JPH085909A

JPH085909A - 光情報媒体の記録再生用集光光学系

Info

Publication number: JPH085909A
Application number: JP15961694A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yamazaki; 敬之山崎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】光情報媒体の記録再生用光学系として、ＮＡ
が大きく、横倍率の絶対値が大きいにもかかわらず、必
要な結像倍率、物像間距離を維持しながら、温度変化、
物像間距離変化に対しても十分な性能を有する光学系を
得ようとする。【構成】光源側から少なくとも１面が非球面の単レン
ズであるカップリングレンズ３と、光源側及び像側の両
面が非球面である対物レンズ２とから成り、光源４は、
カップリングレンズの光源側焦点よりもカップリングレ
ンズ側に配置され、対物レンズは光軸に沿って可動であ
り、以下の条件を満たす。 −１／１０≦ｍo ≦−１／２０ −１／２ ≦ｍt ≦−１／６但し、ｍo ：対物レンズ単体の横倍率ｍt ：光学系の横倍率

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光情報媒体の記録再生用
光学系、特に横倍率の絶対値が小さい対物レンズ用のカ
ップリングレンズを用いた記録再生用光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤ等光情報媒体の記録再生装置
の低コスト化、コンパクト化に伴い、その光学系におい
ても低コスト化、コンパクト化が強く求められ、改良が
進められている。ここでいう記録再生用光学系は、記録
用、再生用あるいは記録再生用のいずれでもよいもので
あるが、その改良の経過を図２に示す。ＣＤ用対物レン
ズ２は、ＮＡ０．４５程度以下であり、半導体レーザ等
の光源４からの発散光をコリメータレンズ６で平行光と
し、対物レンズで光情報媒体１上に結像させるが、まず
図２（ａ）に示すように、対物レンズ２の単レンズ化が
試みられた。（例えば、特開昭５７−７６５１２号公報
参照）。しかし、コリメータレンズ６は球面レンズ２枚
で構成されており、更なる低コスト化が望まれた。対物
レンズの製作技術の進歩により、図２（ｂ）に示す様
に、コリメータレンズを省き、有限距離に物点、像点を
有する対物レンズ１枚で光源からの光束を直接光情報媒
体上に結像させる光学系が開発され（例えば特開昭６１
−５６３１４号公報参照）、現在ＣＤ用対物レンズのほ
とんどはこのタイプである。更に、光学系全長をコンパ
クトにし、光源光の利用効率を高めるため、図２（ｃ）
に示すように、球面単レンズのカップリングレンズ３を
用い、このカップリングレンズの結像倍率を零より大と
することにより、波面収差を従来のコリメータレンズを
用いた光学系と同程度に抑えることが提案された（特開
昭６２−４３８４２号公報参照）。

【０００３】近年開発されている記録再用光学系におい
て、最も多く用いられている光学系は、図２（ｂ）のよ
うに対物レンズ１枚で光学系を構成するものである。し
かし、この光学系を用いることが出来るのはＮＡ０．４
５以内に限定され、ＮＡが０．４７以上と大きくなる
と、未だに図２（ａ）の光学系が用いられている。ＮＡ
が０．４７を超える場合、図２（ｂ）の光学系を用いよ
うとすれば、以下のような問題が生じる。まず第一に、
光源から光情報記録面までの間隔（物像間距離）Ｕは設
計的に決まっているが、実際には光情報媒体のたわみ等
でこの距離Ｕにずれ△Ｕが生じる。現在のこの種の装置
においては、使用可能な倍率の範囲で、ずれ△Ｕが発生
すると対物レンズは光軸に沿って移動し、光情報媒体面
上にフォーカスするように制御されるオートフォーカス
装置が用いられている。しかし、このために収差が発生
する。

【０００４】この収差は主に球面収差であり、ＮＡの４
乗に比例し、また△Ｕにも比例する。また、光学系の横
倍率の絶対値｜ｍ｜が変数となる関数に比例する。Ｗu ＝α（｜ｍ｜）・（ＮＡ）⁴・△Ｕ・・・（１）すなわち、（１）式において、比例定数αは光学系の横
倍率の絶対値｜ｍ｜が変数となる関数α（｜ｍ｜）であ
り、この関数α（｜ｍ｜）は変数｜ｍ｜の単調増加関数
である。この収差はＣＤ用のＮＡ０．４５程度のレンズ
でも発生するが、実用上問題となる程のレベルにはなら
ない。しかし、ＮＡ０．４７以上では無視することは出
来ない。対物レンズと光源を一体にしてオートフォーカ
スを行うと上記の問題はなくなるが、周辺の装置が大が
かりなものとなり、コストアップとなる。

