JP2000187156A

JP2000187156A - カップリングレンズおよび光ピックアップ

Info

Publication number: JP2000187156A
Application number: JP11128782A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akiyama; 洋秋山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: JP4121213B2

Abstract

(57)【要約】【課題】位置調整にレンズセルを必要とせず、正確な位
置調整の可能なカップリングレンズを実現する。【解決手段】半導体レーザからの発散性の光束をカップ
リングするカップリングレンズ１０は、入射側面と射出
側面に挾まれた周面部に、位置調整用の孔１０ａが１以
上、有効光束を遮蔽しない深さに設けられたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はカップリングレン
ズおよび光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、半導体レーザから放射され
る光束は発散性であるので、一般に、半導体レーザから
の光束を、光学系に適合した光束形態（平行光束や弱い
発散性または弱い集束性の光束）に変換するためにカッ
プリングレンズが使用される。半導体レーザを光源とす
る光学装置、例えば光ピックアップや、光走査装置で
は、半導体レーザからの光束は極めて微小な光スポット
に集光されるので、光学系は高度に精密に設計されてお
り、設計通りの光学性能を実現するには、個々の光学系
を位置精度よく配備する必要があり、特に、半導体レー
ザからの光束をカップリングするカップリングレンズの
光軸方向の位置は極めて高精度に調整される必要があ
る。一般に、レンズの位置調整を行うには、調整用の孔
を設けたレンズセルにレンズを取付け、レンズセルをホ
ルダに保持させ、ホルダに対してレンズセルを位置調整
することにより行っている。このようなレンズ位置調整
は、レンズセルを用いることによる光源近傍の光学部材
の大型化、コストアップを招来する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、位置調整
にレンズセルを必要としない、カップリングレンズの実
現を課題とする。この発明はまた、上記カップリングレ
ンズを用いることにより、光ピックアップの小型化・低
コスト化を図ることを別の課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明のカップリング
レンズは「半導体レーザからの発散性の光束をカップリ
ングするカップリングレンズ」である。このカップリン
グレンズは、光ピックアップや、光走査装置に好適に利
用できる。この発明のカップリングレンズは「入射側面
と射出側面に挾まれた周面部に、位置調整用の孔が１以
上、有効光束を遮蔽しない深さに設けられた」ことを特
徴とする（請求項１）。この請求項１記載のカップリン
グレンズにおいて、位置調整用の孔は「長孔」であるこ
とができ（請求項２）、この場合、長孔の長手方向を
「光軸に平行な方向」としてもよいし（請求項３）、
「光軸に直交する方向」としてもよい（請求項４）。長
孔の長手方向が「光軸に直交する方向」であるとは、上
記長手方向が、光軸に直交する平面とレンズ周面との交
線に平行な方向であることをいう。上記請求項１〜４の
任意の１に記載のカップリングレンズにおいては、位置
調整用の孔を複数個とし、これら複数個の孔を「光軸を
対称軸として軸対称」に形成することができる（請求項
５）。

【０００５】請求項６記載のカップリングレンズは、半
導体レーザからの発散性の光束をカップリングするカッ
プリングレンズであって、入射側面と射出側面に挾まれ
た周面部に、位置調整用の溝が、有効光束を遮蔽しない
深さで、上記周面部を１周して設けられたことを特徴と
する。上記請求項１〜６の任意の１に記載のカップリン
グレンズにおいて、レンズの肉厚を「レンズの有効径と
略等しいか、あるいはレンズの有効径よりも大きくす
る」ことができる（請求項７）。上記請求項１〜７の任
意の１に記載のカップリングレンズは、その製造方法に
関しては種々の方法が可能であるが、特に「型により成
形（モールド成形や射出成形）」することにより製造で
きる（請求項８）。このようにすると、位置調整用の孔
や溝を一体に成形できるので、レンズ製造が容易であ
る。上記請求項１〜８の任意の１に記載のカップリング
レンズの光学作用は、光軸対称であることもできるし
（請求項９）、「光軸に直交するとともに互いに直交す
る２方向に異なる焦点距離を有する」ような光学作用と
することもできる（請求項１０）。上記請求項９記載の
カップリングレンズにおいて、レンズの光軸対称な光学
作用をコリメート作用とすることができる（請求項１
１）。また、上記請求項１０記載のカップリングレンズ
において、互いに直交する２方向の異なる焦点距離を
「半導体レーザからの発散性の光束が、光束断面形状が
円形に近い平行光束に変換される」ように設定すること
ができる（請求項１２）。上記カップリングレンズは
「単体レンズ」である。しかし、このような単体レンズ
は、請求項８記載のカップリングレンズのように、型に
より成形して製造する場合を除けば、必ずしも単レンズ
である必要は無く、複数のレンズを貼り合わせにより
「単レンズ」として構成することもできるのである。従
って、入射側面と射出側面との間に、１以上の接合面が
存在して良く、接合される各レンズ成分の光学材料を異
ならせることができることはいうまでもない。

