JPS6259912A - 大口径単レンズ - Google Patents
大口径単レンズInfo
- Publication number
- JPS6259912A JPS6259912A JP19971885A JP19971885A JPS6259912A JP S6259912 A JPS6259912 A JP S6259912A JP 19971885 A JP19971885 A JP 19971885A JP 19971885 A JP19971885 A JP 19971885A JP S6259912 A JPS6259912 A JP S6259912A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- aspherical
- light
- light source
- curvature
- 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
Links
Landscapes
- 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
本発明はビデオディスク、オーディオディスク。
光メモリディスク等に必要な対物レンズに関するもので
あり、特にコリメータレンズの必要がなく光源から出た
光を１枚のレンズによって集光することが可能な大口径
単レンズに関するものである。
あり、特にコリメータレンズの必要がなく光源から出た
光を１枚のレンズによって集光することが可能な大口径
単レンズに関するものである。
従来の技術
オーディオディスク等に用いる対物レンズは収差をほぼ
回折限界の程度に補正することはもちろんのこと、さら
に画角が広く、安価で、光ピツクアップとして構成した
場合になるべくコンパクトであることが要求される。
回折限界の程度に補正することはもちろんのこと、さら
に画角が広く、安価で、光ピツクアップとして構成した
場合になるべくコンパクトであることが要求される。
発明が解決しようとする問題点
これに対し球面系のガラスレンズでは所望の光学性能に
対して複数枚の組合せが必要となシ、前記の要求に答え
ることが困難である。
対して複数枚の組合せが必要となシ、前記の要求に答え
ることが困難である。
このような問題を解決するために単一非球面レンズを用
いることが特開昭５７−７６５１２号公報１％開昭５７
−２０１２１０号公報、特開昭５９−２６７１４号公報
、特開昭５９−２３３１３号公報に提案されている。し
かしこれらに示された単−非球面レンズはいずれも平行
光を集光するものであり、光源から平行光を形成するた
めのコリメータレンズを必要とするため、全体として高
価なものになり、またコリメータレンズを固定するスペ
ースが必要なため、光ピツクアップの小型化を損ねてい
た。さらに上記刊行物に提示された条件で、有限倍率の
単一非球面レンズを設計すると画角が不足するという問
題点を有していた。
いることが特開昭５７−７６５１２号公報１％開昭５７
−２０１２１０号公報、特開昭５９−２６７１４号公報
、特開昭５９−２３３１３号公報に提案されている。し
かしこれらに示された単−非球面レンズはいずれも平行
光を集光するものであり、光源から平行光を形成するた
めのコリメータレンズを必要とするため、全体として高
価なものになり、またコリメータレンズを固定するスペ
ースが必要なため、光ピツクアップの小型化を損ねてい
た。さらに上記刊行物に提示された条件で、有限倍率の
単一非球面レンズを設計すると画角が不足するという問
題点を有していた。
また特開昭５０−１５６９４５号公報には、有限倍率の
単一非球面レンズが提示されているが、その倍率は一１
／２ｏ程度と非常に小さく、光源から集光点までの距離
が長いため光ビスクアノプの小型化を損ねるばかりでな
く、現在光ピツクアップの光源として一般に用いられて
いる半導体レーザと組み合せると、レンズの光源側の開
口数が著しく小さいため、光量を有効に利用できない等
の問題点を有していた。
単一非球面レンズが提示されているが、その倍率は一１
／２ｏ程度と非常に小さく、光源から集光点までの距離
が長いため光ビスクアノプの小型化を損ねるばかりでな
く、現在光ピツクアップの光源として一般に用いられて
いる半導体レーザと組み合せると、レンズの光源側の開
口数が著しく小さいため、光量を有効に利用できない等
の問題点を有していた。
本発明は上記問題点に濫み、１枚のレンズによって光源
からの光を回折限界程度に集光し、かつ画角を犬きくし
た大口径単レンズを提供するものである。
からの光を回折限界程度に集光し、かつ画角を犬きくし
た大口径単レンズを提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために本発明の大口径単レンズは
、第１面、第２面が共に正の屈折力を持つ非球面であっ
て、以下の条件を満足するように構成したものである。
