JPH0829682A - 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ - Google Patents
光情報記録媒体の記録再生用対物レンズInfo
- Publication number
- JPH0829682A JPH0829682A JP31482294A JP31482294A JPH0829682A JP H0829682 A JPH0829682 A JP H0829682A JP 31482294 A JP31482294 A JP 31482294A JP 31482294 A JP31482294 A JP 31482294A JP H0829682 A JPH0829682 A JP H0829682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- aspherical
- objective lens
- recording medium
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- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】単レンズの両面を非球面化することにより正弦
条件・球面収差のみならず非点収差もあわせて良好に補
正し、大口径にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体
の記録再生用対物レンズを得る。 【構成】物体側に強い曲率を有する面を向けた両凸レン
ズであって、物体側の面および像側の面の両方が非球面
である光情報記録媒体の記録再生用対物レンズにおい
て、光情報記録媒体の記録再生用対物レンズの像側にカ
バーガラスが設けられており、光情報記録媒体の記録再
生用対物レンズが下記の条件を満たす。
条件・球面収差のみならず非点収差もあわせて良好に補
正し、大口径にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体
の記録再生用対物レンズを得る。 【構成】物体側に強い曲率を有する面を向けた両凸レン
ズであって、物体側の面および像側の面の両方が非球面
である光情報記録媒体の記録再生用対物レンズにおい
て、光情報記録媒体の記録再生用対物レンズの像側にカ
バーガラスが設けられており、光情報記録媒体の記録再
生用対物レンズが下記の条件を満たす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体の記録
光学系、再生光学系あるいはその双方を兼ねた光学系に
おいて光源光を微小なスポットに結像させるために最適
に用いられる光情報記録媒体の記録再生用対物レンズに
関する。
光学系、再生光学系あるいはその双方を兼ねた光学系に
おいて光源光を微小なスポットに結像させるために最適
に用いられる光情報記録媒体の記録再生用対物レンズに
関する。
【０００２】
【従来の技術】光源光として半導体レーザーを使用する
場合、光情報記録媒体の再生光学系に用いられる対物レ
ンズは開口数（ＮＡ）が、コンパクトディスクで0.45〜
0.47，ビデオディスクでは0.5〜0.53といった大口径
で、しかも回折限界性能を有する必要がある。一方、記
録用光学系やＤＲＡＷ用光学系，光磁気記録光学系では
ＮＡ0.5〜0.6が必要とされている。
場合、光情報記録媒体の再生光学系に用いられる対物レ
ンズは開口数（ＮＡ）が、コンパクトディスクで0.45〜
0.47，ビデオディスクでは0.5〜0.53といった大口径
で、しかも回折限界性能を有する必要がある。一方、記
録用光学系やＤＲＡＷ用光学系，光磁気記録光学系では
ＮＡ0.5〜0.6が必要とされている。
【０００３】近年レンズの屈折面を非球面化して単レン
ズで軸上性能を回折限界性能以内に補正したものが数多
く提案され一部コンパクトディスク再生用対物レンズと
してＮＡ0.45で十分広い視野を持ったものが実用化され
ている。（MICRO OPTICS NEWS Vol３，No１，Ｐ20）し
かしＮＡが0.6程度の大口径となると実用上十分な視野
を確保するためには正弦条件、非点収差が良好に補正す
ることが必須となる。大口径単レンズの球面収差・正弦
条件を良好に補正するには周知のとおり両面を非球面化
する必要がある。
ズで軸上性能を回折限界性能以内に補正したものが数多
く提案され一部コンパクトディスク再生用対物レンズと
してＮＡ0.45で十分広い視野を持ったものが実用化され
ている。（MICRO OPTICS NEWS Vol３，No１，Ｐ20）し
かしＮＡが0.6程度の大口径となると実用上十分な視野
を確保するためには正弦条件、非点収差が良好に補正す
ることが必須となる。大口径単レンズの球面収差・正弦
条件を良好に補正するには周知のとおり両面を非球面化
する必要がある。
【０００４】特開昭50-156945号公報、特開昭57-76512
号公報、特開昭57-201210号公報、特開昭58-68711号公
報、特開昭59-26714号公報、特開昭59-23313号公報にお
いて、光ディスク再生用対物レンズとして提案された両
面非球面単レンズの記載がある。
号公報、特開昭57-201210号公報、特開昭58-68711号公
報、特開昭59-26714号公報、特開昭59-23313号公報にお
いて、光ディスク再生用対物レンズとして提案された両
面非球面単レンズの記載がある。
【０００５】これらの多くはＮＡが0.45〜0.5であり、
球面収差・正弦条件は良好であるものの非点収差がアン
ダーであり、そのままではさらに大口径化したとき実用
上十分な視野を確保することができない。特開昭50-156
945号公報には視野を確保する手段についての記載があ
り、第１実施例にはＮＡが0.6といった大口径ではある
が、ここでのべられている視野を確保する手段に従う
