JPH0314324B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0314324B2 JPH0314324B2 JP59036145A JP3614584A JPH0314324B2 JP H0314324 B2 JPH0314324 B2 JP H0314324B2 JP 59036145 A JP59036145 A JP 59036145A JP 3614584 A JP3614584 A JP 3614584A JP H0314324 B2 JPH0314324 B2 JP H0314324B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- object side
- curvature
- radius
- objective lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は光デイスク再生光学系用の対物レン
ズ、特にトラツキングのために直接駆動されるに
適した対物レンズに関する。 （従来技術） ビデオデイスクやデジタルオーデイオデイスク
の再生のために用いられる対物レンズは、半導体
レーザーを光源とする場合は、NA0.45〜0.5程度
の大口径を必要とし、しかも軸上収差を回折限界
内に押えなければならない。 これらの再生光学系のうち、対物レンズを直接
に駆動してトラツキングを行なう場合は、対物レ
ンズの光軸を常にデイスク面に垂直に保ち、デイ
スク面に平行に移動させるので、原理上、軸外収
差の補正は不要である。もつとも、光源や対物レ
ンズの取りつけ誤差などによる性能の劣化が少な
いように、ある程度正弦条件を補正しておく必要
は生ずる。 また、対物レンズを直接トラツキングのために
駆動するには、対物レンズはできるだけ小型軽量
であり、しかもデイスクが回転中に面振れをおこ
しても接触しないように作動距離を十分長くしな
ければならない。 このような目的のために、３〜４枚の球面ガラ
スレンズで構成され、焦点距離が４〜５mmで作動
距離が２mm程度のものが実用化されている。しか
し、これはレンズ構成枚数も多く、回折限界性能
が要求されるため製造上多くの困難を伴い、低価
格化にも限界がある。 このため、現状ではビデオデイスクやデジタル
オーデイオデイスクの再生光学系の価格の中で対
物レンズの価格が大きな割合を占めている状況で
あり、コストダウンによつてビデオデイスクやデ
ジタルオーデイオデイスク再生装置の普及を計る
ためには、対物レンズの大幅なコストダウンが要
求されている。 近年、屈折面を非球面化することにより、単レ
ンズにもかかわらず回折限界性能を満足させるこ
とが可能となり、これをビデオデイスクやデジタ
ルオーデイオデイスクの再生用対物レンズに用い
ることが試みられている。さらに、このような単
レンズにおいて、一方の屈折面を球面とすれば、
加工上、測定上、非常に有利となる。 このような対物レンズとして、特開昭58−
17409号、特開昭58−68711号の第１実施例等が知
られている。しかし、これらの公知例はトラツキ
ングはガルバノミラーを振ることによつて行なう
ものであり、要求される収差補正が相違し、作動
距離が短い。また、上記のうち後者は正弦条件の
補正が不十分である。 （発明の目的） この発明は、一面を非球面化することにより、
軸上収差を回折限界内に補正し、しかも正弦条件
も実用上問題のない程度に迄補正した、特にトラ
ツキングのために直接駆動するに適した対物レン
ズを得ようとするものである。 （発明の構成） この発明の対物レンズは、第１図にその断面図
を示すように、物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズもしくは平凸レンズであつて、物体側
の面が非球面であり、 0.38＜r1／nf＜0.48 ……(1) 1.7＜ｎ ……(2) 0.08＜（ｎ−１）3／（NA）4 △1／＜0.12 ……(3) 但し ｆ ：全系の焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 NA：レンズの開口数 Δ1：物体側の面の有効径最周辺における非球
面と、頂点曲率半径r1を有する基準球面と
の光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど
上記非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。 の各条件を満足することを特徴とする。 条件(1)は正弦条件を実用上良好と云えるように
補正するための条件である。上限をこえて大とな
ると正弦条件がオーバーになり、これを補正する
にはレンズ厚を非常に大きくとらなければならな
い。逆に下限をこえて小となれば、正弦条件がア
ンダーになる。 条件(2)は正弦条件の中間輪帯でのふくらみを小
にするための条件である。下限をこえて小となる
と、正弦条件が中間輪帯でアンダー側に大きくふ
くらむ。 条件(3)は物体側の面の有効径（NA・ｆで表わ
される）の最端辺における非球面量を規定する条
件である。上限をこえて大となれば球面収差はオ
ーバーとなり、逆に下限をこえて小となれば球面
収差はアンダーとなる。 さらに、レンズの厚みｄについて、下記の条件
を満足することが望ましい。 0.2＜ｄ／ｆ＜0.75 ……(4) この上限をこえて大となると、非点収差の補正
には有利であるが、作動距離が短かくなり、対物
レンズを直接駆動してトラツキングを行なう再生
用光学系として用いるには不利となる。逆に下限
をこえて小となると、NAが0.45〜0.50のような
大口径では、レンズの端厚が不足して非常に作り
にくいレンズとなつてしまう。 以下、この発明の実施例を示す。 表中の記号は、r1：物体側の曲率半径、r2：像
側の面の曲率半径 ｄ：レンズの軸上厚 ｎ：レ
ンズの屈折率 νd：ｄ線におけるアツベ数 dc：
カバーガラスＣの軸上昇（カバーガラスの780nm
波長光に対する屈折率は1.51072） Ｍ：倍率
WD：作動距離を示す。また、１面の非球面形状
は面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直
交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｋを円錐定
数、A1，A2，A3，A4を非球面係数、P1，P2，
P3，P4を非球面のべき数とするとき φ＝√2＋2 で表わされるものとする。 このとき△1は △1＝XAS−XSP ただし 実施例 １
ズ、特にトラツキングのために直接駆動されるに
適した対物レンズに関する。 （従来技術） ビデオデイスクやデジタルオーデイオデイスク