、第１面、第２面が共に正の屈折力を持つ非球面であっ
て、以下の条件を満足するように構成したものである。
一〇、１ｓ（ｍ （−０，２８（１）
１．２ （ｄ ／ ｆ（１，６（２）
−Ｏ，５ｓ（Ｒ／Ｒ２＜−０，８（３）１、ｓ（ｎ
（４） 念だし ｍ：レンズの結像倍率 ｄ：レンズの中心厚 ｆ：レンズの焦点距離 Ｒ１：第１面の非球面頂点の曲率半径 Ｒ２：第２面の非球面頂点の曲率半径 ｎ：レンズの屈折率 作用 １の条件の下限を越えると、前述したように光源から集
光点までの距離が長くなって、光ピツクアップとして構
成した場合小型にできない問題を生じる。さらに現在オ
ーデオディスク等に用いられている対物レンズのディス
ク側のＨＡは０．４〜０．５程度であり、１０条件の下
限をこえると、光源側のＮＡが小さくなって、光源であ
る半導体レーザの光量を十分利用することができなくな
る。
（４） 念だし ｍ：レンズの結像倍率 ｄ：レンズの中心厚 ｆ：レンズの焦点距離 Ｒ１：第１面の非球面頂点の曲率半径 Ｒ２：第２面の非球面頂点の曲率半径 ｎ：レンズの屈折率 作用 １の条件の下限を越えると、前述したように光源から集
光点までの距離が長くなって、光ピツクアップとして構
成した場合小型にできない問題を生じる。さらに現在オ
ーデオディスク等に用いられている対物レンズのディス
ク側のＨＡは０．４〜０．５程度であり、１０条件の下
限をこえると、光源側のＮＡが小さくなって、光源であ
る半導体レーザの光量を十分利用することができなくな
る。
逆に条件１の上限をこえると、無限遠からの光線に換算
したＮＡが大きくなり軸外からの光線に対するコマ収差
が補正しきれず画角が小さくなる。
したＮＡが大きくなり軸外からの光線に対するコマ収差
が補正しきれず画角が小さくなる。
条件２は非点収差を良好に補正する条件である。
一般にコリメートレンズと組み合せて使用する対物レン
ズの場合は光源が平行光であり、トラッキングやフォー
カシングのため対物レンズが移動しても理論的には軸上
から出た光に対してのみ収差を補正しておけば良いが実
際には取付は誤差等の影響を考慮して、約±１°程度の
画角にわたってコマ収差と球面収差を補正する場合が多
い。これに対して有限倍率で構成した場合には、トラッ
キングやフォーカシングのために対物レンズを移動する
と、相対的に光源が移動したことになり、さらに大きな
画角が必要となる。したがって、球面収差とコマ収差以
外にさらに画角を大きくとるため非点収差も良好に補正
する必要がある。条件２の下限を超えた近傍では、低次
の非点収差が最小となるが、高次の非点収差が発生する
。条件２の範囲では、低次の非点収差と高次の非点収差
のバランスを取ることができ、レンズトータルの性能を
波面収差の二乗平均で表わすと、これを最も小さくする
ことができる。条件２の上限を超えると低次の非点収差
が大きくなりすぎて高次の非点収差とバランスをとるこ
とができなくなる。また条件２の範囲で倍率が０の対物
レンズを設計すると、レンズの厚みが大きくなシすぎて
バックフォーカスが短くなり、ディスクとレンズの間の
作動距離を十分とることができない。したがって条件２
は条件１が満たされてはじめて設計可能となる。
ズの場合は光源が平行光であり、トラッキングやフォー
カシングのため対物レンズが移動しても理論的には軸上
から出た光に対してのみ収差を補正しておけば良いが実
際には取付は誤差等の影響を考慮して、約±１°程度の
画角にわたってコマ収差と球面収差を補正する場合が多
い。これに対して有限倍率で構成した場合には、トラッ
キングやフォーカシングのために対物レンズを移動する
と、相対的に光源が移動したことになり、さらに大きな
画角が必要となる。したがって、球面収差とコマ収差以
外にさらに画角を大きくとるため非点収差も良好に補正
する必要がある。条件２の下限を超えた近傍では、低次
の非点収差が最小となるが、高次の非点収差が発生する
。条件２の範囲では、低次の非点収差と高次の非点収差
のバランスを取ることができ、レンズトータルの性能を
波面収差の二乗平均で表わすと、これを最も小さくする
ことができる。条件２の上限を超えると低次の非点収差
が大きくなりすぎて高次の非点収差とバランスをとるこ
とができなくなる。また条件２の範囲で倍率が０の対物
レンズを設計すると、レンズの厚みが大きくなシすぎて
バックフォーカスが短くなり、ディスクとレンズの間の
作動距離を十分とることができない。したがって条件２
は条件１が満たされてはじめて設計可能となる。
条件３は第１面と第２面の横ずれによる偏心誤差の感度
を小さくするための条件である。かかる非球面レンズは
、型を高精度に加工し、成形によシ作製することが、コ
スト面で有利であるが、この場合第１面側の型と第２面
側の型との横ずれの許容範囲が小さいと生産性に大きな
障害を与える。
を小さくするための条件である。かかる非球面レンズは
、型を高精度に加工し、成形によシ作製することが、コ
スト面で有利であるが、この場合第１面側の型と第２面
