JP2003188452A - 光源装置及び光ピックアップ - Google Patents

光源装置及び光ピックアップ

Info

Publication number
JP2003188452A
JP2003188452A JP2001380902A JP2001380902A JP2003188452A JP 2003188452 A JP2003188452 A JP 2003188452A JP 2001380902 A JP2001380902 A JP 2001380902A JP 2001380902 A JP2001380902 A JP 2001380902A JP 2003188452 A JP2003188452 A JP 2003188452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaping element
beam shaping
semiconductor laser
elliptical
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001380902A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichiro Otoshi
祐一郎 大利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP2001380902A priority Critical patent/JP2003188452A/ja
Priority to US10/302,122 priority patent/US6829284B2/en
Publication of JP2003188452A publication Critical patent/JP2003188452A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0085—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with both a detector and a source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/08—Anamorphotic objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • 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
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • 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
    • G11B7/1398—Means for shaping the cross-section of the beam, e.g. into circular or elliptical cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度変化に伴う非点隔差の発生を抑えな
がら略円形発散ビームを射出できる製造容易な光源装
置、小型の光ピックアップを提供する。 【解決手段】 楕円発散ビームを射出する半導体レーザ
(P)と、楕円発散ビームを略円形発散ビームに変換する
単一・有限系のビーム整形素子(L)とを備え、ビーム整
形素子(L)がシリンダー面から成る第１面(S1)とアナモ
フィック面から成る第２面(S2)とを有する。楕円短軸方
向をＸ方向、楕円長軸方向をＹ方向、θX,θYを半導体
レーザ(P)からの楕円発散ビームのＸ，Ｙ方向への広が
り角度、θX',θY'をビーム整形素子(L)からの略円形発
散ビームのＸ，Ｙ方向への広がり角度、ｎをビーム整形
素子(L)の設計波長における屈折率としたとき、条件
式：θX＜θX'＜ｎθX，θY＞θY'＞(１／ｎ)θYを満た
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光源装置及び光ピッ
クアップに関するものであり、更に詳しくは、発光強度
分布が略円形状の発散ビームを射出する光源装置と、そ
れを用いた光ピックアップ(特に高密度光記録再生ピッ
クアップ)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的な光ピックアップには、光源とし
てＬＤ(laser diode)等の半導体レーザが用いられる。
半導体レーザから射出される発散ビームは断面形状が楕
円形(つまり発光強度分布が楕円状)であるため、高い光
利用効率が要求される光記録再生装置においては、半導
体レーザからの楕円ビームを円形ビームに変換する必要
がある。ビーム断面形状を楕円形から円形に整形するビ
ーム整形素子としては、アナモフィックプリズムが実用
化されている。しかし、アナモフィックプリズムは平行
光束中で使用される必要があり、調整が困難であるとと
もに小型化にも限界がある。一方、発散ビームの断面形
状を楕円形から円形に整形する有限系タイプのビーム整
形素子として、アナモフィックレンズや回折光学素子を
用いたものが知られている。このようなビーム整形素子