【０００６】請求項１３記載のカップリングレンズは、
半導体レーザからの発散性の光束をカップリングするカ
ップリングレンズであって、光軸対称レンズ部分と、ア
ナモフィックレンズ部分との２つのレンズ部分により構
成される。「光軸対称レンズ部分」は、光軸対称な光学
作用を持つレンズ部分である。「アナモフィックレンズ
部分」は、光軸に直交するとともに互いに直交する２方
向に異なる光学作用を持つレンズ部分である。そして、
これら光軸対称レンズ部分とアナモフィックレンズ部分
とにより、カップリングレンズとしてのアナモフィック
な光学作用が実現される。光軸対称レンズ部分には、そ
の（入射側面と射出側面とで挾まれた）周面に、光軸方
向の位置調整用の１以上の孔、もしくは光軸方向の位置
調整用の溝が、有効光束を遮蔽しない深さで設けられ
る。また、アナモフィックレンズ部分には、その（入射
側面と射出側面とで挾まれた）周面に、光軸回りの位置
を調整するための１以上の孔が、有効光束を遮蔽しない
深さで設けられる。この場合における光軸対称レンズ部
分および／またはアナモフィックレンズ部分を、モール
ド成形や射出成形のような「型による成形」で製造する
こともできるし、複数のレンズ成分の貼り合わせによる
接合レンズとして構成することもできる。この発明の光
ピックアップは、半導体レーザからの発散性の光束をカ
ップリングレンズによりカップリングし、対物レンズに
より光記録媒体の記録面に集光し、情報の記録・再生・
消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、請求項１
〜１３の任意の１に記載のカップリングレンズを用いる
ことを特徴とする（請求項１４）。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の光ピックアッ
プの実施の１形態を模式的に示している。光源である半
導体レーザ１０１からの発散性の光束は、カップリング
レンズ１０２により以後の光学系に適合した光束形態と
され、偏光ビームスプリッタ１０３と１／４波長板１０
４を透過し、偏向プリズム１０５により光路を屈曲され
て対物レンズ１０６に入射し、対物レンズ１０６の作用
により集束光束となり、ＣＤ（コンパクトディスク）や
ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の光記録媒体１０
７に入射し、光記録媒体１０７の基板を透過して記録面
上に光スポットとして集光する。光記録媒体１０７は光
スポットによりトラック上を走査され、情報を記録さ
れ、あるいは再生され、あるいは情報の消去を行われ
る。記録面により反射された光束は「戻り光束」とな
り、対物レンズ１０６を透過し、偏向プリズム１０５に
より反射され、１／４波長板１０４を透過する。この段
階で光束は１／４波長板１０４を往復２回透過したこと
になり、偏光面が当初の方向から９０度旋回する。従っ
て、偏光ビームスプリッタ１０３に入射した戻り光束
は、偏光ビームスプリッタ１０３により反射される。こ
の反射光束はアナモフィックな集光レンズ１０８により
非点収差を与えられた集光光束となり、受光部１０９に
入射する。受光部１０９は受光面が４分割されており、
各受光面から得られる受光信号に基づき、情報信号（情
報の再生を行うとき）やサーボ信号（非点収差法による
フォーカシング信号、プッシュプル法等によるトラッキ
ング信号）が得られる。このサーボ信号に基づき、フォ
ーカシング、トラッキング等が実行される。光源の光量
に余裕があるときには、偏向ビームスプリッタに代えて
通常のビームスプリッタを用いることができ、その場合
には、１／４波長板は不要である。即ち、図１に示す光
ピックアップは、半導体レーザ１０１からの発散性の光
束をカップリングレンズ１０２によりカップリングし、
対物レンズ１０６により光記録媒体１０７の記録面に集
光し、情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピック
アップである。勿論、この発明の光ピックアップは、図
１以外の構成も可能であるし、フォーカシング信号やト
ラッキング信号を得る方式も、公知の適宜のものを利用
することができる。さて、カップリングレンズ１０２
は、半導体レーザ１０１からの発散性の光束を以後の光
学系にカップリングするために、上記発散性の光束を
「以後の光学系に適した光束形態」に変換するものであ
り、所望のカップリング機能を発揮させるためには、極
めて高精度の位置調整を必要とする。この高精度の位置
調整を容易に実行するため、光ピックアップのカップリ
ングレンズ１０２として、請求項１〜１３の任意の１に
記載のカップリングレンズが用いられる（請求項１
４）。

【０００８】以下、カップリングレンズの実施の形態を
説明する。図２に、カップリングレンズの実施の３形態
を示す。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３種のカッ
プリングレンズ１０，１１，１２は、何れも、半導体レ
ーザからの発散性の光束をカップリングするカップリン
グレンズであって、入射側面と射出側面に挾まれた周面
部に、位置調整用の孔が１以上、有効光束を遮蔽しない
深さに設けられている（請求項１）。即ち、図２（ａ）
に示すカップリングレンズ１０は、周面部に位置調整用
の孔１０ａが設けられている。（ｂ）に示すカップリン
グレンズ１１の周面には、位置調整用の２つの孔１１
ａ，１１ｂが設けられ、（ｃ）に示すカップリングレン
ズ１２には、位置調整用の４つの孔１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ，１２ｄが設けられている。これらの孔１０ａ，１
１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、カ
ップリングレンズ１０，１１，１２の周面に直接に孔と
して形成されているので、この孔が、カップリングレン
ズを透過する有効光束周辺部を遮光しないように、各孔
の深さは「有効光束を遮蔽しない深さ」でなければなら
ない。また、図２（ｂ），（ｃ）に示されたカップリン
グレンズ１１，１２は、位置調整用の複数の孔を有する
が、これら複数の孔は「光軸を対称軸として軸対称」に
形成されている（請求項５）。このように、位置調整用
の複数の孔を光軸を対称軸として軸対称に配置すること
には、以下の如き技術的意義がある。即ち、位置調整用
の孔による応力は、カップリング作用を受ける光束の波
面劣化の原因となるが、位置調整用の孔の配置が光軸に
対して軸対称になっていれば、波面の劣化は光軸回りに
対称に分散・軽減され、大きな波面劣化が発生するのを
抑制することができる。

【０００９】図３に、カップリングレンズの実施の他の
３形態を示す。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３種
のカップリングレンズ１３，１４，１５は、何れも、半
導体レーザからの発散性の光束をカップリングするカッ
プリングレンズであって、入射側面と射出側面に挾まれ
た周面部に、位置調整用の孔が１以上、有効光束を遮蔽
しない深さに設けられている（請求項１）。図３（ａ）
に示すカップリングレンズ１０は、周面部に位置調整用
の孔１３ａが設けられている。（ｂ）に示すカップリン
グレンズ１４の周面には、位置調整用の孔１４ａが設け
られ、（ｃ）に示すカップリングレンズ１５には、位置
調整用の孔１５ａが設けられている。これらの孔１３
ａ，１４ａ，１５ａが、カップリングレンズを透過する
有効光束周辺部を遮光しないように、各孔の深さは「有
効光束を遮蔽しない深さ」に設定されていることはいう
までもない。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す位置調
整用の孔１３ａ，１４ａ，１５ａは何れも「長孔」であ
る（請求項２）。長孔１４ａ，１５ａは、長手方向が光
軸に平行な方向であり（請求項３）、長孔１３ａは、長
手方向が、光軸に直交する方向である（請求項４）。長
孔の長手方向の端部は、長孔１３ａ，１４ａのように、
長手方向に交わる平面状でもよいし、長孔１５ａのよう
に「丸められて」いてもよい。

【００１０】図４に示す実施の２形態において、カップ
リングレンズ１６には、位置調整用の孔として、光軸に
直交する方向に長い２つの長孔１６ａ，１６ｂが形成さ
れ、カップリングレンズ１７には、位置調整用の孔１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが形成されている。長孔１
６ａ，１６ｂ、孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは
「光軸を対称軸として軸対称」に形成されており（請求
項５）、図２のカップリングレンズ１２，１３のように
「大きな波面劣化の発生を抑制する」ことができる。な
お、位置調整用の孔を複数個、光軸対称に設ける場合、
孔の数は、上に例示した偶数個（２個、４個）に限ら
ず、奇数個でもよい。図５に示す実施の形態において、
カップリングレンズ１８には、入射側面と射出側面に挾
まれた周面部に、位置調整用の溝１８ａが、有効光束を
遮蔽しない深さで、上記周面部を１周して設けられてい
る（請求項６）。このように、位置調整用の溝１８ａ
が、レンズ周面部を１周するようにすると、上述の「波
面劣化の抑制」の効果をさらに高めることができる。

【００１１】上に例示した如き、カップリングレンズ
は、レンズ本体に位置調整用の孔や溝が形成されるの
で、その製造方法としては、モールドや射出成形のよう
に「型により成形」する方法が適している（請求項
８）。しかし、型による成形においては、冷却の過程
で、位置調整用の孔や溝の存在により、レンズ内に応力
の不均一が発生しやすく、このような応力の不均一が原
因となって、前述の「波面収差の劣化」が起こる虞れが
あるが、このような波面収差の劣化は、上述の如く、複
数の孔を光軸対称に配置したり、位置調整用の溝を、周
面を１周するように形成することで、抑制・軽減するこ
とができる。また、位置調整用の孔や溝の形成し易さ、
位置調整時におけるレンズの安定性を良さを考慮する
と、カップリングレンズは、上に例示したもののよう
に、レンズの肉厚が、レンズの有効径と略等しか、ある
いはレンズの有効径よりも大きいいことが好ましい（請
求項７）。

【００１２】図６〜図８に即して、位置調整用の孔によ
るカップリングレンズの位置調整の方法を説明する。な
お、図６〜図８には、カップリングレンズとして位置調
整用の孔が１つのものを例示するが、位置調整用の孔が
複数個あるものでも調整方法は同様である。図６〜図８
においてカップリングレンズは、いずれも図示されない
保持部に保持された状態を示している。図６に示すカッ
プリングレンズ１０は、図２（ａ）に示したのと同様の
ものであり、この例では光学作用が光軸対称なものであ
る。従って、位置調整は光軸方向の位置調整である。カ
ップリングレンズ１０は、図示されないハウジングの保
持部（光軸方向を長手方向とする断面Ｖ字状の溝）にセ
ットされている。この状態で、調整ピン５０の先端部を
孔１０ａに差し込み、調整ピン５０を光軸方向へ変位さ
せる。すると、カップリングレンズ１０は保持部の２面
の溝壁に当接して光軸方向を保ちつつ光軸方向へ変位す
る。この変位を利用して光軸方向の位置調整を行う。も
し、カップリングレンズ１０がアナモフィックなレンズ
で、光軸回りの位置調整をも行う必要がある場合には、
調整ピン５０を光軸直交方向へ変位させ、カップリング
レンズ１０を光軸の回りに回転させて調整を行えばよ
い。

