JP2003005062A - Objective lens for optical pickup - Google Patents
Objective lens for optical pickupInfo
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- JP2003005062A JP2003005062A JP2001193995A JP2001193995A JP2003005062A JP 2003005062 A JP2003005062 A JP 2003005062A JP 2001193995 A JP2001193995 A JP 2001193995A JP 2001193995 A JP2001193995 A JP 2001193995A JP 2003005062 A JP2003005062 A JP 2003005062A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップ用対
物レンズに関するものであり、例えば、光情報記録装置
や光磁気記録装置等に搭載される光ピックアップに対物
レンズとして用いられる、開口数(NA:numerical ape
rture)の大きい光ピックアップ用対物レンズに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an objective lens for an optical pickup, for example, a numerical aperture (NA: NA) used as an objective lens in an optical pickup mounted on an optical information recording device, a magneto-optical recording device, or the like. numerical ape
The objective lens for an optical pickup having a large rture).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より知られている光情報記録装置に
は、情報記録媒体(光ディスク等)に対して情報の読み書
きの少なくともいずれかを行う対物レンズが、光ピック
アップ用対物レンズとして用いられている。光ピックア
ップ用対物レンズには様々なタイプのものがあり、例え
ば青色レーザー用の光ピックアップ用対物レンズとし
て、正の屈折力を持つ2枚構成の対物レンズが特開20
00−75107号公報,特開2000−206404
号公報,特開2000−180717号公報等で提案さ
れている。2. Description of the Related Art In a conventionally known optical information recording apparatus, an objective lens for reading and / or writing information from / to an information recording medium (optical disc or the like) is used as an objective lens for an optical pickup. There is. There are various types of objective lenses for optical pickups. For example, as an objective lens for an optical pickup for a blue laser, an objective lens having a two-element structure having a positive refractive power is disclosed.
No. 00-75107, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-206404.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-180717 and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】特開2000−751
07号公報や特開2000−206404号公報に提案
されている光ピックアップ用対物レンズでは、ほぼ半球
・平凸形状の第2レンズ(情報記録媒体側のレンズ)を用
いることにより開口数を大きくしている。しかし、第1
レンズ(光源側のレンズ)が両凸形状になっているため、
光ピックアップ用対物レンズのバックフォーカスを確保
することが困難であり、よってディスク基板の厚さを大
きくすることができない。特開2000−180717
号公報に提案されている光ピックアップ用対物レンズで
は、第2レンズの形状を光源側に凸のメニスカス形状と
している。このため、バックフォーカスを大きくしても
レンズ周辺部とディスク基板との間隔を確保するのが困
難であり、したがってワーキングディスタンス(working
distance)に関しては望ましくない。[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-751
In the objective lens for an optical pickup proposed in JP-A-2007-206404 and JP-A-2000-206404, the numerical aperture is increased by using a second lens (lens on the information recording medium side) having a substantially hemispherical / plano-convex shape. ing. But first
Since the lens (lens on the light source side) has a biconvex shape,
It is difficult to secure the back focus of the objective lens for the optical pickup, and therefore the thickness of the disc substrate cannot be increased. JP-A-2000-180717
In the objective lens for an optical pickup proposed in the publication, the shape of the second lens is a meniscus shape convex toward the light source side. Therefore, it is difficult to secure the space between the lens peripheral portion and the disk substrate even if the back focus is increased, and thus the working distance (working distance) is increased.
distance) is not desirable.
【0004】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、大きい開口数でワーキング
ディスタンスを確保しながら高性能で小型の光ピックア
ップ用対物レンズを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high-performance and compact objective lens for an optical pickup while ensuring a working distance with a large numerical aperture. .
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の光ピックアップ用対物レンズは、光源
からの光束を情報記録媒体上に集光することで情報の読
み書きの少なくともいずれかを行う光ピックアップ用の
対物レンズであって、 光源側から順に、光源側に凸面
の第1面、平面の第2面よりなる第1レンズと、光源側に
凸面の第3面、光源側に凸面の第4面よりなる第2レン
ズとの2枚のレンズからなり、前記第4面に非球面を有
することを特徴とする。In order to achieve the above object, the objective lens for an optical pickup of the first invention condenses a light beam from a light source on an information recording medium to read and / or write information. An objective lens for an optical pickup that performs the above, in which, from the light source side, in order from the light source side, a first lens having a convex first surface and a planar second surface, and a convex third surface on the light source side, a light source side It is characterized by being composed of two lenses, a second lens composed of a convex fourth surface, and having an aspherical surface on the fourth surface.
