RU2176097C2 - Optical system forming beam ( variants ) and optical sensor - Google Patents

Optical system forming beam ( variants ) and optical sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2176097C2
RU2176097C2 RU98102160/28A RU98102160A RU2176097C2 RU 2176097 C2 RU2176097 C2 RU 2176097C2 RU 98102160/28 A RU98102160/28 A RU 98102160/28A RU 98102160 A RU98102160 A RU 98102160A RU 2176097 C2 RU2176097 C2 RU 2176097C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light beam
optical
light
plates
light source
Prior art date
Application number
RU98102160/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98102160A (en
Inventor
Чул-Ву ЛИ
Пьонг-Йонг СЕОНГ
Тае-Киюнг КИМ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Publication of RU98102160A publication Critical patent/RU98102160A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2176097C2 publication Critical patent/RU2176097C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0085—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with both a detector and a source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0966—Cylindrical 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
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • 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
    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

Abstract

FIELD: optics. SUBSTANCE: given optical system incorporates light source, plane-parallel plates placed in relative symmetric position with reference to plane perpendicular to optical axis of light source, photodetector detecting light reflected from optical recording medium and cylindrical lens. Cylindrical lens is located between light source and plane-parallel plates. First plane-parallel plate on which light beam falls from cylindrical lens lets this beam pass through and reflects light beam reflected from optical recording medium towards photodetector. EFFECT: enhanced efficiency of usage of light beam and minimal aberration of wave front. 28 cl, 8 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к оптической системе для формирования пучков и к оптическому датчику, использующему то же самое, а более конкретно - к оптической системе для формирования светового пучка, выходящего и источника света, требуемой формы и к оптическому датчику, использующему то же самое. The present invention relates to an optical system for forming beams and to an optical sensor using the same, and more particularly, to an optical system for forming a light beam exiting from a light source of a desired shape and to an optical sensor using the same.

Для оптического датчика оптической запоминающей среды, такой как компактный диск (CD) и цифровой универсальный диск (DVD), используется световой пучок, выходящий из лазерного источника, который имеет эллиптическое поперечное сечение. Световой пучок, выходящий из лазерного источника, генерируется активным слоем лазерного диода в форме расходящегося пучка. На фиг. 1 в упрощенном виде изображен процесс генерации лазерного излучения. For an optical sensor of an optical storage medium, such as a compact disc (CD) and a digital versatile disc (DVD), a light beam is used that comes from a laser source that has an elliptical cross section. The light beam emerging from the laser source is generated by the active layer of the laser diode in the form of a diverging beam. In FIG. 1 shows in a simplified form the process of generating laser radiation.

На фиг. 1 показан эллиптический световой пучок, выходящий из лазерного диода. Направление поверхность перехода в лазерном диоде, то есть направление, параллельное активному слою, показано символом "

Figure 00000002
", а направление, перпендикулярное поверхности перехода, - символом "┴" (фиг. 1). Направление "┴" совпадает с направлением тока, который протекает в лазерном диоде через активный слой. В случае лазерного диода (модель N PS010-00, фирма-изготовитель Blue Sky Research), область активного слоя имеет размеры 1 мкм (в направлении "
Figure 00000003
") х 3 мкм (в направлении "
Figure 00000004
"), которая находится по центру в точке B (фиг. 1). Лазерное излучение генерируется из области активного слоя. Поскольку световой пучок, выходящий через область активного слоя, возникает в двух различных точках A и B, выходной световой пучок имеет астигматическое расстояние Δ Z, которое представляет собой расстояние между точками A и B. Угол расходимости лазерного излучения составляет обычно 20 - 40oC в случае θ⊥ и 8 - 20o в случае
Figure 00000005
, следовательно, выходной световой пучок имеет эллиптическое поперечное сечение относительно оптической оси. В частности, длинная ось, имеющая большой диаметр пучка, совпадает с направлением "┴", а короткая ось, имеющая маленький диаметр пучка, совпадает с направлением "
Figure 00000006
", параллельным поверхности перехода.In FIG. 1 shows an elliptical light beam emerging from a laser diode. The direction of the transition surface in the laser diode, that is, the direction parallel to the active layer, is indicated by the symbol "
Figure 00000002
", and the direction perpendicular to the transition surface is indicated by the symbol ┴ (Fig. 1). The direction ┴ coincides with the direction of the current that flows in the laser diode through the active layer. In the case of a laser diode (model N PS010-00, company manufacturer Blue Sky Research), the region of the active layer has a size of 1 μm (in the direction "
Figure 00000003
") x 3 μm (in the direction of"
Figure 00000004
"), which is centered at point B (Fig. 1). Laser radiation is generated from the region of the active layer. Since a light beam exiting through the region of the active layer arises at two different points A and B, the output light beam has an astigmatic distance Δ Z, which is the distance between points A and B. The angle of divergence of the laser radiation is usually 20 - 40 o C in the case of θ ⊥ and 8 - 20 o in the case
Figure 00000005
therefore, the output light beam has an elliptical cross section with respect to the optical axis. In particular, a long axis having a large beam diameter coincides with the ┴ direction, and a short axis having a small beam diameter coincides with the direction "
Figure 00000006
"parallel to the transition surface.

Однако, поскольку линза объектива оптической запоминающей среды является круглой, то необходимо повышать эффективность использования светового пучка, имеющего круглое поперечное сечение. Известные способы формирования пучка, предложенные для решения этой проблемы, описаны ниже со ссылками на фиг. 2A - 4, а также в публикации 1989 Японской технологической компании "Технология оптических дисков". However, since the objective lens of the optical storage medium is circular, it is necessary to increase the efficiency of using a light beam having a circular cross section. Known beam forming methods proposed to solve this problem are described below with reference to FIG. 2A - 4, as well as in a 1989 publication by the Japanese technology company Optical Disc Technology.

Оптическая система, показанная на фиг. 2A и 2B включает в себя две цилиндрические линзы 11 и 12. На фиг. 2A показаны линзы 11 и 12, изображенные в плоскости, совпадающей с направлением "

