(57)【要約】【課題】波長変動が生じても性能が低下しない構成とした光学素子を実現する。【解決手段】本発明は、半導体レーザー１と、半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズ４との間の光路中に配置する光学素子であって、半導体レーザー１の活性層に平行な方向と垂直な方向で異なる焦点距離を持つアナモルフィックレンズ３からなる光学素子において、アナモルフィックレンズ３が複数の材料３−１，３−２から構成されていることを特徴とする。そして、このアナモルフィックレンズ３を複数の材料で一体的に構成し、さらにはアナモルフィックレンズの接合面をシリンドリカル面で構成することにより、ビーム整形機能に加えて、色消し作用を持たせることができ、環境温度変化などによる波長変動に対して波面劣化が小さい光学素子（ビーム整形素子）を実現することができる。【選択図】図１
2005134736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーと、該半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズとの間の光路中に配置する光学素子であって、前記半導体レーザーの活性層に平行な方向と垂直な方向で異なる焦点距離を持つアナモルフィックレンズからなる光学素子において、
前記アナモルフィックレンズが複数の材料から構成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１記載の光学素子において、
前記アナモルフィックレンズは複数の材料で一体的に構成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項２記載の光学素子において、
前記アナモルフィックレンズの接合面がシリンドリカル面であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項２または３記載の光学素子において、
前記アナモルフィックレンズは材料の異なる２個のレンズで構成され、前記半導体レーザーの活性層に平行な面内での曲率が、該半導体レーザー側から見て第１面と最終面が負であることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求４記載の光学素子において、
前記アナモルフィックレンズは、前記半導体レーザーの活性層に垂直な面内での曲率が、該半導体レーザー側から見て第１面と最終面が負であることを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項４または５記載の光学素子において、
前記半導体レーザーを出射した放射光が入射する側の材料のアッベ数をν１、半導体レーザーの放射光が出射する側の材料のアッベ数をν２としたとき、ν１＜ν２であることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
半導体レーザーと、該半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズと、光記録媒体に光を集光する対物レンズと、前記光記録媒体に向かう光と該光記録媒体で反射した信号光を分離するための検出分離手段と、信号光を電気信号に変換するための受光素子を備えた光ピックアップにおいて、
前記半導体レーザーと前記カップリングレンズの間に、請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項７記載の光ピックアップにおいて、
前記光学素子を、前記半導体レーザーと前記カップリングレンズの間で光進行方向に移動可能な調整機構を備えていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
請求項７記載の光ピックアップにおいて、
前記半導体レーザーと前記光学素子を、光進行方向に垂直な面において一体化して移動が可能な調整機構を備えていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
