(57)【要約】【課題】色収差および波面収差の補正された安価なコリメータレンズを得る。【解決手段】凸レンズで構成された第１のレンズ部１０ａと、凹レンズで構成されて片面が第１のレンズ１０ａの片面に密着され、第１のレンズ１０ａと協働して入射光を光軸と平行光線にして出す第２のレンズ部１０ｂと、第１のレンズ部１０ａにおける第２のレンズ部１０ｂとの反対面に設けられ、波面収差を補正する非球面を有する第３のレンズ部１０ｃとからなるコリメータレンズ１０とする。【選択図】        図１
2004184622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸レンズで構成された第１のレンズ部と、
凹レンズで構成されて片面が前記第１のレンズの片面に密着され、前記第１のレンズと協働して入射光を光軸と平行光線にして出す第２のレンズ部と、
前記第１のレンズ部における前記第２のレンズ部との反対面、および前記第２のレンズ部における前記第１のレンズ部との反対面の少なくとも何れかの面に設けられ、波面収差を補正する非球面を有する第３のレンズ部とからなることを特徴とするコリメータレンズ。
【請求項２】
前記第３のレンズ部は樹脂製であることを特徴とする請求項１記載のコリメータレンズ。
【請求項３】
前記第１のレンズ部および前記第２のレンズ部で構成される焦点距離をｆｃ、前記第３のレンズ部の焦点距離をｆｒとしたとき、−０．０１＜ｆｃ／ｆｒ＜＋０．０１の関係を有することを特徴とする請求項２記載のコリメータレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コリメータレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばレーザ光を用いた光学ピックアップなどには、レーザ光源からの発散光を平行光に変換するコリメータレンズが用いられている。コリメータレンズには、非球面を利用したガラスモールドレンズ、非球面を利用したプラスチックレンズ、凸レンズと凹レンズとを密着したダブレットレンズがある。
【０００３】
これらの中で、ガラスモールドレンズは色収差が残るとともに高価という欠点がある。また、プラスチックレンズは色収差があり、加えて温度依存性が大きいという欠点がある。
【０００４】
そして、ダブレットレンズでは、ガラスモールドレンズやプラスチックレンズでの欠点である色収差は補正される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タブレットレンズは、特に開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が０．２以上のいわゆる高ＮＡで波面収差が発生する欠点がある。
【０００６】
この欠点を解消するためには、波面収差を除去するためのレンズを別途追加することが考えられるが、コリメータレンズが大型で高価になってしまうという新たな欠点が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、色収差および波面収差の補正された安価なコリメータレンズを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るコリメータレンズは、凸レンズで構成された第１のレンズ部と、凹レンズで構成されて片面が第１のレンズの片面に密着され、第１のレンズと協働して入射光を光軸と平行光線にして出す第２のレンズ部と、第１のレンズ部における第２のレンズ部との反対面、および第２のレンズ部における第１のレンズ部との反対面の少なくとも何れかの面に設けられ、波面収差を補正する非球面を有する第３のレンズ部とからなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、タブレットレンズを構成する第１のレンズ部および第２のレンズ部で色収差が補正され、非球面の第３のレンズ部で波面収差が補正されるので、収差の補正された安価なコリメータレンズを得ることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態であるコリメータレンズを示す説明図、図２は図１のコリメータレンズにおける第１のレンズ部および第２のレンズ部で構成される焦点と第３のレンズ部の焦点とを示す説明図、図３は図１のコリメータレンズにおける第３のレンズ部の要部を示す説明図、図４は図１のコリメータレンズの収差を示すグラフである。
【００１２】
たとえば光ディスク装置の光学ピックアップに用いられるコリメータレンズ１０は、図１に示すように、凸レンズで構成された第１のレンズ部１０ａと、凹レンズで構成されて片面が第１のレンズ１０ａの片面に密着された第２のレンズ部１０ｂと、第１のレンズ部１０ａにおける第２のレンズ部１０ｂとの反対面に設けられた第３のレンズ部１０ｃとからなる。
【００１３】
第１のレンズ部１０ａと第２のレンズ部１０ｂとで、色収差を補正するのに好適なタブレットレンズを構成しており、これらのレンズ部１０ａ，１０ｂが相互に協働して、入射光を光軸と平行光線にして出す。
【００１４】
ここで、第３のレンズ部１０ｃは、理想の球面波と収差のために変形した波面のずれ、つまり波面収差を補正するための非球面を有している（図２参照）。なお、本実施の形態においては、色収差の発生しないタブレットレンズ（第１のレンズ部１０ａおよび第２のレンズ部１０ｂ）は高ＮＡで波面収差が発生することから、これを第３のレンズ部１０ｃで除去している。
【００１５】
但し、第３のレンズ部１０ｃは、コマ収差や歪曲収差など、他の収差も補正するようになっていてもよい。
【００１６】
第３のレンズ部１０ｃとしては、本実施の形態においては樹脂製のレプリカ層であり、製作のし易さおよびコストに対する配慮がされている。但し、ガラスなど、樹脂以外の材料で構成してもよい。
【００１７】
なお、本実施の形態においては、第３のレンズ部１０ｃは第１のレンズ部１０ａにおける第２のレンズ部１０ｂとの反対面に設けられているが、第２のレンズ部１０ｂにおける第１のレンズ部１０ａとの反対面、あるいはこれらの何れの面にも設けることができる。
【００１８】
前述のようにレプリカ層からなる本実施の形態の第３のレンズ部１０ｃは温度依存性がガラスに比べて大きく、温度変化による焦点移動が起こりやすく球面収差が発生しやすい。そこで、本実施の形態では、図２において、第１のレンズ部１０ａおよび第２のレンズ部１０ｂで構成される焦点距離ｆｃ＝７．９５ｍｍ、第３のレンズ部１０ｃの焦点距離ｆｒ＝１０２４９ｍｍとし、ｆｃ／ｆｒ＝０．００１として温度変化による焦点移動を少なくし、球面収差の発生を軽減している。
【００１９】
なお、本発明者の考察によれば、−０．０１＜ｆｃ／ｆｒ＜＋０．０１の範囲内にあれば、温度変化による焦点移動に起因した球面収差が有効に抑制され、実用上不足のないレベルとなる。
【００２０】
ここで、本実施の形態のコリメータレンズ１０をより具体的に説明すると、使用波長＝４０７ｎｍ、ＮＡ＝０．３、焦点距離ｆｃ＝７．９５ｍｍである。
【００２１】
また、コリメータレンズ１０およびこれに関連した部材の数値は以下のようになっている。
【００２２】
【表１】
2004184622.tif 000003
【００２３】
【表２】
2004184622.tif 000004
【００２４】
ここで、表１において、Ｓ１  は第３のレンズ部１０ｃの露出面、Ｓ２  は第１のレンズ部１０ａの第３のレンズ部１０ｃ側の面、Ｓ３  は第１のレンズ部１０ａと第２のレンズ部１０ｂとの接合面、Ｓ４  は第２のレンズ部１０ｂの露出面、Ｓ５  は半導体レーザ素子（図示せず）を密封するカバーガラス１１の表面、Ｓ６  は半導体レーザ素子（図示せず）を密封するカバーガラス１１の裏面である。
【００２５】
表２において、Ｄ１  は第３のレンズ部１０ｃの中心厚、Ｄ２  は第１のレンズ部１０ａの中心厚、Ｄ３  は第２のレンズ部１０ｂの中心厚、Ｄ４  は第２のレンズ部１０ｂとカバーガラス１１との間隔、Ｄ５  はカバーガラス１１の厚さである。
【００２６】
また、非球面を有する第３のレンズ部１０ｃの面Ｓ１  の非球面形状は次式によって求められる。
【００２７】
【数１】
2004184622.tif 000005
【００２８】
ここで、Ｘは非球面上の点のレンズ面頂点における接平面からの距離、Ｈは光軸からの高さ、Ｒは非球面頂点の曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数である（図３参照）。そして、本実施の形態の場合、Ｒ＝６．０６２ｍｍ、Ｋ＝−１．１００７６５ｍｍ、Ａ４  ＝４．１１３２４Ｅ−４、Ａ６  ＝１．３６３０６Ｅ−５、Ａ８  ＝７．１２３７６Ｅ−７、Ａ１０＝７．２６９８５Ｅ−８、Ａ１２＝−６．６４４００Ｅ−１０、Ａ１４＝５．８１１０５Ｅ−１１である。
【００２９】
このようなスペックのコリメータレンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を図４に示す。図示するように、何れの収差もよく補正された良好な特性が得られているのが分かる。
【００３０】
但し、以上の数値は一例に過ぎず、本発明のコリメータレンズはこれらの数値には何ら限定されるものではない。
【００３１】
このように、本発明によれば、タブレットレンズを構成する第１のレンズ部１０ａおよび第２のレンズ部１０ｂで色収差が補正され、非球面の第３のレンズ部１０ｃで波面収差が補正されるので、収差の補正された安価なコリメータレンズを得ることが可能になる。
【００３２】
なお、本発明のコリメータレンズは、光ディスク装置の光学ピックアップ以外にも、種々の光学装置に用いることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、タブレットレンズを構成する第１のレンズ部および第２のレンズ部で色収差が補正され、非球面の第３のレンズ部で波面収差が補正されるので、収差の補正された安価なコリメータレンズを得ることが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるコリメータレンズを示す説明図である。
【図２】図１のコリメータレンズにおける第１のレンズ部および第２のレンズ部で構成される焦点と第３のレンズ部の焦点とを示す説明図である。
【図３】図１のコリメータレンズにおける第３のレンズ部の要部を示す説明図である。
【図４】図１のコリメータレンズの収差を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  コリメータレンズ
１０ａ  第１のレンズ部
１０ｂ  第２のレンズ部
１０ｃ  第３のレンズ部
１１  カバーガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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