JPS59125A - 光学系 - Google Patents
光学系Info
- Publication number
- JPS59125A JPS59125A JP58089108A JP8910883A JPS59125A JP S59125 A JPS59125 A JP S59125A JP 58089108 A JP58089108 A JP 58089108A JP 8910883 A JP8910883 A JP 8910883A JP S59125 A JPS59125 A JP S59125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- semiconductor laser
- spot
- disk
- magnification
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
- G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
- G06K7/10861—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学系、特に半導体レーザを用いて所定ディス
ク上に記録されたドツト情報を再生するのに好適な光学
系に関する。
ク上に記録されたドツト情報を再生するのに好適な光学
系に関する。
ディスク上に記録さ扛たドツト情報は通常、１μｍφか
ら２μｍφ程度の大きさを有し、ディスク上にらせんあ
るいは同心円状に記録されでいる。
ら２μｍφ程度の大きさを有し、ディスク上にらせんあ
るいは同心円状に記録されでいる。
したがっで、上記ドツト情報よシ信号を正確に再生する
ためには、レーザ光を１μｍφ（半値幅）程度の円形状
スポットに絞シこむ必要がある。
ためには、レーザ光を１μｍφ（半値幅）程度の円形状
スポットに絞シこむ必要がある。
レーザ光の光源として半導体レーザ光源を用いるビデオ
ディスク再生装置においでは、従来、半導体レーザ発光
領域が１μｍ Ｘ １μｍの正方形状をした埋めこみペ
テロ構造のものが用いられ、第１図に示す光学系におい
てディスク上に１μｍφ程度のスポットを得ていた。こ
こで１は半導体レーザ光源、２は第１のレンズ（カップ
リングレンズ）、３は第２のレンズ（オブジェクティブ
レンズ）、４は絞りこんだ光スポット、５はディスク、
である。かかる光学系においては、例えばカップリング
レンズおよびオブジェクティブレンズは共に、倍率２５
倍、Ｎ、Ａ（開口数）０．４のものが用いられでいる。
ディスク再生装置においでは、従来、半導体レーザ発光
領域が１μｍ Ｘ １μｍの正方形状をした埋めこみペ
テロ構造のものが用いられ、第１図に示す光学系におい
てディスク上に１μｍφ程度のスポットを得ていた。こ
こで１は半導体レーザ光源、２は第１のレンズ（カップ
リングレンズ）、３は第２のレンズ（オブジェクティブ
レンズ）、４は絞りこんだ光スポット、５はディスク、
である。かかる光学系においては、例えばカップリング
レンズおよびオブジェクティブレンズは共に、倍率２５
倍、Ｎ、Ａ（開口数）０．４のものが用いられでいる。
しかし、１μｍｘ１μｍの発光領域をもつレーザを用い
ると、絞りこんだスポット４は円形状になる利点がある
が、発光領域が小さいためレーザ光出力が小さいという
欠点も存在する。発光領域が小さいと高倍率でしかも高
いＮＡのレンズが必要となるので、光学系の調整、特に
カップリングレンズの位置の調整が困難であるという欠
点も生じる。したがって、ドツト情報よシ信号を再生す
る場合、安定でしかも高い信号対雑音比を有する信号が
、得られない欠点があった。かかる点を考慮し、従来は
大きなレーザ出力を得るため、発光領域が縦方向１μｍ
、横方向が３μｍから５μｍの半導体レーザを用いるビ
デオディスク装置においで、ディスク上に絞りこんだス
ポットを円形状に近づけるために円筒レンズを用いでい
る、しかし、円筒レンズは工作上の精度が出にくく、高
価であること光学系の配置が複雑になることの欠点があ
り、また、尤スポットを１μｍの円形状スポットに収束
することは、円筒レンズを使用しているために非点収差
が大きく影響しで、困難である。
ると、絞りこんだスポット４は円形状になる利点がある
が、発光領域が小さいためレーザ光出力が小さいという
欠点も存在する。発光領域が小さいと高倍率でしかも高
いＮＡのレンズが必要となるので、光学系の調整、特に
カップリングレンズの位置の調整が困難であるという欠
点も生じる。したがって、ドツト情報よシ信号を再生す
る場合、安定でしかも高い信号対雑音比を有する信号が
、得られない欠点があった。かかる点を考慮し、従来は
大きなレーザ出力を得るため、発光領域が縦方向１μｍ
、横方向が３μｍから５μｍの半導体レーザを用いるビ
デオディスク装置においで、ディスク上に絞りこんだス
ポットを円形状に近づけるために円筒レンズを用いでい
る、しかし、円筒レンズは工作上の精度が出にくく、高
価であること光学系の配置が複雑になることの欠点があ
り、また、尤スポットを１μｍの円形状スポットに収束
することは、円筒レンズを使用しているために非点収差
が大きく影響しで、困難である。
かかる欠点を除去するため、本発明は縦・横比の異なる
発光領域をもち［７たがって出射光分布が楕円形状のビ
ームパターンである半導体レーザを光源に用いてしかも
上記楕円形状のビームパターンの縦方向の光分布パター
ンを横方向の光分布パターンよりも多くけることにょっ
Ｃ、ディスク上に微小な円形状スポットを形成すること
を可能とし、もってディスク上のドツト情報から正確に
信ある。
発光領域をもち［７たがって出射光分布が楕円形状のビ
ームパターンである半導体レーザを光源に用いてしかも
上記楕円形状のビームパターンの縦方向の光分布パター
ンを横方向の光分布パターンよりも多くけることにょっ
Ｃ、ディスク上に微小な円形状スポットを形成すること
を可能とし、もってディスク上のドツト情報から正確に
信ある。
以下、本発明を実施例によって説明する。
第２図において、レンズ２．３によってディスク５面上
に、絞りこんだスポット４が半値幅で１μｍφ程度（円
形開口と゛した場合の回折光分布の零点をスポット径と
すると２．５μｍφ程度になる）になるためには次の条
件を満足しなければならない。
に、絞りこんだスポット４が半値幅で１μｍφ程度（円
形開口と゛した場合の回折光分布の零点をスポット径と
すると２．５μｍφ程度になる）になるためには次の条
件を満足しなければならない。
１．２２λ／ｎ′ ≦ ２．５μｍ（１）ここで、λ
は光の波長であり半導体レーザの場合０．８３μｍであ
υ、ｎ／はレンズ３のＮ、Ａ、であるから、（１）式よ
シｎ／≧０．４となる。
は光の波長であり半導体レーザの場合０．８３μｍであ
υ、ｎ／はレンズ３のＮ、Ａ、であるから、（１）式よ
シｎ／≧０．４となる。
レンズ３としでＮ、Ａが０．４以上のものを用いるとす
ると通常は、顕微鏡対物レンズとして２０倍以上の倍率
のものを用いることになる。ところが、一般に倍率とＮ
、Ａ、の大きいものを用いると焦点深度が浅くなり、第
２図においてディスク５の回転中のブレによシ、焦点が
ポケることになシ良好な再生信号は得られにくくなる。
ると通常は、顕微鏡対物レンズとして２０倍以上の倍率
のものを用いることになる。ところが、一般に倍率とＮ
、Ａ、の大きいものを用いると焦点深度が浅くなり、第
２図においてディスク５の回転中のブレによシ、焦点が
ポケることになシ良好な再生信号は得られにくくなる。
したがってレンズ３としては２０〜３０倍の倍率を有す
る、Ｎ、Ａ、０．４〜０．５のものが適しでいる。
る、Ｎ、Ａ、０．４〜０．５のものが適しでいる。
第２においでレンズ３の倍率をｍ’、Ｎ、Ａ、をｎ′と
すると第２図に示したＮ、Ａ、を定める角度ｕ４とｎ′
の間に次式で表わされる関係が一般式に成立する。
すると第２図に示したＮ、Ａ、を定める角度ｕ４とｎ′
の間に次式で表わされる関係が一般式に成立する。
ｓｉｎ （ｕ４） ＝ ｎ’ ｆ２Ｊレンズ
３によシ絞りこみスポットが十分小さいためには、レン
ズ３全而に半導体レーザ１よりの光が照射しでいる必要
がある。この条件を満たすためには、次の（３）式を満
足する必要がある。
３によシ絞りこみスポットが十分小さいためには、レン
ズ３全而に半導体レーザ１よりの光が照射しでいる必要
がある。この条件を満たすためには、次の（３）式を満
足する必要がある。
ここで、ｍ’は２０〜３０１ｎ’は０．４〜０．５であ
るから（３）式の右辺の最小値は０．０１３３となる。
るから（３）式の右辺の最小値は０．０１３３となる。
而しで、第２図に示した、光源１からの半導体レーザの
出射角ｕ２とｕ３の間には次式の関係がある。
出射角ｕ２とｕ３の間には次式の関係がある。
ｕ２ ＝ｍｕ３ （４１ここで、ｍ
はレンズ２の倍率である。
はレンズ２の倍率である。
式（３）、式（４）より倍率ｍは、次の（５）式で示さ
れる。
れる。
Ｕ。
（５）式のｕ２を定めるために第２図の光源１からの半
導体レーザ光の特性の一例を第３図に示す。第３図は横
軸に出射角ｎ２（度）及び縦軸に光強度（任意単位）を
定めてあり、例えば発光領域が縦１μｍ×横３．５μｍ
程度からの半導体レーザの遠視野像（ｆａｒ ｆｉｅｌ
ｄ ｐａｔｔｅｒｎ ）を示している。
導体レーザ光の特性の一例を第３図に示す。第３図は横
軸に出射角ｎ２（度）及び縦軸に光強度（任意単位）を
定めてあり、例えば発光領域が縦１μｍ×横３．５μｍ
程度からの半導体レーザの遠視野像（ｆａｒ ｆｉｅｌ
ｄ ｐａｔｔｅｒｎ ）を示している。
第３図において、縦方向、横方向の半値幅はそれぞれ３
４．５°、 １０’であり、また縦１μｍ×横５μｍ程
度の発光領域の場合、遠視野像は３４．５°、７°程度
となる。
４．５°、 １０’であり、また縦１μｍ×横５μｍ程
度の発光領域の場合、遠視野像は３４．５°、７°程度
となる。
式（５）のｕ２として第３図に示した横方向遠視野像の
半値幅を与える角度に設定する。というのは、ｕ２を以
上のように設定すると、半導体レーザの出射光分布は縦
方向、横方向とも、角度０２以内ではほぼ円形状の光分
布と扱かえ、レンズ３に入射する光分布も円形状となり
まだ、絞りこんだスポット４も円形状になる。しだがっ
