JPS6232532B2 - - Google Patents
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- JPS6232532B2 JPS6232532B2 JP55066138A JP6613880A JPS6232532B2 JP S6232532 B2 JPS6232532 B2 JP S6232532B2 JP 55066138 A JP55066138 A JP 55066138A JP 6613880 A JP6613880 A JP 6613880A JP S6232532 B2 JPS6232532 B2 JP S6232532B2
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- light
- lens
- optical
- semiconductor laser
- aperture
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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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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザの出力光を利用する光学
的記録再生装置に関するものである。半導体レー
ザは、光変調器を使用しないでその出力光を電気
信号によつて直接、変調することが可能であるこ
と、他のレーザと比較して小型であること、など
の特徴を有し、光通信用の光源など、各種の機器
の光源に使用されつつあり、また、光学式ビデオ
デイスクの再生用光源としても実用化が検討され
ている。
的記録再生装置に関するものである。半導体レー
ザは、光変調器を使用しないでその出力光を電気
信号によつて直接、変調することが可能であるこ
と、他のレーザと比較して小型であること、など
の特徴を有し、光通信用の光源など、各種の機器
の光源に使用されつつあり、また、光学式ビデオ
デイスクの再生用光源としても実用化が検討され
ている。
一般に、半導体レーザを光学的記録再生装置の
光源として使用する場合はある程度高い出力パワ
ーの光が必要とされる。すなわち、光記録材料と
して、光照射後に現像、定着処理の必要な銀塩フ
イルムを用いる場合はそれほど高い出力パワーは
不要であるが、現像、定着処理の不必要なリアル
タイムの記録材料、例えば、金属薄膜や、顔料薄
膜を用いる場合には、記録材料上で100〜
1000mj／cm2の記録エネルギーが必要となり、光
源の出力パワーも数10mW以上を必要とする。そ
して記録材料上で、上記の記録エネルギーで十分
な効果をあげるためには、半導体レーザの出力光
を、徴少径に絞る光学系において、その光の伝達
効率をできるだけ高くする必要がある。半導体レ
ーザの出力光は本質的に拡がりを有する光となる
のでこの点において特に配慮が必要となる。さら
に、光記録材料に照射する光のビーム径は、前記
記録エネルギーの条件を満足させるため、および
少しでも高密度に信号を記録再生するためにでき
るだけ小さなビーム径に絞ることが必要である。
光源として使用する場合はある程度高い出力パワ
ーの光が必要とされる。すなわち、光記録材料と
して、光照射後に現像、定着処理の必要な銀塩フ
イルムを用いる場合はそれほど高い出力パワーは
不要であるが、現像、定着処理の不必要なリアル
タイムの記録材料、例えば、金属薄膜や、顔料薄
膜を用いる場合には、記録材料上で100〜
1000mj／cm2の記録エネルギーが必要となり、光
源の出力パワーも数10mW以上を必要とする。そ
して記録材料上で、上記の記録エネルギーで十分
な効果をあげるためには、半導体レーザの出力光
を、徴少径に絞る光学系において、その光の伝達
効率をできるだけ高くする必要がある。半導体レ
ーザの出力光は本質的に拡がりを有する光となる
のでこの点において特に配慮が必要となる。さら
に、光記録材料に照射する光のビーム径は、前記
記録エネルギーの条件を満足させるため、および
少しでも高密度に信号を記録再生するためにでき
るだけ小さなビーム径に絞ることが必要である。
一般に高出力の半導体レーザの発光面における
光ビームの断面の形状は、その接合面に関連し
て、接合面の厚み方向（接合面に垂直な方向）で
