JPS6153775B2 - - Google Patents
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- JPS6153775B2 JPS6153775B2 JP54074664A JP7466479A JPS6153775B2 JP S6153775 B2 JPS6153775 B2 JP S6153775B2 JP 54074664 A JP54074664 A JP 54074664A JP 7466479 A JP7466479 A JP 7466479A JP S6153775 B2 JPS6153775 B2 JP S6153775B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/08—Anamorphotic objectives
- G02B13/10—Anamorphotic objectives involving prisms
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- 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
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
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- 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
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- 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
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
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Description
本発明は光情報処理装置、特に半導体レーザ素
子を光源に用いた光情報処理装置に関する。 近年、ガスレーザに代わつて、半導体レーザ素
子を光源に用いた光情報処理装置の開発が盛んに
なつてきた。光デイスクはその一例である。光デ
イスクとは、半導体レーザ素子を用いて円盤（デ
イスク）に記録されている情報信号を再生した
り、又はデイスクに情報を高密度に記録するもの
である。すなわち、半導体レーザを用いてデイス
ク上に情報信号を記録したり再生するためには、
半導体レーザ素子から出たビームを光学系を構成
する結合レンズ及び対物レンズを用いてデイスク
上に直径１μｍ程度の円形状の光スポツトとして
形成しなければならない。 一般に、半導体レーザ素子は、その発光領域の
縦横比が異なるため、ビームの拡がり角が非常方
的である。この半導体レーザビームの拡がり角
は、半導体レーザ素子の構造によつて異なつてい
る。即ち、第１図に示す如く半導体レーザ素子か
らのビームの遠視野像における出射光分布の水平
方向及び垂直方向のe-2での角度をそれぞれθ
、θ⊥とすると、例えば CSP型半導体レーザでは θ＝８゜、θ⊥＝24゜及びθ⊥／θ＝３
…(1) となる。また、BH型半導体レーザでは θ＝16゜、θ⊥＝32゜及びθ⊥／θ＝２
…(2) であり、BH型レーザではビーム拡がり角の比θ
⊥／θは２、CSP型レーザでは３となつてい
る。なお、第１図の横軸は広がり角、その縦軸は
光強度である。第２図は上述した半導体レーザ素
子のビーム拡がり角が等方的でない場合に、デイ
スク上に直径１μｍφ程度の等方的スポツトを形
成するための従来の光情報処理装置の一例を示し
ている。 第２図において、半導体レーザ素子１の一方の
端面から出た等方でない拡がり角をもつたビーム
は結合レンズ２、対物レンズ３によつてデイスク
４上に光スポツト５が形成される。光検出器６は
半導体レーザ素子１の光出力を検出する手段であ
る。なお、Ａは光軸である。第２図において、結
合レンズ２の開口数NAは、半導体レーザ１とレ
ンズ２とのなす半画角をθとすると、 NA＝sinθ ……(3) の関係がある。また半導体レーザ素子１のビーム
拡がり角について、上述したように水平方向及び
垂直方向のe-2での大きさをθ及びθ⊥とする
と、このような半導体レーザ素子を用いてデイス
ク４上に等方的なスポツト５を形成するために
は、 θ＜θ＜θ⊥ ……(4) となるように結合レンズ２の開口数NAをを選ば
なければならない。すなわち、結合レンズ２の開
口数を小さくし、軸外の光線を遮断して、光軸Ａ
（θ＝０）付近のみのビームを用いて、結合レン
ズ２から出た光の強度分布を等方的にさせる必要
がある。第１図に示すビームの広がり角と第(1)，
(3)及び(4)式より、CSP型レーザでは NA＝0.1 θ＝5.7゜（θ＜θ⊥） ……(5) とすると、結合レンズ２を通つた後のビームはほ
ぼ等方的になり、したがつて、デイスク４上に等
方的なスポツト５が形成される。 しかし、かかる構成では半導体レーザ素子から
出射された光線の一部しかデイスク上に照射され
