JPH01130115A - レーザービーム用レンズ系 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はレーザービーム用レンズ系、特に低コストの
コリメーターレンズに関する。

（従来技術） 光ディスクの記録、再生等に用いられるレーザービーム
用光学系或いはレーザープリンター用光学系のコリメー
ターレンズとして、回折限界性能を持つ２群３枚構成の
レンズが屡々用いられている。その例として特開昭５５
−４０６８号、特開昭５８−８７５２１号、特開昭５９
−１７４８１０号、特開昭６１−９１６１２号、特開昭
６１−２５９２１２号、特開昭６２−３６６２１号等を
あげることが出来る。これらのコリメーターレンズはい
ずれもＮＡが０．４５〜０．５にも達する大口径のレン
ズを実現している。しかしそのため、屈折面の曲率半径
を小さくすると球面収差等が著しく悪化する。そこで、
第３レンズには、凸面の曲率半径を大きくするためにコ
ストの高い高屈折率の硝材を用いなければならなくなり
、低コスト化の実現上問題となる。

また、特開昭６２−３５３１１号は、その実施例４にお
いて屈折率ｎ＝１．７１７の硝材を用いており、比較的
低い屈折率の硝材を用いているが、第１群レンズと第１
群レンズの間の軸上距離が長くなっており、レンズ全長
が大きいものとなっている。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、比
較的低い屈折率の硝材を用いながら、回折限界性能を保
ち、しかも小型なレンズ系を得ようとするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明のレンズ系は、正レンズの第ルンズと、負レンズ
の第２レンズと、凸面を第２レンズ側に向けた正メニス
カスレンズの第３レンズとからなり、前記第１、第２レ
ンズを接合した２群３枚構成のレンズであって、以下の
条件を満足していることを特徴とする。

（１）　　−１，４６／ｆ＜ｎ、／ｎ１・１／ｒ、＜−
１，０／ｆ（２）　　１−１ｆ　＜　（ｎ３−１　）　
ｒｓ　＜１．７ｆ（３）　　ｎ３（１，７ ここで、ｆはレンズ全系の合成焦点距離、ｒ２は第１レ
ンズの接合面の曲率半径、 ｒ５は第３レンズの凹面の曲率半径、ｎｌ、ｎ２゜ｎｌ
は、使用するレーザ光源の基準波長に対するそれぞれ第
１レンズ、第３レンズの屈折率である。

（作用） この発明においては、回折限界の性能を持つ、光デイス
ク用コリメーターレンズにおいては、ＮＡを０．３程度
に小とすることにより、従来のＮＡ＝０．４５二〇、５
程度の光デイスク用レンズと昆較して、第３レンズに屈
折率が小さくコストの低い硝材を用いても、球面収差等
の収差補正が十分可能で、あることを見出したものであ
る。近時、レーザー出力の改善等により、この程度のＮ
Ａのレンズも充分に利用出来るようになっている。

また、これらのレンズ系は、レーザービーム用コリメー
ターレンズの他ＮＡ０．３程度の比較的ＮＡの小さい光
デイスク用対物レンズとしても利用出来る。

条件（１）は、球面収差を補正するための条件である。

この条件（１）において下限を超えると球面収差が補正
過剰となり、また、上限を超えると球面収差が補正不足
になる。　　　　　・条件（２）は正弦条件を補正する
ための条件である。上限を超えると正弦条件の補正過剰
、下限を超えると補正不足となり、ともに軸外収差が悪
化する。

条件（３）は第３レンズの屈折率を制限する条件であり
、これを満足しない場合は第３レンズにコストの高い硝
材を用いることになり、低コスト化の実現上問題となる
。

更に副次的には （４）　　１．７　＜ｒ、／ｆ　＜２−５（５）ｎ、−
ｎ□＞０．０７ を満たすことが望ましい。

条件（４）は条件（２）と同様、正弦条件を補正するも
ので、上限を超えると正弦条件は補正過剰となり、下限
を超えると補正不足となる。

条件（５）は球面収差を補正するための条件であり、こ
れを満足しない場合には球面収差が補正不足となる。

（実施例） 以下、実施例を示す。ここでｆは全系の焦点距離、ＮＡ
は開口数、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ厚、
またはレンズ間隔、ｎは各レンズの屈折率（波長７８０
ｎｍに対する）、ｄｃはカバーガラスの軸上厚み（カバ
ーガラスの波長７８０ｎｍに対する屈折率は１．５１０
７３である）、νはアツベ数を示す。

