JP2902435B2 - 光情報記録再生装置用対物レンズ系 - Google Patents
光情報記録再生装置用対物レンズ系Info
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体レーザー等の波長変動のある光源
を用いる光ディスク装置の光学系に適した対物レンズに
関するものである。
を用いる光ディスク装置の光学系に適した対物レンズに
関するものである。
［従来の技術］ 光ディスク装置等の光情報記録再生装置用対物レンズ
系は、一般的に半導体レーザーを有する光源部と、光源
部からの光束をディスク上に収束させる対物レンズと、
ディスクで反射された光束を受光して記録情報及びエラ
ー信号を読み取る信号検出光学系とから構成されてい
る。
系は、一般的に半導体レーザーを有する光源部と、光源
部からの光束をディスク上に収束させる対物レンズと、
ディスクで反射された光束を受光して記録情報及びエラ
ー信号を読み取る信号検出光学系とから構成されてい
る。
また、対物レンズは、アクチュエータに取り付けられ
ており、ディスクのそりなどに起因するピントズレを補
正するように、少なくともその光軸方向に微動（フォー
カシングサーボ）できるよう構成されている。
ており、ディスクのそりなどに起因するピントズレを補
正するように、少なくともその光軸方向に微動（フォー
カシングサーボ）できるよう構成されている。
第40図は、ガラスレンズ４枚で構成される従来の対物
レンズを示したものである。この対物レンズの具体的な
数値構成は、第１表に示されている。表中の記号は、NA
が開口数、ｆが波長780nmにおける焦点距離、ωが半画
角、wdがレンズ最終面からディスクまでの距離、ｒが面
の曲率半径、ｄがレンズ厚若しくは空気間隔、n780がレ
ンズの780nmにおける屈折率、ν780が式ν780＝n780/
（n780−n830）で与えられる波長780nm近傍の分散値で
ある。
レンズを示したものである。この対物レンズの具体的な
数値構成は、第１表に示されている。表中の記号は、NA
が開口数、ｆが波長780nmにおける焦点距離、ωが半画
角、wdがレンズ最終面からディスクまでの距離、ｒが面
の曲率半径、ｄがレンズ厚若しくは空気間隔、n780がレ
ンズの780nmにおける屈折率、ν780が式ν780＝n780/
（n780−n830）で与えられる波長780nm近傍の分散値で
ある。
表 １ NA＝0.55 f＝3.29 ω＝1.7゜ wd＝1.487 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 １ 45.570 1.330 1.61139 1451 ２ −3.042 0.700 1.82484 554 ３ −26.608 0.080 ４ 5.310 1.200 1.61139 1454 ５ −12.181 0.080 ６ 2.600 1.020 1.76204 1013 ７ 4.875 第41図は、第１表の構成による諸収差、第42図は波面
収差を示したものである。
収差を示したものである。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、光ディスク装置の光源として用いられてい
る半導体レーザーは、出力パワー、温度により発光波長
がシフトする。このため、光学系の色収差が補正されて
いない場合には、光束の集光位置が波長のシフトにより
変化することとなる。
る半導体レーザーは、出力パワー、温度により発光波長
がシフトする。このため、光学系の色収差が補正されて
いない場合には、光束の集光位置が波長のシフトにより
変化することとなる。
但し、温度変化等に起因する比較的緩やかな波長の変
化によるピントズレは、コリメートレンズが色収差補正
及び温度変化補正されている場合には、前記のフォーカ
シングサーボにより自動的に補正される。
化によるピントズレは、コリメートレンズが色収差補正
及び温度変化補正されている場合には、前記のフォーカ
シングサーボにより自動的に補正される。
しかしながら、データを書き込む際には、温度上昇さ
せる領域とさせない領域とで半導体レーザーの発振波長
が瞬時に数nmシフトする。そして、このような急激なシ
フトによるピントズレは、上記のフォーカシングサーボ
によって補正することができない。
せる領域とさせない領域とで半導体レーザーの発振波長
が瞬時に数nmシフトする。そして、このような急激なシ
フトによるピントズレは、上記のフォーカシングサーボ
によって補正することができない。
集光位置がディスクの記録面に一致していない場合に
は、誤ったデータの書き込み、読み出しが行なわれる可
能性が高くなってしまう。
は、誤ったデータの書き込み、読み出しが行なわれる可
能性が高くなってしまう。
従って、特に書込みを行う場合、対物光学系の色収差
補正は重要である。
補正は重要である。
収束レンズ自体を色収差補正した光学系は、例えば特
開昭63−10118号、特開昭60−232519号、特開昭58−721
14号に開示されている。なお、特開昭63−10118号のレ
ンズは非球面レンズを含む３枚構成であり、また特開昭
60−232519号、特開昭58−72114号のレンズはガラスレ
ンズ４枚の構成であるため、色収差補正をしていないレ
ンズと比較すれば重量が大きい。
開昭63−10118号、特開昭60−232519号、特開昭58−721
14号に開示されている。なお、特開昭63−10118号のレ
ンズは非球面レンズを含む３枚構成であり、また特開昭
60−232519号、特開昭58−72114号のレンズはガラスレ
ンズ４枚の構成であるため、色収差補正をしていないレ
ンズと比較すれば重量が大きい。
しかしながら、これらの公報に開示されたレンズは、
何れもレンズの最もディスク側の面とディスクとの間隔
（ワーキングディスタンス）が短く、光学系の設計上の
制約が大きいという課題があった。
何れもレンズの最もディスク側の面とディスクとの間隔
（ワーキングディスタンス）が短く、光学系の設計上の
制約が大きいという課題があった。
また、特開昭62−269922号は、コリメータレンズの色
収差を過剰に補正することにより対物レンズの色収差を
補正する光学系を開示している。この構成では、フォー
カシングエラー検出光学系をも色収差を過剰に補正して
おかなければ、フォーカシングサーボによりピントズレ
を発生させてしまう。
収差を過剰に補正することにより対物レンズの色収差を
補正する光学系を開示している。この構成では、フォー
