JP3033914B2 - 光ディスク用対物レンズ - Google Patents
光ディスク用対物レンズInfo
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- JP3033914B2 JP3033914B2 JP3045138A JP4513891A JP3033914B2 JP 3033914 B2 JP3033914 B2 JP 3033914B2 JP 3045138 A JP3045138 A JP 3045138A JP 4513891 A JP4513891 A JP 4513891A JP 3033914 B2 JP3033914 B2 JP 3033914B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク用対物レン
ズに関するものである。
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスク記録においてデ−タ転
送速度を向上させるための方法として、複数のビ−ムを
媒体面上に結像させ、並列的に記録再生操作を行う方法
がある。この方法では、広視野な対物レンズが要求され
る。すなわち、用いられる対物レンズは、大きな画角の
光線に対して収差が小さくなければならない。
送速度を向上させるための方法として、複数のビ−ムを
媒体面上に結像させ、並列的に記録再生操作を行う方法
がある。この方法では、広視野な対物レンズが要求され
る。すなわち、用いられる対物レンズは、大きな画角の
光線に対して収差が小さくなければならない。
【０００３】また、並列的に記録再生動作を行う場合、
記録光と再生光の波長を変えることにより、再生時の分
解能向上や記録光と再生光の分離が容易となる。しか
し、この場合、それぞれの波長に対して焦点距離が屈折
率により異なり、焦点距離が変動するという問題があ
る。単波長を用いる場合でも、光源の半導体レ−ザのよ
うに波長が変動することを考慮すると、同様の問題があ
る。
記録光と再生光の波長を変えることにより、再生時の分
解能向上や記録光と再生光の分離が容易となる。しか
し、この場合、それぞれの波長に対して焦点距離が屈折
率により異なり、焦点距離が変動するという問題があ
る。単波長を用いる場合でも、光源の半導体レ−ザのよ
うに波長が変動することを考慮すると、同様の問題があ
る。
【０００４】そこで、従来の光ディスク装置において
は、広視野で、かつ、異なる波長に対して焦点距離の変
動を補正した光ディスク用対物レンズが用いられてい
る。
は、広視野で、かつ、異なる波長に対して焦点距離の変
動を補正した光ディスク用対物レンズが用いられてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ディスク用対物レンズは、多数のレンズを組み合わせ
るため、レンズの形状が大きくなり重量も大きくなって
いる。このため、ヘッドアクチュエ−タの可動部が大き
く、振動特性が十分でなく、高速のディスク回転に追従
できないという問題点があった。
光ディスク用対物レンズは、多数のレンズを組み合わせ
るため、レンズの形状が大きくなり重量も大きくなって
いる。このため、ヘッドアクチュエ−タの可動部が大き
く、振動特性が十分でなく、高速のディスク回転に追従
できないという問題点があった。
【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、複数波長の光に対して広視野で
かつ焦点距離の変動が小さく、しかも可動部の小さい光
ディスク用対物レンズを提供することにある。
のであり、その目的は、複数波長の光に対して広視野で
かつ焦点距離の変動が小さく、しかも可動部の小さい光
ディスク用対物レンズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、一枚の両凸正レンズと二枚の平凹負レンズとの接合
レンズからなる第１群レンズと、正の焦点距離を有する
第２群レンズとからなる２群４枚構成を有し、光源から
発せられた波長が７８０ｎｍから８３０ｎｍの範囲の平
行ビ−ムを基板厚1.2mm の光ディスク媒体に集光する対
物レンズにおいて、 前記第１群レンズは、光源側から
負・正・負の配列からなると共に、前記第２群レンズ
は、入射面・射出面を非球面とした両凸レンズからな
り、かつ、これら第１群レンズおよび第２群レンズが以
下の（１）〜（７）の諸条件を満足する光ディスク用対
物レンズを構成した。 ［第１群レンズについて］ （１）両凸正レンズの入射側接合面の近軸の曲率ｃ
0 （１／mm）および射出側接合面の近軸の曲率ｃ1 （１
／mm）、入射側平凹負レンズの入射面と射出面との光軸
