JPH1145455A - 光ピックアップ用光学素子および光ピックアップ用光学素子の製造方法および光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズとソリッドイマージョンレンズと
の一体構成，あるいははり合わせによる一体構成によ
り，対物レンズとソリッドイマージョンレンズとの位置
精度を容易に確保してスポットサイズの小径化を図り，
高密度の記録／再生を実現すること。 【解決手段】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
コリメートし，該コリメートされた光を微小スポットと
して光記録媒体上に集光させ，該集光された光を用いて
光記録媒体に対する情報の記録／再生を行うための光ピ
ックアップ用光学素子において，上記コリメートされた
光を集光する対物レンズ１０２を，対物レンズ１０２の
集光長さに等しい厚さの基板１０１上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は光メモリに情報を記
録，あるいは情報が記録された光メモリから情報を再生
するために用いられ，特に，対物レンズとソリッドイマ
ージョンレンズ（半球形レンズ）を半導体製造プロセス
を用いて基板上に一体的に形成，あるいは別々に形成し
たものをはり合わせて一体構成する光ピックアップ用光
学素子および光ピックアップ用光学素子の製造方法およ
び光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４５は，従来における光メモリ用光ピ
ックアップ装置の構成を示す説明図である。図におい
て，１は所定の波長および光束のレーザ光を出射する半
導体レーザ（以下，ＬＤという），２は上記レーザ光を
平行光に光学補正するコリメータレンズ，３は偏光ビー
ムスプリッタ，４は１／４波長板，５はレーザ光を光デ
ィスクの記録面に集光させる対物レンズ，６は対物レン
ズ側に記録面が形成されている光ディスク，７はフォト
ダイオード（以下，ＰＤという），８は集光レンズであ
る。なお，この他に，実際にはフォーカス検出やトラッ
ク検出のための光学部品があるが，ここでは省略してい
る。

【０００３】以上の構成において，ＬＤ１から出射され
た紙面に対し平行な偏光の光は，コリメータレンズ２で
平行光に光学補正される。次いで，この光は，偏光ビー
ムスプリッタ３と１／４波長板４で構成された光アイソ
レータを通過することにより直線偏光から円偏光に変わ
る。光ディスク６の記録面で反射する際に円偏光の旋回
方向が変化し，１／４波長板４を通過すると，紙面に対
して垂直な光となる。さらに，上記光は，偏光ビームス
プリッタ３で反射されてＰＤ７の方向に進行し，集光レ
ンズ８で集光され，ＰＤ７に入射される。

【０００４】また，上記構成において，光の回析限界に
よりスポットサイズは光の波長程度までしか得られな
い。このスポットサイズは下記式（１）により表され
る。

【０００５】Ｗ∝λ／ｓｉｎθ’……（１） ここでθ’は対物レンズの出射角であり，レンズのＮＡ
（開口数）とはＮＡ＝ｓｉｎθ’という関係がある。な
お，λは光源の波長である。

【０００６】そこで，顕微鏡の液浸法のように対物レン
ズと記録媒体との間にもう１つ半球形レンズ（ソリッド
イマージョンレンズ）を配置し，実効的なＮＡをあげる
という方法がスタンフォード大学のＫｉｎｏ氏らによっ
て紹介されている。これは，図４６（ａ）のようにソリ
ッドイマージョンレンズ１０ａを記録媒体に対して波長
以下に近接させることにより，レンズの端面に集光した
スポットサイズがレンズの屈折率の逆数に比例すること
を利用したものである。

【０００７】ここで，レンズの屈折率をｎとすると，ス
ポットサイズは下記式（２）により表される。 Ｗ’∝λ／ｎｓｉｎθ’ ……（２）

【０００８】さらに，ソリッドイマージョンレンズが図
４６（ｂ）の１０ｂに示すような，超半球状のレンズ
（レンズ厚ｒ（１＋１／ｎ）のときに収差が少ない：た
だし，ｒは半径，ｎは屈折率）の場合は，ソリッドイマ
ージョンレンズ１０ｂ表面でスネルの法則が適用される
ので，スポットサイズをさらに次式（３）のように小さ
くすることができる。 Ｗ’∝λ／ｎ² ｓｉｎθ’ ……（３）

【０００９】ところで，上記の構成では記録面とソリッ
ドイマージョンレンズとの間隔を１００ｎｍ前後という
ように光の波長以下に近接させなくてはならない。そこ
で，図４７に示すような空気力学に基づく浮上型のヘッ
ドが提案されている（Ｂ．Ｄ．Ｔｅｒｒｉｓ，Ｈ．Ｊ．
Ｍａｍｉｎ，ａｎｄ Ｄ．Ｒｕｇａｒ，“Ｎｅａｒｆｉ
ｅｌｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｔａ ｓｔｒａｇｅ”，
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６８，Ｎｏ．２，１
４１，１９９６ およびＵＳＰ５，４９７，３５９号参
照）。

【００１０】上記ヘッドは，スライダの上部に接着によ
りソリッドイマージョンレンズ１０ｃ（屈折率＝１．８
３）を設け，さらに，ソリッドイマージョンレンズ１０
ｃに対し，間隔をおいて対物レンズ５（ＮＡ＝０．５）
が配置されている。そして，この構成により，８３０ｎ
ｍの光源を用いた場合に３６０ｎｍのスポットサイズが
得られる。

【００１１】また，この他にソリッドイマージョンレン
ズを使用した参考技術文献として以下のものが開示され
ている。たとえば，記録媒体の厚みやレンズの厚みのば
らつきで生じる球面収差を補正するものが特開平８−２
１２５７９号公報に，球面収差を低減するものが特開平
８−２２１７７２号公報に，コマ収差を低減するものが
特開平８−２２１７９０号公報に，それぞれ開示されて
いる。なお，これらの技術は前述とは異なり，浮上させ
ずにソリッドイマージョンレンズと対物レンズは，独立
したアクチュエータで制御する構成となっている。

【００１２】さらに，マイクロレンズ製造に関連する参
考技術文献として以下のものが開示されている。たとえ
ば，凸マイクロレンズおよびその製造方法の特開平６−
１９４５０２号公報，長焦点凸マクロアレイレンズの特
開平６−２０８００６号公報，両凸マイクロレンズアレ
イの製造方法の特開平７−１８１３０３号公報，両凸状
の様々なマイクロレンズ形状の材料・デバイス・製造方
法の特開平７−１９８９０６号公報，凹マイクロレンズ
およびその製造方法の特開平７−２４４２０６号公報で
ある。

【００１３】また，エッチングにより曲面を形成する参
考技術文献として，たとえば特開平５−１７３００３号
公報では，散乱光やディフューザーを用いてフォトレジ
ストに凸曲面あるいは凹曲面を直接形成した後，ドライ
エッチングする技術が開示されている。なお，ここでは
平板化することは行っていない。さらに，基板にウェッ
トエッチングを施して凹曲面を形成した後，屈折率の高
い材料を充填し，平板のマイクロレンズを形成して液晶
表示に用いるものが，特開平６−３００９０号公報，特
開平７−２８１００７号公報，特開平８−１７１００３
号公報，特開平８−１７９２９９号公報に開示されてい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来の技術にあっては，図４７に示すよ
うな構成では，対物レンズとソリッドイマージョンレン
ズとの組み合わせによりレンズの開口数（ＮＡ）が大き
くなるため，上記２つのレンズの位置関係がずれた場合
に所定のスポットサイズが得られないという不具合があ
った。

【００１５】換言すれば，対物レンズとソリッドイマー
ジョンレンズとの位置を所定の精度で確保することが困
難であるため，スポットサイズを小さく保持することが
できず，高密度の記録／再生が得られないという問題点
があった。

【００１６】また，マイクロレンズには凸レンズ形状の
ものがあるが，これでは光学素子を積層するような用途
において基板が平坦でないため，別のレンズや他の受発
光素子などの光学素子を重ねる構造にすることができな
かった。

【００１７】一方，ウェットエッチングにより凹曲面を
形成した平板型のマイクロレンズの製造方法，および基
板内で屈折率分布するようなレンズの製造方法がある。
しかしながら，基板の両面に位置精度よく自由な形状の
レンズを作製することが困難であったり，製造プロセス
が複雑であるため，１つの基板に様々な種類の構造を設
けることが難しいものであった。

【００１８】本発明は，上記に鑑みてなされたものであ
って，対物レンズとソリッドイマージョンレンズとの一
体構成，あるいははり合わせによる一体構成により，対
物レンズとソリッドイマージョンレンズとの位置精度を
容易に確保してスポットサイズの小径化を図り，高密度
の記録／再生を実現することを第１の目的とする。

【００１９】また，比較的簡単な方法で平板の基板にレ
ンズを形成し，他の光学素子などの他の光学部品などを
積層可能にすることを第２の目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る光ピックアップ用光学素子にあっ
ては，所定の波長を有するコヒーレントな光を入射し，
前記光をコリメートし，該コリメートされた光を微小ス
ポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光された光
を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／再生を行
うための光ピックアップ用光学素子において，前記コリ
メートされた光を集光する対物レンズを，該対物レンズ
の集光長さに等しい厚さの基板上に形成するものであ
る。

【００２１】すなわち，基板上に対物レンズの集光長さ
に等しい厚さの対物レンズを一体的に形成し，構成する
ことにより，基板内で集光するためのスポットサイズを
小さくすることができるので，高密度の記録／再生が可
能となる。

【００２２】また，請求項２に係る光ピックアップ用光
学素子にあっては，所定の波長を有するコヒーレントな
光を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされ
た光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該
集光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記
録／再生を行うための光ピックアップ用光学素子におい
て，前記コリメートされた光を集光する対物レンズが形
成される基板と，前記基板の底面に屈折率の高い膜と，
からなり，前記基板と前記膜とを合わせた厚さが，前記
対物レンズの集光長さに等しい厚さである。

【００２３】すなわち，基板および基板の底面に屈折率
の高い膜を設け，基板と膜とを合わせた厚さを対物レン
ズの集光長さに等しくして対物レンズを一体的に形成
し，構成することにより，屈折率の高い膜内で集光する
ので，小さいサイズのスポットが得られ，高密度の記録
／再生が可能となる。

【００２４】また，請求項３に係る光ピックアップ用光
学素子にあっては，所定の波長を有するコヒーレントな
光を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされ
た光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該
集光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記
録／再生を行うための光ピックアップ用光学素子におい
て，１枚の基板上に，前記コリメートされた光を集光す
る対物レンズと，前記対物レンズの光軸と同軸上に前記
基板より高い屈折率を有するソリッドイマージョンレン
ズと，を設けたものである。

【００２５】すなわち，１枚の基板上に対物レンズとソ
リッドイマージョンレンズとをそれぞれの光軸を合わせ
て一体的に製造し，構成することにより，レンズ間の光
軸調整や位置ずれが排除され，基板内で集光するための
スポットサイズを小さくすることができるので，高密度
の記録／再生が可能となる。

【００２６】また，請求項４に係る光ピックアップ用光
学素子の製造方法にあっては，所定の波長を有するコヒ
ーレントな光を入射し，前記光をコリメートし，該コリ
メートされた光を微小スポットとして光記録媒体上に集
光させ，該集光された光を用いて前記光記録媒体に対す
る情報の記録／再生を行うための光ピックアップ用光学
素子を製造する光ピックアップ用光学素子の製造方法に
おいて，基板の片側の面に凸曲面を形成して前記コリメ
ートされた光を集光する対物レンズを製造する工程と，
前記基板に形成された対物レンズとは反対面に凹曲面を
形成し，該凹曲面に対して前記基板より高い屈折率を有
する材料を堆積させてソリッドイマージョンレンズを製
造する工程と，を含むものである。

【００２７】すなわち，半導体製造プロセスを用い，基
板の片側の面に凸曲面を形成して対物レンズを製造し，
さらに上記形成された対物レンズとは反対面に凹曲面を
形成し，該凹曲面に対して上記基板より高い屈折率を有
する材料を堆積させてソリッドイマージョンレンズを製
造することにより，比較的容易に，かつ経済的に，精度
の高い光ピックアップ用光学素子を製造することが可能
となる。

【００２８】また，請求項５に係る光ピックアップ用光
学素子にあっては，前記基板に対し，前記対物レンズお
よび前記ソリッドイマージョンレンズの屈折率が高いも
のである。

【００２９】すなわち，基板に対し，対物レンズおよび
ソリッドイマージョンレンズの屈折率を高くすることに
より，屈折率の高いレンズ中にスポットを形成できるの
で，小さいサイズのスポットが得られる。

【００３０】また，請求項６に係る光ピックアップ用光
学素子の製造方法にあっては，所定の波長を有するコヒ
ーレントな光を入射し，前記光をコリメートし，該コリ
メートされた光を微小スポットとして光記録媒体上に集
光させ，該集光された光を用いて前記光記録媒体に対す
る情報の記録／再生を行うための光ピックアップ用光学
素子を半導体製造プロセスを用いて製造する光ピックア
ップ用光学素子の製造方法において，基板の片側の面に
凹曲面を形成して前記コリメートされた光を集光する対
物レンズを製造する工程と，前記基板に形成された対物
レンズとは反対面に凹曲面を形成し，該凹曲面に対して
前記基板より高い屈折率を有する材料を堆積させてソリ
ッドイマージョンレンズを製造する工程と，前記２つの
凹曲面に対し，前記基板より高い屈折率を有する材料を
堆積する工程と，を含むものである。

【００３１】すなわち，半導体製造プロセスを用い，基
板の片側の面に凹曲面を形成して対物レンズを製造し，
さらに上記形成された対物レンズとは反対面に凹曲面を
形成し，上記２つの凹曲面に対して上記基板より高い屈
折率を有する材料を堆積させてソリッドイマージョンレ
ンズを製造することにより，比較的容易に，かつ経済的
に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製造するこ
とが可能となる。

【００３２】また，請求項７に係る光ピックアップ用光
学素子にあっては，所定の波長を有するコヒーレントな
光を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされ
た光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該
集光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記
録／再生を行うための光ピックアップ用光学素子におい
て，前記コリメートされた光を集光する対物レンズが形
成された第１の基板と，前記光記録媒体側に近接し，前
記第１の基板よりも屈折率の高いソリッドイマージョン
レンズが形成された第２の基板と，からなり，前記第１
の基板と前記第２の基板とを所定位置ではり合わせて一
体構成するものである。

【００３３】すなわち，半導体製造プロセスを用い，第
１の基板に対物レンズを形成し，さらに第２の基板に第
１の基板よりも屈折率の高いソリッドイマージョンレン
ズを形成し，この２つの基板をはり合わせて，光ピック
アップ用光学素子を構成することにより，屈折率の高い
レンズ中にスポットを形成し，小さいサイズのスポット
が得られるので，高密度な記録／再生が可能になると共
に，対物レンズとソリッドイマージョンレンズがはり合
わせにより一体化された構造なので，レンズ間の光軸調
整が不要となり，小型軽量化も実現する。

【００３４】また，請求項８に係る光ピックアップ用光
学素子にあっては，前記第１の基板と前記第２の基板の
屈折率がそれぞれ異なるものである。

【００３５】すなわち，第１の基板と第２の基板の屈折
率とをそれぞれ異ならせることにより，屈折率の高いレ
ンズ中にスポットを形成できるので，小さいサイズのス
ポットが得られる。

【００３６】また，請求項９に係る光ピックアップ用光
学素子の製造方法にあっては，所定の波長を有するコヒ
ーレントな光を入射し，前記光をコリメートし，該コリ
メートされた光を微小スポットとして光記録媒体上に集
光させ，該集光された光を用いて前記光記録媒体に対す
る情報の記録／再生を行うための光ピックアップ用光学
素子を半導体製造プロセスを用いて製造する光ピックア
ップ用光学素子の製造方法において，第１の基板に凸曲
面を形成して前記コリメートされた光を集光する対物レ
ンズを製造する工程と，第２の基板に凸曲面を形成して
ソリッドイマージョンレンズを製造する工程と，前記２
つの基板に形成された対物レンズおよびソリッドイマー
ジョンレンズの両光軸を一致させ，はり合わせする工程
と，を含むものである。

【００３７】すなわち，半導体製造プロセスを用い，第
１の基板に凸曲面を形成して対物レンズを製造し，第２
の基板に凸曲面を形成してソリッドイマージョンレンズ
を製造し，この２つの基板に形成された対物レンズおよ
びソリッドイマージョンレンズの両光軸を一致させ，は
り合わせすることにより，比較的容易に，かつ経済的
に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製造するこ
とが可能となる。

【００３８】また，請求項１０に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，所定の波長を有するコ
ヒーレントな光を入射し，前記光をコリメートし，該コ
リメートされた光を微小スポットとして光記録媒体上に
集光させ，該集光された光を用いて前記光記録媒体に対
する情報の記録／再生を行うための光ピックアップ用光
学素子を半導体製造プロセスを用いて製造する光ピック
アップ用光学素子の製造方法において，第１の基板に凹
曲面を形成して前記コリメートされた光を集光する対物
レンズを製造する工程と，第２の基板に凹曲面を形成し
てソリッドイマージョンレンズを製造する工程と，前記
２つの基板に該基板とは異なる屈折率の材料を堆積する
工程と，前記堆積後の２つの基板に形成された対物レン
ズおよびソリッドイマージョンレンズの両光軸を一致さ
せ，はり合わせする工程と，を含むものである。

【００３９】すなわち，半導体製造プロセスを用い，第
１の基板に凹曲面を形成して対物レンズを製造し，第２
の基板に凹曲面を形成してソリッドイマージョンレンズ
を製造し，この２つの基板に該基板とは異なる屈折率の
材料を堆積させ，該堆積後の２つの基板に形成された対
物レンズおよびソリッドイマージョンレンズの両光軸を
一致させ，はり合わせすることにより，比較的容易に，
かつ経済的に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を
製造することが可能となる。

【００４０】また，請求項１１に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，所定の波長を有するコ
ヒーレントな光を入射し，前記光をコリメートし，該コ
リメートされた光を微小スポットとして光記録媒体上に
集光させ，該集光された光を用いて前記光記録媒体に対
する情報の記録／再生を行うための光ピックアップ用光
学素子を半導体製造プロセスを用いて製造する光ピック
アップ用光学素子の製造方法において，第１の基板に凸
曲面を形成して前記コリメートされた光を集光する対物
レンズを製造する工程と，第２の基板に凹曲面を形成し
てソリッドイマージョンレンズを製造する工程と，前記
２つの基板に形成された対物レンズおよびソリッドイマ
ージョンレンズの両光軸を一致させ，はり合わせする工
程と，を含むものである。

【００４１】すなわち，半導体製造プロセスを用い，第
１の基板に凸曲面を形成して対物レンズを製造し，第２
の基板に凹曲面を形成してソリッドイマージョンレンズ
を製造し，この２つの基板に形成された対物レンズおよ
びソリッドイマージョンレンズの両光軸を一致させ，は
り合わせすることにより，比較的容易に，かつ経済的
に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製造するこ
とが可能となる。

【００４２】また，請求項１２に係る光ピックアップ用
光学素子にあっては，前記対物レンズと前記ソリッドイ
マージョンレンズとを対となす組あるいは前記対物レン
ズを，複数個以上設けて前記基板にアレイ状に配列する
ものである。

【００４３】すなわち，対物レンズとソリッドイマージ
ョンレンズからなる組，あるいは対物レンズを少なくと
も２つ以上を基板にアレイ状に配列することにより，同
時に複数の光学素子を構成することが可能となるので，
比較的容易に，かつ経済的に，精度の高い光ピックアッ
プ用光学素子を製造することが可能となる。

【００４４】また，請求項１３に係る光ピックアップ用
光学素子にあっては，所定の波長を有するコヒーレント
な光を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートさ
れた光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，
該集光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の
記録／再生を行うための光ピックアップ用光学素子にお
いて，１枚の基板上に，前記コリメートされた光を集光
する対物レンズと，前記対物レンズの光軸と同軸上に前
記基板より高い屈折率を有するソリッドイマージョンレ
ンズと，前記対物レンズ上に前記光の光路を切り替える
光路切り替え手段と，前記対物レンズと前記光路切り替
え手段との間に，前記光の偏光状態を変える偏光手段
と，を設けたものである。

【００４５】すなわち，１つの基板上に，対物レンズと
ソリッドイマージョンレンズとを同軸状に形成すると共
に，対物レンズ上に偏光手段（たとえば，１／４波長
板）を設け，さらに偏光手段上に光路を切り替える光路
切り替え手段を設けることで，光学部品を一体構成さ
せ，光ピックアップの小型軽量化を実現し，さらに外部
の受発光部分との光の入出力が精度よく，かつ簡単に行
える。

【００４６】また，請求項１４に係る光ピックアップに
あっては，コリメートされた光ビームを微小スポットと
して光記録媒体上に集光させ，該集光された光ビームを
用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／再生を行う
光ピックアップにおいて，前記請求項１３に記載の光ピ
ックアップ用光学素子を用いる光ピックアップであっ
て，一つの基板上に，前記光ビームを出射する発光手段
と，前記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段
と，を備えたものである。

【００４７】すなわち，請求項１３に記載の光ピックア
ップ用光学素子を用い，さらに，その一つの基板上に，
光ビームを出射する発光手段と光記録媒体からの反射光
を受光する受光手段とを一体構成させることにより，受
発光部分を含めた光学部品の一体構成による小型軽量化
が実現し，さらに，すべての素子が基板上に構成される
ので，組み立て時における光軸調整などのアライメント
が不要になる。

【００４８】また，請求項１５に係る光ピックアップに
あっては，コリメートされた光ビームを微小スポットと
して光記録媒体上に集光させ，該集光された光ビームを
用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／再生を行う
光ピックアップにおいて，前記請求項１３に記載の光ピ
ックアップ用光学素子を用いる光ピックアップであっ
て，少なくとも一つ以上の基板上に，前記光ビームを出
射する発光手段と，前記光記録媒体からの反射光を受光
する受光手段と，を備えたものである。

【００４９】すなわち，請求項１３に記載の光ピックア
ップ用光学素子を用い，さらに，光ビームを出射す発光
手段と光記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを
少なくとも１つ以上の基板に一体構成させることによ
り，受発光部分を含めた光学部品の一体構成による小型
軽量化が実現し，さらに，すべての素子が基板上に構成
されるので，組み立て時における光軸調整などのアライ
メントが不要になる。

【００５０】また，請求項１６に係る光ピックアップに
あっては，前記請求項１４または１５に記載の光ピック
アップを，所定のパターンに基づいてアレイ状に配置・
構成するものである。

【００５１】すなわち，請求項１４または１５に記載の
光ピックアップをアレイ状に配置・構成することによ
り，同時に多くのデータを読み書きすることが可能とな
ると共に，光ピックアップ全体における読み書きに要す
る時間が短縮される。

【００５２】また，請求項１７に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，フォトリソグラフィに
基づいてレンズなどの光学素子を製造する光ピックアッ
プ用光学素子の製造方法において，レンズを形成するた
めの基板上に所定の厚さで感光性樹脂を塗布する第１の
工程と，前記第１の工程で塗布された前記感光性樹脂の
上にパターンマスクを配置し，該パターンマスク上に光
源から出射した光を拡散する光拡散手段を配置し，前記
光を照射する第２の工程と，前記第２の工程の後に現像
処理を行い，前記感光性樹脂に光強度分布の形状に近い
状態の凹曲面の形成する第３の工程と，前記第３の工程
の後，前記の感光性樹脂に対して等方性および（あるい
は）異方性のドライエッチングを行って微小凹曲面を形
成する第４の工程と，前記第４の工程の後，前記基板上
に残った感光性樹脂を剥離し，前記基板に対し屈折率の
高い材料を埋め込む第５の工程と，を含むものである。

【００５３】すなわち，少なくとも，基板の片面にフォ
トリソグラフィ用の感光性樹脂の層を平坦な光学材料上
に形成し，上記フォト感光性樹脂にフォトリソグラフィ
用の光を拡散して照射して微小な凹曲面を形成する。さ
らに，この感光性樹脂と光学材料に対して等方性および
（あるいは）異方性のドライエッチングを行って微小凹
曲面を形成し，該微小凹曲面に屈折率の異なる材料を埋
め込んで，所定の光学デバイスを作製することにより平
板型のレンズの製造を比較的簡単に実現したので，他の
光学素子などの他の光学部品などの積層が可能になる。

【００５４】また，請求項１８に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，前記第２の工程におい
て，前記パターンマスクと前記光拡散手段とを１つにし
たマスクを用いるものである。

【００５５】すなわち，フォトリソグラフィで使用する
マスクに光拡散の作用をもたせて露光することにより，
通常の半導体製造用の露光機に設置して使うことが可能
となる。

【００５６】また，請求項１９に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，前記第２の工程に用い
る前記光拡散手段は，半透明な光学ガラスで構成するも
のである。

【００５７】すなわち，１つのマスクで拡散する部分と
そうでない部分を選択的に設けることにより，１枚の基
板上に断面が矩形状のパターンと凹曲面の平面レンズを
同時に作製することが可能になる。

【００５８】また，請求項２０に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，前記第２の工程に用い
る前記光拡散手段は，所望の拡散状態が得られる回析格
子で構成するものである。

【００５９】すなわち，マスク上に回析格子を設けるこ
とにより，通常の半導体製造用の露光機に設置して使う
ことが可能となり，しかも，回析格子の格子パターンに
よって任意の光強度を得ることが可能となり，所望の形
状の凹曲面を有する平面レンズが得られる。

