JP2008158183A - Manufacturing method of optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光学素子の製造方法に関し、例えば紫外線硬化樹脂を用いて形成された回折素子に適用して好適なものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical element, and is suitable for application to, for example, a diffraction element formed using an ultraviolet curable resin.
従来、光ディスク装置の光ピックアップにおいて、光ビームの収差を補正するなどの目的で回折素子が用いられている。回折素子は、透明な板状の素子基板の表面に微細な溝状の回折格子を形成し、当該回折格子の山及び谷を通過する際の光路差によって光ビームを回折させるものである(例えば、特許文献1参照)。
ところでかかる構成の回折素子においては、ベースとなる成型品を射出成型によって形成すると共に、このベースに塗布された紫外線硬化型樹脂(以下、これをUV(UltraViolet ray)硬化樹脂と呼ぶ)にパターンの転写された金型を押圧して硬化させる、いわゆるUVレプリカ法により回折格子を設けることにより、回折パターンを高い精度で再現することができると考えられる。 By the way, in the diffraction element having such a configuration, a molded product as a base is formed by injection molding, and an ultraviolet curable resin (hereinafter referred to as UV (UltraViolet ray) curable resin) applied to the base is patterned. It is considered that a diffraction pattern can be reproduced with high accuracy by providing a diffraction grating by a so-called UV replica method in which a transferred mold is pressed and cured.
ところでUV硬化樹脂では、紫外線を照射することによるUV硬化反応に伴ってその透明度が向上し、光ビームに対する透過率が向上する。このため、回折素子を製造するに当たっては、UV硬化樹脂の硬化反応を十分に進行させることが望ましい。 By the way, in the UV curable resin, the transparency is improved in accordance with the UV curing reaction by irradiating ultraviolet rays, and the transmittance with respect to the light beam is improved. For this reason, when manufacturing a diffraction element, it is desirable to fully advance the curing reaction of UV curable resin.
しかしながらUV硬化反応に使用される紫外線は、そのエネルギーが大きいため、長時間に渡って照射するといわゆる黄変反応やUV硬化樹脂の劣化などを引き起こす可能性があるため、UV硬化樹脂に対して紫外線を長時間照射することは好ましくない。 However, since ultraviolet rays used in the UV curing reaction have a large energy, irradiation over a long period of time may cause a so-called yellowing reaction or deterioration of the UV curing resin. It is not preferable to irradiate for a long time.
一方、UV硬化樹脂に対して紫外線を短時間だけ照射したのでは、UV硬化反応を十分に進行させることができず、所望の透過率を有する回折素子を製造することができないという問題があった。 On the other hand, if the UV curable resin is irradiated with ultraviolet rays for a short time, the UV curing reaction cannot be sufficiently progressed, and there is a problem that a diffractive element having a desired transmittance cannot be manufactured. .
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、良好な特性を呈する光学素子の製造方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose a method of manufacturing an optical element exhibiting good characteristics.
かかる課題を解決するため本発明の光学素子の製造方法においては、透明な光学材料で形成された第1の部材に紫外線硬化樹脂を塗布し、第1の押圧部材を押圧するとともに、紫外線を所定の硬化時間に渡って照射して硬化させることにより、第1の部材に密着させた第2の部材を形成する第2の部材形成ステップと、第2の部材に対して紫外線よりも長い波長でなる照射光を硬化時間よりも長い所定の照射時間に渡って照射する照射ステップとを設けるようにした。 In order to solve such a problem, in the method of manufacturing an optical element of the present invention, an ultraviolet curable resin is applied to a first member formed of a transparent optical material, the first pressing member is pressed, and ultraviolet rays are predetermined. A second member forming step for forming a second member in close contact with the first member by irradiating and curing over the curing time of the second member, and at a wavelength longer than ultraviolet light for the second member And an irradiation step for irradiating the irradiation light over a predetermined irradiation time longer than the curing time.
これにより、紫外線を用いて紫外線硬化樹脂の大部分を効果的に硬化させた後に、第1及び第2の部材の劣化を引き起こす危険性の小さい照射光を用いて紫外線硬化樹脂をほぼ完全に硬化させることができる。 Thereby, after most of the ultraviolet curable resin is effectively cured using ultraviolet rays, the ultraviolet curable resin is almost completely cured using irradiation light with a low risk of causing deterioration of the first and second members. Can be made.
本発明によれば、透明な光学材料で形成された第1の部材に紫外線硬化樹脂を塗布し、第1の押圧部材を押圧するとともに、紫外線を所定の硬化時間に渡って照射して硬化させることにより、第1の部材に密着させた第2の部材を形成する第2の部材形成ステップと、第2の部材に対して紫外線よりも長い波長でなる照射光を硬化時間よりも長い所定の照射時間に渡って照射する照射ステップとを設けることにより、紫外線を用いて紫外線硬化樹脂の大部分を効果的に硬化させた後に、第1及び第2の部材の劣化を引き起こす危険性の小さい照射光を用いて紫外線硬化樹脂をほぼ完全に硬化させることができ、かくして良好な特性を呈する光学素子の製造方法を実現できる。 According to the present invention, an ultraviolet curable resin is applied to a first member formed of a transparent optical material, the first pressing member is pressed, and ultraviolet rays are irradiated and cured for a predetermined curing time. A second member forming step for forming a second member in close contact with the first member, and irradiation light having a wavelength longer than the ultraviolet ray with respect to the second member for a predetermined time longer than the curing time. By providing an irradiation step of irradiating over the irradiation time, irradiation with a low risk of causing deterioration of the first and second members after effectively curing most of the ultraviolet curable resin using ultraviolet rays The ultraviolet curable resin can be almost completely cured using light, and thus a method for producing an optical element exhibiting good characteristics can be realized.
