JPS5962817A - 屈折率分布型レンズ系 - Google Patents
屈折率分布型レンズ系Info
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- JPS5962817A JPS5962817A JP17327882A JP17327882A JPS5962817A JP S5962817 A JPS5962817 A JP S5962817A JP 17327882 A JP17327882 A JP 17327882A JP 17327882 A JP17327882 A JP 17327882A JP S5962817 A JPS5962817 A JP S5962817A
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- Japan
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- refractive index
- lens
- aberration
- gradient
- lenses
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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】
本発明は屈折率分布が異なる複数の集束性屈折率分布レ
ンズを組み合せたレンズ系に関する。
ンズを組み合せたレンズ系に関する。
近年、光学式ビデオディスク、ディジタルオーディオデ
ィスクのように記録媒体上に高密度で記録されている情
報全レーザー光を微小スポットに集光して読み取る装置
が開発されている。レーザー光全微小スポットに集光す
る光学系としては現在では通常の球面レンズを数枚組み
合せた顕微鏡対物レンズと類似のレンズ系が用いられて
いる。しかし、最近レンズの組立、調整の答易性及び小
型軽量化を目的として琳束性屈折率分布ロッドレンズい
わゆるセルフォックレンズを用いたピックアップレンズ
が報告されている。（′躍開昭５４−１０９４５６号公
報、特開昭５５−６３５４号公報） ｔ−かしながらこれらの報告は球面収差だけ葡補正する
手段全提供するのみで軸外収差、即ちコマ収差、像面湾
曲等については全くふれられていない。
ィスクのように記録媒体上に高密度で記録されている情
報全レーザー光を微小スポットに集光して読み取る装置
が開発されている。レーザー光全微小スポットに集光す
る光学系としては現在では通常の球面レンズを数枚組み
合せた顕微鏡対物レンズと類似のレンズ系が用いられて
いる。しかし、最近レンズの組立、調整の答易性及び小
型軽量化を目的として琳束性屈折率分布ロッドレンズい
わゆるセルフォックレンズを用いたピックアップレンズ
が報告されている。（′躍開昭５４−１０９４５６号公
報、特開昭５５−６３５４号公報） ｔ−かしながらこれらの報告は球面収差だけ葡補正する
手段全提供するのみで軸外収差、即ちコマ収差、像面湾
曲等については全くふれられていない。
後述するように平面端面をもつ屈折率分布型レンズ単体
では屈折率分布の高次項の係数を適当に選択することに
より、極めて高精度に球面収差を間圧することが可能で
あるが、その時、同時に正弦争件を満足することができ
ないため、大きな一′マ収・・差が発生し、光軸かられ
ずかにずれた点に微小スポットを集光させることが不可
能になる。特開昭５５−６３５４号公報に開示されてい
るようにセルフォックレンズの両端面を球面加工する方
法は通常のレンズのように球面研磨した後、芯取りをす
るという加工工程７５刷叉れず研磨時のレンズの位ＩＡ
設定の公差がへびしく量産性の点で緒がある。
では屈折率分布の高次項の係数を適当に選択することに
より、極めて高精度に球面収差を間圧することが可能で
あるが、その時、同時に正弦争件を満足することができ
ないため、大きな一′マ収・・差が発生し、光軸かられ
ずかにずれた点に微小スポットを集光させることが不可
能になる。特開昭５５−６３５４号公報に開示されてい
るようにセルフォックレンズの両端面を球面加工する方
法は通常のレンズのように球面研磨した後、芯取りをす
るという加工工程７５刷叉れず研磨時のレンズの位ＩＡ
