(57)【要約】【課題】高密度光記録用の、低歪みで高精度な２枚組レンズからなる対物レンズを提供する。【解決手段】光情報記録媒体１００に対して記録及び／又は再生を行なう対物レンズであって、開口数は０．８２以上であり、２枚のレンズ２，３で構成される。２枚のレンズ２，３はいずれも樹脂材料を射出成形して得た樹脂プリフォームを上下の金型間に投入して加熱加圧成形することにより得られたものであり、２枚のレンズ２，３が鏡筒１０に各々接合されて一体化されている。【選択図】　図１
2004046053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得た樹脂プリフォームを上下の金型間に投入して加熱加圧成形することにより得られたものであり、
前記２枚のレンズが鏡筒に各々接合されて一体化されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズは、いずれも非晶質ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする対物レンズ。
【請求項３】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、
前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、
前記２枚のレンズは、いずれもレンズ有効面の外側に枠部を有し、
前記２枚のレンズは、それぞれの枠部を相互に接着することにより一体化されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項４】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズは、いずれもガラス転移点が４５０℃以下の低融点ガラス材料を所定形状に形成したプリフォームを上下の金型間に投入して、加熱加圧成形することにより得られたものであり、
前記２枚のレンズは、それぞれのレンズ有効面以外の部分を介して連結されて一体化されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項５】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、
前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、
前記２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、レンズ有効面以外の部分に、冷却のための１個以上の突起を有することを特徴とする対物レンズ。
【請求項６】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、
前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、
前記２枚のレンズは、それぞれのレンズ有効面以外の部分で接着剤を介して一体化されており、
前記２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、前記レンズ有効面以外の部分に、前記接着剤が前記レンズ有効面側に流入するのを防止するための溝を少なくとも１つ以上有することを特徴とする対物レンズ。
【請求項７】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、
前記２枚のレンズは、いずれもレンズ有効面以外の面に、前記レンズの相対的な位置決めを行なうための嵌合形状が付与されていることを特徴する対物レンズ。
【請求項８】
前記２枚のレンズで挟まれた空間と外部とを連通するための貫通孔を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項９】
光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、
前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、
前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、
前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、
前記２枚のレンズで挟まれた空間内に液体又はゲル状物質が充填されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項１０】
前記樹脂材料が非晶質ポリオレフィン樹脂である請求項１，３，５，６，７，及び９のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項１１】
光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記録面で変調された光束を往路の光束から分離する光束分離手段と、前記情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備え、前記集光手段が請求項１〜１０のいずれかに記載の対物レンズであることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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対物レンズ及び光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の光情報記録媒体は、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、映像情報の蓄積またはコンピュータデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く使われている。
【０００３】
近年、情報化社会の到来とともに、これらの記録媒体の大容量化が強く求められている。
【０００４】
光情報記録媒体において単位面積あたりの記録容量（記録密度）を向上させるためには、光ヘッドが光情報記録媒体の情報記録面上に形成するスポットの径を小さくすればよい。このスポットの最小径は、光の回折のために、一般にはλ／ＮＡ（ただし、λは使用波長、ＮＡは光学系の開口数）に比例する。従って、記録密度を上げ、大容量化を達成するには、使用する光源の波長を短くするか、または光ヘッドの光学系の開口数を大きくすれば良いことが知られている。実際に、ＣＤからＤＶＤに大容量化を達成する際には、レンズ開口数が高開口化され、使用波長も８００ｎｍから６６０ｎｍへと短波長化された。
【０００５】
短波長領域ではレンズ材料の分散が非常に大きく、わずかな波長の違いにより硝材の屈折率が大きく変化する。そのため、従来の単レンズを用いて更に使用波長の短波長化を実現しようとすると、色収差が大きくなる。このとき、半導体レーザのスペクトル幅が比較的大きい場合は無視できない収差が発生し、使用不可能となる。また、半導体レーザの波長の違いにより収差性能が変化するため、各波長毎に対物レンズを設計する必要があり、量産に不向きである。さらに、単レンズで例えばＮＡ０．８５程度の比較的高いＮＡを持つレンズを実現しようとすると、軸外光による収差またはレンズの第１面と第２面とが製造上ずれることにより発生する収差が極端に大きくなり、現実的でない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、２枚組のレンズが検討されているが、低コスト化のために２枚のレンズとして樹脂を用いた場合には、２枚のレンズを高精度に位置決めする必要がある。
【０００７】
また、使用波長を短波長側に変化させると、これに応じてレンズ材料の光の吸収特性も変化することを考慮する必要がある。光の吸収率が大きいと、光源からの光の利用効率が低下してＳ／Ｎ比などの特性が悪化するのみならず、光吸収によりレンズが劣化し、光学特性が経時的に変化して、長期信頼性が低下する。
【０００８】
本発明は、低歪みで高精度の２枚組対物レンズを提供することを第１の目的とする。また、本発明は、使用する光の吸収が少なく、光学特性が長期にわたって良好な２枚組対物レンズを提供することを第２の目的とする。また、本発明は、構造が簡単で低コストな２枚組対物レンズを提供することを第３の目的とする。また、本発明は、組立作業性が良好で、比較的安価に製造できる２枚組対物レンズを提供することを第４の目的とする。また、本発明は、温度変化による光学特性の変化が少ない２枚組対物レンズを提供することを第５の目的とする。更に、本発明はこれらの対物レンズを備えた光ヘッド装置を提供することを第６の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成とする。
【００１０】
本発明の第１の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得た樹脂プリフォームを上下の金型間に投入して加熱加圧成形することにより得られたものであり、前記２枚のレンズが鏡筒に各々接合されて一体化されていることを特徴とする。
【００１１】
かかる第１の対物レンズを構成する２枚のレンズは、射出成形によって得られた樹脂プリフォームを上下の金型に投入して、加熱加圧成形することにより得たレンズであるので、低歪みで高精度な対物レンズが得られる。
【００１２】
本発明の第２の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズは、いずれも非晶質ポリオレフィン樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
かかる第２の対物レンズを構成する２枚のレンズはいずれも非晶質ポリオレフィン樹脂からなるので、特に短波長域での光の吸収率が小さく、光源からの光の利用効率が改善される。また、光吸収による材料の劣化が少なく、長期信頼性に優れた対物レンズを提供できる。
【００１４】
本発明の第３の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、前記２枚のレンズは、いずれもレンズ有効面の外側に枠部を有し、前記２枚のレンズは、それぞれの枠部を相互に接着することにより一体化されていることを特徴とする。
【００１５】
かかる第３の対物レンズを構成する２枚のレンズは樹脂で構成されるために、レンズ量産において成形温度を低く出来るために、量産性の向上が実現され、低コストな対物レンズが得られる。
【００１６】
また、２枚のレンズは、それぞれの枠部が相互に接着されることにより一体化されているので、鏡筒が不要となり、装置の簡素化、低コスト化を達成することができる。
【００１７】
本発明の第４の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズは、いずれもガラス転移点が４５０℃以下の低融点ガラス材料を所定形状に形成したプリフォームを上下の金型間に投入して、加熱加圧成形することにより得られたものであり、前記２枚のレンズは、それぞれのレンズ有効面以外の部分を介して連結されて一体化されていることを特徴とする対物レンズ。
【００１８】
