(57)【要約】【課題】  １つの光学素子ではなく、２つの光学素子の組合せにより、レーザ光をより一層絞り込むことのできる高開口数をもたせることができ、しかも光軸合わせも簡単に行えるようにする。【解決手段】  光学機能面１，２の頂点よりも若干高くなる位置に光学機能面に隣接するフランジ部３，４よりも外側の外縁フランジ部５，６の頂面を形成して第１及び第２の光学素子１０，２０を構成し、第１及び第２の光学素子の光学機能面の光軸Ｌから一定間隔離れかつ外縁フランジ部の外側に位置して外縁フランジ部の頂面よりも若干低い位置に頂点を有する位置合わせ用の先の尖った凸部７，８を少なくとも２ケ所形成し、第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接触させた状態で位置合わせ用の凸部先端同士をそれぞれ同一光軸上に位置合わせすることで互いの光学機能面の光軸Ｌを合わせ、その状態で外縁フランジ部同士を接合した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス素材をプレス成形して凸状の光学機能面が成形された光学素子を前記凸状の光学機能面が対向するように接合した組合せ光学素子において、
光学機能面の頂点よりも若干高くなる位置に光学機能面に隣接するフランジ部よりも外側の外縁フランジ部の頂面を形成して第１及び第２の光学素子を構成し、
第１及び第２の光学素子の光学機能面の光軸から一定間隔離れかつ外縁フランジ部の外側に位置して外縁フランジ部の頂面よりも若干低い位置に頂点を有する位置合わせ用の先の尖った凸部を少なくとも２ケ所形成し、
前記第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接触させた状態で少なくとも２ケ所に形成した位置合わせ用の凸部先端同士をそれぞれ同一光軸上に位置合わせすることで互いの光学機能面の光軸を合わせ、その状態で第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接合したことを特徴とする組合せ光学素子。
【請求項２】
第１及び第２の光学素子の接合時における位置合わせ用の凸部同士の間隔を０．０２６ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の組合せ光学素子。
【請求項３】
ガラス素材のプレス成形後に凸状の光学機能面とは反対側の面を研磨することを特徴とする請求項１又は２に記載の組合せ光学素子。
【請求項４】
前記凸部先端の曲率半径を０．０２ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の組合せ光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス素材をプレス成形して凸状の光学機能面が成形された光学素子を２つ接合した組合せ光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガラス成形される光学素子は、加熱軟化されたガラス素材を成形型内に入れて加熱・加圧してプレス成形していた（特許文献１参照）。このようなプレス成形光学素子を、コンパクトディスク（ＣＤ）を読み取る際の光学系に用いた場合、レーザビームを小さなビームスポットとするために光学素子のＮＡ（開口数）を０．４５としていた（特許文献２参照）。ＮＡ（Numerical Aperture）は、光学系に収差がない場合の集光限界を表す。従来のＣＤには赤い光のレーザ光が用いられ、このレーザ波長は７８０ｎｍであり、このレーザ光を光学素子で絞り込んでいた。
【特許文献１】特開平５−７０１５５号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−１１９０３８号公報（第６頁、図９及び図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の成形技術で成形された光学素子は、ＣＤを読み取るためのレーザ光の波長が７８０ｎｍ、ＮＡが０．４５程度までには対応できたが、より小さなビームスポットを実現するため光学素子によるさらなる光の絞り込みが必要となる場合には対応が困難であった。ＮＡは、焦点距離一定のときの開口瞳の大きさを示す値であり、ＮＡが大きいほどレーザ光が絞れ、高密度記録が可能となり、最近は、赤い光のレーザ光よりも短い波長の青紫色レーザ光（ブルーレーザ）を用い、ＮＡが０．６以上の光学素子を用いてディスクの記録を読み取るようになったが、ここで用いられる光学素子を従来のプレス成形技術で成形しようとすると、光学機能面となる凸部の曲面形状の曲率半径が小さくなり（表面の曲率が大きい）、きついカーブの曲面を成形するとともに、ＣＤやＤＶＤなどの記録媒体とその読み取り機構などとの関係から設置スペースが広くとれないため、この凸部に隣接するフランジ部の厚さも薄くする必要もあり、成形するのが困難であった。このような光学素子成形用の型の加工も難しく、きついカーブの曲面を有する凸部とフランジ部との境界部分の転写性も悪いものであった。
【０００４】
そこで、１つの光学素子ではなく、２つの光学素子を鏡筒に組み込み、それらの２つの光学素子の組合せにより、レーザ光をより一層絞り込むことのできる高開口数をもたせることができるものも知られている。しかし、その場合、２つの光学素子の光軸を調整、位置決めすることが困難であった。