JPS6111721A - コリメ−トレンズ - Google Patents
コリメ−トレンズInfo
- Publication number
- JPS6111721A JPS6111721A JP13132184A JP13132184A JPS6111721A JP S6111721 A JPS6111721 A JP S6111721A JP 13132184 A JP13132184 A JP 13132184A JP 13132184 A JP13132184 A JP 13132184A JP S6111721 A JPS6111721 A JP S6111721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light source
- conditions
- light
- focal length
- 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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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、光学的情報記録再生装置に用いられる半導体
レーザの光を効率良く平行光に変換するコリメートレン
ズに関するものである。
レーザの光を効率良く平行光に変換するコリメートレン
ズに関するものである。
従来例の構成とその問題点
円盤状の光学的記録担体用の光学的情報記録再生装置で
は、光源から出た光を前記光学的記録担体の記録面上に
、直径約１μｍの円形スポットとして照射することによ
り、情報の書き込み及び読み取りを行っている。前記光
源には半導体レーザが多く用いられているが、一般に半
導体レーザは接合面に平行な方向と垂直な方向で発光角
が異なり、遠視野における光強度分布は楕円状の分布と
なって鳴る。円形スポットを得るにはこの楕円状光強度
分布の整形が必要であり、その方法として第１図に示す
様なアナモルフィックプリズムを用いた方法、第２図に
示す様な２枚の円筒レンズを用いた方法等が公知である
。第１図、第２図において１は半導体レーザ、２はコリ
メートレンズ、３はアナモルフィックプリズム、４は円
筒レンズである。いずれの場合も、半導体レーザの光を
コリメータレンズで平行光、即ち平面波に変換した後に
各々のビーム形状整形手段によシピームを円形に変換し
ているため、前記平面波に要求される波面精度は非常に
高い。従って前記コリメータレンズには残存収差が極め
て良好に補正されたものを用いなければならない。
は、光源から出た光を前記光学的記録担体の記録面上に
、直径約１μｍの円形スポットとして照射することによ
り、情報の書き込み及び読み取りを行っている。前記光
源には半導体レーザが多く用いられているが、一般に半
導体レーザは接合面に平行な方向と垂直な方向で発光角
が異なり、遠視野における光強度分布は楕円状の分布と
なって鳴る。円形スポットを得るにはこの楕円状光強度
分布の整形が必要であり、その方法として第１図に示す
様なアナモルフィックプリズムを用いた方法、第２図に
示す様な２枚の円筒レンズを用いた方法等が公知である
。第１図、第２図において１は半導体レーザ、２はコリ
メートレンズ、３はアナモルフィックプリズム、４は円
筒レンズである。いずれの場合も、半導体レーザの光を
コリメータレンズで平行光、即ち平面波に変換した後に
各々のビーム形状整形手段によシピームを円形に変換し
ているため、前記平面波に要求される波面精度は非常に
高い。従って前記コリメータレンズには残存収差が極め
て良好に補正されたものを用いなければならない。
一方、半導体レーザの光を効率良く記録面上に伝えるた
めには、コリメートレンズのＮ、Ａ、を大きくする必要
があるが、これには円形スポットのピーク強度を最大に
するような最適値が存在する。
めには、コリメートレンズのＮ、Ａ、を大きくする必要
があるが、これには円形スポットのピーク強度を最大に
するような最適値が存在する。
即ち、次式の関係を満足するときに円形スポットのピー
ク値は最大となる。
ク値は最大となる。
Ｒｈ／Ｒａ＃０．６ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（１）ここでＲｈは、ビームが整形され、
円形ビームとなった時の、光強度が％となる半径であり
、Ｒａは絞りレンズの開口径である。絞りレンズの焦点
距離をｆ 、 Ｎ、Ａ、をＡとすると１次の関係が成立
つ０ Ｒａ＝ｆｘＡ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ （２）また一般に半導体レーザの発光角
は接合面平行方向で１ｏＯ９直交方向で２６０の値を示
す。これはいずれも強度がＫとなる角度である。発光角
の小さい方向をビーム整形手段により拡大し、発光角の
大きい方向のビーム径に合わせるとすれば、コリメート
レンズの設計においては発光角２６０を基本に構成する
ことができる。即ちコリメートレンズの焦点距離をｆ′
とすれば、Ｒｈは次式で表わされる。
・・・・・・（１）ここでＲｈは、ビームが整形され、
円形ビームとなった時の、光強度が％となる半径であり
