JPH10104507A - 対物レンズ及び記録再生装置 - Google Patents
対物レンズ及び記録再生装置Info
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- JPH10104507A JPH10104507A JP8255047A JP25504796A JPH10104507A JP H10104507 A JPH10104507 A JP H10104507A JP 8255047 A JP8255047 A JP 8255047A JP 25504796 A JP25504796 A JP 25504796A JP H10104507 A JPH10104507 A JP H10104507A
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Abstract
ズを提供する。この対物レンズを用いることにより、高
い情報記録密度を有する光学記録媒体に対して使用でき
る光学ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 第1面を回転楕円面とし(円錐定数kに
ついて、−1≦k<0)、この第1面の曲率、第1レン
ズ1の硝材(屈折率)及び2枚組レンズ全体の主平面間
隔dを一定の関係式を満足するように適切に設定する。
Description
の対物レンズを有して構成され光ディスクの如き光学記
録媒体に対して情報信号の記録再生を行う記録再生装置
に関する技術分野に属する。
は、動画情報、音声情報、コンピュータ用データなどの
データ保存のために、その量産性と低コストの故に広く
用いられている。そして、その高密度化、大容量化への
要求は、情報化社会の急激な進歩により、近年ますます
強くなっている。
るには、情報信号を読み出すための光束の短波長化と、
この光束を該光学記録媒体上に集光させるための対物レ
ンズの高NA化(高いい開口数(NA)の対物レンズを
使う)との2つが有効である。
(オーディオ信号用、または、コンピュータデータ用の
デジタル光ディスク)用の対物レンズのNAが0.45
であるのに対し、この「コンパクトディスク」よりも記
録密度が向上されたいわゆる「デジタルビデオディスク
(DVD)」(ビデオ信号用のデジタル光ディスク)用
の対物レンズのNAは、0.6となっている。
樹脂材料やガラス材料により、非球面単レンズ(単玉非
球面レンズ)として構成されている。
D)」は、ディスクの傾きによるコマ収差の影響を低減
させるために、「コンパクトディスク」や光磁気ディス
クのディスク基板の厚さの半分の厚さ、すなわち、0.
6mm厚のディスク基板を有して構成されている。
な光学記録媒体よりの情報信号の読み出しに用いられる
対物レンズにおいては、現在使用されているもの以上の
高い開口数(NA)の非球面単レンズを作ることは困難
であるといわれている。
なわち、レンズ面の傾きが光軸に対して垂直な状態を基
準として45度を越えると、ダイヤモンドバイトの先端
の大きさから、非球面金型の加工が困難となる。また、
曲率がきつくなると、レンズの頂点から最外周までの光
軸方向に沿った深さ(「ザグ」と呼ばれる)が大きくな
り、金型の切削加工が困難になる。
も、単レンズとして開口数(NA)を0.7以上とした
領域では、7次以上の高次の収差補正が不可欠である。
それにはさらに多くの設計の自由度が必要である。この
補正のために、これまでよりも高次の非球面係数を活用
することも考えられるが、加工上及び設計上の困難があ
り、有効な手段とはいえない。
(NA)0.8以上の非球面レンズも報告されている
が、開口数0.7以上のレンズを単レンズとして作製し
たという報告はない。
る開口数0.7以上の高開口数のレンズは、複数種類の
硝材を用いた複数枚の球面レンズからなる組レンズであ
る。顕微鏡と光ディスク用光学ピックアップ装置との光
学的な類似性から、顕微鏡用のレンズと同様なレンズを
