JPS60111219A - コリメ−ト光学装置 - Google Patents
コリメ−ト光学装置Info
- Publication number
- JPS60111219A JPS60111219A JP58218706A JP21870683A JPS60111219A JP S60111219 A JPS60111219 A JP S60111219A JP 58218706 A JP58218706 A JP 58218706A JP 21870683 A JP21870683 A JP 21870683A JP S60111219 A JPS60111219 A JP S60111219A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- collimating
- light
- lens
- stem
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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
- G02B27/30—Collimators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明はコリメート光学装置に係り、特に光学的情報読
取装置などに使用して好適なコリメート光学装置に関す
るものである。
取装置などに使用して好適なコリメート光学装置に関す
るものである。
ディジタルオーディオディスク(DAD)、ビデオディ
スク(VD)やコンパクトディスク(CD)等の光学的
記録媒体上に餉状に記録された情報1対物レンズを介し
て光学的に読取る光学的情報読取装置(光ビックアンプ
装置)は通常第1図に示すような構成を有している。
スク(VD)やコンパクトディスク(CD)等の光学的
記録媒体上に餉状に記録された情報1対物レンズを介し
て光学的に読取る光学的情報読取装置(光ビックアンプ
装置)は通常第1図に示すような構成を有している。
即ち、光源(1)より放射された光ビーム(la)はコ
リメートレンズ(2)、偏光ビームスプリッタ(31、
1/4波長板(4)を通過し対物レンズ(5)で収束さ
れ、光学的記録媒体(6)の記録面上に微小スポットを
結ぶ。
リメートレンズ(2)、偏光ビームスプリッタ(31、
1/4波長板(4)を通過し対物レンズ(5)で収束さ
れ、光学的記録媒体(6)の記録面上に微小スポットを
結ぶ。
この記録面上より反射された光束(lb)は光路な逆行
し対物レンズ(1)を通過後、1/4波長板(4)偏光
ビームスプリッタ(3)、集束レンズ系(7)を透過し
て光検出器(8月二導かれ、光電変換されて電気信号と
なる。この電気信号からはピットの有無の信号と、記録
面と対物レンズ(5)との間の位置情報信号が得られる
ようになっている。
し対物レンズ(1)を通過後、1/4波長板(4)偏光
ビームスプリッタ(3)、集束レンズ系(7)を透過し
て光検出器(8月二導かれ、光電変換されて電気信号と
なる。この電気信号からはピットの有無の信号と、記録
面と対物レンズ(5)との間の位置情報信号が得られる
ようになっている。
この光学的情報読取り装置のうち、光源(1)とコリメ
ートレンズ(2)は同じ鏡胴に装着されてコシメート光
学装置を構成し、特に収束レンズ系(7)に入射させる
波面収差量の少ないコリメート光を得るようになされて
いる。
ートレンズ(2)は同じ鏡胴に装着されてコシメート光
学装置を構成し、特に収束レンズ系(7)に入射させる
波面収差量の少ないコリメート光を得るようになされて
いる。
次に従来例として実開昭58−75347号公報に示さ
れているコリメート光学装置の概略構成を第2図により
説明する。
れているコリメート光学装置の概略構成を第2図により
説明する。
鏡胴(9)にレーザダイオードなどの発光半導体素子か
らなる光源αυを押え環aQ)を用いて固定させる。
らなる光源αυを押え環aQ)を用いて固定させる。
更にコリメートレンズ(Iりとカバーガラス(131を
所定の位置に配設し、光源Uからの光ビームを平行光束
Iとして取り出すようになされている。この光源αDは
