JPH05281496A - プラスチックレンズを含む光学系 - Google Patents
プラスチックレンズを含む光学系Info
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- JPH05281496A JPH05281496A JP10910092A JP10910092A JPH05281496A JP H05281496 A JPH05281496 A JP H05281496A JP 10910092 A JP10910092 A JP 10910092A JP 10910092 A JP10910092 A JP 10910092A JP H05281496 A JPH05281496 A JP H05281496A
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- Japan
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- astigmatism
- lens
- optical system
- plastic
- lenses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラスチックレンズを含む光学系おいて、こ
れらのプラスチックレンズの有する図１のような非点収
差を利用し、光学系全体の非点収差を制御する。 【構成】 光学素子として単数若しくは複数のプラスチ
ックレンズを含む光学系において、これらのプラスチッ
クレンズのあるものは複屈折により生ずる非点収差を持
ち、別のレンズにはレンズ面形状の非対称性により生ず
る非点収差を持たせ、入射光の偏光方向に対するこれら
非点収差を有するレンズの配置を選ぶことにより、光学
系全体の非点収差を補正し、増大させるあるいはその中
間の発生量とする等の制御をする。
れらのプラスチックレンズの有する図１のような非点収
差を利用し、光学系全体の非点収差を制御する。 【構成】 光学素子として単数若しくは複数のプラスチ
ックレンズを含む光学系において、これらのプラスチッ
クレンズのあるものは複屈折により生ずる非点収差を持
ち、別のレンズにはレンズ面形状の非対称性により生ず
る非点収差を持たせ、入射光の偏光方向に対するこれら
非点収差を有するレンズの配置を選ぶことにより、光学
系全体の非点収差を補正し、増大させるあるいはその中
間の発生量とする等の制御をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラスチックレンズを含
む光学系、特にその非点収差の発生量を制御出来る光学
系に関する。
む光学系、特にその非点収差の発生量を制御出来る光学
系に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種の目的にプラスチックレンズ
が用いられるようになってきたが、一般にプラスチック
レンズは高分子材料の為内部歪を持ち、光学的には複屈
折を有する。複屈折分布は、特に両凸レンズの場合、直
線偏光場で非点収差を発生させるようなパターンを持つ
ことが多い。また、プラスチックレンズは、特に成形品
では、レンズ面形状に非対称性が生じるために、非点収
差を発生することが多い。
が用いられるようになってきたが、一般にプラスチック
レンズは高分子材料の為内部歪を持ち、光学的には複屈
折を有する。複屈折分布は、特に両凸レンズの場合、直
線偏光場で非点収差を発生させるようなパターンを持つ
ことが多い。また、プラスチックレンズは、特に成形品
では、レンズ面形状に非対称性が生じるために、非点収
差を発生することが多い。
【０００３】例えば、光ディスクレンズやレーザービー
ムプリンター用レンズ等のレーザー光学系用レンズには
プラスチック非球面レンズが多く用いられている。この
プラスチックレンズには、素材として主に、ＰＭＭＡあ
るいはＭＭＡを母体とするアクリル系共重合樹脂が用い
られている。これらのアクリル系の樹脂は複屈折が負の
符号を持ち、複屈折の大きさの絶対値が他の樹脂、例え
ばポリカーボネート、ポリスチレン等に比べて１桁程度
小さい。一般に、アクリル系樹脂を使った光ディスク用
プラスチック非球面レンズは、そのレンズ有効径内での
複屈折による位相差δの絶対値での最大値δmaxが、 ０°＞δmax＞−４０° 程度であり、複屈折による非点収差が、光ディスク用レ
ンズとして許容値内であった。
ムプリンター用レンズ等のレーザー光学系用レンズには
プラスチック非球面レンズが多く用いられている。この
プラスチックレンズには、素材として主に、ＰＭＭＡあ
るいはＭＭＡを母体とするアクリル系共重合樹脂が用い
られている。これらのアクリル系の樹脂は複屈折が負の
符号を持ち、複屈折の大きさの絶対値が他の樹脂、例え
ばポリカーボネート、ポリスチレン等に比べて１桁程度
小さい。一般に、アクリル系樹脂を使った光ディスク用
プラスチック非球面レンズは、そのレンズ有効径内での
複屈折による位相差δの絶対値での最大値δmaxが、 ０°＞δmax＞−４０° 程度であり、複屈折による非点収差が、光ディスク用レ
ンズとして許容値内であった。
【０００４】このようにアクリル系樹脂は、複屈折が小
さく光ディスク用レンズとして適しているが、吸水性が
高く、湿度による性能変化を起こしやすい。また、耐熱
性もあまり高くない。一方、アクリル系以外の樹脂で一
般にレンズ用途に適している樹脂にポリカーボネートが
ある。この樹脂は、耐吸湿性、耐熱性共、アクリル樹脂
より優れているが、複屈折が大きすぎ、光ディスク用対
物レンズには適していなかった。すなわち、耐熱性や耐
吸湿性には優れるが、複屈折が大きいプラスチックレン
ズ用素材を使用して、通常の金型加工及び成形法により
レンズ面形状に非対称性がないようにレンズを製作する
と、光ディスク用レンズの場合、複屈折によって生ずる
非点収差によって、レンズ性能の規格を越えてしまって
いた。しかし、従来技術では、光学系の非点収差の発生
量を任意に制御する技術は確立しておらず、必要な非点
収差を生じさせるには、レンズを取り換えるか、設計を
変更するかしか方法がなかった。
さく光ディスク用レンズとして適しているが、吸水性が
高く、湿度による性能変化を起こしやすい。また、耐熱
性もあまり高くない。一方、アクリル系以外の樹脂で一
般にレンズ用途に適している樹脂にポリカーボネートが
ある。この樹脂は、耐吸湿性、耐熱性共、アクリル樹脂
より優れているが、複屈折が大きすぎ、光ディスク用対
物レンズには適していなかった。すなわち、耐熱性や耐
吸湿性には優れるが、複屈折が大きいプラスチックレン
ズ用素材を使用して、通常の金型加工及び成形法により
レンズ面形状に非対称性がないようにレンズを製作する
と、光ディスク用レンズの場合、複屈折によって生ずる
非点収差によって、レンズ性能の規格を越えてしまって
いた。しかし、従来技術では、光学系の非点収差の発生
量を任意に制御する技術は確立しておらず、必要な非点
収差を生じさせるには、レンズを取り換えるか、設計を
変更するかしか方法がなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、物体若しく
は光源とその像の間に配設されるプラスチックレンズを
含む光学系において、これらのプラスチックレンズの有
する非点収差を利用し、光学系全体の非点収差を制御し
ようとするものである。これにより、光学系自体の非点
収差を補正し、あるいは他の個所で発生する非点収差を
補償するに充分な非点収差を発生させることが出来る。
は光源とその像の間に配設されるプラスチックレンズを
含む光学系において、これらのプラスチックレンズの有
する非点収差を利用し、光学系全体の非点収差を制御し
ようとするものである。これにより、光学系自体の非点
収差を補正し、あるいは他の個所で発生する非点収差を
補償するに充分な非点収差を発生させることが出来る。
【０００６】また、これにより、耐熱性、耐吸湿性等に
は優れるが、複屈折が大きいために利用できなかったプ
ラスチックレンズ用素材を光学素子用材料として利用出
来るようになることを目的としている。
は優れるが、複屈折が大きいために利用できなかったプ
ラスチックレンズ用素材を光学素子用材料として利用出
来るようになることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、物体若しくは
光源とその像の間に配設される光学系であって、光学素
子として単数若しくは複数のプラスチックレンズを含む
ものにおいて、これらのプラスチックレンズのあるもの
は複屈折により生ずる非点収差を有し、別のレンズはレ
ンズ面形状の非対称性により生ずる非点収差を有してい
る場合に、入射光の偏光方向に対するこれら非点収差を
有するレンズの配置を選ぶことにより、光学系全体の非
点収差を制御することを特徴とする。
光源とその像の間に配設される光学系であって、光学素
子として単数若しくは複数のプラスチックレンズを含む
ものにおいて、これらのプラスチックレンズのあるもの
は複屈折により生ずる非点収差を有し、別のレンズはレ
ンズ面形状の非対称性により生ずる非点収差を有してい
る場合に、入射光の偏光方向に対するこれら非点収差を
有するレンズの配置を選ぶことにより、光学系全体の非
点収差を制御することを特徴とする。
【０００８】より具体的には、あるプラスチックレンズ
の複屈折により生ずる許容値を越える非点収差を、別の
レンズのレンズ面形状に非対称性をもたせて生ずる非点
収差により補償する。あるいは、両者の非点収差を互い
