JP3522105B2 - 光記録用光学装置の製造方法 - Google Patents
光記録用光学装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気ディスクや
ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光記録媒体にレーザー光を用いて、
情報の書込み（記録）や読込み（再生）を行なうことが
可能な光ヘッド等の光記録用光学装置の製造方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】光磁気ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭ等の光
記録媒体の面記録密度を向上させるためには、記録用レ
ーザー光のビーム・スポット径をできるだけ小さくする
必要がある。 【０００３】一般に、レーザー光のビーム・スポット径
は、光源の波長λと対物レンズのＮＡ（開口数）で決定
され、ほぼ0.8×λ／ＮＡ程度とされている。現在、光
ディスク装置で実際に使用されている光波長の635ｎｍ
とＮＡ＝0.6のレンズを用いた場合、レーザースポット
径は８４７ｎｍとなる。 【０００４】さらに短波長化が期待できる半導体レーザ
ーとして、窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料を使用した青
色レーザーの開発が行なわれているが、その波長410ｎ
ｍとレンズのＮＡが0.7まで改善されたと仮定してスポ
ット径は469ｎｍと計算されるが、現在の面記録密度の
約３倍程度にしかならない。 【０００５】そこで、ソリッド・イマージョン・レンズ
（Solid Immersion Lens、以下、ＳＩＬと略記する）と
呼ばれる半球状のレンズを、光記録媒体と対物レンズと
の間に配設する光学系により、対物レンズを透過したビ
ーム・スポット径を１／ｎ倍（ただし、ｎはＳＩＬの屈
折率）に絞ることが提案されている（例えば、米国特許
5,125,750号明細書を参照。）。 【０００６】このＳＩＬを用いることにより、たとえば
屈折率1.8のガラスレンズで１／1.8、すなわちレーザー
スポット径は半分近くに縮小でき、レーザー波長が同じ
でも４倍程度の記録密度が得られる計算となり、記録密
度を飛躍的に向上させることができることで注目されて
いる。 【０００７】ＳＩＬは半球状または超半球状（以下、平
面部を球の中心から外れている形状を超半球という）と
して光記録用光学装置に用いられているが、従来の製造
工程は立方体に切り出された材料をバレル研磨などで角
を丸めた後に丸玉研磨機などを用いたマイクロ球レンズ
加工方法で球面研磨し、その後に必要な半球状に研削と
研磨で平面部を追加加工する方法が取られている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】従来の加工方法は、球
面加工を行なって更に（超）半球状の加工が必要なた
め、研削研磨工程の追加と、その工程におけるハンドリ
ング時のキズや平面部の加工精度の低下等により歩留り
が低下するという問題があった。 【０００９】また、上記ＳＩＬにはホウ珪酸ガラス等の
ガラスが一般に使用されているが、ガラスの屈折率は通
常1.8程度までであり、これ以上の高屈折率を得るに
は、例えばＬａ２Ｏ３，ＴｈＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ
５等の稀元素酸化物を主成分とする特殊なガラスを用い
なければならない。また、このような特殊なガラスでも
屈折率は2.0より小さく、ガラス材料を用いて、より高
密度で記録させることは困難であった。 【００１０】そこで、高屈折率で低屈折率変動の材料を
考慮すると単結晶材料が有力であるが、光学的異方性の
ある単結晶材料から半球状及び（または）超半球状レン
ズを製造するには、従来の方法では光軸などの特定方位
を決定することも困難であった。 【００１１】本発明の目的は、上述の諸問題を解消し、
記録密度向上に密接に関係する集光レンズを高精度かつ
安価に製造できる上、性能の優れた光記録用光学装置の
製造方法を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光記録用光学装置の製造方法は、光記録媒
体に情報の記録及び再生を行なうためのレーザー光を照
射させるレンズ体を備えた光記録用光学装置の製造方法
であって、２枚以上の透明基板の主面どうしを接着した
状態で球面加工を施し、しかる後に各透明基板を分離し
て球面部と平面部とを形成することを特徴とする。 【００１３】図７（ａ），（ｂ）に単結晶体Ｓの結晶光