ないので、レーザ素子の光利用効率が悪いという
欠点がある。特に、記録を行なうような場合に
は、デイスクに設けられた金属薄膜を溶解し、穴
を形成しなければならないので、再生を行なう場
合より数倍の光量を必要とする。また、半導体レ
ーザ素子は、ある一定以上の光量をだすと寿命が
短かくなる。従つて、半導体レーザ素子を用いた
光情報処理装置においては、レーザ素子の光利用
効率を高め、できるだけ光出力を少なくおさえる
ことが、寿命及び信頼性の面からぜひ必要なので
ある。 また、通常、デイスクは約１mm程度の上下ぶれ
をしながら回転している。この回転デイスクの上
下ぶれにかかわらず、スポツトの径が変化しない
ためには、焦点ずれの信号を光学的に検出して自
動焦点を行なう必要がある。 さて、第２図に示す構成において、半導体レー
ザ素子１にデイスク４からの反射光が帰還すると
デイスクからの反射光の強弱に応じて半導体レー
ザ１の出力が増減するので、デイスク４の情報を
光検出器６の出力によつて再生できる。この技術
は特開昭49―69008号公報に記載されている。 一方、光ビームのデイスク上からの焦点のずれ
を検出するため、光源あるいはレンズをその光軸
方向に微小振動させ、レーザ出力を同期検波す
る。ことで、焦点ずれを検出する技術が特開昭53
―17706号公報で提案されている。しかし、この
技術による自動焦点制御引き込み範囲は狭いとい
う欠点がある。第３図は第２図に示す構成におい
て、結合レンズ２の開口数NAが0.1のとき、デイ
スク４を光軸方向に沿つて微少に移動したときの
半導体レーザ素子１からの出力変化を示したもの
である。第３図から明らかなように結合レンズ２
の開口数NAが0.1と非常に小さいときは、自動焦
点引き込み範囲は10μｍしかないことがわかる。
これはデイスクの変位によつて、レーザ素子端面
附近の反射戻り光スポツト焦点位置が大きく変化
してしまうためである。すわち、焦点ずれによる
レーザ素子端面上の反射戻り光スポツトのぼけが
著しく、このために自動焦点引き込み範囲が10μ
ｍという小さな数になつてしまうのである。この
ように半導体レーザ素子にデイスクからの反射光
を復帰させる光情報処理装置では上述したように
引き込み範囲が小さいという欠点をもつている。
このため、自動焦点制御が困難であり、上下ぶれ
の大きなデイスクからの情報再生はできないとい
う欠点があつた。 一方、デイスク上に絞りこんだスポツトを円形
状に近づけるために円筒レンズを用いることが考
えられている。しかし、円筒レンンズは工作上の
精度が出にくく、高価であること光学系の配置が
複雑になることの欠点があり、また、光スポツト
を１μｍの円形状スポツトに収束することは、円
筒レンズを使用しているために非点収差が大きく
影響して、困難である。更に光学系の効率を上げ
るためには円筒レンズの透過率を上げなければな
らず、無反射コーテイングなどが必要である。 本発明は、出力光ビームが非等方である半導体
レーザを用い、光の利用効率にすぐれ、簡単な光
学系で記録媒体上に等方的なスポツトを形成する
ことが可能な光情報処理装置を提供することを目
的とする。 かる目的を達成するために、本発明において
は、半導体レーザ素子からのビームを情報記録媒
体に導く光学系中にプリズムを具備せしめたこと
を特徴とする。即ち、本発明はデイスク上の光ス
ポツトが等方形状になるという結合レンズの条件
である第(4)式を無視して、結合レンズの開口数を
大きくすることによつて半導体レーザ素子からの
非等方形状のビームを殆んどすべて結合レンズに
入射させると共に、結合レンズの後段にプリズム
を配置することにより、結合レンズを通過した等
方的でないビームを等方的形状のビームに変換せ
しめるものである。また、本発明では半導体レー
ザの偏光が接合面に水平な方向であることに着目
して、この半導体レーザ光がＰ偏光で入射し、か
つ半導体レーザ光の水平方向の分布を拡大するよ
うプリズムを配置し、しかも該ビームがこのプリ
ズムの出射端面から垂直に出力されるようにし、
プリズムへの入出射に際して反射損失がほとんど
なく、光ビームの利用効率を格段に高めたことを
特徴とする。 以下、図面により本発明を説明する。 第４図は、デイスクの位置と光出力との関係を
示す図である。即ち、第２図に示した構成におい
て、デイスク４上の光スポツト５が等方形状にな
るという結合レンズの条件である第(4)式を無視し
て、結合レンズ２の開口数NAを大きく（NA＝
0.5）し、デイスク４を光軸方向に沿つて微小に
移動したときの半導体レーザ素子からの光出力の
変化を示したものである。第４図から明らかなよ
うに引き込み範囲は100μｍとなつている。 即ち、結合レンズの開口数を大きくすることに
より、デイスクの変位による反射戻り光スポツト
焦点位置の変化が小さくなり、自動焦点の引き込
み範囲が、拡大されているのである。 而して、結合レンズは、開口数が大きいほど自
動焦点引き込み範囲が大きくなり、デイスクの上
下ぶれに対して完全な自動焦点が実現できること
となる。しかも、結合レンズの開口数が大きくな
ると、半導体レーザ素子からのビームがそれだけ
多く結合レンズに入射されるので、レーザ素子の
光の利用効率が高くなる。しかし、結合レンズの
