JP2003240912A - ガラスレンズ、光ピックアップ及びディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも一方のレンズ面が非軸対称な面を
有するレンズの製造を可能とし、光ピックアップ及びデ
ィスクドライブ装置の小型化、薄肉化を課題とする。 【解決手段】 入射レンズ面ｆ１にシリンドリカル凹面
Ｓ１（非軸対称面）が、また、出射レンズ面ｆ２にアナ
モルフィック凸面Ｓ２（非軸対称面）が、形成されたア
ナモレンズＡＬ（ガラスレンズ）であって、上記シリン
ドリカル凹面及びアナモルフィック凸面の一部が光学的
に有効な光束が通過する有効光学面ｆ１ｅ、ｆ２ｅとな
っており、該有効光学面以外の無効光学面ｆ１ｉ、ｆ２
ｉに、光軸（Ｚ軸）を含む任意の断面の断面積がほぼ均
一になるように盛部１６（断面積調整部）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規なガラスレン
ズ、光ピックアップ、ディスクドライブ装置に関する。
詳しくは、非軸対称面を有するガラスレンズのプレス形
成を可能とし、光ピックアップ及びディスクドライブ装
置の小型化、薄型化を可能にする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】非軸対称な面として、例えば、アナモル
フィック面、シリンドリカル面、トロイダル面などがあ
り、光束を通過又は反射させることにより、光学的に種
々な機能を有することで知られている。

【０００３】例えば、アナモルフィック面は、半導体レ
ーザーのレーザー光のように、ビーム形状が楕円形をし
たものを、そのビーム形状を円形に整形することができ
るものとして知られている。

【０００４】具体的には、半導体レーザー（ＬＤ）の発
散角は、平行方向（θ〃：Ｘ方向）と垂直方向（θ⊥：
Ｙ方向）とでは異なり、ビーム形状が楕円形状になって
おり、Ｘ方向とＹ方向とでは光量の強度分布が相違する
（図１４参照）。

【０００５】そのため、例えば、光ディスクに用いられ
る光ピックアップＯＰの光学系では、光束の未使用部分
が発生したり、強度分布が同心円状にならないため、出
力信号にも影響がある。

【０００６】すなわち、光ディスクＤに最も近い対物レ
ンズＯＬの出射の実効開口数（ＮＡ：Numerical Apartu
re）を確保するため、入射側の有効径内全域で光量のな
い部分を作らないようにするため、半導体レーザーの発
散角の狭い側θ〃の光量分布から判断してアパチャーが
設定されるが、このアパチャーによって、発散角の広い
側θ⊥のレーザー光周辺部分がカットされてしまう。
（図１５参照） また、ＮＡ（レンズの開口数）が高くなる程スポットの
強度分布による信号劣化も顕著になるので、強度の軸対
称性も重要になると推測される。

【０００７】ところで、近年の記録の高密度化、高倍速
化に伴い、ディスク状記録媒体へ照射される光量（対物
レンズＯＬ出射光量）の増大が求められており、１つの
対策として、半導体レーザーの出力を上げるという方法
が考えられるが、半導体レーザーの出力には限界があ
る。また、半導体レーザーの出力値が高い程、高価にな
るため、コスト面でも不利となり、採用しがたい。

【０００８】また、Ｘ方向とＹ方向とで強度分布が異な
る非軸対称のレーザー光をそのまま用いると、対物レン
ズ出射光も非軸対称でなくなるため、信号に悪影響を及
ぼすことにもなる。

【０００９】そのため、対物レンズＯＬにおける出射光
量の効率化を図りつつ、出力信号への悪影響をなくすた
めに、ビーム形状の整形を図るため、上述したアナモル
フィック面と同等の機能を有するプリズム（アナモプリ
ズム）ＡＰが用いられる。

【００１０】そして、アナモプリズムＡＰを用いた場
合、発散角の狭い側のみを広げることができるので、光
強度を光軸の全周上で均等（同心円）にすることがで
き、アパチャーによってカットされてしまう光束を最小
限に抑える設計が可能となる（図１６参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかるアナ
モプリズムＡＰは、極めて大きいため（図１７参照）、
光ピックアップＯＰ上にスペース的な余裕がない場合に
は用いることが困難である。また、装置の小型化、薄肉
化は近年のトレンドであり、この光学素子（アナモプリ
ズムＡＰ）は採用しがたい。

【００１２】しかも、アナモプリズムＡＰは比較的複雑
な形状であるため、プレス成形で製造できる光学素子と
比較すると、高価であり、この点からも、光ピックアッ
プＯＰにアナモプリズムＡＰを採用することはできな
い。

【００１３】そこで、アナモルフィック面を有するレン
ズ（アナモレンズ）ＡＬのプレス成形が望まれるところ
であるが、その形状から困難が予測される。

【００１４】すなわち、ガラスプレス成形は、ガラス硝
材を所定温度まで加熱し軟化させた後、光学鏡面に加工
された成形型（インサート）の面形状（転写形状）を転
写させることにより、ガラスレンズを作る成形方法であ
り、ビデオカメラやスチルカメラなどの撮像系などのレ
ンズ成形に用いられる。

【００１５】ところが、アナモレンズＡＬ（図１８
（ａ）参照）は、光軸（Ｚ軸）を含むＸ方向の断面積
（図１８（ｂ）参照）とＹ方向の断面積（図１８（ｃ）
参照）とが相違するため、型締めしたときの上下の成形
型（インサート）により形成されるキャビティ内へのガ
ラス硝材の充填率が異なってしまう。

【００１６】かかる充填率は、ガラスプレス成形におい
て、成形型（インサート）の上記光学鏡面を面精度良く
ガラスレンズ面に転写する必要があるため、極めて重要
である。