学軸に対して光入射方向と一致する場合と、双方の軸が
所定角度成す場合について示す。このように、単結晶体
Ｓの結晶光学軸と光入射方向とが一致する場合は、単結
晶体Ｓが光学的異方性を有する場合は出射光は一つとな
るが、所定角度（例えば、45°）を成す場合は異常光と
通常光とが出射されるため、これら二つの出力差を利用
して再生することができ、従来の記録再生装置における
ウォラストンプリズムと同様な役割を果たすことができ
る。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面に
基づいて詳細に説明する。光記録媒体に光記録を行なわ
せる様子を説明する概略斜視図を図１に示す。また図１
のＡ−Ａ線概略一部断面図を図２に示す。ポリカーボネ
ート等の樹脂やガラス等から成る基板１上に、例えば窒
化シリコン等から成る誘電体層、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ系合
金やＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金等から成る磁性層、窒化シ
リコン等から成る誘電体層、アルミニウム等から成る金
属層、ＵＶ樹脂等から成る保護層を含む記録層２を備え
た光磁気ディスクＤに、波長500ｎｍ〜600ｎｍのレーザ
ー光Ｌを光記録用光学装置である光ヘッド３により集光
して、所定径のビーム・スポットを照射する。これによ
り光磁気ディスクＤの記録層２のビーム・スポットが照
射された領域内の磁性層に情報が記録される。なお、光
ヘッド３は不図示の制御装置に接続された可動アーム７
により支持されている。 【００１５】ここで、光ヘッド３による光磁気ディスク
Ｄへの情報の記録は、次のようにして行なう。まず、レ
ーザー光Ｌは両凸レンズである対物レンズ４により収束
され、さらにホウ珪酸ガラスなどから成り、下面５ａに
焦点を結ぶための平面部を有する半球状の集光レンズで
あるＳＩＬ５により、所定のビーム・スポット径に絞ら
れる。 【００１６】そして、光磁気ディスクＤに照射されたビ
ーム・スポット内の記録層２を加熱し、その領域が冷え
る際に磁界変調用コイル６で印加した磁界で磁性層を磁
化させることにより記録を行なうのである。なお、対物
レンズ４は片凸レンズであってもよい。 【００１７】ここで、ＳＩＬ５は次のような加工工程に
よって得られる。図３に示すように、例えば少なくとも
片面が光学研磨されたＳＩＬ用ガラス基板（レンズ用基
板）11，11の２枚を、例えばワックス等の接着部材を用
いて研磨面同士を接着した後に、接着層８を介して接着
した基板11，11と同一寸法（厚さ）の多数の立方体とな
るように、図中の切断面９においてダイシングソー等で
切断する。得られた立方体を一般的な球面加工方法を用
いて、平面部と球面部とを有した半球状の球面レンズを
得る。次に本球面レンズをワックス剥離液に浸漬させて
接着面を剥離して分離し半球状のレンズ体10，10を作製
する。この場合、半球レンズは切断された立方体の個数
の約２倍の数が得られる。 【００１８】また、図４に示すように、厚みの異なるレ
ンズ用基板11，11を貼り合わせて、平面部を球の中心か
ら外れている超半球状のレンズ体10を製造するようにし
てもよい。 また、図５に示すように、結晶光学軸12を
揃えたレンズ用基板11，11を貼り合わせて（超）半球状
のレンズ体10を製造するようにしてもよい。 【００１９】さらに、図６に示すように、３枚以上のレ
ンズ用基板11どうしを貼り合わせて、例えば球面部10ａ
と平面部10ｂ，10ｃを有した偏平状のレンズ体10を製造
するようにしてもよい。このようなレンズ体10は、レン
ズを小型（低背）化させたり、基準面を有するように形
成できるので、例えば、光変調器や光スイッチなどの光
結合部に適用可能な光結合系モジュール用レンズや光学
系の光軸制御やプロセスに必要なレンズに適用が可能で
ある。 【００２０】この方法により得られたレンズ体は、従来
の加工精度と同等の精度を有し、加工効率が高く量産性
良好のものとすることができる。 【００２１】また特に、レンズ体として屈折率が2.0以
上の光学的異方性を有する材料、例えばニオブ酸リチウ
ム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ルチル、モリブ
デン酸鉛単結晶、二酸化テルル単結晶、チタン酸ストロ
ンチウム単結晶、酸化ジルコニウム単結晶等を用いる場
合には、基板面を必要な方位に決定することにより、例
えば半球レンズに特定方位を決定できるので、集光レン
ズとして好適に使用できる。 【００２２】これにより、屈折率が従来のガラスより格
段に大きく、屈折率変動がガラスより少ない材料がＳＩ