【００６０】また，請求項２１に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，一枚の基板上に，前記
請求項１７に記載の光ピックアップ用光学素子の製造方
法に基づいて，対物レンズとなる第１の凹曲面を形成
し，さらにソリッドイマージョンレンズとなる第２の凹
曲面を形成し，前記第１および第２の凹曲面に基板に対
して屈折率の異なる材料を堆積させるものである。

【００６１】すなわち，屈折率の高いレンズ中にスポッ
トを形成することができる光学デバイスを製造すること
が可能なため，高密度な記録再生が実現し，かつ，対物
レンズとソリッドイマージョンレンズが一体化されるの
で，レンズ同士の光軸調整が不要となり，その結果，小
型軽量化が可能となる。

【００６２】また，請求項２２に係る光ピックアップ用
光学素子の製造方法にあっては，前記請求項１７に記載
の光ピックアップ用光学素子の製造方法に基づいて，第
１の基板に凹曲面を形成してコリメートされた光を集光
する対物レンズを製造する工程と，前記対物レンズと同
一の製造方法に基づいて，第２の基板に凹曲面を形成し
てソリッドイマージョンレンズを製造する工程と，前記
第１の基板および第２の基板に該基板とは異なる屈折率
の材料を堆積する工程と，前記堆積後の２つの基板に形
成された前記対物レンズおよび前記ソリッドイマージョ
ンレンズの両光軸を一致させ，はり合わせする工程と，
を含むものである。

【００６３】すなわち，屈折率の高いレンズ中にスポッ
トを形成することができる光学デバイスを製造すること
が可能なため，高密度な記録再生が実現し，かつ，対物
レンズとソリッドイマージョンレンズが一体化されるの
で，レンズ同士の光軸調整が不要となり，その結果，小
型軽量化が可能となる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下，本発明の光ピックアップ用
光学素子および光ピックアップ用光学素子の製造方法お
よび光ピックアップについて添付図面を参照し，詳細に
説明する。

【００６５】〔実施の形態１〕図１は，実施の形態１に
係る光ピックアップ用光学素子の構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップ用光学素子は，基板１０１の上
部にコリメート光を集光するための対物レンズ１０２が
一体化されている。また，基板１０１の対物レンズ１０
２部分における厚さは対物レンズ１０２の集光する厚さ
に設定されている。

【００６６】上記のように構成された光ピックアップ用
光学素子において，コリメート光は対物レンズ１０２に
より収れんする光となり，基板１０１の底面で集光す
る。また，この実施の形態ではソリッドイマージョンレ
ンズは設けられていないが，基板１０１内で最小のスポ
ットが形成されるので，基板１０１内での光の波長は基
板１０１の屈折率の逆数がかけられ，前述した式（２）
で表されるようなスポットサイズとなる。

【００６７】そして，上記対物レンズ１０２が形成され
た基板１０１を光学素子として光メモリの記録再生部に
使用する。その際，光学素子は図示していないが目的の
ピットに動作するようなアクチェータや光源，受光部が
具備される。なお，図１における下部分は，上記光学素
子自身が所望の浮上量で浮上できるようなパターニング
がなされているが，アクチェータを使って浮上量を制御
できるように構成してもよい。また，上記光学素子を浮
上以外の方法で記録面との間隔を保持してもよい。

【００６８】〔実施の形態２〕図２は，実施の形態２に
係る光ピックアップ用光学素子の構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップ用光学素子は，前述した図１の
構成に対し，基板１０１の底面に屈折率の高い膜２０１
が設けられている。

【００６９】すなわち，対物レンズ１０２の最小スポッ
トサイズの位置に屈折率の高い膜２０１を設けることに
より，屈折率の高い膜２０１内では，光の波長に基板１
０１の屈折率の逆数がかけられ，前述した式（２）で表
されるようなスポットサイズとなる。

【００７０】〔実施の形態３〕図３は，実施の形態３に
係る光ピックアップ用光学素子の構成を示す説明図であ
る。図において，この光ピックアップ用光学素子は，コ
リメートされた光を集光させる働きを有する対物レンズ
１０２と，記録媒体に近接する位置にある対物レンズ１
０２と光軸が一致し，基板１０１より屈折率の高いソリ
ッドイマージョンレンズ３０１を一枚の基板１０１上に
形成した構成とする。

【００７１】すなわち，１つの基板１０１に対物レンズ
１０２（図３における上面側）とソリッドイマージョン
レンズ３０１（図３における下面側）とを設ける。

【００７２】なお，対物レンズ１０２の形状は球面，あ
るいは収差を考慮した非球面でもよい。さらに，ソリッ
ドイマージョンレンズ３０１の形状も屈折作用が得られ
れば，半球あるいは超半球であってもよい。ただし，ソ
リッドイマージョンレンズ３０１の屈折率だけが基板１
０１と異なる。さらに，基板１０１の厚さは，この光学
系で最小スポットサイズが基板１０１の底面で得られる
長さとする。

【００７３】上記構成において，スポットサイズを小さ
くしたい場合には，前述の式（２）および式（３）より
屈折率が大きいほどスポットサイズを小さくすることが
できるので，ソリッドイマージョンレンズ３０１は基板
１０１の屈折率よりも大きな屈折率を有する材料を選択
すればよい。

【００７４】たとえば，基板１０１の材料として，ＢＫ
７（波長７６８．２ｎｍでの屈折率１．５１１５）を選
択し，ソリッドイマージョンレンズ３０１の材料とし
て，ＬａＦ２（波長７６８．２ｎｍでの屈折率１．７３
３５）あるいはＳＦＳ１（波長７６８．２ｎｍでの屈折
率１．８９２７）を選択する。

【００７５】図４は，実施の形態３に係る光ピックアッ
プ用光学素子の他の構成を示す説明図である。図におい
て，図３と同様の条件で，対物レンズ１０２を，基板１
０１の表面から下の位置に対し，凸形状をなして構成す
る。

【００７６】〔実施の形態４〕ここでは，基板の１つの
面に対して凸曲面を形成して対物レンズとし，もう一方
の面に対して凹曲面を形成後，該凹曲面に，基板より屈
折率の高い材料を堆積してソリッドイマージョンレンズ
を製造する方法について述べる。

【００７７】対物レンズ１０２を形成する材料は光ピッ
クアップ用光学素子を用いるコリメートされた光の波長
により任意に選択できる。たとえば，前述したように基
板１０１の材料としてＢＫ７（波長７６８．２ｎｍでの
屈折率１．５１１５）を選択し，ソリッドイマージョン
レンズ３０１の材料として，ＬａＦ２（波長７６８．２
ｎｍでの屈折率１．７３３５）あるいはＳＦＳ１（波長
７６８．２ｎｍでの屈折率１．８９２７）を用いる。上
記基板材料の片側面に対物レンズ１０２を以下の手順で
形成する。

【００７８】図５〜図１４は，実施の形態４に係る光ピ
ックアップ用光学素子の製造工程を示す説明図である。
上記基板材料の片側面に対物レンズ１０２を以下の手順
で形成する。

【００７９】（工程１）まず，図５に示すように基板１
０１上に感光性材料５０１を塗布する。塗布する感光性
材料５０１の厚さは，基板１０１上に形成する対物レン
ズの高さと，後に感光性材料５０１をレジストしてエッ
チングを行う基板材料のエッチング速度とレジストのエ
ッチング速度との比（選択比）により設定する。たとえ
ば，両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）に
は，レジストの高さは形成する対物レンズの高さと等し
くする。また，基板材料のエッチング速度がレジストの
エッチング速度より２倍大きい場合（選択比２）には，
レジストの高さは対物レンズの高さの１／２でよい。

【００８０】また，基板１０１上に塗布する感光性材料
５０１としては，通常の半導体製造に用いられるフォト
レジストあるいは感光性ドライフィルムを使用する。具
体的には，ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト），ＯＭ
Ｒ−８５（ネガ型レジスト）などを用いればよい。ポジ
型あるいはネガ型の選択によりレジストに形状を転写す
る工程（フォトリソ工程）に用いる写真マスクの形状が
変化するが，基本的な形成手順は変わらない。なお，こ
の実施の形態ではポジ型レジストを用いる場合について
説明する。

【００８１】（工程２）次に，図６に示すように，基板
１０１上に形成したレジスト上に対物レンズ径と同等の
パターンを形成したマスク（フォトマスク）を介して光
を照射し，感光性材料５０１を感光させる。これによ
り，光照射後に現像すると基板１０１上に対物レンズ径
と同等のパターン樹脂６０１が残る。

【００８２】（工程３）続いて，図７に示すように，上
記残存したパターン樹脂６０１に対し，熱および（ある
いは）圧力を加え，重力および表面張力の効果によりレ
ジスト表面を凸レンズ形状７０１に形成する。なお，作
用させる温度と圧力はレジスト形状により異なるが，温
度においては２００〜４００度，圧力は１〜１０気圧の
範囲で選べばよい。

【００８３】（工程４）さらに，このようにして形成し
た凸レンズ形状７０１の樹脂をマスクとして基板ガラス
を基板に垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）
を行う。このエッチングの手段としては，半導体製造プ
ロセスで通常用いられるドライエッチングが可能であ
る。具体的には反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）や
電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などで
ある。ドライエッチングに用いるガスは基板材料により
選択する。

【００８４】たとえば基板材料がガラスの場合は，ＣＦ
₄ ，ＣＨＦ₃ などを用いる。また，エッチング速度や選
択性の調整のために上記のエッチッグガスに，Ｎ₂ ，Ｏ
₂ ，Ａｒなどのガスを混入してもよい。すなわち，上記
工程により，基板１０１上に図８に示すような対物レン
ズ１０２が形成される。

【００８５】（工程５）次に，基板１０１の対物レンズ
１０２を形成した反対側に，基板１０１より屈折率の高
い凹レンズを形成する。なお，凹レンズの形成も上記凸
レンズの形成と基本的に同様に行う。なお，この実施の
形態ではネガ型レジストを使用する場合を例にとって説
明する。

【００８６】図９に示すように，ネガ型レジストを基板
上ソリッドイマージョンレンズを形成する面に塗布し，
前述のフォトリソ工程を用い，基板１０１上にソリッド
イマージョンレンズが形成される部分９０１を除いた周
囲に樹脂９０２が残存するようにする。

【００８７】（工程６）次いで，図１０に示すように，
ソリッドイマージョンレンズを形成する部分９０１も含
んだ全面にレジスト１００１を塗布する。これは樹脂の
熱変形を促進させるための塗布であり，塗布厚さは少な
くてよい。具体的には５ミクロン以下の必要に応じた厚
さでよい。

【００８８】（工程７）続いて，図１１に示すように，
前述と同様に熱および（あるいは）圧力の作用で樹脂９
０１を変形させ，凹レンズ形状１１０１を形成する。

【００８９】（工程８）さらに，同様のエッチング方法
を用い，図１２に示すように，基板１０１上に凹レンズ
形状部１２０１を形成する。

【００９０】（工程９）次いで，図１３に示すように，
凹レンズ形状部１２０１に，基板１０１より屈折率の高
い材料を形成する。この実施の形態では所望の屈折率を
有した材料をターゲットとし，これをスパッタ法を用い
て凹レンズ形状を含んだ基板１０１面にスパッタ膜１３
０１を形成する。

【００９１】（工程１０）さらに，図１４に示すよう
に，基板１０１面のエッチバックおよび平坦化により凹
レンズ形状部１２０１に選択的にスパッタ膜１４０１を
残存させる。

【００９２】このように，上記図５〜図１４の工程によ
り光ピックアップ用光学素子が製造される。なお，実際
には基板１０１上に多数のヘッドがアレイ状にあるの
で，これを切断して個別のヘッドを製造する。

【００９３】〔実施の形態５〕図１５は，実施の形態５
に係る光ピックアップ用光学素子の構成を示す説明図で
ある。この光ピックアップ用光学素子は，前述の対物レ
ンズが基板１０１面に対して凸形状であるのに対し，基
板１０１面に対して凹形状となっている。このとき，対
物レンズ１０２およびソリッドイマージョンレンズ３０
１の屈折率は，基板１０１の屈折率よりも高くなるよう
に設定する。また，基板厚さは，この光学系で最小スポ
ットサイズが基板１０１の底面で得られる長さとする。

【００９４】〔実施の形態６〕ここでは，基板１０１の
両面に対して凹曲面を形成し，この２つの凹曲面に基板
１０１より屈折率の高い材料を堆積することにより，２
つのレンズを製造する例について説明する。

【００９５】基板１０１上で対物レンズ１０２およびソ
リッドイマージョンレンズ３０１を凹レンズで形成する
方法は，前述した実施の形態４と同様の方法を用いるこ
とができる。

【００９６】すなわち，ネガ型レジストを基板１０１上
の対物レンズ１０２を形成する面に塗布し，前述のフォ
トリソ工程を用いて基板１０１上に対物レンズ１０２が
形成される部分を除いた周囲に樹脂が残存するように形
成する（図５参照）。

【００９７】次に，対物レンズ１０２を形成する場所も
含んだ全面にレジストを塗布する。これは樹脂の変形を
促進するための塗布であり，塗布厚さは少なくてよい。
具体的には５ミクロン以下の必要に応じた厚さでよい
（図６参照）。

【００９８】次いで，熱および（あるいは）圧力の作用
で樹脂を変形させて凹レンズ形状とし（図７参照），通
常の異方性エッチングにより，基板１０１上に凹レンズ
形状を形成する（図８参照）。こうして，基板１０１上
に形成した凹レンズ形状の対物レンズと全く同様に基板
１０１の反対側に凹レンズ形状のソリッドイマージョン
レンズ３０１を形成することができる（図９参照）。

【００９９】さらに，実施の形態４と同様に，上記基板
１０１の両面に形成した凹レンズ形状部に基板材料より
高い屈折率を有する材料を堆積させる。

【０１００】すなわち，所望の屈折率を有した材料をタ
ーゲットとしたスパッタ法を用い，凹レンズ形状を含ん
だ基板１０１面にスパッタ膜を形成し（図１０参照），
基板１０１面のエッチバックおよび平坦化により，凹レ
ンズ形状部に選択的にスパッタ膜を残存させ，基板材料
より高い屈折率を有する凹レンズ形状の対物レンズを得
る（図１１参照）。

【０１０１】また，上記対物レンズの反対側に形成する
ソリッドイマージョンレンズについても全く同様の方法
を用いて製造することができる（図１２参照）。なお，
実際には基板１０１上に多数のヘッドがアレイ状にある
ので，これを切断して個別のヘッドを製造する。

【０１０２】〔実施の形態７〕ここでは，コリメートさ
れた光を集光させる働きをもつ対物レンズ１０２を形成
した基板１０１と，記録媒体に近接する位置にある基板
よりも屈折率の高いソリッドイマージョンレンズ３０１
を形成した基板とをはり合わせ，一体化する例について
説明する。

【０１０３】図１６は，実施の形態７に係る光ピックア
ップ用光学素子の構成を示す説明図である。この光ピッ
クアップ用光学素子は，対物レンズ１０２を具備した基
板１０１とソリッドイマージョンレンズ３０１を具備し
た基板１６０１とから構成されている。

【０１０４】対物レンズ１０２を基板１０１には下面の
左側に突起１６０２が設けられ，さらにソリッドイマー
ジョンレンズ３０１を具備した基板１６０１の上部右側
には突起１６０３が設けられ，この突起１６０２と突起
１６０３とが両基板に設けられたくぼみ状穴に嵌合し，
両基板の位置が決められる。なお，上記位置決めのため
の突起およびそのくぼみ状穴の形状は，はめ込みやすい
形状であれば，その形状は問うものでなく，また，その
数も幾つであってもよい。

【０１０５】また，上記２つの基板の接合を強固にする
ための手段として，接着剤あるいは電気化学的な方法な
どを用いる。ただし，この場合，上記突起やくぼみ状穴
のある位置は，対物レンズ１０２とソリッドイマージョ
ンレンズ３０１の光路を遮るような位置には配置しない
ように考慮する。

【０１０６】図１７は，実施の形態７に係る光ピックア
ップ用光学素子の他の構成例（１）を示す説明図であ
り，図１６の構成に加え，ソリッドイマージョンレンズ
３０１側の基板１６０１側のレンズ上側に中空部１７０
１を設けた構成とする。

【０１０７】図１８は，実施の形態７に係る光ピックア
ップ用光学素子の他の構成例（２）を示す説明図であ
り，ソリッドイマージョンレンズ３０１を基板１６０１
の上部に設け，対物レンズ１０２側の基板１０１にはソ
リッドイマージョンレンズ３０１が配置されるように下
側の面にくぼみ状穴を設けた構成とする。

【０１０８】図１９は，実施の形態７に係る光ピックア
ップ用光学素子の他の構成例（３）を示す説明図であ
る。この光ピックアップ用光学素子は，上記と同様に２
つの基板が設けられ，対物レンズ１０２は下に凸の形状
をなしている。この２つの基板には前述の実施の形態と
同様に相互の基板を所定の位置関係ではり合わせできる
ような突起とくぼみ状穴が設けられ，これにより嵌合
し，図示のようなヘッドを構成する。

【０１０９】なお，上記位置決めのための突起およびそ
のくぼみ状穴の形状は，はめ込みやすい形状であれば，
その形状は問うものでなく，また，その数も幾つであっ
てもよい。また，上記２つの基板の接合を強固にするた
めの手段として，接着剤あるいは電気化学的な方法など
を用いる。

【０１１０】ただし，上記のおいて，突起やくぼみ状穴
のある位置は，対物レンズ１０２とソリッドイマージョ
ンレンズ３０１の光路を遮るような位置には配置しない
ように考慮する。

【０１１１】また，上記実施の形態では２つの基板をは
り合わせるために，嵌合型の構造となっているが，この
他にたとえば図２０に示すように，幾つかのマーカーを
付し，そのマーカーを用いて位置合わせし，接合しても
よい。

【０１１２】〔実施の形態８〕図２１は，実施の形態８
に係る光ピックアップ用光学素子の製造工程における光
軸合わせを示す説明図である。図において，対物レンズ
１０２とソリッドイマージョンレンズ３０１を形成した
２つの基板を，双方のレンズの光軸を一致させてはり合
わせるための手段として，対物レンズの光軸を中心とし
た円周上に，位置合わせ手段２１０１ａ〜２１０１ｄを
対物レンズ１０２を挟んで対向するように複数個形成
し，ソリッドイマージョンレンズ３０１を形成した基板
でも同様にソリッドイマージョンレンズ３０１の光軸を
中心として円周上に位置合わせ手段２１０２ａ〜２１０
２ｄを形成しておき，両者の位置合わせ手段２１０１ａ
〜２１０１ｄ，２１０２ａ〜２１０２ｄを一致させるよ
うに接合する。

【０１１３】なお，位置合わせの手段としては，前述し
た図１６〜図１８のように一方が凸形状で，他方が凹形
状であるような立体的なものが可能である。また，基板
上に凸形状あるいは凹形状を形成する手段としては，前
述した実施の形態４，６の凸レンズ形状あるいは凹レン
ズ形状を形成する方法を用いればよい。

【０１１４】また，上記において，位置合わせ手段をマ
ーカーとする場合は，たとえば図２２に示すような平面
的なマーカーを用いる。これは半導体製造プロセスで通
常用いられる手法と同様であり，位置合わせを行う双方
の基板に位置合わせのための精度を考慮したマーカーを
形成し，この２つのマーカーの重ね合わすことによって
位置合わせを行う。

【０１１５】上記位置合わせのためのマーカーの形成
は，実施の形態４，６で説明した基板上に凸レンズ形状
あるいは凹レンズ形状を形成する工程において，たとえ
ばクロムなどの金属膜を形成し，エッチングする工程を
導入し，通常の半導体製造プロセスで用いられている手
法と同様に形成できる。

【０１１６】このようにして，双方の基板を，両レンズ
の光軸を一致させて位置合わせを行った後にはり合わせ
る手段としては，接着剤を用いてもよく，また，双方の
基板を電気化学的（アノーティック・ボンディングや高
温ボンディング）な方法を用いてもよい。

【０１１７】〔実施の形態９〕ここでは，対物レンズと
ソリッドイマージョンレンズとで対をなす組あるいは対
物レンズを２つ以上設け，アレイ状に配列する例につい
て説明する。

【０１１８】図２３は，実施の形態９に係る光ピックア
ップ用光学素子の構成を示す説明図である。この光ピッ
クアップ用光学素子は，図示の如く，対物レンズ１０２
ａ〜１０２ｃとソリッドイマージョンレンズ３０１ａ〜
３０１ｃとの組が３つのアレイ状となっている。この光
ピックアップ用光学素子は，前述した製造方法により容
易に製造できる。

【０１１９】上記により３つのスポットが形成される。
また，図示していないが，基板１０１上面からコリメー
トされた光が入射される。この場合の光源は，レンズア
レイに対応するようなアレイ状の光源やレンズアレイ全
体を照射するような単独の光源などを用いる。アレイ状
の光源を用いると独立した駆動が可能であるので，記録
／再生／消去の各動作を別々に行うことができる。ま
た，単独の光源を用いる場合には，再生を３ヵ所から同
時に読み出すことが可能である。

【０１２０】〔実施の形態１０〕 （実施の形態１０の構成）図２４は，実施の形態１０に
係る光ピックアップ用光学素子の構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップ用光学素子は，図示の如く，光
源からのコリメートされた光を集光させる対物レンズ１
０２と，記録面に近接する位置にある対物レンズと光軸
が一致し，基板１０１より屈折率の高いソリッドイマー
ジョンレンズ３０１を一枚の基板１０１に形成すると共
に，対物レンズ１０２上に偏光手段としての１／４波長
板２４０１と，１／４波長板２４０１上に配置され，斜
面に誘電体多層膜２４０２ａが形成され，光路を切り替
えるための光路切り替え手段としてのプリズム２４０２
とが設けられている。

【０１２１】さらに，上記構成を詳細に説明する。対物
レンズ１０２とソリッドイマージョンレンズ３０１の両
方のレンズは，基板１０１に対して深さ方向にレンズ面
を形成しており，屈折率の効果を上げるために基板１０
１よりも屈折率の高い材料で形成されている。また，対
物レンズ１０２とソリッドイマージョンレンズ３０１と
は光軸が一致するように配置されている。

【０１２２】ソリッドイマージョンレンズ３０１の形状
が半球である場合，対物レンズ１０２の焦点位置に半球
の端面が配置されるように構成させる。また，ソリッド
イマージョンレンズ３０１の形状が超半球（レンズ厚ｒ
（１＋１／ｎ）のときに収差が少ない；ただし，ｒは半
径，ｎは屈折率）の場合は，超半球レンズの中心からｎ
ｒだけ下の位置に対物レンズ１０２の焦点位置がくるよ
うに配置すると，ちょうど超半球レンズの端面に集光す
る。また，対物レンズ１０２の形状は，球面あるいは非
球面である。

【０１２３】基板１０１の材料は，たとえばＢＫ７や石
英などのガラスを用いる。また，ソリッドイマージョン
レンズ３０１の材料としては，ＬａＳＦＮ１８（屈折率
＝１．９０５２２，波長６５６．３ｎｍ，ＳＣＨＯＴＴ
社カタログ参照）やＳＦ５９（屈折率＝１．９４３２
５，波長６５６．３ｎｍ，ＳＣＨＯＴＴ社カタログ参
照）などがある。なお，対物レンズ１０２を構成する基
板とソリッドイマージョンレンズ３０１を構成する基板
とを別々に作製しておき，これを上記関係となるように
貼り合わせてもよい。

【０１２４】１／４波長板２４０１の材料としては複屈
折作用のある材料の特性を用い，光の偏光状態を常光線
と異常光線とで波長の１／４だけ変える。常光線の屈折
率をｎｏ，異常光線の屈折率をｎｅとすると，１／４波
長板２４０１の厚さは，λ／｛４（ｎｅ−ｎｏ）｝で表
される。たとえば，水晶では，常光線の屈折率が１．５
３８，異常光線の屈折率が１．５４７なので，波長３６
２．８ｎｍの場合の厚さは１７．５８μｍとなる。

【０１２５】プリズム２４０２にはその斜面に誘電体多
層膜２４０２ａが成膜されている。この誘電体多層膜２
４０２ａで各偏光（ｐ偏光とｓ偏光）に対する反射率と
透過率が異なることを利用し，光路を分離している。ま
た，プリズム２４０２の基板１０１に対して垂直な面
は，ＡＲコーティングが施されている。このように構成
された１／４波長板２４０１とプリズム２４０２に対し
て接着されている。また，プリズム２４０２の斜面の誘
電体多層膜２４０２ａは蒸着処理により形成される。

【０１２６】（実施の形態１０の動作）次に，以上のよ
うに構成された光ピックアップ用光学素子の動作につい
て説明する。図２４において，上部からのコリメートさ
れた光はプリズム２４０２に入射する。このときコリメ
ート光はｐ偏光に直線偏光されている。入射した光は図
の下向きに進む。この光が１／４波長板２４０１を透過
すると，常光線と異常光線との間でπ／２の位相差が生
じ，光は円偏光となる。ただし，１／４波長板２４０１
は，結晶の光軸を入射光の偏光方向に対して４５度だけ
傾けて配置されてる。このため，この円偏光の光は対物
レンズ１０２で収れんされ，ソリッドイマージョンレン
ズ３０１の端面で集光される。

【０１２７】また，データを読み出す場合には，上記光
が光記録面で反射し，対物レンズ１０２でコリメートさ
れ，再び１／４波長板２４０１を通過するとｓ偏光とな
り，対物レンズ１０２でコリメート光となってプリズム
２４０２の斜面（誘電体多層膜２４０２ａ）で反射さ
れ，図２４において右側に進む。