【００１３】図６に示すカップリングレンズ１３は、図
３（ａ）に示したのと同様のものであって、周面部に位
置調整用の長孔１３ａが、長手方向を光軸直交方向にし
て形成されている。この例においては、カップリングレ
ンズ１３の光学作用は光軸対称であって、位置調整は光
軸方向に行われる。カップリングレンズ１３は上記と同
様のハウジングの保持部に保持され、光軸方向を保った
まま、光軸方向に変位可能である。位置調整には調整具
６０を用いる。調整具６０は先端部に偏心ピン６１を有
する。偏心ピン６１を長孔１３ａに差し込み、調整具６
０を揺動させると、カップリングレンズ１３を光軸方向
へ前後に変位させることができるので、これを利用して
光軸方向の位置調整を行うことができる。勿論、長孔１
３ａに図６に示すような調整ピンを差し込み、光軸方向
あるいは光軸回りの位置調整を行う用にすることも可能
である。なお、図５に示すカップリングレンズ１８の場
合にも、図７に示すのと同様の方法で光軸方向の位置調
整が可能であることは容易に理解されるであろう。図８
に示すカップリングレンズ１５は、図３（ｃ）に示した
のと同様のものであって、周面部に位置調整用の長孔１
５ａが、長手方向を光軸方向にして形成されている。こ
の例においては、カップリングレンズ１３の光学作用は
光軸対称でなく、位置調整は光軸回りに行われる。カッ
プリングレンズ１５は上記と同様のハウジングの保持部
に保持され、光軸方向を保ったまま、光軸回りに回転可
能である。位置調整には調整具６０を用いる。偏心ピン
６１を長孔１５ａに差し込み、調整具６０を揺動させる
と、カップリングレンズ１５を光軸回りに揺動的に変位
させることができるので、これを利用して光軸まわりの
位置調整を行うことができる。勿論、長孔１３ａに図６
に示すような調整ピンを差し込み、光軸方向あるいは光
軸回りの位置調整を行う用にすることも可能である。ア
ナモフィックなカップリングレンズでは、光軸方向と光
軸回りでの位置調整が必要となるから、このような場合
に、長孔１３ａと長孔１５ａのように、光軸方向に長い
長孔と、光軸直交方向に長い長孔と、あるいは、光軸方
向に長い長孔もしくは孔と、周面を１周する溝とを、同
一のカップリングレンズに形成してもよい。孔や長孔に
近傍の応力に起因する波面収差の劣化を防ぐ観点から
は、孔や長孔の数を複数にし、これらを光軸対称に配置
することが好ましい。

【００１４】図９に示すカップリングレンズは、半導体
レーザからの発散性の光束をカップリングするカップリ
ングレンズであって、光軸対称な光学作用を持つ光軸対
称レンズ部分２１と、光軸に直交するとともに互いに直
交する２方向に異なる光学作用を持つアナモフィックレ
ンズ部分２０とにより構成され、光軸対称レンズ部分２
１とアナモフィックレンズ部分２０とにより、アナモフ
ィックな光学作用を実現するように構成されている。光
軸対称レンズ部分２１には、その周面に、光軸方向の位
置調整用の溝２１ａが有効光束を遮蔽しない深さで設け
られ、アナモフィックレンズ部分２０には、その周面
に、光軸回りの位置を調整するための１以上の孔２０ａ
（この例では１個であるが複数個でもよい）が、有効光
束を遮蔽しない深さで設けられている。調整具６０Ｂの
偏心ピン６１Ｂを溝２１ａに差し込み、調整具６０Ｂの
揺動により、光軸対称レンズ部分２１の光軸方向の位置
調整を行い、調整具６０Ａの偏心ピン６１Ａを溝２１ａ
に差し込み、調整具６０Ａの揺動により、光軸対称レン
ズ部分２１の光軸回りの位置調整を行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、具体的な実施例を２例挙げる。実施例１実施例１のカップリングレンズは、光学作用が「光軸対
称なコリメート作用」であるものである（請求項９，１
１）。このカップリングレンズは、有効径：５ｍｍ、レ
ンズ外径：６ｍｍであり、肉厚：６．５ｍｍのものであ
る。即ち、肉厚がレンズの有効径と略等しい（請求項
７）。各面は「共軸非球面」であり、光軸方向をｚ軸、
光軸に直交する方向（レンズ半径方向）をｙ方向とし
て、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、高次の非球面係
数をＡ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀，．．．として周知の共軸非
球面の式：ｚ＝(ｙ²/Ｒ)／[１＋√{１−(１＋Ｋ)(ｙ/Ｒ)²}] Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰＋．．．．で表される。レンズデータは以下の通りである。