に増強し合うように配設する。
の複屈折により生ずる許容値を越える非点収差を、別の
レンズのレンズ面形状に非対称性をもたせて生ずる非点
収差により補償する。あるいは、両者の非点収差を互い
に増強し合うように配設する。
【０００９】
実施例１ プラスチックレンズ用素材の例としては、ポリカーボネ
ート、ポリカーボネートとスチレンを共重合した樹脂、
ポリオレフィン系樹脂、及びポリオレフィン系共重合樹
脂等がある。光ピックアップ光学系において、対物レン
ズにポリオレフィン系樹脂を用い、コリメーターレンズ
にアクリル系樹脂を用いた。
ート、ポリカーボネートとスチレンを共重合した樹脂、
ポリオレフィン系樹脂、及びポリオレフィン系共重合樹
脂等がある。光ピックアップ光学系において、対物レン
ズにポリオレフィン系樹脂を用い、コリメーターレンズ
にアクリル系樹脂を用いた。
【００１０】射出成形されたプラスチックレンズは、一
般に複屈折を生じているが、その表れ方は図１に示すよ
うにゲート方向に対して対称となる。図１は、その非点
収差の状況、符号を模式的に表したものであり、符号＋
−の数は非点収差の大きさを表している。図中の矢印は
偏光方向を示す。ポリオレフィン系樹脂の対物レンズ
は、このような配置のとき複屈折による非点収差がZern
ikeの収差係数で表したとき、０．０４λrmsであった。
般に複屈折を生じているが、その表れ方は図１に示すよ
うにゲート方向に対して対称となる。図１は、その非点
収差の状況、符号を模式的に表したものであり、符号＋
−の数は非点収差の大きさを表している。図中の矢印は
偏光方向を示す。ポリオレフィン系樹脂の対物レンズ
は、このような配置のとき複屈折による非点収差がZern
ikeの収差係数で表したとき、０．０４λrmsであった。
【００１１】一方、アクリル系樹脂のコリメーターレン
ズに、レンズ面形状の非対称性による非点収差を０．０
３λrms持たせた。図２（ａ）、図２（ｂ）は、その非
点収差の状況を図１と同様に模式的に示す。尚、レンズ
面形状の非対称性を積極的に持たせる具体的な手段とし
ては、金型加工時に非対称性を持たせる方法と、成形時
に成形条件により、非対称性を持たせる方法とがある。
ズに、レンズ面形状の非対称性による非点収差を０．０
３λrms持たせた。図２（ａ）、図２（ｂ）は、その非
点収差の状況を図１と同様に模式的に示す。尚、レンズ
面形状の非対称性を積極的に持たせる具体的な手段とし
ては、金型加工時に非対称性を持たせる方法と、成形時
に成形条件により、非対称性を持たせる方法とがある。
【００１２】図３（ａ）、３（ｂ）は、それぞれ図１で
示したレンズと図２（ａ）および２（ｂ）で示したレン
ズとをそれぞれ同じ光学系に組み込むことにより、光学
系全体の非点収差がどのように変化するかを示す。図１
のレンズに、図２のレンズを図２（ａ）のように偏光方
向とθ1＝３０°となるように配置したとき、光ピック
アップ光学系全体としては、図３（ａ）のように非点収
差０．０６λrms、θ1′＝１５°が得られた。
示したレンズと図２（ａ）および２（ｂ）で示したレン
ズとをそれぞれ同じ光学系に組み込むことにより、光学
系全体の非点収差がどのように変化するかを示す。図１
のレンズに、図２のレンズを図２（ａ）のように偏光方
向とθ1＝３０°となるように配置したとき、光ピック
アップ光学系全体としては、図３（ａ）のように非点収
差０．０６λrms、θ1′＝１５°が得られた。
【００１３】また、図２（ｂ）及び３（ｂ）のように、
θ2＝６０°で配置したとき、非点収差０．０３５λrm
s、θ2′＝４５°を得た。
θ2＝６０°で配置したとき、非点収差０．０３５λrm
s、θ2′＝４５°を得た。
【００１４】実施例２ 実施例１と同様、光ピックアップ光学系において、対物
レンズにポリオレフィン系樹脂、コリメーターレンズに
アクリル系樹脂を用いた。対物レンズのレンズ有効径内
での複屈折は、位相差δの最大値がδmax＝＋８０°で
あり、複屈折による非点収差がZernikeの収差係数で表
したとき、０．０４λrmsであった。そこで、アクリル
系樹脂のコリメーターレンズに、図４に示すようなレン
ズ面形状の非対称性による非点収差を０．０４λrms持
たせ、偏光方向に対して図のように配置することによ
り、光ピックアップ光学系全体として、図５のように非
点収差をほぼ零にすることができた。このとき、面形状
の非対称性による結像性能の劣化を防ぐためには、レン
ズ有効径内での複屈折による位相差δの最大値δmaxが ＋５０°＜δｍａｘ＜＋１２０° であることが望ましい。
レンズにポリオレフィン系樹脂、コリメーターレンズに
アクリル系樹脂を用いた。対物レンズのレンズ有効径内
での複屈折は、位相差δの最大値がδmax＝＋８０°で
あり、複屈折による非点収差がZernikeの収差係数で表
