmer für Bildplatten, der ermöglicht, den Lichtwirkungsgrad während der Wiedergabe zu verbes sern und die Gitterkonstante eines Beugungsgitters größer auszulegen. Ferner wird ein magnetooptischer Aufnehmer geschaffen, bei dem vorteilhaft die p-s Phasendifferenz verringert ist.

Ein Prisma der vorliegenden Erfindung und ein optischer Aufnehmer für magnetoopti sche Platten, der das Prisma der vorliegenden Erfindung verwendet, umfaßt ein unge fähr paralleles Prisma, das einen Polarisationsstrahlteiler aufweist, der auf einer unter einem Winkel befindenden Ebene eines Glasmaterials angeordnet ist, das einen unge fähren Parallelogrammquerschnitt aufweist, und einen Reflexionsfilm auf einer unter ei nem Winkel befindenden Ebene, die ungefähr parallel zu einer unter einem Winkel be findenden Ebene ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler in demselben Glasmaterial an geordnet ist. Der Polarisationsstrahlteiler besteht aus einem mehrschichtigen Film aus einem Verbundfilm, der aus einer Mischung aus einem Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme. Der Refle xionsfilm besteht aus einem Mehrschichtfilm aus einem Verbundfilm, der aus einer Mi schung von Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) als stark brechender Film hergestellt ist, und mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme als ein relativ schwachbrechen der Film.

Bei dem ungefähr parallelen Prisma des magnetooptischen Aufnehmers der vorliegen den Erfindung sind der erwünschte Brechungsindex n und Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in dem Polarisationsstrahlteiler n≧2,8 und k≦0,3.

Bei dem ungefähr parallelen Prisma des optischen Aufnehmers der vorliegenden Erfin dung sind der erwünschte Brechungsindex n und Absorptionskoeffizient k des Ver bundfilms in dem Reflexionsfilm n≧2,8 und k≦0,3.

Um die vorgenannte Wirkung bei einem optischen Aufnehmer für Bildplatten zu errei chen, umfassen das Prisma und der optische Aufnehmer der vorliegenden Erfindung ein paralleles Prisma, das einen Polarisationsstrahlteiler aufweist, der auf einer unter ei nem Winkel befindenden Ebene aus einem Glasmaterial angeordnet ist, das ungefähr einen Parallelogrammquerschnitt aufweist, ein Hologrammbeugungsgitter, das auf einer sich unter einem Winkel befindenden Ebene angeordnet ist, die ungefähr parallel zu ei ner sich unter einem Winkel befindenden Ebene ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, und einen Reflexionsfilm auf dem Hologrammbeugungsgitter. Der Pola risationsstrahlteiler besteht aus einem Mehrschichtfilm aus einem Verbundfilm, der aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist und mehreren Schichten mehrerer, dielektrischer Filme. Der Reflexionsfilm besteht aus einem einzelnen Metallfilm oder ei nem mehrschichtigen Film eines Metallfilms und eines dielektrischen Films.

Bei dem ungefähr parallelen Prisma des magnetooptischen Aufnehmers der vorliegen den Erfindung sind ein erwünschter Brechungsindex n und ein Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in dem Polarisationsstrahlteiler n≧2,8 und k≦0,3
Der Reflexionsfilm wird vorzugsweise aus einem Ag Film hergestellt. Bevorzugter wird ein Reflexionsfilm in einem Muster durch Präzisionsverarbeitung gebildet.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Prismas gemäß einer ersten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 2 die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz eines Polarisationsstrahlteiler films von dem Einfallswinkel gemäß der ersten, beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz eines Reflexionsfilms von dem Einfallswinkel, gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform der vor liegenden Erfindung, zeigt.

Fig. 4 die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz von dem Licht, das durch den Polarisationsstrahlteilerfilm und den Reflexionsfilm hindurchgeht, gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zeigt.

Fig. 5 eine Schnittansicht eines optischen Aufnehmers gemäß einer zweiten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Prismas gemäß einer dritten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 7 die Abhängigkeit des Lichtdurchlaßgrades des Prismas von dem Einfalls winkel gemäß der dritten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt.

Fig. 8 eine Schnittansicht eines optischen Aufnehmers gemäß der vierten, bei spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 9 eine Schnittansicht eines Prismas eines optischen Aufnehmers gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 10 eine Schnittansicht eines optischen Aufnehmers gemäß der sechsten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 11A eine vereinfachte Schnittansicht eines optischen Systems des Standes der Technik ist.

Fig. 11B eine Draufsicht auf Fig. 11A ist und ein Lichtempfangselement, ein licht aussendendes Element und eine Photoerfassungseinrichtung des Stan des der Technik darstellt.

Fig. 12A eine vereinfachte Schnittansicht eines optischen Systems nach dem Stand der Technik ist.

Fig. 12B eine Draufsicht auf Fig. 12A ist und ein Lichtempfangselement, ein licht aussendendes Element und eine Photoerfassungseinrichtung nach dem Stand der Technik darstellt.

Fig. 13 die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz eines Prismas, nach dem Stand der Technik, von dem Einfallswinkel zeigt.

Fig. 14 die Abhängigkeit des Lichtdurchlaßgrades eines Polarisationsstrahlteiler films, nach dem Stand der Technik, von dem Einfallswinkel zeigt.

