JPH0855360A - 非点収差補正方法 - Google Patents
非点収差補正方法Info
- Publication number
- JPH0855360A JPH0855360A JP6192392A JP19239294A JPH0855360A JP H0855360 A JPH0855360 A JP H0855360A JP 6192392 A JP6192392 A JP 6192392A JP 19239294 A JP19239294 A JP 19239294A JP H0855360 A JPH0855360 A JP H0855360A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser
- astigmatism
- lens
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 既知の数値によって半導体レーザの設定位置
を決めて、予めその設定位置に半導体レーザを設置する
ことができ、調整のために多くの手間と時間を費やすこ
となく半導体レーザの非点収差を補正することができる
非点収差補正方法を提供すること。 【構成】 レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体
レーザから出射されたレーザ光を屈折させて略平行光に
するコリメートレンズと、コリメートレンズにより略平
行光とされたレーザ光の水平方向を拡大し、レーザ光の
断面を円形に近付ける整形プリズムと、整形プリズムを
通過したレーザ光を微小スポットへ収束させる集光レン
ズとから構成される。
を決めて、予めその設定位置に半導体レーザを設置する
ことができ、調整のために多くの手間と時間を費やすこ
となく半導体レーザの非点収差を補正することができる
非点収差補正方法を提供すること。 【構成】 レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体
レーザから出射されたレーザ光を屈折させて略平行光に
するコリメートレンズと、コリメートレンズにより略平
行光とされたレーザ光の水平方向を拡大し、レーザ光の
断面を円形に近付ける整形プリズムと、整形プリズムを
通過したレーザ光を微小スポットへ収束させる集光レン
ズとから構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学系の非点収差補正
方法に関し、特に、半導体レーザ出射光を光ディスクに
微小スポットとして集光させるような光ヘッド光学系に
おける非点収差補正方法に関する。
方法に関し、特に、半導体レーザ出射光を光ディスクに
微小スポットとして集光させるような光ヘッド光学系に
おける非点収差補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の、光ディスクに使用する
光ヘッド光学系を示すものである。
光ヘッド光学系を示すものである。
【０００３】従来の、光ディスクに使用する光ヘッド光
学系は、図４に示すように半導体レーザ１１０と、コリ
メートレンズ１２０と、三角柱形状をした整形プリズム
１３０と、集光レンズ１４０と、から構成されている。
学系は、図４に示すように半導体レーザ１１０と、コリ
メートレンズ１２０と、三角柱形状をした整形プリズム
１３０と、集光レンズ１４０と、から構成されている。
【０００４】上記の構成にて、光ディスクで使用されて
いる光ヘッド光学系では、半導体レーザ１１０から光が
出射されると、出射光はコリメートレンズ１２０により
屈折されてほぼ平行となるが、一般に半導体レーザの出
射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いた
め、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。
そこで三角柱形状をした整形プリズム１３０によって平
行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形
の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。次
に、集光レンズ１４０で、整形プリズム１３０を通過し
た円形ビームが集光され、微小スポットとなる。
いる光ヘッド光学系では、半導体レーザ１１０から光が
出射されると、出射光はコリメートレンズ１２０により
屈折されてほぼ平行となるが、一般に半導体レーザの出
射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いた
め、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。
そこで三角柱形状をした整形プリズム１３０によって平
行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形
の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。次
に、集光レンズ１４０で、整形プリズム１３０を通過し
た円形ビームが集光され、微小スポットとなる。
