JPS592241A - 光学系 - Google Patents
光学系Info
- Publication number
- JPS592241A JPS592241A JP58089104A JP8910483A JPS592241A JP S592241 A JPS592241 A JP S592241A JP 58089104 A JP58089104 A JP 58089104A JP 8910483 A JP8910483 A JP 8910483A JP S592241 A JPS592241 A JP S592241A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- light distribution
- circular
- light
- spot
- 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
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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
Landscapes
- 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゛イ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。
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。
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、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、
１μｍＸ１μｍ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。
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、
１μｍＸ１μｍ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のレンズが
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、従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、従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とを
可能とし、もってディスク上のドッート情報から正確に
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とを
可能とし、もってディスク上のドッート情報から正確に
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。
■、２２ λ／ ｎ ｔ ≦ ２．５ μｍ
（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、であるから、（１）式よりｎ′≧０，４と
なる。
（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、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、
焦点がボケることになり良好な再生信号は得られにくく
なる。
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、
焦点がボケること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、 ０．４〜０．５のものが適している。
る。 Ｎ、Ａ、 ０．４〜０．５のものが適している。
第２においてレンズ３０倍率をｍ’ 、 Ｎ、 Ａ、
ヲｎ’とすると第２図に示したＮ１人、を定める角度ｕ
４とｎ′の間に次式で表わされる関係が一般的に成立す
る。
ヲｎ’とすると第２図に示したＮ１人、を定める角度ｕ
４とｎ′の間に次式で表わされる関係が一般的に成立す
る。
ｓｉｎ （ｕ４） ＝ｎ’ ｆ２ルン
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全而に半導体レーザ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。
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全而に半導体レーザ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２０〜３ ｏ 、 ｎ／は０．４〜０．
５であるから（３）式の右辺の最小値は０．０１３３と
なる。
５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＝ｍｕ３ （４）ここで、
ｍはレンズ２の倍率である。
ｍはレンズ２の倍率である。
式（３）２式（４）より倍率ｍは、次の（５）式で示さ
れる。
れる。
ｍ≦□ （５）０．０１３３
（５）式のｕ２を定めるために第２図の光源ｌ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
軸に出射角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像（ｆａｒ ｆｉｅ
ｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ ）を示している。
導体レーザ光の特性の一例を第３図に示す。第３図は横
軸に出射角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像（ｆａｒ ｆｉｅ
ｌｄ ｐａｔｔｅｒｎ ）を示している。
第３図において、縦方向、横方向の半値幅はそれぞれ３
４．５’、１０°であり、また縦１ ｐ ｍ ｘ横５μ
ｍ程度の発光領域の場合、遠視野像は３４．５°。
４．５’、１０°であり、また縦１ ｐ ｍ ｘ横５μ
ｍ程度の発光領域の場合、遠視野像は３４．５°。
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。 Ｌ７
’（がって、ｕ２はうに設定されることになる。ただし
、半導体レーザ光源ｌの横方向発光領域を３．５μｍか
ら５μｍとしている。
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。 Ｌ７
’（がって、ｕ２はうに設定されることになる。ただし
、半導体レーザ光源ｌ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。
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。
またレンズ２のＮ、 Ａ、は、ｕ２の小さい方の角度３
．５°を取りｓｉｎ ３．５’＝＝ ０．０６より大き
いことは必要である。
．５°を取りｓｉｎ ３．５’＝＝ ０．０６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図は本発明に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。 事 ｌ 旧 ８３ 廻
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。 事 ｌ 旧 ８３ 廻
Claims (1)
- 楕円形状のビームパターン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その横方向の光分布パターン
よりも多く在る上記レーザとオブジェクティブレンズと
の回に配置されたカップリングレンズとからなり、上記
ビームが、上記媒体上に円形状スポットとして収束され
ることを特徴とする光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089104A JPS592241A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089104A JPS592241A (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 |
|---|---|
| JPS592241A true JPS592241A (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=13961577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089104A Pending JPS592241A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592241A (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 JP58089104A patent/JPS592241A/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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