JPH0462563B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0462563B2 JPH0462563B2 JP60018930A JP1893085A JPH0462563B2 JP H0462563 B2 JPH0462563 B2 JP H0462563B2 JP 60018930 A JP60018930 A JP 60018930A JP 1893085 A JP1893085 A JP 1893085A JP H0462563 B2 JPH0462563 B2 JP H0462563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light source
- source side
- objective lens
- optical
- 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
〔産業上の利用分野〕
この発明は特に光源光を直接光デイスク等の光
情報記録媒体の情報記録面に集光するのに適した
２枚のレンズ構成から成る記録再生用対物レンズ
に関する。 〔従来の技術〕 光デイスク等の情報記録媒体への記録再生装置
に用いられる光学系で、近年最も一般的なもの
は、第８図に示すように、光源４を出た光をコリ
メータレンズ３で平行光にし、対物レンズ２によ
つて情報記録面１に集光させるものである。この
光学系では、光デイスク等の面振れに対しては対
物レンズ２を光軸方向に動かすことによつてフオ
ーカシングを行つている。 この方式は、対物レンズ２を動かしても光学系
の性能が不変であるという長所を持つている反
面、対物レンズ２とコリメータレンズ３と２つの
レンズを必要とするため光学系が高価になるとい
う問題がある。 このことから光学系のコストダウンのため、第
９図、第１０図に示すようにコリメータレンズを
用いず、光源４からの光を対物レンズ２で直接に
情報記録面１に集光する方式が精力的に研究され
つつある。 第９図に示すものは、フオーカシングは対物レ
ンズ２のみの移動で行うが、移動によつて対物レ
ンズ２の開口後、性能が変化するため、あまり結
像倍率を大きくすることが出来ず、基準結像倍率
は−１／40〜−１／８程度であつた。 近年コンパクト・デイスク再生用光学系におい
ては、 (1) 光学系のコンパクト化が要求されること。 (2) コンパクト・デイスクの品質向上によつて、
フオーカシングの可能範囲が狭くても実用上問
題がなくなつてきた。 などの理由によつて上記光学系を見直した結果、
第９図に示す光学系を基準結像倍率−１／４程度
で使用することが可能であることが明らかになつ
てきた。 一方、第１０図に示すものは、光源４と対物レ
ンズ２を含む光学系全体のユニツト５を動かして
フオーカシングを行うものであり、フオーカシン
グのための開口数の変化や性能劣化がないが、ユ
ニツト５をできるだけ軽量にするために、必要な
作動距離を確保しつつ光源４と情報記録面１との
距離を小さくすることが重要となる。このため結
像倍率は−１／６〜−１／２と、第９図に示す光
学系と比較して大きくとる必要がある。 第９図ないし第１０図の光学系の対物レンズと
して使用するのに最適なレンズとしては特開昭59
−86018号公報に記載のものがある。しかし上記
の公知例は４枚構成と高価なものであつた。 また近年レンズの屈折面を非球面化すること
で、球面レンズに固有の球面収差を補正すること
でレンズの構成枚数を減らし、コストダウンを達
成しようとする試みがなされている。 これらのうち２枚構成のものとしては、特開昭
55−45084号公報、特開昭58−219511号公報、特
開昭59−7917号公報、特開昭59−9619号公報、特
開昭59−48724号公報、特開昭59−49512号公報、
特開昭59−49513号公報に記載のものがある。し
かし、これらのレンズは第８図の光学系の対物レ
ンズとして使用するものに考案されたレンズであ
る。 よつて光源と情報記録面との距離が小さい場合
に用いることは困難であり、第９図ないし第１０
図の光学系に使用することが可能な性能のよい対
物レンズを開発することが要請されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、光源と情報記録面との距離が短い
場合に最適に用いられる２枚構成と従来より少な
い構成枚数で、また最小限の非球面を使用した光
デイスク用対物レンズを提供しようとするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、対物レンズの構成を、光源側より
順に、光源側に凸面を向け、正の屈折力を有する
第１レンズと、光源側に凸面を向け正の屈折力を
有する第２レンズより構成され、第２レンズの光
源側とは反対側の面は非球面であつて、下記の条
件 (1) −0.4＜ｆ／r2＜0.06 (2) 0.32＜r3／n2f＜0.5 (3) 1.7f＜f1＜2.5f 但し、ｆ：全系の合成焦点距離 f1：第１レンズの焦点距離 f2：第１レンズの光源側とは反対側の面
の曲率半径 r3：第２レンズの光源側の面の曲率半径 n2：第２レンズの屈折率 を満足する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を提供するものである。 〔作用〕 この発明の対物レンズにおいては、２枚の単レ