と、レンズ全長が長く、しかも物体側の面の曲率が正で
大きいため、バックフォーカスが短くなってしまい光情
報記録媒体の記録再生用光学系として使用するためには
必要な作動距離を確保するために焦点距離を長く必要が
あり、光学系を軽量・小型にすることができない。
球面収差・正弦条件は良好であるものの非点収差がアン
ダーであり、そのままではさらに大口径化したとき実用
上十分な視野を確保することができない。特開昭50-156
945号公報には視野を確保する手段についての記載があ
り、第１実施例にはＮＡが0.6といった大口径ではある
が、ここでのべられている視野を確保する手段に従う
と、レンズ全長が長く、しかも物体側の面の曲率が正で
大きいため、バックフォーカスが短くなってしまい光情
報記録媒体の記録再生用光学系として使用するためには
必要な作動距離を確保するために焦点距離を長く必要が
あり、光学系を軽量・小型にすることができない。
【０００６】また特開昭57-76512号公報に記載のレンズ
は非点収差は良好であるが球面収差・正弦条件に高次収
差が発生しているといった問題があった。
は非点収差は良好であるが球面収差・正弦条件に高次収
差が発生しているといった問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は単レンズの両
面を非球面化することにより正弦条件・球面収差を良好
に補正するだけでなく、非点収差もあわせて良好に補正
し、大口径にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体の
記録再生用対物レンズを得ようとするものである。
面を非球面化することにより正弦条件・球面収差を良好
に補正するだけでなく、非点収差もあわせて良好に補正
し、大口径にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体の
記録再生用対物レンズを得ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
しようとするもので、本発明は物体側に強い曲率を有す
る面を向けた両凸レンズであって、物体側の面および像
側の面の両方が非球面である光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズにおいて、前記光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズの像側にカバーガラスが設けられており、
前記光情報記録媒体の記録再生用対物レンズが下記の条
件
しようとするもので、本発明は物体側に強い曲率を有す
る面を向けた両凸レンズであって、物体側の面および像
側の面の両方が非球面である光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズにおいて、前記光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズの像側にカバーガラスが設けられており、
前記光情報記録媒体の記録再生用対物レンズが下記の条
件
【０００９】
【数２】
【００１０】ただし、 ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 ｒ1 ：物体側の面の頂点曲率半径 ＮＡ：開口数 Δ1 ：光源側の面の有効径最周辺（上記ＮＡの周縁光線
が入射する光源側の面上の位置）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該非球面が光源側へ変位している場
合を正とする Δ2 ：像側の面の有効径最周辺における非球面と頂点曲
率半径ｒ2を有する基準球面との光軸方向の差で、光軸
から遠ざかるほど該非球面が光源側へ変位している場合
を正とするを満足することを特徴とした光情報記録媒体
の記録再生用対物レンズによって達成される。
が入射する光源側の面上の位置）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該非球面が光源側へ変位している場
合を正とする Δ2 ：像側の面の有効径最周辺における非球面と頂点曲
率半径ｒ2を有する基準球面との光軸方向の差で、光軸
から遠ざかるほど該非球面が光源側へ変位している場合
を正とするを満足することを特徴とした光情報記録媒体
の記録再生用対物レンズによって達成される。
【００１１】
【作用】条件（１）は光源側の面の頂点曲率半径ｒ1の
条件に関するものである。この発明のレンズでは、両面
を非球面としているので、球面収差・正弦条件を良好に
補正するための必要条件は満たしているといえる。しか
しｒ1を最適に選ばないと、高次のコマ収差が発生する
ため、これを非球面で良好に補正するには特に大口径レ
ンズの場合は困難となる。
条件に関するものである。この発明のレンズでは、両面
を非球面としているので、球面収差・正弦条件を良好に
補正するための必要条件は満たしているといえる。しか
しｒ1を最適に選ばないと、高次のコマ収差が発生する
ため、これを非球面で良好に補正するには特に大口径レ
ンズの場合は困難となる。
【００１２】条件（１）の上限を超えて大となると外方
性のコマ収差が大きく発生し、下限を超えて小となると
内方性のコマ収差が大きく発生する。非球面化により、
これらのコマ収差を補正しようとしても正弦条件の凹凸
が大きくなり広い視野を得ることができなくなる。
性のコマ収差が大きく発生し、下限を超えて小となると
内方性のコマ収差が大きく発生する。非球面化により、
これらのコマ収差を補正しようとしても正弦条件の凹凸
が大きくなり広い視野を得ることができなくなる。
【００１３】条件（２）は球面収差を良好に補正するた
めの非球面量に関する条件である。収差論から明らかな
ように、３次の球面収差は波面収差で考えると開口の４
乗に比例する。このため非球面量は開口数の４乗で正規
化する必要がある。また、レンズの屈折率が高い程、球
