JPH06274931A - 光ピックアップおよび光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップリングレンズ - Google Patents
光ピックアップおよび光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップリングレンズInfo
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- JPH06274931A JPH06274931A JP5068509A JP6850993A JPH06274931A JP H06274931 A JPH06274931 A JP H06274931A JP 5068509 A JP5068509 A JP 5068509A JP 6850993 A JP6850993 A JP 6850993A JP H06274931 A JPH06274931 A JP H06274931A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザーからの発散性の光束を極めて小
さい光量ロスで平行光束化でき、しかも専用のビーム整
形手段を用いることなくビーム整形を行うことのでき
る、ビーム整形機能を有するカップリングレンズおよ
び、このカップリングレンズを用いた光ピックアップを
実現する。 【構成】半導体レーザー１０から放射される光束を平行
光束化し、対物レンズ１６により光情報記録媒体４０の
記録面４１上に光スポットとして集光させ、情報の記録
および／または再生を行う光ピックアップにおいて、半
導体レーザー１０からの発散性の光束を平行光束化する
カップリングレンズ１２であって、半導体レーザー１０
の接合面に平行な接合面平行方向と、上記接合面に直交
する接合面直交方向とにおいて屈折力が互いに異なる１
以上の屈折面を有し、上記接合面平行方向の物体側焦点
距離をｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLと
するとき、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足する。
さい光量ロスで平行光束化でき、しかも専用のビーム整
形手段を用いることなくビーム整形を行うことのでき
る、ビーム整形機能を有するカップリングレンズおよ
び、このカップリングレンズを用いた光ピックアップを
実現する。 【構成】半導体レーザー１０から放射される光束を平行
光束化し、対物レンズ１６により光情報記録媒体４０の
記録面４１上に光スポットとして集光させ、情報の記録
および／または再生を行う光ピックアップにおいて、半
導体レーザー１０からの発散性の光束を平行光束化する
カップリングレンズ１２であって、半導体レーザー１０
の接合面に平行な接合面平行方向と、上記接合面に直交
する接合面直交方向とにおいて屈折力が互いに異なる１
以上の屈折面を有し、上記接合面平行方向の物体側焦点
距離をｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLと
するとき、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光ピックアップおよび
光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップ
リングレンズに関する。
光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップ
リングレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザーから放射される光束を平
行光束化し、対物レンズにより光情報記録媒体の記録面
上に光スポットとして集光させ、情報の記録および／ま
たは再生を行う光ピックアップは従来から広く知られて
いる。
行光束化し、対物レンズにより光情報記録媒体の記録面
上に光スポットとして集光させ、情報の記録および／ま
たは再生を行う光ピックアップは従来から広く知られて
いる。
【０００３】周知の如く、半導体レーザーから放射され
る光束は発散性であり、カップリングレンズにより平行
光束化される。半導体レーザーから放射される発散性の
光束は発散角が一様でなく「接合面」に平行な方向（接
合面平行方向という）では発散角が小さく、接合面に直
交する方向（接合面直交方向）では発散角が大きい。こ
のため、半導体レーザーから放射される光束のファーフ
ィールドパターンは上記接合面に直交する方向を長軸と
する楕円形状となる。
る光束は発散性であり、カップリングレンズにより平行
光束化される。半導体レーザーから放射される発散性の
光束は発散角が一様でなく「接合面」に平行な方向（接
合面平行方向という）では発散角が小さく、接合面に直
交する方向（接合面直交方向）では発散角が大きい。こ
のため、半導体レーザーから放射される光束のファーフ
ィールドパターンは上記接合面に直交する方向を長軸と
する楕円形状となる。
【０００４】この楕円形状のファーフィールドパターン
の光強度分布において、強度分布が最大値の１／２とな
る部分の長軸上の長さを、半導体レーザーの発光部から
「見込む」角を２θNL、短軸上の長さを見込む角を２θ
PLとするとき、角：θNLおよびθPLをそれぞれ、接合面
直交方向および接合面平行方向の「発散角」と呼ぶ。
の光強度分布において、強度分布が最大値の１／２とな
る部分の長軸上の長さを、半導体レーザーの発光部から
「見込む」角を２θNL、短軸上の長さを見込む角を２θ
PLとするとき、角：θNLおよびθPLをそれぞれ、接合面
直交方向および接合面平行方向の「発散角」と呼ぶ。
【０００５】従来、カップリングレンズは光軸対称なレ
ンズを用いている。図６において、符号１０は半導体レ
ーザー、符号１はカップリングレンズを示している。図
６（ａ）では図の上下方向が接合面平行方向であり、レ
ーザー光束は、半導体レーザー１０の発光部から発散
角：θPLで発散し、カップリングレンズ１により上記接
合面平行方向に平行光束化される。図６（ｂ）では図の
上下方向が接合面直交方向であり、レーザー光束は発散
角：θNLで発散し、その一部がカップリングレンズ１に
より平行光束化される。θNL＞θPLである。
ンズを用いている。図６において、符号１０は半導体レ
ーザー、符号１はカップリングレンズを示している。図
６（ａ）では図の上下方向が接合面平行方向であり、レ
ーザー光束は、半導体レーザー１０の発光部から発散
角：θPLで発散し、カップリングレンズ１により上記接
合面平行方向に平行光束化される。図６（ｂ）では図の
上下方向が接合面直交方向であり、レーザー光束は発散
角：θNLで発散し、その一部がカップリングレンズ１に
より平行光束化される。θNL＞θPLである。
【０００６】図６（ｂ）に示すように、接合面直交方向
では半導体レーザーからの光束の一部がカップリングレ
ンズ１自体に「蹴られ」て平行光束化されず、カップリ
ングレンズ１に蹴られた光束部分は光情報記録媒体に対
する情報の記録および／または再生に対する「光量ロ
ス」となる。従来この光量ロス（略２０％）は、光ピッ
クアップ全体の光量ロス中でも大きな部分を占めてい
た。
では半導体レーザーからの光束の一部がカップリングレ
ンズ１自体に「蹴られ」て平行光束化されず、カップリ
ングレンズ１に蹴られた光束部分は光情報記録媒体に対
する情報の記録および／または再生に対する「光量ロ
ス」となる。従来この光量ロス（略２０％）は、光ピッ
クアップ全体の光量ロス中でも大きな部分を占めてい
た。
【０００７】また、接合面直交方向では、平行光束化さ
れた光は図６（ｂ）に示すようにカップリングレンズ１
の有効径に略等しい光束径：ｄNLを有するにのに対し、
接合面平行方向では図６（ａ）に示すように、平行光束
化された光の光束径：ｄPLは光束径：ｄNLよりも小さ
い。このため平行光束化された光束の光束断面形状は、
図６（ｃ）に示すように楕円形状となる。
れた光は図６（ｂ）に示すようにカップリングレンズ１
の有効径に略等しい光束径：ｄNLを有するにのに対し、
接合面平行方向では図６（ａ）に示すように、平行光束
化された光の光束径：ｄPLは光束径：ｄNLよりも小さ
い。このため平行光束化された光束の光束断面形状は、
図６（ｃ）に示すように楕円形状となる。
【０００８】従って、この光束をそのまま対物レンズに
より光情報記録媒体の記録面上に光スポットとして集光
させると光スポットの形状も楕円形状となる。光スポッ
トの形状は「円形もしくは円形に近い楕円形」が好まし
く、光スポットの形状が離心率の大きい楕円形となる
と、光情報の記録や再生に不具合を生じる。
より光情報記録媒体の記録面上に光スポットとして集光
させると光スポットの形状も楕円形状となる。光スポッ
トの形状は「円形もしくは円形に近い楕円形」が好まし
く、光スポットの形状が離心率の大きい楕円形となる
と、光情報の記録や再生に不具合を生じる。
【０００９】そこで、図６（ｃ）のような楕円形の光束
断面を円形もしくは円形に近い光束断面形状に「ビーム
整形」するために、ビーム整形プリズム（平行レーザー
光束を入射面に斜めに入射させ、入射面による屈折を利
用してビーム整形を行う）等のビーム整形手段が必要と
なり、光ピックアップの小型化の妨げになる。
断面を円形もしくは円形に近い光束断面形状に「ビーム
整形」するために、ビーム整形プリズム（平行レーザー
光束を入射面に斜めに入射させ、入射面による屈折を利
用してビーム整形を行う）等のビーム整形手段が必要と
なり、光ピックアップの小型化の妨げになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、半導体レーザーから
の発散性の光束を極めて小さい光量ロスで平行光束化で
き、しかも専用のビーム整形手段を用いることなくビー
ム整形を行うことのできる、ビーム整形機能を有するカ
ップリングレンズおよび、このカップリングレンズを用
いた光ピックアップの提供を目的とする。
情に鑑みてなされたものであって、半導体レーザーから
の発散性の光束を極めて小さい光量ロスで平行光束化で
き、しかも専用のビーム整形手段を用いることなくビー
ム整形を行うことのできる、ビーム整形機能を有するカ
ップリングレンズおよび、このカップリングレンズを用
いた光ピックアップの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明のビーム整形機
能を有するカップリングレンズは「半導体レーザーから
放射される光束を平行光束化し、対物レンズにより光情
報記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、情
報の記録および／または再生を行う光ピックアップにお
いて、半導体レーザーからの発散性の光束を平行光束化
する」カップリングレンズであり、「半導体レーザーの
接合面に平行な接合面平行方向と、上記接合面に直交す
る接合面直交方向とにおいて屈折力が互いに異なる１以
上の屈折面を有し、上記接合面平行方向の物体側焦点距
離をｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLとす
るとき、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足する」ことを特徴とする（請求項１）。
能を有するカップリングレンズは「半導体レーザーから
放射される光束を平行光束化し、対物レンズにより光情
報記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、情
報の記録および／または再生を行う光ピックアップにお
いて、半導体レーザーからの発散性の光束を平行光束化
する」カップリングレンズであり、「半導体レーザーの
接合面に平行な接合面平行方向と、上記接合面に直交す
る接合面直交方向とにおいて屈折力が互いに異なる１以
上の屈折面を有し、上記接合面平行方向の物体側焦点距
離をｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLとす
るとき、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足する」ことを特徴とする（請求項１）。
【００１２】請求項１記載のカップリングレンズにおい
ては「半導体レーザーから放射される発散光束の発散角
を、接合面平行方向においてθPL、接合面直交方向にお
いてθNLとするとき、上記ｆPL，ｆNL，θPL，θNLが条
件 （２） ｆPL・ｓｉｎθPL＝ｆNL・ｓｉｎθNL を満足する」ようにすることができる（請求項２）。
ては「半導体レーザーから放射される発散光束の発散角
を、接合面平行方向においてθPL、接合面直交方向にお
