JP2006053992A - Optical pickup device and its manufacturing method - Google Patents

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Takashi Matsuura
尚 松浦
Kazuhiko Oda
一彦 織田
Toshihiko Ushiro
利彦 後
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup miniaturized by miniaturizing an optical element constituting an optical pickup device. <P>SOLUTION: This optical pickup device is capable of either recording or reproducing information in an optical information recording medium and provided with a light source 11 for emitting an optical beam, and a plurality of optical elements (e.g., polarized beam splitter 13, a 1/4 wavelength plate 14, an objective lens 15, and collimator lens 19). At least one of the optical elements includes a translucent DLC film including the local area of a relatively high refraction index and the local area of a relatively low refractive index. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光情報記録媒体への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical pickup device capable of at least one of recording and reproducing information on an optical information recording medium, and a method for manufacturing the same.

CD(Compact Disk)、DVD(Digital Video Disk)などの光情報記録媒体への情報の記録および再生などに用いられる光ピックアップ装置においては、光源からのビーム光を上記光情報記録媒体の情報記録表面に集光させ、この情報記録表面で反射された光を受光部に集光させるために、発光素子、偏光ビームスプリッタ、1/4波長板、対物レンズ、集束レンズ、受光素子などの種々の光学素子が用いられている(たとえば、特許文献1参照)。   In an optical pickup device used for recording and reproducing information on an optical information recording medium such as a CD (Compact Disk) and a DVD (Digital Video Disk), a light beam from a light source is used as an information recording surface of the optical information recording medium. In order to collect the light reflected on the information recording surface and the light receiving unit, various optical elements such as a light emitting element, a polarizing beam splitter, a quarter wavelength plate, an objective lens, a focusing lens, and a light receiving element are used. An element is used (for example, see Patent Document 1).

ここで、偏光ビームスプリッタ、1/4波長板、対物レンズ、集束レンズなどの光学素子においては、光を屈折させるために、レリーフ型(膜厚変調型)の回折格子が用いられている。たとえば、上記特許文献1においては、対物レンズとして、図12に示すような、レリーフ型の回折格子が形成されているレンズ(レリーフ型レンズ)が用いられている。   Here, in an optical element such as a polarizing beam splitter, a quarter-wave plate, an objective lens, and a focusing lens, a relief type (film thickness modulation type) diffraction grating is used to refract light. For example, in Patent Document 1, a lens (relief type lens) on which a relief type diffraction grating is formed as shown in FIG. 12 is used as an objective lens.

しかし、上記のようなレリーフ型レンズは、図12に示すように、レンズ膜の厚さを変調させて、たとえば同心円状に規則的に膜厚を変調させて、光の回折作用により、回折光(たとえば1次回折光121、2次回折光122など)を凸レンズのように集光させるものであるため、作製プロセスが難しくまたレンズ上に他の部材を積層できないなどの問題があった。   However, the relief lens as described above, as shown in FIG. 12, modulates the thickness of the lens film, for example, regularly modulates the film thickness concentrically, and diffracted light by the light diffraction action. Since the light (such as the first-order diffracted light 121 and the second-order diffracted light 122) is condensed like a convex lens, there is a problem that the manufacturing process is difficult and other members cannot be laminated on the lens.

また、従来の偏光ビームスプリッタは、2つのマイクロプリズムで構成されており、厚さが3mm以上となっていたため、それ以上の小型化が困難であった。   Further, since the conventional polarizing beam splitter is composed of two microprisms and has a thickness of 3 mm or more, it is difficult to further reduce the size.

また、従来の1/4波長板には、厚さが0.5mm以上の水晶板が用いられていたため、それ以上の小型化が困難であった。   Further, since a quartz plate having a thickness of 0.5 mm or more is used for the conventional quarter-wave plate, it is difficult to further reduce the size.

したがって、光ピックアップ装置を構成する光学素子の小型化および/または集積化に制限があったため、光ピックアップ装置の小型化が困難であった。
特開2003−66324号公報
Therefore, there has been a limitation on the miniaturization and / or integration of the optical elements constituting the optical pickup device, and it has been difficult to miniaturize the optical pickup device.
JP 2003-66324 A

本発明は、光ピックアップ装置を構成する光学素子を小型化および/または集積化することにより、小型化された光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical pickup device that is miniaturized by downsizing and / or integrating optical elements that constitute the optical pickup device.

本発明は、光情報記録媒体への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置であって、光ビームを出射する光源と光ビームを制御する複数の光学素子を含み、光学素子の少なくとも一つは相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域とを含む透光性のDLC膜を含む光ピックアップ装置である。   The present invention is an optical pickup device capable of at least one of recording and reproduction of information on an optical information recording medium, including a light source that emits a light beam and a plurality of optical elements that control the light beam. At least one of the elements is an optical pickup device including a translucent DLC film including a local region having a relatively high refractive index and a local region having a relatively low refractive index.

本発明にかかる光ピックアップ装置において、DLC膜を含む光学素子を偏光ビームスプリッタ、1/4波長板、対物レンズ、集束レンズおよび/またはコリメータレンズとすることができる。   In the optical pickup device according to the present invention, the optical element including the DLC film can be a polarizing beam splitter, a quarter wavelength plate, an objective lens, a focusing lens, and / or a collimator lens.

また、本発明は、上記の光ピックアップ装置を製造するための方法であって、DLC膜における相対的に高屈折率の領域が、エネルギビームの照射によって形成される光ピックアップ装置の製造方法である。   In addition, the present invention is a method for manufacturing the above-described optical pickup device, and is a method for manufacturing an optical pickup device in which a relatively high refractive index region in a DLC film is formed by irradiation with an energy beam. .

本発明にかかる光ピックアップ装置の製造方法において、エネルギビームを、光線、X線、電子ビームおよびイオンビームからなる群から選択された1種類とすることができる。   In the method of manufacturing an optical pickup device according to the present invention, the energy beam can be one type selected from the group consisting of a light beam, an X-ray, an electron beam, and an ion beam.

上記のように、本発明によれば、光ピックアップ装置を構成する光学素子を小型化および/または集積化することにより、小型化された光ピックアップ装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a downsized optical pickup device by downsizing and / or integrating optical elements constituting the optical pickup device.

本発明にかかる光ピックアップ装置は、図1を参照して、光情報記録媒体16への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置であって、光ビームを出射する光源と光ビームを制御する複数の光学素子を含んでいる。これらの光学素子として、たとえば、偏光ビームスプリッタ13と、1/4波長板14と、対物レンズ15と、集束レンズ17と、受光素子18とが、図1のように機能的に配置されていることにより、光情報記録媒体16への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置が得られる。   Referring to FIG. 1, the optical pickup device according to the present invention is an optical pickup device capable of at least one of recording and reproducing information on an optical information recording medium 16, and a light source that emits a light beam; A plurality of optical elements for controlling the light beam are included. As these optical elements, for example, a polarizing beam splitter 13, a quarter wavelength plate 14, an objective lens 15, a focusing lens 17, and a light receiving element 18 are functionally arranged as shown in FIG. Thus, an optical pickup device capable of at least one of recording and reproducing information on the optical information recording medium 16 is obtained.

