JP2003005041A - Objective lens for optical pickup - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance and small objective lens for an optical pickup while securing a working distance with large numerical apertures. SOLUTION: The objective lens for the optical pickup that carries out reading/writing of information by condensing luminous flux from a light source on an information recording medium comprises two lenses consisting of a first lens having a first flat surface on the light source side and a second concave surface on the light source side, and a second lens having a third convex surface on the light source side and a fourth concave surface on the light source side, in this order from the light source side. The objective lens has at least one aspherical surface. The aspherical surface satisfies a predetermined condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップ用対
物レンズに関するものであり、例えば、光情報記録装置
や光磁気記録装置等に搭載される光ピックアップに対物
レンズとして用いられる、開口数(ＮＡ：numerical ape
rture)の大きい光ピックアップ用対物レンズに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an objective lens for an optical pickup, for example, a numerical aperture (NA: NA) used as an objective lens in an optical pickup mounted on an optical information recording device, a magneto-optical recording device, or the like. numerical ape
The objective lens for an optical pickup having a large rture).

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より知られている光情報記録装置に
は、情報記録媒体(光ディスク等)に対して情報の読み書
きの少なくともいずれかを行う対物レンズが、光ピック
アップ用対物レンズとして用いられている。光ピックア
ップ用対物レンズには様々なタイプのものがあり、例え
ば青色レーザー用の光ピックアップ用対物レンズとし
て、正の屈折力を持つ２枚構成の対物レンズが特開２０
００−７５１０７号公報，特開２０００−２０６４０４
号公報，特開２０００−１８０７１７号公報等で提案さ
れている。2. Description of the Related Art In a conventionally known optical information recording apparatus, an objective lens for reading and / or writing information from / to an information recording medium (optical disc or the like) is used as an objective lens for an optical pickup. There is. There are various types of objective lenses for optical pickups. For example, as an objective lens for an optical pickup for a blue laser, an objective lens having a two-element structure having a positive refractive power is disclosed.
No. 00-75107, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-206404.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-180717 and the like.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−７５１
０７号公報や特開２０００−２０６４０４号公報に提案
されている光ピックアップ用対物レンズでは、ほぼ半球
・平凸形状の第２レンズ(情報記録媒体側のレンズ)を用
いることにより開口数を大きくしている。しかし、第１
レンズ(光源側のレンズ)が両凸形状になっているため、
光ピックアップ用対物レンズのバックフォーカスを確保
することが困難であり、よってディスク基板の厚さを大
きくすることができない。特開２０００−１８０７１７
号公報に提案されている光ピックアップ用対物レンズで
は、第２レンズの形状を光源側に凸のメニスカス形状と
している。このため、バックフォーカスを大きくしても
レンズ周辺部とディスク基板との間隔を確保するのが困
難であり、したがってワーキングディスタンス(working
distance)に関しては望ましくない。[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-751
In the objective lens for an optical pickup proposed in JP-A-2007-206404 and JP-A-2000-206404, the numerical aperture is increased by using a second lens (lens on the information recording medium side) having a substantially hemispherical / plano-convex shape. ing. But first
Since the lens (lens on the light source side) has a biconvex shape,
It is difficult to secure the back focus of the objective lens for the optical pickup, and therefore the thickness of the disc substrate cannot be increased. JP-A-2000-180717
In the objective lens for an optical pickup proposed in the publication, the shape of the second lens is a meniscus shape convex toward the light source side. Therefore, it is difficult to secure the space between the lens peripheral portion and the disk substrate even if the back focus is increased, and thus the working distance (working distance) is increased.
distance) is not desirable.

【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、大きい開口数でワーキング
ディスタンスを確保しながら高性能で小型の光ピックア
ップ用対物レンズを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high-performance and compact objective lens for an optical pickup while ensuring a working distance with a large numerical aperture. .

