JP2002323673A - ビーム整形素子、並びにそれを用いた半導体レーザ光源装置及び光学ヘッド - Google Patents

ビーム整形素子、並びにそれを用いた半導体レーザ光源装置及び光学ヘッド

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JP2002323673A
JP2002323673A JP2001125731A JP2001125731A JP2002323673A JP 2002323673 A JP2002323673 A JP 2002323673A JP 2001125731 A JP2001125731 A JP 2001125731A JP 2001125731 A JP2001125731 A JP 2001125731A JP 2002323673 A JP2002323673 A JP 2002323673A
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semiconductor laser
laser light
shaping element
beam shaping
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Yasuhiro Tanaka
康弘 田中
Michihiro Yamagata
道弘 山形
Tomohiko Sasano
智彦 笹埜
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 収差変化が小さく、しかも、位置許容差の大
きいビーム整形素子を実現する。 【解決手段】 ビーム整形素子2を、両面がトーリック
面からなる単レンズにより構成する。半導体レーザ光源
1からの遠視野でのビーム拡がり角が大きい方向を垂直
方向とし、小さい方向を水平方向としたとき、垂直方向
の断面におけるトーリック面の形状を両面ともに非球面
とし、水平方向の断面におけるトーリック面の形状を両
面ともに球面にする。そして、前記球面の曲率中心を両
面ともにほぼ半導体レーザ光源1の近傍に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビーム整形素子、
並びにそれを用いた半導体レーザ光源装置及び光学ヘッ
ドに関する。特に、本発明は、水平方向と垂直方向でビ
ーム拡がり角の異なる半導体レーザ光源から出射する光
束を、より等しい拡がり角の光束に変換することのでき
るビーム整形素子、並びにそれを用いた半導体レーザ光
源装置及び光学ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザから出射する光の光量分布
は、楕円状である。これは、垂直方向では光線の拡がり
角が大きく、水平方向では小さいからである。半導体レ
ーザを光源とする装置、例えば、光ディスク装置におい
ては、対物レンズによって形成される集光スポットを、
なるべく小さく絞り込む必要がある。そして、そのため
には、光量分布がなるべく均一であることが望ましい。
半導体レーザの中心付近の光のみを使用することによ
り、光量分布を均一にすることができる。しかし、その
ためには、半導体レーザから出射する光の多くを捨てる
こととなるので、光利用効率が低下してしまう。このこ
とは、書換型の光ディスク装置において大きな問題とな
る。
【0003】そこで、何らかの方法によって半導体レー
ザの光量分布を楕円状から円状に近づけることが行われ
てきた。例えば、半導体レーザから出射した光をコリメ
ートレンズによって一旦平行光にした後、組み合わせた
2枚のプリズムによって楕円状の光量分布を円状に変換
することが知られている。しかし、この構成では、コリ
メートレンズの後にさらにプリズムを配置する空間が必
要となるため、光学系が大きくなってしまうという問題
があった。そのため、例えば、特開昭61−25491
5号、特開平1−109317号、特開平9−2580
99号の各公報においては、ビーム整形素子とコリメー
トレンズの機能を一体化した光学素子が提案されてい
る。しかし、これらの素子は、収差補正が不十分である
と共に、レンズの位置許容誤差が著しく狭く、しかも、
面形状が複雑で加工が困難である等の問題を有してい
た。さらに、特開平6−294940号公報において
