JP2008058336A - Optical element - Google Patents
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Abstract
【課題】新たな製造工程を必要とすることなく、成形後の光学素子の外表面の一部の面から、必要十分な反射光を検出することが可能な光学素子を提供する。
【解決手段】光学素子1は、光学有効部1aと、これに隣接する枠部1bとを備える。光学素子1の少なくとも一方の面において、枠部1bは表面粗さが互いに異なる同一平面上にない複数の平面を備える。このことにより、表面粗さが小さな平面部からの反射光のみを選択的に検出することができる。また、このような表面粗さが異なる同一平面上にない複数の平面は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の表面粗さに加工しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。
【選択図】図1
An optical element capable of detecting necessary and sufficient reflected light from a part of the outer surface of a molded optical element without requiring a new manufacturing process is provided.
An optical element includes an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion. On at least one surface of the optical element 1, the frame portion 1 b includes a plurality of planes that are not on the same plane and have different surface roughness. This makes it possible to selectively detect only the reflected light from the plane portion having a small surface roughness. In addition, it is easy to process a plurality of flat surfaces that are not on the same plane with different surface roughnesses by processing the corresponding surfaces of a molding die used for molding optical elements to a predetermined surface roughness. Therefore, a new manufacturing process is not required.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、DVD、コンピューター用の光記録装置などの光ヘッドに用いられる光学素子に関する。 The present invention relates to an optical element used for an optical head of a DVD, an optical recording apparatus for a computer or the like.
従来、光ディスク等の光学記録装置用ピックアップレンズや、CD(コンパクトディスク)またはDVDで知られているように、音楽情報、映像情報の蓄積又はコンピュータデータの保存装置用ピックアップレンズ等の光学素子が知られている。この光学素子としてプラスチックレンズが多用されている。これらのピックアップにレンズを組み込む際に、レンズの傾きと必要な補正量とを検知する必要がある。これを実現するために特許文献1には以下の方法が開示されている。即ち、レンズの光軸と平行な法線を有する平面部をレンズに設け、この平面部に所定の波長帯域の光のみを反射する反射部を形成する。そして、この反射部からの反射光を検出してレンズの傾きと必要な補正量とを検知する。
上記の従来の方法では、光学素子(レンズ)の平面部上に、アルミニウム膜と誘電体膜等とを順次成膜して反射部を形成する必要があり、光学素子の製造工程が増える。また、光学素子の光学有効部の外側の外周部が複雑な形状を有する場合に、上記の膜を所望する位置に成膜することが困難となる。 In the conventional method described above, it is necessary to sequentially form an aluminum film and a dielectric film on the planar portion of the optical element (lens) to form a reflective portion, which increases the number of optical element manufacturing steps. In addition, when the outer peripheral portion outside the optically effective portion of the optical element has a complicated shape, it is difficult to form the film at a desired position.
本発明は、上記の従来の技術における課題を解決し、新たな製造工程を必要とすることなく、成形後の光学素子の外表面の一部の面から、必要十分な反射光を検出することが可能な光学素子を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems in the prior art and detects necessary and sufficient reflected light from a part of the outer surface of the optical element after molding without requiring a new manufacturing process. An object of the present invention is to provide an optical element capable of satisfying the requirements.
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成とする。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の光学素子は、光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が表面粗さが互いに異なる同一平面上にない複数の平面を備えることを特徴とする。 The optical element of the present invention is an optical element including an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, and the frame portions have a surface roughness of at least one surface of the optical element. A plurality of planes that are not on the same plane are provided.
かかる第1の光学素子によれば、表面粗さが小さな平面部からの反射光のみを選択的に検出することができる。また、このような表面粗さが異なる同一平面上にない複数の平面は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の表面粗さに加工しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。 According to the first optical element, it is possible to selectively detect only the reflected light from the plane portion having a small surface roughness. In addition, a plurality of planes that are not on the same plane with different surface roughnesses can be easily obtained by processing the corresponding surfaces of a molding die used for molding an optical element to a predetermined surface roughness. Therefore, a new manufacturing process is not required.
上記の第1の光学素子において、前記同一平面上にない複数の平面はいずれも前記光学素子の光軸に対して直交することが好ましい。これにより、表面粗さが小さい方の平面部を反射面として使用し、表面粗さが大きい方の平面部を光学素子をホルダーに保持させるための当接面として使用することができる。 In the first optical element, it is preferable that any of the plurality of planes not on the same plane is orthogonal to the optical axis of the optical element. As a result, the plane portion having the smaller surface roughness can be used as the reflecting surface, and the plane portion having the larger surface roughness can be used as the contact surface for holding the optical element on the holder.
本発明の第2の光学素子は、光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が前記光学素子の光軸に対して直交する、表面粗さRaが0.1μm以下の平面部を有することを特徴とする。 The second optical element of the present invention is an optical element comprising an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, wherein the frame portion is the optical element on at least one surface of the optical element. It is characterized by having a flat portion having a surface roughness Ra of 0.1 μm or less, which is orthogonal to the optical axis of the element.
かかる第2の光学素子によれば、表面粗さRaが0.1μm以下の平面部からの反射光を検出することができる。また、このような表面粗さを有する平面部は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の表面粗さに加工しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。 According to the second optical element, it is possible to detect reflected light from a flat surface portion having a surface roughness Ra of 0.1 μm or less. In addition, the flat portion having such surface roughness can be easily formed by processing the corresponding surface of the molding die used for molding the optical element to a predetermined surface roughness. It does not require a simple manufacturing process.
上記の第2の光学素子において、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が前記光学素子の光軸に対して直交する複数の平面部を有し、そのうちの1つの平面部が表面粗さRaが0.1μm以下の前記平面部であり、残りの平面部の表面粗さRaはいずれも0.1μmより大きいことが好ましい。これにより、表面粗さRaが0.1μm以下の平面部からの反射光のみを選択的に検出することができる。従って、精度良い検出が可能になる。 In the second optical element, on at least one surface of the optical element, the frame portion has a plurality of plane portions orthogonal to the optical axis of the optical element, and one of the plane portions is a surface. It is preferable that the roughness Ra is the planar portion having a size of 0.1 μm or less, and the surface roughness Ra of the remaining planar portions is larger than 0.1 μm. Thereby, only the reflected light from the plane part with surface roughness Ra of 0.1 μm or less can be selectively detected. Therefore, accurate detection can be performed.
本発明の第3の光学素子は、光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が前記光学素子の光軸に対して直交する同一平面上にない複数の平面のうち最も大きな面積を有する平面部が光学反射面であることを特徴とする。 The third optical element of the present invention is an optical element comprising an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, wherein the frame portion is the optical element on at least one surface of the optical element. The planar portion having the largest area among a plurality of planes not on the same plane orthogonal to the optical axis of the element is an optical reflecting surface.
かかる第3の光学素子によれば、最も大きな面積を有する平面部からの反射光を検出することができる。また、このような平面部は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の寸法に設定しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。 According to the third optical element, it is possible to detect the reflected light from the plane portion having the largest area. Moreover, since such a plane part can be easily formed by setting a corresponding surface of a molding die used for molding an optical element to a predetermined dimension, a new manufacturing process is not required. .
上記の第3の光学素子において、前記複数の平面部のうち、前記第1平面部の表面粗さRaが0.1μm以下であり、前記第1平面部を除く残りの平面部の表面粗さRaがいずれも0.1μmより大きいことが好ましい。これにより、最も大きな面積を有し、表面粗さRaが0.1μm以下の第1平面部からの反射光のみを選択的に検出することができる。従って、精度良い検出が可能になる。 Said 3rd optical element WHEREIN: The surface roughness Ra of the said 1st plane part is 0.1 micrometer or less among said several plane parts, The surface roughness of the remaining plane parts except the said 1st plane part It is preferable that Ra is larger than 0.1 μm. Thereby, it is possible to selectively detect only the reflected light from the first flat portion having the largest area and the surface roughness Ra of 0.1 μm or less. Therefore, accurate detection can be performed.
本発明の第4の光学素子は、光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が同一平面上にない複数の面を有し、前記複数の面のうち、1つは前記光学素子の光軸に対して直交する平面部であり、残りは全て前記光軸に対して傾斜した斜面であることを特徴とする。 A fourth optical element of the present invention is an optical element including an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, and the frame portion is flush with at least one surface of the optical element. It has a plurality of surfaces that are not on top, and one of the plurality of surfaces is a plane part orthogonal to the optical axis of the optical element, and the rest are all inclined surfaces that are inclined with respect to the optical axis It is characterized by that.