、Ｒａは絞りレンズの開口径である。絞りレンズの焦点
距離をｆ 、 Ｎ、Ａ、をＡとすると１次の関係が成立
つ０ Ｒａ＝ｆｘＡ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ （２）また一般に半導体レーザの発光角
は接合面平行方向で１ｏＯ９直交方向で２６０の値を示
す。これはいずれも強度がＫとなる角度である。発光角
の小さい方向をビーム整形手段により拡大し、発光角の
大きい方向のビーム径に合わせるとすれば、コリメート
レンズの設計においては発光角２６０を基本に構成する
ことができる。即ちコリメートレンズの焦点距離をｆ′
とすれば、Ｒｈは次式で表わされる。
式（２） 、 （３）を式（１）に代入すれば次の関係
が得られる０ ０．２ｆ’ニｏ、ｅｆ−Ａ ・“・ｆ′−３ｆ、Ａ 一般に絞りレンズのＮ、Ａ、 とじて０．５付近のもの
焦点距離として４．６ｆｆ付近のものが多く用いられて
おり、いま、ｆ ＝４．５ 、 Ａ−０，５とするとコ
リメートレンズの焦点距離ｆは次のように決定される。
が得られる０ ０．２ｆ’ニｏ、ｅｆ−Ａ ・“・ｆ′−３ｆ、Ａ 一般に絞りレンズのＮ、Ａ、 とじて０．５付近のもの
焦点距離として４．６ｆｆ付近のものが多く用いられて
おり、いま、ｆ ＝４．５ 、 Ａ−０，５とするとコ
リメートレンズの焦点距離ｆは次のように決定される。
ｆ’＝ ６．．７５ （Ｈ）
また、コリメートレンズの有効開口比Ａ′は次式で決定
される。
される。
Ａ’＝ Ｒａ／ｆ’
＝ｆＡ／ｆ’
＝０．３３
以上の結果より、スポット強度を最大とするだめのコリ
メートレンズの仕様が大略求まり、設計としては、焦点
距離が６〜７（Ｈ）、Ｎ、Ａ、が０．３〜０．４となる
ような構成について検討すれば良いことになる。
メートレンズの仕様が大略求まり、設計としては、焦点
距離が６〜７（Ｈ）、Ｎ、Ａ、が０．３〜０．４となる
ような構成について検討すれば良いことになる。
発明の目的
本発明の目的は、半導体レーザの光を効率良くかつ極め
て良好な平面波に変換するコリメートレンズを提供する
ことにある。
て良好な平面波に変換するコリメートレンズを提供する
ことにある。
発明の構成
本発明は光源側に凹面を向けた正のメニスカスレンズで
ある第１レンズと、光源側に凸面を向けた負のメニスカ
スレンズである第２レンジと両凸レンズである第３レン
ズより構成され、ｆを全系の焦点距離、ｒｒ をそれ
ぞれ第１レンズ、第２’ ４ ２レンズの光源と反対側の面の曲率半径としたとき、次
の各条件を満たすことを特徴とするコリメートレンズで
ある。
ある第１レンズと、光源側に凸面を向けた負のメニスカ
スレンズである第２レンジと両凸レンズである第３レン
ズより構成され、ｆを全系の焦点距離、ｒｒ をそれ
ぞれ第１レンズ、第２’ ４ ２レンズの光源と反対側の面の曲率半径としたとき、次
の各条件を満たすことを特徴とするコリメートレンズで
ある。
（１） ０．９ｆ＞ ｌ ｒ２１ ＞０．３ｆ 、
ｒ２＜０（２） ２．Ｏｆ＞Ｔ４＞１．２ｆ 条件（１）は球面収差と非点収差を良好に補正するだめ
の条件で、下限を越えた場合、補正過剰となり、上限を
越えた場合、補正不足となる。
ｒ２＜０（２） ２．Ｏｆ＞Ｔ４＞１．２ｆ 条件（１）は球面収差と非点収差を良好に補正するだめ
の条件で、下限を越えた場合、補正過剰となり、上限を
越えた場合、補正不足となる。
条件＠）は球面収差とコマ収差を良好に補正するだめの
条件で、下限を越えた場合補正過剰となり、上限を越え
た場合補正不足となる。
条件で、下限を越えた場合補正過剰となり、上限を越え
た場合補正不足となる。
実施例の説明
次に、本発明コリメートレンズの実施例を示す。
但し、各数値は全系の焦点距離を１にスケーリングした
時の値である。第３図に構成の一例を示す。
時の値である。第３図に構成の一例を示す。
実施例１
第３図において、５は光源側に凹面を向けた正のメニス
カスレンズである第１レンズ、６石光源側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズである第２レンズ、７は両凸レ
ンズである第３レンズである０ τ１＝−１，３１９４ ｄ −０，２４０４，ｎ１＝１．６９９８３３．ν１＝
２９．５ｒ２＝−０，４１６７ ｄ２＝０．８３３３ ｒ３＝３．５７３７ ｄ３＝Ｏ，’３２０Ｂ、 ｎ２＝１．６３１８８７．Ｉ
／２−４７．２ｒ４＝１．７５００ ｄ４−０．１３１４ ｒ５＝８．９７４４ ｄ ＝０．２３７２．ｎ ＝１．７０７０７１ 、
ｖ３＝４２．０ｒ６＝−１，３６０６ ｆ−１ｂ＝０．２１２８ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６１実施例２ ｒｌ−−０，８５９９ ｄ ＝０．２４０４．ｎ ＝１．６９９８３３．ν１＝
２９．５ｒ ２−−０．５２４０ ｄ２＝０．１０９０ ｒ ３＝３．５７３７ ｄ３＝０．３４３３．ｎ２＝１．５３１８８７． シ２
＝４７．２ｒ４＝１．８６４２ ｄ４＝０．１３１４ ｒ５＝９．６９５５ ｄ６＝０．２３７２．ｎ３＝１．７０７０７１． ν３
＝４２．Ｏｒ ｅ ＝−１−３６０６ ｆ＝１ ｂ＝ｏ、４９０４ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６１実施例３ ｒ１＝−９，８６４０，ｎ１＝１．６９９８３３．ν１
