JPS6210613A - 光デイスク用レンズ - Google Patents
光デイスク用レンズInfo
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- JPS6210613A JPS6210613A JP15061085A JP15061085A JPS6210613A JP S6210613 A JPS6210613 A JP S6210613A JP 15061085 A JP15061085 A JP 15061085A JP 15061085 A JP15061085 A JP 15061085A JP S6210613 A JPS6210613 A JP S6210613A
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- Japan
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- lens
- semiconductor laser
- power
- optical disc
- aspherical
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (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】
この発明は、光ディスク用レンズ、詳しくは半導体レー
ザーを光源とし、この光源とディスク用対物レンズとの
間にビームスプリッタ−1あるいはスクープ方式の情報
再生装置においては透明平板を配置した光ディスク用レ
ンズに関する。
ザーを光源とし、この光源とディスク用対物レンズとの
間にビームスプリッタ−1あるいはスクープ方式の情報
再生装置においては透明平板を配置した光ディスク用レ
ンズに関する。
(従来の技術)
光ディスク用レンズシステムとしては、レンズ系を通過
した半導体レーザーからのレーザー光が情報記録媒体た
るディスク上のピット面に収束し。
した半導体レーザーからのレーザー光が情報記録媒体た
るディスク上のピット面に収束し。
その反射光が再びレンズ系を通ってその戻り光の一部が
ビームスプリッタ−で偏向されたのち、ディテクターに
入り1合魚信号やトラッキング信号が得られるように構
成されているもの、あるいはディスクからの反射光を、
レンズ及び平板を介して光源たる半導体レーザーに帰還
させ、半導体レーザーの出力光の変化をディテクターで
検出するように構成されたスクープ方式のものが知られ
ている。
ビームスプリッタ−で偏向されたのち、ディテクターに
入り1合魚信号やトラッキング信号が得られるように構
成されているもの、あるいはディスクからの反射光を、
レンズ及び平板を介して光源たる半導体レーザーに帰還
させ、半導体レーザーの出力光の変化をディテクターで
検出するように構成されたスクープ方式のものが知られ
ている。
(発明が解決しようとする問題点)
光ディスク用レンズシステムは、その合焦やトラッキン
グ動作の際、半導体レーザー及び対物レンズが一体とな
って作動するので、制御信号に対する応動性をよくする
ために、光ディスク用レンズシステムの構成要素は、こ
れをできるだけ小型軽量化することが望ましい。
グ動作の際、半導体レーザー及び対物レンズが一体とな
って作動するので、制御信号に対する応動性をよくする
ために、光ディスク用レンズシステムの構成要素は、こ
れをできるだけ小型軽量化することが望ましい。
一般にこのシステムのレンズ系は光源からのレーザー光
をコリメートレンズで−たん平行光束にしたのち、この
平行光束を対物レンズでほぼ回折限界内に納まるように
収差補正が行われるので、このようなレンズ系では、一
般にコリメートレンズと対物レンズ、その他複数の調整
部品が必要であD、そのためシステムの性能劣下を起し
易く、またコスト高の要因となる。さらに、光ディスク
用レンズは、高密度に記録されたディスク上の信号を読
み取るのに少くとも1μ程度の分解能を必要とし、その
上、調整によるばらつきを考慮した必要な範囲の光学特
性を補正するために正弦条件及びコマ収差の補正が重要
となD、また、レンズ系全域においては波面収差が良好
に補正されている必要がある。そのため少なくとも3〜
5枚の球面レンズの組合わせが必要であD、従って光デ
ィスク用レンズシステムの小型、軽量化が回置であった
・ (問題点を解決するための手段) この発明は、コリメートレンズと対物レンズの作用を有
し、前記の諸間頭を解決した、両面が共に正の屈折力を
もつ非球面し゛ンズを提供するものである。
をコリメートレンズで−たん平行光束にしたのち、この
平行光束を対物レンズでほぼ回折限界内に納まるように
収差補正が行われるので、このようなレンズ系では、一
般にコリメートレンズと対物レンズ、その他複数の調整
部品が必要であD、そのためシステムの性能劣下を起し
易く、またコスト高の要因となる。さらに、光ディスク
用レンズは、高密度に記録されたディスク上の信号を読
み取るのに少くとも1μ程度の分解能を必要とし、その
上、調整によるばらつきを考慮した必要な範囲の光学特
性を補正するために正弦条件及びコマ収差の補正が重要
となD、また、レンズ系全域においては波面収差が良好
に補正されている必要がある。そのため少なくとも3〜
5枚の球面レンズの組合わせが必要であD、従って光デ
ィスク用レンズシステムの小型、軽量化が回置であった
・ (問題点を解決するための手段) この発明は、コリメートレンズと対物レンズの作用を有
し、前記の諸間頭を解決した、両面が共に正の屈折力を
もつ非球面し゛ンズを提供するものである。
この発明の光ディスク用レンズは、
u2
なる式で表わされる第、1図の第3面及び第4面が(レ
ンズの第1面及び第2面)が共に正の屈折力を有する非
球面レンズであって、少なくとも入射高の10乗に比例
する項を含んでおD、半導体レーザー側のNAを0.1
以上とし、光ディスク側のNAが0.4以上になるよう
t;構成され、次の条件” を満すものである。
ンズの第1面及び第2面)が共に正の屈折力を有する非
球面レンズであって、少なくとも入射高の10乗に比例
する項を含んでおD、半導体レーザー側のNAを0.1
以上とし、光ディスク側のNAが0.4以上になるよう
t;構成され、次の条件” を満すものである。
(2) −1,0< K 3 < O
(3) 0.6< l−I <0.9ただし
X :光軸からHの高さの点に於ける非球面頂点の接平
面からの距離 H:光軸からの高さ C:非球面の頂点の曲率(L/R) K :円錐係数 f :ディスク用レンズの焦点距離 I/O:半導体レーザー発振面からのディスクのピット
面までの距離 r3:単レンズの光源側頂点近傍の曲率半径r4:単レ
ンズのディスク側頂点近傍の曲率半径 D、E、F、G :各々の入射高に対する4乗、6乗、
8乗、10乗に比例する頂の係数 第1図は1本発明の光ディスク用レンズを用いた光ディ
スク用レンズシステムの一例を示しておD、このシステ
ムは半導体レーザー1.ビームスプリッタ−2,光ディ
スク用レンズ3及びディテクター5で構成されている。
面からの距離 H:光軸からの高さ C:非球面の頂点の曲率(L/R) K :円錐係数 f :ディスク用レンズの焦点距離 I/O:半導体レーザー発振面からのディスクのピット
面までの距離 r3:単レンズの光源側頂点近傍の曲率半径r4:単レ
ンズのディスク側頂点近傍の曲率半径 D、E、F、G :各々の入射高に対する4乗、6乗、
8乗、10乗に比例する頂の係数 第1図は1本発明の光ディスク用レンズを用いた光ディ
スク用レンズシステムの一例を示しておD、このシステ
ムは半導体レーザー1.ビームスプリッタ−2,光ディ
スク用レンズ3及びディテクター5で構成されている。
なお、符号4はディスクのカバーガラスを示す。光源1
からの光はビームスプリッタ−2、レンズ3及びカバー
ガラス4を通過してディスク上のピット面に収束し、そ
の反射光の一部がビームスプリッタ−2で偏向されてデ
ィテクター5に入射する。
からの光はビームスプリッタ−2、レンズ3及びカバー
ガラス4を通過してディスク上のピット面に収束し、そ
の反射光の一部がビームスプリッタ−2で偏向されてデ
ィテクター5に入射する。
前述のごとく、一般的には、この種の光学系はコリメー
トレンズ系及び対物レンズ系において各々独立して必要
な収差補正が行われるため、それぞれ光学系に入射する
光束の条件は通常光源位置が無限遠となD、従ってこれ
等の光束は無収差光として抜力れている。しかしながら
本発明の対物レンズでは光源とディスクピット面即ち物
像間距離I10がo、t< f /(Ilo)<0.2