Die vorliegende Erfindung verwendet ein paralleles Prisma, das einen Polarisations strahlteiler auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene aus einem Glasmaterial, das einen ungefähren Parallelogrammquerschnitt aufweist, und einen Reflexionsfilm, der auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene ungefähr parallel zu der Ebene unter einem Winkel angeordnet ist, auf der der Polarisationsstrahlteilerfilm angeordnet ist. Der Polarisationsstrahlteilerfilm besteht aus einem Mehrschichtfilm aus einem Ver bundfilm, der aus einer Mischung von Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme. Der Reflexionsfilm besteht aus einem Mehrschichtfilm, aus einem Verbundfilm, der aus einer Mischung von Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) als ein starkbrechender Film hergestellt ist und mehreren Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen als ein relativ schwachbrechender Film. Änderungen der optischen Eigenschaften können verhindert werden, obgleich sich der Lichteinfallswinkel ändert, indem ein Verbundfilm aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) in dem Polarisationsstrahlteilerfilm und dem Reflexionsfilm ver wendet wird. Mit anderen Worten weist der Verbundfilm der vorliegenden Erfindung ei nen hohen Brechungsindex n und einen niedrigen Absorptionskoeffizienten auf, um die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel zu verringern.

Der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in dem Polari sationsstrahlteiler des optischen Aufnehmers der vorliegenden Erfindung sind n≧2,8 und k≦0,3. Der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in dem Reflexionsfilm sind auch n≧2,8 und k≦0,3. Die obigen Begrenzungen des Bre chungsindex und des Absorptionskoeffizienten stellen sicher, daß die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel verringert und der Wirkungsgrad verbessert wird.

Die vorliegende Erfindung verwendet nach Anspruch 3 ein paralleles Prisma, das einen Polarisationsstrahlteiler, der auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene eines Glasmaterials angeordnet ist, das einen ungefähren Parallelogrammquerschnitt auf weist, ein Hologrammbeugungsgitter, das auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene aus demselben Glasmaterial angeordnet ist, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, und einen Reflexionsfilm umfaßt, der auf dem Hologrammbeugungsgitter angeord net ist. Der Polarisationsstrahlteiler besteht aus einem Mehrschichtfilm aus einem Ver bundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme. Der Reflexionsfilm besteht aus ei nem einzelnen Metallfilm oder einem Mehrschichtfilm aus Metallfilm und dielektrischem Film.

Änderungen der optischen Eigenschaften können verhindert werden, obgleich sich der Lichteinfallswinkel ändert, indem der Verbundfilm aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) in dem Polarisationsstrahlteilerfilm verwendet wird. Mit anderen Worten weist der Verbundfilm der vorliegenden Erfindung einen hohen Brechungsindex n und einen niedrigen Absorptionskoeffizienten auf, um die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel zu verringern. Da das Hologrammgitter auf dem parallelen Prisma ange ordnet ist, kann der optische Abstand zwischen dem Hologrammgitter und der Photoer fassungseinrichtung länger gemacht werden, wodurch die Verringerung des Beu gungswinkels θ des Hologrammbeugungsgitters ermöglicht wird. Dies erlaubt eine grö ßere Gitterkonstante des Hologrammusters, um die Erzeugung des Hologrammgitters in der Produktion zu erleichtern.

Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung ist ein optischer Aufnehmer, bei dem der Me tallfilm in dem Polarisationsstrahlteiler einen Brechungsindex n mit n≧2,8 und einen Absorptionskoeffizienten k mit k≦0,3 aufweist. Die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel und der Wirkungsgrad können verbessert werden, indem der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k auf die obigen Bereich begrenzt werden.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Metallfilm in dem Re flexionsfilm aus Ag hergestellt ist. Die Verwendung von Ag für den Metallfilm des Refle xionsfilms verringert die Abhängigkeit des Reflexionsvermögens von dem Einfallswinkel und verbessert das Reflexionsvermögen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein opti scher Aufnehmer einen Reflexionsfilm in einem Muster wenigstens auf dem Holo grammbeugungsgitter, indem der Reflexionsfilm nur auf dem Hologrammbeugungsgitter vorgesehen wird. Das Ablösen des Reflexionsfilms kann somit unterdrückt werden und ein zufriedenstellender, optischer Aufnehmer kann hergestellt werden, obgleich der Re flexionsfilm und das Glasmaterial eine schlechte Haftung zeigen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein paralleles Prisma verwendet, das eine Polarisationsstrahlteiler, der auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene eines parallelogrammartigen Glasmaterials angeordnet ist, das ei nen Querschnitt von ungefähr 45° aufweist, und ein Hologrammbeugungsgitter in dem gleichen Glasmaterial umfaßt, das auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene angeordnet ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist. Der Polarisationsstrahlteilerfilm besteht aus einer Vielfachschicht aus einem Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme. Der Brechungsindex n des Glasmaterials ist n≧16. Ein kleiner, optischer Auf nehmer mit höherem Wirkungsgrad und geringerer Abhängigkeit von dem Einfallswinkel kann erreicht werden, ohne einen Reflexionsfilm zur Einstellung des Reflexionsvermö gens des Hologrammbeugungsgitters zu verwenden.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt umfaßt die vorliegende Erfindung einen opti schen Aufnehmer, bei dem der Brechungsindex n, der Absorptionskoeffizient k und die Gesamtdicke d des Metallfilms in dem Polarisationsstrahlteiler auf n≧3,0 und k≦0,3 eingestellt ist. Die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel und der Wirkungsgrad können verbessert werden, indem der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k auf die obigen Bereiche beschränkt werden.

Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug nahme auf die Fig. 1 bis 10 als nächstes erläutert.

Erste, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Prismas, das in einem optischen Aufnehmer für magnetooptische Platten bei einer, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Fig. 2 bis 4 zeigen die Abhängigkeit des Einfallswinkels der p-s Phasendifferenz des Prismas.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Prisma 1 ein parallelogrammförmiges Glasmate rial 2 mit einem Querschnitt von ungefähr 45°. Der Brechungsindex n des Glasmaterials 2 ist 1,635. Ein Polarisationsstrahlteiler, der aus einem Verbundfilm besteht, der aus ei ner Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x=0,2) hergestellt ist, und aus mehreren Schichten mehrerer dielektrischer Filme, wie Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ und TiO₂ Filme, die in Tabelle 4 und Tabelle 5 gezeigt sind, ist auf der unter einem Winkel angeordneten Ebe ne 3 des Glasmaterials 2 angeordnet.

Tabelle 4

Tabelle 5

Der Polarisationsstrahlteilerfilm 4, der in den Tabellen 4 und 5 gezeigt ist, besteht aus einem Film mit 10 Schichten.

Ein Reflexionsfilm 6, der einen Mehrschichtfilm aus einem Verbundfilm, der aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x=0,2) als Film mit starkem Brechungsindex hergestellt ist, und mehre re Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen umfaßt, die einen relativ geringen Brechungsindex haben, wie Al₂O₃ und TiO₂ Filme, ist auf einer unter einem Winkel an geordneten Ebene 5 angeordnet, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel ange ordneten Ebene 3 in demselben Glasmaterial 2 ist.

Tabelle 6

Tabelle 7

Der in den Tabellen 6 und 7 gezeigte Reflexionsfilm 6 ist ein Film mit 23 Schichten.

Dreieckige Prismen 7 und 8 sind auf beiden Seiten des Glasmaterials 2 angeordnet und sie sind entsprechend mit dem Polarisationsstrahlteilerfilm 4 und der Reflexionsfilm 6 verbunden.

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz des Reflexionslichts von dem Einfallswinkel bei dem Polarisationsstrahlteiler 4, der einen Mehrschichtfilm umfaßt, und Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz des Reflexionslichts von dem Einfallswinkel nur bei dem Reflexionsfilm. Fig. 4 zeigt die gesamte p-s Phasendifferenz des Reflexionslichts bei dem Polarisationsstrahlteilerfilm und dem Reflexionsfilm, mit anderen Worten, die Abhängigkeit von dem Einfallswinkel des an der Platte reflektierten Lichts, das in die Photoerfassungseinrichtung eintritt. In Fig. 2 ist der Lichteinfallswinkel auf der Abszisse abgetragen, und dies ist der Winkel, der zwischen einer normalen Ebene 3 des Polarisationsstrahlteilerfilms 4 und dem eintretenden Licht erzeugt wird. In Fig. 3 ist der Winkel, der zwischen einer normalen Ebene 5 des Reflexionsfilms und dem eintretenden Licht erzeugt wird, auf der Abszisse abgetragen.

Es ist aus den Fig. 2, 3 und 4 offensichtlich, daß die p-s Phasendifferenz bei dem Pola risationsstrahlteilerfilm 4 von -10° bis +10° (Stand der Technik: -50° bis +40°) ist, wenn der Lichteinfallswinkel gegenüber dem Prisma +10 ist, d. h. 45°±6° gegenüber dem op tischen Film verglichen mit dem Polarisationsstrahlteilerfilm und dem Reflexionsfilm nach dem Stand der Technik, die nur mehrere dielektrische Schichten umfassen, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Die p-s Phasendifferenz des Reflexionsfilms ist -20 bis +10° (Stand der Technik: -50 bis +40°), und die p-s Phasendifferenz des in die Photoerfassungsein richtung eintretenden Lichts ist -15° bis +20° (Stand der Technik: -50° bis +50°). Die p-s Phasendifferenz kann entsprechend verringert werden.

Für den Verbundfilm in dem Polarisationsstrahlteilerfilm und in dem Reflexionsfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x besteht, wird "x=0,2" als Beispiel verwendet. Die gleichen Eigenschaften können erzielt werden, solange x gleich 0<x<0,5 ist.

Obgleich es nicht darstellt ist, liegt es auf der Hand, daß die Abhängigkeit des Licht durchlaßgrades und des Reflexionsvermögens von dem Einfallswinkel kleiner ist, weil der Brechungsindex n groß ist, und dieser hohe Lichtdurchlaßgrad kann erreicht wer den, weil der Absorptionskoeffizient k klein ist.