の再生のために用いられる対物レンズは、半導体
レーザーを光源とする場合は、NA0.45〜0.5程度
の大口径を必要とし、しかも軸上収差を回折限界
内に押えなければならない。 これらの再生光学系のうち、対物レンズを直接
に駆動してトラツキングを行なう場合は、対物レ
ンズの光軸を常にデイスク面に垂直に保ち、デイ
スク面に平行に移動させるので、原理上、軸外収
差の補正は不要である。もつとも、光源や対物レ
ンズの取りつけ誤差などによる性能の劣化が少な
いように、ある程度正弦条件を補正しておく必要
は生ずる。 また、対物レンズを直接トラツキングのために
駆動するには、対物レンズはできるだけ小型軽量
であり、しかもデイスクが回転中に面振れをおこ
しても接触しないように作動距離を十分長くしな
ければならない。 このような目的のために、３〜４枚の球面ガラ
スレンズで構成され、焦点距離が４〜５mmで作動
距離が２mm程度のものが実用化されている。しか
し、これはレンズ構成枚数も多く、回折限界性能
が要求されるため製造上多くの困難を伴い、低価
格化にも限界がある。 このため、現状ではビデオデイスクやデジタル
オーデイオデイスクの再生光学系の価格の中で対
物レンズの価格が大きな割合を占めている状況で
あり、コストダウンによつてビデオデイスクやデ
ジタルオーデイオデイスク再生装置の普及を計る
ためには、対物レンズの大幅なコストダウンが要
求されている。 近年、屈折面を非球面化することにより、単レ
ンズにもかかわらず回折限界性能を満足させるこ
とが可能となり、これをビデオデイスクやデジタ
ルオーデイオデイスクの再生用対物レンズに用い
ることが試みられている。さらに、このような単
レンズにおいて、一方の屈折面を球面とすれば、
加工上、測定上、非常に有利となる。 このような対物レンズとして、特開昭58−
17409号、特開昭58−68711号の第１実施例等が知
られている。しかし、これらの公知例はトラツキ
ングはガルバノミラーを振ることによつて行なう
ものであり、要求される収差補正が相違し、作動
距離が短い。また、上記のうち後者は正弦条件の
補正が不十分である。 （発明の目的） この発明は、一面を非球面化することにより、
軸上収差を回折限界内に補正し、しかも正弦条件
も実用上問題のない程度に迄補正した、特にトラ
ツキングのために直接駆動するに適した対物レン
ズを得ようとするものである。 （発明の構成） この発明の対物レンズは、第１図にその断面図
を示すように、物体側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズもしくは平凸レンズであつて、物体側
の面が非球面であり、 0.38＜r1／nf＜0.48 ……(1) 1.7＜ｎ ……(2) 0.08＜（ｎ−１）3／（NA）4 △1／＜0.12 ……(3) 但し ｆ ：全系の焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 NA：レンズの開口数 Δ1：物体側の面の有効径最周辺における非球
面と、頂点曲率半径r1を有する基準球面と
の光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど
上記非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。 の各条件を満足することを特徴とする。 条件(1)は正弦条件を実用上良好と云えるように
補正するための条件である。上限をこえて大とな
ると正弦条件がオーバーになり、これを補正する
にはレンズ厚を非常に大きくとらなければならな
い。逆に下限をこえて小となれば、正弦条件がア
ンダーになる。 条件(2)は正弦条件の中間輪帯でのふくらみを小
にするための条件である。下限をこえて小となる
と、正弦条件が中間輪帯でアンダー側に大きくふ
くらむ。 条件(3)は物体側の面の有効径（NA・ｆで表わ
される）の最端辺における非球面量を規定する条
件である。上限をこえて大となれば球面収差はオ
ーバーとなり、逆に下限をこえて小となれば球面
収差はアンダーとなる。 さらに、レンズの厚みｄについて、下記の条件
を満足することが望ましい。 0.2＜ｄ／ｆ＜0.75 ……(4) この上限をこえて大となると、非点収差の補正
には有利であるが、作動距離が短かくなり、対物
レンズを直接駆動してトラツキングを行なう再生
用光学系として用いるには不利となる。逆に下限
をこえて小となると、NAが0.45〜0.50のような
大口径では、レンズの端厚が不足して非常に作り
にくいレンズとなつてしまう。 以下、この発明の実施例を示す。 表中の記号は、r1：物体側の曲率半径、r2：像
側の面の曲率半径 ｄ：レンズの軸上厚 ｎ：レ
ンズの屈折率 νd：ｄ線におけるアツベ数 dc：
カバーガラスＣの軸上昇（カバーガラスの780nm
波長光に対する屈折率は1.51072） Ｍ：倍率
WD：作動距離を示す。また、１面の非球面形状
は面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直
交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｋを円錐定
数、A1，A2，A3，A4を非球面係数、P1，P2，
P3，P4を非球面のべき数とするとき φ＝√2＋2 で表わされるものとする。 このとき△1は △1＝XAS−XSP ただし 実施例 １
【表】
実施例 ２
【表】
【表】
実施例 ３
【表】
【表】
実施例 ４
【表】
実施例 ５
【表】
実施例 ６
【表】
【表】
（発明の効果）
この発明のレンズは、第１図に見るように極め
て簡単な構成であるにもかかわらず、第２図ない
し第７図に各実施例の収差図でみるように、カバ
ーグラスＣを含めて球面収差は殆んど完全に補正
され、しかも、正弦条件も従来の３〜４枚構成の
球面ガラスレンズと同程度に迄補正されている。 また、作動距離も0.45f以上と長く、対物レン
ズを直接駆動してトラツキングを行なう再生用光
学系に利用するに十分である。 更に、回折限界性能を有するレンズにおいて
は、非球面の面精度を波長の1/10以内の精度で測
定する必要がある。しかし、このような正弦条件
が良好に補正され、回折限界性能を有し、しかも
１面だけが非球面化された単レンズにおいては、
球面で構成される面の面精度および曲率半径、レ
ンズの軸上厚、屈折率は容易に測定出来る。そし
て、これら諸元が公差内にあるとすると、干渉計
等で測定されたレンズの軸上性能から非球面の面
精度を必要な精度で推定できる。このため、高価
な非球面測定器が不要となる等の顕著な効果を奏
する。
て簡単な構成であるにもかかわらず、第２図ない
し第７図に各実施例の収差図でみるように、カバ
