JPS5998329A - 光情報処理装置 - Google Patents
光情報処理装置Info
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- JPS5998329A JPS5998329A JP58200967A JP20096783A JPS5998329A JP S5998329 A JPS5998329 A JP S5998329A JP 58200967 A JP58200967 A JP 58200967A JP 20096783 A JP20096783 A JP 20096783A JP S5998329 A JPS5998329 A JP S5998329A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- semiconductor laser
- laser element
- light
- disk
- Prior art date
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-
- 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
-
- 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
- G11B7/1359—Single prisms
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は光情報処理装置、特に半導体レーザ素子を光源
に用いた光情報処理装置に関する。
に用いた光情報処理装置に関する。
近年、ガスレーザに代わって、半導体レーザ素子を光源
に用いた光情報処理装置の開発が盛んになってきた。光
ディスクはその一例である。光ディスクとは、半導体レ
ーザ素子を用いて円盤（ディスク）に記録されている情
報信号を再生したり、又はディスクに情報を高密度に記
録するものである。すなわち、半導体レーザを用いてデ
ィスク上に情報信号を記録したり再生するためには、半
導体レーザ素子から出たビームを光学系を構成する結合
レンズ及び対物レンズを用いてディスク上に直径１μｍ
程度の円形状の光スポットとして形成しなければならな
い。
に用いた光情報処理装置の開発が盛んになってきた。光
ディスクはその一例である。光ディスクとは、半導体レ
ーザ素子を用いて円盤（ディスク）に記録されている情
報信号を再生したり、又はディスクに情報を高密度に記
録するものである。すなわち、半導体レーザを用いてデ
ィスク上に情報信号を記録したり再生するためには、半
導体レーザ素子から出たビームを光学系を構成する結合
レンズ及び対物レンズを用いてディスク上に直径１μｍ
程度の円形状の光スポットとして形成しなければならな
い。
一般に、半導体レーザ素子は、その発光領域の縦横比が
異なるため、ビームの拡がり角が非等方的である。この
半導体レーザビームの拡がり角は、半導体レーザ素子の
構造によって異なっている。
異なるため、ビームの拡がり角が非等方的である。この
半導体レーザビームの拡がり角は、半導体レーザ素子の
構造によって異なっている。
即ち、第１図に示す如く半導体レーザ素子からのビーム
の遠視野像における出射光分布の水平方向及び垂直方向
のｅ での角度をそれぞれθ４．θ□とすると、例えば Ｃ８Ｐ型半導体レーザでは θ／ ” ８ ： θ工＝２４°及びθよ／θ／−３
・・・（１）となる。また、ＢＨ型半導体レーザではθ
７＝１６°、θよ＝３２°及びθよ／θ７＝２ ・・・
（２）であり、Ｂ Ｈ型レーザではビーム拡がり角の比
θよ／θ７は２．Ｃ８Ｐ型レーザでは３となっている。
の遠視野像における出射光分布の水平方向及び垂直方向
のｅ での角度をそれぞれθ４．θ□とすると、例えば Ｃ８Ｐ型半導体レーザでは θ／ ” ８ ： θ工＝２４°及びθよ／θ／−３
・・・（１）となる。また、ＢＨ型半導体レーザではθ
７＝１６°、θよ＝３２°及びθよ／θ７＝２ ・・・
（２）であり、Ｂ Ｈ型レーザではビーム拡がり角の比
θよ／θ７は２．Ｃ８Ｐ型レーザでは３となっている。
なお、第１図の横軸は広がり角、その縦軸は光強度であ
る。第２図は上述した半導体レーザ素子のビーム拡がり
角が等方向でない場合に、ディスク上に直径１μｍφ
程度の等方向スポットを形成するための従来の光情報処
理装置の一例を示している。
る。第２図は上述した半導体レーザ素子のビーム拡がり
角が等方向でない場合に、ディスク上に直径１μｍφ
程度の等方向スポットを形成するための従来の光情報処
理装置の一例を示している。
第２図において、半導体レーザ素子１の一方の端面から
出た等方でない拡がり角をもったビームは結合レンズ２
、対物レンズ３番こよってディスク４上に光スポット５
が形成される。光検出器６は半導体レーザ素子１の光出
力を検出する手段である。なお、Ａは光軸である。第２
図において、結合レンズ２の開口数ＮＡは、半導体レー
ザ１とレンズ２とのなす半画角θとすると、 ＮＡ＝ｓｉｎθ ・・・・・・・・・（
３）の関係がある。また半導体レーザ素子１のビーム拡
