JPS638701A - 光デイスク用レンズ - Google Patents
光デイスク用レンズInfo
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- JPS638701A JPS638701A JP61153888A JP15388886A JPS638701A JP S638701 A JPS638701 A JP S638701A JP 61153888 A JP61153888 A JP 61153888A JP 15388886 A JP15388886 A JP 15388886A JP S638701 A JPS638701 A JP S638701A
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- lens
- aspherical
- semiconductor laser
- optical disk
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Optical Head (AREA)
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。
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）
この発明は、光ディスク用レンズに関する。
（従来の技術）
従来、一般に光ディスク用レンズ系における対物レンズ
は、３枚ないし５枚の光学ガラスレンズで構成されてい
る。
は、３枚ないし５枚の光学ガラスレンズで構成されてい
る。
（発明が解決しようとする問題点）
光ディスク用レンズ系の対物レンズが複数枚のレンズで
構成されるのは、光ディスク用レンズに要求される特性
が厳密であるためであり、光ディスク上に記録された高
密度情報を読み取るために。
構成されるのは、光ディスク用レンズに要求される特性
が厳密であるためであり、光ディスク上に記録された高
密度情報を読み取るために。
少くとも１μ以下の分解能が必要である。またレーザダ
イオードの光軸上における配置誤差および微細な組立調
整における誤差を十分にカバーするために軸上収差以外
に、軸外の収差をも回折限界内に納めることが要求され
る。そのため設計上では１球面収差の補正と共に、正弦
条件の補正が、きわめて重要な要素となり、従ってこの
種レンズ系はその構成枚数が増加をきたし、その結果、
アクチュエータの大型化を余儀なくされ、光ディスク用
レンズ系に要求される小型軽量化の障害となっている。
イオードの光軸上における配置誤差および微細な組立調
整における誤差を十分にカバーするために軸上収差以外
に、軸外の収差をも回折限界内に納めることが要求され
る。そのため設計上では１球面収差の補正と共に、正弦
条件の補正が、きわめて重要な要素となり、従ってこの
種レンズ系はその構成枚数が増加をきたし、その結果、
アクチュエータの大型化を余儀なくされ、光ディスク用
レンズ系に要求される小型軽量化の障害となっている。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、小型軽量で、かつ７８０ｎ＋ｎの波長光に
対して良好な収差補正を行った光ディスク用レンズを提
供するものであって、その光ディスク用レンズは、第１
面および第２面が共に正のパワーを有する２枚の非球面
レンズ、もしくはその光源側の１枚が球面レンズで構成
され、これら２枚のレンズには、比較的低屈折率で軽量
の光学材料、たとえば、プラスチック材が用いられる。
対して良好な収差補正を行った光ディスク用レンズを提
供するものであって、その光ディスク用レンズは、第１
面および第２面が共に正のパワーを有する２枚の非球面
レンズ、もしくはその光源側の１枚が球面レンズで構成
され、これら２枚のレンズには、比較的低屈折率で軽量
の光学材料、たとえば、プラスチック材が用いられる。
さらに具体的には、半導体レーザと光ディスクとの間に
おいて、半導体レーザ側に第１レンズを光ディスク側に
第２レンズを配置し、半導体側の開口数（ＮＡ）を０．
１以上、光ディスク側のそれを０．４以上とした２群２
枚構成の光ディスク用レンズであって、第１レンズはそ
の物像間距離Ｃｌ１０）が実質的に無限大に設定された
球面または非球面レンズにより、また第２レンズはその
両面が正のパワーを有する非球面によりそれぞれ構成さ
れており、第２レンズの非球面は下式で示す少なくとも
入射高のキ乗に比例する項を含んでおり、次の条件（１
）〜（４）を満足するものである。
おいて、半導体レーザ側に第１レンズを光ディスク側に
第２レンズを配置し、半導体側の開口数（ＮＡ）を０．
１以上、光ディスク側のそれを０．４以上とした２群２
