JPH0476085B2 - - Google Patents
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- JPH0476085B2 JPH0476085B2 JP24591683A JP24591683A JPH0476085B2 JP H0476085 B2 JPH0476085 B2 JP H0476085B2 JP 24591683 A JP24591683 A JP 24591683A JP 24591683 A JP24591683 A JP 24591683A JP H0476085 B2 JPH0476085 B2 JP H0476085B2
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- single lens
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
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。 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。 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 meetinｇ on ｇradient−
index optical imaｇinｇ syatem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らばならない。 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，焦点距離をとすると、 −1.5≦r2／≦−0.5 0.8≦ｄ／≦2.8 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、 0.4≦｜r2／ｄ｜≦0.6 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。 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。 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。 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 ″ 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、 ３次球面収差係数 ３次コマ収差係数 焦点距離 ≒０ ≒０ ｆ＝一定 (2) 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。 ｄを任意に与える。 ＝一定となるようN1を求める。 ＝０となるようN2を求める。 ＝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。 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。 以上の設計過程より次の事実が明らかになつ
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。 −1.5≦r2／≦−0.5 ……（３−１） 0.8≦ｄ／≦2.8 ……（３−２） r2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、r2が下限をこえると第
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。 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。 0.4≦｜r2／ｄ｜≦0.6 ……（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。 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７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r1
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あ進む場合の、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。
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。 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。 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 meetinｇ on ｇradient−
index optical imaｇinｇ syatem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らばならない。 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，焦点距離をとすると、 −1.5≦r2／≦−0.5 0.8≦ｄ／≦2.8 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、 0.4≦｜r2／ｄ｜≦0.6 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。 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。 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。 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 ″ 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、 ３次球面収差係数 ３次コマ収差係数 焦点距離 ≒０ ≒０ ｆ＝一定 (2) 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。 ｄを任意に与える。 ＝一定となるようN1を求める。 ＝０となるようN2を求める。 ＝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。 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。 以上の設計過程より次の事実が明らかになつ
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。 −1.5≦r2／≦−0.5 ……（３−１） 0.8≦ｄ／≦2.8 ……（３−２） r2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、r2が下限をこえると第
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。 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。 0.4≦｜r2／ｄ｜≦0.6 ……（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。 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７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r1
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あ進む場合の、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。
【表】
第２表は、第１表に示す各実施例（No.１〜No.
７）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，コマ収差係数，非点収
差係数，ペツツヴアール和Ｐ，歪曲収差係数Ｖ
及び｜r2／ｄ｜の値を示す。
７）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，コマ収差係数，非点収
差係数，ペツツヴアール和Ｐ，歪曲収差係数Ｖ
及び｜r2／ｄ｜の値を示す。
【表】
第２図ａ，ｂは、前記第３実施例（No.３）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３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４実施例（No.４）は、特にNAが0.5程度
の大口径を有し、光デイスクのピツクアツプ用対
物レンズ等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。 これ等、第１〜第７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の制御により、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。 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）
（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）よりかなり小さい値となり、N2
はコマ収差係数に対して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と物体距離だけで定まる。 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。 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，
…は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。 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１例を示
す。
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３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４実施例（No.４）は、特にNAが0.5程度
の大口径を有し、光デイスクのピツクアツプ用対
物レンズ等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。 これ等、第１〜第７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の制御により、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。 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）
（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）よりかなり小さい値となり、N2
はコマ収差係数に対して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と物体距離だけで定まる。 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。 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，
…は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。 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１例を示
す。
【表】
第４表はこの時の焦点距離、単レンズの空気
換算バクフオーカスS′K，３次の各収差係数，及
び｜r2／ｄ｜の値を示す。
換算バクフオーカスS′K，３次の各収差係数，及
び｜r2／ｄ｜の値を示す。
【表】
又、第５図ａ，ｂにこの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。 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をもつものを選択
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。 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Ｔ+，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を有し、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。 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。 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。 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。 １は本発明における単レンズ、３は簡単化して
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。 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単化、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。 以上述べた実施例では、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。 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。 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を補正が可
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。
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。 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をもつものを選択
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。 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Ｔ+，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を有し、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。 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。 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。 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。 １は本発明における単レンズ、３は簡単化して
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。 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単化、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。 以上述べた実施例では、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。 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。 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を補正が可
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一実
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一実施例の収差
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。 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。
図、第２図ａ，ｂは本発明に係る単レンズの一実
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一実施例の収差
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。 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 (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光軸と垂直な方向に屈折率分布を有する単レ
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、同じく光束射出
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，を単
レンズの焦点距離とすると、 −1.5≦r2／≦−0.5 0.8≦ｄ／≦2.8 であることを特徴とする屈折率分布型単レン
ズ。 ２ 前記ｄとr2とは、 0.4≦｜r2／ｄ｜≦0.6 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 |
|---|---|---|---|
| JP24591683A JPS60140309A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP24591683A JPS60140309A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 屈折率分布型単レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140309A JPS60140309A (ja) | 1985-07-25 |
| JPH0476085B2 true JPH0476085B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=17140741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24591683A Granted JPS60140309A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 屈折率分布型単レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140309A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123419A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Canon Inc | 結像レンズ |
| 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 |
| US9685259B2 (en) | 2009-06-19 | 2017-06-20 | 3M Innovative Properties Company | Shielded electrical cable |
| EP2443636A2 (en) | 2009-06-19 | 2012-04-25 | 3M Innovative Properties Company | Shielded electrical cable |
| BR112013003830A2 (pt) | 2010-08-31 | 2019-09-24 | 3M Innovative Properties Co | ''cabo elétrico blindado de alta densidade e outros cabos blindados,sistemas e métodos'' |
| US10147522B2 (en) | 2010-08-31 | 2018-12-04 | 3M Innovative Properties Company | Electrical characteristics of shielded electrical cables |
| WO2012030364A1 (en) | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 3M Innovative Properties Company | Shielded electrical ribbon cable with dielectric spacing |
| CN104637582B (zh) | 2010-08-31 | 2019-04-26 | 3M创新有限公司 | 屏蔽电缆 |
| EP3200203A1 (en) | 2010-08-31 | 2017-08-02 | 3M Innovative Properties Company | Shielded electrical cable in twinaxial configuration |
| EP3226253A1 (en) * | 2010-09-23 | 2017-10-04 | 3M Innovative Properties Company | Shielded electrical cable |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP24591683A patent/JPS60140309A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60140309A (ja) | 1985-07-25 |
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