JP2000028806A - Lens and its production - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は非点収差を補正する
機能を有する非回転対称な曲面を有するレンズ及びその
製造方法に関し、特に、光ディスク用の光ピックアップ
の対物レンズとして使用される非球面型単玉レンズ及び
その製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens having a function of correcting astigmatism and having a non-rotationally symmetric curved surface and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an aspherical lens used as an objective lens of an optical pickup for an optical disk. The present invention relates to a single lens and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ピックアップ用の対物レンズには、通
常、非球面を有する単玉レンズが使用される。この単玉
レンズは、ガラス、プラスチック等を成形することによ
って製造される。2. Description of the Related Art A single lens having an aspherical surface is generally used as an objective lens for an optical pickup. This single lens is manufactured by molding glass, plastic, or the like.
【０００３】図７及び図８を参照して従来の光ピックア
ップの対物レンズ用の単玉レンズの製造装置及び製造方
法を説明する。このレンズ製造装置は１対のダイセット
１１、１２と１対の金型２１、２２とを有する。ダイセ
ット１１、１２にはそれぞれ軸線方向に延在する孔１１
Ａ、１２Ａが形成され、金型２１、２２はこれらの孔１
１Ａ、１２Ａに挿入されるように構成されている。金型
２１、２２の内端２１Ａ、２２Ａはレンズ面の形状に対
応したレンズ形成面を有する。With reference to FIGS. 7 and 8, a conventional apparatus and method for manufacturing a single lens for an objective lens of an optical pickup will be described. This lens manufacturing apparatus has a pair of die sets 11 and 12 and a pair of dies 21 and 22. The die sets 11 and 12 each have a hole 11 extending in the axial direction.
A and 12A are formed, and the dies 21 and 22 are formed in these holes 1.
It is configured to be inserted into 1A and 12A. The inner ends 21A and 22A of the molds 21 and 22 have a lens forming surface corresponding to the shape of the lens surface.
【０００４】図８Ａに示すように、２つのダイセット１
１、１２を、内面が互いに接触するように結合し、図８
Ｂに示すように、孔１１Ａ、１２Ａにそれぞれ金型２
１、２２を挿入する。２つの金型２１、２２の内端２１
Ａ、２２Ａ及び孔１１Ａ、１２Ａの内面によって形成さ
れた空間がキャビティである。[0004] As shown in FIG.
1 and 12 are joined so that the inner surfaces are in contact with each other, and FIG.
B, the molds 2 are respectively inserted into the holes 11A and 12A.
Insert 1 and 22. Inner end 21 of two molds 21 and 22
The space formed by A, 22A and the inner surfaces of the holes 11A, 12A is a cavity.
【０００５】プラスチックレンズの場合、次にこのキャ
ビティに樹脂を注入する。キャビティには、図示しない
ランナが接続されており、樹脂はこのランナを経由して
キャビティ内に導入される。樹脂が硬化すると、２つの
ダイセット１、１２は分離され、金型２１、２２が除去
され、レンズ３０が取り出される。尚、ガラスレンズの
場合も同様な方法によって製造される。In the case of a plastic lens, a resin is then injected into the cavity. A runner (not shown) is connected to the cavity, and the resin is introduced into the cavity via the runner. When the resin cures, the two die sets 1 and 12 are separated, the molds 21 and 22 are removed, and the lens 30 is taken out. It should be noted that a glass lens is manufactured by a similar method.
【０００６】光ディスク用記録再生装置の光ピックアッ
プに使用される対物レンズは回折限界性能が要求される
ために収差が極めて少ないことが好ましい。光ピックア
ップ用の対物レンズによって発生する収差には次のよう
なものがある。An objective lens used in an optical pickup of a recording / reproducing apparatus for an optical disk is required to have diffraction-limited performance, so that it is preferable that the objective lens has an extremely small aberration. The aberrations generated by the objective lens for the optical pickup include the following.
【０００７】（１）レンズの材質が有する光弾性に起因
した複屈折によって発生する非点収差 （２）金型の精度の不足に起因したレンズ面の偏心によ
る収差(1) Astigmatism caused by birefringence caused by photoelasticity of the lens material (2) Aberration caused by eccentricity of the lens surface caused by insufficient precision of the mold
【０００８】しかしながら、光ピックアップにおいて、
収差は対物レンズばかりでなくそれ以外の光学部品によ
っても発生する。対物レンズ以外の光学部品によって発
生する収差には次のようなものがある。 （３）光源である半導体レーザが有する非点収差 （４）光ディスクにおける複屈折によって発生する非点
収差（これはレーザが直線偏光であることに起因す
る。）However, in an optical pickup,
The aberration is generated not only by the objective lens but also by other optical components. The following aberrations are caused by optical components other than the objective lens. (3) Astigmatism of a semiconductor laser as a light source (4) Astigmatism generated by birefringence in an optical disk (this is caused by linearly polarized laser)
【０００９】これらの収差のうちコマ収差成分は、対物
レンズの光軸を光ディスクの法線に対して傾斜させるこ
とによって除去可能である。しかしながら、非点収差成
分は、発生原因が多様であり、個別に補正することは困
難である。従って、対物レンズを含む光学系によって発
生する非点収差の総和を除去又は補正する。A coma component among these aberrations can be removed by inclining the optical axis of the objective lens with respect to the normal of the optical disk. However, astigmatism components have various causes and are difficult to correct individually. Therefore, the sum of astigmatism generated by the optical system including the objective lens is removed or corrected.
