レンズ及びその製造方法
【課題】単体で収差の小さいレンズおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】レンズ面１０の表面に薄膜１３が形成されてなるレンズ１であって、薄膜１３は、所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面１０の中心を通る線に対して、線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布、あるいは所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する。
【解決手段】レンズ面１０の表面に薄膜１３が形成されてなるレンズ１であって、薄膜１３は、所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面１０の中心を通る線に対して、線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布、あるいは所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ面を有してなるレンズ及びその製造方法に関し、特にレンズ面の表面に成膜をなすことにより収差を補正したレンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置等に用いられる光ピックアップには、レーザ光源からの光を集光し記録媒体の表面に当てると共に、その反射光を受光素子へと導く対物レンズが用いられる。この対物レンズは、ガラス素材あるいは樹脂材を成形型により成形してなり、したがって成形型を予め製作しておく必要がある。成形型は、金属材を回転させ切削及び研削により非球面のレンズ形状を形成してなるため、ほぼ回転対称に非球面形状を形成することができるが、加工時において異物等を挟み込むことにより、非軸対称な形状となる場合がある。また、レンズを成形する際に、熱分布が均一でないことによっても、形状が非軸対称な形状となることがある。このように、成形されたレンズが非軸対称な形状を有することにより、非点収差が発生することとなる。
【０００３】
また、対物レンズは光源側と記録媒体側の両面にレンズ面を有しており、このため成形型にも対向する２つのレンズ形成面が設けられる。これらの製作誤差等に伴い、対向する２つのレンズ形成面の軸がずれたり、あるいは傾きが生じることがある。これによって、レンズの両レンズ面に軸ずれあるいは傾きが生じることにより、コマ収差が発生することとなる。
【０００４】
さらに、レンズに光軸と平行な光線を入射させたとき、レンズの光軸に近い光線の焦点位置に比べ、光軸から離れたレンズ周辺部に入射した光線の焦点位置がレンズに近い方にずれる、いわゆる球面収差が発生する。球面収差は、レンズの開口数が大きいほど、大きくなる。
【０００５】
非点収差やコマ収差を補正するために、ビーム成形レンズを用いたり、あるいはレンズを機器に対して傾斜状に取付けること行われている。また、球面収差を補正するためには、可動型コリメートレンズの焦点位置を変えて、入射倍率を変化させることが行われている。このように収差の補正を行うものとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特開２００６−３３８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のレンズで各収差を補正するためには、前述のように補正のためのレンズを設けたり、あるいはレンズの取付角度を調整したりする必要があった。このため、機器が大型化したり、またはレンズの取付工程が複雑になるといった問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、単体で収差の小さいレンズおよびその製造方法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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るレンズは、レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【０００９】
また、本発明に係るレンズは、レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【００１０】
さらに、本発明に係るレンズは、前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【００１１】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１２】
そして、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１３】
また、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、該揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することで前記レンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、前記レンズを前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで前記揺動台に載置し、前記揺動台を往復状に揺動させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１４】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、該載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、前記レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドして前記レンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、前記レンズを前記レンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、前記載置台を動作させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１５】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、該円形妨害部は中心位置が前記レンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径が前記レンズ面の半径よりも小さく形成され、前記円形妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１６】
そして、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、該回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、前記レンズ面の光軸と前記回転軸を一直線状に配置し、前記回転台を回転させながら前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１７】
また、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生量を測定し、前記レンズ面の非点収差の方向に沿って、該非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ前記非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴として構成されている。
【００１８】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生量を測定し、前記レンズ面のコマ収差の方向に沿って、該コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記コマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴として構成されている。
【００１９】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面の球面収差の発生量に応じて、該球面収差を減じるように前記レンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、前記レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るレンズによれば、薄膜はレンズ面の収差特性に応じた厚み分布を有してなることにより、レンズ面に生じた非点収差またはコマ収差の原因となる形状誤差を薄膜によって補正することができ、収差を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明に係るレンズによれば、薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することにより、レンズ面の成形時における形状誤差を補正して収差を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係るレンズによれば、薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することにより、レンズ面に生じたコマ収差を補正することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するようにスリット部を配置し、スリット部はレンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、スリット位置の直下にレンズ面の中心位置を配置し、スリット部を介してレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２４】
そして、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、妨害部はレンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、妨害部の位置の直下にレンズ面の中心位置が配置され、妨害部の上方からレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２５】
