(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光した平行光を収束して、出力するレンズであって、レンズの入光側の外縁部は絞り部分からなり、該絞り部分の平行光の入射側が、一つの、円弧面、又は、傾斜面のみからなり、該円弧面、又は、傾斜面を前記レンズの外縁部側に向けて、入光された平行光の一部を反射し、該反射光の全てが平行光の光軸から離れる方向になるようにし、該反射光の全てが入射軸上に戻ることがないようにすると共に、該絞り部分に入光された平行光の残りの光を透過させ、透過した前記平行光が光スポットとして収束されないようにしたことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
請求項１記載のレンズを用いたことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行光を収束する絞りを備えたレンズと、このレンズを用いた平行光の光学系を利用する光学装置に関し、例えば、光磁気ディスクに情報を記録、又は再生する光磁気ディスク装置や、光通信装置に用いて好適なレンズとこのレンズを用いた光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平行光学系を利用する光学装置として、光通信装置を例に説明する。信号を光電変換してレーザダイオードから出射し、出射光をコリメータレンズで平行光に変換し、これを開口絞りと集光レンズとを介して、光ファイバ端面に集光する光通信装置が知られている。又、他の従来の光学装置として、光磁気ディスク（記録媒体）に情報を記録、又は再生動作を行う光学ヘッド装置において、記録媒体の記録・再生面にレーザ光を光スポットとして収束させる対物レンズに光線径を制限するための絞り機構が取り付けられた構成のものが知られている。
【０００３】
ここで、従来の光学装置における絞り部分を有するレンズについて図面を用いて説明する。
図５は、従来のレンズを示す断面図である。
図５に示すように、レンズ１１（例えば、対物レンズ）は、例えば、ガラスやプラスチックなどの成形することの出来る透明な光学材料から成り、成形加工され、円形の凸レンズ状である。
【０００４】
また、レンズ１１は、中央部に設けられた外方（上方）に略半球状に突出した入光レンズ部１２と、入光レンズ部１２の反対側の外方（下方）に略円形に突出した出光レンズ部１３と、入光レンズ部１２と出光レンズ部１３との外縁部に設けられた円環状のフランジ部１４とを備えている。
【０００５】
また、フランジ部１４は、入光レンズ部１２側に配置された入光面１４ａと、出光レンズ部１３側に配置された出光面１４ｂとを有しており、入光面１４ａと出光面１４ｂとは、平行であって、且つ、レンズ１１の光軸にそれぞれ直交して形成されている。
このとき、レンズ１１の光軸に直交して形成されたフランジ部１４は、レンズ１１の絞り機能を有している。
【０００６】
次に、従来のレンズの作用について光学装置を基に説明する。
このレンズ１１（例えば、対物レンズ）の入光レンズ部１２側に配置された、図示していない、レーザ光源から入射光Ａ（レーザ光）が所定の光線径で、レンズ１１に平行に入射される。この平行に入射された入射光Ａの内、入光レンズ部１２に入射された入射光Ａは、入光レンズ部１２と出光レンズ部１３とによって、光スポットとして収束される。この光スポットは、記録媒体（図示せず）上に結ばれ、この記録媒体によって反射され、反射された光は、レンズ１１を介して、入光レンズ部１２側に配置された光検出器（図示せず）で検出される。
【０００７】
また、この平行に入射された入射光Ａの内、フランジ部１４に入射された入射光Ａは、フランジ部１４の入光面１４ａにて、その一部が反射される。
この入光面１４ａにて反射される入射光Ａは、レンズ１１の光軸と平行、即ち、入射光軸上を戻ることになる。そして、この入光面１４ａを透過した入射光Ａは光スポットとして収束されないことによって、フランジ部１４が絞り構造として機能することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、従来のレンズ１１では、絞り部分が、入射光軸と直交するように形成されたフランジ部１４の入光面１４ａによって構成されていることから、入光面１４ａに入射した入射光は、その一部が、入光面１４ａで反射されて、再び、入射光側に戻る。この不所望な反射光は、記録媒体から反射した情報が乗った戻り光に合流して、光検出器の受光面に集光されてしまう。このため入光面１４ａから戻った反射光が、光検出器で検出されると、ノイズとなり、記録媒体からの戻り光を精度良く検出することが出来なくなるので、検出誤差が生じるという問題がある。
【０００９】
又、従来のレンズを用いた光通信装置においては、絞り部分である入光面１４ａで反射された不所望な反射光が、レーザダイオードへの戻り光となり、レーザ光に出力変動や、波長変動が生じるという問題がある。
なお、絞り部分を有するレンズとしては、レンズの外縁部に、反射防止膜を施す、又は、面を粗し（梨地面にし）、入射光を散乱させる等の方法が考えられるが、フランジ部に反射防止膜、又は、梨地面を形成するためには、フランジ部とレンズ有効部とに反射防止膜、又は、梨地面の形成をそれぞれ別工程（相互にマスキングが必要となる）にて行ったり、あるいは、レンズのフランジ部の側面部を治具で保持しながら行うことが必要になる。