ンズだけで開口数の大きい発散光を収れん光に変
える必要がある。 第１レンズは発散光を収れん光に変換する作用
を持つ球面レンズであるが、このとき発生する負
の球面収差を出来るだけ小さくしなければならな
い。 条件(1)は、このための条件で、上限を超えて第
１レンズの光源と反対側の面が凹できつくなる
と、必要な屈折力を保つため第１レンズの光源側
の面が凸にきつくなる。 このため軸上物点に対する最外側光線の入射角
が第１レンズの各面において大きくなり負の高次
収差が大きく発生する。逆に第１レンズの光源側
と反対側の面が凸できつくなると、この面での屈
折角が大となり、同様に負の高次収差が大きく発
生する。これを第２レンズの光源とは反対側の非
球面で補正するには、非球面の変形量が著しく大
きくなり、非球面を精度良く加工・製造すること
が困難となる。 また、第１レンズの屈折力を弱めれば、条件(1)
の範囲をはずれていても発生する負の球面収差は
小さくなるが、第２レンズの屈折力の負担が大き
くなり、第２レンズの光源側の面だけを非球面化
するだけでは正弦条件の補正ができない。条件(2)
は非球面である第２レンズの光源側の面の頂点曲
率半径r3に関するものである。 この発明では、非球面が１面しか使用できない
ため、正弦条件を良好に保つには、第２レンズを
できるだけコマ収差の発生の少ない形状とする必
要がある。上限を超えて大となると正弦条件がオ
ーバーとなり下限を超えるとアンダーになる。 さらにこの発明においては第１レンズの焦点距
離f1が下記の範囲内であることを必要とする。 1.7f＜f1＜2.5f (3) 上限を超えて第１レンズの焦点距離が長くなる
と、第２レンズの光源側の面を非球面化するだけ
では正弦条件が補正できない。 下限を超えて第１レンズの焦点距離が短くなる
と第２レンズの光源側とは反対側の面における光
線高が小さくなるので、非球面の変形量が大きく
なり、また正弦条件が開口の大きいところでアン
ダーとなる。これを無理に補正すると、中間輪帯
で球面収差がアンダーとなつてしまう。 〔実施例〕 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、 ri：光源側から第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率
半径 di：光源側から第ｉ番目のレンズ面間隔 ni：光源側から第ｉ番目のレンズ材料の屈折率 νi：光源側から第ｉ番目のレンズ材料のｄ線に
対するアツベ数 また、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において、頂点曲率
をＣ、円錐定数をＫ、非球面係数をAi、Piを非
球面のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2、（Ｃ＝１／ｒ） で表わされる。 なお、表中にはカバーガラスＧの値も示してあ
る。
情報記録媒体の情報記録面に集光するのに適した
２枚のレンズ構成から成る記録再生用対物レンズ
に関する。 〔従来の技術〕 光デイスク等の情報記録媒体への記録再生装置
に用いられる光学系で、近年最も一般的なもの
は、第８図に示すように、光源４を出た光をコリ
メータレンズ３で平行光にし、対物レンズ２によ
つて情報記録面１に集光させるものである。この
光学系では、光デイスク等の面振れに対しては対
物レンズ２を光軸方向に動かすことによつてフオ
ーカシングを行つている。 この方式は、対物レンズ２を動かしても光学系
の性能が不変であるという長所を持つている反
面、対物レンズ２とコリメータレンズ３と２つの
レンズを必要とするため光学系が高価になるとい
う問題がある。 このことから光学系のコストダウンのため、第
９図、第１０図に示すようにコリメータレンズを
用いず、光源４からの光を対物レンズ２で直接に
情報記録面１に集光する方式が精力的に研究され
つつある。 第９図に示すものは、フオーカシングは対物レ
ンズ２のみの移動で行うが、移動によつて対物レ
ンズ２の開口後、性能が変化するため、あまり結
像倍率を大きくすることが出来ず、基準結像倍率
は−１／40〜−１／８程度であつた。 近年コンパクト・デイスク再生用光学系におい
ては、 (1) 光学系のコンパクト化が要求されること。 (2) コンパクト・デイスクの品質向上によつて、
フオーカシングの可能範囲が狭くても実用上問
題がなくなつてきた。 などの理由によつて上記光学系を見直した結果、
第９図に示す光学系を基準結像倍率−１／４程度
で使用することが可能であることが明らかになつ
てきた。 一方、第１０図に示すものは、光源４と対物レ
ンズ２を含む光学系全体のユニツト５を動かして
フオーカシングを行うものであり、フオーカシン
グのための開口数の変化や性能劣化がないが、ユ
ニツト５をできるだけ軽量にするために、必要な
作動距離を確保しつつ光源４と情報記録面１との
距離を小さくすることが重要となる。このため結
像倍率は−１／６〜−１／２と、第９図に示す光
学系と比較して大きくとる必要がある。 第９図ないし第１０図の光学系の対物レンズと
して使用するのに最適なレンズとしては特開昭59
−86018号公報に記載のものがある。しかし上記
の公知例は４枚構成と高価なものであつた。 また近年レンズの屈折面を非球面化すること
