JP4121213B2

JP4121213B2 - Coupling lens and optical pickup

Info

Publication number: JP4121213B2
Application number: JP12878299A
Authority: JP
Inventors: 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: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: JP2000187156A

Description

【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、光ピックアップ用の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、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。
この発明のカップリングレンズは「レンズの有効径と略等しいか、有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持され、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、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、レンズの有効径と略等しいか、有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持され、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７）。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１〜７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８）、「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９）。上記請求項８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１０）。また、上記請求項９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１１）。
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７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１２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、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、以下の如き特徴を有する。
即ち、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、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る。
光軸対称レンズ部分とアナモフィックレンズ部分は、レンズの有効径と略等しいか、有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持される。
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る。
また、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１〜１２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１３）。
【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１０４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１０７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１〜１２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１３）。
【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１１ａ，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，１２ｃ，１２ｄが設けられている。これらの孔１０ａ，１１ａ，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、光ピックアップ用の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１３ａ，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１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが形成されている。
長孔１６ａ，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７）。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して、この発明の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いか、あるいはレンズの有効径よりも大きく設定されている（請求項１）。
【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６０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よう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１５ａ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よう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２１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。
図示の如く、光軸対称レンズ部分２１もアナモフィックレンズ部分２０もともに、レンズの肉厚はレンズの有効径と略等しいか、有効径より大きい。
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９，１１）。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１）。
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

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。

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１０２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９、１０）。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＝１２．５ｍｍ、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１１）。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１）。
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ＡＰ，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+DP)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

