JPH01227115A - 小型大口径集光レンズ - Google Patents

小型大口径集光レンズ

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JPH01227115A
JPH01227115A JP5274988A JP5274988A JPH01227115A JP H01227115 A JPH01227115 A JP H01227115A JP 5274988 A JP5274988 A JP 5274988A JP 5274988 A JP5274988 A JP 5274988A JP H01227115 A JPH01227115 A JP H01227115A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
small
aspherical
condenser lens
respectively represent
Prior art date
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Pending
Application number
JP5274988A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Priority to US07/320,571 priority patent/US4902113A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光学式情報記録再生装置の小型大口径集光レ
ンズに関するものである。
[従来の技術] 光学式情報記録再生装置(以後光メモリー装置と呼ぶ)
に用いられる集光レンズは、結像性能が良好であるだけ
でなく、高速で自動焦点およびトラッキング制御に追随
させるために小型軽量であることが望まれる。
光メモリー装置用対物レンズで非球面単レンズよりなる
ものの従来例として特開昭57−76512号、特開昭
59−23313号、特開昭59−26717号などが
知られている。そしてこれらの対物レンズを用いること
によって装置の小型軽量化および低価格化が可能になっ
た。
さらに特開昭61−56314号の従来例の対物レンズ
を用いると、半導体レーザーのコリメートレンズを省略
することができ、低価格化を一層進めることができる。
[発明が解決しようとする課題] 光メモリー用対物レンズを小型化するためには、レンズ
の入射瞳を小さ(しなければならない。レンズの人肘瞳
径は、焦点距離と開口数の積で与えられるが、光メモリ
ー用対物レンズは、開口数が045以上必要であること
から、レンズを小型化するためにはその焦点距離を短く
しなければならない。
前記の特開昭57−76512号公報に記載されている
対物レンズは、レンズの肉厚dが大で焦点路fit f
との比が0、?<d/f程度である。そのため小型化す
るために焦点距離を短くすると作動距離が短くなる。
又特開昭59−26717号公報に記載されている対物
レンズは、収差補正が十分なされていない。
特開昭61−56314号の対物レンズは、有限光学系
であるためにレンズがディスク等の面ぶれに追従する時
に倍率変動や結像性能の劣化を起こす欠点がある。この
欠点を除(ためには、半導体レーザーとディスクの間の
距離を長く取らねばならず装置の大型化や効率の低下を
まねく。
本発明は、小型大口径で十分な作動距離を取ることがで
き収差の良好に補正された集光レンズ(光メモリー用対
物レンズ)を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明の小型大口径集光レンズは、第1面と第2面がと
もに正の屈折力を有する非球面を用いたものである。こ
れらの非球面は、光軸方向をX軸、光軸と垂直方向をY
軸にとり、非球面頂点での曲率半径をrとしたとき、次
の式にて表わされる。
ただしpは円錐定数、A2.は第21次の非球面係数で
ある。
さらに本発明のレンズは、下記の条件を満足することを
特徴とするものである。
(11n<  1.65 f21 0.25< d/nf< 0.4i31  −
0.5 <p、<0.5 f41  1)z<  20 ただし、nはレンズの屈折率、fはレンズの焦点距離、
dはレンズの肉厚、pl、 p2は夫々第1面、第2面
の円錐定数である。
本発明の集光レンズは、前記の条件fil 、  (2
)を満足するようにn、d、fを選ぶことにより小型、
大口径で十分な作動距離を取ることが可能になり、光メ
モリー用対物レンズに適したものになし得たものである
又本発明では、条件(31、f41 を満足せしめるこ
とによって第1面では非球面係数が高々10乗の項又第
2面では高々6乗の項までの非球面を用いるだけで球面
収差および正弦条件を良好に補正し得るようにした。
又第1面と第2面の偏芯による性能の劣化も小さくなし
得た。
条件(11の上限を越えnが1.65より大になると、
正弦条件の補正を行なったとき第1面と第2面のパワー
のバランスが崩れパワーが第1面に偏りすぎるために非
点収差の発生が増加し、軸外性能を劣化させる。
条件(2)の下限を越えd/nfが0.25より小にな
った場合も、条件[1)の上限を上回った場合と同様に
非点収差が増加し、軸外性能が劣化する。又条件(2)
の上限を越えてd/nfが0.4より大になると非点収
差の発生は減少させられるが、作動距離を確保するため
には、焦点距離を長くしなければならず、小型化出来な
(なる。
条件(3)の上限[0,5)および下限(−0,51を
越えると、球面収差と正弦条件を同時に補正することが
困難になる。又高次の項を多用して補正を行なうと第1
面又は第2面の非球面に変曲点が生じ加工性が著しく低
下する。
条件(4)においてp2が上限の−20を越えると球面
収差および正弦条件の補正に高次の項が必要になり加工
性が低下する。
第1面と第2面の偏芯による性能劣化を小さ(し非球面
を複雑な形状にしないためには、p2は次の条件を満足
することが一層望ましい。
−40< p2< −23 [実施例] 次に本発明の集光レンズの各実施例を示す。
実施例1 f =3.70 、  NA=0.47 、 WD =
1.94t = 1.2  、  nc= 1.553
R,=2.216 d = 1.8On = 1.486381(2= −
7,087 非球面係数 第1面 p、: 0.2095  、 A、= 0.2
6073 X 10−”A、= 0.26872  x
 10−’、  A、= −0,21224X 10−
’第2面 p2=  24.0  、 A4= 0.1
288X 1O−3d/nf= 0.3273 実施例2 f =3.50 、  NA=0−50 、WD =1
.75t = 1.2  、nc= 1.553R,=
2.102 d = 1.80    n = 1.48638R,
= −6,443 非球面係数 第1面 p、=0.1962  、 A、=0.358
33 Xl0−2A、= 0.26837 x to−
’、 A、= −0,21224x 10−’第2面 
pz = −25,866 d/nf= 0.3460 実施例3 f =3.89 、  NA=0.45 、WD =2
.13し=1.2.ne=1.553 R,=2.3161 d = 1.80    n = 1.48638R2
= −7,7048 非球面係数 第1面 p、=o、1326  、 A、=0.308
26 Xl0−2A6= 0.3698x 10−’、
 Aa= −0,21226x 10−5第2面 pg
 = −26,099 d/nf= 0.3113 実施例4 f =3.70 、  NA=0.45 、 WD =
1゜94t=1.2   、   ロ。= 1.553
1(、=2.2117 d  = 1.80       n = 1.486
38非球面係数 第1面 p、= 0.1575  、 A、= 0.3
3852 X 10−”A、= 0.36976 x 
10−’、 A、= −0,21226x 10−’第
2面 1)2=  26.0988 d/nf= 0.3273 実施例5 f =3.65 、  NA=0.45.1!D =1
.95t = 1.2  、  nc= 1.553R
,=2.180 d = 1.70    n = 1.486381z
= −7,1228 非球面係数 第1面 p、ニー0.314 、 A、=0.9197
4 X 10−”A、= −0,3644X 10−’
、 A、= −0,21219X 10−5第2面 り
2= −26,1584、A4= 0.79594 X
 10−’d/nf= 0.3133 実施例6 f =3.70 、  NA=0.45 、 WD =
2.05t  = 1.2   、   nc= 1.
553It、= 2.1978 d = 1.6On  = 1.48638R,= −
7,5662 非球面係数 第1面 p、=0.1781 、 A、 =0.326
54 X 1O−2Aa= 0.28249 x 10
−’、 A、=−0,21224x 10−5第2面 
p2= −28,6371 d/nf = 0.2909 実施例7 f =3.70 、  NA=0.45 、 WD =
2.04t = 1.2  、  nc= 1.553
R,=2.4103 d  =  1.60      n  = 1.56
940n2=−12,6998 非球面係数 第1面 p+”0.0925 、 A4=0.2554
4 X 1O−2A、= 0.26296 x 10−
’、 A、= −0,21224x 10−’第2面 
p2= −27,7044、A4= 0.39632 
x 1O−3d/nf = 0.2755 実施例8 f =3.89 、  NA=0.45 、 WD =
2.12t = 1.2  、  fic= 1.55
3R,=2.5449 d = 1.80    n = 1.56940R,
= −12,7013 非球面係数 第1面 p、 =0.0576 、 A、 =0.23
893 X lロー2A、= 0.13878 x 1
0−’、 A、= −0,21227x 10−’第2
面 p2=  25.8660 、 A4= 0.29
117 X 10−”d/口f= 0.2948 実施例9 f=3.50 、  NA=0.50 、 WD =1
.62t = 1.25 、  nC= 1.489R
,=2.3077 d = 1.90    n = 1.56940  
  −R2= −10,2438 非球面係数 第1面 p、::−0,250、A、=0.69697
 X 1O−2A、=0.52922  xlO−’、
  A、= −0,21239xlO−’第2面 pz
=  36.2009 、 A4= 0.10273 
X 10−”A6= −0,89914x 10−’d
/τ+f= 0.3459 実施例1口 f =3.50 、  NA=0.53 、 WD =
1.62し= 1.25 、  nc= 1.489R
+=2.3072 d  =  1.9o      n  = 1.56
940R,= −10,2588 非球面係数 第1面 p+=0.1908 、 A4=0.2424
4 X 1O−2A、=0.77425 x 10−’
、A、=−0,21239x 10−5第2面 p2=
  33.1505. A4=O,1l199 X 1
O−2A6=−〇、75321 x 10−’d/口f
= 0.3459 実施例11 f =3.50 、  NA=0.53 、 WD =
1.67t = 1.20 、  nC= 1.553
R,=2.1口95 d = 1.95    n = 1.48638R2
= −6,1512 非球面係数 第1面 p+=  0.2913 、 A、 =0.9
5343 Xl0−2As= −0,26221x 1
