JP2622155B2 - 非球面単レンズ - Google Patents
非球面単レンズInfo
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- JP2622155B2 JP2622155B2 JP63168181A JP16818188A JP2622155B2 JP 2622155 B2 JP2622155 B2 JP 2622155B2 JP 63168181 A JP63168181 A JP 63168181A JP 16818188 A JP16818188 A JP 16818188A JP 2622155 B2 JP2622155 B2 JP 2622155B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、非球面を有する単レンズに関しとりわけNA
が0.42〜0.47程度の非球面単レンズに関するものであ
る。
が0.42〜0.47程度の非球面単レンズに関するものであ
る。
（従来技術） 近年、ビデオテイスクやコンパクトデイスク等の光デ
イスクが大記憶容量の記録担体として多岐に亘り使用さ
れている。
イスクが大記憶容量の記録担体として多岐に亘り使用さ
れている。
又、光デイスク同様の光学的な記録担体として、記憶
容量の多さ、携帯性の良さ等の利点を有する光カードも
目的を浴びている。
容量の多さ、携帯性の良さ等の利点を有する光カードも
目的を浴びている。
この種の記録担体に情報を高密度に記録したり、記録
情報を正確に再生する為に、情報記録再生装置に用いる
対物レンズには数μｍの分解能が要求される。即ち、0.
4を上回るNAの対物レンズが必要である。
情報を正確に再生する為に、情報記録再生装置に用いる
対物レンズには数μｍの分解能が要求される。即ち、0.
4を上回るNAの対物レンズが必要である。
又、上記用途の対物レンズにおいては、光デイスクや
光カード等の担体表面と対物レンズとの間隔を十分にと
り、両者の接触を防止して記録媒体や対物レンズの損傷
を回避する必要もある。
光カード等の担体表面と対物レンズとの間隔を十分にと
り、両者の接触を防止して記録媒体や対物レンズの損傷
を回避する必要もある。
更に、上述の情報記録再生装置では、オートフオーカ
スやオートトラツキングを行う為に対物レンズを光軸方
向や光軸方向と直交する方向に移動させる方式が主流で
ある。依って、応答特性を向上させる為に、この種の対
物レンズには小型化・軽量化が要求される。
スやオートトラツキングを行う為に対物レンズを光軸方
向や光軸方向と直交する方向に移動させる方式が主流で
ある。依って、応答特性を向上させる為に、この種の対
物レンズには小型化・軽量化が要求される。
従来、この種の対物レンズとして、特開昭58−42021
号公報、特開昭58−208719号公報、特開昭60−122915号
公報等に４群４枚の構成から成るレンズ系が開示されて
いる。
号公報、特開昭58−208719号公報、特開昭60−122915号
公報等に４群４枚の構成から成るレンズ系が開示されて
いる。
しかしながら、これらの公開公報に示された対物レン
ズはレンズ系の全長が大きく、前述の小型化・軽量化を
図ることができない。
ズはレンズ系の全長が大きく、前述の小型化・軽量化を
図ることができない。
上記の欠点を解消するため、最近は非球面単レンズの
開発が盛んであり、例えば特開昭60−250320号公報，特
開昭61−148413号公報，特開昭63−58311号公報，特開
昭63−58312号公報等に技術開示されている。
開発が盛んであり、例えば特開昭60−250320号公報，特
開昭61−148413号公報，特開昭63−58311号公報，特開
昭63−58312号公報等に技術開示されている。
しかしながら、上記公報に示された非球面単レンズは
光ディスクの仕様に併せて設計されたものであり、光カ
ード等の情報記録面を被う保護層が光デイスクの保護層
に比較して薄い記録担体に対して使用する場合にははな
はだ不適当である。
光ディスクの仕様に併せて設計されたものであり、光カ
ード等の情報記録面を被う保護層が光デイスクの保護層
に比較して薄い記録担体に対して使用する場合にははな
はだ不適当である。
光カードの厚さは、一般に流通している磁気カードの
厚さと同程度の0.8mm程度である為、光カードの強度等
を考慮すると、光カードに於ける透明保護層の厚さｔは
略々0.4mm程度となる。
厚さと同程度の0.8mm程度である為、光カードの強度等
を考慮すると、光カードに於ける透明保護層の厚さｔは
略々0.4mm程度となる。
上記公開公報に示される非球面単レンズの実施例にお
いては、レンズの焦点距離をＦとすると、実施例中に示
