JP2001159731A - カップリングレンズ、光ピックアップ装置及び半導体レーザコリメート装置 - Google Patents
カップリングレンズ、光ピックアップ装置及び半導体レーザコリメート装置Info
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Landscapes
- Lenses (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 射出光束の発散角が温度変動が生じても変化
しないプラスチック材料のカップリングレンズ、対物レ
ンズに対する物体位置が温度が変動しても変化せず対物
レンズの球面収差が劣化しない光ピックアップ装置、及
び温度変動が生じても安定した平行光束が射出できる半
導体レーザコリメート装置を提供する。 【解決手段】 このカップリングレンズ２は、プラスチ
ック材料からなり、第１面または第２面の少なくとも一
方に輪帯状に段差が形成された回折面を有し、次式を満
たすものである。光ピックアップ装置及び半導体レーザ
コリメート装置はこのカップリングレンズを含む。 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５
λ(ｍｍ)
しないプラスチック材料のカップリングレンズ、対物レ
ンズに対する物体位置が温度が変動しても変化せず対物
レンズの球面収差が劣化しない光ピックアップ装置、及
び温度変動が生じても安定した平行光束が射出できる半
導体レーザコリメート装置を提供する。 【解決手段】 このカップリングレンズ２は、プラスチ
ック材料からなり、第１面または第２面の少なくとも一
方に輪帯状に段差が形成された回折面を有し、次式を満
たすものである。光ピックアップ装置及び半導体レーザ
コリメート装置はこのカップリングレンズを含む。 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５
λ(ｍｍ)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ用
のカップリングレンズ、光ピックアップ装置及び半導体
レーザコリメート装置に関し、詳しくは、光磁気ディス
ク、光ディスクなどの情報記録媒体について記録または
再生を行う光学記録再生装置の光ピックアップに用いら
れ、光源からの発散光を発散角を変換して対物レンズに
導くカップリングレンズ、そのカップリングレンズを用
いた光ピックアップ装置及び半導体レーザコリメート装
置に関する。
のカップリングレンズ、光ピックアップ装置及び半導体
レーザコリメート装置に関し、詳しくは、光磁気ディス
ク、光ディスクなどの情報記録媒体について記録または
再生を行う光学記録再生装置の光ピックアップに用いら
れ、光源からの発散光を発散角を変換して対物レンズに
導くカップリングレンズ、そのカップリングレンズを用
いた光ピックアップ装置及び半導体レーザコリメート装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報記録媒体について記録または再生を
行う光ピックアップ装置においてカップリングレンズが
対物レンズに前置されるが、このカップリングレンズは
光源である半導体レーザからの発散光をその発散角を変
換して対物レンズに導く。カップリングレンズにはＮＡ
が０．１ないし０．２程度の単玉の無収差レンズが用い
られ、半導体レーザからの発散光を平行光にコリメート
するものが一般的である。
行う光ピックアップ装置においてカップリングレンズが
対物レンズに前置されるが、このカップリングレンズは
光源である半導体レーザからの発散光をその発散角を変
換して対物レンズに導く。カップリングレンズにはＮＡ
が０．１ないし０．２程度の単玉の無収差レンズが用い
られ、半導体レーザからの発散光を平行光にコリメート
するものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のカップリングレ
ンズをプラスチック材料で作れば、安価に製造できる
が、プラスチック材料のレンズは、温度変動によって焦
点距離に変化を生じる。したがって、カップリングレン
ズを射出した光束の発散角が温度変動に伴って変化して
しまう。この結果、対物レンズに対する物体位置が変化
し、球面収差が劣化するという問題があった。
ンズをプラスチック材料で作れば、安価に製造できる
が、プラスチック材料のレンズは、温度変動によって焦
点距離に変化を生じる。したがって、カップリングレン
ズを射出した光束の発散角が温度変動に伴って変化して
しまう。この結果、対物レンズに対する物体位置が変化
し、球面収差が劣化するという問題があった。
【０００４】本発明は、かかる従来技術の問題に鑑み、
プラスチック材料からなり、射出した光束の発散角が温
度変動によってほとんど変化せず、射出した光束は平行
光に限らず、収束光あるいは発散光の場合でも温度変動
によって収束の度合いあるいは発散の度合いがほとんど
変化しないカップリングレンズを提供することを目的と
する。
プラスチック材料からなり、射出した光束の発散角が温
度変動によってほとんど変化せず、射出した光束は平行
光に限らず、収束光あるいは発散光の場合でも温度変動
によって収束の度合いあるいは発散の度合いがほとんど
変化しないカップリングレンズを提供することを目的と
する。
【０００５】また、カップリングレンズを射出した光束
の発散角が温度変動によってほとんど変化せず、対物レ
ンズの球面収差が劣化しない光ピックアップ装置、及び
温度変動によって平行光束の平行が変化しない半導体レ
ーザコリメート装置を提供することを目的とする。
の発散角が温度変動によってほとんど変化せず、対物レ
ンズの球面収差が劣化しない光ピックアップ装置、及び
温度変動によって平行光束の平行が変化しない半導体レ
ーザコリメート装置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】上記目的を達成するため
に、本発明のカップリングレンズは、情報記録媒体につ
いて記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用
いられるカップリングレンズであって、プラスチック材
料からなり、第１面または第２面の少なくとも一方に輪
帯状に段差が形成された回折面を有し、次式（Ａ）を満
たすことを特徴とする。
に、本発明のカップリングレンズは、情報記録媒体につ
いて記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用
いられるカップリングレンズであって、プラスチック材
料からなり、第１面または第２面の少なくとも一方に輪
帯状に段差が形成された回折面を有し、次式（Ａ）を満
たすことを特徴とする。
【０００７】 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５λ(ｍｍ) （Ａ） 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離(ｍｍ)（＝１／φ
Ｃ） λ：波長(ｍｍ) ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する光源の波長変
化の割合
Ｃ） λ：波長(ｍｍ) ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する光源の波長変
化の割合
【０００８】このカップリングレンズによれば、カップ
リングレンズから射出した光束の発散角が温度変動によ
ってほとんど変化しない。このため、射出した光束は平
行光に限らず、収束光あるいは発散光の場合でも温度変
動によって収束の度合いあるいは発散の度合いがほとん
ど変化しない。
リングレンズから射出した光束の発散角が温度変動によ
ってほとんど変化しない。このため、射出した光束は平
行光に限らず、収束光あるいは発散光の場合でも温度変
動によって収束の度合いあるいは発散の度合いがほとん
ど変化しない。
【０００９】また、ｄλ／ｄｔ＝２×１０-7としたと
き、上述の式（Ａ）を満たすことが好ましい。あるい
は、ｄλ／ｄｔ＝５×１０-8としたとき、上述の式
（Ａ）を満たすことが好ましい。
き、上述の式（Ａ）を満たすことが好ましい。あるい
は、ｄλ／ｄｔ＝５×１０-8としたとき、上述の式
（Ａ）を満たすことが好ましい。
【００１０】また、本発明の別のカップリングレンズ
は、情報記録媒体について記録及び／又は再生を行う光
ピックアップ装置に用いられるカップリングレンズであ
って、プラスチック材料からなり、第１面または第２面
の少なくとも一方に、温度変動に対する射出光束の発散
角または収束角の変化を抑制するための、輪帯状に段差
が形成された回折面を有し、次式を満たすことを特徴と
する。 −０．２≦ｍｃ≦０．２ （Ｂ） ２．０≦ｆｃ≦２５ （Ｃ） 但し、ｍｃ：カップリングレンズの倍率 ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離(ｍｍ)
は、情報記録媒体について記録及び／又は再生を行う光
ピックアップ装置に用いられるカップリングレンズであ
って、プラスチック材料からなり、第１面または第２面
の少なくとも一方に、温度変動に対する射出光束の発散
角または収束角の変化を抑制するための、輪帯状に段差
が形成された回折面を有し、次式を満たすことを特徴と
する。 −０．２≦ｍｃ≦０．２ （Ｂ） ２．０≦ｆｃ≦２５ （Ｃ） 但し、ｍｃ：カップリングレンズの倍率 ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離(ｍｍ)
【００１１】このカップリングレンズによれば、カップ
リングレンズからの射出光束の発散角または収束角の温
度変動による変化を抑制し、また、ｍｃが式（Ｂ）の下
限以上であると、カップリングレンズの外径が大きくな
らず、上限以下であると、対物レンズの外径が大きくな
らず、光ピックアップ装置に適用した場合、その小型化
が可能となる。また、ｆｃが式（Ｃ）の下限以上である
と、強いパワーの回折面がさほど必要にならず、回折効
率の高い回折輪帯を製造することが容易となり、また上
限以下であると、光ピックアップ装置に適用した場合、
その小型化が可能となる。
リングレンズからの射出光束の発散角または収束角の温
度変動による変化を抑制し、また、ｍｃが式（Ｂ）の下
限以上であると、カップリングレンズの外径が大きくな
らず、上限以下であると、対物レンズの外径が大きくな
らず、光ピックアップ装置に適用した場合、その小型化
が可能となる。また、ｆｃが式（Ｃ）の下限以上である
と、強いパワーの回折面がさほど必要にならず、回折効
率の高い回折輪帯を製造することが容易となり、また上
限以下であると、光ピックアップ装置に適用した場合、
その小型化が可能となる。
【００１２】また、前記回折面は、２次以上の次数の回
折光に対してブレーズ化されていること、即ち、上述の
式（Ａ）、または（Ｂ）及び（Ｃ）を満たすように、か
つ２次以上の次数であって所定の次数である回折光の回
折効果が最大となるようにブレーズ化された回折面が形
成されていることが好ましい。
折光に対してブレーズ化されていること、即ち、上述の
式（Ａ）、または（Ｂ）及び（Ｃ）を満たすように、か
つ２次以上の次数であって所定の次数である回折光の回
折効果が最大となるようにブレーズ化された回折面が形
成されていることが好ましい。
【００１３】また、上述の各カップリングレンズを有す
るように光ピックアップ装置を構成することにより、カ
ップリングレンズを射出した光束の発散角が温度変動に
よってほとんど変化せず、温度変動に対して安定で精度
のよい記録または再生を行うことのできる装置を実現で
きる。
るように光ピックアップ装置を構成することにより、カ
ップリングレンズを射出した光束の発散角が温度変動に
よってほとんど変化せず、温度変動に対して安定で精度
のよい記録または再生を行うことのできる装置を実現で
きる。
【００１４】また、本発明の光ピックアップ装置は、光
源からの光束をカップリングレンズと対物レンズとを含
む光学系により情報記録媒体の情報記録面上に集光して
情報の記録または再生を行うように構成された光ピック
アップ装置であって、前記カップリングレンズがプラス
チック材料からなり、前記カップリングレンズの少なく
とも一方の面に、輪帯状に段差が形成された回折面を設
けるか、あるいは前記カップリングレンズの近傍に、輪
帯状に段差が形成された回折面を少なくとも一方の面に
有する光学素子を設け、上述の式（Ａ）を満たすことを
特徴とする。
源からの光束をカップリングレンズと対物レンズとを含
む光学系により情報記録媒体の情報記録面上に集光して
情報の記録または再生を行うように構成された光ピック
アップ装置であって、前記カップリングレンズがプラス
チック材料からなり、前記カップリングレンズの少なく
とも一方の面に、輪帯状に段差が形成された回折面を設
けるか、あるいは前記カップリングレンズの近傍に、輪
帯状に段差が形成された回折面を少なくとも一方の面に
有する光学素子を設け、上述の式（Ａ）を満たすことを
特徴とする。
【００１５】この光ピックアップ装置によれば、カップ
リングレンズを射出した光束の発散角が温度変動によっ
てほとんど変化しないから、対物レンズの球面収差が劣
化しない。これにより、温度変動に対して安定で精度の
よい記録または再生を行うことのできる装置を実現でき
る。
リングレンズを射出した光束の発散角が温度変動によっ
てほとんど変化しないから、対物レンズの球面収差が劣
化しない。これにより、温度変動に対して安定で精度の
よい記録または再生を行うことのできる装置を実現でき
る。
【００１６】また、上述の光ピックアップ装置において
次式を満たすことが好ましい。 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２
−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１９λ また、(ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋
（ｃ２−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１０λ を満たすことが更に好ましい。 但し、ＮＡｏ：対物レンズの像側開口数 ｍｏ：対物レンズの横倍率 ｆｏ：対物レンズの焦点距離
次式を満たすことが好ましい。 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２
−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１９λ また、(ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋
（ｃ２−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１０λ を満たすことが更に好ましい。 但し、ＮＡｏ：対物レンズの像側開口数 ｍｏ：対物レンズの横倍率 ｆｏ：対物レンズの焦点距離
【００１７】また、上述の光源の波長λは、λ＜０．０
００６８ｍｍを満たすことが望ましく、λ＜０．０００
４５ｍｍを満たすことがより望ましい。
００６８ｍｍを満たすことが望ましく、λ＜０．０００
４５ｍｍを満たすことがより望ましい。
【００１８】また、本発明の別の光ピックアップ装置
は、光源からの光束をカップリングレンズと対物レンズ
とを含む光学系により情報記録媒体の情報記録面上に集
光して情報の記録または再生を行うように構成された光
ピックアップ装置であって、前記カップリングレンズが
プラスチック材料からなり、温度変動に対する前記カッ
プリングレンズの射出光束の発散角または収束角の変化
を抑制するために、前記カップリングレンズの少なくと
も一方の面に、輪帯状に段差が形成された回折面を設け
るか、あるいは前記カップリングレンズの近傍に、輪帯
状に段差が形成された回折面を少なくとも一方の面に有
する光学素子を設け、上述の式（Ｂ），（Ｃ）を満たす
ことを特徴とする。
は、光源からの光束をカップリングレンズと対物レンズ
とを含む光学系により情報記録媒体の情報記録面上に集
光して情報の記録または再生を行うように構成された光
ピックアップ装置であって、前記カップリングレンズが
プラスチック材料からなり、温度変動に対する前記カッ
プリングレンズの射出光束の発散角または収束角の変化
を抑制するために、前記カップリングレンズの少なくと
も一方の面に、輪帯状に段差が形成された回折面を設け
るか、あるいは前記カップリングレンズの近傍に、輪帯
状に段差が形成された回折面を少なくとも一方の面に有
する光学素子を設け、上述の式（Ｂ），（Ｃ）を満たす
ことを特徴とする。
【００１９】この光ピックアップ装置によれば、カップ
リングレンズからの射出光束の発散角または収束角の温
度変動による変化を抑制し、また、ｍｃが式（Ｂ）の下
限以上であると、カップリングレンズの外径が大きくな
らず、上限以下であると、対物レンズの外径が大きくな
らず、光ピックアップ装置の小型化が可能となる。ま
た、ｆｃが式（Ｃ）の下限以上であると、強いパワーの
回折面がさほど必要にならず、回折効率の高い回折輪帯
を製造することが容易となり、また上限以下であると、
光ピックアップ装置の小型化が可能となる。
リングレンズからの射出光束の発散角または収束角の温
度変動による変化を抑制し、また、ｍｃが式（Ｂ）の下
限以上であると、カップリングレンズの外径が大きくな
らず、上限以下であると、対物レンズの外径が大きくな
らず、光ピックアップ装置の小型化が可能となる。ま
た、ｆｃが式（Ｃ）の下限以上であると、強いパワーの
回折面がさほど必要にならず、回折効率の高い回折輪帯
を製造することが容易となり、また上限以下であると、
光ピックアップ装置の小型化が可能となる。
【００２０】また、本発明の半導体レーザコリメート装
置は、半導体レーザと、半導体レーザからの光束が入射
し、平行光が出射するカップリングレンズとを備える半
導体レーザコリメート装置であって、前記カップリング
レンズが、プラスチック材料からなり、第１面または第
２面の少なくとも一方に輪帯状に段差が形成された回折
面を有し、次式を満たすことを特徴とする。
置は、半導体レーザと、半導体レーザからの光束が入射
し、平行光が出射するカップリングレンズとを備える半
導体レーザコリメート装置であって、前記カップリング
レンズが、プラスチック材料からなり、第１面または第
２面の少なくとも一方に輪帯状に段差が形成された回折
面を有し、次式を満たすことを特徴とする。
【００２１】｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆ
ｃ＜０．１５λ(ｍｍ) 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ）（＝１／
φＣ） λ：半導体レーザの波長（ｍｍ） ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する半導体レーザ
の波長変化の割合
ｃ＜０．１５λ(ｍｍ) 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ）（＝１／
φＣ） λ：半導体レーザの波長（ｍｍ） ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する半導体レーザ
の波長変化の割合
【００２２】この半導体レーザコリメート装置によれ
ば、カップリングレンズを射出した光束の発散角が温度
変動によってほとんど変化しないから、カップリングレ
ンズからの平行光束の平行状態が温度変動により変化し
ない。従って、半導体レーザからの光を温度変動が生じ
ても安定した平行光束として射出させることができる。
ば、カップリングレンズを射出した光束の発散角が温度
変動によってほとんど変化しないから、カップリングレ
ンズからの平行光束の平行状態が温度変動により変化し
ない。従って、半導体レーザからの光を温度変動が生じ
ても安定した平行光束として射出させることができる。
【００２３】なお、本発明における光学系とは、例えば
ＣＤやＤＶＤについて記録又は再生可能とするようなカ
ップリングレンズ及び対物レンズを含む２以上の光学素
子の集合であって、情報記録媒体上への情報の記録及び
／又は情報記録媒体上の情報を再生可能とするための光
学系全体のみならず、その光学系の一部を意味するもの
であってもよい。ここで、カップリングレンズとは、光
源からの光束の発散角を変換して対物レンズに導くため
の光学素子であり、光源からの発散光を略平行光束とす
るいわゆるコリメートレンズを含むものである。一方、
対物レンズは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を
装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で
その光情報記録媒体に対向して配置されるレンズ群であ
って、光ピックアップ装置のアクチュエータによって少
なくとも光軸方向に作動可能に設けられた集光作用を有
するレンズ群を指すものである。また、本発明において
カップリングレンズの近傍に配置され得る光学素子と
は、上記対物レンズのレンズ群とは別体で、かつ上記カ
ップリングレンズの近傍（一体であってもよい）に設け
られ得る光学素子であり、例えば、屈折作用を殆ど持た
ないような光学素子を含むものである。この光学素子
は、勿論、本発明の回折面をカップリングレンズに設け
た場合には、必ずしも設ける必要がない。
ＣＤやＤＶＤについて記録又は再生可能とするようなカ
ップリングレンズ及び対物レンズを含む２以上の光学素
子の集合であって、情報記録媒体上への情報の記録及び
／又は情報記録媒体上の情報を再生可能とするための光
学系全体のみならず、その光学系の一部を意味するもの
であってもよい。ここで、カップリングレンズとは、光