Erwünschte Phaseneigenschaften können somit erzielt werden, weil ein Mehrschichtfilm aus einem dielektrischen Film und Metallfilm grundsätzlich die gegenseitigen Eigen schaften ergänzen. Insbesondere hat der dielektrische Film keinen Absorptionsverlust in dem Film und sein Lichtdurchlaßgrad und sein Reflexionsvermögen können frei einge stellt werden, indem die Zusammensetzung der mehreren Materialien geändert wird, wobei sich aber seine optischen Eigenschaften, wie die Phasendifferenz, stark in Ab hängigkeit von dem Lichteinfallswinkel unterscheiden. Andererseits weisen die opti schen Eigenschaften des Metallfilms keine Relativänderung, selbst wenn sich der Licht einfallswinkel ändert, wegen seines großen Brechungsindex auf, wobei es aber schwie rig ist, einen hohe Lichtdurchlaßgrad mit dem Metallfilm aufgrund seines großen Ab sorptionskoeffizienten zu erzielen. Demgemäß können die Lichtdurchlaßgraden und das Reflexionsvermögen frei eingestellt werden, und die Abhängigkeit von dem Lichtein fallswinkel kann kleiner gemacht werden, indem alternativ die dielektrischen und die Metallfilme mit komplementären, gegenseitigen Eigenschaften abwechselnd aufge schichtet werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und einem Oxid SiO_2-x besteht, statt eines einfachen Metallfilms verwendet. Dies ergibt einen großen Brechungsindex n und einen geringen Absorpti onskoeffizienten k um einen äußerst wirkungsvollen Polarisationsstrahlteilerfilm und ei nen Reflexionsfilm zu ermöglichen.

Der Brechungsindex und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in dem Polari sationsstrahlteilerfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und seinem Oxid SiO_2-x in dem Polarisationsstrahlteilerfilm besteht, beeinflußt die Abhängigkeit der p-s Phasendif ferenz des reflektierten Lichts von dem Einfallswinkel, wie es in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Wie es oben erwähnt wurde, werden ein größerer Brechungsindex n und ein kleiner Absorptionskoeffizient k für den Verbundfilm bevorzugt, und genauer gesagt, n≧2,8 und k≦0,3 sind erwünscht. Dies ist, weil, wenn n<2,8 ist, die p-s Phasendifferenz des Lichts, das in die Photoerfassungseinrichtung eintritt, nicht innerhalb von -20° bis +20° fallen mag, die wesentliche Anforderung an eine Wiedergabe von beschriebenen, ma gnetooptischen Platten. Wenn k<0,3 ist, kann der Wirkungsgrad abfallen.

Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Winkel des Glasmaterials 2 auf unge fähr 45° eingestellt; jedoch kann die p-s Phasendifferenzkennlinie des reflektierten Lichts, das sich auf den Einfallswinkel bezieht, gegenüber jener aus einem herkömmli chen Mehrschichtfilm verbessert werden, solange der Winkel des Glasmaterials 2 inner halb von 35° bis 55° eingestellt ist und der obige Mehrschichtfilm der vorliegenden Er findung auf der unter einem Winkel angeordneten Ebene 3 und der unter einem Winkel angeordneten Ebene 5 angeordnet ist, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene 3 ist.

Zweite, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines optischen Aufnehmers, einer zweiten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Prisma der ersten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Das Prisma gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den optischen Aufnehmer für magnetooptische Platten eingebaut, der in den Fig. 11A und 11B gezeigt ist. Diese beispielhafte Ausführungsform erzielt somit eine verbesserte Wiedergabe von beschriebenen, magnetooptischen Platten, indem die p-s Phasendiffe renz verringert wird.

Dritte, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 6 zeigt ein Prisma, das in einem optischen Aufnehmer für Bildplatten bei einer drit ten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Fig. 7 zeigt das Grundverhalten des Prismas bei dieser beispielhaften Ausführungsform, d. h., den Lichtdurchlaßgrad eines Polarisationsstrahlteilerfilms als Funktion von p-polarisier tem Licht.

Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt ein Prisma 50 ein parallelogrammförmiges Glasma terial 51 mit einem Querschnitt von ungefähr 45°. Der Brechungsindex n des Glasmate rials 2 ist 1,51. Ein Polarisationsstrahlteiler 53, der eine Vielfachschicht aus einem Ver bundfilm umfaßt, der aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x=0,2) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen aufweist, wie Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ und TiO₂ Filme, die in Tabelle 8 und Tabelle 9 gezeigt sind, ist auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene 52 des Glasmaterials 51 angeordnet.

Tabelle 8

Tabelle 9

Der Polarisationsstrahlteilerfilm 53, der in den Tabellen 8 und 9 gezeigt ist, besteht aus einem Film mit 20 Schichten.

Ein Hologrammbeugungsgitter 55 ist auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene 54 angeordnet, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene 52 aus demselben Glasmaterial 51 ist. Ein Reflexionsfilm 56, der aus Ag hergestellt ist, ist auf dem Hologrammbeugungsgitter 55 angeordnet.

Dreieckige Prismen 57 und 58 sind auf beiden Seiten des Glasmaterials 51 angeordnet, und sie sind jeweils mit dem Polarisationsstrahlteilerfilm 53 und dem Reflexionsfilm 56 verbunden.

Fig. 7 zeigt die Änderungen des Lichtdurchlaßgrades des p-polarisierten Lichtes ent sprechend dem Lichteinfallswinkel des Polarisationsstrahlteilerfilms 53, der einen Mehr schichtfilm der vorliegenden Erfindung umfaßt. Der Lichtdurchlaßgrad des Polarisati onsstrahlteilerfilms 53 ist 79% bis 90% (Einfallswinkel: 45°±7°). Es liegt auf der Hand, daß der Lichtdurchlaßgrad bei einem kleinen Durchgang verglichen mit dem des Stan des der Technik stabilisiert ist, der in Fig. 14 gezeigt ist und 50% bis 100% ist.

