JPH0973650A - 光学装置 - Google Patents
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- JPH0973650A JPH0973650A JP7248628A JP24862895A JPH0973650A JP H0973650 A JPH0973650 A JP H0973650A JP 7248628 A JP7248628 A JP 7248628A JP 24862895 A JP24862895 A JP 24862895A JP H0973650 A JPH0973650 A JP H0973650A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B27/0938—Using specific optical elements
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- G02B27/0972—Prisms
-
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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-
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-
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で小型な光学系により、スポット
形状を変換することが可能な光学装置を提供することを
目的とする。 【構成】 半導体レーザを用いたフォーカス用レーザ光
源１から射出された光ビームは、コリメータレンズ２で
平行光束に変換された後、光束形状変換フィルター１２
に照射される。この光束形状変換フィルター１２は、コ
リメータレンズ２から放射される楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターのｘ軸方向を一致するように
配置されているので、正円形の光ビームに変換され、且
つ光路が屈折することがない。
形状を変換することが可能な光学装置を提供することを
目的とする。 【構成】 半導体レーザを用いたフォーカス用レーザ光
源１から射出された光ビームは、コリメータレンズ２で
平行光束に変換された後、光束形状変換フィルター１２
に照射される。この光束形状変換フィルター１２は、コ
リメータレンズ２から放射される楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターのｘ軸方向を一致するように
配置されているので、正円形の光ビームに変換され、且
つ光路が屈折することがない。
Description
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに記録再生
する半導体レーザ等を光源に用いた光学装置に関する。
する半導体レーザ等を光源に用いた光学装置に関する。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【従来の技術】従来の光ディスク原盤記録装置は、大型
のガスレーザ記録用光源を用いていたため固定用光学系
と移動光学系を分離した構成にしていたが、近年、半導
体レーザの出現と、非線形光学素子との組み合わせによ
って記録用光源が小型化され固定用光学系を含めて移動
光学系に収納することが可能となった。図３（ａ）は、
光ディスク原盤記録装置を構成する移動光学系３０の一
部分であるフォーカス制御部のブロック図を示した。
のガスレーザ記録用光源を用いていたため固定用光学系
と移動光学系を分離した構成にしていたが、近年、半導
体レーザの出現と、非線形光学素子との組み合わせによ
って記録用光源が小型化され固定用光学系を含めて移動
光学系に収納することが可能となった。図３（ａ）は、
光ディスク原盤記録装置を構成する移動光学系３０の一
部分であるフォーカス制御部のブロック図を示した。
【０００５】図３（ａ）において、半導体レーザを用い
たフォーカス用レーザ光源１から射出された光ビーム
は、コリメータレンズ２で平行光束に変換される。この
レーザ光源１の射出ビームは、接合面に平行な方向と垂
直の方向とで異なる広がり角をもった発散ビームが出力
されており、ビーム形状が楕円形となっている。
たフォーカス用レーザ光源１から射出された光ビーム
は、コリメータレンズ２で平行光束に変換される。この
レーザ光源１の射出ビームは、接合面に平行な方向と垂
直の方向とで異なる広がり角をもった発散ビームが出力
されており、ビーム形状が楕円形となっている。
【０００６】
【０００３】このため、一端光ビームを非等方ビーム補
正光学系（整形）のプリズム３に通す必要がある。この
整形プリズム３は、図３（ｂ）に示すようにコリメータ
レンズ２で平行光束に変換された楕円形の光ビームを円
形ビームに変換すると共に、光路を屈折させる働きがあ
る。また、整形プリズム３で円形光束に変換され、光路
変更した光ビームは、ビームスプリッタ４を透過し、反
射ミラー５で反射され、対物レンズ６によって規定の微
小スポットに集光され、モータ８によって規定の回転数
で回転する光ディスク原盤７の記録面上に照射される。
この微小スポットは、光ディスク原盤７の記録面で反射
され、対物レンズ６及び反射ミラー５を経てビームスプ
リッタ４で反射され、集光レンズ９によって集光され光
検出回路１０に照射される。
正光学系（整形）のプリズム３に通す必要がある。この
整形プリズム３は、図３（ｂ）に示すようにコリメータ
レンズ２で平行光束に変換された楕円形の光ビームを円
形ビームに変換すると共に、光路を屈折させる働きがあ
る。また、整形プリズム３で円形光束に変換され、光路
変更した光ビームは、ビームスプリッタ４を透過し、反
射ミラー５で反射され、対物レンズ６によって規定の微
小スポットに集光され、モータ８によって規定の回転数
で回転する光ディスク原盤７の記録面上に照射される。
この微小スポットは、光ディスク原盤７の記録面で反射
され、対物レンズ６及び反射ミラー５を経てビームスプ
リッタ４で反射され、集光レンズ９によって集光され光
検出回路１０に照射される。
【０００７】
【０００４】この光検出回路１０には、図示せぬシリン
ドリカルレンズと４分割の受光素子及び演算回路が設け
られているので、照射された光ビームからフォーカス誤