側の型との横ずれの許容範囲が小さいと生産性に大きな
障害を与える。
したがって第１面側の型と第２面側の型の横ずれに対す
る許容範囲はできるだけ大きい方が良く、より具体的に
は横ずれの許容範囲が±２０μｍ程度以上あることが望
まれる。条件３の上下両限界を超えると第１面と第２面
に横ずれが生じた場合、大きなコマ収差が発生する。
る許容範囲はできるだけ大きい方が良く、より具体的に
は横ずれの許容範囲が±２０μｍ程度以上あることが望
まれる。条件３の上下両限界を超えると第１面と第２面
に横ずれが生じた場合、大きなコマ収差が発生する。
条件４は、条件１．２．３を満足したうえでさらに球面
収差とコマ収差を良好に補正する条件で、条件４の下限
をこえると、球面収差を補正すると、正弦条件が満足で
きなくなシ、逆に正弦条件を補正すると球面収差を満足
することが困難となる。
収差とコマ収差を良好に補正する条件で、条件４の下限
をこえると、球面収差を補正すると、正弦条件が満足で
きなくなシ、逆に正弦条件を補正すると球面収差を満足
することが困難となる。
実施列
本発明の大口径単レンズの具体的な実施列を以下に示す
。なお実施列において、 非球面形状は、 ２；光軸からの高さがｙの非球面上の点の非球面頂点の
接平面からの距離 ｙ：光軸からの高さ Ｃ：非球面頂点の曲率（＝１／Ｒ） Ｋコニ第ｊ面の円錐定数 ＡＡ）：第１面の第２１次の非球面係数、但し１は２以
上の整数 で表わされ Ｒｊ；第１面の曲率半径 ｄ：レンズの厚み ｍ：結像倍率 ｎ：波長７８０１ｍにおけるレンズの屈折率ｆ：レンズ
の焦点距離 Ｗ、Ｉ） ：作動距離 ｌ：光源から集光点までの距離 を表わす。なおりバーガラスの厚みｔは１．２朋、屈折
率は、波長７８０ ｎｍにおいて１．５７２２１とした
。
。なお実施列において、 非球面形状は、 ２；光軸からの高さがｙの非球面上の点の非球面頂点の
接平面からの距離 ｙ：光軸からの高さ Ｃ：非球面頂点の曲率（＝１／Ｒ） Ｋコニ第ｊ面の円錐定数 ＡＡ）：第１面の第２１次の非球面係数、但し１は２以
上の整数 で表わされ Ｒｊ；第１面の曲率半径 ｄ：レンズの厚み ｍ：結像倍率 ｎ：波長７８０１ｍにおけるレンズの屈折率ｆ：レンズ
の焦点距離 Ｗ、Ｉ） ：作動距離 ｌ：光源から集光点までの距離 を表わす。なおりバーガラスの厚みｔは１．２朋、屈折
率は、波長７８０ ｎｍにおいて１．５７２２１とした
。
第２図、第３図、第４図、第６図はそれぞれ本発明の実
施１１ＦＩＪ １ないし実施列４のそれぞれ収差図であ
る。球面収差の図で実線は球面収差、点線は正弦条件を
、非点収差の図で実線はサジタル像面湾曲を、点線はメ
リディオナル像面湾曲を示し、コマ収差の図で、実線は
メリディオナルのコマ収差を、点線はサジタルのコマ収
差を、一点鎖線は溝状収差を示す図である・ （以下余白） へ で ■ 唖 ×××× ■ 寸 ■ （ｖｒ ××××ト 一１′１ １ 啼 ｏ ？−。
施１１ＦＩＪ １ないし実施列４のそれぞれ収差図であ
る。球面収差の図で実線は球面収差、点線は正弦条件を
、非点収差の図で実線はサジタル像面湾曲を、点線はメ
リディオナル像面湾曲を示し、コマ収差の図で、実線は
メリディオナルのコマ収差を、点線はサジタルのコマ収
差を、一点鎖線は溝状収差を示す図である・ （以下余白） へ で ■ 唖 ×××× ■ 寸 ■ （ｖｒ ××××ト 一１′１ １ 啼 ｏ ？−。
へ −
？＋−の
なおこれらの実施列には光源からレンズの間のカバーガ
ラスやプリズム等の平行平板は挿入されていないが、も
し挿入する必要があってもわずかな変更により同程度の
性能を得ることができる。
ラスやプリズム等の平行平板は挿入されていないが、も
し挿入する必要があってもわずかな変更により同程度の
性能を得ることができる。
発明の効果
以上に説明した本発明の大口径単レンズの効果は次のと
おりである。
おりである。
（１） コリメータレンズにより光源を平行光に変換
する必要がなく、１枚のレンズで直接光源から出た光を
回折限界程度にまで集光することができる。
する必要がなく、１枚のレンズで直接光源から出た光を
回折限界程度にまで集光することができる。
（２）適切な結像倍率を持つため、光源として半導体レ
ーザを使用した場合、光景の有効な利用ができる上に、
光源から集光点までの距離が比較的短く、光ピンクアッ
プとして構成する時、小型化が可能である。
ーザを使用した場合、光景の有効な利用ができる上に、
光源から集光点までの距離が比較的短く、光ピンクアッ
プとして構成する時、小型化が可能である。
（３）球面収差とコマ収差の補正だけでなく、非点収差
も低次と高次のバランスがとれているため。
も低次と高次のバランスがとれているため。
広い画角が実現できる。
（４）本発明のレンズを成形法で作製すると犬量生産に
よシ極めて低コストとなるのみならず、成形時における
第１面側と第２面側の金型の横ずれによシ生じる偏心誤
差に対する感度が小さい。