半導体レーザーからの光を光学素子で略円形にビーム整形し、カップリングレンズで略平行光とした後、その光を対物レンズによりディスク状の光記録媒体に集光する光ピックアップを備え、前記光記録媒体の記録、再生あるいは消去を行う光ディスクドライブ装置において、
前記光ピックアップとして、請求項７〜９のいずれか一つに記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクドライブの光ピックアップ光学系や、デジタル複写機、レーザープリンタ、レーザープロッタ、レーザーファクシミリ等の画像形成装置のレーザー走査光学系等に用いられ、半導体レーザーからの楕円放射光を円形にビーム整形する光学素子、及びその光学素子を備えた光ピックアップ、及びその光ピックアップを備えた光ディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブの光ピックアップや、デジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置のレーザー走査光学系等に用いられ、半導体レーザーからの光を略平行光にする光学素子として、半導体レーザーの活性層に平行な方向と垂直な方向で異なる焦点距離を持つビーム整形機能を持つアナモルフィックレンズ（anamorphic lens（アナモフィックレンズとも言う））からなる光学素子が知られている。以下、その光学素子を用いた光学系の一例を図８に示す。
【０００３】
図８に示す光学系は、光ディスクドライブの光ピックアップの一例を示しており、この光ピックアップにおいて、半導体レーザー１０１から出射した光は、カップリングレンズ１０２により平行ビームになり、ビームスプリッタ１０３を通り、対物レンズ１０４により集光されて、ディスク状の光記録媒体（光ディスクと言う）１０５上に微小な光スポットを形成する。そして、光ディスク１０５を反射した光は、再び対物レンズ１０４を通り略平行光とされ、ビームスプリッタ１０３で光路を曲げられ、受光素子（図示せず）に入射する。この受光素子の出力から、対物レンズ１０４のフォーカス制御信号、トラック制御信号、及び光ディスク１０５の情報信号が検出される。
【０００４】
半導体レーザー１０１は発光の分布が非均等であり、図９に示すように半導体レーザーの接合面（活性層）に平行な方向（θ//）とこれに垂直な方向（θ⊥）での強度分布が異なっている。遠視野像の代表的な値はθ//〜１０°、θ⊥〜３０°である。
このような非等方な光束をカップリングレンズ１０２で略平行光とし、そのまま対物レンズ１０４で集光すると形成される光スポットは楕円になる。
図１０に示すように、楕円スポット１０６の長軸方向が光ディスクのトラック１０７と直交した状態で照射されると、複数のトラック１０７に光が照射されるので、隣のトラックからの情報信号の洩れ込み（クロストーク）や隣のトラックへの書き込みなどの不具合を生じる。また、図１１に示すように、楕円スポット１０６の長軸方向が光ディスクのトラック１０７と平行な状態で照射されると、データ記録方向の分解能が低下し、良好な再生信号検出や、情報の書き込みができなくなる。
【０００５】
そこでビーム整形光学素子を用い、対物レンズに入射する活性層に平行な方向のビームを拡大して、略円形な光スポットを得る方策が試みられている。そしてビーム整形光学素子として、単一のアナモルフィックレンズからなる光学素子のみでビーム整形光学系を構成し、光学系を簡略化したものがある（例えば特許文献１参照）。
図１２は従来のアナモルフィックレンズ（例えばシリンドリカルレンズ）１２０を用いたビーム整形光学系の一例を示す図であって、（ａ）がビーム整形光学系のＸＺ断面図、（ｂ）がビーム整形光学系のＹＺ断面図である。尚、ＸＺ断面が半導体レーザーの接合面（活性層）に平行な方向（θ//）を含む面、ＹＺ断面が半導体レーザーの接合面（活性層）に垂直な方向（θ⊥）を含む面である。このアナモルフィックレンズ１２０においては、半導体レーザーの活性層に平行な方向の焦点距離ｆｘと垂直な方向の焦点距離ｆｙが異なり、ｆｙ＞ｆｘである。
【０００６】
