JPS60221722A - 記録再生光学系 - Google Patents
記録再生光学系Info
- Publication number
- JPS60221722A JPS60221722A JP59077891A JP7789184A JPS60221722A JP S60221722 A JPS60221722 A JP S60221722A JP 59077891 A JP59077891 A JP 59077891A JP 7789184 A JP7789184 A JP 7789184A JP S60221722 A JPS60221722 A JP S60221722A
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- JP
- Japan
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- optical system
- semiconductor laser
- recording
- objective lens
- aperture
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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
- G11B7/1372—Lenses
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lenses (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】
産業上の利用分野
本発明は、光学的な記録再生を行う為の光学系に関する
ものである。
ものである。
背景技術とその間融点
光学的な記録再生が可能な媒体、例えは光ディスクに情
報を記録する為にはloFFIW前後のパワーが必*’
cあるが、この記録の為の光源として広く使用されてい
る半導体レーザの光出力は20〜3QmW前後とあまり
大きくない。この為に、半導体レーザからの光出力を有
効に利用しなければならず、光学系には高い結合効率が
要求される。
報を記録する為にはloFFIW前後のパワーが必*’
cあるが、この記録の為の光源として広く使用されてい
る半導体レーザの光出力は20〜3QmW前後とあまり
大きくない。この為に、半導体レーザからの光出力を有
効に利用しなければならず、光学系には高い結合効率が
要求される。
一方、元ディスクに記録されている情報を再生する場合
は、ビームがレンズに均一に入射すればするほど高い再
生性能を得ることができる。第1図はこのことを示して
おり、レンズの口径2人がビームの直径2Wに比べて小
さく、A/Wが小さいほどMTFが高い。
は、ビームがレンズに均一に入射すればするほど高い再
生性能を得ることができる。第1図はこのことを示して
おり、レンズの口径2人がビームの直径2Wに比べて小
さく、A/Wが小さいほどMTFが高い。
つまり、高い再生性能を得ることき高い結合効率を得る
こととは、互いに相反する要件である。
こととは、互いに相反する要件である。
この為に、双方の条件を満たし、しかも各光学素子の光
学定数の固体差にも対応できる様に構成されている記録
再生光学系は、今のところ知られていない。
学定数の固体差にも対応できる様に構成されている記録
再生光学系は、今のところ知られていない。
発明の目的
本発明は、この様な問題点に鑑み、所定の再生性能と結
合効率とを■し、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系を提供するこ
とを目的としている。
合効率とを■し、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系を提供するこ
とを目的としている。
発明の概要
本発明は、単−横モードの発振を行い活性層に垂直及び
平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ工及びθ〃 で
ある半導体レーザと、焦点距離fCを有するコリメート
レンズと、互いに直交する2方向の拡大倍率の比が1:
βであるアナモルフィック光学素子き、焦点距離f。、
開口ItNAo及び口径2Ao を有する対物レンズと
を夫々具備し、前記半導体レーザから放射され前記コリ
メートレンズ及び前記アナモルフィック光学素子を通過
して前記対物レンズに入射するビームの前記活性層に垂
直及び平行な夫々の面内での直径2W土及び2W〃 と
前記口径との比A/W土及びA / Wpが所定の値f
i工及びfi、に対して、 Ao/Wll≦fi□ Ao/W、、≦目。
平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ工及びθ〃 で
ある半導体レーザと、焦点距離fCを有するコリメート
レンズと、互いに直交する2方向の拡大倍率の比が1:
βであるアナモルフィック光学素子き、焦点距離f。、
開口ItNAo及び口径2Ao を有する対物レンズと
を夫々具備し、前記半導体レーザから放射され前記コリ
メートレンズ及び前記アナモルフィック光学素子を通過
して前記対物レンズに入射するビームの前記活性層に垂
直及び平行な夫々の面内での直径2W土及び2W〃 と
前記口径との比A/W土及びA / Wpが所定の値f
i工及びfi、に対して、 Ao/Wll≦fi□ Ao/W、、≦目。
の関係を有すると共に結合効率ダか所定の値ηdに対し
て、 ダ≧ηd の関係を有し、前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系に於いて、M= fc/
f、とβとが、 M≧NAo/(aibθx ・f IJL) −’M−
