JPH05257080A

JPH05257080A - 半導体レーザ光学装置

Info

Publication number: JPH05257080A
Application number: JP4330586A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Minoura; 一雄箕浦; Takashi Kitamura; 喬北村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】非点隔差が存在しても感光媒体上で回折限界
程度の良好な結像性能を得ることができる。【構成】直交する方向でビームウエスト位置が異なる
半導体レーザからの光束を結像光学系により受光面上に
結像する半導体レーザ光学装置において、前記結像光学
系は、前記半導体レーザからの光束をほぼコリメートす
る対物レンズ、該対物レンズからの光束を受光し前記半
導体レーザの接合面と平行な方向の光束径を拡大するシ
リンドリカルレンズ系、該シリンドリカルレンズ系から
の光束を受光面上に結像する結像レンズ系よりなり、前
記シリンドリカルレンズ系は、前記対物レンズ側より順
にシリンドリカル平凹レンズとシリンドリカル平凸レン
ズより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は実質上シングルモードを
有する半導体レーザーを光源とする半導体レーザ光学装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光学系は、走査装置に用
いる場合図２１に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザーある
いはＡｒレーザーなどレーザー光源１と、このビームを
変調する変調装置２と、変調されたビームを偏向する回
転多面鏡の如き偏向手段３と走査用レンズ４と感光媒体
５とから成っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの装置におい
ては、レーザー光源自体高価なもので、その上、変調装
置も高価なものであった。また、レーザー光源自体大き
いだけでなく、光路中に変調装置を配置するスペースも
２００ｍｍ〜３００ｍｍ必要であり、装置全体に対して
レーザー光源と変調装置が占めるスペースの割合は無視
できなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】これに対して本発明は、
直接変調が可能な半導体レーザーを光源とする低価格で
コンパクトな記録光学系を従来装置と同程度の性能で達
成し得るものである。

【０００５】本発明のように半導体レーザーを光源とす
る光学系はＲＣＡＲｅｖｉｅｗｖｏｌ．３５Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ１９７４Ｐ３３５〜Ｐ３４０や、ＲＣ
ＡＲｅｖｉｅｗｖｏｌ．３６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１
９７５Ｐ７４４〜Ｐ７５８に掲載されているが、それ
らの文献で扱っているレーザーは電流値の変化に伴って
レーザーのモードが大巾に変化する。これに伴って結像
スポットの大きさも大巾に変化する。このようなマルチ
モードの光源を記録系に使用する場合、良質な画像を得
ることが困難である。

【０００６】本発明は上記のようなマルチモードの半導
体レーザーではなく実質上シングルモードの半導体レー
ザーを使用した場合、それに適した比較的簡単な構成の
光学系を用いて良好な結像性能を得、且つ感光媒体上に
必要光量を伝達し得るものである。

【０００７】本発明において使用する半導体レーザー
は、上記文献のような電流値によってモードがマルチ化
せず、常にシングルモードが保持されるいわゆるコヒー
レント光源として扱えるものである。ただ、この半導体
レーザーはその接合面に平行な方向と、垂直な方向と
で、ビームウエスト位置が一般に異なるいわゆる非点隔
差が存在しても感光媒体上に必要な光量を伝達すること
を満足させて、実質上回折限界程度の結像性能を有する
半導体レーザ光学装置を提供するものである。

【０００８】

【実施例】図１は本発明において使用する半導体レーザ
ーの光束の放射状況の模式図で６ａはレーザーの接合面
に垂直方向の面Ｓ内のビームウエスト位置で、６ｂはレ
ーザーの接合面に平行な面Ｊ内のビームウエスト位置で
ある。

【０００９】半導体レーザーは高周波で変調することが
可能で、走査系にこれを用いると高速記録が達成される
利点があるので、本発明は走査系について述べる。

【００１０】図２は本発明の光学装置を走査系に用いた
配置図で、レーザー７の接合面に垂直面内のビームウエ
スト位置６ａと、接合面に平行な面内のビームウエスト
位置６ｂからの放射される光束を対物レンズ８で受光
し、シリンドリカルレンズ系９によって対物レンズ８か
ら出射する光束を平行化する。また、シリンドリカルレ
ンズ系９はレーザー７の接合面に平行な方向に屈折力を
有し、接合面に垂直方向には屈折力を有しないもので、
接合面に平行方向の光束系を拡大する機能を有する。

【００１１】対物レンズ８の焦点はレーザー７の接合面
と垂直方向のビームウエスト位置と一致し、レーザー７
の接合面に平行な面内での対物レンズ８とシリンドリカ
ルレンズ系９の合成系の焦点はレーザーの接合面に平行
な面内のビームウエスト位置に対して回折限界の範囲内
の位置に存在する。

【００１２】この点に関しさらに詳細に述べる。上記シ
リンドリカルレンズ系９は、レーザー７の接合面に平行
な面内で図３ａのような構成で、光束の入射側に負の屈
折力を有し、入射側に凹面を向け、出射側の面は平面で
ある平凹のシリンドリカルレンズ９ａと光束の入射側が
平面で、出射側の面が凸面である平凸のシリンドリカル
レンズ９ｂとから成っている。そして平凹シリンドリカ
ルレンズ９ａと平凸シリンドリカルレンズ９ｂの焦点は
一致し、シリンドリカル平凹レンズ９ａに平行光束を入
射させたときシリンドリカル平凸レンズ９ｂから出射す
る光束は平行となるアフォーカル系である。

【００１３】レーザーの接合面に垂直な面内では、この
シリンドリカルレンズ系９は図３ｂのように屈折力をも
たず、入射光束はそのまま出射光束となる。

【００１４】上記のシリンドリカルレンズ系９を出射し
た光束は図２の偏向ミラー１０で偏向され走査用レンズ
１１によって感光媒体１２上に結像される。この感光媒
体１２は走査用レンズ１１の焦点面近傍に配置する。こ
のとき、前述の直交方向のビームウエスト位置の非点隔
差が図１のようにあるとき、対物レンズ８、シリンドリ
カルレンズ系９及び走査用レンズ１１の全光学系によっ
て、レーザー７の接合面に対して垂直面内のビームウエ
スト位置から放射する光束が結像される位置とレーザー
７の接合面に平行な面内のビームウエスト位置から放射
する光束が結像される位置６ａ′，６ｂ′は異なる。こ
の位置の隔差をΔＳ′とし、図２における光束径を制限
するアパーチャー１３の、レーザーの接合面と平行な方
向の径をＤ_Jとし、レーザーの接合面と垂直な方向の径
をＤ_Sとし、走査用レンズ１１の焦点距離をｆ₁₁とし、
レーザーの発光波長をλとするとき

【００１５】

【外２】なる条件を満足し、且つ前記の隔差を有する二つの結像
位置の適切な位置に感光媒体を配置すれば経験上ほぼ回
折限界程度の良好な結像性能を得ることができる。更
に、図３ａにおいてシリンドリカル平凹レンズの焦点距
離をｆ_9a、シリンドリカル平凸レンズの焦点距離を
ｆ_9b、図８の対物レンズ８の焦点距離をｆ₈とすると回
折限界程度の結像性能を得るための許容できる半導体レ
ーザーの直交方向のビームウエスト位置の隔差ΔＳは

【００１６】

【外３】を満足すればよいので（１）、（２）式より

【００１７】

【外４】を得る。すなわちアフォーカルシリンドリカルレンズ系
９を構成する２枚のレンズの焦点距離比が（３）式を満
足するとき図２に示すような走査光学系において感光媒
体位置を適切な位置に配置することによって、回折限界
程度の良好な結像性能を得ることが可能である。

【００１８】一方感光媒体上に到達すべき必要な最小光
量をεとして、半導体レーザーが感光媒体の方向へ放射
する全光量をＥ₀とするとき、本発明の光学系によって
感光媒体上へ伝達される光量Ｅ′は

