JPH0720377A - 光学レンズ - Google Patents
光学レンズInfo
- Publication number
- JPH0720377A JPH0720377A JP18452593A JP18452593A JPH0720377A JP H0720377 A JPH0720377 A JP H0720377A JP 18452593 A JP18452593 A JP 18452593A JP 18452593 A JP18452593 A JP 18452593A JP H0720377 A JPH0720377 A JP H0720377A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- plastic
- focal length
- glass
- optical
- 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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- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】耐熱、耐湿性能の優れたレンズを提供する。
【構成】光源側に配置されたプラスチックレンズ（第２
のレンズ２）と、光束出射側に配置されたガラスレンズ
（第１のレンズ１）とからなるレンズであって、ガラス
レンズの焦点距離をｆｇ、全光学系の焦点距離をｆとす
るとき、０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１を満足する。
のレンズ２）と、光束出射側に配置されたガラスレンズ
（第１のレンズ１）とからなるレンズであって、ガラス
レンズの焦点距離をｆｇ、全光学系の焦点距離をｆとす
るとき、０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１を満足する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの発散光を平
行光に変換するコリメーターレンズに適した光学レンズ
に関する。具体的には、光ディスク用の光学系等に用い
られる、半導体レーザー等からの発散光を平行光に変換
するコリメーターレンズに適した光学レンズに関する。
行光に変換するコリメーターレンズに適した光学レンズ
に関する。具体的には、光ディスク用の光学系等に用い
られる、半導体レーザー等からの発散光を平行光に変換
するコリメーターレンズに適した光学レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＤプレイヤー用のピックアップ
装置に用いる光学系には、光源からの光束を１枚のレン
ズで結像させるいわゆる有限仕様の光学系が多く用いら
れているが、より高開口数を要求されるレーザーディス
ク用の光学系等では、光源からの光束を一旦コリメータ
ーレンズで平行光に変換し、対物レンズで結像させる無
限仕様光学系が用いられている。
装置に用いる光学系には、光源からの光束を１枚のレン
ズで結像させるいわゆる有限仕様の光学系が多く用いら
れているが、より高開口数を要求されるレーザーディス
ク用の光学系等では、光源からの光束を一旦コリメータ
ーレンズで平行光に変換し、対物レンズで結像させる無
限仕様光学系が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】無限仕様光学系におけ
るコリメーターレンズをプラスチック製にすると、温度
変化に起因する屈折率の変化によって、焦点距離、バッ
クフォーカス距離が大きく変動し、光源の位置がレンズ
の焦点位置から逸脱することになって、レンズからの出
射光が平行でなくなり、光学性能が劣化するという問題
があった。本発明は、このような状況の下になされたも
のであり、その目的はプラスチックの屈折率の変化に対
する焦点距離、バックフォーカス距離の変更の少ない光
学レンズを提供することである。
るコリメーターレンズをプラスチック製にすると、温度
変化に起因する屈折率の変化によって、焦点距離、バッ
クフォーカス距離が大きく変動し、光源の位置がレンズ
の焦点位置から逸脱することになって、レンズからの出
射光が平行でなくなり、光学性能が劣化するという問題
があった。本発明は、このような状況の下になされたも
のであり、その目的はプラスチックの屈折率の変化に対
する焦点距離、バックフォーカス距離の変更の少ない光
学レンズを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光学レンズは、ほとんど屈折力を有しないプラスチ
ックレンズと、全系の焦点距離にほぼ等しい焦点距離を
有するガラスレンズとを構成することによりなされる。
本発明は前記課題を解決すべくなされたものであり、光
源側に配置されたプラスチックレンズと、光束出射側に
配置されたガラスレンズとからなるレンズであって、ガ
