JPH0731304B2 - 屈折率分布型単レンズ - Google Patents
屈折率分布型単レンズInfo
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- JPH0731304B2 JPH0731304B2 JP59083287A JP8328784A JPH0731304B2 JP H0731304 B2 JPH0731304 B2 JP H0731304B2 JP 59083287 A JP59083287 A JP 59083287A JP 8328784 A JP8328784 A JP 8328784A JP H0731304 B2 JPH0731304 B2 JP H0731304B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体レーザのコリメータレンズや光デイス
クのピツクアツプ用対物レンズ等に好適な屈折率分布型
レンズに関するものである。
クのピツクアツプ用対物レンズ等に好適な屈折率分布型
レンズに関するものである。
従来より、光軸と垂直な方向に屈折率分布を有するレン
ズ、いわゆるラデイアル・グラデイエント・インデツク
ス・レンズとしては、セルフオツクレンズ（商品名）が
良く知られており、正立等倍結像素子として複写機など
に使用されている。
ズ、いわゆるラデイアル・グラデイエント・インデツク
ス・レンズとしては、セルフオツクレンズ（商品名）が
良く知られており、正立等倍結像素子として複写機など
に使用されている。
近年、この屈折率分布型レンズを単レンズで、デジタル
・オーデイオ・デイスク等のピツクアツプ用対物レンズ
として使用する試みがなされている。4th,topical meet
ing on gradient−index optical imaging systemにお
いては、平凸形状の屈折率分布型レンズを使用すること
が示されている。然しながら、ここで示された単レンズ
は軸上収差である球面収差の補正だけが考慮されている
だけである。これに対して、実際にピツクアツプ対物レ
ンズ又はコリメータレンズとして使用する場合には、軸
上収差だけではなく、軸外の収差も良好に補正しなけれ
ばならない。
・オーデイオ・デイスク等のピツクアツプ用対物レンズ
として使用する試みがなされている。4th,topical meet
ing on gradient−index optical imaging systemにお
いては、平凸形状の屈折率分布型レンズを使用すること
が示されている。然しながら、ここで示された単レンズ
は軸上収差である球面収差の補正だけが考慮されている
だけである。これに対して、実際にピツクアツプ対物レ
ンズ又はコリメータレンズとして使用する場合には、軸
上収差だけではなく、軸外の収差も良好に補正しなけれ
ばならない。
本発明の目的は、上述した点を鑑み、球面収差と正弦条
件とが同時に良好に補正されたピックアップ対物レンズ
又はコリメータレンズとして使用される屈折率分布型単
レンズを提供することにある。
件とが同時に良好に補正されたピックアップ対物レンズ
又はコリメータレンズとして使用される屈折率分布型単
レンズを提供することにある。
本発明に係る単レンズに於いては、形状は平凸のレンズ
で、該単レンズを縮小倍率で使用する場合には、光束入
射側の面が平面を同じく光束出射側の面が像界側（光束
出射側）に対して凸面を形成しており、更に前記凸面の
曲率半径をr2,単レンズの肉厚をd,軸上屈折率をN0,焦点
距離をｆとすると、 0.55≦（１−N0）f/r2≦1.20 0.8≦d/f≦2.2 なる条件を満たすことにより、上記目的を達成せんとす
るものである。従つて、本発明に係る単レンズを光ピツ
クアツプの対物レンズとして使用する場合は、記録媒体
に凸面が向き、又、半導体レーザのコリメータレンズと
して使用する場合は、半導体レーザに凸面が向くのであ
る。