【００１９】

【外５】なる条件を満足すれば良い。

【００２０】ここで半導体レーザーから放射される光束
はその放射角度に対して実質上ガウス分布として近似す
ることができ、レーザーの接合面に垂直、平行それぞれ
の面内の分布の分散をσ² _S、σ² _Jとする。このレーザー
から放射する光束を光学系でそれぞれの面内で−θ_S〜
θ_S、−θ_J〜θ_Jの範囲で受光するとする。そのときそ
れぞれの面内での受光率γ_S、γ_Jは

【００２１】

【外６】

【００２２】

【外７】である。

【００２３】今、 γ≡γ_S・γ_J （７）として、γを全立体角に放射されるレーザー光量に対す
る光学系で受光する光量の比とみなす。このとき、前述
のγ₀に対し γ＞γ₀ （８）なる関係を満足させれば感光媒体上に到達すべき必要光
量を確保できる。

【００２４】ここで（５）式を図示すると図４のように
なる。横軸はθ_S／σ_S、たて軸はγ_Sを表わす。

【００２５】同様に（６）式を図示すると図５のように
なる。横軸はθ_J／σ_J、たて軸はγ_Jを表わす。

【００２６】これらの曲線から半導体レーザーのガウス
分布の分散σ² _S、σ² _J及び受光角θ_S、θ_Jを設定すれ
ばγ_Sγ_Jが求まり（７）式からγを計算することができ
る。今、光学系を設定する手順として、半導体レーザー
の接合面に垂直面内のアパーチャー１３の径Ｄ_Sと対物
レンズ８の焦点距離ｆ₈を決めたとすると、この面内の
受光角θ_Sが

【００２７】

【外８】より決まるので図４からγ_Sを求められる。さらに

【００２８】

【外９】を満足するθ_Jを図５より求める。このθ_Jの値をθ_J0と
すると実際に光学系で受光する光量比γがγ₀より大き
くなるためには、半導体レーザーの接合面に平行な面内
での受光角θ_Jは θ_J＞θ_J0 （９）であればよい。

【００２９】このとき、この面内のアパーチャー１３の
径Ｄ_Jは

【００３０】

【外１０】であるから（９）、（１０）式から

【００３１】

【外１１】を得る。

【００３２】すなわち、前述の（３）式と（１３）式か
らシリンドリカルレンズ系９の構成レンズの焦点距離比

【００３３】

【外１２】を

【００３４】

【外１３】の範囲に入るようにすれば、回折限界程度の良好な結像
性能を得、且つ、記録に必要な光量を感光媒体上に伝達
することが可能である。

【００３５】ここでシリンドリカルレンズ系９におい
て、シリンドリカル平凹レンズの平面を光束の入射側に
設けなかった理由は、その面での反射光がレーザーの内
部に逆進するのを防ぐためである。反射光がレーザー内
部に逆進するといわゆる自己カップリングなる現象が生
じ、レーザーの発光特性が変化し、好ましくない。

【００３６】次に図２にてレーザー接合面と平行方向の
アパーチャー径Ｄ_Jと、図３ａにおけるシリンドリカル
平凸レンズの焦点距離ｆ_9bとの間に

【００３７】

【外１４】なる関係を満足させると、このシリンドリカルレンズ９
の構成において出射する光束の平行性を良好にすること
ができる。

【００３８】図３ａにおいて、入射平行光束に対してシ
リンドリカル平凹レンズにて、補正過剰の球面収差が発
生し、シリンドリカル平凸レンズにて補正不足の球面収
差が発生する。前記の（４）式の関係を満足すると、個
々のレンズでの球面収差発生量を少なくでき、両者レン
ズの合成系で球面収差が良好に補正することが可能であ
る。前記（１３）式を満足しないと、個々のレンズの収
差発生量が多くなり両者レンズの合成系で球面収差を良
好に補正することが困難となる。

【００３９】以上の本発明の光学装置において、たとえ
ば、対物レンズ８の焦点距離ｆ₈をｆ₈＝１０ｍｍ走査用
レンズ１１の焦点距離ｆ₁₁をｆ₁₁＝５００ｍｍレーザー
接合面の垂直方向のアパーチャー径Ｄ_SをＤ_S＝１０ｍｍ
とし、直交方向のそれぞれのビームウエスト位置の隔差
ΔＳが ΔＳ＝０．０２ｍｍで、シングルモードの波長λが λ＝８０００Å の半導体レーザーを用いたとき、（３）式に従ってレー
ザー接合面に平行な方向のアパーチャー径Ｄ_Jとシリン
ドリカルレンズ径９を構成するシリンドリカル平凸レン
ズとシリンドリカル平凹レンズのそれぞれの焦点距離比
の絶対値

【００４０】

【外１５】の最小値との関係を図示すると図６の曲線ａとなる。

【００４１】さらに、半導体レーザーの分布をその接合
面に垂直方向の分散をσ² _S＝（１５°）²、平行方向の
分散をσ² _J＝（４０°）²として、感光媒体上に記録す
るための最小必要光量比γ₀をγ₀＝０．８とする。レー
ザー接合面に垂直面内の受光角θ_Sは

【００４２】

【外１６】であるからθ_S ／σ_S＝２であり、図５よりγ_S＝０．
９５５を求められる。このとき、感光媒体上に到達すべ
き必要光量を確保するためには前述の（７）、（８）式
より

【００４３】

【外１７】であればよい。すなわち図５より θ_J0＝１．４×σ_J＝５．６° が求められる。

【００４４】以上求められた数値を（１１）式の右辺に
代入して、半導体レーザーの接合面に平行な方向のアパ
ーチャー径Ｄ_Jに対するシリンドリカルレンズ径９を構
成するレンズの焦点距離比

【００４５】

【外１８】の最大限は図６の直線ｂで示される。

【００４６】すなわち本発明の目的を達成するために
は、前記焦点距離比

【００４７】

【外１９】の値は図６の斜線部内にあればよい。

【００４８】ここでＤ_J＝３．３３ｍｍの時

【００４９】

【外２０】となり、シリンドリカルレンズ系９はその機能を果さな
くなり、シリンドリカルレンズ系９はなくても良い結果
になる。一般に、シリンドリカルレンズ系９がなくても
良い条件はＤ_Jの値が

【００５０】

【外２１】の値のときである。

【００５１】すなわち、レーザー接合面に平行な方向の
アパーチャー径Ｄ_Jの値をほぼ（１４）式の右辺の値に
すればシリンドリカルレンズ系９がなくても比較的良好
な結像性能を得ることが可能である。Ｄ_J＜３．３３の
値に対しては

【００５２】

【外２２】の値は１より小さくなる。これは図３ａの構成では実現
困難であるので、ここでは考慮の対象から外す。

【００５３】以上のような記録光学系を走査装置に用い
ると高周波数で直接変調が可能な半導体レーザーの利点
が活かされる。すなわち、図２に示すように、偏向手段
として等角速度回転をする回転多面鏡を用いて半導体レ
ーザーからの光束を偏向し、感光媒体上を走査するよう
な場合、高速記録を達成することが可能になる。この場
合、走査用結像レンズ１１としてｆθレンズ（ｙ′＝ｆ
₁₁θ；ｙ′は光軸から走査位置迄の距離、ｆ₁₁は該レン
ズの焦点距離、θは該レンズに入射する偏向光束が該レ
ンズの光軸となす角度）を用いれば感光媒体上の走査速
度を一定にすることができ、半導体レーザーに与える種
々の変調信号周波数と基本のクロック周波数との比を整
数比にすることができ電気回路の単純化が可能になる。

【００５４】あるいは、前記の等角速度回転鏡の代わり
に時間ｔに対し、振巾φ₀で正弦振動をするガルヴァノ
ミラーの如き偏向手段を用いたとき、前記ｆθレンズの
代わりにアークサインレンズ

【００５５】

【外２３】を用いることにより前述と同じ効果が得られる。それら
の走査において、前述のアパーチャーの径Ｄ_S、Ｄ_Jを適
当に選ぶことにより感光媒体上に形成されるスポットを
所望の形状にできる。走査系において、例えば図１８に
示すように、感光媒体上のスポット１３がｙ′方向に走
査されるとき、その方向のスポット径ρ_y′をｙ′方向
と直角方向のｚ′方向のスポット径ρ_Z′より小さくし
てやると１画素の変調時間内にスポットは図１９のよう
に１３から１３′へシフトし、その間に記録されるスポ
ットは１４の如く大きくなる。その結果、１画素の記録
スポットの大きさをｙ′、ｚ′方向で等しくすることが
可能になる。

【００５６】あるいは、上記例の場合より高周波数で半
導体レーザーを変調して、図２０ａ、図２０ｂの如く複
数画素をオーヴァーラップさせ、走査方向あるいは、そ
れと垂直方向にコントラストの高い画質を得ることが可
能である。

【００５７】以上のように走査系においてアパーチャー
径をえらぶことによって画質の制御を種々試みることが
できるようになる。

【００５８】但し、このような場合もシリンドリカルレ
ンズ系の構成レンズの焦点距離比

【００５９】

【外２４】の値は（１２）式の条件を満足してはじめて良好な画像
を得ることができる。たとえば前述の数値例において図
示した図６の斜線部内に存在するアパーチャー系Ｄ_Jと

【００６０】

【外２５】の値の組合わせを行うことによって上記のような良好な
画像を得ることが可能である。

【００６１】以下に本発明の実施例を記述する。

【００６２】図７は本発明に使用した半導体レーザーの
配光特性を示すもので、横軸に広がり角度、たて軸に強
度を示す。記号Ｓはレーザー接合面に垂直方向、記号Ｊ
はレーザー接合面に平行な方向の配光特性分布を示す。
その分布特性は、レーザー接合面に垂直方向、平行な方
向ともにそれぞれほぼガウス分布に一致しており、それ
ぞれの方向の分散をσ² _S、σ² _Jとするときσ_S≒１５
°、σ_J≒４°である。またこのレーザーの発光波長λ
はλ≒８０００Åで、シングルモードを有し、直交方向
のそれぞれのビームウエスト位置の隔差は約０．０２ｍ
ｍである。

【００６３】図８は、対物レンズ８、図９はシリンドリ
カルレンズ系９、図１０は走査用レンズ１１の構成断面
を示す。表１にそれらの構成値を掲げる。Ｒｉ、ｄｉ、
ｌｉ、Ｎｉはそれぞれｉ番目の面の曲率半径、レンズ軸
上厚、空気間隔、レンズの屈折率である。

【００６４】表１の対物レンズは光束の出射側に負の屈
折力を有した凹レンズを配置させ、いわゆるレトロフォ
ーカスタイプのレンズで、これはレーザーの発光面と対
物レンズとのワーキングディスタンスを長くするために
設けたものである。これは対物レンズの焦点距離が短く
なったときその焦点距離に比してワーキングディスタン
スを長くするために有効である。しかし、その焦点距離
が長くてよい場合には、図１１のように出射側の凹レン
ズをなくすことが可能である。この数値を表２に示す。

【００６５】また、図１２のように１枚の非球面レンズ
を対物レンズとすることも可能である。この構成数値を
表３に示す。

【００６６】その非球面の形状は次式で表わす。

【００６７】

【外２６】但し、この場合Ｒ₂₄＝−７．８３３Ａ＝１．４４７４７×１０^-4 Ｂ＝３．５２５５３×１０^-6 である。

【００６８】また、シリンドリカルレンズ系は図１３の
ように一つのレンズでも図９の系と等価なものが得られ
る。この構成データを表４に示す。このとき前述の
ｆ_9a、ｆ_9bは第２５面、第２６面のそれぞれの焦点距離
に等しい。上記の各種対物レンズとシリンドリカルレン
ズ系の組合わせはどのように組合わせてもよい。

【００６９】特に、図１２の非球面単レンズの対物レン
ズと図１３の１枚シリンドリカルレンズとの組合わせで
用いると構成が単純になり、組立調整が簡単になり低価
格化を実現し得る。また構成面数が少なくなると光量透
過率も多くなり、感光媒体上に伝達される光量は多くな
り有利である。

【００７０】本実施例において使用したアパーチャー
は、対物レンズとして図８の４枚構成のものを使用した
とき、φ９．３ｍｍである。あるいはレーザーの接合面
と垂直方向を９．３ｍｍ、平行な方向を１６．８ｍｍと
しても良好な結像性能が得られる。

【００７１】φ９．３ｍｍのアパーチャーを用い記録に
必要な最小光量比γ₀をγ₀＝０．６８６とするとシリン
ドリカルレンズ系の焦点距離比

【００７２】

【外２７】の値は前述の（１２）式から

【００７３】

【外２８】の間に入ればよい。本実施例において、図９と表１に示
したシリンドリカルレンズは

【００７４】

【外２９】であり、図１３と表４に示したシリンドリカルレンズは

【００７５】

【外３０】である。

【００７６】あるいは、レーザーの接合面と垂直方向を
９．３ｍｍ、平行な方向を１６．８ｍｍとしたとき（１
２）式に従い、同様に計算すると、この時

【００７７】

【外３１】であればよい。この時も上記実施例は満足する。図１４
は図８と表１に示す対物レンズのコリメート性能を示
す。

【００７８】図１５は図９と表１に示すシリンドリカル
レンズの出射平行光束の性能を示す。

【００７９】図１６ａ，ｂは図１０と表１に示す走査用
レンズの性能を示し、ａは球面収差、ｂは非点収差と像
面彎曲を示す。

【００８０】図１７は、図１１と表２に示す対物レンズ
の性能を示す。

【００８１】図１４，１５，１７において横軸は波長収
差で１λ＝０．８×１０^-3ｍｍ、たて軸は出射光線の高
さを示す。図１６ｂのたて軸は走査用レンズに入射する
偏向された光束の光軸となす角度である。Ｍ，Ｓは、そ
れぞれメリディオナル断面、サジタル断面内の像面彎曲
を示す。

【００８２】図１２の対物レンズ、図１３のシリンドリ
カルレンズの性能はそれぞれ図８の対物レンズ、図９の
シリンドリカルレンズの性能とほぼ同程度であるので省
略する。図示した各レンズの性能をみて明らかなよう
に、回折限界程度の良好な性能である。

【００８３】

【表１】

【００８４】

【表２】

【００８５】

【表３】

【００８６】

【表４】

【００８７】さて、次に本発明の光学装置を電子写真技
術を利用したレーザビーム記録装置について述べる。こ
の装置は図２の装置とほぼ同様であって良い。ただ半導
体レーザ７に変調信号を印加してこの半導体レーザ７の
発光を制御すること、及び走査面１２上に電子写真用の
感光材、若しくは感光ドラムを配置することが必要で
あ。電子写真用の感光材としてはＣｄＳ感材が望まし
い。その理由は、半導体レーザの光は近赤外光でＣｄＳ
感光材の分光感度特性にマッチしているからである。す
なわち、電子写真感光材として代表的なものとしてＺｎ
Ｏ、非晶質Ｓｅ、ＣｄＳが挙げられる。しかしながら、
Ｓｅ感光体においては、高感度領域が短波長側に偏って
おり、近赤外にはマッチングしない。Ｓｅに、ＡｓやＴ
ｅを混入することにより、感度が長波長側にずれること
は知られている。このような方法も利用できる。しかし
ＡｓやＴｅを加えることにより、暗抵抗値が下がる等の
電子写真感光材料としては好ましくない特性を示すこと
があるので感光層を２層にする等の対処をする必要があ
る。また、ＺｎＯにおいては、ＺｎＯの固有の感度は３
５０〜４００μｍにあり、半導体レーザ光に適合するよ
うに、色素増感することが可能である。その絶対感度
は、後述のＣｄＳ感光体に比較すると１０分の１以下で
ある。