設定の公差がへびしく量産性の点で緒がある。
本発明の目的は、球面収差のみならずコマ収差も良好に
補正された屈折率分布型レンズ系′ｆＣ提供することに
ある。
補正された屈折率分布型レンズ系′ｆＣ提供することに
ある。
本発明は屈折率分布が互いにｉ４なる少なくとも２個の
屈折率分布型レンズケ組合せてレンズ系を購成し、特に
各レンズの屈折率分布について高次項の係数の最適解を
見い出し。
屈折率分布型レンズケ組合せてレンズ系を購成し、特に
各レンズの屈折率分布について高次項の係数の最適解を
見い出し。
上記の目的を達成したものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
集束性屈折率分布型レンズの屈折率分布は光軸に関して
回転対称な分布全もち、以下の式により表現される。
回転対称な分布全もち、以下の式により表現される。
ｎ２＝ｎ３ （１−（ｇｒ）”＋ｈ４（ｇｒ）’＋ｈ６
（ｇｒ）’ ） （１）但し、ｎｏはレンズ中心
の屈折率、ｒは光軸からの径方向の距離、ｇは屈折率勾
配の程度を示すパラメータ、ｈ４．ｈ６は屈折率分布の
高次項と【７ての４次項及び６次項の係数である。
（ｇｒ）’ ） （１）但し、ｎｏはレンズ中心
の屈折率、ｒは光軸からの径方向の距離、ｇは屈折率勾
配の程度を示すパラメータ、ｈ４．ｈ６は屈折率分布の
高次項と【７ての４次項及び６次項の係数である。
一般にＳ′質の屈折率分布が座標×の関数として、、（
Ｘ）で表わされるとき、媒質中の光線のふるまいは という微分方程式によって記述される。ここでＳは光線
の径路に沿って測った長さである。
Ｘ）で表わされるとき、媒質中の光線のふるまいは という微分方程式によって記述される。ここでＳは光線
の径路に沿って測った長さである。
（２）式はつ１４烏な変数変換を施すことによりＲｕｎ
ｇｅ −Ｋｕｔｔａ法のようなよく知られた微分方程式
の数Ｍ解法によってｌ解くことができる（参考文献Ａｐ
ｐｌｉｅｄ ０ｐｔｌｃｓ Ｖｏｌ、２１ 、 Ａ６゜
Ｐ ９８４ ）。（１）式によって屈折率分布が表現さ
れる屈折率分布型レンズに・・入射する任意の光線は（
２）式を数値解法で解くことにより、光線追跡が可能で
あり、追跡後の収差Ｍｔ７Ｆは通常の均質媒質系の光学
系の揚台と全く同様に行なうことができる。また近情領
域に限２ピするならば（２）式は解析的に解くことがで
きて、以下の近Ｉｉ１＋光線追跡式を得る。
ｇｅ −Ｋｕｔｔａ法のようなよく知られた微分方程式
の数Ｍ解法によってｌ解くことができる（参考文献Ａｐ
ｐｌｉｅｄ ０ｐｔｌｃｓ Ｖｏｌ、２１ 、 Ａ６゜
Ｐ ９８４ ）。（１）式によって屈折率分布が表現さ
れる屈折率分布型レンズに・・入射する任意の光線は（
２）式を数値解法で解くことにより、光線追跡が可能で
あり、追跡後の収差Ｍｔ７Ｆは通常の均質媒質系の光学
系の揚台と全く同様に行なうことができる。また近情領
域に限２ピするならば（２）式は解析的に解くことがで
きて、以下の近Ｉｉ１＋光線追跡式を得る。
ここで、ｈ、；、、ｈは？、Ａ１図に示すように、一般
的屈折率分布型レンズ１の入射面１ａ及び射出面１ｂに
おける近軸光線の＋’９ｕさ金表わし、６ｇは入射面１
ａへ入射する近軸光線の屈折直後における換算傾角、α
は射出面１ｂへ達する近軸光線の屈折直前における換算
傾角を表わす。伺、第１図中に示した入射面１ａへの入
射光線の傾角α０及び射出面１ｂから射出する光線の傾
角α′はそれぞれα０′及びαとの間で通常の屈折法則
による対応関係にあることはいうまでもない。
的屈折率分布型レンズ１の入射面１ａ及び射出面１ｂに
おける近軸光線の＋’９ｕさ金表わし、６ｇは入射面１
ａへ入射する近軸光線の屈折直後における換算傾角、α
は射出面１ｂへ達する近軸光線の屈折直前における換算
傾角を表わす。伺、第１図中に示した入射面１ａへの入
射光線の傾角α０及び射出面１ｂから射出する光線の傾
角α′はそれぞれα０′及びαとの間で通常の屈折法則
による対応関係にあることはいうまでもない。
以下に、本発明を光デイスク用ピックアップレンズに用
いた例に基づいて説明する。
いた例に基づいて説明する。
光デイスク用ピックアップレンズの最も重要なファクタ
ーは開口ａ（以下ＮＡと記す）と作動距離（以下ＷＤと
記す）である。まず最初にピックアップレンズの仕様Ｎ
Ａ、ＷＤと屈折率分布特性ｎ。＋ｇ＋及びレンズ長Ｚ。
ーは開口ａ（以下ＮＡと記す）と作動距離（以下ＷＤと
記す）である。まず最初にピックアップレンズの仕様Ｎ
Ａ、ＷＤと屈折率分布特性ｎ。＋ｇ＋及びレンズ長Ｚ。
有効半径ｒＱの関係について考察する。両端が平面の屈
折率分布レンズ帯体の構成全考える。レンズ系に入射す
るレーザー光は平行光であるから（３）式においてαご
＝０であり、したがって となる。レンズ系の焦点距陥金ｆとすればｔ ＝−！！
Ｌ（５） α また ＷＤ＝ −（６） コマ収差が補正され、正弦条件が満足されるものとすれ
ば ＮＡ＝−！−Ｑ−（７） となる。
折率分布レンズ帯体の構成全考える。レンズ系に入射す
るレーザー光は平行光であるから（３）式においてαご
＝０であり、したがって となる。レンズ系の焦点距陥金ｆとすればｔ ＝−！！
Ｌ（５） α また ＷＤ＝ −（６） コマ収差が補正され、正弦条件が満足されるものとすれ
ば ＮＡ＝−！−Ｑ−（７） となる。
（４）〜（７ン式より
ｇ”ＮＡ／ｎ６に丁（ｒｑａ−ｗｐ ）” （ｓ
）となる。ｎｏはレンズの素材の選択によって決定され
る渚であシ１．５〜１．７５程度の値である。屈折率分
布の付与はイオン交換法等によるがｒ。があまり太きい
ものは製作上困帷であり、ｒｏ−１，０〜３０８度が実
用上可能な範１７１Ｊと考えて良い。したがって（８）
、 （９）式によりピックアップレンズの仕様ヲ定め
ると、それに応じて屈折率分布特性ｇ及びレンズ長２は
はは一義的に定まってしまう。但しく８）式よシ明らか
なように仕１ｆ）ＮＡ、ｗｏとレンズの有効半径ｒ。の
間には ｒ ６ ＞ＮＡ −ＷＤ （１０）なる制
約条件が存在する。即ちＮＡｉ大きく設定し、しかも十
分な作動距離を確保しようとすれは、それだけ大きなレ
ンズ径が要求されることになる。
）となる。ｎｏはレンズの素材の選択によって決定され
る渚であシ１．５〜１．７５程度の値である。屈折率分
布の付与はイオン交換法等によるがｒ。があまり太きい
ものは製作上困帷であり、ｒｏ−１，０〜３０８度が実
用上可能な範１７１Ｊと考えて良い。したがって（８）
、 （９）式によりピックアップレンズの仕様ヲ定め
ると、それに応じて屈折率分布特性ｇ及びレンズ長２は
はは一義的に定まってしまう。但しく８）式よシ明らか
なように仕１ｆ）ＮＡ、ｗｏとレンズの有効半径ｒ。の
間には ｒ ６ ＞ＮＡ −ＷＤ （１０）なる制
約条件が存在する。即ちＮＡｉ大きく設定し、しかも十
分な作動距離を確保しようとすれは、それだけ大きなレ
ンズ径が要求されることになる。
屈折率分布特性の異なる２つの集束性屈折率分布レンズ
全密着して構成する場介には結像式は となる。（５） 、 （６） 、 （７ン式及び（１１
）式よシピックアップレンズの仕様ＮＡ、ＷＤと２つの
屈折率分布レンズの特性”Ｉ ｓ ｎｔ ＋ ｇｔ ＊
ｇｔ及び有効径ｒ。會与えると各レンズの長さｚｌ
Ｉ ｚｌは一義的に定まる。しかしながら後述するよう
に２つの屈折、率分布型レンズの屈折率分布ｌ特性のう
ちレンズ系の近軸ｔを規定する値であるところのｎｏｍ
ｇ’に共通にするという手は収差補正上、何ら制約を加
えるものではなく、分布特性ｎ。２ｇの異なる屈折率分
布型レンズを用いる積極的な意味台いは全くｄい。
全密着して構成する場介には結像式は となる。（５） 、 （６） 、 （７ン式及び（１１
）式よシピックアップレンズの仕様ＮＡ、ＷＤと２つの
屈折率分布レンズの特性”Ｉ ｓ ｎｔ ＋ ｇｔ ＊
ｇｔ及び有効径ｒ。會与えると各レンズの長さｚｌ
Ｉ ｚｌは一義的に定まる。しかしながら後述するよう
に２つの屈折、率分布型レンズの屈折率分布ｌ特性のう
ちレンズ系の近軸ｔを規定する値であるところのｎｏｍ
ｇ’に共通にするという手は収差補正上、何ら制約を加
えるものではなく、分布特性ｎ。２ｇの異なる屈折率分
布型レンズを用いる積極的な意味台いは全くｄい。
次に球面収差、コマ収差の補正について説明する。文献
（５Ｏ８Ａ Ｍｏ１．蝦ＡｌＩＰ１４３６ ）によれば
分布屈折率媒質中を光線が通過することに起因する３次
の収差係数は以下の式で表わされる。
（５Ｏ８Ａ Ｍｏ１．蝦ＡｌＩＰ１４３６ ）によれば
分布屈折率媒質中を光線が通過することに起因する３次