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の光ピックアップ用対物レンズは、光源
からの光束を情報記録媒体上に集光することで情報の読
み書きの少なくともいずれかを行う光ピックアップ用の
対物レンズであって、光源側から順に、光源側に平面の
第1面、光源側に凹面の第2面よりなる第１レンズと、光
源側に凸面の第３面、光源側に凹面の第４面よりなる第
２レンズとの２枚のレンズからなり、少なくとも一つの
非球面を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the objective lens for an optical pickup of the first invention condenses a light beam from a light source on an information recording medium to read and / or write information. An objective lens for an optical pickup that performs the above, in order from the light source side, a first lens having a flat first surface on the light source side, a second concave surface on the light source side, and a third convex surface on the light source side. It is characterized in that it is composed of two lenses, a second lens composed of a concave fourth surface on the light source side, and has at least one aspherical surface.

【０００６】第２の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第１の発明の構成において、前記非球面は、第
2面にあり、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とす
る。In the objective lens for an optical pickup of the second invention, in the structure of the first invention, the aspherical surface is
It is on two sides and is characterized by satisfying the following conditional expression (1).

【０００７】 第２面 ０．０４≦α2max-α2min≦２．０…(1) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Second surface 0.04 ≦ α2max-α2min ≦ 2.0 (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.

【０００８】第３の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第１の発明の構成において、前記非球面は、第
３面にあり、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とす
る。The objective lens for an optical pickup of the third invention is characterized in that, in the constitution of the first invention, the aspherical surface is on the third surface and satisfies the following conditional expression (2).

【０００９】 第３面 ０．０４≦α3max-α3min≦１．５…(2) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Third surface 0.04 ≦ α3max-α3min ≦ 1.5 (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non The derivative of the spherical shape with respect to the incident height, SQRT: The maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface having an aspherical surface as a square root is divided by 0.1 pitch, and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.

【００１０】第４の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、上記第１の発明の構成において、前記非球面は、第
４面にあり、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とす
る。An objective lens for an optical pickup of a fourth invention is characterized in that, in the constitution of the first invention, the aspherical surface is on the fourth surface and the following conditional expression (3) is satisfied.

【００１１】 第４面 ０．０１≦α4max-α4min≦０．１５…(3) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2))、 h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Fourth surface 0.01 ≦ α4max-α4min ≦ 0.15 (3) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)), h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical surface Shape (distance in the direction along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of the aspheric surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of the aspheric surface, dZ (h) / dh: The derivative of the aspherical surface with respect to the incident height, SQRT: square root, where the maximum value of α is αxm when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface having
ax, the minimum value is αxmini.

【００１２】第５の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、前記第１レンズが以下の条件式(4)を満たすことを
特徴とする。An objective lens for an optical pickup according to a fifth invention is characterized in that the first lens satisfies the following conditional expression (4).

【００１３】−２５．０≦R2／f≦−０．５…(4) ただし、 R1：第１レンズの光源側面の曲率半径、 ｆ ：対物レンズの焦点距離、 である。-25.0≤R2 / f≤-0.5 (4) However, R1: radius of curvature of the light source side surface of the first lens, f: focal length of the objective lens, Is.

【００１４】第６の発明の光ピックアップ用対物レンズ
は、前記第２レンズが以下の条件式(5)を満たすことを
特徴とする。The objective lens for an optical pickup of the sixth invention is characterized in that the second lens satisfies the following conditional expression (5).

【００１５】０．２≦R3／f≦７．０…(5) ただし、 R3：第２レンズの光源側面の曲率半径、 f：対物レンズの焦点距離、 である。0.2 ≦ R3 / f ≦ 7.0 (5) However, R3: radius of curvature of the light source side surface of the second lens, f: objective lens focal length, Is.

