JPH045362B2

JPH045362B2 -

Info

Publication number: JPH045362B2
Application number: JP12358984A
Authority: JP
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1992-01-31
Also published as: JPS613110A

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的（産業上の利用分野）この発明は光デイスク記録・再生用対物レン
ズ、特に２種類の波長の光を用い、一方の波長の
光で記録し、他方の波長の光で読み出しを行なう
ものに関する。（従来技術）一般によく知られているように、光デイスク用
対物レンズは、レンズの駆動装置の負荷をへらす
ために、所望の作動距離を確保したうえで、でき
るだけ軽量・小型で、しかも安価であることが望
ましい。このような目的で考案されたレンズとして、特
開昭58−72114号が知られている。このレンズは、
４枚のレンズから構成され、レンズ全長も長く、
軽量・小型とは云えないものであつた。また、構
成枚数が多く、高価であるという問題があつた。近年、モールドガラスによつて非球面レンズを
製造する技術が進歩し、光デイスク再生用対物レ
ンズをモールドガラスを用いた非球面単レンズで
実現した例が報造されている。（Appl Opt、
vo1、22No.16p.2413〜2415（1983））また、上記の例と同様、屈折面を非球面化する
ことで球面収差を容易に補正できるので、これを
用いてレンズの構成枚数を減じた例も知られてい
る。しかし、従来、光デイスク用対物レンズの多く
は記録用もしくは再生用と異なる目的で開発され
てきたため、一般に色収差の補正が行なわれてお
らず、上記の公知例も単色光専用のものである。このような対物レンズを用いて２種類の波長の
レーザー光を用い、一方の波長で記録を行い、他
方の波長で読み出しを行なおうとしても、同じ焦
点位置に集光することが不可能である。このた
め、一方もしくは両方の波長の入射光をわずかに
発散光もしくは収歛光としてスポツト径が許容範
囲に止まるようにして使用していた。しかし、この方法は、デイスクの面振れに対し
て対物レンズを光軸方向に移動させると、２種類
の波長の光に対する焦点位置がずれてくるため、
デイスクの面振れに対するフオーカシング制御可
能な範囲が限定され、実用上問題があつた。（発明が解決しようとする問題点）上記の問題を解決するためには、対物レンズを
色消しとすればよい。しかし、この発明のように１枚の接合せレンズ
近軸軸上色収差を補正しようとすると、接合面の
曲率が非常に強くなり、大口径化を計ることが難
しくなる。大口径とするために接合面の曲率を出
来るだけ弱くしようとすれば、接合する正レンズ
にはアツベ数の非常に大きいもの、負レンズには
アツベ数の非常に小さいものを用いる必要が生
じ、使用するレンズ材料には大幅な制限を受け
る。更に、接合面が球面のまま近軸軸上色収差を補
正しても、大口径とした場合は、開口数の大きい
光線に対して波長の異なる光束の球面収差の差が
大きく、実際には軸上色収差を補正したことには
ならないという問題がある。発明の構成（問題点を解決するための手段）この発明の対物レンズは、物体側の両凸レンズ
と、その像側に貼合せられた負レンズとからなる
接合レンズであつて、その接合面を非球面とした
点が最大の特徴である。そして、両凸レンズのｄ線におけるアツベ数を
ν_pd、負レンズのそれをν_odとしたとき 10＜ν_pd−ν_od ……(1) を満すことが必要である。更に 0.8＜r₁／（n_p−１）ｆ＜1.4 ……(2) r₁：正レンズの物体側の面の頂点曲率半径 n_p：正レンズの屈折率ｆ：合系の焦点距離の条件を満すことが望ましい。更に、正レンズの屈折率n_pについて 0.2＜（n_p−１）（１−ν_od／ν_pd）……(3) を満足するのが望ましい。（作用）上記のように、接合面の曲率が強くなりすぎて
大口径化が難しくなるのに対しては、非球面化し
て、接合面の頂点曲率を強くしながら、光軸から
離れる程曲率を弱くすることによつて大口径化を
計ることが出来る。同時に、これによつて波長に
よる球面収差の差を減少することが出来る。条件
(1)はこのときの正レンズと負レンズのアツベ数の
差に関する条件である。接合面を非球面化するこ
とにより、アツベ数に関する制限は大幅に緩和さ
れるが、この条件の下限をこえると軸上色収差の
補正が困難になる。光デイスク記録・再生用対物レンズでは、周知
のとおり球面収差を良好に補正し、軸上収差を回
析限界内に押える必要がある。また、光学系の製
作誤差等により入射光が光軸に対して傾いた場合
でも、性能の劣化が少ないように正弦条件を良好
に補正することが望ましい。この発明では、正レンズの物体側の面及び負レ
ンズの像側の面を非球面化することで球面収差と
正弦条件の補正を行なうことができる。このとき
条件(2)の上限をこえて正レンズの物体側の面の曲
率が弱くなると、外向のコマ収差の発生が著し
く、これをこの面の非球面化で補正することが困
難になる。逆に下限をこえて曲率が強くなると、
内向のコマ収差の発生が著しく、これを非球面化
で補正することは困難である。何れの場合も正弦
条件が悪化し、光デイスク記録再生用対物レンズ
としては利用しずらいレンズとなつてしまう。正レンズの屈折率K_pは、近軸軸上色収差の補
正条件から、レンズを薄肉レンズと考えた場合、
次式で表わされる。 K_p＝１／（１−υ_od／υ_pd）ｆ ……(a) 一方正レンズの像側の面の頂点曲率半径をr₂と
して正レンズの屈折力K_pはレンズを薄肉レンズ
として次式で表わされる。 K_p＝（n_p−１）（１／r₁−１／r₂） ……(b) (a)(b)式から次式を得ることが出来る。１／r₁−１／r₂＝１／（n_p−１）（１−υ_od／υ_pd）
ｆ……(c) すなわち、（n_p−１）（１−ν_od／ν_pd）ｆが小さい
と正レンズの物体側の面の曲率と像側の面の頂点曲
率の差である１／r₁−１／r₂が大きくなつてしまう。正レンズは両凸レンズであるので、(c)式左辺は正
で、これが大となる程、レンズの大口径化を計る
には、両屈折面を非球面化したとしてもレンズの
軸上厚を大きくしなければならず、作動距離が短
かくなつてしまう。このとき、物体側の面の頂点
曲率を弱くして無理に作動距離を長くしようとす
ると条件(2)の上限を超えてしまつて好ましくな
い。このため条件(3)を満足することが求めらる。（実施例）以下本発明の実施例を示す。表中 r₁は第１レンズの物体側の面の頂点曲率半径 r₂は第１レンズと第２レンズの接合面の頂点曲
率半径 r₃は第２レンズの像側の面の頂点曲率半径 d₁、d₂はそれぞれ第１レンズ、第２レンズの軸
上厚 n₁、n₂はそれぞれ第１レンズ、第２レンズの
830nｍ波長光に対する屈折率 ν_d1、ν_d2はそれぞれ第１レンズ、第２レンズの
ｄ線におけるアツベ数 d_cはカバーガラスの軸上厚（カバーガラスの830nｍ波長光に対する屈折率
は1.50974、ｄ線におけるアツベ数は64.1である）Ｍは結像倍率 WDは作動距離また、非球面形状は面の頂点を原点として光軸
方向をＸ軸とした直交座標系（XYZ）において
頂点曲率をＣ（＝１／γ）Ｋを円錐定数、A₁A₂、 A₃、A₄を非球面係数、P₁、P₂、P₃、P₄を非球面
べき数とするとき φ＝√²＋² で表わされる非球面である。

【表】

【表】非球面係数・べき数

【表】発明の効果この発明は、第１図にその断面を示すように、
両凸レンズと負レンズの接合レンズという非常に
簡単な構成で、レンズ全長も短かく、公知のレン
ズと比較して著しく小型軽量であり、安価に製造
できる。しかも、第２図ないし第７図に示す収差図から
も明らかな通り、球面収差、正弦条件を良好に保
ちながら色収差の補正も行なつており、色による
球面収差の差も最小に抑えてある。さらに、接合レンズの１群構成であるため、鏡
枠も省略することができ、鏡筒を含めた対物レン
ズ全体をさらに小型軽量化し、コストダウンを計
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の対物レンズの１実施例のカ
バーガラスを含めての断面図、第２図ないし第７
図はそれぞれ実施例１ないし実施例６の諸収差図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１物体側の両凸レンズと、その像側に貼合せら
れた負レンズからなり、少なくともその接合面が
非球面であり 10＜ν_pd−ν_od 但し ν_pd：正レンズのｄ線におけるアツベ数 ν_od：負レンズのｄ線におけるアツベ数を満足する光情報記録・再生用対物レンズ。