JP2002006210A - 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents
光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置Info
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２つの波長の光に対し、それぞれ所定位置に
集光させる対物レンズにおいて、一方の波長の光のみに
対し、２つのレンズの屈折率が略同等となるようにレン
ズの形成材料を選択し、２つのレンズの接合面の形状を
選択することにより、２つの波長の光を各々、対応する
記録面に収差が良好に補正された状態で集束させる。 【構成】 ＤＶＤ６Ａの記録再生が行われる場合には、
光源からの、例えば波長650nm（λ１）のレーザ光が、
一方、ＣＤ−Ｒ６Ｂの記録再生が行われる場合には、光
源からの波長780nm程度（λ２）のレーザ光が略平行光
とされた状態で対物レンズに入射することになり、入射
するレーザ光は、この対物レンズにより、ＤＶＤ６Ａあ
るいはＣＤ−Ｒ６Ｂの記録面上に集束せしめられる。こ
の対物レンズは、両凸レンズ１と負のメニスカスレンズ
２との接合レンズからなり、波長650nm（λ１）の光に
対する両レンズ１、２の屈折率が略等しく設定されてい
る。
集光させる対物レンズにおいて、一方の波長の光のみに
対し、２つのレンズの屈折率が略同等となるようにレン
ズの形成材料を選択し、２つのレンズの接合面の形状を
選択することにより、２つの波長の光を各々、対応する
記録面に収差が良好に補正された状態で集束させる。 【構成】 ＤＶＤ６Ａの記録再生が行われる場合には、
光源からの、例えば波長650nm（λ１）のレーザ光が、
一方、ＣＤ−Ｒ６Ｂの記録再生が行われる場合には、光
源からの波長780nm程度（λ２）のレーザ光が略平行光
とされた状態で対物レンズに入射することになり、入射
するレーザ光は、この対物レンズにより、ＤＶＤ６Ａあ
るいはＣＤ−Ｒ６Ｂの記録面上に集束せしめられる。こ
の対物レンズは、両凸レンズ１と負のメニスカスレンズ
２との接合レンズからなり、波長650nm（λ１）の光に
対する両レンズ１、２の屈折率が略等しく設定されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の光記録
媒体に共用し得る信号記録再生用の対物レンズおよび光
ピックアップ装置において、該光記録媒体への照射光が
光記録媒体の種類に応じて互いに波長の異なる光とされ
ている場合に、各光を対応する光記録媒体上に効率良く
集束させることのできる対物レンズおよびこれを用いた
光ピックアップ装置に関するものである。
媒体に共用し得る信号記録再生用の対物レンズおよび光
ピックアップ装置において、該光記録媒体への照射光が
光記録媒体の種類に応じて互いに波長の異なる光とされ
ている場合に、各光を対応する光記録媒体上に効率良く
集束させることのできる対物レンズおよびこれを用いた
光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、種々の光記録媒体が開発されており、複数種の光記
録媒体を共用して記録、再生し得る光ピックアップ装置
が知られている。例えば、ＤＶＤ（ディジタル・バーサ
タイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）を
１つの光ピックアップ装置を用いて記録、再生する装置
が知られている。
年、種々の光記録媒体が開発されており、複数種の光記
録媒体を共用して記録、再生し得る光ピックアップ装置
が知られている。例えば、ＤＶＤ（ディジタル・バーサ
タイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）を
１つの光ピックアップ装置を用いて記録、再生する装置
が知られている。
【０００３】ところで、このような２つの光記録媒体に
おいては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るた
め、例えば650nm程度の可視光を使用することとなって
いるのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に
対して感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使
用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピ
ックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光とし
て用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとな
る。
おいては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るた
め、例えば650nm程度の可視光を使用することとなって
いるのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に
対して感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使
用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピ
ックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光とし
て用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとな
る。
【０００４】しかしながら、上述した例示における２つ
の光記録媒体においては両者のディスク厚が厳密に定め
られているため、再生または記録を行うための各波長の
光に対し互いに異なる所定位置に確実に集束させる必要
がある。このような事情から、再生または記録を行う光
記録媒体の種類に応じて、集束作用が互いに異なる２つ
の対物レンズを交換可能とするシステムが知られている
が、これでは光ピックアップ装置の構造が複雑となり、
コンパクト化および低廉化の要請にも反する。
の光記録媒体においては両者のディスク厚が厳密に定め
られているため、再生または記録を行うための各波長の
光に対し互いに異なる所定位置に確実に集束させる必要
がある。このような事情から、再生または記録を行う光
記録媒体の種類に応じて、集束作用が互いに異なる２つ
の対物レンズを交換可能とするシステムが知られている
が、これでは光ピックアップ装置の構造が複雑となり、
コンパクト化および低廉化の要請にも反する。