かかる第４の対物レンズを構成する２枚のレンズは、プリフォームされた低融点ガラス材料を上下の金型に投入して、加熱加圧成形することにより得たレンズであるので、低歪みで高精度な対物レンズが得られる。
【００１９】
本発明の第５の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、前記２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、レンズ有効面以外の部分に、冷却のための１個以上の突起を有することを特徴とする。
【００２０】
かかる第５の対物レンズを構成する２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、冷却のための１個以上の突起を有するので、温度変化による収差変動が少なくなり、良好な光学性能を維持することが可能となる。
【００２１】
本発明の第６の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、前記２枚のレンズは、いずれも樹脂材料を射出成形して得られたものであり、前記２枚のレンズは、それぞれのレンズ有効面以外の部分で接着剤を介して一体化されており、前記２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、前記レンズ有効面以外の部分に、前記接着剤が前記レンズ有効面側に流入するのを防止するための溝を少なくとも１つ以上有することを特徴とする。
【００２２】
かかる第６の対物レンズを構成する２枚のレンズのうちの少なくとも一方は、接着剤がレンズ有効面側に流入するのを防止するための溝を少なくとも１つ以上有するので、２枚のレンズの接着工程の作業性が向上するとともに、安価で高精度な対物レンズを実現できる。
【００２３】
本発明の第７の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、前記２枚のレンズは、いずれもレンズ有効面以外の面に、前記レンズの相対的な位置決めを行なうための嵌合形状が付与されていることを特徴する。
【００２４】
かかる第７の対物レンズを構成する２枚のレンズは、相対的な位置決めを行なうための嵌合形状を備えるので、２枚のレンズの組立工程の作業性が向上するとともに、安価で高精度な対物レンズを実現できる。
【００２５】
上記第１〜第７の対物レンズにおいて、前記２枚のレンズで挟まれた空間と外部とを連通するための貫通孔を有することが好ましい。
【００２６】
かかる好ましい構成により、温度変化によって２枚のレンズで挟まれた空間内圧が変動してレンズ性能が変動するのを防止することができる。
【００２７】
本発明の第８の対物レンズは、光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行なうために、入射光を前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズであって、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であり、前記対物レンズは２枚のレンズで構成され、前記２枚のレンズはいずれも樹脂材料からなり、前記２枚のレンズで挟まれた空間内に液体又はゲル状物質が充填されていることを特徴とする。
【００２８】
かかる第８の対物レンズによれば、液体又はゲル状物質が２枚のレンズの温度変化を抑えることができ、良好なレンズ性能を維持することが可能となる。
【００２９】
上記の第１、第３、第５〜第８の対物レンズにおいて、前記樹脂材料が非晶質ポリオレフィン樹脂であることが好ましい。
【００３０】
かかる好ましい構成によれば、２枚のレンズがいずれも非晶質ポリオレフィン樹脂からなるので、特に短波長域での光の吸収率が小さく、光源からの光の利用効率が改善される。また、光吸収による材料の劣化が少なく、長期信頼性に優れた対物レンズを提供できる。
【００３１】
次に、本発明の光ヘッド装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記録面で変調された光束を往路の光束から分離する光束分離手段と、前記情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備え、前記集光手段が上記第１〜第８のいずれかの対物レンズであることを特徴とする。
【００３２】
かかる光ヘッド装置によれば、上記本発明の第１〜第８のいずれかの対物レンズを備えるので、各対物レンズが有する特徴を備えた光ヘッド装置を提供できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の対物レンズ及び光ヘッド装置について図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る対物レンズの簡素化された光路図である。
【００３５】
図１に示すように、平行光束１は、第１レンズ２に光源側の面である第１面６から入射し、第２レンズ側の面である第２面７から出射した後、第２レンズ３に第１レンズ側の面である第１面８から入射し、例えば情報記録面側の面である第２面９から出射する。その後、例えば光ディスク１００の透明基板１０２を透過して、光ディスク１００の情報記録面１０４上に集光される。
【００３６】
第１レンズ２及び第２レンズ３は、いずれもレンズのレンズ有効面（入射光線に対して所望する光学的作用が発揮されるレンズの領域をいう）の外側のコバをレンズ鏡筒１０に接着することにより保持される。
【００３７】