ーグラスＣを含めて球面収差は殆んど完全に補正
され、しかも、正弦条件も従来の３〜４枚構成の
球面ガラスレンズと同程度に迄補正されている。 また、作動距離も0.45f以上と長く、対物レン
ズを直接駆動してトラツキングを行なう再生用光
学系に利用するに十分である。 更に、回折限界性能を有するレンズにおいて
は、非球面の面精度を波長の1/10以内の精度で測
定する必要がある。しかし、このような正弦条件
が良好に補正され、回折限界性能を有し、しかも
１面だけが非球面化された単レンズにおいては、
球面で構成される面の面精度および曲率半径、レ
ンズの軸上厚、屈折率は容易に測定出来る。そし
て、これら諸元が公差内にあるとすると、干渉計
等で測定されたレンズの軸上性能から非球面の面
精度を必要な精度で推定できる。このため、高価
な非球面測定器が不要となる等の顕著な効果を奏
する。
第１図はこの発明の対物レンズの１実施例の断
面図、第２図ないし第７図はそれぞれ第１実施例
ないし第６実施例の諸収差図である。
面図、第２図ないし第７図はそれぞれ第１実施例
ないし第６実施例の諸収差図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ
もしくは平凸レンズであつて、物体側の面が非球
面であり、 0.38＜r1／nf＜0.48 1.7＜ｎ 0.08＜（ｎ−１）3／（NA）4 △1／＜0.12 ただし ｆ ：全系の焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 NA：レンズの開口数 △1：物体側の面の有効径最周辺における非球
面と、頂点曲率半径r1を有する基準球面と
の光軸方向の差で、光軸から遠ざかる程上
記非球面の曲率半径が弱くなる方向を正と
する。 の各条件を満足することを特徴とする光デイスク
用対物レンズ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036145A JPS60181714A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光デイスク用対物レンズ |
| US06/700,760 US4613212A (en) | 1984-02-29 | 1985-02-12 | Objective lens for optical disk |
| GB08503910A GB2155198B (en) | 1984-02-29 | 1985-02-15 | Objective lens for optical disk |
| DE3507117A DE3507117C2 (de) | 1984-02-29 | 1985-02-28 | Objektiv für optische Platten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036145A JPS60181714A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光デイスク用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181714A JPS60181714A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH0314324B2 true JPH0314324B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=12461623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036145A Granted JPS60181714A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光デイスク用対物レンズ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4613212A (ja) |
| JP (1) | JPS60181714A (ja) |
| DE (1) | DE3507117C2 (ja) |
| GB (1) | GB2155198B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61138223A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学式記録再生装置用レンズ |
| US4600276A (en) * | 1984-09-04 | 1986-07-15 | Eastman Kodak Company | Optical disc player lens |
| JPS61215512A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Pioneer Electronic Corp | 光学式情報読取装置の対物レンズ |
| JPS62215916A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Alps Electric Co Ltd | 光学式ピツクアツプ用コリメ−ト光学装置 |
| US4826299A (en) * | 1987-01-30 | 1989-05-02 | Canadian Patents And Development Limited | Linear deiverging lens |
| JPH01136111A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Minolta Camera Co Ltd | 単玉コリメータレンズ |
| US5050970A (en) * | 1987-12-18 | 1991-09-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Lens system for use in optical information device |
| JPH01284816A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 光ピックアップ用対物レンズ |
| JPH0651198A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-25 | Minolta Camera Co Ltd | 単玉平凸非球面コリメータレンズ |
| US6101155A (en) * | 1997-08-14 | 2000-08-08 | Seagate Technology, Inc. | Lens for optical data storage system |