【０００５】一方、近年、回折光学素子や複数輪帯領域
からなる多焦点レンズを光ピックアップ装置の対物レン
ズ部分に用いるものが知られている（特開平8-62493号
公報、特開平9-145994号公報等）。しかしながら、上記
回折光学素子を用いたものでは、回折光学素子からの、
記録再生に寄与しない異なる次数の光がノイズ光となっ
てしまう。また、上記多焦点レンズを用いたものでは、
そのときの記録再生に寄与する輪帯領域以外の輪帯領域
を透過した光がノイズ光となってしまう。これらのノイ
ズ光により記録再生におけるＳ/Ｎ比が劣化する。
からなる多焦点レンズを光ピックアップ装置の対物レン
ズ部分に用いるものが知られている（特開平8-62493号
公報、特開平9-145994号公報等）。しかしながら、上記
回折光学素子を用いたものでは、回折光学素子からの、
記録再生に寄与しない異なる次数の光がノイズ光となっ
てしまう。また、上記多焦点レンズを用いたものでは、
そのときの記録再生に寄与する輪帯領域以外の輪帯領域
を透過した光がノイズ光となってしまう。これらのノイ
ズ光により記録再生におけるＳ/Ｎ比が劣化する。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
光ピックアップ装置の構造を複雑にすることなく、２つ
の波長の光を各々、対応する厚みの光記録媒体の記録面
に良好に集束させることができる、コンパクトかつ低廉
で、Ｓ/Ｎ比が良好な光記録媒体用対物レンズおよびこ
れを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的と
するものである。
光ピックアップ装置の構造を複雑にすることなく、２つ
の波長の光を各々、対応する厚みの光記録媒体の記録面
に良好に集束させることができる、コンパクトかつ低廉
で、Ｓ/Ｎ比が良好な光記録媒体用対物レンズおよびこ
れを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的と
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体用対
物レンズは、光束中に配される２枚構成の対物レンズで
あって、該２枚のレンズは、互いに異なる材料により構
成され、波長λ１の光に対して下記条件式（１）を、波
長λ２の光に対して下記条件式（２）を、それぞれ満足
するように構成され、かつ各レンズ面の形状が、対物レ
ンズ全体として収差を抑制するように構成されているこ
とを特徴とするものである。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）・・・（１） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）・・・（２） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率
物レンズは、光束中に配される２枚構成の対物レンズで
あって、該２枚のレンズは、互いに異なる材料により構
成され、波長λ１の光に対して下記条件式（１）を、波
長λ２の光に対して下記条件式（２）を、それぞれ満足
するように構成され、かつ各レンズ面の形状が、対物レ
ンズ全体として収差を抑制するように構成されているこ
とを特徴とするものである。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）・・・（１） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）・・・（２） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率
【０００８】また、本発明の光記録媒体用対物レンズ
は、光束中に配される３枚構成の対物レンズであって、
該３枚のレンズは、互いに異なる材料により構成され、
波長λ１の光に対して下記条件式（３）を、波長λ２の
光に対して下記条件式（４）を、それぞれ満足するよう
に構成され、かつ各レンズ面の形状が、対物レンズ全体
として収差を抑制するように構成されていることを特徴
とするものである。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）および Ｎ２（λ１）≒ Ｎ３（λ１） ・・・（３） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）および Ｎ２（λ２）≠ Ｎ３（λ２） ・・・（４） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ１）は第３レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ２）は第３レンズの波長λ２の光に対する屈折
率
は、光束中に配される３枚構成の対物レンズであって、
該３枚のレンズは、互いに異なる材料により構成され、
波長λ１の光に対して下記条件式（３）を、波長λ２の
光に対して下記条件式（４）を、それぞれ満足するよう
に構成され、かつ各レンズ面の形状が、対物レンズ全体
として収差を抑制するように構成されていることを特徴
とするものである。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）および Ｎ２（λ１）≒ Ｎ３（λ１） ・・・（３） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）および Ｎ２（λ２）≠ Ｎ３（λ２） ・・・（４） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ１）は第３レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ２）は第３レンズの波長λ２の光に対する屈折
率
【０００９】また、前記２枚または前記３枚のレンズは
互いに接合されてなることが好ましい。また、前記２枚
または前記３枚のレンズの接合面を非球面とすることも
可能である。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、
上述した光記録媒体用対物レンズを備えていることを特
徴とするものである。
互いに接合されてなることが好ましい。また、前記２枚
または前記３枚のレンズの接合面を非球面とすることも
可能である。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、
上述した光記録媒体用対物レンズを備えていることを特
徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。まず、図１１を用いて本発明の