Ｌとして非常に好適に使用することができ、レーザー光
のビーム・スポット径を非常に小さくすることができ
る。また、現状の記録ピットサイズを大幅に小さくする
ことができ、光記録媒体へ現状の数倍以上もの高密度で
記録が可能となり、量産性、コスト低下で優れたＳＩＬ
を製造することができる。 【００２３】なお、図１及び図２に示すように、光記録
の光学系は光ヘッド３に対物レンズ４及び集光レンズ５
等を一体的に設け、情報を記録する場合の例について説
明したが、光学系の構成はこれに限定されるものではな
く、対物レンズを有しない集光レンズだけの光ヘッドで
あってもよい。また、例えば記録及び再生が可能な光ヘ
ッドであってももちろんよい。また、光ヘッドは光磁気
ディスクだけでなく、例えば各種Ｔｅ系合金から成る光
記録層を有する相変化型の光ディスクであるＤＶＤ−Ｒ
ＡＭでも使用可能である。また、集光レンズの形状は所
望のスポット径が得られるものであれば、その形状等に
ついては本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
実施が可能である。また、光通信分野などのレーザー光
収束用（超）半球状のマイクロレンズを使用する分野で
も応用が可能である。 【００２４】 【実施例】以下に、より具体的な実施例について説明す
る。 【００２５】〔実施例１〕両面を光学研磨した150×200
×２ｍｍのホウ硅酸ガラス２枚を低粘度ワックスを用い
て貼り合せた。次に、ダイシングソーを用いて、一辺が
４ｍｍの立方体となるように切断し、一般的な光学ボー
ルレンズの研磨プロセスであるバレル研磨・丸玉研削・
丸玉研磨工程により２ｍｍ径の真球レンズを作製した。
次に、この真球レンズをワックス剥離液に浸漬し、洗浄
して半球状レンズが得られた。 【００２６】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、波長635ｎｍの半導体レーザーからの
出射光を図１に示すような光ヘッドの対物レンズにより
集光させ、さらに上記作製の半球レンズで構成されたＳ
ＩＬにより絞ることにより、光磁気ディスクに記録・再
生が可能であり、従来の品質と遜色ない結果が得られ
た。 【００２７】この半球レンズの加工では、一般工程であ
る後からの研削研磨工程が削減されるばかりでなく、同
じ球面加工工程で約２倍の生産効率が上がる。また、後
からの研削研磨では球面へキズを付け歩留りを低下させ
ることや、平面部の面ダレによる加工精度低下が無く、
ＳＩＬとして好適であった。 【００２８】〔実施例２〕両面を光学研磨した150×200
×2.5ｍｍと150×200×1.5ｍｍのホウ硅酸ガラス２枚を
低粘度ワックスを用いて貼り合せた。次に、実施例１と
同様にして４ｍｍの立方体を切断し、一般的な光学ボー
ルレンズの研磨プロセスから２ｍｍ径の真球レンズを作
製した。次に、この真球レンズをワックス剥離液に浸漬
し、洗浄して径２ｍｍ、高さ1.5ｍｍの超半球状レンズ
を得た。 【００２９】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、波長635ｎｍの半導体レーザーからの
出射光を図１に示すような光ヘッドの対物レンズにより
集光させ、さらに上記作製の半球レンズで構成されたＳ
ＩＬにより絞ることにより、光磁気ディスクに記録・再
生が可能であり、従来の品質と遜色ない結果が得られ
た。 【００３０】この半球レンズの加工では、一般工程であ
る後からの研削研磨工程が削減されるばかりでなく、後
からの研削研磨では球面へキズを付け歩留りを低下させ
ることや、平面部の面ダレによる加工精度低下が無く、
ＳＩＬとして好適であった。 【００３１】〔実施例３〕ＣＺ法により製造された３イ
ンチＬｉＴａＯ３単結晶からｃ面（光軸垂直面）で径３
インチ厚み１ｍｍの基板２枚を定方位切断し、両面光学
研磨した後に低粘度ワックスを用いて貼り合せた。次
に、実施例１と同様にして一辺が２ｍｍの立方体を切断
し、一般的な光学ボールレンズの研磨プロセスから１ｍ
ｍ径の真球レンズを作製した。次に、この真球レンズを
ワックス剥離液に浸漬し、洗浄して径１ｍｍの半球状レ
ンズを作製した。 【００３２】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、レーザー入射方向が光軸に0.1度以内
に制御され複屈折の影響を最大限に抑制し、通常光主導
の集光レンズが製造できた。また、波長635ｎｍの半導
体レーザーからの出射光を図１に示すような光ヘッドの
対物レンズにより集光させ、さらに上記作製の半球レン
ズで構成されたＳＩＬにより絞ることにより、光磁気デ
ィスクに記録・再生が可能であり、従来の品質と遜色な
