JPH0453285B2 - - Google Patents
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- JPH0453285B2 JPH0453285B2 JP4053285A JP4053285A JPH0453285B2 JP H0453285 B2 JPH0453285 B2 JP H0453285B2 JP 4053285 A JP4053285 A JP 4053285A JP 4053285 A JP4053285 A JP 4053285A JP H0453285 B2 JPH0453285 B2 JP H0453285B2
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- lens
- light source
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 25
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 8
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Lenses (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光情報記録媒体の記録光学系、再生
光学系あるいはその双方を兼ねた光学系において
光源光を微小なスポツトに結像させるために最適
に用いられる光情報記録媒体の記録再生用対物レ
ンズに関する。 〔従来の技術〕 光源光として半導体レーザーを使用する場合、
光情報記録媒体の再生光学系に用いられる対物レ
ンズは開口数（NA）が、コンパクトデイスクで
は0.45〜0.47、ビデオデイスクでは0.5〜0.53とい
つた大口径で、しかも回折限界性能を有する必要
がある。一方、記録用光学系やDRAW用光学系、
光磁気記録光学系ではNA0.5〜0.6が必要とされ
ている。 近年レンズの屈折面を非球面化して単レンズで
軸上性能を回折限界性能以内に補正したものが数
多く提案され一部コンパクトデイスク再生用対物
レンズとしてNA0.45で十分広い視野を持つたも
のが実用化されている。（MICRO OPTICS
NEWSVOL3No.1P20） しかしNAが0.6程度の大口径となる実用上十分
な視野を確保するためには正弦条件、非点収差が
良好に補正することが必須となる。大口径単レン
ズの球面収差正弦条件を良好に補正するには周知
のとおり両面を非球面化する必要がある。 特開昭50−156945号公報、特開昭57−76512号
公報、特開昭57−201210号公報、特開昭58−
68711号公報、特開昭59−26714号公報、特開昭59
−23313号公報において、光デイスク再生用対物
レンズとして提案された両面非球面単レンズの記
載がある。 これらの多くはNAが0.45〜0.5であり、球面収
差・正弦条件は良好であるものの非点収差がアン
ダーであり、そのままではさらに大口径化したと
き実用上十分な視野を確保することができない。
特開昭50−156945号公報には視野を確保する手段
についての記載があり、第１実施例にはNAが0.6
といつた大口径ではあるが、ここでのべられてい
る視野を確保する手段に従うと、レンズ全長が長
く、しかも物体側の面の曲率が正で大きいため、
バツクフオーカスが短くなつてしまい光情報記録
媒体の記録再生用光学系として使用するためには
必要な作動距離を確保すめために焦点距離を長く
する必要があり、光学系を軽量・小型にすること
ができない。 また特開昭57−76512号公報に記載のレンズは
非点収差は良好であるが球面収差・正弦条件に高
次収差が発生しているといつた問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は単レンズの両面を非球面化することに
より正弦条件・球面収差を良好に補正するだけで
なく、非点収差もあわせて良好に補正し、大口径
にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体の記録
再生用対物レンズを得ようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成しようとするもので、
本発明は物体側に強い曲率を有する面を向けた両
凸レンズであつて、物体側の面および像側の面の
両方が非球面であり下記の条件 (1) 0.40＜r1／nf＜0.63 (2) 0.50＜ｄ／｜r2｜＜0.88 (3) 0.05＜Δ〜1−Δ〜2＜0.25 Δ〜1＝（ｎ−１）3Δ1／（NA）4ｆ Δ〜2＝（ｎ−１）3Δ2／（NA）4ｆ (4) −20＜Δ〜1／Δ〜2＜−4.9 ただし ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 r2：像側の面の頂点曲率半径 ｄ ：レンズの軸上厚 NA：開口数 Δ1：光源側の面の有効径最周辺（上記のNAの周
縁光線が入射する光源側の面上の位置）に
おける非球面と頂点曲率半径r1を有する基
準球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざ
かるほど該非球面が光源側へ変位している
場合を正とする。 Δ2：像側の面の有効径最周辺における非球面と
頂点曲率半径r2を有する基準球面との光軸
方向の差で、光軸から遠ざかる程該非球面
が光源側へ変位している場合を正とする。 を満足することを特徴とした光情報記録媒体の記
録再生用対物レンズを提供するものである。 〔作用〕 条件(1)は光源側の面の頂点曲率半径r1の条件に
関するものである。この発明のレンズでは、両面
を非球面としているので、球面収差・正弦条件を
良好に補正するための必要条件は満たしていると
いえる。しかしr1を最適に選ばないと、高次のコ
マ収差が発生するため、これを非球面で良好に補
正するには特に大口径レンズの場合は困難とな
る。 条件(1)の上限を超えて大となると外方性のコマ
収差が大きく発生し、下限を超えて小となる内方
性のコマ収差が大きく発生する。非球面化によ
り、これらのコマ収差を補正しようとしても正弦
条件の凹凸が大きくなり広い視野を得ることがで
きなくなる。 条件(2)は非点収差の補正の条件である。上限を
超えて大となる非点収差がオーバーとなり下限を
超えて小となると非点収差がアンダーとなりいず
れの場合も視野を広くすることができない。 条件(3)は球面収差を良好に補正するための非球
面量に関する条件である。収差論から明らかなよ
うに、３次の球面収差は波面収差で考えると開口
の４乗に比例する。このため非球面量は開口数の
４乗で正規化する必要がある。また、レンズの屈
折率が高い程、球面収差補正のための非球面量は
小さくてすむ。実際には、光源側の面と像側の面
の周縁光線に対する非球面量Δ1，Δ2をＩ／（ｎ
−１）3，（NA）4，ｆで正規化した量をΔ〜1，Δ〜2と
すれば、Δ〜1が正で大なほど、Δ〜2が負で小なほど
球面収差をオーバーにする効果が大となるので、
球面収差を補正するにはΔ〜1−Δ〜2はある範囲内に
あることが必要である。 条件(3)はこの範囲を規定するもので、上限をこ
えると球面収差が補正過剰となり、下限をこえる
と球面収差が補正不足となる。 さらに正弦条件の補正に関し条件(4)を満足する
ことを必要とする。 −20＜Δ〜1／Δ〜2＜−4.9 (4) この範囲を満足しないと正弦条件の凹凸が大と
なり、視野を広くすることが不可能となる。 （実施例） 以下この発明の対物レンズの実施例を示す。 表中の記号は前述の他、 ri：光源側から第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率半
径 di：光源側から第ｉ番目のレンズ面間隔 ni：光源側から第ｉ番目のレンズ材料の屈折率 νi：光源側から第ｉ番目のレンズ材料のｄ線に対
するアツベ数 また非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向
をＸ軸とした直交座標系において、頂点曲率を
Ｃ、円錐定数をＫ、非球面係数をAi，Piを非球面
のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2 （Ｃ＝１／ｒ） で表わされる。 なお、表中にはカバーガラスＧの値も示してあ
る。 H1，H2はそれぞれ光源側の面、像側の面にお
ける周縁光線の高さである。 非球面量Δ1，Δ2は、非球面形状を上記のよう
に表わした場合には、 Δj＝Xsp，ｊ−XAs，ｊ （ｊ＝１，２） 但し Cj＝１／rj Kj：ｊ面の円錐定数 Ai(j)：ｊ面の非球面係数 Pi(j)：ｊ面の非球面のべき数 である。
光学系あるいはその双方を兼ねた光学系において
光源光を微小なスポツトに結像させるために最適
に用いられる光情報記録媒体の記録再生用対物レ
ンズに関する。 〔従来の技術〕 光源光として半導体レーザーを使用する場合、
光情報記録媒体の再生光学系に用いられる対物レ
ンズは開口数（NA）が、コンパクトデイスクで
は0.45〜0.47、ビデオデイスクでは0.5〜0.53とい
つた大口径で、しかも回折限界性能を有する必要
がある。一方、記録用光学系やDRAW用光学系、
光磁気記録光学系ではNA0.5〜0.6が必要とされ
ている。 近年レンズの屈折面を非球面化して単レンズで
軸上性能を回折限界性能以内に補正したものが数
多く提案され一部コンパクトデイスク再生用対物
レンズとしてNA0.45で十分広い視野を持つたも
のが実用化されている。（MICRO OPTICS
NEWSVOL3No.1P20） しかしNAが0.6程度の大口径となる実用上十分
な視野を確保するためには正弦条件、非点収差が
良好に補正することが必須となる。大口径単レン
ズの球面収差正弦条件を良好に補正するには周知
のとおり両面を非球面化する必要がある。 特開昭50−156945号公報、特開昭57−76512号
公報、特開昭57−201210号公報、特開昭58−
68711号公報、特開昭59−26714号公報、特開昭59
−23313号公報において、光デイスク再生用対物
レンズとして提案された両面非球面単レンズの記
載がある。 これらの多くはNAが0.45〜0.5であり、球面収
差・正弦条件は良好であるものの非点収差がアン
ダーであり、そのままではさらに大口径化したと
き実用上十分な視野を確保することができない。
特開昭50−156945号公報には視野を確保する手段
についての記載があり、第１実施例にはNAが0.6
といつた大口径ではあるが、ここでのべられてい
る視野を確保する手段に従うと、レンズ全長が長
く、しかも物体側の面の曲率が正で大きいため、
バツクフオーカスが短くなつてしまい光情報記録
媒体の記録再生用光学系として使用するためには
必要な作動距離を確保すめために焦点距離を長く
する必要があり、光学系を軽量・小型にすること
ができない。 また特開昭57−76512号公報に記載のレンズは
非点収差は良好であるが球面収差・正弦条件に高
次収差が発生しているといつた問題があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は単レンズの両面を非球面化することに