で、該単レンズを縮小倍率で使用する場合には、光束入
射側の面が平面を同じく光束出射側の面が像界側（光束
出射側）に対して凸面を形成しており、更に前記凸面の
曲率半径をr2,単レンズの肉厚をd,軸上屈折率をN0,焦点
距離をｆとすると、 0.55≦（１−N0）f/r2≦1.20 0.8≦d/f≦2.2 なる条件を満たすことにより、上記目的を達成せんとす
るものである。従つて、本発明に係る単レンズを光ピツ
クアツプの対物レンズとして使用する場合は、記録媒体
に凸面が向き、又、半導体レーザのコリメータレンズと
して使用する場合は、半導体レーザに凸面が向くのであ
る。
更に本発明に係る単レンズに於いては、 0.45≦|r2/d|≦0.58 なる条件を満たすことにより、より良好な収差補正を可
能とするものである。
能とするものである。
尚、本発明に係る単レンズでは、結像倍率が縮小倍率で
使用する場合に、上述した如くレンズを設置すると言う
ことは、平面に平行光束ないしは平行光束に近い光束が
入射又は出射するものである。
使用する場合に、上述した如くレンズを設置すると言う
ことは、平面に平行光束ないしは平行光束に近い光束が
入射又は出射するものである。
以下に本発明を詳述する。
球面収差と正弦条件を補正するためには、３次の球面収
差係数、コマ収差係数の値を小さくする必要がある。
差係数、コマ収差係数の値を小さくする必要がある。
屈折率Ｎが光軸からの距離ｒに対して、 Ｎ（ｒ）＝N0＋N1r2＋N2r4＋N3r6＋N4r8＋………（１） （N0,N1,N2,N3,N4………一定） と表わされるラデイアルグラデイエント単レンズにおい
て、３次の収差係数の値に寄与するパラメータはN0,N1,
N2及び r1:第１面の曲率半径 r2:第２面の曲率半径 d:厚さ の６つである。このうち軸上屈折率N0は1.4〜1.8程度の
値しかとれないからN0≒1.6とみなすと、３次収差係数
に寄与するパラメータはr1,r2,d,N1,N2の５つであると
考えられる。
て、３次の収差係数の値に寄与するパラメータはN0,N1,
N2及び r1:第１面の曲率半径 r2:第２面の曲率半径 d:厚さ の６つである。このうち軸上屈折率N0は1.4〜1.8程度の
値しかとれないからN0≒1.6とみなすと、３次収差係数
に寄与するパラメータはr1,r2,d,N1,N2の５つであると
考えられる。
一方、要求される条件は、 の３つであるから、一方の面が平面であることよりr1＝
∞に限定しても、条件（２）をみたすr2,d,N1,N2の解は
多数存在することが予想される。これらの多数の解のう
ちから、使用条件に従つて、高次収差の補正可能なも
の、あるいは作動距離が適切なものを選択することがで
きる。
∞に限定しても、条件（２）をみたすr2,d,N1,N2の解は
多数存在することが予想される。これらの多数の解のう
ちから、使用条件に従つて、高次収差の補正可能なも
の、あるいは作動距離が適切なものを選択することがで
きる。
r2,d,N1,N2のうち、近軸量に寄与するのはr2,d,N1の３
つであり、またP.J、SandsによるJour.Opt.Soc.Am.,60,
1436〜1443頁（1970年）に示されるように、N2は３次の
各収差係数と線形な関係にある。したがつて、あるr2に
対して、条件（２）をみたすd,N1,N2は次のような手順
により求めることができる。
つであり、またP.J、SandsによるJour.Opt.Soc.Am.,60,
1436〜1443頁（1970年）に示されるように、N2は３次の
各収差係数と線形な関係にある。したがつて、あるr2に
対して、条件（２）をみたすd,N1,N2は次のような手順
により求めることができる。
ｄを任意に与える。
一定となるようN1を求める。
Ｉ＝０となるようN2を求める。
II＝０となるようｄを変化させて〜をくり返す。
このような手順によりパラメータr2,d,N1,N2の初期値を
決定した後は、従来のレンズ設計の場合と同様に各パラ
