JP4771031B2 - 成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法及び光ピックアップ装置 - Google Patents
成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法及び光ピックアップ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来の技術１）成形レンズとして、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、さらに成形レンズの光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有し、第１光学面と第２光学面の外周形状が円形でないレンズが知られている。
【０００３】
（従来の技術２）成形レンズ金型として、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有した成形レンズを成形する成形レンズ金型が知られている。
【０００４】
（従来の技術３）成形レンズの製造方法として、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、さらに、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有した成形レンズを製造する方法が知られている。
【０００５】
（従来の技術４）光源側より順に、半導体レーザー、カップリングレンズ、ミラー及び対物レンズを構成した光ピックアップ装置において、発散光を略平行光にするコリメータレンズを含むカップリングレンズは、光源側より第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを有し、光軸を含む平面と略平行な平坦部がなく外側面が円形状をした光ピックアップ装置が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（従来の技術１）の課題として、例えば、光ピックアップ装置のカップリングレンズとして適用する場合、非点収差の精度は透過波面収差で０．０２（又は０．０３）λｒｍｓ以下が要求される。但し、λは光源としての半導体レーザーの波長で、例えば光情報記録媒体がＤＶＤの場合はλ＝６５０ｎｍ、ＣＤの場合はλ＝７８０ｎｍである。成形レンズの第１面、第２面の各光学面に平坦部を設けると、成形加工時の内部ひずみ等が生じ、上記の要求精度を満たし難いという問題がある。
【０００７】
第１発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、光学精度のよい、特に非点収差の少ない成形レンズを提供することにある。
【０００８】
（従来の技術２）の課題として、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な平坦部を有する成形レンズの成形レンズ金型は、高精度の成形レンズを製造できにくいという問題がある。
【０００９】
第２発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、高精度で、特に非点収差のよい成形レンズを成形しやすい成形レンズ金型を提供することにある。
【００１０】
（従来の技術３）の課題として、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な平坦部を有する成形レンズは、光学面の一部が直線部を有するので精度よく成形するのが難しいという問題がある。
【００１１】
第３発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、高精度で、特に、非点収差のよい成形レンズを成形できる成形レンズの製造方法を提供することにある。
【００１２】
（従来の技術４）の課題として、光ピックアップ装置に用いる光源用カップリングレンズは光情報記録媒体と直交する方向の高さが高く、光ピックアップ装置の全体の高さも大きくなるという問題がある。
【００１３】
第４発明の目的は、光情報記録媒体と直交する方向の高さを低く、また、高精度なカップリングレンズを備えた光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
【００１５】
第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズにおいて、前記成形レンズは、半導体レーザーの出射光の発散角を変換するカップリングレンズとして用いられ、前記成形レンズは、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有することを特徴とする光ピックアップ装置用の成形レンズ。
【００１７】
上記第２の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズの成形レンズ金型において、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有する成形レンズを成形する金型であることを特徴とする成形レンズ金型。
【００１９】
上記第３の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
上記第１の発明の目的に対応する光ピックアップ装置用の成形レンズを上記第２の発明の目的に対応する成形レンズ金型により製造することを特徴とする成形レンズの製造方法。
【００２１】
上記第４の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
光源側より順に、半導体レーザー、カップリングレンズ、ミラー及び対物レンズの光学系を具備した光ピックアップ装置において、前記カップリングレンズは、上記第１の発明の目的に対応する光ピックアップ装置用の成形レンズであり、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部は前記光学系が結像する位置にある光情報記録媒体の結像面と略平行であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法および光ピックアップ装置を図面を参照して説明する。