いてθNLとするとき、上記ｆPL，ｆNL，θPL，θNLが条
件 （２） ｆPL・ｓｉｎθPL＝ｆNL・ｓｉｎθNL を満足する」ようにすることができる（請求項２）。
【００１３】上記請求項１または２記載のカップリング
レンズは「接合面平行方向にのみ屈折力を持つ１以上の
シリンダーレンズと、接合面直交方向にのみ屈折力を有
する１以上のシリンダーレンズ」とにより構成すること
ができ（請求項３）、「接合面平行方向と接合面直交方
向の屈折力が異なる１以上のトロイダルレンズを有す
る」ようにすることもできる（請求項４）。
レンズは「接合面平行方向にのみ屈折力を持つ１以上の
シリンダーレンズと、接合面直交方向にのみ屈折力を有
する１以上のシリンダーレンズ」とにより構成すること
ができ（請求項３）、「接合面平行方向と接合面直交方
向の屈折力が異なる１以上のトロイダルレンズを有す
る」ようにすることもできる（請求項４）。
【００１４】さらに、この発明のカップリングレンズは
「接合面平行方向と接合面直交方向の物体側焦点位置を
ずらすことにより、半導体レーザーの非点隔差を軽減も
しくは解消する」ように構成でき（請求項５）、請求項
１，２，５記載のカップリングレンズは「全体を１枚の
レンズ」として構成することができる（請求項６）。さ
らに、上記請求項１〜６記載のカップリングレンズは
「射出平行光束の光束径が、接合面平行方向および接合
面直交方向とも、最光源側レンズ面位置における上記両
方向の光束径より大きい」ように構成できる（請求項
７）。
「接合面平行方向と接合面直交方向の物体側焦点位置を
ずらすことにより、半導体レーザーの非点隔差を軽減も
しくは解消する」ように構成でき（請求項５）、請求項
１，２，５記載のカップリングレンズは「全体を１枚の
レンズ」として構成することができる（請求項６）。さ
らに、上記請求項１〜６記載のカップリングレンズは
「射出平行光束の光束径が、接合面平行方向および接合
面直交方向とも、最光源側レンズ面位置における上記両
方向の光束径より大きい」ように構成できる（請求項
７）。
【００１５】この発明の光ピックアップは「半導体レー
ザーからの発散性の光束をカップリングレンズにより所
望の光束断面形状を持った平行光束にし、この平行光束
を対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に光スポ
ットとして集光させ、情報の記録および／または再生を
行う光ピックアップ」であって、カップリングレンズと
して、請求項１〜７記載のビーム整形機能を有するカッ
プリングレンズの何れかを用いることを特徴とする（請
求項８）。勿論、この発明の光ピックアップは、必要に
応じ、光情報記録媒体に記録された情報の消去を行う機
能を持つことができる。
ザーからの発散性の光束をカップリングレンズにより所
望の光束断面形状を持った平行光束にし、この平行光束
を対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に光スポ
ットとして集光させ、情報の記録および／または再生を
行う光ピックアップ」であって、カップリングレンズと
して、請求項１〜７記載のビーム整形機能を有するカッ
プリングレンズの何れかを用いることを特徴とする（請
求項８）。勿論、この発明の光ピックアップは、必要に
応じ、光情報記録媒体に記録された情報の消去を行う機
能を持つことができる。
【００１６】
【作用】上述のように、この発明のカップリングレンズ
は、接合面平行方向と接合面直交方向とで屈折力の異な
るアナモフィックなレンズであり、半導体レーザーから
の光束を平行光束化するとともに、その光束径を上記接
合面平行方向と接合面直交方向とで調整できる。
は、接合面平行方向と接合面直交方向とで屈折力の異な
るアナモフィックなレンズであり、半導体レーザーから
の光束を平行光束化するとともに、その光束径を上記接
合面平行方向と接合面直交方向とで調整できる。
【００１７】即ち、接合面平行方向の物体側焦点距離を
ｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLとすると
き、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足することにより、ビーム整形された光束の断面形
状は円形に近づいたものとなる。特に、請求項２記載の
発明のカップリングレンズのように、半導体レーザーか
ら放射される発散光束の接合面平行方向の発散角：
θPL、接合面直交方向の発散角：θNLと、上記両方向に
おける物体側焦点距離：ｆPL，ｆNLとが条件 （２） ｆPL・ｓｉｎθPL＝ｆNL・ｓｉｎθNL を満足することにより、円形の光束断面を持った平行光
束を得ることができる。
ｆPL、接合面直交方向の物体側焦点距離をｆNLとすると
き、これらが条件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足することにより、ビーム整形された光束の断面形
状は円形に近づいたものとなる。特に、請求項２記載の
発明のカップリングレンズのように、半導体レーザーか
ら放射される発散光束の接合面平行方向の発散角：
θPL、接合面直交方向の発散角：θNLと、上記両方向に
おける物体側焦点距離：ｆPL，ｆNLとが条件 （２） ｆPL・ｓｉｎθPL＝ｆNL・ｓｉｎθNL を満足することにより、円形の光束断面を持った平行光
束を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１
（ａ）は、この発明の光ピックアップの１実施例を、要
部のみ略示している。この光ピックアップは光情報記録
媒体である光磁気記録媒体４０に記録された情報を再生
させるものである。
（ａ）は、この発明の光ピックアップの１実施例を、要
部のみ略示している。この光ピックアップは光情報記録
媒体である光磁気記録媒体４０に記録された情報を再生
させるものである。
【００１９】半導体レーザー１０から放射されたレーザ
ー光束は、カップリングレンズ１２により平行光束化さ
れると同時に所望の光束断面形状とされ、偏向ビームス
プリッター１４を透過し、対物レンズ１６により光磁気
記録媒体４０の記録面４１上に光スポットとして集光さ
れる。
ー光束は、カップリングレンズ１２により平行光束化さ
れると同時に所望の光束断面形状とされ、偏向ビームス
プリッター１４を透過し、対物レンズ１６により光磁気
記録媒体４０の記録面４１上に光スポットとして集光さ