In Fig. 7 ist der Lichteinfallswinkel auf der Abszisse abgetragen, und dieser Winkel wird zwischen der Normalen zu einer unter einem Winkel angeordneten Ebene 52 des Pola risationsstrahlteilerfilms 53 und dem einfallenden Licht erzeugt.

Wie bei dem Verbundfilm des Polarisationsstrahlteilerfilms und des Reflexionsfilms, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x besteht, wird "x=0,2" als ein Beispiel verwendet. Die gleichen Eigenschaften können erzielt werden, solange x gleich 0<x<0,5 ist.

Ein stabilisierter Lichtdurchlaßgrad für p-polarisiertes Licht unabhängig von dem Ein fallswinkel kann erreicht werden, weil ein Mehrschichtfilm aus einem dielektrischen Film und einem Metallfilm mit grundsätzlich komplementären gegenseitigen Eigenschaften verwendet wird, wie es bereits bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform erläutert wurde. Des weiteren können ein hoher Brechungsindex n und ein niedriger Absorpti onskoeffizient k erreicht werden, indem ein Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und seinem Oxid SiO_2-x besteht, statt eines einzelnen Metallfilms verwendet wird.

Der Brechungsindex und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms bei dem Polari sationsstrahlteilerfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x besteht, beeinflußt die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz des reflektierten Lichts von dem Einfallswinkel, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Ein größerer Brechungsindex n und ein kleine rer Absorptionskoeffizient k für einen Verbundfilm werden bevorzugt, und genauer ge sagt, sind n≧2,8, k≦0,3 erwünscht.

Da das Hologrammbeugungsgitter 55 auf der unter einem Winkel angeordneten Ebene 54 angeordnet ist, die ungefähr parallel zu dem unter einem Winkel angeordneten Ebe ne 52 des Glasmaterials 51 ist, kann der optische Abstand zwischen dem optischen Hologrammelement und der Photoerfassungseinrichtung länger als beim Stand der Technik gemacht werden, wie es in Fig. 11A und 11B gezeigt ist, wodurch die Verringe rung des Beugungswinkels θ des Hologrammbeugungsgitters 55 ermöglicht wird. Dies gestattet einen größere Schrittweite des Hologrammusters, um die Erzeugung des Ho logrammgitters bei der Produktion zu erleichtern.

Des weiteren kann die Abhängigkeit des Reflexionsvermögens von dem Einfallswinkel verringert werden, und ein höheres Reflexionsvermögen kann erreicht werden, indem Ag für den Metallfilm des Reflexionsfilms verwendet wird.

Indem ein Reflexionsfilm in einem Muster wenigstens auf dem Hologrammbeugungsgit ter 55 vorgesehen wird, kann das Ablösen des Reflexionsfilms unterdrückt werden und ein erwünschter, optischer Aufnehmer kann trotz des schlechten Haftvermögens des Reflexionsfilms auf dem Glasmaterial erreicht werden.

Diese beispielhafte Ausführungsform verwendet ein parallelogrammförmiges Glasmate rial 51 mit einem Querschnitt von ungefähr 45°. Jedoch kann der Lichtdurchlaßgrad des p-polarisierten Lichts in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel verglichen mit dem unge fähr parallelen Prisma stabilisiert werden, das einen Mehrschichtfilm nach dem Stand der Technik verwendet, solange der Winkel zwischen 35° bis 55° ist, indem der Mehr schichtfilm 53 auf der unter einem Winkel angeordneten Ebene 52, das Hologramm beugungsgitter 55 auf der unter einem Winkel angeordneten Ebene 54, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene 52 ist, und der Reflexionsfilm 56 auf dem Hologrammbeugungsgitter 55 angeordnet wird.

Vierte, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 8 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines optischen Systems eines optischen Aufnehmers einer vierten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Prisma gemäß der dritten, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist ein Prisma der dritten, beispielhaften Ausführungsform auf dem transparenten Substrat 109 ohne das Hologrammbeugungsgitter 120 des optischen Aufnehmers angeordnet, der in Fig. 12A und 12B gezeigt ist. Beim Messen der Eigenschaften zur Wiedergabe von Bildplatten, wobei der optische Aufnehmer dieser beispielhaften Ausführungsform verwendet wurde, ist eine erwünschte Wiedergabe aufgrund der Zunahme des Lichtwirkungsgrades er reicht worden, indem der Lichtdurchlaßgrad für p-polarisiertes Licht als Funktion des Einfallswinkels verglichen mit dem optischen Aufnehmer nach dem Stand der Technik stabilisiert worden ist.

Fünfte, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht eines parallelen Prismas mit einem Querschnitt von un gefähr 45°, das in einem Aufnehmer für Bildplatten bei einer fünften, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, umfaßt ein Prisma 70 ein Glasmaterial 71, das einen unge fähren Parallelogrammquerschnitt aufweist, und ein Glasmaterial 76, das einen unge fähren dreieckigen Querschnitt aufweist. Der Brechungsindex n des Glasmaterials 71, das den ungefähr parallelogrammförmigen Querschnitt aufweist, ist 1,6. Ein Polarisati onsstrahlteilerfilm 73, der einen Mehrschichtfilm aus einem Verbundfilm, der aus Metall Si und SiO_2-x (x=0,2) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektri schen Filmen umfaßt, wie Filme aus Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ und TiO₂, die in Tabelle 8 und Tabelle 9 gezeigt sind, ist auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene 72 des Glasmaterials 71 angeordnet. Der Polarisationsstrahlteilerfilm 73, der in den Tabellen 8 und 9 gezeigt ist, besteht aus einem Film mit 20 Schichten.