レンズ鏡筒１０には、１つの貫通孔１１が設けられている。貫通孔１１は鏡筒１０の外周壁と内周壁との間を貫通する。貫通孔１１の内周壁側の開口は第１レンズ２と第２レンズ３との間の領域内に設けられている。このような貫通孔１１を設けることにより、レンズ２，３を鏡筒１０に接着後、実使用状態において、対物レンズの温度が上昇しても、レンズ２，３と鏡筒１０とで囲まれた空間内の気圧が空気の膨張によって上昇するのを防止することが可能となる。その結果、温度変化による気圧上昇でレンズが変形して、光学性能が変化するのを抑えることができる。
【００３８】
このように構成された２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００３９】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）はそれぞれ上記第１，第２レンズ２，３の成形用型の一実施形態を示した断面図である。これらの図において、１３ａ，１３ｂは下型、１４ａ，１４ｂは上型、１５ａ，１５ｂは胴型である。
【００４０】
この成形用型を用いた本実施の形態１のレンズ２，３の成形方法の一実施例を説明する。なお、第１，第２レンズ２，３の基本的な成形工程は共通しているので、両者の成形工程を一緒に説明する。
【００４１】
まず、下型１３ａ，１３ｂと上型１４ａ，１４ｂと胴型１５ａ，１５ｂとで囲まれる空間内に光学素材１７ａ，１７ｂを各々セットした。光学素材１７ａ，１７ｂは、ノルボルネン樹脂（ガラス転移点Ｔｇ＝１６７℃）からなり、射出成形で得られた板等から切り出したブロックを切削加工により、略球状に前加工（プリフォーム）したものを用いた。下型１３ａ，１３ｂと上型１４ａ，１４ｂは超硬材料からなり、所望の形状に加工してある。胴型１５ａ，１５ｂは、ステンレス鋼からなる。
【００４２】
図３は、成形装置８０の概略構成を示した断面図である。
【００４３】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）のようにセットした成形用型を成形装置８０の投入ステージ８１にロボットにて搬送した。次いで、投入扉（図示せず）を開けて予熱ステージ８０ａに投入した。投入扉は次の型を投入するまで閉じた状態にしておいた。予熱ステージ８０ａに投入された成形用型は、さらに成形ステージ８０ｂ、第１冷却ステージ８０ｃ、第２冷却ステージ８０ｄを経た後、出口扉（図示せず）を開け、成形装置８０の外の取り出しステージ８２に移送した。その後、ロボットにて型分解し、成形されたレンズを取り出した。成形装置内の搬送は搬送アームにより行なった。
【００４４】
各ステージ８０ａ〜８０ｄは、成形用型が載置される下ステージ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄと、成形用型の上型１４ａ，１４ｂを下方向に加圧する上ヘッド８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄとを備える。各下ステージ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄと各上ヘッド８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄにはヒータ（図示せず）が内蔵され、それぞれ独立して所定の温度に保持した。成形用型は、個々のステージ８０ａ〜８０ｄに搬送された後、所定の時間経過後に次のステージに搬送される。本実施例では成形用型が各ステージ８０ａ〜８０ｄに止まる時間を５０ｓｅｃに設定した。
【００４５】
各ステージ８０ａ〜８０ｄの設定温度と加圧力を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2004046053.tif 000003
【００４７】
得られた第１レンズ２及び第２レンズ３の概略形状を図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す。各レンズの概略寸法は以下の通りである。第１レンズ２は、第１面の曲率半径Ｒ１＝２ｍｍ、第２面の曲率半径Ｒ２＝７ｍｍ、中心厚ｔ＝１．４ｍｍ、外径＝４．５ｍｍのメニスカス形状とした。また、第２レンズ３は、第１面の曲率半径Ｒ１＝１ｍｍ、第２面は平面（曲率半径Ｒ２＝∞）、中心厚ｔ＝１．１ｍｍ、外径＝４．５ｍｍの平凸形状とした。
【００４８】
得られた第１及び第２レンズ２，３にはバリがなく、光学性能に優れたものであった。
【００４９】
以上のように、本実施の形態では、射出成形によりプリフォームされた樹脂材料を成形用型に投入し、再加熱して所望の形状に成形した２枚の樹脂レンズを組み合わせて対物レンズを構成している。これにより、高開口数で歪みの少ない対物レンズを得ることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、対物レンズを構成する第１レンズ２及び第２レンズ３の材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いる以外は実施の形態１と同様である。従って、実施の形態１の説明はレンズ材料に関する部分を除いてそのまま本実施の形態にも適用される。
【００５１】
実施の形態１で説明した実施例と同様にして非晶質ポリオレフィン樹脂（ガラス転移点Ｔｇ＝１２３℃）を用いた対物レンズを作成した。但し、使用する樹脂材料が異なるために図３に示した成形装置８０の各ステージの設定温度と加圧力を表２のように変更した。
【００５２】
【表２】
2004046053.tif 000004
【００５３】
得られた第１及び第２レンズ２，３には、実施の形態１の場合と同様にバリがなく、光学性能に優れたものであった。
