(57)【要約】レンズの光学機能部に対応する型空間への溶融樹脂の流れ込み量の制限を抑制しつつ、高精度で微細形状等を転写した対物レンズを提供することを目的とする。対物レンズ１０の成形に際しての要素が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、成形された対物レンズ１０は、高精度に転写された微細形状を有するものとなる。つまり、対物レンズ１０の成形の際に、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。また、仕上げのゲートカットに際してフランジ部１２のカット代を抑制し、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２への悪影響を回避することができる。さらに、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２のネック部１３近傍の配向を抑制することができる。
2012105692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報読み取り及び／又は書き込みに用いられる対物レンズであって、
前記光学機能部は、第１光学面と、前記第１光学面よりも曲率の小さい第２光学面とを有し、
前記光学機能部と前記フランジ部との間にネック部を有し、
レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、前記光学機能部において、前記レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、
前記ネック部において、前記レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっており、
前記ゲート部において、前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、前記レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２
【請求項２】
前記フランジ部は、前記第１光学面側に第１フランジ面と、前記第２光学面側に第２フランジ面とを有し、
前記第２フランジ面は、前記第２光学面の頂点よりも低く配置されることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記第２光学面の外周は、前記第１光学面の外周よりも内側に形成されていることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記ネック部は、前記第１光学面側に第１端面と、前記第２光学面側に第２端面とを有し、
前記第１フランジ面と前記第１端面とをつなぐ面及び前記第２フランジ面と前記第２端面とをつなぐ面の少なくともいずれか一方は、前記レンズ光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一方に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１端面及び前記第２端面の少なくともいずれか一方は、鏡面を有することを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記第１フランジ面及び第２フランジ面のいずれか一方は、前記ネック部側において、対応する前記第１端面及び前記第２端面のいずれか一方よりも凹んで配置されることを特徴とする請求項４及び５のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記フランジ部は、前記第１フランジ面及び前記第２フランジ面の少なくともいずれか一方側において、前記レンズ光軸に平行な方向の厚みを変化させる段差形状を有することを特徴とする請求項４から６までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記第２端面に金型識別用の凸形状のマークを有することを特徴とする請求項４から７までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項９】
前記第２フランジ面に金型識別用の凸形状のマークを有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項１０】
前記レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｔ／ｆ≦２．０であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項１１】
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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報の記録及び／又は再生に用いられる対物レンズの製造方法であって、
前記対物レンズの第１光学面を成形する第１の金型と、前記対物レンズの第２光学面を成形する第２の金型とによって形成される型空間に溶融樹脂を射出して前記対物レンズを成形する工程と、
前記第１の金型と前記第２の金型とを相対的に離間させて型開きすることにより、前記型空間から前記対物レンズを取り出す工程と、
を備え、
前記対物レンズは、前記光学機能部と前記フランジ部との間にネック部を有し、
レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、前記光学機能部において、前記レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、
前記ネック部において、前記レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっており、
前記ゲート部において、前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、前記レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする対物レンズの製造方法。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２
【請求項１２】
前記光学機能部は、第１光学面と、前記第１光学面よりも曲率の小さい第２光学面とを有し、
前記フランジ部は、前記第１光学面側に第１フランジ面と、前記第２光学面側に第２フランジ面とを有し、
前記第２フランジ面は、前記第２光学面の頂点よりも低く配置されることを特徴とする請求項１１に記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１３】
前記第２光学面の外周は、前記第１光学面の外周よりも内側に形成されていることを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか一項に記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１４】
前記ネック部は、前記第１光学面側に第１端面と、前記第２光学面側に第２端面とを有し、
前記第１フランジ面と前記第１端面とをつなぐ面及び前記第２フランジ面と前記第２端面とをつなぐ面の少なくともいずれか一方は、前記レンズ光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１１から１３までのいずれか一方に記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１５】
前記第１端面及び前記第２端面の少なくともいずれか一方は、鏡面を有することを特徴とする請求項１４に記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１６】
前記第１フランジ面及び第２フランジ面のいずれか一方は、前記ネック部において、対応する前記第１端面及び前記第２端面のいずれか一方よりも凹んで配置されることを特徴とする請求項１４及び１５のいずれか一項に記載の対物レンズの製造方法。
【請求項１７】
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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報読み取り及び／又は書き込みに用いられる対物レンズを成形するための成形金型であって、
前記対物レンズの第１光学面を形成する第１の転写面と、前記第１光学面の周囲に延在する第１フランジ面を形成する第１の成形面とを有する第１の金型と、
前記第１光学面よりも曲率が小さい第２光学面を形成する第２の転写面と、前記第２光学面の周囲に延在する第２フランジ面を形成する第２の成形面とを有する第２の金型と、
を備え、
前記第１の転写面と前記第１の成形面との間に前記対物レンズのネック部を形成する第３の成形面を有し、
前記第２の転写面と前記第２の成形面との間に前記対物レンズのネック部を形成する第４の成形面を有し、
前記第１の金型と前記第２の金型とによって形成される型空間の寸法が、
レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、前記光学機能部において、前記レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、
前記ネック部において、前記レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっており、
前記ゲート部において、前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、前記レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式を満たす対物レンズに対応することを特徴とする成形金型。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２
【請求項１８】
前記第２の成形面は、前記第２の転写面の頂点よりも前記第１の金型と前記第２の金型との型合わせ面から浅い位置に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の成形金型。
【請求項１９】
前記第２の転写面の外周は、前記第１の転写面の外周よりも内側に形成されていることを特徴とする請求項１７及び１８のいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項２０】
前記第１の成形面と前記第３の成形面とをつなぐ面及び前記第２の成形面と前記第４の成形面とをつなぐ面の少なくともいずれか一方は、前記レンズ光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一方に記載の成形金型。
【請求項２１】
前記第１の成形面及び前記第２の成形面のいずれか一方は、前記第３の成形面及び前記第４の成形面のいずれか一方よりも凹んで配置されることを特徴とする請求項２０に記載の成形金型。
【請求項２２】
前記第１の成形面及び前記第２の成形面の少なくともいずれか一方側において、前記レンズ光軸に平行な方向の厚みを変化させる段差形状を形成する転写面を有することを特徴とする請求項２０及び２１のいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項２３】
前記第４の成形面に金型識別用の凸形状のマークを転写する凹転写面を有することを特徴とする請求項１７から２２までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項２４】
前記第２の成形面に金型識別用の凸形状のマークを転写する凹転写面を有することを特徴とする請求項１７から２２までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項２５】
前記型空間の寸法は、前記対物レンズのレンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）、５００ｎｍ以下の波長の光束における前記対物レンズの焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｔ／ｆ≦２．０である対物レンズに対応することを特徴とする請求項１７から２４までのいずれか一項に記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学面に微細形状を有する対物レンズ、特にノートパソコンに組み込まれる対物レンズ及びその製造方法並びに当該製造方法に用いられる成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形によって成形させる対物レンズにおいては、一般的に、溶融樹脂が対物レンズに対応する型空間に流れ込む入口であるゲート部が対物レンズのフランジ部外周に配置されている（例えば、特許文献１参照）。これは、ゲート部の成形歪等が対物レンズの光学面に影響しないように、ゲート部を光学面から離すためである。フランジ部外周に設けられたゲート部から流れ込んだ溶融樹脂は、断面積の比較的狭いゲート部からレンズの光学面とフランジ部とをつなぐくびれたネック部を通過して、断面積の比較的広いレンズの光学機能部に対応する型空間に流れ込み、この型空間を充填することで光学面が転写される。【０００３】
しかしながら、特許文献１のような対物レンズを、例えばノートパソコンに組み込むような小型のものとする場合であって複数種のディスクに対して互換性を持たせる場合、特にレンズの転写精度が問題となる。すなわち、このような対物レンズは複数種のディスクに対して互換性を持たせるため、小径ながら微細形状を有するものとなり、微細形状への転写が不完全となる問題がある。これは、上記のように小径で微細形状を有するレンズでは、ネック部のくびれ度合いが大きくなり、光学機能部に対応する型空間への溶融樹脂の流れ込み量が制限されるためである。また、溶融樹脂がゲート部を通過する際に、ゲート壁面等の型面と接触した溶融樹脂は、金型に冷却されて粘度が増し、ゲート部の中心部のみが通路となって溶融樹脂が型空間に流入することとなる。そのため、ネック部のくびれ度合いが大きくなるほど、溶融樹脂の流れ込み量が制限され、大幅に制限されると、光学機能部への溶融樹脂の流れ込み量が不足し、金型内が未充填状態となり、微細回折形状への転写が不完全になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１３３９７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、レンズの光学機能部に対応する型空間への溶融樹脂の流れ込み量の制限を抑制しつつ、高精度で微細形状等を転写した対物レンズを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、上記対物レンズを製造するための対物レンズの製造方法及び当該製造方法に用いられる成形金型を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報読み取り及び／又は書き込みに用いられる対物レンズであって、光学機能部は、第１光学面と、第１光学面よりも曲率の小さい第２光学面とを有し、光学機能部とフランジ部との間にネック部を有し、レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、光学機能部において、レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、ネック部において、レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつくびれ度合いを示す偏肉比ｔ／Ｔが４．０より大きくなっており、ゲート部において、レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ    （１）
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ          （２）
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２          （３）
【０００８】
レンズ外径ＧがＧ≦４．０５（ｍｍ）を満たす対物レンズは、比較的小径のレンズであり、レンズ外径Ｇの値が小さいほどネック部の断面積が小さくなる。また、レンズ軸上厚ｔ及びネック部の最小厚みＴがｔ／Ｔ＞４．０を満たす対物レンズは、偏肉比が比較的大きく、溶融樹脂の流れ込み量が制限されるため、転写性に関する課題が大きくなる。
【０００９】
そのような課題が大きな対物レンズにおいても、対物レンズの成形に際しての要素が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、高精度に転写された微細形状を有するものとなる。具体的には、ゲート深さＤを０．５Ｔ以上に深くし、かつゲート幅Ｗを１．５Ｔ以上とし、ゲート断面積（Ｄ・Ｗ）を１．５Ｔ２以上となるようにすることで、対物レンズの成形の際に、ゲート部の中心部における溶融樹脂の通過する横断面積が、溶融樹脂をゲート部において通過させる際に過大な射出圧力を必要とせずに金型内を満充填することができる程度の大きさとなる。そのため、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。また、ゲート幅Ｗを３Ｔ以下にすることで、仕上げのゲートカットに際してフランジ部のカット代を抑制し、光学面への悪影響を回避することができる。また、ゲート深さＤを１．３３Ｔ以下にすることで、光学面のネック部近傍でネック部の凸段部に溶融樹脂の流れが当たることで生じる乱流が引き起こす、光学性能を劣化させる樹脂の流動配向を抑制することができる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は側面では、上記対物レンズにおいて、フランジ部は、第１光学面側に第１フランジ面と、第２光学面側に第２フランジ面とを有し、第２フランジ面は、第２光学面の頂点よりも低く配置される。この場合、ネック部の最小厚みＴに対するフランジ部の厚みの比が比較的小さくなり、対物レンズの成形の際に、ゲート部から流れてきた溶融樹脂がネック部で過剰に流入抑制されることを防止でき、第１及び第２光学面のネック部近傍の光学性能の劣化を抑制することができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、第２光学面の外周は、第１光学面の外周よりも内側に形成されている。この場合、対物レンズの成形の際に、溶融樹脂が第２光学面側よりも第１光学面側に早く流入するようになり、溶融樹脂が第１光学面側に流れやすくすることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、ネック部は、第１光学面側に第１端面と、第２光学面側に第２端面とを有し、第１フランジ面と第１端面とをつなぐ面及び第２フランジ面と第２端面とをつなぐ面の少なくともいずれか一方は、レンズ光軸に対して傾斜している。この場合、フランジ面と端面とをつなぐ面が緩やかとなり、溶融樹脂がスムーズ（円滑）にネック部に流れ込むことができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、第１端面及び第２端面の少なくともいずれか一方は、鏡面を有する。この場合、端面が鏡面であるため、対物レンズの成形の際に、溶融樹脂がスムーズに流れ込むことができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、第１フランジ面及び第２フランジ面のいずれか一方は、ネック部側において、対応する第１端面及び第２端面のいずれか一方よりも凹んで配置される。この場合、フランジ面が凹んでいる光学面側のネック部では、対物レンズの成形の際に、溶融樹脂の流れを阻害するネック部の凸段部が無くなるため、溶融樹脂の流れは乱流にならず、スムーズに流れ込む。そのため、第１及び第２光学面のネック部近傍の光学性能の劣化を抑制することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、フランジ部は、第１フランジ面及び第２フランジ面の少なくともいずれか一方側において、レンズ光軸に平行な方向の厚みを変化させる段差形状を有する。この場合、フランジ面と端面との境界である傾斜部分が緩やかとなり、溶融樹脂がスムーズにネック部に流れ込むことができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、第２端面に金型識別用の凸形状のマークを有する。この場合、対物レンズが上記構成を有することにより、小径のレンズでは転写されにくいマークも高精度に転写することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様では、第２フランジ面に金型識別用の凸形状のマークを有する。この場合、対物レンズが上記構成を有することにより、小径のレンズでは転写されにくいマークも高精度に転写することができる。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｔ／ｆ≦２．０である。このように、対物レンズのレンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚ｔが比較的大きなレンズの場合、微細回折形状への転写がより難しくなるが、対物レンズが上記構成を有することにより、高精度に転写することができる。なお、ｔ／ｆは、１．０≦ｔ／ｆ≦１．８であることがより好ましく、これにより、さらに高精度に転写することができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明に係る対物レンズの製造方法は、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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報の記録及び／又は再生に用いられる対物レンズの製造方法であって、対物レンズの第１光学面を成形する第１の金型と、対物レンズの第２光学面を成形する第２の金型とによって形成される型空間に溶融樹脂を射出して対物レンズを成形する工程と、第１の金型と第２の金型とを相対的に離間させて型開きすることにより、型空間から対物レンズを取り出す工程と、を備え、対物レンズは、光学機能部とフランジ部との間にネック部を有し、レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、光学機能部において、レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、ネック部において、レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつくびれ度合いを示す偏肉比ｔ／Ｔが４．０より大きくなっており、ゲート部において、レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ    （１）
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ          （２）
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２          （３）
【００２０】
