JP2003177213A - Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens - Google Patents

Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens

Info

Publication number
JP2003177213A
JP2003177213A JP2001375407A JP2001375407A JP2003177213A JP 2003177213 A JP2003177213 A JP 2003177213A JP 2001375407 A JP2001375407 A JP 2001375407A JP 2001375407 A JP2001375407 A JP 2001375407A JP 2003177213 A JP2003177213 A JP 2003177213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens
lens
substrate
microlens portion
lens substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001375407A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Mifune
博庸 三船
Toshihiro Ishii
稔浩 石井
Yoshiyuki Kiyozawa
良行 清澤
Yasuhiro Sato
康弘 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2001375407A priority Critical patent/JP2003177213A/en
Publication of JP2003177213A publication Critical patent/JP2003177213A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lenses (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and lightweight microlens which can decrease the color aberration at a low cost suitable for mass production. <P>SOLUTION: When the microlens 1 is constituted by combining first to third microlens parts L1, L2, L3 all in a convex lens form so as to increase the NA, the third microlens part L3 is formed by using a material having the Abbe number different from that of the material for the first and second microlens parts L1, L2. Thereby, the color aberration can be decreased by selecting the Abbe numbers without varying the constitution of the microlens 1 or adding a new element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、マイクロレンズ、
その製造方法及びマイクロレンズを用いた光ピックアッ
プ装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microlens,
The present invention relates to a manufacturing method thereof and an optical pickup device using a microlens.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光ディスク装置用の光ピックアッ
プの構成例を図6に示す。概略的には、直線偏光のレー
ザ光を発する半導体レーザ(LD)100とコリメータ
レンズ101と偏光ビームスプリッタ102と1/4波
長板103と対物レンズ104と検出レンズ105とフ
ォトダイオード106とにより構成されている。半導体
レーザ100から出射され紙面に対し平行な偏光のレー
ザ光はコリメータレンズ101で平行光にされる。次
に、この平行光は、偏光ビームスプリッタ102と1/
4波長板103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107の
記録面で反射する際に円偏光の旋回方向が変化し、1/
4波長板103を再び通過すると、紙面に対して垂直な
偏光の光となる。さらに、偏光ビームスプリッタ102
で反射されてフォトダイオード106の方向へ進行し、
検出レンズ105で集光されてフォトダイオード106
に入射する。実際にはフォーカスエラー検出やトラック
エラー検出及びその検出結果に基づくサーボ制御系等の
光学部品、機構があるが、ここでは省略する。また、こ
の図示例では、光ピックアップ装置を簡単化するため、
光記録媒体107が反射率の差で情報を記録している場
合の再生方法として示している。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of the structure of a conventional optical pickup for an optical disk device. In general, it is composed of a semiconductor laser (LD) 100 that emits linearly polarized laser light, a collimator lens 101, a polarization beam splitter 102, a quarter wave plate 103, an objective lens 104, a detection lens 105, and a photodiode 106. ing. Laser light emitted from the semiconductor laser 100 and having a polarization parallel to the paper surface is collimated by a collimator lens 101. Next, this collimated light is transmitted to the polarization beam splitter 102 and 1 /
The linearly polarized light is changed to circularly polarized light through an optical isolator constituted by the four-wave plate 103. When reflected on the recording surface of the optical recording medium 107, the turning direction of the circularly polarized light changes,
When it passes through the four-wave plate 103 again, it becomes polarized light perpendicular to the paper surface. Further, the polarization beam splitter 102
Is reflected by and travels toward the photodiode 106,
The photodiode 106 is focused by the detection lens 105.
Incident on. Actually, there are optical components and mechanisms such as focus error detection, track error detection, and servo control system based on the detection result, but they are omitted here. Further, in this illustrated example, in order to simplify the optical pickup device,
This is shown as a reproducing method when the optical recording medium 107 records information by the difference in reflectance.

【0003】このような構成では、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は以下のように表すことができる。
In such a configuration, the spot size can be obtained only up to the wavelength of light due to the diffraction limit of light. The spot size w can be expressed as follows.

【0004】 w∝λ/sinθ′ ………………………………(1) ここで、θ′は対物レンズ104の出射角で、対物レン
ズ104のNA(開口数)とはNA=sinθ′という関
係がある。λはLD100が出射するレーザ光の波長で
ある。
W ∝λ / sin θ ′ (1) where θ ′ is the exit angle of the objective lens 104 and NA (numerical aperture) of the objective lens 104 is NA. = Sin θ ′ λ is the wavelength of the laser light emitted from the LD 100.

【0005】従って、対物レンズ104の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1
07の容量を上げることが可能となる。
Therefore, if the NA of the objective lens 104 is increased, the spot size becomes smaller, and by extension the optical recording medium 1
It is possible to increase the capacity of 07.

【0006】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。
There is a limit to increasing NA with only a single lens, and a plurality of lenses are used. For example, a method of increasing the NA by using a two-group two-lens lens is known.

【0007】また、スポットサイズを小さくするには、
光源波長を短くしてもよく、具体的には、440nm以
下の短波長LDの使用が図られている。反面、このよう
な短波長化により、色収差が問題となることが知られて
いる。「色収差」とは、レンズ或いは光学系が多波長或
いは連続波長を扱わなければならないときに生じる収差
である。光学材料の屈折率は波長によって異なるために
レンズの焦点距離も異なる。即ち、光学材料の屈折率は
波長分散をもっており、屈折率は赤色光より青色光に対
して大である。LDから出射されるレーザ光の波長はほ
ぼ数nm程度の波長幅を有している。また、LDから出
射されるレーザ光がLD自体での温度変化等により中心
波長が数nm突然飛ぶ、いわゆる「モードホッピング」
を起こす場合もある。
Further, in order to reduce the spot size,
The light source wavelength may be shortened, and specifically, a short wavelength LD of 440 nm or less is used. On the other hand, it is known that chromatic aberration becomes a problem due to such a shortened wavelength. "Chromatic aberration" is an aberration that occurs when a lens or optical system has to deal with multiple wavelengths or continuous wavelengths. Since the refractive index of the optical material varies depending on the wavelength, the focal length of the lens also varies. That is, the refractive index of the optical material has wavelength dispersion, and the refractive index for blue light is larger than that for red light. The wavelength of the laser light emitted from the LD has a wavelength width of approximately several nm. Also, the so-called "mode hopping" in which the laser light emitted from the LD suddenly fluctuates with a center wavelength of several nm due to temperature changes in the LD itself.
May cause.

【0008】従って、波長440nm以下の短波長LD
を用いた場合、波長のずれにより対物レンズで生じる色
収差は許容できない重要な問題となる。短波長で色収差
が大となることについては2つの原因が考えられる。第
1の原因は、一般の対物レンズは短い波長を取り扱う場
合、微小な波長の変動に対して屈折率の変化が大とな
り、焦点の移動量であるデフォーカス量が大となること
である。第2の原因は、光記録媒体のさらなる高密度・
大容量化とともに対物レンズで集光されるスポット径を
極力小さくする必要があるが、対物レンズの焦点深度d
はd=λ/(NA)で表されるように、取り扱う波長
が短いほど焦点深度dが小さくなり、僅かなデフォーカ
スさえも許されないことである。
Therefore, a short wavelength LD having a wavelength of 440 nm or less
When using, the chromatic aberration generated in the objective lens due to the wavelength shift becomes an unacceptable important problem. There are two possible causes for the large chromatic aberration at short wavelengths. The first reason is that when a general objective lens handles a short wavelength, the change in the refractive index becomes large with respect to a minute wavelength variation, and the defocus amount, which is the amount of movement of the focus, becomes large. The second cause is the higher density of the optical recording medium.
It is necessary to make the spot diameter focused by the objective lens as small as possible as the capacity increases, but the focal depth d of the objective lens
As is expressed by d = λ / (NA) 2 , the shorter the wavelength handled, the smaller the depth of focus d, and even a slight defocus is not allowed.

【0009】対物レンズの色収差を小さくするには、分
散が小(色収差の度合いを示すアッベ数が大)である光
学材料を用いてレンズを作製することが挙げられる。ま
た、対物レンズを複数枚のレンズで構成したアクロマー
トレンズとすることが可能である。これを式で書くと次
のようになる。1つ目のレンズの焦点距離をf、アッ
ベ数をν、2つ目のレンズの焦点距離をf、アッベ
数をνとし、2つのレンズは接しているとすると、 1/f=1/f+1/f ………………………(2) 0=1/fν+1/fν ……………………(3) と書くことができる。この(2)(3)式を解くと、各
々焦点距離f,fは、 f=(ν−ν)/ν*f ……………………(4) f=(ν−ν)/ν*f ……………………(5) である。従って、2つのレンズは図7に示すように、一
方が凸レンズ110であれば、もう一方は凹レンズ11
1である。このようにして2枚のレンズで色消しが可能
となる。しかし、複数枚のレンズで構成した色消しレン
ズ(アクロマートレンズ)は重量が大となるという問題
がある。
In order to reduce the chromatic aberration of the objective lens, it is possible to manufacture the lens using an optical material having a small dispersion (the Abbe number indicating the degree of the chromatic aberration is large). Further, the objective lens can be an achromat lens composed of a plurality of lenses. When this is written as a formula, it becomes as follows. If the focal length of the first lens is f 1 , the Abbe number is ν 1 , the focal length of the second lens is f 2 and the Abbe number is ν 2 , and the two lenses are in contact with each other, then 1 / f = 1 / f 1 + 1 / f 2 …………………… (2) 0 = 1 / f 1 ν 1 + 1 / f 2 ν 2 ……………… (3) it can. When the equations (2) and (3) are solved, the focal lengths f 1 and f 2 are respectively f 1 = (ν 1 −ν 2 ) / ν 1 * f (4) f 2 = (Ν 1 −ν 2 ) / ν 2 * f ……………… (5). Therefore, as shown in FIG. 7, one of the two lenses is a convex lens 110 and the other is a concave lens 11.
It is 1. In this way, it is possible to achromatize with two lenses. However, there is a problem that an achromatic lens (achromatic lens) composed of a plurality of lenses is heavy.

【0010】また、収差補正光学系を別途追加して色収
差を補正する方法もある(特開2000−19388公
報等参照)。これは凸レンズと凹レンズを組み合せたも
のやホログラムなどを使用したりしているが、新たな部
品を追加する必要があり、そのスペース確保や調整に問
題がある。
There is also a method of separately adding an aberration correction optical system to correct chromatic aberration (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-19388). Although this uses a combination of a convex lens and a concave lens, a hologram, or the like, it is necessary to add new parts, and there is a problem in securing and adjusting the space.