は、半導体レーザ近傍への配置が可能であるため、集積
化・小型化に効果がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記アナモフ
ィックレンズ等で構成されたビーム整形素子には、半導
体レーザとビーム整形素子との光軸方向の位置決めに高
い精度が要求される。特に、次世代の青色半導体レーザ
を用いた高密度光記録再生装置用のビーム整形素子にお
いては、許容される波面収差の絶対量が短波長化のため
により一層厳しくなる。したがって、これまで以上に高
い光軸方向の位置決め精度が要求される。その高精度な
位置決めを達成することができたとしても、環境温度変
化に伴う非点隔差の発生を抑えることは困難である。環
境変化に対する安定化をねらったものとして、特開平６
−２９４９４０号公報で提案されている光源装置が挙げ
られる。しかしその光源装置では、ビーム整形素子と半
導体レーザとの間隔が極端に小さいため(数１０μｍ程
度)製造が困難である。
【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、環境温度の変化に伴う非点
隔差の発生を抑えながら略円形発散ビームを射出するこ
とのできる製造容易な光源装置と、それを用いた小型の
光ピックアップを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の光源装置は、発光強度分布が楕円状の
楕円発散ビームを射出する半導体レーザと、その半導体
レーザからの楕円発散ビームを発光強度分布が略円形状
の略円形発散ビームに変換する単一で有限系のビーム整
形素子と、を備えた光源装置であって、前記ビーム整形
素子が前記半導体レーザ側から順に、シリンダー面から
成る第１面とアナモフィック面から成る第２面とを有
し、楕円発散ビームの楕円短軸に対して平行な方向をＸ
方向とし、楕円発散ビームの楕円長軸に対して平行な方
向をＹ方向としたとき、以下の条件式(1)及び(2)を満足
することを特徴とする。 θX＜θX'＜ｎθX …(1) θY＞θY'＞(１／ｎ)θY …(2) ただし、 θX：半導体レーザからの楕円発散ビームのＸ方向への
広がり角度、 θY：半導体レーザからの楕円発散ビームのＹ方向への
広がり角度、 θX'：ビーム整形素子からの略円形発散ビームのＸ方向
への広がり角度、 θY'：ビーム整形素子からの略円形発散ビームのＹ方向
への広がり角度、 ｎ：ビーム整形素子の設計波長における屈折率、 である。
【０００６】第２の発明の光源装置は、発光強度分布が
楕円状の楕円発散ビームを射出する半導体レーザと、そ
の半導体レーザからの楕円発散ビームを発光強度分布が
略円形状の略円形発散ビームに変換する単一で有限系の
ビーム整形素子と、を備えた光源装置であって、前記ビ
ーム整形素子が前記半導体レーザ側から順に、シリンダ
ー面から成る第１面とアナモフィック面から成る第２面
とを有し、以下の条件式(3),(4)及び(5)を満足すること
を特徴とする。 ｎ＞1.6 …(3) 1.1ｎ＜Ｍ＜1.5ｎ …(4) ｓ／ｔ≒(ｎ−Ｍ／ｎ)／(Ｍ−１) …(5) ただし、 ｎ：ビーム整形素子の設計波長における屈折率、 Ｍ：ビーム整形素子の整形倍率、 ｓ：半導体レーザの発光点からビーム整形素子の第１面
までの距離、 ｔ：ビーム整形素子の芯厚、 である。
【０００７】第３の発明の光源装置は、上記第１又は第
２の発明の構成において、前記ビーム整形素子により整
形された略円形発散ビームが球面波となっていることを
特徴とする。
【０００８】第４の発明の光ピックアップは、上記第１
〜第３のいずれか１つの発明に係る光源装置を有するこ
とを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した光源装置
及び光ピックアップを、図面を参照しつつ説明する。な
お、各図中のＸ，Ｙ，Ｚは互いに直交する方向を示して
おり、光軸(AX)に対して平行な方向をＺ方向とし、楕円
発散ビームの楕円短軸に対して平行な方向をＸ方向と
し、楕円発散ビームの楕円長軸に対して平行な方向をＹ
方向としている。
【００１０】《光源装置の実施の形態》図１に、光源装
置の実施の形態を示す。図１において、(Ａ)はＸＺ断面
を示しており、(Ｂ)はＹＺ断面を示している。この光源
装置は、発光強度分布が楕円状の楕円発散ビームを射出
する半導体レーザ(P)と、その半導体レーザ(P)からの楕
円発散ビームを発光強度分布が略円形状の略円形発散ビ
ームに変換する単一で有限系のビーム整形素子(L)と、
それらを一体的に保持する保持部材(H)と、を備えてい
る。ビーム整形素子(L)はコリメート機能を持たない有
限系タイプの単レンズから成っているため、保持部材
(H)を介した半導体レーザ(P)との一体化により、集積・
小型化された光源ユニット構造を容易に構成することが
できる。そして、この光源装置を用いれば、光ピックア
ップの小型化を達成することができる。
【００１１】ビーム整形素子(L)は、半導体レーザ(P)側
から順に、シリンダー面から成る第１面(S1)と、アナモ
フィック面から成る第２面(S2)とを有している。そし
て、ＸＺ断面とＹＺ断面とで焦点距離が異なっており、
ビーム整形と同時にＮＡ(numerical aperture)変換を行
