JPS62203112A - 光デイスク用対物レンズ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は光デイスク用対物レンズ、特に波長の異なる２
つの光源から発した光を元ディスク記録面上に微小スポ
ットとして照射するための対物レンズに関するものであ
る。

現在、書き換え可能な光デイスクシステムにおいては波
長の異なる２つの半導体レーザの光を用い、一方で信号
の記録・再生を、他方で信号の消去を行う方法が提案さ
れてい仝。このとき、ディスク上に良好な微小光スポッ
Ｉｆ形成するためには、使用する対物レンズが高ＮＡで
、かつ良好に収差補正されている必要がある。同時に、
波長の異なる２つの光たとえば７８０ｎｍと８３０ｎｍ
の元をディスク面上に照射するためには１色収差が良好
に補正されていなければならない。更に、高速で回転す
るディスクは通常、偏芯及び面振れを有しており、これ
に元スポットを追従させ、）ォーカシング及びトラッキ
ングの制御を行うためには、対物レンズは小型・軽量で
なければならない。また、対物レンズと光ディスクの接
触を避けるため１作動距離をできるだけ大きくとる必要
がある。

従来の技術 従来の元ディスク用対物レンズの中で、高ＮＡ（開口数
）でかつ軸上収差が良好に補正されたものの例として、
特開昭５５−４０６８号公報、特開昭５８−７２１１４
号公報に記載のものが掲げられる。

発明が解決しようとする問題点 特開昭５５−４０６８号公報のレンズ系は、小型・軽量
化のため２枚接合型２群３枚構成としており、作動距離
も大きいが１色収差補正に対する考慮即ち、適切な硝材
め選択がなされていない。

また第２図に示した特開昭５８−７２１１４号公報のレ
ンズ系は色収差補正全土な目的としており。

適切な硝材の選択と３枚接合型２群４枚構成を特徴とし
ているが、各レンズの肉厚が厚く、また４枚構成という
こともあって小型・軽量化に対し難点がある。また、構
成レンズが製造の非常に困難な形状を有している点も、
実用化に対する大きな制約となると思われる。

上記のように、従来の光デイスク用対物レンズは要求さ
れる緒特性を全て満足し、かつ実用に供するものはなか
った。

問題点を解決するだめの手段 本発明では小型・軽量化のためにレンズタイプとして２
群３枚構成を選び、色消し効果を上げるために１群を接
合型とした。さらに収差補正。

７８０ｎｌｌｌから８３０ｎｍの間の波長に対する色消
しのため、次の条件を満足するよう構成した。

（１）　　　４９＜ν１ （２）　　　　　　　　　　　ν２　く　２６（３）　
　　４ｏ＜ν３ （４）　　　　１．ｅ　　ｓ　　　＜　　　ｎｌ　　　
＜　　１．７　　ｃｓ（５）　　　１．７　８　　＜　
　ｎｌ（６）　　１．７７　＜　ｎ３ （η　０．７８　＜　”’／（＜　１．０２（８）　　
　０．６　６　　＜　　ｒ４／ｆ　＜　　０．７６ただ
し、シ１．シ２．２６（３）４０＜ν３はそれぞれ光源
側から見た第１．第２．第３レンズのアツベ数、”ｊ＋
”２＋ｎ５は同様のｄ線における屈折率、ｒ２は第１レ
ンズ接合面の曲率半径、ｒ４は第３レンズ光源側凸面の
曲率半径、ｆはレンズ全系の焦点距離である。

作用 条件（１）　、　（２）　、　（３）は色消しのための
条件で、第ルンズ、第３レンズのように正のパワーをも
つレンズには条件（１）、（３）のようにアツベ数の大
きな硝材を用いる必要があり、第２レンズのような負の
パワーをもつレンズには条件（２）のようにアツベ数の
小さな硝材を用いる必要がある。各条件に示した範囲外
では１色消しの効果が著しく低下する。

条件（５）、（６）は収差補正、特に軸上波面収差の良
好な補正を行うための条件である。一般に各レンズの屈
折率を大きくとれば、所望の焦点距離を与えるレンズ面
の曲率半径を大きくすることができ、収差発生を小さく
することができる。条件（５）、（６）は、この原理に
基くものであシ１本発明のように高ＮＡで、構成枚数の
少ないレンズでは、供に下限値を下回ると収差補正効果
が著しく低下する。

また１条件（４）は、軸上波面収差補正と色消しの両方
に影響を与えるもので、条件（６）に示した第２レンズ
の屈折率と強い関連を持つものである。即ち。

波面収差補正の観点からはｎｌとｎｌの値がある程度離
れている必要があり、一方、色消しの観点からはｎｌと
ｎｌの値は近い方が良い。いずれも条件（４）に示した
適切な範囲を越えると軸上波面収差の補正が困難となる
。条件（７）、（８）は軸上波面収差補正と、製造性を
良好に保つための条件である。

いずれも、上限を越えると軸上波面収差の補正が困難と
なり、下限を越えると安定した製造性を確保できない。

以上の構成により、従来のものに比べ色消しの状態が１
桁改善され、かつ高ＮＡで軸上波面収差が良好に補正さ
れた小型・軽量な光デイスク用対物レンズを実現できる
。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図において、１は光ディスクの記録面、２は同党
ディスクのカバーガラス、３は光源、４は両凸レンズで
ある第ルンズ、６は負メニスカスレンズである第２レン
ズ、６は光デイスク側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズである第３レンズである。ｒ１＋ｒ２・・・・・・ｒ
５はレンズ面曲率半径、”１＋　”２　＋　”５はレン
ズ４，５．６のｄ線における屈折率、シ１、ν２、ν３
はそれぞれ光源側から見た第１．第２．第３レンズ４，
５．６の硝材のアツベ数、ｆは゛レンズの全系の焦点距
離、ｄ１＋ｄ２・・・・・・ｄ４はレンズ面中心間隔、
Ｗ、Ｄはレンズ最終面とカバーガラス２間の距離、ｔは
カバーガラス２の肉厚である。

