JPH0453284B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0453284B2 JPH0453284B2 JP60039225A JP3922585A JPH0453284B2 JP H0453284 B2 JPH0453284 B2 JP H0453284B2 JP 60039225 A JP60039225 A JP 60039225A JP 3922585 A JP3922585 A JP 3922585A JP H0453284 B2 JPH0453284 B2 JP H0453284B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- curvature
- objective lens
- object side
- radius
- 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
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- Lenses (AREA)
Description
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
適した光情報記録媒体の記録再生用対物レンズに
関する。
ズ、特にトラツキングのために直接駆動されるに
適した光情報記録媒体の記録再生用対物レンズに
関する。
【従来の技術】
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析限度
内に押さ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
ズの取り付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。
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析限度
内に押さ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
ズの取り付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。
この発明は、１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、光デイスク
用対物レンズに必要な視野を持つ、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。
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、光デイスク
用対物レンズに必要な視野を持つ、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。
上記目的は、本発明の物体側に強い曲率を有す
る面を向けた両凸レンズであつて、物体側の面が
非球面であり、 0.47＜r1／nf＜0.49 1.54＜ｎ＜1.70 0.05＜（ｎ−１）3／（NA）4 Δ1／ｆ＜0.15 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。 の各条件を満たすことを特徴とする光情報記録媒
体の記録再生用対物レンズによつて達成される。
る面を向けた両凸レンズであつて、物体側の面が
非球面であり、 0.47＜r1／nf＜0.49 1.54＜ｎ＜1.70 0.05＜（ｎ−１）3／（NA）4 Δ1／ｆ＜0.15 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。 の各条件を満たすことを特徴とする光情報記録媒
体の記録再生用対物レンズによつて達成される。
条件(1)は正弦条件を実用上良好と伝えるように
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、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
くらみ、軸外性能が劣化し、視野の狭いレンズと
なつてしまう。また上限を超えると非点収差が大
きくアンダーとなり視野の狭いレンズとなつてし
まう。 条件(3)は物体側の面の有効径（NA・ｆで表さ
れる）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、逆に下限を超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＜1.0 …(4) この上限をこえて大きくなると、非点収差の補
正には有利であるが、作動距離が短くなり、対物
レンズを直接駆動してトラツキングを行う再生用
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。
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、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
くらみ、軸外性能が劣化し、視野の狭いレンズと
なつてしまう。また上限を超えると非点収差が大
きくアンダーとなり視野の狭いレンズとなつてし
まう。 条件(3)は物体側の面の有効径（NA・ｆで表さ
れる）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、逆に下限を超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＜1.0 …(4) この上限をこえて大きくなると、非点収差の補
正には有利であるが、作動距離が短くなり、対物
レンズを直接駆動してトラツキングを行う再生用
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、この発明の対物レンズの実施例を示す。
表中の記号は下記の通りである。
r1：物体側の面の曲率半径
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：カバーガラスの軸上厚（カバーガラスの
780nm波長光に対する屈折率1.51072） Ｍ：倍率 WD：作動距離 また第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、Aiを非球面係数、
Piを非球面のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2 で表されるものとする。 このときΔ1は Δ1＝XSP−XAS ただし
780nm波長光に対する屈折率1.51072） Ｍ：倍率 WD：作動距離 また第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、Aiを非球面係数、
Piを非球面のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2 で表されるものとする。 このときΔ1は Δ1＝XSP−XAS ただし
【表】
【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図及び
第３図に各実施例の収差図を示す通り、諸収差と
も良好に補正されている。 第４図はこの発明の各実施例を焦点距離4.5mm
として実施した場合の像高と波面収差の実効値の
関係を示したもので、はそれぞれ実施例１，
２の関係カーブである。 波面収差の実効値が波長をλとして0.07λ（マレ
シヤルの許容値）以内である最大像高は0.08以上
あり、光デイスク用対物レンズとして十分広い視
野を有することがわかる。 また作動距離も0.4f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う再生用光学系に
利用するに十分である。 この発明によれば、比較的低い屈折率を持つ材
質をレンズ材料に使用できることが明らかになつ
たがこの中にはプラスチツクも含まれる。 プラスチツクを使用すれば、レンズを安価に、
しかも軽量に作ることが可能となり、実用上非常
に有利である。 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以内の制度で
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精度及び曲率半径、レ
ンズの軸上厚、屈折率は容易に測定できる。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図及び
第３図に各実施例の収差図を示す通り、諸収差と
も良好に補正されている。 第４図はこの発明の各実施例を焦点距離4.5mm
として実施した場合の像高と波面収差の実効値の
関係を示したもので、はそれぞれ実施例１，
２の関係カーブである。 波面収差の実効値が波長をλとして0.07λ（マレ
シヤルの許容値）以内である最大像高は0.08以上
あり、光デイスク用対物レンズとして十分広い視
野を有することがわかる。 また作動距離も0.4f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う再生用光学系に
利用するに十分である。 この発明によれば、比較的低い屈折率を持つ材
質をレンズ材料に使用できることが明らかになつ
たがこの中にはプラスチツクも含まれる。 プラスチツクを使用すれば、レンズを安価に、
しかも軽量に作ることが可能となり、実用上非常
に有利である。 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以内の制度で
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精度及び曲率半径、レ
ンズの軸上厚、屈折率は容易に測定できる。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図及び第３図はそれぞれ第１実施例及
び第２実施例の諸収差図である。第４図は各実施
例を焦点距離4.5mmとして実施した場合の像高と
波面収差の実効値との関係を示す。
面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１実施例及
び第２実施例の諸収差図である。第４図は各実施
例を焦点距離4.5mmとして実施した場合の像高と
波面収差の実効値との関係を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体側に強い曲率を有する面を向けた両凸レ
ンズであつて、物体側の面が非球面であり、 0.47＜r1／nf＜0.49 1.54＜ｎ＜1.70 0.05＜（ｎ−１）3Δ1／｛（NA）4ｆ｝＜0.15 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。 の各条件を満たすことを特徴とする光情報記録媒
体の記録再生用対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3922585A JPS61198115A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3922585A JPS61198115A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198115A JPS61198115A (ja) | 1986-09-02 |
| JPH0453284B2 true JPH0453284B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=12547186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3922585A Granted JPS61198115A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198115A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223906A (ja) * | 1989-02-24 | 1990-09-06 | Hoya Corp | 有限系大口径非球面レンズ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868711A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 対物レンズ |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP3922585A patent/JPS61198115A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61198115A (ja) | 1986-09-02 |
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