JPH04114112A - 高開口数レンズ - Google Patents
高開口数レンズInfo
- Publication number
- JPH04114112A JPH04114112A JP2234890A JP23489090A JPH04114112A JP H04114112 A JPH04114112 A JP H04114112A JP 2234890 A JP2234890 A JP 2234890A JP 23489090 A JP23489090 A JP 23489090A JP H04114112 A JPH04114112 A JP H04114112A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- numerical aperture
- high numerical
- refractive index
- aperture lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
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
本発明はビデオディスク、コンピュータ用の光メモリデ
ィスクなどの光ピツクアップに用いられる高開口数レン
ズに関するものであり、特に非球面レンズと屈折率分布
レンズを張り合わせることにより高い開口数を実現した
高開口数レンズに関するものである。
ィスクなどの光ピツクアップに用いられる高開口数レン
ズに関するものであり、特に非球面レンズと屈折率分布
レンズを張り合わせることにより高い開口数を実現した
高開口数レンズに関するものである。
従来の技術
光デイスク用の対物レンズとしては、小型軽量化を極限
まで追求するために、単レンズが用いられる場合が多い
。均質媒質のレンズでは、非球面化により性能を達成し
たものが、特開昭５７７６５１２号公報、特開昭５７−
２０１２１０号公報、特開昭５９−２６７１４号公報に
提案されている。一方圧折率分布による単レンズとして
は、特開昭６１−１０２６１７号公報、特開昭６１１３
８２２３号公報、特開昭６１−１６３３１０号公報など
に提案されている。これらのレンズはいずれも少なくと
も１面を球面に加工したものである。
まで追求するために、単レンズが用いられる場合が多い
。均質媒質のレンズでは、非球面化により性能を達成し
たものが、特開昭５７７６５１２号公報、特開昭５７−
２０１２１０号公報、特開昭５９−２６７１４号公報に
提案されている。一方圧折率分布による単レンズとして
は、特開昭６１−１０２６１７号公報、特開昭６１１３
８２２３号公報、特開昭６１−１６３３１０号公報など
に提案されている。これらのレンズはいずれも少なくと
も１面を球面に加工したものである。
以上の２つのタイプのレンズは、その開口数か従来の光
ディスクに適した、０．４５から０．５０程度のレンズ
であった。
ディスクに適した、０．４５から０．５０程度のレンズ
であった。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、光ディスクの記録密度を高めるためにレ
ンズの開口数を高くすると、従来の均質媒質の非球面単
レンズでは、有効径付近の、レンズ面の傾斜角が大きく
なりすぎて、加工が困難になったり、反射による入射光
の損失が大きくなるなどの問題を有していた。−古層折
率分布型レンズでは、両端面が平面であっても屈折力を
持つためレンズ面の傾斜角が大きくなりすぎることはな
いが、片面を球面化しただけでは収差が大きくなりすぎ
て、性能が不足してしまう。また、高次の屈折率分布係
数を制御しなくてはならず、実用化が困難であるという
問題点を有していた。
ンズの開口数を高くすると、従来の均質媒質の非球面単
レンズでは、有効径付近の、レンズ面の傾斜角が大きく
なりすぎて、加工が困難になったり、反射による入射光
の損失が大きくなるなどの問題を有していた。−古層折
率分布型レンズでは、両端面が平面であっても屈折力を
持つためレンズ面の傾斜角が大きくなりすぎることはな
いが、片面を球面化しただけでは収差が大きくなりすぎ
