JPH0567206B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0567206B2 JPH0567206B2 JP61080149A JP8014986A JPH0567206B2 JP H0567206 B2 JPH0567206 B2 JP H0567206B2 JP 61080149 A JP61080149 A JP 61080149A JP 8014986 A JP8014986 A JP 8014986A JP H0567206 B2 JPH0567206 B2 JP H0567206B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- condition
- exit side
- lenses
- collimator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
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- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
発明の目的
（産業上の利用分野）
この発明は光情報媒体の記録光学系に用いられ
る開口数（NA）の大きいコリメーターレンズに
関する。 （従来技術） コンパクトデイスクやレーザーデイスクの再生
光学系に用いられるコリメータレンズはNA0.05
〜0.20と開口数が小さく、NAが0.05〜0.08の範囲
では単レンズ、NAが0.08〜0.18の範囲では凸レ
ンズの接合ダブレツト、NA0.20程度と比較的開
口数の大きいコリメータレンズの場合には特開昭
58−14109号公報、特開昭58−38915号公報に記載
されたような２群２枚構成のレンズが使用されて
いる。 これに対して、光情報媒体の記録用光学系にお
いて光源を半導体レーザーとした場合、光源から
の発散光を有効に活用するためにNA0.25〜0.33
と開口数の大きいコリメーターレンズが必要とさ
れる。 一方、デイスク用再生用対物レンズとしては
NAが0.45〜0.60といつた大開口数のレンズが数
多く知られており、この設計思想を利用して
NA0.25〜0.33のコリメーターレンズを設計する
ことは容易である。公知の光デイスク用対物レン
ズの中で構成枚数も３枚で比較的作りやすい特開
昭55−4068号公報に記載のレンズを利用した２群
３枚構成のコリメータレンズが通常用いられる。 （この発明が解決しようとする問題点） ところが光デイスク再生用対物レンズは作動距
離をできるだけ長くとるために工夫がされてお
り、これらの公知例をそのまま利用してコリメー
ターレンズを設計すると、光源からコリメーター
レンズの光束射出側の面までの軸上距離Ｌがなが
くなつてしまうという欠点がある。 たとえば前記の２群３枚構成のレンズはＬがレ
ンズの焦点距離をｆとして1.3f程度である。近年
光情報媒体の記録光学系の小型化が試みられてい
るが、それには焦点距離に比較してＬが小さいコ
リメーターレンズが求められる。 本発明の目的はコリメーターレンズとして必要
な性能を満足しつつ、開口数が大きくＬの短いコ
リメーターレンズを提供することにある。 発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明のコリメータレンズは、光束射出側か
ら順に、光束射出側に強い曲率を有する面を持つ
正レンズの第１レンズ、光束射出側に強い曲率を
有する正レンズの第２レンズおよび負レンズの第
３レンズからなり下記の条件を満足することを特
徴とする。 0.4＜f12／ｆ＜0.95 ……(1) 0.2＜f12／f1＜0.8 ……(2) さらにこの発明のレンズは、次のような条件を
満足することが望ましい。 0.05f＜d4＜0.42f ……(3) 0.05＜r3／n2f2＜0.5 ……(4) 0.15＜r1／n1f1＜0.5 ……(5) 但しｆ：合成焦点距離 f12：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 fi：第ｉレンズの焦点距離 r1：第１レンズの光束射出側の面の曲率半径 r3：第２レンズの光束射出側の面の曲率半径 ni：第ｉレンズの屈折率 d4：第２レンズと第３レンズの軸上間隔 である。 （作用） 光源からコリメーターレンズの光束射出側の面
までの軸上距離Ｌが小さいレンズは、たとえば写
真レンズの所遠レンズでよく知られるように、光
束射出側に正の屈折力のレンズ群を配し間隔をあ
けて、光源付近に負の屈折力を有するレンズ群を
配したテレフオトタイプのレンズ構成とすればよ
い。写真レンズと異なるところは、開口数が大き
く、球面収差の補正が重要となること、色収差の
補正が不要であること、軸外収差の補正はそれほ
ど必要がないことが上げられる。この発明では３
枚構成という少ないレンズ枚数で、発明の目的を
達するために、正レンズを２枚光束射出側に配
し、負レンズは１枚とした。これは光束射出側で
は軸上光源に対する周縁光線の高さが高く、球面
収差の発生が大きいことが予想されれるため、正