【0006】第2の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第1の発明の構成において、前記第4面の非球
面は、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。The objective lens for an optical pickup of the second invention is characterized in that, in the constitution of the first invention, the aspherical surface of the fourth surface satisfies the following conditional expression (1).
【0007】
第4面 0.01≦α4max-α4min≦0.4…(1)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数、
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Fourth surface 0.01 ≦ α4max-α4min ≦ 0.4 (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height.
ax, the minimum value is αxmini.
【0008】第3の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第1の発明の構成において、さらに第1面に非
球面を有し、前記第3面の非球面は、以下の条件式(2)
を満たすことを特徴とする。The objective lens for an optical pickup according to a third aspect of the present invention is the structure of the first aspect, further having an aspherical surface on the first surface, and the aspherical surface on the third surface has the following conditional expression (2) )
It is characterized by satisfying.
【0009】
第1面 0.07≦α1max-α1min≦0.3…(2)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数、
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。First surface 0.07 ≦ α1max-α1min ≦ 0.3 (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.
【0010】第4の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第1の発明の構成において、さらに第3面に非
球面を有し、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とす
る。The objective lens for an optical pickup of the fourth invention is characterized in that, in the constitution of the first invention, the third lens further has an aspherical surface, and the following conditional expression (3) is satisfied.
【0011】
第3面 0.04≦α3max-α3min≦0.2…(3)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数、
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Third surface 0.04 ≦ α3max-α3min ≦ 0.2 (3) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: Paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: Elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height.
ax, the minimum value is αxmini.
【0012】第5の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、前記第1レンズが以下の条件式(4)を満たすことを
特徴とする。An objective lens for an optical pickup according to a fifth invention is characterized in that the first lens satisfies the following conditional expression (4).
【0013】1.0≦R1/f≦6.0…(4) ただし、 R1:第1レンズの光源側面の曲率半径、 f :対物レンズの焦点距離、 である。1.0 ≦ R1 / f ≦ 6.0 (4) However, R1: radius of curvature of the light source side surface of the first lens, f: focal length of the objective lens, Is.
【0014】第6の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、前記第2レンズが以下の条件式(5)を満たすことを
特徴とする。The objective lens for an optical pickup of the sixth invention is characterized in that the second lens satisfies the following conditional expression (5).
【0015】0.4≦R3/f≦1.0…(5) ただし、 R3:第2レンズの光源側面の曲率半径、 f:対物レンズの焦点距離、 である。0.4 ≦ R3 / f ≦ 1.0 (5) However, R3: radius of curvature of the light source side surface of the second lens, f: objective lens focal length, Is.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した光ピック
アップ用対物レンズを、図面を参照しつつ説明する。図
1〜図5は、第1〜第5の実施の形態の光ピックアップ
用対物レンズにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、
各レンズ構成図中、si(i=1,2,...)が付された面は光源
側から数えてi番目の面であり、siに*印が付された面は
非球面である。これらの光ピックアップ用対物レンズ
は、光源からの光束を情報記録媒体上に集光することで
情報の読み書きの少なくともいずれかを行う光ピックア
ップ用の対物レンズであって、光源側から順に、光源側
に 光源側から順に、光源側に凸面の第1面、平面の第2
面よりなる第1レンズと、光源側に凸面の第3面、光源
側に凸面の第4面よりなる第2レンズとの2枚の正レン
ズから成っており、各光ピックアップ用対物レンズの像
側に位置する平行平板(PL)はディスク基板に相当する。
なお、図1〜図5は平行光入射の光路を示しているが、
各光ピックアップ用対物レンズは無限系に限らず有限系
としても使用可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An objective lens for an optical pickup according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are lens configuration diagrams respectively corresponding to the optical pickup objective lenses of the first to fifth embodiments,
In each lens configuration diagram, the surface marked with si (i = 1,2, ...) is the i-th surface counted from the light source side, and the surface marked with * is an aspherical surface. . These optical pickup objective lenses are optical pickup objective lenses that perform at least one of reading and writing of information by converging a light flux from a light source on an information recording medium. In order from the light source side, the convex first surface and the flat second surface
An image of the objective lens for each optical pickup, which is made up of two positive lenses: a first lens composed of a surface, a convex third surface on the light source side, and a second lens composed of a convex fourth surface on the light source side. The parallel plate (PL) located on the side corresponds to the disk substrate.
Although FIG. 1 to FIG. 5 show the optical paths of incident parallel light,
The objective lens for each optical pickup can be used not only as an infinite system but also as a finite system.
【0017】光ディスク等の高密度化を達成するには、
光ピックアップ用対物レンズの高NA化と設計波長の青
色側(すなわち短波長側)へのシフトが有効である。光ピ
ックアップ用対物レンズを高NA化する場合、その焦点
距離域を従来のCD(compactdisc)用光ピックアップ用
対物レンズと同じにすると、レンズ径の増大により系の
コンパクト化が達成困難になるとともに、レンズ重量の
増大により光ヘッドの軽量化が達成困難になる。従来に
比べて短い焦点距離域でレンズ径を小さくしようとすれ
ば、従来と同程度のワーキングディスタンスが必要にな
る。用いるディスク基板を薄くすれば、光ディスクのチ
ルトに対するマージンを稼ぐことは可能である。しか
し、ディスク基板の厚さをあまり薄くすると基板強度や
生産性の面で問題が発生する。よって、光ディスクの厚
さもある程度確保することが望ましいといえる。また、
レーザー波長を青色側にシフトさせると、波面の誤差も
短い波長で考えなければならなくなるため、光ピックア
ップ用対物レンズに要求される光学性能は従来に比べて
高くなる。In order to achieve high density of optical discs,
It is effective to increase the NA of the objective lens for the optical pickup and shift the design wavelength to the blue side (that is, the short wavelength side). When increasing the NA of an objective lens for an optical pickup, if the focal length range is the same as that of a conventional objective lens for an optical pickup for a CD (compact disc), it becomes difficult to achieve a compact system due to an increase in the lens diameter. It becomes difficult to reduce the weight of the optical head due to the increase in the lens weight. In order to reduce the lens diameter in the shorter focal length range than the conventional one, a working distance similar to the conventional one is required. If the disk substrate used is made thin, it is possible to gain a margin for the tilt of the optical disk. However, if the disc substrate is too thin, problems occur in substrate strength and productivity. Therefore, it can be said that it is desirable to secure the thickness of the optical disk to some extent. Also,
When the laser wavelength is shifted to the blue side, the wavefront error must be considered with a short wavelength, so that the optical performance required of the objective lens for the optical pickup becomes higher than that of the conventional one.
【0018】そこで各実施の形態では前記第4面に非球
面を有することにより高NAを確保している。したがっ
て、このような特徴的形状を有する2枚のレンズ(G1,G
2)用いれば、高性能・高NAでありながら従来のCDや
DVD(digital video disc)用の光ピックアップ用対物
レンズの焦点距離領域よりも短い焦点距離域でバックフ
ォーカス及びワーキングディスタンスを確保しつつ、径
の小さい小型の光ピックアップ用対物レンズを実現する
ことが可能となる。Therefore, in each embodiment, a high NA is ensured by having an aspherical surface on the fourth surface. Therefore, two lenses (G1, G1
2) If it is used, while ensuring high performance and high NA, while maintaining the back focus and working distance in the focal length range shorter than the focal length range of the conventional objective lens for optical pickups for CDs and DVDs (digital video discs). It is possible to realize a small-sized objective lens for an optical pickup having a small diameter.
【0019】また高性能化を図る上で、各実施の形態の
ように前記第4面の非球面は、以下の条件式(1)を満た
すことが更に望ましい。条件式(1)は、高NAで小型の
光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性能を達成す
るための条件を規定している。条件式(1)の範囲を超え
ると、非球面による高次の収差が発生して収差補正が困
難となるので、高性能化を図る上では望ましくない。ま
た下限を超えると、非球面による収差補正効果が小さく
なり、特に球面収差補正が困難となることで高性能化を
図ることが難しくなり望ましくない。Further, in order to improve performance, it is more desirable that the aspherical surface of the fourth surface satisfies the following conditional expression (1) as in each of the embodiments. Conditional expression (1) defines a condition for achieving high performance in a small objective lens for an optical pickup having a high NA. If the range of the conditional expression (1) is exceeded, high-order aberrations due to the aspherical surface occur and it becomes difficult to correct the aberrations, which is not desirable for achieving high performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.
【0020】
第4面 0.01≦α4max-α4min≦0.4…(1)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数、
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Fourth surface 0.01 ≦ α4max-α4min ≦ 0.4 (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.
【0021】また高性能化を図る上で、さらに前記第1
面に非球面を有し、前記第1面の非球面は、以下の条件
式(2)を満たすことが更に望ましい。条件式(2)は、高N
Aで小型の光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性
能を達成するための条件を規定している。条件式(2)の
範囲を超えると、非球面による高次の収差が発生して収
差補正が困難となるので、高性能化を図る上では望まし
くない。また下限を超えると、非球面による収差補正効
果が小さくなり、特に球面収差補正が困難となることで
高性能化を図ることが難しくなり望ましくない。In order to improve performance, the first
It is more preferable that the surface has an aspherical surface and the aspherical surface of the first surface satisfies the following conditional expression (2). Conditional expression (2) is high N
In A, the conditions for achieving high performance in a small-sized objective lens for an optical pickup are specified. If the range of conditional expression (2) is exceeded, high-order aberrations due to the aspherical surface will occur, making it difficult to correct aberrations, which is not desirable for higher performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.
【0022】
第1面 0.07≦α1max-α1min≦0.3…(2)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。First surface 0.07 ≦ α1max-α1min ≦ 0.3 (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface dZ (h) / dh: aspherical surface The derivative of the shape with respect to the incident height, SQRT: square root, is the maximum value of α when the x-th surface having an aspherical surface is carved at 0.1 pitch as a ratio from 0 to hmax
ax, the minimum value is αxmini.
【0023】また高性能化を図る上で、さらに前記第3
面に非球面を有し、前記第3面の非球面は、以下の条件
式(3)を満たすことが更に望ましい。条件式(3)は、高N
Aで小型の光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性
能を達成するための条件を規定している。条件式(3)の
範囲を超えると、非球面による高次の収差が発生して収
差補正が困難となるので、高性能化を図る上では望まし
くない。また下限を超えると、非球面による収差補正効
果が小さくなり、特に球面収差補正が困難となることで
高性能化を図ることが難しくなり望ましくない。In order to improve the performance, the third
It is further preferable that the surface has an aspherical surface and the aspherical surface of the third surface satisfies the following conditional expression (3). Conditional expression (3) is high N
In A, the conditions for achieving high performance in a small-sized objective lens for an optical pickup are specified. If the range of Conditional Expression (3) is exceeded, higher-order aberrations due to the aspherical surface occur and it becomes difficult to correct aberrations, which is not desirable for higher performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.
【0024】
第3面 0.04≦α3max-α3min≦0.2…(3)
ただし、
α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))
h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、
hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、
Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、
Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…)
r:非球面の近軸曲率半径、
ε:楕円係数、
Ai:非球面のi次の非球面係数、
dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、
SQRT:平方根、
として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Third surface 0.04 ≦ α3max-α3min ≦ 0.2 (3) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height.
ax, the minimum value is αxmini.
【0025】第1レンズ(G1)が以下の条件式(4)を満た
すことが望ましい。条件式(4)は高NAを達成しながらバ
ックフォーカスを確保し、かつコンパクト性を保つため
に望ましい条件を規定している。条件式(3)の下限を超
えるとバックフォーカスの確保が困難になり、逆に条件
式(4)の上限を超えるとレンズ全長が大きくなって高NA
化を図った場合にレンズの径も大きくなってしまいレン
ズのコンパクト化が困難になる。It is desirable that the first lens (G1) satisfy the following conditional expression (4). Conditional expression (4) defines a desirable condition for securing a back focus and maintaining compactness while achieving a high NA. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, it will be difficult to secure the back focus, and conversely, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the total lens length will increase and the high NA will increase.
When the size of the lens is increased, the diameter of the lens also becomes large, which makes it difficult to make the lens compact.
【0026】1.0≦R1/f≦6.0…(4) ただし、 R1:第1レンズの光源側面の曲率半径、 f :対物レンズの焦点距離、 である。1.0 ≦ R1 / f ≦ 6.0 (4) However, R1: radius of curvature of the light source side surface of the first lens, f: focal length of the objective lens, Is.
