JPH0313910A - 光記録再生装置用コリメートレンズ - Google Patents

光記録再生装置用コリメートレンズ

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JPH0313910A
JPH0313910A JP1150172A JP15017289A JPH0313910A JP H0313910 A JPH0313910 A JP H0313910A JP 1150172 A JP1150172 A JP 1150172A JP 15017289 A JP15017289 A JP 15017289A JP H0313910 A JPH0313910 A JP H0313910A
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Koichi Maruyama
晃一 丸山
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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] この発明は、光ディスク等の光情報媒体の記録再生用光
学系に用いられるコリメートレンズに関するものである
[従来の技術] 光記録再生装置のコリメートレンズとしては、光源から
の発散光を有効に活用するために開口数が大きく、光学
系全体の小型化を図るために光源からコリメートレンズ
の光束射出側端面までの距離が短いレンズが要求されて
いる。
このような目的のもとに設計されたレンズとして、特開
昭82−245212号公報に記載されたレンズがある
この公報に記載されたレンズは、正レンズからなる第1
群レンズと、正負の貼合わせである第2群レンズとの2
群3枚構成である。そして、第10レンズにおける球面
収差の発生を抑えるために第1121群に屈折率の高い
硝材を用いている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来のコリメートレンズは、小
型化を達成することはできるが色収差補正が不満足であ
る。
媒体として光ディスクを用いる光記録再生装置は、光源
から発する光束をコリメートレンズによってほぼ平行光
束とし、これを対物レンズによってディスク上に集光さ
せる構成をとっており、ディスクの上下動にスポットを
追随させるために対物レンズをディスクに対して離反接
近させるオートフォーカス機構を有している。
このような装置において、コリメートレンズに色収差が
存在すると、例えば半導体レーザーのように出力、温度
等の変化によって発振波長が変化するような光源を用い
ている場合には、オートフォーカス機構が正常に機能し
たとしても、ディスクに対して光束の焦点がズレでしま
う。
焦点ズレのfiPは、コリメートレンズと対物レンズと
によって形成される光源像の結像倍率をm、コリメート
レンズの軸上色収差をδとして、P=(m2・δ)/2 で表される。
前述したように記録を行う装置では光源の光量を有効に
利用するためにコリメートレンズの開口数NAを大きく
する必要があり、必然的に倍1!mも大きくなる。この
ため、上記の色収差に基づく焦点ズレが問題となり、色
収差補正の必要が生じる。
[発明の目的] この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、
開口数が大きく、色収差が補正された全長の短い光記録
再生装置用コリメート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] 請求項1に係る光記録再生装置用コリメートレンズは、
光束の射出側から順に、光束射出側に強い凸面を有して
正のパワーを有する第1レンズと、光束射出側に強い凸
面を有する正の第2レンズ及び光束入射側に強い凹面を
有する負の第3レンズが貼合わされて全体として正のパ
ワーを有する貼合わせレンズとから構成され、第1レン
ズの屈折車重が、r++<1.686・・・■ を満たすことを特徴とする。
第1レンズは、球面収差の発生を抑えた集光レンズとし
て機能しており、このレンズの球面収差が小さい場合に
、全系の球面収差の発生を抑えることができる。
他方、第1レンズの屈折率は、球面収差の低減のみを考
えた場合には高い方が望ましいが、この屈折率の変化に
よる球面収差の変化は第2、第3レンズの貼合わせ面で
補正することが可能である。
従って、第1レンズの硝材は、色収差の補正とレンズの
生産性とを考慮して選択することが有効である。
第1レンズの球面収差が最小となるのは、第1レンズの
屈折率をn+とじて、n+>1.686ではメニスカス
形状の場合、 nI=1.688では凸子形状の場合、
r++<1.686では両凸形状の場合である。
特開昭62−245212号公報のレンズは、第1レン
ズが全ての実施例においてn+>1.688とされてい
るため、第1レンズが全てメニスカスの正レンズである
逆にいえば、■式の条件n+<1.686を満たすこと
により、第1レンズを両凸、あるいは平凸レンズとする
ことができる。
これら3種のレンズをレンズ加工の面から比較すると、
平凸レンズが最も加工が容易であり、メニスカスレンズ
よりは両凸レンズの方が芯取りが容易である。
また、レンズを鏡筒に組み付ける際には、両凸、平凸レ
ンズでは常に研磨面が当て付は而となるためレンズ間隔
等を正確に設定することができるが、メニスカスレンズ
では研磨面で当てつけることが困難な場合があるため、
この場合には正確な位置決めのためにエツジ部分の加工
が必要となる。
更に、第1レンズの屈折率を1.686より小さく設定
することにより、分散の小さい硝材を用いることが可能
となり、第2、第3レンズによる色収差補正の負担を軽
減することができ、総合的な量産性の向上を図ることが
できる。
請求項2は、請求項1の構成において、全系の焦点距離
をf、第1レンズの屈折率をni、貼合わせ面の曲率半
径をr4、第iレンズのアツベ数をy+として、 (ns−nt)〉0.20・・・■ −0,55(f/ra<−0,15・”■(v x−v
 t)>28・・・■ の各条件を満たすことを特徴とする。
第1レンズで発生する球面収差を貼合わせ面で補正する
ため、第2群レンズの負レンズの屈折率を正レンズの屈
折率より高く設定する必要があり、そのための条件式■
を満足しない場合には球面収差補正のために貼合わせ面
の曲率が強くなりすぎる。
条件式■は、結合わせ面に適当な球面収差補正効果を持
たせるための条件である。下限を下回る場合には、3次