開口数NAがほぼ第１図に示す遠視野像のe- 2での
垂直方向の拡がり角度θ⊥を満足すれば実質的に
半導体レーザ素子からのビームを殆んど結合レン
ズに入射させることとなる。したがつて、実質的
には、 θ＜θ≦θ⊥ ……(6) を満足すればよいのである。 しかし、第(6)式を満足する結合レンズ２を通過
した光ビームは等方的でないので光スポツト５も
等方的でなくなつてしまう。そこで、本発明にお
いてはこれを解決するために、第５図に示すよう
に、結合レンズ２の後段にプリズム７を配置す
る。第９図は上記プリズム７の形状を示す。第９
図において、プリズムはその頂角をθα、屈折率
をＮとする直角プリズムとし、入射角をθｉ、入
射ビーム径Ｉと、屈折ビーム径Ｏの比をｍ＝Ｏ／Ｉと すると、これらは、それぞれ次式で与えられる。 ここでR11はプリズムの入射面における反射率
である。プリズム７は半導体レーザ素子からのビ
ームの拡がりの水平方向を伸長せしめてその垂直
方向と一致させて、等方的なビームに変換する。
したがつて、半導体レーザ素子からのビームを殆
んど結合レンズに入射させた場合等方的なビーム
を得るためには、ｍをビームの拡がり角の比θ
⊥／θと一致させる必要がある。例えば、BH
型半導体レーザ素子をを用いる場合は第(2)式によ
りｍ＝２である。プリズムの屈折率Ｎ＝1.7636と
すると、反射率R11ができるだけ小さくなるよう
にθi，θ〓を選ぶと式(7)式より
子を光源に用いた光情報処理装置に関する。 近年、ガスレーザに代わつて、半導体レーザ素
子を光源に用いた光情報処理装置の開発が盛んに
なつてきた。光デイスクはその一例である。光デ
イスクとは、半導体レーザ素子を用いて円盤（デ
イスク）に記録されている情報信号を再生した
り、又はデイスクに情報を高密度に記録するもの
である。すなわち、半導体レーザを用いてデイス
ク上に情報信号を記録したり再生するためには、
半導体レーザ素子から出たビームを光学系を構成
する結合レンズ及び対物レンズを用いてデイスク
上に直径１μｍ程度の円形状の光スポツトとして
形成しなければならない。 一般に、半導体レーザ素子は、その発光領域の
縦横比が異なるため、ビームの拡がり角が非常方
的である。この半導体レーザビームの拡がり角
は、半導体レーザ素子の構造によつて異なつてい
る。即ち、第１図に示す如く半導体レーザ素子か
らのビームの遠視野像における出射光分布の水平
方向及び垂直方向のe-2での角度をそれぞれθ
、θ⊥とすると、例えば CSP型半導体レーザでは θ＝８゜、θ⊥＝24゜及びθ⊥／θ＝３
…(1) となる。また、BH型半導体レーザでは θ＝16゜、θ⊥＝32゜及びθ⊥／θ＝２
…(2) であり、BH型レーザではビーム拡がり角の比θ
⊥／θは２、CSP型レーザでは３となつてい
る。なお、第１図の横軸は広がり角、その縦軸は
光強度である。第２図は上述した半導体レーザ素
子のビーム拡がり角が等方的でない場合に、デイ
スク上に直径１μｍφ程度の等方的スポツトを形
成するための従来の光情報処理装置の一例を示し
ている。 第２図において、半導体レーザ素子１の一方の
端面から出た等方でない拡がり角をもつたビーム
は結合レンズ２、対物レンズ３によつてデイスク
４上に光スポツト５が形成される。光検出器６は
半導体レーザ素子１の光出力を検出する手段であ
る。なお、Ａは光軸である。第２図において、結
合レンズ２の開口数NAは、半導体レーザ１とレ
ンズ２とのなす半画角をθとすると、 NA＝sinθ ……(3) の関係がある。また半導体レーザ素子１のビーム
拡がり角について、上述したように水平方向及び
垂直方向のe-2での大きさをθ及びθ⊥とする
と、このような半導体レーザ素子を用いてデイス
ク４上に等方的なスポツト５を形成するために
は、 θ＜θ＜θ⊥ ……(4) となるように結合レンズ２の開口数NAをを選ば
なければならない。すなわち、結合レンズ２の開
口数を小さくし、軸外の光線を遮断して、光軸Ａ
（θ＝０）付近のみのビームを用いて、結合レン
ズ２から出た光の強度分布を等方的にさせる必要
がある。第１図に示すビームの広がり角と第(1)，
(3)及び(4)式より、CSP型レーザでは NA＝0.1 θ＝5.7゜（θ＜θ⊥） ……(5) とすると、結合レンズ２を通つた後のビームはほ
ぼ等方的になり、したがつて、デイスク４上に等
方的なスポツト５が形成される。 しかし、かかる構成では半導体レーザ素子から
出射された光線の一部しかデイスク上に照射され
ないので、レーザ素子の光利用効率が悪いという
欠点がある。特に、記録を行なうような場合に
は、デイスクに設けられた金属薄膜を溶解し、穴
を形成しなければならないので、再生を行なう場
合より数倍の光量を必要とする。また、半導体レ
ーザ素子は、ある一定以上の光量をだすと寿命が
短かくなる。従つて、半導体レーザ素子を用いた
光情報処理装置においては、レーザ素子の光利用
効率を高め、できるだけ光出力を少なくおさえる
ことが、寿命及び信頼性の面からぜひ必要なので
ある。 また、通常、デイスクは約１mm程度の上下ぶれ
をしながら回転している。この回転デイスクの上
下ぶれにかかわらず、スポツトの径が変化しない
ためには、焦点ずれの信号を光学的に検出して自