で、球面レンズに固有の球面収差を補正すること
でレンズの構成枚数を減らし、コストダウンを達
成しようとする試みがなされている。 これらのうち２枚構成のものとしては、特開昭
55−45084号公報、特開昭58−219511号公報、特
開昭59−7917号公報、特開昭59−9619号公報、特
開昭59−48724号公報、特開昭59−49512号公報、
特開昭59−49513号公報に記載のものがある。し
かし、これらのレンズは第８図の光学系の対物レ
ンズとして使用するものに考案されたレンズであ
る。 よつて光源と情報記録面との距離が小さい場合
に用いることは困難であり、第９図ないし第１０
図の光学系に使用することが可能な性能のよい対
物レンズを開発することが要請されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、光源と情報記録面との距離が短い
場合に最適に用いられる２枚構成と従来より少な
い構成枚数で、また最小限の非球面を使用した光
デイスク用対物レンズを提供しようとするもので
ある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、対物レンズの構成を、光源側より
順に、光源側に凸面を向け、正の屈折力を有する
第１レンズと、光源側に凸面を向け正の屈折力を
有する第２レンズより構成され、第２レンズの光
源側とは反対側の面は非球面であつて、下記の条
件 (1) −0.4＜ｆ／r2＜0.06 (2) 0.32＜r3／n2f＜0.5 (3) 1.7f＜f1＜2.5f 但し、ｆ：全系の合成焦点距離 f1：第１レンズの焦点距離 f2：第１レンズの光源側とは反対側の面
の曲率半径 r3：第２レンズの光源側の面の曲率半径 n2：第２レンズの屈折率 を満足する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を提供するものである。 〔作用〕 この発明の対物レンズにおいては、２枚の単レ
ンズだけで開口数の大きい発散光を収れん光に変
える必要がある。 第１レンズは発散光を収れん光に変換する作用
を持つ球面レンズであるが、このとき発生する負
の球面収差を出来るだけ小さくしなければならな
い。 条件(1)は、このための条件で、上限を超えて第
１レンズの光源と反対側の面が凹できつくなる
と、必要な屈折力を保つため第１レンズの光源側
の面が凸にきつくなる。 このため軸上物点に対する最外側光線の入射角
が第１レンズの各面において大きくなり負の高次
収差が大きく発生する。逆に第１レンズの光源側
と反対側の面が凸できつくなると、この面での屈
折角が大となり、同様に負の高次収差が大きく発
生する。これを第２レンズの光源とは反対側の非
球面で補正するには、非球面の変形量が著しく大
きくなり、非球面を精度良く加工・製造すること
が困難となる。 また、第１レンズの屈折力を弱めれば、条件(1)
の範囲をはずれていても発生する負の球面収差は
小さくなるが、第２レンズの屈折力の負担が大き
くなり、第２レンズの光源側の面だけを非球面化
するだけでは正弦条件の補正ができない。条件(2)
は非球面である第２レンズの光源側の面の頂点曲
率半径r3に関するものである。 この発明では、非球面が１面しか使用できない
ため、正弦条件を良好に保つには、第２レンズを
できるだけコマ収差の発生の少ない形状とする必
要がある。上限を超えて大となると正弦条件がオ
ーバーとなり下限を超えるとアンダーになる。 さらにこの発明においては第１レンズの焦点距
離f1が下記の範囲内であることを必要とする。 1.7f＜f1＜2.5f (3) 上限を超えて第１レンズの焦点距離が長くなる
と、第２レンズの光源側の面を非球面化するだけ
では正弦条件が補正できない。 下限を超えて第１レンズの焦点距離が短くなる
と第２レンズの光源側とは反対側の面における光
線高が小さくなるので、非球面の変形量が大きく
なり、また正弦条件が開口の大きいところでアン
ダーとなる。これを無理に補正すると、中間輪帯
で球面収差がアンダーとなつてしまう。 〔実施例〕 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、 ri：光源側から第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率
半径 di：光源側から第ｉ番目のレンズ面間隔 ni：光源側から第ｉ番目のレンズ材料の屈折率 νi：光源側から第ｉ番目のレンズ材料のｄ線に
対するアツベ数 また、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において、頂点曲率
をＣ、円錐定数をＫ、非球面係数をAi、Piを非
球面のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2、（Ｃ＝１／ｒ） で表わされる。 なお、表中にはカバーガラスＧの値も示してあ
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第２図ないし第７図は実施例１ないし実施例６
の諸収差図である。これらの図をみれば明らかな
とおり、光デイスク用対物レンズとして十分な収
差補正がなされている。 実施例１ないし５は結像倍率を−１／４倍とし
て収差補正を行つたものであるが、これらの実施