【０００５】もう一つの問題点として、対物レンズの材
料が樹脂の場合、温度特性の影響が挙げられる。一般
に、樹脂レンズに用いられる樹脂は、温度による屈折率
変化がガラス材料に比べて１桁大きい。このため、樹脂
レンズの場合、基準設計温度と実際の使用環境の温度の
差△Ｔによって収差ＷT が発生する。この収差も主に球
面収差であり、ＮＡの４乗、焦点距離ｆ、△Ｔ及び横倍
率の絶対値｜ｍ｜が変数となる｜ｍ｜の単調増加関数β
（｜ｍ｜）に比例する。ＷT ＝β（｜ｍ｜）・（ＮＡ）⁴・ｆ・△Ｔ・・・（２）

【０００６】同じ焦点距離、ＮＡのレンズで、同じ△
Ｕ、あるいは同じ△Ｔであっても、光学系の横倍率によ
って収差量Ｗu 、あるいはＷT の値が変わって来る。例
えばビデオディスク再生装置用光学系を想定して、ＮＡ
０．５、焦点距離ｆ＝１mmの光学系を例としてみる。ち
なみに物像間距離はＵ＝｛｜ｍ｜＋（１／｜ｍ｜）＋２｝・ｆ＋ＨＨ′ ・・・（３）で表すことが出来る。ここでｍは光学系の横倍率、ｆは
焦点距離、ＨＨ′は対物レンズの光源側主点と光ディス
ク側主点の間隔である。対物レンズの軸上厚を０．８１
mm、材料の屈折率を１．４８６、温度に対する屈折率変
化を−１２×１０^-5／＋１℃とし、△Ｔ＝３０℃、△Ｕ
＝＋１mmとして、｜ｍ｜を変化させていったときのそれ
ぞれの収差量ＷT 、ＷU を図３に示すが、｜ｍ｜が大き
くなるほど収差変化が大きくなることがわかる。

【０００７】すなわち、対物レンズの材質がガラスの場
合、発生する収差Ｗは△Ｕによるものであって、Ｗ＝Ｗu ・・・（４）となり、対物レンズの材質が樹脂の場合は、発生する収
差Ｗは△Ｕによるものと△Ｔによるものとの和となっ
て、Ｗ＝Ｗu ＋ＷT ・・・（５）となる。

【０００８】図３から分かるように、ＮＡ０．４７を超
えるレンズでも、横倍率が大きければ（横倍率の絶対値
が小さければ）△Ｔ、△Ｕの影響も小さくなる。しかし
例えば横倍率がｍ＞−１／６になると光源側のＮＡが小
さくなり、必要な光量を得るためには大出力のレーザが
必要となりコストアップとなる。また、ある程度の作動
距離も必要であるため、光学系の物像間距離も長くなっ
てしまう。その場合、光学系をコンパクトにするには反
射鏡での折り曲げが必要となりコストアップになる。ま
た逆に横倍率が小さく（横倍率の絶対値が大きく）なる
と、上記の収差変化Ｗの影響が大きくなる。

【０００９】実際に、図２（ｂ）の構成の光学系の例に
よってこの影響を検討する。例えば、光磁気ディスクの
記録再生用集光光学系を想定してＮＡ０．５３、横倍率
ｍ＝−１／５、物像間距離Ｕ＝３０mmの対物レンズにつ
いて考える。レンズ材料は樹脂で、基準設計温度を２５
℃とした。このレンズデータを比較例として示す。表中
にはディスクＧの値も示してある。その収差図を図４に
示す。

【表１】ｆ＝４．０１mm ｍ＝−０．２００ＮＡ
０．５３Ｕ＝３０．０mm 非球面係数第１面ｋ＝−０．８６６０３Ａ₁＝＋０．５４７４９×１０^-3Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝−０．８４５３８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．３９３２８×１０^-5Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝−０．６９２６５×１０^-6Ｐ₄＝１０．０第２面ｋ＝−０．１０２６８×１０^-2 Ａ₁＝−０．５８５６０×１０^-3Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝＋０．７５０１８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝−０．１５２８１×１０^-4Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．７５７２２×１０^-6Ｐ₄＝１０．０

【００１０】この光学系がそのまま使用可能であれば、
図２（ａ）の光学系と比較して、大幅にコストダウンを
図ることが可能である。しかし、上記のように、△Ｕと
△Ｔとに起因する収差が問題となる。この光学系におい
て△Ｔが−３０℃、０℃、＋３０℃に対して△Ｕが−１
mmから＋１mmに変化したときの波面収差変化を図５に示
す。図を見れば、△Ｔが−３０℃で△Ｕが−１mmのと
き、波面収差ｒｍｓの値が０．０９５λrms（いずれも
λ＝７８０ｎｍ）と軸上波面収差でもマレシャル許容値
を超え、この使用環境では性能を確保出来ない場合が生
じることが明らかである。実際には、他の特性に対する
余裕も見込めば、△Ｔ＝±３０℃、△Ｕ＝±１mmの範囲
で大きくとも０．０５５λrms以内でなければ性能確保
が出来ない。

【００１１】上記のような理由で、従来、ビデオディス
ク、ミニディスク、光磁気ディスク、相変化ディスク等
の記録再生用集光光学系のようにＮＡの大きい光学系と
しては、図２（ａ）のようにコリメータレンズを用いた
光学系が使用されている例が多い。しかし、このコリメ
ータレンズはガラス非球面レンズもしくは１群２枚構成
の球面ガラスレンズなどの高価なレンズが使用されてお
り、装置がコンパクトディスクプレーヤーと比較して高
価なものとなっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】光学系全長をコンパク
トにし、光源光の利用効率を高めるため、球面単レンズ
のカップリングレンズを用い、このカップリングレンズ
の結像倍率を零より大とすることにより、波面収差を従
来のコリメータレンズと同程度に抑える光学系について
は、特開昭６２−４３８４２号公報に開示がある。しか
し、検討が為されたのは対物レンズのＮＡが０．４５で
横倍率が−０．１〜−０．１３３３、光学系の横倍率が
−０．２〜−０．２６６７に関してであり、特に温度変
化、物像間距離の変動に対する検討は為されておらず、
そのままではＮＡが大きく、横倍率の絶対値が大きい光
学系を実現することは困難であった。本発明は、このタ
イブの光学系において、必要な結像倍率、物像間距離を
維持しながら、温度変化、物像間距離変化に対しても十
分な性能を有する光学系を得ようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の記録再生用光学
系は、図１に示すように、光源側から少なくとも１面が
非球面の単レンズであるカップリングレンズと、光源側
及び像側の両面が非球面である対物レンズとから成り、
光源は、カップリングレンズの光源側焦点よりもカップ
リングレンズ側に配置され、対物レンズは少なくとも光
軸に沿って可動であり、以下の条件を満たすことを特徴
とする。 −１／１０≦ｍo ≦−１／２０・・・（６） −１／２ ≦ｍt ≦−１／６・・・（７）但し、ｍo ：対物レンズ単体の横倍率ｍt ：光学系の横倍率なお、図１において５は絞りである。更に、この対物レ
ンズはトラッキングのために光軸に垂直方向に可動とさ
れても良い。

【００１４】

【作用】従来公知の図２（ｂ）のような光学系では式
（１）、（２）、（４）、（５）で示されるようなフォ
ーカシング△Ｕによって生じる波面収差、あるいは使用
環境温度と基準設計温度の差△Ｔによって生じる波面収
差により、ＮＡや倍率に制限を加えなければならない。
このため、像側のＮＡを大きくしていくと、光学系の横
倍率の絶対値｜ｍt ｜を小さくしなければ（４）式、あ
るいは対物レンズが樹脂の場合（５）式で述べた波面収
差Ｗの影響が性能に問題を及ぼす。これに対して、図１
に示す本発明の光学系の場合には、これらの影響を小さ
くすることが出来る。

【００１５】ガラス対物レンズの場合を例にとれば、図
２（ｂ）の光学系ではｍtsの横倍率が必要であるとする
と、（１）式から△Ｕによって発生する波面収差Ｗ
₂は、Ｗ₂＝α（｜ｍts｜）・ＮＡ⁴・｜△Ｕ｜・・・（８）となる。

【００１６】これに対して、図１に示す本発明の構成を
有する光学系においても、同じ横倍率ｍtsが必要である
とする。この場合、全体の光学系の横倍率がｍtsであ
り、実際にフォーカシングするものは対物レンズだけで
あり、カップリングレンズは固定されたままである。す
なわち、対物レンズ単体の横倍率ｍosだけが影響を及ぼ
し、この光学系で△Ｕによって発生する波面収差Ｗ
₁は、Ｗ₁＝α（｜ｍos｜）・ＮＡ⁴・｜△Ｕ｜・・・（９）で表される。このとき、ｍcsをカップリングレンズの光
源の反対側から見た倍率とすると、ｍts ＝ｍos／ｍcs ・・・（１０）で表され、｜ｍcs|＜１であると｜ｍts｜＞｜ｍos｜・・・（１１）となる。α（｜ｍ｜）は｜ｍ｜の単調増加関数であるこ
とから α（｜ｍts｜）＞α（｜ｍos｜）・・・（１２）これにより（１）式からＷ₂＞Ｗ₁・・・（１３）となり、この発明の光学系においては、横倍率ｍt に対
して△Ｕによる波面収差は、カップリングレンズの光源
の反対側から見た横倍率ｍc が１より小さければ小さい
ほど、小さくなることが証明される。

【００１７】その一方で、図２（ａ）の光学系を用いた
光情報記録媒体の記録再生装置において、信号検出系ま
で含めた光学系の例を図８、９に、また図２（ｃ）の光
学系を用いた光情報記録媒体の記録再生装置において、
信号検出系まで含めた光学系の例を図６、７に示す。図
６、７と図８、９の比較でも分かる通り、図８、９のタ
イプにおいては、信号検出光学系として記録再生用光学
系とは別の、光検出素子７への集光レンズ８が必要であ
るのに対して、図６、７のタイプにおいては信号検出光
学系専用のレンズを必要としない。そのため、装置全体
として部品点数の削減が達成出来、コストダウンに寄与
する。

【００１８】条件（６）は、対物レンズの横倍率に関す
る条件であり、式（１）、及び（２）の関係から、収差
変動を実用上問題無くするためには−１／１０≦ｍo と
することが望ましい。また、後述する条件（７）との関
係からカップリングレンズの性能を維持するためにはｍ
o ≦−１／２０とすることが望ましい。さらに高ＮＡで
光学系全体の性能を維持するためには、好ましくは −１／１５≦ｍo ≦−１／２０とすることが望まし
い。

【００１９】条件（７）は、本発明の光学系の横倍率に
関する条件である。ｍt ＜−１／２となるとカップリン
グレンズの性能が維持できなくなる。また、−１／６＜
ｍtとなると光源側の光量が少なくなり、高出力の光源
が必要となるためコストアップにつながる。

【００２０】更に、（６）、（７）式より、カップリン
グレンズの横倍率（ｍc＝ｍo／ｍt）は、０．１≦ｍc ≦０．６を満たしていなければならないが、大口径のカップリン
グレンズにおいて球面単レンズでは残留波面収差が大き
くなり、本発明の光学系を実現するのは困難である。残
留波面収差を軽減するためにはカップリングレンズに非
球面を少なくとも１面導入することが必要である。非球
面はカップリング単レンズのどちらの面に導入しても十
分な補正効果が得られる。従って、両面を非球面にする
ことで更に補正効果は得られる。但しその場合、片面を
非球面にする場合と比較して、コスト高になることは否
めない。

【００２１】３次の球面収差は、収差論から明らかなよ
うに、（１−ｍc）⁴，ＮＡc⁴，ｆcおよび１／（ｎc−
１）³に比例する。従って、球面収差を補正する非球面
量の条件を設定する際には、光源側の面と像側の面の周
縁光線に対する非球面量△₁，△₂を（１−ｍc）⁴，ＮＡ
c⁴，ｆcおよび１／（ｎc−１）³で正規化した量△₁N，
△₂Nに関して良好な範囲を見出す必要がある。具体的に
は、球面収差を良好に補正するためには、カップリング
レンズの非球面量は以下の条件を満足することが望まし
い。０．０２＜△₂N−△₁N＜０．１１ただしｍc ：カップリングレンズの光源の反対側から見た倍
率ｆc ：カップリングレンズの焦点距離ＮＡc：カップリングレンズの光源側の開口数（対物レ
ンズの像側開口数をＮＡ、光学系全系の倍率をｍt とし
たとき、ＮＡc＝ＮＡ×｜ｍt｜ｎc ：カップリングレンズの屈折率 △₁：カップリングレンズの光源側の面の有効径最周
辺（上記ＮＡcの周縁光線が入射する光源側の面上の位
置）における非球面と該光源側の面の頂点曲率半径を有
する基準球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほ
ど該非球面が像側へ変位している場合を正とする。 △₂：カップリングレンズの像側の面の有効径最周辺
における非球面と該像側の面の頂点曲率半径を有する基
準球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど該非
球面が像側へ変位している場合を正とする。 △₁N ：｛（ｎc−１）³・△₁｝／｛（１−ｍc）⁴・ＮＡc⁴
・ｆc} △₂N ：｛（ｎc−１）³・△₂｝／｛（１−ｍc）⁴・ＮＡc⁴
・ｆc} 球面収差をより良好に補正するためには、０．０３＜△₂N−△₁N＜０．１０を満足することが望ましく、さらに好ましくは０．０４＜△₂N−△₁N＜０．０９を満足することが望ましい。

【００２２】また、カップリングレンズの材質としては
ガラス、プラスチックのいずれを用いても本発明の実現
は可能であるが、非球面ガラスレンズと非球面プラスチ
ックレンズのコストを比較すると前者が高くなるため、
プラスチックを用いる方がより有効であると言える。更
に、カップリングレンズをプラスチックとすることの利
点として温度変化により発生する収差変化量の緩和が挙
げられる。対物レンズがプラスチックレンズの場合、温
度変化によりプラスチックの屈折率が変化し球面収差が
発生することは前述の通りである。それに加え、カップ
リングレンズがプラスチックレンズの場合は、カップリ
ングレンズにおいても対物レンズと同様に屈折率の変化
が生じる。例えば温度が上昇した場合について考える
と、プラスチックの屈折率は温度上昇以前の値と比較し
て小さくなる。従って、カップリングレンズの屈折力が
小さくなり、対物レンズへの入射光線は温度上昇前と比
較して、より発散角の大きい光線が入射されることとな
り、この場合発生する収差はアンダー方向の球面収差で
ある。また、対物レンズの屈折率が小さくなることで発
生する収差はオーバー方向の球面収差であるので、カッ
プリングレンズおよび対物レンズが共にプラスチックレ
ンズの場合、光学系全体として発生する球面収差量は、
ガラスとプラスチックが混在している場合よりも緩和さ
れることとなる。

【００２３】以下に、本発明の実施例を示す。表中の記
号は、ｒi ：光源から第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率半径ｄi ：光源から第ｉ番目のレンズ面間隔ｎi ：光源から第ｉ番目のレンズ硝材の屈折率であり、非球面形状は面の頂点を原点とし、頂点の曲率
をＣ、円錐係数をＫ、非球面係数をＡｊ、および非球面
のべき数をＰｊ（Ｐｊ＞２）としたとき、数式１で表さ
れる。

【数１】また、ｆc、ｆoはそれぞれカップリングレンズ、対物レ
ンズの焦点距離、ＮＡは光学系の光情報媒体側（像側）
開口数、ｍc、ｍo、ｍt はそれぞれカップリングレン
ズ、対物レンズ、全系の結像倍率であり、カップリング
レンズの結像倍率は光源の反対側から見た結像倍率であ
る。この、ｍc、ｍo、ｍtの間には、ｍc≠０で対物レン
ズが基準設計状態にある場合は、以下の関係が成り立
つ。ｍt＝ｍo／ｍc Ｕは光源と光情報媒体の記録面との距離、すなわち基準
物像間距離である。なお、表中にはディスクＧに関する
値も示してある。

【００２４】実施例１は、対物レンズの結像倍率（横倍
率）が−１／２０倍で、ＮＡが０．４８、全系の結像倍
率（横倍率）が−１／６の場合の例である。実施例２
は、対物レンズの結像倍率（横倍率）が−１／２０倍
で、ＮＡが０．４８、全系の結像倍率（横倍率）が−１
／２であり、更にカップリングレンズの非球面を対物レ
ンズ側に設けた場合の例である。実施例３は、対物レン
ズの結像倍率（横倍率）が−１／２０倍で、ＮＡが０．
４８、全系の結像倍率（横倍率）が−１／２であり、更
にカップリングレンズの非球面を光源側に設けた場合の
例である。実施例４は、対物レンズの結像倍率（横倍
率）が−１／１０倍で、ＮＡが０．４８、全系の結像倍
率（横倍率）が−１／６の場合の例である。実施例５
は、対物レンズの結像倍率（横倍率）が−１／１０倍
で、ＮＡが０．４８、全系の結像倍率（横倍率）が−１
／２の場合の例である。実施例６は、対物レンズの結像
倍率（横倍率）が−１／２０倍で、ＮＡが０．６０、全
系の結像倍率（横倍率）が−１／２の場合の例である。
実施例７は、対物レンズの結像倍率（横倍率）が−１／
１５倍で、ＮＡが０．６０、全系の結像倍率（横倍率）
が−１／２の場合の例である。

【００２５】

【表２】実施例１ｆc＝２４．４２mm ｆo＝３．００mm ＮＡ：
０．４８ｍc＝０．３００ｍo＝−０．０５０ｍt＝
−０．１６６７Ｕ＝２７．９０mm ＮＡc：０．０８０非球面係数第２面ｋ＝ −０．５４９３５Ａ₁＝ −０．３８２９０×１０^-4Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．３４３７０×１０^-6Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．６１７５９×１０^-7Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．１００８３×１０^-7Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．８３０８８Ａ₁＝＋０．３８３２８×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８３１８８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１４８５６×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．１８８３１×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．４７１５４×１０Ａ₁＝＋０．１７１８６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８６９９１×１０^-2Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２４５６４×１０^-2Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．３２１９８×１０^-3Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．１２３×１０^-3 △₁N＝０ △₂N＝０．０６２５ △₂N−△₁N＝０．０６２５

【００２６】

【表３】実施例２ｆc＝６．２９８mm ｆo＝３．００mm Ｎ
Ａ：０．４８ｍc＝０．１００ｍo＝−０．０５０ｍt
＝−０．５００Ｕ＝１６．８０mm ＮＡc：０．２４非球面係数第２面ｋ＝ −０．４２１１０Ａ₁＝＋０．５０７０３×１０^-3Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝＋０．４０２７５×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２５８９４×１０^-5Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．５３７７４×１０^-8Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．８３０８８Ａ₁＝＋０．３８３２８×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８３１８８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１４８５６×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．１８８３１×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．４７１５４×１０Ａ₁＝＋０．１７１８６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８６９９１×１０^-2Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２４５６４×１０^-2Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．３２１９８×１０^-3Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．７４３×１０^-2 △₁N＝０ △₂N＝０．０６６１ △₂N−△₁N＝０．０６６１

【００２７】

【表４】実施例３ｆc＝６．３５７mm ｆo＝３．００mm Ｎ
Ａ：０．４８ｍc＝０．１００ｍo＝−０．０５０ｍt
＝−０．５００Ｕ＝１６．６５mm ＮＡc：０．２４非球面係数第２面ｋ＝ −０．１９２５３×１０² Ａ₁＝ −０．５８７７５×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝＋０．７０７８１×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．２４７４８×１０^-4Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．１３８０１×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．８３０８８Ａ₁＝＋０．３８３２８×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８３１８８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１４８５６×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．１８８３１×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．４７１５４×１０Ａ₁＝＋０．１７１８６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８６９９１×１０^-2Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２４５６４×１０^-2Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．３２１９８×１０^-3Ｐ₄＝１０．０ △₁＝−０．８４３×１０^-2△₂＝０ △₁N＝０．０７４３ △₂N＝０ △₂N−△₁N＝０．０７４３

【００２８】

【表５】実施例４ｆc＝３９．１４mm ｆo＝２．８４mm Ｎ
Ａ：０．４８ｍc＝０．６００ｍo＝−０．１０ｍt
＝−０．１６７Ｕ＝２５．４３mm ＮＡc：０．０８非球面係数第２面ｋ＝ −０．５１１９５Ａ₁＝ −０．８４３３３×１０^-4Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．２７６４０×１０^-5Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．１９１７５×１０^-5Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．５９０９０×１０^-6Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．９０１９９Ａ₁＝＋０．４１９１９×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．９４０５７×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１９９６３×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．６１５４８×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．５５７７６×１０Ａ₁＝＋０．１５９９６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．９４０５７×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１９９６３×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．６１５４８×１０^-5Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．１３９×１０^-4 △₁N＝０ △₂N＝０．０４１３ △₂N−△₁N＝０．０４１３

【００２９】

【表６】実施例５ｆc＝６．１７６mm ｆo＝２．８４mm Ｎ
Ａ：０．４８ｍc＝０．２０ｍo＝−０．０１０ｍt
＝−０．５０Ｕ＝１６．０２mm ＮＡc：０．２４非球面係数第２面ｋ＝ −０．１１２１８×１０Ａ₁＝ −０．２７７７４×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．１４７６８×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１８２５４×１０^-4Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．４１４７７×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．９０１９９Ａ₁＝＋０．４１９１９×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．９４０５７×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１９９６３×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．６１５４８×１０^-5Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．５５７７６×１０Ａ₁＝＋０．１５９９６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．９４０５７×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１９９６３×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．６１５４８×１０^-5Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．４４０×１０^-2 △₁N＝０ △₂N＝０．０６４０ △₂N−△₁N＝０．０６４０

【００３０】

【表７】実施例６ｆc＝６．３０８mm ｆo＝３．２６mm Ｎ
Ａ：０．６０ｍc＝０．１０ｍo＝−０．０５ｍt
＝−０．５０Ｕ＝１７．７７mm ＮＡc：０．３０非球面係数第２面ｋ＝ −０．９４９８９×１０Ａ₁＝ −０．１０５３２×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．８９８７６×１０^-5Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．１２９３０×１０^-6Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．１１５７０×１０^-7Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．２６１３４Ａ₁＝ −０．３９８９１×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．４８５５６×１０^-3Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．２１１０２×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．３３６８７×１０^-4Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．４２６２４×１０Ａ₁＝＋０．２１９８９×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．７７５３３×１０^-2Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２８０８４×１０^-2Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．２６５０４×１０^-3Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．２２２×１０^-1 △₁N＝０ △₂N＝０．０８０９ △₂N−△₁N＝０．０８０９

【００３１】

【表８】実施例７ｆc＝６．５０１mm ｆo＝３．１４mm Ｎ
Ａ：０．６０ｍc＝０．１３３ｍo＝−０．０６６７ｍ
t＝−０．５０Ｕ＝１７．２４mm ＮＡc：０．３０非球面係数第２面ｋ＝ −０．７２８３４Ａ₁＝ −０．７６２２２×１０^-3Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．１３８２６×１０^-4Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．２０３８１×１０^-7Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．９００７６×１０^-8Ｐ₄＝１０．０第３面ｋ＝ −０．２８０６４Ａ₁＝ −０．４６１００×１０^-2Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．５０２１６×１０^-3Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝ −０．２１１６６×１０^-3Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝＋０．３３５７９×１０^-4Ｐ₄＝１０．０第４面ｋ＝ −０．４３３９６×１０Ａ₁＝＋０．２３２８６×１０^-1Ｐ₁＝４．０Ａ₂＝ −０．７７２０２×１０^-2Ｐ₂＝６．０Ａ₃＝＋０．２８１０６×１０^-2Ｐ₃＝８．０Ａ₄＝ −０．２６４９５×１０^-3Ｐ₄＝１０．０ △₁＝０ △₂＝０．２０８×１０^-1 △₁N＝０ △₂N＝０．０８５３ △₂N−△₁N＝０．０８５３

【００３２】上記実施例１〜７のトラッキング特性をそ
れぞれ図１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２に
示す。また、実施例１〜７の基準温度に対する温度変化
が−３０度、０度、＋３０度の各温度における物像間距
離の基準物像間距離との差△Ｕによる収差変化図をそれ
ぞれ図１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３に示
す。いずれの結果からも、例えば図５の従来例に比して
見れば明らかなように、実用上良好な性能が得られてい
ることがわかる。各実施例とも収差変動はマレシャル基
準を下回っているが、ＮＡ０．４８の実施例１〜５とＮ
Ａ０．６の実施例６、７を比較すると、高ＮＡの場合の
方がマレシャル基準に接近している。従って、高ＮＡの
場合は、対物レンズの倍率｜ｍo｜をより小さくする方
が収差変動を軽減できることが判る。