カシングエラー検出光学系をも色収差を過剰に補正して
おかなければ、フォーカシングサーボによりピントズレ
を発生させてしまう。
しかしながら、フォーカシングエラー検出光学系の色
収差補正量は、この光学系の集光レンズの焦点距離と対
物レンズの焦点距離との比Ｍの２乗に比例するため、受
光素子の大きさからＭ＝10程度の値をとる一般の光ディ
スク装置の光学系では、集光レンズに十分な色収差補正
量を持たせることは困難である。
収差補正量は、この光学系の集光レンズの焦点距離と対
物レンズの焦点距離との比Ｍの２乗に比例するため、受
光素子の大きさからＭ＝10程度の値をとる一般の光ディ
スク装置の光学系では、集光レンズに十分な色収差補正
量を持たせることは困難である。
［発明の目的］ この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであ
り、色収差を補正しつつ、ワーキングディスタンスを大
きく確保することができ、しかも、軽量化を図ることが
できる光情報記録再生装置用対物レンズ系を提供するこ
とを目的とする。
り、色収差を補正しつつ、ワーキングディスタンスを大
きく確保することができ、しかも、軽量化を図ることが
できる光情報記録再生装置用対物レンズ系を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 光ディスク用の対物レンズでは、まず光束をディスク
の記録面に収束させるための強い収束力を持つ収束レン
ズが必須となる。そして、集光性能を高く維持するため
に球面収差とコマ収差とを十分に補正する必要がある。
の記録面に収束させるための強い収束力を持つ収束レン
ズが必須となる。そして、集光性能を高く維持するため
に球面収差とコマ収差とを十分に補正する必要がある。
コマ収差を抑えるためには正弦条件を満足させる必要
があり、そのためには光源側に凸となる強い収束面を設
ける必要がある。この強い収束面は、ワーキングディス
タンスを確保するためにはディスクに近い方が好まし
い。
があり、そのためには光源側に凸となる強い収束面を設
ける必要がある。この強い収束面は、ワーキングディス
タンスを確保するためにはディスクに近い方が好まし
い。
収束レンズの両面は、単体で球面収差とコマ収差とを
補正するため、そして中心厚を抑えつつ加工に必要なコ
バ厚を確保するため、周辺部に行くに従って曲率半径が
大きくなる非球面とされる。
補正するため、そして中心厚を抑えつつ加工に必要なコ
バ厚を確保するため、周辺部に行くに従って曲率半径が
大きくなる非球面とされる。
また、色収差を抑えるためには収束レンズとは別にパ
ワーを殆ど持たない色収差補正群を設ける必要がある。
この色収差補正レンズ群は、必ずアッベ数と異なる正レ
ンズと負レンズとの組合せとなるが、組み付け時の光軸
偏心による収差の発生を抑えるために貼合わせレンズと
して構成することが望ましい。
ワーを殆ど持たない色収差補正群を設ける必要がある。
この色収差補正レンズ群は、必ずアッベ数と異なる正レ
ンズと負レンズとの組合せとなるが、組み付け時の光軸
偏心による収差の発生を抑えるために貼合わせレンズと
して構成することが望ましい。
そこで、この発明に係る光ディスク用対物レンズ系
は、中心から周辺に向かって曲率半径が大きくなる凸の
非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面を光源側
に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズとの貼合わ
せで構成され、前記収束レンズより光源側に配置される
パワーが弱い色収差補正素子とから構成される。
は、中心から周辺に向かって曲率半径が大きくなる凸の
非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面を光源側
に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズとの貼合わ
せで構成され、前記収束レンズより光源側に配置される
パワーが弱い色収差補正素子とから構成される。
上記構成において色収差補正効果と諸収差の発生の低
減とを考慮し、対物レンズ系としての十分な性能を得る
ためには、以下の条件を満たすことが好ましい。
減とを考慮し、対物レンズ系としての十分な性能を得る
ためには、以下の条件を満たすことが好ましい。
|f/fc|＜0.20 …（１） |r2/f|＞0.70 …（２） νn780＜700 …（３） νp780＞800 …（４） np780＞1.55 …（５） |np780−nn780|×105＜20000 …（６） （np780−１）（１−νn780/νp780）＞0.2 …（７） 但し、 f :全系の焦点距離 fc:色収差補正素子の焦点距離 r2:色収差補正素子の貼合わせ面の曲率半径 nn780,nn830:波長780nm,830nmにおける負レンズの屈
折率 np780,np830:波長780nm,830nmにおける正レンズの屈
折率 νn780:波長780nm近傍の負レンズの分散 但し、νn780＝nn780/（nn780−nn830） νp780:波長780nm近傍の正レンズの分散 但し、νn780＝np780/（np780−np830） （１）式は、色収差補正素子の屈折力を規定する条件
であり、正で限界を越える場合にはワーキングディスタ
ンスの確保が困難となり、負で限界を越える場合には収
束レンズの口径が過大となって軽量化が困難となる。
折率 np780,np830:波長780nm,830nmにおける正レンズの屈
折率 νn780:波長780nm近傍の負レンズの分散 但し、νn780＝nn780/（nn780−nn830） νp780:波長780nm近傍の正レンズの分散 但し、νn780＝np780/（np780−np830） （１）式は、色収差補正素子の屈折力を規定する条件
であり、正で限界を越える場合にはワーキングディスタ
ンスの確保が困難となり、負で限界を越える場合には収
束レンズの口径が過大となって軽量化が困難となる。
（２）式は、色収差補正素子の正レンズの厚さを抑え
つつ正レンズのコバ厚を確保するための条件を規定した
ものである。この条件を満足しない場合には、負レンズ
との貼合わせ面の曲率半径が過小となって高次の球面収
差の発生を招来し、また、正レンズのコバ厚を確保する
ために正レンズの厚さが過大となり、レンズ全長が長く
なって重量を低く抑えることが困難となる。
