JP2001356261A - 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光学式記録再生装置 - Google Patents
対物レンズ、光ピックアップ装置及び光学式記録再生装置Info
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- JP2001356261A JP2001356261A JP2000175229A JP2000175229A JP2001356261A JP 2001356261 A JP2001356261 A JP 2001356261A JP 2000175229 A JP2000175229 A JP 2000175229A JP 2000175229 A JP2000175229 A JP 2000175229A JP 2001356261 A JP2001356261 A JP 2001356261A
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1374—Objective lenses
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも２枚以上のレンズからなる対物レ
ンズユニットに用いられる対物レンズを提供する。 【解決手段】 対物レンズは、少なくとも光ビーム通過
領域において中心対称な凸型面形状を有する第１面、第
１面に対向する反対側の少なくとも光ビーム通過領域に
おいて中心対称な有効面形状を有する第２面並びに第１
面に交差する中心対称な円筒側面を有するモールドガラ
ス対物レンズであって、第１面の中心曲率半径が、モー
ルドガラス対物レンズの体積と、第１及び第２面並びに
円筒側面を含む円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積
と、から導出される特定の範囲内で規定される。
ンズユニットに用いられる対物レンズを提供する。 【解決手段】 対物レンズは、少なくとも光ビーム通過
領域において中心対称な凸型面形状を有する第１面、第
１面に対向する反対側の少なくとも光ビーム通過領域に
おいて中心対称な有効面形状を有する第２面並びに第１
面に交差する中心対称な円筒側面を有するモールドガラ
ス対物レンズであって、第１面の中心曲率半径が、モー
ルドガラス対物レンズの体積と、第１及び第２面並びに
円筒側面を含む円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積
と、から導出される特定の範囲内で規定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、光カ
ードなどの光情報記録媒体から情報を記録再生する光学
式記録再生装置における光ピックアップの光学系に関
し、特に、その光学系の対物レンズに関する。
ードなどの光情報記録媒体から情報を記録再生する光学
式記録再生装置における光ピックアップの光学系に関
し、特に、その光学系の対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】光情報記録媒体として、ＤＶＤ（Digita
l Versatile Disc）などの光ディスクが知られており、
光ディスクの大容量化のため、高密度ＤＶＤ（ＨＤ−Ｄ
ＶＤ）システムの研究も同様に進められている。また、
このような光ディスクなどにおける情報信号の高密度
化、大容量化に対応するため、書き込み及び読み取りの
ための高性能な光ピックアップ装置や情報記録再生装置
の研究開発が進められている。
l Versatile Disc）などの光ディスクが知られており、
光ディスクの大容量化のため、高密度ＤＶＤ（ＨＤ−Ｄ
ＶＤ）システムの研究も同様に進められている。また、
このような光ディスクなどにおける情報信号の高密度
化、大容量化に対応するため、書き込み及び読み取りの
ための高性能な光ピックアップ装置や情報記録再生装置
の研究開発が進められている。
【０００３】光情報記録媒体の高密度化に対応するため
に、光ピックアップに短波長の光ビームを用いるととも
に、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによ
り、照射スポット径を更に小さくすることが考えられて
いる。ＨＤ−ＤＶＤ記録システムにおいて、高い開口数
例えば０．８５にもなるような対物レンズに、いわゆる
２群レンズすなわち光軸の一致した少なくとも２枚の集
光レンズを用いて集光力を分散することにより、良好な
像高特性を得ることができる（特開平１０−２５５３０
３）。
に、光ピックアップに短波長の光ビームを用いるととも
に、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによ
り、照射スポット径を更に小さくすることが考えられて
いる。ＨＤ−ＤＶＤ記録システムにおいて、高い開口数
例えば０．８５にもなるような対物レンズに、いわゆる
２群レンズすなわち光軸の一致した少なくとも２枚の集
光レンズを用いて集光力を分散することにより、良好な
像高特性を得ることができる（特開平１０−２５５３０
３）。
【０００４】例えば、従来の２群対物レンズは光源側か
ら平行光が入射する第１レンズと、第１レンズを経た光
束が透過して射出し光ディスクの記録面上に焦点を結ぶ
第２レンズとからなる。入射側及び射出側の第１及び第
２レンズの２枚に分けて対物レンズを構成する場合にお
いて、２枚の集光レンズの位置合わせ精度を確保する必
要が生じてくる。位置合わせ精度はその回転中心軸のず
れとして例えばマイクロメートル以下の精度が要求さ
れ、このような精度を実現するためには２枚のレンズを
組み立てる際に個別に中心合わせの調整を行う必要があ
る。よって、２枚からなる対物レンズは高コストになっ
てしまう。これは、調整工程が、レンズを組み立てる際
に光を通してその絞られ具合を見ながら調整をするとい
う煩雑な工程であるからである。
ら平行光が入射する第１レンズと、第１レンズを経た光
束が透過して射出し光ディスクの記録面上に焦点を結ぶ
第２レンズとからなる。入射側及び射出側の第１及び第
２レンズの２枚に分けて対物レンズを構成する場合にお
いて、２枚の集光レンズの位置合わせ精度を確保する必