該光学ピックアップ装置の対物レンズに応用することは
容易に考えられる。また、光ディスクの実用化の黎明期
においては、上記対物レンズとして、2群3枚の球面レ
ンズからなる組レンズが使われていた。
が必要であり、性能の不安定さやコスト高を避けられな
い。
レンズであった。非球面モールドレンズにおいては、高
精度の非球面形状が得られるのみならず、単玉故に組立
てが不要であり、偏芯や倒れに対しても充分な公差が得
られる。しかし、非球面モールド単レンズにおいては、
上述したように、現在使用されているもの以上の高い開
口数(NA)の非球面単レンズを作ることは困難であ
る。
案されるものであって、開口数0.7以上の対物レンズ
を非球面2枚組レンズとして実現し、記録再生装置にお
いてこの対物レンズを用いて高い情報記録密度の光学記
録媒体の実用化を図るという課題を解決しようとするも
のである。
前提とした装置であるため、特に、生産及び組立が容易
であること、簡便な構造であることが必要である。ま
た、光学ピックアップ装置は上記対物レンズの位置をサ
ーボ制御することでフォーカシング動作及びトラッキン
グ動作を行うため、対物レンズの小型軽量化は、製品の
小型化のみならず、性能の向上のためにも重要な課題の
一つである。
球面形状について、以下の如く定義したとき、 h:光軸からの高さ x:光軸からの高さがhの非球面上の点の非球面頂点の
接平面からの距離 c:非球面頂点の曲率(曲率半径Rの逆数(1/R)) k:円錐定数 A:第4次の非球面係数 B:第6次の非球面係数 C:第8次の非球面係数 D:第10次の非球面係数 非球面形状は、
示される。
て、以下のように分類される。
て各面の像側にあるときを正、各面の物体側にあるとき
を負とする。面の曲率半径は、その曲率中心が各面の像
側にある時を正、各面の物体側にあるときを負とする。
また、面の屈折力は、その面の曲率中心が各面の像側に
ある時を正、各面の物体側にあるときを負とする。
解決するため、物体側に配設され物体側の第1面及び像
側の第2面を有する第1のレンズと、像側に配設され物
体側の第3面及び像側の第4面を有する第2のレンズと
からなり、該第1面は、正の屈折力を有し円錐定数kに
ついて、 −1≦k<0 を満足する回転楕円面であり、該第1のレンズをなす硝
材の屈折率をn、該第1面の曲率半径をR1、上記各レ
ンズ全体の主平面間隔をd、有効焦点距離をFとしたと
き、
て、上記第2面は、負の屈折力を有し円錐定数kが0よ
り大なる回転楕円面であり、上記第3面は、正の屈折力
を有し円錐定数kが−1以上0未満の回転楕円面であ
り、開口数が0.7以上となされていることとしたもの
である。
て、上記第1面と上記第2面との面間隔をd1とし、該
第2面と上記第3面との面間隔をd2としたとき、
源と、この光源より発せられた光束を光学記録媒体の信
号記録面上に集光させる対物レンズとを備え、上記対物
レンズは、上述した本発明に係る対物レンズであること
としたものである。
て、上記光学記録媒体の信号記録面の上記対物レンズの
光軸に対する傾きを検出するスキュー検出手段を設けた
ものである。
いて、上記信号記録面を支持しこの信号記録面と上記対
物レンズとの間に位置する透明基板の厚さが0.6mm
以下である光学記録媒体に対して使用されることとした
ものである。
を参照しながら、次の順序で説明する。
件の導出 〔2−1〕厚肉単レンズ近似による収差論 (1)厚肉単レンズ近似における近軸関係 (2)厚肉単レンズ近似の球面収差 (3)厚肉レンズ近傍のコマ収差 (4)厚肉単レンズ近似による第1面の最適曲率と全系
の最適主平面間隔 〔2−2〕偏芯を考慮した近軸配置 〔2−3〕ダブレットとしての作動距離を考慮した近軸
配置 〔2−4〕厚肉単レンズ近似から導かれる近軸配置の必
要条件 〔3〕第1エレメントの肉厚最適化による偏芯不感条件 〔4〕変形例
ダブレットレンズであって、開口数0.7以上の高開口
数対物レンズである。すなわち、この対物レンズは、物