上での距離ｄ0 （mm）、両凸レンズの入射面と射出面の
光軸上での距離ｄ1 （mm）、並びに射出側平凹負レンズ
の入射面と射出面の光軸上での距離ｄ2（mm）が次の条
件を満足すること、 0.181 ＜ｃ0 ＜0.245 -0.245＜ｃ1 ＜-0.181 ０＜ｄ0 ＜２０ 1.17＜ｄ1 ＜２０ ０＜ｄ2 ＜２０ （２）両平凹負レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対す
る屈折率ｎが次の式で表されるものであり、 ｎ2 ＝Ｏ0 ＋Ｏ1 λ2 ＋Ｏ2 λ-2＋Ｏ3 λ-4＋Ｏ4 λ-6＋Ｏ5 λ-8 ただし、 Ｏ0 ＝2.7936294 （無次元） Ｏ1 ＝-1.2343491×１０-2 （１／(μm)2） Ｏ2 ＝2.7263133 ×１０-2 （(μm)2） Ｏ3 ＝2.61333026×１０-3 （(μm)4） Ｏ4 ＝-2.1513781×１０-4 （(μm)6） Ｏ5 ＝1.9555100 ×１０-5 （(μm)8） かつ、両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが次の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｐ0 ＋Ｐ1 λ2 ＋Ｐ2 λ-2＋Ｐ3 λ-4＋Ｐ4 λ-6＋Ｐ5 λ-8 ただし、 Ｐ0 ＝2.8055241 （無次元） Ｐ1 ＝-8.1683943×１０-3 （１／(μm)2） Ｐ2 ＝2.2079882 ×１０-2 （(μm)2） Ｐ3 ＝8.9419054 ×１０-5 （(μm)4） Ｐ4 ＝2.0885583 ×１０-5 （(μm)6） Ｐ5 ＝4.5259666 ×１０-7 （(μm)8） ［第２群レンズについて］ （３）第２群レンズの入射面は以下の式で定義されるこ
と、
め、一枚の両凸正レンズと二枚の平凹負レンズとの接合
レンズからなる第１群レンズと、正の焦点距離を有する
第２群レンズとからなる２群４枚構成を有し、光源から
発せられた波長が７８０ｎｍから８３０ｎｍの範囲の平
行ビ−ムを基板厚1.2mm の光ディスク媒体に集光する対
物レンズにおいて、 前記第１群レンズは、光源側から
負・正・負の配列からなると共に、前記第２群レンズ
は、入射面・射出面を非球面とした両凸レンズからな
り、かつ、これら第１群レンズおよび第２群レンズが以
下の（１）〜（７）の諸条件を満足する光ディスク用対
物レンズを構成した。 ［第１群レンズについて］ （１）両凸正レンズの入射側接合面の近軸の曲率ｃ
0 （１／mm）および射出側接合面の近軸の曲率ｃ1 （１
／mm）、入射側平凹負レンズの入射面と射出面との光軸
上での距離ｄ0 （mm）、両凸レンズの入射面と射出面の
光軸上での距離ｄ1 （mm）、並びに射出側平凹負レンズ
の入射面と射出面の光軸上での距離ｄ2（mm）が次の条
件を満足すること、 0.181 ＜ｃ0 ＜0.245 -0.245＜ｃ1 ＜-0.181 ０＜ｄ0 ＜２０ 1.17＜ｄ1 ＜２０ ０＜ｄ2 ＜２０ （２）両平凹負レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対す
る屈折率ｎが次の式で表されるものであり、 ｎ2 ＝Ｏ0 ＋Ｏ1 λ2 ＋Ｏ2 λ-2＋Ｏ3 λ-4＋Ｏ4 λ-6＋Ｏ5 λ-8 ただし、 Ｏ0 ＝2.7936294 （無次元） Ｏ1 ＝-1.2343491×１０-2 （１／(μm)2） Ｏ2 ＝2.7263133 ×１０-2 （(μm)2） Ｏ3 ＝2.61333026×１０-3 （(μm)4） Ｏ4 ＝-2.1513781×１０-4 （(μm)6） Ｏ5 ＝1.9555100 ×１０-5 （(μm)8） かつ、両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが次の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｐ0 ＋Ｐ1 λ2 ＋Ｐ2 λ-2＋Ｐ3 λ-4＋Ｐ4 λ-6＋Ｐ5 λ-8 ただし、 Ｐ0 ＝2.8055241 （無次元） Ｐ1 ＝-8.1683943×１０-3 （１／(μm)2） Ｐ2 ＝2.2079882 ×１０-2 （(μm)2） Ｐ3 ＝8.9419054 ×１０-5 （(μm)4） Ｐ4 ＝2.0885583 ×１０-5 （(μm)6） Ｐ5 ＝4.5259666 ×１０-7 （(μm)8） ［第２群レンズについて］ （３）第２群レンズの入射面は以下の式で定義されるこ
と、
【０００９】
【数３】
【００１０】ただし、Ｘ（mm）は光軸と非球面の入射面
との交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）における