【０００５】一般に半導体レーザの出射光は水平方向と
垂直方向とで発光点位置がずれるという非点収差を有し
ている。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面
にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍ
の単位で出射端面よりも内側に移動していることが多
い。このため、出射光を集光する場合に、集光点におい
ても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難
しくなる。一方、整形プリズム１４０は、入射光が平行
光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点
収差を生じる。
垂直方向とで発光点位置がずれるという非点収差を有し
ている。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面
にあるが、水平方向の発光点位置は数μｍ〜数１０μｍ
の単位で出射端面よりも内側に移動していることが多
い。このため、出射光を集光する場合に、集光点におい
ても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難
しくなる。一方、整形プリズム１４０は、入射光が平行
光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点
収差を生じる。
【０００６】このため、上記のように構成された、光デ
ィスクに使用する光ヘッド光学系では、集光点での収差
量を観測しながらコリメートレンズと半導体レーザの間
隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずら
し、集光点での非点収差を打ち消すことにより、半導体
レーザの非点収差を補正することが行われている。
ィスクに使用する光ヘッド光学系では、集光点での収差
量を観測しながらコリメートレンズと半導体レーザの間
隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずら
し、集光点での非点収差を打ち消すことにより、半導体
レーザの非点収差を補正することが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の、光ディスクに使用する光ヘッド光学系では、
非点収差を補正する場合、実際に集光点での収差量を観
測しながらコリメートレンズ位置を調整しているので、
調整のために多くの手間と時間が費やされるという問題
点がある。
た従来の、光ディスクに使用する光ヘッド光学系では、
非点収差を補正する場合、実際に集光点での収差量を観
測しながらコリメートレンズ位置を調整しているので、
調整のために多くの手間と時間が費やされるという問題
点がある。
【０００８】そこで本発明は、上述したような従来の技
術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、既知
の数値によって半導体レーザの設置位置を決めて、予め
その設定位置に半導体レーザを設置することができ、調
整のために多くの手間と時間を費やすことなく半導体レ
ーザの非点収差を補正することができる非点収差補正方
法を提供することを目的とする。
術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、既知
の数値によって半導体レーザの設置位置を決めて、予め
その設定位置に半導体レーザを設置することができ、調
整のために多くの手間と時間を費やすことなく半導体レ
ーザの非点収差を補正することができる非点収差補正方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記
半導体レーザから出射されたレーザ光を屈折させて略平
行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズ
により、略平行光とされたレーザ光の水平方向を拡大
し、該レーザ光の断面を円形に近付ける整形プリズム
と、前記整形プリズムを通過したレーザ光を微小スポッ
トへ収束させる集光レンズとからなる光学系における半
導体レーザの非点収差を補正する非点収差補正方法にお
いて、既知の数値によって半導体レーザの設置位置を決
めて、予めその設定位置に半導体レーザを設置すること
を特徴とする。
に本発明は、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記
半導体レーザから出射されたレーザ光を屈折させて略平
行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズ
により、略平行光とされたレーザ光の水平方向を拡大
し、該レーザ光の断面を円形に近付ける整形プリズム
と、前記整形プリズムを通過したレーザ光を微小スポッ
トへ収束させる集光レンズとからなる光学系における半
導体レーザの非点収差を補正する非点収差補正方法にお
いて、既知の数値によって半導体レーザの設置位置を決
めて、予めその設定位置に半導体レーザを設置すること
を特徴とする。