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。

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＝１．７２６５９２
中心肉厚：１．５ｍｍ

この対物レンズによる集束光束を、基板厚さ：０．６ｍｍ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１ 2 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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coupling lens and an optical pickup.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the light beam emitted from the semiconductor laser is divergent, so in general, the light beam from the semiconductor laser is converted into a light beam form suitable for an optical system (parallel light beam, weak divergent or weakly convergent light beam). In order to do this, a coupling lens is used.
In an optical device using a semiconductor laser as a light source, such as an optical pickup or an optical scanning device, the light beam from the semiconductor laser is focused on a very small light spot, so the optical system is designed with high precision. In order to achieve the optical performance of the street, it is necessary to deploy each optical system with high positional accuracy. Especially, the position in the optical axis direction of the coupling lens that couples the light beam from the semiconductor laser is adjusted with extremely high accuracy. Need to be done.
In general, the lens position is adjusted by attaching a lens to a lens cell having an adjustment hole, holding the lens cell on a holder, and adjusting the position of the lens cell with respect to the holder. Such lens position adjustment leads to an increase in size and cost of an optical member near the light source by using a lens cell.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  This invention does not require a lens cell for position adjustment,For optical pickupThe realization of a coupling lens is an issue. Another object of the present invention is to reduce the size and cost of an optical pickup by using the coupling lens.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The coupling lens of the present invention is “In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser with a coupling lens, condenses it on the recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording, reproducing, and erasing information.And a coupling lens for coupling a divergent light beam from a semiconductor laser.
  The coupling lens of the present invention is “It has a wall thickness that is approximately equal to or larger than the effective diameter of the lens, and can be adjusted in the optical axis direction and / or around the optical axis without using a lens cell in the holding part of the housing. The face part is held directly,The peripheral surface portion sandwiched between the incident side surface and the exit side surface is provided with one or more holes for position adjustment at a depth that does not shield the effective light beam.
  In the coupling lens according to claim 1, the position adjusting hole may be a “long hole” (Claim 2). In this case, the longitudinal direction of the long hole is defined as “a direction parallel to the optical axis”. (Claim 3) or “a direction orthogonal to the optical axis” (Claim 4).
  The longitudinal direction of the long hole being “a direction perpendicular to the optical axis” means that the longitudinal direction is a direction parallel to a line of intersection between a plane perpendicular to the optical axis and the lens peripheral surface.
  In the coupling lens according to any one of claims 1 to 4, a plurality of position adjusting holes may be formed, and the plurality of holes may be formed "axisymmetric with respect to the optical axis as a symmetry axis". (Claim 5).
[0005]
  The coupling lens according to claim 6.“In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser with a coupling lens, condenses it on the recording surface of an optical recording medium with an objective lens, and performs one or more of recording, reproducing, and erasing information, the semiconductor laser A coupling lens that couples a divergent light beam from the lens, and has a thickness that is substantially equal to or larger than the effective diameter of the lens, and without using a lens cell in the holding portion of the housing, The cylindrical circumferential surface portion is directly held so as to be adjustable in the optical axis direction and / or around the optical axis, and the depth of the position adjusting groove that does not block the effective light flux in the circumferential surface portion sandwiched between the incident side surface and the exit side surface The above peripheral surface portion was provided around one round.It is characterized by.
  the aboveClaims 1-6The coupling lens described in any one of (1) can be produced by various methods as to its production method, and in particular, it can be produced by “molding with a mold (molding or injection molding)” (Claim 7). In this way, since the holes and grooves for position adjustment can be formed integrally, lens manufacturing is easy.
  UpClaims 1-7The optical action of the coupling lens described in any one of (1) can be optically symmetric (Claim 8), Or an optical action such as “having different focal lengths in two directions orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other” (Claim 9). the aboveClaim 8In the described coupling lens, the optically symmetric optical action of the lens can be a collimating action (Claim 10). Also, aboveClaim 9In the described coupling lens, different focal lengths in two directions orthogonal to each other can be set so that “the divergent light beam from the semiconductor laser is converted into a parallel light beam whose cross-sectional shape is nearly circular” (Claim 11).
  The coupling lens is a “single lens”. However, such a single lensClaim 7Except for the case of manufacturing by molding using a mold like the described coupling lens, it is not always necessary to be a single lens, and a plurality of lenses can be bonded to form a “single lens”. Therefore, it goes without saying that one or more joint surfaces may exist between the incident side surface and the exit side surface, and the optical materials of the respective lens components to be joined can be made different.
[0006]
  Claim 12The coupling lens ofIn an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser by a coupling lens, condenses it on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording / reproducing / erasing information from the semiconductor laser. A coupling lens for coupling a divergent light beam having the following characteristics.
That is, an optical axis symmetric lens portion having an optical action symmetric to the optical axis and an anamorphic lens portion having different optical actions in two directions orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other. The portion is configured to realize an anamorphic optical action.
  The optical axis symmetric lens portion and the anamorphic lens portion have a thickness substantially equal to or larger than the effective diameter of the lens, and without using a lens cell in the holding portion of the housing, and / or in the optical axis direction. The cylindrical peripheral surface portion is directly held so as to be adjustable around the optical axis.
  The optical axis symmetric lens portion is provided with one or more holes for position adjustment in the optical axis direction or grooves for position adjustment in the optical axis direction at a depth that does not block the effective light beam.
Further, the anamorphic lens portion is provided with one or more holes for adjusting the position around the optical axis at a depth that does not block the effective light beam.
  In this case, the optical axis symmetric lens portion and / or the anamorphic lens portion can be manufactured by “molding by a mold” such as molding or injection molding, or configured as a cemented lens by bonding a plurality of lens components. You can also
  In the optical pickup according to the present invention, a divergent light beam from a semiconductor laser is coupled by a coupling lens, and condensed on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, thereby performing one or more of information recording / reproducing / erasing. In optical pickup,Claims 1-12The coupling lens according to any one of 1 is used (Claim 13).
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  FIG. 1 schematically shows an embodiment of an optical pickup according to the present invention.
  A divergent light beam from the semiconductor laser 101 that is a light source is converted into a light beam shape suitable for the subsequent optical system by the coupling lens 102, passes through the polarization beam splitter 103 and the quarter wavelength plate 104, and is deflected by the deflection prism 105. The optical path is bent and enters the objective lens 106, becomes a converged light beam by the action of the objective lens 106, enters the optical recording medium 107 such as a CD (compact disc) or a DVD (digital video disc), and the substrate of the optical recording medium 107. And is condensed as a light spot on the recording surface. The optical recording medium 107 is scanned on a track by a light spot, information is recorded or reproduced, or information is erased.
  The light beam reflected by the recording surface becomes a “return light beam”, passes through the objective lens 106, is reflected by the deflection prism 105, and passes through the quarter-wave plate 104. At this stage, the light beam has passed through the quarter-wave plate 104 twice, and the polarization plane turns 90 degrees from the original direction. Accordingly, the return light beam incident on the polarization beam splitter 103 is reflected by the polarization beam splitter 103. This reflected light beam becomes a condensed light beam given astigmatism by the anamorphic condensing lens 108, and enters the light receiving unit 109. The light receiving unit 109 has a light receiving surface divided into four parts, and information signals (when reproducing information) and servo signals (focusing signals by the astigmatism method, push-pull method, etc.) based on the light reception signals obtained from the respective light receiving surfaces Tracking signal) is obtained. Based on this servo signal, focusing, tracking, etc. are executed.
  When there is a margin in the amount of light from the light source, a normal beam splitter can be used instead of the deflecting beam splitter, and in this case, a quarter wavelength plate is unnecessary.
  That is, the optical pickup shown in FIG. 1 couples the divergent light beam from the semiconductor laser 101 by the coupling lens 102, condenses it on the recording surface of the optical recording medium 107 by the objective lens 106, and records and reproduces information. An optical pickup that performs one or more erasures. Of course, the optical pickup according to the present invention may have a configuration other than that shown in FIG. 1, and a known method may be used for obtaining a focusing signal and a tracking signal.
  The coupling lens 102 converts the divergent light beam into a “light beam form suitable for the subsequent optical system” in order to couple the divergent light beam from the semiconductor laser 101 to the subsequent optical system. In order to exhibit a desired coupling function, extremely accurate position adjustment is required. In order to easily perform this highly accurate position adjustment, as the coupling lens 102 of the optical pickup,Claims 1-12The coupling lens described in any one of (1) is used (Claim 13).
[0008]
Hereinafter, embodiments of the coupling lens will be described.
FIG. 2 shows three embodiments of the coupling lens.
Each of the three types of

coupling lenses

10, 11, and 12 shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C is a coupling lens that couples a divergent light beam from a semiconductor laser. One or more holes for position adjustment are provided in the peripheral surface portion sandwiched between the incident side surface and the exit side surface to a depth that does not shield the effective light beam.
That is, the coupling lens 10 shown in FIG. 2A is provided with a position adjusting hole 10a on the peripheral surface portion. The peripheral surface of the coupling lens 11 shown in (b) is provided with two holes 11a and 11b for position adjustment, and the coupling lens 12 shown in (c) has four holes 12a and 12a for position adjustment. 12b, 12c, and 12d are provided. Since these holes 10a, 11a, 11b, 12a, 12b, 12c, and 12d are formed as holes directly on the peripheral surfaces of the

coupling lenses

10, 11, and 12, the holes pass through the coupling lens. The depth of each hole must be “a depth that does not shield the effective light beam” so as not to shield the periphery of the effective light beam.
In addition, the

coupling lenses

11 and 12 shown in FIGS. 2B and 2C have a plurality of holes for position adjustment, and these holes are “axisymmetric with respect to the optical axis as a symmetry axis”. (Claim 5). As described above, the arrangement of the plurality of holes for position adjustment in an axial symmetry with the optical axis as the symmetry axis has the following technical significance. In other words, the stress due to the position adjusting hole causes the wavefront deterioration of the light beam subjected to the coupling action. However, if the position adjusting hole arrangement is axisymmetric with respect to the optical axis, the wavefront is deteriorated. Is distributed and reduced symmetrically around the optical axis, and can suppress the occurrence of large wavefront degradation.
[0009]
In FIG.For optical pickupThree other forms of implementation of a coupling lens are shown.
Each of the three types of