つつ正レンズのコバ厚を確保するための条件を規定した
ものである。この条件を満足しない場合には、負レンズ
との貼合わせ面の曲率半径が過小となって高次の球面収
差の発生を招来し、また、正レンズのコバ厚を確保する
ために正レンズの厚さが過大となり、レンズ全長が長く
なって重量を低く抑えることが困難となる。
ところで、色収差補正素子は、正レンズ、負レンズ共
に屈折率が高い方が同一の屈折力を得るための曲率半径
を大きくするために有利である。また、正負のレンズの
屈折力の絶対値を小さくして貼合わせ面の曲率半径を大
きくするためには、正レンズの分散を小さく、負レンズ
の分散を大きくすることが望ましい。
に屈折率が高い方が同一の屈折力を得るための曲率半径
を大きくするために有利である。また、正負のレンズの
屈折力の絶対値を小さくして貼合わせ面の曲率半径を大
きくするためには、正レンズの分散を小さく、負レンズ
の分散を大きくすることが望ましい。
一般に、硝材は屈折率が高いほど高分散となるため、
負レンズの硝材としては（３）式を満たすよう選択する
ことにより、色補正効果が得られると共に、 nn780＞1.70 となって高屈折率の要望を満たすことができる。
負レンズの硝材としては（３）式を満たすよう選択する
ことにより、色補正効果が得られると共に、 nn780＞1.70 となって高屈折率の要望を満たすことができる。
正レンズの硝材としては、（４）式を満たすことによ
り十分な色補正効果を得ることができるが、同時に
（５）式をも満たさないと、負レンズとの屈折率差によ
り貼合わせ面での収差の発生が顕著となり、全系での性
能を劣化させる。
り十分な色補正効果を得ることができるが、同時に
（５）式をも満たさないと、負レンズとの屈折率差によ
り貼合わせ面での収差の発生が顕著となり、全系での性
能を劣化させる。
（６）式は、色収差補正素子の正負のレンズの屈折率
差を抑え、色収差以外の収差の発生を極力低減させるた
めの条件である。
差を抑え、色収差以外の収差の発生を極力低減させるた
めの条件である。
また、色収差補正素子の正レンズのコバ厚を確保しつ
つ、色収差補正素子の厚さを抑えるためには、色収差補
正効果を発揮し得る限度で、できるだけ曲率半径を大き
くすることが可能な材質の組合せを選択する必要があ
る。
つ、色収差補正素子の厚さを抑えるためには、色収差補
正効果を発揮し得る限度で、できるだけ曲率半径を大き
くすることが可能な材質の組合せを選択する必要があ
る。
（７）式は、この組合せの選択に関して色補正レンズ
の分散を規定する条件である。この条件を満足しない場
合には、現在入手できる非球面レンズ用の素材の中で最
も分散が小さいCaFK95（製品名：住田光学）を収束レン
ズに用いたとしても、十分な色収差補正を行うためには
色収差補正素子が厚くなりすぎ、重量あるいはスペース
的に問題となる。
の分散を規定する条件である。この条件を満足しない場
合には、現在入手できる非球面レンズ用の素材の中で最
も分散が小さいCaFK95（製品名：住田光学）を収束レン
ズに用いたとしても、十分な色収差補正を行うためには
色収差補正素子が厚くなりすぎ、重量あるいはスペース
的に問題となる。
［実施例］ 以下、この発明にかかる光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系を図面に基づいて説明する。
ンズ系を図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞ 第１図は、実施例１に係る対物レンズ系を示したもの
である。このレンズ系は、図中左側となる光源側から、
色収差補正素子１と、収束レンズ２とが配置された２群
構成とされている。色収差補正素子１は、正レンズと負
レンズとが貼合わせて構成され、収束レンズ２は両面非
球面である。
である。このレンズ系は、図中左側となる光源側から、
色収差補正素子１と、収束レンズ２とが配置された２群
構成とされている。色収差補正素子１は、正レンズと負
レンズとが貼合わせて構成され、収束レンズ２は両面非
球面である。
符号ODはディスクの記録面をカバーするカバーガラス
を表わしており、厚さ1.20mmのガラス（Bk7）である。
を表わしており、厚さ1.20mmのガラス（Bk7）である。
この対物レンズ系の具体的な数値構成は表２に示され
ている。
ている。
表 ２ NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.350 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ 10.330 1.450 1.61139 1454 PSK02 ２ −2.751 0.900 1.78565 601 SFL6 ３ −27.147 0.050 ４ 2.380 2.000 1.48479 1461 ５ −3.752 非球面である第４面と第５面とは、光軸からの高さが
Ｙとなる非球面上の座標点の非球面頂点の接平面からの
距離をＸ、非球面頂点の曲率（1/r）をＣ、円錐係数を
Ｋ、４次〜12次の非球面係数をA4〜A12として、 で表される。これらの係数は、第３表に示す通りであ
る。
Ｙとなる非球面上の座標点の非球面頂点の接平面からの
距離をＸ、非球面頂点の曲率（1/r）をＣ、円錐係数を
Ｋ、４次〜12次の非球面係数をA4〜A12として、 で表される。これらの係数は、第３表に示す通りであ
る。
表 ３ 第４面 第５面 K＝−0.6848E＋00 K＝−0.1514E＋01 A4＝ 0.1011E−02 A4＝ 0.1259E−01 A6＝−0.1518E−03 A6＝−0.2710E−02 A8＝−0.2169E−04 A8＝ 0.3962E−03 A10＝−0.5843E−05 A10＝−0.3097E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 この対物レンズ系の諸収差は第２図、波面収差は第３
図に示されている。
図に示されている。
この例で示した収束レンズ２が単独で設けられている
場合には、色収差が補正されないために波長の変化に基
づいてデフォーカスが生じ、このデフォーカスにより波
面収差が劣化する。デフォーカスに基づく波面収差の劣
化は、第４図に示した通りであり、波長が5nmシフトす
ることにより、0.04λ程度の波面収差が発生することが
理解できる。対物レンズとしての性能を維持するために
は、波面収差は0.05λ程度が限度であるが、実際には色
