JPS61254923A - 光学式記録再生装置用コリメ−タレンズ - Google Patents
光学式記録再生装置用コリメ−タレンズInfo
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- JPS61254923A JPS61254923A JP60096424A JP9642485A JPS61254923A JP S61254923 A JPS61254923 A JP S61254923A JP 60096424 A JP60096424 A JP 60096424A JP 9642485 A JP9642485 A JP 9642485A JP S61254923 A JPS61254923 A JP S61254923A
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- Japan
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- lens
- inequality
- refractive index
- collimator lens
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
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- 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
- G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光デイスクシステムや光磁気ディスクシステ
ム等の光学式記録再生装置に用いられるコリメータレン
ズに関する。
ム等の光学式記録再生装置に用いられるコリメータレン
ズに関する。
本発明は、光デイスクシステム等の光学式記録再生装置
に用いるコリメータレンズに関し、中心軸からの距離が
ｒである位置における屈折率ｎ （ｒ）が ｎ”（ｒ） ＝ ｎｏ ” （１−（ｇ−ｒ）” ＋
ｈ４．（ｇ−ｒ）’＋ｈｂ（ｇ−ｒ）’ ＋ｈｓ（ｇ
Ｈｒ）８ ＋−−−−−−−−−−−−１と表され、入
射面と出射面とが互いに平行な円柱状透明媒質から成る
屈折率分布型レンズであって、且つ （１） 、Ｒ１４，＝ω （２）、１．４０／ｆτ（ｇ 耳）” ≦ｎｏ ≦２．
１（３） 、１／ｅ Ｓ ｎｏ ｇ ≦１／（ｆ ｓｉ
ｎ ｇＸｍｎ＋ −’）（４） 、０．２３≦ｈ４≦０
．８６ （５） 、１．５≦ｒ０≦３．０ （ｍｍ）（６）
、０．１３≦ＮＡ≦０．１７ （７） 、ｌθ１≦５０（分） （但し、ｎｏ：中心軸上の屈折率 ｇ＋Ｌ＋ｈｂ＋ｈｓ ：屈折率分布定数Ｒ，，Ｒ１：入
射面、出射面の曲率半径ｆ：焦点距離 ｒｏ：レンズの半径 ＮＡ：光源側の開口数 θ：互いに平行である入射面と出射面の法線が光軸とな
す角度） の条件を満足するように構成することによって、生産性
が良く、しかも、従来の球面レンズを用いたコリメータ
レンズと同等か若しくはそれ以上の波面収差特性を有す
るコリメータレンズを提供するものである。
に用いるコリメータレンズに関し、中心軸からの距離が
ｒである位置における屈折率ｎ （ｒ）が ｎ”（ｒ） ＝ ｎｏ ” （１−（ｇ−ｒ）” ＋
ｈ４．（ｇ−ｒ）’＋ｈｂ（ｇ−ｒ）’ ＋ｈｓ（ｇ
Ｈｒ）８ ＋−−−−−−−−−−−−１と表され、入
射面と出射面とが互いに平行な円柱状透明媒質から成る
屈折率分布型レンズであって、且つ （１） 、Ｒ１４，＝ω （２）、１．４０／ｆτ（ｇ 耳）” ≦ｎｏ ≦２．
１（３） 、１／ｅ Ｓ ｎｏ ｇ ≦１／（ｆ ｓｉ
ｎ ｇＸｍｎ＋ −’）（４） 、０．２３≦ｈ４≦０
．８６ （５） 、１．５≦ｒ０≦３．０ （ｍｍ）（６）
、０．１３≦ＮＡ≦０．１７ （７） 、ｌθ１≦５０（分） （但し、ｎｏ：中心軸上の屈折率 ｇ＋Ｌ＋ｈｂ＋ｈｓ ：屈折率分布定数Ｒ，，Ｒ１：入
射面、出射面の曲率半径ｆ：焦点距離 ｒｏ：レンズの半径 ＮＡ：光源側の開口数 θ：互いに平行である入射面と出射面の法線が光軸とな
す角度） の条件を満足するように構成することによって、生産性
が良く、しかも、従来の球面レンズを用いたコリメータ
レンズと同等か若しくはそれ以上の波面収差特性を有す
るコリメータレンズを提供するものである。
例えば光デイスクシステムにおいて、光源である半導体
レーザからの放射光を平行ビームに変換し、これを対物
レンズに入射させる為にコリメータレンズが用いられて
いる。
レーザからの放射光を平行ビームに変換し、これを対物
レンズに入射させる為にコリメータレンズが用いられて
いる。
このような装置のコリメータレンズは、半導体レーザか