ここで上記従来のアナモルフィックレンズの欠点を以下に記す。レンズを構成する材料（ガラス、樹脂など）の屈折率は、光の波長によって決定される。そして半導体レーザーの波長は、レーザーチップの温度により変化する（周囲温度の変化や、記録・再生時の出力変化）。よって、半導体レーザーを光源としてアナモルフィックレンズを使用すると、アナモルフィックレンズの屈折率変化は避けられない。特に半導体レーザーの波長が４０５ｎｍと短い場合、屈折率の変化が顕著になる。先に論じたように、アナモルフィックレンズは、半導体レーザーの活性層に平行な方向の焦点距離ｆｘと、垂直な方向の焦点距離ｆｙが異なるので、屈折率が変化することによりそれぞれの方向の焦点距離変化ΔｆｘとΔｆｙに差を生じ、非点収差が生じることになる。例えば、アナモルフィックレンズを用いて、光ディスクドライブ装置の光ピックアップを構成した場合、波長変動によってディスク面上の光スポットに非点隔差を生じ、良好な信号の再生・記録が行えなくなる。
【０００７】
そこで、半導体レーザーの波長変動が生じてもアナモルフィックレンズの性能が低下しない構成として、図１３に示すような光学素子が提案されている（特許文献２参照）。
図１３は、半導体レーザーの波長が変動してもアナモルフィックレンズの性能が低下しない構成の一例を示す図であって、（ａ）がビーム整形光学系のＸＺ断面図、（ｂ）がビーム整形光学系のＹＺ断面図である。図１３のアナモルフィックレンズ１１１は、半導体レーザー１１０の放射光をビーム整形すると同時に、放射光を略平行光に変換するアナモルフィックレンズである。さらに、波長変動が生じてもそれぞれの方向の焦点距離変化ΔｆｘとΔｆｙに差が生じないように、アナモルフィックレンズ１１１は、２つの異なる硝材（硝種１、硝種２）１１２，１１３から構成されている。
【０００８】
【特許文献１】実開昭６３−１１８７１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで上記特許文献２に記載のアナモルフィックレンズの欠点を記す。
図１３のアナモルフィックレンズ１１１は、レンズの厚さやアナモルフィック面の曲率形状が僅かでもずれると、ｆｘとｆｙに差が生じて非点収差が発生する。このため非点収差を抑えるには、レンズの厚さ、アナモルフィック面の曲率形状を高精度で加工する必要があり、これまでこのようなアナモルフィックレンズは、光ディスク用の光学系のような波面収差を厳しく管理する必要のある光学系では実用化されていなかった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その第一の目的は、波長変動が生じてもアナモルフィックレンズの性能が低下しない構成とした光学素子を提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、レンズの厚さ、アナモルフィック面の曲率形状にずれがあっても、それを外的調整により補正することで、アナモルフィックレンズを用いた光学系の性能が低下しない構成とした光ピックアップを提供することにある。
さらに本発明の第三の目的は、波長変動が生じてもアナモルフィックレンズの性能が低下しない構成とした光学素子を使用した光ピックアップを用いることで、再生・記録の切換え時や、環境温度変化などによる波長変動に対して、スポット性能が劣化せず、性能の安定した記録・再生を行うことができる光ディスクドライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための手段として、本発明では以下のような構成を採用する。
本発明の第１の構成は、半導体レーザーと、該半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズとの間の光路中に配置する光学素子であって、前記半導体レーザーの活性層に平行な方向と垂直な方向で異なる焦点距離を持つアナモルフィックレンズからなる光学素子において、前記アナモルフィックレンズが複数の材料から構成されていることを特徴とする（請求項１）。
また、第２の構成は、第１の構成の光学素子において、前記アナモルフィックレンズは複数の材料で一体的に構成されていることを特徴とする（請求項２）。
さらに第３の構成は、第２の構成の光学素子において、前記アナモルフィックレンズの接合面がシリンドリカル面であることを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
