JPH0385506A

JPH0385506A - 平行平面を有するレンズ系

Info

Publication number: JPH0385506A
Application number: JP22417789A
Authority: JP
Inventors: Koichi Maruyama; 晃一丸山
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-10

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］この発明は、例えば光デイスク装置用の対物レンズ等の
ように高ＨＡが要求されるレンズ系に関するものであり
、特に最も光束集光側（通常の光デイスク用レンズの場
合にはディスク面側）に平行平面板を有するレンズ系に
関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］光ディ
スク装置のレンズとして用いる場合には、写真レンズ等
と比較して非常に高いＨＡが要求される。

この種のレンズとしては、例えば特公昭５２−４４２０
９号公報に、最もディスク面側に平面を向けた対物レン
ズが開示されている。

しかしながら、上記の公報のように最終面が平面である
平凸レンズを利用した場合には、最終平面でのコマ収差
の発生が大きく、像面までの距離を大きくすることがで
きなかった。従って、ワーキングデイスタンスは全系の
焦点距離をｆとして、０、１ｆ程度しか確保できなかっ
た。

また、光ディスクは信号面に透明なカバー層が設けられ
ているが、このカバー層はディスクの種類によって屈折
率、アツベ数、厚さ等が異なるため、単一種類のディス
クに対して完全に補正されたレンズは、他のディスクに
対しては残存収差を有することとなる。

このため、従来の対物レンズは記録媒体としての光ディ
スクの種類毎に異なった専用のレンズであり、汎用性に
欠けていた。

更に、測定器等の用途でＮＡが０．７を越えるようなレ
ンズを使用する場合、その球面収差をＯとすることは組
付は時の調整なしには困難であり、組み立て時の作業性
が悪いという問題もある。

［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、
収差の発生を抑えつつ、長いワーキングデイスタンスを
確保することができる高ＨＡのレンズ系を提供すること
、及び異なる種類の媒体に対して容易に転用することが
できる汎用性に富んだ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］前述の公報記載のように平凸レンズを使用した場合の最
終面でのコマ収差の発生を抑えるためには、光学系中の
平面を２面として両面で発生するコマ収差を打ち消し合
わせる構成が考えられる。

そこで、この発明に係るレンズ系は、平行光束を集光す
る集光レンズ群の光束集光側に、２つの平面を有する平
行平面板を固着したことを特徴とする。

また、ＨＡが大きいレンズにおいては、集光レンズの物
体側に固着された平行平面板が光軸に対して傾いた場合
の結像性能の劣化が著しいため、傾きをおよそ１０分以
内程度に抑えなければならない。

特に、光デイスク装置の対物レンズのようにフォーカシ
ング、トラッキング等の動作により移動する場合には、
平行平面板も対物レンズと共に移動する構成が望ましい
、そこで、平行平面板はレンズ枠に接着等により固着す
る構成とされている。

更に、以下の条件を満たす場合には、光ディスクの対物
レンズ等の用途に対してより好ましいものとすることが
できる。

ｄ／ｆ＞０．２　　・・・■ ｔ／ｆ＞０．１　　・・・■ ｎ＞１．６　　　・・・■ ν＜３５　　　・・・■ ■式は十分なワーキングデイスタンスを確保するための
条件であり、■式は球面収差補正効果を持たせるための
条件である。また、■式は球面収差補正効果を変えずに
ワーキングデイスタンスを確保するための条件であり、
■式は集光レンズ群における色収差補正の負担を軽減す
るための条件である。

［作用］上述したような構成によれば、平行平面板の２つの面で
発生するコマ収差が互いに打ち消し合うために射出側の
みを平面にした場合と比較してコマ収差の発生が少なく
、集光レンズ群によるコマ収差の補正が容易となる。