差信号に応じた制御信号をアクチュエータ１１に対して
出力することで、正確なフォーカス制御を行うことがで
きる。
ドリカルレンズと４分割の受光素子及び演算回路が設け
られているので、照射された光ビームからフォーカス誤
差信号に応じた制御信号をアクチュエータ１１に対して
出力することで、正確なフォーカス制御を行うことがで
きる。
【０００８】
【０００５】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体レーザと非線形光学素子を組合せることにより記録用
光源が小型化され、装置全体を小型化することが可能に
なった。しかし、フォーカス用光源に半導体レーザを用
いているためビームの形状を補正する必要が生じ、整形
プリズム３を用いてこれを補正していた。しかし、整形
プリズム３によって光路が折れ曲るため、装置の構造が
複雑になる。また、円柱レンズを用いる方法では構成が
複雑であり、いずれも小型化を疎外する要因になってい
た。
体レーザと非線形光学素子を組合せることにより記録用
光源が小型化され、装置全体を小型化することが可能に
なった。しかし、フォーカス用光源に半導体レーザを用
いているためビームの形状を補正する必要が生じ、整形
プリズム３を用いてこれを補正していた。しかし、整形
プリズム３によって光路が折れ曲るため、装置の構造が
複雑になる。また、円柱レンズを用いる方法では構成が
複雑であり、いずれも小型化を疎外する要因になってい
た。
【００１０】本発明は、上記の課題に着目してなされた
もので、構造が簡単で小型な光学系により、スポット形
状を変換することが可能な光学装置を提供することを目
的とする。
もので、構造が簡単で小型な光学系により、スポット形
状を変換することが可能な光学装置を提供することを目
的とする。
【００１１】
【０００６】
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、所
定形状の光束の光路中に透過率が１の軸方向に離れるに
従って減少する特性を有する光束形状変換フィルターを
配置したことを特徴とするものである。
定形状の光束の光路中に透過率が１の軸方向に離れるに
従って減少する特性を有する光束形状変換フィルターを
配置したことを特徴とするものである。
【００１３】
【０００７】また、所定形状の光束は、半導体レーザか
ら出射された楕円ビームであり、楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターの１の軸方向を一致させたこ
とを特徴とする。
ら出射された楕円ビームであり、楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターの１の軸方向を一致させたこ
とを特徴とする。
【００１４】
【０００８】また、光束形状変換フィルターは、透明基
板上の非透過膜が１の方向に離れるに従って厚み又は濃
度を増したことを特徴とする。
板上の非透過膜が１の方向に離れるに従って厚み又は濃
度を増したことを特徴とする。
【００１５】
【０００９】
【００１６】
【作用】本発明の光学装置は、所定形状の光束の光路中
に透過率が１の軸方向に離れるに従って減少する特性を
有する光束形状変換フィルターを配置したので、発光源
からの光路を直線的に配置することが可能となり、構造
が簡単で小型な光学系を構成することができる。
に透過率が１の軸方向に離れるに従って減少する特性を
有する光束形状変換フィルターを配置したので、発光源
からの光路を直線的に配置することが可能となり、構造
が簡単で小型な光学系を構成することができる。
【００１７】
【００１０】
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図１及び図２を用いて説明
する。尚、従来例と同一の部分には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。
する。尚、従来例と同一の部分には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。
【００１９】図１は、光束形状変換フィルターの構造図
で、（ａ）は光束形状変換フィルターの斜視図を、また
（ｂ）は光束形状変換フィルターの透過率特性を示し
た。図１（ａ）において、光束形状変換フィルター１２
は、ガラス基板１４の平面上に非透過膜としてのアルミ
ニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質をガラス
基板１４の中央から１の軸方向（ｘ軸方向）に離れるに
従って徐々に厚み（ｚ軸方向）が増すように蒸着又は塗
布形成された非透過膜１３によって構成されている。こ
の非透過膜１３は、中央部で例えば０〜数１０オングス
トロームの膜厚を持たせ、最外周部で例えば数百オング
ストロームの膜厚にしている。
で、（ａ）は光束形状変換フィルターの斜視図を、また
（ｂ）は光束形状変換フィルターの透過率特性を示し
た。図１（ａ）において、光束形状変換フィルター１２
は、ガラス基板１４の平面上に非透過膜としてのアルミ
ニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質をガラス
基板１４の中央から１の軸方向（ｘ軸方向）に離れるに
従って徐々に厚み（ｚ軸方向）が増すように蒸着又は塗
布形成された非透過膜１３によって構成されている。こ
の非透過膜１３は、中央部で例えば０〜数１０オングス
トロームの膜厚を持たせ、最外周部で例えば数百オング
ストロームの膜厚にしている。
【００２０】
【００１１】上述した構造の光束形状変換フィルター１
２は、図１（ｂ）に示すように光の透過率が中央部で最
も高く、中央から左右に離れるに従って徐々に透過率が
低下する透過率特性を有している。この非透過層の厚み
は、光束形状変換フィルター１２のガラス基板後方（図
１（ｂ）の左側矢印方向）から楕円形（ｘ軸方向に長軸
楕円とする）のビーム光束を照射したとき、光束形状変
換フィルター１２を透過したビーム光束が正円形になる
ように生成されている。即ち、半導体レーザが平行光束
に変換された後、光束形状変換フィルター１２を透過す
ると円形のビーム光束に変換される。
２は、図１（ｂ）に示すように光の透過率が中央部で最
も高く、中央から左右に離れるに従って徐々に透過率が
低下する透過率特性を有している。この非透過層の厚み
