JPH112758A - コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置 - Google Patents
コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置Info
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- JPH112758A JPH112758A JP9154781A JP15478197A JPH112758A JP H112758 A JPH112758 A JP H112758A JP 9154781 A JP9154781 A JP 9154781A JP 15478197 A JP15478197 A JP 15478197A JP H112758 A JPH112758 A JP H112758A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来コリメートレンズは鏡筒により保持され
ているが、この鏡筒を無くし、光学基台に直接保持すれ
ば簡素化が可能である。しかしながら、この際にはレン
ズの傾きが制御しにくく、安定して保持できなかった。 【解決手段】 鏡筒を不要とし、安定して保持するため
に、次の条件、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満たせばよい。また、コリメートレンズをメニスカス
形状とすることで、光学系の小型化が達成できる。
ているが、この鏡筒を無くし、光学基台に直接保持すれ
ば簡素化が可能である。しかしながら、この際にはレン
ズの傾きが制御しにくく、安定して保持できなかった。 【解決手段】 鏡筒を不要とし、安定して保持するため
に、次の条件、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満たせばよい。また、コリメートレンズをメニスカス
形状とすることで、光学系の小型化が達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリメートレン
ズ、及びそれを用いた光ヘッド装置に関する。
ズ、及びそれを用いた光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報記録媒体の光ヘッド装置に用いられ
るコリメートレンズおよび対物レンズとして、従来それ
ぞれ２〜４枚の球面レンズ群から構成されたものが一般
的であったが、近年の小型軽量化およびコストダウン化
の要望と、加工技術の進歩からそれぞれ非球面単レンズ
で構成され、光ヘッドの場合全体としては２枚のレンズ
で構成されるようになってきた。この構成を用いた光学
系としては、レーザーダイオードなどの光源からの発散
光をコリメートレンズにより平行光化し、対物レンズ
で、情報記録媒体上に集光させる方式があげられる。
るコリメートレンズおよび対物レンズとして、従来それ
ぞれ２〜４枚の球面レンズ群から構成されたものが一般
的であったが、近年の小型軽量化およびコストダウン化
の要望と、加工技術の進歩からそれぞれ非球面単レンズ
で構成され、光ヘッドの場合全体としては２枚のレンズ
で構成されるようになってきた。この構成を用いた光学
系としては、レーザーダイオードなどの光源からの発散
光をコリメートレンズにより平行光化し、対物レンズ
で、情報記録媒体上に集光させる方式があげられる。
【０００３】図５は従来より考えられているコリメート
光学系を示す概念図である。平行光側より、それぞれコ
リメートレンズ１５、光源からの光を分割するためのビ
ームスプリッター１６、半導体レーザのカバーガラス１
７、半導体レーザ１８、およびレンズを保持するための
鏡筒２０からなる。半導体レーザ１８から出た光は、カ
バーガラス１７及びビームスプリッター１６を透過し、
コリメートレンズ１５で平行光となる。この場合のコリ
メート光学系全長は、発光点１９からコリメートレンズ
鏡筒の平行光束射出側先端２１となる。
光学系を示す概念図である。平行光側より、それぞれコ
リメートレンズ１５、光源からの光を分割するためのビ
ームスプリッター１６、半導体レーザのカバーガラス１
７、半導体レーザ１８、およびレンズを保持するための
鏡筒２０からなる。半導体レーザ１８から出た光は、カ
バーガラス１７及びビームスプリッター１６を透過し、
コリメートレンズ１５で平行光となる。この場合のコリ
メート光学系全長は、発光点１９からコリメートレンズ
鏡筒の平行光束射出側先端２１となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来コリメートレンズ
は鏡筒により保持されているが、この鏡筒を無くし、光
学基台に直接保持すれば簡素化が可能である。しかしな
がら、この際にはレンズの傾き等が制御しにくく、現実