らの放射光を低収差でコリメートする為に、その残留波
面収差のｒｍｓ値が０．０７λ程度以下（λ：波長）で
あることが必要である。又、対物レンズとは異なり、系
に固定されていてサーボ機構が設けられない為、熱によ
る光学性能の劣化が生しないように耐熱性が要求される
。更に、小型で軽量且つ廉価であることも勿論必要であ
る。
らの放射光を低収差でコリメートする為に、その残留波
面収差のｒｍｓ値が０．０７λ程度以下（λ：波長）で
あることが必要である。又、対物レンズとは異なり、系
に固定されていてサーボ機構が設けられない為、熱によ
る光学性能の劣化が生しないように耐熱性が要求される
。更に、小型で軽量且つ廉価であることも勿論必要であ
る。
従来この種のコリメータレンズとして、屈折率の一様な
通常の球面レンズを２枚用いて構成したものが知られて
いる。しかしこの場合には４面のレンズ面を球面に研磨
する必要が有る。しかもレンズ径が小さい場合には、そ
の研磨は非常に困難である。更に、複数のレンズの組合
せ（張合わせや心出し等）に高度の技術が要求される。
通常の球面レンズを２枚用いて構成したものが知られて
いる。しかしこの場合には４面のレンズ面を球面に研磨
する必要が有る。しかもレンズ径が小さい場合には、そ
の研磨は非常に困難である。更に、複数のレンズの組合
せ（張合わせや心出し等）に高度の技術が要求される。
この結果レンズがコスト高になっていた。
また近年脚光を浴びている非球面を有するプラスチック
レンズの場合には、ガラス等に比較して熱に弱い為に使
用中の形状精度に信頼性が無い。
レンズの場合には、ガラス等に比較して熱に弱い為に使
用中の形状精度に信頼性が無い。
又非球面を形成する為のコストも高くなる。
そこで本発明の課題は、生産性が良く、しかも従来の球
面レンズを用いたコリメータレンズと同等か若しくはそ
れ以上の波面収差特性を有するコリメータレンズを提供
することである。
面レンズを用いたコリメータレンズと同等か若しくはそ
れ以上の波面収差特性を有するコリメータレンズを提供
することである。
上記課題は本発明により次のようにして達成される。即
ち本発明は、中心軸からの距離がｒである位置における
屈折率ｎ （ｒ）が ｎ”（ｒ） ＝ ｎｏ ” （１−（ｇ−ｒ）” ＋
ｈ４．（ｇ−ｒ）’＋ｈ６（ｇ−ｒ）” ＋ｈ＊（ｇ
Ｈｒ）” 十−−−−−−−−）と表され、入射面と出
射面とが互いに平行な円柱状透明媒質から成る屈折率分
布型レンズであって、且つ （１） 、Ｒ，＝Ｒ，＝ω （２） 、１．４０／ ７ｉ〜（ｇ−ｒ） ”≦００≦
２．１（３） 、１／ 、／７”Ｔ巧３．４３ ≦ｎｏ
ｇ ≦１／（ｆ ｓｉｎ ｇ）（ｍｍ −’）（４）
、０．２３≦ｔＬ４≦０．８６（５） 、１．５≦ｒ
０≦３．０ （ｍｍ）（６） 、０．１３≦ＮＡ≦０
．１７ （７） 、ｌθ１≦５０（分） （但し、ｎｏ：中心軸上の屈折率 ｇ、ｈ４．ｔ１６Ｊｌ＋ ：屈折率分布定数Ｒ，，Ｒ，
：入射面、出射面の曲率半径ｆ：焦点距離 ｒｏ：レンズの半径 ＮＡ：光源側の開口数 θ：互いに平行である入射面と出射面の法線が光軸とな
す角度） の条件を満足するものである。
ち本発明は、中心軸からの距離がｒである位置における
屈折率ｎ （ｒ）が ｎ”（ｒ） ＝ ｎｏ ” （１−（ｇ−ｒ）” ＋
ｈ４．（ｇ−ｒ）’＋ｈ６（ｇ−ｒ）” ＋ｈ＊（ｇ
Ｈｒ）” 十−−−−−−−−）と表され、入射面と出
射面とが互いに平行な円柱状透明媒質から成る屈折率分
布型レンズであって、且つ （１） 、Ｒ，＝Ｒ，＝ω （２） 、１．４０／ ７ｉ〜（ｇ−ｒ） ”≦００≦
２．１（３） 、１／ 、／７”Ｔ巧３．４３ ≦ｎｏ
ｇ ≦１／（ｆ ｓｉｎ ｇ）（ｍｍ −’）（４）
、０．２３≦ｔＬ４≦０．８６（５） 、１．５≦ｒ
０≦３．０ （ｍｍ）（６） 、０．１３≦ＮＡ≦０
．１７ （７） 、ｌθ１≦５０（分） （但し、ｎｏ：中心軸上の屈折率 ｇ、ｈ４．ｔ１６Ｊｌ＋ ：屈折率分布定数Ｒ，，Ｒ，
：入射面、出射面の曲率半径ｆ：焦点距離 ｒｏ：レンズの半径 ＮＡ：光源側の開口数 θ：互いに平行である入射面と出射面の法線が光軸とな
す角度） の条件を満足するものである。
本発明の各条件とその作用について説明する。
（１） 、Ｒ，＝Ｒ，＝ω
この条件はレンズの入射面及び出射面が夫々平面である
ことを示している。
ことを示している。
本発明のレンズはその入射面及び出射面が平行平面の円
柱状である為に、多数個のレンズをまとめて同時に平面
研磨することができる。従って研磨時の加工能率が著し
く向上し、加工コストを大幅に低減することができる。
柱状である為に、多数個のレンズをまとめて同時に平面
研磨することができる。従って研磨時の加工能率が著し