また、集光レンズによる収束光中に配置された平行平面
板が、２つの面を通る光線の高さの相違によって球面収
差を補正する機能を発揮する。

更に、平行平面板の屈折率をｎｌ　　厚さをｔとした場
合、レンズのバックフォーカスは平行平面板を配置しな
い場合と比較してｔ／ｎだけ短縮される。従って、同一
の厚さの平行平面板を配置する場合には、屈折率が高い
はどワーキングデイスタンスを長くすることができ、光
デイスク用対物レンズ等の用途には好ましいものとなる
。ここで波長の変化に対する屈折率変化割合をΔｎとす
ると、パックフォーカスの短縮効果が（ｔ／ｎ）　（１
／（１＋Δｎ））となるため、平行平面板を配置するこ
とによって弱い色収差補正効果を発揮させることができ
、光源の波長変動による集光位置のズレをある程度補正
することができる。

［実施例］以下、この発明に係る平行平面を有するレンズ系を図面
に基づいて説明する。

１１１１図及び第２図は、この発明の一実施例に係る光
デイスク装置の対物レンズを示したものである。

このレンズ系は、第１図に示すように、４枚の正負のレ
ンズ１１．１２．１３．１４で構成される集光レンズ群
１０と、この集光レンズ群の物体側、すなわち光デイス
ク側に設けられた平行平面板２０とから構成されている
。なお、符号３０はディスクのカバーガラスである。

このレンズの具体的な数値構成は、以下の表に示すとお
りである。

表中の記号は、Ｎ＾が開口数、ｆがｄライン（波長５８
８ｎｍ）における焦点距離、Ｗが半画角、ｒが面の曲率
半径、ｄがレンズ厚、板厚若しくは空気間隔、ｎ７・−
が波長７８０ｎ−における硝材の屈折率、νがアツベ数
、ｎｄがｄラインにおける硝材の屈折率である。

なお、この構成は、光源として波長７８０ｎｍのレーザ
ーを用いる場合に最も適したものである。

表ＮＡ＝１：０．９　　ｆ＝３．３２　　Ｗ＝１．３゜面
番号　’　　　　　ｄ　　　　ｎＴ＠＠　　　１）　　
　　ｎ４１　−８１．２２４　　０．７２０　１．８２
４８４　２３．８　１．８４６８６２　　　４．１９４
　　１．３６０　１．５６３７２　７１．３　１．５８
９０７３　−１３．５７０　　０．０５０４　　　５．４６０　　１．１４０　１．５６３７２　
７１．３　１．５６９０７５−１１８．０７８　　０．
０５０６　　　２．８２２　　１．０９０　１．８６８９０　
４０．８　１．８８３００７　　　７．０５８　　０．
２６０８　　　　ｃｏ　　　　　Ｏ，６００１，８２４８４２
３，８１，８４６８６９００１，２２０１０■　　　　１．２００　１．５７３４８　２９．９
　１．５８５４７１１　　　００第８面と第９面とが平行平面板２０を示しており、その
硝材としては５ＦＬＯ３（株式会社オハラの商品名）を
用いている。

第２図は上記構成による収差を示したものである。

第３図は、平行平面板を設けずに上記実施例の集光レン
ズ群１０のみで構成した対物レンズを示したものであり
、その性能は第４図に示した通りとなる。

第２図と第４図とを比較することにより、平行平面板に
よる球面収差補正効果を理解することができる。なお、
第４図の球面収差図のスケールは、第２図の１０倍で示
されている。

次に、平行平面板の交換による集光特性の調整につき説
明する。

この発明のレンズ系では、カバー層の異なるディスクへ
の対応、発振波長の異なる光源への対応、そして組み立
て時の調整を平行平面板の交換によって行なうことがで
きる。平行平面板の屈折率、アツベ数、厚さ等を変更す
ると、光束の集光特性を変化させることができ、上記の
各種の調整に対応することができる。

具体的には、例えば光源として波長６７０ｎｍのレーザ
ーを利用する場合、上述した表の構成のままであると、
収、差は第５図に示した通りとなり、特に色収差が劣化
する。

ここで、集光レンズ群の構成及び平行平面板の厚さを上
記の実施例と同一とし、平行平面板の硝材のみをＰＳＫ
Ｏ２（株式会社オハラの商品名）に変更することにより
、第６図に示したような性能を実現することができる。

　　ＰＳＩＯ２の波長８７０ｎｍにおける屈折率ｎ６７
１は１．８１４５５、アツベ数νは６３．４、ｄライン
における屈折率ｎｄは１．６１８００である。

組み立て時の調整に際しては、テスト用の平行平面板を
仮に配置して収差測定を行い、その結果に基づいて最適
な平行平面板を選択して固定することにより、レンズ間
の間隔調整を行うよりも容易に収差補正を目的とした調
整を行うことができる。

なお、最もディスク側の面が平面であることは、組付は
時にレンズとディスクとを平行となるよう調整する際に
も有利である０例えば、平行光束をディスク側から入射
させ、ディスク表面での反射光と平行平面板表面での反
射光との反射角を一致させるような組み立て方法を使い
、容易に調整することができる。

次に、第７図及び第８図に基づいて集光レンズ群１０及
び平行平面板２０の鏡筒への組み立て例を説明する。

対物レンズ鏡筒４０は、中間部に内方に突出するリング
状の段部４１ａを有しており、第ルンズ１１〜第３レン
ズ１３は鏡筒４０に対して図中下方側から組み込まれ、
第４レンズ１４及び平行平面板２０は図中上方側から組
み込まれている。

第３レンズ１３は、段部４０ａに当接し、リング状のス
ペーサー４１を介して第１、第２レンズの貼合わせレン
ズが当接している。これらのレンズは、リングネジ４２
により固定されている。

第４レンズ１４は段部４０ａに対して図中上方側から当
て付けられると共に、鏡筒４０内に嵌合されている。平
行平面板２０は、第７図の例では第４レンズ１４の上に
直接当て付けられると共に、鏡筒４０内に嵌合しており
、第８図の例では鏡筒４０に形成された第２の段部４０
ｂに当て付けられると共に、鏡筒４０に接着等により固
着されている。

［効果］以上説明したように、この発明の平行平面を有するレン
ズ系によれば、平行平面板の両面で発生するコマ収差が
打ち消し合うと共に、平行平面板が球面収差を補正する
機能を発揮するため、ワーキングデイスタンスを比較的
長く確保することができる。

また、平行平面板は、弱い色収差補正効果を発揮するた
め、光源の波長変動による集光位置のズレをある程度補
正させることができる。

更に、平行平面板のみの交換により、媒体の種類、光源
の波長に応じたレンズを提供することができると共に、
組み立て時の調整をも容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のレンズ系の使用中心波長７８０ｎｍ
の実施例を示すレンズ断面図、第２図は第１図の構成に
よる収差図、第３図は平行平面板を除いた参考例を示す
レンズ断面図、第４図は第３図の構成による収差図、第
５図は第１図の実施例のレンズ系の波長６７Ｏｎｍ付近
の収差図、第６図は第１図の実施例の平行平面板の材質
を使用中心波長６７Ｏｎｍ用に変更したレンズ系の収差
図、第７図及び第８図はレンズ系の枠体への組み立て構
成を示す断面図である。１０・・・集光レンズ群２０・・・平行平面板３０・・・カバーガラス第図０第図殊ｌ１ｏ１４入亀正？３棄叶色収先５１点、ｌＫま１第３図第４図圧５′Ｉ棄佇第図昧面ｑＴＡ正弦茶佇色ＩＪ（羞井、克吹耘第図科る収差正弦を佇色収差非点収監第図弔図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平行光束を集光する集光レンズ群と、この集光レ
ンズ群より光束集光側に設けられた平行平面板とを有し
、該平行平面板は、前記集光レンズ群を保持する枠体に
対して固着されていることを特徴とする平行平面を有す
るレンズ系。
（２）全系の使用中心波長での焦点距離をｆ、前記平行
平面板から焦点面までの距離をｄとして、ｄ／ｆ＞０．
２の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の平行
平面を有するレンズ系。
（３）全系の使用中心波長での焦点距離をｆ、前記平行
平面板の厚さをｔとして、ｔ／ｆ＞０．１の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の平行
平面を有するレンズ系。
（４）前記平行平面板の使用中心波長での屈折率をｎと
して、ｎ＞１．６の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の平行
平面を有するレンズ系。
（５）前記平行平面板のアッベ数をνとして、ν＜３５の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の平行
平面を有するレンズ系。