は、光束形状変換フィルター１２のガラス基板後方（図
１（ｂ）の左側矢印方向）から楕円形（ｘ軸方向に長軸
楕円とする）のビーム光束を照射したとき、光束形状変
換フィルター１２を透過したビーム光束が正円形になる
ように生成されている。即ち、半導体レーザが平行光束
に変換された後、光束形状変換フィルター１２を透過す
ると円形のビーム光束に変換される。
【００２１】尚、本発明の実施例では非透過膜の厚みを
変化させる例で説明したが、非透過膜に含まれるアルミ
ニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質の濃度を
徐々に変化させる方法で光束形状変換フィルターを構成
しても同一の効果が得られることは言うまでもない。
変化させる例で説明したが、非透過膜に含まれるアルミ
ニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質の濃度を
徐々に変化させる方法で光束形状変換フィルターを構成
しても同一の効果が得られることは言うまでもない。
【００２２】
【００１２】次に、光束形状変換フィルター１２を用い
た本発明による実施例を図２で説明する。尚、図２に示
すように本発明による実施例は、記録用光学系を含む光
ディスク原盤記録装置としている。
た本発明による実施例を図２で説明する。尚、図２に示
すように本発明による実施例は、記録用光学系を含む光
ディスク原盤記録装置としている。
【００２３】半導体レーザを用いたフォーカス用レーザ
光源１から射出された光ビームは、コリメータレンズ２
で平行光束に変換された後、光束形状変換フィルター１
２に照射される。この光束形状変換フィルター１２は、
コリメータレンズ２から放射される楕円ビームの長軸方
向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向を一致するよう
に配置されているので、正円形の光ビームに変換され、
且つ光路が屈折することがない。そして、ビームスプリ
ッタ４を透過し、次のダイクロイックミラー１５で反射
し、対物レンズ６によって集光され、光ディスク原盤７
の面上に規定されたビーム径の微小スポットを照射す
る。
光源１から射出された光ビームは、コリメータレンズ２
で平行光束に変換された後、光束形状変換フィルター１
２に照射される。この光束形状変換フィルター１２は、
コリメータレンズ２から放射される楕円ビームの長軸方
向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向を一致するよう
に配置されているので、正円形の光ビームに変換され、
且つ光路が屈折することがない。そして、ビームスプリ
ッタ４を透過し、次のダイクロイックミラー１５で反射
し、対物レンズ６によって集光され、光ディスク原盤７
の面上に規定されたビーム径の微小スポットを照射す
る。
【００２４】
【００１３】また、光ディスク原盤７の面上で反射され
た光ビームは、対物レンズ６を通りダイクロイックミラ
ー１５で反射し、ビームスプリッタ４で反射した後、集
光レンズ９で光検出回路１０に照射される。この光検出
回路１０には、図示せぬシリンドリカルレンズと４分割
の受光素子及び演算回路が設けられているので、照射さ
れた光ビームからフォーカス誤差信号に応じた制御信号
をアクチュエータ１１に対して出力することで、正確な
フォーカス制御を行うことができる。
た光ビームは、対物レンズ６を通りダイクロイックミラ
ー１５で反射し、ビームスプリッタ４で反射した後、集
光レンズ９で光検出回路１０に照射される。この光検出
回路１０には、図示せぬシリンドリカルレンズと４分割
の受光素子及び演算回路が設けられているので、照射さ
れた光ビームからフォーカス誤差信号に応じた制御信号
をアクチュエータ１１に対して出力することで、正確な
フォーカス制御を行うことができる。
【００２５】一方、符号１６は、記録用光源１９として
の半導体レーザであり、次段のＳＨＧ素子（第２高調波
発生素子：Second Harmonic Generation）１７に光ビー
ムを照射する。このＳＨＧ素子１７は、光ビームが照射
されると光ビームの第２高調波を発生する素子であるた
め、半導体レーザの波長（λ＝８４０ｎｍ）の半分の波
長（λ＝４２０ｎｍ）のレーザ光が得られる。
の半導体レーザであり、次段のＳＨＧ素子（第２高調波
発生素子：Second Harmonic Generation）１７に光ビー
ムを照射する。このＳＨＧ素子１７は、光ビームが照射
されると光ビームの第２高調波を発生する素子であるた
め、半導体レーザの波長（λ＝８４０ｎｍ）の半分の波
長（λ＝４２０ｎｍ）のレーザ光が得られる。
【００２６】
【００１４】そして、フィルター１８で第２高調波だけ
を抽出することによって波長がλ＝４２０ｎｍの記録用
光源１９としている。このＳＨＧ素子１７は非線形光学
素子であり、フィルター１８も含めて記録用光源１９か
ら得られる光ビームは円形光束が得られる。そして、記
録用光源１９から射出された光ビームは、集光レンズ２
０で集光された後、コリメータレンズ２２で平行光束に
変換される。集光レンズ２０とコリメータレンズ２２の
間の集光レンズ２０の焦点にＡ／Ｏ変調器２１が設けら
れている。このＡ／Ｏ変調器２１は、圧電材料に超音波
駆動電圧を加えると、媒体中に音速に対する微小波長の
疎密波が発生し、これを回折格子として、記録用光源か
ら得られるビーム光と作用させると音響光学反射を起こ
す。この反射光（回折光）は、超音波駆動電圧に応じて
変化するので、この電圧を振幅変調することによって変
調された光を得ることができる。
を抽出することによって波長がλ＝４２０ｎｍの記録用
光源１９としている。このＳＨＧ素子１７は非線形光学
素子であり、フィルター１８も含めて記録用光源１９か
ら得られる光ビームは円形光束が得られる。そして、記
録用光源１９から射出された光ビームは、集光レンズ２
０で集光された後、コリメータレンズ２２で平行光束に
変換される。集光レンズ２０とコリメータレンズ２２の
間の集光レンズ２０の焦点にＡ／Ｏ変調器２１が設けら
れている。このＡ／Ｏ変調器２１は、圧電材料に超音波
駆動電圧を加えると、媒体中に音速に対する微小波長の
疎密波が発生し、これを回折格子として、記録用光源か
ら得られるビーム光と作用させると音響光学反射を起こ
す。この反射光（回折光）は、超音波駆動電圧に応じて
変化するので、この電圧を振幅変調することによって変
調された光を得ることができる。