面収差補正のための非球面量は小さくてすむ。実際に
は、光源側の面と像側の面の周縁光線に対する非球面量
Δ1、Δ2を１／(n−1)3、(ＮＡ)4、ｆで正規化した量を
δ1、δ2とすれば、δ1が正で大なほど、δ2が負で小な
ほど球面収差をオーバーにする効果が大となるので、球
面収差を補正するには、δ1−δ2はある範囲内にあるこ
とが必要である。
めの非球面量に関する条件である。収差論から明らかな
ように、３次の球面収差は波面収差で考えると開口の４
乗に比例する。このため非球面量は開口数の４乗で正規
化する必要がある。また、レンズの屈折率が高い程、球
面収差補正のための非球面量は小さくてすむ。実際に
は、光源側の面と像側の面の周縁光線に対する非球面量
Δ1、Δ2を１／(n−1)3、(ＮＡ)4、ｆで正規化した量を
δ1、δ2とすれば、δ1が正で大なほど、δ2が負で小な
ほど球面収差をオーバーにする効果が大となるので、球
面収差を補正するには、δ1−δ2はある範囲内にあるこ
とが必要である。
【００１４】条件（２）はこの範囲を規定するもので、
上限をこえると球面収差が補正過剰となり、下限をこえ
ると球面収差が補正不足となる。
上限をこえると球面収差が補正過剰となり、下限をこえ
ると球面収差が補正不足となる。
【００１５】さらに正弦条件の補正に関し条件（３）を
満足することを必要とする。
満足することを必要とする。
【００１６】この範囲を満足しないと正弦条件の凹凸が
大となり、視野を広くすることが不可能となる。
大となり、視野を広くすることが不可能となる。
【００１７】さらに、 ｒ2：像側の面の頂点曲率半径 ｄ ：レンズの軸上厚 としたとき （４） 0.50＜ｄ／│ｒ2│＜0.88 を満足することが望ましい。
【００１８】この条件（４）は非点収差の補正の条件で
ある。上限を超えて大となると非点収差がオーバーとな
り下限を超えて小となると非点収差がアンダーとなりい
ずれの場合も視野を広くすることができない。
ある。上限を超えて大となると非点収差がオーバーとな
り下限を超えて小となると非点収差がアンダーとなりい
ずれの場合も視野を広くすることができない。
【００１９】
【実施例】以下この発明の対物レンズの実施例を示す。
【００２０】実施例中の記号は前述の他、 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
アッベ数 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
アッベ数 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
【００２１】
【数３】
【００２２】で表される。
【００２３】なお、実施例中にはカバーガラスＧの値も
示してある。
示してある。
【００２４】Ｈ1、Ｈ2はそれぞれ光源側の面、像側の面
における周縁光線の高さである。
における周縁光線の高さである。
【００２５】非球面量Δ1、Δ2は、非球面形状を上記の
ように表した場合には、 Δｊ＝Ｘsp,j−ＸAs,j （ｊ＝１，２）
ように表した場合には、 Δｊ＝Ｘsp,j−ＸAs,j （ｊ＝１，２）
【００２６】
【数４】
【００２７】但し Ｋj ：ｊ面の円錐定数 Ａi (j)：ｊ面の非球面係数 Ｐi (j)：ｊ面の非球面のべき数 Ｈj ：ｊ面の周縁光線の高さ である。
【００２８】実施例１ 非球面係数・べき数 第１面 Ｋ ＝−5.77438D-01 A1= 3.61100D-02 Ｐ１＝ 4.0000 Ａ２＝−6.80204D-02 Ｐ２＝ 6.0000 Ａ３＝ 9.21567D-03 Ｐ３＝ 8.0000 Ａ４＝−2.90609D-01 Ｐ４＝10.0000 Ａ５＝ 3.24485D-03 Ｐ５＝12.0000 Ａ６＝−3.09663D-03 Ｐ６＝14.0000 第２面 Ｋ ＝−2.48085D+01 Ａ１＝ 2.26758D-02 Ｐ１＝ 4.0000 Ａ２＝−1.38940D-02 Ｐ２＝ 6.0000 Ａ３＝−2.30110D-02 Ｐ３＝ 8.0000 Ａ４＝ 4.26395D-02 Ｐ４＝10.0000 Ａ５＝ 5.87828D-04 Ｐ５＝12.0000 Ａ６＝ 4.16547D-04 Ｐ６＝14.0000 ｒ1／nｆ＝0.4163 ｄ／｜ｒ2｜＝0.5330 Ｈ1＝0.602 Ｈ2＝0.471 δ1−δ2＝0.179 δ1／δ2＝−6.32 実施例２ 非球面係数・べき数 第１面 Ｋ ＝−1.82529D-01 Ａ１＝−8.85208D-02 Ｐ１＝ 4.0000 Ａ２＝−1.62751D-01 Ｐ２＝ 6.0000 A3= 6.42359D-02 Ｐ３＝ 8.0000 Ａ４＝−7.24492D-01 Ｐ４＝10.0000 Ａ５＝ 1.17813D-01 Ｐ５＝12.0000 Ａ６＝−2.67276D-02 Ｐ６＝14.0000 第２面 Ｋ ＝−2.33917D+01 Ａ１＝−1.84217D-01 Ｐ１＝ 4.0000 Ａ２＝−4.63835D-01 Ｐ２＝ 6.0000 Ａ３＝ 4.75843D-01 Ｐ３＝ 8.0000 Ａ４＝ 1.22455D+00 Ｐ４＝10.0000 Ａ５＝ 2.52895D-02 Ｐ５＝12.0000 Ａ６＝ 6.90359D-03 Ｐ６＝14.0000 ｒ1／nｆ＝0.5264 ｄ／｜ｒ2｜＝0.6675 Ｈ1＝0.602 Ｈ2＝0.391 δ1−δ2＝0.092 δ1／δ2＝−6.35
【００２９】
【発明の効果】本発明のレンズは図１に見るように極め
て簡単な構成であるにもかかわらず、図２および図３の
各実施例の収差図に示す通り、諸収差とも良好に補正さ
れている。
て簡単な構成であるにもかかわらず、図２および図３の
各実施例の収差図に示す通り、諸収差とも良好に補正さ
れている。
【００３０】図４は、それぞれ本発明の実施例１および
２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、およびはそれ