の収差係数は以下の式で表わされる。
ここで、σ１は球面収差係数、σ、はコマ収差係数Ｇ、
は非点収差係数である。ｈ、ｄは近軸軸上光線の高さと
換算傾角、「、；は近軸主光線の高さと換算傾角である
。Ｖ （Ｑ）はある）景ｑの積分の上限値における値と
下限値における値の差を表わす。また屈折率分布はｎ
＝ ｎｏ＋ｎ、 ｒ２ ＋ｎＩ！ｒ’で表現されている
。端面での屈折に起因する収差係数は均質媒質系の収差
係数と全く同様である。（１２）〜（１４）式において
、屈折率分布の４次項の係数ｎ２以外は全て２次項以下
で定まる縫、即ち近軸諸量である。１つの屈折率分布レ
ンズについて考えると任意の一つの収差に関してレンズ
端面及び光デイスク面での屈折によって発生する収差を
打ち消すようなｃｒｙ（ｔ＝１．２．３ ）ｋ与えるｎ
、の１１１【が必ず存在する。この時、同時に他の収差
を打ち消すことは一般にできない。即ち屈折率分布の収
差補正上の自由度は１である。この事情は高次収差につ
いても全く同様である。
は非点収差係数である。ｈ、ｄは近軸軸上光線の高さと
換算傾角、「、；は近軸主光線の高さと換算傾角である
。Ｖ （Ｑ）はある）景ｑの積分の上限値における値と
下限値における値の差を表わす。また屈折率分布はｎ
＝ ｎｏ＋ｎ、 ｒ２ ＋ｎＩ！ｒ’で表現されている
。端面での屈折に起因する収差係数は均質媒質系の収差
係数と全く同様である。（１２）〜（１４）式において
、屈折率分布の４次項の係数ｎ２以外は全て２次項以下
で定まる縫、即ち近軸諸量である。１つの屈折率分布レ
ンズについて考えると任意の一つの収差に関してレンズ
端面及び光デイスク面での屈折によって発生する収差を
打ち消すようなｃｒｙ（ｔ＝１．２．３ ）ｋ与えるｎ
、の１１１【が必ず存在する。この時、同時に他の収差
を打ち消すことは一般にできない。即ち屈折率分布の収
差補正上の自由度は１である。この事情は高次収差につ
いても全く同様である。
後述する本発明の実施例との比較のため例としてＮＡ＝
０．４５、ＷＤ’・＝ ２．５５調の仕様のピックアッ
プレンズ＠ （８） 、 （９）式に従ってｎ６＝＝１
．６６６６６、ｇ ＝ ０．１９７４、ｙｏ＝ｌ、８關
、ｚ ＝ ４．４３圏の屈折率分布型しンズＬｏ１；ｉ
ＭＩのみにより購成することを試みた。稙１、光ディス
クＤの諸元は後述する実施例と同一である。この比較例
の光路図？：第２図に示す。光路図中には軸上物点から
の光線を示した。ここで、球面収差が補正されるように
り、＝０．７６２、ｈ６＝−０，４８９にした。第３図
の光線収差図に示されるように球面収差はほぼ完全に補
正されているが、正弦条件が満たされておらず、したが
ってコマ収差が大きく発生している。これは第４図の波
面収差図をみても明らかである。
０．４５、ＷＤ’・＝ ２．５５調の仕様のピックアッ
プレンズ＠ （８） 、 （９）式に従ってｎ６＝＝１
．６６６６６、ｇ ＝ ０．１９７４、ｙｏ＝ｌ、８關
、ｚ ＝ ４．４３圏の屈折率分布型しンズＬｏ１；ｉ
ＭＩのみにより購成することを試みた。稙１、光ディス
クＤの諸元は後述する実施例と同一である。この比較例
の光路図？：第２図に示す。光路図中には軸上物点から
の光線を示した。ここで、球面収差が補正されるように
り、＝０．７６２、ｈ６＝−０，４８９にした。第３図
の光線収差図に示されるように球面収差はほぼ完全に補
正されているが、正弦条件が満たされておらず、したが
ってコマ収差が大きく発生している。これは第４図の波
面収差図をみても明らかである。
このように、球面収差とコマ収差全同時に補正するため
には少なくとも２つの独立した高次屈折率分布が必砦と
される。したがって単一の屈折率分布型レンズを二つの
レンズＬ、、Ｌ、に分割して各々に別々の高次の屈折率
分布ｈ４１ ＊ ｈａｔ及びｈ４２ ＊ ｈａｔを付与
すれば収差補正上の自由度は２となり、球面収差とコマ
収差の同時補正が可能になる。
には少なくとも２つの独立した高次屈折率分布が必砦と
される。したがって単一の屈折率分布型レンズを二つの
レンズＬ、、Ｌ、に分割して各々に別々の高次の屈折率
分布ｈ４１ ＊ ｈａｔ及びｈ４２ ＊ ｈａｔを付与
すれば収差補正上の自由度は２となり、球面収差とコマ
収差の同時補正が可能になる。