実施例１ ｒｊ　＝２．２４４ ｄ　＋　＝　０．４７５１１　＝　１．７１３００１／
　１　＝　５３．９ｒ２　＝　−０，９４１ ｄ２＝ｏ、３２９　ｎ２＝１．８４６５６　　Ｗ２＝２
３．８ｒ５　＝　−７，２６５ ｄ、＝０．１６０ ｒ４＝　　０．７２０ ｄａ＝ｏ、３ｔｓ３　ｎ５＝　１．８０４２０　　２６
（３）４０＜ν３＝　４６．５ｒ５＝　　　２．２４４
ｆ　＝　１　　　ｔ　＝０．２８２　　　ｎｔ　＝　１
．５８ＷＤ＝０．４１３　　　　　Ｎム＝０．５３Ｗ人
（軸上波面収差）　＝　０．０２１　（λ−ＲＭＳ）ａ
Ｚ　（８３０ｎｍと７８０　ｎｍｔｉｃおける細土色収
差）＝４．１２Ｘ１０’ 実施例２ ｒｊ＝　　２．５７５ ｄ１＝　０．４５４　ｎｌ　＝　１．７４１００　１／
　１＝　５２．６ｒ２＝　−０，８６９ ａ２＝ｏ、４ｃｓ４ｎ２＝１．８４６５６　　Ｕ２＝２
３．Ｂｒ５　＝　−７，３４９ ｄ、＝０．０２４ ｒ４＝　　０．７５０ ｄ４＝ｏ、＜５７　ｎ５＝１．８０４２０　　ｖ５＝４
６．６ｒ５＝　　２．２０４ ｆ　＝　１　　ｔ　＝０．２８２　１ｔ　＝　１．５８
ＶＤ＝０．３８６　　　Ｎム＝０．５３Ｗ人＝０．０２
７（λ−ＲＭＳ　） δＺ＝２．８７Ｘ１０’ 実施例３ ｒｌ　＝　　１．９４５ ｄ、＝０．５１４　　ｎ、＝’１．６７０００　１７１
＝５７．３ｒ２　＝　−１，０００ （１２＝ｏ、３３９　　ｎ２＝１．８４６５６　　Ｖ２
＝２３．８１５　＝　−７，２６２ ｄｓ＝０．０２４ ｒ４＝　　０．７５２ （！４＝０．４２４　　ｎ５＝１．８０４２０　　ｊ１
５＝４６．６ｒ５＝　　２．４０１ ｆ　＝　１　　ｔ＝　０．２８２　　ｎｔ　＝　１．５
８ＷＤ＝０．３９２　　　Ｎム＝０．６３Ｗム＝ｏ、ｏ
ｌｓ（λ−ＲＭＳ） ａＺ　＝　４．４０　Ｘ　１０−’ 実施例４ ｒｌ　＝　　２．０６３ ｄ１＝０．３９１　　ｎ１＝１．６９６８０　１／、＝
６５．６ｒ２　＝　−０，９１８ （！２＝０．３３９　　ｎ２＝１．８４６５６　１／２
＝２３．８ｒ５　＝　−６，８８６ （１５＝０．０２４ ｒ４＝　　０．７２６ ａ４＝０．４４４　　ｎ５＝　１．８０４２０　　２６
（３）４０＜ν３＝　４６．５ｒ５＝　　２．２１１ｔ
　＝　１　　　ｔ　＝０．２８２　　　ｎｔ　＝　１．
５５ｓｗｎ＝ｏ、ｓｓａ　　　　Ｎム＝０．５３Ｗム＝
ｏ、ｏｌｓ（λ−ＲＭＳ　） ａＺ　＝４．２６　Ｘ　１０−４ 実施例６ ｒｊ＝　　２．８２４ （１１＝０．４１８　ｎ１＝　１．７７２５０１／１＝
　４９．６ｒ　２　＝　−０，８００ （！２＝０．２８６　ｎ２＝１．８４６５６　１／２＝
２３．８ｒ５　＝　−６，７８９ ｄ５＝０．２８６ ｒ４＝　　０．６５８ ａ４＝ｏ、ｓｓｓ　ｎ３＝１．７７２５０　１／、＝４
９．８ｒｓ＝　　１．８１８ ｆ　＝　１　　　　ｔ　＝０．２６７　　　ｎｔ　＝　
１．５１ＷＤ＝０．３９１　　　　　Ｎム＝ｏ、６ＷＡ
＝０．０２８（λ−ＲＭＳ　） ａＺ　＝３．０４　Ｘ　１０　’ 実施例６ ｒｊ　＝　　２．７３９ ｄ１＝０．４２６　ｎ、＝１．７４１００１／、＝６２
．６ｒ２　＝　−０，８００ ｄ２＝ｏ、２１９　ｎ２＝１．８４６５６　　Ｖ２＝２
３．８ｒ５　＝　−６，８５８ ｄ３＝０．１９２ ｒ４＝　　０．７６４ ｄ４＝ｏ、３９４　ｎ３＝　１．８０６１０９５＝　４
０．７ｒ５＝　　２．７３８ ｆ＝１　　ｔ＝ｏ、２６３　　ｎｔ＝１．６１ＷＤ＝０
．４３１　　　Ｎム二０．６ Ｗ人＝０．０２８（λ−ＲＭＳ） ａＺ　＝４．２７　Ｘ　１０　’ 実施例７ ｒｊ＝　　２．６１２ ｄ１＝０．３９７　　ｎ、＝１．７１３００　１／、＝
６３．９ｒ２　＝　−０，７９９ ｄ２＝ｏ、２３９　　ｎ２＝　１．８０５１８　１／２
＝　２６．６ｒ５　＝　−６，９７０ ｄ３＝０．２４６ ｒ４＝　　０．７４５ ｄ４＝０．３９７　　ｎ３＝１．５ｏ６１ｏ　　ｖ５＝
４０．７ｒ５＝　　　２．６３９ ｆ　＝　１　　　ｔ　＝０．２６５　　　ｎｔ　＝　１
．５１ＷＤ＝０．４１０　　　　Ｎム二〇、５Ｗム＝０
．０３２（λ−ＲＭＳ） ａＺ　＝５．７４　Ｘ　１０　’ 実施例８ ｒ１＝　　２．５０３ ａ＋＝ｏ、４ｓ９　ｎ１＝１．６９６８０　シ１＝５６
．５ｒ２＝　−０，７９９ ｄ２＝ｏ、２２２　ｎ２＝　１．７８４７２　ＬＩ２＝
　２５．７ｒ５　＝−７，１０２ （１，＝０．２２３ ｒ４＝　　０．７２０ ｄ４＝０．３９８　１５＝１．８０６１０　１１５＝４
０．７ｒｓ＝　　２．２４８ ｆ＝１　　　　ｔ＝ｏ、２６５　　　ｎｔ＝１．５１Ｗ
Ｄ＝０．３９１　　　　　Ｎムコ０．６Ｗ人＝０．０２
９（λ−ＲＭＳ　） ａＺ　＝６．２６　Ｘ　ＩＱ−’ 実施例９ ｒ、＝　　２．４２７ ｄ、＝０．４４４　ｎ、＝１．７４１００　シ１＝５２
．６ｒ２　＝　−０，８８９ ｄ２＝ｏ、２６７　ｎ２＝　１．８４６５６　　Ｖ２＝
　２３．８ｒ３　＝　−７，１１１ ｄ３＝０．３４１ ｒ４＝　　０．６５７ ａ４＝ｏ、ｓｓｓ　ｎ５＝　１．７７２５０　２６（３
）４０＜ν３＝　４９．６ｒｓ＝　　２．０５５ｆ＝１
ｔ＝ｏ、２ｅ７　　ｎｔ＝１．５ｓＷＤ＝０．３９０　
　　Ｎムコ０．６ ＷＡ＝０．０１９（λ−ＲＭＳ） ａＺ　＝２．４２　Ｘ　１０　’ ただし、”＋　＋　ｒ２　＋　”５　＋　ｒ４　＋　ｒ
５は光源側からの各レンズ球面の曲率半径、ｄｌ、ｄ２
．ｄ５．ｄ４は同様に各レンズ面間隔−”＋　Ｉ　ｎ２
１　”３は同様に各レンズのｄ線における屈折率、シ１
．シ２．シ３は同様に各レンズ硝材のアツベ数、ｔはカ
バーガラスの肉厚、ｎｔはカバーガラスの屈折率、Ｗ、
Ｄは第６面の中心からカバーガラス表面までの距離、Ｎ
、ムは開口数、Ｗ０人はλ＝８３０ｎｍにおける軸上波
面収差のＲＭＳ値である。第３図〜第１１図は実施例１
〜９に対応する特性図である。

発明の効果 以上のように本発明によれば従来のものに比較して色消
しの状態が改善され、かつ、高ＮＡで軸上波面収差が良
好に補正された小型・経量な光デイスク用対物レンズを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光デイスク用対物レ
ンズの断面及び光路図、第２図は従来の対物レンズの断
面及び光路図、第３図から第１１図は、それぞれ、実施
例１から９の収差曲線図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｒｌ
、ｊ２．・−・−−一−レンズ葡曲羊半茶トｄ＋＃・・
・ｄ４−−−レンズ面中１で間隔Ｗ、Ｄ−−−レンズ敢
８どカバーカ゛ラス第１図　　　　　　　′）距離 し−−一カバーカ゛ラス■町尋 第２図 第３１！ｉ！！ −０，００２−０，００００，００２−０，００２−０
，０（Ｘ）　　Ｏ，ＯＱ２第４図 −０，００２−０αＸ）Ｑ■２　　　　　　−０．ＱＯ
２−０，００００■２第２図 −０，ＱＯ２−Ｑ、ＯＯＯＯ，ＱＱ２　　　　　−０．
ＯＱ２−Ｑ、ＱＯＯＯ，００２第６図 一〇、ＱＯ２−０，００００，００２−Ｑ、ＯＱ２−Ｑ
、ＱＯＱ　　Ｏ，ＱＱ２第７図 −Ｏ，ＣＯ２−０，００００，００２−０，ＣＸ）２−
０．０ＣＩ：）　　０．００２−０．００２−０．００
０　０．００２　　　　　　−０．００２−Ｏ，ＱＯＯ
Ｏ，００２第９図 −Ｑ、ＯＯ２−０，００００，００２−０，００２−０
，００００，００２第１１図 球面枢さ ＮＡ　Ｏ，５ −Ｏ，ＯＯ２−０，ＱＯＯＯ，００２ 正郭しトイ士

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 両凸レンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなる
   第一群と、ディスク側へ凹面を向けた正メニスカスレン
   ズの第二群とからなり （１）４９＜ν＿１ （２）ν＿２＜２６ （３）４０＜ν＿３ （４）１．６５＜ｎ＿１＜１．７５ （６）１．７８＜ｎ＿２ （６）１．７７＜ｎ＿３ （７）０．７８＜｜ｒ＿２｜／ｆ＜１．０２（８）０．
   ６５＜ｒ＿４／ｆ＜０．７６ （ただし、ν＿１、ν＿２、ν＿３はそれぞれ光源側か
   ら見た第１、第２、第３レンズ硝材のアッベ数、ｎ＿１
   、ｎ＿２、ｎ＿３は同様のｄ線における屈折率、ｒ＿２
   は第１レンズ、第２レンズの接合面の曲率半径、ｒ＿４
   は第３レンズ光源側凸面の曲率半径、ｆはレンズ全系の
   焦点距離である）の条件を備えた光ディスク用対物レン
   ズ。