【0011】一方、レンズの大きさが数100μm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などに使われている。このようなマ
イクロレンズを光ディスク装置で使う動きがある。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、さらにNAが大きなマイクロレンズでは
レンズ底面と光記録媒体との間の距離ワーキングディス
タンスが小さいことも加わって光ピックアップ装置を小
型にすることができるからである。
On the other hand, a lens having a lens size smaller than several 100 μm is called a microlens, and in recent years, it has been CCD.
It is also used in LCD projectors. There is a movement to use such a microlens in an optical disk device. By using the microlens, the optical system can be downsized, and in addition, the microlens having a large NA has a small distance working distance between the bottom surface of the lens and the optical recording medium, thereby reducing the size of the optical pickup device. Because you can do it.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな通常の色消しレンズは、分散の異なる(アッベ数の
異なる)硝材を使い、凸レンズと凹レンズを組み合せて
いるものであり、そのため、組立て調整が必要であり、
単純に2枚を接着するため光ピックアップ装置の可動部
重量が増してしまう不具合がある。
However, the conventional achromatic lens as described above uses glass materials having different dispersions (different Abbe numbers) and is composed of a convex lens and a concave lens. Is required
There is a problem that the weight of the movable part of the optical pickup device increases because the two pieces are simply bonded.

【0013】また、特開2000−19388公報など
により提案されている収差補正光学系を別途追加する構
成では、新たな部品を追加する必要があり、調整工程が
複雑になり、コストアップにつながる不具合がある。
In addition, in the structure in which the aberration correction optical system proposed by Japanese Patent Laid-Open No. 2000-19388 is separately added, it is necessary to add new parts, which complicates the adjustment process and increases the cost. There is.

【0014】さらに、特開平9−311271号公報や
特開2000−285500公報により提案されている
回折作用と屈折作用とを持つハイブリッドレンズを使用
する方法では、回折格子は微小ピッチが必要で、レンズ
への加工は容易でない不具合がある。
Further, in the method using a hybrid lens having a diffracting action and a refracting action proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-311271 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-285500, the diffraction grating requires a fine pitch, and the lens There is a problem that it is not easy to process.

【0015】また、特開2001−126296公報に
示されるような単玉で屈折率分布を持ったレンズの提案
例もあるが、製造が容易ではない不具合がある。
There is also a proposal example of a single lens having a refractive index distribution as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-126296, but there is a problem that it is not easy to manufacture.

【0016】本発明は、大量生産に向いた低コストで色
収差を低減させ得る小型・軽量なマイクロレンズ及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a small and lightweight microlens capable of reducing chromatic aberration at low cost suitable for mass production, and a manufacturing method thereof.

【0017】本発明は、さらに材料選択の幅を広げるこ
とができ、製造条件を緩和させ得るマイクロレンズ及び
その製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a microlens which can broaden the range of material selection and can relax manufacturing conditions, and a manufacturing method thereof.

【0018】本発明は、色収差をより一層低減化できる
マイクロレンズ及びその製造方法を提供することを目的
とする。
It is an object of the present invention to provide a microlens capable of further reducing chromatic aberration and a manufacturing method thereof.

【0019】本発明は、より一層の高NA化を達成し得
るマイクロレンズ及びその製造方法を提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to provide a microlens capable of achieving a higher NA and a manufacturing method thereof.

【0020】本発明は、製造をより一層容易にし得るマ
イクロレンズ及びその製造方法を提供することを目的と
する。
It is an object of the present invention to provide a microlens which can be manufactured more easily and a manufacturing method thereof.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のマ
イクロレンズは、第1のマイクロレンズ部分が凸レンズ
状に形成された第1のレンズ基板と、第2のマイクロレ
ンズ部分が凸レンズ状に形成されて前記第2のマイクロ
レンズ部分が前記第1のマイクロレンズ部分に対向する
ように前記第1のレンズ基板に貼り合せられた第2のレ
ンズ基板と、これらの第1及び第2のレンズ基板の材料
とアッベ数の異なる材料により前記第2のレンズ基板の
前記第2のマイクロレンズ部分側とは反対側面に前記第
2のマイクロレンズ部分側に凸となるように凸レンズ状
に形成された第3のマイクロレンズ部分と、を備える。
According to another aspect of the present invention, there is provided a microlens having a first lens substrate having a first microlens portion formed in a convex lens shape, and a second microlens portion having a convex lens shape. A second lens substrate formed and attached to the first lens substrate so that the second microlens portion faces the first microlens portion, and these first and second lenses. A convex lens shape is formed on a side surface of the second lens substrate opposite to the second microlens portion side by a material having a different Abbe number from that of the substrate so as to be convex toward the second microlens portion side. And a third microlens portion.

【0022】従って、何れも凸レンズ状の第1ないし第
3のマイクロレンズ部分を組み合せたマイクロレンズを
構成する上で、第1,第2のマイクロレンズ部分とはア
ッベ数の異なる材料を用いて第3のマイクロレンズ部分
を形成することにより、マイクロレンズ自体の構成を変
えたり新たな素子を追加したりすることなく、アッベ数
の選定により色収差の低減を図れる小型・軽量なマイク
ロレンズとなる。
Therefore, in constructing a microlens in which first to third microlens parts each having a convex lens shape are combined, the first and second microlens parts are made of materials having different Abbe numbers from each other. By forming the microlens part 3 in FIG. 3, a compact and lightweight microlens capable of reducing chromatic aberration by selecting the Abbe number without changing the structure of the microlens itself or adding a new element.

【0023】請求項2記載の発明は、請求項1記載のマ
イクロレンズにおいて、前記第1、第2のレンズ基板及
び前記第3のマイクロレンズ部分の材料とアッベ数の異
なる材料により形成された第4の薄板を前記第3のマイ
クロレンズ部分外面側に備える。
According to a second aspect of the present invention, in the microlens according to the first aspect, the first and second lens substrates and the third microlens portion are formed of a material having a different Abbe number from that of the material of the third microlens portion. The thin plate 4 is provided on the outer surface side of the third microlens portion.

【0024】従って、アッベ数のさらに異なる第4の薄
板を設けることにより、第3のマイクロレンズ部分の材
料選択の幅が広がり、製造条件が緩和されるマイクロレ
ンズとなる。また、第4の薄板に傷やごみに対する保護
層としての機能を持たせることもできる。
Therefore, by providing the fourth thin plate having a different Abbe number, the range of material selection for the third microlens portion is widened, and the microlens is manufactured in which the manufacturing conditions are relaxed. Further, the fourth thin plate can also have a function as a protective layer against scratches and dust.

【0025】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載のマイクロレンズにおいて、前記第3のマイクロレン
ズ部分の材料の屈折率が前記第2のレンズ基板の屈折率
よりも大きい。
According to a third aspect of the present invention, in the microlens according to the first or second aspect, the refractive index of the material of the third microlens portion is larger than the refractive index of the second lens substrate.

【0026】従って、第3のマイクロレンズ部分も凸レ
ンズとして作用するため、より高いNAを持つマイクロ
レンズとなる。
Therefore, since the third microlens portion also acts as a convex lens, the microlens has a higher NA.

【0027】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか一記載のマイクロレンズにおいて、前記第1の
レンズ基板の材料と前記第2のレンズ基板の材料とが同
一である。
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
In the microlens according to any one of items 1 to 5, the material of the first lens substrate and the material of the second lens substrate are the same.

【0028】従って、第1,第2のレンズ基板の材料が
同一であるので、これらの製造条件を同一にすることが
でき、製造の容易化及び低コスト化を図れる。
Therefore, since the materials of the first and second lens substrates are the same, these can be manufactured under the same manufacturing conditions, and the manufacturing can be facilitated and the cost can be reduced.

【0029】請求項5記載の発明は、請求項1ないし4
の何れか一記載のマイクロレンズにおいて、前記第3の
マイクロレンズ部分の材料のアッベ数が前記第1及び第
2のレンズ基板の材料のアッベ数よりも大きい。
The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
In the microlens according to any one of items 1 to 5, the Abbe number of the material of the third microlens portion is larger than the Abbe number of the materials of the first and second lens substrates.

【0030】従って、特に焦点距離の短い第3のマイク
ロレンズ部分の材料のアッベ数を大きくすることによ
り、色収差をより効果的に小さく抑えることができる。
Therefore, by increasing the Abbe number of the material of the third microlens portion having a particularly short focal length, the chromatic aberration can be suppressed more effectively.

【0031】請求項6記載の発明のマイクロレンズの製
造方法は、第1のレンズ基板及び第2のレンズ基板の各
々に対してフォトリソグラフィプロセスとエッチングプ
ロセスとを用いて基板表面より深い位置に第1のマイク
ロレンズ部分及び第2のマイクロレンズ部分を各々凸レ
ンズ状に形成する工程と、前記第2のレンズ基板の前記
第2のマイクロレンズ部分側とは反対面側に対してフォ
トリソグラフィプロセスとエッチングプロセスとを用い
て前記第2のマイクロレンズ部分側に凸となるように凹
部を形成し前記第1及び第2のレンズ基板の材料とアッ
ベ数の異なる材料をこの凹部に埋め込むことにより凸レ
ンズ状の第3のマイクロレンズ部分を形成する工程と、
前記第3のマイクロレンズ部分が形成された前記第2の
レンズ基板を前記第2のマイクロレンズ部分が前記第1
のマイクロレンズ部分に対向するように前記第1のレン
ズ基板に貼り合せる工程と、を含む。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a microlens, wherein the first lens substrate and the second lens substrate are each formed at a position deeper than the substrate surface by using a photolithography process and an etching process. A step of forming the first microlens portion and the second microlens portion in the form of convex lenses, and a photolithography process and etching on the side of the second lens substrate opposite to the side of the second microlens portion. Process is used to form a concave portion so as to be convex toward the second microlens portion side, and a material having an Abbe number different from that of the material of the first and second lens substrates is embedded in the concave portion to form a convex lens shape. A step of forming a third microlens portion,
The second lens substrate on which the third microlens portion is formed has the second microlens portion formed on the first lens substrate.
Adhering to the first lens substrate so as to face the microlens portion.

【0032】従って、いわゆる半導体プロセスを用いて
マイクロレンズを製造できるので、微小なマイクロレン
ズを容易かつ高精度に製造でき、大量生産も可能であ
り、低コスト化も図れる。
Therefore, since the microlenses can be manufactured by using a so-called semiconductor process, minute microlenses can be manufactured easily and with high precision, mass production is possible, and cost reduction can be achieved.

【0033】請求項7記載の発明は、請求項6記載のマ
イクロレンズの製造方法において、前記第3のマイクロ
レンズ部分を形成した後、前記第1、第2のレンズ基板
及び前記第3のマイクロレンズ部分の材料とアッベ数の
異なる材料により形成された第4の薄板を前記第3のマ
イクロレンズ部分外面側に貼り合せる工程を含む。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a microlens according to the sixth aspect, after forming the third microlens portion, the first and second lens substrates and the third microlens substrate are formed. The method includes a step of bonding a fourth thin plate formed of a material having a different Abbe number from the material of the lens portion to the outer surface side of the third microlens portion.

【0034】従って、第4の薄板を備えるマイクロレン
ズに関しても、いわゆる半導体プロセスを用いてマイク
ロレンズを製造できるので、微小なマイクロレンズを容
易かつ高精度に製造でき、大量生産も可能であり、低コ
スト化も図れる。
Therefore, also with respect to the microlens having the fourth thin plate, the microlens can be manufactured by using a so-called semiconductor process. Therefore, minute microlenses can be manufactured easily and highly accurately, and mass production is also possible. The cost can be reduced.