Figure 00000007
", и на фиг. 2B показаны линзы 11 и 12, изображенные в плоскости, параллельной направлению "┴". Линзы 11 и 12 имеют различные фокусные расстояния соответственно. Расходящийся световой пучок, выходящий из лазерного источника (фиг. 1), коллимируется при помощи коллимирующей линзы (не показано) и затем падает на линзу 11. Линза 11 имеет плосковогнутую форму в направлении, совпадающем с направлением "
Figure 00000008
", рассеивая, соответственно, световой пучок, падающий на нее параллельно направлению "
Figure 00000009
". Линза 11 передает световой пучок, падающий параллельно с направлением "┴", без преломления. Световой пучок, выходящий из линзы 11, падает на линзу 12. Линза 12 выводит световой пучок, падающий из плосковогнутой линзы 11, параллельно с направлением "
Figure 00000010
" в форме, по существу, параллельного светового пучка. Световой пучок, падающий в направлении, параллельном направлению "┴", передается без преломления через линзу 12, соответственно, сохраняя этот по существу параллельный световой пучок. Таким образом, в направлении, параллельном направлению "
Figure 00000011
" (фиг. 2A), падающий световой пучок, имеющий диаметр Wi светового пучка, преобразуется в световой пучок, имеющий больший диаметр Wo светового пучка. В результате, эллиптический световой пучок, выходящий из лазерного источника, формируется в световой пучок, имеющий, по существу, круглое поперечное сечение.The optical system shown in FIG. 2A and 2B includes two cylindrical lenses 11 and 12. In FIG. 2A shows lenses 11 and 12 shown in a plane coinciding with the direction "
Figure 00000007
", and Fig. 2B shows the lenses 11 and 12 shown in a plane parallel to the ┴ direction. The lenses 11 and 12 have different focal lengths, respectively. The diverging light beam exiting from the laser source (Fig. 1) is collimated by a collimating lens (not shown) and then falls on the lens 11. The lens 11 has a flat-concave shape in the direction coinciding with the direction "
Figure 00000008
"scattering, respectively, a light beam incident on it parallel to the direction"
Figure 00000009
". Lens 11 transmits a light beam incident in parallel with the ┴ direction without refraction. The light beam emerging from lens 11 falls on lens 12. Lens 12 outputs a light beam incident from plane-bent lens 11 in parallel with direction"
Figure 00000010
"in the form of a substantially parallel light beam. A light beam incident in a direction parallel to the ┴ direction is transmitted without refraction through the lens 12, respectively, maintaining this essentially parallel light beam. Thus, in a direction parallel to the direction"
Figure 00000011
"(Fig. 2A), an incident light beam having a light beam diameter Wi is converted to a light beam having a larger light beam diameter Wo. As a result, an elliptical light beam exiting from the laser source is formed into a light beam having essentially , circular cross section.

На фиг. 3 изображена известная призма для формирования пучка. Световой пучок, падающий на призму (фиг. 3), представляет собой световой пучок эллиптической формы, выходящий из лазерного источника, и затем коллимируется при помощи коллимирующей линзы (фиг. 2A и 2B). Сколлимированный световой пучок падает на поверхность 23 призмы 21. В плоскости падения (фиг. 3) световой пучок в направлении малого диаметра, имеющий угол падения θi, преломляется на угол преломления θ0 при помощи призмы 21, которая имеет коэффициент преломления n, и затем выводится с поверхности 25. Призма 21 изменяет диаметр Wi светового пучка, падающего на плоскость падения (фиг. 3) в больший диаметр Wо. Однако призма 21 не вносит заметного изменения в диаметр светового пучка, падающего на другую плоскость падения, перпендикулярную плоскости падения. Таким образом световой пучок, выходящий с поверхности 25, становится по существу круглым.In FIG. 3 shows a well-known prism for beam formation. The light beam incident on the prism (FIG. 3) is an elliptical light beam emerging from a laser source and then collimated using a collimating lens (FIGS. 2A and 2B). The collimated light beam incident on the surface 23 of the prism 21. In the plane of incidence (Fig. 3), the light beam in the direction of small diameter, having an angle of incidence θ i , is refracted by the angle of refraction θ 0 using the prism 21, which has a refractive index n, and then is output from the surface 25. Prism 21 changes the diameter W i of the light beam incident on the plane of incidence (Fig. 3) to a larger diameter W about . However, the prism 21 does not make a noticeable change in the diameter of the light beam incident on another plane of incidence, perpendicular to the plane of incidence. In this way, the light beam exiting from the surface 25 becomes substantially circular.

Фиг. 4 изображает известную оптическую систему для формирования пучка, использующего микролинзу. Световой пучок, выходящий из активного слоя 41, имеет эллиптическое поперечное сечение, которое описано выше со ссылками на фиг. 1. Световой пучок падает на микролинзу 42, находящуюся на расстоянии нескольких микрометров от активного слоя 41. Микролинза 42 имеет такие оптические параметры, при которых световой пучок, падающий в направлении малого диаметра, которое на фиг. 4 соответствует штриховым линиям, передается, по существу, без преломления. Однако в направлении большого диаметра, которое показано соответственно сплошной линией, микролинза 42 отклоняет падающий световой пучок через выпуклую поверхность 421, который становится, по существу, параллельным световым пучком, и рассеивает световой пучок при прохождении через поверхность 423 для совпадения, по существу, с диаметром пучка в направлении диаметра маленького пучка. FIG. 4 depicts a known optical system for beam forming using a microlens. The light beam emerging from the active layer 41 has an elliptical cross section, which is described above with reference to FIG. 1. The light beam is incident on a microlens 42, located at a distance of several micrometers from the active layer 41. The microlens 42 has such optical parameters that the light beam incident in the direction of small diameter, which in FIG. 4 corresponds to dashed lines, is transmitted essentially without refraction. However, in the direction of the large diameter, which is shown by the solid line, the microlens 42 deflects the incident light beam through the convex surface 421, which becomes essentially parallel to the light beam, and scatters the light beam when passing through the surface 423 to coincide essentially with the diameter beam in the direction of the diameter of the small beam.

Поскольку трудно изготовить вышеописанные цилиндрические линзы с низкой аберрацией волнового фронта и произвести юстировку оптической оси, то способ, основанный на использовании цилиндрических линз, используется редко. Since it is difficult to fabricate the above-described cylindrical lenses with low wavefront aberration and to align the optical axis, a method based on the use of cylindrical lenses is rarely used.

В случае призмы, поскольку операцию по формированию пучка с требуемыми параметрами можно выполнить в случае, когда падает, по существу, параллельный световой пучок, то для коллимирования расходящегося светового пучка, который выходит из лазерного источника, необходима отдельная коллимирующая линза, которая приводит к увеличению расстояния оптического пути и создает трудности при изготовлении компактного оптического датчика. In the case of a prism, since the operation to form a beam with the required parameters can be performed in the case when a substantially parallel light beam is incident, a separate collimating lens is required to collimate the diverging light beam that leaves the laser source, which leads to an increase in the distance optical path and creates difficulties in the manufacture of a compact optical sensor.

В случае способа, основанного на использовании микролинзы, микролинзу необходимо собирать в выходном окне лазерного диода, что создает трудности при сборке микролинзы с лазерным диодом в отсутствие производителя лазерного диода и повышает стоимость изготовления. К тому же трудно изготовить микролинзу, имеющую высокие характеристики. In the case of a method based on the use of a microlens, it is necessary to assemble the microlens in the output window of the laser diode, which makes it difficult to assemble the microlens with the laser diode in the absence of the laser diode manufacturer and increases the manufacturing cost. In addition, it is difficult to manufacture a microlens having high characteristics.

Для решения вышеуказанных проблем задачей настоящего изобретения является выполнение оптической системы для формирования пучка и для получения максимальной эффективности использования светового пучка и минимальной аберрации волнового фронта. To solve the above problems, the object of the present invention is to provide an optical system for forming a beam and for obtaining maximum efficiency in the use of a light beam and minimal aberration of the wavefront.

Другой задачей настоящего изобретения является выполнение оптического датчика, использующего вышеуказанную оптическую систему формирования пучка. Another object of the present invention is to provide an optical sensor using the above optical beam forming system.