要が生じてくる。位置合わせ精度はその回転中心軸のず
れとして例えばマイクロメートル以下の精度が要求さ
れ、このような精度を実現するためには２枚のレンズを
組み立てる際に個別に中心合わせの調整を行う必要があ
る。よって、２枚からなる対物レンズは高コストになっ
てしまう。これは、調整工程が、レンズを組み立てる際
に光を通してその絞られ具合を見ながら調整をするとい
う煩雑な工程であるからである。
【０００５】光ピックアップの光学系の対物レンズを製
造する場合に、ガラス材料ブロックを球面に研磨して非
球面形状を作製するという研磨手法に代わって、精密ガ
ラスプレスによって球形にプリフォームされたガラス球
すなわちプリフォーム球から非球面形状を作製するとい
うガラスモールド手法がとられる。ガラスで非球面レン
ズを成形する際には、あらかじめ光学ガラスの１次加工
いわゆるプリフォームを施したプリフォーム球を用意
し、これに精密プレス成形を施す。球形が成型時の安定
性及び特性に優れ、特に小径レンズではプリフォーム球
を用いることが必要となる。
造する場合に、ガラス材料ブロックを球面に研磨して非
球面形状を作製するという研磨手法に代わって、精密ガ
ラスプレスによって球形にプリフォームされたガラス球
すなわちプリフォーム球から非球面形状を作製するとい
うガラスモールド手法がとられる。ガラスで非球面レン
ズを成形する際には、あらかじめ光学ガラスの１次加工
いわゆるプリフォームを施したプリフォーム球を用意
し、これに精密プレス成形を施す。球形が成型時の安定
性及び特性に優れ、特に小径レンズではプリフォーム球
を用いることが必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】２群レンズにおいて、
射出側の第２レンズにより多くの集光力を配分すること
によって、２枚の対物レンズの中心ずれ許容量を大きく
することができ、中心合わせの精度を緩和することがで
きる。特に、光が照射される光透過層の厚さを薄くした
光ディスクに用いる場合、射出側の第２レンズの厚みが
厚い２群レンズは良い特性が得られる。第２レンズによ
り多くの集光力を配分するためには、第２レンズに肉厚
の厚いレンズが必要である。
射出側の第２レンズにより多くの集光力を配分すること
によって、２枚の対物レンズの中心ずれ許容量を大きく
することができ、中心合わせの精度を緩和することがで
きる。特に、光が照射される光透過層の厚さを薄くした
光ディスクに用いる場合、射出側の第２レンズの厚みが
厚い２群レンズは良い特性が得られる。第２レンズによ
り多くの集光力を配分するためには、第２レンズに肉厚
の厚いレンズが必要である。
【０００７】しかしながら、ガラスプレス成形でこの肉
厚の厚い第２レンズの形状を作製することが困難とな
る。すなわち、厚いレンズをガラスプレスで作製しよう
とすると、ガラスのプリフォーム球を金型に入れてプレ
スするので、成形時に金型との間に空隙ができてしま
う。それゆえレンズの中心曲率半径が小さいとあまり厚
いレンズを形成することができない。
厚の厚い第２レンズの形状を作製することが困難とな
る。すなわち、厚いレンズをガラスプレスで作製しよう
とすると、ガラスのプリフォーム球を金型に入れてプレ
スするので、成形時に金型との間に空隙ができてしま
う。それゆえレンズの中心曲率半径が小さいとあまり厚
いレンズを形成することができない。
【０００８】プレスレンズを成型可能とするプリフォー
ム球の条件は、まず、成型後のプレスレンズの体積以上
の材料体積を与える大きさをプリフォーム球が持つこと
である。第２レンズの光の入射側面すなわち第１面につ
いては、その間隔及び面形状が光学設計上のレンズ仕様
から決められている。第２レンズの光の射出側面すなわ
ち第２面についてもレンズ仕様が決められている。この
ようなレンズ体積をもつプリフォーム球の半径ｒは、そ
のレンズの外径をもつ円筒面と、第１面及び第２面に囲
まれた体積Ｖ２に対して、
ム球の条件は、まず、成型後のプレスレンズの体積以上
の材料体積を与える大きさをプリフォーム球が持つこと
である。第２レンズの光の入射側面すなわち第１面につ
いては、その間隔及び面形状が光学設計上のレンズ仕様
から決められている。第２レンズの光の射出側面すなわ
ち第２面についてもレンズ仕様が決められている。この
ようなレンズ体積をもつプリフォーム球の半径ｒは、そ
のレンズの外径をもつ円筒面と、第１面及び第２面に囲
まれた体積Ｖ２に対して、
【０００９】
【数２】
【００１０】なる条件を満たすことが必要となる。さら
に、レンズに基準面を形成するフランジなどを一緒に形
成する場合には、必要半径ｒはさらに大きくなる。すな
わち、第１面及び第２面ともこのｒより小さな近軸曲率
半径を選ぶことができない。レンズとしての位置合わせ
許容量は有効径にほぼ比例して増大するのに対し、実際
の第２レンズ位置合わせ精度は機械的な絶対寸法によっ
て決定されることから、位置合せ精度を許容できるよう
に第２レンズの有効径を大きくすることが考えられる。
しかしながらこのような構成はレンズ自体、光ピックア
ップを大きくし、高速移動する光ディスクのような記録
媒体のトラックに光スポットを追従させることが困難と
なる。
に、レンズに基準面を形成するフランジなどを一緒に形
成する場合には、必要半径ｒはさらに大きくなる。すな
わち、第１面及び第２面ともこのｒより小さな近軸曲率
半径を選ぶことができない。レンズとしての位置合わせ
許容量は有効径にほぼ比例して増大するのに対し、実際
の第２レンズ位置合わせ精度は機械的な絶対寸法によっ
て決定されることから、位置合せ精度を許容できるよう
に第２レンズの有効径を大きくすることが考えられる。
しかしながらこのような構成はレンズ自体、光ピックア
ップを大きくし、高速移動する光ディスクのような記録
媒体のトラックに光スポットを追従させることが困難と
なる。
【００１１】このような理由により、高開口数の２枚対
物レンズを実現するにあたっては、２枚の位置合わせを
無調整とするような小径形状のガラスプレスレンズは安
定して作製することが難しく、その組み立てにおいて
は、結局、一方のレンズを２軸で位置調整をしたり、偏
心があるレンズを回転させるなどの方法による位置合わ
せ調整が必要である。或いは、位置合わせ精度を大きく
とろうとすると像高がとれなくなり、実用的な性能を満
足できないということになる。