【0035】請求項8記載の発明は、請求項6又は7記
載のマイクロレンズの製造方法において、前記第3のマ
イクロレンズ部分は、前記第2のレンズ基板の屈折率よ
りも大きい屈折率の材料により形成される。
The invention described in claim 8 is the method for manufacturing a microlens according to claim 6 or 7, wherein the third microlens portion is made of a material having a refractive index higher than that of the second lens substrate. Is formed by.

【0036】従って、第3のマイクロレンズ部分も凸レ
ンズとして作用するため、より高いNAを持つマイクロ
レンズを製造することができる。
Therefore, since the third microlens portion also functions as a convex lens, a microlens having a higher NA can be manufactured.

【0037】請求項9記載の発明は、請求項6ないし8
の何れか一記載のマイクロレンズの製造方法において、
前記第1のレンズ基板の材料と前記第2のレンズ基板の
材料とが同一である。
The invention according to claim 9 is the invention according to claims 6 to 8.
In the method for manufacturing a microlens according to any one of
The material of the first lens substrate and the material of the second lens substrate are the same.

【0038】従って、第1,第2のレンズ基板の材料が
同一であるので、これらの製造条件を同一にすることが
でき、マイクロレンズ製造の容易化及び低コスト化を図
れる。
Therefore, since the materials of the first and second lens substrates are the same, these can be manufactured under the same manufacturing conditions, and the microlenses can be manufactured easily and at low cost.

【0039】請求項10記載の発明は、請求項6ないし
9の何れか一記載のマイクロレンズの製造方法におい
て、前記第3のマイクロレンズ部分は、前記第1及び第
2のレンズ基板の材料のアッベ数よりも大きいアッベ数
の材料により形成される。
According to a tenth aspect of the invention, in the method of manufacturing a microlens according to any one of the sixth to ninth aspects, the third microlens portion is made of a material of the first and second lens substrates. It is formed of a material having an Abbe number larger than the Abbe number.

【0040】従って、第3のマイクロレンズ部分の材料
のアッベ数を大きくすることにより、色収差をより効果
的に小さく抑えることができるマイクロレンズを製造で
きる。
Therefore, by increasing the Abbe's number of the material of the third microlens portion, it is possible to manufacture a microlens capable of suppressing chromatic aberration more effectively.

【0041】請求項11記載の発明の光ピックアップ装
置は、光源から出射された光を光記録媒体の記録面に対
して集光させる請求項1ないし5の何れか一記載のマイ
クロレンズを対物レンズとして備える。
An optical pickup device according to an eleventh aspect of the present invention is an objective lens including the microlens according to any one of the first to fifth aspects, wherein the light emitted from the light source is focused on the recording surface of the optical recording medium. To prepare for.

【0042】従って、請求項1ないし5の何れか一記載
のマイクロレンズを対物レンズとして備えるので、色収
差を低減させることができる小型で薄い光ピックアップ
装置を提供できる。
Therefore, since the microlens according to any one of claims 1 to 5 is provided as an objective lens, it is possible to provide a compact and thin optical pickup device capable of reducing chromatic aberration.

【0043】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の光ピックアップ装置において、前記光源が波長400
〜410nmのレーザ光を出射するレーザ光源である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the eleventh aspect, the light source has a wavelength of 400.
It is a laser light source that emits laser light of 410 nm.

【0044】従って、特に波長400〜410nmのレ
ーザ光を出射する短波長のレーザ光源を用いた場合に重
要な問題となる波長のずれにより対物レンズで生ずる色
収差も小さく抑えることができ、色収差の影響の少ない
レーザ光集光照射機能を発揮させることができる。
Therefore, especially when a short wavelength laser light source for emitting a laser beam having a wavelength of 400 to 410 nm is used, the chromatic aberration caused in the objective lens due to the wavelength shift, which is an important problem, can be suppressed to a small value, and the influence of the chromatic aberration can be suppressed. It is possible to exert a laser light condensing irradiation function with less radiation.

【0045】請求項13記載の発明は、請求項11又は
12記載の光ピックアップ装置において、前記マイクロ
レンズは、半球状又は超半球状に形成された第3のマイ
クロレンズ部分が前記光記録媒体に対向するように配置
される。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the eleventh or twelfth aspect, the third microlens portion formed in a hemispherical shape or a superhemispherical shape is provided on the optical recording medium. It is arranged so as to face each other.

【0046】従って、より一層の高NA化が図られた対
物レンズを用いることにより、光記録媒体に対してより
小さな光スポットを形成することができ、記録密度の向
上を図ることもできる。
Therefore, by using the objective lens having a higher NA, it is possible to form a smaller light spot on the optical recording medium and to improve the recording density.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
に基づいて説明する。本実施の形態のマイクロレンズ1
は、概略的には、何れも凸レンズ形状に形成された第
1,第2及び第3のマイクロレンズ部分L1,L2,L
3を同一光軸上に配置させた3面レンズであって、外形
形状が平板デバイスとして構成されている。このような
レンズ構造自体は、例えば特開2000−280366
公報により既に提案されているものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It will be described based on. Microlens 1 of this embodiment
Is a convex lens-shaped first, second, and third microlens portions L1, L2, L
It is a three-sided lens in which 3 is arranged on the same optical axis, and the outer shape is configured as a flat plate device. Such a lens structure itself is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-280366.
It has already been proposed in the publication.

【0048】より詳細に説明すると、まず、第1のマイ
クロレンズ部分L1は、第1のレンズ基板S1において
その片面側に基板表面より深い位置に非球面により凸レ
ンズ状に形成されている。また、第2のマイクロレンズ
部分L2は、第2のレンズ基板S2においてその片面側
に基板表面より深い位置に非球面により凸レンズ状に形
成されている。さらに、第3のマイクロレンズ部分L3
は、第2のレンズ基板S2の第2のマイクロレンズ部分
L2側とは反対側面に第2のマイクロレンズ部分L2側
に凸となるように凹部2を形成しこの凹部2に高屈折率
材料を埋め込むことにより凸レンズ状に形成されてい
る。この第3のマイクロレンズ部分L3は第2のレンズ
基板S2の表面を覆う第3のレンズ基板S3部分も含め
て形成されている。また、第3のマイクロレンズ部分L
3は、図示例では、球面とされているが、非球面であっ
てもよい。また、第3のマイクロレンズ部分L3が形成
された第2のレンズ基板S2を第2のマイクロレンズ部
分L2が第1のマイクロレンズ部分L1に対向するよう
に第1のレンズ基板S1に貼り合せることによりマイク
ロレンズ1として完成されている。3は第1のマイクロ
レンズ部分L1側から入射する光の入射幅を規制するア
パーチャを形成するアパーチャ部材である。また、第
1,第2のマイクロレンズ部分L1,L2間は空気層4
とされている。
More specifically, first, the first microlens portion L1 is formed on the one surface of the first lens substrate S1 at a position deeper than the substrate surface into an aspherical convex lens shape. The second microlens portion L2 is formed in a convex lens shape by an aspherical surface at a position deeper than the substrate surface on one side of the second lens substrate S2. Further, the third microlens portion L3
Is formed with a concave portion 2 on the side surface of the second lens substrate S2 opposite to the second microlens portion L2 side so as to be convex toward the second microlens portion L2 side. By embedding, it is formed into a convex lens shape. The third microlens portion L3 is formed including the third lens substrate S3 portion that covers the surface of the second lens substrate S2. In addition, the third microlens portion L
3 is a spherical surface in the illustrated example, but may be an aspherical surface. Further, the second lens substrate S2 on which the third microlens portion L3 is formed is attached to the first lens substrate S1 so that the second microlens portion L2 faces the first microlens portion L1. Is completed as a microlens 1. Reference numeral 3 is an aperture member that forms an aperture that restricts the incident width of light that is incident from the first microlens portion L1 side. An air layer 4 is formed between the first and second microlens portions L1 and L2.
It is said that.

【0049】ちなみに、特開2000−280366公
報例では、色収差の低減に関しては考慮されていない。
このため、特に短波長の青色光源を利用する際に問題と
なる屈折率分散による色収差を考慮した材料を選ばない
と収差が大きくなり、光ディスクに利用する場合には信
号が劣化してしまう問題がある。
By the way, in the example of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-280366, no consideration is given to the reduction of chromatic aberration.
Therefore, if a material that takes into consideration chromatic aberration due to refractive index dispersion, which is a problem when using a blue light source with a short wavelength, is selected, the aberration becomes large, and there is a problem that the signal deteriorates when used for an optical disc. is there.

【0050】このような基本構成において、本実施の形
態では、第1,第2のレンズ基板S1,S2の材料のア
ッベ数と第3のマイクロレンズ部分L3の材料のアッベ
数とを異ならせ、かつ、第3のマイクロレンズ部分L3
の材料のアッベ数の方が第1,第2のレンズ基板S1,
S2の材料のアッベ数よりも大きくなるように構成され
ている。これにより、色収差を低減させることができ
る。
With this basic structure, in the present embodiment, the Abbe numbers of the materials of the first and second lens substrates S1 and S2 are made different from the Abbe numbers of the material of the third microlens portion L3, And the third microlens portion L3
The Abbe number of the material of the first and second lens substrates S1,
It is configured to be larger than the Abbe number of the material of S2. Thereby, chromatic aberration can be reduced.

【0051】この点について、考察する。本実施の形態
のマイクロレンズ1は、3つのレンズ面により構成され
ているため、前述した(2)(3)式は各々(6)
(7)式のように書き換えることができる。
Consider this point. Since the microlens 1 of this embodiment is composed of three lens surfaces, the expressions (2) and (3) described above are respectively expressed by (6).
It can be rewritten as in equation (7).

【0052】 1/f=1/f+1/f+1/f ………………………(6) 0=1/fν+1/fν+1/fν ………………(7) (7)式に注目すると、この式が成り立つためにはアッ
ベ数νが正であることから各マイクロレンズ部分L1,
L2,L3の焦点距離f,f,fのうちの何れか
が負であることが必要とされる。しかし、本実施の形態
の構成では、全て凸レンズ構成で高いNAを達成してい
るため、凹レンズを取ることができない。そこで、
(7)式が成り立つためには右辺の各項が0であればよ
い。つまり、焦点距離fとアッベ数νとの積が大きけれ
ばよい。しかし、マイクロレンズであるため焦点距離f
は小さくアッベ数νとの積をとってもその逆数が0に近
似するのは難しい。ところが、例えば、色収差の波長範
囲を極僅かな範囲に設定すると、実効的なアッベ数νは
大きな値を示す。例えば、材料BK7の波長域400〜
410nmの実効的なアッベ数νは400を超える値と
なる。従って、焦点距離fがサブmmオーダーであって
も、焦点距離fと実効的なアッベ数νとの積の逆数は十
分0に近似可能である。つまり、アッベ数νが大きいほ
どその効果が大きいといえる。このようにして色収差を
低減させることができる。
1 / f = 1 / f 1 + 1 / f 2 + 1 / f 3 (6) 0 = 1 / f 1 ν 1 + 1 / f 2 ν 2 + 1 / f 3 ν 3 ……………… (7) Focusing on equation (7), since the Abbe number ν is positive in order for this equation to hold, each microlens portion L1,
It is required that one of the focal lengths f 1 , f 2 , and f 3 of L2 and L3 be negative. However, in the configuration of the present embodiment, since a high NA is achieved with all convex lens configurations, a concave lens cannot be used. Therefore,
For the expression (7) to hold, each term on the right side should be 0. That is, the product of the focal length f and the Abbe number ν should be large. However, since it is a microlens, the focal length f
Is small and it is difficult to approximate the reciprocal of the product with the Abbe number ν to 0. However, for example, when the wavelength range of chromatic aberration is set to an extremely small range, the effective Abbe number ν shows a large value. For example, the wavelength range 400 of the material BK7
The effective Abbe number ν of 410 nm is a value exceeding 400. Therefore, even if the focal length f is in the order of sub-mm, the reciprocal of the product of the focal length f and the effective Abbe number ν can be sufficiently approximated to zero. In other words, it can be said that the larger the Abbe number ν, the greater the effect. In this way, chromatic aberration can be reduced.