ステム(111) 、ヒートシンク(lit) 、発光
半導体素子(111) 、パッケージシェル(114)
と光学的透明体からなる窓(IIl+)から構成されて
いる。
所定の位置に配設し、光源Uからの光ビームを平行光束
Iとして取り出すようになされている。この光源αDは
ステム(111) 、ヒートシンク(lit) 、発光
半導体素子(111) 、パッケージシェル(114)
と光学的透明体からなる窓(IIl+)から構成されて
いる。
このうち、パッケージシェル(114)と窓(lls)
、及びパッケージシェル(11,)とステム(11,)
は溶接、ガラス封止、接着剤により接合されて気密封止
されており、この気密封止の機能としては発光半導体素
子(IIs) ’l酸素、炭酸ガス、水分などの影響に
よる寿命劣化を防止するため、例えばMX、アルゴンな
どの不活性ガスを封じ込めておくためである。
、及びパッケージシェル(11,)とステム(11,)
は溶接、ガラス封止、接着剤により接合されて気密封止
されており、この気密封止の機能としては発光半導体素
子(IIs) ’l酸素、炭酸ガス、水分などの影響に
よる寿命劣化を防止するため、例えばMX、アルゴンな
どの不活性ガスを封じ込めておくためである。
しかるに、このコシメート光学装置においては次の様な
問題点がある。
問題点がある。
即ち、光学的記録媒体の記録向上に微小スポットに絞り
込む場合を考えて見た場合、入射光束パラメータをK、
光源波長なλ、収束レンズの開口数を8人、微少スポッ
ト部振幅最大値のl/e”の径値なSとすれば S撃に、λ/NA ・・・・・曲(11で表わされるの
で、記録面上の微小スポットは入射光束パラメータKに
より影響を受けることになり、入射光束の良否、坤ち波
面収差が大きくなる図の構成では次の4つに分けられる
。
込む場合を考えて見た場合、入射光束パラメータをK、
光源波長なλ、収束レンズの開口数を8人、微少スポッ
ト部振幅最大値のl/e”の径値なSとすれば S撃に、λ/NA ・・・・・曲(11で表わされるの
で、記録面上の微小スポットは入射光束パラメータKに
より影響を受けることになり、入射光束の良否、坤ち波
面収差が大きくなる図の構成では次の4つに分けられる
。
(1)光源(114)自身の非点収差・・・・・・・・
値Φ、(2) 窓(IIs)による生として球面、非点
収差・・・・・・・・・ΔΦ! (3) コリメートレンズaaによる球面、コマ、非点
収差・・・・・・・・・ΔΦ。
値Φ、(2) 窓(IIs)による生として球面、非点
収差・・・・・・・・・ΔΦ! (3) コリメートレンズaaによる球面、コマ、非点
収差・・・・・・・・・ΔΦ。
(4) カバーガラスa迦による収差・・山・・・・Δ
Φ4これらの波面収差ΔΦ1.ΔΦ!、ΔΦ8.ΔΦ4
の実効的値(RM8(a)は例えばCDのリコメンデ
ーションスペック(ソニー・フィリップスより858゜
4提案)より検討すると、光学系の構成によっても違う
がコリメート光学装置に許容される波面収差量はRMa
値で0.035λ以下となる。そこで実用限界値より波
面収差量を分配してみると次のようになる。
Φ4これらの波面収差ΔΦ1.ΔΦ!、ΔΦ8.ΔΦ4
の実効的値(RM8(a)は例えばCDのリコメンデ
ーションスペック(ソニー・フィリップスより858゜
4提案)より検討すると、光学系の構成によっても違う
がコリメート光学装置に許容される波面収差量はRMa
値で0.035λ以下となる。そこで実用限界値より波
面収差量を分配してみると次のようになる。
光源例えばレーデダイオード(LD)では戻り−W−1
−? λ biLg M & h* M th w −
h−11M IJ T、Tl v−M y Mに非点隔
差(Δ2)が有り、その値は約8±2μm程度と実測さ
れた。波長は絞り込みと収束レンズ系の8人とで略0.
78μmとした場合のコリメート光学装置による波面収
差量ΔΦ、は次の第2式で表わされる。
−? λ biLg M & h* M th w −
h−11M IJ T、Tl v−M y Mに非点隔
差(Δ2)が有り、その値は約8±2μm程度と実測さ
れた。波長は絞り込みと収束レンズ系の8人とで略0.