ラスレンズの焦点距離をｆｇ、全光学系の焦点距離をｆ
とするとき、 ０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１ を満足することを特徴とする上記光学レンズを提供す
る。
明の光学レンズは、ほとんど屈折力を有しないプラスチ
ックレンズと、全系の焦点距離にほぼ等しい焦点距離を
有するガラスレンズとを構成することによりなされる。
本発明は前記課題を解決すべくなされたものであり、光
源側に配置されたプラスチックレンズと、光束出射側に
配置されたガラスレンズとからなるレンズであって、ガ
ラスレンズの焦点距離をｆｇ、全光学系の焦点距離をｆ
とするとき、 ０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１ を満足することを特徴とする上記光学レンズを提供す
る。
【０００５】また、プラスチックレンズがメニスカスで
あることを特徴とする請求項１の上記光学レンズを提供
する。
あることを特徴とする請求項１の上記光学レンズを提供
する。
【０００６】また、プラスチックレンズの少なくとも一
方の面形状が、非球面形状であることを特徴とする上記
光学レンズを提供する。
方の面形状が、非球面形状であることを特徴とする上記
光学レンズを提供する。
【０００７】また、プラスチックレンズの少なくとも一
方の面形状が、数２で表せる非球面形状であることを特
徴とする上記光学レンズを提供する。
方の面形状が、数２で表せる非球面形状であることを特
徴とする上記光学レンズを提供する。
【数２】
【０００８】また、ガラスレンズの少なくとも片面が球
面であることを特徴とする上記光学レンズを提供する。
面であることを特徴とする上記光学レンズを提供する。
【０００９】また、プラスチックレンズが、プラスチッ
クレンズと一体成形された円筒状の枠を有し、ガラスレ
ンズが枠に取着されたことを特徴とする上記光学レンズ
を提供する。
クレンズと一体成形された円筒状の枠を有し、ガラスレ
ンズが枠に取着されたことを特徴とする上記光学レンズ
を提供する。
【００１０】
【作用】ガラスレンズの焦点距離を全光学の焦点距離と
ほぼ等しくすれば、プラスチックレンズの屈折力がほと
んどゼロでよい。具体的には全光学系の焦点距離をｆ、
ガラスレンズの焦点距離をｆｇとするとき、 ０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１ を満足するようにすることで、プラスチックの屈折力
（焦点距離の逆数）を小さくできる。屈折力が小さけれ
ば、屈折率の変化に対する屈折力の変化が極めて少な
い。温度変化による屈折率の変化はガラスの方がプラス
チックに較べて２桁程度小さいので、プラスチックの温
度による屈折率変化に対してガラスの温度による屈折率
変化は無視でき、プラスチックレンズの屈折力をほとん
どゼロにすることで、全光学系の焦点距離の変化を非常
に低く抑えることができる。
ほぼ等しくすれば、プラスチックレンズの屈折力がほと
んどゼロでよい。具体的には全光学系の焦点距離をｆ、
ガラスレンズの焦点距離をｆｇとするとき、 ０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１ を満足するようにすることで、プラスチックの屈折力
（焦点距離の逆数）を小さくできる。屈折力が小さけれ
ば、屈折率の変化に対する屈折力の変化が極めて少な
い。温度変化による屈折率の変化はガラスの方がプラス
チックに較べて２桁程度小さいので、プラスチックの温
度による屈折率変化に対してガラスの温度による屈折率
変化は無視でき、プラスチックレンズの屈折力をほとん
どゼロにすることで、全光学系の焦点距離の変化を非常
に低く抑えることができる。
【００１１】また収差補正について述べると、ガラスレ
ンズは非球面化が製造上困難であるが、プラスチックレ
ンズは、射出成形により容易に非球面化できることに鑑
み、ガラスレンズは全光学系の焦点距離の決定のみの役
割を果たす球面レンズとし、ガラスレンズで生ずる収差
はプラスチックレンズの両面を非球面化することで補償
することとした。この場合プラスチックレンズの形状を
一方が凸面で他方が凹面であるメニスカス形状にするこ
とで、高次非球面係数を用いることなく良好に全光学系
を収差補正できる。
ンズは非球面化が製造上困難であるが、プラスチックレ
ンズは、射出成形により容易に非球面化できることに鑑
み、ガラスレンズは全光学系の焦点距離の決定のみの役
割を果たす球面レンズとし、ガラスレンズで生ずる収差
はプラスチックレンズの両面を非球面化することで補償
することとした。この場合プラスチックレンズの形状を
一方が凸面で他方が凹面であるメニスカス形状にするこ
とで、高次非球面係数を用いることなく良好に全光学系
を収差補正できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面と表により詳細
に説明する。図１は実施例１のレンズの使用状態を示す