実施形態に係る光記録媒体用対物レンズを用いた光ピッ
クアップ装置について説明する。
図面を用いて説明する。まず、図１１を用いて本発明の
実施形態に係る光記録媒体用対物レンズを用いた光ピッ
クアップ装置について説明する。
【００１１】この光ピックアップ装置では、ＬＤ電源１
１Ａからの電力供給により半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃ
から出力されたレーザ光１２がハーフミラー１３により
反射され、コリメータレンズ４により平行光とされ、対
物レンズ５により集束光とされて光ディスク６の記録領
域６Ｐ上に照射される。なお、半導体レーザ１１Ｂは、
ＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）用の、波長780nm程度の
近赤外域のレーザ光を出力する光源であり、半導体レー
ザ１１Ｃは、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディ
スク）用の、例えば波長650nmの可視域のレーザ光を出
力する光源であり、ハーフミラー１１Ｄを介していずれ
かの半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃから出力されたレーザ
光１２がハーフミラー１３に照射されるようになってい
る。また、ＬＤ電源１１Ａと半導体レーザ１１Ｂ、１１
Ｃとの間には切替スイッチ１１Ｅが配されており、この
切替スイッチ１１Ｅの操作によりいずれかの半導体レー
ザ１１Ｂ、１１Ｃに電力が供給されるようになってい
る。
１Ａからの電力供給により半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃ
から出力されたレーザ光１２がハーフミラー１３により
反射され、コリメータレンズ４により平行光とされ、対
物レンズ５により集束光とされて光ディスク６の記録領
域６Ｐ上に照射される。なお、半導体レーザ１１Ｂは、
ＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）用の、波長780nm程度の
近赤外域のレーザ光を出力する光源であり、半導体レー
ザ１１Ｃは、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディ
スク）用の、例えば波長650nmの可視域のレーザ光を出
力する光源であり、ハーフミラー１１Ｄを介していずれ
かの半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃから出力されたレーザ
光１２がハーフミラー１３に照射されるようになってい
る。また、ＬＤ電源１１Ａと半導体レーザ１１Ｂ、１１
Ｃとの間には切替スイッチ１１Ｅが配されており、この
切替スイッチ１１Ｅの操作によりいずれかの半導体レー
ザ１１Ｂ、１１Ｃに電力が供給されるようになってい
る。
【００１２】上記記録領域６Ｐには信号情報を担持した
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ｐからの上記レーザ光１２の再生反射光は
信号情報を担持した状態で対物レンズ５およびコリメー
タレンズ４を介してハーフミラー１３に入射し、このハ
ーフミラー１３を透過して４分割のフォトダイオード７
に入射する。このフォトダイオード７では分割された４
つのダイオード位置の各受光量を演算してデータ信号、
およびフォーカスとトラッキングの各エラー信号を得
る。
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ｐからの上記レーザ光１２の再生反射光は
信号情報を担持した状態で対物レンズ５およびコリメー
タレンズ４を介してハーフミラー１３に入射し、このハ
ーフミラー１３を透過して４分割のフォトダイオード７
に入射する。このフォトダイオード７では分割された４
つのダイオード位置の各受光量を演算してデータ信号、
およびフォーカスとトラッキングの各エラー信号を得
る。
【００１３】なお、ハーフミラー１３は光ディスク６か
らの戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されて
いるのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、こ
のハーフミラー１３を透過した光ビームは非点収差を有
することとなり、４分割のフォトダイオード７上におけ
るこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカ
スのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コリ
メータレンズ４は状況に応じて省略することも可能であ
り、さらに半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃとハーフミラー
１３との間にグレーティングを挿入して３ビームにより
トラッキングエラーを検出することも可能である。
らの戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されて
いるのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、こ
のハーフミラー１３を透過した光ビームは非点収差を有
することとなり、４分割のフォトダイオード７上におけ
るこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカ
スのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コリ
メータレンズ４は状況に応じて省略することも可能であ
り、さらに半導体レーザ１１Ｂ、１１Ｃとハーフミラー
１３との間にグレーティングを挿入して３ビームにより
トラッキングエラーを検出することも可能である。
【００１４】このように本実施形態の光ピックアップ装
置では、ＣＤ−ＲとＤＶＤのいずれの光ディスク６につ
いても信号の記録再生が可能となるように構成されてい
る。なお、ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネ
ート）からなる保護板を有している。
置では、ＣＤ−ＲとＤＶＤのいずれの光ディスク６につ
いても信号の記録再生が可能となるように構成されてい
る。なお、ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネ
ート）からなる保護板を有している。