がり角について、上述したように水平方向及び垂直方向
のｅ−２での大きさを０７及びθ工とすると、このよう
な半導体レーザ素子を用いてディスク４上に等方向なス
ポット５を形成するためには。
出た等方でない拡がり角をもったビームは結合レンズ２
、対物レンズ３番こよってディスク４上に光スポット５
が形成される。光検出器６は半導体レーザ素子１の光出
力を検出する手段である。なお、Ａは光軸である。第２
図において、結合レンズ２の開口数ＮＡは、半導体レー
ザ１とレンズ２とのなす半画角θとすると、 ＮＡ＝ｓｉｎθ ・・・・・・・・・（
３）の関係がある。また半導体レーザ素子１のビーム拡
がり角について、上述したように水平方向及び垂直方向
のｅ−２での大きさを０７及びθ工とすると、このよう
な半導体レーザ素子を用いてディスク４上に等方向なス
ポット５を形成するためには。
θくθ７〈θよ ・・・・・・・・・（４
）となるように結合レンズ２の開口数ＮＡを選ばなけれ
ばならない。すなわち、結合レンズ２の開口数を小さく
し、軸外の光線を遮断して、光軸Ａ（θ＝０）付近のみ
のビームを用いて、結合レンズ２から出た光の強度分布
を等方向にさせる必要がある。第１図に示すビームの広
がり角と第（１）、（３）及び（４）式より、ｃｓｐ型
レーザではとすると、結合レンズ２を通った後のビーム
はほぼ等方向になり、したがって、ディスク４上に等方
向なスポット５が形成される。
）となるように結合レンズ２の開口数ＮＡを選ばなけれ
ばならない。すなわち、結合レンズ２の開口数を小さく
し、軸外の光線を遮断して、光軸Ａ（θ＝０）付近のみ
のビームを用いて、結合レンズ２から出た光の強度分布
を等方向にさせる必要がある。第１図に示すビームの広
がり角と第（１）、（３）及び（４）式より、ｃｓｐ型
レーザではとすると、結合レンズ２を通った後のビーム
はほぼ等方向になり、したがって、ディスク４上に等方
向なスポット５が形成される。
しかし、かかる構成では半導体レーザ素子から出射され
た光線の一部しかディスク上に照射されないので、レー
ザ素子の光利用効率が悪い。特に。
た光線の一部しかディスク上に照射されないので、レー
ザ素子の光利用効率が悪い。特に。
記録を行なうような場合には、ディスクに設けられた金
属薄膜を溶解し、穴を形成しなければならないので、再
生を行なう場合より数倍の光量を必要とする。また、半
導体レーザ素子は、ある一定以上の光量をだすと寿命が
短かくなる。従って、半導体レーザ素子を用いた光情報
処理装置においては、レーザ素子の光利用効率を高め、
できるだけ光出力を少なくおさえることが、寿命及び信
頼性の面からぜひ必要なのである。
属薄膜を溶解し、穴を形成しなければならないので、再
生を行なう場合より数倍の光量を必要とする。また、半
導体レーザ素子は、ある一定以上の光量をだすと寿命が
短かくなる。従って、半導体レーザ素子を用いた光情報
処理装置においては、レーザ素子の光利用効率を高め、
できるだけ光出力を少なくおさえることが、寿命及び信
頼性の面からぜひ必要なのである。
また、通常、ディスクは約１ｍｍ程度の上下ぶれをしな
がら回転している。この回転ディスクの上下ぶれにかか
わらず、スポットの径が変化しないためには、焦点ずれ
の信号を光学的に検出して自動焦点を行なう必要がある
。
がら回転している。この回転ディスクの上下ぶれにかか
わらず、スポットの径が変化しないためには、焦点ずれ
の信号を光学的に検出して自動焦点を行なう必要がある
。
さて、第２図に示す構成において、半導体レーザ素子１
にディスク４からの反射光が帰還すると、ディスクから
の反射光の強弱に応じて半導体レーザ１の出力が増減す
るので、ディスク４の情報を光検出器６の出力によって
再生できる。この技術は４？開昭４９−６９００８号公
報に記載されている。
にディスク４からの反射光が帰還すると、ディスクから
の反射光の強弱に応じて半導体レーザ１の出力が増減す
るので、ディスク４の情報を光検出器６の出力によって
再生できる。この技術は４？開昭４９−６９００８号公
報に記載されている。
一方、光ビームのディスク上からの焦点のずれを検出す
るため、光源あるいはレンズをその光軸方向に微小振動
させ、レーザ出力を同期検波することで、焦点ずれを検
出する技術が特開昭５３−１７７０６号公報で提案され
ている。しかし、この技術による自動焦点制御引き込み
範囲は狭いという欠点がある。第３図は第２図に示す構
成において、結合レンズ２の開口数ＮＡが０．１のとき
。
るため、光源あるいはレンズをその光軸方向に微小振動
させ、レーザ出力を同期検波することで、焦点ずれを検
出する技術が特開昭５３−１７７０６号公報で提案され
ている。しかし、この技術による自動焦点制御引き込み
範囲は狭いという欠点がある。第３図は第２図に示す構
成において、結合レンズ２の開口数ＮＡが０．１のとき
。
ディスク４を光軸方向に沿って微少に移動したときの半
導体レーザ素子１からの出力変化を示したものである。
導体レーザ素子１からの出力変化を示したものである。
第３図から明らかなように結合レンズ２の開口数ＮＡが
０．１と非常に小さいときは、自動焦点引き込み範囲は
１０μｍしかないことがわかる。これはディスクの変位
によって、レーザ素子端面附近の反射戻り光スポツト焦
点位置が大きく変化してしまうためである。すなわち、
焦点ずれによるレーザ素子端面上の反射戻り光スポット
のぼけが著しく、このために自動焦点引き込み範囲が１
０μｍという小さな数になってしまうのである。このよ
うに半導体レーザ素子にディスクからの反射光を帰還さ
せる光情報処理装置では上述したように引き込み範囲が
小さいという欠点をもっている。このため、自動焦点制
御が困難であり、上下ぶれの大きなディスクからの情報
再生はできないという欠点があった。
０．１と非常に小さいときは、自動焦点引き込み範囲は
１０μｍしかないことがわかる。これはディスクの変位
によって、レーザ素子端面附近の反射戻り光スポツト焦
点位置が大きく変化してしまうためである。すなわち、
焦点ずれによるレーザ素子端面上の反射戻り光スポット
のぼけが著しく、このために自動焦点引き込み範囲が１
０μｍという小さな数になってしまうのである。このよ
うに半導体レーザ素子にディスクからの反射光を帰還さ
せる光情報処理装置では上述したように引き込み範囲が
小さいという欠点をもっている。このため、自動焦点制
御が困難であり、上下ぶれの大きなディスクからの情報
再生はできないという欠点があった。
一方、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ることが考えられている。
けるために円筒レンズを用いることが考えられている。
しかし、円筒レンズは工作上の精度が出に＜＜、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。
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。
［発明の目的〕
本発明は、上述した欠点を解決し、ディスク上に等方的
なスポットを簡単な光学系で光利用効率よく形成するこ
とが可能な光情報処理装置を提供することを目的とする
。
なスポットを簡単な光学系で光利用効率よく形成するこ
とが可能な光情報処理装置を提供することを目的とする
。
かかる８的を達成するために、本発明においては、半導
体レーザ素子からのビームを情報記録媒体に導く光学系
中にビーム変換用のプリズムを具備せしめたことを特徴
きする。即ち、本発明はディスク上の光スポットが等方
形状になるという結合レンズの条件である第（４）技を
無視して、結合レンズの開口数を大きくすることによっ
て半導体レーザ素子からの非等方形状のビームを殆んど
すべて結合レンズに入射させる々共に、結合レンズの後
段にプリズムを配置することにより、結合レンズを通過
した等方的でないビームを等方向形状のビームに変換せ
しめるのである。さらに、本発明ではこのプリズムと、
ディスクからの反射光を取り出すための光学素子を一体
化し、プリズムの挿入による光の反射損失を少なくして
、光の利用効率をさらに向上せしめる。
体レーザ素子からのビームを情報記録媒体に導く光学系
中にビーム変換用のプリズムを具備せしめたことを特徴
きする。即ち、本発明はディスク上の光スポットが等方
形状になるという結合レンズの条件である第（４）技を
無視して、結合レンズの開口数を大きくすることによっ
て半導体レーザ素子からの非等方形状のビームを殆んど
すべて結合レンズに入射させる々共に、結合レンズの後
段にプリズムを配置することにより、結合レンズを通過
した等方的でないビームを等方向形状のビームに変換せ
しめるのである。さらに、本発明ではこのプリズムと、
ディスクからの反射光を取り出すための光学素子を一体
化し、プリズムの挿入による光の反射損失を少なくして
、光の利用効率をさらに向上せしめる。
第４図は、ディスクの位置と光出力との関係を示す図で
ある。即ち、第２図に示した構成において、ディスク４
上の光スポット５が等方形状になるという結合レンズの
条件である第（４）式を無視して、結合レンズ２の開口
数ＮＡを太き（（ＮＡ＝０．５）Ｌ、ディスク４を光軸
方向に沿って微小に移動したときの半導体レーザ素子か
らの光出力の変化を示したものである。第４図から明ら
かなように引き込み範囲は１００μｍとなっている。
ある。即ち、第２図に示した構成において、ディスク４
上の光スポット５が等方形状になるという結合レンズの
条件である第（４）式を無視して、結合レンズ２の開口
数ＮＡを太き（（ＮＡ＝０．５）Ｌ、ディスク４を光軸
方向に沿って微小に移動したときの半導体レーザ素子か
らの光出力の変化を示したものである。第４図から明ら
かなように引き込み範囲は１００μｍとなっている。
即ち、結合レンズの開口数を大きくすることにより、デ
ィスクの変位による反射戻り光スポツト焦点位置の変化
が小さくなり、自動焦点の引き込み範囲が、拡大されて
いるのである。このために、上記結合レンズ２の開口数
Ｎ Ａ （＝ ｓｉｎθ）はθ７〈θ↓ ≦θ
・・・・・・・・・（６）となるように設定
されるのである。
ィスクの変位による反射戻り光スポツト焦点位置の変化
が小さくなり、自動焦点の引き込み範囲が、拡大されて
いるのである。このために、上記結合レンズ２の開口数
Ｎ Ａ （＝ ｓｉｎθ）はθ７〈θ↓ ≦θ
・・・・・・・・・（６）となるように設定
されるのである。
第（６）式は前述の第（４）式とは全く逆になっている
。
。
而して、第（６）式に示される如く、結合レンズは。
開口数が大きければ大きいほど自動焦点引き込み、範囲
が大きくなり、ディスクの上下ぶれに対して完全な自動
焦点が実現できることとなる。しかし、実際には、第１
図に示す遠視野像のｅ での垂直方向の拡がりの角度θ
上がほぼ結合レンズの開口数Ｎ Ａ （＝ ｓｉｎθ）
を満足すれば実質的に半導体レーザ素子からのビームを
殆んど結合レンズに入射させるこ々Ｌなる。したがって
、実効的には、θ７ 〈θ ≦θエ
曲・・・・・（カを満足すればよいのである
。
が大きくなり、ディスクの上下ぶれに対して完全な自動
焦点が実現できることとなる。しかし、実際には、第１
図に示す遠視野像のｅ での垂直方向の拡がりの角度θ
上がほぼ結合レンズの開口数Ｎ Ａ （＝ ｓｉｎθ）
を満足すれば実質的に半導体レーザ素子からのビームを
殆んど結合レンズに入射させるこ々Ｌなる。したがって
、実効的には、θ７ 〈θ ≦θエ
曲・・・・・（カを満足すればよいのである
。
而して、第２図に示した構成において、結合レンズの開
口数ＮＡ（ｓｉｎθ）を第（７）式を満足するように選
べば、焦点の引き込み範囲を大きくすることができる。
口数ＮＡ（ｓｉｎθ）を第（７）式を満足するように選
べば、焦点の引き込み範囲を大きくすることができる。
しかも、結合レンズの開口数が大きくなると、半導体レ
ーザ素子からのビームがそれだけ多く結合レンズに入射
されるので、レーザ素子の光の利用効率が高くなるので
ある。しかし、第（７）式を満足する結合レンズ２を通
過した光ビームは等方向でないので光スポット５も等方
向でなくな−てしまう。そこで本発明においてはこれを
解決するために第５図に示すように、第（７）式を満足
する結合レンズ２の後段にプリズム７の形状を示す。第
９図において、プリズムはその頂角をθ。
ーザ素子からのビームがそれだけ多く結合レンズに入射
されるので、レーザ素子の光の利用効率が高くなるので
ある。しかし、第（７）式を満足する結合レンズ２を通
過した光ビームは等方向でないので光スポット５も等方
向でなくな−てしまう。そこで本発明においてはこれを
解決するために第５図に示すように、第（７）式を満足
する結合レンズ２の後段にプリズム７の形状を示す。第
９図において、プリズムはその頂角をθ。
屈折率をＮとする直角プリズムとし、入射角を０１、入
射ビーム径工と、屈折ビーム径Ｏの比をｍ＝１きすると
、これらは、それぞれ次式で与えられる。
射ビーム径工と、屈折ビーム径Ｏの比をｍ＝１きすると
、これらは、それぞれ次式で与えられる。
但しｍは使用する半導体レーザ素子の構造によって設定
される。即ち、プリズム７は半導体レーザ素子からのビ
ームの拡がりの水平方向を伸長せしめてその垂直方向と
一致させて、等方向なビームに変換する。したがって、
半導体レーザ素子からのビームを殆んど結合レンズに入
射させた場合、等方向なビームを得るためには％ｍをビ
ームの拡がり角の比θよ ／θ７ と一致させる必要が
ある。
される。即ち、プリズム７は半導体レーザ素子からのビ
ームの拡がりの水平方向を伸長せしめてその垂直方向と
一致させて、等方向なビームに変換する。したがって、
半導体レーザ素子からのビームを殆んど結合レンズに入
射させた場合、等方向なビームを得るためには％ｍをビ
ームの拡がり角の比θよ ／θ７ と一致させる必要が
ある。
例えば、ＢＨ型半導体レーザ素子を用いる場合は第（２
）式によりｍ ＝ ２、ＣＡＰ型半導体レーザ素子を用
いる場合は第（１）式よりｍ＝３である。したがって、
プリズム７の素材としてＢＫ７（Ｎ＝１．５１０）を用
いると、プリズムは、第（８）より、Ｂ Ｉ（型半導体
レーザ素子用には Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子用には となる。また、プリズムの素材として５Ｆ−１１（Ｎ＝
１，７６４）を用いると、 Ｂ Ｈ型半導体レーザ素子用には ＣＳ Ｐ型半導体レーザ素子用には となる。
）式によりｍ ＝ ２、ＣＡＰ型半導体レーザ素子を用
いる場合は第（１）式よりｍ＝３である。したがって、
プリズム７の素材としてＢＫ７（Ｎ＝１．５１０）を用
いると、プリズムは、第（８）より、Ｂ Ｉ（型半導体
レーザ素子用には Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子用には となる。また、プリズムの素材として５Ｆ−１１（Ｎ＝
１，７６４）を用いると、 Ｂ Ｈ型半導体レーザ素子用には ＣＳ Ｐ型半導体レーザ素子用には となる。
したがって、第（２）式で表わされるビーム拡がり角を
もつＢＨ型半導体レーザ素子については第（９）式又は
第（１１）式で表わされるプリズム７を、第（１）式で
表わされるビーム拡がり角をもつＣ８Ｐ型半導体レーザ
素子については、第（１０）式又は第（１２）式で表わ
されるプリズム７を第５図において結合レンズ２の直後
に挿入することによって、等方的なビームに変換するこ
吉が可能となる。この等方になった光ビームは対物レン
ズ３によってディスク４上に等方なスポットとして照射