入射面の光軸方向座標で、それぞれの係数は次の条件を
満足すること、 0.3087＜ｃ2 （１／mm）＜0.3113 -0.3847 ＜Ｋ1 （無次元）＜-0.3785 -0.69210-3＜Ａ2 （１／(mm)4）＜-0.651×１０-3 -0.791×１０-4＜Ａ3 （１／(mm)6）＜-0.742×１０-4 -4.2×１０-7＜Ａ4 （１／(mm)8）＜2.6 ×１０-7 -0.1228 ×１０-5＜Ａ5 （１／(mm)10）＜-0.1122 ×１０-5 （４）第２群レンズの射出面は以下の式で定義されるこ
と、
との交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）における
入射面の光軸方向座標で、それぞれの係数は次の条件を
満足すること、 0.3087＜ｃ2 （１／mm）＜0.3113 -0.3847 ＜Ｋ1 （無次元）＜-0.3785 -0.69210-3＜Ａ2 （１／(mm)4）＜-0.651×１０-3 -0.791×１０-4＜Ａ3 （１／(mm)6）＜-0.742×１０-4 -4.2×１０-7＜Ａ4 （１／(mm)8）＜2.6 ×１０-7 -0.1228 ×１０-5＜Ａ5 （１／(mm)10）＜-0.1122 ×１０-5 （４）第２群レンズの射出面は以下の式で定義されるこ
と、
【００１１】
【数４】
【００１２】ただし、Ｘ（mm）は光軸と非球面の射出面
との交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）における
射出面の光軸方向座標で、それぞれの係数は次の条件を
満足すること、 -0.210＜ｃ3 （１／mm）＜-0.189 -0.1233 ×１０+2＜Ｋ2 （無次元）＜-0.1190 ×１０+2、 0.5635×１０-2＜Ｂ2 （１／(mm)4）＜0.5815×１０-2 -0.3051 ×１０-2＜Ｂ3 （１／(mm)6）＜-0.298×１０-2 0.718 ×１０-3＜Ｂ4 （１／(mm)8）＜0.750 ×１０-2 -1.043×１０-4＜Ｂ5 （１／(mm)10）＜-0.890×１０-4 （５）第２群レンズの入射面と射出面の光軸上での距離
ｄ3 （mm）は次の条件を満足すること、 4.647 ＜ｄ3 ＜4.715 （６）両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが以下の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｑ0 ＋Ｑ1 λ2 ＋Ｑ2 λ-2＋Ｑ3 λ-4＋Ｑ4 λ-6＋Ｑ5 λ-8 ただし、 Ｑ0 ＝2.4861744 （無次元） Ｑ1 ＝-1.0093470×１０-3 （１／(μm)2） Ｑ2 ＝1.4881238 ×１０-2 （(μm)2） Ｑ3 ＝-1.7669567×１０-4 （(μm)4） Ｑ4 ＝4.8308414 ×１０-5 （(μm)6） Ｑ5 ＝-2.1716449×１０-6 （(μm)8） ［両群レンズの配置について］ （７）両群レンズの中心軸ずれＤ（mm）および両群レン
ズの間隔Ｌ（mm）が次の移管条件を満たすこと、 ｜Ｄ｜＜0.5 ０＜Ｌ＜５０
との交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）における
射出面の光軸方向座標で、それぞれの係数は次の条件を
満足すること、 -0.210＜ｃ3 （１／mm）＜-0.189 -0.1233 ×１０+2＜Ｋ2 （無次元）＜-0.1190 ×１０+2、 0.5635×１０-2＜Ｂ2 （１／(mm)4）＜0.5815×１０-2 -0.3051 ×１０-2＜Ｂ3 （１／(mm)6）＜-0.298×１０-2 0.718 ×１０-3＜Ｂ4 （１／(mm)8）＜0.750 ×１０-2 -1.043×１０-4＜Ｂ5 （１／(mm)10）＜-0.890×１０-4 （５）第２群レンズの入射面と射出面の光軸上での距離
ｄ3 （mm）は次の条件を満足すること、 4.647 ＜ｄ3 ＜4.715 （６）両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが以下の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｑ0 ＋Ｑ1 λ2 ＋Ｑ2 λ-2＋Ｑ3 λ-4＋Ｑ4 λ-6＋Ｑ5 λ-8 ただし、 Ｑ0 ＝2.4861744 （無次元） Ｑ1 ＝-1.0093470×１０-3 （１／(μm)2） Ｑ2 ＝1.4881238 ×１０-2 （(μm)2） Ｑ3 ＝-1.7669567×１０-4 （(μm)4） Ｑ4 ＝4.8308414 ×１０-5 （(μm)6） Ｑ5 ＝-2.1716449×１０-6 （(μm)8） ［両群レンズの配置について］ （７）両群レンズの中心軸ずれＤ（mm）および両群レン