１〜２μｍ、接合面と平行な方向で10μｍ程度と
偏平な形となつている。また、そこから放射され
る光ビームは、かなり大きな拡がり角度を有し、
例えば接合面に垂直な方向で±15゜〜25゜、接合
面に平行な方向で±５゜〜10゜の拡がりをもつて
いるので一般のHe―Neガスレーザと異なつた扱
いを必要とする。このような性質を有する半導体
レーザを光学式ビデオデイスクの再生用光源とし
て用いる光学系の従来例の一つに第１図に示すよ
うなものがある。
光ビームの断面の形状は、その接合面に関連し
て、接合面の厚み方向（接合面に垂直な方向）で
１〜２μｍ、接合面と平行な方向で10μｍ程度と
偏平な形となつている。また、そこから放射され
る光ビームは、かなり大きな拡がり角度を有し、
例えば接合面に垂直な方向で±15゜〜25゜、接合
面に平行な方向で±５゜〜10゜の拡がりをもつて
いるので一般のHe―Neガスレーザと異なつた扱
いを必要とする。このような性質を有する半導体
レーザを光学式ビデオデイスクの再生用光源とし
て用いる光学系の従来例の一つに第１図に示すよ
うなものがある。
第１図において、１は半導体レーザで、角度
は半導体レーザのエネルギーが半値の部分の拡が
り角度を示す。２は顕微鏡の対物レンズ等に用い
られる焦点距離の短い集光レンズである。この従
来例では、集光レンズ２として開口数（NA2）の
小さい対物レンズを用い、半導体レーザの光の中
心部分の光のみを集めるようにしてある。すなわ
ち、集光レンズ２のNA2を小さくすることによつ
て、集光レンズ２にスリツトの役目もさせてい
る。図中θは集光レンズ２が集めうる光の拡がり
角度で、sinθ／２＝NA2の関係を有する。上記
の例では、NA2＝0.07の集光レンズを用いている
ので、θ／２＝Sin-1（0.07）≒４゜となり、約
±４゜の拡がり以内の光を集光することになる。
半導体レーザ１は集光レンズ２の焦点の少し外側
におかれ、光軸Ｚ上のＱ点に、光源の一部の像を
作る。３は絞りレンズで集光レンズ２と同様に、
顕微鏡の対物レンズ等で構成する。この絞りレン
ズ３の開口数（NA3）は、絞りの性能を上げるた
めに、値の大きなものが用いられる。この例では
NA＝0.65の絞りレンズを用いている。かくして
Ｑ点の前記像は微少径の像としてＲ点に形成され
る。このＲ点にビデオデイスクの情報記録面がお
かれる。
は半導体レーザのエネルギーが半値の部分の拡が
り角度を示す。２は顕微鏡の対物レンズ等に用い
られる焦点距離の短い集光レンズである。この従
来例では、集光レンズ２として開口数（NA2）の
小さい対物レンズを用い、半導体レーザの光の中
心部分の光のみを集めるようにしてある。すなわ
ち、集光レンズ２のNA2を小さくすることによつ
て、集光レンズ２にスリツトの役目もさせてい
る。図中θは集光レンズ２が集めうる光の拡がり
角度で、sinθ／２＝NA2の関係を有する。上記
の例では、NA2＝0.07の集光レンズを用いている
ので、θ／２＝Sin-1（0.07）≒４゜となり、約
±４゜の拡がり以内の光を集光することになる。
半導体レーザ１は集光レンズ２の焦点の少し外側
におかれ、光軸Ｚ上のＱ点に、光源の一部の像を
作る。３は絞りレンズで集光レンズ２と同様に、
顕微鏡の対物レンズ等で構成する。この絞りレン
ズ３の開口数（NA3）は、絞りの性能を上げるた
めに、値の大きなものが用いられる。この例では
NA＝0.65の絞りレンズを用いている。かくして
Ｑ点の前記像は微少径の像としてＲ点に形成され
る。このＲ点にビデオデイスクの情報記録面がお
かれる。
この第１図に示す光学系は前記偏平な発光面を
有する半導体レーザ１の発光の中心部の光のみを
集光レンズ２で集めて絞ろうとするもので、その
光の伝達効率（Ｐ点の光パワーがＲ点に伝達する
割合）は著しく低く、数％になる。また伝達効率
を上げるために、集光レンズ２に開口数（NA2）
の大きな対物レンズを用いるとＲ点における光の
絞り径が小さくできないという相反する要因をも
つ。また、第１図の光学系はそれぞれの対物レン
ズ２，３のレンズ性能を十分に発揮させるために
は、十分に長い光路長が必要となり光の絞り径は
小さくなるが、光路長が大きく、光学系全体が大
型になる欠点がある。
有する半導体レーザ１の発光の中心部の光のみを
集光レンズ２で集めて絞ろうとするもので、その
光の伝達効率（Ｐ点の光パワーがＲ点に伝達する
割合）は著しく低く、数％になる。また伝達効率
を上げるために、集光レンズ２に開口数（NA2）
の大きな対物レンズを用いるとＲ点における光の
絞り径が小さくできないという相反する要因をも
つ。また、第１図の光学系はそれぞれの対物レン
ズ２，３のレンズ性能を十分に発揮させるために
は、十分に長い光路長が必要となり光の絞り径は
小さくなるが、光路長が大きく、光学系全体が大
型になる欠点がある。
光学的記録再生装置においては、一定の大きさ
に絞つた微小な光ビームをビデオデイスクの情報
記録面に照射するために対物レンズ３とデイスク
面（記録面）との距離を一定に保つ必要がある。
そのために、対物レンズ３を光軸方向に可動にし
て、デイスクの面振れに応じて対物レンズ３を移
動させるいわゆる焦点制御が行なわれることはよ
く知られている。この焦点制御はデイスク面から
の反射光を光電変換素子で受光し、その出力信号
によつて行なわれる。
に絞つた微小な光ビームをビデオデイスクの情報
記録面に照射するために対物レンズ３とデイスク
面（記録面）との距離を一定に保つ必要がある。
そのために、対物レンズ３を光軸方向に可動にし
て、デイスクの面振れに応じて対物レンズ３を移
動させるいわゆる焦点制御が行なわれることはよ
く知られている。この焦点制御はデイスク面から
の反射光を光電変換素子で受光し、その出力信号
によつて行なわれる。
第１図においては、デイスク面からの反射光は
対物レンズ３を透過後、ハーフミラー４で入射光
と分離され、シリンドリカルレンズ５を経て光電
変換素子６に導かれる。
対物レンズ３を透過後、ハーフミラー４で入射光
と分離され、シリンドリカルレンズ５を経て光電
変換素子６に導かれる。
対物レンズ３とデイスク面との距離が変わる
と、光電変換素子６上における反射ビームの形状
が変化する。この変化に対応する情報は光電変換
素子６の出力信号に含まれており、この出力信号
は公知の方法で処理した後、対物レンズ３を光軸
方向に移動させる焦点制御信号となる。この光電
変換素子６の出力信号はまた、情報信号あるいは
トラツキング制御信号として利用されることも知
られている。
と、光電変換素子６上における反射ビームの形状
が変化する。この変化に対応する情報は光電変換
素子６の出力信号に含まれており、この出力信号
は公知の方法で処理した後、対物レンズ３を光軸
方向に移動させる焦点制御信号となる。この光電
変換素子６の出力信号はまた、情報信号あるいは
トラツキング制御信号として利用されることも知
られている。
本発明は上記のような光学装置において、偏平
な形状の光源の光を円形に近い微小径の光ビーム
に絞ると共に装置を小型化し、かつ、光源から記
録媒体に至るまでの光伝達の効率を向上し、さら
に温度の変動による光学素子の保持機構の膨脹、
収縮に対して光学的に安定した構造とすることを
意図するものである。
な形状の光源の光を円形に近い微小径の光ビーム
に絞ると共に装置を小型化し、かつ、光源から記
録媒体に至るまでの光伝達の効率を向上し、さら
に温度の変動による光学素子の保持機構の膨脹、
収縮に対して光学的に安定した構造とすることを
意図するものである。
本発明の実施例を第２図ないし第３図について
説明する。第２図に示す光学系は半導体レーザ１
１の接合面に平行方向の光に対する断面を示して
いる。半導体レーザ１１は前述のような偏平な形
状の発光面を有する。１２は半導体レーザの駆動
回路で、半導体レーザの出射光を変調し、かつ、
記録光と再生光の光出力を制御する。１３は集光
レンズで拡がりを有する半導体レーザ１１の出射
光を平行な光束に変換する。１４は凹のシリンド
リカルレンズ、１６は凸のシリンドリカルレンズ
で、前記接合面に平行方向に出る光に対する断面
に最大曲率を有するように配置される。１５はシ
リンドリカルレンズ１４，１６の間の光路中に設
けた偏光ビームスプリツタ、１７はλ／４板であ
る。１８は光路を変更するトラツキングミラーで
公知の技術によりトラツキング制御を行なう。１
９は絞りレンズで光記録材料を塗布した記録媒体
（デイスク）に光ビームを照射する。デイスク２
０はモータ２１に連結された回動軸２２を中心と
して回転し、その径方向に移動する。２３は公知
のボイスコイル型構造体で、絞りレンズ１９をデ
イスク２０の面と垂直方向に、デイスクの面ぶれ
に対応して駆動し、デイスク２０と絞りレンズ１
９との間隔を一定に保持する。２４は単凸レンズ
で、デイスク２０からの反射光を、偏光ビームス
プリツタ１５によつて、半導体レーザ光l1，l2、
l3、l4の光路から分離した光l5に対してレンズ作
用を行なう。２５は４分割の検出面を有するPIN
フオトダイオード（斜視図で示してある）で、デ
イスクに記録された信号の検出、焦点誤差信号の
検出、トラツキング制御誤差信号の検出に用いら
れる。
説明する。第２図に示す光学系は半導体レーザ１
１の接合面に平行方向の光に対する断面を示して
いる。半導体レーザ１１は前述のような偏平な形
状の発光面を有する。１２は半導体レーザの駆動
回路で、半導体レーザの出射光を変調し、かつ、
記録光と再生光の光出力を制御する。１３は集光
レンズで拡がりを有する半導体レーザ１１の出射
光を平行な光束に変換する。１４は凹のシリンド
リカルレンズ、１６は凸のシリンドリカルレンズ
で、前記接合面に平行方向に出る光に対する断面
に最大曲率を有するように配置される。１５はシ
リンドリカルレンズ１４，１６の間の光路中に設
けた偏光ビームスプリツタ、１７はλ／４板であ
る。１８は光路を変更するトラツキングミラーで
公知の技術によりトラツキング制御を行なう。１
９は絞りレンズで光記録材料を塗布した記録媒体
（デイスク）に光ビームを照射する。デイスク２
０はモータ２１に連結された回動軸２２を中心と
して回転し、その径方向に移動する。２３は公知
のボイスコイル型構造体で、絞りレンズ１９をデ
イスク２０の面と垂直方向に、デイスクの面ぶれ
に対応して駆動し、デイスク２０と絞りレンズ１
９との間隔を一定に保持する。２４は単凸レンズ
で、デイスク２０からの反射光を、偏光ビームス
プリツタ１５によつて、半導体レーザ光l1，l2、
l3、l4の光路から分離した光l5に対してレンズ作
用を行なう。２５は４分割の検出面を有するPIN
フオトダイオード（斜視図で示してある）で、デ
イスクに記録された信号の検出、焦点誤差信号の
検出、トラツキング制御誤差信号の検出に用いら
れる。
次に第２図の絞り光学系を第３図によつて説明
する。第３図ａは半導体レーザの接合面に垂直な
方向（⊥方向）の光軸にそつた断面を示し、第３
図ｂは接合面に平行な方向（方向）の光軸にそ
つた断面を示している。まず、第３図ａの接合面
に垂直方向の動作を説明する、半導体レーザ１１
の接合面に垂直方向の発光面の大きさを２μｍ、
その方向の拡がり角度をエネルギー半値になる点
において１＝15゜とする。集光レンズ１３の焦
点距離をf13として、半導体レーザ１１の発光面
を集光レンズ１３の焦点におくと、集光レンズ１
３の出力光として、第３図ａに示す光束幅φ１の
平行光束を得ることができる。いまかりに、集光
レンズ１３の開口数（NA13）を0.5とすると、こ
のレンズは、１＝30゜の拡がりを有する光をす
べて集光して平行光束を発生するので、集光レン
ズは、接合面に垂直な方向の光のほとんどすべて
の光をけられによる損失なしに伝達することが可
能となる。そして平行光束の光束幅φ１は約２×
f13×sin１で与えられる。この平行光束は、光
軸Ｚ上のｔ点に置かれた絞りレンズ１９によつて
絞られて、光軸上のｕ点で微少径の像が形成され
る。したがつて、絞りレンズ１９の入射口径を前
記φ１より大きくしておけば、上記ｕ点には、ほ
とんどすべての光が、光学素子によるけられ損失
なく伝達される。絞りレンズ１９の焦点距離を
f19とすれば、ｕ点にできる半導体レーザの接合
面に垂直な方向の像の大きさ、ILは幾可光学的
に次の(1)式で与えられる。
する。第３図ａは半導体レーザの接合面に垂直な
方向（⊥方向）の光軸にそつた断面を示し、第３
図ｂは接合面に平行な方向（方向）の光軸にそ
つた断面を示している。まず、第３図ａの接合面
に垂直方向の動作を説明する、半導体レーザ１１
の接合面に垂直方向の発光面の大きさを２μｍ、
その方向の拡がり角度をエネルギー半値になる点
において１＝15゜とする。集光レンズ１３の焦
点距離をf13として、半導体レーザ１１の発光面
を集光レンズ１３の焦点におくと、集光レンズ１
３の出力光として、第３図ａに示す光束幅φ１の
平行光束を得ることができる。いまかりに、集光
レンズ１３の開口数（NA13）を0.5とすると、こ
のレンズは、１＝30゜の拡がりを有する光をす
べて集光して平行光束を発生するので、集光レン
ズは、接合面に垂直な方向の光のほとんどすべて
の光をけられによる損失なしに伝達することが可
能となる。そして平行光束の光束幅φ１は約２×
f13×sin１で与えられる。この平行光束は、光
軸Ｚ上のｔ点に置かれた絞りレンズ１９によつて
絞られて、光軸上のｕ点で微少径の像が形成され
る。したがつて、絞りレンズ１９の入射口径を前
記φ１より大きくしておけば、上記ｕ点には、ほ
とんどすべての光が、光学素子によるけられ損失
なく伝達される。絞りレンズ１９の焦点距離を
f19とすれば、ｕ点にできる半導体レーザの接合
面に垂直な方向の像の大きさ、ILは幾可光学的
に次の(1)式で与えられる。
Ｉ⊥＝ｆ１９／ｆ１３×２（μｍ） ……(1)
次に第３図ｂの接合面に平行方向の光学系につ
いて説明する。この方向の発光面の大きさを８μ
ｍ、光の拡がり角度をエネルギー半値の点で２
＝５゜とする。半導体レーザ１１の発光面を集光
レンズ１３の焦点におくと、光束幅φ２の平行光
が得られる。そして、φ２≒２×f13×sin5゜とな
り、前記のように、開口数（NA2）＝0.5の集光レ
ンズを用いると、この方向の光も、集光レンズで
のけられ損失なくほとんどの光を集光することが
できる。たヾしφ２は、第３図ａのφ１よりはか
なり小さな径になる。このφ２を第３図ａと同様
にして、直接絞りレンズ１９で絞ると光軸上のｕ
点にはＩ＝ｆ１５／ｆ１２×８（μｍ）の像が形成さ
れ て、結局、ｕには２μｍ×８μｍと相似な短冊状
の光ができる。したがつて凹、凸のシリンドリカ
ルレンズ１４，１６は接合面に平行方向の光の倍
率を変更して、絞りレンズ１９に入る平行光束の
光束幅φ３を調整して、ｕ点に略円形に近い像を
形成する。第３図ｂの凹シリンドリカルレンズ１
４（焦点距離をf14）は光束幅φ２の平行光束をう
けてその虚像をｌ点につくる。このｌ点と凹シリ
ンドリカルレンズ１４の位置ｒとの距離をとす
ると、＝f14となる。したがつて凹シリンドリカ
ルレンズ１４からはｌ点から拡がるような光が発
生し、凸シリンドリカルレンズ１６（焦点距離
f16）に入る。この凸シリンドルカルレンズ１６の
光軸Ｚ上の位置をＳとしてｌとＳとの距離を
＝f16とする位置に凸シリンドリカルレンズ１６
をおくと、第３図ｂに示すように、光束幅φ３の
平光行がえられる。φ３とφ２の関係は次の(2)式
であらわされる。
いて説明する。この方向の発光面の大きさを８μ
ｍ、光の拡がり角度をエネルギー半値の点で２
＝５゜とする。半導体レーザ１１の発光面を集光
レンズ１３の焦点におくと、光束幅φ２の平行光
が得られる。そして、φ２≒２×f13×sin5゜とな
り、前記のように、開口数（NA2）＝0.5の集光レ
ンズを用いると、この方向の光も、集光レンズで
のけられ損失なくほとんどの光を集光することが
できる。たヾしφ２は、第３図ａのφ１よりはか
なり小さな径になる。このφ２を第３図ａと同様
にして、直接絞りレンズ１９で絞ると光軸上のｕ
点にはＩ＝ｆ１５／ｆ１２×８（μｍ）の像が形成さ
れ て、結局、ｕには２μｍ×８μｍと相似な短冊状
の光ができる。したがつて凹、凸のシリンドリカ
ルレンズ１４，１６は接合面に平行方向の光の倍
率を変更して、絞りレンズ１９に入る平行光束の
光束幅φ３を調整して、ｕ点に略円形に近い像を
形成する。第３図ｂの凹シリンドリカルレンズ１
４（焦点距離をf14）は光束幅φ２の平行光束をう
けてその虚像をｌ点につくる。このｌ点と凹シリ
ンドリカルレンズ１４の位置ｒとの距離をとす
ると、＝f14となる。したがつて凹シリンドリカ
ルレンズ１４からはｌ点から拡がるような光が発
生し、凸シリンドリカルレンズ１６（焦点距離
f16）に入る。この凸シリンドルカルレンズ１６の
光軸Ｚ上の位置をＳとしてｌとＳとの距離を
＝f16とする位置に凸シリンドリカルレンズ１６
をおくと、第３図ｂに示すように、光束幅φ３の
平光行がえられる。φ３とφ２の関係は次の(2)式
であらわされる。
φ３／φ２＝ｌＳ／ｌｒ＝ｆ１６／ｆ１４ ……(2)
この平行光束φ３は対物レンズ１９で絞られ
て、光軸上のｕ点に像を発生する。この方向の幾
可光学的像の大きさI11は次の(3)式であらわされ
る。
て、光軸上のｕ点に像を発生する。この方向の幾
可光学的像の大きさI11は次の(3)式であらわされ
る。
Ｉ＝ｆ１９・ｆ１４／ｆ１３・ｆ１６×８μｍ……
(3) したがつて(1)式と(3)式から、f14／f16＝1/4
……(4) となるように凹・凸の各シリンドリカルレンズの
焦点距離を選ぶとφ１≒φ３となり、第３図のｕ
点にＩ⊥≒＝Ｉとなる略円形または略正方向の
像を得ることができる。
(3) したがつて(1)式と(3)式から、f14／f16＝1/4
……(4) となるように凹・凸の各シリンドリカルレンズの
焦点距離を選ぶとφ１≒φ３となり、第３図のｕ
点にＩ⊥≒＝Ｉとなる略円形または略正方向の
像を得ることができる。
第３図ｂにおいて、ｌ点は、凹シリンドリカル
レンズ１４の焦点面であるとともに、凸シリンド
リカルレンズ１６の焦点面でもあるように、各シ
リンドカルレンズを配置することによつて、光束
幅φ２の平行光を光束幅φ３の平行光に変換する
ものである。したがつて凹凸シリンドリカルレン
ズの相互の距離のみを一定に保つておけば、こ
れらのレンズは、集光レンズ１３と絞りレンズ１
９の間の任意の位置に置くことができる特長を有
するので光学部品の配置に設計上の自由度を大き
くする。また、第３図で、集光レンズ１３と凹シ
リンドリカルレンズ１４との間隔および凸シ
リンドリカルレンズ１６と、絞りレンズ１９との
間隔は、この間における光束が平行光であるか
ら、任意の長さにとることができる、したがつ
て、前記、を短かくすることによつて、光学
系を著しく小さくすることができる。
レンズ１４の焦点面であるとともに、凸シリンド
リカルレンズ１６の焦点面でもあるように、各シ
リンドカルレンズを配置することによつて、光束
幅φ２の平行光を光束幅φ３の平行光に変換する
ものである。したがつて凹凸シリンドリカルレン
ズの相互の距離のみを一定に保つておけば、こ
れらのレンズは、集光レンズ１３と絞りレンズ１
９の間の任意の位置に置くことができる特長を有
するので光学部品の配置に設計上の自由度を大き
くする。また、第３図で、集光レンズ１３と凹シ
リンドリカルレンズ１４との間隔および凸シ
リンドリカルレンズ１６と、絞りレンズ１９との
間隔は、この間における光束が平行光であるか
ら、任意の長さにとることができる、したがつ
て、前記、を短かくすることによつて、光学
系を著しく小さくすることができる。
第３図ａにおいて、半導体レーザの接合面に垂
直な方向の光学系の総合横倍率ｍLは、ｍL＝ｆ１９／ｆ
１３ で与えられる。一方、総合の縦倍率ｍTは、ｍT＝
（ｆ１９／ｆ１３）２で与えられる。したがつて、かり
に、集 光レンズ１３の焦点距離、f13と絞りレンズ１９
の焦点距離f19とを等しくすると縦倍率ｍTは１と
なる。このことは半導体レーザ１１と集光レンズ
１３の距離が、周囲の温度変化による膨脹又
は収縮によつて１μｍの変動があつた場合に、絞
りレンズ１９と絞りビームとの距離、が１μｍ
変動することになり、これは第２図の光学的記録
再生装置において、絞りレンズ１９と絞り点Ｒと
の距離が温度によつて変動することを意味する。
このことは、デイスク２０に照射される光のビー
ムの径が温度によつて変動することを意味し、デ
イスクへの光学的記録特性が記録エネルギーおよ
び最高記録再生周波数の面で著しく劣化する。ま
たすでにデイスク２０に記録してある信号を再生
する場合も、デイスクに照射する光ビームの径が
所定の大きさよりも大きくなると再生周波数特性
が劣化したりあるいは、トラツク間の信号のクロ
ストークが増大したりして再生特性が著しく劣化
する。そして対物レンズ１９と絞り点Ｒとの距離
の変動は公知の焦点制御の技術で補償することは
できない。
直な方向の光学系の総合横倍率ｍLは、ｍL＝ｆ１９／ｆ
１３ で与えられる。一方、総合の縦倍率ｍTは、ｍT＝
（ｆ１９／ｆ１３）２で与えられる。したがつて、かり
に、集 光レンズ１３の焦点距離、f13と絞りレンズ１９
の焦点距離f19とを等しくすると縦倍率ｍTは１と
なる。このことは半導体レーザ１１と集光レンズ
１３の距離が、周囲の温度変化による膨脹又
は収縮によつて１μｍの変動があつた場合に、絞
りレンズ１９と絞りビームとの距離、が１μｍ
変動することになり、これは第２図の光学的記録
再生装置において、絞りレンズ１９と絞り点Ｒと
の距離が温度によつて変動することを意味する。
このことは、デイスク２０に照射される光のビー
ムの径が温度によつて変動することを意味し、デ
イスクへの光学的記録特性が記録エネルギーおよ
び最高記録再生周波数の面で著しく劣化する。ま
たすでにデイスク２０に記録してある信号を再生
する場合も、デイスクに照射する光ビームの径が
所定の大きさよりも大きくなると再生周波数特性
が劣化したりあるいは、トラツク間の信号のクロ
ストークが増大したりして再生特性が著しく劣化
する。そして対物レンズ１９と絞り点Ｒとの距離
の変動は公知の焦点制御の技術で補償することは
できない。
本発明は集光レンズ１３の焦点距離f13を、絞
りレンズ１９の焦点距離f19より長くする（f13＞
f10）ことに着目して、温度変化による特性劣化の
問題を解決するものである。いま、f13＝９mm、
f14＝4.5mmとすると、総合縦倍率はｍT＝（９／４．５
）２ ＝４となり、間の４μｍの変動は間におけ
る１μｍの変動に縮少される。したがつて第２図
の装置において、集光レンズ１３の焦点距離f13
を絞りレンズ１９の焦点距離f19より、長くする
ことが光学的記録再生装置を熱的に安定にするた
めの重要な要件となるのである。
りレンズ１９の焦点距離f19より長くする（f13＞
f10）ことに着目して、温度変化による特性劣化の
問題を解決するものである。いま、f13＝９mm、
f14＝4.5mmとすると、総合縦倍率はｍT＝（９／４．５
）２ ＝４となり、間の４μｍの変動は間におけ
る１μｍの変動に縮少される。したがつて第２図
の装置において、集光レンズ１３の焦点距離f13
を絞りレンズ１９の焦点距離f19より、長くする
ことが光学的記録再生装置を熱的に安定にするた
めの重要な要件となるのである。
以上述べたように本発明の装置は、拡がりを有
する半導体レーザ１１の出力光を集光して平行光
にする第１の光学手段（集光レンズ１３）と、前
記半導体レーザの接合面と平行な方向に曲面を有
する凹シリドリカルレンズ１４と凸シリンドリカ
ルレンズ１６とよりなり、前記両シリンドリカル
レンズ間の距離がその焦点距離の差で定まるよう
に配置され、前記平行光の一方の巾を拡大した平
行光にする第２の光学手段と、該第２の光学手段
によつてえられる平行光を微小径の光ビームに絞
つて記録媒体（デイスク２０）に照射する第３の
光学手段（絞りレンズ１９）とよりなる光学的記
録再生装置において、前記第１の光学手段（集光
レンズ１３）の焦点距離を前記第３の光学手段
（絞りレンズ１９）の焦点距離よりも長くするこ
とによつて温度の変動に対して特性の安定した光
学装置がえられるすぐれた効果を有する。
する半導体レーザ１１の出力光を集光して平行光
にする第１の光学手段（集光レンズ１３）と、前
記半導体レーザの接合面と平行な方向に曲面を有
する凹シリドリカルレンズ１４と凸シリンドリカ
ルレンズ１６とよりなり、前記両シリンドリカル
レンズ間の距離がその焦点距離の差で定まるよう
に配置され、前記平行光の一方の巾を拡大した平
行光にする第２の光学手段と、該第２の光学手段
によつてえられる平行光を微小径の光ビームに絞
つて記録媒体（デイスク２０）に照射する第３の
光学手段（絞りレンズ１９）とよりなる光学的記
録再生装置において、前記第１の光学手段（集光
レンズ１３）の焦点距離を前記第３の光学手段
（絞りレンズ１９）の焦点距離よりも長くするこ
とによつて温度の変動に対して特性の安定した光
学装置がえられるすぐれた効果を有する。
第１図：半導体レーザを使用する従来の光学装
置を示す図、第２図：本発明の装置の実施例を示
す図、第３図：本発明の光学系の作用説明図で、
ａは半導体レーザの接合面に垂直な方向の光軸に
沿つた断面図、ｂは同じく平行な方向の光軸に沿
つた断面図、 記号、１１……半導体レーザ、１２……駆動回
路、１３……集光レンズ、１４……凹シリンドリ
カルレンズ、１５……偏光ビームスプリツタ、１
６……凸シリンドリカルレンズ、１７……λ／４
板、１８……トラツキングミラー、１９……絞り
レンズ、２０……デイスク（記録媒体）、２１…
…デイスクモータ、２２……回動軸、２３……ボ
イスコイル型構造体、２４……単凸レンズ、２５
……フオトダイオード。
置を示す図、第２図：本発明の装置の実施例を示
す図、第３図：本発明の光学系の作用説明図で、
ａは半導体レーザの接合面に垂直な方向の光軸に
沿つた断面図、ｂは同じく平行な方向の光軸に沿
つた断面図、 記号、１１……半導体レーザ、１２……駆動回
路、１３……集光レンズ、１４……凹シリンドリ
カルレンズ、１５……偏光ビームスプリツタ、１
６……凸シリンドリカルレンズ、１７……λ／４
板、１８……トラツキングミラー、１９……絞り
レンズ、２０……デイスク（記録媒体）、２１…
…デイスクモータ、２２……回動軸、２３……ボ
イスコイル型構造体、２４……単凸レンズ、２５
……フオトダイオード。
Claims (1)
- １ 拡がりを有する半導体レーザの出力光を集光
して平行光にする第１の光学手段と、前記平行光
の一方の幅を拡大した平行光にする第２の光学手
段と、該第２の光学手段によつて得られる平行光
を微小径の光ビームに絞つて記録媒体に照射する
第３の光学手段とよりなる光学系において、前記
第１の光学手段を構成する集光レンズの焦点距離
を前記第３の光学手段を構成する絞りレンズの焦
点距離より長くしたことを特徴とする光学的記
録・再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6613880A JPS56163533A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Optical recorder and reproducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6613880A JPS56163533A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Optical recorder and reproducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56163533A JPS56163533A (en) | 1981-12-16 |
| JPS6232532B2 true JPS6232532B2 (ja) | 1987-07-15 |
Family
ID=13307195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6613880A Granted JPS56163533A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Optical recorder and reproducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56163533A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1208466A (en) * | 1982-07-28 | 1986-07-29 | Donald R. Scifres | Beam collimation and focusing of multi-emitter or broad emitter lasers |
| JPH0743469B2 (ja) * | 1984-04-18 | 1995-05-15 | ソニー株式会社 | 記録再生光学系の製造方法 |
| JPS6118918A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Ricoh Co Ltd | ビ−ム整形光学系 |
| JPH0675138B2 (ja) * | 1985-02-26 | 1994-09-21 | 株式会社リコー | プリズムビ−ム整形光学系 |
| JP2538192B2 (ja) * | 1994-10-03 | 1996-09-25 | 株式会社リコー | 光ディスク装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50136051A (ja) * | 1974-04-15 | 1975-10-28 | ||
| JPS5371846A (en) * | 1976-12-08 | 1978-06-26 | Mansei Kogyo Kk | Optics to obtain equal direction spot from various direction light beam |
| JPS53100844A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-02 | Canon Inc | Beam shaping optical system |
| JPS5441A (en) * | 1977-06-03 | 1979-01-05 | Kansai Paint Co Ltd | Coating method |
| JPS5543577A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-27 | Canon Inc | Light source device |
-
1980
- 1980-05-19 JP JP6613880A patent/JPS56163533A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56163533A (en) | 1981-12-16 |
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