【００１０】さらに、前記設定位置は、半導体レーザの
垂直方向の出射位置のレーザ端面からのずれである非点
収差量をΔｄ、整形プリズムの拡大比をＫとしたとき、
前記半導体レーザの出射面位置をコリメートレンズの焦
点位置から略Δｄ／（Ｋ−１）だけ遠ざけて設定するこ
とを特徴とする。
垂直方向の出射位置のレーザ端面からのずれである非点
収差量をΔｄ、整形プリズムの拡大比をＫとしたとき、
前記半導体レーザの出射面位置をコリメートレンズの焦
点位置から略Δｄ／（Ｋ−１）だけ遠ざけて設定するこ
とを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記のように構成された本発明では、半導体レ
ーザから出射されたレーザ光をコリメートレンズによっ
て屈折させて略平行光にし、略平行光とされたレーザ光
を整形プリズムによって水平方向を拡大し、レーザ光の
断面を円形に近付けて、集光レンズによって微小スポッ
トを形成する光学系において、半導体レーザの垂直方向
の出射位置のレーザ端面からのずれである非点収差量を
Δｄ、整形プリズムの拡大比をＫとして、半導体レーザ
に位置をコリメートレンズの焦点位置から略Δｄ／（Ｋ
−１）だけ遠ざけて設定することにより、半導体レーザ
の非点収差が補正される。
ーザから出射されたレーザ光をコリメートレンズによっ
て屈折させて略平行光にし、略平行光とされたレーザ光
を整形プリズムによって水平方向を拡大し、レーザ光の
断面を円形に近付けて、集光レンズによって微小スポッ
トを形成する光学系において、半導体レーザの垂直方向
の出射位置のレーザ端面からのずれである非点収差量を
Δｄ、整形プリズムの拡大比をＫとして、半導体レーザ
に位置をコリメートレンズの焦点位置から略Δｄ／（Ｋ
−１）だけ遠ざけて設定することにより、半導体レーザ
の非点収差が補正される。
【００１２】したがって、半導体レーザの設定位置を調
整するために多くの手間と時間を費やさずに済む。
整するために多くの手間と時間を費やさずに済む。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】図１は、本発明の非点収差補正方法の一実
施例を説明するための光学系を示し、（ａ）は垂直方向
を示す図、（ｂ）は水平方向を示す図である。
施例を説明するための光学系を示し、（ａ）は垂直方向
を示す図、（ｂ）は水平方向を示す図である。
【００１５】本実施例の方法に好適な光学系は、図１に
示すように、レーザ光を出射する半導体レーザ１０と、
半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を屈折により
略平行光とするコリメートレンズ２０と、コリメートレ
ンズ２０を通過することにより、略平行光とされたレー
ザ光の水平方向を拡大し、レーザ光の光軸に対して垂直
な断面を円形に近付ける整形プリズム３０と、整形プリ
ズム３０を通過したレーザ光を微小スポットとして収束
させる集光レンズ４０とから構成される。
示すように、レーザ光を出射する半導体レーザ１０と、
半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を屈折により
略平行光とするコリメートレンズ２０と、コリメートレ
ンズ２０を通過することにより、略平行光とされたレー
ザ光の水平方向を拡大し、レーザ光の光軸に対して垂直
な断面を円形に近付ける整形プリズム３０と、整形プリ
ズム３０を通過したレーザ光を微小スポットとして収束
させる集光レンズ４０とから構成される。
【００１６】上記の構成にて、コリメートレンズ２０の
焦点距離をｆｃ、集光レンズ４０の焦点距離をｆｏ、整
形プリズム３０の水平方向ビームの拡大比をＫ、半導体
レーザ１０のレーザ光出射位置の変動をΔＬ、集光レン
ズ４０からの収束位置の変動をΔＳ、非点収差をΔｄと
すると、レンズ焦点位置からのずれが微小なとき、垂直
方向は、 ΔＳ＝（ｆｏ／ｆｃ）２・ΔＬ （１） と関係づけられる。一方、水平方向は光線追跡により、
次式が近似的に成り立つ。
焦点距離をｆｃ、集光レンズ４０の焦点距離をｆｏ、整
形プリズム３０の水平方向ビームの拡大比をＫ、半導体
レーザ１０のレーザ光出射位置の変動をΔＬ、集光レン
ズ４０からの収束位置の変動をΔＳ、非点収差をΔｄと
すると、レンズ焦点位置からのずれが微小なとき、垂直
方向は、 ΔＳ＝（ｆｏ／ｆｃ）２・ΔＬ （１） と関係づけられる。一方、水平方向は光線追跡により、
次式が近似的に成り立つ。
【００１７】 ΔＳ＝１／Ｋ・（ｆｏ／ｆｃ）２・ΔＬ （２） 実際の半導体レーザでは非点収差Δｄがあるため、レー
ザ端面位置をΔＬとすれば、水平方向発光位置はΔＬ−
Δｄとなる。但し、図１右方向を正とする。
ザ端面位置をΔＬとすれば、水平方向発光位置はΔＬ−
Δｄとなる。但し、図１右方向を正とする。
【００１８】このとき（２）式は、 ΔＳ’＝１／Ｋ・（ｆｏ／ｆｃ）２・（ΔＬ−Δｄ） （３） となる。
【００１９】図２は、上記（１）式と（３）式の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【００２０】ΔＳとΔＳ’との差が収束位置における非
点収差となるため、図２に示すようにΔＳとΔＳ’の値
が等しくなるΔＬ（＝Ａとする）を設定すれば非点収差