Для решения вышеуказанной задачи настоящего изобретения выполнена оптическая система для формирования пучка, которая содержит источник света, многочисленные пластины и цилиндрическую линзу, расположенную между источником света и многочисленными пластинами, в которой система имеет такую оптическую особенность, при которой световой пучок, выходящий из источника света, представляет собой сформированный пучок, имеющий требуемую форму в поперечном сечении светового пучка. In order to solve the above object of the present invention, an optical system for forming a beam is provided, which comprises a light source, multiple plates and a cylindrical lens located between the light source and multiple plates, in which the system has such an optical feature that the light beam exiting from the light source represents a formed beam having the desired shape in the cross section of the light beam.

Также, выполнен оптический датчик для оптической запоминающей среды, который содержит лазерный источник, выходной световой пучок которого имеет по существу эллиптическое поперечное сечение в форме расходящегося пучка, многочисленные пластины, цилиндрическую линзу, расположенную между лазерным источником и многочисленными пластинами, и линзу объектива для фокусировки света, который распространяется из многочисленных пластин в оптическую запоминающую среду, в которой система имеет такую оптическую особенность, при которой свет, выходящий из источника света, представляет собой сформированный пучок, имеющий по существу круглую форму в поперечном сечении светового пучка. Also made is an optical sensor for optical storage medium, which contains a laser source, the output light of which has a substantially elliptical cross section in the form of a diverging beam, multiple plates, a cylindrical lens located between the laser source and the multiple plates, and an objective lens for focusing light , which propagates from numerous plates into an optical storage medium in which the system has such an optical feature that the light exits indeed created from the light source is a shaped beam having a substantially circular cross-sectional shape of the light beam.

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых
фиг. 1 изображает лазерный источник для вывода эллиптического светового пучка;
фиг. 2A и 2B изображают известную оптическую систему для формирования пучка с использованием цилиндрической линзы;
фиг. 3 изображает известную призму для формирования пучка;
фиг. 4 изображает известную оптическую систему для формирования пучка с использованием микролинзы;
фиг. 5A и 5B изображают оптическую систему для формирования пучка согласно варианту осуществления настоящего изобретения, при этом фиг. 5A показывает оптическую систему, изображенную в соответствии с направлением большого диаметром пучка, выходящего из лазерного источника, и фиг. 5B показывает оптическую систему, изображенную в соответствии с направлением маленького диаметра пучка, выходящего из лазерного источника; и
фиг. 6 изображает оптическую систему, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.The invention is illustrated by reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 shows a laser source for outputting an elliptical light beam;
FIG. 2A and 2B depict a known optical system for beam forming using a cylindrical lens;
FIG. 3 shows a known prism for beam formation;
FIG. 4 depicts a known optical system for beam forming using a microlens;
FIG. 5A and 5B depict an optical system for beam forming according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A shows an optical system shown in accordance with the direction of the large diameter of the beam exiting from the laser source, and FIG. 5B shows an optical system depicted in accordance with a direction of a small diameter of a beam exiting from a laser source; and
FIG. 6 shows an optical system according to an embodiment of the present invention.

Ниже представлено подробное описание со ссылками на сопроводительные чертежи оптической системы и оптического датчика использующего то же самое согласно настоящему изобретению. The following is a detailed description with reference to the accompanying drawings of an optical system and an optical sensor using the same according to the present invention.

Фиг. 5A и 5B изображают различные виды, показывающие оптическую систему, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 5A изображена оптическая система, показанная в соответствии с направлением большого диаметра светового пучка, выходящего из лазерного источника, и на фиг. 5B изображена оптическая система, показанная в соответствии с направлением малого диаметра светового пучка, выходящего из лазерного источника Направление большого диаметра светового пучка, выходящего из лазерного источника, совпадает с направлением "┴", которое было описано со ссылками на фиг. 1, в то время как направление малого диаметра светового пучка, выходящего из лазерного источника, совпадает с направлением "

Figure 00000012
". В оптических системах, согласно настоящему изобретению, эллиптический световой пучок, выходящий из лазерного источника, окончательно формируется по существу в круглый пучок. Поэтому направления "┴" и "
Figure 00000013
" используются для изображения направлений большого диаметра светового пучка и маленького диаметра светового пучка, выходящего из лазерного источника. Оптическая система включает в себя цилиндрическую линзу 53, две пластины 55 и 57 и коллимирующую линзу 59. На выходе лазерного диода 51 лазерный световой пучок имеет по существу эллиптическое поперечное сечение и форму расходящегося пучка. Лазерный световой пучок падает на цилиндрическую линзу 53. Цилиндрическая линза 53 включает в себя поверхности 533 и 535, ось которых параллельна направлению "
Figure 00000014
". Цилиндрическая линза 53 изготавливается так, чтобы поверхность 533 имела отрицательную оптическую силу по отношению к направлению "┴", а поверхность 535 имела, соответственно, положительную оптическую силу. Затем оптическая сила поверхности 533 имеет относительно точное увеличение по сравнению с оптической силой поверхности 535. Поскольку специфическая форма и ориентация цилиндрической линзы 53 не ограничивает настоящее изобретение, можно выполнить модификацию цилиндрической линзы 53 для того, чтобы иметь ось, параллельную направлению "
Figure 00000015
", и поверхности, соответственно имеющие двояковогнутую форму относительно направления "┴".FIG. 5A and 5B are various views showing an optical system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5A shows an optical system shown in accordance with the direction of the large diameter of the light beam exiting from the laser source, and FIG. 5B shows an optical system shown in accordance with the direction of the small diameter of the light beam exiting from the laser source. The direction of the large diameter of the light beam exiting from the laser source coincides with the “┴” direction, which was described with reference to FIG. 1, while the direction of the small diameter of the light beam emerging from the laser source coincides with the direction "
Figure 00000012
". In the optical systems of the present invention, an elliptical light beam exiting from the laser source is finally formed substantially into a circular beam. Therefore, the directions ┴ and"
Figure 00000013
are used to image the directions of the large diameter of the light beam and the small diameter of the light beam emerging from the laser source. The optical system includes a cylindrical lens 53, two plates 55 and 57 and a collimating lens 59. At the output of the laser diode 51, the laser light beam has essentially an elliptical cross section and the shape of a diverging beam. A laser light beam incident on a cylindrical lens 53. The cylindrical lens 53 includes surfaces 533 and 535, the axis of which is parallel to the direction
Figure 00000014
". The cylindrical lens 53 is made so that the surface 533 has a negative optical power with respect to the ┴ direction, and the surface 535 has a positive optical power, respectively. Then, the optical power of the surface 533 has a relatively accurate increase compared to the optical power of the surface 535 Since the specific shape and orientation of the cylindrical lens 53 does not limit the present invention, it is possible to modify the cylindrical lens 53 in order to have an axis parallel to the direction "
Figure 00000015
"and surfaces correspondingly having a biconcave shape with respect to the direction" ┴ ".