て、ｕ２ はラジアン単位で表示すると、 とになる。ただし、半導体レーザ光源１の横方向発光領
域を３．５／１ｍから５μｍとし７でいる。
半値幅を与える角度に設定する。というのは、ｕ２を以
上のように設定すると、半導体レーザの出射光分布は縦
方向、横方向とも、角度０２以内ではほぼ円形状の光分
布と扱かえ、レンズ３に入射する光分布も円形状となり
まだ、絞りこんだスポット４も円形状になる。しだがっ
て、ｕ２ はラジアン単位で表示すると、 とになる。ただし、半導体レーザ光源１の横方向発光領
域を３．５／１ｍから５μｍとし７でいる。
ｕ２として大きい方の角度５ を取り、式（５）より
ｍ ≦ ６．６ したがって、レンズ２とし、では７倍以下の倍率のレン
ズを用いることが有効である。
ｍ ≦ ６．６ したがって、レンズ２とし、では７倍以下の倍率のレン
ズを用いることが有効である。
またレンズ２のＮ、Ａ、は、ｕ２の小さい方の角度３５
°を取り５ｉｎ３．５°＝００６ より大きいことは必
要である。
°を取り５ｉｎ３．５°＝００６ より大きいことは必
要である。
レンズ２としてこれ以上の倍率のものを用いると、ディ
スク上に絞りこまＪ’したスポット４は、円形状ではな
く楕円形状となってしまう。
スク上に絞りこまＪ’したスポット４は、円形状ではな
く楕円形状となってしまう。
以上説明したごとく本発明によれば、比較的太くない半
導体レーザ光源を用いて、円形状の光スポットに絞りこ
むことが可能でありディスクより良好な再生信号が得ら
れる。
導体レーザ光源を用いて、円形状の光スポットに絞りこ
むことが可能でありディスクより良好な再生信号が得ら
れる。
第１図及び第２図は本発明に係る光学系の構成を説明す
る図、第３図は半導体レーザよりの遠視野像を示す図で
ある。 ・、−／′ 美 ｌ 園 嵩 ３ 圀
る図、第３図は半導体レーザよりの遠視野像を示す図で
ある。 ・、−／′ 美 ｌ 園 嵩 ３ 圀
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 楕円形状のビームを放出する半導体レーザと、上記レー
ザかもの光を全面に照射されているオブジェクティブレ
ンズと、 上記オブジェクティブレンズと上記レーザとの間に配置
されたカップリングレンズとからなる光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089108A JPS59125A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089108A JPS59125A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11139977A Division JPS5445156A (en) | 1977-09-16 | 1977-09-16 | Optical system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125A true JPS59125A (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=13961692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089108A Pending JPS59125A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4948249A (en) * | 1987-06-23 | 1990-08-14 | Hopkins Manufacturing Corporation | Headlight aiming and light pattern testing apparatus and method |
| EP0575893A1 (de) * | 1992-06-23 | 1993-12-29 | WARNER MUSIC MANUFACTURING EUROPE GmbH | Vorrichtung zum Lesen von Strichcodes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP58089108A patent/JPS59125A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4948249A (en) * | 1987-06-23 | 1990-08-14 | Hopkins Manufacturing Corporation | Headlight aiming and light pattern testing apparatus and method |
| EP0575893A1 (de) * | 1992-06-23 | 1993-12-29 | WARNER MUSIC MANUFACTURING EUROPE GmbH | Vorrichtung zum Lesen von Strichcodes |
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