物レンズを実現するにあたっては、２枚の位置合わせを
無調整とするような小径形状のガラスプレスレンズは安
定して作製することが難しく、その組み立てにおいて
は、結局、一方のレンズを２軸で位置調整をしたり、偏
心があるレンズを回転させるなどの方法による位置合わ
せ調整が必要である。或いは、位置合わせ精度を大きく
とろうとすると像高がとれなくなり、実用的な性能を満
足できないということになる。
【００１２】また、高開口数の２枚対物レンズにおいて
はレンズ厚み誤差に対する許容量が少なく、特に第２レ
ンズの厚み誤差許容量はマイクロメートル程度と厳しい
値が要求されるため、ガラスプレスを行なう場合の条件
が厳しく、さらに、金型の摩耗の許容幅が小さいことか
ら一つの金型を使って打てるレンズの最大数が少なくな
るという問題点があり、光ディスク装置のような大量に
生産を行う機器に用いるには問題であった。
はレンズ厚み誤差に対する許容量が少なく、特に第２レ
ンズの厚み誤差許容量はマイクロメートル程度と厳しい
値が要求されるため、ガラスプレスを行なう場合の条件
が厳しく、さらに、金型の摩耗の許容幅が小さいことか
ら一つの金型を使って打てるレンズの最大数が少なくな
るという問題点があり、光ディスク装置のような大量に
生産を行う機器に用いるには問題であった。
【００１３】このように、第１面の中心曲率半径よりも
プリフォーム径を大きくとれないという制限から第２レ
ンズの体積が制限され、集光力をもった厚いレンズを構
成することができない。その結果、第１レンズにも集光
力を割振る構成となってレンズ間隔誤差の許容量が大き
くとれず、無調整組立を行なうことができない設計とな
っている。
プリフォーム径を大きくとれないという制限から第２レ
ンズの体積が制限され、集光力をもった厚いレンズを構
成することができない。その結果、第１レンズにも集光
力を割振る構成となってレンズ間隔誤差の許容量が大き
くとれず、無調整組立を行なうことができない設計とな
っている。
【００１４】本発明は、かかる問題に鑑みなされたもの
であり、実無調整組み立てが可能な形状の高開口数対物
レンズを実現できる形状の非球面レンズを提供すること
にある。
であり、実無調整組み立てが可能な形状の高開口数対物
レンズを実現できる形状の非球面レンズを提供すること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の対物レンズは、
少なくとも光ビーム通過領域において中心対称な凸型面
形状を有する第１面、第１面に対向する反対側の少なく
とも光ビーム通過領域において中心対称な有効面形状を
有する第２面並びに第１面に交差する中心対称な円筒側
面を有するモールドガラス対物レンズであって、第１面
の中心曲率半径ｒＡが式：
少なくとも光ビーム通過領域において中心対称な凸型面
形状を有する第１面、第１面に対向する反対側の少なく
とも光ビーム通過領域において中心対称な有効面形状を
有する第２面並びに第１面に交差する中心対称な円筒側
面を有するモールドガラス対物レンズであって、第１面
の中心曲率半径ｒＡが式：
【００１６】
【数３】
【００１７】（式中、Ｖ１はモールドガラス対物レンズ
の体積を、Ｖ２は第１及び第２面並びに円筒側面を含む
円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積を示す）を満た
すことを特徴とする。本発明の対物レンズにおいては、
第１及び第２面並びに円筒側面が一致するようにモール
ドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた場合の境
界面が、第１面にて屈折された透過する光束を遮らずに
かつ光軸に垂直な円環状基準平面を含むことを特徴とす
る。
の体積を、Ｖ２は第１及び第２面並びに円筒側面を含む
円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積を示す）を満た
すことを特徴とする。本発明の対物レンズにおいては、
第１及び第２面並びに円筒側面が一致するようにモール
ドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた場合の境
界面が、第１面にて屈折された透過する光束を遮らずに
かつ光軸に垂直な円環状基準平面を含むことを特徴とす
る。
【００１８】本発明の対物レンズにおいては、第２面の
有効径外において、曲率半径が最小となるよう形状を有
することを特徴とする。本発明の対物レンズにおいて
は、第１及び第２面並びに円筒側面が一致するようにモ
ールドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた場合
の境界面が、第１面にて屈折された透過する光束を遮ら
ずにかつ光軸を中心とする円環状基準円錐面を含むこと
を特徴とする。
有効径外において、曲率半径が最小となるよう形状を有
することを特徴とする。本発明の対物レンズにおいて
は、第１及び第２面並びに円筒側面が一致するようにモ
ールドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた場合
の境界面が、第１面にて屈折された透過する光束を遮ら
ずにかつ光軸を中心とする円環状基準円錐面を含むこと
を特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は実施の１形態の光ピッ
クアップ装置を備えた光学式記録再生装置の概略を示
す。光ピックアップは、波長が４００ｎｍ〜４１０ｎｍ
好ましくは４０５ｎｍ付近の短波長の青を射出する半導
体レーザＬＤ１を備えている。
図面に基づいて説明する。図１は実施の１形態の光ピッ
クアップ装置を備えた光学式記録再生装置の概略を示
す。光ピックアップは、波長が４００ｎｍ〜４１０ｎｍ
好ましくは４０５ｎｍ付近の短波長の青を射出する半導
体レーザＬＤ１を備えている。
【００２０】また光ピックアップは、偏光ビームスプリ
ッタ１３、コリメータレンズ１４、１／４波長板１５及
び２群対物レンズユニット１６を備えている。以上の光
照射光学系によって、半導体レーザＬＤ１からのレーザ
ビームは、偏光ビームスプリッタ１３を経て、コリメー
トルレンズ１４で平行光ビームにされ、１／４波長板１
５を透過して、対物レンズユニット１６によって、その
焦点付近に置かれている光ディスク５に向けて集光さ
れ、光ディスク５の情報記録面のピット列上で光スポッ
トを形成する。
ッタ１３、コリメータレンズ１４、１／４波長板１５及
び２群対物レンズユニット１６を備えている。以上の光
照射光学系によって、半導体レーザＬＤ１からのレーザ
ビームは、偏光ビームスプリッタ１３を経て、コリメー
トルレンズ１４で平行光ビームにされ、１／４波長板１
５を透過して、対物レンズユニット１６によって、その
焦点付近に置かれている光ディスク５に向けて集光さ
れ、光ディスク５の情報記録面のピット列上で光スポッ
トを形成する。
【００２１】以上の光照射光学系に加えて、光ピックア
ップはさらに検出レンズ１７など光検出光学系を有して
おり、対物レンズユニット１６、１／４波長板１５及び
偏光ビームスプリッタ１３は光検出光学系にも利用され
ている。光ディスク５からの反射光は、対物レンズユニ
ット１６で集められ１／４波長板１５を介して偏光ビー
ムスプリッタ１３によって検出用集光レンズ１７に向け
られる。検出レンズ１７で集光された集束光は、例え
ば、シリンドリカルレンズ、マルチレンズなどの非点収
差発生素子（図示せず）を通過して、光検出器の受光面
１９中心付近に光スポットを形成する。
ップはさらに検出レンズ１７など光検出光学系を有して
おり、対物レンズユニット１６、１／４波長板１５及び
偏光ビームスプリッタ１３は光検出光学系にも利用され
ている。光ディスク５からの反射光は、対物レンズユニ
ット１６で集められ１／４波長板１５を介して偏光ビー
ムスプリッタ１３によって検出用集光レンズ１７に向け
られる。検出レンズ１７で集光された集束光は、例え
ば、シリンドリカルレンズ、マルチレンズなどの非点収
差発生素子（図示せず）を通過して、光検出器の受光面
１９中心付近に光スポットを形成する。
【００２２】また、光検出器の受光面１９は復調回路３
０及びエラー検出回路３１に接続されている。エラー検
出回路３１は対物レンズユニットのトラッキング制御及
びフォーカス制御用のアクチュエータ２６を含む機構を
駆動する駆動回路３３に接続されている。光検出器は、
その受光面１９中心付近に結像された光スポット像に応
じた電気信号を復調回路３０及びエラー検出回路３１に
供給する。復調回路３０は、その電気信号に基づいて記
録信号を生成する。エラー検出回路３１は、その電気信
号に基づいてフォーカスエラー信号や、トラッキングエ
ラー信号や、その他サーボ信号などを生成し、アクチュ
エータの駆動回路３３を介して各駆動信号を各アクチュ
エータに供給し、これらが各駆動信号に応じて対物レン
ズユニット１６などをサーボ制御駆動する。
０及びエラー検出回路３１に接続されている。エラー検
出回路３１は対物レンズユニットのトラッキング制御及
びフォーカス制御用のアクチュエータ２６を含む機構を
駆動する駆動回路３３に接続されている。光検出器は、
その受光面１９中心付近に結像された光スポット像に応
じた電気信号を復調回路３０及びエラー検出回路３１に
供給する。復調回路３０は、その電気信号に基づいて記
録信号を生成する。エラー検出回路３１は、その電気信
号に基づいてフォーカスエラー信号や、トラッキングエ
ラー信号や、その他サーボ信号などを生成し、アクチュ
エータの駆動回路３３を介して各駆動信号を各アクチュ
エータに供給し、これらが各駆動信号に応じて対物レン
ズユニット１６などをサーボ制御駆動する。
【００２３】本発明の光ピックアップの２群対物レンズ
ユニット１６は、図１に示すように、光ビームを記録面
へ集光するモールド成形されたガラスからなるモールド
ガラスレンズである集光レンズ（第２レンズ）１６ａ
と、光源側の集光レンズの第１レンズ１６ｂと、を組み
合せた複合対物レンズの組立体である。集光レンズ１６
ａ及び第１レンズ１６ｂは、ホルダ１６ｃによって光軸
に同軸に配置される。
ユニット１６は、図１に示すように、光ビームを記録面
へ集光するモールド成形されたガラスからなるモールド
ガラスレンズである集光レンズ（第２レンズ）１６ａ
と、光源側の集光レンズの第１レンズ１６ｂと、を組み
合せた複合対物レンズの組立体である。集光レンズ１６
ａ及び第１レンズ１６ｂは、ホルダ１６ｃによって光軸
に同軸に配置される。
【００２４】本実施例による光ピックアップ用対物レン
ズの第２レンズの構成を図２に示す。図２において、第
２レンズ１６ａは、中心対称な凸型面形状を有する光源
側非球面２１の第１面、この第１面に対向する反対側の
中心対称な有効面形状を有する光ディスク側すなわち射
出側の第２面２２、並びに第１面に交差する中心対称な
円筒側面２３にて画定される（光の入射側より第１面、
第２面）。図２に示すように、第１及び第２面２１，２
２並びに円筒側面２３を含む円筒面２３ａに囲まれる仮
想レンズ部分１６０を仮定すると、第２レンズ１６ａ
は、第２面２２の有効径の外側を階段状の非球面形状で
大きく体積を落としている。この時、第２レンズ１６ａ
の体積は第１面２１の中心曲率半径を有する球の体積よ
り小さくなるように選ばれているため、このような半径
のプリフォーム球を用いることによって第２レンズ１６
ａのプレス成型が可能である。すなわち、上記（１）式
を満たさない下記式（２）、
ズの第２レンズの構成を図２に示す。図２において、第
２レンズ１６ａは、中心対称な凸型面形状を有する光源
側非球面２１の第１面、この第１面に対向する反対側の
中心対称な有効面形状を有する光ディスク側すなわち射
出側の第２面２２、並びに第１面に交差する中心対称な
円筒側面２３にて画定される（光の入射側より第１面、
第２面）。図２に示すように、第１及び第２面２１，２
２並びに円筒側面２３を含む円筒面２３ａに囲まれる仮
想レンズ部分１６０を仮定すると、第２レンズ１６ａ
は、第２面２２の有効径の外側を階段状の非球面形状で
大きく体積を落としている。この時、第２レンズ１６ａ
の体積は第１面２１の中心曲率半径を有する球の体積よ
り小さくなるように選ばれているため、このような半径
のプリフォーム球を用いることによって第２レンズ１６
ａのプレス成型が可能である。すなわち、上記（１）式
を満たさない下記式（２）、
【００２５】
【数４】
【００２６】（式中、Ｖ２は第１及び第２面並びに円筒
側面を含む円筒面に囲まれる仮想レンズ部分１６０の体
積を示す）で示されるような小さな近軸中心曲率半径ｒ
Aに対しても、モールドガラス対物レンズのための縮小
した体積Ｖ１を、下記式（３）、
側面を含む円筒面に囲まれる仮想レンズ部分１６０の体
積を示す）で示されるような小さな近軸中心曲率半径ｒ
Aに対しても、モールドガラス対物レンズのための縮小
した体積Ｖ１を、下記式（３）、
【００２７】
【数５】
【００２８】で示されるように設定することによって、
ガラスプレスによるモールドガラス対物レンズ成型を可
能にするものである。すなわち、図２に示すように、対
物レンズの第２レンズ１６ａは、第１面２１の中心曲率
半径ｒＡが式：
ガラスプレスによるモールドガラス対物レンズ成型を可
能にするものである。すなわち、図２に示すように、対
物レンズの第２レンズ１６ａは、第１面２１の中心曲率
半径ｒＡが式：
【００２９】
【数６】
【００３０】（式中、Ｖ１はモールドガラス対物レンズ
の体積を、Ｖ２は第１及び第２面並びに円筒側面を含む
円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積を示す）を満た
すように構成されている。図２に示すように、本発明に
おいては、レンズ体積を減少させることによってできた
新たな境界面の一部を光軸に垂直な平面の円環状基準面
２４とする構成が可能になる。すなわち、第１及び第２
面２１，２２並びに円筒側面２３が一致するようにモー
ルドガラス対物レンズ１６ａに仮想レンズ部分１６０を
重ねた場合の境界面が、第１面２１にて屈折された透過
する光束を遮らずにかつ光軸に垂直な円環状基準平面２
４を含むように構成され得る。
の体積を、Ｖ２は第１及び第２面並びに円筒側面を含む
円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積を示す）を満た
すように構成されている。図２に示すように、本発明に
おいては、レンズ体積を減少させることによってできた
新たな境界面の一部を光軸に垂直な平面の円環状基準面
２４とする構成が可能になる。すなわち、第１及び第２
面２１，２２並びに円筒側面２３が一致するようにモー
ルドガラス対物レンズ１６ａに仮想レンズ部分１６０を
重ねた場合の境界面が、第１面２１にて屈折された透過
する光束を遮らずにかつ光軸に垂直な円環状基準平面２
４を含むように構成され得る。
【００３１】また、実施例では外径円筒２３ａの仮想レ
ンズ部分１６０から体積を減らした部分の境界面で光軸
に垂直な平面の基準面２４を形成しているので、この基
準平面を鏡筒やアクチュエータにレンズ取り付ける場合
の角度或いは位置の基準として用いることができる。従
来はレンズの円筒側面の外に突出させてフランジを作っ
て構成していたものが、入射側の第１面２１の有効径の
内側に構成できるので、レンズ体積を小さくして、さら
に第２面２２に基準面２４を備えた形状とすることがで
きる。本発明では、この体積を減少させる部分の面形状
を第２面の有効径外で曲率半径Ｒが最小となるような領
域を設けている。このような形状領域を第２面に設ける
ことによって、有効にレンズ体積を減少させ、フランジ
として機能する基準面２４の面積を大きく確保すること
ができる。
ンズ部分１６０から体積を減らした部分の境界面で光軸
に垂直な平面の基準面２４を形成しているので、この基
準平面を鏡筒やアクチュエータにレンズ取り付ける場合
の角度或いは位置の基準として用いることができる。従
来はレンズの円筒側面の外に突出させてフランジを作っ
て構成していたものが、入射側の第１面２１の有効径の
内側に構成できるので、レンズ体積を小さくして、さら
に第２面２２に基準面２４を備えた形状とすることがで
きる。本発明では、この体積を減少させる部分の面形状
を第２面の有効径外で曲率半径Ｒが最小となるような領
域を設けている。このような形状領域を第２面に設ける
ことによって、有効にレンズ体積を減少させ、フランジ
として機能する基準面２４の面積を大きく確保すること
ができる。
【００３２】なお、図３に示すように、円環状基準平面
２４を設けかつ該円環の径を拡大することにより、基準
フランジ面２４ａを対物レンズの円筒側面２３の外側に
作ることによって、発生し得るレンズ体積の増加を防ぐ
こともできる。上記実施例においては第２面２２の有効
径外で非球面形状を用いて体積を減らすような構成とし
たが、これは、たとえば図４に示すように、断面が直線
となる円錐面の環状面２５を用いて構成することも可能
である。さらには、図５に示すような、断面が円弧とな
る円環面の環状面２５を用いて構成することもできる。
２４を設けかつ該円環の径を拡大することにより、基準
フランジ面２４ａを対物レンズの円筒側面２３の外側に
作ることによって、発生し得るレンズ体積の増加を防ぐ
こともできる。上記実施例においては第２面２２の有効
径外で非球面形状を用いて体積を減らすような構成とし
たが、これは、たとえば図４に示すように、断面が直線
となる円錐面の環状面２５を用いて構成することも可能
である。さらには、図５に示すような、断面が円弧とな
る円環面の環状面２５を用いて構成することもできる。
【００３３】この対物レンズは、円錐面を用いる場合に
は、光軸に垂直な円環状基準平面を設けなくとも、図６
に示すように、その円錐面２４を基準面として用いるよ
うに構成することも可能である。すなわち、この対物レ
ンズは、第１及び第２面並びに円筒側面が一致するよう
にモールドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた
場合の境界面が、第１面にて屈折された透過する光束を
遮らずにかつ光軸を中心とする円環状基準円錐面２４を
含むように構成され得る。
は、光軸に垂直な円環状基準平面を設けなくとも、図６
に示すように、その円錐面２４を基準面として用いるよ
うに構成することも可能である。すなわち、この対物レ
ンズは、第１及び第２面並びに円筒側面が一致するよう
にモールドガラス対物レンズに仮想レンズ部分を重ねた
場合の境界面が、第１面にて屈折された透過する光束を
遮らずにかつ光軸を中心とする円環状基準円錐面２４を
含むように構成され得る。
【００３４】図２に示すような、本発明の実施例の対物
レンズを具体的に示す。この対物レンズにおいては、有
効径外で第１面の中心曲率半径（近軸曲率半径）が１．
４４３ｍｍであり、プリフォーム径が１．３３２ｍｍ
で、プリフォーム球の体積は９．９０５３２２ｍｍ3で
あることから、中心曲率半径がプリフォーム径より大き