そこで本発明は、２つの光学素子の組合せで高開口数の光学系を形成しても、光軸合わせが簡単な組合せ光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、ガラス素材をプレス成形して凸状の光学機能面が成形された光学素子を前記凸状の光学機能面が対向するように接合した組合せ光学素子において、光学機能面の頂点よりも若干高くなる位置に光学機能面に隣接するフランジ部よりも外側の外縁フランジ部の頂面を形成して第１及び第２の光学素子を構成し、第１及び第２の光学素子の光学機能面の光軸から一定間隔離れかつ外縁フランジ部の外側に位置して外縁フランジ部の頂面よりも若干低い位置に頂点を有する位置合わせ用の先の尖った凸部を少なくとも２ケ所形成し、前記第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接触させた状態で少なくとも２ケ所に形成した位置合わせ用の凸部先端同士をそれぞれ同一光軸上に位置合わせすることで互いの光学機能面の光軸を合わせ、その状態で第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接合したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ガラス素材をプレス成形して凸状の光学機能面が成形された光学素子を前記凸状の光学機能面が対向するように接合した組合せ光学素子において、光学機能面の頂点よりも若干高くなる位置に光学機能面に隣接するフランジ部よりも外側の外縁フランジ部の頂面を形成して第１及び第２の光学素子を構成し、第１及び第２の光学素子の光学機能面の光軸から一定間隔離れかつ外縁フランジ部の外側に位置して外縁フランジ部の頂面よりも若干低い位置に頂点を有する位置合わせ用の先の尖った凸部を少なくとも２ケ所形成し、前記第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接触させた状態で少なくとも２ケ所に形成した位置合わせ用の凸部先端同士をそれぞれ同一光軸上に位置合わせすることで互いの光学機能面の光軸を合わせ、その状態で第１及び第２の光学素子の外縁フランジ部同士を接合したので、２つの光学素子の光学機能面同士の光軸合わせが容易かつ迅速に行える。この光軸合わせは、顕微鏡を使って両凸部の焦点を合わせる。また、１つの光学素子では困難であった高開口数のものを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１に示す実施形態は、ガラス素材をプレス成形して凸状の光学機能面１，２がそれぞれ成形された光学素子１０，２０を接合した状態の断面図であり、光学機能面１，２の頂点よりも若干高くなる位置に光学機能面１，２に隣接するフランジ部３，４よりも外側の外縁フランジ部５，６の頂面をそれぞれの光学素子に形成してある。第１の光学素子１０と第２の光学素子２０とを接合する場合、それぞれの光学機能面１，２とは互いに対向させ、この光軸を合わせる必要がある。そして、それぞれの光学機能面１，２の凸状形状は互いに異なるものとしてある。また、第１及び第２の光学素子１０，２０の光学機能面１，２の光軸Ｌから一定間隔離れかつ外縁フランジ部５，６の外側に位置する少なくとも２ケ所に、外縁フランジ部５，６の頂面よりも若干低い位置に頂点を有する位置合わせ用の先の尖った凸部７，８をそれぞれ形成してある。凸部７と光学機能面１の光軸及び凸部８と光学機能面２の光軸のそれぞれの位置は、高精度に位置決めされて形成されており、２ケ所に設けた凸部７と８との位置を合わせれば、光学機能面１の光軸と光学機能面２の光軸とが一致するようになっている。これら凸部７，８の先端同士を同一光軸上に顕微鏡でその焦点位置を合わせるようにし、これにより光学機能面１，２の光軸合わせを行うようになっている。また、凸部７，８の隣接した個所にはフランジ部９，１１が形成してある。
【０００９】
図２は、光学素子１０，２０を成形する装置の１例を示すものであり、上型２１に対向して下型２２を配置し、両脇には側型２３，２４を配し、これらで囲まれた空間すなわちキャビティ２５にガラス素材を載置する。また上型２１には第１中子２６と第２中子２７を備え、第１中子２６は光学機能面１，２並びにフランジ部３，４を成形するためのものである。第１光学素子１０と第２光学素子２０では光学機能面１，２の形状が異なるので、第１中子２６の形状も異なるものを用いる。第２中子２７は、位置合わせのための凸部７，８を成形するためのものである。このようなプレス成形装置で成形された光学素子を２つ用い、それぞれの光学機能面１，２を対向させて接合する。この接合時において、光学機能面１，２の光軸Ｌを合わせるために、凸部７，８の光軸合わせを顕微鏡を用いて行うものである。
【００１０】
図３は、凸部７，８の拡大断面図であり、その頂点間の距離Ｓ、すなわち凸部７，８同士の間隔は０．０２６ｍｍ以下とした。この距離Ｓが長いと、凸部７の頂点と凸部８の頂点が顕微鏡光学系の焦点深度から外れてしまい、顕微鏡による焦点合わせが困難となるとともに誤差が生じ易くなる。また、凸部７，８の先端の曲率半径を０．０２ｍｍ以下とすることが好ましい。このような曲率半径にすることにより、頂点がより小さいスポット径になり、焦点を合わせ易くなる。なお、第１及び第２の光学素子１０，２０を接合した後は、凸部７，８の部分は切り落とす。
【００１１】
前述した図２に示すプレス成形装置により光学素子１０又は２０をプレス成形した後、光学機能面１，２とは反対の平坦な面を研磨してフランジ部３，４の厚みを所定の厚み以下とすることが好ましい。例えば、フランジ部３，４の厚みは０．３ｍｍ未満、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍが望ましい。このような厚さにするのは、設置スペースとの関係からできるだけ薄い方が望ましい。フランジ部３，４の厚さを始めから０．３ｍｍ未満にプレス成形しようとすると、ガラス素材が破損するおそれがある。したがって、プレス成形時にはフランジ部３，４の厚さを０．３ｍｍ以上に成形しておき、プレス成形後に光学機能面１，２とは反対の平坦な面を研磨することによりフランジ部３，４の厚さを薄くするようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図。
【図２】光学素子を成形するためのプレス成形装置の１例を示す断面図。
【図３】接合時における凸部同士の拡大断面図。
【符号の説明】
【００１３】
１，２  光学機能面
３，４  フランジ部
５，６  外縁フランジ部
７，８  凸部
１０    第１光学素子
２０    第２光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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