動焦点を行なう必要がある。 さて、第２図に示す構成において、半導体レー
ザ素子１にデイスク４からの反射光が帰還すると
デイスクからの反射光の強弱に応じて半導体レー
ザ１の出力が増減するので、デイスク４の情報を
光検出器６の出力によつて再生できる。この技術
は特開昭49―69008号公報に記載されている。 一方、光ビームのデイスク上からの焦点のずれ
を検出するため、光源あるいはレンズをその光軸
方向に微小振動させ、レーザ出力を同期検波す
る。ことで、焦点ずれを検出する技術が特開昭53
―17706号公報で提案されている。しかし、この
技術による自動焦点制御引き込み範囲は狭いとい
う欠点がある。第３図は第２図に示す構成におい
て、結合レンズ２の開口数NAが0.1のとき、デイ
スク４を光軸方向に沿つて微少に移動したときの
半導体レーザ素子１からの出力変化を示したもの
である。第３図から明らかなように結合レンズ２
の開口数NAが0.1と非常に小さいときは、自動焦
点引き込み範囲は10μｍしかないことがわかる。
これはデイスクの変位によつて、レーザ素子端面
附近の反射戻り光スポツト焦点位置が大きく変化
してしまうためである。すわち、焦点ずれによる
レーザ素子端面上の反射戻り光スポツトのぼけが
著しく、このために自動焦点引き込み範囲が10μ
ｍという小さな数になつてしまうのである。この
ように半導体レーザ素子にデイスクからの反射光
を復帰させる光情報処理装置では上述したように
引き込み範囲が小さいという欠点をもつている。
このため、自動焦点制御が困難であり、上下ぶれ
の大きなデイスクからの情報再生はできないとい
う欠点があつた。 一方、デイスク上に絞りこんだスポツトを円形
状に近づけるために円筒レンズを用いることが考
えられている。しかし、円筒レンンズは工作上の
精度が出にくく、高価であること光学系の配置が
複雑になることの欠点があり、また、光スポツト
を１μｍの円形状スポツトに収束することは、円
筒レンズを使用しているために非点収差が大きく
影響して、困難である。更に光学系の効率を上げ
るためには円筒レンズの透過率を上げなければな
らず、無反射コーテイングなどが必要である。 本発明は、出力光ビームが非等方である半導体
レーザを用い、光の利用効率にすぐれ、簡単な光
学系で記録媒体上に等方的なスポツトを形成する
ことが可能な光情報処理装置を提供することを目
的とする。 かる目的を達成するために、本発明において
は、半導体レーザ素子からのビームを情報記録媒
体に導く光学系中にプリズムを具備せしめたこと
を特徴とする。即ち、本発明はデイスク上の光ス
ポツトが等方形状になるという結合レンズの条件
である第(4)式を無視して、結合レンズの開口数を
大きくすることによつて半導体レーザ素子からの
非等方形状のビームを殆んどすべて結合レンズに
入射させると共に、結合レンズの後段にプリズム
を配置することにより、結合レンズを通過した等
方的でないビームを等方的形状のビームに変換せ
しめるものである。また、本発明では半導体レー
ザの偏光が接合面に水平な方向であることに着目
して、この半導体レーザ光がＰ偏光で入射し、か
つ半導体レーザ光の水平方向の分布を拡大するよ
うプリズムを配置し、しかも該ビームがこのプリ
ズムの出射端面から垂直に出力されるようにし、
プリズムへの入出射に際して反射損失がほとんど
なく、光ビームの利用効率を格段に高めたことを
特徴とする。 以下、図面により本発明を説明する。 第４図は、デイスクの位置と光出力との関係を
示す図である。即ち、第２図に示した構成におい
て、デイスク４上の光スポツト５が等方形状にな
るという結合レンズの条件である第(4)式を無視し
て、結合レンズ２の開口数NAを大きく（NA＝
0.5）し、デイスク４を光軸方向に沿つて微小に
移動したときの半導体レーザ素子からの光出力の
変化を示したものである。第４図から明らかなよ
うに引き込み範囲は100μｍとなつている。 即ち、結合レンズの開口数を大きくすることに
より、デイスクの変位による反射戻り光スポツト
焦点位置の変化が小さくなり、自動焦点の引き込
み範囲が、拡大されているのである。 而して、結合レンズは、開口数が大きいほど自
動焦点引き込み範囲が大きくなり、デイスクの上
下ぶれに対して完全な自動焦点が実現できること
となる。しかも、結合レンズの開口数が大きくな
ると、半導体レーザ素子からのビームがそれだけ
多く結合レンズに入射されるので、レーザ素子の
光の利用効率が高くなる。しかし、結合レンズの
開口数NAがほぼ第１図に示す遠視野像のe- 2での
垂直方向の拡がり角度θ⊥を満足すれば実質的に
半導体レーザ素子からのビームを殆んど結合レン
ズに入射させることとなる。したがつて、実質的
には、 θ＜θ≦θ⊥ ……(6) を満足すればよいのである。 しかし、第(6)式を満足する結合レンズ２を通過
した光ビームは等方的でないので光スポツト５も
等方的でなくなつてしまう。そこで、本発明にお
いてはこれを解決するために、第５図に示すよう
に、結合レンズ２の後段にプリズム７を配置す
る。第９図は上記プリズム７の形状を示す。第９
図において、プリズムはその頂角をθα、屈折率
をＮとする直角プリズムとし、入射角をθｉ、入
