JPS60247611A - 光学ヘツド - Google Patents
光学ヘツドInfo
- Publication number
- JPS60247611A JPS60247611A JP59103631A JP10363184A JPS60247611A JP S60247611 A JPS60247611 A JP S60247611A JP 59103631 A JP59103631 A JP 59103631A JP 10363184 A JP10363184 A JP 10363184A JP S60247611 A JPS60247611 A JP S60247611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- grating
- spherical
- grating lens
- optical head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
- G02B27/4216—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting geometrical aberrations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- G—PHYSICS
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- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光学式記録媒体上の情報記録面にレーザ光を
収束させ、反射光によシ記録されている情報を読取る光
学ヘッドに関する。
収束させ、反射光によシ記録されている情報を読取る光
学ヘッドに関する。
萼＃−１マートの Ｖ４ン等 ４１ ｌ ツ カ 山２
１ パ ｘ＋ −−よコイオディスクに使用される光学
ヘッドはレーザ光を１μｍオーダーの極小スポットに絞
ヤ込まねば々らないため、開口数の大きい高性能の収束
レンズが必要とされる。従来この収束レンズとしては第
１図に示すような３枚構成の対物レンズが用イラれてい
る。このような対物レンズは３枚構成であるために小型
軽量化には限度があシ、また価格的にも高いものとなっ
ている。
１ パ ｘ＋ −−よコイオディスクに使用される光学
ヘッドはレーザ光を１μｍオーダーの極小スポットに絞
ヤ込まねば々らないため、開口数の大きい高性能の収束
レンズが必要とされる。従来この収束レンズとしては第
１図に示すような３枚構成の対物レンズが用イラれてい
る。このような対物レンズは３枚構成であるために小型
軽量化には限度があシ、また価格的にも高いものとなっ
ている。
この対物レンズの小型軽量化あるいは低価格化のだめの
手段として一つは非球面単レンズを用いる方法（Ａｐｐ
ｘ、０ｐｔ−２２，Ｎｏ、 １６ （１９８３） ２４
１０−２４１５） 、もう一つはグレーティングレンズ
あるいはホログラフィックレンズを用いる方法（特開昭
５５−１６３５６６）が考えられている。
手段として一つは非球面単レンズを用いる方法（Ａｐｐ
ｘ、０ｐｔ−２２，Ｎｏ、 １６ （１９８３） ２４
１０−２４１５） 、もう一つはグレーティングレンズ
あるいはホログラフィックレンズを用いる方法（特開昭
５５−１６３５６６）が考えられている。
前者における問題点は非球面加工が難しいことおよびレ
ンズが厚くなシ軽量化（二限度があることである。一方
後者のグレーティングレンズは小型軽量で収差のないレ
ンズが得られるという利点があるが、開口数の大きいレ
ンズはグレーティングの憂／１％ ）’ツ壬−Ａｆｆｉ
曲當ｔ＝ Ａ＼省ｌ鳴り糊創禍２田諺ア龜ること、およ
び１枚の平面上に形成されるので自由度が小さく、設計
した入射角以外に対しては収差が太きくなってしまい、
有効視野角を広くきれかい。有効視野角が小さいと、フ
ォーカシングサーボ、トラッキングサーボ壜どで対物レ
ンズを駆動する場合、レンズのブレによシ極小スポット
には絞れなくなル焦点検出、トラック検出ができなく々
るという問題がある。
ンズが厚くなシ軽量化（二限度があることである。一方
後者のグレーティングレンズは小型軽量で収差のないレ
ンズが得られるという利点があるが、開口数の大きいレ
ンズはグレーティングの憂／１％ ）’ツ壬−Ａｆｆｉ
曲當ｔ＝ Ａ＼省ｌ鳴り糊創禍２田諺ア龜ること、およ
び１枚の平面上に形成されるので自由度が小さく、設計
した入射角以外に対しては収差が太きくなってしまい、
有効視野角を広くきれかい。有効視野角が小さいと、フ
ォーカシングサーボ、トラッキングサーボ壜どで対物レ
ンズを駆動する場合、レンズのブレによシ極小スポット
には絞れなくなル焦点検出、トラック検出ができなく々
るという問題がある。
本発明の目的は、上述の困難を解消し、高性能でかつ作
製も容易な収束レンズを備えた光学ヘッドを提供するこ
と（＝ある。
製も容易な収束レンズを備えた光学ヘッドを提供するこ
と（＝ある。
本発明は球面レンズとグレーティングレンズを組合せる
ととＣ二より、球面収差を補正しかつ有効視野角本人き
くとれるようにしたものである。
ととＣ二より、球面収差を補正しかつ有効視野角本人き
くとれるようにしたものである。
本発明によれば、非球面レンズを用いな（とも、球面レ
ンズ１枚で収差のないレンズが得られる。
ンズ１枚で収差のないレンズが得られる。
またグレーティングレンズを単独で用いる場合に比べる
と、グレーティング最小ピッチが大きいのでグレーティ
ングレンズの作製が容易であり、さらｔ二有効視野角の
大きいレンズの設計が可能である。
と、グレーティング最小ピッチが大きいのでグレーティ
ングレンズの作製が容易であり、さらｔ二有効視野角の
大きいレンズの設計が可能である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
一般に、球面単レンズに平行光束を入射させた場合屈折
して透過した光線は第２図に示す如く、一点には集才ら
ない。それに対しグレーティングレンズは第３図に示す
ように、例えば垂直に入射した光に対して無収差で焦点
乙に収束させるように設計することができる。しかしな
がら、光軸に対しである角度０をなして入射する光に対
してはもはや無収差ではなくなる。第４図は波長０．７
８μｍ。
して透過した光線は第２図に示す如く、一点には集才ら
ない。それに対しグレーティングレンズは第３図に示す
ように、例えば垂直に入射した光に対して無収差で焦点
乙に収束させるように設計することができる。しかしな
がら、光軸に対しである角度０をなして入射する光に対
してはもはや無収差ではなくなる。第４図は波長０．７
８μｍ。
開口数０．４７．焦点距ｌ１１１１ ｗｘとして設計し
たグレーを入射させた場合の焦点面ぎ二おける光の強度
分布を示したものである。入射角が大きくなると収差が
生じて、ピークの高さが小さくなシまたサイドローブが
大きくなる。第５図の破線はこのグレーティングレンズ
の波面収差の標準偏差（ｒ、ｍ、８．）は±０．２７”
である。
たグレーを入射させた場合の焦点面ぎ二おける光の強度
分布を示したものである。入射角が大きくなると収差が
生じて、ピークの高さが小さくなシまたサイドローブが
大きくなる。第５図の破線はこのグレーティングレンズ
の波面収差の標準偏差（ｒ、ｍ、８．）は±０．２７”
である。
球面レンズとグレーティングレンズを組合せると、この
入射角許容範囲を大きくすることが可能である。第６図
は本発明の一実施例を示したもので、平凸球面レンズと
グレーティングレンズ各１枚から構成されている。との
ような配置では球面レンズとグレーティングレンズとの
軸調整も容易である。第５図の実線は第６図の配置にお
いて、球面レンズの屈折率＝ １．５ 、 Ｒ＝ １．
５ ｔｍ 、 ｈ ＝ ０．５ ｗｉ。
入射角許容範囲を大きくすることが可能である。第６図
は本発明の一実施例を示したもので、平凸球面レンズと
グレーティングレンズ各１枚から構成されている。との
ような配置では球面レンズとグレーティングレンズとの
軸調整も容易である。第５図の実線は第６図の配置にお
いて、球面レンズの屈折率＝ １．５ 、 Ｒ＝ １．
５ ｔｍ 、 ｈ ＝ ０．５ ｗｉ。
ｆ ＝ １ ｍ 、開口数＝０．４７とした場合の、Ｖ
と０との関係を示したものである。破線で示したグレー
ティングレンズ単独の場合に比べ波面収差が小さくなっ
ていることがわかる。Ｖ≦λ／２０ の範囲はこの場合
で±０．４である。几、ｈおよび球面レンズとグレーテ
ィングレンズとの距離を適当に選ぶと）−ｒ二１ｈ−貞
ちに有効視野角を大きくとる設計も可能である。
と０との関係を示したものである。破線で示したグレー
ティングレンズ単独の場合に比べ波面収差が小さくなっ
ていることがわかる。Ｖ≦λ／２０ の範囲はこの場合
で±０．４である。几、ｈおよび球面レンズとグレーテ
ィングレンズとの距離を適当に選ぶと）−ｒ二１ｈ−貞
ちに有効視野角を大きくとる設計も可能である。
第６図に示した配置のもう一つの利点はグレーティング
レンズの最小格子間隔が、グレーティングレンズを単独
で用いた場合に比べて大きいことである。第３図のよう
Ｃ：グレーティングレンズを単独で用いる場合、最小格
子間隔△１は開口数（Ｎ、Ａ、）に対して次式の関係に
ある。
レンズの最小格子間隔が、グレーティングレンズを単独
で用いた場合に比べて大きいことである。第３図のよう
Ｃ：グレーティングレンズを単独で用いる場合、最小格
子間隔△１は開口数（Ｎ、Ａ、）に対して次式の関係に
ある。
λ
△−＝１工 （１）
ここでλは入射光の波長である。λ＝０．７８μｍ 。
Ｎ、Ａ、 ＝ ０．４７とすると、（１）式より△、、
、 １．６６ μｆｆｌとなる。これは量産性などを
考慮すると、かなシ厳しい値である。−１第６図のよう
に球面レンズとグレーティングレンズとを配置した場合
の最小格子間隔は で与えられる。ここでＮ、Ａ、／は球面レンズの開口数
である。第５図の実線をプロットするのに用いた例では
Ｎ、Ａ、’ ＝ ０．２となシ、これよシ△、々２．９
μｍとなる。Ｎ、Ａ、’ もさらに大きくすると、△１
も大きくできる。その場合、球面レンズの開口数が大き
くなっても収差はグレーティングレンズで補正するよう
に設計するので問題はない。
、 １．６６ μｆｆｌとなる。これは量産性などを
考慮すると、かなシ厳しい値である。−１第６図のよう
に球面レンズとグレーティングレンズとを配置した場合
の最小格子間隔は で与えられる。ここでＮ、Ａ、／は球面レンズの開口数
である。第５図の実線をプロットするのに用いた例では
Ｎ、Ａ、’ ＝ ０．２となシ、これよシ△、々２．９
μｍとなる。Ｎ、Ａ、’ もさらに大きくすると、△１
も大きくできる。その場合、球面レンズの開口数が大き
くなっても収差はグレーティングレンズで補正するよう
に設計するので問題はない。
第７図は本発明の他の実施例を示したものである。この
例では目打効率を高くするため、ブレーズ化したグレー
ティングレンズを用いている。このようなグレーティン
グレンズは電子線露光あるいはＮＣ施盤加工などによ）
作製可能である。第６図では省略しであるが、第７図に
示すように、ディスク基板調およびグレーティングレン
ズ基板の厚さをも考慮してグレーティンブレ”ンズの設
計が行なえることはいう葦でもない。
例では目打効率を高くするため、ブレーズ化したグレー
ティングレンズを用いている。このようなグレーティン
グレンズは電子線露光あるいはＮＣ施盤加工などによ）
作製可能である。第６図では省略しであるが、第７図に
示すように、ディスク基板調およびグレーティングレン
ズ基板の厚さをも考慮してグレーティンブレ”ンズの設
計が行なえることはいう葦でもない。
１１８１図は従来の対物レンズの構成を示す図、第２図
は球面単レンズによる球面収差を説明するための図、第
３図はグレーティングレンズを単独で用いる場合を示し
た図、ｖｓ４図はその場合のスポット強度分布を示す図
、第５図は本発明と第３図の場合との比較を説明するた
めの図、第６図は本。 発明の実施例を示す図、第７図は本発明の他の実施例を
示す図である。 １１〜１５・・・球面レンズ ２］ 、３１ 、３２・・・グレーティングレンズ２２
〜２５・・・焦点 詞・・・テイスク基板代理人弁理士
則近憲佑 外１名 第 ４ 図 θ（ｄａｊ） 第 ６ 図 １、へ 第 ７ 図
は球面単レンズによる球面収差を説明するための図、第
３図はグレーティングレンズを単独で用いる場合を示し
た図、ｖｓ４図はその場合のスポット強度分布を示す図
、第５図は本発明と第３図の場合との比較を説明するた
めの図、第６図は本。 発明の実施例を示す図、第７図は本発明の他の実施例を
示す図である。 １１〜１５・・・球面レンズ ２］ 、３１ 、３２・・・グレーティングレンズ２２
〜２５・・・焦点 詞・・・テイスク基板代理人弁理士
則近憲佑 外１名 第 ４ 図 θ（ｄａｊ） 第 ６ 図 １、へ 第 ７ 図
Claims (2)
- （１）光源から出射された光ビームを情報記録面上に収
束させるための収束レンズを有する光学ヘッドに於いて
、前記収束レンズが球面レンズ及びグレーティングレン
ズからなることを特徴とする光学ヘッド。 - （２）収束レンズの開口数は該収束レンズを構成する球
面レンズ及びグレーティングレンズの各開口数よシも大
きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103631A JPS60247611A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 光学ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103631A JPS60247611A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 光学ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247611A true JPS60247611A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14359114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103631A Pending JPS60247611A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 光学ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247611A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0312341A2 (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | Theodore Robert Whitney | High resolution imagery systems |