の球面収差補正は容易であるが高次の球面収差が残存し
、フルコレクションとした場合に中間輪帯における球面
収差の膨らみが大きくなり、開口数NAを大きくするこ
とができない、上限を越える場合には、球面収差が補正
不足となる。
条件式■は、色収差を補正するための条件である0条件
を満足しない場合には、条件式■の下限を下回るように
r4を設定し、かつ、第2、第3レンズのパワーを強く
しなければ十分な色収差補正をすることができず、高次
の球面収差の発生を抑えることができない。
請求項3は、請求項1の構成において、第1レンズを凸
平レンズとしたことを特徴とする。  r++=1.8
88の近傍では、凸平レンズとすることにより球面収差
を極小とすることができる。
なお、各条件式の数値は、設計基準波長におけるもので
ある。
[実施例コ 以下、この発明に係る光記録再生装置用コリメートレン
ズの実施例を説明する。
各実施例の具体的な数値構成は、以下の表に示すとおり
である。
表中の記号は、HA、が開口数、fは設計基準波長にお
ける焦点距離、Wは半画角、λは設計基準波長、rはレ
ンズ各面の曲率半径、dはレンズ厚若しくは空気間隔、
n^はレンズの設計基準波長における屈折率、y)よレ
ンズのアツベ数、nnはレンズのdライン(fi 艮5
88nm)における屈折率である。
なお、各実施例において第6面と第7面とは、カバーガ
ラスを構成している。
第1.3,5.7図は各実施例のレンズ断面図、第2,
426.8図はその収差図である。
(以下余白) [第1実施例] NA、=0.30  f=7.oo  W=1.6° 
λ=830nmd        n^       
 V      nal   5.926 1.230
 1.56283 71.3 1.569072 −5
2.128 0.050 3  3.867 1.400 1.562B3 71
.3 1.569074 −18.088 1.000
 1.82154 23.8 1.846665  5
.551 3゜897 6  ω   0.250 1.50974 64.1
 1.516337o。
条件式■n+=1.56283 ■n3−n2=0.2587 ■f/ra=−0,387 ■V 3−V 2:47.5 【第2実施例J NA、=0.3Of=7.0I   W=1.7”  
 λ=670nm1r       d      n
)Lv      n41   6.000   1.
230  1.81455  63.4  1.618
002−105.190  0.070 3   3.894  1.400  1.58826
 71.3  1.569074  −21.700 
  1.400  1.83486 23.8  1.
846665   4.875   3.493 6   ■     0.250  1.51344 
 64.1  1.516337    (1) 条件式■r++=1.81455 ■na−n2=0.2686 ■f#Jニー0.323 ■V 3−72”41.5 〔第3実施例j NA、=0.3Of=7.oo  W=1.6° λ=
670nm1r     d    nλ   y  
  n41  5.302  1.300 1.566
26 71.3 1.569072 −39.613 
0.080 3  3.61?   1.400 1.51344 
64.1 1.516334 −14.206 1.4
00 1.83486 23.8 1.846665 
 4.604 3.300 6  (1)   0.250 1.!>1344 6
4.1 1.516337     c。
条件式■n1=1.56907 ■n3−nz=0.3214 ■f/r4ニー0.493 ■v 3−y 2=30.3 [第4実施例1 !lA、=0.3o  f=7.oI  W=1.6°
 ^=532nmlr     d    nλ   
Vn−18,7001,3001,6212463,4
1,618002(X)    0.070 3  4.080  1.400 1.57172 7
1.3 1.569074 −38.421  1.3
00 1.85842 23.8 1.846665 
 6.667 3.838 6   cc+    0.250 1.51900 
64.1 1.516337    ω 条件式■r++=1.62124 ■n5−na:0.2867 ■f/r4ニー0.182 ■V z−V 2:47.5 [効果] 以上説明したように、この発明に係る光記録再生装置用
コリメートレンズによれば間口数が大きく小型でありな
がら、色収差を十分に補正することができ、光源の発振
波長が変化した場合にも焦点ズレを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明に係る光記録再生装置用コリメートレ
ンズの実施例を示したものであり、第1図、第3図、第
5図、第7図は第1〜第4実施例のレンズ断面図、第2
図、第4図、第6図、第8図は各実施例の収差図である
。 第 1 図 第3 z 嘉2 ! 男4 図 王家αb状戸艶 正弦デ艷イ1; 色収差 非寿:LIX羨 抹面収茂 正弘条イ牛 色収差 井点状慶 第 5 ・2 36 諺 球面収差 正弧条件 白四ヌ差 非点収差 +  μ―   警フ 弔 l  − 第 図 球面1.!7差 正弘粂イ午 白状差 1F点リヌ差

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光束の射出側から順に、光束射出側に強い凸面を
    有して正のパワーを有する第1レンズと、光束射出側に
    強い凸面を有する正の第2レンズ及び光束入射側に強い
    凹面を有する負の第3レンズが貼合わされて全体として
    正のパワーを有する貼合わせレンズとから構成され、前
    記第1レンズの屈折率n_1が、n_1<1.686 を満たすことを特徴とする光記録再生装置用コリメート
    レンズ。
  2. (2)全系の焦点距離をf、第iレンズの届折率をn_
    i、貼合わせ面の曲率半径をにr_4、第iレンズのア
    ッベ数をv_iとして、 (n_3−n_2)>0.20 −0.55<f/r_4<−0.15 (v_3−v_2)>28 の各条件を満たすことを特徴とする請求項1記載の光記
    録再生装置用コリメートレンズ。(3)前記第1レンズ
    が凸平レンズであることを特徴とする請求項1記載の光
    記録再生装置用コリメートレンズ。
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