78μmとした場合のコリメート光学装置による波面収
差量ΔΦ、は次の第2式で表わされる。
ΔΦ>”i”(N人コリメート)2xΔ2 ・・・・・
・・・・(2)この第2式を変形してコリメートレンズ
のNムをめると NA=(4XAOt/ ΔZ)V2 =(4X0.03
X0.7&”−%(6〜7ン)シタ=O,125〜o、
o96f″″ となる。
・・・・(2)この第2式を変形してコリメートレンズ
のNムをめると NA=(4XAOt/ ΔZ)V2 =(4X0.03
X0.7&”−%(6〜7ン)シタ=O,125〜o、
o96f″″ となる。
一方、他の波面収差量は研磨精度と装着時の歪などによ
るところが大きく、試作評価結果からほぼ下記の値がコ
ストを含めた性能で実用限界と考えられる。
るところが大きく、試作評価結果からほぼ下記の値がコ
ストを含めた性能で実用限界と考えられる。
ΔOt= o、o 2 A ”S、Δ01 ” 0.0
15 A RM 8、Δo、o、o lλ瓶sこ忘、′
)の合算波面収差量ΔΦe(ΔΦ−+ΔΦ−十ΔΦj+
會:当とすると、ΔΦ、=0.0403λRMSとなり
、コリメート光学装置の総合性能としては厳しく、更に
波面収差量を低下させなければからかいへ〔発明の目的
〕 本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり波面
収差量を低下させた高性能のコリメート光学装置を提供
することを目的としている。
15 A RM 8、Δo、o、o lλ瓶sこ忘、′
)の合算波面収差量ΔΦe(ΔΦ−+ΔΦ−十ΔΦj+
會:当とすると、ΔΦ、=0.0403λRMSとなり
、コリメート光学装置の総合性能としては厳しく、更に
波面収差量を低下させなければからかいへ〔発明の目的
〕 本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり波面
収差量を低下させた高性能のコリメート光学装置を提供
することを目的としている。
即ち本発明は発光半導体素子からなる光源と、この光源
からの光ビームを平行な光束とするコリメートレンズと
、光源及びコリメートレンズを装着する鏡胴とを少くと
も具備するコリメート光学9kにおいて、光源からコリ
メートレンズに至る光t°−ムの光路に光学的透明体が
装着されてないことを特徴とするコリメート光学装置で
あり、光源が少くともステム、ヒートシンク及びレーザ
ダイオードチップの構成部品からなり、ステムと鏡胴と
が気密封止されていること、コリメートレンズが1枚の
レンズからなり、かつカバーガラスが装着されていない
こと、鏡胴がプラスチックの成形物からなることを実施
態様としている。
からの光ビームを平行な光束とするコリメートレンズと
、光源及びコリメートレンズを装着する鏡胴とを少くと
も具備するコリメート光学9kにおいて、光源からコリ
メートレンズに至る光t°−ムの光路に光学的透明体が
装着されてないことを特徴とするコリメート光学装置で
あり、光源が少くともステム、ヒートシンク及びレーザ
ダイオードチップの構成部品からなり、ステムと鏡胴と
が気密封止されていること、コリメートレンズが1枚の
レンズからなり、かつカバーガラスが装着されていない
こと、鏡胴がプラスチックの成形物からなることを実施
態様としている。
次に本発明のコリメート光学装置の一実施例を第3図に
より説明する。。
より説明する。。
即ち、m fIIl(1’Jにレーザダイオードなどの
発光半導体素子からなる光源c!Dを押え環翰を用いて
固定させる。更にコリメートレンズ四を所定の位置に配
設し、光源c!Dからの光ビームを平行光束し士として
取り出すようになっている。この光源011はステム(
211)、ヒートシンク(21J 、発光半導体素子(
213)からなり、パッケージシェルと光学的透明体か
らなる窓はない。またステA (211)にはモニタの
為のフォトダイオード(214)が設けられており、こ
れら発光半導体素子<ZXS)のドライブ及びフォトダ
イオード(214)によるモニタ信号のためにはステム
(211)に絶縁物を介して貫通植設されたステムピン
(21g)に嵌合されるコネクタ(ハ)を介して電気回
路と結合されている。
発光半導体素子からなる光源c!Dを押え環翰を用いて
固定させる。更にコリメートレンズ四を所定の位置に配
設し、光源c!Dからの光ビームを平行光束し士として
取り出すようになっている。この光源011はステム(
211)、ヒートシンク(21J 、発光半導体素子(
213)からなり、パッケージシェルと光学的透明体か
らなる窓はない。またステA (211)にはモニタの
為のフォトダイオード(214)が設けられており、こ
れら発光半導体素子<ZXS)のドライブ及びフォトダ
イオード(214)によるモニタ信号のためにはステム
(211)に絶縁物を介して貫通植設されたステムピン
(21g)に嵌合されるコネクタ(ハ)を介して電気回
路と結合されている。
叩ち、本実施例に通用するコリメート光学装置の構成は
従来のコシメート光学装置からパッケージシェル、光学
的透明体からなる窓、及びカバーガラスを除去したこと
である。
従来のコシメート光学装置からパッケージシェル、光学
的透明体からなる窓、及びカバーガラスを除去したこと
である。
このうち、窓をなくシ1発光半導体素子(210の気密
封止をステム(21,) M胴四、コリメートレンズC
24によって形成する技術は発明者らの実験により、発
光半導体素子(21s)の寿命劣化防止策としてのパッ
ケージシェル、窓を除去し、突気中においても寿命、そ
の他の特性に劣化が見られなく、実用レベルに耐えるこ
とが確認された遅出によるものである。
封止をステム(21,) M胴四、コリメートレンズC
24によって形成する技術は発明者らの実験により、発
光半導体素子(21s)の寿命劣化防止策としてのパッ
ケージシェル、窓を除去し、突気中においても寿命、そ
の他の特性に劣化が見られなく、実用レベルに耐えるこ
とが確認された遅出によるものである。
この結果、$3図のコリメート光学装置においては窓が
なくなったため波面収差量ΔΦ!は零となり、またカバ
ーガラスがないためΔΦ4も0となる。
なくなったため波面収差量ΔΦ!は零となり、またカバ
ーガラスがないためΔΦ4も0となる。
更に重要なことは、発光半導体素子(21−の遠視野像
(FFP)(装置分布特性)が第2図のコシメート光学
装置のラジアル方向位!(L)で第4図(alの曲線(
ハ)であったものが第3図のコリメート光学装置のラジ
アル方向位置(YJで第4図(b)の曲線翰に変化した
点であり、ta)図のFFPには大きな3〜30%程度
のリップルが発生しやす< 、(b)図(DFFPには
全くリップルがなくなったことである。このリップルは
窓の表裏面による光の干渉による本のが士l*l〒本−
3−fi1m空の書面に細躍す入反射防止膜のつき方、
製作工程における取り扱いによる汚染によるものであり
窓を除去することによりFFPを極めて良好にすること
ができた。またコリメートレンズを複合レンズより1枚
のレンズにすることも効果がある。
(FFP)(装置分布特性)が第2図のコシメート光学
装置のラジアル方向位!(L)で第4図(alの曲線(
ハ)であったものが第3図のコリメート光学装置のラジ
アル方向位置(YJで第4図(b)の曲線翰に変化した
点であり、ta)図のFFPには大きな3〜30%程度
のリップルが発生しやす< 、(b)図(DFFPには
全くリップルがなくなったことである。このリップルは
窓の表裏面による光の干渉による本のが士l*l〒本−
3−fi1m空の書面に細躍す入反射防止膜のつき方、
製作工程における取り扱いによる汚染によるものであり
窓を除去することによりFFPを極めて良好にすること
ができた。またコリメートレンズを複合レンズより1枚
のレンズにすることも効果がある。
次に本発明のコリメート光学装置の変形例を第5図によ
り説明する。図中第3図と同一符号は同一部を示し、特
に説明しない。
り説明する。図中第3図と同一符号は同一部を示し、特
に説明しない。
即ち、発光半導体素子(21s)からの光ビームを反射
鏡(ハ)で波面分割し工左右2方向に光路女史し、コリ
メートレンズ(22x)、(22z)によって平行な光
束として投射するものである。
鏡(ハ)で波面分割し工左右2方向に光路女史し、コリ
メートレンズ(22x)、(22z)によって平行な光
束として投射するものである。
このコリメート光学装置は高精度位置決めを必要とする
光学系を組立てる場合に従来のコリメータのように18
0°回転をする必要もなく簡更に光軸調整ができる特徴
があるし、また同一波長で左右2系統の光学評価系が組
めることも特徴の一つである。
光学系を組立てる場合に従来のコリメータのように18
0°回転をする必要もなく簡更に光軸調整ができる特徴
があるし、また同一波長で左右2系統の光学評価系が組
めることも特徴の一つである。
前記実施例及び変形例では鏡胴の材質については特に説
明しなかったが、金属は加工などのためコスト高になる
のでプラスチックの成形物にすることにより安価にする
ことができる。
明しなかったが、金属は加工などのためコスト高になる
のでプラスチックの成形物にすることにより安価にする
ことができる。
本発明のコリメート光学装置は次のような効果がある。
第1図に波面収差量を0.035λRM8以下に押える
ことができる。第2にコリメート出射光束の光量分布が
均一になり、リップル等の雑音成分を低減させることが
できる。第3にパツクージシェル、窓の製作工程の省力
化及び低価格化ができる。第4に小型軽量で取り扱い性
が良い。
ことができる。第2にコリメート出射光束の光量分布が
均一になり、リップル等の雑音成分を低減させることが
できる。第3にパツクージシェル、窓の製作工程の省力
化及び低価格化ができる。第4に小型軽量で取り扱い性
が良い。
第1図は光学的情報読取装置の概略説明内、第2図は従
来のコリメート光学装置の断面図、第3図は本発明のコ
リメート光学装置の一実施例の断面図、第4図は従来と
実施例の光量分布特性を対比して示す図であり、第4図
(a)は従来の光量分布特性を示す曲線図、第4図(b
lは実施例の光量分布特性を示す曲線図、第5図は本発
明のコリメート光学装置の敦形例の1II11iI図で
ある。 1 、11.21・・・光源、 2.12,22.211.22z・−・コリメートレン
ズ9.19・・・鏡胴、 tl5.21.・・・発光半
導体素子、 13・−・カバーガラス、 14.24−241 、24t・・−平行光束、25・
−・反射鏡 代理人 弁理士 井 上 −男 第 1 図 第 2 図 /1 第 3 図 1 第 4 図 (12) (b) 第5図
来のコリメート光学装置の断面図、第3図は本発明のコ