はなくなる。したがって、（１）式と（３）式より、 Ａ＝Δｄ／（１−Ｋ） （４） と求められ、半導体レーザ１０をコリメートレンズ２０
の収束位置よりこの量だけ移動させれば非点収差を補正
することができる。
点収差となるため、図２に示すようにΔＳとΔＳ’の値
が等しくなるΔＬ（＝Ａとする）を設定すれば非点収差
はなくなる。したがって、（１）式と（３）式より、 Ａ＝Δｄ／（１−Ｋ） （４） と求められ、半導体レーザ１０をコリメートレンズ２０
の収束位置よりこの量だけ移動させれば非点収差を補正
することができる。
【００２１】なお、Ｋは１以上の値であるため、Ａは負
の値であり、半導体レーザ１０をコリメートレンズ２０
から遠ざける方向に移動すれば良く、また、整形プリズ
ム３０へは収束ビームを入射させれば良い。
の値であり、半導体レーザ１０をコリメートレンズ２０
から遠ざける方向に移動すれば良く、また、整形プリズ
ム３０へは収束ビームを入射させれば良い。
【００２２】非点収差補正位置は、図２に示すＡの位置
となり（４）式から求められるため、非点収差が１０μ
ｍ、整形比が１．５の場合、半導体レーザ位置を２０μ
ｍコリメートレンズ２０の焦点距離位置よりずらして設
定すればよい。実際の設定では、コリメートレンズ２０
からの出射光が収束光となるため、収束光の焦点位置を
測定すれば容易に設定することができる。
となり（４）式から求められるため、非点収差が１０μ
ｍ、整形比が１．５の場合、半導体レーザ位置を２０μ
ｍコリメートレンズ２０の焦点距離位置よりずらして設
定すればよい。実際の設定では、コリメートレンズ２０
からの出射光が収束光となるため、収束光の焦点位置を
測定すれば容易に設定することができる。
【００２３】図３は、レンズにおける基礎公式を導くた
めの図を示したものである。
めの図を示したものである。
【００２４】図３に示すレンズ５０の前側焦点距離ａ、
レンズ５０の後ろ側焦点距離ｂ、およびレンズ５０の焦
点距離ｆについての基礎公式は、 １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ （５） となる。
レンズ５０の後ろ側焦点距離ｂ、およびレンズ５０の焦
点距離ｆについての基礎公式は、 １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ （５） となる。
【００２５】また、コリメートレンズ２０の焦点距離ｆ
を１０ｍｍとすると、レンズ５０の前側焦点距離ａは、 ａ＝１０ｍｍ＋２０μｍ （６） となる。
を１０ｍｍとすると、レンズ５０の前側焦点距離ａは、 ａ＝１０ｍｍ＋２０μｍ （６） となる。
【００２６】そこで、（５）式においてコリメートレン
ズの焦点距離ｆを１０ｍｍ、レンズ５０の前側焦点距離
ａを１０ｍｍ＋２０μｍとすると、レンズ５０の後ろ側
の焦点距離ｂであるレンズ５０から収束位置までの距離
は５ｍということが導き出される。
ズの焦点距離ｆを１０ｍｍ、レンズ５０の前側焦点距離
ａを１０ｍｍ＋２０μｍとすると、レンズ５０の後ろ側
の焦点距離ｂであるレンズ５０から収束位置までの距離
は５ｍということが導き出される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体の
設定位置を算出する数式をシュミレーションから導き出
したため、レンズの非点収差の値と拡大比のみの既知の
数値を式に代入するだけで半導体レーザの設定位置を決
めて、予め、その設定位置に半導体レーザを設定するこ
とができ、調整のために多くの手間と時間を費やすこと
なく半導体レーザの非点収差の補正を行うことができる
という効果がある。
設定位置を算出する数式をシュミレーションから導き出
したため、レンズの非点収差の値と拡大比のみの既知の
数値を式に代入するだけで半導体レーザの設定位置を決
めて、予め、その設定位置に半導体レーザを設定するこ
とができ、調整のために多くの手間と時間を費やすこと
なく半導体レーザの非点収差の補正を行うことができる
という効果がある。
【図１】本発明の非点収差補正方法の一実施例を説明す
るための光学系を示し、（ａ）は垂直方向を示す図、
（ｂ）は水平方向を示す図である。
るための光学系を示し、（ａ）は垂直方向を示す図、
（ｂ）は水平方向を示す図である。
【図２】本発明の非点収差補正方法の一実施例の（１）
式と（２）式の関係を示すグラフである。
式と（２）式の関係を示すグラフである。
【図３】レンズにおける基礎公式を導くための図であ
る。
る。
【図４】従来の光ディスクで使用されている光ヘッド光
学系を示す図である。
学系を示す図である。
１０ 半導体レーザ ２０ コリメートレンズ ３０ 整形プリズム ４０ 集光レンズ ５０ レンズ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】上記の構成にて、コリメートレンズ２０の
焦点距離をｆｃ、集光レンズ４０の焦点距離をｆｏ、整
形プリズム３０の水平方向ビームの拡大比をＫ、半導体
レーザ１０のレーザ光出射位置の変動をΔＬ、集光レン
ズ４０からの収束位置の変動をΔＳ、非点収差をΔｄと
すると、レンズ焦点位置からのずれが微小なとき、垂直