【0053】さらに、具体的な構成例により実証する。Further, it will be verified by a concrete configuration example.

【0054】[具体例1]具体例1で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):BK7(1.5168,64.17) レンズ部分L2(基板S2):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3) なお、材料名の後の括弧内の数字は硝材の屈折率ndと
アッベ数νdを示している(以下でも、同様)。
[Specific Example 1] The glass materials used in Specific Example 1 are as follows. Lens part L1 (substrate S1): BK7 (1.5168, 64.17) Lens part L2 (substrate S2): Synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3) The numbers in parentheses after the material name indicate the refractive index nd and the Abbe number νd of the glass material (the same applies hereafter).

【0055】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ1の光軸上rms波面収差は0.0003λ
(400nm),0.0001λ(407nm),0.
0002λ(414nm)であった。この波面収差が小
さいことが好ましいわけであるが、一般的には、波面収
差が0.07λ以下であれば十分であるいわれている
(以下でも、同様)。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 1 made of such a material is 0.0003λ.
(400 nm), 0.0001λ (407 nm), 0.
It was 0002λ (414 nm). It is preferable that the wavefront aberration is small, but it is generally said that the wavefront aberration of 0.07λ or less is sufficient (the same applies to the following).

【0056】[具体例2]具体例2で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):LF7(1.57501,41.49) レンズ部分L2(基板S2):K10(1.50137, 56.41) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3)
[Specific Example 2] The glass materials used in Specific Example 2 are as follows. Lens part L1 (substrate S1): LF7 (1.57501, 41.49) Lens part L2 (substrate S2): K10 (1.50137, 56.41) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3)

【0057】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ1の光軸上rms波面収差は0.0013λ
(400nm),0.0003λ(407nm),0.
0013λ(414nm)であった。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 1 made of such a material is 0.0013λ.
(400 nm), 0.0003λ (407 nm), 0.
It was 0013λ (414 nm).

【0058】[具体例3]具体例3で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L2(基板S2):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3)
[Specific Example 3] The glass materials used in Specific Example 3 are as follows. Lens portion L1 (substrate S1): synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L2 (substrate S2): synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3)

【0059】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ1の光軸上rms波面収差は0.0012λ
(400nm),0.0002λ(407nm),0.
0012λ(414nm)であった。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 1 made of such a material is 0.0012λ.
(400 nm), 0.0002λ (407 nm), 0.
It was 0012λ (414 nm).

【0060】従って、本実施の形態によれば、何れも凸
レンズ状の第1ないし第3のマイクロレンズ部分L1,
L2,L3を組み合せたマイクロレンズ1を構成する上
で、第1,第2のマイクロレンズ部分L1,L2とはア
ッベ数の異なる材料を用いて第3のマイクロレンズ部分
L3を形成することにより、マイクロレンズ1自体の構
成を変えたり新たな素子を追加したりすることなく、色
収差の低減を図れる小型・軽量なマイクロレンズとな
る。特に、具体例に関しては、具体例1が性能的にはベ
ストであるが、製造上は同一材料を加工することがコス
ト面などで好ましいので具体例3が好適といえる。
Therefore, according to the present embodiment, the first to third microlens portions L1 each having a convex lens shape.
In forming the microlens 1 in which L2 and L3 are combined, the third microlens portion L3 is formed by using a material having an Abbe number different from those of the first and second microlens portions L1 and L2. A compact and lightweight microlens capable of reducing chromatic aberration without changing the configuration of the microlens 1 itself or adding a new element. In particular, regarding the specific example, although the specific example 1 has the best performance, the specific example 3 is preferable because it is preferable to process the same material in manufacturing in terms of cost.

【0061】本発明の第二の実施の形態を図2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)。本実施の形態のマイクロレン
ズ11は、前述のマイクロレンズ1の構成において、第
4の薄板S4を第3のマイクロレンズ部分L3(第3の
レンズ基板S3)外面側に備えることにより構成されて
いる。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted (the same applies to the following embodiments). The microlens 11 of the present embodiment is configured by providing the fourth thin plate S4 on the outer surface side of the third microlens portion L3 (third lens substrate S3) in the configuration of the microlens 1 described above. .

【0062】ここに、この第4の薄板S4は、第1、第
2のレンズ基板S1,S2及び第3のマイクロレンズ部
分L3の材料とアッベ数νの異なる材料により平面状に
形成されている。
Here, the fourth thin plate S4 is formed in a planar shape from the material of the first and second lens substrates S1 and S2 and the third microlens portion L3 and the material of which Abbe number ν is different. .

【0063】本実施の形態による効果を、具体的な構成
例により実証する。
The effect of the present embodiment will be demonstrated by a concrete configuration example.

【0064】[具体例4]具体例4で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):BK7(1.5168,64.17) レンズ部分L2(基板S2):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3) 第4の薄板S4 :SF55(1.76180,26.9
5)
[Specific Example 4] The glass materials used in Specific Example 4 are as follows. Lens part L1 (substrate S1): BK7 (1.5168, 64.17) Lens part L2 (substrate S2): Synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3) Fourth thin plate S4: SF55 (1.76180,26.9
Five)

【0065】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ11の光軸上rms波面収差は0.0006λ
(400nm),0.0001λ(407nm),0.
0006λ(414nm)であった。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 11 made of such a material is 0.0006λ.
(400 nm), 0.0001λ (407 nm), 0.
It was 0006λ (414 nm).

【0066】[具体例5]具体例5で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):LF7(1.57501,41.49) レンズ部分L2(基板S2):K10(1.50137, 56.41) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3) 第4の薄板S4 :SF55(1.76180,26.9
5)
[Specific Example 5] The glass materials used in Specific Example 5 are as follows. Lens part L1 (substrate S1): LF7 (1.57501, 41.49) Lens part L2 (substrate S2): K10 (1.50137, 56.41) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3) Fourth thin plate S4: SF55 (1.76180,26.9
Five)

【0067】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ11の光軸上rms波面収差は0.0008λ
(400nm),0.0003λ(407nm),0.
0006λ(414nm)であった。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 11 made of such a material is 0.0008λ.
(400 nm), 0.0003λ (407 nm), 0.
It was 0006λ (414 nm).

【0068】[具体例6]具体例6で、使用した硝材は
以下の通りである。 レンズ部分L1(基板S1):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L2(基板S2):合成石英(1.45847,67.
7) レンズ部分L3(基板S3):SK16(1.62041,60.3
3) 第4の薄板S4 :SF55(1.76180,26.9
5)
[Specific Example 6] The glass materials used in Specific Example 6 are as follows. Lens portion L1 (substrate S1): synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L2 (substrate S2): synthetic quartz (1.45847, 67.
7) Lens part L3 (substrate S3): SK16 (1.62041, 60.3)
3) Fourth thin plate S4: SF55 (1.76180,26.9
Five)

【0069】このような材料を用いて構成されたマイク
ロレンズ11の光軸上rms波面収差は0.0008λ
(400nm),0.0003λ(407nm),0.
0009λ(414nm)であった。
The rms wavefront aberration on the optical axis of the microlens 11 made of such a material is 0.0008λ.
(400 nm), 0.0003λ (407 nm), 0.
It was 0009λ (414 nm).

【0070】従って、本実施の形態によれば、アッベ数
のさらに異なる第4の薄板S4を設けてマイクロレンズ
11を構成することにより、第3のマイクロレンズ部分
L3の材料選択の幅が広がり、製造条件が緩和されるマ
イクロレンズ11となる。また、第4の薄板S4に傷や
ごみに対する保護層としての機能を持たせることもでき
る。
Therefore, according to the present embodiment, by forming the microlens 11 by providing the fourth thin plate S4 having a different Abbe number, the material selection range of the third microlens portion L3 is widened. The microlens 11 has the manufacturing conditions relaxed. Further, the fourth thin plate S4 can also have a function as a protective layer against scratches and dust.

【0071】本発明の第三の実施の形態を図3及び図4
に基づいて説明する。本実施の形態は、例えばマイクロ
レンズ11の製造方法に関する。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be described based on. The present embodiment relates to a method for manufacturing the microlens 11, for example.

【0072】まず、第1のレンズ基板S1及び第2のレ
ンズ基板S2の各々に第1のマイクロレンズ部分L1及
び第2のマイクロレンズ部分L2を形成する。このため
に、図3(a)に示すように、基板21(S1,S2)
上に感光性材料22(レジスト)を塗布する。塗布する
感光性材料22の膜厚は形成すべきレンズ部分の高さ
(サグ)に応じて数μm〜数十μm程度である。実際に
は、塗布する感光性材料22の厚さは基板21上に形成
するレンズ高さと、基板21の材料のエッチング速度と
感光性材料22のエッチング速度との比(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)には感光性材料22の高さは形成するレ
ンズ高さとほぼ等しくする。また、基板21の材料のエ
ッチング速度が感光性材料22のエッチング速度より2
倍大きい場合(選択比2)には感光性材料22の高さは
レンズ高さの1/2でよい。ここでは、両者のエッチン
グ速度が等しいものとして説明する。また、基板21上
に塗布する感光性材料22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。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(フォトリソグラフ
ィ工程)に用いるフォトマスクの形状が変化するが、基
本的な形成手順は変わらない。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。
First, the first microlens portion L1 and the second microlens portion L2 are formed on each of the first lens substrate S1 and the second lens substrate S2. Therefore, as shown in FIG. 3A, the substrate 21 (S1, S2)
A photosensitive material 22 (resist) is applied on top. The film thickness of the photosensitive material 22 to be applied is about several μm to several tens μm depending on the height (sag) of the lens portion to be formed. In practice, the thickness of the photosensitive material 22 to be applied is set by the height of the lens formed on the substrate 21 and the ratio (selection ratio) between the etching rate of the material of the substrate 21 and the etching rate of the photosensitive material 22. For example, when the etching rates of the two are equal (selection ratio 1), the height of the photosensitive material 22 is made substantially equal to the height of the lens to be formed. In addition, the etching rate of the material of the substrate 21 is 2 times faster than that of the photosensitive material 22.
When the size is twice as large (selection ratio 2), the height of the photosensitive material 22 may be 1/2 of the lens height. Here, it is assumed that the etching rates of the two are equal. Further, as the photosensitive material 22 applied on the substrate 21, a photoresist or a photosensitive dry film used in usual semiconductor manufacturing can be used. The shape of the photomask used in the step of transferring the shape to the resist (photolithography step) is changed by selecting the positive type or the negative type, but the basic forming procedure is not changed. In this embodiment mode, a case of using a positive resist is described.