上記対物レンズの製造方法では、上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズを製造することができる。つまり、対物レンズの成形の際に、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。また、仕上げのゲートカットに際してフランジ部のカット代を抑制し、光学面への悪影響を回避することができる。また、光学面のネック部近傍でネック部の凸段部に溶融樹脂の流れが当たることで生じる乱流が引き起こす、光学性能を劣化させる樹脂の流動配向を抑制することができる。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、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設けられたゲート部から型空間内に導入された樹脂によって射出成形され、ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤの情報読み取り及び／又は書き込みに用いられる対物レンズを成形するための成形金型であって、対物レンズの第１光学面を形成する第１の転写面と、第１光学面の周囲に延在する第１フランジ面を形成する第１の成形面とを有する第１の金型と、第１光学面よりも曲率が小さい第２光学面を形成する第２の転写面と、第２光学面の周囲に延在する第２フランジ面を形成する第２の成形面とを有する第２の金型と、を備え、第１の転写面と第１の成形面との間に対物レンズのネック部を形成する第３の成形面を有し、第２の転写面と第２の成形面との間に対物レンズのネック部を形成する第４の成形面を有し、第１の金型と第２の金型とによって形成される型空間の寸法が、レンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）とし、光学機能部において、レンズ光軸に平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、ネック部において、レンズ光軸に平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつくびれ度合いを示す偏肉比ｔ／Ｔが４．０より大きくなっており、ゲート部において、レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、レンズ光軸に平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。ここで、型空間は、対物レンズの輪郭を反転した形状となっている。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ    （１）
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ          （２）
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２          （３）
【００２２】
上記成形金型では、上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズを成形可能な成形金型とすることができる。つまり、対物レンズの成形の際に、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。また、仕上げのゲートカットに際してフランジ部のカット代を抑制し、光学面への悪影響を回避することができる。また、光学面のネック部近傍でネック部の凸段部に溶融樹脂の流れが当たることで生じる乱流が引き起こす、光学性能を劣化させる樹脂の流動配向を抑制することができる。
【００２３】
本発明の具体的な態様又は側面では、上記成形金型において、第２の成形面は、第２の転写面の頂点よりも第１の金型と第２の金型との型合わせ面から浅い位置に形成されている。
【００２４】
本発明の別の態様では、第２の転写面の外周は、第１の転写面の外周よりも内側に形成されている。
【００２５】
本発明のさらに別の態様では、第１の成形面と第３の成形面とをつなぐ面及び第２の成形面と第４の成形面とをつなぐ面の少なくともいずれか一方は、レンズ光軸に対して傾斜している。
【００２６】
本発明のさらに別の態様では、第１の成形面及び第２の成形面のいずれか一方は、第３の成形面及び第４の成形面のいずれか一方よりも凹んで配置される。
【００２７】
本発明のさらに別の態様では、第１の成形面及び第２の成形面の少なくともいずれか一方側において、レンズ光軸に平行な方向の厚みを変化させる段差形状を形成する転写面を有する。
【００２８】
本発明のさらに別の態様では、第４の成形面に金型識別用の凸形状のマークを転写する凹転写面を有する。
【００２９】
本発明のさらに別の態様では、第２の成形面に金型識別用の凸形状のマークを転写する凹転写面を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１Ａは、第１実施形態の対物レンズの部分側方断面図であり、図１Ｂは、図１Ａの第２光学面側の平面図である。
【図２】図１Ａの対物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。
【図３】樹脂供給用の流路空間や対物レンズ成形用の型空間を説明する図である。
【図４】図４Ａは、第２実施形態の対物レンズの部分側方断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの対物レンズを形成するための成形金型を説明する部分拡大図である。
【図５】図５Ａは、第３実施形態の対物レンズの部分側方断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの対物レンズを形成するための成形金型を説明する部分拡大図である。
【図６】図６Ａは、第４実施形態の対物レンズの部分側方断面図であり、図６Ｂは、図６Ａの対物レンズを形成するための成形金型を説明する部分拡大図である。
【図７】図７Ａは、第５実施形態の対物レンズの部分側方断面図であり、図７Ｂは、図７Ａの対物レンズを形成するための成形金型を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る対物レンズ及び対物レンズの製造方法について説明する。
図１Ａ及び１Ｂ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、光学機能部１１とフランジ部１２との間に環状のネック部１３とを備える。図１Ａにおいて、対物レンズ１０はレンズ光軸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３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、例えば波長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、波長６５５ｎｍでＮＡ０．６５のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と、波長７８０ｎｍでＮＡ０．５３のＣＤ（Compact 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。
【００３２】
対物レンズ１０のうち光学機能部１１は、表側に曲率の比較的大きな凸の第１光学面ＯＳ１を有し、裏側に第１光学面ＯＳ１よりも曲率の小さな凸の第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をノートパソコン等の光ピックアップ装置に組み込んで動作させる際に、書き込み（記録）又は読み取り（再生）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。なお、第１光学面ＯＳ１には、回折構造である微細構造又は微細形状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。一方、第２光学面ＯＳ２は、回折構造等を有しない鏡面となっている。
【００３３】
なお、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【００３４】
ところで、回折構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、回折構造は、一般に、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造、階段型構造、あるいは、階段構造とブレーズ型構造を重畳させた構造等がある。