くなるという条件を満たしており、この光学設計性能を
持ったレンズを実際にガラスプレスで作製可能である。
なお、ここで使用する光源の波長は４３０ｎｍである。
レンズを具体的に示す。この対物レンズにおいては、有
効径外で第１面の中心曲率半径（近軸曲率半径）が１．
４４３ｍｍであり、プリフォーム径が１．３３２ｍｍ
で、プリフォーム球の体積は９．９０５３２２ｍｍ3で
あることから、中心曲率半径がプリフォーム径より大き
くなるという条件を満たしており、この光学設計性能を
持ったレンズを実際にガラスプレスで作製可能である。
なお、ここで使用する光源の波長は４３０ｎｍである。
【００３５】ここで、非球面形状は光軸からの距離をｒ
とし、光軸からの距離ｒの非球面上の点の非球面頂点の
光軸に垂直な接平面からの距離をＺとすると、非球面の
近軸曲率半径Ｒ、円錐係数ＣＣ並びに第４次、６次、８
次、１０次及び１２次の各非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ
８、Ａ１０、Ａ１２を用いて次式によって決められるも
のである。
とし、光軸からの距離ｒの非球面上の点の非球面頂点の
光軸に垂直な接平面からの距離をＺとすると、非球面の
近軸曲率半径Ｒ、円錐係数ＣＣ並びに第４次、６次、８
次、１０次及び１２次の各非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ
８、Ａ１０、Ａ１２を用いて次式によって決められるも
のである。
【００３６】
【数７】
【００３７】この対物レンズの自動設計された各非球面
レンズのデータは表１及び表２のとおりである。
レンズのデータは表１及び表２のとおりである。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】さらに、比較例として図７に示す従来の高
開口数の２群対物レンズの一例を以下に示す。この有効
径内の面形状は上記実施例と同一のものである。図７に
おいて１１は光源側から例えば平行光が入射する第１レ
ンズであり、１２は第１レンズを経た光束が射出して、
光ディスク５の所定厚さの透過層を通して記録面上に焦
点を結ぶ第２レンズである。用いられるプリフォーム球
の体積は１３．０ｍｍ3であり、プリフォ−ム径は１．
４６ｍｍであり、近軸曲率半径は１．５０ｍｍである。
なお、ここで使用する光源の波長は上記実施例と同様で
ある。
開口数の２群対物レンズの一例を以下に示す。この有効
径内の面形状は上記実施例と同一のものである。図７に
おいて１１は光源側から例えば平行光が入射する第１レ
ンズであり、１２は第１レンズを経た光束が射出して、
光ディスク５の所定厚さの透過層を通して記録面上に焦
点を結ぶ第２レンズである。用いられるプリフォーム球
の体積は１３．０ｍｍ3であり、プリフォ−ム径は１．
４６ｍｍであり、近軸曲率半径は１．５０ｍｍである。
なお、ここで使用する光源の波長は上記実施例と同様で
ある。
【００４１】この比較例においては、第３面の中心曲率
半径が１．４４３ｍｍであり、プリフォーム径が１．４
５８ｍｍであることから、中心曲率半径がプリフォーム
径より大きくなくてはならないという制限をみたしてお
らず、理論上は良好な性能をもったレンズとして光学設
計可能であるが、現実にはガラスプレスでは作製できな
いものである。しかし、本発明によれば、プリフォーム
球をより小さな径のものが使用できるので、光学設計及
び作製の自由度が拡大する。
半径が１．４４３ｍｍであり、プリフォーム径が１．４
５８ｍｍであることから、中心曲率半径がプリフォーム
径より大きくなくてはならないという制限をみたしてお
らず、理論上は良好な性能をもったレンズとして光学設
計可能であるが、現実にはガラスプレスでは作製できな
いものである。しかし、本発明によれば、プリフォーム
球をより小さな径のものが使用できるので、光学設計及
び作製の自由度が拡大する。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によればガラスプレ
スレンズにおいてレンズ自体の体積を効果的に減らすこ
とができ、厚みがありかつ中心曲率半径の小さなレンズ
を作成することが可能になる。あわせて基準面を構成す
ることもできるのでレンズ取付時のずれを抑えることが
でき、良好な性能の２群レンズを構成することができ
る。
スレンズにおいてレンズ自体の体積を効果的に減らすこ
とができ、厚みがありかつ中心曲率半径の小さなレンズ
を作成することが可能になる。あわせて基準面を構成す
ることもできるのでレンズ取付時のずれを抑えることが
でき、良好な性能の２群レンズを構成することができ
る。
【図１】 本発明による光ピックアップ内部の概略構成
図である。
図である。
【図２】 本発明の実施例による光ピックアップにおけ
る対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
る対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
【図３】 本発明の他の実施例による光ピックアップに
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例による光ピックアップに
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
【図５】 本発明の他の実施例による光ピックアップに
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
【図６】 本発明の他の実施例による光ピックアップに
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
おける対物レンズユニットの要部の部分断面図である。
【図７】 比較例の光ピックアップにおける対物レンズ
ユニットの要部の部分断面図である。
ユニットの要部の部分断面図である。