射ビーム径Ｉと、屈折ビーム径Ｏの比をｍ＝Ｏ／Ｉと すると、これらは、それぞれ次式で与えられる。 ここでR11はプリズムの入射面における反射率
である。プリズム７は半導体レーザ素子からのビ
ームの拡がりの水平方向を伸長せしめてその垂直
方向と一致させて、等方的なビームに変換する。
したがつて、半導体レーザ素子からのビームを殆
んど結合レンズに入射させた場合等方的なビーム
を得るためには、ｍをビームの拡がり角の比θ
⊥／θと一致させる必要がある。例えば、BH
型半導体レーザ素子をを用いる場合は第(2)式によ
りｍ＝２である。プリズムの屈折率Ｎ＝1.7636と
すると、反射率R11ができるだけ小さくなるよう
にθi，θ〓を選ぶと式(7)式より
【表】
したがつて、第(2)式で表わされるビーム拡がり
角をもつBH型半導体レーザについては第(8)式で
表わされるプリズム７を第５図において、結合レ
ンズ２の直後に挿入することによつて、等方的な
ビームに変換することが可能となる。この等方に
なつた光ビームは対物レンズ３によつてデイスク
４上に等方なスポツトとして照射される。しかし
て、縦、横比の異なる発光領域を有する半導体レ
ーザ素子からのビームの一部を遮断することな
く、デイスク上に等方的なスポツトとして照射す
ることが可能となる。しかもプリズムを使用して
いるために、収差が生じない。本実施例の如く半
導体レーザ素子１の一方の端面から出たビームを
デイスクで反射させて、その反射光を上記端面に
帰還させる構成においては、結合レンズ２の開口
数を第(6)式にしたがつて大きくしている為に第４
図に示すように自動焦点の引き込み範囲は拡大さ
れている。 なお、第５図において、半導体レーザ素子１か
らのビームは、図の矢印で示すようにＰ偏光（偏
光面が紙面に平行行に振動している）に設定され
ている。このように本実施例では、半導体レーザ
光がプリズムにＰ偏光で入射されるため、プリズ
ムへの入射に際して反射損失がほとんどない。例
えばＳ偏光で入射させた場合、その反射率Ｒsは Ｒs＝sin2（θi−θ〓） ／sin2（θi＋θ〓） となるため、上述のBH型半導体レーザの場合で
はＲs＝0.32となり、入射に際しての反射損失が
大きく光の利用効率が格段に悪くなる。 第６図は、本発明の参考例の構成を示す図であ
り、第５図と同一符号は同一又は均等部分を示
す。第６図では、第５図の実施例と異なり、ビー
ムの拡がりの垂直方向を縮少して、その水平方向
と一致するようにした場合であり、プリズム７の
入射面が、第５図の実施例とは逆に配置されてい
る。即ち、半導体レーザ素子１からのビームは、
図の黒丸で示す如くＳ偏光（偏光面が紙面に垂直
に振動している）に設定され、これが１／２波長板１ １によつてＰ偏光に変換されて、プリズム７に入
射されるのである。かくすることにより、対物レ
ンズ３の小型化が可能となる。 以上のことから、ビームの偏光は、第７図に示
す如く、垂直方向ではＳ偏光であり、水平方向で
はＰ偏光である。 以上の説明においては、半導体レーザ素子の一
方の端面から出たビームをデイスクで反射させて
その反射光を上記端面に帰還させることにより、
所定情報を記録・再生する光情報処理装置につい
てのみ説明したが、本発明はかかる光情報処理装
置に限定されるものではなく、半導体レーザ素子
からのビームをデイスクに導く光学系中にプリズ
ムを設け、このプリズムでデイスクからの反射光
を取り出し、その反射光の変化を光検出器で検出
することにより、所定情報を記録・再生する光情
報処理装置にも適用できる。 第８図は、かかる光情報処理装置に本発明を適
用した場合の一実施例の構成を示す図である。本
実施例では、第５図に示す実施例の構成におい
て、プリズム７と対物レンズ３との間にプリズム
９及び１／４波長板８を配置している。かかる構成に よりデイスク４からの反射光を上記プリズム９で
取り出し、その反射光の変化を光検出器１０で検
出することが可能となる。なお、第８図の実施例
において、光検出器６はレーザ光出力を一定に保
つ、所謂光出力安定化自動制御のためのレーザ光
出力モニターとして用いられる。 以上説明した如く、本発明によれば光源として
等方的な拡がり角をもたない半導体レーザ素子を
用いても、デイスクに等方的な（円形状）スポツ
トを効率よく形成でき、しかも半導体レーザ光を
Ｐ偏光で入射し、かつその水平方向の分布を拡大
するようプリズムが配置されるため、プリズムへ
の入射に際して反射損失がほとんどなく、またプ
リズムの出射端面が屈折光に対して垂直となるよ
う配置されるため、プリズムからの出射に際して
反射損失が少なく、光ビームの利用効率にすぐれ
るという利点がある。 なお、上述の説明においては、デイスクからの
反射光の光量の変化を半導体レーザの他方向から
のレーザ光の変化として検出する場合について述
べたが、反射光の変化を半導体レーザ１の駆動電
流の変化として検出する場合に於ても、本発明が
適用できるのは勿論のことである。
角をもつBH型半導体レーザについては第(8)式で
表わされるプリズム７を第５図において、結合レ
ンズ２の直後に挿入することによつて、等方的な
ビームに変換することが可能となる。この等方に
なつた光ビームは対物レンズ３によつてデイスク
４上に等方なスポツトとして照射される。しかし