Когда световой пучок падает из лазерного диода 51, цилиндрическая линза 53, имеющая вышеуказанную конфигурацию, преломляет падающий световой пучок, уменьшая при этом расходимость светового пучка, как показано на фиг. 5A, относительно направления "┴". Однако цилиндрическая линза 53 выводит падающий световой пучок, как показано не фиг. 5B, в соответствие с направлением "

Figure 00000016
". Поэтому расходимость светового пучка, выходящего из цилиндрической линзы 53 и соответствующего направлению "┴", незначительно уменьшается, и расходимость светового пучка, соответствующего направлению "
Figure 00000017
", сохраняется по существу в том же самом виде, как и у выходного пучка лазерного диода 51.When the light beam is incident from the laser diode 51, the cylindrical lens 53 having the above configuration refracts the incident light beam, while reducing the divergence of the light beam, as shown in FIG. 5A, with respect to the direction "┴". However, the cylindrical lens 53 outputs an incident light beam, as shown not in FIG. 5B, in accordance with the direction "
Figure 00000016
". Therefore, the divergence of the light beam emerging from the cylindrical lens 53 and corresponding to the direction" ┴ "decreases slightly, and the divergence of the light beam corresponding to the direction"
Figure 00000017
"is stored essentially in the same form as that of the output beam of the laser diode 51.

Первая пластина 55, на которую поступает световой пучок из цилиндрической линзы 53, представляет собой плоскопараллельную пластину, поверхности 553 и 555 которой параллельны друг другу. Первая пластина 55 расположена так, чтобы иметь угол наклона θ на базе линии, параллельной оптической оси лазерного диода 51. В случае, когда преломление светового пучка, выполняемое цилиндрической линзой 53, сохраняется фиксированным, диаметр пучка относительно направления "┴", и диаметр пучка относительно направления "

Figure 00000018
" можно выдержать одинаковыми с помощью управления угла наклона θ первой пластины 55. Однако, как хорошо известно, при установке на оптическом пути расходящегося или сходящегося светового пучка первой пластины 55, находящейся под наклоном, возникает кома или астигматизм.The first plate 55, which receives the light beam from the cylindrical lens 53, is a plane-parallel plate, the surfaces 553 and 555 of which are parallel to each other. The first plate 55 is positioned so as to have a tilt angle θ based on a line parallel to the optical axis of the laser diode 51. In the case where the refraction of the light beam by the cylindrical lens 53 is kept fixed, the beam diameter relative to the ┴ direction and the beam diameter relative to directions "
Figure 00000018
"can be kept the same by controlling the angle of inclination θ of the first plate 55. However, as is well known, when a diverging or converging light beam of the first plate 55 is tilted on the optical path, a coma or astigmatism occurs.

Кому можно скорректировать с использованием пластины, которую устанавливают в виде пересечения в различных положениях вдоль оптического пути. Таким образом используют вторую пластину 57, которая включает в себя поверхность 573, обращенную к поверхности 555 первой пластины 55. Вторая пластина 57 также является плоскопараллельной пластиной, в которой поверхность 573 параллельна поверхности 575. Пластины 55 и 57 расположены так, чтобы между ними соблюдалось соотношение, позволяющее получить взаимное расположение симметричных поверхностей относительно поверхности, перпендикулярной оптической оси. Соотношение симметричных поверхностей показано на фиг. 5A. Таким образом, когда первая пластина 55 наклонена под углом не базе линии, параллельной оптической оси лазерного диода 51, вторая пластина 57 наклонена под углом - θ. Пластины 55 и 57 изготавливаются с использованием оптического материала, имеющего одинаковый показатель преломления, такого, например, как стекло. Между тем, астигматизм, возникающий при введении пластин 55 и 57, компенсируется с помощью цилиндрической линзы 53, которая используется в оптической системе. Цилиндрическая линза 53 также компенсирует астигматическую разность, описанную со ссылкой на фиг. 1, то есть астигматическую разность, возникающую из-за различных начальных точек, расположенных в области активного слоя, светового пучка, выходящего из лазерного диода. Who can be adjusted using a plate, which is installed in the form of an intersection in various positions along the optical path. Thus, a second plate 57 is used, which includes a surface 573 facing the surface 555 of the first plate 55. The second plate 57 is also a plane-parallel plate in which the surface 573 is parallel to the surface 575. The plates 55 and 57 are arranged so that the relationship between them , allowing to obtain the relative position of symmetrical surfaces relative to the surface perpendicular to the optical axis. The ratio of symmetrical surfaces is shown in FIG. 5A. Thus, when the first plate 55 is inclined at an angle not at the base of the line parallel to the optical axis of the laser diode 51, the second plate 57 is inclined at an angle θ. The plates 55 and 57 are manufactured using an optical material having the same refractive index, such as, for example, glass. Meanwhile, the astigmatism arising from the insertion of the plates 55 and 57 is compensated by a cylindrical lens 53, which is used in the optical system. The cylindrical lens 53 also compensates for the astigmatic difference described with reference to FIG. 1, that is, an astigmatic difference arising due to different starting points located in the region of the active layer, the light beam emerging from the laser diode.

Первая пластина 55 преломляет световой пучок, выходящий из цилиндрической линзы 53 через поверхность 553 пластины по направлению "┴" (фиг. 5A) и передает световой пучок, по существу, без отклонения по направлению "

Figure 00000019
" (фиг. 5B). Вторая пластина 57 также выполняет ту же самую функцию, как и пластина 55. То есть вторая пластина 57 отклоняет световой пучок, выходящий с поверхности 555 первой пластины 55 через поверхность 573 пластины по направлению "┴" (фиг. 5A) и передает световой пучок без существенного преломления по направлению "
Figure 00000020
" (фиг. 5B). Поэтому световой пучок, передаваемый через первую и вторую пластины 55 и 57, становится круглым световым пучком, в котором размеры поперечного сечения пучка, соответствующего направлению "┴", являются по существу теми же самыми, что и у пучка, соответствующего направлению "
Figure 00000021
" (фиг. 5A и 5B). К тому же, поскольку формирование пучка выполняется для того, чтобы получить такой же пучок с малым диаметром, но не с большим диаметром, то можно уменьшить размер оптического пятна, образующегося на поверхности для записи сигнала оптической записывающей среды с помощью сформированного светового пучка. Коллимирующие линзы 59, обращенные к поверхности 575 второй пластины 57, коллимируют расходящийся световой пучок, выходящий из второй пластины 57. Поэтому, если линзу объектива установить на заднем конце коллимирующей линзы 59, то получится полная оптическая система, которую можно использовать в оптическом датчике.The first plate 55 refracts the light beam exiting from the cylindrical lens 53 through the surface 553 of the plate in the "┴" direction (Fig. 5A) and transmits the light beam essentially without deviation in the direction "
Figure 00000019
"(Fig. 5B). The second plate 57 also performs the same function as the plate 55. That is, the second plate 57 deflects the light beam exiting from the surface 555 of the first plate 55 through the surface 573 of the plate in the ┴ direction (Fig. 5A) and transmits the light beam without significant refraction in the direction "
Figure 00000020
"(Fig. 5B). Therefore, the light beam transmitted through the first and second plates 55 and 57 becomes a circular light beam in which the cross-sectional dimensions of the beam corresponding to the ┴ direction are essentially the same as the beam corresponding to direction "
Figure 00000021
"(Fig. 5A and 5B). In addition, since the beam formation is performed in order to obtain the same beam with a small diameter, but not with a large diameter, it is possible to reduce the size of the optical spot formed on the surface for recording the optical recording signal The collimating lens 59 facing the surface 575 of the second plate 57 collimates the diverging light beam exiting the second plate 57. Therefore, if the lens of the lens is mounted on the rear end of the collimating lens 59, then a complete optical system is obtained that can be used in an optical sensor.