互に屈折率分布が異なる屈折重分Ａ５型レンズＬＩ、Ｌ
２の屈折率分布ケそれぞれ”１ ＋ｎ、とすれば、これ
らは、 ｎｊ ”” ｎｇ＋ （１（ｇ＋ｒ）”ｈ４Ｉ（ｇ＋ｒ
）’ ＋ｈ６１ （ｇ＋ｒ）’ ）ｎｊ ＝ ｎ８＊
（１（ｇｔｒ）” ”ｈ４２ （ｇ２ｒ）’ ”ｂｅｔ
（ｇｔｒ）’ ）で表現することができる。
２の屈折率分布ケそれぞれ”１ ＋ｎ、とすれば、これ
らは、 ｎｊ ”” ｎｇ＋ （１（ｇ＋ｒ）”ｈ４Ｉ（ｇ＋ｒ
）’ ＋ｈ６１ （ｇ＋ｒ）’ ）ｎｊ ＝ ｎ８＊
（１（ｇｔｒ）” ”ｈ４２ （ｇ２ｒ）’ ”ｂｅｔ
（ｇｔｒ）’ ）で表現することができる。
但し、ｎＱは中心屈折率、ｒは光軸からの半径方向の距
離、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメータ％ ｈ４
＊ ｈ６は屈折率分布の高次項としての４次項及び６次
項の係数であり添字の１及び２はそれぞれ屈折率分布が
互いに異なる２個の屈折率分布型レンズＬ、及びＬ！に
関する臘であることを意味する。
離、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメータ％ ｈ４
＊ ｈ６は屈折率分布の高次項としての４次項及び６次
項の係数であり添字の１及び２はそれぞれ屈折率分布が
互いに異なる２個の屈折率分布型レンズＬ、及びＬ！に
関する臘であることを意味する。
このような２つのレンズの組合せにおいて、球面収差と
コマ収差が同時に補正されるような高次屈折率分布係数
ｈ４１ ＊ ｈ４２ ＋ ｈａｔ ＊ ｈＢを解析的に
解く事は国都であるが通常のレンズ設計の手法たとえば
減衰゛最小自乗法等による最適化手法により、数値的に
求めることができる。
コマ収差が同時に補正されるような高次屈折率分布係数
ｈ４１ ＊ ｈ４２ ＋ ｈａｔ ＊ ｈＢを解析的に
解く事は国都であるが通常のレンズ設計の手法たとえば
減衰゛最小自乗法等による最適化手法により、数値的に
求めることができる。
光デイスク用ピックアップレンズは直径０１４〜０．２
閣の大きさの像面内の全域におλ いて波面収差が少なくとも７以下に？１１ｉ正されるこ
とが望まれる。ただし、集光スポットのＭｌ ＋ｆＧ？
が中心からずれた喝合でも常にオートフォーカス機構が
１・助いて最良像面を自動的に設定するので像面湾曲は
問題にされない。これらの条件を満たすためには球面収
差、コマ収差の両方が極めて良好に補正される必要があ
り、高次の屈折率分布係数は以下の条件を満足すること
が肝要である。
閣の大きさの像面内の全域におλ いて波面収差が少なくとも７以下に？１１ｉ正されるこ
とが望まれる。ただし、集光スポットのＭｌ ＋ｆＧ？
が中心からずれた喝合でも常にオートフォーカス機構が
１・助いて最良像面を自動的に設定するので像面湾曲は
問題にされない。これらの条件を満たすためには球面収
差、コマ収差の両方が極めて良好に補正される必要があ
り、高次の屈折率分布係数は以下の条件を満足すること
が肝要である。
１．０（ｈ、、 ＜ ５．０
−１．５＜ｈａｔ ＜−０，１
５，０＜ｈ４！ ＜ ０．５
１．０＜ｈａｔ ＜ ８．０
上記条件の上限、下限いずれ？越えても球面収差、コマ
収差全同時に補正することが不可能になる。
収差全同時に補正することが不可能になる。
次に本発明の実施例について説明する。いずれの実施例
においても光ディスクの厚さは１．１問とし、材料はプ
ラスチックで屈折率は１．４８５４６とＬ７た。また収
差は半導体レーザーの発振波長λ＝７８０ｎｍに関して
補正されている。
においても光ディスクの厚さは１．１問とし、材料はプ
ラスチックで屈折率は１．４８５４６とＬ７た。また収
差は半導体レーザーの発振波長λ＝７８０ｎｍに関して
補正されている。
実施例１の仕様と構成諸元を以下に示す。
ＮＡ＝０．４５ ＷＤ＝２．５５− 最大像高
０．０７ ａｍｎｏ＋＝ｎｅｔ＝１．７ ｇ、＝ｇ、
＝６，２１４３ｒｏ＝１．６ｍｍｈ４ｉ ＝２．３８１
ｈ６ｔ ＝０．３２５ ｚＩ＝＝１．５７ｈ４２
”” ２．５９１ ｈ６１ ＝３．６５５ Ｚ！
＝１．５７第５図に光路図を示［７、第６．第７図にそ
れぞれ第１．第２レノズＬｌ＋ＩＪ２の屈折率分布を示
し、第８図に光線収差図、第９図に波１ａｉ収差図全示
す。