的とは言い難い。
は鏡筒により保持されているが、この鏡筒を無くし、光
学基台に直接保持すれば簡素化が可能である。しかしな
がら、この際にはレンズの傾き等が制御しにくく、現実
的とは言い難い。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、コリメート光学系の簡素化及び小型化が見込め
る、コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置を
提供するものである。
であり、コリメート光学系の簡素化及び小型化が見込め
る、コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、光源からの
発散光を略平行光とするコリメート光学系において、コ
リメートレンズは単レンズよりなり、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ達成され
るものである。
発散光を略平行光とするコリメート光学系において、コ
リメートレンズは単レンズよりなり、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ達成され
るものである。
【０００７】レンズの保持のしやすさのために、以下の
式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ １ を満たすことが望ましい。
式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ １ を満たすことが望ましい。
【０００８】本レンズはさらなる小型化のために、平行
光束射出側に凸面を向けた正メニスカス単レンズよりな
り、そのどちらか片方の面が回転対称非球面形状を持
ち、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズ厚 を満たすことが望ましい。
光束射出側に凸面を向けた正メニスカス単レンズよりな
り、そのどちらか片方の面が回転対称非球面形状を持
ち、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズ厚 を満たすことが望ましい。
【０００９】また、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ １ を満たすことが望ましい。
【００１０】さらに、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．１５ を満たすことが望ましい。
【００１１】さらなるコストダウンのためにプラスチッ
ク材料とすることが望ましい。また、製作を容易にする
ために非球面係数は円錐定数と４次の非球面係数を用い
ることが望ましい。ディセンタ５μｍの時の収差は０．
０３５λＲＭＳ波面収差以内であることが望ましい。情
報記録媒体の光ヘッド装置に用いられることが望まし
い。
ク材料とすることが望ましい。また、製作を容易にする
ために非球面係数は円錐定数と４次の非球面係数を用い
ることが望ましい。ディセンタ５μｍの時の収差は０．
０３５λＲＭＳ波面収差以内であることが望ましい。情
報記録媒体の光ヘッド装置に用いられることが望まし
い。
【００１２】一方、本発明の光ヘッド装置は、光源と、
前記光源から出射された光線を略平行光とするコリメー
トレンズと、前記略平行光を情報記録媒体面上に集光す
るための集光手段と、前記情報記録媒体で変調された光
束を分離するための光束分離手段と、前記情報記録媒体
で変調された光を受光する受光手段を具備し、前記コリ
メートレンズは上記各構成のいずれかに記載されたもの
である。
前記光源から出射された光線を略平行光とするコリメー
トレンズと、前記略平行光を情報記録媒体面上に集光す
るための集光手段と、前記情報記録媒体で変調された光
束を分離するための光束分離手段と、前記情報記録媒体
で変調された光を受光する受光手段を具備し、前記コリ
メートレンズは上記各構成のいずれかに記載されたもの
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のコリメートレンズ
について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１
（ｂ）は、本発明の一実施の形態である簡素化されたコ
リメートレンズを示す光路図である。平行光側より、そ
れぞれコリメートレンズ８、光源からの光を分割するた
めのビームスプリッター９、および半導体レーザのカバ
ーガラス１０、半導体レーザ１１からなる。鏡筒を不要
とし直接レンズを光学基台で保持させるため、レンズ厚
が厚くなっている。半導体レーザ１１から出た光は、カ
バーガラス１０及びビームスプリッタ９を透過し、コリ
メートレンズ８で平行光となる。コリメート光学系全長
は、発光点１２から、レンズ第１面１３となる。
