JP2011204335A - Method for manufacturing optical element, optical element, and objective lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチックレンズ等の光学素子の製造方法及びこれを用いて製造された光学素子、並びに対物レンズに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical element such as a plastic lens, an optical element manufactured using the method, and an objective lens.
光学素子の製造方法のうち、光学素子の仕上げとして、光学素子の成形時に形成される不要なゲート部を切除するものがある(特許文献1等参照)。これにより、光学素子の外周部にゲート部が残らないようにし、光学素子を装置や治具等に装着可能にする。
Among optical element manufacturing methods, there is an optical element finishing method in which an unnecessary gate portion formed at the time of molding an optical element is cut off (see
しかしながら、特許文献1のような光学素子の製造方法では、ゲート部を切除した光学素子の外周部において、ゲート部の除去跡の上下の稜線に切り残しすなわちバリが生じるという問題がある。この場合、光学素子を装置や治具等に装着する際に、正確に設置することが困難となる。
However, the method of manufacturing an optical element as disclosed in
そこで、本発明は、ゲート部を切除した光学素子の外周部において、ゲート部の切除跡の稜線にバリが生じることを防止する光学素子の製造方法及びこれを用いて製造した光学素子、並びに対物レンズを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an optical element manufacturing method for preventing burrs from occurring on the ridgeline of the gate part excision trace in the outer peripheral part of the optical element from which the gate part has been cut, an optical element manufactured using the optical element, and an objective. The object is to provide a lens.
上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子の外周部に連続して形成されたゲート部を切除する対象部切断工程と、対象部切断工程後に、光学素子のうちゲート部の切除跡の稜線に沿って稜線部を切削する稜線加工工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing an optical element according to the present invention includes a target part cutting step of cutting a gate portion continuously formed on the outer peripheral portion of the optical element, and a target part cutting step after the target part cutting step. And a ridge line processing step of cutting the ridge line portion along the ridge line of the cut trace of the gate portion.
上記光学素子の製造方法では、光学素子に残ったゲート部を切除した後に、ゲート部の切除跡の稜線に沿って稜線部を切削加工することにより、光学素子にバリが生じることを防止することができる。これにより、光学素子を装置や治具に装着する際に正確に設置することができる。 In the manufacturing method of the optical element, after the gate portion remaining in the optical element is excised, the ridge line portion is cut along the ridge line of the cut trace of the gate portion, thereby preventing the optical element from being burred. Can do. Thereby, when mounting an optical element on an apparatus or a jig | tool, it can install correctly.
本発明の具体的な態様では、対象部切断工程は、光学素子とゲート部との境界を切除し分離する第1切断工程と、第1切断工程後、外周部に残ったゲート部を外周部から切除する第2切断工程とを備えることを特徴とする。この場合、ゲート部の切除を2段階に分けて行うことにより、ゲート部を容易にかつ精密に切除することができる。 In a specific aspect of the present invention, the target portion cutting step includes a first cutting step of cutting off and separating the boundary between the optical element and the gate portion, and the gate portion remaining on the outer peripheral portion after the first cutting step. And a second cutting step for excising the material. In this case, the gate portion can be easily and precisely cut out by dividing the gate portion into two stages.
本発明の別の態様では、第2切断工程と、稜線加工工程とを同時に行うことを特徴とする。この場合、稜線加工工程を効率よく迅速に行うことができる。 In another aspect of the present invention, the second cutting step and the ridge line processing step are performed simultaneously. In this case, the ridge line processing step can be performed efficiently and quickly.
本発明のさらに別の態様では、稜線加工工程において、光学素子の稜線部を面取り形状に切削することを特徴とする。この場合、ゲート部の切除跡の稜線が鋭利でなくなるため、搬送時や組み立て時等において、稜線部を切削した後の外周部の稜線加工部に傷がつきにくくなる。 In still another aspect of the present invention, the ridge line portion of the optical element is cut into a chamfered shape in the ridge line processing step. In this case, the ridgeline of the excision trace of the gate portion is not sharp, so that the ridgeline processing portion of the outer peripheral portion after cutting the ridgeline portion is less likely to be damaged during transportation or assembly.