Вышеописанные варианты осуществления со ссылками на фиг. 5A и 5B были описаны по отношению к лазерному источнику, из которого выходит световой пучок, имеющий по существу эллиптическое поперечное сечение. Однако существуют различные пучки белого или естественного света, которые необходимо формировать. Соответственно, специалистам очевидно, что различные модификации для формирования таких световых пучков возможно выполнить в рамках настоящего изобретения. The above embodiments with reference to FIG. 5A and 5B have been described with respect to a laser source from which a light beam having a substantially elliptical cross section emerges. However, there are various beams of white or natural light that need to be formed. Accordingly, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications to form such light beams can be made within the scope of the present invention.

В качестве модификации вышеупомянутый лазерный диод 51 заменяется на источник света с выходным световым пучком имеющим круглое поперечное сечение. В этом случае световой пучок с круглым поперечным сечением формируют в световой пучок с эллиптическим поперечным сечением, который имеет длинный диаметр пучка по оси и короткий диаметр пучка по оси, один из которых может иметь такой же диаметр, как и выходной световой пучок. As a modification, the aforementioned laser diode 51 is replaced by a light source with an output light beam having a circular cross section. In this case, a light beam with a circular cross section is formed into a light beam with an elliptical cross section, which has a long beam diameter along the axis and a short beam diameter along the axis, one of which may have the same diameter as the output light beam.

В качестве альтернативной модификации источник света, из которого выходит световой пучок с эллиптическим поперечным сечением, может находиться в положении коллимирующей линзы 59. В этом случае световой пучок с эллиптическим поперечным сечением формируют в световой пучок с круглым поперечным сечением, который представляем собой то же самое, что и пучок с длинным по оси диаметром пучка и коротким по оси диаметром пучка с эллиптическим поперечным сечением. As an alternative modification, the light source from which the light beam with an elliptical cross section emerges may be in the position of the collimating lens 59. In this case, the light beam with an elliptical cross section is formed into a light beam with a circular cross section, which is the same. that is, a beam with a beam diameter long along the axis and a beam diameter short along the axis with an elliptical cross section.

Поскольку эти изменения очевидны специалистам, то дальнейшее объяснение этих модификаций будет опущено. Since these changes are obvious to those skilled in the art, further explanation of these modifications will be omitted.

На фиг. 6 изображена оптическая система, использующая вышеописанные варианты осуществления со ссылками на фиг. 5A и 5B. На фиг. 6 изображен лазерный диод 51, цилиндрическая линза 53 и вторая пластина 57, которые расположены в том же самом виде и выполняют те же самые функции, как и те, которые показаны на фиг. 5. Однако поверхность 555 пластины первой пластины 55 передает световой пучок, выходящий из поверхности 553 пластины, и отражает световой пучок, выходящий из поверхности 573 второй пластины 57, отличным от описания со ссылками на фиг. 5A способом. То есть поверхность 555 пластины имеет хорошо известную оптическую особенность расщепителя пучка. Поэтому световой пучок, выходящий из поверхности 573 второй пластины, отражается от поверхности 555 пластины. In FIG. 6 shows an optical system using the above-described embodiments with reference to FIG. 5A and 5B. In FIG. 6 shows a laser diode 51, a cylindrical lens 53 and a second plate 57, which are located in the same form and perform the same functions as those shown in FIG. 5. However, the plate surface 555 of the first plate 55 transmits a light beam exiting from the plate surface 553 and reflects the light beam exiting from the surface 573 of the second plate 57, different from the description with reference to FIG. 5A way. That is, the surface 555 of the plate has a well-known optical feature of a beam splitter. Therefore, a light beam exiting from the surface 573 of the second plate is reflected from the surface 555 of the plate.

Оптический датчик, показанный на фиг. 6, включает в себя дополнительно к вышеописанным оптическим устройствам отражающее зеркало 58, линзу 60 объектива и фотодетектор 63. Оптический датчик (фиг. 6) расположен так, чтобы оптическая ось лазерного диода 51 не была параллельна оптической оси линзы 60 объектива, которая предназначена для фокусировки падающего светового пучка на поверхность для записи сигнала оптической записывающей среды. К тому же, отражающее зеркало 58 расположено так, чтобы световой пучок, выходящий из второй пластины 57, отражался по направлению к коллимирующей линзе 59. Таким образом, оптическая ось лазерного диода 51 перпендикулярна оптической оси линзы 60 объектива, благодаря чему можно изготовить компактный оптический датчик. The optical sensor shown in FIG. 6 includes, in addition to the optical devices described above, a reflective mirror 58, an objective lens 60, and a photo detector 63. The optical sensor (FIG. 6) is positioned so that the optical axis of the laser diode 51 is not parallel to the optical axis of the objective lens 60, which is intended for focusing incident light beam on the surface to record the signal of the optical recording medium. In addition, the reflecting mirror 58 is arranged so that the light beam exiting from the second plate 57 is reflected towards the collimating lens 59. Thus, the optical axis of the laser diode 51 is perpendicular to the optical axis of the lens 60, so that a compact optical sensor can be manufactured .

Световой пучок, отраженный от поверхности для записи сигнала оптической записывающей среды 61, поступает на линзу 60 объектива и коллимирующую линзу 59 и затем падает на отражающее зеркало 58. Световой пучок, падающий на отражающее зеркало 58, является сходящимся по форме и сходится благодаря коллимирующей линзе 59. Соответственно, световой пучок, отраженный от отражающего зеркала 58 и затем отраженный от второй пластины 57, является сходящимся по форме. Таким образом, световой пучок, отраженный от поверхности 555 пластины, передается в форме сходящегося пучка и имеет астигматизм. То есть сходящийся световой пучок, отраженный от поверхности 555 пластины, является пучком, который передается только через одну пластину 57, и отличается от светового пучка, который фокусируется на поверхность для записи сигнала оптической записывающей среды 61. Чтобы использовать астигматизм, которым обладает световой пучок, отраженный от поверхности 555 пластины при фокусировке с использованием сервопривода, в варианте осуществления используется фотодетектор 63, имеющий конструкцию, адаптированную под использование хорошо известного астигматического способа. The light beam reflected from the surface for recording the signal of the optical recording medium 61 enters the lens 60 of the lens and the collimating lens 59 and then falls onto the reflecting mirror 58. The light beam incident on the reflecting mirror 58 is convergent in shape and converges due to the collimating lens 59 Accordingly, the light beam reflected from the reflective mirror 58 and then reflected from the second plate 57 is convergent in shape. Thus, the light beam reflected from the surface 555 of the plate is transmitted in the form of a converging beam and has astigmatism. That is, the converging light beam reflected from the surface 555 of the plate is a beam that is transmitted only through one plate 57, and is different from the light beam that focuses on the surface to record the signal of the optical recording medium 61. To use the astigmatism that the light beam has, reflected from the surface of the plate 555 when focusing using a servo drive, the embodiment uses a photodetector 63 having a structure adapted to use the well-known ac tigmaticheskogo method.