て、縦、横比の異なる発光領域を有する半導体レ
ーザ素子からのビームの一部を遮断することな
く、デイスク上に等方的なスポツトとして照射す
ることが可能となる。しかもプリズムを使用して
いるために、収差が生じない。本実施例の如く半
導体レーザ素子１の一方の端面から出たビームを
デイスクで反射させて、その反射光を上記端面に
帰還させる構成においては、結合レンズ２の開口
数を第(6)式にしたがつて大きくしている為に第４
図に示すように自動焦点の引き込み範囲は拡大さ
れている。 なお、第５図において、半導体レーザ素子１か
らのビームは、図の矢印で示すようにＰ偏光（偏
光面が紙面に平行行に振動している）に設定され
ている。このように本実施例では、半導体レーザ
光がプリズムにＰ偏光で入射されるため、プリズ
ムへの入射に際して反射損失がほとんどない。例
えばＳ偏光で入射させた場合、その反射率Ｒsは Ｒs＝sin2（θi−θ〓） ／sin2（θi＋θ〓） となるため、上述のBH型半導体レーザの場合で
はＲs＝0.32となり、入射に際しての反射損失が
大きく光の利用効率が格段に悪くなる。 第６図は、本発明の参考例の構成を示す図であ
り、第５図と同一符号は同一又は均等部分を示
す。第６図では、第５図の実施例と異なり、ビー
ムの拡がりの垂直方向を縮少して、その水平方向
と一致するようにした場合であり、プリズム７の
入射面が、第５図の実施例とは逆に配置されてい
る。即ち、半導体レーザ素子１からのビームは、
図の黒丸で示す如くＳ偏光（偏光面が紙面に垂直
に振動している）に設定され、これが１／２波長板１ １によつてＰ偏光に変換されて、プリズム７に入
射されるのである。かくすることにより、対物レ
ンズ３の小型化が可能となる。 以上のことから、ビームの偏光は、第７図に示
す如く、垂直方向ではＳ偏光であり、水平方向で
はＰ偏光である。 以上の説明においては、半導体レーザ素子の一
方の端面から出たビームをデイスクで反射させて
その反射光を上記端面に帰還させることにより、
所定情報を記録・再生する光情報処理装置につい
てのみ説明したが、本発明はかかる光情報処理装
置に限定されるものではなく、半導体レーザ素子
からのビームをデイスクに導く光学系中にプリズ
ムを設け、このプリズムでデイスクからの反射光
を取り出し、その反射光の変化を光検出器で検出
することにより、所定情報を記録・再生する光情
報処理装置にも適用できる。 第８図は、かかる光情報処理装置に本発明を適
用した場合の一実施例の構成を示す図である。本
実施例では、第５図に示す実施例の構成におい
て、プリズム７と対物レンズ３との間にプリズム
９及び１／４波長板８を配置している。かかる構成に よりデイスク４からの反射光を上記プリズム９で
取り出し、その反射光の変化を光検出器１０で検
出することが可能となる。なお、第８図の実施例
において、光検出器６はレーザ光出力を一定に保
つ、所謂光出力安定化自動制御のためのレーザ光
出力モニターとして用いられる。 以上説明した如く、本発明によれば光源として
等方的な拡がり角をもたない半導体レーザ素子を
用いても、デイスクに等方的な（円形状）スポツ
トを効率よく形成でき、しかも半導体レーザ光を
Ｐ偏光で入射し、かつその水平方向の分布を拡大
するようプリズムが配置されるため、プリズムへ
の入射に際して反射損失がほとんどなく、またプ
リズムの出射端面が屈折光に対して垂直となるよ
う配置されるため、プリズムからの出射に際して
反射損失が少なく、光ビームの利用効率にすぐれ
るという利点がある。 なお、上述の説明においては、デイスクからの
反射光の光量の変化を半導体レーザの他方向から
のレーザ光の変化として検出する場合について述
べたが、反射光の変化を半導体レーザ１の駆動電
流の変化として検出する場合に於ても、本発明が
適用できるのは勿論のことである。
第１図は、半導体レーザ光の遠視野像を示す
図、第２図は、従来の光情報処理装置を説明する
ための図、第３図は、従来の自動焦点の引込み範
囲を説明する図、第４図は、本発明による自動焦
点の引き込み範囲を説明する図、第５図は、本発
明の一実施例の構成を示す図、第６図は、本発明
の参考例の構成を示す図、第７図は、本発明の動
作を説明する図、第８図は、本発明の他の実施例
の構成を示す図、第９図は、本発明を説明するた
めの図、である。
図、第２図は、従来の光情報処理装置を説明する
ための図、第３図は、従来の自動焦点の引込み範
囲を説明する図、第４図は、本発明による自動焦
点の引き込み範囲を説明する図、第５図は、本発
明の一実施例の構成を示す図、第６図は、本発明
の参考例の構成を示す図、第７図は、本発明の動
作を説明する図、第８図は、本発明の他の実施例
の構成を示す図、第９図は、本発明を説明するた
めの図、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 拡がり角が接合面に水平な方向と垂直な方向
とで異なり強度分布が光軸に関し非等方な発散ビ
ームであつて、該水平な方向に偏光された光ビー
ムを出力する半導体レーザ素子と、実質的にθ
＜θ≦θ⊥（但しθは上記レーザ素子となす半
画角、θ及びθ⊥は上記レーザ素子からの光ビ
ームの水平方向及び垂直方向の拡がり角）を満た