【0027】第2レンズ(G2)が以下の条件式(5)を満た
すことが望ましい。条件式(5)は第2レンズ(G2)の形状
として望ましい条件を規定している。条件式(5)の下限
を超えた場合、レンズ曲率半径が小さくなりすぎてレン
ズコバの確保が難しくなり製造上望ましくなくなるとと
もにレンズ保持が困難になったりする。逆に条件式(5)
の上限を超えると、レンズ曲率半径が大きくなることで
この面で発生する収差が大きくなってしまい高NA化に対
して望ましくなくなってしまう。It is desirable that the second lens (G2) satisfy the following conditional expression (5). Conditional expression (5) defines a desirable condition for the shape of the second lens (G2). If the lower limit of conditional expression (5) is exceeded, the radius of curvature of the lens becomes too small, which makes it difficult to secure the lens edge, which is not desirable in manufacturing and lens holding becomes difficult. Conversely, conditional expression (5)
If the upper limit of is exceeded, the radius of curvature of the lens becomes large, and the aberration generated on this surface becomes large, which is not desirable for higher NA.
【0028】0.4≦R3/f≦1.0…(5) ただし、 R3:第2レンズの光源側面の曲率半径、 f:対物レンズの焦点距離、 である。0.4 ≦ R3 / f ≦ 1.0 (5) However, R3: radius of curvature of the light source side surface of the second lens, f: objective lens focal length, Is.
【0029】また第1面は非球面を有さないことが望ま
しい。1つのレンズに非球面が複数あると、レンズ内で
の偏心が厳しくなる。Further, it is desirable that the first surface has no aspherical surface. When one lens has a plurality of aspherical surfaces, decentering in the lens becomes severe.
【0030】[0030]
【実施例】以下、本発明を実施した光ピックアップ用対
物レンズを、コンストラクションデータ等を挙げて、更
に具体的に説明する。なお、以下に挙げる表1〜表10
に示される実施例1〜5は、前述した第1〜第5の実施
の形態にそれぞれ対応しており、第1〜第5の実施の形
態を表すレンズ構成図(図1〜図5)は、対応する実施例
1〜5のレンズ構成をそれぞれ示している。EXAMPLES Hereinafter, the objective lens for an optical pickup according to the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. In addition, Table 1 to Table 10 listed below
Examples 1 to 5 shown in are respectively corresponding to the first to fifth embodiments described above, and the lens configuration diagrams (FIGS. 1 to 5) showing the first to fifth embodiments are , And corresponding lens configurations of Examples 1 to 5, respectively.
【0031】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、si(i=1,2,...)は光源側から数えてi番目の面、ri
(i=1,2,...)は面siの曲率半径(mm)、di(i=1,2,...)は光
源側から数えてi番目の軸上面間隔(心厚,mm)を示して
おり、Ni(i=1,2,3),νi(i=1,2,3)は光源側から数えてi
番目の光学要素の、波長405nmとd線の各光に対する屈折
率(Nd),アッベ数(νd)を示している。*印が付された
面siは非球面で構成された面であることを示し、非球面
の面形状を表わす前記式(Z(H)=...)で定義される
ものとする。使用光線の波長(λ),開口数(NA)及び各非
球面の非球面データを他のデータと併せて示し、また表
11〜表15に各実施例の条件式対応値を示す。図6〜
図10は実施例1〜実施例5にそれぞれ対応する収差図
であり、(A)はタンジェンシャル光束での波面収差(TAN
GENTIAL)、(B)はサジタル光束での波面収差(SAGITTAL)
を示している(λ=405nm)。なお、光ピックアップ用対物
レンズでは波面収差が重要になるので、各収差図では像
高=0での波面収差を示している。In the construction data of each embodiment, si (i = 1,2, ...) is the ith surface counted from the light source side, ri.
(i = 1,2, ...) is the radius of curvature (mm) of the surface si, and di (i = 1,2, ...) is the i-th axial upper surface distance (core thickness, mm) from the light source side. ), And Ni (i = 1,2,3) and νi (i = 1,2,3) are i counted from the light source side.
The refractive index (Nd) and the Abbe's number (νd) of the third optical element with respect to each light of wavelength 405 nm and d-line are shown. The surface si marked with * indicates that the surface is an aspherical surface, and is defined by the above formula (Z (H) = ...) That represents the surface shape of the aspherical surface. The wavelength (λ) of the light beam used, the numerical aperture (NA), and aspherical surface data of each aspherical surface are shown together with other data, and Tables 11 to 15 show the values corresponding to the conditional expressions of the examples. 6-
FIG. 10 is an aberration diagram corresponding to each of Examples 1 to 5, and FIG. 10A is a wavefront aberration (TAN) of a tangential light beam.
(GENTIAL) and (B) are wavefront aberrations (SAGITTAL) in sagittal light flux.
Is shown (λ = 405 nm). Since the wavefront aberration is important in the objective lens for the optical pickup, each aberration diagram shows the wavefront aberration at the image height = 0.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】[0033]
【表2】 [Table 2]
【0034】[0034]
【表3】 [Table 3]
【0035】[0035]
【表4】 [Table 4]
【0036】[0036]
【表5】 [Table 5]
【0037】[0037]
【表6】 [Table 6]
【0038】[0038]
【表7】 [Table 7]
【0039】[0039]
【表8】 [Table 8]
【0040】[0040]
【表9】 [Table 9]
【0041】[0041]
【表10】 [Table 10]
【0042】[0042]
【表11】 [Table 11]
【0043】[0043]
【表12】 [Table 12]
【0044】[0044]
【表13】 [Table 13]
【0045】[0045]
【表14】 [Table 14]
【0046】[0046]
【表15】 [Table 15]
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
きい開口数でワーキングディスタンスを確保しながら高
性能で小型の光ピックアップ用対物レンズを実現するこ
とができる。そして、本発明に係る光ピックアップ用対
物レンズを光ピックアップ装置(光情報記録装置,光磁
気記録装置等)に使用すれば、光ディスク等の高密度化
に寄与することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a high-performance and small-sized objective lens for an optical pickup while securing a working distance with a large numerical aperture. When the objective lens for an optical pickup according to the present invention is used in an optical pickup device (optical information recording device, magneto-optical recording device, etc.), it is possible to contribute to increasing the density of optical discs and the like.
【図1】第1の実施の形態(実施例1)のレンズ構成図。FIG. 1 is a lens configuration diagram of a first embodiment (Example 1).
【図2】第2の実施の形態(実施例2)のレンズ構成図。FIG. 2 is a lens configuration diagram of a second embodiment (Example 2).
【図3】第3の実施の形態(実施例3)のレンズ構成図。FIG. 3 is a lens configuration diagram of a third embodiment (Example 3).
【図4】第4の実施の形態(実施例4)のレンズ構成図。FIG. 4 is a lens configuration diagram of a fourth embodiment (Example 4).
【図5】第5の実施の形態(実施例5)のレンズ構成図。FIG. 5 is a lens configuration diagram of a fifth embodiment (Example 5).
【図6】実施例1の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1.
【図7】実施例2の収差図。FIG. 7 is an aberration diagram of Example 2.
【図8】実施例3の収差図。FIG. 8 is an aberration diagram of Example 3.
【図9】実施例4の収差図。FIG. 9 is an aberration diagram of Example 4.
【図10】実施例5の収差図。FIG. 10 is an aberration diagram of Example 5.
G1 …第1レンズ G2 …第2レンズ PL …平行平板(情報記録媒体のディスク基板) G1 ... 1st lens G2 ... Second lens PL: Parallel plate (disk substrate of information recording medium)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 英喜 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 PA02 PA17 PB02 QA02 QA06 QA13 QA21 QA32 QA41 RA05 RA12 RA42 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 DA01 DA05 JA44 JB01 JB02 JB06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hideki Nagata 2-3-3 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F term (reference) 2H087 KA13 LA01 PA02 PA17 PB02 QA02 QA06 QA13 QA21 QA32 QA41 RA05 RA12 RA42 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 DA01 DA05 JA44 JB01 JB02 JB06
Claims (6)
することで情報の読み書きの少なくともいずれかを行う
光ピックアップ用の対物レンズであって、 光源側から順に、 光源側に凸面の第1面、平面の第2面よりなる第1レンズ
と、 光源側に凸面の第3面、光源側に凸面の第4面よりなる
第2レンズとの2枚のレンズからなり、 前記第4面に非球面を有することを特徴とする光ピック
アップ用対物レンズ。1. An objective lens for an optical pickup for reading and / or writing information by condensing a light beam from a light source onto an information recording medium, the convex lens having a convex surface on the light source side in order from the light source side. The first lens is composed of one surface, the second surface is a flat surface, and the second lens is composed of a third surface having a convex surface on the light source side and a second lens having a fourth surface having a convex surface on the light source side. An objective lens for an optical pickup, wherein the objective lens has an aspherical surface.