Как описано выше, оптические системы согласно вариантам осуществления изобретения используют цилиндрические линзы и пластины для формирования пучка, обеспечивая таким образом формирование пучка с эллиптической или круговой формой светового пучка, выходящего из источника света, с низкой стоимостью. Кроме того, формирование пучка относительно направления большого диаметра пучка выполнено с возможностью совпадения с пучком, соответствующим маленькому диаметру пучка относительно эллиптического светового пучка, выходящего из источника света, таким образом обеспечивая высокую эффективность использования и низкую аберрацию волнового фронта лазерного пучка. К тому же, поскольку световой пучок, который выводится из оптической системы, формирующей пучок, расходится и оптическая система использует многочисленные пластины, то световой пучок, отраженный от оптической записывающей среды, сходится и имеет такой же астигматизм. В результате, можно выполнить фокусировку с помощью сервопривода с использованием астигматического способа, и в этом случае отсутствует необходимость использования отдельной линзы, принимающей световой пучок, сходящийся на фотодетекторе. Кроме того, поскольку оптическая ось лазерного источника перпендикулярна оптической оси линзы объектива, можно выполнить компактный оптический датчик. As described above, optical systems according to embodiments of the invention use cylindrical lenses and wafers to form a beam, thereby providing a beam with an elliptical or circular shape of the light beam emerging from the light source at a low cost. In addition, the formation of the beam relative to the direction of the large diameter of the beam is made to coincide with the beam corresponding to the small diameter of the beam relative to the elliptical light beam exiting from the light source, thereby providing high efficiency and low aberration of the wavefront of the laser beam. Moreover, since the light beam that is output from the optical system forming the beam diverges and the optical system uses multiple plates, the light beam reflected from the optical recording medium converges and has the same astigmatism. As a result, it is possible to focus using a servo using an astigmatic method, and in this case there is no need to use a separate lens that receives a light beam converging on a photodetector. In addition, since the optical axis of the laser source is perpendicular to the optical axis of the objective lens, a compact optical sensor can be implemented.

Хотя только отдельные варианты осуществления изобретения были специально описаны здесь, понятно, что многочисленные модификации можно выполнить без изменения сущности и объема изобретения. Although only individual embodiments of the invention have been specifically described herein, it is understood that numerous modifications can be made without changing the nature and scope of the invention.

Claims (28)