0−’Aa= −0,21217x 10−’第2面 
p2=−20,715、A4=0.4207x 10−
斗As”0.14665  xlO−’ d/nf = 0.3748 実施例12 f =3.60 、  NA=0.50 、 wO=1
.82t = 1.2 、  nC= 1.553R,
=2.5025 d = 1.80    n = 1.63552Rz
=  19.2179 非球面係数 第1面 p、: −0,2526,A、= 0.554
56 X to−”A、= 0.33298  x 1
0−’、  A、= −0,21245x 10−5第
2面 pa”−28,1238,A4=0.16495
 X 10−”A、= −0,14757X 10−”
cl/nf = 0.3057 実施例13 f =3.50 、  NA=0.50 、 WD =
1.73t = 1.2 、  nc= 1.553R
,=2.4512 d = 1.80    n = 1.63552R2
=−17,1774 非球面係数 第1面 p、=−0,1165,A、=0.44014
 x 1O−2A6=0.17499  x 10−’
、  A、= −0,21224x 10−5第2面 
p2=  26.0737.  A4= 0.6677
6 x 10−”実施例14 f =3.89 、  NA=0.45 、 WD =
2.13t = 1.2 、  nc= 1.553R
,=2.3108 d = 1.8    n = 1.48638R2=
 −7,785 非球面係数 第1面 p、=0.3498 、  A、=0.638
94 xlO−2A、= 0.21406  xlO−
’、  Aa=−0,21221xlO−5第2面 p
2= −25,8111,A、 = 0.63894 
X 10−3A、= −0,50155x lo−’d
/nf= 0.3113 ただしNAはレンズの開口数、WDは作動距離、R,、
R2は夫々第1面、第2面の非球面頂点の曲率半径、t
は光メモリ−ディスクの厚さ、ncは光メモリ−ディス
クの屈折率である。
上記各実施例の構成は、第1図に示す通りで、実施例1
乃至実施例14の収差状況は夫々第2図乃至第15図に
示す通りである。
尚参考例として第16図のような構成の次のデークーを
有する集光レンズを示す。
f=3.50.   NA=0.50 、  WD  
=1.73t = 1.2 、  nC= 1.553
R,=2.0662 d = 1.80    n = 1.48638R2
=−6,911 非球面係数 第1面 p、=0.80  、A、=−0,39177xlO−
2A、= −0,77017x 10−3. A、= 
−0,34256x 10−’第2面 p2:  38.3103 、  A4=−0,609
61Xl0−’A、= 0.17031 x 10−”
d/nf = 0.3460 この集光レンズは、本発明の条件(31、(41を満足
しないために非球面が第16図のように変曲点を持つ形
状で、レンズの加工性が著しく悪(なっている、尚第1
7図のように結像性能は良好である。
[発明の効果1 本発明の集光レンズは、両面非球面にすると共に各条件
を満足するように構成することによって、大口径、小型
でしかも収差が良好に補正され、更に非球面が加工性の
悪くない形状のものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の集光レンズの断面図、第2図乃至第1
5図は夫々本発明の実施例1乃至実施例14の収差曲線
図、第16図は参考例の断面図、第17図は上記参考例
の収差曲線図である。 第1 球面収差   OS ( −U、UUコ         (J、L、lす5  
    −(J、1非点−二

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1面、第2面が共に光軸方向をX軸に、光軸と垂直方
    向をY軸にとり、面頂点の曲率半径をr、円錐定数をp
    、第2i次の非球面係数をA_2_iとするとき下記の
    式で表わされる非球面である単レンズで、次の条件を満
    足することを特徴とする小型大口径集光レンズ。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (1)n<1.65 (2)0.25<d/nf<0.4 (3)−0.5<p_1<0.5 (4)p_2<−20 ただし、nはレンズの屈折率、fはレンズの焦点距離、
    dはレンズの肉厚、p_1、p_2は夫々第1面、第2
    面の円錐定数である。
JP5274988A 1988-03-08 1988-03-08 小型大口径集光レンズ Pending JPH01227115A (ja)

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JP5274988A JPH01227115A (ja) 1988-03-08 1988-03-08 小型大口径集光レンズ
US07/320,571 US4902113A (en) 1988-03-08 1989-03-08 Objective lens and imaging optical system for optical information recording and readout device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216514A (ja) * 1988-07-05 1990-01-19 Canon Inc 非球面単レンズ
JPH02223906A (ja) * 1989-02-24 1990-09-06 Hoya Corp 有限系大口径非球面レンズ

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