したとき、０．０４λrmsであった。そこで、アクリル
系樹脂のコリメーターレンズに、図４に示すようなレン
ズ面形状の非対称性による非点収差を０．０４λrms持
たせ、偏光方向に対して図のように配置することによ
り、光ピックアップ光学系全体として、図５のように非
点収差をほぼ零にすることができた。このとき、面形状
の非対称性による結像性能の劣化を防ぐためには、レン
ズ有効径内での複屈折による位相差δの最大値δmaxが ＋５０°＜δｍａｘ＜＋１２０° であることが望ましい。
【００１５】実施例３ 光ピックアップ光学系において、対物レンズにポリカー
ボネートとスチレンを共重合した樹脂を用い、コリメー
ターレンズにアクリル系樹脂を用いた。上記の樹脂を用
いた対物レンズは、図１に示すような複屈折による非点
収差量がZernikeの収差係数で表したとき、０．０５λr
msであった。そこで、アクリル系樹脂のコリメーターレ
ンズに、図６に示すようなレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差を０．０３λrms持たせることにより、光ピ
ックアップ光学系全体として図７のように、非点収差
０．０８λrmsを与えた。これにより、半導体レーザー
で発生していた非点収差をほぼ補償することができた。
ボネートとスチレンを共重合した樹脂を用い、コリメー
ターレンズにアクリル系樹脂を用いた。上記の樹脂を用
いた対物レンズは、図１に示すような複屈折による非点
収差量がZernikeの収差係数で表したとき、０．０５λr
msであった。そこで、アクリル系樹脂のコリメーターレ
ンズに、図６に示すようなレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差を０．０３λrms持たせることにより、光ピ
ックアップ光学系全体として図７のように、非点収差
０．０８λrmsを与えた。これにより、半導体レーザー
で発生していた非点収差をほぼ補償することができた。
【００１６】
【発明の効果】上記のように、本発明は、従来欠点と考
えられていたプラスチックレンズの内部歪による非点収
差の発生を、巧みに利用することにより、光学系前対の
非点収差の発生量を制御し、それぞれの光学系の使用目
的に合った非点収差とすることが出来、レンズ材料と、
プラスチックレンズの利用範囲を拡大することが出来
た。
えられていたプラスチックレンズの内部歪による非点収
差の発生を、巧みに利用することにより、光学系前対の
非点収差の発生量を制御し、それぞれの光学系の使用目
的に合った非点収差とすることが出来、レンズ材料と、
プラスチックレンズの利用範囲を拡大することが出来
た。
【図１】射出成形されたプラスチックレンズの非点収差
の状況、符号を示す模式図
の状況、符号を示す模式図
【図２】レンズ面形状の非対称性による非点収差の状況
を示す模式図
を示す模式図
【図３】実施例１において図１と図２とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
【図４】実施例２におけるレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差と配設方向を示す模式図
る非点収差と配設方向を示す模式図
【図５】実施例２において図１と図４とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
【図６】実施例３におけるレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差と配設方向を示す模式図
る非点収差と配設方向を示す模式図
【図７】実施例３において図１と図６とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】射出成形されたプラスチックレンズの非点収差
の状況、符号を示す模式図。
の状況、符号を示す模式図。
【図２】レンズ面形状の非対称性による非点収差の状況
を示す模式図で（ａ）はθ1＝３０°、（ｂ）はθ2＝６
０°を示す。
を示す模式図で（ａ）はθ1＝３０°、（ｂ）はθ2＝６
０°を示す。
【図３】実施例１において図１と図２とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図で
（ａ）はθ1′＝１５°、（ｂ）はθ2′＝４５°を示
す。
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図で
（ａ）はθ1′＝１５°、（ｂ）はθ2′＝４５°を示
す。
【図４】実施例２におけるレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差と配設方向を示す模式図。
る非点収差と配設方向を示す模式図。
