JP2002373448A - 光ディスク装置及びその光学素子の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリメートレンズを用いる無限系の構成下
に、極力小型・薄型化を図れるとともに、組付け時の調
整を容易化できる光ディスク装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ１からの光を反射手段２に
より反射させることにより光路を折り曲げた後でコリメ
ート手段３により平行光としているので、ＬＤ１の出射
方向を水平方向（光記録媒体４に平行な方向）に設定で
きる等、光学系全体を小型・薄型化することができる。
また、これらの反射手段２とコリメート手段３とが一体
構造とされているので、組付け時の調整も不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に対し
て情報の記録・再生又は消去を行う追記型光ディスク装
置、消去可能な相変化光ディスク或いは光磁気ディスク
装置、再生専用光ディスク装置等の光ディスク装置及び
その光学素子の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における一般的な光メモリ用光ピッ
クアップの構成例を図１３に示す。この光ピックアップ
は、直線偏光の半導体レーザ（ＬＤ）１０１とコリメー
タレンズ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３とλ／４
板１０４と対物レンズ１０５と検出レンズ１０６とフォ
トダイオード（ＰＤ）１０７とにより構成されている。

【０００３】ＬＤ１０１から出た紙面に対し平行な偏光
の光はコリメータレンズ１０２で平行光にされる。この
平行光は、偏光ビームスプリッタ１０３とλ／４板１０
４とにより構成された光アイソレータを通って直線偏光
から円偏光に変わる。光記録媒体１０８の記録面で反射
する際に円偏光の旋回方向が変化し、再びλ／４板１０
４を通過すると、紙面に対して垂直な光となる。さら
に、偏光ビームスプリッタ１０３で反射されてＰＤ１０
７の方向へ進行し、検出レンズ１０６で集光されてＰＤ
１０７に入射する。

【０００４】なお、実際にはフォーカス検出やトラック
検出のためのその他の光学部品、及び、フォーカシング
制御及びトラッキング制御のためのサーボ手段がある
が、ここでは省略した。また、この例では光記録媒体１
０８が反射率の差で情報を記録している場合の再生方法
について述べた。

【０００５】この構成では、光の回折限界によりスポッ
トサイズは光の波長程度までしか得られない。スポット
サイズｗはｗ∝λ／sinθ′のように表すことができ
る。ここで、θ′は対物レンズ１０５の出射角で、対物
レンズ１０５のＮＡ（開口数）とはＮＡ＝sinθ′とい
う関係がある。λは光源の波長である。従って、ＮＡを
上げればスポットサイズは小さくなり、ひいては光記録
媒体１０８の容量を上げることが可能となる。

【０００６】ところが、ＮＡを上げるには単レンズだけ
では限界があり、複数のレンズを使用する。例えば、２
群２枚レンズを用いてＮＡを高くする方法が知られてい
る。しかし、ＮＡが大きくなるとレンズと光記録媒体と
の間の間隔（ワーキングディスタンス）が小さくなる。

【０００７】一方、レンズの大きさがｍｍオーダーより
も小さいレンズは“マイクロレンズ”と呼ばれ、近年、
ＣＣＤや液晶プロジェクターなどに使われている。この
マイクロレンズを光情報記録再生装置で使う動きがあ
り、マイクロレンズを利用することによって、光学系を
小型にすることができる。さらに、ＮＡが大きなマイク
ロレンズでは上述のワーキングディスタンスが小さいこ
とも加わって光情報記録再生装置を小型にすることがで
きる。

【０００８】また、ＬＤ１０１から出射される光はＬＤ
１０１の持つ非点隔差のためビームのプロファイルが楕
円となってしまう。記録密度を上げるためにこの楕円を
円形に直すビーム整形を行うことが多い。通常、ビーム
整形は、長軸と短軸との倍率を変えるようにプリズムを
配置したり、レンズを使用したりする。特に、レンズ
は、長軸と短軸との曲率が異なるレンズとなり、“アナ
モフィックレンズ”と呼ばれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術を
踏まえ、例えば、特開平１１−１２６３８９号公報によ
れば、小型化・集約化した提案例が示されているが、光
線が折り曲げられることなく一直線に進んでおり、光学
系全体の薄型化には不利である。

【００１０】また、特開平７−３１１９７０号公報によ
れば、光線が折り曲げられることなく一直線に進んでお
り、かつ、コリメート光を用いないいわゆる有限系への
適用例である。

【００１１】本発明は、コリメートレンズを用いる無限
系の構成下に、極力小型・薄型化を図ることができると
ともに、組付け時の調整を容易化できる光ディスク装置
を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、より一層の小型・軽量・
薄型化を図ることができる光ディスク装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】さらには、本発明は、部品点数の削減ない
しは低コスト化を図ることができる光ディスク装置を提
供することを目的とする。

【００１４】また、本発明は、上記目的を実現する上
で、半導体レーザが通常は発光位置や発光角が個々によ
って異なる点を考慮し、このような違いに起因する公差
を補正することができる光ディスク装置を提供すること
を目的とする。