よシ極めて低コストとなるのみならず、成形時における
第１面側と第２面側の金型の横ずれによシ生じる偏心誤
差に対する感度が小さい。
第１図は本発明の実施列における大口径単レンズの構成
図、第２図、第３図、第４図１第５図はそれぞれ本発明
の実施列１ないし実施列４のそれぞれ収差図である。 Ｒ１・・・・・・第１面の非球面頂点の曲率半径、Ｒ２
・・・・・第２面の非球面頂点の曲率半径、ｄ・・・・
・レンズの中心厚。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 ＮＡＯ何 。、１９ −０．００５ ０．０ ０．００５ −０．
００５ ６．０ ０．０Ｑ５ａ４Ｒ差（ｍｍ）
凍釦収差（ｒｏｍｌコマ収差（ｍｍ） 第３図 ＮＡＯ，４５０，１９ −０，００５０，８０，００５−９，００Ｓ ０．１）
０．００５球面収差（ｍｒｒｔ） 非点
収差（ｍｍ）コマ数差（ｍｍ＞ 第４図 ＮＡθ４５ ０．／９ 球ｄテＪＲ１Ｌ （ｍｍ） ＪＬ＆ａ
＊ （ｍｍ）コマ収差（ｍｍ） 第５図 球面収、笈（ｍｍ） 非点較差（ｍリコマ
収差（ｍｍ〕
図、第２図、第３図、第４図１第５図はそれぞれ本発明
の実施列１ないし実施列４のそれぞれ収差図である。 Ｒ１・・・・・・第１面の非球面頂点の曲率半径、Ｒ２
・・・・・第２面の非球面頂点の曲率半径、ｄ・・・・
・レンズの中心厚。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 ＮＡＯ何 。、１９ −０．００５ ０．０ ０．００５ −０．
００５ ６．０ ０．０Ｑ５ａ４Ｒ差（ｍｍ）
凍釦収差（ｒｏｍｌコマ収差（ｍｍ） 第３図 ＮＡＯ，４５０，１９ −０，００５０，８０，００５−９，００Ｓ ０．１）
０．００５球面収差（ｍｒｒｔ） 非点
収差（ｍｍ）コマ数差（ｍｍ＞ 第４図 ＮＡθ４５ ０．／９ 球ｄテＪＲ１Ｌ （ｍｍ） ＪＬ＆ａ
＊ （ｍｍ）コマ収差（ｍｍ） 第５図 球面収、笈（ｍｍ） 非点較差（ｍリコマ
収差（ｍｍ〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１面、第２面が共に正の屈折力を持つ非球面で構成さ
れる単レンズであって、以下の条件：−０．１８＜ｍ＜
−０．２８ １．２＜ｄ／ｆ＜１．６ −０．５５＜Ｒ＿１／Ｒ＿２＜−０．８ １．６＜ｎ ただし ｍ：レンズの結像倍率 ｄ：レンズの中心厚 ｆ：レンズの焦点距離 Ｒ＿１：第１面の非球面頂点の曲率半径 Ｒ＿２：第２面の非球面頂点の曲率半径 ｎ：レンズの屈折率 を満足することを特徴とする大口径単レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19971885A JPS6259912A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 大口径単レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19971885A JPS6259912A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 大口径単レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259912A true JPS6259912A (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=16412454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19971885A Pending JPS6259912A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 大口径単レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6259912A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215222A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Canon Inc | 光メモリ用集光レンズ |
| JPS6425113A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mark Kk | Finite system large aperture single lens |
| US4927247A (en) * | 1988-05-13 | 1990-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Objective lens for optical disk system and optical head using the same |