Ein Hologrammbeugungsgitter 75 ist auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene 74 ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene 72 in demselben Glasmaterial 71 angeordnet.

Ein dreieckiges Prisma 76 ist auf der Seite des Polarisationsstrahlteilerfilms 73 an dem Glasmaterial 71 angeordnet, und ist durch den Polarisationsstrahlteilerfilm 73 verbun den.

Die Wirkung, den Mehrschichtfilm für den Polarisationsstrahlteilerfilm 73 bei dieser bei spielhaften Ausführungsform zu verwenden, ist die gleiche, wie die bei der zweiten, bei spielhaften Ausführungsform, und somit werden Erläuterungen für diese Wirkung hier unterlassen.

Als Verbundfilm wird bei dem Polarisationsstrahlteilerfilm und dem Reflexionsfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x besteht, "x=0,2" als ein Beispiel ver wendet. Die gleichen Eigenschaften können erreicht werden, solange x gleich 0<x<0,5 ist.

Der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms bei dem Pola risationsstrahlteilerfilm 73, der aus einer Mischung aus Metall Si und seinem Oxid SiO_2-x besteht, beeinflussen die Abhängigkeit der p-s Phasendifferenz des reflektierten Lichts von dem Einfallswinkel, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Ein größerer Brechungsindex n und ein kleiner Absorptionskoeffizient k für einen Verbundfilm wird bevorzugt, und genauer gesagt, sind n≧2,8, k≦0,3 wünschenswert, wie es bei der dritten, beispielhaften Aus führungsform erläutert worden ist.

Da das Hologrammgitter auf der unter einem Winkel angeordneten Ebene 74 angeord net ist, die ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene 72 aus dem Glasmaterial 71 ist, kann der optische Abstand zwischen dem Hologrammgitter 55 und der Photoerfassungseinrichtung länger als beim Stand der Technik gemacht wer den, wie es in Fig. 12A und 12B gezeigt ist, wodurch die Verringerung des Beugungs winkels θ des Hologrammgitters ermöglicht wird. Dies gestattet eine größere Schrittweite des Hologrammusters, um die Erzeugung des Hologrammgitters bei der Produktion zu erleichtern. Dies gilt ebenfalls wie bei der dritten, beispielhaften Ausführungsform.

Die fünfte, beispielhafte Ausführungsform mag den Reflexionsfilm 56 und das dreieckige Prisma 58, die bei der dritten, beispielhaften Ausführungsform verwendet werden, nicht benötigen, weil der Winkel des Glasmaterials 71 ungefähr 45° ist und sein Brechungsin dex 1,6 bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist, um die erwünschten Refle xionseigenschaften zur Reflexion an der Glasmaterial 71/Luftoberfläche zu erreichen. Erwünschte Reflexionseigenschaften können erreicht werden, wenn der Brechungsin dex n des Glasmaterials 71 gleich n≧1,6 ist.

Sechste, beispielhafte Ausführungsform

Fig. 10 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht des optischen Systems des optischen Aufnehmers bei der sechsten, beispielhaften Ausführungsform, wobei ein Prisma der fünften, beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Prisma der fünften, beispielhaften Ausfüh rungsform auf dem transparenten Substrat 109 ohne das Hologrammgitter 120 des opti schen Aufnehmers befestigt, der in Fig. 12A und 12B gezeigt ist. Bei der Messung der Eigenschaften zur Wiedergabe von Bildplatten, wobei der optische Aufnehmer dieser beispielhaften Ausführungsform verwendet worden ist, ist eine erwünschte Wiedergabe aufgrund der Zunahme des Lichtwirkungsgrades erreicht worden, indem der Lichtdurch laßgrad für p-polarisiertes Licht als Funktion des Einfallswinkels verglichen mit dem opti schen Aufnehmer nach dem Stand der Technik stabilisiert worden ist.

Wie es oben beschrieben worden ist, verringert das Prisma und der optische Aufneh mer, der ein solches Prisma der vorliegenden Erfindung verwendet, die p-s Phasendiffe renz stark und erreicht eine erwünschte Wiedergabe ohne die Abhängigkeit des Refle xionsvermögens und des Lichtdurchlaßgrades von dem Einfallswinkel zu erhöhen.

