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JPH0248882B2 - - Google Patents
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JPH0248882B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0248882B2
JPH0248882B2 JP56170159A JP17015981A JPH0248882B2 JP H0248882 B2 JPH0248882 B2 JP H0248882B2 JP 56170159 A JP56170159 A JP 56170159A JP 17015981 A JP17015981 A JP 17015981A JP H0248882 B2 JPH0248882 B2 JP H0248882B2
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JP
Japan
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lens
group
chromatic aberration
aberration
disk
Prior art date
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JP56170159A
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English (en)
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JPS5872114A (ja
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Toshiro Kikuchi
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1378Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
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    • G11B7/1372Lenses
    • G11B2007/13727Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は光デイスク記録再生用集光レンズに関
するものである。 光デイスクに記録再生する方法として2種類の
波長の光を用い、一方の波長の光でトラツキン
グ、フオーカシングの制御および読み出しを行な
い、もう一方の波長の光で書き込みを行なう方法
がある。 この方法の場合、デイスクに記録された信号を
記録直後に読み取り、正誤を判定して誤つている
場合には訂正すると云つた操作を行なう。そのた
めにこの方法で用いられるレンズ系は、使用する
2波長について焦点位置が同じになるように、色
収差が補正されていなければならない。 また、書き込みの時のエネルギー効率をあげシ
ヤープなピツトを形成するために、デイスク上の
スポツト径を小さくすることが望ましい。そのた
め、レンズ系はNAが0.5以上で諸収差が極めて良
く補正されていなければならない。 更に、高速で回転する光デイスクは、通常上下
動、芯ぶれ、回転むら等が発生するが、これらの
高速の動きに追従するために、フオーカシングや
トラツキング、また駆動方式によつては回転むら
の補正までもレンズ系を動かして行なうので、集
光レンズは小型軽量でなければならない。 更に誤動作した時にも、集光レンズとデイスク
とが接触する危険を少なくするために作動距離を
長くしなければならず、また集光レンズによる光
量ロスを減らすために構成枚数を少なくすると共
に各レンズの空気接触面には使用波長帯にわたつ
て効果ある反射防止膜を施す必要がある。 しかし従来の光デイスク用集光レンズは、上記
のすべての要件を満足するものは少なかつた。例
えば特開昭50−124660号、特開昭51−66843号の
両公報に記載されているものは色収差の補正は特
に考慮されておらずしたがつて色収差は十分補正
されていない。 又特開昭51−133046号公報に記載されたものは
短波長の光で使用することを目的としているため
に接合面での吸収をさけすべてのレンズが分離さ
れていて大型である。 特開昭51−18557号、特開昭55−4068号の両公
報に記載されているものは色収差を除去するため
に接合されているが、接合した主目的は小型軽量
にあるため色収差の除去は不十分である。 又特開昭55−4068号公報の集光レンズ以外の上
記従来例は作動距離が短い。 以上のように従来例のものは上述の光デイスク
記録再生用としての諸要請のすべてを満足するも
のは少く、特に色収差が良好に補正されたレンズ
系は少ない。 本発明は前述のような光デイスク用レンズの要
請に応えたもので特にレンズを動かしてトラツキ
ングを行なう方式に用いる光デイスク記録再生用