【００３５】
フランジ部１２は、ネック部１３の半径方向外側に設けられた環状の突起部分１４を備える。突起部分１４は、ネック部１３よりも比較的肉厚の部分である。突起部分１４は、ネック部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、光情報記録媒体側すなわち第２光学面ＯＳ２側にも突起している。突起部分１４は、第１光学面ＯＳ１側において、レンズ光軸ＯＡに垂直な第１フランジ面１２ａと、光学機能部１１の微細形状ＦＳ（第１光学面ＯＳ１）に対向する内径面１４ａとを有し、第２光学面ＯＳ２側において、レンズ光軸ＯＡに垂直な第２フランジ面１２ｂと、光学機能部１１の第２光学面ＯＳ２に対向する内径面１４ｂとを有し、第１及び第２フランジ面１２ａ，１２ｂを挟んで内径面１４ａ，１４ｂの反対側に配置される外径面１４ｃを有する。つまり、内径面１４ａは、第１フランジ面１２ａと後述するネック部１３の第１端面ＥＰ１とをつなぐ面であり、内径面１４ｂは、第２フランジ面１２ｂとネック部１３の第２端面ＥＰ２とをつなぐ面となっている。内径面１４ａは、レンズ光軸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し、内径面１４ｂは、レンズ光軸ＯＡに対して傾斜して延びており、光情報記録媒体側で広がるテーパ形状を有する。外径面１４ｃは、レンズ光軸ＯＡに対して平行に延びており、筒形状を有する。第１及び第２フランジ面１２ａ，１２ｂは、レンズ光軸ＯＡに垂直に延びる平坦な面となっている。第１フランジ面１２ａは、第１光学面ＯＳ１の頂点Ｑ１よりも低く配置されており、第２フランジ面１２ｂは、第２光学面ＯＳ２の頂点Ｑ２よりも低く配置されている。つまり、第１光学面ＯＳ１は、第１フランジ面１２ａよりもレーザ光源側に突出しており、第２光学面ＯＳ２は、第２フランジ面１２ｂよりも情報記録媒体側に突出している。
【００３６】
ネック部１３は、光学機能部１１及びフランジ部１２よりも肉薄の部分である。ネック部１３のレーザ光源側すなわち第１光学面ＯＳ１側には、輪帯状の第１端面ＥＰ１が形成されており、光情報記録媒体側すなわち第２光学面ＯＳ２側には、輪帯状の第２端面ＥＰ２が形成されている。第１及び第２端面ＥＰ１，ＥＰ２は、鏡面となっている。第２光学面ＯＳ２と第２端面ＥＰ２との境界（第２光学面ＯＳ２の外周）は、第１光学面ＯＳ１と第１端面ＥＰ１との境界（第１光学面ＯＳ１の外周）よりも内側に形成されている。つまり、第２光学面ＯＳ２の外径が第１光学面ＯＳ１の外径よりも小さくなっている。これにより、対物レンズ１０の成形の際に、溶融樹脂が第１光学面ＯＳ１側に第２光学面ＯＳ２側よりも早く流入するようになる。なお、第１端面ＥＰ１又は第２端面ＥＰ２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。
【００３７】
以下、対物レンズ１０の寸法について説明する。光学機能部１１において、レンズ光軸ＯＡに垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）（図１Ｂ参照）とし、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）（図１Ａ参照）とし、ネック部において、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）（図１Ａ参照）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっており、ゲート部ＧＰにおいて、レンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）（図１Ｂ参照）とし、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）（図１Ａ参照）としたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。なお、レンズ軸上厚ｔは、レンズ光軸ＯＡに平行かつ光学機能部１１で最も厚い部分の厚さである。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ    （１）
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ          （２）
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２          （３）
【００３８】
また、対物レンズ１０は、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における対物レンズ１０の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｔ／ｆ≦２．０、好ましくは１．０≦ｔ／ｆ≦１．８となっている。ｔ／ｆが上記範囲を満たす対物レンズ１０は、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のレンズ軸上厚ｔが比較的大きくなる。
【００３９】
以下、図２等を参照して、図１Ａ，１Ｂ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。
【００４０】
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１Ａ等に示す対物レンズ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部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部ＧＰに対応する空間である。なお、図１Ａ等に示す対物レンズ１０では、仕上げ加工によってゲート部ＧＰが完全に除去されている。
【００４１】
型空間ＣＶは、本体空間ＣＶ１とフランジ空間ＣＶ２とネック空間ＣＶ３とを備える。本体空間ＣＶ１は、第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２で画定され、フランジ空間ＣＶ２は、第３、第４、第５、第６、及び第７転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７で画定され、ネック空間ＣＶ３は、第８及び第９転写面Ｓ８，Ｓ９で画定される。ここで、本体空間ＣＶ１に臨む一対の対向する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、対物レンズ１０のうち中央部の光学機能部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。第２転写面Ｓ２の外周は、第１転写面Ｓ１の外周よりも内側に形成されている。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。
【００４２】
フランジ空間ＣＶ２に臨む一対の対向する第３及び第４転写面Ｓ３，Ｓ４は、対物レンズ１０のうちフランジ部１２の第１及び第２フランジ面１２ａ，１２ｂをそれぞれ形成するための第１及び第２の成形面であり、後述する外周型６４ｂ，７４ｂの端面に対応している。フランジ空間ＣＶ２に臨む第５及び第６転写面は、フランジ部１２の内径面１４ａ，１４ｂをそれぞれ形成するためのもので、外周型６４ｂ，７４ｂの端面に対応している。第５及び第６転写面Ｓ５，Ｓ６は、対物レンズ１０のレンズ光軸ＯＡに対して傾斜するように形成されている。フランジ空間ＣＶ２に臨む第７転写面Ｓ７は、対物レンズ１０の外径面１４ｃを形成するためのもので、外周型６４ｂ，７４ｂの端面に対応している。第４転写面Ｓ４は、第２転写面Ｓ２の頂点Ｑ３よりもパーティング面から浅い位置に形成されている。
【００４３】
ネック空間ＣＶ３に臨む一対の対向する第８及び第９転写面Ｓ８，Ｓ９は、対物レンズ１０のうちネック部１３の第１及び第２端面ＥＰ１，ＥＰ２をそれぞれ形成するための第３及び第４の成形面であり、外周型６４ｂ，７４ｂの端面に対応している。第８及び第９転写面Ｓ８，Ｓ９は、ネック部１３の第１及び第２端面ＥＰ１，ＥＰ２が鏡面となるように平坦面となっている。
