(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
次式を満たすことを特徴とするカップリングレンズ。
｜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：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
【請求項２】
ｄλ／ｄｔ＝２×１０-7である請求項１に記載のカップリングレンズ。
【請求項３】
ｄλ／ｄｔ＝５*１０-8である請求項１に記載のカップリングレンズ。
【請求項４】
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請求項１，２または３に記載のカップリングレンズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のカップリングレンズを有する光ピックアップ装置。
【請求項６】
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、
次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
｜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：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：温度変動に対する光源の波長変化の割合
【請求項７】
次式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
(ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１９λ
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
【請求項８】
次式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
(ＮＡｏ・(１−ｍｏ))4・(ｆｏ2／ｆｃ)・│ｃ１＋（ｃ２−ｃ１）・φＤ／φＣｌ＜０．０１０λ
【請求項９】
次式を満たすことを特徴とする請求項６，７または８に記載の光ピックアップ装置。
λ＜０．０００６８ｍｍ
【請求項１０】
次式を満たすことを特徴とする請求項６，７または８に記載の光ピックアップ装置。
λ＜０．０００４５ｍｍ
【請求項１１】
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半導体レーザコリメート装置。
｜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
【発明の詳細な説明】
【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】
0004576651.tif 000002
【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】
0004576651.tif 000003
【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】
0004576651.tif 000004
【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】
0004576651.tif 000005
【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
【図１】
0004576651.tif 000006
【図２】
0004576651.tif 000007
【図３】
0004576651.tif 000008
【図４】
0004576651.tif 000009
【図５】
0004576651.tif 000010
【図６】
0004576651.tif 000011
【図７】
0004576651.tif 000012