また、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することでレンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、レンズをレンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで揺動台に載置し、揺動台を往復状に揺動させながらレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドしてレンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、レンズをレンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、載置台を動作させながらレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、コマ収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２７】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、円形妨害部は中心位置がレンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径がレンズ面の半径よりも小さく形成され、円形妨害部の上方からレンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、球面収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２８】
そして、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、レンズ面の光軸と回転軸を一直線状に配置し、回転台を回転させながらレンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、球面収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２９】
また、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面の非点収差の方向に沿って、非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面に形成することにより、非点収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【００３０】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面のコマ収差の方向に沿って、コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつコマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面に形成することにより、コマ収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【００３１】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面の球面収差の発生量に応じて、球面収差を減じるようにレンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することにより、球面収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施形態を図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるレンズを有した光ピックアップの概念図を示している。この図に示すように光ピックアップは、記録媒体６と対向するように配置されるレンズ１と、レンズ１に向かって光を発光する半導体レーザからなる発光部２と、レンズ１側からの光を受光する受光部３と、発光部２からの光をレンズ１に入射させると共に、レンズ１からの光を受光部３に入射させるビームスプリッタ４と、レンズ１を保持固定する取付台５とを有して構成されている。
【００３３】
光ピックアップにおいて発光部２からの光は、ビームスプリッタ４を介してレンズ１に入射し、レンズ１によって収束光となり記録媒体６に照射される。記録媒体６からの反射光は、レンズ１を介してビームスプリッタ４で屈曲し、受光部３に入射され、記録媒体６に記録された情報を読み取る。
【００３４】
図２には、レンズ１の平面図および側面図を示している。図２（ａ）がレンズ１の平面図であり、図２（ｂ）がレンズ１の側面図である。図２（ｂ）に示すように、レンズ１は凸レンズの形状に形成されてなるレンズ面１０を両面に備え、その周囲には全周に渡って鍔部１１が形成されている。また、レンズ１は透明なガラス素材からなり、加熱され軟化したガラス素材を成形型で押圧し、成形型の形状を転写することにより形成される。
【００３５】
鍔部１１は、光軸方向に向かう平面状の取付面１２を有している。取付面１２はレンズ面１０の周縁部よりも外周側部分を構成しており、レンズ１の全周に渡って平面状とされていることで、図２（ａ）に示すようにリング状の形態を有している。この取付面１２は、光ピックアップの取付台５に載置されることで、光ピックアップに対する取付の基準面となる。
【００３６】
図３には、レンズ１を成形する成形型２０の斜視図を示している。成形型２０は、レンズ１の両面を形成するように、対向する２つの部材からなるが、図３にはその一方側を構成する成形型２０のみを示している。この図に示すように、成形型２０の上面には、凹状の窪みが形成されてレンズ形成面２０ａを構成している。
【００３７】
成形型２０のレンズ形成面２０ａは、形成されるレンズ面１０の形状を反転させた形状を有するように、切削及び研削加工によって形成されている。図３には、レンズ形成面２０ａの中心を通る互いに直行する２本の線が表わされている。このうち実線で表わされた第１の線３０に沿った形状誤差と、破線で表わされた第２の線３１に沿った形状誤差について、図４に示している。
【００３８】
図４は、横軸にはレンズ形成面２０ａの中心からの距離を、縦軸には設計値に対する実際の形状のずれ量を取って、レンズ形成面２０ａの第１の線３０及び第２の線３１における形状誤差を表している。この図に示すように、ここでは第１の線３０の全長に渡って形状誤差は０であり、一方で第２の線３１に沿った場合には中心から外周側に向うにつれて形状誤差がプラス方向に大きくなるものを想定する。これは、レンズ形成面２０ａの中心を貫く軸中心で回転させ、切削及び研削加工により成形型２０を形成する際に、異物等を挟み込むことにより回転非対称な形状となることなどによって生じるものである。
【００３９】
成形型２０が図４のように回転非対称な形状である場合、これによって形成されるレンズ１のレンズ面１０も、回転非対称な形状となる。図５には、図４の形状誤差を有する成形型２０によって形成されたレンズ１の形状誤差分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿ったレンズ面１０の形状誤差であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿ったレンズ面１０の形状誤差である。なお、図２（ａ）の第１の線３５及び第２の線３６は、それぞれ成形型２０について図３で示した第１の線３０及び第２の線３１に向きが対応している。
【００４０】
図５に示すように、レンズ面１０の第１の線３５に沿った形状誤差と第２の線３６に沿った形状誤差には、ずれが生じている。すなわちレンズ面１０は回転非対称な形状を有していて、非点収差を生じるものとなっている。具体的には、第１の線３５に沿って形状誤差が０である一方、第２の線３６に沿って中心から外周側に向かうにつれて形状誤差がマイナス方向に大きくなる。すなわち、レンズ形成面２０ａの形状誤差を反転した形状誤差が生じる。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転非対称な膜厚を有する薄膜１３を成膜することにより、非点収差を補正する。
【００４１】
図６には、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。なお、ここで薄膜１３の膜厚とは、各点におけるレンズ１の法線方向の膜の厚みのこととする。
【００４２】
図６に示すように、レンズ面１０の表面には図５に示すレンズ１の形状誤差分布を反転した膜厚分布を有するように薄膜１３を形成する。すなわち、第１の線３５に沿って膜厚が一定であり、第２の線３６に沿って中心から外周側に向かうにつれて膜厚が厚くなる膜厚分布を有した薄膜１３とする。薄膜１３の材質は、レンズ１の材料であるガラスの屈折率に近い材料を用い、例えばアルミナなどを用いることができる。薄膜１３の材料は、レンズ１を形成する材料に対して、屈折率が±０．１５の範囲にあることが望ましい。
【００４３】
図６に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ１の表面に成膜することにより、レンズ１に生じた形状誤差を補正し、第１の線３５に沿った形状と第２の線３６に沿った形状の差を解消することができる。
【００４４】
図７には、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に対する非点収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状差を示したものであり、すなわち形状差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差が小さくなるにつれて、非点収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ面１０の表面に形成することにより、非点収差を小さくすることができる。
【００４５】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図８には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。図８（ａ）に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置され、その表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００４６】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０について非点収差の発生方向及び発生量を測定しておく。非点収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。非点収差の方向及び大きさを測定したら、非点収差の補正方向が分かるようにレンズ１の任意の位置にマークを付すことが望ましい。また、非点収差の大きさを測定することで、図７に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００４７】
レンズ１と膜材料供給部４１の間には、棒状あるいは板状からなる長手状の妨害部４２が配置される。妨害部４２は、レンズ面１０の非点収差の発生方向に応じて長手方向の向きが設定され、また妨害部４２の直下にレンズ面１０の中心位置が来るように配置される。実際には、妨害部４２は成膜装置４０内に固定されているので、レンズ１を位置合わせすることで、前述の位置関係となるように調整する。
【００４８】
図８（ｂ）に示すように、妨害部４２の上方に配置された膜材料供給部４１からレンズ面１０に向かって膜材料が噴射され、これがレンズ面１０に蒸着することによって、レンズ面１０のうち妨害部４２の直下の領域となる中央部では膜厚が薄く、周辺部に向かって次第に膜厚が厚くなる。ここで、妨害部４２は長手方向に沿って同形状に形成されており、したがって当該長手方向について膜厚は均一となる。すなわち、妨害部４２の長手方向と直交する方向に沿って厚みが変化し、妨害部４２の長手方向に沿っては厚みが一定となる膜厚分布、すなわち図６に示すような膜厚分布を有した薄膜１３が成膜される。