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した光ピック
アップ用対物レンズを、図面を参照しつつ説明する。図
１〜図９は、第１〜第９の実施の形態の光ピックアップ
用対物レンズにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、
各レンズ構成図中、si(i=1,2,...)が付された面は光源
側から数えてi番目の面であり、siに*印が付された面は
非球面である。これらの光ピックアップ用対物レンズ
は、光源からの光束を情報記録媒体上に集光することで
情報の読み書きの少なくともいずれかを行う光ピックア
ップ用の対物レンズであって、光源側から順に、光源側
に光源側から順に、光源側に平面の第1面、光源側に凹
面の第2面よりなる第１レンズと、光源側に凸面の第３
面、光源側に凹面の第４面よりなる第２レンズとの２枚
の正レンズから成っており、各光ピックアップ用対物レ
ンズの像側に位置する平行平板(PL)はディスク基板に相
当する。なお、図１〜図９は平行光入射の光路を示して
いるが、各光ピックアップ用対物レンズは無限系に限ら
ず有限系としても使用可能である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An objective lens for an optical pickup according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 9 are lens configuration diagrams respectively corresponding to the optical pickup objective lenses of the first to ninth embodiments,
In each lens configuration diagram, the surface marked with si (i = 1,2, ...) is the i-th surface counted from the light source side, and the surface marked with * is an aspherical surface. . These optical pickup objective lenses are optical pickup objective lenses that perform at least one of reading and writing of information by converging a light flux from a light source on an information recording medium. In order from the light source side, a first lens having a flat first surface on the light source side, a concave second surface on the light source side, and a third convex surface on the light source side.
Surface, a parallel plate (PL) located on the image side of the objective lens for each optical pickup corresponds to a disk substrate, and is composed of two positive lenses including a second lens composed of a concave fourth surface. . Although FIG. 1 to FIG. 9 show optical paths of parallel light incident, each objective lens for optical pickup can be used not only as an infinite system but also as a finite system.

【００１７】光ディスク等の高密度化を達成するには、
光ピックアップ用対物レンズの高ＮＡ化と設計波長の青
色側(すなわち短波長側)へのシフトが有効である。光ピ
ックアップ用対物レンズを高ＮＡ化する場合、その焦点
距離域を従来のＣＤ(compactdisc)用光ピックアップ用
対物レンズと同じにすると、レンズ径の増大により系の
コンパクト化が達成困難になるとともに、レンズ重量の
増大により光ヘッドの軽量化が達成困難になる。従来に
比べて短い焦点距離域でレンズ径を小さくしようとすれ
ば、従来と同程度のワーキングディスタンスが必要にな
る。用いるディスク基板を薄くすれば、光ディスクのチ
ルトに対するマージンを稼ぐことは可能である。しか
し、ディスク基板の厚さをあまり薄くすると基板強度や
生産性の面で問題が発生する。よって、光ディスクの厚
さもある程度確保することが望ましいといえる。また、
レーザー波長を青色側にシフトさせると、波面の誤差も
短い波長で考えなければならなくなるため、光ピックア
ップ用対物レンズに要求される光学性能は従来に比べて
高くなる。In order to achieve high density of optical discs,
It is effective to increase the NA of the objective lens for the optical pickup and shift the design wavelength to the blue side (that is, the short wavelength side). When increasing the NA of an objective lens for an optical pickup, if the focal length range is the same as that of a conventional objective lens for an optical pickup for a CD (compact disc), it becomes difficult to achieve a compact system due to an increase in the lens diameter. It becomes difficult to reduce the weight of the optical head due to the increase in the lens weight. In order to reduce the lens diameter in the shorter focal length range than the conventional one, a working distance similar to the conventional one is required. If the disk substrate used is made thin, it is possible to gain a margin for the tilt of the optical disk. However, if the disc substrate is too thin, problems occur in substrate strength and productivity. Therefore, it can be said that it is desirable to secure the thickness of the optical disk to some extent. Also,
When the laser wavelength is shifted to the blue side, the wavefront error must be considered with a short wavelength, so that the optical performance required of the objective lens for the optical pickup becomes higher than that of the conventional one.

【００１８】そこで各実施の形態では少なくとも１面に
非球面を有することにより高ＮＡを確保している。した
がって、このような特徴的形状を有する２枚のレンズ(G
1,G2)用いれば、高性能・高ＮＡでありながら従来のＣ
ＤやＤＶＤ(digital video disc)用の光ピックアップ用
対物レンズの焦点距離領域よりも短い焦点距離域でバッ
クフォーカス及びワーキングディスタンスを確保しつ
つ、径の小さい小型の光ピックアップ用対物レンズを実
現することが可能となる。Therefore, in each of the embodiments, a high NA is secured by having at least one aspherical surface. Therefore, the two lenses (G
1, G2) If used, it has high performance and high NA
To realize a compact optical pickup objective lens having a small diameter while ensuring a back focus and a working distance in a focal length range shorter than a focal length range of an optical pickup objective lens for D or DVD (digital video disc). Is possible.

【００１９】また高性能化を図る上で、各実施の形態の
ように前記非球面は第２面にあり、以下の条件式(1)を
満たすことが更に望ましい。条件式(1)は、高ＮＡで小
型の光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性能を達
成するための条件を規定している。条件式(1)の範囲を
超えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正
が困難となるので、高性能化を図る上では望ましくな
い。また下限を超えると、非球面による収差補正効果が
小さくなり、特に球面収差補正が困難となることで高性
能化を図ることが難しくなり望ましくない。Further, in order to improve performance, it is more preferable that the aspherical surface is on the second surface as in each of the embodiments and that the following conditional expression (1) is satisfied. Conditional expression (1) defines a condition for achieving high performance in a small objective lens for an optical pickup having a high NA. If the range of the conditional expression (1) is exceeded, high-order aberrations due to the aspherical surface occur and it becomes difficult to correct the aberrations, which is not desirable for achieving high performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.

【００２０】 第２面 ０．０４≦α2max-α2min≦２．０…(1) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Second surface 0.04 ≦ α2max-α2min ≦ 2.0 (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.

【００２１】また高性能化を図る上で、各実施の形態の
ように前記非球面は第３面にあり、以下の条件式(2)を
満たすことが更に望ましい。条件式(2)は、高ＮＡで小
型の光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性能を達
成するための条件を規定している。条件式(2)の範囲を
超えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正
が困難となるので、高性能化を図る上では望ましくな
い。また下限を超えると、非球面による収差補正効果が
小さくなり、特に球面収差補正が困難となることで高性
能化を図ることが難しくなり望ましくない。Further, in order to improve the performance, it is more preferable that the aspherical surface is on the third surface as in each of the embodiments and that the following conditional expression (2) is satisfied. Conditional expression (2) defines a condition for achieving high performance in a small objective lens for an optical pickup having a high NA. If the range of conditional expression (2) is exceeded, high-order aberrations due to the aspherical surface will occur, making it difficult to correct aberrations, which is not desirable for higher performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.

【００２２】 第３面 ０．０４≦α3max-α3min≦１．５…(2) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Third surface 0.04 ≦ α3max-α3min ≦ 1.5 (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.

【００２３】また高性能化を図る上で、各実施の形態の
ように前記非球面は第４面にあり、以下の条件式(3)を
満たすことが更に望ましい。条件式(3)は、高ＮＡで小
型の光ピックアップ用対物レンズにおいて、高性能を達
成するための条件を規定している。条件式(3)の範囲を
超えると、非球面による高次の収差が発生して収差補正
が困難となるので、高性能化を図る上では望ましくな
い。また下限を超えると、非球面による収差補正効果が
小さくなり、特に球面収差補正が困難となることで高性
能化を図ることが難しくなり望ましくない。Further, in order to improve the performance, it is more preferable that the aspherical surface is on the fourth surface as in each embodiment and that the following conditional expression (3) is satisfied. Conditional expression (3) defines a condition for achieving high performance in a small objective lens for an optical pickup having a high NA. If the range of Conditional Expression (3) is exceeded, higher-order aberrations due to the aspherical surface occur and it becomes difficult to correct aberrations, which is not desirable for higher performance. On the other hand, when the value goes below the lower limit, the effect of correcting the aberration due to the aspherical surface becomes small, and it becomes difficult to correct the spherical aberration in particular, which makes it difficult to achieve high performance, which is not desirable.

【００２４】 第４面 ０．０１≦α4max-α4min≦０．１５…(3) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。Fourth surface 0.01 ≦ α4max-α4min ≦ 0.15 (3) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: incident height from the optical axis of the axial ray incident on the aspherical surface, hmax: incident height from the optical axis of the axial marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): aspherical shape (Distance along the optical axis from the apex of the aspherical surface at each height, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) r: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: non SQRT: Square root, which is the derivative of the spherical shape with respect to the incident height, and the maximum value of α when the 0th to hmax of the x-th surface that has an aspherical surface is divided by 0.1 pitch and the maximum value is αxm
ax, the minimum value is αxmini.

【００２５】第１レンズ(G1)が以下の条件式(4)を満た
すことが望ましい。条件式(4)は高NAを達成しながらバ
ックフォーカスを確保し、かつコンパクト性を保つため
に望ましい条件を規定している。条件式(4)の下限を超
えるとレンズ全長が大きくなって高NA化を図った場合に
レンズの径も大きくなってしまいレンズのコンパクト化
が困難になり、逆に条件式(4)の上限を超えるとバック
フォーカスの確保が困難になる。It is desirable that the first lens (G1) satisfy the following conditional expression (4). Conditional expression (4) defines a desirable condition for securing a back focus and maintaining compactness while achieving a high NA. If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded, the overall lens length will become large and the lens diameter will also become large when aiming for high NA, making it difficult to make the lens compact, and conversely the upper limit of conditional expression (4). If it exceeds, it becomes difficult to secure the back focus.

【００２６】２５．０≦R2／f≦−０．５…(4) ただし、 R1：第１レンズの光源側面の曲率半径、 ｆ ：対物レンズの焦点距離、 である。25.0≤R2 / f≤-0.5 (4) However, R1: radius of curvature of the light source side surface of the first lens, f: focal length of the objective lens, Is.

【００２７】第２レンズ(G2)が以下の条件式(5)を満た
すことが望ましい。条件式(5)は第２レンズ(G2)の形状
として望ましい条件を規定している。条件式(5)の下限
を超えた場合、レンズ曲率半径が小さくなりすぎてレン
ズコバの確保が難しくなり製造上望ましくなくなるとと
もにレンズ保持が困難になったりする。逆に条件式(5)
の上限を超えると、レンズ曲率半径が大きくなることで
この面で発生する収差が大きくなってしまい高NA化に対
して望ましくなくなってしまう。It is desirable that the second lens (G2) satisfy the following conditional expression (5). Conditional expression (5) defines a desirable condition for the shape of the second lens (G2). If the lower limit of conditional expression (5) is exceeded, the radius of curvature of the lens becomes too small, which makes it difficult to secure the lens edge, which is not desirable in manufacturing and lens holding becomes difficult. Conversely, conditional expression (5)
If the upper limit of is exceeded, the radius of curvature of the lens becomes large, and the aberration generated on this surface becomes large, which is not desirable for higher NA.

【００２８】０．２≦R3／f≦７．０…(5) ただし、 R3：第２レンズの光源側面の曲率半径、 f：対物レンズの焦点距離、 である。0.2 ≦ R3 / f ≦ 7.0 (5) However, R3: radius of curvature of the light source side surface of the second lens, f: objective lens focal length, Is.

【００２９】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施した光ピックアップ用対
物レンズを、コンストラクションデータ等を挙げて、更
に具体的に説明する。なお、以下に挙げる表1〜表18に
示される実施例１〜９は、前述した第１〜第９の実施の
形態にそれぞれ対応しており、第１〜第９の実施の形態
を表すレンズ構成図(図１〜図９)は、対応する実施例１
〜９のレンズ構成をそれぞれ示している。EXAMPLES Hereinafter, the objective lens for an optical pickup according to the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. Examples 1 to 9 shown in Tables 1 to 18 below correspond to the above-described first to ninth embodiments, respectively, and are lenses that represent the first to ninth embodiments. The configuration diagrams (FIGS. 1 to 9) are corresponding to Embodiment 1.
9 to 9 show respective lens configurations.