く向上し、加工コストを大幅に低減することができる。
（２） 、ｔ、４ｏ／、７ｒココ訂≦ｎｏ ≦２．１こ
の条件はレンズの中心屈折率と最外周屈折率とを夫々制
限する為の条件である。
の条件はレンズの中心屈折率と最外周屈折率とを夫々制
限する為の条件である。
（３） 、ｌ／ｆＴ奪「ｎ≦ｎｏ ｇ≦１／（ｆ ｓｉ
ｎ ｇ）（ｍｍ −’）この条件はレンズの長さとバッ
クフォーカスに関する条件である。
ｎ ｇ）（ｍｍ −’）この条件はレンズの長さとバッ
クフォーカスに関する条件である。
下限は、有効な光学系を形成するに充分なバックフォー
カスをとることができる限界を示し、上限は、レンズが
短（なり過ぎて取扱いが困難になる限界を示している。
カスをとることができる限界を示し、上限は、レンズが
短（なり過ぎて取扱いが困難になる限界を示している。
（４） 、０．２３≦ｈ４≦０．８に
の条件はレンズの球面収差を充分に補正する為の条件で
ある。
ある。
定数ｈ４が上限を超えると球面収差が補正過剰になり、
下限を下回ると補正不足となる。
下限を下回ると補正不足となる。
（５） 、１．５≦ｒ０≦３．０ （ｍｍ）この条件
はレンズの半径を規定し、即ち小型であることを示すも
のである。尚ｒ０の下限は対物レンズとの組合せから導
出され、例えば光デイスク用の対物レンズの場合、その
作動距離及び開口数から直径３１以上であることが必要
である。そしてコリメータレンズはその対物レンズより
も大きいことが必要である。
はレンズの半径を規定し、即ち小型であることを示すも
のである。尚ｒ０の下限は対物レンズとの組合せから導
出され、例えば光デイスク用の対物レンズの場合、その
作動距離及び開口数から直径３１以上であることが必要
である。そしてコリメータレンズはその対物レンズより
も大きいことが必要である。
（６） 、０．１３≦Ｎ＾≦０．１７
この条件は、半導体レーザからの放射角を持った光を効
率良く且つ一様な強度にコリメートする為の条件である
。
率良く且つ一様な強度にコリメートする為の条件である
。
（７） 、ｌθ１≦５０（分）
この条件は、レンズの入出射端面が平面である時に、各
°面での反射光が半導体レーザに戻ってレーザの発振特
性を劣化させることを防ぐ為の条件である。又このよう
にレンズの入出射端面が一様に傾いていると、半導体レ
ーザから放射された楕円ビームを若干補正する働きもあ
る。
°面での反射光が半導体レーザに戻ってレーザの発振特
性を劣化させることを防ぐ為の条件である。又このよう
にレンズの入出射端面が一様に傾いていると、半導体レ
ーザから放射された楕円ビームを若干補正する働きもあ
る。
第１図に本発明のコリメータレンズを光デイスクシステ
ムに適用した実施例を示す。
ムに適用した実施例を示す。
図において、ｌは光源である半導体レーザ、２はカバー
ガラスである。３は、トラッキング制御を行う為に補正
用のビームを分離する回折格子である。４は偏光ビーム
スプリフタである。５は、本発明の一実施例によるコリ
メータレンズであり、ガラス等の円柱状透明媒質から成
っている。６は絞りである。
ガラスである。３は、トラッキング制御を行う為に補正
用のビームを分離する回折格子である。４は偏光ビーム
スプリフタである。５は、本発明の一実施例によるコリ
メータレンズであり、ガラス等の円柱状透明媒質から成
っている。６は絞りである。
半導体レーザ１から放射したビームは、カバーガラス２
、回折格子３、偏光ビームスプリンタ４を夫々通過した
後、コリメータレンズ５に入射する。そしてここで絞り
６の径に相当する有効口径を持った平行光に変換されて
、図外の光デイスク用対物レンズに入射する。
、回折格子３、偏光ビームスプリンタ４を夫々通過した
後、コリメータレンズ５に入射する。そしてここで絞り
６の径に相当する有効口径を持った平行光に変換されて
、図外の光デイスク用対物レンズに入射する。
第２図に本実施例のコリメータレンズの球面収差を示す
。図において、縦軸Ｙはレンズの中心から半径方向の距
離を表し、横軸は収差を表している。
。図において、縦軸Ｙはレンズの中心から半径方向の距
離を表し、横軸は収差を表している。
以下に本実施例のコリメータレンズの具体的数値を示す
。尚Ｚはレンズ長である。
。尚Ｚはレンズ長である。
Ｒ，＝Ｒ２＝■
ｎｏ＝１．６３６６
ｇ ＝０．１１９１ｍｍ−’
ｈ４＝０．４
ｈ、＝−１，３６７
ｈｓ＝１０．３７６
Ｚ ＝３．３３５ ｍｍ
θ＝１０＃
〔発明の効果〕
本発明によるコリメータレンズは、入射端面及び出射端
面が平行平面の円柱状である為にその生産性が良く、従
って製造コストが低くなる。
面が平行平面の円柱状である為にその生産性が良く、従
って製造コストが低くなる。
