JPS581762B2 - コウシユクシヨウリツタイブツレンズ - Google Patents

コウシユクシヨウリツタイブツレンズ

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JPS581762B2
JPS581762B2 JP50072255A JP7225575A JPS581762B2 JP S581762 B2 JPS581762 B2 JP S581762B2 JP 50072255 A JP50072255 A JP 50072255A JP 7225575 A JP7225575 A JP 7225575A JP S581762 B2 JPS581762 B2 JP S581762B2
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JP
Japan
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lens
aberration
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front group
surface facing
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JP50072255A
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JPS5231754A (en
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小泉俊彭
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学式ビデオディスク原盤作製のための変調信
号記録用対物レンズとして用いる高縮小率対物レンズに
関するものである。
従来このような光学式ビデオディスク原盤作製のための
変調信号記録用対物レンズとしては専用対物レンズが存
在せず,一般には顕微鏡用対物レンズにて代用していた
そして、この変調信号の記録に用いる記録信号波長とし
ては435.8nm(g線)と4 8 6 .1 nm
の間の、或単波長が用いられるために二三の点を除けば
ある程度の性能で使用した。
しかし顕微鏡対物レンズは接合面が多いためと、色収差
の補正が可視域での補正に主眼がおかれているために収
差による影響により高精度な記録が出来ず、特に高密度
記録のため紫外域の光(例えば波長が351nmの光)
を使用する場合にはこの色収差による影響のほかに更に
前述の接合面に使用される接着剤による吸収があり、こ
れによって透過率が低下する等の問題が生ずる。
一般に記録用対物レンズとして特に要求される性能とし
ては次のようなものがあげられる。
(1)近紫外又は紫外域まで透過率が良いこと。
(2)解像力が高いこと、(3)0次以外の回折光の影
響が出来るだけ少ないこと。
(4)像のコントラストの低下がないこと。これらのう
ち(1)の要件を満足させるためにはガラスの材料の選
択が問題であり又接合向における接着剤による吸収の問
題がある。
又(2)の要件に関しては出来る限り開口数を大にする
必要がある。
更に(3)および(4)の要件については収差補正が問
題であり、特に球面収差とコマ収差を少なくする必要が
ある。
又(4)に関しては更にフレア一対策も必要となる。
又接合向が存在する場合には、透過率、フレアー等のほ
かに接合状態の良否がそのまま変調波と共にノイズとし
て記録されることがあり、その上入射光が細いビームに
収斂しているので、通過光線の単位面積あたりのエネル
ギーが極めて高く、そのため接合面の剥離を生ずる場合
があり得る。
更に記録用原盤は金属もしくはガラス等を基板とし、こ
の上に例えばフォト・レジストのような感剤を塗布した
もので、これに対物レンズを通って来た収斂された変調
光によって露光されるが,変調レーザビームは感剤面で
は直径1μ以下に収斂されているので、その部分が高温
となり感剤が蒸発する。
この蒸発物が対物レンズに付着すると、コントラストの
低下、解像力の低下等を生ずる。
本発明は上記の諸点に鑑み接合面を有しないレンズ構成
とし、記録面側のNAが大で更に作動距離の比較的大き
い記録用対物レンズを提供するものである。
以下本発明の詳細な内容を設明すると、単レンズよりな
る5群5枚構成のレンズ系で、中間に大きなレンズ間隔
を設け,それより前の前群と、後の後群よりなっている
更に前群は、両凸レンズの第1レンズと、上記第1レン
ズ側に強い負の屈折面を有する負のメニスカスレンズの
第2レンズと、両凸レンズの第3レンズとよりなり又後
群は凸面を前群の側に向けた正のメニスカスレンズの第
4レンズと,凸面を第4レンズ側に向けた半球に近い形
状をした正のメニスカスレンズの第5レンズとよりなる
ものである。
そして上記のような構成の上に全系の焦点距離をf、前
述の合成焦点距離をf122、後群の合成焦点距離をf
45、第1レンズの後側の面の曲率半径をr2、第2レ
ンズの前側の面の曲率半径をr3、第1レンズと第2レ
ンズとの間の空気間隔をd2、前群と後群との間の空気
間隔をd6とする時次の各条件を満足するようにしたも
のである。
(1) 1.19≧d6/f≧0.62(2) 3
.7≧f123/f≧2.7(3) 0. 2 9≧
f45/f123≧0.19(4) 0.86≧|r
3|/|r2|≧0.6(5)0.15≧d2/f≧0
.11 以上のようなレンズ系で,前群は主として色収差を補正
することを目的とするもので、負の屈折力を有するレン
ズと、正の屈折力を有するレンズとに屈折率の差をつけ
るか又は負の屈折力を有するレンズの屈折率を大にする
ことによって色収差を補正し得る。
例えば第1レンズの屈折率mと第2レンズの屈折率n2
との差n2−n1又第2レンズの屈折率n2と第3レン
ズの屈折率n3との差n2−n3を夫々n2−n1≧0
.15,n2−n3≧1.5とし、第1レンズ、第2レ
ンズ,第3レンズのアツベ数ν1,ν2,ν3を夫々ν
1>55,ν2>40,ν3>55とすることが望まし
い。
しかしながら負の屈折力を有するレンズの屈折率n2を
あまり大きくするとガラス材によっては内部透過率の低
下をまねくものであるので、特に重フリント系の場合に
はn2=1.7にする必要がある。
又後群は前群による光束を収斂させることを目的とする
ものであって、このために単位面積当りを通過する光速
のエネルギーが高いことが考えられるので、例えば熔融
石英等を用いることによってレンズ系の劣化を防止する
必要がある。
更に本発明では前述の各条件を満足させることによって
レンズ系全体の諸収差をバランス良く補正し得たもので
ある。
これら条件中条件(1)において前群と後群の間隔d6
がd6/f>1.19となった場合には非点収差は良好
に補正されるが、球面収差とゴマ収差が補正過剰となり
やすいので好ましくない。
又d6/f<0.62の時には非点収差が悪化し周辺に
向かうにつれ次第に正の大なる値となり、これを収差曲
線にて表わした場合だおれた状態となる。
更に非点隔差も増大する。
次に前群の合成焦点距離f123が条件(2)の上限を
超えf123/f>3.7になるとコマ収差が補正過剰
になり易く、又逆に下限を超えf123/f<2.7の
時はコマ収差が補正不足になり易い。
又上述のような前群の合成焦点距離f123に対し、後
群の合成焦点距離f45が条件(3)の上限を超えf4
5/f123>0.29となった時には球面収差が軸上
開口周辺にて補正不足となり、又f45/f123<0
.19の場合にはコマ収差の非対称性が生ずる。
又第1レンズの後側の面の曲率半径r2と第2レンズの
前側の面の曲率半径r3との比|r3|/|r2|につ
いての条件(4)は色収差の補正に関するものであって
、この条件(4)において|r3|/|r2|>0.8
6の時には色収差が補正不足になり易く、又|r3|/
|r2|<0.6の時は 収差が補正過剰になる。
勿論前述のとおりn2−n1≧0.15のように第1レ
ンズと第2レンズとの屈折率の差が大である方が色収差
の補正にとっては望ましい。
尚第1レンズの後側の面の曲率半径r2を1.6≧|r
2|/f≧1.3の範囲内に選べば球面収差の色収差を
補正し易い。
最後に条件(5)に関し、第1群レンズと第2群レンズ
のレンズ間隔d2がd2/f>0.15の時は球面収差
が補正不足になり又非点隔差も拡大する。
又d2/f<0.11の時は非点収差が悪化し、その収
差曲線はたおれた状態になる。
以上説明した本発明の高縮小率対物レンズは有限物点上
の光源像を記録紙上に結像せしめるようにしたものであ
るが.光学式ビデオディスク原盤作製のためには無限遠
よりの入射光を記録する方式もある。
この場合上述の対物レンズを無限遠よりの入線光に対し
てそのまま適用した場合には収差が悪化するため望まし
くない。
したがってこのような有限の物点に対して設計された対
物レンズを無限遠よりの入射光に対しても良好な状態に
て使用し得るようにするためには次のような方法が考え
られる。
その一つは対物レンズの物体側に更に有限位置にある光
源に焦点位置を有する負レンズを付加する方法である。
この方法によればその川上光束は有限物点に対する軸上
NAに一致させることが出来る。
又他の方法としては、レンズ系中の一部のレンズを繰出
すことによって,無限遠よりの入射光に対して使用した
場合の収差の悪化を補正することが出来る。
本発明対物レンズにおいては後者の方法を採用したもの
で、第1レンズと第2レンズとを一体に繰出して第2レ
ンズと第3レンズとの間隔d4を変化させることによっ
て無限遠入射光に対し良好な収差状態にて使用し得るよ
うにしたものである。
この時の変化量△d4は次の条件(6)を満足する範囲
内とするのが最適である。
(6)0. 5>△d4/f>0.2 この変化量△d4が△d4/f<0.2の時には有限入
射光用対物レンズに無限遠入射光を入射させた時に、球
面収差が補正過剰となるものが、補正されないまま過剰
となって残り、又△d4/f>0.5の時には球面収差
が補正不足かつ正弦条件が補正過剰になる。
次に以上説明した本発明対物レンズの実施例を示す。
実施例1 f=1.0(但しλ=441.6nm) r1=2.5497 d1=0.4130 n1=1.46654 ν1=6
7.8r2=1.4234 d2=0.1335 r3=−1.1452 ds=0.1551 n2=1.69827 ν2=3
2.1r4=−123.191 d4=0.0703 r5=2.1641 d5=0.3968 n3=1.46654 ν3=6
7.8r6=2.7165 d6=1.0766 r7=0.7955 d7=0.2705 n4=1.46654 ν4=6
7.8r8=6.0546 d8=0.0252 r9=0.3778 d9=0.2777 n5=1.52564 ν5=6
4.1r10=0.7704 β=−1/40,S1=−38.302,S=0.22
4f1〜2=3.354,f45=0.737実施例2 f=1.0(但しλ=441.6nm) r1=2.5437 d1=0.4119 n1=1.46654 ν1=6
7.8j2=−1.4293 d2=0.1349 rs=1.1468 d3=0.1439 n2=1.69827 ν2=3
2.1r4=−101.4317 d4=0.0547 r5=2.1.904 d5=0.3958 n3=1.46654 ν3=6
7.8r6=−2.7085 d6=1.0741 r7=0.7936 d7=O.2698 n4=1.46654 ν4=6
7.8r8=6.0349 d8=0.0270 r9=0.3806 d9=0.2788 n5=1.52564 ν5=6
4.1r10=0.7966 β=−1/40,S1=38.401,S=0.219