| US4863248A (en) * | 1987-11-24 | 1989-09-05 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Single collimator lens |
| JPH02179605A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-07-12 | Univ Rochester | 像形成用回折光学素子の収差を低減する方法とそのための光学系 |
| JPH05210054A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | 回折および屈折光学素子を使用する双接眼レンズ光学システム |
| US5479238A (en) * | 1987-10-25 | 1995-12-26 | Whitney; Theodore R. | High resolution imagery systems and methods |
| US5631779A (en) * | 1993-05-24 | 1997-05-20 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
| WO2002052331A3 (en) * | 2000-12-22 | 2002-10-10 | Cdm Optics Inc | Wavefront coded imaging systems |
-
1984
- 1984-05-24 JP JP59103631A patent/JPS60247611A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0312341A2 (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-19 | Theodore Robert Whitney | High resolution imagery systems |
| JPH021109A (ja) * | 1987-10-13 | 1990-01-05 | Theodore R Whitney | 高解像光学系 |
| US4936665A (en) * | 1987-10-25 | 1990-06-26 | Whitney Theodore R | High resolution imagery systems and methods |
| US5479238A (en) * | 1987-10-25 | 1995-12-26 | Whitney; Theodore R. | High resolution imagery systems and methods |
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| JPH02179605A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-07-12 | Univ Rochester | 像形成用回折光学素子の収差を低減する方法とそのための光学系 |
| JPH0833525B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1996-03-29 | ザ・ユニヴァーシティー・オブ・ロチェスター | 像形成用回折光学素子の収差を低減する方法とそのための光学系 |
| JPH05210054A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | 回折および屈折光学素子を使用する双接眼レンズ光学システム |
| US5631779A (en) * | 1993-05-24 | 1997-05-20 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
| WO2002052331A3 (en) * | 2000-12-22 | 2002-10-10 | Cdm Optics Inc | Wavefront coded imaging systems |
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