収差以外の要因に基づくデフォーカスも存在するため、
波長の5nm程度のシフトで上記の限度を越える可能性が
ある。
場合には、色収差が補正されないために波長の変化に基
づいてデフォーカスが生じ、このデフォーカスにより波
面収差が劣化する。デフォーカスに基づく波面収差の劣
化は、第４図に示した通りであり、波長が5nmシフトす
ることにより、0.04λ程度の波面収差が発生することが
理解できる。対物レンズとしての性能を維持するために
は、波面収差は0.05λ程度が限度であるが、実際には色
収差以外の要因に基づくデフォーカスも存在するため、
波長の5nm程度のシフトで上記の限度を越える可能性が
ある。
＜実施例２＞ 第５図は、対物レンズ系の実施例２を示したものであ
り、具体的な数値構成は表４、収束レンズの非球面係数
は表５に示されている。
り、具体的な数値構成は表４、収束レンズの非球面係数
は表５に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第６図、波面収差は第７
図に示されている。
図に示されている。
表 ４ NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.350 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ 59.155 1.400 1.68442 1136 LaK08 ２ −3.042 0.800 1.78565 601 SFL6 ３ −13.310 0.050 ４ 2.032 2.000 1.43107 2626 CaFk95 ５ −5.229 表 ５ 第４面 第５面 K＝−0.6514E＋00 K＝−0.1868E＋01 A4＝ 0.3191E−02 A4＝ 0.1388E−01 A6＝ 0.7439E−04 A6＝−0.3220E−02 A8＝ 0.9645E−04 A8＝ 0.3918E−03 A10＝−0.2868E−04 A10＝−0.2037E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例３＞ 第８図は、対物レンズ系の実施例３を示したものであ
り、具体的な数値構成は表６、収束レンズの非球面係数
は表７に示されている。
り、具体的な数値構成は表６、収束レンズの非球面係数
は表７に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第９図、波面収差は第10
図に示されている。
図に示されている。
表 ６ NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.350 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ 11.816 1.450 1.61139 1454 PSK02 ２ −3.120 1.100 1.78565 301 SFL6 ３ −38.129 0.050 ４ 2.378 2.000 1.53670 1507 ５ −5.004 表 ７ 第４面 第５面 K＝−0.6700E＋00 K＝−0.1070E＋01 A4＝ 0.1489E−02 A4＝ 0.1175E−01 A6＝−0.3270E−04 A6＝−0.2023E−02 A8＝ 0.7407E−05 A8＝ 0.2206E−03 A10＝−0.7601E−05 A10＝−0.1196E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例４＞ 第11図は、対物レンズ系の実施例４を示したものであ
り、具体的な数値構成は表８、収束レンズの非球面係数
は表９に示されている。
り、具体的な数値構成は表８、収束レンズの非球面係数
は表９に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第12図、波面収差は第13
図に示されている。
図に示されている。
表 ８ NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.350 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ 12.000 0.900 1.78565 601 SFL6 ２ 2.400 1.500 1.61139 1454 PSK02 ３ −32.300 0.050 ４ 2.091 2.000 1.48479 1461 ５ −4.915 表 ９ 第４面 第５面 K＝−0.6557E＋00 K＝−0.4790E＋00 A4＝ 0.2626E−02 A4＝ 0.1031E−01 A6＝ 0.1800E−03 A6＝−0.2770E−02 A8＝ 0.8103E−04 A8＝ 0.3247E−03 A10＝−0.4767E−04 A10＝−0.2010E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例５＞ 第14図は、対物レンズ系の実施例５を示したものであ
り、具体的な数値構成は表10、収束レンズの非球面係数
は表11に示されている。
り、具体的な数値構成は表10、収束レンズの非球面係数
は表11に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第15図、波面収差は第16
図に示されている。
図に示されている。
表 10 NA＝0.55 f＝3.31 ω＝1.7゜ wd＝1.937 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ −7.640 0.800 1.78565 601 SFL6 ２ 3.894 1.750 1.61139 1454 PSK02 ３ −5.000 0.050 ４ 2.352 2.300 1.48479 1461 ５ −7.269 表 11 第４面 第５面 K＝−0.7522E＋00 K＝ 0.000E＋00 A4＝ 0.1876E−02 A4＝ 0.5351E−02 A6＝−0.1244E−04 A6＝−0.8424E−03 A8＝ 0.2321E−04 A8＝ 0.5166E−04 A10＝−0.7525E−05 A10＝−0.7905E−06 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例６＞ 実施例６〜10は、上記の要件（１）〜（７）に加え、
更に以下の条件を満たすものである。
更に以下の条件を満たすものである。
条件式（１），（６）の数値範囲は、より限定され
る。
る。
|f/fc|＜0.01 …（１） |np780−nn780|×105＜1000 …（６） これらの条件を満たすことにより、色収差補正素子の
正負レンズの屈折率差が抑えられて球面収差の発生がよ
り低減し、色収差補正素子のパワーが小さくなるために
収束レンズと色収差補正素子との位置関係がずれた場合
にも、収差の発生を抑えることができる。
正負レンズの屈折率差が抑えられて球面収差の発生がよ
り低減し、色収差補正素子のパワーが小さくなるために
収束レンズと色収差補正素子との位置関係がずれた場合
にも、収差の発生を抑えることができる。
また、全群の焦点距離をｆ、色収差補正素子の光源側
の端面の曲率半径をr1、他端面の曲率半径をr3として、
以下の条件を満たす。
の端面の曲率半径をr1、他端面の曲率半径をr3として、
以下の条件を満たす。
|r1/f|＞７ …（８） |r3/f|＞７ …（９） この条件を満たすことにより、色収差補正素子の角倍
率を低減することができる。
率を低減することができる。
たとえ色収差補正素子がパワーを持たなくとも、角倍
率を持つと、レンズ径の増大やワーキングディスタンス
の減少を招くからである。
率を持つと、レンズ径の増大やワーキングディスタンス
の減少を招くからである。
第17図は、対物レンズ系の実施例６を示したものであ
り、具体的な数値構成は表12、収束レンズの非球面係数
は表13に示されている。
り、具体的な数値構成は表12、収束レンズの非球面係数
は表13に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第18図、波面収差は第19
図に示されている。
図に示されている。
表 12 NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.36 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ 50.000 1.50 1.82195 875 LaSF05 ２ −2.822 0.70 1.82484 553 SFL03 ３ 50.000 0.10 ４ 2.089 2.00 1.53670 1507 ５ −6.770 表 13 第４面 第５面 K＝−0.4168E＋00 K＝−0.5220E＋00 A4＝−0.9556E−03 A4＝ 0.1663E−01 A6＝−0.1979E−03 A6＝−0.3824E−02 A8＝ 0.3396E−05 A8＝ 0.5343E−03 A10＝−0.1894E−04 A10＝−0.3071E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例７＞ 第20図は、対物レンズ系の実施例７を示したものであ
る。この対物レンズ系の具体的な数値構成は表14、収束
レンズの非球面係数は表15に示されている。
る。この対物レンズ系の具体的な数値構成は表14、収束
レンズの非球面係数は表15に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第21図、波面収差は第22
図に示されている。
図に示されている。
表 14 NA＝0.55 f＝3.31 ω＝1.7゜ wd＝1.40 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ ∞ 1.50 1.82195 875 LaSF05 ２ −3.000 0.70 1.82484 553 SFL03 ３ ∞ 0.20 ４ 2.005 2.080 1.48479 ５ −5.231 表 15 第４面 第５面 K＝−0.5223E＋00 K＝−0.3168E＋01 A4＝−0.1400E−03 A4＝ 0.1740E−01 A6＝−0.4966E−04 A6＝−0.4011E−02 A8＝ 0.1654E−04 A8＝ 0.5593E−03 A10＝−0.1292E−04 A10＝−0.3494E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 また、色収差補正素子の与える影響を判断するため、
収束レンズ単独での諸収差、波面収差を第23図、第24図
に示している。
収束レンズ単独での諸収差、波面収差を第23図、第24図
に示している。
＜実施例８＞ 第25図は、対物レンズ系の実施例８を示したものであ
る。この対物レンズ系の具体的な数値構成は、表16に示
されている、収束レンズの構成は、実施例７と同一であ
る。
る。この対物レンズ系の具体的な数値構成は、表16に示
されている、収束レンズの構成は、実施例７と同一であ
る。
この対物レンズ系の諸収差は第26図、波面収差は第27
図に示されている。
図に示されている。
表 16 NA＝0.55 f＝3.31 ω＝1.7゜ wd＝1.40 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ ∞ 0.70 1.82484 553 SFL03 ２ 3.000 1.50 1.82195 875 LaSF05 ３ ∞ 0.20 ４ 2.005 2.080 1.48479 ５ −5.231 ＜実施例９＞ 第28図は、対物レンズ系の実施例９を示したものであ
り、具体的な数値構成は表17、収束レンズの非球面係数
は表18に示されている。
り、具体的な数値構成は表17、収束レンズの非球面係数
は表18に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第29図、波面収差は第30
図に示されている。
図に示されている。
また、色収差補正素子の与える影響を判断するため、
収束レンズ単独での諸収差、波面収差を第31図、第32図
に示している。
収束レンズ単独での諸収差、波面収差を第31図、第32図
に示している。
表 17 NA＝0.55 f＝3.31 ω＝1.7゜ wd＝1.42 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ ∞ 1.30 1.82195 875 LaSF05 ２ −2.900 0.70 1.82484 553 SFL03 ３ ∞ 0.20 ４ 2.116 2.00 1.53670 1507 ５ −7.278 表 18 第４面 第５面 K＝−0.5086E＋00 K＝−0.9722E＋00 A4＝ 0.5580E−04 A4＝ 0.1344E−01 A6＝−0.1938E−04 A6＝−0.2130E−02 A8＝ 0.3046E−04 A8＝ 0.1502E−03 A10＝−0.1039E−04 A10＝ 0.2659E−05 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 ＜実施例10＞ 第33図は、対物レンズ系の実施例10を示したものであ
り、具体的な数値構成は表19、収束レンズの非球面係数
は表20に示されている。
り、具体的な数値構成は表19、収束レンズの非球面係数
は表20に示されている。
この対物レンズ系の諸収差は第34図、波面収差は第35
図に示されている。また、色収差補正素子の与える影響
を判断するため、収束レンズ単独での諸収差、波面収差
を第36図、第37図に示している。
図に示されている。また、色収差補正素子の与える影響
を判断するため、収束レンズ単独での諸収差、波面収差
を第36図、第37図に示している。
表 19 NA＝0.55 f＝3.30 ω＝1.7゜ wd＝1.32 面番号 ｒ ｄ n780 ν780 硝材名 １ ∞ 1.30 1.78705 880 LaSF02 ２ −3.600 0.70 1.78565 601 SFL6 ３ ∞ 0.20 ４ 1.883 2.24 1.43107 1461 ５ −3.732 表 20 第４面 第５面 K＝−0.5627E＋00 K＝−0.4708E＋01 A4＝−0.1402E−03 A4＝ 0.2011E−01 A6＝−0.6290E−04 A6＝−0.5946E−02 A8＝ 0.4537E−04 A8＝ 0.9448E−03 A10＝−0.2548E−04 A10＝−0.6470E−04 A12＝ 0.0000E＋00 A12＝ 0.0000E＋00 上述した各実施例と条件式との関係は以下の表21,22
に示す通りである。
に示す通りである。
第38図は、上述した対物レンズの鏡筒への組み付け例
を示したものである。鏡筒３には、内方フランジ状の段
差部3aが形成されており、色収差補正素子は、図中左側
からこの段差部3aに突き当てられて位置決めされると共
に、リング状のネジ４によって固定されている。
を示したものである。鏡筒３には、内方フランジ状の段
差部3aが形成されており、色収差補正素子は、図中左側
からこの段差部3aに突き当てられて位置決めされると共
に、リング状のネジ４によって固定されている。
他方、収束レンズ２は、鏡筒３に対して図中右側から
嵌入されており、段差部3aに突き当てられて位置決めさ
れている。
嵌入されており、段差部3aに突き当てられて位置決めさ
れている。
第39図は、鏡筒への組付けの他の例を示したものであ
り、色収差補正素子１は、上記の例と同様に鏡筒５の段
差部5aに対して図中左側から突き当てられると共に、リ
ングネジ４により固定されている。
り、色収差補正素子１は、上記の例と同様に鏡筒５の段
差部5aに対して図中左側から突き当てられると共に、リ
ングネジ４により固定されている。
収束レンズ２は、光軸方向に突出するリブ2aと、外周
へ突出する外延部2bとをその周縁部に有している。リブ
2aは、鏡筒５のフレーム部5bに嵌合しており、外延部2b
は、フレーム部5bに当接している。この場合、収束レン
ズはプラスチックレンズであり、リブ2aと外延部2bとは
レンズと一体に成形されている。なお、この鏡筒とレン
ズとを一体に成形することも可能である。
へ突出する外延部2bとをその周縁部に有している。リブ
2aは、鏡筒５のフレーム部5bに嵌合しており、外延部2b
は、フレーム部5bに当接している。この場合、収束レン
ズはプラスチックレンズであり、リブ2aと外延部2bとは
レンズと一体に成形されている。なお、この鏡筒とレン
ズとを一体に成形することも可能である。
［効果］ 以上説明したように、この発明によれば、対物レンズ
系の色収差を補正しつつ、長いワーキングディスタンス
を確保することができる。
系の色収差を補正しつつ、長いワーキングディスタンス
を確保することができる。
また、所定の条件を満たすことにより、収束レンズと
色収差補正素子との位置ズレによる収差劣化を低減する
ことができ、組み付け精度を緩くすることができる。
色収差補正素子との位置ズレによる収差劣化を低減する
ことができ、組み付け精度を緩くすることができる。
第１図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例１を示
すレンズ図、第２図は第１図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第３図は第１図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第４図は収束レンズ単独でのデフォーカスによる
波面収差の劣化を示すグラフである。 第５図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例２を示
すレンズ図、第６図は第５図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第７図は第５図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第８図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例３を示
すレンズ図、第９図は第８図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第10図は第８図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第11図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例４を示
すレンズ図、第12図は第11図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第13図は第11図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第14図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例５を示
