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JP2000098220A - 光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ - Google Patents

光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ

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JP2000098220A
JP2000098220A JP10282083A JP28208398A JP2000098220A JP 2000098220 A JP2000098220 A JP 2000098220A JP 10282083 A JP10282083 A JP 10282083A JP 28208398 A JP28208398 A JP 28208398A JP 2000098220 A JP2000098220 A JP 2000098220A
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JP
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objective lens
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recording
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JP10282083A
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Yasuhiro Sato
康浩 佐藤
Noriyuki Yamazaki
敬之 山崎
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ピックアップの対物レンズの構成により、
ボビン部と一体に成形出来、集光光束径を規制できる対
物レンズを得る。 【解決手段】 ボビン2と一体に成形された対物レンズ
1の光源側の屈折面S1に、レーザ光源の波長と情報記
録密度に応じて必要とされる光情報記録媒体側の開口数
NAに対応する位置に、屈折面の法線方向が不連続に変
化する部位として、段差3を設けることにより、不連続
部3より外側の屈折面を通過した光束は、内側の光束の
集光点には集光せず、記録再生に有効な光束径はこの不
連続部3によって規制され、所定の開口数NAの集光光
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光情報記録媒体の光ピッ
クアップ装置の記録再生用対物レンズ、特に光情報記録
媒体側の必要開口数NAに対応する位置に集光光束径を
規制する部位を一体に設けた光情報記録媒体の記録再生
用対物レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光源と、レーザ光源からのほぼ無
収差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記
録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、情
報記録面で反射され上記対物レンズを通過した光束を受
光する受光手段を有する光情報記録媒体の光ピックアッ
プ装置は、近年、特に小型化、軽量化、低コスト化が求
められている。この様な要求に応えるため、対物レンズ
は単レンズとされるのが普通となり、図5に示すよう
に、モールド成形されたレンズ11を合焦などの駆動に
用いられるコイルのためのボビンを兼ねる部材12に接
着する構造のものが多く用いられている。上記対物レン
ズは、レーザ光源の波長と情報記録密度に応じて一定の
光情報記録媒体側の開口数NAが必要とされ、この開口
数に対応する集光光束径を得るために、部材12には対
物レンズ11面上を必要部位までを覆うように突出した
絞り13が設けられている。
【0003】上記の対物レンズを、さらに小型化、軽量
化を図るため、対物レンズとボビンを一体成形したもの
も提案されている(例えば特開昭61−148637号
等)。しかし、この様な対物レンズにおいては、図5の
ような絞り13を対物レンズ11と一体成形しようとし
ても、型から抜くことが出来ないので不可能である。ま
た、絞りを別体として成形し、対物レンズに組み込むこ
とは、工程を複雑とし、低コスト化の目的に反すること
となる。また、絞りを別体にして組み込む場合は、絞り
とレンズの屈折面との間隔が生じやすくなるが、この間
隔があると、斜め入射光がよりレンズの周辺部を通る結
果、収差が大きくなるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、透明材料
による一体成形により、他の部材又は追加の工程を経ず
に、対物レンズに、光情報記録媒体上の情報記録の記録
再生に必要な集光光束を得ることが出来る機能を与える
光ピックアップ用の対物レンズを得ようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の記録再生用対
物レンズは、レーザ光源と、レーザ光源からのほぼ無収
差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録
面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、情報
記録面で反射され上記対物レンズを通過した光束を受光
する受光手段を有する光情報記録媒体の光ピックアップ
装置の記録再生用対物レンズであって上記対物レンズの
光源側の屈折面上、レーザ光源の波長と情報記録密度に
応じて必要とされる光情報記録媒体側の開口数NAに対
応する位置に、屈折面の法線方向が不連続に変化する部
位を設ることにより集光光束径を規制したことを特徴と
する。この対物レンズは単レンズであり、この屈折面の