かかる第4の光学素子によれば、光学素子の光軸に対して直交する平面部からの反射光のみを選択的に検出することができる。また、このような平面部及び斜面は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する各面の方向を所定の方向に設定しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。 According to the fourth optical element, it is possible to selectively detect only the reflected light from the plane portion orthogonal to the optical axis of the optical element. In addition, such flat portions and inclined surfaces can be easily formed by setting the directions of the corresponding surfaces of the molding die used for molding the optical element to predetermined directions, so that new manufacturing is possible. No process is required.
本発明の第5の光学素子は光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、表面粗さが互いに異なる同一平面上にない複数の平面を備え、光学有効部に最も近接した平面を光学反射面としたことを特徴とする。 The fifth optical element of the present invention is an optical element having an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, and the surface roughness is the same on at least one surface of the optical element. A plurality of planes that are not on a plane are provided, and a plane closest to the optically effective portion is an optical reflecting surface.
かかる第5の光学素子によれば、光学有効部に最も近接した平面は、その他の平面と比べ、面のうねりが少なく、光学反射面として十分な反射光が得られる。光学有効部に最も近接した平面を利用することで目的を達成できるため、新たな製造工程を必要としない。 According to the fifth optical element, the plane closest to the optically effective portion has less surface waviness than the other planes, and sufficient reflected light can be obtained as the optical reflecting surface. Since the object can be achieved by using the plane closest to the optically effective portion, no new manufacturing process is required.
本発明の第6の光学素子は、光学有効部と、前記光学有効部と隣接する枠部とを備えた光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一方の面において、前記枠部が前記光学素子の光軸に対して直交する同一平面上にない複数の面を有し、前記平面部のうちの1つの半径方向の寸法が0.1mm以上であることを特徴とする。 A sixth optical element of the present invention is an optical element comprising an optically effective portion and a frame portion adjacent to the optically effective portion, wherein the frame portion is the optical element on at least one surface of the optical element. It has a plurality of surfaces which are not on the same plane perpendicular to the optical axis of the element, and the radial dimension of one of the plane portions is 0.1 mm or more.
かかる第6の光学素子によれば、半径方向の寸法が0.1mm以上である平面部からの反射光を検出することができる。また、このような平面部は、光学素子の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の寸法に設定しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。 According to the sixth optical element, it is possible to detect the reflected light from the plane portion having a radial dimension of 0.1 mm or more. Moreover, since such a plane part can be easily formed by setting a corresponding surface of a molding die used for molding an optical element to a predetermined dimension, a new manufacturing process is not required. .
上記の第6の光学素子において、前記複数の平面部のうち、半径方向の寸法が0.1mm以上である前記1つの平面部を除く残りの平面部の半径方向の寸法がいずれも0.1mm未満であることが好ましい。これにより、半径方向の寸法が0.1mm以上である平面部からの反射光のみを検出することができる。従って、精度良い検出が可能になる。 Said 6th optical element WHEREIN: The radial direction dimension of the remaining plane parts except said 1 plane part whose radial dimension is 0.1 mm or more among these several plane parts are all 0.1 mm. It is preferable that it is less than. As a result, it is possible to detect only the reflected light from the flat surface having a radial dimension of 0.1 mm or more. Therefore, accurate detection can be performed.
上記の第1〜第6の光学素子において、前記平面部には、光学素子の材料である樹脂又はガラスが露出した部分を有することが好ましい。これにより、反射膜を設けることなく平面部を反射面として使用できるので、製造工程の増加を招くことなく反射光検出が可能な光学素子を提供できる。 Said 1st-6th optical element WHEREIN: It is preferable to have the part which resin or glass which is a material of an optical element exposed in the said plane part. Thereby, since a plane part can be used as a reflective surface without providing a reflective film, an optical element capable of detecting reflected light without increasing the number of manufacturing steps can be provided.
本発明の光学素子によれば、新たな製造工程を必要とすることなく、成形後の光学素子の枠部に設けた平面部から、必要十分な反射光を検出することができる。従って、例えば、傾き検出装置における光学素子の傾き検出や、干渉計による光学素子の収差評価を行う際に、光学素子の平面部からの反射光を利用して、正確な調整や評価が可能となる。 According to the optical element of the present invention, it is possible to detect necessary and sufficient reflected light from the flat part provided on the frame part of the optical element after molding without requiring a new manufacturing process. Therefore, for example, when performing tilt detection of an optical element in a tilt detection apparatus or evaluation of aberration of an optical element by an interferometer, accurate adjustment and evaluation can be performed using reflected light from a flat portion of the optical element. Become.
