JPS62115410A - 光学式記録再生装置用レンズ - Google Patents
光学式記録再生装置用レンズInfo
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- JPS62115410A JPS62115410A JP25596885A JP25596885A JPS62115410A JP S62115410 A JPS62115410 A JP S62115410A JP 25596885 A JP25596885 A JP 25596885A JP 25596885 A JP25596885 A JP 25596885A JP S62115410 A JPS62115410 A JP S62115410A
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- Japan
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- lens
- refractive index
- optical
- optical axis
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光デイスクシステムや光るイｌ気ディスクシ
ステム等の光学式記録再生装置に用いられるレンズに関
する。
ステム等の光学式記録再生装置に用いられるレンズに関
する。
本発明は、光デイスクシステム等の光学式記録再生装置
用レンズにおいて、 光軸から半径方向への距離がｒである位置における屈折
率ｎ （ｒ）が ｎ２（ｒ） ＝ｎ０２｛１−（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇ、ｒ
）’＋ｈ６（ｇ−ｒ）６＋ｈｅ （ｇ−ｒ） Ｉ′＋−
−−−一）と表わされ、且つ （１）、ｇｒｏ≧−０，１４１ｎ ｏ ＋ ０．４８１
（２）、１．４０／９斤１冒Ｐ７≦ｎｏ ≦２．０（３
）、 １ｈ４１ ≦１ （４）、 Ｚ＜８ 會−（但し、ｎｏ
：光軸上の屈折率 巳、ｈ、、ｈ、、、ｈＢ ：係数 ｒｏ ：レンズの半径 Ｚ ：レンズの中心厚） の条件を満足させることにより、 残留波面収差が小さく、しかも小型で軽量且つ安価なレ
ンズを提供するものである。
用レンズにおいて、 光軸から半径方向への距離がｒである位置における屈折
率ｎ （ｒ）が ｎ２（ｒ） ＝ｎ０２｛１−（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇ、ｒ
）’＋ｈ６（ｇ−ｒ）６＋ｈｅ （ｇ−ｒ） Ｉ′＋−
−−−一）と表わされ、且つ （１）、ｇｒｏ≧−０，１４１ｎ ｏ ＋ ０．４８１
（２）、１．４０／９斤１冒Ｐ７≦ｎｏ ≦２．０（３
）、 １ｈ４１ ≦１ （４）、 Ｚ＜８ 會−（但し、ｎｏ
：光軸上の屈折率 巳、ｈ、、ｈ、、、ｈＢ ：係数 ｒｏ ：レンズの半径 Ｚ ：レンズの中心厚） の条件を満足させることにより、 残留波面収差が小さく、しかも小型で軽量且つ安価なレ
ンズを提供するものである。
例えば、第４図に示すような光デイスクシステムでは、
光源１から射出されたビーム２は、ビームスプリッタ３
を透過し、コリメートレンズ４によって平行ビームとさ
れ、対物レンズ５によって光ディスク６の記録面６Ａ上
に集光される。一方、記録面６Ａで反射されたビーム２
は、対物レンズ５によって平行ビームとされ、コリメー
トレンズ４及びビームスプリッタ３を介して光検出器７
に入射する。なお８は、トラッキング制御を行うために
補正用のビームを分離する回折格子である。
光源１から射出されたビーム２は、ビームスプリッタ３
を透過し、コリメートレンズ４によって平行ビームとさ
れ、対物レンズ５によって光ディスク６の記録面６Ａ上
に集光される。一方、記録面６Ａで反射されたビーム２
は、対物レンズ５によって平行ビームとされ、コリメー
トレンズ４及びビームスプリッタ３を介して光検出器７
に入射する。なお８は、トラッキング制御を行うために
補正用のビームを分離する回折格子である。
これが従来例の光学式記録再生装置の最も代表的な光学
系の構成である。ここで用いられるレンズは、高密度の
記録再生を行なうために、少なくとも球面収差とコマ収
差は十分に補正されていなげればならない。すなわち残
留波面収差のｒｍｓ値が軸上で０．０５λ （λ：波長
）、視野内で０．０７λ以内であることが必要である。
系の構成である。ここで用いられるレンズは、高密度の
記録再生を行なうために、少なくとも球面収差とコマ収
差は十分に補正されていなげればならない。すなわち残
留波面収差のｒｍｓ値が軸上で０．０５λ （λ：波長
）、視野内で０．０７λ以内であることが必要である。
さらに、フォーカス制御や１−ラッキング制御及び高速
アクセスに対する光ピツクアップの追従性を良好にする
ためには、特に対物レンズ５が小型且つ軽量であること
が必要である。
アクセスに対する光ピツクアップの追従性を良好にする
ためには、特に対物レンズ５が小型且つ軽量であること
が必要である。
ところで、このような対物レンズ５としては、例えば特
開昭５５−４０６８号公報に見られるように屈折率が一
様な通常の光学ガラスを媒質とした２群３枚構成の組合
せレンズ、あるいは特開昭５０−１５６９４５号公報等
に見られるように均一な屈折率を有するプラスチックを
用いた単一の非球面レンズ等が知られており、これらは
広く用いられて実用化されている。
開昭５５−４０６８号公報に見られるように屈折率が一
様な通常の光学ガラスを媒質とした２群３枚構成の組合
せレンズ、あるいは特開昭５０−１５６９４５号公報等
に見られるように均一な屈折率を有するプラスチックを
用いた単一の非球面レンズ等が知られており、これらは
広く用いられて実用化されている。
しかし光デイスクシステム等の光学式記録再生装置の普
及にはコストダウンが不可欠である。構成部品数を減少
させることで、部品管理コスト、材料コスト、組立てコ
ストが減少し、さらに装置を小型軽量化させることが可
能になる。このため、例えばコリメートレンズ４を用い
ない光学系が提案されている（特開昭６０−１５８４１
号公報）。
及にはコストダウンが不可欠である。構成部品数を減少
させることで、部品管理コスト、材料コスト、組立てコ
ストが減少し、さらに装置を小型軽量化させることが可
能になる。このため、例えばコリメートレンズ４を用い
ない光学系が提案されている（特開昭６０−１５８４１
号公報）。
ここで、従来のレンズを用いて、このような光学系を組
み立てることを考えると、この新しい光学系ではコリメ
ートレンズの機能を対物レンズに負わせているため、屈
折率が一様な光学ガラスを用いた多数枚構成のレンズで
はさらにレンズ枚数が増加し、かえってコストアップ、
大型化、重置化へと向かい、光デイスクシステム等の光
学系としてはふされしくない。また屈折率が一様なプラ
スチックを用いた単一非球面レンズの場合には、従来コ
リメートレンズが負っていた収束能を対物レンズに付加
させるだけの曲率変化を与えることが困デ＃である。
み立てることを考えると、この新しい光学系ではコリメ
ートレンズの機能を対物レンズに負わせているため、屈
折率が一様な光学ガラスを用いた多数枚構成のレンズで
はさらにレンズ枚数が増加し、かえってコストアップ、
大型化、重置化へと向かい、光デイスクシステム等の光
学系としてはふされしくない。また屈折率が一様なプラ
スチックを用いた単一非球面レンズの場合には、従来コ
リメートレンズが負っていた収束能を対物レンズに付加
させるだけの曲率変化を与えることが困デ＃である。
そこで、これらの点を解決するために、半径方向に屈折
率勾配を有する工■−球面しンスが提案されている。し
かし、例えば米国特許第３，７２９，２５３ルシ明細書
に記載のレンズは、３次の球面収差、コマ収差、非点収
差が補正されているものの、５次以上の高次の球面収差
が考慮されておらず、しかもその量が大きいためにレン
ズの光軸上における光学特性が悪く、光デイスクシステ
ム等の高開口数が必要なレンズとしては実用的ではない
。また特開昭５５−６３５４号公報に記載のレンズは全
敗光中におかれるが、球面収差の補正のみしか行なわれ
ておらず、コマ収差を表わす正弦条件を満足していない
ために光デイスクシステム等には不適当である。また特
開昭５ｆ３−１２２５１２号公報に記載のレンズでは球
面収差とコマ収差が共に補正されているが、レンズの中
心厚が８１≦Ｚ≦１５１重と大型であり、小型軽量とい
う利点を失っているだけでなく、レンズが厚ければ媒質
の影響が強くなるために屈折率分布係数の高精度な制御
が要求されることになる。
率勾配を有する工■−球面しンスが提案されている。し
かし、例えば米国特許第３，７２９，２５３ルシ明細書
に記載のレンズは、３次の球面収差、コマ収差、非点収
差が補正されているものの、５次以上の高次の球面収差
が考慮されておらず、しかもその量が大きいためにレン
ズの光軸上における光学特性が悪く、光デイスクシステ
ム等の高開口数が必要なレンズとしては実用的ではない
。また特開昭５５−６３５４号公報に記載のレンズは全
敗光中におかれるが、球面収差の補正のみしか行なわれ
ておらず、コマ収差を表わす正弦条件を満足していない