体側に配置される第1のレンズである第1エレメント1
と、像側に配置される第2のレンズである第2エレメン
ト2とから構成されている。この対物レンズにおいて
は、物体側に臨む第1面は正の屈折力を有し円錐定数k
が−1以上0未満の回転楕円面、第2面は負の屈折力を
有し円錐定数kが0よりも大きい回転楕円面、第3面は
正の屈折力を有し円錐定数kが−1以上0未満の回転楕
円面である。
れば、主光線は、該第1面の中心を通過するので像高が
0だから、該第1面では、非球面項によるコマ収差は生
じない。したがって、第1面の非球面は主に球面収差の
補正に寄与することがわかる。
は、第1面が大きなパワーを持つので、ここで球面項に
よる大きな球面収差が生ずる。これを過不足なく補正す
るには、第1面の非球面円錐定数が−1以上0未満の回
転楕円面であればよい。これ以外の範囲であれば、他の
面の非球面係数をもって補正するほかなく、その場合に
は、非球面係数が大きくなり、加工が困難な形状となっ
てしまう。
小さく、ほとんど屈折しないので、大きな収差は発生し
ない。しかし、これら第2面、第3面を非球面化すれ
ば、高次までの球面収差とコマ収差とに対する補正を行
うことができる。特に、第2面は第4面と、第3面は第
1面と、略々反転した球面収差とコマ収差とを持つよう
な対称な配置とすることが有効である。
エレメント1,2をなす硝材、光学記録媒体(光ディス
ク)のディスク基板(透明基板)101の厚さが決定さ
れれば、必然的に決定される。この第4面の形状を加工
可能な形状とし、かつ、全系の偏芯公差を充分に確保す
るには、第2面を負の屈折力を有し円錐定数kが0より
大きい回転楕円面とし、第3面を正の屈折力を有し円錐
定数kが−1以上0未満の回転楕円面とすればよい。
解析、最適条件の導出 〔2−1〕厚肉単レンズ近似による収差論 上述の〔1〕(対物レンズの構成の概略)における議論
は、定量的に論じることができる。高開口数のレンズを
偏芯などの製造公差を確保して設計するには、まずその
パワー配置を最適化することが必要である。高次の収差
はいずれも低次の収差の関数だから、低次から収差を抑
える必要がある。低次の収差をより高次の収差を発生さ
せて打ち消してゆくと、面形状は作成困難になり、製造
公差も狭まるからである。
ズに関するものだが、まずは、図2に示すように、第2
面以降の面を1面に合成した厚肉単レンズを仮想的に考
えて、第1面の形状と主平面間隔とを最適化することを
考える。
の非球面ダブレットレンズ全体の主平面間隔dに相当す
るものと考えればよい。
は、非球面まで含めた薄肉単レンズのを収差論が詳しく
述べられている。しかし、これらは、あくまで薄肉近似
なので、現実のレンズを充分に解析するには、これを厚
肉レンズの場合について拡張する必要がある。そこで、
まず、厚肉単レンズ(屈折率n、厚みd、有効焦点距離
f)の収差係数を求める。
をそれぞれr1、r2、第1面、第2面への入射光線高を
それぞれh1、h2とする。第1面入射光線の延長線と光
軸との交点と、第1面との距離をs1、第2面入射光線
の延長線と光軸との交点と、第2面との距離をs2とす
る。第1面屈折後の光線の延長線と光軸との交点と、第
1面との距離をs1′、第2面屈折後の光線の延長線と
光軸との交点と、第2面との距離をs2′とする。これ
らの量はいずれも、各面の入射側を負、出射側を正にと
る。このとき、レンズ全体のパワーは、
下のように与えられる。
厚肉レンズの球面収差である。
々0になっていることが望ましい。理想的な状態では、
最終的に各面の収差係数を足し合わせた全体が0になっ
ていれば収差は補正されるが、現実には、偏芯や面精度
などの製造誤差が生じる。このとき、各面の収差係数が
小さければ、こうした誤差要因に対する変動がある程度
抑えられる。また、設計としても、どこかの面にしわ寄
せが生じないので、優れた性能が得易い。
〔数29〕より、−1/n2近傍であればよい。光学ガ
ラスの多くの屈折率nは可視光域においておおよそ1.
