JP4348917B2

JP4348917B2 - 合成樹脂製レンズ及びその形成方法

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Publication number: JP4348917B2
Application number: JP2002264605A
Authority: JP
Inventors: 勇一新
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP2004101954A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、少なくとも一面に同心の輪帯群を有する合成樹脂製のレンズ及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来の合成樹脂製輪帯レンズは、同心の輪帯群の境界部に形成される段差を円錐面で形成している（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この合成樹脂製輪帯レンズでは、中心の円形入射面とその外側の輪帯との境界部、及び隣り合う輪帯の境界部をそれぞれ、光軸を回転軸とする回転対称な円錐状面の一部から構成している。このような円錐状面を輪帯群の境界部に設けることにより、境界部に円錐面を設けた場合に比較して、合成樹脂製輪帯レンズの成形時に境界部すなわち段差の形状を正確に転写しやすくなる。
【０００３】
【特許文献１】
特願平７−２９４７０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記合成樹脂製輪帯レンズでも、成形時にエッジ状段差の形状を正確に転写することが容易でない。すなわち、輪帯群の境界部を円錐状の段差とするだけでは、段差の深さが円筒状の段差の場合に比較してほとんど変化しておらず、エッジ状段差の形状を正確に転写することが依然として困難な場合が多い。また、輪帯間に残る段差によってレンズ材料の流れが阻害されるので、レンズに複屈折性が表われるおそれが十分に解消しているとは認め難い。さらに、型加工も、段差の深さにもよるが依然として容易でない。
【０００５】
そこで、本発明は、以上のような問題が生じない合成樹脂製レンズ及びその形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１の合成樹脂製レンズは、光軸を中心とした周期的な輪帯状の複数の分割面を光学面として有する合成樹脂製レンズであって、前記複数の分割面のうち隣接する分割面間を接続するように光軸に垂直で輪帯状の接続面が設けられている。
【０００７】
上記第１の合成樹脂製レンズでは、光軸に垂直で輪帯状の接続面によって隣接する分割面間を接続するので、輪帯状の複数の分割面の境界に段差すなわち光軸に垂直な方向の窪みや突起が存在しなくなる。よって、かかる合成樹脂製レンズを金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差のない平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面が段差を有しないので、レンズの成型に際して分割面間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。なお、分割面間の境界では必要な光路差が生じ、所望の回折効果を発生させることができる。
【０００８】
上記レンズの具体的な態様では、前記接続面が、隣接する分割面間の境界における光学設計上の突起部分を除去することによって得られる形状である。この場合、金型の境界対応面に溝が形成されなくなる。なお、「光学設計上の突起部分」とは、隣接する輪帯状の分割面に肉厚差を与えることにより仮想的に形成される段差における突起である。
【０００９】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、前記接続面が、隣接する分割面間の境界における光学設計上の陥凹部分を埋めることによって得られる形状である。この場合も、金型の境界対応面に溝が形成されなくなる。なお、「光学設計上の陥凹部分」とは、隣接する輪帯状の分割面に肉厚差を与えることにより仮想的に形成される段差における窪みである。
【００１０】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、合成樹脂製レンズが光ピックアップ装置内に配置される。上記レンズは、分割面間の境界で転写不良が生じにくいので、かかる境界を利用して所望の回折効果を得ることができる。よって、少ない数のレンズで例えば色消しや球面収差補正などを行うことができ、光ピックアップ装置のコンパクト化に寄与する。
【００１１】
