JP4576651B2

JP4576651B2 - Coupling lens, optical pickup device, and semiconductor laser collimating device

Info

Publication number: JP4576651B2
Application number: JP34444299A
Authority: JP
Inventors: 耕平大田; 則一荒井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2001159731A

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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【０００７】
｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５λ(ｍｍ) （Ａ）
−０．２≦ｍｃ≦０．２（Ｂ）
２．０≦ｆｃ≦２５（Ｃ）
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
【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。
【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。
【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。
【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。
【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），(Ｂ)，(Ｃ)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。
【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
【００１７】
また、上述の光源の波長λは、λ＜０．０００６８ｍｍを満たすことが望ましく、λ＜０．０００４５ｍｍを満たすことがより望ましい。
【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。
【００２１】
｜ｃ１＋(ｃ２−ｃ１)・φＤ／φＣ｜／ｆｃ＜０．１５λ(ｍｍ)
−０．２≦ｍｃ≦０．２
２．０≦ｆｃ≦２５
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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ＮＡｏ、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−ｍｏ））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。）
【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／ｄｆ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。
【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／ｄｔ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。
【００４３】
ｄｆｃ／ｄｔ＝−ｆｃ・（ｃ１＋（ｃ２−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（ｍｍ単位のｒｍｓ）は次式となる。
△Ｗｏ＝(ｄＷｏ／ｄｍｏ)・｜(ｄｍｏ／ｄｆｃ)・(ｄｆｃ／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＝３ｍｍ、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ｆｃ＝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。
【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）×０．００５９×３０｜＝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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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＜０．０００６８ｍｍ、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。
【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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coupling lens for an optical pickup, an optical pickup device, and a semiconductor laser collimating device, and more particularly, to an optical pickup of an optical recording / reproducing device that records or reproduces information recording media such as magneto-optical disks and optical disks. More particularly, the present invention relates to a coupling lens that converts divergent light from a light source and converts the divergent angle to an objective lens, an optical pickup device using the coupling lens, and a semiconductor laser collimator device.
[0002]
[Prior art]
In an optical pickup device that records or reproduces information on a recording medium, a coupling lens is placed in front of an objective lens. This coupling lens converts the divergent light from a semiconductor laser, which is a light source, by converting its divergence angle. Lead to. As the coupling lens, a single aspherical lens having an NA of about 0.1 to 0.2 is generally used, and collimated light from a semiconductor laser is collimated into parallel light.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the above-described coupling lens is made of a plastic material, it can be manufactured at a low cost. However, a lens made of a plastic material causes a change in focal length due to temperature fluctuation. Therefore, the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens changes with temperature fluctuation. As a result, there is a problem that the object position with respect to the objective lens changes and the spherical aberration is deteriorated.
[0004]
In view of the problems of the prior art, the present invention is made of a plastic material, and the divergence angle of the emitted light beam hardly changes due to temperature fluctuation, and the emitted light beam is not limited to parallel light, even in the case of convergent light or divergent light. It is an object of the present invention to provide a coupling lens in which the degree of convergence or the degree of divergence hardly changes due to temperature fluctuations.
[0005]
Also provided are an optical pickup device in which the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens hardly changes due to temperature variation, and the spherical aberration of the objective lens does not deteriorate, and a semiconductor laser collimator device in which the parallel light beam does not change in parallel due to temperature variation. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a coupling lens of the present invention is a coupling lens used for an optical pickup device for recording and / or reproducing information recording media, which is made of a plastic material and has a first surface or a first surface. It has a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape on at least one of the two surfaces, and satisfies the following formula (A).
[0007]
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm) (A)
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2 (B)
2.0 ≦ fc ≦ 25 (C)
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
fc: focal length of coupling lens (mm) (= 1 / φC)
λ: Wavelength (mm)
n: Refractive index of coupling lens α: Linear expansion coefficient of coupling lens φD: Power of diffractive surface (when diffractive surfaces are provided on both surfaces, the arithmetic sum of powers of diffractive surfaces is φD)
φC: power of coupling lens dn / dt: ratio of refractive index change with respect to temperature fluctuation dn / dλ: ratio of refractive index change with respect to wavelength change dλ / dt: ratio of wavelength change of light source used with respect to temperature fluctuation