は、コリメート機能は別にして、ビーム整形機能だけを
持たせた光学素子が提案されている。すなわち、この光
学素子は、半導体レーザ側の面がシリンドリカル面、反
対側の面がトロイダル面によって構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成では、光源と光学素子の相対的な位置ずれに対して
収差変化が激しく、厳しい位置精度が求められる等の問
題点があった。
【0005】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、収差変化が小さく、
かつ、位置許容差の大きいビーム整形素子を提供し、ま
た、光利用効率の向上を図ることのできる半導体レーザ
光源装置及び光学ヘッドを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るビーム整形素子の構成は、水平方向と
垂直方向でビーム拡がり角の異なる半導体レーザ光源か
ら出射する光束を、より等しい拡がり角の光束に変換す
る単レンズからなるビーム整形素子であって、両面がト
ーリック面からなり、前記半導体レーザ光源からの遠視
野でのビーム拡がり角が大きい方向を垂直方向、小さい
方向を水平方向としたとき、前記垂直方向の断面におけ
るトーリック面の形状が両面とも非球面、前記水平方向
の断面におけるトーリック面の形状が両面とも球面であ
り、かつ、前記球面の曲率中心が両面ともほぼ前記半導
体レーザ光源の位置にあることを特徴とする。このビー
ム整形素子の構成によれば、水平方向の断面、垂直方向
の断面の両方向の断面で位置許容差が大きく、かつ、ト
ータルの波面収差が小さいビーム整形素子を実現するこ
とができる。また、両面ともに一断面が球面であるため
に、両断面が非球面である場合に比べてはるかに加工が
容易となる。
【0007】また、前記本発明のビーム整形素子の構成
においては、前記垂直方向の断面におけるトーリック面
の形状は、前記半導体レーザ光源側の面が凸面、前記半
導体レーザ光源と反対側の面が凹面であるのが好まし
い。この好ましい例によれば、位置許容差が大きく、か
つ、トータルの波面収差が小さいビーム整形素子を実現
することができる。
【0008】また、前記本発明のビーム整形素子の構成
においては、前記半導体レーザ光源から取り込むことの
できる前記水平方向の断面における開口数NAをNA
x、前記垂直方向の断面における開口数NAをNAyと
したとき、下記(数3)の条件を満足するのが好まし
い。 [数3] 1.2<NAy/NAx<3.0 上記(数3)の下限を下回ると、すなわち、NAy/N
Axが1.2以下になると、補正の度合いが少なくな
り、レーザの取り込み効率が低下してしまう。一方、上
記(数3)の上限を超えると、すなわち、NAy/NA
xが3.0以上になると、垂直方向の断面におけるビー
ム整形素子のパワーが大きくなりすぎて、位置決め公差
等が厳しくなり、実使用上問題となる。
【0009】本発明に係る半導体レーザ光源装置の構成
は、半導体レーザ光源とビーム整形素子とを備えた半導
体レーザ光源装置であって、前記ビーム整形素子は両面
がトーリック面からなる単レンズであり、前記半導体レ
ーザ光源からの遠視野でのビーム拡がり角が大きい方向
を垂直方向、小さい方向を水平方向としたとき、前記垂
直方向の断面におけるトーリック面の形状が両面とも非
球面、前記水平方向の断面におけるトーリック面の形状
が両面とも球面であり、かつ、前記球面の曲率中心が両
面ともほぼ前記半導体レーザ光源の位置にあることを特
徴とする。この半導体レーザ光源装置の構成によれば、
光利用効率の高い半導体レーザ光源装置を実現すること
ができる。
【0010】前記本発明の半導体レーザ光源装置の構成
においては、前記ビーム整形素子から出射した光束を平
行光に変換するコリメートレンズをさらに備えているの
が好ましい。この好ましい例によれば、平行光の品質の
高い半導体レーザ光源装置を実現することができる。ま
た、この場合には、前記コリメートレンズは、前記半導
体レーザ光源との間に前記ビーム整形素子を挿入した状
態で収差が補正されているのが好ましい。この好ましい
例によれば、ビーム整形素子の影響をほとんど受けるこ
となく、半導体レーザ光源から出射した光線を平行光に
変換することができる。
【0011】また、前記本発明の半導体レーザ光源装置
