WO2011040148A1 - 光学素子 - Google Patents

光学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2011040148A1
WO2011040148A1 PCT/JP2010/064156 JP2010064156W WO2011040148A1 WO 2011040148 A1 WO2011040148 A1 WO 2011040148A1 JP 2010064156 W JP2010064156 W JP 2010064156W WO 2011040148 A1 WO2011040148 A1 WO 2011040148A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
mold
heat insulation
heat
fine shape
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/064156
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勉 清水
Original Assignee
コニカミノルタオプト株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コニカミノルタオプト株式会社 filed Critical コニカミノルタオプト株式会社
Priority to CN2010800424085A priority Critical patent/CN102548724A/zh
Priority to JP2011534141A priority patent/JPWO2011040148A1/ja
Priority to US13/498,507 priority patent/US20120182625A1/en
Publication of WO2011040148A1 publication Critical patent/WO2011040148A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0046—Details relating to the filling pattern or flow paths or flow characteristics of moulding material in the mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
    • B29C45/372—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings provided with means for marking or patterning, e.g. numbering articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432—Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00951—Measuring, controlling or regulating
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/73—Heating or cooling of the mould
    • B29C2045/7343—Heating or cooling of the mould heating or cooling different mould parts at different temperatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms

Definitions

  • the present invention relates to an optical element having a fine shape on an optical surface, particularly an objective lens and other optical elements incorporated in an optical pickup device.
  • a temperature sensor is provided in the vicinity of the cavity surface, and the molding temperature of the optical element is controlled by a cooling device that sends a refrigerant to a flow path near the cavity and a heating device that uses a heater that heats the refrigerant.
  • a heat cycle system for injection molding see Patent Document 1.
  • a resin optical element has an optical function part having a fine shape on one side molded on the movable mold side, a flange part around the optical function part, and an optical axis direction on the flange part.
  • a heat shrinkage prevention portion for preventing heat shrinkage in the orthogonal direction (see Patent Document 2).
  • the heat shrinkage prevention portion is, for example, an inner surface of the flange portion.
  • an object of the present invention is to provide an optical element in which a fine shape or the like is transferred to the outer edge side of the lens with high accuracy while preventing an increase in cycle time during manufacture.
  • an optical element according to the present invention has an optical function part having a fine shape on an optical surface and a flange part provided around the optical function part, and corresponds to the outer peripheral edge of the flange part.
  • the outermost periphery of the fine shape is covered from the outside in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the heat insulating and heat insulating part provided on the flange part covers the outermost periphery of the fine shape provided on the optical surface from the outside in the direction perpendicular to the optical axis, so that the mold formed in the mold at the time of injection molding
  • the resin introduced into the space first fills the mold space part corresponding to the resin inlet side among the heat insulation and heat insulation parts provided in the flange part, and then the mold space part corresponding to the fine shape adjacent to the heat insulation and heat insulation part Fill. And after completion of resin filling, the whole outermost periphery of a fine shape will be surrounded by the heat insulation heat retention part.
  • the temperature of the mold surface portion corresponding to the fine shape is lowered. Is suppressed.
  • the resin introduced into the mold surface portion corresponding to the fine shape warmed by preheating in the mold can easily enter the concave portion of the fine transfer structure of the mold surface portion, thereby improving transferability and high accuracy.
  • An optical element can be provided.
  • the heat insulating and heat insulating portion is provided in an annular shape along the flange portion.
  • the mold surface portion corresponding to the fine shape of the mold is preheated as a whole by the annular heat insulation and heat retaining section.
  • the resin introduced into the mold surface part preheated from the entire periphery is likely to enter due to the concave portion of the fine transfer structure of the mold surface part.
  • the ratio A / B is 0.25 or more and 0.85 or less with respect to the distance B in the optical axis direction from the bottom of the neck portion to the top of the heat insulating and heat retaining portion.
  • the ratio A / B is 0.85 or less, the mold surface portion corresponding to the entire tip of the finest outermost shape can be removed from the outer side perpendicular to the optical axis by the molten resin that should form the heat insulating and heat retaining portion. It can be reliably covered with a sufficient margin. Further, by setting the ratio A / B to be 0.25 or more, it is not necessary to place the position of the fine shape extremely close to the neck portion. For this reason, the operation
  • a relationship of C ⁇ D is established with respect to C and a distance D from the first intersection point to a second intersection point where a straight line extending in the radial direction perpendicular to the optical axis intersects the outer diameter surface of the heat insulating and heat retaining portion.
  • a straight line extending in a radial direction perpendicular to the optical axis from the top end of the fine shape covered by the heat insulation and heat insulation portion intersects the inner diameter surface of the heat insulation heat insulation portion, and the straight line is heat insulation.
  • the molten resin that has reached the fine-shaped portion of the optical surface surrounded by the heat insulation and heat insulation part is effectively insulated from the surroundings by the heat amount of the molten resin collected in the part corresponding to the heat insulation and heat insulation part in the mold space. As it is heated, the transferability is further improved.
  • the ratio E / D is 0.65 or more and 0.85 or less.
  • the ratio E / D is 0.85 or less, the mold space portion corresponding to the heat insulating and warming portion is filled before the mold space portion corresponding to the fine shape, and the ratio E / D is 0. Since it is .65 or more, the molten resin is filled in the mold space corresponding to the heat insulation and heat retaining part, and then the molten resin is also cooled and solidified in the mold part corresponding to the fine shape to suppress the tendency to seal. However, quick filling is performed.
  • the angle ⁇ formed by the inner diameter surface of the heat insulation and heat retaining portion and the optical axis is 5 ° or more and 45 ° or less.
  • the angle ⁇ is set to 5 ° or more, the mold release resistance at the time of mold release can be reduced. Further, the tilt of the optical element can be suppressed by reducing the mold release resistance, and the deformation of the fine shape that occurs when the mold is released while tilted can be prevented.
  • the angle ⁇ to 45 ° or less, the above-described distance C can be prevented from becoming too large, and an increase in the diameter of the optical element can be suppressed.
  • FIG. 2 is a partial side sectional view for explaining a molding die for forming the lens of FIG. 1. It is a figure explaining flow path space for resin supply, and mold space for molding a lens. It is a figure explaining the optical pick-up apparatus incorporating the lens of FIG.
  • the objective lens 10 shown in FIG. 1 is made of plastic, and includes a circular optical function part 11 having an optical function, and an annular flange part 12 provided radially outward from the outer edge of the optical function part 11. Since the objective lens 10 has a symmetrical shape around the optical axis OA, only half of the objective lens 10 is shown and the remaining illustration is omitted.
  • This objective lens 10 is an objective lens with NA of 0.75 or more.
  • the objective lens 10 is, for example, a two-wavelength compatible type single objective lens.
  • the objective lens 10 can read or write optical information corresponding to the BD (Blu-Ray Disc) standard with a wavelength of 405 nm and NA of 0.85.
  • the objective lens 10 is a DVD (Digital) with a wavelength of 655 nm and NA of 0.65.
  • Versatile Disc and optical information corresponding to one of the standards of CD of NA of 0.53 at a wavelength of 780 nm can be read or written.
  • the optical function unit 11 of the objective lens 10 has a convex first optical surface OS1 with a large curvature on the front side and a slightly convex second optical surface OS2 on the back side.
  • the first optical surface OS1 is disposed closer to the reading or writing laser light source when the objective lens 10 is incorporated into the optical pickup device and operated.
  • the second optical surface OS2 is disposed to face a BD or the like that is an optical information recording medium when the objective lens 10 is incorporated in an optical pickup device and operated.
  • the first optical surface OS1 is provided with a fine shape FS that is a diffractive structure.
  • the fine shape FS is formed in a concentric annular zone, and the outermost periphery thereof reaches a position near the outer edge of the optical function unit 11.
  • the apex Pa of the outermost peripheral projection P of the fine shape FS is arranged closer to the optical information recording medium side, that is, closer to the second optical surface OS2 than the top surface 12a of the flange portion 12 in the optical axis OA direction.
  • the flange portion 12 of the objective lens 10 includes an annular neck portion 13 provided at the boundary with the optical function portion 11 and an annular projection portion 14 provided on the radially outer side of the neck portion 13.
  • the inner neck portion 13 is a relatively thin portion
  • the outer protrusion portion 14 is a relatively thick portion.
  • the outer protruding portion 14 protrudes closer to the laser light source side, that is, the first optical surface OS1 side than the constricted portion 13, and heat insulation and heat insulation that suppresses cooling of the transfer surface of the optical function unit 11 when the objective lens 10 is injection molded. It functions as a part.
  • a ring-shaped plane EP is formed on the laser light source side of the neck portion 13, that is, on the first optical surface OS 1 side.
  • the protruding portion 14 is disposed on the opposite side of the inner surface 14a with the inner surface 14a facing the fine shape FS of the optical function unit 11 and the top surface 12a. And an outer diameter surface 14b.
  • the inner diameter surface 14a extends with an inclination with respect to the optical axis OA, and has a tapered shape that widens on the laser light source side.
  • the outer diameter surface 14b extends parallel to the optical axis OA and has a cylindrical shape.
  • the optical information recording medium side that is, the second optical surface OS2 side of the entire flange portion 12 is a flat surface 12b extending perpendicular to the optical axis OA.
  • the surface 12b has, for example, a flat surface that regularly reflects collimated light, and is used when the objective lens 10 is aligned.
  • the illustrated mold 40 includes a movable mold 41 as a first mold and a fixed mold 42 as a second mold.
  • the movable mold 41 is driven by the mold opening / closing drive device 51 and can move forward and backward in the AB direction, and can be opened / closed with the fixed mold 42.
  • a mold space for injection molding can be formed as will be described in detail below by clamping the molds 41 and 42 together with the parting surfaces PS1 and PS2.
  • the mold space CV corresponds to the shape of the objective lens 10 shown in FIG.
  • the flow path space FC is a space corresponding to the runner RP of the molded product before the objective lens 10 is separated
  • the gate portion GS is a space corresponding to the gate GP of the molded product. In the objective lens 10 shown in FIG. 1, the gate portion GS is completely removed by finishing.
  • the mold space CV includes a main body space CV1 and a flange space CV2.
  • the first and second transfer surfaces S1 and S2 that define the main body space CV1 form the first and second optical surfaces OS1 and OS2 of the central main optical function unit 11 of the objective lens 10, respectively. This corresponds to the end faces of core dies 64a and 74a described later.
  • the first transfer surface S1 is deeper than the second transfer surface S2 and has a larger curvature.
  • a mold surface portion S11 corresponding to the fine shape FS of the objective lens 10 is provided on the first transfer surface S1.
  • the movable mold 41 on the movable side includes a mold plate 61 that forms the parting surface PS ⁇ b> 1, a receiving plate 62 that supports the mold plate 61 from behind, and an attachment plate that supports the receiving plate 62 from behind.
  • an outer peripheral mold 64b as a peripheral part that forms the mold space CV (particularly the flange space CV2).
  • the movable mold 41 has a projecting pin 65 that projects and releases the runner RA of the molded product before separating the objective lens 10, a movable rod 67a that pushes the core mold 64a from the back, and a projecting pin 65 from the back.
  • a movable rod 67b to be pushed and an advancing / retracting member 68 for moving the movable rods 67a and 67b back and forth are provided.
  • the core mold 64a is driven by the moving movable rod 67a to move forward to the fixed mold 42 side, and automatically retracts and returns to the original position as the movable rod 67a moves backward.
  • the ejecting pin 65 is driven by the moving movable rod 67b to move forward to the fixed mold 42 side, and automatically retracts and returns to the original position as the movable rod 67b moves backward.
  • the advancing / retracting member 68 is driven by the advancing / retreating drive device 52 and moves forward and backward in the AB direction at an appropriate timing and amount.
  • a mold plate 61 which is a mold part on the mold surface side, includes a runner recess 61b that forms the runner RP shown in FIG. 1, a gate recess 61c that forms the gate GP, an outer peripheral mold 64b, and a protruding pin. Through holes 61e and 61f provided for inserting 65 and 66 are provided.
  • the fixed mold 42 on the fixed side forms a mold plate 71 that forms the parting surface PS2, a mounting plate 72 that supports the mold plate 71 from behind, and a mold space CV (particularly a main body space CV1) shown in FIG.
  • a core die 74a as a mold insert and an outer peripheral die 74b as a peripheral part forming a mold space CV (particularly, a flange space CV2) are provided.
  • a mold plate 71 which is a mold part on the mold surface side is inserted with a runner recess 71b for forming the runner RP shown in FIG. 1, a gate surface 71c for forming the gate GP, and an outer peripheral mold 74b. And a through hole 71e provided for this purpose.
  • the distance A in the optical axis OA direction from the bottom plane EP of the neck portion 13 to the apex Pa of the outermost peripheral projection P of the fine shape FS, and the bottom surface EP of the neck portion 13 correspond to the top of the heat insulation and heat retaining portion.
  • the relationship with the distance B in the direction of the optical axis OA to the top surface 12a of the protruding portion 14 to be considered is considered.
  • the ratio A / B of these distances is set to 0.25 or more and 0.85 or less.
  • the mold surface portion corresponding to the outermost protrusion P of the fine shape FS in the mold surface portion S11 is a molten resin for forming the protrusion portion 14 during injection molding.
  • the ratio A / B is 0.25 or more, the position of the outermost peripheral projection P of the fine shape FS does not have to be arranged extremely close to the neck portion 13.
  • the work of processing the fine transfer structure FT corresponding to the fine shape FS on the mold surface portion S11 of the core die 64a becomes easy, or the tip of the core die 64a is processed when the fine transfer structure FT corresponding to the fine shape FS is processed. Can be made difficult to break.
  • the thickness E corresponds to a value obtained by subtracting the distance B, which is the amount of protrusion compared to the constricted portion 13, from the total thickness F of the protruding portion 14.
  • the ratio E / D of these distances is set to 0.65 or more and 0.85 or less.
  • the ratio E / D By setting the ratio E / D to 0.85 or less, during injection molding, it melts into the recess R2 of the flange space CV2 corresponding to the protruding portion 14 before the mold space portion corresponding to the fine shape FS in the main body space CV1. Resin is filled, and the preheating effect of the mold surface portion S11 can be enhanced.
  • the ratio E / D to be 0.65 or more, the molten resin tends to be cooled and solidified and sealed in the constricted portion 13 after the molten resin is filled into the recess R2 of the flange space CV2 corresponding to the protruding portion 14. In the main body space CV1, the mold space corresponding to the fine shape FS can be quickly filled.
  • the angle ⁇ formed by the inner diameter surface 14a of the protruding portion 14 and the optical axis OA is set to 5 ° to 45 ° in the present embodiment.
  • the angle ⁇ is set to 5 ° or more, the mold release resistance when the objective lens 10 is released can be reduced. Further, the tilt of the objective lens 10 can be suppressed by reducing the mold release resistance, and deformation of the fine shape FS that occurs when the mold is released while tilted can be prevented.
  • the angle ⁇ to 45 ° or less the above-described distance C can be prevented from becoming too large, and an increase in the diameter of the objective lens 10 can be suppressed.
  • the movable mold 41 and the fixed mold 42 are appropriately heated by a mold temperature controller (not shown). Thereby, the temperature of the mold part that forms the mold space CV in both molds 41 and 42 is set to a temperature state suitable for molding.
  • the mold opening / closing drive device 51 is operated, the movable mold 41 is advanced to the fixed mold 42 side to be in the mold closed state, and the closing operation of the mold opening / closing drive device 51 is further continued.
  • the mold is clamped to clamp the fixed mold 42 with a necessary pressure.
  • the molten resin is injected into the mold space CV between the clamped movable mold 41 and the fixed mold 42 with a necessary pressure through the gate portion GS or the like. Let the injection to inject. After the molten resin is introduced into the mold space CV, the molten resin in the mold space CV is gradually cooled by heat dissipation, so that the molten resin is solidified with the cooling and waits for completion of molding.
  • the mold opening / closing drive device 51 is operated to move the movable mold 41 backward and perform mold opening to separate the movable mold 41 from the fixed mold 42.
  • the objective lens 10 which is a molded product, is released from the fixed mold 42 while being held by the movable mold 41.
  • the advancing / retreating drive device 52 is operated to cause the objective lens 10 to be ejected by the core die 64a and the ejection pin 65 via the movable rods 67a and 67b.
  • the objective lens 10 is urged by the movable rod 67a or the like and pushed out toward the fixed mold 42, and the objective lens 10 is released from the movable mold 41.
  • the objective lens 10 released from both molds 41 and 42 is carried out of the molding apparatus by gripping a sprue portion extending from the runner RP of the objective lens 10. Further, the objective lens 10 after being carried out is subjected to external processing such as removal of the gate GP to be a product for shipment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of an optical pickup device incorporating the objective lens 10 of FIG.
  • laser light from each of the semiconductor lasers 81A and 81B is applied to the optical discs DB and DD (or DC), which are optical information recording media, using the compatible objective lens 10, and each optical disc DB.
  • DD or DC
  • DD is finally guided to the photodetectors 87A and 87B via the compatible objective lens 10.
  • the optical system including the four-wavelength plates 88A and 88B, the dichroic prism 84C, the prism mirror 84D, and the like functions as an optical device for recording / reproducing information with respect to the optical discs DB and DD (DC).
  • the first semiconductor laser 81A generates laser light for information reproduction of the first optical disc DB (specifically, the wavelength for BD is 405 nm), and this laser light is condensed by the objective lens 10, A spot corresponding to NA 0.85 is formed on the information recording surface MB.
  • the second semiconductor laser 81B generates laser light for reproducing information of the second optical disk DD or DC (specifically, a wavelength of 655 nm for DVD or a wavelength of 780 nm for CD), and then the laser light is transmitted to the objective lens. 10 and a spot corresponding to NA 0.65 (or NA 0.53) is formed on the information recording surface MD (MC).
  • the first photodetector 87A detects information recorded on the first optical disc DB (specifically, BD) as an optical signal
  • the second photodetector 87A detects the second optical disc DD or DC (specifically, In this case, information recorded on a DVD or a CD is detected as an optical signal.
  • the optical pickup device of FIG. 4 when reproducing the first optical disc DB, laser light having a wavelength of, for example, 405 nm is emitted from the first semiconductor laser 81A, and the emitted light beam becomes a parallel light beam by a collimator system 82A including a beam shaper and a collimator lens.
  • This light beam passes through the grating 83A, the polarization beam splitter 84A, the quarter-wave plate 88A, and the like, passes through the dichroic prism 84C and the prism mirror 84D, and then onto the information recording surface MB of the first optical disc DB by the objective lens 10. Focused.
  • the light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface MB passes through the objective lens 10 again, enters the polarization beam splitter 84A through the dichroic prism 84C, etc., is reflected here, and is reflected by the servo lens 85A. A point aberration is given, it enters on the 1st photodetector 87A, The read signal of the information recorded on the 1st optical disk DB is obtained using the output signal.
  • a change in the amount of light due to a change in the shape of the spot and a change in position on the first photodetector 87A is detected to perform focus detection and track detection.
  • the actuator 91 moves the objective lens 10 in the optical axis direction so that the light beam from the first semiconductor laser 81A forms an image on the information recording surface MB of the first optical disc DB.
  • the objective lens 10 is moved in a direction perpendicular to the optical axis so that the light beam from the semiconductor laser 81A is imaged on a predetermined track.
  • a laser beam having a wavelength of 655 nm, for example, is emitted from the second semiconductor laser 81B, and the emitted light beam becomes a parallel light beam by the collimator system 82B.
  • This light beam passes through the grating 83B, the polarizing beam splitter 84B, and the quarter-wave plate 88B, passes through the dichroic prism 84C and the prism mirror 84D, and then is recorded on the information recording surface MD of the second optical disk DD or DC by the objective lens 10. Or it is condensed on MC.
  • the light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface MD or MC passes through the objective lens 10 again, enters the polarization beam splitter 84B via the dichroic prism 84C, etc., and is reflected here and reflected by the servo lens 85B. Is provided with astigmatism, and is incident on the second photodetector 87B, and a read signal of information recorded on the second optical disc DD or DC is obtained using the output signal.
  • a spot shape change on the second optical detector 87B and a light quantity change due to a position change are detected, and focus detection and track detection are performed.
  • the objective lens 10 is moved for tracking.
  • the second semiconductor laser 81B is a two-wavelength type laser diode and the objective lens 10 is a three-wavelength compatible type, a three-wavelength compatible optical pickup device can be obtained.
  • the protruding portion 14 provided on the flange portion 12 covers the outermost periphery of the fine shape FS from the outside in the direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the resin introduced into the mold space CV formed in the mold at the time of molding first fills the mold space portion corresponding to the resin inlet side among the projecting portions 14 provided in the flange portion 12, and then the projecting portions 14.
  • the mold space corresponding to the fine shape FS adjacent to is filled. Then, after the resin filling is completed, the entire outermost periphery of the fine shape FS is surrounded by the protruding portion 14.
  • the mold surface portion S11 for transferring the fine shape FS in the movable mold 41 With the resin accumulated in the mold space (specifically, the recess R2) corresponding to the protruding portion 14 in this way, The temperature drop of the mold surface portion S11 corresponding to the fine shape FS is suppressed. As a result, the resin introduced into the mold surface portion S11 corresponding to the fine shape FS warmed by the preheating is likely to enter the concave portion of the fine transfer structure FT corresponding to the fine shape FS of the mold surface portion S11.
  • the objective lens 10 can be improved.
  • the shape of the mold space CV provided in the injection mold composed of the fixed mold 42 and the movable mold 41 is not limited to that shown in the figure as long as the entire outermost periphery of the fine shape FS is surrounded by the protruding portion 14.
  • Various shapes can be used. That is, the shape of the mold space CV formed by the core molds 64a and 74a is merely an example, and can be appropriately changed according to the purpose of the objective lens 10 and other optical elements.
  • the use of the objective lens 10 is not limited to interchangeability, and may be, for example, BD alone. Further, the use of the objective lens 10 is not limited to the optical pickup device, and may be an imaging lens or the like.
  • the shape of the protruding portion 14 provided on the flange portion 12 of the objective lens 10 does not have to be symmetrical around the optical axis OA, and for example, the thickness F may partially change.
  • the fine shape FS formed in the optical function unit 11 of the objective lens 10 is not limited to the one shown in the figure, and various diffractive structures or the like according to applications can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

