JPS61163308A - 屈折率分布型単レンズ - Google Patents
屈折率分布型単レンズInfo
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- JPS61163308A JPS61163308A JP60003997A JP399785A JPS61163308A JP S61163308 A JPS61163308 A JP S61163308A JP 60003997 A JP60003997 A JP 60003997A JP 399785 A JP399785 A JP 399785A JP S61163308 A JPS61163308 A JP S61163308A
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- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 29
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 7
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、不均質媒質を用いたレンズで特に光学式ビデ
オディスク等の対物レンズとして用いられる屈折率分布
型単レンズに関するものである。
オディスク等の対物レンズとして用いられる屈折率分布
型単レンズに関するものである。
光学式ビデオディスク等のように記録媒体上に高密度に
記録されている情報の記録再生に使用されている対物レ
ンズは、この対物レンズを直接駆動するために小型、軽
量であることが要求される。
記録されている情報の記録再生に使用されている対物レ
ンズは、この対物レンズを直接駆動するために小型、軽
量であることが要求される。
また記録媒体上に集光させるスポット径をより小さくす
るために高ＮＡのものが要求される。
るために高ＮＡのものが要求される。
このような対物レンズとして従来は均質球面レンズを数
枚組合わせたものや、特に小型、軽量を目的とするもの
として均質非球面単レンズが用いられている。
枚組合わせたものや、特に小型、軽量を目的とするもの
として均質非球面単レンズが用いられている。
更に最近では、これら均質レンズとは別に加工の経済性
、小型軽量化のために不均質媒質を用いた屈折率分布型
単レンズが知られている。これら屈折率分布型単レンズ
のうち初期のものは、球面収差の補正のみにとどまって
いるが、その後、屈折率分布型単レンズの端面を適宜な
球面にすることによって屈折率分布の高次の項を制御し
て球面収差の補正だけでなく、コマ収差（正弦条件）を
も補正したレンズが知られている。それは、例えば特開
昭５８−１２２５１２号、特開昭５９−６２８１５号の
各公報に記載されたものである。これらの従来例のうち
、前者は屈折率分布をｎ＝ｎ０ｏ＋ｎ１ｏｒ２＋ｎ２ｏ
ｒ’ にて表わし、二つの屈折面の曲率と屈折率分布
の高次の項のｎ、。＋ ｎ２ｏを調整することによって
３次の収差係数をほぼ零に調整している。又後者は屈折
率分布をｎ２＝ｎ０２｛１（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇｒ ）
’ 十ｈａ （ｇｒ ）’ ） にて表わし二つの面の
曲率と屈折率分布の高次の項ｈ４．ｈａとを調整して球
面収差、正弦条件をほぼ零にしている。これら二つの従
来例のうち前者は、収差補正が実用レベルに達していな
いが後者は十分収差補正がなされており、収差面からみ
た場合実用レベルに達していると言える。
、小型軽量化のために不均質媒質を用いた屈折率分布型
単レンズが知られている。これら屈折率分布型単レンズ
のうち初期のものは、球面収差の補正のみにとどまって
いるが、その後、屈折率分布型単レンズの端面を適宜な
球面にすることによって屈折率分布の高次の項を制御し
て球面収差の補正だけでなく、コマ収差（正弦条件）を
も補正したレンズが知られている。それは、例えば特開
昭５８−１２２５１２号、特開昭５９−６２８１５号の
各公報に記載されたものである。これらの従来例のうち
、前者は屈折率分布をｎ＝ｎ０ｏ＋ｎ１ｏｒ２＋ｎ２ｏ
ｒ’ にて表わし、二つの屈折面の曲率と屈折率分布
の高次の項のｎ、。＋ ｎ２ｏを調整することによって
３次の収差係数をほぼ零に調整している。又後者は屈折
率分布をｎ２＝ｎ０２｛１（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇｒ ）
’ 十ｈａ （ｇｒ ）’ ） にて表わし二つの面の
曲率と屈折率分布の高次の項ｈ４．ｈａとを調整して球
面収差、正弦条件をほぼ零にしている。これら二つの従
来例のうち前者は、収差補正が実用レベルに達していな
いが後者は十分収差補正がなされており、収差面からみ
た場合実用レベルに達していると言える。
しかしながらこれら従来例は、いずれもＮＡが０．４５
どまりである。したがってより高いＮＡが要求されてい
る現在、この要求を満足するものではない。
どまりである。したがってより高いＮＡが要求されてい
る現在、この要求を満足するものではない。
本発明は、収差が良好に補正されていてしかもＮＡが０
．５以上の大きさを持つ屈折率分布型単レンズを提供す
ることを目的とするものである。
．５以上の大きさを持つ屈折率分布型単レンズを提供す
ることを目的とするものである。
本発明の屈折率分布型単レンズは、その屈折率分布が光
軸に関して回転対称であって次の式にて表わされるもの
である。
軸に関して回転対称であって次の式にて表わされるもの
