JPS61215512A

JPS61215512A - 光学式情報読取装置の対物レンズ

Info

Publication number: JPS61215512A
Application number: JP60058025A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Chikuma; 清文竹間
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4671623A

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】遠」口し！本発明は、光学式情報読取装置の対物レンズに関する。

技術分野光学式ビデオディスクプレーヤ等の光学式情報読取装置
の対物レンズとして用いて好適な第１図に示す如き大口
径非球面レンズが特開昭５７−７６５１２号公報に記載
されている。第１図において、レーザチューブ（図示せ
ず）等の光源より発せられたレーザビームが対物レンズ
１によって屈折されて前記記録ディスク２のサブストレ
ート２ａを透過したのち記録面２ｂ上に情報検出用のス
ポット光となる。そして、記録面２ｂからの透過光又は
反射光の光量変化を検出することによって記録情報の読
取りがなされる。対物レンズ１において、レーザビーム
が入射される第１屈折面Ｓ１は次式に示す如き非球面展
開式で表わされる非球面となっている。

・−・・・・・・　（＋）ここに、Ｘは第１屈折面Ｓ１上の光軸からの高さがＹの
点の第１屈折面Ｓ１の頂点における接平面からの距離、
Ｃ１は第１屈折面Ｓ＋の頂点における曲率、Ｙは光軸か
らの高さ、Ｋ＋　、　Ａ４　、　Ａ６、Ａ８は非球面係
数である。

また、対物レンズ１の記録ディスク２に対向している第
２屈折面Ｓ２は次式に示す如き非球面展開式で表わされ
る双曲面となっている。

ここに、Ｃ２は第２屈折面Ｓ２の頂点における曲率、Ｋ
２は第２屈折面の非球面係数である。

今、非球面係数に＋　、Ａ４　、Ａｓ　、Ａｓ　、に２
は、例えばそれぞれ次式に示す値となっている。

Ｋ＋　＝−２，４１６８８・・・・・・・・・（３）Ａ
４＝０゜６２８７５ｘｌＯ’・・・・・・・・・（４）
Ａｓ＝−〇。２１８３８　ｘ　１０　’３　・・−・（
５）Ａｓ　＝０．６７１６４Ｘ　１０　　・・・・・・
・・・（６）Ｋ２−　１４９．９９９　　・・・・・・
・・・・・・・・・（７）また、第１及び第２屈折面・
Ｓｌ及びＳｌの各頂点における曲率半径ｒ＋　　（＝１
／Ｃ＋　）及びＣ２（＝１／Ｃｚ）、第１及び第２屈折
面Ｓ１及びＳｌの各頂点間の距離すなわち対物レンズの
厚さｄ１第２屈折面Ｓ２の頂点と記録ディスク２間の距
離すなわち作動距離ＷＤ及び対物レンズ１の屈折率ｎ１
は、例えばそれぞれ次式に示す値となっている。

ｒ１＝３゜３７１０　（ａｍ）　　　・・・・＝　（８
）Ｃ２＝−１４，７６８（−ａａ＋’ｌ　　−”・・（
９）ｄ＝４．ｏ　　（履〕　・・・・・・　　（１０）
ＷＤ＝１．４００　〔柳〕　・・・・・・（１１）ｎ＋
＝１．７０２１４　−・＝・＝　　（１２）尚、１００
０本／ｍ程度の解像力が必要なため開口数Ｎ、Ａ、は０
．４５〜０．５程度となっており、かつ残存収差を回折
限界内に収めるように収差補正がなされている。

以上の如き従来の対物レンズにおいて良好な収差補正を
なしつつ作動距離ＷＤを大にするためには次式に示す条
件を満足しつつ焦点距離ｆを大にする必要がある。

（１３）式の条件が満されない場合には非点収差の補正
をなすことができなくなる。この（１３）式より、良好
な収差補正をなしつつ作動距離ＷＤを大にするためには
レンズの厚さｄを大にしなければならなくなり、小型軽
量化が困難になることが判る。また、従来の対物レンズ
においては第１及び第２屈折面Ｓ１及びＳｌが共に非球
面になっているので作成が困難であるという欠点があっ
た。

発明の概要本発明の目的は、良好な収差補正をなしつつ小型軽量化
をは図ると同時に作動距離を長くすることができかつ作
成が容易な光学式情報読取装置の対物レンズを提供する
ことである。

本発明による光学式情報読取装置の対物レンズは、光軸
が共通の２つの屈折非球面を有し、これら２つの屈折非
球面は、Ａａ　、　Ａｓ　、　Ａａ　、　ＡＩＯ。

Ａ４．Ａｓ、Ａｓ、Ａｇｏを非球面係数としたとき・・
　・・・　（１４）・・・・・・・　（１５）なる２つの非球面展開式でそれぞれ表わされ、−１１７
Ａ’４’　−１００Ａ＆　　−ｒｏｏｏ　　（へシ亀−
）・・・・・（１６）ｚ（ｎ＋千２）（ｎ＋−＋）　　　　に。

に１−　　　　　　　　　く−訂　−・・・−・　（【
７）Ｍ、（２ｎ＋＋１）を満足するように形成されている。

実　　施　　例以下、本発明の実施例につき第２図乃至第５図を参照し
て詳細に説明する。

第２図において、本発明による対物レンズ３及び記録デ
ィスク２が第１図における対物レンズ１及び記録ディス
ク２と同様に配置されている。対物レンズ３のレーザビ
ームが入射される第１屈折面Ｓ１は（１４）式に示す如
き非球面展開式で表わされる非球面となっている。また
、記録ディスク２に対向している第２回折面Ｓ２は（１
５）式に示す如き非球面展開式で表わされる非球面とな
っている。また、（１６）式及び（１７）式に示す条件
が満たされている。

（１６）式は、高次の非球面量を低く押えかつコマ収差
の発生を抑制するための条件を示している。また、（１
７）式は全体の非球面量を低く押えて不用な非球面を除
外し、屈折面の形成を容易にするための条件を示してい
る。

次に、具体的な数値例を次表に示す。

尚、次表においてｎ２はサブストレート２ａの屈折率、
ｔはサブストレート２ａの厚さである。

数値例Ｉにおいて、球面収差と正弦条件は第３図（Ａ）
に示す如くなり、コマ収差は同図（Ｂ）に示す如くなる
。同様に、数値例■においては球面収差と正弦条件は第
４図（Ａ）に示す如くなり、コマ収差は同図（Ｂ）に示
す如くなる。また、数値例■においては球面収差と正弦
条件は第５図（Ａ）に示す如くなり、コマ収差は同図（
Ｂ）に示す如くなる。

第３図乃至第５図より数値例工〜■のいずれにおいても
記録ディスクのサブストレートを含めて十分な収差補正
がなされかつ実用上必要な程度の軸外の収差も補正され
ていることが分る。

発明の効果以上詳述した如く本発明による光学式情報読取装置の対
物レンズは、（１４）式及び（１５）式でそれぞれ表わ
される２つの屈折非球面を有しかつ（１６）式及び（１
７）式に示す条件を満たすように形成されているので、
収差補正を良好になす際にレンズの厚さのｄの選択に正
弦がなくなり、良好な収差補正をなしつつ小型軽量化を
図ると同時に距離を長くすることができるのである。ま
た、２つの屈折非球面を楕円面等の如き特殊な面とせず
一般的な面としたため、中心厚誤差の許容量が増加し、
生産性が向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の対物レンズを示す断面図、第２図は、
本発明の一実施例を示す断面図、第３図乃至第５図は、
数値例工〜■の各々における特性を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】光軸が共通の２つの屈折非球面を有する光学式情報読取
装置の対物レンズであつて、前記２つの屈折非球面のう
ちの一方は、Ｘ：前記屈折非球面上の光軸からの高さがＹの点の前記
屈折非球面の頂点における接平面からの距離Ｙ：前記光軸からの高さＣ＿１：前記一方の頂点における曲率Ｋ＿１、Ａ＾（＾１＾）＿４、Ａ＾（＾１＾）＿６、Ａ
＾（＾１＾）＿８、Ａ＾（＾１＾）＿１＿０：定数とし
たとき、Ｘ＝｛Ｃ＿１Ｙ＾２／［１＋√（１−Ｋ＿１Ｃ＾２＿１
Ｙ＾２）］｝＋Ａ＾（＾１＾）＿４Ｙ＾４＋Ａ＾（＾１
＾）＿６Ｙ＾６＋Ａ＾（＾１＾）＿８Ｙ＾８＋Ａ＾（＾
１＾）＿１＿０Ｙ＾１＾０なる非球面展開式で表わされ
、かつ前記２つの屈折非球面のうちの他方は、Ｃ＿２：前記他方の頂点における曲率Ｋ＿２、Ａ＾（＾２＾）＿４、Ａ＾（＾２＾）＿６、Ａ
＾（＾２＾）＿８、Ａ＾（＾２＾）＿１＿０：定数とし
たときＸ＝｛Ｃ＿２Ｙ＾２／［１＋√（１−Ｋ＿２Ｃ＾２＿２
Ｙ＾２）］｝＋Ａ＾（＾２＾）＿４Ｙ＾４＋Ａ＾（＾２
＾）＿６Ｙ＾６＋Ａ＾（＾２＾）＿８Ｙ＾８＋Ａ＾（＾
２＾）＿１＿０Ｙ＾１＾０なる非球面展開式で表わされ
、ｎ：屈折率ｆ：焦点距離ｒ＿１：前記一方の頂点における曲率ｒ＿２：前記他方の頂点における曲率としたとき［（η−１）ｆ／ｒ＿２］−１０Ａ＾（＾２＾）＿４−
１００Ａ＾（＾２＾）＿６＞ｒ＿１／ｒ＿２＞［（ｎ−
１）ｆ／ｒ＾２）］−１０Ａ＾（＾２＾）＿４−１００
Ａ＾（＾２＾）＿６−１０００（Ａ＾（＾２＾）＿８−
Ａ＾（＾２＾）＿１＿０）及びＫ＿１−｛［２（ｎ＋２）（ｎ−１）］／ｎ（２ｎ＋１
）｝＜Ｋ＿１／Ｋ＿２を満足することを特徴とする光学
式情報読取装置の対物レンズ。