ズの間隔Ｌ（mm）が次の移管条件を満たすこと、 ｜Ｄ｜＜0.5 ０＜Ｌ＜５０
【００１３】
【作用】次に、上記各条件について説明する。
【００１４】条件（１），（２）は、色収差の補正の条
件である。条件（２）で示した硝材を用いたとき、第１
群レンズの入射側接合面の曲率半径・射出側接合面の曲
率半径がｃ0 の範囲外ならば、色収差補正に対する作用
が小さすぎ、目的とする波長の変化による第１および第
２群レンズの合成焦点距離の変動を小さくすることがで
きなくなり、好ましくない。
件である。条件（２）で示した硝材を用いたとき、第１
群レンズの入射側接合面の曲率半径・射出側接合面の曲
率半径がｃ0 の範囲外ならば、色収差補正に対する作用
が小さすぎ、目的とする波長の変化による第１および第
２群レンズの合成焦点距離の変動を小さくすることがで
きなくなり、好ましくない。
【００１５】条件（３），（４），（５）は、第２群レ
ンズのそれぞれ入射側、射出側の形状パラメ−タの条件
である。条件（６）で示した硝材を用いた場合、条件
（３），（４），（５）を満たさない形状では、目的と
する画角に対して波面収差が大きくなり、レンズの視野
が十分広く取れず、好ましくない。
ンズのそれぞれ入射側、射出側の形状パラメ−タの条件
である。条件（６）で示した硝材を用いた場合、条件
（３），（４），（５）を満たさない形状では、目的と
する画角に対して波面収差が大きくなり、レンズの視野
が十分広く取れず、好ましくない。
【００１６】条件（７）は、第１群レンズと第２群レン
ズの相対的配置を規定したものである。
ズの相対的配置を規定したものである。
【００１７】以上の各条件を満足することにより、視野
として１００μｍで波面収差λ／３０、７８０ｎｍから
８３０ｎｍの波長変動に対して焦点距離の変動を±0.35
μｍに抑えられる光ディスク用対物レンズが実現でき
る。
として１００μｍで波面収差λ／３０、７８０ｎｍから
８３０ｎｍの波長変動に対して焦点距離の変動を±0.35
μｍに抑えられる光ディスク用対物レンズが実現でき
る。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明に係る光ディスク用対物レン
ズの一実施例を示す構成図である。図１において、１は
第１群レンズ、２は第２群非球面レンズ、３は光ディス
ク、４は光軸である。なお、図１においては、図面の簡
単化のため、記録、再生用の光ビ−ムを発する光源を省
略しているが、本実施例で用いられる光源としては波長
が７８０ｎｍから８３０ｎｍの範囲のものが適用され
る。
ズの一実施例を示す構成図である。図１において、１は
第１群レンズ、２は第２群非球面レンズ、３は光ディス
ク、４は光軸である。なお、図１においては、図面の簡
単化のため、記録、再生用の光ビ−ムを発する光源を省
略しているが、本実施例で用いられる光源としては波長
が７８０ｎｍから８３０ｎｍの範囲のものが適用され
る。
【００１９】第１群レンズ１は、一枚の両凸正レンズ１
１と二枚の平凹負レンズ１２、１３との接合レンズから
構成されている。具体的には、図示しない光源側（図
中、左側）から平凹負レンズ１２、両凸正レンズ１１、
平凹負レンズ１３の順に配置し凹部と凸部が互いに対向
するように接合されている。
１と二枚の平凹負レンズ１２、１３との接合レンズから
構成されている。具体的には、図示しない光源側（図
中、左側）から平凹負レンズ１２、両凸正レンズ１１、
平凹負レンズ１３の順に配置し凹部と凸部が互いに対向
するように接合されている。
【００２０】従って、平凹負レンズ１２の平面側が第１
群レンズ１の入射面１ｉを構成し、平凹負レンズ１３の
平面側が第１群レンズ１の射出面１ｏを構成している。
また、平凹負レンズ１２と両凸正レンズ１１との接合面
１ａの曲率ｃ0 および両凸正レンズ１１と平凹負レンズ
１３との接合面１ｂの曲率ｃ1 は、次の値 ｃ0 ＝0.2 （１／mm） ｃ1 ＝-0.2（１／mm） に設定されている。
群レンズ１の入射面１ｉを構成し、平凹負レンズ１３の
平面側が第１群レンズ１の射出面１ｏを構成している。
また、平凹負レンズ１２と両凸正レンズ１１との接合面
１ａの曲率ｃ0 および両凸正レンズ１１と平凹負レンズ
１３との接合面１ｂの曲率ｃ1 は、次の値 ｃ0 ＝0.2 （１／mm） ｃ1 ＝-0.2（１／mm） に設定されている。
【００２１】また、平凹負レンズ１２および１３の硝材
はＳＦ１５、両凸正レンズ１１の硝材はＬａＫ０８であ
る。
はＳＦ１５、両凸正レンズ１１の硝材はＬａＫ０８であ
る。
【００２２】さらに、入射側平凹負レンズ１２の厚さｄ