れる。
【００２０】記録面４１からの反射光束は対物レンズ１
６を介して偏光ビームスプリッター１４に入射し、同ス
プリッター１４に反射されると偏光ビームスプリッター
１８に入射する。偏光ビームスプリッター１８を透過し
た光束は集光レンズ３０により集光光束化され、ハーフ
プリズム３２に入射し、２光束に分離される。
６を介して偏光ビームスプリッター１４に入射し、同ス
プリッター１４に反射されると偏光ビームスプリッター
１８に入射する。偏光ビームスプリッター１８を透過し
た光束は集光レンズ３０により集光光束化され、ハーフ
プリズム３２に入射し、２光束に分離される。
【００２１】分離された一方の光束はナイフエッジ３４
により一部を遮断され、残りが２分割のフォトディテク
タ３８上に集光し、周知のナイフエッジ法による「フォ
ーカシングエラー信号」を発生させる。ハーフプリズム
３２により分離された他方の光束は、２分割のフォトデ
ィテクタ２８に入射し、周知のプッシュ・プル法による
「トラッキングエラー信号」を発生させる。
により一部を遮断され、残りが２分割のフォトディテク
タ３８上に集光し、周知のナイフエッジ法による「フォ
ーカシングエラー信号」を発生させる。ハーフプリズム
３２により分離された他方の光束は、２分割のフォトデ
ィテクタ２８に入射し、周知のプッシュ・プル法による
「トラッキングエラー信号」を発生させる。
【００２２】偏光ビームスプリッター１８により反射さ
れた光束は、１／２波長板２０を介し集光レンズ２２に
入射して集光光束となり、偏光ビームスプリッター２４
に入射して２光束に分離され、フォトディテクタ２６，
２８に受光される。再生信号はフォトディテクタ２６，
２８の「差信号」として与えられる。
れた光束は、１／２波長板２０を介し集光レンズ２２に
入射して集光光束となり、偏光ビームスプリッター２４
に入射して２光束に分離され、フォトディテクタ２６，
２８に受光される。再生信号はフォトディテクタ２６，
２８の「差信号」として与えられる。
【００２３】さて、この実施例において、カップリング
レンズ１２は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように２枚の
シリンダ−レンズ１２１，１２２により構成されてい
る。従って、このカップリングレンズは請求項３記載の
カップリングレンズの実施例となっている。
レンズ１２は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように２枚の
シリンダ−レンズ１２１，１２２により構成されてい
る。従って、このカップリングレンズは請求項３記載の
カップリングレンズの実施例となっている。
【００２４】図１（ｂ）において、図の上下方向が「接
合面平行方向」であり、同図（ｃ）では図の上下方向が
「接合面直交方向」である。シリンダーレンズ１２１は
接合面直交方向にのみ正の屈折力を持ち、シリンダーレ
ンズ１２２は接合面平行方向にのみ正の屈折力を持つ。
シリンダーレンズ１２１，１２２の焦点距離を、それぞ
れｆCNL，ｆCPLとすると、半導体レーザー１０はその発
光部がこれらシリンダーレンズ１２１，１２２の物体側
焦点位置に合致するように配備されている。
合面平行方向」であり、同図（ｃ）では図の上下方向が
「接合面直交方向」である。シリンダーレンズ１２１は
接合面直交方向にのみ正の屈折力を持ち、シリンダーレ
ンズ１２２は接合面平行方向にのみ正の屈折力を持つ。
シリンダーレンズ１２１，１２２の焦点距離を、それぞ
れｆCNL，ｆCPLとすると、半導体レーザー１０はその発
光部がこれらシリンダーレンズ１２１，１２２の物体側
焦点位置に合致するように配備されている。
【００２５】このため、カップリングレンズ１２により
平行光束化された光束の光束断面の径は、接合面平行方
向ではｄPL＝２・ｆCPL・ｓｉｎθPLとなり、接合面直
交方向ではｄNL＝２・ｆCNL・ｓｉｎθNLとなる。ｆCNL
＜ｆCPLであるので、半導体レーザーからの放射光束の
ファーフィールドパターンの楕円形状を軽減し、光束断
面形状が円形に近い光束を得ることができる（図１
（ｄ））。
平行光束化された光束の光束断面の径は、接合面平行方
向ではｄPL＝２・ｆCPL・ｓｉｎθPLとなり、接合面直
交方向ではｄNL＝２・ｆCNL・ｓｉｎθNLとなる。ｆCNL
＜ｆCPLであるので、半導体レーザーからの放射光束の
ファーフィールドパターンの楕円形状を軽減し、光束断
面形状が円形に近い光束を得ることができる（図１
（ｄ））。
【００２６】特に、カップリングレンズ１２としての、
接合面平行方向および接合面直交方向の物体側側焦点距
離ｆPL，ｆNLが前述の条件（２）式を満足するように、
シリンダーレンズ１２１，１２２の焦点距離：ｆCNL，
ｆCPLを設定すれば、平行光束化された光束の断面形状
を円形とすることができる。従って、カップリングレン
ズ１２のビーム整形機能を利用して、半導体レーザー１
０からの光束を所望の断面形状の平行光束とすることが
でき、ビーム整形プリズム等の専用のビーム整形手段は
不要となり、光ピックアップを小型化することが可能と
なる。
接合面平行方向および接合面直交方向の物体側側焦点距
離ｆPL，ｆNLが前述の条件（２）式を満足するように、
シリンダーレンズ１２１，１２２の焦点距離：ｆCNL，
ｆCPLを設定すれば、平行光束化された光束の断面形状
を円形とすることができる。従って、カップリングレン
ズ１２のビーム整形機能を利用して、半導体レーザー１
０からの光束を所望の断面形状の平行光束とすることが
でき、ビーム整形プリズム等の専用のビーム整形手段は
不要となり、光ピックアップを小型化することが可能と
なる。
【００２７】図２には請求項３記載のカップリングレン
ズの変形実施例を２例（図２（ａ），（ｂ））示す。各
実施例とも、上の図における上下方向が接合面平行方
向、下の図における上下方向が接合面直交方向である。
ズの変形実施例を２例（図２（ａ），（ｂ））示す。各
実施例とも、上の図における上下方向が接合面平行方
向、下の図における上下方向が接合面直交方向である。
【００２８】図２（ａ）の例は、シリンダーレンズ１２
ａ，１２ｂ，１２ｃによりカップリングレンズが構成さ
れている。シリンダーレンズ１２ａは接合面直交方向に
のみ正の屈折力を有し、シリンダーレンズ１２ｂは接合
面平行方向にのみ負の屈折力を持ち、シリンダーレンズ
１２ｃは接合面平行方向にのみ正の屈折力を持つ。