【００３３】

【発明の効果】本発明の記録再生用集光光学系は、対物
レンズ単体の横倍率ｍo 及び光学系全体の横倍率ｍt
を、ＮＡ値に対応して適切に選択することにより、温度
変化、物像間距離変化に対して充分な性能を維持し、高
ＮＡでありながら低コストの記録再生用集光光学系が実
現出来たものである。また、対物レンズ、カップリング
レンズをプラスチックレンズとすることが出来、充分な
性能を維持したまま、さらに安価な光情報媒体の記録再
生用集光光学系が実現できたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報媒体の記録再生用集光光学系の
光学配置図である。

【図２】従来の光情報媒体の記録再生用集光光学系の光
学配置図である。

【図３】樹脂製レンズの物像間距離の変化、温度変化に
よる収差変化の１例を示すグラフである。

【図４】比較例としての従来の集光光学系の１例の収差
図である。

【図５】図４の集光光学系の物像間距離の変化、温度変
化による波面収差変化の１例を示すグラフである。

【図６】本発明の記録再生用集光光学系の信号検出系ま
でを含めた光学配置の１例を示す図である。

【図７】本発明の記録再生用集光光学系の信号検出系ま
でを含めた光学配置の他の例を示す図である。

【図８】従来の記録再生用集光光学系の信号検出系まで
を含めた光学配置の１例を示す図である。

【図９】従来の記録再生用集光光学系の信号検出系まで
を含めた光学配置の他の例を示す図である。

【図１０】本発明の記録再生用集光光学系の実施例１の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図１１】本発明の記録再生用集光光学系の実施例１の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図１２】本発明の記録再生用集光光学系の実施例２の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図１３】本発明の記録再生用集光光学系の実施例２の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図１４】本発明の記録再生用集光光学系の実施例３の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図１５】本発明の記録再生用集光光学系の実施例３の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図１６】本発明の記録再生用集光光学系の実施例４の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図１７】本発明の記録再生用集光光学系の実施例４の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図１８】本発明の記録再生用集光光学系の実施例５の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図１９】本発明の記録再生用集光光学系の実施例５の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図２０】本発明の記録再生用集光光学系の実施例６の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図２１】本発明の記録再生用集光光学系の実施例６の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【図２２】本発明の記録再生用集光光学系の実施例７の
トラッキング特性を示すグラフである。

【図２３】本発明の記録再生用集光光学系の実施例７の
物像間距離の変化、温度変化による波面収差変化を示す
グラフである。

【符号の説明】

１光情報媒体２対物レンズ３
カップリングレンズ４光源５絞り６
コリメータレンズ７受光素子８信号検出用集光レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源側から、少なくとも１面が非球面の
単レンズであるカップリングレンズと、光源側及び像側
の両面が非球面である対物レンズとからなり、光源は、
カップリングレンズの光源側焦点よりもカップリングレ
ンズ側に配置され、対物レンズは少なくとも光軸に沿っ
て可動であり、以下の条件を満たすことを特徴とする光
情報媒体の記録再生用集光光学系 −１／１０≦ｍo ≦−１／２０ −１／２ ≦ｍt ≦−１／６但し、ｍo ：対物レンズ単体の横倍率ｍt ：光学系の横倍率
【請求項２】対物レンズがプラスチック製である請求
項１の光情報媒体の記録再生用集光光学系
【請求項３】カップリングレンズがプラスチック製で
ある請求項１の光情報媒体の記録再生用集光光学系
【請求項４】カップリングレンズ、対物レンズがとも
にプラスチック製である請求項１の記録再生用集光光学
系
【請求項５】光源側から、少なくとも１面が非球面の
単レンズであるカップリングレンズと、光源側及び像側
の両面が非球面である対物レンズとから成り、光源は、
カップリングレンズの光源側焦点よりもカップリングレ
ンズ側に配置され、対物レンズは少なくとも光軸に沿っ
て可動であり、以下の条件を満たすことを特徴とする光
情報媒体の記録再生用集光光学系 −１／１５≦ｍo ≦−１／２０ −１／２ ≦ｍt ≦−１／６但し、ｍo ：対物レンズ単体の横倍率ｍt ：光学系の横倍率
【請求項６】対物レンズがプラスチック製である請求
項５の光情報媒体の記録再生用集光光学系
【請求項７】カップリングレンズがプラスチック製で
ある請求項５の光情報媒体の記録再生用集光光学系
【請求項８】カップリングレンズ、対物レンズがとも
にプラスチック製である請求項５の光情報媒体の記録再
生用集光光学系