＝２９ 、５ｄ１＝０．２４０４ ｒ ２ ＝−０−８０１３ ｄ２−０．１８６４ ｒ ３−２−３５５８ 、 ｎ ２ ＝１−５３１８８
７ 、シ２＝４７．２ｄ ＝０．４０７４ ｒ４＝１．２６９２ ｄ４＝０ 、１１８６ ｒ ５＝９．２３０８ 、ｎ３＝１．７０７０７１ 、
Ｉ／３＝４２．○ｄ ＝０．２３７２ ｒ ｅ−−１−３５５８ ｆ＝１．Ｏｂ＝０．５３９７ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６但し ｒ １＋
ｒ ２ ＋・・・・・・、ｒ６はレンズ各面の曲率半
径、ｄｌ、ｄ２．・・・・・・ｄ６はレンズの肉厚及び
レンズ間隔、ｎ １． ｎ ２ 、 ｎ ３は各レンズ
硝材のλ−８３００八に対する屈折率、シ１．シ２．シ
３は各レンズ硝材のｄ線に対するアツベ数、ｆは全系の
焦点距離、ｂは第１レンズと半導体レーザのカバーガラ
スまでの距離、ｔはそのカバーガラスの厚みである。
カスレンズである第１レンズ、６石光源側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズである第２レンズ、７は両凸レ
ンズである第３レンズである０ τ１＝−１，３１９４ ｄ −０，２４０４，ｎ１＝１．６９９８３３．ν１＝
２９．５ｒ２＝−０，４１６７ ｄ２＝０．８３３３ ｒ３＝３．５７３７ ｄ３＝Ｏ，’３２０Ｂ、 ｎ２＝１．６３１８８７．Ｉ
／２−４７．２ｒ４＝１．７５００ ｄ４−０．１３１４ ｒ５＝８．９７４４ ｄ ＝０．２３７２．ｎ ＝１．７０７０７１ 、
ｖ３＝４２．０ｒ６＝−１，３６０６ ｆ−１ｂ＝０．２１２８ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６１実施例２ ｒｌ−−０，８５９９ ｄ ＝０．２４０４．ｎ ＝１．６９９８３３．ν１＝
２９．５ｒ ２−−０．５２４０ ｄ２＝０．１０９０ ｒ ３＝３．５７３７ ｄ３＝０．３４３３．ｎ２＝１．５３１８８７． シ２
＝４７．２ｒ４＝１．８６４２ ｄ４＝０．１３１４ ｒ５＝９．６９５５ ｄ６＝０．２３７２．ｎ３＝１．７０７０７１． ν３
＝４２．Ｏｒ ｅ ＝−１−３６０６ ｆ＝１ ｂ＝ｏ、４９０４ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６１実施例３ ｒ１＝−９，８６４０，ｎ１＝１．６９９８３３．ν１
＝２９ 、５ｄ１＝０．２４０４ ｒ ２ ＝−０−８０１３ ｄ２−０．１８６４ ｒ ３−２−３５５８ 、 ｎ ２ ＝１−５３１８８
７ 、シ２＝４７．２ｄ ＝０．４０７４ ｒ４＝１．２６９２ ｄ４＝０ 、１１８６ ｒ ５＝９．２３０８ 、ｎ３＝１．７０７０７１ 、
Ｉ／３＝４２．○ｄ ＝０．２３７２ ｒ ｅ−−１−３５５８ ｆ＝１．Ｏｂ＝０．５３９７ ｔ＝０．０４８１ Ｎ、Ａ、０．３６但し ｒ １＋
ｒ ２ ＋・・・・・・、ｒ６はレンズ各面の曲率半
径、ｄｌ、ｄ２．・・・・・・ｄ６はレンズの肉厚及び
レンズ間隔、ｎ １． ｎ ２ 、 ｎ ３は各レンズ
硝材のλ−８３００八に対する屈折率、シ１．シ２．シ
３は各レンズ硝材のｄ線に対するアツベ数、ｆは全系の
焦点距離、ｂは第１レンズと半導体レーザのカバーガラ
スまでの距離、ｔはそのカバーガラスの厚みである。
以上の実施例に示すレンズは第４図から第６図に示すよ
うに諸収差が極めて良好に補正されている。尚、各実施
例はカバーガラスを配置した状態で設計したもので、各
収差線図も、カバーガラスを含めた場合について示しで
ある。カバーガラスのλ−８３ｏｏ人の光に対する屈折
率はいずれも１．５１である。
うに諸収差が極めて良好に補正されている。尚、各実施
例はカバーガラスを配置した状態で設計したもので、各
収差線図も、カバーガラスを含めた場合について示しで
ある。カバーガラスのλ−８３ｏｏ人の光に対する屈折
率はいずれも１．５１である。
発明の効果
以上のように本発明によれば半導体レーザの光を効率良
く集光し、かつ良好な平面波に変換する機能を有するコ
リメートレンズを得ることができる。
く集光し、かつ良好な平面波に変換する機能を有するコ
リメートレンズを得ることができる。
第１図、第２図は一般に知られている光学系の原理図、
第３図は本発明の一実施例におけるコリメートレンズの
原理図、第４図、第６図、第６図は同コリメートレンズ
説明のための特性図である。 ５・・・・・・第１レンズ、６・川・・第２レンズ、７
・川・第３レンズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 ／ＳＩＡρ：３１ Ｎ４１ＪＩ 第６図 Ｎ、Ａσ３１ （Ｊ’ａｄＬ） ｆ４表収差 Ｎ、Ａθ、ｃｔｌ （入） 液蜀収差
第３図は本発明の一実施例におけるコリメートレンズの
原理図、第４図、第６図、第６図は同コリメートレンズ
説明のための特性図である。 ５・・・・・・第１レンズ、６・川・・第２レンズ、７
・川・第３レンズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 ／ＳＩＡρ：３１ Ｎ４１ＪＩ 第６図 Ｎ、Ａσ３１ （Ｊ’ａｄＬ） ｆ４表収差 Ｎ、Ａθ、ｃｔｌ （入） 液蜀収差