実施例１ ｆ　＝１．ＯＮ、　Ａ　＝０．２７　　　ｄａ　＝０．
０３８Ｎ（Ｌ　　　　　ｒ　　　　ｄ　　　　　ｎ　　
　　ｖｌ　　　　０．９５２　０．２８８　１．６１５
７２　５８．２２　　−０．９５２　０．１５１　１．
８２４８４　２３．８３　　　　（−）　　　０．１２
１ ４　　　０．７２６　０．２１２　１．６８８２１　５
５．５５　　　２．１６４ ｎ２／ｎ□・１／ｒ２＝＝　　１．１８６　　（ｎ３１
）ｒｓ＝１−４８９実施例２ ｆ　＝１．ＯＮ、　Ａ＝０．２７　　　ｄｅ＝０．０３
８Ｎα　　　　ｒｄ　　　　　ｎ　　　　　ν１　　　
１．３７１　０．２８Ｂ　　１．６８８２１　５５．５
２　　−０．９０７　０．１５２　１，８２４８４　２
３．８３　　　００　　０．１２１ ４　　　０．６６８　０．２１２　１．６８８２１　５
５．５５　　　２．０５２ ｎ２／ｎ、・１／ｒ２＝−１，１９２（ｎ３−１）ｒ、
−１，４１２実施例３ ｆ　＝１．ＯＮ、　Ａ＝０．３　　　ｄｃ＝０．０２３
Ｎα　　　　ｒｄ　　　　　ｎ　　　　ν１　　　１．
２８１　０．１７３　１．６８８２１　５５．５２　　
−０．９８５　０．０６４　１．８２４８４　２３．８
３　　　ｇ２５．１１２　０．００９ ４　　　０．６９０　０．１２７　１．６８８２１　５
５．５５　　　１．７２６ ｎ２／ｎ工・１／ｒ２＝＝　　１．０９７　　（ｎｓ　
　１）ｒ、＝＝１．１８８実施例４ ｆ　＝１．ＯＮ、　Ａ＝０．３　　　ｄｃ＝０．０３５
＆　　　　　　　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　　
　ｎ　　　　　　　ｖｌ　　　　　　１．３ｇ３　　０
．２００　　１，６８８２１　　５５．５２　　　　−
０．９０３　　　（１，１０６１，８２４８４２３，８
３０００，０３５ ４０，６９６０，１７６１，６８８２１５５，５５２，
１２５ ｎ、　／ｎ、・１／ｒ、＝−１，１９７（ｎ、−１）ｒ
、　＝１．４６２実施例５ ｆ　＝１．ＯＮ、　Ａ＝０．３３　　　ｄｃ＝０．０３
３ｈ　　　　　ｒ　　　　ｄ　　　　　ｎ　　　　　ν
１　　　１．３６１　０．２８０　１．６８８２１　５
５．５２　　−０．９２１　０．１４７　１．８２４Ｂ
４　２３．８３　　　　ｏｏ　　　Ｏ，０９３ ４０，６６９０，２１４１，６８８２１５５，５５１，
９４７ ｎ２／ｎ１・１／ｒ２＝−１，１７４（ｎ、　−１）ｒ
、＝１．３４０（発明の効果） この発明のレンズ系は、上記実施例および収差曲線図に
見るように、比較的屈折率の低い硝材を用いながら、回
折限界性能を保持し、小型で低コストのレンズ系を実現
することが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はそれぞれ実施例１〜実施例５のカバー
ガラスを含むレンズ断面図、第６図〜第１０図はそれぞ
れ実施例１〜実施例５の収差曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正レンズの第１レンズと、負レンズの第２レンズと、凸
   面を第２レンズ側に向けた正メニスカスレンズの第３レ
   ンズとからなり、前記第１、第２レンズを接合した２群
   ３枚構成のレンズであって、以下の条件を満足している
   ことを特徴とするレーザービーム用レンズ系。 （１）−１．４６／ｆ＜ｎ＿２／ｎ＿１・１／ｒ＿２＜
   −１．０／ｆ（２）１．１ｆ＜（ｎ＿３−１）ｒ＿５＜
   １．７ｆ（３）ｎ＿３＜１．７ ここで、ｆはレンズ全系の合成焦点距離、ｒ＿２は第１
   レンズと第２レンズの接合面の曲率半径、ｒ＿５は第３
   レンズの凹面の曲率半径、ｎ＿１、ｎ＿２、ｎ＿３は、
   使用するレーザ光源の基準波長に対するそれぞれ第１レ
   ンズ、第２レンズ、第３レンズの屈折率を示す。