【図５】実施例２において図１と図４とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図。
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図。
【図６】実施例３におけるレンズ面形状の非対称性によ
る非点収差と配設方向を示す模式図。
る非点収差と配設方向を示す模式図。
【図７】実施例３において図１と図６とのレンズを組合
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図。
せ配設した場合の光学系全体の非点収差を示す模式図。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
Claims (3)
- 【請求項１】 物体若しくは光源とその像の間に配設さ
れる、単数若しくは複数のプラスチックレンズを含む光
学系において、これらのプラスチックレンズのあるもの
は複屈折により生ずる非点収差を有し、別のレンズはレ
ンズ面形状の非対称性により生ずる非点収差を有してお
り、入射光の偏光方向に対するこれら非点収差を有する
レンズの配置を選ぶことにより、光学系全体の非点収差
を制御することを特徴とするプラスチックレンズを含む
光学系 - 【請求項２】 上記あるプラスチックレンズの複屈折に
より生ずる非点収差が光学系の許容値を越えるものであ
り、別のレンズのレンズ面形状に非対称性をもたせて生
ずる非点収差により上記非点収差を補償することを特徴
とする請求項１のプラスチックレンズを含む光学系 - 【請求項３】 上記あるプラスチックレンズの複屈折に
より生ずる非点収差と、上記別のレンズのレンズ面形状
に非対称性をもたせて生ずる非点収差とを互いに増強し
合うように配設することを特徴とする請求項１のプラス
チックレンズを含む光学系
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910092A JPH05281496A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | プラスチックレンズを含む光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10910092A JPH05281496A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | プラスチックレンズを含む光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281496A true JPH05281496A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14501584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10910092A Withdrawn JPH05281496A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | プラスチックレンズを含む光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281496A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021771A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Pioneer Electronic Corp | 光学レンズ装置およびその製造方法 |
| JP2008046510A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Kyocera Corp | レンズユニットおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP10910092A patent/JPH05281496A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021771A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Pioneer Electronic Corp | 光学レンズ装置およびその製造方法 |
| JP2008046510A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Kyocera Corp | レンズユニットおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |