JPH01276107A

JPH01276107A - 大口径集光レンズ

Info

Publication number: JPH01276107A
Application number: JP10384188A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamazaki; 健山崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-06

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】［産業上の利用分野］本発明は、光学式情報記録再生装置の対物レンズに関す
るものである。

［従来の技術］光学式情報記録再生装置（以後光メモリー装置と呼ぶ）
に用いられる対物レンズは、結像性能の向上や軽量化を
計ることに加えて加工性の向上が望まれている。

これら光メモリー装置に用いられる対物レンズの従来例
として特開昭６１−８８２１３号公報や特開昭６０−１
８１７１４号公報に記載されたものが知られている。

これら従来例のうち、前者のものは５平の片面が非球面
である単レンズで、片面が平面であるので加工性にとっ
ては好ましい。

又後者のものは、メニスカス形状のもので片面が非球面
の単レンズであって、レンズの形状をメニスカスにした
ことによって肉厚を薄（出来、軽量にすることが出来る
。

［発明が解決しようとする課題１光メモリー装置用の対物レンズにおいて、片面を平面に
すれば加工性は向上するが、レンズ設計の際のパラメー
ターが減小して、第１面の曲率、レンズの肉厚、第１面
の非球面形状、レンズの屈折率の四つだけになる。又設
計においては焦点距離、正弦条件、球面収差はおさえる
必要があるために、レンズの屈折率を決めると他のパラ
メーターは、その値を自由に選択することが出来ず、あ
る範囲内の値に限定される。

レンズの軽量化をはかるためには、レンズの肉厚を薄く
すればよく、屈折率を低くすることによって肉厚が薄く
なることが前記の従来例の特開昭６１−８８２１３号に
示されている。しかし６平の片面が非球面の単レンズの
場合、屈折率を下げて肉厚を薄くすると、ＮＡを高（し
た時に正弦条件を十分補正することが困難になる。

又前記従来例のうち特開昭６０−１．８１７１４号の単
レンズは、メニスカス形状であるので、第２面もパワー
を持っており、第１面と第２面の偏芯による性能劣化が
生ずる。

本発明の目的は、軽量で加工性が良くしかも性能のすぐ
れた光メモリー装置用対物レンズを提供することにある
。

［課題を解決するための手段］本発明の大口径集光レンズは、前記の目的を達成するた
めに第１図に示すような第１面が凸面であり第２面が凹
面である単レンズで、第１面、第２面が次の式で表わさ
れる形状の非球面である。

ただしｙは光軸からの高さ、Ｘは高さｙの非球面上の点
の非球面頂点の接平面からの距離、ｒは非球面頂点の曲
率半径、Ｐは円錐定数、Ａｌｌは非球面係数である。

更に本発明の集光レンズは、次の条件（１）、（２１を
満足し、又第２面が光軸から離れるにしたがって曲率半
径が次第に大になって行（非球面形状であることを特徴
としている。

（１）　　　ｎ　＞　１．７２（２）７．０＜ｒｇ／ｆ＜２まただしではレンズの焦点距離、ｒ、は第２面の非球面頂
点の曲率半径、ｎはレンズの屈折率である。

本発明の集光レンズは、上記のように第１面が凸の非球
面、第２面が凹の非球面であって、更に条件（１）、（
２）を満足するようにｎ、ｆ、ｒ、を選ぶことによって
正弦条件を補正しレンズの肉厚を薄くした。又第２面の
非球面を光軸から離れるにしたがって曲率半径が次第に
太き（なる形状とすることによって第１面と第２面の偏
芯による加工性を向上させたものである。

屈折率ｎが条件＋１１から外れると第１面の曲率半径が
小さくなり加工性が悪化しまた正弦条件の補正も困難に
なる。

条件（２）において上限の２１を上回った場合第２面の
パワーがほとんどなくなり、正弦条件を補正する効果が
なくなる。また条件（２）の下限（７，０）を下回ると
第２面の曲率半径が小さくなり第１面と第２面の偏芯に
よる性能劣化が大きくなり加工性が悪゛くなる。

又第２面の非球面形状が光軸から離れるにしたがい次第
に曲率半径が小さくなる時又は変曲点をもつとき第１面
と第２面の偏芯による性能劣化が大きくなり加工性が悪
くなる。

この第１面と第２面の偏芯による性能の劣化を小さくす
るためには、第２面の非球面形状を、光軸から離れるに
したがって曲率半径がしだいに大きくなるようなものに
すればよい、そして第２面の光軸からの高さｆ／３のと
ころ（ＨＡが大きい時光線の最大高となるあたり）での
非球面をこの非球面の面頂点の曲率半径を有する基準球
面との光軸方向の差ΔＸが次の条件　（３）を満足する
ことが好ましい。

（３１Ｑ　　４ｔｒｓ・Δｘ）／１３ｘ　ｔｏｏ　　＜
０．５ここでΔＸはこの第２面の非球面が、第１面側に
変位している時を正とする。

またＮＡが大き（、ｒ宜が比較的小さい時には非球面量
が小さいと第１面と第２面の偏芯による性能劣化が大き
いので、条件（３）の代わりに次の条件（３°）を満足
させるようにすることが望ましい。

（３°）　０．１　＜［（ｒｍ　・Δｘ）／ｆ”ｌｘ　
１００　＜　ｏ、ｓこれら式の下限を下回る場合と上限
を上回る場合といずれも第１面と第２面の面の偏芯によ
る性能劣化が大きく加工性が悪くなる。

Ｃ実施例］次に本発明の大口径集光レンズの各実施例を示す。

実施例１ｆ＝４．４　　Ｎ＾＝０．５３　　　ω＝１．３°　　
ＷＤ＝　２．０（ＩＲ，；３．３Ｇ１２ｄ　＝　２．６　　　　ｎ　＝　１．７８５６９Ｒ，＝
８０ｔ＝　１．２５　　　ｎ、　＝　１．４８８６０非球面
係数第１面Ｐ、＝−０，６７７９、Ａ、＝０．３８８２９　ｘｌＯ
−”Ａ、＝　−０，４６７２９ｘ　１０−’　、　　Ａ
ｓ＝　０．２２１５ｘ　１０−’Ａ１゜＝　−０，１２
５５６ｘ　１０−’第２面Ｐ□；１．０　・、　　　Ａ４＝−０，１５ＸｌＯ−”
実施例２ｆ　＝　４．４　　ＮＡ＝　０．５３　　　（、ｌ　＝
　１．３°　　ＷＤ＝　２．３４Ｒ，＝３．３１９０ｄ　＝　２．１　　　　ｎ＝　１．７８５６９Ｒ，＝６
０し＝　１．２ｓ　　　　　ｎｃ＝　１．４８８６０非球
面係数第１面Ｐ、＝−０，６８５３、Ａ、＝０．４０１６７　ｘ　１
０−”Ａ、＝−０，５４０６ｘｌＯ−’　、　　Ａｓ＝
０．２３８２２　ｘｌＯ−’Ａ１０＝−０，１４８４２
ｘ　ｔｏ−’第２面Ｐ、＝　１．０　　、　　Ａ４＝−０，２ｘ　１０−”
実施例３ｆ　＝　３．３　　ＮＡ＝　０．５３　　　（、Ｉ　＝
　１．３＠１１Ｄ＝　１．５９Ｒ，＝２．４８７５ｄ＝　１．ｓ　　　　ｎ＝　１．７８５６９１１、＝４
５ｔ＝　１．２５　　　ｎ、＝　１．４８８６０非球面係
数第１面Ｐ＋＝−０，７１８８、Ａ、＝０．９９３３７　ｘｌＯ
−”Ａ、＝−０，２４５５７ＸｌＯ−”　、　　Ａ、＝
０．２！０２２　Ｘｌ０−’Ａ＋ｏ　＝−０，２２２３
８ｘ　１０−’第２面［’、＝１．０　　、　　Ａ、＝−０，４７ｘｌＯ−”
実施例４ｆ　＝　４．４　　ＮＡ＝　０．５３　　（、Ｉ　＝　
１．３”　　　ＷＤ＝　２．６６８、＝３．２３４５ｄ＝　１．５　　　　ｎ＝　１．７８５６９Ｒ１＝４０ｔ＝　１．２５　　　ｊｌｃ：　１．４８８６０非球面
係数第１面ｐ、＝−Ｑ、７０２４　　、　　Ａ、＝０．４４０２５
　　ｘｌＯ−”Ａｓ＝−０，６５１ａ６Ｘ１０−’　、
　　Ａｓ＝０．３１４４２　Ｘｌ［＋−’Ａ、、　＝−
０，１９５６０Ｘ　１０−’第２面Ｐ、＝１．０　　、　　Ａ４＝−０，２５ｘｌＯ−”実
施例５ｆ　＝　４．４　　ＮＡ＝　０．５３　　（，１＝　１
．３６　　ＷＤ＝２．２８Ｒ１＝　：１．４１０６ｄ　＝　２．２　　　　ｎ　＝　１．８２４９７Ｒ，＝
４゜ｔ　＝　１．２５　　　ｆｉ、＝　１．４８８６０非球
面係数第１面Ｐ＋＝−０，７６４３、Ａ４＝０．４００７１　ｘｌＯ
−”Ａｓ＝　−０，６０４１３Ｘ　１０−’　、　　Ａ
ｓ＝　０．２８６２３　Ｘ　１０−’Ａｇｏ　＝　−０
，１６１７８ｘ　ｔＧ−’第２面Ｐ、＝１．０　　、　　Ａ、＝−０，２５ｘｌＯ−’Ａ
ａ＝−０．２ｘｌＧ−’　、　　Ａａ＝−０，１５ｘｌ
Ｏ−’実施例６ｆ＝４．４　　Ｎ＾＝０．５３　　ω＝　１．３’　　
　Ｗｒｌ＝　２．０８Ｒ，：３．４８９９ｄ＝　２．６　　　　ｎ＝　１．８２４９７Ｒ，＝６０Ｌ＝　１．２５　　　ｊｌ、：　１．４８８６０非球面
係数第１面Ｐ＋＝−０，７２５９、Ａ４＝０．３５９６：Ｉ　Ｘ　
１０−”Ａ、＝−０，４９９３９ｘｌＯ−’　、　　Ａ
、＝０．１８９７１　ｘｌＯ−’Ａ、。＝　−０，１２
３２７ｘ　１０−’第２面Ｐ、＝１．０　　　、　　　Ａ、＝−０，２５ｘｉミロ
−実施例７ｆ＝３．３　　ＮＡ＝０．５３　　ω＝１．３°　　１
ｌＤ＝　１．４９Ｒ，＝２．６１１ｄ　＝　１．７　　　　ｎ　＝　１．８２４９７Ｒ１＝
４５ｔ＝　１．２５　　　ｎｃ＝　１．４８８６０非球面係
数第１面Ｐ＋＝−０，７４３１、Ａ４＝　０．８７６０２　Ｘ　
１０−”Ａ、＝−０，２１９５１ＸｌＯ−”　、　　Ａ
、＝０．１６２２６　Ｘｌ０−’Ａ１゜＝　−０，１７
５３７ｘ　１０−’第２面Ｐ、＝　１．０　　、　　Ａ、＝　−０，５ｘ　１０−
”Ａａ＝　−０，２Ｘ　１０−’　、　　Ａａ＝　−０
，ｌｘ　ｔｏ−’実施例８ｆ＝４．４　　ＮＡ工０．５３　　ω＝　１．３＠ＷＤ
＝　２．５６ｎ、　＝　３．１５９９ｄ＝　１．７　　　　ｎ＝　１．７３８１４Ｒヨ＝９０ｔ＝　１．２５　　　Ｑｃ＝　１．４８８６０非球面係
数第１面１’＋＝　−０，６３７６、Ａ４＝　０．４３９４６　
Ｘ　１０−”＾８＝−０．５８７３２Ｘ１０−’　、　
　Ａ、＝０．２６６１６　Ｘｌ０−’Ａ１゜　＝−０，
１７８２６Ｘ　１０−６第２面Ｐａ＝１．０　　、　　Ａ、＝−０，１５ｘｌＯ−’実
施例９ｆ＝３．７　　　　ＮＡ＝０．５　　　　ω＝１．３＠
　　　　胃Ｄ＝　２．１２１１、＝２．７７５２ｄ＝　２．７　　　　ｎ＝　１．７８５６９Ｒ，：　３
５１＝０非球面係数第１面Ｐ、＝−０，６０８３、Ａ、＝０．６４７１５　ｘ　１
０″２Ａｓ＝−０，８５４１４ｘｌＯ−’　、、　　Ａ
ａ＝０．６４９３ｘｌＯ−’Ａ、、　＝−０，４６：１
９２ｘ　１０−”第２面Ｐｉ＝１．０　　、　　Ａ、＝−０，３３ｘｌＯ−”Ａ
ａ”−０，２ＸｌＯ−’　、　　Ａａ＝−０，１５Ｘｌ
０−’実施例１０ｆ　＝　４．４　　ＮＡ＝　０．４６　　ω＝　１．３
＠ＷＤ　＝　２．５６８、＝３．２８１８ｄ＝　１．７　　　　ｎ＝　１．７８５６９Ｒ２＝５０ｔ　＝　１．２５　　　ｎｃ＝　１．４８８６０非球面
係数第１面Ｐ、＝−０，８０８、Ａ、＝０．４５７０４　ｘｌＯ−
”Ａ、＝−０，９０１１７ＸｌＯ−’　、　　Ａ、＝０
．４Ｌ６４３　Ｘ１ｔｌ−’Ａ、、　＝−０，３０３４
８ｘｌＯ−’第２面Ｐｉ＝１．０’、　　Ａ４＝−０，２ｘｌＯ−”Ａｓ＝
−０，ｌＸ　ＩＱ−’ ただしｎ、、Ｒ，は夫々第１面、第２面の頂点の曲率半
径、ｄはレンズの肉厚、ｔはカバーガラスの厚さ、ｎは
波長７８０ｎａ＋に対するレンズの屈折率、ｎｃは同じ
波長に対するカバーガラスの屈折率、Ｐは円錐定数、Ａ
□は２１次の非球面係数である。

上記の実施例は、いずれも第１面が入射面で入射光は平
行光線である。

［発明の効果］本発明の大口径集光レンズは、軽量で加工性のよい単レ
ンズでしかも良好な性能のレンズである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明集光レンズの断面図、第２図乃至第１１
図は夫々本発明の実施例１乃至実施例ＩＯ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　　二？

Claims

【特許請求の範囲】　第１面が凸面で第２面が凹面であり両面が非球面の単
レンズで、光軸からの高さをｙ、高さｙの非球面上の点
の非球面頂点の接平面からの距離をｘ、非球面頂点の曲
率半径をｒ、円錐定数をＰ、第２ｉ次の非球面係数をＡ
＿２＿ｉとすると上記の非球面形状が次の式で表わされ
るもので、下記の条件（１）、（２）を満足し、又上記
第２面が光軸から離れるにしたがって曲率半径が次第に
大きくなって行くような非球面形状であることを特徴と
する大口径集光レンズ。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （１）ｎ＞１．７２（２）７．０＜ｒ＿２／ｆ＜２１ただしｆは全系の焦点距離、ｒ＿２は第２面の非球面頂
点の曲率半径、ｎはレンズの屈折率である。