される。しかして、縦、横比の異なる発光領域を有する
半導体レーザ素子からのビームの一部を遮断することな
く、ディスク上に等方的なスポットとして照射すること
が可能となる。しかもプリズムを使用しているために、
収差が生じない。本実施例の如く半導体レーザ素子１の
一方の端面から出たビームをディスクで反射させて、そ
の反射光を上記端面に帰還させる構成においては、結合
レンズ２の開口数を大きくしている為に第４図に示すよ
うに自動焦点の引き込み範囲は拡大されている。
もつＢＨ型半導体レーザ素子については第（９）式又は
第（１１）式で表わされるプリズム７を、第（１）式で
表わされるビーム拡がり角をもつＣ８Ｐ型半導体レーザ
素子については、第（１０）式又は第（１２）式で表わ
されるプリズム７を第５図において結合レンズ２の直後
に挿入することによって、等方的なビームに変換するこ
吉が可能となる。この等方になった光ビームは対物レン
ズ３によってディスク４上に等方なスポットとして照射
される。しかして、縦、横比の異なる発光領域を有する
半導体レーザ素子からのビームの一部を遮断することな
く、ディスク上に等方的なスポットとして照射すること
が可能となる。しかもプリズムを使用しているために、
収差が生じない。本実施例の如く半導体レーザ素子１の
一方の端面から出たビームをディスクで反射させて、そ
の反射光を上記端面に帰還させる構成においては、結合
レンズ２の開口数を大きくしている為に第４図に示すよ
うに自動焦点の引き込み範囲は拡大されている。
なお、第５図において、半導体レーザ素子１からのビー
ムは、図の矢印で示すようにＰ偏光（偏光面が紙面に平
行に振動している）に設定されでいる。
ムは、図の矢印で示すようにＰ偏光（偏光面が紙面に平
行に振動している）に設定されでいる。
第６図は、本発明の他の実施例の構成を示す図であり、
第５図と同一符号は同−又は均等部分を示す。第６図の
実施例では、第５図の実施例と異なり、ビームの拡がり
の垂直方間を縮少して、その水平方向と一致するように
した場合であり、プリズム７の入射面が、第５図の実施
例とは逆に配置されている。即ち、半導体レーザ素子１
からのビームは、図の黒丸で示す如くＳ偏光（偏光面が
紙面に垂直に振動している）に設定され、これがズム７
に入射されるのである。かくすることにより、対物レン
ズ３の小型化が可能となる。
第５図と同一符号は同−又は均等部分を示す。第６図の
実施例では、第５図の実施例と異なり、ビームの拡がり
の垂直方間を縮少して、その水平方向と一致するように
した場合であり、プリズム７の入射面が、第５図の実施
例とは逆に配置されている。即ち、半導体レーザ素子１
からのビームは、図の黒丸で示す如くＳ偏光（偏光面が
紙面に垂直に振動している）に設定され、これがズム７
に入射されるのである。かくすることにより、対物レン
ズ３の小型化が可能となる。
以上のことから、ビームの偏光は、第７図に示す如く、
垂直方向ではＳ偏光であり、水平方向ではＰ偏光である
。
垂直方向ではＳ偏光であり、水平方向ではＰ偏光である
。
以上の説明においては、半導体レーザ素子の一方の端面
から出たビームをディスクで反射させてその反射光を上
記端面に帰還させることにより、所定情報を記録・再生
する光情報処理装置についてのみ説明したが５本発明は
かかる光情報処理装置に限定されるものではなく、半導
体レーザ素子からのビームをディスクに導く光学系中に
プリズムを設け、このプリズムでディスクからの反射光
を柩り出し、その反射光の変化を光検出器で検出するこ
とにより、所定情報を記録・再生する光情報処理装置に
も適用できる。
から出たビームをディスクで反射させてその反射光を上
記端面に帰還させることにより、所定情報を記録・再生
する光情報処理装置についてのみ説明したが５本発明は
かかる光情報処理装置に限定されるものではなく、半導
体レーザ素子からのビームをディスクに導く光学系中に
プリズムを設け、このプリズムでディスクからの反射光
を柩り出し、その反射光の変化を光検出器で検出するこ
とにより、所定情報を記録・再生する光情報処理装置に
も適用できる。
第８図＋１．かかる光情報処理装置に本発明を適用した
場合の一実施例の構成を示す図である。本実施例では、
第５図に示す実施例の構成において。
場合の一実施例の構成を示す図である。本実施例では、
第５図に示す実施例の構成において。
プリズム７と対物レンズ３との間にプリズム９及デイス
ク４からの反射光を上記プリズム９で取り出し、その反
射光の変化を光検出器１０で検出することが可能となる
。なお、第８図の実施例において、光検出器６はレーザ
光出力を一定に保つ、所謂光出力安定化自動制御のため
のレーザ光出力モニターとして用いられる。
ク４からの反射光を上記プリズム９で取り出し、その反
射光の変化を光検出器１０で検出することが可能となる
。なお、第８図の実施例において、光検出器６はレーザ
光出力を一定に保つ、所謂光出力安定化自動制御のため
のレーザ光出力モニターとして用いられる。
なお、以上の実施例の説明においては、プリズム７の挿
入による反射損失については全く説明しなかったが、プ
リズム７による反射損失ができる限り小さくなるように