【００１０】
いずれの方法にて反射防止膜、又は、梨地面を形成しても、工程数の増加や、治具の増加によって、製造コストがアップする。
また、反射防止膜、又は、梨地面を形成するときに必要な加工しろが必要な為、フランジ部を小さく形成することが出来ない。従って、レンズが大径になり、光学装置の小型化や、軽量化が出来ない。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するもので、その目的は、製造が簡単で、不所望な戻り光の影響を減少することが出来る絞り付きのレンズを提供することにある。また、小型化や軽量化が可能な、これを用いた光学装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズは、入光した平行光を収束して、出力するレンズであって、レンズの入光側の外縁部は絞り部分からなり、該絞り部分の平行光の入射側が、一つの、円弧面、又は、傾斜面のみからなり、該円弧面、又は、傾斜面を前記レンズの外縁部側に向けて、入光された平行光の一部を反射し、該反射光の全てが平行光の光軸から離れる方向になるようにし、該反射光の全てが入射軸上に戻ることがないようにすると共に、該絞り部分に入光された平行光の残りの光を透過させ、透過した前記平行光が光スポットとして収束されないようにしたことである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のレンズについて、図面を用いて説明する。
図１は、本発明のレンズの実施の形態を示す断面図である。
図１に示すように、レンズ１（例えば、対物レンズ）は、例えば、ガラスやプラスチックなどの成形することの出来る透明な光学材料から成り、プレス機の金型内で、円形の凸レンズと絞り部とを一体プレス成形したものである。このレンズ１は、例えば、ステンレスから成る円筒状の鏡筒５に収納されている。
【００１６】
また、レンズ１は、中央部に設けられた外方（上方）に略半球状に突出した入光レンズ部２と、入光レンズ部２の反対側の外方（下方）に略円形に突出した出光レンズ部３と、入光レンズ部２と出光レンズ部３との外縁部に設けられた円環状のフランジ部４とを備えている。
【００１７】
また、フランジ部４は、入光レンズ部２側に配置された入光面４ａと、出光レンズ部３側に配置された出光面４ｂとを有しており、入光面４ａは、レンズ１の光軸に対して外方に膨らんだ一つの円弧状の円弧面のみからなり、また、出光面４ｂは、レンズ１の光軸に直交した平面となるように形成されている。
【００１８】
この入光面４ａは入射した平行光がその光軸から離れる方向に反射するように光学設計された面からなり、平行光の絞り部分を形成するとともに、平行光の入射側への不所望な反射防止機能をも兼ね備えている。
そして、本発明のレンズにおいては、プレス成形型によって、レンズ加工と同時にレンズの周縁に一体に反射防止機能を有する絞り部を転写して形成したので、任意の開口の絞り部、およびこの絞り部における反射防止機能を直接レンズに精度良く一体形成でき、安価に製造できる。
【００１９】
次に、本発明のレンズの作用について、光学ヘッド装置の対物レンズに適用した例をもとに説明する。
図３は、本発明のレンズを用いた光学ヘッド装置の光学系を示す概略説明図である。
【００２０】
光学ヘッド装置２１は、レーザダイオード２２と、このレーザダイオード２２から出射されたレ―ザ光Ａを発散光から平行光に変えるコリメータレンズ２３と、偏向ビームスプリッタ２４、および１／４波長板２５からなる光アイソレータと、光アイソレータを通過したレーザ光Ａを記録媒体Ｄの記録面Ｄ１に光スポットとして収束させる対物レンズ２６と、記録面Ｄ１によって反射して再び偏向ビームスプリッタ２４と、１／４波長板２５とを通過することにより、分離された反射戻り光を再び平行光に変えるコリメータレンズ２８と、その出射光をシリンドリカルレンズ２９を介して検出するフォトダイオードからなる光検出器３０とを有している。ここで、対物レンズ２６は、入光レンズ部２、およびフランジ部４の入光面４ａがレーザダイオード２２側に対向して配置されている。
【００２１】
そして、レーザダイオード２２からの入射光Ａが対物レンズ２６に平行に入射されると、この入射光Ａのうち、フランジ部４に入射された光は、フランジ部４の一つの円弧面のみからなる入光面４ａにて、対物レンズ２６の光軸から遠ざかる方向に反射される。即ち、入光面４ａによって平行光が所定の光線径に絞られると共に、レンズに一体形成した絞り部（入光面４ａ）での不所望な反射光が入射光軸上に戻ることがない。
【００２２】
また、入射光Ａのうち、入光レンズ部２に入射した光は、入光レンズ部２と出光レンズ部３とによって、光スポットとして収束される。この光スポットは、記録媒体Ｄの記録面Ｄ１に結ばれ、記録情報に応じて形成された微少な凹凸からなるピットによって反射され、反射された光は、記録情報が乗った戻り光となって、対物レンズ２６の出光レンズ部３に再び入射する。
【００２３】
そして、対物レンズ２６の入光レンズ部２を通過した記録情報が乗った戻り光は、１／４波長板２５、偏向ビームスプリッタ２４の順に光アイソレータを再び通過することにより分離され、コリメータレンズ２８、シリンドリカルレンズ２９を介して光検出器３０にて検出され、光電変換されて記録情報が電気信号として図示せぬ光磁気ディスク装置の制御回路に送出されて記録情報の読み出しが行われる。
