JPH1073761A - Beam shaping optical system - Google Patents

Beam shaping optical system

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JPH1073761A
JPH1073761A JP9137795A JP13779597A JPH1073761A JP H1073761 A JPH1073761 A JP H1073761A JP 9137795 A JP9137795 A JP 9137795A JP 13779597 A JP13779597 A JP 13779597A JP H1073761 A JPH1073761 A JP H1073761A
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optical system
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beam shaping
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晃一 丸山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to suppress the change in angular magnification to a smaller level even if the incident angle of luminous fluxes changes by setting the incident angles of the reference rays to the respective luminous flux transmission faces of prisms of a beam shaping optical system at specific angles. SOLUTION: The incident angles of the reference rays to the respective luminous flux transmission surfaces of the first and second prisms of the beam shaping optical system having the two wedge-shaped prisms having the main sections parallel with each other are so set as to satisfy the conditions expressed by the equation. As a result, the primary component (secondary component of the exit angle) of the change in the angular magnification by a difference in the incident angles may be suppressed and the error in the image formation position may be made smaller in the case the images of the luminous fluxes emitted from the first and second prisms are formed on an objective surface. The difference in the exit angle by the change in the incident angle may be suppressed in the quantity of the occurrence of itself. A distortion aberration is imparted to a rotationally symmetrical collimating lens, by which the distortion aberration occurring in the error of the exit angle of the beam shaping optical system is nearly offset.

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、光束の断面形状
を整形するビーム整形光学系、およびこのビーム整形光
学系を用いた光源装置、結像光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam shaping optical system for shaping a sectional shape of a light beam, a light source device using the beam shaping optical system, and an imaging optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のビーム整形光学系は、例えば、
特開昭60−175018号公報に開示される。この公
報の実施例1に開示されるビーム整形光学系は、図7に
示されるように、図中左側となる入射側から順に配列し
た第1、第2の楔型プリズム1,2から構成されてお
り、楕円形のファーフィールドパターンを持つ半導体レ
ーザーから発したレーザー光束の断面形状を円形に整形
する作用を有する。プリズム1,2の主断面は互いに平
行である。なお、楔型プリズムの主断面とは、光束が通
過する2つの屈折面の交線(屈折面が交差しない場合に
はその延長面の交線)である稜線に垂直な面をいう。
2. Description of the Related Art This type of beam shaping optical system is, for example,
This is disclosed in JP-A-60-175018. As shown in FIG. 7, the beam shaping optical system disclosed in the first embodiment of the publication includes first and second wedge-shaped prisms 1 and 2 arranged in order from the incident side on the left side in the figure. It has the effect of shaping the cross section of a laser beam emitted from a semiconductor laser having an elliptical far-field pattern into a circular shape. The main sections of the prisms 1 and 2 are parallel to each other. Note that the main section of the wedge-shaped prism refers to a plane perpendicular to a ridge line which is an intersection line of two refraction surfaces through which a light beam passes (or an intersection line of an extension surface thereof when the refraction surfaces do not intersect).

【0003】半導体レーザーを光源として利用した光デ
ィスク装置や光磁気ディスク装置、レーザープリンター
等の光学機器では、光量の有効利用や対象面上に形成さ
れるスポットの対称性を保つため、一般に上記のような
ビーム整形光学系が用いられる。なお、上記の光学機器
では、情報の入出力スピードを向上させるため、複数の
光束で並列的に処理を行う方式の開発が進んでいる。複
数光束利用の装置の光源としては、装置のコンパクト化
のため、1素子内に発光点を3点以上持つ多点発光半導
体レーザーが利用される傾向がある。多点発光半導体レ
ーザーの各発光点から発する光束の主光線は、互いに所
定の角度をなして異なる方向に射出する。
In optical devices such as an optical disk device, a magneto-optical disk device, and a laser printer using a semiconductor laser as a light source, the above-described optical devices are generally used in order to effectively use the amount of light and maintain symmetry of a spot formed on a target surface. A simple beam shaping optical system is used. In the above-described optical apparatus, a method of performing processing in parallel with a plurality of light beams has been developed in order to improve the input / output speed of information. As a light source of an apparatus using a plurality of light beams, a multipoint light emitting semiconductor laser having three or more light emitting points in one element tends to be used in order to make the apparatus compact. The principal rays of the light beam emitted from each light emitting point of the multi-point light emitting semiconductor laser emit at different angles from each other at a predetermined angle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報に記載された従来のビーム整形光学系は、所定の
基準角度で入射する単一の光束の断面形状を補正するた
め設計されており、多点発光半導体レーザーから発する
光束のように射出角度が異なる複数の光束を入射させる
と、基準角度以外の角度で入射した光束に対する角倍率
が基準角度で入射した光束に対する角倍率と大きく異な
るという問題がある。以下の表1は、上記公報に記載さ
れた従来例のデータを基に計算した第1プリズム1への
入射角φ(deg.)と第2プリズム2からの射出角度ω(de
g.)との関係、そして、倍率が一定であるとした場合の
近軸倍率γ0(この例では0.669041)と入射角φとの積で
表される理想射出角ψ(deg.)、各入射角度での角倍率
γ、近軸倍率を基準とした変化率γ'(=(γ0−γ)/
γ0)、そして、ω−ψで表される射出角度誤差δ(deg.)
との関係を示す。
However, the conventional beam shaping optical system described in the above publication is designed to correct the cross-sectional shape of a single light beam incident at a predetermined reference angle. When a plurality of light beams having different emission angles, such as light beams emitted from a point-emitting semiconductor laser, are incident, there is a problem that an angular magnification for a light beam incident at an angle other than the reference angle is significantly different from an angular magnification for a light beam incident at a reference angle. is there. Table 1 below shows the incident angle φ (deg.) To the first prism 1 and the exit angle ω (de) from the second prism 2 calculated based on the data of the conventional example described in the above publication.
g.), and the ideal exit angle ψ (deg.) expressed as the product of the paraxial magnification γ 0 (0.669041 in this example) and the incident angle φ when the magnification is constant. Angle magnification γ at incident angle, change rate γ ′ based on paraxial magnification (= (γ 0 −γ) /
γ 0 ) and the exit angle error δ (deg.)
The relationship is shown below.

【0005】[0005]

【表1】 入射角φ 射出角ω 理想射出角ψ 角倍率γ 変化率γ' 射出角度誤差δ -2.0 -1.33272 -1.33808 0.66636 0.40% 0.00536 -1.6 -1.06710 -1.07047 0.66694 0.31% 0.00337 -1.2 -0.80098 -0.80285 0.66748 0.23% 0.00187 -0.8 -0.53440 -0.53523 0.66800 0.16% 0.00083 -0.4 -0.26739 -0.26762 0.66848 0.08% 0.00023 0.0 0.00000 0.00000 - - 0.00000 0.4 0.26774 0.26762 0.66935 -0.05% 0.00012 0.8 0.53584 0.53523 0.66980 -0.11% 0.00061 1.2 0.80422 0.80285 0.67018 -0.17% 0.00137 1.6 1.07286 1.07047 0.67054 -0.22% 0.00239 2.0 1.34173 1.33808 0.67087 -0.27% 0.00365[Table 1] Incident angle φ Exit angle ω Ideal exit angle ψ Angle magnification γ Change rate γ 'Exit angle error δ -2.0 -1.33272 -1.33808 0.66636 0.40% 0.00536 -1.6 -1.06710 -1.07047 0.66694 0.31% 0.00337 -1.2 -0.80098- 0.80285 0.66748 0.23% 0.00187 -0.8 -0.53440 -0.53523 0.66800 0.16% 0.00083 -0.4 -0.26739 -0.26762 0.66848 0.08% 0.00023 0.0 0.00000 0.00000--0.00000 0.4 0.26774 0.26762 0.66935 -0.05% 0.00012 0.8 0.53584 0.53523 0.66980 -0.11% 0.00061 1.2 0.80422 0.80285 0.67018 -0.17% 0.00137 1.6 1.07286 1.07047 0.67054 -0.22% 0.00239 2.0 1.34173 1.33808 0.67087 -0.27% 0.00365

