JPH03134606A - 光メモリー用対物レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学式情報記録再生装置に用いられる対物レ
ンズに関するものである。

［従来の技術］ 光学式情報記録再生装置（以後光メモリー装置と呼ぶ）
は、記録媒体への記録再生を行なう際の情報の転送速度
を高めるために、記録媒体の回転速度の高速化やシーク
速度の高速化を行なっている。そのため、光メモリー装
置に用いられる対物レンズは、結像性能が良好であるば
かりでなく、自動焦点及びトラッキング制御に高速追従
するために小型計量である必要がある。

近年、複数の半導体レーザーを一つに集積しアレー状に
した半導体レーザーアレーが実用化され、光メモリー装
置の光源として用い、複数のビームによる複数トラック
の並列記録再生を行なうことにより情報の転送速度を高
速化することが検討されている。

半導体レーザーアレーを、光メモリー装置の光源に用い
、複数のビームを記録媒体面上に集光させた時に、すべ
てのビームについて良好な結像性能を得るためには、対
物レンズとして像面湾曲の少ないレンズ系を用いる必要
がある。特開昭５４−１２７３３９号公報に記載されて
いるレンズを対物レンズとして用いれば、像面湾曲が小
さく直径０．２ｍｍ以内の視野で良好な結像性能が得ら
れる。

又対物レンズを自動焦点およびトラッキング制御のため
に高速追従させるには、対物レンズは。

小型軽量である必要がある。非球面を用いることによっ
て小型軽量にした対物レンズとしては、特開昭５７−７
６５１２号公報に記載されたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 半導体レーザーを光メモリー装置の光源に用いて、複数
のビームによる複数トラックの並列記録再生を行ない情
報の転送速度を高速化するためには、小型軽量であって
かつ像面湾曲が少なく、０．１ｍｍ径の視野内で良好な
結像性能を持つ対物レンズが必要である。

前記の特開昭５４−１２７３３９号公報に記載されてい
る対物レンズは、結像性能は良好であるが、複数のレン
ズを枠組した状態で、自動焦点やトラッキング制御に追
従させなくてはならず、高速追従を行なうためにはアク
ムエーターが大型化し、シーク速度の高速化が不可能に
なる。そのため情報の転送度の高速化が出来ない。

又特開昭５７−７６５１２号に記載された対物レンズは
、非球面単レンズであって５対物レンズの小型化および
アクチュエーター小型化にとっては極めて有効である。

しかし単レンズであるために、レンズの焦点距離をｆ、
屈折率をｎとする時、像面湾曲はｌ／（ｎｆｌに比例す
るため像面湾曲を小さくするためにはレンズ焦点距離を
長くしなければならない、その場合レンズ外径も大にな
り小型軽量化の効果が小さくなり、転送速度の高速化が
むずかしくなる。

更に特開昭６１−２１４２３７号公報に記載されている
対物レンズは、複数のレンズより構成されているレンズ
系のうち、最も記録媒体に近いレンズのみを可動にする
ことによって自動焦点およびトラッキング制御の高速化
を可能にしている。

しかし結像性能の変化については全く示されていない。

仮りに特開昭５４−１２７３３９号公報に示されている
対物レンズの最も記録媒体に近いレンズを可動とした場
合、著しい結像性能の劣化を生じ光メモリー用対物レン
ズとしての機能をはださないことになる。

又特開昭５７−７６５１２号公報に記載されている非球
面単レンズとアフォーカル光学系とを組合わせ、非球面
単レンズのみをアクチュエーターによって動かした場合
、結像性能の劣化は生ぜず又像面湾曲を小さ（すること
は可能である。しかし正弦条件を満足しなくなりコマ収
差が発生し軸外性能が劣化する。

本発明は、上記のような問題点を解決して像面湾曲を含
めた軸外収差を補正し直径０．１ｍｍの視野内で良好な
結像性能を持ち、かつ自動焦点およびトラッキング制御
に高速制御が可能な対物レンズを提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光メモリー用対物レンズは、２群以上の構成で
、負の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚含むレン
ズ系で、最も記録媒体に近いレンズが少なくとも１面非
球面を有し又光軸方向と光軸と垂直な方向に可動であり
更に次の条件を満足することを特徴としている。

（１）０．６＜　ｆｌ／ｆ＜　１ （２１０，７＜　（ｎ−１）ｆ＋／ｒ　＜　まただしｆ
は全系の焦点距離、ｆ、は最も記録媒体に近いレンズの
焦点距離、ｒ＠記レンズの記録媒体とは反対側の面の曲
率半径、ｎは前記レンズの屈折率である。

レンズ系中の負の屈折力を持つレンズを配置すれば、球
面収差と像面湾曲の両方を補正することが可能である。

本発明の対物レンズでは、負の屈折力を持つレンズを配
置してこれに主として像面湾曲の補正機能を持たせるよ
うにした。そして更に最も記録媒体に近いレンズに非球
面を用いて、この非球面にて主として球面収差を補正す
るようにして、これと軸外収差との良好に補正された対
物レンズにした。

自動焦点及びトラッキング制御に高速追従させるために
は、記録媒体に最も近いレンズが可動であることが必要
である。更にこの記録媒体に最も近いレンズが、自動焦
点及びトラッキングのために光軸方向及び光軸に垂直な
方向に移動した時でも結像性能に変化を生じないことが
必要である。

この可動部のレンズを動かしても結像性能に変化が生じ
ないようにするためには、固定部をアフォーカル光学系
にすることが好ましい、しかし固定部を完全なアフォー
カル光学系にし、この固定部と可動部を夫々独立に収差
補正を行なうと、それらの組合わせた時にコマ収差が発
生する。

そのため本発明では固定部を完全なアフォーカル光学系
とはせず、可動部と固定部とを組合わせた状態でベンデ
ィングを行ないコマ収差と非点収差を補正するようにし
た。この時、固定部の光学系に球面収差が残存してしま
うので、この球面収差を可動部で非球面により補正する
ようにした。

ここで可動部のレンズに高屈折率材料を用いると片面の
み非球面を設けることによって収差を良好に補正出来る
。又低屈折率の材料を用いた場合には、両面非球面にし
た方が収差を良好に補正するためには好ましい。

以上述べたように本発明の対物レンズは、２群以上のレ
ンズ構成とし、又貸の屈折力を持つレンズを少なくとも
一つ含むようにして対物レンズ全体のペッツバール和を
小さくして像面湾曲を良好に補正し、複数ビームを記録
媒体に集光させた時に各ビームの結像性能が劣化しない
ようにした。

又記録媒体に最も近いレンズに非球面を用いて球面収差
を補正して自動焦点およびトラッキングのために光軸方
向および光軸に垂直な方向に移動させても結像性能の変
化が少ないようにした。

更にこの結像媒体に最も近いレンズに対し、前記条件［
１１、（２）を満足させることによって軸外性能が良好
で自動焦点及びトラッキング制御の高速追従が可能にな
る。

ここで条件ｍの下限を下回ると対物レンズのパワー配分
が記録媒体に最も近いレンズに集中するだめに、負の屈
折力を持つレンズを増加しても像面湾曲を補正すること
がむずかしくなる。又上限を上回ると記録媒体に最も近
いレンズの外径が太き（なり、自動焦点及びトラッキン
グ制御に高速追従する上で望ましくない。

条件（２）の下限を下回ると記録媒体に最も近いレンズ
の両面に非球面を用いても球面収差と正弦条件とを同時
に補正することが出来なくなり、軸外性能の劣化をまね
（、又上限を上回ると記録媒体に最も近いレンズで発生
する非点収差を他のレンズで補正することが出来な（な
り、軸外性能の劣化をまねく。

以上のように本発明では、前述のような構成にすると共
に条件ｆｉｌ　、　＋２１を満足することによって軸外
性能が良好でかつ自動焦点及びトラッキング制御の高速
追従が可能な対物レンズを実現し得た。

［実施例］ 次に本発明の光メモリー用対物レンズの各実施例を示す
。

実施例１ ｆ＝４．３　、　Ｉ　Ｈ＝０．１　、　ＷＤ＝１．９０
ｒ＋＝７．２２７３ ｄ１＝　１．５０００　　　ｎ１＝　１．５０９７４　
　１／ｌ　＝　６４．１５ｒ、＝　−１３，０５５９ ｄ、＝　０．４０口Ｏ ｒｚ　＝　−１０，６３５７ ｄ、　＝　１．０００ｏ　　　ｎ、　＝　１．７６３０
０　　　ｖ、　＝　２５．６８ｒ４＝　１５．８８０３ ｄ＜＝　７．ｏｏｏ。

ｒｓ＝３．０５３８　　（非球面） ｄ、　＝　１．８０００　　　ｎｓ　＝　１．７８２７
６　　　ｖ、　”　２５．４３ｒＩＩ＝−３８，４０９
０ ｄ、＝　１．００００ ｒｔ＝　■ ｄｔ＝　１．２０００　　　ｎ４＝　１．４９４２２　
　　ｖ４＝　６５．９９ｒ８＝（３） 非球面係数 Ｐ＝０．２６２５　、　　Ａ、＝０．４０６３３　ｘｌ
Ｇ−’Ａ、＝−０，４８３４８ｘ　ｔｏ−’　　、　　
　Ａ、＝−０，３４９９５Ｘ　　１０−’Ａ、。＝　−
０，２８２３７ｘ　１０−’α、＝　０．８５７　　　
、　　　β＝　０．９４４実施例２ ｆ　＝４．３　、　　Ｉ　Ｈ＝０．１　、　ＷＤ＝１．
９０ｒ＋＝７．２１１６ ｄ＋＝１．５００ｏ　　　ｎ＋＝１．５０９７４　　　
ｖ、　＝６４．１５ｒｚ　＝　−１２，２０７２ ｄｍ＝０．４０００ ｒｓ＝−１１，０９５５ ｄｓ”　１．００００　　１１．：　１．７６３００　
　　ｖｘ　：　２５．６８ｒａ　＝　１３．６３２８ ｄ４＝　７．００００ ｒｓ＝２．３０４７　　（非球面） ｄｓ”　１．８００’ｏ　　　ｎｓ＝　１．５０９７４
　　　νｍ　＝　６４．１５ｒｅ　＝　−７，４５２４
（非球面） ｄｓ＝１．００００ ｒ７＝閃 ｄ７＝＝１．２００Ｏｎ、＝１．４９４２２　　　ｖ、
　＝６５．９９ｒ、＝（至） 非球面係数 （第５面） Ｐ　　＝−０，１８７５、Ａ、＝０．６９９０７　　ｘ
　１０−２Ａ、＝０．７０５６５　ｘｌＯ−’　、　　
Ａｓ＝０．１０３００　ｘｌＧ−’（第６面） Ｐ＝−３２，５８７９、Ａ、＝０．４２０２４　ｘｌＯ
−”α　＝０．８５６　　　、　　　β　＝　０．８１
５実施例３ ｆ：４．３　、　　Ｉ　Ｈ＝Ｏ，ｌ　、　ＷＤ＝１．７
６ｒ、　：　７．１４４６ ｄ＋＝　１．５０００　　　ｊｌ、＝　１．４９２１１
　　　ｖ１＝　８１．６１ｒｘ＝−１２，８６３８ ｄ、＝　０．４０００ ｒｓ＝−１０，６２７０ ｄａ”　２．００００　　　ｎ＊＝　１．７６３００　
　　ｖｚ　＝２５．６８ｒ、＝　１９．３９１５ ｄ、＝３．００口０ ｒｓ＝２．２６７５　　（非球面） ｄ、＝１．８００Ｏｎ、　＝１．４９２１１　　　ｖ、
　＝８１．６１ｒｓ＝−６，２４３４（非球面） ｄ８＝　１．００００ ｒ、＝■ ｄｔ＝　１．２００Ｏｎ、＝１．４９４２２　　　　ｖ
、　　＝　６５．９９ｒ８＝■ 非球面係数 （第５面） Ｐ　＝−０，０４５８、Ａ、＝０．７２０２９　　ｘ　
　１０−”Ａｓ＝−０，１２８７３ｘｌＯ−”　、　　
Ａ、＝０．７０２０１　ｘｌＯ−’Ａｉｏ　＝−ｏ、５
ａｙｏｉｘ　１０−’（第６面） Ｐ　＝−３２，５８７９、Ａ４＝　［１，４２０２４Ｘ
　１０−”α：　０．８４５　　、　０＝０．７８８実
施例４ ｆ＝４．３　、　Ｉ　Ｈ＝Ｏ，ｌ　、　ＷＤ＝１．ＯＬ
ｒ＋＝８．９００６ ｄ、＝１．５００Ｏｎ、＝１．５０９７４　　　　　ｖ
、　　＝６４．１５ｒ、＝　−１７，０９１０ ｄｔ＝　ｚ、ｏｏｏ。

ｒｓ＝　−９，１２０４ ｄｓ＝１．０００Ｑ　　　ｆｉ、＝　１．７６３００　
　　νｇ　＝　２５．６８ｒ４：　７１．０５５０ ｄ４＝　７．００００ ｒｓ　＝　２．７５９０　（非球面） ｄ、＝　２．２０００　　　　ｎ、＝　１．７８２７６
　　　　ｖ、　　＝　２５．４３ｒａ＝−１１，２７８
０ ｄ、＝　１．００００ 「７＝■ ｄｖ　＝１．２０００　　　　（１，＝　ｔ、４９４２
２　　　　ｖ４　＝　６５．９９ｒａ＝　ω 非球面係数 Ｐ＝０．２２２２　、　　Ａ、＝０．４Ｑ４２０　ｘｌ
Ｏ−”Ａ、＝−（１，２３１１０７ｘｌｏ−”　、　　
Ａ、＝−０，２５００６ｘｌＯ−’Ａ、、　＝　−Ｑ、
３１２Ｓ３ｘ　１０−’α＝　０．７０７　　　、　　
０　＝０．８６２８ただしｒｔ＋　ｒｓ、・・・はレン
ズ各面の曲率半径、ｄ、　ｄａ、−・・は各レンズの肉
厚および空気間隔、ｎ　＋　。

ｎ２＋　””は各レンズの屈折率、シ１．シ２．・・−
は各レンズのアツベ数である。又α、Ｂは夫々ｆ　、　
／ｆによび（ｎ−１）Ｌ／ｒの埴を示す。

上記各実施例はいずれも第１図に示すレンズ構成で、図
面中Ｃはディスク表面の透明板である。

尚実施例３は、レンズの材質の選択により７８０ｎｍ〜
８３０ｎａ＋において、単位波長あたりの色収差を０．
０２１＾ＩＩＩ／口■まで補正しである。

本発明で用いる非球面の形状は光軸方向をＸ軸光軸に垂
直な方向をｙ軸にとった時、次の式で表わされる。

ただし、Ｃは非球面の光軸上での曲率、Ｐは円錐定数、
Ａ、ｌは非球面係数である。

［発明の効果］ 本発明の小型対物レンズは、並列記録再生の可能な光メ
モリー装置に用い得るように像面湾曲が十分に補正され
、しかも自動焦点制御やトラッキング制御の高速追従が
可能な小型なレンズ系である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図乃至第５図は
夫々実施例１乃至実施例５の収差曲線図である。 第３ 図 ＪＰ、、ｇ　　収　差 Ｃ′ 非点収差 第４ 図 第２ 球面収差 面状と 非　ノ、−（収　−ご（蚤 非点収差

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも２群以上よりなり、負の屈折力を有するレン
   ズを少なくとも１枚を含むレンズ系で、最も記録媒体に
   近いレンズが少なくとも１面非球面を有し光軸方向およ
   び光軸に垂直な方向に可動であり、下記の条件（１）、
   （２）を満足することを特徴とする光メモリー用対物レ
   ンズ。 （１）０．６＜ｆ＿１／ｆ＜１ （２）０．７＜（ｎ−１）ｆ＿１／ｒ＜１ ただしｆは全系の焦点距離、ｆ＿１は最も記録媒体に近
   いレンズの焦点距離、ｒは最も記録媒体に近いレンズの
   記録媒体と反対側の面の曲率半径、ｎは最も記録媒体に
   近いレンズの屈折率である。