より正弦条件・球面収差を良好に補正するだけで
なく、非点収差もあわせて良好に補正し、大口径
にもかかわらず視野の広い光情報記録媒体の記録
再生用対物レンズを得ようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成しようとするもので、
本発明は物体側に強い曲率を有する面を向けた両
凸レンズであつて、物体側の面および像側の面の
両方が非球面であり下記の条件 (1) 0.40＜r1／nf＜0.63 (2) 0.50＜ｄ／｜r2｜＜0.88 (3) 0.05＜Δ〜1−Δ〜2＜0.25 Δ〜1＝（ｎ−１）3Δ1／（NA）4ｆ Δ〜2＝（ｎ−１）3Δ2／（NA）4ｆ (4) −20＜Δ〜1／Δ〜2＜−4.9 ただし ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 r2：像側の面の頂点曲率半径 ｄ ：レンズの軸上厚 NA：開口数 Δ1：光源側の面の有効径最周辺（上記のNAの周
縁光線が入射する光源側の面上の位置）に
おける非球面と頂点曲率半径r1を有する基
準球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざ
かるほど該非球面が光源側へ変位している
場合を正とする。 Δ2：像側の面の有効径最周辺における非球面と
頂点曲率半径r2を有する基準球面との光軸
方向の差で、光軸から遠ざかる程該非球面
が光源側へ変位している場合を正とする。 を満足することを特徴とした光情報記録媒体の記
録再生用対物レンズを提供するものである。 〔作用〕 条件(1)は光源側の面の頂点曲率半径r1の条件に
関するものである。この発明のレンズでは、両面
を非球面としているので、球面収差・正弦条件を
良好に補正するための必要条件は満たしていると
いえる。しかしr1を最適に選ばないと、高次のコ
マ収差が発生するため、これを非球面で良好に補
正するには特に大口径レンズの場合は困難とな
る。 条件(1)の上限を超えて大となると外方性のコマ
収差が大きく発生し、下限を超えて小となる内方
性のコマ収差が大きく発生する。非球面化によ
り、これらのコマ収差を補正しようとしても正弦
条件の凹凸が大きくなり広い視野を得ることがで
きなくなる。 条件(2)は非点収差の補正の条件である。上限を
超えて大となる非点収差がオーバーとなり下限を
超えて小となると非点収差がアンダーとなりいず
れの場合も視野を広くすることができない。 条件(3)は球面収差を良好に補正するための非球
面量に関する条件である。収差論から明らかなよ
うに、３次の球面収差は波面収差で考えると開口
の４乗に比例する。このため非球面量は開口数の
４乗で正規化する必要がある。また、レンズの屈
折率が高い程、球面収差補正のための非球面量は
小さくてすむ。実際には、光源側の面と像側の面
の周縁光線に対する非球面量Δ1，Δ2をＩ／（ｎ
−１）3，（NA）4，ｆで正規化した量をΔ〜1，Δ〜2と
すれば、Δ〜1が正で大なほど、Δ〜2が負で小なほど
球面収差をオーバーにする効果が大となるので、
球面収差を補正するにはΔ〜1−Δ〜2はある範囲内に
あることが必要である。 条件(3)はこの範囲を規定するもので、上限をこ
えると球面収差が補正過剰となり、下限をこえる
と球面収差が補正不足となる。 さらに正弦条件の補正に関し条件(4)を満足する
ことを必要とする。 −20＜Δ〜1／Δ〜2＜−4.9 (4) この範囲を満足しないと正弦条件の凹凸が大と
なり、視野を広くすることが不可能となる。 （実施例） 以下この発明の対物レンズの実施例を示す。 表中の記号は前述の他、 ri：光源側から第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率半
径 di：光源側から第ｉ番目のレンズ面間隔 ni：光源側から第ｉ番目のレンズ材料の屈折率 νi：光源側から第ｉ番目のレンズ材料のｄ線に対
するアツベ数 また非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向
をＸ軸とした直交座標系において、頂点曲率を
Ｃ、円錐定数をＫ、非球面係数をAi，Piを非球面
のべき数（Pi＞2.0）とするとき φ＝√2＋2 （Ｃ＝１／ｒ） で表わされる。 なお、表中にはカバーガラスＧの値も示してあ
る。 H1，H2はそれぞれ光源側の面、像側の面にお
ける周縁光線の高さである。 非球面量Δ1，Δ2は、非球面形状を上記のよう
に表わした場合には、 Δj＝Xsp，ｊ−XAs，ｊ （ｊ＝１，２） 但し Cj＝１／rj Kj：ｊ面の円錐定数 Ai(j)：ｊ面の非球面係数 Pi(j)：ｊ面の非球面のべき数 である。
【表】
【表】
【表】
【表】
本発明のレンズは第１図に見るように極めて簡
単な構成であるにもかかわらず、第２図ないし第
４図に各実施例の収差図を示す通り、該収差とも
良好に補正されている。 第５図はそれぞれ本発明の実施例１ないし３
を、焦点距離4.5mmとして実施した場合の像高と
波面収差の実効値の関係を示したもので、ない
しはそれぞれ実施例１ないし３の関係カーブで
ある。 波面収差の実効値が波長をλとして0.07λ（マイ
シヤルの許容量）以内である最大像高はNA0.45
のとき0.19以上、NA0.6のとき0.11以上あり光情
報媒体の記録再生用対物レンズとして十分広い視
野を有することがわかる。
単な構成であるにもかかわらず、第２図ないし第
４図に各実施例の収差図を示す通り、該収差とも
良好に補正されている。 第５図はそれぞれ本発明の実施例１ないし３
