DE3852416T2 - Anamorphotische Linse. - Google Patents

Anamorphotische Linse.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine anamorphotische Einzellinse, welche in der Horizontalebene und der Vertikalebene unterschiedliche Brechkräfte aufweist, und die für optische Laseranwendungssysteme geeignet ist, bei welchen eine Lichtquelle, wie beispielsweise ein Halbleiterlaser und dergleichen, verwendet wird.
  • Üblicherweise wird in einem beugungsbegrenzten optischen System, welches bei einem Laserdrucker eingesetzt wird, ein Laserstrahl fokussiert, um einen Lichtpunkt zu erhalten. Seit kurzem wird als Lichtquelle häufig eine kleine Laserdiode mit geringem Gewicht verwendet, die in der Hinsicht vorteilhaft ist, daß die Intensität des Ausgangslichts direkt moduliert werden kann. Allerdings ist der Aufbau der Laserdiode so, daß der Strahlungswinkel des ausgestrahlten Strahls nicht rotationssymmetrisch ist. Es unterscheiden sich nämlich voneinander der Strahlungswinkel in der Vertikalebene, die parallel zur Konjunktionsebene der Halbleitervorrichtung verläuft, und der Strahlungswinkel senkrecht zur Konjunktionsebene.
  • Fig. 13 zeigt ein Beispiel für einen von einer Laserdiode ausgestrahlten Strahl. Ein Lichtstrahl, der aus einem Emissionsbereich 3 ausgestrahlt wird, der zwischen Konjunktionsebenen 2 eines Lasers 1 ausgebildet wird, weist Strahlungswinkel θ&sub2; und θ&sub1; in der Vertikalebene parallel zu den Konjunktionsebenen bzw. in der Horizontalebene senkrecht zu diesen auf, welche in einer Beziehung stehen, die ausgedrückt wird durch θ&sub1; = 2θ&sub2; bis 3θ&sub2;. Dies führt dazu, daß ein Fernfeldmuster 5 ellipsenförmig ist. Wird dieser ausgestrahlte Lichtstrahl durch eine Kollimatorlinse in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt, so nimmt der parallele Lichtstrahl unvermeidlich die Form eines ellipsenartigen Strahls an. Ein Punkt, der durch Fokussieren eines derartigen parallelen Strahls durch ein optisches Abtastsystem eines Laserstrahldruckers erhalten wird, wird ebenfalls zu einem ellipsenförmigen Punkt. Zur Lösung dieser Schwierigkeit ist ein optisches Strahlformungssystem unter Verwendung eines Prismas in den japanischen Veröffentlichungen offengelegter Patente mit den Nr. 60-175018/1985 und 60/191223/1985 beschrieben, wobei das optische Strahlformungssystem einen ellipsenförmigen Eingangsstrahl in einen kreisförmigen Strahl umwandelt. Das System verwendet eine zylindrische Linse oder eine torische Linse zur Durchführung der Strahlformung oder mit zusätzlicher Kollimatorfunktion, um einen kreisförmigen, parallelen Strahl zu erhalten.
  • Üblicherweise sind einige Ablenkungssysteme bekannt, die eine ablenkende, reflektierende Ebene aufweisen, beispielsweise Abtastsysteme von Laserdruckern, welche einen sich drehenden Polygonspiegel verwenden, bei welchen keine ungleichen Abstände von Abtastlinien auf einer abzutastenden Ebene erzeugt werden, selbst wenn eine Änderung eines Lichtstrahls, der durch Ablenkung abgetastet wird, infolge einer Neigung der ablenkenden, reflektierenden Ebene in einer Ebene senkrecht zu einer Abtastebene auftritt. Beispielsweise weisen die in den japanischen Veröffentlichungen offengelegter Patente mit den Nummern 56-36622/1981 und 57-144516/1982 beschriebenen optischen Systeme erste und zweite optische Bilderzeugungssysteme auf. Das erste optische Bilderzeugungssystem weist eine Kollimatorlinse zum Kollimieren eines Laserstrahlungsstrahls in einen Strahl auf, der einen ausreichend kollimierten Strahldurchmesser hat, sowie eine einzelne, plan konvexe Zylinderlinse zur Umwandlung des kollimierten Strahls in ein lineares Bild. Das zweite optische Bilderzeugungssystem weist ein Ablenksystem auf, welches eine ablenkende, reflektierende Ebene neben der Linearbilderzeugungsposition aufweist, sowie eine einzelne Kugellinse und eine einzelne torische Linse zur Umwandlung des abgelenkten Strahls in ein Punktbild auf einer abgetasteten Ebene. In einer Ebene senkrecht zur Abtastrichtung stehen die ablenkende, reflektierende Ebene und die abgetastete Ebene in einer geometrisch-optisch, konjugierten Beziehung und kompensieren optisch die Neigung der ablenkenden, reflektierenden Ebene, wodurch die ungleichen Abstände der Abtastlinien kompensiert werden.
  • Allerdings nimmt das erste optische Bilderzeugungssystem, welches mit einer Kollimatorlinse und einer Zylinderlinse aufgebaut werden muß, einen komplizierten Aufbau an, und erfordert eine lange Einstellzeit.
  • Andererseits ist ein optisches System für eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einer optischen Disk ebenfalls ein beugungsbegrenztes System zur Umwandlung eines Laserstrahls in einen sehr kleinen Punkt auf einer Aufzeichnungsebene einer optischen Aufzeichnungsdisk. Wenn jedoch eine Laserdiode als Lichtquelle verwendet wird, kann wie voranstehend erläutert ein rotationssymmetrischer Strahlungsstrahl nicht erhalten werden. Um einen kollimierten Strahl mit einem kreisförmigen Querschnitt zu erhalten, verwendet daher das konventionelle System eine Kollimatorlinse, welche eine ausreichend kleine numerische Apertur aufweist, verglichen mit dem Strahlstrahlungswinkel. Da dieses Verfahren jedoch einen geringen Lichtnutzungswirkungsgrad aufweist, muß eine Laserdiode mit hoher Leistung verwendet werden, was zu erhöhten Kosten führt. Zur Lösung dieses Problems sind Verfahren bekannt, bei welchen ein optisches Koppelsystem verwendet wird, welches eine Zylinderlinse oder Prismen in Kombination mit einer Kollimatorlinse verwendet. Ein Beispiel ist in Fig. 14 gezeigt, wobei ein Strahlungsstrahl 4, der von einer Laserdiode 1 ausgesandt wird, mit Hilfe einer Kollimatorlinse 26 in einen im wesentlichen parallen Strahl umgewandelt wird, und der Durchmesser des Strahls hauptsächlich in einer Ebene mit Hilfe von Prismen 24, 25 vergrößert wird, wodurch der gewünschte kreisförmige Strahl erhalten wird. Dieses System kann im Vergleich zum vorher genannten System den Lichtnutzungswirkungsgrad verbessern, weist jedoch einen komplizierten Aufbau auf.
  • Die japanische Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr. 61-254915/1986 beschreibt ein System, welches die voranstehend geschilderten optischen Funktionen ausführt, und einen einfachen Aufbau aufweist. Allerdings weist dieses System ein zu großes Ausmaß einer restlichen sphärischen Aberration oder dergleichen auf, als daß es in der Praxis eingesetzt werden könnte, da die hierbei verwendete Linsenebene eine torische Ebene ist, nämlich einer anamorphotischen Linsenebene, die durch Bögen gebildet wird, die nur durch die Krümmungsradien festgelegt sind.
  • Ein Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausbildung eines ersten optischen Bilderzeugungssystems eines optischen Abtastsystems für einen Laserdrucker mit einer Einzellinse.
  • Ein weiteres Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau des optischen Koppelsystems, welches für ein optisches System einer Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einer optischen Disk und dergleichen verwendet wird, mit einer Einzellinse.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine anamorphotische Einzellinse vorgeschlagen, die eine optische Achse und eine erste und eine zweite Oberfläche an deren entgegengesetzten Seiten aufweist, um einen divergenten Lichtstrahl zu brechen, der auf die erste Oberfläche auffällt, wobei die erste Oberfläche eine Brechkraft aufweist, die in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist, oder eine torische Oberfläche ist, und die zweite Oberfläche eine torische Oberfläche mit unterschiedlichen Brechkräften in einer ersten und einer zweiten Ebene aufweist, die senkrecht zueinander angeordnet sind und die optische Achse enthalten, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberfläche durch eine Entwicklungsformel ausgedrückt wird, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, die hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der zweiten Ebene unter einer Bedingung beitragen, daß der divergente Lichtstrahl einen Strahlungswinkel aufweist, der in der zweiten Ebene kleiner ist als in der ersten Ebene.
  • Weiterhin wird ein optisches Abtastsystem zur Abtastung einer Abtastebene durch einen Lichtpunkt in einer bestimmten Abtastrichtung vorgeschlagen, welches umfaßt:
  • eine Laserdiode zur Aussendung eines divergenten Lichtstrahls;
  • eine erste Bilderzeugungsvorrichtung, welche eine anamorphotische Einzellinse aufweist, die mit einer optischen Achse und an deren entgegengesetzten Seiten einer ersten und einer zweiten Oberfläche versehen ist, um den divergenten Lichtstrahl, der von der Laserdiode ausgesandt wird und auf die erste Oberfläche auffällt, zu einem Linearbild parallel zu der Abtastrichtung konvergent zu machen;
  • eine Ablenkvorrichtung, die eine bewegbare, ablenkende, reflektierende Oberfläche zum Ablenken des linearen Bildes von der ersten Bilderzeugungsvorrichtung aufweist; und
  • eine zweite Bilderzeugungsvorrichtung zum Umwandeln des linearen Bildes, welches von der Ablenkvorrichtung abgelenkt wurde, in einen Lichtpunkt zur Abtastung der Abtastebene, wobei die erste Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine Brechkraft aufweist, die in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist, und die zweite Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine torische Oberfläche aufweist, mit unterschiedlichen Brechkräften in einer ersten und einer zweiten Ebene, welche die optische Achse enthalten, wobei die erste Ebene auch eine erste Richtung parallel zu der Abtastrichtung enthält, und die zweite Ebene eine zweite Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung enthält, und die zweite Oberfläche eine torische Oberfläche ist, die durch eine Entwicklungsformel ausgedrückt wird, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, die hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der zweiten Ebene unter einer solchen Bedingung beitragen, daß der divergente Lichtstrahl einen Strahlungswinkel aufweist, der in der zweiten Ebene kleiner ist als in der ersten Ebene.
  • Weiterhin wird ein optisches System für eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einer optischen Disk vorgeschlagen, welche eine optische Disk als ein Informationsaufzeichnungsmedium verwendet, wobei das optische System aufweist:
  • eine Laserdiode zur Aussendung eines divergenten Lichtstrahls, so daß der Lichtstrahl einen ersten Strahlungswinkel in einer ersten Ebene aufweist, der sich von einem zweiten Strahlungswinkel in einer zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene unterscheidet;
  • eine anamorphotische Einzellinse, die eine optische Achse und an deren entgegengesetzten Seiten eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, zur Umwandlung des von der Laserdiode ausgesandten Lichtstrahls, der auf die erste Oberfläche auffällt, in einen im wesentlichen parallelen, kreisförmigen Lichtstrahl;
  • eine Einrichtung zum Fokussieren des Lichtstrahls von der anamorphotischen Einzellinse auf die optische Disk, und um einen reflektierten Lichtstrahl von der optischen Disk konvergent zu machen; und
  • eine Einrichtung zum Empfangen des konvergenten, reflektierten Lichtstrahls, wobei die erste Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine torische Oberfläche ist, welche Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, die hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der ersten Ebene beitragen, und die zweite Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine torische Oberfläche ist, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, die hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der zweiten Ebene beitragen.
  • Das optische Abtastsystem weist einen wesentlich vereinfachten Aufbau auf, erleichtert eine einfache Einstellung, und weist verringerte Abmessungen auf.
  • Ein optisches Koppelsystem, welches für eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einer optischen Disk und dergleichen verwendet wird, weist eine Einzellinse mit einer bianamorphotischen Oberfläche auf, also eine Linse mit anamorphotischen Ebenen an ihren beiden Seiten. Eine Lichtquelle sendet einen divergenten Lichtstrahl aus, der unterschiedliche Strahlungswinkel in unterschiedlichen Ebenen hat. Eine der Lichtquelle gegenüberliegende, erste Oberfläche ist eine anamorphotische Linsenoberfläche, beispielsweise eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme der vierten Ordnung und höheren Ordnungen als der vierten Ordnung aufweist, welche zur Korrektur der Aberration des Lichtstrahls in der Ebene beitragen, in welcher der Lichtstrahl den größeren Strahlungswinkel aufweist. Eine zweite Oberfläche ist eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme der vierten Ordnung und von höheren Ordnungen als der vierten Ordnung aufweist, welche zur Korrektur der Aberration des Lichtstrahls in der Ebene beitragen, in welcher der Lichtstrahl den kleineren Strahlungswinkel aufweist. Darüber hinaus sind vorzugsweise die nachstehenden Bedingungen 1 , 2 erfüllt:
  • 1,7 < n&sub1; (1)
  • 1,0 < d&sub1;/f (2)
  • hierbei bedeutet:
  • n&sub1;: Brechungsindex
  • d&sub1;: Dicke im Zentrum der Linse
  • f: Brennlänge der Linse in der Ebene des größeren Strahlungswinkels.
  • Infolge des voranstehend beschriebenen Aufbaus kann die Linse mit geringen Toleranzen hergestellt werden, wobei eine Verringerung der restlichen Aberration erzielt wird. Daher kann das optische System vereinfacht werden, und seine Handhabung durch eine einfache Einstellung erleichtert werden, und kann das gesamte optische System bezüglich der Kosten und der Abmessungen verringert werden.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines optischen Abtastsystems für einen Laserstrahldrucker, welches eine Einzellinse verwendet, die eine anamorphotische Oberfläche aufweist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zeigt schematisch den Aufbau des Systems;
  • Fig. 2(a) und (b) zeigen schematisch jeweils Darstellungen einer Anordnung von Linsen und Lichtstrahlen in einer Ebene in der Horizontalrichtung bzw. eine Anordnung von Linsen und Lichtstrahlen in einer Ebene in der Vertikalrichtung, bei der Ausführungsform von Fig. 1;
  • Fig. 3 bis 8 sind jeweilige Eigenschaftsdiagramme der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 9(a) und (b) sind schematische Darstellungen, welche das Konzept einer Einzellinse mit einer bi-anamorphotischen Oberfläche zeigen, wobei die Linse zwei anamorphotische Oberflächen aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 10 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der Oberfläche einer anamorphotischen Einzellinse;
  • Fig. 11(a), (b), (c) und (d) sind Graphen der Wellenfront- Aberrationscharakteristik, welche Eigenschaften einer siebten bis zu einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines optischen Systems für ein Informationsaufzeichnungsgerät mit einer optischen Disk, welches eine Einzellinse mit bi-anamorphotischen Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • Fig. 13 ist eine Perspektivansicht, welche den Zustand eines Strahlungsstrahls zeigt, der von einem Halbleiterlaser ausgesandt wird; und
  • Fig. 14 zeigt den Aufbau eines konventionellen, optischen Koppelsystems.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine anamorphotische Einzellinse, welche auf ihrer einen Seite eine anamorphotische Oberfläche aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Perspektivansicht des Aufbaus eines optischen Abtastsystems für einen Laserstrahldrucker, welches eine Einzellinse gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, die auf ihrer einen Seite eine anamorphotische Oberfläche aufweist. Ein divergenter Strahlungsstrahl, der von einer Lichtquelle, also einer Laserdiode 1 ausgesandt wird, wird in ein lineares Bild in der Abtastrichtung in der Nähe einer ablenkenden, reflektierenden Ebene 7 umgewandelt, mit Hilfe eines ersten optischen Bilderzeugungssystems, welches eine anamorphotische Linse aufweist, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche in dieser Reihenfolge von der Lichtquelle aus aufweist. Die erste Oberfläche weist eine rotationssymmetrische Brechkraft auf, und die zweite Oberfläche weist Brechkräfte auf, die sich in der Horizontalebene und der Vertikalebene unterscheiden. Die ablenkende, reflektierende Ebene 7 stellt eine von mehreren ablenkenden, reflektierenden Ebenen dar, die um einen sich drehenden Polygonspiegel 8 herum vorgesehen sind, der drehbar durch einen Motor (nicht gezeigt) oder dergleichen angetrieben wird, um den Strahl abzulenken. Der von der ablenkenden, reflektierenden Ebene 7 abgelenkte Strahl bildet einen Abtastpunkt auf einer abzutastenden Ebene 13, mit Hilfe eines zweiten optischen Bilderzeugungssystems 12, welches zwei Kugellinsen 9, 10 und eine torische Linse 11 aufweist.
  • Die Fig. 2(a) und (b) zeigen schematisch die Anordnung von Linsen und Lichtstrahlen in der Abtastebene, also in einer Ebene in der Horizontalrichtung, bzw. die Anordnung von Linsen und Lichtstrahlen in einer Ebene senkrecht zur Abtastrichtung, also einer Ebene in der Vertikalrichtung. Wie aus Fig. 2(b) hervorgeht, stehen die ablenkende, reflektierende Ebene 7 und die abzutastende Ebene 13 in einer geometrischoptisch konjugierten Beziehung in der Vertikalebene in bezug auf das zweite optische Bilderzeugungssystem, und stellen so eine Kompensationsfunktion für die Neigung der Ebene der ablenkenden reflektierenden Ebene zur Verfügung. In dem ersten optischen Bilderzeugungssystem können dieselben Funktionen wie bei dem konventionellen System gemäß der vorliegenden Erfindung nur mit einer einzigen Linse erzielt werden.
  • Eine größere optische Brechkraft in der Ebene senkrecht zur Abtastrichtung des zweiten optischen Bilderzeugungssystems als in der Ablenkrichtung ist notwendigerweise erforderlich, um so eine Kompensationsfunktion für die Neigung der Ebene bereitzustellen. Dies führt zu einer restlichen, unkorrigierten sphärischen Aberration in der Ebene senkrecht zur Abtastrichtung. Allerdings kann die anamorphotische Linse gemäß der vorliegenden Erfindung, die in dem ersten optischen System verwendet wird, dazu führen, daß eine überkorrigierte sphärische Aberration in der Vertikalebene erzeugt wird, welche die restliche Aberration in dem zweiten optischen Bilderzeugungssystem ausgleicht. Daher kann die Aberration des Gesamtsystems in zufriedenstellender Weise kompensiert werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die erste und zweite Oberfläche der anamorphotischen Linse asphärisch ausgebildet werden.
  • Eine anamorphotische Linse, die auf ihrer einen Seite eine anamorphotische Oberfläche aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise durch ein Formverfahren hergestellt. Unter Berücksichtigung der Materialstabilität wird die Linse vorzugsweise aus Glasmaterial durch ein Formgebungsverfahren hergestellt. Zur Untersuchung der Form einer Linse kann das Interferenzverfahren oder eine dreidimensionale Messung unter Verwendung einer mechanischen Berührung oder dergleichen verwendet werden. Im allgemeinen kann eine Untersuchung der Form einfach und exakt durchgeführt werden, wenn die Oberfläche rotationssymmetrisch ist. Daher weist bei der vorliegenden Erfindung die erste Oberfläche eine rotationssymmetrische, asphärische Form auf, so daß die Exaktheit der Form der zweiten Oberfläche aus der Form der ersten Oberfläche geschlossen werden kann. Deswegen ist die zweite Oberfläche vorzugsweise eine anamorphotische Oberfläche, also eine torische Oberfläche, die eine anisotrope Brechkraft und eine frei wählbare Aberrationskompensation zur Verfügung stellt.
  • Detaillierte Daten bezüglich Linsen gemäß bevorzugter Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben, wobei:
  • r&sub1; , r&sub2; : Krümmungsradien in bezug auf die Brechung in Ebenen in der Horizontalrichtung sind;
  • r1', r2' : Krümmungsradien in bezug auf die Brechung in Ebenen in der Vertikalrichtung sind;
  • d&sub0; : die Entfernung zwischen der Laserdiode und der ersten Oberfläche der Linse ist;
  • d&sub1; : die Linsendicke ist; und
  • n&sub1; : der Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 790 nm ist.
  • Die rotationssymmetrische erste Oberfläche weist eine Form auf, deren Durchhang von der optischen Achse zu einer Radiallänge P durch den nachstehend angegebenen Ausdruck (3) gegeben ist, wobei:
  • K : die Konizitätskonstante ist;
  • AD, AE, AF, AG : asphärische Koeffizienten sind; und Durchhang
  • Wenn die Horizontalrichtung die Y-Achse ist und die Vertikalrichtung die X-Achse ist, weist die zweite Oberfläche eine Form auf, deren Durchhang durch den nachstehenden Ausdruck (4) gegeben ist, wobei K die Konizitätskonstante ist, und A, B, C und D Koeffizienten höherer Ordnung sind. Durchhang
  • wobei
    • Die erste Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,19
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,08
  • d&sub0; = 11.63
  • r&sub1; = 19.758 r1' = 19.758 d&sub1; = 5.01
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = -15.027 r2' = -8.743
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = -5.14342 AD = -1 .56431x10&supmin;&sup4;
  • AE = -2.57394x10&supmin;&sup6; AF = 3.40523x10&supmin;&sup7;
  • AG = 1.48943x10&supmin;&sup9;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -4.97130x10&supmin;¹ A = 9.95328x10&supmin;&sup5;
  • B = -1.29299x10&supmin;&sup6; C = -6.8361x10&supmin;&sup6;
  • D = 4.01836x10&supmin;&sup6;
    • Die zweite Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,18
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,07
  • d&sub0; = 12.00
  • r&sub1; = 22.713 r1' = 22.713 d&sub1; = 5.01
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = -14.599 r2' = -8.596
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = -5.02486 AD = -1.63110x10&supmin;&sup4;
  • AE = 3.93985x10&supmin;&sup7; AF = 3.22836x10&supmin;&sup7;
  • AG = -2.51099x10&supmin;&sup8;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -8.83026x10&supmin;¹ A = 1.80506x10&supmin;&sup4;
  • B = 3.93637x10&supmin;&sup5; C = -8.66376x10&supmin;&sup6;
  • D = -2.30165x10&supmin;&sup5;
    • Die dritte Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,20
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,09
  • d&sub0; = 15.54
  • r&sub1; = 7.396 r1' = 7.396 d&sub1; = 12.78
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = 19.976 r2' = 198.061
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = -7.18123x10&supmin;¹ AD = -3.09738x10&supmin;&sup4;
  • AE = -1.75756x10&supmin;&sup6; AF = 4.13063x10&supmin;&sup7;
  • AG = -1.66323x10&supmin;&sup8;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -1.53169x10³ A = 6.10929x10&supmin;&sup5;
  • B = -1.01003x10&supmin;&sup5; C = -4.43366x10&supmin;&sup6;
  • D = 2.55022x10&supmin;&sup6;
    • Die vierte Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,20
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,09
  • d&sub0; = 15.60
  • r&sub1; = 7.402 r1' = 7.402 d&sub1; = 12.78
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = 19.829 r2' = 184.788
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = -7.21344x10&supmin;¹ AD = -3.10983x10&supmin;&sup4;
  • AE = -1.66167x10&supmin;&sup6; AF = 4.19581x10&supmin;&sup7;
  • AG = -1.62427x10&supmin;&sup8;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = 1.04595x10³ A = 1.08706x10&supmin;&sup4;
  • B = 8.69370x10&supmin;&sup7; C = -2.84467x10&supmin;&sup6;
  • D = 2.18071x10&supmin;&sup6;
    • Die fünfte Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,21
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,07
  • d&sub0; = 5.17
  • r&sub1; = -22.921 r1' = -22.921 d&sub1; = 9.46
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = -6.838 r2' = -4.866
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = 1.58163x10² AD = -2.45134x10&supmin;³
  • AE = 7.18395x10&supmin;&sup5; AF = 7.74503x10&supmin;&sup5;
  • AG = -1.03536x10&supmin;&sup6;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -3.2282x10&supmin;¹ A = 3.4769x10&supmin;&sup4;
  • B = 2.5407x10&supmin;&sup5; C = -4.0135x10&supmin;&sup5;
  • D = 2.3295x10&supmin;&sup5;
    • Die sechste Ausführungsform
  • NA an der Lichtquellenseite in der Horizontalrichtung: 0,21
  • NA an der Lichtquellenseite in der Vertikalrichtung: 0,08
  • d&sub0; = 5.16
  • r&sub1; = -22.922 r1' = -22.922 d&sub1; = 9.46
  • n&sub1; = 1.674511 r&sub2; = -6.834 r2' = -5.029
    • Asphärische Koeffizienten für die erste Oberfläche
  • K = 1.58065x10² AD = -2.44918x10&supmin;³
  • AE = 6.80158x10&supmin;&sup5; AF = 8.07208x10&supmin;&sup5;
  • AG = 1.24426 x 10&supmin;&sup6;
    • Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -4.21922x10&supmin;¹ A = 4.64443x10&supmin;&sup4;
  • B = 1.75464x10&supmin;&sup5; C = -1.23251x10&supmin;&sup4;
  • D = 6.08908x10&supmin;&sup5;
  • Die Fig. 3 bis 8 zeigen Eigenschaften der ersten bis sechsten Ausführungsform. In den Fig. 3 bis 8 bezeichnet jeweils (a) die sphärische Aberration in der Horizontalrichtung, (b) den Astigmatismus in der Horizontalrichtung, (c) die sphärische Aberration in der Vertikalrichtung, und (d) den Astigmatismus in der Vertikalrichtung. Wie aus den Figuren deutlich wird, ist die sphärische Aberration in der Vertikalrichtung bei der zweiten, vierten und sechsten Ausführungsform überkorrigiert, um die übrigbleibende sphärische Aberration in dem zweiten optischen Bilderzeugungssystem auszugleichen, wie voranstehend erläutert wurde.
  • Nunmehr wird eine anamorphotische Einzellinse, die auf ihren beiden Seiten eine anamorphotische Oberfläche aufweist, also eine Einzellinse mit einer bi-anamorphotischen Oberfläche, im einzelnen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • In Fig. 9(a) ist die Ebene eines großen Strahlungswinkels &theta;&sub1; eines Halbleiterlasers 1 als die Horizontalebene dargestellt, und in Fig. 9(b) ist die Ebene eines kleinen Strahlungswinkels &theta;&sub2; des Lasers als die Vertikalebene dargestellt. Der Strahlungsstrahl 4 wird durch eine anamorphotische Einzellinse 27 gebrochen, die gemäß der vorliegenden Erfindung auf ihren beiden Seiten anamorphotische Oberflächen aufweist. Ein im wesentlichen paralleler Lichtstrahl der im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, kann von der zweiten Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse 27 unter der Bedingung erhalten werden, daß die Brechkraft in der Horizontalebene so vergrößert ist, daß sie zwei- bis dreimal so groß ist wie jene in der Vertikalebene, daß die vorderen Brennpunkte in den beiden Ebenen im wesentlichen dieselben sind, und daß die Laserdiode 1 an dem vorderen Brennpunkt angeordnet ist.
  • Zur Erfüllung dieser Bedingungen sind sowohl die erste als auch die zweite Oberfläche anamorphotische Linsenoberflächen, also torische Oberflächen, die Krümmungsradien, die zur Brechung in der Horizontalebene beitragen, liegen in der Größenordnung von r&sub1; und r&sub2; von dem Lichtquellenende aus, und die Krümmungsradien, die zur Brechung in der Vertikalebene beitragen, sind in der Größenordnung von r1' und r2' von dem Lichtquellenende aus. Zur Verwendung der Linse in einem brechungsbegrenzten optischen System ist es erforderlich, die Aberration zu korrigieren, insbesondere die sphärische Aberration. Im Falle eines Linsensystems, welches in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist, kann die Aberration einfach durch Einführung eine asphärischen Oberfläche korrigiert werden. Wenn jedoch jede Oberfläche zur Korrektur der Aberration sowohl in der Horizontal- als auch in der Vertikalebene beitragen muß, wie im Falle der Linse gemäß der vorliegenden Erfindung, welche torische Oberflächen aufweist, so müssen Oberflächen mit freien Kurven vorgesehen werden. Die Herstellung einer Oberfläche mit freien Kurven bei hoher Genauigkeit ist jedoch äußerst schwierig und unpraktisch.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher, um eine Linse bereitzustellen, welche die Aberration ausreichend kompensieren und einfach hergestellt werden kann, die erste Oberfläche eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme höherer Ordnung als der dritten Ordnung aufweist, um zur Korrektur der Aberration nur für den Lichtstrahl in der Horizontalebene beizutragen, also der Ebene des größeren Strahlungswinkels, wie in Fig. 9(a) gezeigt ist. Die zweite Oberfläche ist eine anamorphotische Linsenoberfläche, also eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme höherer Ordnung als der dritten Ordnung aufweist, um zur Korrektur der Aberration nur für den Lichtstrahl in der Vertikalebene beizutragen, also der Ebene des kleineren Strahlungswinkels, wie in Fig. 9(b) gezeigt ist. Da der Strahlungswinkel in der Horizontalebene größer ist als in der Vertikalebene, ist die Höhe eines Randlichtstrahls auf der Achse in der Horizontalebene größer als in der Vertikalebene. Daher wird an der ersten Oberfläche die Aberration wirksamer in der Horizontalebene durch die Terme höherer Ordnung der Entwicklungsformel zum Ausdrücken der Form der Linsenoberfläche korrigiert. Daher kann an der zweiten Oberfläche die Aberration nur für das Licht in einer ausreichenden Höhe in der Vertikalebene durch die Terme höherer Ordnung korrigiert werden. Die Entwicklungsformel zum Ausdrücken der Form der torischen Oberfläche der ersten Oberfläche wird durch einen Ausdruck (5) ausgedrückt welcher einen Durchhang von der Spitze der Oberfläche in einem Koordinatensystem X-Y-Z repräsentiert, das in den Fig. 9(a) und (b) gezeigt ist. Entsprechend repräsentiert der Ausdruck (6) den Durchhang der zweiten Oberfläche. Durchhang
  • wobei
  • wobei:
  • K : die Konizitätskonstante ist; und
  • A, B, C, D : Koeffizienten höherer Ordnung sind.
  • Die nachstehenden Bedingungen (1) und (2) sind vorzugsweise erfüllt, um so die restliche Aberration zu minimalisieren, die Toleranz zu erhöhen, und die Herstellung zu erleichtern.
  • 1.71 < n&sub1; (1)
  • 1.0 < d&sub1;/f (2)
  • wobei
  • n&sub1; : der Brechungsindex ist;
  • d&sub1; : die Dicke im Zentrum der Linse ist; und
  • f : die Brennlänge der Linse in der Horizontalebene ist, in welcher der Strahlungswinkel des von der Lichtquelle ausgesandten Strahls größer ist.
  • Die Bedingung (1) betrifft den Brechungsindex der Einzellinse mit einer bi-anamorphotischen Oberfläche. Wird die Bedingung (1) überschritten, so wird die Krümmung jeder Oberfläche zu groß als daß die Koma-Aberration durch die Entwicklungsterme höherer Ordnung ausreichend korrigiert werden könnte, was zu einer Verschlechterung der Eigenschaften außerhalb der Achse führt. Daher müssen die optische Achse der anamorphotischen Einzellinse und jene der Laserdiode exakt ausgerichtet werden, was zu Schwierigkeiten beim Zusammenbau und bei der Einstellung des Systems führt. Zusätzlich wird infolge der großen Krümmung die Bearbeitungstoleranz verringert, was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Linse führt.
  • Die Bedingung (2) betrifft die Dicke im Zentrum und die Brennlänge in der Horizontalebene der Einzellinse mit der bi-anamorphotischen Oberfläche. Wird die Bedingung (2) überschritten, so wird die Differenz zwischen den Krümmungsradien f&sub1; und r1' der ersten Oberfläche zu groß, also daß die Koma- Aberration ordnungsgemäß korrigiert werden könnte, was zu einer Verschlechterung der Eigenschaften entfernt von der Achse und zu einer Verringerung des Gesamtbetrachtungswinkels führt. Daher werden der Zusammenbau und die Einstellung des Systems schwierig.
  • Die anamorphotische Einzellinse gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf die nachstehend angegebene Weise einfach bearbeitet werden. Fig. 10 zeigt das Konzept für die Bearbeitung der Linse. Ein Gegenstand 15, der zu einer anamorphotischen Einzellinse geformt werden soll, und an einer Drehspindel 14 befestigt ist, wird durch eine Drehschleifvorrichtung 16, die sich auf einer Ortskurve entsprechend den Ausdrücken (4) und (5) bewegt, wie durch einen Pfeil 17 angedeutet ist, in eine gewünschte Form gebracht. Entsprechend diesem Verfahren kann die Bearbeitung so durchgeführt werden, daß nur die Drehschleifvorrichtung auf einem Bett 18 zur Befestigung eines Schneidwerkzeugs auf einer normalen CNC-Drehbank angeordnet wird.
  • Die Daten der siebten bis zehnten Ausführungsform, bei welchen es sich um Einzellinsen mit bi-anamorphotischen Oberflächen handelt, gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben, wobei:
  • n&sub1; : der Brechungsindex bei der Wellenlänge 780 nm ist;
  • d&sub1; : die Dicke der Linse ist.
  • Die erste Oberfläche ist eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme höherer Ordnung als der dritten Ordnung aufweist, um die Aberration nur für die Lichtstrahlen in der Horizontalebene zu korrigieren, und die zweite Oberfläche ist eine torische Oberfläche, die Entwicklungsterme höherer Ordnung als der dritten Ordnung aufweist, um die Aberration nur für die Lichtstrahlen in der Vertikalebene zu korrigieren.
  • Bei jeder Ausführungsform wird die Aberration unter der Annahme korrigiert, daß ein Deckglas (Brechungsindex: 1,50, Dicke: 0,30) der Laserdiode in den optischen Weg eingefügt ist.
    • Die siebte Ausführungsform
  • r&sub1; = 6.838 r'&sub1; = -2.601 = d&sub1; = 9.00 n&sub1; = 1.785691
  • r&sub2; = -70.809 r2' = -5.792
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der ersten Oberfläche
  • K = -3.73437 A = 6.24135x10&supmin;&sup6; B = -1.08708x10&supmin;&sup6;
  • C = -2.25823x10&supmin;&sup7; D = 2.79497x10&supmin;&sup8;
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -3.12183x10&supmin;¹ A = 1 .01080x10&supmin;&sup7; B = -4.58117x10&supmin;&sup8;
  • C = 1.02639x10&supmin;&sup8; D = -7.41055x10&supmin;¹&sup0;
  • Eintritts-NA in der Horizontalrichtung: 0,3
  • Eintritts-NA in der Vertikalrichtung: 0,1
  • d&sub1; /f: 1.076
    • Die achte Ausführungsform
  • r&sub1; = 9.100 r'&sub1; = -3.652 d&sub1; = 14.00 n&sub1; = 1.785691
  • r&sub2; = -28.054 r2' = -8.489
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der ersten Oberfläche
  • K = -5.18542 A = -1.01733x10&supmin;&sup4; B = 9.31221x10&supmin;&sup7;
  • C = -7.63955x10&supmin;&sup8; D = 5.88252x10&supmin;&sup7;
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -3.17171x10&supmin;¹ A = -1.75528x10&supmin;&sup7; B = -4.19257x10&supmin;&sup8;
  • C = 4.42926x10&supmin;¹&sup0; D = 4.96726 x 10&supmin;¹¹
  • Eintritts-NA in der Horizontalrichtung: 0,3
  • Eintritts-NA in der Vertikalrichtung: 0,1
  • d&sub1; /f: 1.335
    • Die neunte Ausführungsform
  • r = 5.614 r'&sub1; = -3.249 d&sub1; = 18.00 n&sub1; = 1.785691
  • r&sub2; = -16.492 r&sub2;, = -9.579
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der ersten Oberfläche
  • K = -6.59307 A = -4.85845 x 10&supmin;&sup4; B = -8.67863x10&supmin;&sup4;
  • C = 7.72916x10&supmin;&sup4; D = -2.04824x10&supmin;&sup4;
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -2.96265x10&supmin;¹ A = 2.35927 x 10&supmin;&sup6; B = 1.16472x10&supmin;&sup7;
  • C = -2.34904x10&supmin;&sup8; D = 1.73780x10&supmin;&sup9;
  • Eintritts-NA in der Horizontalrichtung: 0,3
  • Eintritts-NA in der Vertikalrichtung: 0,1
  • d&sub1;/f: 2.167
    • Die zehnte Ausführungsform
  • r&sub1; = 5.448 r'&sub1; = -3.315 d&sub1; = 15.00 n&sub1; = 1.712303
  • r&sub2; = -19.000 r2' = -8.014
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der ersten Oberfläche
  • K = -3.54418 A = 7.20709x10&supmin;&sup5; B = -2.13997x10&supmin;³
  • C = 1.17033x10&supmin;³ D = -1.88339x10&supmin;&sup4;
    • Konische Konstanten und Koeffizienten höherer Ordnung der zweiten Oberfläche
  • K = -3.06413x10&supmin;¹ A = 7.59880x10&supmin;&sup6; B = 4.98553x10&supmin;&sup7;
  • C = -7.20953x10&supmin;&sup8; D = 4.60781x10&supmin;&sup9;
  • Eintritts-NA in der Horizontalrichtung: 0,3
  • Eintritts-NA in der Vertikalrichtung: 0,1
  • d&sub1;/f: 1.879
  • Die Fig. 11(a), (b), (c) und (d) zeigen die Leistungscharakteristik entfernt der Achse bei der siebten bis zehnten Ausführungsform. Die Vertikalachse zeigt die Varianz der Wellenfront-Aberration, und die Querachse zeigt die Größe entfernt von der Achse (Objekthöhe).
  • Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines optischen Systems für eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einer optischen Disk, bei welcher eine Einzellinse mit einer bi-anamorphotischen Oberfläche vorgesehen ist. In dieser Figur wird ein von einer Laserdiode 1 ausgesandter Strahl in einen im wesentlichen parallelen, im wesentlichen kreisförmigen Strahl durch eine Einzellinse 27 mit einer bi-anamorphotischen Oberfläche umgewandelt, und wird mit Hilfe eines Strahlteilers 19 und einer Objektivlinse 20 auf eine optische Disk 21 fokussiert. Ein von der optischen Disk 21 reflektierter Strahl wird über die Objektivlinse 20, den Strahlteiler 19 und eine Erfassungslinse 22 von einem Photodetektor 23 empfangen.

Claims (10)

1. Anamorphotische Einzellinse (6, 27), die eine optische Achse und an deren entgegengesetzten Seiten eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, zur Brechung eines auf die erste Oberfläche auftreffenden, divergenten Lichtstrahls, wobei die erste Oberfläche eine Brechkraft hat, die in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist, oder eine torische Oberfläche ist, und die zweite Oberfläche eine torische Oberfläche aufweist, mit unterschiedlicher Brechkraft in einer ersten und einer zweiten Ebene, die senkrecht zueinander angeordnet sind und die optische Achse enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oberfläche durch eine Entwicklungsformel ausgedrückt wird, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, und hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der zweiten Ebene unter einer solchen Bedingung beiträgt, daß der divergente Lichtstrahl einen kleineren Strahlungswinkel in der zweiten Ebene als in der ersten Ebene aufweist.
2. Anamorphotische Einzellinse (6) nach Anspruch 1, bei welcher die Linse so ausgebildet ist, daß sie den divergenten Lichtstrahl in ein lineares Bild bricht, wobei die erste Oberfläche eine asphärische Oberfläche ist, die eine Brechkraft aufweist, die in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist.
3. Anamorphotische Einzellinse (27) nach Anspruch 1, bei welcher die Linse so ausgebildet ist, daß sie den divergenten Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl bricht, und bei welcher die erste Oberfläche eine torische Oberfläche ist, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, und hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der ersten Ebene beiträgt.
4. Anamorphotische Einzellinse (27) nach Anspruch 3, welche im wesentlichen die nachstehenden Bedingungen erfüllt:
1,71 < n
1,0 < d&sub1;/f
wobei n&sub1; der Brechungsindex der Linse ist, d&sub1; die Dicke der Linse im Zentrum der Linse, und f die Brennweite der Linse in der ersten Ebene ist.
5. Anamorphotische Einzellinse (6, 27) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei welcher die Linse eine Glaslinse ist.
6. Anamorphotische Einzellinse (6, 27) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, bei welcher die Linse eine gegossene Glaslinse ist.
7. Optisches Abtastsystem zur Abtastung einer Abtastebene (13) mit einem Lichtpunkt in einer spezifizierten Abtastrichtung, mit:
einer Laserdiode (1 ) zur Aussendung eines divergenten Lichtstrahls;
einer ersten Bilderzeugungseinrichtung mit einer anamorphotischen Einzellinse (6), die eine optische Achse aufweist, sowie eine erste und zweite Oberfläche an entgegengesetzten Seiten der Achse, um den von der Laserdiode ausgestrahlten, divergenten Lichtstrahl der auf die erste Oberfläche auftrifft, zu einem linearen Bild parallel zur Abtastrichtung zu sammeln;
einer Ablenkeinrichtung (8), die eine bewegbare, ablenkende, reflektierende Oberfläche (7) aufweist, um das lineare Bild von der ersten Bilderzeugungseinrichtung abzulenken; und
einer zweiten Bilderzeugungseinrichtung (12) zum Umwandeln des linearen Bildes, welches von der Ablenkeinrichtung abgelenkt wurde, in einen Lichtpunkt zur Abtastung der Abtastebene, wobei die erste Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse (6) eine in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrische Brechkraft aufweist, und die zweite Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine torische Oberfläche mit unterschiedlicher Brechkraft in einer ersten und zweiten Ebene, welche die optische Achse enthalten, aufweist, wobei die erste Ebene weiterhin eine erste Richtung parallel zur Abtastrichtung und die zweite Ebene eine zweite Richtung senkrecht zur Abtastrichtung enthält, und die zweite Oberfläche eine torische Oberfläche ist, die durch eine Entwicklungsformel ausgedrückt wird, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, und hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration nur in der zweiten Ebene unter einer solchen Bedingung beitragt, daß der divergente Lichtstrahl einen kleineren Strahlungswinkel in der zweiten Ebene als in der ersten Ebene aufweist.
8. Optisches Abtastsystem nach Anspruch 7, bei welchem die erste Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse (6) eine asphärische Form hat, die in bezug auf die optische Achse rotationssymmetrisch ist.
9. Optisches System für eine Informationsaufzeichnunsvorrichtung mit einer optischen Disk, welche eine optische Disk (21) als ein Informationsaufzeichnungsmedium verwendet, wobei das optische System aufweist:
eine Laserdiode (1) zur Aussendung eines divergenten Lichtstrahls, so daß der Lichtstrahl einen ersten Strahlungswinkel in einer ersten Ebene aufweist, der sich von einem zweiten Strahlungswinkel in einer zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene unterscheidet;
eine anamorphotische Einzellinse (27), die eine optische Achse und eine erste und eine zweite Oberfläche an entgegengesetzten Seiten der Achse aufweist, um den von der Laserdiode ausgesandten Lichtstrahl, der auf die erste Oberfläche auftrifft, in einen im wesentlichen parallelen, kreisförmigen Lichtstrahl umzuwandeln;
eine Einrichtung (19, 20) zum Fokussieren des Lichtstrahls von der anamorphotischen Einzellinse auf die optische Disk, und zum Sammeln eines reflektierten Lichtstrahls von der optischen Disk; und
eine Einrichtung (19, 22, 23) zum Empfangen des gesammelten, reflektierten Lichtstrahls, wobei die erste Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse (27) eine torische Oberfläche ist, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, und hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration und nur in der ersten Ebene beiträgt, und die zweite Oberfläche der anamorphotischen Einzellinse eine torische Oberfläche ist, die Entwicklungsterme vierter und höherer Ordnung aufweist, und hauptsächlich zur Korrektur der sphärischen Aberration und nur in der zweiten Ebene beiträgt.
10. Optisches System nach Anspruch 9, bei welchem die anamorphotische Einzellinse (27) im wesentlichen die nachfolgenden Bedingungen erfüllt:
1,71 < n
1,0 < d&sub1;/f
wobei n&sub1; der Brechungsindex der Linse ist, f die Brennweite der Linse in der ersten Ebene ist, und d&sub1; die Dicke im Zentrum der Linse bezeichnet.
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