JP2000292738A - Beam shaping optical system and recording and reproducing device - Google Patents

Beam shaping optical system and recording and reproducing device

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JP2000292738A
JP2000292738A JP11095985A JP9598599A JP2000292738A JP 2000292738 A JP2000292738 A JP 2000292738A JP 11095985 A JP11095985 A JP 11095985A JP 9598599 A JP9598599 A JP 9598599A JP 2000292738 A JP2000292738 A JP 2000292738A
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beam shaping
optical system
recording
shaping optical
semiconductor laser
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JP11095985A
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Yoshitaka Takahashi
義孝 高橋
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the design of a beam shaping optical system by using an anamorphic lens having a focal distance different between a direction parallel corresponding to the active layer of a semiconductor laser and a direction orthogonally corresponding to the active layer. SOLUTION: This beam shaping optical system 20 is used instead of a conventional coupling lens. The optical system 20 has a function to change divergent luminous flux radiated from a semiconductor laser into parallel beams and enlarge the luminous flux in a parallel direction with the active layer of the semiconductor laser. The center thickness D(mm) satisfies an expression: 9<=D<=12.5. It is desirable that the refractive index N and the center thickness D of the material of the anamorphic lens satisfy an expression: 15.5<=N.D<=18.5. Thus, the design of the optical system 20 is facilitated and the optimum anamorphic lens in accordance with a beam shaping magnification is easily and surely optimally designed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はビーム整形光学系
および記録再生装置に関する。
The present invention relates to a beam shaping optical system and a recording / reproducing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザからの光束を、対物レンズ
により記録媒体の記録面上に光スポットとして集光さ
せ、情報の記録・再生・消去の1以上を行う記録再生装
置は、所謂「光ピックアップ装置」として広く知られて
いる。図7は、このような記録再生装置の典型的な1例
を説明図的に略示している。半導体レーザ1から出射し
た光は、カップリングレンズ2により平行光束化され、
ビームスプリッタ3を透過し、対物レンズ4により収束
光束に変換され、コンパクトディスクやDVD等の記録
媒体5の透明基板を透過して、記録面5A上に光スポッ
トとして集光する。記録面5Aにより反射された光束は
「戻り光束」となり、対物レンズ4を透過して略平行光
に戻され、ビームスプリッタ3により反射され、図示さ
れない「信号検出系」に入射する。信号検出系は、戻り
光束に基づき、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号
を発生し、情報再生時には再生信号も発生させる。フォ
ーカス誤差信号・トラック誤差信号は図示されない制御
手段に入力し、フォーカシングおよびトラッキングのサ
ーボ制御に供される。周知の如く、半導体レーザから放
射される放射光束は発散性であるが、その強度分布は非
等方的で、半導体レーザの接合面に平行な方向(半値全
角:θP)とこれに垂直な方向(半値全角:θN)での強
度分布が互いに異なっている。遠視野像での代表的な値
はθP≒10度、θN≒30度である。このように発散角
が非等方な光束を、通常のカップリングレンズで略平行
光にすると、カップリングされた光束の光束断面は楕円
形状となり、このような光束を対物レンズで集光する
と、記録面上に形成される光スポットは「楕円形状」に
なる。この場合、楕円形状の光スポットの長軸方向が
「記録媒体のトラックと直交」すると、長軸方向の長さ
が大き過ぎる場合は隣接トラックが同時に光照射され、
隣接トラックからの情報信号の漏れ込み(クロストー
ク)や、隣接トラックへの書き込みなどの不具合を生ず
る。逆に、楕円スポットの長軸方向が記録媒体のトラッ
クと平行である場合は、長軸長さが大きすぎるとデータ
記録方向の分解能が低下し、再生信号検出や情報の書き
込みに支障がでる虞れがある。
2. Description of the Related Art A recording / reproducing apparatus for performing at least one of recording, reproducing and erasing of information by condensing a light beam from a semiconductor laser as a light spot on a recording surface of a recording medium by an objective lens is a so-called "optical pickup". It is widely known as a "device." FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a typical example of such a recording / reproducing apparatus. Light emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a parallel light beam by the coupling lens 2,
The light passes through the beam splitter 3, is converted into a convergent light beam by the objective lens 4, passes through a transparent substrate of a recording medium 5 such as a compact disk or DVD, and is condensed as a light spot on a recording surface 5A. The light beam reflected by the recording surface 5A becomes a "return light beam", passes through the objective lens 4, is returned to substantially parallel light, is reflected by the beam splitter 3, and enters a "signal detection system" (not shown). The signal detection system generates a focus error signal and a track error signal based on the return light beam, and also generates a reproduction signal when information is reproduced. The focus error signal / track error signal is input to control means (not shown), and is used for servo control of focusing and tracking. As is well known, the radiated light flux emitted from a semiconductor laser is divergent, but its intensity distribution is anisotropic, and it is perpendicular to the direction parallel to the junction surface of the semiconductor laser (full width at half maximum: θ P ). The intensity distributions in the directions (full width at half maximum: θ N ) are different from each other. Typical values in the far-field image are θ P ≒ 10 degrees and θ N ≒ 30 degrees. When a light beam having an anisotropic divergence angle is made substantially parallel light by a normal coupling lens, the light beam cross section of the coupled light beam becomes elliptical.When such a light beam is condensed by an objective lens, The light spot formed on the recording surface has an “elliptical shape”. In this case, if the major axis direction of the elliptical light spot is “perpendicular to the track of the recording medium”, adjacent tracks are irradiated simultaneously with light if the major axis direction length is too large,
Problems such as leakage of information signals from adjacent tracks (crosstalk) and writing to adjacent tracks occur. Conversely, when the major axis direction of the elliptical spot is parallel to the track of the recording medium, if the major axis length is too large, the resolution in the data recording direction is reduced, which may hinder reproduction signal detection and information writing. There is.