【００４４】
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及びネック空間ＣＶ３）を形成する周辺部としての外周型６４ｂとを備える。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部ＲＰ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。
【００４５】
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１Ａ，１Ｂに示すランナ部ＲＰを形成するランナ凹部６１ｂと、ゲート部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をそれぞれ挿入するために設けた貫通孔６１ｅ，６１ｆとを備える。
【００４６】
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及びネック空間ＣＶ３）を形成する周辺部としての外周型７４ｂとを備える。
【００４７】
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１Ａ，１Ｂに示すランナ部ＲＰを形成するランナ凹部７１ｂと、ゲート部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。
【００４８】
以下、図３等を参照しつつ、型空間ＣＶ及び流路空間ＦＣの寸法について説明する。型空間ＣＶは、対物レンズ１０の輪郭を反転した形状となっており、型空間ＣＶの寸法は、上述した対物レンズ１０の寸法に対応する。つまり、光学機能部１１に対応する本体空間ＣＶ１において、レンズ光軸ＯＡに垂直な方向のレンズ外径をＧ（ｍｍ）（図１Ｂ参照）とし、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のレンズ軸上厚をｔ（ｍｍ）とし、ネック部１３に対応するネック空間ＣＶ３において、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のネック部の最小厚みをＴ（ｍｍ）とした場合に、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっており、ゲート部ＧＰに対応するゲート凹部６１ｃ及びゲート面７１ｃで形成される流路空間ＦＣ（ゲート部分ＧＳ）において、レンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート幅をＷ（ｍｍ）とし、レンズ光軸ＯＡに平行な方向のゲート深さをＤ（ｍｍ）としたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．５Ｔ≦Ｄ≦１．３３Ｔ    （１）
１．５Ｔ≦Ｗ≦３Ｔ          （２）
Ｄ・Ｗ≧１．５Ｔ２          （３）
【００４９】
ここで、既に説明したように、対物レンズ１０の成形において、溶融樹脂がゲート部分ＧＳを通過する際に、ゲート部分ＧＳの壁面等の型面と接触した溶融樹脂は、第１及び第２金型４１，４２に冷却されて粘度が増す。そのため、溶融樹脂は、実質上、ゲート部分ＧＳの中心部のみを通過して型空間ＣＶに流入する。型空間ＣＶ及び流路空間ＦＣにおいて、上記条件式（１）〜（３）を満たすように、ゲート深さＤを０．５Ｔ以上に深くし、かつゲート幅Ｗを１．５Ｔ以上とし、かつゲート断面積（Ｄ・Ｗ）を１．５Ｔ２以上となるようにすることで、ゲート部分ＧＳの中心部における溶融樹脂の通過する横断面積が、溶融樹脂をゲート部分ＧＳにおいて通過させる際に過大な射出圧力を必要とせずに型空間ＣＶに満充填することができる。これにより、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。
【００５０】
また、ゲート幅Ｗを３Ｔ以下にすることで、仕上げのゲートカットに際してフランジ部１２のカット代を抑制し、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２への悪影響を回避することができる。さらに、ゲート深さＤを１．３３Ｔ以下にすることで、ネック部１３の半径方向外側に設けられた突起部分１４の内径面１４ａ，１４ｂの傾斜面に溶融樹脂の流れが当たることで生じる乱流が引き起こす、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２の光学性能を劣化させる樹脂の流動配向を抑制することができる。
【００５１】
特に、ノートパソコン等の小型ピックアップ装置用の対物レンズ１０は、レンズ外径Ｇ、レンズ軸上厚ｔ、及びネック部の最小厚みＴに関して、Ｇ≦４．０５（ｍｍ）、かつｔ／Ｔ＞４．０となっている。そのため、ネック部１３の断面積が比較的小さいものとなり、ネック部１３における溶融樹脂の流れを妨げないようにする必要がある。型空間ＣＶ及び流路空間ＦＣの寸法（対物レンズ１０の寸法）が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、ネック部１３において溶融樹脂の流れが極端に妨げられず、高精度に転写性を確保したレンズを得ることができる。なお、レンズ外径Ｇは、１．４５（ｍｍ）≦Ｇ≦４．０５（ｍｍ）であることが好ましい。レンズ外径Ｇを１．４５（ｍｍ）以上にすることにより、レンズ光学面に設けた微細形状が小さくなりすぎるのを防ぐことができるため、より高精度に転写を行うことが可能となる。また、偏肉比ｔ／Ｔは、９．０＞ｔ／Ｔ＞４．０であることが好ましい。ｔ／Ｔを９．０よりも小さくすることにより、偏肉比が大きくなりすぎないので、溶融樹脂の流れ込み量が極端に制限されるのを防ぐことができる。
【００５２】
一方で、ゲート深さＤが０．５Ｔよりも小さく、かつゲート幅Ｗが１．５Ｔよりも小さく、かつゲート断面積Ｄ・Ｗが１．５Ｔ２より小さい場合、ゲート部分ＧＳの中心部の溶融樹脂の横断面積が型空間ＣＶを満充填できない、つまり第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２を十分転写できない程度の面積となってしまう。これにより、溶融樹脂を型空間ＣＶに満充填するための射出速度を維持するには、溶融樹脂をゲート部分ＧＳに通過させるための大きな射出圧力が必要となる。このように、溶融樹脂がネック部１３を通過する際の速度低下を防止するには、より大きな射出圧力が必要となるため、型空間ＣＶ内に溶融樹脂が充填される際は、大きな射出圧力により樹脂に流動方向への配向が生じる。その結果、複屈折が発生し、成形された対物レンズ１０の光学性能が劣化する。また、ゲート幅Ｗが３Ｔより広いと、成形された対物レンズ１０の光学機能部１１の外径からフランジ部１２の外径までの距離であるフランジ幅Ｆに対してゲート幅Ｗが広くなりすぎる。そのため、ゲートカット（Ｄカット）時にフランジ部１２のカット代が多くなりカット面が第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２に近づき、ゲートカット時に発生する応力歪の悪影響を第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２が受けることとなる。さらに、ゲート深さＤが１．３３Ｔより深いと、ゲート部分ＧＳからスムーズに流れてきた溶融樹脂は、溶融樹脂の流れを阻害するネック空間ＣＶ３の凸段部において型空間ＣＶへの流れ込みが過剰に抑制される。これにより、ネック空間ＣＶ３の凸段部で乱流が生じ、成形された対物レンズ１０のネック部１３近傍の第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２に溶融樹脂の流れに起因する流動配向が発生し、光学性能劣化が生じる。
【００５３】