源からの光束の発散角を変換して対物レンズに導くため
の光学素子であり、光源からの発散光を略平行光束とす
るいわゆるコリメートレンズを含むものである。一方、
対物レンズは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を
装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で
その光情報記録媒体に対向して配置されるレンズ群であ
って、光ピックアップ装置のアクチュエータによって少
なくとも光軸方向に作動可能に設けられた集光作用を有
するレンズ群を指すものである。また、本発明において
カップリングレンズの近傍に配置され得る光学素子と
は、上記対物レンズのレンズ群とは別体で、かつ上記カ
ップリングレンズの近傍（一体であってもよい）に設け
られ得る光学素子であり、例えば、屈折作用を殆ど持た
ないような光学素子を含むものである。この光学素子
は、勿論、本発明の回折面をカップリングレンズに設け
た場合には、必ずしも設ける必要がない。
【００２４】また、本発明における情報記録媒体には、
例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種
ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種
ＤＶＤ、或いはＭＤ等のディスク状の情報記録媒体が挙
げられる。
例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種
ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種
ＤＶＤ、或いはＭＤ等のディスク状の情報記録媒体が挙
げられる。
【００２５】また、情報記録媒体に対する情報の記録ま
たは（及び／又は）再生とは、上記のような情報記録媒
体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上
に記録された情報を再生することをいう。本発明におけ
る光ピックアップ装置は、記録だけ或いは再生だけを行
うために用いられるものであってもよいし、記録および
再生の両方を行うために用いられるものであってもよ
い。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別
の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられる
ものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記
録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録
及び再生を行うために用いられるものであってもよい。
なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを
含むものである。従って、本発明のカップリングレンズ
あるいは半導体コリメート装置が適用される光ピックア
ップ装置も、上述のような光ピックアップ装置を含むも
のである。
たは（及び／又は）再生とは、上記のような情報記録媒
体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上
に記録された情報を再生することをいう。本発明におけ
る光ピックアップ装置は、記録だけ或いは再生だけを行
うために用いられるものであってもよいし、記録および
再生の両方を行うために用いられるものであってもよ
い。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別
の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられる
ものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記
録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録
及び再生を行うために用いられるものであってもよい。
なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを
含むものである。従って、本発明のカップリングレンズ
あるいは半導体コリメート装置が適用される光ピックア
ップ装置も、上述のような光ピックアップ装置を含むも
のである。
【００２６】また、カップリングレンズのプラスチック
材料としては、アクリル系、ポリオレフィン系、ポリカ
ーボネイト系、スチレン系等を使用できるが、これらに
限定されない。
材料としては、アクリル系、ポリオレフィン系、ポリカ
ーボネイト系、スチレン系等を使用できるが、これらに
限定されない。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
光ピックアップ装置について図面を参照して説明する。
図１は光ピックアップ装置の概略的構成を示す図であ
る。
光ピックアップ装置について図面を参照して説明する。
図１は光ピックアップ装置の概略的構成を示す図であ
る。
【００２８】図１に示すように、光ピックアップ装置
は、光源である半導体レーザ１と、光源から射出される
発散光の発散角を変換するカップリングレンズ２と、カ
ップリングレンズ２からの光束を光情報記録媒体１１の
情報記録面５に集光する対物レンズ３と、光情報記録媒
体１１からの反射光を受光する光検出器４とを備える。
は、光源である半導体レーザ１と、光源から射出される
発散光の発散角を変換するカップリングレンズ２と、カ
ップリングレンズ２からの光束を光情報記録媒体１１の
情報記録面５に集光する対物レンズ３と、光情報記録媒
体１１からの反射光を受光する光検出器４とを備える。
【００２９】光ピックアップ装置は、更に、光情報記録
媒体１１からの反射光を光検出器４に向けて反射し分離
するビームスプリッタ６と、カップリングレンズ２と対
物レンズ３との間に配置された１／４波長板７、対物レ
ンズ３に前置された絞り８と、ビームスプリッタ６と光
検出器４との間に配置されたシリンドリカルレンズ９
と、光情報記録媒体１１から情報を再生する際に作動す
るフォーカス・トラッキング用アクチュエータ１０とを
備える。
媒体１１からの反射光を光検出器４に向けて反射し分離
するビームスプリッタ６と、カップリングレンズ２と対
物レンズ３との間に配置された１／４波長板７、対物レ
ンズ３に前置された絞り８と、ビームスプリッタ６と光
検出器４との間に配置されたシリンドリカルレンズ９
と、光情報記録媒体１１から情報を再生する際に作動す
るフォーカス・トラッキング用アクチュエータ１０とを
備える。
【００３０】カップリングレンズ２は、樹脂材料から形
成され、少なくとも一方の面に輪帯状に段差が形成され
る回折面を有する。回折面は基板となる基板レンズの表
面に回折輪帯をレリーフ（表面の凹凸）として設けてい
る。したがって、基板レンズは、回折のためのレリーフ
構造を省いてマクロ的に見た形状のレンズとする。
成され、少なくとも一方の面に輪帯状に段差が形成され
る回折面を有する。回折面は基板となる基板レンズの表
面に回折輪帯をレリーフ（表面の凹凸）として設けてい
る。したがって、基板レンズは、回折のためのレリーフ