According to this coupling lens, the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens hardly changes due to temperature fluctuation. For this reason, the emitted light beam is not limited to parallel light, and even in the case of convergent light or divergent light, the degree of convergence or the degree of divergence hardly changes due to temperature fluctuations.
[0009]
Further, when dλ / dt = 2 × 10 ⁻⁷ , it is preferable to satisfy the above-described formula (A). Alternatively, when dλ / dt = 5 × 10 ⁻⁸ , it is preferable to satisfy the above formula (A).
[0012]
Further, the diffractive surface is blazed with respect to diffracted light of the second order or higher, that is, so as to satisfy the above formula (A), or (B) and (C), and the second order. It is preferable that the diffractive surface blazed so as to maximize the diffraction effect of the diffracted light having the above order and the predetermined order is formed.
[0013]
Further, by configuring the optical pickup device so as to have each of the above-described coupling lenses, the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens hardly changes due to the temperature variation, and is stable and accurate with respect to the temperature variation. An apparatus capable of recording or reproducing can be realized.
[0014]
The optical pickup device of the present invention is configured to record or reproduce information by condensing a light beam from a light source on an information recording surface of an information recording medium by an optical system including a coupling lens and an objective lens. In this optical pickup device, the coupling lens is made of a plastic material, and at least one surface of the coupling lens is provided with a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape, or the coupling lens An optical element having at least one diffractive surface in which a step is formed in an annular shape is provided in the vicinity, and satisfies the above-described formulas (A) , (B), and (C) .
[0015]
According to this optical pickup device, since the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens hardly changes due to temperature fluctuation, the spherical aberration of the objective lens does not deteriorate. As a result, it is possible to realize an apparatus capable of performing recording or reproduction that is stable and accurate with respect to temperature fluctuations.
[0016]
In the above-described optical pickup device, it is preferable that the following expression is satisfied.
(NAo · (1-mo)) ⁴ · (fo ² /fc)·|c1+(c2−c1)·φD/φCl<0.019λ
Also, (NAo · (1-mo)) ⁴ · (fo ² /fc)·|c1+(c2−c1)·φD/φCl<0.010λ
It is further preferable to satisfy
NAo: image side numerical aperture of objective lens mo: lateral magnification of objective lens fo: focal length of objective lens
The wavelength λ of the light source described above preferably satisfies λ <0.00068 mm, and more preferably satisfies λ <0.00045 mm.
[0020]
Further, the semiconductor laser collimating device of the present invention is a semiconductor laser collimating device comprising a semiconductor laser and a coupling lens from which a light beam from the semiconductor laser enters and emits parallel light, the coupling lens being a plastic It is made of a material, has a diffractive surface having a ring-shaped step formed on at least one of the first surface and the second surface, and satisfies the following expression.
[0021]
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm)
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2
2.0 ≦ fc ≦ 25
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
fc: focal length of coupling lens (mm) (= 1 / φC)
λ: wavelength of semiconductor laser (mm)
n: Refractive index of coupling lens α: Linear expansion coefficient of coupling lens φD: Power of diffractive surface (when diffractive surfaces are provided on both surfaces, the arithmetic sum of powers of diffractive surfaces is φD)
φC: power of coupling lens dn / dt: ratio of refractive index change with respect to temperature change dn / dλ: ratio of refractive index change with respect to wavelength change dλ / dt: ratio of wavelength change of semiconductor laser to be used with respect to temperature change ]
According to this semiconductor laser collimating device, since the divergence angle of the light beam emitted from the coupling lens hardly changes due to temperature fluctuation, the parallel state of the parallel light flux from the coupling lens does not change due to temperature fluctuation. Therefore, the light from the semiconductor laser can be emitted as a stable parallel light beam even if the temperature fluctuates.
[0023]
The optical system in the present invention is a set of two or more optical elements including a coupling lens and an objective lens that can record or reproduce a CD or DVD, for example. It may mean a part of the optical system as well as the entire optical system for enabling recording and / or information on the information recording medium to be reproduced. Here, the coupling lens is an optical element that converts the divergence angle of the light beam from the light source and guides it to the objective lens, and includes a so-called collimating lens that converts the divergent light from the light source into a substantially parallel light beam. On the other hand, the objective lens is a lens group that is disposed opposite to the optical information recording medium at a position closest to the optical information recording medium when the optical information recording medium is loaded in the optical pickup apparatus. The lens group which has the condensing effect | action provided so that it could operate | move at least by the actuator of this optical axis direction is pointed out. In the present invention, the optical element that can be arranged in the vicinity of the coupling lens is separate from the lens group of the objective lens and can be provided in the vicinity of the coupling lens (may be integrated). An optical element includes, for example, an optical element having almost no refractive action. Of course, this optical element is not necessarily provided when the diffractive surface of the present invention is provided in a coupling lens.
[0024]
Examples of the information recording medium in the present invention include various CDs such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, and DVD. Examples include various DVDs such as -RW, and disk-shaped information recording media such as MD.
[0025]
Further, recording or (and / or) reproduction of information with respect to an information recording medium means that information is recorded on the information recording surface of the information recording medium as described above, and information recorded on the information recording surface is reproduced. That means. The optical pickup device in the present invention may be used only for recording or reproduction, or may be used for both recording and reproduction. Further, it may be used for recording on a certain information recording medium and reproducing on another information recording medium, or may be used for recording or recording on a certain information recording medium. It may be used for performing reproduction and recording and reproduction on another information recording medium. Note that reproduction here includes simply reading information. Therefore, the optical pickup device to which the coupling lens or the semiconductor collimator device of the present invention is applied also includes the above-described optical pickup device.
[0026]
The plastic material for the coupling lens may be acrylic, polyolefin, polycarbonate, styrene, or the like, but is not limited thereto.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an optical pickup device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical pickup device.
[0028]
As shown in FIG. 1, the optical pickup device is an optical information recording unit for a semiconductor laser 1 as a light source, a coupling lens 2 for converting a divergence angle of diverging light emitted from the light source, and a light beam from the coupling lens 2. The objective lens 3 which condenses on the information recording surface 5 of the medium 11 and the photodetector 4 which receives the reflected light from the optical information recording medium 11 are provided.
[0029]
The optical pickup device further includes a beam splitter 6 that reflects and separates the reflected light from the optical information recording medium 11 toward the photodetector 4, and is disposed between the coupling lens 2 and the objective lens 3. Operates when reproducing information from the optical information recording medium 11, the four-wavelength plate 7, the diaphragm 8 placed in front of the objective lens 3, the cylindrical lens 9 disposed between the beam splitter 6 and the photodetector 4. And a focus / tracking actuator 10.
[0030]
The coupling lens 2 is formed of a resin material, and has a diffractive surface on which at least one surface is formed with a step in a ring shape. The diffraction surface is provided with a diffraction zone as a relief (surface irregularities) on the surface of a substrate lens serving as a substrate. Therefore, the substrate lens is a lens having a macro view without the relief structure for diffraction.
[0031]
The optical pickup device of the present invention compensates for a change in the focal length of the coupling lens due to a temperature variation caused by forming the coupling lens from a resin material by applying appropriate power to the diffractive surface. That is, when the temperature rises, the oscillation wavelength of the semiconductor laser becomes longer and the power of the diffractive surface becomes stronger to compensate for the power reduction due to the temperature rise of the substrate lens of the coupling lens.
[0032]
Here, the change of the wavefront aberration of the objective lens when the focal length of the coupling lens changes due to temperature fluctuation is obtained.
[0033]
First, in a system consisting of an objective lens and a coupling lens, the wavefront aberration of the objective lens caused by a change in the object magnification relative to the objective lens due to a change in the focal length of the coupling lens and a change in the imaging magnification of the objective lens. Consider the deterioration of It is assumed that the objective lens is focused at the best position.
[0034]
Deterioration ratio dWo / dmo of the wavefront aberration Wo (rms in mm) of the objective lens due to a change in the lateral magnification mo of the objective lens is expressed by NAo for the image side numerical aperture of the objective lens, fo for the focal length, and mo for the lateral magnification. The coefficient is represented by the following equation with β. The image side means the information recording medium side.
[0035]
dWo / dmo = β · (NAo · (1-mo)) ⁴ · fo
[0036]
Note that, when examined with a single objective lens, the value of β was about ± 0.012.
(The sign shall be selected in the direction of increasing Wo.)
[0037]
Further, when the ratio dmo / df of the change in the imaging magnification of the objective lens due to the change in the focal length of the coupling lens is obtained, the following equation is approximately obtained when the light emitted from the coupling lens is close to parallel light. .
[0038]
dmo / dfc = −fo / fc ²
[0039]
Next, changes in the focal length of the coupling lens due to temperature fluctuations will be described. First, the power of the substrate lens is φB, the power of the diffractive surface is φD, and the power of the entire coupling lens is φC = φB + φD. When diffractive surfaces are provided on both surfaces, the arithmetic sum of powers of the diffractive surfaces is φD.