について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１
（ｂ）は、本発明の一実施の形態である簡素化されたコ
リメートレンズを示す光路図である。平行光側より、そ
れぞれコリメートレンズ８、光源からの光を分割するた
めのビームスプリッター９、および半導体レーザのカバ
ーガラス１０、半導体レーザ１１からなる。鏡筒を不要
とし直接レンズを光学基台で保持させるため、レンズ厚
が厚くなっている。半導体レーザ１１から出た光は、カ
バーガラス１０及びビームスプリッタ９を透過し、コリ
メートレンズ８で平行光となる。コリメート光学系全長
は、発光点１２から、レンズ第１面１３となる。
【００１４】この光学系では従来の光学系よりも主点位
置が平行光側へ移動してしまい、従来の光学系と比べ
て、コリメート光学系全長が長くなってしまうため、さ
らなる小型化を行う場合には、レンズ形状を第１面第２
面ともに平行光側へ凸面となる、正メニスカス形状とす
ることが考えられる。
置が平行光側へ移動してしまい、従来の光学系と比べ
て、コリメート光学系全長が長くなってしまうため、さ
らなる小型化を行う場合には、レンズ形状を第１面第２
面ともに平行光側へ凸面となる、正メニスカス形状とす
ることが考えられる。
【００１５】この光学系では、レンズ厚を光学基台で直
接保持できる程度以上に厚くでき、なおかつ従来の光学
系と同程度あるいはより短く構成できる。
接保持できる程度以上に厚くでき、なおかつ従来の光学
系と同程度あるいはより短く構成できる。
【００１６】ところが、上記のような構成のレンズは、
軸外性能及び第１面と第２面が製造上ずれることにより
発生する性能劣化、いわゆるディセンタ公差が悪くな
り、現実的なレンズとはいえない。
軸外性能及び第１面と第２面が製造上ずれることにより
発生する性能劣化、いわゆるディセンタ公差が悪くな
り、現実的なレンズとはいえない。
【００１７】メニスカス形状をもつコリメートレンズと
しては、特開昭６１−１４７２１２号公報、特開昭６２
−２１５９１６号公報、特開平８−３１３８０６号公報
があるが、いずれも第２面の曲率が弱く、小型化には不
適当である。また、レンズ厚も薄く、直接光学基台で保
持するには不適当である。
しては、特開昭６１−１４７２１２号公報、特開昭６２
−２１５９１６号公報、特開平８−３１３８０６号公報
があるが、いずれも第２面の曲率が弱く、小型化には不
適当である。また、レンズ厚も薄く、直接光学基台で保
持するには不適当である。
【００１８】図１（ａ）は、本発明の一実施の形態であ
るコリメートレンズの構成を示す光路図である。平行光
束射出側より、それぞれコリメートレンズ１、光源から
の光を分割するためのビームスプリッター２、および半
導体レーザのカバーガラス３、半導体レーザ４からな
る。半導体レーザ４を出射した光線はカバーガラス３及
びビームスプリッター２を透過し、コリメートレンズ１
で平行光となる。コリメートレンズ１は正メニスカス単
レンズである。また、コリメートレンズ１の両面は、
るコリメートレンズの構成を示す光路図である。平行光
束射出側より、それぞれコリメートレンズ１、光源から
の光を分割するためのビームスプリッター２、および半
導体レーザのカバーガラス３、半導体レーザ４からな
る。半導体レーザ４を出射した光線はカバーガラス３及
びビームスプリッター２を透過し、コリメートレンズ１
で平行光となる。コリメートレンズ１は正メニスカス単
レンズである。また、コリメートレンズ１の両面は、
【００１９】
【数１】
【００２０】で示される非球面である。コリメートレン
ズの光学系全長は、発光点５からコリメートレンズ１の
第１面６までの距離となる。
ズの光学系全長は、発光点５からコリメートレンズ１の
第１面６までの距離となる。
【００２１】次に、本発明一実施の形態のコリメートレ
ンズの具体的な数値例を示す。なお、以下の各実施例に
おいて、以下に示す符号を共通とする。ただしコリメー
トレンズの第１面６は平行光束射出側の面、第２面７は
光源側の面とする。また設計波長を６５７ｎｍとし、プ
リズム２及びカバーガラス３の屈折率はそれぞれ１．５
１３８３、１．４９とし、プリズム２及びカバーガラス
３の厚みはそれぞれ２．０ｍｍ、０．３ｍｍとした。
ンズの具体的な数値例を示す。なお、以下の各実施例に
おいて、以下に示す符号を共通とする。ただしコリメー
トレンズの第１面６は平行光束射出側の面、第２面７は
光源側の面とする。また設計波長を６５７ｎｍとし、プ
リズム２及びカバーガラス３の屈折率はそれぞれ１．５
１３８３、１．４９とし、プリズム２及びカバーガラス
３の厚みはそれぞれ２．０ｍｍ、０．３ｍｍとした。
【００２２】 Ｒ１ ： コリメートレンズ１の第１面６の曲率半径
（単位：ｍｍ） Ｒ２ ： コリメートレンズ１の第２面７の曲率半径
（単位：ｍｍ） ｋ１ ： コリメートレンズ１の第１面６の（数１）で