(1)を満たすことを特徴とする請求項1記載の光ピック
アップ用対物レンズ; 第4面 0.01≦α4max-α4min≦0.4…(1) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r:非球面の近軸曲率半径、 ε:楕円係数、 Ai:非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT:平方根、 として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。2. The aspherical surface of the fourth surface has the following conditional expression:
The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein (1) is satisfied; Fourth surface 0.01≤α4max-α4min≤0.4 (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: axial marginal incident on the aspherical surface Incident height of the ray from the optical axis, Z (h): Aspherical shape (distance in the direction along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) = r- (r ^ 2 -ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: The i-th order aspherical coefficient of the aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to the incident height of the aspherical surface, SQRT: square root, and the ratio from 0 to hmax of the x-th surface having the aspherical surface as 0. The maximum value of α when carved at 1 pitch is αxm
ax, the minimum value is αxmini.
の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項1記載の
光ピックアップ用対物レンズ; 第1面 0.07≦α1max-α1min≦0.3…(2) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r:非球面の近軸曲率半径、 ε:楕円係数、 Ai:非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT:平方根、 として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。3. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the first surface further has an aspherical surface, and the following conditional expression (2) is satisfied: First surface 0.07 ≦ α1max -α1min ≦ 0.3 ... (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: axis incident on the aspheric surface Incident height of the upper ray from the optical axis, hmax: Incident height of the axial marginal ray incident on the aspherical surface from the optical axis, Z (h): Aspherical shape (Apex of the aspherical surface at each height From the direction along the optical axis, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: aspherical coefficient of i-th degree of aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to incident height of aspherical surface, SQRT Is the square root, and the maximum value of α is αxm when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface having an aspheric surface
ax, the minimum value is αxmini.
の条件式(3)を満たすことを特徴とする請求項1記載の
光ピックアップ用対物レンズ; 第3面 0.004≦α3max-α3min≦0.2…(3) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h:非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax:非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h):非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)=r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r:非球面の近軸曲率半径、 ε:楕円係数、 Ai:非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh:非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT:平方根、 として非球面を有する第x面の0からhmaxまでを割合と
して0.1ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。4. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the third surface has an aspherical surface and satisfies the following conditional expression (3): Third surface 0.004 ≦ α3max -α3min ≦ 0.2… (3) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: Axis incident on aspherical surface Incident height of the upper ray from the optical axis, hmax: Incident height of the axial marginal ray incident on the aspherical surface from the optical axis, Z (h): Aspherical shape (Apex of the aspherical surface at each height From the direction along the optical axis, Z (h) = r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: aspherical coefficient of i-th degree of aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to incident height of aspherical surface, SQRT Is the square root, and the maximum value of α is αxm when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface having an aspheric surface
ax, the minimum value is αxmini.
たすことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ用
対物レンズ; 1.0≦R1/f≦6.0…(4) ただし、 R1:第1レンズの光源側面の曲率半径、 f :対物レンズの焦点距離、 である。5. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the first lens satisfies the following conditional expression (4): 1.0 ≦ R1 / f ≦ 6.0 (4) Where R1 is the radius of curvature of the light source side surface of the first lens, and f is the focal length of the objective lens.
たすことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ用
対物レンズ; 0.4≦R3/f≦1.0…(5) ただし、 R3:第2レンズの光源側面の曲率半径、 f:対物レンズの焦点距離、 である。6. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the second lens satisfies the following conditional expression (5): 0.4 ≦ R3 / f ≦ 1.0 (5) Where R3 is the radius of curvature of the light source side surface of the second lens, and f is the focal length of the objective lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001193995A JP2003005062A (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Objective lens for optical pickup |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US7733302B2 (en) | 2005-02-28 | 2010-06-08 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Plasma display device and driving method thereof |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001193995A patent/JP2003005062A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7733302B2 (en) | 2005-02-28 | 2010-06-08 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Plasma display device and driving method thereof |
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