【００１５】さらには、本発明は、上記目的を実現する
上で、組付け後の調整の自動化を図ることができる光デ
ィスク装置を提供することを目的とする。

【００１６】また、本発明は、上記目的を実現する上
で、光ディスク装置の光学部品を容易かつ高精度に作製
し得る光学部品の作製方法を提供することを目的とす
る。

【００１７】さらには、本発明は、上記目的を実現する
上で、作製可能な光学部品の範囲を拡大することができ
る光学部品の作製方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光記録媒体に対して情報の記録・再生又は消去を行う光
ディスク装置であって、半導体レーザと、この半導体レ
ーザからの光を反射させて光路を折り曲げる反射手段
と、この反射手段と一体構造をなし、前記反射手段によ
り反射された光を平行光にするコリメート手段と、コリ
メートされた光を前記光記録媒体の記録面に集光させる
対物レンズと、集光された光が前記光記録媒体から反射
され、前記対物レンズを透過して戻ってくる光を前記半
導体レーザに至る光路から分離させるための光路分離手
段と、この光路分離手段で分離された光を受光し前記光
記録媒体からの反射光の情報を検出する検出手段と、こ
の検出手段の検出結果に基づいて前記対物レンズをフォ
ーカシング制御及びトラッキング制御するサーボ制御手
段と、を備える。

【００１９】従って、半導体レーザからの光を反射手段
により反射させることにより光路を折り曲げた後でコリ
メート手段により平行光としているので、光学系全体の
小型・薄型化に効果的となり、また、これらの反射手段
とコリメート手段とが一体構造とされているので、組付
け時の調整も不要となる。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ディスク装置において、前記コリメート手段は、前記半
導体レーザからの光を発散角が最大になる方向と最小に
なる方向とで曲率の異なるビーム整形手段を兼用する。

【００２１】従って、コリメート手段がアナモフィック
レンズ構造に構成されているので、半導体レーザからの
光を有効に利用でき、信号のＳＮ比が向上する。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の光ディスク装置において、前記光路分離手段は、偏
光ホログラムとλ／４板とよりなる。

【００２３】従って、光路分離手段を偏光ホログラムを
利用して構成することにより、光学系を小型・薄型化す
るのに効果的となり、装置全体の小型・薄型化に役立
つ。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
ディスク装置において、前記偏光ホログラムは、集光機
能を有する。

【００２５】従って、集光機能を持たせることにより、
集光用レンズを別個に設ける必要がなく、部品点数を削
減することができ、低コスト化に有利となる。

【００２６】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一記載の光ディスク装置において、前記コリメ
ート手段は、光軸方向又は光軸に直交する方向の少なく
とも一方に移動可能である。

【００２７】従って、コリメート手段を移動可能とする
ことにより、半導体レーザの発光点の光軸に直交する方
向のばらつきや半導体レーザ実装時の公差を吸収するこ
とができ、よって、製造時の調整が容易となる。

【００２８】請求項６記載の発明は、請求項５記載の光
ディスク装置において、前記反射手段が移動可能であ
る。

【００２９】従って、コリメート手段に加えて反射手段
も移動可能とすることにより、半導体レーザの発光点の
光軸に直交する方向のばらつきに加えて光軸方向のばら
つきや半導体レーザ実装時の公差を吸収することがで
き、よって、製造時の調整が容易となる。

【００３０】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記
載の光ディスク装置において、前記コリメート手段又は
前記反射手段は、微動装置により移動可能である。

【００３１】従って、微動装置を利用して移動可能とす
ることにより、組付け後の調整を自動化することもで
き、生産効率の向上を図ることができ、結果として、低
コスト化を図ることができる。

【００３２】請求項８記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一記載の光ディスク装置に用いられる前記コリ
メート手段又は前記対物レンズなる光学素子の作製方法
であって、マイクロレンズ構造を含む前記コリメート手
段又は前記対物レンズを、フォトリソグラフィ工程とド
ライエッチング工程とを用いて作製するようにした。

【００３３】従って、請求項１ないし７の何れか一記載
の光ディスク装置に用いられるコリメート手段又は対物
レンズなるマイクロレンズ構造の微小な光学素子を作製
する上で、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング
工程といった半導体プロセスを利用することにより、容
易かつ高精度に作製でき、小型で薄い光学部品を量産す
ることができる。

【００３４】請求項９記載の発明は、請求項８記載の光
学素子の作製方法において、マイクロレンズ構造を含む
前記コリメート手段又は前記対物レンズの作製中或いは
作製後に、貼り合せ工程又は研磨工程を有する。

【００３５】従って、請求項１ないし７の何れか一記載
の光ディスク装置に用いられるコリメート手段又は対物
レンズなるマイクロレンズ構造の微小な光学素子を作製
する上で、貼り合せ工程又は研磨工程を含むことによ
り、融通性の高い作製方法となり、作製可能な光学部品
の範囲を拡大することができる。

【００３６】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
光学素子の作製方法において、前記貼り合せ工程は、位
置微調整用手段を用いて行う。

【００３７】従って、光学部品の位置合せを高精度に行
わせることができる。

【００３８】請求項１１記載の発明は、請求項９又は１
０記載の光学素子の作製方法において、貼り合せ面同士
には接着材料が溜る構造を形成しておき、前記貼り合せ
工程の貼り合せには樹脂系の接着材料を用いる。

【００３９】従って、貼り合せ時の接着剤の漏れを接着
材料が溜る構造により防止でき、かつ、接着剤の硬化時
の収縮にも対応可能となる。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図４に基づいて説明する。図１は本実施の形態の
光ディスク装置の構成例を示すもので、基本的には、光
源として用いられるＬＤ（半導体レーザ）１と、このＬ
Ｄ１から出射されたレーザ光を反射させて光路を９０°
折り曲げる反射手段としての反射ミラー２と、この反射
ミラー２により９０°折り曲げられたレーザ光を平行光
にするコリメート手段としてのコリメータ３と、このコ
リメータ３によりコリメートされたレーザ光を光記録媒
体４の記録面に集光照射させる対物レンズ５と、光記録
媒体４から反射され再び対物レンズ５を透過した戻り光
をＬＤ１側からの光と分離して９０°偏向させる光路分
離手段６と、この光路分離手段６により分離された戻り
光を受光して検出手段として機能するＰＤ（フォトダイ
オード）７と、このＰＤ７の検出結果に基づいて対物レ
ンズ５をフォーカシング制御及びトラッキング制御する
ためのサーボ制御手段８とにより構成されている。

【００４１】より詳細に説明する。まず、ＬＤ１は光記
録媒体４の面に対して平行な横向き方向にレーザ光を出
射するように支持体９上に搭載されている。この支持体
９上にはＰＤ７も搭載されている。ここに、支持体９に
はＬＤ１からの発熱を吸収できるように熱伝導のよい材
料が用いられている。また、特に図示しないが、支持体
９は光記録媒体４にアクセス中に捩れたりしないような
構造をとっている。なお、ＬＤ１は図示例ではサブマウ
ントに備え付けられていないが、熱伝導性や配置などの
必要に応じてサブマウント上に設置して構わない。

【００４２】反射ミラー２はＬＤ１の出射方向に対して
対向配置された４５°の反射面を有し、その表面はＡｌ
反射コートされている。また、この反射ミラー２による
反射方向に位置するコリメータ３は支持体９中に埋め込
まれる形で搭載されており、その出射側のレンズ有効径
が２００μｍのマイクロレンズ構造のものである。ここ
に、本実施の形態では、これらの反射ミラー２とコリメ
ータ３とはともに同じ材料（ガラス）により一体構造と
されている。本発明にいう“一体構造”とは、元々両者
が一体に作製されたものを含む他、各々別個に作製され
た部材・部品を完成後に接着などにより一体とした構造
を含む。また、本実施の形態では、反射ミラー２とコリ
メータ３とはどちらもガラス材料を使用しているが、例
えば反射ミラー２にＳｉ材料、コリメータ３にガラスを
用いるなど互いに異なる材料でも構わない。また、反射
ミラー２に関しては、図２に示すように、ＬＤ１に対す
る対向面が直接４５°をなしておらず垂直面をなすプリ
ズム形状であってもよい。

【００４３】光路分離手段６は、光記録媒体４へ向かう
光はそのまま透過し、光記録媒体４からの反射光（信号
光）はＰＤ７の位置するところへ向かうように分離する
働きをするものである。本実施の形態では、一般通り、
偏光を利用して分離するものであり、光路分離手段６中
にはλ／４板の機能を備えている。即ち、本実施の形態
の光路分離手段６は、偏光ビームスプリッタ１０とλ／
４板１１と立上げミラー１２とにより構成されている。
偏光ビームスプリッタ１０は、ビームスプリッタ１０３
と同じである。また、λ／４板１１は光学系を小型で薄
くするために、薄膜或いはシート状のものが使用されて
いる。さらに、偏光ビームスプリッタ１０と立上げミラ
ー１２とは同じ材料で構成され、偏光ビームスプリッタ
１０と立上げミラー１２との間は光が材料内を進むた
め、ガラスのような透明な材料を用いている。また、立
上げミラー１２の上部にはＰＤ７に集光させるための集
光レンズ１３が配置されている。この集光レンズ１３
は、図３に示すように１つのレンズの左右が各々異なる
焦点距離を持つものが用いられている。

【００４４】対物レンズ５には有効径が２４０μｍのマ
イクロレンズが使用されている。より詳細には、図４に
示すように、光軸上に３面のレンズ面５ａ，５ｂ，５ｃ
を持つ構造により、ＮＡ０．８５が実現されている。ま
た、本実施の形態では対物レンズ５は光路分離手段６
（λ／４板１１）に接着させて設けられている。

【００４５】サーボ制御手段８は支持体９に設置され、
光路分離手段６と接着されている。サーボ制御手段８は
特に図示しないが光軸に沿って移動する手段（フォーカ
スサーボ手段）と光記録媒体４に予め設けられているト
ラック溝に垂直な方向に移動する手段（トラッキングサ
ーボ手段）とＰＤ７からの信号を処理して各移動手段の
移動量を演算する手段とに大別される。この信号処理方
法には従来より種々な方法が提案されているが、ここで
はフォーカス検出にはダブルビームサイズ法、トラッキ
ング検出にはプッシュプル法を用いている。移動量の演
算は電子回路で行う。また、移動手段としては積層ピエ
ゾのような圧電素子或いは電磁誘導型や超音波のアクチ
ュエータなどがある。さらに半導体プロセスを利用して
作製する静電アクチュエータは小型・薄型に適してお
り、後述の実施の形態のようにマイクロレンズ作製プロ
セスに類似したプロセスで作製できる。本実施の形態で
は圧電素子を利用したアクチュエータを使用している
が、移動量や周波数応答や大きさなどを考慮して適宜選
択すればよい。