【００１０】非点収差を除去するには、この非点収差を
打ち消すような非点収差を発生させればよい。通常、対
物レンズによって、このような非点収差除去用の非点収
差が生成される。非点収差を発生させるためには、典型
的には、対物レンズに非回転対称な曲面を形成すればよ
い。To remove astigmatism, it is sufficient to generate astigmatism that cancels out the astigmatism. Usually, such astigmatism for removing astigmatism is generated by an objective lens. In order to generate astigmatism, typically, a non-rotationally symmetric curved surface may be formed on the objective lens.
【００１１】光ピックアップの対物レンズには、通常、
非球面を有する単玉レンズが使用される。従って、光ピ
ックアップの非点収差を除去する場合、単玉レンズの一
方の面に非回転対称な曲面が形成される。An objective lens of an optical pickup usually has
A single lens having an aspheric surface is used. Therefore, when removing astigmatism of the optical pickup, a non-rotationally symmetric curved surface is formed on one surface of the single lens.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従来、レンズに非回転
対称な曲面を形成するために、様々な方法が提案され使
用されている。その例として、例えば、特開平５−１０
７４６７号及び特開平８−２９０９２５号に開示された
例がある。Conventionally, various methods have been proposed and used to form a non-rotationally symmetric curved surface on a lens. As an example, see, for example, JP-A-5-10
No. 7467 and JP-A-8-290925.
【００１３】従来の方法では、レンズの片面に非回転対
称な曲面を形成し、レンズの片面によって非点収差を発
生させていたから、非点収差の大きさが比較的大きい場
合には、非回転対称な曲面によって発生させるべき非点
収差ベクトルが比較的大きくなる欠点があった。In the conventional method, a non-rotationally symmetric curved surface is formed on one side of the lens, and astigmatism is generated by one side of the lens. There is a disadvantage that an astigmatism vector to be generated by a complicated curved surface is relatively large.
【００１４】更に、従来の方法では、発生させるべき非
点収差が異なると、レンズ毎に製造装置の部分、例え
ば、金型等を変える必要があり、製造工程が非能率的と
なる欠点があった。Further, in the conventional method, if astigmatism to be generated is different, it is necessary to change a part of a manufacturing apparatus, for example, a mold, for each lens, and there is a disadvantage that the manufacturing process becomes inefficient. Was.
【００１５】光学系によって発生する非点収差を予め正
確に計算することは困難であり、通常、概算値が用いら
れる。その概算の非点収差に基づいて、発生させるべき
非点収差が計算され、非回転対称な曲面が設計される。
もし、こうして製造された対物レンズによって、光学系
の非点収差が除去されないなら、再び、レンズの非回転
対称な曲面の設計を変更する。これを繰り返して、光学
系の非点収差を最小化する。It is difficult to accurately calculate in advance the astigmatism generated by the optical system, and an approximate value is usually used. Based on the estimated astigmatism, the astigmatism to be generated is calculated, and a non-rotationally symmetric curved surface is designed.
If the objective lens thus manufactured does not eliminate astigmatism of the optical system, the design of the non-rotationally symmetric curved surface of the lens is changed again. This is repeated to minimize astigmatism of the optical system.
【００１６】従来の方法では、このように繰り返しの設
計変更及び製造を実行すると時間と費用が多大になる欠
点があった。In the conventional method, there is a drawback that time and cost are increased when such repetitive design change and manufacturing are performed.
【００１７】本発明はこのような点に鑑み、簡単な方法
で非点収差の異なるレンズを製造することができること
を目的とする。In view of the foregoing, it is an object of the present invention to be able to manufacture lenses having different astigmatism by a simple method.
【００１８】本発明はこのような点に鑑み、従来のレン
ズ製造方法及び製造装置を利用して、又は従来のレンズ
製造方法及び製造装置に極めて僅かな変化を加えるだけ
で、様々な非点収差を発生させることができるレンズを
製造することができるようにすることを目的とする。In view of the foregoing, the present invention provides various astigmatisms by using the conventional lens manufacturing method and manufacturing apparatus, or by making very small changes to the conventional lens manufacturing method and manufacturing apparatus. It is an object of the present invention to be able to manufacture a lens capable of generating the following.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明のレンズによる
と、レンズの両面に非点収差を発生させるための非回転
対称な曲面を形成し、上記レンズの両面によって発生す
る非点収差の合成によって所定の非点収差を発生させる
ように構成されている。According to the lens of the present invention, a non-rotationally symmetric curved surface for generating astigmatism is formed on both surfaces of the lens, and the astigmatism generated by both surfaces of the lens is combined. It is configured to generate a predetermined astigmatism.
【００２０】従って、非点収差が異なるレンズであって
も、従来のレンズ製造方法及び製造装置を利用して、又
は従来のレンズ製造方法及び製造装置に極めて僅かな変
化を加えるだけで、簡単に製造することができる。Therefore, even lenses having different astigmatisms can be easily manufactured by using the conventional lens manufacturing method and manufacturing apparatus or by making very small changes to the conventional lens manufacturing method and manufacturing apparatus. Can be manufactured.
【００２１】本発明によると、レンズの製造方法は、レ
ンズの一方の面に非回転対称な曲面を形成するための第
１の金型とレンズの他方の面に非回転対称な曲面を形成
するための第２の金型を用意することと、上記２つの金
型の間の相対的な回転角度を調節することによって上記
レンズの両面によって生成される非点収差ベクトルの成
す角を調整することと、を含む。According to the present invention, a method of manufacturing a lens includes forming a first mold for forming a non-rotationally symmetric curved surface on one surface of the lens and a non-rotationally symmetric curved surface on the other surface of the lens. Providing a second mold for adjusting the angle of the astigmatism vector generated by both surfaces of the lens by adjusting the relative rotation angle between the two molds. And
【００２２】従って、異なる非点収差を発生させる複数
のレンズを簡単に製造することができる。Therefore, a plurality of lenses that generate different astigmatism can be easily manufactured.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】図１を参照して本発明の概念を説
明する。図示のように、レンズの光軸に沿ってＺ軸を取
り、Ｚ軸に垂直にＸ軸及びＹ軸を取る。ＸＹ平面を瞳座
標とすると、非点収差Ａｓは、次のように、極座標
（ｒ，θ）又は直交座標（ｘ，ｙ）によって表すことが
できる。尚、ｘ＝ｒｃｏｓθ、ｙ＝ｒｓｉｎθである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The concept of the present invention will be described with reference to FIG. As shown, the Z axis is taken along the optical axis of the lens, and the X and Y axes are taken perpendicular to the Z axis. Assuming that the XY plane is a pupil coordinate, the astigmatism As can be represented by polar coordinates (r, θ) or rectangular coordinates (x, y) as follows. Note that x = rcosθ and y = rsinθ.
【００２４】[0024]
【数１】 Ａｓ＝Ｗｒ2 ｃｏｓ｛２（θ−φ）｝ ＝Ｗｃｏｓ（２θ）・ｒ2 ｃｏｓ（２φ）＋Ｗｓｉｎ（２θ）・ｒ2 ｓｉｎ（２ φ） ＝Ｗ｛（ｘ2 −ｙ2 ）ｃｏｓ（２φ）＋２ｘｙｓｉｎ（２φ）｝As = Wr 2 cos {2 (θ−φ)} = Wcos (2θ) · r 2 cos (2φ) + Wsin (2θ) · r 2 sin (2φ) = W ｛(x 2 −y 2 ) Cos (2φ) + 2xysin (2φ)｝
【００２５】非点収差Ａｓは、数１の式によって表され
るように、鞍形の曲面によって表され、等位相線（等高
線）は双曲線となる。この双曲線の軸が非点収差の軸で
あり、基準軸、即ち、Ｘ軸より正の方向に角度φだけ傾
斜している。数１の式は、非点収差はＺ軸周りに１８０
度回転させても同一となることを示している。尚、係数
Ｗは非点収差の大きさを表す。The astigmatism As is represented by a saddle-shaped curved surface as represented by the equation (1), and the isophase lines (contour lines) are hyperbolas. The axis of this hyperbola is the axis of astigmatism, and is inclined by an angle φ in the positive direction from the reference axis, that is, the X axis. Equation 1 shows that astigmatism is 180 around the Z axis.
This indicates that the rotation is the same even when rotated by degrees. Note that the coefficient W represents the magnitude of astigmatism.
【００２６】このような非点収差を発生させるためのレ
ンズの曲面の形状は次の式によって表される。The shape of the curved surface of the lens for generating such astigmatism is represented by the following equation.
【００２７】[0027]
【数２】ｚ＝ｆ（ｒ）＋（ｎ−１）Ｗｒ2 ｃｏｓ｛２
（θ−φ）｝## EQU2 ## z = f (r) + (n-1) Wr 2 cos ｛2
(Θ-φ)｝
【００２８】ｚはサグ量であり、図１Ｂに示すように、
ＸＹ平面から曲面上の点Ｐまでの距離である。ｆ（ｒ）
は、レンズの曲面の基礎となる回転対称な曲面を表し、
光ピックアップの対物レンズの場合、一般的には、非球
面である。右辺の第２項は非回転対称な曲面成分を表
す。ｎはレンズの材質が有する屈折率である。Z is the amount of sag, and as shown in FIG.
This is the distance from the XY plane to the point P on the curved surface. f (r)
Represents a rotationally symmetric surface that is the basis of the lens surface,
In the case of an objective lens of an optical pickup, it is generally an aspherical surface. The second term on the right side represents a non-rotationally symmetric curved surface component. n is the refractive index of the lens material.
【００２９】数１の式と数２の式の第２項を比較すると
明らかなように、発生させるべき非点収差Ａｓとレンズ
の非回転対称な曲面成分は対応している。即ち、大きさ
がＷ、軸の方向がφの非点収差Ａｓを発生させるために
は、大きさが（ｎ−１）Ｗ、軸の方向がφの非回転対称
な曲面成分を形成すればよい。As is clear from comparison of the second term of the equations (1) and (2), the astigmatism As to be generated corresponds to the non-rotationally symmetric curved surface component of the lens. That is, in order to generate astigmatism As having a magnitude of W and an axial direction of φ, a non-rotationally symmetric curved surface component of a magnitude of (n-1) W and an axial direction of φ is formed. Good.
【００３０】尚、本発明によると、レンズ３０の両面３
０Ａ、３０Ｂに非回転対称な曲面が形成されるが、これ
については、後に詳細に説明する。再び数１の式に戻
る。数１の式の右辺の係数を次のように置く。According to the present invention, both sides 3 of the lens 30 are
Non-rotationally symmetric curved surfaces are formed at 0A and 30B, which will be described later in detail. Returning to the equation (1) again. The coefficient on the right side of the equation (1) is set as follows.
【００３１】[0031]
【数３】Ｗｃ＝Ｗｃｏｓ（２φ） Ｗｓ＝Ｗｓｉｎ（２φ） Ｗ2 ＝Ｗｃ2 ＋Ｗｓ2 Wc = Wcos (2φ) Ws = Wsin (2φ) W 2 = Wc 2 + Ws 2
【００３２】数１の式は次のように書き換えられる。Equation 1 can be rewritten as follows.