し上記レーザ素子からの光ビームを平行化するレ
ンズと、該平行化された光ビームが入射される入
射端面と該光ビームが出力される出射端面とを有
するプリズムであつて、該入射端面が上記垂直方
向に平行となり、かつ該出射端面が該プリズムで
屈折された光ビームに対し垂直となるように配設
されたプリズムと、該プリズムから出力される光
ビームを情報記録媒体に集束させる対物レンズ
と、上記情報記録媒体からの光ビームの光量変化
を検出する手段とを具備することを特徴とする光
情報処理装置。 ２ 上記プリズムと上記対物レンズの間の光路中
に上記媒体からの反射ビームを取り出す光学手段
を設けると共に、上記検出手段が上記光学手段か
ら上記反射ビームを受光する光検出器からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光情
報処理装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7466479A JPS5641A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Processor for optical information |
| US06/152,297 US4333173A (en) | 1979-06-15 | 1980-05-22 | Optical information processor with prismatic correction of laser beam shape |
| FR8013059A FR2459513B1 (fr) | 1979-06-15 | 1980-06-12 | Unite optique de traitement d'informations |
| NL8003411A NL8003411A (nl) | 1979-06-15 | 1980-06-12 | Inrichting voor het verwerken van optische informatie. |
| GB8019469A GB2053553B (en) | 1979-06-15 | 1980-06-13 | Optical information processor |
| CA000353936A CA1136273A (en) | 1979-06-15 | 1980-06-13 | Optical information processor |
| DE19803022299 DE3022299A1 (de) | 1979-06-15 | 1980-06-13 | Optische informationsverarbeitungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7466479A JPS5641A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Processor for optical information |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60220061A Division JPS61216144A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 光情報処理装置 |
| JP60220062A Division JPS61216145A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 光情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5641A JPS5641A (en) | 1981-01-06 |
| JPS6153775B2 true JPS6153775B2 (ja) | 1986-11-19 |
Family
ID=13553719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7466479A Granted JPS5641A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Processor for optical information |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5641A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01267585A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Kazuhiro Hase | 磁場分布表示具 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58218906A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-20 | 株式会社ダイキ | アクセサリ製造装置 |