4乃至1.8の範囲に分布しているから、ε1は、−
0.3乃至−0.5程度であればよい。
うな四つの理由から、左辺は右辺より小さいほうがよ
い。第一に、光ディスクにおいては、ディスク基板10
1の厚さにより生じる球面収差(>0)を補正する必要
がある。第二に、全系のパワーを1として正規化された
厚肉レンズについて、第1面の曲率ρ1(=1/R1)と
主平面間隔dの関数として厚肉レンズ全体の球面収差係
数を数値計算すると、図4及び図5に示すように、〔数
32〕の条件の近傍では傾きが大変に大きい。すなわ
ち、第1面の曲率ρ1や主平面間隔dに製造誤差が生じ
たときに、大きな球面収差が生じるということである。
したがって、非球面係数を活用して、この領域以外で球
面収差を補正したほうが、製造上も作り易い安定な解と
なる。第三に、後述するように、コマ収差の補正の観点
からも、〔数32〕の条件の近傍の第1面の曲率ρ1と
主平面間隔dは望ましくない。第四に、dρ1>n/
(n−1)では、第1面の曲率半径R1が小さくなり、
光ディスク用の大きさのレンズとしては、作成が現実的
には困難なうえ、作動距離が確保できない。したがっ
て、
数ε2を用いて、第2面の球面収差を補正すればよい
が、球面項の球面収差をできるだけ小さくすれば、非球
面項が小さな値で補正できるので製造上有利である。そ
れには、〔数30〕において、
0.5乃至1.9程度の本発明で主に考えている領域で
は、〔数35〕の右辺は〔数33〕の右辺より小さい。
前記と同様の理由から、この近傍であれば、
の寄与を無視した。また、ディスク基板101は平行平
板なので、コマ収差については寄与しないと考えてよ
い。
いて、上記ρ1及びd1を求めることができる。すなわ
ち、 i)ρ1→0のとき、レンズ全体のパワーを1と正規化
すれば、〔数17〕より、r2=1−nになる。このと
き、d1=n−1である。
マ収差が0になる(B=0となる)ようなρ1は、D=
1として〔数17〕を〔数38〕のρ2へ代入して、
がρ1とdに対してどのような値をとるか、その挙動を
調べる。コマ収差が0になるdの一般解は、〔数37〕
で、B=0とおいて、
3次曲線と右辺の定数の交点がコマ収差を0にするdの
解である。これを数値計算すれば、図6及び図7に示す
ように、ρ1の変化に応じて3つの領域A,B,Cの境
界上においてB=0となるdの解が存在する。
領域A,B,C内で正の値をとる。領域Aは、d=n−
1に漸近する曲線をdの下限とする領域である。領域B
は、ρ1=n2/(n2−1)に漸近する曲線をρ1の上限
とする領域である。領域Cは、d=n−1をdの上限と
しρ1=n2/(n2−1)をρ1の下限とする曲線で囲ま
れた領域である。これら領域の境界で、コマ収差は0に
なる。領域Aと領域Cの間は鞍状の領域となり、コマ収
差が小さい。
も望ましいのは領域Aであることがわかる。領域Bで
は、焦点距離に比べて主平面間隔dが長いため、レンズ
が大型化してしまう。領域Cでは、第1面の曲率半径R
1が小さくなりすぎて、作成が困難である。したがっ
て、領域Aの境界近辺がコマ収差補正のためには望まし
い。また、屈折率が1.4から1.8程度の可視光用硝
材では、さきに述べたように、球面収差の観点からも望
ましいのは領域Aであることがわかる。具体的には、
領域Aの境界近傍であれば、充分にコマ収差が補正でき
る。
適曲率と全系の最適主平面間隔 〔数36〕と〔数41〕の領域を図示すると、図8に示
すように、この図8中の斜線部の境界近傍が、収差論か
ら見た最適値であることとなる。以上から分かるよう
に、d=d1=n−1の近傍では、広いρ1の範囲に亘っ
て、コマ収差を小さな値に抑えることができるので、設
計の自由度がある。また、これは、ρ1、すなわち、第
1面の曲率の誤差に対しても、公差が広くなるというこ
とである。実用的にも、これは双曲線近傍よりdが小さ
い解なので、小型軽量化が求められる用途においては、
望ましい解である。
領域である。後述する〔実施例〕においても示すよう