【００４９】
レンズ面１０について図５に示すように、第２の線３６に沿った際に、中心から周辺に向かって形状誤差がマイナスの方向に大きくなる形状誤差分布を有する場合には、妨害部４２を有した成膜装置３０により成膜することで、図６に示すような膜厚分布を有する薄膜１３を形成することができる。一方でレンズ面１０の形状誤差が図５と反転した分布、すなわち第２の線３６に沿った際に、中心から周辺に向かって形状誤差がプラスの方向に大きくなる形状誤差分布を有する場合には、以下のように成膜を行う。
【００５０】
図９には、第２の形態の成膜装置３０の概念図を示している。図９（ａ）に示すように、成膜装置３０内には、レンズ１と膜材料供給部４１との間にスリット部４３が配置されている。スリット部４３は、レンズ面１０の非点収差の発生方向に応じて長手方向の向きを定め、またスリット部４３の直下にレンズ面１０の中心位置が来るように配置される。実際には、スリット部４３は成膜装置４０内に固定されているので、レンズ１を位置合わせすることで、前述の位置関係となるように調整する。
【００５１】
図９（ｂ）に示すように、スリット部４３の上方に配置された膜材料供給部４１から、スリット部４３を介してレンズ面１０に対して膜材料が噴射され、これがレンズ面１０に蒸着することによって、レンズ面１０のうちスリット部４３の直下の領域となる中央部では膜厚が厚く、周辺部に向かって次第に膜厚が薄くなる。ここで、スリット部４３は長手方向に沿って同形状に形成されており、したがって当該方向については膜厚は均一となる。すなわち、スリット部４３の長手方向の直交する方向に沿って厚みが変化し、スリット部４３の長手方向に沿っては厚みが一定となる膜厚分布を有した薄膜１３が成膜される。
【００５２】
図１０には、第２の形態の成膜装置３０で成膜した薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。この図に示すように、第１の線３５に沿って膜厚は一定であり、第２の線３６に沿って中心から周辺部に向かうにつれて膜厚が薄くなる膜厚分布を有することとなる。これによって、形状誤差を補正し非点収差を低減させる。
【００５３】
また、図１０のような膜厚分布を有した薄膜１３を形成する成膜装置３０として、別の形態の成膜装置３０を用いてもよい。図１１には、第３の形態の成膜装置３０の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０内には、レンズ１を載置する揺動台４４が設けられている。揺動台４４は、一方向に揺動自在となるように成膜装置３０内で保持されると共に、揺動を駆動する駆動部４５に接続されている。
【００５４】
この形態の成膜装置３０では、膜材料供給部４１から噴射された膜材料は、直接レンズ面１０に到達する。その際に、駆動部４５により揺動台４４を一方向に揺動させることで、レンズ面１０の揺動する一方向については、該揺動により全域に渡って均一に成膜がなされ、当該一方向と直交する方向については、周辺部に向かうにつれて成膜方向に対して傾斜した状態が保たれるため、次第に膜厚が薄く形成される。これによって、図１０と同様の膜厚分布を有した薄膜１３を形成することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態におけるレンズ１は、第１の実施形態のレンズ１と同様の構成を有している。すなわち、図２に示す構成を有している。一方で、本実施形態におけるレンズ１は、レンズの成形の際において両面のレンズ面１０間に軸ずれ、あるいは面傾きを生じているものとし、この点で第１の実施形態とは異なっている。両面のレンズ面１０間に軸ずれや面傾きを生じた場合、光学的にはコマ収差を生じることとなる。
【００５６】
図１２には、レンズ面１０の形状誤差分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿ったレンズ面１０の形状誤差であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿ったレンズ面１０の形状誤差である。図１２に示すように、レンズ面１０は第１の線３５に沿っては形状誤差が０である一方、第２の線３６に沿っては形状誤差が一方の外周端から他方の外周端に向かって単調変化し、かつ中心位置では形状誤差が０となる分布を有する。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転非対称な膜厚分布を有する薄膜１３を成膜することにより、コマ収差を補正する。
【００５７】
図１３には、レンズ１の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。図１３に示すように、レンズ１の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布は、図１２に示す形状誤差分布を反転させたものであり、第１の線３５に沿っては膜厚が一定であり、第２の線３６に沿っては膜厚が一方の外周端から他方の外周端に向かって単調変化し、かつ中心位置では膜厚が第１の線３５に沿う膜厚と同じとなるようにしている。
【００５８】
図１３に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に成膜することにより、レンズ面１０に生じた形状誤差を補正し、第１の線３５に沿った形状と第２の線３６に沿った形状の差を解消することができる。なお、薄膜１３はレンズ１の両面に形成されたレンズ面１０のうち、いずれに成膜してもよい。
【００５９】
図１４には、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に対するコマ収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状差を示したものであり、すなわち形状差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差が小さくなるにつれて、非点収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ１の表面に形成することにより、コマ収差を小さくすることができる。
【００６０】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図１５には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１を載置する載置台４６と、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１とが設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００６１】
載置台４６は、膜材料が噴射される領域に対して出没自在となるようにスライドすることができる。このスライド動作を行うため、成膜装置３０内には駆動部４７が設けられている。駆動部４７により載置台４６を駆動することにより、載置台４６は膜材料が噴射される領域に対し、一方側から進入し、全体が領域内に納まった状態までスライドする。スライド端部まで載置台４６がスライドしたら、載置台４６は進入経路を逆行するようにスライドし、全体が領域外に出た状態までスライドする。このスライド動作を膜材料が膜材料供給部４１から供給されている間、繰り返す。
【００６２】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０についてコマ収差の発生方向及び発生量を測定しておく。コマ収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。コマ収差の方向及び大きさを測定したら、コマ収差の補正方向が分かるようにレンズ１の任意の位置にマークを付すことが望ましい。また、コマ収差の大きさを測定することで、図１４に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００６３】
レンズ１は、測定されたコマ収差の発生方向に応じて載置台４６に対する向きが定められ、載置される。レンズ１を載置した載置台４６が、膜材料が噴射されている領域に対し、一方側から出没を繰り返すようにスライドされることにより、スライド方向における薄膜１３の膜厚分布は、膜材料が噴射される領域に対して進入する際のスライド先端側の方が、スライドの一往復間においてより長く膜材料が噴射される領域にあるため、膜厚が厚くなり、それと反対側の端部に向かって膜厚が薄くなる分布を有することとなる。一方、レンズ面１０の表面に対しスライド方向と直交する方向については均一な膜厚となる。すなわち、図１３に示す膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態におけるレンズ１は、第１の実施形態のレンズ１と同様の構成を有している。すなわち、図２に示す構成を有している。一方で、本実施形態におけるレンズ１は、レンズの成形の際においてレンズ厚がずれたり、あるいは面形状のずれが生じることにより、回転対称状に形状誤差を有しているものとし、この点で第１の実施形態とは異なっている。これによって、光学的には球面収差を生じることとなる。
【００６５】
図１６には、レンズ面１０の形状誤差分布を表したグラフを示している。本実施形態のレンズ１は、回転対称状に形状誤差を生じているので、図１６にはレンズ面１０の中心を通る一方向に沿った形状誤差分布のみを示している。この図に示すように、レンズ面１０は中心位置の誤差が最も小さく、両外周端に向かって形状誤差がマイナス方向に次第に大きくなる形状誤差分布を有する。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転対称な膜厚分布を有する薄膜１３を成膜することにより、球面収差を補正する。
【００６６】
図１７には、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図に示すように、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布は、図１６に示す形状誤差分布を反転させたものであり、中心位置の膜厚が最も小さく、両外周端に向かって膜厚が次第に厚くなる分布としている。図１７に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に成膜することにより、レンズ面１０に生じた形状誤差を補正し、それを解消することができる。
【００６７】
図１８には、形状誤差の大きさに対する球面収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状誤差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状誤差を示したものであり、すなわち形状誤差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、形状誤差が小さくなるにつれて、球面収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた形状誤差分布に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ面１０の表面に形成することにより、球面収差を小さくすることができる。
【００６８】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図１９には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置されると共に、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００６９】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０について球面収差の発生量を測定しておく。球面収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。球面収差の大きさを測定することで、図１８に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００７０】
レンズ１と膜材料供給部４１の間には、円形状を有した円形妨害部４８が配置される。円形妨害部４８は、その中心位置がレンズ面１０の中心位置の直上に配置され、また半径はレンズ面１０の半径よりも小さく形成されている。膜材料供給部４１から供給された膜材料は、円形妨害部４８を介してレンズ面１０に対して噴射されることにより、レンズ面１０の表面にはその中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる膜厚分布を有した薄膜１３が形成される。すなわち、図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３を形成することができる。
【００７１】
図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３を形成する成膜装置としては、別の形態も考えられる。図２０には、本実施形態における別の形態の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置されると共に、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００７２】
レンズ１は、膜材料の噴射方向に対して傾斜状となるように回転台４９に載置される。回転台４９は、膜材料の噴射方向に対し傾斜した方向を軸として回転自在とされており、これを回転駆動する駆動部５０に接続されている。駆動部５０により回転台４９を回転させることにより、レンズ１は膜材料の噴射方向に対し傾斜した状態のまま、回転台４９の軸を中心に回転する。
【００７３】
レンズ１は、光軸が回転台４９の回転軸と一直線状となるように配置され、この状態で回転台４９を回転させつつ膜材料を噴射すると、レンズ面１０の外周端部は成膜方向に面する方向を向いており、レンズ面１０の中心部に近づくほど成膜方向に対して傾斜する方向を向いた状態で回転することとなるので、回転対称でかつ外周側ほど膜厚が厚くなる膜厚分布、すなわち図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００７４】
レンズ面１０の形状誤差分布が図１６に示した分布と反転した分布、すなわち中心位置の誤差が最も大きく、両外周端に向かって形状誤差が次第に小さくなる形状誤差分布である場合、レンズ面１０の表面に形成される薄膜１３の膜厚分布は、図１７に示す分布と反転した分布とする必要がある。
【００７５】
この場合の成膜装置は、レンズ面１０が成膜方向を向くようにレンズ１を配置し、膜材料供給部４１から直接レンズ面１０に膜材料を噴射することにより、成膜方向を向いたレンズ面１０の中央部は膜厚が厚く、成膜方向に対して傾斜する方向を向いたレンズ面１０の外周側ほど膜厚が薄くなる膜厚分布、すなわち図１７に示した膜厚分布を反転した膜厚分布を有する薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】レンズを有した光ピックアップの概念図である。
【図２】レンズの平面図および側面図である。
【図３】レンズを成形する成形型の斜視図である。
【図４】第１の実施形態におけるレンズ形成面の第１の線に沿った形状誤差と、第２の線３１に沿った形状誤差を表したグラフである。
【図５】図４の形状誤差を有する成形型によって形成されたレンズの形状誤差分布を表したグラフである。
【図６】レンズ面の表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図７】第１の実施形態におけるレンズ面の第１の線に沿った方向と第２の線に沿った方向との形状差に対する非点収差の大きさを表したグラフである。
【図８】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図９】第２の形態の成膜装置の概念図である。
【図１０】第２の形態の成膜装置で成膜した薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１１】第３の形態の成膜装置の概念図である。
【図１２】第２の実施形態におけるレンズ面の形状誤差分布を表したグラフである。
【図１３】レンズの表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１４】第２の実施形態におけるレンズ面の第１の線に沿った方向と第２の線に沿った方向との形状差に対するコマ収差の大きさを表したグラフである。
【図１５】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図１６】第３の実施形態におけるレンズ面の形状誤差分布を表したグラフである。
【図１７】レンズ面の表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１８】形状誤差の大きさに対する球面収差の大きさを表したグラフである。
【図１９】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図２０】別の形態の成膜装置の概念図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ レンズ
２ 発光部
３ 受光部
４ ビームスプリッタ
５ 取付台
６ 記録媒体
１０ レンズ面
１１ 鍔部
１２ 取付面
１３ 薄膜
２０ 成形型
２０ａ レンズ成形面
４０ 成膜装置
４１ 膜材料供給部
４２ 妨害部
４３ スリット部
４４ 揺動台
４５ 駆動部
４６ 載置台
４７ 駆動部
４８ 円形妨害部
４９ 回転台
５０ 駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ面を有してなるレンズ及びその製造方法に関し、特にレンズ面の表面に成膜をなすことにより収差を補正したレンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置等に用いられる光ピックアップには、レーザ光源からの光を集光し記録媒体の表面に当てると共に、その反射光を受光素子へと導く対物レンズが用いられる。この対物レンズは、ガラス素材あるいは樹脂材を成形型により成形してなり、したがって成形型を予め製作しておく必要がある。成形型は、金属材を回転させ切削及び研削により非球面のレンズ形状を形成してなるため、ほぼ回転対称に非球面形状を形成することができるが、加工時において異物等を挟み込むことにより、非軸対称な形状となる場合がある。また、レンズを成形する際に、熱分布が均一でないことによっても、形状が非軸対称な形状となることがある。このように、成形されたレンズが非軸対称な形状を有することにより、非点収差が発生することとなる。
【０００３】
また、対物レンズは光源側と記録媒体側の両面にレンズ面を有しており、このため成形型にも対向する２つのレンズ形成面が設けられる。これらの製作誤差等に伴い、対向する２つのレンズ形成面の軸がずれたり、あるいは傾きが生じることがある。これによって、レンズの両レンズ面に軸ずれあるいは傾きが生じることにより、コマ収差が発生することとなる。
【０００４】
さらに、レンズに光軸と平行な光線を入射させたとき、レンズの光軸に近い光線の焦点位置に比べ、光軸から離れたレンズ周辺部に入射した光線の焦点位置がレンズに近い方にずれる、いわゆる球面収差が発生する。球面収差は、レンズの開口数が大きいほど、大きくなる。
【０００５】
非点収差やコマ収差を補正するために、ビーム成形レンズを用いたり、あるいはレンズを機器に対して傾斜状に取付けること行われている。また、球面収差を補正するためには、可動型コリメートレンズの焦点位置を変えて、入射倍率を変化させることが行われている。このように収差の補正を行うものとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特開２００６−３３８８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のレンズで各収差を補正するためには、前述のように補正のためのレンズを設けたり、あるいはレンズの取付角度を調整したりする必要があった。このため、機器が大型化したり、またはレンズの取付工程が複雑になるといった問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、単体で収差の小さいレンズおよびその製造方法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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係るレンズは、レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【０００９】
また、本発明に係るレンズは、レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【００１０】
さらに、本発明に係るレンズは、前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することを特徴として構成されている。
【００１１】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１２】
そして、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１３】
また、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、該揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することで前記レンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、前記レンズを前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで前記揺動台に載置し、前記揺動台を往復状に揺動させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１４】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、該載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、前記レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドして前記レンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、前記レンズを前記レンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、前記載置台を動作させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１５】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、該円形妨害部は中心位置が前記レンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径が前記レンズ面の半径よりも小さく形成され、前記円形妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１６】
そして、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、該回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、前記レンズ面の光軸と前記回転軸を一直線状に配置し、前記回転台を回転させながら前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴として構成されている。
【００１７】
また、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生量を測定し、前記レンズ面の非点収差の方向に沿って、該非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ前記非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴として構成されている。
【００１８】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生量を測定し、前記レンズ面のコマ収差の方向に沿って、該コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記コマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴として構成されている。
【００１９】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法は、レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面の球面収差の発生量に応じて、該球面収差を減じるように前記レンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、前記レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るレンズによれば、薄膜はレンズ面の収差特性に応じた厚み分布を有してなることにより、レンズ面に生じた非点収差またはコマ収差の原因となる形状誤差を薄膜によって補正することができ、収差を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明に係るレンズによれば、薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することにより、レンズ面の成形時における形状誤差を補正して収差を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係るレンズによれば、薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することにより、レンズ面に生じたコマ収差を補正することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するようにスリット部を配置し、スリット部はレンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、スリット位置の直下にレンズ面の中心位置を配置し、スリット部を介してレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２４】
そして、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、妨害部はレンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、妨害部の位置の直下にレンズ面の中心位置が配置され、妨害部の上方からレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２５】
また、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することでレンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、レンズをレンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで揺動台に載置し、揺動台を往復状に揺動させながらレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、非点収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドしてレンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、レンズをレンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、載置台を動作させながらレンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、コマ収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２７】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、円形妨害部は中心位置がレンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径がレンズ面の半径よりも小さく形成され、円形妨害部の上方からレンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、球面収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２８】
そして、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、レンズ面の光軸と回転軸を一直線状に配置し、回転台を回転させながらレンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜をレンズ面の表面に形成することにより、球面収差を補正する薄膜をレンズ面の表面に形成することができる。
【００２９】
また、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面の非点収差の方向に沿って、非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面に形成することにより、非点収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【００３０】
さらに、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面のコマ収差の方向に沿って、コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつレンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつコマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜をレンズ面に形成することにより、コマ収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【００３１】
さらにまた、本発明に係るレンズの製造方法によれば、レンズ面の球面収差の発生量に応じて、球面収差を減じるようにレンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することにより、球面収差を薄膜で補正したレンズを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施形態を図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるレンズを有した光ピックアップの概念図を示している。この図に示すように光ピックアップは、記録媒体６と対向するように配置されるレンズ１と、レンズ１に向かって光を発光する半導体レーザからなる発光部２と、レンズ１側からの光を受光する受光部３と、発光部２からの光をレンズ１に入射させると共に、レンズ１からの光を受光部３に入射させるビームスプリッタ４と、レンズ１を保持固定する取付台５とを有して構成されている。
【００３３】
光ピックアップにおいて発光部２からの光は、ビームスプリッタ４を介してレンズ１に入射し、レンズ１によって収束光となり記録媒体６に照射される。記録媒体６からの反射光は、レンズ１を介してビームスプリッタ４で屈曲し、受光部３に入射され、記録媒体６に記録された情報を読み取る。
【００３４】
図２には、レンズ１の平面図および側面図を示している。図２（ａ）がレンズ１の平面図であり、図２（ｂ）がレンズ１の側面図である。図２（ｂ）に示すように、レンズ１は凸レンズの形状に形成されてなるレンズ面１０を両面に備え、その周囲には全周に渡って鍔部１１が形成されている。また、レンズ１は透明なガラス素材からなり、加熱され軟化したガラス素材を成形型で押圧し、成形型の形状を転写することにより形成される。
【００３５】
鍔部１１は、光軸方向に向かう平面状の取付面１２を有している。取付面１２はレンズ面１０の周縁部よりも外周側部分を構成しており、レンズ１の全周に渡って平面状とされていることで、図２（ａ）に示すようにリング状の形態を有している。この取付面１２は、光ピックアップの取付台５に載置されることで、光ピックアップに対する取付の基準面となる。
【００３６】
図３には、レンズ１を成形する成形型２０の斜視図を示している。成形型２０は、レンズ１の両面を形成するように、対向する２つの部材からなるが、図３にはその一方側を構成する成形型２０のみを示している。この図に示すように、成形型２０の上面には、凹状の窪みが形成されてレンズ形成面２０ａを構成している。
【００３７】
成形型２０のレンズ形成面２０ａは、形成されるレンズ面１０の形状を反転させた形状を有するように、切削及び研削加工によって形成されている。図３には、レンズ形成面２０ａの中心を通る互いに直行する２本の線が表わされている。このうち実線で表わされた第１の線３０に沿った形状誤差と、破線で表わされた第２の線３１に沿った形状誤差について、図４に示している。
【００３８】
図４は、横軸にはレンズ形成面２０ａの中心からの距離を、縦軸には設計値に対する実際の形状のずれ量を取って、レンズ形成面２０ａの第１の線３０及び第２の線３１における形状誤差を表している。この図に示すように、ここでは第１の線３０の全長に渡って形状誤差は０であり、一方で第２の線３１に沿った場合には中心から外周側に向うにつれて形状誤差がプラス方向に大きくなるものを想定する。これは、レンズ形成面２０ａの中心を貫く軸中心で回転させ、切削及び研削加工により成形型２０を形成する際に、異物等を挟み込むことにより回転非対称な形状となることなどによって生じるものである。
【００３９】
成形型２０が図４のように回転非対称な形状である場合、これによって形成されるレンズ１のレンズ面１０も、回転非対称な形状となる。図５には、図４の形状誤差を有する成形型２０によって形成されたレンズ１の形状誤差分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿ったレンズ面１０の形状誤差であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿ったレンズ面１０の形状誤差である。なお、図２（ａ）の第１の線３５及び第２の線３６は、それぞれ成形型２０について図３で示した第１の線３０及び第２の線３１に向きが対応している。
【００４０】
図５に示すように、レンズ面１０の第１の線３５に沿った形状誤差と第２の線３６に沿った形状誤差には、ずれが生じている。すなわちレンズ面１０は回転非対称な形状を有していて、非点収差を生じるものとなっている。具体的には、第１の線３５に沿って形状誤差が０である一方、第２の線３６に沿って中心から外周側に向かうにつれて形状誤差がマイナス方向に大きくなる。すなわち、レンズ形成面２０ａの形状誤差を反転した形状誤差が生じる。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転非対称な膜厚を有する薄膜１３を成膜することにより、非点収差を補正する。
【００４１】
図６には、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。なお、ここで薄膜１３の膜厚とは、各点におけるレンズ１の法線方向の膜の厚みのこととする。
【００４２】
図６に示すように、レンズ面１０の表面には図５に示すレンズ１の形状誤差分布を反転した膜厚分布を有するように薄膜１３を形成する。すなわち、第１の線３５に沿って膜厚が一定であり、第２の線３６に沿って中心から外周側に向かうにつれて膜厚が厚くなる膜厚分布を有した薄膜１３とする。薄膜１３の材質は、レンズ１の材料であるガラスの屈折率に近い材料を用い、例えばアルミナなどを用いることができる。薄膜１３の材料は、レンズ１を形成する材料に対して、屈折率が±０．１５の範囲にあることが望ましい。
【００４３】
図６に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ１の表面に成膜することにより、レンズ１に生じた形状誤差を補正し、第１の線３５に沿った形状と第２の線３６に沿った形状の差を解消することができる。
【００４４】
図７には、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に対する非点収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状差を示したものであり、すなわち形状差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差が小さくなるにつれて、非点収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ面１０の表面に形成することにより、非点収差を小さくすることができる。
【００４５】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図８には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。図８（ａ）に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置され、その表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００４６】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０について非点収差の発生方向及び発生量を測定しておく。非点収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。非点収差の方向及び大きさを測定したら、非点収差の補正方向が分かるようにレンズ１の任意の位置にマークを付すことが望ましい。また、非点収差の大きさを測定することで、図７に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００４７】
レンズ１と膜材料供給部４１の間には、棒状あるいは板状からなる長手状の妨害部４２が配置される。妨害部４２は、レンズ面１０の非点収差の発生方向に応じて長手方向の向きが設定され、また妨害部４２の直下にレンズ面１０の中心位置が来るように配置される。実際には、妨害部４２は成膜装置４０内に固定されているので、レンズ１を位置合わせすることで、前述の位置関係となるように調整する。
【００４８】
図８（ｂ）に示すように、妨害部４２の上方に配置された膜材料供給部４１からレンズ面１０に向かって膜材料が噴射され、これがレンズ面１０に蒸着することによって、レンズ面１０のうち妨害部４２の直下の領域となる中央部では膜厚が薄く、周辺部に向かって次第に膜厚が厚くなる。ここで、妨害部４２は長手方向に沿って同形状に形成されており、したがって当該長手方向について膜厚は均一となる。すなわち、妨害部４２の長手方向と直交する方向に沿って厚みが変化し、妨害部４２の長手方向に沿っては厚みが一定となる膜厚分布、すなわち図６に示すような膜厚分布を有した薄膜１３が成膜される。
【００４９】
レンズ面１０について図５に示すように、第２の線３６に沿った際に、中心から周辺に向かって形状誤差がマイナスの方向に大きくなる形状誤差分布を有する場合には、妨害部４２を有した成膜装置３０により成膜することで、図６に示すような膜厚分布を有する薄膜１３を形成することができる。一方でレンズ面１０の形状誤差が図５と反転した分布、すなわち第２の線３６に沿った際に、中心から周辺に向かって形状誤差がプラスの方向に大きくなる形状誤差分布を有する場合には、以下のように成膜を行う。
【００５０】
図９には、第２の形態の成膜装置３０の概念図を示している。図９（ａ）に示すように、成膜装置３０内には、レンズ１と膜材料供給部４１との間にスリット部４３が配置されている。スリット部４３は、レンズ面１０の非点収差の発生方向に応じて長手方向の向きを定め、またスリット部４３の直下にレンズ面１０の中心位置が来るように配置される。実際には、スリット部４３は成膜装置４０内に固定されているので、レンズ１を位置合わせすることで、前述の位置関係となるように調整する。
【００５１】
図９（ｂ）に示すように、スリット部４３の上方に配置された膜材料供給部４１から、スリット部４３を介してレンズ面１０に対して膜材料が噴射され、これがレンズ面１０に蒸着することによって、レンズ面１０のうちスリット部４３の直下の領域となる中央部では膜厚が厚く、周辺部に向かって次第に膜厚が薄くなる。ここで、スリット部４３は長手方向に沿って同形状に形成されており、したがって当該方向については膜厚は均一となる。すなわち、スリット部４３の長手方向の直交する方向に沿って厚みが変化し、スリット部４３の長手方向に沿っては厚みが一定となる膜厚分布を有した薄膜１３が成膜される。
【００５２】
図１０には、第２の形態の成膜装置３０で成膜した薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。この図に示すように、第１の線３５に沿って膜厚は一定であり、第２の線３６に沿って中心から周辺部に向かうにつれて膜厚が薄くなる膜厚分布を有することとなる。これによって、形状誤差を補正し非点収差を低減させる。
【００５３】
また、図１０のような膜厚分布を有した薄膜１３を形成する成膜装置３０として、別の形態の成膜装置３０を用いてもよい。図１１には、第３の形態の成膜装置３０の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０内には、レンズ１を載置する揺動台４４が設けられている。揺動台４４は、一方向に揺動自在となるように成膜装置３０内で保持されると共に、揺動を駆動する駆動部４５に接続されている。
【００５４】
この形態の成膜装置３０では、膜材料供給部４１から噴射された膜材料は、直接レンズ面１０に到達する。その際に、駆動部４５により揺動台４４を一方向に揺動させることで、レンズ面１０の揺動する一方向については、該揺動により全域に渡って均一に成膜がなされ、当該一方向と直交する方向については、周辺部に向かうにつれて成膜方向に対して傾斜した状態が保たれるため、次第に膜厚が薄く形成される。これによって、図１０と同様の膜厚分布を有した薄膜１３を形成することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態におけるレンズ１は、第１の実施形態のレンズ１と同様の構成を有している。すなわち、図２に示す構成を有している。一方で、本実施形態におけるレンズ１は、レンズの成形の際において両面のレンズ面１０間に軸ずれ、あるいは面傾きを生じているものとし、この点で第１の実施形態とは異なっている。両面のレンズ面１０間に軸ずれや面傾きを生じた場合、光学的にはコマ収差を生じることとなる。
【００５６】
図１２には、レンズ面１０の形状誤差分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿ったレンズ面１０の形状誤差であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿ったレンズ面１０の形状誤差である。図１２に示すように、レンズ面１０は第１の線３５に沿っては形状誤差が０である一方、第２の線３６に沿っては形状誤差が一方の外周端から他方の外周端に向かって単調変化し、かつ中心位置では形状誤差が０となる分布を有する。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転非対称な膜厚分布を有する薄膜１３を成膜することにより、コマ収差を補正する。
【００５７】
図１３には、レンズ１の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図において実線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第１の線３５に沿った膜厚分布であり、破線で表わされているのは、図２（ａ）で示す第２の線３６に沿った膜厚分布である。図１３に示すように、レンズ１の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布は、図１２に示す形状誤差分布を反転させたものであり、第１の線３５に沿っては膜厚が一定であり、第２の線３６に沿っては膜厚が一方の外周端から他方の外周端に向かって単調変化し、かつ中心位置では膜厚が第１の線３５に沿う膜厚と同じとなるようにしている。
【００５８】
図１３に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に成膜することにより、レンズ面１０に生じた形状誤差を補正し、第１の線３５に沿った形状と第２の線３６に沿った形状の差を解消することができる。なお、薄膜１３はレンズ１の両面に形成されたレンズ面１０のうち、いずれに成膜してもよい。
【００５９】
図１４には、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に対するコマ収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状差を示したものであり、すなわち形状差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差が小さくなるにつれて、非点収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた第１の線３５に沿った方向と第２の線３６に沿った方向との形状差に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ１の表面に形成することにより、コマ収差を小さくすることができる。
【００６０】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図１５には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１を載置する載置台４６と、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１とが設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００６１】
載置台４６は、膜材料が噴射される領域に対して出没自在となるようにスライドすることができる。このスライド動作を行うため、成膜装置３０内には駆動部４７が設けられている。駆動部４７により載置台４６を駆動することにより、載置台４６は膜材料が噴射される領域に対し、一方側から進入し、全体が領域内に納まった状態までスライドする。スライド端部まで載置台４６がスライドしたら、載置台４６は進入経路を逆行するようにスライドし、全体が領域外に出た状態までスライドする。このスライド動作を膜材料が膜材料供給部４１から供給されている間、繰り返す。
【００６２】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０についてコマ収差の発生方向及び発生量を測定しておく。コマ収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。コマ収差の方向及び大きさを測定したら、コマ収差の補正方向が分かるようにレンズ１の任意の位置にマークを付すことが望ましい。また、コマ収差の大きさを測定することで、図１４に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００６３】
レンズ１は、測定されたコマ収差の発生方向に応じて載置台４６に対する向きが定められ、載置される。レンズ１を載置した載置台４６が、膜材料が噴射されている領域に対し、一方側から出没を繰り返すようにスライドされることにより、スライド方向における薄膜１３の膜厚分布は、膜材料が噴射される領域に対して進入する際のスライド先端側の方が、スライドの一往復間においてより長く膜材料が噴射される領域にあるため、膜厚が厚くなり、それと反対側の端部に向かって膜厚が薄くなる分布を有することとなる。一方、レンズ面１０の表面に対しスライド方向と直交する方向については均一な膜厚となる。すなわち、図１３に示す膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態におけるレンズ１は、第１の実施形態のレンズ１と同様の構成を有している。すなわち、図２に示す構成を有している。一方で、本実施形態におけるレンズ１は、レンズの成形の際においてレンズ厚がずれたり、あるいは面形状のずれが生じることにより、回転対称状に形状誤差を有しているものとし、この点で第１の実施形態とは異なっている。これによって、光学的には球面収差を生じることとなる。
【００６５】
図１６には、レンズ面１０の形状誤差分布を表したグラフを示している。本実施形態のレンズ１は、回転対称状に形状誤差を生じているので、図１６にはレンズ面１０の中心を通る一方向に沿った形状誤差分布のみを示している。この図に示すように、レンズ面１０は中心位置の誤差が最も小さく、両外周端に向かって形状誤差がマイナス方向に次第に大きくなる形状誤差分布を有する。これに対して、レンズ面１０の表面に形状誤差に応じた回転対称な膜厚分布を有する薄膜１３を成膜することにより、球面収差を補正する。
【００６６】
図１７には、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布を表したグラフを示している。この図に示すように、レンズ面１０の表面に形成する薄膜１３の膜厚分布は、図１６に示す形状誤差分布を反転させたものであり、中心位置の膜厚が最も小さく、両外周端に向かって膜厚が次第に厚くなる分布としている。図１７に示すような膜厚分布を有した薄膜１３をレンズ面１０の表面に成膜することにより、レンズ面１０に生じた形状誤差を補正し、それを解消することができる。
【００６７】
図１８には、形状誤差の大きさに対する球面収差の大きさを表したグラフを示している。この図における形状誤差は、有効径が３ｍｍのレンズ面１０を有するレンズ１において、半径位置１．５ｍｍでの形状誤差を示したものであり、すなわち形状誤差が最も大きくなるレンズ面１０の最外周部における値を採用している。この図に示すように、形状誤差が小さくなるにつれて、球面収差の大きさが小さくなる。すなわち、レンズ面１０に生じた形状誤差分布に応じた膜厚分布を有した薄膜１３を、レンズ面１０の表面に形成することにより、球面収差を小さくすることができる。
【００６８】
次に、薄膜１３の成膜方法について説明する。図１９には、薄膜１３の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置されると共に、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００６９】
レンズ１に成膜する際には、予めレンズ面１０について球面収差の発生量を測定しておく。球面収差の測定は、光学干渉を用いた回折干渉計測方式をはじめ、どのような手法を用いてもよい。球面収差の大きさを測定することで、図１８に示す関係から膜厚分布が算出される。
【００７０】
レンズ１と膜材料供給部４１の間には、円形状を有した円形妨害部４８が配置される。円形妨害部４８は、その中心位置がレンズ面１０の中心位置の直上に配置され、また半径はレンズ面１０の半径よりも小さく形成されている。膜材料供給部４１から供給された膜材料は、円形妨害部４８を介してレンズ面１０に対して噴射されることにより、レンズ面１０の表面にはその中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる膜厚分布を有した薄膜１３が形成される。すなわち、図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３を形成することができる。
【００７１】
図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３を形成する成膜装置としては、別の形態も考えられる。図２０には、本実施形態における別の形態の成膜装置の概念図を示している。この図に示すように、成膜装置３０には成形されたレンズ１が配置されると共に、レンズ１の表面に向かって膜材料を噴射する膜材料供給部４１が設けられる。膜材料は、成膜装置４０内において気体の状態で膜材料供給部４１から噴射され、レンズ１の表面に衝突して蒸着される。
【００７２】
レンズ１は、膜材料の噴射方向に対して傾斜状となるように回転台４９に載置される。回転台４９は、膜材料の噴射方向に対し傾斜した方向を軸として回転自在とされており、これを回転駆動する駆動部５０に接続されている。駆動部５０により回転台４９を回転させることにより、レンズ１は膜材料の噴射方向に対し傾斜した状態のまま、回転台４９の軸を中心に回転する。
【００７３】
レンズ１は、光軸が回転台４９の回転軸と一直線状となるように配置され、この状態で回転台４９を回転させつつ膜材料を噴射すると、レンズ面１０の外周端部は成膜方向に面する方向を向いており、レンズ面１０の中心部に近づくほど成膜方向に対して傾斜する方向を向いた状態で回転することとなるので、回転対称でかつ外周側ほど膜厚が厚くなる膜厚分布、すなわち図１７に示した膜厚分布を有する薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００７４】
レンズ面１０の形状誤差分布が図１６に示した分布と反転した分布、すなわち中心位置の誤差が最も大きく、両外周端に向かって形状誤差が次第に小さくなる形状誤差分布である場合、レンズ面１０の表面に形成される薄膜１３の膜厚分布は、図１７に示す分布と反転した分布とする必要がある。
【００７５】
この場合の成膜装置は、レンズ面１０が成膜方向を向くようにレンズ１を配置し、膜材料供給部４１から直接レンズ面１０に膜材料を噴射することにより、成膜方向を向いたレンズ面１０の中央部は膜厚が厚く、成膜方向に対して傾斜する方向を向いたレンズ面１０の外周側ほど膜厚が薄くなる膜厚分布、すなわち図１７に示した膜厚分布を反転した膜厚分布を有する薄膜１３をレンズ面１０の表面に形成することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】レンズを有した光ピックアップの概念図である。
【図２】レンズの平面図および側面図である。
【図３】レンズを成形する成形型の斜視図である。
【図４】第１の実施形態におけるレンズ形成面の第１の線に沿った形状誤差と、第２の線３１に沿った形状誤差を表したグラフである。
【図５】図４の形状誤差を有する成形型によって形成されたレンズの形状誤差分布を表したグラフである。
【図６】レンズ面の表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図７】第１の実施形態におけるレンズ面の第１の線に沿った方向と第２の線に沿った方向との形状差に対する非点収差の大きさを表したグラフである。
【図８】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図９】第２の形態の成膜装置の概念図である。
【図１０】第２の形態の成膜装置で成膜した薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１１】第３の形態の成膜装置の概念図である。
【図１２】第２の実施形態におけるレンズ面の形状誤差分布を表したグラフである。
【図１３】レンズの表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１４】第２の実施形態におけるレンズ面の第１の線に沿った方向と第２の線に沿った方向との形状差に対するコマ収差の大きさを表したグラフである。
【図１５】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図１６】第３の実施形態におけるレンズ面の形状誤差分布を表したグラフである。
【図１７】レンズ面の表面に形成する薄膜の膜厚分布を表したグラフである。
【図１８】形状誤差の大きさに対する球面収差の大きさを表したグラフである。
【図１９】薄膜の成膜装置の概念図である。
【図２０】別の形態の成膜装置の概念図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ レンズ
２ 発光部
３ 受光部
４ ビームスプリッタ
５ 取付台
６ 記録媒体
１０ レンズ面
１１ 鍔部
１２ 取付面
１３ 薄膜
２０ 成形型
２０ａ レンズ成形面
４０ 成膜装置
４１ 膜材料供給部
４２ 妨害部
４３ スリット部
４４ 揺動台
４５ 駆動部
４６ 載置台
４７ 駆動部
４８ 円形妨害部
４９ 回転台
５０ 駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴とするレンズ。
【請求項２】
レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴とするレンズ。
【請求項３】
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することを特徴とする請求項２記載のレンズ。
【請求項４】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するようにスリット部を配置し、該スリット部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、スリット位置の直下に前記レンズ面の中心位置を配置し、前記スリット部を介して前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項５】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項６】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、該揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することで前記レンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、前記レンズを前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで前記揺動台に載置し、前記揺動台を往復状に揺動させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項７】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、該載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、前記レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドして前記レンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、前記レンズを前記レンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、前記載置台を動作させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項８】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、該円形妨害部は中心位置が前記レンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径が前記レンズ面の半径よりも小さく形成され、前記円形妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項９】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、該回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、前記レンズ面の光軸と前記回転軸を一直線状に配置し、前記回転台を回転させながら前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１０】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生量を測定し、前記レンズ面の非点収差の方向に沿って、該非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ前記非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１１】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生量を測定し、前記レンズ面のコマ収差の方向に沿って、該コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記コマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１２】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面の球面収差の発生量に応じて、該球面収差を減じるように前記レンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、前記レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１】
レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴とするレンズ。
【請求項２】
レンズ面の表面に薄膜が形成されてなるレンズであって、
前記薄膜は所定の一方向に沿って該所定の一方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有することを特徴とするレンズ。
【請求項３】
前記薄膜は所定の一方向に沿って厚みが単調増加する厚み分布を有することを特徴とする請求項２記載のレンズ。
【請求項４】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するようにスリット部を配置し、該スリット部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、スリット位置の直下に前記レンズ面の中心位置を配置し、前記スリット部を介して前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項５】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように長手状の妨害部を配置し、該妨害部は前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に対応して長手方向の向きを決めると共に、前記妨害部の位置の直下に前記レンズ面の中心位置が配置され、前記妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項６】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向に揺動自在な揺動台に載置し、該揺動台は成膜方向に対して一方向に揺動することで前記レンズ面の成膜方向に対する角度を一方向に変化させ、前記レンズを前記レンズ面に生じる非点収差の発生方向に応じた向きで前記揺動台に載置し、前記揺動台を往復状に揺動させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項７】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生方向及び発生量を測定し、前記レンズを一方向にスライド自在な載置台に載置し、該載置台は、成膜領域に対して一方側から進入し、前記レンズ面の全体が成膜領域内に収まった状態までスライドすると共に、進入経路を逆行するようにスライドして前記レンズ面の全体が成膜領域外に出るまでスライドし、前記レンズを前記レンズ面に生じるコマ収差の発生方向に応じた向きで前記載置台に載置し、前記載置台を動作させながら前記レンズ面に対して成膜することで、所定の一方向に沿って厚みが変化し、かつ前記所定の一方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項８】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面と対向するように円形妨害部を配置し、該円形妨害部は中心位置が前記レンズ面の中心位置の直上に配置されると共に、半径が前記レンズ面の半径よりも小さく形成され、前記円形妨害部の上方から前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項９】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズを成膜方向に対して傾斜状となるように回転台に載置し、該回転台は成膜方向に対して傾斜する回転軸を有すると共に、前記レンズ面の光軸と前記回転軸を一直線状に配置し、前記回転台を回転させながら前記レンズ面に対して成膜することで、中央部において膜厚が薄く、外周部に向かって次第に膜厚が厚くなる軸対称な膜厚分布を有する薄膜を前記レンズ面の表面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１０】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して非点収差の発生量を測定し、前記レンズ面の非点収差の方向に沿って、該非点収差の発生量を減じるように厚みが変化し、かつ前記非点収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１１】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射してコマ収差の発生量を測定し、前記レンズ面のコマ収差の方向に沿って、該コマ収差の発生量を減じるように該方向と直交する方向でかつ前記レンズ面の中心を通る線に対して線対称な厚み分布を有するように厚みが変化し、かつ前記コマ収差の方向と直交する方向に沿って厚みが一定とされた非軸対称の厚み分布を有する薄膜を前記レンズ面に形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項１２】
レンズ面を有したレンズの製造方法において、
前記レンズ面を成形し、前記レンズ面に光を照射して球面収差の発生量を測定し、前記レンズ面の球面収差の発生量に応じて、該球面収差を減じるように前記レンズ面の中心位置から径方向に沿って厚みが変化すると共に、前記レンズ面の光軸に対して軸対称な厚み分布を有する薄膜を形成することを特徴とするレンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−８６５７４（Ｐ２０１０−８６５７４Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２３５６（Ｐ２００８−２５２３５６）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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