以下、本発明の光学素子について、図面を参照して具体的に説明する。 The optical element of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る光学素子を図1〜図2を用いて説明する。
(Embodiment 1)
An optical element according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の実施の形態1に係る光学素子1の断面図である。光学素子1は、図1に示したように、光束が入射して光学素子としての本来の機能を発揮する光学有効部1aと、その外側に隣接して形成された枠部1bとを備える。光学有効部1aは、入射する光束に対して所定の光学的作用を発揮するように所定の形状が付与された、互いに対向する光学有効面2、3を有する。枠部1bは、光学有効面2、3側から半径方向外側に向かって順に、平面部4a、4bと、斜面5a、5bと、平面部6a、6bを有し、これらは互いに隣接し合っている。
FIG. 1 is a sectional view of an optical element 1 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical element 1 includes an optically effective portion 1 a that exhibits an original function as an optical element when a light beam enters, and a
光学有効面2、3に隣接する平面部4a、4bは、光学素子1の光学中心軸(以下「光軸」という)に対して垂直な平面である。斜面5a、5bは円錐面の一部を構成する。斜面5a、5bに隣接する平面部6a、6bは光学有効面2、3よりも光軸方向にそれぞれ突出しており、これにより光学素子の製造工程において光学有効面2、3に傷が付くのを防止している。また、平面部6a、6bは光学素子1をピックアップのレンズホルダーに組み込む際にレンズホルダーに対する当接面となるため、光軸と垂直な平面である。レンズホルダーとの接着代が必要であること、及び射出成形で光学素子1を成形する際に溶融樹脂を流し込むゲート口を大きくとる必要があることのために、枠部1bはなるべく大きな寸法が要求される。平面部4a、4bは、光が入射した際の反射率を高めるために小さな表面粗さを有している。一方、平面部6a、6bは、光が入射した際に光が特定の方向に反射せずに乱反射するように、大きな表面粗さを有している。
The
図2は、光学素子1の傾き検出装置の概略構成図である。傾き検出装置は、光ビームを出射する光源11と、ピンホール12aを有するピンホール板12と、コリメートレンズ13と、ビームスプリッタ14と、コリメートレンズ15と、たとえばCCDからなる受光素子16とを備える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the tilt detection device of the optical element 1. The tilt detection apparatus includes a
光源11から出射され、ピンホール板12のピンホール12aを通過した発散光はコリメートレンズ13で平行光束となり、ビームスプリッタ14で反射され、光学素子1に入射する。光学素子1に入射した光のうち枠部1bの平面部4aに入射した光はビームスプリッタ14に入射する。平面部4aに入射した光は、ここで反射され、ビームスプリッタ14を透過し、コリメートレンズ15により受光素子16に導かれ、受光素子16上に一つの集光スポットを形成する。この集光スポットの受光素子16上における位置を検出することにより、光学素子1の傾きを検出することができる。従って、光学素子1をピックアップのレンズホルダーに組み付けする際に、集光スポットの受光素子16上の位置が所定位置に来るように、光学素子1の傾きを補正した後、光学素子1をレンズホルダーに接着固定する。これにより、光学素子をレンズホルダーに所定の相対的傾きで組み込むことができる。
The divergent light emitted from the
上記において、平面部4aと平行な平面部6aに入射した光は、表面粗さが粗いため、乱反射されてしまうので、受光素子16上に集光スポットを実質的に形成しない。また、斜面5aに入射した光もここで反射される可能性があるが、同様に受光素子16上に集光スポットを実質的に形成しない。従って、表面粗さが小さな平面部4aからの反射光のみを選択的に検出して光学素子1の傾き調整に使用することができる。
In the above description, the light incident on the flat surface portion 6a parallel to the
また、干渉計による光学素子1の収差評価において、平面部4bにレーザ光を照射して、これからの反射光を利用してあおり調整を行い、光学素子1の傾き調整を行った上で、光学有効面の測定を行うことにより、誤差が少なく、繰り返し測定においてもばらつきの少ない測定評価が可能となる。この場合も、平面部6bに入射したレーザ光は乱反射され、斜面5bに入射した光は異なる方向に反射されるので、いずれもあおり調整には利用されない。
Further, in the aberration evaluation of the optical element 1 by the interferometer, the
以上のように、本実施の形態の光学素子1の枠部1bは、光学素子1の光軸に対して直交する平面部4a、4bと平面部6a、6bとを有するが、平面部4a、4bは平面部6a、6bよりも表面粗さが小さいので、平面部4a、4bからの十分な反射光のみを選択的に利用して、光学素子1の傾き検出及び干渉計による光学素子の収差評価を行うことができる。このような平面部4a、4b及び平面部6a、6bは、光学素子1の材料である樹脂又はガラスが露出した面であり、反射膜の形成は不要である。従って、平面部4a、4b及び平面部6a、6bは光学素子1の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の表面粗さに加工しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。
As described above, the
また、光学有効部には、透過率を向上させるために反射防止膜を成膜するが、平面部4a、4bの光学反射面には反射防止膜が成膜されないように工夫することが必要である。反射防止膜が成膜された面は反射率が低下するため、スポット像の光強度が低下し、傾き検出が困難となる。ただし、一部分の光学反射面が光学素子の材料である樹脂又はガラスが露出した部分を有することによって、上記問題は解決される。
In addition, an antireflection film is formed on the optically effective portion in order to improve the transmittance, but it is necessary to devise so that the antireflection film is not formed on the optical reflection surfaces of the
なお、上記の実施の形態1では、平面部4a、4bの全面の表面粗さを小さくしたが、その一部分のみの表面粗さを小さくしても良く、その場合も上記と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the surface roughness of the entire surface of the
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2に係る光学素子1の断面図である。本実施の形態2の光学素子1の基本的な構造は実施の形態1の光学素子と同様である。図1に示した光学素子1と同様の構成要素には同一の符号を付してそられについての詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical element 1 according to
図1に示した光学素子1と同様に、枠部1bは光学有効面2、3側から半径方向外側に向かって順に、平面部4a、4bと、斜面5a、5bと、平面部6a、6bとを有する。平面部4a、4bと平面部6a、6bとは光軸に対して直交する。図3に示したように、平面部4a、4b、平面部6a、6bの半径方向の幅をそれぞれ幅4A,4B、幅6A,6Bとすると、本実施の形態2の一実施例では4A=0.3mm、6A=0.15mmとした。また、平面部4aの表面粗さRa=0.08μm、平面部6aの表面粗さRa=5μmとした。
Similar to the optical element 1 shown in FIG. 1, the
図2に示した傾き検出装置に本実施の形態の光学素子1を適用すると、光学素子1に入射した光は、光学有効面2及び平面部4aで反射される。このとき、平面部6aに入射した光は平面部6aの表面粗さが粗いために乱反射され、拡散する。平面部4aで反射した光はビームスプリッタ14を透過し、コリメートレンズ15により受光素子16に導かれ、受光素子16上に一つの集光スポットを形成する。この集光スポットの受光素子16上における位置を検出することにより、光学素子1の傾きを検出することができる。
When the optical element 1 of the present embodiment is applied to the tilt detection apparatus shown in FIG. 2, the light incident on the optical element 1 is reflected by the optical
ここで、上記の実施例において平面部4aの表面粗さRaを変えたときの受光素子16上における集光スポットの変化の様子を表1に示す。
Here, Table 1 shows how the condensing spot changes on the
表1において、「○」は良好な集光スポットが形成されたことを、「×」は集光スポットが形成されないことを、「△」は集光スポットがぼやけた状態で形成され、光学素子1の傾き検出には支障が生じることをそれぞれ示している。 In Table 1, “◯” indicates that a good condensing spot is formed, “×” indicates that a condensing spot is not formed, and “Δ” indicates that the condensing spot is blurred. 1 indicates that trouble is detected in the inclination detection of 1.
表1の結果から、表面粗さRaが0.1μm以下であれば、良好な集光スポットが得られることが判明した。上記の実施例では平面部6aの表面粗さRaは0.12μm以上であるため、平面部6aでの反射光は、集光スポットを形成しないか、わずかに集光スポットを形成する場合があるが、平面部4aでの反射光による集光スポットに比べてその光量が小さいので、無視されるレベルである。
From the results in Table 1, it was found that a good light spot was obtained when the surface roughness Ra was 0.1 μm or less. In the above embodiment, since the surface roughness Ra of the flat portion 6a is 0.12 μm or more, the reflected light from the flat portion 6a may not form a condensing spot or may slightly form a condensing spot. However, since the amount of light is small compared to the focused spot by the reflected light on the
なお、光軸と直交する同一平面上にない平面部が複数ある場合、全ての複数の平面部の表面粗さRaを0.1μm以下にすることも可能である。例えば、上記の例では、平面部4a及び平面部6aの表面粗さRaをいずれも0.1μm以下にすることもできる。この場合、平面部4a及び平面部6aからの各反射光が共通する一つの集光スポットを形成する必要がある。しかしながら、光軸に対する平面部4a及び平面部6aのそれぞれの垂直度が一致しないと、スポット像が歪んだり、大きくなったりする場合があり、傾き検出に不具合が生じる場合がある。従って、反射光を得るための面は1つの面であることが好ましい。
When there are a plurality of plane portions that are not on the same plane orthogonal to the optical axis, the surface roughness Ra of all the plurality of plane portions can be set to 0.1 μm or less. For example, in the above example, both the surface roughness Ra of the
また、上述の平面部4a及び平面部6aの表面粗さRaをいずれも0.1μmとしたとき、一方の平面部を遮蔽し、もう一方のスポット像を評価すると、光学有効部1aに近接する平面部4aのスポット像が、平面部6aのそれに比べて集光しており、良好であった。光学有効部から離れ、外周部に近くなるに従い、平面部にうねりが発生しやすいことが、我々の実験から明らかとなった。このうねりの大小によって集光スポット像に差があり、従って、平面部のうねりの少ない光学素子の光学有効部に最も近接する平面部を光学反射面とすることが望ましい。
Further, when the surface roughness Ra of each of the
また、反射光を得るための面が1つであっても、その平面度が悪いと、同様にスポット像が歪んだり、大きくなったりする場合がある。従って、反射光を得るための面を、所定の平面度が確保できる特定の領域に限定しても良い。但し、反射面を得るための面の面積が小さすぎると、反射光の光量が不足し、集光スポットがはっきり見えない。従って、一般には、上記のように、枠部が光軸に直交する複数の平面部を有する場合には、最も大きな面積を有する平面部の表面粗さRaを0.1μm以下として反射面として使用し、他の平面部の表面粗さRaを0.1μmより大きく(更には0.14μm以上)とすることが好ましい。 Even if there is only one surface for obtaining reflected light, if the flatness is poor, the spot image may be similarly distorted or enlarged. Therefore, the surface for obtaining the reflected light may be limited to a specific region where a predetermined flatness can be ensured. However, if the area of the surface for obtaining the reflection surface is too small, the amount of reflected light is insufficient and the condensing spot cannot be clearly seen. Therefore, generally, as described above, when the frame portion has a plurality of plane portions perpendicular to the optical axis, the surface roughness Ra of the plane portion having the largest area is set to 0.1 μm or less and used as a reflection surface. In addition, it is preferable that the surface roughness Ra of the other flat portion is larger than 0.1 μm (more preferably 0.14 μm or more).
また、干渉計による光学素子1の収差評価において、光学有効面3側にレーザ光を照射して計測する際に、光学素子1からの反射光を利用して光学素子のあおり調整を行う。このとき、上記の例では、枠部1bの光学有効面3側の面において、幅4B>幅6Bであるため、平面部4bの表面粗さRaを0.08μm、平面部6bの表面粗さRaを3μmにした。レーザ光を照射した際に、平面部4bからの反射光を利用して光学素子1のあおり調整を行い、光学素子1の傾き調整を行った後に、光学有効面の測定を行うことにより、誤差が少なく、繰り返し測定においてもばらつきの少ない測定評価が可能となった。
Further, in the aberration evaluation of the optical element 1 by the interferometer, the tilt of the optical element is adjusted using the reflected light from the optical element 1 when measurement is performed by irradiating the optical effective surface 3 with laser light. At this time, in the above example, since the width 4B>
以上のように、本実施の形態2の光学素子1の枠部1bは光軸に対して直交する平面部4a、4b及び平面部6a、6bを備え、平面部4a、4bの表面粗さRaが0.1μm以下であり、平面部6a、6bの表面粗さRaが0.1μmより大きく、平面部4a、4bの面積が平面部6a、6bの面積より大きいので、反射膜を設けることなく、平面部4a、4bからの十分な反射光のみを選択的に利用して、光学素子1の傾き検出及び干渉計による光学素子の収差評価を行うことができる。このような平面部4a、4bは光学素子1の成形の際に使用する成形金型の対応する面を所定の表面粗さに加工し、その寸法を適切に設定しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。
As described above, the
(実施の形態3)
図4は本発明の実施の形態3に係る光学素子1の断面図である。本実施の形態の光学素子1の基本的な構造は実施の形態1の光学素子と同様である。図1に示した光学素子1と同様の構成要素には同一の符号を付してそられについての詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical element 1 according to Embodiment 3 of the present invention. The basic structure of the optical element 1 of the present embodiment is the same as that of the optical element of the first embodiment. The same components as those of the optical element 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態3の光学素子1では、図1に示した光学素子と異なり面6a、6bが光軸に対して傾斜している。即ち、図4に示す光学素子1の枠部1bにおいて、平面部4a、4bは光軸に対して直交する平面であり、その他の面5a、6a、5b、6bは光軸に対して傾斜している。
In the optical element 1 according to Embodiment 3, the
図2に示した傾き検出装置に本実施の形態3の光学素子1を適用すると、光学素子1に入射した光は、光学有効面2、平面部4a、斜面5a、6aで反射される。このとき、平面部4aでの反射光はビームスプリッタ14を透過し、コリメートレンズ15により受光素子16に導かれ、受光素子16上に一つの集光スポットを形成する。この集光スポットの受光素子16上における位置を検出することにより、光学素子1の傾きを検出することができる。
When the optical element 1 of the third embodiment is applied to the tilt detection apparatus shown in FIG. 2, the light incident on the optical element 1 is reflected by the optical
一方、斜面5a、6aでの反射光は受光素子16上に集光スポットを実質的に形成しない。
On the other hand, the reflected light from the inclined surfaces 5 a and 6 a does not substantially form a condensing spot on the
従って、実施の形態1と同様に、光学素子1をレンズホルダーに所定の相対的傾きで組み込むことができる。 Therefore, as in the first embodiment, the optical element 1 can be incorporated into the lens holder with a predetermined relative inclination.
また、干渉計による光学素子1の収差評価において、平面部4bにレーザ光を照射して、これからの反射光を利用してあおり調整を行い、光学素子1の傾き調整を行った上で、光学有効面の測定を行うことにより、誤差が少なく、繰り返し測定においてもばらつきの少ない測定評価が可能となる。
Further, in the aberration evaluation of the optical element 1 by the interferometer, the
以上のように、本実施の形態3の光学素子1の枠部1bは、光学素子1の光軸に対して直交する平面部4a、4bと、光軸に対して傾斜した斜面5a、6a、5b、6bとを備えるので、反射膜を設けることなく、平面部4a、4bからの十分な反射光のみを選択的に利用して、光学素子1の傾き検出及び干渉計による光学素子の収差評価を行うことができる。このような平面部4a、4b及び斜面5a、6a、5b、6bは、光学素子1の成形の際に使用する成形金型を所定の形状に加工しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。
As described above, the
(実施の形態4)
図5は本発明の実施の形態4に係る光学素子1の断面図である。本実施の形態5の光学素子1の基本的な構造は実施の形態1の光学素子と同様である。図1に示した光学素子1と同様の構成要素には同一の符号を付してそられについての詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical element 1 according to Embodiment 4 of the present invention. The basic structure of the optical element 1 of the fifth embodiment is the same as that of the optical element of the first embodiment. The same components as those of the optical element 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態5の光学素子1は枠部1bに光軸と直交する平面部4a、6a、8a、及び平面部4b、6b、8bを有する。
The optical element 1 according to the fifth embodiment has
図2に示した傾き検出装置を用いて光学素子にレーザ光を照射して平面部からの反射光を利用してあおり調整を行う際に、平面部の半径方向幅を変えたときの集光スポットの変化の様子を表2に示す。 When the tilt detection apparatus shown in FIG. 2 is used to irradiate the optical element with laser light and perform tilt adjustment using reflected light from the flat surface, the light is condensed when the radial width of the flat surface is changed. Table 2 shows how the spots change.