第４の構成は、第２または第３の構成の光学素子において、前記アナモルフィックレンズは材料の異なる２個のレンズで構成され、前記半導体レーザーの活性層に平行な面内での曲率が、該半導体レーザー側から見て第１面と最終面が負であることを特徴とする（請求項４）。
また、第５の構成は、第４の構成の光学素子において、前記アナモルフィックレンズは、前記半導体レーザーの活性層に垂直な面内での曲率が、該半導体レーザー側から見て第１面と最終面が負であることを特徴とする（請求項５）。
さらに第６の構成は、第４または第５の構成の光学素子において、前記半導体レーザーを出射した放射光が入射する側の材料のアッベ数をν１、半導体レーザーの放射光が出射する側の材料のアッベ数をν２としたとき、ν１＜ν２であることを特徴とする（請求項６）。
【００１３】
第７の構成は、半導体レーザーと、該半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズと、光記録媒体に光を集光する対物レンズと、前記光記録媒体に向かう光と該光記録媒体で反射した信号光を分離するための検出分離手段と、信号光を電気信号に変換するための受光素子を備えた光ピックアップにおいて、前記半導体レーザーと前記カップリングレンズの間に、第１〜６のいずれか一つの構成の光学素子を備えたことを特徴とする（請求項７）。
また、第８の構成は、第７の構成の光ピックアップにおいて、前記光学素子を、前記半導体レーザーと前記カップリングレンズの間で光進行方向に移動可能な調整機構を備えていることを特徴とする（請求項８）。
さらに第９の構成は、第７の構成の光ピックアップにおいて、前記半導体レーザーと前記光学素子を、光進行方向に垂直な面において一体化して移動が可能な調整機構を備えていることを特徴とする（請求項９）。
【００１４】
第１０の構成は、半導体レーザーからの光を光学素子で略円形にビーム整形し、カップリングレンズで略平行光とした後、その光を対物レンズによりディスク状の光記録媒体に集光する光ピックアップを備え、前記光記録媒体の記録、再生あるいは消去を行う光ディスクドライブ装置において、前記光ピックアップとして、第７〜９のいずれか一つの構成の光ピックアップを備えたことを特徴とする（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１〜６の構成においては、半導体レーザーと、該半導体レーザーを出射した放射光を略平行光にするカップリングレンズとの間の放射光路に配置する光学素子であって、半導体レーザーの活性層に平行な方向と垂直な方向で異なる焦点距離を持つビーム整形機能を持つアナモルフィックレンズからなる光学素子において、アナモルフィックレンズを複数の材料からなるレンズで一体的に構成し、アナモルフィックレンズの接合面をシリンドリカル面で構成したことにより、ビーム整形機能に加えて、色消し作用を持たせることができ、環境温度変化などによる波長変動に対して波面劣化が小さい光学素子（ビーム整形素子）を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の第７の構成では、半導体レーザーからの光を光学素子でビーム整形し、カップリングレンズで略平行光にした後、その光を対物レンズで光記録媒体に集光する光ピックアップにおいて、光学素子として、第１〜６のいずれか一つの構成の光学素子を用いてビーム整形し、さらに色消し作用をもつ光学素子を使用することにより、再生・記録の切換え時や、環境温度変化などによる波長変動に対して波面劣化が小さく、スポット性能の劣化しない光ピックアップを実現することができる。
【００１７】
さらに、本発明の第８の構成では、半導体レーザーとカップリングレンズの間において、アナモルフィックレンズの位置を光軸方向に調整することで、光ピックアップの非点収差を抑えることができると同時に、アナモルフィックレンズの加工精度を緩和し、その製造を簡易にすることができる。