集光レンズを提供するものである。 以下本発明集光レンズの詳細な内容を説明す
る。従来の光デイスク用集光レンズで軸上収差の
みが補正され、小型軽量で長い作動距離を有する
レンズ系の一例として前記の特開昭55−4068号公
報のレンズ系をあげると、それは第1図に示すよ
うな2群3枚構成のものである。前述のようにこ
のタイプのレンズ系では色収差は補正されていな
い。したがつてこのタイプのレンズ系で色補正を
するためには、凸レンズにアツベ数の大きい硝材
を用い、凹レンズにアツベ数の小さい硝材を用い
る必要がある。しかしながら現存する硝材では、
アツベ数が大きくなるにつれて、屈折率の大きい
ものが得られなくなる。このように凸レンズにア
ツベ数の大きい硝材を用いた場合その屈折率が小
さくなり、したがつて、凸レンズに所望のパワー
を与えるためには、凸レンズの曲率を強くせざる
を得なくなり諸収差が増大してNAの大きなレン
ズ系が得られなくなる。 そこで本発明では凸レンズに十分大きな屈折率
を有する硝材を選び、しかも色収差を補正するた
めに4枚構成のレンズ系とした。 さらにレンズ系全長を短くすると共に枠構造を
簡単にし小型軽量かつ低コストとするために2群
構成のレンズ系とした。 又最もデイスク寄りのレンズは、NAを大にす
るためにメニスカスレンズとなる。このメニスカ
スレンズの肉厚は直接作動距離に影響を与えるの
で製作性を犠牲にしない範囲内で出来るだけ薄く
する必要がある。したがつて第2図に示すような
三枚接合レンズを含んだ2群4枚タイプのレンズ
系とした。 以上のように本発明集光レンズは、第2図に示
すようなレンズ構成のもので、光源側より両凸レ
ンズの第1レンズと両凹レンズの第2レンズと両
凸レンズの第3レンズ、を接合した三枚接合レン
ズの第1群と凹面をデイスク側へ向けた正のメニ
スカスレンズの第4レンズの第2群とにて構成し
た。更に本発明の目的を達成するために次の各条
件を満足するようにした。 (1) 0.8<f2/|r2・r3|<1.4 (2) 1.2<f4/f<1.6 (3) (n1−1)ν1+(n3−1)ν3≧50 ただしfは全系の焦点距離、f4は第2群(第4
レンズ)の焦点距離、r2,r3は夫々第1群の接合
面(第1レンズと第2レンズの接合面および第2
レンズと第3レンズの接合面)の曲率半径、n1
n3は夫々第1群の光源側のレンズ(第1レンズ)
およびデイスク側のレンズ(第3レンズ)の屈折
率、ν1,ν3は夫々第1レンズおよび第3レンズの
アツベ数である。 次に上記のような各条件を付したことの意味に
ついて説明する。 条件(1)は3枚接合の第1群のうちの第1レンズ
と第2レンズの接合面の曲率半径r2と第2レンズ
と第3レンズの接合面の曲率半径r3とのバランス
によつて球面収差と色収差とを過剰補正にし、単
レンズの第2群(第4レンズ)で発生する球面収
差と色収差とを打ち消すために設けたものであ
る。又それと同時にレンズ系全体のコマ収差のバ
ランスをとるための条件である。 この条件(1)においてf2/|r2・r3|が大きくなつ て、上限の1.4の値を越えると第1群で発生する
正の球面収差と第2群で発生する負の球面収差と
のバランスが悪くなり、レンズ系全体での球面収
差がふくらんでしまい良好なスポツトが得られな
くなる。逆にf2/|r2・r3|が小さくなつて下限の 0.8の値よりも小さくなると、第2群で発生する
負の色収差にみあうだけの正の色収差を、第1群
で発生させることが困難になる。 またこの条件(1)の上限又は下限よりはずれると
いずれもコマ収差の値が変化しやすくなり設計上
も製作上も好ましくない。 条件(2)は球面収差やコマ収差を小さく保ちなが
ら作動距離を長くするために設けた条件である。 本発明レンズ系は第1群、第2群共に正のパワ
ーを有し、第1群と第2群の主点の距離も正であ
る。したがつて近軸的計算からわかるように第2
群(第4レンズ)の焦点距離f4を長くするとレン
ズ系の作動距離が短くなる。以上の理由から条件
(2)の上限を越えると十分な作動距離が得られなく
なる。 逆に焦点距離f4を短くして行くと作動距離は長
くなるが、第2群で発生する球面収差やコマ収差
が大きくなる。又f4を小にすると第1群の焦点距
離は無限大に近くなるため第1群の主たる役目で
ある球面収差やコマ収差を補正する能力が失なわ
れる。このような理由からf4/fが下限より小にな ると球面収差とコマ収差を補正できなくなる。 条件(3)は色収差を除去するために設けたもので
ある。 本発明のレンズ系は、3枚接合の第1群で色収
差を過剰補正にして全系の色収差の補正を行なつ
ている。つまり第1群中の2枚の両凸レンズ(第
1レンズおよび第3レンズ)により色収差過剰補
正とするための条件がこの条件(3)である。 本発明のレンズ系は、狭い波長帯で用いられる
ので色収差を除去するのにアツベ数だけを考えれ
ばほぼよい。しかし現有の硝材のアツベ数には上
限も下限もあり、又屈折率の高い硝材はアツベ数
が小さい傾向があり、全レンズ系の球面収差やコ
マ収差を減らすためには全レンズ系を、平均して
屈折率の高い硝材で構成する必要がある。これら
のことを考え合わせると第1群中の凹レンズ(第
2レンズ)の硝材は現有の硝材の中で最もアツベ
数の小さい硝材群の中から選ばれることになる。