う構成になっている。両面がシリンダー面から成る単一
のビーム整形素子では、Ｙ方向(すなわち楕円長軸方向)
の広がり角度を変換することができないため、ＮＡ変換
機能を付加することができない。図１に示すように、第
１面(S1)をシリンダー面とし第２面(S2)をアナモフィッ
ク面とすれば、有限系タイプのビーム整形素子(L)にＮ
Ａ変換機能を付加することができる。このような片面ア
ナモフィックタイプのビーム整形素子(L)には、両面ア
ナモフィックタイプに比べて製造を容易に行うことがで
きるというメリットがある。
【００１２】第１面(S1)を曲率半径が極端に小さくない
球面状のシリンダー面とするのが望ましい。それにより
作製・評価が容易になり、また、両面にアナモフィック
面を有するビーム整形素子に比べて、第２面(S2)を構成
しているアナモフィック面との芯出しが容易になる。た
だし、第１面(S1)は非球面状のシリンダー面であっても
よい。第１面(S1)を非球面状のシリンダー面にすると、
製造・評価は球面状のシリンダー面に比べて厳しくなる
が、軸外の性能を向上させることが可能になる。したが
って、アライメントのトレランスが緩和されるととも
に、環境変動に対して安定的なビーム整形素子(L)を実
現することができる。
【００１３】本実施の形態のようにシリンダー面とアナ
モフィック面を単一・有限系のビーム整形素子(L)に有
する光源装置においては、以下の条件式(1)及び(2)を満
足することが望ましい。 θX＜θX'＜ｎθX …(1) θY＞θY'＞(１／ｎ)θY …(2) ただし、 θX：半導体レーザ(P)からの楕円発散ビームのＸ方向
(楕円短軸方向)への広がり角度、 θY：半導体レーザ(P)からの楕円発散ビームのＹ方向
(楕円長軸方向)への広がり角度(θY＞θX)、 θX'：ビーム整形素子(L)からの略円形発散ビームのＸ
方向(楕円短軸方向)への広がり角度、 θY'：ビーム整形素子(L)からの略円形発散ビームのＹ
方向(楕円長軸方向)への広がり角度、 ｎ：ビーム整形素子(L)の設計波長における屈折率、 である。
【００１４】条件式(1)及び(2)を満たすことにより、所
望の整形倍率(＝θY／θX)を得る上でビーム整形素子
(L)の材料選択の自由度が広がる。また、ビーム整形素
子(L)とそれを用いた光源装置の製造が容易になる。条
件式(1),(2)の条件範囲を外れると、所望の整形倍率を
確保することが困難になり、また、ビーム整形素子(L)
の曲率半径が小さくなったり、ビーム整形素子(L)と半
導体レーザ(P)との間隔が極端に小さくなったりして、
製造が困難になる。
【００１５】また、本実施の形態のようにシリンダー面
とアナモフィック面を単一・有限系のビーム整形素子
(L)に有する光源装置においては、以下の条件式(3),(4)
及び(5)を満足することが望ましい。 ｎ＞1.6 …(3) 1.1ｎ＜Ｍ＜1.5ｎ …(4) ｓ／ｔ≒(ｎ−Ｍ／ｎ)／(Ｍ−１) …(5) ただし、 ｎ：ビーム整形素子(L)の設計波長における屈折率、 Ｍ：ビーム整形素子(L)の整形倍率、 ｓ：半導体レーザ(P)の発光点からビーム整形素子(L)の
第１面(S1)までの距離、 ｔ：ビーム整形素子(L)の芯厚、 である。
【００１６】環境温度変化による屈折率変化や環境温度
変化による波長変動に伴った屈折率変化等が発生して
も、上記条件式(3)〜(5)を満たすように屈折率ｎやｓ／
ｔ比を最適な値にすれば、十分な整形倍率ＭとＮＡ変換
機能を保持しながら、非点隔差の発生による波面収差の
劣化を効果的に抑えることができる。したがって、環境
温度の変化に伴う非点隔差の発生を抑えながら略円形発
散ビームを射出することが可能である。
【００１７】上記条件式(3)〜(5)の条件範囲において
は、１．８〜２．４程度の実質的に十分な整形倍率Ｍが
得られるとともに、ＮＡ変換機能をあわせ持つ構成にす
ることができる。また、ビーム整形素子(L)の屈折率ｎ
が大きいほど距離ｓを小さくする必要がなくなるので、
上記条件式(3)〜(5)の条件範囲では、整形倍率Ｍに近い
屈折率ｎの材料を選択することにより、ｓ／ｔの比を
０．４以上にすることが可能である。したがって、適度
な芯厚ｔ(１〜数ｍｍ)のビーム整形素子(L)の場合にお
いて、半導体レーザ(P)とビーム整形素子(L)との間隔ｓ
が極端に小さくない構成にすることができるため、第１
面(S1)を構成しているシリンダー面の曲率半径をある程
度の大きさに確保すること(つまり曲率を緩くすること)
ができ、ビーム整形素子(L)の製造(成形，加工等)が容
易になる。
【００１８】条件式(3)の条件範囲を外れると、整形倍
率Ｍを所定値以上に確保するためには、距離ｓが極端に
小さくなってしまう。したがって、ビーム整形素子(L)
の製造が困難になる。条件式(4)の下限を超えると十分
な整形倍率Ｍが得られなくなり、条件式(4)の上限を超
えると整形倍率Ｍが必要以上のものとなってビーム整形
素子(L)の材料の選択性が狭くなる。また、条件式(5)の
条件を満たさないと、略円形発散ビームを得ることが難
しくなる。
【００１９】前記条件式(3)〜(5)を満たすためには、ビ
ーム整形素子(L)の構成材料としてガラス材料を用いる
ことが好ましい。アナモフィック面等を有するビーム整
形素子(L)は、精密な小径レンズ用金型を用いたガラス