に、球面収差については、非球面項で充分な補正が容易
にできる。しかし、コマ収差については、非球面の効果
は球面収差に対するほどの大きな効果はない。したがっ
て、球面項によるコマ収差自体も充分に補正されている
ことが望ましい。また、偏芯が生じた場合を考慮すれ
ば、偏芯コマ収差は低次のコマ収差の関数として表され
るので、コマ収差については低次から充分に高次まで補
正を行うことが必要である。
収差は、
3次の収差論」松居吉哉著、日本オプトメカトロニクス
協会刊)。ここで、 ΔY′:像面の横倍率 Y′ :像高 β :横倍率 Y :物体高 α′ :物体近軸光線の像面への入射角 R :物体平面上に換算した入射瞳半径 φ :入射瞳でのアジマス角 N :物界の屈折率 ω :物点と物体側主点を結ぶ直線が基準軸となす角
度 IIμ :第μ面のコマ収差係数 Eν :第ν面の偏芯量 IIEν:第ν面の偏芯コマ係数 である。第ν面の偏芯コマ係数IIEνは、一般には次の
〔数43〕で与えられる。
に、偏芯公差の観点からは、各面の収差係数が充分小さ
くなければならない。しかも、偏芯が生じ易い面の前後
の収差係数が偏芯に対しても互いに打ち消し合うような
対称的な収差を持っていることが理想である。
率や面間隔の変動に対して、充分な公差が確保されねば
ならない。以上の要件を満たすには、d=d1近傍の領
域が最適である。この領域では、R、dのどちらの微小
変位に対しても球面収差の変化は少ない。また、コマ収
差も小さく、面間のバランスで充分に補正ができる。
考慮した近軸配置 一般に、厚肉レンズの像側主点位置Δ′は、図2に示す
ように、第2面からの距離として、
1中のd4)とが決まれば、dρ1は一定で双曲線上の点
となる。作動距離WDが0のとき、dρ1=1/(n−
1)となる。一般に、高開口数のレンズにおいては、収
差補正のために、必然的に焦点距離は短くなる。それに
つれて、作動距離WDも短くなるので、dρ1は増加す
る。
A)、すなわち、NAが0.7以上のダブレットレンズ
である。しかし、最大のパワーは、第1面に集中してい
るので、ここまで同様厚肉単レンズと近似して考えるこ
とで、特性を把握できる。このような高開口数では、d
ρ1は、
でのコマ収差の補正が困難になり視野が著しく狭くなら
ざるを得ない。これを非球面化により補正しようとする
と、第2面以降の形状が作成困難になる。この上記〔数
47〕の範囲では、nを1.5程度とすれば、この厚肉
単レンズ近似の作動距離WDは焦点距離の0.55倍か
ら0.7倍程度になるが、光ディスクの場合、ディスク
基板101の厚さ以上の作動距離WDが必要なので、光
ディスクと対物レンズとの間の実質的な作動距離WD
は、この条件を満たしていても、焦点距離が3mm弱と
した場合に1mm以下にしかならない。
2面以降のパワーが増加して曲率半径が小さくなり、加
工が困難になること、主平面間隔dが増加してレンズの
全長が長くなることから、実用上は、
近軸配置の必要条件 以上をまとめると、〔数36〕、〔数41〕、〔数4
7〕、〔数48〕より、
偏芯不感条件 実用上は、さらに以下の条件を満たすことが望ましい。
第1面と第2面との面間隔をd1、第2面と第3面との
面間隔をd2とすれば、
え、第1面にパワーが集中して作動距離WDが短くな
る。また、第2面以降の面間隔の公差が厳しくなり、作
成及び組立時に球面収差が発生し易い。また、第2エレ
メント2ではビーム径が狭まるので、各エレメンツ1,
2間の偏芯も敏感になるので、偏芯コマ収差が発生し易
い。したがって、第2面と第3面との面間隔d2はでき
るだけ短いほうがよい。
第2面と第3面の全系に対するパワーの寄与が小さくな
る。したがって、この第2面の偏芯の全系に対する影響
は小さくなるので、偏芯公差が広がる。これは、以下の
ような理由による。第2面及び第3面を合成して1枚の
薄肉レンズとみれば、この対物レンズは、薄肉レンズの
トリプレットとみなせる。3枚の薄肉レンズ(それらの
