JPH11144291A - 軸外特性を改善した対物レンズ - Google Patents
軸外特性を改善した対物レンズInfo
- Publication number
- JPH11144291A JPH11144291A JP9322136A JP32213697A JPH11144291A JP H11144291 A JPH11144291 A JP H11144291A JP 9322136 A JP9322136 A JP 9322136A JP 32213697 A JP32213697 A JP 32213697A JP H11144291 A JPH11144291 A JP H11144291A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光情報記録媒体への記録再生装置に用いられ
る光ピックアップ装置に使用される対物レンズの軸外特
性を改善し、広範囲に読取り可能な対物レンズを提供す
る。 【解決手段】 少なくとも一面を非回転対称面とし、前
記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径をR
m,サジタル面の近軸曲率半径をRsとするとき、|R
m|>|Rs|として構成されている。前記対物レンズ
において第1面を回転対象非球面、第2面を前記非回転
対称面として構成することができる。前記対物レンズに
おいて、前記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲
率半径をRm,サジタル面の近軸曲率半径をRsとする
と、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm として構成することができる。
る光ピックアップ装置に使用される対物レンズの軸外特
性を改善し、広範囲に読取り可能な対物レンズを提供す
る。 【解決手段】 少なくとも一面を非回転対称面とし、前
記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径をR
m,サジタル面の近軸曲率半径をRsとするとき、|R
m|>|Rs|として構成されている。前記対物レンズ
において第1面を回転対象非球面、第2面を前記非回転
対称面として構成することができる。前記対物レンズに
おいて、前記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲
率半径をRm,サジタル面の近軸曲率半径をRsとする
と、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm として構成することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報記録媒体への
記録/再生装置に用いられる光ピックアップ装置の対物
レンズとして使用される対物レンズ、さらに詳しく言え
ば、少なくとも一面を非回転対称面とすることで軸上か
ら軸外まで波面収差の変化を少なくした対物レンズに関
する。
記録/再生装置に用いられる光ピックアップ装置の対物
レンズとして使用される対物レンズ、さらに詳しく言え
ば、少なくとも一面を非回転対称面とすることで軸上か
ら軸外まで波面収差の変化を少なくした対物レンズに関
する。
【0002】
【従来の技術】光情報記録媒体への記録再生装置に用い
られる光ピックアップ装置は、レーザ等から発生した光
を媒体面に対物レンズで集光することで情報の読取りと
書込みを行う。この種の対物レンズには回折限界の集光
性能が要求される。そして、両面を非球面の回転対称面
とした単レンズが多く使用されている。例えば、特公平
4−28282号などがそれである。
られる光ピックアップ装置は、レーザ等から発生した光
を媒体面に対物レンズで集光することで情報の読取りと
書込みを行う。この種の対物レンズには回折限界の集光
性能が要求される。そして、両面を非球面の回転対称面
とした単レンズが多く使用されている。例えば、特公平
4−28282号などがそれである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般的にいって、この
種の対物レンズは軸上の性能が最も良くなるように収差
補正がなされ、軸外においては非点収差が増加する傾向
にあり、軸外では必ずしも満足した性能が得られていな
い。しかしながら、光ピックアップ装置では、対物レン
ズはトラッキング動作のために媒体の半径方向に常に移
動し、さらに情報の先読みを行うために軸外も使われる
ことが多いので、前記軸外の性能の低下が問題となる。
本発明はこの問題を解決するためになされたものであ
り、軸上から軸外まで波面収差の変化が少なく性能の悪
化が少ない軸外特性を改善した対物レンズを提供するこ
とにある。
種の対物レンズは軸上の性能が最も良くなるように収差
補正がなされ、軸外においては非点収差が増加する傾向
にあり、軸外では必ずしも満足した性能が得られていな
い。しかしながら、光ピックアップ装置では、対物レン
ズはトラッキング動作のために媒体の半径方向に常に移
動し、さらに情報の先読みを行うために軸外も使われる
ことが多いので、前記軸外の性能の低下が問題となる。
本発明はこの問題を解決するためになされたものであ
り、軸上から軸外まで波面収差の変化が少なく性能の悪
化が少ない軸外特性を改善した対物レンズを提供するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による対物レンズは、少なくとも一面を非回
転対称面とし、前記非回転対称面のメリディオナル面の
近軸曲率半径をRm,サジタル面の近軸曲率半径をRs
とするとき、 |Rm|>|Rs| として構成されている。前記対物レンズにおいて第1面
を回転対象非球面、第2面を前記非回転対称面として構
成することができる。前記対物レンズにおいて、前記非
回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径をRm,
サジタル面の近軸曲率半径をRsとすると、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm として構成することができる。
に、本発明による対物レンズは、少なくとも一面を非回
転対称面とし、前記非回転対称面のメリディオナル面の
近軸曲率半径をRm,サジタル面の近軸曲率半径をRs
とするとき、 |Rm|>|Rs| として構成されている。前記対物レンズにおいて第1面
を回転対象非球面、第2面を前記非回転対称面として構
成することができる。前記対物レンズにおいて、前記非
回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径をRm,
サジタル面の近軸曲率半径をRsとすると、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm として構成することができる。
【0005】本発明は、対物レンズの少なくとも一面を
非回転対称面とすることで、非点収差を制御し、軸上に
軸外の非点収差と反対の非点収差を発生させ、軸外の非
点収差を低減させることにより軸上から軸外まで変化の
少ない波面収差特性を得ることができる。一般に単レン
ズの場合、軸外において、メリディオナル面の見かけ上
の曲率半径がサジタル面の見かけ上の曲率半径よりも小
さくなるために、非点収差が発生する。これを補正する
ためにメリディオナル面の近軸曲率半径をRm、サジタ
ル面の近軸曲率半径をRsとすると、|Rm|>|Rs
|となるようにする。対物レンズには回折限界の集光性
能が要求されるため、両面非球面の単レンズが望まし
く、さらに、一面が非回転対称面で、他の一面が回転対
称面であることが望ましい。
非回転対称面とすることで、非点収差を制御し、軸上に
軸外の非点収差と反対の非点収差を発生させ、軸外の非
点収差を低減させることにより軸上から軸外まで変化の
少ない波面収差特性を得ることができる。一般に単レン
ズの場合、軸外において、メリディオナル面の見かけ上
の曲率半径がサジタル面の見かけ上の曲率半径よりも小
さくなるために、非点収差が発生する。これを補正する
ためにメリディオナル面の近軸曲率半径をRm、サジタ
ル面の近軸曲率半径をRsとすると、|Rm|>|Rs
|となるようにする。対物レンズには回折限界の集光性
能が要求されるため、両面非球面の単レンズが望まし
く、さらに、一面が非回転対称面で、他の一面が回転対
称面であることが望ましい。
【0006】
【作用】本発明によれば、少なくとも一面のメリディオ
ナル面の近軸曲率半径をRm、サジタル面の近軸曲率半
径をRsとすると、|Rm|>|Rs|となるようにす
ることで、軸上から軸外まで変化の少ない波面収差特性
の対物レンズを得ることができる。軸外での波面収差の
増大は主に、非点収差の増大によっている。非点収差は
見かけ上の曲率半径の違いによって発生し、一般に単レ
ンズの場合、軸外においてメリディオナル面の見かけ上
の曲率半径はサジタル面の見かけ上の曲率半径よりも小
さくなる。このために、メリディオナル結像面はサジタ
ル結像面よりもアンダーになり、非点収差が発生する。
これを補正するためにメリディオナル面の近軸曲率半径
をRm、サジタル面の近軸曲率半径をRsとするとき
に、|Rm|>|Rs|となるようにするのであるが、
補正量が大きすぎると、軸上の波面収差の悪化が大きく
なりすぎ、使用できなくなる。近軸曲率半径の差{|R
m|−|Rs|}を0.01mm以内とする。|Rm|
<|Rs|とすると、見かけの曲率半径の差が大きくな
り、さらに非点収差が大きくなる。両面非球面の単レン
ズで、さらに、一面が非回転対称面で、他の一面が回転
対称面である対物レンズにおいて、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm とすることで、軸外の波面収差を良好に保つとともに小
型軽量化が可能となる。またこのレンズは樹脂成形、ガ
ラス成形が可能である。
ナル面の近軸曲率半径をRm、サジタル面の近軸曲率半
径をRsとすると、|Rm|>|Rs|となるようにす
ることで、軸上から軸外まで変化の少ない波面収差特性
の対物レンズを得ることができる。軸外での波面収差の
増大は主に、非点収差の増大によっている。非点収差は
見かけ上の曲率半径の違いによって発生し、一般に単レ
ンズの場合、軸外においてメリディオナル面の見かけ上
の曲率半径はサジタル面の見かけ上の曲率半径よりも小
さくなる。このために、メリディオナル結像面はサジタ
ル結像面よりもアンダーになり、非点収差が発生する。
これを補正するためにメリディオナル面の近軸曲率半径
をRm、サジタル面の近軸曲率半径をRsとするとき
に、|Rm|>|Rs|となるようにするのであるが、
補正量が大きすぎると、軸上の波面収差の悪化が大きく
なりすぎ、使用できなくなる。近軸曲率半径の差{|R
m|−|Rs|}を0.01mm以内とする。|Rm|
<|Rs|とすると、見かけの曲率半径の差が大きくな
り、さらに非点収差が大きくなる。両面非球面の単レン
ズで、さらに、一面が非回転対称面で、他の一面が回転
対称面である対物レンズにおいて、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm とすることで、軸外の波面収差を良好に保つとともに小
型軽量化が可能となる。またこのレンズは樹脂成形、ガ
ラス成形が可能である。
【0007】
【実施例】本発明による実施例による対物レンズと記録
媒体基板の構成を図1に示す。実施例では樹脂成形され
た両凸の両面非球面レンズで、有限共役系であるが、本
発明はガラス成形対物レンズであっても、無限共役系で
あっても良い。実施例の具体的な数値を示す。具体例に
おいて、 f :メリディオナル面の焦点距離 NA :メリディオナル面の開口数 Rm1:第1面のメリディオナル面近軸曲率半径 Rs1:第1面のサジタル面近軸曲率半径 Rm2:第2面のメリディオナル面近軸曲率半径 Rs2:第2面のサジタル面近軸曲率半径 t :レンズ厚 n :屈折率 td :記録媒体の透明保護膜の厚み nd :記録媒体の透明保護膜の屈折率 WD :作動距離 so :光源から対物レンズの第1面までの距離 m :結像倍率 λ :使用波長 とする。また、メリディオナル面の非球面形状は次式で
与えられる。 X=(H2 /Rmi)/〔1+{1−(1+Ki)(H
/Rmi)2 }1/2 〕+ΣAijHj X :光軸上での頂点からの距離 H :Xの位置での非球面上での高さ Rmi:第i面のメリディオナル面近軸曲率半径 Ki :第i面の円錐係数 Aij:第i面j次の非球面係数 また、サジタル面の非球面形状は次式で与えられる。 X=(H2 /Rsi)/〔1+{1−(1+Ki)(H
/Rsi)2 }1/2 〕+ΣAijHj X :光軸上での頂点からの距離 H :Xの位置での非球面上での高さ Rsi:第i面のサジタル面近軸曲率半径 Ki :第i面の円錐係数 Aij:第i面j次の非球面係数 ただし、同一面では、メリディオナル面の円錐係数およ
びj次の非球面係数と、サジタル面のそれは同じであ
る。 f =2.800 NA =0.45 Rm1 =2.03 Rs1 =2.03 Rm2 =−3.541 Rs2 =−3.538 t =1.95 n =1.52395 td =1.2 nd =1.55 WD =1.6 so =16.067 m =−1/5 λ =780nm K1 =−1.168400 A14 = 0.437829E−2 A16 =−0.331480E−3 A18 =−0.616462E−4 A110 =−0.166414E−4 A112 =−0.458221E−5 A114 =−0.714887E−6 A116 =−0.659910E−7 A118 =−0.126895E−6 K2 =−8.525420 A24 =−0.495807E−3 A26 =−0.162834E−3 A28 =−0.232097E−3 A210 =−0.387672E−4
媒体基板の構成を図1に示す。実施例では樹脂成形され
た両凸の両面非球面レンズで、有限共役系であるが、本
発明はガラス成形対物レンズであっても、無限共役系で
あっても良い。実施例の具体的な数値を示す。具体例に
おいて、 f :メリディオナル面の焦点距離 NA :メリディオナル面の開口数 Rm1:第1面のメリディオナル面近軸曲率半径 Rs1:第1面のサジタル面近軸曲率半径 Rm2:第2面のメリディオナル面近軸曲率半径 Rs2:第2面のサジタル面近軸曲率半径 t :レンズ厚 n :屈折率 td :記録媒体の透明保護膜の厚み nd :記録媒体の透明保護膜の屈折率 WD :作動距離 so :光源から対物レンズの第1面までの距離 m :結像倍率 λ :使用波長 とする。また、メリディオナル面の非球面形状は次式で
与えられる。 X=(H2 /Rmi)/〔1+{1−(1+Ki)(H
/Rmi)2 }1/2 〕+ΣAijHj X :光軸上での頂点からの距離 H :Xの位置での非球面上での高さ Rmi:第i面のメリディオナル面近軸曲率半径 Ki :第i面の円錐係数 Aij:第i面j次の非球面係数 また、サジタル面の非球面形状は次式で与えられる。 X=(H2 /Rsi)/〔1+{1−(1+Ki)(H
/Rsi)2 }1/2 〕+ΣAijHj X :光軸上での頂点からの距離 H :Xの位置での非球面上での高さ Rsi:第i面のサジタル面近軸曲率半径 Ki :第i面の円錐係数 Aij:第i面j次の非球面係数 ただし、同一面では、メリディオナル面の円錐係数およ
びj次の非球面係数と、サジタル面のそれは同じであ
る。 f =2.800 NA =0.45 Rm1 =2.03 Rs1 =2.03 Rm2 =−3.541 Rs2 =−3.538 t =1.95 n =1.52395 td =1.2 nd =1.55 WD =1.6 so =16.067 m =−1/5 λ =780nm K1 =−1.168400 A14 = 0.437829E−2 A16 =−0.331480E−3 A18 =−0.616462E−4 A110 =−0.166414E−4 A112 =−0.458221E−5 A114 =−0.714887E−6 A116 =−0.659910E−7 A118 =−0.126895E−6 K2 =−8.525420 A24 =−0.495807E−3 A26 =−0.162834E−3 A28 =−0.232097E−3 A210 =−0.387672E−4
【0008】上記具体例における波面収差を図2に示
す。曲線Aは具体例の波面収差を示し、曲線Bは第2面
のRm2とRs2を同じにした場合の波面収差である。
図2のA実施例では半面角Odegでは0.02λr.
m.s.となっている。A実施例は、B参考例と比べる
と、軸外の波面収差が改善され、変化量も半分に改善さ
れている。図3にA実施例のゼルニケ収差係数を示す。
図4にB参考例のゼルニケ収差係数を示す。A実施例と
B参考例とでは非点収差係数のみが大きく異なってい
る。このように、球面収差係数とコマ収差係数を悪化す
ることなく、非点収差係数を補正することができ、軸外
の波面収差を改善し、変化量を少なくすることができ
た。
す。曲線Aは具体例の波面収差を示し、曲線Bは第2面
のRm2とRs2を同じにした場合の波面収差である。
図2のA実施例では半面角Odegでは0.02λr.
m.s.となっている。A実施例は、B参考例と比べる
と、軸外の波面収差が改善され、変化量も半分に改善さ
れている。図3にA実施例のゼルニケ収差係数を示す。
図4にB参考例のゼルニケ収差係数を示す。A実施例と
B参考例とでは非点収差係数のみが大きく異なってい
る。このように、球面収差係数とコマ収差係数を悪化す
ることなく、非点収差係数を補正することができ、軸外
の波面収差を改善し、変化量を少なくすることができ
た。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズの少なくとも一面を非回転対称面とし、その
メリディオナル面の近軸曲率半径をRmとし、サジタル
面の近軸曲率半径をRsとすると、|Rm|>|Rs|
とすることで、軸上から軸外まで波面収差の変化の少な
い対物レンズを得ることができる。またこのとき、非点
収差のみを補正し、球面収差およびコマ収差には悪影響
がないので、性能の高い対物レンズを得ることができ
る。
対物レンズの少なくとも一面を非回転対称面とし、その
メリディオナル面の近軸曲率半径をRmとし、サジタル
面の近軸曲率半径をRsとすると、|Rm|>|Rs|
とすることで、軸上から軸外まで波面収差の変化の少な
い対物レンズを得ることができる。またこのとき、非点
収差のみを補正し、球面収差およびコマ収差には悪影響
がないので、性能の高い対物レンズを得ることができ
る。
【図1】対物レンズと記録媒体基板の構成図である。
【図2】本発明の実施例における軸外波面収差および、
本発明の実施例において第2面のメリディオナル面の近
軸曲率半径とサジタル面の近軸曲率半径とを同じにした
場合の参考例における軸外波面収差の特性図である。
本発明の実施例において第2面のメリディオナル面の近
軸曲率半径とサジタル面の近軸曲率半径とを同じにした
場合の参考例における軸外波面収差の特性図である。
【図3】本発明の実施例における軸外ゼルニケ収差係数
の特性図である。
の特性図である。
【図4】本発明の実施例において第2面のメリディオナ
ル面の近軸曲率半径とサジタル面の近軸曲率半径とを同
じにした場合の参考例における軸外ゼルニケ収差係数の
特性図である。
ル面の近軸曲率半径とサジタル面の近軸曲率半径とを同
じにした場合の参考例における軸外ゼルニケ収差係数の
特性図である。
1…対物レンズ 2…記録媒体の透明保護膜 3…光束
Claims (3)
- 【請求項1】 少なくとも一面を非回転対称面とし、 前記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径を
Rm,サジタル面の近軸曲率半径をRsとするとき、 |Rm|>|Rs| として構成し軸外特性を改善した対物レンズ。 - 【請求項2】 請求項1記載の対物レンズにおいて第1
面を回転対象非球面、第2面を前記非回転対称面として
構成した軸外特性を改善した対物レンズ。 - 【請求項3】 請求項2記載の対物レンズにおいて、前
記非回転対称面のメリディオナル面の近軸曲率半径をR
m,サジタル面の近軸曲率半径をRsとすると、 0<{|Rm|−|Rs|}<0.01mm として構成した軸外特性を改善した対物レンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9322136A JPH11144291A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 軸外特性を改善した対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9322136A JPH11144291A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 軸外特性を改善した対物レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11144291A true JPH11144291A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=18140337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9322136A Pending JPH11144291A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 軸外特性を改善した対物レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11144291A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100454075C (zh) * | 2004-09-07 | 2009-01-21 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 光拾取器装置用物镜、光拾取器装置以及光信息记录再生装置 |
CN113391319A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 森思泰克河北科技有限公司 | 一种激光雷达外壳的制造方法及激光雷达外壳 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP9322136A patent/JPH11144291A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100454075C (zh) * | 2004-09-07 | 2009-01-21 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 光拾取器装置用物镜、光拾取器装置以及光信息记录再生装置 |
CN113391319A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 森思泰克河北科技有限公司 | 一种激光雷达外壳的制造方法及激光雷达外壳 |
CN113391319B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-07-29 | 森思泰克河北科技有限公司 | 一种激光雷达外壳的制造方法及激光雷达外壳 |
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