JPH10104506A - Converging lens - Google Patents

Converging lens

Info

Publication number
JPH10104506A
JPH10104506A JP27756096A JP27756096A JPH10104506A JP H10104506 A JPH10104506 A JP H10104506A JP 27756096 A JP27756096 A JP 27756096A JP 27756096 A JP27756096 A JP 27756096A JP H10104506 A JPH10104506 A JP H10104506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
front group
group
spherical aberration
converging
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.)
Pending
Application number
JP27756096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Maruyama
晃一 丸山
Junji Kamikubo
淳二 上窪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP27756096A priority Critical patent/JPH10104506A/en
Publication of JPH10104506A publication Critical patent/JPH10104506A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a lens which is less degraded in the light quantity in its peripheral part and has the low possibility of the occurrence of a coma aberration by eccentricity at the time of assembly and adjustment by constituting the converging lens of a front group G1 of a single lens which satisfy specific conditions and has weak power and a rear group which has a convergence effect and making the front group exchangeable for the purpose of spherical aberration adjustment. SOLUTION: This converging lens comprises, successively from an incident side of parallel luminous fluxes, the front group G1 of the single lens having the weak power and the rear group G2 having the convergence effect. The front group G1 is exchangeable for the purpose of the spherical aberration adjustment. The power of the front group G1 is determined in a range satisfying the conditions |f/f1|<0.100 when the focal length over the entire part of the converging lens is defined as (f) and the focal length of the front group G1 as fl. A parallel plane plate of which the exit side of the parallel luminous fluxes is a plane and the incident side surface is a plane, a planoconvex lens of a convex face and a planoconcave lens of a concave face are usable for the front group G1. The correction of the spherical aberrations by exchanging only the front group G1 is made possible without moving the rear group G2 having the convergence effect according to this constitution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高密度光
ディスクの原盤作製装置の対物レンズのような、回折限
界の微小スポットを形成するための収束レンズに関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a convergent lens for forming a diffraction-limited minute spot, such as an objective lens of an apparatus for manufacturing a master of a high-density optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】スポットを回折限界にまで絞るために
は、球面収差の発生を極力抑えなければならない。ただ
し、設計上球面収差を十分に補正したとしても、製造誤
差や組み付け時の誤差により球面収差が発生する場合が
ある。製造誤差等により発生した球面収差を補正するた
めには、収束レンズを構成するレンズの間隔を調整する
方法が一般的であるが、この種のNAの大きなレンズは
偏心によるコマ収差の発生感度が高いため、球面収差補
正のためにレンズ間隔を変化させると偏心によりコマ収
差が発生しやすい。
2. Description of the Related Art In order to narrow a spot to the diffraction limit, the occurrence of spherical aberration must be minimized. However, even if the spherical aberration is sufficiently corrected by design, the spherical aberration may occur due to a manufacturing error or an error at the time of assembly. In order to correct the spherical aberration generated due to a manufacturing error or the like, a method of adjusting the distance between the lenses constituting the convergent lens is generally used. Since the distance is high, coma is likely to occur due to eccentricity when the lens interval is changed for correcting spherical aberration.

【0003】特開平4−274207号公報には、平行
光束の入射側から順に配列した収束レンズ群と平行平面
板とから構成される収束レンズが開示されている。ここ
には、収束光中に配置される平行平面板の厚さを発生し
た球面収差に応じて変化させることにより、球面収差を
補正することができることが記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-274207 discloses a convergent lens composed of a convergent lens group and a plane-parallel plate arranged in order from the parallel light beam incident side. Here, it is described that spherical aberration can be corrected by changing the thickness of a plane-parallel plate disposed in convergent light according to the generated spherical aberration.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報に記載された従来の構成では、例えばNAが0.
90のレンズでは平行平面板に入射するマージナル光の
角度が64度に達するため、平行平面板の表面での反射
率が近軸光と比較して周辺部で高くなり、周辺光量の低
下が著しくなるという問題がある。また、平行平面板は
収束光中に設けられているため、交換時に平行平面板が
傾いた場合にはコマ収差が発生する。
However, in the conventional configuration described in the above-mentioned publication, for example, when the NA is 0.
In the 90 lens, the angle of the marginal light incident on the plane-parallel plate reaches 64 degrees, so that the reflectivity on the surface of the plane-parallel plate becomes higher in the peripheral part than in the paraxial light, and the amount of peripheral light decreases significantly. Problem. Further, since the parallel flat plate is provided in the convergent light, coma aberration occurs when the parallel flat plate is tilted during replacement.