0 、両凸正レンズ１１の厚さｄ1 並びに射出側平凸負レ
ンズ１３の厚さｄ2 は、次の各値 ｄ0 ＝１mm ｄ1 ＝４mm ｄ2 ＝１mm に設定されている。
0 、両凸正レンズ１１の厚さｄ1 並びに射出側平凸負レ
ンズ１３の厚さｄ2 は、次の各値 ｄ0 ＝１mm ｄ1 ＝４mm ｄ2 ＝１mm に設定されている。
【００２３】第２群非球面レンズ２は、入射面２ｉと射
出面２ｏを非球面とした両凸レンズからなり、硝材はＭ
−ＢａＣＤ５である。
出面２ｏを非球面とした両凸レンズからなり、硝材はＭ
−ＢａＣＤ５である。
【００２４】この第２群非球面レンズ２の入射面２ｉの
形状は、その曲率をｃ2 として以下の式で表される。
形状は、その曲率をｃ2 として以下の式で表される。
【００２５】
【数５】
【００２６】ただし、Ｘ（mm）は光軸４と非球面の入射
面２ｉとの交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）に
おける入射面２ｉの光軸方向座標であり、各係数は次の
値 ｃ2 ＝0.310000620 （１／mm） Ｋ1 ＝-0.3814895409525 （無次元） Ａ2 ＝-0.6713361286855×１０-3 （１／(mm)4） Ａ3 ＝-0.7659985667081×１０-4 （１／(mm)6） Ａ4 ＝-0.6713361286855×１０-7 （１／(mm)8） Ａ5 ＝-0.1173647232081×１０-5 （１／(mm)10） を満足する。
面２ｉとの交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）に
おける入射面２ｉの光軸方向座標であり、各係数は次の
値 ｃ2 ＝0.310000620 （１／mm） Ｋ1 ＝-0.3814895409525 （無次元） Ａ2 ＝-0.6713361286855×１０-3 （１／(mm)4） Ａ3 ＝-0.7659985667081×１０-4 （１／(mm)6） Ａ4 ＝-0.6713361286855×１０-7 （１／(mm)8） Ａ5 ＝-0.1173647232081×１０-5 （１／(mm)10） を満足する。
【００２７】一方、第２群非球面レンズ２の射出面２ｏ
の形状は、その曲率をｃ3 として以下の式で表される。
の形状は、その曲率をｃ3 として以下の式で表される。
【００２８】
【数６】
【００２９】ただし、Ｘ（mm）は光軸４と非球面の射出
面２ｏとの交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）に
おける射出面２ｏの光軸方向座標であり、各係数は次の
値 ｃ3 ＝-0.197300923 （１／mm） Ｋ2 ＝-0.1210832962352×１０+2 （無次元） Ｂ2 ＝0.5722963837212 ×１０-2 （１／(mm)4） Ｂ3 ＝-0.3016829448703×１０-2 （１／(mm)6） Ｂ4 ＝0.7334198773678 ×１０-3 （１／(mm)8） Ｂ5 ＝-0.9689099278544×１０-4 （１／(mm)10） を満足する。
面２ｏとの交点を原点としたときの光軸高さｈ（mm）に
おける射出面２ｏの光軸方向座標であり、各係数は次の
値 ｃ3 ＝-0.197300923 （１／mm） Ｋ2 ＝-0.1210832962352×１０+2 （無次元） Ｂ2 ＝0.5722963837212 ×１０-2 （１／(mm)4） Ｂ3 ＝-0.3016829448703×１０-2 （１／(mm)6） Ｂ4 ＝0.7334198773678 ×１０-3 （１／(mm)8） Ｂ5 ＝-0.9689099278544×１０-4 （１／(mm)10） を満足する。
【００３０】また、第２群非球面レンズ２の入射面２ｉ
と射出面２ｏの光軸４上における距離ｄ3 は、次の値 ｄ3 ＝4.680 （mm） に設定されている。
と射出面２ｏの光軸４上における距離ｄ3 は、次の値 ｄ3 ＝4.680 （mm） に設定されている。
【００３１】以上のような特徴を持つ第１群レンズ１と
第２群非球面レンズ２とは、互いに光軸が一致するよう
に、第１群レンズ１の射出面１ｏと第２群非球面レンズ
２の入射面２ｉを対向させ、かつ、所定の距離Ｌをおい
て配置されている。
第２群非球面レンズ２とは、互いに光軸が一致するよう
に、第１群レンズ１の射出面１ｏと第２群非球面レンズ
２の入射面２ｉを対向させ、かつ、所定の距離Ｌをおい
て配置されている。
【００３２】なお、距離Ｌは、次の値 Ｌ＝20.0mm に設定されている。
【００３３】また、第１群レンズ１の軸４１と第２群非
球面レンズ２の軸４２との中心軸ずれＤ（図２参照）
は、次の条件 ｜Ｄ｜＜0.5 （mm) を満足するように調整される。