表されるｋ ｋ２ ： コリメートレンズ１の第２面７の（数１）で
表されるｋ Ａｎ ： コリメートレンズ１の第１面６の（数１）で
表されるｎ次非球面係 数Ｂｎ ： コリメートレンズ１の第２面７の（数１）
で表されるｎ次非球面係数とする。
（単位：ｍｍ） Ｒ２ ： コリメートレンズ１の第２面７の曲率半径
（単位：ｍｍ） ｋ１ ： コリメートレンズ１の第１面６の（数１）で
表されるｋ ｋ２ ： コリメートレンズ１の第２面７の（数１）で
表されるｋ Ａｎ ： コリメートレンズ１の第１面６の（数１）で
表されるｎ次非球面係 数Ｂｎ ： コリメートレンズ１の第２面７の（数１）
で表されるｎ次非球面係数とする。
【００２３】また、各パラメータは、 ｎ ： コリメートレンズ１の屈折率 ｆ ： コリメートレンズ１の焦点距離（単位：ｍｍ） ＮＡ ： コリメートレンズ１のレンズ開口数 ｄ ： コリメートレンズ１の厚み（単位：ｍｍ） ｄｃ５： ５μｍディセンタしたときの軸上波面収差
（単位：λＲＭＳ） （実施の形態１） Ｒ１＝４．２ Ｋ１＝−９．７８９９６ｅ−２ Ａ４＝３．４３７５８６ｅ−６ Ｒ２＝１２．１８７ Ｋ２＝２．５８５５２９ｅ１ Ｂ４＝２．８８１０５６ｅ−３ ｎ ＝１．５２７００ ｆ ＝１０ ＮＡ＝０．２５ ｄ ＝５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）＝１ ｄｃ５＝０．０３４ コリメートレンズ１の球面収差、正弦条件及び非点収差
を（図２）に示す。
（単位：λＲＭＳ） （実施の形態１） Ｒ１＝４．２ Ｋ１＝−９．７８９９６ｅ−２ Ａ４＝３．４３７５８６ｅ−６ Ｒ２＝１２．１８７ Ｋ２＝２．５８５５２９ｅ１ Ｂ４＝２．８８１０５６ｅ−３ ｎ ＝１．５２７００ ｆ ＝１０ ＮＡ＝０．２５ ｄ ＝５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）＝１ ｄｃ５＝０．０３４ コリメートレンズ１の球面収差、正弦条件及び非点収差
を（図２）に示す。
【００２４】（図２）（ａ）中実線は球面収差を表す。
（図２）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
（図２）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
【００２５】（図２）（ｂ）中実線は非点収差のサジタ
ル方向を表す。（図２）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
ル方向を表す。（図２）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
【００２６】以上のように構成された本発明のコリメー
トレンズによれば、メニスカス形状となっているため、
半導体レーザからコリメートレンズまでの距離を短くす
ることができ、光ヘッド装置の小型化に寄与する。ま
た、その際にレンズの軸上収差性能、軸外収差性能、ま
たは、レンズ第１面と第２面の製作上のずれのために発
生する収差、いわゆるディセンタ収差を保つために、レ
ンズ開口数は０．２５以下に制限されることが肝要であ
る。開口数が０．０５よりも小さくなると光源からの光
が十分取れず光量が減る。また、レンズ厚は光束径であ
る（２・ＮＡ・ｆ）で規格化した場合、０．５以上とす
ることは、直接光学基台に保持する上で望ましいと同時
に、レンズ性能を維持する上でも重要な制限となる。こ
れらの範囲からはずれると軸上収差性能、軸外収差性
能、またはディセンタ収差が極端に悪化し、製造が困難
なレンズとなる。特に、屈折率の低いプラスティック材
料を用いる場合や、小型化を狙う場合、レンズ厚が薄い
と、軸外性能が悪化する。焦点距離をｆとしたとき、光
学系全長をａとし、これを光源５から、コリメートレン
ズ１の第１面６までと決めると、光学系の小ささを示す
値はａ／ｆで表される。これをテレフォト比という。テ
レフォト比が小さいほど光学系は小型である。テレフォ
ト比が１であるとき各ＮＡでのレンズ厚と軸外収差の関
係の一例を図７に示した。軸外画角は１度とした。ま
た、屈折率は１．５３とした。この図から、ｄ／（２・
ＮＡ・ｆ）≧１を満たすことで、軸外収差性能を満足で
きることがわかる。
トレンズによれば、メニスカス形状となっているため、
半導体レーザからコリメートレンズまでの距離を短くす
ることができ、光ヘッド装置の小型化に寄与する。ま
た、その際にレンズの軸上収差性能、軸外収差性能、ま
たは、レンズ第１面と第２面の製作上のずれのために発
生する収差、いわゆるディセンタ収差を保つために、レ
ンズ開口数は０．２５以下に制限されることが肝要であ
る。開口数が０．０５よりも小さくなると光源からの光
が十分取れず光量が減る。また、レンズ厚は光束径であ
る（２・ＮＡ・ｆ）で規格化した場合、０．５以上とす