【0005】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、周辺部の光量低下が少なく、
組立、調整時の偏心によるコマ収差発生の可能性が低い
収束レンズを提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and there is little decrease in the amount of light in the peripheral portion.
It is an object of the present invention to provide a convergent lens which is less likely to generate coma due to eccentricity during assembly and adjustment.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる収束レ
ンズは、上記の目的を達成させるため、平行光束の入射
側から順に、以下の条件を満たすパワーの弱い単レンズ
の前群と、収束作用を持つ後群とから構成され、前群が
球面収差調整のために交換可能であることを特徴とす
る。 |f/f1|<0.100 ただし、fは収束レンズ全体の焦点距離、f1は前群の
焦点距離である。また、前群は、少なくとも平行光束の
射出側が平面であり、入射側の面が平面である平行平面
板、凸面である凸平レンズ、凹面である凹平レンズを利
用することができる。
In order to achieve the above object, a converging lens according to the present invention comprises, in order from the incident side of a parallel light beam, a front group of a single lens having a low power satisfying the following conditions; And a rear group having the following arrangement, wherein the front group is interchangeable for spherical aberration adjustment. | F / f1 | <0.100 where f is the focal length of the entire converging lens, and f1 is the focal length of the front group. Further, the front group can use a plane-parallel plate having at least a plane on the exit side of the parallel light beam and a plane on the incident side, a convex-planar lens having a convex surface, and a concave-plano lens having a concave surface.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる収束レン
ズの実施形態を説明する。実施形態に係る収束レンズ
は、例えば図1に示されるように、図中左側となる平行
光束の入射側から順に、パワーの弱い単レンズの前群G
1と、収束作用を持つ後群G2とから構成されており、前
群G1は球面収差調整のために交換可能である。前群G1
のパワーは、収束レンズ全体の焦点距離をf、前群の焦
点距離をf1として、以下の条件(1)を満たす範囲に定
められる。 |f/f1|<0.100 …(1)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a converging lens according to the present invention will be described below. The convergent lens according to the embodiment includes, for example, as shown in FIG. 1, a front group G of a single lens having a low power in order from the incident side of the parallel light beam on the left side in the figure.
1 and a rear group G2 having a convergence function, and the front group G1 is exchangeable for adjusting spherical aberration. Front group G1
Is defined as a range satisfying the following condition (1), where f is the focal length of the entire converging lens and f1 is the focal length of the front group. | F / f1 | <0.100 (1)

【0008】一般に、球面収差、コマ収差が補正された
レンズでは、レンズに入射する光束の収束の度合(波面
の曲率半径)により球面収差が変化する。平行光束を球
面収差なしに収束させるレンズに発散光を入射させれば
負(アンダー)の球面収差が発生し、収束光を入射させた
場合には正(オーバー)の球面収差が発生する。したがっ
て、上記のようにパワーの弱い前群と収束作用を持つ後
群とで設計上球面収差が補正された収束レンズを構成し
た場合、製造誤差や組み付け誤差に起因して正の球面収
差が発生したときには、設計上(以下、基準状態という)
の前群より光束をより発散させる作用を持つレンズに前
群を交換し、反対に負の球面収差が発生した場合には、
設計上の基準状態の前群より光束をより収束させる作用
を持つレンズに前群を交換することにより、発生した球
面収差を相殺することができる。
In general, in a lens in which spherical aberration and coma are corrected, the spherical aberration changes depending on the degree of convergence of the light beam incident on the lens (the radius of curvature of the wavefront). Negative (under) spherical aberration occurs when divergent light is incident on a lens that converges a parallel light beam without spherical aberration, and positive (over) spherical aberration occurs when convergent light is incident. Therefore, when a converging lens whose spherical aberration is corrected by design is constituted by the front group having weak power and the rear group having converging action as described above, a positive spherical aberration occurs due to a manufacturing error or an assembly error. When it is done, by design (hereinafter referred to as the reference state)
If the front group is replaced with a lens that has a function of diverging the luminous flux more than the front group, and if negative spherical aberration occurs,
By replacing the front group with a lens having a function of converging the light flux more than the front group in the design reference state, the generated spherical aberration can be canceled.

【0009】上記の構成によれば、収束作用を持つ後群
を移動することなしに、前群を交換するのみで球面収差
を補正できるため、調整による新たな収差の発生を防ぐ
ことができる。また、交換される前群が平行光束中に配
置されるため、前群への入射角度が中心部から周辺部に
かけてほぼ均一となり、周辺部の光量低下を防ぐことが
できる。しかも、前群は平行光束中に配置されており、
そのパワーが極めて弱いため、球面収差を補正するため
に前群を交換する際に前群が偏心した場合にも、偏心に
よるコマ収差の発生量を小さく抑えることができる。
According to the above arrangement, since spherical aberration can be corrected only by exchanging the front group without moving the rear group having a convergence function, it is possible to prevent the occurrence of new aberration due to adjustment. In addition, since the front group to be exchanged is disposed in the parallel light beam, the incident angle on the front group becomes substantially uniform from the center to the periphery, so that a decrease in the amount of light in the periphery can be prevented. Moreover, the front group is arranged in a parallel light beam,
Since the power is extremely weak, even when the front unit is decentered when the front unit is replaced to correct spherical aberration, the amount of generation of coma due to decentering can be suppressed to a small value.

