JPH1082951A - 対物レンズ系 - Google Patents

対物レンズ系

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JPH1082951A
JPH1082951A JP8236281A JP23628196A JPH1082951A JP H1082951 A JPH1082951 A JP H1082951A JP 8236281 A JP8236281 A JP 8236281A JP 23628196 A JP23628196 A JP 23628196A JP H1082951 A JPH1082951 A JP H1082951A
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JP
Japan
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lens
conjugate distance
distance side
long conjugate
aspherical
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JP8236281A
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Hidenori Aizawa
英徳 相澤
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高開口数を達成するとともに、軸外収差補正を
良好に行うこと。 【解決手段】長い共役距離側から順に、長い共役距離側
に凸面を向けた第1レンズL1と、長い共役距離側に凸
面を向けた第2レンズL2とからなり、これらの第1レ
ンズおよび第2レンズは、ともに非球面を有するように
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ系に関
し、特に光ディスク上の情報を光学的に読みとる、ある
いは光ディスク上へ情報を光学的に書き込むための光学
系に好適な対物レンズ系に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光ディスク用の対物レンズ系とし
ては、3枚以上の球面レンズからなるものや、両面非球
面の単レンズからなるものや、第1面が非球面であるレ
ンズと球面レンズとの組み合わせからなるものなどが知
られている。ここで、両面非球面の単レンズからなるも
のとしては、例えば特開昭61−56314号に開示さ
れており、第1面が非球面であるレンズと球面レンズと
の組み合わせからなるものとしては、例えば特開昭62
−27711号に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されている対物レンズ系は、開口数がたかだか
0.60程度までの収差補正しか考慮されておらず、そ
れ以上の開口数においては、上記公報に開示されている
対物レンズ系では回折限界までの収差補正や軸外域の収
差補正を実現することは困難であった。
【0004】そこで、本発明は、高開口数を達成すると
ともに、軸外収差補正を良好に行うことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる対物レンズ系は、長い共役距離側
から順に、長い共役距離側に凸面を向けた第1レンズ
と、長い共役距離側に凸面を向けた第2レンズとからな
り、これらの第1レンズおよび第2レンズは、ともに非
球面を有するように構成されるものである。
【0006】本発明の好ましい態様においては、第1レ
ンズ中の非球面は、長い共役距離側の凸面に設けられて
おり、第2レンズ中の非球面は、長い共役距離側の凸面
に設けるように構成される。また、本発明においては、
以下の条件を満足することが好ましい。 (1) 0.5<f1/f2<1.6 但し、 f1:第1レンズの焦点距離、 f2:第2レンズの焦点距離、 である。
【0007】また、本発明において、第1および第2レ
ンズは以下の条件を満足することが好ましい。 (2) 0.6<(r2+r1)/(r2−r1)<1.8 (3) 0.6<(r4+r3)/(r4−r3)<5.5 但し、 r1:第1レンズにおける長い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r2:第1レンズにおける短い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r3:第2レンズにおける長い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r4:第2レンズにおける短い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に説明する発明の実施の形態
では、物点が無限遠に位置する無限遠使用状態を想定し
ており、長い共役距離とは無限遠を指す。しかしなが
ら、本発明は無限遠使用状態に限られることなく、物点
が有限距離にある有限距離使用状態であっても良い。こ
こで、下記の説明は無限遠使用状態においても有限距離
使用状態においても成立するものである。
【0009】以下、本発明の実施の形態のレンズ構成図
である図1を参照して説明する。図1において、本発明
の実施の形態にかかる対物レンズ系は、長い共役距離側
から順に、長い共役距離側に凸面を向けた第1レンズL
1と、長い共役距離側に凸面を向けた第2レンズL2と
からなる。そして、これらの第1レンズL1および第2
レンズL2は、ともに非球面を有するように構成され
る。
【0010】上述の構成により、非常に高い開口数にお
いても極めて良好な球面収差の補正が実現でき、さらに
はサイン・コンディション(正弦条件)の補正も良好に
行うことができる。仮に、第1レンズL1および第2レ
ンズL2を球面レンズで構成した場合には、高い開口数
における球面収差が補正しきれず、かつ軸外収差も補正
することができない。また、第1レンズおよび第2レン
ズL2のいずれか一方を非球面レンズで構成し、他方を
球面レンズで構成した場合には、高い開口数において球
面収差はある程度補正できるが、サイン・コンディショ
ンについては補正することができないため、軸外収差の
発生量が大きくなり過ぎてしまう。
【0011】また、本実施の形態にかかる対物レンズ系
では、第1レンズL1中の非球面は、長い共役距離側の
凸面に設けられており、第2レンズL2中の非球面は、
長い共役距離側の凸面に設けられている。本実施の形態
にかかる対物レンズ系では、第1レンズL1および第2
レンズL2の長い共役距離側の凸面において、光線が強
く屈折されるように構成されており、これらの凸面では
収差が発生しやすい傾向にある。そこで、本実施の形態
にかかる対物レンズ系では、これらの凸面での収差の発
生を非球面によって抑える構成としており、全体として
の収差を良好に維持している。
【0012】仮に、第1レンズL1および第2レンズL
2における短い共役距離側のレンズ面のみに非球面を設
けた構成とした場合には、収差が発生するレンズ面とそ
れを補正するレンズ面とが異なるため、収差補正の自由
度が減少することになり好ましくない。また、本実施の
形態にかかる対物レンズ系では、以下の条件を満足する
ことが好ましい。 (1) 0.5<f1/f2<1.6 但し、 f1:第1レンズの焦点距離、 f2:第2レンズの焦点距離、 である。
【0013】この条件(1)は、第1レンズL1および
第2レンズL2の屈折力配分をほぼ均等にして各レンズ
における収差補正量を分担させるためのものである。こ
の条件(1)の範囲を外れるときには、ほぼ均等な屈折
力配分がくずれて収差の甚大なる発生を招き、本発明の
如き2枚構成のものでは収差を補正しきれなくなるため
好ましくない。
【0014】また、本実施の形態にかかる対物レンズ系
では、以下の条件を満足することが好ましい。 (2) 0.6<(r2+r1)/(r2−r1)<1.8 (3) 0.6<(r4+r3)/(r4−r3)<5.5 但し、 r1:第1レンズにおける長い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r2:第1レンズにおける短い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r3:第2レンズにおける長い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 r4:第2レンズにおける短い共役距離側のレンズ面の
曲率半径、 である。
【0015】この条件(2)および(3)は、第1レン
ズL1および第2レンズL2の形状を球面収差が最小と
なる形状に規定するものである。第1レンズL1および
第2レンズL2が条件(2)および(3)の範囲から外
れる場合には、各レンズからの球面収差が甚大となるた
め好ましくない。
【0016】
【実施例】以下に数値実施例を説明する。ここで、図
1、図3、図5、図7、図9および図11は、それぞれ
実施例1〜6のレンズ構成図である。図1において、実
施例1の対物レンズ系は、図1に示すように、長い共役
距離側から順に、長い共役距離側に強い曲率の面を向け
た両凸形状の正レンズL1(長い共役距離側に凸面を向
けた第1レンズ)と、長い共役距離側に凸面を向けたメ
ニスカス形状の正レンズL2(長い共役距離側に凸面を
向けた第2レンズ)とから構成される。
【0017】図3に示す実施例2、図5に示す実施例
3、そして図7に示す実施例4の対物レンズ系の構成
は、図1の実施例1とほぼ同様であるため、ここでは説
明を省略する。次に、図9に示す実施例5の対物レンズ
系は、長い共役距離側から順に、長い共役距離側に強い
曲率の面を向けた両凸形状の正レンズL1(長い共役距
離側に凸面を向けた第1レンズ)と、長い共役距離側に
強い曲率の面を向けた両凸形状の正レンズL2(長い共
役距離側に凸面を向けた第2レンズ)とから構成され
る。
【0018】そして、図11に示す実施例6の対物レン
ズ系は、長い共役距離側から順に、長い共役距離側に凸
面を向けたメニスカス形状の正レンズL1(長い共役距
離側に凸面を向けた第1レンズ)と、長い共役距離側に
凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL2(長い共役
距離側に凸面を向けた第2レンズ)とから構成される。
【0019】以下の表1〜表6に実施例1〜6の諸元を
掲げる。各表において、左端の数字は長い共役距離側か
らの面番号、rは曲率半径、dはレンズ中心厚および面
間隔、nは波長638nmにおける屈折率(空白はn=
1.00000)を表し、NAは短い共役距離側の開口
数、fは焦点距離、ωは半画角、WDは作動距離(ワー
キング・ディスタンス)を表す。
【0020】また、非球面形状は、光軸に垂直な方向に
おける高さをy、高さyにおける光軸方向の変位量を
X、非球面頂点における曲率半径をr、円錐係数をK、
i次の非球面係数をCiとするとき、以下の式(4)に
よって表される。
【0021】
【数1】
【0022】なお、各実施例においては、カバーガラス
CGも含めて収差補正がなされているため、各表にはそ
の諸元も併せて示している。
【0023】