、プリズムの屈折率Ｎを選ぶのが望ましい。ここで、第
９図を用いてプリズム７の入射面Ｐ□、出射面Ｐ。にお
ける反射率Ｒ０，Ｒｏについて説明すると、これらはそ
れぞれ次式で与えられる。
入による反射損失については全く説明しなかったが、プ
リズム７による反射損失ができる限り小さくなるように
、プリズムの屈折率Ｎを選ぶのが望ましい。ここで、第
９図を用いてプリズム７の入射面Ｐ□、出射面Ｐ。にお
ける反射率Ｒ０，Ｒｏについて説明すると、これらはそ
れぞれ次式で与えられる。
第１０図及び第１１図は、反射率Ｒ□、Ｒｏとプリズム
の屈折率Ｎとの関係を、第（８）式及び第（１３）式か
ら求めた結果であり、第１０図はｍ ＝ ２の場合、第
１１図はｍ＝３の場合を示す。なお図のＲ８′について
は後述する。プリズムの反射損失はＲｏと几。の和が最
小のときが最も少ない。したがって図からｍ＝２の場合
には屈折率Ｎが１．４程度の材料ｌｍ＝３の場合には、
屈折率Ｎが１．７程度の材料がプリズム素材として最も
好ましいことが判る。
の屈折率Ｎとの関係を、第（８）式及び第（１３）式か
ら求めた結果であり、第１０図はｍ ＝ ２の場合、第
１１図はｍ＝３の場合を示す。なお図のＲ８′について
は後述する。プリズムの反射損失はＲｏと几。の和が最
小のときが最も少ない。したがって図からｍ＝２の場合
には屈折率Ｎが１．４程度の材料ｌｍ＝３の場合には、
屈折率Ｎが１．７程度の材料がプリズム素材として最も
好ましいことが判る。
したがってプリズム７の素材として、ＢＨ型半導体レー
ザ素子用にはＢＮ２（Ｎ＝１．５１０）を、Ｃ８Ｐ型半
導体レーザ素子用には５Ｆ−１１（Ｎ＝１．７６４）を
用いるのが好ましい。
ザ素子用にはＢＮ２（Ｎ＝１．５１０）を、Ｃ８Ｐ型半
導体レーザ素子用には５Ｆ−１１（Ｎ＝１．７６４）を
用いるのが好ましい。
また、プリズム７による反射損失を少なくするために、
プリズム７の入出射面に単層又は多層の反射防止膜をコ
ートすることも有効である。この場合、プリズムの屈折
率Ｎを調整することによって、入射面Ｐ での反射率Ｒ
８を十分小さくし、■ 出射面Ｐ。にのみ反射防止膜をコートすることも可能で
ある。即ち、ＢＨ半導体レーザ素子を用いる場合には、
第１０図から明らかなように、屈折率Ｎを１，６５〜２
゜４５の範囲に設定することにより、反射率Ｒ□を１％
以下にすることが可能である。例えば、プリズム素材と
して５Ｆ−１１を用いれば入射面Ｐ での反射率刊□を
０．００４にす■ ることかできる。一方、Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子を用
いる場合に４ｉ、第１１図から明らかなように屈折率Ｎ
を２．４５〜３．５５の範囲に設定することにより反射
率Ｒ□を１％以下にすることが可能である。例えば、プ
リズム素材としてルチル（ＴｉＯ２）、酸化テルル（Ｔ
ｅＯ２）等の結晶を用いることができる。
プリズム７の入出射面に単層又は多層の反射防止膜をコ
ートすることも有効である。この場合、プリズムの屈折
率Ｎを調整することによって、入射面Ｐ での反射率Ｒ
８を十分小さくし、■ 出射面Ｐ。にのみ反射防止膜をコートすることも可能で
ある。即ち、ＢＨ半導体レーザ素子を用いる場合には、
第１０図から明らかなように、屈折率Ｎを１，６５〜２
゜４５の範囲に設定することにより、反射率Ｒ□を１％
以下にすることが可能である。例えば、プリズム素材と
して５Ｆ−１１を用いれば入射面Ｐ での反射率刊□を
０．００４にす■ ることかできる。一方、Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子を用
いる場合に４ｉ、第１１図から明らかなように屈折率Ｎ
を２．４５〜３．５５の範囲に設定することにより反射
率Ｒ□を１％以下にすることが可能である。例えば、プ
リズム素材としてルチル（ＴｉＯ２）、酸化テルル（Ｔ
ｅＯ２）等の結晶を用いることができる。
さらに、第８図の実施例において（′！、第１２図及び
第１３図に示すようにビーム変換用プリズム７と反射光
取り出し用プリズム９とを一体構造とすることによって
反射損失を少なくすることも可能である。第１２図は、
プリズム７とプリズム９を同じ素材で一体化構成した場
合の一実施例である。図において、７．９が一体化され
たプリズムでいる。一体化によりプリズム７の出射面及
びプリズム９の入射面における反射損失をなくすことが
できる。第１３図はプリズム７七プリズム９を異なる素
材で一体化構成した場合の一実施例である。例えば、プ
リズム９の素材をＢＮ２（Ｎ＝１．５１０）とした場合
、プリズム７吉プリズム９との境界面２０における反射
率Ｒ８′は、Ｎをプリズム７の屈折率として で与えられる。第１Ｏ図及び第１１図にそれぞれｍ＝２
、ｍ ＝ ３のときの反射率Ｒごと屈折率Ｎとの関係を
点線で示した。図から明らかなように、プリズム７によ
る反射損失を大幅に改善することが可能である。例えば
、プリズム７の素材を５Ｆ−１１（Ｎ＝１．７６４ ）
とすれば ＢＨ型半導体レーザ素子用で Ｒ１＝０．００４ Ｂｏ／ ＝ ０．００６ Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子用で Ｒ□＝０．０６７ Ｉｔ、ｏ’ ＝ ０．００６ とすることができる。