【００１５】ところで、上記ＣＤ−Ｒは幾何学的厚みが
1.2 ｍｍに規格統一されており、屈折率が1.55のものが
多く使用されている。また、上記ＤＶＤは幾何学的厚み
が0.6 ｍｍ、屈折率が1.58のものが多く使用されている
ため、これらいずれの光ディスク６についても確実にフ
ォーカシングをなすべく、記録再生を行うための各波長
の光に対し互いに異なる集束作用を有する構成を設ける
必要がある。そこで、上記光ピックアップ装置において
は、図１１に示す如く、波長による屈折率変化率の異な
る複数枚のレンズ１、２を接合してなる、各波長に応じ
て集束位置が変化する対物レンズ５を設け、ＣＤ−Ｒお
よびＤＶＤの記録再生を共用することができるように構
成している。
1.2 ｍｍに規格統一されており、屈折率が1.55のものが
多く使用されている。また、上記ＤＶＤは幾何学的厚み
が0.6 ｍｍ、屈折率が1.58のものが多く使用されている
ため、これらいずれの光ディスク６についても確実にフ
ォーカシングをなすべく、記録再生を行うための各波長
の光に対し互いに異なる集束作用を有する構成を設ける
必要がある。そこで、上記光ピックアップ装置において
は、図１１に示す如く、波長による屈折率変化率の異な
る複数枚のレンズ１、２を接合してなる、各波長に応じ
て集束位置が変化する対物レンズ５を設け、ＣＤ−Ｒお
よびＤＶＤの記録再生を共用することができるように構
成している。
【００１６】すなわち、ＤＶＤが所定位置（ターンテー
ブル上）に配されてその記録再生が行われる場合には、
半導体レーザ１１Ｃからの波長650nm（λ１）のレーザ
光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射す
ることになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レ
ンズ５によりＤＶＤの記録面上に集束せしめられること
になる。
ブル上）に配されてその記録再生が行われる場合には、
半導体レーザ１１Ｃからの波長650nm（λ１）のレーザ
光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射す
ることになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レ
ンズ５によりＤＶＤの記録面上に集束せしめられること
になる。
【００１７】一方、ＣＤ−Ｒが所定位置（ターンテーブ
ル上）に配されてその記録再生が行われる場合には、半
導体レーザ１１Ｂからの波長780nm（λ２）のレーザ光
１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射する
ことになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レン
ズ５によりＣＤ−Ｒの記録面上に集束せしめられること
になる。
ル上）に配されてその記録再生が行われる場合には、半
導体レーザ１１Ｂからの波長780nm（λ２）のレーザ光
１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射する
ことになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レン
ズ５によりＣＤ−Ｒの記録面上に集束せしめられること
になる。
【００１８】ここで対物レンズ５は、波長に応じた屈折
率変化率が互いに異なる複数のレンズを有する複合レン
ズからなる。以下、上述した対物レンズ５を実施例１〜
５により具体的に説明する。
率変化率が互いに異なる複数のレンズを有する複合レン
ズからなる。以下、上述した対物レンズ５を実施例１〜
５により具体的に説明する。
【００１９】
【実施例】＜実施例１＞図１（Ａ）に示されるようにＤ
ＶＤ６Ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてそ
の記録再生が行われる場合には、波長650nm（λ１）の
レーザ光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に
入射することになるが、入射するレーザ光１２は、この
対物レンズ５によりＤＶＤ６Ａの記録面上に集束せしめ
られる。一方、図１（Ｂ）に示されるようにＣＤ−Ｒ６
Ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録
再生が行われる場合には、波長780nm（λ２）のレーザ
光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射す
ることになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レ
ンズ５によりＣＤ−Ｒ６Ｂの記録面上に集束せしめられ
る。
ＶＤ６Ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてそ
の記録再生が行われる場合には、波長650nm（λ１）の
レーザ光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に
入射することになるが、入射するレーザ光１２は、この
対物レンズ５によりＤＶＤ６Ａの記録面上に集束せしめ
られる。一方、図１（Ｂ）に示されるようにＣＤ−Ｒ６
Ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録
再生が行われる場合には、波長780nm（λ２）のレーザ
光１２が略平行光とされた状態で対物レンズ５に入射す
ることになるが、入射するレーザ光１２は、この対物レ
ンズ５によりＣＤ−Ｒ６Ｂの記録面上に集束せしめられ
る。
【００２０】実施例１における対物レンズ５は、光源側
から順に、光源側に非球面（下記非球面式で示される。
以下の非球面においても同じである。）の凸面を向け、
光集束側に曲率の強い凸面を向けた両凸レンズ１と、光
源側に凹面を向け、光集束側に略平面に近い非球面を向
けた負のメニスカスレンズ２とを接合してなる。なお、
接合面は球面である。対物レンズ５の表裏面を非球面で
構成することにより収差補正の設計自由度および補正の
効果を大幅に向上することが可能である。
から順に、光源側に非球面（下記非球面式で示される。
以下の非球面においても同じである。）の凸面を向け、
光集束側に曲率の強い凸面を向けた両凸レンズ１と、光
源側に凹面を向け、光集束側に略平面に近い非球面を向
けた負のメニスカスレンズ２とを接合してなる。なお、
接合面は球面である。対物レンズ５の表裏面を非球面で
構成することにより収差補正の設計自由度および補正の
効果を大幅に向上することが可能である。
【００２１】
【数１】
【００２２】下記表１の上段には、実施例１に係る対物
レンズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよび
λ＝650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。
レンズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよび
λ＝650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。
【００２３】この表１から明らかなように、対物レンズ
を構成する２つのレンズ１、２の屈折率は、波長λが65
0nm（λ１）の光に対しその差が0.00057と互いに極めて
近似しているものの、波長λが780nm（λ２）の光に対
し0.011とされている。これにより、波長λが650nmの光
について両レンズ１、２の界面（接合面）における屈折
は無視できる程度となるから、対物レンズ５全体として
の球面収差を小さくするための設計において、この接合
面の設計は、波長780nmの光のみを考慮して行なえばよ
いこととなる。すなわち、本実施例においては、対物レ
ンズ５を構成する２つのレンズ１、２のレンズ硝材を巧
妙に組み合わせることで、使用する２波長の光のうち一
方の光のみに対するレンズ曲率の調整により球面収差の
小さいＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ共用の対物レンズ５を構成する
ようにしている。
を構成する２つのレンズ１、２の屈折率は、波長λが65
0nm（λ１）の光に対しその差が0.00057と互いに極めて
近似しているものの、波長λが780nm（λ２）の光に対
し0.011とされている。これにより、波長λが650nmの光
について両レンズ１、２の界面（接合面）における屈折
は無視できる程度となるから、対物レンズ５全体として
の球面収差を小さくするための設計において、この接合
面の設計は、波長780nmの光のみを考慮して行なえばよ
いこととなる。すなわち、本実施例においては、対物レ
ンズ５を構成する２つのレンズ１、２のレンズ硝材を巧
妙に組み合わせることで、使用する２波長の光のうち一
方の光のみに対するレンズ曲率の調整により球面収差の
小さいＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ共用の対物レンズ５を構成する
ようにしている。
【００２４】
【表１】
【００２５】また、上記表１の中段には、各非球面の非
球面係数が示されている。さらに、表１の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
球面係数が示されている。さらに、表１の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
【００２６】＜実施例２＞実施例２における対物レンズ
５は、光源側から順に、光源側に非球面の凸面を向け、
光集束側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ２ａと、
光源側に強い曲率の凸面を向け、光集束側に略平面に近
い非球面を向けた正レンズ１ａとを接合してなる。な
お、接合面は球面とされている。
５は、光源側から順に、光源側に非球面の凸面を向け、
光集束側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ２ａと、
光源側に強い曲率の凸面を向け、光集束側に略平面に近
い非球面を向けた正レンズ１ａとを接合してなる。な
お、接合面は球面とされている。
【００２７】表２の上段には、実施例２に係る対物レン
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表２から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１ａ、２ａの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00057と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.011とされてい
る。これによる作用効果は実施例１と略同様である。
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表２から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１ａ、２ａの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00057と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.011とされてい
る。これによる作用効果は実施例１と略同様である。
【００２８】
【表２】
【００２９】また、上記表２の中段には、各非球面の非
球面係数が示されている。さらに、表２の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
球面係数が示されている。さらに、表２の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
【００３０】＜実施例３＞実施例３における対物レンズ
５は、光源側から順に、光集束側に曲率の強い凸面を向
けた両凸レンズ１ｂと、光源側に凹面を向けた負のメニ
スカスレンズ２ｂとを接合してなる。なお、接合面を含
む全てのレンズ面は非球面とされている。
５は、光源側から順に、光集束側に曲率の強い凸面を向
けた両凸レンズ１ｂと、光源側に凹面を向けた負のメニ
スカスレンズ２ｂとを接合してなる。なお、接合面を含
む全てのレンズ面は非球面とされている。
【００３１】表３の上段には、実施例３に係る対物レン
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表３から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１ｂ、２ｂの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00016と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.01以上の値と
されている。これによる作用効果は実施例１と略同様で
ある。