枚構成の光ディスク用レンズであって、第１レンズはそ
の物像間距離Ｃｌ１０）が実質的に無限大に設定された
球面または非球面レンズにより、また第２レンズはその
両面が正のパワーを有する非球面によりそれぞれ構成さ
れており、第２レンズの非球面は下式で示す少なくとも
入射高のキ乗に比例する項を含んでおり、次の条件（１
）〜（４）を満足するものである。
（３） −１，０＜Ｋ ＜０
（４） Ｋ＜０
ただし、
Ｘ：光軸から１Ｈの高さの点における非球面頂点の接平
面からの距離 Ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲！！！（１／Ｒ）Ｋ：円錐係数 に５；第２レンズの半導体レーザ側面の円錐係数に６：
第２レンズの光ディスク側面の円錐係数Ｄ：光光軸らの
高さに対する４乗に比例する項の係数 ｆ：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離工１０：
半導体レーザ発振面から光ディスクのビット面までの距
は ｎ、：第２レンズの屈折率 ｒ、：第２レンズの半導体レーザ側の曲率半径本発明の
光ディスク用レンズを用いた情報読取システムの一例を
示す第１図において、このシステムは、半導体レーザ１
、ビームスプリッタ２、両面が共に正の屈折力を有する
第１非球面レンズ３、同じく両面が正の屈折力を有する
対物レンズたる第２非球面レンズ４、光ディスクのカバ
ーガラス５及びディテクタ６で構成されている。
面からの距離 Ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲！！！（１／Ｒ）Ｋ：円錐係数 に５；第２レンズの半導体レーザ側面の円錐係数に６：
第２レンズの光ディスク側面の円錐係数Ｄ：光光軸らの
高さに対する４乗に比例する項の係数 ｆ：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離工１０：
半導体レーザ発振面から光ディスクのビット面までの距
は ｎ、：第２レンズの屈折率 ｒ、：第２レンズの半導体レーザ側の曲率半径本発明の
光ディスク用レンズを用いた情報読取システムの一例を
示す第１図において、このシステムは、半導体レーザ１
、ビームスプリッタ２、両面が共に正の屈折力を有する
第１非球面レンズ３、同じく両面が正の屈折力を有する
対物レンズたる第２非球面レンズ４、光ディスクのカバ
ーガラス５及びディテクタ６で構成されている。
第１非球面レンズ３に代えて球面レンズを用いるレンズ
系では、その前群球面レンズより生じる残存収差を含め
て、後群非球面レンズで最終的な収差補正がなされるよ
うに構成される。
系では、その前群球面レンズより生じる残存収差を含め
て、後群非球面レンズで最終的な収差補正がなされるよ
うに構成される。
半導体レーザからの光はビームスプリッタ２、第１非球
面レンズ３．第３非球面レンズ４およびカバーガラス５
を通過して光ディスク上のビット面に収束し、その反射
光の一部がビームスプリッタ２で偏光されてディテクタ
６に入射する。
面レンズ３．第３非球面レンズ４およびカバーガラス５
を通過して光ディスク上のビット面に収束し、その反射
光の一部がビームスプリッタ２で偏光されてディテクタ
６に入射する。
半導体レーザの発光放射パターンとエネルギーの強度分
布を２次元的し；示した笑２図および半導体レーザの発
光放射パターンのうち１発光軸上のＮＡ”０．１５に対
応するエネルギー強度分布を３次元的に示した第３図か
ら推察できるように、半導体レーザの特性を考慮し、エ
ネルギー分布に歪を生せしめることなく、最大の効率を
得るためには、半導体レーザ側のＮＡは、０．１〜０．
２が適当であり。
布を２次元的し；示した笑２図および半導体レーザの発
光放射パターンのうち１発光軸上のＮＡ”０．１５に対
応するエネルギー強度分布を３次元的に示した第３図か
ら推察できるように、半導体レーザの特性を考慮し、エ
ネルギー分布に歪を生せしめることなく、最大の効率を
得るためには、半導体レーザ側のＮＡは、０．１〜０．
２が適当であり。
が好ましい。ここで、Ｋは係数、λは波長、ＮＡは１／
２Ｆナンバ、φはビームの収束径、すなわち光ディスク
面上での最小スポット径で光学式記録ディスクでは１．
２μｍ程度である。
２Ｆナンバ、φはビームの収束径、すなわち光ディスク
面上での最小スポット径で光学式記録ディスクでは１．
２μｍ程度である。
半導体レーザと光ディスクのビット面との距離れる。そ
のため光ディスク用レンズの微細組立の誤差がＩｌｏと
光学収差特性に強く関与するので、本発明では、２枚の
レンズのうち、半導体レーザ側の第１レンズをＩｌｏが
無限遠になるように設定した非球面レンズまたは球面レ
ンズとし、光ディスク側のレンズを非球面レンズとして