リメート光学装置の一実施例の断面図、第4図は従来と
実施例の光量分布特性を対比して示す図であり、第4図
(a)は従来の光量分布特性を示す曲線図、第4図(b
lは実施例の光量分布特性を示す曲線図、第5図は本発
明のコリメート光学装置の敦形例の1II11iI図で
ある。 1 、11.21・・・光源、 2.12,22.211.22z・−・コリメートレン
ズ9.19・・・鏡胴、 tl5.21.・・・発光半
導体素子、 13・−・カバーガラス、 14.24−241 、24t・・−平行光束、25・
−・反射鏡 代理人 弁理士 井 上 −男 第 1 図 第 2 図 /1 第 3 図 1 第 4 図 (12) (b) 第5図
Claims (4)
- (1) 発光半尊体素子からなる光源と、前記光源から
の光ビームを平行な光束とするコリメートレンズと、前
記光源及びコリメートレンズを装着する鏡)胸とを少な
くとも具備するコリメート光学装置において、前記光源
からコリメートレンズに至る光ビームの光路に光学的透
明体が装着されていないことを特徴とするコリメート光
学装置。 - (2) 光源が少くともステム、ヒートシンク及びレー
ザダイオードチップの構成部品からなり、前記ステAと
鏡胴とが気密封止されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のコリメート光学装置。 - (3) コリメートレンズが1枚のレンズからなり、か
つカバーガラスが装置されていないことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のコリメート光学装h0 - (4)鏡胴がプラスチックの成形物からなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のコリメート光学装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218706A JPS60111219A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | コリメ−ト光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218706A JPS60111219A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | コリメ−ト光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111219A true JPS60111219A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16724142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58218706A Pending JPS60111219A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | コリメ−ト光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111219A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010069268A (ko) * | 2001-02-24 | 2001-07-25 | 최원하 | 개선된 레이저 무선 광통신 시스템의 송수신 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56144411A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | Collimating optical system |
| JPS5717165B1 (ja) * | 1970-11-30 | 1982-04-09 | ||
| JPS5828886A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ光束の偏向装置 |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP58218706A patent/JPS60111219A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5717165B1 (ja) * | 1970-11-30 | 1982-04-09 | ||
| JPS56144411A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | Collimating optical system |
| JPS5828886A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ光束の偏向装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010069268A (ko) * | 2001-02-24 | 2001-07-25 | 최원하 | 개선된 레이저 무선 광통신 시스템의 송수신 장치 |
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