い結果が得られた。 【００３３】また、ＬｉＴａＯ３は屈折率が2.18とガラ
ス材料より大きく、記録媒体へのレーザースポット径を
小さくできるので、記録密度が向上する。しかしなが
ら、ＬｉＴａＯ３は複屈折があるため、光軸の位置をレ
ーザー入射方向に高精度に制御する必要があるが、一般
的なボールレンズ加工方法では目印のない球に後加工で
光軸を制御することは困難であった。 【００３４】本製造方法を用いれば、レンズ用の基板方
位がＸ線などを用いて高精度に決定できる一般的な単結
晶ウエハ方位の加工精度をレンズ平坦部に反映できるの
で、レーザー入射方向に高精度に制御され複屈折の影響
を最大限に抑制し、通常光主導の集光レンズが製造でき
る。 【００３５】なお、本実施例では光軸方向に光の入射方
向を一致させたが、結晶光学軸に対して入射方向を適宜
変更して制御することにより、複屈折の効果で２点の集
光も可能であり、本範囲を逸脱しない範囲で応用が可能
である。 【００３６】また、この（超）半球状レンズの加工で
は、一般工程で問題となる後工程の研削研磨工程が削減
されるばかりでなく、同じ球面加工工程で約２倍の生産
効率が上がる。また、後からの研削研磨では球面へキズ
を付け歩留りを低下させることや、平面部の面ダレによ
る加工精度低下が無く、ＳＩＬとして好適であった。 【００３７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録用
光学装置の製造方法によれば、レーザー光のビーム・ス
ポット径を高精度に非常に小さくすることができ、現状
の記録ピットサイズを大幅に縮小することができ、光記
録媒体へ現状の数倍以上もの高密度で記録が可能となる
優れた光記録用光学装置を提供できる。 【００３８】また、少なくとも２枚の基板を接着して球
状加工を行なった後に、接着面を分離して球面部と平面
部とを有するレンズ体を製造するので、平面部の加工精
度が高く、製造工程が簡略化でき、半球レンズの場合に
は同一製造工程で２倍以上に生産効率を上げられる。 【００３９】さらに、光学的異方性をもつ材料を簡単か
つ高精度に特定方位に加工することもできる。これによ
り、加工精度の向上、加工歩留りの向上、加工コスト低
下が期待されるとともに、これまで、困難であった光学
的異方性をもつ材料を容易にＳＩＬとして使用すること
ができ、ひいては優れた高密度光記録の実現に寄与する
ことができる。
ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光記録媒体にレーザー光を用いて、
情報の書込み（記録）や読込み（再生）を行なうことが
可能な光ヘッド等の光記録用光学装置の製造方法に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】光磁気ディスクやＤＶＤ−ＲＡＭ等の光
記録媒体の面記録密度を向上させるためには、記録用レ
ーザー光のビーム・スポット径をできるだけ小さくする
必要がある。 【０００３】一般に、レーザー光のビーム・スポット径
は、光源の波長λと対物レンズのＮＡ（開口数）で決定
され、ほぼ0.8×λ／ＮＡ程度とされている。現在、光
ディスク装置で実際に使用されている光波長の635ｎｍ
とＮＡ＝0.6のレンズを用いた場合、レーザースポット
径は８４７ｎｍとなる。 【０００４】さらに短波長化が期待できる半導体レーザ
ーとして、窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料を使用した青
色レーザーの開発が行なわれているが、その波長410ｎ
ｍとレンズのＮＡが0.7まで改善されたと仮定してスポ
ット径は469ｎｍと計算されるが、現在の面記録密度の
約３倍程度にしかならない。 【０００５】そこで、ソリッド・イマージョン・レンズ
（Solid Immersion Lens、以下、ＳＩＬと略記する）と
呼ばれる半球状のレンズを、光記録媒体と対物レンズと
の間に配設する光学系により、対物レンズを透過したビ
ーム・スポット径を１／ｎ倍（ただし、ｎはＳＩＬの屈
折率）に絞ることが提案されている（例えば、米国特許
5,125,750号明細書を参照。）。 【０００６】このＳＩＬを用いることにより、たとえば
屈折率1.8のガラスレンズで１／1.8、すなわちレーザー
スポット径は半分近くに縮小でき、レーザー波長が同じ
でも４倍程度の記録密度が得られる計算となり、記録密
度を飛躍的に向上させることができることで注目されて
いる。 【０００７】ＳＩＬは半球状または超半球状（以下、平
面部を球の中心から外れている形状を超半球という）と
して光記録用光学装置に用いられているが、従来の製造
工程は立方体に切り出された材料をバレル研磨などで角
を丸めた後に丸玉研磨機などを用いたマイクロ球レンズ
加工方法で球面研磨し、その後に必要な半球状に研削と
研磨で平面部を追加加工する方法が取られている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】従来の加工方法は、球
面加工を行なって更に（超）半球状の加工が必要なた
め、研削研磨工程の追加と、その工程におけるハンドリ
ング時のキズや平面部の加工精度の低下等により歩留り
が低下するという問題があった。 【０００９】また、上記ＳＩＬにはホウ珪酸ガラス等の
ガラスが一般に使用されているが、ガラスの屈折率は通
常1.8程度までであり、これ以上の高屈折率を得るに
は、例えばＬａ２Ｏ３，ＴｈＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ
５等の稀元素酸化物を主成分とする特殊なガラスを用い
なければならない。また、このような特殊なガラスでも
屈折率は2.0より小さく、ガラス材料を用いて、より高
密度で記録させることは困難であった。 【００１０】そこで、高屈折率で低屈折率変動の材料を
考慮すると単結晶材料が有力であるが、光学的異方性の
ある単結晶材料から半球状及び（または）超半球状レン
ズを製造するには、従来の方法では光軸などの特定方位
を決定することも困難であった。 【００１１】本発明の目的は、上述の諸問題を解消し、
記録密度向上に密接に関係する集光レンズを高精度かつ
安価に製造できる上、性能の優れた光記録用光学装置の
製造方法を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光記録用光学装置の製造方法は、光記録媒
体に情報の記録及び再生を行なうためのレーザー光を照
射させるレンズ体を備えた光記録用光学装置の製造方法
であって、２枚以上の透明基板の主面どうしを接着した
状態で球面加工を施し、しかる後に各透明基板を分離し
て球面部と平面部とを形成することを特徴とする。 【００１３】図７（ａ），（ｂ）に単結晶体Ｓの結晶光
学軸に対して光入射方向と一致する場合と、双方の軸が
所定角度成す場合について示す。このように、単結晶体
Ｓの結晶光学軸と光入射方向とが一致する場合は、単結
晶体Ｓが光学的異方性を有する場合は出射光は一つとな
るが、所定角度（例えば、45°）を成す場合は異常光と
通常光とが出射されるため、これら二つの出力差を利用
して再生することができ、従来の記録再生装置における
ウォラストンプリズムと同様な役割を果たすことができ
る。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面に
基づいて詳細に説明する。光記録媒体に光記録を行なわ
せる様子を説明する概略斜視図を図１に示す。また図１
のＡ−Ａ線概略一部断面図を図２に示す。ポリカーボネ
ート等の樹脂やガラス等から成る基板１上に、例えば窒
化シリコン等から成る誘電体層、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ系合
金やＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金等から成る磁性層、窒化シ
リコン等から成る誘電体層、アルミニウム等から成る金
属層、ＵＶ樹脂等から成る保護層を含む記録層２を備え
た光磁気ディスクＤに、波長500ｎｍ〜600ｎｍのレーザ
ー光Ｌを光記録用光学装置である光ヘッド３により集光
して、所定径のビーム・スポットを照射する。これによ
り光磁気ディスクＤの記録層２のビーム・スポットが照
射された領域内の磁性層に情報が記録される。なお、光
ヘッド３は不図示の制御装置に接続された可動アーム７
により支持されている。 【００１５】ここで、光ヘッド３による光磁気ディスク
Ｄへの情報の記録は、次のようにして行なう。まず、レ
ーザー光Ｌは両凸レンズである対物レンズ４により収束
され、さらにホウ珪酸ガラスなどから成り、下面５ａに
焦点を結ぶための平面部を有する半球状の集光レンズで
あるＳＩＬ５により、所定のビーム・スポット径に絞ら
れる。 【００１６】そして、光磁気ディスクＤに照射されたビ
ーム・スポット内の記録層２を加熱し、その領域が冷え
る際に磁界変調用コイル６で印加した磁界で磁性層を磁
化させることにより記録を行なうのである。なお、対物
レンズ４は片凸レンズであってもよい。 【００１７】ここで、ＳＩＬ５は次のような加工工程に
よって得られる。図３に示すように、例えば少なくとも
片面が光学研磨されたＳＩＬ用ガラス基板（レンズ用基
板）11，11の２枚を、例えばワックス等の接着部材を用
いて研磨面同士を接着した後に、接着層８を介して接着
した基板11，11と同一寸法（厚さ）の多数の立方体とな
るように、図中の切断面９においてダイシングソー等で
切断する。得られた立方体を一般的な球面加工方法を用
いて、平面部と球面部とを有した半球状の球面レンズを
得る。次に本球面レンズをワックス剥離液に浸漬させて
接着面を剥離して分離し半球状のレンズ体10，10を作製
する。この場合、半球レンズは切断された立方体の個数
の約２倍の数が得られる。 【００１８】また、図４に示すように、厚みの異なるレ
ンズ用基板11，11を貼り合わせて、平面部を球の中心か
ら外れている超半球状のレンズ体10を製造するようにし
てもよい。 また、図５に示すように、結晶光学軸12を
揃えたレンズ用基板11，11を貼り合わせて（超）半球状
のレンズ体10を製造するようにしてもよい。 【００１９】さらに、図６に示すように、３枚以上のレ
ンズ用基板11どうしを貼り合わせて、例えば球面部10ａ
と平面部10ｂ，10ｃを有した偏平状のレンズ体10を製造
するようにしてもよい。このようなレンズ体10は、レン
ズを小型（低背）化させたり、基準面を有するように形
成できるので、例えば、光変調器や光スイッチなどの光
結合部に適用可能な光結合系モジュール用レンズや光学
系の光軸制御やプロセスに必要なレンズに適用が可能で
ある。 【００２０】この方法により得られたレンズ体は、従来
の加工精度と同等の精度を有し、加工効率が高く量産性
良好のものとすることができる。 【００２１】また特に、レンズ体として屈折率が2.0以
上の光学的異方性を有する材料、例えばニオブ酸リチウ
ム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶、ルチル、モリブ
デン酸鉛単結晶、二酸化テルル単結晶、チタン酸ストロ
ンチウム単結晶、酸化ジルコニウム単結晶等を用いる場
合には、基板面を必要な方位に決定することにより、例
えば半球レンズに特定方位を決定できるので、集光レン
ズとして好適に使用できる。 【００２２】これにより、屈折率が従来のガラスより格
段に大きく、屈折率変動がガラスより少ない材料がＳＩ
Ｌとして非常に好適に使用することができ、レーザー光
のビーム・スポット径を非常に小さくすることができ
る。また、現状の記録ピットサイズを大幅に小さくする
ことができ、光記録媒体へ現状の数倍以上もの高密度で
記録が可能となり、量産性、コスト低下で優れたＳＩＬ
を製造することができる。 【００２３】なお、図１及び図２に示すように、光記録
の光学系は光ヘッド３に対物レンズ４及び集光レンズ５
等を一体的に設け、情報を記録する場合の例について説
明したが、光学系の構成はこれに限定されるものではな
く、対物レンズを有しない集光レンズだけの光ヘッドで
あってもよい。また、例えば記録及び再生が可能な光ヘ
ッドであってももちろんよい。また、光ヘッドは光磁気
ディスクだけでなく、例えば各種Ｔｅ系合金から成る光
記録層を有する相変化型の光ディスクであるＤＶＤ−Ｒ
ＡＭでも使用可能である。また、集光レンズの形状は所
望のスポット径が得られるものであれば、その形状等に
ついては本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
実施が可能である。また、光通信分野などのレーザー光
収束用（超）半球状のマイクロレンズを使用する分野で
も応用が可能である。 【００２４】 【実施例】以下に、より具体的な実施例について説明す
る。 【００２５】〔実施例１〕両面を光学研磨した150×200
×２ｍｍのホウ硅酸ガラス２枚を低粘度ワックスを用い
て貼り合せた。次に、ダイシングソーを用いて、一辺が
４ｍｍの立方体となるように切断し、一般的な光学ボー
ルレンズの研磨プロセスであるバレル研磨・丸玉研削・
丸玉研磨工程により２ｍｍ径の真球レンズを作製した。
次に、この真球レンズをワックス剥離液に浸漬し、洗浄
して半球状レンズが得られた。 【００２６】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、波長635ｎｍの半導体レーザーからの
出射光を図１に示すような光ヘッドの対物レンズにより
集光させ、さらに上記作製の半球レンズで構成されたＳ
ＩＬにより絞ることにより、光磁気ディスクに記録・再
生が可能であり、従来の品質と遜色ない結果が得られ
た。 【００２７】この半球レンズの加工では、一般工程であ
る後からの研削研磨工程が削減されるばかりでなく、同
じ球面加工工程で約２倍の生産効率が上がる。また、後
からの研削研磨では球面へキズを付け歩留りを低下させ
ることや、平面部の面ダレによる加工精度低下が無く、
ＳＩＬとして好適であった。 【００２８】〔実施例２〕両面を光学研磨した150×200