【００１６】波長：６３５ｎｍの光に対する屈折率：Ｎ＝１．５８７００７中心肉厚：６．５ｍｍ第１面（光記録媒体側面）第２面（光源側面）Ｒ（ｍｍ） 5.741668 152.586074 Ｋ -0.139211 0.0 A₄ -0.127712E-3 0.959577E-3 A₆ 0.587450E-6 0.466988E-4 A₈ -0.532542E-6 -0.267950E-4 A₁₀ 0.371734E-7 0.573234E-5 上において、例えば「Ｅ−６」は「１０~⁶」を意味す
る。このカップリングレンズに平行光束を入射させた場
合の画角（単位：度）：０，０．３３，０．６７，１．
００に対する波面収差は以下の通りであり、性能良好で
ある。画角（度）波面収差（波長：λ＝６３５ｎｍ）０．０００．００００．３３０．００２０．６７０．００８１．０００．０１８このカップリングレンズを射出成形により形成し、位置
調整用の溝を幅：１．５ｍｍ、深さ：１．５ｍｍに形成
し、図１の如き光ピックアップのカップリングレンズ１
０２として用い、図９に示す調整具６０Ｂにより光軸方
向の位置調整を行い、極めて容易に精度良く位置調整を
行うことができ、設計通りのコリメート作用を実現で
き、性能良好な光ピックアップを実現できた。図１０
に、実施例１のカップリングレンズによるコリメート作
用を示す。符号７０がカップリングレンズ、符号８０は
半導体レーザの発光部、符号９０は半導体レーザのパッ
ケージのカバーガラスを示す。

【００１７】実施例２実施例２のカップリングレンズは、光学作用が「コリメ
ート作用とビーム成形作用」であるものである（請求項
１０，１１）。即ち、このカップリングレンズは、光軸
に直交し、且つ、互いに直交するｘ方向とｙ方向に異な
る焦点距離を有し、ｘ方向の焦点距離：ｆｘ＝１２．５
ｍｍ、ｙ方向の焦点距離：ｆｙ＝３０ｍｍであり、半導
体レーザからの発散性の光束をコリメートして平行光束
にするとともに、光束の断面形状を略円形に「ビーム整
形」する（請求項１２）。ビーム整形倍率：ｆｙ／ｆｘ
＝２．４倍である。このカップリングレンズは、有効
径：５ｍｍ、レンズ外径：６ｍｍであり、肉厚：１０．
２７９４９５ｍｍである。即ち、肉厚がレンズの有効径
に比して大きい（請求項７）。各面は「非球面」であ
り、光軸方向をｚ軸、光軸に直交し、互いに直交する２
方向をＸ，Ｙ方向とするとき、ＸＺ面内の近軸曲率をＲ
_X 、ＹＺ面内の近軸曲率をＲ_Y 、ＸＺ面内の円錐定数を
Ｋ_X、ＹＺ面内の円錐定数をＫ_Y、円錐形状からの４次，
６次，８次，１０次の変形変数の回転対称成分を、それ
ぞれＡＲ，ＢＲ，ＣＲ，ＤＲ、同非回転対称成分をＡ
Ｐ，ＢＰ，ＣＰ，ＤＰとして、次式：Ｚ＝(Ｒ_XＸ²＋Ｒ_YＹ²)/[1+√{1-(1+Ｋ_X)Ｒ_X ²Ｘ²-(1+
Ｋ_Y)Ｒ_Y ²Ｙ²}]+AR[(1-AP)X²+(1+AP)Y²]²+BR[(1-BP)X²+
(1+BP)Y²]³+CR[(1-CP)X²+(1+CP)Y²]⁴+DR[(1-DP)X²+(1+D
P)Y²]⁵ で表される。レンズデータ（上記「近軸曲率」に関して
は、その逆数（1/R_X，1/R_Y）の「近軸曲率半径」を与え
る）は以下の通りである。

