JPS61163312A - 屈折率分布型単レンズ - Google Patents

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。

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。

〔従来技術〕

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。

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。

このような対物レンズとして従来は均質球面レンズを叔
枚組合わせたものや特に小型、軽ｔ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おり、その同として特開昭５５−６
３５４号公報、特開昭５８　　゛−１２２５１２号公報
、特開昭５９−６２８１５号公報等に記載されたものが
ある。これらの屈折率分布型単レンズの従来例はいずれ
も少なくとも一つの屈折面を球面にすることによって球
面収差を補正したものであり、又これらのうち特開昭５
８−１２２５１２号公報、特開昭５９−６２８１５号公
報のものは球面収差だけでなく軸外収差特にコマ収差ま
で補正しようとしたものである。

しかしながらこれらいずれの従来例もＮＡが０．４５の
ものを考蕉したのみであってその点において要求を十分
満足するとは言い難い。

〔目　　的〕

本発明は、諸収差特に正弦条件が良好に補正されていて
、しかもＮＡが０．５以上の大きさをもつ屈折率分布型
単レンズを提供することを目的とするものである。

〔概　要〕

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。

Ｒ２＝　ｎ０２｛１−（ｇｒ）２＋　ｈ４（ｇｒ）’　
＋　ｈｓ（ｇｒ）’）ただし、ｎＯはレンズ中心の屈折
率、ｒは光軸からの径方向の距離、ｇは屈折率勾配の程
度を示すパラメーター、　ｈ４．　ｈ６は屈折率分布の
４次の項および６次の項の係数である。

本発明のレンズは、上記の屈折率分布を有し、少なくと
も一つの屈折面が球面であって、またレンズの長さをＤ
、焦点距離をｆとする時次の条件（ＩＬ（２）を満足す
るものである。

（１）　　０．９６ｆ　＜　Ｄ　＜　１．５３６ｆ（２
）　　０．６３　＜　ｇｆ 光学ビデオディスク等の記録再生レンズは、像面上で光
軸を中心として直径０．１ないし０．２　ｍの範囲にお
いて十分収差補正がなされていなければならない。その
ため、少なくとも球面収差、コマ収差、非点収差を良好
に補正しておく必要がある。

ＮＡが０．４５程度の場合は、屈折率分布型単レンズで
は球面収差、コマ収差（正弦条件）を補正すれば、非点
収差も許容範囲内に収まるために、軸外収差に関しては
、正弦条件を補正するだけでほぼ十分である。しかしな
がらＮＡがよシ大きくなると、非点収差の許容範囲が狭
くなり、非点収差と正弦条件とを共に考慮して補正しな
ければならない。また球面収差もＮＡを大きくするにし
たがつて一層きびしく補正しなければならない。

条件（１）の下限および条件（２）は、非点収差および
正弦条件をバランスよく補正しながらしかも正弦条件を
極めて良好に保つために設けた条件である。

条件（１）の下限を越えると非点収差が悪化する方向に
動き、条件（２）を満足しないと正弦条件が悪化する方
向に動く。したがってこれら条件を満足せしめることに
よって非点収差を良好に保ちながら容易に正弦条件を補
正することが可能となる。

又条件（１）の上限は、条件（２）を満足するようにし
た時に作動圧！（ＷＤ　）を最低限確保するために設け
たものである。つまりこの条件（１）の上限を越えると
作動距離を確保することが困難になる。

〔実施例〕

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Ｒ１゜Ｒ２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。

上記の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１出側の面の曲率半径、Ｄはレンズ長ｓ
ｎ６はレンズ中心の屈折率、ｇは屈折率勾配の程度を示
すパラメーター、ｈ４．ｈ６は夫々屈折率分布の４次項
および６次項の係数、ｆはレンズの焦点距離、ＨＡは射
出側開口数である。

これらの実施例のうち実施例１乃至実施例４、実施例６
、実施例１０は第１図に示すように正のメニスカス形状
のレンズであり、実施例５、実施例７乃至実施例９、実
施例１１はいずれも第２図に示すように負のメニスカス
形状のレンズである。

これら各実施例はいずれも厚さが０．２８８■、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ｓ　”０＋　ｇ　＋　ｈ４＋　）１６お
よびディスクの屈折率はλ＝７８９ｗ、の時の値であり
、レンズはこの波長の時に収差が最小になるように設計
されている。これら実施例の収差曲線は第３図乃至第１
３図に示す通りである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したようにまた実施例から明らかなよう
に１本発明によれば収差を良好に保ちつつＮＡが０．５
〜０．６と大きく、かつ軸外収差特にコマ収差が極めて
良好に補正された屈折率分布型レンズを得ることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施、例１乃至実施例４、実施例６、
実施例１０の断面図、第２図は本発明の実施例５、実施
例７乃至実施例９、実施例１１の断面図、第３図乃至第
１３図は夫々本発明の実施例１乃至実施例１１の収差曲
線図である。 出願人　　　オリンパス光学工業株式会社代理人　　向
　　　　　寛　　− 第３図 第４図 第５図 第６図 球面収差　　ＯＳ　Ｃ″　　非点収差 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 球面収差　　ｏ　ｓ　　ｃ’ 非点収差

Claims (1)

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が次の式にて表わされる屈折率分布型単レ
   ンズで、少なくとも一つの屈折面が球面で更に次の条件
   （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。 ｎ＿２＝ｎ＿０＾２｛１−（ｇｒ）＾２＋ｈ＿４（ｇｒ
   ）＾４＋ｈ＿６（ｇｒ）＾６｝（１）０．９６ｆ＜Ｄ＜
   １．５３６ｆ （２）０．６３＜ｇｆ ただしｇは屈折率勾配の程度を示すパラメーター、ｈ＿
   ４、ｈ＿６は夫々屈折率分布の４次項、６次項の係数、
   Ｄはレンズ長、ｆはレンズの焦点距離である。