JPS62249120A - 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】 この発明は、ビディオディスクや、コンパクトディスク
等の光ディスクの情報を再生するために用いられるピッ
クアップ光学系の対物レンズに関する。

この種のレンズは開口数ＮＡが０．４５程度で回折限界
程度の性能が必要とされる。このため、従来この種のレ
ンズは３〜４枚の球面レンズから構成されていた。しか
し、球面ばかりからなるレンズは重量か重くなるばかり
でなく、枚数が多いのでレンズの全長が長（なり最近要
求されているコンパクト化に反するものである。

本発明は、レンズ全長が短かいコンパクトな光ディスク
用対物レンズを提供することを目的とする。

以下、本発明について詳しく説明する。

第４図に、従来のピックアップ光学系を、第３図に本発
明に係わるピックアップ光学系の配置を示す。これらの
図より明らかなように、この種のピックアップ光学系に
おいては、半導体レーザ（ｇ）から出た光線が、反射用
プリズム（Ｍ）により直角に曲げられ、レンズ（Ｌ）を
通過しディスク（Ｐ）上に、結像する。本発明ではピッ
クアップ光学系をコンパクトに構成するために対物レン
ズの共役長（＝ａ＋ｂ）を短かくする。ここでｂを短か
くすることは対物レンズを有限倍率で使うことによって
可能となるがこの距離があまりに短かくなりすぎると、
ハーフミラ−等の光学部品（不図示）を配置する余裕が
なくなってしまう。そこで本発明においては結像倍率（
＝β）を＝工程度とすることによって半導体レーザｆｇ
）から反射プリズム間までの距離ｆｂ）を短か（しつつ
必要なスペースを確保する。一方、反射プリズムに）か
ら光ディスク（Ｐ）までの距離ｆａ）を短かくすること
はレンズ全長を短か（することによってできる。そのた
めに本発明に係わる光ディスク用対物レンズは、２枚の
レンは第１図に示されるように光源側から光ディスク側
へ順に、光源側の面か非球面である正レンズから成る第
ルンズ（ＬＬ）と、正レンズから成る第２レンズ（Ｌｍ
）との２枚から構成され、結像倍率−１程度で用いられ
、以下の条件を満足することを特徴とする。

（１）　　０．８≦Ｓ／　／ｄ、≦２．１（２）−０，
２５≦Σｄ・ψ番≦０．２５（３）Ｏ＜ψｌ／ψ、＜０
．４ 但し、Ｓ′−対物レンズのレンズバックの空気換算長、 ｄｔ：　　第ルンズと第２レンズの間の軸り空気間隔、 Σｄ：　第ルンズの光源側の面から第２レンズの光ディ
スク側の面までの軸上 間隔、 ψ４：　第２レンズの光ディスク側の面の屈折力、 ψ１：　第ルンズの光源側の面の屈折力、ψＳ：　第２
レンズの光源側の面の屈折力である。

本発明においては、非球面を用いることにより再生用と
して要求される性能を維持しつつ、従来よりレンズ全長
を短かくすることができ、コン／Ｘｌｌクト化が可能と
なる。

条件（１）と（２）は対物レンズをコンパクト化するた
めに必要な条件である。

条件（１）は、共役長を短か（するための条件である。

ここで、Ｓ／は第２図に示されるように光ディスクを取
り去った場合でのレンズバックの空気長である。条件（
１）の下限を越えて第ルンズと第２レンズとの間の軸上
空気間隔（屯）が長くなると、コンパクト化の達成がで
きない。また条件（１１の下限を越えてレンズバックの
空気換算長（Ｓ′）か短かくなると、結像倍率すなわち
１β１が小さくなり共役長が長くなってしまい、コンパ
クト化に反する。

一方条件（１）の上限を越えて第ルンズと第２レンズと
の間の軸上空気間隔（ｄりが短かくなったり、またレン
ズバックの空気換算長（Ｓ′）か長（なると結像倍率す
なわち１β１か大きくなり、　コマ収差が発生し軸外の
収差補正か困難になる。

条件（２）はコマ収差を良好に補正しつつレンズ系をコ
ンパクトに保つための条件である。条件（２）の上限を
越えて第２レンズ（Ｌｔ）の光ディスク側の面の屈折力
が太き（なるとコマ収差が発生する。

この収差を補正しようとして第ルンズ（ＬＬ）と第２レ
ンズ（Ｌｍ）との間の軸上間隔を大きくすると、レンズ
全長が大きくなり、コンパクト化を達成することができ
ない。条件（２）の上限を越えてレンズ全長（ｄｌを太
き（してもコンパクト化を達成することができない。一
方、条件に）の下限を越えて第２レンズ（Ｌ雪）の光デ
ィスク側の面の屈折力が小さくなると、非点収差が発生
して、他の球面や非球面によっても補正することが困難
になる。

条件（３）の上限を越えて、第２レンズの光源側の面の
屈折力か第ルンズの光源側の面の屈折力と比べて小さく
なると、コマ収差が発生し、所望の像高にわたって収差
を良好に補正することかできない。一方、条件（３）の
下限を越えて第ルンズ、第２レンズの光源側の面のどち
らかの面が負になると、球面収差を良好に補正すること
ができない。

以上の条件を満足することにより、収差がよ（補正され
たコンパクトな光ディスク用対物レンズを提供すること
ができる。これにより半導体レーザｆｇ）から、反射プ
リズム■までの距離、反射プリズム（財）から光ディス
クｆＰ）までの距離の両分が短かいピックアップ光学系
が可能となる。

以下、本発明の実施例を示す。

実施例中、ｒｇｌ＋ｒｇｌは、半導体レーザのカバーガ
ラスの（ｇｌの曲率半径、ｒ、　、ｒ、　、ｒｓ　、ｒ
、は対物レンズ（Ｌｌ　、ｔ、、　）の光源側から順に
数えた面の曲率半ｄ、、ｄ４は各々第ルンズ（Ｌ、）の
光源側の面から順に数えた軸上間隔、ａｐは光ディスク
（Ｐ）の軸上間隔テアル。Ｎｇ、　Ｎｒ　、　Ｎｇ　、
　Ｎｐはそれぞれ、波長７８０折率である。なお前記Ｓ
′は５ｌ＝ｄ、＋ｄｐ／ｎｐである。Ｍは反射用プリズ
ムである。＊は非球面を示し、その形状は下式にて定義
される。

但し、Ｘは光軸からの距離りにおける光軸に垂直な平面
からの光軸方向の距離、Ｃｏは、近軸曲率（＝−Ｌ）、
　　εは２次曲率係数、Ｃｉは非球面係数で像倍率を示
す。

第１図は、本発明による光ディスク用対物レンズのレン
ズ構成図、第２図は第１図の部分で、光ディスクを取り
去った際のレンズバックを示したものである。第３図は
、本発明による光ディスク用対物レンズの配置図、第４
図は従来のレンズ構成図である。第５．６．７図は、各
々本発明第１゜２．３実施例の収差図である。

〔実施例１〕 ＮＡｏ、４５　　　ｆｌ、０　β−０，２０曲率半径　
　軸上面間隔　　屈折率 ｒｇ、　　　　　００ ｄｇｕ　Ｏ，０７３Ｎｇ　　１．４９０００ｒ　ｐ　＠
　　　　　０Ｇ ｄｐ　　Ｏ，２９４Ｎｐ　　１．５７２２２ｒｐ富　　
　　閃 非球面係数 ｒ＋”　　！＝１．０ Ｃｓ＝０．０　　　Ｃ霊＝−０，１１１０３６Ｃｓ＝−
Ｑ、１１０６３３Ｘ１０ Σｄ・ψ、＝０．２２ ψｌ／ψｓ＝０．３５ Ｓ′／屯＝１．０５ 〔実施例２〕 ＮＡＯ，４５ｔ　　１．０　　　　β−０，２０曲率半
径　　軸上面間隔　　屈折率 非球面係数　　ｔ　＝　Ｌ　。

Ｃｉ　＝０．０　　　Ｃｘ　＝−０，１００３９５Ｃｓ
　＝−０，９３５３２９ｘｌＯ−２ｃ、　＝−０，８０
５０６４Ｘ１０−２Σｄ・ψ◆＝Ｏ，１１ ψ１／ψ＄＝０．３４ Ｓ’　／ｄａ　＝１．８４ 〔実施例３〕 ＮＡＯ，４５ｆ　　１．０　　　β−０，２０曲率半径
　　軸上面間隔　　屈折率 ｄ、　　０．５２５ ｒｐ官　　　　　（１） 非球面係数　　ε＝１．Ｏ Ｃ＋　＝Ｏ，ＯＣ！　＝−０，１００３９５Ｃａ　＝−
０，９３５３２９Ｘ１０−２Ｃ，＝−０，８０５０６４
Ｘ１０−２ Σｄ・ψ、＝０．０９ ψ１／ψｇ−”０．０３６ Ｓ’　／ｃｌ、　＝ｔ、ｏ　６ ４、　　ｆ’ｌｌ’ｊ単ｆｉ　ｒ９１面の説明第１図は
、本発明による元ディスク用対物レンズのレンズ構成図
、第２図は第１図の部分で、光ディスクを取り去った際
のレンズバックを示したものである。第３図は、本発明
による光ディスク用対物レンズの配置図、第４図は従来
のレンズ構成図である。第５．６．７図は、各々本発明
筒１゜２．３実施例の収差図である。

第ルンズ・・・Ｌｌ 第２レンズ・・・Ｌｌ 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 軍Ｌ　閏 勇＋　図 １１３　　図 第５図 球面収址　　　　　　　　ノド点収１−第す 第７ 球面収差 図 図 非点役差

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源側から光ディスク側へ順に、光源側の面が非球
   面である正レンズから成る第１レンズと、正レンズから
   成る第２レンズとの２枚から構成されるとともに、結像
   倍率が−１／５程度で用いられ、以下の条件を満足する
   ことを特徴とする光ディスク用対物レンズ： ０．８≦Ｓ′／ｄ＿２≦２．１ −０．２５≦Σｄ・ψ＿４≦０．２５ ０＜ψ＿１／ψ＿３＜０．４ 但し、Ｓ′：対物レンズのレンズバックの空気換算長、 ｄ＿２：第１レンズと第２レンズの間の軸上空気間隔、 Σｄ：第１レンズの光源側の面から第２レ ンズの光ディスク側の面までの軸上 間隔、 ψ＿４：第２レンズの光ディスク側の面の屈折力、 ψ＿１：第１レンズの光源側の面の屈折力、ψ＿３：第
   ２レンズの光源側の面の屈折力。