JPS60149016A - 光学情報記録再生用素子 - Google Patents

光学情報記録再生用素子

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JPS60149016A
JPS60149016A JP59004575A JP457584A JPS60149016A JP S60149016 A JPS60149016 A JP S60149016A JP 59004575 A JP59004575 A JP 59004575A JP 457584 A JP457584 A JP 457584A JP S60149016 A JPS60149016 A JP S60149016A
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裕之 市川
Hisami Nishi
壽巳 西
Minoru Toyama
遠山 実
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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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】 本発明はビデオディスク、コンパクトディスク。
光磁気記憶装置等の光学情報記録媒体を対象とする情報
の記録再生に有用な光学素子に関する。
上記用途に用いられる光学素子は光源からの平行□光線
を記憶媒体上に結像するものであり、光学系組み立て時
の組み立て誤差あるいは7つの光学素子に複数のビーム
を通し例えばトラッキングビームは軸外入射させる等の
使用条件を考慮する上軸外収差等にコマ収差を充分に補
正しておかねばならない。そして実用的には使用光線波
長をλとして残留波面収差を274以内に納めることが
要求されている。また、上記性能以外に小型、軽量且つ
原価であることも必要である。過去において光学情報の
記録・再生用光学素子として種々のものが提案されてい
るが、いずれも欠点が多い。
例えば屈折率が一様な透明体でつくられた通常の球面レ
ンズを多数枚組み合せた集光レンズではレンズ部が大き
く且つ重くなり、装置の小型軽量化が困難になるばかり
でなく、レンズ部の重量化によって光ピンクアップ等の
トラッキング、サーボ動作に悪影響を与える。
また、多数枚のレンズを光線が通過する際に各レンズ面
で反射ロスを生じ記憶媒体に到達する光パワーが減少す
るためビーム制御に関する信頼性が低下するという問題
もある。
さらに光学系が複雑となるため高精度の加工、絹み立て
か困難になる不利益がある。
」二記のような組み合せ球面レンズの欠点を解消するも
のとして例えば特開昭!;g−/、2.23/2号では
片端面を凹面とした屈折率分布型レンズが提案されてい
るが、一般に光学情報記録再生用素子は直径が数ミリメ
ートル以下と極めて微小なものであるため、その端面を
所定曲率の凹面に加工することは極めて困難であり、且
つ加工できたとしても鋭利な周縁をもつため縁欠けを生
じやすく実用的ではない。また光源側が平面で記憶媒体
側が凹面であるようなレンズは、凹面が負のパワーをも
つためレンズ内の屈折率分布によって著しく大きなパワ
ーを得なければ必要な開0数を得られない。
このことは極めて大きい屈折率差を要求されるとともに
屈折率分布定数の高次項の制御が必要となり、製造が著
しく困難になる。
奎 訣発明の主な目的は上記従来の問題点を解決し、収差が
小さく高い光学性能を持つとともに製造が容易で小型軽
量な光学情報記録再生用素子を提供することにある。本
発明に係る素子は、平行ないしはほぼ平行な光束を光学
情報記録媒体」二に集束投射する素子であって、前記光
束の入射面を凸曲面に、出射面を平面とするとともに、
中心軸から外周に向けて漸減する屈折率分布を形成した
透明円柱体で構成される。
以下本発明の好適実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第11fflにおいて/が光源、2が本発明の光学素子
であり、光源/から出た平行光束3は素子−によって光
学情報記録媒体lの記録部4’A上の一点0に集束投射
され、この点0で媒体への情報記憶または既に記録され
ている情報の光学的読み出しが行なわれる。一般に光束
3は完全な平行光束ないしはビーム拡散角(半角)がプ