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)光ディスク装置の構成
(1−1)光ディスク装置の全体構成
図1において、1は本発明による回折素子を用いた光ディスク装置を示し、CD(Compact Disc)方式、DVD(Digital Versatile Disc)方式又はBD(Blu-ray Disc、登録商標)方式といった3方式のいずれかでなる光ディスク100を再生し得るようになされている。
(1) Configuration of Optical Disc Device (1-1) Overall Configuration of Optical Disc Device In FIG. 1,
この光ディスク装置1は、制御部2によって全体を統括制御するようになされており、光ディスク100が装填された状態で、図示しない外部機器からの再生指示等を受け付けると、当該制御部2から駆動部3及び信号処理部4を制御することにより当該光ディスク100に記録された情報を読み出すようになされている。
The
実際上、駆動部3は、制御部2の制御に基づき、スピンドルモータ5により光ディスク100を所望の回転速度で回転させ、スレッドモータ6により光ピックアップ7を光ディスク100の径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させ、さらに2軸アクチュエータ8により対物レンズユニット9を光ディスク100に対して近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向及びトラッキング方向の2方向へそれぞれ細かく移動させる。
In practice, the
これと並行して信号処理部4は、光ピックアップ7により対物レンズユニット9から所定の光ビームを光ディスク100の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部2を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
In parallel with this, the
光ピックアップ7は、いわゆる3波長対応型となっており、対物レンズユニット9から、CD方式でなる光ディスク100(以下、これをCD方式ディスク100cと呼ぶ)に対して波長約780[nm]の光ビームを照射し、またDVD方式でなる光ディスク100(以下、これをDVD方式ディスク100dと呼ぶ)に対して波長約650[nm]の光ビームを照射し、さらにBD方式でなる光ディスク100(以下、これをBD方式ディスク100bと呼ぶ)に対して波長約405[nm]の光ビームを照射するようになされている。
The
このように光ディスク装置1は、CD方式、DVD方式、又はBD方式でなる光ディスク100に対してそれぞれの方式に適した光ビームを照射することにより、当該光ディスク100を再生し得るようになされている。
As described above, the
(1−2)光ピックアップの構成
図2に示すように、光ピックアップ7は、光ビームの光源として、CD方式用の波長約780[nm]でなる光ビーム(以下、これをCD用光ビームLcと呼ぶ)及びDVD方式用の波長約650[nm]でなる光ビーム(以下、これをDVD用光ビームLdと呼ぶ)を出射し得るレーザダイオード11と、BD方式用の波長約405[nm]でなる光ビーム(以下、これをBD用光ビームLbと呼ぶ)を出射し得るレーザダイオード12とを有している。
(1-2) Configuration of Optical Pickup As shown in FIG. 2, the
カップリングレンズ13は、レーザダイオード11から出射された光ビームの光学倍率を変換するようになされている。 The coupling lens 13 converts the optical magnification of the light beam emitted from the laser diode 11.
ビームスプリッタ14は、反射透過面14Aにおいて、光ビームをその波長に応じて反射又は透過させるようになされており、当該反射透過面14Aにおいて、波長約780[nm]でなるCD用光ビームLc及び波長約650[nm]でなるDVD用光ビームLdを反射させ、また波長約405[nm]でなるBD用光ビームLbを透過させるようになされている。
The beam splitter 14 reflects or transmits the light beam according to the wavelength at the reflection /
偏光ビームスプリッタ15は、偏光面15Aにおいて、光ビームをその偏光方向により反射又は透過させるようになされており、ビームスプリッタ14側から入射された光ビームを透過させ、また偏光方向が調整された上でコリメータレンズ16側から入射された光ビームを反射させるようになされている。 The polarization beam splitter 15 reflects or transmits the light beam according to the polarization direction on the polarization plane 15A, transmits the light beam incident from the beam splitter 14 side, and adjusts the polarization direction. Thus, the light beam incident from the collimator lens 16 side is reflected.
コリメータレンズ16は、偏光ビームスプリッタ15から入射され発散光でなる光ビームを平行光に変換し、また立ち上げミラー17から入射され平行光でなる光ビームを収束光に変換するようになされている。 The collimator lens 16 converts the light beam incident from the polarization beam splitter 15 and made of divergent light into parallel light, and converts the light beam made incident from the rising mirror 17 and made of parallel light into convergent light. .
立ち上げミラー17は、コリメータレンズ16から入射される水平方向の光ビームを反射して垂直方向、すなわち光ディスク100に対してほぼ垂直に入射させる方向に立ち上げ、また1/4波長板18からほぼ垂直に入射された光ビームを水平方向に反射するようになされている。
The rising mirror 17 reflects the horizontal light beam incident from the collimator lens 16 and raises it in the vertical direction, that is, the direction in which the light beam is incident substantially perpendicularly to the
1/4波長板18は、光ビームにおける一部成分の位相を1/4波長分遅延させることにより、立ち上げミラー17から入射される光ビームを直線偏光から円偏光へ変換し、或いは対物レンズユニット9から入射される光ビームを円偏光から直線偏光に変換するようになされている。
The ¼ wavelength plate 18 converts the light beam incident from the rising mirror 17 from linearly polarized light to circularly polarized light by delaying the phase of a part of the component in the light beam by ¼ wavelength, or an objective lens. The light beam incident from the
対物レンズユニット9は、図3に斜視図を示すように、略筒状でなる鏡筒部19(図3では一部切断面を示す)の下部に扁平な円盤状でなる回折素子20が取り付けられていると共に、当該鏡筒部19の上部から中央部にかけて、当該回折素子20とほぼ同様の大きさでなる扁平な円盤状部の下面に当該円盤よりも若干小径の紡錘形部が一体に形成されたような形状でなる対物レンズ21が取り付けられている。
As shown in the perspective view of FIG. 3, the
対物レンズユニット9は、1/4波長板18から入射され平行光でなる光ビームを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これを光ディスク100の信号記録面に合焦させるようになされている。
The
また光ピックアップ7は、光ディスク100の信号記録面において反射され発散光となった光ビームを、対物レンズユニット9の対物レンズ21及び回折素子20により平行光に変換し、1/4波長板18により円偏光から直線偏光に変換し、立ち上げミラー17により水平方向、すなわち偏光ビームスプリッタ15が設けられている方向へ反射し、コリメータレンズ16により平行光から収束光に変換した後、偏光ビームスプリッタ15へ入射させる。
The
この場合、偏光ビームスプリッタ15は、光ビームの偏光方向に応じて偏光面15Aにおいて当該光ビームを反射し、これをコンバージョンレンズ22へ入射させる。 In this case, the polarization beam splitter 15 reflects the light beam on the polarization plane 15A in accordance with the polarization direction of the light beam and makes it incident on the conversion lens 22.
コンバージョンレンズ22は、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdとBD用光ビームLbとの光学倍率の変換を行うようになされている。また光軸合成素子23は、レーザダイオード11から出射されたCD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdの光軸とレーザダイオード12から出射されたBD用光ビームLbの光軸とを一致させるようになされている。
The conversion lens 22 converts the optical magnification of the CD light beam Lc, the DVD light beam Ld, and the BD light beam Lb. The optical axis synthesizing element 23 matches the optical axes of the CD light beam Lc and DVD light beam Ld emitted from the laser diode 11 with the optical axis of the BD light beam Lb emitted from the
フォトディテクタ24は、その上面(すなわちコンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23を通過した光ビームが照射される面)においてそれぞれ所定形状でなる複数の検出領域がそれぞれ所定の位置に形成されており、照射された光ビームの光量をそれぞれ検出して光電変換することにより複数の検出信号を生成し、これを信号処理部4(図1)へ供給するようになされている。 A plurality of detection regions each having a predetermined shape are formed at predetermined positions on the upper surface of the photodetector 24 (that is, the surface irradiated with the light beam that has passed through the conversion lens 22 and the optical axis combining element 23). A plurality of detection signals are generated by detecting and photoelectrically converting the respective light amounts of the light beams, and supplying the detection signals to the signal processing unit 4 (FIG. 1).