【０１２８】〔実施の形態１１−１〕 （実施の形態１１−１の構成）図２５は，実施の形態１
１−１に係る光ピックアップの構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップは，同一の基板１０１上に，上
記実施の形態１０で説明した光ピックアップ用光学素子
と，発光部２５０１と，受光部２５０２と，偏光ビーム
スプリッタとして機能するプリズム２５０３と，が配置
されている。発光部２５０１は発光手段としてのＬＤ
（レーザダイオード）２５０４とコリメートレンズ２５
０５とを備え，受光部２５０２は受光手段としてのＰＤ
（フォトデティクタ）２５０６と集光レンズ２５０７と
を備えている。

【０１２９】コリメートレンズ２５０５と集光レンズ２
５０７は共に平板上にレンズを形成したもので，基板１
０１に垂直に配置されている。ＬＤ２５０４は，基板１
０１に対して垂直に配置された銅などのブロックで配置
されている。また，このブロックはＬＤ２５０４の放熱
を兼ねている。なお，カンに封入されたＬＤを使用して
もよい。

【０１３０】ＰＤ２５０６はＳｉ基板そのものを垂直に
配置している。また，ＰＤ２５０６はＬＤ２５０４と同
様にカンに封入されたものを使用してもよい。さらに，
これらデバイスを駆動するための電気回路などを基板１
０１に配置してもよい。プリズム２４０２は斜面で全反
射するようなコーティングが施されている。また，プリ
ズム２４０２およびプリズム２５０３のいずれも光が入
射する側の面はＡＲコーティングが施されている。

【０１３１】プリズム２４０２の基板１０１側には，実
施の形態１０で述べた１／４波長板２４０１を配置し，
該１／４波長板２４０１の下には対物レンズ１０２が形
成されている。また，この対物レンズ１０２とソリッド
イマージョンレンズ３０１との位置関係は，実施の形態
１０と同様である。また，コリメートレンズ２５０５や
集光レンズ２５０７，ＬＤ２５０４，ＰＤ２５０６は，
たとえば基板１０１にエッチングされた溝により位置決
めされた後，接着剤などで固定する。

【０１３２】（実施の形態１１−１の動作）次に，以上
のように構成された光ピックアップの動作について説明
する。図２５において，ＬＤ２５０４から出射されたレ
ーザ光は，コリメートレンズ２５０５でコリメートさ
れ，プリズム２５０３に入射する。なお，このときのレ
ーザ光は，ｐ偏光に直線偏光されている。次いで，入射
された光はプリズム２５０３の斜面で屈折されてプリズ
ム２４０２に進む。この光がプリズム２４０２で反射さ
れ，１／４波長板２４０１を透過すると，常光線と異常
光線との間でπ／２の位相差が生じ，その光は円偏光と
なる。

【０１３３】ただし，１／４波長板２４０１は，結晶の
光軸を入射光の偏光方向に対して４５度だけ傾けて配置
されている。この円偏光の光が対物レンズ１０２で収れ
ん光にされ，ソリッドイマージョンレンズ３０１の端面
で集光する。データを読み出す際は，この光が光記録面
で反射して対物レンズ１０２でコリメートされ，再び１
／４波長板２４０１を通過するとｓ偏光になり，プリズ
ム２４０２に進む。このプリズム２５０３ではｓ偏光の
光は反射するので，集光レンズ２５０７側で反射され，
集光レンズ２５０７で収れん光となり，ＰＤ２５０６上
に集光される。

【０１３４】また，図示していないが，フォーカシング
・エラー信号の検出は，ナイフエッジ法あるいは非点収
差法のいずれを用いてもよい。さらにトラッキング・エ
ラーの検出も必要に応じて適切な方法を用いて行う。

【０１３５】〔実施の形態１１−２〕 （実施の形態１１−２の構成）図２６は，実施の形態１
１−２に係る光ピックアップの構成を示す説明図であ
り，有限系の光学系を示している。この光ピックアップ
は，上記実施の形態１１−１に対して，コリメートレン
ズと集光レンズを排除し，１つの基板１０２に，対物レ
ンズ１０２と，ソリッドイメージョンレンズ３０１と，
１／４波長板２４０１と，プリズム２６０１と，ＬＤ２
５０４と，ＰＤ２５０６とが一体的に支持・構成されて
いる。

【０１３６】プリズム２６０１は，その斜面部分に誘電
体多層膜がコーティングされている。また，ＬＤ２５０
４およびＰＤ２５０６と接する面はＡＲコーティングを
施してある。ＬＤ２５０４とＰＤ２５０６はプリズム２
６０１面に接するように配置されている。この例では，
プリズム２６０１面にエッチングで溝を形成し，そこに
ＬＤ２５０４およびＰＤ２５０６を接着してある。な
お，この配置方法はこれに限定されるものではない。ま
た，ＬＤ２５０４およびＰＤ２５０６の駆動回路が配置
されている。

【０１３７】（実施の形態１１−２の動作）次に，以上
のように構成された光ピックアップの動作について説明
する。図２６において，ＬＤ２５０４から出射されたレ
ーザ光は，プリズム２６０１に入射する。このときのレ
ーザ光は発散光で，かつｐ偏光に直線偏光されている。
入射した光はプリズム２６０１を透過し，１／４波長板
２４０１を透過する。１／４波長板２４０１を透過する
と，常光線と異常光線との間でπ／２の位相差が生じ，
その光は円偏光となる。

【０１３８】ただし，１／４波長板２４０１は，結晶の
光軸を入射光の偏光方向に対して４５度だけ傾けて配置
されている。この円偏光の光が対物レンズ１０２で収れ
ん光にされ，ソリッドイマージョンレンズ３０１の端面
で集光する。データを読み出す際は，この光が光記録面
で反射して対物レンズ１０２でコリメートされ，再び１
／４波長板２４０１を通過するとｓ偏光になり，プリズ
ム２４０２に進む。このプリズム２５０３ではｓ偏光の
光は反射するので，集光レンズ２５０７側で反射され，
集光レンズ２５０７で収れん光となり，ＰＤ２５０６上
に集光される。

【０１３９】上記のように，この実施の形態１１−２で
は，実施の形態１１−１に対してコリメートレンズと集
光レンズを排除した構成であるので，光ピックアップを
簡単な構成にすることができる。

【０１４０】また，図示していないが，フォーカシング
・エラー信号の検出は，ナイフエッジ法あるいは非点収
差法のいずれを用いてもよい。さらにトラッキング・エ
ラーの検出も必要に応じて適切な方法を用いて行う。

【０１４１】〔実施の形態１２〕 （実施の形態１２の構成）図２７は，実施の形態１２に
係る光ピックアップの構成を示す説明図である。この実
施の形態１２では，対物レンズ１０２とソリッドイマー
ジョンレンズ３０１と１／４波長板２４０１とが１つの
基板１０２に構成され，２つのプリズム２７０１〜２７
０２を構成する別の基板と，コリメートレンズ２５０５
と集光レンズ２５０７とが構成される別の基板と，さら
にＬＤ２５０４とＰＤ２５０７とが搭載されたＰＣＢ基
板など，４種類の基板を積層して光ピックアップを構成
している。なお，プリズム２７０１は，その斜面に誘電
体多層膜がコーティングされている。また，プリズム２
７０２は，斜面で全反射するように構成されている。

【０１４２】（実施の形態１２の動作）次に，以上のよ
うに構成された光ピックアップの動作について説明す
る。図２７において，ＬＤ２５０４から出射されたレー
ザ光は，コリメートレンズ２５０５でコリメートされ，
プリズム２７０１に入射する。このときのレーザ光はｐ
偏光に直線偏光されている。入射した光はプリズム２７
０１の斜面で反射され，プリズム２７０２に進む。プリ
ズム２７０２ではｐ偏光の光を透過し，１／４波長板２
４０１を透過する。１／４波長板２４０１を透過する
と，常光線と異常光線との間でπ／２の位相差が生じ，
その光は円偏光となる。

【０１４３】ただし，１／４波長板２４０１は，結晶の
光軸を入射光の偏光方向に対して４５度だけ傾けて配置
されている。この円偏光の光が対物レンズ１０２で収れ
ん光にされ，ソリッドイマージョンレンズ３０１の端面
で集光する。データを読み出す際は，この光が光記録面
で反射して対物レンズ１０２でコリメートされ，再び１
／４波長板２４０１を通過するとｓ偏光になり，対物レ
ンズ１０２でコリメート光になってプリズム２７０１に
進む。このプリズム２７０１でｐ偏光の光は反射され，
プリズム２７０２に進む。さらにプリズム２７０２で反
射され，集光レンズ２５０７で収れん光となり，ＰＤ２
５０６上に集光される。

【０１４４】〔実施の形態１３−１〕 （実施の形態１３−１の構成）図２８は，実施の形態１
３−１に係る光ピックアップの構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップは，前述した図２６の光ピック
アップ（これら全体を２８０１とする）をアレイ状に配
置して構成されている。すなわち，この実施の形態１３
−１では，図示の如く２×３のアレイ状となっている。

【０１４５】また，上記ピックアップアレイへのデータ
の入出力は，各光ピックアップ２８０１に対して独立し
て行われるように構成されている。すなわち，ＬＤ２５
０４とＰＤ２５０６の駆動回路は，各光ピックアップ２
８０１ごとにに設けられている。また，図２８では，ア
レイの配置は縦横とも等間隔であるが，これ以外に，た
とえば図２９に示すような配置であってもよい。なお，
図２９ではアレイ配置を平面図で示してある。

【０１４６】（実施の形態１３−１の動作）次に，以上
のように構成された光ピックアップの動作は，基本的に
は前述した実施の形態１１−１（図２６）と同様であ
る。ＬＤ２５０４とＰＤ２５０６の駆動方法は，アレイ
に対応させて制御する必要がある。つまり，書き込み時
にはＬＤ２５０４は書き込みデータに合わせて変調さ
れ，読み込み時にはＬＤ２５０４は直流的にＯＮされ，
光記録面から反射してきた光信号を各ＰＤ２５０６が読
み込む。

【０１４７】〔実施の形態１３−２〕 （実施の形態１３−２の構成）図３０は，実施の形態１
３−２に係る光ピックアップの構成を示す説明図であ
る。この光ピックアップは，前述した図２７の光ピック
アップ（これら全体を３００１とする）をアレイ状に配
置して構成されている。

【０１４８】すなわち，対物レンズ１０２と，ソリッド
イマージョンレンズ３０１と１／４波長板２４０１との
アレイ基板と，プリズム２７０１とプリズム２７０２と
のアレイ基板と，集光レンズ２５０７とコリメートレン
ズ２５０５とのアレイ基板と，ＬＤ２５０４とＰＤ２５
０７とを搭載した基板とを積み重ねた構成となってい
る。

【０１４９】（実施の形態１３−２の動作）次に，以上
のように構成された光ピックアップの動作は，前述した
実施の形態１３−１と同様に，データの入出力は各光ピ
ックアップ３００１に対して独立して行う。また，基本
的な動作は実施の形態１２（図２７）と同様であるの
で，ここでの説明は省略する。

【０１５０】〔実施の形態１４〕この実施の形態１４で
は，少なくとも，基板の片面にフォト感光性樹脂の層を
平坦な光学材料上に形成し，上記フォト感光性樹脂にフ
ォトリソグラフィ用の光を光拡散手段で拡散して照射
し，微小な凹曲面を形成する。さらに，このフォト感光
性樹脂と光学材料に対して等方性および（あるいは）異
方性のドライエッチングを行って微小凹曲面を形成し，
該微小凹曲面に屈折率の異なる材料を埋め込んで，所定
の光学デバイスを作製する。以下，順に説明する。

【０１５１】（工程１）図３１は，実施の形態１４に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（１）を示す説
明図である。図３１に示す工程では，基板１０１の片面
に後述する選択比に基づく厚さの感光性樹脂３１０１を
スピナーなどでコーティングする。

【０１５２】さらに，この工程に用いる材料などについ
て詳述する。レンズを形成する基板材料は用途に応じて
任意に選択することができる。たとえば材料としては基
板としてＢＫ７（波長７６８．２ｎｍでの屈折率１．５
１１５）を用る。

【０１５３】上記の基板材料の片面に感光性樹脂３１０
１を所定の厚さで塗布する。塗布する感光性樹脂３１０
１の厚さは，基板１０１上に形成するレンズの高さと，
後に感光性樹脂３１０１を現像してエッチングを行う際
の基板材料のエッチング速度と感光性樹脂３１０１のエ
ッチング速度の比（選択比）により設定する。たとえば
両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）には感
光性樹脂３１０１の高さは形成するレンズの高さと等し
く設定する。また，感光性材料のエッチング速度に対し
て基板材料のエッチング速度が２倍大きい場合（選択比
２）には感光性樹脂３１０１の高さはレンズの高さの１
／２でよい。

【０１５４】また，基板１０１上に塗布する感光性樹脂
３１０１の材料としては，通常の半導体製造で用いられ
るフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用
することができる。具体的には，東京応化社製ＯＦＰＲ
−８００（ポジ型レジスト），ＯＭＲ−８５（ネガ型レ
ジスト）などを用いる。ポジ型あるいはネガ型の選択に
よりレジストの形状を転写する工程（フォトリソ工程）
に用いるマスクの形状が変化するが，基本的な形成手順
は変わらない。この実施の形態では，ポジ型レジストを
用い場合について説明する。

【０１５５】（工程２）図３２は，実施の形態１４に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（２）を示す説
明図である。上記工程１の後，基板１０１上に形成した
レジスト上に，所望とするレンズ径と同等あるいは小さ
い径のパターンを形成した拡散板マスク３２０１を介し
て光を照射し，レジストを感光させる。このとき，拡散
板マスク３２０１自体に光を散乱させる性質があるの
で，露光機から出た光は拡散板マスク３２０１内で散乱
し，レジストを照射する。

【０１５６】（工程３）図３３は，実施の形態１４に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（３）を示す説
明図である。上記工程２の後，現像を行うと図３３に示
すように，基板１０１上に断面が凹曲面のレジストが残
る。この残存したレジストに必要に応じて熱および（ま
たは）圧力を作用させて重力および表面張力の効果を用
い，凹曲面を成形して所望の凹レンズ形状に形成する。
作用させる温度はレンズ形状により異なるが，温度にお
いては１３０度から４００度，また，圧力は１から１０
気圧の範囲を選ぶことができる。

【０１５７】（工程４）図３４および図３５は，実施の
形態１４に係る光ピックアップ用光学素子の製造工程
（４）を示す説明図である。上記工程３で形成した凹レ
ンズ形状のレジストをマスクとして基板ガラスを基板１
０１に垂直に方向にエッチング（異方性エッチング）す
る。このエッチング手段としては半導体製造プロセスで
通常用いられるドライエッチングを採用する。具体的に
は，反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ：平行平板型リ
アクティブ・イオン・ドライ・エッチング），あるいは
導入ガスをイオン化し，その生じたイオンを基板１０１
に向かって電気的に加速し，基板に直交な方向からエッ
チング面により衝突させることでエッチングを行う物理
化学的な電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣ
Ｒ）などのドライエッチングを用いる。

【０１５８】ドライエッチングに用いるガスは基板材料
により選択することができる。たとえば基板材料がガラ
スの場合にはＣＦ₄ ，ＣＨＦ₃ などを用いることができ
る。また，エッチング速度，選択性の調整のために上記
のガスにＮ₂ ，Ｏ₂ ，Ａｒなどのガスを混入することも
できる。エッチングは所望の形状（径，深さ）が得られ
るようにレジストがなくなるまで，あるいは所定の量だ
けレジストをエッチングする。レジストが残っている場
合はアッシングなどによりレジストのみを除去する。こ
のようにして基板１０１に凹レンズ形状３５０１を形成
する。

【０１５９】（工程５）図３６および図３７は，実施の
形態１４に係る光ピックアップ用光学素子の製造工程
（５）を示す説明図である。ここでは上記工程４で形成
した凹レンズ形状３５０１の部分に基板１０１より屈折
率の高い材料を形成する。この実施の形態では所望の屈
折率を有した材料をターゲットとしたスパッタ法により
凹レンズ形状３５０１を含んだスパッタ膜３６０１を形
成する。さらに基板面のエッチバックおよび平坦化によ
り凹レンズ形状３５０１の部分に選択的にスパッタ膜３
６０１を残存させる。このようにして平板レンズを作製
する。基板１０１上に数多くのレンズを形成し，必要に
応じて切断して個別のレンズとする。また，凹曲面に埋
め込む材料としてＬａＦ２（波長７６８．２ｎｍでの屈
折率１．７３３５）またはＳＦＳ１（波長７６８．２ｎ
ｍでの１．８９２７）を用いることができる。なお，ス
パッタ法以外にも光硬化性樹脂材料をコーティングする
方法を用いてもよい。

【０１６０】（具体例）ここで前述した工程１〜５にお
ける具体的な材料や処理などについて説明する。基板１
０１には合成石英を，ポジレジストとして東京応化工業
社製ＯＦＰＲ−８００を使用する。また，拡散板マスク
としてオパールガラスを用いる。合成石英上にレジスト
をスピンコートにより膜厚５μｍのコーティングを行
う。これをプリベークした後，拡散板マスクを使った露
光を行って現像する。引き続いて，２００°Ｃでポスト
ベークする。次にＥＣＲエッチングを行う。この際のガ
スはＡｒ，Ｏ₂ ，ＣＦ₄ を使用する。エッチングが終了
すると，残っているレジストを除去する。次いでスパッ
タでＳＦＳ１の膜を成膜する。最後に表面を表面研磨に
より平坦化すると共に，所望の膜厚となるように研磨す
る。

【０１６１】さらに，この実施の形態１４の工程をまと
めて説明する。まず，基板１０１に感光性樹脂３１０１
をスピナーなどでコーティングする。半導体製造装置な
ど通常の露光装置の光源から出射した光を拡散光として
マスク上にあるパターンを照射する。すると，光はフォ
トマスクを透過あるいは吸収反射し，感光性樹脂３１０
１には透過した散乱光が照射される。たとえば散乱光が
完全拡散状態とすると，光の拡散する位置での角度に対
する光強度は，角度のコサインのｎ乗に比例する。マス
クに対して基板１０１の感光性樹脂３１０１面の位置を
密着させずに，ある距離を隔てておくことにより，感光
性樹脂３１０１上にはコサインのｎ乗に比例したような
形の強度分布が生じ，この状態の光で感光性樹脂３１０
１を露光する。この後，現像処理を行うと感光性樹脂３
１０１には光強度分布の形状に近い状態の凹曲面が形成
される。この状態でドライエッチングを行って凹曲面を
基板に形成する。残った感光性樹脂３１０１を剥離した
後に，基板１０１よりも屈折率の高い材料を埋め込み，
平板レンズを作製する。

【０１６２】〔実施の形態１５〕この実施の形態１５で
は，実施の形態１４で述べた拡散光の実現例について説
明する。図３８は，実施の形態１５に係る拡散光の第１
の実現例を示す説明図である。この例では，拡散光の実
現方法として，パターンマスク３８０１の上に拡散板３
８０２を配置し，そこで拡散光を生成する。なお，ここ
で用いるパターンマスク３８０１は透明なガラス基板の
Ｃｒでパターンニングした通常のものである。

【０１６３】すなわち，図３８に示すように，露光時に
はパターンマスク３８０１の上に拡散板３８０２を置い
て露光する。その後は，実施の形態１４で説明したと同
様に，エッチングおよび高屈折率の材料の埋め込み処理
を行う。また，断面が矩形上の凹形状を凹曲面作製の際
に同時に作製することも可能である。このときには，１
つのマスクで凹曲面の部分には拡散するガラスを置き，
溝の部分には透明なガラスのままの状態で露光すればよ
い。

【０１６４】〔実施の形態１６〕図３９は，実施の形態
１６に係る拡散光の第２の実現例を示す説明図である。
この例では，拡散光の実現方法として，パターンマスク
３８０１の上に回析格子３９０１を配置し，そこで拡散
光を生成する。回析格子３９０１は，所望とする拡散状
態が得られるような完全拡散ではない光強度分布となる
ような格子パターンを形成する。このときには非球面形
状など所望の形状が得られるように１次回析光や高次回
析光を含めた光強度分布が得られる回析格子パターンを
設計することができる。

【０１６５】また，回析格子の代わりに微小な開口によ
る回析現象を利用する方法もある。円形開口の回析の光
強度はエアリーディスクとして知られており，強度を表
す関数はベッセル関数になる。この０次光を使って感光
性樹脂３１０１に凹曲面を形成することもできる。

【０１６６】〔実施の形態１７〕この実施の形態１７で
は，前述した実施の形態１４で説明した製造方法に基づ
いて，基板上の対物レンズおよびソリッドイマージョン
レンズを作製する。まず，一方のレンズを作製し，続い
て基板の反対側にもう一方のレンズを作製する。以下，
工程順に説明する。

【０１６７】（工程１）図４０は，実施の形態１７に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（１）を示す説
明図である。図４０に示す工程では，すでに一方の面に
は対物レンズ１０２が形成されており，もう一方の面に
は感光性樹脂３１０１をコーティングし，拡散板マスク
３２０１を用いて露光する状態を示している。

【０１６８】塗布する感光性材料３１０１の厚さは，基
板１０１上に形成するレンズの高さと，後に感光性材料
３１０１を現像してエッチングを行う際の基板材料のエ
ッチング速度と感光性樹脂のエッチング速度の比（選択
比）により設定する。たとえば両者のエッチング速度が
等しい場合（選択比１）には感光性樹脂の高さは形成す
るレンズの高さと等しく設定する。また，感光性材料の
エッチング速度に対して基板材料のエッチング速度が２
倍大きい場合（選択比２）には感光性樹脂の高さはレン
ズの高さの１／２でよい。

【０１６９】この実施の形態１７では，これまでの実施
の形態と同様に感光性材料としてポジ型レジストを用い
る場合を例にとって説明する。すでに一方の面に形成さ
れているレンズと正確な位置合わせを行うために，対物
レンズ１０２側に位置合わせ用にアライメントマークと
マスクのアライメントマークを予め設けておき，露光す
る際にはそのマークで位置合わせを行う。

【０１７０】（工程２）図４１は，実施の形態１７に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（２）を示す説
明図である。この工程２では，工程１の露光後の処理と
して実施の形態１４と同様に現像処理を行う。この現像
により図４１に示す如く，基板１０１上に断面が凹曲面
の樹脂が残る。この残存したレジストに必要に応じて熱
および（または）圧力を作用させて重力および表面張力
の効果を用い，凹曲面を成形して所望の凹レンズ形状に
形成する。作用させる温度はレンズ形状により異なる
が，温度においては１３０度から４００度，また，圧力
は１から１０気圧の範囲を選ぶことができる。

【０１７１】（工程３）図４２および図４３は，実施の
形態１７に係る光ピックアップ用光学素子の製造工程
（３）を示す説明図である。上記工程２で形成した凹レ
ンズ形状のレジストをマスクとして基板ガラスを基板に
垂直に方向にエッチング（異方性エッチング）する。こ
のエッチング手段としては半導体製造プロセスで通常用
いられるドライエッチングを採用する。具体的には，反
応性イオンエッチング法（ＲＩＥ），電子サイクロトロ
ン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などのドライエッチング
を用いる。

【０１７２】ドライエッチングに用いるガスは基板材料
により選択することができる。たとえば基板材料がガラ
スの場合にはＣＦ₄ ，ＣＨＦ₃ などを用いることができ
る。また，エッチング速度，選択性の調整のために上記
のガスにＮ₂ ，Ｏ₂ ，Ａｒなどのガスを混入することも
できる。エッチングは所望の形状（径，深さ）が得られ
るようにレジストがなくなるまで，あるいは所定の量だ
けレジストをエッチングする。レジストが残っている場
合はアッシングなどによりレジストのみを除去する。こ
のようにして基板１０１に凹レンズ形状４３０１を形成
する。

【０１７３】（工程４）図４４は，実施の形態１７に係
る光ピックアップ用光学素子の製造工程（４）を示す説
明図である。ここでは上記工程３で形成した凹レンズ形
状４３０１の部分に基板１０１より屈折率の高い材料を
形成する。この実施の形態では所望の屈折率を有した材
料をターゲットとしたスパッタ法により凹レンズ形状４
３０１を含んだスパッタ膜４４０１を形成する。さらに
基板面のエッチバックおよび平坦化により凹レンズ形状
３５０１の部分に選択的にスパッタ膜４４０１を残存さ
せる。このようにして平板レンズを作製する。基板１０
１上に数多くのレンズを形成し，必要に応じて切断して
個別のレンズとする。なお，スパッタ法以外にも光硬化
性樹脂材料をコーティングする方法を用いてもよい。

【０１７４】さて，このようにして作製したヘッドを浮
上させる場合，前述した図１５と同様に，空気力学的構
造を考慮し，その下部部分に凹形状をエッチングにより
作製する。この凹形状をマイクロレンズの部分には拡散
するガラスを用い，溝の部分には透明なガラスを用い
る。

【０１７５】〔実施の形態１８〕この実施の形態１８で
は，以上説明した実施の形態１４〜１７の製造方法に基
づいて，コリメートされた光を集光させる働きを有する
対物レンズ１０２と，ソリッドイマージョンレンズ３０
１と，をそれぞれ別々の基板上に形成する。そして，こ
の対物レンズ１０２とソリッドイマージョンレンズ３０
１との光軸を合わせた状態ではり合わせ，接合する。

【０１７６】この接合例を前述の図１６を用いて説明す
る。対物レンズ１０２を具備した基板１０１とソリッド
イマージョンレンズ３０１を具備した基板１６０１の２
つを，実施の形態１４〜１７の製造方法に基づいて作製
する。なお，この２つの基板は同一材料で作製する。対
物レンズ１０２を具備した基板１０１には，その下面に
位置決め用の突起（左側）とくぼみ（右側）とを設け
る。さらに，ソリッドイマージョンレンズ３０１を具備
した基板１６０１には，対物レンズ１０２に対応する位
置にくぼみ（左側）と突起（右側）とを設ける。この２
つの基板を突起とくぼみとを位置合わせて接合し，図１
６に示す如くヘッドを形成する。

【０１７７】なお，上記において，突起やくぼみの形状
ははめ込みやすい構造であれば，どのような構造であっ
てもよく，また，数もいくつあってもよい。さらに，２
つの基板の固定を強固にするため，接着剤を用いても，
あるいは電気化学的なはり合わせでもよい。ただし，こ
の突起やくぼみは，対物レンズ１０２とソリッドイマー
ジョンレンズ３０１の光路を遮るような部分を除いた位
置に設ける。また，接着剤は基板１０１とほぼ同等の屈
折率を有する紫外線硬化性樹脂を用いる。

【０１７８】次に，上記とは異なる接合例を前述の図２
０を用いてについて説明する。ここでは，実施の形態１
４〜１７の製造方法に基づいて作製した，対物レンズ１
０２を具備した基板１０１とソリッドイマージョンレン
ズ３０１を具備した基板１６０１とをそれぞれ所定の位
置に設けたマーカーを用いて接合する。なお，図２０で
はマーカーを３つで示したが，もちろん数は必要に応じ
て設ければよい。

【０１７９】また，上記の他に前述した図２１と同様の
接合を行ってもよい。まず，図２１（ａ）に示すよう
に，位置合わせ手段を対物レンズ１０２の光軸を中心と
した円周上に対物レンズ１０２を挟んで対向するように
複数個形成する。他方，図２１（ｂ）に示すように，ソ
リッドイマージョンレンズ３０１を形成した基板にも位
置合わせ手段を図２１（ａ）の位置合わせ手段と対応す
る位置に設ける。そして，この２つの基板の位置合わせ
手段同士を合わせて接合する。なお，この場合における
位置合わせ手段として，たとえば一方が凸形状であり，
他方が凹形状であるような立体的なものを用いる。基板
上に凸形状あるいは凹形状を形成する方法としては，レ
ジスト成形とエッチングによって凸形状あるは凹形状を
形成する方法を用いる。

【０１８０】また，位置合わせ手段をマーカーとする場
合は，図２２に示したように平面的なマーカーを用いる
ことも可能である。これは半導体製造プロセスで通常用
いられている方法と同様であり，位置合わせを行う双方
の基板に位置合わせのための精度を考慮したマーカーを
形成し，マーカー同士の重なりによって位置合わせを行
う。この位置合わせ用のマーカーは，実施の形態１４〜
１７で説明した工程を導入し，通常の半導体製造プロセ
スで用いられる方法と同様に形成することができる。

【０１８１】このようにして，双方の基板に設けた両レ
ンズの光軸を一致させて位置合わせした後，固定方法と
して接着剤を用いてもよく，あるいは双方の基板をアノ
ーティック・ボンディングや高温ボンディングなどの電
気化学的な方法で接着してもよい。

【０１８２】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る光ピ
ックアップ用光学素子（請求項１）によれば，基板上に
対物レンズの集光長さに等しい厚さの対物レンズを一体
的に形成し，構成することにより，基板内で集光するた
めのスポットサイズを小さくすることができるため，高
密度の記録／再生が可能となる。

【０１８３】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項２）によれば，基板および基板の底面に屈
折率の高い膜を設け，基板と膜とを合わせた厚さを対物
レンズの集光長さに等しくして対物レンズを一体的に形
成し，構成することにより，屈折率の高い膜内で集光す
るため，小さいサイズのスポットが得られ，高密度の記
録／再生が可能となる。

【０１８４】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項３）によれば，１枚の基板上に対物レンズ
とソリッドイマージョンレンズとをそれぞれの光軸を合
わせて一体的に製造し，構成することにより，レンズ間
の光軸調整や位置ずれが排除され，基板内で集光するた
めのスポットサイズを小さくすることができるので，高
密度の記録／再生が可能となる。

【０１８５】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項４）によれば，半導体製造プロ
セスを用い，基板の片側の面に凸曲面を形成して対物レ
ンズを製造し，さらに上記形成された対物レンズとは反
対面に凹曲面を形成し，該凹曲面に対して上記基板より
高い屈折率を有する材料を堆積させてソリッドイマージ
ョンレンズを製造するため，比較的容易に，かつ経済的
に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製造するこ
とができる。

【０１８６】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項５）によれば，基板に対し，対物レンズお
よびソリッドイマージョンレンズの屈折率を高くするこ
とにより，屈折率の高いレンズ中にスポットを形成でき
るため，小さいサイズのスポットが得られる。

【０１８７】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項６）によれば，半導体製造プロ
セスを用い，基板の片側の面に凹曲面を形成して対物レ
ンズを製造し，さらに上記形成された対物レンズとは反
対面に凹曲面を形成し，上記２つの凹曲面に対して上記
基板より高い屈折率を有する材料を堆積させてソリッド
イマージョンレンズを製造するため，比較的容易に，か
つ経済的に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製
造することができる。

【０１８８】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項７）によれば，半導体製造プロセスを用
い，第１の基板に対物レンズを形成し，さらに第２の基
板に第１の基板よりも屈折率の高いソリッドイマージョ
ンレンズを形成し，この２つの基板をはり合わせて，光
ピックアップ用光学素子を構成することにより，屈折率
の高いレンズ中にスポットを形成し，小さいサイズのス
ポットが得られるため，高密度な記録／再生が可能にな
ると共に，対物レンズとソリッドイマージョンレンズが
はり合わせにより一体化された構造なので，レンズ間の
光軸調整が不要となり，小型軽量化も実現する。

【０１８９】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項８）によれば，第１の基板と第２の基板の
屈折率とをそれぞれ異ならせることにより，屈折率の高
いレンズ中にスポットを形成できるため，小さいサイズ
のスポットが得られる。

【０１９０】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項９）によれば，半導体製造プロ
セスを用い，第１の基板に凸曲面を形成して対物レンズ
を製造し，第２の基板に凸曲面を形成してソリッドイマ
ージョンレンズを製造し，この２つの基板に形成された
対物レンズおよびソリッドイマージョンレンズの両光軸
を一致させ，はり合わせするため，比較的容易に，かつ
経済的に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製造
することができる。

【０１９１】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項１０）によれば，半導体製造プ
ロセスを用い，第１の基板に凹曲面を形成して対物レン
ズを製造し，第２の基板に凹曲面を形成してソリッドイ
マージョンレンズを製造し，この２つの基板に該基板と
は異なる屈折率の材料を堆積させ，該堆積後の２つの基
板に形成された対物レンズおよびソリッドイマージョン
レンズの両光軸を一致させ，はり合わせするため，比較
的容易に，かつ経済的に，精度の高い光ピックアップ用
光学素子を製造することができる。

【０１９２】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項１１）によれば，半導体製造プ
ロセスを用い，第１の基板に凸曲面を形成して対物レン
ズを製造し，第２の基板に凹曲面を形成してソリッドイ
マージョンレンズを製造し，この２つの基板に形成され
た対物レンズおよびソリッドイマージョンレンズの両光
軸を一致させ，はり合わせするため，比較的容易に，か
つ経済的に，精度の高い光ピックアップ用光学素子を製
造することができる。

【０１９３】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項１２）によれば，対物レンズとソリッドイ
マージョンレンズからなる組，あるいは対物レンズを少
なくとも２つ以上を基板にアレイ状に配置することによ
り，同時に複数の光学素子を構成することが可能となる
ため，比較的容易に，かつ経済的に，精度の高い光ピッ
クアップ用光学素子を製造することができる。

【０１９４】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子（請求項１３）によれば，１つの基板上に，対物レ
ンズとソリッドイマージョンレンズとを同軸状に形成す
ると共に，対物レンズ上に偏光手段（たとえば，１／４
波長板）を設け，さらに偏光手段上に光路を切り替える
光路切り替え手段を設けることにより，光学部品を一体
構成することができるので，光ピックアップの小型軽量
化を実現し，さらに外部の受発光部分との光の入出力が
精度よく，かつ簡単に行うことができる。

【０１９５】また，本発明に係る光ピックアップ（請求
項１４）によれば，請求項１３に記載の光ピックアップ
用光学素子を用い，さらに，その一つの基板上に，光ビ
ームを出射する発光手段と光記録媒体からの反射光を受
光する受光手段とを一体構成させることにより，受発光
部分を含めた光学部品の一体構成による小型軽量化が実
現し，さらに，すべての素子が基板上に構成されるの
で，組み立て時における光軸調整などのアライメントが
不要なため，組立性やサービス性が向上する。

【０１９６】また，本発明に係る光ピックアップ（請求
項１５）によれば，請求項１３に記載の光ピックアップ
用光学素子を用い，さらに，光ビームを出射す発光手段
と光記録媒体からの反射光を受光する受光手段とを少な
くとも１つ以上の基板に一体構成させることにより，受
発光部分を含めた光学部品の一体構成による小型軽量化
が実現し，さらに，すべての素子が基板上に構成される
ので，組み立て時における光軸調整などのアライメント
が不要なため，組立性やサービス性が向上する。

【０１９７】また，本発明に係る光ピックアップ（請求
項１６）によれば，請求項１４または１５に記載の光ピ
ックアップをアレイ状に配置・構成したため，同時に多
くのデータを読み書きすることができると共に，光ピッ
クアップ全体における読み書きに要する時間を短縮する
ことができる。

【０１９８】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項１７）によれば，少なくとも，
基板の片面にフォトリソグラフィ用の感光性樹脂の層を
平坦な光学材料上に形成し，上記フォト感光性樹脂にフ
ォトリソグラフィ用の光を拡散して照射して微小な凹曲
面を形成し，この感光性樹脂と光学材料に対して等方性
および（あるいは）異方性のドライエッチングを行って
微小凹曲面を形成し，該微小凹曲面に屈折率の異なる材
料を埋め込んで，所定の光学デバイスを作製することに
より平板型のレンズの製造を比較的簡単に実現したた
め，他の光学素子などの他の光学部品などを積層するこ
とができる。

【０１９９】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項１８）によれば，フォトリソグ
ラフィで使用するマスクに光拡散の作用をもたせて露光
するため，通常の半導体製造用の露光機に設置して使う
ことができる。

【０２００】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項１９）によれば，１つのマスク
で拡散する部分とそうでない部分を選択的に設けること
が可能なため，１枚の基板上に断面が矩形状のパターン
と凹曲面の平面レンズを同時に作製することができる。

【０２０１】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項２０）によれば，マスク上に回
析格子を設けたため，通常の半導体製造用の露光機に設
置して使うことができ，しかも，回析格子の格子パター
ンによって任意の光強度を設定することが可能であるの
で，所望の形状の凹曲面を有する平面レンズを得ること
ができる。

【０２０２】また，本発明に係る光ピックアップ用光学
素子の製造方法（請求項２１，２２）によれば，屈折率
の高いレンズ中にスポットを形成する光学デバイスを製
造することが可能なため，高密度な記録再生が実現し，
かつ，対物レンズとソリッドイマージョンレンズが一体
化されるため，レンズ同士の光軸調整が不要となり，そ
の結果，小型軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る光ピックアップ用光学素子
の構成を示す説明図である。

【図２】実施の形態２に係る光ピックアップ用光学素子
の構成を示す説明図である。

【図３】実施の形態３に係る光ピックアップ用光学素子
の構成を示す説明図である。

【図４】実施の形態３に係る光ピックアップ用光学素子
の他の構成を示す説明図である。

【図５】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素子
の製造工程（１）を示す説明図である。

【図６】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素子
の製造工程（２）を示す説明図である。

【図７】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素子
の製造工程（３）を示す説明図である。

【図８】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素子
の製造工程（４）を示す説明図である。

【図９】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素子
の製造工程（５）を示す説明図である。

【図１０】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程（６）を示す説明図である。

【図１１】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程（７）を示す説明図である。

【図１２】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程（８）を示す説明図である。

【図１３】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程（９）を示す説明図である。

【図１４】実施の形態４に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程（１０）を示す説明図である。

【図１５】実施の形態５に係る光ピックアップ用光学素
子の構成を示す説明図である。

【図１６】実施の形態７に係る光ピックアップ用光学素
子の構成を示す説明図である。

【図１７】実施の形態７に係る光ピックアップ用光学素
子の他の構成例（１）を示す説明図である。

【図１８】実施の形態７に係る光ピックアップ用光学素
子の他の構成例（２）を示す説明図である。

【図１９】実施の形態７に係る光ピックアップ用光学素
子の他の構成例（３）を示す説明図である。

【図２０】実施の形態７に係る光ピックアップ用光学素
子のはり合わせをマーカーで位置合わせする例を示す説
明図である。

【図２１】実施の形態８に係る光ピックアップ用光学素
子の製造工程における光軸合わせをマーカーを用いて行
う例を示す説明図である。

【図２２】実施の形態８に係る位置合わせ手段のマーカ
ー例を示す説明図である。

【図２３】実施の形態９に係る光ピックアップ用光学素
子の構成を示す説明図である。

【図２４】実施の形態１０に係る光ピックアップ用光学
素子の構成を示す説明図である。

【図２５】実施の形態１１−１に係る光ピックアップの
構成を示す説明図である。

【図２６】実施の形態１１−２に係る光ピックアップの
構成を示す説明図である。

【図２７】実施の形態１２に係る光ピックアップの構成
を示す説明図である。

【図２８】実施の形態１３−１に係る光ピックアップの
構成を示す説明図である。

【図２９】実施の形態１３−１に係る他のアレイ配置例
を示す平面図である。

【図３０】実施の形態１３−２に係る光ピックアップの
構成を示す説明図である。

【図３１】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（１）を示す説明図である。

【図３２】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（２）を示す説明図である。

【図３３】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（３）を示す説明図である。

【図３４】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（４−１）を示す説明図である。

【図３５】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（４−２）を示す説明図である。

【図３６】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（５−１）を示す説明図である。

【図３７】実施の形態１４に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（５−２）を示す説明図である。

【図３８】実施の形態１５に係る拡散光の第１の実現例
を示す説明図である。

【図３９】実施の形態１６に係る拡散光の第２の実現例
を示す説明図である。

【図４０】実施の形態１７に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（１）を示す説明図である。

【図４１】実施の形態１７に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（２）を示す説明図である。

【図４２】実施の形態１７に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（３−１）を示す説明図である。

【図４３】実施の形態１７に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（３−２）を示す説明図である。

【図４４】実施の形態１７に係る光ピックアップ用光学
素子の製造工程（４）を示す説明図である。

【図４５】従来における光メモリピックアップ装置の構
成を示す説明図である。

【図４６】従来におけるソリッドイマージョンレンズを
用いた光学系の集光例を示す説明図である。

【図４７】従来における対物レンズとソリッドイマージ
ョンレンズとを組み合わせた浮上ヘッド例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０１ 基板 １０２ 対物レンズ ２０１ 屈折率の高い膜 ３０１ ソリッドイマージョンレンズ ５０１ 感光性材料 ６０１ パターン樹脂 ７０１ 凸レンズ形状 １１０１ 凹レンズ形状 １２０１ 凹レンズ形状部 １３０１，１４０１ スパッタ膜 １６０１ 基板 １６０２，１６０３ 突起 ２１０１ａ〜２１０１ｄ，２１０２ａ〜２１０２ｄ 位
置合わせ手段 ２４０１ １／４波長板 ２４０２，２５０３，２６０１，２７０１，２７０２
プリズム ２５０１ 発光部 ２５０２ 受光部 ２５０４ ＬＤ ２５０５ コリメートレンズ ２５０６ ＰＤ ２５０７ 集光レンズ ２８０１，３００１ 光ピックアップ ３１０１ 感光性樹脂 ３２０１ 拡散板マスク ３５０１ 凹曲面形状 ３６０１，４４０１ スパッタ膜 ３８０２ 拡散板 ３９０１ 回析格子 ４３０１ 凹レンズ形状

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子において，
   前記コリメートされた光を集光する対物レンズを，該対
   物レンズの集光長さに等しい厚さの基板上に形成するこ
   とを特徴とする光ピックアップ用光学素子。
2. 【請求項２】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子において，
   前記コリメートされた光を集光する対物レンズが形成さ
   れる基板と，前記基板の底面に屈折率の高い膜と，から
   なり，前記基板と前記膜とを合わせた厚さが，前記対物
   レンズの集光長さに等しい厚さであることを特徴とする
   光ピックアップ用光学素子。
3. 【請求項３】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子において，
   １枚の基板上に，前記コリメートされた光を集光する対
   物レンズと，前記対物レンズの光軸と同軸上に前記基板
   より高い屈折率を有するソリッドイマージョンレンズ
   と，を設けたことを特徴とする光ピックアップ用光学素
   子。
4. 【請求項４】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子を製造する
   光ピックアップ用光学素子の製造方法において，基板の
   片側の面に凸曲面を形成して前記コリメートされた光を
   集光する対物レンズを製造する工程と，前記基板に形成
   された対物レンズとは反対面に凹曲面を形成し，該凹曲
   面に対して前記基板より高い屈折率を有する材料を堆積
   させてソリッドイマージョンレンズを製造する工程と，
   を含むことを特徴とする光ピックアップ用光学素子の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記基板に対し，前記対物レンズおよび
   前記ソリッドイマージョンレンズの屈折率が高いことを
   特徴とする請求項１ないし３に記載の光ピックアップ用
   光学素子。
6. 【請求項６】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子を半導体製
   造プロセスを用いて製造する光ピックアップ用光学素子
   の製造方法において，基板の片側の面に凹曲面を形成し
   て前記コリメートされた光を集光する対物レンズを製造
   する工程と，前記基板に形成された対物レンズとは反対
   面に凹曲面を形成し，該凹曲面に対して前記基板より高
   い屈折率を有する材料を堆積させてソリッドイマージョ
   ンレンズを製造する工程と，前記２つの凹曲面に対し，
   前記基板より高い屈折率を有する材料を堆積する工程
   と，を含むことを特徴とする光ピックアップ用光学素子
   の製造方法。
7. 【請求項７】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子において，
   前記コリメートされた光を集光する対物レンズが形成さ
   れた第１の基板と，前記光記録媒体側に近接し，前記第
   １の基板よりも屈折率の高いソリッドイマージョンレン
   ズが形成された第２の基板と，によりなリ，前記第１の
   基板と前記第２の基板とを所定位置ではり合わせ，一体
   構成することを特徴とする光ピックアップ用光学素子。
8. 【請求項８】 前記第１の基板と前記第２の基板の屈折
   率がそれぞれ異なることを特徴とする請求項７に記載の
   光ピックアップ用光学素子。
9. 【請求項９】 所定の波長を有するコヒーレントな光を
   入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた光
   を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集光
   された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／
   再生を行うための光ピックアップ用光学素子を半導体製
   造プロセスを用いて製造する光ピックアップ用光学素子
   の製造方法において，第１の基板に凸曲面を形成して前
   記コリメートされた光を集光する対物レンズを製造する
   工程と，第２の基板に凸曲面を形成してソリッドイマー
   ジョンレンズを製造する工程と，前記２つの基板に形成
   された対物レンズおよびソリッドイマージョンレンズの
   両光軸を一致させ，はり合わせする工程と，を含むこと
   を特徴とする光ピックアップ用光学素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 所定の波長を有するコヒーレントな光
    を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた
    光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集
    光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録
    ／再生を行うための光ピックアップ用光学素子を半導体
    製造プロセスを用いて製造する光ピックアップ用光学素
    子の製造方法において，第１の基板に凹曲面を形成して
    前記コリメートされた光を集光する対物レンズを製造す
    る工程と，第２の基板に凹曲面を形成してソリッドイマ
    ージョンレンズを製造する工程と，前記２つの基板に該
    基板とは異なる屈折率の材料を堆積する工程と，前記堆
    積後の２つの基板に形成された対物レンズおよびソリッ
    ドイマージョンレンズの両光軸を一致させ，はり合わせ
    する工程と，を含むことを特徴とする光ピックアップ用
    光学素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 所定の波長を有するコヒーレントな光
    を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた
    光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集
    光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録
    ／再生を行うための光ピックアップ用光学素子を半導体
    製造プロセスを用いて製造する光ピックアップ用光学素
    子の製造方法において，第１の基板に凸曲面を形成して
    前記コリメートされた光を集光する対物レンズを製造す
    る工程と，第２の基板に凹曲面を形成してソリッドイマ
    ージョンレンズを製造する工程と，前記２つの基板に形
    成された対物レンズおよびソリッドイマージョンレンズ
    の両光軸を一致させ，はり合わせする工程と，を含むこ
    とを特徴とする光ピックアップ用光学素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記対物レンズと前記ソリッドイマー
    ジョンレンズとを対となす組あるいは前記対物レンズ
    を，複数個以上設けて前記基板にアレイ状に配列するこ
    とを特徴とする請求項１ないし３，５，７または８いず
    れかに記載の光ピックアップ用光学素子。
13. 【請求項１３】 所定の波長を有するコヒーレントな光
    を入射し，前記光をコリメートし，該コリメートされた
    光を微小スポットとして光記録媒体上に集光させ，該集
    光された光を用いて前記光記録媒体に対する情報の記録
    ／再生を行うための光ピックアップ用光学素子におい
    て，１枚の基板上に，前記コリメートされた光を集光す
    る対物レンズと，前記対物レンズの光軸と同軸上に前記
    基板より高い屈折率を有するソリッドイマージョンレン
    ズと，前記対物レンズ上に前記光の光路を切り替える光
    路切り替え手段と，前記対物レンズと前記光路切り替え
    手段との間に，前記光の偏光状態を変える偏光手段と，
    を設けたことを特徴とする光ピックアップ用光学素子。
14. 【請求項１４】 コリメートされた光ビームを微小スポ
    ットとして光記録媒体上に集光させ，該集光された光ビ
    ームを用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／再生
    を行う光ピックアップにおいて，前記請求項１３に記載
    の光ピックアップ用光学素子を用いる光ピックアップで
    あって，一つの基板上に，前記光ビームを出射する発光
    手段と，前記光記録媒体からの反射光を受光する受光手
    段と，を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
15. 【請求項１５】 コリメートされた光ビームを微小スポ
    ットとして光記録媒体上に集光させ，該集光された光ビ
    ームを用いて前記光記録媒体に対する情報の記録／再生
    を行う光ピックアップにおいて，前記請求項１３に記載
    の光ピックアップ用光学素子を用いる光ピックアップで
    あって，少なくとも一つ以上の基板上に，前記光ビーム
    を出射する発光手段と，前記光記録媒体からの反射光を
    受光する受光手段と，を備えたことを特徴とする光ピッ
    クアップ。
16. 【請求項１６】 前記請求項１４または１５に記載の光
    ピックアップを，所定のパターンに基づいてアレイ状に
    配置・構成すること特徴とする光ピックアップ。
17. 【請求項１７】 フォトリソグラフィに基づいてレンズ
    などの光学素子を製造する光ピックアップ用光学素子の
    製造方法において，レンズを形成するための基板上に所
    定の厚さで感光性樹脂を塗布する第１の工程と，前記第
    １の工程で塗布された前記感光性樹脂の上にパターンマ
    スクを配置し，該パターンマスク上に光源から出射した
    光を拡散する光拡散手段を配置し，前記光を照射する第
    ２の工程と，前記第２の工程の後に現像処理を行い，前
    記感光性樹脂に光強度分布の形状に近い状態の凹曲面の
    形成する第３の工程と，前記第３の工程の後，前記の感
    光性樹脂に対して等方性および（あるいは）異方性のド
    ライエッチングを行って微小凹曲面を形成する第４の工
    程と，前記第４の工程の後，前記基板上に残った感光性
    樹脂を剥離し，前記基板に対し屈折率の高い材料を埋め
    込む第５の工程と，を含むことを特徴とする光ピックア
    ップ用光学素子の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記第２の工程において，前記パター
    ンマスクと前記光拡散手段とを１つにしたマスクを用い
    ることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ
    用光学素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記第２の工程に用いる前記光拡散手
    段は，半透明な光学ガラスで構成することを特徴とする
    請求項１７に記載の光ピックアップ用光学素子の製造方
    法。
20. 【請求項２０】 前記第２の工程に用いる前記光拡散手
    段は，所望の拡散状態が得られる回析格子で構成するこ
    とを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ用光
    学素子の製造方法。
21. 【請求項２１】 一枚の基板上に，前記請求項１７に記
    載の光ピックアップ用光学素子の製造方法に基づいて，
    対物レンズとなる第１の凹曲面を形成し，さらにソリッ
    ドイマージョンレンズとなる第２の凹曲面を形成し，前
    記第１および第２の凹曲面に基板に対して屈折率の異な
    る材料を堆積させることを特徴とする光ピックアップ用
    光学素子の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記請求項１７に記載の光ピックアッ
    プ用光学素子の製造方法に基づいて，第１の基板に凹曲
    面を形成してコリメートされた光を集光する対物レンズ
    を製造する工程と，前記対物レンズと同一の製造方法に
    基づいて，第２の基板に凹曲面を形成してソリッドイマ
    ージョンレンズを製造する工程と，前記第１の基板およ
    び第２の基板に該基板とは異なる屈折率の材料を堆積す
    る工程と，前記堆積後の２つの基板に形成された前記対
    物レンズおよび前記ソリッドイマージョンレンズの両光
    軸を一致させ，はり合わせする工程と，を含むことを特
    徴とする光ピックアップ用光学素子の製造方法。