すレンズ図、第15図は第14図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第16図は第14図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第17図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例６を示
すレンズ図、第18図は第17図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第19図は第17図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第20図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例７を示
すレンズ図、第21図は第20図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第22図は第20図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第23図は第20図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第24図は第20図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第25図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例８を示
すレンズ図、第26図は第25図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第27図は第25図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第28図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例９を示
すレンズ図、第28図は第28図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第30図は第28図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第31図は第28図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第32図は第28図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第33図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例10を示
すレンズ図、第34図は第33図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第35図は第33図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第36図は第33図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第37図は第33図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第38図は、対物レンズ系の鏡筒への組付けの一例を示す
断面図、第39図は対物レンズの鏡筒への組付けの他の例
を示す断面図である。 第40図は従来の対物レンズ系を示すレンズ図、第41図は
第40図に示した対物レンズ系の諸収差図、第42図は第40
図に示した対物レンズ系の波面収差図である。 １……色収差補正素子 ２……収束レンズ OD……光ディスク
すレンズ図、第２図は第１図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第３図は第１図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第４図は収束レンズ単独でのデフォーカスによる
波面収差の劣化を示すグラフである。 第５図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例２を示
すレンズ図、第６図は第５図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第７図は第５図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第８図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例３を示
すレンズ図、第９図は第８図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第10図は第８図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第11図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例４を示
すレンズ図、第12図は第11図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第13図は第11図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第14図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例５を示
すレンズ図、第15図は第14図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第16図は第14図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第17図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例６を示
すレンズ図、第18図は第17図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第19図は第17図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第20図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例７を示