例は第９図、第１０図に示す双方の光デイスク光
学系の対物レンズとして使用が可能であり、この
ようなレンズが第１図に示す断面図のような２枚
構成のレンズで、しかも最小限の非球面数で実現
できたことは、光デイスク光学系のコストダウン
に大きく寄与するといえる。さらにレンズの構成
材料には収差補正上の制限がないため、プラスチ
ツクの射出成形技術等により一層のコストダウン
が可能になる。 なお光デイスク用光学系においては、対物レン
ズの光源側に偏光ビームスプリツタ等の光学素子
を配置することが多いが、上記実施例の若干の設
計変更によつて対応が可能である。
の諸収差図である。これらの図をみれば明らかな
とおり、光デイスク用対物レンズとして十分な収
差補正がなされている。 実施例１ないし５は結像倍率を−１／４倍とし
て収差補正を行つたものであるが、これらの実施
例は第９図、第１０図に示す双方の光デイスク光
学系の対物レンズとして使用が可能であり、この
ようなレンズが第１図に示す断面図のような２枚
構成のレンズで、しかも最小限の非球面数で実現
できたことは、光デイスク光学系のコストダウン
に大きく寄与するといえる。さらにレンズの構成
材料には収差補正上の制限がないため、プラスチ
ツクの射出成形技術等により一層のコストダウン
が可能になる。 なお光デイスク用光学系においては、対物レン
ズの光源側に偏光ビームスプリツタ等の光学素子
を配置することが多いが、上記実施例の若干の設
計変更によつて対応が可能である。
第１図はこの発明の対物レンズのカバーガラス
を含む断面図。第２図、第３図、第４図、第５
図、第６図、第７図はそれぞれ第１ないし第６実
施例の諸収差図。第８図は従来の光デイスク光学
系の配置図。第９図、第１０図はこの発明の対物
レンズを用いる光学系の光学配置図。 １：光デイスク（光情報記録媒体）、２：対物
レンズ、３：コリメータレンズ、４：光源、５：
光源ユニツト。
を含む断面図。第２図、第３図、第４図、第５
図、第６図、第７図はそれぞれ第１ないし第６実
施例の諸収差図。第８図は従来の光デイスク光学
系の配置図。第９図、第１０図はこの発明の対物
レンズを用いる光学系の光学配置図。 １：光デイスク（光情報記録媒体）、２：対物
レンズ、３：コリメータレンズ、４：光源、５：
光源ユニツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源側より順に、光源側に凸面を向け、正の
屈折力を有する第１レンズと、光源側に凸面を向
け正の屈折力を有する第２レンズより構成され、
第２レンズの光源側とは反対側の面は非球面であ
つて、下記の条件 (1) −0.4＜ｆ／r2＜0.06 (2) 0.32＜r3／n2f＜0.5 (3) 1.7f＜f1＜2.5f 但し、ｆ：全系の合成焦点距離 f1：第１レンズの焦点距離 f2：第１レンズの光源側とは反対側の面
の曲率半径 r3：第２レンズの光源側の面の曲率半径 n2：第２レンズの屈折率 を満足する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 |
|---|---|---|---|
| JP1893085A JPS61177407A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1893085A JPS61177407A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177407A JPS61177407A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0462563B2 true JPH0462563B2 (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=11985351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1893085A Granted JPS61177407A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 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) | JPS61177407A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5545084A (en) * | 1978-09-26 | 1980-03-29 | Tokyo Optical Co Ltd | High resolution lens |
| JPS5949513A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Olympus Optical Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
-
1985
- 1985-02-01 JP JP1893085A patent/JPS61177407A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61177407A (ja) | 1986-08-09 |
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