【００１７】すなわち、上述のアナモルフィック面を成
形する成形型（インサート）上に真球のガラス硝材を配
置してプレス成形すれば、当然のことながら、断面積の
小さい方向はガラス硝材の充填が早く、断面積の大きい
方は充填が遅くなる。

【００１８】そして、レンズ面精度を転写させるために
充填率を従来の軸対称レンズと同等まで上げると、部分
的に（断面積の小さい方向において）オーバーパック
（過充填によりダイ穴と成形型（インサート）とのクリ
アランスとの間にガラスが入り込む現象）を起こしてし
まい、成形型（インサート）又はダイを破損してしまう
ことが考えられるからである。

【００１９】また、充填率を下げて光軸（Ｚ軸）回り全
周においてオーバーパックが起こらないようにすれば、
断面積が広い方向で未充填部が発生したり、圧力不足に
よる転写性劣化が起こり収差を悪化させるということも
推測される。

【００２０】また、いわゆるフリーエッジ成形法によ
り、レンズを成形することも考えられるが、フリーエッ
ジ成形法は、プレス成形後、芯取り加工をする必要があ
り、上述のような非軸対称面を有するレンズにあって
は、光軸とレンズ外径中心軸とを同心上に形成すること
は困難であり、採用することはできない。また、光軸と
レンズ外径中心軸とを同心上に形成できたとしても、そ
の芯取り加工という後加工が必要であり、かつ、その芯
取り加工は極めて精度良くしなければならず、コスト的
にも不利である。

【００２１】このように、従来、アナモルフィック面を
有するレンズのアイディアがあったとしても、これを実
現することは極めて困難か又は高価なものにならざるを
得ず、事実上、アナモルフィック面を有するレンズをガ
ラスプレス成形のみで製造する技術はなかった。

【００２２】かかる問題は、アナモルフィック面を有す
るレンズのみならず、非軸対称面（シリンドリカル面、
トロイダル面など）を有するレンズにおいても共通の問
題である。

【００２３】そこで、本発明は、少なくとも一方のレン
ズ面が非軸対称な面を有するレンズの製造を可能とし、
光ピックアップ及びディスクドライブ装置の小型化、薄
肉化を課題とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明ガラスレンズは、
上記した課題を解決するために、非軸対称面が、少なく
とも一方のレンズ面に形成されたガラスレンズであっ
て、上記非軸対称面の一部又は全部が光学的に有効な光
束が通過する有効光学面となっており、該有効光学面以
外の無効光学面に、光軸を含む任意の断面の断面積がほ
ぼ均一になるように断面積調整部を形成したものであ
る。

【００２５】従って、本発明ガラスレンズにあっては、
光軸（Ｚ軸）を含む任意の各断面における断面積をほぼ
均一にすることができるため、ガラスプレス成形におい
て、キャビティ内における各任意の断面のガラス硝材の
充填率をほぼ同じにすることができる。

【００２６】これにより、インサートとダイとの間に軟
化したガラス硝材が入り込む、いわゆる、オーバーパッ
クを起こすことがなく、非軸対称面を有するガラスレン
ズを後加工なしでその外周部まで、プレス成形にて製造
することが可能となる。

【００２７】また、キャビティ内の充填率がほぼ均一な
ので、従来の軸対称レンズとほぼ同じ充填率にすること
ができ、すべての断面において転写形状が転写され、未
充填部が発生したり、圧力不足による転写性の劣化が起
こったりすることはない。

【００２８】また、本発明光ピックアップは、レーザー
光を出射する半導体レーザーと、該レーザー光を透過光
と反射光とに分離するビームスプリッターと、レーザー
光を光ディスクの信号面に集光させる対物レンズと、光
ディスクからの戻り光を検出する光検出器とを備え、非
軸対称面が、少なくとも一方のレンズ面に形成されたガ
ラスレンズが、上記光路中に配設されており、上記ガラ
スレンズの非軸対称面の一部又は全部が光学的に有効な
光束が通過する有効光学面となっており、該有効光学面
以外の無効光学面に、光軸を含む任意の断面の断面積が
ほぼ均一になるように断面積調整部を形成したものであ
る。

【００２９】さらに、本発明ディスクドライブ装置は、
光ディスクを回転させるディスク回転機構と、光ディス
クに対して光を照射すると共にその反射光を検出する光
ピックアップと、光ピックアップ又は光ディスクを光デ
ィスクの半径方向に相対的に移動させるスレッド機構と
を備え、上記光ピックアップは、レーザー光を出射する
半導体レーザーと、該レーザー光を透過光と反射光とに
分離するビームスプリッターＢＳと、レーザー光を光デ
ィスクの信号面に集光させる対物レンズＯＬと、光ディ
スクからの戻り光を検出する光検出器とを有し、該光学
ピックアップの上記光路中に、非軸対称面が、少なくと
も一方のレンズ面に形成されたガラスレンズが配設され
ており、上記ガラスレンズの非軸対称面の一部又は全部
が光学的に有効な光束が通過する有効光学面となってお
り、該有効光学面以外の無効光学面に、光軸を含む任意
の断面の断面積がほぼ均一になるように断面積調整部を
形成したものである。

【００３０】従って、本発明光ピックアップ及びディス
クドライブ装置にあっては、ビーム整形用光学素子とし
て、ガラスプレス成形にて製造可能はガラスレンズを用
いることができ、よって、装置全体の小型化及び薄肉化
を図ることができる。

【００３１】また、レーザー光のビーム形状の整形を、
カットすることなく行えるガラスレンズを用いたので、
光ディスクの記録の高密度か及び高倍速化を図ることが
できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明ガラスレンズ、光
ピックアップ及びディスクドライブ装置の実施の形態を
添付図面を参照して説明する。なお、この実施の形態に
かかるガラスレンズは、いわゆるビーム整形レンズに適
用したものである。