1. Оптическая система для формирования светового пучка выполнена с возможностью формирования света, выходящего из источника света, в световой пучок, имеющий требуемую форму в поперечном сечении, и включает в себя источник света, многочисленные плоскопараллельные пластины, которые имеют взаимное симметричное расположение относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси источника света, и фотодетектор для детектирования света, отраженного от оптической записывающей среды, отличающаяся тем, что включает цилиндрическую линзу, расположенную между источником света и многочисленными плоскопараллельными пластинами, а первая плоскопараллельная пластина, на которую поступает световой пучок из цилиндрической линзы, пропускает этот световой пучок и отражает световой пучок, отраженный от оптической записывающей среды, по направлению к фотодетектору. 1. The optical system for generating a light beam is configured to form light exiting from the light source into a light beam having a desired cross-sectional shape, and includes a light source, numerous plane-parallel plates that are mutually symmetrical with respect to a plane perpendicular optical axis of the light source, and a photo detector for detecting light reflected from the optical recording medium, characterized in that it includes a cylindrical lens, laid between the light source and numerous plane-parallel plates, and the first plane-parallel plate, which receives a light beam from a cylindrical lens, passes this light beam and reflects the light beam reflected from the optical recording medium towards the photodetector. 2. Оптическая система по п.1, отличающаяся тем, что сформированный на ее выходе выходной световой пучок имеет эллиптическое поперечное сечение, при этом или большой диаметр, или малый диаметр равен диаметру светового пучка круглого поперечного сечения, выходящего из источника света. 2. The optical system according to claim 1, characterized in that the output light beam formed at its output has an elliptical cross section, wherein either the large diameter or small diameter is equal to the diameter of the light beam of circular cross section emerging from the light source. 3. Оптическая система по п.1, отличающаяся тем, что сформированный на ее выходе выходной световой пучок имеет круглое поперечное сечение, диаметр которого равен или большому диаметру, или малому диаметру светового пучка эллиптического поперечного сечения, выходящего из источника света. 3. The optical system according to claim 1, characterized in that the output light beam formed at its output has a circular cross section, the diameter of which is either a large diameter or a small diameter of the light beam of an elliptical cross section emerging from the light source. 4. Оптическая система по п.3, отличающаяся тем, что многочисленные пластины выполнены с возможностью обеспечения расходимости светового пучка в плоскости, параллельной большому диаметру пучка, выходящего из источника света, меньшей, чем в плоскости, параллельной малому диаметру пучка, выходящего из источника света. 4. The optical system according to claim 3, characterized in that the plurality of plates are configured to ensure the divergence of the light beam in a plane parallel to the large diameter of the beam exiting the light source, less than in a plane parallel to the small diameter of the beam exiting the light source . 5. Оптическая система по п.4, отличающаяся тем, что каждая из многочисленных пластин выполнена с возможностью преломлять падающий свет. 5. The optical system according to claim 4, characterized in that each of the multiple plates is configured to refract incident light. 6. Оптическая система по п.5, отличающаяся тем, что многочисленные пластины содержат две пластины, выполненные с возможностью пропускать падающий свет. 6. The optical system according to claim 5, characterized in that the multiple plates contain two plates made with the possibility of transmitting incident light. 7. Оптическая система по п.4, отличающаяся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к многочисленным пластинам цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет положительную оптическую силу. 7. The optical system according to claim 4, characterized in that the cylindrical lens has a cylindrical surface facing numerous plates, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a positive optical power. 8. Оптическая система по п.7, отличающаяся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к источнику света цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет отрицательную оптическую силу. 8. The optical system according to claim 7, characterized in that the cylindrical lens has a cylindrical surface facing the light source, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a negative optical power. 9. Оптическая система по п.8, отличающаяся тем, что отрицательная оптическая сила одной цилиндрической поверхности цилиндрической линзы имеет незначительную величину по сравнению с положительной оптической силой другой цилиндрической поверхности цилиндрической линзы. 9. The optical system of claim 8, wherein the negative optical power of one cylindrical surface of the cylindrical lens is insignificant compared with the positive optical power of another cylindrical surface of the cylindrical lens. 10. Оптический датчик для оптической запоминающей среды выполнен с возможностью формирования света, выходящего из источника света, в пучок света, имеющий требуемую форму в поперечном сечении светового пучка, и включает в себя лазерный источник света для вывода светового пучка, имеющего эллиптическое поперечное сечение в виде расходящегося пучка, многочисленные плоскопараллельные пластины, которые имеют взаимное симметричное расположение относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси источника света, линзу объектива для фокусировки света, который распространяется из многочисленных пластин в оптическую запоминающую среду, и фотодетектор для детектирования света, отраженного от оптической записывающей среды, отличающийся тем, что включает цилиндрическую линзу, расположенную между источником света и многочисленными плоскопараллельными пластинами, а первая плоскопараллельная пластина, на которую поступает световой пучок из цилиндрической линзы, пропускает этот световой пучок и отражает световой пучок, отраженный от оптической записывающей среды, по направлению к фотодетектору. 10. The optical sensor for the optical storage medium is configured to generate light exiting from the light source into a light beam having a desired shape in the cross section of the light beam, and includes a laser light source for outputting the light beam having an elliptical cross section in the form diverging beam, numerous plane-parallel plates, which have a mutual symmetrical arrangement relative to the plane perpendicular to the optical axis of the light source, the lens of the focus lens light, which propagates from multiple plates into the optical storage medium, and a photo detector for detecting light reflected from the optical recording medium, characterized in that it includes a cylindrical lens located between the light source and the numerous plane-parallel plates, and the first plane-parallel plate, which receives a light beam from a cylindrical lens transmits this light beam and reflects the light beam reflected from the optical recording medium, as to the photodetector. 11. Оптический датчик по п. 10, отличающийся тем, что цилиндрическая линза и многочисленные пластины формируют световой пучок с круглым поперечным сечением, диаметр которого равен малому диаметру светового пучка эллиптического поперечного сечения, выходящего из источника света. 11. The optical sensor according to claim 10, characterized in that the cylindrical lens and numerous plates form a light beam with a circular cross section, the diameter of which is equal to the small diameter of the light beam of an elliptical cross section emerging from the light source. 12. Оптический датчик по п.11, отличающийся тем, что многочисленные пластины выполнены с возможностью обеспечения расходимости светового пучка в плоскости, параллельной большому диаметру пучка, выходящего из источника света, меньшей, чем в плоскости, параллельной малому диаметру пучка, выходящего из источника света. 12. The optical sensor according to claim 11, characterized in that the plurality of plates are configured to ensure the divergence of the light beam in a plane parallel to the large diameter of the beam exiting the light source, less than in a plane parallel to the small diameter of the beam exiting the light source . 13. Оптический датчик по п. 12, отличающийся тем, что многочисленные пластины выполнены с возможностью преломлять падающий свет. 13. The optical sensor according to claim 12, characterized in that the plurality of plates are configured to refract incident light. 14. Оптический датчик по п. 13, отличающийся тем, что многочисленные пластины содержат две пластины, выполненные с возможностью пропускать падающий свет. 14. The optical sensor according to claim 13, characterized in that the plurality of plates comprise two plates configured to transmit incident light. 15. Оптический датчик по п.14, отличающийся тем, что фотодетектор имеет конструкцию, приспособленную для детектирования света согласно астигматическому способу. 15. The optical sensor according to 14, characterized in that the photodetector has a structure adapted to detect light according to the astigmatic method. 16. Оптический датчик по п.15, отличающийся тем, что оптическая ось лазерного источника расположена перпендикулярно оптической оси линзы объектива. 16. The optical sensor according to clause 15, wherein the optical axis of the laser source is perpendicular to the optical axis of the objective lens. 17. Оптический датчик по п.12, отличающийся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к многочисленным пластинам цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет положительную оптическую силу. 17. The optical sensor according to claim 12, characterized in that the cylindrical lens has a cylindrical surface facing the numerous plates, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a positive optical power. 18. Оптический датчик по п.17, отличающийся тем, что оптическая ось лазерного источника расположена в направлении, отличном от параллельной оптической оси линзы объектива, и оптический датчик дополнительно содержит отражающее зеркало, выполненное с возможностью отражения света, падающего из второй пластины по направлению к линзе объектива. 18. The optical sensor according to 17, characterized in that the optical axis of the laser source is located in a direction different from the parallel optical axis of the objective lens, and the optical sensor further comprises a reflective mirror configured to reflect light incident from the second plate towards the lens of the lens. 19. Оптический датчик по п.17, отличающийся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к источнику света цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет отрицательную оптическую силу. 19. The optical sensor according to 17, characterized in that the cylindrical lens has a cylindrical surface facing the light source, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a negative optical power. 20. Оптический датчик по п.19, отличающийся тем, что отрицательная оптическая сила одной цилиндрической поверхности цилиндрической линзы имеет незначительную величину по сравнению с положительной оптической силой другой цилиндрической поверхности цилиндрической линзы. 20. The optical sensor according to claim 19, characterized in that the negative optical power of one cylindrical surface of the cylindrical lens is insignificant compared with the positive optical power of another cylindrical surface of the cylindrical lens. 21. Оптический датчик по п.10, отличающийся тем, что дополнительно содержит коллимирующую линзу для коллимирования света, падающего через многочисленные пластины, и для передачи света к линзе объектива. 21. The optical sensor of claim 10, characterized in that it further comprises a collimating lens for collimating light incident through numerous plates, and for transmitting light to the objective lens. 22. Оптическая система для формирования светового пучка, который выходит из источника света с эллиптическим поперечным сечением, содержащая многочисленные плоскопараллельные пластины для коррекции астигматизма светового пучка, которые имеют взаимное симметричное расположение относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси источника света, причем большой диаметр пучка уменьшается, а малый диаметр остается неизменным, и выходной пучок имеет круглое поперечное сечение, отличающаяся тем, что включает цилиндрическую линзу, расположенную между источником света и многочисленными плоскопараллельными пластинами, а первая плоскопараллельная пластина, на которую поступает световой пучок из цилиндрической линзы, пропускает этот световой пучок и отражает световой пучок, отраженный от оптической записывающей среды. 22. An optical system for generating a light beam that emerges from a light source with an elliptical cross section, containing numerous plane-parallel plates for correcting astigmatism of the light beam, which are mutually symmetrical with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the light source, and the large beam diameter decreases, and the small diameter remains unchanged, and the output beam has a circular cross section, characterized in that it includes a cylindrical lens, Proposition between the light source and multiple parallel plates, and the first plane-parallel plate which receives the light beam from the cylindrical lens, the light beam transmits and reflects the light beam reflected from the optical recording medium. 23. Оптическая система по п.22, отличающаяся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к многочисленным пластинам цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет положительную оптическую силу. 23. The optical system according to item 22, wherein the cylindrical lens has a cylindrical surface facing the numerous plates, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a positive optical power. 24. Оптическая система по п.23, отличающаяся тем, что цилиндрическая линза имеет обращенную к источнику света цилиндрическую поверхность, ось которой параллельна малому диаметру светового пучка, и цилиндрическая поверхность имеет отрицательную оптическую силу. 24. The optical system according to item 23, wherein the cylindrical lens has a cylindrical surface facing the light source, the axis of which is parallel to the small diameter of the light beam, and the cylindrical surface has a negative optical power. 25. Оптическая система по п.24, отличающаяся тем, что отрицательная оптическая сила одной цилиндрической поверхности цилиндрической линзы имеет незначительную величину по сравнению с положительной оптической силой другой цилиндрической поверхности цилиндрической линзы. 25. The optical system according to paragraph 24, wherein the negative optical power of one cylindrical surface of a cylindrical lens is insignificant compared with the positive optical power of another cylindrical surface of a cylindrical lens. 26. Оптическая система по п.22, отличающаяся тем, что многочисленные пластины выполнены с возможностью обеспечения расходимости светового пучка в плоскости, параллельной большому диаметру пучка, выходящего из источника света, меньшей, чем в плоскости, параллельной малому диаметру пучка, выходящего из источника света. 26. The optical system according to item 22, wherein the multiple plates are configured to ensure the divergence of the light beam in a plane parallel to the large diameter of the beam exiting the light source, less than in a plane parallel to the small diameter of the beam exiting the light source . 27. Оптическая система по п.26, отличающаяся тем, что каждая из многочисленных плоскопараллельных пластин выполнена с возможностью преломлять падающий свет. 27. The optical system according to p, characterized in that each of the many plane-parallel plates is made with the ability to refract incident light. 28. Оптическая система по п.27, отличающаяся тем, что многочисленные пластины содержат две пластины, выполненные с возможностью пропускать падающий свет. 28. The optical system according to item 27, wherein the multiple plates contain two plates made with the possibility of transmitting incident light.
RU98102160/28A 1997-01-28 1998-01-27 Optical system forming beam ( variants ) and optical sensor RU2176097C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970002498A KR100288967B1 (en) 1997-01-28 1997-01-28 Optical system for beam shaping and optical pickup employing the same
KR97-2498 1997-01-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98102160A RU98102160A (en) 1999-10-27
RU2176097C2 true RU2176097C2 (en) 2001-11-20