て、性能が不足してしまう。また、高次の屈折率分布係
数を制御しなくてはならず、実用化が困難であるという
問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み、・非常に高い開口数を有
しながら、球面収差とコマ収差が良好に補正された、高
開口数レンズを提供するものである。
しながら、球面収差とコマ収差が良好に補正された、高
開口数レンズを提供するものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の高開口数レンズは
、１群２枚構成のレンズであって、少なくとも１面が非
球面である均質媒質レンズと、屈折率分布を持つレンズ
を張り合わせる様に構成したものである。
、１群２枚構成のレンズであって、少なくとも１面が非
球面である均質媒質レンズと、屈折率分布を持つレンズ
を張り合わせる様に構成したものである。
作用
本発明は、上記した構成によって、均質媒質レンズの非
球面によって、球面収差を補正し、さらに屈折率分布レ
ンズと張り合わせることで高い開口数において、非球面
の傾斜角がきつくなりすぎるのを防くように構成した高
開口数レンズである。
球面によって、球面収差を補正し、さらに屈折率分布レ
ンズと張り合わせることで高い開口数において、非球面
の傾斜角がきつくなりすぎるのを防くように構成した高
開口数レンズである。
実施例
以下本発明の一実施例の高開口数レンズについて、図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例工な
いし実施例４の構成図である。第１図において、平行光
ｌは均質媒質レンズ２に入射し、さらに屈折率分布レン
ズ３を透過して、像面４に結像する。実施例において、 ｆ：レンズの焦点距離 ＮＡ：レンズの開口数 Ｒ１：第１面の曲率半径 Ｒ１第２面の曲率半径 Ｒ３：第３面の曲率半径 ｎ、：均質媒質レンズの屈折率 ｄＩ ：第１面と第２面の間のレンズの厚みｄ２ ：第
２面と第３面の間のレンズの厚みＷＤ：レンズの作動距
離 ＷＩ ：軸上の波面収差（ｒｍｓλ） Ｗ２ ：軸外１度における波面収差（ｒｍｓλ）を示す
。また波長は７８０ｎｍにおいて設計した。
を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例工な
いし実施例４の構成図である。第１図において、平行光
ｌは均質媒質レンズ２に入射し、さらに屈折率分布レン
ズ３を透過して、像面４に結像する。実施例において、 ｆ：レンズの焦点距離 ＮＡ：レンズの開口数 Ｒ１：第１面の曲率半径 Ｒ１第２面の曲率半径 Ｒ３：第３面の曲率半径 ｎ、：均質媒質レンズの屈折率 ｄＩ ：第１面と第２面の間のレンズの厚みｄ２ ：第
２面と第３面の間のレンズの厚みＷＤ：レンズの作動距
離 ＷＩ ：軸上の波面収差（ｒｍｓλ） Ｗ２ ：軸外１度における波面収差（ｒｍｓλ）を示す
。また波長は７８０ｎｍにおいて設計した。
十ＡＦ ｊ ｈ８＋ＡＧｊ ｈ”＋・・・・・・Ｘ：光
軸からの高さがｈの非球面上の点の非球面頂点の接平面
からの距離 ｈ：光軸からの高さ Ｃｊ：第５面からの非球面頂点の曲率 ＣＣｊ：第ｊ面の円錐定数 ＡＤｊ、ＡＥｊ、ＡＦｊ、、ＡＣ；ｊ ：第５面のそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面
係数 で表される。
軸からの高さがｈの非球面上の点の非球面頂点の接平面
からの距離 ｈ：光軸からの高さ Ｃｊ：第５面からの非球面頂点の曲率 ＣＣｊ：第ｊ面の円錐定数 ＡＤｊ、ＡＥｊ、ＡＦｊ、、ＡＣ；ｊ ：第５面のそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面
係数 で表される。
また実施例１から実施例４において、屈折率分布ｎ （
ｒ）は、 ｎ（ｒ）−ｎｏ［１−（ｇｒ）２＋ｈｉ−（ｇｒ）’＋
ｈ２ （ｇ ｒ）’ ＋＝・・、、１１／−２で表され
、ｒは光軸から半径方向の距離、ｎｏは光軸での屈折率
、ｇ、ｈ、 、ｈ２は屈折率分布係数を示す。
ｒ）は、 ｎ（ｒ）−ｎｏ［１−（ｇｒ）２＋ｈｉ−（ｇｒ）’＋
ｈ２ （ｇ ｒ）’ ＋＝・・、、１１／−２で表され
、ｒは光軸から半径方向の距離、ｎｏは光軸での屈折率
、ｇ、ｈ、 、ｈ２は屈折率分布係数を示す。
なお第２図（ａ）〜（Ｃ）から第５図（ａ）〜（Ｃ）は
それぞれ本発明の実施例工ないし実施例４のそれぞれの
球面収差、正弦条件、非点収差を示している。非点収差
の図では、実線はサジタル像面湾曲を、点線はメリディ
オナル像面湾曲を示す。
それぞれ本発明の実施例工ないし実施例４のそれぞれの
球面収差、正弦条件、非点収差を示している。非点収差
の図では、実線はサジタル像面湾曲を、点線はメリディ
オナル像面湾曲を示す。
実施例１
ｆ ＝１．０８ Ｎ Ａ ＝０．７ｄ
、 ＝０．６ ＷＤ＝０．４５２Ｒ，
＝０．８ １． ＝１．７３８６３９Ｃ
Ｃ−−８，９６８８２ＸＩＯＩ Ａ Ｄ −１，００１２７Ｘ １０”Ａ Ｅ
＝２．９２９０７ｘ１０２Ａ Ｆ −−６，５６８
８ＸＩＯ”’ＡＧ −−１，０７９７６Ｘ１０２ ｄ２＝０．５ ２−ｏＯ ｎ ｏ＝ １．７５７８１３ Ｗ ＝０．００１７３λ 実施例２ ｆ ＝１．０８４ ｄ＋ ＝０．４５ Ｒ，＝０．７９７４ ＣＣ＝４．９８７０３ ＡＤ、 ＝３．４９９０９ｘｌＯＩ ＡＥ、 −−１，７８６５５ｘ１０１ ＡＦ 、 ＝１．２５９１８ｘ１０４ Ａ Ｇ 、 ＝−９，６８４３８Ｘ１０２ｄ２＝０．６
５５ Ｒ２−薗 Ｒ３＝Ｃ０ ｇ ＝０．０７５３ Ｗ２＝０．０３３２λ ＮＡ＝０．７ Ｗ Ｄ ＝０．４７７ ｎ 、 ＝１．６７４９５９ ｎ ””１．７５ Ｗ ＝０．００７７λ 実施例３ ｆ ＝０．９９０２ ｄ、＝０．４０ Ｒ，＝０．８６１６ ＣＣ−−２，１６１１７ ＡＤ、 ＝３．１７２４７Ｘ１０１ ＡＥ、 ＝−１，７２２０４Ｘ１０’ ＡＦ ＝１．０９１１６Ｘ１０’ ＡＧ、 −−９，１５０６５ｘ１０２ ｄ２−０゜９６５１ Ｒ２−ω ｎ０＝１．７５ Ｗ１＝０゜００５３λ 実施例４ ｆ ＝１．０００ ｄ 、 ＝０．５６６５ Ｒ，＝０．７４１１５ ＣＣ，＝−５，４６７３７ｘｌ（１１ ｇ＝０、３３ Ｗ２ ＝０．０３４９λ ＮＡ＝０．７５ Ｗ Ｄ ＝０．２５８７ ｎ ＝ １．７８５６９１ Ｒ３＝（１） ｇ＝０．３３ Ｗ２＝０．０３０４λ Ｎ Ａ ＝０．７５ Ｗ Ｄ ＝０．４２３２ ｎ 、 ＝１．７３８６３９ ＡＤ、 ＝１．４０８８７Ｘ１０２ Ａ Ｅ 、 ＝−１，６３６２１ｘ １０２Ａ Ｆ
、 −−３，６１３１９ｘ１０２ＡＧ ＝−７，
２６２８７ｘｌＯ２ｃｌ 、、 ＝０．３８３１ Ｒ２−■ Ｒ３−ωｎ ０＝１．５
１７３４７ ｇ ＝０．１０３５Ｗ、
＝０．０３０４λ Ｗ２＝０．０４３７スな
お上記の実施例においては、ディスクの保護層の厚みを
Ｏとして設計した。本発明の高開口数レンズは、高いＮ
Ａのレンズであり、ディスクの厚みが厚いと、レンズが
ディスクに対して傾いたときに発生するコマ収差が大き
いためである。したがってディスクの厚みは、通常の光
ディスクに使われている１、２鵬ないし１．２５ｍｎよ
りも薄く、ｌａｎ以下であることが望ましい。なおディ
スクの厚みが０でない場合であっても、非球面係数、あ
るいは屈折率分布係数を調整することによって、同様の
性能を得ることができる。
、 ＝０．６ ＷＤ＝０．４５２Ｒ，
＝０．８ １． ＝１．７３８６３９Ｃ
Ｃ−−８，９６８８２ＸＩＯＩ Ａ Ｄ −１，００１２７Ｘ １０”Ａ Ｅ
＝２．９２９０７ｘ１０２Ａ Ｆ −−６，５６８
８ＸＩＯ”’ＡＧ −−１，０７９７６Ｘ１０２ ｄ２＝０．５ ２−ｏＯ ｎ ｏ＝ １．７５７８１３ Ｗ ＝０．００１７３λ 実施例２ ｆ ＝１．０８４ ｄ＋ ＝０．４５ Ｒ，＝０．７９７４ ＣＣ＝４．９８７０３ ＡＤ、 ＝３．４９９０９ｘｌＯＩ ＡＥ、 −−１，７８６５５ｘ１０１ ＡＦ 、 ＝１．２５９１８ｘ１０４ Ａ Ｇ 、 ＝−９，６８４３８Ｘ１０２ｄ２＝０．６
５５ Ｒ２−薗 Ｒ３＝Ｃ０ ｇ ＝０．０７５３ Ｗ２＝０．０３３２λ ＮＡ＝０．７ Ｗ Ｄ ＝０．４７７ ｎ 、 ＝１．６７４９５９ ｎ ””１．７５ Ｗ ＝０．００７７λ 実施例３ ｆ ＝０．９９０２ ｄ、＝０．４０ Ｒ，＝０．８６１６ ＣＣ−−２，１６１１７ ＡＤ、 ＝３．１７２４７Ｘ１０１ ＡＥ、 ＝−１，７２２０４Ｘ１０’ ＡＦ ＝１．０９１１６Ｘ１０’ ＡＧ、 −−９，１５０６５ｘ１０２ ｄ２−０゜９６５１ Ｒ２−ω ｎ０＝１．７５ Ｗ１＝０゜００５３λ 実施例４ ｆ ＝１．０００ ｄ 、 ＝０．５６６５ Ｒ，＝０．７４１１５ ＣＣ，＝−５，４６７３７ｘｌ（１１ ｇ＝０、３３ Ｗ２ ＝０．０３４９λ ＮＡ＝０．７５ Ｗ Ｄ ＝０．２５８７ ｎ ＝ １．７８５６９１ Ｒ３＝（１） ｇ＝０．３３ Ｗ２＝０．０３０４λ Ｎ Ａ ＝０．７５ Ｗ Ｄ ＝０．４２３２ ｎ 、 ＝１．７３８６３９ ＡＤ、 ＝１．４０８８７Ｘ１０２ Ａ Ｅ 、 ＝−１，６３６２１ｘ １０２Ａ Ｆ
、 −−３，６１３１９ｘ１０２ＡＧ ＝−７，
２６２８７ｘｌＯ２ｃｌ 、、 ＝０．３８３１ Ｒ２−■ Ｒ３−ωｎ ０＝１．５
１７３４７ ｇ ＝０．１０３５Ｗ、
＝０．０３０４λ Ｗ２＝０．０４３７スな
お上記の実施例においては、ディスクの保護層の厚みを
Ｏとして設計した。本発明の高開口数レンズは、高いＮ
Ａのレンズであり、ディスクの厚みが厚いと、レンズが
ディスクに対して傾いたときに発生するコマ収差が大き
いためである。したがってディスクの厚みは、通常の光
ディスクに使われている１、２鵬ないし１．２５ｍｎよ
りも薄く、ｌａｎ以下であることが望ましい。なおディ
スクの厚みが０でない場合であっても、非球面係数、あ
るいは屈折率分布係数を調整することによって、同様の
性能を得ることができる。
発明の効果
以上のように本発明の高開口数レンズの効果は次のとお
りである。
りである。
（１）均質媒質の非球面レンズと屈折率分布をもったレ
ンズを張り合わせた構造になっているため、高いＮＡの
レンズを実現しても、を効系付近のレンズの傾斜角がそ
れほど大きくならず、かつ球面収差、コマ収差が良好に
補正されているため、軸上、軸外のいずれにおいても、
解析限界内の高い性能を確保できる。
ンズを張り合わせた構造になっているため、高いＮＡの
レンズを実現しても、を効系付近のレンズの傾斜角がそ
れほど大きくならず、かつ球面収差、コマ収差が良好に
補正されているため、軸上、軸外のいずれにおいても、
解析限界内の高い性能を確保できる。
（２）屈折率分布レンズの両端面を平面にすれば、加工
が容易である。
が容易である。
（３） ディスクの保護層の厚みを従来より薄くする
か、あるいは０にすることによって、レンズを高ＮＡ化
したときに問題となるコマ収差の発生を低減、あるいは
なくすことができる。
か、あるいは０にすることによって、レンズを高ＮＡ化
したときに問題となるコマ収差の発生を低減、あるいは
なくすことができる。
（４）本発明の高開口数レンズにおいては、屈折率分布
レンズの高次の係数を制御する必要がなく、屈折率分布
レンズの製造上の誤差を、逆に非球面係数のわずかな設
計変更で吸収できるため、実現が容易である。
レンズの高次の係数を制御する必要がなく、屈折率分布
レンズの製造上の誤差を、逆に非球面係数のわずかな設
計変更で吸収できるため、実現が容易である。
（５）均質媒質の非球面レンズを、ガラス成型工法で作
成することにより、高精度な非球面レンズを低コストに
量産することができる。
成することにより、高精度な非球面レンズを低コストに
量産することができる。
（６）２群１枚の張り合わせ構造になっているために、
鏡筒が不要で、単レンズと同様に取り扱うことができる
。
鏡筒が不要で、単レンズと同様に取り扱うことができる
。
第１図は本発明の一実施例である高開口数レンズの構成
図、第２図ないし第本図はそれぞれ本発明の一実施例の
それぞれの収差図である。 １・・・・・・平行光、２・・・・・・均質媒質レンズ
、３・・・・・・屈折率分布レンズ、４・・・・・・像
面。 代理人の氏名 弁理士小鍜゛冶明 ほか２名区
図、第２図ないし第本図はそれぞれ本発明の一実施例の
それぞれの収差図である。 １・・・・・・平行光、２・・・・・・均質媒質レンズ
、３・・・・・・屈折率分布レンズ、４・・・・・・像
面。 代理人の氏名 弁理士小鍜゛冶明 ほか２名区
Claims (4)
- （１）１群２枚構成のレンズであって、少なくとも１面
が非球面である均質媒質レンズと、屈折率分布を持つレ
ンズを張り合わせたことを特徴とする高開口数レンズ。 - （２）開口数をＮＡとしたとき、０．６＜ＮＡ＜０．９
５の条件を満足する請求項（１）記載の高開口数レンズ
。 - （３）物体側から順に、均質媒質レンズ、屈折率分布レ
ンズの順に構成され、最も物体側の面が非球面で、前記
屈折率分布レンズの両面が平面からなる請求項（１）記
載の高開口数レンズ。 - （４）屈折率分布レンズの中心の屈折率をｎ＿０、光軸
からの半径方向の距離をｒとしたとき、屈折率分布ｎ（
ｒ）がｎ（ｒ）＝ｎ＿０［１−（ｇｒ）＾２＋ｈ＿１（
ｇｒ）＾４＋ｈ＿２（ｇｒ）＾６＋・・・・・・］＾１
＾／＾２と表される請求項（１）記載の高開口数レンズ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234890A JPH04114112A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 高開口数レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234890A JPH04114112A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 高開口数レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114112A true JPH04114112A (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=16977922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234890A Pending JPH04114112A (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 高開口数レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04114112A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5995295A (en) * | 1995-12-13 | 1999-11-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Lens system |
| EP1003059A3 (en) * | 1998-11-18 | 2001-06-27 | Nippon Sheet Glass Co. Ltd. | Endoscopic objective lens |
| KR100843452B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | 삼성전기주식회사 | 움직임 센싱용 광학계 |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP2234890A patent/JPH04114112A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5995295A (en) * | 1995-12-13 | 1999-11-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Lens system |
| EP1003059A3 (en) * | 1998-11-18 | 2001-06-27 | Nippon Sheet Glass Co. Ltd. | Endoscopic objective lens |
| KR100843452B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | 삼성전기주식회사 | 움직임 센싱용 광학계 |
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