ために光デイスクシステム等には不適当である。また特
開昭５ｆ３−１２２５１２号公報に記載のレンズでは球
面収差とコマ収差が共に補正されているが、レンズの中
心厚が８１≦Ｚ≦１５１重と大型であり、小型軽量とい
う利点を失っているだけでなく、レンズが厚ければ媒質
の影響が強くなるために屈折率分布係数の高精度な制御
が要求されることになる。
このように従来から提案されているレンズでは、少なく
とも球面収差とコマ収差とが高次まで十分に補正されて
おり且つ小型軽量であるという光学式記録再生装置用と
しての条件を全て満足し、しかも光源からの発散光束中
に置かれることでコリメートレンズを不要にしてコスト
を下げるということが不可能であった。
とも球面収差とコマ収差とが高次まで十分に補正されて
おり且つ小型軽量であるという光学式記録再生装置用と
しての条件を全て満足し、しかも光源からの発散光束中
に置かれることでコリメートレンズを不要にしてコスト
を下げるということが不可能であった。
本発明による光学式記録再生装置用レンズは、光軸から
半径方向への距離がｒである位置における屈折率ｎ （
ｒ）が ｎ２（ｒ） ＝ｎ０２｛１−（ｇ、ｒ）”＋Ｌ、（ｇｒ
）’＋ｈｂ（ｇ、ｒ）ｂ＋ｈｓ（ｇ、ｒ）”＋−−−−
−−・−）と表わされ、且つ （１）、ｇｒｏ≧−０，１４１ｎ、 ＋ ０．４８７（
２）、１．４０／ｆ下ｒ５丁”≦ｎ ０≦２．０（３）
、 ｌｈａ ｌ ＝１ （４）、 Ｚ＜８ １１（但し、ｎｏ
：光軸上の屈折率 ｇ、ｈａ、ｈｂ、ｈｌｌ：係数 ｒｏ ：レンズの半径 Ｚ ：レンズの中心厚） の条件を満足し、光源からの発散光束中に置かれて特に
好適なものである。
半径方向への距離がｒである位置における屈折率ｎ （
ｒ）が ｎ２（ｒ） ＝ｎ０２｛１−（ｇ、ｒ）”＋Ｌ、（ｇｒ
）’＋ｈｂ（ｇ、ｒ）ｂ＋ｈｓ（ｇ、ｒ）”＋−−−−
−−・−）と表わされ、且つ （１）、ｇｒｏ≧−０，１４１ｎ、 ＋ ０．４８７（
２）、１．４０／ｆ下ｒ５丁”≦ｎ ０≦２．０（３）
、 ｌｈａ ｌ ＝１ （４）、 Ｚ＜８ １１（但し、ｎｏ
：光軸上の屈折率 ｇ、ｈａ、ｈｂ、ｈｌｌ：係数 ｒｏ ：レンズの半径 Ｚ ：レンズの中心厚） の条件を満足し、光源からの発散光束中に置かれて特に
好適なものである。
本発明の各条件とその作用について説明する。
（１）、ｇｒｏ≧−０，１４１ｎ ０＋ ０．４８７こ
の条件は、レンズが正弦条件を満足するためのものであ
る。ｇｒｏがこの下限を下回ると正弦条件不満足量はマ
イナス側へ増大し、レンズの視野が狭くなる。
の条件は、レンズが正弦条件を満足するためのものであ
る。ｇｒｏがこの下限を下回ると正弦条件不満足量はマ
イナス側へ増大し、レンズの視野が狭くなる。
（２）、１．４０／Ｌ可ｉ酊「≦ｎ 、 ≦２．０この
条件は、レンズの中心屈折率と最外周屈折率を夫々制限
するための条件である。
条件は、レンズの中心屈折率と最外周屈折率を夫々制限
するための条件である。
（３）、 １ｈ４１ ＝１
この条件は、レンズの球面収差を十分に補正するための
条件である。この条件が満たされなければ、軸上光の結
像性能が低下し、光ディスク等の表面に高密度に情報を
記録すること及び記録されている情報を良好に読み取る
ことが困難になる。
条件である。この条件が満たされなければ、軸上光の結
像性能が低下し、光ディスク等の表面に高密度に情報を
記録すること及び記録されている情報を良好に読み取る
ことが困難になる。
（４）、 Ｚ＜８ 鰭
この条件は、レンズが小型で軽量であるための条件であ
る。
る。
上記（１）〜（４）の条件を満足させることにより、残
留波面収差のｒｍｓ値が軸上で０．０５ λ以内、視野
内で０．０７ λ以内と回折限界程度の性能を有し、し
かも中心厚が８鰭より短い、小型軽量且つ安価な光学式
記録再生装置用レンズを得ることができる。
留波面収差のｒｍｓ値が軸上で０．０５ λ以内、視野
内で０．０７ λ以内と回折限界程度の性能を有し、し
かも中心厚が８鰭より短い、小型軽量且つ安価な光学式
記録再生装置用レンズを得ることができる。
以下、本発明を実施例につき説明する。
実施例 １
第２図に本発明のレンズを光デイスクシステムに適用し
た一実施例を示す。光源９から放射したビームは、カバ
ーガラス、ビームスプリッタ等からなる光学系ｌＯを透
過し、絞り１１で口径を制限されて、本発明によるレン
ズ１２に入射し、ディスク１３に結像される。
た一実施例を示す。光源９から放射したビームは、カバ
ーガラス、ビームスプリッタ等からなる光学系ｌＯを透
過し、絞り１１で口径を制限されて、本発明によるレン
ズ１２に入射し、ディスク１３に結像される。
この時の数値例は次の通りである。
Ｒ，＝５．１９７ 鳳ｍ 、 Ｒｚ ＝
１２５ ＊■ （Ｒ＋ 、 Ｒｚ
はレンズ１２の曲率半径） ｎｏ ＝ １．６、ｇ＝０．１５■〔１ｎ ｔ＝ １．
５１１１８ （光学系ｌＯの屈折率）ｎｗ＝１．５７
（ディスク１３の屈折率）ｈａ ＝ ０．０５７
、ｈｂ ＝ ０−２２７ 、ｈｓ ＝ ０．９９、
Ｌ＝１５．３５ １ｍ 、、 ｔ＝５．８龍 、
＃＝１．Ｏ霞■Ｚ＝５．０鰭、ＷＤ＝１．７７鰭、
ｔｄ＝１．２龍焦点距離 ＝４．０ｍｍ、倍率β＝
−０，２３１、波長λ＝７８０ ｎｍ 像側の開口数Ｎ Ａ ＝０．４７ この時の球面収差を曲線１４Ａ、正弦条件不満足量を曲
線１４Ｂとして、第２図に示す。
１２５ ＊■ （Ｒ＋ 、 Ｒｚ
はレンズ１２の曲率半径） ｎｏ ＝ １．６、ｇ＝０．１５■〔１ｎ ｔ＝ １．
５１１１８ （光学系ｌＯの屈折率）ｎｗ＝１．５７
（ディスク１３の屈折率）ｈａ ＝ ０．０５７
、ｈｂ ＝ ０−２２７ 、ｈｓ ＝ ０．９９、
Ｌ＝１５．３５ １ｍ 、、 ｔ＝５．８龍 、
＃＝１．Ｏ霞■Ｚ＝５．０鰭、ＷＤ＝１．７７鰭、
ｔｄ＝１．２龍焦点距離 ＝４．０ｍｍ、倍率β＝
−０，２３１、波長λ＝７８０ ｎｍ 像側の開口数Ｎ Ａ ＝０．４７ この時の球面収差を曲線１４Ａ、正弦条件不満足量を曲
線１４Ｂとして、第２図に示す。
実施例 ２
光デイスクシステム等において、ビームスプリッタとし
てプリズム等を用いる代わりにハーフミラ−等を使用す
れば、第１図の光学系ｌＯが不要になり、全体の光学系
がさらに簡単になる。この場合の数値例を次に示す。
てプリズム等を用いる代わりにハーフミラ−等を使用す
れば、第１図の光学系ｌＯが不要になり、全体の光学系
がさらに簡単になる。この場合の数値例を次に示す。
Ｒ＝ ＝６．３９８ ａｓ、Ｒ２＝ｏ。
ｎｏ ＝１．９、ｇ ＝０．０９４ 關−１、ｎ
ｔａ−１，５７ｈ４ ＝０．８１９ 、ｈｂ ＝
１．３９４ 、ｈａ ＝４．９４Ｌ ＋ １ ＝２
２．９８ ｍｍ、 Ｚ ＝ ７．２龍、ＷＤ＝１．５
６ｍｍ、ｔ、＋ ＝１．２ １ 焦点距離 ＝４．５１、倍率β＝−０，２３１、波長λ
”７８０ ｎｍ 像側のＮ Ａ ＝０．４７ この時の球面収差を曲線１５Ａ、正弦条件不満足量を曲
線１５Ｂとして、第３図に示す。
ｔａ−１，５７ｈ４ ＝０．８１９ 、ｈｂ ＝
１．３９４ 、ｈａ ＝４．９４Ｌ ＋ １ ＝２
２．９８ ｍｍ、 Ｚ ＝ ７．２龍、ＷＤ＝１．５
６ｍｍ、ｔ、＋ ＝１．２ １ 焦点距離 ＝４．５１、倍率β＝−０，２３１、波長λ
”７８０ ｎｍ 像側のＮ Ａ ＝０．４７ この時の球面収差を曲線１５Ａ、正弦条件不満足量を曲
線１５Ｂとして、第３図に示す。
［発明の効果］
上述のごとく、本発明による光学式記録再生装置用レン
ズでは、残留波面収差が極めて小さいので、高密度の記
録再生が可能であるとともに、装置の組立てに際して極
端に高い精度が要求されることはない。また本発明によ
るレンズは、光源からの全敗光中に置くことが可能であ
るため、従来一般的であった光学系のようにコリメート
レンズを用いる必要がなく、コストダウンを図ることが
可能である。さらに本発明によるレンズは単一レンズで
あり、しかも小型且つ軽量である。
ズでは、残留波面収差が極めて小さいので、高密度の記
録再生が可能であるとともに、装置の組立てに際して極
端に高い精度が要求されることはない。また本発明によ
るレンズは、光源からの全敗光中に置くことが可能であ
るため、従来一般的であった光学系のようにコリメート
レンズを用いる必要がなく、コストダウンを図ることが
可能である。さらに本発明によるレンズは単一レンズで
あり、しかも小型且つ軽量である。
第１図は本発明の一実施例による光デイスクシステムの
概略側面図、第２図及び第３図は本発明の実施例による
レンズの収差曲線を示すグラフ、第４図は従来の光デイ
スクシステムの概略側面図である。 なお図面に用いられた符号において、 ９−−−−−−一−−−−−−−光源 １２−−−−−−−−−−−・−レンズ１３−−−−−
−−−・ディスク である。
概略側面図、第２図及び第３図は本発明の実施例による
レンズの収差曲線を示すグラフ、第４図は従来の光デイ
スクシステムの概略側面図である。 なお図面に用いられた符号において、 ９−−−−−−一−−−−−−−光源 １２−−−−−−−−−−−・−レンズ１３−−−−−
−−−・ディスク である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光軸から半径方向への距離がｒである位置における屈折
率ｎ（ｒ）が ｎ＾２（ｒ）＝ｎ＿０＾２｛１−（ｇ・ｒ）＾２＋ｈ＿
４（ｇ・ｒ）＾４＋ｈ＿６（ｇ・ｒ）＾６＋ｈ＿０（ｇ
・ｒ）＾８＋・・・・・・・｝と表わされ、且つ （１）、ｇｒ＿０≧−０．１４１ｎ＿０＋０．４８７（
２）、１．４０／√（１−（ｇｒ＿０）＾２）≦ｎ＿０
≦２．０（３）、｜ｈ＿４｜≦１ （４）、Ｚ＜８ｍｍ （但し、ｎ＿０：光軸上の屈折率 ｇ、ｈ＿４、ｈ＿６、ｈ＿８：係数 ｒ＿０：レンズの半径 Ｚ：レンズの中心厚） の条件を満足する光学式記録再生装置用レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25596885A JPS62115410A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 光学式記録再生装置用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25596885A JPS62115410A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 光学式記録再生装置用レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62115410A true JPS62115410A (ja) | 1987-05-27 |
Family
ID=17286073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25596885A Pending JPS62115410A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 光学式記録再生装置用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62115410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03107102A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型レンズ |
| US5317556A (en) * | 1989-12-13 | 1994-05-31 | Hitachi, Ltd. | Information processing apparatus and optical head incorporated therein |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54109456A (en) * | 1978-02-15 | 1979-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | Lens of refractive index distribution type |
| JPS56144411A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | Collimating optical system |
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
| JPS5977405A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-02 | Canon Inc | 光源装置 |
| JPS6052813A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-26 | Canon Inc | 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 |
| JPS61102617A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-21 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布型単レンズ |
| JPS61163312A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布型単レンズ |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25596885A patent/JPS62115410A/ja active Pending
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