、微細組立の調整を容易にした。第１レンズに非球面レ
ンズを用いれば、この第１非球面レンズ自身で収束補正
をすることが可能であり、また第１レンズに球面レンズ
を用いれば、収差補正は先に述べたように、第２非球面
レンズにより行うことができる。
のため光ディスク用レンズの微細組立の誤差がＩｌｏと
光学収差特性に強く関与するので、本発明では、２枚の
レンズのうち、半導体レーザ側の第１レンズをＩｌｏが
無限遠になるように設定した非球面レンズまたは球面レ
ンズとし、光ディスク側のレンズを非球面レンズとして
、微細組立の調整を容易にした。第１レンズに非球面レ
ンズを用いれば、この第１非球面レンズ自身で収束補正
をすることが可能であり、また第１レンズに球面レンズ
を用いれば、収差補正は先に述べたように、第２非球面
レンズにより行うことができる。
以下、前記の各条件（１）〜（４）について説明する。
この条件は、装置の大きさと正弦条件に関す型化に障害
をきたし、上限０．２をこえると、装置そのものの小型
化には有利となるも、必要な衰微範囲で正弦条件の補正
が困難となると共に。
をきたし、上限０．２をこえると、装置そのものの小型
化には有利となるも、必要な衰微範囲で正弦条件の補正
が困難となると共に。
作動距離υＤが小さくなってしまう。
この条件は、レンズの形状と、第２非球面レンズの半導
体レーザ側の面のパワーを定めるも（ｎ５ １） のであって、□・ｆが上限１．０をこえると、ｓ 正弦条件が増大し、球面収差と軸外収差のバランスがと
れなくなり、また下μ艮０．５をこえると球面収差の補
正が困難となる。
体レーザ側の面のパワーを定めるも（ｎ５ １） のであって、□・ｆが上限１．０をこえると、ｓ 正弦条件が増大し、球面収差と軸外収差のバランスがと
れなくなり、また下μ艮０．５をこえると球面収差の補
正が困難となる。
（３） −１，０＜ Ｋ５＜ ０
この条件は、第２非球面レンズの半導体レーザ側の面（
第５面）の形状、球面収差および正弦条件に関与し、上
限０をこえると正弦条件が乱れて良好な有効像円が小さ
くなり、下限−１，０をこえると、球面収差が増大する
。
第５面）の形状、球面収差および正弦条件に関与し、上
限０をこえると正弦条件が乱れて良好な有効像円が小さ
くなり、下限−１，０をこえると、球面収差が増大する
。
（４） Ｋ６＜ ０
この条件は、第２非球面レンズの光ディスク側の面（第
Ｓ面）の円錐係数に関するもので、この条件を外れると
、特に正弦条件が増大し、軸外収差が大きくなり、球面
収差と軸外収差のバランスがとれなくなる。
Ｓ面）の円錐係数に関するもので、この条件を外れると
、特に正弦条件が増大し、軸外収差が大きくなり、球面
収差と軸外収差のバランスがとれなくなる。
（実 施 例）
実施例１
における各非球面係数
に、 ＝−２，２８４６３Ｋ５＝−７，５２１７９Ｘ’
１Ｏ−１Ｄ４＝ ５．９２９４７Ｘ１０−’
Ｄ、＝ １．３０７３４Ｘ１０−
３ε、＝ ４．１３８５８ｘｌＯ−’ Ｅｓ＝
’１．１１６２９ｘｌＯ−’Ｆｓ＝ ４．８７２５
７ｘｌＯ−’ Ｆｆ＝ ３．７７９１３ｘｌＯ−
＠Ｇ３＝ ９．６０６１８Ｘ１０−” Ｇｓ＝５
．２９８８４Ｘ１０−”Ｋ４＝−６，４１７４１Ｘ１０
−” Ｋ６＝−２，０５８３７Ｘ１０＋１に＝
７．７５１７０Ｘ１０−５Ｄ！＝ １．６３８１６Ｘ
１０−’Ｅ４” ３．０９９６１Ｘ１０−’ Ｅ
６＝ １．５９５４４Ｘ１０−’ＦＡ＝ ５．３６
２９１Ｘ１０−’ Ｆ４＝ ８．１７８６７Ｘ１
０−”Ｇ４： １．４３５８４ｘ１０−” Ｇｂ
＝ ９．９６２３０Ｘ１０−”実施例２ における各非球面係数 に９＝ ６．４６７４７７Ｘ１０−１Ｋｃ＝ ２．
１７６３５５Ｘ１０ｗ１Ｄｓ＝” ７．５９２３
３ｓｘｔＯ−’ Ｄ＆＝ ３．２
４５０８７Ｘ１０−３Ｅも＝ ５．２４９２７０
ｘｌＯ−’ Ｅ、＝−３，２４１９５１
Ｘ １０−’Ｆｓ：” ３．７２４７１９ｘｌＯ”
Ｆｃ＝ ８．１７８４４１Ｘ１０−”Ｇｓ＝
５．３０１６７３Ｘ１０−” Ｇｈ＝ ６．７８
２９４８Ｘ１０−’上記実施例１，２において、 Ｘ：光軸からＨの高さの点における非球面頂点の接平面
からの距離 Ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲率（１／Ｒ） Ｋ；円錐係数 り、Ｅ、Ｆ、Ｇ ：各々の光軸からの高さに対する４乗
、６乗、８乗、１Ｎに比例する項の係数 ｆ：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離工１０：
半導体レーザ発振面から光ディスクのビット面までの距
離 ｎ、：第２レンズの屈曲率 ｒ、：第２レンズの半導体レーザ側の曲率半径（効
果） この発明によれば、光ディスク用レンズを、その性能を
損うことなく、小型軽量化することができる。
１Ｏ−１Ｄ４＝ ５．９２９４７Ｘ１０−’
Ｄ、＝ １．３０７３４Ｘ１０−
３ε、＝ ４．１３８５８ｘｌＯ−’ Ｅｓ＝
’１．１１６２９ｘｌＯ−’Ｆｓ＝ ４．８７２５
７ｘｌＯ−’ Ｆｆ＝ ３．７７９１３ｘｌＯ−
＠Ｇ３＝ ９．６０６１８Ｘ１０−” Ｇｓ＝５
．２９８８４Ｘ１０−”Ｋ４＝−６，４１７４１Ｘ１０
−” Ｋ６＝−２，０５８３７Ｘ１０＋１に＝
７．７５１７０Ｘ１０−５Ｄ！＝ １．６３８１６Ｘ
１０−’Ｅ４” ３．０９９６１Ｘ１０−’ Ｅ
６＝ １．５９５４４Ｘ１０−’ＦＡ＝ ５．３６
２９１Ｘ１０−’ Ｆ４＝ ８．１７８６７Ｘ１
０−”Ｇ４： １．４３５８４ｘ１０−” Ｇｂ
＝ ９．９６２３０Ｘ１０−”実施例２ における各非球面係数 に９＝ ６．４６７４７７Ｘ１０−１Ｋｃ＝ ２．
１７６３５５Ｘ１０ｗ１Ｄｓ＝” ７．５９２３
３ｓｘｔＯ−’ Ｄ＆＝ ３．２
４５０８７Ｘ１０−３Ｅも＝ ５．２４９２７０
ｘｌＯ−’ Ｅ、＝−３，２４１９５１
Ｘ １０−’Ｆｓ：” ３．７２４７１９ｘｌＯ”
Ｆｃ＝ ８．１７８４４１Ｘ１０−”Ｇｓ＝
５．３０１６７３Ｘ１０−” Ｇｈ＝ ６．７８
２９４８Ｘ１０−’上記実施例１，２において、 Ｘ：光軸からＨの高さの点における非球面頂点の接平面
からの距離 Ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲率（１／Ｒ） Ｋ；円錐係数 り、Ｅ、Ｆ、Ｇ ：各々の光軸からの高さに対する４乗
、６乗、８乗、１Ｎに比例する項の係数 ｆ：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離工１０：
半導体レーザ発振面から光ディスクのビット面までの距
離 ｎ、：第２レンズの屈曲率 ｒ、：第２レンズの半導体レーザ側の曲率半径（効
果） この発明によれば、光ディスク用レンズを、その性能を
損うことなく、小型軽量化することができる。
第１図は本発明のレンズを用いた光ディスク用レンズシ
ステムの一例を示す断面図、第２図は、半導体レーザの
発光放射パターンとエネルギーの強度分布を２次元的に
表示した強度分布図、第３図は、半導体レーザの放射パ
ターンのうち、発光軸上のＮＡ ＝ ０．１５に対応す
るエネルギー強度分布の３次元図、第４図および第５図
は、実施例１および２の収差曲線図である。 １・・・・半導体レーザ、２・・・・ビームスプリッタ
−１３・・・・第１レンズ、４・・・・第２レンズ。
ステムの一例を示す断面図、第２図は、半導体レーザの
発光放射パターンとエネルギーの強度分布を２次元的に
表示した強度分布図、第３図は、半導体レーザの放射パ
ターンのうち、発光軸上のＮＡ ＝ ０．１５に対応す
るエネルギー強度分布の３次元図、第４図および第５図
は、実施例１および２の収差曲線図である。 １・・・・半導体レーザ、２・・・・ビームスプリッタ
−１３・・・・第１レンズ、４・・・・第２レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザと光ディスクとの間において、半導体レー
ザ側に第１レンズを光ディスク側に第２レンズをそれぞ
れ配置し、半導体側の開口数（ＮＡ）を０．１以上とし
、光ディスク側のそれを０．４以上として２群２枚構成
の光ディスク用レンズであって、第１レンズは上記半導
体レーザからのレーザ光が当該レンズによりその物像間
距離（Ｉ／Ｏ）が実質的に無限大に設定された球面また
は非球面レンズにより、また、第２レンズはその両面が
正のパワーを有する非球面によりそれぞれ構成されてお
り、第２レンズの非球面は下式で示す項を含んでおり、
次の条件（１）〜（４）を満足する光ディスク用レンズ
。 Ｘ＝〔ＣＨ＿２／｛１＋√［１−（Ｋ＋１）Ｃ＾２Ｈ＾
２］｝〕＋ＤＨ＾４＋・・・・ （１）０．１＜［ｆ／（Ｉ／Ｏ）］＜０．２ （２）０．５＜［（ｎ＿５−１）／ｒ＿５］・ｆ＜１．
０ （３）−１．０＜Ｋ＿５＜０ （４）Ｋ＜０ ただし、 Ｘ：光軸からＨの高さの点における非球面頂点の接平面
からの距離 Ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面の頂点の曲率（１／Ｒ） Ｋ：円錐係数 Ｋ＿５：第２レンズの半導体レーザ側面の円錐係数 Ｋ＿６：第２レンズの光ディスク側面の円錐係数 Ｄ：光軸からの高さに対する４乗に比例する項の係数 ｆ：第１レンズ及び第２レンズの合成焦点距離 Ｉ／Ｏ：半導体レーザ発振面から光ディスクのビット面
までの距離 ｎ＿５：第２レンズの屈折率 ｒ＿５：第２レンズの半導体レーザ側の曲率半径
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153888A JPH07122691B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 光デイスク用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153888A JPH07122691B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 光デイスク用レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638701A true JPS638701A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH07122691B2 JPH07122691B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=15572307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61153888A Expired - Lifetime JPH07122691B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 光デイスク用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122691B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734512A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Dual-focus objective lens of optical pickup |
| US6108139A (en) * | 1996-10-28 | 2000-08-22 | Nec Corporation | Optical head device and method of information reproduction using the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776512A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-13 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Large-aperture aspheric single lens |
| JPS5868711A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 対物レンズ |
| JPS5926714A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-02-13 | Olympus Optical Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
| JPS60121412A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-28 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 非球面コリメ−タレンズ |
| JPS61177410A (ja) * | 1985-02-01 | 1986-08-09 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61153888A patent/JPH07122691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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| JPS61177410A (ja) * | 1985-02-01 | 1986-08-09 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
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| US5734512A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Dual-focus objective lens of optical pickup |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07122691B2 (ja) | 1995-12-25 |
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