０．０７ ａｍｎｏ＋＝ｎｅｔ＝１．７ ｇ、＝ｇ、
＝６，２１４３ｒｏ＝１．６ｍｍｈ４ｉ ＝２．３８１
ｈ６ｔ ＝０．３２５ ｚＩ＝＝１．５７ｈ４２
”” ２．５９１ ｈ６１ ＝３．６５５ Ｚ！
＝１．５７第５図に光路図を示［７、第６．第７図にそ
れぞれ第１．第２レノズＬｌ＋ＩＪ２の屈折率分布を示
し、第８図に光線収差図、第９図に波１ａｉ収差図全示
す。
光路図中には’ｆ’ｌｌｌ上物点からの力線を示【−た
。
。
光線収差図には、球面収差（Ｓｐｈ）非点収差（Ａｎｔ
）及びコマ収差（Ｃｏｍａ ） ｌｅ示し、球面収差図
中には点線で正弦条件違反厳も併記した。また、屈折率
分布の′図においては、高次項の程度金示すために、２
次項のみの屈折率分布を点線で示した。実線が実際の屈
折率分布である。
）及びコマ収差（Ｃｏｍａ ） ｌｅ示し、球面収差図
中には点線で正弦条件違反厳も併記した。また、屈折率
分布の′図においては、高次項の程度金示すために、２
次項のみの屈折率分布を点線で示した。実線が実際の屈
折率分布である。
実施例２の仕様と構成諸元全以下に示す。
ＮＡ＝０．４５ ＷＤ＝２．５５＋ｒ、ｍ 最大
像高０．０８３＋ｎｍｎｏ＋＝ｎｏｚ＝１．６６６６６
ｇｌ＝＝ｇ２＝＝０．１９７４ ｒｏ＝＝１．８ｍｍ
ｈ４．＝２．１２４ ｈ、、＝−（１，３２５ｙ、
１＝２．２１５ｈａ２” ２．４７６ ｈｏｔ”’４
．０５５ ２２ ＝２．２１５第１０図に光路図、第
１１．第１２図にそれぞれｍｉｊｍｚレンズ”ｌ ＊
”！の屈折率分布金、第１３図に光線収差図、ζ’＋’
ｙ １４図に波面収差図を示す。本実施例では実施例１
に比べ有効半径を大きく取り、その分層折率勾配を緩や
かにしである。
像高０．０８３＋ｎｍｎｏ＋＝ｎｏｚ＝１．６６６６６
ｇｌ＝＝ｇ２＝＝０．１９７４ ｒｏ＝＝１．８ｍｍ
ｈ４．＝２．１２４ ｈ、、＝−（１，３２５ｙ、
１＝２．２１５ｈａ２” ２．４７６ ｈｏｔ”’４
．０５５ ２２ ＝２．２１５第１０図に光路図、第
１１．第１２図にそれぞれｍｉｊｍｚレンズ”ｌ ＊
”！の屈折率分布金、第１３図に光線収差図、ζ’＋’
ｙ １４図に波面収差図を示す。本実施例では実施例１
に比べ有効半径を大きく取り、その分層折率勾配を緩や
かにしである。
実施例３の仕様と構成諸元を以下に示す。
Ｎ Ａ ＝ ０．４５ Ｗ Ｄ ＝ ２．５５ｗ＋＋
ｎ 最大像高０．０７ｍ＋ｎ＋１０１＝１０２＝１．
６６６６６ ｇｔ＝ｇｔ＝０．１４５ ｒＱ ＝２．２
＋ｍｈ４１＝１．８６０ ｈａｌ”’−０，３２２
Ｊ ＝３．５２ｈ４２＝２．４４５ ｈ６２−５．０
５７ １１ ＝３．５２第１５図に光路図金、第１６
．第１７図にそれぞれ第１．第２レンズＬｌｔｌＪ！の
屈折率分布を、第１８図に光線収差図、第１９図に波面
収差図を示す。
ｎ 最大像高０．０７ｍ＋ｎ＋１０１＝１０２＝１．
６６６６６ ｇｔ＝ｇｔ＝０．１４５ ｒＱ ＝２．２
＋ｍｈ４１＝１．８６０ ｈａｌ”’−０，３２２
Ｊ ＝３．５２ｈ４２＝２．４４５ ｈ６２−５．０
５７ １１ ＝３．５２第１５図に光路図金、第１６
．第１７図にそれぞれ第１．第２レンズＬｌｔｌＪ！の
屈折率分布を、第１８図に光線収差図、第１９図に波面
収差図を示す。
実施例４の仕様と構成諸元を以下に示す。
ＮＡ＝０．３３ ＷＤ＝２．５５ 最大像高
０．０７＋ｏ＋ｎ０１”ｎ６２’＝１．６６６６６ ｇ
、＝＝ｇ、＝Ｑ、３（ｉ ｒ６’＝１．０＋＋＋ｍｈ
ａ１＝２．６０７ ｈ６ｓ＝ ０．７２６ Ｚｌ
＝＝Ｑ、８１）１４．＝−２，５５１ｈＨ＝３．０４
０ ＝２ ＝０．８１第２０図に光路図、ＮＧ２１
．２２図にそれぞれ第１．第２レンズ”ｌｅ Ｌｔの屈
折率分布金示し、第２３図に光線収差図、第２４図に波
面収差図を示す。この実施例で用いられたレンズの分布
特性ｎ。＋ ｇｐ ’Ｏの値はセルフォックマイクロレ
ンズなる商品名で市販されているものと同じ値である。
０．０７＋ｏ＋ｎ０１”ｎ６２’＝１．６６６６６ ｇ
、＝＝ｇ、＝Ｑ、３（ｉ ｒ６’＝１．０＋＋＋ｍｈ
ａ１＝２．６０７ ｈ６ｓ＝ ０．７２６ Ｚｌ
＝＝Ｑ、８１）１４．＝−２，５５１ｈＨ＝３．０４
０ ＝２ ＝０．８１第２０図に光路図、ＮＧ２１
．２２図にそれぞれ第１．第２レンズ”ｌｅ Ｌｔの屈
折率分布金示し、第２３図に光線収差図、第２４図に波