【００２３】
なお、各図面において、Ｘは成形レンズの光軸方向、Ｙは光軸と直交する方向、ＺはＸ方向とＹ方向とが互いに直交する方向をそれぞれ示すものとする。
【００２４】
（第１の実施の形態）
実施の形態の成形レンズについて説明する。図１は成形レンズの外観を示す斜視図で、図２は図１に示す成形レンズの各面と要部断面を示す図で、詳しくは、成形レンズの背面図（ａ）、成形レンズのＢ−Ｂ断面図（ｂ）、成形レンズの正面図（ｃ）、成形レンズの底面図（ｄ）、成形レンズのＡ−Ａ断面図（ｅ）をそれぞれ示している。また、図３は成形レンズの第１、第２光学面の説明図である。
【００２５】
図１、２に示すように、成形レンズ１Ａは、正のレンズで半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ａは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを有している。
【００２６】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状になっている。また、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。第２面１ｂは第２光学面１１ｂと第２光学面の外周である外周面１２ｂとがある。
【００２７】
また、成形レンズ１Ａは、光軸２を含む平面（Ｚ方向）と略平行な第１平坦部１ｃ、また、この平面に対し第１平坦部１ｃと対称位置に第２平坦部１ｄを有している。なお、図１で、高さＨ１は光軸２と第１平坦部１ｃ間の距離を示し、高さＨ２は光軸２と第２平坦部１ｄ間の距離を示している。成形レンズ１Ａは、光軸２を含む平面（Ｚ方向）と成形レンズ１Ａの側壁の交差位置に成形のためのゲート口１ｇを設けている。
【００２８】
ここで、第１光学面１１ａ、第２光学面１１ｂについて、さらに図３により一例をあげて説明すると、第１光学面１１ａは、外周形状が円形状になるように光学設計されている。
【００２９】
また、成形レンズ１ＡのＹ方向では、図３（ａ）に示すように、半導体レーザーから出た光束は成形レンズであるカップリングレンズを最大開き角の角度θ１で入射する。一方、成形レンズ１ＡのＺ方向では、図３（ｂ）に示すように、半導体レーザーから出た光束はカップリングレンズを最大開角の角度θ２で入射する。なお、詳しくは後述するが、絞り（図８の２６）の調整による光束が変化に対応できるように角度θ２は角度θ１より大きくなっている。
【００３０】
以上の構成により、成形レンズは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａは円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ａで光線がけられないようにしている。
【００３１】
（第２の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図４は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００３２】
図４に示すように、成形レンズ１Ｂは、前述の成形レンズ１Ａの第１平坦部１ｃのみ有するレンズである。同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略する。
【００３３】
成形レンズ１Ｂは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ｂは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。
【００３４】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にしてある。また、この第１光学面１１ａで、成形加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。
【００３５】
以上の構成により、成形レンズ１Ｂは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｂで光線がけられないようにしている。
【００３６】
（第３の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図５は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００３７】
図５に示すように、成形レンズ１Ｃは、前述の成形レンズ１Ａの外形が矩形状になったものである。同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略する。
【００３８】
成形レンズ１Ｃは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ｃは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。
【００３９】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にしてある。また、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。
【００４０】
第２面１ｂは第２光学面１１ｂと第１光学面の外周である外周面１２ｂがある。
【００４１】
また、成形レンズ１Ｃには、第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄがあり、さらにＺ方向に平坦部１ｅ、１ｆがある。
【００４２】
以上の構成により、成形レンズは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくし補正し高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ａで光線がけられないようにしている。
【００４３】
（第４の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図６は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００４４】
図６に示すように、成形レンズ１Ｄは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。
【００４５】
この成形レンズ１Ｄは、第１光学面を有する第１面１ａと、第１面１ａと反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。第２面１ｂは第１面１ａと反対側の面であり、第２光学面のみあり外周面はない。また、成形レンズ１Ｄは、第１平坦部１ｃと第２平坦部１ｄが形成されている。
【００４６】
以上の構成により、成形レンズ１Ｄは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｄで光線がけられないようにしている。第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。
【００４７】
（第５の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図７は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００４８】
図７に示すように、成形レンズ１Ｅは、外形が矩形状をした正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。
【００４９】
この成形レンズ１Ｅは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。また、第２面１ｂは第１面１ａと反対側の面であり、第２光学面１１ｂと第２光学面の外周である外周面１２ｂがある。また、成形レンズ１Ｅには、第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄがあり、さらにＺ方向に平坦部１ｅ、１ｆがある。
【００５０】
以上の構成により、成形レンズ１Ｅは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｅで光線がけられないようにしている。
【００５１】
ここで、本発明の成形レンズ金型は固定型と可動型で構成されている。成形レンズ金型は第１から第５の実施の形態等で説明した本発明の成形レンズを成形する金型である。成形レンズ金型は成形レンズの第１光学面を成形するコアの表面部分で、成形レンズの成型加工時の非点収差等の光学誤差を補正する。また、成形レンズ金型のコアは光軸に対し位相を変化させて固定可能であるが、成型レンズ１Ｅについては第１光学面の外周形状は円形状でないためコアは位相調整しない。さらに、第１光学面を成形する成形レンズ金型のコアの部分の表面形状は、成形レンズの光軸を含む平面と交差する部分の第１曲線と、前記平面と直交する面と交差する部分の第２曲線とは異なる曲線形状となっている。
【００５２】
本発明の成形レンズの製造方法は前述の成形レンズ金型によりプラスチック材を成形し第１から第５の実施の形態で説明した成形レンズを製造する。
【００５３】
（第６の実施の形態）
実施の形態の光ピックアップ装置について説明する。図８は光ピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。
【００５４】
図８に示すように、光ピックアップ装置２０は光情報記録媒体５０を再生する装置である。光ピックアップ装置２０は、光ピックアップユニット２０Ａ、装置駆動部２２等で構成されている。
【００５５】
光ピックアップユニット２０Ａは、半導体レーザー２４、分岐プリズム２８、カップリングレンズ、ミラー２５、絞り２６，対物レンズ２７等の光学系で構成されている。半導体レーザー２４はＸ方向に照射する。分岐プリズム２８は４５°半透明部を有し半導体レーザーからの光を通過させ、光情報記録媒体５０からの反射光を４５°曲げて受光部２９に導く。成形レンズ１Ａであるカップリングレンズは第１の実施の形態で説明したレンズで、半導体レーザー２４側より順に第１面、第２面を有し、さらに第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄを有している。ミラー２５はＸ方向の光束をＹ方向に反射させる。絞り２６及び対物レンズ２７は調整機構２３によりＺ方向に調整される。対物レンズ２７は光束を光情報記録媒体５０に結像させる。装置駆動部２２は、光ピックアップユニット２０ＡをＺ方向に駆動する。光情報記録媒体５０は、トラックＴを有し、図示しない回転手段により回転される。
【００５６】
成形レンズ１Ａの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部１ｃは、光学系が結像する位置にある光情報記録媒体５０の結像面と略平行となっている。この第１平坦部１ｃにより光軸と第１平坦部１ｃまでの寸法を小さくしている。従って、光情報記録媒体５０と光ピックアップ装置の底面との高さＨ３は小さくでき、光ピックアップ装置を薄くコンパクトにできる。
【００５７】
ここで、主な再生の動作について説明する。半導体レーザー２４よりレーザー光をＸ方向に照射し、分岐プリズム２８を通した後に、カップリングレンズで集光させ、ミラー２５で光束をＹ方向に反射させ、さらに、絞り２６を通し、対物レンズ２７により光情報記録媒体５０に結像させトラックＴの情報を読みとる。絞り２６及び対物レンズ２７はＺ方向に調整機構２３により微調整されるが、成形レンズ１ＡはＺ方向に調整機構２３の移動に対応できる光速を持たせてあるので、光線のけられがない。
【００５８】
光ピックアップユニット２０Ａは装置駆動部２２によりＺ方向に移動して、光情報記録媒体５０のトラックＴの情報を読み取り、受光部２９で光電変換して再生する。
【００５９】
なお、実施の形態では成形レンズ１Ａを用いたが、カップリングレンズの上部スペースが不要の場合は成形レンズ１Ｂ（図４参照）でもよい。また、実施の形態では再生について説明したが、再生記録、又は記録のみでもよい。
【００６０】
以上の構成により、光ピックアップ装置２０は光情報記録媒体５０と直交するＹ方向の高さＨ３を低くでき、また、高精度なカップリングレンズにより良好な光学系となる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように構成したので下記のような効果を奏する。
【００６２】
本発明の成形レンズによれば、光軸と直交する方向に小型で、高精度なレンズとなる。
【００６３】
本発明の成形レンズ金型によれば、光軸と直交する方向に小さく、且つ、光学精度のよい成形レンズを成形しやすくなる。
【００６４】
本発明の成形レンズの製造方法によれば、光軸と直交する方向に小型で、高精度な成形レンズを製造できる。
【００６５】
本発明の光ピックアップ装置によれば、光情報記録媒体と直交する方向の高さを低く、光学的に高精度な光源用カップリングレンズを有する光ピックアップ装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形レンズの各面と要部断面を示す図である。
【図３】成形レンズの第１、第２光学面の説明図である。
【図４】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図８】本発明の光ピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、１Ｅ 成形レンズ
１ａ 第１面
１ｂ 第２面
１１ａ 第１光学面
１１ｂ 第２光学面
１ｃ 第１平坦部
１ｄ 第２平坦部
１ｇ ゲート口
２ 光軸
２０ 光ピックアップ装置
Ｈ３ 高さ
【発明の属する技術分野】
本発明は成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来の技術１）成形レンズとして、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、さらに成形レンズの光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有し、第１光学面と第２光学面の外周形状が円形でないレンズが知られている。
【０００３】
（従来の技術２）成形レンズ金型として、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有した成形レンズを成形する成形レンズ金型が知られている。
【０００４】
（従来の技術３）成形レンズの製造方法として、第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを備え、さらに、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な１つ又は２つの平坦部を有した成形レンズを製造する方法が知られている。
【０００５】
（従来の技術４）光源側より順に、半導体レーザー、カップリングレンズ、ミラー及び対物レンズを構成した光ピックアップ装置において、発散光を略平行光にするコリメータレンズを含むカップリングレンズは、光源側より第１光学面を有する第１面と、第２光学面を有する第２面とを有し、光軸を含む平面と略平行な平坦部がなく外側面が円形状をした光ピックアップ装置が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（従来の技術１）の課題として、例えば、光ピックアップ装置のカップリングレンズとして適用する場合、非点収差の精度は透過波面収差で０．０２（又は０．０３）λｒｍｓ以下が要求される。但し、λは光源としての半導体レーザーの波長で、例えば光情報記録媒体がＤＶＤの場合はλ＝６５０ｎｍ、ＣＤの場合はλ＝７８０ｎｍである。成形レンズの第１面、第２面の各光学面に平坦部を設けると、成形加工時の内部ひずみ等が生じ、上記の要求精度を満たし難いという問題がある。
【０００７】
第１発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、光学精度のよい、特に非点収差の少ない成形レンズを提供することにある。
【０００８】
（従来の技術２）の課題として、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な平坦部を有する成形レンズの成形レンズ金型は、高精度の成形レンズを製造できにくいという問題がある。
【０００９】
第２発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、高精度で、特に非点収差のよい成形レンズを成形しやすい成形レンズ金型を提供することにある。
【００１０】
（従来の技術３）の課題として、成形レンズの光軸を含む平面と略平行な平坦部を有する成形レンズは、光学面の一部が直線部を有するので精度よく成形するのが難しいという問題がある。
【００１１】
第３発明の目的は、光軸と直交する方向に小型で、高精度で、特に、非点収差のよい成形レンズを成形できる成形レンズの製造方法を提供することにある。
【００１２】
（従来の技術４）の課題として、光ピックアップ装置に用いる光源用カップリングレンズは光情報記録媒体と直交する方向の高さが高く、光ピックアップ装置の全体の高さも大きくなるという問題がある。
【００１３】
第４発明の目的は、光情報記録媒体と直交する方向の高さを低く、また、高精度なカップリングレンズを備えた光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
【００１５】
第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズにおいて、前記成形レンズは、半導体レーザーの出射光の発散角を変換するカップリングレンズとして用いられ、前記成形レンズは、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有することを特徴とする光ピックアップ装置用の成形レンズ。
【００１７】
上記第２の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズの成形レンズ金型において、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有する成形レンズを成形する金型であることを特徴とする成形レンズ金型。
【００１９】
上記第３の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
上記第１の発明の目的に対応する光ピックアップ装置用の成形レンズを上記第２の発明の目的に対応する成形レンズ金型により製造することを特徴とする成形レンズの製造方法。
【００２１】
上記第４の発明の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
光源側より順に、半導体レーザー、カップリングレンズ、ミラー及び対物レンズの光学系を具備した光ピックアップ装置において、前記カップリングレンズは、上記第１の発明の目的に対応する光ピックアップ装置用の成形レンズであり、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部は前記光学系が結像する位置にある光情報記録媒体の結像面と略平行であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の成形レンズ、成形レンズ金型、成形レンズの製造方法および光ピックアップ装置を図面を参照して説明する。
【００２３】
なお、各図面において、Ｘは成形レンズの光軸方向、Ｙは光軸と直交する方向、ＺはＸ方向とＹ方向とが互いに直交する方向をそれぞれ示すものとする。
【００２４】
（第１の実施の形態）
実施の形態の成形レンズについて説明する。図１は成形レンズの外観を示す斜視図で、図２は図１に示す成形レンズの各面と要部断面を示す図で、詳しくは、成形レンズの背面図（ａ）、成形レンズのＢ−Ｂ断面図（ｂ）、成形レンズの正面図（ｃ）、成形レンズの底面図（ｄ）、成形レンズのＡ−Ａ断面図（ｅ）をそれぞれ示している。また、図３は成形レンズの第１、第２光学面の説明図である。
【００２５】
図１、２に示すように、成形レンズ１Ａは、正のレンズで半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ａは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを有している。
【００２６】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状になっている。また、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。第２面１ｂは第２光学面１１ｂと第２光学面の外周である外周面１２ｂとがある。
【００２７】
また、成形レンズ１Ａは、光軸２を含む平面（Ｚ方向）と略平行な第１平坦部１ｃ、また、この平面に対し第１平坦部１ｃと対称位置に第２平坦部１ｄを有している。なお、図１で、高さＨ１は光軸２と第１平坦部１ｃ間の距離を示し、高さＨ２は光軸２と第２平坦部１ｄ間の距離を示している。成形レンズ１Ａは、光軸２を含む平面（Ｚ方向）と成形レンズ１Ａの側壁の交差位置に成形のためのゲート口１ｇを設けている。
【００２８】
ここで、第１光学面１１ａ、第２光学面１１ｂについて、さらに図３により一例をあげて説明すると、第１光学面１１ａは、外周形状が円形状になるように光学設計されている。
【００２９】
また、成形レンズ１ＡのＹ方向では、図３（ａ）に示すように、半導体レーザーから出た光束は成形レンズであるカップリングレンズを最大開き角の角度θ１で入射する。一方、成形レンズ１ＡのＺ方向では、図３（ｂ）に示すように、半導体レーザーから出た光束はカップリングレンズを最大開角の角度θ２で入射する。なお、詳しくは後述するが、絞り（図８の２６）の調整による光束が変化に対応できるように角度θ２は角度θ１より大きくなっている。
【００３０】
以上の構成により、成形レンズは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａは円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ａで光線がけられないようにしている。
【００３１】
（第２の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図４は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００３２】
図４に示すように、成形レンズ１Ｂは、前述の成形レンズ１Ａの第１平坦部１ｃのみ有するレンズである。同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略する。
【００３３】
成形レンズ１Ｂは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ｂは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。
【００３４】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にしてある。また、この第１光学面１１ａで、成形加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。
【００３５】
以上の構成により、成形レンズ１Ｂは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｂで光線がけられないようにしている。
【００３６】
（第３の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図５は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００３７】
図５に示すように、成形レンズ１Ｃは、前述の成形レンズ１Ａの外形が矩形状になったものである。同じ部分は同一符号を付け一部説明を省略する。
【００３８】
成形レンズ１Ｃは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。この成形レンズ１Ｃは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。
【００３９】
第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にしてある。また、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。
【００４０】
第２面１ｂは第２光学面１１ｂと第１光学面の外周である外周面１２ｂがある。
【００４１】
また、成形レンズ１Ｃには、第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄがあり、さらにＺ方向に平坦部１ｅ、１ｆがある。
【００４２】
以上の構成により、成形レンズは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。詳しくは、第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくし補正し高精度にしている。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ａで光線がけられないようにしている。
【００４３】
（第４の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図６は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００４４】
図６に示すように、成形レンズ１Ｄは、正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。
【００４５】
この成形レンズ１Ｄは、第１光学面を有する第１面１ａと、第１面１ａと反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。第２面１ｂは第１面１ａと反対側の面であり、第２光学面のみあり外周面はない。また、成形レンズ１Ｄは、第１平坦部１ｃと第２平坦部１ｄが形成されている。
【００４６】
以上の構成により、成形レンズ１Ｄは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｄで光線がけられないようにしている。第１光学面１１ａの外周形状は円形状にして、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行いやすくして高精度にしている。
【００４７】
（第５の実施の形態）
実施の形態の他の成形レンズについて説明する。図７は本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【００４８】
図７に示すように、成形レンズ１Ｅは、外形が矩形状をした正のレンズで、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズである。
【００４９】
この成形レンズ１Ｅは、第１光学面を有する第１面１ａと、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面１ｂとを備えている。第１面１ａは第１光学面１１ａと第１光学面の外周である外周面１２ａがあり、この第１光学面１１ａで、成型加工時の光学誤差、金型の誤差等の補正を行っている。また、第２面１ｂは第１面１ａと反対側の面であり、第２光学面１１ｂと第２光学面の外周である外周面１２ｂがある。また、成形レンズ１Ｅには、第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄがあり、さらにＺ方向に平坦部１ｅ、１ｆがある。
【００５０】
以上の構成により、成形レンズ１Ｅは、主に半導体レーザー用のカップリングレンズに適したレンズになる。また、第１平坦部１ｃにより、光学情報記録媒体と垂直な方向の高さを小さくできる。また、第２平坦部１ｄにより他の機構の設計スペースを確保し易くしている。Ｚ方向には、絞り位置調整等で、成形レンズ１Ｅで光線がけられないようにしている。
【００５１】
ここで、本発明の成形レンズ金型は固定型と可動型で構成されている。成形レンズ金型は第１から第５の実施の形態等で説明した本発明の成形レンズを成形する金型である。成形レンズ金型は成形レンズの第１光学面を成形するコアの表面部分で、成形レンズの成型加工時の非点収差等の光学誤差を補正する。また、成形レンズ金型のコアは光軸に対し位相を変化させて固定可能であるが、成型レンズ１Ｅについては第１光学面の外周形状は円形状でないためコアは位相調整しない。さらに、第１光学面を成形する成形レンズ金型のコアの部分の表面形状は、成形レンズの光軸を含む平面と交差する部分の第１曲線と、前記平面と直交する面と交差する部分の第２曲線とは異なる曲線形状となっている。
【００５２】
本発明の成形レンズの製造方法は前述の成形レンズ金型によりプラスチック材を成形し第１から第５の実施の形態で説明した成形レンズを製造する。
【００５３】
（第６の実施の形態）
実施の形態の光ピックアップ装置について説明する。図８は光ピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。
【００５４】
図８に示すように、光ピックアップ装置２０は光情報記録媒体５０を再生する装置である。光ピックアップ装置２０は、光ピックアップユニット２０Ａ、装置駆動部２２等で構成されている。
【００５５】
光ピックアップユニット２０Ａは、半導体レーザー２４、分岐プリズム２８、カップリングレンズ、ミラー２５、絞り２６，対物レンズ２７等の光学系で構成されている。半導体レーザー２４はＸ方向に照射する。分岐プリズム２８は４５°半透明部を有し半導体レーザーからの光を通過させ、光情報記録媒体５０からの反射光を４５°曲げて受光部２９に導く。成形レンズ１Ａであるカップリングレンズは第１の実施の形態で説明したレンズで、半導体レーザー２４側より順に第１面、第２面を有し、さらに第１平坦部１ｃ、第２平坦部１ｄを有している。ミラー２５はＸ方向の光束をＹ方向に反射させる。絞り２６及び対物レンズ２７は調整機構２３によりＺ方向に調整される。対物レンズ２７は光束を光情報記録媒体５０に結像させる。装置駆動部２２は、光ピックアップユニット２０ＡをＺ方向に駆動する。光情報記録媒体５０は、トラックＴを有し、図示しない回転手段により回転される。
【００５６】
成形レンズ１Ａの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部１ｃは、光学系が結像する位置にある光情報記録媒体５０の結像面と略平行となっている。この第１平坦部１ｃにより光軸と第１平坦部１ｃまでの寸法を小さくしている。従って、光情報記録媒体５０と光ピックアップ装置の底面との高さＨ３は小さくでき、光ピックアップ装置を薄くコンパクトにできる。
【００５７】
ここで、主な再生の動作について説明する。半導体レーザー２４よりレーザー光をＸ方向に照射し、分岐プリズム２８を通した後に、カップリングレンズで集光させ、ミラー２５で光束をＹ方向に反射させ、さらに、絞り２６を通し、対物レンズ２７により光情報記録媒体５０に結像させトラックＴの情報を読みとる。絞り２６及び対物レンズ２７はＺ方向に調整機構２３により微調整されるが、成形レンズ１ＡはＺ方向に調整機構２３の移動に対応できる光速を持たせてあるので、光線のけられがない。
【００５８】
光ピックアップユニット２０Ａは装置駆動部２２によりＺ方向に移動して、光情報記録媒体５０のトラックＴの情報を読み取り、受光部２９で光電変換して再生する。
【００５９】
なお、実施の形態では成形レンズ１Ａを用いたが、カップリングレンズの上部スペースが不要の場合は成形レンズ１Ｂ（図４参照）でもよい。また、実施の形態では再生について説明したが、再生記録、又は記録のみでもよい。
【００６０】
以上の構成により、光ピックアップ装置２０は光情報記録媒体５０と直交するＹ方向の高さＨ３を低くでき、また、高精度なカップリングレンズにより良好な光学系となる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように構成したので下記のような効果を奏する。
【００６２】
本発明の成形レンズによれば、光軸と直交する方向に小型で、高精度なレンズとなる。
【００６３】
本発明の成形レンズ金型によれば、光軸と直交する方向に小さく、且つ、光学精度のよい成形レンズを成形しやすくなる。
【００６４】
本発明の成形レンズの製造方法によれば、光軸と直交する方向に小型で、高精度な成形レンズを製造できる。
【００６５】
本発明の光ピックアップ装置によれば、光情報記録媒体と直交する方向の高さを低く、光学的に高精度な光源用カップリングレンズを有する光ピックアップ装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形レンズの各面と要部断面を示す図である。
【図３】成形レンズの第１、第２光学面の説明図である。
【図４】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の成形レンズの外観を示す斜視図である。
【図８】本発明の光ピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、１Ｅ 成形レンズ
１ａ 第１面
１ｂ 第２面
１１ａ 第１光学面
１１ｂ 第２光学面
１ｃ 第１平坦部
１ｄ 第２平坦部
１ｇ ゲート口
２ 光軸
２０ 光ピックアップ装置
Ｈ３ 高さ
Claims (13)
- 第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズにおいて、
前記成形レンズは、半導体レーザーの出射光の発散角を変換するカップリングレンズとして用いられ、
前記成形レンズは、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有することを特徴とする光ピックアップ装置用の成形レンズ。 - 前記第１の平坦部と前記第２の平坦部に対し略垂直な第３の平坦部を有することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置用の成形レンズ。
- 前記第３の平坦部は成形のためのゲート口を有していることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置用の成形レンズ。
- 前記第１光学面に前記半導体レーザーの出射光が入射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置用の成形レンズ。
- 前記第１面は、前記第１の光学面の外周を囲む外周面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置用の成形レンズ。
- プラスチック材により構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置用の成形レンズ。
- 第１光学面を有する第１面と、前記第１面と反対側に第２光学面を有する第２面とを備えた光ピックアップ装置用の成形レンズの成形レンズ金型において、
前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部と、前記平面に対し前記第１平坦部と対称位置に第２平坦部とを有し、且つ前記第１光学面の外周形状が円形状であり、前記第２光学面の外周形状が平坦部を有する成形レンズを成形する金型であることを特徴とする成形レンズ金型。 - 前記成形レンズは、前記第１の平坦部と前記第２の平坦部に対し略垂直な第３の平坦部を有することを特徴とする請求項７に記載の成形レンズ金型。
- 前記第３の平坦部は成形のためのゲート口を有していることを特徴とする請求項８に記載の成形レンズ金型。
- 前記第１面は、前記第１の光学面の外周を囲む外周面を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の成形レンズ金型。
- 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形レンズを前記請求項７〜１０のいずれか１項に記載の成形レンズ金型により製造することを特徴とする成形レンズの製造方法。
- 光源側より順に、半導体レーザー、カップリングレンズ、ミラー及び対物レンズの光学系を具備した光ピックアップ装置において、
前記カップリングレンズは前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形レンズであり、前記成形レンズの光軸を含む平面と略平行な第１平坦部は前記光学系が結像する位置にある光情報記録媒体の結像面と略平行であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記光ピックアップ装置は光情報記録媒体に形成したトラックと直交して移動することを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
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