[0040]
When n is the refractive index, λ is the wavelength, α is the linear expansion coefficient, t is the temperature, and fc is the focal length, the ratio dfc / dt of the change in the focal length of the coupling lens due to temperature variation is expressed by the following equation. .
[0041]
dfc / dt = −fc ² · dφC / dt
= -Fc ² · (c1 · φB + c2 · φD)
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
[0042]
Alternatively, when φB = φC−φD is used, the following equation is obtained.
[0043]
dfc / dt = −fc · (c1 + (c2−c1) · φD / φC)
[0044]
In summary, in this system, the wavefront aberration deterioration ΔWo (rms in mm) of the objective lens with respect to the temperature fluctuation Δt is expressed by the following equation.
ΔWo = (dWo / dmo) · | (dmo / dfc) · (dfc / dt) · Δt |
[0045]
Here, numerical examples are shown. That is, assuming that the image side numerical aperture of the objective lens is NAo = 0.6, the focal length is fo = 3 mm, the lateral magnification is mo = 0, and the coefficient is β = ± 0.12, dWo / dmo = ± 0.047. (Mm)
[0046]
If the focal length of the coupling lens is fc = 20 mm,
dmo / dfc = −0.0075 (mm ⁻¹ )
[0047]
Further, the wavelength is λ = 650 nm, the refractive index of the coupling lens is n = 1.54113, the linear expansion coefficient is α = 7 × 10 ⁻⁵ , and the temperature variation of the refractive index is dn / dt = −1.2 × 10 ^{−. 4. When} the temperature variation of the oscillation wavelength of the semiconductor laser is dλ / dt = 2 × 10 ⁻⁷ and the refractive index change due to the wavelength change is dn / dλ = −38,
c1 = -2.97 × 10 ⁻⁴ and c2 = 1.68 × 10 ⁻⁴ .
[0048]
If the coupling lens does not have a diffractive surface,
If dfc / dt = 0.599 and Δt = 30 degrees,
ΔWo = 0.047 × | (−0.0075) × 0.0059 × 30 | = 0.000062 mm = 0.096λ
Thus, the deterioration is less than the Marshall discriminant value 0.07λrms. This deterioration is greater as the focal length of the coupling lens is shorter.
[0049]
According to the present invention, this deterioration can be reduced by applying an appropriate diffraction power to the coupling lens.
[0050]
That is, assuming that the wavefront aberration in the reference state of the objective lens is 0, it is necessary to suppress the deterioration of the wavefront aberration to 0.07λrms with respect to a temperature variation of 30 degrees, and the following condition is obtained.
0.07λ> (dWo / dmo) · | (dmo / dfc) · (dfc / dt) · 30 (° C.) |
When the above relationship is used for this equation, the following equation (1) is obtained.
[0051]
(NAo · (1-mo)) ⁴ · (fo ² /fc)·|c1+(c2−c1)·φD/φC|<0.019λ (1)
[0052]
If the relationship of the above equation (1) is satisfied, even if the temperature changes, the positional relationship between the light emitting point of the light source and the focal position of the coupling lens hardly changes, and the divergence of the light beam emitted from the coupling lens is reduced. Since the degree hardly changes and the divergence angle hardly changes, an optical pickup device in which the wavefront aberration deterioration of the objective lens is small can be obtained. It is more desirable to satisfy the following formula (2).
[0053]
(NAo · (1-mo)) ⁴ · (fo ² /fc)|c1+(c2-c1)·φD/φC|<0.010λ (2)
[0054]
Further, as a practical condition range as a coupling lens, in order to be able to correspond to an optical pickup with an image side numerical aperture NAo = 0.6, a focal length fo = 1.0 mm, and a lateral magnification mo = 0. It is necessary to satisfy the following formula (3).
[0055]
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm) (3)
[0056]
More desirably, the following expression (4) is satisfied.
[0057]
│c1 + (c2-c1) ・ φD / φC | / fc <0.037λ (mm) (4)
[0058]
More preferably, the following expression (5) is satisfied.
[0059]
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.009λ (mm) (5)
[0060]
Further, it is practical that the coupling lens magnification mc (0 when parallel light is emitted) and the focal length satisfy the ranges of the following formulas (6) and (7), respectively.
[0061]
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2 (6)
[0062]
2.0 ≦ fc ≦ 25 (7)
[0063]
In this case, when mc is equal to or greater than the lower limit of the expression (6), the outer diameter of the coupling lens does not increase, and when it is equal to or smaller than the upper limit, the outer diameter of the objective lens does not increase, and the optical pickup device can be downsized. It becomes possible.
[0064]
Further, when fc is equal to or higher than the lower limit of the expression (7), a strong power diffractive surface is not necessary so as to obtain the above temperature compensation effect, and it becomes easy to manufacture a diffractive ring zone having high diffraction efficiency. If it is below the upper limit, the optical pickup device can be miniaturized.
[0065]
In addition, if the distance between the diffracting ring zones is too small, manufacturing becomes difficult. To avoid this problem, it is effective to provide diffractive surfaces on both sides and to blaze using high-order diffracted light. . Further, by applying the present invention to an optical pickup device using a light source having a short wavelength, an optical pickup device capable of recording or reproducing with high density can be obtained. Therefore, it is desirable that the wavelength λ of the light source satisfies λ <0.00068 mm, more preferably λ <0.00045 mm.
[0066]
【Example】
Next, Examples 1, 2, and 3 will be described for the above-described coupling lens of the present invention. Examples 1 and 2 have a reference wavelength of 650 nm, and Example 3 has a reference wavelength of 400 nm. The specification values of each example are as shown in Table 1 below. Moreover, the value of the above-mentioned formula (1) regarding the pickup device is shown at the bottom of Table 1.
[0067]
[Table 1]

