JP2002071909A

JP2002071909A - レンズ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002071909A
Application number: JP2000266577A
Authority: JP
Inventors: Takanori Maeda; 孝則前田; Katsuhiro Koike; 克宏小池; Ikuya Kikuchi; 育也菊池; Mitsuru Sato; 充佐藤
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-12
Also published as: EP1189077A2; US20020030899A1; US6529339B2; DE60120308T2; EP1189077A3; DE60120308D1; EP1189077B1

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズの正確な形成ができるとともに製造効
率を向上できるレンズ及びその製造方法を提供する。【解決手段】レンズ有効径領域と、レンズ有効径領域
と一体的に成型されかつレンズ有効径領域の周囲にある
外周領域とを有する少なくとも樹脂及びガラスの一方か
らなるレンズであって、外周領域に存在しかつレンズ有
効径領域の中心を中心とする円上に形成されたマーク領
域を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップに
用いられる対物レンズなどのレンズに関し、特に単レン
ズ及び複数の単レンズからなるレンズ系（これも単にレ
ンズという）並びにその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクなどの情報記録媒体の
記録再生に用いられるピックアップの対物レンズは、大
量の情報を蓄積するという要求からその開口数を大きく
したものが用いられるようになってきている。開口数が
０．６５程度までであれば、１枚の非球面レンズをガラ
スプレス、又は樹脂の成型或いはこれらの組み合わせに
よって作製し、これを用いることができるが、開口数が
これを越えると１枚のレンズ（単レンズ）で構成するこ
とができず、２枚以上の単レンズの組み合せが必要とな
る。このように複数枚のレンズを組み合せる場合には、
その２枚の回転対称軸の中心を正しく合わせて光軸を一
致させる必要がある。これがなされないと中心ずれに起
因する収差が発生し、対物レンズの結像性能を悪くする
こととなる。特に開口数が０．８を越えるような高開口
数の組み合わせ対物レンズでは数μｍ以内の位置精度が
必要となる。

【０００３】球面レンズを２枚組み合わせる場合には、
「ベルクランプ式心出し方法」という手法が広く使わ
れ、それらの球面の中心を中心とする外径加工が比較的
容易に行える。（光学工業技術協会「光学素子加工技
術」８４−２−２の５ページ）これに対し、非球面レン
ズをレンズや鏡筒に組み合わせる場合には、いろいろ問
題がある。非球面形状では上記のような外径加工が困難
であり、精度良く加工を行うことができない。また、プ
レス時の外径をそのまま用いる場合にも十分な精度を得
ることができない。よって、鏡筒に外径を合わせて接着
をするような構成では非球面レンズの組み合わせレンズ
では十分な精度を出すことができない。

【０００４】このため、特に数μｍの精度が要求される
高開口数の組み合わせ対物レンズの位置合わせでは、い
わゆる「反射式心出し方法」や「オートコリメータによ
る心出し方法」が用いられている。すなわち、鏡筒に対
して小さな外径となるようなレンズを用意し、非球面中
心の測定をしつつ心出しができた状態で接着を行うので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法においては実際に光を当ててさらにレンズを回転させ
ながら非球面の測定をしてレンズ組立を行うので、作業
性が悪い。また、接着剤硬化時のずれや残留応力によっ
て、測定したときの性能が維持されないなど問題点があ
った。このことは、２枚のレンズを組む時のみならず、
鏡筒の中心に単玉レンズの非球面の中心を正しく合致さ
せたい場合にも問題であった。

【０００６】本発明は、このような問題を解決すべくな
され、本発明の目的は、レンズの正確な形成ができると
ともに製造効率を向上できるレンズ及びその製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズは、レン
ズ有効径領域と、前記レンズ有効径領域と一体的に成型
されかつ前記レンズ有効径領域の周囲にある外周領域と
を有する少なくとも樹脂及びガラスの一方からなるレン
ズであって、前記外周領域に存在しかつ前記レンズ有効
径領域の中心を中心とする円上に形成された少なくとも
１つのマーク領域を備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明のレンズにおいては、前記マーク領
域は前記レンズ有効径領域の中心を中心とする円環又は
円環の一部の凹部又は凸部であることを特徴とする。本
発明のレンズにおいては、前記マーク領域は独立した小
レンズ形状を含むことを特徴とする。本発明のレンズに
おいては、前記レンズはその複数を組み合せてなる組み
合わせレンズであることを特徴とする。

【０００９】本発明のレンズにおいては、前記鏡筒の前
記レンズを支持するレンズ座部を有する鏡筒を備え、前
記レンズ座部において前記レンズ有効径領域の中心を中
心とする円に少なくとも部分的に一致する指示マーク領
域を有することを特徴とする。本発明のレンズ製造方法
は、レンズ有効径領域と、前記レンズ有効径領域と一体
的に成型されかつ前記レンズ有効径領域の周囲にある外
周領域とを有するレンズの製造方法であって、少なくと
も樹脂及びガラスの一方からなりかつレンズ有効径領域
の周りの外周領域に存在しかつ前記レンズ有効径領域の
中心を中心とする円上に少なくとも１つのマーク領域を
有するレンズを、前記レンズ有効径領域及び外周領域と
ともに成型する工程と、前記レンズ有効径領域の中心を
中心とする円に少なくとも部分的に一致する指示マーク
領域を有する協働部材を用意する工程と、前記マーク領
域及び指示マーク領域を一致させて前記レンズを前記協
働部材に固定する工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】本発明のレンズ製造方法においては、前記
マーク領域及び指示マーク領域は前記レンズ有効径領域
の中心を中心とする円環又は円環の一部の凹部又は凸部
であることを特徴とする。本発明のレンズ製造方法にお
いては、前記マーク領域及び指示マーク領域は互いに接
触させて、それぞれの位置が決められていることを特徴
とする。

【００１１】本発明のレンズ製造方法においては、前記
マーク領域は独立した小レンズ形状をなし、前記レンズ
有効径領域の中心が所定光軸上に一致したとき、その光
軸上の所定位置から前記小レンズを通して前記指示マー
ク領域の像が観測されるようにそれぞれの位置が決めら
れていることを特徴とする。本発明のレンズ製造方法に
おいては、前記協働部材は、レンズ又は鏡筒であること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例を
図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は本発明に基
づく実施の形態の非球面レンズの第１の構成例である。
図１（ａ）は第１レンズ１１の正面図を示す。第１レン
ズ１１はガラスプレス成型により得られた非球面レンズ
であり、レンズ有効径領域１２とその周囲にある外周領
域１２ａとからなる。レンズ有効径領域と一緒にプレス
された外周領域１２ａには、レンズ有効径領域１２の非
球面の中心曲率と中心を同一とする浅い円環状Ｖ溝１３
すなわちマーク領域がガラスプレス成型と同時に成型さ
れてある。図１（ｂ）は第１レンズ１１の中心を通る断
面図である。

【００１３】図２（ａ）は第１レンズ１１と組み合わさ
れる第２レンズ２１の正面図であり、例えば、樹脂成型
によって作られている。第２レンズ２１もレンズ有効径
領域２２と、レンズ有効径領域と一体的に成型されたそ
の周囲にある外周領域２２ａとからなる。外周領域２２
ａには、レンズ有効径領域２２の非球面中心曲率と中心
を同一とする円環上の３点に半球状の小突起２３，２
４，２５すなわちマーク領域が設けてある。すなわち、
この３点の小突起２３，２４，２５を通る円環（２点鎖
線）の半径は第１レンズ１１の円環状Ｖ溝１３の半径と
同一に設定されている。この３点を通る円の中心は有効
径領域内の非球面の中心曲率の中心と同一であり、小突
起は３点以上設けることが好ましい。小突起の高さは正
確に同一高さとする必要がある。また、図２（ｂ）は第
２レンズ２１の断面図である。

【００１４】次に、第１の構成例の作用について説明す
る。図３に示すように、第１レンズ１１と第２レンズ２
１は互いのマーク領域を基準に向かい合わせる形で組み
立てられる。このとき、小突起２３，２４，２５は第１
レンズ１１の円環状Ｖ溝１３の中に入り込み、小突起２
３，２４，２５を通る円環の中心位置と第１レンズ１１
の円の中心位置は一致する。ここで、小突起２３，２
４，２５及び円環状Ｖ溝１３はそれぞれの有効径領域内
の非球面形状と一緒に成型されているので、一方のレン
ズを他方の上に置くだけで第１レンズ１１と第２レンズ
２１のレンズの中心を極めて良好な精度で合致させるこ
とができる。また、レンズの非球面自体がもつ収差を補
正するために、どちらか一方のレンズを回転させること
もできる。レンズの回転は中心を一致させたまま可能な
ので、その回転調整を行う場合にも好適である。

【００１５】このように、第１の構成例によって、心取
り加工を行えないような非球面レンズを用いる際に、２
つのレンズのレンズ有効径領域の中心を調整せずに高精
度で合致させることができる。第１の構成例では位置決
めをする凸部形状を半球状の突起と、凹部形状をＶ溝と
したが、これは位置が確定できる構造であれば、こられ
に限ることなく、種々の構成例が可能である。

【００１６】次に、第２の構成例に用いるレンズを図４
及び図５に示す。図４（ａ）は第１レンズ３１の正面図
を示す。図４（ｂ）は第１レンズ３１の断面図である。
第１レンズ３１はレンズ有効径領域３２と、レンズ有効
径領域と一体的に成型されたその周囲にある外周領域３
２ａとからなり、外周領域３２ａに、レンズ有効径領域
３２の非球面中心曲率と中心を同一とする円環状の線３
３すなわち指示マーク領域が刻まれている。線３３の円
環の中心は非球面レンズ及びレンズ有効径領域３２の中
心と同一である。線３３の円環はその周囲と反射率又は
透過率が異なるように、レンズのプレス成型時に刻まれ
ている。このとき、これは溝形状である必要はなく、凸
形状であったり、微小な凹凸によって形成される線であ
ってもよい。

【００１７】図５（ａ）は第２レンズ４１の正面図を示
す。図５（ｂ）は第２レンズ４１の断面図である。図に
示すように、一方の第２レンズ４１もレンズ有効径領域
４２と、レンズ有効径領域と一体的に成型されたその周
囲にある外周領域４２ａとからなり、外周領域４２ａ
に、レンズ有効径領域４２の非球面中心曲率と中心を同
一とする円環上の３点に凸レンズ４３，４４，４５すな
わちマーク領域が部分的に形成されている。これら３点
に凸レンズの各々はレンズ有効径領域４２に至らない半
径を有する小レンズである。また、この３点の凸レンズ
４３，４４，４５を通る円環の半径は第１レンズ３１の
指示マーク領域の円環状の線３３の半径と同一に設定さ
れている。

【００１８】次に、第２の構成例の作用について説明す
る。この構成例においては、図６に示すように、第１及
び第２レンズ３１、４１は鏡筒などの協働部材１００を
介して組立られ、第２レンズ４１側から目視又はカメラ
による観測を行いつつ固定される。このときの観測され
る状態を図７、図８及び図９の第２レンズ４１の部分拡
大切り欠き正面図に示す。

【００１９】図７は第２レンズ４１のレンズ中心が第１
レンズ３１より上方にずれている場合の状態である。図
８は第１及び第２レンズ３１、４１の中心が合致してい
る状態、図９は第２レンズ４１のレンズ中心が第１レン
ズ３１より下方にずれている状態である。このように、
３つの小レンズ４３，４４，４５を通して見える刻線３
３の像が同じ形状になれば第１及び第２レンズ３１、４
１の中心が合致している。

【００２０】また、この観測状態によって第１及び第２
レンズ３１、４１の間隔を知ることも可能である。この
ときの観測される状態を図１０、図１１及び図１２の第
２レンズ４１の部分拡大切り欠き正面図に示す。図１０
は第１及び第２レンズ３１、４１の間隔が近い状態、図
１１は設計通りの間隔、図１２は第１及び第２レンズ３
１、４１が互いに遠い状態の時の観測状態を表してい
る。

【００２１】このとき、刻線３３の円環の径及び幅は、
レンズの焦点距離とレンズ間距離並びに観測を行う場合
の視点の位置によって選ばれる。このときの第１及び第
２レンズ３１、４１の位置関係位置関係は、図１３のよ
うに、視点から、刻線円環３３が３つの小レンズ４３，
４４，４５を通して見える位置関係なっている。このよ
うに、第２の構成例によっては、中心位置を心出し装置
などを用いずに容易に合致させることができる。

【００２２】次に、第３の構成例は、第２の構成例の第
２レンズ４１の３つの凸レンズ４３，４４，４５のかわ
りに図１４に示すようなドーナッツ形状のトロイダルレ
ンズ面１８２を構成した第２レンズ８１を用いる以外、
同一の構成である。図１４（ａ）は第２レンズ８１の正
面図を示す。図１４（ｂ）は第２レンズ８１の断面図で
ある。図に示すように、第２レンズ８１もレンズ有効径
領域８２と、レンズ有効径領域と一体的に成型されたそ
の周囲にある外周領域８２ａとからなり、外周領域８２
ａに、レンズ有効径領域８２の非球面中心曲率と中心を
同一とする円上のトロイダルレンズ面１８２すなわちマ
ーク領域が形成されている。このトロイダルレンズ面１
８２はレンズ有効径領域８２に至らない半径を有する環
状小レンズである。

【００２３】第３の構成例の作用について説明する。こ
の構成例においては、図６に示す第２の構成例と同様
に、第１及び第２レンズ３１、８１は鏡筒などの協働部
材１００を介して組立られ、第２レンズ８１側から目視
又はカメラによる観測を行いつつ固定される。このとき
の観測される状態を図１５、図１６及び図１７の第２レ
ンズ８１の概略正面図に示す。

【００２４】図１５は第２レンズ８１のレンズ中心が第
１レンズ３１より上方にずれている場合の状態である。
図１６は第１及び第２レンズ３１、８１の中心が合致し
ている状態、図１７は第２レンズ８１のレンズ中心が第
１レンズ３１より下方にずれている状態である。このよ
うに、トロイダルレンズ面１８２を通して見える刻線３
３の像がトロイダルレンズ面１８２の環と同心円状にな
れば第１及び第２レンズ３１、８１の中心が合致してい
る。

【００２５】第１、第２及び第３の構成例では２つのレ
ンズの相対位置を直接合わせるような構成を示したが、
図１８に示すように、一方はレンズではなく鏡筒１００
として、その鏡筒に対して正しい位置にレンズを取り付
けるように構成することも可能である。鏡筒１００の表
と裏に、上記構成例えば、少なくとも３つ以上の小突起
２３及び円環状Ｖ溝１３を取り入れることによって、鏡
筒１００に張り付けられる２枚のレンズ２２０、２２１
の良好な位置精度を得ることができる。

【００２６】図１９は、円錐形状の切り込み斜面１１０
とこの斜面と同一の角度で接触するように決められた基
準突起１１１とをそれぞれ設けた第１及び第２レンズ１
１２、１１３による構成例を示す断面図である。本発明
によれば円環状Ｖ溝だけでなく円錐形状斜面１１０も利
用できる。さらに、図２０は、円環状Ｖ溝でない矩形断
面の凹部をもつ円環溝１１４又はその一部分とこれに対
応する円錐形状の突起１１５とをそれぞれ設けた第１及
び第２レンズ１１６、１１７による構成例を示す断面図
である。

【００２７】また、ガラスレンズ同士を合わせる構成の
場合には、球面の突起を形成するのではなく、円形の凹
みを作るようにレンズを成型し、その穴にマイクロビー
ズを入れるという方法をとって同様の形状のものを作る
こともできる。このような構成例においてはレンズを回
転させることを考慮して少なくとも一方をつながった円
環としたが、回転が不要であったり、限られた範囲内で
回転すればよい場合には、基準突起に対応する部分だけ
円環の一部分を形成することによっても同等の効果を発
揮することはもちろんである。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、非球面形
状の加工を行う型に有効径領域外の部分に中心位置を特
定できる形状の位置だしマーク領域を形成し、これによ
って、非球面組みレンズや単レンズの組立誤差を減少さ
せるので、正確なレンズ組立ができるとともに製造効率
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例のレンズを示す模式図。

【図２】本発明による他の実施例のレンズを示す模式
図。

【図３】本発明による実施例の組み合わせレンズの断面
図。

【図４】本発明による他の実施例のレンズを示す模式
図。

【図５】本発明による他の実施例のレンズを示す模式
図。

【図６】本発明による他の実施例の組み合わせレンズの
断面図。

【図７】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大切
欠正面図。

【図８】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大切
欠正面図。

【図９】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大切
欠正面図。

【図１０】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大
切欠正面図。

【図１１】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大
切欠正面図。

【図１２】本発明による他の実施例のレンズの部分拡大
切欠正面図。

【図１３】本発明による他の実施例の組み合わせレンズ
の断面図。

【図１４】本発明による他の実施例のレンズを示す模式
図。

【図１５】本発明による他の実施例のレンズの概略正面
図。

【図１６】本発明による他の実施例のレンズの概略正面
図。

【図１７】本発明による他の実施例のレンズの概略正面
図。

【図１８】本発明による他の実施例の組み合わせレンズ
の断面図。

【図１９】本発明による他の実施例の組み合わせレンズ
の断面図。

【図２０】本発明による他の実施例の組み合わせレンズ
の断面図。

【符号の説明】

１１、３１、１１２、１１６第１レンズ１２、２２、３２、４２、８２レンズ有効径領域１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、８２ａ外周領域１３円環状Ｖ溝２１、４１、８１、１１３、１１７第２レンズ２３，２４，２５小突起３３刻線円環４３，４４，４５小レンズ１００協働部材、鏡筒１１０円錐形状斜面１１１基準突起１１４矩形断面円環溝１１５円錐形状突起１８２トロイダルレンズ面

フロントページの続き (72)発明者菊池育也埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者佐藤充埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイオニア株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 2H044 AA11 AA16 AA17 AC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ有効径領域と、前記レンズ有効径
領域と一体的に成型されかつ前記レンズ有効径領域の周
囲にある外周領域とを有する少なくとも樹脂及びガラス
の一方からなるレンズであって、前記外周領域に存在しかつ前記レンズ有効径領域の中心
を中心とする円上に形成された少なくとも１つのマーク
領域を備えたことを特徴とするレンズ。
【請求項２】前記マーク領域は前記レンズ有効径領域
の中心を中心とする円環又は円環の一部の凹部又は凸部
であることを特徴とする請求項１記載のレンズ。
【請求項３】前記マーク領域は独立した小レンズ形状
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ。
【請求項４】前記レンズは複数のレンズが組み合わさ
った組み合わせレンズであることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１記載のレンズ。
【請求項５】前記鏡筒の前記レンズを支持するレンズ
座部を有する鏡筒を備え、前記レンズ座部において前記
レンズ有効径領域の中心を中心とする円に少なくとも部
分的に一致する指示マーク領域を有することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１記載のレンズ。
【請求項６】レンズ有効径領域と、前記レンズ有効径
領域と一体的に成型されかつ前記レンズ有効径領域の周
囲にある外周領域とを有するレンズの製造方法であっ
て、少なくとも樹脂及びガラスの一方からなりかつレンズ有
効径領域の周りの外周領域に存在しかつ前記レンズ有効
径領域の中心を中心とする円上に少なくとも１つのマー
ク領域を有するレンズを、前記レンズ有効径領域及び外
周領域とともに成型する工程と、前記レンズ有効径領域の中心を中心とする円に少なくと
も部分的に一致する指示マーク領域を有する協働部材を
用意する工程と、前記マーク領域及び指示マーク領域を一致させて前記レ
ンズを前記協働部材に固定する工程とを含むことを特徴
とする製造方法。
【請求項７】前記マーク領域及び指示マーク領域は前
記レンズ有効径領域の中心を中心とする円環又は円環の
一部の凹部又は凸部であることを特徴とする請求項６記
載の製造方法。
【請求項８】前記マーク領域及び指示マーク領域は互
いに接触させて、それぞれの位置が決められていること
を特徴とする請求項６記載の製造方法。
【請求項９】前記マーク領域は独立した小レンズ形状
をなし、前記レンズ有効径領域の中心が所定光軸上に一
致したとき、その光軸上の所定位置から前記小レンズを
通して前記指示マーク領域の像が観測されるようにそれ
ぞれの位置が決められていることを特徴とする請求項６
記載の製造方法。
【請求項１０】前記協働部材は、レンズ又は鏡筒であ
ることを特徴とする請求項６記載の製造方法。