　本発明の課題は、サイクルタイムの増加を防止しつつ、レンズの外縁側に高精度で微細形状等を転写した光学素子を提供することである。本発明の光学素子によれば、フランジ部１２に設けた突起部分１４が、微細形状ＦＳの最外周を光軸ＯＡに垂直な方向の外側から覆うので、射出成形時に金型に形成された型空間ＣＶ内に導入される樹脂は、まずフランジ部１２に設けた突起部分１４のうち樹脂流入口側に対応する型空間部分を充填した後、この突起部分１４に隣接する微細形状ＦＳに対応する型空間部分を充填する。突起部分１４に対応する型空間に溜まった樹脂によって、可動金型４１のうち微細形状ＦＳの転写のための型面部分Ｓ１１を予熱することで、この微細形状ＦＳに対応する型面部分Ｓ１１の温度低下が抑制される。

Description

光学素子
　本発明は、光学面に微細形状を有する光学素子、特に光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズその他の光学素子に関する。
　光学素子の製造方法として、キャビティ面付近に温度センサーを設け、キャビティに近い流路に冷媒を送る冷却装置と、冷媒を加熱する加熱ヒータを用いた加熱装置とによって、光学素子の成形温度を制御する射出成形用ヒートサイクルシステムが存在する（特許文献１参照）。
　また、樹脂製の光学素子として、可動金型側で成形される一方側に微細形状を有する光学機能部を有するとともに、光学機能部の周辺にフランジ部を有し、フランジ部に光軸方向と直交する方向への熱収縮を阻止する熱収縮阻止部を設けたものが存在する（特許文献２参照）。この熱収縮阻止部は、例えばフランジ部の内側面となっている。
特開平６－３２８５３８号公報 特開２００５－１３２００２号公報
　特許文献１のようなヒートサイクルシステムの場合、転写性を向上させることができるが、金型の加熱及び冷却に時間が費やされるため、サイクルタイムが増大してしまい、生産性が低下し製造コストが増大するという問題がある。
　また、特許文献２のように光学機能部に微細形状を設けた場合、微細構造に対応する型面部分に樹脂が入り込みにくくなり、転写性が劣化する可能性がある。特に、レンズの光学面のうち外縁側の微細形状は、転写用の入れ子型の外周に在るため放熱によって温度が低下しやすいことから、充填時の樹脂粘度が上昇して、転写性の劣化が顕著となる場合がある。
　そこで、本発明は、製造時のサイクルタイムの増加を防止しつつ、レンズの外縁側に高精度で微細形状等を転写した光学素子を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、光学面に微細形状を設けた光学機能部と、光学機能部の周囲に設けられるフランジ部とを有し、フランジ部の外周縁に対応する部位から型空間内に導入された樹脂によって射出成形される光学素子であって、フランジ部が、光学面側に突起する断熱保温部を有し、断熱保温部が、光学面に設けられた微細形状の最外周を光軸に垂直な方向の外側から覆う。
　上記光学素子では、フランジ部に設けた断熱保温部が、光学面に設けられた微細形状の最外周を光軸に垂直な方向の外側から覆うので、射出成形時に金型中に形成された型空間内に導入される樹脂は、まずフランジ部に設けた断熱保温部のうち樹脂流入口側に対応する型空間部分を充填した後、この断熱保温部に隣接する微細形状に対応する型空間部分を充填する。そして、樹脂充填の完了後は、微細形状の最外周全体が断熱保温部によって囲まれることになる。
　このように、断熱保温部に対応する型空間に溜まった樹脂によって、金型のうち微細形状の転写のための型面部分を予熱することで、この微細形状に対応する型面部分の温度低下が抑制される。この結果、金型のうち予熱によって暖まった微細形状に対応する型面部分に導入された樹脂は、型面部分の微細転写構造の凹部に入り込み易くなるので、転写性が向上し、高精度の光学素子を提供することができる。
　本発明の具体的な態様では、上記光学素子において、断熱保温部が、フランジ部に沿って環状に設けられている。この場合、環状の断熱保温部によって、金型のうち微細形状に対応する型面部分が全体として予熱等される。このように周囲全体から予熱等された型面部分に導入された樹脂は、型面部分の微細転写構造の凹部により入り込み易くなる。
　本発明のさらに別の態様では、フランジ部のうち光学機能部との境界に設けられたクビレ部分の底から断熱保温部によって覆われる微細形状の最外周の先端頂点までの光軸方向の距離Ａと、クビレ部分の底から断熱保温部の頂部までの光軸方向の距離Ｂとに関して、比Ａ／Ｂが、０．２５以上０．８５以下である。
　この場合、比Ａ／Ｂを０．８５以下とすることで、最外周の微細形状の先端全体に対応する型面部分を、断熱保温部を形成すべき溶融樹脂によって光軸に垂直な外側から十分な余裕をもって確実に覆うことができる。また、比Ａ／Ｂを０．２５以上とすることで、微細形状の位置をクビレ部分に極端に近づけて配置しなくてすむ。このため、光学機能部に対応する金型入子に微細転写構造を加工する作業が容易になり、或いは微細転写構造の加工時に金型入子の先端を破損しにくくすることができる。
　本発明のさらに別の態様では、断熱保温部によって覆われる微細形状の最外周の先端頂点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が断熱保温部の内径面と交差する第１交点までの距離Ｃと、第１交点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が断熱保温部の外径面と交差する第２交点までの距離Ｄとに関して、Ｃ＜Ｄの関係が成り立つ。
　この場合、型空間のうち断熱保温部に対応する部分に溜まった溶融樹脂が持つ熱量により、断熱保温部に囲まれる光学面の微細形状が周囲から効果的に断熱されるのと同時に暖められ、転写性がさらに向上する。
　本発明のさらに別の態様では、断熱保温部によって覆われる微細形状の先端頂点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が断熱保温部の内径面と交差する第１交点から、当該直線が断熱保温部の外径面で交差する第２交点までの距離Ｄと、フランジ部のうち光学機能部との境界に設けられたクビレ部分の光軸方向の肉厚Ｅとに関して、Ｅ＜Ｄの関係が成り立つ。
　この場合、型空間のうち断熱保温部に対応する部分に溜まった溶融樹脂が持つ熱量により、断熱保温部に囲まれる光学面の微細形状の部分に達した溶融樹脂が周囲から効果的に断熱されるとともに暖められ、転写性がさらに向上する。
　本発明のさらに別の態様では、比Ｅ／Ｄが０．６５以上０．８５以下である。この場合、比Ｅ／Ｄが０．８５以下であるから、微細形状に対応する型空間部分よりも先に断熱保温部に対応する型空間部分に溶融樹脂が充填され、比Ｅ／Ｄが０．６５以上であるから、断熱保温部に対応する型空間部分に溶融樹脂が充填された後、微細形状に対応する型空間部分にも、溶融樹脂がクビレ部分で冷却固化しシールする傾向を抑制しつつ迅速な充填が行われる。
　本発明のさらに別の態様では、断熱保温部の内径面と光軸とのなす角度θは、５°以上４５°以下である。角度θを５°以上とすることにより、離型時の離型抵抗を小さくすることができる。また、離型抵抗の低減により光学素子の傾きを抑制でき、傾いたまま離型した際に生じる微細形状の変形を防止できる。また、角度θを４５°以下にすることで、上述した距離Ｃが大きくなりすぎることを防止でき、光学素子の大径化を抑制できる。
実施形態のレンズの部分側方断面図である。 図１のレンズを形成するための成形金型を説明する部分側方断面図である。 樹脂供給用の流路空間やレンズを成形用の型空間を説明する図である。 図１のレンズを組み込んだ光ピックアップ装置を説明する図である。
　以下、本発明に係る光学素子の一実施形態である光ピックアップ装置用の対物レンズについて説明する。
　図１に示す対物レンズ１０は、プラスチック製で、光学的機能を有する円形の光学機能部１１と、光学機能部１１の外縁から半径方向外側に設けられた環状のフランジ部１２とを備える。対物レンズ１０は光軸ＯＡのまわりに対称な形状を有しているので、半分だけ図示しており残りの図示を省略している。
　この対物レンズ１０は、ＮＡ０．７５以上の対物レンズである。具体的には、対物レンズ１０は、例えば２波長互換タイプの単玉対物レンズであるものとする。この場合、対物レンズ１０は、波長４０５ｎｍでＮＡ０．８５のＢＤ（Ｂｌｕ－Ｒａｙ　Ｄｉｓｃ）の規格に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能とするほか、例えば波長６５５ｎｍでＮＡ０．６５のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）と、波長７８０ｎｍでＮＡ０．５３のＣＤとのいずれか一方の規格に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能とする。
　対物レンズ１０の光学機能部１１は、表側に曲率の大きな凸の第１光学面ＯＳ１を有し、裏側に僅かに凸の第２光学面ＯＳ２を有する。このうち、第１光学面ＯＳ１は、対物レンズ１０を光ピックアップ装置に組み込んで動作させる際に、読み取り又は書き込み用のレーザ光源により近い側に配置される。また、第２光学面ＯＳ２は、対物レンズ１０を光ピックアップ装置に組み込んで動作させる際に、光情報記録媒体であるＢＤ等に対向して配置される。
　また、第１光学面ＯＳ１には、回折構造である微細形状ＦＳが設けられている。この微細形状ＦＳは、同心の輪帯状に形成されており、その最外周は、光学機能部１１の外縁に近い位置に達している。微細形状ＦＳの最外周の突起Ｐの頂点Ｐａは、光軸ＯＡ方向に関してフランジ部１２の頂面１２ａよりも光情報記録媒体側すなわち第２光学面ＯＳ２側寄りに配置されている。
　対物レンズ１０のフランジ部１２は、光学機能部１１との境界に設けられた環状のクビレ部分１３と、クビレ部分１３の半径方向外側に設けられた環状の突起部分１４とを備える。内側のクビレ部分１３は、比較的肉薄の部分であり、外側の突起部分１４は、比較的肉厚の部分である。外側の突起部分１４は、クビレ部分１３よりもレーザ光源側すなわち第１光学面ＯＳ１側に突起しており、対物レンズ１０を射出成形する際に光学機能部１１の転写面の冷却を抑える断熱保温部として機能する。クビレ部分１３のレーザ光源側すなわち第１光学面ＯＳ１側には、輪帯状の平面ＥＰが形成されている。
　突起部分１４は、光軸ＯＡに垂直な頂面１２ａのほかに、光学機能部１１の微細形状ＦＳに対向する内径面１４ａと、頂面１２ａを挟んで内径面１４ａの反対側に配置される外径面１４ｂとを有する。内径面１４ａは、光軸ＯＡに対して傾斜して延びており、レーザ光源側で広がるテーパ形状を有する。外径面１４ｂは、光軸ＯＡに対して平行に延びており、筒形状を有する。なお、フランジ部１２全体の光情報記録媒体側すなわち第２光学面ＯＳ２側は、光軸ＯＡに垂直に延びる平坦な面１２ｂとなっている。この面１２ｂは、例えばコリメート光を正反射する平坦面からなる領域を有しており、対物レンズ１０をアライメントする際に利用される。
　以下、図２等を参照して、図１に示す対物レンズ１０を製造するための成形金型について説明する。図示の成形金型４０は、第１金型としての可動金型４１と、第２金型としての固定金型４２とを備える。可動金型４１は、型開閉駆動装置５１に駆動されてＡＢ方向に進退移動可能になっており、固定金型４２との間で開閉動作が可能になっている。両金型４１，４２をパーティング面ＰＳ１、ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、以下に詳述するように、射出成形用の型空間を形成することができる。
　図３に示すように、可動金型４１と固定金型４２との型締めにより、対物レンズ１０を成形するための型空間ＣＶと、この型空間ＣＶに樹脂を供給するための流路空間ＦＣとが形成される。このうち、型空間ＣＶは、図１に示す対物レンズ１０の形状に対応するものとなっている。また、流路空間ＦＣは、対物レンズ１０を分離する前の成形品のランナＲＰ等に対応する空間であり、ゲート部分ＧＳは、かかる成形品のゲートＧＰに対応する空間である。なお、図１に示す対物レンズ１０では、仕上げ加工によってゲート部分ＧＳが完全に除去されている。
　型空間ＣＶは、本体空間ＣＶ１とフランジ空間ＣＶ２とを備える。ここで、本体空間ＣＶ１を画定する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、対物レンズ１０のうち中央の主な光学機能部１１の第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２をそれぞれ形成するためのもので、後述するコア型６４ａ，７４ａの端面に対応している。この場合、第１転写面Ｓ１は、第２転写面Ｓ２よりも深く曲率が大きくなっている。また、第１転写面Ｓ１には、対物レンズ１０の微細形状ＦＳに対応する型面部分Ｓ１１が設けられている。
　図２に戻って、可動側の可動金型４１は、パーティング面ＰＳ１を形成する型板６１と、型板６１を背後から支持する受板６２と、受板６２を背後から支持する取付板６３と、図３に示す型空間ＣＶ（特に本体空間ＣＶ１）を形成する金型入子としてのコア型６４ａと、型空間ＣＶ（特にフランジ空間ＣＶ２）を形成する周辺部としての外周型６４ｂと備える。さらに、可動金型４１は、対物レンズ１０を分離する前の成形品のランナＲＡを突き出して離型する突き出しピン６５と、コア型６４ａを背後から押す可動ロッド６７ａと、突き出しピン６５を背後から押す可動ロッド６７ｂと、可動ロッド６７ａ，６７ｂを進退移動させる進退部材６８とを備える。
　ここで、コア型６４ａは、前進する可動ロッド６７ａに駆動されて固定金型４２側に前進し、可動ロッド６７ａの後退に伴って自動的に後退して元の位置に復帰する。また、突き出しピン６５は、前進する可動ロッド６７ｂに駆動されて固定金型４２側に前進し、可動ロッド６７ｂの後退に伴って自動的に後退して元の位置に復帰する。なお、進退部材６８は、進退駆動装置５２に駆動され、適当なタイミング及び量でＡＢ方向に進退動作する。
　可動金型４１において、型面側の金型部品である型板６１は、図１に示すランナＲＰを形成するランナ凹部６１ｂと、ゲートＧＰを形成するゲート凹部６１ｃと、外周型６４ｂや突き出しピン６５，６６を挿入するために設けた貫通孔６１ｅ、６１ｆとを備える。
　固定側の固定金型４２は、パーティング面ＰＳ２を形成する型板７１と、型板７１を背後から支持する取付板７２と、図３に示す型空間ＣＶ（特に本体空間ＣＶ１）を形成する金型入子としてのコア型７４ａと、型空間ＣＶ（特にフランジ空間ＣＶ２）を形成する周辺部としての外周型７４ｂとを備える。
　固定金型４２において、型面側の金型部品である型板７１は、図１に示すランナＲＰを形成するランナ凹部７１ｂと、ゲートＧＰを形成するゲート面７１ｃと、外周型７４ｂを挿入するために設けた貫通孔７１ｅとを備える。
　以下、対物レンズ１０のフランジ部１２の寸法等に関する条件について説明する。まず、クビレ部分１３の底の平面ＥＰから微細形状ＦＳの最外周の突起Ｐの頂点Ｐａまでの光軸ＯＡ方向の距離Ａと、クビレ部分１３の底の平面ＥＰから断熱保温部の頂部に相当する突起部分１４の頂面１２ａまでの光軸ＯＡ方向の距離Ｂとの関係について考える。
　本実施形態では、これらの距離の比Ａ／Ｂを０．２５以上０．８５以下としている。比Ａ／Ｂを０．８５以下とすることで、射出成形に際して、型面部分Ｓ１１のうち微細形状ＦＳの最外周の突起Ｐに対応する型面部分を、突起部分１４を形成すべき溶融樹脂によって光軸ＯＡに垂直な外側から十分な余裕をもって確実に覆うことができる。また、比Ａ／Ｂを０．２５以上とすることで、微細形状ＦＳの最外周の突起Ｐの位置をクビレ部分１３に極端に近づけて配置しなくてすむ。
　このため、コア型６４ａの型面部分Ｓ１１に微細形状ＦＳに対応する微細転写構造ＦＴを加工する作業が容易になり、或いは微細形状ＦＳに対応する微細転写構造ＦＴの加工時にコア型６４ａの先端を破損しにくくすることができる。
　次に、微細形状ＦＳの最外周の突起Ｐの頂点Ｐａから光軸ＯＡに直角な半径方向に延びる直線が突起部分１４の内径面１４ａと交差する第１交点Ｉ１までの距離Ｃと、第１交点Ｉ１から光軸ＯＡに直角な半径方向に延びる直線が突起部分１４の外径面１４ｂと交差する第２交点Ｉ２までの距離Ｄとの関係について考える。
　本実施形態では、これらの大小関係がＣ＜Ｄであるものとする。これにより、射出成形に際して、型空間ＣＶのうち突起部分１４に対応するフランジ空間ＣＶ２の窪みＲ２に溜まった溶融樹脂が持つ熱量により、突起部分１４に囲まれる微細形状ＦＳの部分に達した溶融樹脂が周囲から効果的に断熱されるのと同時に暖められ、転写性がさらに向上する。
　次に、上記した第１交点Ｉ１から第２交点Ｉ２まで距離Ｄと、クビレ部分１３の光軸ＯＡ方向の肉厚Ｅとの関係について考える。なお、この肉厚Ｅは、突起部分１４の総厚みＦからクビレ部分１３に比較しての突起量である距離Ｂを引いたものに相当している。
　本実施形態では、これらの大小関係がＥ＜Ｄであるものとする。これにより、射出成形に際して、型空間ＣＶのうち突起部分１４に対応するフランジ空間ＣＶ２の窪みＲ２に溜まった溶融樹脂が持つ熱量により、突起部分１４に囲まれる微細形状ＦＳの部分に達した溶融樹脂が周囲から効果的に断熱されるとともに暖められ、転写性がさらに向上する。
　本実施形態では、さらに、これらの距離の比Ｅ／Ｄを０．６５以上０．８５以下としている。比Ｅ／Ｄを０．８５以下とすることで、射出成形に際して、本体空間ＣＶ１のうち微細形状ＦＳに対応する型空間部分よりも先に突起部分１４に対応するフランジ空間ＣＶ２の窪みＲ２に溶融樹脂が充填され、型面部分Ｓ１１の予熱効果を高めることができる。また、比Ｅ／Ｄを０．６５以上とすることで、突起部分１４に対応するフランジ空間ＣＶ２の窪みＲ２に溶融樹脂が充填された後、溶融樹脂がクビレ部分１３で冷却固化しシールする傾向を抑制しつつ、本体空間ＣＶ１のうち微細形状ＦＳに対応する型空間部分に迅速な充填を行うことができる。
　次に、突起部分１４の内径面１４ａと光軸ＯＡのなす角度θについては、本実施形態において、５°以上４５°以下とする。角度θを５°以上とすることにより、対物レンズ１０の離型時の離型抵抗を小さくすることができる。また、離型抵抗の低減により対物レンズ１０の傾きを抑制でき、傾いたまま離型した際に生じる微細形状ＦＳの変形を防止できる。また、角度θを４５°以下にすることで、上述した距離Ｃが大きくなりすぎることを防止でき、対物レンズ１０の大径化を抑制できる。
　以下、対物レンズ１０の製造方法について簡単に説明する。まず、不図示の金型温度調節機により、可動金型４１と固定金型４２とを適宜加熱する。これにより、両金型４１，４２において型空間ＣＶを形成する金型部分の温度を成形に適する温度状態とする。次に、型開閉駆動装置５１を動作させ、可動金型４１を固定金型４２側に前進させて型閉じ状態とし、型開閉駆動装置５１の閉動作をさらに継続することにより、可動金型４１と固定金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる。
　次に、不図示の射出装置を動作させて、型締めされた可動金型４１と固定金型４２との間の型空間ＣＶ中に、ゲート部分ＧＳ等を介して溶融樹脂を必要な圧力で注入する射出を行わせる。溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後は、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却に伴って溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ。
　次に、型開閉駆動装置５１を動作させて、可動金型４１を後退させ、可動金型４１を固定金型４２から離隔させる型開きを行わせる。この結果、成形品である対物レンズ１０は、可動金型４１に保持された状態で固定金型４２から離型される。
　次に、進退駆動装置５２を動作させて、可動ロッド６７ａ，６７ｂを介してコア型６４ａ及び突き出しピン６５による対物レンズ１０の突き出しを行わせる。この結果、対物レンズ１０が、可動ロッド６７ａ等に付勢されて固定金型４２側に押し出されて、対物レンズ１０が可動金型４１から離型される。なお、両金型４１，４２から離型された対物レンズ１０は、この対物レンズ１０のランナＲＰから延びるスプル部等を把持することによって、成形装置の外部に搬出される。さらに、搬出後の対物レンズ１０は、ゲートＧＰの除去等の外形加工を施されて出荷用の製品とされる。
　図４は、図１の対物レンズ１０を組み込んだ光ピックアップ装置の光学系の構成を概略的に示す図である。
　図示の光ピックアップ装置において、各半導体レーザ８１Ａ，８１Ｂからのレーザ光は、互換型の対物レンズ１０を利用して光情報記録媒体である光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）に照射され、各光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）からの反射光は、互換型の対物レンズ１０を介し、最終的に各光検出器８７Ａ，８７Ｂに導かれる。
　なお、上述の半導体レーザ８１Ａ，８１Ｂや光検出器８７Ａ，８７Ｂのほか、コリメータ系８２Ａ，８２Ｂ、グレーティング８３Ａ，８３Ｂ、偏光ビームスプリッタ８４Ａ，８４Ｂ、ビームエキスパンダ８４Ｇ、サーボレンズ８５Ａ，８５Ｂ、１／４波長板８８Ａ，８８Ｂ、ダイクロイックプリズム８４Ｃ、プリズムミラー８４Ｄ等を含む光学系は、各光ディスクＤＢ，ＤＤ（ＤＣ）に対して情報の記録・再生を行うための光学装置として機能する。
　ここで、第１半導体レーザ８１Ａは、第１光ディスクＤＢの情報再生用のレーザ光（具体的には、ＢＤ用の波長４０５ｎｍ）を発生し、このレーザ光は、対物レンズ１０で集光され、ＮＡ０．８５相当のスポットが情報記録面ＭＢ上に形成される。第２半導体レーザ８１Ｂは、第２光ディスクＤＤ又はＤＣの情報再生用のレーザ光（具体的には、ＤＶＤ用の波長６５５ｎｍ、又はＣＤ用の波長７８０ｎｍ）を発生し、その後レーザ光は、対物レンズ１０で集光され、ＮＡ０．６５（又はＮＡ０．５３）相当のスポットが情報記録面ＭＤ（ＭＣ）上に形成される。
　一方、第１光検出器８７Ａは、第１光ディスクＤＢ（具体的にはＢＤ）に記録された情報を光信号として検出し、第２光検出器８７Ａは、第２光ディスクＤＤ又はＤＣ（具体的にはＤＶＤ又はＣＤ）に記録された情報を光信号として検出する。
　以下、図４の光ピックアップ装置の詳細な構造や具体的な動作について説明する。まず第１光ディスクＤＢを再生する場合、第１半導体レーザ８１Ａから例えば波長４０５ｎｍのレーザ光が出射され、出射された光束は、ビームシェーパやコリメータレンズからなるコリメータ系８２Ａにより平行光束となる。この光束は、グレーティング８３Ａ、偏光ビームスプリッタ８４Ａ、及び１／４波長板８８Ａ等を透過し、ダイクロイックプリズム８４Ｃ及びプリズムミラー８４Ｄを通過した後、対物レンズ１０により第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢに集光される。
　情報記録面ＭＢで情報ビットにより変調されて反射された光束は、再び対物レンズ１０を透過して、ダイクロイックプリズム８４Ｃ等を経て偏光ビームスプリッタ８４Ａに入射し、ここで反射されてサーボレンズ８５Ａにより非点収差が与えられ、第１光検出器８７Ａ上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスクＤＢに記録された情報の読み取り信号が得られる。
　また、第１光検出器８７Ａ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（フォーカス）検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、アクチュエータ９１が、第１半導体レーザ８１Ａからの光束を第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢ上に結像させるように、対物レンズ１０を光軸方向に移動させるとともに、この第１半導体レーザ８１Ａ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１０を光軸に垂直な方向に移動させる。
　次に、第２光ディスクＤＤ又はＤＣを再生する場合、第２半導体レーザ８１Ｂから例えば波長６５５ｎｍのレーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ系８２Ｂにより平行光束となる。この光束は、グレーティング８３Ｂ、偏光ビームスプリッタ８４Ｂ、及び１／４波長板８８Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム８４Ｃ及びプリズムミラー８４Ｄを通過した後、対物レンズ１０により第２光ディスクＤＤ又はＤＣの情報記録面ＭＤ又はＭＣに集光される。
　情報記録面ＭＤ又はＭＣで情報ビットにより変調されて反射された光束は、再び対物レンズ１０を透過して、ダイクロイックプリズム８４Ｃ等を経て偏光ビームスプリッタ８４Ｂに入射し、ここで反射されてサーボレンズ８５Ｂにより非点収差が与えられ、第２光検出器８７Ｂ上に入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスクＤＤ又はＤＣに記録された情報の読み取り信号が得られる。
　なお、第１光ディスクＤＢの場合と同様、第２光検出器８７Ｂ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、アクチュエータ９１により、フォーカシング及びトラッキングのために対物レンズ１０を移動させる。
　なお、以上は光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）から情報を再生する場合の説明であったが、半導体レーザ８１Ａ，８１Ｂの出力を調整すること等により、光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）に情報を記録することもできる。
　また、第２半導体レーザ８１Ｂを２波長型のレーザダイオードとし、対物レンズ１０を３波長互換タイプとするならば、３波長互換型の光ピックアップ装置とすることもできる。
　以上の説明から明らかなように、本実施形態の対物レンズ１０では、フランジ部１２に設けた突起部分１４が、微細形状ＦＳの最外周を光軸ＯＡに垂直な方向の外側から覆うので、射出成形時に金型に形成された型空間ＣＶ内に導入される樹脂は、まずフランジ部１２に設けた突起部分１４のうち樹脂流入口側に対応する型空間部分を充填した後、この突起部分１４に隣接する微細形状ＦＳに対応する型空間部分を充填する。そして、樹脂充填の完了後は、微細形状ＦＳの最外周全体が突起部分１４によって囲まれることになる。
　このように突起部分１４に対応する型空間（具体的には窪みＲ２）に溜まった樹脂によって、可動金型４１のうち微細形状ＦＳの転写のための型面部分Ｓ１１を予熱することで、この微細形状ＦＳに対応する型面部分Ｓ１１の温度低下が抑制される。この結果、予熱によって暖まった微細形状ＦＳに対応する型面部分Ｓ１１に導入された樹脂は、型面部分Ｓ１１の微細形状ＦＳに対応する微細転写構造ＦＴの凹部に入り込み易くなるので、転写性が向上し、対物レンズ１０を提供することができる。
　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、固定金型４２及び可動金型４１で構成される射出成形金型に設ける型空間ＣＶの形状は、微細形状ＦＳの最外周全体が突起部分１４によって囲まれるならば図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。すなわち、コア型６４ａ，７４ａ等によって形成される型空間ＣＶの形状は、単なる例示であり、対物レンズ１０その他の光学素子の用途等に応じて適宜変更することができる。なお、対物レンズ１０の用途は、互換に限らず、例えばＢＤ単独とすることもできる。また、対物レンズ１０の用途は、光ピックアップ装置に限らず、撮像用レンズ等とすることもできる。
　また、対物レンズ１０のフランジ部１２に設ける突起部分１４の形状は、光軸ＯＡのまわりに対称なものである必要はなく、例えば部分的に厚みＦが変化するものであってもよい。
　対物レンズ１０の光学機能部１１に形成する微細形状ＦＳも図示のものに限らず、用途に応じた様々な回折構造等とすることができる。
　１０　対物レンズ
　１１　光学機能部
　１２　フランジ部
　１２ａ　頂面
　１３　クビレ部分
　１４　突起部分
　１４ａ　内径面
　１４ｂ　外径面
　４０　成形金型
　４１　可動金型
　４２　固定金型
　５１　型開閉駆動装置
　５２　進退駆動装置
　６１，７１　型板
　６３，７２　取付板
　６４ａ，７４ａ　コア型
　６８　進退部材
　８１Ａ，８１Ｂ　半導体レーザ
　８４Ａ，８４Ｂ　偏光ビームスプリッタ
　８４Ｃ　ダイクロイックプリズム
　８７Ａ，８７Ｂ　光検出器
　９１　アクチュエータ
　ＣＶ　型空間
　ＣＶ１　本体空間
　ＣＶ２　フランジ空間
　ＦＣ　流路空間
　ＦＳ　微細形状
　ＧＰ　ゲート
　Ｉ１　第１の交点
　Ｉ２　第２の交点
　ＯＡ　光軸
　ＯＳ１，ＯＳ２　光学面
　Ｐ　突起
　Ｐａ　頂点
　ＰＳ１，ＰＳ２　パーティング面
　Ｓ１，Ｓ２　転写面
　Ｓ１１　型面部

Claims (7)

  1. 　光学面に微細形状を設けた光学機能部と、前記光学機能部の周囲に設けられるフランジ部とを有し、前記フランジ部の外周縁に対応する部位から型空間内に導入された樹脂によって射出成形される光学素子であって、
    　前記フランジ部は、前記光学面側に突出する断熱保温部を有し、
    　前記断熱保温部は、前記光学面に設けられた微細形状の最外周を光軸に垂直な方向の外側から覆うことを特徴とする光学素子。
  2. 　前記断熱保温部は、前記フランジ部に沿って環状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記フランジ部のうち前記光学機能部との境界に設けられたクビレ部分の底から前記断熱保温部によって覆われる微細形状の先端頂点までの光軸方向の距離Ａと、前記クビレ部分の底から前記断熱保温部の頂部までの光軸方向の距離Ｂとに関して、比Ａ／Ｂは、０．２５以上０．８５以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  4. 　前記断熱保温部によって覆われる微細形状の最外周の先端頂点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が前記断熱保温部の内径面と交差する第１交点までの距離Ｃと、前記第１交点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が前記断熱保温部の外径面と交差する第２交点までの距離Ｄとに関して、Ｃ＜Ｄの関係が成り立つことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  5. 　前記断熱保温部によって覆われる微細形状の先端頂点から光軸に直角な半径方向に延びる直線が前記断熱保温部の内径面と交差する第１交点から、前記直線が前記断熱保温部の外径面で交差する第２交点までの距離Ｄと、前記フランジ部のうち前記光学機能部との境界に設けられたクビレ部分の光軸方向の肉厚Ｅとに関して、Ｅ＜Ｄの関係が成り立つことを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
  6. 　比Ｅ／Ｄは、０．６５以上０．８５以下であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
  7. 　前記断熱保温部の内径面と光軸とのなす角度θは、５°以上４５°以下であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光学素子。
PCT/JP2010/064156 2009-09-30 2010-08-23 光学素子 WO2011040148A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010800424085A CN102548724A (zh) 2009-09-30 2010-08-23 光学元件
JP2011534141A JPWO2011040148A1 (ja) 2009-09-30 2010-08-23 光学素子
US13/498,507 US20120182625A1 (en) 2009-09-30 2010-08-23 Optical Element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009226675 2009-09-30
JP2009-226675 2009-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011040148A1 true WO2011040148A1 (ja) 2011-04-07

Family

ID=43825981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/064156 WO2011040148A1 (ja) 2009-09-30 2010-08-23 光学素子

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120182625A1 (ja)
JP (1) JPWO2011040148A1 (ja)
CN (1) CN102548724A (ja)
WO (1) WO2011040148A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014050537A1 (ja) * 2012-09-27 2016-08-22 コニカミノルタ株式会社 光通信用のレンズ、光通信モジュール及び成形金型

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012250510A (ja) * 2011-06-06 2012-12-20 Seiko Epson Corp 射出成形金型、射出成形品及び射出成形方法
JP6179522B2 (ja) * 2012-09-18 2017-08-16 コニカミノルタ株式会社 成形金型、光学素子の製造方法、及び光学素子
CN113442380A (zh) * 2021-06-21 2021-09-28 江西晶超光学有限公司 注塑模具

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05131505A (ja) * 1992-05-19 1993-05-28 Ricoh Co Ltd 射出成形品
JP2005132002A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Konica Minolta Opto Inc 光学素子
JP2006150902A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Enplas Corp 光学素子および光学素子成形用金型ならびに光学素子の製造方法
JP2007245685A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子成形金型および光学素子
JP2007326371A (ja) * 2007-08-20 2007-12-20 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子製造方法及び光学素子製造用金型

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05131505A (ja) * 1992-05-19 1993-05-28 Ricoh Co Ltd 射出成形品
JP2005132002A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Konica Minolta Opto Inc 光学素子
JP2006150902A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Enplas Corp 光学素子および光学素子成形用金型ならびに光学素子の製造方法
JP2007245685A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子成形金型および光学素子
JP2007326371A (ja) * 2007-08-20 2007-12-20 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子製造方法及び光学素子製造用金型

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014050537A1 (ja) * 2012-09-27 2016-08-22 コニカミノルタ株式会社 光通信用のレンズ、光通信モジュール及び成形金型

Also Published As

Publication number Publication date
CN102548724A (zh) 2012-07-04
JPWO2011040148A1 (ja) 2013-02-28
US20120182625A1 (en) 2012-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4992105B2 (ja) 樹脂成形用金型及び光学素子製造方法
WO2011040148A1 (ja) 光学素子
JP5120525B2 (ja) 光学素子の製造方法及び光学素子
WO2010116804A1 (ja) レンズ
KR100813209B1 (ko) 디스크 기판 사출 성형용 금형 장치 및 디스크 기판 픽업 장치
CN103140341A (zh) 光学元件的制造方法
JP4407148B2 (ja) 光学素子の製造方法及び装置並びに光学素子
WO2013094173A1 (ja) 対物レンズ、光ピックアップ、光ディスク装置、樹脂成形用金型及び対物レンズの製造方法
JP4678126B2 (ja) プラスチックレンズの製造方法
WO2009096230A1 (ja) 光学素子の製造方法及び光学素子
JP2008234724A (ja) 複合対物レンズ成形金型、複合対物レンズ、及び光ピックアップ装置
JP2007237407A (ja) ディスク基板の成形方法およびブルーレイディスク
JP5716755B2 (ja) 対物レンズの製造方法及び成形金型
JP5733388B2 (ja) 対物レンズ及び対物レンズの製造方法並びに成形金型
WO2012133596A1 (ja) 光学素子、成形金型、及び光学素子の製造方法
KR100582955B1 (ko) 비대칭 상하구조의 중앙홀을 갖는 고밀도 광디스크 및 그 제조방법
WO2012118041A1 (ja) 光学素子、成形金型、及び光学素子の製造方法
JP2008234738A (ja) 複合対物レンズ及び光ピックアップ装置
JP2008234726A (ja) 複合対物レンズ成形金型、複合対物レンズ、及び光ピックアップ装置
KR100944992B1 (ko) 정보 영역의 두께와 클램핑 영역의 두께가 서로 다르게형성된 고밀도 광디스크와, 그에 따른 광디스크 장치
JP2006255942A (ja) 光ディスク基板成形用金型装置
JP5716754B2 (ja) 対物レンズの製造方法及び成形金型
JP2002307488A (ja) 情報記録ディスク基板の成形方法及び成形用金型
JP2007226888A (ja) ディスク基板の成形金型、ディスク基板、および光ディスク製品
WO2013039241A1 (ja) 光学素子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080042408.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10820268

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011534141

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13498507

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10820268

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1