方向は、 ΔＳ＝（ｆｏ／ｆｃ）2・ΔＬ （１） と関係づけられる。一方、水平方向は光線追跡により、
次式が近似的に成り立つ。
焦点距離をｆｃ、集光レンズ４０の焦点距離をｆｏ、整
形プリズム３０の水平方向ビームの拡大比をＫ、半導体
レーザ１０のレーザ光出射位置の変動をΔＬ、集光レン
ズ４０からの収束位置の変動をΔＳ、非点収差をΔｄと
すると、レンズ焦点位置からのずれが微小なとき、垂直
方向は、 ΔＳ＝（ｆｏ／ｆｃ）2・ΔＬ （１） と関係づけられる。一方、水平方向は光線追跡により、
次式が近似的に成り立つ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 ΔＳ＝１／Ｋ・（ｆｏ／ｆｃ）2・ΔＬ （２） 実際の半導体レーザでは非点収差Δｄがあるため、レー
ザ端面位置をΔＬとすれば、水平方向発光位置はΔＬ−
Δｄとなる。但し、図１右方向を正とする。
ザ端面位置をΔＬとすれば、水平方向発光位置はΔＬ−
Δｄとなる。但し、図１右方向を正とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】このとき（２）式は、 ΔＳ’＝１／Ｋ・（ｆｏ／ｆｃ）2・（ΔＬ−Δｄ） （３） となる。
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザから出射されたレーザ光を屈折させて
略平行光にするコリメートレンズと、 前記コリメートレンズにより、略平行光とされたレーザ
光の水平方向を拡大し、該レーザ光の断面を円形に近付
ける整形プリズムと、 前記整形プリズムを通過したレーザ光を微小スポットへ
収束させる集光レンズとからなる光学系における半導体
レーザの非点収差を補正する非点収差補正方法におい
て、 既知の数値によって半導体レーザの設置位置を決めて、
予めその設定位置に半導体レーザを設置することを特徴
とする非点収差補正方法。 - 【請求項２】 前記設定位置は、半導体レーザの垂直方
向の出射位置のレーザ端面からのずれである非点収差量
をΔｄ、整形プリズムの拡大比をＫとしたとき、 前記半導体レーザの出射面位置をコリメートレンズの焦
点位置から略Δｄ／（Ｋ−１）だけ遠ざけて設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の非点収差補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192392A JPH0855360A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 非点収差補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6192392A JPH0855360A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 非点収差補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855360A true JPH0855360A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16290546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6192392A Pending JPH0855360A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 非点収差補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0855360A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100606689B1 (ko) * | 1999-02-09 | 2006-07-31 | 엘지전자 주식회사 | 비점수차 보정 기능을 갖는 광픽업장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250024A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-05 | Alps Electric Co Ltd | 半導体レーザを使用した光学装置 |
-
1994
- 1994-08-16 JP JP6192392A patent/JPH0855360A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02250024A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-05 | Alps Electric Co Ltd | 半導体レーザを使用した光学装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100606689B1 (ko) * | 1999-02-09 | 2006-07-31 | 엘지전자 주식회사 | 비점수차 보정 기능을 갖는 광픽업장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970415 |