構造を省いてマクロ的に見た形状のレンズとする。
【００３１】本発明の光ピックアップ装置は、カップリ
ングレンズを樹脂材料で形成することで生じる温度変動
に伴うカップリングレンズの焦点距離の変化を、回折面
に適切なパワーを与えることによって補償するものであ
る。即ち、温度が上昇すると半導体レーザの発振波長が
長くなり、回折面のパワーが強くなって、カップリング
レンズの基板レンズの温度上昇によるパワーの減少を補
償する。
ングレンズを樹脂材料で形成することで生じる温度変動
に伴うカップリングレンズの焦点距離の変化を、回折面
に適切なパワーを与えることによって補償するものであ
る。即ち、温度が上昇すると半導体レーザの発振波長が
長くなり、回折面のパワーが強くなって、カップリング
レンズの基板レンズの温度上昇によるパワーの減少を補
償する。
【００３２】ここで、温度変動によってカップリングレ
ンズの焦点距離が変化した時の、対物レンズの波面収差
の変化を求める。
ンズの焦点距離が変化した時の、対物レンズの波面収差
の変化を求める。
【００３３】先ず、対物レンズとカップリングレンズと
からなる系において、カップリングレンズの焦点距離の
変化によって、対物レンズに対する物体位置が変化し、
対物レンズの結像倍率が変化することによって生じる対
物レンズの波面収差の劣化を考える。なお、対物レンズ
はベスト位置にフォーカシングされるものとする。
からなる系において、カップリングレンズの焦点距離の
変化によって、対物レンズに対する物体位置が変化し、
対物レンズの結像倍率が変化することによって生じる対
物レンズの波面収差の劣化を考える。なお、対物レンズ
はベスト位置にフォーカシングされるものとする。
【００３４】対物レンズの横倍率ｍｏの変化による、対
物レンズの波面収差Ｗｏ（ｍｍ単位のｒｍｓ）の劣化の
割合ｄＷｏ／ｄｍｏは、対物レンズの像側開口数をＮＡ
ｏ、焦点距離をｆｏ、横倍率をｍｏ、係数をβとして次
式で表される。なお、像側とは情報記録媒体側の意味で
ある。
物レンズの波面収差Ｗｏ（ｍｍ単位のｒｍｓ）の劣化の
割合ｄＷｏ／ｄｍｏは、対物レンズの像側開口数をＮＡ
ｏ、焦点距離をｆｏ、横倍率をｍｏ、係数をβとして次
式で表される。なお、像側とは情報記録媒体側の意味で
ある。
【００３５】ｄＷｏ／ｄｍｏ＝β・（ＮＡｏ・（１−ｍ
ｏ））4・ｆｏ
ｏ））4・ｆｏ
【００３６】なお、単玉対物レンズで検討したところβ
の値は±０．０１２程度であった。（符号はＷｏが増え
る方向に選ぶものとする。）
の値は±０．０１２程度であった。（符号はＷｏが増え
る方向に選ぶものとする。）
【００３７】また、カップリングレンズの焦点距離の変
化による対物レンズの結像倍率の変化の割合ｄｍｏ／ｄ
ｆを求めると、カップリングレンズからの射出光が平行
光に近い場合、近似的に次式が得られる。
化による対物レンズの結像倍率の変化の割合ｄｍｏ／ｄ
ｆを求めると、カップリングレンズからの射出光が平行
光に近い場合、近似的に次式が得られる。
【００３８】ｄｍｏ／ｄｆｃ＝−ｆｏ／ｆｃ2
【００３９】次に、温度変動によるカップリングレンズ
の焦点距離の変化について説明する。先ず、基板レンズ
のパワーをφＢ、回折面のパワーをφＤとして、カップ
リングレンズ全体のパワーをφＣ＝φＢ＋φＤとする。
回折面を両面に設ける場合は回折面のパワーの算術和を
φＤとする。
の焦点距離の変化について説明する。先ず、基板レンズ
のパワーをφＢ、回折面のパワーをφＤとして、カップ
リングレンズ全体のパワーをφＣ＝φＢ＋φＤとする。
回折面を両面に設ける場合は回折面のパワーの算術和を
φＤとする。
【００４０】ｎを屈折率、λを波長、αを線膨張係数、
ｔを温度、ｆｃを焦点距離とすると、温度変動による、
カップリングレンズの焦点距離の変化の割合ｄｆｃ／ｄ
ｔは次式で表される。
ｔを温度、ｆｃを焦点距離とすると、温度変動による、
カップリングレンズの焦点距離の変化の割合ｄｆｃ／ｄ
ｔは次式で表される。
【００４１】 ｄｆｃ／ｄｔ＝−ｆｃ2・ｄφＣ／ｄｔ ＝−ｆｃ2・（ｃ１・φＢ＋ｃ２・φＤ） 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α
【００４２】または、φＢ＝φＣ−φＤを用いると、次
式となる。
式となる。
【００４３】ｄｆｃ／ｄｔ＝−ｆｃ・（ｃ１＋（ｃ２−
ｃ１）・φＤ／φＣ）
ｃ１）・φＤ／φＣ）
【００４４】以上をまとめると、この系において温度変
動△ｔに対する対物レンズの波面収差の劣化△Ｗｏ（ｍ
ｍ単位のｒｍｓ）は次式となる。 △Ｗｏ＝(ｄＷｏ／ｄｍｏ)・｜(ｄｍｏ／ｄｆｃ)・(ｄｆ
ｃ／ｄｔ)・△ｔ｜
動△ｔに対する対物レンズの波面収差の劣化△Ｗｏ（ｍ
ｍ単位のｒｍｓ）は次式となる。 △Ｗｏ＝(ｄＷｏ／ｄｍｏ)・｜(ｄｍｏ／ｄｆｃ)・(ｄｆ
ｃ／ｄｔ)・△ｔ｜
【００４５】ここで、数値例を示す。即ち、対物レンズ
の像側開口数をＮＡｏ＝０．６、焦点距離をｆｏ＝３ｍ
ｍ、横倍率をｍｏ＝０、係数をβ＝±０．１２、とする
と、 ｄＷｏ／ｄｍｏ＝±０．０４７（ｍｍ）
の像側開口数をＮＡｏ＝０．６、焦点距離をｆｏ＝３ｍ
ｍ、横倍率をｍｏ＝０、係数をβ＝±０．１２、とする
と、 ｄＷｏ／ｄｍｏ＝±０．０４７（ｍｍ）
【００４６】また、カップリングレンズの焦点距離をｆ
ｃ＝２０ｍｍとすると、 ｄｍｏ／ｄｆｃ＝−０．００７５（ｍｍ-1）
ｃ＝２０ｍｍとすると、 ｄｍｏ／ｄｆｃ＝−０．００７５（ｍｍ-1）
【００４７】また、波長をλ＝６５０ｎｍ、カップリン
グレンズの屈折率をｎ＝１．５４１１３、線膨張係数を
α＝７×１０-5、屈折率の温度変動をｄｎ／ｄｔ＝−
１．２×１０-4、半導体レーザの発振波長の温度変動を
ｄλ／ｄｔ＝２×１０-7、波長変化による屈折率変化を
ｄｎ／ｄλ＝−３８とすると、ｃ１＝−２．９７×１０
-4、ｃ２＝１．６８×１０-4となる。
グレンズの屈折率をｎ＝１．５４１１３、線膨張係数を
α＝７×１０-5、屈折率の温度変動をｄｎ／ｄｔ＝−
１．２×１０-4、半導体レーザの発振波長の温度変動を
ｄλ／ｄｔ＝２×１０-7、波長変化による屈折率変化を
ｄｎ／ｄλ＝−３８とすると、ｃ１＝−２．９７×１０
-4、ｃ２＝１．６８×１０-4となる。
【００４８】もし、カップリングレンズが回折面を有し
ないならば、ｄｆｃ／ｄｔ＝０．００５９であり、△ｔ
＝３０度とすると、 △Ｗｏ＝０．０４７×｜（−０．００７５）×０．００
５９×３０｜＝０．００００６２ｍｍ＝０．０９６λ となり、マレシャルの判別値０．０７λｒｍｓより劣化
してしまう。この劣化はカップリングレンズの焦点距離
が短いほど大きい。
ないならば、ｄｆｃ／ｄｔ＝０．００５９であり、△ｔ
＝３０度とすると、 △Ｗｏ＝０．０４７×｜（−０．００７５）×０．００
５９×３０｜＝０．００００６２ｍｍ＝０．０９６λ となり、マレシャルの判別値０．０７λｒｍｓより劣化
してしまう。この劣化はカップリングレンズの焦点距離
が短いほど大きい。
【００４９】本発明によれば、カップリングレンズに適
切な回折パワーを付与することにより、この劣化を小さ
くすることができる。
切な回折パワーを付与することにより、この劣化を小さ
くすることができる。
【００５０】即ち、対物レンズの基準状態の波面収差を
０と仮定し、３０度の温度変動に対して、波面収差の劣
化を０．０７λｒｍｓにおさえることが必要として、次
の条件を得る。 ０．０７λ＞(ｄＷｏ／ｄｍｏ)・｜(ｄｍｏ／ｄｆｃ)・
(ｄｆｃ／ｄｔ)・３０(℃)│ この式に前記の関係を用いると、次の式（１）が得られ
る。
０と仮定し、３０度の温度変動に対して、波面収差の劣
化を０．０７λｒｍｓにおさえることが必要として、次
の条件を得る。 ０．０７λ＞(ｄＷｏ／ｄｍｏ)・｜(ｄｍｏ／ｄｆｃ)・
(ｄｆｃ／ｄｔ)・３０(℃)│ この式に前記の関係を用いると、次の式（１）が得られ
る。
【００５１】 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ│＜ ０．０１９λ （１）
【００５２】上述の式（１）の関係を満たせば、温度が
変化しても、光源の発光点とカップリングレンズの焦点
位置との位置関係がほとんど変わらず、カップリングレ
ンズから射出される光束の発散の度合いが殆ど変わらず
その発散角が殆ど変化しないために、対物レンズの波面
収差劣化が小さい光ピックアップ装置を得ることができ
る。また、次の式（２）を満たすことがより望ましい。
変化しても、光源の発光点とカップリングレンズの焦点
位置との位置関係がほとんど変わらず、カップリングレ
ンズから射出される光束の発散の度合いが殆ど変わらず
その発散角が殆ど変化しないために、対物レンズの波面
収差劣化が小さい光ピックアップ装置を得ることができ
る。また、次の式（２）を満たすことがより望ましい。
【００５３】 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜＜ ０．０１０λ （２）
【００５４】また、カップリングレンズとしての実用的
な条件範囲として、対物レンズの像側開口数ＮＡｏ＝
０．６、焦点距離ｆｏ＝１．０ｍｍ、横倍率をｍｏ＝０
の光ピックアップに対応できるためには、次の式（３）
を満たすことが必要である。
な条件範囲として、対物レンズの像側開口数ＮＡｏ＝
０．６、焦点距離ｆｏ＝１．０ｍｍ、横倍率をｍｏ＝０
の光ピックアップに対応できるためには、次の式（３）
を満たすことが必要である。
【００５５】 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５λ(ｍｍ) （３）
【００５６】より望ましくは次の式（４）を満たすこと
である。
である。
【００５７】 │ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．０３７λ(ｍｍ) （４）
【００５８】さらに望ましくは次の式（５）を満たすこ
とである。
とである。
【００５９】 ｜ｃ１＋（ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．００９λ(ｍｍ) （５）
【００６０】また、カップリングレンズの倍率ｍｃ（平
行光を射出する場合を０とする）及び焦点距離は次の式
（６）、（７）の範囲をそれぞれ満たすことが実用的で
ある。
行光を射出する場合を０とする）及び焦点距離は次の式
（６）、（７）の範囲をそれぞれ満たすことが実用的で
ある。
【００６１】 −０．２≦ｍｃ≦０．２ （６）
【００６２】 ２．０≦ｆｃ≦２５ （７）
【００６３】この場合、ｍｃが式（６）の下限以上であ
ると、カップリングレンズの外径が大きくならず、上限
以下であると、対物レンズの外径が大きくならず、光ピ
ックアップ装置の小型化が可能となる。
ると、カップリングレンズの外径が大きくならず、上限
以下であると、対物レンズの外径が大きくならず、光ピ
ックアップ装置の小型化が可能となる。
【００６４】また、ｆｃが式（７）の下限以上である
と、上述の温度補償効果を得るために強いパワーの回折
面がさほど必要にならず、回折効率の高い回折輪帯を製
造することが容易となり、上限以下であると、光ピック
アップ装置の小型化が可能となる。
と、上述の温度補償効果を得るために強いパワーの回折
面がさほど必要にならず、回折効率の高い回折輪帯を製
造することが容易となり、上限以下であると、光ピック
アップ装置の小型化が可能となる。
【００６５】また、回折輪帯間の間隔が過小となると製
造が困難になるが、この問題を避けるためには回折面を
両面に設けることや高次の回折光を用いてブレーズ化す
ることが有効である。また、短波長の光源を使った光ピ
ックアップ装置に本発明を適用することにより、高密度
の記録または再生できる光ピックアップ装置を得ること
ができる。このために光源の波長λが、λ＜０．０００
６８ｍｍ、より望ましくは、λ＜０．０００４５ｍｍ、
を満たすことが望ましい。
造が困難になるが、この問題を避けるためには回折面を
両面に設けることや高次の回折光を用いてブレーズ化す
ることが有効である。また、短波長の光源を使った光ピ
ックアップ装置に本発明を適用することにより、高密度
の記録または再生できる光ピックアップ装置を得ること
ができる。このために光源の波長λが、λ＜０．０００
６８ｍｍ、より望ましくは、λ＜０．０００４５ｍｍ、
を満たすことが望ましい。
【００６６】
【実施例】次に、上述した本発明のカップリングレンズ
について実施例１，２，３を説明する。実施例１，２は
基準波長６５０ｎｍ、実施例３は基準波長４００ｎｍで
ある。各実施例の諸元値は下記の表１のとおりである。
また、表１の最下段に、ピックアップ装置に関する上述
の式（１）の値を示す。
について実施例１，２，３を説明する。実施例１，２は
基準波長６５０ｎｍ、実施例３は基準波長４００ｎｍで
ある。各実施例の諸元値は下記の表１のとおりである。
また、表１の最下段に、ピックアップ装置に関する上述
の式（１）の値を示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】なお、実施例３では、実施例１，２にくら
べ、ｄλ／ｄｔが小さい短波長用レーザとしたため、強
い回折面のパワーが必要である。
べ、ｄλ／ｄｔが小さい短波長用レーザとしたため、強
い回折面のパワーが必要である。
【００６９】また、回折面は次の光路差関数Φ（ｈ）で
表し、光路差関数の値がｍλ（ｍは回折次数）変わるご
とに回折輪帯を設ける。
表し、光路差関数の値がｍλ（ｍは回折次数）変わるご
とに回折輪帯を設ける。
【００７０】 Φ（ｈ）＝ｂ２・ｈ2＋ｂ４・ｈ4＋ｂ６・ｈ6＋・・・ ただし、ｈ：光軸からの距離 ｂ２、ｂ４、ｂ６、・・・：光路差関数の係数
【００７１】また、非球面は次の式で表す。
【００７２】Ｘ＝(ｈ2／ｒ)／(１＋√(１−(１＋Ｋ)ｈ2
／ｒ2))＋Ａ２・ｈ2＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋・・・ 但し、Ａ２，Ａ４，Ａ６，・・・： 非球面係数 Ｋ：円錐係数 ｒ：近軸曲率半径
／ｒ2))＋Ａ２・ｈ2＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋・・・ 但し、Ａ２，Ａ４，Ａ６，・・・： 非球面係数 Ｋ：円錐係数 ｒ：近軸曲率半径
【００７３】〈実施例１〉
【００７４】表２に実施例１のレンズデータを示す。な
お、表１の通り、光源波長λ６５０ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ１４．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１０７であ
る。
お、表１の通り、光源波長λ６５０ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ１４．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１０７であ
る。
【００７５】
【表２】
【００７６】図２は実施例１のカップリングレンズのレ
ンズ断面図であり、図３は実施例１のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ６５０ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１０７）。図３から実施例１のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝６５０ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
ンズ断面図であり、図３は実施例１のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ６５０ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１０７）。図３から実施例１のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝６５０ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
【００７７】〈実施例２〉
【００７８】表３に実施例２のレンズデータを示す。な
お、表１の通り、光源波長λ６５０ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ８．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１８８であ
る。
お、表１の通り、光源波長λ６５０ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ８．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１８８であ
る。
【００７９】
【表３】
【００８０】図４は実施例２のカップリングレンズのレ
ンズ断面図であり、図５は実施例２のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ６５０ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１８８）。図５から実施例２のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝６５０ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
ンズ断面図であり、図５は実施例２のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ６５０ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１８８）。図５から実施例２のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝６５０ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
【００８１】〈実施例３〉
【００８２】表４に実施例３のレンズデータを示す。な
お、表１の通り、光源波長λ４００ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ８．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１８８であ
る。
お、表１の通り、光源波長λ４００ｎｍのとき、焦点距
離ｆｃ８．０ｍｍ、光源側開口数ＮＡ０．１８８であ
る。
【００８３】
【表４】
【００８４】図６は実施例２のカップリングレンズのレ
ンズ断面図であり、図７は実施例３のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ４００ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１８８）。図７から実施例３のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝４００ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
ンズ断面図であり、図７は実施例３のカップリングレン
ズの球面収差図である（基準波長λ４００ｎｍ、光源側
開口数ＮＡ０．１８８）。図７から実施例３のカップリ
ングレンズでは基準波長λ＝４００ｎｍで充分に球面収
差補正がされていることが分かる。
【００８５】以上の実施例においては、本発明の回折面
をカップリングレンズに設けた例を挙げて説明したが、
カップリングレンズを設ける代わりに、入射光束の発散
角が実質的に変換しない光学素子を、カップリングレン
ズの近傍に設けて、その光学素子に本発明の回折面を設
けるようにしてもよい。
をカップリングレンズに設けた例を挙げて説明したが、
カップリングレンズを設ける代わりに、入射光束の発散
角が実質的に変換しない光学素子を、カップリングレン
ズの近傍に設けて、その光学素子に本発明の回折面を設
けるようにしてもよい。
【００８６】
【発明の効果】本発明によれば、プラスチック材料から
なるカップリングレンズを射出した光束の発散角が温度
が変動してもほとんど変化しない。従って、このカップ
リングレンズ光をピックアップ装置に用いると、温度が
変動しても、対物レンズに対する物体位置が変化せず、
対物レンズの球面収差が劣化しないピックアップ装置を
提供できる。また、温度変動が生じても安定した平行光
束が射出できる半導体レーザコリメート装置を提供でき
る。
なるカップリングレンズを射出した光束の発散角が温度
が変動してもほとんど変化しない。従って、このカップ
リングレンズ光をピックアップ装置に用いると、温度が
変動しても、対物レンズに対する物体位置が変化せず、
対物レンズの球面収差が劣化しないピックアップ装置を
提供できる。また、温度変動が生じても安定した平行光
束が射出できる半導体レーザコリメート装置を提供でき
る。
【図１】本発明による実施の形態の光ピックアップ装置
の構成を示す光路図である。
の構成を示す光路図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる実施例１のカップ
リングレンズのレンズ断面図である。
リングレンズのレンズ断面図である。
【図３】実施例１のカップリングレンズの基準波長λ＝
６５０ｎｍに対する球面収差図である。
６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる実施例２のカップ
リングレンズのレンズ断面図である。
リングレンズのレンズ断面図である。
【図５】実施例２のカップリングレンズの基準波長λ＝
６５０ｎｍに対する球面収差図である。
６５０ｎｍに対する球面収差図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる実施例３のカップ
リングレンズのレンズ断面図である。
リングレンズのレンズ断面図である。
【図７】実施例３のカップリングレンズの基準波長λ＝
４００ｎｍに対する球面収差図である。
４００ｎｍに対する球面収差図である。
１ 半導体レーザ（光源） ２ カップリングレンズ ３ 対物レンズ ４ 光検出器 ５ 情報記録面 １１ 光情報記録媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA25 NA08 PA01 PA17 PB01 QA03 QA07 QA12 QA15 QA31 QA32 RA05 RA13 RA42 RA46 UA01 5D119 AA09 AA21 BA01 DA01 DA05 EC01 FA05 JA02 JA04 JB03 9A001 KK13 KK16
Claims (13)
- 【請求項１】 情報記録媒体について記録及び／又は再
生を行う光ピックアップ装置に用いられるカップリング
レンズであって、 プラスチック材料からなり、 第１面または第２面の少なくとも一方に輪帯状に段差が
形成された回折面を有し、 次式を満たすことを特徴とするカップリングレンズ。 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５
λ(ｍｍ) 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ）（＝１／
φＣ） λ：波長（ｍｍ） ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する光源の波長変
化の割合 - 【請求項２】 ｄλ／ｄｔ＝２×１０-7である請求項１
に記載のカップリングレンズ。 - 【請求項３】 ｄλ／ｄｔ＝５*１０-8である請求項１
に記載のカップリングレンズ。 - 【請求項４】 情報記録媒体について記録及び／又は再
生を行う光ピックアップ装置に用いられるカップリング
レンズであって、 プラスチック材料からなり、 第１面または第２面の少なくとも一方に、温度変動に対
する射出光束の発散角または収束角の変化を抑制するた
めの、輪帯状に段差が形成された回折面を有し、 次式
を満たすことを特徴とするカップリングレンズ。 −０．２≦ｍｃ≦０．２ ２．０≦ｆｃ≦２５ 但し、ｍｃ：カップリングレンズの倍率 ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ） - 【請求項５】 前記回折面は、２次以上の次数の回折光
に対してブレーズ化されている請求項１，２，３または
４に記載のカップリングレンズ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のカ
ップリングレンズを有する光ピックアップ装置。 - 【請求項７】 光源からの光束をカップリングレンズと
対物レンズとを含む光学系により情報記録媒体の情報記
録面上に集光して情報の記録または再生を行うように構
成された光ピックアップ装置であって、 前記カップリングレンズがプラスチック材料からなり、 前記カップリングレンズの少なくとも一方の面に、輪帯
状に段差が形成された回折面を設けるか、あるいは前記
カップリングレンズの近傍に、輪帯状に段差が形成され
た回折面を少なくとも一方の面に有する光学素子を設
け、 次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５
λ(ｍｍ) 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ）（＝１／
φＣ） λ：波長（ｍｍ） ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する光源の波長変化の割合 - 【請求項８】 次式を満たすことを特徴とする請求項７
に記載の光ピックアップ装置。 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２
−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１９λ 但し、ＮＡｏ：対物レンズの像側開口数 ｍｏ：対物レンズの横倍率 ｆｏ：対物レンズの焦点距離 - 【請求項９】 次式を満たすことを特徴とする請求項８
に記載の光ピックアップ装置。 (ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２
−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１０λ - 【請求項１０】 次式を満たすことを特徴とする請求項
７，８または９に記載の光ピックアップ装置。 λ＜０．０００６８ｍｍ - 【請求項１１】 次式を満たすことを特徴とする請求項
７，８または９に記載の光ピックアップ装置。 λ＜０．０００４５ｍｍ - 【請求項１２】 光源からの光束をカップリングレンズ
と対物レンズとを含む光学系により情報記録媒体の情報
記録面上に集光して情報の記録または再生を行うように
構成された光ピックアップ装置であって、 前記カップリングレンズがプラスチック材料からなり、 温度変動に対する前記カップリングレンズの射出光束の
発散角または収束角の変化を抑制するために、前記カッ
プリングレンズの少なくとも一方の面に、輪帯状に段差
が形成された回折面を設けるか、あるいは前記カップリ
ングレンズの近傍に、輪帯状に段差が形成された回折面
を少なくとも一方の面に有する光学素子を設け、 次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。 −０．２≦ｍｃ≦０．２ ２．０≦ｆｃ≦２５ 但し、ｍｃ：カップリングレンズの倍率 ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ） - 【請求項１３】 半導体レーザと、半導体レーザからの
光束が入射し、平行光が出射するカップリングレンズと
を備える半導体レーザコリメート装置であって、 前記カップリングレンズが、 プラスチック材料からなり、 第１面または第２面の少なくとも一方に輪帯状に段差が
形成された回折面を有し、 次式を満たすことを特徴とする半導体レーザコリメート
装置。 ｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５
λ(ｍｍ) 但し、c1=1/(n-1)・dn/dt+1/(n-1)・dn/dλ・dλ/dt-α c2=1/λ・dλ/dt-2α ｆｃ：カップリングレンズの焦点距離（ｍｍ）（＝１／
φＣ） λ：半導体レーザの波長（ｍｍ） ｎ：カップリングレンズの屈折率 α：カップリングレンズの線膨張係数 φＤ：回折面のパワー（回折面を両面に設ける場合は回
折面のパワーの算術和をφＤとする） φＣ：カップリングレンズのパワー ｄｎ／ｄｔ：温度変動に対する屈折率変化の割合 ｄｎ／ｄλ：波長変化に対する屈折率変化の割合 ｄλ／ｄｔ：温度変動に対する、使用する半導体レーザ
の波長変化の割合
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- 1999-12-03 JP JP34444299A patent/JP4576651B2/ja not_active Expired - Fee Related
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