【００５４】
更に、本実施例において使用した非晶質ポリオレフィン樹脂は、４０５ｎｍのレーザを照射した場合、その他の樹脂材料に比べて、光吸収率が小さいため、透過率が良い。また、光吸収による樹脂劣化がほとんどないため、４０５ｎｍのレーザ照射に対する長期間の信頼性についても問題が無い。表３に各樹脂材料で成形したレンズの評価結果を示す。
【００５５】
【表３】
2004046053.tif 000005
【００５６】
表３に示すように、透過率の低い樹脂材料ほど、それを用いたレンズの光学特性は低下し、また、光吸収率が大きいために透過率が経時的に劣化しやすく、レンズの長期信頼性においても劣っていた。非晶質ポリオレフィン樹脂を用いた本実施の形態の対物レンズは、光学特性、長期信頼性共に良好であった。
【００５７】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３に係る対物レンズの簡素化された光路図である。
【００５８】
図５に示すように、平行光束１は、第１レンズ２２に光源側の面である第１面２６から入射し、第２レンズ側の面である第２面２７から出射した後、第２レンズ２３に第１レンズ側の面である第１面２８から入射し、例えば情報記録面側の面である第２面２９から出射する。その後、例えば光ディスク１００の透明基板１０２を透過して、光ディスク１００の情報記録面１０４上に集光される。
【００５９】
第１レンズ２２及び第２レンズ２３は、いずれもレンズのレンズ有効面（入射光線に対して所望する光学的作用が発揮されるレンズの領域をいう）の外側に枠部２４，２５を有する。第１レンズ２２の枠部２４の第２レンズ側のフラット面と、第２レンズ２３の枠部２５の第１レンズ側のフラット面とを直接接合させることにより一体化されている。一体化は、例えば、両フラット面の間に接着剤を付与することで行なうことができる。
【００６０】
第１レンズ２２の枠部２４の上記フラット面には、光軸と略直交する方向の溝２１が形成されている。
【００６１】
このように構成された２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００６２】
このような第１，第２レンズ２２，２３は、図６に示す射出成形装置で樹脂材料を成形して得られる。あらかじめ乾燥してある樹脂材料６１がホッパー６０に供給される。シリンダー６２内のスクリュー６３により材料６１が移動されながら可塑化・計量される。材料６１はさらにノズル６４を通り、金型６９内のスプルー６５、ランナー６６、及びゲート６７を順に通り、所望するレンズ形状を有するキャビティ６８に射出される。キャビティ６８は上記の第１レンズ２２又は第２レンズ２３の形状に加工された金型により形成されている。材料がキャビティ６８に充填され、所定の冷却時間の経過後、型開きを行い成形品を取り出す。ゲートカットを行った後、第１レンズ２２及び第２レンズ２３が得られる。
【００６３】
一実施例の成形条件を示す。レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂（ガラス転移点Ｔｇ＝１２３℃）を用い、これをシリンダー６２及びスクリュー６３にて２６０℃に加熱し、溶融させて、１４０℃に加熱した金型内に射出した。保持力は８８．３ＭＰａとし、冷却時間は５０ｓｅｃとした。
【００６４】
本実施の形態の対物レンズによれば、２枚のレンズ２２，２３がレンズ外周の枠部２４，２５で直接接着されて一体化されているので、鏡筒が不要となるため、装置の簡素化、低コスト化を達成することができる。
【００６５】
また、実施の形態２で説明したように、レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いることにより、光学特性と長期信頼性に優れた対物レンズを得ることができる。
【００６６】
また、溝２１を設けたことにより、第１レンズ２２と第２レンズ２３とを接着後、実使用状態において、第１レンズ２２と第２レンズ２３とで囲まれた空間内の気圧が空気の膨張によって上昇するのを防止することが可能となる。その結果、温度変化による気圧上昇でレンズが変形して、光学性能が変化するのを抑えることができる。なお、２枚のレンズが一体化された状態において、その内部空間と外界とを連通する貫通孔が確保できれば、内部空間の圧力変化を防止できる。従って、上記の例では、第１レンズ２２の枠部２４に溝２１を設けたが、第２レンズ２３の枠部２５に溝を設けても良い。あるいは溝を両者に設けても良い。また、両レンズ２２，２３の接合面に溝を形成するのではなく、少なくとも一方のレンズの枠部に貫通孔を形成しても良い。
【００６７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３で示したような枠部を備えた２枚のレンズを、ガラス転移点が４５０℃以下の低融点ガラスを用いて成形し、実施の形態３と同様に、それぞれの枠部を接合して対物レンズを構成する。２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００６８】
具体的な製造方法を示す。低融点ガラス材料（ガラス転移点Ｔｇ＝３９８℃、屈伏点Ａｔ＝４０８℃）を研磨加工して略球形に前加工（プリフォーム）して光学素材１７ａ，１７ｂを得た。これを実施の形態１で説明した図２（Ａ）、図２（Ｂ）の金型と同様の構成の金型（但し、金型のレンズ成形部の形状は図（Ａ）、図２（Ｂ）の金型と異なる）にそれぞれ投入した。ここで、下型１３ａ，１３ｂ及び上型１４ａ，１４ｂは、ステンレス材料（たとえばＳＴＡＶＡＸ（ウッデホルム社の商標）にＮｉ−Ｐめっき膜を成膜した上で、バイト加工により所定のレンズ面形状に加工してある。