すなわち、本発明にかかる光ピックアップ装置においては、光源11からのビーム光は、偏光ビームスプリッタ13を通過して第1の直線偏光となり、さらに1/4波長板14により円偏光となり、対物レンズ15により光情報記録媒体16の情報記録表面16aに集光され、かつ、情報記録表面16aで反射された戻り光が、対物レンズ15および1/4波長板14を通過することにより、第1の直線偏光の偏光方向に対して90度回転した方向に直線偏光した第2の直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ13により反射された第2の直線偏光は、集束レンズ17で集束されて、受光素子18に集光されるように、それぞれの光学素子が配置されている。   That is, in the optical pickup device according to the present invention, the light beam from the light source 11 passes through the polarization beam splitter 13 and becomes the first linearly polarized light, and further becomes circularly polarized light by the quarter wavelength plate 14 and the objective lens 15. The return light condensed on the information recording surface 16a of the optical information recording medium 16 and reflected by the information recording surface 16a passes through the objective lens 15 and the quarter-wave plate 14 so that the first straight line The second linearly polarized light is linearly polarized in a direction rotated by 90 degrees with respect to the polarization direction of the polarized light, and the second linearly polarized light reflected by the polarization beam splitter 13 is converged by the converging lens 17 and is received by the light receiving element 18. Each optical element is arranged so as to be condensed.

ここで、本発明にかかる光ピックアップ装置においては、上記の光学素子の少なくとも一つは、相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域とを含む透光性のDLC(Diamond Like Carbon:ダイヤモンド状炭素)膜を含む。本DLC膜は、工具用に用いられる高い硬度(たとえば、ヌープ硬度が2000以上)と高い屈折率(たとえば、2.0程度)を有する従来のDLC膜に比べて、低い硬度(たとえば、ヌープ硬度が1000未満)と低い屈折率(たとえば、1.55程度)を有する。本DLC膜は、シリコン基板、ガラス基板、その他の種々の基板上に、プラズマCVD(化学気相堆積)法によって形成することができる。   Here, in the optical pickup device according to the present invention, at least one of the optical elements includes a local region having a relatively high refractive index and a local region having a relatively low refractive index. DLC (Diamond Like Carbon) film. The present DLC film has a lower hardness (for example, Knoop hardness) than a conventional DLC film having a high hardness (for example, Knoop hardness of 2000 or more) and a high refractive index (for example, about 2.0) used for tools. Is less than 1000) and a low refractive index (for example, about 1.55). This DLC film can be formed on a silicon substrate, a glass substrate, and other various substrates by a plasma CVD (chemical vapor deposition) method.

また、本発明における透光性のDLC膜は、相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域が形成されている。このように屈折率の異なる局所的領域を形成することにより、通過する光を屈折および/または回折させることができる。このような屈折率変調型の回折格子においては、レリーフ型の回折格子における膜厚差を必要としないため、より小型化された光学素子を設計することができる。   In the translucent DLC film according to the present invention, a local region having a relatively high refractive index and a local region having a relatively low refractive index are formed. By forming local regions having different refractive indexes in this way, light passing therethrough can be refracted and / or diffracted. In such a refractive index modulation type diffraction grating, a difference in film thickness in the relief type diffraction grating is not required, so that a more compact optical element can be designed.

本発明における透光性のDLC膜に、エネルギビームを照射することによって、本DLC膜の屈折率を高めることができる。本DLC膜の屈折率を高めるためのエネルギビームとしては、イオンビーム、電子ビーム、X線、シンクロトロン放射(SR)光線、紫外(UV)光線などを用いることができる。これらのエネルギビーム照射の中でもHeイオンビーム照射によって、DLC膜の最大の屈折率変化量をΔn=0.65程度まで高め得ることを現状において確認できている。また、SR光照射によっても、DLC膜の最大の屈折率変化量をΔn=0.50程度まで現状において高めることができる。さらに、UV光照射によっても、DLC膜の最大の屈折率変化量をΔn=0.20程度まで現状において高めることができる。これらの、DLC膜のエネルギビーム照射による屈折率変化量は、従来のガラスのイオン交換による屈折率変化量(最大でもΔn=0.17)または石英系ガラスのUV光照射による屈折率変化量(Δn=0.01以下程度)に比べて顕著に大きいことが分かる。   By irradiating the light transmissive DLC film of the present invention with an energy beam, the refractive index of the DLC film can be increased. As an energy beam for increasing the refractive index of the DLC film, an ion beam, an electron beam, X-rays, synchrotron radiation (SR) light, ultraviolet (UV) light, or the like can be used. Among these energy beam irradiations, it has been confirmed at present that the maximum refractive index change amount of the DLC film can be increased to about Δn = 0.65 by He ion beam irradiation. In addition, the maximum amount of change in the refractive index of the DLC film can be increased to about Δn = 0.50 at present under SR light irradiation. Furthermore, even with UV light irradiation, the maximum amount of change in the refractive index of the DLC film can be increased to about Δn = 0.20 at present. The amount of change in the refractive index of the DLC film due to energy beam irradiation is the amount of change in the refractive index of conventional glass due to ion exchange (at most Δn = 0.17) or the amount of refractive index change due to UV light irradiation of silica glass ( It can be seen that it is significantly larger than Δn = about 0.01 or less.

したがって、本発明における透光性のDLC膜に、局所的にエネルギビームを照射することによって、相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域を形成することができる。   Therefore, a local region having a relatively high refractive index and a local region having a relatively low refractive index can be formed by locally irradiating the translucent DLC film in the present invention with an energy beam. it can.

本発明にかかる光ピックアップ装置において、図1を参照して、光学素子として、さらにコリメータレンズ19を加えることができる。ここで、コリメータレンズ19とは、光ピックアップ装置において光線群を平行にする(視準する)ためのレンズをいう。コリメータレンズ19の位置は特に制限はなく、図1においては1/4波長板14と対物レンズ15との間に配置されているが、たとえば光源11と偏光ビームスプリッタ13との間に配置(図示せず)することも可能である。   In the optical pickup device according to the present invention, referring to FIG. 1, a collimator lens 19 can be further added as an optical element. Here, the collimator lens 19 refers to a lens for collimating (collimating) a light beam group in the optical pickup device. The position of the collimator lens 19 is not particularly limited. In FIG. 1, the collimator lens 19 is disposed between the quarter-wave plate 14 and the objective lens 15. For example, the collimator lens 19 is disposed between the light source 11 and the polarization beam splitter 13 (see FIG. (Not shown).