【００３３】図１は、ディスクドライブ装置１の概要を
示すものである。

【００３４】シャーシ２のほぼ中央部にスピンドルモー
タ３が配設され、該スピンドルモータ３によって回転さ
れるターンテーブル４上に光ディスク５が載置されて回
転されるようになっている（図１参照）。

【００３５】シャーシ２にはスピンドルモータ３が配設
された中心部から一方の側部にかけて大きな開口部６が
形成され、光ピックアップ７は大部分が上記開口部６に
位置した状態でターンテーブル４上に載置された光ディ
スク５の半径方向に移動するようになっている（図１参
照）。尚、本発明は、光ピックアップが移動するものに
限らず、光ピックアップが固定で、光ディスクが移動、
すなわち、スピンドルモータ及びターンテーブルが移動
するものにも適用することができる。要は、光ディスク
に対して相対的に光ピックアップが移動するようになっ
ていれば良い。

【００３６】光ピックアップ７はスライドベース８上に
必要な部品や装置が搭載されて成る。詳細は後述する。

【００３７】スライドベース８は、たとえば、一端部が
主ガイド軸となる送りねじ９に外嵌され、また、スライ
ドベース８の他端部に上下で平行に突設された被案内片
１０、１０で副ガイド軸１１を摺動自在に挟持した状態
とされ、これによって、スライドベース８は光ディスク
５の半径方向に移動自在とされる（図２参照）。尚、上
記送りねじ９が貫通したスライドベース８の部分には図
示しない板バネが設けられ、該板バネが送りねじ９の螺
溝に嵌合しており、これにより送りねじ９が回転する
と、板バネが螺溝に沿って送られスライドベース８が移
動するようになっている（図２参照）。

【００３８】スレッド機構１２は、シャーシ２に支持さ
れたモータ１３と該モータ１３に接続されたギヤ伝達機
構１４と該ギヤ伝達機構１４に接続された上記送りねじ
９とから成る（図１参照）。

【００３９】従って、モータ１３が回転すると、その回
転力がギヤ伝達機構１４を介して送りねじ９を回転さ
せ、これにより、スライドベース８がターンテーブル４
上に載置された光ディスク５の半径方向に送りねじ９、
副ガイド軸１１に案内されて移動される。したがって、
スライドベース上に構成された上記光ピックアップが光
ディスク５の半径方向に移動可能とされる（図１参
照）。

【００４０】光ピックアップ７の光学系は、レーザー光
を出射するレーザーダイオードＬＤと、該レーザーダイ
オードＬＤから出射されたレーザー光のビーム整形を行
うアナモレンズＡＬと、レーザー光を透過光と反射光と
に分離するビームスプリッターと、ビームスプリッター
で反射されたレーザー光を平行光にするコリメートレン
ズと、コリメートレンズにより平行光とされたレーザー
光を光ディスクの信号面に集光させる対物レンズＯＬと
光ディスクからの戻り光を検出するフォトディテクター
ＰＤなどからなる（図３参照）。尚、図１及び図２にお
いては、光ピックアップ７は、その対物レンズＯＬのみ
現れており、他の部品はスライドベース８内或いはその
下方に配置されている。

【００４１】尚、詳細な説明は省略するが、対物レンズ
ＯＬは対物レンズ駆動装置１５（いわゆる、２軸アクチ
ュエータ）に支持されており、これにより、光軸方向
（フォーカシング方向）及び光ディスクの半径方向（ト
ラッキング方向）に移動自在にされている（図１、図２
参照）。

【００４２】そして、上記アナモレンズＡＬは次のよう
な形状に形成されている（図４乃至図７参照）。

【００４３】アナモレンズＡＬの全体は扁平なほぼ円柱
状を為し、一方のレンズ面（以下、「入射側レンズ面」
という。）ｆ１にシリンドリカル凹面Ｓ１が、他方のレ
ンズ面（以下、「出射側レンズ面」という。）ｆ２にア
ナモルフィック凸面Ｓ２が、それぞれ形成され、シリン
ドリカル凹面Ｓ１の母線Ｇ軸とアナモルフィック凸面Ｓ
２の長軸ａがともにＹ方向に平行に形成されている（図
４乃至図７参照）。

【００４４】また、入射側レンズ面ｆ１のシリンドリカ
ル凹面Ｓ１には、そのレンズ中心から母線Ｇの両端にや
や寄った位置から母線Ｇ方向（Ｙ方向）の両端（上下）
に行くに従い盛り上がる盛部１６が一体に形成されてい
る（図４乃至図６参照）。なお、該盛部１６は請求項に
記載の「断面積調整部」に相当する。

【００４５】かかる盛部１６は、当該アナモレンズＡＬ
をその光軸（Ｚ軸）を含む任意の断面積がいずれの断面
においてもほぼ同じになるように形成されている（図６
及び図７参照）。

【００４６】具体的な数値では、例えば、アナモレンズ
ＡＬの外径が４．５ｍｍ、外周縁の肉厚が１．３３ｍｍ
で、シリンドリカル凹面Ｓ１はその幅が２．６ｍｍ、深
さが０．２６７ｍｍで、上下に離間して形成された上記
盛部１６の近接する両端間の距離は、１．２ｍｍとなっ
ており（図４乃至図７参照）、また、アナモルフィック
凸面の長軸が３．７３３ｍｍ、短軸が１．７３３ｍｍ
で、突出量が０．１３３ｍｍに形成されている（図４乃
至図７参照）。尚、ここで示す数値は、一例であり、こ
れによって、本発明にかかるガラスレンズの形状が限定
されるものではない。