【0006】このように、従来のビーム整形光学系では
入射角度の違いによる角倍率の変化が比較的大きいた
め、上述のような多点発光半導体レーザーを用いた装置
の光学系に適用すると、半導体レーザー上での発光点が
等間隔で形成されている場合にも、半導体レーザーの各
発光点からの光束のビーム整形光学系への入射角度の違
いにより、媒体上に形成されるスポットの位置間隔が不
均等になる。また、従来のビーム整形光学系は、図3に
破線で示されるように、入射角度の変化に対する射出角
度誤差が入射角度の2次以上の偶数次関数で表される成
分を有している。一方、コリメートレンズや対物レンズ
等の回転対称な光学系が有する歪曲収差は、入射角度の
3次以上の奇数次の関数であるため、従来のビーム整形
光学系を用いる場合には、コリメートレンズや対物レン
ズ等に歪曲収差をもたせてもビーム整形光学系に起因す
る歪曲収差を補正することはできない。
As described above, in the conventional beam shaping optical system, since the change in the angular magnification due to the difference in the incident angle is relatively large, when applied to the optical system of the apparatus using the above-described multi-point light emitting semiconductor laser, Even when the light emitting points on the laser are formed at equal intervals, the distance between the spots formed on the medium due to the difference in the angle of incidence of the luminous flux from each light emitting point of the semiconductor laser to the beam shaping optical system Becomes uneven. Further, the conventional beam shaping optical system has a component in which the exit angle error with respect to the change of the incident angle is represented by a second-order or higher order even function of the incident angle as shown by a broken line in FIG. On the other hand, the distortion aberration of a rotationally symmetric optical system such as a collimator lens or an objective lens is a function of an odd number of the third or higher order of the incident angle. Even if the objective lens or the like has distortion, the distortion due to the beam shaping optical system cannot be corrected.

【0007】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、光束の入射角度が変化した場
合にも、角倍率の変化を小さく抑えることができるビー
ム整形光学系を提供すること、および、このビーム整形
光学系を用いた複数の光束を発する光源装置、そして、
等間隔の発光点から発した複数の光束を対象面上に等間
隔で結像させることができる結像光学系を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a beam shaping optical system capable of suppressing a change in angular magnification to be small even when an incident angle of a light beam changes. A light source device that emits a plurality of light beams using the beam shaping optical system, and
It is an object of the present invention to provide an imaging optical system that can form a plurality of light beams emitted from light emitting points at regular intervals on a target surface at regular intervals.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明にかかるビーム
整形光学系は、上記の目的を達成させるため、主断面が
互いに平行な2つの楔型プリズムを有するビーム整形光
学系であって、プリズムの各光束透過面に対する基準光
線の入射角度が、以下の条件(1)を満たすよう設定され
ていることを特徴とする。なお、「基準光線」は、規定
の角倍率が得られる角度で入射する光線として定義され
る。
In order to achieve the above object, a beam shaping optical system according to the present invention is a beam shaping optical system having two wedge-shaped prisms whose main cross sections are parallel to each other. The incident angle of the reference light beam with respect to each light flux transmitting surface is set so as to satisfy the following condition (1). The “reference light beam” is defined as a light beam that enters at an angle at which a specified angular magnification is obtained.

【0009】[0009]

【数2】 (Equation 2)

【0010】上記の条件(1)を満たすことにより、入射
角度の違いによる角倍率の変化の1次成分(射出角度の
2次成分)を抑えることができ、プリズムを射出した光
束を対象面上に結像させる場合には、結像位置の誤差を
小さくすることができる。例えば、入射光が基準光線に
対して1deg.(0.017453rad.)をなす場合、Σαj=0.
02であれば、射出角度の違いは0.017453 rad.×0.02
=0.00035 rad.となる。結像面上での結像位置の誤差は
角倍率の積分値で表され、係数が1/2かかるため、例え
ば、入射角度0deg.の基準光線の結像点と入射角度±1
deg.光線の2つの結像点とを1mm間隔で並べようとする
と、0.00035/2×1mm=0.000174mmより、一方の結像点は
中央の結像点から1+0.000174mm、他方の結像点は中央の
結像点から-1+0.000174mmの位置に形成されることとな
る。
By satisfying the above condition (1), the primary component (secondary component of the exit angle) of the change in the angular magnification due to the difference in the incident angle can be suppressed, and the luminous flux exiting the prism can be reflected on the target surface. In the case where the image is formed, the error of the image forming position can be reduced. For example, when the incident light makes 1 deg. (0.017453 rad.) With respect to the reference light, Σα j = 0.
If 02, the difference in injection angle is 0.017453 rad. × 0.02
= 0.00035 rad. The error of the image position on the image plane is represented by an integral value of the angular magnification, and a factor of 1/2 is applied. For example, the image point of the reference ray at the incident angle of 0 deg.
If two image points of the deg. ray are arranged at an interval of 1 mm, from 0.00035 / 2 × 1 mm = 0.001774 mm, one image point is 1 + 0.000174 mm from the center image point and the other image point is The point is formed at a position of -1 + 0.000174 mm from the central imaging point.

【0011】次に、上記の条件式が導かれる過程を以下
に説明する。なお、式中の符号「Π」は、全要素の相乗
積を示す演算記号である。複数のプリズムを備えるビー
ム整形光学系の全系が第1面から第L面で構成されると
想定し、その第1面に入射する際に、基準光線に対する
傾きがΔ1である光線Pに作用する角倍率について考え
る。
Next, the process of deriving the above conditional expression will be described below. Note that the symbol “Π” in the equation is an operation symbol indicating the product of all elements. Beam entire system shaping optical system comprising a plurality of prisms are assumed to consist of the L plane from the first surface, when incident on the first surface, the inclination with respect to the reference ray is the ray P is delta 1 Consider the working angular magnification.

【0012】入射側から数えて第j番目の面における入
射角度の単位変化量当たりの角倍率の変化率の、この面
の角倍率に対する割合をεj、第j番目の面への基準光
線の入射角度と光線Pの入射角度との差をΔj、第j番
目の面の基準光線に対する角倍率をγj、光線Pに対す
る全系の角倍率をΓ(Δ1)とする。基準光線に対する全
系の角倍率はΓ(0)である。基準光線に対する光線Pの
角度差は、各光束透過面の角倍率で変換されるため、各
光束透過面に対する基準光線と光線Pとの入射角の差
は、以下の式(2)の通りとなり、光線Pに対する全系の
角倍率Γ(Δ1)は式(3)の通りとなる。
The ratio of the rate of change of the angular magnification per unit change in the incident angle on the j-th surface counted from the incident side to the angular magnification of this surface is ε j , and the ratio of the reference light beam to the j-th surface is The difference between the incident angle and the incident angle of the ray P is Δ j , the angular magnification of the j-th surface with respect to the reference ray is γ j , and the angular magnification of the entire system with respect to the ray P is Γ (Δ 1 ). The angular magnification of the entire system with respect to the reference ray is Γ (0). Since the angle difference of the light beam P with respect to the reference light beam is converted by the angular magnification of each light beam transmitting surface, the difference between the incident angle of the reference light beam and the light beam P with respect to each light beam transmitting surface is represented by the following equation (2). , (Δ 1 ) of the entire system with respect to the light ray P is as shown in the following equation (3).