β≧NA o / (gmθp・fi//)M2・β≦
0 、74 NA o /(a+nθ□、smf)p、
1d)の関係を満たす様に構成されていることを特徴と
する記録再生光学系に係るもあである。
て、 ダ≧ηd の関係を有し、前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系に於いて、M= fc/
f、とβとが、 M≧NAo/(aibθx ・f IJL) −’M−
β≧NA o / (gmθp・fi//)M2・β≦
0 、74 NA o /(a+nθ□、smf)p、
1d)の関係を満たす様に構成されていることを特徴と
する記録再生光学系に係るもあである。
実施例
以下、本発明の一実施例を第2図〜第5図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第2図は、本実施例の構成を示している。半導体レーザ
1は単−横モードの発振を行い、この半導体レーザ1か
ら放射されるビーム2の強度は光軸に垂直な断面上でガ
ウス分布に近い分布をしている。
1は単−横モードの発振を行い、この半導体レーザ1か
ら放射されるビーム2の強度は光軸に垂直な断面上でガ
ウス分布に近い分布をしている。
半導体レーザ1から放射されるビーム2のビーム半径の
先端つまりビーム2の強度が光軸上の値の1/e2にな
る点を通る光線が光軸と成す角度は、半導体レーザ1の
活性層3に垂直及び平行な夫々の面内でθ1及びθ〃(
θ□〉θ〃)であり、光軸に垂直な方向でのビーム2の
断面は楕円形を成している。
先端つまりビーム2の強度が光軸上の値の1/e2にな
る点を通る光線が光軸と成す角度は、半導体レーザ1の
活性層3に垂直及び平行な夫々の面内でθ1及びθ〃(
θ□〉θ〃)であり、光軸に垂直な方向でのビーム2の
断面は楕円形を成している。
この為に、焦点距離がfcで且つ開口数がNAcである
コリメートレンズ4を通過したビーム2は、プリズムや
レンズ等のアナモルフィック光学素子5によってより円
形に近い断面形状とされる。本実施例で使用するアナモ
ルフィック光学素子5は、互いに直交する2方向の内の
一方では倍率β(≧1)の拡大機能を有しており、他方
では拡大櫨a話を有していない。
コリメートレンズ4を通過したビーム2は、プリズムや
レンズ等のアナモルフィック光学素子5によってより円
形に近い断面形状とされる。本実施例で使用するアナモ
ルフィック光学素子5は、互いに直交する2方向の内の
一方では倍率β(≧1)の拡大機能を有しており、他方
では拡大櫨a話を有していない。
アナモルフィック光学素子5を通過したビーム2のビー
ム半径は、活性層3に垂面及び平行な夫々の面内でW土
及びWp となっている。そして、このビーム2は、焦
点距離がf。で且っ開口数がNAoである対物レンズ6
によって収束されて、光ディスク1の記録面に入射する
。
ム半径は、活性層3に垂面及び平行な夫々の面内でW土
及びWp となっている。そして、このビーム2は、焦
点距離がf。で且っ開口数がNAoである対物レンズ6
によって収束されて、光ディスク1の記録面に入射する
。
ところで、半導体レーザ1と対物レンズ6との選定には
自由度があまりないのが一般的である。
自由度があまりないのが一般的である。
また、コリメートレンズ4の口径2 Ac(= 2 f
、・NA、 )を対物レンズ6の口径2 Ao(= 2
fo、NAo)よりも大きくすれば、光学系の再生性
能は、対物レンズ6の口径2Ao とこの対物レンズ6
へ入射するビーム2の直径2 W土、2W、との比によ
って決定される。
、・NA、 )を対物レンズ6の口径2 Ao(= 2
fo、NAo)よりも大きくすれば、光学系の再生性
能は、対物レンズ6の口径2Ao とこの対物レンズ6
へ入射するビーム2の直径2 W土、2W、との比によ
って決定される。
従って、これらの比と光学系の結合効率lとが、夫々所
定の値であるfi土、fi、及びηd に対゛して、A
o/wL≦fi□・・・・・・・・・・・・・・・■A
o/W、、≦fi、−・・・・・・・・・・・・・■η
≧ηd・・・・・・・・・・・・・・・■の関係を満
たす様にする為には、コリメートレンズ4とアナモルフ
ィック光学素子5との夫々の光学定数を適当な値に選定
すればよい。
定の値であるfi土、fi、及びηd に対゛して、A
o/wL≦fi□・・・・・・・・・・・・・・・■A
o/W、、≦fi、−・・・・・・・・・・・・・■η
≧ηd・・・・・・・・・・・・・・・■の関係を満
たす様にする為には、コリメートレンズ4とアナモルフ
ィック光学素子5との夫々の光学定数を適当な値に選定
すればよい。
上記の00式は、夫々
人o/W、= f Q ’ NkQ/CBruθl”
C)≦’1JLAo/Ws = f o−NAo/(=
θ〃・【o・β)、6(i、。
C)≦’1JLAo/Ws = f o−NAo/(=
θ〃・【o・β)、6(i、。
となるので、M == f o/ f o とすると、
これらの式%式% 一方、強度分布がガウス形であるビーム2を使用する場
合の光学系の結合効率ηは、活性層3に垂直な方向をX
方向とし平行な方向をy方向とすると、 cdxdyexp(−2・((A/w)X−X)2)・
eXp(−2・((A/w)、・y)2)・・・・・・
・・・■ A(、:4≦1 と表わされる。
これらの式%式% 一方、強度分布がガウス形であるビーム2を使用する場
合の光学系の結合効率ηは、活性層3に垂直な方向をX
方向とし平行な方向をy方向とすると、 cdxdyexp(−2・((A/w)X−X)2)・
eXp(−2・((A/w)、・y)2)・・・・・・
・・・■ A(、:4≦1 と表わされる。
第3図は、0式からめた結合効率ηの等高線を示してい
る。そして第4図は、0式を。
る。そして第4図は、0式を。