【００３３】[0033]
【数４】 Ａｓ＝Ｗｃ・ｒ2 ｃｏｓ（２θ）＋Ｗｓ・ｒ2 ｓｉｎ（２θ） ＝Ｗｃ・（ｘ2 −ｙ2 ）＋Ｗｓ・２ｘｙAs = Wc · r 2 cos (2θ) + Ws · r 2 sin (2θ) = Wc · (x 2 −y 2 ) + Ws · 2xy
【００３４】数４の式は、非点収差Ａｓは、大きさが
Ｗ、方向が２φのベクトルＷ（Ｗｃ，Ｗｓ）と、大きさ
がｒ2 、方向が２θのベクトルの内積であることを示
す。Equation 4 indicates that the astigmatism As is an inner product of a vector W (Wc, Ws) having a magnitude of W and a direction of 2φ and a vector having a magnitude of r 2 and a direction of 2θ. Show.
【００３５】そこで、非点収差Ａｓに対して、大きさが
Ｗ、方向が２φのベクトルＷを対応させる。これを以下
に、非点収差ベクトルＷと称する。Therefore, a vector W having a magnitude W and a direction 2φ is associated with the astigmatism As. This is hereinafter referred to as astigmatism vector W.
【００３６】[0036]
【数５】 Ｗ＝（Ｗｃ，Ｗｓ）＝（Ｗｃｏｓ２φ，Ｗｓｉｎ２φ）W = (Wc, Ws) = (Wcos2φ, Wsin2φ)
【００３７】非点収差ベクトルの方向２φは、非点収差
Ａｓの軸の方向φ又はそのような非点収差を発生させる
べき非回転対称な曲面の軸の方向φの２倍である。The direction 2φ of the astigmatism vector is twice the direction φ of the axis of the astigmatism As or the direction φ of the axis of the non-rotationally symmetric curved surface on which such astigmatism is to be generated.
【００３８】図２を参照して、除去すべき光学系の非点
収差Ａｓ0 とそれを打ち消すために対物レンズによって
発生させるべき非点収差Ａｓの間の関係を説明する。
尚、除去すべき光学系の非点収差Ａｓ0 は既知であると
仮定する。Referring to FIG. 2, the relationship between the astigmatism As 0 of the optical system to be removed and the astigmatism As to be generated by the objective lens to cancel it will be described.
It is assumed that the astigmatism As 0 of the optical system to be removed is known.
【００３９】（１）図２Ａに示すように、瞳座標又は実
座標上で考えると、対物レンズによって発生させるべき
非点収差の軸Ａの方向φは、除去すべき光学系の非点収
差の軸Ａ0 の方向φ0 より９０度大きい。即ち、対物レ
ンズの非回転対称な曲面の軸の方向φは、除去すべき光
学系の非点収差の軸Ａ0 の方向φ0 より９０度大きい。(1) As shown in FIG. 2A, considering the pupil coordinates or real coordinates, the direction φ of the axis A of astigmatism to be generated by the objective lens depends on the astigmatism of the optical system to be removed. from the direction phi 0 of the axis a 0 90 degrees larger. That is, the direction φ of the axis of the non-rotationally symmetric curved surface of the objective lens is 90 degrees larger than the direction φ 0 of the axis A 0 of astigmatism of the optical system to be removed.
【００４０】（２）図２Ｂに示すように、非点収差ベク
トルで考えると、対物レンズによって発生させるべき非
点収差ベクトルＷの方向２φは、除去すべき光学系の非
点収差ベクトルＷ0 の方向２φ0 より１８０度大きい。(2) As shown in FIG. 2B, considering the astigmatism vector, the direction 2φ of the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is equal to the astigmatism vector W 0 of the optical system to be removed. 180 degrees from the direction 2φ 0 large.
【００４１】[0041]
【数６】φ＝φ0 ＋９０° ２φ＝２φ0 ＋１８０°## EQU6 ## φ = φ 0 + 90 ° 2φ = 2φ 0 + 180 °
【００４２】即ち、対物レンズによって発生させるべき
非点収差ベクトルＷと、除去すべき非点収差ベクトルＷ
0 は、大きさが等しく方向が反対であり、両者の和はゼ
ロとなる。That is, the astigmatism vector W to be generated by the objective lens and the astigmatism vector W to be removed
0 is equal in magnitude and opposite in direction, and the sum of both is zero.
【００４３】[0043]
【数７】Ｗ＋Ｗ0 ＝０## EQU7 ## W + W 0 = 0
【００４４】このように、非点収差ベクトルを使用して
非点収差を考えると、対物レンズによって発生させるべ
き非点収差ベクトルＷは、除去すべき非点収差ベクトル
Ｗ0に対応しているため、容易に求めることができる利
点がある。Thus, when astigmatism is considered using the astigmatism vector, the astigmatism vector W to be generated by the objective lens corresponds to the astigmatism vector W 0 to be removed. There is an advantage that can be easily obtained.
【００４５】次に図３に示すように、対物レンズによっ
て発生させるべき非点収差ベクトルＷを２つの非点収差
ベクトルＷ1 、Ｗ2 に分解する。Next, as shown in FIG. 3, the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is decomposed into two astigmatism vectors W 1 and W 2 .
【００４６】（１）第１の非点収差ベクトルＷ1 と第２
の非点収差ベクトルＷ2 の大きさは異なるものであって
もよいが、好ましくは、同一にする。この場合、非点収
差ベクトルＷと２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成
す角は等しくなる。即ち、２つの非点収差ベクトル
Ｗ1 、Ｗ2 は、対物レンズによって発生させるべき非点
収差ベクトルＷに対して対称となる。 （２）第１及び第２の非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の各
々の大きさは、除去すべき非点収差のベクトルＷ0 の大
きさの半分に等しいか又はそれより大きい。(1) First astigmatism vector W 1 and second astigmatism vector W 1
The magnitudes of the astigmatism vectors W 2 may be different, but are preferably the same. In this case, the angle between the astigmatism vector W and the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is equal. That is, the two astigmatism vectors W 1 and W 2 are symmetric with respect to the astigmatism vector W to be generated by the objective lens. (2) The magnitude of each of the first and second astigmatism vectors W 1 and W 2 is equal to or larger than half the magnitude of the astigmatism vector W 0 to be removed.
【００４７】２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の方向
をそれぞれ２φ1 、２φ2 とすると、２つの非点収差ベ
クトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ２φ及び対物レンズによっ
て発生させるべき非点収差ベクトルＷの方向２φは次の
ようになる。Assuming that the directions of the two astigmatism vectors W 1 and W 2 are 2φ 1 and 2φ 2 , respectively, the angle Δ2φ formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 and the astigmatism to be generated by the objective lens The direction 2φ of the aberration vector W is as follows.
【００４８】[0048]
【数８】Δ２φ＝２φ2 −２φ1 ＝２（φ2 −φ1 ） ２φ＝φ1 ＋φ2 [Expression 8] Δ2φ = 2φ 2 -2φ 1 = 2 (φ 2 −φ 1 ) 2φ = φ 1 + φ 2
【００４９】（３）対物レンズによって発生させるべき
非点収差ベクトルＷの大きさの調節は、第１及び第２の
非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の大きさを変化させること
によって可能であるが、２つの非点収差ベクトルＷ1 、
Ｗ2 の成す角Δ２φを変化させることによっても可能で
ある。(3) The magnitude of the astigmatism vector W to be generated by the objective lens can be adjusted by changing the magnitude of the first and second astigmatism vectors W 1 and W 2. Are the two astigmatism vectors W 1 ,
It is also possible by changing the angle Δ2φ formed by W 2 .
【００５０】図４を参照して説明する。第１及び第２の
非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の大きさは等しく、２つの
非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す角をΔ２φとする。
図４Ａに示すように、対物レンズによって発生させるべ
き非点収差ベクトルＷの大きさが比較的大きい場合に
は、第１及び第２の非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す
角Δ２φを小さくし、逆に図２Ｂに示すように、対物レ
ンズによって発生させるべき非点収差ベクトルＷの大き
さが比較的小さい場合には、第１及び第２の非点収差ベ
クトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ２φを大きくする。A description will be given with reference to FIG. The first and second astigmatism vectors W 1 and W 2 have the same magnitude, and the angle formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is Δ2φ.
As shown in FIG. 4A, when the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is relatively large, the angle Δ2φ formed by the first and second astigmatism vectors W 1 and W 2 is reduced. Conversely, as shown in FIG. 2B, when the size of the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is relatively small, the first and second astigmatism vectors W 1 and W 2 are formed. Increase the angle Δ2φ.
【００５１】例えば、２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ
2 の大きさは等しく、それをｗとする。２つの非点収差
ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ２φが１８０度であれ
ば、対物レンズの非回転対称面によって発生する非点収
差ベクトルはゼロとなり、２つの非点収差ベクトル
Ｗ1 、Ｗ2 の成す角Δ２φが０度であれば、対物レンズ
の非回転対称面によって発生する非点収差ベクトルは２
ｗとなる。即ち、本発明によると、０から２ｗまでの任
意の大きさの非点収差ベクトルを自由に発生させること
ができる。For example, two astigmatism vectors W 1 , W
The magnitudes of 2 are equal, and let it be w. If the angle Δ2φ formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is 180 degrees, the astigmatism vector generated by the non-rotationally symmetric surface of the objective lens becomes zero and the two astigmatism vectors W 1 and W 2 If the angle Δ2φ formed by 2 is 0 degree, the astigmatism vector generated by the non-rotationally symmetric surface of the objective lens is 2
w. That is, according to the present invention, an astigmatism vector having an arbitrary size from 0 to 2w can be freely generated.
【００５２】こうして、対物レンズによって発生させる
べき非点収差ベクトルＷを２つの非点収差ベクトル
Ｗ1 、Ｗ2 に分解すると、次に、この２つの非点収差ベ
クトルＷ1 、Ｗ2 をそれぞれレンズの２つの面３０Ａ、
３０Ｂに割り当てる。即ち、レンズの一方の面３０Ａ
に、第１の非点収差ベクトルＷ1 を発生させるように非
回転対称な曲面を形成し、他方の面３０Ｂに、第２の非
点収差ベクトルＷ2 を発生させるように非回転対称な曲
面を形成する。[0052] Thus, when disassembling the astigmatism vector W to be generated by the objective lens two astigmatism vectors W 1, the W 2, then the two astigmatism vectors W 1, W 2, respectively lenses Two surfaces 30A,
Assign to 30B. That is, one surface 30A of the lens
A non-rotationally symmetric curved surface is formed so as to generate a first astigmatism vector W1, and a non-rotationally symmetric curved surface is formed on the other surface 30B so as to generate a second astigmatism vector W2. To form
【００５３】こうして両面に非回転対称な曲面が形成さ
れたレンズは、一方の面３０Ａによって生成される第１
の非点収差ベクトルＷ1 と他方の面３０Ｂによって生成
される第２の非点収差ベクトルＷ2 の合成ベクトル、即
ち、非点収差ベクトルＷを発生させる。A lens having a non-rotationally symmetric curved surface formed on both surfaces in this manner is the first lens formed by one surface 30A.
Astigmatism vectors W 1 and the second combined vector astigmatism vector W 2 produced by the other surface 30B, that is, to generate astigmatism vector W.
【００５４】図５を参照して説明する。本例のレンズ製
造装置は図７及び図８を参照して説明した従来のレンズ
製造装置と同様に、２つのダイセット１１、１２と２つ
の金型２１、２２を有する。しかしながら、図５では説
明上の都合より、２つの金型２１、２２のみを示し、ダ
イセット１１、１２は省略されている。A description will be given with reference to FIG. The lens manufacturing apparatus of this example has two die sets 11 and 12 and two molds 21 and 22 as in the conventional lens manufacturing apparatus described with reference to FIGS. However, in FIG. 5, for convenience of explanation, only two dies 21 and 22 are shown, and the die sets 11 and 12 are omitted.
【００５５】本例の製造装置が図７及び図８に示した従
来のレンズ製造装置と異なる点は、２つの金型２１、２
２の内端のレンズ形成面２１Ａ、２２Ａである。本発明
によると、２つのレンズ形成面２１Ａ、２２Ａによっ
て、レンズの両面に非回転対称な曲面が形成される。The manufacturing apparatus of this example is different from the conventional lens manufacturing apparatus shown in FIGS.
2 are lens forming surfaces 21A and 22A at the inner end. According to the present invention, the two lens forming surfaces 21A and 22A form non-rotationally symmetric curved surfaces on both surfaces of the lens.
【００５６】対物レンズ３０の２つのレンズ面３０Ａ、
３０Ｂの曲面の形状は、図１Ｂに示すように、一般に、
同一ではない。従って、２つのレンズ形成面２１Ａ、２
２Ａの曲面の形状は互いに同一ではない。しかしなが
ら、２つのレンズ面３０Ａ、３０Ｂによって発生する非
点収差Ａｓの大きさが互いに等しくなるように、レンズ
形成面２１Ａ、２２Ａを設計することはできる。The two lens surfaces 30 A of the objective lens 30,
The shape of the curved surface of 30B is generally, as shown in FIG.
Not the same. Therefore, the two lens forming surfaces 21A, 2A
The shapes of the curved surfaces of 2A are not the same as each other. However, the lens forming surfaces 21A and 22A can be designed such that the magnitudes of astigmatism As generated by the two lens surfaces 30A and 30B are equal to each other.
【００５７】金型の回転角と非点収差ベクトルの回転角
の関係を説明する。第１の金型２１のレンズ形成面２１
Ａによって形成される対物レンズの非回転対称な曲面の
軸をＡ1 、非点収差ベクトルをＷ1 、それらの回転角度
をφ1 、２φ1 とし、第２の金型２２のレンズ形成面２
２Ａによって形成される対物レンズの非回転対称な曲面
の軸をＡ2 、非点収差ベクトルをＷ2 、それらの回転角
度をφ2 、２φ2 とする。The relationship between the rotation angle of the mold and the rotation angle of the astigmatism vector will be described. Lens forming surface 21 of first mold 21
The axis of the non-rotationally symmetric curved surface of the objective lens formed by A is A 1 , the astigmatism vector is W 1 , their rotation angles are φ 1 , 2φ 1, and the lens forming surface 2 of the second mold 22.
The axis of the non-rotationally symmetric curved surface of the objective lens formed by 2A is A 2 , the astigmatism vector is W 2 , and their rotation angles are φ 2 and 2φ 2 .
【００５８】対物レンズの非回転対称な曲面の軸Ａ1 、
Ａ2 の回転角度φ1 、φ2 は、金型２１、２２の回転角
度と同一である。従って、非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2
の回転角度２φ1 、２φ2 は、それぞれ、金型２１、２
２の回転角度φ1 、φ2 の２倍である。The axis A 1 of the non-rotationally symmetric curved surface of the objective lens,
The rotation angles φ 1 and φ 2 of A 2 are the same as the rotation angles of the molds 21 and 22. Therefore, the astigmatism vectors W 1 and W 2
The rotation angles 2φ 1 and 2φ 2 of the molds 21 and 2 are respectively
2 is twice the rotation angles φ 1 and φ 2 .
【００５９】本例によると、２つの金型２１、２２の回
転角度φ1 、φ2 を変化させることによって、２つの非
点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ２φを調節し、そ
れによって、非点収差ベクトルＷの大きさＷを調節す
る。According to this embodiment, the angle Δ2φ formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is adjusted by changing the rotation angles φ 1 and φ 2 of the two dies 21 and 22, whereby , The magnitude W of the astigmatism vector W is adjusted.
【００６０】同様に、２つの金型２１、２２の回転角度
φ1 、φ2 を変化させることによって、非点収差ベクト
ルＷの方向２φを調節する。Similarly, the direction 2φ of the astigmatism vector W is adjusted by changing the rotation angles φ 1 and φ 2 of the two dies 21 and 22.
【００６１】こうしてダイセット１１、１２に対して２
つの金型２１、２２を所定の回転角度に設定してレンズ
を製造する。製造されたレンズを使用して、光学系の非
点収差の大きさを測定する。もし光学系の非点収差が未
だ充分除去されていない場合には、２つの金型２１、２
２の回転角度φ1 、φ2 を調節して、非点収差ベクトル
の大きさＷ及び方向２φを変化させ、再度レンズを製造
する。光学系の非点収差が最小となるまでこの作業を繰
り返す。Thus, the die sets 11 and 12 are
The lens is manufactured by setting the two dies 21 and 22 at a predetermined rotation angle. The magnitude of astigmatism of the optical system is measured using the manufactured lens. If the astigmatism of the optical system has not yet been sufficiently removed, the two molds 21 and 2
By adjusting the rotation angles φ 1 and φ 2 of the lens 2 to change the magnitude W of the astigmatism vector and the direction 2φ, the lens is manufactured again. This operation is repeated until the astigmatism of the optical system is minimized.
【００６２】図４を参照して説明したように、対物レン
ズによって発生させるべき非点収差ベクトルＷが比較的
大きい場合には、２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の
成す角Δ２φが小さくなるように、２つの金型２１、２
２の回転角度φ1 、φ2 を調節し、対物レンズによって
発生させるべき非点収差ベクトルＷが比較的小さい場合
には、２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ２
φが大きくなるように、２つの金型２１、２２の回転角
度φ1 、φ2 を調節する。As described with reference to FIG. 4, when the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is relatively large, the angle Δ2φ formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is small. So that the two molds 21, 2
When the astigmatism vector W to be generated by the objective lens is relatively small, the angle Δ2 formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 is adjusted by adjusting the rotation angles φ 1 and φ 2 of FIG.
The rotation angles φ 1 and φ 2 of the two dies 21 and 22 are adjusted so that φ becomes larger.
【００６３】図６を参照して実際に光ピックアップの非
点収差を補正し除去した例を説明する。図６Ａは図２Ａ
と同様に実座標を示し、光ピックアップの対物レンズの
光軸に沿ってＺ軸をとり、光ディスクのトラックの接線
方向にＸ軸をとり、対物レンズの移動方向にＹ軸をと
る。An example in which astigmatism of the optical pickup is actually corrected and removed will be described with reference to FIG. FIG. 6A is FIG. 2A
In the same manner as the above, real coordinates are shown, the Z axis is taken along the optical axis of the objective lens of the optical pickup, the X axis is taken in the tangential direction of the track of the optical disc, and the Y axis is taken in the moving direction of the objective lens.
【００６４】光学系によって生ずる非点収差の大きさＡ
0 及び方向φは概算値は次のようになった。尚、非点収
差の大きさは波面収差（単位は波長の平均自乗値当た
り）によって表され、方向はトラックの接線方向（Ｘ
軸）に対する傾斜角である。The magnitude A of astigmatism generated by the optical system
The approximate values of 0 and the direction φ were as follows. The magnitude of the astigmatism is represented by the wavefront aberration (the unit is the mean square value of the wavelength), and the direction is the tangential direction of the track (X
Axis).
【００６５】 ｒｍｓλ；φ （１）レーザの非点隔差に起因した非点収差 ０．０２７；−４５° （２）光ディスクの材料の複屈折による非点収差 ０．０２０；−４５° （３）その他の光学部品（主として立ち上げミラー）による非点収差 ０．０２０；＋４５° （４）レンズの材料の複屈折による非点収差 ０．０１５；−４５° （５）除去すべき非点収差（合計）Ａ0 ： ０．０４２；−４５°Rmsλ; φ (1) Astigmatism due to laser astigmatism 0.027; −45 ° (2) Astigmatism due to birefringence of optical disc material 0.020; −45 ° (3) Astigmatism due to other optical components (mainly a rising mirror) 0.020; + 45 ° (4) Astigmatism due to birefringence of lens material 0.015; −45 ° (5) Astigmatism to be removed ( total) A 0: 0.042; -45 °
【００６６】図６Ａに示すように、この除去すべき非点
収差Ａ0 （０．０４２；−４５°）を打ち消すために必
要な非点収差Ａを２つに分解し、対物レンズの第１及び
第２の面に等しく分配する。対物レンズの２つの面によ
って発生させるべき非点収差Ａ1 、Ａ2 を、次のように
設計した。As shown in FIG. 6A, the astigmatism A necessary to cancel the astigmatism A 0 (0.042; −45 °) to be removed is decomposed into two parts, and the first astigmatism of the objective lens is removed. And the second surface equally. The astigmatisms A 1 and A 2 to be generated by the two surfaces of the objective lens were designed as follows.
【００６７】（１）第１の面によって発生すべき非点収
差Ａ1 ：０．０３０；＋２２．５° （２）第２の面によって発生すべき非点収差Ａ2 ：０．
０３０；＋６７．５°(1) Astigmatism A 1 to be generated by the first surface: 0.030; + 22.5 ° (2) Astigmatism A 2 to be generated by the second surface: 0.
030; + 67.5 °
【００６８】発生させるべき非点収差の軸又は非回転対
称な曲面の軸φ1 ＝２２．５°、φ 2 ＝６７．５°は、
上述のように金型の回転角に相当する。The axis or non-rotational pair of astigmatism to be generated
Nominal curved surface axis φ1= 22.5 °, φ Two= 67.5 °
As described above, this corresponds to the rotation angle of the mold.
【００６９】図６Ｂは非点収差ベクトルを示す。図２を
参照して説明したように、非点収差ベクトルの方向２
φ、２φ1 、２φ2 は非点収差の軸又は非回転対称な曲
面の軸の方向φ、φ1 、φ2 の２倍である。数８の式に
よって、２つの非点収差ベクトルＷ1 、Ｗ2 の成す角Δ
２φ及び対物レンズによって生成される非点収差ベクト
ルの方向２φは次のようになる。FIG. 6B shows the astigmatism vector. As described with reference to FIG. 2, the direction 2 of the astigmatism vector
φ, 2φ 1 , and 2φ 2 are twice the directions φ, φ 1 , and φ 2 of the axis of astigmatism or the axis of a non-rotationally symmetric curved surface. The angle Δ formed by the two astigmatism vectors W 1 and W 2 according to the equation (8)
2φ and the direction 2φ of the astigmatism vector generated by the objective lens are as follows.