【0073】次に、図3(b)に示すようにフォトリソ
グラフィプロセスにより感光性材料22の形状がレンズ
形状と同形状になるようにパターンニングする。パター
ンニングは透過率分布を設定したマスクを介して光を照
射し、感光性材料22を感光させることにより行う。光
照射後現像すると基板21上にレンズと同等形状(選択
比1であるので)の樹脂が残る。このときのマスクはレ
ンズ形状に合せた透過率分布をも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。また、図示例では、後
で基板S1と基板S2とを突き合せて貼り合せるときの
接合構造24も予めパターンニングしている。
Next, as shown in FIG. 3B, patterning is performed by a photolithography process so that the photosensitive material 22 has the same shape as the lens. The patterning is performed by irradiating light through a mask having a transmittance distribution set to expose the photosensitive material 22 to light. When developed after irradiation with light, a resin having the same shape as the lens (since the selection ratio is 1) remains on the substrate 21. As the mask at this time, a mask having a transmittance distribution matched to the lens shape is prepared. As this mask, a mask having a density distribution may be used, or a mask having a layout in which fine dots have a desired transmittance distribution may be used. Further, in the illustrated example, the bonding structure 24 when the substrate S1 and the substrate S2 are butted and bonded to each other later is also patterned in advance.

【0074】このようにして形成したレンズ形状23の
感光性材料22をマスクとして、図3(c)に示すよう
に、基板21を基板面に垂直な方向にエッチング(異方
性エッチング)する。エッチング手段としては半導体プ
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,CH
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エッチングガスにN,O,A
r等のガスを混入することもできる。
Using the photosensitive material 22 having the lens shape 23 thus formed as a mask, the substrate 21 is etched (anisotropic etching) in a direction perpendicular to the substrate surface as shown in FIG. 3C. As the etching means, dry etching which is usually used in a semiconductor process can be used. Specifically, reactive ion etching (RIE),
The electron cyclotron resonance etching method (ECR) and the like. The gas used for dry etching can be selected depending on the substrate material. For example, when the substrate material is glass, CF 4 , CH
F 3 or the like can be used. Also, the etching rate,
N 2 , O 2 , and A are used as etching gas for adjusting selectivity.
A gas such as r can also be mixed.

【0075】このようにして基板21上にレンズ形状2
5(マイクロレンズ部分L1,L2)と突き合せて貼る
際に使う接合構造26とを形成する。その後、不要な感
光性材料(レジスト)22を除去(アッシング)する
(図3(d)参照)。これにより、結果的に、基板21
の表面(接合構造26の表面)より深い位置にレンズ形
状25(マイクロレンズ部分L1,L2)が形成され
る。
In this way, the lens shape 2 is formed on the substrate 21.
5 (microlens portions L1 and L2) and a joint structure 26 used when abutting and adhering are formed. After that, the unnecessary photosensitive material (resist) 22 is removed (ashing) (see FIG. 3D). This results in the substrate 21
The lens shape 25 (microlens portions L1 and L2) is formed at a position deeper than the surface (surface of the bonding structure 26).

【0076】第1のマイクロレンズ部分L1も第2のマ
イクロレンズ部分L2も全く同じようなプロセスで作製
する。ただし、基板S1,S2の材質が異なる場合は、
エッチング速度が基本的に異なるので、パターンニング
の際に選択比に合せた形状にするか、エッチングガスな
どのエッチング条件を変えて同じ選択比が選られる作製
条件を見出す必要がある。
The first microlens portion L1 and the second microlens portion L2 are manufactured by exactly the same process. However, when the materials of the substrates S1 and S2 are different,
Since the etching rates are fundamentally different, it is necessary to find a manufacturing condition in which the same selection ratio can be selected by changing the etching conditions such as the etching gas so as to have a shape that matches the selection ratio during patterning.

【0077】次に、第3のマイクロレンズ部分L3を形
成する。第3のマイクロレンズ部分L3は第2のマイク
ロレンズ部分L2が形成された第2のレンズ基板S2の
反対面側に形成される。このため、まず、図4(a)に
示すように基板S2の反対面側表面に感光性材料31を
塗布する。塗布する感光性材料31の膜厚はレンズの高
さ(サグ)に応じて数μm〜数十μm程度である。この
感光性材料31の膜厚は先のレンズ部分L1,L2を形
成する時と同様であり、実際に、形成するレンズ高さと
基板材料のエッチング速度と感光性材料のエッチング速
度との比(選択比)により設定する。基板L2上に塗布
する感光性材料31も前述の場合と同様である。
Next, the third microlens portion L3 is formed. The third microlens portion L3 is formed on the opposite surface side of the second lens substrate S2 on which the second microlens portion L2 is formed. For this reason, first, as shown in FIG. 4A, the photosensitive material 31 is applied to the opposite surface of the substrate S2. The film thickness of the photosensitive material 31 to be applied is about several μm to several tens of μm depending on the height (sag) of the lens. The film thickness of the photosensitive material 31 is the same as that when the lens portions L1 and L2 are formed, and actually, the ratio of the lens height to be formed, the etching rate of the substrate material and the etching rate of the photosensitive material (selection Ratio). The photosensitive material 31 applied on the substrate L2 is the same as in the above case.

【0078】そして、図4(b)に示すように、フォト
リソグラフィプロセスにより感光性材料31の形状がレ
ンズ形状と同形状になるようにパターンニングする。パ
ターンニングは透過率分布を設定したマスクを介して光
を照射し、感光性材料31を感光させる。光照射後現像
すると基板S2上にレンズと同等形状(選択比1である
ので)の樹脂が残る。このときのマスクはレンズ形状に
合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。
Then, as shown in FIG. 4B, patterning is performed by a photolithography process so that the shape of the photosensitive material 31 is the same as the lens shape. In patterning, light is irradiated through a mask having a transmittance distribution set to expose the photosensitive material 31. When the development is performed after the light irradiation, the resin having the same shape as the lens (since the selection ratio is 1) remains on the substrate S2. As the mask at this time, a mask having a transmittance distribution matched to the lens shape is prepared. As this mask, a mask having a density distribution may be used, or a mask having a layout in which fine dots have a desired transmittance distribution may be used.

【0079】このようにして形成したレンズ形状32の
感光性材料31は前述のレンズ部分L1,L2の作製時
と同様に基板S2に垂直な方向にエッチング(異方性エ
ッチング)し(図4(c))、その後、不要な感光性材
料(レジスト)を除去(アッシング)する(図4
(d))。
The photosensitive material 31 having the lens shape 32 formed in this manner is etched (anisotropic etching) in the direction perpendicular to the substrate S2 as in the case of manufacturing the lens portions L1 and L2 (see FIG. 4 ( c)), and thereafter, unnecessary photosensitive material (resist) is removed (ashing) (FIG. 4).
(D)).

【0080】次に、図4(e)に示すように、第3のマ
イクロレンズ部分L3を形成するためにエッチングした
凹形状部32に高屈折率材料33を埋め込む。この高屈
折率材料33としては、第1,第2のレンズ基板S1,
S2の材料とはアッベ数の異なる材料が用いられる。こ
の時、高屈折率材料33を埋め込んだ後で平板34(第
4の薄板S4)を貼り付ける。高屈折率材料33として
ガラスを用いる場合はスパッタリング法により埋め込
み、その後、基板S3として平坦化し、平板34を貼り
合せる。また、高屈折率材料33として樹脂材料を用い
る場合は、樹脂を塗付し硬化処理する前に平板34を上
において平坦になるようにした後に、硬化処理する。高
屈折率材料33として樹脂を用いた場合は、第4の薄板
S4は第3のマイクロレンズ部分L3の樹脂材料の保護
層として働くことができる。さらに樹脂材料は接着剤と
しての機能を持つ。どちらの材料の場合も基板の厚さを
正確に得るために研磨処理することがある。こうして、
第2,第3のマイクロレンズ部分L2,L3を持つ第2
のレンズ基板S2を形成できる。
Next, as shown in FIG. 4E, a high refractive index material 33 is embedded in the concave portion 32 that is etched to form the third microlens portion L3. As the high refractive index material 33, the first and second lens substrates S1,
A material having an Abbe number different from that of S2 is used. At this time, the flat plate 34 (fourth thin plate S4) is attached after the high refractive index material 33 is embedded. When glass is used as the high-refractive index material 33, it is embedded by a sputtering method, and then flattened as a substrate S3, and a flat plate 34 is attached. When a resin material is used as the high-refractive index material 33, the flat plate 34 is made flat on the upper side before the resin is applied and the hardening treatment is performed, and then the hardening treatment is performed. When a resin is used as the high refractive index material 33, the fourth thin plate S4 can act as a protective layer for the resin material of the third microlens portion L3. Further, the resin material has a function as an adhesive. Both materials may be polished to obtain the exact thickness of the substrate. Thus
The second having the second and third microlens portions L2 and L3
The lens substrate S2 can be formed.

【0081】最後に、図4(f)に示すように、第1の
マイクロレンズ部分L1が形成された第1の基板S1と
第2,第3のマイクロレンズ部分L2,L3が形成され
た第2のレンズ基板S2とを、第1,第2のマイクロレ
ンズ部分L1,L2が対向するように接合構造26を突
き合せて貼り合せる。貼り合せには、接着剤を用いて貼
り合せる。接着剤は紫外線で硬化するタイプのものや熱
で硬化するタイプのものあるいは2液を混合して硬化さ
せるタイプのものや水硝子接合などがあり、最適なもの
を選択する。貼り合せる際にはアライメントマークを各
々の基板S1,S2に予め形成しておき、アライメント
マークを合せることによって高精度に位置合せを行うこ
とができる。
Finally, as shown in FIG. 4F, the first substrate S1 on which the first microlens portion L1 is formed and the first substrate S1 on which the second and third microlens portions L2 and L3 are formed. The second lens substrate S2 is affixed to the first and second microlens portions L1 and L2 so that the bonding structure 26 is butted. The bonding is performed using an adhesive. Adhesives include those that are cured by ultraviolet rays, those that are cured by heat, those that are cured by mixing two liquids, water glass bonding, etc., and the optimum adhesive is selected. At the time of bonding, alignment marks can be formed in advance on each of the substrates S1 and S2, and the alignment marks can be aligned to perform highly accurate alignment.