第１３図に示すようにビーム変換用プリズム７と反射光
取り出し用プリズム９とを一体構造とすることによって
反射損失を少なくすることも可能である。第１２図は、
プリズム７とプリズム９を同じ素材で一体化構成した場
合の一実施例である。図において、７．９が一体化され
たプリズムでいる。一体化によりプリズム７の出射面及
びプリズム９の入射面における反射損失をなくすことが
できる。第１３図はプリズム７七プリズム９を異なる素
材で一体化構成した場合の一実施例である。例えば、プ
リズム９の素材をＢＮ２（Ｎ＝１．５１０）とした場合
、プリズム７吉プリズム９との境界面２０における反射
率Ｒ８′は、Ｎをプリズム７の屈折率として で与えられる。第１Ｏ図及び第１１図にそれぞれｍ＝２
、ｍ ＝ ３のときの反射率Ｒごと屈折率Ｎとの関係を
点線で示した。図から明らかなように、プリズム７によ
る反射損失を大幅に改善することが可能である。例えば
、プリズム７の素材を５Ｆ−１１（Ｎ＝１．７６４ ）
とすれば ＢＨ型半導体レーザ素子用で Ｒ１＝０．００４ Ｂｏ／ ＝ ０．００６ Ｃ８Ｐ型半導体レーザ素子用で Ｒ□＝０．０６７ Ｉｔ、ｏ’ ＝ ０．００６ とすることができる。
また５以上の実施例の説明においては、ディスクからの
反射光の光量の変化を半導体レーザの他方向からのレー
ザ光の変化きしで検出する場合について述べたが、反射
光の変化を半導体レーザ１の駆動電流の変化として検出
する場合に於ても、本発明が適用できるのは勿論のこと
である。
反射光の光量の変化を半導体レーザの他方向からのレー
ザ光の変化きしで検出する場合について述べたが、反射
光の変化を半導体レーザ１の駆動電流の変化として検出
する場合に於ても、本発明が適用できるのは勿論のこと
である。
以上説明した如く、本発明によれば光源として等方的な
拡がり角をもたない半導体レーザ素子を用いても、ディ
スクに等方的な（円形状）スポットを効率よく形成でき
、しかもプリズムの挟入による光の反射損失も少なく、
光の利用効率を格段に向上させることができる。
拡がり角をもたない半導体レーザ素子を用いても、ディ
スクに等方的な（円形状）スポットを効率よく形成でき
、しかもプリズムの挟入による光の反射損失も少なく、
光の利用効率を格段に向上させることができる。
第１図は、半導体レーザ光の遠視野像を示す図、第２図
は、従来の光情報処理装置を説明するための図、 第３図は、従来の自動焦点の引込み範囲を説明する図、 第４図は、本発明による自動焦点の引き込み範囲を説明
する図、 第５図及び第６図は、本発明の一実施例の構成を示す図
、 第７図は１本発明の詳細な説明する図、第８図は、本発
明の他の実施例の構成を示す図、第９図は、本発明を説
明するための図、第１Ｏ図及び第１１図は、プリズムの
入出射面での反射率き屈折率との関係を示す図、第１２
図及び第１３図は、本発明の他の実施例の要部の構成を
示す図である。 煽 １ 口 ％３ｔ２１ ｙｆＪｓ図 ７ 第 δ 図 第ｑ図 χ １０ 図 ／ ８に７ ５Ｆ−１１２３ χ １１ 日 、 ８に７ ５Ｆ−１１２３ 箇 甫
は、従来の光情報処理装置を説明するための図、 第３図は、従来の自動焦点の引込み範囲を説明する図、 第４図は、本発明による自動焦点の引き込み範囲を説明
する図、 第５図及び第６図は、本発明の一実施例の構成を示す図
、 第７図は１本発明の詳細な説明する図、第８図は、本発
明の他の実施例の構成を示す図、第９図は、本発明を説
明するための図、第１Ｏ図及び第１１図は、プリズムの
入出射面での反射率き屈折率との関係を示す図、第１２
図及び第１３図は、本発明の他の実施例の要部の構成を
示す図である。 煽 １ 口 ％３ｔ２１ ｙｆＪｓ図 ７ 第 δ 図 第ｑ図 χ １０ 図 ／ ８に７ ５Ｆ−１１２３ χ １１ 日 、 ８に７ ５Ｆ−１１２３ 箇 甫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源と、情報記録媒体と、上記光源からの光ビーム
を上記媒体上に収束させる光学系と。 上記媒体からの反射光の光量変化を検出する光検出器と
からなる光情報処理装置において、上記光源が縦、横比
の異なる発光領域を有する半導体レーザ素子であると共
に、上記光学系は、上記レーザ素子から放射された非等
方形状のビームを等方形状のビームｌこ変換する第１の
プリズムと、上記反射光を上記レーザ素子からのビーム
Ｌ分離して取り出すための第２のプリズムとを有し、上
記第２のプリズムが上記第１のプリズムを含んで一体に
