JPS63192006A - 光デイスク用対物レンズ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク用ピックアップに用いられる対物
レンズに関するものである。

〔従来の技術〕

光ディスク用ピックアップに用いられる対物レンズは、
収差補正が十分になされておシなおかつ自動焦点、トラ
ッキングサーボの必要性から小型軽量でなければならな
い。

特開昭５７−７６５１２号、特開昭６１−８８２１３号
に記載されている光ディスク用対物レンズは、非球面単
レンズを用いることにより収差補正が十分になされ、小
型軽量化されている。

しかし現在の光ディスクは、厚さが１．２稿のものと１
．２５１１１１のものがあり、対物レンズも光ディスク
の厚さに合わせた収差補正が行なわれている。

そのため同一の対物レンズを用いて両方の光ディスクを
使用した場合、どちらか一方の光ディスクで著しい性能
劣化を生ずることになる。したがって光ディスクに合わ
せて２種類の対物レンズが必要になる。

前述の従来例のうち、特開昭５７−７６５１２号に記載
されているような両面が非球面の対物レンズの場合、面
の偏芯による性能劣化が大きく、レンズを製作すること
が難しく、コスト高になってしまう。

又特開昭６１−８８２１３号に記載されている平凸の非
球面レンズは、片面が平面であるために面の偏芯による
性能劣化が小さく製作性が良くなっている。しかし光デ
ィスクの厚さの変化に対する性能の劣化が大きく厚さ１
．２　ｍｍの光ディスクと１．２５１１１１の光ディス
クの両方で同じ性能を出すことが出来ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前記のような従来例の欠点を除去するために
々されたものであって一方の面のみが非球面でしかもい
ずれの光ディスクにても使用可能である光ディスク用対
物レンズを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ディスク用対物レンズは、前記の問題点を解
決するために、第１面が正の屈折力を持つ非球面で第２
面が平面である凸平レンズよシなシ、前記非球面上の一
点から頂点の接平面に下した重縮の長さをＸ、入射元高
をＹ、非球面の頂点での曲率半径をｒとした時、前記非
球面が下記の式にて表わされ、又次の条件（１）乃至条
件（３）を満足するものである。

（１）　　１．７　＜　ｎ （２）　　０．９　＜α〈１ （３）　　−１≦に≦０．５ ただしｎはレンズの作動波長での屈折率、αは下記の式
にて表わされる値、ｋは後に示す非球面の式における円
錐定数である。

上記αの式のｆは全系の焦点距離、ＮＡは開口数、ｄは
レンズの中心厚、ｔ　はディスクの厚さ、ｎｄはディス
クの屈折率である。

本発明の対物レンズは、偏芯による性能の劣化を小さく
するために前記のようにレンズの片面を平面にした。こ
の時開口数を０．５程度にした場合、レンズに用いる硝
材の屈折率は、１．７以上にしなくては非球面を用いて
もアプラナートなレンズを作ることは不可能である。つ
まシ条件（１）より外れるとアプラナートなレンズに出
来ない。

平凸レンズでは、焦点距離によって凸面の曲率半径が一
義的に決められるため肉厚を調節して正弦条件を補正す
ることになる。そのため条件（２）のように対物レンズ
とディスクの肉厚を定めることによシ最犬ロ径の近傍で
正弦条件が満足されるようになシこれによって軸外収差
を良好に補正できる。もし条件（２）をはずれた場合正
弦条件を満たすことが出来なくなり軸外収差を悪化させ
る。

本発明の対物レンズは、非球面によって球面収差の補正
を行なっているが、高次の収差までは補正しきれない。

本発明では残存する高次の収差とディスクの厚み変化に
よって生ずる球面収差とを相殺させることによって性能
の劣化を少なくしている。そのためには、円錐定数ｋを
条件（３）の範囲に設定する必要がある。この条件の上
限又は下限からはずれると、非球面の高次係数を用いて
も゛高次の球面収差が大きくなシすぎて球面収差の補正
が困難になる。

このようにして具体的にはディスクの厚さを１、２０　
朋に設定した場合、球面収差は全開口数の８割程度まで
プラス側に補正し、それ以上に高次の収差がのるように
してマイナの方向に向かうように補正している。これに
よってディスクの厚さが１．２５１１１１１になった場
合には厚さの変化によって生ずる球面収差はプラス側に
作用す−るので、いずれの場合も全体としてフルコレク
ションに近い状態になる。

