JPH1195006A

JPH1195006A - 光学レンズ

Info

Publication number: JPH1195006A
Application number: JP9260178A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Nomura; 能光野村; Masaaki Fukuda; 正明福田; Takashi Ito; 敬志伊藤; Kaneyoshi Yagi; 謙宜八木
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JP4043560B2; US6034827A

Abstract

(57)【要約】【課題】非点収差の低減が図れ、また、非点収差の調
整が容易に行える光学レンズを提供すること。【解決手段】光学機能部２の外周にフランジ部３を有
する光学レンズ１であって、そのフランジ部３はその外
周部を内側に凹ましてなる小径部３１、３１を備えてお
り、それらの小径部３１が光学機能部２の光軸Ｘを中心
とする対称位置に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズに関
し、より詳細には非点収差を任意に調整して製造可能な
光学レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学レンズとして、図４に示すよ
うに、光学機能部Ｂの外周にフランジ部Ｃを設けたもの
（Ａ）が知られている。フランジ部Ｃは、主に光学レン
ズＡをホルダなどに取り付けるために利用されるもので
ある。このフランジ部Ｃは、レンズとして機能する光学
機能部Ｂの周囲に設けられ、光学機能部Ｂの外周に一定
の厚さに形成されている。そして、この光学レンズＡ
は、例えば、プラスチック製とされ、樹脂の射出成形に
より製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光学
レンズＡにあっては、製造時において非点収差を生ずる
という問題点がある。例えば、図５に示すように、光学
レンズＡを射出成形により製造する場合、金型Ｄ内に樹
脂を注入して加圧し、樹脂の充填後に所定の圧力にて保
圧した後、冷却し離型することにより成形品として光学
レンズＡが得られる。その成形時において、樹脂注入口
であるゲートＥが光学レンズＡの外周部分に位置してい
ると、ゲートＥからの保持圧力Ｆが光学レンズＡ内に作
用するが、光学レンズＡ内において樹脂注入方向（図５
では上下方向）の圧力Ｐ１と、それと直交する方向（図
５では左右方向）の圧力Ｐ２とで異なることになる。こ
のような圧力Ｐ１、Ｐ２の違いに伴って、成形された光
学レンズＡの内部の歪み量が各方向によって異なり、非
点収差が生ずることになる。この光学レンズＡの内部歪
みによる非点収差を低減しようとすると、従来では、金
型温度、射出圧力、射出速度又は樹脂温度などの成形条
件を微妙に調節して行わざるを得ず、その非点収差の低
減は非常に困難を要していた。

【０００４】そこで、本発明は、以上のような問題点を
解決するためになされたものであって、非点収差の低減
が図れ、また、非点収差の調整が容易に行える光学レン
ズを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
光学レンズは、光学機能部の外周にフランジ部を有する
光学レンズにおいて、フランジ部はその外周部を内側に
凹ましてなる複数の小径部を備え、その小径部が光学機
能部の光軸を中心とする対称位置に形成されていること
を特徴とする。

【０００６】この発明によれば、フランジ部の対称位置
に小径部を形成することにより、光学レンズの成形時に
おいて、小径部を結ぶ方向とそれと直交する方向との収
縮量が異なることになる。この方向の違いによる収縮量
の差を利用して、非点収差を生じさせることが可能とな
る。そして、小径部の形成範囲又は径寸法などを適宜調
整することにより、光学レンズの非点収差の量を適宜調
整することが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の種々の実施形態について説明する。尚、各図において
同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、
図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していな
い。

【０００８】（第一実施形態）図１は本実施形態に係る
光学レンズの斜視図である。図２は本実施形態に係る光
学レンズの平面図である。図１に示すように、光学レン
ズ１は、CD-ROMドライブの光ピックアップの対物レンズ
等に用いられる直径数mm程度のレンズで、その中央に凸
レンズとして機能する光学機能部２を有している。この
光学機能部２の外周部分には、フランジ部３が設けられ
ている。フランジ部３は、光学レンズ１をホルダなどに
取り付ける際に取付部となるものであり、環状を呈し光
学機能部２の全周にわたって形成されている。このフラ
ンジ部３は、光学機能部２と同一材料、例えばプラスチ
ックなどにより一体に設けられている。

【０００９】また、光学レンズ１の光学機能部２及びフ
ランジ部３を構成する材料としては、成形収縮性（成形
時の冷却工程で収縮する特性）を有するものが用いら
れ、具体的には、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチ
ル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、エポキシ樹脂、ＰＳ
（ポリスチレン）、ＭＳ樹脂（メチルメタクリレート・
スチレン共重合体）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル・ス
チレン共重合体）などが用いられる。

【００１０】図１に示すように、フランジ部３の外周部
には他の部分に対し外径の小さい小径部３１、３１が形
成されている。小径部３１は、部分的に光学レンズ１の
外径寸法を小さくして光学レンズ１の成形時に径方向に
おける収縮量に差を生じさせるためのものであり、フラ
ンジ部３の外周部分を部分的に内側へ窪ませた形状とな
っている。また、小径部３１、３１は、光学機能部２の
光軸Ｘを中心とする対称位置に形成されている。例え
ば、図２に示すように、ゲート１０の切断部１１と光軸
Ｘとを結ぶ方向を「ゲート方向」とし、それに直交する
方向を「ゲート直角方向」とすると、小径部３１、３１
は、光軸Ｘからゲート直角方向の位置にそれぞれ形成さ
れている。

【００１１】また、図２に示すように、光軸Ｘと小径部
３１の端部とを結ぶ二つの線分のなす角をα、βとする
と、小径部３１は、例えば、角度α、βが６０°となる
範囲に形成される。また、図２に示すように、光学レン
ズ１におけるゲート方向の外径寸法（直径）をｄ１、ゲ
ート直角方向の外径寸法をｄ２とすると、小径部３１に
係る外径寸法ｄ２は、例えば、外径寸法ｄ１の約７５〜
９５％程度の寸法とされる。なお、小径部３１の形成範
囲及び小径部３１に係る外径寸法は上述の形成範囲及び
外径寸法ｄ２に限定されるものではなく、光学レンズ１
に生じさせるべく非点収差などに応じて適宜設定され
る。

【００１２】なお、小径部３１の形成数は二つに限られ
ず、それ以上に形成される場合もある。また、対称位置
にある小径部３１同士の形状が同一でない場合であって
もよい。

【００１３】次に、光学レンズ１の製造方法について説
明する。

【００１４】図２において、光学レンズ１は、樹脂成形
により製造される。例えば、光学レンズ１の外形と同一
形状に形成されたキャビティを有する金型を用意し、そ
のキャビティ内にゲート１０を通じて樹脂を注入し、樹
脂の充填後に所定圧力にて保圧した後、冷却し離型によ
り成形品としてプラスチックからなる光学レンズ１が得
られる。この成形による製造の際、樹脂注入後に保持圧
力が加えられると、樹脂の流動性の低下により、光学レ
ンズ１内においてゲート方向（外径ｄ１の方向。図２で
は上下方向）に大きく、ゲート直角方向（外径ｄ２の方
向。図２では左右方向）に小さく圧力が加わることにな
る。このような保持圧力を受けたまま樹脂が冷却される
と、成形される光学レンズ１の内部の歪み量がゲート直
角方向に対しゲート方向で大きなものとなり、その内部
歪みの大小により光学レンズ１に非点収差を生ずること
になる。

【００１５】ところで、樹脂が冷却されて光学レンズ１
となるときに、樹脂は収縮する。また、光学レンズ１の
形状は、ゲート直角方向の外径ｄ２に対しゲート方向の
外径ｄ１が大きくなっている。このため、樹脂が冷却さ
れて収縮するときに、ゲート直角方向の寸法に対しゲー
ト方向の寸法が長い分だけその収縮量が大きくなる。そ
の結果、図２においてゲート方向の外径ｄ１及びゲート
直角方向の外径ｄ２に沿って二つの光学機能部２の断面
をとった場合、ゲート方向に沿う断面における光学機能
部２の表面の曲率半径は、ゲート直角方向に沿う断面に
おける光学機能部２の表面の曲率半径に対して大きいも
のとなる。従って、光学レンズ１は、非点収差を生ず
る。

【００１６】この場合、光学レンズ１のフランジ部３の
外周部分に小径部３１、３１を設けることにより光学レ
ンズ１の収縮変形に応じて非点収差が生ずるが、この非
点収差は、保圧時等の内部歪みによる非点収差を打ち消
す方向に生ずるため、内部歪みによる非点収差と相殺さ
れる。このため、光学レンズ１の総合的な非点収差の低
減が図れる。

【００１７】以上のように、本実施形態に係る光学レン
ズ１によれば、フランジ部３の対称位置に小径部３１、
３１を形成することにより、光学レンズ１の成形時にお
いて、小径部３１、３１を結ぶゲート直角方向とそれと
直交するゲート方向との収縮量の差を利用して、光学レ
ンズ１に非点収差を生じさせることができる。そして、
小径部３１の形成範囲又は径寸法などを適宜設定すると
により、光学レンズ１の非点収差を任意に増減して生じ
させることができる。従って、光学レンズ１において、
内部歪みに起因する非点収差が生ずる場合、小径部３
１、３１を形成してその非点収差を打ち消すように非点
収差を生じさせることにより、光学レンズ１全体の非点
収差の低減を図ることができる。

【００１８】また、光学レンズ１において、内部歪みに
起因する非点収差が生じず、また、その内部歪みに起因
する非点収差が光学性能として問題とならない場合であ
っても、任意に非点収差を生じさせることにより光学レ
ンズ１を含む光学系の特性を高めることができる。例え
ば、光学レンズ１に入射する光の光束断面が楕円状であ
る場合、小径部３１、３１の形成により光学レンズ１に
非点収差を生じさせ、光学レンズ１を透過し出射する光
の光束断面をほぼ円形状に補正することができる。

【００１９】なお、CD-ROMドライブの光ピックアップ等
に用いられる小型の光学レンズ１について上述したが、
本発明に係る光学レンズはそのようなものに限られるも
のではなく、その他の用途に用いられる光学レンズであ
ってもよい。

【００２０】（第二実施形態）次に第二実施形態に係る
光学レンズについて説明する。

【００２１】図３に本実施形態に係る光学レンズを示
す。図３において、光学レンズ１ａは、第一実施形態の
光学レンズ１とほぼ同一形状としたものであるが、製造
時のゲート１０の位置が小径部３１の形成範囲である点
で異なるものである。この光学レンズ１ａは、成形時に
おいて、保持圧力が小径部３１、３１を結んだゲート方
向（図３では上下方向）に大きくゲート直角方向（図３
では左右方向）に小さく加わることになる。このため、
光学レンズ１の内部の歪み量がゲート直角方向に対しゲ
ート方向で大きなものとなり、その内部歪みの大小によ
り光学レンズ１に非点収差を生ずることになる。更に、
冷却の際の樹脂の収縮により、光学レンズ１の形状は、
ゲート方向の収縮量に対しゲート直角方向の収縮量が大
きくなる。このため、内部歪みの非点収差に加え、形状
変化による非点収差が生じて、光学レンズ１ａの総合的
な非点収差が増加する。しかし、光学レンズは、前述し
たように、その光学レンズを含む光学系の特性を高める
ために積極的に非点収差を生じさせる場合もあるため、
そのような場合に有用である。

【００２２】以上のように、本実施形態に係る光学レン
ズ１ａによれば、前述の第一実施形態に係る光学レンズ
１と同様に、フランジ部３の対称位置に小径部３１、３
１を形成することにより、光学レンズ１の成形時におい
て、小径部３１、３１を結ぶゲート直角方向とそれと直
交するゲート方向との収縮量の差を利用して、光学レン
ズ１に非点収差を生じさせることができる。そして、小
径部３１の形成範囲又は径寸法などを適宜設定するとに
より、光学レンズ１の非点収差を任意に増減して生じさ
せることができる。また、任意に非点収差を生じさせる
ことにより光学レンズ１を含む光学系の特性を高めるこ
とができる。例えば、光学レンズ１に入射する光の光束
断面が楕円状である場合、小径部３１、３１の形成によ
り光学レンズ１に非点収差を生じさせ、光学レンズ１を
透過し出射する光の光束断面をほぼ円形状に補正するこ
とができるという効果を奏する。

【００２３】（第三実施形態）次に第三実施形態に係る
光学レンズについて説明する。

【００２４】第一実施形態及び第二実施形態に係る光学
レンズ１、１ａにあっては、フランジ部３に形成される
小径部３１がフランジ部３のその他の部分に対し段状に
凹設されたものであったが、本発明に係る光学レンズは
そのようなものに限られるものではなく、小径部３１と
その他の部分との境界が滑らかに連続した形状となって
いてもよい。このような光学レンズであっても、前述の
第一実施形態及び第二実施形態に係る光学レンズ１、１
ａと同様な作用効果を得ることができる。

【００２５】また、光学レンズの小径部３１の周面は、
必ずしも光軸Ｘを中心とする同一の曲率半径を有するも
のに限れず、例えば、小径部３１の中央部分と端部分と
の曲率半径が異なっていてもよい。このような光学レン
ズであっても、前述の第一実施形態及び第二実施形態に
係る光学レンズ１、１ａと同様な作用効果を得ることが
できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を得ることができる。

【００２７】フランジ部の対称位置に小径部を形成する
ことにより、光学レンズの成形時において、小径部を結
ぶ方向とそれと直交する方向との収縮量が異なることに
なる。この方向の違いによる収縮量の差を利用して、非
点収差を生じさせることが可能となる。そして、小径部
の形成範囲又は径寸法などを適宜調整することにより、
光学レンズの非点収差の量を適宜調整することが可能と
なる。従って、光学レンズにおいて、内部歪みに起因す
る非点収差が生ずる場合、その非点収差を打ち消すよう
に小径部を形成することにより、光学レンズ全体の非点
収差の低減が図れる。また、光学レンズに入射する光の
光束断面が楕円状である場合、小径部を形成して光学レ
ンズに非点収差をもたせることにより、光の光束断面を
ほぼ円形状に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る光学レンズの斜視図であ
る。

【図２】第一実施形態に係る光学レンズの説明図であ
る。

【図３】第二実施形態に係る光学レンズの説明図であ
る。

【図４】従来の光学レンズの説明図である。

【図５】従来の光学レンズの説明図である。

【符号の説明】

１…光学レンズ、２…光学機能部、３…フランジ部、３
１…小径部、Ｘ…光軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木謙宜埼玉県大宮市植竹町一丁目324番地富士写真光機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学機能部の外周にフランジ部を有する
光学レンズにおいて、前記フランジ部は、その外周部を内側に凹ましてなる複
数の小径部を備え、前記小径部が前記光学機能部の光軸を中心とする対称位
置に形成されていること、を特徴とする光学レンズ。