JPH06347612A - 貼り合わせ非球面レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 互いの非球面軸が一致した状態での各非球面
レンズの貼り合わせを容易に行えるようにする。 【構成】 第１の非球面部１１ａが表面に形成された第
１の非球面レンズ１０、および第２の非球面部２１ａが
表面に形成された第２の非球面レンズ２１の裏面同士を
貼り合わせて成る貼り合わせ非球面レンズにおいて、第
１の非球面レンズ１０の表面に第１の非球面部１１ａの
非球面軸Ｌ１と直交する方向の平面部１２ａを形成する
とともに、第２の非球面レンズ２０の表面に第２の非球
面部２１ａの非球面軸Ｌ２と直交する方向の平面部２２
ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディスク
ドライブ装置のピット情報の読取部などに用いられるピ
ックアップレンズとして好適な貼り合わせ非球面レンズ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の光磁気記録装置の進歩にはめざま
しいものがあり、その記録密度をより一層向上させるた
めに、記録媒体，記録再生用レーザー，読取り用光学素
子の開発が盛んに行われている。ここで、上記読取り用
光学素子であるピックアップレンズに関しては、球面収
差やコマ収差の補正が必要不可欠であり、このため球面
レンズを複数枚組み合わて成るものが以前から用いられ
てきたが、最近では、より軽量化かつ小型化のために両
面を非球面化した単体のレンズが多用されている。

【０００３】しかし、上記従来の両面非球面レンズにお
いては、球面収差やコマ収差は補正されるものの色収差
が補正できないという不具合がある。この色収差を補正
するには、従来から知られているように貼り合わせ非球
面レンズを用いるしか方法がない。この貼り合わせ非球
面レンズは、屈折率と分散が異なり且つ色消し条件を満
足するような曲率に互いの面を形成した２種類のレンズ
を貼り合わせて成るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２種類のレ
ンズを貼り合わせるにあたっては、球面レンズ同士の貼
り合わせであれば、各々のレンズの球面の中心を通る軸
を光学的に見出し、同じく光学的方法によってその軸と
軸とが合致されるように貼り合わせばよく、これは偏心
顕微鏡を用いて光源のフレを観察することにより容易に
実現できる。現にこのような方法により形成された各種
の貼り合わせレンズが実用に供されている。

【０００５】しかしながら、非球面レンズ同士の貼り合
わせにおいては、以下に示す理由から上記従来の方法を
用いることができず、このため実用化には至っていない
のが実情である。例えば図７に示すように、表面５１ａ
が非球面で裏面５１ｂが球面とされた片面非球面レンズ
５１においては、球面側の球心５２が非球面側の非球面
軸５３に対してｓだけずれ（球心偏差）をもっているの
が一般的である。このずれ量ｓが極僅かな値であれば、
球心偏差そのものがレンズの光学性能に大きな影響を与
えることはないが、球心偏差を持つレンズの光軸を従来
の方法によって光学的に求めようとすると、非球面５１
ａの頂点曲率の中心５４と球面５１ｂの球心５２とを結
ぶ軸５５が光軸であるかのごとく検出されてしまう。こ
のため、２枚の片面非球面レンズ５１，６１をその検出
された光軸が一致するように貼り合わせると、図８に示
すように、実際の非球面軸５３，６３が著しく傾きをも
った状態で貼り合わされてしまい、完成されたレンズは
所望の光学性能を発揮できなくなる。

【０００６】本発明の目的は、互いの非球面軸が一致し
た状態での各非球面レンズの貼り合わせを容易に行える
ようにした貼り合わせ非球面レンズを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、第１の非球面部１１ａ
が表面に形成された第１の非球面レンズ１０、および第
２の非球面部２１ａが表面に形成された第２の非球面レ
ンズ２１の裏面同士を貼り合わせて成る貼り合わせ非球
面レンズに適用される。そして、第１の非球面レンズ１
０の表面に第１の非球面部１１ａの非球面軸Ｌ１と直交
する方向の平面部１２ａを形成するとともに、第２の非
球面レンズ２０の表面に第２の非球面部２１ａの非球面
軸Ｌ２と直交する方向の平面部２２ａを形成し、これに
より上記問題点を解決する。

【０００８】

【作用】第１，第２の非球面レンズ１０，２０の表面に
それぞれの非球面軸Ｌ１，Ｌ２と直交する方向の平面部
１２ａ，２２ａを形成したので、例えば図６に示すよう
な貼り合わせ装置を用いることにより、各非球面軸Ｌ
１，Ｌ２が正確に一致した高性能の貼り合わせ非球面レ
ンズを容易に作成することができる。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】図１〜図６により本発明の一実施例を説明す
る。本実施例における貼り合わせ非球面レンズは、図１
に示すように、２枚のガラス製非球面レンズ１０，２０
を互いに貼り合わせて構成される。一方の非球面レンズ
（第１の非球面レンズ）１０は、図２に示すようにレン
ズ部１１とその外周部に全周に渡って張り出された鍔部
１２とから成る外径約６ｍｍ、中心厚２．８ｍｍの両凸
レンズであり、硝種はＬＡＤＦ１０２とされる。レンズ
部１１は、その表面１１ａが非球面、裏面１１ｂが球面
とされる。また鍔部１２の幅は０．５ｍｍとされ、その
表面側は非球面１１ａの非球面軸Ｌ１と直交する平面１
２ａとされる。

【００１１】このような鍔付きのレンズは、通常の砂か
け、研磨の工程で製作するのは困難であり、そこで本出
願人は、図３に示すような上下の型１，２を用いてレン
ズ１０を成形した。すなわち、所望の非球面および球面
状にそれぞれ形成したセラミックス製の上型１と下型２
の間にレンズ素材を挾んでスリーブ３の中に設置し、約
７５０℃に加熱し軟化させた後、１５０ｋｇｆの荷重を
加えて成形した。

【００１２】上型１には、レンズ１０への光学面の転写
面と同時加工によって、非球面軸と直交するように平面
部１ａを形成してあり、このため成形されたレンズ１の
鍔部１２にも表面側に非球面軸Ｌ１と直交する平面部１
２ａが形成される。ただし、図３に示す型１，２とスリ
ーブ３との間には必ず隙間が存在するから、成形された
レンズ１０においては、上述したように球面側の球心が
非球面軸からずれる可能性がある。そのずれ量は大きい
もので２μｍ程度であり、後述する他方のレンズとの貼
り合わせが適正に行われれば、この程度のずれは光学性
能上問題にならない。

【００１３】図４は貼り合わせ非球面レンズを構成する
他方の非球面レンズ（第２の非球面レンズ）２０を示
し、このレンズ２０は、レンズ部２１とその外周部に全
周に渡って張り出された鍔部２２とから成る外径５ｍ
ｍ、中心厚１．５ｍｍの凹のメニスカスレンズであり、
硝種はＳＦＬＤ２０とされる。レンズ部２１は、表面２
１ａが非球面、裏面２１ｂが上記レンズ１０の裏面側と
同じ曲率の凹球面とされる。また鍔部２２は、上述と同
様に幅が０．５ｍｍとされ、その表面側は非球面２１ａ
の非球面軸Ｌ２と直交するように形成された平面２２ａ
とされる。このレンズ２０は、図５に示すような上下型
３１，３２およびスリーブ３３を用いて上述と同様に作
成されるが、この場合の加熱温度は６３０℃、また負荷
荷重は１２０ｋｇｆとした。このレンズ２０も同様に非
球面軸に対する球面側の球心のずれが最大で２μｍ程度
存在する。ここで、上記各レンズ１０，２０は、上述し
た球面収差，コマ収差および色収差が共に補正できるよ
うにその非球面の曲率や色消し条件等が設定されてい
る。

【００１４】以上のようにして作成された２枚の非球面
レンズ１０，２０は、図６に示すような貼り合わせ装置
を用いて貼り合わせられる。図６において、昇降台４１
は、基台４２に立設された一対のガイド軸４３に案内さ
れて昇降可能とされ、基台４２の上面と昇降台４１の下
面には、貫通孔４４ａ，４５ａがそれぞれ形成された板
状工具４４，４５がそれぞれ対向して固着されている。
工具４４の上面４４ｂおよび，工具４５の下面４５ｂは
共に平面とされ、これらの面４４ｂ，４５ｂの平行度が
０．５μｍ以下になるように各部の寸法が規定されてい
る。

【００１５】レンズの貼り合わせを行うにあたり、まず
工具４４の孔４４ａに非球面レンズ１０の非球面１１ａ
側が挿通されるように鍔部１２を工具４４に支持させ
る。このとき、鍔部１２の平面１２ａが工具４４の上面
４４ｂと面接触することになる。この状態でレンズ１０
の球面１１ｂに接着剤としてエポキシ樹脂を微小量滴下
した後、球面１１ｂ上に非球面レンズ２０の球面２１ｂ
が当接するようにレンズ２０を載置する。次いで、昇降
台４１を下降させ、工具４５の平面４５ｂによってレン
ズ２０の平面２２ａを下方に押圧する。ここで、上述し
たように工具４４，４５の面４４ｂと面４５ｂとの平行
度が保証されているので、上記押圧動作によりレンズ１
０，２０側の平面１２ａ，２２ａが互いに平行な状態に
保持され、これにより両レンズ１０，２０の非球面軸Ｌ
１，Ｌ２が互いに一致する。この状態を保持しつつ接着
剤が乾燥するまで放置することにより、図１に示す貼り
合わせ非球面レンズが作成される。

【００１６】本出願人は、以上のようにして作成された
貼り合わせ非球面レンズの透過波面収差をフィゾー干渉
計により測定した。その結果、ＲＭＳ値で０．０１〜
０．０３λという値が確認され、所望の高い光学性能を
もつレンズであることが実証された。なお比較のため
に、偏心顕微鏡でフレを観察しながら光学的心出し方法
によって片面非球面レンズ１０，２０を貼り合わせ、こ
れにより作成されたいくつかの貼り合わせ非球面レンズ
の透過波面収差を上述と同様に測定してみた。その結
果、いずれのレンズにおいても観察された光源のフレの
量は１’以内であったが、透過波面収差はそのＲＭＳ値
で０．１〜０．４λという悪い値であった。そこで、そ
の原因を探るため各レンズ１０，２０平面１２ａ，２２
ａの平行度を測定したところ、いずれも傾きで１０’〜
３０’という値が検出され、さらにこの値を非球面軸の
倒れに置き換え、光学的にシミュレーションを行って波
面収差のＲＭＳ値を計算したところ、先に実測されたＲ
ＭＳ値と著しい相関関係がみられた。すなわち、各レン
ズの非球面軸の倒れが光学性能に悪影響を与えているこ
とが実証された。

【００１７】なお以上では、２つの片側非球面レンズ１
０，２０のみから成る非球面レンズを示したが、両レン
ズ１０，２０の間に他のレンズを介在させてもよい。ま
た、非球面軸と直交する方向の平面をもつ鍔部をレンズ
部の全周にわたって形成したが、レンズ部周縁の所定部
分にのみ形成するようにしてもよい。さらに、個々のレ
ンズの作成型の構成は図３，図５のものに限定されず、
非球面軸と直交する方向の平面を形成できるものであれ
ば他の構成でもよい。さらにまた、貼り合わせ装置も図
６の構成に限定されず、両レンズに形成された上記平面
が平行となるように貼り合わせが可能なものでれば他の
構成でもよい。また以上では、ガラス製の貼り合わせ非
球面レンズにて説明したが、樹脂製のものにも本発明を
適用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、第１，第２の非球面レ
ンズの表面に、それぞれの非球面軸と直交する方向の平
面部を形成したので、例えば図６に示すような貼り合わ
せ装置を用いることにより、各非球面軸が正確に一致し
た高性能の貼り合わせ非球面レンズを作成することが可
能となる。また、従来のように光学的に光軸を求めて貼
り合わせる場合には、機械的な工具の他に所定の光学装
置や検出装置が必要であったが、本発明によればこれら
の光学装置や検出装置は不要であり、容易に貼り合わせ
が行えるのに加えてコストダウンが図れる。特に実施例
のように両レンズをガラス製とすれば、温度や湿度の変
化に対する安定製の優れたより高性能な貼り合わせ非球
面レンズを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る貼り合わせ非球面レンズの一実施
例を示す断面図。

【図２】貼り合わせ非球面レンズを構成する第１の非球
面レンズの断面図。

【図３】第１の非球面レンズの作成方法を説明する図。

【図４】貼り合わせ非球面レンズを構成する第２の非球
面レンズの断面図。

【図５】第２の非球面レンズの作成方法を説明する図。

【図６】貼り合わせ装置の一例を示す図。

【図７】従来の貼り合わせ非球面レンズを構成する非球
面レンズの断面図である。

【図８】従来の問題点を説明する図。

【符号の説明】

１０ 第１の非球面レンズ １１，２１ レンズ部 １１ａ，２１ａ 非球面 １１ｂ，２１ｂ 球面 １２，２２ 鍔部 １２ａ，２２ａ 平面 ２０ 第２の非球面レンズ

フロントページの続き (72)発明者 間辺 雄二 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の非球面部が表面に形成された第１
   の非球面レンズ、および第２の非球面部が表面に形成さ
   れた第２の非球面レンズの裏面同士を直接、あるいは他
   のレンズを介して貼り合わせて成る貼り合わせ非球面レ
   ンズにおいて、 前記第１の非球面レンズの表面には、前記第１の非球面
   部の非球面軸と直交する方向の平面部が形成されるとと
   もに、前記第２の非球面レンズの表面には、前記第２の
   非球面部の非球面軸と直交する方向の平面部が形成され
   ていることを特徴とする貼り合わせ非球面レンズ。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の非球面レンズが共
   にガラス製であることを特徴とする請求項１に記載の貼
   り合わせ非球面レンズ。