１ 光ピックアップ ５ 光ディスク １３ 偏光ビームスプリッタ １４ コリメータレンズ １５ １／４波長板 １６ ２群対物レンズユニット １６ａ 集光レンズ（第２レンズ） １６ｂ 第１レンズ １６ｃ ホルダ １９ 光検出部受光面 ２１ 光源側非球面 ２２ 射出側面（第２面） ２３ 円筒側面 ２３ａ 円筒面 ２４ 基準面 ２４ａ 基準フランジ面 ２５ 環状面 ２６ アクチュエータ ３０ 復調回路 ３１ エラー検出回路 ３３ 駆動回路 ＬＤ１ 半導体レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 克宏 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 前田 孝則 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 PA02 PB02 QA02 QA12 QA21 QA33 QA41 RA05 RA12 5D119 AA38 BA01 BA02 BB01 BB04 JA44
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも光ビーム通過領域において中
心対称な凸型面形状を有する第１面、前記第１面に対向
する反対側の少なくとも光ビーム通過領域において中心
対称な有効面形状を有する第２面並びに前記第１面に交
差する中心対称な円筒側面を有するモールドガラス対物
レンズであって、前記第１面の中心曲率半径ｒＡが式： 【数１】 （式中、Ｖ１は前記モールドガラス対物レンズの体積
を、Ｖ２は前記第１及び第２面並びに前記円筒側面を含
む円筒面に囲まれる仮想レンズ部分の体積を示す）を満
たすことを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２面並びに前記円筒側面
が一致するように前記モールドガラス対物レンズに前記
仮想レンズ部分を重ねた場合の境界面が、前記第１面に
て屈折された透過する光束を遮らずにかつ光軸に垂直な
円環状基準平面を含むことを特徴とする請求項１項記載
の対物レンズ。 - 【請求項３】 前記第２面の有効径外において、曲率半
径が最小となるよう形状を有することを特徴とする請求
項２項記載の対物レンズ。 - 【請求項４】 前記第１及び第２面並びに前記円筒側面
が一致するように前記モールドガラス対物レンズに前記
仮想レンズ部分を重ねた場合の境界面が、前記第１面に
て屈折された透過する光束を遮らずにかつ光軸を中心と
する円環状基準円錐面を含むことを特徴とする請求項１
項記載の対物レンズ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の対物
レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項６】 請求項５項記載の光ピックアップ装置を
備えたことを特徴とする光学式記録再生装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000175229A JP4083955B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光学式記録再生装置 |
| EP01113985A EP1168311B1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-08 | Objective lens, optical pickup device and optical recording/reproducing apparatus |
| DE60101021T DE60101021T2 (de) | 2000-06-12 | 2001-06-08 | Objektivlinse, optische Abtastvorrichtung und optisches Aufnahme/Wiedergabegerät |
| US09/878,180 US20020039341A1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | Objective lens, optical pickup device and optical recording/reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000175229A JP4083955B2 (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光学式記録再生装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356261A true JP2001356261A (ja) | 2001-12-26 |
| JP4083955B2 JP4083955B2 (ja) | 2008-04-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1168311B1 (ja) |
| JP (1) | JP4083955B2 (ja) |
| DE (1) | DE60101021T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6567223B2 (en) * | 2001-06-01 | 2003-05-20 | Eastman Kodak Company | Molded lens element having a two-dimensional reference molded therein |
| JP2012242790A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 試料観察方法、及びレンズホルダ |
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|---|---|---|---|---|
| US6919996B2 (en) * | 2001-01-24 | 2005-07-19 | Konica Corporation | Objective lens for use in optical pickup apparatus and optical pickup apparatus |
| US6476973B1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-11-05 | Eastman Kodak Company | Compound surface to aid in the fabrication of a lens with a plano surface |
| WO2003034417A1 (fr) * | 2001-10-10 | 2003-04-24 | Sony Corporation | Lentille optique, lentille de condensation, capteur optique et dispositif d'enregistrement/reproduction optique |
| US7245407B2 (en) | 2002-06-10 | 2007-07-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses |
| DE102010004825A1 (de) | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Schott Ag, 55122 | Kollimierte Lichtquelle und Verfahren zu deren Herstellung |
| CN103675957A (zh) * | 2012-09-03 | 2014-03-26 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 玻璃模造镜片 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2739651B2 (ja) * | 1989-03-10 | 1998-04-15 | ホーヤ株式会社 | ガラスモールド非球面単レンズ |
| JPH05100161A (ja) * | 1991-10-11 | 1993-04-23 | Nikon Corp | 光デイスク用対物レンズ |
| JP3104780B2 (ja) * | 1994-12-21 | 2000-10-30 | 松下電器産業株式会社 | 対物レンズ及びそれを用いた光ヘッド装置 |
| JPH08271703A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-18 | Konica Corp | 樹脂レンズ |
| US5729393A (en) * | 1996-04-03 | 1998-03-17 | Digital Papyrus Corporation | Optical flying head with solid immersion lens having raised central surface facing medium |
| US6243350B1 (en) * | 1996-05-01 | 2001-06-05 | Terastor Corporation | Optical storage systems with flying optical heads for near-field recording and reading |
| JP3932578B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2007-06-20 | ソニー株式会社 | 対物レンズ及び光学ピックアップ装置 |
| US6081496A (en) * | 1996-12-26 | 2000-06-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Objective lens and optical disk driving apparatus using the same |
| US6564009B2 (en) * | 1997-05-19 | 2003-05-13 | Sony Corporation | Apparatus for recording and/or reproducing data onto and/or from an optical disk and method thereof |
| JPH11258497A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Micro Opt:Kk | 対物レンズ光学系 |
| JP2000030278A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Sony Corp | 光学レンズとこれを使用した光学ピックアップ及び光ディスク装置 |
| JP4068747B2 (ja) * | 1999-01-06 | 2008-03-26 | アルプス電気株式会社 | レンズ及びそれを用いた光学装置 |
| JP3952621B2 (ja) * | 1999-01-08 | 2007-08-01 | フジノン株式会社 | 高密度光記録媒体用対物レンズ |
| US6594204B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-07-15 | Sony Corporation | Lens holder, method for manufacturing lens holder, metal die for producing lens holder and objective lens device |
-
2000
- 2000-06-12 JP JP2000175229A patent/JP4083955B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-08 DE DE60101021T patent/DE60101021T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-08 EP EP01113985A patent/EP1168311B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-12 US US09/878,180 patent/US20020039341A1/en not_active Abandoned
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| EP1168311A3 (en) | 2002-12-11 |
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