法線方向が不連続に変化する部位は、光源側の面上に形
成されるのがよい。より具体的には、図1に見るよう
に、ボビン2と一体に成形された対物レンズ1の光源側
の屈折面S1に設けた段差3とすることにより、法線方
向の不連続性を確実に大きく採ることが出来る。これに
より、不連続部3より外側の屈折面を通過した光束は、
内側の光束の集光点には集光せず、記録再生に有効な光
束径はこの不連続部3によって規制され、所定の開口数
NAの集光光となる。なお、本発明の詳細な説明の項に
おいては、不連続部3は屈折面S1条に設けたが、集光
光束径の規制作用は、不連続部3を回折面あるいは反射
面に設けても同様であり、本明細書においては、「屈折
面」は回折面あるいは反射面を含むものとして理解され
るべきである。
【0006】
【発明の実施の形態】より具体的には、不連続部3を有
する記録再生用対物レンズにおいて、図2を参照して、
上記不連続部を段差3とした場合、この段差の光軸O方
向の高さ△は、光源波長をλとしたとき △/λ < 200/8 であることが望ましい。高さ△がそれ以上に大きくなる
と、屈折面S1から段差への移行部に屈折面のだれが生
じやすくなる。また、図2のように外側の屈折面S2が
光情報記録媒体側へ変位している場合には、段差面の光
軸Oに垂直な面に対する角度θは90°より大とするこ
とが望ましい。これにより、段差がアンダーカットのな
い形状となり、成形が容易となる。逆に光軸側へ変位し
ている場合には、90°より小となる。
【0007】上記の記録再生用対物レンズにおいて、h
を光軸からの高さとしたとき、上記この屈折面の法線方
向が不連続に変化する部位、すなわち、図2のレンズに
おいては段差3よりも光軸側の面S1の形状を表す関数
をf(h)、段差の外側の面S2の形状を表す関数をg
(h)としたとき、その微分関数f’(h)、g’
(h)は f’(h) ≠ g’(h) であることが必要である。もし面形状が f’(h) = g’(h) であれば、外側の面S2からの光束と内側の面S1から
の光束はほぼ同じ点に集光することとなってしまう。
【0008】このとき、面形状g(h)によって生じる
球面収差は、面形状f(h)を周辺部へ延長したときに
生じる球面収差に比して、よりアンダーであることが望
ましい。一般に、対物レンズの合焦動作は、対物レンズ
と透明基板との接触を防ぐため、離れた位置から近付け
て行くことによって合焦を行う。このとき、面形状g
(h)によって生じる球面収差がよりオーバーである
と、合焦検出手段は、真の合焦位置の手前で面S2を透
過した光束の合焦位置を検出してしまうこととなる。し
かし、信号処理回路によって、この誤った合焦位置の検
出を回避できる場合には、面形状g(h)によって生じ
る球面収差は、面形状f(h)を周辺部へ延長したとき
に生じる球面収差に比して、よりオーバーであることが
望ましい場合が多い。よりオーバーとなる面形状は、面
形状f(h)よりも曲率の弱い面であり、対物レンズの
周辺厚を確保するのに有利となるからである。
【0009】上記の対物レンズは、屈折面の法線方向が
不連続に変化する部位を含めて単一の透明材料で一体に
形成される。上記対物レンズ1はボビン2と一体に形成
されるのが望ましいことはいうまでもないが、対物レン
ズ1のみを成形する場合でも図3の従来品よりは勝って
いる。ボビンの成形時に絞り13が不要となるだけでな
く、光束径の規制部分が屈折面そのものの上に形成され
ているので、斜め入射光に対しても収差の劣化を生じる
ことがない。
【0010】
【実施例】以下、本発明の対物レンズの実施例を示す。
表中、iは面番号、riは曲率半径、diは面間隔、n
iは屈折率を示す。また、非球面形状を表す式は
【数1】 ただし、xは光軸方向の軸、hは光軸と垂直方向の軸、
光の進行方向を正とし、rは近軸曲率半径、κは円錐形
数、Ajは非球面係数、Pjは非球面のべき数(ただ
し、Pj≧3)である。
【0011】 実施例1 光源波長 : 780nm 焦点距離 : 3.22mm 横倍率 : −1/5.0 像側開口数 : 0.45 i ri di ni 1(*1,*1’) 2.360 2.55 1.53 2(*2) −3.848 1.88 1.0 3 ∞ 1.20 4 ∞ 非球面データ *1 0≦h≦1.736(ただし、h:光軸からのレンズ面高さ) κ =−0.65899 A1=−0.19126×10-2 1= 4 A2=−0.42737×10-3 2= 6 A3=−0.14471×10-4 3= 8 A4=−0.55726×10-5 4=10 *1’ 1.736<h (ただし、h:光軸からのレンズ面高さ) d1’=2.55 (ただし、d1’は、i=1’面を非球面形状 式に従って光軸(h=0)まで延長した面と光 軸との交点とi=2面との光軸上の間隔) κ =−0.65899 A1=−0.19126×10-2 1= 4 A2=−0.20000×10-3 2= 6 A3=−0.10000×10-4 3= 8 A4=−0.30000×10-5 4=10 *2 κ =−0.99125×10 A1=−0.28758×10-2 1= 4 A2= 0.42999×10-4 2= 6 A3=−0.40216×10-4 3= 8 A4= 0.33548×10-5 4=10 この実施例の球面収差図を図3に示す。
【0012】 実施例2 光源波長 : 780nm 焦点距離 : 3.22mm 横倍率 : −1/5.0 像側開口数 : 0.45 i ri di ni 1(*1,*1’) 2.360 2.55 1.53 2(*2) −3.848 1.88 1.0 3 ∞ 1.20 4 ∞ 非球面データ *1 0≦h≦1.736(ただし、h:光軸からのレンズ面高さ) κ =−0.65899 A1=−0.19126×10-2 1= 4 A2=−0.42737×10-3 2= 6 A3=−0.14471×10-4 3= 8 A4=−0.55726×10-5 4=10 *1’ 1.736<h (ただし、h:光軸からのレンズ面高さ) d1’=2.557232 (ただし、d1’は、i=1’面を非球面形状 式に従って光軸(h=0)まで延長した面と光 軸との交点とi=2面との光軸上の間隔) κ =−0.65899 A1=−0.19126×10-2 1= 4 A2=−0.20000×10-3 2= 6 A3=−0.10000×10-4 3= 8 A4=−0.30000×10-5 4=10 *2 κ =−0.99125×10 A1=−0.28758×10-2 1= 4 A2= 0.42999×10-4 2= 6 A3=−0.40216×10-4 3= 8 A4= 0.33548×10-5 4=10 この実施例の球面収差図を図4に示す。