本発明にかかる光ピックアップ装置における光学素子の少なくとも一つ、たとえば、偏光ビームスプリッタ13、1/4波長板14、対物レンズ15、集束レンズ17およびコリメータレンズ19の少なくとも一つを、上記DLC膜を用いて小型化することにより、光ピックアップ装置を小型化することができる。   At least one of the optical elements in the optical pickup device according to the present invention, for example, at least one of the polarization beam splitter 13, the quarter wavelength plate 14, the objective lens 15, the focusing lens 17 and the collimator lens 19, is formed by using the DLC film. By using and miniaturizing, the optical pickup device can be miniaturized.

本発明にかかる光ピックアップ装置において、DLC膜を含む光学素子を、偏光ビームスプリッタおよび1/4波長板の少なくとも一つとすることができる。ここで、偏光ズームスプリッタおよび1/4波長板の少なくとも一つは、DLC膜中に形成された屈折率変調型の回折格子を含むことができる。ここで、DLC膜中に形成された屈折率変調型の回折格子とは、図2に示すように、DLC膜2中に相対的に高屈折率の局所的領域(以下、高屈折率領域2aという)と相対的に低屈折率の局所的領域(以下、低屈折率領域2bという)が規則的に形成された回折格子をいう。   In the optical pickup device according to the present invention, the optical element including the DLC film can be at least one of a polarizing beam splitter and a quarter wavelength plate. Here, at least one of the polarization zoom splitter and the quarter wavelength plate can include a refractive index modulation type diffraction grating formed in the DLC film. Here, the refractive index modulation type diffraction grating formed in the DLC film is a local region having a relatively high refractive index (hereinafter referred to as a high refractive index region 2a) in the DLC film 2, as shown in FIG. And a diffraction grating in which local regions with relatively low refractive index (hereinafter referred to as low refractive index region 2b) are regularly formed.

本発明にかかる光ピックアップ装置に含まれる上記のような屈折率変調型の回折格子は、図3を参照して、たとえば、以下のようにして形成される。   The above-described refractive index modulation type diffraction grating included in the optical pickup device according to the present invention is formed, for example, as follows with reference to FIG.

まず、図3(a)に示すように、基板1として屈折率1.44を有しかつ5mm×5mmの主面を有するSiO2基板を用いて、このSiO2基板上に、DLC膜2がプラズマCVDによって2μmの厚さに堆積された。なお、屈折率変調型の回折格子を形成するDLC膜の厚さに特別な制限はなく、任意の厚さに設定し得る。ただし、DLC膜があまりに厚過ぎれば、その膜による光吸収効果が大きくなり過ぎることにおいて好ましくない。また、DLC膜があまりに薄過ぎれば、十分な回折効果を得ることが困難になる傾向にあるので好ましくない。現在利用可能なDLC膜においては、好ましくは0.5〜10μmの厚さ範囲内のDLC膜が屈折率変調型の回折格子の形成に利用される。しかし、より小さな光吸収係数を有するDLC膜が得られればより厚いDLC膜の利用も可能であろうし、屈折率の変化率をより大きくできればより薄いDLC膜の利用も可能になるであろう。 First, as shown in FIG. 3A, an SiO 2 substrate having a refractive index of 1.44 and a main surface of 5 mm × 5 mm is used as the substrate 1, and the DLC film 2 is formed on the SiO 2 substrate. Deposited to a thickness of 2 μm by plasma CVD. There is no particular limitation on the thickness of the DLC film forming the refractive index modulation type diffraction grating, and the thickness can be set to an arbitrary thickness. However, if the DLC film is too thick, it is not preferable because the light absorption effect by the film becomes too large. Further, if the DLC film is too thin, it tends to be difficult to obtain a sufficient diffraction effect, which is not preferable. Among the currently available DLC films, a DLC film having a thickness of preferably 0.5 to 10 μm is used for forming a refractive index modulation type diffraction grating. However, if a DLC film having a smaller light absorption coefficient is obtained, a thicker DLC film can be used, and if a change rate of refractive index can be increased, a thinner DLC film can be used.

次に、図3(b)に示すように、DLC膜2上に、リフトオフ法によって金マスク3bを形成させる。この金マスク3bにおいては、幅0.5μmで長さ5mmの金ストライプが0.5μmの間隔を隔てて繰り返し配列されていた。すなわち、この金マスク3bは、ライン・アンド・スペースのパターンを有していた。その後、金マスク3bの開口部を介して、800keVの加速電圧の下でHeイオンビーム4が5×1017/cm2のドース量でDLC膜2の主面2hに直交する方向に注入された。 Next, as shown in FIG. 3B, a gold mask 3b is formed on the DLC film 2 by a lift-off method. In this gold mask 3b, gold stripes having a width of 0.5 μm and a length of 5 mm were repeatedly arranged at intervals of 0.5 μm. That is, the gold mask 3b had a line and space pattern. After that, the He ion beam 4 was injected through the opening of the gold mask 3b at a dose of 5 × 10 17 / cm 2 in a direction perpendicular to the main surface 2h of the DLC film 2 under an acceleration voltage of 800 keV. .

その結果、DLC膜2のうちで、Heイオンが注入されなかった領域は屈折率が1.55の低屈折率領域2bとなり、Heイオンが注入された領域は屈折率が2.05の高屈折率領域2aとなった。このようなDLC膜における屈折率差は石英系ガラスにおいて得られる屈折率差に比べてはるかに大きいものであり、十分に回折効率の大きな回折格子層の形成が可能となる。   As a result, in the DLC film 2, a region where He ions are not implanted becomes a low refractive index region 2b having a refractive index of 1.55, and a region where He ions are implanted is a high refractive index having a refractive index of 2.05. It became rate area 2a. The refractive index difference in such a DLC film is much larger than the refractive index difference obtained in quartz glass, and it is possible to form a diffraction grating layer having a sufficiently large diffraction efficiency.

次に、図3(c)に示すように、金マスク3bがエッチングによって除去され、DLC膜2内に高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとが規則的に形成された屈折率変調型の回折格子が形成される。   Next, as shown in FIG. 3C, the gold mask 3b is removed by etching, and the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b are regularly formed in the DLC film 2. Are formed.

なお、図2においては、DLC膜2における高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sと、DLC膜2の主面2hとが直交している回折格子を示しているが、DLC膜への主面に対して傾斜させてHeイオンビームを注入することにより、図4に示すような、DLC膜2における高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sが、DLC膜2の主面2hに対して傾斜している回折格子を形成することも可能である。   2 shows a diffraction grating in which the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b in the DLC film 2 and the main surface 2h of the DLC film 2 are orthogonal to each other. By injecting a He ion beam inclined with respect to the main surface of the film, the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b in the DLC film 2 as shown in FIG. It is also possible to form a diffraction grating that is inclined with respect to the two principal surfaces 2h.