| US6564009B2 (en) * | 1997-05-19 | 2003-05-13 | Sony Corporation | Apparatus for recording and/or reproducing data onto and/or from an optical disk and method thereof |
| JP4130938B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2008-08-13 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光ピックアップ用対物光学系 |
| JP2003337281A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-28 | Minolta Co Ltd | 光ピックアップ用の対物レンズ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB560162A (en) * | 1942-09-18 | 1944-03-22 | Cecil Reginald Burch | Improvements in lenses |
| US2388119A (en) * | 1942-09-18 | 1945-10-30 | Vickers Electrical Co Ltd | Lens |
| FR2271585B1 (ja) * | 1974-05-14 | 1976-10-15 | Philips Nv | |
| JPS5776512A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-13 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Large-aperture aspheric single lens |
| US4426696A (en) * | 1981-01-07 | 1984-01-17 | Digital Recording Corp. | Optical playback apparatus focusing system for producing a prescribed energy distribution along an axial focal zone |
| DE3220408C2 (de) * | 1982-05-29 | 1985-05-15 | Optische Werke G. Rodenstock, 8000 München | Abtastobjektiv |
| JPS5912412A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Minolta Camera Co Ltd | 大口径集光レンズ |
| JPS5926714A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-02-13 | Olympus Optical Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59036145A patent/JPS60181714A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-12 US US06/700,760 patent/US4613212A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-15 GB GB08503910A patent/GB2155198B/en not_active Expired
- 1985-02-28 DE DE3507117A patent/DE3507117C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2155198A (en) | 1985-09-18 |
| GB2155198B (en) | 1987-10-14 |
| US4613212A (en) | 1986-09-23 |
| DE3507117C2 (de) | 1994-02-03 |
| DE3507117A1 (de) | 1985-09-05 |
| JPS60181714A (ja) | 1985-09-17 |
| GB8503910D0 (en) | 1985-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0442650B2 (ja) | ||
| JPH0314324B2 (ja) | ||
| JP2902435B2 (ja) | 光情報記録再生装置用対物レンズ系 | |
| JPH0428282B2 (ja) | ||
| US4484802A (en) | Optical read-out lens system for optically recorded disks | |
| JPH0416763B2 (ja) | ||
| JPH0638130B2 (ja) | 屈折率分布型レンズ | |
| JPH0453285B2 (ja) | ||
| JPH0359407B2 (ja) | ||
| JPH11258497A (ja) | 対物レンズ光学系 | |
| JP2567047B2 (ja) | 非球面単レンズ | |
| JPH0453284B2 (ja) | ||
| JP2727373B2 (ja) | 有限系大口径結像レンズ | |
| JP2842620B2 (ja) | 光記録再生装置用コリメートレンズ | |
| JPH0462564B2 (ja) | ||
| JP2622155B2 (ja) | 非球面単レンズ | |
| JP2511275B2 (ja) | 光情報媒体の記録・再生用光学系 | |
| JPH0362242B2 (ja) | ||
| JP2622160B2 (ja) | 非球面単レンズ | |
| JPS6358310A (ja) | 非球面単レンズ | |
| JPS60172010A (ja) | 光ピツクアツプ用屈折率分布型レンズ | |
| JPS61177409A (ja) | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ | |
| JPS6091317A (ja) | 光デイスク用対物レンズ | |
| JPH01154013A (ja) | 集光レンズ | |
| JPS62215223A (ja) | 光メモリ用集光レンズ |