JP2001154095A - Optical element, optical pickup device and recording/ reproducing device - Google Patents

Optical element, optical pickup device and recording/ reproducing device

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JP2001154095A
JP2001154095A JP33840499A JP33840499A JP2001154095A JP 2001154095 A JP2001154095 A JP 2001154095A JP 33840499 A JP33840499 A JP 33840499A JP 33840499 A JP33840499 A JP 33840499A JP 2001154095 A JP2001154095 A JP 2001154095A
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optical element
light
optical
reflection surface
element according
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Hide Hosoe
秀 細江
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Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high accuracy optical element, which is suitable to a close distance optical system, and is durable against heat, with little thermal influence, and which is not anisotropic, with less double refraction, and to provide an optical pickup device using the optical element, and to provide a recording/reproducing device equipped with the optical pickup device. SOLUTION: This optical element 1 is formed of thermosetting resin or photosetting resin, and the optical element 1 is provided with a 1st reflection surface 6, a 2nd reflection surface 4 and the high refraction area 7 of a plate part 5. The light reflected by the 2nd reflection surface is condensed to the high refraction area 7, and then the light oozing through the exit surface 7a of the high refraction area due to the close distance effect is used for the optical pickup. The optical pickup device includes the optical element 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反射面を有し近接
場光学系に適切である光学素子、この光学素子を用いた
光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を備
える記録再生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element having a reflecting surface and suitable for a near-field optical system, an optical pickup device using the optical element, and a recording / reproducing apparatus provided with the optical pickup device. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高密度光記録における記憶容量を
増やすために、光ディスク上に読みとりや書き込みのた
めに集光させるレーザ光のスポットサイズを小さくする
ことが試みられ実用化されている。このための最も一般
的な方法は光源の波長を短くすることである。これは、
エアリーディスク半径と呼ばれるスポット半径が以下の
式(1)で表されるのであるが、波長を短くすることに
よりスポットサイズを小さくし、記録ピットの大きさを
小さくし、光ディスク上のピット密度を増大させるもの
である。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to increase the storage capacity in high-density optical recording, attempts have been made to reduce the spot size of laser light condensed for reading and writing on an optical disk and have been put to practical use. The most common way to do this is to shorten the wavelength of the light source. this is,
The spot radius called the Airy disk radius is expressed by the following equation (1). The spot size is reduced by shortening the wavelength, the size of the recording pit is reduced, and the pit density on the optical disk is increased. It is to let.

【0003】 r = 0.61・F・λ/n≒ 1.22・λ/(n・sinθ) = 1.22・λ/NA (1) ここで、r:スポット半径、λ:波長、θ:焦光角、
n:屈折率、NA:開口数、である。
R = 0.61 · F · λ / n ≒ 1.22 · λ / (n · sin θ) = 1.22 · λ / NA (1) where, r: spot radius, λ: wavelength, θ: focal angle,
n: refractive index, NA: numerical aperture.

【0004】従って、従来、コンパクトディスク(C
D)では光源の波長は780nmであるのに対し、より
高密度記録の可能なDVDでは光源の波長は650nm
と短くなっており、同じFナンバーの対物レンズで光デ
ィスク上に集光させる場合を考えると、DVDの場合、
スポットサイズはCDの1/1.2になって光ディスク
上では面積比として記録密度に貢献するので、記録密度
は1.22=1.44倍だけ増加することになる。更
に、Fナンバーを小さくする、つまり明るい対物レンズ
を用いて集光すると、スポットサイズが小さくなる。即
ち、CD用途ではNA0.45の対物レンズの明るさ
が、DVD用途ではNA0.6となり、DVDの場合、
スポットサイズは1/1.33倍となるので、このNA
増加による記録密度に対する寄与はCDの1.77倍と
なる。前述の短波長化の効果と合わせると、2.5倍以
上の記録密度の向上を実現できることが分かる。
Therefore, conventionally, a compact disk (C
In D), the wavelength of the light source is 780 nm, whereas in the DVD capable of higher density recording, the wavelength of the light source is 650 nm.
When focusing on an optical disc with the same F-number objective lens, in the case of DVD,
Since the spot size becomes 1 / 1.2 of the CD and contributes to the recording density as an area ratio on the optical disk, the recording density increases by 1.2 2 = 1.44 times. Further, when the F-number is reduced, that is, when the light is focused using a bright objective lens, the spot size is reduced. That is, the brightness of the objective lens having an NA of 0.45 for CD use is 0.6 for NA for DVD use, and
Since the spot size becomes 1 / 1.33 times, this NA
The contribution to the recording density due to the increase is 1.77 times the CD. It can be seen that when combined with the above-described effect of shortening the wavelength, the recording density can be improved by 2.5 times or more.

【0005】また、同様にして、集光スポット光の波長
を短くし同時にNAを大きくすることにより記録密度を
向上するものとして近接場を利用する対物レンズが公知
である。例えば、図9に示すのは、Optics Design and
Fabrication '98で発表されたSIL(Solid Immersion
Lens)と呼ばれる対物レンズである。図9に示すよう
に、この対物レンズでは、第1面91は凹屈折面となっ
ており、無限遠からの光束が透過すると緩やかに発散す
るが、第2面92の平面によって反射され折り返され
る。そして、第3面93の反射面によって急激に集光さ
れて出射面である第4面94で空気との境界面近傍で焦
点を結ぶ。この焦点光は、対物レンズを構成する光学媒
質の方が出射後の空気よりも屈折率が高いから、大半は
全反射してしまうが、第4面S4に対して波長の数分の
一程度の距離では、エバネッセント波として第4面上を
伝搬する光となり、空気中に媒質内の光束が滲み出す。
このとき、光ディスクDをこの惨み出した光を捕らえら
れるように第4面94対して100nm以下の近接場に
接近させて配置しておくと、媒質中の波長で光ディスク
に読みとりや書き込みの集光スポットを結ぶことができ
る。
Similarly, an objective lens that utilizes a near field is known as one that improves the recording density by shortening the wavelength of the focused spot light and simultaneously increasing the NA. For example, FIG. 9 shows Optics Design and
SIL (Solid Immersion) announced at Fabrication '98
Lens). As shown in FIG. 9, in this objective lens, the first surface 91 is a concave refraction surface, and gently diverges when a light beam from infinity is transmitted, but is reflected and folded by the plane of the second surface 92. Then, the light is suddenly condensed by the reflecting surface of the third surface 93, and is focused on the fourth surface 94, which is the exit surface, near the boundary surface with air. Most of the focal light is totally reflected because the optical medium constituting the objective lens has a higher refractive index than the air after emission, but the light is about a fraction of the wavelength with respect to the fourth surface S4. At the distance of, the light becomes light propagating on the fourth surface as an evanescent wave, and the light flux in the medium leaks into the air.
At this time, if the optical disc D is arranged so as to be close to the near field of 100 nm or less with respect to the fourth surface 94 so as to capture this miserable light, a collection of reading and writing on the optical disc at the wavelength in the medium is performed. Light spots can be connected.

【0006】上述の対物レンズでは、第3面93で大き
な集光角θで集光された光束は媒質の屈折率nがかかっ
た大きなNAとなるために、非常に小さなスポットサイ
ズを実現でき、記録密度を飛躍的に高めることができ
る。例えば、光源の波長λを650nmとし、対物レン
ズの媒質の屈折率nを1.8とし、さらに集光角θを6
0°とすると、NAは1.56となり、スポットサイズ
はDVD用途の1/2.6倍となる。従って、記録密度
が6.8倍と驚異的に向上し、光ディスクの光ピックア
ップ光学系に適切な対物レンズである。
In the above-described objective lens, the light beam condensed at the large converging angle θ on the third surface 93 becomes a large NA multiplied by the refractive index n of the medium, so that a very small spot size can be realized. The recording density can be dramatically increased. For example, the wavelength λ of the light source is 650 nm, the refractive index n of the medium of the objective lens is 1.8, and the converging angle θ is 6
If it is 0 °, the NA is 1.56, and the spot size is 1 / 2.6 times that of DVD. Therefore, the recording density is remarkably improved to 6.8 times, and is an objective lens suitable for an optical pickup optical system of an optical disk.