| JPS59110048A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-25 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ情報再生装置 |
| JPS6289018A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | ビ−ム整形光学系 |
| JPS62298034A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-25 | Nec Corp | 光ヘツド |
| US5615200A (en) * | 1992-09-10 | 1997-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light beam shaping device to change an anisotropic beam to an isotropic beam for reducing the size of an optical head |
| JP3058386B2 (ja) * | 1992-09-10 | 2000-07-04 | 株式会社東芝 | 光学ヘッド装置及びこれを用いた光ディスク装置 |
Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| JPS50147341A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-26 | ||
| JPS5153833A (ja) * | 1974-11-06 | 1976-05-12 | Nippon Selfoc Co Ltd | Hikaribiimuhenkanbunkatsuki |
| JPS5184206A (ja) * | 1974-12-09 | 1976-07-23 | Teletype Corp | |
| JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
| JPS5265406A (en) * | 1975-11-27 | 1977-05-30 | Hitachi Ltd | Inforamtion reproduction device |
| JPS5348504A (en) * | 1976-10-13 | 1978-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical recorder/reproducer |
| JPS53100844A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-02 | Canon Inc | Beam shaping optical system |
| JPS5455184A (en) * | 1977-10-11 | 1979-05-02 | Canon Inc | Semiconductor laser light source unit |
-
1979
- 1979-06-15 JP JP7466479A patent/JPS5641A/ja active Granted
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50147341A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-26 | ||
| JPS5153833A (ja) * | 1974-11-06 | 1976-05-12 | Nippon Selfoc Co Ltd | Hikaribiimuhenkanbunkatsuki |
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| JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
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| JPS5348504A (en) * | 1976-10-13 | 1978-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical recorder/reproducer |
| JPS53100844A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-02 | Canon Inc | Beam shaping optical system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01267585A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Kazuhiro Hase | 磁場分布表示具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5641A (en) | 1981-01-06 |
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