面収差図を示す。この実施例で用いられたレンズの分布
特性ｎ。＋ ｇｐ ’Ｏの値はセルフォックマイクロレ
ンズなる商品名で市販されているものと同じ値である。
ｒｏ：１．ＱＢであるため（８）式よりＮＡは０．３３
までしか確保できていない。
までしか確保できていない。
上記の各収差図から本発明によるいずれの実施例も光デ
ィズーク用ピックアップレンズとして優れ次性能金有し
てお゛す、特に各波面収差図に示されるとおり、波面収
差は最大像高においても実用上の基準とされる人よりも
かなシ小さくコマ収差とりわけその対称性が良好に補正
されているため波面の対称性にも優れていることが明ら
かである。
ィズーク用ピックアップレンズとして優れ次性能金有し
てお゛す、特に各波面収差図に示されるとおり、波面収
差は最大像高においても実用上の基準とされる人よりも
かなシ小さくコマ収差とりわけその対称性が良好に補正
されているため波面の対称性にも優れていることが明ら
かである。
以上のごとく、本発明によれば球面収差のみならずコマ
収差も良好に補正された優れた屈折率分布型レンズ系が
達成される。しかも、各端面を平面として構成できるた
め製造組立が容易で計度性に富んだレンズ系を提供する
ことができる。
収差も良好に補正された優れた屈折率分布型レンズ系が
達成される。しかも、各端面を平面として構成できるた
め製造組立が容易で計度性に富んだレンズ系を提供する
ことができる。
Ａ３１図は一般的屈折率分布型レンズの入射面及び射出
面における近軸光線の様子を示す。 第２図は比較例の光路図、第３図は光線収差図、第４図
は波面収差図、第５図は実施例１の光路図、第６南は実
施例１の第ルンズの屈折率分布、第７図は実施例１の第
２レンズの屈折率分布、第８図は実施例１の光線収差図
、第９図は実施例１の波面収差図、第１０図は実施例２
の光路図、第１１図は実施例２の第ルンズの屈折率分布
、第１２図は実施例２の第２レンズの屈折率分布、！１
３図は実施例２の光線収差図、第１４図は実施例２の波
面収差図、第１５図は実施例３の光路図、第１６図は実
施例゛３の第ルンズの屈折率分布、第１７図は実施例３
の第２レンズの屈折率分布、第１８図は実施例３の光線
収差図、第１９図は実施例３の波面収差図、第２０図は
実施例４０光路図、第２１図は実施例４の第ルンズの屈
折率分布、第２２図は実施例４の第２レンズの屈折率分
布、第２３図は実施例４の光線収差図、第２４図は実施
例４の波面収差図を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｌ、 集束性屈折率分布型レンズ Ｌ２ 集束性屈折率分布型レンズ Ｄ 光ディスク ：Ａ−２図 ；ｔ３区 ←→＝刊′ＯＯ 第４図 矛ｑ図 矛１３図 メリ〒Ａ／Ｔプル すごノタル
／第１５図 珂−１６図 矛Ｉ″７ 区 矛ｊｄ図 ３ Ｐ ｈ ＡＳＴ／ Ｃ，ｏｍａ
第１１ 第２０図
面における近軸光線の様子を示す。 第２図は比較例の光路図、第３図は光線収差図、第４図
は波面収差図、第５図は実施例１の光路図、第６南は実
施例１の第ルンズの屈折率分布、第７図は実施例１の第
２レンズの屈折率分布、第８図は実施例１の光線収差図
、第９図は実施例１の波面収差図、第１０図は実施例２
の光路図、第１１図は実施例２の第ルンズの屈折率分布
、第１２図は実施例２の第２レンズの屈折率分布、！１
３図は実施例２の光線収差図、第１４図は実施例２の波
面収差図、第１５図は実施例３の光路図、第１６図は実
施例゛３の第ルンズの屈折率分布、第１７図は実施例３
の第２レンズの屈折率分布、第１８図は実施例３の光線
収差図、第１９図は実施例３の波面収差図、第２０図は
実施例４０光路図、第２１図は実施例４の第ルンズの屈
折率分布、第２２図は実施例４の第２レンズの屈折率分
布、第２３図は実施例４の光線収差図、第２４図は実施
例４の波面収差図を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｌ、 集束性屈折率分布型レンズ Ｌ２ 集束性屈折率分布型レンズ Ｄ 光ディスク ：Ａ−２図 ；ｔ３区 ←→＝刊′ＯＯ 第４図 矛ｑ図 矛１３図 メリ〒Ａ／Ｔプル すごノタル
／第１５図 珂−１６図 矛Ｉ″７ 区 矛ｊｄ図 ３ Ｐ ｈ ＡＳＴ／ Ｃ，ｏｍａ
第１１ 第２０図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 両端部が平面で、屈折率分布が異なる少なくとも
２岡の集束性屈折率分布型レンズ全組み合せることによ
シ球面収差とコマ収差を補正した事を特徴とする屈折率
分布型レンズ系。 ２、前記２個のＭＵ折率分布型レンズは互いに接合され
ておシ、該各レンズの屈折率分布ｎ、及びｎ！全 ｎＦ ＝ｆｉｉ、 （１（ｇｔｒ）２” ）ｌｅｔ優１
ｒ）’＋ｈ６１ （ｇ＋ｒ）’ ）ｎｉ＝ｎＲｔ（ｉ
（ｇ、ｒ）”＋ｈｉｔ（ｇ２ｒ）４（ｈｓｔ（ｇ２ｒ
）’ ）で表現するとき、 １．０ ＜ｈ４ｔ ＜ ５．０ −１．５（ｈ、、 （０ −５，０＜ｈ４２＜→、５．３ １．０＜ｈｓｔ ＜ｓ、。 なる茶件を満足する仁とを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の屈折率分布型レンズ系； 但し、ｎＱは中心屈折率、ｒは光軸からの半径方向の距
離、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメータ、ｈ４．ｈ
、は屈折率分布の高次項としての４次項及び６次項の係
数であシ、添字の１及び２はそれぞれ屈折率分布が互い
に異なる前記２１１＾１の屈折率分布型レンズに関する
量であることを意味する。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17327882A JPS5962817A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 屈折率分布型レンズ系 |
| US06/536,371 US4639094A (en) | 1982-10-04 | 1983-09-27 | Gradient index lens system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17327882A JPS5962817A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 屈折率分布型レンズ系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5962817A true JPS5962817A (ja) | 1984-04-10 |
Family
ID=15957481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17327882A Pending JPS5962817A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 屈折率分布型レンズ系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5962817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232414A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Olympus Optical Co Ltd | 接眼レンズ |
| US6034825A (en) * | 1995-12-04 | 2000-03-07 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP17327882A patent/JPS5962817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232414A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Olympus Optical Co Ltd | 接眼レンズ |
| US6034825A (en) * | 1995-12-04 | 2000-03-07 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system |
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