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】ここで、式(4)が成立する範囲では、上の
式(3)は式(5)のように表される。面毎の角倍率の変化
率をαjとして以下の式(6)のように定義すると、式
(5)は式(7)のように表される。式(7)から、入射角度
の変化(Δ1の変化)による全系の角倍率Γ(Δ1)の変化を
小さくするためには、Σαjを0に近づければよいこと
が理解できる。
Here, in the range where the equation (4) is satisfied, the above equation (3) is expressed as the equation (5). Defining the rate of change of the angular magnification for each surface as α j as in the following equation (6),
(5) is expressed as in equation (7). From equation (7), in order to reduce the change in angular magnification of the entire system due to the change of the incident angle (change in the delta 1) gamma (delta 1) It can be seen that the Shigumaarufa j may be brought closer to zero.

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】次に、上記の角倍率の変化につき媒質の屈
折率を用いて説明する。ビーム整形光学系の第j面を境
界面とすると、その入射側、射出側の媒質の屈折率と、
入射角、屈折角との関係は、以下の式(8)で示されるス
ネルの法則により定義される。スネルの法則に基づいて
この境界面の角倍率γjを計算すると、以下の式(9)に
示されるとおりとなる。
Next, the above-mentioned change in the angular magnification will be described using the refractive index of the medium. Assuming that the j-th surface of the beam shaping optical system is a boundary surface, the refractive index of the medium on the entrance side and the exit side is;
The relationship between the incident angle and the refraction angle is defined by Snell's law represented by the following equation (8). When the angular magnification γ j of this boundary surface is calculated based on Snell's law, it is as shown in the following equation (9).

【0017】[0017]

【数5】 (Equation 5)

【0018】式(9)を微分して角倍率γjの変化率γj'
を求めると、式(10)の通りとなる。また、入射角度の
単位変化量当たりの角倍率の変化率の、この面の角倍率
に対する割合εjは、上記の(10)式で表される角倍率
γjを分母、微分値である変化率γj'を分子として、以
下の式(11)で表されるとおりとなる。
Equation (9) is differentiated to obtain a change rate γ j ′ of the angular magnification γ j.
Is obtained as shown in Expression (10). Further, the ratio ε j of the rate of change of the angular magnification per unit change amount of the incident angle with respect to the angular magnification of this surface is a change in which the angular magnification γ j represented by the above equation (10) is a denominator and a differential value. Using the rate γ j ′ as a numerator, the following equation (11) is used.

【0019】[0019]

【数6】 (Equation 6)

【0020】この発明のビーム整形光学系は、上記のよ
うにして求めたγj、εjを用いて前述の式(6)により定
義されるΣαjが0に近づくように、具体的にはΣαj
絶対値が0.020より小さくなるように各光束透過面
への入射角度を決定づけたことを特徴とする。また、こ
の発明のビーム整形光学系は、単一の発光点から発して
プリズムの各光束透過面で屈折される光束の主光線が、
単一の主断面内に含まれるよう設定したことを特徴とす
る。
The beam shaping optical system of the present invention uses the γ j and ε j obtained as described above so that Σα j defined by the above equation (6) approaches 0, specifically, The angle of incidence on each light transmitting surface is determined so that the absolute value of Σα j is smaller than 0.020. Further, in the beam shaping optical system of the present invention, the principal ray of the light beam emitted from a single light emitting point and refracted by each light beam transmitting surface of the prism is:
It is characterized in that it is set to be included in a single main section.

【0021】発明のビーム整形光学系を、複数の発光点
を有する光源から発してコリメートレンズにより平行光
束に変換された複数の光束の入射させる位置に配置する
ことにより、複数の整形された平行光束を発する光源装
置を構成することができる。発明の構成では、ビーム整
形光学系の入射角度の変化による射出角度誤差はその発
生量自体が小さく抑えられる。また、発明の構成では、
射出角度誤差を入射角度を変数とした多項式で表すと、
3次の項が多項式の値を決定づける主成分となる。した
がって、回転対称なコリメートレンズに歪曲収差(入射
角度の3乗に比例する)を与えることにより、ビーム整
形光学系の射出角度誤差に起因する歪曲収差をほぼ相殺
することができる。コリメートレンズに持たせる歪曲収
差は、ビーム整形光学系側から平行光束を入射させて光
源側の結像面上で結像性能を評価した場合に、負の方向
となる歪曲収差である。
By arranging the beam shaping optical system according to the present invention at a position where a plurality of light beams emitted from a light source having a plurality of light emitting points and converted into parallel light beams by a collimating lens are made incident, a plurality of shaped parallel light beams are obtained. Can be configured. According to the configuration of the present invention, the generation amount itself of the exit angle error due to the change in the incident angle of the beam shaping optical system can be suppressed to be small. In the configuration of the invention,
Expressing the exit angle error as a polynomial with the incident angle as a variable,
The third order term is the main component that determines the value of the polynomial. Therefore, by giving a distortion (proportional to the cube of the incident angle) to the rotationally symmetric collimating lens, the distortion caused by the exit angle error of the beam shaping optical system can be almost canceled. The distortion given to the collimator lens is a distortion in the negative direction when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system side and the imaging performance is evaluated on the imaging surface on the light source side.

【0022】さらに、この発明のビーム整形光学系を光
束結像光学系に用いる場合には、上記のように構成され
た光源装置からの光束を対物レンズにより対象面上に結
像させる構成とする。また、上記のコリメートレンズの
場合と同様、対物レンズに、ビーム整形光学系に起因す
る歪曲収差を相殺する歪曲収差を持たせることができ
る。対物レンズに持たせる歪曲収差は、ビーム整形光学
系側から平行光束を入射させて対象面上で結像性能を評
価した場合に、正の方向となる歪曲収差である。ビーム
整形光学系を上記のような光源装置として、あるいは結
像光学系として用いる場合、複数の発光点が主断面と平
行な方向に一列に配列するよう配置され、あるいは、複
数の発光点が主断面と平行な方向および垂直な方向に二
次元に配列するよう配置される。
Further, when the beam shaping optical system according to the present invention is used in a light beam imaging optical system, the light beam from the light source device having the above-described configuration is formed into an image on an object surface by an objective lens. . Further, similarly to the case of the above-described collimating lens, the objective lens can be provided with a distortion that cancels the distortion caused by the beam shaping optical system. The distortion given to the objective lens is a distortion in a positive direction when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system side and the imaging performance is evaluated on the target surface. When the beam shaping optical system is used as a light source device as described above or as an imaging optical system, a plurality of light emitting points are arranged so as to be arranged in a line in a direction parallel to the main cross section, or a plurality of light emitting points are mainly used. They are arranged so as to be two-dimensionally arranged in a direction parallel to and perpendicular to the cross section.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるビーム整
形光学系の実施形態を説明する。図1は、この発明にか
かるビーム整形光学系を利用した光束結像光学系として
の光磁気ディスク装置の光学系である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a beam shaping optical system according to the present invention will be described below. FIG. 1 shows an optical system of a magneto-optical disk device as a light beam imaging optical system using a beam shaping optical system according to the present invention.

【0024】図1の光学系は、3つの発光点を同一基板
上に有する多点発光半導体レーザー10を光源として用
い、この半導体レーザー10から発した3本の発散光を
コリメータレンズ20により平行光束とし、2つの楔型
プリズム31、32から構成されるビーム整形光学系3
0によりそれぞれの断面形状を補正する。
The optical system shown in FIG. 1 uses, as a light source, a multi-point light emitting semiconductor laser 10 having three light emitting points on the same substrate, and uses a collimator lens 20 to collimate three divergent lights emitted from the semiconductor laser 10. And a beam shaping optical system 3 composed of two wedge-shaped prisms 31 and 32
0 is used to correct each cross-sectional shape.

【0025】なお、半導体レーザー10から発する光束
は、光束に対向する方向から見て互いに直交する方向で
広がり角が異なる発散光である。広がり角は、pn接合
の接合面に平行な方向において小さく、接合面に垂直な
方向に大きくなる。したがって、コリメータレンズ20
を射出した光束は、pn接合の接合面に平行な方向の半
径が垂直な方向の半径より小さい楕円形の断面形状を有
する。他方、多点発光半導体レーザーの発光点は、pn
接合の接合面に平行な方向に沿って配列しており、か
つ、各光束の主光線はpn接合の接合面に平行な平面内
で互いに角度差を有しているため、コリメータレンズ2
0を射出した時点では、長短軸方向が一致した3つの楕
円光束が、その短軸方向に沿って並列する状態となって
いる。半導体レーザー10のpn接合の接合面は、図1
の紙面内であるX方向に一致している。ビーム整形光学
系30は、上記のX方向と平行な主断面に対して垂直な
光束透過面を有しており、X方向における各光束の径を
拡大することにより、光束の断面形状を円形に近づける
機能を有する。
The light beam emitted from the semiconductor laser 10 is divergent light having a different divergence angle in directions orthogonal to each other when viewed from the direction facing the light beam. The divergence angle is small in a direction parallel to the bonding surface of the pn junction and large in a direction perpendicular to the bonding surface. Therefore, the collimator lens 20
Has a cross-sectional shape of an ellipse in which the radius in the direction parallel to the junction surface of the pn junction is smaller than the radius in the direction perpendicular thereto. On the other hand, the emission point of the multi-point emission semiconductor laser is pn
The collimator lens 2 is arranged along a direction parallel to the joint surface of the junction, and the principal rays of each light beam have an angle difference from each other in a plane parallel to the joint surface of the pn junction.
At the point when 0 is emitted, three elliptical light beams whose major and minor axis directions match each other are in a state of juxtaposition along the minor axis direction. The junction surface of the pn junction of the semiconductor laser 10 is shown in FIG.
In the X direction within the plane of the drawing. The beam shaping optical system 30 has a light flux transmission surface perpendicular to the main cross section parallel to the X direction, and by expanding the diameter of each light flux in the X direction, the cross sectional shape of the light flux is made circular. It has a function to get closer.

【0026】ビーム整形光学系30を射出してハーフミ
ラープリズム41を透過した光束は、2枚のレンズ42
a,42bから構成されるリレーレンズ系42を介して
対物レンズ43に入射し、この対物レンズにより収束さ
れて対象面である光ディスク44の記録面に独立した3
つのビームスポットを形成する。ビームスポットは、図
中のX方向に沿って等間隔で形成される。
The light beam emitted from the beam shaping optical system 30 and transmitted through the half mirror prism 41 is divided into two lenses 42
a and 42b, the light enters the objective lens 43 via a relay lens system 42, and is converged by the objective lens and becomes independent on the recording surface of the optical disk 44 as the target surface.
To form two beam spots. The beam spots are formed at equal intervals along the X direction in the figure.

【0027】光磁気ディスク44からの反射光は、対物
レンズ43、リレーレンズ系42を介してハーフミラー
プリズム41に入射する。ハーフミラー面で反射された
光束は、1/2波長板51により偏光方向が45°回転
され、偏光光束スプリッター52により電界ベクトルの
振動方向が互いに直交する2つの直線偏光成分に分離さ
れ、それぞれ集光レンズ53a,53bを介して受光素
子54a,54bに入射する。受光素子54a,54b
の少なくとも一方は、公知の多分割センサであり、トラ
ッキングエラー信号、フォーカシングエラー信号を出力
する。また、2つの受光素子54a,54bの出力の差
をとることにより、光磁気ディスク44に記録されてい
る磁気信号を読み取ることができる。
The reflected light from the magneto-optical disk 44 enters the half mirror prism 41 via the objective lens 43 and the relay lens system 42. The light beam reflected by the half mirror surface is rotated by 45 ° in the polarization direction by the half-wave plate 51, and separated into two linearly polarized light components in which the vibration directions of the electric field vectors are orthogonal to each other by the polarized light beam splitter 52. The light enters the light receiving elements 54a and 54b via the optical lenses 53a and 53b. Light receiving elements 54a, 54b
Is a known multi-segment sensor, and outputs a tracking error signal and a focusing error signal. By taking the difference between the outputs of the two light receiving elements 54a and 54b, the magnetic signal recorded on the magneto-optical disk 44 can be read.

【0028】ビーム整形光学系30の具体的な構成は、
図2に示される。コリメータレンズ20の光軸と平行な
軸を基準軸Fxと定義し、図中左側となる入射側から数
えて第j番目の面の法線に対する基準軸の角度(法線か
ら基準軸に向けた鋭角で、図中時計回りを正に符号をと
る)をβj、基準軸に沿って入射した基準光線の第j面に
対する入射角をθjとする。また、第j面より入射側の
媒質の屈折率をn0j、射出側の媒質の屈折率をn1jとす
ると、ビーム整形光学系30の構成は表2に示すとおり
となる。
The specific configuration of the beam shaping optical system 30 is as follows.
As shown in FIG. An axis parallel to the optical axis of the collimator lens 20 is defined as a reference axis Fx, and the angle of the reference axis with respect to the normal of the j-th surface counted from the incident side on the left side in the drawing (from the normal to the reference axis). An acute angle and a positive sign in the clockwise direction in the figure) is β j , and an incident angle of the reference ray incident along the reference axis with respect to the j-th surface is θ j . Assuming that the refractive index of the medium on the incident side from the j-th surface is n 0j and the refractive index of the medium on the exit side is n 1j , the configuration of the beam shaping optical system 30 is as shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表2】 面番号 β n01 θ γ ε α 1 52.389 1.00000 1.63552 52.3890 0.4265 -1.0619 -1.0619 2 15.725 1.63552 1.00000 7.6938 1.6611 -0.2377 -0.1014 3 -33.556 1.00000 1.59631 61.9291 0.3537 1.6405 1.1623 4 0.000 1.59631 1.00000 0.0000 1.5963 0.0000 0.0000TABLE 2 Surface number β n 0 n 1 θ γ ε α 1 52.389 1.00000 1.63552 52.3890 0.4265 -1.0619 -1.0619 2 15.725 1.63552 1.00000 7.6938 1.6611 -0.2377 -0.1014 3 -33.556 1.00000 1.59631 61.9291 0.3537 1.6405 1.1623 4 0.000 1.59631 1.00000 0.0000 1.5963 0.0000 0.0000

【0030】各光束透過面の角倍率γj、角倍率の変化
の入射側から数えて第j番目の面における入射角度の単
位変化量当たりの角倍率の変化率の、この面の角倍率に
対する割合εj、面毎の角倍率の変化率αjは表2に示さ
れるとおりである。この構成ではγjの相乗積Πγj=0.
4000、αjの総和Σαj=-0.0010となり、前記の条件
(1)を満たしている。
The angular magnification γ j of each light transmitting surface and the rate of change of the angular magnification per unit change of the incident angle on the j-th surface counted from the incident side of the change in the angular magnification with respect to the angular magnification of this surface The ratio ε j and the rate of change α j of the angular magnification for each surface are as shown in Table 2. In this configuration, the product of γj Πγ j = 0.
4000, the sum of α j Σα j = −0.0010, and the above condition
(1) is satisfied.

【0031】以下の表3は、上記実施形態の構成による
第1プリズム31への入射角φ(deg.)と第2プリズム3
2からの射出角度ω(deg.)との関係、そして、倍率が一
定であるとした場合の近軸倍率γ0(この例では0.40006
6)と入射角φとの積で表される理想射出角ψ(deg.)、各
入射角度での角倍率γ、近軸倍率を基準とした変化率
γ'(=(γ0−γ)/γ0)、そして、ω−ψで表される射出
角度誤差δ(deg.)との関係を示す。
Table 3 below shows the incident angle φ (deg.) To the first prism 31 and the second prism 3 according to the configuration of the above embodiment.
2 and the paraxial magnification γ0 assuming that the magnification is constant (0.40006 in this example).
6) and the incident angle φ, the ideal exit angle ψ (deg.), The angular magnification γ at each incident angle, and the change rate γ ′ based on the paraxial magnification (= (γ 0 −γ) / γ 0 ) and the exit angle error δ (deg.) represented by ω−ψ.

【0032】[0032]

【表3】 入射角φ 射出角ω 理想射出角ψ 角倍率γ 変化率γ' 射出角度誤差δ -2.0 -0.79919 -0.80013 0.39960 0.12% 0.00094 -1.6 -0.63962 -0.64011 0.39976 0.08% 0.00049 -1.2 -0.47988 -0.48008 0.39990 0.04% 0.00020 -0.8 -0.31999 -0.32005 0.39999 0.02% 0.00006 -0.4 -0.16002 -0.16003 0.40005 0.00% 0.00001 0.0 0.00000 0.00000 - - 0.00000 0.4 0.16002 0.16003 0.40005 0.00% -0.00001 0.8 0.31999 0.32005 0.39999 0.02% -0.00006 1.2 0.47987 0.48008 0.39989 0.04% -0.00021 1.6 0.63961 0.64011 0.39976 0.08% -0.00050 2.0 0.79918 0.80013 0.39959 0.12% -0.00095[Table 3] Incident angle φ Exit angle ω Ideal exit angle ψ Angle magnification γ Change rate γ 'Exit angle error δ -2.0 -0.79919 -0.80013 0.39960 0.12% 0.00094 -1.6 -0.63962 -0.64011 0.39976 0.08% 0.00049 -1.2 -0.47988- 0.48008 0.39990 0.04% 0.00020 -0.8 -0.31999 -0.32005 0.39999 0.02% 0.00006 -0.4 -0.16002 -0.16003 0.40005 0.00% 0.00001 0.0 0.00000 0.00000--0.00000 0.4 0.16002 0.16003 0.40005 0.00% -0.00001 0.8 0.31999 0.32005 0.39999 0.02% -0.00006 1.2 0.47987 0.48008 0.39989 0.04% -0.00021 1.6 0.63961 0.64011 0.39976 0.08% -0.00050 2.0 0.79918 0.80013 0.39959 0.12% -0.00095

【0033】この構成による入射角度と射出角度誤差と
の関係は、図3のグラフに実線で示されている。同図中
の破線は、従来技術の項で説明されている公報に記載さ
れたビーム整形光学系の射出角度誤差δを比較のため示
したものである。表1と表3とを対比すれば、実施形態
のビーム整形光学系が従来例と比較して入射角度の違い
による角倍率の変化率が小さいことが理解できる。ま
た、図3のグラフに示されるように、角倍率の変化がな
いとした場合の理想射出角と実際の射出角との射出角度
誤差δが入射角度±2deg.の範囲で従来例の約1/4〜
1/5程度に抑えられる。さらに、従来例では射出角度
誤差δが入射角の2次以上の偶数次の関数として現れて
いるが、実施形態の例では3次以上の奇数次の関数とし
て表されている。
The relationship between the incident angle and the exit angle error in this configuration is shown by the solid line in the graph of FIG. The broken line in the figure shows the emission angle error δ of the beam shaping optical system described in the gazette described in the related art section for comparison. By comparing Table 1 and Table 3, it can be understood that the beam shaping optical system according to the embodiment has a smaller rate of change in angular magnification due to a difference in incident angle than the conventional example. Further, as shown in the graph of FIG. 3, the emission angle error δ between the ideal emission angle and the actual emission angle when there is no change in the angular magnification is within the range of the incident angle ± 2 deg. / 4 ~
It can be reduced to about 1/5. Further, in the conventional example, the exit angle error δ appears as a function of the second order or more and even order of the incident angle, but in the example of the embodiment, it is expressed as a function of the third order or more of the odd order.

【0034】なお、上記実施形態のように光磁気ディス
ク装置のビーム整形光学系として利用する場合には、現
在一般的に用いられているトラック幅1.6μmの光磁
気ディスクに適用した際に、角倍率の違いによる結像位
置のズレをトラッキングエラーとして検出されるレベル
以下に抑えようとすると、角倍率の変化率の総和Σα j
の絶対値が0.003より小さいこと、という前記の条件
(1)より厳しい条件を満たすことが要求される。実施形
態のビーム整形光学系は、このより厳しい要求をも満た
しており、光磁気ディスクの光学系に適用するのに適し
ている。
Incidentally, as in the above embodiment, the magneto-optical disk is used.
When used as a beam shaping optical system for
A 1.6 μm track-width magneto-optical device commonly used today
Image position due to the difference in angular magnification when applied to optical discs
Level at which misalignment is detected as a tracking error
If we try to keep it below, the sum of the rate of change of angular magnification Σα j
Condition that the absolute value of is less than 0.003
(1) Stricter conditions are required to be satisfied. Implementation form
Beam shaping optics can meet these more demanding requirements
Suitable for application to the optical system of magneto-optical disks
ing.

【0035】次に、上記のようなプリズムを組み合わせ
て構成されるビーム整形光学系により生じる歪曲収差
と、この歪曲収差を補正するための手段とについて説明
する。ビーム整形光学系により発生する歪曲収差には、
第1に入射角度の違いによる角倍率の変化に起因する射
出角度誤差に基づく収差と、第2に結像系の横倍率が入
射角度φと射出角度ωとの正接比(tanφ/tanω)で規定
されるのに対し、ビーム整形光学系の角倍率が角度比
(φ/ω)で規定されるという不一致に基づく収差とがあ
る。
Next, a description will be given of the distortion caused by the beam shaping optical system constituted by combining the above-described prisms, and means for correcting the distortion. The distortion generated by the beam shaping optical system includes
First, the aberration based on the exit angle error due to the change in the angular magnification due to the difference in the incident angle, and second, the lateral magnification of the imaging system is the tangent ratio (tanφ / tanω) between the incident angle φ and the exit angle ω. Whereas, the angular magnification of the beam shaping optics is
There is an aberration based on the mismatch defined by (φ / ω).

【0036】第1の原因に基づく歪曲収差は、実施形態
のように入射角度の変化に対する角倍率の変化を小さく
抑えることにより低減することができるが、2つの楔型
プリズムを組み合わせてビーム整形光学系を構成する場
合には、角倍率を完全に一定にすることはできないた
め、従来例と比較すれば小さくはあるが必ず発生する。
実施形態のビーム整形光学系では、この角倍率の変化に
よる歪曲収差が入射角φ(deg.)に対して0.030×φ
2%の割合で発生する。
The distortion caused by the first cause can be reduced by minimizing the change in the angular magnification with respect to the change in the incident angle as in the embodiment, but the beam shaping optics is realized by combining two wedge prisms. In the case of constructing a system, since the angular magnification cannot be made completely constant, it always occurs although it is smaller than the conventional example.
In the beam shaping optical system of the embodiment, the distortion due to the change in the angular magnification is 0.030 × φ with respect to the incident angle φ (deg.).
Occurs at a rate of 2 %.

【0037】一方、第2の原因に基づく歪曲収差は、入
射角度の変化に対して角倍率が一定であっても発生す
る。一般に、光学系を介した結像においては、1つの物
点に対応する像点の光軸からの高さ(像高)は、レンズへ
の主光線の入射角度の正接とレンズの焦点距離とにより
決定される。一方、ビーム整形光学系の角倍率γは、入
射角φと射出角ωとの関係がγ・φ=ωとなることを規
定するため、この角倍率γがかかると像に歪曲収差が発
生する。歪曲収差を発生させないためには、入射角φと
射出角ωとの関係がγ・tanφ=tanωとなるよう
に設定する必要があるが、プリズムによって構成される
ビーム整形光学系にこのような特性を持たせることは困
難である。
On the other hand, distortion due to the second cause occurs even when the angular magnification is constant with respect to the change in the incident angle. Generally, in imaging via an optical system, the height (image height) of an image point corresponding to one object point from the optical axis is determined by the tangent of the incident angle of the principal ray to the lens and the focal length of the lens. Is determined by On the other hand, since the angular magnification γ of the beam shaping optical system defines that the relationship between the incident angle φ and the exit angle ω is γ · φ = ω, distortion occurs in an image when the angular magnification γ is applied. . In order to prevent distortion, it is necessary to set the relationship between the incident angle φ and the exit angle ω so that γ · tan φ = tan ω. Is difficult to have.

【0038】以下の表4は、第2の原因により発生する
歪曲収差のみを示すため、入射角度の違いによって角倍
率が変化しない理想的なビーム整形光学系により光束径
を一方向について拡大する場合を想定し、このビーム整
形光学系において第2の原因により発生する歪曲収差の
量を示している。ω0(deg.)は、ビーム整形光学系がγ
・tanφ=tanω0を満たす場合の理想射出角、ω
(deg.)はビーム整形光学系がγ・φ=ωを満たす場合の
計算射出角度であり、いずれも角倍率γは0.400で
一定であるものとする。Dは、計算射出角ωと理想射出
角ω0との差の割合(ω0−ω)/ωとして示される歪曲収
差である。この場合、入射角φ(deg.)に対して0.00
86×φ2%の割合で歪曲収差が発生する。
Since the following Table 4 shows only the distortion caused by the second cause, the case where the beam diameter is enlarged in one direction by an ideal beam shaping optical system in which the angular magnification does not change due to the difference in the incident angle is shown. And the amount of distortion generated in the beam shaping optical system by the second cause is shown. ω 0 (deg.) is equal to γ
・ Ideal injection angle when tanφ = tanω 0 is satisfied, ω
(deg.) is a calculated exit angle when the beam shaping optical system satisfies γ · φ = ω, and it is assumed that the angular magnification γ is constant at 0.400 in each case. D is the distortion represented as the ratio of the difference between the calculated exit angle ω and the ideal exit angle ω 00 −ω) / ω. In this case, the incident angle φ (deg.) Is 0.00
Distortion occurs at a rate of 86 × φ 2 %.

【0039】[0039]

【表4】 入射角φ 理想射出角ω0 計算射出角ω 歪曲収差D 0.0 0.0000 0.000 0.000% 1.0 0.4000 0.400 0.009% 2.0 0.8003 0.800 0.034% 3.0 1.2009 1.200 0.077% 4.0 1.6022 1.600 0.140% 5.0 2.0043 2.000 0.220% 6.0 2.4074 2.400 0.310% 7.0 2.8118 2.800 0.420% 8.0 3.2176 3.200 0.550% 9.0 3.6251 3.600 0.700% 10.0 4.0344 4.000 0.860%[Table 4] Incident angle φ Ideal exit angle ω 0 Calculated exit angle ω Distortion D 0.0 0.0000 0.000 0.000% 1.0 0.4000 0.400 0.009% 2.0 0.8003 0.800 0.034% 3.0 1.2009 1.200 0.077% 4.0 1.6022 1.600 0.140% 5.0 2.0043 2.000 0.220% 6.0 2.4074 2.400 0.310% 7.0 2.8118 2.800 0.420% 8.0 3.2176 3.200 0.550% 9.0 3.6251 3.600 0.700% 10.0 4.0344 4.000 0.860%

【0040】実施形態のビーム整形光学系30で発生す
る歪曲収差は、上記第1、第2の原因に基づく収差0.
030×φ2%と0.0086×φ2%とを合わせたもの
であり、0.039×φ2%となる。したがって、入射
角が2deg.であれば、0.16%の歪曲収差が発生す
る。このビーム整形光学系30で発生する歪曲収差は、
他のレンズ系で相殺して補正することができる。上記の
光磁気ディスク装置の光学系では、コリメータレンズ2
0、あるいは対物レンズ43にビーム整形光学系30に
起因する歪曲収差を打ち消すだけの歪曲収差を故意に持
たせることにより、全系としての歪曲収差の発生を抑え
ることができる。
The distortion generated by the beam shaping optical system 30 according to the embodiment has an aberration of 0.1 due to the first and second causes.
030 × φ 2 % and 0.0086 × φ 2 %, and 0.039 × φ 2 %. Therefore, if the incident angle is 2 deg., A distortion of 0.16% occurs. The distortion generated by the beam shaping optical system 30 is:
Correction can be made by offsetting with another lens system. In the optical system of the magneto-optical disk device, the collimator lens 2
By intentionally giving the objective lens 43 a distortion aberration that cancels out the distortion caused by the beam shaping optical system 30, the occurrence of distortion as the whole system can be suppressed.

【0041】コリメートレンズ20に歪曲収差を持たせ
る場合には、ビーム整形光学系30側から平行光束を入
射させて光源側の結像面上で結像性能を評価した場合
に、負の方向となる歪曲収差とする。他方、対物レンズ
43に、歪曲収差を持たせる場合には、ビーム整形光学
系30側から平行光束を入射させて光磁気ディスク44
が位置する対象面上で結像性能を評価した場合に、正の
方向となる歪曲収差とする。
When the collimating lens 20 is given a distortion, when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system 30 side and the imaging performance is evaluated on the imaging surface on the light source side, the negative direction Distortion. On the other hand, in the case where the objective lens 43 has distortion, a parallel light beam is made incident from the beam shaping optical system 30 side and the magneto-optical disk 44 is provided.
When the imaging performance is evaluated on the target surface where is located, the distortion becomes a positive direction.

【0042】実施形態のビーム整形光学系30の射出角
度誤差等に起因する歪曲収差を相殺するためには、コリ
メートレンズ20にはコリメートレンズ20への入射角
φc(deg.)に対して−0.039×φc 2%となる負の歪
曲収差を持たせる。図4は、このような歪曲収差を有す
るコリメートレンズ20の具体的な構成例を示すレンズ
図である。コリメートレンズ20は、半導体レーザー1
0のカバーガラス12側から順に、メニスカス正レンズ
である第1レンズ21、互いに貼り合わされた負の第2
レンズ22と正の第3レンズ23、正の第4レンズ2
4、両凹の負の第5レンズ25、そして両凸の正の第6
レンズ26から構成されている。
In order to cancel the distortion caused by the exit angle error of the beam shaping optical system 30 of the embodiment, the collimating lens 20 needs to have an incident angle φ c (deg.) With respect to the collimating lens 20. A negative distortion of 0.039 × φ c 2 % is provided. FIG. 4 is a lens diagram showing a specific configuration example of the collimator lens 20 having such a distortion. The collimating lens 20 is a semiconductor laser 1
0 in order from the cover glass 12 side, the first lens 21 which is a meniscus positive lens, and the negative second lens 21 bonded to each other.
Lens 22, positive third lens 23, positive fourth lens 2
4, the biconcave negative fifth lens 25, and the biconvex positive sixth lens
It is composed of a lens 26.