ここで、「光ピックアップ装置」は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。かかる光ピックアップ装置は、各種のプレーヤまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および／または画像の記録および／または再生装置に搭載することができる。
【００１２】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、合成樹脂製レンズが、対物レンズであるか、カップリングレンズである。この場合、種々の機能を兼ね備えたレンズを低コストで得られる。なお、「対物レンズ」は、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、「カップリングレンズ」は、対物レンズにおける環境温度の変化に起因して生ずる球面収差の悪化を緩和するレンズを指す。
【００１３】
また、本発明に係る第２の合成樹脂製レンズは、光軸を中心とした周期的な輪帯状の複数の分割面を光学面として有する合成樹脂製レンズであって、前記複数の分割面のうち隣接する分割面間を接続するように複数の輪帯状の接続面が設けられている。
【００１４】
上記第２の合成樹脂製レンズでは、複数の輪帯状の接続面によって隣接する分割面間を接続するので、輪帯状の複数の分割面の境界に形成される段差を浅くできる。よって、かかる合成樹脂製レンズを金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が浅い段差を有するものとなり、金型の加工が簡単になる。また、上記レンズでは、金型の転写面に形成された段差が浅いので、レンズの成型に際して分割面間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。なお、分割面間の境界では必要な光路差が生じ、所望の回折効果を発生させることができる。
【００１５】
また、上記レンズの具体的な態様では、前記複数の輪帯状の接続面のうち第１の接続面が光軸に垂直である。この場合、レンズの形状を簡単で成形しやすいものとすることができ、金型の加工が簡単になる。
【００１６】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、前記第１の接続面が、隣接する分割面間の境界における光学設計上の突起部分を部分的に除去すること、或いは隣接する分割面間の境界における光学設計上の陥凹部分を部分的に埋めることによって得られる形状である。
【００１７】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、前記複数の輪帯状の接続面のうち第２の接続面が光軸を中心とする円筒面である。この場合、レンズの形状を簡単なものとすることができ、かつ、分割面間の境界の割合を低減して光学面である各分割面の面積を大きくすることができる。
【００１８】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、前記複数の輪帯状の接続面のうち第２の接続面が光軸を中心軸とする円錐面の一部である。この場合、金型の転写面に形成された段差が比較的浅くなるので、レンズの形状を簡単なものとすることができ、金型の加工が簡単になる。
【００１９】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、合成樹脂製レンズが光ピックアップ装置内に配置される。
【００２０】
また、上記レンズの別の具体的な態様では、合成樹脂製レンズが、対物レンズであるか、カップリングレンズである。
【００２１】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、上述の合成樹脂製レンズを有する対物レンズと、対物レンズを介して情報記録媒体に入射させるべきレーザ光を発生するレーザ光源と、対物レンズを介して情報記録媒体からの光を検出するセンサとを備える。かかる光ピックアップ装置では、小型で高性能の対物レンズによって、光ピックアップ装置の高性能化と小型化の両立を図ることができる。
本発明に係る合成樹脂製レンズの形成方法は、光軸を中心とした周期的な輪帯状の複数の球面若しくは非球面の分割面を光学面として有する合成樹脂からなるレンズの形成方法であって、上記複数の分割面について光学設計上の形状を決定する工程と、上記複数の分割面のうち隣接する分割面間を接続する輪帯状の接続面として、上記隣接する分割面間の境界における光学設計上の形状を、隣接する分割面間の境界における光学設計上の突起部分を少なくとも部分的に除去すること又は隣接する分割面間の境界における光学設計上の陥凹部分を少なくとも部分的に埋めることによって光軸に垂直な第1の接続面を有するように、変更して得られる形状を決定する工程と、光学設計どおりの上記複数の分割面と浅くなるように変更された上記輪帯状の接続面とを有する合成樹脂製レンズを金型から成形する工程とを備える。
【００２２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１（ａ）は、第１実施形態の合成樹脂製レンズの側面図であり、図１（ｂ）は、その平面図である。このレンズ２０は、その一方側に、同心で輪帯状の多数の分割面２２を有する回折レンズ面２１が形成され、回折効果によって色収差を補正するようにしている。なお、レンズ２０の他方側には、回折レンズ面２１と光軸ＯＡを共通にする滑らかな球面ないし非球面からなる非回折レンズ面２５が形成されている。
【００２３】
回折レンズ面２１には、分割面２２として、中心に円形入射面２２ａと、その外側に順次多数の同心の輪帯入射面２２ｂとが設けられている。また、各分割面２２の間には、分割面２２間を接続するように光軸ＯＡに垂直で輪帯状の接続面２３が形成されている。
【００２４】
図２は、回折レンズ面２１の部分拡大断面図である。各分割面２２は、球面ないし非球面からなる光学面であり、内側の接続面２３の部分に仮想的に延長した場合、点線で示すような形状すなわちレンズ設計上の突起部分２２ｆを有するものとなる。つまり、ある分割面２２とこれに隣接する分割面２２との間には、段差の光軸方向の肉厚差Δｔに対応する位置ずれが生じていることになり、仮にこの肉厚差Δｔがないとすれば、各分割面２２が滑らかにつながって、全体として統一的な球面ないし非球面となる。なお肉厚差Δｔは段差ごとに異なるものとできる。
【００２５】
このような肉厚差Δｔは、回折レンズ面２１を構成する各分割面２２の肉厚差に対応するレンズ設計上の数値であるが、接続面２３を設けることで回折レンズ面２１上に段差としては現れなくなる。ただし、このような肉厚差Δｔを設けることにより、回折レンズ面２１に入射した基準波長の光に対しては、各分割面２２を介して入射した光に位相差を与えることがなく、一方、基準波長からずれた光に対しては、その波長のずれに応じた位相差を与えて、発散性あるいは収束性を持たせる作用を持つ。具体的に説明すると、回折レンズ面２１は、基準波長より波長の短い光に対しては、波長が短くなるに従って発散性を与え、逆に基準波長より波長の長い光に対しては、波長が長くなるに従って収束性を与える。この作用を得るため、各輪帯入射面２２ｂは、光軸ＯＡからの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が厚くなる方向に離散的にシフトされている。
【００２６】
接続面２３は、その内側の分割面２２の外周円から光軸ＯＡに垂直な外側方向に延びる平坦面である。つまり、各接続面２３は、レンズ設計上の話であるが、その外側の分割面２２を内側に仮想的に延長して得られる突起部分２２ｆを除去したものであり、仮に突起部分２２ｆが残っていたとするならば形成されたであろう段差を平坦化したものである。
【００２７】
本実施形態のレンズ２０では、光軸ＯＡに垂直な接続面２３によって隣接する分割面２２間を接続するので、回折レンズ面２１に段差すなわち光軸ＯＡに垂直な方向の窪みや突起が存在しなくなる。よって、かかるレンズ２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差のない平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面が段差を有しないので、レンズ２０の成型に際して分割面２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の合成樹脂製レンズについて説明する。この合成樹脂製レンズは、第１実施形態のレンズを変形したものであり、同心で輪帯状の多数の分割面間を接続するように光軸に垂直で輪帯状の接続面が形成されている点で共通している。
【００２９】
図３は、本実施形態に係る合成樹脂製レンズ１２０の回折レンズ面１２１の部分拡大断面図である。各分割面１２２は、球面ないし非球面からなる光学面であり、外側の分割面１２２の内側まで仮想的に延長した場合、点線で示すような形状すなわち陥凹部分１２２ｆを有するものとなる。つまり、ある分割面１２２とこれに隣接する分割面１２２との間には、光軸方向の肉厚差Δｔに対応する位置ずれが生じていることになり、仮にこの肉厚差Δｔがないとすれば、各分割面１２２が滑らかにつながって、全体として統一的な球面ないし非球面となる。
【００３０】
この結果、回折レンズ面１２１は、基準波長より波長の短い光に対しては、波長が短くなるに従って発散性を与え、逆に基準波長より波長の長い光に対しては、波長が長くなるに従って収束性を与える。この作用を得るため、各輪帯入射面１２２ｂは、光軸ＯＡからの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が厚くなる方向に離散的にシフトされている。
【００３１】
接続面１２３は、外側の分割面１２２の内周円から光軸ＯＡに垂直な内側方向に延びる平坦面である。つまり、各接続面１２３は、レンズ設計上の話であるが、その内側の分割面１２２を外側に仮想的に延長して得られる陥凹部分１２２ｆを埋め込んだものであり、仮に陥凹部分１２２ｆが残っていたとするならば形成されたであろう段差を平坦化したものである。
