JPH0312618A - 光情報記録再生用対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、半導体レーザを光源とした光ディスク（高密
度情報記録媒体）等に用いられる光情報記録再生用対物
レンズに関するものである。

「従来の技術」 光ディスクに記録された高密度の情報の１１５“２み取
りなどに使用されるレンズは、高密度の（ｉ号を検出し
なくてはならないので、その分解能は１μ私１度が要求
される。

加えて、光源として半導体レーザを使用しながら、更に
情報の書き込み等をも行おうとする場合には、対物レン
ズの開口数（Ｎ、Ａ、）　　は、０．５から０．６程度
が必要かつ最適である。

また、対物レンズは、フォーカシングやトラッキングの
ために高速で動かす必要があるので、軽量かつ小型であ
ることが望ましい上、ディスクと対物レンズの接触を避
けるために、作動距離（対物レンズとディスク面間の距
離）もある程度大きく取ることが必要とされる。

更に、半導体レーザは、温度などの外部環境によりモー
ドホップを起し、発振波長が急激に変動するという特性
があるため、光学系が色収差を持っている場合には、焦
点移動が起り、その量は要求される精度によっては無視
できないつ従って１発振波長が急激に変化しても要求さ
れる精度内に納まるよう色収差の補正が必要となる。

かかる色収差の補正を考慮したものとしては、従来より
４群４枚構成のものが知られている。

（例えば特開昭６０−１２２９１５号等）一方、小型・
軽量をねらったものとして、特開昭６２−２８６００号
において、ガラスレンズ２枚を貼り合わせ、その１面も
しくは２面に非球面を使用した対物レンズが知られてい
る。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、４群４枚構成ものは小型・軽量とは言い
難く、コスト的にも近年のニーズにマツチしないと言う
課題がある。

また、特開昭６２−２８６００号は、小型・軽量と言う
点では改善されているものの、十分な色補正がされてい
るとは言えず、読み取りから書き込みに変わる場合など
、急激な波長変動が起った場合には、エラーが起る可能
性が高いと言う課題がある。

本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、要求される
性能を満足しつつ、コンパクトで製作容易な、しかも光
源の波長変動にも対応するために十分色収差補正された
光情報記録再生用対物レンズを提供することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 本発明の光情報記録再生用対物レンズは、両凸正レンズ
とメニスカス負レンズとを貼り合わせた１群２枚構成レ
ンズであって、正レンズの貼り合わされていない面のみ
を非球面とし、かつ以下の条件を満足することを特徴と
する。

（１）　２．８　＜　ｆ　＜４．０　（ｍｍ）（２）　
　（ｎ工＋ｎｚ）　／　２　＞　１．８１（３）シ□−
シ２〉　２０ （４）　０．４５　＜　ｄ１／ｆ　＜　０．６０（５）
　０．１０　＜　ｄ２／ｆ　＜　０．２４ただし、 ｆ：全系の合成焦点距離 ｎよ：正レンズのｄｆｉの屈折率 ｎ２：負レンズのｄ線の屈折率 シ□：正レンズのアツベ数 ν２：負レンズのアツベ数 ｄｌ：正レンズのレンズ厚 ｄ２：負レンズのレンズ厚 「作用」 １群２枚構成のこの種の対物レンズにおいて、諸収差を
より良くするためには、第１面、第３面とも非球面とす
ることも考えられるが、製作の容易さ及びコストを考え
合わせると、第１面のみ非球面とする方が好ましい。