また、図示はしないが、Heイオンビームを遮蔽するマスク層の厚さを変化させることによって、高屈折率領域と低屈折率領域との界面近傍において、屈折率が連続的に変化した回折格子を形成することも可能である。   Although not shown, a diffraction grating having a refractive index continuously changed near the interface between the high refractive index region and the low refractive index region by changing the thickness of the mask layer that shields the He ion beam. It is also possible to form.

(偏光ビームスプリッタ)
屈折率変調型の回折格子を含む偏光ビームスプリッタについて以下に説明する。本偏光ビームスプリッタは、図5を参照して、高屈折率領域と低屈折率領域とにより形成されるライン・アンド・スペースのパターンで、幅0.5μmで長さが5mmの高屈折率領域が0.5μmの間隔で隔てて配列し、高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sがDLC膜2の主面2hに対して直交している。
(Polarized beam splitter)
A polarizing beam splitter including a refractive index modulation type diffraction grating will be described below. Referring to FIG. 5, this polarizing beam splitter is a line-and-space pattern formed by a high refractive index region and a low refractive index region. The high refractive index region has a width of 0.5 μm and a length of 5 mm. Are arranged at intervals of 0.5 μm, and the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b is orthogonal to the main surface 2h of the DLC film 2.

S偏光とP偏光(TM波に相当)とを含むビーム光を上記の偏光素子の主面2hに入射させると、S偏光は0次回折光として透過し、P偏光は−1次回折光として回折される。すなわち、ビーム光をP偏光とS偏光の2つの直交する直線偏光に分離させることができる。なお、回折格子により偏光分離し得ることは、たとえばApplied Optics, Vol.41, 2002, pp.3558-3566 において説明されている。   When beam light including S-polarized light and P-polarized light (corresponding to TM wave) is incident on the main surface 2h of the polarizing element, S-polarized light is transmitted as 0th-order diffracted light and P-polarized light is diffracted as -1st-order diffracted light. The That is, the beam light can be separated into two orthogonal linearly polarized light, P-polarized light and S-polarized light. The fact that the polarization can be separated by the diffraction grating is described in, for example, Applied Optics, Vol. 41, 2002, pp. 3558-3566.

(1/4波長板)
屈折率変調型の回折格子を含む1/4波長板について説明する。本1/4波長板は、上記の偏光ビームスプリッタと同様の構造を有する。
(¼ wavelength plate)
A quarter-wave plate including a refractive index modulation type diffraction grating will be described. The quarter-wave plate has a structure similar to that of the polarizing beam splitter.

波長が0.66μmでビーム径が350μmのビーム光のP偏光を本実施形態の1/4波長板(このとき、1/4波長板の主面における高屈折率領域のライン・アンド・スペースの方向が、P偏光の偏光方向に対して45度回転するように、1/4波長板を配置した)に入射させると、この1/4波長板を通過した光は進行方向に向いて反時計方向に回転する円偏光となった。   The P-polarized light of the light beam having a wavelength of 0.66 μm and a beam diameter of 350 μm is converted into the 1/4 wavelength plate of this embodiment (at this time, the line and space of the high refractive index region on the main surface of the 1/4 wavelength plate). When the light is incident on a quarter wave plate so that the direction is rotated by 45 degrees with respect to the polarization direction of the P-polarized light, the light passing through the quarter wave plate is directed in the traveling direction and counterclockwise. Circularly polarized light rotating in the direction.

図1を参照して、本発明の光ピックアップ装置においては、偏光ビームスプリッタ13と1/4波長板14とを組み合わせた複合体は、以下のように作用する。すなわち、光源11からのビーム光は、偏光ビームスプリッタ13により第1の直線偏光(S偏光)のみが透過して、1/4波長板14により光の進行方向に向いて反時計方向に回転する円偏光となり、コリメータレンズ19、対物レンズ15を経て光情報記録媒体16の情報記録表面16aに集光される。次いで、情報記録表面16aで反射された戻り光(反射により円偏光の回転方向が反転している)は、対物レンズ15およびコリメータレンズ19を経て、1/4波長板14を逆方向にすることにより、第1の直線偏光の偏光方向に対して90度回転した方向に直線偏光した第2の直線偏光(P偏光)となる。このため、偏光ビームスップリッタ13により回折されて、集束レンズ17を経て、受光素子18に集光させることが可能となる。   Referring to FIG. 1, in the optical pickup device of the present invention, the composite that combines polarization beam splitter 13 and quarter-wave plate 14 operates as follows. That is, the light beam from the light source 11 is transmitted only by the first linearly polarized light (S-polarized light) by the polarization beam splitter 13 and rotated counterclockwise by the quarter wavelength plate 14 toward the light traveling direction. It becomes circularly polarized light and is condensed on the information recording surface 16 a of the optical information recording medium 16 through the collimator lens 19 and the objective lens 15. Next, the return light reflected by the information recording surface 16a (the direction of rotation of the circularly polarized light is reversed by reflection) passes through the objective lens 15 and the collimator lens 19 and turns the quarter-wave plate 14 in the reverse direction. Thus, the second linearly polarized light (P-polarized light) linearly polarized in the direction rotated by 90 degrees with respect to the polarization direction of the first linearly polarized light is obtained. Therefore, the light is diffracted by the polarization beam splitter 13 and can be condensed on the light receiving element 18 through the focusing lens 17.

ここで、偏光ビームスプリッタと1/4波長板との複合体は、図6を参照して、たとえばSiO2で形成された基板1の第1の主面に偏光ビームスプリッタとして機能する第1のDLC膜61を形成し、基板1の第1の主面に1/4波長板として機能する第2のDLC膜62を形成することによって得られる。 Here, referring to FIG. 6, the composite of the polarizing beam splitter and the quarter-wave plate is a first functioning as a polarizing beam splitter on the first main surface of the substrate 1 formed of, for example, SiO 2 . It is obtained by forming the DLC film 61 and forming the second DLC film 62 functioning as a quarter wavelength plate on the first main surface of the substrate 1.

上記、偏光ビームスプリッタおよび1/4波長板について、図5を用いて、高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sがDLC膜2の主面2hに対して直交している回折格子を用いて説明したが、図4に示すような高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sがDLC膜2の主面2hに対して傾斜している回折格子を用いることも可能である。   With respect to the polarizing beam splitter and the quarter-wave plate, diffraction in which the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b is orthogonal to the main surface 2h of the DLC film 2 with reference to FIG. Although described using a grating, a diffraction grating in which the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b is inclined with respect to the main surface 2h of the DLC film 2 as shown in FIG. Is possible.

本発明にかかる光ピックアップ装置において、DLC膜を含む光学素子を対物レンズ、集束レンズおよびコリメータレンズの少なくとも一つとすることができる。ここで、対物レンズ、集束レンズおよびコリメータレンズの少なくとも一つは、DLC膜中に形成された屈折型レンズおよび屈折率変調型の回折レンズのいずれかを含むことができる。   In the optical pickup device according to the present invention, the optical element including the DLC film can be at least one of an objective lens, a focusing lens, and a collimator lens. Here, at least one of the objective lens, the focusing lens, and the collimator lens can include either a refractive lens or a refractive index modulation type diffractive lens formed in the DLC film.

(屈折型レンズ)
本発明にかかる光ピックアップ装置に含まれるDLC膜中に形成された屈折レンズについて説明する。本屈折レンズは、図7を参照して、DLC膜2の一つの主面2h側に、高屈折率領域2aが形成され、高屈折率領域2aと低屈折率領域2bとの界面2sが低屈折率領域2bに凸状に突き出した曲面を有する。このような凸曲面を含む高屈折率領域2aは、レンズとして作用する。
(Refractive lens)
The refractive lens formed in the DLC film included in the optical pickup device according to the present invention will be described. In the present refractive lens, referring to FIG. 7, a high refractive index region 2a is formed on one main surface 2h side of the DLC film 2, and the interface 2s between the high refractive index region 2a and the low refractive index region 2b is low. The refractive index region 2b has a curved surface protruding in a convex shape. The high refractive index region 2a including such a convex curved surface functions as a lens.

本屈折型レンズは、図8を参照して、以下のようにして作製される。まず、図8(a)に示すように、DLC膜2上にマスク層3が形成されている。マスク層3としては、エネルギビーム4の透過を制限し得る機能を有する種々の材料を用いることができるが、金が好ましく用いられ得る。このマスク層3はアレイ状に配列された微小な凹部3aを有している。それらの凹部3aの各々は、概略球面の一部または概略円柱面の一部からなる底面を有している。それらの凹部3aのアレイを含むマスク層3を介して、エネルギビーム4がDLC膜2に照射される。   The refractive lens is manufactured as follows with reference to FIG. First, as shown in FIG. 8A, a mask layer 3 is formed on the DLC film 2. As the mask layer 3, various materials having a function capable of limiting the transmission of the energy beam 4 can be used, but gold can be preferably used. The mask layer 3 has minute recesses 3a arranged in an array. Each of the recesses 3a has a bottom surface formed of a part of a substantially spherical surface or a part of a substantially cylindrical surface. The energy beam 4 is irradiated to the DLC film 2 through the mask layer 3 including the array of the recesses 3a.

次に、図8(b)に示すように、エネルギビーム4の照射後にマスク層3を除去することによって、DLC膜2中に形成されたレンズ2aのアレイが得られる。すなわち、エネルギビーム4の照射によって、マスク層3の凹部3aのアレイに対応して、DLC膜2内において高屈折率領域2aのアレイが形成されている。このとき、マスク層3の凹部3aは球面状または円柱面状の底面を有しているので、凹部3aの中央から周縁に向かうにしたがってマスク層3の厚さが増大している。すなわち、エネルギビーム4は、凹部3aの周縁部に比べて中央部において透過しやすいことになる。したがって、高屈折率領域2aは、その中央部において深くて周縁部において浅い球面状凸レンズまたは円柱面状凸レンズの形状を有している。その結果、それらの高屈折率領域2aの各々が、そのまま一つのレンズとして作用し得る。   Next, as shown in FIG. 8B, the mask layer 3 is removed after the irradiation with the energy beam 4, thereby obtaining an array of lenses 2a formed in the DLC film 2. That is, an array of high refractive index regions 2 a is formed in the DLC film 2 corresponding to the array of recesses 3 a of the mask layer 3 by irradiation with the energy beam 4. At this time, since the recess 3a of the mask layer 3 has a spherical or cylindrical bottom surface, the thickness of the mask layer 3 increases from the center of the recess 3a toward the periphery. That is, the energy beam 4 is more easily transmitted in the central portion than in the peripheral portion of the concave portion 3a. Therefore, the high refractive index region 2a has a shape of a spherical convex lens or a cylindrical convex lens that is deep at the center and shallow at the periphery. As a result, each of these high refractive index regions 2a can act as one lens as it is.

なお、図8に示されているようなエネルギビーム4によってレンズのアレイを作製する場合、概略球面状または概略円柱面状の凹部3aの深さを調節することによって、レンズ2aの厚さを調節することができ、すなわちその焦点距離を調節することができる。また、凹部3aの深さを変化させなくても、照射するエネルギビーム4の透過能を変化させることによってもレンズ2aの焦点距離を調節することができる。たとえば、エネルギビーム4としてHeイオンビームを用いる場合、そのイオンの加速エネルギを高めて透過能を高めることによって、レンズ2aの焦点距離を短くすることができる。また、DLC膜に対するエネルギビーム4のドース量が高いほど屈折率変化Δnが大きくなるので、そのドース量を調節することによってもレンズ2aの焦点距離を調節することも可能である。   When the lens array is manufactured by the energy beam 4 as shown in FIG. 8, the thickness of the lens 2a is adjusted by adjusting the depth of the concave portion 3a having a substantially spherical shape or a substantially cylindrical surface shape. That is, its focal length can be adjusted. Further, the focal length of the lens 2a can be adjusted by changing the transmission ability of the irradiated energy beam 4 without changing the depth of the recess 3a. For example, when a He ion beam is used as the energy beam 4, the focal distance of the lens 2a can be shortened by increasing the acceleration energy of the ions and increasing the transmission power. Further, since the refractive index change Δn increases as the dose amount of the energy beam 4 with respect to the DLC film increases, the focal length of the lens 2a can also be adjusted by adjusting the dose amount.

図8(a)に示されているような概略球面状または概略円柱面状の底面を有する凹部3aを含むマスク層3は、種々の方法によって作製することができる。たとえば、DLC膜2上に均一な厚さのマスク層3を形成し、その上にアレイ状に配列された微小な穴または平行に配列された線状の開口を有するレジスト層を形成する。そして、そのレジスト層の微小な穴または線状の開口から等方的エッチングを行うことによって、その微小な穴の下のマスク層3内に概略半球状または概略半円柱状の凹部3aを形成することができる。   The mask layer 3 including the concave portion 3a having a substantially spherical or substantially cylindrical bottom as shown in FIG. 8A can be manufactured by various methods. For example, a mask layer 3 having a uniform thickness is formed on the DLC film 2, and a resist layer having minute holes arranged in an array or linear openings arranged in parallel is formed thereon. Then, by performing isotropic etching from a minute hole or a linear opening in the resist layer, a substantially hemispherical or substantially semi-cylindrical recess 3a is formed in the mask layer 3 below the minute hole. be able to.

また、図8(a)に示されているような概略球面状または概略円柱面状の底面を有する凹部3aを含むマスク層3は、図9の模式的な断面図に図解されているような方法で作製され得る刻印型を用いて簡便に作製することもできる。   Further, the mask layer 3 including the concave portion 3a having a substantially spherical or substantially cylindrical bottom as shown in FIG. 8A is illustrated in the schematic cross-sectional view of FIG. It can also be produced simply using a stamping die that can be produced by the method.

まず、図9(a)に示すように、たとえばシリカ基板91上にレジストパターン92が形成される。このレジストパターン92は、シリカ基板91上でアレイ状に配列された複数の微小な円形領域上または平行に配列された複数の細い帯状領域上に形成されている。   First, as shown in FIG. 9A, a resist pattern 92 is formed on a silica substrate 91, for example. The resist pattern 92 is formed on a plurality of minute circular regions arranged in an array on the silica substrate 91 or on a plurality of thin strip regions arranged in parallel.

次に、図9(b)に示すように、レジストパターン92が加熱溶融させられ、各微小円形領域上または細い帯状領域上で溶融したレジスト92aは、その表面張力によって概略球面状または概略円柱面状の凸レンズ形状になる。   Next, as shown in FIG. 9B, the resist pattern 92 is heated and melted, and the resist 92a melted on each microcircular region or thin strip region has a substantially spherical shape or a substantially cylindrical surface depending on its surface tension. A convex lens shape.

次に、図9(c)に示すように、概略凸レンズ状のレジスト92bとともにシリカ基板91aをRIE(Reactive Ion Etching)すれば、レジスト92bの径または幅がRIEで縮小しながらシリカ基板91aがエッチングされる。   Next, as shown in FIG. 9C, if the silica substrate 91a is subjected to RIE (Reactive Ion Etching) together with the substantially convex lens-shaped resist 92b, the silica substrate 91a is etched while the diameter or width of the resist 92b is reduced by RIE. Is done.

その結果、図9(d)に示されているように、概略球面状または概略円柱面状の凸部91bが配列されたシリカの刻印型91cが最終的に得られる。なお、凸部91bの高さは、図9(c)におけるレジスト92bのエッチング速度とシリカ基板91aのエッチング速度との比率を調節することによって調節することができる。   As a result, as shown in FIG. 9D, a silica stamping die 91c in which convex portions 91b having a substantially spherical shape or a substantially cylindrical surface shape are arranged is finally obtained. The height of the convex portion 91b can be adjusted by adjusting the ratio between the etching rate of the resist 92b and the etching rate of the silica substrate 91a in FIG.

こうして得られた刻印型91cは、図8(a)に示されているような凹部3aを含むマスク層3の作製に好ましく用いられ得る。すなわち、たとえばマスク層3が金材料で形成されている場合、金は展延性に富んでいるので、その金マスク層3に刻印型91cで刻印することによって、簡便に凹部3aを形成することができる。また、刻印型91cは一度作製すれば繰り返し使用可能であるので、エッチングによってマスク層3中の凹部3aを形成する場合に比べて遥かに簡便かつ低コストで凹部3aを形成することを可能にする。   The stamping die 91c thus obtained can be preferably used for manufacturing the mask layer 3 including the recess 3a as shown in FIG. That is, for example, when the mask layer 3 is formed of a gold material, since gold is rich in spreadability, the concave portion 3a can be easily formed by imprinting the gold mask layer 3 with the stamping die 91c. it can. Further, since the stamping die 91c can be repeatedly used once it is manufactured, the recess 3a can be formed much more easily and at a lower cost than when the recess 3a in the mask layer 3 is formed by etching. .

なお、本発明におけるようにDLC膜を用いた屈折型レンズは、従来のガラス基板を用いる場合にくらべて、エネルギビーム照射によって高屈折率のレンズを形成することができるので、ガラス基板に比べて遥かに薄いDLC膜中に屈折型レンズを形成することができる。しかし、DLC膜を用いた屈折型レンズであっても、次に述べる屈折率変調型の回折レンズに比べれば厚いDLC膜を要し、10μmから20μm程度以上の厚さを要する。   In addition, a refractive lens using a DLC film as in the present invention can form a lens having a high refractive index by irradiation with an energy beam, as compared with the case of using a conventional glass substrate. A refractive lens can be formed in a much thinner DLC film. However, even a refractive lens using a DLC film requires a thicker DLC film than a refractive index modulation type diffractive lens described below, and requires a thickness of about 10 μm to 20 μm or more.

(屈折率変調型回折レンズ)
次に、本発明にかかる光ピックアップ装置に含まれるDLC膜中に形成された屈折率変調型の回折レンズについて説明する。図10を参照して、本回折レンズ100は、DLC膜2を用いて作製されており、同心円状の複数の帯状リング領域Rmnを含んでいる。ここで、符号Rmnは、第m番目のリングゾーン中の第n番目の帯状リング領域を表すとともに、同心円の中心からその帯状リング領域の外周までの半径をも表すものとする。それらの帯状リング領域Rmnは、同心円の中心から遠いものほど、減少させられた幅を有している。
(Refractive index modulation type diffractive lens)
Next, the refractive index modulation type diffractive lens formed in the DLC film included in the optical pickup device according to the present invention will be described. Referring to FIG. 10, the diffractive lens 100 is manufactured using the DLC film 2 and includes a plurality of concentric belt-shaped ring regions Rmn. Here, the symbol Rmn represents the nth band-shaped ring region in the mth ring zone, and also represents the radius from the center of the concentric circle to the outer periphery of the band-shaped ring region. The band-shaped ring regions Rmn have a reduced width as they are farther from the center of the concentric circles.

本回折型レンズは上記屈折型レンズに比べて薄く作製することが可能であり、1〜2μm程度の厚さのDLC薄膜中に回折型レンズを作製することができる。したがって、この回折型レンズを、光ピックアップ装置の対物レンズ、集束レンズおよびコリメータレンズの少なくとも一つに用いることによって、光ピックアップ装置の小型化が容易になる。   The diffractive lens can be made thinner than the refractive lens, and the diffractive lens can be made in a DLC thin film having a thickness of about 1 to 2 μm. Therefore, by using this diffractive lens for at least one of the objective lens, the focusing lens, and the collimator lens of the optical pickup device, the optical pickup device can be easily downsized.

ここで、互いに隣接する帯状リング領域Rmnは、互いに異なる屈折率を有している。図10の回折型マイクロレンズは、それが2レベルの回折型レンズである場合には、n=2番目までの帯状リング領域を含むリングゾーンをm=3番目まで含んでいることになる。そして、同じリングゾーン中では、外側に比べて内側の帯状リング領域の方が高い屈折率を有している。   Here, the adjacent band-shaped ring regions Rmn have different refractive indexes. When the diffractive microlens of FIG. 10 is a two-level diffractive lens, the ring zone including the band-like ring region up to n = 2 is included up to m = 3. In the same ring zone, the inner ring-shaped ring region has a higher refractive index than the outer ring zone.

このことから類推されるであろうように、4レベルの回折型レンズでは、一つのリングゾーンがn=4番目までの帯状リング領域を含み、この場合にも同じリングゾーン中では同心円の中心に近い帯状リング領域ほど高い屈折率を有している。すなわち、一つのリングゾーン中で内周側から外周側に向かって4段階の屈折率変化が形成されている。そして、そのような4段階の屈折率変化の周期がリングゾーンごとにm回繰り返されることになる。   As can be inferred from this, in a four-level diffractive lens, one ring zone includes a band-shaped ring region up to n = 4th, and in this case as well, in the center of the concentric circle in the same ring zone. The closer the band-shaped ring region, the higher the refractive index. That is, four steps of refractive index change are formed from the inner peripheral side to the outer peripheral side in one ring zone. Then, such a four-stage refractive index change cycle is repeated m times for each ring zone.

なお、帯状リング領域Rmnの外周半径は、スカラー近似を含む回折理論から次式(1)にしたがって設定することができる。この式(1)において、Lはレンズの回折レベルを表し、λは光の波長を表し、そしてfはレンズの焦点距離を表している。また、最大の屈折率変化量Δnは、最大の位相変調振幅Δφ=2π(L−1)/Lを生じさせ得るものでなければならない。   The outer peripheral radius of the band-shaped ring region Rmn can be set according to the following equation (1) from diffraction theory including scalar approximation. In this equation (1), L represents the diffraction level of the lens, λ represents the wavelength of light, and f represents the focal length of the lens. Further, the maximum refractive index change amount Δn must be capable of producing the maximum phase modulation amplitude Δφ = 2π (L−1) / L.

Figure 2006053992
Figure 2006053992

図10に示されるような2レベルの回折型レンズは、図11を参照して、たとえば以下のように作製される。   The two-level diffractive lens as shown in FIG. 10 is manufactured as follows with reference to FIG.

まず、図11(a)に示すように、DLC膜2上に、たとえばNiの導電層5が周知のEB(電子ビーム)蒸着法によって形成される。このNi導電層5上には図10中のn=1に対応する帯状リング領域Rmn(m=1〜3)を覆うようにレジストパターン6が形成される。そのレジストパターン6の開口部に、電気めっきによって金マスク3bが形成される。   First, as shown in FIG. 11A, a Ni conductive layer 5, for example, is formed on the DLC film 2 by a well-known EB (electron beam) deposition method. On this Ni conductive layer 5, a resist pattern 6 is formed so as to cover the band-shaped ring region Rmn (m = 1 to 3) corresponding to n = 1 in FIG. A gold mask 3b is formed in the opening of the resist pattern 6 by electroplating.

次に、図11(b)に示すように、レジストパターン6が除去されて、金マスク3bが残される。そして、その金マスク3bの開口部を通して、エネルギビーム4がDLC膜2に照射される。その結果、エネルギビーム4に照射された帯状リング領域Rm1の屈折率が高められて高屈折率領域2aが形成され、エネルギビーム4がマスクされた帯状リング領域Rm2は当初のDLC膜の屈折率を維持して低屈折率領域2bとなる。すなわち、図10および図11に示されているような2レベルの回折型レンズが得られる。   Next, as shown in FIG. 11B, the resist pattern 6 is removed, leaving the gold mask 3b. Then, the DLC film 2 is irradiated with the energy beam 4 through the opening of the gold mask 3b. As a result, the refractive index of the band-shaped ring region Rm1 irradiated to the energy beam 4 is increased to form a high refractive index region 2a, and the band-shaped ring region Rm2 masked with the energy beam 4 has the refractive index of the original DLC film. The low refractive index region 2b is maintained. That is, a two-level diffractive lens as shown in FIGS. 10 and 11 is obtained.

なお、図11の例ではDLC膜ごとにその上にマスク層が形成されるが、別個に作製された独立のマスクを用いてDLC膜にエネルギビーム照射してもよいことは言うまでもない。また、順次パターンが調整されたマスクを用いてDLC膜にエネルギビーム照射を繰り返すことによって、多レベルの回折型レンズが形成され得ることが理解されよう。   In the example of FIG. 11, a mask layer is formed on each DLC film, but it goes without saying that the DLC film may be irradiated with an energy beam using a separately produced independent mask. In addition, it will be understood that a multi-level diffractive lens can be formed by repeatedly irradiating the DLC film with an energy beam using a mask with sequentially adjusted patterns.

さらに、図9(d)に示されているような刻印型の代わりに、多段階に厚さが変化させられた同心円状の帯状リング領域を含む刻印型を用いてDLC膜上の金マスク層に刻印し、その刻印された金マスク層を介してエネルギビーム照射することによって、一回のエネルギビーム照射で多レベルの回折型レンズを作製することも可能である。   Furthermore, instead of the stamping die as shown in FIG. 9 (d), a gold mask layer on the DLC film using a stamping die including a concentric belt-shaped ring region whose thickness is changed in multiple steps. It is also possible to fabricate a multi-level diffractive lens by one-time energy beam irradiation by engraving an energy beam through the engraved gold mask layer.

さらにまた、上記においては屈折型レンズの球面状凸レンズに対応する回折型レンズが説明されたが、本発明は屈折型レンズの柱面状凸レンズに対応する回折型レンズにも同様に適用し得ることが理解されよう。その場合には、屈折率変調された同心円状の複数の帯状リング領域の代わりに、屈折率変調された互いに平行な複数の帯状領域を形成すればよい。この場合、たとえば図10(b)の断面図において、屈折率変調された互いに平行な複数の帯状領域は、その図の紙面に対して垂直に伸びていることになる。また、その場合において、図11(b)中の金マスク3bもその図の紙面に対して垂直に伸びていればよい。   Furthermore, although the diffractive lens corresponding to the spherical convex lens of the refractive lens has been described above, the present invention can be similarly applied to the diffractive lens corresponding to the columnar convex lens of the refractive lens. Will be understood. In that case, instead of the plurality of concentric strip-shaped ring regions whose refractive indexes are modulated, a plurality of parallel strip-shaped regions whose refractive indexes are modulated may be formed. In this case, for example, in the cross-sectional view of FIG. 10B, the plurality of parallel band-shaped regions whose refractive indexes are modulated extend vertically to the paper surface of the figure. In that case, the gold mask 3b in FIG. 11 (b) only needs to extend perpendicularly to the plane of the drawing.

上記のように、光ピックアップ装置を構成する光学素子の少なくとも一つが、相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域とを含む透光性のDLC膜を含むことにより、さらに具体的には、上記光学素子の少なくとも一つが、DLC膜中に形成された屈折率変調型の回折格子、屈折型レンズおよび屈折率変調型の回折レンズのいずれかを含むことにより、その光学素子の小型化、さらには光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。また、これらの光学素子を積層して配置することにより、さらに光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。   As described above, at least one of the optical elements constituting the optical pickup device includes a translucent DLC film including a relatively high refractive index local region and a relatively low refractive index local region. More specifically, at least one of the optical elements includes any one of a refractive index modulation type diffraction grating, a refractive type lens, and a refractive index modulation type diffraction lens formed in the DLC film. The optical element can be downsized, and the optical pickup device can be downsized. Further, the optical pickup device can be further downsized by stacking and arranging these optical elements.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

上記のように、本発明は、光情報記録媒体への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置に広く利用することができる。   As described above, the present invention can be widely used for an optical pickup device capable of at least one of recording and reproducing information on an optical information recording medium.

光ピックアップ装置の概略構成模式図である。It is a schematic structure schematic diagram of an optical pickup device. 本発明におけるDLC膜中に形成された一つの屈折率変調型の回折格子を模式的に図解する断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating one refractive index modulation type diffraction grating formed in a DLC film according to the present invention. 図2の屈折率変調型の回折格子の形成方法を模式的に図解する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of forming the refractive index modulation type diffraction grating of FIG. 2. 本発明におけるDLC膜中に形成された別の屈折率変調型の回折格子を模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically another refractive index modulation type diffraction grating formed in the DLC film in this invention. 本発明における偏光ビームスプリッタを模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the polarizing beam splitter in this invention. 本発明における偏光ビームスプリッタと1/4波長板との複合体を模式的に図解する立体図である。FIG. 3 is a three-dimensional view schematically illustrating a complex of a polarizing beam splitter and a quarter wavelength plate in the present invention. 本発明における屈折型レンズを模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the refractive lens in this invention. 図7の屈折型レンズの作製方法を模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the manufacturing method of the refractive lens of FIG. 図8の屈折型レンズの作製方法に利用し得る刻印型の形成方法を模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the formation method of the stamp type | mold which can be utilized for the manufacturing method of the refractive lens of FIG. 本発明における屈折率変調型の回折レンズを模式的に図解する図である。ここで、(a)は回折レンズの模式的な平面図であり、(b)は回折レンズの模式的な断面図である。It is a figure which illustrates typically the refractive index modulation type diffraction lens in the present invention. Here, (a) is a schematic plan view of the diffractive lens, and (b) is a schematic cross-sectional view of the diffractive lens. 図10の回折レンズの作製方法を模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the preparation methods of the diffraction lens of FIG. 従来の光ピックアップ装置におけるレリーフ型レンズを模式的に図解する断面図である。It is sectional drawing which illustrates typically the relief type lens in the conventional optical pick-up apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板、2 DLC膜、2a 高屈折率領域、2b 低屈折率領域、2h 主面、2s 界面、3 マスク層、3a 凹部、3b 金マスク、4 エネルギビーム、5 導電層、6,92 レジストパターン、11 光源、13 偏光ビームスプリッタ、14 1/4波長板、15 対物レンズ、16 光情報記録媒体、16a 情報記録表面、17 集束レンズ、18 受光素子、19 コリメータレンズ、61 第1のDLC膜、62 第2のDLC膜、91 シリカ基板、91a エッチングされつつあるシリカ基板、91b 凸部、91c 刻印型、92 レジストパターン、92a 溶融したレジスト、92b エッチングされつつあるレジスト、100 回折レンズ、120 0次回折光、121 1次回折光、122 2次回折光。   1 substrate, 2 DLC film, 2a high refractive index region, 2b low refractive index region, 2h main surface, 2s interface, 3 mask layer, 3a recess, 3b gold mask, 4 energy beam, 5 conductive layer, 6,92 resist pattern , 11 Light source, 13 Polarizing beam splitter, 14 1/4 wavelength plate, 15 Objective lens, 16 Optical information recording medium, 16a Information recording surface, 17 Focusing lens, 18 Light receiving element, 19 Collimator lens, 61 First DLC film, 62 Second DLC film, 91 silica substrate, 91a silica substrate being etched, 91b convex portion, 91c imprint mold, 92 resist pattern, 92a molten resist, 92b resist being etched, 100 diffraction lens, 1200 next time Folding light, 121 first-order diffracted light, 122 second-order diffracted light.

Claims (8)

光情報記録媒体への情報の記録および再生のうち少なくともいずれかが可能な光ピックアップ装置であって、
光ビームを出射する光源と、前記光ビームを制御する複数の光学素子とを含み、
前記光学素子の少なくとも一つは、相対的に高屈折率の局所的領域と相対的に低屈折率の局所的領域とを含む透光性のDLC膜を含む光ピックアップ装置。
An optical pickup device capable of at least one of recording and reproduction of information on an optical information recording medium,
A light source that emits a light beam, and a plurality of optical elements that control the light beam,
At least one of the optical elements includes an optical pickup device including a translucent DLC film including a local region having a relatively high refractive index and a local region having a relatively low refractive index.
前記DLC膜を含む光学素子が、偏光ビームスプリッタである請求項1に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element including the DLC film is a polarization beam splitter. 前記DLC膜を含む光学素子が、1/4波長板である請求項1に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element including the DLC film is a ¼ wavelength plate. 前記DLC膜を含む光学素子が、対物レンズである請求項1に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element including the DLC film is an objective lens. 前記DLC膜を含む光学素子が、集束レンズである請求項1に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element including the DLC film is a focusing lens. 前記DLC膜を含む光学素子が、コリメータレンズである請求項1に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical element including the DLC film is a collimator lens. 請求項1に記載された光ピックアップ装置を製造するための方法であって、前記DLC膜における前記相対的に高屈折率の領域が、エネルギビームの照射によって形成される光ピックアップ装置の製造方法。   The method for manufacturing the optical pickup device according to claim 1, wherein the relatively high refractive index region in the DLC film is formed by irradiation with an energy beam. 前記エネルギビームが、光線、X線、電子ビームおよびイオンビームからなる群から選択された1種である請求項7に記載の光ピックアップ装置の製造方法。   The method of manufacturing an optical pickup device according to claim 7, wherein the energy beam is one selected from the group consisting of a light beam, an X-ray, an electron beam, and an ion beam.
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