【0043】このコリメートレンズ20の具体的な数値
構成は、以下の表5に示される。表中の面番号は、性能
を評価する際の光の入射方向に沿って第6レンズ26側
から付されており、第1、第2面が第6レンズ26、第
3、第4面が第5レンズ25、以下、順次第5面〜第1
1面が第4、第3、第2、第1レンズ24,23,2
2,21を示し、第12、第13面はカバーガラス12
を示す。表中の記号FNo.はFナンバー、fは焦点距
離、φcmaxはカバーガラス12側からの最大入射角、r
は曲率半径、dは面間距離、n780は波長780nmにおける
媒質の屈折率、νdはそのアッベ数である。
The specific numerical configuration of the collimating lens 20 is shown in Table 5 below. The surface numbers in the table are given from the sixth lens 26 side along the light incident direction when the performance is evaluated, and the first and second surfaces are the sixth lens 26, and the third and fourth surfaces are the same. Fifth lens 25, hereinafter the fifth surface to the first
One surface is a fourth, third, second, and first lens 24, 23, 2
Nos. 2 and 21 and the twelfth and thirteenth surfaces are the cover glass 12
Is shown. The symbol FNo. In the table is the F number, f is the focal length, φ cmax is the maximum incident angle from the cover glass 12 side, r
Is the radius of curvature, d is the distance between the surfaces, n780 is the refractive index of the medium at a wavelength of 780 nm, and vd is its Abbe number.

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】図5は、上記の構成によるコリメートレン
ズ20に、ビーム整形光学系30側から、すなわち第6
レンズ26側から平行光束を入射させた際の性能を示す
グラフであり、(A)が球面収差SAと正弦条件SC、
(B)が歪曲収差を示す。また、図6は、上記のコリメー
トレンズとビーム整形光学系30とを組み合わせた際の
光線図である。半導体レーザー10の発光面10aの3
つの発光点から発した発散光束は、コリメートレンズ2
0によりそれぞれ平行光束とされ、ビーム整形光学系3
0にそれぞれ異なる入射角度で入射する。ビーム整形光
学系は、発光点の配列方向であるX方向に光束径を拡大
し、それぞれ異なる角度で3つの平行光束を射出させ
る。
FIG. 5 shows that the collimating lens 20 having the above-described configuration is provided from the beam shaping optical system 30 side, that is, the sixth lens.
It is a graph which shows the performance at the time of making a parallel light flux enter from the lens 26 side, (A) is spherical aberration SA and sine condition SC,
(B) shows distortion. FIG. 6 is a ray diagram when the collimating lens and the beam shaping optical system 30 are combined. 3 of the light emitting surface 10a of the semiconductor laser 10
The divergent light beams emitted from the two light emitting points are
0, the beam is converted into a parallel beam, and the beam shaping optical system 3
0 at different incident angles. The beam shaping optical system enlarges the beam diameter in the X direction, which is the arrangement direction of the light emitting points, and emits three parallel beams at different angles.

【0046】表6は、上記のコリメートレンズ20とビ
ーム整形光学系30とを組み合わせた際の性能を示して
おり、入射角度φに対して前述した第1、第2の原因に
よる歪曲収差がない場合の理想像高hi、実際の像高h
r、(hr−hi)/hiにより求められる歪曲収差Dの値を
示す。
Table 6 shows the performance when the collimating lens 20 and the beam shaping optical system 30 are combined, and there is no distortion due to the above-mentioned first and second causes with respect to the incident angle φ. Ideal image height hi, actual image height h
r, the value of distortion D obtained by (hr-hi) / hi.

【0047】[0047]

【表6】 入射角φ(deg.) 理想像高hi 実像高hr 歪曲収差D -2.0 0.485266 0.485200 -0.01% -1.6 0.388156 0.388114 -0.01% -1.2 0.291084 0.291062 -0.01% -0.8 0.194040 0.194032 0.00% -0.4 0.097015 0.097014 0.00% 0.0 0.000000 0.000000 0.00% 0.4 -0.097015 -0.097016 0.00% 0.8 -0.194040 -0.194037 0.00% 1.2 -0.291084 -0.391063 -0.01% 1.6 -0.388156 -0.388092 -0.02% 2.0 -0.485266 -0.485121 -0.03%[Table 6] Incident angle φ (deg.) Ideal image height hi Real image height hr Distortion D -2.0 0.485266 0.485200 -0.01% -1.6 0.388156 0.388114 -0.01% -1.2 0.291084 0.291062 -0.01% -0.8 0.194040 0.194032 0.00% -0.4 0.097015 0.097014 0.00% 0.0 0.000000 0.000000 0.00% 0.4 -0.097015 -0.097016 0.00% 0.8 -0.194040 -0.194037 0.00% 1.2 -0.291084 -0.391063 -0.01% 1.6 -0.388156 -0.388092 -0.02% 2.0 -0.485266 -0.485121 -0.03%

【0048】上記の表6に示されるように、コリメート
レンズ20の歪曲収差とビーム整形光学系30に起因す
る歪曲収差とを互いに相殺することにより、例えば入射
角2deg.では、補正しない場合に0.12%発生してい
たビーム整形光学系30の歪曲収差を全体として−0.
03%と1/4程度に低減することができる。
As shown in Table 6 above, by canceling out the distortion caused by the collimating lens 20 and the distortion caused by the beam shaping optical system 30, for example, when the incident angle is 2 deg. .12% of the distortion of the beam shaping optical system 30 as a whole -0.1.
03%, which is about 1/4.

【0049】なお、上記の実施形態では、発光点が一直
線上に配列した光源を用いているが、複数の発光点が2
次元に配列する光源を用いることもできる。この場合、
主断面と平行な方向についての発光点のズレに基づく射
出角度誤差は、実施形態と同等の構成を用いることによ
り低減することができる。一方、主断面と垂直な方向に
ついては、プリズムは角倍率を持たないため、この方向
についての発光点のズレに基づく射出角度誤差は比較的
小さく抑えられる。
In the above embodiment, a light source whose light emitting points are arranged in a straight line is used.
Light sources arranged in a dimension can also be used. in this case,
The emission angle error based on the shift of the light emitting point in the direction parallel to the main section can be reduced by using a configuration equivalent to the embodiment. On the other hand, in the direction perpendicular to the main section, the prism has no angular magnification, so that the exit angle error based on the deviation of the light emitting point in this direction can be suppressed to a relatively small value.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ビーム整形光学系の入射角度の違いによる角倍率の
変化を小さく抑えることができる。したがって、光束の
入射角度が変化してもビーム整形の倍率は変化せず、例
えば光束の射出方向を調整する場合には、ビーム整形光
学系に入射する平行光束の入射角度を変化させるのみ
で、ビーム整形光学系自体は調整しなくとも良い。ま
た、入射角度が異なる複数の光束を整形する場合にも、
各光束に作用する各倍率を一定にすることができるた
め、ビーム整形光学系を射出した複数の光束を対象面上
に結像させる場合、一定の角度差で入射した光束の結像
点を一定間隔で形成することができる。
As described above, according to the present invention, the change in the angular magnification due to the difference in the incident angle of the beam shaping optical system can be reduced. Therefore, even if the incident angle of the light beam changes, the magnification of the beam shaping does not change.For example, when adjusting the emission direction of the light beam, only the incident angle of the parallel light beam incident on the beam shaping optical system is changed. The beam shaping optical system itself need not be adjusted. Also, when shaping a plurality of light beams having different incident angles,
Since each magnification acting on each light beam can be made constant, when multiple light beams emitted from the beam shaping optical system are imaged on the target surface, the image forming points of the light beams incident at a certain angle difference are fixed. It can be formed at intervals.