すレンズ図、第21図は第20図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第22図は第20図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第23図は第20図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第24図は第20図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第25図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例８を示
すレンズ図、第26図は第25図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第27図は第25図に示した対物レンズ系の波面収
差図である。 第28図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例９を示
すレンズ図、第28図は第28図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第30図は第28図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第31図は第28図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第32図は第28図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第33図はこの発明にかかる対物レンズ系の実施例10を示
すレンズ図、第34図は第33図に示した対物レンズ系の諸
収差図、第35図は第33図に示した対物レンズ系の波面収
差図、第36図は第33図に示した収束レンズ単独での諸収
差図、第37図は第33図に示した収束レンズ単独での波面
収差図である。 第38図は、対物レンズ系の鏡筒への組付けの一例を示す
断面図、第39図は対物レンズの鏡筒への組付けの他の例
を示す断面図である。 第40図は従来の対物レンズ系を示すレンズ図、第41図は
第40図に示した対物レンズ系の諸収差図、第42図は第40
図に示した対物レンズ系の波面収差図である。 １……色収差補正素子 ２……収束レンズ OD……光ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (8)
- 【請求項１】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 全系の焦点距離をｆ、前記色収差補正素子の焦点距離を
fcとして、 |f/fc|＜0.20 を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。 - 【請求項２】全系の焦点距離をｆ、前記色収差補正素子
の焦点距離をfcとして、 |f/fc|＜0.01 を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録
再生装置用対物レンズ系。 - 【請求項３】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 全系の焦点距離をｆ、前記色収差補正素子の貼合わせ面
の曲率半径をr2として、 |r2/f|＞0.70 を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。 - 【請求項４】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 前記色収差補正素子は、 νn780＜700 νp780＞800 np780＞1.55 但し、 νn780:波長780nm近傍の負レンズの分散 但し、νn780＝nn780/（nn780−nn830） nn780,nn830:波長780nm,830nmにおける負レンズの屈折
率 νp780:波長780nm近傍の正レンズの分散 但し、νp780＝np780/（np780−np830） np780,np830:波長780nm,830nmにおける正レンズの屈折
率 を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。 - 【請求項５】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 前記色収差補正素子の正レンズの波長780nmにおける屈
折率をnp780、負レンズの屈折率をnn780として、 |np780−nn780|×105＜20000 を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。 - 【請求項６】前記色収差補正素子の正レンズの波長780n
mにおける屈折率をnp780、負レンズの屈折率をnn780と
して、 |np780−nn780|×105＜1000 を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光情報記録
再生装置用対物レンズ系。 - 【請求項７】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 前記色収差補正素子は、 （np780−１）（１−νn780/νp780）＞0.2 但し、 nn780,nn830:波長780nm,830nmにおける負レンズの屈折
率 nn780,np830:波長780nm,830nmにおける正レンズの屈折
率 νn780:波長780nm近傍の負レンズの分散 但し、νn780＝nn780/（nn780−nn830） νp780:波長780nm近傍の正レンズの分散 但し、νp780＝np780/（np780−np830） を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。 - 【請求項８】中心から周辺に向かって曲率半径が大きく
なる凸の非球面で両面が構成され、曲率半径が小さい面
を光源側に向けた収束レンズと、正レンズと負レンズと
の貼合わせで構成され、前記収束レンズより光源側に配
置されるパワーが弱い色収差補正素子とを有する対物レ
ンズ系において、 全群の焦点距離をｆ、前記色収差補正素子の光源側の端
面の曲率半径をr1、他端面の曲率半径をr3として、 |r1/f|＞７ |r3/f|＞７ を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置用対物レ
ンズ系。
Priority Applications (1)
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