【００７０】[0070]
【数９】φ1 ＝２２．５° φ2 ＝６７．５° Δ２φ＝（６７．５°−２２．５°）×２＝４５°×２
＝９０° ２φ＝６７．５°＋２２．５°＝９０°## EQU9 ## φ 1 = 22.5 ° φ 2 = 67.5 ° Δ2φ = (67.5 ° -22.5 °) × 2 = 45 ° × 2
= 90 ° 2φ = 67.5 ° + 22.5 ° = 90 °
【００７１】以上は、対物レンズによって発生させるべ
き非点収差を、大きさが互いに等しい２つの非点収差ベ
クトルに分解した場合を説明したが、大きさが互いに異
なる２つの非点収差ベクトルに分解してもよい。即ち、
２つのレンズ面３０Ａ、３０Ｂによって発生する非点収
差Ａｓの大きさが互いに異なるように、非回転対称な曲
面を設計してもよい。The case where the astigmatism to be generated by the objective lens is decomposed into two astigmatism vectors having the same magnitude has been described above. May be. That is,
A non-rotationally symmetric curved surface may be designed so that the magnitudes of astigmatism As generated by the two lens surfaces 30A and 30B are different from each other.
【００７２】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明してきたが、本発明は上述の例に限ることなく本発
明の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得る
ことは当業者にとって容易に理解されよう。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it should be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described examples and can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention. Will be easy to understand.
【００７３】[0073]
【発明の効果】本発明によると、２つの金型の間の相対
的な回転位置を調節することによって任意の大きさの非
点収差を発生させることができる利点がある。According to the present invention, there is an advantage that astigmatism of any size can be generated by adjusting the relative rotational position between two molds.
【００７４】本発明によると、ダイセットに対する２つ
の金型の相対的な回転位置を調節することによって任意
の方向の非点収差を発生させることができる利点があ
る。According to the present invention, there is an advantage that astigmatism in any direction can be generated by adjusting the relative rotational position of the two dies with respect to the die set.
【００７５】本発明によると、レンズの両面に非回転対
称な曲面を形成し、レンズの両面によって非点収差を発
生させるから、従来のように、レンズの片面に非回転対
称な曲面を形成し、レンズの片面によって非点収差を発
生させる場合に比べて、レンズの１つの面の非回転対称
な曲面によって発生する非点収差ベクトルの大きさを比
較的小さくすることができる利点がある。According to the present invention, since a non-rotationally symmetric curved surface is formed on both surfaces of the lens and astigmatism is generated by both surfaces of the lens, a non-rotationally symmetric curved surface is formed on one surface of the lens as in the prior art. As compared with the case where astigmatism is generated by one surface of the lens, there is an advantage that the magnitude of the astigmatism vector generated by the non-rotationally symmetric curved surface of one surface of the lens can be made relatively small.
【図１】本発明によるレンズの例を説明するための説明
図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a lens according to the present invention.
【図２】非点収差ベクトルを説明するための説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an astigmatism vector.
【図３】非点収差ベクトルを２つのベクトルに分解する
ことを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing that an astigmatism vector is decomposed into two vectors.
【図４】非点収差ベクトルを２つのベクトルに分解する
例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of decomposing an astigmatism vector into two vectors.
【図５】非点収差ベクトルの角度と金型の回転角度の関
係を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a relationship between an angle of an astigmatism vector and a rotation angle of a mold.
【図６】実際の非点収差の計算例を説明するための説明
図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for describing an example of actual calculation of astigmatism.
【図７】従来のレンズ製造装置の例を説明するための説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a conventional lens manufacturing apparatus.
【図８】従来のレンズ製造装置の動作を説明するための
説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an operation of a conventional lens manufacturing apparatus.
１１ ダイセット、 １１Ａ 孔、 １２ ダイセッ
ト、 １２Ａ 孔、 ２１ 金型、 ２１Ａ レンズ形
成面、 ２２ 金型、 ２２Ａ レンズ形成面、３０
レンズ、Reference Signs List 11 die set, 11A hole, 12 die set, 12A hole, 21 mold, 21A lens forming surface, 22 mold, 22A lens forming surface, 30
lens,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０３Ｂ 11/08 Ｃ０３Ｂ 11/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C03B 11/08 C03B 11/08
Claims (5)
めの非回転対称な曲面を形成し、上記レンズの両面によ
って発生する非点収差の合成によって所定の非点収差を
発生させるように構成されたレンズ。1. A non-rotationally symmetric curved surface for generating astigmatism is formed on both surfaces of a lens, and a predetermined astigmatism is generated by combining astigmatism generated by both surfaces of the lens. Lens.
きさは同一であることを特徴とする請求項１記載のレン
ズ。2. The lens according to claim 1, wherein the magnitude of astigmatism generated by both surfaces is the same.
一方は非球面であることを特徴とする請求項１記載のレ
ンズ。3. The lens according to claim 1, wherein at least one of the curved surfaces formed on both surfaces is an aspheric surface.
形成するための第１の金型とレンズの他方の面に非回転
対称な曲面を形成するための第２の金型を用意すること
と、上記２つの金型の間の相対的な回転角度を調節する
ことによって上記レンズの両面によって生成される非点
収差ベクトルの成す角を調整することと、を含むレンズ
の製造方法。4. A first mold for forming a non-rotationally symmetric curved surface on one surface of the lens and a second mold for forming a non-rotationally symmetric curved surface on the other surface of the lens are provided. And adjusting an angle formed by astigmatism vectors generated by both surfaces of the lens by adjusting a relative rotation angle between the two molds.
対的な回転角度を調節することによって上記レンズの両
面によって生成される非点収差ベクトルの方向を調節す
ることを特徴とする請求項４記載のレンズの製造方法。5. The method of claim 4, wherein the direction of the astigmatism vector generated by both surfaces of the lens is adjusted by adjusting a relative rotation angle of the two molds with respect to a die set. Of manufacturing lenses.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194600A JP2000028806A (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Lens and its production |
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|---|---|
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- 1998-07-09 JP JP10194600A patent/JP2000028806A/en not_active Abandoned
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