JPS5983120A - 光デイスク用大口径集光レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光の回折限界で決定される程度の点像にな
るように収差が補正された大口径レンズ、特にデジタル
オーディオディスク（ＤＡＤ　）やビデオディスク用の
集光レンズに関するものである。

近年、マイクロオプティックス分野の技術が急速に進歩
しており、上記集光レンズは、この分野の光学素子とし
て広く用いられるに至っている。

特に１）ＡＤやビデオディスクではレーザーピックアッ
プにこの種の集光レンズが用いられている。

この光デイスク用集光レンズは解像力としてσｌ’Ｆの
カットオフ周波数が１０００本／闘以上であることが要
求されているため、Ｎ、Ａ、は０．４〜０．５　　でな
ければならず、軸上及び軸外（±１°）の収差も回折限
界内（いわゆるレーレ−リミットでλ／４以内）となる
ように補正がなされていなければならない。

従来この種の集光レンズにおいて球面ガラスレンズ３枚
未満又は球面プラスチックレンズ４枚未満で作られた集
光レンズは提案されていなかった。

この発明は球面プラスチックレンズ３枚を用いて小型軽
量かつ安価で高分解能の光デイスク用大口径集光レンズ
を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、第１、第２図から明らかなように
３群３枚構成で、第１群（Ｌｌ）は正のプラスチック単
レンズ、第２群（Ｌ２）は第１群側に凸の正メニスカス
プラスチック単レンズ、第３群（Ｌ３）は第２群側に凸
の正メニスカスプラスチック単レンズより成るとともに
以下の条件を満足することを特徴とする光デイスク用大
口径集光レンズである。

（１１１，３ｆ　＜　ｒｘ　＜２，３　ｆ但し　ｒｌは
第１群の第２群より遠い側の面の曲率半径、ｎｌ、ｎ２
．ｎ３は、それぞれ第１゜第２．第３群の波長ｓｏｏｎ
ｍ　における屈折率、ｄｌ、ｄｓ’、ｄｓはそれぞれ第
１．第２゜第３群の軸上芯厚、ｄｌは第３群側に配され
る光ディスクの透明保護膜の厚さ、ｆは全系の焦点距離
である。

次に上記条件について説明する。（月の条件は全体の焦
点距離に対する第１面の曲率ｒ１を決める式で、上限を
越えると第１曲の屈折力が弱くなり他の面の屈折力が増
すためそれらの球面収差が増大する。一方、下限を越え
ると第１面の屈折力が増し、それにより正弦条件が悪化
しコマ収差が発生する。

条件（２）は屈折率に関する条件で、上限を無視して設
計すると、光学性能的には良好なレンズを設計し得たと
しても、これを実現するプラスチック材料がなく、球面
プラスチックレンズ３枚を用いて小型軽量かつ安価なレ
ンズを提供するという本発明の目的からはずれてしまう
。一方下限を満足しない場合には、球面収差が発生し、
これを補正し切れなくなる。

条件（３）は光デイスク用レンズとしてのレンズ構成に
関する条件を光ディスクとの関係で規定するもので、上
限を越えると必要なワーキングディスタンス（Ｗ、Ｄ、
）を確保できなくなる。一方下限を越えると、第１　、
ｉ２　、第３群がすべて正レンズであることから必要な
コバ厚を確保するためにはレンズの有効径が小さくなり
、所望のＮ、Ａ、が得られな（なる。

次にこの発明の実施例を示す。屈折率は波長ｓｏｏｎｍ
　　における値である。

実　　施　　例　　１ ｆ　＝　４．５　　Ｎ、Ａ、−０，５ 実　　施　　例　　２ ｆ　＝　４．５　　Ｎ、Ａ、＝＝Ｑ、５実施例３ ／　””　４．５　　Ｎ、Ａ。−０，５実　　施　　例
　　４ ／　＝　４．５　　Ｎ、Ａ。−０，５ 実　　施　　例　　５ ｆ　＝　４．５　　Ｎ、Ａ。−０，５ 実施例６ ｆ　＝　４．５　　Ｎ、Ａ、　−０，５実施例７ ｆ　＝　４．５　　Ｎ、Ａ、−０，５ 上記実施例において、Ｄは光ディスクの透明保護膜であ
り、ｄ７はその厚さである。また　ｄａはワーキングデ
ィスタンス（Ｗ、Ｄ、）である。

第３図から第９図に上記実施例１から７までの収差図を
示す。

次に第１．第２図に基いて、この発明のレンズを実際保
持するための具体的態様の例について説明する。第１図
において、レーザー光の平行光束（１０は第１群プラス
チックレンズ（Ｌｌ）、第２群プラスチックレンズ（Ｌ
２）及び第３群プラスチックレンズ（Ｌ３）から成る３
群３枚のレンズを通り、光ディスク（＋））の裏面（４
）にあ乞ピット面（図示せず）に集束する。第３群レン
ズ（Ｌ３）の周囲には鏡胴（１）を構成する形状の筒体
が一体成型されている。

第２群レンズ（Ｌ２）はその球面（ｒ４）部を第３１！
Ｙレンズ（Ｌ３）の一体成型当り面（２）に当てられ第
３群レンズとの空気間隔（ｄ４）を決められ、又偏心等
がある程度以上生じないようにされている。又第１群レ
ンズはその球面（ｒ２）部を第２群レンズ（Ｌ２）の一
体成型段部（３）に当てられ、第２群レンズとの空気間
隔ｄ２を決められ、又偏心等がある程度以」１生じない
ようにされている。そして第１群レンズ（Ｉ、＋）の一
体成型段部（９）は第３群レンズ（Ｌ３）の一体成型鏡
胴部（１，ｌｉこ接着材（５）でノリ付けされる。この
レンズはピックアップの取付部（６）にネジ（７）によ
って固定される。（８）は光束規制するための絞り板で
ある。

第２図は鏡胴構成の池の実施態様である。第１群レンズ
（Ｌ＋）、第２群レンズ（Ｌｌ）及び第３群レンズ（Ｌ
３）がそれぞれの一体成型段部（１２）、（１３）によ
り空気間隔を保つようにしてアルミニウム等の金属鏡胴
（１４）に嵌入されている。そしてレンズ群はバネ押え
（１５）により鏡胴（１４）に固定されて、レーザー光
をディスクｉＤ）のピットに集光させるよう構成されて
いる。

この発明は上記の構成であるので、球面プラスチックレ
ンズ３枚という簡単な構成により小型、軽量かつ安価で
高分解能の光デイスク用大口径集光レンズを提供するこ
とができる。また、プラスチックレンズは成型で作られ
るのでガラスレンズのように研摩加工上必要とされる程
度のコバ厚が不用であり、その分芯厚を小さくでき、コ
ンパクトな構成でワーキングディスタンスを確保できる
。

さらに、レンズ保持の実施態様に見られるごとく、レン
ズ周囲に筒状部や段部を一体成型できるので簡単に空気
間隔の設定や偏芯の防止ができる他、一つのレンズ自体
を室状にして他のレンズの鏡胴として利用できる等、精
度やコスト上で利点が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のレンズ構成をレンズ保持の構成と
ともに示した断面図、第２図はレンズ保持の池の態様を
示ず断面図、第３図から第９図はそれぞれこの発明の実
施例１から７の収差図である。 Ｌｌ・・・第１群 Ｌｌ・・・第２群 Ｌ３・・・第３群 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第３図 ＮＡｏ、５ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．３群３枚構成で、第１群は正のプラスチック単レン
   ズ、第２群は第１群側に凸の正メニスカスプラスチック
   単レンズ、第３群は第２群側に凸の正メニスカスプラス
   チック単レンズより成るとともに以下の条件を滴定する
   ことを特徴とする光ディスク用大口径集光レンズ： １．３　ｆ　＜　ｒｌ　＜２．３　ｆ ｎｌ　＋０２　＋１３ １．４７　＜　　　　　　　　　　＜　１．６２但し　
   ｒｌは第１群の第２群より遠い側の面の曲率半径、 旧、ｎ２　、ｎ３は、それぞれ第１．第２．第３群の波
   長８ＱＱ　ｎｍにおける屈折率、ｄｌ、ｄｉ、ｄｓはそ
   れぞれ第１．第２．第３群の軸上芯厚、 ｄ７は第３群側に配される光ディスクの透明保護膜の厚
   さ、 ｆは全系の焦点距離。 ２　第３群の周囲に筒体を一体成型し、第２群、第１群
   を順次この筒体に挿入保持することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光デイスク用入口径集光レンズ。 ８、　レンズ群の外周に段部を一体成型し、この段部に
   よりレンズ群間の空気間隔を設定するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光デ
   イスク用大口径集光レンズ。