【００３２】
本実施形態のレンズ１２０でも、光軸ＯＡに垂直な接続面１２３によって隣接する分割面１２２間を接続するので、かかるレンズ１２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差のない平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面が段差を有しないので、レンズ１２０の成型に際して分割面１２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。
【００３３】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の合成樹脂製レンズについて説明する。この合成樹脂製レンズは、第１実施形態のレンズを変形したものである。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る合成樹脂製レンズ２２０の回折レンズ面２２１の部分拡大断面図である。各分割面２２２は、図２に示す分割面２２と同様の形状を有する。つまり、ある分割面２２２とこれに隣接する分割面２２２との間に肉厚差Δｔを設けてあり、光軸からの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が段階的に厚くなる。
【００３５】
段差部分２２３は、その外側の分割面２２２の内周円から光軸に垂直な内側方向に延びる輪帯状の第１接続面２２３ａと、内側の分割面２２２の外周円から光軸方向に沿って延びる円筒状の第２接続面２２３ｂとからなる。前者の第１接続面２２３ａは、レンズ設計上の話であるが、その外側の分割面２２２を内側に仮想的に延長して得られる突起部分２２２ｆを高さｈだけ除去したものである。一方、後者の第２接続面２２３ｂの光軸方向における幅ｗは、隣接する分割面２２２の肉厚差Δｔから突起部分２２２ｆの高さｈを引いて残る段差となっており、肉厚差Δｔの約半分程度となっている。
【００３６】
本実施形態のレンズ２２０では、一対の接続面２２３ａ、２２３ｂによって隣接する分割面２２２間を接続し、段差部分２２３の幅ｗすなわち溝の深さが比較的小さくなっている。さらに、このレンズ２２０では、回折レンズ面２２１に上部で尖った突起が存在しない。よって、かかるレンズ２２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差の少ない比較的平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面に形成された段差が浅く溝が平坦であるので、レンズ２２０の成型に際して分割面２２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ないレンズを得ることができる。
【００３７】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の合成樹脂製レンズについて説明する。この合成樹脂製レンズは、第２実施形態のレンズを変形したものである。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る回折レンズ面３２１の部分拡大断面図である。各分割面３２２は、図３に示す分割面１２２と同様の形状を有する。つまり、ある分割面３２２とこれに隣接する分割面３２２との間に肉厚差Δｔを設けてあり、光軸からの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が段階的に厚くなる。
【００３９】
段差部分３２３は、その内側の分割面３２２の外周円から光軸に垂直な外側方向に沿って延びる輪帯状の第１接続面３２３ａと、外側の分割面３２２の内周円から光軸方向に延びる円筒状の第２接続面３２３ｂとからなる。前者の第１接続面３２３ａは、レンズ設計上の話であるが、その内側の分割面３２２を外側に仮想的に延長して得られる陥凹部分３２２ｆを深さｄだけ埋め込んだものである。一方、後者の第２接続面３２３ｂの光軸方向における幅ｗは、隣接する分割面３２２の肉厚差Δｔから埋め込まれた陥凹部分３２２ｆの深さｄを引いて残る段差となっており、肉厚差Δｔの約半分程度となっている。
【００４０】
本実施形態のレンズ３２０では、一対の接続面３２３ａ、３２３ｂによって隣接する分割面３２２間を接続し、段差部分３２３の幅ｗすなわち溝の深さが比較的小さくなっている。よって、かかるレンズ３２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差の少ない比較的平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面に形成された段差が浅いので、レンズ３２０の成型に際して分割面３２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ないレンズを得ることができる。