又本発明によるレンズは、単一レンズでありしかも直径
及び中心厚が小さくても収差が充分に補正されているの
で、小型且つ軽量である。
及び中心厚が小さくても収差が充分に補正されているの
で、小型且つ軽量である。
第１図は本発明の一実施例によるコリメータレンズを用
いた光デイスクシステムの原理図、第２図は球面収差を
示すクラツである。 なお図面に用いた符号におし、）で、 １−・・−・−・−・・−・−・半導体レーザ２・−・
−・−・−・−カバーガラス ３−−−−−−−−−−−−−−−−・−回折格子４−
−−−−−−−−−・−・−・−・−偏光ビームスプリ
ンタ５−・・−−〜−−−−−−−−−−−−・コリメ
ータレンズ６−−−−−−−−・・−・−・−・−絞り
である。
いた光デイスクシステムの原理図、第２図は球面収差を
示すクラツである。 なお図面に用いた符号におし、）で、 １−・・−・−・−・・−・−・半導体レーザ２・−・
−・−・−・−カバーガラス ３−−−−−−−−−−−−−−−−・−回折格子４−
−−−−−−−−−・−・−・−・−偏光ビームスプリ
ンタ５−・・−−〜−−−−−−−−−−−−・コリメ
ータレンズ６−−−−−−−−・・−・−・−・−絞り
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 中心軸からの距離がｒである位置における屈折率ｎ（ｒ
）が ｎ＾２（ｒ）＝ｎ＿０＾２｛１−（ｇ・ｒ）＾２＋ｈ＿
４（ｇ・ｒ）＾４＋ｈ＿６（ｇ・ｒ）＾６＋ｈ＿８（ｇ
・ｒ）＾８＋・・・・・・・・・・・・・・｝と表され
、入射面と出射面とが互いに平行な円柱状透明媒質から
成る屈折率分布型レンズであつて、且つ （１）、Ｒ＿１＝Ｒ＿２＝∞ （２）、１．４０／√［１−（ｇ／ｒ）＾２］≦ｎ＿０
≦２．１（３）、１／√（ｆ＾２−２３．４３）≦ｎ＿
０ｇ≦１／（ｆｓｉｎｇ）（ｍｍ＾−＾１）（４）、０
．２３≦ｈ＿４≦０．８６ （５）、１．５≦ｒ＿０≦３．０（ｍｍ） （６）、０．１３≦ＮＡ≦０．１７ （７）、｜θ｜≦５０（分） （但し、ｎ＿０：中心軸上の屈折率 ｇ、ｈ＿４、ｈ＿６、ｈ＿８：屈折率分布定数Ｒ＿１、
Ｒ＿２：入射面、出射面の曲率半径ｆ：焦点距離 ｒ＿０：レンズの半径 ＮＡ：光源側の開口数 θ：互いに平行である入射面と出射面の 法線が光軸となす角度） の条件を満足する光学式記録再生装置用コリメータレン
ズ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096424A JPS61254923A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 光学式記録再生装置用コリメ−タレンズ |
| US06/856,822 US4693565A (en) | 1985-05-07 | 1986-04-28 | Collimator lens |
| GB08610823A GB2176627B (en) | 1985-05-07 | 1986-05-02 | Graded index collimator lens |
| DE19863615540 DE3615540A1 (de) | 1985-05-07 | 1986-05-07 | Kollimatorlinse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096424A JPS61254923A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 光学式記録再生装置用コリメ−タレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61254923A true JPS61254923A (ja) | 1986-11-12 |
Family
ID=14164603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60096424A Pending JPS61254923A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 光学式記録再生装置用コリメ−タレンズ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693565A (ja) |
| JP (1) | JPS61254923A (ja) |
| DE (1) | DE3615540A1 (ja) |