ダ=0.86X (A/W)x・(A/W)y ・・・
・・・・・・■の式で近似してめた結合効率ダの等高融
を示している。
・・・・・・■の式で近似してめた結合効率ダの等高融
を示している。
第4図中の点線は0式に対する■式の誤差が2−以下の
範囲を示しており、A/Wが略1.12以下である。ま
た第4図中の一点鎖線は誤差がIIs以下の範囲を示し
ており、A/Wが略1.10以下である。そこで、■式
を用いると、0式はM2・/、4 o、74 NAo
/ (sinθ□・trmerq tl )−−−=
■となる。
範囲を示しており、A/Wが略1.12以下である。ま
た第4図中の一点鎖線は誤差がIIs以下の範囲を示し
ており、A/Wが略1.10以下である。そこで、■式
を用いると、0式はM2・/、4 o、74 NAo
/ (sinθ□・trmerq tl )−−−=
■となる。
つまり、対物レンズ6の焦点距Mfo に対するコリメ
ートレンズ4の焦点距離f。の比であるMと、アナモル
フィック光学素子5の拡大倍率であるIとを、000式
を満たす様に選定すれば、光学系の再生性能及び結合効
率の条件である000式を満たすことができる。
ートレンズ4の焦点距離f。の比であるMと、アナモル
フィック光学素子5の拡大倍率であるIとを、000式
を満たす様に選定すれば、光学系の再生性能及び結合効
率の条件である000式を満たすことができる。
第5図は、上記の000式によってめたM及びβの値を
示している。ここでは、a。= 0.50、fi、≦0
.80、f i //≦1.00 及びηd≧0.50
とし、ビーム放射角が互いに異なる3個の半導体レーザ
I A% I Bs 10を使用した。
示している。ここでは、a。= 0.50、fi、≦0
.80、f i //≦1.00 及びηd≧0.50
とし、ビーム放射角が互いに異なる3個の半導体レーザ
I A% I Bs 10を使用した。
半導体レーザ1Aのビーム放射角の半値食中つまりビー
ム2の強度が光軸上の値の1/2になる全角は、活性層
3に垂直及び平行な夫々の面内で19.00”及び8.
50°である。また、半導体レーザ1Bについては23
.50”及び10.50”であり、半導体レーザ1Cで
は31.50°及び12゜00°である。なお、上述の
角度θ工及びθ〃は、これらの半値食中に夫々0.84
7を乗することlζよって得ることができる。
ム2の強度が光軸上の値の1/2になる全角は、活性層
3に垂直及び平行な夫々の面内で19.00”及び8.
50°である。また、半導体レーザ1Bについては23
.50”及び10.50”であり、半導体レーザ1Cで
は31.50°及び12゜00°である。なお、上述の
角度θ工及びθ〃は、これらの半値食中に夫々0.84
7を乗することlζよって得ることができる。
第5図に於いて、直線11はfi上=0.80に、曲線
12はHa = 1−00に、曲線13はη、=0.5
0に、また曲線14はβ・=1に夫々対応しており、こ
れらの直線及び曲線11〜14に囲まれている範囲が、
各々の半導体レーザlAs1Bs10についてのM及び
βの範囲である。
12はHa = 1−00に、曲線13はη、=0.5
0に、また曲線14はβ・=1に夫々対応しており、こ
れらの直線及び曲線11〜14に囲まれている範囲が、
各々の半導体レーザlAs1Bs10についてのM及び
βの範囲である。
従って、第5図から明らかな様に、M=2.26及びβ
=1.79とすれば、半導体レーザI As I B−
10の何れを使用した場合でも、■■■式で示される所
定の再生性能と結合効率とを得ることができる。
=1.79とすれば、半導体レーザI As I B−
10の何れを使用した場合でも、■■■式で示される所
定の再生性能と結合効率とを得ることができる。
発明の効果
上述の如く、本発明による記録再生光学系は、対物レン
ズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比
と、アナモルフィック光学素子の拡大倍率とが、所定の
式を満たす様に構成されているので、所定の再生性能と
結合効率とを有することができ、しかも各光学素子の光
学定数の固体差にも対応することができる。
ズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比
と、アナモルフィック光学素子の拡大倍率とが、所定の
式を満たす様に構成されているので、所定の再生性能と
結合効率とを有することができ、しかも各光学素子の光
学定数の固体差にも対応することができる。
第1図はレンズ径及びビーム径の比と再生性能との関係
を示すグラフ、第2図は本発明の一実施例を示す概略的
な側面図、第3図はレンズ径及びビーム径の比と結合効
率との関係を示すグラフ、第4図は草3図の関係を近似
的に示すグラフ、第5図は本発明の一実施例の光学定数
を示すグラフである〇 なお図面に用いられている符号に於いて、1 ・・・・
・・・・・・・・・・・半導体レーザ2 ・・・・・・
・・・・・・・・・ビーム3・・・・・・・・・・・・
・・・活性層4 ・・・・・・・・・・・・・・・コリ
メートレンズ5・・・・・・・・・・・・・・・アナモ
ルフィック光学素子6・・・・・・・・・・・・・・・
対物レンズである。 代理人 上屋 勝 〃 常包芳男 第1図 !2聞周瀘教C”M’!−タ7酎1()第3図 09 (A/W)x 第4図 (A/W)Y 第5図
を示すグラフ、第2図は本発明の一実施例を示す概略的
な側面図、第3図はレンズ径及びビーム径の比と結合効
率との関係を示すグラフ、第4図は草3図の関係を近似
的に示すグラフ、第5図は本発明の一実施例の光学定数
を示すグラフである〇 なお図面に用いられている符号に於いて、1 ・・・・
・・・・・・・・・・・半導体レーザ2 ・・・・・・