である。
ｎ２＝ｎ０２｛１（ｇｒ）２＋ｈ４（ｇｒ）’＋ｈａ（
ｇｒ）’＋ ｈ、 （ｇｒ ）’＋ ｈｌＯ（ｇｒ ）
１ｏ）ただしｎ。はレンズ中心の屈折率、ｒは光軸から
径方向の距離、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメータ
ー、１１４ ＋ ｈｅ ｒ ｈｓ ｒ ｈｌ。は屈折率
分布の高次の項の係数である。
ｇｒ）’＋ ｈ、 （ｇｒ ）’＋ ｈｌＯ（ｇｒ ）
１ｏ）ただしｎ。はレンズ中心の屈折率、ｒは光軸から
径方向の距離、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメータ
ー、１１４ ＋ ｈｅ ｒ ｈｓ ｒ ｈｌ。は屈折率
分布の高次の項の係数である。
本発明のレンズは、上記屈折率分布を有するもので少な
くとも一つの屈折面を球面とし更に次の条件（１） 、
（２）を満足することを特徴とするものであるＯ （１） −１，５＜ −５＜ ２ （２） −５＜ｈ、。
くとも一つの屈折面を球面とし更に次の条件（１） 、
（２）を満足することを特徴とするものであるＯ （１） −１，５＜ −５＜ ２ （２） −５＜ｈ、。
光学式ビデオディスク等の記録再生レンズにおいては、
像面上で光軸を中心として直径０．１乃至０．２闘の範
囲において収差が十分補正されている必要がある。その
ために球面収差のみ補正したのでは不十分で、軸外収差
の補正も考慮する必要がある。この軸外収差中で特に対
象となるのは正弦条件と非点収差である。屈折率分布型
単レンズにおいて、ＮＡが０，４５程度までであれば球
面収差と正弦条件の補正だけを考慮すれば非点収差はほ
ぼ許容範囲に収まる場合がほとんどである。しかしＮＡ
が大きくなると非点収差の許容範囲が非常に狭くなり非
点収差と正弦条件を共に考慮して補正する必要がある。
像面上で光軸を中心として直径０．１乃至０．２闘の範
囲において収差が十分補正されている必要がある。その
ために球面収差のみ補正したのでは不十分で、軸外収差
の補正も考慮する必要がある。この軸外収差中で特に対
象となるのは正弦条件と非点収差である。屈折率分布型
単レンズにおいて、ＮＡが０，４５程度までであれば球
面収差と正弦条件の補正だけを考慮すれば非点収差はほ
ぼ許容範囲に収まる場合がほとんどである。しかしＮＡ
が大きくなると非点収差の許容範囲が非常に狭くなり非
点収差と正弦条件を共に考慮して補正する必要がある。
以上の補正すべき三つの収差のうち非点収差に注目する
と、光学式ビデオディスク等の２碌再生レンズにおいて
は非点収差は、レンズ形状と中心屈折率ｎ０、屈折率勾
配のパラメーターｇとによってほぼ決定され、屈折率分
布の高次項はほとんど影響しない。しかし屈折率分布の
高次の項のうちｈ４．ｈｅシか用いない場合残留球面収
差を補正するにも限度があり、特にＮＡを大きくすると
きわめて狭い領域に解が限定される。
と、光学式ビデオディスク等の２碌再生レンズにおいて
は非点収差は、レンズ形状と中心屈折率ｎ０、屈折率勾
配のパラメーターｇとによってほぼ決定され、屈折率分
布の高次項はほとんど影響しない。しかし屈折率分布の
高次の項のうちｈ４．ｈｅシか用いない場合残留球面収
差を補正するにも限度があり、特にＮＡを大きくすると
きわめて狭い領域に解が限定される。
そのため屈折率分布の高次の項をｈｌＯまで用いて残留
球面収差を補正して行くと、従来補正しきれなかった領
域まで解の範囲を広げることが出来、しかも従来の領域
に用いればきわめて球面収差の良好な軸上性能の良好な
レンズを得ることが出来る０ この場合、特にり、 ｔ ｈｌＯを上記の条件（１）
、 （２）の範囲内に選ぶ必要がある。
球面収差を補正して行くと、従来補正しきれなかった領
域まで解の範囲を広げることが出来、しかも従来の領域
に用いればきわめて球面収差の良好な軸上性能の良好な
レンズを得ることが出来る０ この場合、特にり、 ｔ ｈｌＯを上記の条件（１）
、 （２）の範囲内に選ぶ必要がある。
これら条件の範囲を越えるといずれも球面収差、正弦条
件、非点収差をバランス良（しかも良好に補正すること
が困難になる。
件、非点収差をバランス良（しかも良好に補正すること
が困難になる。
次に本発明の屈折率分布型単レンズの実施例を示す。本
発明のレンズは、不均質媒質よりなりその屈折率分布は
前記の式にて表わされるもので、各実施例は第１図又は
第２図に示すように面Ｒ１ｔＲ２を球面にしたものであ
る。各実施例のデーターは次の通りである。
発明のレンズは、不均質媒質よりなりその屈折率分布は
前記の式にて表わされるもので、各実施例は第１図又は
第２図に示すように面Ｒ１ｔＲ２を球面にしたものであ
る。各実施例のデーターは次の通りである。
上記各実施例のデーターにおいてＲ１，Ｒ２は夫々入射
側および射出側の曲率半径、Ｄはレンズ長、ｎｏはレン
ズの中心屈折率、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメー
ター、Ｒ４＊ ｈａ ｒ ｈｓ ｒ ｈ＋ｏは屈折率分
布の高次の項の係数、ｆはレンズの焦点距離、ＮＡは射
出側開口数である。
側および射出側の曲率半径、Ｄはレンズ長、ｎｏはレン
ズの中心屈折率、ｇは屈折率勾配の程度を示すパラメー
ター、Ｒ４＊ ｈａ ｒ ｈｓ ｒ ｈ＋ｏは屈折率分
布の高次の項の係数、ｆはレンズの焦点距離、ＮＡは射
出側開口数である。
上記の実施例のうち実施例１〜４，７，９および１４は
第１図に示すように両凸レンズ、実施例５．６，１０．
１３は第２図に示すように正のメニスカスレンズでアル
。
第１図に示すように両凸レンズ、実施例５．６，１０．