表2において、「○」は集光スポットが十分な光量を有していることを、「×」は集光スポットが光量不十分により明確に確認できないことを、「△」は集光スポットを確認できるものの光量が十分ではなく、光学素子1の傾き検出に支障が生じることをそれぞれ示している。 In Table 2, “◯” indicates that the condensing spot has a sufficient amount of light, “×” indicates that the condensing spot cannot be clearly confirmed due to insufficient amount of light, and “△” indicates the condensing spot. Although the amount of light that can be confirmed is not sufficient, each indicates that the tilt detection of the optical element 1 is hindered.
表2より、平面部の半径方向幅は0.1mm以上であれば、反射光量が十分に確保でき、集光スポットが良好となることが判明した。 From Table 2, it was found that if the radial width of the flat portion is 0.1 mm or more, the amount of reflected light can be sufficiently secured, and the focused spot becomes good.
そこで、実施例では、枠部1bを構成する平面部4a、6a、8a、4b、6b、8bの半径方向幅を順に4A、6A、8A、4B、6B、8Bとしたとき、4A=0.25mm、6A=0.08mm、8A=0.05mm、4B=0.22mm、6B=0.07mm、8B=0.05mmとした。
Therefore, in the embodiment, when the radial widths of the
半径方向幅が0.1mm以上である平面部4a、4bからは十分な反射光量が得られ、その他の平面部6a、8a、6b、8bからの反射光量は不十分であり、実質的に無視できる程度である。
A sufficient amount of reflected light is obtained from the
従って、図2に示した傾き検出装置において、集光スポットの受光素子16上における位置を検出する際には、平面部4aからの反射光のみを利用して光学素子1の傾きを検出することができる。これにより、光学素子1をピックアップのレンズホルダーに組み付ける際に光学素子1の傾きを補正しながら接着することが可能となる。
Therefore, in the tilt detection apparatus shown in FIG. 2, when detecting the position of the focused spot on the
また、干渉計による光学素子1の収差評価において、平面部4bにレーザ光を照射して、これからの反射光を利用してあおり調整を行い、光学素子1の傾き調整を行った上で、光学有効面の測定を行うことにより、誤差が少なく、繰り返し測定においてもばらつきの少ない測定評価が可能となる。
Further, in the aberration evaluation of the optical element 1 by the interferometer, the
以上のように、本実施の形態4の光学素子1の枠部1bは、光学素子1の光軸に対して直交する環状の平面部4a、6a、8a、及び環状の平面部4b、6b、8bを有し、これらのうち平面部4a、4bの半径方向寸法が0.1mm以上であり、平面部6a、8a、6b、8bの半径方向寸法が0.1mm未満である。
As described above, the
従って、反射膜を設けることなく、平面部4a、4bからの十分な反射光のみを選択的に利用して、光学素子1の傾き検出及び干渉計による光学素子の収差評価を行うことができる。このような平面部4a、4bは光学素子1の成形の際に使用する成形金型の各部を所定の寸法に設定しておくことで容易に形成できるので、新たな製造工程を必要としない。
Therefore, it is possible to detect the inclination of the optical element 1 and evaluate the aberration of the optical element by the interferometer by selectively using only the sufficiently reflected light from the
上記の実施の形態1〜4では、枠部1bの両面に反射面4a、4bを形成したが、一方の面にのみに反射面4a又は反射面4bを形成しても良い。
In said Embodiment 1-4, although
また、本発明の光学素子は、上記の実施の形態1〜4に示した各形態のうちの2以上の形態を同時に備えていても良い。また、光学素子の一方の面と他方の面とが異なる形態を有していても良い。 In addition, the optical element of the present invention may simultaneously include two or more of the forms shown in the first to fourth embodiments. Moreover, the one surface and the other surface of the optical element may have different forms.
本発明は、DVDやCDなどを含む各種の光ディスク装置の光ヘッドにおいて、高精度に光学素子を取付けることができるものである。 The present invention is capable of attaching an optical element with high accuracy in an optical head of various optical disk devices including a DVD and a CD.
1 光学素子
1a 光学有効部
1b 枠部
2、3 光学有効面
4a、4b 平面部
5a、5b 斜面
11 光源
12a ピンホール
12 ピンホール板
13 コリメートレンズ
14 ビームスプリッタ
15 コリメートレンズ
16 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 1a Optical
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