【0003】このような観点からすると、記録媒体の記
録面に形成される光スポットの形状は「略円形状」ある
いは、長軸長/単軸長が適切な範囲にある「楕円形状」
が好ましい。光スポットにおける「長軸長/単軸長」は
記録再生装置の設計条件として最適な値が設定される。
ビーム整形光学系は、記録面上に所望形状の光スポット
を実現するため「対物レンズに入射する光束の光束断面
形状を円形状に近づける光学系」であり、半導体レーザ
からの光束の光束径を、接合面に平行な方向に拡大させ
る。ビーム整形光学系として、シリンダレンズを用いる
方式のものとプリズムを用いる方式のものとが従来から
知られているが、近来、カップリングレンズに「半導体
レーザからの光束を平行光束化する機能とともに、半導
体レーザの活性層に平行な方向の光束径を拡大する機能
をもたせ」ることにより、カップリングレンズに「ビー
ム整形光学系を兼ね」させることが意図されている。こ
のようなカップリングレンズを兼ねたビーム整形光学系
における「ビーム整形倍率」は、半導体レーザの特性
や、記録再生装置の設計目的に応じて適宜に設定され
る。例えば、ビーム整形倍率を大きくしていくと、光源
(半導体レーザの発光部)とビーム整形光学系の光軸方
向の調整に高い精度が必要となり、記録再生装置の組み
付けが面倒になるので、このような場合は、ビーム整形
倍率を低く抑えるのがよい。また、記録再生装置によっ
ては、光利用効率を高めるため「略円形状」の光スポッ
トを実現したい場合もあり、このような場合には、ビー
ム整形倍率は高めに設定される。一般的に見て、ビーム
整形倍率の設定範囲は1.5〜4倍が適当である。上記
のように、カップリングレンズを兼ねたビーム整形光学
系では、設計上設定されるビーム整形倍率に応じてビー
ム整形光学系の個別的な設計が行われる。
[0003] From such a viewpoint, the shape of the light spot formed on the recording surface of the recording medium is “substantially circular” or “elliptical” in which the major axis length / single axis length is in an appropriate range.
Is preferred. For the “long axis length / single axis length” of the light spot, an optimal value is set as a design condition of the recording / reproducing apparatus.
The beam shaping optical system is an “optical system that makes a light beam cross-sectional shape of a light beam incident on an objective lens close to a circular shape” in order to realize a light spot of a desired shape on a recording surface, and reduces a light beam diameter of a light beam from a semiconductor laser. , In the direction parallel to the joining surface. As a beam shaping optical system, a system using a cylinder lens and a system using a prism have been conventionally known.In recent years, a coupling lens has been added to a `` with a function of converting a light beam from a semiconductor laser into a parallel light beam, By providing a function of enlarging the light beam diameter in a direction parallel to the active layer of the semiconductor laser, the coupling lens is intended to "also serve as a beam shaping optical system." The “beam shaping magnification” in the beam shaping optical system also serving as the coupling lens is appropriately set according to the characteristics of the semiconductor laser and the design purpose of the recording / reproducing apparatus. For example, if the beam shaping magnification is increased, high precision is required for adjusting the light source (light emitting portion of the semiconductor laser) and the beam shaping optical system in the optical axis direction, and the assembling of the recording / reproducing apparatus becomes troublesome. In such a case, it is preferable to keep the beam shaping magnification low. Further, depending on the recording / reproducing apparatus, there may be a case where it is desired to realize a “substantially circular” light spot in order to increase the light use efficiency. In such a case, the beam shaping magnification is set to be high. Generally, the setting range of the beam shaping magnification is appropriately 1.5 to 4 times. As described above, in the beam shaping optical system also serving as a coupling lens, individual design of the beam shaping optical system is performed according to the beam shaping magnification set in design.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、カップリ
ングレンズを兼ねたビーム整形光学系を用いる記録再生
装置において、ビーム整形光学系の設計を容易化するこ
とを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to facilitate the design of a beam shaping optical system in a recording / reproducing apparatus using a beam shaping optical system that also serves as a coupling lens.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明のビーム整形光
学系は「半導体レーザからの光束を、対物レンズにより
記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、情報
の記録・再生・消去の1以上を行う記録再生装置におい
て、半導体レーザからの光束を平行光束化するととも
に、半導体レーザの活性層に平行な方向の光束径を拡大
するビーム整形光学系」であって、以下の特徴を有す
る。半導体レーザの活性層と平行的に対応する方向と、
活性層に直交的に対応する方向とにおいて、互いに異な
る焦点距離を有する単一のアナモルフィックレンズとし
て構成され、中心肉厚:D(mm)が条件: (1)9≦D≦12.5 を満足する(請求項1)。この請求項1記載のビーム整
形光学系において、アナモルフィックレンズの材質の屈
折率:Nと中心肉厚:Dとは条件: (2)15.5≦N・D≦18.5 を満足することが好ましい(請求項2)。また、上記請
求項1または2記載のビーム整形光学系において、アナ
モルフィックレンズの材質の屈折率:Nは条件: (3)N≧1.55 を満足することが好ましい(請求項3)。上記請求項1
または2または3記載のビーム整形光学系において、ビ
ーム整形倍率:Mが「1.5≦M<2」である場合は、
アナモルフィックレンズの材質の屈折率:Nと中心肉
厚:Dの積:N・Dが、直線:N・D=1.7M+13
と直線:N・D=2.3M+13とに挾まれる領域に設
定されることが好ましい(請求項4)、またビーム整形
倍率:Mが「2≦M≦4」の場合には、上記N・Dは、
直線:N・D=0.47M+15と直線:N・D=0.
43M+17とに挾まれる領域に設定されることが好ま
しい(請求項5)。この発明の記録再生装置は「半導体
レーザからの光束を、対物レンズにより記録媒体の記録
面上に光スポットとして集光させ、情報の記録・再生・
消去の1以上を行う記録再生装置」であって、半導体レ
ーザからの光束を平行光束化するとともに、半導体レー
ザの活性層に平行な方向の光束径を拡大するビーム整形
光学系として、請求項1〜5の任意の1に記載のものを
用いたことを特徴とする(請求項6)。この発明の記録
再生装置は、上記のように情報の記録・再生・消去の1
以上を行うのであるから、記録または再生または消去の
何れかを行うように構成することは勿論、記録と再生、
再生と消去、記録と消去を行うようにも、記録と再生と
消去とを行うように構成することもできる。この発明の
ビーム整形光学系は、2以上の半導体レーザに共用する
ことができる。例えば、波長が互いに異なり、高記録密
度用の短波長の半導体レーザと、低記録密度用の長波長
の半導体レーザとを、同一の記録再生装置に組み込み、
記録媒体(CD−RやDVD等)の記録密度に応じて、
使用光源を切り換えて記録、再生等を行うように記録再
生装置を構成することができ、このような場合、ビーム
整形光学系を上記2種あるいは3種以上の半導体レーザ
に共用することができるのである。
According to the beam shaping optical system of the present invention, a light beam from a semiconductor laser is condensed as a light spot on a recording surface of a recording medium by an objective lens to record, reproduce, and erase information. In a recording / reproducing apparatus that performs one or more processes, a beam shaping optical system that converts a light beam from a semiconductor laser into a parallel light beam and expands a light beam diameter in a direction parallel to an active layer of the semiconductor laser ”has the following features. . A direction parallel to the active layer of the semiconductor laser,
It is configured as a single anamorphic lens having focal lengths different from each other in a direction orthogonal to the active layer, and the center thickness: D (mm) is conditioned. (1) 9 ≦ D ≦ 12.5 Is satisfied (claim 1). In the beam shaping optical system according to the first aspect, the refractive index: N and the center thickness: D of the material of the anamorphic lens satisfy the following condition: (2) 15.5 ≦ ND · 18.5 Preferably (claim 2). In the beam shaping optical system according to claim 1 or 2, it is preferable that the refractive index: N of the material of the anamorphic lens satisfies the condition: (3) N ≧ 1.55 (claim 3). Claim 1
Or in the beam shaping optical system according to 2 or 3, when the beam shaping magnification: M is “1.5 ≦ M <2”,
The product of the refractive index of the material of the anamorphic lens: N and the center thickness: D: ND is a straight line: ND = 1.7M + 13
And a straight line: ND = 2.3M + 13 (claim 4). When the beam shaping magnification: M is “2 ≦ M ≦ 4”, the above-mentioned N is set.・ D is
Straight line: ND = 0.47M + 15 and straight line: ND = 0.
Preferably, it is set in a region sandwiched between 43M + 17 (claim 5). According to the recording / reproducing apparatus of the present invention, "a light beam from a semiconductor laser is condensed as a light spot on a recording surface of a recording medium by an objective lens to record, reproduce,
2. A recording / reproducing apparatus which performs one or more erasures, wherein the beam shaping optical system converts a light beam from a semiconductor laser into a parallel light beam and enlarges a light beam diameter in a direction parallel to an active layer of the semiconductor laser. (5) The method according to any one of (1) to (5) is used. According to the recording / reproducing apparatus of the present invention, as described above, one of information recording / reproducing / erasing is performed.
Since the above is performed, it is needless to say that either recording or reproduction or erasing is performed, but recording and reproduction,
Reproduction and erasure, recording and erasure, and recording, reproduction and erasure can be performed. The beam shaping optical system of the present invention can be shared by two or more semiconductor lasers. For example, the wavelengths are different from each other, and a short wavelength semiconductor laser for high recording density and a long wavelength semiconductor laser for low recording density are incorporated in the same recording / reproducing apparatus.
Depending on the recording density of the recording medium (CD-R, DVD, etc.),
The recording / reproducing apparatus can be configured to perform recording, reproduction, and the like by switching the light source to be used. In such a case, the beam shaping optical system can be shared by the two or three or more types of semiconductor lasers. is there.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は、この発明のビーム整形光
学系の実施の1形態を示している。符号20はビーム整
形光学系を示す。ビーム整形光学系20は、図7におけ
るカップリングレンズ2に代えて用いられる。また、符
号30は「半導体レーザ光源とビーム整形光学系20と
の間に配備される透明平行平板状の光学部品」、即ち、
半導体レーザのカバーガラスや回折格子(戻り光束をビ
ーム整形光学系20よりも光源側で検出する場合に、図
7におけるビームスプリッタ3を省略し、回折格子によ
り回折させた戻り光束を受光手段に入射させるようにす
る)等を1枚の透明平行平板にまとめて示している。図
において、Z方向は「ビーム整形光学系20の光軸方向
に平行な方向」である。また、Y方向は半導体レーザに
おける「活性層に平行な方向」であり、X方向は「活性
層に直交する方向」である。従って、半導体レーザから
放射される発散光束の発散角は、XZ面に平行な面内で
最大であり、YZ面に平行な面内で最小である。ビーム
整形光学系20は、半導体レーザから放射される発散性
の光束を平行光束化するとともに、半導体レーザの活性
層に平行な方向の光束径を拡大する機能を有する。この
機能を達成するために、ビーム整形光学系20は、XZ
面内においては焦点距離:fxを持ち、YZ面内におい
ては焦点距離:fyを有し、これら焦点距離:fx(>
0),fy(>0)の大小関係は、fx<fyとなってい
る。ビーム整形倍率:M=fy/fxである。
FIG. 1 shows an embodiment of a beam shaping optical system according to the present invention. Reference numeral 20 denotes a beam shaping optical system. The beam shaping optical system 20 is used instead of the coupling lens 2 in FIG. Reference numeral 30 denotes “a transparent parallel plate-shaped optical component provided between the semiconductor laser light source and the beam shaping optical system 20”, that is,
When a cover glass or a diffraction grating of a semiconductor laser (when the return light beam is detected on the light source side with respect to the beam shaping optical system 20, the beam splitter 3 in FIG. 7 is omitted, and the return light beam diffracted by the diffraction grating is incident on the light receiving means. ) Are collectively shown on one transparent parallel flat plate. In the figure, the Z direction is a “direction parallel to the optical axis direction of the beam shaping optical system 20”. The Y direction is a “direction parallel to the active layer” in the semiconductor laser, and the X direction is a “direction orthogonal to the active layer”. Therefore, the divergence angle of the divergent light beam emitted from the semiconductor laser is maximum in a plane parallel to the XZ plane and minimum in a plane parallel to the YZ plane. The beam shaping optical system 20 has a function of converting a divergent light beam emitted from the semiconductor laser into a parallel light beam and expanding a light beam diameter in a direction parallel to the active layer of the semiconductor laser. To achieve this function, the beam shaping optics 20
Focal length in the plane: have f x, the focal length in the YZ plane: has f y, these focal length: f x (>
0), the magnitude relationship of f y (> 0) has become a f x <f y. Beam shaping magnification is M = f y / f x.