[0068]
In Example 3, since a short wavelength laser having a smaller dλ / dt is used than in Examples 1 and 2, strong diffractive surface power is required.
[0069]
The diffraction surface is represented by the following optical path difference function Φ (h), and a diffraction ring zone is provided every time the value of the optical path difference function changes by mλ (m is the diffraction order).
[0070]
Φ (h) = b2 · h ² + b4 · h ⁴ + b6 · h ⁶ +...
Where h: distance from the optical axis b2, b4, b6,...: Coefficient of optical path difference function
An aspherical surface is expressed by the following equation.
[0072]
X = (h ² / r) / (1 + √ (1− (1 + K) h ² / r ² )) + A 2 · h ² + A 4 · h ⁴ + A 6 · h ⁶ +.
Where A2, A4, A6,...: Aspheric coefficient K: conical coefficient r: paraxial radius of curvature
<Example 1>
[0074]
Table 2 shows lens data of Example 1. As shown in Table 1, when the light source wavelength is λ650 nm, the focal length is fc 14.0 mm and the light source side numerical aperture NA is 0.107.
[0075]
[Table 2]

[0076]
FIG. 2 is a lens cross-sectional view of the coupling lens of Example 1, and FIG. 3 is a spherical aberration diagram of the coupling lens of Example 1 (reference wavelength λ 650 nm, light source side numerical aperture NA 0.107). 3 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the reference wavelength λ = 650 nm in the coupling lens of Example 1. FIG.
[0077]
<Example 2>
[0078]
Table 3 shows lens data of Example 2. As shown in Table 1, when the light source wavelength is λ650 nm, the focal length is fc 8.0 mm and the light source side numerical aperture NA is 0.188.
[0079]
[Table 3]

[0080]
4 is a lens cross-sectional view of the coupling lens of Example 2, and FIG. 5 is a spherical aberration diagram of the coupling lens of Example 2 (reference wavelength λ 650 nm, light source side numerical aperture NA 0.188). 5 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the reference wavelength λ = 650 nm in the coupling lens of Example 2. FIG.
[0081]
<Example 3>
[0082]
Table 4 shows lens data of Example 3. As shown in Table 1, when the light source wavelength is λ400 nm, the focal length is fc 8.0 mm and the light source side numerical aperture NA is 0.188.
[0083]
[Table 4]

[0084]
FIG. 6 is a lens cross-sectional view of the coupling lens of Example 2, and FIG. 7 is a spherical aberration diagram of the coupling lens of Example 3 (reference wavelength λ400 nm, light source side numerical aperture NA0.188). It can be seen from FIG. 7 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the reference wavelength λ = 400 nm in the coupling lens of Example 3.
[0085]
In the above embodiments, the example in which the diffractive surface of the present invention is provided in the coupling lens has been described, but instead of providing the coupling lens, an optical element in which the divergence angle of the incident light beam is not substantially converted, It may be provided in the vicinity of the coupling lens so that the diffractive surface of the present invention is provided on the optical element.
[0086]
【The invention's effect】
According to the present invention, the divergence angle of a light beam emitted from a coupling lens made of a plastic material hardly changes even if the temperature varies. Therefore, when this coupling lens light is used in a pickup device, it is possible to provide a pickup device in which the object position with respect to the objective lens does not change even when the temperature fluctuates and the spherical aberration of the objective lens does not deteriorate. In addition, it is possible to provide a semiconductor laser collimating apparatus that can emit a stable parallel light beam even when temperature fluctuation occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical path diagram showing a configuration of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a lens cross-sectional view of a coupling lens of Example 1 according to an embodiment of the present invention.
3 is a spherical aberration diagram of the coupling lens of Example 1 with respect to a reference wavelength λ = 650 nm. FIG.
4 is a lens cross-sectional view of a coupling lens of Example 2 according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a spherical aberration diagram with respect to a reference wavelength λ = 650 nm of the coupling lens of Example 2. FIG.
6 is a lens cross-sectional view of a coupling lens of Example 3 according to an embodiment of the present invention. FIG.
7 is a spherical aberration diagram of the coupling lens of Example 3 with respect to a reference wavelength λ = 400 nm. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor laser (light source)
2 Coupling lens 3 Objective lens 4 Optical detector 5 Information recording surface 11 Optical information recording medium

Claims

A coupling lens used in an optical pickup device for recording and / or reproducing information recording media,
Made of plastic material,
Having a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape on at least one of the first surface or the second surface;
A coupling lens that satisfies the following formula.
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm)
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2
2.0 ≦ fc ≦ 25
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
fc: focal length of coupling lens (mm) (= 1 / φC)
λ: Wavelength (mm)
n: Refractive index of the coupling lens α: Coefficient of linear expansion of the coupling lens φD: Power of the diffractive surface (If diffractive surfaces are provided on both sides, calculate the power of the diffractive surface
The art sum is assumed to be φD)
φC: coupling lens power dn / dt: ratio of refractive index change with respect to temperature change dn / dλ: ratio of refractive index change with respect to wavelength change dλ / dt: ratio of wavelength change of light source used with respect to temperature change

The coupling lens according to claim 1, wherein dλ / dt = 2 × 10 ⁻⁷ .

The coupling lens according to claim 1, wherein dλ / dt = 5 ^* 10 ⁻⁸ .

4. The coupling lens according to claim 1, wherein the diffractive surface is blazed with respect to diffracted light of the second or higher order .

The optical pick-up apparatus which has a coupling lens of any one of Claims 1-4 .

An optical pickup device configured to condense a light beam from a light source on an information recording surface of an information recording medium by an optical system including a coupling lens and an objective lens to record or reproduce information,
The coupling lens is made of a plastic material;
At least one surface of the coupling lens is provided with a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape, or a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape is provided on at least one surface in the vicinity of the coupling lens. An optical element having
An optical pickup device satisfying the following formula:
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm)
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2
2.0 ≦ fc ≦ 25
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
fc: focal length of coupling lens (mm) (= 1 / φC)
λ: Wavelength (mm)
n: Refractive index of the coupling lens
α: Coefficient of linear expansion of the coupling lens
φD: Power of the diffractive surface (when diffractive surfaces are provided on both sides, calculate the power of the diffractive surface
The art sum is assumed to be φD)
φC: Power of coupling lens
dn / dt: ratio of refractive index change to temperature fluctuation
dn / dλ: ratio of refractive index change with respect to wavelength change
dλ / dt: ratio of wavelength change of light source to temperature fluctuation

The optical pickup device according to claim 6, wherein the following expression is satisfied.
(NAo ・ (1-mo)) ^4Four ・ (Fo ²² /Fc)·|c1+(c2−c1)·φD/φCl<0.019λ
Where NAo: the image side numerical aperture of the objective lens
mo: Horizontal magnification of objective lens
fo: focal length of the objective lens

The optical pickup device according to claim 7, wherein the following expression is satisfied.
(NAo · (1-mo)) ⁴ · (fo ² /fc)·|c1+(c2−c1)·φD/φCl<0.01 0 λ

The optical pickup device according to claim 6, wherein the following expression is satisfied.
λ <0.00068mm

The optical pickup device according to claim 6, wherein the following expression is satisfied.
λ <0.000 45 mm

A semiconductor laser collimating device comprising a semiconductor laser and a coupling lens from which a light beam from the semiconductor laser is incident and from which parallel light is emitted,
The coupling lens is
Made of plastic material,
Having a diffractive surface in which a step is formed in an annular shape on at least one of the first surface or the second surface;
A semiconductor laser collimator that satisfies the following formula.
| C1 + (c2-c1) · φD / φC | / fc <0.15λ (mm)
−0.2 ≦ mc ≦ 0.2
2.0 ≦ fc ≦ 25
However, c1 = 1 / (n-1) ・ dn / dt + 1 / (n-1) ・ dn / dλ ・ dλ / dt-α
c2 = 1 / λ ・ dλ / dt-2α
fc: focal length of coupling lens (mm) (= 1 / φC)
λ: wavelength of semiconductor laser (mm)
n: Refractive index of the coupling lens
α: Coefficient of linear expansion of the coupling lens
φD: Power of the diffractive surface (when diffractive surfaces are provided on both sides, calculate the power of the diffractive surface
The art sum is assumed to be φD)
φC: Power of coupling lens
dn / dt: ratio of refractive index change to temperature fluctuation
dn / dλ: ratio of refractive index change with respect to wavelength change
dλ / dt: Ratio of wavelength change of semiconductor laser to be used with respect to temperature fluctuation