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の閉動作を更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、かかる冷却にともな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から離間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のランナ部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、ゲート部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。
【００５４】
以上説明した本実施形態に係る対物レンズ及び対物レンズの製造方法では、対物レンズ１０の成形に際しての要素が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、成形された対物レンズ１０は、高精度に転写された微細形状を有するものとなる。つまり、対物レンズ１０の成形の際に、射出圧力不足による未充填や過大な圧力による光学性能劣化を防止することができる。また、仕上げのゲートカットに際してフランジ部１２のカット代を抑制し、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２への悪影響を回避することができる。さらに、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２のネック部１３近傍でネック部の凸段部に溶融樹脂の流れが当たることで生じる乱流が引き起こす、光学性能を劣化させる樹脂の流動配向を抑制することができる。特に、例えばノートパソコンに用いられるような小径で微細形状を有する対物レンズにおいて、高精度に転写され、良好な光学特性を有するものを得ることができる。
【実施例１】
【００５５】
以下、対物レンズ１０の実施例や比較例について外形的寸法、光学性能を考察するための試験の一例について説明する。ここでは、光学性能の評価の対象の一例として、「光利用効率」と「波面収差」の２つを採用し、外形的寸法としてゲート深さＤ及びゲート幅Ｗが互いに異なる対物レンズの光学性能について考察する。「光利用効率」は、対象となる光学レンズである対物レンズの光学面に入射する光の光量に対して当該対物レンズを通過し集光したスポット光の光量の割合で定義されるものである。具体的には、光利用効率は、例えば顕微鏡に類似する測定器を用い、被検レンズである対物レンズを配置しないで、すなわちリファレンスである被検レンズ無し状態での光量値Ｌ１を接眼レンズに相当する位置に配置したパワーメーターで測定し、その後、被検レンズ有りで同様に光量値Ｌ２を測定し、両測定結果からＬ２÷Ｌ１×１００〔％〕とすることで算出される。また、「波面収差」については、対象となる光学レンズである対物レンズを、干渉計を用いて測定し求められたもののうち、「球面収差」、「コマ収差」、「非点収差」に基づく収差を採用する。なお、光源光としては、光利用効率及び波面収差の両方ともにＢＤ用光（波長４０５ｎｍ）、ＤＶＤ用光（波長６６０ｎｍ）、及びＣＤ用光（波長７８５ｎｍ）を用いている。
表１は、対物レンズの外形的寸法と光学性能等との関係に関する上記試験の試験結果を示す。ここで、試験結果の評価は、「○」が光学性能が良好であることを示し、「×」がゲートカットにより対物レンズに歪みが生じたことを示し、「××」が溶融樹脂の乱流による光学性能の劣化が生じたことを示し、「×××」が光学面に転写不良が生じたことを示す。より具体的には、「○」は、「光利用効率」が要求される光利用効率の規格範囲を満足することを意味し、具体的一例の数値としては、ＢＤ用光（波長４０５ｎｍ）で８７％±５％、ＤＶＤ用光（波長６６０ｎｍ）で７５％±５％、及びＣＤ用光（波長７８５ｎｍ）で６１％±５％を満足し、かつ、干渉計による測定で「球面収差」、「コマ収差」、「非点収差」が要求される規格範囲を満足していることを意味する。「×」は、少なくとも「コマ収差」が規格から外れた値であることを意味する。「××」は、少なくとも「非点収差」が規格から外れた値であることを意味する。「×××」は、少なくとも「光利用効率」が規格から外れた値であることを意味する。なお、「×」、「××」及び「×××」については、複数該当する場合もある。
【表１】
2012105692.tif 000003
【００５６】
表１に示すように、対物レンズの光学性能が「良好」となるのは、（Ｄ，Ｗ）＝（１．０Ｔ，１．５Ｔ）、（１．３３Ｔ，１．５Ｔ）、（１．０Ｔ，２．０Ｔ）、（１．３３Ｔ，２．０Ｔ）、（０．５Ｔ，３．０Ｔ）、（１．０Ｔ，３．０Ｔ）、（１．３３Ｔ，３．０Ｔ）の組み合わせの場合であった。これは、上記条件式（１）〜（３）を満たすものである。【００５７】
なお、表１において、上記条件式（１）〜（３）を満たさない組み合わせは、いずれも光学面の転写不良により光学性能に問題が生じた。
【実施例２】
【００５８】
以下、対物レンズ１０の具体的な寸法の実施例について説明する。
本実施例において、対物レンズ１０の寸法をレンズ外径Ｇを４．００（ｍｍ）、ゲート幅Ｗを０．８０（ｍｍ）、ゲート深さＤを０．４４（ｍｍ）、レンズ軸上厚ｔを２．０（ｍｍ）、ネック部の最小厚みＴを０．４７５（ｍｍ）とした。いずれの寸法も上記条件式（１）〜（３）及びｔ／Ｔ＞４．０の範囲を満たしている。上記寸法の対物レンズ１０に対応する成形金型によって対物レンズ１０を成形することにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズ１０が得られた。
【実施例３】
【００５９】
本実施例において、対物レンズ１０の寸法をレンズ外径Ｇを４．００（ｍｍ）、ゲート幅Ｗを１．１（ｍｍ）、ゲート深さＤを０．３８（ｍｍ）、レンズ軸上厚ｔを２．０（ｍｍ）、ネック部の最小厚みＴを０．４７５（ｍｍ）とした。いずれの寸法も上記条件式（１）〜（３）及びｔ／Ｔ＞４．０の範囲を満たしている。上記寸法の対物レンズ１０に対応する成形金型によって対物レンズ１０を成形することにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズ１０が得られた。
【実施例４】
【００６０】
本実施例において、対物レンズ１０の寸法をレンズ外径Ｇを４．００（ｍｍ）、ゲート幅Ｗを０．６６（ｍｍ）、ゲート深さＤを０．５０（ｍｍ）、レンズ軸上厚ｔを２．０（ｍｍ）、ネック部の最小厚みＴを０．４２（ｍｍ）とした。いずれの寸法も上記条件式（１）〜（３）及びｔ／Ｔ＞４．０の範囲を満たしている。上記寸法の対物レンズ１０に対応する成形金型によって対物レンズ１０を成形することにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズ１０が得られた。
【実施例５】
【００６１】
本実施例において、対物レンズ１０の寸法をレンズ外径Ｇを４．００（ｍｍ）、ゲート幅Ｗを０．７５（ｍｍ）、ゲート深さＤを０．４８（ｍｍ）、レンズ軸上厚ｔを２．０（ｍｍ）、ネック部の最小厚みＴを０．３８（ｍｍ）とした。いずれの寸法も上記条件式（１）〜（３）及びｔ／Ｔ＞４．０の範囲を満たしている。上記寸法の対物レンズ１０に対応する成形金型によって対物レンズ１０を成形することにより、高精度に転写された微細形状を有する対物レンズ１０が得られた。【００６２】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る対物レンズについて説明する。なお、第２実施形態の対物レンズは第１実施形態の対物レンズを変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。【００６３】
図４Ａに示すように、本実施形態のフランジ部２１２において、第１フランジ面１２ａは、ネック部１３の第１端面ＥＰ１よりも凹んで配置されている。つまり、フランジ部２１２の突起部分２１４は、光情報記録媒体側すなわち第２光学面ＯＳ２側のみが突起した形状となっている。なお、フランジ部２１２において、内径面２１４ａは、レーザ光源側で狭まるテーパ形状を有している。【００６４】
図４Ｂに示すように、対物レンズ２１０を成形する成形金型４０は、対物レンズ２１０の寸法に対応するものとなっている。可動金型４１において、第５転写面Ｓ５は、フランジ部２１２の内径面２１４ａに対応してレンズ光軸ＯＡに対して傾斜するように形成されている。【００６５】
本実施形態に係る対物レンズ２１０では、第１フランジ面１２ａが凹んだ位置にある第１光学面ＯＳ１側のネック部１３において、溶融樹脂の流れを阻害するネック部１３の凸段部が無くなるため、対物レンズ２１０の成形の際に、溶融樹脂の流れが阻害されることによる乱流が生じず、スムーズに流れ込む。そのため、第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２のネック部１３近傍の光学性能の劣化を抑制することができる。【００６６】
なお、フランジ部２１２において、第１フランジ面１２ａでなく、第２フランジ面１２ｂをネック部１３の第２端面ＥＰ２よりも凹んで配置してもよい。【００６７】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る対物レンズについて説明する。なお、第３実施形態の対物レンズは第１実施形態の対物レンズを変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。【００６８】
図５Ａに示すように、本実施形態のフランジ部３１２は、第２フランジ面１２ｂ側に、レンズ光軸ＯＡに平行な方向の厚みを変化させる段差形状３１５を有する。段差形状３１５は、フランジ部３１２の内径面１４ｂ上に２段に形成されている。具体的には、第２フランジ面１２ｂの内側すなわち光学機能部１１側に第１段部３１５ａと、第１段部３１５ａに隣接して第２フランジ面１２ｂの外側に第２段部３１５ｂとが形成されている。第１段部３１５ａは、情報記録媒体側から遠い位置に設けられており、第２段部３１５ｂは、第１段部３１５ａよりも情報記録媒体側から近い位置に設けられている。つまり、段差形状３１５は、フランジ部１２の外側に向かってフランジ厚が厚くなる階段形状となっている。第１段部３１５ａと第２段部３１５ｂとをつなぐ面３１５ｃは、情報記録媒体側に広がるテーパ面となっている。第１段部３１５ｂの内側に隣接する面３１５ｄは、情報記録媒体側に広がるテーパ面となっている。【００６９】
図５Ｂに示すように、対物レンズ３１０を成形する成形金型４０は、対物レンズ３１０の寸法に対応するものとなっている。固定金型４２において、第６転写面Ｓ６は、フランジ部３１２の段差形状３１５に対応する段差形状の転写面ＳＴ１が形成されている。【００７０】
本実施形態に係る対物レンズ３１０では、第２フランジ面１２ｂと第２端面ＥＰ２との境界である傾斜部分である段差形状３１５が緩やかとなり、対物レンズ３１０の成形の際に、溶融樹脂がよりスムーズにネック部１３に流れ込むことができる。【００７１】
なお、フランジ部３１２において、第１フランジ面１２ａ側に段差形状３１５を設けてもよい。【００７２】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る対物レンズについて説明する。なお、第４実施形態の対物レンズは第１実施形態の対物レンズを変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。【００７３】
図６Ａに示すように、本実施形態のネック部１３は、第２端面ＥＰ２に金型識別用の凸形状のマークＭを有する。マークＭは、略半球状であり、情報記録媒体側のネック部１３と光学機能部１１との境界付近に配置されている。このように、対物レンズ４１０が、成形の際に溶融樹脂の通過しにくいネック部１３にマークＭを有していても、対物レンズ４１０が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、マークＭも高精度に転写することができる。なお、マークＭを配置する場所は第２端面ＥＰ２に限定されず、第２フランジ面１２ｂに配置してもよい。【００７４】
図６Ｂに示すように、対物レンズ４１０を成形する成形金型４０は、対物レンズ４１０の寸法に対応するものとなっている。固定金型４２において、第９転写面Ｓ９は、ネック部１３のマークＭに対応して凹部転写面ＰＴが形成されている。【００７５】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る対物レンズについて説明する。なお、第５実施形態の対物レンズは第２実施形態の対物レンズを変形したものであり、特に説明しない部分は第２実施形態と同様であるものとする。【００７６】
図７Ａに示すように、本実施形態のフランジ部５１２において、第１フランジ面１２ａは、レンズ光軸ＯＡに平行な厚みを変化させる段差形状５１５を有する。段差形状５１５は、フランジ部５１２の内径面１４ａ上に２段に形成されている。具体的には、第１フランジ面１２ａの内側すなわち光学機能部１１側に第１段部５１５ａと、第１段部５１５ａに隣接して第１フランジ面１２ａの外側に第２段部５１５ｂとが形成されている。第１段部５１５ａは、レーザ光源側から近い位置に設けられており、第２段部５１５ｂは、第１段部５１５ａよりもレーザ光源側から遠い位置に設けられている。つまり、段差形状５１５は、フランジ部１２の外側に向かってフランジ厚が薄くなる階段形状となっている。第１段部５１５ａと第２段部５１５ｂとをつなぐ面５１５ｃは、レーザ光源側に狭まるテーパ面となっている。第２段部５１５ｂの外側に隣接する面５１５ｄは、レンズ光軸ＯＡと平行な方向の面となっている。なお、フランジ部５１２において、第２フランジ面１２ｂに段差形状５１５を設けてもよい。【００７７】
図７Ｂに示すように、対物レンズ５１０を成形する成形金型４０は、対物レンズ５１０の寸法に対応するものとなっている。可動金型４１において、第５転写面Ｓ５は、フランジ部５１２の段差形状５１５に対応する段差形状の転写面ＳＴ２が形成されている。【００７８】
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、上記実施形態において、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、上記条件式（１）〜（３）を満たすものであれば、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。例えば、固定金型４２で対物レンズ１０の第１光学面ＯＳ１を成形し、可動金型４１で第１光学面ＯＳ１よりも曲率の小さい第２光学面ＯＳ２を成形する金型構成とすることもできる。【００７９】
また、上記実施形態において、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。【００８０】
また、上記実施形態において、第２フランジ面１２ｂが第２光学面ＯＳ２の頂点Ｑ２よりも低く配置されているとしたが、ネック部１３での溶融樹脂の流れが妨げられない程度であれば、第２フランジ面１２ｂが第２光学面ＯＳ２の頂点Ｑ２よりも高く配置されていてもよい。つまり、第２フランジ面１２ｂが第２光学面ＯＳ２よりも突出していてもよい。【００８１】
また、上記実施形態において、第２光学面ＯＳ２の外周が第１光学面ＯＳ１の外周よりも内側に形成されているとしたが、第２光学面ＯＳ２の外周が第１光学面ＯＳ１の外周と鉛直線上に略同じ位置に形成されてもよい。また、第１光学面ＯＳ１の外周よりも外側に形成されてもよい。【００８２】
また、上記実施形態において、ネック部１３の第１及び第２端面ＥＰ１，ＥＰ２が鏡面を有するとしたが、鏡面でなくてもよい。また、第１及び第２端面ＥＰ１，ＥＰ２のいずれか一方を鏡面としてもよい。
【図１】
2012105692.tif 000004
【図２】
2012105692.tif 000005
【図３】
2012105692.tif 000006
【図４】
2012105692.tif 000007
【図５】
2012105692.tif 000008
【図６】
2012105692.tif 000009
【図７】
2012105692.tif 000010
【国際調査報告】
2012105692.tif 000011
2012105692.tif 000012
2012105692.tif 000013
2012105692.tif 000014