〔実施例〕

本発明の光ディスク用対物レンズの各実施例は、第１図
に示す通シで次のデーター〇通シである。

実施例１ ｆ＝４．２９３、ＮＡ　＝　０．５０、刀＝１．９４２
ｒｌ＝３．３７３２ ｄ＝２．７０　　　　ｎ＝１．７８５６９ｒ２”（１） ｔｄ＝　１．２５　　、　　ｎｄ　＝　１．４８８６０
に−”　０．１６６６　、　Ａ４　＝　０．１１５７１
Ｘ１０−２Ａａ　”　０．８５４１５Ｘ１０−’ Ａｓ　”　０．５０５８２Ｘ１０−５ Ａ＋ｏ　＝−０，３８２０Ｘ１０−’ 実施例２ ｆ＝４．３００　、　　ＮＡ＝０．５０　、　ＷＤ＝２
．０７８ｒｌ　＝　３．２９３５ ｄ＝２．５０　　　　ｎ”１．７６５９１ｒ２　＝ω ｔｄ＝　１．２０　　、　　ｎｄ＝　１．４８８６０　
　、　　ｋ　＝　０Ａ４＝　　０．１８４６２Ｘ１０−
２ Ａｓ　”　　０．１４５４３Ｘ１０−３Ａｇ＝　　０．
８６４８４Ｘ１０−’ Ａ＋ｏ＝−０，１１５０４Ｘ　１０−’実施例３ ｆ＝４．５００　　、　ＮＡ＝０．５０　　、　ＷＤ＝
２．２２２ｒ＋＝３．４４６６ ｄ＝２．６０　　　　ｎ＝　１．７６５９１ｒ２”の ｔｄ＝１．２０　　、ｎｄ＝１．４８８６０　　、に＝
−０，１００５Ａ４　＝　０．１３１４７Ｘ１０−２ Ａｓ　”　０．９１９６７Ｘ１０−’ Ａａ　”−０，５３１７９Ｘ１０−５ Ａ＋ｏ＝−０，３８２１０Ｘ１０−’ 上記実施例でｒｌ＋ｒｌはレンズの第１面と第２面の曲
率半径、ｄはレンズの厚さ、ｎは作動波長でのレンズの
屈折率、ＷＤは作動距離である。

これら実施例の収差状況は夫々第２図、第３図、第４図
に示す通シである。又実施例３においてディスクの厚さ
が１．２５１１１１１の時の収差状況を第５図に示しで
ある。この収差状況と第４図に示す実施例３の１．２０
　ｆｆ１ｆｉの時の収差状況とより明らかなようにディ
スクの厚さが１．２　Ｑｍｓ、　１．２５闘のいずれの
場合も収差が良好に補正されている。

〔発明の効果〕

本発明の光ディスク用対物レンズは、レンズの片面が平
面であるので面側芯による性能劣化が小するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスク用対物レンズの断面図、第
２図乃至第４図は夫々本発明の実施例１乃至実施例３の
収差曲線図、第５図は実施例３のディスク厚１．２５ｆ
ｉの時の収差曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１面が正の屈折力を持つ非球面で第２面が平面にて構
   成される凸平レンズで、前記非球面上の一点から頂点の
   接平面に下した垂線の長さをＸ、入射光高をＹ、非球面
   の頂点での曲率半径をｒとした時、前記非球面が下記の
   式にて表わされ、又次の条件（１）乃至条件（３）を満
   足する光ディスク用対物レンズ。 Ｘ＝Ｙ＾２／｛ｒ＋√［１−（ｋ＋１）（Ｙ／ｒ）＾２
   ］｝＋Σ＿ｉ＿−＿２Ａ＿２＿ｉＹ＾２＾ｉ（１）１．
   ７＜ｎ （２）０．９＜α＜１ （３）−１≦ｋ≦０．５ ただし、非球面の式におけるｋは円錐定数、Ａ＿２＿ｉ
   は２ｉ次における非球面係数であり、又条件中のαは全
   系の焦点距離をｆ、開口数をＮＡ、レンズの中心厚をｄ
   、作動波長でのレンズの屈折率をｎ、ディスクの厚さを
   ｔ＿ｄ、ディスクの屈折率をｎ＿ｄとしたとき下記の式
   で与えられる。 α＝ｆ・ＮＡ／［（ｄ／ｎ）＋（ｔ＿ｄ／ｎ＿ｄ）］