【００３０】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、si(i=1,2,...)は光源側から数えてi番目の面、ri
(i=1,2,...)は面siの曲率半径(mm)、di(i=1,2,...)は光
源側から数えてi番目の軸上面間隔(心厚，mm)を示して
おり、Ni(i=1,2,3),νi(i=1,2,3)は光源側から数えてi
番目の光学要素の、波長405nmとd線の各光に対する屈折
率(Ｎd)，アッベ数(νd)を示している。*印が付された
面siは非球面で構成された面であることを示し、非球面
の面形状を表わす前記式（Z(H)＝．．．）で定義される
ものとする。使用光線の波長(λ)，開口数(NA)及び各非
球面の非球面データを他のデータと併せて示し、また表
19〜表27に各実施例の条件式対応値を示す。図１０〜図
１８は実施例１〜実施例９にそれぞれ対応する収差図で
あり、(Ａ)はタンジェンシャル光束での波面収差(TANGE
NTIAL)、(Ｂ)はサジタル光束での波面収差(SAGITTAL)を
示している(λ=405.0nm)。なお、光ピックアップ用対物
レンズでは波面収差が重要になるので、各収差図では像
高＝０での波面収差を示している。In the construction data of each embodiment, si (i = 1,2, ...) is the i-th surface counted from the light source side, ri
(i = 1,2, ...) is the radius of curvature (mm) of the surface si, and di (i = 1,2, ...) is the i-th axial upper surface distance (core thickness, mm) from the light source side. ), And Ni (i = 1,2,3) and νi (i = 1,2,3) are i counted from the light source side.
The refractive index (Nd) and the Abbe's number (νd) of the third optical element with respect to each light of wavelength 405 nm and d-line are shown. The surface si marked with * indicates that the surface is an aspherical surface, and is defined by the above formula (Z (H) = ...) That represents the surface shape of the aspherical surface. The wavelength (λ) of the light beam used, the numerical aperture (NA), and the aspherical surface data of each aspherical surface are shown together with other data.
Tables 19 to 27 show the values corresponding to the conditional expressions of each example. 10 to 18 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 9, respectively, and FIG. 10A is a wavefront aberration (TANGE) of a tangential light beam.
NTIAL) and (B) show the wavefront aberration (SAGITTAL) in the sagittal light flux (λ = 405.0 nm). Since the wavefront aberration is important in the objective lens for the optical pickup, each aberration diagram shows the wavefront aberration at the image height = 0.

【００３１】[0031]

【表１】 [Table 1]

【００３２】[0032]

【表２】 [Table 2]

【００３３】[0033]

【表３】 [Table 3]

【００３４】[0034]

【表４】 [Table 4]

【００３５】[0035]

【表５】 [Table 5]

【００３６】[0036]

【表６】 [Table 6]

【００３７】[0037]

【表７】 [Table 7]

【００３８】[0038]

【表８】 [Table 8]

【００３９】[0039]

【表９】 [Table 9]

【００４０】[0040]

【表１０】 [Table 10]

【００４１】[0041]

【表１１】 [Table 11]

【００４２】[0042]

【表１２】 [Table 12]

【００４３】[0043]

【表１３】 [Table 13]

【００４４】[0044]

【表１４】 [Table 14]

【００４５】[0045]

【表１５】 [Table 15]

【００４６】[0046]

【表１６】 [Table 16]

【００４７】[0047]

【表１７】 [Table 17]

【００４８】[0048]

【表１８】 [Table 18]

【００４９】[0049]

【表１９】 [Table 19]

【００５０】[0050]

【表２０】 [Table 20]

【００５１】[0051]

【表２１】 [Table 21]

【００５２】[0052]

【表２２】 [Table 22]

【００５３】[0053]

【表２３】 [Table 23]

【００５４】[0054]

【表２４】 [Table 24]

【００５５】[0055]

【表２５】 [Table 25]

【００５６】[0056]

【表２６】 [Table 26]

【００５７】[0057]

【表２７】 [Table 27]

【００５８】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
きい開口数でワーキングディスタンスを確保しながら高
性能で小型の光ピックアップ用対物レンズを実現するこ
とができる。そして、本発明に係る光ピックアップ用対
物レンズを光ピックアップ装置(光情報記録装置，光磁
気記録装置等)に使用すれば、光ディスク等の高密度化
に寄与することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a high-performance and small-sized objective lens for an optical pickup while securing a working distance with a large numerical aperture. When the objective lens for an optical pickup according to the present invention is used in an optical pickup device (optical information recording device, magneto-optical recording device, etc.), it is possible to contribute to increasing the density of optical discs and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。FIG. 1 is a lens configuration diagram of a first embodiment (Example 1).

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。FIG. 2 is a lens configuration diagram of a second embodiment (Example 2).

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。FIG. 3 is a lens configuration diagram of a third embodiment (Example 3).

【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。FIG. 4 is a lens configuration diagram of a fourth embodiment (Example 4).

【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。FIG. 5 is a lens configuration diagram of a fifth embodiment (Example 5).

【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。FIG. 6 is a lens configuration diagram of a sixth embodiment (Example 6).

【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。FIG. 7 is a lens configuration diagram of a seventh embodiment (Example 7).

【図８】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。FIG. 8 is a lens configuration diagram of an eighth embodiment (Example 8).

【図９】第９の実施の形態(実施例９)のレンズ構成図。FIG. 9 is a lens configuration diagram of a ninth embodiment (Example 9).

【図１０】実施例１の収差図。FIG. 10 is an aberration diagram of Example 1.

【図１１】実施例２の収差図。FIG. 11 is an aberration diagram of Example 2.

【図１２】実施例３の収差図。FIG. 12 is an aberration diagram of Example 3.

【図１３】実施例４の収差図。FIG. 13 is an aberration diagram of Example 4.

【図１４】実施例５の収差図。FIG. 14 is an aberration diagram of Example 5.

【図１５】実施例６の収差図。FIG. 15 is an aberration diagram of Example 6.

【図１６】実施例７の収差図。FIG. 16 is an aberration diagram of Example 7.

【図１７】実施例８の収差図。FIG. 17 is an aberration diagram of Example 8.

【図１８】実施例９の収差図。FIG. 18 is an aberration diagram of Example 9.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G1 …第１レンズ G2 …第２レンズ PL …平行平板(情報記録媒体のディスク基板) G1 ... 1st lens G2 ... Second lens PL: Parallel plate (disk substrate of information recording medium)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 英喜 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 PA02 PA17 PB02 QA01 QA07 QA13 QA21 QA34 QA41 RA05 RA12 RA13 RA42 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 DA01 DA05 JA44 JB01 JB02 JB06   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hideki Nagata             2-3-3 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture               Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F term (reference) 2H087 KA13 LA01 PA02 PA17 PB02                       QA01 QA07 QA13 QA21 QA34                       QA41 RA05 RA12 RA13 RA42                 5D119 AA01 AA11 AA22 BA01 DA01                       DA05 JA44 JB01 JB02 JB06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光源からの光束を情報記録媒体上に集光
することで情報の読み書きの少なくともいずれかを行う
光ピックアップ用の対物レンズであって、 光源側から順に、 光源側に平面の第１面、光源側に凹面の第２面よりなる
第１レンズと、 光源側に凸面の第３面、光源側に凹面の第４面よりなる
第２レンズとの２枚のレンズからなり、 少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする光ピ
ックアップ用対物レンズ。1. An objective lens for an optical pickup that performs at least one of reading and writing of information by condensing a light beam from a light source on an information recording medium, the objective lens having a flat surface on the light source side in order from the light source side. At least two lenses, a first lens having a concave second surface on the light source side, and a second lens having a convex third surface on the light source side and a concave fourth surface on the light source side, at least An objective lens for an optical pickup, which has one aspherical surface. 【請求項２】 前記非球面は、第２面にあり、以下の条
件式(1)を満たすことを特徴とする請求項１記載の光ピ
ックアップ用対物レンズ； 第２面 ０．０４≦α2max-α2min≦２．０…(1) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。2. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the aspherical surface is on the second surface and satisfies the following conditional expression (1): Second surface 0.04 ≦ α2max− α2min ≦ 2.0… (1) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: On the axis incident on the aspheric surface Incident height from the optical axis of the ray, hmax: Incident height from the optical axis of the on-axis marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): Aspherical shape (from the apex of the aspherical surface at each height Distance along the optical axis, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) R: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to incident height of aspherical shape, SQRT: Square root, the maximum value of α when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface that has an aspheric surface as
ax, the minimum value is αxmini. 【請求項３】 前記非球面は、第３面にあり、以下の条
件式(2)を満たすことを特徴とする請求項１記載の光ピ
ックアップ用対物レンズ； 第３面 ０．０４≦α3max-α3min≦１．５…(2) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。3. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the aspherical surface is on the third surface and satisfies the following conditional expression (2): Third surface 0.04 ≦ α3max− α3min ≦ 1.5… (2) where α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: On the axis incident on the aspheric surface Incident height from the optical axis of the ray, hmax: Incident height from the optical axis of the on-axis marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): Aspherical shape (from the apex of the aspherical surface at each height Distance along the optical axis, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) R: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to incident height of aspherical shape, SQRT: Square root, the maximum value of α when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface that has an aspheric surface as
ax, the minimum value is αxmini. 【請求項４】 前記非球面は、第４面にあり、以下の条
件式(3)を満たすことを特徴とする請求項１記載の光ピ
ックアップ用対物レンズ； 第４面 ０．０１≦α4max-α4min≦０．１５…(3) ただし、 α(h)≡dz(h)/dh-h/(r*SQRT(1-(h/r)^2)) h：非球面に入射する軸上光線の光軸からの入射高さ、 hmax：非球面に入射する軸上マージナル光線の光軸から
の入射高さ、 Z(h)：非球面形状(各高さでの非球面の面頂点から光軸
に沿った方向の距離、 Z(h)＝r-(r^2-ε・h^2)^1/2+(A4・H^4+A6・H^6+A8・H^8+…) r：非球面の近軸曲率半径、 ε：楕円係数、 Ai：非球面のi次の非球面係数、 dZ(h)/dh：非球面形状の入射高さに対する微分値、 SQRT：平方根、 として非球面を有する第x面の０からhmaxまでを割合と
して０．１ピッチで刻んだときのαの値の最大値がαxm
ax、最小値がαxminiである。4. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the aspherical surface is on the fourth surface and satisfies the following conditional expression (3): Fourth surface 0.01 ≦ α4max− α4min ≦ 0.15 (3) However, α (h) ≡dz (h) / dh-h / (r * SQRT (1- (h / r) ^ 2)) h: On the axis incident on the aspheric surface Incident height from the optical axis of the ray, hmax: Incident height from the optical axis of the on-axis marginal ray incident on the aspherical surface, Z (h): Aspherical shape (from the apex of the aspherical surface at each height Distance along the optical axis, Z (h) ＝ r- (r ^ 2-ε ・ h ^ 2) ^ 1/2 + (A4 ・ H ^ 4 + A6 ・ H ^ 6 + A8 ・ H ^ 8 +…) R: paraxial radius of curvature of aspherical surface, ε: elliptic coefficient, Ai: i-th order aspherical coefficient of aspherical surface, dZ (h) / dh: differential value with respect to incident height of aspherical shape, SQRT: Square root, the maximum value of α when the pitch is 0 to hmax of the x-th surface that has an aspheric surface as
ax, the minimum value is αxmini. 【請求項５】 前記第１レンズが以下の条件式(4)を満
たすことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ用
対物レンズ； −２５．０≦R2／f≦−０．５…(4) ただし、 R1：第１レンズの光源側面の曲率半径、 ｆ ：対物レンズの焦点距離、 である。5. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the first lens satisfies the following conditional expression (4): −25.0 ≦ R2 / f ≦ −0.5 ... ( 4) where R1 is the radius of curvature of the light source side surface of the first lens, and f is the focal length of the objective lens. 【請求項６】 前記第２レンズが以下の条件式(5)を満
たすことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ用
対物レンズ； ０．２≦R3／f≦７．０…(5) ただし、 R3：第２レンズの光源側面の曲率半径、 f：対物レンズの焦点距離、 である。6. The objective lens for an optical pickup according to claim 1, wherein the second lens satisfies the following conditional expression (5): 0.2 ≦ R3 / f ≦ 7.0 (5) Where R3 is the radius of curvature of the light source side surface of the second lens, and f is the focal length of the objective lens.