されるレンズが適用可能な記録担体の透明保護層の厚さ
ｔは、0.26F〜0.28F程度である。従って光カードにおけ
る透明保護層の厚さｔ＝0.4mmに対して適切である対物
レンズの焦点距離Ｆは1.43〜1.54mmと成る。
いては、レンズの焦点距離をＦとすると、実施例中に示
されるレンズが適用可能な記録担体の透明保護層の厚さ
ｔは、0.26F〜0.28F程度である。従って光カードにおけ
る透明保護層の厚さｔ＝0.4mmに対して適切である対物
レンズの焦点距離Ｆは1.43〜1.54mmと成る。
ところがこの場合には、曲率半径が小さくなり過ぎて
製作が極めて困難であること、更に、回折限界とみなせ
る良好な結像特性を有する領域（像高）が極めてせまい
こと等の欠点があり殆ど実用的ではない。
製作が極めて困難であること、更に、回折限界とみなせ
る良好な結像特性を有する領域（像高）が極めてせまい
こと等の欠点があり殆ど実用的ではない。
従って実用的な対策としては、対物レンズと光カード
との間に保護層の厚み補正用の平行平板を介在させて使
用する手段が挙げられる。即ち、前記従来例の対物レン
ズの焦点距離を製作が容易なＦ＝4.5mm程度に設定す
る。この時必要な保護層の厚みは1.17〜1.26mmであり、
他方光カードの保護層の厚みは0.4mmであるから、その
差の0.77〜0.86mm程度の厚みを有する平行平板を使用す
れば良いことになる。
との間に保護層の厚み補正用の平行平板を介在させて使
用する手段が挙げられる。即ち、前記従来例の対物レン
ズの焦点距離を製作が容易なＦ＝4.5mm程度に設定す
る。この時必要な保護層の厚みは1.17〜1.26mmであり、
他方光カードの保護層の厚みは0.4mmであるから、その
差の0.77〜0.86mm程度の厚みを有する平行平板を使用す
れば良いことになる。
しかしながら、この方法も光学系の小型・軽量化によ
る性能改善、部品点数の減少に伴なう低コスト化の要望
に反するものであり好ましくない。
る性能改善、部品点数の減少に伴なう低コスト化の要望
に反するものであり好ましくない。
更に、情報の記録を行う光メモリ装置に用いられる光
ヘツドにおいて、半導体レーザからの発散光束を光量の
損失が少ない状態で効率良く平行光束化するコリメータ
レンズとして、上記の従来例に示されるレンズを使用す
る場合にも同様の欠点が指摘されている。即ち、通常の
半導体レーザに装着されている保護用ガラス平板の厚み
ｔは略々0.25〜0.35mmであるからである。
ヘツドにおいて、半導体レーザからの発散光束を光量の
損失が少ない状態で効率良く平行光束化するコリメータ
レンズとして、上記の従来例に示されるレンズを使用す
る場合にも同様の欠点が指摘されている。即ち、通常の
半導体レーザに装着されている保護用ガラス平板の厚み
ｔは略々0.25〜0.35mmであるからである。
（発明の概略） 本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、厚みｔが
略々0.04F〜0.111Fの平行平板を介して、１゜程度の画
角の範囲内で良好に収差補正の成された非球面単レンズ
を提供することにある。
略々0.04F〜0.111Fの平行平板を介して、１゜程度の画
角の範囲内で良好に収差補正の成された非球面単レンズ
を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下に述べる本発明の非球面単
レンズにより達成される。
レンズにより達成される。
（実施例） 本発明による非球面単レンズは、物界側の面が非球
面、像界側の面が球面である非球面単レンズにおいて、
該非球面が、該非球面の近軸曲率をR1、該非球面上の任
意の点から非球面頂点の接平面までの距離をＸ、前記任
意の点から光軸までの距離をＨとした時に下記の式にて
表わされる非球面であり、前記球面の曲率半径がR2であ
ると共に次の条件（１），（２），（３）を満足する非
球面単レンズ。
面、像界側の面が球面である非球面単レンズにおいて、
該非球面が、該非球面の近軸曲率をR1、該非球面上の任
意の点から非球面頂点の接平面までの距離をＸ、前記任
意の点から光軸までの距離をＨとした時に下記の式にて
表わされる非球面であり、前記球面の曲率半径がR2であ
ると共に次の条件（１），（２），（３）を満足する非
球面単レンズ。
ただし、Aiは非球面の非球面係数、Ｆは非球面単レン
ズの焦点距離、Ｄは非球面単レンズの光軸上肉厚、Ｎは
非球面単レンズの使用波長に対する屈折率である。
ズの焦点距離、Ｄは非球面単レンズの光軸上肉厚、Ｎは
非球面単レンズの使用波長に対する屈折率である。
次に条件（１）から（３）について説明する。
本発明の条件（１），（２）は３次の領域で球面収差
及びコマ収差を良好に補正するためのものである。
及びコマ収差を良好に補正するためのものである。
松居吉哉著「レンズ設計法」（共立出版）によれば、
第１面，第２面の３次の球面収差係数I1,I2及び第１
面，第２面のコマ収差係数II1,II2は、入射瞳を第１面
に一致させ物体距離が無限遠の場合、次の様に表わされ
る。
第１面，第２面の３次の球面収差係数I1,I2及び第１
面，第２面のコマ収差係数II1,II2は、入射瞳を第１面
に一致させ物体距離が無限遠の場合、次の様に表わされ
る。
ここで、ψ１は第１面の３次の非球面項であり、R1は
第１面の近軸曲率半径、R2は第２面の曲率半径である。
第１面の近軸曲率半径、R2は第２面の曲率半径である。
そして、レンズ全体の３次の球面収差係数Ｉ及びコマ
収差係数IIは各面のそれぞれの収差係数の和、 Ｉ＝I1＋I2 II＝II1＋II2 で求まり、I,IIが適切な値となるようにレンズ形状及び
各非球面量を定める。
収差係数IIは各面のそれぞれの収差係数の和、 Ｉ＝I1＋I2 II＝II1＋II2 で求まり、I,IIが適切な値となるようにレンズ形状及び
各非球面量を定める。
上述した式より明らかな様に、レンズの形状（焦点距
離，作動距離など）が決まるとR1,R2,D,Nの値はほぼ定
まってしまい、収差係数I1を適切な値にするために残さ
れる自由度はψ１しかない。従って、レンズ形状もある
程度収差補正を考慮した上で決められることが必要で、
そのための数値範囲が条件（１），（２）である。
離，作動距離など）が決まるとR1,R2,D,Nの値はほぼ定
まってしまい、収差係数I1を適切な値にするために残さ
れる自由度はψ１しかない。従って、レンズ形状もある
程度収差補正を考慮した上で決められることが必要で、
そのための数値範囲が条件（１），（２）である。
条件（１）の数値範囲を外れると、特に第１面の球面
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
条件（２）は第２面でコマ収差をバランス良く補正す
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
条件（３）は主に正弦条件を満足させるための条件で
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（３）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（３）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
以下に本発明の非球面単レンズの実施例を示す。
ただし第１図に示す様に、Ｆはレンズの焦点距離、NA
は開口数、βは近軸横倍率、R1は第１面の非球面の近軸
曲率半径、R2は第２面の曲率半径、Ｄはレンズの中心肉
厚、W.Dは作動距離、ｔは平行平板の厚み、Ｎは使用波
長λ＝830nmでのレンズの屈折率、Ntは使用波長λ＝830
nmでの平行平板の屈折率、△（ｊ）は第１面においてNA
（開口数）で決まるレンズ有効径内のｊ割における非球
面と近軸曲率半径R1を有する球面との光軸方向の差（但
し、△（ｊ）は非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。）である。
は開口数、βは近軸横倍率、R1は第１面の非球面の近軸
曲率半径、R2は第２面の曲率半径、Ｄはレンズの中心肉
厚、W.Dは作動距離、ｔは平行平板の厚み、Ｎは使用波
長λ＝830nmでのレンズの屈折率、Ntは使用波長λ＝830
nmでの平行平板の屈折率、△（ｊ）は第１面においてNA
（開口数）で決まるレンズ有効径内のｊ割における非球
面と近軸曲率半径R1を有する球面との光軸方向の差（但
し、△（ｊ）は非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。）である。
尚、非球面の形状は、第１面の頂点を原点とし、光軸
方向をＸ軸、入射高をＨとして次式で表わすものとす
る。
方向をＸ軸、入射高をＨとして次式で表わすものとす
る。
ただし、Aiは非球面の非球面係数である。
また、第２図，第３図，第４図は夫々本発明の実施例
1,2,3のレンズの収差図である。ここでは、球面収差、
非点収差及び歪曲収差を示してあり、SAは球面収差、SC
は正弦条件不満足量、Ｍはメリジオナル面の像面彎曲、
Ｓはサジタル面の像面彎曲を表わす。
1,2,3のレンズの収差図である。ここでは、球面収差、
非点収差及び歪曲収差を示してあり、SAは球面収差、SC
は正弦条件不満足量、Ｍはメリジオナル面の像面彎曲、
Ｓはサジタル面の像面彎曲を表わす。
実施例１ Ｆ＝１ NA＝0.42 β＝０ R1＝0.66492 Ｄ＝0.50998 Ｎ＝1.57532 R2＝−3.07363 Ｗ・Ｄ＝0.66114 ｔ＝0.08869 Nt＝1.510 A3 ＝ 1.07364×10-3 A4 ＝−3.22236×10-1 A5 ＝ 3.33809×10-2 A6 ＝−8.87436×10-1 A7 ＝ 1.64843×10-1 A8 ＝ 1.43683×100 A9 ＝−6.21185×10-1 A10＝−8.23827×100 A11＝ 3.80363×100 A12＝−3.17809×101 A13＝ 1.01975×101 A14＝ 7.92322×101 A15＝ 1.59923×102 A16＝−2.51141×102 △（10）＝0.0145 △（７）＝0.00287 △（５）＝0.000683 実施例２ Ｆ＝１ NA＝0.42 β＝０ R1＝0.66619 Ｄ＝0.55455 Ｎ＝1.57532 R2＝−2.93558 Ｗ・Ｄ＝0.63722 ｔ＝0.08873 Nt＝1.510 A3 ＝−8.40983×10-4 A4 ＝−3.02781×10-1 A5 ＝ 2.47153×10-2 A6 ＝−9.33993×10-1 A7 ＝ 1.69352×10-1 A8 ＝ 1.42370×100 A9 ＝−5.37801×10-1 A10＝−8.22846×100 A11＝ 7.22155×100 A12＝−3.20163×101 A13＝−2.01815×100 A14＝ 8.00188×101 A15＝ 1.59936×102 A16＝−2.43559×102 △（10）＝0.0141 △（７）＝0.00277 △（５）＝0.000660 実施例３ Ｆ＝１ NA＝0.42 β＝０ R1＝0.66596 Ｄ＝0.59874 Ｎ＝1.57532 R2＝−2.83915 Ｗ・Ｄ＝0.61290 ｔ＝0.08870 Nt＝1.510 A3 ＝ 8.84494×10-4 A4 ＝−3.12656×10-1 A5 ＝ 4.62533×10-2 A6 ＝−9.27195×10-1 A7 ＝ 2.52054×10-1 A8 ＝ 1.38085×100 A9 ＝−2.65325×10-1 A10＝−8.99677×100 A11＝ 5.88371×100 A12＝−3.24364×101 A13＝−4.47417×100 A14＝ 7.87561×101 A15＝ 1.19524×102 A16＝−8.70558×101 △（10）＝0.0139 △（７）＝0.00274 △（５）＝0.000652 以上示した実施例1,2,3においては焦点距離Ｆを4.5mm
とし、NAを0.42、平行平板の厚さｔを0.4mmとして設計
したものであり、略々１゜の画角範囲内において回折限
界に近い結像性能を有する。更に平行平板の厚さｔは、
上記NA,画角の条件下では±0.1mm程度の変動までは良好
な結像性能を有する。即ち、0.065F＜ｔ＜0.111Fの範囲
であれば良好な結像性能が得られる。
とし、NAを0.42、平行平板の厚さｔを0.4mmとして設計
したものであり、略々１゜の画角範囲内において回折限
界に近い結像性能を有する。更に平行平板の厚さｔは、
上記NA,画角の条件下では±0.1mm程度の変動までは良好
な結像性能を有する。即ち、0.065F＜ｔ＜0.111Fの範囲
であれば良好な結像性能が得られる。
上述した実施例1,2,3に見られるように、 の本発明の非球面単レンズにおいては上述した（１）か
ら（３）の条件に加えて、以下の条件（４）から（６）
を満足することが好ましい。
ら（３）の条件に加えて、以下の条件（４）から（６）
を満足することが好ましい。
条件（４），（５）は３次の領域で球面収差及びコマ
収差を良好に補正するためのものである。
収差を良好に補正するためのものである。
条件（４）の数値範囲を外れると、特に第１面の球面
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
条件（５）は第２面でコマ収差をバランス良く補正す
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
条件（６）は主に正弦条件を満足させるための条件で
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（６）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（６）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
更に、 の本発明の非球面単レンズにおいては上述した（１）か
ら（６）の条件に加えて、以下の条件（７）から（９）
を満足することにより、特に球面収差を良好に補正しう
るものである。
ら（６）の条件に加えて、以下の条件（７）から（９）
を満足することにより、特に球面収差を良好に補正しう
るものである。
（７）0.01F＜△（10）＜0.02F （８）0.0025F＜△（７）＜0.0035F （９）０＜△（５）＜0.001F 条件式（７）〜（９）のいずれの１つの条件式にあっ
ても、その範囲の下限値を下回って、その位置における
非球面量が少ない場合には、その位置を通過する光線の
球面収差が補正不足となる。逆に条件式（７）〜（９）
のいずれの１つの条件式にあっても、その範囲の上限値
を上回った場合には、その位置を通過する光線の球面収
差が補正過剰となってくるので好ましくない。
ても、その範囲の下限値を下回って、その位置における
非球面量が少ない場合には、その位置を通過する光線の
球面収差が補正不足となる。逆に条件式（７）〜（９）
のいずれの１つの条件式にあっても、その範囲の上限値
を上回った場合には、その位置を通過する光線の球面収
差が補正過剰となってくるので好ましくない。
特に好ましい条件は、 0.013F＜△（10）＜0.016F 0.0026F＜△（７）＜0.003F 0.0005F＜△（５）＜0.0008F を同時に満足する場合であって、この時、球面収差が一
段と良好に補正可能である。
段と良好に補正可能である。
以下に本発明の非球面単レンズの他の実施例を示す。
ただし、第１図に示す様に、Ｆはレンズの焦点距離、
NAは開口数、βは近軸横倍率、R1は第１面の非球面の近
軸曲率半径、R2は第２面の曲率半径、Ｄはレンズの中心
肉厚、W.Dは作動距離、ｔは平行平板の厚み、Ｎは使用
波長λ＝830nmのレンズの屈折率、Ntは使用波長λ＝830
nmでの平行平板の屈折率、△（ｊ）は第１面においてNA
（開口数）で決まるレンズ有効径内のｊ割における非球
面と近軸曲率半径R1を有する球面との光軸方向の差（但
し、△（ｊ）は非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。）である。
NAは開口数、βは近軸横倍率、R1は第１面の非球面の近
軸曲率半径、R2は第２面の曲率半径、Ｄはレンズの中心
肉厚、W.Dは作動距離、ｔは平行平板の厚み、Ｎは使用
波長λ＝830nmのレンズの屈折率、Ntは使用波長λ＝830
nmでの平行平板の屈折率、△（ｊ）は第１面においてNA
（開口数）で決まるレンズ有効径内のｊ割における非球
面と近軸曲率半径R1を有する球面との光軸方向の差（但
し、△（ｊ）は非球面の曲率が弱くなる方向を正とす
る。）である。
尚、非球面の形状は第１面の頂点を原点とし、光軸方
向をＸ軸、入射高をＨとして次式で表わすものとする。
向をＸ軸、入射高をＨとして次式で表わすものとする。
ただし、Aiは非球面の非球面係数である。
また、第５図，第６図，第７図は夫々本発明の実施例
4,5,6のレンズの収差図である。ここでは、球面収差、
非点収差及び歪曲収差を示してあり、SAは球面収差、SC
は正弦条件不満足量、Ｍはメリジオナル面の像面彎曲、
Ｓはサジタル面の像面彎曲を表わす。
4,5,6のレンズの収差図である。ここでは、球面収差、
非点収差及び歪曲収差を示してあり、SAは球面収差、SC
は正弦条件不満足量、Ｍはメリジオナル面の像面彎曲、
Ｓはサジタル面の像面彎曲を表わす。
実施例４ Ｆ＝１ NA＝0.47 β＝０ R1＝0.66341 Ｄ＝0.59057 Ｎ＝1.57532 R2＝−2.92401 Ｗ・Ｄ＝0.63075 ｔ＝0.06664 Nt＝1.510 A3 ＝−1.79492×10-3 A4 ＝−2.89514×10-1 A5 ＝−1.07562×10-2 A6 ＝−8.86676×10-1 A7 ＝−7.28447×10-2 A8 ＝ 1.89222×100 A9 ＝−3.96149×10-1 A10＝−8.60400×100 A11＝ 9.14741×100 A12＝−3.21268×101 A13＝−2.72974×100 A14＝ 1.09795×102 A15＝−4.75359×101 A16＝−4.27544×101 △（10）＝0.0247 △（７）＝0.00455 △（５）＝0.00106 実施例５ Ｆ＝１ NA＝0.47 β＝０ R1＝0.66640 Ｄ＝0.60087 Ｎ＝1.57532 R2＝−2.82336 Ｗ・Ｄ＝0.62656 ｔ＝0.06664 Nt＝1.510 A3 ＝−3.66687×10-3 A4 ＝−2.85971×10-1 A5 ＝ 2.55345×10-3 A6 ＝−9.68717×10-1 A7 ＝ 8.75908×10-1 A8 ＝−6.77540×10-1 A9 ＝−2.38760×10-2 A10＝−7.73731×100 A11＝ 1.03144×101 