【0013】
【発明の効果】この発明の光ピックアップ用の対物レン
ズは、透明材料による一体成形により、他の部材又は追
加の工程を必要とせずに、対物レンズに、光情報記録媒
体上の情報記録の記録再生に必要な集光光束を得ること
が出来る機能を備えており、光ピックアップの小型化、
軽量化、低コスト化を実現することが出来たものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ピックアップ装置の記録再生用対物
単レンズの1実施例の構成を示す概念図である。
【図2】本発明の光ピックアップ装置の記録再生用対物
単レンズの1実施例の段差部の構成を示す部分拡大図で
ある。
【図3】本発明の光ピックアップ装置の記録再生用対物
単レンズの1実施例の球面収差図である。
【図4】本発明の光ピックアップ装置の記録再生用対物
単レンズの他の実施例の球面収差図である。
【図5】従来の光ピックアップ装置の構成を示す概念図
である。
【符号の説明】
1,11 対物レンズ 2,12 ボビン部
材 3 段差部 13 絞り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA12 RA13 RA34 9A001 KZ16

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源と、レーザ光源からのほぼ無
    収差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記
    録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、情
    報記録面で反射され上記対物レンズを通過した光束を受
    光する受光手段を有する光情報記録媒体の光ピックアッ
    プ装置の記録再生用対物レンズであって上記対物レンズ
    の屈折面上、レーザ光源の波長と情報記録密度に応じて
    必要とされる光情報記録媒体側の開口数NAに対応する
    位置に、屈折面の法線方向が不連続に変化する部位を設
    ることにより集光光束径を規制したことを特徴とする光
    情報記録媒体の記録再生用対物レンズ
  2. 【請求項2】 請求項1の記録再生用対物レンズにおい
    て、該対物レンズは単レンズとして構成され、上記屈折
    面の法線方向が不連続に変化する部位は上記対物レンズ
    の光源側の面上に設けられていることを特徴とする光情
    報記録媒体の記録再生用対物レンズ
  3. 【請求項3】 請求項1あるいは請求項2の記録再生用
    対物レンズにおいて、上記屈折面の法線方向が不連続に
    変化する部位は、屈折面に設けた段差であることを特徴
    とする光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ
  4. 【請求項4】 請求項3の記録再生用対物レンズにおい
    て、上記段差面は、アンダーカットのない形状とされて
    いることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用対物
    レンズ
  5. 【請求項5】 請求項3あるいは請求項4の記録再生用
    対物レンズにおいて、上記段差の光軸方向の高さ△は、
    光源波長をλとしたとき △/λ < 200/8 であることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用対
    物レンズ
  6. 【請求項6】 請求項1ないし請求項5の何れかの記録
    再生用対物レンズにおいて、上記屈折面の法線方向が不
    連続に変化する部位よりも光軸側の面形状を表す関数を
    f(h)、段差の外側の面形状を表す関数をg(h)と
    したとき、 f’(h) ≠ g’(h) であることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用対
    物レンズただしhは光軸からの高さを表す。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし請求項6の何れかの記録
    再生用対物レンズにおいて、面形状g(h)によって生
    じる球面収差は、面形状f(h)を周辺部へ延長したと
    きに生じる球面収差に比して、よりアンダーであること
    を特徴とする光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ
  8. 【請求項8】 請求項1ないし請求項6の何れかの記録
    再生用対物レンズにおいて、面形状g(h)によって生
    じる球面収差は、面形状f(h)を周辺部へ延長したと
    きに生じる球面収差に比して、よりオーバーであること
    を特徴とする光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ
  9. 【請求項9】 請求項1ないし請求項8の記録再生用対
    物レンズにおいて、該対物レンズは屈折面の法線方向が
    不連続に変化する部位を含めて単一の透明材料で一体に
    形成されていることを特徴とする光情報記録媒体の記録
    再生用対物レンズ
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