JPS59123A - 光学系 - Google Patents
光学系Info
- Publication number
- JPS59123A JPS59123A JP58089105A JP8910583A JPS59123A JP S59123 A JPS59123 A JP S59123A JP 58089105 A JP58089105 A JP 58089105A JP 8910583 A JP8910583 A JP 8910583A JP S59123 A JPS59123 A JP S59123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- magnification
- semiconductor laser
- disk
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学系、特に半導体レーザを用いて所定ディス
ク上に記録されたドツト情報を再生するのに好適な光学
系に関する。
ク上に記録されたドツト情報を再生するのに好適な光学
系に関する。
ディスク上に記録されたドツト情報は通常、１μｍφか
ら２μｍφ 程度の大きさを有し、ディスク上にらせん
あるいは同心円状に記録されている。
ら２μｍφ 程度の大きさを有し、ディスク上にらせん
あるいは同心円状に記録されている。
したがって、上記ドツト情報より信号を正確に再生する
ためには、レーザ光を１μｍφ （半値幅）程度の円形
状スポットに絞りこむ必要がある。
ためには、レーザ光を１μｍφ （半値幅）程度の円形
状スポットに絞りこむ必要がある。
レーザ光の光源として半導体レーザ光源を用いるビデオ
ディスク再生装置においては、従来、半導体レーザ発光
領域が１μｍＸ１μｍの正方形状をした埋めこみヘテロ
構造のものが用いられ、・第１図に示す光学系において
ディスク上に１μｍφ程度のスポットを得ていた。ここ
で１は半導体レーザ光源、２は第１のレンズ（カップリ
ングレンズ）、３は第２のレンズ（オブジェクティブレ
ンズ）、４は絞りこんだ光スポット、５はディスク。
ディスク再生装置においては、従来、半導体レーザ発光
領域が１μｍＸ１μｍの正方形状をした埋めこみヘテロ
構造のものが用いられ、・第１図に示す光学系において
ディスク上に１μｍφ程度のスポットを得ていた。ここ
で１は半導体レーザ光源、２は第１のレンズ（カップリ
ングレンズ）、３は第２のレンズ（オブジェクティブレ
ンズ）、４は絞りこんだ光スポット、５はディスク。
である。かかる光学系においては、例えばカップリング
レンズ及びオブジェクティブレンズは共に、倍率２５倍
、Ｎ、Ａ（開口数）０．４のものが用いられている。し
かし、１μｍ×−１μｍの発光領域をもつレーザを用い
ると、絞りこんだスポット４は円形状になる利点がある
が、発光領域が小さいためレーザ光出力が小さいという
欠点も存在する。
レンズ及びオブジェクティブレンズは共に、倍率２５倍
、Ｎ、Ａ（開口数）０．４のものが用いられている。し
かし、１μｍ×−１μｍの発光領域をもつレーザを用い
ると、絞りこんだスポット４は円形状になる利点がある
が、発光領域が小さいためレーザ光出力が小さいという
欠点も存在する。
発光領域が小さいと高倍率でしかも高いＮＡのしンズが
必要となるので、光学系の調整、特にカップリングレン
ズの位置の調整が困難であるという欠点も生じる。した
がって、ドツト情報より信号を再生する場合、安定でし
かも高い信号対雑音比を有する信号が、得られない欠点
があった。かかる点を考慮し、徒来は大きなレーザ出力
を得るため、発光領域が縦方向１μｍ１横方向が３μｍ
から５μｍの半導体レーザを用いるビデオディスク装置
において、ディスク上に絞りこんだスポットを円形状に
近づけるために円筒レンズを用いている。しかし、円筒
レンズは工作上の精度が出にくく、高価であることへ光
学系の配置が複雑になることの欠点があり、また、光ス
ポットを１μｍの円形状スポットに収束することは、円
筒レンズを使用しているために非点収差が大きく影響し
て、困難である。
必要となるので、光学系の調整、特にカップリングレン
ズの位置の調整が困難であるという欠点も生じる。した
がって、ドツト情報より信号を再生する場合、安定でし
かも高い信号対雑音比を有する信号が、得られない欠点
があった。かかる点を考慮し、徒来は大きなレーザ出力
を得るため、発光領域が縦方向１μｍ１横方向が３μｍ
から５μｍの半導体レーザを用いるビデオディスク装置
において、ディスク上に絞りこんだスポットを円形状に
近づけるために円筒レンズを用いている。しかし、円筒
レンズは工作上の精度が出にくく、高価であることへ光
学系の配置が複雑になることの欠点があり、また、光ス
ポットを１μｍの円形状スポットに収束することは、円
筒レンズを使用しているために非点収差が大きく影響し
て、困難である。
かかる欠点を除去するため、本発明は縦・横比の異なる
発光領域をもち、したがって出射光分布が楕円形状のビ
ームパターンである半導体レーザを光源に用いてしかも
上記楕円形状のビームパターンの縦方向の光分布パター
ンを横方向の光分布パターンよりも多くなることによっ
て、ディスク上に微小な円形状スポットを形成するこき
を可能とし、もってディスク上のドツト情報から正確に
信号を読み出さしめる光学系を提供せんとするのである
。
発光領域をもち、したがって出射光分布が楕円形状のビ
ームパターンである半導体レーザを光源に用いてしかも
上記楕円形状のビームパターンの縦方向の光分布パター
ンを横方向の光分布パターンよりも多くなることによっ
て、ディスク上に微小な円形状スポットを形成するこき
を可能とし、もってディスク上のドツト情報から正確に
信号を読み出さしめる光学系を提供せんとするのである
。
以下、本発明を実施例によって説明する。
第２図において、レンズ２．３によってディスク５面上
に、絞りこんだスポット４が半値幅で１μｍφ程度（円
形開口とした場合の回折光分布の零点をスポット径とす
ると２．５μｍφ程度になる）になるためには次の条件
を満足しなければならない。
に、絞りこんだスポット４が半値幅で１μｍφ程度（円
形開口とした場合の回折光分布の零点をスポット径とす
ると２．５μｍφ程度になる）になるためには次の条件
を満足しなければならない。
１．２２λ／ｎ′ ≦ ２．５μｍ（１）ここで、λは
光の波長であり半導体レーザの場合０．８３μｍであり
、ｎ／はレンズ３のＮ、Ａ。
光の波長であり半導体レーザの場合０．８３μｍであり
、ｎ／はレンズ３のＮ、Ａ。
であるから、（１）式よりｎ′≧０．４となる。
レンズ３としてＮ、Ａ、が０．４以上のものを用いると
すると通常は、顕微鏡対物レンズとして２０倍以上の倍
率のものを用いることになる。ところが、一般に倍率と
Ｎ、Ａ、の大きなものを用いると焦点深度が浅くなり、
第２図においてディスク５の回転中のブレにより、焦点
がボケルこ七になり良好な再生信号は得られにくくなる
。
すると通常は、顕微鏡対物レンズとして２０倍以上の倍
率のものを用いることになる。ところが、一般に倍率と
Ｎ、Ａ、の大きなものを用いると焦点深度が浅くなり、
第２図においてディスク５の回転中のブレにより、焦点
がボケルこ七になり良好な再生信号は得られにくくなる
。
したがってレンズ３としては２０〜３０倍の倍率を有す
る、Ｎ、Ａ、０．４〜０５のものが適している。
る、Ｎ、Ａ、０．４〜０５のものが適している。
第２においてレンズ３の倍率をｍ’、 Ｎ、Ａ、をｎ′
とすると第２図に示したＮ、Ａ、を定める角度ｕ４とｎ
′の間に次枝で表わされる関係が一般的に成立する。
とすると第２図に示したＮ、Ａ、を定める角度ｕ４とｎ
′の間に次枝で表わされる関係が一般的に成立する。
５ｉｎ（ｕ４） ＝ ｎ’ （２）レ
ンズ３により絞りこみスポットが十分小さいためには、
レンズ３全面に半導体レーザ１よりの光が照射している
必要がある。この条件を満すためには、次の（３）式を
満足する必要がある。
ンズ３により絞りこみスポットが十分小さいためには、
レンズ３全面に半導体レーザ１よりの光が照射している
必要がある。この条件を満すためには、次の（３）式を
満足する必要がある。
ここで、ｍ′は２０〜３０、ｎ′ はＱ、 ４〜０．５
であるから（３）式の右辺の最小値は０．０１３３とな
る。
であるから（３）式の右辺の最小値は０．０１３３とな
る。
而して、第２図に示した、光源１からの半導体レーザの
出射角ｕ２とｕ３の間には次式の関係がある。
出射角ｕ２とｕ３の間には次式の関係がある。
ｕ２＝ ｍ ｕ ３（４）
ここで、ｍはレンズ２の倍率である。
式（３）、式（４）より倍率ｍは、次の（５）式で示さ
れる。
れる。
２
（５）式のｕ２を定めるために第２図の光源１からの半
導体レーザ光の特性の一例を第３図に示す。第３図は横
軸（こ出射角ｕ２（度）及び縦軸に光強度（任意単位）
を定めてあり、例えば発光領域が縦１μｍ×横３．５μ
ｍ程度からの半導体レーザの遠視野ＩＪｉ！（ｆａｒ
ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ）を示してＧする。
導体レーザ光の特性の一例を第３図に示す。第３図は横
軸（こ出射角ｕ２（度）及び縦軸に光強度（任意単位）
を定めてあり、例えば発光領域が縦１μｍ×横３．５μ
ｍ程度からの半導体レーザの遠視野ＩＪｉ！（ｆａｒ
ｆｉｅｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ）を示してＧする。
第３図において、縦方向、横方向の半値幅はそれぞれ３
，４５°、１０° であり、また、縦１μｍ×横５μｍ
程度の発光領域の場合、遠視野１象は３４５°、７°程