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表３から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１ｂ、２ｂの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00016と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.01以上の値と
されている。これによる作用効果は実施例１と略同様で
ある。
【００３２】
【表３】
【００３３】また、上記表３の中段には、各非球面の非
球面係数が示されている。さらに、表３の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
球面係数が示されている。さらに、表３の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
【００３４】＜実施例４＞実施例４における対物レンズ
５は、光源側から順に、光源側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズ２Ｃと、光源側に強い曲率の面を向けた両
凸レンズ１Ｃとを接合してなる。なお、接合面を含む全
てのレンズ面は非球面とされている。
５は、光源側から順に、光源側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズ２Ｃと、光源側に強い曲率の面を向けた両
凸レンズ１Ｃとを接合してなる。なお、接合面を含む全
てのレンズ面は非球面とされている。
【００３５】表４の上段には、実施例４に係る対物レン
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表４から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１Ｃ、２Ｃの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00016と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.01以上の値と
されている。これによる作用効果は、実施例１と略同様
である。
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表４から明らかなように、対物レンズを構成する２つの
レンズ１Ｃ、２Ｃの屈折率は、波長λが650nm（λ１）
の光に対しその差が0.00016と極めて近似しているもの
の、波長λが780nm（λ２）の光に対し0.01以上の値と
されている。これによる作用効果は、実施例１と略同様
である。
【００３６】
【表４】
【００３７】また、上記表４の中段には、各非球面の非
球面係数が示されている。さらに、表４の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
球面係数が示されている。さらに、表４の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
【００３８】＜実施例５＞実施例５における対物レンズ
５は、光源側から順に、光源側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズ２ｄと、光源側に曲率の強い凸面を向けた
両凸レンズ１ｄと、光源側に凹面を向けた負のメニスカ
スレンズ３ｄとを順に接合してなる。なお、対物レンズ
５の両側面は非球面であり、接合面は球面である。
５は、光源側から順に、光源側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズ２ｄと、光源側に曲率の強い凸面を向けた
両凸レンズ１ｄと、光源側に凹面を向けた負のメニスカ
スレンズ３ｄとを順に接合してなる。なお、対物レンズ
５の両側面は非球面であり、接合面は球面である。
【００３９】表５の上段には、実施例５に係る対物レン
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表５から明らかなように、対物レンズを構成する３つの
レンズ１ｄ、２ｄ３ｄの屈折率は、波長λが650nm（λ
１）の光に対し接合されているレンズ同士の差が0.0001
6と極めて近似しているものの、波長λが780nm（λ２）
の光に対しては、その差が0.01以上の値とされている。
これによる作用効果は上記２枚構成の実施例の場合と略
同様である。
ズ５のレンズデータ（曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよびλ＝
650nm、780nmに対する屈折率Ｎ）が示されている。この
表５から明らかなように、対物レンズを構成する３つの
レンズ１ｄ、２ｄ３ｄの屈折率は、波長λが650nm（λ
１）の光に対し接合されているレンズ同士の差が0.0001
6と極めて近似しているものの、波長λが780nm（λ２）
の光に対しては、その差が0.01以上の値とされている。
これによる作用効果は上記２枚構成の実施例の場合と略
同様である。
【００４０】
【表５】
【００４１】また、上記表５の中段には、各非球面の非
球面係数が示されている。さらに、表５の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
球面係数が示されている。さらに、表５の下段には、光
記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒをセットした各場
合における、対物レンズ５の焦点距離、対物レンズ５へ
の入射光束径および対物レンズ５の開口数の各値を示
す。
【００４２】図６〜１０は、それぞれ上記実施例１〜５
の波面収差図を示すものであり、いずれの実施例におい
てもＤＶＤおよびＣＤ−Ｒがともに良好とされているこ
とが明らかである。なお、本発明の対物レンズとしては
上述した実施形態のものに限られず種々の態様の変更が
可能であり、レンズを形成する材料としては、例えばプ
ラスチック材料を使用することができる。さらに、熱や
光によって硬化する樹脂を用いれば、この樹脂を一方の
レンズに貼付しつつ、所望の形状に成形することで、一
方のレンズに接合する薄肉レンズを形成することが可能
である。
の波面収差図を示すものであり、いずれの実施例におい
てもＤＶＤおよびＣＤ−Ｒがともに良好とされているこ
とが明らかである。なお、本発明の対物レンズとしては
上述した実施形態のものに限られず種々の態様の変更が
可能であり、レンズを形成する材料としては、例えばプ
ラスチック材料を使用することができる。さらに、熱や
光によって硬化する樹脂を用いれば、この樹脂を一方の
レンズに貼付しつつ、所望の形状に成形することで、一