【００１８】波長：６３５ｎｍの光に対する屈折率：Ｎ
＝１．５８０８９２中心肉厚：１０．２７９４９５ｍｍ第１面(光記録媒体側面）第２面（光源側面） 1/Ｒ_X(ｍｍ） 33.82404 -8.21352 1/Ｒ_Y 5.99308 3.337742 Ｋ_X -36.356613 4.021175 Ｋ_Y 0.344573 0.610610 AR -0.188306E-6 0.127409E-4 BR 0.466281E-10 0.192821E-4 CR -0.696344E-7 0.104807E-8 ＤＲ 0.494229E-7 0.251497E-8 AP 0.432827E+2 0.974379E+1 BP -0.543389E+2 -0.562520E+0 CP 0.110217E+1 0.435243E+1 DP 0.100758E+0 -0.159287E+1 画角（単位：度）：０，０．５，１．００（入射瞳径：
４．０ｍｍ）に対する波面収差は以下の通りである。画角（度）波面収差（波長：λ＝６３５ｎｍ）Ｘ方向Ｙ方向０．０００．０１１０．０１１０．５０．０２２０．００８１．０００．０４１０．０４３図１に示す光ピックアップのカップリングレンズ１０２
として、このレンズを用い、対物レンズとして両面が共
軸非球面（前述の共軸非球面の式で表される）で、以下
のデータを有するものとを組み合わせた。波長：６３５ｎｍの光に対する屈折率：Ｎ＝１．７２６
５９２中心肉厚：１．５ｍｍ第１面（光源側面）第２面（光記録媒体側面）Ｒ（ｍｍ） 2.04808 124.76465 Ｋ -1.035674 -10310.38073 A₄ 0.800204E-2 0.283724E-2 A₆ 0.545642E-4 -0.164780E-2 A₈ 0.312394E-3 0.724141E-3 A₁₀ -0.242959E-3 -0.162198E-3 A₁₂ 0.868334E-4 A₁₄ -0.121603E-4 この対物レンズによる集束光束を、基板厚さ：０．６ｍ
ｍのＤＶＤの記録面に集光させたときの、ＸＺ断面を図
１１に、ＹＺ断面を図１２に示す。符号７１がカップリ
ングレンズ、符号７３は対物レンズ、符号７５はＤＶＤ
の基板を示している。波長：λ＝６３５ｎｍの光源に対
し、記録面上の光スポットにおける波面収差は軸上で
０．００３λであり、回折限界の光スポットを得るには
十分な波面収差である。このカップリングレンズを射出
成形により形成し、位置調整用の溝を幅：１．５ｍｍ、
深さ：１．５ｍｍで周面を１周するように形成し、ま
た、図３（ｂ）に示す如き光軸方向に長い長孔１４ａ
を、幅：１．５ｍｍ、深さ：１．５ｍｍに形成し、図９
に示す調整具６０Ｂにより光軸方向の位置調整を行い、
調整具６０Ａにより光軸回りの位置調整を行い、極めて
容易に精度良く位置調整を行うことができ、設計通りの
コリメート作用・ビーム整形作用を実現でき、性能良好
な光ピックアップを実現できた。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なカップリングレンズと光ピックアップを実現で
きる。この発明のカップリングレンズは、レンズ周面に
位置調整用の孔もしくは溝を有するので、レンズセルを
用いること無く、光軸方向および／または光軸回りの位
置調整を極めて容易且つ確実に実現でき、半導体レーザ
に対する設計上のカップリング作用を実現することがで
きる。この発明の光ピックアップは上記カップリングレ
ンズを用いることにより、設計上の良好な光学特性を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光ピックアップの実施の１形態を説
明するための図である。

