JP2004020905A - Manufacturing method of optical part - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an optical part in which a process for manufacturing the optical part by combining a plurality of optical parts can be simplified . <P>SOLUTION: A second optical material is shaped by using an optical material shaped in a first shaping step as a pattern. As a result, the optical part formed by combining a first optical part consisting of a first optical material shaped in the first shaping step and a second optical part consisting of the second optical material shaped in a second shaping step can be manufactured. Since the second optical part is formed using the first optical part as a pattern, alignment and lamination of the first and the second optical members are not needed. Thus, the process for manufacturing the optical member is simplified. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学部品の製造方法に関し、特に複数の光学材料を組み合わせて構成される光学部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の光学部品は、一般に金型を用いて光学材料を加熱整形することで製造される。
ここで、複数の光学部品を貼り合わせて光学部品が構成される場合がある。例えば、色消しレンズは、異なる光学材料からなるレンズを貼り合わせて製造される場合が多い。この場合には、複数の光学部品の位置合わせ、および貼り合わせが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光学部品同士の位置合わせ、貼り合わせは必ずしも容易ではない。特に小型、あるいは精度が要求される光学部品においては、位置合わせに要求される精度も高い。このため、位置合わせに時間、労力を要する場合もある。
また、広い波長範囲で高い集光性能を必要とする場合、貼り合わせる面に対しても複雑な面形状が必要となるが、一般に球面形状以外は用いることが困難である。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
Ａ．上記目的を達成するために本発明に係る光学部品の製造方法は、第１の光学材料を整形する第１の整形工程と、前記第１の整形工程で整形された前記第１の光学材料を型として用いて、第２の光学材料を整形する第２の整形工程と、を具備することを特徴とする。
第１の整形工程で整形された光学材料を型として用いて、第２の光学材料を整形する。この結果、第１の整形工程で整形された第１の光学材料からなる第１の光学部品と第２の整形工程で整形された第２の光学材料からなる第２の光学部品とを組み合わせた光学部品を製造することができる。
第２の光学部品が第１の光学部品を型とし作製されるので、第１、第２の光学部品の位置合わせ、貼り付けを行う必要がない。この結果、光学部品の製造工程が簡略化される。
【０００５】
（１）ここで、前記第２の整形工程が、前記第２の光学材料を加熱する工程を有してもよい。
このときには、前記第１の光学材料のガラス転移点が前記第１の光学材料のガラス転移点より大きいこととして、ガラス転移点の差を利用することで、整形された第１の光学材料を第２の光学材料の整形のための型として用いることができる。
【０００６】
（２）前記第１の整形工程が、複数の型を用いて行われてもよい。
このときには第２の整形工程が、前記第１の整形工程で用いられた複数の型のいずれかを他の型と交換することができる。この結果、第２の光学材料を多様な形状に整形することができる。
【０００７】
（３）第２の整形工程が、前記第１、第２の光学材料を互いに接合する工程を有してもよい。
第２の整形工程によって第１、第２の光学材料を接合することで、張り合わせ面が非球面形状のような、通常張り合わせが困難な面形状に対しても容易に張り合わせが可能となる。
（４）製造できる光学部品の一例として、組み合わせレンズ、組み合わせプリズムを挙げることができるが、これには限られることなく、多様な光学部品の製造が可能である。
【０００８】
Ｂ．本発明に係る光学部品の製造方法は、第１の光学材料を整形する第１の整形工程と、第２の光学材料を整形する第２の整形工程と、前記第１，第２の整形工程で整形された第１、第２の光学材料を型として用いて、第３の光学材料を整形する第３の整形工程と、を具備することを特徴とする。
第１、第２の整形工程で整形された光学材料を型として用いて、第３の光学材料を整形する。第３の光学部品が第１、第２の光学部品を型として作成されるので、第１、第２の光学部品への第３の光学部品への位置合わせ、貼り付けを行う必要がない。この結果、光学部品の製造工程が簡略化される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず本発明に係る製造方法で製造できる光学部品の一例として、光記録媒体に光を集光するための対物レンズを説明する。
図１は、光記録媒体２０に光を集光するための対物レンズ１０を表す側面図である。対物レンズ１０は、光記録媒体２０に対向して配置され、光記録媒体２０の記録面２１への光の集束および記録面２１から反射された光の集光を行う。対物レンズ１０は、後述する光記録媒体再生装置１００の光学系と略平行光で光学的に接続される。
なお、Ｄは入射瞳径を、Ｌは対物レンズ１０上面から記録面２１までの距離を、ｔは光記録媒体２０の板厚をそれぞれ表し、この具体的な数値は後述する。
【００１０】
対物レンズ１０は、光源側の第１のレンズ１１，光記録媒体２０側の第２のレンズ１２から構成される。第１、第２のレンズ１１，１２を組み合わせることで、複数の波長に対して光学特性をほぼ一致させている（いわゆる色消しレンズを構成）。複数の波長の光による光記録媒体２０からの情報の読み取り、書き込みを共通の対物レンズ１０で行えるようにするためである。この結果、多波長方式の光記録媒体再生装置１００の光学系を簡略化することが可能となる。
【００１１】
第１のレンズ１１は、光源側（光の入射側）に球面あるいは非球面の凸面１１ａを、光記録媒体２０側（光の集光側）に球面あるいは非球面の凸面１１ｂをそれぞれ有し、クラウン系のガラスから構成される。
第２のレンズ１２は、凸面１１ｂに対応する形状を有し、凸面１１ｂに密着する凹面１２ａ、および光記録媒体２０側の球面あるいは非球面の凸面１２ｂを有し、フリント系のガラスから構成される。
【００１２】
第１、第２のレンズ１１，１２で異なる材料を用いているのは、異なるアッベ数（異なる波長分散特性）を有する材料を組み合わせて、複数の波長で屈折率等の光学特性を一致させるためである。
第１、第２のレンズ１１，１２が密着されているのは、この境界における反射を低減する等のためである。なお、ここでは、第１、第２のレンズ１１，１２が、接着剤等を介さず、それ自体により直接的に密着されている。
【００１３】
（対物レンズ１０の製造方法）
第１、第２のレンズ１１，１２は金型を用いて製造することが可能である。ここでは、第１、第２のレンズ１１，１２の一方を型に用いて他のレンズを製造する方法を示す。
図２は、対物レンズ１０の製造方法の一例を表すフロー図である。また、図３〜８は対物レンズ１０を製造する手順中の金型等の状態を表す断面図である。
【００１４】
ここでは、第１のレンズ１１よりも第２のレンズ１２を先に製造する場合を説明する。このため、第１のレンズ１１の構成材料よりも第２のレンズ１２の構成材料の方がガラス転移点Ｔｇが高いこととする。先に製造するレンズについて、ガラス転移点Ｔｇが高い材料を用いることで、その後のレンズの製造の際に、先に製造されたレンズを型として用いることができる。
以下、判り易くするために、これらのレンズ１１，１２を製造する順番に第１、第２の光学部品ＯＣ１，ＯＣ２と呼ぶことにする。
【００１５】
（１）第１、第２の金型への第１のプリフォームの組み込み（ステップＳ１１、図３）