×2.5ｍｍと150×200×1.5ｍｍのホウ硅酸ガラス２枚を
低粘度ワックスを用いて貼り合せた。次に、実施例１と
同様にして４ｍｍの立方体を切断し、一般的な光学ボー
ルレンズの研磨プロセスから２ｍｍ径の真球レンズを作
製した。次に、この真球レンズをワックス剥離液に浸漬
し、洗浄して径２ｍｍ、高さ1.5ｍｍの超半球状レンズ
を得た。 【００２９】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、波長635ｎｍの半導体レーザーからの
出射光を図１に示すような光ヘッドの対物レンズにより
集光させ、さらに上記作製の半球レンズで構成されたＳ
ＩＬにより絞ることにより、光磁気ディスクに記録・再
生が可能であり、従来の品質と遜色ない結果が得られ
た。 【００３０】この半球レンズの加工では、一般工程であ
る後からの研削研磨工程が削減されるばかりでなく、後
からの研削研磨では球面へキズを付け歩留りを低下させ
ることや、平面部の面ダレによる加工精度低下が無く、
ＳＩＬとして好適であった。 【００３１】〔実施例３〕ＣＺ法により製造された３イ
ンチＬｉＴａＯ３単結晶からｃ面（光軸垂直面）で径３
インチ厚み１ｍｍの基板２枚を定方位切断し、両面光学
研磨した後に低粘度ワックスを用いて貼り合せた。次
に、実施例１と同様にして一辺が２ｍｍの立方体を切断
し、一般的な光学ボールレンズの研磨プロセスから１ｍ
ｍ径の真球レンズを作製した。次に、この真球レンズを
ワックス剥離液に浸漬し、洗浄して径１ｍｍの半球状レ
ンズを作製した。 【００３２】得られた半球状レンズは光学ボールレンズ
の製造工程で作製したので加工精度は真球レンズと同等
であった。また、レーザー入射方向が光軸に0.1度以内
に制御され複屈折の影響を最大限に抑制し、通常光主導
の集光レンズが製造できた。また、波長635ｎｍの半導
体レーザーからの出射光を図１に示すような光ヘッドの
対物レンズにより集光させ、さらに上記作製の半球レン
ズで構成されたＳＩＬにより絞ることにより、光磁気デ
ィスクに記録・再生が可能であり、従来の品質と遜色な
い結果が得られた。 【００３３】また、ＬｉＴａＯ３は屈折率が2.18とガラ
ス材料より大きく、記録媒体へのレーザースポット径を
小さくできるので、記録密度が向上する。しかしなが
ら、ＬｉＴａＯ３は複屈折があるため、光軸の位置をレ
ーザー入射方向に高精度に制御する必要があるが、一般
的なボールレンズ加工方法では目印のない球に後加工で
光軸を制御することは困難であった。 【００３４】本製造方法を用いれば、レンズ用の基板方
位がＸ線などを用いて高精度に決定できる一般的な単結
晶ウエハ方位の加工精度をレンズ平坦部に反映できるの
で、レーザー入射方向に高精度に制御され複屈折の影響
を最大限に抑制し、通常光主導の集光レンズが製造でき
る。 【００３５】なお、本実施例では光軸方向に光の入射方
向を一致させたが、結晶光学軸に対して入射方向を適宜
変更して制御することにより、複屈折の効果で２点の集
光も可能であり、本範囲を逸脱しない範囲で応用が可能
である。 【００３６】また、この（超）半球状レンズの加工で
は、一般工程で問題となる後工程の研削研磨工程が削減
されるばかりでなく、同じ球面加工工程で約２倍の生産
効率が上がる。また、後からの研削研磨では球面へキズ
を付け歩留りを低下させることや、平面部の面ダレによ
る加工精度低下が無く、ＳＩＬとして好適であった。 【００３７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録用
光学装置の製造方法によれば、レーザー光のビーム・ス
ポット径を高精度に非常に小さくすることができ、現状
の記録ピットサイズを大幅に縮小することができ、光記
録媒体へ現状の数倍以上もの高密度で記録が可能となる
優れた光記録用光学装置を提供できる。 【００３８】また、少なくとも２枚の基板を接着して球
状加工を行なった後に、接着面を分離して球面部と平面
部とを有するレンズ体を製造するので、平面部の加工精
度が高く、製造工程が簡略化でき、半球レンズの場合に
は同一製造工程で２倍以上に生産効率を上げられる。 【００３９】さらに、光学的異方性をもつ材料を簡単か
つ高精度に特定方位に加工することもできる。これによ
り、加工精度の向上、加工歩留りの向上、加工コスト低
下が期待されるとともに、これまで、困難であった光学
的異方性をもつ材料を容易にＳＩＬとして使用すること
ができ、ひいては優れた高密度光記録の実現に寄与する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学系の実施形態を模式的に説明
する斜視図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ線概略一部断面図である。 【図３】本発明に係るレンズ体（半球状レンズ）の製造
を説明するための模式的な断面図である。 【図４】本発明に係るレンズ体（超半球状レンズ）の製
造を説明するための模式的な断面図である。 【図５】本発明により定方位基板から半球状レンズを製
造する様子を示す模式的な断面図である。 【図６】本発明に係る他のレンズ体の製造を説明するた
めの模式的な断面図である。 【図７】（ａ）はレンズ体の結晶光学軸が光入射方向と
一致する場合を示す断面図であり、（ｂ）はレンズ体の
結晶光学軸が光入射方向に対して所定角度傾斜している
様子を示す断面図である。 【符号の説明】 １：基板 ２：記録層 ３：光ヘッド（光記録用光学装置） ４：対物レンズ ５：ＳＩＬ（レンズ体） ６：磁界印加用コイル ８：接着層 ９：切断面 10：加工研磨後のレンズ体 11：レンズ用基板 Ｄ：光磁気ディスク Ｌ：レーザー光
する斜視図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ線概略一部断面図である。 【図３】本発明に係るレンズ体（半球状レンズ）の製造
を説明するための模式的な断面図である。 【図４】本発明に係るレンズ体（超半球状レンズ）の製
造を説明するための模式的な断面図である。 【図５】本発明により定方位基板から半球状レンズを製
造する様子を示す模式的な断面図である。 【図６】本発明に係る他のレンズ体の製造を説明するた
めの模式的な断面図である。 【図７】（ａ）はレンズ体の結晶光学軸が光入射方向と
一致する場合を示す断面図であり、（ｂ）はレンズ体の
結晶光学軸が光入射方向に対して所定角度傾斜している
様子を示す断面図である。 【符号の説明】 １：基板 ２：記録層 ３：光ヘッド（光記録用光学装置） ４：対物レンズ ５：ＳＩＬ（レンズ体） ６：磁界印加用コイル ８：接着層 ９：切断面 10：加工研磨後のレンズ体 11：レンズ用基板 Ｄ：光磁気ディスク Ｌ：レーザー光
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 光記録媒体に情報の記録及び再生を行な
うためのレーザー光を照射させるレンズ体を備えた光記
録用光学装置の製造方法であって、２枚以上の透明基板
の主面どうしを接着した状態で球面加工を施し、しかる
後に各透明基板を分離して球面部と平面部とを形成する
ことを特徴とする光記録用光学装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11976698A JP3522105B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 光記録用光学装置の製造方法 |
| US09/193,111 US6043940A (en) | 1997-11-14 | 1998-11-16 | Optical system for optical recording |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11976698A JP3522105B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 光記録用光学装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312331A JPH11312331A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3522105B2 true JP3522105B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=14769668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11976698A Expired - Fee Related JP3522105B2 (ja) | 1997-11-14 | 1998-04-28 | 光記録用光学装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522105B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP11976698A patent/JP3522105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11312331A (ja) | 1999-11-09 |
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