【図２】この発明のカップリングレンズの実施の形態を
３例示す図である。

【図３】この発明のカップリングレンズの実施の別形態
を３例示す図である。

【図４】この発明のカップリングレンズの実施の他の形
態を２例示す図である。

【図５】この発明のカップリングレンズの実施の他の形
態を示す図である。

【図６】図２（ａ）に示すカップリングレンズの光軸方
向の位置調整方法を説明する図である。

【図７】図３（ａ）に示すカップリングレンズの光軸方
向の位置調整方法を説明する図である。

【図８】図３（ｃ）に示すカップリングレンズの光軸回
りの位置調整方法を説明する図である。

【図９】請求項１３記載のカップリングレンズと、その
位置調整方法を説明するための図である。

【図１０】実施例１のカップリングレンズのレンズ作用
を示す図である。

【図１１】実施例２のカップリングレンズのＸＺ面内の
レンズ作用を説明するための図である。

【図１２】実施例２のカップリングレンズのＹＺ面内の
レンズ作用を説明するための図である。

【符号の説明】

１０カップリングレンズ１０ａ位置調整用の孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの発散性の光束をカップ
リングするカップリングレンズにおいて、入射側面と射出側面に挾まれた周面部に、位置調整用の
孔が１以上、有効光束を遮蔽しない深さに設けられたこ
とを特徴とするカップリングレンズ。
【請求項２】請求項１記載のカップリングレンズにおい
て、位置調整用の孔が長孔であることを特徴とするカップリ
ングレンズ。
【請求項３】請求項２記載のカップリングレンズにおい
て、位置調整用の長孔の長手方向が光軸に平行な方向である
ことを特徴とするカップリングレンズ。
【請求項４】請求項２記載のカップリングレンズにおい
て、位置調整用の長孔の長手方向が、光軸に直交する方向で
あることを特徴とするカップリングレンズ。
【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載のカップリ
ングレンズにおいて、位置調整用の孔が複数個あり、これら複数個の孔が光軸
を対称軸として軸対称に形成されていることを特徴とす
るカップリングレンズ。
【請求項６】半導体レーザからの発散性の光束をカップ
リングするカップリングレンズにおいて、入射側面と射出側面に挾まれた周面部に、位置調整用の
溝が、有効光束を遮蔽しない深さで、上記周面部を１周
して設けられたことを特徴とするカップリングレンズ。
【請求項７】請求項１〜６の任意の１に記載のカップリ
ングレンズにおいて、肉厚が、レンズの有効径と略等しいか、上記有効径より
大なることを特徴とするカップリングレンズ。
【請求項８】請求項１〜９の任意の１に記載のカップリ
ングレンズにおいて、型により成形されることを特徴とするカップリングレン
ズ。
【請求項９】請求項１〜８の任意の１に記載のカップリ
ングレンズにおいて、光学作用が光軸対称であることを特徴とするカップリン
グレンズ。
【請求項１０】請求項１〜８の任意の１に記載のカップ
リングレンズにおいて、光軸に直交するとともに互いに直交する２方向に異なる
焦点距離を有することを特徴とするカップリングレン
ズ。
【請求項１１】請求項９記載のカップリングレンズにお
いて、レンズの光学作用がコリメート作用であることを特徴と
するカップリングレンズ。
【請求項１２】請求項１０記載のカップリングレンズに
おいて、互いに直交する２方向の異なる焦点距離を、半導体レー
ザからの発散性の光束が、光束断面形状が円形に近い平
行光束に変換されるように設定されたことを特徴とする
カップリングレンズ。
【請求項１３】半導体レーザからの発散性の光束をカッ
プリングするカップリングレンズにおいて、光軸対称な光学作用を持つ光軸対称レンズ部分と、光軸
に直交するとともに互いに直交する２方向に異なる光学
作用を持つアナモフィックレンズ部分とにより構成さ
れ、上記光軸対称レンズ部分とアナモフィックレンズ部分と
により、アナモフィックな光学作用を実現するように構
成され、上記光軸対称レンズ部分には、その周面に、光軸方向の
位置調整用の１以上の孔、もしくは光軸方向の位置調整
用の溝が、有効光束を遮蔽しない深さで設けられ、上記アナモフィックレンズ部分には、その周面に、光軸
回りの位置を調整するための１以上の孔が、有効光束を
遮蔽しない深さで設けられていることを特徴とするカッ
プリングレンズ。
【請求項１４】半導体レーザからの発散性の光束をカッ
プリングレンズによりカップリングし、対物レンズによ
り光記録媒体の記録面に集光し、情報の記録・再生・消
去の１以上を行う光ピックアップにおいて、請求項１〜１３の任意の１に記載のカップリングレンズ
を用いることを特徴とする光ピックアップ。