また、本発明の第９の構成では、発光点とアナモルフィックレンズの位置関係を調整し、さらにそれを一体化したユニットををカップリングレンズに対して位置調整することで、光ピックアップで生じる波面収差を十分抑えこむことが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明の第１０の構成では、光ディスクドライブ装置に搭載する光ピックアップに、第１〜６のいずれか一つの構成の光学素子を搭載したビーム整形機能に加え、色消し効果を持つ光学素子を使用した光ピックアップを用いることで、再生・記録の切換え時や、環境温度変化などによる波長変動に対して、スポット性能が劣化せず、性能の安定した記録・再生を行うことができる光ディスクドライブ装置を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
まず、第１，２，３，４，６の構成の実施例について説明する。
図１は本発明のアナモルフィックレンズ３を用いたビーム整形光学系の実施例を示す図であって、（ａ）がビーム整形光学系の半導体レーザーチップの接合面（活性層）に平行な断面図（ＸＺ断面）、（ｂ）がビーム整形光学系の半導体レーザーチップの接合面（活性層）に直交な断面図（ＹＺ断面）である。半導体レーザー１を出射した光は、活性層に平行な方向（ＸＺ断面）の放射角が、活性層に垂直な方向（ＹＺ断面）の放射角よりも狭い楕円型の放射光である。その放射光は、ガラス基板２（例えば後述するホログラム素子等の基板）を透過し、アナモルフィックレンズ３を通り、活性層に平行な方向（ＸＺ断面）の放射角と活性層に垂直な方向（ＹＺ断面）の放射角が略等しい円形の放射光にビーム整形される。この放射光は、１以上のレンズ等で構成されるカップリングレンズ（図示の例では複数のレンズと開口で構成されたカップリングレンズ）４を透過し、平行光にされる。
【００２１】
本実施例ではアナモルフィックレンズ３は、２種類の硝材３−１、３−２を用い、それを一体的に貼り合わせている。ここで、図１２に示した従来の１種類の材料からなるアナモルフィックレンズ１２０と、図１に示す本実施例の２種類の硝材３−１、３−２から構成されるアナモルフィックレンズ３の波長変動に対する波面収差を図２に示す。図２の横軸は設計中心波長からの波長変動分を示し、縦軸はその時の波面収差を示す。図２から明らかなように、複数の硝材でアナモルフィックレンズを構成することにより、色消し作用を持たせることができ、波長変動による波面収差の劣化を抑えることができる。また、このようなビーム整形レンズは、以下の条件式１、条件式２を満たすことで、実現できる。
【００２２】
【数１】
2005134736.tif 000003
【００２３】
ここで、ｆ１ｘ、ｆ１ｙ、ν１は硝材３−１のレンズ部分のｘ方向焦点距離、ｙ方向焦点距離、分散を示し、ｆ２ｘ、ｆ２ｙ、ν２は硝材３−２のレンズ部分のｘ方向焦点距離、ｙ方向焦点距離、分散を示し、ｆＣＬ、νＣＬはカップリングレンズ４の焦点距離、分散を示している。
条件式１は、色消し作用を持たせる条件であり、式の左辺と中辺が一致することで、波長変動による非点収差の発生を抑え、それぞれの辺を０に近づけることで、波長変動による波面収差劣化そのものを抑えることが可能になる。
条件式２は、ビーム整形の整形倍率Ｍを規定する条件である。
尚、本実施例では、ｆ１ｙ≒ｆ２ｙ≒∞  としたので、簡易的に以下の条件式３、条件式４で置き換えることも可能である。
【００２４】
【数２】
2005134736.tif 000004
【００２５】
下記の表１に本実施例の２種類の硝材からなるのアナモルフィックレンズ３の具体的なレンズデータの一例を示す。ここで、表中のＡＡＳとは上記アナモルフィックレンズの面形状のアナモルフィック面を示し、下記の式で表される。また、表中に記載のＥは「×１０のべき乗」を表しており、例えば、Ｅ−０４は、「×１０−０４」である。また、表中の面番号０は無限遠（INFINITY）にある物体面であり、面番号１〜１３は、図１のカップリングレンズ４の出射面側から見た面の順番であり、図中に示した面ｓ１〜ｓ１３に対応している。尚、ｓ１はアパーチャ等の開口面、ｓ２〜ｓ６はカップリングレンズ４のレンズ面、ｓ８〜ｓ１０はアナモルフィックレンズ３のアナモルフィック面、ｓ１１、ｓ１２はガラス基板２の面、ｓ１３は半導体レーザー１の出射面である。
【００２６】
（アナモルフィック面）
Ｚ＝[{(1/RX)・ｘ2+(1/RY)ｙ2}／{1+√{1-(1+KX)・(1/RX)2・ｘ2-(1+KY)・(1/RY)2・ｙ2}}]
＋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
Ｚ：Ｚ軸に対して平行な面のサグ．
RX，RY：Ｘ方向とＹ方向の曲率半径．
KX，KY：Ｘ方向とＹ方向の円錐係数．
AR，BR，CR，DR：円錐から４次、６次、８次、１０次の変形した回転対称部を表す．
AP，BP，CP，DP：円錐から４次、６次、８次、１０次の変形した非回転対称部を表す．
【００２７】
【表１】
2005134736.tif 000005
【００２８】
本発明のアナモルフィックレンズ３の構成硝材、レンズ面形状及びレンズデータより明らかなように、本実施例のアナモルフィックレンズ３は、材料の異なる２個のレンズ３−１、３−２で構成され、その貼り合せ面はシリンダー面になっている。貼り合せ面をシリンダー面にすることで、波長変動による非点収差をより効果的に抑えることができる。また、アナモルフィックレンズ３は、半導体レーザー１側から見て、活性層に平行な方向の曲率が第１面と最終面で負になっている。これにより、ビームが活性層に平行な方向で拡大される。但し、表１はカップリングレンズ４側から見ているので、活性層に平行な方向の曲率半径RXが正で標記されている。
また、本実施例のアナモルフィックレンズ３では、半導体レーザー１の光が入射する側の材料（硝材）のアッベ数ν１は、ν１＝４４．７であり、半導体レーザー１の光が出射する側の材料（硝材）のアッベ数ν２は、ν２＝５３．３であるので、ν１＜ν２である。
【００２９】
（実施例２）
次に第５の構成の実施例について説明する。
図３は本発明のアナモルフィックレンズ３を用いたビーム整形光学系の実施例を示す図であって、（ａ）がビーム整形光学系の半導体レーザーチップの接合面（活性層）に平行な断面図（ＸＺ断面）、（ｂ）がビーム整形光学系の半導体レーザーチップの接合面（活性層）に直交な断面図（ＹＺ断面）である。
半導体レーザー１を出射した光は、活性層に平行な方向（ＸＺ断面）の放射角が、活性層に垂直な方向（ＹＺ断面）の放射角よりも狭い楕円型の放射光である。その放射光は、ガラス基板２を透過し、アナモルフィックレンズ３を通り、活性層に平行な方向（ＸＺ断面）の放射角と活性層に垂直な方向（ＹＺ断面）の放射角が略等しい円形の放射光にビーム整形される。この放射光は、カップリングレンズ４を透過し、平行光にされる。
【００３０】
本実施例では、ビーム整形光学系の基本的な構成は実施例１と同様であるが、カップリングレンズ４の球面上の曲率をアナモルフィックレンズ３に分散させることで、カップリングレンズ４のレンズ枚数を削減している。このため、アナモルフィックレンズ３のＹ方向の焦点距離ｆ１ｙ、ｆ２ｙは、有限の値をとり、アナモルフィックレンズ３の活性層に垂直な方向の曲率も第１面と最終面で負になっている。
このようなビーム整形レンズも、前述の条件式１及び条件式２を満たすことで、実現することができる。下記の表２に本実施例の２種類の硝材からなるアナモルフィックレンズの具体的なレンズデータの一例を示す。ここで、実施例１と同様に、表中のＡＡＳは上記アナモルフィックレンズの面形状のアナモルフィック面を示し、前述の式で表される。また、表中に記載のＥも前述したように「×１０のべき乗」を表している。また、表中の面番号０は無限遠（INFINITY）にある物体面であり、面番号１〜１０は、図３のカップリングレンズ４の出射面側から見た面の順番であり、図中に示した面ｓ１〜ｓ１０に対応している。尚、ｓ１はアパーチャ等の開口面、ｓ２〜ｓ４はカップリングレンズ４のレンズ面、ｓ５〜ｓ７はアナモルフィックレンズ３のアナモルフィック面、ｓ８、ｓ９はガラス基板２の面、ｓ１０は半導体レーザー１の出射面である。
【００３１】
【表２】
2005134736.tif 000006
【００３２】
（実施例３）
次に第７〜９の構成の実施例について説明する。
本発明の第１〜６の構成のアナモルフィックレンズ３を光ピックアップに搭載した例を図４に示す。図４において、（ａ）は半導体レーザーの活性層に平行な方向の光ピックアップの断面図、（ｂ）は半導体レーザーの活性層に垂直な方向の光ピックアップの断面図である。この光ピックアップは、半導体レーザー１、ホログラム素子２、ビーム整形レンズ３、カップリングレンズ４、偏向ミラー５、対物レンズ６、信号検出用受光素子７を備えており、これらの構成部材は図示しない光学系ハウジングに搭載されている。また、図示していないが、対物レンズ６はトラッキング用及びフォーカシング用のアクチュエータに支持されており、該アクチュエータにより光軸方向及び、光軸と光ディスク８のトラックに対して直交する方向に移動されてトラッキング及びフォーカシング制御が行われるように構成されている。また、図４に図示したビーム整形レンズ３は、第１〜６の構成のいずれかに示すアナモルフィックレンズと同様の構成であり、例えば図１（または図３）に示すように、このアナモルフィックレンズ３は、２種類の硝材３−１、３−２を用い、それを一体的に貼り合わせた構成となっている。