【００４６】このような構成の光ディスク装置の動作に
ついて説明する。ＬＤ１から出射した光は反射ミラー２
で９０°折り曲げられ光記録媒体４の方向へ向かって進
んで行く。そして、発散光がコリメータ３によりコリメ
ート光に変換される。この時、ＬＤ１からの光のプロフ
ァイルは非点隔差により楕円となっているため、本実施
の形態では、楕円の短軸に合わせてコリメートし、長軸
方向の光はカットしている。コリメート光は光路分離手
段６に入射し、偏光ビームスプリッタ１０を透過後、λ
／４板１１で直線偏光が円偏光に変わる。この後、対物
レンズ５に入射し収束する光となって光記録媒体４に照
射される。

【００４７】ここで、記録の場合であれば、信号に合わ
せた適切な変調がＬＤ１に与えられて光記録媒体４に照
射され、再生の場合であれば、ＬＤ１は変調されずに照
射される。また、再生の場合、光記録媒体４から反射さ
れた信号光は照射時と逆に発散する光となって対物レン
ズ５側に向かって進む。対物レンズ５でコリメート光と
なってλ／４板１１を透過する。ここで円偏光が直線偏
光となるが、往きとは９０°偏光方向が変わっている。
この光が偏光ビームスプリッタ１０に入射すると今度は
９０°反射され立上げミラー１２側に進む。さらに立上
げミラー１２によりＰＤ７側に折り曲げられ、集光レン
ズ１３でＰＤ７上に集光される。このＰＤ７において電
気信号に変換されて信号処理されて情報を読み取ること
になる。

【００４８】このように、本実施の形態の光ディスク装
置によれば、基本的に、ＬＤ１からの光を反射ミラー２
により反射させることにより光路を９０°折り曲げた後
でコリメータ３により平行光としているので、ＬＤ１の
出射方向を水平方向（光記録媒体４に平行な方向）に設
定できる等、光学系全体の小型・薄型化に効果的な構成
となる。また、これらの反射ミラー２とコリメータ３と
が一体構造とされているので、組付け時の調整も不要と
なる。

【００４９】本発明の第二の実施の形態を図５に基づい
て説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の実施
の形態でも同様とする）。

【００５０】本実施の形態は、第一の実施の形態の場合
と基本的に同じであるが、コリメート手段としてのコリ
メータ２１のレンズ構成をコリメータ３とは異ならせた
ものである。

【００５１】前述したように、ＬＤ１から出射した光は
ｘ軸方向とｙ軸方向で発散角が異なる。本実施の形態で
はｘ軸方向の発散角が小さくｙ軸方向の発散角が大きい
ＬＤを使用している。具体的には、ｘ軸方向の発散角が
８°、ｙ軸方向の発散角が２２°である。これまでのビ
ーム整形手段は、プリズムを用いたりしていることが多
いが、本実施の形態ではコリメータ２１自身にビーム整
形手段の機能を持たせている。これはレンズの各軸方向
の曲率が異なるものでアナモフィックレンズと呼ばれ
る。

【００５２】具体的には、図５に示したように発散角の
小さいｘ軸方向では最初の面で発散角を広げるための凹
面のシリンダレンズ２１ａと出射側にコリメートするた
めのレンズ２１ｂを、発散角の大きいｙ軸方向では最初
の面は平面２１ｃで出射側の面にコリメートするための
レンズ２１ｄを設けている。ここで、ｘ軸方向の最初の
シリンダレンズ２１ａは必ずしも必要ではないが、コリ
メータ２１全体のレンズ長を短くするためには有効なレ
ンズである。さらに、本実施の形態ではコリメートする
レンズは非球面レンズとなっている。特に波面収差を問
題にする場合は非球面とするのが望ましい。

【００５３】本実施の形態の場合も動作的には第一の実
施の形態の場合と全く同様である。

【００５４】本実施の形態によれば、コリメータ２１が
いわゆるアナモフィックレンズ構造に構成されているの
で、ＬＤ１からの光を有効に利用でき、信号のＳＮ比を
向上させることができる。

【００５５】本発明の第三の実施の形態を図６に基づい
て説明する。本実施の形態は、偏光ビームスプリッタ１
０と立上げミラー１２と集光レンズ１３とを備える光路
分離手段６に代えて、偏光ホログラム３１により構成さ
れた光路分離手段３２を用いたものである。偏光ホログ
ラム３１は格子溝に複屈折性を持つ材料を埋め込み格子
溝の方向と光の偏光方向との関係によって光路を分離す
るものである。また、同時に格子のパターンを最適化す
ることにより集光作用を持たせることも可能で、本実施
の形態では、偏光ホログラム３１に集光作用を持たせて
いる。集光レンズ部にホログラムを用いることにより、
ＬＤ１の波長シフトの影響による集光位置変化でも信号
検出には大きな影響を受けることがない。

【００５６】このような構成の光ディスク装置の動作に
ついて説明する。ＬＤ１から出射した光は反射ミラー２
で９０°折り曲げられ光記録媒体４へ向かって進んで行
く。折り曲げられた発散光はコリメータ２１でコリメー
ト光に変換される。この時、ＬＤ１からの光のプロファ
イルは非点隔差により楕円となっているが、本実施の形
態では第二の実施の形態で説明したアナモフィックレン
ズ構成によりビーム整形してコリメートする。コリメー
ト光は光路分離手段３２に入射し、偏光ホログラム３１
を透過後、λ／４板１１で直線偏光が円偏光に変わる。
この後、対物レンズ５に入射し収束する光となって光記
録媒体４に照射される。

【００５７】ここで、記録の場合であれば、信号に合わ
せた適切な変調がＬＤ１に与えられて光記録媒体４に照
射され、再生の場合であればＬＤ１は変調されずにレー
ザ光が光記録媒体４に照射される。また、再生の場合、
光記録媒体４からの信号光は照射時と逆に発散する光と
なって対物レンズ５側に向かって進む。対物レンズ５で
コリメート光となってλ／４板１１を透過する。ここで
円偏光が直線偏光となるが、往きとは９０°偏光方向が
変わっている。この光が偏光ホログラム３１に入射する
と今度は回折され図６中の右上方に進む。このときの回
折角は偏光ホログラム３１の溝の間隔と波長によって決
まり、その角度で進むことになる。さらに偏光ホログラ
ム３１の集光機能で集光されＰＤ７に入射する。このＰ
Ｄ７により電気信号に変換されて信号処理されて情報を
読み取ることになる。

【００５８】本実施の形態によれば、光路分離手段３２
を偏光ホログラム３１を利用して構成しているので、光
学系を小型・薄型化するのに効果的となり、装置全体の
小型・薄型化に役立つ。併せて、偏光ホログラム３１に
集光機能も持たせているので、集光用レンズを別個に設
ける必要がなく、部品点数を削減することができ、低コ
スト化に有利となる。

【００５９】本発明の第四の実施の形態を図７及び図８
に基づいて説明する。図７及び図８は本実施の形態の特
徴部分を抽出して示すもので、図７はＬＤ１、反射ミラ
ー２及びコリメータ３付近の断面図、図８はその平面図
である。

【００６０】本実施の形態では、コリメータ３を光軸方
向及び光軸に直交する方向に移動変位させるための微動
装置としての微動アクチュエータ４１と反射ミラー２を
光軸方向に移動変位させるための微動装置としての微動
アクチュエータ４２とが付加されている。微動アクチュ
エータ４１はコリメータ３の４つの側面と支持体９との
間に設けられ、微動アクチュエータ４２は反射ミラー２
の下面に設けられている。

【００６１】これらの微動アクチュエータ４１，４２
は、フォーカシングやトラッキングのためのサーボアク
チュエータと同じように積層ピエゾのような圧電素子或
いは電磁誘導型や超音波のアクチュエータなど、さらに
は半導体プロセスを利用して作製される静電アクチュエ
ータや熱を利用する形状記憶アクチュエータなどが使用
される。特に、半導体プロセスを利用するアクチュエー
タによれば、小型・薄型に適しており、後述の実施の形
態のようにマイクロレンズ作製プロセスに類似したプロ
セスで作製できる。

【００６２】また、コリメータ３用の微動アクチュエー
タ４１は３点支持のアクチュエータ構成でも構わない。
このような微動アクチュエータ４１，４２は各々コリメ
ータ３や反射ミラー２と接着剤で固定してもよく、例え
ばコリメータ３がＳｉＯ_２で作製され微動アクチュエー
タ４１がＳｉで作製されていれば陽極接合により固定す
ることができる。また、反射ミラー２がＳｉであれば微
動アクチュエータ４２と同じ基板上に作製することも可
能である。

【００６３】このような微動アクチュエータ４１，４２
の動作について説明する。ＬＤ１の発光点の垂直方向の
ずれは反射ミラー２を光軸方向（図７中の上下方向）に
動かすように微動アクチュエータ４２を駆動し、水平方
向のずれはコリメータ３を図７の紙面表裏方向に動かす
ように微動アクチュエータ４１を駆動する。このときの
発光点のずれはＬＤ１の製造の段階で生じるものもあれ
ば、ＬＤ１を支持体９に実装する時に生じるものもあ
る。また、ＬＤ１の発光角のずれはコリメータ３を図７
の紙面表裏方向に動くように微動アクチュエータ４１を
駆動する。このずれはＬＤ１の製造で生じるものであ
る。なお、コリメータ３が紙面表裏方向に動く時は反射
ミラー２も同時に動く。これらのＬＤ１の発光点のずれ
に関するものは、支持体９に全ての部品を配置した後で
ずれがないか測定して調べる。そのための検出手段も別
途用意する必要がある。

【００６４】本実施の形態によれば、コリメータ３を移
動可能とすることにより、ＬＤ１の発光点の光軸に直交
する方向のばらつきやＬＤ１実装時の公差を吸収するこ
とができ、よって、製造時の調整が容易となる。また、
コリメータ３に加えて反射ミラー２も移動可能とするこ
とにより、ＬＤ１の発光点の光軸に直交する方向のばら
つきに加えて光軸方向のばらつきやＬＤ１実装時の公差
を吸収することができ、よって、製造時の調整が容易と
なる。また、これらのコリメータ３や反射ミラー２を微
動アクチュエータ４１，４２を利用して移動可能として
いるので、組付け後の調整を自動化することもでき、生
産効率の向上を図ることができ、結果として、低コスト
化を図ることができる。