【００４７】しかして、レーザーダイオードＬＤから出
射されたレーザー光は、アナモレンズＡＬの入射側レン
ズ面ｆ１のうちシリンドリカル凹面Ｓ１に入光し、その
出射側レンズ面ｆ２のうちアナモルフィック凸面Ｓ２か
ら出光する（図３参照）。

【００４８】レーザーダイオードＬＤから出射されたレ
ーザー光は、Ｘ方向とＹ方向とでその発散角（θ〃、θ
⊥）が異なり、Ｙ方向に発散角θ⊥が広く、Ｘ方向に発
散角θ〃が狭くなっており、従って、アナモレンズＡＬ
のシリンドリカル凹面Ｓ１に入光するときのビーム形状
は縦長な楕円形状になっている。

【００４９】そして、レーザー光はアナモレンズＡＬに
より屈折されて出光側レンズ面ｆ２のアナモルフィック
凸面Ｓ２から出光するときは、そのビーム形状はほぼ円
形に整形される。

【００５０】尚、アナモレンズＡＬに入射するビーム形
状が楕円状のレーザー光は、その長軸が１．０８ｍｍ、
短軸が０．７ｍｍになっており、上述したアナモレンズ
ＡＬの入射側レンズ面ｆ１のシリンドリカル凹面Ｓ１の
うち、光軸を中心とした縦長な楕円形部分に入光する。
また、かかる楕円形状の部分がアナモレンズＡＬの入射
側レンズ面ｆ１における有効光学面ｆ１ｅということに
なる（図４参照）。図４に有効光学面ｆ１ｅを点線で示
す。

【００５１】出射側レンズ面ｆ２においてはアナモルフ
ィック凸面Ｓ２のうち光軸中心を中心とする直径１．５
ｍｍの円形部分となっている。また、かかる円形の部分
がアナモレンズＡＬの出射側レンズ面ｆ２における有効
光学面ｆ２ｅということになる（図５参照）。図５に有
効光学面ｆ２ｅを点線で示す。

【００５２】また、両レンズ面ｆ１、ｆ２のうち、上記
有効光学面ｆ１ｅ、ｆ２ｅ以外の部分がそれぞれの無効
光学面ｆ１ｉ、ｆ２ｉとなっており、上記盛部１６は入
射側レンズｆ１の無効光学面ｆ１ｉに形成されている。

【００５３】これにより、レーザー光はＸ方向及びＹ方
向での光束の強度分布をほぼ同じにすることができ、す
なわち、軸対称にすることができるため、一方向での光
束をアパーチャーなどによりカットする必要がなくな
り、レーザーダイオードＬＤから出射されるすべての光
束を無駄なく効率的に利用することができ、従前のレー
ザーダイオードＬＤの出力で十分に記録の高密度化及び
高倍速化を図ることができる。

【００５４】また、対物レンズＯＬからの出射光の強度
分布をＸ方向とＹ方向とでほぼ同じにすることができる
ため、フォトディテクターＰＤでの検出信号に悪影響を
及ぼすこともない。

【００５５】さらに、上述した本発明光ピックアップ及
びディスクドライブ装置にあっては、上述のようなアナ
モレンズＡＬを採用したため、この光学系を小型化及び
薄肉化することができ、装置全体を小型かつ薄肉にする
ことができる。

【００５６】次に、アナモレンズＡＬのガラスプレス成
形について説明する。

【００５７】図８及び図９は、ガラスプレス成形機１７
を用いた上記アナモレンズＡＬのプレス成形工程を順を
追って示すものである。

【００５８】上記プレス成形機１７は、上下に移動する
プレスシリンダ１８に継ぎ手１９及び上ダイ２０を介し
て第１の成形型（上インサート）２１を取り付け、図示
しない基台に継ぎ手２２及び下ダイ２３を介して第２の
成形型（下インサート）２４を取り付けて成るものであ
る。

【００５９】上インサート２１及び下インサート２４に
は、成形しようとするアナモレンズＡＬの両レンズ面ｆ
１及びｆ２に対応した転写形状がそれぞれ形成されてい
る。すなわち、上インサート２１には上記入射側レンズ
面ｆ１（シリンドリカル凹面Ｓ１及び盛部１６を含む）
を成形するための転写面２５が形成され、また、下イン
サート２４には上記出射側レンズ面ｆ２（アナモルフィ
ック面Ｓ２を含む）を成形するための転写面２６が形成
されている。

【００６０】上記転写面２５、２６には、それぞれアナ
モレンズＡＬの有効光学面ｆｅ１、ｆｅ２を形成するた
めの部分である有効光学面転写部２５ａ、２６ａと、無
効光学面ｆｉ１、ｆｉ２を形成するための部分である無
効光学面転写部２５ｂ、２６ｂがそれぞれ形成されてい
る。

【００６１】また、該ガラスとの離型性を確保するため
に、上インサート２１及び下インサート２４の転写面２
５、２６には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：
化学気相蒸着）法、又は、ＰＶＤ（Physical Vapor Dep
osition：物理気相蒸着）によるカーボン素材の一種で
あるＤＬＣ（Diamond Like Carbon）、スパッタリング
法によるプラチナ（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の薄
膜が形成されて、また、上ダイ２０及び下ダイ２３は、
超硬合金によって形成されている。上記セラミックスや
超硬合金は共に、高温に耐えうる脆性材料である。

【００６２】そして、アナモレンズＡＬを成形するに
は、先ず、図８（ａ）に示すように、適宜な搬送手段２
７によって搬送されてきたガラス硝材２８をプレス成形
機１７の下側の下インサート２４上に載置し、該ガラス
硝材２８を加熱して軟化させる。

【００６３】次に、プレスシリンダ１８を下方に移動さ
せることによって、下ダイ２３に上ダイ２０を圧着させ
ると、上インサート２１、下インサート２４及び下ダイ
２３によってアナモレンズＡＬの外形形状をした空間
（キャビティ）２９が形成され、これらの間でガラス硝
材２８が所定の形状に成形されてアナモレンズＡＬが成
形される（図８（ｂ）参照）。

【００６４】これにより、上記軟化されたガラス硝材２
８は、上インサート２１と下インサート２４との間の空
間（キャビティ）２９内でプレス成形され、上記各転写
面２５、２６が入射側レンズ面ｆ１及び出射側レンズ面
ｆ２にそれぞれ転写される。

【００６５】また、このとき、上述のように、光軸（Ｚ
軸）を含む任意の各断面における断面積がほぼ同じであ
るため、各任意の断面におけるガラス硝材２８の充填率
がほぼ同じになる。

【００６６】従って、インサート２１、２４とダイ２
０、２３との間に軟化したガラス硝材２８が入り込む、
いわゆる、オーバーパックを起こすことがない。

【００６７】また、キャビティ２９内の充填率がほぼ均
一なので、従来の軸対称レンズとほぼ同じ充填率にする
ことができ、すべての断面において転写面２５、２６が
転写され、未充填部が発生したり、圧力不足による転写
性の劣化が起こったりすることはない。

【００６８】そして、成形されたアナモレンズＡＬの冷
却を行った後、図９（ｃ）に示すように、プレスシリン
ダ１８を上方に移動させて上インサート２１と下インサ
ート２４とを分離させて型開きを行うと、アナモレンズ
ＡＬは下インサート２４上に保持されたままの状態とな
る。

【００６９】最後に、図９（ｄ）に示すように、下イン
サート２４上のアナモレンズＡＬは搬送手段２７によっ
て搬送される。

【００７０】このように、この実施の形態にかかるアナ
モレンズＡＬにあっては、上述のように、キャビティ２
９内でのガラス硝材２８の充填率をほぼ均一にすること
ができるため、インサート２１、２４とダイ２０、２３
との間のクリアランスに軟化したガラス硝材２８が入り
込んでしまうことが無く、従来の軸対称のガラスレンズ
におけるガラスプレス成形と全く同様のガラスプレス成
形で製造することができる。

【００７１】ここで、光軸（Ｚ軸）を含む任意の各断面
における断面積が「ほぼ同じ」であるとは、光軸（Ｚ
軸）を含むＸ方向の断面の断面積とＹ方向の断面の断面
積とが完全に同一で無くても、良いことを意味する。す
なわち、完全同一であることが好ましいのではあるが、
レンズ設計上、困難を極める場合には、最大断面積とな
る断面の断面積と最小断面積となる断面の断面積との比
が、１：０．９５であれば、上述のオーバーパックの問
題が生じないことが分かった。また、むしろ、この方
が、アナモレンズＡＬの設計の自由度を増すことができ
るとも言える。

【００７２】図１０及び図１１は、ガラスプレス成形機
１７の変形例を示す。この変形例にかかるガラスプレス
成形機１７Ａが、上記実施の形態にかかるガラスプレス
成形機１７と相違する点は、インサートのダイに対する
回転止め手段を付加したものであるため、図面には要部
のみを示し、また、その説明は上記相違点についてのみ
行い、他の部分については図面の各部に前記実施の形態
に係るガラスプレス成形機における同様の部分に付した
符号と同じ符号を付すことによりその説明を省略する。

【００７３】下ダイ２３には、上方へ突出する２つの位
置決めピン３０、３０が固設されており、また、上ダイ
２０の上記位置決めピン３０、３０に対応する位置に
は、該位置決めピン３０、３０が挿入される挿入孔３
１、３１が形成されている。

【００７４】これにより、上下の２つのダイ２０、２３
はそのプレス時に位置決めピン３０、３０が挿入孔３
１、３１に挿入され、両ダイ２０、２３は精度良く位置
決めされる。

【００７５】上下のインサート２１、２４と上下のダイ
２０、２３との間には回転止めピン３２、３３がそれぞ
れ設けられている。

【００７６】すなわち、上下のインサート２１、２４に
は、それぞれの継ぎ手１９、２２側にフランジ部２１
ａ、２４ａが形成され、また、該フランジ部２１ａ、２
４ａが配置できるようにダイ２０、２３の当該部分に
は、扁平な円筒状をした空間２０ａ、２３ａがそれぞれ
継ぎ手１９、２２側に形成されている。

【００７７】そして、インサート２１、２４のフランジ
部２１ａ、２４ａは上記ダイ２０、２３の円筒状空間２
０ａ、２３ａ内に各別に位置されている。

【００７８】継ぎ手側部材（各継ぎ手１９、２２と各ダ
イ２０、２３との間の部材）３４、３５及び上下ダイ２
０、２３の円筒状空間２０ａ、２３ａ側に開口する面に
は、それぞれ対向するように断面円形の有底穴２０ｂ、
２３ｂ、３４ａ、３５ａがそれぞれ形成されている。

【００７９】上記回転止めピン３２、３３は円柱状を為
しており、該回転止めピン３２、３３は、その上端又は
下端が継ぎ手側部材３４、３５に形成された有底穴３４
ａ、３５ａに挿入され、また、その下端又は上端が上下
ダイ２０、２３に形成された有底穴２０ｂ、２３ｂにそ
れぞれ挿入される。

【００８０】インサート２１、２４のフランジ部２１
ａ、２４ａの外周縁の一部にはＵ字状の切欠２１ｂ、２
４ｂが形成されており、該Ｕ字状切欠２１ｂ、２４ｂ
に、上記回転止めピン３２、３３が挿通されるようにな
っている。