ラスマイナス3°以下のほぼ平行な光束が使用され、レ
ンズ中心軸Sに対して平行にまたは一定の角度をもって
斜めに入射される。また素子2の出射面、2B から記
録媒から外周に向は半径方向に漸減する屈折率分布を形
成したガラス、合成樹脂等の透明(使用波長に対して)
な円柱体からなり、光源からの光束3が入射する入射端
面2Aは凸曲面で出射端面2Bは中心軸Sに垂直な平面
としである。
本発明で素子2の端面の向きは非常に重要であり、光源
l側に凸曲面端面2Aを、記録媒体q側に平面端面2B
をそれぞれ向けて配置しなければならない。上記と逆に
光源側を平面とし、記録媒体側を凸面とした場合、素子
からの出射光線は記録媒体側屈折面において法線に対し
て相対的に大きな角度で出射するため屈折面による高次
収差を発生し、素子外周部で球面IIv差は補正不足気
味になると共に、正弦条件の不満足量の増加のため軸外
特性が著しく悪化する。これに対して光源側の素子端面
を凸曲面とし、記録媒体側の端面を平面とすることによ
り光線は素子両端面で2回にQ+−Jで屈折されるため
球面Q差は小さくおさえられ、また正弦条件を満足する
ことができる。
本発明に係る素子2内の屈折率分布は中心軸S」二の屈
折率をno 、中心軸からの距離rの点における屈折率
をn(r)として、 n2(r)−no” (/−(gr)”十h4(gr)
’十h6(gr)6+h8(gr)”十・・・〕・・・
(])で表わされる分布形状が一般に使用される。ここ
でg、h4+h6+h8は分布定数である。そして」二
記式(1)で表わされる屈折率分布をもつ素子を使用す
る場合、no、gおよび素子の有効半径rOを第2図の
グラフ中斜線で囲まれる領域内の条件に設定することに
より特に低収差の高性能の素子が得られることを見い出
した。
第2図のグラフは、軸上屈折率no 、分布定数gおよ
び素子の有効半径roの債をGとしてこのGの値を横軸
とじrOをたて軸としており、斜線を施した領域はro
=、!Jmm、 (E−0,II3 、ro=−/30
G+!;2(rnm)、ro=−3,、r7G−+−,
z、fl′Hmm)、ro=−tooa+4io、s(
mm) I ro−−11G+3.Ll/(mm )の
各直線によって囲まれる部分である。
上記の斜線領域外でro>−100G+llO,!;で
旧つro >−1I−G+J、 # /では正弦条件不
満足量の補正が不足気味となり、またro(−150G
+32の範囲では補正が過剰気味になる。またro(−
3,g7G十21g5ならば球面収差の補正が困難にな
る。そしてro、no。
どの相対関係を斜線の領域内とすることにより正弦条件
不満足量の絶対値を002%以下という極めて小さい値
に抑えることができる。
次に本発明の具体的数値例を示す。
実施例 Z=/、4’/mm R1−J、5mm no=/、tooo g=o−/1..2mm−1 h4=−o、6F h6=−x、s h8=−i。
f=3.t12mm WD=/、gmm ここで2は素子長さ、R1は光源側屈折面の曲率半径、
noは軸−に屈折率、g + h 4+ h 61ha
は分布定数、fは像側焦点距離、WDは素子端面から記
録媒体までの距離である。また、L閉側の収差曲線を第
3図に示す。
第3図において実線は球面収差を、点線は正弦条件不満
足量を表わしている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第、2図は
本発明の素子で有効半径ro 、分布定数gおよび軸上
屈折率nOc′)最適範囲を示すグラフで横軸Gはro
 、 g 、 no の積であり、第3図は本発明の具
体例における球面収差(実線)および正弦条件不満足N
(破線)を表わすグラフである。 / 光源 2 光学素子 3 平行光束り 光清報記録
媒体 第1図 第2図 第二 レ −0,00500゜ (mm) ;、A。 −S、C。 トーーーーー 05 手 続 補 正 書 7 昭和59年2月3日 特許庁長泊殿 癲 / 事件の表示 ぐ7= bρψr7r2 発明の名称 光学情報記録再生用素子 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府大阪市東区道イ1丁4丁目8番i+!I
Z 補正の対象 明細書 補正の内容 1)明細書第1頁第q行ないし第2頁第g行にある特許
請求の範囲全文を別紙の通り補正する。 2)明細書第1頁第1ざ行ないし第、20行に1・・・
・、出射面を平面とするとともに、・・・で構成される
。」 とあるのを、 「・・・・、出射面を平面とした透明円柱体で構成され
る。」 と補正する。 2、特許請求の範囲 (1) 平行ないしけほぼ平行な光束を光学情報記録媒
体上に集束投射する素子であって、前記光束の入Q、1
面を凸曲面とし出身・1面を平面とした透明円柱体から
なる光学情報記録再生用素子。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記円柱体内に
中心軸から外周に向けて漸減する屈折率分布を形成した
光学情報記録再生用素子。 (3)特許請求の範囲第2項において、前記屈折率分布
がn2(r)=no2(/ −(gr)2−1−h、(
gr)’+b6(gr)6+・・)で表わされる光学情
報記録再生用1子。 (4)特許請求の範囲第3項において、no、gおよび
レンズ有効半径rOの積を0としたとき一/jOX(1
+5jmm≦rO≦−/ 00XG+’l OJ mm
 の条件を満たし、且つro≦−2,5m m + G
≦oI1.sである光学情報記録再生用素子。 (5)特許請求の範囲第3項において、nc+ gおよ
びレンズ有効半径yoの積をOとしたとき、−3,I7
×(3+2.ざ3mm≦rO≦−+X(]+、?、ダ/
mm の条件を満たし、■つrO≦、2Jmm + 0
≦0.t5である光学情報記録再槍−子。 6)特+rriyl求のW、凹第1項において、前記光
束入射断面の少なくとも一部における入射光線に関し、
正弦条件不満足量の絶対値がOl、2%以下である光学
情報記録再生用素子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)平行ないしはほぼ平行な光束を光学情報記録媒体
    上に集束投射する素子であって、前記光束の入射面を凸
    曲面とし出射面を平面とするとともに、中心軸から外周
    に向けて漸減する屈折率分布を形 3成した透明円柱体
    からなる光学情報記録再生用素子。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記屈折率分布
    が12(r)−no2(/−(gr)2+h、<gr)
    ’十h6(gr) 6+・)で表−わされる光学情報記
    録再生用素子。 (3)特許請求の範囲第2項において、no、gおよび
    レンズ有効半径rOの積をGとしたとき一/30XG+
    3.!mm≦ro≦−100XG+llOjmmの条件
    を満たし、且つro≦、zJmm、G≦o、ttsであ
    る光学情報記録再生用素子。 (4)特許請求の範囲第2項において、009gおよび
    レンズ有効半径 roの積をGとしたとき、−3,17
    X(A−2,1Kmm≦rO≦−11XG−+−3,1
    1/mm (7)条件を満たし、旧ツrO≦r、smm
     r G≦o3sである光学情報記録再生用素子。 (5)特許請求の範囲第1項において、前記光束入射断
    面の少なくとも一部における入射光線に関し、正弦条件
    不満足量の絶対値が0.2%以下である光学情報記録再
    生用素子
JP59004575A 1984-01-13 1984-01-13 光学情報記録再生用素子 Granted JPS60149016A (ja)

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EP19850300175 EP0156453B1 (en) 1984-01-13 1985-01-10 Lens for an optical recording/reproducing apparatus
US06/690,137 US4643535A (en) 1984-01-13 1985-01-10 Optical information recording/reproducing element
DE8585300175T DE3571084D1 (en) 1984-01-13 1985-01-10 Lens for an optical recording/reproducing apparatus

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JPH0570125B2 JPH0570125B2 (ja) 1993-10-04

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