| GB (1) | GB2176627B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5541775A (en) * | 1993-03-30 | 1996-07-30 | Konica Corporation | Optical system including a distributed index optical element in combination with a lens having a homogeneous refractive index |
| US7346236B2 (en) * | 2001-04-03 | 2008-03-18 | Fujikura Ltd. | Collimator lens, fiber collimator and optical parts |
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| JPS54109456A (en) * | 1978-02-15 | 1979-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | Lens of refractive index distribution type |
| JPS58131010A (ja) * | 1982-01-30 | 1983-08-04 | 松下電工株式会社 | 集成化粧単板の製造方法 |
Family Cites Families (9)
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| JPS5140469B2 (ja) * | 1973-10-04 | 1976-11-04 | ||
| DE2756989C2 (de) * | 1977-12-21 | 1983-01-05 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Optisches System |
| US4639094A (en) * | 1982-10-04 | 1987-01-27 | Nippon Kogaku K. K. | Gradient index lens system |
| 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 |
| JPS60149016A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学情報記録再生用素子 |
| DE3571084D1 (en) * | 1984-01-13 | 1989-07-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Lens for an optical recording/reproducing apparatus |
| GB2168166B (en) * | 1984-10-25 | 1989-06-01 | Olympus Optical Co | Graded refractive index lens system |
| US4647159A (en) * | 1984-12-26 | 1987-03-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Gradient index type single lens |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP60096424A patent/JPS61254923A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-28 US US06/856,822 patent/US4693565A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-05-02 GB GB08610823A patent/GB2176627B/en not_active Expired
- 1986-05-07 DE DE19863615540 patent/DE3615540A1/de not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4693565A (en) | 1987-09-15 |
| DE3615540A1 (de) | 1986-11-13 |
| GB2176627B (en) | 1988-12-21 |
| GB8610823D0 (en) | 1986-06-11 |
| GB2176627A (en) | 1986-12-31 |
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