モールド成形での量産が容易だからである。また、ビー
ム整形素子(L)により整形された略円形発散ビームは球
面波であることが望ましい。両面がシリンダー面から成
るビーム整形素子では、整形後のビームに僅かではある
が球面収差の発生が避けられない。第２面(S2)をアナモ
フィックな非球面とすることにより球面波が得られるよ
うにすれば、整形後のビームを無収差にすることができ
る。このことから、例えば半導体レーザ(P)と一体の構
成とした場合において、より汎用的に利用できるという
メリットが生じる。
【００２０】前述したように条件式(3)〜(5)を満たした
光源装置においては、間隔ｓが極端に小さくならない構
成にすることができるとともに、半導体レーザ(P)とビ
ーム整形素子(L)との間隔ｓが環境変動等により変化し
た場合でも、ビーム整形素子(L)の芯厚ｔを一定値以下
(例えば、数ｍｍ以下)にすることで、間隔ｓの変化に起
因する非点隔差の発生に伴う波面収差の量を十分に小さ
く抑えることができる。本実施の形態との比較のため、
図２にコリメート機能付きビーム整形素子を備えた光ピ
ックアップ光学系の従来例を示す。図２中、10は半導体
レーザの発光点、11はカバーガラス、12はコリメート機
能を有するビーム整形素子、13は対物レンズ、14は光デ
ィスクである。
【００２１】コリメート機能を有するビーム整形素子(1
2)では、コリメート後のビーム径の大きさを約４ｍｍ程
度にする必要がある。これは、後段の高ＮＡ対物レンズ
(13)でビームを微小スポットに絞るために、入射ビーム
幅が必要となるからである。コリメート後のビーム径が
小さいと、高ＮＡ対物レンズ(13)の焦点距離が短くなり
すぎてしまい、対物レンズ(13)の作製が困難になる。図
２の従来例において、例えば、射出ビーム径を４ｍｍ、
Ｘ方向のＮＡを０．１、Ｙ方向のＮＡを０．２程とし、
さらに芯厚ｔを上記条件式(5)の範囲内とした場合の取
り込み角度のビーム整形素子(12)においては、ＸＺ断面
の焦点距離としては２０ｍｍ、ＹＺ断面の焦点距離とし
ては１０ｍｍが必要になる。この場合、収差補正上の制
限からビーム整形素子(12)の芯厚ｔをあまり小さくする
ことができない(ｔ≒１０ｍｍ)。
【００２２】《光ピックアップの実施の形態》図３に、
前述した実施の形態に係る光源装置を備えた光ピックア
ップのシステム構成例を示す。図３中、20は前記実施の
形態に係る光源装置、21はＰＢＳ(Polarizing Beam Spl
itter)プリズム、22はコリメータレンズ、23は対物レン
ズ、24は光ディスク、25はフォトダイオードである。半
導体レーザ(P)からは発光強度分布が楕円状の楕円発散
ビームが射出され、その楕円発散ビームはビーム整形素
子(L)で発光強度分布が略円形状の略円形発散ビームに
変換される。したがって、光源装置(20)からは略円形発
散ビームが射出され、それと同時に環境温度の変化に伴
う非点隔差の発生が抑制される。また、集積・小型化さ
れた光源装置(20)の使用により、光ピックアップは小型
化が達成されている。
【００２３】光源装置(20)から射出した略円形発散ビー
ムは、ＰＢＳプリズム(21)を通過した後、コリメータレ
ンズ(22)で平行光となる。その平行光は、対物レンズ(2
3)によってその焦点位置で微小スポットに絞り込まれ
る。そして、対物レンズ(23)の焦点位置にある光ディス
ク(24)の記録面で反射され、再び対物レンズ(23)に入射
する。対物レンズ(23)で収束したビームは、ＰＢＳプリ
ズム(21)で反射されてフォトダイオード(25)に入射す
る。フォトダイオード(25)は光量変化等を電気信号に変
換して出力する。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施した光源装置の光学構成
を、コンストラクションデータを挙げて更に具体的に説
明する。ここで挙げる実施例１〜３は、前述した実施の
形態に対応しており、実施例１〜３の概略構成は図１に
示す通りである。各コンストラクションデータにおい
て、S0は物体面{半導体レーザ(P)の発光点位置に相当す
る。}、S1はビーム整形素子(L)の第１面、S2はビーム整
形素子(L)の第２面であり、RDXi(i=0,1,2)，RDYi(i=0,
1,2)は面Si(i=0,1,2)のＸ，Ｙ方向の曲率半径(mm)であ
り、軸上面間隔(mm)は前述したｓ，ｔである。各実施例
の設計波長λ0は青紫色半導体レーザの４０５ｎｍであ
り、各実施例の整形倍率Ｍ＝２である。設計波長λ0に
おける屈折率ｎと共に他の波長λa,λbに対応した屈折
率をあわせて示し、また、表１に各条件式の対応値及び
関連データを示す。
【００２５】ビーム整形素子(L)の各面(S1,S2)は、以下
の式(AAS)で定義される面形状のシリンダー面やアナモ
フィック面であり、対応する各データを曲率半径(RDXi,
RDYi)等とあわせて示す。 Z＝(CUX・X2+CUY・Y2)／[1+√{1-(1+KX)CUX2・X2-(1+KY)CUY2・Y2}]＋[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] …(AAS) ただし、 Z：Ｚ方向の基準面からの変位量(sag)、 CUX：Ｘ方向の近軸曲率(＝1／RDXi)、 CUY：Ｙ方向の近軸曲率(＝1／RDYi)、 KX：Ｘ方向のコーニック定数、 KY：Ｙ方向のコーニック定数、 AR,BR,CR,DR：円錐からの4次,6次,8次,10次の変形係数
の回転対称成分、 AP,BP,CP,DP：円錐からの4次,6次,8次,10次の変形係数
の非回転対称成分、 である。
【００２６】 《実施例１》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] S0 RDX0=∞,RDY0=∞ ｓ= 0.670000 S1 RDX1=-0.23938,RDY1=∞ KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.000000,BR=0.000000,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=0.000000,BP=0.000000,CP=0.000000,DP=0.000000 ｔ= 1.000000 S2 RDX2=-1.06500,RDY2=-3.13117 KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.341015×10-2,BR=-0.682480×10-1,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=0.209514×10,BP=-0.153341,CP=0.100000×10,DP=0.100000×10 [屈折率] 1.797682(λa=410.00nm),1.798952(λ0=405.00nm),1.800272(λb=400.00nm)
【００２７】 《実施例２》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] S0 RDX0=∞,RDY0=∞ ｓ= 0.670000 S1 RDX1=-0.23938,RDY1=∞ KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.546620,BR=-0.556547×10,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=-0.100000×10,BP=-0.100000×10,CP=0.000000,DP=0.000000 ｔ= 1.000000 S2 RDX2=-1.06500,RDY2= -3.13117 KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.167891×10-2,BR=-0.813509×10-2,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=0.323028×10,BP=-0.444868,CP=0.100000×10,DP=0.100000×10 [屈折率] 1.797682(λa=410.00nm),1.798952(λ0=405.00nm),1.800272(λb=400.00nm)
【００２８】 《実施例３》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] S0 RDX0=∞,RDY0=∞ ｓ= 0.830000 S1 RDX1=-0.50802,RDY1=∞ KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.542347×10-1,BR=0.194762×10-1,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=-0.100000×10,BP=-0.100000×10,CP=0.000000,DP=0.000000 ｔ= 2.000000 S2 RDX2=-2.34500,RDY2=-4.39503 KX=0.000000,KY=0.000000 AR=0.498650×10-3,BR=0.294163×10-3,CR=0.000000,DR=0.000000 AP=0.226462×10,BP=0.429160,CP=0.100000×10,DP=0.100000×10 [屈折率] 1.636877(λa=410.00nm),1.637693(λ0=405.00nm),1.638540(λb=400.00nm)
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例１では、半導体レーザ(P)からの楕
円発散ビームは、広がり角度の小さいＸ方向についてＮ
Ａが０．１０から０．１４に変換され、広がり角度の大
きいＹ方向についてＮＡが０．２０から０．１４程度に
変換される。このときの残存波面収差は、０．００１λ
(ＲＭＳ値)以下であり、十分な性能を有している。
【００３１】実施例２では、第１面(S1)が非球面状のシ
リンダー面で構成されている。半導体レーザ(P)からの
楕円発散ビームは、広がり角度の小さいＸ方向について
ＮＡが０．１０から０．１４に変換され、広がり角度の
大きいＹ方向についてＮＡが０．２０から０．１４程度
に変換される。このときの残存波面収差は、０．００１
λ(ＲＭＳ値)以下であり、十分な性能を有している。ま
た、画角０．５度の残存波面収差も０．００３λ(ＲＭ
Ｓ値)以下であり、軸外性能においても十分な性能を有
している。
【００３２】実施例３では、半導体レーザ(P)からの楕
円発散ビームは、広がり角度の小さいＸ方向についてＮ
Ａが０．１０から０．１４に変換され、広がり角度の大
きいＹ方向についてＮＡが０．２０から０．１４程度に
変換される。このときの残存波面収差は、０．００１λ
(ＲＭＳ値)以下であり、十分な性能を有している。ま
た、画角０．５度の残存波面収差も０．００２λ(ＲＭ
Ｓ値)以下であり、軸外性能においても十分な性能を有
している。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光源装置に
よれば、環境温度の変化に伴う非点隔差の発生を抑えな
がら略円形発散ビームを射出することができ、その製造
も容易に行うことができる。そして、本発明に係る光源
装置を用いることにより、光ピックアップの小型化を達
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光源装置の実施の形態を示す断面図。
【図２】コリメータ機能付きビーム整形素子を備えた光
ピックアップ光学系の従来例を示す光学構成図。
【図３】光ピックアップの実施の形態を示すシステム構
成図。
【符号の説明】
P …半導体レーザ L …ビーム整形素子 S1 …第１面 S2 …第２面 20 …光源装置 21 …ＰＢＳプリズム 22 …コリメータレンズ 23 …対物レンズ 24 …光ディスク 25 …フォトダイオード
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 LA24 LA25 LA28 PA01 PA03 PA17 PB01 PB03 QA01 QA03 QA05 QA07 QA12 QA13 QA21 QA25 QA33 QA41 QA45 RA05 RA07 RA13 RA41 RA44 RA45 5D119 AA11 AA22 AA33 AA38 BA01 EB02 EB03 EC01 FA05 FA30 HA67 JA06 JB01 JB02 JB03 JB05 JB06 5D789 AA11 AA22 AA33 AA38 BA01 EB02 EB03 EC01 FA05 FA30 HA67 JA06 JB01 JB02 JB03 JB05 JB06 5F073 AB27 BA04 EA19 EA20 EA29

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光強度分布が楕円状の楕円発散ビーム
    を射出する半導体レーザと、その半導体レーザからの楕
    円発散ビームを発光強度分布が略円形状の略円形発散ビ
    ームに変換する単一で有限系のビーム整形素子と、を備
    えた光源装置であって、前記ビーム整形素子が前記半導
    体レーザ側から順に、シリンダー面から成る第１面とア
    ナモフィック面から成る第２面とを有し、楕円発散ビー
    ムの楕円短軸に対して平行な方向をＸ方向とし、楕円発
    散ビームの楕円長軸に対して平行な方向をＹ方向とした
    とき、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴と
    する光源装置； θX＜θX'＜ｎθX …(1) θY＞θY'＞(１／ｎ)θY …(2) ただし、 θX：半導体レーザからの楕円発散ビームのＸ方向への
    広がり角度、 θY：半導体レーザからの楕円発散ビームのＹ方向への
    広がり角度、 θX'：ビーム整形素子からの略円形発散ビームのＸ方向
    への広がり角度、 θY'：ビーム整形素子からの略円形発散ビームのＹ方向
    への広がり角度、 ｎ：ビーム整形素子の設計波長における屈折率、 である。
  2. 【請求項２】 発光強度分布が楕円状の楕円発散ビーム
    を射出する半導体レーザと、その半導体レーザからの楕
    円発散ビームを発光強度分布が略円形状の略円形発散ビ
    ームに変換する単一で有限系のビーム整形素子と、を備
    えた光源装置であって、前記ビーム整形素子が前記半導
    体レーザ側から順に、シリンダー面から成る第１面とア
    ナモフィック面から成る第２面とを有し、以下の条件式
    (3),(4)及び(5)を満足することを特徴とする光源装置； ｎ＞1.6 …(3) 1.1ｎ＜Ｍ＜1.5ｎ …(4) ｓ／ｔ≒(ｎ−Ｍ／ｎ)／(Ｍ−１) …(5) ただし、 ｎ：ビーム整形素子の設計波長における屈折率、 Ｍ：ビーム整形素子の整形倍率、 ｓ：半導体レーザの発光点からビーム整形素子の第１面
    までの距離、 ｔ：ビーム整形素子の芯厚、 である。
  3. 【請求項３】 前記ビーム整形素子により整形された略
    円形発散ビームが球面波となっていることを特徴とする
    請求項１又は２記載の光源装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
    源装置を有することを特徴とする光ピックアップ。
JP2001380902A 2001-12-14 2001-12-14 光源装置及び光ピックアップ Pending JP2003188452A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001380902A JP2003188452A (ja) 2001-12-14 2001-12-14 光源装置及び光ピックアップ
US10/302,122 US6829284B2 (en) 2001-12-14 2002-11-22 Light source device and optical pickup

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001380902A JP2003188452A (ja) 2001-12-14 2001-12-14 光源装置及び光ピックアップ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003188452A true JP2003188452A (ja) 2003-07-04

Family

ID=19187269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001380902A Pending JP2003188452A (ja) 2001-12-14 2001-12-14 光源装置及び光ピックアップ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6829284B2 (ja)
JP (1) JP2003188452A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029776A1 (ja) * 2005-09-07 2007-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ピックアップ
JP2007156021A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Kagawa Univ 非球面マイクロレンズ用金型の製造方法、マイクロレンズ製造方法、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイおよびレーザ光源
JP2018063448A (ja) * 2017-12-27 2018-04-19 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100429710C (zh) * 2003-08-22 2008-10-29 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光源装置和光拾取器装置
KR101061324B1 (ko) * 2003-08-22 2011-08-31 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 광원 장치 및 광픽업 장치
JP2005310344A (ja) * 2004-03-24 2005-11-04 Konica Minolta Opto Inc ビーム整形素子及び光ピックアップ装置
CN100437189C (zh) * 2004-03-24 2008-11-26 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光束整形元件及使用了该光束整形元件的光拾波装置
EP2605284A4 (en) * 2010-08-13 2014-06-25 Optoelectronics Co Ltd OPTICAL DETECTION DEVICE, OPTICAL DEVICE, DEVICE FOR READING OPTICAL INFORMATION AND METHOD FOR PROVIDING A LIGHT SOURCE
JP2014022700A (ja) * 2012-07-24 2014-02-03 Alps Electric Co Ltd 光モジュール
CN103176226A (zh) * 2012-11-03 2013-06-26 西安华科光电有限公司 用于对半导体激光光束整形的匀光异形透镜、匀光激光光源及光学系统
CN106054396B (zh) * 2016-08-08 2018-12-21 青岛小优智能科技有限公司 一种含有光束整形透镜结构的3d扫描模组
US10969560B2 (en) 2017-05-04 2021-04-06 Lightpath Technologies, Inc. Integrated optical assembly and manufacturing the same
CN110261996B (zh) * 2019-05-23 2022-01-11 北京灵犀微光科技有限公司 基于数字光处理的成像镜头及增强现实设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237451A (en) * 1989-11-17 1993-08-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Beam shaping system using diffraction