Family

ID=19495768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102160/28A RU2176097C2 (en) 1997-01-28 1998-01-27 Optical system forming beam ( variants ) and optical sensor

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPH10208291A (en)
KR (1) KR100288967B1 (en)
CN (1) CN1156722C (en)
DE (1) DE19802389B4 (en)
GB (1) GB2322455B (en)
HK (1) HK1009876A1 (en)
MY (1) MY118337A (en)
NL (1) NL1008116C2 (en)
RU (1) RU2176097C2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3347676B2 (en) 1998-10-29 2002-11-20 キヤノン株式会社 Illumination device and projection display device using the same
KR20010054955A (en) * 1999-12-08 2001-07-02 구자홍 Optical Pickup Apparatus
DE10117402A1 (en) * 2001-04-06 2002-10-10 Thomson Brandt Gmbh Light beam shaping device converts elliptical beam cross-section into circular beam cross-section by extending shorter elliptical axis and reducing longer elliptical axis
DE10248769B3 (en) * 2002-10-18 2004-07-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optical device for geometric shaping of light beam profile e.g. for coupling laser radiation emitted by laser diode with input end of optical fibre
EP2828575B1 (en) * 2012-03-18 2016-11-23 Robe Lighting, Inc A multisource beam shaping system
US10551038B2 (en) 2012-03-18 2020-02-04 Robe Lighting S.R.O. Modular multisource beam shaping system
CN103279005B (en) * 2013-05-13 2015-08-19 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 LASER Light Source, wavelength convert light source, conjunction radiant and optical projection system
CN104836114B (en) * 2015-05-27 2018-04-06 中国工程物理研究院应用电子学研究所 A kind of fast and slow axis beam quality homogenizer of semiconductor laser
CN111939304A (en) * 2020-10-19 2020-11-17 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 Laser virus killing device based on beam shaping and refraction and reflection control

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1204199A (en) * 1982-02-19 1986-05-06 Shigeo Kubota Optical apparatus
JPS60241013A (en) * 1984-05-16 1985-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical pickup
EP0310711B1 (en) * 1987-10-05 1993-09-01 Hitachi, Ltd. Optical device with phase-locked diodelaser array
JPH01211332A (en) * 1988-02-19 1989-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical head
JPH0827968B2 (en) * 1988-08-19 1996-03-21 松下電器産業株式会社 Beam shaping device and optical head device
JPH0289384A (en) * 1988-09-27 1990-03-29 Sony Corp Semiconductor laser device
EP0429243A3 (en) * 1989-11-17 1991-12-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Beam shaping system using diffraction
US5237457A (en) * 1990-10-04 1993-08-17 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for adjusting an optical axis including a laser beam source and a beam shaping prism
JPH04287011A (en) * 1991-03-18 1992-10-12 Hitachi Ltd Optical scanner and recording device using the same
US5251060A (en) * 1991-09-30 1993-10-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light-source unit

Also Published As

Publication number Publication date
NL1008116A1 (en) 1998-07-29
DE19802389A1 (en) 1998-08-20
GB2322455B (en) 1999-01-13
CN1156722C (en) 2004-07-07
GB2322455A (en) 1998-08-26
DE19802389B4 (en) 2005-06-02
JPH10208291A (en) 1998-08-07
CN1189669A (en) 1998-08-05
KR100288967B1 (en) 2001-05-02
MY118337A (en) 2004-10-30
HK1009876A1 (en) 1999-06-11
NL1008116C2 (en) 2000-07-13
KR19980066783A (en) 1998-10-15
GB9707538D0 (en) 1997-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2176097C2 (en) Optical system forming beam ( variants ) and optical sensor
US6088170A (en) Optical system for shaping light beams and an optical pickup employing the same
KR100478559B1 (en) Optical pickup for recordable and playable discs
JPH1064103A (en) Optical pickup device
US5598394A (en) Optical pick-up
RU98102160A (en) OPTICAL SYSTEM FOR BEAM FORMATION (OPTIONS) AND OPTICAL SENSOR
KR20010076355A (en) Optical element and optical pick-up
JPH0434740A (en) Optical head
KR100513245B1 (en) Optical element, optical head, spherical aberration correction method, and optical recording reproducing apparatus
US7298688B2 (en) Light emitting module and optical pickup apparatus and method employing the same
JPH02311816A (en) Beam converting device
KR100252944B1 (en) Device for picking-up light
US7450476B2 (en) Light emitting module and optical pickup apparatus and method employing the same
KR100421011B1 (en) Optical pickup comprising a polygon prism and method of compensating optical axes using the same
JP2004265490A (en) Optical pickup device
JP2005189677A (en) Beam alignment polarization beam splitter and optical pickup
KR100443676B1 (en) Optical pickup using reflective focusing lens
JPH04209335A (en) Light emitting member
US20090073857A1 (en) Optical pickup apparatus
KR0134842B1 (en) Reproducing optical pick up
KR100354733B1 (en) Optical pickup apparatus
KR100248038B1 (en) Optical pickup device
KR960025433A (en) Beam Orthogonal Prisms for Optical Disc Recording Devices
JPH09171633A (en) Integrated optical pickup system
KR100403596B1 (en) Optic pickup apparatus comprising a right-angled triangle beam splitter and method of compensating optic axes using the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100128