本発明のさらに別の態様では、面取り形状は、角面取り形状及びR面取り形状のいずれか一方であることを特徴とする。ここで、角面取り形状とは、交差する面部分を所定の傾斜角度でカットした面取り形状であり、R面取り形状とは、交差する面部分を丸形状にカットした面取り形状である。この場合、面取り形状を角面取り形状及びR面取り形状のいずれか一方にすることにより、光学素子を装置や治具の組み付け部分や位置決め部分等に装着しやすくすることができる。 In still another aspect of the present invention, the chamfered shape is any one of a square chamfered shape and an R chamfered shape. Here, the square chamfered shape is a chamfered shape in which intersecting surface portions are cut at a predetermined inclination angle, and the R chamfered shape is a chamfered shape in which intersecting surface portions are cut into round shapes. In this case, by setting the chamfered shape to one of the square chamfered shape and the R chamfered shape, the optical element can be easily attached to the assembly portion or the positioning portion of the apparatus or the jig.
本発明のさらに別の態様では、角面取り形状の傾斜角度は、30度以上60度以下であることを特徴とする。この場合、角面取り形状の傾斜角度を30度以上60度以下にすることにより、ゲート部の切除跡の稜線を鋭利でない実質的な面取り形状にすることができる。 In still another aspect of the present invention, the angle of chamfering is 30 degrees or more and 60 degrees or less. In this case, by setting the angle of the chamfered shape to 30 degrees or more and 60 degrees or less, the ridgeline of the cut trace of the gate portion can be made into a substantially chamfered shape that is not sharp.
本発明のさらに別の態様では、光学素子は、光学部に設けた光学機能面の少なくとも一部に複数の段差からなる光路差付与構造を有する多波長互換レンズであることを特徴とする。この場合、光学素子にバリが生じることを防ぐことにより、高精度の多波長互換レンズを高精度で組み付け等することができる。なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付与する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。本発明の光路差付与構造は回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び/又は位相差が付与される。 In still another aspect of the present invention, the optical element is a multi-wavelength compatible lens having an optical path difference providing structure including a plurality of steps on at least a part of an optical function surface provided in the optical unit. In this case, a high-precision multi-wavelength compatible lens can be assembled with high accuracy by preventing burrs from occurring in the optical element. The optical path difference providing structure referred to in this specification is a general term for structures that provide an optical path difference with respect to an incident light beam. The optical path difference providing structure also includes a phase difference providing structure for providing a phase difference. The phase difference providing structure includes a diffractive structure. The optical path difference providing structure of the present invention is preferably a diffractive structure. The optical path difference providing structure has a step, preferably a plurality of steps. This step gives an optical path difference and / or a phase difference to the incident light flux.
本発明のさらに別の態様では、対象部切断工程と稜線加工工程において、エンドミルを用いて切除及び切削の少なくとも一方を行うことを特徴とする。この場合、エンドミルを用いることにより、機械的な切削によって精密に光学素子を仕上げ加工することができる。 In still another aspect of the present invention, at least one of excision and cutting is performed using an end mill in the target part cutting step and the ridge line processing step. In this case, by using an end mill, the optical element can be precisely finished by mechanical cutting.
上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、光学機能面を有する光学部と、光学部の周囲に設けられた外周部と、を備え、外周部に形成されたゲート部の切除跡の稜線加工部が、面取り形状を有することを特徴とする。この場合、バリの発生を低減させた光学素子とすることができる。これにより、光学素子を装置や治具に装着する際に正確に設置することができる。また、ゲート部の切除跡の稜線加工部が面取り形状を有するため、稜線が鋭利でなくなり、搬送時や組み立て時等において、稜線加工部に傷がつきにくくなる。 In order to solve the above-described problems, an optical element according to the present invention includes an optical unit having an optical function surface and an outer peripheral part provided around the optical part, and a cut mark of a gate part formed in the outer peripheral part. The ridge line processing portion has a chamfered shape. In this case, an optical element with reduced generation of burrs can be obtained. Thereby, when mounting an optical element on an apparatus or a jig | tool, it can install correctly. In addition, since the ridge line processing portion of the excision trace of the gate portion has a chamfered shape, the ridge line is not sharp, and the ridge line processing portion is less likely to be damaged during transportation or assembly.
本発明の別の態様では、外周部のうちゲート部の切除跡に設けられた稜線加工部と、外周部のうちゲート部の切除跡を除く領域に設けられた成形面取り部とを有し、稜線加工部は、成形面取り部よりも小さいことを特徴とする。この場合、稜線加工部が成形面取り部よりも小さいことにより、成形品である光学素子の形状にほとんど影響を与えずにゲート部の切除跡の稜線部を切削することができる。 In another aspect of the present invention, it has a ridge line processing part provided in the excision trace of the gate part in the outer peripheral part, and a molding chamfered part provided in an area excluding the excision trace of the gate part in the outer peripheral part, The ridge line processed portion is smaller than the formed chamfered portion. In this case, since the ridge line processed portion is smaller than the molded chamfered portion, the ridge line portion of the cut trace of the gate portion can be cut without substantially affecting the shape of the optical element that is the molded product.
本発明の対物レンズは、上記光学素子が光ピックアップ用の対物レンズであって、以下の式
0.9≦d/f≦1.8 (1)
を満たすことを特徴とする。ここで、対物レンズの光軸上の厚さをd(mm)、波長λ1の光束における対物レンズの焦点距離をf(mm)とする。この場合、上記光学素子が例えば短波長、高NAの光ディスク(例えば、BD)に対応する対物レンズの場合でも、上記式(1)を満たすことにより非点収差の発生や面シフト感度を抑制することが可能となる。また、光学機能面へのゴミの付着が低減されるため、短波長、高NAの光ディスクに対応する対物レンズであっても製造や取り扱いを容易にすることができる。
In the objective lens of the present invention, the optical element is an objective lens for an optical pickup, and the following formula 0.9 ≦ d / f ≦ 1.8 (1)
It is characterized by satisfying. Here, it is assumed that the thickness of the objective lens on the optical axis is d (mm), and the focal length of the objective lens in the light beam having the wavelength λ1 is f (mm). In this case, even when the optical element is an objective lens compatible with, for example, a short wavelength, high NA optical disk (for example, BD), astigmatism and surface shift sensitivity are suppressed by satisfying the above formula (1). It becomes possible. Further, since dust adherence to the optical functional surface is reduced, even an objective lens compatible with an optical disk with a short wavelength and a high NA can be easily manufactured and handled.
〔第1実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態に係る光学素子及び光学素子の製造方法について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an optical element and a method for manufacturing the optical element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(A)、1(B)、及び1(C)に示すレンズ100は、樹脂製の小型の回折屈折複合レンズであり、例えば光ピックアップ装置等に用いられるコリメータレンズや対物レンズ等のピックアップレンズである。レンズ100は、光学的機能を有する光学的機能部としての光学部に相当する本体部101と、本体部101の外周に延在する環状の外周部に相当するフランジ部102とを備える。図1(B)等において、本体部101は、その上側(レーザ光源側)に曲率の大きい第1光学面OS1と、その下側(情報記録媒体側)に曲率の小さい第2光学面OS2とを有する。本体部101において、第1光学面OS1は、多波長互換のため、回折構造の段差を有する微細構造(複数の段差からなる光路差付与構造)を有している。つまり、レンズ100は、短波長で高開口数の規格と、中波長で中程度の開口数の規格と、長波長で低開口数の規格とに対応する3波長互換光学素子であり、第1光学面OS1に設けた微細構造は、各波長に適合して集光を可能にする形状を有している。図示の例では、第1光学面OS1は、開口数の異なる3波長の光束に対応するため同心の3つの領域に分割されており、内側から外側に向かって3波長互換領域AR1と、2波長互換領域AR2と、1波長専用領域AR3とで構成される。これらすべての領域AR1,AR2,AR3により、例えば開口数(NA)0.85でBD(Blu-ray Disc)の波長(405nm)を選択的に回折等させることにより集光させ、BDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。また、光軸OAから離れた最周辺側を除いた領域AR1,AR2により、例えば開口数(NA)0.6でDVD(Digital Versatile Disc)の波長(650nm)を選択的に回折等させることにより集光させ、DVDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。また、光軸OA側の領域AR1により、例えば開口数(NA)0.45でCD(Compact Disc)の波長(780nm)を選択的に回折等させることにより集光させ、CDの光ディスク上に最適なスポットを形成する。
A
フランジ部102は、レンズ100の組み付けや測定に際して基準面となる環状面102aを有する輪帯部分102bと、輪帯部分102bから本体部101の一方の第2光学面OS2側に延びる筒状の支持部分102cとを有する。輪帯部分102bの環状面102aは、光軸OAに垂直に延び、支持部分102cは、光軸OAに平行に延びている。支持部分102cは、レンズ100を支持するために設けられており、下側に環状の底面102dを有する。支持部分102cは、レンズ100の保管や搬送に際して第2光学面OS2を保護する役割を有する。支持部分102cは、その一部の外側に、成形後の仕上げ加工によって形成された浅い切り欠き状の切断部103を有している。
The
切断部103は、支持部分102cの側面SSの特定領域を厚み方向すなわち光軸OA方向に関して一括して除去したものである。切断部103は、支持部分102cの側面SS側に位置し、本体部101から略一定距離離れている。切断部103は、平面視でフランジ部102に沿って半径方向にわずかに窪んだ凹部となっており、全体として凸の円筒面状の切断面103aを有する。図1(B)に示すように、フランジ部102の下面である底面102dと切断面103aとの境界103bには、角面取り加工(例えばC面取り加工)が施されて稜線部103dが除去されており、残された稜線加工部103cは、斜面状の角面取り形状となっている。具体的には、稜線加工部103cの傾斜角度θ1は、例えば30度以上60度以下であり、特にC面取り形状の場合はθ1=45度となっている。また、稜線加工部103cの高さHは、例えば1/100mm以上1/10mm以下となっている。
The cutting
なお、レンズ100の加工前には、フランジ部102の側面SSすなわち支持部分102cの一部にゲート部GPが形成されており、加工後のレンズ100では、切断部103の形成に伴ってゲート部GPが除去されている。また、ゲート部GPの切除跡の下側については、バリ除去等を目的として、底面102dと切断面103aとの境界103bにおいて稜線部103dが切削されて、上記のような形状的特徴を有する稜線加工部103cが形成されている。つまり、本実施形態において、加工前のレンズ100のうち、このゲート部GPと切断部103を形成するための支持部分102cの一部(加工領域A0)とが、切削又は切除加工によって除去される加工対象部となっている。
Before the
以下、図2等を参照して、図1(A)等に示すレンズ100の加工装置及び加工方法について説明する。
図2は、レンズ100の加工に用いる加工装置について説明する図である。この加工装置10は、加工対象のレンズ100からゲート部GP等を除去するための装置である。加工装置10は、ホルダ装置20と、切削ユニット30と、NC装置40と、集塵装置60と、制御装置70とを備える。
Hereinafter, with reference to FIG. 2 etc., the processing apparatus and processing method of the
FIG. 2 is a diagram illustrating a processing apparatus used for processing the
まず、ホルダ装置20は、レンズホルダとして、支持ステージ21とチャック装置22とを備える。チャック装置22は、レンズ支持部として、レンズ100を着脱可能に固定する。この際、チャック装置22は、レンズ100を一方の下面側から支持してレンズ100を水平に保持するとともに、レンズ100の外周の一部に形成されたゲート部GPが切削ユニット30側に向くように保持している。
First, the
図3(A)及び3(B)に示すように、チャック装置22は、支持台81と、移動制限部材82a,82bと、後側チャック部83と、上面チャック部84とを備える。支持台81は、支持面81aと、凹部81bとを有する。支持面81aは、レンズ100のフランジ部102の底面102dを支持してレンズ100を水平に保つ平坦面となっている。凹部81bは、レンズ100の本体部101の下側に突起が形成されている場合に、これを収納するためのものであり、支持台81の先端側に設けられている。ここで、レンズ100は、本体部101の下側すなわち第2光学面OS2が支持台81側になるように載置される。これにより、支持面81a又は凹部81bは、加工時にレンズ100の本体部101の下側の第2光学面OS2を保護する。なお、ホルダ装置20に固定されたレンズ100のうちゲート部GPその他の加工対象部は、支持台81の正面側に突起して配置されており、切削ユニット30による加工を妨げないようになっている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
一対の移動制限部材82a,82bは、支持台81の先端側すなわち−X側に形成されている。両移動制限部材82a,82bは、例えば三角柱状の部材であり、それらの側面82c,82cは、支持面81aに垂直に延びている。移動制限部材82a,82bのそれぞれの側面82c,82cがレンズ100の支持部分102cの側面SSに当接することで、レンズ100の−X側への移動を制限する。後側チャック部83は、一対の移動制限部材82a,82bの後方であって、支持台81の奥側に配置されている。後側チャック部83は、レンズ100の側面SSに向けて進退可能な突き押しロッド83aと、突き押しロッド83aを進退動作させるロッド駆動部83bとを有する。突き押しロッド83aの端面83cは、前進した動作状態でレンズ100の側面SSに当接し、側面SSを適当な圧力で付勢する。これにより、一対の移動制限部材82a,82bと突き押しロッド83aとによって挟むようにして、支持台81上にレンズ100をアライメントした状態で固定することができる。なお、レンズ100の固定の直前に、支持台81上でレンズ100を微小回転させることにより、ゲート部GPが光軸OAを基準として正確に正面すなわち−X方向に向くように調整することができる。
The pair of
上面チャック部84は、支持台81等の上方に配置されている。上面チャック部84は、レンズ100のフランジ部102の環状面102aに向けて進退可能な筒部材84aと、筒部材84aを進退動作させる筒部材駆動部84bとを有する。筒部材84aの端面84cは、前進した動作状態でレンズ100のフランジ部102の環状面102aに軽く当接し、フランジ部102の環状面102aを適当な圧力で下方に付勢する。これにより、レンズ100を支持台81と筒部材84aとによって挟むことになり、レンズ100の固定を安定させることができる。このように、レンズ100を固定することで、エンドミル31による加工中にレンズ100が回転等するのを確実に防ぐことができる。なお、筒部材84aは、加工時にレンズ100の本体部101の上側の第1光学面OS1を保護する機能も有する。
The upper
図2に戻って、切削ユニット30は、加工部として、エンドミル31と、回転駆動部33と、集塵カバー34とを備える。切削ユニット30のうちエンドミル31は、Z軸に平行な軸AXまわりに回転することによってレンズ100に付随的に形成されたゲート部GP等を機械的な切削によって除去する切除具である。この際、図3(A)、3(B)等に示すように、加工対象部として、ゲート部GPだけでなく、フランジ部102の支持部分102cの一部であって、加工後の切断部103の反転形状に対応する部分を含めた加工領域A0が除去される。エンドミル31は、ゲート部GP等の側面をその先端部31aによって切削加工することによって、切断面103aに相当する切削面S1を形成する。また、切削面S1の形成と同時に、フランジ部102の底面102dと切断面103aとの境界103bから稜線部103dを切削して稜線加工部103cを形成する(図1参照)。ここで、エンドミル31は、図3(B)に例示するように、その先端部31aの根元部分R1が軸AXに対して所定の傾斜角度θ2を有している。例えば、C面取り加工の場合、傾斜角度θ2は45度となっている。これにより、フランジ部102に残ったゲート部GPを除去するとともに、図1(A)等に示す稜線加工部103cに所望の傾斜角度θ1(=θ2)の角面取り形状を有する稜線加工部103cを設けることができる。図2に示す回転駆動部33は、エンドミル31をレンズ100の光軸OAに平行な軸AXのまわりに高速で回転させる。集塵カバー34は、回転駆動部33を支持するフレーム部材(不図示)に固定されている。集塵カバー34は、エンドミル31を全体的に覆って、エンドミル31による加工部位から切除粉が飛散することを防止するとともに、エンドミル31の加工刃部分を部分的に露出させている。
Returning to FIG. 2, the cutting
NC装置40は、切削ユニット30を支持して2次元的に変移させることができる位置駆動装置である。この場合、ホルダ装置20に対して切削ユニット30を直線的又は曲線的に光軸OAに垂直な方向に送り移動させることにより、エンドミル31の回転軌跡及び移動軌跡に対応して、レンズ100のゲート部GPその他の加工対象部を切除することができる。なお、NC装置40は、切削ユニット30の光軸OA方向の位置を調整可能な構造となっている。
The
集塵装置60は、吸気装置61と、吸引ダクト62とを備える。吸気装置61は、排気ファンやフィルタを有する。吸引ダクト62は、吸気装置61から延びており、切削ユニット30に設けた集塵カバー34の後部に接続されている。吸引ダクト62は、集塵カバー34内すなわちエンドミル31の周囲に発生する切除粉を吸い込んで吸気装置61に送り込む。
The
制御装置70は、加工装置10の動作を全体として統括的に制御しており、ホルダ装置20によるレンズ100の保持動作を制御し、切削ユニット30やNC装置40によるレンズ100の切削動作を制御し、集塵装置60の動作を制御する。
The
以下、レンズ100の加工工程について説明する。本実施形態において、加工工程は、ゲート部GPを切除する対象部切断工程と、対象部切断工程後のレンズ100のうちゲート部GPの切除跡において底面102dと切断面103aとの境界103bを切削する稜線加工工程とで構成される。
Hereinafter, the processing steps of the
図2の加工装置10を利用して、まず対象部切断工程として、レンズ100のフランジ部102とゲート部GPとの境界を切除し分離する第1切断工程と、第1切断工程後、フランジ部102からフランジ部102に残ったゲート部GPを切除する第2切断工程とを行う。第1切断工程において、ニッパーやカッター等を用いて成形品であるレンズ100のフランジ部102に延びるゲート部GPの根元付近で切断を行い、レンズ100とゲート部GPとを分離する。この際、フランジ部102には、ゲート部GPがわずかに残った状態となっている。
Using the
次に、第2切断工程において、図2のエンドミル31を用いてフランジ部102に残ったゲート部GPを切除する。なお、第2切断工程と並行して稜線加工工程も行われ、レンズ100のゲート部GPの切除跡の稜線に沿って稜線部103dを切削する。具体的には、エンドミル31は、軸AXのまわりに高速で回転しつつ、フランジ部102の外周に沿いつつ−Y方向に一定速度で移動する。この際、フランジ部102の側面SSの外側にあるゲート部GPとともに、稜線部103dが除去される。この結果、切除跡又は切削加工面として、切削面S1すなわち切断面103aと稜線加工部103cとが形成される。
Next, in the second cutting step, the gate portion GP remaining on the
上記光学素子の製造方法では、レンズ100のフランジ部102に残ったゲート部GPを切除した後に、ゲート部GPの切除跡の稜線に沿って稜線部103dを切削加工することにより、レンズ100にバリが生じることを防止することができる。これにより、レンズ100を装置や治具に装着する際に正確に設置することができる。また、稜線加工部103cを角面取り形状とすることにより、底面102dと切断面103aとの境界103bが鋭利でなくなるため、搬送時や組み立て時等において、稜線加工部103cに傷がつきにくくなる。
In the optical element manufacturing method, after the gate portion GP remaining on the
また、上記製造方法により製造された光学素子は、レンズ100にバリが生じることを防ぐことによりレンズ100の光学面OS1,OS2にゴミがつかないため、特に回折構造のような微細構造を有し、僅かなゴミが微細構造の間に入り込むことにより、光学性能に大きな影響を与える多波長互換レンズのような高精度のレンズ100の製造や取り扱いを容易にすることができる。
Further, the optical element manufactured by the above manufacturing method has a fine structure such as a diffractive structure in particular because dust does not adhere to the optical surfaces OS1 and OS2 of the
また、上記製造方法により製造された光学素子が、例えば、波長390nm以上、420nm以下の波長λ1のレーザ光を用い、必要開口数(NA)がそれぞれ0.9以下、0.75以上であるような光ディスク(例えば、BD等)に用いる対物レンズである場合、対物レンズの光軸上の厚さd(mm)と、波長λ1の光束における対物レンズの焦点距離f(mm)が以下の式を満たすことが好ましい。
0.9≦d/f≦1.8 (1)
短波長、高NAの光ディスクに対応する対物レンズの場合、対物レンズの焦点距離fに対する光軸上の厚さdの比が大きくなりすぎると、対物レンズに対して軸外光束が入射した際に非点収差が発生しやすくなったり、作動距離が確保できなくなったりするという課題が生じる。一方、対物レンズの焦点距離fに対する光軸上の厚さdの比が小さくなりすぎると、面シフト感度が大きくなるという課題が生じる。上記式(1)を満たすことにより非点収差の発生や面シフト感度を抑制することが可能となる。また、このような短波長、高NAの光ディスクに対応する対物レンズは、他のDVD用やCD用の対物レンズに比して、高精度の光学特性が要求されるため、僅かなゴミの付着も許されない。即ち、ゴミの付着という課題がより大きなものになるが、本発明はそのような大きな課題を有する短波長、高NAの光ディスクに対応する対物レンズであっても製造や取り扱いを容易にすることができる。
The optical element manufactured by the above manufacturing method uses, for example, laser light having a wavelength λ1 of 390 nm or more and 420 nm or less, and the required numerical aperture (NA) is 0.9 or less and 0.75 or more, respectively. In the case of an objective lens used for an optical disk (for example, BD), the thickness d (mm) on the optical axis of the objective lens and the focal length f (mm) of the objective lens in the light flux with wavelength λ1 are expressed by the following equations. It is preferable to satisfy.
0.9 ≦ d / f ≦ 1.8 (1)
In the case of an objective lens corresponding to an optical disk with a short wavelength and a high NA, if the ratio of the thickness d on the optical axis to the focal length f of the objective lens becomes too large, an off-axis light beam is incident on the objective lens. There arises a problem that astigmatism is likely to occur or the working distance cannot be secured. On the other hand, if the ratio of the thickness d on the optical axis to the focal length f of the objective lens becomes too small, there arises a problem that the surface shift sensitivity increases. By satisfying the above formula (1), it is possible to suppress the generation of astigmatism and the surface shift sensitivity. In addition, the objective lens corresponding to such a short wavelength, high NA optical disc requires high-precision optical characteristics as compared with other objective lenses for DVD and CD, so that a slight amount of dust is attached. Is not allowed. That is, although the problem of dust adhesion becomes larger, the present invention can facilitate manufacture and handling even for an objective lens corresponding to a short wavelength, high NA optical disk having such a large problem. it can.
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係るレンズについて説明する。なお、第2実施形態に係るレンズは、第1実施形態のレンズ100を変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the lens according to the second embodiment will be described. The lens according to the second embodiment is obtained by changing the
図4に示すように、第2実施形態のレンズ200に形成された切断部203は、光軸OA方向に垂直な方向に窪んだ凹部となっている点で第1実施形態と一致するが、フランジ部102の下面である底面102dと切断面203aとの境界203bにR面取り加工が施されている点で第1実施形態と異なる。つまり、第2実施形態に係るレンズ200の稜線加工部203cは、R面取り形状となっている。稜線加工部203cの高さHは、例えば1/100mm以上1/10mm以下となっている。なお、R形状の寸法は、レンズ200の取り付け方法にもよるが、レンズ200を設置する装置や治具の組み付け部分や位置決め部分のR形状よりも大きいことが望ましい。
As shown in FIG. 4, the
図4のレンズ200の加工は、図5に示すようなエンドミル231を用いて行われる。エンドミル231は、図5に例示するように、その先端部31aの根元部分R1が軸AXに対して丸みをおびている。これにより、フランジ部102に残ったゲート部GPを除去するとともに、図4に示すフランジ部102のゲート部GPの切除跡の稜線から稜線部203dを切削し、稜線加工部203cに所望のR面取り形状を設けることができる。
The
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係るレンズについて説明する。なお、第3実施形態に係るレンズは、第1実施形態のレンズ100を変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the lens according to the third embodiment will be described. The lens according to the third embodiment is obtained by changing the
図6に示すように、第3実施形態のレンズ300に形成された切断部303は、光軸OA方向に垂直な方向に窪んだ凹部となっている点で第1実施形態と一致するが、フランジ部102の上面である環状面102aと切断面303aとの境界303eの稜線加工部303fにも角面取り加工が施されている点で第1実施形態と異なる。つまり、第3実施形態に係るレンズ300の上下の稜線加工部303c,303fは、角面取り形状、例えばC面取り形状となっている。
As shown in FIG. 6, the
図6のレンズ300の加工は、図7に示すようなエンドミル331を用いて行われる。エンドミル331は、図7に例示するように、フランジ部の厚さに相当する部分のみの径を小さくした中間部331aの根元部分R1及び先端部分R2が軸AXに対して所定の傾斜角度θ2を有している。これにより、フランジ部102に残ったゲート部GPを除去するとともに、図6に示すフランジ部102のゲート部GPの切除跡の上下の稜線から稜線部303d,303gを切削し、稜線加工部303c,303fに所望の傾斜角度θ1(=θ2)の角面取り形状、例えばC面取り形状を同時に設けることができる。
The
なお、本実施形態において、エンドミル331の先端部331aの根元部分R1及び先端部分R2が軸AXに対して丸みをおびたものを用いてもよい。この場合、上下の稜線の稜線加工部がR面取り形状となる。
In the present embodiment, the
〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態に係るレンズについて説明する。なお、第4実施形態に係るレンズは、第1実施形態のレンズ100を変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
The lens according to the fourth embodiment will be described below. The lens according to the fourth embodiment is a modification of the
図8に示すように、第4実施形態のレンズ400に形成された切断部403は、光軸OA方向に垂直な方向に窪んだ凹部となっている点で第1実施形態と一致するが、フランジ部102の上下の縁部402eに成形金型によって成形された比較的大きい成形面取り部402fを有する点で第1実施形態と異なる。ここで、第1実施形態に係るレンズ100にも通常成形面取り部は形成されるが、第4実施形態に係るレンズ400のような比較的大きい面取りよりも微小なものとなっている。
As shown in FIG. 8, the
フランジ部102の下側の縁部402eのうちゲート部GPの切除跡の下側の稜線には、稜線加工部403cが形成されている。つまり、フランジ部102の下側の縁部402eのうち切除跡を除いた領域には、成形面取り部402fが形成されている。稜線加工部403cの高さH1は、成形面取り部402fの高さH2よりも小さくなっている。具体的には、稜線加工部403cの高さH1は、例えば1/100mm以上1/10mm以下であり、成形面取り部402fの高さH2は、例えば5/100mm以上となっている。これにより、成形品であるレンズ400の形状にほとんど影響を与えずに切除跡の稜線加工部403cを形成することができる。
A ridge
なお、本実施形態において、稜線加工部403cをR面取り形状としてもよい。また、ゲート部GPの切除跡の上下の稜線に角面取り形状やR面取り形状を設けてもよい。
In the present embodiment, the ridge
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、レンズ100等の第1光学面OS1が段差の微細構造を有するとしたが、微細構造を有しないレンズでもよい。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the first optical surface OS1 such as the
上記実施形態において、切断部103,203,303,403を平面視でフランジ部102に沿って半径方向にわずかに窪んだ凹部としたが、切断部103,203,303,403の形状は適宜変更することができる。例えば、フランジ部102の側面SSの特定領域を光軸OA方向に平行な面上で直線的に除去してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、一本のエンドミル31,231,331で加工を行っているが複数のエンドミルでレンズ100,200,300,400のゲート部GPを除去することもできる。
In the above embodiment, processing is performed by one
上記実施形態において、切除具としてエンドミル31,231,331を用いる場合について説明したが、エンドミル31,231,331に代えて砥石等の研削具やヤスリ状又は刃物状の加工具を用いてゲート部GP等を除去することができる。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態において、レンズ100,200,300,400を回転させながら、エンドミル31等で切削等してゲート部GP等を除去してもよい。
In the above embodiment, the gate portion GP and the like may be removed by cutting or the like with the
上記実施形態において、第1切断工程及び稜線加工工程を同時に行ったが、エンドミル31,231,331を適宜駆動させ、各工程を別々に行ってもよい。
In the said embodiment, although the 1st cutting process and the ridgeline process process were performed simultaneously, the
上記実施形態において、稜線の稜線加工部の高さHを1/100mm以上1/10mm以下としたが、レンズ100,200,300,400の形状や材質によって適宜変更することができる。
In the above embodiment, the height H of the ridge line processing portion of the ridge line is set to 1/100 mm or more and 1/10 mm or less, but may be appropriately changed depending on the shape and material of the
第4実施形態において、稜線加工部403cの高さH1を、成形面取り部402fの高さH2よりも小さくしたが、稜線加工部403cの高さH1を、成形面取り部402fの高さH2よりも大きくしてもよい。
In the fourth embodiment, the height H1 of the ridge
10…加工装置、 20…ホルダ装置、 22…チャック装置、 30…切削ユニット、 31,231,331…エンドミル、 33…回転駆動部、 34…集塵カバー、 40…NC装置、 60…集塵装置、 61…吸気装置、 62…吸引ダクト、 70…制御装置、 81…支持台、 82a,82b…移動制限部材、 84…上面チャック部、 A0…加工領域、 AX…軸、 100,200,300,400…レンズ、 101…本体部、 102…フランジ部、 103,203,303,403…切断部、 103a,203a,303a…切断面、 103b,203b,303b,303e…稜線、 103c,203c,303c,303f,403c…稜線加工部、 103d,203d,303d,303g…稜線部、 GP…ゲート部、 OA…光軸、 OS1,OS2…光学面、 S1…切削面、 A0…加工領域
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記対象部切断工程後に、前記光学素子のうち前記ゲート部の切除跡の稜線に沿って稜線部を切削する稜線加工工程と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。 A target part cutting step of excising the gate part continuously formed on the outer peripheral part of the optical element;
After the target portion cutting step, a ridge line processing step of cutting the ridge line portion along the ridge line of the cut trace of the gate portion of the optical element,
An optical element manufacturing method comprising:
前記光学部の周囲に設けられた外周部と、
を備え、
前記外周部に形成されたゲート部の切除跡の稜線加工部が、面取り形状を有することを特徴とする光学素子。 An optical unit having an optical functional surface;
An outer periphery provided around the optical part;
With
An optical element, wherein a ridge line processing portion of a cut trace of the gate portion formed on the outer peripheral portion has a chamfered shape.
0.9≦d/f≦1.8
を満たすことを特徴とする対物レンズ。
ここで、
d:対物レンズの光軸上の厚さ(mm)
f:波長λ1の光束における対物レンズの焦点距離(mm) The optical element according to any one of claims 9 to 13 is an objective lens for an optical pickup, and the following formula: 0.9 ≦ d / f ≦ 1.8
Objective lens characterized by satisfying
here,
d: Thickness on the optical axis of the objective lens (mm)
f: Focal length (mm) of the objective lens in the light flux with wavelength λ1
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