【0007】しかし、この対物レンズは、第2面92の
折り返しをなくすとカタディオブトリック系の反射光学
系が基本となっており、光学面として収差低減に寄与し
ているのは第1面91の屈折面と第3面93の反射面の
2面である。このため、充分な収差補正の実現が困難と
なってしまう。
However, this objective lens is based on a catadioptric reflective optical system if the folding of the second surface 92 is eliminated, and the first surface 91 contributes to the reduction of aberration as an optical surface. And the third surface 93 as a reflection surface. For this reason, it is difficult to realize sufficient aberration correction.

【0008】また、記録再生装置内に光ピックアップ用
として配置されて使用される対物レンズは装置の他の部
分からの熱の影響を受け易く、このため熱の耐久性等に
問題が生じる場合があり、この熱の影響に対応すること
が必要である。それでいて、異方性がなく光学的に高精
度で複屈折の少ない光学素子が要求されている。
An objective lens used for an optical pickup in a recording / reproducing apparatus is easily affected by heat from other parts of the apparatus, which may cause a problem in heat durability. Yes, it is necessary to cope with the effects of this heat. Nevertheless, there is a demand for an optical element having high optical precision and low birefringence without anisotropy.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、近接場光学系に適切であり、熱に対し耐久性があり
熱影響が少なくかつ異方性がなく光学的に高精度で複屈
折が少ない光学素子、この光学素子を用いた光ピックア
ップ装置、及びこの光ピックアップ装置を備える記録再
生装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is suitable for a near-field optical system, is durable to heat, has little heat influence, has no anisotropy and has high optical precision. An object of the present invention is to provide an optical element having a small birefringence, an optical pickup device using the optical element, and a recording / reproducing apparatus including the optical pickup device.

【0010】本発明の第2の目的は、近接場光学系に適
切でありかつ充分な収差補正が可能な光学素子、この光
学素子を用いた光ピックアップ装置、及びこの光ピック
アップ装置を備える記録再生装置を提供することであ
る。
A second object of the present invention is to provide an optical element suitable for a near-field optical system and capable of sufficiently correcting aberrations, an optical pickup device using the optical element, and recording / reproducing provided with the optical pickup device. It is to provide a device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題達成のため、本
発明の光学素子は、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂か
ら形成され、少なくとも一部に反射面が形成されている
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical element according to the present invention is characterized by being formed of a thermosetting resin or a photocurable resin, and having a reflecting surface formed at least partially. I do.

【0012】この光学素子によれば、熱硬化性樹脂また
は光硬化性樹脂から形成されているので、熱可塑性樹脂
によるものと比べて熱による影響は少なく熱に対し耐久
性が実現できるとともに、光学的に異方性がなく複屈折
が少なく光学的に高精度な光学素子を実現できる。ま
た、反射面が形成されているため、この反射面を利用し
た近接場光学系に適切な光学素子とすることができる。
また、より低温の状態で成形できるから、製造上コスト
的に有利である。
According to this optical element, since it is formed from a thermosetting resin or a photocurable resin, it is less affected by heat as compared with a thermoplastic resin, and can achieve durability against heat, It is possible to realize an optical element having high optical precision with little anisotropy and little birefringence. Further, since the reflection surface is formed, an optical element suitable for a near-field optical system using the reflection surface can be provided.
Further, since molding can be performed at a lower temperature, it is advantageous in terms of manufacturing cost.

【0013】なお、反射面とは、本明細書では、その反
射面に入射した光の50%以上(望ましくは90%以
上)を反射する面をいう。
In this specification, the term "reflective surface" refers to a surface that reflects 50% or more (preferably 90% or more) of light incident on the reflective surface.

【0014】また、熱硬化性樹脂とは、加熱により網状
構造となり3次元化して不溶不融の樹脂になり、一度硬
化すると加熱により再軟化し難い性質を有し、エポキシ
樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、ス
チレン系樹脂、ウレタン系樹脂等があるが、これらに限
定されない。好ましい熱硬化性樹脂の具体例としては、
三菱化学製のUV1000、2000、3000、三井
化学製のMR−6,−7、日本合成ゴム製のデソライト
などがある。
A thermosetting resin is a resin having a reticulated structure which is hardly re-softened by heating once it is cured. Examples include, but are not limited to, methacrylate-based resins, styrene-based resins, urethane-based resins, and the like. As specific examples of preferred thermosetting resins,
There are UV1000, 2000, 3000 manufactured by Mitsubishi Chemical, MR-6, -7 manufactured by Mitsui Chemical, and Desolite manufactured by Nippon Synthetic Rubber.

【0015】また、光硬化性樹脂は、紫外線を照射する
ことで硬化を開始する性質を有する樹脂であり、一般に
熱を加えることで硬化速度が促進される。従って、同一
のモノマー樹脂でも、重合開始剤を選択することによ
り、熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂とに作り分けることが
できる。光硬化性樹脂材料の具体例として、三菱化学
(株)のUV1000、2000、3000や日本化薬
(株)のカヤラッド、三井化学(株)のMR−6,−7
などがあり、紫外線照射強度を最適化することで2〜3
分程度で硬化させることができる。
The photocurable resin is a resin having a property of starting curing by irradiating ultraviolet rays, and generally, the curing speed is accelerated by applying heat. Therefore, even with the same monomer resin, a thermosetting resin and a photocurable resin can be separately formed by selecting a polymerization initiator. Specific examples of the photocurable resin material include UV1000, 2000, 3000 of Mitsubishi Chemical Corporation, Kayarad of Nippon Kayaku Co., Ltd., and MR-6, -7 of Mitsui Chemicals, Inc.
There are two or three by optimizing the UV irradiation intensity.
It can be cured in about a minute.

【0016】また、外部からの光が入射する入射面と、
外部へ光を出射させる出射面とを有し、前記反射面は前
記入射面から入射した光を前記出射面に集光するように
構成することにより、集光した光が出射面から浸み出て
近接場光学系に適切な光学素子とすることができる。
An incident surface on which light from the outside is incident;
An emission surface for emitting light to the outside, and the reflection surface is configured to collect light incident from the incident surface on the emission surface, so that the collected light seeps from the emission surface. Thus, an optical element suitable for the near-field optical system can be obtained.

【0017】また、前記反射面は少なくとも第1の反射
面と第2の反射面とを備え、前記第1の反射面は入射し
た光を反射し、前記第2の反射面は前記第1の反射面で
反射された光を出射面に集光するように構成することが
できる。
Further, the reflection surface has at least a first reflection surface and a second reflection surface, the first reflection surface reflects incident light, and the second reflection surface reflects the first light. The light reflected by the reflection surface may be configured to be condensed on the emission surface.

【0018】また、本発明の別の光学素子は、外部から
の光が入射面から入射し、外部へ光を出射させる出射面
において近接場効果を有し、熱硬化性樹脂または光硬化
性樹脂から形成され、反射面を含むことを特徴とする。
Further, another optical element according to the present invention has a near-field effect on an exit surface where light from the outside enters from an incident surface and emits light to the outside, and is formed of a thermosetting resin or a photocurable resin. , And includes a reflective surface.

【0019】この光学素子によれば、熱硬化性樹脂また
は光硬化性樹脂から形成されているので、熱可塑性樹脂
によるものと比べて熱による影響は少なく熱に対し耐久
性が実現できるとともに、光学的に異方性がなく複屈折
が少なく光学的に高精度な近接場効果を有する光学素子
を提供できる。また、反射面が形成されているため、こ
の反射面を利用した近接場光学系に適した光学素子とす
ることができる。
According to this optical element, since it is formed from a thermosetting resin or a photocurable resin, it is less affected by heat as compared with a thermoplastic resin, and can realize durability against heat, It is possible to provide an optical element having optically high precision near-field effect with little anisotropy and little birefringence. Further, since the reflection surface is formed, an optical element suitable for a near-field optical system using the reflection surface can be provided.

【0020】また、前記第1の反射面を平面形状または
曲面形状に構成することができ、また、前記第2の反射
面を前記出射面に光が集光するような曲面形状に構成す
ることができる。
Further, the first reflecting surface may be formed in a planar shape or a curved shape, and the second reflecting surface may be formed in a curved shape such that light is condensed on the emission surface. Can be.

【0021】また、前記出射面を含む領域または前記出
射面の近傍を含む領域を他の部分よりも屈折率の高い材
料からから構成することにより、この領域で集光した光
が出射面から滲み出て近接場光学系に適切な光学素子と
することができる。
Further, by forming the region including the emission surface or the region including the vicinity of the emission surface from a material having a higher refractive index than other portions, light condensed in this region bleeds from the emission surface. The optical element which comes out and is suitable for the near-field optical system can be obtained.

【0022】なお、この場合、レンズを出射面を含む領
域または出射面の近傍を含む領域に配置することによ
り、屈折率の高い領域としてもよい。
In this case, a high refractive index region may be provided by disposing the lens in a region including the exit surface or a region including the vicinity of the exit surface.

【0023】この場合、前記屈折率の高い材料と低い材
料との境界面を前記出射面の中心をほぼ中心とする略球
面にすることにより、近接場光学系により適切な光学素
子とすることができる。
In this case, the boundary surface between the material having a high refractive index and the material having a low refractive index is formed to be a substantially spherical surface having a center substantially at the center of the light exit surface, so that an optical element suitable for a near-field optical system can be obtained. it can.

【0024】上述の光学素子において、前記反射面を裏
面鏡または表面鏡とすることができる。
In the above-described optical element, the reflection surface may be a back mirror or a front mirror.

【0025】ここで、表面鏡とは、反射面を構成する媒
体外から光線が反射面に入射し、入射角と等しい反射角
によりその媒体外ヘ反射する構成の反射鏡をいう。ま
た、裏面鏡とは、反射面を構成する媒体中から光線が入
射し、入射角と等しい反射角により光線を反射し媒体中
ヘ戻す構成の反射鏡をいう。
Here, the surface mirror refers to a reflecting mirror having a configuration in which a light beam enters the reflecting surface from outside the medium constituting the reflecting surface and reflects to the outside of the medium at a reflection angle equal to the incident angle. Further, the back mirror refers to a reflecting mirror in which a light beam enters from the medium constituting the reflection surface, reflects the light beam at a reflection angle equal to the incident angle, and returns the light beam to the medium.

【0026】また、前記反射面を光学素子本体と異なる
材料で形成することが好ましい。これにより、例えば、
屈折率が異なる境界面で入射した光の収差補正ができ
る。なお、異なる材料とは、少なくとも屈折率が互いに
異なるような材料をいう。
Further, it is preferable that the reflection surface is formed of a material different from that of the optical element body. This allows, for example,
It is possible to correct the aberration of the light incident on the boundary surfaces having different refractive indexes. Note that the different materials are materials whose refractive indexes are different from each other at least.

【0027】また、本発明の別の光学素子は、少なくと
も一部に光学素子本体と異なる材料から形成された反射
面を有し、前記反射面は第1の反射面と第2の反射面と
を備え、前記第1の反射面は入射した光を反射し、前記
第2の反射面は前記第1の反射面からの光の少なくとも
一部を出射面に集光し、前記第1の反射面及び第2の反
射面の少なくとも一方を光学素子本体の内部に形成した
ことを特徴とする。
Further, another optical element according to the present invention has a reflecting surface formed at least in part from a material different from that of the optical element main body, wherein the reflecting surface has a first reflecting surface and a second reflecting surface. Wherein the first reflecting surface reflects the incident light, the second reflecting surface condenses at least a part of the light from the first reflecting surface on an emitting surface, and the first reflecting surface At least one of the surface and the second reflecting surface is formed inside the optical element body.

【0028】この光学素子によれば、光学素子本体と異
なる材料で形成した反射面により、反射率の大きな反射
面を得て効率のよい光学素子を実現できる。また、第1
の反射面及び第2の反射面を光学素子本体の内部に形成
し、近接場光学系に適切な光学素子とすることができ
る。
According to this optical element, an efficient optical element can be realized by obtaining a reflective surface having a large reflectance by using a reflective surface formed of a material different from that of the optical element body. Also, the first
The reflection surface and the second reflection surface are formed inside the optical element body, so that an optical element suitable for the near-field optical system can be obtained.

【0029】また、前記反射面が表面鏡であり、出射面
近傍または前記出射面の一部を含む光透過部分に屈折率
の高い半球面レンズを配置することにより、光学素子本
体の内部で表面鏡である反射面により集光が空気中で行
われるためNAを1以上に大きくすることが可能とな
る。
Further, the reflecting surface is a surface mirror, and a hemispherical lens having a high refractive index is disposed near the light emitting surface or in a light transmitting portion including a part of the light emitting surface, so that the surface inside the optical element main body is formed. Since the light is condensed in the air by the reflecting surface which is a mirror, the NA can be increased to one or more.

【0030】また、外部からの光が入射する入射面にレ
ンズを配置することにより、光線がレンズに入射し2つ
の光学面を透過してから反射面で反射し、光学的に収差
補正できる自由面が3面となるので、収差補正の配分や
光学設計の自由度が拡がり、良好な光学性能を確保し易
くなる。
Further, by arranging a lens on the incident surface on which light from the outside enters, the light beam enters the lens, passes through the two optical surfaces, is reflected by the reflecting surface, and can be optically corrected for aberration. Since there are three surfaces, the distribution of aberration correction and the degree of freedom in optical design are expanded, and it becomes easy to secure good optical performance.

【0031】上述のような光学素子は、出射面から浸み
出る光を用いる近接場光学系に好適である。
The optical element as described above is suitable for a near-field optical system using light leaching from an exit surface.

【0032】従って、上述のような光学素子を対物レン
ズに用いて光ピックアップ装置を構成でき、特に、出射
面から浸み出る光を光ピックアップのために用いること
ができ、光のスポットサイズを小さくし大きな記録密度
を実現できる近接場光学系を含む光ピックアップ装置と
して構成できる。
Therefore, an optical pickup device can be constructed by using the above-described optical element as an objective lens, and in particular, light leaching from the exit surface can be used for the optical pickup, and the spot size of the light can be reduced. An optical pickup device including a near-field optical system that can realize a large recording density can be configured.

【0033】また、本発明の光ピックアップ装置は、光
源と、前記光源からの光を情報記録媒体に集光する上述
の光学素子と、前記情報記録媒体からの光を受光する受
光素子とを具備し、前記光学素子と前記情報記録媒体と
の最近接距離がλ/2(λ:前記光源の波長)以下であ
ることを特徴とする。
Further, an optical pickup device of the present invention includes a light source, the above-described optical element for condensing light from the light source on an information recording medium, and a light receiving element for receiving light from the information recording medium. The closest distance between the optical element and the information recording medium is λ / 2 (λ: wavelength of the light source) or less.

【0034】この光ピックアップ装置によれば、上述の
光学素子により近接場光学系を構成し、光源から入射し
出射面から浸み出る光を光ピックアップのために用いる
ことにより、光のスポットサイズを小さくし大きな記録
密度を実現できる光ピックアップ装置を構成することが
できる。
According to this optical pickup device, a near-field optical system is constituted by the above-described optical elements, and light incident from a light source and leaching from an exit surface is used for an optical pickup, thereby reducing the spot size of the light. It is possible to configure an optical pickup device that can be reduced in size and realize a large recording density.

【0035】この場合、近接場光量を多く用いるために
前記最近接距離がλ/4以下であることがより好まし
い。
In this case, in order to use a large amount of near-field light, the closest distance is more preferably λ / 4 or less.

【0036】また、上述の光ピックアップ装置を備え、
音声及び画像の少なくとも一方について記録及び再生の
少なくとも一方が可能である記録再生装置を構成するこ
とができる。
Further, the above-mentioned optical pickup device is provided,
A recording / reproducing apparatus capable of recording and / or reproducing at least one of audio and images can be configured.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形
態を示す光学素子の縦断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an optical element showing an embodiment of the present invention.

【0038】図1に示すように、光学素子1は、外部か
らの光が入射する凹面2aと光が出射する凹面2bとを
有する凹レンズ部2と、光学素子本体3と、平板部5
と、凹レンズ部2と光学素子本体3と平板部5とに包囲
されるように内部に形成された空洞部8と、平板部5の
外周側に平面状に形成された第1の反射面6と、空洞部
8の内面に形成され第1の反射面6からの光を平板部5
の中心に向け集光するように反射させる第2の反射面4
と、平板部5の中心近傍部9に形成された高屈折領域7
とを備える。
As shown in FIG. 1, the optical element 1 has a concave lens portion 2 having a concave surface 2a into which light from the outside enters and a concave surface 2b from which the light exits, an optical element main body 3, and a flat plate portion 5.
A hollow portion 8 formed therein so as to be surrounded by the concave lens portion 2, the optical element body 3, and the flat plate portion 5, and a first reflecting surface 6 formed flat on the outer peripheral side of the flat plate portion 5. And light from the first reflecting surface 6 formed on the inner surface of the cavity 8
Reflection surface 4 for reflecting light so as to converge toward the center of
And a high refraction region 7 formed in the central portion 9 of the flat plate portion 5
And

【0039】光学素子本体3は、熱硬化性樹脂または光
硬化性樹脂から形成され透光性であるので、凹レンズ部
2を一体に成形することができる。また、光学素子の素
材として熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂であるので、
熱可塑性樹脂によるものと比べて熱による影響は少なく
熱に対し耐久性が実現できるとともに、光学的に異方性
がなく複屈折が少なく光学的に高精度な光学素子を実現
できる。また、より低温の状態で成形できるから、製造
上コスト的に有利である。
Since the optical element body 3 is made of a thermosetting resin or a photocurable resin and is translucent, the concave lens portion 2 can be integrally formed. Also, since the material of the optical element is a thermosetting resin or a photocurable resin,
Compared with a thermoplastic resin, the influence of heat is small and durability against heat can be realized, and an optical element having no optical anisotropy, low birefringence and high optical precision can be realized. Further, since molding can be performed at a lower temperature, it is advantageous in terms of manufacturing cost.