ることは、直接光学基台に保持する上で望ましいと同時
に、レンズ性能を維持する上でも重要な制限となる。こ
れらの範囲からはずれると軸上収差性能、軸外収差性
能、またはディセンタ収差が極端に悪化し、製造が困難
なレンズとなる。特に、屈折率の低いプラスティック材
料を用いる場合や、小型化を狙う場合、レンズ厚が薄い
と、軸外性能が悪化する。焦点距離をｆとしたとき、光
学系全長をａとし、これを光源５から、コリメートレン
ズ１の第１面６までと決めると、光学系の小ささを示す
値はａ／ｆで表される。これをテレフォト比という。テ
レフォト比が小さいほど光学系は小型である。テレフォ
ト比が１であるとき各ＮＡでのレンズ厚と軸外収差の関
係の一例を図７に示した。軸外画角は１度とした。ま
た、屈折率は１．５３とした。この図から、ｄ／（２・
ＮＡ・ｆ）≧１を満たすことで、軸外収差性能を満足で
きることがわかる。
【００２７】さらなる小型化を図るためには、テレフォ
ト比を上げるため、レンズ開口数は０．１５以下とし、
ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）≧１とすることが望ましい。
ト比を上げるため、レンズ開口数は０．１５以下とし、
ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）≧１とすることが望ましい。
【００２８】本実施例のレンズの収差性能は、軸上では
ほとんど収差が０に近く、画角１度の軸外収差は、０．
０１７λＲＭＳであり、ディセンタ５μｍ時の軸上収差
は０．０３４λＲＭＳである。これは十分作製可能であ
り、収差性能も十分に取れており、直接光学基台に保持
できるほどレンズ厚が厚く、メニスカス形状のためコリ
メート光学系全長を短くできる、現実的なレンズといえ
る。
ほとんど収差が０に近く、画角１度の軸外収差は、０．
０１７λＲＭＳであり、ディセンタ５μｍ時の軸上収差
は０．０３４λＲＭＳである。これは十分作製可能であ
り、収差性能も十分に取れており、直接光学基台に保持
できるほどレンズ厚が厚く、メニスカス形状のためコリ
メート光学系全長を短くできる、現実的なレンズといえ
る。
【００２９】本実施の形態では、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）≧１ の関係が成り立っており、より望ましい状態にある。
【００３０】また、レンズの硝材としてはプラスティッ
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。
【００３１】（実施の形態２） Ｒ１＝７．５ Ｋ１＝５．９５４７２６ｅ−１ Ａ４＝８．０９３１９２ｅ−５ Ｒ２＝４４．２４７ Ｋ２＝１．０７０７１９ｅ２ Ｂ４＝５．５６３４４４ｅ−４ ｎ ＝１．５２７００ ｆ ＝１６．６７ ＮＡ＝０．１５ ｄ ＝３ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）＝０．６ ｄｃ５＝０．０１４ コリメートレンズ１の球面収差、正弦条件及び非点収差
を（図３）に示す。
を（図３）に示す。
【００３２】（図３）（ａ）中実線は球面収差を表す。
（図３）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
（図３）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
【００３３】（図３）（ｂ）中実線は非点収差のサジタ
ル方向を表す。（図３）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
ル方向を表す。（図３）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
【００３４】収差性能は、軸上ではほとんど収差が０に
近く、画角１度の軸外収差は、０．０１５λＲＭＳであ
り、ディセンタ５μｍ時の軸上収差は０．０１４λＲＭ
Ｓである。これは十分作製可能であり、収差性能も十分
に取れており、直接光学基台に保持できるほどレンズ厚
が厚く、メニスカス形状のためコリメート光学系全長を
短くできる、現実的なレンズといえる。
近く、画角１度の軸外収差は、０．０１５λＲＭＳであ
り、ディセンタ５μｍ時の軸上収差は０．０１４λＲＭ
Ｓである。これは十分作製可能であり、収差性能も十分
に取れており、直接光学基台に保持できるほどレンズ厚
が厚く、メニスカス形状のためコリメート光学系全長を
短くできる、現実的なレンズといえる。
【００３５】本実施例では、 ＮＡ ≦ ０．１５ の関係が成り立っており、より望ましい状態にある。
【００３６】また、レンズの硝材としてはプラスティッ
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。
【００３７】（実施の形態３） Ｒ１＝４．２ Ｋ１＝−１．８６３２３６ｅ−１ Ａ４＝９．６２４１０４ｅ−６ Ｒ２＝４．０８１ Ｋ２＝２．７０６８１５ Ｂ４＝１．３９８６０１ｅ−３ ｎ ＝１．５２７００ ｆ ＝１６．６７ ＮＡ＝０．１５ ｄ ＝６ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ）＝１．２ ｄｃ５＝０．０２８ コリメートレンズ１の球面収差、正弦条件及び非点収差
を（図４）に示す。
を（図４）に示す。
【００３８】（図４）（ａ）中実線は球面収差を表す。
（図４）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
（図４）（ａ）中破線は正弦条件を表す。
【００３９】（図４）（ｂ）中実線は非点収差のサジタ
ル方向を表す。（図４）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
ル方向を表す。（図４）（ｂ）中破線は非点収差のメリ
ディオナル方向を表す。
【００４０】収差性能は、軸上ではほとんど収差が０に
近く、画角１度の軸外収差は、０．００６λＲＭＳであ
り、ディセンタ５μｍ時の軸上収差は０．０２８λＲＭ
Ｓである。これは十分作製可能であり、収差性能も十分
に取れており、直接光学基台に保持できるほどレンズ厚
があつく、メニスカス形状のためコリメート光学系全長
を短くできる、現実的なレンズといえる。
近く、画角１度の軸外収差は、０．００６λＲＭＳであ
り、ディセンタ５μｍ時の軸上収差は０．０２８λＲＭ
Ｓである。これは十分作製可能であり、収差性能も十分
に取れており、直接光学基台に保持できるほどレンズ厚
があつく、メニスカス形状のためコリメート光学系全長
を短くできる、現実的なレンズといえる。
【００４１】本実施例では、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．１５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ １ の関係が成り立っており、より望ましい状態にある。
【００４２】また、レンズの硝材としてはプラスティッ
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。さらに、第２面の曲率が第１面の曲率よりもきつ
く、強いメニスカス形状になっていることがわかる。こ
のことは、光学系の大幅な小型化を実現する。
ク材料の選択が可能であるように、低い屈折率で実施さ
れており、コストダウンの観点からも望ましい状態にあ
る。さらに、第２面の曲率が第１面の曲率よりもきつ
く、強いメニスカス形状になっていることがわかる。こ
のことは、光学系の大幅な小型化を実現する。
【００４３】次に、上記本発明のコリメートレンズを用
いた光ヘッド装置の構成図を図６に示す。図６におい
て、半導体レーザ２４から出射した光は、カバーガラス
２５及びビームスプリッター２６を透過及び反射し、コ
リメートレンズ２７により略平行光となる。そして折り
曲げミラー２８により光路の向きを変えられ、対物レン
ズ２９によりディスク３０の情報記録媒体面３１上に集
光される。情報記録媒体面３１に形成された凹凸により
集光スポットは回折を受ける。情報記録媒体面３１で反
射され、回折されたレーザ光は、対物レンズ２９を透過
し、折り曲げミラー２８により光路の向きを変えられ、
ビームスプリッター２６、シリンドリカルレンズ３２を
透過してフォトディテクター３３上に集光される。フォ
トディテクター３３の電気信号により、情報記録媒体面
３１で変調された光量変化を検出し、データを読み取
る。対物レンズ２９は、鏡筒３４で保持されている。コ
リメートレンズ２７は直接光学基台に押さえバネ３５で
保持されており、部品点数の削減及び工程数の削減とな
ることでコストダウンが見込める。
いた光ヘッド装置の構成図を図６に示す。図６におい
て、半導体レーザ２４から出射した光は、カバーガラス
２５及びビームスプリッター２６を透過及び反射し、コ
リメートレンズ２７により略平行光となる。そして折り
曲げミラー２８により光路の向きを変えられ、対物レン
ズ２９によりディスク３０の情報記録媒体面３１上に集
光される。情報記録媒体面３１に形成された凹凸により
集光スポットは回折を受ける。情報記録媒体面３１で反
射され、回折されたレーザ光は、対物レンズ２９を透過
し、折り曲げミラー２８により光路の向きを変えられ、
ビームスプリッター２６、シリンドリカルレンズ３２を
透過してフォトディテクター３３上に集光される。フォ
トディテクター３３の電気信号により、情報記録媒体面
３１で変調された光量変化を検出し、データを読み取
る。対物レンズ２９は、鏡筒３４で保持されている。コ
リメートレンズ２７は直接光学基台に押さえバネ３５で
保持されており、部品点数の削減及び工程数の削減とな
ることでコストダウンが見込める。
【００４４】なお、上記各実施の形態では、平行光を情
報記録媒体上に集光する手段として、対物レンズで構成
したが、集光ミラーあるいはその他の集光手段でも良
い。また、コリメートレンズを光学基台に直接保持する
手段として押さえバネを用いたが、直接接着などの他の
保持手段でもよい。ビームスプリッター２６の位置はコ
リメートレンズ２７と光源の間にあるが、コリメートレ
ンズ２７と折り曲げレンズの間でも良い。また、光源を
モジュールで構成すれば、ビームスプリッター２８や、
シリンドリカルレンズ３２は省略できる。
報記録媒体上に集光する手段として、対物レンズで構成
したが、集光ミラーあるいはその他の集光手段でも良
い。また、コリメートレンズを光学基台に直接保持する
手段として押さえバネを用いたが、直接接着などの他の
保持手段でもよい。ビームスプリッター２６の位置はコ
リメートレンズ２７と光源の間にあるが、コリメートレ
ンズ２７と折り曲げレンズの間でも良い。また、光源を
モジュールで構成すれば、ビームスプリッター２８や、
シリンドリカルレンズ３２は省略できる。
【００４５】また、上記各実施の形態では、ビームスプ
リッターとカバーガラスの屈折率と厚みが決定されてい
るが、これらは任意に選んでもよい。また、これらの素
子は無くても良い。
リッターとカバーガラスの屈折率と厚みが決定されてい
るが、これらは任意に選んでもよい。また、これらの素
子は無くても良い。
【００４６】さらに、上記各実施の形態では、コリメー
トレンズは両面非球面の単レンズである場合を示した
が、球面レンズまたは片面非球面レンズであってもよ
く、複合素子であってもよい。
トレンズは両面非球面の単レンズである場合を示した
が、球面レンズまたは片面非球面レンズであってもよ
く、複合素子であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明は、光源からの発散
光を略平行光とするコリメート光学系において、コリメ
ートレンズは単レンズよりなり、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することでコリメート光学系の簡素化が見込め、
さらに、平行光束射出側に凸面を向けた正メニスカス単
レンズよりなり、その少なくともどちらか片方の面が回
転対称非球面形状を持ち、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズ厚 を満たすことにより、収差が良好に補正され、コストダ
ウンが見込め、コリメート光学系の小型化に寄与する、
実用的なコリメータレンズ及びそれを用いた光ヘッド装
置が提供される。
光を略平行光とするコリメート光学系において、コリメ
ートレンズは単レンズよりなり、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することでコリメート光学系の簡素化が見込め、
さらに、平行光束射出側に凸面を向けた正メニスカス単
レンズよりなり、その少なくともどちらか片方の面が回
転対称非球面形状を持ち、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズ厚 を満たすことにより、収差が良好に補正され、コストダ
ウンが見込め、コリメート光学系の小型化に寄与する、
実用的なコリメータレンズ及びそれを用いた光ヘッド装
置が提供される。
【図１】（ａ）鏡筒を不要としかつ光学系を小型にした
コリメート光学系を示す図 （ｂ）鏡筒を不要とするためのコリメート光学系を示す
図
コリメート光学系を示す図 （ｂ）鏡筒を不要とするためのコリメート光学系を示す
図
【図２】実施例１の収差図を示す図
【図３】実施例２の収差図を示す図
【図４】実施例３の収差図を示す図
【図５】従来のコリメート光学系を示す図
【図６】本発明の光ヘッド装置を示す図
【図７】テレフォト比が１であるとき各ＮＡでのレンズ
厚と軸外収差の関係を示すグラフ
厚と軸外収差の関係を示すグラフ
１ コリメートレンズ ２ ビームスプリッタ ３ カバーガラス ４ 半導体レーザ ５ 発光点 ６ コリメートレンズ第１面 ７ コリメートレンズ第２面 ８ コリメートレンズ １５ コリメートレンズ ２０ 鏡筒 ２１ 鏡筒先端 ２４ 半導体レーザ ２５ カバーガラス ２７ コリメートレンズ ２８ 立ち上げミラー ２９ 対物レンズ ３０ ディスク ３１ 情報記録面 ３２ シリンドリカルレンズ ３３ 受光素子 ３４ 対物レンズ用鏡筒 ３５ 押さえバネ
Claims (9)
- 【請求項１】光源からの発散光を略平行光とするコリメ
ート光学系において、コリメートレンズは単レンズより
なり、以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ。 - 【請求項２】光源からの発散光を略平行光とするコリメ
ート光学系において、コリメートレンズは単レンズより
なり、以下の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ。 - 【請求項３】光源からの発散光を略平行光とするコリメ
ート光学系において、コリメートレンズは、平行光束射
出側を第１面、発散光側を第２面とした場合、第１面が
凸面である正メニスカス単レンズよりなり、以下の式、 ０ ＜ ＮＡ ≦ ０．２５ ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ。 - 【請求項４】光源からの発散光を略平行光とするコリメ
ート光学系において、コリメートレンズは、平行光束射
出側を第１面、発散光側を第２面とした場合、第１面が
凸面である正メニスカスレンズ単レンズよりなり、以下
の式、 ０．０５ ≦ ＮＡ ≦ ０．１５ ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ ０．５ ＮＡ ： レンズ開口数 ｄ ： レンズの厚み ｆ ： レンズの焦点距離 を満足することを特長とするコリメートレンズ。 - 【請求項５】コリメートレンズは以下の式、 ｄ／（２・ＮＡ・ｆ） ≧ １ を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載のコリ
メートレンズ。 - 【請求項６】コリメートレンズは以下の式、 ｄｃ５ ≦ ０．０３５ ｄｃ５ ： 前記第１面と前記第２面が光軸に垂直方向
に相対的に５μｍディセンタしたときの軸上ＲＭＳ波面
収差（単位：λ）をみたす、請求項１から５のいずれか
１項に記載のコリメートレンズ。 - 【請求項７】コリメートレンズは、その両面が回転対称
非球面をもつ請求項１から６のいずれか１項に記載のコ
リメートレンズ。 - 【請求項８】コリメートレンズはプラスティック材料を
硝材とする請求項１から７のいずれか１項に記載のコリ
メートレンズ。 - 【請求項９】光源と、前記光源から出射された光線を略
平行光とするコリメートレンズと、前記略平行光を情報
記録媒体面上に集光するための集光手段と、前記情報記
録媒体で変調された光束を分離するための光束分離手段
と、前記情報記録媒体で変調された光を受光する受光手
段を具備する光ヘッド装置において、前記コリメートレ
ンズは光学基台により直接保持され、前記構成において
コリメートレンズは請求項１から８のいずれか１項に記
載の光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154781A JPH112758A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154781A JPH112758A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112758A true JPH112758A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15591769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154781A Pending JPH112758A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | コリメートレンズ及びそれを用いた光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112758A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107991788A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-05-04 | 重庆镭典科技有限公司 | 一种激光准直透镜组 |
| JP2022518100A (ja) * | 2018-11-15 | 2022-03-14 | エヌライト， インコーポレイテッド | 高出力レーザダイオードパッケージ |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP9154781A patent/JPH112758A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107991788A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-05-04 | 重庆镭典科技有限公司 | 一种激光准直透镜组 |
| JP2022518100A (ja) * | 2018-11-15 | 2022-03-14 | エヌライト， インコーポレイテッド | 高出力レーザダイオードパッケージ |
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