ぞれ実施例１および２の関係カーブである。
２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、およびはそれ
ぞれ実施例１および２の関係カーブである。
【００３１】波面収差の実効値が波長をλとして0.07λ
（マレシャルの許容値）以内である最大像高はＮＡ0.45
のときの0.19以上、ＮＡ0.6のとき0.11以上あり光情報
媒体の記録再生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。
（マレシャルの許容値）以内である最大像高はＮＡ0.45
のときの0.19以上、ＮＡ0.6のとき0.11以上あり光情報
媒体の記録再生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。
【図１】本発明の対物レンズの１実施例の断面図。
【図２】本発明の第１実施例の諸収差図。
【図３】本発明の第２実施例の諸収差図。
【図４】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図。
の像高と波面収差の実効値との関係を示す図。
Ｇ カバーガラス ＮＡ 開口数
Claims (1)
- 【請求項１】 物体側に強い曲率を有する面を向けた両
凸レンズであって、物体側の面および像側の面の両方が
非球面である光情報記録媒体の記録再生用対物レンズに
おいて、前記光情報記録媒体の記録再生用対物レンズの
像側にカバーガラスが設けられており、前記光情報記録
媒体の記録再生用対物レンズが下記の条件 【数１】 ただし、 ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 ｒ1 ：物体側の面の頂点曲率半径 ＮＡ：開口数 Δ1 ：光源側の面の有効径最周辺（上記ＮＡの周縁光線
が入射する光源側の面上の位置）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該非球面が光源側へ変位している場
合を正とする Δ2 ：像側の面の有効径最周辺における非球面と頂点曲
率半径ｒ2を有する基準球面との光軸方向の差で、光軸
から遠ざかるほど該非球面が光源側へ変位している場合
を正とするを満足することを特徴とした光情報記録媒体
の記録再生用対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31482294A JPH0829682A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP31482294A JPH0829682A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053285A Division JPS61200518A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829682A true JPH0829682A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=18058022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31482294A Pending JPH0829682A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 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) | JPH0829682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044671A1 (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Alps Electric Co., Ltd. | 対物レンズ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776512A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-13 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Large-aperture aspheric single lens |
| JPS61200518A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-05 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP31482294A patent/JPH0829682A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776512A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-13 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Large-aperture aspheric single lens |
| JPS61200518A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-05 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044671A1 (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Alps Electric Co., Ltd. | 対物レンズ |
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