これに応じて信号処理部4は、フォトディテクタ24(図2)からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより再生RF信号を生成し、当該再生RF信号を基に所定の復号化処理や復調処理等を経て再生信号を生成するようになされている。
In response to this, the
また信号処理部4(図1)は、フォトディテクタ24(図2)からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成し、これらを制御部2へ供給するようになされている。これに応じて制御部2は、駆動部3を介してトラッキング制御やフォーカス制御等を行い、光ディスク100に対する光ビームの照射状態を調整して再生信号を正常に生成し得るようになされている。
The signal processing unit 4 (FIG. 1) generates a drive control signal such as a tracking error signal and a focus error signal by performing predetermined arithmetic processing using the detection signal from the photodetector 24 (FIG. 2). These are supplied to the
(1−2−1)CD方式ディスクの場合
実際上、制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がCD方式ディスク100cであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード11の発光点11Aから発散光でなるCD用光ビームLcを発射させ、カップリングレンズ13を介してビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-1) In the case of a CD-type disc In practice, when the control unit 2 (FIG. 1) recognizes that the
光ピックアップ7は、ビームスプリッタ14によりCD用光ビームLcを反射透過面14Aにおいて反射させ、偏光ビームスプリッタ15を透過させて、コリメータレンズ16により発散光から平行光に変換し、立ち上げミラー17により水平方向から垂直方向に立ち上げ、1/4波長板18により直線偏光から円偏光に変換した後、当該CD用光ビームLcを対物レンズユニット9へ入射させる。
The
対物レンズユニット9は、1/4波長板18から入射されたCD用光ビームLcを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これをCD方式ディスク100cの信号記録面に合焦させる。
The
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの信号記録面において反射され発散光となったCD用光ビームLcを、対物レンズ21及び回折素子20により平行光に変換し、1/4波長板18へ入射させる。
The
その後光ピックアップ7は、1/4波長板18に入射されたCD用光ビームLcを円偏光から直線偏光に変換させ、立ち上げミラー18により水平方向へ反射し、コリメータレンズ16により平行光から収束光に変換させた後、偏光ビームスプリッタ15により偏光面15Aにおいて反射させ、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23を順次通過させてフォトディテクタ24へ照射させる。
Thereafter, the
フォトディテクタ24は、照射されたCD用光ビームLcの光量を複数の検出領域によりそれぞれ検出して複数の検出信号を生成し、これを信号処理部4(図1)へ供給する。 The photodetector 24 detects the light amount of the irradiated CD light beam Lc by a plurality of detection regions, generates a plurality of detection signals, and supplies the detection signals to the signal processing unit 4 (FIG. 1).
これに応じて信号処理部4は、複数の検出信号を基に再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
In response to this, the
(1−2−2)DVD方式ディスクの場合
制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がDVD方式ディスク100dであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード11の発光点11Bから発散光でなるDVD用光ビームLdを発射させ、カップリングレンズ13を介してビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-2) In the case of a DVD type disc When the controller 2 (FIG. 1) recognizes that the
その後、光ピックアップ7は、CD方式ディスク100cの場合と同様、DVD用光ビームLdをカップリングレンズ13、ビームスプリッタ14、偏光ビームスプリッタ15、コリメータレンズ16、立ち上げミラー17及び1/4波長板18の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット9において当該DVD用光ビームLdを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これをDVD方式ディスク100dの信号記録面に合焦させる。
Thereafter, as in the case of the
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの場合と同様、DVD方式ディスク100dの信号記録面において反射され発散光となったDVD用光ビームLdを、対物レンズ21、回折素子20により平行光に変換した後、1/4波長板18、立ち上げミラー17、コリメータレンズ16、偏光ビームスプリッタ15、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ24へ照射させる。
Similarly to the case of the
フォトディテクタ24は、CD方式ディスク100cの場合と同様、照射されたDVD用光ビームLdの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
As in the case of the
これに応じて信号処理部4は、再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
In response to this, the
(1−2−3)BD方式ディスクの場合
制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がBD方式ディスク100bであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード12の発光点12Aから発散光でなるBD用光ビームLbを発射させ、ビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-3) In the case of a BD disc When the control unit 2 (FIG. 1) recognizes that the
この場合、ビームスプリッタ14は、BD用光ビームLbを反射透過面13Aにおいて透過させ、これを偏光ビームスプリッタ15へ入射させる。 In this case, the beam splitter 14 transmits the BD light beam Lb through the reflection / transmission surface 13 </ b> A and makes it incident on the polarization beam splitter 15.
その後光ピックアップ7は、CD方式ディスク100cの場合と同様、BD用光ビームLbを偏光ビームスプリッタ15、コリメータレンズ16、立ち上げミラー17及び1/4波長板18の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット9において当該BD用光ビームLbを対物レンズ21により収束光に変換し、これをBD方式ディスク100bの信号記録面に合焦させる。
Thereafter, the
因みに対物レンズユニット9の回折素子20は、BD用光ビームLbを回折せずそのまま透過させるようになされている(詳しくは後述する)。
Incidentally, the
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの場合と同様、BD方式ディスク100bの信号記録面において反射され発散光となったBD用光ビームLbを、対物レンズ21により平行光に変換した後、1/4波長板18、立ち上げミラー17、コリメータレンズ16、偏光ビームスプリッタ15、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ24へ照射させる。
Similarly to the case of the
フォトディテクタ24は、CD方式ディスク100cの場合と同様、照射されたBD用光ビームLbの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
As in the case of the
これに応じて信号処理部4は、再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。
In response to this, the
このように光ピックアップ7は、光ディスク100がCD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d或いはBD方式ディスク100bのいずれであっても、対物レンズユニット9により、CD用光ビームLc、DVD用光ビームLd又はBD用光ビームLbを当該光ディスク100の信号記録面に合焦させ得ると共に、その反射光をフォトディテクタ24により検出し得るようになされている。
As described above, the
(1−3)対物レンズユニットの構成
次に、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d及びBD方式ディスク100bと、対物レンズユニット9との拡大断面図を図4に示す。
(1-3) Structure of Objective Lens Unit Next, FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the
因みに、対物レンズユニット9には2軸アクチュエータ8(図1)が取り付けられているものの、図4では省略している。
Incidentally, although the biaxial actuator 8 (FIG. 1) is attached to the
一般に、CD方式、DVD方式及びBD方式では、互換性等の観点から、情報を読み出すための光ビームの波長、当該光ビームを集光する際の開口数、及び各光ディスク100における下面から信号記録面までの部分(いわゆるカバー層)の厚みがそれぞれ規格により規定されている。
In general, in the CD system, DVD system, and BD system, from the viewpoint of compatibility and the like, the wavelength of the light beam for reading information, the numerical aperture for condensing the light beam, and signal recording from the lower surface of each
具体的にCD方式では、波長が約780[nm]、開口数が約0.45、カバー層の厚みが1.2[mm]と規定されており、またDVD方式では、波長が約650[nm]、開口数が約0.6、カバー層の厚みが0.6[mm]と規定されており、さらにBD方式では、波長が約405[nm]、開口数が約0.85、カバー層の厚みが0.1[mm]と規定されている。 Specifically, in the CD system, the wavelength is specified to be about 780 [nm], the numerical aperture is about 0.45, and the thickness of the cover layer is 1.2 [mm]. In the DVD system, the wavelength is about 650 [nm]. nm], a numerical aperture of about 0.6, and a cover layer thickness of 0.6 [mm]. In the BD method, the wavelength is about 405 [nm], the numerical aperture is about 0.85, and the cover The thickness of the layer is defined as 0.1 [mm].
また対物レンズユニット9では、対物レンズ21の特性上、当該対物レンズ21からCD用光ビームLc、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbがそれぞれ照射される場合の焦点距離がそれぞれ異なっている。
In the
このため光ディスク装置1では、実際には光ディスク100の高さを固定したまま2軸アクチュエータ8(図1)を介して対物レンズユニット9の高さ(すなわち光ディスク100との間隔)を調整することにより、各光ビームを各光ディスクの信号記録面に合焦させるようになされている。
For this reason, in the
因みに図4では、説明の都合上、対物レンズユニット9を固定し光ディスク100の高さを変化させている。この結果、図4では、各光ディスクの下面の高さが異なっている。また図4では、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d及びBD方式ディスク100bについて、いずれもカバー層のみを表している。
In FIG. 4, for convenience of explanation, the
ところで対物レンズ21は、BD用光ビームLbの相対的な強度やBD方式で規定されている開口数等の観点から、CD用光ビームLcやDVD用光ビームLdよりも優先して当該BD用光ビームLbに最適化された設計となっている。 By the way, the objective lens 21 has priority over the CD light beam Lc and the DVD light beam Ld from the viewpoint of the relative intensity of the BD light beam Lb and the numerical aperture defined by the BD method. The design is optimized for the light beam Lb.
このため対物レンズユニット9の対物レンズ21は、当該対物レンズ21の下側からBD用光ビームLbが平行光として入射されると、当該BD用光ビームLbを収束光に変換し、BD方式ディスク100bの信号記録面に合焦させることができる。
For this reason, the objective lens 21 of the
しかしながら対物レンズ21は、BD用光ビームLbに最適化されているため、仮にCD用光ビームLc又はDVD用光ビームLdが対物レンズ21の下側から平行光として入射された場合、収束光に変換することはできるものの、収差が発生してしまうため光ディスク100の信号記録層に正しく合焦させることができない。
However, since the objective lens 21 is optimized for the BD light beam Lb, if the CD light beam Lc or the DVD light beam Ld is incident as parallel light from the lower side of the objective lens 21, it is converted into convergent light. Although it can be converted, aberration is generated and the signal recording layer of the
そこで対物レンズユニット9は、BD用光ビームLbを平行光のまま当該対物レンズ21に入射させると共に、回折素子20によりCD用光ビームLc又はDVD用光ビームLdのみを選択的に回折させ非平行光として対物レンズ21に入射させるようになされている。
Therefore, the
具体的に回折素子20は、CD用光ビームLcを回折すると共にDVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbを回折しないようなホログラムでなる、CD用回折格子DGcが上層部20Aに形成されており、図4に示したように、当該CD用回折格子DGcによってCD用光ビームLcをやや外方へ回折させるようになされている。
Specifically, the
すなわち回折素子20の上層部20Aは、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbをそのまま透過させてCD用光ビームLcのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、CD用光ビームLcの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
That is, the upper layer portion 20A of the
これに応じて対物レンズ21は、図4に示したように、回折素子20から入射されるCD用光ビームLcをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット9は、CD用光ビームLcの収差を補正することができ、対物レンズ21から照射するCD用光ビームLcをCD方式ディスク100cの信号記録面に合焦させることができる。
In response to this, as shown in FIG. 4, the objective lens 21 refracts the CD light beam Lc incident from the
また回折素子20は、DVD用光ビームLdを回折すると共にCD用光ビームLc及びBD用光ビームLbを回折しないようなホログラムでなるDVD用回折格子DGdが下層部20Bに形成されており、図4に示したように、当該DVD用回折格子DGdによってDVD用光ビームLdをわずかに外方へ回折させるようになされている。
Further, the
すなわち回折素子20の下層部20Bは、CD用光ビームLc及びBD用光ビームLbをそのまま透過させ、DVD用光ビームLdのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、DVD用光ビームLdの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
That is, the lower layer portion 20B of the
これに応じて対物レンズ21は、図4に示したように、回折素子20から入射されるDVD用光ビームLdをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット9は、DVD用光ビームLdの収差を補正することができ、対物レンズ21から照射するDVD用光ビームLdをDVD方式ディスク100dの信号記録面に合焦させることができる。
In response to this, the objective lens 21 refracts the DVD light beam Ld incident from the
このように対物レンズユニット9は、回折素子20の上層部20AによりCD用光ビームLcのみを回折させて収差を補正し、また回折素子20の下層部20BによりDVD用光ビームLdのみを回折させて収差を補正することにより、BD用光ビームLbに最適化された対物レンズ21から照射するCD用光ビームLc、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbを、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d、及びBD方式ディスク100bの信号記録面にそれぞれ合焦させ得るようになされている。
In this way, the
(1−4)回折素子の構成
回折素子20は、図5(A)に示すように、全体的に扁平な円盤状に形成されたベース層20Cを中心に構成されており、上述したように上層部20AにCD用回折格子DGcが形成され、また下層部20BにDVD用回折格子DGdが形成されている。
(1-4) Configuration of Diffraction Element As shown in FIG. 5A, the
ベース層20Cは、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂でなり、屈折率の異なる他の物質や空気との境界面において、光ビームを屈折させるようになされている。 The base layer 20C is made of a transparent synthetic resin having a predetermined refractive index, and refracts the light beam at the interface with another substance having a different refractive index or air.
一方上層部20Aは、図5(B)に部分拡大断面図を示すように、ベース層20Cの上面20Caに階段状でなるCD用回折パターンPTcが形成されており、その上側に透明な硬化樹脂でなるカバー層20Dが接合されている。 On the other hand, in the upper layer portion 20A, as shown in a partially enlarged cross-sectional view in FIG. 5B, a stepped CD diffraction pattern PTc is formed on the upper surface 20Ca of the base layer 20C, and a transparent curable resin is formed on the upper side thereof. A cover layer 20D is joined.
CD用回折パターンPTcは、3段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち1段目と3段目との距離は約12[μm]とされ、またCD用回折パターンPTcごとの周期は最小部分で約18[μm]とされている。またCD用回折パターンPTcは、図3に示したように、回折素子20の上面における、中心から外径の半分程度までの範囲に同心円状に形成されている。
The CD diffraction pattern PTc is formed in three steps, and the overall height, that is, the distance between the first step and the third step is about 12 [μm], and for each CD diffraction pattern PTc. The period is about 18 [μm] at the minimum. Further, as shown in FIG. 3, the CD diffraction pattern PTc is formed concentrically in a range from the center to about half of the outer diameter on the upper surface of the
カバー層20Dは、ベース層20Cと異なる屈折率を有する材料によって構成されており、その下面が第1の回折パターンとしてのCD用回折パターンPTcと隙間無く接合するように形成されると共に、その上面が平面状に形成されている。 The cover layer 20D is made of a material having a refractive index different from that of the base layer 20C. The lower surface of the cover layer 20D is formed so as to be bonded to the CD diffraction pattern PTc as the first diffraction pattern without any gap. Is formed in a planar shape.
このように回折素子20の上層部20Aは、ベース層20Cの上面20Caに階段状でなるCD用回折パターンPTcが形成され、その上側に当該ベース層20Cと異なる屈折率を有するカバー層20Dが接合されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第1の波長の光ビームとしてのCD用光ビームLcのみを回折させるCD用回折格子DGcとして機能するようになされている。
In this way, the upper layer portion 20A of the
一方、下層部20Bは、図5(C)に部分拡大断面図を示すように、平面状に形成されたベース層20Cの下面20Cbに、DVD用回折格子DGdが形成された回折パターン層20Eが接合されて形成されている。 On the other hand, the lower layer portion 20B has a diffraction pattern layer 20E in which a diffraction grating DGd for DVD is formed on a lower surface 20Cb of a base layer 20C formed in a planar shape, as shown in a partially enlarged sectional view in FIG. It is formed by bonding.
回折パターン層20Eは、第1の部材としてのベース層20Cと略同等の屈折率を有する透明な樹脂でなり、階段状でなるDVD用回折パターンPTdが下面側に周期的に形成されている。なお回折パターン層20Eの下面は、他の物質に覆われていないため、直接空気に触れるようになされている。 The diffraction pattern layer 20E is made of a transparent resin having a refractive index substantially equal to that of the base layer 20C as the first member, and stepwise diffraction patterns for DVD PTd are periodically formed on the lower surface side. In addition, since the lower surface of the diffraction pattern layer 20E is not covered with other substances, it directly touches the air.
DVD用回折パターンPTdは、5段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち1段目と5段目との距離は6[μm]となされ、またDVD用回折パターンPTdごとの周期は最小部分で170[μm]となされている。またDVD用回折パターンPTdは、図3に示したように、回折素子20の下面における、中心から外径の2/3程度までの範囲に同心円状に形成されている。
The DVD diffraction pattern PTd is formed in a five-step staircase, and the overall height, that is, the distance between the first step and the fifth step is 6 [μm]. The period is 170 [μm] at the minimum. Further, as shown in FIG. 3, the DVD diffraction pattern PTd is formed concentrically in a range from the center to about 2/3 of the outer diameter on the lower surface of the
このように回折素子20の下層部20Bは、ベース層20Cの下側に接合された回折パターン層20Eに階段状でなる第2の回折パターンとしてのDVD用回折パターンPTdが形成されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第2の波長の光ビームとしてのDVD用光ビームLdのみを回折させるDVD用回折格子DGdとして機能するようになされている。
In this way, the lower layer portion 20B of the
(2)回折素子の製造方法
(2−1)ベース層、回折パターン層及びカバー層の形成
次に、回折素子20の製造方法について説明する。上述したように、回折素子20には、DVD用回折パターンPTdを有する回折パターン層20Eと、CD用回折パターンPTcを覆うカバー層20Dとが形成されている。
(2) Diffraction Element Manufacturing Method (2-1) Formation of Base Layer, Diffraction Pattern Layer, and Cover Layer Next, a manufacturing method of the
回折素子の製造方法としては、金型内に光学樹脂を充填して成型品を作製する射出成型が広く用いられている。しかしながら、CD用回折パターンPTcを有するベース層20C(図5(B))ように、溝が深くて狭い回折パターンを有する回折素子を射出成型で製造する場合、離型抵抗が大きいために成型品に歪が生じ、製造された回折素子は収差を発生してしまう。 As a method for manufacturing a diffraction element, injection molding in which a mold is filled with an optical resin to produce a molded product is widely used. However, when a diffractive element having a deep groove and a narrow diffraction pattern, such as a base layer 20C having a CD diffraction pattern PTc (FIG. 5B), is manufactured by injection molding, the molded product has a large mold release resistance. Distortion occurs, and the manufactured diffraction element generates aberration.
そこで、本発明の回折素子20では、射出成型品でなるベース層20Cの上面及び下面にそれぞれ設けられるカバー層20D及び回折パターン層20Eを紫外線硬化樹脂(以下UV(Ultra Violet ray)硬化樹脂と呼ぶ)を使用する、いわゆるUVレプリカ法によって形成する。
Therefore, in the
これにより、射出成型品であるベース層20Cに対し、一段と高い精度のパターンを再現し得るUVレプリカ法でカバー層20D及び回折パターン層20Eを形成するため、ベース層20Cに生じる歪を光学的に相殺して、回折素子20の光学的特性を良好に保つようになされている。
As a result, the cover layer 20D and the diffraction pattern layer 20E are formed on the base layer 20C, which is an injection-molded product, by the UV replica method capable of reproducing a pattern with higher accuracy, and thus the distortion generated in the base layer 20C is optically reduced. The optical characteristics of the
すなわち回折素子20を製造する際には、まず図6(A)に示すように、射出成型によるベース層20Cの下面20Cbに、当該ベース層20Cを形成する射出成型樹脂とほぼ同等の屈折率を有する第1のUV硬化樹脂100Aを塗布する。
That is, when manufacturing the
続いて図6(B)に示すように、DVD用回折パターンPTd(図5(C))を反転した型形状を有するDVD回折格子用金型101Aを、下面20Cbに塗布されたUV硬化樹脂100Aに対して押圧するとともに、図示しない紫外線光源を用いてベース層20Cの上面側から例えば約365[nm]でなる樹脂硬化用の紫外線を所定の硬化時間(例えば30秒間)に渡って照射することにより、当該DVD回折格子用金型101Aの型形状を転写した状態で第1のUV硬化樹脂100Aを硬化させ、かくして図6(C)に示すように、DVD用回折パターンPTdを正確に再現した回折パターン層20Eをベース層20Cの下面20Cbに密着して形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 6B, a UV curable resin 100A in which a DVD diffraction grating mold 101A having a mold shape obtained by inverting the DVD diffraction pattern PTd (FIG. 5C) is applied to the lower surface 20Cb. In addition, an ultraviolet light source (not shown) is used to irradiate a resin curing ultraviolet ray of about 365 [nm], for example, over a predetermined curing time (for example, 30 seconds) from the upper surface side of the base layer 20C. Thus, the first UV curable resin 100A is cured in a state where the mold shape of the DVD diffraction grating mold 101A is transferred, and thus the DVD diffraction pattern PTd is accurately reproduced as shown in FIG. 6C. The diffraction pattern layer 20E is formed in close contact with the lower surface 20Cb of the base layer 20C.
なお、ベース層20Cは、金型から取出される際の剥離抵抗に起因する歪を有しており、このため本来は平坦であるべき下面20Cbにも歪が生じている。しかしながら、回折パターン層20Eを形成するUV硬化樹脂100Aはベース層20Cとほぼ同等の屈折率を有していることから、当該回折パターン層20E及びベース層20Cは光学的に一体となり、これにより、両者の界面となる下面20Cbの歪は光学的な影響を及ぼさなくなる。 Note that the base layer 20C has a distortion due to the peeling resistance when taken out from the mold, and therefore, the lower surface 20Cb that should originally be flat also has a distortion. However, since the UV curable resin 100A forming the diffraction pattern layer 20E has a refractive index substantially equal to that of the base layer 20C, the diffraction pattern layer 20E and the base layer 20C are optically integrated. The distortion of the lower surface 20Cb serving as the interface between the two has no optical influence.
このようにして回折パターン層20Eを形成した後、図7(A)に示すように、ベース層20Cの上面20Caに、当該ベース層20Cを形成する射出成型樹脂とは異なる屈折率を有する第2のUV硬化樹脂100Bを塗布する(例えば、射出成型樹脂の屈折率がnBASE=1.5に対して、第2のUV硬化樹脂100Bの屈折率がnUV2=1.6)。 After the diffraction pattern layer 20E is formed in this manner, as shown in FIG. 7A, the second upper surface 20Ca of the base layer 20C has a refractive index different from that of the injection molding resin for forming the base layer 20C. (For example, the refractive index of the injection molding resin is n BASE = 1.5, whereas the refractive index of the second UV curable resin 100B is n UV2 = 1.6).
続いて図7(B)に示すように、平坦な型面を有する平板金型101Bを第2のUV硬化樹脂100Bに対して押圧することにより、当該第2のUV硬化樹脂100Bをベース層20Cの上面20Caに形成されているCD用回折パターンPTc(図5(C))に密着させ、さらに、ベース層20Cの下面側から紫外線を照射して第2のUV硬化樹脂100Bを硬化させることにより、当該CD用回折パターンPTcを平坦に覆うカバー層20Dを形成する(図7(C))。 Subsequently, as shown in FIG. 7B, the flat UV mold 101B having a flat mold surface is pressed against the second UV curable resin 100B, whereby the second UV curable resin 100B is applied to the base layer 20C. By adhering to the CD diffraction pattern PTc (FIG. 5C) formed on the upper surface 20Ca of the substrate, and further irradiating ultraviolet rays from the lower surface side of the base layer 20C, the second UV curable resin 100B is cured. Then, a cover layer 20D that covers the CD diffraction pattern PTc is formed (FIG. 7C).
そして、図7(D)に示すように、この回折パターン層20E及びカバー層20Dの形成されたベース層20Cを所定のアニール処理温度に設定された図示しない加熱炉内で所定時間に渡って加熱することにより、アニール処理を行う。このときのアニール処理温度は、カバー層20D及び回折パターン層20Eの硬化状態や処理時間、加熱装置の能力などの各種条件に応じて、できるだけ短時間で効果的にカバー層20D及び回折パターン層20Eの物性を安定させるように、ベース層20C、カバー層20D及び回折パターン層20Eのガラス転移点よりも低い温度の範囲内から適宜選択される。 Then, as shown in FIG. 7D, the base layer 20C on which the diffraction pattern layer 20E and the cover layer 20D are formed is heated for a predetermined time in a heating furnace (not shown) set at a predetermined annealing temperature. By doing so, an annealing process is performed. The annealing temperature at this time is effectively as short as possible in accordance with various conditions such as the curing state of the cover layer 20D and the diffraction pattern layer 20E, the processing time, and the capability of the heating device, and the cover layer 20D and the diffraction pattern layer 20E. The base layer 20C, the cover layer 20D, and the diffraction pattern layer 20E are appropriately selected from a temperature range lower than the glass transition point so as to stabilize the physical properties.
これにより回折パターン層20E及びカバー層20Dの残留歪や低分子量成分を除去して、回折パターン層20E及びカバー層20Dの物性をある程度まで安定させることができる。 Thereby, residual strain and low molecular weight components of the diffraction pattern layer 20E and the cover layer 20D can be removed, and the physical properties of the diffraction pattern layer 20E and the cover layer 20D can be stabilized to some extent.
ちなみに、ベース層20Cの上面20Caに形成されたCD用回折パターンPTcには射出成型に起因する歪が生じており、この歪によって収差が発生する。そして、回折格子による光の回折は回折パターンを介して接する2つの層の屈折率差によって生じるものであるから、この屈折率の差が大きいほど、回折パターンの歪による収差も大きくなる。 Incidentally, the CD diffraction pattern PTc formed on the upper surface 20Ca of the base layer 20C has a distortion caused by injection molding, and this distortion causes an aberration. Since the diffraction of light by the diffraction grating is caused by the difference in refractive index between the two layers in contact with each other through the diffraction pattern, the greater the difference in refractive index, the greater the aberration due to distortion of the diffraction pattern.
従来の回折素子では、回折パターンが空気に直接接するよう形成されており、当該回折素子を形成する材料の屈折率と空気の屈折率(nAIR=1)との屈折率差が大きいのに対し、本発明の回折素子20では、ベース層20C(屈折率nBASE=1.5)のCD用回折パターンPTcをカバー層20D(屈折率nUV2=1.6)で覆うよう形成したことにより、当該CD用回折パターンPTcを介して接するベース層20Cとカバー層20Dとの屈折率差を、従来の回折素子に比べて小さく設定でき、これによりCD用回折パターンPTcの歪に起因する収差を低減することができる。
In the conventional diffraction element, the diffraction pattern is formed so as to be in direct contact with air, whereas the refractive index difference between the refractive index of the material forming the diffraction element and the refractive index of air (n AIR = 1) is large. In the
(2−2)BD用光ビームの照射によるUV硬化樹脂の後硬化処理
上述したように回折素子20では、アニール処理によって硬化反応を進行させてその物性をある程度まで安定させることができるものの、硬化反応が完全には進行していない状態にある。具体的にアニール処理後の回折素子20は、BD用光ビームLbに対するBD光透過率が約84%であり、設計値である90%よりも低い状態にある。
(2-2) Post-curing treatment of UV curable resin by irradiation with light beam for BD As described above, the
紫外線硬化後のUV硬化樹脂は、既に重合度が大きく流動性がないため、その反応速度は非常に小さくなっており、残留している官能基による硬化反応をさらに進行させるためには、長時間の紫外線照射が必要となる。 The UV curable resin after UV curing already has a high degree of polymerization and no fluidity, so its reaction rate is very low, and it takes a long time to further proceed the curing reaction with the remaining functional groups. UV irradiation is required.
しかしながら上述したように、樹脂硬化用の紫外線は、そのエネルギーが大きいため、長時間に渡って照射するといわゆる黄変反応やUV硬化樹脂の劣化などを引き起こす可能性があるため、UV硬化樹脂に対して紫外線を長時間照射することは好ましくない。 However, as described above, the ultraviolet ray for resin curing has a large energy, and when irradiated for a long time, it may cause a so-called yellowing reaction or deterioration of the UV cured resin. Therefore, it is not preferable to irradiate with ultraviolet rays for a long time.
例えば図8(A)に示すように365[nm]でなる紫外線の光エネルギーは328[kJ/mol]であり、有機化合物の結合エネルギーの代表値を示す図8(B)から分かるように、C−C結合の結合エネルギーとほぼ同水準のエネルギー準位でなる。このため仮に回折素子20に対して長時間に渡って紫外線を照射した場合には、UV硬化樹脂及び射出成型樹脂におけるC−C結合が解離し、これらの劣化を引き起こす危険性がある。
For example, as shown in FIG. 8 (A), the light energy of ultraviolet rays at 365 [nm] is 328 [kJ / mol], and as can be seen from FIG. 8 (B) showing the representative value of the binding energy of the organic compound, The energy level is almost the same as the binding energy of the C—C bond. For this reason, if the
これに対して405[nm]の青色光の光エネルギーは295[kJ/mol]であり、この値はC−C結合の結合エネルギーよりもかなり小さいため、例え回折素子20に対して長時間に渡って青色光を照射した場合であっても、UV硬化樹脂及び射出成型樹脂におけるC−C結合の解離を引き起こす危険性が非常に小さいといえる。 On the other hand, the light energy of blue light of 405 [nm] is 295 [kJ / mol], and this value is considerably smaller than the binding energy of the C—C bond. Even when it is irradiated with blue light, it can be said that the risk of causing dissociation of the C—C bond in the UV curable resin and the injection molding resin is very small.
そこで本実施の形態では、アニール処理後の回折素子20に対して青色光(約405[nm])を照射光として照射するようにした。
Therefore, in this embodiment, the
図9に、約405[nm]でなる照射光をレーザダイオードから10[mW/mm2]の照射密度で出射し、これを回折素子20に照射したときの照射エネルギーに対する回折素子20のBD光透過率の変化を示している。
In FIG. 9, the irradiation light having a wavelength of about 405 [nm] is emitted from the laser diode at an irradiation density of 10 [mW / mm 2], and the
図9より、回折素子20に対して照射光を70[mWh/mm2](すなわち7時間×10[mW/mm2])照射することにより、回折素子20のBD光透過率が設計値どおりの約90[%]に達し、その後は照射光の照射を継続してもBD光透過率がほとんど変化していないことが分かる。また、照射エネルギーが70[mWh/mm2]付近においては、BD光透過率の変化が殆どなくなっていることが分かる。
From FIG. 9, by applying 70 [mWh / mm 2 ] of irradiation light to the diffraction element 20 (that is, 7 hours × 10 [mW / mm 2]), the BD light transmittance of the
従って本実施の形態では、アニール処理後の回折素子20に対して10[mW/mm2]の照射密度でなる照射光を7時間に渡って照射する。この結果回折素子20では、UV硬化樹脂の硬化反応を十分に進行させることができるため、回折素子20総体としてのBD光透過率を向上させると共に、回折素子20ごとのBD光透過率のばらつきを抑制することができるようになされている。
Therefore, in the present embodiment, irradiation light having an irradiation density of 10 [mW / mm 2] is irradiated to the
なお、約405[nm]の照射光を用いた後硬化処理の前後において、回折素子20に対して波長が約600[nm]でなる光ビームに対する600[nm]光透過率(図示せず)は殆ど変化せず、いずれも高い値を示していた。
In addition, before and after the post-curing process using irradiation light of about 405 [nm], the light transmittance (not shown) of 600 [nm] with respect to the light beam having a wavelength of about 600 [nm] with respect to the
このことから、BD用光ビームLbとほぼ同一波長でなる約405[nm]の照射光を用いることにより、この波長領域を吸収する官能基の活性を選択的に高めて硬化反応を進行させることができ、BD光透過率を効果的に向上させていることが分かる。 From this, by using the irradiation light of about 405 [nm] having substantially the same wavelength as the BD light beam Lb, the activity of the functional group that absorbs this wavelength region is selectively enhanced to advance the curing reaction. It can be seen that the BD light transmittance is effectively improved.
