JP2001166108A - Optical device, optical system, optical pickup device and molding die - Google Patents

Optical device, optical system, optical pickup device and molding die

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JP2001166108A
JP2001166108A JP2000292502A JP2000292502A JP2001166108A JP 2001166108 A JP2001166108 A JP 2001166108A JP 2000292502 A JP2000292502 A JP 2000292502A JP 2000292502 A JP2000292502 A JP 2000292502A JP 2001166108 A JP2001166108 A JP 2001166108A
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optical
optical element
light
molding
less
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Hide Hosoe
秀 細江
Makoto Sakano
誠 坂野
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device and an optical system in which scattering of light in a short wavelength region can be decreased, and to provide an optical pickup device in which scattering of light can be decreased even when a light source in a shorter wavelength than a conventional one is used and which can prevent errors for reading and writing. SOLUTION: In the optical element 1, scattering of light in a short wavelength region, particularly <=500 nm, can be decreased by forming optical faces 1a, 1b having <=5 nm center line surface average roughness on the both surfaces. The optical system contains the aforementioned optical element, and the optical pickup device contains the optical system.

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、表面粗さを規定し
た光学面を有する光学素子、この光学素子を含む光学
系、光ピックアップ装置及びその光学素子を得ることが
できる成形金型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 an optical surface with a defined surface roughness, an optical system including the optical element, an optical pickup device, and a molding die capable of obtaining the optical element. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、盛んに実用化されつつある各種D
VDや大容量MO等のギガバイトオーダの高密度光情報
記録媒体による高密度記録又は再生では、そのピックア
ップ光学系は従来のCD用光学系と比較して、格段に高
精度・高機能化が要求される。特に、そのキーパーツと
なる非球面対物レンズでは、従来は、高密度記録又は再
生のための高NAへの対応や、光源の光の短波長化によ
る光学面の形状の高精度化等が一般的に要求されてお
り、それらの改善が図られてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, various types of D which are being put into practical use
For high-density recording or reproduction using high-density optical information recording media of the order of gigabytes, such as VD or large-capacity MO, the pickup optical system requires much higher precision and higher functionality than conventional CD optical systems. Is done. In particular, the aspherical objective lens, which is a key part of such a lens, has conventionally been compatible with high NA for high-density recording or reproduction, and improving the precision of the optical surface shape by shortening the wavelength of light from the light source. Have been demanded and improvements have been made.

【0003】本発明者らは、鋭意研究の結果、従来の高
NAへの対応や光学面の形状の高精度化のみでは、充分
な光学性能が得られないことに気づき、さらに検討を重
ねて、従来意識されていなかった対物レンズ等の光学素
子の表面粗さがその光学性能に影響を与えていることを
見出したものである。特に、光源の波長が500nm以
下になると、光学素子の表面粗さによる影響が非常に大
きくなり、光情報記録媒体の記録や再生の性能に及ぼす
影響も大きくなることを見出い、本発明者らはそれら知
見に基づいて本発明を想到したものである。本発明に至
る経過での幾つかの検討事項について次に説明する。特
に、光の波長と同程度の微細な粒子により発生するレー
リー散乱は、レーザ光のようなコヒーレント光ではもと
もと散乱光量が大きく、しかも使用光源の波長の4乗に
反比例して大きくなるので、波長が短くなると光学面表
面の微細な凹凸やゴミなどで大きな光量損失を招くよう
になる。これは、光情報記録媒体の記録や再生に際し
て、散乱迷光による焦点スポットのコントラストの低下
や光量不足によりエラーを発生するなどの深刻な不良動
作の原因となる。この対策として、より出力の高い半導
体レーザを光源に用いることが考えられるが、半導体レ
ーザは出力が大きくなれば非常に高価となり信頼性も低
くなるため、高い信頼性を要求されるピックアップ光学
系においては良い方法といえない。そこで、発明者ら
は、レーリー散乱について、対物レンズの光学面の同一
表面粗さにおける散乱光強度を検討した。CDの使用光
源波長である780nmを1とした場合の、DVDの使
用光源波長である650nm、次世代光ディスクの50
0nmや400nmの使用光源波長における散乱光強度
を次の表1に示す。
[0003] The present inventors have conducted intensive studies and have found that sufficient optical performance cannot be obtained only by responding to the conventional high NA and increasing the precision of the optical surface shape. It has been found out that the surface roughness of an optical element such as an objective lens, which has not been conventionally considered, affects its optical performance. In particular, it has been found that when the wavelength of the light source is 500 nm or less, the influence of the surface roughness of the optical element becomes very large, and the influence on the recording and reproduction performance of the optical information recording medium becomes large. Have arrived at the present invention based on these findings. Some considerations in the course of the invention will now be described. In particular, Rayleigh scattering generated by fine particles of the same order of magnitude as the wavelength of light has a large amount of scattered light in the case of coherent light such as laser light, and increases in inverse proportion to the fourth power of the wavelength of the light source used. When the length is shortened, a large amount of light is lost due to minute irregularities or dust on the optical surface. This causes serious malfunctions such as a decrease in contrast of a focal spot due to scattered stray light and an error due to insufficient light quantity when recording or reproducing on an optical information recording medium. As a countermeasure, it is conceivable to use a semiconductor laser with a higher output for the light source.However, a semiconductor laser with a large output is very expensive and has low reliability. Is not a good way. Then, the inventors examined the scattered light intensity at the same surface roughness of the optical surface of the objective lens for Rayleigh scattering. Assuming that 780 nm, which is the wavelength of the light source used for the CD, is 1, 650 nm which is the wavelength of the light source used for the DVD and 50 of the next generation optical disk
The scattered light intensity at the used light source wavelength of 0 nm or 400 nm is shown in Table 1 below.

【0004】 表1 使用光源波長(nm) 780 650 500 400 レーリー散乱 (1倍) 2.1倍 5.9倍 14.5倍 表1から、使用光源の波長が500nm近傍以下になる
と、より急激にレーリー散乱が増加することが分かる。
以上のように、光源の波長が500nm以下になると、
光学素子の表面粗さの影響が非常に大きくなり、光情報
記録媒体の記録や再生の性能に及ぼす影響も大きくなる
ことを知見した。
Table 1 Wavelength (nm) of light source used (nm) 780 650 500 400 Rayleigh scattering (1 time) 2.1 times 5.9 times 14.5 times From Table 1, when the wavelength of the light source used becomes less than around 500 nm, it becomes sharper. It can be seen that Rayleigh scattering increases.
As described above, when the wavelength of the light source is 500 nm or less,
It has been found that the influence of the surface roughness of the optical element becomes very large, and that the influence on the recording and reproducing performance of the optical information recording medium also becomes large.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、短波
長の光に関し散乱光を減じることのできる光学素子、光
学系、従来よりも短波長の光源を使用した場合でも散乱
光を減じ、読み取り・書き込みエラーを防止することの
できる光ピックアップ装置、及び上記光学素子を得るこ
とのできる成形金型を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce scattered light even when an optical element and an optical system capable of reducing scattered light with respect to light having a short wavelength and a light source having a shorter wavelength than conventional light sources are used. An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of preventing a read / write error and a molding die capable of obtaining the optical element.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
達成のため、鋭意研究の結果、ピックアップ光学系で用
いられるコリメータや対物レンズなどの光学素子の光学
面の表面粗さを十分に小さくしなければならないことが
分かり、特に、500nm以下の短波長の光に対しては
光学面の中心線表面平均粗さ(Ra)が5nm以下であ
る必要があることが判明し、本発明に至ったものであ
る。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, have sufficiently reduced the surface roughness of the optical surface of an optical element such as a collimator or an objective lens used in a pickup optical system. It has been found that it is necessary to reduce the average surface roughness (Ra) of the optical surface for light having a short wavelength of 500 nm or less, particularly 5 nm or less. It has been reached.

【0007】即ち、本発明の光学素子は、中心線表面平
均粗さRaが5nm以下である光学面を有することを特
徴とする。なお、本発明の光学素子は、少なくとも1つ
の光学面の中心線表面平均粗さRaが5nm以下(好ま
しくは3nm以下)であるが、光学素子の光学面の両面
共に、中心線表面平均粗さRaが5nm以下(好ましく
は3nm以下)であることがより好ましい。
That is, the optical element of the present invention is characterized by having an optical surface having a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less. In the optical element of the present invention, the center line surface average roughness Ra of at least one optical surface is 5 nm or less (preferably 3 nm or less). Ra is more preferably 5 nm or less (preferably 3 nm or less).

【0008】この光学素子によれば、その光学面(好ま
しくは光学面の両面)が中心線表面平均粗さRaが5n
m以下であると、特に、500nm以下の短波長の光に
対して散乱光を減じることができるので、500nm以
下の短波長の光に適用して好適なものとなる。また、光
学面の中心線表面平均粗さRaは、0.5nm以上がそ
の製作の観点から好ましく、0.5〜5.0nmの範囲
が好ましい。
According to this optical element, its optical surface (preferably, both surfaces of the optical surface) has a center line surface average roughness Ra of 5n.
When it is at most m, the scattered light can be reduced particularly with respect to light having a short wavelength of 500 nm or less, so that it is suitable for application to light having a short wavelength of 500 nm or less. Further, the center line surface average roughness Ra of the optical surface is preferably 0.5 nm or more from the viewpoint of manufacturing, and is preferably in the range of 0.5 to 5.0 nm.

【0009】ここで、中心線表面平均粗さRaについて
説明する。JIS B0601−1994によれば、R
aは次のように定義される。触針などによる表面の走査
方向と高さの座標において測定された粗さ曲線におい
て、被測定面の幾何学的形状を持つ直線または曲線で、
かつ、その線から粗さ曲線までの偏差の二乗和が最小と
なるように設定した線をその粗さ曲線の平均線という。
通常、平均線を直線にして高さ方向との直交座標で粗さ
曲線を表示するが、この平均線に平行で、この直線と粗
さ曲線で囲まれる面積が、この直線の上下(高い方と低
い方)で等しくなる直線を中心線と呼ぶ。なお、中心線
表面平均粗さは、JISに規定された算術平均粗さと同
義である。
Here, the center line surface average roughness Ra will be described. According to JIS B0601-1994, R
a is defined as follows. In a roughness curve measured in the scanning direction and height coordinates of the surface by a stylus, etc., with a straight line or a curve having the geometric shape of the measured surface,
A line set so that the sum of squares of the deviation from the line to the roughness curve is minimized is referred to as an average line of the roughness curve.
Normally, the average line is displayed as a straight line, and the roughness curve is displayed in orthogonal coordinates with respect to the height direction. The lower straight line is referred to as the center line. Note that the center line surface average roughness is synonymous with the arithmetic average roughness specified in JIS.

【0010】中心線表面平均粗さRaは、粗さ曲線から
中心線の方向に測定長さlの部分を抜き取り、この抜き
取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向(高さ方向)を
Y軸とし、粗さ曲線をy=f(x)で表したとき、次の
式(1)によって求められる値をマイクロメートルで表
したものをいう。
The center line average surface roughness Ra is obtained by extracting a portion having a measured length 1 from the roughness curve in the direction of the center line, setting the center line of the extracted portion as the X axis, and the direction of the vertical magnification (height direction). When the roughness curve is represented by y = f (x) on the Y axis, the value obtained by the following equation (1) is represented by micrometers.

【0011】 Ra=(1/l)∫|f(x)|dx(但し、積分範囲は0からlまで) (1) また、前記光学面の少なくとも一方の面が非球面である
ことにより、次のような更なる効果を得ることができ
る。即ち、光学素子の成形金型の光学面を非球面形状に
形成する方法としては、従来ほとんどがダイアモンド切
削加工に依存している。従来のダイアモンド切削加工に
よれば、ヒキ目と呼ばれるダイアモンド工具を送りなが
ら切削した加工痕が金型の光学面に残り、そこで光散乱
が発生していた。ヒキ目は等間隔で並ぶため回折格子と
しての働きもするため、散乱だけでなく、回折も発生し
ていた。そのため、従来の成形金型の非球面光学面に強
い光をあてて観察すると虹色に見えていたのであるが、
このような成形金型によって射出成形或いは射出圧縮成
形された光学素子には成形金型の光学面の表面粗さがほ
とんどそのまま転写するため、迷光を発生し光学面の品
位を下げる要因となっていた。しかしながら、この光学
素子は、従来、光学素子に要求されてきた光学性能とし
ては満足できるレベルであった。これを改良するための
方法として、ダイアモンド切削加工後の従来の金型光学
面を研磨加工する方法が挙げられるが、光学面の非球面
形状の精度を保ちつつ、更に中心線表面平均粗さRaを
5nm以下とすることは非常に困難である。
Ra = (1 / l) ∫ | f (x) | dx (however, the integration range is from 0 to l) (1) Also, since at least one of the optical surfaces is an aspheric surface, The following additional effects can be obtained. That is, most of the methods for forming the optical surface of the molding die of the optical element into an aspherical shape conventionally rely on diamond cutting. According to the conventional diamond cutting, traces of the cutting performed while feeding a diamond tool called a dent remain on the optical surface of the mold, where light scattering occurs. The folds also function as a diffraction grating because they are arranged at equal intervals, so that not only scattering but also diffraction occurred. Therefore, when a strong light was applied to the aspherical optical surface of the conventional molding die and observed, it appeared to be rainbow-colored.
Since the surface roughness of the optical surface of the molding die is almost directly transferred to the optical element injection-molded or injection-compressed by such a molding die, stray light is generated, which is a factor of deteriorating the quality of the optical surface. Was. However, this optical element has a satisfactory level of optical performance that has conventionally been required for the optical element. As a method for improving this, there is a method of polishing a conventional mold optical surface after diamond cutting. However, while maintaining the accuracy of the aspherical shape of the optical surface, the center line surface average roughness Ra is further improved. Is very difficult to be 5 nm or less.

【0012】従って、光学素子の光学面の中心線表面平
均粗さRaを明確に5nmと規定して、これ以下の中心
線表面平均粗さRaに非球面形状の金型光学面を加工す
ることは、特に短波長の光源用の光学系に用いる非球面
の光学面を有する光学素子を作製する場合に大きな効果
がある。
Therefore, the center line surface average roughness Ra of the optical surface of the optical element is clearly defined as 5 nm, and the aspherical mold optical surface is machined to the center line surface average roughness Ra less than this. Is particularly effective in producing an optical element having an aspherical optical surface used for an optical system for a short wavelength light source.

【0013】また、光学素子の中心線表面平均粗さRa
が5nm以下である光学面が、非球面である場合、本発
明による効果が顕著となり好ましい。さらに、光学素子
の光学面の両面が中心線表面平均粗さRaが5nm以下
である場合、光学面の両面が非球面であることが好まし
い。
Also, the center line surface average roughness Ra of the optical element
When the optical surface of which is equal to or less than 5 nm is an aspheric surface, the effect of the present invention is remarkable, which is preferable. Further, when both surfaces of the optical surface of the optical element have a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less, it is preferable that both surfaces of the optical surface are aspherical.

【0014】本発明の光学素子は樹脂材料によって作ら
れてもよいし、ガラス材料によって作られてもよい。光
学素子が樹脂材料からなる場合の成形金型の光学面は、
その数として90%以上がダイアモンド切削で形成され
る。従って、前述したヒキ目が切削により金型の光学表
面に発生し易く、散乱や回折の原因となり得るが、上述
した表面粗さを定量的に管理した光学面の金型を形成す
ることにより、中心線表面平均粗さRaが5nm以下の
光学面を有する樹脂材料からなる光学素子を得ることが
できる。
The optical element of the present invention may be made of a resin material or a glass material. When the optical element is made of a resin material, the optical surface of the molding die is
90% or more of them are formed by diamond cutting. Therefore, the above-mentioned folds are likely to be generated on the optical surface of the mold by cutting, which may cause scattering and diffraction, but by forming the optical surface mold quantitatively managing the surface roughness described above, An optical element made of a resin material having an optical surface with a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less can be obtained.

【0015】この場合、前記樹脂材料として熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が好ましい。これ
らの樹脂材料による成形方法としては、射出成形、射出
圧縮成形、ヒートサイクル成形、注型成形等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。特に、射出成
形により成形した場合には、簡単に製造でき製造コスト
を抑えることができる点で好ましく、射出圧縮成形によ
り成形した場合には、成形金型の成形面が光学素子の光
学面により高精度に転写して成形できる点で好ましい。
また、ヒートサイクル成形によれば、成形金型の温度を
変えてより高精度に転写して成形することができる。
In this case, the resin material is preferably a thermoplastic resin, a thermosetting resin or a photo-curable resin. Examples of a molding method using these resin materials include, but are not limited to, injection molding, injection compression molding, heat cycle molding, cast molding, and the like. In particular, when molded by injection molding, it is preferable in that it can be easily manufactured and the production cost can be reduced, and when molded by injection compression molding, the molding surface of the mold is higher than the optical surface of the optical element. This is preferable because it can be transferred and molded with high precision.
Further, according to the heat cycle molding, it is possible to transfer and mold with higher precision by changing the temperature of the molding die.

【0016】ここで、熱可塑性樹脂とは、加熱により軟
化して可塑性を示し、冷却すると固化する性質を有し、
従来の樹脂材料製の光学素子の大半を占める樹脂材料で
あり、例えば、ポリスチレン、アクリロニトリルースチ
レン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、
ポリオレフィン、アモルファスポリオレフィン、ノルボ
ルネン系樹脂等があるが、これらに限定されない。
Here, the thermoplastic resin has a property of softening upon heating to exhibit plasticity, and solidifying upon cooling,
It is a resin material that accounts for the majority of optical elements made of conventional resin materials, for example, polystyrene, acrylonitrile styrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate,
Examples include, but are not limited to, polyolefins, amorphous polyolefins, norbornene-based resins, and the like.

【0017】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ない性質を有し、例えば、
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。なお、従来、熱硬化性樹脂用の光
学面成形金型の材料としては、眼鏡などではガラスが使
われ、コンタクトレンズなどでは熱可塑性樹脂と同様の
アルミ台金や銅などの軟質金属や無電解ニッケルメッキ
などが使われていた。前者のガラス型では、研削加工に
よって非球面形状が形成される。後者の金型の場合は、
前述したダイアモンド切削加工で光学面を形成する。ま
た、特に使用光源波長500nm以下等の短波長の用途
では、好ましい熱硬化性樹脂の具体例として、三菱化学
(株)製のUV1000、UV2000、UV300
0、三井化学(株)製のRAV−7、JSR(株)製の
デソライトなどがある。
The thermosetting resin has the property of forming a network structure by heating, becoming three-dimensional and becoming an insoluble and infusible resin, and having the property of not being softened again by heating once cured.
Examples include, but are not limited to, epoxy resins, acrylate resins, methacrylate resins, styrene resins, urethane resins, and the like. Conventionally, glass has been used as a material for optical surface molding dies for thermosetting resins, and glasses have been used for eyeglasses, etc., and soft metals such as aluminum base metal and copper similar to thermoplastic resins and electroless Nickel plating was used. In the former glass mold, an aspherical shape is formed by grinding. In the case of the latter mold,
The optical surface is formed by the diamond cutting described above. In particular, in applications having a short wavelength such as a light source wavelength of 500 nm or less, specific examples of preferable thermosetting resins include UV1000, UV2000, and UV300 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
0, RAV-7 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and Desolite manufactured by JSR, Inc.

【0018】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。従来は、光硬化性樹脂だけで光学素子がつくら
れるということはなく、光学用接着剤やフォトリソグラ
フィ用レジストか、球面ガラスレンズの表面に厚み1〜
200μm程度で非球面形状を形成する、いわゆるハイ
ブリッド非球面レンズとして使われるのが一般的であっ
た。加工ブランクとなるガラス球面レンズは、従来の研
磨により作られる。非球面形状は、前述の金型材料か石
英やガラスなどの紫外線を透過する材料で作られたりす
るが、その非球面光学面の形成方法は、前述した方法に
よる。従って、従来、型の光学面加工において形状精度
と独立に表面粗さを定量的に管理して形成されてはいな
かった。光硬化性樹脂材料の具体例として、三菱化学
(株)のUV1000、UV2000、UV3000
や日本化薬(株)製のカヤラッド、三井化学(株)製の
MR−6,MR−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. Conventionally, an optical element is not made only of a photocurable resin.
It was generally used as a so-called hybrid aspherical lens that forms an aspherical shape with a thickness of about 200 μm. The glass spherical lens that will be the working blank is made by conventional polishing. The aspherical surface shape is made of the above-described mold material or a material that transmits ultraviolet light such as quartz or glass. The method of forming the aspherical optical surface is based on the method described above. Therefore, conventionally, in forming an optical surface of a mold, the surface has not been formed by quantitatively managing the surface roughness independently of the shape accuracy. Specific examples of the photocurable resin material include UV1000, UV2000, and UV3000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
And Kayarad manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., MR-6 and MR-7 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and can be cured in about 2 to 3 minutes by optimizing the intensity of ultraviolet irradiation.

【0019】また、光学素子がガラス材料からなる場
合、ガラス材料を用いた光学素子の製造方法としては、
プレス成形、研削、研磨、ガラスモールド成形等がある
が、特に、ガラスモールド成形により成形した場合、次
のような効果がある。
In the case where the optical element is made of a glass material, the method of manufacturing the optical element using the glass material is as follows.
There are press molding, grinding, polishing, glass molding, and the like. In particular, when molding by glass molding, the following effects are obtained.

【0020】即ち、光学素子がガラス材料からなり、ガ
ラスモールド成形により製造する場合、型材料には高い
耐熱性を要求されるためセラミックや超硬材料といった
非常に硬度が高い難加工材料が一般に選ばれる。ガラス
モールドによる成形光学素子の光学表面粗さも、散乱の
ない良質のものとするには、型の光学面の中心線表面平
均粗さRaも5nm以下に管理する必要がある。これら
従来一般的な型材料はいずれも粉末を焼結して固まりに
したものであるが、特にセラミック材料では、各粒子が
結晶化し全体としては多結晶状態として焼結されている
ため粒子同士の構造的な独立性が強く、従来の型の光学
面を研磨加工しても粒界隙間や脱落などが見られ、ピッ
トと呼ばれる小孔が表面に観察される。このような型に
よって成形されたガラスレンズは、当然その光学面の表
面粗さが粗く、使用光の散乱の原因となる。特に、使用
光源が500nm以下の短波長となると、この光学表面
散乱が顕著となり、数%に及ぶ光量ロスと、迷光が発生
する。従って、従来の一般的なセラミック材料で中心線
表面平均粗さRaも5nm以下に管理することは比較的
に難しいので、粒界の独立性が低い超硬材料を採用する
か、または表面にCVD等で線膨張係数が近い材料をコ
ートし、これにより成形することが好ましく、それによ
り、上述の光学面を有する光学素子を効率的に製造する
ことができる。
That is, when the optical element is made of a glass material and is manufactured by glass molding, a high heat resistance is required for the mold material, and therefore, difficult-to-process materials such as ceramics and ultra-hard materials are generally selected. It is. In order to make the optical surface roughness of the optical element formed by the glass mold good without scattering, the center line average surface roughness Ra of the optical surface of the mold must also be controlled to 5 nm or less. All of these conventional general mold materials are obtained by sintering powder into a compact, but in the case of ceramic materials in particular, since each particle is crystallized and sintered in a polycrystalline state as a whole, the particles of The structural independence is strong, and even if the optical surface of the conventional mold is polished, grain boundary gaps and dropouts are observed, and small holes called pits are observed on the surface. Of course, the glass lens formed by such a mold has a rough surface on the optical surface, which causes scattering of light used. In particular, when the used light source has a short wavelength of 500 nm or less, the optical surface scattering becomes remarkable, and a light amount loss of several% and stray light occur. Therefore, it is relatively difficult to control the center line surface average roughness Ra of the conventional general ceramic material to 5 nm or less, so that a super hard material having low independence of the grain boundary is employed or the surface is formed by CVD. It is preferable to coat a material having a coefficient of linear expansion close to that of the material and to mold the material, thereby efficiently manufacturing the optical element having the above-described optical surface.

【0021】また、光学素子が樹脂材料からなるもので
あっても、ガラス材料からなるものであっても、前記光
学面の少なくとも一方の面を、少なくとも400nmの
波長の光に対して5%以下の反射率にすると、少なくと
も400nmの波長の短波長の光に関し散乱光を効果的
に減ずることができる。また、少なくとも一方の光学面
が、400nmの波長の光に対して90%以上(より好
ましくは95%以上)の透過率であることが好ましい。
In addition, whether the optical element is made of a resin material or a glass material, at least one of the optical surfaces is not more than 5% of light having a wavelength of at least 400 nm. With such a reflectance, scattered light can be effectively reduced with respect to light having a short wavelength of at least 400 nm. Further, it is preferable that at least one optical surface has a transmittance of 90% or more (more preferably 95% or more) with respect to light having a wavelength of 400 nm.