f1〜4=3.366,f43=0.735実施例3 f=1.0(但しλ=441.6nm) r1=2.0768 d1=0.4352 n1−1.466541 ν1=
67.8r2=−1.5056 d2=0.1394 r3=−1.1772 d3=0.1399 n2=1.69827 ν2=3
2.1r4=43.5465 d4=0.0567 r5=1.6841 d5=0.4969 n3=1.46654 ν3=6
7.8r6=−3.6017 d6=0.6995 r7=O.8045 d7=0.3576 n4=1.46654 ν=67
.8rB=2..6438 d8=0.0198 rg=0.3845 d9=0.2663 n5=1.52564 ν5=6
4.1r10=0.9430 β=−1/40,S1=38.545 S=0.216
4f1〜3=3.036,f45=0.786ただしr
1,r2・・・r10はレンズ各面の曲率半径d1,d
2・・・d9は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、n1
,n2…n5は波長441.6nmに対する屈折率、ν
1,ν2・・・ν5はd線に対するアツベ数である。
上記の実施例における各収差曲線図は夫々第2図、第3
図、第4図に示してある。
又実施例1において無限遠入射光に対して使用する場合
d4を0.309fだけ変化させることによって良好な
収差状況にて使用し得る。
この場合d4を変化させる前の無限遠入射光に対する収
差曲線は第5図に示す通りであり、又d4は0.309
fだけ変化させた場合の収差曲線は第6図に示す通りで
ある。
これら第5図および第6図より明らかなようにd4を変
化させることによって、無限遠入射光の場合の収差の悪
化は充分補正されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明対物レンズの断面図、第2図乃至第4図
は各実施例の収差状況を示す図、第5図および第6図は
実施例1の無限遠入射光にて使用した時の収差状況を示
す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1両凸レンズの第1レンズと,第1レンズ側に凹面を向
    けた負のメニスカスレンズの第2レンズと、両凸レンズ
    の第3レンズとよりなる前群と、第3レンズ側に凸面を
    向けた正のメニスカスレンズの第4レンズと,第4レン
    ズ側に凸面を向けた半球に近い形状をした正のメニスカ
    スレンズの第5レンズとよりなる後群とで構成され,更
    に下記の各条件を満足することを特徴とする高縮小率対
    物レンズ。 (1)1.19≧d6/f≧0.62 (2)3.7≧f123/f≧2.7 (3)0.29≧f45/f123≧0.19(4)0
    .86≧|r3|/|r2|≧0.6(5)0.15≧
    d2/f≧0.11 ただしf,f123,f45に夫々全系、前群および後
    群の焦点距離、r2,r3は夫々第1レンズの後側およ
    び第2レンズの前面の面の曲率半径、d2,d6は夫々
    第1レンズと第2レンズおよび前群と後群との間の空気
    間隔である。 2上記第2レンズと上記第3レンズとの間の空気間隔d
    4を下記の条件(6)に示す範囲内において変化させる
    ことによって無限遠入射光に対しても使用できるように
    収差補正を行なうことを特徴とする特許詰求範囲1の高
    縮小率対物レンズ。 (6)0.5>△d4/f>0.2 ただし△d4は第2レンズと第3レンズの間の空気間隔
    d4の変化量である。
JP50072255A 1975-06-14 1975-06-14 コウシユクシヨウリツタイブツレンズ Expired JPS581762B2 (ja)

Priority Applications (3)

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JP50072255A JPS581762B2 (ja) 1975-06-14 1975-06-14 コウシユクシヨウリツタイブツレンズ
DE2626116A DE2626116C2 (de) 1975-06-14 1976-06-10 Aus Einzellinsen aufgebautes Objektiv
US05/695,037 US4046460A (en) 1975-06-14 1976-06-11 Objective for video disks

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50072255A JPS581762B2 (ja) 1975-06-14 1975-06-14 コウシユクシヨウリツタイブツレンズ

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Publication Number Publication Date
JPS5231754A JPS5231754A (en) 1977-03-10
JPS581762B2 true JPS581762B2 (ja) 1983-01-12

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ID=13483991

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Publication number Publication date
DE2626116C2 (de) 1981-10-08
DE2626116A1 (de) 1976-12-16
JPS5231754A (en) 1977-03-10
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