coupling lenses

13, 14, and 15 shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C is a coupling lens that couples a divergent light beam from a semiconductor laser. One or more holes for position adjustment are provided in the peripheral surface portion sandwiched between the incident side surface and the exit side surface to a depth that does not shield the effective light beam.
  The coupling lens 10 shown in FIG. 3A is provided with a hole 13a for position adjustment on the peripheral surface portion. A position adjusting hole 14a is provided on the peripheral surface of the coupling lens 14 shown in FIG. 5B, and a position adjusting hole 15a is provided in the coupling lens 15 shown in FIG.
  It goes without saying that the depth of each hole is set to “depth that does not shield the effective light beam” so that these holes 13a, 14a, and 15a do not block the periphery of the effective light beam that passes through the coupling lens. Nor.
  The position adjusting holes 13a, 14a, and 15a shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C are all “long holes”. The long holes 14a and 15a have a longitudinal direction parallel to the optical axis (Claim 3), and the long holes 13a have a longitudinal direction perpendicular to the optical axis (Claim 4). The ends of the long holes in the longitudinal direction may have a planar shape that intersects in the longitudinal direction like the long holes 13a and 14a, or may be “rounded” like the long holes 15a.
[0010]
In the second embodiment shown in FIG. 4, the coupling lens 16 has two long holes 16 a and 16 b that are long in the direction orthogonal to the optical axis as the position adjusting hole. Position adjusting holes 17a, 17b, 17c, and 17d are formed.
The long holes 16a and 16b and the holes 17a, 17b, 17c and 17d are formed so as to be “axisymmetric with respect to the optical axis as a symmetry axis” (Claim 5), and are “large” like the

coupling lenses

12 and 13 in FIG. The occurrence of wavefront deterioration can be suppressed ”.
When a plurality of position adjusting holes are provided symmetrically with respect to the optical axis, the number of holes is not limited to the even number (two or four) exemplified above, and may be an odd number.
In the embodiment shown in FIG. 5, the coupling lens 18 has the circumferential surface portion sandwiched between the incident side surface and the exit side surface, and the groove 18 a for position adjustment has a depth at which the effective light beam is not shielded. One round is provided (Claim 6).
In this way, when the position adjusting groove 18a makes one round of the lens peripheral surface portion, the above-described effect of “suppression of wavefront deterioration” can be further enhanced.
[0011]
  As illustrated above, the coupling lens has a hole or groove for position adjustment formed in the lens body. Therefore, a method of “molding with a mold” such as molding or injection molding is suitable as the manufacturing method. Yes (Claim 7). However, in molding with a mold, in the process of cooling, the presence of position adjusting holes and grooves tends to cause stress non-uniformity in the lens. However, such deterioration of the wavefront aberration may be caused by arranging a plurality of holes symmetrically on the optical axis, or by positioning a groove for position adjustment on the peripheral surface as described above. By forming so as to make one round, it can be suppressed and reduced.
  Considering the ease of forming holes and grooves for position adjustment and the stability of the lens during position adjustmentOf this inventionIn the coupling lens, as illustrated above, the thickness of the lens is set to be approximately equal to the effective diameter of the lens or larger than the effective diameter of the lens (Claim 1).
[0012]
A method for adjusting the position of the coupling lens using the position adjusting holes will be described with reference to FIGS. 6 to 8 exemplify a coupling lens having one position adjusting hole, the adjustment method is the same even if there are a plurality of position adjusting holes. 6-8, the coupling lens has shown the state hold | maintained at the holding part which is not illustrated in figure.
The coupling lens 10 shown in FIG. 6 is the same as that shown in FIG. 2A. In this example, the optical action is symmetric with respect to the optical axis. Therefore, the position adjustment is a position adjustment in the optical axis direction. The coupling lens 10 is set in a holding portion (a groove having a V-shaped cross section with the optical axis direction as a longitudinal direction) of a housing (not shown). In this state, the tip of the adjustment pin 50 is inserted into the hole 10a, and the adjustment pin 50 is displaced in the optical axis direction. Then, the coupling lens 10 contacts the groove walls on the two surfaces of the holding portion and is displaced in the optical axis direction while maintaining the optical axis direction. Using this displacement, position adjustment in the optical axis direction is performed. If the coupling lens 10 is an anamorphic lens and it is necessary to adjust the position around the optical axis, the adjustment pin 50 is displaced in the direction perpendicular to the optical axis, and the coupling lens 10 is moved around the optical axis. It may be adjusted by rotating.
[0013]
  The coupling lens 13 shown in FIG. 6 is the same as that shown in FIG. 3A, and a long hole 13a for position adjustment is formed in the peripheral surface portion with the longitudinal direction being the direction perpendicular to the optical axis. ing. In this example, the optical action of the coupling lens 13 is symmetric with respect to the optical axis, and the position adjustment is performed in the optical axis direction. The coupling lens 13 is held by a holding portion of the housing similar to the above, and can be displaced in the optical axis direction while maintaining the optical axis direction.
  An adjustment tool 60 is used for position adjustment. The adjusting tool 60 has an eccentric pin 61 at the tip. When the eccentric pin 61 is inserted into the long hole 13a and the adjustment tool 60 is swung, the coupling lens 13 can be displaced back and forth in the optical axis direction, and this is used to adjust the position in the optical axis direction. be able to. Of course, an adjustment pin as shown in FIG. 6 is inserted into the long hole 13a to adjust the position in or around the optical axis.LikeIt is also possible to make it.
  In the case of the coupling lens 18 shown in FIG. 5, it will be easily understood that the position adjustment in the optical axis direction can be performed by the same method as shown in FIG.
  The coupling lens 15 shown in FIG. 8 is the same as that shown in FIG. 3C, and a long hole 15a for position adjustment is formed on the peripheral surface portion with the longitudinal direction as the optical axis direction. Yes. In this example, the optical action of the coupling lens 13 is not symmetric with respect to the optical axis, and the position adjustment is performed around the optical axis. The coupling lens 15 is held by a holding portion of the housing similar to the above, and can be rotated around the optical axis while maintaining the optical axis direction.
  An adjustment tool 60 is used for position adjustment. When the eccentric pin 61 is inserted into the long hole 15a and the adjusting tool 60 is swung, the coupling lens 15 can be swung oscillating around the optical axis, and this is used to adjust the position around the optical axis. It can be performed. Of course, an adjustment pin as shown in FIG. 6 is inserted into the long hole 13a to adjust the position in or around the optical axis.LikeIt is also possible to make it.
  In the case of an anamorphic coupling lens, it is necessary to adjust the position in the optical axis direction and around the optical axis. In such a case, a long hole long in the optical axis direction, such as the long hole 13a and the long hole 15a, A long hole that is long in the direction perpendicular to the optical axis, or a long hole or hole that is long in the optical axis direction, and a groove that makes one round of the peripheral surface may be formed in the same coupling lens. From the viewpoint of preventing the deterioration of wavefront aberration caused by stress in the vicinity of the holes and the long holes, it is preferable to make the number of holes and the long holes plural and arrange them symmetrically on the optical axis.
[0014]
  The coupling lens shown in FIG. 9 is a coupling lens that couples a divergent light beam from a semiconductor laser. The coupling lens has an optical axis symmetric lens portion 21 having an optically symmetric optical action, and is orthogonal to the optical axis. The anamorphic lens portion 20 has different optical actions in two directions orthogonal to each other, and the optical axis symmetrical lens portion 21 and the anamorphic lens portion 20 are configured to realize an anamorphic optical action.
  As shown, both the optical axis symmetric lens portion 21 and the anamorphic lens portion 20 have a lens thickness substantially equal to or larger than the effective diameter of the lens.
  The optical axis symmetric lens portion 21 is provided with a groove 21a for position adjustment in the optical axis direction at a depth that does not shield the effective light beam, and the anamorphic lens portion 20 has an optical axis on the peripheral surface. One or more holes 20a (one in this example, but plural in this example) for adjusting the surrounding position are provided at a depth that does not shield the effective light beam. The eccentric pin 61B of the adjusting tool 60B is inserted into the groove 21a, and the position of the optical axis symmetrical lens portion 21 is adjusted in the optical axis direction by swinging the adjusting tool 60B. The eccentric pin 61A of the adjusting tool 60A is inserted into the groove 21a. The position of the optical axis symmetrical lens portion 21 around the optical axis can be adjusted by swinging the adjustment tool 60A.
[0015]
【Example】
  Two specific examples will be given below.
  Example 1
  In the coupling lens of Example 1, the optical action is a “collimating action that is symmetric with respect to the optical axis” (claims 9 and 11). This coupling lens has an effective diameter of 5 mm, a lens outer diameter of 6 mm, and a wall thickness of 6.5 mm. That is, the wall thickness is approximately equal to the effective diameter of the lens (Claim 1).
  Each surface is a “coaxial aspheric surface”, where the optical axis direction is the z-axis, the direction orthogonal to the optical axis (the lens radial direction) is the y-direction, the paraxial radius of curvature is R, the conic constant is K, and the higher order Aspheric coefficient is A_Four, A₆, A₈, A_Ten,. . . The coaxial aspheric formula, known as:
  z = (y²/ R) / [1 + √ {1- (1 + K) (y / R)²}] A_Foury^Four+ A₆y⁶+ A₈y⁸+ A_Teny^Ten+. . . .
It is represented by The lens data is as follows.
[0016]
Wavelength: Refractive index for light of 635 nm: N = 1.87007
Center wall thickness: 6.5mm

In the above, for example, “E-6” is “10 ~⁶"Means.
Wavefront aberrations with respect to angle of view (unit: degree): 0, 0.33, 0.67, and 1.00 when a parallel light beam is incident on this coupling lens are as follows, and the performance is good.

This coupling lens is formed by injection molding, and a position adjusting groove is formed with a width of 1.5 mm and a depth of 1.5 mm, which is used as a coupling lens 102 of an optical pickup as shown in FIG. By adjusting the position in the optical axis direction with the adjusting tool 60B shown, the position can be adjusted very easily with high accuracy, the collimating action as designed can be realized, and an optical pickup with good performance can be realized.
FIG. 10 shows the collimating action of the coupling lens of Example 1. Reference numeral 70 denotes a coupling lens, reference numeral 80 denotes a light emitting portion of the semiconductor laser, and reference numeral 90 denotes a cover glass of the semiconductor laser package.
[0017]
  Example 2
  In the coupling lens of Example 2, the optical action is “collimating action and beam shaping action” (Claims 9 and 10). That is, this coupling lens has different focal lengths in the x and y directions perpendicular to the optical axis and perpendicular to each other, the focal length in the x direction: fx = 12.5 mm, and the focal length in the y direction: fy = 30 mm, collimating the divergent light beam from the semiconductor laser into a parallel light beam, and “beam shaping” the cross-sectional shape of the light beam into a substantially circular shape (Claim 11). Beam shaping magnification: fy / fx = 2.4 times.
  This coupling lens has an effective diameter of 5 mm, a lens outer diameter of 6 mm, and a wall thickness of 10.2797995 mm. That is, the wall thickness is larger than the effective diameter of the lens (Claim 1).
  Each surface is an “aspherical surface”, and the paraxial curvature in the XZ plane is R when the optical axis direction is the z axis, the two directions orthogonal to the optical axis are the X and Y directions._X, R is the paraxial curvature in the YZ plane_Y, The conic constant in the XZ plane is K_X, The conic constant in the YZ plane is K_YThe rotationally symmetric components of the 4th, 6th, 8th, and 10th order deformation variables from the cone shape are AR, BR, CR, DR, and the non-rotationally symmetric components are AP, BP, CP, DP, respectively. formula:
  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]^Three
    + CR [(1-CP) X²+ (1 + CP) Y²]^Four+ DR [(1-DP) X²+ (1 + DP) Y²]^Five
It is represented by Lens data (For the above "Paraxial curvature", its reciprocal (1 / R_X, 1 / R_YThe “paraxial radius of curvature”) is as follows:
[0018]
Wavelength: Refractive index for light of 635 nm: N = 1.580892
Center wall thickness: 10.279495mm

The wavefront aberration with respect to the angle of view (unit: degree): 0, 0.5, 1.00 (incidence pupil diameter: 4.0 mm) is as follows.

This lens is used as the coupling lens 102 of the optical pickup shown in FIG. 1, and both surfaces of the objective lens are coaxial aspheric surfaces (represented by the above-described coaxial aspherical equation) and have the following data: Combined.
Wavelength: Refractive index for light of 635 nm: N = 1.726592
Center wall thickness: 1.5mm

FIG. 11 shows the XZ cross section and FIG. 12 shows the YZ cross section when the focused light beam by the objective lens is condensed on the recording surface of the DVD having a substrate thickness of 0.6 mm.
Reference numeral 71 denotes a coupling lens, reference numeral 73 denotes an objective lens, and reference numeral 75 denotes a DVD substrate. For a light source having a wavelength of λ = 635 nm, the wavefront aberration at the light spot on the recording surface is 0.003λ on the axis, which is sufficient for obtaining a diffraction-limited light spot.
This coupling lens is formed by injection molding, and a groove for position adjustment is formed so as to make one round of the circumferential surface with a width: 1.5 mm and a depth: 1.5 mm, as shown in FIG. Such a long hole 14a that is long in the optical axis direction is formed with a width of 1.5 mm and a depth of 1.5 mm, and the position of the optical axis direction is adjusted by the adjusting tool 60B shown in FIG. By adjusting the position of the surroundings, it was possible to adjust the position very easily and accurately, and it was possible to realize the collimating action and beam shaping action as designed, realizing an optical pickup with good performance.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel coupling lens and optical pickup can be realized. Since the coupling lens of the present invention has a hole or groove for position adjustment on the lens peripheral surface, position adjustment around and / or around the optical axis can be realized very easily and reliably without using a lens cell. The design coupling action for the semiconductor laser can be realized. The optical pickup of the present invention can realize good optical characteristics in design by using the coupling lens.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of an optical pickup according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing three examples of embodiments of the coupling lens of the present invention.
FIG. 3 is a view showing three examples of another embodiment of the coupling lens of the present invention.
FIG. 4 is a view showing two examples of another embodiment of the coupling lens of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the coupling lens of the present invention.
6 is a diagram for explaining a method for adjusting the position of the coupling lens shown in FIG. 2A in the optical axis direction; FIG.
7 is a diagram for explaining a method of adjusting the position of the coupling lens shown in FIG. 3A in the optical axis direction.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for adjusting the position of the coupling lens shown in FIG. 3C around the optical axis.
FIG. 9Claim 1 2 DescriptionIt is a figure for demonstrating this coupling lens and its position adjustment method.
10 is a diagram illustrating the lens action of the coupling lens of Example 1. FIG.
11 is a diagram for explaining a lens action in an XZ plane of a coupling lens of Example 2. FIG.
12 is a diagram for explaining the lens action in the YZ plane of the coupling lens of Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Coupling lens
10a Hole for position adjustment

Claims

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、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、
レンズの有効径と略等しいか、上記有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持され、
入射側面と射出側面に挾まれた上記周面部に、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光ピックアップ用のカップリングレンズ。 In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser by a coupling lens, condenses it on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording / reproducing / erasing information from the semiconductor laser. A coupling lens for coupling a divergent light beam of
Cylindrical shape that has a thickness approximately equal to or larger than the effective diameter of the lens, and can be adjusted in the optical axis direction and / or around the optical axis without using a lens cell in the housing holding portion. The peripheral surface is directly held,
To the circumferential surface portion which is sandwiched exit-side surface and the incident side surface, one or a hole for adjusting the position, the coupling lens for the optical pickup being characterized in that provided in the depth not shield the effective light beam.

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。The coupling lens according to claim 1,
A coupling lens, wherein the position adjusting hole is a long hole.

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。The coupling lens according to claim 2,
A coupling lens, wherein the longitudinal direction of the long hole for position adjustment is a direction parallel to the optical axis.

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。The coupling lens according to claim 2,
A coupling lens, wherein the longitudinal direction of the long hole for position adjustment is a direction perpendicular to the optical axis.

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。In the coupling lens of any one of Claims 1-4,
A coupling lens comprising a plurality of position adjusting holes, wherein the plurality of holes are formed symmetrically about the optical axis.

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、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、
レンズの有効径と略等しいか、上記有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持され、
入射側面と射出側面に挾まれた上記周面部に、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。 In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser by a coupling lens, condenses it on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording / reproducing / erasing information from the semiconductor laser. A coupling lens for coupling a divergent light beam of
Cylindrical shape that has a thickness approximately equal to or larger than the effective diameter of the lens, and can be adjusted in the optical axis direction and / or around the optical axis without using a lens cell in the housing holding portion. The peripheral surface is directly held,
To the circumferential surface portion which is sandwiched exit-side surface and the incident side surface, a groove for adjusting a position, a depth that does not shield the effective light beam, a coupling lens, characterized in that provided in one revolution of the circumferential surface portion.

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、The coupling lens according to any one of claims 1 to 6,
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。 A coupling lens formed by a mold.

請求項１〜７の任意の１に記載のカップリングレンズにおいて、The coupling lens according to any one of claims 1 to 7,
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。 A coupling lens characterized in that the optical action is symmetric with respect to the optical axis.

請求項１〜７の任意の１に記載のカップリングレンズにおいて、The coupling lens according to any one of claims 1 to 7,
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。 A coupling lens having different focal lengths in two directions orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other.

請求項８記載のカップリングレンズにおいて、The coupling lens according to claim 8, wherein
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。 A coupling lens, wherein the optical action of the lens is a collimating action.

請求項９記載のカップリングレンズにおいて、The coupling lens according to claim 9, wherein
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。 A coupling lens having different focal lengths in two directions orthogonal to each other so that a divergent light beam from a semiconductor laser is converted into a parallel light beam whose cross-sectional shape is nearly circular.

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、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、In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser by a coupling lens, condenses it on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording / reproducing / erasing information from the semiconductor laser. A coupling lens for coupling a divergent light beam of
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、 An optical axis symmetric lens portion having an optical action that is optically symmetric and an anamorphic lens portion having different optical actions in two directions that are orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other,
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、 The optical axis symmetrical lens portion and the anamorphic lens portion are configured to realize an anamorphic optical action,
上記光軸対称レンズ部分とアナモフィックレンズ部分は、レンズの有効径と略等しいか、上記有効径より大なる肉厚を有し、ハウジングの保持部に、レンズセルを用いることなく、光軸方向および／または光軸回りに調整可能に、円筒状周面部を直接保持され、The optical axis symmetric lens portion and the anamorphic lens portion have a thickness substantially equal to or larger than the effective diameter of the lens, and without using a lens cell in the holding portion of the housing, And / or the cylindrical peripheral surface is directly held, adjustable around the optical axis,
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光ピックアップ用のカップリングレンズ。The optical axis symmetric lens portion is provided with one or more holes for position adjustment in the optical axis direction or grooves for position adjustment in the optical axis direction at a depth that does not block the effective light beam on the peripheral surface thereof, The above-mentioned anamorphic lens portion is provided with at least one hole for adjusting the position around the optical axis on the peripheral surface thereof at a depth that does not block the effective light beam. Ring lens.

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、In an optical pickup that couples a divergent light beam from a semiconductor laser by a coupling lens, condenses it on a recording surface of an optical recording medium by an objective lens, and performs one or more of recording, reproducing, and erasing information.
請求項１〜１２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。 An optical pickup using the coupling lens according to any one of claims 1 to 12.