側面図で、図２は実施例２のレンズの使用状態を示す側
面図であり、図１、２において１は第１レンズ（ガラス
レンズ）、２は第２レンズ（プラスチックレンズ）、ｄ
１は第１レンズ１の中心厚、ｄ２は第２レンズ２の中心
厚である。第１レンズ１は平行光射出側に位置させる。
第２レンズ２は光源からの発散光束入射側に位置させ
る。
に説明する。図１は実施例１のレンズの使用状態を示す
側面図で、図２は実施例２のレンズの使用状態を示す側
面図であり、図１、２において１は第１レンズ（ガラス
レンズ）、２は第２レンズ（プラスチックレンズ）、ｄ
１は第１レンズ１の中心厚、ｄ２は第２レンズ２の中心
厚である。第１レンズ１は平行光射出側に位置させる。
第２レンズ２は光源からの発散光束入射側に位置させ
る。
【００１３】３は第２レンズ２と一体成形された円筒状
の枠で、第１レンズ１の保持に用いる。円筒状の枠は、
第１レンズ１とかならずしも一体成形なされなくてもよ
く、第１レンズ１と別個に設けられてもよい。
の枠で、第１レンズ１の保持に用いる。円筒状の枠は、
第１レンズ１とかならずしも一体成形なされなくてもよ
く、第１レンズ１と別個に設けられてもよい。
【００１４】表１、表２に実施例１、２の諸数値を示
す。各表中、ｆは全光学系の焦点距離、ｆｂは全光学系
のバックフォーカス距離、ｆ１は第１レンズ１の焦点距
離、ｆ２は第２レンズ２の焦点距離、ＮＡは開口数、ｄ
１は第１レンズ１の中心厚、ｄ２は第２レンズ２の中心
厚、ｓは第１レンズ１と第２レンズ２の間隔、ｎ１は第
１レンズ１の屈折率、ｎ２は第２レンズ２の屈折率であ
る。またレンズの形状は数３で表すこととし、各係数を
表に示した。
す。各表中、ｆは全光学系の焦点距離、ｆｂは全光学系
のバックフォーカス距離、ｆ１は第１レンズ１の焦点距
離、ｆ２は第２レンズ２の焦点距離、ＮＡは開口数、ｄ
１は第１レンズ１の中心厚、ｄ２は第２レンズ２の中心
厚、ｓは第１レンズ１と第２レンズ２の間隔、ｎ１は第
１レンズ１の屈折率、ｎ２は第２レンズ２の屈折率であ
る。またレンズの形状は数３で表すこととし、各係数を
表に示した。
【００１５】
【数３】
【００１６】レンズ面は平行光出射側に位置する面から
順に１、２、３、４面とした。例えば、各表中ｒ１は１
面についてのものである。
順に１、２、３、４面とした。例えば、各表中ｒ１は１
面についてのものである。
【００１７】なお、第１レンズ１と第２レンズ２との間
隔については、実施例１及び実施例２では密着させた場
合、最も波面収差が良くなるように設計したが、本発明
においては数ｍｍ〜十数ｍｍ離して最も波面収差が良く
なるように設計することもできる。
隔については、実施例１及び実施例２では密着させた場
合、最も波面収差が良くなるように設計したが、本発明
においては数ｍｍ〜十数ｍｍ離して最も波面収差が良く
なるように設計することもできる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】実施例１から実施例２までのレンズの波面
収差を、図３、図４に示す。各図の横軸は画角、縦軸は
波面収差ＲＭＳ値で、波長λ＝７８０ｎｍとし単位は波
長である。
収差を、図３、図４に示す。各図の横軸は画角、縦軸は
波面収差ＲＭＳ値で、波長λ＝７８０ｎｍとし単位は波
長である。
【００２１】また実施例１、実施例２のプラスチックレ
ンズの屈折率変化に対する全光学系の焦点距離ｆ及びバ
ックフォーカス距離ｆｂの変化を表３、表４に示す。
ンズの屈折率変化に対する全光学系の焦点距離ｆ及びバ
ックフォーカス距離ｆｂの変化を表３、表４に示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】図３及び図４に示すように、画角１度ま
での画角に対して、波面収差ＲＭＳ値が高々０．０３λ
以下の収差が非常に良好であり、かつ表３及び表４に示
すように、プラスチックレンズの屈折率変化に対する焦
点距離及びバックフォーカス距離の変化の少ないレンズ
が得られた。したがって、温度変化に対する焦点距離の
変動が少なく耐熱性能を要求される用途等での使用が可
能となった。また湿度変化に対しても吸湿により屈折率
に変化があるが、この屈折率変化に対する焦点距離変化
も少なく耐湿特性も有する。
での画角に対して、波面収差ＲＭＳ値が高々０．０３λ
以下の収差が非常に良好であり、かつ表３及び表４に示
すように、プラスチックレンズの屈折率変化に対する焦
点距離及びバックフォーカス距離の変化の少ないレンズ
が得られた。したがって、温度変化に対する焦点距離の
変動が少なく耐熱性能を要求される用途等での使用が可
能となった。また湿度変化に対しても吸湿により屈折率
に変化があるが、この屈折率変化に対する焦点距離変化
も少なく耐湿特性も有する。
【００２５】ガラスの球面レンズ１枚と、プラスチック
の非球面レンズ１枚の組み合せであり、ガラスレンズは
プレス成形又は研磨のどちらでも製造可能であり、プラ
スチックレンズは射出成形により成形可能であり、ガラ
スレンズを複数枚組み合せたレンズに比較して安価、軽
量である。
の非球面レンズ１枚の組み合せであり、ガラスレンズは
プレス成形又は研磨のどちらでも製造可能であり、プラ
スチックレンズは射出成形により成形可能であり、ガラ
スレンズを複数枚組み合せたレンズに比較して安価、軽
量である。
【００２６】また実施例に挙げたように、プラスチック
レンズは８次以上の高次非球面を用いていないため、加
工性に優れる形状である。さらにプラスチックレンズ
は、有効径外に円筒状の保持枠と一体成形ができるた
め、ガラスレンズをこの円筒状の枠で支持することが可
能であり、この枠を用いてプラスチックレンズとガラス
レンズの偏心を容易に除去できる構造になすことができ
る。
レンズは８次以上の高次非球面を用いていないため、加
工性に優れる形状である。さらにプラスチックレンズ
は、有効径外に円筒状の保持枠と一体成形ができるた
め、ガラスレンズをこの円筒状の枠で支持することが可
能であり、この枠を用いてプラスチックレンズとガラス
レンズの偏心を容易に除去できる構造になすことができ
る。
【図１】実施例１のレンズの使用状態を示す側面図
【図２】実施例２のレンズの使用状態を示す側面図
【図３】実施例１の波面収差特性図
【図４】実施例２の波面収差特性図
１：第１レンズ ２：第２レンズ ３：枠
Claims (6)
- 【請求項１】光源側に配置されたプラスチックレンズ
と、光束出射側に配置されたガラスレンズとからなるレ
ンズであって、ガラスレンズの焦点距離をｆｇ、全光学
系の焦点距離をｆとするとき、 ０．９≦ｆ／ｆｇ≦１．１ を満足することを特徴とする光学レンズ。 - 【請求項２】プラスチックレンズがメニスカスであるこ
とを特徴とする請求項１の光学レンズ。 - 【請求項３】プラスチックレンズの少なくとも一方の面
形状が、非球面形状であることを特徴とする請求項１又
は２の光学レンズ。 - 【請求項４】プラスチックレンズの少なくとも一方の面
形状が、数１で表せる非球面形状であることを特徴とす
る請求項１、２又は３の光学レンズ。 【数１】 - 【請求項５】ガラスレンズの少なくとも片面が球面であ
ることを特徴とする請求項１、２、３又は４の光学レン
ズ。 - 【請求項６】プラスチックレンズが、プラスチックレン
ズと一体成形された円筒状の枠を有し、ガラスレンズが
枠に取着されたことを特徴とする請求項１、２、３、４
又は５の光学レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18452593A JPH0720377A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 光学レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18452593A JPH0720377A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 光学レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720377A true JPH0720377A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16154731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18452593A Pending JPH0720377A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 光学レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002086875A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-10-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Scanning device including a partly plastic high-na objective system |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP18452593A patent/JPH0720377A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002086875A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-10-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Scanning device including a partly plastic high-na objective system |
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