【0007】一般的な光学装置用の半導体レーザのファ
ーフィールドパタンでは、θP:θN=1:2〜1:3で
あり、ビーム整形光学系を用いた記録再生装置では前述
の如く、使用する半導体レーザの特性や記録再生装置の
目的によってビーム整形倍率:Mが決定され、Mの範囲
は1.5〜4倍が一般的である。アナモルフィックレン
ズによるビーム整形光学系20の材質の屈折率として、
屈折率:n=1.48595,n=1.58700,n=1.83925の3
種類を想定し、ビーム整形光学系を最適設計(軸上波面
収差:0.01λ以下)したときの中心肉厚:Dとビーム整
形倍率:Mの関係を、上記屈折率:nをパラメータとし
てグラフ化したものを図2に示す。図2から、ビーム整
形倍率:M=1.5〜4の範囲で中心肉厚:Dの最適範
囲は、9〜12.5mmであることが分かる(請求項
1)。従って、ビーム整形光学系を単一のアナモルフィ
ックレンズとして構成する場合、中心肉厚:Dを上記範
囲に設定して設計を行えば、良好なビーム整形光学系を
容易かつ確実に得ることができる。
In a far-field pattern of a general semiconductor laser for an optical device, θ P : θ N = 1: 2 to 1: 3, and a recording / reproducing device using a beam shaping optical system is used as described above. The beam shaping magnification: M is determined depending on the characteristics of the semiconductor laser to be used and the purpose of the recording / reproducing apparatus. As the refractive index of the material of the beam shaping optical system 20 by the anamorphic lens,
Refractive index: 3 of n = 1.48595, n = 1.58700, n = 1.83925
The relationship between the center thickness: D and the beam shaping magnification: M when the beam shaping optical system is optimally designed (on-axis wavefront aberration: 0.01 λ or less) assuming the types, is graphed using the refractive index: n as a parameter. The result is shown in FIG. From FIG. 2, it can be seen that the optimum range of the center thickness D in the range of the beam shaping magnification M: 1.5 to 4 is 9 to 12.5 mm (claim 1). Therefore, when the beam shaping optical system is configured as a single anamorphic lens, a good beam shaping optical system can be easily and surely obtained by setting the center thickness: D within the above range and designing. it can.

【0008】次に、ビーム整形光学系20の材質の屈折
率として、前記のn=1.48595,n=1.58700,n=1.83
925の3種類を想定し、上記の如くビーム整形光学系を
最適設計したときの、屈折率と中心肉厚の積:N・Dと
ビーム整形倍率:Mの関係を、屈折率:nをパラメータ
としてグラフ化したものを図3に示す。図3から、ビー
ム整形倍率:M=1.5〜4の範囲で積:N・Dの最適
範囲は15.5〜18.5であることが分かる(請求項
2)。従って、ビーム整形光学系を単一のアナモルフィ
ックレンズとして構成する場合、積:N・Dを上記範囲
に設定して設計を行えば、良好なビーム整形光学系を容
易かつ確実に得ることができる。即ち、材質の屈折率:
Nもしくは中心肉厚:Dのうちの一方を決定すれば、他
方の最適範囲は自動的に決定されるので、このように設
定される最適範囲に基づき、容易に所望のビーム整形光
学系を設計することができる。図4は、アナモルフィッ
クレンズとして最適設計されたビーム整形光学系におけ
る、材質の屈折率:Nと中心肉厚:Dとの関係を、ビー
ム整形倍率:Mをパラメータとして示す。図4から明ら
かなように、材質の屈折率:Nが1.55以下になる
と、ビーム整形倍率:Mにかかわらず、中心肉厚:Dを
急激に厚くしなければならない。ビーム整形光学系の肉
厚が大きくなると、ビーム整形光学系の重量が増大し、
記録再生装置の軽量化やコンパクト化が困難になるの
で、記録再生装置の軽量化・小型化には、ビーム整形光
学系の材質の屈折率:Nは1.55以上とすることが好
ましい(請求項3)。
Next, as the refractive index of the material of the beam shaping optical system 20, n = 1.48595, n = 1.58700, n = 1.83
Assuming three types of 925 and optimally designing the beam shaping optical system as described above, the relationship between the product of the refractive index and the center thickness: ND and the beam shaping magnification: M, and the refractive index: n as a parameter FIG. 3 shows a graph obtained as From FIG. 3, it can be seen that the optimum range of the product: ND is 15.5 to 18.5 in the range of beam shaping magnification: M = 1.5 to 4 (claim 2). Therefore, when the beam shaping optical system is configured as a single anamorphic lens, a good beam shaping optical system can be easily and reliably obtained by designing the product: ND in the above range. it can. That is, the refractive index of the material:
If one of N or center thickness: D is determined, the other optimal range is automatically determined, so that a desired beam shaping optical system can be easily designed based on the optimal range set in this way. can do. FIG. 4 shows the relationship between the refractive index N of the material and the center thickness D in the beam shaping optical system optimally designed as an anamorphic lens, with the beam shaping magnification M as a parameter. As is apparent from FIG. 4, when the refractive index N of the material becomes 1.55 or less, the center thickness D must be rapidly increased regardless of the beam shaping magnification M. As the thickness of the beam shaping optical system increases, the weight of the beam shaping optical system increases,
Since it is difficult to reduce the weight and size of the recording / reproducing apparatus, it is preferable to set the refractive index N of the material of the beam shaping optical system to 1.55 or more in order to reduce the weight and size of the recording / reproducing apparatus. Item 3).

【0009】図5は、ビーム整形倍率:Mを1.5≦M
≦2として、ビーム整形光学系であるアナモルフィック
レンズを最適設計したとき、材質の屈折率:Nと中心肉
厚:Dの積:N・DがMに応じてどのように変化するか
を、前記3種の屈折率:n=1.48595,n=1.58700,n
=1.83925をパラメータとして示したものである。屈折
率:n=1.83925のときN・Dの変化は1.5≦M≦2
に対し、近似的に直線:N・D=2.3M+12.9で
表すことができる。屈折率:n=1.48595のときN・D
の変化は1.5≦M≦2に対し、近似的に直線:N・D
=2.6M+11.8で表すことができ、また、屈折
率:n=1.58700のときN・Dの変化は1.5≦M≦2
に対し、近似的に直線:N・D=1.7M+13で表す
ことができる。従って、ビーム整形倍率:Mが1.5≦
M≦2に設定される場合は、アナモルフィックレンズの
材質の屈折率:Nと中心肉厚:Dの積:N・Dを直線:
N・D=1.7M+13と直線:N・D=2.3M+1
3とに挾まれる領域に設定する(請求項4)ことによ
り、最適設計を容易に実現できる。図6は、ビーム整形
倍率:Mを2≦M≦4として、ビーム整形光学系である
アナモルフィックレンズを最適設計したとき、材質の屈
折率:Nと中心肉厚:Dの積:N・DがMに応じてどの
ように変化するかを、前記3種の屈折率:n=1.4859
5,n=1.58700,n=1.83925をパラメータとして示し
たものである。屈折率:n=1.83925 のときN・Dの変
化は2≦M≦4に対し、近似的に直線:N・D=0.4
3M+16.7で表せる。屈折率:n=1.48595 のとき
N・Dの変化は2≦M≦4に対し、近似的に直線:N・
D=0.49M+16.3で表すことができ、屈折率:
n=1.58700 のときN・Dの変化は2≦M≦4に対し、
近似的に直線:N・D=0.47M+15.6で表すこ
とができる。従って、ビーム整形倍率:Mが2≦M≦4
に設定される場合は、アナモルフィックレンズの材質の
屈折率:Nと中心肉厚:Dの積:N・Dを直線:N・D
=0.47M+15と直線:N・D=0.43M+17
とに挾まれる領域に設定する(請求項4)ことにより、
最適設計を容易に実現できる。
FIG. 5 shows that the beam shaping magnification: M is 1.5 ≦ M.
When ≤2, when the anamorphic lens which is the beam shaping optical system is optimally designed, how the product of the refractive index of the material: N and the center thickness: D: ND changes according to M , The three types of refractive index: n = 1.48595, n = 1.58700, n
= 1.83925 as a parameter. Refractive index: when n = 1.83925, the change in ND is 1.5 ≦ M ≦ 2
Can be approximately expressed by a straight line: ND = 2.3M + 12.9. Refractive index: ND when n = 1.48595
Is approximately a straight line: ND for 1.5 ≦ M ≦ 2
= 2.6M + 11.8, and when the refractive index: n = 1.58700, the change in ND is 1.5 ≦ M ≦ 2
Can be approximately expressed by a straight line: ND = 1.7M + 13. Therefore, beam shaping magnification: M is 1.5 ≦
When M ≦ 2, the product of the refractive index of the material of the anamorphic lens: N and the center thickness: D: ND is a straight line:
ND = 1.7M + 13 and straight line: ND = 2.3M + 1
3 (claim 4), it is possible to easily realize an optimum design. FIG. 6 shows that when the anamorphic lens as the beam shaping optical system is optimally designed with the beam shaping magnification: M being 2 ≦ M ≦ 4, the product of the refractive index of the material: N and the center thickness: D: N · How D changes according to M is determined by the three types of refractive indices: n = 1.4859.
5, n = 1.58700 and n = 1.83925 are shown as parameters. Refractive index: When n = 1.83925, the change of N · D is approximately a straight line for 2 ≦ M ≦ 4: ND = 0.4
It can be expressed as 3M + 16.7. When the refractive index is n = 1.48595, the change in ND is approximately linear for N ≦ M ≦ 4.
D = 0.49M + 16.3, and the refractive index:
When n = 1.58700, the change of N · D is 2 ≦ M ≦ 4,
It can be approximately expressed by a straight line: ND = 0.47M + 15.6. Therefore, beam shaping magnification: M is 2 ≦ M ≦ 4
Is set to, the product of the refractive index of the material of the anamorphic lens: N and the center thickness: D: ND, a straight line: ND
= 0.47M + 15 and straight line: ND = 0.43M + 17
(Claim 4)
Optimal design can be easily realized.