【0040】なお、熱硬化製樹脂の好ましい具体例とし
ては、三菱化学製のUV1000、2000、300
0、三井化学製のMR−6,−7、日本合成ゴム製のデ
ソライトなどがある。
Preferred examples of the thermosetting resin include UV 1000, 2000, 300 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
0, MR-6, -7 manufactured by Mitsui Chemicals, and Desolite manufactured by Nippon Synthetic Rubber.

【0041】また、光硬化性樹脂の好ましい具体例とし
ては、三菱化学製のUV1000、2000、3000
や日本化薬製のカヤラッド、三井化学製のMR−6,−
7などがある。光硬化性樹脂の場合は、成形金型の一部
をガラスなどの紫外線が透過する材料で製作し、常温で
液体の樹脂を成形金型に充填した後、紫外線を照射して
硬化させて光学素子を成形するようにできる。
Preferred examples of the photocurable resin include UV1000, 2000, 3000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
And Kayarad manufactured by Nippon Kayaku, MR-6,-manufactured by Mitsui Chemicals
7 and the like. In the case of photocurable resin, a part of the molding die is made of a material such as glass that transmits ultraviolet light, and after filling the molding resin with a liquid resin at room temperature, it is cured by irradiating it with ultraviolet light. The element can be shaped.

【0042】平板部5はガラス板等の透光性材料から構
成され、中心近傍部9の外周に第1の反射面6が形成さ
れている。第2の反射面4は平板部5の中心に向けて光
を集光するような曲率に形成されている。第1の反射面
6及び第2の反射面4は、例えば銀材料で蒸着法により
形成することができ、各反射面6,4に入射した光の少
なくとも50%以上は反射するようになっている。反射
率はより好ましくは90%以上である。平板部5は光学
素子本体3にその外周で接着等により固定することがで
きる。なお、光学素子本体3とは、図1において凹レン
ズ部2と第2の反射面4とを含む全体部分をいう。
The flat plate portion 5 is made of a light-transmitting material such as a glass plate, and has a first reflection surface 6 formed on the outer periphery of the central portion 9. The second reflecting surface 4 is formed with a curvature such that light is focused toward the center of the flat plate portion 5. The first reflection surface 6 and the second reflection surface 4 can be formed, for example, by a vapor deposition method using a silver material, and at least 50% or more of the light incident on each of the reflection surfaces 6, 4 is reflected. I have. The reflectance is more preferably 90% or more. The flat plate portion 5 can be fixed to the optical element main body 3 at its outer periphery by bonding or the like. Note that the optical element body 3 refers to the entire portion including the concave lens portion 2 and the second reflection surface 4 in FIG.

【0043】また、平板部5の中心近傍部9に形成され
た屈折率nの高屈折領域7は、平板部5の透光性材料よ
りも屈折率が高く形成されており、例えば平板部5の中
に埋め込み、イオン交換、ドーピング等により、ほぼ半
球面状に形成される。なお、この高屈折領域7は熱硬化
性材料でなくてもよい。
The high-refractive-index region 7 having a refractive index n formed near the center 9 of the flat plate portion 5 has a higher refractive index than the translucent material of the flat plate portion 5. And is formed in a substantially hemispherical shape by ion exchange, doping, or the like. The high refraction region 7 may not be made of a thermosetting material.

【0044】図1に示す光学素子によれば、図の上方か
らほぼ平行な光がレンズ部2の凹面2aから入射し凹面
2bから光軸pを中心に拡散するように出射する。この
拡散した光は平面部5の第1の反射面6で反射し、この
反射光が第2の反射面4で平板部5の中心近傍に向けて
更に反射し、平板部5の中心近傍に集まる。そして、こ
の集光された光が平板部5の中心近傍部9に形成された
高屈折領域7へ入射し、出射面7aから外部に出射す
る。このとき、近接場効果で出射面7aからλ/2(λ
は光の波長)の距離の範囲内でλ/nの波長を有する近
接場光が滲み出る。この滲み出た光を例えば後述する図
2のように光ピックアップのために用いることができ
る。なお、λ/4の距離の範囲内で用いるのが、近接場
光の強度は出射面7aからの距離により指数的に減少す
るから、更に効果的である。
According to the optical element shown in FIG. 1, substantially parallel light enters from the concave surface 2a of the lens unit 2 and emerges from the concave surface 2b so as to diffuse around the optical axis p from the concave surface 2b. The diffused light is reflected by the first reflecting surface 6 of the flat portion 5, and the reflected light is further reflected by the second reflecting surface 4 toward the vicinity of the center of the flat portion 5, and is reflected near the center of the flat portion 5. get together. Then, the collected light enters the high refractive region 7 formed in the vicinity of the center 9 of the flat plate portion 5 and exits from the exit surface 7a. At this time, λ / 2 (λ
Near-field light having a wavelength of λ / n in the range of the distance of (light wavelength). The exuded light can be used for an optical pickup, for example, as shown in FIG. 2 described later. The use within the range of the distance of λ / 4 is more effective because the intensity of the near-field light decreases exponentially with the distance from the emission surface 7a.

【0045】以上のように、図1の実施形態では、第1
の反射面6及び第2の反射面4は表面鏡であるが、レン
ズ部2を光が透過するので、第2の反射面4等を構成す
る光学素子本体3は光透光性であることが好ましい。こ
のような表面鏡の場合は、図10のような裏面鏡の場合
と異なり、光線がレンズ部2に入射して第2の反射面4
で反射してから外部に出射する。即ち、2つの光学面
(2a,2b)を透過し、第2の反射面4で反射し、光
学的に収差補正できる自由面が裏面鏡の場合より一つ多
い3面となるから、充分な収差補正が可能となり、良好
な光学性能を確保し易くなり、好ましい。例えば、裏面
鏡の場合では2つの自由面で収差補正をするため、球面
収差と軸外入射光に対するコマ収差の補正しかできなか
ったが、表面鏡とするとこれに加えて、軸外入射光の非
点収差も良好に改善できる。
As described above, in the embodiment of FIG.
The reflection surface 6 and the second reflection surface 4 are surface mirrors, but since the light passes through the lens portion 2, the optical element body 3 constituting the second reflection surface 4 and the like must be light-transmissive. Is preferred. In the case of such a front surface mirror, unlike the case of the back surface mirror as shown in FIG.
And then exits to the outside. In other words, there are three more free surfaces that transmit through the two optical surfaces (2a, 2b), are reflected by the second reflecting surface 4, and can optically correct aberration, and are one more than in the case of the back mirror. This is preferable because aberration can be corrected and good optical performance can be easily secured. For example, in the case of a backside mirror, aberration correction was performed on two free surfaces, so that only spherical aberration and coma for off-axis incident light could be corrected. Astigmatism can also be improved satisfactorily.

【0046】また、上述のような表面鏡の構成による光
学素子は、表面鏡による入射光線の集光が空気中で行わ
れるため、NAが1以上に大きくならないが、平板部5
に高屈折領域7を設けているから、高屈折領域7を構成
する材料の屈折率分だけNAを大きくできる。例えば、
高屈折領域7の屈折率を2.4(SiTiO3)や2.8
(TiO2)とすると、高屈折領域7がない場合にNAは
0.86(θ=60゜)であったものが、それぞれ、
2.1,2.4となる。このため、スポット径の小さな
光を得ることができ、光ピックアップ装置に用いた場合
に、4.4倍や5.8倍の高密度記録が可能となる。
In the optical element having the above-described configuration of the surface mirror, since the incident light is condensed by the surface mirror in the air, the NA does not increase to 1 or more.
Since the high refraction region 7 is provided, the NA can be increased by the refractive index of the material constituting the high refraction region 7. For example,
The refractive index of the high refraction region 7 is set to 2.4 (SiO 3 ) or 2.8.
(TiO 2 ), the NA was 0.86 (θ = 60 °) when there was no high-refractive area 7.
2.1 and 2.4. Therefore, light with a small spot diameter can be obtained, and when used in an optical pickup device, high-density recording of 4.4 times or 5.8 times becomes possible.