【００３３】
図４に示す構成の光ピックアップにおいては、半導体レーザー１から出射した放射光はホログラム素子２を透過しアナモルフィックレンズ３でビーム整形され、カップリングレンズ４で平行光にされ、偏向プリズム５で反射し、対物レンズ６により光ディスク８の記録面上に微小スポットとして集光される。そして、光ディスク８を反射した光は、対物レンズ６で再び平行光にされ、カップリングレンズ４で収束光にされ、アナモルフィックレンズ３を通りホログラム素子２で回折され、信号検出用の受光素子７に入射する。そして信号検出用の受光素子７の出力信号から、情報信号、サーボ信号（フォーカス制御信号、トラック制御信号）を生成する。
【００３４】
アナモルフィックレンズ３は、レンズの厚さや、半導体レーザー１の活性層に平行な方向（図１のＸ方向）の曲率半径や垂直な方向（図１のＹ方向）の曲率半径にずれが生じると、半導体レーザー１の活性層に平行な方向の焦点距離ｆｘと垂直な方向の焦点距離ｆｘに差が生じて非点収差が生じることになる。
そこで、このような場合には、非点収差を調整する構成として、図５に示すように、半導体レーザー１とカップリングレンズ４の間において、アナモルフィックレンズ３を光軸方向（図中の矢印Ｚ方向）に動かすことで、非点収差を補正することができる。
【００３５】
図６は、アナモルフィックレンズ３に厚さずれがあった場合に、光軸方向に位置調整をした時の波面収差の改善具合を表している。図１３に示す従来のアナモルフィックレンズ１１１では、光軸方向にレンズを動かしても、波面収差は変わらないが、本実施例のアナモルフィックレンズ３は、図５に示すように光軸方向（図中の矢印Ｚ方向）にアナモルフィックレンズ３を動かすことで、波面収差が十分低減されている。
【００３６】
また、対物レンズ６は、一般的にそれに入射する光の角度（画角）がずれると波面収差が悪化する。このため、ほとんどの光ピックアップでは、対物レンズに入射する光束の角度を、半導体レーザーの発光点とカップリングレンズの中心の位置関係を光軸に垂直な面内で微小に動かして調整している。図１３に示す従来例の場合、そのような調整を行うと、アナモルフィックレンズにおいてコマ収差が発生してしまい、ディスク面のスポットが片側に歪むという不具合があった。これに対して、本発明によるアナモルフィックレンズ３の構成では、ビーム整形用のレンズ部とビーム平行化用のレンズ部の面構成を分けたことにより、コマ収差が最小になるように発光点とアナモルフィックレンズ３の位置関係を光軸に垂直な面内で調整・固定し、その固定されたユニットをカップリングレンズ４に対して光軸に垂直な面内で調整することで、対物レンズ６に入射する光束の画角を調整することができる。
【００３７】
（実施例４）
次に第１０の構成の実施例について説明する。
図７は本発明に係る光ディスクドライブ装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図中の符号８は光ディスク、１０は本発明の第７〜９の構成（例えば図４、図５に示す構成）の光ピックアップ、１１は信号演算回路、１２はアクチュエータコントローラ、１３はアクチュエータドライバ、１４はレーザーコントローラ、１５はレーザードライバ、１６はスピンドルコントローラ、１７はスピンドルドライバ、１８は光ディスクを回転するスピンドルモータである。
図７に示す構成の光ディスクドライブ装置においては、本発明の第７〜９の構成（例えば図４、図５に示す構成）の光ピックアップ１０を備え、その光ピックアップ１０の信号検出用受光素子７の出力を信号演算回路２６で受けて、情報信号、サーボ信号を生成し、サーボ信号は、アクチュエータコントローラ１２、アクチュエータドライバ１３にフィードバックされて対物レンズのアクチュエータが駆動され、フォーカシング制御及び、トラッキング制御が行われる。
【００３８】
本実施例の光ディスクドライブ装置では、光ピックアップ１０のビーム整形用レンズとして、実施例１または実施例２に示した構成のアナモルフィックレンズを用いたことにより、波長変動による波面劣化を抑えることができるので、スポット性能の劣化を防止することができる。従って、光ディスクドライブでの再生・記録の切り換え時や、環境温度変化などによる半導体レーザーの波長変動が発生しても、スポット性能が劣化せず、安定した記録・再生動作を確保することができ、さらに製造に適した光ディスクドライブ装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の光学素子では、アナモルフィックレンズを複数の材料からなるレンズで一体的に構成し、アナモルフィックレンズの接合面をシリンドリカル面で構成したことにより、ビーム整形機能に加えて、色消し作用を持たせることができるので、環境温度変化などによる波長変動に対して波面劣化が小さい光学素子（ビーム整形素子）を実現することができる。従って、本発明の光学素子は、実施例３，４で説明したように、光ディスクドライブ装置の光ピックアップに好適に用いることができる。また、本発明の光学素子は、デジタル複写機、レーザープリンタ、レーザープロッタ、レーザーファクシミリ等の画像形成装置の書き込み用レーザー走査光学系にも好適に用いることができる。そして、レーザー走査光学系において、半導体レーザーからの光を略平行光にするビーム整形用コリメートレンズとして用いた場合には、像担持体上を走査する光スポットの波長変動による劣化を抑えることができ、スポット性能の安定した画像書き込みを行うことができ、画像品質の良好な画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光学素子を用いたビーム整形光学系の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】本発明の２種類の材料からなるアナモルフィックレンズと、従来の１種類の材料からなるアナモルフィックレンズの波長変動に対する波面収差の値を示す図である。
【図３】本発明の光学素子を用いたビーム整形光学系の別の実施例を示す構成説明図である。
【図４】本発明の光学素子を用いた光ピックアップの一実施例を示す構成説明図である。
【図５】図４に示す光ピックアップにおいて、非点収差を調整する際の一実施例を示す構成説明図である。
【図６】図５に示す光ピックアップにおいて、本発明と従来のアナモルフィックレンズを用い、アナモルフィックレンズに厚さずれがあった場合に、光軸方向に位置調整をした時の波面収差の改善効果を示す図である。
【図７】本発明に係る光ディスクドライブ装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図８】従来の光ディスクドライブの光ピックアップ光学系の一例を示す図である。
【図９】半導体レーザーの発光分布（出射角と強度の関係）を示す図である。
【図１０】光ディスク上に集光された楕円スポットの長軸方向がトラックと直交した状態を示す図である。
【図１１】光ディスク上に集光された楕円スポットの長軸方向がトラックと平行な状態を示す図である。
【図１２】従来のビーム整形光学系の一例を示す図である。
【図１３】従来のビーム整形光学系の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：半導体レーザー
２：ガラス基板（ホログラム素子）
３：アナモルフィックレンズ
４：カップリングレンズ
５：偏向ミラー
６：対物レンズ
７：信号検出用受光素子
８：光ディスク（光記録媒体）
１０：光ピックアップ
１１：信号演算回路
１２：アクチュエータコントローラ
１３：アクチュエータドライバ
１４：レーザーコントローラ
１５：レーザードライバ
１６：スピンドルコントローラ
１７：スピンドルドライバ
１８：スピンドルモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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