5程度の有限であD、又、光源と対物レンズの間にビー
ムスプリッタ−が内在するために入射光束にあらかじめ
収差が存在し、従って本対物レンズはこの収差を含めた
収差補正を行う必要がある。
トレンズ系及び対物レンズ系において各々独立して必要
な収差補正が行われるため、それぞれ光学系に入射する
光束の条件は通常光源位置が無限遠となD、従ってこれ
等の光束は無収差光として抜力れている。しかしながら
本発明の対物レンズでは光源とディスクピット面即ち物
像間距離I10がo、t< f /(Ilo)<0.2
5程度の有限であD、又、光源と対物レンズの間にビー
ムスプリッタ−が内在するために入射光束にあらかじめ
収差が存在し、従って本対物レンズはこの収差を含めた
収差補正を行う必要がある。
半導体レーザーの発光放射パターンとエネルギーの強度
分布を2次元的に表示した第2図及び半導体レーザーの
放射パターンのうち、発光軸上のNAを0.15に対応
するエネルギー強度分布の3次元図である第3図から推
察できるように、半導体レーザーの出力を有効に利用し
、エネルギー分布の歪を最大限に除去するためには、半
導体レーザー側のNAを0.1〜0.2に設定すること
が好ましく、また光ディスク用レンズシステムを最少に
するために、第4図に示すように、厚さd5=1.2m
m程度のディスクのカバーガラスを含めて実効作動距離
VDを少なくとも2 、0mm以上とし、またディスク
側のNA(=sin−)を0.45.上述の如く、半導
体レーザ一側のNAを0.17程度に設定すればレンズ
システムを構成する光学系の焦点距離は加工性を考慮し
た厚肉単レンズとするとき、その焦点距離は少なくとも
、カバーガラスの肉厚d5/N (ガラスの屈折率)十
実効作動距離WD以上が必要となる。発明では約3.2
n++++である。物像間距離I10は、半導体レーザ
ー側のNAの設定により異なる値であるが、半導体レー
ザーの発光特性により約0.17に設定して逆算すれば
本発明での物像間距離I10は空気長(ビームスプリッ
タ−及びカバーガラスの肉厚を空気長換算した値)は約
16.6mmとなD、一般にこの種のレンズ系が25〜
40mm前後に構成されていることを考慮すると、きわ
めて小型、軽量であるといえる。
分布を2次元的に表示した第2図及び半導体レーザーの
放射パターンのうち、発光軸上のNAを0.15に対応
するエネルギー強度分布の3次元図である第3図から推
察できるように、半導体レーザーの出力を有効に利用し
、エネルギー分布の歪を最大限に除去するためには、半
導体レーザー側のNAを0.1〜0.2に設定すること
が好ましく、また光ディスク用レンズシステムを最少に
するために、第4図に示すように、厚さd5=1.2m
m程度のディスクのカバーガラスを含めて実効作動距離
VDを少なくとも2 、0mm以上とし、またディスク
側のNA(=sin−)を0.45.上述の如く、半導
体レーザ一側のNAを0.17程度に設定すればレンズ
システムを構成する光学系の焦点距離は加工性を考慮し
た厚肉単レンズとするとき、その焦点距離は少なくとも
、カバーガラスの肉厚d5/N (ガラスの屈折率)十
実効作動距離WD以上が必要となる。発明では約3.2
n++++である。物像間距離I10は、半導体レーザ
ー側のNAの設定により異なる値であるが、半導体レー
ザーの発光特性により約0.17に設定して逆算すれば
本発明での物像間距離I10は空気長(ビームスプリッ
タ−及びカバーガラスの肉厚を空気長換算した値)は約
16.6mmとなD、一般にこの種のレンズ系が25〜
40mm前後に構成されていることを考慮すると、きわ
めて小型、軽量であるといえる。
以下、前記の各条件(1)〜(3)について説明する(
1) 0.1< f /(Ilo)<0.25この条件
は装置の大きさと、正弦条件に関するものであD、f/
(Ilo)が下限0.1をこえると装置が大型化してし
まい、所期の目的を達成できなくなる。また、上限0.
25をこえると必要な良像範囲で正弦条件の補正が困難
になD、軸外の光学特性が乱れると共に作動距離wDの
確保が困難となる。
1) 0.1< f /(Ilo)<0.25この条件
は装置の大きさと、正弦条件に関するものであD、f/
(Ilo)が下限0.1をこえると装置が大型化してし
まい、所期の目的を達成できなくなる。また、上限0.
25をこえると必要な良像範囲で正弦条件の補正が困難
になD、軸外の光学特性が乱れると共に作動距離wDの
確保が困難となる。
(2) −1,0< K 3 < 0
この条件は半導体レーザー側の曲面(第3面)の形状を
規定するものでに3が上限Oをこえると軸外コマ収差が
増大し、良好に補正された良像範囲が縮小して組込み調
整が困難となD、下限−1,0をこえると球面収差が増
大して中心部の補正が困難となD、レンズ本来の目的が
達成できなくなる。
規定するものでに3が上限Oをこえると軸外コマ収差が
増大し、良好に補正された良像範囲が縮小して組込み調
整が困難となD、下限−1,0をこえると球面収差が増
大して中心部の補正が困難となD、レンズ本来の目的が
達成できなくなる。
(3) 0.6< 1−1 <0.9
この条件は非球面レンズ全体の形状を規定するものであ
D、上限0.9をこえると球面収差と正弦条件のバラン
スがとれなくなD、特に球面収差は補正不足となる。
D、上限0.9をこえると球面収差と正弦条件のバラン
スがとれなくなD、特に球面収差は補正不足となる。
又下限0.6をこえると軸外収差の補正が困難となD、
又作動距離(WO)が小さくなる。
又作動距離(WO)が小さくなる。
(実 施 例)
焦点距離f”3.2n+m、l10=16.6111D
I (空気長換算値)、作動距離”2.223+in+
、使用波長= 780nm、ディスク側のNA=0.4
5. レーザー側のNA=0.167に3=−7,1
7978X 10−1 に4=−s、 1245o
3=−4,045o8xlO−’ o4=−5,7
9225xto−E3=−1,91376X10−’
E4= 5.5460LX10−’F3= 4.2
4078X10−10F4=−2,05779X10−
”G3=−5,25118xlO−’ G4= 8
.15078xtO−’(発明の効果) この発明によれば、光ディスク用レンズシステムを、そ
の性能劣下を招くことなく小型軽量化することができ、
従来の諸問題点を解消することができる。
I (空気長換算値)、作動距離”2.223+in+
、使用波長= 780nm、ディスク側のNA=0.4
5. レーザー側のNA=0.167に3=−7,1
7978X 10−1 に4=−s、 1245o
3=−4,045o8xlO−’ o4=−5,7
9225xto−E3=−1,91376X10−’
E4= 5.5460LX10−’F3= 4.2
4078X10−10F4=−2,05779X10−
”G3=−5,25118xlO−’ G4= 8
.15078xtO−’(発明の効果) この発明によれば、光ディスク用レンズシステムを、そ
の性能劣下を招くことなく小型軽量化することができ、
従来の諸問題点を解消することができる。
第1図は本発明のレンズを用いた光ディスク用レンズシ
ステムの一例を示す断面図、第2図は、半導体レーザー
の発光放射パターンとエネルギーの強度分布を2次元的
に表示した強度分布図、第3図は、半導体レーザーの放
射パターンのうち、発光軸上のNA=0.15の対応す
るエネルギー強度分布の3次元図、第4図は1本発明の
光ディスク用レンズの作用を説明するための線図、第5
図は実施例の収差曲線図である。 l・・・・半導体レーザー、2・・・・ビームスプリッ
タ−23・・・・非球面レンズ、r3・・・・第3面、
r4・・・・第4面。 第2図 兜5図 Y=0.I Y=0 −一−−正ガ辷會イ士 Y=o、o5’1’=o、! 手続補正書 昭和61年7月3日 1、事件の表示 昭和60年特許願第150610号 2、発明の名称 光ディスク用レンズ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (223)・株式会社三協精機製作所4
、代 理 人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号(1)特許
請求の範囲を別紙のとおり補正する。 (2)明細書第5頁第5行のr+EH’ +FH’ +
GH”Jを削除する。 (3)同第5頁第9行の「10」を「4」に補正する。 第6頁第9行初頭から同頁第10行末尾までを「D二人
耐高に対する4乗に比例する項の係数」に補正する。 別 紙 特許請求の範囲 半導体レーザーと、第3面及び第4面が共に正の屈折力
を有する非球面レンズとの間に、第1面及び第2面が互
に平行平面であるビームスプリッタ−(スクープ方式で
は透明平板)を配置して構成される光ディスク用レンズ
であD、下式で示す項を含む非球面であって、上記半導
体レーザー側のNAを0.1以上とし、ディスク側のN
Aが0.4以上になるように構成され、下記の条件(1
)〜(3)を満す光ディスク用レンズ。 (2) −1,0<K3<O (3) 0.6< +−1<0.9 ただし、 X:光軸からHの高さの点に於ける非球面頂点の接平面
からの距離 H:光軸からの高さ C:非球面の頂点の曲率(1/R) K:円錐係数 f:ディスク用レンズの焦点距離 l10−半導体レーザー発振面から光ディスクのピット
面までの距離
ステムの一例を示す断面図、第2図は、半導体レーザー
の発光放射パターンとエネルギーの強度分布を2次元的
に表示した強度分布図、第3図は、半導体レーザーの放
射パターンのうち、発光軸上のNA=0.15の対応す
るエネルギー強度分布の3次元図、第4図は1本発明の
光ディスク用レンズの作用を説明するための線図、第5
図は実施例の収差曲線図である。 l・・・・半導体レーザー、2・・・・ビームスプリッ
タ−23・・・・非球面レンズ、r3・・・・第3面、
r4・・・・第4面。 第2図 兜5図 Y=0.I Y=0 −一−−正ガ辷會イ士 Y=o、o5’1’=o、! 手続補正書 昭和61年7月3日 1、事件の表示 昭和60年特許願第150610号 2、発明の名称 光ディスク用レンズ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (223)・株式会社三協精機製作所4
、代 理 人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号(1)特許
請求の範囲を別紙のとおり補正する。 (2)明細書第5頁第5行のr+EH’ +FH’ +
GH”Jを削除する。 (3)同第5頁第9行の「10」を「4」に補正する。 第6頁第9行初頭から同頁第10行末尾までを「D二人
耐高に対する4乗に比例する項の係数」に補正する。 別 紙 特許請求の範囲 半導体レーザーと、第3面及び第4面が共に正の屈折力
を有する非球面レンズとの間に、第1面及び第2面が互
に平行平面であるビームスプリッタ−(スクープ方式で
は透明平板)を配置して構成される光ディスク用レンズ
であD、下式で示す項を含む非球面であって、上記半導
体レーザー側のNAを0.1以上とし、ディスク側のN
Aが0.4以上になるように構成され、下記の条件(1
)〜(3)を満す光ディスク用レンズ。 (2) −1,0<K3<O (3) 0.6< +−1<0.9 ただし、 X:光軸からHの高さの点に於ける非球面頂点の接平面
からの距離 H:光軸からの高さ C:非球面の頂点の曲率(1/R) K:円錐係数 f:ディスク用レンズの焦点距離 l10−半導体レーザー発振面から光ディスクのピット
面までの距離
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザーと、第3面及び第4面が共に正の屈折力
を有する非球面レンズとの間に、第1面及び第2面が互
に平行平面であるビームスプリッター(スクープ方式で
は透明平板)を配置して構成される光ディスク用レンズ
であり、下式で示す少なくとも入射高の10乗に比例す
る項を含む非球面であって、上記半導体レーザー側のN
Aを0.1以上とし、ディスク側のNAが0.4以上に
なるように構成され、下記の条件(1)〜(3)を満す
光ディスク用レンズ。 X=CH^2/{1+√[1−(K+1)C^2H^2
]}+DH^4+EH^6+FH^8+GH^1^0+
・・ (1)0.1<f/(I/O)<0.25 (2)−1.0<K3<0 (3)0.6<|r3/r4|<0.9 ただし X:光軸からHの高さの点に於ける非球面頂点の接平面
からの距離 H:光軸からの高さ C:非球面の頂点の曲率(1/R) K:円錐係数 f:ディスク用レンズの焦点距離 I/O:半導体レーザー発振面からのディスクのピット
面までの距離 r3:単レンズの光源側頂点近傍の曲率半径r4:単レ
ンズのディスク側頂点近傍の曲率半径 D、E、F、G:各々の入射高に対する4乗、6乗、8
乗、10乗に比例する頂の係数
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15061085A JPS6210613A (ja) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | 光デイスク用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15061085A JPS6210613A (ja) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | 光デイスク用レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6210613A true JPS6210613A (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=15500642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15061085A Pending JPS6210613A (ja) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | 光デイスク用レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6210613A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63279112A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-16 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd | リ−ル巻回物の巻回半径測定装置 |
JPS6425113A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mark Kk | Finite system large aperture single lens |
USRE45949E1 (en) | 1996-09-20 | 2016-03-29 | Yuyama Mfg. Co., Ltd. | Method of adjusting tension applied to sheet, and device for the same |
-
1985
- 1985-07-09 JP JP15061085A patent/JPS6210613A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63279112A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-16 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd | リ−ル巻回物の巻回半径測定装置 |
JPS6425113A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mark Kk | Finite system large aperture single lens |
USRE45949E1 (en) | 1996-09-20 | 2016-03-29 | Yuyama Mfg. Co., Ltd. | Method of adjusting tension applied to sheet, and device for the same |
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