【0010】[0010]

【実施例】次に、上述した実施形態の条件を満たす具体
的な実施例を2例提示する。実施例は、何れも紫外域の
光線を用いて回折限界のスポットを形成するための収束
レンズであり、コンパクトディスクより記録密度の大き
いディジタルビデオディスクの原盤作成装置の対物レン
ズとして利用される。紫外域では、十分な透過率を確保
できるレンズ材料は石英ガラスと蛍石に限られるが、蛍
石は硬度が低く加工が困難であるため、実用的には石英
ガラスに限られる。このため、実施例では全てのレンズ
が石英ガラスで構成されている。
Next, two specific examples that satisfy the conditions of the above-described embodiment will be presented. Each of the embodiments is a convergent lens for forming a diffraction-limited spot using ultraviolet rays, and is used as an objective lens of a digital video disc master making apparatus having a higher recording density than a compact disc. In the ultraviolet region, lens materials capable of ensuring a sufficient transmittance are limited to quartz glass and fluorite, but fluorite is practically limited to quartz glass because of its low hardness and difficulty in processing. For this reason, in the embodiment, all the lenses are made of quartz glass.

【0011】[0011]

【実施例1】図1は、実施例1にかかる収束レンズの基
準状態におけるレンズ構成を示す。実施例1の基準状態
での数値構成は表1に示される。表中、NAは開口数、
fは全系の焦点距離(単位:mm)、ωは半画角、fBは
バックフォーカス(単位:mm)、rはレンズ各面の曲率
半径(単位:mm)、dはレンズ厚またはレンズ間隔(単
位:mm)、nは各レンズの波長266nmでの屈折率であ
る。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a lens configuration of a convergent lens according to Embodiment 1 in a reference state. Table 1 shows the numerical configuration of the first embodiment in the reference state. In the table, NA is the numerical aperture,
f is the focal length of the entire system (unit: mm), ω is the half angle of view, fB is the back focus (unit: mm), r is the radius of curvature of each lens surface (unit: mm), d is the lens thickness or lens interval. (Unit: mm), n is the refractive index of each lens at a wavelength of 266 nm.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】実施例1では、前群G1は、基準状態では
上述のように第1面、第2面で表されるパワーを全く持
たない単レンズである平行平面板で構成され、後群G2
は、第3面、第4面で表される入射側に凹面を向けたメ
ニスカス負レンズ、第5面、第6面で表される両凸レン
ズ、第7面、第8面で表される両凹レンズ、第9面、第
10面で表される両凸レンズ、第11面、第12面で表
される両凸レンズ、第13面、第14面で表される入射
側に凸面を向けたメニスカス正レンズ、第15面、第1
6面で表される入射側に凸面を向けたメニスカス正レン
ズが入射側から順に配置して構成されている。
In the first embodiment, the front group G1 is constituted by a parallel plane plate which is a single lens having no power represented by the first surface and the second surface in the reference state as described above.
Is a meniscus negative lens having a concave surface facing the entrance side represented by the third and fourth surfaces, a biconvex lens represented by the fifth and sixth surfaces, and a biconvex lens represented by the seventh and eighth surfaces. A concave lens, a biconvex lens represented by the ninth and tenth surfaces, a biconvex lens represented by the eleventh and twelfth surfaces, and a meniscus positive lens having a convex surface directed to the incident side represented by the thirteenth and fourteenth surfaces. Lens, 15th surface, 1st
A meniscus positive lens having a convex surface facing the incident side represented by six surfaces is arranged in order from the incident side.

【0014】製造誤差等により負の球面収差が発生した
場合には、パワーの弱い正レンズを前群として平行平面
板に代えて挿入し、正の球面収差が発生した場合には、
パワーの弱い負レンズを前群として平行平面板に代えて
挿入する。挿入されるレンズのパワーは、発生した球面
収差、すなわち補正すべき球面収差の大きさに応じて定
められる。製造誤差等による球面収差が発生しない場合
には、前群として基準状態のまま平行平面板を利用す
る。
When a negative spherical aberration occurs due to a manufacturing error or the like, a positive lens having a weak power is inserted as a front group instead of a parallel plane plate, and when a positive spherical aberration occurs,
A negative lens having a weak power is inserted as a front group in place of the plane-parallel plate. The power of the inserted lens is determined according to the generated spherical aberration, that is, the magnitude of the spherical aberration to be corrected. When spherical aberration does not occur due to a manufacturing error or the like, a parallel flat plate is used as a front group in a reference state.