【００６５】本発明の第五の実施の形態を図９ないし図
１２に基づいて説明する。本実施の形態は、前述したよ
うな光ディスク装置中の光学素子、特にコリメータ３又
は２１や対物レンズ５の作製方法に関する。コリメータ
３又は２１や対物レンズ５は何れもマイクロレンズ構造
を含む光学素子であり、その作製方法はほぼ同じである
ので、本実施の形態では、マイクロレンズ５１の作製方
法として説明する。

【００６６】本実施の形態では、マイクロレンズ５１を
作製する基板５２は透明なガラス基板とする。この基板
５２材料にマイクロレンズ５１を以下の手順で作製す
る。

【００６７】まず、基板５２上に感光性材料５３を塗布
する（図９（ａ））。塗布する感光性材料５３の厚さは
基板５２上に形成するマイクロレンズ５１の高さと、後
にこの感光性材料５３をレジストしてエッチングを行う
基板５２材料のエッチング速度とレジストのエッチング
速度の比（選択比）により設定する。例えば、両者のエ
ッチング速度が等しい場合（選択比１）にはレジスト
（感光性材料５３）の高さは形成するマイクロレンズ５
１の高さとほぼ等しくする。また、基板５２材料のエッ
チング速度がレジストのエッチング速度より２倍大きい
場合（選択比２）にはレジスト（感光性材料５３）の高
さはマイクロレンズ５１の高さの１／２でよい。基板５
２上に塗布する感光性材料５３としては通常の半導体製
造で用いられるフォトレジスト或いは感光性ドライフィ
ルムを使用することができる。具体的には、OFPR-800
（東京応化社製ポジ型レジスト）、OMR-85（東京応化社
製ネガ型レジスト）などである。ポジ型或いはネガ型の
選択によりレジストに形状を転写する工程（フォトリソ
工程）に用いるフォトマスクの形状が変化するが、基本
的な作製手順は変わらない。本実施の形態ではポジ型レ
ジストを用いる場合について説明する。

【００６８】基板５２上に形成したレジスト（感光性材
料５３）上にマイクロレンズ５１と同等形状（選択比1
の場合）をレジスト（感光性材料５３）上に形成できる
ように透過率分布を設定したマスク（図示せず）を介し
て光を照射し、樹脂を感光させる。光照射後現像すると
基板５２上にマイクロレンズ５１と同等形状（選択比1
の場合）の樹脂５３ａが残る（図９（ｂ））。このとき
のマスクとしてはレンズ形状に合わせた透過率分布を持
ったマスクを用意する。このマスクとしては濃度分布を
持ったマスクでもよいし、微細なドットが所望の透過率
分布を持つようなレイアウトをしたマスクでもよい。

【００６９】このようにして形成したレンズ形状の樹脂
５３ａをマスクとして基板５２をこの基板５２に垂直な
方向にエッチング（異方性エッチング）する。エッチン
グ方法としては半導体プロセスで通常用いられるドライ
エッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッ
チング法（ＲＩＥ）、電子サイクロトロン共鳴エッチン
グ法（ＥＣＲ）等である。ドライエッチングに用いるガ
スは基板材料により選択でき、例えば基板材料がガラス
の場合はＣＦ_４，ＣＨＦ_３等を用いることができる。ま
た、エッチング速度、選択性の調整のために前述のエッ
チングガスにＮ _２，Ｏ_２，Ａｒ等のガスを混入すること
もできる。このようにして基板５２上にマイクロレンズ
５１の形状を形成する（図９（ｃ））。

【００７０】なお、図４に示したような３面のレンズ面
５ａ，５ｂ，５ｃからなる対物レンズ５の作製の場合で
あれば、まず、上述の方法で２つの凸レンズ（レンズ面
５ａ，５ｂに相当）を作製する。さらに、小さい凸レン
ズ（レンズ面５ｃに相当）５４を一方のレンズ（レンズ
面５ｂに相当）の反対の面に作製する。この凸レンズ
（レンズ面５ｃに相当）５４は実際には凹形状５５を作
製後、高屈折率の材料５６を埋め込んで作製する。凹形
状５５の作製は上述の凸レンズの作製方法と同じである
が、感光性樹脂でパターニングする際に凹形状５５を作
製し、エッチングし、感光性樹脂を除去する（図９
（ｄ））。つづいて、高屈折率の材料５６を埋め込む。
高屈折率材料５６としてはガラスでもよいし、樹脂材料
でも構わない。ガラス材料はスパッタで埋め込み、樹脂
材料は塗布した後、同程度の屈折率のガラス平板５７を
貼り合せて作製する（図９（ｅ））。

【００７１】なお、レンズの高さを出すためにはエッチ
バックしたり、研摩を行ったりすればよい。

【００７２】このように完成した２枚のレンズ基板５
９，６０を図１０に示すように貼り合せる。このとき、
レンズ（レンズ面５ａ，５ｂ）の間隔が出るようにレン
ズの両脇にレンズの高さよりも高い円形状の壁５９ａ，
６０ａを設けてその面同士を貼り合せる。この壁５９
ａ，６０ａは２つのレンズの間隔が正確に出せるように
正確な高さで作製されている。貼り合せには、紫外線や
熱で硬化する樹脂や２液混合タイプの樹脂材料を用い
る。このとき、収縮があるため歪みが逃げるような構造
（接着剤溜り）５９ｂ，６０ｂを予めレンズ周辺に形成
しておくのがよい。

【００７３】これらの高さ調整用壁５９ａ，６０ａはさ
らに２つのレンズを貼り合せる際の位置決め用のマーク
としても用いられており、壁の縁を合わせることによっ
て位置を出している。ここに、高さ調整用壁５９ａ，６
０ａは位置微調整用手段としても機能する。加えて、高
さ調整用壁５９ａ，６０ａに例えば図１２（ａ）（ｂ）
に示すような対をなすアライメントマーク５９ｃ，６０
ｃを入れておけば位置合わせは容易となる。アライメン
トマークとしては図１２に示すようなマークに限らな
い。また、２つのレンズ基板５９，６０は接着剤で接着
するため、接着剤溜り５９ｂ，６０ｂが設けられてい
る。これは接着剤がレンズや高さ調整用壁５９ａ，６０
ａにしみ出さないようにし、かつ、硬化時の収縮の影響
をレンズ部分（レンズ面５ａ，５ｂ）で受けないような
構造となっている。接着剤でなく水ガラスを用いる方法
もあるが、この時は高温プロセスが必要なため、レンズ
作製の順序を変えるなどして対応すればよい。

【００７４】また、図５に示したようなアナモフィック
レンズ構成のコリメータ２１も上述のような濃度分布を
持つマスクや細かいドットを分布させたマスクを利用し
て作製しても構わない。また、シリンドリカルレンズと
アナモフィックレンズとを別々の基板に作製しておい
て、上述の方法で貼り合せても構わない。

【００７５】さらに反射ミラー２とコリメータ３とを一
体化するときにも上述の貼り合せ方法を使うことができ
る。なお、反射ミラー２は濃度分布を持つマスクや細か
いドットを分布させたマスクを利用してフォトリソグラ
フィ・ドライエッチングで作製しても構わないし、Ｓｉ
の異方性ウエットエッチングで作製しても構わない。

【００７６】マイクロレンズとアクチュエータとを１つ
の基板に作製するには、フォトリソグライフィ技術とド
ライエッチング技術を用いた半導体作製技術を利用す
る。

【００７７】本実施の形態でのアクチュエータはＳｉ基
板を微細加工することにより作製する静電型アクチュエ
ータである。

【００７８】アクチュエータは静電型アクチュエータ
で、Ｓｉ基板上に作製したものである。作製はマイクロ
レンズの作製と同様にやはり、フォトリソとウエット／
ドライエッチングなどの半導体作製プロセスが用いられ
る。支持体としてＳｉ基板を用いてその基板を微細加工
してアクチュエータを作製する。マイクロレンズとアク
チュエータを配置するときには貼り合せでもよいし、ガ
ラスとＳｉであれば陽極接合によって配置することがで
きる。位置合せには予めアライメントマークを準備して
おくと正確に位置を合わせることができる。これは予め
レンズを構成する基板にマークを入れておき、アクチュ
エータにも対応するマークを入れておけば、簡単かつ精
度よく互いの位置を合わせることができる。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載の発明の光ディスク装置に
よれば、半導体レーザからの光を反射手段により反射さ
せることにより光路を折り曲げた後でコリメート手段に
より平行光としているので、光学系全体を小型・薄型化
することができ、また、これらの反射手段とコリメート
手段とが一体構造とされているので、組付け時の調整も
不要にすることができる。

【００８０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の光ディスク装置において、コリメート手段がいわゆ
るアナモフィックレンズ構造に構成されているので、半
導体レーザからの光を有効に利用でき、信号のＳＮ比を
向上させることができる。

【００８１】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の光ディスク装置において、光路分離手段を偏
光ホログラムを利用して構成したので、光学系を小型・
薄型化するのに効果的となり、装置全体の小型・薄型化
を図ることができる。

【００８２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の光ディスク装置において、偏光ホログラムに集光機
能を持たせたので、集光用レンズを別個に設ける必要が
なく、部品点数を削減することができ、低コスト化に有
利となる。

【００８３】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４の何れか一記載の光ディスク装置において、コリ
メート手段を移動可能としたので、半導体レーザの発光
点の光軸に直交する方向のばらつきや半導体レーザ実装
時の公差を吸収することができ、よって、製造時の調整
の容易化を図ることができる。

【００８４】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の光ディスク装置において、コリメート手段に加えて
反射手段も移動可能としたので、半導体レーザの発光点
の光軸に直交する方向のばらつきに加えて光軸方向のば
らつきや半導体レーザ実装時の公差を吸収することがで
き、よって、製造時の調整の容易化を図ることができ
る。

【００８５】請求項７記載の発明によれば、請求項５又
は６記載の光ディスク装置において、微動装置を利用し
て移動可能としたので、組付け後の調整を自動化するこ
ともでき、生産効率の向上を図ることができ、結果とし
て、低コスト化を図ることができる。

【００８６】請求項８記載の発明の光学素子の作製方法
によれば、請求項１ないし７の何れか一記載の光ディス
ク装置に用いられるコリメート手段又は対物レンズなる
マイクロレンズ構造の微小な光学素子を作製する上で、
フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程といっ
た半導体プロセスを利用することにより、容易かつ高精
度に作製でき、小型で薄い光学部品を量産することがで
きる。

【００８７】請求項９記載の発明によれば、請求項８記
載の光学素子の作製方法において、請求項１ないし７の
何れか一記載の光ディスク装置に用いられるコリメート
手段又は対物レンズなるマイクロレンズ構造の微小な光
学素子を作製する上で、貼り合せ工程又は研磨工程を含
むことにより、融通性の高い作製方法となり、作製可能
な光学部品の範囲を拡大することができる。

【００８８】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載の光学素子の作製方法において、貼り合せ工程に位
置微調整用手段を用いて行うことで、光学部品の位置合
せを高精度に行わせることができる。

【００８９】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
又は１０記載の光学素子の作製方法において、貼り合せ
面同士には接着材料が溜る構造を形成しておき、貼り合
せ工程の貼り合せには樹脂系の接着材料を用いるように
したので、貼り合せ時の接着剤の漏れを接着材料が溜る
構造により防止でき、かつ、接着剤の硬化時の収縮にも
対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の光ディスク装置の
構成例を示す断面構成図である。

【図２】一部を抽出した変形例を示す断面構成図であ
る。

【図３】集光レンズを拡大して示す断面図である。

【図４】対物レンズを拡大して示す断面図である。

【図５】本発明の第二の実施の形態のコリメータを示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図６】本発明の第三の実施の形態の光ディスク装置の
構成例を示す断面構成図である。

【図７】本発明の第四の実施の形態の要部を抽出して示
す断面構成図である。

【図８】その平面図である。

【図９】本発明の第五の実施の形態のマイクロレンズ作
製方法を工程順に示す断面図である。

【図１０】貼り合せ工程を示す断面図である。

【図１１】その片方の平面図である。

【図１２】アライメントマーク例を示す平面図である。

【図１３】従来一般の光ディスク装置の構成例を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 反射手段 ３ コリメート手段 ４ 光記録媒体 ５ 対物レンズ ６ 光路分離手段 ７ 検出手段 ８ サーボ制御手段 １１ λ／４板 ２１ コリメート手段 ３１ 偏光ホログラム ３２ 光路分離手段 ４１，４２ 微動装置 ５１ マイクロレンズ

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） Ｇ０２Ｂ 5/32 Ｇ０２Ｂ 5/32 7/28 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ Ｇ１１Ｂ 7/09 Ａ Ｇ１１Ｂ 7/09 7/22 7/22 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｌ Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA42 BA43 BA46 BB03 BC21 CA05 CA09 CA20 CA28 2H051 AA14 BA72 CB02 CB14 2H097 LA17 LA20 5D118 AA02 AA06 BA01 CD02 CD03 DA20 DC03 5D119 AA02 AA04 AA38 AA40 JA01 JA25 NA05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体に対して情報の記録・再生又
   は消去を行う光ディスク装置であって、 半導体レーザと、 この半導体レーザからの光を反射させて光路を折り曲げ
   る反射手段と、 この反射手段と一体構造をなし、前記反射手段により反
   射された光を平行光にするコリメート手段と、 コリメートされた光を前記光記録媒体の記録面に集光さ
   せる対物レンズと、 集光された光が前記光記録媒体から反射され、前記対物
   レンズを透過して戻ってくる光を前記半導体レーザに至
   る光路から分離させるための光路分離手段と、この光路
   分離手段で分離された光を受光し前記光記録媒体からの
   反射光の情報を検出する検出手段と、 この検出手段の検出結果に基づいて前記対物レンズをフ
   ォーカシング制御及びトラッキング制御するサーボ制御
   手段と、を備える光ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記コリメート手段は、前記半導体レー
   ザからの光を発散角が最大になる方向と最小になる方向
   とで曲率の異なるビーム整形手段を兼用する請求項１記
   載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記光路分離手段は、偏光ホログラムと
   λ／４板とよりなる請求項１又は２記載の光ディスク装
   置。
4. 【請求項４】 前記偏光ホログラムは、集光機能を有す
   る請求項３記載の光ディスク装置。
5. 【請求項５】 前記コリメート手段は、光軸方向又は光
   軸に直交する方向の少なくとも一方に移動可能である請
   求項１ないし４の何れか一記載の光ディスク装置。
6. 【請求項６】 前記反射手段が移動可能である請求項５
   記載の光ディスク装置。
7. 【請求項７】 前記コリメート手段又は前記反射手段
   は、微動装置により移動可能である請求項５又は６記載
   の光ディスク装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７の何れか一記載の光デ
   ィスク装置に用いられる前記コリメート手段又は前記対
   物レンズなる光学素子の作製方法であって、 マイクロレンズ構造を含む前記コリメート手段又は前記
   対物レンズを、フォトリソグラフィ工程とドライエッチ
   ング工程とを用いて作製するようにした光学素子の作製
   方法。
9. 【請求項９】 マイクロレンズ構造を含む前記コリメー
   ト手段又は前記対物レンズの作製中或いは作製後に、貼
   り合せ工程又は研磨工程を有する請求項８記載の光学素
   子の作製方法。
10. 【請求項１０】 前記貼り合せ工程は、位置微調整用手
    段を用いて行う請求項９記載の光学素子の作製方法。
11. 【請求項１１】 貼り合せ面同士には接着材料が溜る構
    造を形成しておき、前記貼り合せ工程の貼り合せには樹
    脂系の接着材料を用いる請求項９又は１０記載の光学素
    子の作製方法。