構成されていることを特徴とする光情報処理装置。 ２、上記第１のプリズムが８Ｆ−１１からなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光情報処理装置。 ３、 上記第１のプリズムがＢＫ−７からす６ Ｃとを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光情報処理装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200967A JPS5998329A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 光情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200967A JPS5998329A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 光情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5998329A true JPS5998329A (ja) | 1984-06-06 |
| JPS631652B2 JPS631652B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=16433291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200967A Granted JPS5998329A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 光情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5998329A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289018A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | ビ−ム整形光学系 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3877779A (en) * | 1971-09-22 | 1975-04-15 | Dermot John Pierse | Dual magnification microscope |
| JPS50147341A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-26 | ||
| US3969573A (en) * | 1974-02-15 | 1976-07-13 | U.S. Philips Corporation | Apparatus for reading a record carrier on which information is stored in an optically readable structure |
| JPS5184206A (ja) * | 1974-12-09 | 1976-07-23 | Teletype Corp | |
| JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
| JPS6153775A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58200967A patent/JPS5998329A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3877779A (en) * | 1971-09-22 | 1975-04-15 | Dermot John Pierse | Dual magnification microscope |
| US3969573A (en) * | 1974-02-15 | 1976-07-13 | U.S. Philips Corporation | Apparatus for reading a record carrier on which information is stored in an optically readable structure |
| JPS50147341A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-26 | ||
| JPS5184206A (ja) * | 1974-12-09 | 1976-07-23 | Teletype Corp | |
| JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
| JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
| JPS6153775A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289018A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | ビ−ム整形光学系 |
| JPH0533767B2 (ja) * | 1985-10-15 | 1993-05-20 | Konishiroku Photo Ind |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS631652B2 (ja) | 1988-01-13 |
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