【0047】また、最初に光線が入射するレンズ部2は
凹面としたが、凸面であっても良い。その光学面形状は
問わす、またこの面でのパワーが正であっても負であっ
ても良い。この入射面とすぐ後の出射面で構成されるパ
ワーが正の場合は、発散光束を得るために透過光線は次
の反射面で反射して表面鏡に達するまでに一旦集光する
こととなる。
Although the lens portion 2 on which the light beam first enters is a concave surface, it may be a convex surface. The optical surface shape does not matter, and the power on this surface may be positive or negative. If the power composed of this incident surface and the immediately following exit surface is positive, the transmitted light will be reflected by the next reflection surface and collected once before reaching the surface mirror in order to obtain a divergent light beam. .

【0048】次に、図2により、図1の光学素子を含む
光ピックアップ光学系及び光ピックアップ装置について
説明する。
Next, an optical pickup optical system and an optical pickup device including the optical element of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0049】図2に示す光ピックアップ装置20は、光
ピックアップ光学系21と、レーザダイオードからなる
光源22と、フォトダイオードからなる受光センサ23
とを備え、光源22からの光により光ディスク10から
情報を読み取るように構成されている。なお、光ピック
アップ装置20は、図2の横方向に光ディスク10に対
し自動的に移動できるようにオートサーボ機構(図示省
略)を備え、また、図2の縦方向に自動的に移動するよ
うにオートトラッキングサーボ機構(図示省略)を備え
る。
An optical pickup device 20 shown in FIG. 2 comprises an optical pickup optical system 21, a light source 22 composed of a laser diode, and a light receiving sensor 23 composed of a photodiode.
, And is configured to read information from the optical disk 10 by light from the light source 22. The optical pickup device 20 includes an auto-servo mechanism (not shown) so that the optical pickup device 20 can automatically move in the horizontal direction of FIG. 2 with respect to the optical disk 10, and automatically moves in the vertical direction of FIG. An auto tracking servo mechanism (not shown) is provided.

【0050】光ピックアップ光学系21は、光源22か
らのレーザ光を回折する回折格子24と、回折格子24
からの光を光ディスク10に向けて反射するとともに光
ディスク6からの光を受光センサ23に向けて透過させ
るビームスプリッタ25と、ビームスプリッタ25で反
射した光を平行光にするコリメータレンズ26と、コリ
メータレンズ26からの平行光が入射し光ディスク10
上に集光させる光学素子1とを備える。光ディスク10
は、光学素子1の出射面7aに極めて接近して配置され
ており、光ディスク10と光学素子1の出射面7aとの
距離は、光源22の波長をλとすると、λ/2が好まし
く、λ/4が更に好ましい。
The optical pickup optical system 21 includes a diffraction grating 24 for diffracting a laser beam from a light source 22 and a diffraction grating 24.
A beam splitter 25 that reflects light from the optical disk 6 toward the optical disk 10 and transmits light from the optical disk 6 toward the light receiving sensor 23, a collimator lens 26 that converts the light reflected by the beam splitter 25 into parallel light, and a collimator lens The parallel light from the optical disk 26 enters the optical disk 10
And an optical element 1 for focusing light. Optical disk 10
Is arranged very close to the emission surface 7a of the optical element 1, and the distance between the optical disk 10 and the emission surface 7a of the optical element 1 is preferably λ / 2, where λ is the wavelength of the light source 22, and λ / 4 is more preferred.

【0051】図2の光ピックアップ装置20によれば、
光源22からのレーザ光が回折格子24で回折され、ビ
ームスプリッタ25で反射し、コリメータレンズ26で
平行光にされてから、光学素子1にそのレンズ部2から
入射する。この入射光は図1で説明したように平板部5
の中心近傍に集光され、高屈折領域7へ入射し、出射面
7aから外部に出射する。このとき、近接場効果で出射
面7aからλ/2の距離の範囲内で光が滲み出る。この
近接場効果による光が回転中の光ディスク10上に照射
され、その光が光ディスク10から反射し、その反射光
が上述と逆の経路を辿り、ビームスプリッタ25を通過
して受光センサ23で受光しその光の強弱を電気信号に
変換することにより、光ディスク10に記録された情報
を読み取ることができる。また、同様にして光ディスク
に情報を書き込み記録することも可能である。
According to the optical pickup device 20 shown in FIG.
The laser light from the light source 22 is diffracted by the diffraction grating 24, reflected by the beam splitter 25, converted into parallel light by the collimator lens 26, and then enters the optical element 1 from the lens unit 2. This incident light is applied to the flat plate portion 5 as described with reference to FIG.
, And is incident on the high refraction region 7 and exits from the exit surface 7a. At this time, light oozes within a range of a distance of λ / 2 from the emission surface 7a due to the near-field effect. The light due to the near-field effect is irradiated onto the rotating optical disk 10, the light is reflected from the optical disk 10, and the reflected light follows the reverse path, passes through the beam splitter 25, and is received by the light receiving sensor 23. By converting the intensity of the light into an electric signal, the information recorded on the optical disk 10 can be read. Similarly, information can be written and recorded on an optical disk.

【0052】この場合、光学素子1において、光学的に
収差補正できる自由面が、レンズ部2の凹面2a、2b
及び第2の反射面4の3面であるから、充分な収差補正
が可能であり、良好な光学性能を確保できる。従って、
図2のような光ピックアップ装置20に適用した場合、
精度のよい読み取り・書き込みが可能となり、好まし
い。また、光学素子1により、スポット径の小さな光を
得ることができ、高密度記録が可能となる。
In this case, in the optical element 1, the free surfaces that can optically correct aberrations are the concave surfaces 2 a and 2 b of the lens unit 2.
And the second reflecting surface 4, sufficient aberration correction is possible, and good optical performance can be secured. Therefore,
When applied to the optical pickup device 20 as shown in FIG.
This is preferable because accurate reading and writing can be performed. In addition, light having a small spot diameter can be obtained by the optical element 1, and high-density recording can be performed.

【0053】次に、図6により図1の光学素子の変形例
を説明する。図6に示す光学素子11は、図1の高屈折
領域7の代わりに、平板部5の中心近傍部9をくり抜い
た孔形状とし、この孔部9aに半球面レンズ17を埋め
込むようにして配置したものである。孔部9aの上部周
囲は面取り状に切り欠かれ、切り欠き部9bを形成して
おり、第2の反射面4からの反射光が平板部5に妨げら
れず半球面レンズ17の球面に充分に入射するようにな
っている。半球面レンズ17はその出射面17aが平板
部5の外面5aと同一平面となるように配置されている
が、出射面17aが外面5aから突き出るように配置し
てもよい。また、半球面レンズ17は高屈折率材料から
形成することが好ましい。また、平板部5は必ずしも透
光性材料から構成する必要はなく、非透光性材料であっ
てもよい。
Next, a modification of the optical element shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The optical element 11 shown in FIG. 6 has a hole shape obtained by hollowing out the vicinity 9 of the center of the flat plate portion 5 instead of the high refraction region 7 in FIG. 1, and is arranged so that the hemispherical lens 17 is embedded in the hole portion 9a. It was done. The periphery of the upper portion of the hole 9a is cut out in a chamfered shape to form a notch 9b, and the reflected light from the second reflecting surface 4 is not obstructed by the flat plate portion 5 and is sufficiently formed on the spherical surface of the hemispherical lens 17. To be incident on. The hemispherical lens 17 is arranged so that its emission surface 17a is flush with the outer surface 5a of the flat plate portion 5, but may be arranged so that the emission surface 17a protrudes from the outer surface 5a. Further, the hemispherical lens 17 is preferably formed from a high refractive index material. Further, the flat plate portion 5 does not necessarily need to be made of a translucent material, and may be a non-translucent material.