図３には、第１、第２の金型として、それぞれ第１の上金型Ｍｕ１、下金型Ｍｄを用いた場合を示している。
本図では、金型は上側の第１の上金型Ｍｕ１、下側の下金型Ｍｄ、側面側の胴型Ｍｓが組み合わされて、第１の光学部品ＯＣ１の形状に対応している。第１の上金型Ｍｕ１、下金型Ｍｄが上下に組み合わされ、その側面を胴型Ｍｓで保持している。なお、第１の上金型Ｍｕ１は、胴型Ｍｓ内を上下にスライドすることができる。
【００１６】
第１のプリフォームＰＦ１の型への組み込みは、例えば上金型Ｍｕ１が胴型Ｍｓから引き抜かれた状態で、下金型Ｍｄ上に第１のプリフォームＰＦ１を載置し、その後に胴型Ｍｓ内に第１の上金型Ｍｕ１を挿入することで行える。
なお、第１のプリフォームＰＦ１は、第１の光学部品ＯＣ１の構成材料そのものである。これは、必要に応じて複数の材料を混合、融解した原料液体を、第１の光学部品ＯＣ１の大きさに対応するようにその量を区分した後、冷却、硬化されたものである。
【００１７】
（２）第１、第２の金型による第１のプリフォームの整形（ステップＳ１２，図４）
第１のプリフォームＰＦ１を加熱することで軟化させ、整形を行う。この加熱整形によって、第１のプリフォームＰＦ１が第１の光学部品ＯＣ１の形状に整形される。
【００１８】
具体的には、第１のプリフォームＰＦ１をヒータ、赤外線等の加熱手段で加熱し、軟化させる。このように第１のプリフォームＰＦ１が軟化等した状態で第１の上金型Ｍｕ１、下金型Ｍｄ間の距離を接近させ、第１のプリフォームを加圧する。その結果、第１のプリフォームＰＦ１は第１の上金型Ｍｕ１の下面、下金型Ｍｄの上面の形状に対応するように整形される。
整形された第１のプリフォームＰＦ１が冷却、硬化されることで、第１の光学部品ＯＣ１が製造される。
以上のように、第１のプリフォームＰＦ１から第１の光学部品ＯＣ１が製造される。
【００１９】
（３）第２のプリフォームＰＦ２の組み込み（ステップＳ１３、図５〜６）
このステップでは、第２のプリフォームＰＦ２の組み込みと共に、第１、第３の金型の交換が行われる。
【００２０】
このステップは、さらに以下の▲１▼〜▲３▼のステップに細分化される。
▲１▼第１の金型の取り外し（図５）
第１の光学部品ＯＣ１の作成が完了した後に、第１の金型（図では第１の上金型Ｍｕ１）を胴型Ｍｓから引き抜いて取り外す。この結果、下金型Ｍｄ上に第１の光学部品ＯＣ１が載置された状態になる。
【００２１】
▲２▼第２のプリフォームの設置
第２のプリフォームＰＦ２が第１の光学部品ＯＣ１上に載置される。
なお、第２のプリフォームＰＦ２は、第２１の光学部品ＯＣ２の構成材料そのものであり、第１のプリフォームＰＦ１とほぼ同様の手法で作成できる。
【００２２】
▲３▼第３の金型の取付（図６）
第３の金型（図では、第２の上金型Ｍｕ２）が胴型Ｍｓに挿入される。
以上のようにして、第２のプリフォームＰＦ２が第３の金型（第２の上金型Ｍｕ２）と第１の光学部品ＯＣ１との間に配置される（第２のプリフォームＰＦ２の金型への組み込み）。
【００２３】
（４）第３の金型および第１の光学部品ＯＣ１による第２のプリフォームの整形（ステップＳ１４，図７）
第２のプリフォームＰＦ２を加熱することで軟化させ、整形を行う。この加熱整形によって、第２のプリフォームＰＦ２が第２の光学部品ＯＣ２の形状に整形される。
このとき、第１の光学部品ＯＣ１の構成材料のガラス転移点Ｔｇが第２のプリフォームＰＦ２の構成材料のガラス転移点Ｔｇより充分高いことから、第１の光学部品ＯＣ１は軟化されない。このため、第１の光学部品ＯＣ１は第２のプリフォームＰＦ２の下金型として機能する。
【００２４】
具体的には、第２のプリフォームＰＦ２を加熱し、軟化させる。このように第２のプリフォームＰＦ２が軟化等した状態で第３の金型（第２の上金型Ｍｕ２）、第１の光学部品ＯＣ１間の距離を接近させ、第２のプリフォームＰＦ２を加圧する。その結果、第２のプリフォームＰＦ２は第２の上金型Ｍｕ２の下面、第１の光学部品ＯＣ１の上面の形状に対応するように整形される。
整形された第２のプリフォームＰＦ２が冷却、硬化されることで、第２の光学部品ＯＣ２が製造される。
【００２５】
以上のように、第２のプリフォームＰＦ２から第２の光学部品ＯＣ２が製造される。このとき第２のプリフォームＰＦ２の下面は、第１の光学部品ＯＣ１の上面に対応する形状になり、かつ第１の光学部品ＯＣ１と密着した状態になる。
【００２６】
（５）光学部品１，２の取り出し（ステップＳ１５，図８）
第２の光学部品ＯＣ２は、充分冷却された後に、第１の光学部品ＯＣ１と密着した状態で金型から外され取り出される。
この取り出しは、例えば第２の上金型Ｍｕ２を胴型Ｍｓから引き抜くことで行える。
第１、第２の光学部品ＯＣ２は、組み合わせレンズ（第２，第１のレンズ１２，１１）として対物レンズ１０を構成する。
【００２７】
金型から取り出された対物レンズ１０は、整形時に起因する内部応力が残留している可能性がある。対物レンズ１０内の内部応力はその光学特性を劣化させる要因となるので、必要に応じてアニーリングを行い残留する内部応力を開放する。具体的には、対物レンズ１０をガラス転移点より低い温度まで昇温し、その後徐々に冷却する
以上のようにして、対物レンズ１０が製造される。
【００２８】
（対物レンズ１０の具体例）
次に対物レンズ１０の具体的構成例を説明する。
ここでは、対物レンズ１０の使用波長λは４００ｎｍ（λ１）および６５０ｎｍ（λ２）とする。
【００２９】
波長λ１は光記録媒体２０への読み書きを高分解能で行えるようにして光記録媒体２０の大容量化を図るためのものである。一方、波長λ２はＤＶＤで通常用いられている波長であり、従来のＤＶＤとの互換性を持たせるためのものである（光記録媒体２０に従来のＤＶＤのディスクを用いた場合にその読み書きが可能）。
このとき、波長λ１、λ２のいずれにおいても、光記録媒体２０は通常のＤＶＤのディスクと形状、材質が同一のものを想定している。具体的には、光記録媒体２０として、基板厚ｔのポリカーボネート製のディスクを想定することとする。これは、従来のＤＶＤのディスクとの互換性を考慮したものである。
【００３０】
対物レンズ１０は、第１、第２のレンズ１１，１２を組み合わせることで、波長λ１，λ２の双方に対して開口数ＮＡが０．６５となることを想定する。一方、光源側は平行光として無限系とした。
開口数ＮＡを０．６５としたのは、従来のＤＶＤとの互換性を考慮したものである。
【００３１】
設計例の全体を以下に示す。なお、参考のため光記録媒体の一部にＣＤに関する仕様を示している。

【００３２】
ガラス材料ＳＫ１１、ＳＦ１１はＳＣＨＯＴＴ社の製品番号であり、屈折率ｎｄ、アッベ数ｖｄ、ガラス転移点Ｔｇ［℃］は以下のようになっている。
ＳＫ１１：ｎｄ＝１．５６３８４，ｖｄ＝６０．８，Ｔｇ＝６０４
ＳＦ１５：ｎｄ＝１．６９８９５，ｖｄ＝３０．１，Ｔｇ＝４５５
ただし、ここでのガラス材料の組み合わせは、光学的な仕様からのみ考えられるもので、ガラス転移点と本発明で説明される製造方法には必ずしも順じたものではない。これは次に示すＯＨＡＲＡ社の提供する材料の場合も同様である。
【００３３】
また、この組み合わせに替えてＯＨＡＲＡ社の提供する材料を用いることもできる。次にこの組み合わせ▲１▼〜▲４▼を示す。なお、いうまでもなく、ＳＣＨＯＴＴ社、ＯＨＡＲＡ社以外から提供される光学材料を適宜に用いることも可能である。
▲１▼ＢＡＬ３５（ＳＫ１１に替えて）、ＴＩＭ２８（ＳＦ１５に替えて）
▲２▼ＢＡＬ３５（ＳＫ１１に替えて）、ＬＡＨ５３（ＳＦ１５に替えて）
▲３▼ＢＡＬ４２（ＳＫ１１に替えて）、ＴＩＭ２８（ＳＦ１５に替えて）
▲４▼ＢＡＬ４２（ＳＫ１１に替えて）、ＬＡＨ５３（ＳＦ１５に替えて）
【００３４】
これらのガラス材料の屈折率ｎｄ、アッベ数ｖｄ、ガラス転移点Ｔｇ［℃］は以下のようになっている。
（１）ＢＡＬ３５
Ｓ−ＢＡＬ３５：ｎｄ＝１．５８９１３，ｖｄ＝６１．２，Ｔｇ＝６９９
Ｌ−ＢＡＬ３５：ｎｄ＝１．５８９１３，ｖｄ＝６１．２，Ｔｇ＝５２７
【００３５】
（２）ＢＡＬ４２
Ｓ−ＢＡＬ４２：ｎｄ＝１．５８９１３，ｖｄ＝５９．４，Ｔｇ＝５５０
Ｌ−ＢＡＬ４２：ｎｄ＝１．５８９１３，ｖｄ＝５９．４，Ｔｇ＝５０６
【００３６】
（３）ＴＩＭ２８
Ｓ−ＴＩＭ２８：ｎｄ＝１．６８８９３，ｖｄ＝３１．１，Ｔｇ＝６１１
Ｌ−ＴＩＭ２８：ｎｄ＝１．６８８９３，ｖｄ＝３１．１，Ｔｇ＝５０４
【００３７】
（４）ＬＡＨ５３
Ｓ−ＬＡＨ５３：ｎｄ＝１．８０６１０，ｖｄ＝４０．９，Ｔｇ＝６１０
Ｌ−ＬＡＨ５３：ｎｄ＝１．８０６１０，ｖｄ＝４０．９，Ｔｇ＝５７４
なお、それぞれのガラス材料におけるＬ、Ｓは、Ｌ：低ガラス転移点対応品、Ｓ：通常品をそれぞれ表している。
【００３８】
ここで、クラウン系ガラスのガラス転移点をＴｇ（Ｋ）、フリント系ガラスのガラス転移点をＴｇ（Ｆ）としたときに、Ｔｇ（Ｋ）＜Ｔｇ（Ｆ）の組み合わせを選択することで、前述のような第２のレンズ１２を型に用いた第１のレンズ１１の整形が可能となる。次にこの組み合わせを示す。
【００３９】
▲１▼Ｌ−ＢＡＬ３５（Ｔｇ＝５２７）とＳ−ＴＩＭ２８（Ｔｇ＝６１１）
▲２▼Ｌ−ＢＡＬ３５（Ｔｇ＝５２７）とＳ−ＬＡＨ５３（Ｔｇ＝６１０）またはＬ−ＬＡＨ５３（Ｔｇ＝５７４）
▲３▼Ｌ−ＢＡＬ４２（Ｔｇ＝５０６）とＳ−ＴＩＭ２８（Ｔｇ＝６１１）
▲４▼Ｌ−ＢＡＬ４２（Ｔｇ＝５０６）とＳ−ＬＡＨ５３（Ｔｇ＝６１０）またはＬ−ＬＡＨ５３（Ｔｇ＝５７４）
【００４０】
これら▲１▼〜▲４▼の組み合わせからＢＡＬ４２，ＴＩＭ２８の組み合わせに基づく設計例２を示す。

【００４１】
図９は、設計例２の場合における像高と波面収差の関係を表すグラフである（光の波長６５０ｎｍ、４００ｎｍ）。
ここで、実線が波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡ０．６５，板厚ｔ０．６ｍｍの場合（短波長対応）を、破線が波長６５０ｎｍ、開口数ＮＡ０．６５，板厚ｔ０．６ｍｍの場合（ＤＶＤ対応）を、一点鎖線が波長７８０ｎｍ、開口数ＮＡが０．４５，板厚ｔが１．２ｍｍの場合（ＣＤ対応）をそれぞれ示している。
【００４２】
図９から波長が４０５ｎｍ、６５０ｎｍいずれの場合でも像高特性（像高に対する波面収差の変化）は実用的な範囲であることが判る。また、図２の一点鎖線は、設計例２が本来４００ｎｍ、６５０ｎｍの波長において板厚ｔが１．２ｍｍの光記録媒体２０を用いることを想定しているにも拘わらず、ＣＤ用の光記録媒体２０を用いた場合（波長７８０ｎｍ、板厚ｔ１．２ｍｍ）でも波面収差が０．２λより小さいの範囲にあることが判る。同波長で発生する収差は主として球面収差であるが、これは、後述する球面収差補正素子１２５を用いることで充分に補正できる範囲内であり、設計例２はＣＤ用としても実用的な範囲にあることが判る。
【００４３】
以上を纏めると対物レンズ１０は以下のように構成することができる。
（１）例えば、同一材料（例えば、ポリカーボネート）、同一板厚ｔ（例えば、０．６ｍｍ）の光記録媒体２０に対して、２つの波長（例えば、波長６５０ｎｍ、４００ｎｍ）いずれの波長にも適する光学特性を有するようにすることができる。また、この２つの波長いずれに対しても開口数ＮＡが同程度（例えば、０．６〜０．６５程度）に設定することができる。
具体的には、６５０ｎｍの波長域において、各種ＤＶＤフォーマットの読み書きを行えるようにすることができる。また、通常のＤＶＤと同一材料、同一板厚の光記録媒体２０について波長が４００ｎｍ帯での再生等を可能とすることができる。
【００４４】
さらに、複数の記録層を有する光記録媒体２０に対応させることができる。具体的には、２０〜５０ｎｍ程度の間隔で２層化されたＤＶＤフォーマットへの対応（波長：６５０ｎｍ中心）あるいはこれと物理的に同等のディスクに対して異なる波長（波長：４００ｎｍ中心）での読み書きを可能とすることができる。
【００４５】
これに加えて、第３の波長への対応を可能にすることが好ましい。例えば、ＣＤフォーマットのディスクに対して、７８０ｎｍでの読み書きを可能とすることができる。これは、既述のように、球面収差補正素子を併用することでより効果的に行うことができる。
【００４６】
（２）対物レンズ１０は、クラウンガラス、フリントガラスを構成材料とする第１，第２のレンズ１１，１２を組み合わせることで、波長特性を制御し、２つの波長に対応する特性とすることができる。
クラウン系ガラスとして、屈折率が１．５５以上１．６以下、アッベ数が５８以上６２以下の材料を、フリント系ガラスとして屈折率が１．６８以上１．８２以下、アッベ数が３０以上４１以下の材料をそれぞれ選択することができる。具体的には、第１，第２のレンズ１１，１２にＯＨＡＲＡ社のＢＡＬおよびＴＩＭを材料として用いることができる。
【００４７】
（３）第１，第２のレンズ１１，１２は、貼り合わせた構成とすることができる。このときには、第１，第２のレンズ１１，１２を構成する材料にガラス転移点が異なるものを用いることで、１番目に作成したレンズを２番目に作製するレンズの型として用いることができる。このようにすると２つのレンズの張り合わせ作業が不要になり、２回のガラスモールド作業のみで対物レンズ１０を製造できる。
この場合に、第１，第２のレンズ１１，１２を構成する材料のガラス転移点の差がある程度大きい方が好ましい。例えば、ガラス転移点の差が３０℃以上、より好ましくは４０℃以上、さらに好ましくは５０℃以上の材料の組み合わせを選択できる。
なお、第１，第２のレンズ１１，１２を貼り合わせない構成とすることも可能である。
第１，第２のレンズ１１，１２の貼り合わせ面は、非球面形状のような、通常、貼り合わせが困難な面形状に対しても、容易に貼り合わせが可能である。これにより、より広範囲な複数の波長に対してきわめて良好な集光性能を達成することが可能である。
【００４８】
（光記録媒体再生装置１００の全体構成）
図１０は光記録媒体再生装置１００の全体的な構成を表す模式図である。本図に示すように光記録媒体再生装置１００は、第１の波長λ１の光学系として、光源（Ｌｉｇｈｔ　Ｓｏｕｒｃｅ）１１１、コリメータレンズ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ　Ｌｅｎｓ）１１２，アナモルフィックプリズム（Ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ　Ｐｒｉｓｍ）１１３，１１４を有する。また、第２の波長λ２の光学系として、光源１２１、コリメータレンズ１２２，アナモルフィックプリズム１２３，１２４、球面収差補正素子（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）１２５を有する。
【００４９】
さらに、光記録媒体再生装置１００は、ダイクロイックコンバイナ（ＤｉｃｈｒｏｉｃＣｏｍｂｉｎｅｒ）１３１，偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１３２、アフォーカル光学系１３３，１／４波長板（ＱＷＰ：Ｑｕａｒｔｅｒ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｐｌａｔｅ）１３３、対物レンズ１０、光記録媒体２０、コンデンサーレンズ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　Ｌｅｎｚ）１４１，受光ユニット３０，モニタＰＤ（Ｆｒｏｎｔ　ｍｏｎｉｔｏｒ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）１５１を有する。
【００５０】
光記録媒体再生装置１００は、光記録媒体２０の全面から情報を読み出すために、光源１１１、１２１から出射した光ビームを光記録媒体２０上で走査する走査手段（図示せず）を有している。例えば、光記録媒体２０を回転し、かつ対物レンズ１０を光記録媒体２０の回転中心に対して半径方向に移動可能とすることで、対物レンズ１０から出射された光により光記録媒体２０のほぼ全面を走査することが可能となる。
【００５１】
光記録媒体２０としては、ＤＶＤの規格で定められたディスクのいずれをも用いることができる。例えば、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭのような波長６５０ｎｍで開口数ＮＡが０．６〜０．６５程度の光学系に対応したものを用いることができる。また、４００ｎｍでも同様に開口数ＮＡが０．６〜０．６５程度の光学系に対応したものを用いることができる。
光記録媒体２０としては、さらに２０〜５０ｎｍ程度の間隔で２層化されたＤＶＤフォーマットのディスクおよびこれとほぼ同様の物理的構成を有する４００ｎｍ帯用のディスクが含まれる。
さらに、７８０ｎｍ帯のＣＤ用ディスクおよびこれに準拠したディスクを含めることができる。ただし、色素６５０ｎｍに対して感度の良い色素系ディスクは含まれない。即ち、７８０ｎｍ帯で開口数ＮＡが０．４５〜０．５、板厚１．２ｍｍのディスクが含まれる。この場合、球面収差補正素子１２５を用いて光学系のさらなる適正化を図ることが好ましい。
なお、上記色素系ディスク（例えばＣＤ−Ｒ）を含む場合は，第３の光源（波長７８０ｎｍ）を必要とする。
【００５２】
光源１１１は、波長λ１が例えば４００ｎｍの半導体レーザである。波長を短くした方が光記録媒体２０からの読み出しを高分解能で行える。
【００５３】
コリメータレンズ１１２は，光源１１１から出射された光を略平行光に変換する。
アナモルフィックプリズム１１３，１１４は、アナモルフィック光学系を構成し、コリメータレンズ１１２から出射した光をダイクロイックコンバイナ１３１に対応する形状に変換する。
【００５４】
光源１２１は、波長λ２が例えば６５０ｎｍの半導体レーザである。従来のＤＶＤとの互換性を確保するためである。
コリメータレンズ１２２、アナモルフィックプリズム１２３，１２４は、第１の波長の光学系のコリメータレンズ１１２等と波長が異なる他は本質的に異なるものではないので、説明を省略する。
球面収差補正素子１２５は、球面収差を補正して光記録媒体２０に適切に光を集束するための光学素子であり、例えば液晶素子を用いて構成できる。なお、球面収差補正素子１２５は、７８０ｎｍ帯のＣＤ規格に準じたディスクの再生時に用いられる。
【００５５】
ダイクロイックコンバイナ１３１は、複数の波長の光を結合する光学素子であり、ここでは光源１１１，１２１から出射した光を結合している。
偏光ビームスプリッタ１３２は、所定の偏光成分の光を透過し、他の偏光成分の光を反射する光学素子である。これは波長λ１，λ２の双方で同等の光学特性を有することが好ましい。
アフォーカル光学系１３３は、一対のレンズから構成され、このレンズ間の距離を変化することで、光源１２１から出射した光が光記録媒体２０上に集光する集光位置を調節し、読み取り等を行う深さ方向位置の選択等を可能とする。
１／４波長板１３４は、直交する偏光成分に互いに１／４波長の位相差を付与する光学素子である。これは波長λ１，λ２の双方で同等の光学特性を有することが好ましい。
【００５６】
対物レンズ１０は、前述のように光源１１１，１２１からの光（波長λ１，λ２）のいずれにも適した光学特性を有するように調整されている。
コンデンサーレンズ１４１は，受光ユニット３０に光を集束する。
モニタＰＤ１５１は、光源１１１，１２１からの出力をモニタする。
【００５７】
（光記録媒体再生装置１００の動作）
光源１１１から発した波長λ１の光は、コリメータレンズ１１２で略平行光に変換され、アナモルフィックプリズム１１３，１１４で整形され、ダイクロイックコンバイナ１３１に入射する。
光源１２１から発した波長λ２の光は、コリメータレンズ１２２で略平行光に変換され、アナモルフィックプリズム１２３，１２４で整形され、球面収差補正素子１２５を経由して、ダイクロイックコンバイナ１３１に入射する。
【００５８】
以上のようにダイクロイックコンバイナ１３１には、波長λ１，λ２の光双方が入射する。ダイクロイックコンバイナ１３１から、これらの光が混合して出射され、偏光ビームスプリッタ１３２に入射する。
偏光ビームスプリッタ１３２を通過したビームは、アフォーカル光学系１３３を通過し、１／４波長板１３４によって円偏光に変換される。この円偏光は対物レンズ１０で光記録媒体２０の記録面２１に集束される。なお、偏光ビームスプリッタ１３２に入射した光の一部は、ＰＢＳ面で反射され、モニタＰＤ１５１に入射することで出力がモニタされる。
【００５９】
光記録媒体２０に入射した光は記録面２１で反射され、入射したときとは逆回りの円偏光の戻り光となる。この戻り光は、対物レンズ１０を経由し、１／４波長板１３４で入射時とは向きが直交する直線偏光に変換される。この直線偏光は、アナモルフィック光学系１３３を経由し、偏光ビームスプリッタ１３２のＰＢＳ面で反射され、コンデンサーレンズ１４１により受光ユニット３０に収束され、ＲＦ信号等が生成される。この結果、光記録媒体２０からの情報の読み出し（再生）が行われる。
【００６０】
本実施形態に係る光記録媒体再生装置１００は、以下のような特徴を有する。
（１）ＤＶＤとの互換性がある光学系を用い、波長４００ｎｍの光での光記録媒体２０からの情報の読み出し、書き込みが可能となる。この結果、通常のＤＶＤの２．６４倍の記録容量を確保することが可能となる。
【００６１】
（２）ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭのようなＤＶＤの各種フォーマットに対応可能な光学系を用いることが可能となり、これまでに蓄積されたＤＶＤの資産を有効に活用することが可能となる。
【００６２】
（３）単一の対物レンズ１０を用いて複数の波長に対応することができる。このため、トラッキングサーボ、フォーカスサーボの機構に従来と同様の構成を採用することができる。
即ち、対物レンズ１０の共通化等による部品点数の増加抑制等が可能になる。これは、光記録媒体再生装置１００の製造コストの抑制に繋がる。
【００６３】
（４）対物レンズ１０を２つのレンズを貼り合わせた構成とする場合には、異なるガラス転移点を有する材料を用いて一方のレンズを他方のレンズの金型として用いることが可能になる。この結果、２つのレンズのアライメントおよび張り合わせ工程を設ける必要がなくなる。これは、光記録媒体再生装置１００の製造コストの抑制に繋がる。
【００６４】
（５）場合により３つ以上の波長に対応することも可能である。この場合には、光源を追加すると共に、球面収差補正素子を用いるのが効果的である。この結果、例えばＣＤフォーマットとの互換性をも確保することが可能となる。
【００６５】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記実施形態には限られず拡張、変更できる。拡張、変更された実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）例えば、光学部品の製造方法として、２つのレンズを組み合わせた対物レンズを例に説明しているが、他の光学部品の製造に用いることも可能である。
互いの面が密着している複数の光学部品の組み合わせであれば、その一方を型として用いて、製造することができる。
【００６６】
（２）また、対物レンズの製造に際して、第２、第１のレンズの順に製造しているが、場合によりこの順を逆にすることも可能である。最初に製造する光学部品のガラス転移点が次に製造する光学部品のガラス転移点よりも高ければ（広くいえば耐熱性が大きい）、最初に製造した光学部品を型として、次の光学部品を製造できる。
【００６７】
（３）光学部品の個数も２つに限られない。３つ以上の光学部品を組み合わせたものを製造することができる。例えば、３つのレンズを組み合わせた色消しレンズを製造することができる。
３つ以上の光学部品を用いる場合でも、ガラス転移点の高い順に光学部品を製造すれば、先に製造した光学部品を型として利用できる。
この場合、光学部品を順に積層しながら製造することもできるが、場合によれば２つの光学部品を別個に作成し、この２つの光学部品を上金型、下金型として、その間に第３の光学部品を挟んで作成することもできる。このときには、この第１、第２の光学部品同士のガラス転移点の大小はそれほど問題にはならない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の光学部品を組み合わせて光学部品を製造する場合において、工程の簡略化が可能な光学部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法で製造できる光学部品の一例としての対物レンズを表す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態として、対物レンズの製造方法の一例を表すフロー図である。
【図３】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図４】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図５】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図６】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図７】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図８】対物レンズを製造する手順中における金型等の状態を表す断面図である。
【図９】対物レンズを光記録媒体に対向させた場合における像高と球面収差の関係を表すグラフである。
【図１０】光記録媒体再生装置１００の全体的な構成を表す模式図である。
【符号の説明】
ＰＦ１、ＰＦ２　プリフォーム
Ｍｕ１、Ｍｕ２　上金型
Ｍｄ　下金型
Ｍｓ　胴型
１０　対物レンズ
１１、１２　レンズ
２０　光記録媒体
２１　記録面
３０　受光ユニット
１００　光記録媒体再生装置
１１１　光源
１１２　コリメータレンズ
１１３，１１４　アナモルフィックプリズム
１２１　光源
１２２　コリメータレンズ
１２３，１２４　アナモルフィックプリズム
１２５　球面収差補正素子
１３１　ダイクロイックコンバイナ
１３２　偏光ビームスプリッタ
１３３　アフォーカル光学系
１３４　波長板
１４１　コンデンサーレンズ
１５１　モニタＰＤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical component such as a lens, and more particularly to a method for manufacturing an optical component configured by combining a plurality of optical materials.
[0002]
[Prior art]
Optical components such as lenses are generally manufactured by heating and shaping an optical material using a mold.
Here, there is a case where an optical component is formed by bonding a plurality of optical components. For example, an achromatic lens is often manufactured by bonding lenses made of different optical materials. In this case, positioning and bonding of the plurality of optical components are performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such positioning and bonding of optical components are not always easy. Particularly, in the case of an optical component requiring a small size or precision, the precision required for alignment is high. For this reason, positioning may require time and effort.
Further, when high light-collecting performance is required in a wide wavelength range, a complicated surface shape is required also for a surface to be bonded, but it is generally difficult to use a shape other than a spherical shape.
The present invention has been made to solve such a problem.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A. In order to achieve the above object, a method for manufacturing an optical component according to the present invention includes a first shaping step of shaping a first optical material, and the first optical material shaped in the first shaping step. And a second shaping step of shaping the second optical material by using the mold as a mold.
The second optical material is shaped using the optical material shaped in the first shaping step as a mold. As a result, the first optical component made of the first optical material shaped in the first shaping step and the second optical component made of the second optical material shaped in the second shaping step are combined. Optical components can be manufactured.
Since the second optical component is manufactured using the first optical component as a mold, there is no need to align and attach the first and second optical components. As a result, the manufacturing process of the optical component is simplified.
[0005]
(1) Here, the second shaping step may include a step of heating the second optical material.
At this time, it is assumed that the glass transition point of the first optical material is larger than the glass transition point of the first optical material, and the shaped first optical material is converted into the second optical material by using the difference of the glass transition point. 2 can be used as a mold for shaping the optical material.
[0006]
(2) The first shaping step may be performed using a plurality of molds.
At this time, in the second shaping step, any one of the plurality of types used in the first shaping step can be replaced with another type. As a result, the second optical material can be shaped into various shapes.
[0007]
(3) The second shaping step may include a step of joining the first and second optical materials to each other.
By bonding the first and second optical materials by the second shaping step, it is possible to easily bond even a surface shape which is normally difficult to bond, such as an aspherical bonding surface.
(4) Examples of optical components that can be manufactured include a combination lens and a combination prism, but are not limited thereto, and various optical components can be manufactured.
[0008]
B. The method for manufacturing an optical component according to the present invention includes a first shaping step of shaping a first optical material, a second shaping step of shaping a second optical material, and the first and second shaping steps. And a third shaping step of shaping the third optical material by using the first and second optical materials shaped as described above as a mold.
The third optical material is shaped using the optical material shaped in the first and second shaping steps as a mold. Since the third optical component is created using the first and second optical components as molds, there is no need to position and attach the first and second optical components to the third optical component. As a result, the manufacturing process of the optical component is simplified.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an objective lens for condensing light on an optical recording medium will be described as an example of an optical component that can be manufactured by the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 1 is a side view showing an objective lens 10 for condensing light on an optical recording medium 20. The objective lens 10 is disposed so as to face the optical recording medium 20, and focuses light on the recording surface 21 of the optical recording medium 20 and collects light reflected from the recording surface 21. The objective lens 10 is optically connected to an optical system of an optical recording medium reproducing device 100 described later by substantially parallel light.
D represents the entrance pupil diameter, L represents the distance from the upper surface of the objective lens 10 to the recording surface 21, and t represents the plate thickness of the optical recording medium 20, and specific numerical values will be described later.
[0010]
The objective lens 10 includes a first lens 11 on the light source side and a second lens 12 on the optical recording medium 20 side. By combining the first and second lenses 11 and 12, the optical characteristics are substantially matched for a plurality of wavelengths (a so-called achromatic lens is formed). This is because reading and writing of information from and to the optical recording medium 20 with light of a plurality of wavelengths can be performed by the common objective lens 10. As a result, it becomes possible to simplify the optical system of the multi-wavelength optical recording medium reproducing apparatus 100.
[0011]
The first lens 11 has a spherical or aspherical convex surface 11a on the light source side (light incident side) and a spherical or aspherical convex surface 11b on the optical recording medium 20 side (light condensing side), respectively. It is composed of crown glass.
The second lens 12 has a shape corresponding to the convex surface 11b, has a concave surface 12a in close contact with the convex surface 11b, and a spherical or aspheric convex surface 12b on the optical recording medium 20 side, and is made of flint glass. You.
[0012]
The reason why different materials are used for the first and second lenses 11 and 12 is to combine materials having different Abbe numbers (different wavelength dispersion characteristics) so that optical characteristics such as a refractive index are matched at a plurality of wavelengths. It is.
The reason why the first and second lenses 11 and 12 are in close contact is to reduce reflection at this boundary. Here, the first and second lenses 11 and 12 are directly in close contact with each other without using an adhesive or the like.
[0013]
(Method of Manufacturing Objective Lens 10)
The first and second lenses 11, 12 can be manufactured using a mold. Here, a method of manufacturing another lens using one of the first and second lenses 11 and 12 as a mold will be described.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing the objective lens 10. 3 to 8 are cross-sectional views showing the state of a mold and the like during the procedure of manufacturing the objective lens 10.
[0014]
Here, a case where the second lens 12 is manufactured before the first lens 11 will be described. For this reason, it is assumed that the constituent material of the second lens 12 has a higher glass transition point Tg than the constituent material of the first lens 11. By using a material having a high glass transition point Tg for a lens to be manufactured first, the lens manufactured earlier can be used as a mold when manufacturing a lens thereafter.
Hereinafter, for ease of understanding, these lenses 11 and 12 will be referred to as first and second optical components OC1 and OC2 in the order in which they are manufactured.
[0015]
(1) Incorporation of the first preform into the first and second dies (step S11, FIG. 3)
FIG. 3 shows a case where a first upper mold Mu1 and a lower mold Md are used as the first and second dies, respectively.
In this drawing, the mold corresponds to the shape of the first optical component OC1 by combining the upper first mold Mu1 on the upper side, the lower mold Md on the lower side, and the body mold Ms on the side surface. The first upper mold Mu1 and the lower mold Md are vertically combined, and the side surfaces thereof are held by the body mold Ms. The first upper mold Mu1 can slide up and down in the body mold Ms.
[0016]
The first preform PF1 is incorporated into the mold by, for example, placing the first preform PF1 on the lower mold Md in a state where the upper mold Mu1 has been pulled out from the body mold Ms, and thereafter placing the body mold on the lower mold Md. This can be performed by inserting the first upper mold Mu1 into Ms.
Note that the first preform PF1 is a constituent material itself of the first optical component OC1. This is a material liquid in which a plurality of materials are mixed and melted as required, and the amount thereof is divided so as to correspond to the size of the first optical component OC1, and then cooled and cured.
[0017]
(2) Shaping of the first preform by the first and second molds (step S12, FIG. 4)
The first preform PF1 is heated to be softened and shaped. By this heating shaping, the first preform PF1 is shaped into the shape of the first optical component OC1.
[0018]
Specifically, the first preform PF1 is heated by a heater or a heating means such as infrared rays to be softened. In this way, the distance between the first upper mold Mu1 and the lower mold Md is reduced while the first preform PF1 is softened or the like, and the first preform is pressed. As a result, the first preform PF1 is shaped so as to correspond to the shape of the lower surface of the first upper mold Mu1 and the upper surface of the lower mold Md.
The first optical component OC1 is manufactured by cooling and curing the shaped first preform PF1.
As described above, the first optical component OC1 is manufactured from the first preform PF1.
[0019]
(3) Incorporation of the second preform PF2 (Step S13, FIGS. 5 to 6)
In this step, the first and third molds are replaced together with the incorporation of the second preform PF2.
[0020]
This step is further subdivided into the following steps (1) to (3).
(1) Removing the first mold (Fig. 5)
After the creation of the first optical component OC1 is completed, the first mold (the first upper mold Mu1 in the figure) is pulled out of the body mold Ms and removed. As a result, the first optical component OC1 is placed on the lower mold Md.
[0021]
(2) Installation of the second preform
The second preform PF2 is placed on the first optical component OC1.
Note that the second preform PF2 is the constituent material itself of the twenty-first optical component OC2, and can be created in substantially the same manner as the first preform PF1.
[0022]
(3) Mounting the third mold (Fig. 6)
A third mold (in the figure, a second upper mold Mu2) is inserted into the body mold Ms.
As described above, the second preform PF2 is disposed between the third mold (the second upper mold Mu2) and the first optical component OC1 (the metal of the second preform PF2). Built into type).
[0023]
(4) Shaping of the second preform by the third mold and the first optical component OC1 (Step S14, FIG. 7)
The second preform PF2 is heated to be softened and shaped. By this heating shaping, the second preform PF2 is shaped into the shape of the second optical component OC2.
At this time, since the glass transition point Tg of the constituent material of the first optical component OC1 is sufficiently higher than the glass transition point Tg of the constituent material of the second preform PF2, the first optical component OC1 is not softened. For this reason, the first optical component OC1 functions as a lower mold for the second preform PF2.
[0024]
Specifically, the second preform PF2 is heated and softened. With the second preform PF2 softened in this way, the distance between the third mold (the second upper mold Mu2) and the first optical component OC1 is reduced, and the second preform PF2 is moved. Apply pressure. As a result, the second preform PF2 is shaped to correspond to the shape of the lower surface of the second upper mold Mu2 and the upper surface of the first optical component OC1.
The second optical component OC2 is manufactured by cooling and curing the shaped second preform PF2.
[0025]
As described above, the second optical component OC2 is manufactured from the second preform PF2. At this time, the lower surface of the second preform PF2 has a shape corresponding to the upper surface of the first optical component OC1, and is in close contact with the first optical component OC1.
[0026]
(5) Removal of optical components 1 and 2 (step S15, FIG. 8)
After the second optical component OC2 is sufficiently cooled, the second optical component OC2 is removed from the mold in a state in which the second optical component OC2 is in close contact with the first optical component OC1, and is taken out.
This removal can be performed, for example, by pulling out the second upper mold Mu2 from the body mold Ms.
The first and second optical components OC2 constitute the objective lens 10 as a combination lens (second and first lenses 12, 11).
[0027]
In the objective lens 10 taken out of the mold, there is a possibility that internal stress due to shaping remains. Since the internal stress in the objective lens 10 causes deterioration of the optical characteristics, annealing is performed as necessary to release the remaining internal stress. Specifically, the temperature of the objective lens 10 is raised to a temperature lower than the glass transition point, and then gradually cooled.
The objective lens 10 is manufactured as described above.
[0028]
(Specific Example of Objective Lens 10)
Next, a specific configuration example of the objective lens 10 is described.
Here, the used wavelength λ of the objective lens 10 is 400 nm (λ1) and 650 nm (λ2).
[0029]
The wavelength λ1 is for increasing the capacity of the optical recording medium 20 by enabling reading and writing to the optical recording medium 20 with high resolution. On the other hand, the wavelength λ2 is a wavelength normally used in DVDs, and is for ensuring compatibility with conventional DVDs (when a conventional DVD disc is used as the optical recording medium 20, reading and writing are not possible). Possible).
At this time, it is assumed that the optical recording medium 20 has the same shape and material as a normal DVD disk at both the wavelengths λ1 and λ2. Specifically, a polycarbonate disk having a substrate thickness t is assumed as the optical recording medium 20. This is in consideration of compatibility with a conventional DVD disc.
[0030]
It is assumed that the objective lens 10 has a numerical aperture NA of 0.65 for both the wavelengths λ1 and λ2 by combining the first and second lenses 11 and 12. On the other hand, the light source side was an infinite system as parallel light.
The numerical aperture NA is set to 0.65 in consideration of compatibility with the conventional DVD.
[0031]
The entire design example is shown below. It should be noted that specifications for a CD are shown in a part of the optical recording medium for reference.

[0032]
The glass materials SK11 and SF11 are product numbers of SCHOTT, and the refractive index nd, Abbe number vd, and glass transition point Tg [° C.] are as follows.
SK11: nd = 1.536384, vd = 60.8, Tg = 604
SF15: nd = 1.69895, vd = 30.1, Tg = 455
However, the combination of the glass materials here can be considered only from optical specifications, and does not always follow the glass transition point and the manufacturing method described in the present invention. The same applies to the following materials provided by OHARA.
[0033]
Further, instead of this combination, a material provided by OHARA can be used. Next, combinations (1) to (4) will be described. Needless to say, optical materials provided by companies other than SCHOTT and OHARA can also be used as appropriate.
(1) BAL35 (in place of SK11), TIM28 (in place of SF15)
(2) BAL35 (in place of SK11), LAH53 (in place of SF15)
(3) BAL42 (in place of SK11), TIM28 (in place of SF15)
(4) BAL42 (in place of SK11), LAH53 (in place of SF15)
[0034]
The refractive index nd, Abbe number vd, and glass transition point Tg [° C.] of these glass materials are as follows.
(1) BAL35
S-BAL35: nd = 1.58913, vd = 61.2, Tg = 699
L-BAL35: nd = 1.58913, vd = 61.2, Tg = 527
[0035]
(2) BAL42
S-BAL42: nd = 1.58913, vd = 59.4, Tg = 550
L-BAL42: nd = 1.58913, vd = 59.4, Tg = 506
[0036]
(3) TIM28
S-TIM28: nd = 1.68893, vd = 31.1, Tg = 611
L-TIM28: nd = 1.68893, vd = 31.1, Tg = 504
[0037]
(4) LAH53
S-LAH53: nd = 1.80610, vd = 40.9, Tg = 610
L-LAH53: nd = 1.80610, vd = 40.9, Tg = 574
In addition, L and S in each glass material represent L: a product corresponding to a low glass transition point, and S: a normal product, respectively.
[0038]
Here, when the glass transition point of the crown-based glass is Tg (K) and the glass transition point of the flint-based glass is Tg (F), by selecting a combination of Tg (K) <Tg (F), The shaping of the first lens 11 using the second lens 12 as a mold as described above becomes possible. Next, this combination is shown.
[0039]
(1) L-BAL35 (Tg = 527) and S-TIM28 (Tg = 611)
(2) L-BAL35 (Tg = 527) and S-LAH53 (Tg = 610) or L-LAH53 (Tg = 574)
(3) L-BAL42 (Tg = 506) and S-TIM28 (Tg = 611)
(4) L-BAL42 (Tg = 506) and S-LAH53 (Tg = 610) or L-LAH53 (Tg = 574)
[0040]
A design example 2 based on the combination of BAL42 and TIM 28 based on the combination of (1) to (4) is shown.

[0041]
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the image height and the wavefront aberration in the case of the design example 2 (light wavelengths of 650 nm and 400 nm).
Here, the solid line indicates the case where the wavelength is 405 nm and the numerical aperture NA is 0.65 and the plate thickness t is 0.6 mm (corresponding to the short wavelength), and the broken line indicates the case where the wavelength is 650 nm and the numerical aperture NA is 0.65 and the plate thickness is 0.6 mm (for the DVD). Indicates the case where the dashed-dotted line has a wavelength of 780 nm, the numerical aperture NA is 0.45, and the plate thickness t is 1.2 mm (corresponding to CD).
[0042]
From FIG. 9, it can be seen that the image height characteristics (changes in wavefront aberration with respect to the image height) are in a practical range regardless of whether the wavelength is 405 nm or 650 nm. In addition, the dashed line in FIG. 2 indicates that the optical recording medium for CD is used in spite of the assumption that the design example 2 originally uses the optical recording medium 20 having a thickness t of 1.2 mm at wavelengths of 400 nm and 650 nm. It can be seen that even when the medium 20 is used (wavelength 780 nm, plate thickness t1.2 mm), the wavefront aberration is in a range smaller than 0.2λ. The aberration generated at the same wavelength is mainly a spherical aberration, which is within a range that can be sufficiently corrected by using a spherical aberration correction element 125 described later, and the design example 2 is in a practical range for a CD. It turns out that there is.
[0043]
In summary, the objective lens 10 can be configured as follows.
(1) For example, the optical recording medium 20 having the same material (for example, polycarbonate) and the same plate thickness t (for example, 0.6 mm) is suitable for any of two wavelengths (for example, 650 nm and 400 nm). It can have optical properties. Further, the numerical aperture NA can be set to be substantially the same (for example, about 0.6 to 0.65) for any of these two wavelengths.
Specifically, reading and writing of various DVD formats can be performed in a wavelength range of 650 nm. Further, it is possible to perform reproduction or the like in the wavelength range of 400 nm on the optical recording medium 20 having the same material and the same thickness as a normal DVD.
[0044]
Furthermore, it can correspond to the optical recording medium 20 having a plurality of recording layers. Specifically, it is compatible with a DVD format having two layers at an interval of about 20 to 50 nm (wavelength: centered at 650 nm) or at a different wavelength (wavelength: centered at 400 nm) for a physically equivalent disk. Reading and writing can be enabled.
[0045]
In addition to this, it is preferable to allow for a third wavelength. For example, it is possible to enable reading and writing at 780 nm from a CD-format disc. This can be performed more effectively by using the spherical aberration correction element in combination, as described above.
[0046]
(2) The wavelength characteristic of the objective lens 10 can be controlled by combining first and second lenses 11 and 12 using crown glass and flint glass as constituent materials so that the objective lens 10 has characteristics corresponding to two wavelengths. it can.
A material having a refractive index of 1.55 or more and 1.6 or less and an Abbe number of 58 or more and 62 as a crown-based glass, and a refractive index of 1.68 or more and 1.82 or less and an Abbe number of 30 or more and 41 as a flint glass. The following materials can be selected respectively. Specifically, BAL and TIM manufactured by OHARA can be used as materials for the first and second lenses 11 and 12.
[0047]
(3) The first and second lenses 11 and 12 can be configured to be stuck together. At this time, by using materials having different glass transition points for the materials constituting the first and second lenses 11 and 12, the first lens can be used as a lens mold for the second lens. This eliminates the need for bonding the two lenses, and allows the objective lens 10 to be manufactured only by performing two glass molding operations.
In this case, it is preferable that the difference between the glass transition points of the materials forming the first and second lenses 11 and 12 is large to some extent. For example, a combination of materials having a difference in glass transition point of 30 ° C. or more, more preferably 40 ° C. or more, and still more preferably 50 ° C. or more can be selected.
Note that a configuration in which the first and second lenses 11 and 12 are not bonded may be adopted.
The bonding surfaces of the first and second lenses 11 and 12 can be easily bonded to a surface shape that is usually difficult to bond, such as an aspherical shape. Thereby, it is possible to achieve extremely good light-collecting performance over a wider range of plural wavelengths.
[0048]
(Overall configuration of optical recording medium reproducing apparatus 100)
FIG. 10 is a schematic diagram showing the overall configuration of the optical recording medium reproducing device 100. As shown in the figure, the optical recording medium reproducing apparatus 100 includes a light source (Light Source) 111, a collimator lens (Collimator Lens) 112, and anamorphic prisms (Anamorphic Prism) 113 and 114 as an optical system of a first wavelength λ1. Having. In addition, as an optical system of the second wavelength λ2, a light source 121, a collimator lens 122, anamorphic prisms 123 and 124, a spherical aberration correction element (spherical aberration)
compensator) 125.
[0049]
Further, the optical recording medium reproducing apparatus 100 includes a dichroic combiner 131, a polarization beam splitter 132, an afocal optical system 133, a quarter-wavelength plate (QWP) 133, and an objective lens. 10, an optical recording medium 20, a condenser lens (Condenser Lens) 141, a light receiving unit 30, and a monitor PD (Front monitor Photo Diode) 151.
[0050]
The optical recording medium reproducing apparatus 100 includes a scanning unit (not shown) for scanning the optical recording medium 20 with light beams emitted from the light sources 111 and 121 to read information from the entire surface of the optical recording medium 20. I have. For example, by rotating the optical recording medium 20 and allowing the objective lens 10 to move in the radial direction with respect to the center of rotation of the optical recording medium 20, the light emitted from the objective lens 10 substantially rotates the optical recording medium 20. It is possible to scan the entire surface.
[0051]
As the optical recording medium 20, any disk defined by the DVD standard can be used. For example, those corresponding to an optical system having a wavelength of 650 nm and a numerical aperture NA of about 0.6 to 0.65, such as DVD-Video, DVD-ROM, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW, and DVD-RAM. Can be used. Further, even at 400 nm, a device corresponding to an optical system having a numerical aperture NA of about 0.6 to 0.65 can be used.
The optical recording medium 20 further includes a DVD-format disc having two layers at intervals of about 20 to 50 nm, and a 400 nm-band disc having a physical configuration substantially similar to this.
Further, a 780-nm band CD disk and a disk conforming thereto can be included. However, a dye-based disk having good sensitivity to the dye of 650 nm is not included. That is, a disc having a numerical aperture NA of 0.45 to 0.5 and a plate thickness of 1.2 mm in the 780 nm band is included. In this case, it is preferable to further optimize the optical system using the spherical aberration correction element 125.
In addition, when the above-mentioned dye-based disk (for example, CD-R) is included, a third light source (wavelength 780 nm) is required.
[0052]
The light source 111 is a semiconductor laser having a wavelength λ1 of, for example, 400 nm. When the wavelength is shortened, reading from the optical recording medium 20 can be performed with higher resolution.
[0053]
The collimator lens 112 converts light emitted from the light source 111 into substantially parallel light.
The anamorphic prisms 113 and 114 constitute an anamorphic optical system, and convert the light emitted from the collimator lens 112 into a shape corresponding to the dichroic combiner 131.
[0054]
The light source 121 is a semiconductor laser having a wavelength λ2 of, for example, 650 nm. This is to ensure compatibility with the conventional DVD.
The collimator lens 122 and the anamorphic prisms 123 and 124 are essentially different from the collimator lens 112 and the like of the optical system of the first wavelength except for the wavelength, so that the description is omitted.
The spherical aberration correction element 125 is an optical element for correcting spherical aberration and appropriately focusing light on the optical recording medium 20, and can be configured using, for example, a liquid crystal element. The spherical aberration correction element 125 is used at the time of reproducing a disk in accordance with the 780 nm band CD standard.
[0055]
The dichroic combiner 131 is an optical element that combines light of a plurality of wavelengths, and here, combines light emitted from the light sources 111 and 121.
The polarization beam splitter 132 is an optical element that transmits light having a predetermined polarization component and reflects light having another polarization component. It preferably has the same optical characteristics at both wavelengths λ1 and λ2.
The afocal optical system 133 is composed of a pair of lenses, and by changing the distance between the lenses, a light-condensing position at which light emitted from the light source 121 is condensed on the optical recording medium 20 is adjusted to perform reading or the like. And the like in the depth direction to perform the operation.
The quarter-wave plate 134 is an optical element that imparts a quarter-wave phase difference to orthogonally polarized components. It preferably has the same optical characteristics at both wavelengths λ1 and λ2.
[0056]
As described above, the objective lens 10 is adjusted so as to have optical characteristics suitable for both the light (wavelengths λ1 and λ2) from the light sources 111 and 121.
The condenser lens 141 focuses light on the light receiving unit 30.
The monitor PD 151 monitors outputs from the light sources 111 and 121.
[0057]
(Operation of Optical Recording Medium Reproducing Apparatus 100)
The light of wavelength λ1 emitted from the light source 111 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 112, shaped by the anamorphic prisms 113 and 114, and incident on the dichroic combiner 131.
The light of the wavelength λ2 emitted from the light source 121 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 122, shaped by the anamorphic prisms 123 and 124, and enters the dichroic combiner 131 via the spherical aberration correction element 125.
[0058]
As described above, both lights of the wavelengths λ1 and λ2 enter the dichroic combiner 131. These lights are mixed and emitted from the dichroic combiner 131 and enter the polarization beam splitter 132.
The beam that has passed through the polarizing beam splitter 132 passes through an afocal optical system 133 and is converted into circularly polarized light by a quarter-wave plate 134. This circularly polarized light is focused on the recording surface 21 of the optical recording medium 20 by the objective lens 10. In addition, a part of the light that has entered the polarization beam splitter 132 is reflected by the PBS surface, and the output is monitored by entering the monitor PD 151.
[0059]
The light that has entered the optical recording medium 20 is reflected by the recording surface 21 and becomes return light of circularly polarized light that is in the opposite direction to the case where the light has entered. This return light passes through the objective lens 10 and is converted by the quarter-wave plate 134 into linearly polarized light whose direction is orthogonal to that at the time of incidence. The linearly polarized light passes through the anamorphic optical system 133, is reflected on the PBS surface of the polarizing beam splitter 132, is converged on the light receiving unit 30 by the condenser lens 141, and generates an RF signal and the like. As a result, reading (reproduction) of information from the optical recording medium 20 is performed.
[0060]
The optical recording medium reproducing device 100 according to the present embodiment has the following features.
(1) It is possible to read and write information from the optical recording medium 20 with light having a wavelength of 400 nm using an optical system compatible with DVD. As a result, it is possible to secure a recording capacity of 2.64 times that of a normal DVD.
[0061]
(2) It is possible to use an optical system that can support various DVD formats, such as DVD-Video, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD + RW, and DVD-RAM. DVD assets can be effectively used.
[0062]
(3) A single objective lens 10 can be used for a plurality of wavelengths. For this reason, the same configuration as that of the related art can be employed for the tracking servo and focus servo mechanisms.
That is, it is possible to suppress an increase in the number of parts by sharing the objective lens 10 and the like. This leads to a reduction in the manufacturing cost of the optical recording medium reproducing device 100.
[0063]
(4) When the objective lens 10 has a configuration in which two lenses are bonded to each other, one lens can be used as a mold for the other lens using materials having different glass transition points. As a result, there is no need to provide an alignment and bonding process for the two lenses. This leads to a reduction in the manufacturing cost of the optical recording medium reproducing device 100.
[0064]
(5) In some cases, it is possible to correspond to three or more wavelengths. In this case, it is effective to add a light source and use a spherical aberration correction element. As a result, for example, compatibility with the CD format can be ensured.
[0065]
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be extended and changed. Extended and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) For example, as an example of a method for manufacturing an optical component, an objective lens in which two lenses are combined has been described. However, the present invention can be used for manufacturing another optical component.
If a combination of a plurality of optical components whose surfaces are in close contact with each other, it can be manufactured using one of them as a mold.
[0066]
(2) Further, when the objective lens is manufactured, the second lens and the first lens are manufactured in this order, but the order may be reversed in some cases. If the glass transition point of the first manufactured optical component is higher than the glass transition point of the next manufactured optical component (broadly speaking, the heat resistance is high), the first manufactured optical component is used as a mold, and the next optical component is used. Can be manufactured.
[0067]
(3) The number of optical components is not limited to two. A combination of three or more optical components can be manufactured. For example, an achromatic lens combining three lenses can be manufactured.
Even when three or more optical components are used, if the optical components are manufactured in descending order of the glass transition point, the previously manufactured optical component can be used as a mold.
In this case, the optical components can be manufactured while being sequentially laminated. However, in some cases, two optical components are separately formed, and the two optical components are used as an upper mold and a lower mold. It can also be created with the optical components of the above. At this time, the magnitude of the glass transition point between the first and second optical components does not matter much.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical component that can simplify the steps when an optical component is manufactured by combining a plurality of optical components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an objective lens as an example of an optical component that can be manufactured by the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing an objective lens as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure of manufacturing an objective lens.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure of manufacturing the objective lens.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure of manufacturing the objective lens.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure of manufacturing the objective lens.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure of manufacturing the objective lens.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state of a mold and the like during a procedure for manufacturing the objective lens.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between image height and spherical aberration when an objective lens is opposed to an optical recording medium.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an optical recording medium reproducing device 100.
[Explanation of symbols]
PF1, PF2 preform
Mu1, Mu2 Upper mold
Md lower mold
Ms body type
10 Objective lens
11, 12 lens
20 Optical recording media
21 Recording surface
30 Light receiving unit
100 Optical recording medium reproducing apparatus
111 light source
112 Collimator lens
113,114 Anamorphic prism
121 light source
122 Collimator lens
123,124 Anamorphic prism
125 Spherical aberration correction element
131 dichroic combiner
132 Polarizing Beam Splitter
133 Afocal optical system
134 wave plate
141 Condenser lens
151 Monitor PD

Claims (7)

第１の光学材料を整形する第１の整形工程と、
前記第１の整形工程で整形された前記第１の光学材料を型として用いて、第２の光学材料を整形する第２の整形工程と、
を具備することを特徴とする光学部品の製造方法。A first shaping step of shaping the first optical material;
A second shaping step of shaping a second optical material using the first optical material shaped in the first shaping step as a mold;
A method for producing an optical component, comprising: 前記第２の整形工程が、前記第２の光学材料を加熱する工程を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。2. The method for manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the second shaping step includes a step of heating the second optical material. 前記第１の光学材料のガラス転移点が前記第１の光学材料のガラス転移点より大きい
ことを特徴とする請求項２記載の光学部品の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein a glass transition point of the first optical material is larger than a glass transition point of the first optical material. 前記第１の整形工程が、複数の型を用いて行われる
ことを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。The method according to claim 1, wherein the first shaping step is performed using a plurality of molds. 前記第２の整形工程が、前記第１の整形工程で用いられた複数の型のいずれかを他の型と交換する工程を有する
ことを特徴とする請求項４記載の光学部品の製造方法。5. The method of manufacturing an optical component according to claim 4, wherein the second shaping step includes a step of exchanging one of the plurality of molds used in the first shaping step with another mold. 第２の整形工程が、前記第１、第２の光学材料を互いに接合する工程を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。The method for manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the second shaping step includes a step of joining the first and second optical materials to each other. 第１の光学材料を整形する第１の整形工程と、
第２の光学材料を整形する第２の整形工程と、
前記第１，第２の整形工程で整形された前記第１、第２の光学材料を型として用いて、第３の光学材料を整形する第３の整形工程と、
を具備することを特徴とする光学部品の製造方法。A first shaping step of shaping the first optical material;
A second shaping step of shaping the second optical material;
A third shaping step of shaping a third optical material using the first and second optical materials shaped in the first and second shaping steps as molds;
A method for producing an optical component, comprising:

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