【0010】[0010]

【実施例】具体的な実施例を挙げる。この実施例におい
て、ビーム整形光学系20は、fy=25mm、fx=1
0mmで、ビーム整形倍率:M=2.5倍のアナモルフ
ィックレンズである。第1面(記録媒体側)および第2
面(半導体レーザ側)の面形状は、以下の公知の非球面
式(A)で表される。 Z=(RxX2+RyY2)/{1+√[1-(1+Kx)Rx 2X2-(1+Ky)Ry 2Y2]} +AR[(1-AP)X2+(1+AP)Y2]2+BR[(1-BP)X2+(1+BP)Y2]3 +CR[(1-CP)X2+(1+CP)Y2]4+DR[(1-DP)X2+(1+DP)Y2]5 (A) ここに、 Z:Z軸(光軸方向)に平行な、面のサグ量 Rx,Ry:XZ面内の曲率およびYZ面内の曲率 Kx,Ky:XZ面内およびYZ面内の形状の円錐係数 AR,BR,CR,DR:円錐からの4,6,8,10次の変形係
数の回転対称成分 AP,BP,CP,DP:円錐からの4,6,8,10次の変形係
数の非回転対称成分 である。また、ビーム整形倍率:M=fy/fxである。
EXAMPLES Specific examples will be described. In this embodiment, the beam shaping optical system 20 has f y = 25 mm and f x = 1.
This is an anamorphic lens with 0 mm and a beam shaping magnification: M = 2.5. First surface (recording medium side) and second surface
The surface shape of the surface (semiconductor laser side) is represented by the following known aspherical formula (A). Z = (R x X 2 + R y Y 2) / {1 + √ [1- (1 + K x) R x 2 X 2 - (1 + K y) R y 2 Y 2]} + AR [( 1-AP) X 2 + (1 + AP) Y 2 ] 2 + BR [(1-BP) X 2 + (1 + BP) Y 2 ] 3 + CR [(1-CP) X 2 + (1+ CP) Y 2 ] 4 + DR [(1-DP) X 2 + (1 + DP) Y 2 ] 5 (A) where, Z: sag amount R of surface parallel to Z axis (optical axis direction) x, R y: curvature K x of curvature and the YZ plane in the XZ plane, K y: conical coefficient of the shape of the XZ plane and YZ plane AR, BR, CR, DR: 4,6,8 from cone , 10th, rotationally symmetric components of deformation coefficients AP, BP, CP, DP: non-rotationally symmetric components of 4, 6, 8, 10th order deformation coefficients from cones. The beam shaping magnification: a M = f y / f x.

【0011】 面係数 第1面 第2面 Rx 0.06029 -0.16932 Ry 0.18086 0.38462 Kx 13.3716 0.664403E-00 Ky 0.15256 0.712653E-00 AR -0.583397E-03 0.161218E-03 BR -0.792109E-05 0.201887E-02 CR -0.104212E-05 -0.767207E-03 DR 0.160470E-08 0.470491E-04 AP -0.203710E-00 -0.206882E+01 BP -0.177209E-00 0.780332E-00 CP -0.854999E-01 0.806091E-00 DP -0.933834E-00 0.134193E+01 屈折率:n635(波長:635nmの光に対する屈折率)
=1.58700 中心肉厚:10.687mm 半導体レーザとビーム整形光学系との間にある透明平行
平板状の光学素子の厚さの和:t=5.37(硝材:BK7) なお、上のデータにおいて、例えば「E-07」は、10~7
を意味し、この数値がその直前の数値にかかるのであ
る。
[0011] The first face the second plane surface coefficient R x 0.06029 -0.16932 R y 0.18086 0.38462 K x 13.3716 0.664403E-00 K y 0.15256 0.712653E-00 AR -0.583397E-03 0.161218E-03 BR -0.792109E-05 0.201887E-02 CR -0.104212E-05 -0.767207E-03 DR 0.160470E-08 0.470491E-04 AP -0.203710E-00 -0.206882E + 01 BP -0.177209E-00 0.780332E-00 CP -0.854999E- 01 0.806091E-00 DP -0.933834E-00 0.134193E + 01 Refractive index: n 635 (wavelength: refractive index for light of 635 nm)
= 1.58700 Center thickness: 10.687 mm Sum of the thicknesses of the transparent parallel plate optical elements between the semiconductor laser and the beam shaping optical system: t = 5.37 (glass material: BK7) In the above data, for example, E-07 "is, 10-7
, And this number depends on the number immediately before it.

【0012】上記実施例において、D=10.687mm、N
=1.58700、M=2.5であるから、上記実施例は条件
(1),(3)を満足する(請求項1,3)。また、N
・D=16.960であって、条件(2)を満足する(請求項
2)。また、ビーム整形倍率:M=2.5で2≦M≦4
の範囲にあり、0.43M+17=18.08、0.4
7M+15=16.175であるから、N・Dは、直
線:N・D=0.43M+17と直線:N・D=0.4
7M+15とに挾まれる領域に設定されている(請求項
5)。また、実施例のビーム整形光学系を図7の記録再
生装置においてカップリングレンズ2の代わりに用いた
ものは、半導体レーザ1からの光束を、対物レンズ4に
より記録媒体5の記録面5A上に光スポットとして集光
させ、情報の記録・再生・消去の1以上を行う記録再生
装置であって、半導体レーザ1からの光束を平行光束化
するとともに、半導体レーザの活性層に平行な方向の光
束径を拡大するビーム整形光学系として、請求項1,
2,3,5に記載のものを用いた記録再生装置である。
In the above embodiment, D = 10.687 mm, N
Since 1.58700 and M = 2.5, the above embodiment satisfies the conditions (1) and (3) (claims 1 and 3). Also, N
D = 16.960, which satisfies the condition (2) (claim 2). Beam shaping magnification: M = 2.5 and 2 ≦ M ≦ 4
0.43M + 17 = 18.08, 0.4
Since 7M + 15 = 16.175, ND is a straight line: ND = 0.43M + 17 and a straight line: ND = 0.4
The area is set between 7M + 15 (claim 5). In the case where the beam shaping optical system of the embodiment is used in place of the coupling lens 2 in the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 7, the light beam from the semiconductor laser 1 is transferred onto the recording surface 5A of the recording medium 5 by the objective lens 4. A recording / reproducing apparatus which performs one or more of recording, reproducing, and erasing of information by condensing as a light spot, and converts a light beam from a semiconductor laser 1 into a parallel light beam and a light beam in a direction parallel to an active layer of the semiconductor laser. Claim 1 as a beam shaping optical system for expanding the diameter.
A recording / reproducing apparatus using the apparatus described in 2, 3, or 5.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なビーム偏向光学系および記録再生装置を実現で
きる。そしてこの発明によれば、カップリングレンズを
兼ねたビーム整形光学系を用いる記録再生装置におい
て、ビーム整形光学系の設計が容易化され、ビーム整形
倍率に応じた最適のアナモルフィックレンズを容易且つ
確実に最適設計することができる。
As described above, according to the present invention, a novel beam deflection optical system and recording / reproducing apparatus can be realized. According to the present invention, in the recording / reproducing apparatus using the beam shaping optical system also serving as the coupling lens, the design of the beam shaping optical system is facilitated, and the optimum anamorphic lens according to the beam shaping magnification is easily and easily formed. The optimal design can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のビーム整形光学系の実施の1例を説
明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a beam shaping optical system according to the present invention.

【図2】条件(1)を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a condition (1).

【図3】条件(2)を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a condition (2).

【図4】条件(3)を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a condition (3).

【図5】請求項4記載の発明を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining the invention described in claim 4;

【図6】請求項5記載の発明を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining the invention described in claim 5;

【図7】記録再生装置を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a recording / reproducing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 単一のレンズとして構成されたビーム整形光
学系 30 半導体レーザとビーム整形光学系との間にあ
る透明平行平板状の光学素子
20 Beam shaping optical system configured as a single lens 30 Transparent parallel plate optical element between semiconductor laser and beam shaping optical system

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザからの光束を、対物レンズに
より記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、
情報の記録・再生・消去の1以上を行う記録再生装置に
おいて、上記半導体レーザからの光束を平行光束化する
とともに、上記半導体レーザの活性層に平行な方向の光
束径を拡大するビーム整形光学系であって、 半導体レーザの活性層と平行的に対応する方向と、上記
活性層に直交的に対応する方向とにおいて、互いに異な
る焦点距離を有する単一のアナモルフィックレンズとし
て構成され、中心肉厚:D(mm)が条件: (1)9≦D≦12.5 を満足することを特徴とするビーム整形光学系。
1. A light beam from a semiconductor laser is condensed as a light spot on a recording surface of a recording medium by an objective lens.
In a recording / reproducing apparatus for performing at least one of recording / reproducing / erasing of information, a beam shaping optical system for converting a light beam from the semiconductor laser into a parallel light beam and expanding a light beam diameter in a direction parallel to an active layer of the semiconductor laser. A single anamorphic lens having focal lengths different from each other in a direction parallel to the active layer of the semiconductor laser and in a direction orthogonal to the active layer; Thickness: D (mm): Condition (1) A beam shaping optical system characterized by satisfying 9 ≦ D ≦ 12.5.
【請求項2】請求項1記載のビーム整形光学系におい
て、 アナモルフィックレンズの材質の屈折率:Nと中心肉
厚:Dとが条件: (2)15.5≦N・D≦18.5 を満足することを特徴とするビーム整形光学系。
2. The beam shaping optical system according to claim 1, wherein the refractive index of the material of the anamorphic lens: N and the center thickness: D are as follows: (2) 15.5 ≦ ND · 18. 5. A beam shaping optical system characterized by satisfying (5).
【請求項3】請求項1または2記載のビーム整形光学系
において、 アナモルフィックレンズの材質の屈折率:Nが条件: (3)N≧1.55 を満足することを特徴とするビーム整形光学系。
3. The beam shaping optical system according to claim 1, wherein the refractive index of the material of the anamorphic lens: N satisfies the condition: (3) N ≧ 1.55. Optical system.
【請求項4】請求項1または2または3記載のビーム整
形光学系において、 ビーム整形倍率:Mが、1.5≦M<2であって、 アナモルフィックレンズの材質の屈折率:Nと中心肉
厚:Dの積:N・Dが、 直線:N・D=1.7M+13と直線:N・D=2.3
M+13とに挾まれる領域に設定されることを特徴とす
るビーム整形光学系。
4. The beam shaping optical system according to claim 1, wherein the beam shaping magnification M is 1.5 ≦ M <2, and the refractive index of the material of the anamorphic lens is N. The product of the center thickness: D: ND, but the straight line: ND = 1.7M + 13 and the straight line: ND = 2.3
A beam shaping optical system, wherein the beam shaping optical system is set in an area sandwiched by M + 13.
【請求項5】請求項1または2または3記載のビーム整
形光学系において、 ビーム整形倍率:Mが、2≦M≦4であって、 アナモルフィックレンズの材質の屈折率:Nと中心肉
厚:Dの積:N・Dが、 直線:N・D=0.43M+17と直線:N・D=0.
47M+15とに挾まれる領域に設定されることを特徴
とするビーム整形光学系。
5. The beam shaping optical system according to claim 1, wherein the beam shaping magnification: M is 2 ≦ M ≦ 4, and the refractive index of the material of the anamorphic lens: N and the center thickness. The product of the thickness: D: ND, the straight line: ND = 0.43M + 17 and the straight line: ND = 0.
A beam shaping optical system characterized by being set in an area sandwiched between 47M + 15.
【請求項6】半導体レーザからの光束を、対物レンズに
より記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、
情報の記録・再生・消去の1以上を行う記録再生装置で
あって、 半導体レーザからの光束を平行光束化するとともに、上
記半導体レーザの活性層に平行な方向の光束径を拡大す
るビーム整形光学系として、請求項1〜5の任意の1に
記載のものを用いたことを特徴とする記録再生装置。
6. A light beam from a semiconductor laser is focused as a light spot on a recording surface of a recording medium by an objective lens.
What is claimed is: 1. A recording / reproducing apparatus for performing at least one of recording, reproducing and erasing of information, comprising: a beam shaping optic for converting a light beam from a semiconductor laser into a parallel light beam and expanding a light beam diameter in a direction parallel to an active layer of the semiconductor laser. A recording / reproducing apparatus using the system according to any one of claims 1 to 5 as a system.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004072698A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-26 Nalux Co., Ltd. Microlens array integrated lens
WO2007029776A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup
CN105676462A (en) * 2016-04-08 2016-06-15 核工业理化工程研究院 Air cooling type laser beam shaping device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004072698A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-26 Nalux Co., Ltd. Microlens array integrated lens
JPWO2004072698A1 (en) * 2003-02-17 2006-06-01 ナルックス株式会社 Micro lens array integrated lens
WO2007029776A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup
US7911925B2 (en) 2005-09-07 2011-03-22 Panasonic Corporation Optical pickup
JP4901741B2 (en) * 2005-09-07 2012-03-21 パナソニック株式会社 Optical pickup
CN105676462A (en) * 2016-04-08 2016-06-15 核工业理化工程研究院 Air cooling type laser beam shaping device

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