【００２４】
このように  本発明の実施例に係わるレンズを用いた光学ヘッド装置においては、対物レンズに反射戻り防止機能を備えた絞り部を直接形成したので、所望の開口に平行光を絞って収束することができ、更に絞り部からの不所望な反射光が光検出器で誤検出されることを防止できる。また、小径のレンズにおいても任意の絞りを精度良く形成できるので、対物レンズを小型化でき、光学ヘッド装置の小型化・軽量化が可能となる。
【００２５】
特に、浮上型の光学ヘッド装置を利用する光磁気記憶装置においては、光学ヘッドの軽量化により、浮上量を小さくすることができ、記憶容量の増大が可能となる。
【００２６】
次に、本発明のレンズの第２の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図２は、本発明のレンズの第２の実施の形態を示す断面図である。なお、第１の実施の形態と同一構成については、同一符号を付与してある。
【００２７】
前述の第１の実施の形態との相違は、レンズ１（例えば、対物レンズ）のフランジ部４の入光面４ａの構成の違いである。図２に示すように、フランジ部４の入光面４ｃは、レンズ１の光軸に対して所定の角度を有する一つの傾斜状の傾斜面のみからなり、また、出光面４ｂは、レンズ１の光軸に直交した平面となるように形成されている。
このとき、レンズ１の光軸に対して入光面４ｃを傾斜状に形成されたフランジ部４は、レンズ１の絞り部分を構成する。
【００２８】
なお、本発明の第２の実施の形態のレンズ１の作用については、前述の第１の実施の形態の作用と同様で、入力レンズ部２に平行に入射された入射光Ａは、記録媒体上に光スポットとして収束され、フランジ部４に平行に入射された入射光Ａは、光スポットとして収束されない。
また、入光面４ｃで反射された入射光の一部は、レンズの光軸から離れる方向になる。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施の形態として、レンズを光通信装置の集光レンズに用いた例を説明する。
図４は、本発明の第３の実施の形態としての光通信装置の光学系を示す概略説明図である。
図４に示すように、光通信装置３１は、レーザダイオード３２と、このレーザダイオード３２から出射されたレ―ザ光Ａを発散光から平行光に変えるコリメータレンズ３３と、コリメータレンズ３３からの平行光を収束して光ファイバ３４のコア３５に入射するレンズ３６とを有している。
【００３１】
ここで、レンズ３６は、入光レンズ部２、およびフランジ部４の入光面４ａが、レーザダイオード３２側に対向して配置されている。そして、レーザダイオード３２からの入射光Ａが、レンズ３６に平行に入射されると、この入射光Ａのうち、フランジ部４に入射された光は、フランジ部４の円弧面である入光面４ａにて、レンズ３６の光軸から遠ざかる方向に反射される。
即ち、入光面４ａによって平行光が所定の光線径に絞られると共に、レンズ３６に一体形成した絞り部（入光面４ａ）での不所望な反射光が入射光軸上に戻ることがない。
【００３２】
また、入射光Ａのうち、入光レンズ部２に入射した光は、入光レンズ部２と出光レンズ部３とによって、光スポットとして収束される。この光スポットは、光ファイバ３４のコア３５に入射され、光電変換された信号が光ファイバ上を伝送されて通信が行われる。
【００３３】
このように  本発明の実施例に係わるレンズを用いた光通信装置においては、レンズに反射戻り防止機能を備えた絞り部を直接形成したので、所望の開口に平行光を絞って収束することができ、更に絞り部からの不所望な反射光が、レーザダイオード側に戻ることを防止できるので、レーザ光の出射に不具合が生じることがない。また、小径のレンズにおいても任意の絞りを精度良く形成できるので、レンズを小型化でき、光通信装置の小径化・軽量化が可能となる
【００３４】
本発明のレンズは、レンズの絞り部分を、平行光の反射光の全てが平行光の光軸から離れる方向になるように構成したことから、絞り部分から戻った不所望な反射光を防止することが出来るという効果がある。
【００３５】
また、本発明のレンズは、絞り部分の平行光の入射側の面が、一つの、円弧面、又は、傾斜面のみからなることから、プレス等で、レンズ部と一体に簡単に成形出来ることから、安価にレンズを提供することが出来る。
【００３６】
また、本発明のレンズを用いた光学装置においては、レーザ光源や、光検出器への不所望な戻り光によるノイズの影響を防止でき、更に、光学装置の小型化や軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明のレンズの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明のレンズを用いた光学ヘッド装置の光学系を示す概略説明図である。
【図４】本発明のレンズを用いた光通信装置の光学系を示す概略説明図である。
【図５】従来のレンズを示す断面図である。
【符号の説明】
１  レンズ（対物レンズ）
２  入光レンズ部
３  出光レンズ部
４  フランジ部
４ａ  入光面（絞り部分）
４ｂ  出光面
フォームの終わり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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