ａ，１２ｂ，１２ｃによりカップリングレンズが構成さ
れている。シリンダーレンズ１２ａは接合面直交方向に
のみ正の屈折力を有し、シリンダーレンズ１２ｂは接合
面平行方向にのみ負の屈折力を持ち、シリンダーレンズ
１２ｃは接合面平行方向にのみ正の屈折力を持つ。
【００２９】半導体レーザー１０からの光束は接合面直
交方向に関しては、シリンダーレンズ１２ａにより、接
合面平行方向に関してはシリンダーレンズ１２ｂと１２
ｃとにより、それぞれ平行光束化される。
交方向に関しては、シリンダーレンズ１２ａにより、接
合面平行方向に関してはシリンダーレンズ１２ｂと１２
ｃとにより、それぞれ平行光束化される。
【００３０】図２（ｂ）の例は、シリンダーレンズ１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄによりカップリングレンズ
が構成されている。シリンダーレンズ１２Ａ，１２Ｃは
接合面直交方向にのみ正の屈折力を有し、シリンダーレ
ンズ１２Ｂは接合面平行方向にのみ負の屈折力を持ち、
シリンダーレンズ１２Ｄは接合面平行方向にのみ正の屈
折力を持つ。
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄによりカップリングレンズ
が構成されている。シリンダーレンズ１２Ａ，１２Ｃは
接合面直交方向にのみ正の屈折力を有し、シリンダーレ
ンズ１２Ｂは接合面平行方向にのみ負の屈折力を持ち、
シリンダーレンズ１２Ｄは接合面平行方向にのみ正の屈
折力を持つ。
【００３１】半導体レーザー１０からの光束は、接合面
直交方向に関してはシリンダーレンズ１２Ａと１２Ｃと
により、接合面平行方向に関してはシリンダーレンズ１
２Ｂと１２Ｄとにより、それぞれ平行光束化される。
直交方向に関してはシリンダーレンズ１２Ａと１２Ｃと
により、接合面平行方向に関してはシリンダーレンズ１
２Ｂと１２Ｄとにより、それぞれ平行光束化される。
【００３２】図３には請求項４記載のカップリングレン
ズの実施例を３例示す。これら図３（ａ），（ｂ），
（ｃ）においても上の図における上下方向が接合面平行
方向、下の図における上下方向が接合面直交方向であ
る。
ズの実施例を３例示す。これら図３（ａ），（ｂ），
（ｃ）においても上の図における上下方向が接合面平行
方向、下の図における上下方向が接合面直交方向であ
る。
【００３３】図３（ａ）の実施例では、カップリングレ
ンズは、接合面直交方向にのみ正の屈折力を持つシリン
ダーレンズ１２ｄと、接合面直交方向に弱い正の屈折力
をもち、接合面平行方向に強い正の屈折力を持つトロイ
ダルレンズ１３ａとにより構成され、接合面平行方向に
おいてはトロイダルレンズ１３ａが、また接合面直交方
向においてはシリンダーレンズ１２ｄとトロイダルレン
ズ１３ａが、それぞれ平行光束化を行う。
ンズは、接合面直交方向にのみ正の屈折力を持つシリン
ダーレンズ１２ｄと、接合面直交方向に弱い正の屈折力
をもち、接合面平行方向に強い正の屈折力を持つトロイ
ダルレンズ１３ａとにより構成され、接合面平行方向に
おいてはトロイダルレンズ１３ａが、また接合面直交方
向においてはシリンダーレンズ１２ｄとトロイダルレン
ズ１３ａが、それぞれ平行光束化を行う。
【００３４】図３（ｂ）の実施例では、カップリングレ
ンズは、接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異な
る正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３ｂ，１３ｃに
より構成され、接合面平行方向・接合面直交方向ともト
ロイダルレンズ１３ｂ，１３ｃが平行光束化を行う。
ンズは、接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異な
る正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３ｂ，１３ｃに
より構成され、接合面平行方向・接合面直交方向ともト
ロイダルレンズ１３ｂ，１３ｃが平行光束化を行う。
【００３５】図３（ｃ）の実施例では、カップリングレ
ンズは、接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異な
る正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３ｄ，１３ｅに
より構成され、接合面平行方向・接合面直交方向ともト
ロイダルレンズ１３ｄ，１３ｅが平行光束化を行う。
ンズは、接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異な
る正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３ｄ，１３ｅに
より構成され、接合面平行方向・接合面直交方向ともト
ロイダルレンズ１３ｄ，１３ｅが平行光束化を行う。
【００３６】この実施例の場合、トロイダルレンズ１３
ｄは接合面平行方向および接合面直交方向に強い正の屈
折力を持ち、半導体レーザー１０からの光束は、トロイ
ダルレンズ１３ｄ，１３ｅの間で一旦集束し、発散光と
なってトロイダルレンズ１３ｅに入射し、平行光束化さ
れて射出する。
ｄは接合面平行方向および接合面直交方向に強い正の屈
折力を持ち、半導体レーザー１０からの光束は、トロイ
ダルレンズ１３ｄ，１３ｅの間で一旦集束し、発散光と
なってトロイダルレンズ１３ｅに入射し、平行光束化さ
れて射出する。
【００３７】これまでの説明では、半導体レーザーの発
光部を点光源とし見做して説明したが、周知の如く、半
導体レーザーの発光部には僅かながら「非点隔差」が存
在する。即ち、半導体レーザーから放射される発散性の
光束の発散の起点（光束の発散が始まっていると見做せ
る仮想的な点）は接合面平行方向と接合面直交方向と
で、光束進行方向（光束の光軸方向）において僅かに異
なっている。このような非点隔差を軽減もしくは解消す
ることで、より良好な記録・再生が可能となる。
光部を点光源とし見做して説明したが、周知の如く、半
導体レーザーの発光部には僅かながら「非点隔差」が存
在する。即ち、半導体レーザーから放射される発散性の
光束の発散の起点（光束の発散が始まっていると見做せ
る仮想的な点）は接合面平行方向と接合面直交方向と
で、光束進行方向（光束の光軸方向）において僅かに異
なっている。このような非点隔差を軽減もしくは解消す
ることで、より良好な記録・再生が可能となる。
【００３８】図４は請求項５記載のカップリングレンズ
の実施例を示す。この実施例において、カップリングレ
ンズは接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異なる
正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３Ａ，１３Ｂと、
接合面直交方向にのみ正の屈折力を持つシリンダーレン
ズ１２ｅとにより構成され、接合面平行方向に関しては
トロイダルレンズ１３Ａ，１３Ｂにより、接合面直交方
向に関してはトロイダルレンズ１３Ａとシリンダーレン
ズ１２ｅとにより平行光束化が行われる。
の実施例を示す。この実施例において、カップリングレ
ンズは接合面平行方向と接合面直交方向に互いに異なる
正の屈折力を持つトロイダルレンズ１３Ａ，１３Ｂと、
接合面直交方向にのみ正の屈折力を持つシリンダーレン
ズ１２ｅとにより構成され、接合面平行方向に関しては
トロイダルレンズ１３Ａ，１３Ｂにより、接合面直交方
向に関してはトロイダルレンズ１３Ａとシリンダーレン
ズ１２ｅとにより平行光束化が行われる。
【００３９】この実施例では、トロイダルレンズ１３Ａ
は接合面平行方向および接合面直交方向に強い正の屈折
力を持ち、半導体レーザー１０からの光束は、トロイダ
ルレンズ１３とシリンダーレンズ１２ｅの間で一旦集束
し、発散光となってシリンダーレンズ１２ｅおよびトロ
イダルレンズ１３Ｂに入射し、平行光束化されて射出す
る。
は接合面平行方向および接合面直交方向に強い正の屈折
力を持ち、半導体レーザー１０からの光束は、トロイダ
ルレンズ１３とシリンダーレンズ１２ｅの間で一旦集束
し、発散光となってシリンダーレンズ１２ｅおよびトロ
イダルレンズ１３Ｂに入射し、平行光束化されて射出す
る。
【００４０】トロイダルレンズ１３Ａは、接合面平行方
向および接合面直交方向にける屈折力を調整することに
より、半導体レーザー１０からの光束が前記「非点格
差」に拘らず、上記両方向とも同一の点Ｑにおいて結像
するようになっている。このため、平行光束化された光
束は光源における非点隔差の影響が除かれている。この
実施例は、カップリングレンズ自体としては「接合面平
行方向と接合面直交方向の物体側焦点位置」が光源の非
点隔差分だけずれているのである。
向および接合面直交方向にける屈折力を調整することに
より、半導体レーザー１０からの光束が前記「非点格
差」に拘らず、上記両方向とも同一の点Ｑにおいて結像
するようになっている。このため、平行光束化された光
束は光源における非点隔差の影響が除かれている。この
実施例は、カップリングレンズ自体としては「接合面平
行方向と接合面直交方向の物体側焦点位置」が光源の非
点隔差分だけずれているのである。
【００４１】図６は、請求項６記載のカップリングレン
ズの１実施例を示している。即ち、カップリングレンズ
１１は、単一のレンズとして形成されている。ビーム整
形機能とコリメート機能を実現するために、入射側レン
ズ面は凹のトロイダル面、射出側は凸のトロイダル面と
されている。このようなレンズは例えば、プラスチック
やガラス等を素材としてモールド成型加工により容易に
作製できる。
ズの１実施例を示している。即ち、カップリングレンズ
１１は、単一のレンズとして形成されている。ビーム整
形機能とコリメート機能を実現するために、入射側レン
ズ面は凹のトロイダル面、射出側は凸のトロイダル面と
されている。このようなレンズは例えば、プラスチック
やガラス等を素材としてモールド成型加工により容易に
作製できる。
【００４２】図１〜図４に示した各実施例は、何れも
「射出平行光束の光束径が、接合面平行方向および接合
面直交方向とも、最光源側レンズ面位置における上記両
方向の光束径より大きく」なっている。即ち、これら実
施例は請求項７記載のカップリングレンズの実施例とな
っている。光情報記録媒体上に集光させる光スポットの
径は、対物レンズ１６に入射する平行光束の光束径に反
比例するから、高密度の光情報記録・再生のためには対
物レンズに入射する「ビーム整形」された平行光束の光
束径が大きいことが必要であるが、上記請求項６記載の
カップリングレンズでは、このように光束径の大きい平
行光束を容易且つ確実に実現できる。
「射出平行光束の光束径が、接合面平行方向および接合
面直交方向とも、最光源側レンズ面位置における上記両
方向の光束径より大きく」なっている。即ち、これら実
施例は請求項７記載のカップリングレンズの実施例とな
っている。光情報記録媒体上に集光させる光スポットの
径は、対物レンズ１６に入射する平行光束の光束径に反
比例するから、高密度の光情報記録・再生のためには対
物レンズに入射する「ビーム整形」された平行光束の光
束径が大きいことが必要であるが、上記請求項６記載の
カップリングレンズでは、このように光束径の大きい平
行光束を容易且つ確実に実現できる。
【００４３】上記各実施例のカップリングレンズとも、
光束は蹴られないので、光量のロスは極めて小さい。
光束は蹴られないので、光量のロスは極めて小さい。
【００４４】図１（ａ）に示した光ピックアップにおけ
るカップリングレンズ１２には、上記各実施例の任意の
カップリングレンズを用いることができることは云うま
でもなく、光磁気記録媒体でなく通常のコンパクトディ
スク用光ピックアップとして構成することができること
も云うまでもない。
るカップリングレンズ１２には、上記各実施例の任意の
カップリングレンズを用いることができることは云うま
でもなく、光磁気記録媒体でなく通常のコンパクトディ
スク用光ピックアップとして構成することができること
も云うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
光ピックアップおよび、ビーム整形機能を持つカップリ
ングレンズを提供できる。この発明のカップリングレン
ズは、上述のようにビーム整形機能を有するので、専用
のビーム整形手段を用いることなく光ピックアップ（請
求項８）を構成でき、光ピックアップの小型化・低コス
ト化が可能となる。また、請求項２記載のカップリング
レンズではカップリングレンズのビーム整形機能により
円形の光束断面形状を持った平行光束を実現でき、請求
項５記載のカップリングレンズでは光源である半導体レ
ーザーの非点隔差を軽減もしくは除去することが可能で