Da das Hologrammgitter auf dem parallelen Prisma bei dem Prisma der vorliegenden Erfindung angeordnet ist und der optische Aufnehmer ein solches Prisma verwendet, kann der optische Abstand zwischen dem optischen Hologrammelement und der Pho toerfassungseinrichtung länger als der bei dem Stand der Technik gemacht werden, wodurch die Verringerung des Beugungswinkels θ des Hologrammbeugungsgitters er möglicht wird. Dies gestattet eine größere Schrittweite des Hologrammusters, um die Erzeugung des Hologrammgitters bei der Produktion zu erleichtern. Des weiteren kann die Abhängigkeit des Reflexionsvermögens von dem Einfallswinkel verringert werden und ein hohes Reflexionsvermögen kann erreicht werden, indem Ag für den Metallfilm des Reflexionsfilms verwendet wird. Indem auch ein Reflexionsfilm in einem Muster we nigstens auf dem Hologrammbeugungsgitter vorgesehen wird, kann das Ablösen des Reflexionsfilms unterdrückt werden und ein erwünschter, optischer Aufnehmer kann trotz des schlechten Haftvermögens des Reflexionsfilms auf dem Glasmaterial erreicht werden.

Erwünschte Reflexionseigenschaften zur Reflexion an der Glasmaterial 71/Luftober fläche können auch erzielt werden, indem ein paralleles Prisma mit einem Querschnitt von ungefähr 45° verwendet wird und der Brechungsindex n auf 1,6 oder größer festge legt wird.

Bezugszeichenliste

1,

50

,

70

Prisma

2,

51

,

71

Glasmaterial

3,

5

,

52

,

54

,

72

,

74

Ebene unter einem Winkel

4,

53

,

73

Polarisationsstrahlteiler 5

6,

56

Reflexionsfilm

7,

8

,

57

,

58

,

76

dreieckiges Prisma.

Claims

1. Ein Prisma für optische Aufnehmer, gekennzeichnet durch:
ein Glasmaterial (2) mit einem ungefähren Parallelogrammquerschnitt und mit ei ner ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (3) und mit einer zweiten, unter einem Winkel angeordnete Ebene (5), die ungefähr zueinander parallel sind,
einen Mehrschichtfilm (4), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (3) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (4) ei nen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen um faßt, und
einen Mehrschichtfilm (6), der auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (5) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (4) ei nen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) als stark brechender Film hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen als relativ schwachbrechender Film umfaßt.

2. Prisma für optische Aufnehmer, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
ein erstes, dreieckiges Prisma (7), das mit dem Mehrschichtfilm (4) verbunden ist, der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (3) des Glasmateri als (2) gebildet ist, und
ein zweites, dreieckiges Prisma (8), das mit dem Mehrschichtfilm (4), der auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (5) des Glasmaterials (2) ge bildet ist.

3. Prisma für optische Aufnehmer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Filme wenigstens einen aus Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ oder TiO₂ einschließen.

4. Prisma für optische Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundfilm, der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebe ne (3) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, einen Brechungsindex n mit n≧2,8 und einen Absorptionskoeffizienten k mit k≦0,3 aufweist und der Verbundfilm, der auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (5) des Glasmate rials (2) angeordnet ist, einen Brechungsindex n mit n≧2,8 und einen Absorpti onskoeffizienten k mit k≦0,3 aufweist.

5. Optische Aufnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Prisma gemäß Anspruch 1 aufweist und daß der Mehrschichtfilm (4), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordne ten Ebene (3) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, ein Polarisationsstrahlteiler ist, und der Mehrschichtfilm (6), der auf der zweiten, unter einem Winkel ange ordneten Ebene (5) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, ein Reflexionsfilm ist.

6. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bre chungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in einem Pola risationsstrahlteiler n≧2,8 und k≦0,3 sind, und daß der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms in einem Reflexionsfilm n≧2,8 und k≦0,3 sind.

7. Prisma für optischen Aufnehmer, gekennzeichnet durch:
ein Glasmaterial (51) mit einem ungefähren Parallelogrammquerschnitt und mit einer ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) und einer zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54), die ungefähr zueinander parallel sind, und ein Hologrammbeugungsgitter (55), das auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) angeordnet ist;
einen Mehrschichtfilm (53), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (53) einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen umfaßt, und
einen Mehrschichtfilm (56), der auf dem Hologrammbeugungsgitter (55) auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, wobei dieser Mehrschichtfilm (56) wenigstens Metall umfaßt.

8. Prisma für optische Aufnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erstes, dreieckiges Prisma (57) mit dem Mehrschichtfilm (53) verbunden ist, der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) des Glasmate rials (51) angeordnet ist, und
ein zweites, dreieckiges Prisma (58) mit dem Mehrschichtfilm (56) verbunden ist, der auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) des Glasma terials (51) angeordnet ist.

9. Prisma für optische Aufnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Filme wenigstens einen aus Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ oder TiO₂ einschließen.

10. Prisma für optische Aufnehmer nach ein Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Verbundfilms, der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) des Glasmate rials (51) angeordnet ist, n mit n≧2,8 und k mit k≦0,3 sind, und der Brechungs index n und der Absorptionskoeffizienten k des Verbundfilms, der auf der zwei ten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) des Glasmaterials (51) ange ordnet ist, n mit n≧2,8 und k mit k≦0,3 sind.

11. Optische Aufnehmer, gekennzeichnet durch:
ein Glasmaterial (54) mit einem ungefähren Parallelogrammquerschnitt und mit einer ersten, unter einem angeordnete Ebene (52) und einer zweiten, unter ei nem Winkel angeordneten Ebene (54), die ungefähr parallel sind, und mit einem Hologrammbeugungsgitter (55) auf der zweiten, unter einem Winkel angeordne ten Ebene (54);
einen Mehrschichtfilm (53), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (53) einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen umfaßt, und
einen Mehrschichtfilm (56), der auf dem Hologrammbeugungsgitter (55) auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (53) aus wenigstens einem Metall be steht,
wobei der Mehrschichtfilm (53), der auf der ersten, unter einem Winkel angeord neten Ebene (52) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, ein Polarisationsstrahl teiler ist, und der Mehrschichtfilm (56), der auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (54) des Glasmaterials (51) angeordnet ist, ein Reflexions film ist.