パワーをψ1、ψ2、ψ3、第1面と第2面との面間隔を
d1、第2面と第3面との面間隔をd2とする)の全系の
パワーψは、次の〔数54〕で表される。
も(1−d1ψ1)を含む。したがって、1−d1ψ1=0
なら、ψ2は、如何なる値であっても、全系のパワーに
は影響しない。したがって、この薄肉レンズに偏芯や倒
れが生じても、全体のパワー配置は変わらないので、収
差も発生せず、公差が広がる。実用的には、1−d1ψ1
が0近傍であれば、充分にこの効果を得ることができ
る。実際の設計例について調べると、近軸和は1.0前
後であり、0.8以下、もしくは1.3以上では第2
面、第3面の偏芯に対するトレランスが失われる。
同じ硝材からできていると考えて、そのまま厚肉単レン
ズとして近似し第1面の曲率ρ1と主平面間隔dを論じ
た。その場合、このダブレットレンズのパワーは第1面
に大きく依存するので、第1エレメント1の硝材の屈折
率で厚肉単レンズの議論に用いたnを代用してかまわな
い。
限遠とした無限共役の場合を扱ってきた。これも、上述
した各数式が有効な範囲において、有限系の場合に拡張
できる。しかし、実用上は、有限系の場合は、高い開口
数(NA)の場合においては、取扱いが困難であると思
われる。
学記録媒体に対する情報信号の記録再生を行う記録再生
装置の要部となる光学ピックアップ装置を構成すること
ができる。すなわち、この光学ピックアップ装置は、図
3に示すように、光源となる半導体レーザ3を有し、こ
の半導体レーザ3から射出された光束を、上述の対物レ
ンズ6を介して、光学記録媒体である光ディスク102
上に集光させる。上記半導体レーザ3から出射された光
束は、まず、コリメータレンズ4により略々平行光束と
なされる。そして、この平行光束は、ビームスプリッタ
5を透過し、上記対物レンズ6に入射されて、上記光デ
ィスク102の信号記録面上に集光される。
の光路を逆に辿り、上記対物レンズ6を透過し、上記ビ
ームスプリッタ5で反射されて、上記半導体レーザ3に
戻る光路より分岐される。上記ビームスプリッタ5で反
射された光束は、集光レンズ9によって集光され、光検
出部を構成する光検出器10に入射する。この光検出部
は、上記光検出器10及びこの光検出器10の出力信号
が送られてこの出力信号に基づく演算処理を行う演算装
置11を有して構成されている。この光検出部において
は、上記演算装置11によって、フォーカスエラー信
号、トラッキングエラー信号などの制御誤差信号が得ら
れる。上記フォーカスエラー信号は、上記対物レンズ6
による上記光束の集光点と上記信号記録面との該対物レ
ンズ6の光軸方向の距離を示す信号である。上記トラッ
キングエラー信号は、上記対物レンズ6による上記光束
の集光点と上記信号記録面上において情報信号が記録さ
れる記録トラックとの該記録トラックの方向に直交する
方向の距離を示す信号である。これら制御誤差信号は、
アクチュエータ8に送られる。このアクチュエータ8
は、上記対物レンズ6を移動操作可能に支持しており、
上記各制御誤差信号に基づいて該対物レンズ6を移動操
作することにより、この対物レンズによる上記光束の集
光点を上記記録トラック上に位置させる。
いるならば、このスキューサーボ機構を構成するコマ収
差補正板は、上記半導体レーザ3と上記ビームスプリッ
タ5との間、もしくは、該ビームスプリッタ5と上記対
物レンズ6との間に置けばよい。このスキューサーボ機
構は、別途設けられたディスクスキューセンサと、上記
コマ収差補正板とを有して構成される。
ィスク102の信号記録面の上記対物レンズ6の光軸に
対する傾き角度を検出するセンサである。上記コマ収差
板は、上記光束の光路上に配置され、この光束の光軸に
直交する方向に移動操作されてコマ収差を発生させるこ
とにより、上記光ディスク102の傾きによって生ずる
コマ収差を相殺するものである。このコマ収差補正板
は、上記ディスクスキューセンサからの出力信号に応じ
て、移動制御される。