の屈折力を２枚の正レンズに分けて球面収差の発
生をできるだけ小さくするためである。 条件(1)は、第１レンズと第２レンズの合成焦点
距離f12に関する条件である。上限を超えてf12が
長くなると、Ｌが1.1fより大きくなり、本発明の
目的を達成できない。 下限を超えて小さくなると、球面収差の中間輪
帯でのふくらみが大きくなりNA＞0.25といつた
大開口数のコリメーターレンズを設計しようとし
た場合、波面収差が大きくなりコリメーターレン
ズとして、所望の性能が得られない。 これは、第１レンズと第２レンズの合成系の開
口数をNA12としたとき、NA12は NA12＝ｆ／f12×NA で表されることからNA12はNA＝0.25としたとき
条件(1)の下限を超えたときNA12＞0.625となつて
しまい２枚の正レンズだけでは発生する球面収差
を小さくおさえることができないからである。 また条件(1)の下限を超えると非点収差が大きく
なり軸外性能も悪化する。 条件(2)は第１レンズと第２レンズの合成屈折力
の第１レンズへの配分の割合に関する条件であ
る。この条件をはずれると、第１レンズと第２レ
ンズの合成系で発生する球面収差が大きくなり結
果として球面収差の中間輪帯におけるふくらみが
大きくなる。 条件(3)の上限を超えてd4が長くなると、Ｌを小
さくするには有利であるが、光源と第３レンズの
光源側の面との軸上間隔（バツクフオーカス）が
小さくなり好ましくない。下限を超えて小となる
とＬを1.1f程度と小さくするにはf12／ｆ＜0.4と
しなければならず条件(1)の下限を超えてしまい前
述の問題が発生する。 条件(4)は第２レンズの形状に関する条件で、こ
れをはずれると球面収差、正弦条件が悪化する。 条件(5)は条件(4)と同様な第１レンズの形状に関
する条件で、これを満足することにより第１レン
ズ、第２レンズで発生する球面収差、コマ収差を
小さくおさえることができる。 これをまとめると、まず条件(1)に従つて第１レ
ンズ、第２レンズへの屈折力の配分をきめ、さら
に条件(2)に従つて第１レンズの屈折力をきめる。
これにより第２レンズの屈折力もほぼ決定する。
さらに条件(3)に従つて第２レンズ、第３レンズの
間の軸上間隔を決定すれば第３レンズの屈折力は
決まる。次いで条件(4)、(5)に従い第１レンズ、第
２レンズの形状をきめれば、Ｌが小さく、球面収
差の小さいコリメーターレンズが構成できる。第
３レンズは負レンズであり、正の球面収差を発生
するので、第１レンズ第２レンズで発生する負の
球面収差を、第３レンズの形状をきめることで全
体として球面収差を良好に補正することができ
る。 （実施例） 以下この発明の対物レンズの実施例を示す。表
中の記号は以下のものを示す。 ri：光束射出側からｉ番目の面曲率半径 di：光束射出側からｉ番目のレンズ面間隔 ni：光束射出側からｉ番目のレンズ材料の屈折率
（波長780mm） νi：光束射出側からｉ番目のレンズ材料のｄ線に
対するアツベ数 Ｍ：結像倍率 dc：カバーガラスの軸上厚（780mm光に対する屈
折率は1.51072、ｄ線に対するアツベ数は64.1
である。） W.D.：作動距離 尚dcは半導体レーザーのカバーガラスに相当す
るものでカバーガラスを含んだ系で実施例を示し
た。
る開口数（NA）の大きいコリメーターレンズに
関する。 （従来技術） コンパクトデイスクやレーザーデイスクの再生
光学系に用いられるコリメータレンズはNA0.05
〜0.20と開口数が小さく、NAが0.05〜0.08の範囲
では単レンズ、NAが0.08〜0.18の範囲では凸レ
ンズの接合ダブレツト、NA0.20程度と比較的開
口数の大きいコリメータレンズの場合には特開昭
58−14109号公報、特開昭58−38915号公報に記載
されたような２群２枚構成のレンズが使用されて
いる。 これに対して、光情報媒体の記録用光学系にお
いて光源を半導体レーザーとした場合、光源から
の発散光を有効に活用するためにNA0.25〜0.33
と開口数の大きいコリメーターレンズが必要とさ
れる。 一方、デイスク用再生用対物レンズとしては
NAが0.45〜0.60といつた大開口数のレンズが数
多く知られており、この設計思想を利用して
NA0.25〜0.33のコリメーターレンズを設計する
ことは容易である。公知の光デイスク用対物レン
ズの中で構成枚数も３枚で比較的作りやすい特開
昭55−4068号公報に記載のレンズを利用した２群
３枚構成のコリメータレンズが通常用いられる。 （この発明が解決しようとする問題点） ところが光デイスク再生用対物レンズは作動距
離をできるだけ長くとるために工夫がされてお
り、これらの公知例をそのまま利用してコリメー
ターレンズを設計すると、光源からコリメーター
レンズの光束射出側の面までの軸上距離Ｌがなが
くなつてしまうという欠点がある。 たとえば前記の２群３枚構成のレンズはＬがレ
ンズの焦点距離をｆとして1.3f程度である。近年
光情報媒体の記録光学系の小型化が試みられてい
るが、それには焦点距離に比較してＬが小さいコ
リメーターレンズが求められる。 本発明の目的はコリメーターレンズとして必要
な性能を満足しつつ、開口数が大きくＬの短いコ
リメーターレンズを提供することにある。 発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明のコリメータレンズは、光束射出側か
ら順に、光束射出側に強い曲率を有する面を持つ
正レンズの第１レンズ、光束射出側に強い曲率を
有する正レンズの第２レンズおよび負レンズの第
３レンズからなり下記の条件を満足することを特
徴とする。 0.4＜f12／ｆ＜0.95 ……(1) 0.2＜f12／f1＜0.8 ……(2) さらにこの発明のレンズは、次のような条件を
満足することが望ましい。 0.05f＜d4＜0.42f ……(3) 0.05＜r3／n2f2＜0.5 ……(4) 0.15＜r1／n1f1＜0.5 ……(5) 但しｆ：合成焦点距離 f12：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 fi：第ｉレンズの焦点距離 r1：第１レンズの光束射出側の面の曲率半径 r3：第２レンズの光束射出側の面の曲率半径 ni：第ｉレンズの屈折率 d4：第２レンズと第３レンズの軸上間隔 である。 （作用） 光源からコリメーターレンズの光束射出側の面
までの軸上距離Ｌが小さいレンズは、たとえば写
真レンズの所遠レンズでよく知られるように、光
束射出側に正の屈折力のレンズ群を配し間隔をあ
けて、光源付近に負の屈折力を有するレンズ群を
配したテレフオトタイプのレンズ構成とすればよ
い。写真レンズと異なるところは、開口数が大き
く、球面収差の補正が重要となること、色収差の
補正が不要であること、軸外収差の補正はそれほ
ど必要がないことが上げられる。この発明では３
枚構成という少ないレンズ枚数で、発明の目的を
達するために、正レンズを２枚光束射出側に配
し、負レンズは１枚とした。これは光束射出側で
は軸上光源に対する周縁光線の高さが高く、球面
収差の発生が大きいことが予想されれるため、正
の屈折力を２枚の正レンズに分けて球面収差の発
生をできるだけ小さくするためである。 条件(1)は、第１レンズと第２レンズの合成焦点
距離f12に関する条件である。上限を超えてf12が
長くなると、Ｌが1.1fより大きくなり、本発明の
目的を達成できない。 下限を超えて小さくなると、球面収差の中間輪
帯でのふくらみが大きくなりNA＞0.25といつた
大開口数のコリメーターレンズを設計しようとし
た場合、波面収差が大きくなりコリメーターレン
ズとして、所望の性能が得られない。 これは、第１レンズと第２レンズの合成系の開
口数をNA12としたとき、NA12は NA12＝ｆ／f12×NA で表されることからNA12はNA＝0.25としたとき
条件(1)の下限を超えたときNA12＞0.625となつて
しまい２枚の正レンズだけでは発生する球面収差
を小さくおさえることができないからである。 また条件(1)の下限を超えると非点収差が大きく
なり軸外性能も悪化する。 条件(2)は第１レンズと第２レンズの合成屈折力
の第１レンズへの配分の割合に関する条件であ
る。この条件をはずれると、第１レンズと第２レ
ンズの合成系で発生する球面収差が大きくなり結
果として球面収差の中間輪帯におけるふくらみが
大きくなる。 条件(3)の上限を超えてd4が長くなると、Ｌを小
さくするには有利であるが、光源と第３レンズの
光源側の面との軸上間隔（バツクフオーカス）が
小さくなり好ましくない。下限を超えて小となる
とＬを1.1f程度と小さくするにはf12／ｆ＜0.4と
しなければならず条件(1)の下限を超えてしまい前
述の問題が発生する。 条件(4)は第２レンズの形状に関する条件で、こ
れをはずれると球面収差、正弦条件が悪化する。 条件(5)は条件(4)と同様な第１レンズの形状に関
する条件で、これを満足することにより第１レン
ズ、第２レンズで発生する球面収差、コマ収差を
小さくおさえることができる。 これをまとめると、まず条件(1)に従つて第１レ
ンズ、第２レンズへの屈折力の配分をきめ、さら
に条件(2)に従つて第１レンズの屈折力をきめる。
これにより第２レンズの屈折力もほぼ決定する。
さらに条件(3)に従つて第２レンズ、第３レンズの
間の軸上間隔を決定すれば第３レンズの屈折力は
決まる。次いで条件(4)、(5)に従い第１レンズ、第
２レンズの形状をきめれば、Ｌが小さく、球面収
差の小さいコリメーターレンズが構成できる。第
３レンズは負レンズであり、正の球面収差を発生
するので、第１レンズ第２レンズで発生する負の
球面収差を、第３レンズの形状をきめることで全
体として球面収差を良好に補正することができ
る。 （実施例） 以下この発明の対物レンズの実施例を示す。表
中の記号は以下のものを示す。 ri：光束射出側からｉ番目の面曲率半径 di：光束射出側からｉ番目のレンズ面間隔 ni：光束射出側からｉ番目のレンズ材料の屈折率
（波長780mm） νi：光束射出側からｉ番目のレンズ材料のｄ線に
対するアツベ数 Ｍ：結像倍率 dc：カバーガラスの軸上厚（780mm光に対する屈
折率は1.51072、ｄ線に対するアツベ数は64.1
である。） W.D.：作動距離 尚dcは半導体レーザーのカバーガラスに相当す
るものでカバーガラスを含んだ系で実施例を示し
た。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
発明の効果
この発明の対物レンズは、第１図にその断面図
を示すように非常に簡単な構成にもかかわらず、
第２図ないし第６図に示す収差図から明らかなよ
うに、開口数が大きいにもかかわらず球面収差が
良好に補正され、光源からコリメーターレンズの
光束射出側の面までの軸上距離Ｌは0.83f〜1.05f
を大巾に短縮することができた。 この結果、本発明のコリメーターレンズを光情
報媒体の記録用光学系が投載することで、光学系
のコンパクト化が達成できた。
を示すように非常に簡単な構成にもかかわらず、
第２図ないし第６図に示す収差図から明らかなよ
うに、開口数が大きいにもかかわらず球面収差が
良好に補正され、光源からコリメーターレンズの
光束射出側の面までの軸上距離Ｌは0.83f〜1.05f
を大巾に短縮することができた。 この結果、本発明のコリメーターレンズを光情
報媒体の記録用光学系が投載することで、光学系
のコンパクト化が達成できた。
第１図はこの発明のコリメーターレンズの１実
施例のカバーガラスＧを含めた断面図、第２図な
いし第６図はそれぞれ第１実施例ないし第５実施
例の諸収差図である。
施例のカバーガラスＧを含めた断面図、第２図な
いし第６図はそれぞれ第１実施例ないし第５実施
例の諸収差図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光束射出側より順に、光束射出側に強い曲率
を有する面を持つ正レンズの第１レンズ、光束射
出側に強い曲率を有する正レンズの第２レンズお
よび負レンズの第３レンズからなり下記の条件を
満足することを特徴とするコリメータレンズ。 0.4＜f12／ｆ＜0.95 0.2＜f12／f1＜0.8 但しｆ：合成焦点距離 f12：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離 f1：第１レンズの焦点距離
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014986A JPS62237413A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | コリメ−タ−レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014986A JPS62237413A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | コリメ−タ−レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237413A JPS62237413A (ja) | 1987-10-17 |
| JPH0567206B2 true JPH0567206B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=13710226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8014986A Granted JPS62237413A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | コリメ−タ−レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62237413A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733485B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-08-15 | Himax Technologies Limited | Collimating lens |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1258622B (de) * | 1964-02-14 | 1968-01-11 | Europ De Materiels Speciaux So | Objektiv fuer mittleres Infrarot |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP8014986A patent/JPS62237413A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1258622B (de) * | 1964-02-14 | 1968-01-11 | Europ De Materiels Speciaux So | Objektiv fuer mittleres Infrarot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62237413A (ja) | 1987-10-17 |
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