【００４１】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態の合成樹脂製レンズについて説明する。この合成樹脂製レンズは、第３実施形態のレンズを変形したものである。
【００４２】
図６は、本実施形態に係る合成樹脂製レンズ４２０の回折レンズ面４２１の部分拡大断面図である。各分割面４２２は、図４に示す分割面２２２と同様の形状を有する。つまり、ある分割面４２２とこれに隣接する分割面４２２との間に適当な肉厚差を設けてあり、光軸からの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が段階的に厚くなる。
【００４３】
段差部分４２３は、輪帯状の第１接続面４２３ａと、円錐面状の第２接続面４２３ｂとからなる。前者の第１接続面４２３ａは、段差部分４２３の外側の分割面４２２の内周円から光軸に垂直な内側方向に延びる平坦面である。また、第１接続面４２３ａは、レンズ設計上の話であるが、その外側の分割面４２２を内側に仮想的に延長して得られる突起部分４２２ｆを高さｈだけ除去したものである。一方、後者の第２接続面４２３ｂは、内側の分割面４２２の外周円から光軸に対して所定角度で傾斜して広がる円錐面の一部である。また、第２接続面４２３ｂの光軸方向に関する幅ｗは、段差部分４２３における溝の深さに相当し、突起部分４２２ｆがある場合の約半分程度となっている。
【００４４】
本実施形態のレンズ４２０では、一対の接続面４２３ａ、４２３ｂによって隣接する分割面４２２間を接続し、段差部分４２３の溝が比較的浅くなっている。さらに、このレンズ４２０では、回折レンズ面４２１に上部で尖った突起が存在しない。よって、かかるレンズ４２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差の少ない比較的平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面に形成された段差が浅く溝が平坦であるので、レンズ４２０の成型に際して分割面４２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ないレンズを得ることができる。
【００４５】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態の合成樹脂製レンズについて説明する。この合成樹脂製レンズは、第４実施形態のレンズを変形したものである。
【００４６】
図７は、本実施形態に係る合成樹脂製レンズ５２０の回折レンズ面５２１の部分拡大断面図である。各分割面５２２は、図５に示す分割面３２２と同様の形状を有する。つまり、ある分割面５２２とこれに隣接する分割面５２２との間に適当な肉厚差を設けてあり、光軸からの距離が大きくなるに従ってレンズ厚が段階的に厚くなる。
【００４７】
段差部分５２３は、輪帯状の第１接続面５２３ａと、円錐面状の第２接続面５２３ｂとからなる。前者の第１接続面５２３ａは、段差部分５２３の内側の分割面５２２の外周円から光軸に垂直な内側方向に延びる平坦面である。また、この第１接続面５２３ａは、レンズ設計上の話であるが、その内側の分割面５２２を外側に仮想的に延長して得られる陥凹部分５２２ｆを深さｄだけ埋め込んだものである。一方、後者の第２接続面５２３ｂは、外側の分割面５２２の外周円から光軸に対して所定角度で傾斜して狭まる円錐面の一部である。また、第２接続面５２３ｂの光軸方向に関する幅ｗは、段差部分５２３における溝の深さに相当し、陥凹部分５２２ｆがある場合の約半分程度となっている。
【００４８】
本実施形態のレンズ５２０では、一対の接続面５２３ａ、５２３ｂによって隣接する分割面５２２間を接続し、段差部分５２３の溝が比較的浅くなっている。よって、かかるレンズ５２０を金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差の少ない比較的平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面に形成された段差が浅いので、レンズ５２０の成型に際して分割面５２２間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ないレンズを得ることができる。
【００４９】
〔第７実施形態〕
図８は、上記第１〜第６実施形態に係る合成樹脂製レンズからなる光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【００５０】
この光ピックアップ装置は、情報記録媒体である第１の光ディスク６１の情報再生用の半導体レーザ６２と、情報記録媒体である第２の光ディスク６５の情報再生用の半導体レーザ６６とを有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。両半導体レーザ６２、６６からのレーザ光は、第１〜第６実施形態の方法で形成した回折型の合成樹脂製レンズからなる対物レンズ７７を利用して光ディスク６１、６５に照射され、光ディスク６１、６５からの反射光は、対物レンズ７７を利用して集光される。なお、光ディスクの一方の基板厚さは０．６±０．１ｍｍであり、他方の基板厚さは１．２±０．１ｍｍであり、互いに厚さが異なる。
【００５１】
まず第１の光ディスク６１を再生する場合、第１半導体レーザ６２からビームを出射し、出射された光束は、ビームスプリッタ７１を透過し、偏光ビームスプリッタ７２、コリメータ７３、１／４波長板７４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り７６によって絞られ、対物レンズ７７により第１の光ディスク６１の透明基板６１ａを介して情報記録面６１ｂに集光される。
【００５２】
情報記録面６１ｂで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ７７、絞り７６、１／４波長板７４、コリメータ７３を透過して、偏光ビームスプリッタ７２に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ７８により非点収差が与えられ、光検出器７９上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク６１に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５３】
また、光検出器７９上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュエータ８１が第１の半導体レーザ６２からの光束を第１光ディスク６１の記録面６１ｂ上に結像するように対物レンズ７７を光軸方向に移動させるとともに、この半導体レーザ６２からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ７７を光軸に垂直な方向に移動させる。
【００５４】
一方、第２の光ディスク６５を再生する場合、第２半導体レーザ６６からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ７１で反射され、上記第１半導体レーザ６２からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ７２、コリメータ７３、１／４波長板７４、絞り７６、対物レンズ７７を透過し、第２の光ディスク６５の透明基板６５ａを介して情報記録面６５ｂに集光される。
【００５５】
情報記録面６５ｂで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ７７、絞り７６、１／４波長板７４、コリメータ７３、偏光ビームスプリッタ７２、シリンドリカルレンズ７８を介して、光検出器７９上へ入射し、その出力情号を用いて、第２光ディスク６５に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５６】
また、第１光ディスク６１の場合と同様、光検出器７９上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ８１により、合焦、トラッキングのために対物レンズ７７を移動させる。
【００５７】
第７実施形態の光ピックアップ装置では、形状に乱れの少ない合成樹脂製レンズからなる対物レンズ７７を用いているので、各半導体レーザ６２、６６からの異なる波長の光を低収差で集光又は結像することができる。
【００５８】
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い。例えば、レンズ２０〜５２０の寸法や分割面２２２の数、曲率等は用途に応じて適宜変更することができる。
【００５９】
また、第３〜第６実施形態において、切り取られている突起部分２２２ｆ、４２３ｆの高さｈや、埋め込まれている陥凹部分３２２ｆ、５２３ｆの深さｄは、レンズ２２０〜５２０の用途や成型に使用すべき樹脂等の条件に応じて適宜変更することができる。
【００６０】
また、本発明は、第７実施形態のように光ピックアップ装置に適用する場合に限らない。つまり、ＤＶＤとＣＤの如く異なる光情報記録媒体の記録面に対して、情報の記録又は再生を行う場合に、共通して情報記録／再生光を結像させることができる対物レンズ７７に限らず、様々な光学系に適用することができる。すなわち、本発明に係る合成樹脂製レンズは、例えば、プラスチック製の対物レンズにおける環境温度の変化に起因して生ずる球面収差の悪化を緩和するカップリングレンズ（コリメートレンズも含む）、或いは回折効果によって環境温度変化に起因して生ずる球面収差悪化を自ら緩和する対物レンズ、更には回折のパワーを高めて大開口数を実現した対物レンズなど、種々のものに適用できる。さらに、かかる合成樹脂製レンズを、レーザービームプリンタの走査光学系や、光通信装置における半導体レーザとファイバとの結合光学系や、バーコードの読み取り光学系の半導体レーザ応用光学系にも使用可能である。