【0022】また、前記光学面の少なくとも一方の面
を、300〜500nmの波長の光に対して3%以下の
反射率にすると、300〜500nmの波長の光のよう
な短波長の光に関し散乱光を効果的に減ずることができ
る。なお、本明細書において「反射率」とは、表面反射
(光学面での屈折率の差で決まる)と散乱による反射と
回折による反射とを含めた反射率を意味する。また、少
なくとも一方の光学面が、300nm〜500nmの波
長の光に対して97%以上の透過率であることが好まし
い。
When at least one of the optical surfaces has a reflectance of 3% or less with respect to light having a wavelength of 300 to 500 nm, scattering of light having a short wavelength such as light having a wavelength of 300 to 500 nm occurs. Light can be effectively reduced. In this specification, the term "reflectance" refers to a reflectance including surface reflection (determined by a difference in refractive index on an optical surface), reflection by scattering, and reflection by diffraction. Further, it is preferable that at least one optical surface has a transmittance of 97% or more for light having a wavelength of 300 nm to 500 nm.

【0023】また、上述の光学素子の中心線表面平均粗
さRaが5nm以下である光学面は研磨加工してもよい
が、研磨加工しない方が好ましい。特に、光学素子が樹
脂材料からなる場合には、研磨加工しないことが好まし
い。また、光学素子の光学面が非球面形状である場合に
は、研磨加工によって形状が変わり易く、光学性能に影
響を受けやすいため、樹脂材料からなる光学素子もガラ
ス材料からなる光学素子も研磨加工しない方が好まし
い。研磨加工は通常、手作業で技能者の官能に依存して
行われる。切削加工や研削加工の後加工としての研磨加
工は、表面粗さを充分に小さくすることができず、作業
時間も、直径10mm程度の金型光学面でさえ1時間近
くかかり非常に不効率である。本発明において、「研磨
加工が施されていない」とは、上述のような研磨加工が
施されていないことをいう。
The optical surface of the optical element having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less may be polished, but is preferably not polished. In particular, when the optical element is made of a resin material, it is preferable that polishing is not performed. In addition, when the optical surface of the optical element has an aspherical shape, the shape is easily changed by polishing and the optical performance is easily affected. Therefore, both the optical element made of a resin material and the optical element made of a glass material are polished. It is preferable not to do so. Polishing is usually performed manually, depending on the sensuality of the technician. Polishing as post-processing of cutting and grinding cannot reduce the surface roughness sufficiently, and the working time is very inefficient because it takes almost one hour even for a mold optical surface with a diameter of about 10 mm. is there. In the present invention, “not polished” means that the above-mentioned polishing has not been performed.

【0024】本発明の光学素子はレンズであることが好
ましい。また、本発明の光学素子として、回折レンズ
や、光学面に段差を有するレンズにも適用可能であり、
特に、回折レンズでは回折効率の向上にもつながり好ま
しい。また、上述の光学素子を光ピックアップ光学系に
使用することにより、次のような効果を得ることができ
る。光ピックアップ光学系の光学素子は、非常に高精度
の光学面形状精度(設計形状に対する実形状の形状誤差
50nm以下)を要求され、500nm以下の短波長の
光源を用いた場合に光学面の表面粗さが僅かに悪いと、
大きな散乱光が発生し、読み取り・書き込み対象の光デ
ィスク等の光情報記録媒体上のピットを読み出したり書
き込んだりする光量を低減し、迷光となって集光点のS
N比を悪くするのであるが、本発明の上述のような光学
素子を使用した光ピックアップ光学系では、散乱光を減
じ迷光が少なくなるので、読み出したり書き込んだりす
る光ディスク上の集光点のSN比を改善し、読み取り・
書き込みエラーを効果的に防止できる。
The optical element of the present invention is preferably a lens. Further, as the optical element of the present invention, it is also applicable to a diffractive lens or a lens having a step on the optical surface,
In particular, a diffractive lens is preferable because it leads to an improvement in diffraction efficiency. In addition, the following effects can be obtained by using the above-described optical element in the optical system of the optical pickup. The optical element of the optical pickup optical system is required to have a very high precision of the optical surface shape (the shape error of the actual shape with respect to the design shape is 50 nm or less). If the roughness is slightly worse,
A large amount of scattered light is generated, the amount of light for reading and writing pits on an optical information recording medium such as an optical disk to be read / written is reduced, and stray light S
Although the N ratio is deteriorated, in the optical pickup optical system using the above-described optical element of the present invention, the scattered light is reduced and the stray light is reduced. Improve the reading ratio
Write errors can be effectively prevented.

【0025】この場合、上述の光ピックアップ光学系に
おいて前記光学素子がコリメータレンズであると次のよ
うな効果がある。コリメータレンズは光源の比較的直近
に配置され、他の光学素子と比較して散乱や回折などに
よる光量損失の程度が大きくピックアップ光学系全体に
与える影響が大きいのであるが、本発明による効果によ
りコリメータレンズの光学面での散乱光や回折光が少な
くなり、このため、光ディスク上の集光強度も高くで
き、例えば光ピックアップ装置における受光センサの入
力強度も高くでき、好ましい。
In this case, if the optical element is a collimator lens in the above-described optical pickup optical system, the following effects can be obtained. The collimator lens is disposed relatively close to the light source, and the amount of light loss due to scattering or diffraction is large compared to other optical elements, and the influence on the entire pickup optical system is large. Scattered light and diffracted light on the optical surface of the lens are reduced, so that the condensing intensity on the optical disk can be increased, and for example, the input intensity of the light receiving sensor in the optical pickup device can be increased.

【0026】また、上述の光ピックアップ光学系におい
て前記光学素子が対物レンズであると、その光学面にお
け散乱光や回折光を減ずることができ、光ディスク上の
集光点のSN比を改善するとともに、情報信号を光ディ
スクからクリアにピックアップできるので、アイパター
ンなどでのジッターが少なく、検出エラーなどの発生が
少なく、ピックアップ性能及びその信頼性を高めること
ができる。
In the above-mentioned optical pickup optical system, if the optical element is an objective lens, scattered light and diffracted light on the optical surface can be reduced, and the SN ratio of the converging point on the optical disk can be improved. At the same time, since the information signal can be clearly picked up from the optical disk, the jitter in the eye pattern or the like is small, the occurrence of a detection error or the like is small, and the pickup performance and its reliability can be improved.

【0027】また、上述の光ピックアップ光学系におい
て前記光学素子がセンサ用光学素子であると、センサに
おける検出信号のSN比を高く維持でき、オートフォー
カスやトラッキングなどのサーボ特性が向上する。
In the above-mentioned optical pickup optical system, when the optical element is an optical element for a sensor, the S / N ratio of a detection signal from the sensor can be kept high, and servo characteristics such as auto focus and tracking are improved.

【0028】上述のような光学素子を中心波長が500
nm以下である光源を有する光ピックアップ装置に使用
することにより、散乱光を減じ、読み取り・書き込みエ
ラーを防止することができる。この場合、光学素子を光
ピックアップ装置の光ピックアップ光学系においてコリ
メータレンズ、対物レンズ及び/又はセンサ用光学素子
に使用することにより、上述と同様の効果を得ることが
できる。
The optical element as described above has a center wavelength of 500.
When used in an optical pickup device having a light source of nm or less, scattered light can be reduced and read / write errors can be prevented. In this case, the same effect as described above can be obtained by using the optical element for the collimator lens, the objective lens, and / or the optical element for the sensor in the optical pickup optical system of the optical pickup device.

【0029】また、本発明の光学系は、中心線表面平均
粗さRaが5nm以下である光学面を、少なくとも片
面、好ましくは両面に有する光学素子を少なくとも1つ
有する。
Further, the optical system of the present invention has at least one optical element having at least one optical surface having a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less, preferably both surfaces.

【0030】この光学系によれば、本発明による光学素
子を有するから、特に、短波長の光に対し散乱光を減じ
て光量損失を少なくすることのできる光学系を実現でき
る。
According to this optical system, since it has the optical element according to the present invention, it is possible to realize an optical system which can reduce scattered light, particularly for short-wavelength light, to reduce the light amount loss.

【0031】この場合、上述の光学系において前記光学
素子がコリメータレンズ、対物レンズまたはセンサ用光
学素子であるようにできる。
In this case, in the above-described optical system, the optical element can be a collimator lens, an objective lens, or an optical element for a sensor.

【0032】上述の光学系を光ピックアップ光学系に使
用すると、上述と同様の効果を得ることができる。
When the above-described optical system is used for an optical pickup optical system, the same effects as described above can be obtained.

【0033】また、上述の光学系に含まれる全ての光学
素子が中心線表面平均粗さRaが5nm以下である光学
面を両面に有する光学素子であることにより、一層効果
的に短波長の光に対し散乱光を減ずることができる。
Further, since all the optical elements included in the above-mentioned optical system are optical elements having an optical surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less on both surfaces, light of short wavelength can be more effectively obtained. Scattered light can be reduced.

【0034】そして、上述の光学系を中心波長が500
nm以下である光源を有する光ピックアップ装置に使用
することにより、特に、中心波長が500nm以下の短
波長の光に対し散乱光を減じ、読込・書き込み対象の光
ディスク上の集光点のSN比を改善し、読み取り・書き
込みエラーを防止することができる。
Then, the above-mentioned optical system has a center wavelength of 500.
By using the optical pickup device having a light source having a wavelength of not more than 500 nm, the scattered light is reduced especially for light having a central wavelength of not more than 500 nm, and the S / N ratio of the focal point on the optical disk to be read / written is reduced. It can improve and prevent read / write errors.

【0035】また、上述した光学素子を少なくとも1つ
有する光学系によれば、特に、短波長の光に対し散乱光
を減じることのできる光学系を実現できる。
According to the optical system having at least one optical element described above, it is possible to realize an optical system capable of reducing scattered light with respect to light having a short wavelength.

【0036】また、本発明の光ピックアップ装置は、中
心波長が500nm以下である光源を有するとともに、
中心線表面平均粗さRaが5nm以下である光学面を少
なくとも片面、好ましくは両面に有する光学素子を少な
くとも1つ有する。更に具体的には、光情報記録媒体の
情報の記録及び/又は再生を行う本発明の光ピックアッ
プ装置は、中心波長が500nm以下の光束を出射する
光源と、この光源から出射された光束を光情報記録媒体
の情報記録面上に集光する(光情報記録媒体が透明基板
を有する場合は、その透明基板を介して情報記録面上に
集光する)集光光学系と、その光束が、光情報記録媒体
で反射された光束あるいは光情報記録媒体を透過された
光束を検出する光検出器とを有する。そして、集光光学
系または光検出器が少なくとも1つの光学素子を有し、
その光学素子は中心線表面平均粗さRaが5nm以下で
ある光学面を少なくとも1面に有するものである。光学
素子の詳細については上述と同様である。なお、光情報
記録媒体としては、従来よりある各種のCD、DVD、
MD、MOに対しても、今後の光情報記録媒体に対して
も適用可能であり、特に、波長が500nm以下の光束
を情報の記録及び/又は再生に用いる光情報記録媒体に
対して適用することが好ましい。また、光情報記録媒体
としては、情報記録面上に透明基板を有するものであっ
ても、有していないものであってもよい。また、光検出
器としては、一般的な受光センサを適用可能であり、P
D、CCD、CMOS等を用いることができるが、これ
らに限定されるものではない。
Further, the optical pickup device of the present invention has a light source having a center wavelength of 500 nm or less,
It has at least one optical element having at least one optical surface having a center line average roughness Ra of 5 nm or less, preferably on both surfaces. More specifically, an optical pickup device of the present invention for recording and / or reproducing information on an optical information recording medium includes a light source that emits a light beam having a center wavelength of 500 nm or less, and a light beam emitted from the light source. A condensing optical system that condenses light on the information recording surface of the information recording medium (when the optical information recording medium has a transparent substrate, condenses the light on the information recording surface via the transparent substrate), A light detector that detects a light beam reflected by the optical information recording medium or a light beam transmitted through the optical information recording medium. And the condensing optical system or the photodetector has at least one optical element;
The optical element has at least one optical surface having a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less. The details of the optical element are the same as described above. Optical information recording media include various conventional CDs, DVDs,
The present invention can be applied to MD and MO, and also to future optical information recording media. In particular, it is applied to optical information recording media using a light beam having a wavelength of 500 nm or less for recording and / or reproducing information. Is preferred. Also, the optical information recording medium may or may not have a transparent substrate on the information recording surface. In addition, a general light receiving sensor can be applied as the photodetector.
D, CCD, CMOS or the like can be used, but is not limited thereto.

【0037】このピックアップ装置によれば、特に、中
心波長が500nm以下の短波長の光に対し散乱光を減
じ、読込・書き込み対象の光ディスク等、光情報記録媒
体上の集光点のSN比を改善し、読み取り・書き込みエ
ラーを防止することができる。
According to this pickup device, in particular, scattered light is reduced with respect to light having a short wavelength whose center wavelength is 500 nm or less, and the S / N ratio of a converging point on an optical information recording medium such as an optical disk to be read or written is reduced. It can improve and prevent read / write errors.

【0038】この場合、ピックアップ装置の前記光学素
子が上述した光学素子とすることができる。
In this case, the optical element of the pickup device can be the above-mentioned optical element.

【0039】また、上述した光学系を有するように光ピ
ックアップ装置を構成することができる。また、この光
ピックアップ装置は、ディスク状の光情報記録媒体を回
転させるスピンドルモータや、その光ピックアップ装置
を移動させるアクチュエーターなどを有する種々のドラ
イバーやプレイヤー等の光情報記録媒体の情報の記録及
び/又は再生装置に搭載することができる。
The optical pickup device can be configured to have the above-described optical system. Further, this optical pickup device records and / or records information on an optical information recording medium such as various drivers and players having a spindle motor for rotating a disk-shaped optical information recording medium, an actuator for moving the optical pickup device, and the like. Alternatively, it can be mounted on a playback device.

【0040】また、本発明の一つの成形金型は、中心線
表面平均粗さRaが5nm以下である成形面を有する。
この成形金型によれば、表面粗さの非常に小さな成形品
を得ることができる。
One molding die of the present invention has a molding surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.
According to this molding die, a molded product having extremely small surface roughness can be obtained.

【0041】また、本発明の一つの成形金型は、中心線
表面平均粗さRaが5nm以下である光学面成形面を有
する。また、本発明の一つの成形金型は、中心線表面平
均粗さRaが5nm以下である第1の光学面成形面と、
前記第1の光学面成形面に対向して設けられ、中心線表
面平均粗さRaが5nm以下である第2の光学面成形面
を有する。これら成形金型により、本発明による光学素
子を得ることができる。
One molding die of the present invention has an optical surface molding surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less. Also, one molding die of the present invention has a first optical surface molding surface having a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less;
A second optical surface molding surface is provided so as to face the first optical surface molding surface and has a center line surface average roughness Ra of 5 nm or less. The optical element according to the present invention can be obtained from these molding dies.

【0042】また、上述の中心線表面平均粗さRaが5
nm以下である成形面を非球面とすることができる。こ
の場合には、非球面を有する成形品を得ることができ
る。
The above-mentioned center line surface average roughness Ra is 5
The molding surface having a diameter of not more than nm can be made aspherical. In this case, a molded article having an aspheric surface can be obtained.

【0043】また、上述の中心線表面平均粗さRaが5
nm以下である光学面成形面を非球面とすることによ
り、或いは上述の第1の光学面成形面及び第2の光学面
成形面の少なくとも一方を非球面とすることにより、少
なくとも一方の面が非球面である本発明の光学素子を得
ることができる。
The above-mentioned center line surface average roughness Ra is 5
nm or less by making the optical surface molding surface an aspheric surface, or by making at least one of the first optical surface molding surface and the second optical surface molding surface an aspheric surface, An optical element of the present invention having an aspherical surface can be obtained.

【0044】また、上述の第1の光学面成形面及び第2
の光学面成形面の両方を非球面とすることにより、両面
が非球面である本発明の光学素子を得ることができる。
Further, the first optical surface molding surface and the second optical surface
By forming both of the optical surface molding surfaces as aspherical surfaces, the optical element of the present invention having both aspherical surfaces can be obtained.

【0045】[0045]

【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
態を示すレンズの成形金型の概略的構成を示す縦断面
図、及び図2は図1の成形金型により成形した非球面を
有する対物レンズの断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a lens molding die according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an objective lens having an aspheric surface molded by the molding die of FIG. .

【0046】図1に示すように、成形金型は、上型11
と下型12とを備え、上型11の成形面11aと下型1
2の成形面12aとが成形するレンズ1の光学面の形状
に対応する。上型11と下型12との間に例えば溶融し
た熱可塑性樹脂を挟んで上型11を下型12に対し押し
付け、冷却してから金型を開いてレンズ1を取り出すこ
とによりレンズ1を成形し製造することができる。
As shown in FIG. 1, the upper mold 11
And a lower mold 12. The molding surface 11a of the upper mold 11 and the lower mold 1 are provided.
The second molding surface 12a corresponds to the shape of the optical surface of the lens 1 to be molded. The lens 1 is formed by pressing the upper mold 11 against the lower mold 12 with, for example, a molten thermoplastic resin between the upper mold 11 and the lower mold 12, cooling, opening the mold, and taking out the lens 1. Can be manufactured.

【0047】図1の成形金型により成形されたレンズ1
は、図2のように、光学面1aが上型11の成形面11
aにより成形され、光学面1bが下型12の成形面12
aにより成形される。レンズ1の光学面1a,1bは、
それぞれ上型11の成形面11aと下型12の成形面1
2aの表面形状及び表面粗さに対応してそれぞれ形成さ
れる。即ち、成形面11a,12aの表面状態が光学面
1a,1bにそれぞれ殆どそのまま転写される。
Lens 1 molded by the molding die of FIG.
As shown in FIG. 2, the optical surface 1a is formed on the molding surface 11 of the upper mold 11.
a, and the optical surface 1 b is formed on the molding surface 12 of the lower mold 12.
a. The optical surfaces 1a and 1b of the lens 1
The molding surface 11a of the upper mold 11 and the molding surface 1 of the lower mold 12 respectively.
2a are formed corresponding to the surface shape and surface roughness, respectively. That is, the surface states of the molding surfaces 11a and 12a are almost directly transferred to the optical surfaces 1a and 1b, respectively.

【0048】図2のレンズ1は、破線で示す第1の光デ
ィスク5(波長500nmの光源からの光で情報を読み
取る)及び第1の光ディスク5よりも薄い第2の光ディ
スク6(波長400nmの光源からの光で情報を読み取
る)にそれそれ焦点を結び各光ディスクから情報を読み
取ることができるように2つのタイプの光ディスク5,
6に共用の対物レンズに構成されている。このため、図
2に示すように、レンズ1の光学面1aは全体として非
球面に形成され、共用領域2が光軸の中央部付近に形成
され、光ディスク6の専用領域3が共用領域2の周囲に
境界領域4を介して形成されている。また、レンズ1の
光学面1bも、光学面1aよりも緩やかであるが全体と
して非球面に形成されている。
The lens 1 shown in FIG. 2 includes a first optical disk 5 (which reads information with light from a light source having a wavelength of 500 nm) indicated by broken lines and a second optical disk 6 (a light source having a wavelength of 400 nm) which is thinner than the first optical disk 5. To read information from each optical disk, and to read information from each optical disk.
6 is configured as a common objective lens. Therefore, as shown in FIG. 2, the optical surface 1a of the lens 1 is formed as an aspheric surface as a whole, the shared area 2 is formed near the center of the optical axis, and the dedicated area 3 of the optical disc 6 is It is formed around the boundary region 4. Further, the optical surface 1b of the lens 1 is also formed as an aspheric surface as a whole, though it is gentler than the optical surface 1a.

【0049】図2の対物レンズ1の両光学面1a、1b
は、図1のような成形金型により成形され、その成形後
のレンズ1の両光学面1a,1bに対し研磨等の後加工
を施さずに、両光学面1a,1bの中心線表面平均粗さ
Raはともに5nm以下である。このため、この対物レ
ンズ1では特に500nm以下の短波長に光に対し両面
ともに散乱光を減ずることができる。
The two optical surfaces 1a and 1b of the objective lens 1 shown in FIG.
Is molded by a molding die as shown in FIG. 1, and the optical surfaces 1a and 1b of the molded lens 1 are not subjected to post-processing such as polishing, and the center line surface average of the optical surfaces 1a and 1b is obtained. The roughness Ra is 5 nm or less. For this reason, the objective lens 1 can reduce the scattered light on both surfaces with respect to light, particularly to a short wavelength of 500 nm or less.

【0050】次に、図13により別のレンズを変形例と
して示す。このレンズ40は、2重最適基板厚さレンズ
であり、中心部に形成された第1の対物レンズ部41
と、その周囲に溝状に形成された輪帯位相シフタ42
と、その更に外周に形成された第2の対物レンズ部43
とを備え、基板厚さの異なる光ディスクに対し共用でき
るように構成されている。このレンズ40の各光学面4
0a,41a,42a,43aは、各中心線表面平均粗
さRaが5nm以下に形成されており、このため、この
レンズ40では特に500nm以下の短波長に光に対し
散乱光を減ずることができる。
Next, another lens is shown as a modified example with reference to FIG. This lens 40 is a double optimal substrate thickness lens, and has a first objective lens portion 41 formed at the center.
And an annular phase shifter 42 formed in a groove shape around the
And a second objective lens unit 43 formed on the outer periphery thereof
, And can be shared by optical disks having different substrate thicknesses. Each optical surface 4 of this lens 40
0a, 41a, 42a, and 43a are each formed such that the center line surface average roughness Ra is 5 nm or less. Therefore, the lens 40 can reduce scattered light with respect to light, particularly to short wavelengths of 500 nm or less. .

【0051】以上のようなレンズ1,40等の短波長の
光に適切な光学素子は、成形樹脂材料として熱可塑性樹
脂を用いる場合には、射出成形で成形されるのが一般的
であるが、一部では射出圧縮成形により上型と下型との
間のキャビティに圧縮力をかけて高精度に転写し成形し
てもよい。更に、熱可塑性樹脂を充填後に成形金型の温
度を変えて高精度に転写し成形するヒートサイクルを組
み合わせた成形方法を採用してもよい。本発明による光
学素子は、その成形方法を問わず、その光学面の表面粗
さをRa≦5nm、特に0.5≦Ra≦5nmとした光
学素子である。また、光学素子の素材としては、熱可塑
性樹脂に限らす熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂であっても
よく、また光学ガラスであってもよい。熱硬化性樹脂の
場合は、熱可塑性樹脂と同様に光学面(成形面)を加工
された成形金型に常温で液体の樹脂を充填し、その後1
50℃前後に加熱もしくは定温保持された成形金型内で
樹脂を硬化して光学素子を成形することができる。
Optical elements suitable for short-wavelength light such as the lenses 1 and 40 described above are generally molded by injection molding when a thermoplastic resin is used as a molding resin material. Alternatively, a portion may be transferred and molded with high precision by applying a compressive force to the cavity between the upper mold and the lower mold by injection compression molding. Furthermore, a molding method combining a heat cycle of transferring and molding with high accuracy by changing the temperature of the molding die after filling the thermoplastic resin may be adopted. The optical element according to the present invention is an optical element having a surface roughness Ra ≦ 5 nm, particularly 0.5 ≦ Ra ≦ 5 nm, regardless of the molding method. Further, the material of the optical element may be a thermosetting resin or a photocurable resin, which is not limited to the thermoplastic resin, or may be an optical glass. In the case of a thermosetting resin, a molding resin having an optical surface (molding surface) processed in the same manner as the thermoplastic resin is filled with a liquid resin at room temperature.
The optical element can be molded by curing the resin in a molding die heated to about 50 ° C. or kept at a constant temperature.

【0052】また、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ことができる。
In the case of a photocurable resin, a part of a molding die is made of a material such as glass that transmits ultraviolet light, and after filling a liquid resin at room temperature into the molding die, it is irradiated with ultraviolet light. And cure to form an optical element.

【0053】以上のように樹脂材料の種類が異なって
も、本発明による光学素子を同様に研磨等の後加工を施
さずに成形により得ることができる。
As described above, even if the type of the resin material is different, the optical element according to the present invention can be obtained by molding without similarly performing post-processing such as polishing.

【0054】また、光学ガラスを加熱溶融させプレスに
よって光学素子を成形するガラスモールド方法によって
も、本発明による光学素子を同様に研磨等の後加工を施
さずに得ることができる。
The optical element according to the present invention can also be obtained without post-processing such as polishing by a glass molding method in which the optical glass is heated and melted and the optical element is molded by pressing.

【0055】次に、上述のような5nm以下の中心線
平均粗さRaの光学面を有する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図8及
び図9により2例説明する。
Next, the center line table of 5 nm or less as described above is used.
Two examples of an optical pickup optical system and an optical pickup device including an optical element having an optical surface with a surface average roughness Ra will be described with reference to FIGS.

【0056】図8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、400nmの中心波長を有
する光を発光する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、波長400nmの短波長の光により光ディスク6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8の横方向に光ディスク6に対
し移動して自動的にフォーカシングができるようにオー
トフォーカスサーボ機構(図示省略)を備え、また、図
8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. 8 comprises an optical pickup optical system 21 and a light source 22 composed of a laser diode that emits light having a center wavelength of 400 nm.
And a light receiving sensor 23 composed of a photodiode, and is configured to read information from the optical disk 6 by light having a short wavelength of 400 nm. The optical pickup device 20 is provided with an auto-focus servo mechanism (not shown) so as to move the optical disc 6 in the horizontal direction in FIG. 8 to perform automatic focusing, and to automatically move in the vertical direction in FIG. An auto-tracking servo mechanism (not shown) is provided so as to move to.

【0057】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6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からの平行光を光ディスク6上に集光す
る対物レンズ27とを備える。
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.
Splitter 25 that reflects light from the optical disk 6 toward the optical disk 6 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 And an objective lens 27 for converging the parallel light from the optical disc 26 onto the optical disc 6.

【0058】この光ピックアップ光学系21を構成する
光学素子24〜27のうち、コリメータレンズ26の両
光学面26a,26b及び対物レンズ27の両光学面2
7a,27bの各中心線表面平均粗さRaが5nm以下
に形成されている。
Of the optical elements 24 to 27 constituting this optical pickup optical system 21, both optical surfaces 26a and 26b of the collimator lens 26 and both optical surfaces 2 of the objective lens 27
The center line surface average roughness Ra of each of 7a and 27b is formed to 5 nm or less.

【0059】図8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、対物レンズ27で回転中の光ディ
スク6上に焦点を結んで集光され、この集光された光が
光ディスク6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2
3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6の情報を読む取ることができる。
According to the optical pickup device 20 shown in FIG.
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 focused on the rotating optical disc 6 by the objective lens 27 and collected. The condensed light is reflected from the optical disk 6, and the reflected light follows the reverse path to the above, passes through the beam splitter 25, and
By receiving light at 3 and converting the intensity of the light into an electric signal, information on the optical disk 6 can be read.

【0060】この場合、コリメータレンズ26は光源2
2の比較的直近に配置され、他の光学素子と比較して散
乱や回折などによる光量損失の程度が大きくピックアッ
プ光学系全体に与える影響が大きいのであるが、コリメ
ータレンズ26の両光学面26a,26bの中心線表面
平均粗さRaが5nm以下に形成されているので、光学
面26a,26bにおける散乱光や回折光の発生が少な
くなり、このため、光ディスク6上の集光強度も高くで
き、受光センサ23への入力強度も高く、読み取りエラ
ーが発生し難くなる。
In this case, the collimator lens 26 is
2 are relatively close to each other, and the degree of light amount loss due to scattering or diffraction is large as compared with other optical elements, and the influence on the entire pickup optical system is large. Since the center line surface average roughness Ra of 26b is set to 5 nm or less, the generation of scattered light and diffracted light on the optical surfaces 26a and 26b is reduced. The input intensity to the light receiving sensor 23 is also high, and a reading error hardly occurs.

【0061】また、対物レンズ27はその両光学面27
a,27bの表面粗さRaが5nm以下に形成され、散
乱光や回折光の発生が減り迷光が少なくなるので、光デ
ィスク6上の集光強度が高くなりS/N比が向上し、ま
た光ディスクから情報をクリアに読み取ることができる
ので、アイパターンなどによるジッターが少なく、検出
エラーなどの補正が少なく、ピックアップ性能及びその
信頼性を高めることができる。
The objective lens 27 has two optical surfaces 27.
a, 27b are formed to have a surface roughness Ra of 5 nm or less, and the generation of scattered light and diffracted light is reduced and stray light is reduced, so that the light condensing intensity on the optical disk 6 is increased and the S / N ratio is improved. Since the information can be clearly read from the device, jitter due to an eye pattern or the like can be reduced, correction of a detection error or the like can be reduced, and pickup performance and its reliability can be improved.

【0062】なお、光ピックアップ光学系21における
他の光学素子の回折格子24及びビームスプリッタ25
の各光学面はRaが5nmを超えて形成されていても良
いが、Raが5nm以下になるように形成すると、更に
本発明の効果を得ることができる。
The diffraction grating 24 and beam splitter 25 of other optical elements in the optical pickup optical system 21
Each optical surface may be formed so that Ra exceeds 5 nm. However, if Ra is formed so as to be 5 nm or less, the effect of the present invention can be further obtained.

【0063】次に、別の光ピックアップ装置を図9によ
り説明する。この光ピックアップ装置30は、2つの違
う種類の光ディスクを1台の装置で読み取ることのでき
る共用タイプに構成され、光ピックアップ光学系31
と、500nmの中心波長を有する光を発光するレーザ
ダイオードからなる第1の光源33と、400nmの中
心波長を有する光を発光するレーザダイオードからなる
第2の光源32と、フォトダイオードからなる受光セン
サ34とを備える。
Next, another optical pickup device will be described with reference to FIG. The optical pickup device 30 is configured as a shared type that can read two different types of optical discs with one device.
A first light source 33 composed of a laser diode emitting light having a center wavelength of 500 nm, a second light source 32 composed of a laser diode emitting light having a center wavelength of 400 nm, and a light receiving sensor comprising a photodiode 34.

【0064】光ピックアップ装置30は、第1の光ディ
スク5がセットされたとき第1の光源33からの波長5
00nmの短波長の光によりその情報を読み取り、第2
の光ディスク6がセットされたとき第2の光源32から
の中心波長400nmの短波長の光によりその情報を読
み取ることができるように構成されている。なお、光ピ
ックアップ装置30は、図8と同様に、オートフォーカ
スサーボ機構(図示省略)とオートトラッキングサーボ
機構(図示省略)とを備える。
When the first optical disk 5 is set, the optical pickup device 30 outputs the wavelength 5 from the first light source 33.
The information is read by light having a short wavelength of
When the optical disk 6 is set, the information can be read by light of a short wavelength of 400 nm in the center wavelength from the second light source 32. The optical pickup device 30 includes an auto-focus servo mechanism (not shown) and an auto-tracking servo mechanism (not shown), as in FIG.

【0065】光ピックアップ光学系31は、第1の光源
32からのレーザ光を回折する回折格子35と、回折格
子35からの光を光ディスク5または6に向けて反射す
るとともに光ディスク5または6からの光を受光センサ
34に向けて透過させる第1のビームスプリッタ37
と、第2の光源33からのレーザ光を光ディスク5また
は6に向けて反射するとともに光ディスク5または6か
らの光を受光センサ34に向けて透過させる第2のビー
ムスプリッタ38と、第1または第2のビームスプリッ
タ37または38で反射した光を平行光にするコリメー
タレンズ39と、コリメータレンズ39からの平行光を
光ディスク5または6に集光する対物レンズ40と、受
光センサ34に集光するセンサレンズ36とを備える。
対物レンズ40は図2に示すものから構成することがで
きる。
The optical pickup optical system 31 includes a diffraction grating 35 for diffracting the laser light from the first light source 32, and reflects the light from the diffraction grating 35 toward the optical disk 5 or 6 while also reflecting the light from the optical disk 5 or 6. First beam splitter 37 that transmits light toward light receiving sensor 34
A second beam splitter 38 that reflects the laser light from the second light source 33 toward the optical disk 5 or 6 and transmits the light from the optical disk 5 or 6 toward the light receiving sensor 34; A collimator lens 39 for converting the light reflected by the second beam splitter 37 or 38 into parallel light; an objective lens 40 for condensing the parallel light from the collimator lens 39 on the optical disk 5 or 6; A lens 36.
The objective lens 40 can be composed of the one shown in FIG.

【0066】この光ピックアップ光学系31を構成する
光学素子35〜40のうち、コリメータレンズ39の両
光学面39a,39b、対物レンズ40の両光学面40
a,40b及びセンサレンズ36の両光学面36a、3
6bの各中心線表面平均粗さRaが5nm以下に形成さ
れている。
Of the optical elements 35 to 40 constituting the optical pickup optical system 31, both optical surfaces 39a and 39b of the collimator lens 39 and both optical surfaces 40 of the objective lens 40
a, 40b and both optical surfaces 36a, 3a of the sensor lens 36;
Each of the center line surfaces 6b has an average roughness Ra of 5 nm or less.

【0067】図9の光ピックアップ装置30によれば、
第1の光ディスク5が装置にセットされると、第1の光
源33からのレーザ光が回折格子35と第1のビームス
プリッタ37と第2のビームスプリッタ38とコリメー
タ39と対物レンズ40を介して回転中の第1の光ディ
スク5上に焦点を結んで集光され、この集光された光が
第1の光ディスク5から反射し、その反射光が上述と逆
の経路を辿り、センサレンズ36で集光されて受光セン
サ34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、第1の光ディスク5の情報を読む取ることがで
きる。
According to the optical pickup device 30 shown in FIG.
When the first optical disk 5 is set in the apparatus, the laser light from the first light source 33 passes through the diffraction grating 35, the first beam splitter 37, the second beam splitter 38, the collimator 39, and the objective lens 40. The light is focused and focused on the rotating first optical disk 5, the collected light is reflected from the first optical disk 5, and the reflected light follows the reverse path to the above, and is reflected by the sensor lens 36. The information on the first optical disk 5 can be read by collecting the light, receiving the light by the light receiving sensor 34, and converting the intensity of the light into an electric signal.

【0068】また、第2の光ディスク6が装置にセット
されると、第2の光源32からのレーザ光が第2のビー
ムスプリッタ38とコリメータ39と対物レンズ40を
介して回転中の第2の光ディスク6上に焦点を結んで集
光され、この集光された光が第2の光ディスク6から反
射し、その反射光が上述と逆の経路を辿り、センサレン
ズ36で集光されて受光センサ34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、第2の光ディスク
6の情報を読む取ることができる。
When the second optical disk 6 is set in the apparatus, the laser light from the second light source 32 is rotated via the second beam splitter 38, the collimator 39, and the objective lens 40 to the second rotating optical disk. The light is focused and focused on the optical disk 6, and the collected light is reflected from the second optical disk 6, and the reflected light follows a reverse path to that described above, and is collected by the sensor lens 36 to receive the light. By receiving the light at 34 and converting the intensity of the light into an electric signal, the information on the second optical disc 6 can be read.

【0069】この場合、コリメータレンズ39及び対物
レンズ40は、各光学面39a,39b,40a,40
bの中心線表面平均粗さRaが5nm以下に形成されて
いるので、各光学面における散乱光や回折光の発生が少
なくなり読み取りエラーを防止できる等の図8と同様の
効果を得ることができる。
In this case, the collimator lens 39 and the objective lens 40 are provided with the respective optical surfaces 39a, 39b, 40a, 40
Since the center line surface average roughness Ra of b is formed to be 5 nm or less, it is possible to obtain the same effect as that of FIG. 8 such that the occurrence of scattered light and diffracted light on each optical surface is reduced and a reading error can be prevented. it can.

【0070】また、センサレンズの両外面側の光学面3
6a、36bの中心線表面平均粗さRaが5nm以下に
形成されているので、センサレンズ36において散乱光
や回折光の発生が少なくなり、検出信号のSN比を高く
維持でき、オートフォーカスやトラッキングなどのサー
ボ特性が向上する。
The optical surfaces 3 on both outer surfaces of the sensor lens
Since the center line surface average roughness Ra of 6a and 36b is formed to be 5 nm or less, the generation of scattered light and diffracted light in the sensor lens 36 is reduced, the S / N ratio of the detection signal can be maintained high, and autofocusing and tracking can be performed. Servo characteristics such as are improved.

【0071】なお、光ピックアップ光学系31の他の光
学素子である回折格子34及びビームスプリッタ37,
38の各光学面はRaが5nmを超えて形成されていて
も良いが、Raが5nm以下になるように形成すると、
更に本発明の効果を得ることができる。
Incidentally, the diffraction grating 34 and the beam splitter 37, which are other optical elements of the optical pickup optical system 31,
Each of the optical surfaces 38 may be formed so that Ra exceeds 5 nm. However, when formed so that Ra is 5 nm or less,
Further, the effects of the present invention can be obtained.

【0072】次に、本発明による光学素子の成形方法に
ついて説明する。図1,図2,図13において、各レン
ズの各光学面1a,1b,40a〜43aには成形金型
の各成形面11a、12a等の表面状態が殆どそのまま
転写されるので、レンズの光学面1a,1b,40a〜
43aの表面粗さは、成形金型の成形面11a、12a
の表面粗さに依存する。従って、まず、従来の成形方法
における成形金型の問題点を以下に詳細に説明する。
Next, a method for molding an optical element according to the present invention will be described. In FIGS. 1, 2 and 13, the surface states of the molding surfaces 11a and 12a of the molding die are almost directly transferred to the optical surfaces 1a, 1b and 40a to 43a of each lens. Surfaces 1a, 1b, 40a-
The surface roughness of 43a is determined by the molding surfaces 11a and 12a of the molding die.
Depends on the surface roughness. Therefore, first, the problems of the molding die in the conventional molding method will be described in detail below.

【0073】従来のピックアップ光学系に用いられる光
学素子の光学面の成形方法では、プラスチック成形レン
ズおいては、無電解ニッケルメッキなどで製作された成
形金型の光学面転写面を、超精密旋盤とダイアモンド工
具とにより切削加工をしていた。この場合、加工表面粗
さは、用いられる超精密旋盤の運動精度、ダイアモンド
工具精度、切削条件、金型材料の4つの因子により大き
く支配される。
In a conventional method for molding the optical surface of an optical element used in a pickup optical system, in a plastic molded lens, an optical surface transfer surface of a molding die manufactured by electroless nickel plating or the like is applied to an ultra-precision lathe. And a diamond tool. In this case, the machined surface roughness is largely governed by four factors: the motion accuracy of the ultraprecision lathe used, the diamond tool accuracy, the cutting conditions, and the mold material.

【0074】次に、従来の成形光学素子の光学面を成形
転写する成形金型の光学面(成形面)の形成方法の問題
点を述べる。
Next, problems of a method of forming an optical surface (molding surface) of a molding die for molding and transferring an optical surface of a conventional molding optical element will be described.

【0075】1.金型材料:無電界ニッケルメッキ(E
NP) 従来、最も一般的な光学面(成形面)成形用金型の材料
は、鋼材の上に100μm程度の厚みに形成した無電界
ニッケルメッキ(Electroless Nickel Plating、以後
「ENP」と称する。)である。このメッキ層を2軸精
密旋盤を用いて、すくい面形状が円であるRダイアモン
ド工具により旋削して成形金型の光学面(成形面)を得
ていた。図10は、ENPのダイアモンド切削面を原子
間力顕微鏡(AFM)で観察した結果で、切削長は3k
m程である。切削表面には数nmの凹凸やむしれが生じ
ており、nmオーダーの加工としてはそれほど完全に行
われていないことがわかる。このときのRダイアモンド
工具の刃先状態を図11に示す。図11の左側が逃げ面
で、右側がすくい面である。初期状態では鋭敏であった
であろう刃先には多くのチッピングが発生して摩耗して
おり、切削面を形成する刃先稜部が100nmほど工具
中心へ後退しているのがわかる。このように不均一に刃
先稜が後退した状態で、Rダイアモンド工具を無管理に
使用し続けた場合、その初期精度に見合った表面粗さの
小さい高品位な成形金型光学面が得られないことがわか
る。また、Rダイアモンド工具の刃先を初期状態として
は鋭敏とし、その摩耗が比較的少ない金型材料を採用す
ることにより、長期にわたって安定した中心線表面平均
粗さの金型光学面(成形面)を得られることがわかる。
1. Mold material: Electroless nickel plating (E
NP) Conventionally, the most common optical surface (molding surface) molding die material is an electroless nickel plating (hereinafter referred to as “ENP”) formed on a steel material to a thickness of about 100 μm. It is. The plated layer was turned using a two-axis precision lathe with an R diamond tool having a circular rake face to obtain an optical surface (molding surface) of a molding die. FIG. 10 shows the result of observing the diamond cut surface of ENP with an atomic force microscope (AFM).
m. It can be seen that irregularities and irregularities of several nm are generated on the cutting surface, and the processing on the order of nm is not so completely performed. FIG. 11 shows the state of the cutting edge of the R diamond tool at this time. The left side of FIG. 11 is a flank, and the right side is a rake face. It can be seen that the cutting edge, which would have been sharp in the initial state, has been worn due to much chipping and the cutting edge forming the cutting surface has receded to the center of the tool by about 100 nm. If the R diamond tool is used unmanaged in such a state that the cutting edge retreats unevenly, a high-quality optical surface of the molding die having a small surface roughness corresponding to the initial accuracy cannot be obtained. You can see that. In addition, the tool edge of the R diamond tool is made to be sharp in the initial state, and the mold optical surface (molding surface) having a center line surface average roughness stable over a long period of time is adopted by adopting a mold material having relatively little wear. It can be seen that it can be obtained.

【0076】2.Rダイアモンド工具のすくい面真円度 前述したRダイアモンド工具において、このすくい面の
真円度が加工光学面精度として旋削により直接転写加工
されるため、工具真円度の良いことが高精度金型光学面
を得るために重要である。一般に工具真円度を良くする
ためには、Rダイアモンド工具のすくい面や逃げ面を精
密に研磨して、刃先稜線に微少なチッピングが無く鋭い
ことが表面粗さのよい金型光学面を得るために好ましい
条件である。図12に示したのは、前述の従来のRダイ
アモンド工具の刃先稜線の真円度である。横軸は、工具
中央を0°としてすくい面円の中心から左右に角度を取
ったものである。大きな凹凸が何カ所にも見られ、切れ
刃が不揃いであることがわかる。また、従来のRダイア
モンド工具では工具真円度はせいぜい50nm程度とな
っていたが、光学素子の光学面を高精度な形状に形成す
るという観点からも、次世代高密度光記録用の対物レン
ズ等では他の誤差要因も考慮すると30nm以下の工具
真円度が好ましい。
2. R-Round Diamond Roundness of Rake Tool In the above-mentioned R-diamond tool, the roundness of this rake surface is directly transferred by turning as machining optical surface accuracy. It is important to get an optical surface. Generally, in order to improve the tool roundness, the rake face and flank face of the R diamond tool are precisely polished, and a sharp edge without fine chipping on the edge of the cutting edge provides a mold optical surface with good surface roughness. This is a preferable condition. FIG. 12 shows the roundness of the cutting edge of the conventional R diamond tool described above. The abscissa indicates the left and right angles from the center of the rake face circle with the tool center at 0 °. It can be seen that large irregularities are seen in several places, and the cutting edges are irregular. In addition, the roundness of the conventional R diamond tool is at most about 50 nm, but from the viewpoint of forming the optical surface of the optical element into a highly accurate shape, the objective lens for next-generation high-density optical recording. For example, a tool roundness of 30 nm or less is preferable in consideration of other error factors.

【0077】3.工作機械(精密旋盤) 前述した理由により、工作機械には十分小さな表面粗さ
を形成できる運動精度が求められる。また、高精度なダ
イアモンド旋削加工が量産金型加工技術として有意性を
持つには、高い加工再現性が特に重要である。つまり、
工作機械には、温度や気圧などの外乱要因の影響を受け
ることなく、成形金型と工具との相対位置関係を高精度
に維持し、超精密な運動精度を再現性良く実現できるこ
とが求められている。
3. Machine Tool (Precision Lathe) For the reasons described above, machine tools are required to have a motion accuracy capable of forming a sufficiently small surface roughness. In addition, high machining reproducibility is particularly important for high-precision diamond turning to be significant as a mass production die machining technology. That is,
Machine tools are required to maintain the relative positional relationship between the molding die and the tool with high accuracy without being affected by disturbance factors such as temperature and air pressure, and to be able to achieve ultra-precise motion accuracy with good reproducibility. ing.

【0078】従来の精密旋盤により金型材料である無電
解ニッケルメッキを切削加工して成形金型光学面を形成
した場合では、中心線表面平均粗さはRa=10〜15
nm程度であった。そのため、この成形金型で成形転写
される光学素子の光学面も大凡この程度の表面粗さであ
り、このような従来の手法による光学面加工では、50
0nmや400nmといった次世代の短波長の光源を持
つ光ディスク用ピックアップ光学系における散乱光量の
低い光学素子を得ることはできなかった。また、従来の
切削加工後の手作業を主体とした研磨後加工は一定の光
学面精度を維持して金型を製作する上で、効率および品
質の問題があった。
In the case where the electroless nickel plating, which is a mold material, is cut by a conventional precision lathe to form the optical surface of the mold, the center line surface average roughness is Ra = 10 to 15
nm. Therefore, the optical surface of the optical element which is molded and transferred by the molding die also has a surface roughness of about this level.
It has not been possible to obtain an optical element having a low amount of scattered light in an optical disk pickup optical system having a next-generation short-wavelength light source such as 0 nm or 400 nm. Further, conventional post-polishing processing, which is mainly performed by hand after cutting, has problems in efficiency and quality in manufacturing a mold while maintaining a constant optical surface accuracy.

【0079】以上から、従来のダイアモンド切削による
光学素子の成形金型加工では、短波長光源を用いたピッ
クアップ光学系の光学素子を光学面形状の精度を高く維
持しながら散乱の少ない光学面を得ることは非常に難し
かったのである。
As described above, in the conventional molding die machining of an optical element by diamond cutting, an optical element of a pickup optical system using a short-wavelength light source is obtained with an optical surface with little scattering while maintaining high optical surface shape accuracy. It was very difficult.

【0080】上述したように、本発明者の検討によれ
ば、使用光源の波長が400nmの場合では散乱光量が
従来のCDレべルよりも一桁程度増加するため、光学素
子の光学面の表面粗さは少なくともRa(中心線表面平
均粗さ)≦5nmが満たされなければならないこと(好
ましくは、3nm以下)を見出したのであるが、光学素
子の表面粗さを決める成形金型加工における光学面(成
形面)の表面粗さは、主に前述した4つの因子が相互に
繋がっていると考えられるので、より散乱の少ない光学
面を得る高精度な成形金型光学面加工を実現するには、
これらの因子の全てにわたって同時並行的に改良がなさ
れることが好ましい。
As described above, according to the study of the present inventor, when the wavelength of the light source used is 400 nm, the amount of scattered light is increased by about one digit as compared with the conventional CD level. It has been found that the surface roughness must satisfy at least Ra (center line surface average roughness) ≦ 5 nm (preferably 3 nm or less). The surface roughness of the optical surface (molding surface) is considered to be mainly due to the above-mentioned four factors being interconnected. Therefore, high-precision molding die optical surface processing to obtain an optical surface with less scattering is realized. In
It is preferred that improvements be made concurrently across all of these factors.

【0081】本発明者らは、上述のように従来技術の問
題点を検討した結果、以下のような創意工夫を同時並行
的に行うことにより、図2や図13に示すようなレンズ
等を成形するため、中心線表面平均粗さがRaが5nm
以下であることを遙かに越え、Ra≦1nmという従来
にない極めて滑らかな成形金型の非球面等の光学面(成
形面)を形成した。
As a result of studying the problems of the prior art as described above, the present inventors have made the following ingenuities in parallel so that lenses and the like as shown in FIGS. The center line surface average roughness Ra is 5 nm for molding.
By far exceeding the following, an extremely smooth optical surface (molding surface) such as an aspheric surface of a molding die, which was Ra ≦ 1 nm, was obtained.

【0082】1.金型材料としては、従来より一般的な
鋼材の上に100μm程度の厚みに形成した無電界ニッ
ケルメッキを施したものを用い、以下の、図4に示すよ
うに、工具刃先にチッピングがほとんど発生していない
状態で、工具すくい面の真円度も小さい状態での超精密
ダイアモンド工具と、超精密旋盤とを用いて金型加工す
ることにより、3km長切削しても図3に示すように極
めて滑らかな切削加工面を実現でき、高精度な金型加工
が実現できた。
1. As a mold material, a conventional steel material which has been subjected to electroless nickel plating with a thickness of about 100 μm on a conventional steel material is used. As shown in FIG. In the state where the cutting is not performed, the ultra-precision diamond tool in which the roundness of the tool rake face is small and the die machining using the ultra-precision lathe are used. An extremely smooth cutting surface was realized, and high-precision mold processing was realized.

【0083】2.超精密ダイアモンド工具について、5
nm分解能の工具真円度測定器を用いて、初期すくい面
真円度を正確に把握しその向上に努めた結果、図5に示
すように工具すくい面真円度が30nm以下の超精密R
ダイアモンド工具が選定できるようになった。
2. About ultra-precision diamond tools 5
As a result of accurately grasping and improving the initial rake face roundness using a tool roundness measuring device with a nm resolution, as shown in FIG. 5, an ultra-precision R having a tool rake face roundness of 30 nm or less was obtained.
Diamond tools can now be selected.

【0084】3.超精密旋盤について、軸分解能1n
m、スライドテーブル剛性1000N/μmで、アルミ
ニウム合金S3Mを平面切削したときRa=0.8n
m、Rtm=4.9nmが得られる超精密旋盤を用意し
た。また、環境変化による工具位置のドリフトが最小と
なるように基本設計を行い、図6及び図7の加工後の球
面切削面の干渉計写真に示すように、R3mm凹球面
(法線角48゜)を6時間加工し続けても、室温変化
0.5℃で、加工形状変化が50nm以下という高い加
工再現性を実現できた。以上のような種々の工夫によ
り、成形金型の中心線表面平均粗さRaを小さくするこ
とができ、中心線表面平均粗さRaが小さい光学素子を
得ることができる。
3. For ultra-precision lathes, shaft resolution 1n
m, Ra = 0.8 n when the aluminum alloy S3M was cut in a plane with a slide table rigidity of 1000 N / μm.
An ultra-precision lathe capable of obtaining m, Rtm = 4.9 nm was prepared. In addition, a basic design was performed so that the drift of the tool position due to environmental changes was minimized, and as shown in the interferometer photographs of the spherical cutting surface after machining in FIGS. 6 and 7, an R3 mm concave spherical surface (normal angle 48 °) ) Could be processed for 6 hours, and a high processing reproducibility of a processing shape change of 50 nm or less was realized at a room temperature change of 0.5 ° C. By the various measures described above, the center line surface average roughness Ra of the molding die can be reduced, and an optical element having a small center line surface average roughness Ra can be obtained.

【0085】[0085]

【実施例】次に、本発明による光学素子を作製した実施
例1,2について説明する。
Next, Examples 1 and 2 in which an optical element according to the present invention was manufactured will be described.

【0086】〈実施例1〉実施例1として、以上の技術
により、中心波長400nmの光源対応の光ディスク用
コリメータレンズの成形金型を作製したところ、成形金
型の光学面(成形面)の表面粗さは、Rtm=5.8n
m、中心線表面平均粗さRa=1.4nmであった。こ
の成形金型を片面に用いて熱可塑性樹脂により射出成形
したコリメータレンズの表面粗さは、成形金型の光学面
(成形面)と同様にRa=1.4nmの値となり、両光
学面に表面反射防止コートを施した場合の透過率は波長
400nmの光に対し94%であった。実用上全く問題
なく、両光学面での散乱はほとんど観察されなかった。
なお、表面粗さは図3において図の横方向(切削方向に
対し直交する方向)に測定した。
<Example 1> As Example 1, a molding die of a collimator lens for an optical disk corresponding to a light source having a center wavelength of 400 nm was manufactured by the above-described technique. The surface of the optical surface (molding surface) of the molding die was manufactured. The roughness is Rtm = 5.8n
m, the center line average surface roughness Ra was 1.4 nm. The surface roughness of a collimator lens injection-molded with a thermoplastic resin using this molding die on one side is Ra = 1.4 nm, similar to the optical surface (molding surface) of the molding die. The transmittance when the surface antireflection coating was applied was 94% with respect to light having a wavelength of 400 nm. There was no practical problem, and scattering on both optical surfaces was hardly observed.
The surface roughness was measured in the lateral direction of FIG. 3 (the direction perpendicular to the cutting direction).

【0087】〈実施例2〉次に、実施例2として、ガラ
スモールドによりガラス材料の短波長光源用対物レンズ
を作製した。まず、研削加工により超硬材料を母材とす
る成形金型に光学面(成形面)を形成し従来の研磨加工
を行った後、1〜2μmの粒径を持つ微細なダイアモン
ド砥粒により数分間研磨することによって表面粗さをR
tm=10.0nm、中心線表面平均粗さRa=3.0
nmにすることができた。更に、保護コートとして、P
t/Irスパッタリングによるコーテングを施し、0.
5μmの厚さで成形金型の光学面(成形面)に形成し
た。この成形金型により成形した対物レンズはRa=
3.1nmであった。また、この対物レンズに表面反射
防止コートを施してから、波長400nmの光の透過率
を測定したところ、95%以上となり対物レンズの光学
面での散乱がほとんどなく、クリアな焦点を結ぶことが
できた。
Example 2 Next, as Example 2, an objective lens for a short-wavelength light source made of a glass material was manufactured by glass molding. First, an optical surface (molding surface) is formed on a molding die having a cemented carbide material as a base material by grinding, and the conventional polishing is performed. Then, a number of fine diamond abrasive grains having a particle size of 1 to 2 μm are formed. Surface roughness by polishing for
tm = 10.0 nm, center line surface average roughness Ra = 3.0
nm. Further, as a protective coat, P
Coating by t / Ir sputtering is performed.
It was formed on the optical surface (molding surface) of the molding die with a thickness of 5 μm. The objective lens molded by this molding die has Ra =
3.1 nm. When the objective lens was coated with a surface anti-reflection coating and the transmittance of light having a wavelength of 400 nm was measured, the transmittance was 95% or more, and there was almost no scattering on the optical surface of the objective lens. did it.

【0088】上述のようなガラスモールドに用いられる
成形金型は、通常セラミックスや超硬材料などの極めて
硬い耐熱材料で作られ、その光学面(成形面)には保護
コートが施される揚合が多い。この成形金型の保護コー
トは、成形金型の光学面が600℃前後に加熱されるこ
とで母材が酸化して劣化したり、型プレス時に成形ガラ
スが張り付いて使用できなくなるのを防ぐためのもので
ある。しかし、保護コートの厚さは、通常1μm前後と
薄いので、成形転写される光学面形状や表面粗さはその
母材であるセラミックや超硬材料の加工結果に大きく支
配される。このため、成形金型は研削加工によってその
光学面(成形面)の形成が行われるが、研削加工だけで
は表面粗さが大きいので、後加工として研磨加工を行
う。このときの一般的な研磨加工の仕上げ表面粗さは、
従来の用途では光源波長が500nmよりも長波長側で
あったため、Rtm≒30nm、Ra≒10nm程度で
あった。このため、従来の仕様外である短波長用の光学
素子としては、充分な表面粗さを得ることができなかっ
たのであるが、本実施例では、上述のようにRaが5n
m以下の光学面を有する対物レンズをガラス成形で得る
ことができた。
A molding die used for the above-mentioned glass mold is usually made of an extremely hard heat-resistant material such as ceramics or a super hard material, and its optical surface (molding surface) is provided with a protective coating. There are many. The protective coat of the molding die prevents the optical surface of the molding die from being heated to about 600 ° C., thereby oxidizing the base material and deteriorating, or preventing the molded glass from sticking during mold pressing and becoming unusable. It is for. However, since the thickness of the protective coat is usually as thin as about 1 μm, the optical surface shape and surface roughness to be formed and transferred are largely influenced by the processing result of the base material, such as ceramic or super hard material. For this reason, the optical surface (molding surface) of the molding die is formed by grinding, but since the surface roughness is large only by grinding, polishing is performed as post-processing. The finish surface roughness of general polishing at this time is
In conventional applications, the light source wavelength is longer than 500 nm, so that Rtm ≒ 30 nm and Ra ≒ 10 nm. For this reason, a sufficient surface roughness could not be obtained as an optical element for short wavelength which is out of the conventional specification, but in this embodiment, Ra is 5n as described above.
An objective lens having an optical surface of m or less was obtained by glass molding.

【0089】次に、中心線表面平均粗さRaの測定方法
について説明する。表面粗さの測定方法には非接触式と
触針式の2種類があり、非接触式では可視光を用いる他
に、電子線によるSEM(走査型電子顕微鏡)を使った
方法、また接触式では機械的に被験物の表面をトレース
する方式の他に、AFMなどプローブ走査型顕微鏡によ
る方法などがある。また、干渉計を用いてRaを測定し
てもよい。
Next, a method of measuring the center line surface average roughness Ra will be described. There are two types of surface roughness measurement methods: non-contact type and stylus type. In the non-contact type, besides using visible light, a method using an electron beam SEM (scanning electron microscope), and a contact type In addition to the method of mechanically tracing the surface of the test object, there is a method using a probe scanning microscope such as AFM. Alternatively, Ra may be measured using an interferometer.

【0090】なお、中心線表面平均粗さRaは、前述の
式(1)で定義されるが、同一被験物を測定したときに
前述した接触式や非接触式などの測定方法によらず、比
較的良く一致すること、ゴミやほこり、局部的な傷な
ど、本来の表面粗さに関係のない誤差要因に対して影響
を受けにくいという特徴がある。従って、Ra値は散乱
という光学面の全体的な物理現象と相関を得るために
は、最適な表面粗さ値である。
The center line surface average roughness Ra is defined by the above-mentioned equation (1). However, when the same test object is measured, regardless of the above-mentioned measurement methods such as the contact type and the non-contact type, The feature is that it is relatively well matched, and is hardly affected by error factors not related to the original surface roughness, such as dust, dust, and local scratches. Therefore, the Ra value is an optimal surface roughness value in order to obtain a correlation with the overall physical phenomenon of the optical surface called scattering.

【0091】以上のように本発明を実施の形態及び実施
例により説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が
可能である。例えば、光学素子の種類には特に限定はな
く、ミラー等のレンズ以外の光学素子でもよいことは勿
論であり、また、その製造方法は射出成形、射出圧縮成
形、その他上述の成形方法に限定されない。また、光学
素子の光学面は、必ずしも非球面である必要はなく、球
面、平面等の他の形状であってもよいことは勿論であ
る。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment and the examples. However, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the technical idea of the present invention. . For example, the type of the optical element is not particularly limited, and it goes without saying that an optical element other than a lens such as a mirror may be used, and its manufacturing method is not limited to injection molding, injection compression molding, and other molding methods described above. . In addition, the optical surface of the optical element is not necessarily required to be an aspherical surface, but may have another shape such as a spherical surface or a flat surface.

【0092】また、本発明の光学素子を含む光学系は、
光ピックアップ光学系以外の光学系でもよく、特に波長
500nm以下の光を用いる光学系に好適である。ま
た、かかる光学系を含む光ピックアップ装置は、光ディ
スクに情報を書き込む装置であってもよい。
The optical system including the optical element according to the present invention comprises:
An optical system other than the optical pickup optical system may be used, and is particularly suitable for an optical system using light having a wavelength of 500 nm or less. Further, the optical pickup device including such an optical system may be a device for writing information on an optical disk.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明によれば、特に500nm以下の
短波長の光に関し散乱光を減じることのできる光学素子
及び光学系を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide an optical element and an optical system which can reduce scattered light, particularly for light having a short wavelength of 500 nm or less.

【0094】また、特に500nm以下の短波長の光源
を使用した場合でも散乱光を減じ、読み取り・書き込み
エラーを防止することのできる光ピックアップ装置を提
供できる。
Further, it is possible to provide an optical pickup device capable of reducing scattered light and preventing reading / writing errors even when a light source having a short wavelength of 500 nm or less is used.

【0095】また、特に上述の光学素子を得ることので
きる成形金型を提供できる。また、光の損失が少なく、
光の利用効率の高い光学素子、光学系、光ピックアップ
装置を提供することができる。
In addition, it is possible to provide a molding die from which the above-mentioned optical element can be obtained. In addition, light loss is small,
An optical element, an optical system, and an optical pickup device with high light use efficiency can be provided.

【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成形金型の概略的な
縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a molding die according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態による光学素子であって、
図1の成形金型により成形され両光学面が非球面に形成
されその中心線平均表面粗さRaが5nm以下の対物レ
ンズの断面図である。
FIG. 2 is an optical element according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of an objective lens formed by a molding die of FIG. 1 and having both optical surfaces formed as aspheric surfaces and having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.

【図3】本発明の実施の形態による成形金型の光学面
(成形面)の切削平面の様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a cutting plane of an optical surface (molding surface) of a molding die according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3の成形金型の光学面(成形面)の切削平面
を形成するのに用いた新超精密R切削ダイヤモンド工具
の先端部分の様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a tip portion of a new ultra-precision R-cut diamond tool used for forming a cutting plane of an optical surface (molding surface) of the molding die of FIG. 3;

【図5】図4の超精密R切削ダイヤモンド工具の刃先の
すくい面の真円度を測定した図である。
5 is a view showing a measurement of the roundness of the rake face of the cutting edge of the ultra-precision R-cut diamond tool of FIG. 4;

【図6】本発明の実施の形態において切削加工により成
形金型の球面切削面を最初に加工した後の干渉計写真を
示す図である。
FIG. 6 is a view showing a photograph of an interferometer after a spherical cutting surface of a molding die is first processed by cutting in the embodiment of the present invention.

【図7】図6の切削加工を6時間続けた後の成形金型の
球面切削面の干渉計写真を示す図である。
FIG. 7 is a view showing an interferometer photograph of a spherical cutting surface of a molding die after the cutting of FIG. 6 is continued for 6 hours.

【図8】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. 8 is a diagram schematically illustrating an optical pickup optical system according to an embodiment of the present invention and an optical pickup device including the optical system.

【図9】図8とは別の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。
9 is a diagram schematically illustrating an optical pickup optical system different from that of FIG. 8 and an optical pickup device including the optical system.

【図10】従来の切削方法による成形金型のENP光学
面(成形面)の切削平面の様子を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a state of a cutting plane of an ENP optical surface (molding surface) of a molding die by a conventional cutting method.

【図11】図10に示す従来の成形金型のENP光学面
(成形面)の切削平面を形成するのに用いた切削ダイヤ
モンド工具の先端部分の様子を示す図である。
11 is a diagram showing a state of a tip portion of a cutting diamond tool used for forming a cutting plane of an ENP optical surface (molding surface) of the conventional molding die shown in FIG.

【図12】図11の従来の切削ダイヤモンド工具の刃先
のすくい面の真円度を測定した図である。
12 is a view showing a measurement of the roundness of the rake face of the cutting edge of the conventional cutting diamond tool of FIG.

【図13】本発明の実施の形態による別の光学素子の断
面図である。
FIG. 13 is a sectional view of another optical element according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対物レンズ(光学素子) 1a,1b 光学面 5 第1の光ディスク 6 第2の光ディスク 11 上型 11a 上型の成形面(光学面) 12 下型 12a 下型の成形面(光学面) 20,30 光ピックアップ装置 21,31 光ピックアップ光学系 22,32,33 光源 23,34 受光センサ(光学素子) 26,39 コリメータレンズ(光学素
子) 27,40 対物レンズ(光学素子) 36 センサレンズ(センサ用光
学素子)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Objective lens (optical element) 1a, 1b Optical surface 5 First optical disk 6 Second optical disk 11 Upper die 11a Upper die forming surface (optical surface) 12 Lower die 12a Lower die forming surface (optical surface) 20, Reference Signs List 30 optical pickup device 21, 31 optical pickup optical system 22, 32, 33 light source 23, 34 light receiving sensor (optical element) 26, 39 collimator lens (optical element) 27, 40 objective lens (optical element) 36 sensor lens (for sensor) Optical element)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/135 G11B 7/135 A // B29K 101:10 B29K 101:10 101:12 101:12 B29L 11:00 B29L 11:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 7/135 G11B 7/135 A // B29K 101: 10 B29K 101: 10 101: 12 101: 12 B29L 11 : 00 B29L 11:00

Claims (38)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心線表面平均粗さRaが5nm以下で
ある光学面を少なくとも一方の面に有することを特徴と
する光学素子。
1. An optical element having at least one optical surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.
【請求項2】 前記中心線表面平均粗さRaが5nm以
下である光学面を両面に有することを特徴とする請求項
1に記載の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, wherein both surfaces have an optical surface having the center line average roughness Ra of 5 nm or less.
【請求項3】 前記中心線表面平均粗さRaが5nm以
下である光学面が非球面であることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の光学素子。
3. The optical element according to claim 1, wherein the optical surface having the center line average roughness Ra of 5 nm or less is an aspheric surface.
【請求項4】 樹脂材料からなることを特徴とする請求
項1,2または3に記載の光学素子。
4. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is made of a resin material.
【請求項5】 前記樹脂材料が熱可塑性樹脂であること
を特徴とする請求項4に記載の光学素子。
5. The optical element according to claim 4, wherein said resin material is a thermoplastic resin.
【請求項6】 前記樹脂材料が熱硬化性樹脂であること
を特徴とする請求項4に記載の光学素子。
6. The optical element according to claim 4, wherein said resin material is a thermosetting resin.
【請求項7】 前記樹脂材料が光硬化性樹脂であること
を特徴とする請求項4に記載の光学素子。
7. The optical element according to claim 4, wherein said resin material is a photocurable resin.
【請求項8】 射出成形により成形されたことを特徴と
する請求項4,5,6または7に記載の光学素子。
8. The optical element according to claim 4, wherein the optical element is formed by injection molding.
【請求項9】 ガラス材料からなることを特徴とする請
求項1,2または3に記載の光学素子。
9. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is made of a glass material.
【請求項10】 ガラスモールド成形により成形された
ことを特徴とする請求項9に記載の光学素子。
10. The optical element according to claim 9, wherein the optical element is formed by glass molding.
【請求項11】 前記光学面の少なくとも一方の面が、
少なくとも400nmの波長の光に対して5%以下の反
射率であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか
1項に記載の光学素子。
11. At least one of the optical surfaces is
The optical element according to any one of claims 1 to 10, wherein the optical element has a reflectance of 5% or less for light having a wavelength of at least 400 nm.
【請求項12】 前記光学面の少なくとも一方の面が、
300〜500nmの波長の光に対して3%以下の反射
率であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1
項に記載の光学素子。
12. At least one of the optical surfaces is:
11. The light emitting device according to claim 1, which has a reflectance of 3% or less for light having a wavelength of 300 to 500 nm.
An optical element according to the item.
【請求項13】 研磨加工が施されていないことを特徴
とする請求項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 optical element is not polished.
【請求項14】 光ピックアップ光学系に使用されるこ
とを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の
光学素子。
14. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is used for an optical system of an optical pickup.
【請求項15】 前記光学素子がコリメータレンズであ
ることを特徴とする請求項14に記載の光学素子。
15. The optical element according to claim 14, wherein the optical element is a collimator lens.
【請求項16】 前記光学素子が対物レンズであること
を特徴とする請求項14に記載の光学素子。
16. The optical element according to claim 14, wherein the optical element is an objective lens.
【請求項17】 前記光学素子がセンサ用光学素子であ
ることを特徴とする請求項14に記載の光学素子。
17. The optical element according to claim 14, wherein the optical element is a sensor optical element.
【請求項18】 中心波長が500nm以下である光源
を有する光ピックアップ装置に使用されることを特徴と
する請求項1〜17のいずれか1項に記載の光学素子。
18. The optical element according to claim 1, which is used for an optical pickup device having a light source having a center wavelength of 500 nm or less.
【請求項19】 中心線表面平均粗さRaが5nm以下
である光学面を少なくとも一方の面に有する光学素子を
少なくとも1つ有することを特徴とする光学系。
19. An optical system comprising at least one optical element having at least one optical surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.
【請求項20】 前記光学素子は、前記中心線表面平均
粗さRaが5nm以下である光学面を両面に有すること
を特徴とする請求項19に記載の光学系。
20. The optical system according to claim 19, wherein the optical element has an optical surface having the center line surface average roughness Ra of 5 nm or less on both surfaces.
【請求項21】 前記光学素子がコリメータレンズであ
ることを特徴とする請求項19または請求項20に記載
の光学系。
21. The optical system according to claim 19, wherein the optical element is a collimator lens.
【請求項22】 前記光学素子が対物レンズであること
を特徴とする請求項19または請求項20に記載の光学
系。
22. The optical system according to claim 19, wherein the optical element is an objective lens.
【請求項23】 前記光学素子がセンサ用光学素子であ
ることを特徴とする請求項19または請求20に記載の
光学系。
23. The optical system according to claim 19, wherein the optical element is a sensor optical element.
【請求項24】 光ピックアップのために使用されるこ
とを特徴とする請求項19〜23のいずれか1項に記載
の光学系。
24. The optical system according to claim 19, which is used for an optical pickup.
【請求項25】 請求項19〜24のいずれか1項に記
載の光学系の全ての光学素子が中心線表面平均粗さRa
が5nm以下である光学面を両面に有する光学素子であ
ることを特徴とする光学系。
25. An optical system according to claim 19, wherein all the optical elements have a center line average surface roughness Ra.
Is an optical element having an optical surface of 5 nm or less on both surfaces.
【請求項26】 中心波長が500nm以下である光源
を有する光ピックアップ装置に使用されることを特徴と
する請求項19〜25のいずれか1項に記載の光学系。
26. The optical system according to claim 19, wherein the optical system is used in an optical pickup device having a light source having a center wavelength of 500 nm or less.
【請求項27】 請求項2〜18のいずれか記載の光学
素子を少なくとも1つ有することを特徴とする光学系。
27. An optical system comprising at least one optical element according to claim 2. Description:
【請求項28】 中心波長が500nm以下である光源
を有するとともに、中心線表面平均粗さRaが5nm以
下である光学面を少なくとも一方の面に有する光学素子
を少なくとも1つ有することを特徴とする光ピックアッ
プ装置。
28. A light source having a light source having a center wavelength of 500 nm or less and at least one optical element having at least one optical surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less. Optical pickup device.
【請求項29】 前記光学素子は、前記中心線表面平均
粗さRaが5nm以下である光学面を両面に有すること
を特徴とする請求項28に記載の光ピックアップ装置。
29. The optical pickup device according to claim 28, wherein the optical element has an optical surface having the center line surface average roughness Ra of 5 nm or less on both surfaces.
【請求項30】 前記光学素子が請求項2〜18のいず
れか1項に記載の光学素子であることを特徴とする請求
項28または請求項29に記載の光ピックアップ装置。
30. The optical pickup device according to claim 28, wherein the optical element is the optical element according to any one of claims 2 to 18.
【請求項31】 中心波長が500nm以下である光源
を有するとともに、請求項19〜27のいずれか1項に
記載の光学系を有することを特徴とする光ピックアップ
装置。
31. An optical pickup device comprising a light source having a center wavelength of 500 nm or less and an optical system according to any one of claims 19 to 27.
【請求項32】 中心線表面平均粗さRaが5nm以下
である成形面を有することを特徴とする成形金型。
32. A molding die having a molding surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.
【請求項33】 中心線表面平均粗さRaが5nm以下
である光学面成形面を有することを特徴とする成形金
型。
33. A molding die having an optical surface molding surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less.
【請求項34】 中心線表面平均粗さRaが5nm以下
である第1の光学面成形面と、前記第1の光学面成形面に
対向して設けられ、中心線表面平均粗さRaが5nm以
下である第2の光学面成形面を有することを特徴とする
成形金型。
34. A first optical surface molding surface having a center line average surface roughness Ra of 5 nm or less, and a center line surface average roughness Ra of 5 nm is provided so as to face the first optical surface molding surface. A molding die having the following second optical surface molding surface.
【請求項35】 前記成形面が非球面であることを特徴
とする請求項32に記載の成形金型。
35. The molding die according to claim 32, wherein the molding surface is an aspheric surface.
【請求項36】 前記光学面成形面が非球面であること
を特徴とする請求項33に記載の成形金型。
36. The molding die according to claim 33, wherein the optical surface molding surface is an aspherical surface.
【請求項37】 前記第1の光学面成形面及び前記第2
の光学面成形面の少なくとも一方が非球面であることを
特徴とする請求項34に記載の成形金型。
37. The first optical surface forming surface and the second optical surface forming surface.
35. The molding die according to claim 34, wherein at least one of the optical surface molding surfaces is aspheric.
【請求項38】 前記第1の光学面成形面及び前記第2
の光学面成形面の両方が非球面であることを特徴とする
請求項34に記載の成形金型。
38. The first optical surface forming surface and the second optical surface forming surface.
35. The molding die according to claim 34, wherein both of the optical surface molding surfaces are aspherical surfaces.
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