しかしこのように第2レンズに現有の中でアツベ
数の最も小さい硝材群の中から選んだとしても3
枚接合の第1群にて色収差を補正過剰とするに
は、条件(3)を満足する必要がある。もしこの条件
(3)を満足しないと上述の理由から色収差を良好に
補正することは出来ない。 尚カバーガラスの厚さが大になる程r6/f(r6は 第2群のデイスク側の面の曲率半径)を大きくし
たほうがコマ収差を除去し易い。例えば後に記載
する実施例1と実施例2は、r6以外のパラメータ
ーはほぼ同じ値になつているが、実施例2が実施
例1よりカバーガラスが厚くなつている関係でr6
を大にしてあることからもわかる。又、第2レン
ズのアツベ数ν2は35以下であることが色収差補正
にとつて好ましい。 次に以上説明した本発明集光レンズの各実施例
を示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 ただしr1,r2,……,r6は光源側から各レンズ
面の曲率半径、d1,d2,……,d5は光源側から各
レンズ面間の間隔、n1,n2,n3,n4は光源側から
各レンズのd線での屈折率ν1,ν2,ν3,ν4は光源
側から各レンズのd線でのアツベ数、Σdは光軸
上で測つたレンズ系の全長、tはカバーガラスの
肉厚、ntはカバーガラスのd線での屈折率、
WD′は第6面から測つたデイスク側焦点位置の
距離、NAはデイスク側の開口数である。 上記実施例のうち実施例1と実施例2は両接合
面の曲率半径r2,r3を|r2|=|r3|にしてあり、
これによつて組立時に凹レンズである第2レンズ
の表裏を判定するわずらわしさを取除いている。 実施例3は第4レンズを屈折率の低い硝材にて
構成してあるが、そのため球面収差が僅かに大き
く、WD′も小さめになつている。 実施例4は第1群の各レンズの屈折率を平均的
に下げて第2群である第4レンズの焦点距離を短
くしてWD′を大きくしてある。又第2レンズの
アツベ数を大きくしたため第1レンズと第3レン
ズのアツベ数をかなり大きくして色収差を除去し
ている。この場合前述のように第2レンズのアツ
ベ数ν2は、35以下にしないと色収差の除去は困難
になるので本実施例でも35以下にしてある。 実施例5は、NAを小さくした例であつて、第
4レンズの肉厚であるd6を薄くすることによつて
WD′を0.685と大きくしてある。 実施例6は、NAを大きくした例で、第4レン
ズの焦点距離を1.327と短くしてWD′=0.593を得
ると同時に、第4群レンズの焦点距離を短くする
ときr6を大きくすることによつてコマ収差を良好
に補正してある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光デイスク用集光レンズの断面
図、第2図は本発明集光レンズの断面図、第3図
乃至第8図は本発明の実施例1乃至実施例6の収
差曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 両凸レンズと両凹レンズと両凸レンズの三枚
    接合レンズの第1群と、デイスク側へ凹面を向け
    た正のメニスカスレンズの第2群とよりなり次の
    条件を満足する光デイスク記録再生用集光レン
    ズ。 (1) 0.8<f2/|r2・r3|<1.4 (2) 1.2<f4/f<1.6 (3) (n1−1)ν1+(n3−1)ν3≧50 ただしfは全系の焦点距離、f4は第2群の焦点
    距離、r2,r3は夫々第1群の各接合面の曲率半
    径、n1,n3は夫々第1群の光源側のレンズおよび
    デイスク側のレンズの屈折率、ν1,ν3は夫々第1
    群の光源側のレンズおよびデイスク側のレンズの
    アツベ数である。
JP56170159A 1981-10-26 1981-10-26 光デイスク記録再生用集光レンズ Granted JPS5872114A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56170159A JPS5872114A (ja) 1981-10-26 1981-10-26 光デイスク記録再生用集光レンズ
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JP56170159A JPS5872114A (ja) 1981-10-26 1981-10-26 光デイスク記録再生用集光レンズ

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Publication Number Publication Date
JPS5872114A JPS5872114A (ja) 1983-04-30
JPH0248882B2 true JPH0248882B2 (ja) 1990-10-26

Family

ID=15899770

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JPS5872114A (ja) 1983-04-30
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