の構成においては、前記垂直方向の断面におけるトーリ
ック面の形状が、前記半導体レーザ光源側の面が凸面、
前記半導体レーザ光源と反対側の面が凹面であるのが好
ましい。
【0012】また、前記本発明の半導体レーザ光源装置
の構成においては、前記半導体レーザ光源から取り込む
ことのできる前記水平方向の断面における前記ビーム整
形素子の開口数NAをNAx、前記垂直方向の断面にお
ける前記ビーム整形素子の開口数NAをNAyとしたと
き、下記(数4)の条件を満足するのが好ましい。 [数4] 1.2<NAy/NAx<3.0 また、前記本発明の半導体レーザ光源装置の構成におい
ては、前記ビーム整形素子が樹脂製の単レンズからな
り、前記半導体レーザ光源と前記ビーム整形素子との間
が樹脂製の鏡胴によって固定されているのが好ましい。
ビーム整形素子を樹脂成形によって作製した場合、温度
変化によって非点収差が発生するが、半導体レーザ光源
と前記ビーム整形素子との間を適当な長さを持った樹脂
製の鏡胴によって固定することにより、非点収差の発生
を抑制することができる。
【0013】本発明に係る光学ヘッドの構成は、半導体
レーザ光源装置と、前記半導体レーザ光源装置から出射
した光を情報媒体上に集光する集光手段と、前記情報媒
体で変調された光を分離する光分離手段と、前記情報媒
体で変調された光を受光する受光手段とを備えた光学ヘ
ッドであって、前記半導体レーザ光源装置として前記本
発明半導体レーザ光源装置を用いることを特徴とする。
この光学ヘッドの構成によれば、部品点数を削減し、安
価で組立の容易な光学ヘッドを実現することができる。
また、半導体レーザの光利用効率を高めることができる
ので、特に書換型の光ディスクにおいて、記録速度を上
げたり、半導体レーザ光源のパワーを下げたりすること
が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態におけるビー
ム成形素子を用いた半導体レーザ光源装置の構成を示す
概略図である。本実施の形態においては、半導体レーザ
光源からの遠視野でのビーム拡がり角の大きい方、すな
わち、垂直方向の断面を『Y断面』、ビーム拡がり角の
小さい方、すなわち、水平方向の断面を『X断面』と呼
ぶ。
【0016】図1に示すように、半導体レーザ光源1か
ら出射した光線は、ビーム整形素子2を通り、コリにメ
ートレンズ3によって平行光に変換される。ここで、Y
断面においては、光源である半導体レーザ光源1から出
射する光線のビーム拡がり角が大きいため、開口数(N
A)のより高い光線を取り込む必要がある。一方、X断
面においては、元々のコリメートレンズ3のNAの光線
を取り込めばよい。
【0017】ビーム整形素子2は単レンズからなり、そ
のY断面における形状は、半導体レーザ光源1側の面が
凸面、その反対側の面が凹面となっている。また、ビー
ム整形素子2の半導体レーザ光源1側の面は、Y断面形
状4が非球面、X断面形状5が球面のトーリック面とな
っている。また、ビーム整形素子2の半導体レーザ光源
1側と反対側の面、すなわち、コリにメートレンズ3側
の面も同様に、Y断面形状6が非球面、X断面形状7が
球面のトーリック面となっている。
【0018】X断面においては、ビーム整形素子2の断
面形状7(球面)と断面形状5(球面)の曲率中心がい
ずれも半導体レーザ光源1の近傍に位置している。従っ
て、半導体レーザ光源1から出射した光線は、ビーム整
形素子2の断面形状7(球面)、断面形状5(球面)の
いずれにおいてもほとんど屈折することなくコリメート
レンズ3に入射する。このため、コリメートレンズ3の
収差補正が十分になされていれば、ビーム整形素子2の
影響をほとんど受けることなく、半導体レーザ光源1か
ら出射した光線を平行光に変換することができる。
【0019】ビーム整形素子2のY断面においては、よ
り多くの光量を取り込むために、半導体レーザ光源1か
ら出射された光線を屈折させる必要がある。Y断面にお
けるビーム整形素子2の一面のみを非球面化すれば、軸
上球面収差を補正することができるが、二面ともに非球
面化し、二面の非球面の自由度を用いることにより、ビ
ーム整形素子2の光軸方向への移動時における収差を低
減することが可能となる。また、このように半導体レー
ザ光源1からの遠視野でのビーム拡がり角の大きい方の
断面を両面ともに非球面とすることにより、位置決め公