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光源側に凹面を向けた正のメニスカスレンズである第１
レンズと、光源側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ
である第２レンズと、両凸レンズである第３レンズより
構成され、 ０．９ｆ＞｜ｒ＿２｜＞０．３ｆ、ｒ＿２＜０２．０ｆ
＞ｒ＿４＞１．２ｆ （ただし、ｆは全系の焦点距離、ｒ＿２、ｒ＿４はそれ
ぞれ第１レンズ及び第２レンズの光源に対して反対側の
面の曲率半径である） の条件を満足するコリメートレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13132184A JPS6111721A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | コリメ−トレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13132184A JPS6111721A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | コリメ−トレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111721A true JPS6111721A (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15055217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13132184A Pending JPS6111721A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | コリメ−トレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111721A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271213A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-09 | Pioneer Electronic Corp | 光学式ピツクアツプ用対物レンズ |
| US5961744A (en) * | 1992-04-07 | 1999-10-05 | Nippon Steel Corporation | Grain oriented silicon steel sheet having low core loss and method of manufacturing same |
| CN107797293A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种焊接光斑小于0.05mm的准直聚焦焊接系统 |
| CN108363214A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-03 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种用于1.064μm光纤激光的准直器 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP13132184A patent/JPS6111721A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271213A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-09 | Pioneer Electronic Corp | 光学式ピツクアツプ用対物レンズ |
| US5961744A (en) * | 1992-04-07 | 1999-10-05 | Nippon Steel Corporation | Grain oriented silicon steel sheet having low core loss and method of manufacturing same |
| CN107797293A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种焊接光斑小于0.05mm的准直聚焦焊接系统 |
| CN107797293B (zh) * | 2016-09-07 | 2020-10-16 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种焊接光斑小于0.05mm的准直聚焦焊接系统 |
| CN108363214A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-03 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种用于1.064μm光纤激光的准直器 |
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