球面レンズ２の軸４２との中心軸ずれＤ（図２参照）
は、次の条件 ｜Ｄ｜＜0.5 （mm) を満足するように調整される。
【００３４】光ディスク３は、基板厚１．２mmのガラス
あるいはプラスチック等からなり、当該対物レンズで集
光された光ビ−ムが記録膜３１に照射される。
あるいはプラスチック等からなり、当該対物レンズで集
光された光ビ−ムが記録膜３１に照射される。
【００３５】図３乃至図５は、本発明に係る対物レンズ
の計算により求めた諸収差をそれぞれ示している。
の計算により求めた諸収差をそれぞれ示している。
【００３６】図３は、上記構成の対物レンズの計算より
求めた諸収差線図である。同図の（ａ）はタンジェンシ
ャル方向の横収差図、（ｂ）はサジタル方向の横収差
図、（ｃ）は球面収差と正弦条件図、（ｄ）は非点収差
図、（ｅ）は歪曲収差図である。
求めた諸収差線図である。同図の（ａ）はタンジェンシ
ャル方向の横収差図、（ｂ）はサジタル方向の横収差
図、（ｃ）は球面収差と正弦条件図、（ｄ）は非点収差
図、（ｅ）は歪曲収差図である。
【００３７】図３の（ａ）及び（ｂ）では、瞳上での光
線の高さを横軸に、それぞれタンジェンシャル方向のサ
ジタル方向の横収差を縦軸にとってある。横軸は瞳径で
規格化した値で、縦軸はmm単位で表示してある。また、
（イ）乃至（ホ）は、それぞれ像高５０μｍ、４０μ
ｍ、３０μｍ、２０μｍ及び０μｍの場合を示してい
る。また、（ａ）の左上に、各画角での波面収差のＲＭ
Ｓ値を波長単位で示している。（ｃ）では、mm単位で示
した球面収差と正弦条件の不満足量を縦軸に、瞳上での
高さを瞳径で規格化した値を縦軸に示している。図中、
ｓで示す曲線が球面収差を、ｔで示す曲線が正弦条件の
不満足量をそれぞれ表している。
線の高さを横軸に、それぞれタンジェンシャル方向のサ
ジタル方向の横収差を縦軸にとってある。横軸は瞳径で
規格化した値で、縦軸はmm単位で表示してある。また、
（イ）乃至（ホ）は、それぞれ像高５０μｍ、４０μ
ｍ、３０μｍ、２０μｍ及び０μｍの場合を示してい
る。また、（ａ）の左上に、各画角での波面収差のＲＭ
Ｓ値を波長単位で示している。（ｃ）では、mm単位で示
した球面収差と正弦条件の不満足量を縦軸に、瞳上での
高さを瞳径で規格化した値を縦軸に示している。図中、
ｓで示す曲線が球面収差を、ｔで示す曲線が正弦条件の
不満足量をそれぞれ表している。
【００３８】また、（ｄ）および（ｅ）では、画角を縦
軸に、横軸にそれぞれmm単位で示した非点収差と歪曲収
差を示している。画角は、像高が５０μｍになる画角で
規格化してある。
軸に、横軸にそれぞれmm単位で示した非点収差と歪曲収
差を示している。画角は、像高が５０μｍになる画角で
規格化してある。
【００３９】波面収差（ＲＭＳ値）は計算値から、軸上
で0.0007波長、像高５０μｍで0.0199波長である。ただ
し、波長は８００ｎｍとした。また、７８０ｎｍから８
３０ｎｍに波長が変化した場合、焦点距離の変動は0.66
5 μｍである。
で0.0007波長、像高５０μｍで0.0199波長である。ただ
し、波長は８００ｎｍとした。また、７８０ｎｍから８
３０ｎｍに波長が変化した場合、焦点距離の変動は0.66
5 μｍである。
【００４０】図４は、上記各条件を満足する図１の対物
レンズにおける第２群非球面レンズ２の射出面２ｏの形
状パラメ−タのｃ3 の値だけを、ｃ3 ＝-0.210（条件
外）に変更した場合の収差の計算例を示している。各収
差の縦軸・横軸の表示の仕方は図３と同様である。波面
収差（ＲＭＳ値）は計算値から、軸上で0.0295波長、像
高５０μｍで0.0594波長である。
レンズにおける第２群非球面レンズ２の射出面２ｏの形
状パラメ−タのｃ3 の値だけを、ｃ3 ＝-0.210（条件
外）に変更した場合の収差の計算例を示している。各収
差の縦軸・横軸の表示の仕方は図３と同様である。波面
収差（ＲＭＳ値）は計算値から、軸上で0.0295波長、像
高５０μｍで0.0594波長である。
【００４１】また、図５は、図１の対物レンズにおける
第２群非球面レンズ２の入射面２ｉの形状パラメ−タの
ｃ2 の値だけを、ｃ2 ＝0.311230（条件内であるが境界
近傍値）に変えた場合の収差の計算例を示している。各
収差の縦軸・横軸の表示の仕方は図３および図４と同様
である。波面収差（ＲＭＳ値）は計算値から、軸上で0.
00485 波長、像高５０μｍで0.0299波長である。
第２群非球面レンズ２の入射面２ｉの形状パラメ−タの
ｃ2 の値だけを、ｃ2 ＝0.311230（条件内であるが境界
近傍値）に変えた場合の収差の計算例を示している。各
収差の縦軸・横軸の表示の仕方は図３および図４と同様
である。波面収差（ＲＭＳ値）は計算値から、軸上で0.
00485 波長、像高５０μｍで0.0299波長である。
【００４２】以上の各図から本実施例の対物レンズが良
好な特性を有することが分かる。即ち、上記に述べた形
状により、視野として１００μｍで波面収差λ／３０、
７８０ｎｍから８３０ｎｍの波長変動に対して焦点距離
の変動を±0.35μｍに抑えられる光ディスク用対物レン
ズが実現できる。
好な特性を有することが分かる。即ち、上記に述べた形
状により、視野として１００μｍで波面収差λ／３０、
７８０ｎｍから８３０ｎｍの波長変動に対して焦点距離
の変動を±0.35μｍに抑えられる光ディスク用対物レン
ズが実現できる。
【００４３】また、軸上のレンズ間隔Ｌのずれの許容値
は±１０mm以上、軸横断方向の軸ずれＤは0.5mm である
ので、光ディスクのレンズアクチュエ−タには第２群レ
ンズ２のみを搭載すればよい。従って、軽量な非球面対
物レンズを搭載したアクチュエ−タにより高速回転ディ
スクに対する追従が可能となる。
は±１０mm以上、軸横断方向の軸ずれＤは0.5mm である
ので、光ディスクのレンズアクチュエ−タには第２群レ
ンズ２のみを搭載すればよい。従って、軽量な非球面対
物レンズを搭載したアクチュエ−タにより高速回転ディ
スクに対する追従が可能となる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大きな画角の光線に対しても収差を補正できると共に、
複数波長に対する焦点距離の変動を補正でき、複数波長
の光に対して広視野でかつ焦点距離の変動が小さく、し
かも可動部の小さい光ディスク用対物レンズを実現でき
る。
大きな画角の光線に対しても収差を補正できると共に、
複数波長に対する焦点距離の変動を補正でき、複数波長
の光に対して広視野でかつ焦点距離の変動が小さく、し
かも可動部の小さい光ディスク用対物レンズを実現でき
る。
【図１】本発明に係る対物レンズの一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図２】第１群レンズと第２群非球面レンズの中心軸の
ずれＤを説明するための図である。
ずれＤを説明するための図である。
【図３】図１の対物レンズの諸収差を示す図である。
【図４】図１の対物レンズにおける第２群非球面レンズ
の射出面の形状パラメ−タのｃ3 の値だけを、ｃ3 ＝-
0.210（条件外）に変更した場合の諸収差を示す図であ
る。
の射出面の形状パラメ−タのｃ3 の値だけを、ｃ3 ＝-
0.210（条件外）に変更した場合の諸収差を示す図であ
る。
【図５】図１の対物レンズにおける第２群非球面レンズ
の入射面の形状パラメ−タのｃ2 の値だけを、ｃ2 ＝0.
311230（条件内であるが境界近傍値）に変えた場合の諸
収差を示す図である。
の入射面の形状パラメ−タのｃ2 の値だけを、ｃ2 ＝0.
311230（条件内であるが境界近傍値）に変えた場合の諸
収差を示す図である。
１…第１群レンズ １１…両凸正レンズ１１ １２，１３…平凹負レンズ ２…第２群非球面レンズ ３…光ディスク
Claims (1)
- 【請求項１】 一枚の両凸正レンズと二枚の平凹負レン
ズとの接合レンズからなる第１群レンズと、正の焦点距
離を有する第２群レンズとからなる２群４枚構成を有
し、光源から発せられた波長が７８０ｎｍから８３０ｎ
ｍの範囲の平行ビ−ムを基板厚1.2mm の光ディスク媒体
に集光する対物レンズにおいて、 前記第１群レンズは、光源側から負・正・負の配列から
なると共に、 前記第２群レンズは、入射面・射出面を非球面とした両
凸レンズからなり、 かつ、これら第１群レンズおよび第２群レンズは以下の
諸条件を満足することを特徴とする光ディスク用対物レ
ンズ。 ［第１群レンズについて］ （１）両凸正レンズの入射側接合面の近軸の曲率ｃ
0 （１／mm）および射出側接合面の近軸の曲率ｃ1 （１
／mm）、入射側平凹負レンズの入射面と射出面との光軸
上での距離ｄ0 （mm）、両凸レンズの入射面と射出面の
光軸上での距離ｄ1 （mm）、並びに射出側平凹負レンズ
の入射面と射出面の光軸上での距離ｄ2（mm）が次の条
件を満足すること、 0.181 ＜ｃ0 ＜0.245 -0.245＜ｃ1 ＜-0.181 ０＜ｄ0 ＜２０ 1.17＜ｄ1 ＜２０ ０＜ｄ2 ＜２０ （２）両平凹負レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対す
る屈折率ｎが次の式で表されるものであり、 ｎ2 ＝Ｏ0 ＋Ｏ1 λ2 ＋Ｏ2 λ-2＋Ｏ3 λ-4＋Ｏ4 λ-6＋Ｏ5 λ-8 ただし、 Ｏ0 ＝2.7936294 （無次元） Ｏ1 ＝-1.2343491×１０-2 （１／(μm)2） Ｏ2 ＝2.7263133 ×１０-2 （(μm)2） Ｏ3 ＝2.61333026×１０-3 （(μm)4） Ｏ4 ＝-2.1513781×１０-4 （(μm)6） Ｏ5 ＝1.9555100 ×１０-5 （(μm)8） かつ、両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが次の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｐ0 ＋Ｐ1 λ2 ＋Ｐ2 λ-2＋Ｐ3 λ-4＋Ｐ4 λ-6＋Ｐ5 λ-8 ただし、 Ｐ0 ＝2.8055241 （無次元） Ｐ1 ＝-8.1683943×１０-3 （１／(μm)2） Ｐ2 ＝2.2079882 ×１０-2 （(μm)2） Ｐ3 ＝8.9419054 ×１０-5 （(μm)4） Ｐ4 ＝2.0885583 ×１０-5 （(μm)6） Ｐ5 ＝4.5259666 ×１０-7 （(μm)8） ［第２群レンズについて］ （３）第２群レンズの入射面は以下の式で定義されるこ