【００８８】従ってＣｄＳ感材を使用することが望まし
い。更にこのＣｄＳ感材は導電性支持体、ＣｄＳ光導性
層及び絶縁層の三層構成から構成されるものが望まし
い。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上述し
た特許請求の範囲に示される構成を取ることにより、非
点隔差が存在しても感光媒体上で回折限界程度の良好な
結像性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体レーザ光束の放射状況の模式図である。

【図２】本発明の光学装置を走査系に適用した光学配置
図である。

【図３】図２のシリンドリカル系の詳細を説明する図で
ある。

【図４】半導体レーザからの光を光学系で受けた場合、
その受光角と受光率の関係を示すグラフ図である。

【図５】半導体レーザからの光を光学系で受けた場合、
その受光角と受光率の関係を示すグラフ図である。

【図６】図２のシリンドリカルレンズ平凸レンズと平凹
レンズのそれぞれの焦点距離比の絶対値の最小値との関
係を示すグラフ図である。

【図７】半導体レーザの配光特性を示す図である。

【図８】図２の対物レンズの断面図である。

【図９】図２のシリンドリカルレンズ系の断面図であ
る。

【図１０】図２の走査レンズの断面図である。

【図１１】図８のレンズの変形例を示す断面図である。

【図１２】変形対物レンズの断面図である。

【図１３】変形シリンドリカルレンズの断面図である。

【図１４】図８の対物レンズのコリメート性能を示す図
である。

【図１５】図９のシリンドリカルレンズの出射平行光束
の性能を示す図である。

【図１６】図１０の走査レンズの性能を示す図である。

【図１７】図１１の対物レンズの性能を示す図である。

【図１８】スポットの状態を示す図である。

【図１９】図１８のスポットの移動状態を示す図であ
る。

【図２０】各スポットをオーバーラップして記録する方
法を示す図である。

【図２１】従来の走査装置を示す図である。

【符号の説明】

６発光原点７半導体レーザ８対物レンズ９シリンドリカルレンズ系１０偏向器１１走査レンズ１２走査面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交する方向でビームウエスト位置がΔ
Ｓだけ異なる半導体レーザからの光束を結像光学系によ
り受光面上に結像する半導体レーザ光学装置において、前記結像光学系は、前記半導体レーザからの光束をほぼ
コリメートする対物レンズ、該対物レンズからの光束を
受光し前記半導体レーザの接合面と平行な方向の光束径
を拡大するシリンドリカルレンズ系、該シリンドリカル
レンズ系からの光束を受光面上に結像する結像レンズ系
よりなり、前記シリンドリカルレンズ系は、前記対物レ
ンズ側より順にシリンドリカル平凹レンズとシリンドリ
カル平凸レンズより構成され、前記シリンドリカル平凹レンズの焦点距離をｆ_9a、前記
シリンドリカル平凸レンズの焦点距離をｆ_9b、前記結像
レンズ系に入る光束の前記半導体レーザの接合面内のビ
ーム径をＤ_J、同じく前記半導体レーザの接合面と直交
する面内のビーム径をＤ_S、前記対物レンズの焦点距離
をｆ₈、前記半導体レーザの発光波長をλとすると、【外１】を満足することにより、前記半導体レーザが有する非点
隔差を補正することなく回折限界程度の結像性能を得る
ことを特徴とする半導体レーザ光学装置。