度となる。
，４５°、１０° であり、また、縦１μｍ×横５μｍ
程度の発光領域の場合、遠視野１象は３４５°、７°程
度となる。
式（５）のｕ２ として第３図に示した横方向遠視野像
の半値幅を与える角度に設定する。というのは、ｕ２を
以上のように設定すると、半導体レーザの出射光分布は
縦方向、横方向とも、角度０２以内ではほぼ円形状の光
分布と扱かえ、レンズ３に入射する光分布も円形状とな
りまた、絞りこんだスポット４も円形状になる、したが
って、ｕ２はラジアン単位で表示するさ、 とになる。ただし、半導体レーザ光源１の横方向発光領
域を３．５μｍから５μｍとしている。
の半値幅を与える角度に設定する。というのは、ｕ２を
以上のように設定すると、半導体レーザの出射光分布は
縦方向、横方向とも、角度０２以内ではほぼ円形状の光
分布と扱かえ、レンズ３に入射する光分布も円形状とな
りまた、絞りこんだスポット４も円形状になる、したが
って、ｕ２はラジアン単位で表示するさ、 とになる。ただし、半導体レーザ光源１の横方向発光領
域を３．５μｍから５μｍとしている。
ｕ２として大きい方の角度５°を取り、式（５）より
ｍ≦ ６．６ したがって、レンズ２としては７倍以下の倍率のレンズ
を用いることが有効である。
ｍ≦ ６．６ したがって、レンズ２としては７倍以下の倍率のレンズ
を用いることが有効である。
以上のことから、オブジェクティブレンズ３は上述した
ように２０〜３０倍の倍率であるから、レンズ２と３と
から得られる総合倍率は約０．２２〜０，３３となる。
ように２０〜３０倍の倍率であるから、レンズ２と３と
から得られる総合倍率は約０．２２〜０，３３となる。
またレンズ２ （１！’） Ｎ 、 Ａ 、は、ｕ２の
小さい方の角度３，５°を取り５ｉｎ３．５°＝Ｏ，Ｏ
６より大きいことは必要である。
小さい方の角度３，５°を取り５ｉｎ３．５°＝Ｏ，Ｏ
６より大きいことは必要である。
レンズ２としてこれ以上の倍率のものを用いると、ディ
スク上に絞りこまれたスポット４は、円形状ではなく楕
円形状となってしまう。
スク上に絞りこまれたスポット４は、円形状ではなく楕
円形状となってしまう。
以上説明したごとく本発明によれば、比較的大きな光出
力が得られる。発光領域の縦横比の等しくない半導体レ
ーザ光源を用いて、円形状の光スポットに絞りこむこと
が可能でありディスクより良好な再生信号が得られる。
力が得られる。発光領域の縦横比の等しくない半導体レ
ーザ光源を用いて、円形状の光スポットに絞りこむこと
が可能でありディスクより良好な再生信号が得られる。
第１図及び第２図は本発明（こ係る光学系の構成を説明
する図、第３図は半導体レーザよりの遠視野像を示す図
である。 ８ ｌ 関 第 ３ 図
する図、第３図は半導体レーザよりの遠視野像を示す図
である。 ８ ｌ 関 第 ３ 図
Claims (1)
- 楕円形状のビームを放出する半導体レーザと、上記レー
ザからのビームを記録媒体上に収束するオブジェクティ
ブレンズと上記レーザとオブジェクティブレンズとの間
に配置されて上記レーザをオブジェクティブレンズに導
くカップリングレンズ七からなる光学系と、からなり、
上記光学系が上記媒体上に円形スポットを形成すると共
にその倍率が０．２２〜０３３であることを特徴とする
光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089105A JPS59123A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089105A JPS59123A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11139977A Division JPS5445156A (en) | 1977-09-16 | 1977-09-16 | Optical system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123A true JPS59123A (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=13961605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089105A Pending JPS59123A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP58089105A patent/JPS59123A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
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