【表1】[実施例1] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 2.28809 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 -32.05776 0.1 3 1.71000 (非球面) 1.75 1.48897 (L2) 4 20.05560 0.30631(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K = 0.0 C2 = 0.0 C4 = 0.51604×10-26 =-0.79721×10-38 = 0.24481×10-310=-0.38909×10-4 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 1.0 C2 = 0.0 C4 =-1.0422×10-26 = 1.2754×10-28 =-1.1570×10-210= 4.1095×10-3 [実施例1の条件対応数値] (1) f1/f2=1.207 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=0.867 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=1.186
【0024】
【表2】[実施例2] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 2.00000 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 -32.05776 0.1 3 1.72000 (非球面) 1.5 1.48897 (L2) 4 4.22668 0.30387(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K =-0.0733 C2 = 0.0 C4 = 9.54444×10-36 =-5.88316×10-48 = 2.74737×10-410=-4.75614×10-5 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 1.2947 C2 = 0.0 C4 =-2.42997×10-26 = 5.49369×10-38 =-8.35170×10-310= 3.33582×10-3 [実施例2の条件対応数値] (1) f1/f2=0.796 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=0.883 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=2.372
【0025】
【表3】[実施例3] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 1.95000 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 -32.05776 0.1 3 1.72000 (非球面) 1.5 1.48897 (L2) 4 3.25893 0.26834(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K =-0.0496 C2 = 0.0 C4 = 9.83387×10-36 =-3.34561×10-48 = 2.89993×10-410=-5.10293×10-5 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 1.3067 C2 = 0.0 C4 =-2.52340×10-26 =-4.09883×10-48 =-5.96913×10-310= 2.98890×10-3 [実施例3の条件対応数値] (1) f1/f2=0.682 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=0.885 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=3.235
【0026】
【表4】[実施例4] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 1.90000 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 -32.05776 0.1 3 1.71991 (非球面) 1.5 1.48897 (L2) 4 2.50586 0.23091(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K = 0.0028 C2 = 0.0 C4 = 9.75437×10-36 =-9.14090×10-58 = 3.14762×10-410=-5.46409×10-5 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 1.2939 C2 = 0.0 C4 =-2.69469×10-26 =-6.99906×10-38 =-2.64339×10-310= 2.42307×10-3 [実施例4の条件対応数値] (1) f1/f2=0.545 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=0.888 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=5.377
【0027】
【表5】[実施例5] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 2.57000 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 -32.05776 0.1 3 1.66154 (非球面) 1.85 1.48897 (L2) 4 -45.78647 0.36047(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K =-2.0691 C2 = 0.0 C4 = 1.77574×10-26 =-2.48766×10-38 = 3.30398×10-410=-3.47252×10-5 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 0.2007 C2 = 0.0 C4 = 1.93026×10-26 = 3.74567×10-38 = 5.46886×10-410= 1.11755×10-3 [実施例5の条件対応数値] (1) f1/f2=1.500 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=0.852 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=0.930
【0028】
【表6】[実施例6] NA=0.90 f=2.520 ω=0.6° r d n 1 2.05000 (非球面) 2.5 1.48897 (L1) 2 10.00000 0.02 3 1.49440 (非球面) 1.5 1.48897 (L2) 4 12.83239 0.40746(WD) 5 ∞ 0.1 1.48897 (CG) 6 ∞ [非球面係数(第1面:第1レンズL1)] K = 0.1917 C2 = 0.0 C4 = 6.14930×10-36 =-3.20146×10-48 = 3.99965×10-410=-5.69546×10-5 [非球面係数(第3面:第2レンズL2)] K = 0.2426 C2 = 0.0 C4 = 1.18023×10-26 = 4.58195×10-38 =-7.18524×10-310= 4.22572×10-3 [実施例6の条件対応数値] (1) f1/f2=1.442 (2) (r2+r1)/(r2−r1)=1.516 (3) (r4+r3)/(r4−r3)=1.264 次に、上記実施例1〜6にかかる対物レンズ系の収差図
を掲げる。ここで、図2は実施例1、図4は実施例2、
図6は実施例3、図8は実施例4、図10は実施例5、
そして図12は実施例6にかかる対物レンズ系の諸収差
図である。各実施例の諸収差図において、NAは短い共
役距離側の開口数、Yは像高を表す。また、球面収差図
においては正弦条件(サイン・コンディション)を破線
で併せて示し、非点収差図においては、メリジオナル像
面を破線で、サジタル像面を実線で示している。
【0029】各諸収差図に示す通り、実施例1〜6の対
物レンズ系によれば、0.90という非常に高い開口数
を得ることができ、軸上はもちろんのこと軸外まで良好
に収差補正がなされていることがわかる。
【0030】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、高開口数
でありながら軸上収差のみならず軸外収差も良好な対物
レンズ系を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施例1のレンズ構成図であ
る。
【図2】実施例1の諸収差図である。
【図3】本発明にかかる実施例2のレンズ構成図であ
る。
【図4】実施例2の諸収差図である。
【図5】本発明にかかる実施例3のレンズ構成図であ
る。
【図6】実施例3の諸収差図である。
【図7】本発明にかかる実施例4のレンズ構成図であ
る。
【図8】実施例4の諸収差図である。
【図9】本発明にかかる実施例5のレンズ構成図であ
る。
【図10】実施例5の諸収差図である。
【図11】本発明にかかる実施例6のレンズ構成図であ
る。
【図12】実施例6の諸収差図である。
【符号の説明】
L1:第1レンズ、 L2:第2レンズ、 CG:カバーガラス、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長い共役距離側から順に、長い共役距離側
    に凸面を向けた第1レンズと、長い共役距離側に凸面を
    向けた第2レンズとからなり、 前記第1レンズおよび前記第2レンズは、ともに非球面
    を有することを特徴とする対物レンズ系。
  2. 【請求項2】前記第1レンズ中の非球面は、前記長い共
    役距離側の凸面に設けられており、 前記第2レンズ中の非球面は、前記長い共役距離側の凸
    面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の対
    物レンズ系。
  3. 【請求項3】以下の条件を満足することを特徴とする請
    求項1または2記載の対物レンズ系。 0.5<f1/f2<1.6 但し、 f1:前記第1レンズの焦点距離、 f2:前記第2レンズの焦点距離、 である。
  4. 【請求項4】前記第1および第2レンズは以下の条件を
    満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一
    項記載の対物レンズ系。 0.6<(r2+r1)/(r2−r1)<1.8 0.6<(r4+r3)/(r4−r3)<5.5 但し、 r1:前記第1レンズにおける長い共役距離側のレンズ
    面の曲率半径、 r2:前記第1レンズにおける短い共役距離側のレンズ
    面の曲率半径、 r3:前記第2レンズにおける長い共役距離側のレンズ
    面の曲率半径、 r4:前記第2レンズにおける短い共役距離側のレンズ
    面の曲率半径、 である。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188528B1 (en) 1998-07-09 2001-02-13 Sony Corporation Optical lens, and optical pickup and optical disc apparatus using such lens

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US6188528B1 (en) 1998-07-09 2001-02-13 Sony Corporation Optical lens, and optical pickup and optical disc apparatus using such lens

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