【0051】さらに、ビーム整形光学系と組み合わせて
利用されるレンズ系にビーム整形光学系の射出角度誤差
等に起因する歪曲収差を相殺する分の歪曲収差を故意に
持たせることにより、全系の歪曲収差の発生量を低減す
ることができる。
Further, the lens system used in combination with the beam shaping optical system is intentionally provided with a distortion which cancels the distortion caused by the exit angle error of the beam shaping optical system, so that the entire system can be improved. The amount of generation of distortion can be reduced.

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

【図1】 実施形態にかかるビーム整形光学系を適用し
た光磁気ディスク装置の光学系を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an optical system of a magneto-optical disk device to which a beam shaping optical system according to an embodiment is applied.

【図2】 実施形態にかかるビーム整形光学系の拡大説
明図である。
FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram of a beam shaping optical system according to the embodiment.

【図3】 図2に示したビーム整形光学系と従来例のビ
ーム整形光学系との射出角度の誤差を対比して示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a comparison of an error of an emission angle between the beam shaping optical system shown in FIG. 2 and a beam shaping optical system of a conventional example.

【図4】 実施形態にかかるコリメートレンズのレンズ
図である。
FIG. 4 is a lens diagram of a collimating lens according to the embodiment.

【図5】 図4のコリメートレンズの単独での収差図で
ある。
FIG. 5 is an aberration diagram of the collimator lens of FIG. 4 alone;

【図6】 図2のビーム整形光学系と図4のコリメート
レンズとを組み合わせた際の光路を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an optical path when the beam shaping optical system of FIG. 2 and the collimator lens of FIG. 4 are combined.

【図7】 従来のビーム整形光学系を示すプリズムの説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a prism showing a conventional beam shaping optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体レーザー 20 コリメートレンズ 30 ビーム整形光学系 31 第1プリズム 32 第2プリズム 43 対物レンズ Reference Signs List 10 semiconductor laser 20 collimating lens 30 beam shaping optical system 31 first prism 32 second prism 43 objective lens

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主断面が平行な2つの楔型プリズムを有
するビーム整形光学系であって、前記プリズムの各光束
透過面に対する基準光線の入射角度が、以下の条件(1)
を満たすよう設定されていることを特徴とするビーム整
形光学系。 【数1】
1. A beam shaping optical system having two wedge-shaped prisms whose main cross sections are parallel to each other, wherein an incident angle of a reference light beam with respect to each light flux transmitting surface of the prism is defined by the following condition (1).
A beam shaping optical system characterized by being set so as to satisfy the following. (Equation 1)
【請求項2】 単一の発光点から発して前記プリズムの
各光束透過面で屈折される光束の主光線が、前記主断面
内に含まれることを特徴とする請求項1に記載のビーム
整形プリズム。
2. The beam shaping according to claim 1, wherein a principal ray of a light beam emitted from a single light emitting point and refracted by each light beam transmitting surface of the prism is included in the main cross section. prism.
【請求項3】 請求項1に記載のビーム整形光学系を用
いた光源装置であって、 複数の発光点を有する光源と、前記光源から発した光束
をそれぞれ平行光束に変換するコリメートレンズとを備
え、前記ビーム整形光学系が、前記コリメートレンズを
射出した複数の光束の入射させる位置に配置されている
ことを特徴とする光源装置。
3. A light source device using the beam shaping optical system according to claim 1, comprising: a light source having a plurality of light emitting points; and a collimating lens for converting a light beam emitted from the light source into a parallel light beam. A light source device, wherein the beam shaping optical system is disposed at a position where a plurality of light beams emitted from the collimator lens are incident.
【請求項4】 前記複数の発光点は、前記主断面と平行
な方向に一列に配列していることを特徴とする請求項3
に記載の光源装置。
4. A light emitting device according to claim 3, wherein said plurality of light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to said main cross section.
The light source device according to item 1.
【請求項5】 前記コリメートレンズは、前記ビーム整
形光学系に起因する歪曲収差を相殺する歪曲収差を有す
ることを特徴とする請求項3に記載の光源装置。
5. The light source device according to claim 3, wherein the collimating lens has a distortion that cancels a distortion caused by the beam shaping optical system.
【請求項6】 前記コリメートレンズは、前記ビーム整
形光学系側から平行光束を入射させて前記光源側の結像
面上で結像性能を評価した場合に、負の歪曲収差を有す
ることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
6. The collimating lens has a negative distortion when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system side and the imaging performance is evaluated on an imaging surface on the light source side. The light source device according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記光源は、多点発光半導体レーザーで
あることを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の
光源装置。
7. The light source device according to claim 3, wherein the light source is a multipoint light emitting semiconductor laser.
【請求項8】 複数の発光点を有する光源と、前記光源
から発した光束をそれぞれ平行光束に変換するコリメー
トレンズと、前記コリメートレンズを射出した複数の光
束の入射させる位置に配置された2つ以上のプリズムを
有するビーム整形光学系とを備え、前記コリメートレン
ズは、前記ビーム整形光学系に起因する歪曲収差を相殺
する歪曲収差を有することを特徴とする光源装置。
8. A light source having a plurality of light-emitting points, a collimating lens for converting a light beam emitted from the light source into a parallel light beam, and two light-emitting points disposed at positions where a plurality of light beams emitted from the collimating lens are incident. A light source device comprising: a beam shaping optical system having the above prism; wherein the collimating lens has a distortion that cancels a distortion caused by the beam shaping optical system.
【請求項9】 前記コリメートレンズは、前記ビーム整
形光学系側から平行光束を入射させて前記光源側の結像
面上で結像性能を評価した場合に、負の歪曲収差を有す
ることを特徴とする請求項8に記載の光源装置。
9. The collimating lens has a negative distortion when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system side and the imaging performance is evaluated on an imaging surface on the light source side. The light source device according to claim 8, wherein
【請求項10】 前記複数の発光点は、前記主断面と平
行な方向に一列に配列していることを特徴とする請求項
9に記載の光源装置。
10. The light source device according to claim 9, wherein the plurality of light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the main cross section.
【請求項11】 複数の発光点を有する光源と、前記光
源から発した光束をそれぞれ平行光束に変換するコリメ
ートレンズと、前記コリメートレンズを射出した複数の
光束の断面形状を整形する2つ以上のプリズムを有する
ビーム整形光学系と、該ビーム整形光学系により整形さ
れた複数の光束を対象面上に結像させる対物レンズを備
え、前記対物レンズは、前記ビーム整形光学系に起因す
る前記対象面上での歪曲収差を相殺する歪曲収差を有す
ることを特徴とする結像光学系。
11. A light source having a plurality of light-emitting points, a collimator lens for converting a light beam emitted from the light source into a parallel light beam, and two or more light-emitting devices for shaping a cross-sectional shape of the plurality of light beams emitted from the collimator lens. A beam shaping optical system having a prism, and an objective lens for imaging a plurality of light beams shaped by the beam shaping optical system on a target surface, wherein the objective lens is provided on the target surface caused by the beam shaping optical system. An imaging optical system having a distortion that cancels the distortion described above.
【請求項12】 前記対物レンズは、前記ビーム整形光
学系側から平行光束を入射させて前記対象面上で結像性
能を評価した場合に、正の歪曲収差を有することを特徴
とする請求項11に記載の結像光学系。
12. The objective lens according to claim 1, wherein the objective lens has a positive distortion when a parallel light beam is incident from the beam shaping optical system side and the imaging performance is evaluated on the target surface. 12. The imaging optical system according to item 11.
【請求項13】 前記複数の発光点は、前記主断面と平
行な方向に一列に配列していることを特徴とする請求項
12に記載の結像光学系。
13. The imaging optical system according to claim 12, wherein the plurality of light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the main cross section.
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