EP0605923B1 (en) * 1993-01-04 1997-07-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Beam-shaping optical element, and radiation source unit and scanning unit including said element
CN1123874C (zh) * 1997-05-07 2003-10-08 索尼株式会社 光拾取装置
US6026206A (en) * 1998-03-06 2000-02-15 Lucent Technologies, Inc. Optical coupler using anamorphic microlens
US5973853A (en) 1998-05-06 1999-10-26 Lucent Technologies, Inc. Cruciform cylindrical lens for elliptical beam transformation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029776A1 (ja) * 2005-09-07 2007-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ピックアップ
US7911925B2 (en) 2005-09-07 2011-03-22 Panasonic Corporation Optical pickup
JP4901741B2 (ja) * 2005-09-07 2012-03-21 パナソニック株式会社 光ピックアップ
JP2007156021A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Kagawa Univ 非球面マイクロレンズ用金型の製造方法、マイクロレンズ製造方法、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイおよびレーザ光源
JP2018063448A (ja) * 2017-12-27 2018-04-19 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20030128439A1 (en) 2003-07-10
US6829284B2 (en) 2004-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2682641B2 (ja) 半導体レーザー光源装置
JP2001324673A (ja) 対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP2003188452A (ja) 光源装置及び光ピックアップ
JP2004185797A (ja) 光ピックアップ装置用光学系、光ピックアップ装置及び対物レンズ
JP2002303787A (ja) 対物レンズおよびその製造誤差の補正方法並びに該対物レンズを用いた光ピックアップ装置
JPH0829726A (ja) ビーム整形光学系
CN101131444A (zh) 衍射光学元件、对物光学系及光拾取装置
JPWO2005098838A1 (ja) 対物レンズ、光ヘッド、及び光ピックアップ装置
JP2002208159A (ja) 光ビーム照射光学系および光ピックアップ
KR100837458B1 (ko) 빔 정형 소자 및 그것을 이용한 광 픽업 장치
KR100805479B1 (ko) 빔 정형 소자 및 그것을 이용한 광 픽업 장치
JP2003178480A (ja) 光源装置及び光ピックアップ
JP2003156681A (ja) 光ヘッドの光学系および光ヘッド用対物レンズ
JP4635872B2 (ja) 光源装置及び光ピックアップ装置
JP2004251924A (ja) ビームエクスパンダー及びこれを用いた光ヘッド
JP2005038575A (ja) 光ピックアップ装置
JP2004103216A (ja) 光ディスク用光学系および光ディスク用ヘッド装置
JPS63188116A (ja) コリメ−ト光学系
JP2006017830A (ja) 光学系及び光学ヘッド装置
JP2007287250A (ja) 光ディスク用光学系
JP2005044461A (ja) レンズ及びそれを用いた光学系、光ヘッド並びに光ディスク装置
JP2004219474A (ja) 光ディスク用対物レンズ
JPH112758A (ja) コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置
JP2001154153A (ja) 光学素子及び光学装置及び記録再生装置
JP2009104724A (ja) カップリングレンズおよび光情報記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040927

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040928

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080924

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090317