１３は第２図に示すように正のメニスカスレンズでアル
。
これら実施例はいずれも厚さが０．２８８１１１１１で
屈折率が１．５５のディスクによって発生する収差を考
慮して設計されており、ｎｏ ｔ ｇ ｐ ｈ４〜ｈ、
。およびディスクの屈折率は波長λ＝７８Ｑｍの時の値
でこの波長のときに収差が最小になる。その場合の実施
例１乃至実施例１４の諸収差は夫々第３図乃至第１６図
に示す通りである。
屈折率が１．５５のディスクによって発生する収差を考
慮して設計されており、ｎｏ ｔ ｇ ｐ ｈ４〜ｈ、
。およびディスクの屈折率は波長λ＝７８Ｑｍの時の値
でこの波長のときに収差が最小になる。その場合の実施
例１乃至実施例１４の諸収差は夫々第３図乃至第１６図
に示す通りである。
以上詳細に説明したようにまた実施例より明らかなよう
に、本発明によれば諸収差を良好に保ちつつＮＡを０．
５以上になし得るのみならず、通常の設計においては極
めて困難であるＮ Ａ Ｏ，７の屈折率分布型レンズを
得ることも可能である。
に、本発明によれば諸収差を良好に保ちつつＮＡを０．
５以上になし得るのみならず、通常の設計においては極
めて困難であるＮ Ａ Ｏ，７の屈折率分布型レンズを
得ることも可能である。
第１図および第２図は、本発明の実施例の断面図、第：
３図乃至第１６図は夫々実施例１乃至実施例１４の収差
曲線図である。
３図乃至第１６図は夫々実施例１乃至実施例１４の収差
曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 中心屈折率をｎ＿０、光軸からの径方向の距離をｒとし
た時、屈折率ｎが ｎ＾２＝ｎ＿０＾２｛１−（ｇｒ）＾２＋ｈ＿４（ｇｒ
）＾４＋ｈ＿６（ｇｒ）＾６＋ｈ＿８（ｇｒ）＾８＋ｈ
＿１＿０（ｇｒ）＾１＾０｝にて表わされる屈折率分布
単レンズで、少なくとも一つの屈折面が球面であり次の
条件（１）、（２）を満足することを特徴とする屈折率
分布型単レンズ。 （１）−１．５＜１／ｈ＿３＜２ （２）−５＜ｈ＿１＿０ ただし上記式、条件におけるｇは屈折率勾配の程度を示
すパラメーター、ｈ＿４、ｈ＿６、ｈ＿８、ｈ＿１＿０
は屈折率分布の高次項の係数である。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003997A JPS61163308A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 屈折率分布型単レンズ |
| US06/818,607 US4684221A (en) | 1985-01-16 | 1986-01-13 | Graded refractive index single lens system |
| DE19863600825 DE3600825A1 (de) | 1985-01-16 | 1986-01-14 | Einlinsiges objektiv mit brechzahlgradienten der linse |
| FR868600524A FR2576112B1 (fr) | 1985-01-16 | 1986-01-15 | Systeme a une seule lentille a indice de refraction progressif |
| GB08600870A GB2169723B (en) | 1985-01-16 | 1986-01-15 | A graded refractive index single lens system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003997A JPS61163308A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 屈折率分布型単レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163308A true JPS61163308A (ja) | 1986-07-24 |
Family
ID=11572639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003997A Pending JPS61163308A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | 屈折率分布型単レンズ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4684221A (ja) |
| JP (1) | JPS61163308A (ja) |
| DE (1) | DE3600825A1 (ja) |
| FR (1) | FR2576112B1 (ja) |
| GB (1) | GB2169723B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153909A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Canon Inc | 光学系 |
| US5159495A (en) * | 1990-12-11 | 1992-10-27 | Eastman Kodak Company | Graded index optical elements and catadioptric optical systems |
| US5630788A (en) * | 1994-08-12 | 1997-05-20 | Imagyn Medical, Inc. | Endoscope with curved end image guide |