【００２７】
【００１５】即ち、Ａ／Ｏ駆動回路２３からＡ／Ｏ変調
器２１に対して光ディスク原盤７に記録すべき信号に応
じた変調信号を供給する事によって、光ビームが記録信
号に応じて光変調される。そして、Ａ／Ｏ変調器２１で
光変調されたビーム光は、コリメータレンズ２２によっ
て平行光束に変換され、反射ミラー５を経てダイクロイ
ックミラー１５を透過し、対物レンズ６によって、光デ
ィスク原盤７の面上にビーム光を集束させ照射される。
この光ディスク原盤７は、鏡面研磨されたガラス面上に
フォトレジスト２４が塗布されている。このフォトレジ
スト２４が塗布された光ディスク原盤７の面上に規定の
ビーム径に集光された光ビームが照射される。この光ビ
ームはＡ／Ｏ変調器２１によって、記録すべき音楽や映
像などの情報に対応した照射時間の長短に応じて光変調
されている。そして、光変調された光ビームはモータ８
で規定の回転速度で回転する光ディスク原盤７のフォト
レジスト２４面上に照射される。
器２１に対して光ディスク原盤７に記録すべき信号に応
じた変調信号を供給する事によって、光ビームが記録信
号に応じて光変調される。そして、Ａ／Ｏ変調器２１で
光変調されたビーム光は、コリメータレンズ２２によっ
て平行光束に変換され、反射ミラー５を経てダイクロイ
ックミラー１５を透過し、対物レンズ６によって、光デ
ィスク原盤７の面上にビーム光を集束させ照射される。
この光ディスク原盤７は、鏡面研磨されたガラス面上に
フォトレジスト２４が塗布されている。このフォトレジ
スト２４が塗布された光ディスク原盤７の面上に規定の
ビーム径に集光された光ビームが照射される。この光ビ
ームはＡ／Ｏ変調器２１によって、記録すべき音楽や映
像などの情報に対応した照射時間の長短に応じて光変調
されている。そして、光変調された光ビームはモータ８
で規定の回転速度で回転する光ディスク原盤７のフォト
レジスト２４面上に照射される。
【００２８】
【００１６】そして、移動光学系３０が光ディスク原盤
７の半径方向に規定量ずつ移動することによって、光変
調された光ビームが回転する光ディスク原盤７の内周か
ら外周に向かって照射され、フォトレジスト層を露光す
る。その後、光ディスク原盤７は現像され、表面に金属
を蒸着すると光ディスク原盤が完成する。光ディスク原
盤の表面には、音楽や映像などの情報に対応した長さを
有する凹凸状のピットがピット列となって形成されてい
る。
７の半径方向に規定量ずつ移動することによって、光変
調された光ビームが回転する光ディスク原盤７の内周か
ら外周に向かって照射され、フォトレジスト層を露光す
る。その後、光ディスク原盤７は現像され、表面に金属
を蒸着すると光ディスク原盤が完成する。光ディスク原
盤の表面には、音楽や映像などの情報に対応した長さを
有する凹凸状のピットがピット列となって形成されてい
る。
【００２９】この光ディスク原盤の表面にニッケルメッ
キ層を生成し、光ディスク原盤の表面から、このニッケ
ルメッキ層を剥離したものが、ニッケルスタンパであ
る。光ディスク基板は、このスタンパで成形される。
キ層を生成し、光ディスク原盤の表面から、このニッケ
ルメッキ層を剥離したものが、ニッケルスタンパであ
る。光ディスク基板は、このスタンパで成形される。
【００３０】
【００１７】尚、本発明の光束形状変換フィルターは、
光ディスク原盤記録装置に対する実施例で説明したが、
光ディスク再生装置及び光ディスク記録再生装置に適用
しても同様の効果を得ることができる。
光ディスク原盤記録装置に対する実施例で説明したが、
光ディスク再生装置及び光ディスク記録再生装置に適用
しても同様の効果を得ることができる。
【００３１】また、光束形状変換フィルターを平行光束
中で用いるように説明したが、発散ビームや集束ビーム
中で使用することが出来る。
中で用いるように説明したが、発散ビームや集束ビーム
中で使用することが出来る。
【００３２】また、光束形状変換フィルターを円形ビー
ムから楕円ビームに変換するときに用いても良く、使用
方法や使用場所が限定されるものではない。
ムから楕円ビームに変換するときに用いても良く、使用
方法や使用場所が限定されるものではない。
【００３３】また、光束形状変換フィルターを構成する
非透過膜は、アルミニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃ
ｒ）等の物質を用いて説明したが、光吸収剤を用いて構
成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
非透過膜は、アルミニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃ
ｒ）等の物質を用いて説明したが、光吸収剤を用いて構
成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３４】
【００１８】
【００３５】
【発明の効果】上述したように本発明の実施例によれ
ば、フォーカス用光源に半導体レーザを用い、光ビーム
をコリメータレンズ２で平行光束に変換された後、楕円
ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向
を一致するように配置したので、正円形の光ビームに変
換され、且つ光路が屈折することがない。このため、構
造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換す
ることが可能となる。
ば、フォーカス用光源に半導体レーザを用い、光ビーム
をコリメータレンズ２で平行光束に変換された後、楕円
ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向
を一致するように配置したので、正円形の光ビームに変
換され、且つ光路が屈折することがない。このため、構
造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換す
ることが可能となる。
【図１】光束形状変換フィルターの構造図及び透過率特
性図。
性図。
【図２】本発明による光ディスク原盤記録装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図３】従来例における光ディスク原盤記録装置のフォ
ーカス制御部のブロック図。
ーカス制御部のブロック図。
１・・・レーザ光源 ２、２２・・・コリメータレンズ ４・・・ビームスプリッタ ５・・・反射ミラー ６・・・対物レンズ ７・・・光ディスク原盤 ８・・・モータ ９、２０・・・集光レンズ １０・・光検出回路 １１・・アクチュエータ １２・・光束形状変換フィルター １５・・ダイクロイックミラー １６・・半導体レーザ １７・・ＳＨＧ素子 １８・・フィルター ２１・・Ａ／Ｏ変調器 ２３・・Ａ／Ｏ駆動回路
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに記録再生
する半導体レーザ等を光源に用いた光学装置に関する。
する半導体レーザ等を光源に用いた光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ディスク原盤記録装置は、大型
のガスレーザ記録用光源を用いていたため固定用光学系
と移動光学系を分離した構成にしていたが、近年、半導
体レーザの出現と、非線形光学素子との組み合わせによ
って記録用光源が小型化され固定用光学系を含めて移動
光学系に収納することが可能となった。図３（ａ）は、
光ディスク原盤記録装置を構成する移動光学系３０の一
部分であるフォーカス制御部のブロック図を示した。図
３（ａ）において、半導体レーザを用いたフォーカス用
レーザ光源１から射出された光ビームは、コリメータレ
ンズ２で平行光束に変換される。このレーザ光源１の射
出ビームは、接合面に平行な方向と垂直の方向とで異な
る広がり角をもった発散ビームが出力されており、ビー
ム形状が楕円形となっている。
のガスレーザ記録用光源を用いていたため固定用光学系
と移動光学系を分離した構成にしていたが、近年、半導
体レーザの出現と、非線形光学素子との組み合わせによ
って記録用光源が小型化され固定用光学系を含めて移動
光学系に収納することが可能となった。図３（ａ）は、
光ディスク原盤記録装置を構成する移動光学系３０の一
部分であるフォーカス制御部のブロック図を示した。図
３（ａ）において、半導体レーザを用いたフォーカス用
レーザ光源１から射出された光ビームは、コリメータレ
ンズ２で平行光束に変換される。このレーザ光源１の射
出ビームは、接合面に平行な方向と垂直の方向とで異な
る広がり角をもった発散ビームが出力されており、ビー
ム形状が楕円形となっている。
【０００３】このため、一端光ビームを非等方ビーム補
正光学系（整形）のプリズム３に通す必要がある。この
整形プリズム３は、図３（ｂ）に示すようにコリメータ
レンズ２で平行光束に変換された楕円形の光ビームを円
形ビームに変換すると共に、光路を屈折させる働きがあ
る。また、整形プリズム３で円形光束に変換され、光路
変更した光ビームは、ビームスプリッタ４を透過し、反
射ミラー５で反射され、対物レンズ６によって規定の微
小スポットに集光され、モータ８によって規定の回転数
で回転する光ディスク原盤７の記録面上に照射される。
この微小スポットは、光ディスク原盤７の記録面で反射
され、対物レンズ６及び反射ミラー５を経てビームスプ
リッタ４で反射され、集光レンズ９によって集光され光
検出回路１０に照射される。
正光学系（整形）のプリズム３に通す必要がある。この
整形プリズム３は、図３（ｂ）に示すようにコリメータ
レンズ２で平行光束に変換された楕円形の光ビームを円
形ビームに変換すると共に、光路を屈折させる働きがあ
る。また、整形プリズム３で円形光束に変換され、光路
変更した光ビームは、ビームスプリッタ４を透過し、反
射ミラー５で反射され、対物レンズ６によって規定の微
小スポットに集光され、モータ８によって規定の回転数
で回転する光ディスク原盤７の記録面上に照射される。
この微小スポットは、光ディスク原盤７の記録面で反射
され、対物レンズ６及び反射ミラー５を経てビームスプ
リッタ４で反射され、集光レンズ９によって集光され光
検出回路１０に照射される。
【０００４】この光検出回路１０には、図示せぬシリン
ドリカルレンズと４分割の受光素子及び演算回路が設け
られているので、照射された光ビームからフォーカス誤
差信号に応じた制御信号をアクチュエータ１１に対して
出力することで、正確なフォーカス制御を行うことがで
きる。
ドリカルレンズと４分割の受光素子及び演算回路が設け
られているので、照射された光ビームからフォーカス誤
差信号に応じた制御信号をアクチュエータ１１に対して
出力することで、正確なフォーカス制御を行うことがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体レーザと非線形光学素子を組合せることにより記録用
光源が小型化され、装置全体を小型化することが可能に
なった。しかし、フォーカス用光源に半導体レーザを用
いているためビームの形状を補正する必要が生じ、整形
プリズム３を用いてこれを補正していた。しかし、整形
プリズム３によって光路が折れ曲るため、装置の構造が
複雑になる。また、円柱レンズを用いる方法では構成が
複雑であり、いずれも小型化を疎外する要因になってい
た。本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、
構造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換
することが可能な光学装置を提供することを目的とす
る。
体レーザと非線形光学素子を組合せることにより記録用
光源が小型化され、装置全体を小型化することが可能に
なった。しかし、フォーカス用光源に半導体レーザを用
いているためビームの形状を補正する必要が生じ、整形
プリズム３を用いてこれを補正していた。しかし、整形
プリズム３によって光路が折れ曲るため、装置の構造が
複雑になる。また、円柱レンズを用いる方法では構成が
複雑であり、いずれも小型化を疎外する要因になってい
た。本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、
構造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換
することが可能な光学装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、所
定形状の光束の光路中に透過率が１の軸方向に離れるに
従って減少する特性を有する光束形状変換フィルターを
配置したことを特徴とするものである。
定形状の光束の光路中に透過率が１の軸方向に離れるに
従って減少する特性を有する光束形状変換フィルターを
配置したことを特徴とするものである。
【０００７】また、所定形状の光束は、半導体レーザか
ら出射された楕円ビームであり、楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターの１の軸方向を一致させたこ
とを特徴とする。
ら出射された楕円ビームであり、楕円ビームの長軸方向
と光束形状変換フィルターの１の軸方向を一致させたこ
とを特徴とする。
【０００８】また、光束形状変換フィルターは、透明基
板上の非透過膜が１の方向に離れるに従って厚み又は濃
度を増したことを特徴とする。
板上の非透過膜が１の方向に離れるに従って厚み又は濃
度を増したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の光学装置は、所定形状の光束の光路中
に透過率が１の軸方向に離れるに従って減少する特性を
有する光束形状変換フィルターを配置したので、発光源
からの光路を直線的に配置することが可能となり、構造
が簡単で小型な光学系を構成することができる。
に透過率が１の軸方向に離れるに従って減少する特性を
有する光束形状変換フィルターを配置したので、発光源
からの光路を直線的に配置することが可能となり、構造
が簡単で小型な光学系を構成することができる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図１及び図２を用いて説明
する。尚、従来例と同一の部分には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。図１は、光束形状変換フィル
ターの構造図で、（ａ）は光束形状変換フィルターの斜
視図を、また（ｂ）は光束形状変換フィルターの透過率
特性を示した。図１（ａ）において、光束形状変換フィ
ルター１２は、ガラス基板１４の平面上に非透過膜とし
てのアルミニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物
質をガラス基板１４の中央から１の軸方向（ｘ軸方向）
に離れるに従って徐々に厚み（ｚ軸方向）が増すように
蒸着又は塗布形成された非透過膜１３によって構成され
ている。この非透過膜１３は、中央部で例えば０〜数１
０オングストロームの膜厚を持たせ、最外周部で例えば
数百オングストロームの膜厚にしている。
する。尚、従来例と同一の部分には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。図１は、光束形状変換フィル
ターの構造図で、（ａ）は光束形状変換フィルターの斜
視図を、また（ｂ）は光束形状変換フィルターの透過率
特性を示した。図１（ａ）において、光束形状変換フィ
ルター１２は、ガラス基板１４の平面上に非透過膜とし
てのアルミニューム（Ａｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物
質をガラス基板１４の中央から１の軸方向（ｘ軸方向）
に離れるに従って徐々に厚み（ｚ軸方向）が増すように
蒸着又は塗布形成された非透過膜１３によって構成され
ている。この非透過膜１３は、中央部で例えば０〜数１
０オングストロームの膜厚を持たせ、最外周部で例えば
数百オングストロームの膜厚にしている。
【００１１】上述した構造の光束形状変換フィルター１
２は、図１（ｂ）に示すように光の透過率が中央部で最
も高く、中央から左右に離れるに従って徐々に透過率が
低下する透過率特性を有している。この非透過層の厚み
は、光束形状変換フィルター１２のガラス基板後方（図
１（ｂ）の左側矢印方向）から楕円形（ｘ軸方向に長軸
楕円とする）のビーム光束を照射したとき、光束形状変
換フィルター１２を透過したビーム光束が正円形になる
ように生成されている。即ち、半導体レーザが平行光束
に変換された後、光束形状変換フィルター１２を透過す
ると円形のビーム光束に変換される。尚、本発明の実施
例では非透過膜の厚みを変化させる例で説明したが、非
透過膜に含まれるアルミニューム（Ａｌ）又はクロム
（Ｃｒ）等の物質の濃度を徐々に変化させる方法で光束
形状変換フィルターを構成しても同一の効果が得られる
ことは言うまでもない。
２は、図１（ｂ）に示すように光の透過率が中央部で最
も高く、中央から左右に離れるに従って徐々に透過率が
低下する透過率特性を有している。この非透過層の厚み
は、光束形状変換フィルター１２のガラス基板後方（図
１（ｂ）の左側矢印方向）から楕円形（ｘ軸方向に長軸
楕円とする）のビーム光束を照射したとき、光束形状変
換フィルター１２を透過したビーム光束が正円形になる
ように生成されている。即ち、半導体レーザが平行光束
に変換された後、光束形状変換フィルター１２を透過す
ると円形のビーム光束に変換される。尚、本発明の実施
例では非透過膜の厚みを変化させる例で説明したが、非
透過膜に含まれるアルミニューム（Ａｌ）又はクロム
（Ｃｒ）等の物質の濃度を徐々に変化させる方法で光束
形状変換フィルターを構成しても同一の効果が得られる
ことは言うまでもない。
【００１２】次に、光束形状変換フィルター１２を用い
た本発明による実施例を図２で説明する。尚、図２に示
すように本発明による実施例は、記録用光学系を含む光
ディスク原盤記録装置としている。半導体レーザを用い
たフォーカス用レーザ光源１から射出された光ビーム
は、コリメータレンズ２で平行光束に変換された後、光
束形状変換フィルター１２に照射される。この光束形状
変換フィルター１２は、コリメータレンズ２から放射さ
れる楕円ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターの
ｘ軸方向を一致するように配置されているので、正円形
の光ビームに変換され、且つ光賂が屈折することがな
い。そして、ビームスプリッタ４を透過し、次のダイク
ロイックミラー１５で反射し、対物レンズ６によって集
光され、光ディスク原盤７の面上に規定されたビーム径
の微小スポットを照射する。
た本発明による実施例を図２で説明する。尚、図２に示
すように本発明による実施例は、記録用光学系を含む光
ディスク原盤記録装置としている。半導体レーザを用い
たフォーカス用レーザ光源１から射出された光ビーム
は、コリメータレンズ２で平行光束に変換された後、光
束形状変換フィルター１２に照射される。この光束形状
変換フィルター１２は、コリメータレンズ２から放射さ
れる楕円ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターの
ｘ軸方向を一致するように配置されているので、正円形
の光ビームに変換され、且つ光賂が屈折することがな
い。そして、ビームスプリッタ４を透過し、次のダイク
ロイックミラー１５で反射し、対物レンズ６によって集
光され、光ディスク原盤７の面上に規定されたビーム径
の微小スポットを照射する。
【００１３】また、光ディスク原盤７の面上で反射され
た光ビームは、対物レンズ６を通りダイクロイックミラ
ー１５で反射し、ビームスプリッタ４で反射した後、集
光レンズ９で光検出回路１０に照射される。この光検出
回路１０には、図示せぬシリンドリカルレンズと４分割
の受光素子及び演算回路が設けられているので、照射さ
れた光ビームからフォーカス誤差信号に応じた制御信号
をアクチュエータ１１に対して出力することで、正確な
フォーカス制御を行うことができる。一方、符号１６
は、記録用光源１９としての半導体レーザであり、次段
のＳＨＧ素子（第２高調波発生素子：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈ
ａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）１７に光ビー
ムを照射する。このＳＨＧ素子１７は、光ビームが照射
されると光ビームの第２高調波を発生する素子であるた
め、半導体レーザの波長（λ＝８４０ｎｍ）の半分の波
長（λ＝４２０ｎｍ）のレーザ光が得られる。
た光ビームは、対物レンズ６を通りダイクロイックミラ
ー１５で反射し、ビームスプリッタ４で反射した後、集
光レンズ９で光検出回路１０に照射される。この光検出
回路１０には、図示せぬシリンドリカルレンズと４分割
の受光素子及び演算回路が設けられているので、照射さ
れた光ビームからフォーカス誤差信号に応じた制御信号
をアクチュエータ１１に対して出力することで、正確な
フォーカス制御を行うことができる。一方、符号１６
は、記録用光源１９としての半導体レーザであり、次段
のＳＨＧ素子（第２高調波発生素子：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈ
ａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）１７に光ビー
ムを照射する。このＳＨＧ素子１７は、光ビームが照射
されると光ビームの第２高調波を発生する素子であるた
め、半導体レーザの波長（λ＝８４０ｎｍ）の半分の波
長（λ＝４２０ｎｍ）のレーザ光が得られる。
【００１４】そして、フィルター１８で第２高調波だけ
を抽出することによって波長がλ＝４２０ｎｍの記録用
光源１９としている。このＳＨＧ素子１７は非線形光学
素子であり、フィルター１８も含めて記録用光源１９か
ら得られる光ビームは円形光束が得られる。そして、記
録用光源１９から射出された光ビームは、集光レンズ２
０で集光された後、コリメータレンズ２２で平行光束に
変換される。集光レンズ２０とコリメータレンズ２２の
間の集光レンズ２０の焦点にＡ／Ｏ変調器２１が設けら
れている。このＡ／Ｏ変調器２１は、圧電材料に超音波
駆動電圧を加えると、媒体中に音速に対する微小波長の
疎密波が発生し、これを回折格子として、記録用光源か
ら得られるビーム光と作用させると音響光学反射を起こ
す。この反射光（回折光）は、超音波駆動電圧に応じて
変化するので、この電圧を振幅変調することによって変
調された光を得ることができる。
を抽出することによって波長がλ＝４２０ｎｍの記録用
光源１９としている。このＳＨＧ素子１７は非線形光学
素子であり、フィルター１８も含めて記録用光源１９か
ら得られる光ビームは円形光束が得られる。そして、記
録用光源１９から射出された光ビームは、集光レンズ２
０で集光された後、コリメータレンズ２２で平行光束に
変換される。集光レンズ２０とコリメータレンズ２２の
間の集光レンズ２０の焦点にＡ／Ｏ変調器２１が設けら
れている。このＡ／Ｏ変調器２１は、圧電材料に超音波
駆動電圧を加えると、媒体中に音速に対する微小波長の
疎密波が発生し、これを回折格子として、記録用光源か
ら得られるビーム光と作用させると音響光学反射を起こ
す。この反射光（回折光）は、超音波駆動電圧に応じて
変化するので、この電圧を振幅変調することによって変
調された光を得ることができる。
【００１５】即ち、Ａ／Ｏ駆動回路２３からＡ／Ｏ変調
器２１に対して光ディスク原盤７に記録すべき信号に応
じた変調信号を供給する事によって、光ビームが記録信
号に応じて光変調される。そして、Ａ／Ｏ変調器２１で
光変調されたビーム光は、コリメータレンズ２２によっ
て平行光束に変換され、反射ミラー５を経てダイクロイ
ックミラー１５を透過し、対物レンズ６によって、光デ
ィスク原盤７の面上にビーム光を集束させ照射される。
この光ディスク原盤７は、鏡面研磨されたガラス面上に
フォトレジスト２４が塗布されている。このフォトレジ
スト２４が塗布された光ディスク原盤７の面上に規定の
ビーム径に集光された光ビームが照射される。この光ビ
ームはＡ／Ｏ変調器２１によって、記録すべき音楽や映
像などの情報に対応した照射時間の長短に応じて光変調
されている。そして、光変調された光ビームはモータ８
で規定の回転速度で回転する光ディスク原盤７のフォト
レジスト２４面上に照射される。
器２１に対して光ディスク原盤７に記録すべき信号に応
じた変調信号を供給する事によって、光ビームが記録信
号に応じて光変調される。そして、Ａ／Ｏ変調器２１で
光変調されたビーム光は、コリメータレンズ２２によっ
て平行光束に変換され、反射ミラー５を経てダイクロイ
ックミラー１５を透過し、対物レンズ６によって、光デ
ィスク原盤７の面上にビーム光を集束させ照射される。
この光ディスク原盤７は、鏡面研磨されたガラス面上に
フォトレジスト２４が塗布されている。このフォトレジ
スト２４が塗布された光ディスク原盤７の面上に規定の
ビーム径に集光された光ビームが照射される。この光ビ
ームはＡ／Ｏ変調器２１によって、記録すべき音楽や映
像などの情報に対応した照射時間の長短に応じて光変調
されている。そして、光変調された光ビームはモータ８
で規定の回転速度で回転する光ディスク原盤７のフォト
レジスト２４面上に照射される。
【００１６】そして、移動光学系３０が光ディスク原盤
７の半径方向に規定量ずつ移動することによって、光変
調された光ビームが回転する光ディスク原盤７の内周か
ら外周に向かって照射され、フォトレジスト層を露光す
る。その後、光ディスク原盤７は現像され、表面に金属
を蒸着すると光ディスク原盤が完成する。光ディスク原
盤の表面には、音楽や映像などの情報に対応した長さを
有する凹凸状のピットがピット列となって形成されてい
る。この光ディスク原盤の表面にニッケルメッキ層を生
成し、光ディスク原盤の表面から、このニッケルメッキ
層を剥離したものが、ニッケルスタンパである。光ディ
スク基板は、このスタンパで成形される。
７の半径方向に規定量ずつ移動することによって、光変
調された光ビームが回転する光ディスク原盤７の内周か
ら外周に向かって照射され、フォトレジスト層を露光す
る。その後、光ディスク原盤７は現像され、表面に金属
を蒸着すると光ディスク原盤が完成する。光ディスク原
盤の表面には、音楽や映像などの情報に対応した長さを
有する凹凸状のピットがピット列となって形成されてい
る。この光ディスク原盤の表面にニッケルメッキ層を生
成し、光ディスク原盤の表面から、このニッケルメッキ
層を剥離したものが、ニッケルスタンパである。光ディ
スク基板は、このスタンパで成形される。
【００１７】尚、本発明の光束形状変換フィルターは、
光ディスク原盤記録装置に対する実施例で説明したが、
光ディスク再生装置及び光ディスク記録再生装置に適用
しても同様の効果を得ることができる。また、光束形状
変換フィルターを平行光束中で用いるように説明した
が、発散ビームや集束ビーム中で使用することが出来
る。また、光束形状変換フィルターを円形ビームから楕
円ビームに変換するときに用いても良く、使用方法や使
用場所が限定されるものではない。また、光束形状変換
フィルターを構成する非透過膜は、アルミニューム（Ａ
ｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質を用いて説明したが、
光吸収剤を用いて構成しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。
光ディスク原盤記録装置に対する実施例で説明したが、
光ディスク再生装置及び光ディスク記録再生装置に適用
しても同様の効果を得ることができる。また、光束形状
変換フィルターを平行光束中で用いるように説明した
が、発散ビームや集束ビーム中で使用することが出来
る。また、光束形状変換フィルターを円形ビームから楕
円ビームに変換するときに用いても良く、使用方法や使
用場所が限定されるものではない。また、光束形状変換
フィルターを構成する非透過膜は、アルミニューム（Ａ
ｌ）又はクロム（Ｃｒ）等の物質を用いて説明したが、
光吸収剤を用いて構成しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】上述したように本発明の実施例によれ
ば、フォーカス用光源に半導体レーザを用い、光ビーム
をコリメータレンズ２で平行光束に変換された後、楕円
ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向
を一致するように配置したので、正円形の光ビームに変
換され、且つ光路が屈折することがない。このため、構
造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換す
ることが可能となる。
ば、フォーカス用光源に半導体レーザを用い、光ビーム
をコリメータレンズ２で平行光束に変換された後、楕円
ビームの長軸方向と光束形状変換フィルターのｘ軸方向
を一致するように配置したので、正円形の光ビームに変
換され、且つ光路が屈折することがない。このため、構
造が簡単で小型な光学系により、スポット形状を変換す
ることが可能となる。
Claims (3)
- 【請求項１】 所定形状の光束の光路中に透過率が１の
軸方向に離れるに従って減少する特性を有する光束形状
変換フィルターを配置したことを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 前記所定形状の光束は、半導体レーザか
ら出射された楕円ビームであり、前記楕円ビームの長軸
方向と前記光束形状変換フィルターの１の軸方向を一致
させたことを特徴とする請求項１記載の光学装置。 - 【請求項３】 前記光束形状変換フィルターは、透明基
板上の非透過膜が１の方向に離れるに従って厚み又は濃
度を増したことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7248628A JPH0973650A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 光学装置 |
| US08/705,842 US5859730A (en) | 1995-09-01 | 1996-08-30 | Optical apparatus having a luminous flux shaping filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7248628A JPH0973650A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973650A true JPH0973650A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=17180948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7248628A Pending JPH0973650A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5859730A (ja) |
| JP (1) | JPH0973650A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1995-09-01 JP JP7248628A patent/JPH0973650A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-30 US US08/705,842 patent/US5859730A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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