【0054】図6に示す光学素子11によれば、図の上
方からほぼ平行な光がレンズ部2の凹面2aから入射し
凹面2bから光軸pを中心に拡散するように出射する。
この拡散した光は平面部5の第1の反射面6で反射し、
この反射光が第2の反射面4で平板部5の中心近傍に向
けて更に反射し、平板部5の中心近傍に集まる。そし
て、この集光された光が半球面レンズ17へ入射し、出
射面17aから外部に出射する。このとき、近接場効果
で出射面7aからλ/2(λは光源の波長)の距離の範
囲内でλ/n(半球面レンズ17の屈折率)の波長を有
する近接場光が滲み出る。この滲み出た光を例えば上述
の図2のように光ピックアップのために用いることがで
きる。なお、λ/4の距離の範囲内で用いるのが、近接
場光の強度は出射面7aからの距離により指数的に減少
するから、更に効果的である。
According to the optical element 11 shown in FIG. 6, substantially parallel light enters from the concave surface 2a of the lens unit 2 and emerges from the concave surface 2b so as to diffuse around the optical axis p from the concave surface 2b.
The diffused light is reflected by the first reflecting surface 6 of the plane portion 5,
This reflected light is further reflected by the second reflection surface 4 toward the vicinity of the center of the flat plate portion 5 and gathers near the center of the flat plate portion 5. Then, the collected light enters the hemispherical lens 17 and exits from the exit surface 17a. At this time, near-field light having a wavelength of λ / n (refractive index of the hemispherical lens 17) oozes within a range of λ / 2 (λ is the wavelength of the light source) from the emission surface 7a due to the near-field effect. The exuded light can be used for an optical pickup, for example, as shown in FIG. The use within the range of the distance of λ / 4 is more effective because the intensity of the near-field light decreases exponentially with the distance from the emission surface 7a.

【0055】次に、図3により別の光学素子について説
明する。図3に示す光学素子は、反射面を裏面鏡に構成
し、透光性の熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂から形成
された対物レンズである。
Next, another optical element will be described with reference to FIG. The optical element shown in FIG. 3 is an objective lens having a reflective surface formed as a back mirror and formed of a translucent thermosetting resin or photocurable resin.

【0056】図3の光学素子31は、光軸pを中心に形
成された凹面32と、凹面32からの光が入射し反射す
るように底部35に形成された平面状の第1の反射面3
4と、凹面32の周囲に形成され第1の反射面34から
の光を底部35の中心に向けて反射する第2の反射面3
3と、底部35の中心近傍に形成された高屈折領域36
とを備えている。第2の反射面33は高屈折領域36に
光を集光するような曲率に形成されている。また、光学
素子31の外周から光軸pに対してほぼ垂直方向に突き
出すようにフランジ部37が形成されており、このフラ
ンジ部37は光学素子を光ピックアップ装置に取り付け
る場合に用いられる。
The optical element 31 shown in FIG. 3 has a concave surface 32 formed around the optical axis p, and a first planar reflecting surface formed on the bottom 35 so that light from the concave surface 32 is incident and reflected. 3
4 and a second reflecting surface 3 formed around the concave surface 32 and reflecting light from the first reflecting surface 34 toward the center of the bottom 35.
3 and a high refraction region 36 formed near the center of the bottom 35
And The second reflection surface 33 is formed with a curvature such that light is focused on the high refraction region 36. Further, a flange portion 37 is formed so as to protrude from the outer periphery of the optical element 31 in a direction substantially perpendicular to the optical axis p, and this flange portion 37 is used when attaching the optical element to an optical pickup device.

【0057】光学素子31は、熱硬化性樹脂または光硬
化性樹脂から一体に成形により形成されており透光性で
ある。第1及び第2の反射面34,33は裏面鏡に構成
され、第2の反射面33は入射した光を底部35の中心
に向けて反射するような曲率になっている。底部35の
中心近傍の高屈折領域36は、光学素子の樹脂材料の屈
折率よりも高く形成されており、底部35の中心近傍に
例えば埋め込み、スパッタリング、蒸着、イオン交換、
ドーピング等により、ほぼ半球面状に形成される。
The optical element 31 is formed integrally from a thermosetting resin or a photocurable resin by molding, and is translucent. The first and second reflecting surfaces 34 and 33 are formed as back mirrors, and the second reflecting surface 33 has a curvature such that incident light is reflected toward the center of the bottom 35. The high refractive region 36 near the center of the bottom 35 is formed to have a higher refractive index than the resin material of the optical element, and is buried near the center of the bottom 35, for example, embedded by sputtering, vapor deposition, ion exchange,
It is formed in a substantially hemispherical shape by doping or the like.

【0058】この光学素子31によれば、図の上方から
ほぼ平行な光が凹面32から入射し光軸pを中心に拡散
するように光学素子31内を進み、この拡散した光は第
1の反射面34で反射し、この反射光が第2の反射面3
3で底部35の中心近傍に向けて更に反射し、底部35
の高屈折領域36に集光されて入射する。そして、この
集光された光が高屈折領域36の出射面36aから外部
に出射する。このとき、近接場効果で出射面36aから
λ/2(λは光の波長)の距離の範囲内で光が滲み出
る。この滲み出た光を例えば上述と同様に光情報記録媒
体の光ピックアップのために用いることができる。
According to the optical element 31, substantially parallel light from the upper side of the figure enters the optical element 31 so as to enter from the concave surface 32 and diffuse around the optical axis p. The light is reflected by the reflecting surface 34 and the reflected light is
3, the light is further reflected toward the vicinity of the center of the bottom 35,
Are focused and incident on the high refraction region 36 of FIG. Then, the collected light exits from the exit surface 36a of the high refractive region 36 to the outside. At this time, light oozes within a range of λ / 2 (λ is the wavelength of light) from the exit surface 36a due to the near-field effect. The exuded light can be used for an optical pickup of an optical information recording medium, for example, as described above.

【0059】また、光学素子31は、熱硬化性樹脂また
は光硬化性樹脂から形成されているから、熱可塑性樹脂
によるものと比べて熱による影響は少なく熱に対し耐久
性が実現できるとともに、光学的に異方性がなく複屈折
が少なく光学的に高精度な光学素子を実現できる。ま
た、より低温の状態で成形できるから、製造上コスト的
に有利である。また、熱に対し耐久性があるから、図2
のような光ピックアップ装置に用いられ、光学素子31
の周囲に例えばCPUのような発熱する電気部品や電子
部品等が配置されていても、熱変形は少なく、好まし
い。
Further, since the optical element 31 is formed of a thermosetting resin or a photocurable resin, the optical element 31 is less affected by heat as compared with a thermoplastic resin, and can realize durability against heat, It is possible to realize an optical element having high optical precision with little anisotropy and little birefringence. Further, since molding can be performed at a lower temperature, it is advantageous in terms of manufacturing cost. In addition, since it has durability against heat, FIG.
Used in an optical pickup device such as
Even if, for example, heat-generating electric components or electronic components such as a CPU are arranged around the device, thermal deformation is small and is preferable.

【0060】次に、図3の変形例を図4により説明す
る。図4の光学素子39は図3の光学素子31の第1の
反射面34を曲率のある第2の反射面38に構成したも
のである。この光学素子39によれば、光学的に収差補
正できる自由面が図3の場合より一つ多い3面となるか
ら、充分な収差補正が可能となり、良好な光学性能を確
保し易くなり、好ましい。
Next, a modification of FIG. 3 will be described with reference to FIG. The optical element 39 shown in FIG. 4 is obtained by forming the first reflecting surface 34 of the optical element 31 shown in FIG. 3 into a second reflecting surface 38 having a curvature. According to the optical element 39, the number of free surfaces that can optically correct aberration is three, which is one more than in FIG. 3, so that sufficient aberration correction is possible, and good optical performance is easily ensured, which is preferable. .