【0082】このようにしてマイクロレンズ11が作製
される。このとき、1つ1つ作製するのではなく、ウエ
ハプロセスで一度に数多くのマイクロレンズ11を作製
することもできる。このとき2枚の基板S1,S2の貼
り合せは、アライメントマークを使用して高精度にアラ
イメントする。2枚のウエハ基板をアライメントすれ
ば、1つ1つの光学素子は同じ精度でアライメントされ
ているので、生産性も大幅に向上する。1つ1つのマイ
クロレンズ11はダイシングにより切り出す。
In this way, the microlens 11 is manufactured. At this time, it is possible to manufacture many microlenses 11 at one time by a wafer process, instead of manufacturing each one individually. At this time, the two substrates S1 and S2 are bonded to each other with high accuracy by using an alignment mark. If two wafer substrates are aligned, each optical element is aligned with the same accuracy, and the productivity is greatly improved. The individual microlenses 11 are cut out by dicing.

【0083】なお、マイクロレンズ1の製造の場合であ
れば、平板34(第4の薄板S4)に関する工程を省略
すればよい。
In the case of manufacturing the microlens 1, the step relating to the flat plate 34 (fourth thin plate S4) may be omitted.

【0084】本実施の形態によれば、いわゆる半導体プ
ロセスを用いてマイクロレンズ11を製造できるので、
微小なマイクロレンズ11を容易かつ高精度に製造する
ことができ、大量生産も可能であり、低コスト化も図る
ことができる。
According to this embodiment, since the microlens 11 can be manufactured by using a so-called semiconductor process,
The microlenses 11 can be easily and highly accurately manufactured, mass production is possible, and cost reduction can be achieved.

【0085】本発明の第四の実施の形態を図5に基づい
て説明する。本実施の形態は、前述したようなマイクロ
レンズ1又は11を対物レンズ41として用いる光ピッ
クアップ装置42への適用例を示す。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment shows an application example to the optical pickup device 42 using the microlens 1 or 11 as the objective lens 41 as described above.

【0086】まず、本実施の形態の光ピックアップ装置
42の構成例について説明する。この光ピックアップ装
置42では、支持ベース43上に光源としての半導体レ
ーザ(LD)44と受光検知用のフォトダイオード(P
D)45とが搭載されている。支持ベース43はLD4
4からの発熱を吸収できるように熱伝導のよい材料によ
り形成されている。また、特に図示していないが、支持
ベース43は光記録媒体46に対するアクセス中に捩れ
たりしないような構造とされている。さらに、LD44
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。LD44としては、例えば出射するレ
ーザ光の波長が400〜410nm程度の短波長のもの
(例えば、青色LD)が用いられている。
First, a configuration example of the optical pickup device 42 of the present embodiment will be described. In this optical pickup device 42, a semiconductor laser (LD) 44 as a light source and a photodiode (P) for detecting light reception are provided on a support base 43.
D) 45 and are mounted. Support base 43 is LD4
It is made of a material having good thermal conductivity so as to absorb the heat generated by Although not particularly shown, the support base 43 has a structure that does not twist during access to the optical recording medium 46. Furthermore, LD44
Is not provided on the submount in the example shown,
It may be placed on the submount depending on the thermal conductivity and arrangement. As the LD 44, for example, a laser diode having a short wavelength of emitted laser light of about 400 to 410 nm (for example, blue LD) is used.

【0087】LD44は支持ベース43と平行な方向に
レーザ光を出射するように搭載されており、このLD4
4に対向する位置にそのレーザ光を光記録媒体46側に
向けて90°偏向させる(折り曲げる)反射ミラー47
と、偏向反射されたレーザ光を平行光に変換するコリメ
ータ48とが設けられている。反射ミラー47は45°
の角度を持ったLD44側の傾斜面にAl反射コートす
ることにより形成されたものであり、コリメータ48は
出射側のレンズの有効径が200μmのマイクロレンズ
である。反射ミラー47とコリメータ48とはともに同
じ材料(硝子)製で一体に構成されており、コリメータ
48部分を利用して支持ベース43中に埋め込むように
取り付けられている。ここでいう一体とは別々に作製し
たものを各々が完成した後、接着などで一体としたもの
を意味する。本実施の形態では、何れにもガラス材料を
使用しているが、例えば反射ミラー47にSi材料をコ
リメータ48にガラスを用いるなど互いに異なる材料で
も構わない。このとき、コリメータ48は色収差が問題
となるのであれば、色収差を減らすような構成をとる。
The LD 44 is mounted so as to emit laser light in a direction parallel to the support base 43.
The reflection mirror 47 deflects (bends) the laser light toward the optical recording medium 46 side by 90 ° at a position facing 4
And a collimator 48 for converting the deflected and reflected laser light into parallel light. The reflection mirror 47 is 45 °
It is formed by performing Al reflection coating on the inclined surface of the LD 44 side having an angle of, and the collimator 48 is a microlens having an effective diameter of the exit side lens of 200 μm. Both the reflection mirror 47 and the collimator 48 are made of the same material (glass) and are integrally formed, and are attached so as to be embedded in the support base 43 by utilizing the collimator 48 portion. The term "integral" as used herein means an item that is produced separately and then integrated into a unit by bonding or the like. In the present embodiment, glass materials are used for all of them, but different materials may be used, for example, Si material is used for the reflection mirror 47 and glass is used for the collimator 48. At this time, the collimator 48 is configured to reduce chromatic aberration if chromatic aberration is a problem.

【0088】さらに、コリメータ48の出射側(光記録
媒体46側)の光路上には光路分離手段49が設けられ
ている。この光路分離手段49は、レーザ光が光記録媒
体46に行く時はそのまま透過し、光記録媒体46から
の反射光(信号光)はPD45が位置するところへ向か
うように分ける働きをするものである。本実施の形態で
は、偏光を利用しており、光路分離手段49は偏光ホロ
グラムとλ/4板とにより構成されている。偏光ホログ
ラム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、LD44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。また、λ/4板は光学
系を小型で薄くするために、薄膜或いはシート状のもの
を使用する。
Further, an optical path separating means 49 is provided on the optical path on the emission side of the collimator 48 (on the side of the optical recording medium 46). The optical path separating means 49 has a function of transmitting the laser light as it is when it goes to the optical recording medium 46, and dividing the reflected light (signal light) from the optical recording medium 46 so as to go to the position where the PD 45 is located. is there. In this embodiment, polarized light is used, and the optical path separating means 49 is composed of a polarization hologram and a λ / 4 plate. A polarization hologram is one in which a material having birefringence is embedded in a grating groove and an optical path is separated according to the relationship between the direction of the grating groove and the polarization direction of light. At the same time, it is possible to give a light-collecting function by optimizing the grating pattern at the same time. In this embodiment, the polarization hologram has a light-collecting function. By using the hologram for the condensing lens unit, even if the condensing position changes due to the influence of the wavelength shift of the LD 44, the signal detection is not greatly affected. Further, the λ / 4 plate is a thin film or a sheet type in order to make the optical system small and thin.

【0089】さらに、光路分離手段49と光記録媒体4
6との間の光路上には対物レンズ41が設けられてい
る。この対物レンズ41は前述したような外形形状が平
板状のマイクロレンズ1又は11を用いたもので、第3
のマイクロレンズ部分L3が光記録媒体46側となるよ
うに設定される。また、第3のマイクロレンズ部分L3
に関しては半球状又は超半球状なる形状として、いわゆ
るソリッドイマージョンレンズとして形成することが望
ましい。
Further, the optical path separating means 49 and the optical recording medium 4
An objective lens 41 is provided on the optical path between the objective lens 4 and 6. The objective lens 41 uses the microlens 1 or 11 having a flat outer shape as described above.
The microlens portion L3 of is set to be on the optical recording medium 46 side. In addition, the third microlens portion L3
With regard to (1), it is desirable to form a so-called solid immersion lens in the shape of a hemisphere or a super hemisphere.

【0090】また、この対物レンズ41は光路分離手段
49に一体化され、この光路分離手段49に接着された
フォーカス・トラッキング制御手段50を介して支持ベ
ース43に取り付けられている。フォーカス・トラッキ
ング制御手段50は光軸に沿って移動する手段と光記録
媒体46に予め形成されているトラック溝に垂直な方向
に移動する手段とPD45からの信号(フォーカスエラ
ー信号、トラックエラー信号)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
法には種々の方法があるが、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、前述の実施の形
態のような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。
The objective lens 41 is integrated with the optical path separating means 49 and is attached to the support base 43 via the focus / tracking control means 50 adhered to the optical path separating means 49. The focus / tracking control means 50 is a means for moving along the optical axis, a means for moving in a direction perpendicular to a track groove previously formed on the optical recording medium 46, and a signal from the PD 45 (focus error signal, track error signal). Is processed to calculate the amount of movement of each moving means. There are various methods for this signal processing. Here, the double beam size method is used for focus detection and the push-pull method is used for tracking detection. The movement amount is calculated by an electronic circuit. The moving means may be a piezoelectric element such as a laminated piezo, an electromagnetic induction type actuator, or an ultrasonic actuator. Further, the electrostatic actuator manufactured by using the semiconductor process is suitable for small size and thin shape, and can be manufactured by a process similar to the microlens manufacturing process as in the above-described embodiment. Although an actuator using a piezoelectric element is used in this embodiment, it may be appropriately selected in consideration of the movement amount, frequency response, size, and the like.

【0091】このような光ピックアップ装置42の動作
について説明する。まず、LD44から出射されたレー
ザ光は反射ミラー47で折り曲げられ光記録媒体46の
方向へ向かって進んで行く。次にコリメータ48で発散
光がコリメート光に変換される。この時、LD44から
のレーザ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49に入射し、偏光ホログラムを透過
後、λ/4板で直線偏光が円偏光に変わる。この後、対
物レンズ41に入射し収束する光となって光記録媒体4
6に照射される。ここで、記録の場合は、信号に合せた
適切な変調がLD44に与えられ、光記録媒体46に照
射され、再生の場合はLD44が変調されずに照射され
る。再生の場合、光記録媒体46からの信号光は照射時
と逆に発散する光となって図の上側に向かって進む。対
物レンズ41でコリメートする光となってλ/4板を透
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ので、この光が偏光ホロ
グラムに入射すると今度は回折され集光する光となって
PD45に入射する。ここで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。
The operation of such an optical pickup device 42 will be described. First, the laser light emitted from the LD 44 is bent by the reflection mirror 47 and advances toward the optical recording medium 46. Next, the collimator 48 converts the divergent light into collimated light. At this time, since the profile of the laser light from the LD 44 is an ellipse due to the astigmatic difference, in the present embodiment, the light is collimated according to the minor axis of the ellipse and the light in the major axis direction is cut. The collimated light enters the optical path separation means 49, passes through the polarization hologram, and then the linearly polarized light is changed to circularly polarized light by the λ / 4 plate. After that, the light enters the objective lens 41 and converges to become light, and the optical recording medium 4
6 is irradiated. Here, in the case of recording, an appropriate modulation according to the signal is given to the LD 44 and irradiated onto the optical recording medium 46, and in the case of reproduction, the LD 44 is irradiated without being modulated. In the case of reproduction, the signal light from the optical recording medium 46 becomes divergent light as opposed to the time of irradiation and travels toward the upper side of the drawing. The light is collimated by the objective lens 41 and passes through the λ / 4 plate. Here, the circularly polarized light becomes linearly polarized light, but since the polarization direction is changed by 90 ° from the forward direction, when this light enters the polarization hologram, it becomes diffracted and condensed light and enters the PD 45. Here, the information is read by being converted into an electric signal and subjected to signal processing.

【0092】従って、本実施の形態によれば、基本的に
前述したようなマイクロレンズ1又は11を対物レンズ
41として備えるので、色収差を低減させることができ
る小型で薄い光ピックアップ装置42を提供することが
できる。特に、波長400〜410nmのレーザ光を出
射する短波長のLD44を用いた場合に重要な問題とな
る波長のずれにより対物レンズ41で生ずる色収差も小
さく抑えることができ、色収差の影響の少ないレーザ光
集光照射機能を発揮させることができる。さらには、第
3のマイクロレンズ部分L3を半球状又は超半球状なる
形状として、いわゆるソリッドイマージョンレンズとし
て形成し、光記録媒体46に対向させることで、より一
層の高NA化が図られた対物レンズ41となるため、光
記録媒体46に対してより小さな光スポットを形成する
ことができ、記録密度の向上を図ることもできる。
Therefore, according to the present embodiment, since the microlens 1 or 11 as described above is basically provided as the objective lens 41, a compact and thin optical pickup device 42 capable of reducing chromatic aberration is provided. be able to. Particularly, when the short-wavelength LD 44 that emits a laser beam having a wavelength of 400 to 410 nm is used, the chromatic aberration generated in the objective lens 41 due to the wavelength shift, which is an important problem, can be suppressed to a small level, and the laser beam is less affected by the chromatic aberration. The concentrated irradiation function can be exerted. Further, the third microlens portion L3 is formed into a hemispherical shape or a super hemispherical shape as a so-called solid immersion lens, and is opposed to the optical recording medium 46, so that the objective having a higher NA can be achieved. Since it becomes the lens 41, a smaller light spot can be formed on the optical recording medium 46, and the recording density can be improved.

【0093】[0093]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、何れも凸
レンズ状の第1ないし第3のマイクロレンズ部分を組み
合せたマイクロレンズを構成する上で、第1,第2のマ
イクロレンズ部分とはアッベ数の異なる材料を用いて第
3のマイクロレンズ部分を形成することにより、マイク
ロレンズ自体の構成を変えたり新たな素子を追加したり
することなく、色収差の低減を図れる小型・軽量なマイ
クロレンズを提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, in constructing a microlens including a combination of first to third microlens portions each having a convex lens shape, the first and second microlens portions are combined. Is a compact and lightweight micro-lens that can reduce chromatic aberration by forming the third microlens part using materials with different Abbe numbers without changing the structure of the microlens itself or adding new elements. A lens can be provided.

【0094】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載のマイクロレンズにおいて、アッベ数のさらに異なる
第4の薄板を設けることにより、第3のマイクロレンズ
部分の材料選択の幅が広がり、製造条件が緩和されるマ
イクロレンズとなる。また、第4の薄板に傷やごみに対
する保護層としての機能を持たせることもできる。
According to the invention described in claim 2, in the microlens according to claim 1, by providing a fourth thin plate having a different Abbe number, the range of material selection for the third microlens portion is widened, It becomes a microlens with ease of manufacturing conditions. Further, the fourth thin plate can also have a function as a protective layer against scratches and dust.

【0095】請求項3記載の発明によれば、請求項1又
は2記載のマイクロレンズにおいて、第3のマイクロレ
ンズ部分も凸レンズとして作用するため、より高いNA
を持つマイクロレンズを提供することができる。
According to the third aspect of the invention, in the microlens according to the first or second aspect, the third microlens portion also functions as a convex lens, so that a higher NA is obtained.
It is possible to provide a microlens having

【0096】請求項4記載の発明によれば、請求項1な
いし3の何れか一記載のマイクロレンズにおいて、第
1,第2のレンズ基板の材料が同一であるので、これら
の製造条件を同一にすることができ、製造の容易化及び
低コスト化を図ることができる。
According to the fourth aspect of the invention, in the microlens according to any one of the first to third aspects, the materials of the first and second lens substrates are the same, so that these manufacturing conditions are the same. Therefore, it is possible to facilitate manufacturing and reduce cost.

【0097】請求項5記載の発明によれば、請求項1な
いし4の何れか一記載のマイクロレンズにおいて、特に
焦点距離の短い第3のマイクロレンズ部分の材料のアッ
ベ数を大きくすることにより、色収差をより効果的に小
さく抑えることができる。
According to the invention of claim 5, in the microlens according to any one of claims 1 to 4, by increasing the Abbe number of the material of the third microlens portion having a particularly short focal length, Chromatic aberration can be suppressed more effectively.

【0098】請求項6記載の発明のマイクロレンズの製
造方法によれば、いわゆる半導体プロセスを用いてマイ
クロレンズを製造できるので、微小なマイクロレンズを
容易かつ高精度に製造でき、大量生産も可能であり、低
コスト化も図ることができる。
According to the method of manufacturing a microlens of the sixth aspect of the present invention, since the microlens can be manufactured by using a so-called semiconductor process, minute microlenses can be manufactured easily and highly accurately, and mass production is also possible. Therefore, the cost can be reduced.

【0099】請求項7記載の発明によれば、請求項6記
載のマイクロレンズの製造方法において、第4の薄板を
備えるマイクロレンズに関しても、いわゆる半導体プロ
セスを用いてマイクロレンズを製造できるので、微小な
マイクロレンズを容易かつ高精度に製造でき、大量生産
も可能であり、低コスト化も図ることができる。
According to the invention of claim 7, in the method of manufacturing a microlens according to claim 6, since the microlens having the fourth thin plate can be manufactured by using a so-called semiconductor process, Microlenses can be easily and highly accurately manufactured, mass production is possible, and cost reduction can be achieved.

【0100】請求項8記載の発明によれば、請求項6又
は7記載のマイクロレンズの製造方法において、第3の
マイクロレンズ部分も凸レンズとして作用するため、よ
り高いNAを持つマイクロレンズを製造することができ
る。
According to the eighth aspect of the present invention, in the method for producing a microlens according to the sixth or seventh aspect, the third microlens portion also acts as a convex lens, so that a microlens having a higher NA is produced. be able to.

【0101】請求項9記載の発明によれば、請求項6な
いし8の何れか一記載のマイクロレンズの製造方法にお
いて、第1,第2のレンズ基板の材料が同一であるの
で、これらの製造条件を同一にすることができ、マイク
ロレンズ製造の容易化及び低コスト化を図ることができ
る。
According to the ninth aspect of the invention, in the method of manufacturing a microlens according to any one of the sixth to eighth aspects, the materials of the first and second lens substrates are the same. The conditions can be the same, and the microlens manufacturing can be facilitated and the cost can be reduced.

【0102】請求項10記載の発明によれば、請求項6
ないし9の何れか一記載のマイクロレンズの製造方法に
おいて、第3のマイクロレンズ部分の材料のアッベ数を
大きくすることにより、色収差をより効果的に小さく抑
えることができるマイクロレンズを製造することができ
る。
According to the invention of claim 10, claim 6 is provided.
In the method for manufacturing a microlens according to any one of 1 to 9, by increasing the Abbe number of the material of the third microlens portion, it is possible to manufacture a microlens capable of suppressing chromatic aberration more effectively. it can.

【0103】請求項11記載の発明の光ピックアップ装
置によれば、請求項1ないし5の何れか一記載のマイク
ロレンズを対物レンズとして備えるので、色収差を低減
させることができる小型で薄い光ピックアップ装置を提
供することができる。
According to the optical pickup device of the eleventh aspect of the present invention, since the microlens of any one of the first to fifth aspects is provided as an objective lens, a compact and thin optical pickup device capable of reducing chromatic aberration. Can be provided.

【0104】請求項12記載の発明によれば、請求項1
1記載の光ピックアップ装置において、特に波長400
〜410nmのレーザ光を出射する短波長のレーザ光源
を用いた場合に重要な問題となる波長のずれにより対物
レンズで生ずる色収差も小さく抑えることができ、色収
差の影響の少ないレーザ光集光照射機能を発揮させるこ
とができる。
According to the invention of claim 12, claim 1
In the optical pickup device described in 1, the wavelength of 400
When a short wavelength laser light source that emits laser light of up to 410 nm is used, the chromatic aberration caused by the objective lens due to the wavelength shift, which is an important problem, can be suppressed to a small level, and the laser light focusing irradiation function is less affected by the chromatic aberration. Can be demonstrated.

【0105】請求項13記載の発明によれば、請求項1
1又は12記載の光ピックアップ装置において、より一
層の高NA化が図られた対物レンズを用いることによ
り、光記録媒体に対してより小さな光スポットを形成す
ることができ、記録密度の向上を図ることもできる。
According to the invention of claim 13, claim 1
In the optical pickup device described in 1 or 12, by using an objective lens with a higher NA, a smaller light spot can be formed on the optical recording medium, and the recording density is improved. You can also

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

【図1】本発明の第一の実施の形態のマイクロレンズを
示す断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view showing a microlens according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施の形態のマイクロレンズを
示す断面構造図である。
FIG. 2 is a sectional structural view showing a microlens according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施の形態の第1,第2のマイ
クロレンズ部分を形成する工程をプロセス順に示す断面
構造図である。
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram showing, in the order of processes, steps of forming first and second microlens portions according to a third embodiment of the present invention.

【図4】第3のマイクロレンズ部分を形成する工程及び
貼り合せ工程をプロセス順に示す断面構造図である。
FIG. 4 is a cross-sectional structural view showing a step of forming a third microlens portion and a bonding step in the order of processes.

【図5】本発明の第四の実施の形態の光ピックアップ装
置を示す断面構造図である。
FIG. 5 is a sectional structural view showing an optical pickup device of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来、一般の光ピックアップ装置の構成例を示
す原理的な構造図である。
FIG. 6 is a principle structural diagram showing a configuration example of a conventional general optical pickup device.

【図7】色消しレンズの構成例を示す断面構造図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional structural view showing a structural example of an achromatic lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 マイクロレンズ 41 対物レンズ 42 光ピックアップ装置 44 光源、半導体レーザ 46 光記録媒体 L1 第1のマイクロレンズ部分 L2 第2のマイクロレンズ部分 L3 第3のマイクロレンズ部分 S1 第1のレンズ基板 S2 第2のレンズ基板 S4 第4の薄板 1,11 micro lens 41 Objective lens 42 Optical pickup device 44 light source, semiconductor laser 46 optical recording medium L1 First microlens part L2 Second microlens part L3 Third microlens part S1 First lens substrate S2 Second lens substrate S4 Fourth thin plate

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 5D789 (72)発明者 清澤 良行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 佐藤 康弘 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H025 AB14 FA39 2H087 KA13 LA01 PA02 PA18 PB03 QA01 QA05 QA13 QA21 QA25 QA33 QA41 QA45 UA03 2H096 AA28 HA17 HA23 HA30 4G059 AA11 AB09 AC01 BB01 BB13 5D119 AA01 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 DA05 EC03 JA44 JB01 JB03 JB04 NA05 5D789 AA01 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 CA21 CA22 CA23 DA05 EC03 JA44 JB01 JB03 JB04 NA05 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) G11B 7/135 G11B 7/135 A 5D789 (72) Inventor Yoshiyuki Kiyozawa 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Within Ricoh Company (72) Inventor Yasuhiro Sato 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-Term Within Ricoh Company (Reference) 2H025 AB14 FA39 2H087 KA13 LA01 PA02 PA18 PB03 QA01 QA05 QA13 QA21 QA25 QA33 QA41 QA45 UA03 2H096 AA28 HA17 HA23 HA30 4G059 AA11 AB09 AC01 BB01 BB13 5D119 AA01 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 DA05 EC03 JA44 JB01 JB03 JB04 NA05 5D789 AA01 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 CA21 CA21 CA21 CA02 CA02 CA02 CA02 CA01 CA22 CA01 CA22 CA02 CA02 CA02 CA02 CA02 CA02 CA23

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のマイクロレンズ部分が凸レンズ状
に形成された第1のレンズ基板と、 第2のマイクロレンズ部分が凸レンズ状に形成されて前
記第2のマイクロレンズ部分が前記第1のマイクロレン
ズ部分に対向するように前記第1のレンズ基板に貼り合
せられた第2のレンズ基板と、 これらの第1及び第2のレンズ基板の材料とアッベ数の
異なる材料により前記第2のレンズ基板の前記第2のマ
イクロレンズ部分側とは反対側面に前記第2のマイクロ
レンズ部分側に凸となるように凸レンズ状に形成された
第3のマイクロレンズ部分と、を備えるマイクロレン
ズ。
1. A first lens substrate in which a first microlens portion is formed into a convex lens shape, and a second microlens portion is formed into a convex lens shape, and the second microlens portion is formed into the first lens substrate. A second lens substrate bonded to the first lens substrate so as to face the microlens portion, and the second lens made of a material having a different Abbe number from those of the first and second lens substrates. A microlens comprising: a third microlens portion formed in a convex lens shape on the side surface of the substrate opposite to the second microlens portion side so as to be convex toward the second microlens portion side.
【請求項2】 前記第1、第2のレンズ基板及び前記第
3のマイクロレンズ部分の材料とアッベ数の異なる材料
により形成された第4の薄板を前記第3のマイクロレン
ズ部分外面側に備える請求項1記載のマイクロレンズ。
2. A fourth thin plate formed of a material having a different Abbe number from the materials of the first and second lens substrates and the third microlens portion is provided on the outer surface side of the third microlens portion. The microlens according to claim 1.
【請求項3】 前記第3のマイクロレンズ部分の材料の
屈折率が前記第2のレンズ基板の屈折率よりも大きい請
求項1又は2記載のマイクロレンズ。
3. The microlens according to claim 1, wherein the refractive index of the material of the third microlens portion is higher than the refractive index of the second lens substrate.
【請求項4】 前記第1のレンズ基板の材料と前記第2
のレンズ基板の材料とが同一である請求項1ないし3の
何れか一記載のマイクロレンズ。
4. The material of the first lens substrate and the second lens substrate
The microlens according to any one of claims 1 to 3, wherein the lens substrate is made of the same material.
【請求項5】 前記第3のマイクロレンズ部分の材料の
アッベ数が前記第1及び第2のレンズ基板の材料のアッ
ベ数よりも大きい請求項1ないし4の何れか一記載のマ
イクロレンズ。
5. The microlens according to claim 1, wherein the Abbe number of the material of the third microlens portion is larger than the Abbe number of the materials of the first and second lens substrates.
【請求項6】 第1のレンズ基板及び第2のレンズ基板
の各々に対してフォトリソグラフィプロセスとエッチン
グプロセスとを用いて基板表面より深い位置に第1のマ
イクロレンズ部分及び第2のマイクロレンズ部分を各々
凸レンズ状に形成する工程と、 前記第2のレンズ基板の前記第2のマイクロレンズ部分
側とは反対面側に対してフォトリソグラフィプロセスと
エッチングプロセスとを用いて前記第2のマイクロレン
ズ部分側に凸となるように凹部を形成し前記第1及び第
2のレンズ基板の材料とアッベ数の異なる材料をこの凹
部に埋め込むことにより凸レンズ状の第3のマイクロレ
ンズ部分を形成する工程と、 前記第3のマイクロレンズ部分が形成された前記第2の
レンズ基板を前記第2のマイクロレンズ部分が前記第1
のマイクロレンズ部分に対向するように前記第1のレン
ズ基板に貼り合せる工程と、を含むマイクロレンズの製
造方法。
6. A first microlens portion and a second microlens portion at a position deeper than the substrate surface by using a photolithography process and an etching process for each of the first lens substrate and the second lens substrate. Respectively in the form of a convex lens, and using a photolithography process and an etching process on the side of the second lens substrate opposite to the side of the second microlens portion, the second microlens portion Forming a concave portion so as to be convex toward the side and burying a material having a different Abbe number from the material of the first and second lens substrates in the concave portion to form a convex lens-like third microlens portion; The second lens substrate on which the third microlens portion is formed has the second microlens portion formed on the first lens substrate.
A step of adhering to the first lens substrate so as to face the microlens portion of the above.
【請求項7】 前記第3のマイクロレンズ部分を形成し
た後、前記第1、第2のレンズ基板及び前記第3のマイ
クロレンズ部分の材料とアッベ数の異なる材料により形
成された第4の薄板を前記第3のマイクロレンズ部分外
面側に貼り合せる工程を含む請求項6記載のマイクロレ
ンズの製造方法。
7. A fourth thin plate formed of a material having a different Abbe number from the materials of the first and second lens substrates and the third microlens portion after forming the third microlens portion. 7. The method for manufacturing a microlens according to claim 6, further comprising a step of adhering the above to the outer surface side of the third microlens portion.
【請求項8】 前記第3のマイクロレンズ部分は、前記
第2のレンズ基板の屈折率よりも大きい屈折率の材料に
より形成される請求項6又は7記載のマイクロレンズの
製造方法。
8. The method of manufacturing a microlens according to claim 6, wherein the third microlens portion is formed of a material having a refractive index higher than that of the second lens substrate.
【請求項9】 前記第1のレンズ基板の材料と前記第2
のレンズ基板の材料とが同一である請求項6ないし8の
何れか一記載のマイクロレンズの製造方法。
9. The material of the first lens substrate and the second lens substrate
9. The method of manufacturing a microlens according to claim 6, wherein the lens substrate is made of the same material.
【請求項10】 前記第3のマイクロレンズ部分は、前
記第1及び第2のレンズ基板の材料のアッベ数よりも大
きいアッベ数の材料により形成される請求項6ないし9
の何れか一記載のマイクロレンズの製造方法。
10. The third microlens portion is formed of a material having an Abbe number that is larger than the Abbe numbers of the materials of the first and second lens substrates.
7. The method for manufacturing a microlens according to any one of 1.
【請求項11】 光源から出射された光を光記録媒体の
記録面に対して集光させる請求項1ないし5の何れか一
記載のマイクロレンズを対物レンズとして備える光ピッ
クアップ装置。
11. An optical pickup device comprising the microlens according to claim 1 as an objective lens for condensing light emitted from a light source onto a recording surface of an optical recording medium.
【請求項12】 前記光源が波長400〜410nmの
レーザ光を出射するレーザ光源である請求項11記載の
光ピックアップ装置。
12. The optical pickup device according to claim 11, wherein the light source is a laser light source that emits laser light having a wavelength of 400 to 410 nm.
【請求項13】 前記マイクロレンズは、半球状又は超
半球状に形成された第3のマイクロレンズ部分が前記光
記録媒体に対向するように配置される請求項11又は1
2記載の光ピックアップ装置。
13. The microlens is arranged such that a third microlens portion formed in a hemispherical shape or a super hemispherical shape faces the optical recording medium.
2. The optical pickup device described in 2.
JP2001375407A 2001-12-10 2001-12-10 Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens Pending JP2003177213A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001375407A JP2003177213A (en) 2001-12-10 2001-12-10 Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001375407A JP2003177213A (en) 2001-12-10 2001-12-10 Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003177213A true JP2003177213A (en) 2003-06-27

Family

ID=19183789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001375407A Pending JP2003177213A (en) 2001-12-10 2001-12-10 Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003177213A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111525A (en) * 2004-10-09 2006-04-27 Schott Ag Method for fine structuring of plate glass base body
KR20120033702A (en) * 2010-09-30 2012-04-09 삼성전자주식회사 Image sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111525A (en) * 2004-10-09 2006-04-27 Schott Ag Method for fine structuring of plate glass base body
KR20120033702A (en) * 2010-09-30 2012-04-09 삼성전자주식회사 Image sensor
KR101708807B1 (en) * 2010-09-30 2017-02-21 삼성전자 주식회사 Image sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006236516A (en) Optical head, optical information reproducing apparatus, and its manufacturing method
WO1996027880A1 (en) Laminated proximity field optical head and optical information recording and reproducing device
US20050254391A1 (en) Optical pickup device
US7194152B2 (en) Micro mirror and method of manufacturing the same
JP2006164497A (en) Objective lens optical system and optical pickup device adopting same
JP3638417B2 (en) Optical pickup
JP3544461B2 (en) Optical element for optical pickup, method for manufacturing optical element for optical pickup, and optical pickup
US7079470B2 (en) Diffraction device for reading and/or writing a record carrier
KR100882062B1 (en) Objective lens for optical pickup apparatus, optical pickup apparatus and method of designing optical element
JP2003177213A (en) Microlens, method for manufacturing the same and optical pickup device using microlens
JPH11177123A (en) Manufacture of optical element for optical pickup
JP2003232994A (en) Microlens and optical pickup device
JP2004514234A (en) Light head
US20050073747A1 (en) Diffractive optical element, manufacturing method thereof, optical pickup apparatus and optical disk drive apparatus
JP2002373448A (en) Optical disk device and manufacturing method of optical element of the same
JP2008276823A (en) Optical pickup and optical information processor
JP3574571B2 (en) Method for manufacturing optical element for optical pickup
JP3471960B2 (en) Pickup device
JP2000251313A (en) Optical pickup head, and manufacture of optical element for optical pickup
JP2004177527A (en) Optical system for optical pickup device, optical pickup device, optical information recording and reproducing apparatus, and chromatic aberration correcting element
JP2005049550A (en) Beam shaping element, semiconductor laser device, optical pickup device and optical disk device
JP3837893B2 (en) Optical head device
JP2003233916A (en) Optical information processor and manufacturing method of micro lens
JP2003294914A (en) Cemented lens and optical head device using the same
KR100540700B1 (en) Objective Lens for Optical-Storage Device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040924

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040927

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080212

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080610