【0015】図2(a)は、実施例1のレンズの基準状態
での球面収差SAおよび正弦条件違反量OSCを示し、
(b)は同じく非点収差(S:サジタル、M:メリディオナル)
を示す。収差量を示す横軸の単位はmmである。図3
(a),(b),(c),(d)は、それぞれ像高0.00mm、0.03
mm、0.05mm、0.07mmにおける実施例1のレンズの基準状
態でのメリディオナル断面の波面収差を示す。波面収差
図の縦軸の単位は波長λである。何れの収差も良好に補
正されていることが理解できる。
FIG. 2A shows the spherical aberration SA and the sine condition violation amount OSC of the lens of Example 1 in the reference state.
(b) is astigmatism (S: sagittal, M: meridional)
Is shown. The unit of the horizontal axis indicating the amount of aberration is mm. FIG.
(a), (b), (c), and (d) show image heights of 0.00 mm and 0.03, respectively.
9 shows the wavefront aberration of the meridional section of the lens of Example 1 in the reference state at mm, 0.05 mm, and 0.07 mm. The unit of the vertical axis of the wavefront aberration diagram is the wavelength λ. It can be seen that all aberrations are well corrected.

【0016】次に、実施例1のレンズが基準状態とは異
なる状態となった場合の性能について説明する。前群G
1として平行平面板に代えて第1面の曲率半径が-24000.
000mm、第2面が平面である極めて弱い負のパワーを有
する凹平レンズを挿入すると、後群G2への入射光が平
行光から僅かに発散する光束となり、負の球面収差が発
生する。図4(a),(b)は、このように前群を凹平レン
ズとした場合の球面収差、正弦条件違反量、非点収差を
それぞれ示す。他の収差を変化させずに球面収差のみが
アンダー側に変化していることが理解できる。
Next, the performance when the lens according to the first embodiment is in a state different from the reference state will be described. Front group G
The radius of curvature of the first surface is -24000 instead of a parallel plane plate as 1.
If a concave lens having an extremely weak negative power and having a flat second surface is 000 mm, the light incident on the rear group G2 becomes a light beam slightly diverging from the parallel light, and negative spherical aberration occurs. FIGS. 4A and 4B respectively show the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism when the front unit is a concave flat lens. It can be understood that only the spherical aberration changes to the under side without changing other aberrations.

【0017】すなわち、製造誤差等によって基準状態で
図4(a)に示されるのと同量の球面収差が図示されるア
ンダー側とは逆方向のオーバー側に発生した場合、上記
の凹平レンズを基準状態の前群である平行平面板に代え
て挿入することにより、他の収差を変化させずに球面収
差をアンダー側に変化させることができ、図2(a)に示
されるのとほぼ同様の状態にまで球面収差を小さくでき
る。
That is, if the same amount of spherical aberration as shown in FIG. 4A occurs in the reference state due to a manufacturing error or the like on the over side in the direction opposite to the under side shown in FIG. Is inserted in place of the parallel plane plate which is the front group in the reference state, the spherical aberration can be changed to the under side without changing other aberrations, which is almost the same as that shown in FIG. The spherical aberration can be reduced to the same state.

【0018】なお、図5は、前群G1を第1面の曲率半
径が-24000.000mmの凹平レンズとした場合の各像高での
波面収差を示している。図3と比較すると、周辺部で約
0.2λ波面が変化することがわかる。また、図6は、
この凹平レンズが1度傾いた場合の波面収差を示してい
る。図5と比較すると、波面が殆ど変化していないこと
がわかる。すなわち、凹平レンズが傾いた場合にも、従
来のように大きなコマ収差は発生しない。
FIG. 5 shows the wavefront aberration at each image height when the front unit G1 is a concave lens having a curvature radius of the first surface of -24000.000 mm. As compared with FIG. 3, it can be seen that the wavefront of about 0.2λ changes at the peripheral portion. Also, FIG.
The wavefront aberration when the concave flat lens is tilted by 1 degree is shown. Compared with FIG. 5, it can be seen that the wavefront hardly changes. That is, even when the concave flat lens is inclined, a large coma aberration is not generated unlike the related art.

【0019】[0019]

【実施例2】図7は、実施例2にかかる収束レンズの基
準状態におけるレンズ構成を示す。実施例2の基準状態
での数値構成は表2に示される。この例でも、全てのレ
ンズが石英で構成されており、屈折率の値は全て共通で
ある。
Second Embodiment FIG. 7 shows a lens configuration of a convergent lens according to a second embodiment in a reference state. Table 2 shows the numerical configuration of the second embodiment in the reference state. Also in this example, all the lenses are made of quartz, and the values of the refractive indexes are all common.

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】実施例2では、前群G1は、基準状態では
上述のように凹平レンズで構成され、後群G2は、実施
例1と同様の7枚のレンズから構成される。すなわち、
基準状態において後群G2には発散光が入射することと
なり、後群の正のパワーが実施例1より大きくなるよう
設計されている。製造誤差等により負の球面収差が発生
した場合には、基準状態より負のパワーが弱い負レンズ
を前群として挿入し、正の球面収差が発生した場合に
は、基準状態より強い負のパワーを持つ負レンズを前群
として挿入する。
In the second embodiment, the front group G1 is composed of a concave flat lens in the reference state as described above, and the rear group G2 is composed of the same seven lenses as in the first embodiment. That is,
In the reference state, divergent light is incident on the rear group G2, and the positive power of the rear group is designed to be larger than that of the first embodiment. When a negative spherical aberration occurs due to a manufacturing error or the like, a negative lens having a weaker negative power than the reference state is inserted as a front group, and when a positive spherical aberration occurs, a negative power stronger than the reference state is generated. Insert a negative lens having as the front group.