その他、撮影レンズやファインダ等の可視光を使う光学系に対しても、曲面上に回折効果を発揮する段差を設ける例は種々提案されているが、半導体レーザ用の回折光学素子と比較して光学面の有効面積が大きく、さらに金型の加工性が悪化させることがある。しかしながら本発明のような合成樹脂製レンズを適用することによって、これらを改善することもできる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明によれば、光軸に垂直で輪帯状の接続面によって隣接する分割面間を接続するので、輪帯状の複数の分割面の境界に段差すなわち光軸に垂直な方向の窪みや突起が存在しなくなる。よって、かかる合成樹脂製レンズを金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が段差のない平坦なものとなり金型の加工が簡単になる。また、金型の転写面が段差を有しないので、レンズの成型に際して分割面間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。
【００６２】
また、第２の発明によれば、複数の輪帯状の接続面によって隣接する分割面間を接続するので、輪帯状の複数の分割面の境界に形成される段差を浅くできる。よって、かかる合成樹脂製レンズを金型を用いて形成する場合、金型の対応面である転写面の形状が浅い段差を有するものとなり、金型の加工が簡単になる。また、上記レンズでは、金型の転写面に形成された段差が浅いので、レンズの成型に際して分割面間の境界において転写不良が生じにくく、形状に乱れの少ない設計どおりのレンズを得ることができる。
【００６３】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、小型で高性能の対物レンズによって、光ピックアップ装置の高性能化と小型化の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係るレンズの側面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
【図２】図１のレンズの部分拡大断面図である。
【図３】第２実施形態に係るレンズの部分拡大断面図である。
【図４】第３実施形態に係るレンズの部分拡大断面図である。
【図５】第４実施形態に係るレンズの部分拡大断面図である。
【図６】第５実施形態に係るレンズの部分拡大断面図である。
【図７】第６実施形態に係るレンズの部分拡大断面図である。
【図８】第７実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２０合成樹脂製レンズ
２１回折レンズ面
２２分割面
２２ａ円形入射面
２２ｂ輪帯入射面
２２ｆ突起部分
２３接続面
２５非回折レンズ面

Claims

光軸を中心とした周期的な輪帯状の複数の球面若しくは非球面の分割面を光学面として有する合成樹脂からなるレンズであって、
前記複数の分割面のうち隣接する分割面間を単独で接続するように光軸に垂直で輪帯状の接続面が設けられていることを特徴とする合成樹脂製レンズ。
前記接続面は、隣接する分割面間の境界における光学設計上の突起部分を除去することによって得られる形状であることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製レンズ。
前記接続面は、隣接する分割面間の境界における光学設計上の陥凹部分を埋めることによって得られる形状であることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製レンズ。
合成樹脂製レンズは、光ピックアップ装置内に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の合成樹脂製レンズ。
合成樹脂製レンズは、対物レンズであることを特徴とする請求項４記載の合成樹脂製レンズ。
合成樹脂製レンズは、カップリングレンズであることを特徴とする請求項４記載の合成樹脂製レンズ。
光軸を中心とした周期的な輪帯状の複数の球面若しくは非球面の分割面を光学面として有する合成樹脂からなるレンズの形成方法であって、
前記複数の分割面について光学設計上の形状を決定する工程と、
前記複数の分割面のうち隣接する分割面間を接続する輪帯状の接続面として、前記隣接する分割面間の境界における光学設計上の形状を、前記隣接する分割面間の境界における光学設計上の突起部分を少なくとも部分的に除去すること又は隣接する分割面間の境界における光学設計上の陥凹部分を少なくとも部分的に埋めることによって得られるように、変更して得られる形状を決定する工程と、
光学設計どおりの前記複数の分割面と浅くなるように変更された前記輪帯状の接続面とを有する合成樹脂製レンズを金型から成形する工程と
を備えることを特徴とする合成樹脂製レンズの形成方法。
前記輪帯状の接続面は、光軸に垂直な第１の接続面を少なくとも含むことを特徴とする請求項７に記載の合成樹脂製レンズの形成方法。