| JPH02223906A (ja) * | 1989-02-24 | 1990-09-06 | Hoya Corp | 有限系大口径非球面レンズ |
| JP2009163870A (ja) * | 1999-09-01 | 2009-07-23 | Konica Minolta Holdings Inc | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
| CN102819075A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-12 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 光通信组件及应用其的光通信封装模块 |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP19971885A patent/JPS6259912A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215222A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Canon Inc | 光メモリ用集光レンズ |
| JPS6425113A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mark Kk | Finite system large aperture single lens |
| US4927247A (en) * | 1988-05-13 | 1990-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Objective lens for optical disk system and optical head using the same |
| JPH02223906A (ja) * | 1989-02-24 | 1990-09-06 | Hoya Corp | 有限系大口径非球面レンズ |
| JP2009163870A (ja) * | 1999-09-01 | 2009-07-23 | Konica Minolta Holdings Inc | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
| CN102819075A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-12-12 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 光通信组件及应用其的光通信封装模块 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0442650B2 (ja) | ||
| US4842388A (en) | Single optical lense with diffraction limit converging capability and wide field angle | |
| JPH0314324B2 (ja) | ||
| JPS6259912A (ja) | 大口径単レンズ | |
| KR20020038476A (ko) | 광 디스크용 대물 렌즈 | |
| JPH0428282B2 (ja) | ||
| JPS61163308A (ja) | 屈折率分布型単レンズ | |
| JPH0348487B2 (ja) | ||
| JPH0453285B2 (ja) | ||
| JPS61277913A (ja) | 結像レンズ | |
| US4964703A (en) | Image-forming lens | |
| JPH0217085B2 (ja) | ||
| JP2842620B2 (ja) | 光記録再生装置用コリメートレンズ | |
| JPS6111721A (ja) | コリメ−トレンズ | |
| JP2727373B2 (ja) | 有限系大口径結像レンズ | |
| JPH02153310A (ja) | 光学式記録再生装置用レンズ | |
| JPS5962815A (ja) | 屈折率分布型レンズ | |
| JPH01244421A (ja) | アナモフィック単レンズと光ディスク装置 | |
| JP2511275B2 (ja) | 光情報媒体の記録・再生用光学系 | |
| JPH0462564B2 (ja) | ||
| JPH07119889B2 (ja) | 光情報記録媒体の記録・再生光学系用集光光学系 | |
| JP2622155B2 (ja) | 非球面単レンズ | |
| JPH0567206B2 (ja) | ||
| JPS63163318A (ja) | 集光レンズ | |
| JPS6358310A (ja) | 非球面単レンズ |