【0061】次に、上述の図3に示す光学素子を用いた
光ピックアップ装置を図7に示す。図7の光ピックアッ
プ装置は、図2の装置の光学素子1の代わりに、図3の
光学素子31を配置したものである。光学素子31は装
置にフランジ部37で光軸pに対しほぼ垂直方向に固定
されている。この光学素子31では、光学系21から入
射した光が上述のようにして出射面36aから外部に出
射するが、このとき近接場効果で出射面36aからλ/
2の距離の範囲内で光が滲み出る。この近接場効果によ
る光が回転中の光ディスク10上に照射され、図2の場
合と同様にして光ディスク10から情報を読み取ること
ができる。なお、λ/4の距離の範囲内で用いるのが更
に効果的である。また、上述と同様に、スポット径の小
さな光となるから、光ピックアップ装置に用いた場合
に、高密度記録が可能となる。
Next, FIG. 7 shows an optical pickup device using the optical element shown in FIG. The optical pickup device shown in FIG. 7 has an optical element 31 shown in FIG. 3 instead of the optical element 1 shown in FIG. The optical element 31 is fixed to the apparatus by a flange 37 in a direction substantially perpendicular to the optical axis p. In the optical element 31, the light incident from the optical system 21 exits from the exit surface 36a to the outside as described above.
Light exudes within a distance of 2. The light due to the near-field effect is irradiated onto the rotating optical disk 10, and information can be read from the optical disk 10 in the same manner as in the case of FIG. It is more effective to use within the range of the distance of λ / 4. Further, as described above, since the light has a small spot diameter, high-density recording becomes possible when used in an optical pickup device.

【0062】次に、図5により更に別の光学素子につい
て説明する。図5に示す光学素子は、反射面を放物面か
らなる裏面鏡に構成し、透光性の熱硬化性樹脂または光
硬化性樹脂から形成され、光が側面方向から入射するよ
うにしたものである。
Next, still another optical element will be described with reference to FIG. The optical element shown in FIG. 5 is configured such that the reflection surface is formed as a parabolic back surface mirror, is formed of a translucent thermosetting resin or photocurable resin, and allows light to enter from the side. It is.

【0063】図5の光学素子41では、側面42からほ
ぼ平行に入射した光が裏面鏡の放物線状に形成された反
射面43で反射し、この反射した光が底面44の近傍に
形成した高屈折領域45に集まるように構成されてい
る。底面44近傍の高屈折領域45は反射面43の放物
線形状のほぼ焦点位置に形成されている。光学素子41
は、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂から一体に成形に
より形成されており透光性である。底面44近傍の高屈
折領域45は、光学素子の樹脂材料の屈折率よりも高く
形成されており、例えば底面44の近傍における埋め込
み、イオン交換、ドーピング等により、ほぼ半球面状に
形成される。
In the optical element 41 shown in FIG. 5, light incident substantially parallel from the side surface 42 is reflected by a parabolically-shaped reflecting surface 43 of the back mirror. It is configured to gather in the refraction region 45. The high refraction region 45 near the bottom surface 44 is formed at a substantially focal point of a parabolic shape of the reflection surface 43. Optical element 41
Is formed of a thermosetting resin or a photocurable resin by integral molding and is translucent. The high refractive region 45 near the bottom surface 44 is formed to have a higher refractive index than the resin material of the optical element, and is formed in a substantially hemispherical shape by, for example, embedding, ion exchange, doping, or the like near the bottom surface 44.

【0064】この光学素子41によれば、図の右方から
ほぼ平行な光が側面42から入射し反射面43で反射
し、この反射光が底面44近傍の高屈折領域45に集ま
る。そして、この集光された光が高屈折領域45の出射
面45aから外部に出射する。このとき、近接場効果で
出射面45aからλ/2(λは光の波長)の距離の範囲
内で光が滲み出る。この滲み出た光を例えば上述と同様
に光情報記録媒体の光ピックアップのために用いること
ができる。
According to the optical element 41, substantially parallel light from the right side of the drawing enters from the side surface 42 and is reflected by the reflection surface 43, and the reflected light is collected in the high refractive region 45 near the bottom surface 44. Then, the collected light exits from the exit surface 45a of the high refraction region 45 to the outside. At this time, the light seeps within a range of λ / 2 (λ is the wavelength of light) from the exit surface 45a due to the near-field effect. The exuded light can be used for an optical pickup of an optical information recording medium, for example, as described above.

【0065】また、入射面42は、曲率を有する光学透
過面であってもよく、トーリック面などとして軸外特性
などの収差補正に用いてもよい。
The incident surface 42 may be an optically transmissive surface having a curvature, or may be used as a toric surface or the like for correcting aberrations such as off-axis characteristics.

【0066】また、光学素子41は、熱硬化性樹脂また
は光硬化性樹脂から形成されているから、熱可塑性樹脂
によるものと比べて熱による影響は少なく熱に対し耐久
性が実現できるとともに、光学的に異方性がなく複屈折
が少なく光学的に高精度な光学素子を実現できる。ま
た、より低温の状態で成形できるから、製造上コスト的
に有利である。また、熱に対し耐久性があるから、図2
のような光ピックアップ装置に用いられ、光学素子41
の周囲に例えばCPUのような熱を出す電気部品や電子
部品等が配置されていても、熱変形は少なく、好まし
い。
Further, since the optical element 41 is formed of a thermosetting resin or a photo-setting resin, the optical element 41 is less affected by heat as compared with the case of using a thermoplastic resin, and can realize durability against heat, and can realize optical durability. It is possible to realize an optical element having high optical precision with little anisotropy and little birefringence. Further, since molding can be performed at a lower temperature, it is advantageous in terms of manufacturing cost. In addition, since it has durability against heat, FIG.
Used in an optical pickup device such as
Even if, for example, an electric component or an electronic component that generates heat, such as a CPU, is arranged around the device, thermal deformation is small, which is preferable.

【0067】次に、上述の図5に示す光学素子を用いた
光ピックアップ装置を図8に示す。図8の光ピックアッ
プ装置は、図2の装置の光学素子1の代わりに、図5の
光学素子41を配置したものである。この光学素子41
では、光学系21から入射した光が上述のようにして出
射面45aから外部に出射するが、このとき近接場効果
で出射面45aからλ/2の距離の範囲内で光が滲み出
る。この近接場効果による光が回転中の光ディスク10
上に照射され、図2の場合と同様にして光ディスク10
から情報を読み取ることができる。なお、λ/4の距離
の範囲内で用いるのが更に効果的である。また、上述と
同様に、スポット径の小さな光となるから、光ピックア
ップ装置に用いた場合に、高密度記録が可能となる。ま
た、図8では、図の横方向に自動的に移動するオートト
ラッキングサーボ機構を備え、また、図の縦方向に自動
的に移動するオートサーボ機構を備える。
Next, FIG. 8 shows an optical pickup device using the optical element shown in FIG. The optical pickup device of FIG. 8 has an optical element 41 of FIG. 5 instead of the optical element 1 of the device of FIG. This optical element 41
In this case, the light incident from the optical system 21 exits from the exit surface 45a to the outside as described above. At this time, the light seeps within a range of λ / 2 from the exit surface 45a due to the near-field effect. The optical disk 10 in which light due to this near-field effect is rotating
The optical disk 10 is irradiated on the optical disk 10 in the same manner as in FIG.
Information can be read from. It is more effective to use within the range of the distance of λ / 4. Further, as described above, since the light has a small spot diameter, high-density recording becomes possible when used in an optical pickup device. Further, FIG. 8 includes an auto-tracking servo mechanism that automatically moves in the horizontal direction of the figure, and an auto-servo mechanism that automatically moves in the vertical direction of the figure.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明によれば、近接場光学系に適切で
あり、熱に対し耐久性があり熱影響が少なくかつ異方性
がなく光学的に高精度で複屈折が少ない光学素子、この
光学素子を用いた光ピックアップ装置、及びこの光ピッ
クアップ装置を備える記録再生装置を提供できる。
According to the present invention, an optical element which is suitable for a near-field optical system, has durability against heat, has little heat influence, has no anisotropy, has high optical precision and has low birefringence, An optical pickup device using this optical element and a recording / reproducing device provided with the optical pickup device can be provided.

【0069】また、近接場光学系に適切でありかつ充分
な収差補正が可能な光学素子、この光学素子を用いた光
ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を備え
る記録再生装置を提供できる。
Further, it is possible to provide an optical element suitable for the near-field optical system and capable of sufficiently correcting aberrations, an optical pickup device using the optical element, and a recording / reproducing apparatus including the optical pickup device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態による光学素子の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of an optical element according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態による光ピックアップ光学
系及びこの光学系を含む光ピックアップ装置の概略を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an optical pickup optical system and an optical pickup device including the optical system according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態による別の変形例の光学素
子の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of another modified optical element according to the embodiment of the present invention.

【図4】図3の光学素子の変形例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a modification of the optical element of FIG. 3;

【図5】本発明の実施の形態による更に別の変形例の光
学素子の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an optical element of still another modification according to the embodiment of the present invention.

