JP2012190533A5 - - Google Patents

Description

本発明は、高精度な形状を有するレンズに関する。

近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）（以下、ＢＤという）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２３〜２７ＧＢの情報の記録が可能である。この光ディスクを本明細書では高密度光ディスクと呼ぶ。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、成形時の不具合を抑制でき、取り扱いが容易なレンズを提供することを目的とする。

請求項１に記載のレンズは、樹脂を素材として成形され外周にフランジ部を備えたレンズにおいて、
光軸を含む第１の面と、
前記第１の面に対して対向する側に形成された第２の面と、
光軸直交方向において前記第１の面と前記フランジ部との間に形成される中間端面と、
前記中間端面と前記第１の面とを接続する遷移面とを有し、
前記遷移面との境界における前記第１の面の法線と光軸とのなす角度θ１（但し鋭角とする）は、前記第１の面との境界における前記遷移面の法線と光軸とのなす角度θ２より大きくなっており、
光軸上における前記第１の面と前記第２の面との距離をｄ（ｍｍ）とし、前記中間端面における光軸方向最小薄さをｔ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。

４．１＞ｄ／ｔ＞２．５ （１）
本発明者の研究結果によれば、前記遷移面を設けることで成形不良を抑制できるが、ｄ／ｔ（これを偏肉比という）が４．１以上であるような場合には、前記遷移面を形成してもフローマーク等の成形不良が生じる恐れがあることがわかった。一方、ｄ／ｔが２．５以下であるような場合には、フランジ厚が薄くなりすぎて、例えば光ピックアップ装置用の対物レンズ等の場合、装置に精度良く取り付けることができなくなる。従って、（１）式を満たすことで、成形不良を抑制でき組付性に優れたレンズが提供されることとなる。

請求項７に記載のレンズは、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第１の面の少なくとも一部には、回折構造が形成されていることを特徴とする。このような前記第１の面の少なくとも一部に回折構造を有するレンズの場合、特に成形が困難であることから、更に全ての面に回折構造を有するＢＤ用三互換レンズの場合、より成形が困難であることから本発明の効果が期待される。
請求項８に記載のレンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第２の面は、前記第１の面よりも曲率が小さいことを特徴とする。

本発明によれば、成形時の不具合を抑制でき、組付性に優れたるレンズを提供することができる。

中間端面ＯＥ１１ｃの光軸直交方向の幅Ｗは、入れ子３０の製造上、一般的には５０μｍ以上必要であるとされており、光ピックアップ用の対物レンズでは一般的には５０〜１５０μｍ程度である。従って、最大外径が同じであるとして、本実施の形態にかかるレンズＯＥは、遷移面ＯＥ１１ｂを形成することで、その中間端面ＯＥ１１ｃにおける光軸方向最小薄さｔが、比較例のレンズＯＥ’の中間端面ＯＥ１１ｃにおける光軸方向最小薄さｔ’よりも大きくなる。但し、中間端面ＯＥ１１ｃにおける光軸方向最小薄さｔは、フランジ部ＯＥＦの光軸方向厚さΔよりも小さい。フランジ部ＯＥＦの光軸方向厚さΔを大きく確保することで、平面上にレンズＯＥを載置した場合において、第２の光学面ＯＥ２１ａと平面との間に空間が生じて傷付きにくくなる等のメリットがある。尚、コンパクトなレンズＯＥを実現するためには、境界Ｂは、フランジ部ＯＥＦの第１端面ＯＥ１１ｄよりも第２の光学面ＯＥ２１ａ寄りであって、中間端面ＯＥ１１ｃよりも第１の光学面ＯＥ２１ａ寄りに設けることが好ましい。
（レンズの射出成形）
次に、本発明者が行った実験結果について述べる。本発明者は、開口数０．８５のＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）専用光ピックアップ装置用対物レンズについて、偏肉比や遷移面の大きさを変えたものを設計し、それに対応する金型（図２参照）を用意して、樹脂材料を熱風除湿乾燥器により７０〜１２０℃で５時間乾燥して水分を除去した後、金型を選んで取り付けた射出成形機「ｓ−２０００ｉ ５０Ａ」（商品名、ファナック社製）により、シリンダー温度２００〜２７０℃、保圧７０〜１００ＭＰａにて射出成形した。このとき、金型温度は油媒等によりコントロールした。具体的には、樹脂射出充填時の金型キャビティ温度を１２０〜１５０℃とし、充填完了とともに金型を冷却し、金型を開いて自動取り出し機によりレンズを取り出して、外観不良の度合いを評価した。

Claims (8)

1. 樹脂を素材として成形され外周にフランジ部を備えたレンズにおいて、
   光軸を含む第１の面と、
   前記第１の面に対して対向する側に形成された第２の面と、
   光軸直交方向において前記第１の面と前記フランジ部との間に形成される中間端面と、
   前記中間端面と前記第１の面とを接続する遷移面とを有し、
   前記遷移面との境界における前記第１の面の法線と光軸とのなす角度θ１（但し鋭角とする）は、前記第１の面との境界における前記遷移面の法線と光軸とのなす角度θ２より大きくなっており、
   光軸上における前記第１の面と前記第２の面との距離をｄ（ｍｍ）とし、前記中間端面における光軸方向最小薄さをｔ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすことを特徴とするレンズ。
   ４．１＞ｄ／ｔ＞２．５ （１）
2. 以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
   ３．８＞ｄ／ｔ＞３．３ （１’）
3. 前記フランジ部の光軸方向厚さをΔ（ｍｍ）としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ。
   ｔ＜Δ （２）
4. 光軸から前記遷移面の内周縁までの径をＤ１とし、光軸から前記中間端面の内周縁までの径をＤ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ。
   ０．８８＜Ｄ１／Ｄ２＜０．９８ （３）
5. 以下の式を満たすことを特徴とする請求項４に記載のレンズ。
   ０．９４＜Ｄ１／Ｄ２＜０．９７５ （３’）
6. 前記中間端面の光軸直交方向の幅は、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ。
7. 前記第１の面の少なくとも一部には、回折構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ。
8. 前記第２の面は、前記第１の面よりも曲率が小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ。