DE3209097C2 - Objektiv für eine Videoplatte - Google Patents

Objektiv für eine Videoplatte

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DE3209097C2
DE3209097C2 DE3209097A DE3209097A DE3209097C2 DE 3209097 C2 DE3209097 C2 DE 3209097C2 DE 3209097 A DE3209097 A DE 3209097A DE 3209097 A DE3209097 A DE 3209097A DE 3209097 C2 DE3209097 C2 DE 3209097C2
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DE3209097A
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Yukio Tokyo Hagiwara
Takahiro Sugiyama
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances

Abstract

Ein Objektiv für eine Videoplatte umfaßt drei Linsenkomponenten, von denen die erste Linsenkomponente einen positiven Meniskus, welcher zur Lichtquelle konvex ist, die zweite Linsenkomponente einen zur Lichtquelle konvexen positiven Meniskus und die dritte Linsenkomponente einen zur Lichtquelle konkaven positiven Meniskus umfaßt. Das Objektiv erfüllt ganz besondere Bedingungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv für eine durch ein Abdeckglas geschützte Videoplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.
Ein derartiges Objektiv ist aus der US-PS 4002 407 bekannt. Dieses Objektiv setzt sich aus vier Linsenelementen zusammen, die in drei Linsengliedern gruppiert sind. Jedes Linsenglied hat eine positive Brennweite und einen relativ kurzen Arbeitsabstand von 0,164. Auch hat dieses Objektiv eine relativ kleine numerische Apertur von 0.3.
Eine Videoplatte, die bei einem Scoop-System vorwendet wird, benutzt einen Halbleiterlaser als Lichtquelle, wie dies in der Technik bekannt ist. Bei diesem System wird ein Laserstrahl von einem Halbleiterlaser durch ein Objektiv auf die Spiegelfläche der Platte fokussiert. Der von der Spiegelfläche der Platte reflektierte Laserstrahl kehrt durch das Objektiv zum Halbleiterlaser zurück, mehr insbesondere zum Erzeugungspunkt des Laserstrahles, so daß die Information auf der Platte entsprechend der Intensität des zurückkehrenden Laserstrahles erfaßt wird.
Bei diesem Vorgang wird der Halbleiterlaser zusammen mit dem Objektiv bewegt, damit das Abtasten und Fokussieren zufriedenstellend ausgeführt wird. Dementsprechend muß das bewegliche Objektiv hinsichtlich Größe und Gewicht klein sein. Da es weiterhin für das Objektiv erforderlich ist, die Information zu lesen, welche auf der Scheibe mit hoher Dichte gespeichert ist, sollte die Objektivlinse eine Auflösungsleistung von mindestens 1 Mikron haben. Dementsprechend sollte das Objektiv ausreichend groß im Durchmesser sein oder es sollte eine numerische Apertur von ungefähr 0.5 haben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Objektiv für eine Videoplatte zu schaffen, welches bei kleiner Größe und kleinem Gewicht einen ausreichend langen Arbeitsabstand oder hintere Schnittweite bei ausreichender Korrektur der verschiedenen Aberrationen hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst.
Dabei genügt das Objektiv für die Videoplatte den folgenden Bedingungen:
(1) /70.55 <F, < /70.25
(2) F/\.0<F2<F/0.5 O) F, > Γ/0.15
(4) KIM<3f, rs<0
(5) d2 < 0.2 F
■ (6} dA<0.3F
worin Fdie Brennweite des Objektivs, F, die Brennweite (?es Hen Linsengliedes, r, der Krümmungsradius der iten Fläche, d, die Dicke oder der Luftabsiand der Hen Linse und N1 der Brechungsindex der Hen Linse ist.
Das erfindungsgemäße Objektiv hat eine numerische Apertur von 0.5 und setzt sich aus drei Linsenelementen zusammen, die in drei Linsengliedern gruppiert sind. Der Arbeitsabstand des Objektivs ist langer als • beirr. Stand der Technik. Außerdem ist das erfindungsgemäße Objektiv heller als das des Standes der Technik. Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Z·. chnungen rein schematisch dargestellten Ausführunsisbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Objektivs 1 der Erfindung,