(3)動作及び効果
以上の構成において、回折素子20では、透明な光学材料で形成された第1の部材としてのベース層20Cに第1のUV硬化樹脂100Aを塗布し、第1の押圧部材としてのDVD回折格子用金型101Aを押圧すると共に、紫外線を所定の硬化時間に渡って照射して硬化させることにより、第2の部材としての回折パターン層20Eを形成した後、回折パターン層20Eに対して紫外線よりも波長の長い照射光を硬化時間よりも長い所定の照射時間に渡って照射するようにした。
(3) Operation and Effect In the above configuration, in the
これにより、回折素子20は、短時間の紫外線照射と長時間に渡る照射光照射とを組み合わせ、紫外線照射によってUV硬化樹脂における硬化反応の大部分を迅速にかつ効果的に進行させた後に、樹脂の光劣化を引き起こす危険性の低い照射光によってゆっくりとかつほぼ完全に硬化反応を進行させることができる。
Thereby, the
回折素子20は、光ディスク100に対して照射されるBD用光ビームLbと同一波長でなる波長の青色光を照射光として使用することにより、予めBD用光ビームLbによって進行する硬化反応を選択的に終了させておくことができる。
The
この結果、光ピックアップ7内における回折素子20の透過率のばらつきを抑制することができ、回折素子20の透過率のばらつきに起因する光ピックアップ7の不良を減少させることができる。
As a result, variation in the transmittance of the
また光ピックアップ7の組み立て後に、透過率の安定した回折素子20を用いてレーザパワーなどの各種調整作業を実行することができるため、調整後にBD光透過率が変化してしまうことを未然に防止することができ、光ピックアップ7に対する一段と高精度な調整が可能となる。
Further, after the
以上の構成によれば、回折素子20では、レプリカ法によって回折パターン層20Eを形成する際、長時間の照射を行うと樹脂を劣化させる危険性があるものの硬化反応が迅速に進行する紫外線を短い硬化時間に渡って第1のUV硬化樹脂100Aに照射し、第1のUV硬化樹脂100Aが有する官能基の大部分を効果的に反応させた後、エネルギー準位が低く照射によって樹脂を劣化させる危険性は低いものの、硬化反応の速度が小さい照射光を硬化時間よりも長い照射時間に渡って第1のUV硬化樹脂100Aに照射し、流動性が消失したために硬化反応の速度が元々小さい状態にある第1のUV硬化樹脂100Aに残留する官能基を長時間かけてほぼ完全に反応させるようにしたため、光劣化を引き起こす危険性がない状態で効果的にかつほぼ完全に第1のUV樹脂100Aにおける硬化反応を進行させることができ、かくして良好な特性を呈する光学素子の製造方法を実現できる。
According to the above configuration, in the
(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、ベース層20Cに対し、カバー層20D及び回折パターン層20Eが設けられた3層構造でなる回折素子20に対して本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図10に示すように、ベース層20Cに対してカバー層20Dが設けられた2層構造の回折素子20Zに対して本発明を適用するようにしても良い。また、回折素子に限らず、その他種々の光学素子に本発明を適用するようにしても良い。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
また上述の実施の形態においては、照射光として波長が約405[nm]でなるレーザ光を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光劣化を引き起こす危険性の低い波長でなる光を照射光として用いるようにすれば良く、例えばキセノンランプによって発光し、フィルターによって約400[nm]未満の波長でなる光をカットすることにより、発光した光のうち約400[nm]以上の波長でなる部分を照射光として用いるようにしても良い。また照射光の波長は、使用されるUV硬化樹脂の反応性に応じて、紫外線よりも波長が短く、かつUV硬化樹脂の硬化反応が進行するような波長(380[nm]〜450[nm])の範囲内から適宜選択することができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where laser light having a wavelength of about 405 [nm] is used as irradiation light has been described. However, the present invention is not limited to this, and the risk of causing light degradation is low. Light having a wavelength may be used as irradiation light. For example, light emitted by a xenon lamp is cut and light having a wavelength of less than about 400 [nm] is cut by a filter, so that about 400 [nm] of the emitted light is cut. A portion having the above wavelength may be used as irradiation light. Further, the wavelength of the irradiation light is shorter than the ultraviolet ray depending on the reactivity of the UV curable resin to be used, and the wavelength at which the curing reaction of the UV curable resin proceeds (380 [nm] to 450 [nm]). ) Can be selected as appropriate.
さらに上述の実施の形態においては、アニール処理後に照射光を照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アニール処理前に照射光を照射しても良い。この場合であっても、上述した実施の形態と同様に、透過率の向上効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the irradiation light is irradiated after the annealing treatment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the irradiation light may be irradiated before the annealing treatment. Even in this case, the effect of improving the transmittance can be obtained as in the above-described embodiment.
本発明は、例えば光ピックアップに使用される種々の光学素子に利用することができる。 The present invention can be used for various optical elements used for optical pickups, for example.
1……光ディスク装置、2……制御部、3……駆動部、4……信号処理部、7……光ピックアップ、9……対物レンズユニット、11……レーザダイオード、19……鏡筒部、20……回折素子、20A……上層部、20B……下層部、20C……ベース層、20D……カバー層、20Du……カバー上層、20Do……カバー下層、20E……回折パターン層、21……対物レンズ、DGc……CD用回折素子、DGd……DVD用回折素子、Lb……BD用光ビーム、Ld……DVD用光ビーム、Lc……CD用光ビーム、100A……第1のUV硬化樹脂、100B……第2のUV硬化樹脂。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記第2の部材に対して上記紫外線よりも長い波長でなる照射光を上記硬化時間よりも長い所定の照射時間に渡って照射する照射ステップと
を具えることを特徴とする光学素子の製造方法。 By applying an ultraviolet curable resin to the first member formed of a transparent optical material, pressing the first pressing member, and irradiating and curing ultraviolet rays over a predetermined curing time, the first member A second member forming step of forming a second member in close contact with the member;
An irradiation step of irradiating the second member with irradiation light having a wavelength longer than that of the ultraviolet rays over a predetermined irradiation time longer than the curing time. .
光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップにおいて使用され、
上記照射光は、
上記光ビームと同一の波長でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。 The optical element is
Used in an optical pickup that irradiates an optical disk with a light beam,
The irradiation light is
The optical element manufacturing method according to claim 1, wherein the optical element has the same wavelength as the light beam.
上記紫外線の波長以下の波長でなる光をフィルターでカットされてなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。 The irradiation light is
The method for producing an optical element according to claim 1, wherein light having a wavelength equal to or shorter than the wavelength of the ultraviolet light is cut by a filter.
上記第2の部材におけるガラス転移点よりも低い所定のアニール温度で、上記第2の部材が形成された上記光学素子を所定のアニール時間に渡って加熱するアニールステップ
を具えることを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。 Before or after the irradiation step,
An annealing step of heating the optical element on which the second member is formed over a predetermined annealing time at a predetermined annealing temperature lower than the glass transition point of the second member. The manufacturing method of the optical element of Claim 1.
上記照射ステップの後に上記第2の部材に対して上記照射光がさらに照射された場合に、上記第2の部材の上記光ビームに対する透過率が殆ど変化しないように選定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の光学素子の製造方法。 The irradiation time is
When the irradiation light is further irradiated to the second member after the irradiation step, the transmittance of the second member with respect to the light beam is selected so as to hardly change. The method for producing an optical element according to claim 2.
上記第1の部材と対向する面に紫外線硬化樹脂を塗布し、第2の押圧部材を押圧するとともに、紫外線を所定の硬化時間に渡って照射して硬化させることにより、第1の部材に密着させた第3の部材を形成する第3の部材形成ステップ
を具えることを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。 After the second member forming step,
A UV curable resin is applied to the surface facing the first member, the second pressing member is pressed, and UV light is irradiated for curing over a predetermined curing time to be in close contact with the first member. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, further comprising: a third member forming step of forming a third member that is made to move.
回折格子を有する回折素子でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。 The optical element is
It consists of a diffraction element which has a diffraction grating. The manufacturing method of the optical element of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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WO2010119725A1 (en) * | 2009-04-13 | 2010-10-21 | コニカミノルタオプト株式会社 | Method for manufacturing wafer lens and method for manufacturing wafer lens laminated body |
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