【００６９】
プリフォームしたガラス材料をセットした成形用型を実施の形態１で用いたのと同じ図３の成形装置８０を用いて、同様に加熱加圧後、冷却してレンズを得た。各ステージ８０ａ〜８０ｄの設定温度と加圧力を表４に示す。
【００７０】
【表４】
2004046053.tif 000006
【００７１】
かくして、２枚のレンズを得た。得られたレンズにはバリがなく、光学性能に優れたものであった。
【００７２】
以上のように、本実施の形態では、プリフォームされた低融点ガラス材料を成形用型に投入し、加熱して所望の形状に成形した２枚のレンズを組み合わせて対物レンズを構成している。これにより、高開口数で歪みの少ない対物レンズを得ることができる。
【００７３】
また、２枚のレンズをレンズ外周の枠部を直接接着することにより一体化しているので、鏡筒が不要となるため、装置の簡素化、低コスト化を達成することができる。
【００７４】
なお、上記の例では、２枚のレンズを、その枠部を用いて相互に接着して一体化した例を示したが、実施の形態１と同様に、枠部（又はレンズのレンズ有効面の外側のコバ）を鏡筒に接着することにより、一体化しても良い。
【００７５】
また、実施の形態１〜３で説明したように、一体化したときの内部空間と外界とを連通する貫通孔を設けて、温度変化による内部空間の圧力変動を防止しても良い。
【００７６】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５に係る対物レンズの側面断面図である。
【００７７】
本実施の形態５の対物レンズは、実施の形態３で説明した対物レンズ（図５参照）と同様に、樹脂材料を射出成形して得られた２枚のレンズ３２，３３が、それぞれの枠部３４，３５で接着剤を介して一体化されて構成される。２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００７８】
本実施の形態５の対物レンズは、更に、各レンズ３２，３３のレンズ有効面以外の面（図７の例では、枠部３４，３５の外周面）に、突起３７を少なくとも１つ以上形成している。
【００７９】
本実施の形態の対物レンズによれば、各レンズの外周面に突起３７を設けたことにより、レンズの表面積が拡大する。その結果、放熱性が顕著に向上する。実使用時における周辺温度の上昇に伴って、レンズ自身も温度上昇するが、突起３７を設けることにより、温度上昇が抑制される。その結果、温度上昇による光学特性の変化を抑えることができ、使用前の良好な光学特性を使用中も安定して維持することが可能となる。
【００８０】
突起３７の個数、設置位置、形状、大きさ等は、必要な放熱特性を考慮して決定できる。また、放熱特性は多少低下するものの、対物レンズを構成する２枚のレンズの一方のみに突起３７を設けても良い。
【００８１】
なお、上記の例では、２枚のレンズが実施の形態３と同様に接着により直接接合された対物レンズに突起３７を付与する例を示したが、実施の形態１に示した鏡筒により保持された対物レンズ（図１参照）において、各レンズの外部に露出した面（例えば、コバの表面）に突起を設けても良く、これにより上記と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
また、実施の形態１〜３で説明したように、内部空間と外界とを連通する貫通孔を設けて、温度変化による内部空間の圧力変動を防止しても良い。
【００８３】
また、実施の形態２で説明したように、レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いることにより、光学特性と長期信頼性に優れた対物レンズを得ることができる。
【００８４】
（実施の形態６）
図８（Ａ）は本発明の実施の形態６に係る対物レンズを構成する２枚のレンズの接合前の状態を示した側面断面図、図８（Ｂ）は本発明の実施の形態６に係る対物レンズを示した側面断面図である。
【００８５】
本実施の形態６の対物レンズは、実施の形態３で説明した対物レンズ（図５参照）と同様に、樹脂材料を射出成形して得られた２枚のレンズ４２，４３（図８（Ａ）参照）が、それぞれの枠部４４，４５で接着剤を介して一体化されて構成される（図８（Ｂ）参照）。２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００８６】
本実施の形態６の対物レンズでは、レンズ４３の枠部４５の、レンズ４２の枠部４４と接合するフラット面（突き合わせ面）に、光軸を中心とする略円状の溝４８を１つ以上形成している。
【００８７】
本実施の形態の対物レンズによれば、枠部４４と枠部４５とが接着接合される面に環状の溝４８を設けたことにより、対物レンズを構成する２枚のレンズ４２，４３を枠部４４，４５のフラット面同士で接着固定する際に、溝４８が接着剤溜まりとして機能して、枠部４４，４５より内側のレンズ有効面に接着剤が流入するのを防止することが出来る。その結果、対物レンズの組立作業性と歩留まりが向上する。さらに、これによりレンズのコストを低減できる。
【００８８】
上記の例では、溝４８はレンズ４３の枠部４５に設けたが、これに加えて又はこれに代えて、レンズ４２の枠部４４に設けることもできる。また、溝の数、太さ、深さなどは、使用する接着剤の量などを考慮して、適宜決定することができる。
【００８９】
なお、上記の例では、２枚のレンズが実施の形態３と同様に直接接合される対物レンズにおいて溝５８を設ける例を示したが、実施の形態１に示した鏡筒により保持された対物レンズ（図１参照）において、各レンズの鏡筒と接着されるコバの面に同様の溝を設けても良く、これにより上記と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
また、実施の形態１〜３で説明したように、内部空間と外界とを連通する貫通孔を設けて、温度変化による内部空間の圧力変動を防止しても良い。
【００９１】
また、実施の形態５で説明したように、レンズ有効面以外の部分に、冷却のための１個以上の突起を形成してもよい。
【００９２】
また、実施の形態２で説明したように、レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いることにより、光学特性と長期信頼性に優れた対物レンズを得ることができる。
【００９３】
（実施の形態７）
図９（Ａ）は本発明の実施の形態７に係る対物レンズを構成する２枚のレンズの接合前の状態を示した側面断面図、図９（Ｂ）は本発明の実施の形態７に係る対物レンズを示した側面断面図である。
【００９４】
本実施の形態７の対物レンズは、実施の形態３で説明した対物レンズ（図５参照）と同様に、樹脂材料を射出成形して得られた２枚のレンズ５２，５３（図９（Ａ）参照）が、それぞれの枠部５４，５５で接着剤を介して一体化されて構成される（図９（Ｂ）参照）。２枚組対物レンズの開口数は０．８２以上である。
【００９５】
本実施の形態７の対物レンズでは、レンズ５２の枠部５４のフラット面に２つの凹部５７を光軸に対して対称位置に設け、レンズ５３の枠部５５のフラット面に、上記凹部５７と嵌合する位置に２つの凸部５８を設けている。
【００９６】
本実施の形態の対物レンズによれば、枠部５４と枠部５５とが接着接合される面に相互に嵌合する凹部５７と凸部５８とを設けたので、レンズ５２，５３の相対的な位置決め（光軸に直交する方向及び光軸回りの位置決め）を容易に行なうことができ、対物レンズの製造工程が大幅に短縮でき、歩留まりが向上する。さらに、これによりレンズのコストを低減できる。
【００９７】
なお、接着剤は、接合前に、凹部５７及び／又は凸部５８に付与しておくことが好ましい。
【００９８】
上記の例では、枠部５４に凹部５７を、枠部５５に凸部５８を設けたが、両レンズ５２，５３の位置決めを行なうことができればこの形態に限定されず、相互に嵌合する任意の形状を枠部５４，５５の任意の場所に設ければよい。
【００９９】
また、上記の例では、２枚のレンズが実施の形態３と同様に直接接合される対物レンズにおいて２枚のレンズの接合面に嵌合形状を設ける例を示したが、実施の形態１に示した鏡筒により保持された対物レンズ（図１参照）において、各レンズと鏡筒との接合面に同様の嵌合形状を設けても良く、これにより上記と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
また、実施の形態１〜で説明したように、内部空間と外界とを連通する貫通孔を設けて、温度変化による内部空間の圧力変動を防止しても良い。
【０１０１】
また、実施の形態５で説明したように、レンズ有効面以外の部分に、冷却のための１個以上の突起を形成してもよい。
【０１０２】
また、実施の形態６で説明したように、レンズ有効面以外の部分に、接着剤がレンズ有効面側に流入するのを防止するための溝を形成してもよい。
【０１０３】
また、実施の形態２で説明したように、レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いることにより、光学特性と長期信頼性に優れた対物レンズを得ることができる。
【０１０４】
（実施の形態８）
図１０は本発明の実施の形態８に係る対物レンズの側面断面図である。
【０１０５】
本実施の形態８の対物レンズは、実施の形態７で説明した対物レンズにおいて、これを構成する２枚のレンズ５２，５３によって形成された空間内にゲル状物質５９を充填している。ゲル状物質５９の充填は、レンズ５２，５３を突き合わせ、凹部５７と凸部５８とを嵌合させる際に、両レンズのフラット面の隙間からゲル状物質５９を注入し、その後隙間を閉じ、固化させることで行なうことができる。ゲル状物質５９としては、例えば屈折率が１のシリコーンゲル状液体を例示できるが、屈折率が１の液体又はゲル状物質であればこれに限定されず用いることができる。
【０１０６】
本実施の形態の対物レンズによれば、レンズ５２，５３によって形成された空間内にゲル状物質５９が充填されているので、対物レンズの熱容量が増大する。従って、実使用状態において対物レンズの周囲温度が上昇しても、対物レンズの温度上昇が抑制され、その結果、温度変化に対して安定した光学性能が保証される。
【０１０７】
上記の例では、実施の形態７の対物レンズにゲル状物質を充填する例を説明したが、上述した他の実施の形態の対物レンズの内部空間にゲル状物質を充填しても良く、これにより上記と同様の効果を得ることができる。但し、この場合、ゲル状物質の漏洩を防止するために、実施の形態１〜３で説明したような、対物レンズ内の空間と外界とを連通する貫通孔を形成するのは好ましくない。
【０１０８】
また、実施の形態２で説明したように、レンズ材料として非晶質ポリオレフィン樹脂を用いることにより、光学特性と長期信頼性に優れた対物レンズを得ることができる。
【０１０９】
（実施の形態９）
図１１は本発明の実施の形態９に係る光ヘッド装置の一構成例を示した概略図である。
【０１１０】
図１１において、半導体レーザモジュール７１から出射した発散光束７２は、コリメートレンズ７３により略平行光束７４に変換される。平行光束７４は、折り曲げ（立ち上げ）ミラー７５により光路の向きを変えられ、対物レンズ７６の第１レンズ７７と第２レンズ７８とを順に透過して、光ディスク１００の透明基板１０２を透過して、光ディスク１００の情報記録面１０４上に集光される。情報記録面１０４に形成された反射率の違う信号により集光スポットの反射光強度は変調を受ける。情報記録面１０４で反射されたレーザ光は、もとの光路を辿って半導体レーザモジュール７１に戻る。ここで、半導体レーザモジュール７１は、異なる２つの波長の光を出射可能な光源、受光素子、及び往路の光と復路の光とを分離する光束分離手段を有する。また、対物レンズ７６は実施の形態１で説明した対物レンズであり、第１レンズ７７と第２レンズ７８は鏡筒７９により固定されている。
【０１１１】
上記の光ヘッド装置の構成によれば、温度変化による収差の劣化量が小さく抑えられる。
【０１１２】
上記の説明では、対物レンズ７６として、実施の形態１で説明した対物レンズを用いたが、実施の形態２〜８のいずれの対物レンズを用いてもよい。
【０１１３】
また、上記の説明では、光ディスクに直接記録及び／又は再生するための光ヘッド装置を例に説明したが、本発明の光ヘッド装置は、例えばＤＶＤなどの原盤を記録するためのレーザービームレコーダーの光ヘッド装置として用いても良い。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低歪みで高精度の２枚組対物レンズ及びこれを備えた光ヘッド装置を提供できる。
【０１１５】
また、本発明によれば、光の吸収が少なく、光学特性が長期にわたって良好な２枚組対物レンズ及びこれを備えた光ヘッド装置を提供できる。
【０１１６】
また、本発明によれば、構造が簡単で低コストな２枚組対物レンズ及びこれを備えた光ヘッド装置を提供できる。
【０１１７】
また、本発明によれば、組立作業性が良好で、比較的安価に製造できる２枚組対物レンズ及びこれを備えた光ヘッド装置を提供できる。
【０１１８】
また、本発明によれば、温度変化による光学特性の変化が少ない２枚組対物レンズ及びこれを備えた光ヘッド装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の対物レンズの側面断面図。
【図２】（Ａ）　本発明の実施の形態１の対物レンズを構成する第１レンズの成形に用いる成形用型の断面図。
（Ｂ）　本発明の実施の形態１の対物レンズを構成する第２レンズの成形に用いる成形用型の断面図。
【図３】本発明の実施の形態１の対物レンズを構成するレンズを成形するための成形装置の概略構成を示した断面図。
【図４】（Ａ）　本発明の実施の形態１の対物レンズを構成する第１レンズの側面断面図。
（Ｂ）　本発明の実施の形態１の対物レンズを構成する第２レンズの側面断面図。
【図５】本発明の実施の形態３の対物レンズの側面断面図。
【図６】本発明の実施の形態３の対物レンズを成形する成形装置の概略断面図。
【図７】本発明の実施の形態５の対物レンズの側面断面図。
【図８】（Ａ）　本発明の実施の形態６の対物レンズを構成する２枚のレンズの接合前の状態を示した側面断面図。
（Ｂ）　本発明の実施の形態６の対物レンズの側面断面図。
【図９】（Ａ）　本発明の実施の形態７の対物レンズを構成する２枚のレンズの接合前の状態を示した側面断面図。
（Ｂ）　本発明の実施の形態７の対物レンズの側面断面図。
【図１０】本発明の実施の形態８の対物レンズの側面断面図。
【図１１】本発明の実施の形態９の光ヘッド装置の構成図。
【符号の説明】
１　平行光束
２　第１レンズ
３　第２レンズ
６　第１レンズ第１面
７　第１レンズ第２面
８　第２レンズ第１面
９　第２レンズ第２面
１０　レンズ鏡筒
１１　貫通孔
１３ａ，１３ｂ　下型
１４ａ，１４ｂ　上型
１５ａ，１５ｂ　胴型
１７ａ、１７ｂ　光学素材
２１　溝
２２　第１レンズ
２３　第２レンズ
２６　第１レンズ第１面
２４，２５　枠部
２７　第１レンズ第２面
２８　第２レンズ第１面
２９　第２レンズ第２面
３２，３３　レンズ
３４，３５　枠部
３７　突起
４２，４３　レンズ
４４，４５　枠部
４８　溝
５２，５３　レンズ
５４，５５　枠部
５７　凹部
５８　凸部
５９　ゲル状物質
６０　ホッパー
６１　樹脂材料
６２　シリンダー
６３　スクリュー
６４　ノズル
６５　スプルー
６６　ランナー
６７　ゲート
６８　キャビティ
６９　金型
７１　半導体レーザモジュール
７２　発散光束
７３　コリメートレンズ
７４　平行光束
７５　立ち上げミラー
７６　対物レンズ
７７　第１レンズ
７８　第２レンズ
７９　鏡筒
８０　成形装置
８０ａ　予熱ステージ
８０ｂ　成形ステージ
８０ｃ　第１冷却ステージ
８０ｄ　第２冷却ステージ
８１　投入ステージ
８２　取り出しステージ
８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ　下ステージ
８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄ　上ヘッド
１００　光ディスク
１０２　透明基板
１０４　情報記録面
【図１】
2004046053.tif 000007
【図２】
2004046053.tif 000008
【図３】
2004046053.tif 000009
【図４】
2004046053.tif 000010
【図５】
2004046053.tif 000011
【図６】
2004046053.tif 000012
【図７】
2004046053.tif 000013
【図８】
2004046053.tif 000014
【図９】
2004046053.tif 000015
【図１０】
2004046053.tif 000016
【図１１】
2004046053.tif 000017