Fig. 2 eine graphische Darstellung mit der Angabe der Koma und der Wellenfront-Aberration des Objek-"' tivs gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Objektivs 2 der Erfindung und
Fig. 4 eine graphische Darstellung mit der Angabe der Koma und der Wellenfront-Aberration des Objektivs gemäß Fig. 3.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die besonderen Bedingungen werden im einzelnen diskutiert. Die Bedingungen (1) und (2) dienen der > Minimierung der sphärischen Aberration, die im ersten und zweiten Linsenglied auftritt. Wenn F1 und F2 kleiner sind als die jeweiligen unteren Grenzen, so werden die Beträge der sphärischen Aberration im ersten und zweiten Linsenglied übermäßig. Entsprechend muß die ) sphärische Aberration des dritten Linsengliedes übermäßig kompensiert werden. Daraus resultiert, daß der absolute Wert der sphärischen Aberration groß wird. Wenn F^ und F2 größer sind als die jeweiligen oberen Werte, so werden die Beträge der sphärischen Aberra-
■ tion mit dem ersten und zweiten Linsenglied klein, während der Betrag der sphärischen Aberration in dem dritten Linsenglied klein wird. Daher ist es schwierig, die sphärische Aberration zu korrigieren.
Die Bedingung (3) dient der Bestimmung der Brennweite des dritten Linsengliedes, wodurch der Betrag der positiven sphärischen Aberration des dritten Linsengliedes geeignet gemacht wird, so daß die sphärische Aberration zufriedenstellend korrigiert werden kann. Wenn F3 kleiner ist als die untere Grenze F/0.15, so wird der Betrag der positiven sphärischen Aberration des dritten Linsengliedes übermäßig klein. Daher ist es schwierig, die Beträge der sphärischen Aberration der ersten und zweiten Linsenkomponente zu korrigieren.
Die Bedingung (4) dient dazu, den Betrag der positiven sphärischen Aberration mit der ersten Fläche (r5) des dritten Linsengliedes in Zusammenwirkung mit der Bedingung (3) geeignet zu machen. Wenn | ?·5| größer ist als die obere Grenze 3 F, so wird der Betrag der sphärischen Aberration mit der ersten Fläche (/·,) klein. Daher ist es schwierig, die Beträge der sphärischen Aberration mit dem ersten und zweiten Linsenglied zu korrigieren. Wenn sie kleiner ist als die untere Grenze F, so wird der Betrag der Korrektur der sphärischen Aberration über-
mäßig. Daher wird der absolute Wert der sphärischen Aberration groß. Dies ist unerwünscht.
Die Bedingungen (5) und (6) dienen der Erzielung eines geeigneten Arbeitsabstandes und der Miniaturisierung des Objektivs. Die Bedingungen (5) und (6) stehen in Zusammenwirkung mit den Bedingungen (1) und (2). Wenn d2 und rf4 größer werden als die jeweiligen oberen Grenzen, wird der Arbeitsabstand verlängert, während die Gesamtlänge des Objektivs groß wird.
Objektiv 1 ■■ 1.5189 1.5316 = /70.42 rf, = -- 0.342
'Ι = ■■ 9.4073 8.8351 = /70.67 rf2 = = 0.022
'2 = - 0.9167 0.9218 = /70.11 dj = = 0.296
O = 4.7318 4.9331 d, = ; 0.073
'4 = -1.6427 -2.2067 rf5 - ■■ 0.338
'i = -1.434 -1.8778
'V, = = 1.000 = 1.000 N. A. . =0.5
F = 0.3 = 0.300 t = 0.2667
Wt = 2.3889 = 2.449 =
F1 - 1.4778 = 1.478 =
F2 = 8.9734 = 9.116 =
F} Objektiv 2
/·, = /70.41 d; = 0.284
r2 = /70.67 di = 0.022
r2 = /"/0.11 rf,= 0.291
'4 = rf4 = Ό.067
/"; = rf5 = 0.418
i's, =
F N. A. = 0.5
Wt 1 = 0.267
F1
F2
F3
Daher ist es unmöglich, das angestrebte klein bemes sene und leichtgewichtige Objektiv zu erzielen.
Das beschriebene Objektiv für eine Videoplatte ist eii solches, das den oben beschriebenen Bedingungei genügt, und bei dem die verschiedenen Aberrationen insbesondere die sphärische Aberration, zufriedenstel lend kompensiert sind.
Die Konstruktionsdaten des Objektivs 1 und Objek tivs 2 sind nachfolgend aufgelistet:
N1 = 1.74411
N2 = 1.74411
/V1 = 1.74411
1.49
Nx = 1.74411
N2 = 1.74411
N3 = 1.86890
Nt = 1.49
worin ι die Dicke des Abdeckglases der Videoplatte, Nt der Brechungsindex des Abdeckglases, Wt der Luftab stand oder der Arbeitsabstand zwischen dem dritten Linsenglied und dem Abdeckglas ist Alle Brechungsindizes sind solche hinsichtlich eines Lichtstrahles mit einer Wellenlänge Λ von 780 nm. Die'Anordnungen der Linsenglieder bei den beiden bo Objektiven 1 und 2 sind entsprechend der Fig. 1 bis 3 Die Koma und die Wellenfront-Aberrationen de: Objektive entsprechend der Angabe in F i g. 2 und 4. E; soll hier festgestellt werden, daß die Koma und die WeI lenfront-Aberrationen in Fig. 1 und 4 so sind, als wenr
b5 das Abdeckglas in Betracht gezogen worden ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Objektiv für eine durch ein Abdeckglas geschützte Videoplatte mit drei positiven Linsen- > gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Linsenglied aus einer Meniskuslinse mit einer bildseitig konvexen Linsenfläche und das dritte Linsenglied aus einer Menisicuslinse mit einer bildseitig konkaven Linsenfläche bestehen, und folgende Werte für die Konstruktionsparameter aufweisen:
r, = 1.5189 r2 = 9.4073 O = 0.9167 r4 = 4.7318 r5 = -1.6427 r6 = -1.434 F =1.000 Wt =0.3 F1 = 2.3889 = F/0.42 F2 = 1.4778 = /"/0.67 F3 = 8.9734 = F/0.
worin bedeuten: Nt
</, = 0.342 d2 = 0.022 d} = 0.296 d4 = 0.073 d5 = 0.338
N.A. = / = 0.2667 V1 = 1.74411
N2 = 1.74411
N3 = 1.74411
Nt = 1.49
η bis rb die Krümmungsradien der Linsenflächen r>
d\ bis di die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände zwischen den Linsen
n\ bis /ij die Brechungsindizes der Linsen bei λ = 780
N.A. die numerische Apertur -to
F\ bis Fi die Brennweiten der einzelnen Linsenglieder
F die Brennweite des Objektivs
t die Dicke des Abdeckglases
der Brechungsindex des Abdeckglases der Arbeitsabstand des Objektivs.
2. Objektiv für eine durch ein Abdeckglas geschützte Videoplatte mit drei positiven Linsengliedern, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Linsenglied aus einer Meniskuslinse mit einer bildseitig konvexen Linsenfläche und das dritte Linsenglied aus einer Meniskuslinse mit einer bildseitig konkaven Linsenfläche bestehen, und folgende Werte für die Konstruktionsparameter aufweisen:
η = 1.5316 r2 = 8.8351 /j = 0.9218 /4 -- 4.9331 r5 = -2.2067 rh = -1.8778 F = 1.000 Wt = 0.300 Fx = 2.449 = F/0.41 F2 = 1.478 = F/0.67 F = 9.116 = F/0.11
rf, = 0.284
d2 = 0.022
d3 = 0.291
di = 0.067
ds = 0.418
N.A. = / =0.267 /V, = 1.74411
N2 = 1.74411
/V3 = 1.86890
Nt = 1.49
worin bedeuten:
r, bis /(, die Krümmungsradien der Liasenflächen d, bis ds die Dicken der Linsen bzw. Luftabstände
zwischen den Linsen
η, bis n3 die Brechungsindizes der Linsen bei λ
= 780
N.A. die numerische Apertur
F] bis Fy die Brennweiten der einzelnen Linsenglieder
F die Brennweite des Objektivs
r die Dicke des Abdeckglases
Ni der Brechungsindex des Abdeckglases
W, der Arbeitsabstand des Objektivs.
DE3209097A 1981-03-18 1982-03-12 Objektiv für eine Videoplatte Expired DE3209097C2 (de)

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JP56038845A JPS57154213A (en) 1981-03-18 1981-03-18 Objective lens for video disk

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DE3209097A1 DE3209097A1 (de) 1982-10-07
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DE3209097A Expired DE3209097C2 (de) 1981-03-18 1982-03-12 Objektiv für eine Videoplatte

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DE3209097A1 (de) 1982-10-07
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