方のレンズに接合する薄肉レンズを形成することが可能
である。
【００４３】また、レンズ接合面の形状を決定するにあ
たっては、波長が例えば780nm（λ ２）の光に対しても
ＮＡ＝0.6 程度までの性能保証がなされれば、ＤＶＤと
ＣＤ−Ｒの明るさを調整するための特別の絞り（液晶シ
ャッタや波長選択性のあるフィルタ等）は不要である。
また、本発明の光ピックアップ装置としても、記録、再
生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤとＣＤ−Ｒに限
られず、使用波長域の仕様が互いに異なる２つの光記録
媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、再生する場合
に適用できる。
たっては、波長が例えば780nm（λ ２）の光に対しても
ＮＡ＝0.6 程度までの性能保証がなされれば、ＤＶＤと
ＣＤ−Ｒの明るさを調整するための特別の絞り（液晶シ
ャッタや波長選択性のあるフィルタ等）は不要である。
また、本発明の光ピックアップ装置としても、記録、再
生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤとＣＤ−Ｒに限
られず、使用波長域の仕様が互いに異なる２つの光記録
媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、再生する場合
に適用できる。
【００４４】また、上記実施形態に係る光ピックアップ
装置は互いに異なる波長の光を出力する各光源を設けて
いるが、これに代えて２つの異なる波長の光を出力し得
る１つの光源を設けるようにしてもよい。さらに、上記
実施形態のものではλ１を650nm、λ２を780nmとしてい
るが、λ １を780nm、λ２を650nmとしても上記と同等の
作用効果を得ることが可能である。
装置は互いに異なる波長の光を出力する各光源を設けて
いるが、これに代えて２つの異なる波長の光を出力し得
る１つの光源を設けるようにしてもよい。さらに、上記
実施形態のものではλ１を650nm、λ２を780nmとしてい
るが、λ １を780nm、λ２を650nmとしても上記と同等の
作用効果を得ることが可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光記録
媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装
置によれば、該対物レンズを構成する隣接レンズが互い
に屈折率変化率が異なる材料により構成され、波長λ１
の光に対して屈折率が略同等となるように、かつ波長λ
２の光に対して屈折率が相違するように構成され、かつ
前記各レンズの形状が、対物レンズ全体として収差を抑
制するように構成されている。すなわち、屈折率は光の
波長によって変化するものであり、接合レンズまたは対
向面が極めて近接したレンズの場合は、この接合面や対
向面において光が屈折し、２つの波長に対してであって
も、その収差が良好となるレンズ形状を見つけ出すこと
は極めて困難である。
媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装
置によれば、該対物レンズを構成する隣接レンズが互い
に屈折率変化率が異なる材料により構成され、波長λ１
の光に対して屈折率が略同等となるように、かつ波長λ
２の光に対して屈折率が相違するように構成され、かつ
前記各レンズの形状が、対物レンズ全体として収差を抑
制するように構成されている。すなわち、屈折率は光の
波長によって変化するものであり、接合レンズまたは対
向面が極めて近接したレンズの場合は、この接合面や対
向面において光が屈折し、２つの波長に対してであって
も、その収差が良好となるレンズ形状を見つけ出すこと
は極めて困難である。
【００４６】そこで、本発明においては、一方の波長に
おいてのみ、２つのレンズの屈折率が略同等となるよう
にレンズの形成材料を選択し、上記接合面における光の
屈折による収差量の変動は、他方の波長のみを考慮すれ
ばよいことに着目し、この接合面の形状を選択すること
により、２つの波長の光を各々、対応する厚みの光記録
媒体の記録面に収差が良好に補正された状態で集束させ
ることを可能としている。したがって、従来の光記録媒
体用対物レンズや光ピックアップ装置のように、収差を
良好とするために、装置が大型化したり、その構造が複
雑になったり、製造コストが高価になったりするおそれ
がない。
おいてのみ、２つのレンズの屈折率が略同等となるよう
にレンズの形成材料を選択し、上記接合面における光の
屈折による収差量の変動は、他方の波長のみを考慮すれ
ばよいことに着目し、この接合面の形状を選択すること
により、２つの波長の光を各々、対応する厚みの光記録
媒体の記録面に収差が良好に補正された状態で集束させ
ることを可能としている。したがって、従来の光記録媒
体用対物レンズや光ピックアップ装置のように、収差を
良好とするために、装置が大型化したり、その構造が複
雑になったり、製造コストが高価になったりするおそれ
がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る対物レンズをＤＶＤに
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
【図２】本発明の実施例２に係る対物レンズをＤＶＤに
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
【図３】本発明の実施例３に係る対物レンズをＤＶＤに
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
【図４】本発明の実施例４に係る対物レンズをＤＶＤに
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
【図５】本発明の実施例５に係る対物レンズをＤＶＤに
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
用いた場合の様子を示す概略図（Ａ）およびＣＤ−Ｒに
用いた場合の様子を示す概略図（Ｂ）
【図６】本発明の実施例１の波面収差を示す収差図
【図７】本発明の実施例２の波面収差を示す収差図
【図８】本発明の実施例３の波面収差を示す収差図
【図９】本発明の実施例４の波面収差を示す収差図
【図１０】本発明の実施例５の波面収差を示す収差図
【図１１】本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置
を示す概略図
を示す概略図
４ コリメータレンズ ５ 対物レンズ ６ 光ディスク ６Ａ ＤＶＤ ６Ｂ ＣＤ−Ｒ ６Ｐ 記録領域（記録面） ７ ４分割フォトダイオード １１Ａ ＬＤ電源 １１Ｂ、１１Ｃ 半導体レーザ １１Ｄ、１３ ハーフミラー １１Ｅ 切替スイッチ １２ レーザ光
Claims (5)
- 【請求項１】 光束中に配される２枚構成の対物レンズ
であって、 該２枚のレンズは、波長に応じた屈折率変化率が互いに
異なる材料により構成され、波長λ１の光に対して下記
条件式（１）を、波長λ２の光に対して下記条件式
（２）を、それぞれ満足するように構成され、かつ前記
各レンズの形状が、対物レンズ全体として収差を抑制す
るように構成されていることを特徴とする光記録媒体用
対物レンズ。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）・・・（１） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）・・・（２） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 - 【請求項２】 光束中に配される３枚構成の対物レンズ
であって、該３枚のレンズのうち、少なくとも隣接する
レンズは、波長に応じた屈折率変化率が互いに異なる材
料により構成され、波長λ１の光に対して下記条件式
（３）を、波長λ２の光に対して下記条件式（４）を、
それぞれ満足するように構成され、かつ前記各レンズの
形状が、対物レンズ全体として収差を抑制するように構
成されていることを特徴とする光記録媒体用対物レン
ズ。 Ｎ１（λ１）≒ Ｎ２（λ１）および Ｎ２（λ１）≒ Ｎ３（λ１） ・・・（３） Ｎ１（λ２）≠ Ｎ２（λ２）および Ｎ２（λ２）≠ Ｎ３（λ２） ・・・（４） ただし、 Ｎ１（λ１）は第１レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ１（λ２）は第１レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ１）は第２レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ２（λ２）は第２レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ１）は第３レンズの波長λ１の光に対する屈折
率 Ｎ３（λ２）は第３レンズの波長λ２の光に対する屈折
率 - 【請求項３】 前記２枚または前記３枚のレンズは互い
に接合されてなることを特徴とする請求項１または２記
載の光記録媒体用対物レンズ。 - 【請求項４】 前記２枚または前記３枚のレンズの接合
面の少なくとも１面が非球面とされていることを特徴と
する請求項３記載の光記録媒体用対物レンズ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれか１項記載の
光記録媒体用対物レンズを備えていることを特徴とする
光ピックアップ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000185281A JP3810051B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
| US09/864,236 US6646817B2 (en) | 2000-06-20 | 2001-05-25 | Objective lens for optical recording media and optical pickup apparatus using the same |
| EP01114363A EP1174866B1 (en) | 2000-06-20 | 2001-06-13 | Objective lens for different optical recording media and optical pickup apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000185281A JP3810051B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006210A true JP2002006210A (ja) | 2002-01-09 |
| JP2002006210A5 JP2002006210A5 (ja) | 2005-05-19 |
| JP3810051B2 JP3810051B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=18685618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000185281A Expired - Fee Related JP3810051B2 (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6646817B2 (ja) |
| EP (1) | EP1174866B1 (ja) |
| JP (1) | JP3810051B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2004053557A1 (ja) * | 2002-12-10 | 2006-04-13 | 旭硝子株式会社 | 光情報記録媒体用の対物レンズ |
| US7262924B2 (en) | 2005-09-02 | 2007-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and image pickup apparatus including the same |
| US7596071B2 (en) | 2003-06-30 | 2009-09-29 | Ricoh Company, Ltd. | Objective lens, optical pickup, and optical information processing apparatus using the same |
| US7778139B2 (en) | 2006-10-17 | 2010-08-17 | Hoya Corporation | Optical information recording/reproducing device and objective lens for the same |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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