ある。また請求項６記載のカップリングレンズによれば
光束径の大きな平行光束を得ることができる。
光ピックアップおよび、ビーム整形機能を持つカップリ
ングレンズを提供できる。この発明のカップリングレン
ズは、上述のようにビーム整形機能を有するので、専用
のビーム整形手段を用いることなく光ピックアップ（請
求項８）を構成でき、光ピックアップの小型化・低コス
ト化が可能となる。また、請求項２記載のカップリング
レンズではカップリングレンズのビーム整形機能により
円形の光束断面形状を持った平行光束を実現でき、請求
項５記載のカップリングレンズでは光源である半導体レ
ーザーの非点隔差を軽減もしくは除去することが可能で
ある。また請求項６記載のカップリングレンズによれば
光束径の大きな平行光束を得ることができる。
【図１】この発明の１実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図２】請求項３記載のカップリングレンズの実施例を
２例示す図である。
２例示す図である。
【図３】請求項４記載のカップリングレンズの実施例を
３例示す図である。
３例示す図である。
【図４】請求項５記載のカップリングレンズの１実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】請求項６記載のカップリングレンズの１実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来技術とその問題点を説明するための図であ
る。
る。
１０ 半導体レーザー １２ カップリングレンズ １６ 対物レンズ ４０ 光情報記録媒体 １２１，１２２ カップリングレンズを構成するシ
リンダーレンズ
リンダーレンズ
Claims (8)
- 【請求項１】半導体レーザーから放射される光束を平行
光束化し、対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上
に光スポットとして集光させ、情報の記録および／また
は再生を行う光ピックアップにおいて、半導体レーザー
からの発散性の光束を平行光束化するカップリングレン
ズであって、 半導体レーザーの接合面に平行な接合面平行方向と、上
記接合面に直交する接合面直交方向とにおいて屈折力が
互いに異なる１以上の屈折面を有し、 上記接合面平行方向の物体側焦点距離をｆPL、接合面直
交方向の物体側焦点距離をｆNLとするとき、これらが条
件 （１） ｆPL＞ｆNL を満足することを特徴とする、ビーム整形機能を有する
カップリングレンズ。 - 【請求項２】請求項１記載のカップリングレンズにおい
て、 半導体レーザーから放射される発散光束の発散角を、接
合面平行方向においてθPL、接合面直交方向においてθ
NLとするとき、上記両方向における物体側焦点距離：ｆ
PL，ｆNLおよび上記発散角：θPL，θNLが条件 （２） ｆPL・ｓｉｎθPL＝ｆNL・ｓｉｎθNL を満足することを特徴とする、ビーム整形機能を有する
カップリングレンズ。 - 【請求項３】請求項１または２記載のカップリングレン
ズにおいて、 接合面平行方向にのみ屈折力を持つ１以上のシリンダー
レンズと、接合面直交方向にのみ屈折力を有する１以上
のシリンダーレンズとにより構成されることを特徴とす
る、ビーム整形機能を有するカップリングレンズ。 - 【請求項４】請求項１または２記載のカップリングレン
ズにおいて、 接合面平行方向と接合面直交方向の屈折力が異なる１以
上のトロイダルレンズを有することを特徴とする、ビー
ム整形機能を有するカップリングレンズ。 - 【請求項５】請求項１記載のカップリングレンズにおい
て、 接合面平行方向と接合面直交方向の物体側焦点位置をず
らすことにより、半導体レーザーの非点隔差を軽減もし
くは解消するように構成されたことを特徴とする、ビー
ム整形機能をカップリングレンズ。 - 【請求項６】請求項１または２または５記載のカップリ
ングレンズにおいて、 全体が１枚のレンズとして構成されていることを特徴と
する、ビーム整形機能を有するカップリングレンズ。 - 【請求項７】請求項１または２または３または４または
５または６記載のカップリングレンズにおいて、 射出平行光束の光束径が、接合面平行方向および接合面
直交方向とも、最光源側レンズ面位置における上記両方
向の光束径より大きいことを特徴とする、ビーム整形機
能を有するカップリングレンズ。 - 【請求項８】半導体レーザーからの発散性の光束をカッ
プリングレンズにより所望の光束断面形状を持った平行
光束にし、この平行光束を対物レンズにより光情報記録
媒体の記録面上に光スポットとして集光させ、情報の記
録および／または再生を行う光ピックアップであって、 上記カップリングレンズとして、請求項１または２また
は３または４または５または６または７記載のビーム整
形機能を有する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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068509A JPH06274931A (ja) | 1993-01-22 | 1993-03-26 | 光ピックアップおよび光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップリングレンズ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-9345 | 1993-01-22 | ||
| JP934593 | 1993-01-22 | ||
| JP5068509A JPH06274931A (ja) | 1993-01-22 | 1993-03-26 | 光ピックアップおよび光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップリングレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06274931A true JPH06274931A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=26344049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068509A Pending JPH06274931A (ja) | 1993-01-22 | 1993-03-26 | 光ピックアップおよび光ピックアップにおけるビーム整形機能を有するカップリングレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06274931A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088170A (en) * | 1997-01-28 | 2000-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical system for shaping light beams and an optical pickup employing the same |
| US6335836B2 (en) * | 1997-05-07 | 2002-01-01 | Sony Corporation | Optical pickup device |
| JP2002062409A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Konica Corp | カップリングレンズ、光ピックアップ装置用の光学系及び光ピックアップ装置 |
| JP2004164825A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-06-10 | Konica Minolta Holdings Inc | 光ピックアップ装置 |
| US6912192B2 (en) | 2002-05-28 | 2005-06-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser unit and optical head device |
| US7088645B2 (en) | 1997-07-11 | 2006-08-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup apparatus compatible with different types of optical recording mediums |
| US7292397B2 (en) | 2002-11-01 | 2007-11-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Beam-shaping optical element and method and program for designing the same |
| CN100356637C (zh) * | 2006-01-17 | 2007-12-19 | 北京礴德恒激光科技有限公司 | 一种板条波导激光器输出激光束的变换整形方法 |
| JP2014145744A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Ricoh Co Ltd | 物体検出装置 |
| JP2017054883A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | シャープ株式会社 | 光学素子、光学装置、および投影装置 |
| JP2020507122A (ja) * | 2017-01-31 | 2020-03-05 | フィスバ・アクチェンゲゼルシャフトＦｉｓｂａ Ａｇ | 光ビームをコリメートするための装置、高出力レーザおよび集光光学ユニット、並びに光ビームをコリメートするための方法 |
| JP2021167911A (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社島津製作所 | 光源装置、プロジェクタおよび機械加工装置 |
| US11594853B2 (en) | 2019-01-24 | 2023-02-28 | Nichia Corporation | Light source unit |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5068509A patent/JPH06274931A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7680015B2 (en) | 1997-07-11 | 2010-03-16 | Ricoh Company, Ltd. | Optical disk apparatus compatible with different types of mediums adapted for different wavelengths |
| JP2002062409A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Konica Corp | カップリングレンズ、光ピックアップ装置用の光学系及び光ピックアップ装置 |
| US6912192B2 (en) | 2002-05-28 | 2005-06-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser unit and optical head device |
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| US7292397B2 (en) | 2002-11-01 | 2007-11-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Beam-shaping optical element and method and program for designing the same |
| CN100356637C (zh) * | 2006-01-17 | 2007-12-19 | 北京礴德恒激光科技有限公司 | 一种板条波导激光器输出激光束的变换整形方法 |
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| JP2021167911A (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社島津製作所 | 光源装置、プロジェクタおよび機械加工装置 |
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