と、 【数１】 ただし、Ｘ（mm）は光軸と非球面の入射面との交点を原
点としたときの光軸高さｈ（mm）における入射面の光軸
方向座標で、それぞれの係数は次の条件を満足するこ
と、 0.3087＜ｃ2 （１／mm）＜0.3113 -0.3847 ＜Ｋ1 （無次元）＜-0.3785 -0.69210-3＜Ａ2 （１／(mm)4）＜-0.651×１０-3 -0.791×１０-4＜Ａ3 （１／(mm)6）＜-0.742×１０-4 -4.2×１０-7＜Ａ4 （１／(mm)8）＜2.6 ×１０-7 -0.1228 ×１０-5＜Ａ5 （１／(mm)10）＜-0.1122 ×１
０-5 （４）第２群レンズの射出面は以下の式で定義されるこ
と、 【数２】 ただし、Ｘ（mm）は光軸と非球面の射出面との交点を原
点としたときの光軸高さｈ（mm）における射出面の光軸
方向座標で、それぞれの係数は次の条件を満足するこ
と、 -0.210＜ｃ3 （１／mm）＜-0.189 -0.1233 ×１０+2＜Ｋ2 （無次元）＜-0.1190 ×１０+2、 0.5635×１０-2＜Ｂ2 （１／(mm)4）＜0.5815×１０-2 -0.3051 ×１０-2＜Ｂ3 （１／(mm)6）＜-0.298×１０-2 0.718 ×１０-3＜Ｂ4 （１／(mm)8）＜0.750 ×１０-2 -1.043×１０-4＜Ｂ5 （１／(mm)10）＜-0.890×１０-4 （５）第２群レンズの入射面と射出面の光軸上での距離
ｄ3 （mm）は次の条件を満足すること、 4.647 ＜ｄ3 ＜4.715 （６）両凸レンズの硝材は、波長λ（μｍ）に対する屈
折率ｎが以下の式で表されるものであること、 ｎ2 ＝Ｑ0 ＋Ｑ1 λ2 ＋Ｑ2 λ-2＋Ｑ3 λ-4＋Ｑ4 λ-6＋Ｑ5 λ-8 ただし、 Ｑ0 ＝2.4861744 （無次元） Ｑ1 ＝-1.0093470×１０-3 （１／(μm)2） Ｑ2 ＝1.4881238 ×１０-2 （(μm)2） Ｑ3 ＝-1.7669567×１０-4 （(μm)4） Ｑ4 ＝4.8308414 ×１０-5 （(μm)6） Ｑ5 ＝-2.1716449×１０-6 （(μm)8） ［両群レンズの配置について］ （７）両群レンズの中心軸ずれＤ（mm）および両群レン
ズの間隔Ｌ（mm）が次の以下条件を満たすこと、 ｜Ｄ｜＜0.5 ０＜Ｌ＜５０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3045138A JP3033914B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光ディスク用対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3045138A JP3033914B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光ディスク用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04281418A JPH04281418A (ja) | 1992-10-07 |
| JP3033914B2 true JP3033914B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=12710925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3045138A Expired - Lifetime JP3033914B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 光ディスク用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101969776B1 (ko) * | 2017-01-12 | 2019-04-17 | 소상우 | 츄러스 필링기 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8567576B2 (en) * | 2009-12-18 | 2013-10-29 | Thomas Ripa | Hydropneumatic telescopic strut for a bicycle |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3045138A patent/JP3033914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101969776B1 (ko) * | 2017-01-12 | 2019-04-17 | 소상우 | 츄러스 필링기 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04281418A (ja) | 1992-10-07 |
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