差の緩い設計とすることもできる。さらに、上記のよう
に半導体レーザ光源1からの遠視野でのビーム拡がり角
の小さい断面を両面ともに球面とすることにより、加工
を容易にすることができる。
【0020】上記した手法により、X断面、Y断面の球
面収差を補正することができるが、実際には、各断面個
々についてだけではなく、レンズ全体として収差が補正
されている必要がある。この場合、上記したように、ビ
ーム整形素子2のX断面における断面形状7(球面)及
び断面形状5(球面)の曲率中心を半導体レーザ光源1
の近傍に位置させることにより、レンズ全体としての収
差を抑えることが可能となる。
【0021】また、半導体レーザ光源1から取り込むこ
とのできるX断面におけるビーム整形素子2のNAをN
Ax、Y断面におけるビーム整形素子2のNAをNAy
としたとき、下記(数5)の条件を満足するのが望まし
い。 [数5] 1.2<NAy/NAx<3.0 上記(数5)中のNAy/NAxは、いわゆる楕円ビー
ムの補正倍率であり、その値が1の場合は補正がないこ
とを意味する。ここで、上記(数5)の下限を下回る
と、すなわち、NAy/NAxが1.2以下になると、
補正の度合いが少なくなり、レーザの取り込み効率が低
下してしまう。一方、上記(数5)の上限を超えると、
すなわち、NAy/NAxが3.0以上になると、Y断
面におけるビーム整形素子2のパワーが大きくなりすぎ
て、位置決め公差等が厳しくなり、実使用上問題とな
る。
【0022】以下に、上記(数5)の条件を満足する実
施例を示す。各実施例においては、都合上、平行光側か
ら面の順番を数えることとする。また、各実施例におい
て、φEFF、fx、fy、m、dc、nc、dk、d
s、ns、WDは、それぞれ以下のことを意味してい
る。
【0023】φEFF:コリメートレンズ3から出射す
る平行光の有効直径 fx :コリメートレンズ3を含めた光学系全体のX
断面における焦点距離 fy :コリメートレンズ3を含めた光学系全体のY
断面における焦点距離 m :補正倍率(=fx/fy) dc :コリメートレンズ3の中心厚み nc :コリメートレンズ3の屈折率 dk :コリメートレンズ3とビーム整形素子2との
間の空気間隔 ds :ビーム整形素子2の中心厚み ns :ビーム整形素子2の屈折率 WD :ビーム整形素子2から半導体レーザ光源1と
の間の空気間隔 また、コリメートレンズ3の回転対称非球面形状は、下
記(数*)によって表記される。
【0024】
【数6】
【0025】ここで、回転対称非球面上のXY座標を
(x,y)としたとき、光軸からの高さpはp2 =x2
+y2 で表記され、また、上記(数6)中の各記号は以
下のことを意味している。
【0026】z:光軸から高さがpである非球面上の点
の非球面頂点の接平面からの距離 Rci:コリメートレンズ3の第i面の曲率半径 kci:コリメートレンズ3の第i面の円錐定数 ADci、AEci:それぞれコリメートレンズ3の第i面
の4次、6次の非球面係数 また、ビーム整形素子2のX断面における非球面形状
は、下記(数7)によって表記される。
【0027】
【数7】
【0028】上記(数7)中の各記号は以下のことを意
味している。
【0029】z:光軸から高さがyである非球面上の点
の非球面頂点の接平面からの距離 Rsiy :ビーム整形素子2の第i面の曲率半径 ksiy :ビーム整形素子2の第i面の円錐定数 ADsiy、AEsiy:それぞれビーム整形素子2の第i面
の4次、6次の非球面係数 尚、設計波長は405nmであり、非球面のデータにお
いて数値が示されていない場合は0とみなす。
【0030】[実施例1] φEFF=3.84 fx=14 fy=7 m=2 Rc1=9.98272 kc1=−0.6978976 ADc1=0.1260299×10-4 AEc1=−0.1283053×10-7 dc=2.5 nc=1.62392 Rc2:平面 dk=10.96 Rs1x=3.5 Rs1y=−3.20484 ks1y=3.133788 ADs1y=−0.3323128×10-1 AEs1y=0.5346506×10-1 ds=2.0 ns=1.55883 Rs2x=1.5 Rs2y=−1.0411 ks2y=−1.581877 ADs2y=0.7019697×10-1 AEs2y=0.355592×10-2 WD=1.5 本実施例において、ビーム整形素子2のX断面における
断面形状7(球面)及び断面形状5(球面)の曲率中心
は半導体レーザ光源1の位置に一致している。
【0031】図2に、本実施例におけるビーム整形素子
の横収差曲線を示す。図2より、横収差はX断面、Y断
面のいずれにおいても0.0001以下であり、十分な
収差補正がなされていることが分かる。また、トータル
の波面収差のRMS値は、0.005λ以下である。
【0032】ビーム整形素子2は、ガラス成形あるいは
樹脂成形によって作製されるのが望ましく、これにより
ビーム整形素子2を高精度で安価に大量生産することが
できる。
【0033】ビーム整形素子2の材質として非晶質ポリ
オレフィン樹脂を用いた場合、その材料の温度特性は、
線膨張係数が7.0×10-5、屈折率の温度変化が−
1.43×10-4である。従って、温度が変化すると、
焦点距離が変化する。本光学素子においては、トーリッ
ク面が用いられているため、焦点位置がずれると非点収
差が発生する。この非点収差を補正するためには、半導
体レーザ光源1とビーム整形素子2との間隔を調整する
必要があり、その調整量は、±35℃で約±8.8μm
である。そこで、図6に示すように、半導体レーザ光源
1とビーム整形素子2との間を樹脂鏡胴8によって固定
した。樹脂鏡胴8の線膨張係数が7.0×10-5である
とすると、半導体レーザ光源1とビーム整形素子2との
固定間隔を3.6mmとした場合、±35℃で丁度±
8.8μmの調整量を得ることができ、常に非点収差の
無い波面を維持することのできる半導体レーザ光源装置
を提供することができる。また、図7に示すように、コ
リメートレンズ3を付加することにより、平行光の品質
が常に保たれた半導体レーザ光源装置を提供することが
できる。
【0034】[実施例2] φEFF=3.84 fx=16 fy=7.2727 m=2.2 Rc1=9.98272 kc1=−0.6978976 ADc1=0.1260299×10-4 AEc1=−0.1283053×10-7 dc=2.5 nc=1.62392 Rc2:平面 dk=8.19255 Rs1x=7.2 Rs1y=−46.89627 ks1y=0.1100811×10+4 ADs1y=−0.4087675×10-2 AEs1y=−0.3099995×10-4 ds=5.0 ns=1.55883 Rs2x=1.72305 Rs2y=−1.44673 ks2y=−4.351532 ADs2y=−0.3156074×10-1 AEs2y=0.1910824×10-1 WD=1.5 本実施例において、ビーム整形素子2のX断面における
断面形状7(球面)及び断面形状5(球面)の曲率中心
はほぼ半導体レーザ光源1の位置に一致している。
【0035】図3に、本実施例におけるビーム整形素子
の横収差曲線を示す。図3より、横収差はX断面、Y断
面のいずれにおいても0.0001以下であり、十分な
収差補正がなされていることが分かる。また、トータル
の波面収差のRMS値は、0.005λ以下である。
【0036】[実施例3] φEFF=4.40 fx=15.896 fy=5.7017 m=2.788 Rc1=11.6680 kc1=−0.7595541 ADc1=0.8786274×10-5 AEc1=−0.6558311×10-7 dc=3.0 nc=1.72925 Rc2:平面 dk=7.9193 Rs1x=6.0 Rs1y=6.93259 ks1y=−1.714594 ADs1y=−0.6643176×10-3 AEs1y=0.1013347×10-3 ds=6.0 ns=1.72925 Rs2x=0.191947 Rs2y=−0.359417 ks2y=−4.184836 ADs2y=9.444115 AEs2y=0.0 WD=0.2 本実施例において、ビーム整形素子2のX断面における
断面形状7(球面)及び断面形状5(球面)の曲率中心
はほぼ半導体レーザ光源1の位置に一致している。
【0037】図4に、本実施例におけるビーム整形素子
の横収差曲線を示す。図4より、横収差はX断面、Y断
面のいずれにおいても0.0001以下であり、十分な
収差補正がなされていることが分かる。また、トータル
の波面収差のRMS値は、0.005λ以下である。
【0038】[実施例4] φEFF=4.40 fx=16.0 fy=10.6667 m=1.5 Rc1=10.76 kc1=−0.7866449 ADc1=0.6845704×10-5 AEc1=0.1090476×10-6 dc=2.0 nc=1.61735 Rc2=−111.91 kc2=10.89531 ADc2=0.6774711×10-5 AEc1=0.2132815×10-6 dk=10.06 Rs1x=3.8 Rs1y=7.82872 Ks1y=−6.302197 ADs1y=−0.1670735×10-2 AEs1y=0.2577290×10-3 ds=3.0 ns=1.62392 Rs2x=1.186324 Rs2y=−11.99091 ks2y=150.2921 ADs2y=−0.1123077×10-1 AEs2y=0.1684702×10-1 WD=1.5 本実施例において、ビーム整形素子2のX断面における
断面形状7(球面)及び断面形状5(球面)の曲率中心
はほぼ半導体レーザ光源1の位置に一致している。
【0039】図5に、本実施例におけるビーム整形素子
の横収差曲線を示す。図5より、横収差はX断面、Y断
面のいずれにおいても0.0001以下であり、十分な
収差補正がなされていることが分かる。また、トータル
の波面収差のRMS値は、0.005λ以下である。
【0040】図8は本発明の一実施の形態における半導
体レーザ光源装置を用いた光学ヘッドの構成を示す概略
図である。
【0041】図8に示すように、半導体レーザ光源1か
ら出射した光線は、ビーム整形素子2を透過した後、コ
リメートレンズ3によって平行光に変換され、対物レン
ズ9によって光ディスク基板10の情報媒体面11上に
集光される。情報媒体面11で変調された光は、反射し
た後、再び対物レンズ9によって平行光となり、ビーム
スプリッター12によって光源側と光路を分離される。
ビームスプリッター12によって光路を分離された光
は、検出レンズ13を透過した後、フォトディテクター
14上にスポットを形成する。ここで、検出レンズ13
には、その一面にトーリック面が形成されており、この
検出レンズ13によって非点収差を発生させることがで
きる。その結果、フォトディテクター14の4分割され
た受光面により、いわゆる非点収差法を用いて焦点誤差
を検出することが可能となる。そして、この誤差量を対
物レンズ9にフィードバックすることにより、常に光デ
ィスク基板10の情報媒体面11に焦点を合わせること
が可能となる。
【0042】ビーム整形素子2は、半導体レーザ光源1
から出射されるビーム拡がり角の大きい光束を小さくす
る働きを有し、円形開口を有する対物レンズ9に対して
光の利用効率を高めることができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
収差変化が小さく、かつ、位置許容差の大きいビーム整
形素子を実現することができる。また、光利用効率の向
上を図ることのできる半導体レーザ光源装置及び光学ヘ
ッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるビーム成形素子
を用いた半導体レーザ光源装置の構成を示す概略図
【図2】本発明の実施例1におけるビーム整形素子の横
収差曲線を示す図
【図3】本発明の実施例2におけるビーム整形素子の横
収差曲線を示す
【図4】本発明の実施例3におけるビーム整形素子の横
収差曲線を示す図
【図5】本発明の実施例4におけるビーム整形素子の横
収差曲線を示す図
【図6】本発明の実施例1におけるビーム整形素子を用
いた半導体レーザ光源装置の構成を示す概略図
【図7】本発明の実施例1におけるビーム整形素子を用
いた半導体レーザ光源装置の他の構成を示す概略図
【図8】本発明の一実施の形態におけるビーム整形素子
を用いた光学ヘッドの構成を示す概略図
【符号の説明】
1 半導体レーザ光源 2 ビーム整形素子 3 コリメートレンズ 4 光源側の面のY断面形状 5 光源側の面のX断面形状 6 反対側の面のY断面形状 7 反対側の面のX断面形状 8 樹脂鏡胴 9 対物レンズ 10 光ディスク基板 11 情報媒体面 12 ビームスプリッター 13 検出レンズ 14 フォトディテクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹埜 智彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA43 BA01 BB03 DA05 EC01 FA05 FA30 JA08 LB07 5F073 AB25 AB27 BA04 EA20 FA08 FA22 FA23

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平方向と垂直方向でビーム拡がり角の
    異なる半導体レーザ光源から出射する光束を、より等し
    い拡がり角の光束に変換する単レンズからなるビーム整
    形素子であって、両面がトーリック面からなり、前記半
    導体レーザ光源からの遠視野でのビーム拡がり角が大き
    い方向を垂直方向、小さい方向を水平方向としたとき、
    前記垂直方向の断面におけるトーリック面の形状が両面
    とも非球面、前記水平方向の断面におけるトーリック面
    の形状が両面とも球面であり、かつ、前記球面の曲率中
    心が両面ともほぼ前記半導体レーザ光源の位置にあるこ
    とを特徴とするビーム整形素子。
  2. 【請求項2】 前記垂直方向の断面におけるトーリック
    面の形状は、前記半導体レーザ光源側の面が凸面、前記
    半導体レーザ光源と反対側の面が凹面である請求項1に
    記載のビーム整形素子。
  3. 【請求項3】 前記半導体レーザ光源から取り込むこと
    のできる前記水平方向の断面における開口数NAをNA
    x、前記垂直方向の断面における開口数NAをNAyと
    したとき、下記(数1)の条件を満足する請求項1又は
    2に記載のビーム整形素子。 [数1] 1.2<NAy/NAx<3.0
  4. 【請求項4】 半導体レーザ光源とビーム整形素子とを
    備えた半導体レーザ光源装置であって、前記ビーム整形
    素子は両面がトーリック面からなる単レンズであり、前
    記半導体レーザ光源からの遠視野でのビーム拡がり角が
    大きい方向を垂直方向、小さい方向を水平方向としたと
    き、前記垂直方向の断面におけるトーリック面の形状が
    両面とも非球面、前記水平方向の断面におけるトーリッ
    ク面の形状が両面とも球面であり、かつ、前記球面の曲
    率中心が両面ともほぼ前記半導体レーザ光源の位置にあ
    ることを特徴とする半導体レーザ光源装置。
  5. 【請求項5】 前記ビーム整形素子から出射した光束を
    平行光に変換するコリメートレンズをさらに備えた請求
    項4に記載の半導体レーザ光源装置。
  6. 【請求項6】 前記コリメートレンズは、前記半導体レ
    ーザ光源との間に前記ビーム整形素子を挿入した状態で
    収差が補正されている請求項5に記載の半導体レーザ光
    源装置。
  7. 【請求項7】 前記垂直方向の断面におけるトーリック
    面の形状は、前記半導体レーザ光源側の面が凸面、前記
    半導体レーザ光源と反対側の面が凹面である請求項4に
    記載の半導体レーザ光源装置。
  8. 【請求項8】 前記半導体レーザ光源から取り込むこと
    のできる前記水平方向の断面における前記ビーム整形素
    子の開口数NAをNAx、前記垂直方向の断面における
    前記ビーム整形素子の開口数NAをNAyとしたとき、
    下記(数2)の条件を満足する請求項4〜7のいずれか
    に記載のビーム整形素子。 [数2] 1.2<NAy/NAx<3.0
  9. 【請求項9】 前記ビーム整形素子が樹脂製の単レンズ
    からなり、前記半導体レーザ光源と前記ビーム整形素子
    との間が樹脂製の鏡胴によって固定されている請求項4
    に記載の半導体レーザ光源装置。
  10. 【請求項10】 半導体レーザ光源装置と、前記半導体
    レーザ光源装置から出射した光を情報媒体上に集光する
    集光手段と、前記情報媒体で変調された光を分離する光
    分離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受
    光手段とを備えた光学ヘッドであって、前記半導体レー
    ザ光源装置として請求項4〜9のいずれかに記載の半導
    体レーザ光源装置を用いることを特徴とする光学ヘッ
    ド。
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