【図6】図1の光学素子の変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a modification of the optical element of FIG. 1;

【図7】図3の光学素子を含む光ピックアップ光学系及
びこの光学系を含む光ピックアップ装置の概略を示す図
である。
7 is a diagram schematically illustrating an optical pickup optical system including the optical element of FIG. 3 and an optical pickup device including the optical system.

【図8】図5の光学素子を含む光ピックアップ光学系及
びこの光学系を含む光ピックアップ装置の概略を示す図
である。
8 is a diagram schematically illustrating an optical pickup optical system including the optical element of FIG. 5 and an optical pickup device including the optical system.

【図9】従来の光学素子の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional optical element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,31,39,41 光学素子 2 レンズ部 2a,2b,32 凹面 6,34,38 第1の反射面 4,33 第2の反射面 7,36,45 高屈折領域 17 半球面レンズ 7a,36a,45a,17a 出射面 43 反射面 20 光ピックアップ装置 21 光ピックアップ光学
系 22 光源 23 受光センサ 26 コリメータレンズ
1, 11, 31, 39, 41 Optical element 2 Lens portion 2a, 2b, 32 Concave surface 6, 34, 38 First reflective surface 4, 33 Second reflective surface 7, 36, 45 High refraction region 17 Hemispherical lens 7a, 36a, 45a, 17a Emission surface 43 Reflection surface 20 Optical pickup device 21 Optical pickup optical system 22 Light source 23 Light receiving sensor 26 Collimator lens

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂から形
成され、少なくとも一部に反射面が形成されていること
を特徴とする光学素子。
1. An optical element comprising a thermosetting resin or a photocurable resin, wherein at least a part thereof has a reflection surface.
【請求項2】 外部からの光が入射する入射面と、外部
へ光を出射させる出射面とを有し、前記反射面は前記入
射面から入射した光を前記出射面に集光することを特徴
とする請求項1に記載の光学素子。
2. An imaging device according to claim 1, further comprising an incident surface on which light from the outside is incident, and an exit surface for emitting light to the outside, wherein said reflecting surface focuses light incident from said incident surface on said exit surface. The optical element according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記反射面は少なくとも第1の反射面と
第2の反射面とを備え、前記第1の反射面は入射した光
を反射し、前記第2の反射面は前記第1の反射面で反射
された光を出射面に集光する請求項1または2に記載の
光学素子。
3. The reflection surface includes at least a first reflection surface and a second reflection surface, wherein the first reflection surface reflects incident light, and wherein the second reflection surface includes the first reflection surface. The optical element according to claim 1, wherein the light reflected by the reflection surface is focused on the emission surface.
【請求項4】 外部からの光が入射面から入射し、外部
へ光を出射させる出射面において近接場効果を有し、 熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂から形成され、反射面
を含むことをを特徴とする光学素子。
4. An outgoing surface through which light from the outside enters from an incident surface and emits light to the outside, has a near-field effect, is formed of a thermosetting resin or a photocurable resin, and includes a reflecting surface. An optical element characterized by the above.
【請求項5】 前記反射面または前記第1の反射面が平
面形状に構成されている請求項1,2,3または4に記
載の光学素子。
5. The optical element according to claim 1, wherein the reflecting surface or the first reflecting surface is formed in a planar shape.
【請求項6】 前記反射面または前記第1の反射面が曲
面形状に構成されている請求項1,2,3または4に記
載の光学素子。
6. The optical element according to claim 1, wherein the reflection surface or the first reflection surface is formed in a curved shape.
【請求項7】 前記反射面または前記第2の反射面が前
記出射面に光が集光するような曲面形状に構成されてい
る請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学素子。
7. The optical element according to claim 1, wherein the reflection surface or the second reflection surface is formed in a curved shape such that light is converged on the emission surface.
【請求項8】 前記出射面を含む領域を他の部分よりも
屈折率の高い材料から構成した請求項2〜7のいずれか
1項に記載の光学素子。
8. The optical element according to claim 2, wherein the region including the emission surface is made of a material having a higher refractive index than other portions.
【請求項9】 前記出射面の近傍を含む領域を屈折率の
高い材料から構成した請求項2〜7のいずれか1項に記
載の光学素子。
9. The optical element according to claim 2, wherein a region including the vicinity of the emission surface is made of a material having a high refractive index.
【請求項10】 前記屈折率の高い材料と低い材料との
境界面が前記出射面の中心をほぼ中心とする略球面であ
る請求項7または8に記載の光学素子。
10. The optical element according to claim 7, wherein a boundary surface between the material having a high refractive index and the material having a low refractive index is a substantially spherical surface having a center substantially at the center of the emission surface.
【請求項11】 前記反射面、第1の反射面及び第2の
反射面の少なくとも1つが裏面鏡である請求項1〜10
のいずれか1項に記載の光学素子。
11. A mirror according to claim 1, wherein at least one of said reflecting surface, said first reflecting surface and said second reflecting surface is a back mirror.
The optical element according to any one of the above.
【請求項12】 前記反射面、第1の反射面及び第2の
反射面の少なくとも1つが表面鏡である請求項1〜10
のいずれか1項に記載の光学素子。
12. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of said reflection surface, said first reflection surface and said second reflection surface is a surface mirror.
The optical element according to any one of the above.
【請求項13】 前記反射面が光学素子本体と異なる材
料で形成された請求項1〜12のいずれか1項に記載の
光学素子。
13. The optical element according to claim 1, wherein the reflection surface is formed of a material different from that of the optical element body.
【請求項14】 少なくとも一部に光学素子本体と異な
る材料から形成された反射面を有し、 前記反射面は第1の反射面と第2の反射面とを備え、前
記第1の反射面は入射した光を反射し、前記第2の反射
面は前記第1の反射面からの光の少なくとも一部を出射
面に集光し、 前記第1の反射面及び第2の反射面を光学素子本体の内
部に形成したことを特徴とする光学素子。
14. A reflection surface formed at least in part from a material different from that of the optical element main body, wherein the reflection surface includes a first reflection surface and a second reflection surface, and wherein the first reflection surface is provided. Reflects the incident light, the second reflecting surface condenses at least a part of the light from the first reflecting surface on an emitting surface, and optically couples the first and second reflecting surfaces. An optical element formed inside an element body.
【請求項15】 前記反射面が表面鏡であり、出射面近
傍または前記出射面の一部を含む光透過部分に屈折率の
高い半球面レンズを配置した請求項14に記載の光学素
子。
15. The optical element according to claim 14, wherein the reflection surface is a surface mirror, and a hemispherical lens having a high refractive index is arranged near a light exit surface or a light transmitting portion including a part of the light exit surface.
【請求項16】 外部からの光が入射する入射面にレン
ズを配置した請求項14または15に記載の光学素子。
16. The optical element according to claim 14, wherein a lens is arranged on an incident surface on which light from the outside enters.
【請求項17】 近接場光学系に用いられることを特徴
とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の光学素
子。
17. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is used for a near-field optical system.
【請求項18】 請求項1〜17のいずれか1項に記載
の光学素子を対物レンズとしたことを特徴とする光ピッ
クアップ装置。
18. An optical pickup device comprising the optical element according to claim 1 as an objective lens.
【請求項19】 光源と、 前記光源からの光を情報記録媒体に集光する請求項1〜
17のいずれか1項に記載の光学素子と、 前記情報記録媒体からの光を受光する受光素子と、を具
備し、 前記光学素子と前記情報記録媒体との最近接距離がλ/
2(λ:前記光源の波長)以下であることを特徴とする
光ピックアップ装置。
19. A light source, and condensing light from the light source on an information recording medium.
18. An optical element according to claim 17, further comprising: a light receiving element that receives light from the information recording medium, wherein a closest distance between the optical element and the information recording medium is λ /
2 (λ: wavelength of the light source) or less.
【請求項20】 前記最近接距離がλ/4以下である請
求項19に記載の光ピックアップ装置。
20. The optical pickup device according to claim 19, wherein the closest distance is λ / 4 or less.
【請求項21】 請求項19または20に記載の光ピッ
クアップ装置を備え、 音声及び画像の少なくとも一方について記録及び再生の
少なくとも一方が可能であることを特徴とする記録再生
装置。
21. A recording / reproducing apparatus comprising the optical pickup device according to claim 19, wherein at least one of recording and reproduction of at least one of sound and image is possible.
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Cited By (2)

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JP2006133767A (en) * 2004-10-27 2006-05-25 Carl Zeiss Jena Gmbh Optical system, in particular microscope

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