| JPH11258497A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Micro Opt:Kk | 対物レンズ光学系 |
| ATE448498T1 (de) | 2004-03-08 | 2009-11-15 | Adc Telecommunications Inc | GLASFASERANSCHLUß |
| US20130177280A1 (en) | 2006-06-19 | 2013-07-11 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Expanded Beam Connector Concepts |
| US7903923B2 (en) | 2007-10-09 | 2011-03-08 | Adc Telecommunications, Inc. | Drop terminal releasable engagement mechanism |
| US7844158B2 (en) | 2007-10-09 | 2010-11-30 | Adc Telecommunications, Inc. | Mini drop terminal |
| US11894610B2 (en) * | 2016-12-22 | 2024-02-06 | All.Space Networks Limited | System and method for providing a compact, flat, microwave lens with wide angular field of regard and wideband operation |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729253A (en) * | 1971-05-28 | 1973-04-24 | Western Electric Co | Optical system comprising a single element having a continuously varying index of refraction |
| JPS556354A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-17 | Agency Of Ind Science & Technol | Refractive index distribution type lens |
| US4457590A (en) * | 1982-01-11 | 1984-07-03 | Corning Glass Works | Spherical gradient-index lens designs for video-disk pickup lens or the like |
| JPS5962815A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-10 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 屈折率分布型レンズ |
| JPS6052813A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-26 | Canon Inc | 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 |
| EP0156453B1 (en) * | 1984-01-13 | 1989-06-14 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Lens for an optical recording/reproducing apparatus |
-
1985
- 1985-01-16 JP JP60003997A patent/JPS61163308A/ja active Pending
-
1986
- 1986-01-13 US US06/818,607 patent/US4684221A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-14 DE DE19863600825 patent/DE3600825A1/de not_active Ceased
- 1986-01-15 FR FR868600524A patent/FR2576112B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-15 GB GB08600870A patent/GB2169723B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4684221A (en) | 1987-08-04 |
| FR2576112A1 (fr) | 1986-07-18 |
| GB8600870D0 (en) | 1986-02-19 |
| FR2576112B1 (fr) | 1990-06-01 |
| GB2169723A (en) | 1986-07-16 |
| DE3600825A1 (de) | 1986-07-17 |
| GB2169723B (en) | 1988-05-25 |
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