本発明では、高屈折率のガラスを２枚貼り合わせて色収
差の補正を行っている。

条件（１）は全系の焦点距離を規定し色収差が補正され
るための条件である。従来から、２枚のレンズの貼り合
わせて色収差を補正することば行われているが、現在使
用されているガラスでは、光ディスクに使用される７８
０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度の長い波長に対して、２枚の貼
り合わせでＮ、Ａ、の大きな（０，４以上）レンズとし
た場合、レンズのコバが不足するため、色収差補正を完
全に行うことは不可能であり、補正不足の色収差が残っ
てしまう。レンズの色収差は硝材、形状を同じものとす
れば、焦点距離に比列するため、対物レンズの焦点距離
を短くすることは残存色収差を小さくするのに非常に適
した手段である。光デイスク上に集光する光束の色収差
は、対物レンズの持つ色収差とディスクの持つ色収差と
を合成したものとなる。

一般に、可視光から近赤外の範囲の対物レンズ（正レン
ズ）では、色補正が不足の場合、長波長の光線の方が短
波長の光線に比べてバックフォーカスが長くなる。これ
を正の色収差とすると、ディスクのような平行平面板は
、対物レンズのｉＥの色収差に対して、 ｎ　　　　　　　　　　　　ｎ ただし、 ｎ　：基準波長での屈折率 ｎ′　：変化した波長での屈折率 ｔ　：ディスク厚 で表わされるような負の色収差を持っている。条件（１
）の上限を越える場合、ディスクの色補正効果、バック
フォーカスずれの許容を考慮しても残存色収差が過大と
なってしまう。一方、光デイスク用対物レンズは、フォ
ーカシングのために光軸方向へ可動できる機構に取付け
られるが、対物レンズがディスク面に接触する事故を防
ぐために、ある程度の間隔が必要である。条件（１）の
下限を越え焦点距離が短い場合、十分な作動距離（ワー
キングデイスタンス）を確保することが困難である。

条件（２）は、各硝材におけるｄ線の屈折率の平均が１
．８１以上になることを示している。高屈折率ガラスを
使用しない場合、作動距離を確保するために、負レンズ
の貼り合わせをしない面の曲率半径を負の小さな値とし
なければならず、その場合、正弦条件をｉ２１足するこ
とが困難になり、コマ収差が大きくなってしまう。

条件（３）は、色収差を補正するための条件であり、こ
の条件（３）を外れた場合１色収差は補正不足となる。

条件（４）は、正レンズのコバの確保と作動距離のため
の条件である。下限を越える場合、正レンズは十分なＮ
、Ａ、を持つレンズとするとコバが不足となり、加工が
困難となり、逆に上限を越える場合は、作動距離が不足
となる。

条件（５）は、負レンズの加工条件と作動距離のための
条件である。下限を越えると、肉厚不足からレンズの面
精度が出なくなり、性能が劣下する。上限を越える場合
は、条件（４）と同様に作動距離不足となる。

「実施例」 以下、本発明の実施例を示す。ここでＦＮＯはＦナンバ
ー　ｆは焦点距離、ωは半画角、ｒはレンズ各面の曲率
半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎは各レンズの
ｄ線の屈折率、νは各レンズのアツベ数、ｎ　７１１１
１は各レンズの波長７８０ｒ＋ｍにおける屈折率である
。

尚、非球面形状は一般的な で表わされる。

ただし、 Ｘ：光軸からＹの高さの点における非球面頂点の接平面
からの距離 Ｙ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲率（１／ｒ） Ｋ：円錐係数 〔実施例１〕 ＦＮｏ＝　１　　：　１．０　　　。

面Ｎα　　ｒ　　　　ｄ １　　　２．７２５　　１．６９ ２　　−３．０３２　　０．６８ ３−１２．１０７　　１．３１ ４　　　００　　　　１．２０ ５　　　　　ｏ。

第１面非球面 Ｋ　＝−０，４１９４０ Ａ　４＝−０，６７４４４Ｘ　１０−”Ａ、　＝０．２
１９７８　Ｘ　１０””Ａ、　＝−０，５４８５６Ｘ　
１０’″４Ａ工。＝　０．１５１５８　ｘ　１０−’（
１）　ｆ＝３．３０ （２）（ｎ、＋　ｎ、）　／　２　＝１．８５４６８（
３）シ１−シ２工２９．１ （４）　ｄ　、／　ｆ　＝０．５１ （５）　ｄ、／ｆ＝０．２１ １．５１６３３ ｆ＝３．３Ｏ １，７８６５０ １，９２２８６ ω＝１．３ ν　　　　　ｎ　ｔｓ。

５０．０　１．７７５９４ ２０．９　　１．８９６２４ ６４．１　１．５１０７２ 〔実施例２〕 ｆ＝２．８゜ １．７８６５０ １．９２２８６ ＦＮＯ＝　ｌ　　：　１．０ 面Ｎｎ　　ｒ　　　　ｄ １　　　２．３５６　　１．４２ ２　　−２．６００　　０．５７ ３　　−９．３６５　　１．０５ ４　　　　０）　　　　　１．２０ ５　　　　ω 第１前非球面 Ｋ　＝−０，３７６００ Ａ、）＝−０，Ｌ６４３０　Ｘ　ＩＱ−”Ａ、　＝−０
，１２２３０Ｘ　１Ｏ−３Ａ、＝−０，１２１４０Ｘｌ
Ｏ−’ Ａ　１．　＝　０．４６３９０　Ｘ　１０−’（１）　
ｆ＝３．３０ （２）　（ｎ　ｚ　＋　ｎ　＝）　／　２　＝　１．８
５４６８（３）シュー乍、＝２８．７ （４）　ｄ　１／　ｆ　＝０．４３ （５）　ｄ２／ｆ＝ｏ、Ｌ７ １．５８５４７　　２９．９ ω＝１．Ｏ ７８０ ５０，０１，７７５！］４ ２１．３　　１．８９６６５ １．５７３４６ 「発明の効果」 本発明は、接合面が球面である接合ダブレットであり、
非球面を１面のみとしていることから。

公知の色消し対物レンズと比較して安価に精度良く製造
できると共に、前記諸条件を満足して構成することによ
り、諸収差も良好に保てるものである。

特に５色収差補正に対しては、その収差図から明らかな
ように、１ｒ＋ｍの波長変化に伴う焦点位置の変化は０
．０３２７ｚｍ以下であり、十分に色補正されている。

また第５図に本発明の対物レンズの波面収差ｒｍｓ値と
デフォーカス量の関係を示したが、半導体レーザの波長
シフトが５ｎｍ存在したとした時にも、０．００９λ（
ｒｍｓ）程度の収差劣下しがもたらさないことが読み取
れる。

以上説明したように、本発明によれば、小型。

軽量で、半導体レーザの波長シフトに対応できるよう色
収差補正された、良好な性能をもった対物レンズを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の実施例１におけるカバーガ
ラスを含めたレンズ断面図と諸収差図である。 第３図、第４図は、本発明の実施例２におけるカバーガ
ラスを含めたレンズ断面図と諸収差図である。 第５図は、本発明対物レンズの波面収差とデフォーカス
量の関係を示す図である。 ′ｊｉｌｓ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 両凸正レンズとメニスカス負レンズとを貼り合わせた１
   群２枚構成レンズであって、正レンズの貼り合わされて
   いない面のみを非球面とし、かつ以下の条件を満足する
   ことを特徴とする光情報記録再生用対物レンズ。 （１）２．８＜ｆ＜４．０（ｍｍ） （２）（ｎ＿１＋ｎ＿２）／２＞１．８１ （３）ν＿１−ν＿２＞２０ （４）０．４５＜ｄ＿１／ｆ＜０．６０ （５）０．１０＜ｄ＿２／ｆ＜０．２４ ただし、 ｆ：全系の合成焦点距離 ｎ＿１：正レンズのｄ線の屈折率 ｎ＿２：負レンズのｄ線の屈折率 ν＿１：正レンズのアッベ数 ν＿２：負レンズのアッベ数 ｄ＿１：正レンズのレンズ厚 ｄ＿２：負レンズのレンズ厚