メータを変化させ、各収差のバランスをとればよい。
決定した後は、従来のレンズ設計の場合と同様に各パラ
メータを変化させ、各収差のバランスをとればよい。
また、屈折率分布の高次の係数N3,N4,…を導入すること
により、さらに良好に球面収差を補正し、大口径化をは
かることが可能である。
により、さらに良好に球面収差を補正し、大口径化をは
かることが可能である。
以上の設計過程より次の事実から明らかになつた。
まず球面収差と正弦条件の補正に対しては、r2,dが次の
条件を満たすことが望ましい。
条件を満たすことが望ましい。
0.55≦（１−N0）f/r2≦1.20 ………３−１） 0.8≦d/f≦2.2 ………（３−２） （１−N0）f/r2は全系の屈折力に対する第２面の屈折力
の分担値を示すものであり、この値が条件式（３−１）
の上限をこえると、球面収差の補正が困難になり、また
下限をこえると第２面によるコマ収差補正の効果が得ら
れない。
の分担値を示すものであり、この値が条件式（３−１）
の上限をこえると、球面収差の補正が困難になり、また
下限をこえると第２面によるコマ収差補正の効果が得ら
れない。
またｄが条件式（３−２）の下限をこえると、焦点距離
を一定に保つためにはN1の絶対値が増大し、製造困難と
なるとともに球面収差が悪化する。ｄが上限をこえると
作動距離が減少する。
を一定に保つためにはN1の絶対値が増大し、製造困難と
なるとともに球面収差が悪化する。ｄが上限をこえると
作動距離が減少する。
球面収差と正弦条件のさらに良好な補正には、次の条件
をさらにあわせてみたすことが望ましい。
をさらにあわせてみたすことが望ましい。
0.45≦|r2/d|≦0.58 ………（３−３） 即ち、|r2|が増大し、第２面による屈折力が減少した場
合、焦点距離を一定に保つには、屈折率分布のもつ屈折
力を増大させねばならないが、条件式（３−３）の関係
をもつてｄを増大させ、屈折率勾配の増大を抑制するこ
とにより、球面収差と正弦条件を良好に補正できる。
合、焦点距離を一定に保つには、屈折率分布のもつ屈折
力を増大させねばならないが、条件式（３−３）の関係
をもつてｄを増大させ、屈折率勾配の増大を抑制するこ
とにより、球面収差と正弦条件を良好に補正できる。
以下、本発明の実施例に関して述べる。第１表は本発明
に係る単レンズの第１実施例〜第５実施例のレンズデー
タを示すもので、第１図に示す如く、r1は平面の曲率半
径、r2は凸面の曲率半径、ｄはレンズの肉厚である。
尚、平面の曲率半径、r2は無限大である。N0,N1,N2,N3,
N4は（１）式に示す様に、単レンズの屈折率分布を定め
る定数である。又、レンズデータは焦点距離が１に規格
化された時の値を示す。尚、本願では、第１図に示す様
に縮小倍率で使用する場合の単レンズの平面から凸面の
方向に光束が進む場合の、単レンズの光束入射側を物界
側，光束出射側を像界側と規定しており、従つて面の曲
率半径の値は、曲率中心が面よりも像界側に存する場合
が正，その逆の場合が負である。
に係る単レンズの第１実施例〜第５実施例のレンズデー
タを示すもので、第１図に示す如く、r1は平面の曲率半
径、r2は凸面の曲率半径、ｄはレンズの肉厚である。
尚、平面の曲率半径、r2は無限大である。N0,N1,N2,N3,
N4は（１）式に示す様に、単レンズの屈折率分布を定め
る定数である。又、レンズデータは焦点距離が１に規格
化された時の値を示す。尚、本願では、第１図に示す様
に縮小倍率で使用する場合の単レンズの平面から凸面の
方向に光束が進む場合の、単レンズの光束入射側を物界
側，光束出射側を像界側と規定しており、従つて面の曲
率半径の値は、曲率中心が面よりも像界側に存する場合
が正，その逆の場合が負である。
第２表は、第１表に示す各実施例（No.1〜No.5）の、物
体無限遠時のバツクフオーカスＳ′k,3次の球面収差係
数I,コマ収差係数II,非点収差係数III,ペツツヴアール
和P,歪曲収差係数V,|r2/d|及び（１−N0）/r2の値を示
す。
体無限遠時のバツクフオーカスＳ′k,3次の球面収差係
数I,コマ収差係数II,非点収差係数III,ペツツヴアール
和P,歪曲収差係数V,|r2/d|及び（１−N0）/r2の値を示
す。
第２図（ａ）（ｂ）は、前記第２実施例（No.2）の収差
を示す図で、第２図（ａ）の実線は球面収差，破線は正
弦条件，第２図（ｂ）の実線は球欠像面湾曲，破線は子
午像面湾曲を示す。第３図は、同じく前記第２実施例に
示されるレンズの光軸と直交する方向の屈折率分布Ｎ
（ｒ）を示す図で、縦軸は屈折率N,横軸は光軸（ｒ＝
０）からの距離を示す。
を示す図で、第２図（ａ）の実線は球面収差，破線は正
弦条件，第２図（ｂ）の実線は球欠像面湾曲，破線は子
午像面湾曲を示す。第３図は、同じく前記第２実施例に
示されるレンズの光軸と直交する方向の屈折率分布Ｎ
（ｒ）を示す図で、縦軸は屈折率N,横軸は光軸（ｒ＝
０）からの距離を示す。
前記第３実施例（No.3）は、特にNAが0.5程度の大径口
を有し、光デイスクのピツクアツプ用対物レンズとして
使用可能である。第２図（ａ）（ｂ）に示す様に、各収
差は良好に補正されており、他のレンズの収差も、NA;
0.2〜0.3,半画角３゜程度で良好な性能を示す。第７図
（ａ）（ｂ）は第１実施例，第８図（ａ）（ｂ）は第３
実施例，第９図（ａ）（ｂ）は第４実施例，第10図
（ａ）（ｂ）は第５実施例の収差を示す図である。
を有し、光デイスクのピツクアツプ用対物レンズとして
使用可能である。第２図（ａ）（ｂ）に示す様に、各収
差は良好に補正されており、他のレンズの収差も、NA;
0.2〜0.3,半画角３゜程度で良好な性能を示す。第７図
（ａ）（ｂ）は第１実施例，第８図（ａ）（ｂ）は第３
実施例，第９図（ａ）（ｂ）は第４実施例，第10図
（ａ）（ｂ）は第５実施例の収差を示す図である。
これ等、第１〜第５実施例のいずれに対しても第２表よ
り分る様に、３次球面収差係数，コマ収差係数が良好に
補正されており、大口径化にあたつては高次の屈折率分
布の係数を制御により、高次の球面収差を補正すれば良
い。
り分る様に、３次球面収差係数，コマ収差係数が良好に
補正されており、大口径化にあたつては高次の屈折率分
布の係数を制御により、高次の球面収差を補正すれば良
い。
また、実施例においては球面収差の補正を屈折率分布の
係数,N2,N3,…により行なつているが、同様な効果は第
２面に非球面を導入することによつても得られる。
係数,N2,N3,…により行なつているが、同様な効果は第
２面に非球面を導入することによつても得られる。
なぜなら、屈折率勾配により発生する３次の球面収差係
数に対しては、N2はN2×∫h3（ｘ）dx,3次コマ収差係数
に対してはN2×∫h2（ｘ）dxという形で寄与する。こ
こで、ｈ（ｘ）は不均質媒質内部の点における近軸軸上
光線の高さ、（ｘ）は近軸主光線の高さであり、積分
は不均質媒質の光軸方向に行なう。従つて、これらの積
分値はr1,r2,d,N0,N1と、物体、入射瞳位置のみによつ
て定まるが、入射瞳がレンズ近傍にあり、あまりレンズ
が長くないとすると、（ｘ）はｈ（ｘ）はよりかなり
小さい値となり、N2はコマ収差係数に対してはほとんど
影響を与えない。即ち、コマ収差係数の値はr1,r2,d,
N0,N1と物体距離だけ定まる。
数に対しては、N2はN2×∫h3（ｘ）dx,3次コマ収差係数
に対してはN2×∫h2（ｘ）dxという形で寄与する。こ
こで、ｈ（ｘ）は不均質媒質内部の点における近軸軸上
光線の高さ、（ｘ）は近軸主光線の高さであり、積分
は不均質媒質の光軸方向に行なう。従つて、これらの積
分値はr1,r2,d,N0,N1と、物体、入射瞳位置のみによつ
て定まるが、入射瞳がレンズ近傍にあり、あまりレンズ
が長くないとすると、（ｘ）はｈ（ｘ）はよりかなり
小さい値となり、N2はコマ収差係数に対してはほとんど
影響を与えない。即ち、コマ収差係数の値はr1,r2,d,