12. Optischer Aufnehmer mit einem parallelen Prisma, gekennzeichnet durch
einem Mehrschichtfilm (53), der auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) eines Glasmaterials (51), das einen ungefähren Parallelogrammquer schnitt aufweist, angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (53) ein Polarisations strahlteiler ist und einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielek trischen Filmen umfaßt,
ein Hologrammbeugungsgitter (55), das auf einer unter einem Winkel angeord neten Ebene (54) desselben Glasmaterials (51) die ungefähr zueinander parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene (52) angeordnet ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, und
einen Mehrschichtfilm (56), der auf dem Hologrammbeugungsgitter (55) ange ordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (56) einen einzelnen Metallfilm oder mehre re Schichten aus Metall und dielektrischem Film umfaßt.

13. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 12, wobei der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Metallfilms in dem Polarisationsstrahlteiler n≧2 und k≦0,3 sind.

14. Prisma für optischen Aufnehmer, gekennzeichnet durch
ein Glasmaterial (71) mit einem ungefähren Parallelogrammquerschnitt und mit einer ersten, unter einem n angeordnete Ebene (72) und einer zweite, unter ei nem Winkel angeordneten Ebene (74), die ungefähr zueinander parallel sind, und ein Hologrammbeugungsgitter (75), das auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) angeordnet ist;
einen Mehrschichtfilm (73), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) des Glasmaterials (71) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (73) einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x, mit x<0,5, hergestellt ist, und mehreren Schichten aus mehreren dielektrischen Fil men umfaßt, und
einen Ag Film, der auf dem Hologrammbeugungsmuster (75) auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (74) des Glasmaterials (71) angeordnet ist.

15. Prisma für optischen Aufnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes dreieckiges Prisma (76) mit dem Mehrschichtfilm (734) verbunden ist, der an der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) des Glasma terials (71) angeordnet ist.

16. Prisma für optischen Aufnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Filme wenigstens einen aus Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃ oder TiO₂ einschließen.

17. Prisma für optischen Aufnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundfilm, der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebe ne (72) des Glasmaterials (71) angeordnet ist, einen Brechungsindex n mit n≧2,8 und einen Absorptionskoeffizienten k mit k≦0,3 aufweist.

18. Optischer Aufnehmer, gekennzeichnet durch
ein Glasmaterial (71) mit einem ungefähren Parallelogrammquerschnitt und mit einer ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) und einer zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (74), die ungefähr zueinander parallel sind, und ein Hologrammbeugungsgitter (75), das auf der zweiten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) angeordnet ist;
einen Mehrschichtfilm (73), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) des Glasmaterials (71) angeordnet ist, wobei der Mehrschichtfilm (73) einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x (x<0,5) hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Filmen umfaßt, und
einen Ag Film, der auf dem Hologrammbeugungsmuster (75) auf der zweiten unter einem Winkel angeordneten Ebene (74) des Glasmaterials (71) angeordnet ist,
wobei der genannte Mehrschichtfilm (73), der auf der ersten, unter einem Winkel angeordneten Ebene (72) des Glasmaterials (71) angeordnet ist, ein Polarisati onsstrahlteiler ist, und der Ag Film, der auf der zweiten, unter einem Winkel an geordneten Ebene (74) des Glasmaterials (2) angeordnet ist, ein Reflexionsfilm ist.

19. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k des Metallfilms in dem Polari sationsstrahlteiler n≧2 und k≦0,3 sind.

20. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Metallfilm ein Ag Reflexionsfilm ist.

21. Optischer Aufnehmer, nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsfilm in einem Muster ist und wenigstens auf dem Hologrammbeu gungsgitter (75) angeordnet ist.

22. Optischer Aufnehmer mit einem parallelen Prisma, gekennzeichnet durch
einem Mehrschichtfilm (53; 73), der auf einer unter einem Winkel angeordneten Ebene (52; 72) eines parallelogrammförmigen Glasmaterials (51; 71) angeordnet ist, das einen Winkel von 45° aufweist, wobei der Mehrschichtfilm (53; 73) ein Polarisationsstrahlteiler ist und einen Verbundfilm, der aus einer Mischung aus Metall Si und Oxid SiO_2-x, mit x<0,5, hergestellt ist, und mehrere Schichten aus mehreren dielektrischen Film umfaßt, und
ein Hologrammbeugungsgitter (55; 75), das auf einer unter einem Winkel ange ordneten Ebene (54; 74) desselben Glasmaterials (51; 71) ungefähr parallel zu der unter einem Winkel angeordneten Ebene (52; 72) angeordnet ist, auf der der Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, und
wobei der Brechungsindex des Glasmaterials n≦1,6 ist.

23. Optischer Aufnehmer nach Anspruch 22, wobei der Brechungsindex n und der Absorptionskoeffizient k eines Metallfilms in dem Polarisationsstrahlteiler n≧2 und k≦0,3 sind.