【００８１】これにより、ダイ２０、２３に対するイン
サート２１、２４の回転止めが防止される。

【００８２】上記各回転止めピン３２、３３と各有底穴
２０ｂ、２３ｂ、３４ａ、３５ａとのクリアランスは１
μｍ、各回転止めピン３２、３３と各Ｕ字状切欠２１
ｂ、２４ｂとのクリアランスは５μｍにそれぞれ設定さ
れており、これにより、ダイ２０、２３に対してインサ
ート２１、２４がそれぞれ摺動できるようになってい
る。

【００８３】また、回転止めピン３２、３３はインサー
ト２１、２４に形成したＵ字状切欠２１ｂ、２４ｂに挿
通させるようにしたので、回転止めピン３２、３３の取
り付け位置及びインサート２１、２４のＵ字状切欠２１
ｂ、２４ｂとの位置関係、特に、Ｕ字状切欠２１ｂ、２
４ｂの開口方向における位置関係をラフにすることがで
きる。

【００８４】これは、ダイ２０、２３とインサート２
１、２４との位置決めが、ダイ２０、２３側のダイ穴２
０ｃ、２３ｃとインサートの円筒部２１ｃ、２４ｃとの
嵌合により為されるためである。

【００８５】これにより、ダイ２０、２３にインサート
２１、２４を組み付けるときに、回転止めピン３２、３
３及びＵ字状切欠２１ｂ、２４ｂが干渉することなく、
スムーズに為すことができる。

【００８６】しかして、ガラス硝材２８を当該ガラスプ
レス成形機１７Ａにより、アナモレンズＡＬをプレス成
形時に、インサート２１、２４がダイ２０、２３に対し
て回転することがなく、アナモレンズＡＬの入射側レン
ズ面ｆ１と出射側レンズ面ｆ２とが精度良く成形するこ
とができる。

【００８７】これは、従来、ガラスプレス成形法より成
形していたガラスレンズは、入射側レンズ面又は出射側
レンズ面の少なくとも一方のレンズ面が、光軸を中心と
した回転対称面であったため、プレス成形時にダイに対
してインサートが回転してしまっても問題にならなかっ
た。

【００８８】しかし、本発明のように、入射側レンズ面
ｆ１及び出射側レンズ面ｆ２との両レンズ面において所
定の位置関係があるようなレンズを成形する場合、ダイ
に対してインサートが回転してしまうと、両レンズ面の
位置関係にずれが生じてしまうことになる。

【００８９】そこで、上述のようなガラスレンズ成形機
１７Ａを用いてガラスレンズを成形することで、本発明
ガラスレンズのように両レンズ面に一定の位置関係があ
るものでも、ずれのないガラスレンズを成形することが
できる。

【００９０】図１２は、本発明にかかるガラスレンズの
一の変形例４０を示すものである。

【００９１】この変形例にかかるガラスレンズ４０は、
一方のレンズ面４０ａに凸面の非軸対称面を形成し、他
方のレンズ面４０ｂを平滑面に形成したものである。

【００９２】具体的には、ガラスレンズ４０の一方のレ
ンズ面４０ａに正面から見て楕円形をしたアナモルフィ
ック凸面４１を形成するとともに、該一方のレンズ面４
０ａのアナモルフィック凸面４１の短軸方向に、薄肉な
盛部４２を形成している（図１２（ａ）参照）。

【００９３】そして、かかる盛部４２は、当該ガラスレ
ンズ４０をその光軸（Ｚ軸）を含む任意の断面積がいず
れの断面においてもほぼ同じになるように形成されてい
る（図１２（ｂ）（ｃ）参照）。

【００９４】しかして、この変形例にかかるガラスレン
ズ４０にあっても、盛部４２を形成したことにより、光
軸（Ｚ軸）を含む任意の断面積がいずれの断面において
もほぼ同じにすることができ、これにより、ガラスプレ
ス成形において、上下のインサート２１、２４間に形成
されるキャビティ２９内にガラス硝材２８を充填したと
きの充填率を光軸（Ｚ軸）を含むいずれの断面において
もほぼ均一にすることができ、よって、プレス成形時の
オーバーパックが生ずることを防止することができる。

【００９５】図１３は、本発明にかかるガラスレンズの
別の変形例５０を示すものである。

【００９６】この変形例にかかるガラスレンズ５０は、
一方のレンズ面５０ａに凹面の非軸対称面を形成し、他
方のレンズ面５０ｂを平滑面に形成したものである（図
１３（ａ）参照）。

【００９７】具体的には、ガラスレンズ５０の一方のレ
ンズ面５０ａにシリンドリカル凹面５１を形成するとと
もに、該シリンドリカル凹面５１のレンズ中心から母線
Ｇの両端にやや寄った位置から母線Ｇ方向の両端に行く
に従い盛り上がる盛部５２、５２を一体に形成したもの
である。

【００９８】そして、かかる盛部５２、５２は、当該ガ
ラスレンズ５０をその光軸（Ｚ軸）を含む任意の断面積
がいずれの断面においてもほぼ同じになるように形成さ
れている（図１３（ｂ）（ｃ）参照）。

【００９９】しかして、この別の変形例にかかるガラス
レンズ５０にあっても、盛部５２、５２を形成したこと
により、光軸（Ｚ軸）を含む任意の断面積がいずれの断
面においてもほぼ同じにすることができ、これにより、
ガラスプレス成形において、上下のインサート２１、２
４間に形成されるキャビティ２９内にガラス硝材２８を
充填したときの充填率を光軸（Ｚ軸）を含むいずれの断
面においてもほぼ均一にすることができ、よって、プレ
ス成形時のオーバーパックが生ずることを防止すること
ができる。

【０１００】尚、上記した実施の形態及び変形例は、本
発明の実施の一例を示したのものであり、本発明はこれ
に限定されることはなく、アナモルフィック面、シリン
ドリカル面、トロイダル面など、様々な非軸対称形状が
少なくとも１面含まれていれば、ガラスレンズが凸でも
凹でも断面積の小さい方向に上記断面積調整部を形成す
ることは有効な手段となる。勿論、入射側レンズ面ｆ１
でも、出射側レンズ面ｆ２でも、どちら側のレンズ面に
上述の断面積調整部を形成しても良い。

【０１０１】また、断面積調整部は上述のように、凸部
を形成することにより断面形状の均一化を図っても良い
し、また、凹部を形成することにより断面形状の均一化
を図るようにすることもできることは勿論である。

【０１０２】さらに、上記した実施の形態及び変形例に
おいて示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実
施するに当たって行う具体化のほんの一例を示したもの
にすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的
に解釈されるようなことがあってはならないものであ
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明ガラスレンズは、非軸対称面が、少なくとも
一方のレンズ面に形成されたガラスレンズであって、上
記非軸対称面の一部又は全部が光学的に有効な光束が通
過する有効光学面となっており、該有効光学面以外の無
効光学面に、光軸を含む任意の断面の断面積がほぼ均一
になるように断面積調整部を形成したことを特徴とす
る。

【０１０４】従って、本発明ガラスレンズにあっては、
光軸（Ｚ軸）を含む任意の各断面における断面積をほぼ
均一にすることができるため、ガラスプレス成形におい
て、キャビティ内における各任意の断面のガラス硝材の
充填率をほぼ同じにすることができる。

【０１０５】これにより、キャビティ内における下イン
サート、上インサート、上ダイ、下ダイが受ける圧力が
ほぼ均一となり、インサートとダイとの間に軟化したガ
ラス硝材が入り込む、いわゆる、オーバーパックを起こ
すことがなく、非軸対称面を有するガラスレンズを後加
工なしでその外周部まで、プレス成形にて製造すること
が可能となる。

【０１０６】また、プレス成形機におけるキャビティ内
の充填率がほぼ均一なので、従来の軸対称レンズとほぼ
同じ充填率にすることができ、すべての断面において転
写形状が転写され、未充填部が発生したり、圧力不足に
よる転写性の劣化が起こったりすることはない。

【０１０７】また、本発明光ピックアップは、レーザー
光を出射する半導体レーザーと、該レーザー光を透過光
と反射光とに分離するビームスプリッターと、レーザー
光を光ディスクの信号面に集光させる対物レンズと、光
ディスクからの戻り光を検出する光検出器とを備え、非
軸対称面が、少なくとも一方のレンズ面に形成されたガ
ラスレンズが、上記光路中に配設されており、上記ガラ
スレンズの非軸対称面の一部又は全部が光学的に有効な
光束が通過する有効光学面となっており、該有効光学面
以外の無効光学面に、光軸を含む任意の断面の断面積が
ほぼ均一になるように断面積調整部を形成したことを特
徴とする。

【０１０８】さらに、本発明ディスクドライブ装置は、
光ディスクを回転させるディスク回転機構と、光ディス
クに対して光を照射すると共にその反射光を検出する光
ピックアップと、光ピックアップ又は光ディスクを光デ
ィスクの半径方向に相対的に移動させるスレッド機構と
を備え、上記光ピックアップは、レーザー光を出射する
半導体レーザーと、該レーザー光を透過光と反射光とに
分離するビームスプリッターＢＳと、レーザー光を光デ
ィスクの信号面に集光させる対物レンズＯＬと、光ディ
スクからの戻り光を検出する光検出器とを有し、該光学
ピックアップの上記光路中に、非軸対称面が、少なくと
も一方のレンズ面に形成されたガラスレンズが配設され
ており、上記ガラスレンズの非軸対称面の一部又は全部
が光学的に有効な光束が通過する有効光学面となってお
り、該有効光学面以外の無効光学面に、光軸を含む任意
の断面の断面積がほぼ均一になるように断面積調整部を
形成したことを特徴とする。

【０１０９】従って、本発明光ピックアップ及びディス
クドライブ装置にあっては、ビーム整形用光学素子とし
て、ガラスプレス成形にて製造可能はガラスレンズを用
いることができ、よって、装置全体の小型化及び薄肉化
を図ることができる。

【０１１０】また、レーザー光のビーム形状の整形を、
カットすることなく行えるガラスレンズを用いたので、
光ディスクの記録の高密度か及び高倍速化を図ることが
できる。

【０１１１】また、請求項２、請求項４及び請求項６に
記載した発明にあっては、光学ピックアップの光路中に
配設された上記ガラスレンズが、光軸を含む任意の断面
における断面積において、最も面積が大きな断面と最も
面積が小さな断面との断面積の比が、１：０．９５以上
でようにしたので、ガラスレンズをガラスプレス成形に
て製造することができるとともに、レンズ設計における
設計の自由度を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図９と共に本発明の実施の形態を示す
ものであり、本図はディスクドライブ装置の実施の形態
の概要を示す平面図である。

【図２】光ピックアップのカバーを外した状態の拡大斜
視図である。

【図３】光ピックアップを概略的に説明する図である。

【図４】図５乃至図７とともにアナモレンズを示すもの
で、本図は入射側レンズ面側から見た図である。

【図５】出射側レンズ面側から見た図である。

【図６】Ｙ方向に切断した断面図（縦断面図）である。

【図７】Ｘ方向に切断した断面図（横断面図）である。

【図８】図９と共に、アナモレンズの製造方法の各工程
を（ａ）から（ｄ）に順を追って示す概略図であり、本
図は（ａ）（ｂ）の状態を示す。

【図９】図８の（ａ）（ｂ）に続き、アナモレンズの製
造方法の各工程の（ｃ）（ｄ）の状態を示す。

【図１０】図１１と共に、図８及び図９で示したアナモ
レンズの製造装置の変形例を示すものであり、本図は要
部を概略的に示す平面図である。

【図１１】概略的に示す縦断面図である。

【図１２】非軸対称レンズの変形例を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は右側面図で
ある。

【図１３】非軸対称レンズの別の変形例を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は右側面図で
ある。

【図１４】半導体レーザーから出射されるレーザー光を
説明するための概略図である。

【図１５】ビーム形状の整形をしない状態の光強度の分
布を示すグラフ図である。

【図１６】ビーム形状の整形を施した状態の光強度の分
布を示すグラフ図である。

【図１７】アナモプリズムを用いた従来の光ピックアッ
プを概略的に説明する図である。

【図１８】非軸対称面を有する従来のガラスレンズを説
明する図である。

【符号の説明】

１…ディスクドライブ装置、４…ターンテーブル（ディ
スク回転機構）、５…光ディスク、７…光ピックアッ
プ、ＬＤ…レーザーダイオード（半導体レーザー）、Ａ
Ｌ…アナモレンズ（ガラスレンズ）、ｆ１…入射側レン
ズ面（レンズ面）、ｆ１ｅ…有効光学面、ｆ１ｉ…無効
光学面、Ｓ１…シリンドリカル凹面（非軸対称面）、ｆ
２…出射側レンズ面（レンズ面）、ｆ２ｅ…有効光学
面、ｆ２ｉ…無効光学面、Ｓ２…アナモルフィック凸面
（非軸対称面）、Ｚ…光軸、ＢＳ…ビームスプリッタ
ー、ＯＬ…対物レンズ、ＰＤ…フォトディテクター（光
検出器）、１２…スレッド機構、１６…盛部（断面積調
整部）、４０…ガラスレンズ、４０ａ…レンズ面、４１
…アナモルフィック凸面（非軸対称面）、４２…盛部
（断面積調整部）、５０…ガラスレンズ、５０ａ…レン
ズ面、５１…シリンドリカル凹面（非軸対称面）、５２
…盛部（断面積調整部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA28 RA01 UA03 5D119 AA02 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 EB02 EB03 FA05 JA06 JB10 NA05 5D789 AA02 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 EB02 EB03 FA05 JA06 JB10 NA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転対称ではないが、光軸を含むように
   切断したときに光軸に対して線対称である線分により構
   成される面（以下、「非軸対称面」という。）が、少な
   くとも一方のレンズ面に形成されたガラスレンズであっ
   て、 上記非軸対称面の一部又は全部が光学的に有効な光束が
   通過する有効光学面となっており、 該有効光学面以外の面（以下、「無効光学面」とい
   う。）に、光軸を含む任意の断面の断面積がほぼ均一に
   なるように断面積調整部を形成したことを特徴とするガ
   ラスレンズ。
2. 【請求項２】 請求項１のガラスレンズにおいて、 光軸を含む任意の断面における断面積において、最も面
   積が大きな断面と最も面積が小さな断面との断面積の比
   が、１：０．９５以上であることを特徴とするガラスレ
   ンズ。
3. 【請求項３】 レーザー光を出射する半導体レーザー
   と、該レーザー光を透過光と反射光とに分離するビーム
   スプリッターと、レーザー光を光ディスクの信号面に集
   光させる対物レンズと、光ディスクからの戻り光を検出
   する光検出器とを備えた光ピックアップであって、 回転対称ではないが、光軸を含むように切断したときに
   光軸に対して線対称である線分により構成される面（以
   下、「非軸対称面」という。）が、少なくとも一方のレ
   ンズ面に形成されたガラスレンズが、上記光路中に配設
   されており、 上記ガラスレンズの非軸対称面の一部又は全部が光学的
   に有効な光束が通過する有効光学面となっており、 該有効光学面以外の面（以下、「無効光学面」とい
   う。）に、光軸を含む任意の断面の断面積がほぼ均一に
   なるように断面積調整部を形成したことを特徴とする光
   ピックアップ。
4. 【請求項４】 請求項３の光ピックアップにおいて、 光路中に配設された上記ガラスレンズが、光軸を含む任
   意の断面における断面積において、最も面積が大きな断
   面と最も面積が小さな断面との断面積の比が、１：０．
   ９５以上であることを特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】 光ディスクに対して情報の記録及び／又
   は再生を行うディスクドライブ装置であって、 光ディスクを回転させるディスク回転機構と、光ディス
   クに対して光を照射すると共にその反射光を検出する光
   ピックアップと、光ピックアップ又は光ディスクを光デ
   ィスクの半径方向に相対的に移動させるスレッド機構と
   を備え、 上記光ピックアップは、レーザー光を出射する半導体レ
   ーザーと、該レーザー光を透過光と反射光とに分離する
   ビームスプリッターと、レーザー光を光ディスクの信号
   面に集光させる対物レンズと、光ディスクからの戻り光
   を検出する光検出器とを有し、 該光学ピックアップの上記光路中に、回転対称ではない
   が、光軸を含むように切断したときに光軸に対して線対
   称である線分により構成される面（以下、「非軸対称
   面」という。）が、少なくとも一方のレンズ面に形成さ
   れたガラスレンズが配設されており、 上記ガラスレンズの非軸対称面の一部又は全部が光学的
   に有効な光束が通過する有効光学面となっており、 該有効光学面以外の面（以下、「無効光学面」とい
   う。）に、光軸を含む任意の断面の断面積がほぼ均一に
   なるように断面積調整部を形成したことを特徴とするデ
   ィスクドライブ装置。
6. 【請求項６】 請求項５のディスクドライブ装置におい
   て、 光学ピックアップの光路中に配設された上記ガラスレン
   ズが、光軸を含む任意の断面における断面積において、
   最も面積が大きな断面と最も面積が小さな断面との断面
   積の比が、１：０．９５以上であることを特徴とするデ
   ィスクドライブ装置。