【0022】図8(a)は、実施例2のレンズの基準状態
での球面収差および正弦条件違反量OSCを示し、(b)
は同じく非点収差を示す。図9(a),(b),(c),(d)
は、それぞれ像高0.00mm、0.03mm、0.05mm、0.07mmにお
ける実施例2のレンズの基準状態でのメリディオナル断
面の波面収差を示す。何れの収差も良好に補正されてい
ることが理解できる。
FIG. 8A shows the spherical aberration and the sine condition violation amount OSC of the lens of Example 2 in the reference state, and FIG.
Also indicates astigmatism. 9 (a), 9 (b), 9 (c), 9 (d)
Indicates the wavefront aberration of the meridional section in the reference state of the lens of Example 2 at image heights of 0.00 mm, 0.03 mm, 0.05 mm, and 0.07 mm, respectively. It can be seen that all aberrations are well corrected.

【0023】次に、実施例2のレンズが基準状態とは異
なる状態となった場合の性能について説明する。前群G
1として第1面の曲率半径-200.000mmの凹平レンズに代
えて第1面の曲率半径が-198.320mmの凹平レンズを挿入
すると、後群G2への入射光の発散度が僅かに大きくな
り、負の球面収差が発生する。図10(a),(b)は、こ
のように前群を第1面の曲率半径が-198.320mmの凹平レ
ンズとした場合の球面収差、正弦条件違反量、非点収差
をそれぞれ示す。他の収差を変化させずに球面収差のみ
がアンダー側に変化していることが理解できる。
Next, the performance when the lens of the second embodiment is in a state different from the reference state will be described. Front group G
When a concave lens with a radius of curvature of -198.320 mm on the first surface is inserted instead of the concave lens with a radius of curvature of -200.000 mm on the first surface as 1, the divergence of light incident on the rear group G2 is slightly larger. And negative spherical aberration occurs. FIGS. 10A and 10B respectively show the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism when the front unit is a concave flat lens whose first surface has a radius of curvature of -198.320 mm. It can be understood that only the spherical aberration changes to the under side without changing other aberrations.

【0024】すなわち、製造誤差等によって基準状態で
図10(a)に示されるのと同量の球面収差が図示される
アンダー側でなく逆方向のオーバー側に発生した場合、
前群G1の凹平レンズを第1面の曲率半径が-200.000mm
である基準状態の素子から第1面の曲率半径が-198.320
mmである素子に変更することにより、他の収差を変化さ
せずに球面収差をアンダー側に変化させることができ、
図8(a)に示されるのとほぼ同様の状態にまで球面収差
を小さくできる。
That is, if the same amount of spherical aberration as shown in FIG. 10A occurs in the reference state due to a manufacturing error or the like in the opposite over side instead of the under side as shown in FIG.
The concave flat lens of the front group G1 has a curvature radius of the first surface of -200.000mm
The radius of curvature of the first surface from the element in the reference state is -198.320
By changing to an element that is mm, spherical aberration can be changed to the under side without changing other aberrations,
The spherical aberration can be reduced to a state almost similar to that shown in FIG.

【0025】なお、図11は、前群G1を第1面の曲率
半径が-198.320mmの凹平レンズとした場合の各像高での
波面収差を示している。図9と比較すると、周辺部で約
0.2λ波面が変化することがわかる。また、図12
は、基準状態の凹平レンズが1度傾いた場合の波面収差
を示している。図9と比較すると、像高0.07mmにおいて
波面が僅かに変化している。この変化は非点隔差の発生
による。
FIG. 11 shows the wavefront aberration at each image height when the front unit G1 is a concave lens having a curvature radius of the first surface of -198.320 mm. It can be seen from the comparison with FIG. 9 that the wavefront of about 0.2λ changes at the peripheral portion. FIG.
Shows the wavefront aberration when the concave flat lens in the reference state is tilted by 1 degree. As compared with FIG. 9, the wavefront slightly changes at an image height of 0.07 mm. This change is due to the occurrence of astigmatic difference.

【0026】図13は、基準状態の前群G1である第1
面の曲率半径が-200.000mmの凹平レンズが光軸と直交す
る方向に0.20mm偏心した場合の波面収差図であり、図1
4は基準状態の前群G1が光軸に沿って後群から離れる
方向に1.0mm移動した場合の波面収差図である。それぞ
れ図9と比較することにより、波面が偏心によっては殆
ど影響されず、光軸方向の移動によって僅かに影響を受
けることが理解できる。ただし、前群G1の偏心や光軸
方向の移動に対する収差への影響の感度は極めて小さい
ため、通常の取付精度内の誤差であれば、レンズ全体の
性能を劣化させることはない。
FIG. 13 shows the first group G1 in the front group G1 in the reference state.
FIG. 1 is a wavefront aberration diagram when a concave flat lens having a surface curvature radius of -200.000 mm is decentered by 0.20 mm in a direction perpendicular to the optical axis.
4 is a wavefront aberration diagram when the front group G1 in the reference state moves 1.0 mm away from the rear group along the optical axis. By comparing each with FIG. 9, it can be understood that the wavefront is hardly affected by the eccentricity and slightly affected by the movement in the optical axis direction. However, since the sensitivity of the front group G1 to the aberration with respect to the eccentricity and the movement in the optical axis direction is extremely small, any error within the normal mounting accuracy does not degrade the performance of the entire lens.

【0027】実施例1は、基準状態の前群G1を平行平
面板とすることにより、製造誤差等により球面収差が発
生した場合に平行平面板に代えて用いられる前群G1の
パワーも極めて弱いものとなり、前群に傾きが生じた場
合にも非点隔差、コマ収差は殆ど発生しない。ただし、
基準状態で用いる場合、平面である前群の第1面、第2
面で反射が生じると、反射によるゴースト光と媒体から
反射して収束レンズを射出した光とが共に平行光となっ
て信号の検出位置に集光して信号にノイズが発生するた
め、これを防ぐためには第1面に反射防止膜を施す必要
がある。
In the first embodiment, since the front group G1 in the reference state is a parallel plane plate, the power of the front group G1 used in place of the parallel plane plate is extremely weak when spherical aberration occurs due to a manufacturing error or the like. As a result, even when the front group is tilted, almost no astigmatic difference and coma aberration occur. However,
When used in the reference state, the first surface, the second surface
When reflection occurs on the surface, the ghost light due to the reflection and the light reflected from the medium and emitted from the converging lens are both collimated light and condensed at the signal detection position to generate noise in the signal. To prevent this, it is necessary to apply an antireflection film to the first surface.

【0028】これに対して実施例2では、基準状態の前
群G1の第1面が凹面であるため、第1面、第2面での
反射光は平行光とはならず、媒体から反射して収束レン
ズを射出した平行光の集光位置、すなわち信号の検出位
置には集光しない。したがって、ゴースト光によるノイ
ズの発生を防ぐことができる。この観点からは、基準状
態での前群のパワーは、予測される範囲の球面収差を補
正するために必要とされる前群のパワーの範囲が「0」
を含まないように、すなわち、補正すべき球面収差が範
囲内のいずれの値をとった場合にも前群が平行平面板と
ならないように定めることが望ましい。
On the other hand, in the second embodiment, since the first surface of the front group G1 in the reference state is concave, the light reflected on the first surface and the second surface does not become parallel light but is reflected from the medium. Then, the light is not condensed at the converging position of the parallel light emitted from the converging lens, that is, the signal detecting position. Therefore, generation of noise due to ghost light can be prevented. From this viewpoint, the power of the front group in the reference state is such that the power range of the front group required to correct the spherical aberration in the expected range is “0”.
That is, it is desirable that the front group is not formed into a parallel plane plate when the spherical aberration to be corrected takes any value within the range.

【0029】例えば、前群として凹平レンズを用いる場
合、製造誤差等によって負の球面収差が発生した場合、
これをオーバー側に変化させて補正するためには前群の
発散パワーを弱くするために凹面である第1面の曲率半
径を大きくする必要がある。このとき、予測される最大
限の負の球面収差が発生した場合にも、これを補正する
ための第1面の形状が凹面を保ち、平面、凸面とならな
いように許容幅を持たせて基準状態の凹面の曲率半径を
定める必要がある。ただし、第1面の曲率半径の絶対値
が小さくなるほど前群が傾いた場合の非点隔差が大きく
なるため、非点隔差の発生を実用上問題とならないレベ
ルに抑えるために、前群のパワーは前述の条件(1)を満
たす範囲に限定される。条件(1)を満たす場合には、前
群の傾きを0.1度程度以内に抑えることを前提する
と、非点隔差の発生を実用上問題とならないレベルに抑
えることができる。なお、実施例2では、基準状態の前
群G1として凹平レンズを用いているが、後群の正のパ
ワーを弱くすれば、凸平レンズを前群として用いること
もできる。
For example, when a concave flat lens is used as the front group, when a negative spherical aberration occurs due to a manufacturing error or the like,
In order to correct this by changing it to the over side, it is necessary to increase the radius of curvature of the concave first surface in order to weaken the diverging power of the front group. At this time, even when the maximum possible negative spherical aberration occurs, the shape of the first surface for correcting the negative spherical aberration has a concave surface, and has an allowable width so as not to be a flat surface or a convex surface. It is necessary to determine the radius of curvature of the concave surface in the state. However, the smaller the absolute value of the radius of curvature of the first surface, the larger the astigmatic difference when the front group is tilted. Therefore, in order to suppress the occurrence of astigmatic difference to a level that does not pose a practical problem, the power of the front group is reduced. Is limited to a range that satisfies the above condition (1). If the condition (1) is satisfied, the occurrence of astigmatic difference can be suppressed to a level that does not pose a practical problem, assuming that the inclination of the front group is suppressed to about 0.1 degrees or less. In the second embodiment, a concave flat lens is used as the front group G1 in the reference state. However, if the positive power of the rear group is reduced, a convex flat lens can be used as the front group.

【0030】実施例の収束レンズを実際に鏡筒に組み付
ける場合、基準状態の前群が実施例1のような平行平面
板である場合には、基準状態の球面収差は後群のみによ
り発生するため、前群をつけずに後群のみを組み付けて
干渉計により球面収差を測定する。球面収差が発生して
いない場合には基準状態通りに平行平面板を前群として
取り付け、球面収差が発生している場合にはその発生量
に応じた曲率半径を持つレンズを前群として取り付け
る。基準状態の前群が実施例2のようにパワーを持つ場
合には、後群を組み付けた後に基準状態の前群を仮止め
し、干渉計により球面収差を測定する。球面収差が発生
していない場合には基準状態の前群を固定し、球面収差
が発生している場合にはその発生量に応じた曲率半径を
持つレンズを前群として取り付ける。
When the converging lens of the embodiment is actually assembled to the lens barrel, if the front group in the reference state is a parallel flat plate as in the first embodiment, spherical aberration in the reference state is generated only by the rear group. Therefore, only the rear group is assembled without the front group, and the spherical aberration is measured by the interferometer. When spherical aberration does not occur, a parallel plane plate is mounted as a front group as in the reference state, and when spherical aberration occurs, a lens having a radius of curvature corresponding to the amount of generation is mounted as a front group. When the front group in the reference state has power as in the second embodiment, the front group in the reference state is temporarily fixed after the rear group is assembled, and spherical aberration is measured by an interferometer. When no spherical aberration occurs, the front group in the reference state is fixed, and when spherical aberration occurs, a lens having a radius of curvature according to the amount of generation is attached as the front group.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、収束レンズをパワーの弱い前群と正のパワーを持つ
後群とに分けたため、前群を交換することにより球面収
差を容易に高精度に補正することが可能となる。前群は
平行光中に位置するため、周辺部の光量低下が少ない。
また、前群の偏心や傾きに対する偏心コマ収差等のレン
ズ全体の性能変化の感度は極めて小さいため、前群の組
み付けについては高い精度が要求されず、交換、組付け
が容易である。
As described above, according to the present invention, the converging lens is divided into a front group having a weak power and a rear group having a positive power, so that the spherical aberration can be easily reduced by exchanging the front group. Correction can be performed with high accuracy. Since the front group is located in the parallel light, there is little decrease in the amount of light in the peripheral portion.
Further, since the sensitivity of the performance change of the whole lens such as the eccentric coma aberration to the eccentricity and inclination of the front group is extremely small, high accuracy is not required for assembling the front group, and replacement and assembling are easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1の収束レンズの基準状態でのレンズ
図である。
FIG. 1 is a lens diagram of a convergent lens according to a first embodiment in a reference state.

【図2】 実施例1の収束レンズの基準状態での球面収
差、正弦条件違反量、非点収差を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism in the reference state of the converging lens of Example 1.

【図3】 実施例1の収束レンズの基準状態でのメリデ
ィオナル断面の波面収差を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a wavefront aberration of a meridional section in a reference state of the converging lens of the first embodiment.

【図4】 実施例1の収束レンズの前群を入れ換えた場
合の球面収差、正弦条件違反量、非点収差を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism when the front group of the converging lens of Example 1 is replaced.

【図5】 実施例1の収束レンズの前群を入れ換えた場
合のメリディオナル断面の波面収差を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing the wavefront aberration of the meridional section when the front group of the converging lens of Example 1 is replaced.

【図6】 実施例1の収束レンズの入れ換えられた前群
が1度傾いた場合のメリディオナル断面の波面収差を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the wavefront aberration of the meridional section when the front group in which the converging lens of Example 1 is replaced is tilted by 1 degree.

【図7】 実施例2の収束レンズの基準状態でのレンズ
図である。
FIG. 7 is a lens diagram of a convergent lens according to a second embodiment in a reference state.

【図8】 実施例2の収束レンズの基準状態での球面収
差、正弦条件違反量、非点収差を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism in the reference state of the converging lens of the second embodiment.

【図9】 実施例2の収束レンズの基準状態でのメリデ
ィオナル断面の波面収差を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a wavefront aberration of a meridional section in a reference state of the converging lens of the second embodiment.

【図10】 実施例2の収束レンズの前群を入れ換えた
場合の球面収差、正弦条件違反量、非点収差を示すグラ
フである。
FIG. 10 is a graph showing the spherical aberration, the sine condition violation amount, and the astigmatism when the front group of the converging lens of Example 2 is replaced.

【図11】 実施例2の収束レンズの前群を入れ換えた
場合のメリディオナル断面の波面収差を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing the wavefront aberration of the meridional section when the front group of the converging lens of Example 2 is replaced.

【図12】 実施例2の収束レンズの基準状態から前群
が1度傾いた場合のメリディオナル断面の波面収差を示
すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a wavefront aberration of a meridional section when the front unit is tilted by 1 degree from the reference state of the converging lens of the second embodiment.

【図13】 実施例2の収束レンズの基準状態から前群
が0.2mm偏心した場合のメリディオナル断面の波面収差
を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the wavefront aberration of the meridional section when the front unit is decentered by 0.2 mm from the reference state of the converging lens of the second embodiment.

【図14】 実施例2の収束レンズの基準状態から前群
が後群から離れる方向に1.0mm移動した場合のメリディ
オナル断面の波面収差を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the wavefront aberration of the meridional section when the front lens group moves 1.0 mm away from the rear lens group from the reference state of the converging lens of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G1 前群 G2 後群 G1 front group G2 rear group

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平行光束を収束させるレンズであって、
前記平行光束の入射側から順に、以下の条件を満たすパ
ワーの弱い単レンズの前群と、収束作用を持つ後群とか
ら構成され、前記前群は球面収差調整のために交換可能
であることを特徴とする収束レンズ。 |f/f1|<0.100 ただし、fは収束レンズ全体の焦点距離、f1は前群の
焦点距離である。
1. A lens for converging a parallel light beam,
In order from the incident side of the parallel light beam, the front lens group includes a front group of a single lens having a weak power satisfying the following conditions, and a rear group having a converging action, and the front group is interchangeable for adjusting spherical aberration. A convergent lens characterized by the following. | F / f1 | <0.100 where f is the focal length of the entire converging lens, and f1 is the focal length of the front group.
【請求項2】 前記前群は、前記平行光束の入射側が曲
面、射出側が平面であることを特徴とする請求項1に記
載の収束レンズ。
2. The converging lens according to claim 1, wherein the front group has a curved surface on the incident side of the parallel light beam and a flat surface on the exit side.
【請求項3】 前記前群、後群の全てのレンズ素子が石
英ガラスにより形成されており、紫外域の平行光束を収
束させることを特徴とする請求項1または2に記載の収
束レンズ。
3. The converging lens according to claim 1, wherein all the lens elements of the front group and the rear group are formed of quartz glass, and converge a parallel light beam in an ultraviolet region.
JP27756096A 1996-09-28 1996-09-28 Converging lens Pending JPH10104506A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27756096A JPH10104506A (en) 1996-09-28 1996-09-28 Converging lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27756096A JPH10104506A (en) 1996-09-28 1996-09-28 Converging lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10104506A true JPH10104506A (en) 1998-04-24

Family

ID=17585228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27756096A Pending JPH10104506A (en) 1996-09-28 1996-09-28 Converging lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10104506A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109061855A (en) * 2015-07-01 2018-12-21 大立光电股份有限公司 Optical camera lens group and image-taking device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109061855A (en) * 2015-07-01 2018-12-21 大立光电股份有限公司 Optical camera lens group and image-taking device
CN109061855B (en) * 2015-07-01 2020-10-30 大立光电股份有限公司 Optical camera lens assembly and image capturing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3563747B2 (en) Objective lens
US6819504B2 (en) High NA objective lens for optical pick-up
JP2902435B2 (en) Objective lens system for optical information recording / reproducing device
JP3704833B2 (en) Objective lens and recording / reproducing apparatus
JP4014840B2 (en) Coma aberration correcting element and optical system for optical head using the same
JP2008032991A (en) Reference lens for interferometer
JPH0428282B2 (en)
JPS61163308A (en) Refractive index distributed single lens
JPH0638130B2 (en) Gradient index lens
JPH04355419A (en) Objective lens
JPH10104506A (en) Converging lens
JPH09185836A (en) Optical system for recording and reproducing optical information recording medium
JP2000162503A (en) Reflection micro-optical system
JP3088128B2 (en) How to adjust the objective lens
JPH0411846B2 (en)
US4668055A (en) Lens for an optical recording/reproducing apparatus and optical recording/reproducing apparatus using same
JPH0823626B2 (en) Objective lens for optical disc
JP2842620B2 (en) Collimating lens for optical recording / reproducing device
JPH0248882B2 (en)
JPS6259912A (en) Large-diameter single lens
JPS61277913A (en) Image forming lens
JPH11258497A (en) Objective lens optical system
JPH10104510A (en) Ultraviolet ray converging lens
JP3014311B2 (en) Objective lens system with variable disk substrate thickness
JP2511275B2 (en) Optical system for recording / reproducing optical information media