を、焦点距離4.5mmとして実施した場合の像高と
波面収差の実効値の関係を示したもので、ない
しはそれぞれ実施例１ないし３の関係カーブで
ある。 波面収差の実効値が波長をλとして0.07λ（マイ
シヤルの許容量）以内である最大像高はNA0.45
のとき0.19以上、NA0.6のとき0.11以上あり光情
報媒体の記録再生用対物レンズとして十分広い視
野を有することがわかる。
第１図は本発明の対物レンズの１実施例の断面
図、第２図ないし第４図はそれぞれ本発明の第１
実施例ないし第３実施例の諸収差図である。第５
図は各実施例を焦点距離4.5mmとして実施した場
合の像高と波面収差の実効値との関係を示す。
図、第２図ないし第４図はそれぞれ本発明の第１
実施例ないし第３実施例の諸収差図である。第５
図は各実施例を焦点距離4.5mmとして実施した場
合の像高と波面収差の実効値との関係を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体側に強い曲率を有する面を向けた両凸レ
ンズであつて、物体側の面および像側の面の両方
が非球面であり下記の条件 (1) 0.40＜r1／nf＜0.63 (2) 0.50＜ｄ／｜r2｜＜0.88 (3) 0.05＜Δ〜1−Δ〜2＜0.25 Δ〜1＝（ｎ−）3Δ1／（NA）4ｆ Δ〜2＝（ｎ−）3Δ2／（NA）4ｆ (4) −20＜Δ〜1／Δ〜2＜−4.9 ただし ｆ ：レンズの焦点距離 ｎ ：レンズの屈折率 r1：物体側の面の頂点曲率半径 r2：像側の面の頂点曲率半径 ｄ ：レンズの軸上厚 NA：開口数 Δ1：光源側の面の有効径最周辺（上記NAの周縁
光線が入射する光源側の面上の位置）にお
ける非球面と頂点曲率半径r1を有する基準
球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざか
るほど該非球面が光源側へ変位している場
合を正とする。 Δ2：像側の面の有効径最周辺における非球面と
頂点曲率半径r2を有する基準球面との光軸
方向の差で、光軸から遠ざかる程該非球面
が光源側へ変位している場合を正とする。 を満足することを特徴とした光情報記録媒体の記
録再生用対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053285A JPS61200518A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053285A JPS61200518A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31482294A Division JPH0829682A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61200518A JPS61200518A (ja) | 1986-09-05 |
| JPH0453285B2 true JPH0453285B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=12583071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053285A Granted JPS61200518A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61200518A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215222A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Canon Inc | 光メモリ用集光レンズ |
| JPS6425113A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mark Kk | Finite system large aperture single lens |
| JPH02223906A (ja) * | 1989-02-24 | 1990-09-06 | Hoya Corp | 有限系大口径非球面レンズ |
| JPH04163510A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-09 | Konica Corp | 光ディスク用対物レンズ |
| JPH0829682A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-02-02 | Konica Corp | 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ |
| TW504582B (en) * | 1999-09-01 | 2002-10-01 | Konishiroku Photo Ind | Objective lens for pickup and light pickup apparatus |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP4053285A patent/JPS61200518A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61200518A (ja) | 1986-09-05 |
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