・・・・・・・・・ビーム3・・・・・・・・・・・・
・・・活性層4 ・・・・・・・・・・・・・・・コリ
メートレンズ5・・・・・・・・・・・・・・・アナモ
ルフィック光学素子6・・・・・・・・・・・・・・・
対物レンズである。 代理人 上屋 勝 〃 常包芳男 第1図 !2聞周瀘教C”M’!−タ7酎1()第3図 09 (A/W)x 第4図 (A/W)Y 第5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 単−横モードの発振を行い活性層に垂直及び平行な夫々
の面内でのビーム放射角がθ工及びθNである半導体レ
ーザと、焦点距離fCを有するコリメートレンズと、互
いに直交する2方向の拡大倍率の比が1:βであるアナ
モルフィック光学素子と、焦点距離f0、開口数凧。及
び口径2Aoを有する対物レンズとを夫々具備し、前記
半導体レーザから放射され前記コリメートレンズ及び前
記アナモルフィック光学素子を通過してml記対物レン
ズに入射するビームの前記活性層に垂直及び平行な夫々
の面内での直径2 WJL及び2 VVttと前記口径
との比A0/W工及びAo/W7yが所定の値口よ及び
f轟Iに対して、 人。/W工≦f1□ YAA0/WI≦fiI の関係を有すると共に結合効率ダが所定の値ηdに対し
て、 ダ≧ ダd の関係を有し、前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系に於いて、M=fc/fo
とβとが、 M≧NAo / (sunθ1・fjl)M−/≧NA
、/(s=ep ・rt、)M2.β≦0.74NA2
o/(sinθ工・8111θI−yd)の関係を満た
す様に構成されていることを特徴とする記録再生光学系
◎
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077891A JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
PCT/JP1985/000195 WO1985004978A1 (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | Recording/reproducing optical system |
KR1019850700388A KR930000516B1 (ko) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | 기록 재생 광학계 |
EP19850902115 EP0179916A4 (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | OPTICAL RECORDING / REPRODUCTION SYSTEM. |
US06/816,128 US4744073A (en) | 1984-04-18 | 1985-04-12 | Recording/reproducing optical system utilizing semiconductor laser light source and anamorphic imaging element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59077891A JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60221722A true JPS60221722A (ja) | 1985-11-06 |
JPH0743469B2 JPH0743469B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13646693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59077891A Expired - Lifetime JPH0743469B2 (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 記録再生光学系の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4744073A (ja) |
EP (1) | EP0179916A4 (ja) |
JP (1) | JPH0743469B2 (ja) |
KR (1) | KR930000516B1 (ja) |
WO (1) | WO1985004978A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS63268139A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-04 | Alps Electric Co Ltd | 光学式ピツクアツプの光学装置 |
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US5066962A (en) * | 1989-12-27 | 1991-11-19 | Eastman Kodak Company | Laser thermal printer having a light source produced from combined beams |
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CN1122981C (zh) * | 1996-03-06 | 2003-10-01 | 株式会社东芝 | 聚焦装置及使用这种装置的光盘装置 |
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