記ディスク基板101の厚みが0.6mm以下である光
ディスク102に対して情報信号の書き込み読み出しを
行う装置として構成することができる。このように、上
記ディスク基板101の厚みを薄くすると、上記光ディ
スク102の傾きによるコマ収差の影響を低減させるこ
とができる。このように、上記光ディスク102のディ
スク基板101の厚みが従来の光ディスクのディスク基
板の厚みとは異なる場合には、上記対物レンズ6の第1
面を回折型レンズ一体型の面として回折次数に対して異
なる球面収差を与えることや、本発明に係る対物レンズ
6と従来の対物レンズとを併設して機械的に切換えるな
どの構成を採用し、該光ディスク102と従来の光ディ
スクとの双方に対して情報信号の書き込み読み出しが行
えるようにしてもよい。
施例を挙げる。以下の各実施例においては、ディスク基
板101は、ポリカーボネイト(Polycarbonate)(屈
折率1.581637)であることとした。
を使った設計例 BaCD5(HOYA社製)(屈折率1.58642
2)を用いた設計例を以下に示す。この設計例におい
て、
11に示す。また、横収差図を、図12に示す。設計条
件は、以下の通りである。
を使った設計例 LaC13(HOYA社製)(屈折率1.68986
7)を用いた設計例を以下に示す。この設計例におい
て、
14に示す。また、横収差図を、図15に示す。設計条
件は、以下の通りである。
を使った設計例 LaF20(HOYA社製)(屈折率1.73943
1)を用いた設計例を以下に示す。この設計例におい
て、
17に示す。また、横収差図を、図18に示す。設計条
件は、以下の通りである。
リレート)を使った設計例 本発明に係る対物レンズは、プラスチック射出成形を用
いて作成することができる。PMMA(ポリメチルメタ
クリレート(Polymethylmethacrylate))(屈折率1.
492)を用いた設計例を以下に示す。この設計例にお
いて、
20に示す。また、横収差図を、図21に示す。この例
においては、〔数5〕、〔数6〕の条件が満たされてい
ない。そのため、多少エレメンツ間の組立等の偏芯に弱
くなっている。しかし、プラスチックは屈折率が一般に
低いので、面精度を緩和できる。
A)0.7以上の対物レンズを非球面2枚組レンズとし
て実現し、記録再生装置においてこの対物レンズを用い
ることにより高い情報記録密度の光学記録媒体の実用化
を図ることを可能とするものである。
(NA)の対物レンズを、2枚組という比較的簡単な構
成で実現できる。2枚程度であれば、内面反射や吸収に
よる光量の損失やフレアも抑えられる。
小型のアクチュエータによる駆動が可能な大きさで、か
つ、光ディスク用の対物レンズとして使用できる作動距
離を確保できるものである。
及び組立の誤差に対して充分な公差を確保できるもので
ある。
モールドレンズとしても作成できるので、大量生産が可
能であり低コスト化が期待できるものである。
は、第4面への入射角が液浸型のレンズ構成に比べて小
さいために、フレネル反射損を小さくできる。
ある。
を示す側面図である。
る記録再生装置の構成を示す側面図である。
フである。
に示したグラフである。
フである。
に示したグラフである。
領域を示すグラフである。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
レーザ、6 対物レンズ、10 光検出器、101 光
ディスク基板、102 光ディスク
Claims (6)
- 【請求項1】 レンズ系における面の非球面形状につい
て、光軸からの高さをhとし、光軸からの高さがhの非
球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離をxとし、
非球面頂点の曲率をcとし、円錐定数をkとし、第4次
の非球面係数をAとし、第6次の非球面係数をBとし、
第8次の非球面係数をCとし、第10次の非球面係数を
Dとして、この非球面形状を、 【数1】 で示される曲線の光軸回りの回転体として示し、 距離については、光軸に沿って像側を正、物体側を負と
し、面の曲率半径については、曲率中心が像側にあると
きを正、物体側にあるときを負とし、面の屈折力につい
ては、曲率中心が像側にあるときを正、物体側にあると
きを負としたとき、 物体側に配設され物体側の第1面及び像側の第2面を有
する第1のレンズと、 像側に配設され物体側の第3面及び像側の第4面を有す
る第2のレンズとからなり、 上記第1面は、正の屈折力を有し、円錐定数kについ
て、 −1≦k<0 を満足する回転楕円面であり、 上記第1のレンズをなす硝材の屈折率をn、上記第1面
の曲率半径をR1、上記各レンズ全体の主平面間隔を
d、有効焦点距離をFとしたとき、 【数2】 【数3】 【数4】 を満たしている対物レンズ。 - 【請求項2】 第2面は、負の屈折力を有し、円錐定数
kが0より大なる回転楕円面であり、 第3面は、正の屈折力を有し、円錐定数kが−1以上0
未満の回転楕円面であり、 開口数が0.7以上となされた請求項1記載の対物レン
ズ。 - 【請求項3】 第1面と第2面との面間隔をd1とし、
第2面と第3面との面間隔をd2としたとき、 【数5】 【数6】 が満足されている請求項1記載の対物レンズ。 - 【請求項4】 光源と、 上記光源より発せられた光束を光学記録媒体の信号記録
面上に集光させる対物レンズとを備え、 レンズ系における面の非球面形状について、光軸からの
高さをhとし、光軸からの高さがhの非球面上の点の非
球面頂点の接平面からの距離をxとし、非球面頂点の曲
率をcとし、円錐定数をkとし、第4次の非球面係数を
Aとし、第6次の非球面係数をBとし、第8次の非球面
係数をCとし、第10次の非球面係数をDとして、この
非球面形状を、 【数7】 で示される曲線の光軸回りの回転体として示し、 距離については、光軸に沿って像側を正、物体側を負と
し、面の曲率半径については、曲率中心が像側にあると
きを正、物体側にあるときを負とし、面の屈折力につい
ては、曲率中心が像側にあるときを正、物体側にあると
きを負としたとき、 上記対物レンズは、物体側に配設され物体側の第1面及
び像側の第2面を有する第1のレンズと、 像側に配設
され物体側の第3面及び像側の第4面を有する第2のレ
ンズとからなり、 上記第1面は、正の屈折力を有し、円錐定数kについ
て、 −1≦k<0 を満足する回転楕円面であり、 上記第1のレンズをなす硝材の屈折率をn、上記第1面
の曲率半径をR1、上記各レンズ全体の主平面間隔を
d、有効焦点距離をFとしたとき、 【数8】 【数9】 【数10】 を満たしていることとなされた記録再生装置。 - 【請求項5】 光学記録媒体の信号記録面の対物レンズ
の光軸に対する傾きを検出するスキュー検出手段を備え
ている請求項4記載の記録再生装置。 - 【請求項6】 信号記録面を支持しこの信号記録面と対
物レンズとの間に位置する透明基板の厚さが0.6mm
以下である光学記録媒体に対して使用されることとなさ
れた請求項4記載の記録再生装置。
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|---|---|---|---|
| JP25504796A JP3704833B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 対物レンズ及び記録再生装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP25504796A JP3704833B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 対物レンズ及び記録再生装置 |
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1997
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