N0,N1と物体距離だけ定まる。
N2による球面収差の補正効果を第２面の４次の非球面係
数により得ることは容易であるが、その場合もやはり４
次非球面係数はコマ収差係数に寄与しない。球面収差を
補正した段階では、コマ収差係数は入射瞳位置に関係し
ないから入射瞳が第２面にあるとすると４次非球面係数
のコマ収差係数への寄与は０となる。
数により得ることは容易であるが、その場合もやはり４
次非球面係数はコマ収差係数に寄与しない。球面収差を
補正した段階では、コマ収差係数は入射瞳位置に関係し
ないから入射瞳が第２面にあるとすると４次非球面係数
のコマ収差係数への寄与は０となる。
このような事情は高次収差に対しても基本的にかわりは
ないから、屈折率分布の係数N2,N3…４次、６次…の非
球面係数と収差補正上、ほとんど等価である。
ないから、屈折率分布の係数N2,N3…４次、６次…の非
球面係数と収差補正上、ほとんど等価である。
第４図は、本発明の単レンズを光デイスクのピツクアツ
プ用対物レンズとして応用した場合の一部概略図であ
る。第４図に於いて、１は本発明における単レンズ、２
は光デイスクのガラス板である。ｔはガラス板の厚さ、
NGはガラス板の屈折率、WDは単レンズとガラス板の空気
間隔である。
プ用対物レンズとして応用した場合の一部概略図であ
る。第４図に於いて、１は本発明における単レンズ、２
は光デイスクのガラス板である。ｔはガラス板の厚さ、
NGはガラス板の屈折率、WDは単レンズとガラス板の空気
間隔である。
このように光学系の後方に配置された平行平板ガラスは
良く知られたように球面収差を正に補正する働きをも
ち、特に３次球面収差係数は平行平板ガラスにより だけ増加する。（ｆ全系の焦点距離）。従つて、前述の
単レンズの設計時においては、この分だけ単レンズの球
面収差を補正不足にしておく必要があり、|r2/d|の値は
前述の第１〜第５実施例よりやや大きな値をとることが
望ましい。
良く知られたように球面収差を正に補正する働きをも
ち、特に３次球面収差係数は平行平板ガラスにより だけ増加する。（ｆ全系の焦点距離）。従つて、前述の
単レンズの設計時においては、この分だけ単レンズの球
面収差を補正不足にしておく必要があり、|r2/d|の値は
前述の第１〜第５実施例よりやや大きな値をとることが
望ましい。
第３表に、ｔ＝1.2、NG＝1.52、WD＝0.87とした場合の
単レンズ１のレンズデータの２例（第６、７実施例）を
示す。
単レンズ１のレンズデータの２例（第６、７実施例）を
示す。
第４表はこの時の焦点ｆ、単レンズの空気換算バクフオ
ーカスＳ′k,全系の３次の各収差係数,|r2/d|（１−
N0）f/r2の値を示す。
ーカスＳ′k,全系の３次の各収差係数,|r2/d|（１−
N0）f/r2の値を示す。
なお、本明細書では上記第（１）式のごとく屈折率分布
を表わしたが、Ｎ（ｒ）２＝N0 2｛１−（gr）２＋h4（g
r）２＋h6（gr）６＋…｝のような式で屈折率分布を表
わす場合も多いので、上記第６実施例，及び第７実施例
の屈折率分布をこのように表わした場合のパラメータ
N0,g,h4,h6の値を第５表に付記する。
を表わしたが、Ｎ（ｒ）２＝N0 2｛１−（gr）２＋h4（g
r）２＋h6（gr）６＋…｝のような式で屈折率分布を表
わす場合も多いので、上記第６実施例，及び第７実施例
の屈折率分布をこのように表わした場合のパラメータ
N0,g,h4,h6の値を第５表に付記する。
又、第５図（ａ）（ｂ）に前記第６実施例に示す単レン
ズの収差を示す。尚、第５図（ａ）の実線及び破線は第
２図（ａ）のそれと、第５図（ｂ）の実線及び破線は第
２図（ｂ）のそれと同一のものを示す。第11図（ａ）
（ｂ）は第７実施例の収差を示す図である。
ズの収差を示す。尚、第５図（ａ）の実線及び破線は第
２図（ａ）のそれと、第５図（ｂ）の実線及び破線は第
２図（ｂ）のそれと同一のものを示す。第11図（ａ）
（ｂ）は第７実施例の収差を示す図である。
この様な本発明に係る単レンズの適用は、第１表より適
切なバツクフオーカスのもつものを選択し、ガラス板２
による球面収差の悪化を補正するだけで容易に達成され
る。
切なバツクフオーカスのもつものを選択し、ガラス板２
による球面収差の悪化を補正するだけで容易に達成され
る。
尚、第２表，第４表の収差係数、第２図，第５図，第７
図から第11図の収差図は、いずれも物体無限遠、入射瞳
は前側主点位置に一致している状態の値である。
図から第11図の収差図は、いずれも物体無限遠、入射瞳
は前側主点位置に一致している状態の値である。
また、本発明においては、第３図のごとく、レンズの光
軸付近でごく弱い負ないしは正の屈折率勾配、レンズ周
辺で強い正の屈折率勾配をもつことが高次の球面収差の
補正の上で望ましい。このような屈折率分布はY.Koike,
Y.Ohtsuka:Applied Optics,22,418〜423頁（1983年）に
みられるような光共重合法等によつて形成することがで
きる。
軸付近でごく弱い負ないしは正の屈折率勾配、レンズ周
辺で強い正の屈折率勾配をもつことが高次の球面収差の
補正の上で望ましい。このような屈折率分布はY.Koike,
Y.Ohtsuka:Applied Optics,22,418〜423頁（1983年）に
みられるような光共重合法等によつて形成することがで
きる。
また、イオン交換法においては、短時間のイオン交換に
より屈折率を上昇させる効果をもつイオン、例えばTl+,
Cs+等をレンズ周辺部に分布させることにより可能であ
る。
より屈折率を上昇させる効果をもつイオン、例えばTl+,
Cs+等をレンズ周辺部に分布させることにより可能であ
る。
以上のように、本発明においては一方の端面が平面であ
りながら良好な性能に有し、このことはレンズの加工や
検査が著しく容易になるだけでなく、レンズ鏡筒の構造
も著しく簡素化される。
りながら良好な性能に有し、このことはレンズの加工や
検査が著しく容易になるだけでなく、レンズ鏡筒の構造
も著しく簡素化される。
例えば、第４図で説明した光デイスクのピツクアツプ用
対物レンズの場合、通常光デイスク面振れや偏心に対処
するため、オートフオーカス機構とオートトラツキング
機構が必要とされる。このため、対物レンズをアクチユ
エータと呼ばれる電磁駆動の可動素子に取り付け、対物
レンズを光軸方向及び光軸と直交方向に移動させる方法
が用いられている。
対物レンズの場合、通常光デイスク面振れや偏心に対処
するため、オートフオーカス機構とオートトラツキング
機構が必要とされる。このため、対物レンズをアクチユ
エータと呼ばれる電磁駆動の可動素子に取り付け、対物
レンズを光軸方向及び光軸と直交方向に移動させる方法
が用いられている。
このような場合、駆動の応答性を高めるには、対物レン
ズ自体、及びレンズを支持するレンズ鏡筒の軽量化が要
求される。
ズ自体、及びレンズを支持するレンズ鏡筒の軽量化が要
求される。
本発明においては、対物レンズが単レンズであり、軽量
であるが対物レンズの第１面が平面であるために、レン
ズ鏡筒やアクチユエータへの取付け機構も著しく簡素化
される。
であるが対物レンズの第１面が平面であるために、レン
ズ鏡筒やアクチユエータへの取付け機構も著しく簡素化
される。
第６図は、本発明における光デイスクのピツクアツプ用
対物レンズとアクチユエータの取り付け方の一例を示
す。
対物レンズとアクチユエータの取り付け方の一例を示
す。
１は本発明における単レンズ、３は簡素化して描いたア
クチユエータの可動部であり、単レンズ１の平面である
第１面を可動部の端面に接着するだけでよい。
クチユエータの可動部であり、単レンズ１の平面である
第１面を可動部の端面に接着するだけでよい。
このように本発明の単レンズにおいては、第１面が平面
であることにより、レンズ自体の加工が著しく容易であ
り、またレンズを支持するレンズ鏡筒の構造も著しく簡
素化、軽量化される。
であることにより、レンズ自体の加工が著しく容易であ
り、またレンズを支持するレンズ鏡筒の構造も著しく簡
素化、軽量化される。
また、レンズ前方にプリズム等を配置して使用する場合
にもプリズム表面と本発明の単レンズ端面を接着して使
用することにより、鏡筒構造の簡単化の他、表面反射を
減少させる効果も得られる。
にもプリズム表面と本発明の単レンズ端面を接着して使
用することにより、鏡筒構造の簡単化の他、表面反射を
減少させる効果も得られる。
以上述べた実施例では、出縮小倍率で使用する場合の実
施例として、平面に対し物点が無限遠に存在する場合を
例示したが、物点は平面から有限な距離であつても、縮
小倍率で使用するならば、単レンズの性能は良好であ
る。
施例として、平面に対し物点が無限遠に存在する場合を
例示したが、物点は平面から有限な距離であつても、縮
小倍率で使用するならば、単レンズの性能は良好であ
る。
本願では、単レンズにより球面収差と正弦条件を補正す
るものであるが、この様な単レンズは、組み合わせレン
ズの一素子としても有効に活用され得るものである。
るものであるが、この様な単レンズは、組み合わせレン
ズの一素子としても有効に活用され得るものである。
以上述べた様に、本発明による屈折率分布型単レンズに
よると、球面収差と正弦条件の補正が可能で、コリメー
タレンズや光デイスクのピツクアツプ用対物レンズとし
て使用可能である。
よると、球面収差と正弦条件の補正が可能で、コリメー
タレンズや光デイスクのピツクアツプ用対物レンズとし
て使用可能である。
第１図は本発明に係る単レンズの形状を示す図、第２図
（ａ）（ｂ）は本発明に係る単レンズの第２実施例の収
差を示す図、第３図は本発明に係る単レンズの一実施例
の屈折率分布を示す図、第４図は本発明に係る単レンズ
を光デイスクのピツクアツプレンズとして使用した場合
の概略図、第５図（ａ）（ｂ）は第４図に示す単レンズ
の第６実施例の収差図、第６図は本発明に係る単レンズ
を光デイスクのピツクアツプレンズとして使用した場合
のレンズ支持の一実施例を示す図、第７図（ａ）（ｂ）
は第１実施例の収差を示す図、第８図（ａ）（ｂ）は第
３実施例の収差を示す図、第９図（ａ）（ｂ）は第４実
施例の収差を示す図、第10図（ａ）（ｂ）は第５実施例
の収差を示す図、第11図（ａ）（ｂ）は第７実施例の収
差を示す図。 １……屈折率分布型単レンズ、２……ガラス板、３……
アクチユエーター可動部、r1,r2……曲率半径、ｄ……
軸上肉厚、N,NG……屈折率、W.D……軸上空気間隔、ｔ
……ガラス板の厚さ。
（ａ）（ｂ）は本発明に係る単レンズの第２実施例の収
差を示す図、第３図は本発明に係る単レンズの一実施例
の屈折率分布を示す図、第４図は本発明に係る単レンズ
を光デイスクのピツクアツプレンズとして使用した場合
の概略図、第５図（ａ）（ｂ）は第４図に示す単レンズ
の第６実施例の収差図、第６図は本発明に係る単レンズ
を光デイスクのピツクアツプレンズとして使用した場合
のレンズ支持の一実施例を示す図、第７図（ａ）（ｂ）
は第１実施例の収差を示す図、第８図（ａ）（ｂ）は第
３実施例の収差を示す図、第９図（ａ）（ｂ）は第４実
施例の収差を示す図、第10図（ａ）（ｂ）は第５実施例
の収差を示す図、第11図（ａ）（ｂ）は第７実施例の収
差を示す図。 １……屈折率分布型単レンズ、２……ガラス板、３……
アクチユエーター可動部、r1,r2……曲率半径、ｄ……
軸上肉厚、N,NG……屈折率、W.D……軸上空気間隔、ｔ
……ガラス板の厚さ。
Claims (2)
- 【請求項１】光軸と垂直な方向に屈折率分布を有し、ピ
ックアップ対物レンズ又はコリメータレンズとして使用
される単レンズに於いて、該単レンズを縮小倍率で使用
する場合の光束入射側の面が平面を、同じく光束出射側
の面が凸面を形成しており、前記光束出射側の面の曲率
半径をr2,dを単レンズの肉厚,N0を単レンズの軸上屈折
率,fを単レンズの焦点距離とすると、 0.55≦（１−N0）・f/r2≦1.20 0.8≦d/f≦2.2 であることを特徴とする屈折率分布型単レンズ。 - 【請求項２】前記ｄとr2とは 0.45≦|r2/d|≦0.58 なる関係である特許請求の範囲第１項記載の屈折率分布
型単レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083287A JPH0731304B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 屈折率分布型単レンズ |
| US07/317,957 USRE33227E (en) | 1983-12-28 | 1989-03-02 | Gradient index type single lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083287A JPH0731304B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 屈折率分布型単レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225816A JPS60225816A (ja) | 1985-11-11 |
| JPH0731304B2 true JPH0731304B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=13798167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59083287A Expired - Lifetime JPH0731304B2 (ja) | 1983-12-28 | 1984-04-25 | 屈折率分布型単レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731304B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07111500B2 (ja) * | 1986-05-22 | 1995-11-29 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡対物レンズ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149907A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | Optical information reader |
| JPS56144411A (en) * | 1980-04-14 | 1981-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | Collimating optical system |
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
| JPS58200206A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-21 | Ricoh Co Ltd | 対物レンズ |
| JPH0476085A (ja) * | 1990-07-17 | 1992-03-10 | Toyota Motor Corp | 差動制限装置 |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59083287A patent/JPH0731304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60225816A (ja) | 1985-11-11 |
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