A12＝−2.57036×101 A13＝ 6.94092×101 A14＝−7.92054×101 A15＝ 4.77916×101 A16＝−4.95151×101 △（10）＝0.0244 △（７）＝0.00451 △（５）＝0.00106 実施例６ Ｆ＝１ NA＝0.47 β＝０ R1＝0.66479 Ｄ＝0.62217 Ｎ＝1.57532 R2＝−2.81358 Ｗ・Ｄ＝0.61406 ｔ＝0.06665 Nt＝1.510 A3 ＝−2.57035×10-3 A4 ＝−2.82912×10-1 A5 ＝ 6.30130×10-3 A6 ＝−9.43127×10-1 A7 ＝−5.10797×10-2 A8 ＝ 1.90007×100 A9 ＝−1.92226×10-1 A10＝−9.04979×100 A11＝ 9.13503×100 A12＝−3.03485×101 A13＝−2.22038×100 A14＝ 1.08565×102 A15＝−4.90839×101 A16＝−4.99281×101 △（10）＝0.0243 △（７）＝0.00447 △（５）＝0.00104 上述した実施例4,5,6においては焦点距離Ｆを4.5mmと
し、NAを0.47、平行平板の厚さｔを0.3mmとして設計し
たものであり、略々１゜の画角範囲内において回折限界
に近い結像性能を有する。更に平行平板の厚さｔは、上
記NA,画角の条件下では±0.1mm程度の変動までは良好な
結像性能を有する。即ち、0.04F＜ｔ＜0.09Fの範囲であ
れば良好な結像性能が得られる。
し、NAを0.47、平行平板の厚さｔを0.3mmとして設計し
たものであり、略々１゜の画角範囲内において回折限界
に近い結像性能を有する。更に平行平板の厚さｔは、上
記NA,画角の条件下では±0.1mm程度の変動までは良好な
結像性能を有する。即ち、0.04F＜ｔ＜0.09Fの範囲であ
れば良好な結像性能が得られる。
上述した実施例4,5,6に見られるように、 の本発明の非球面単レンズにおいては上述した（１）か
ら（３）の条件に加えて、以下の条件（10）から（12）
を満足することが好ましい。
ら（３）の条件に加えて、以下の条件（10）から（12）
を満足することが好ましい。
条件（10），（11）は３次の領域で球面収差及びコマ
収差を良好に補正するためのものである。
収差を良好に補正するためのものである。
条件（10）の数値範囲を外れると、特に第１面の球面
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
収差が大きくなり、第１面の非球面項ψ１では収差が補
正しきれなくなる。
条件（11）は第２面でコマ収差をバランス良く補正す
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
るための条件であり、この数値範囲を外れると軸外の結
像性能が著しく劣化する。
条件（12）は主に正弦条件を満足させるための条件で
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（12）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
ある。本発明においては軸上収差と共に一定範囲内の軸
外収差、特に、コマ収差を良好に補正しているが、条件
（12）の範囲を外れるとアイソプラナテイツクな条件が
著しく失なわれ好ましくないものである。
更に、 の本発明の非球面単レンズにおいては上述した（１）か
ら（３）及び（10）から（12）の条件に加えて、以下の
条件（13）から（15）を満足することにより、特に球面
収差を良好に補正しうるものである。
ら（３）及び（10）から（12）の条件に加えて、以下の
条件（13）から（15）を満足することにより、特に球面
収差を良好に補正しうるものである。
（13）0.02F＜△（10）＜0.03F （14）0.004F＜△（７）＜0.005F （15）０＜△（５）＜0.002F 条件式（13）〜（15）のいずれの１つの条件式にあっ
ても、その範囲の下限値を下回って、その位置における
非球面量が少ない場合には、その位置を通過する光線の
球面収差が補正不足となる。逆に条件式（13）〜（15）
のいずれの１つの条件式にあっても、その範囲の上限値
を上回った場合には、その位置を通過する光線の球面収
差が補正過剰となってくるので好ましくない。
ても、その範囲の下限値を下回って、その位置における
非球面量が少ない場合には、その位置を通過する光線の
球面収差が補正不足となる。逆に条件式（13）〜（15）
のいずれの１つの条件式にあっても、その範囲の上限値
を上回った場合には、その位置を通過する光線の球面収
差が補正過剰となってくるので好ましくない。
特に好ましい条件は、 0.023F＜△（10）＜0.026F 0.0042F＜△（７）＜0.0048F 0.0009F＜△（５）＜0.0012F を同時に満足する場合であって、この時、球面収差が一
段と良好に補正可能である。
段と良好に補正可能である。
（発明の効果） 以上、本発明によれば略々0.04F〜0.111Fの厚みを有
する平行平板を介して、軸上及び軸外共に良好な収差補
正の成された非球面単レンズを提供できる。
する平行平板を介して、軸上及び軸外共に良好な収差補
正の成された非球面単レンズを提供できる。
光カード記録再生装置等の光メモリー装置の光ヘツド
において、対物レンズとして、或いはコリメータレンズ
として本発明に係る非球面単レンズを採用することによ
って、光ヘツドの軽量、小型化が達成可能である。
において、対物レンズとして、或いはコリメータレンズ
として本発明に係る非球面単レンズを採用することによ
って、光ヘツドの軽量、小型化が達成可能である。
第１図は本発明に係る非球面単レンズのレンズ断面を示
す図、第２図，第３図，第４図，第５図，第６図，第７
図は本発明に係る非球面単レンズの各実施例に於ける球
面収差、非点収差、歪曲歪収差を示す図である。 １……非球面単レンズ ２……平行平板 Ｄ……レンズ肉厚 Ｗ・Ｄ……作動距離 ｔ……平行平板の肉厚 R1,R2……第１面，第２面の曲率半径 N,Nt……屈折率
す図、第２図，第３図，第４図，第５図，第６図，第７
図は本発明に係る非球面単レンズの各実施例に於ける球
面収差、非点収差、歪曲歪収差を示す図である。 １……非球面単レンズ ２……平行平板 Ｄ……レンズ肉厚 Ｗ・Ｄ……作動距離 ｔ……平行平板の肉厚 R1,R2……第１面，第２面の曲率半径 N,Nt……屈折率
Claims (1)
- 【請求項１】物界側の面が非球面、像界側の面が球面で
ある非球面単レンズにおいて、該非球面が、該非球面の
近軸曲率をR1、該非球面上の任意の点から非球面頂点の
接平面までの距離をＸ、前記任意の点から光軸までの距
離をＨとした時に下記の式にて表わされる非球面であ
り、前記球面の曲率半径がR2であると共に次の条件
（１），（２），（３）を満足する非球面単レンズ。 ただし、Aiは非球面の非球面係数、Ｆは非球面単レンズ
の焦点距離、Ｄは非球面単レンズの光軸上肉厚、Ｎは非
球面単レンズの使用波長に対する屈折率である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168181A JP2622155B2 (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 非球面単レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168181A JP2622155B2 (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 非球面単レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216514A JPH0216514A (ja) | 1990-01-19 |
| JP2622155B2 true JP2622155B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=15863289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168181A Expired - Fee Related JP2622155B2 (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 非球面単レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622155B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01227115A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Olympus Optical Co Ltd | 小型大口径集光レンズ |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP63168181A patent/JP2622155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0216514A (ja) | 1990-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |