(57)【要約】【課題】生産性の低下及びコストアップを招来することなく、光学ピックアップ装置の組立て作業や搬送等における取扱いが容易化され、光学ピックアップ装置等の製品の組立工程の容易化及びコストダウンを図ることができる色収差補正光学素子を提供する。【解決手段】板状になされた２つの光学素子３，４が貼り合わされた構造を有し、２つの光学素子３，４の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面となっている。【選択図】図１
2008165935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状になされた２つの光学素子が貼り合わされた構造を有し、
前記２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面である
ことを特徴とする色収差補正光学素子。
【請求項２】
前記回折面を残して前記２つの光学素子のいずれかの面が光を屈折させる屈折面である
ことを特徴とする請求項１記載の色収差補正光学素子。
【請求項３】
光源と、
前記光源からの光束を光学記録媒体上に集光させる集光光学系と、
前記光束の波長変動による前記光学記録媒体上の集光点の位置変動を防止する色収差補正光学素子と、
前記光学記録媒体からの前記光束の反射光を検出する検出手段と
を備え、
前記色収差補正光学素子は、板状になされた２つの光学素子が貼り合わされた構造を有し、前記２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面である
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ピックアップ装置等において光源からの光束の波長変動により生ずる色収差を補正する色収差補正光学素子及びこのような色収差補正光学素子を有する光学ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光束を対物レンズを含む集光光学系によって「ＤＶＤ」（デジタルバーサタイルディスク：商標名）等の光学記録媒体上に集光させる光学ピックアップ装置においては、記録密度を高めるため、光源の発光波長の短波長化及び対物レンズの高ＮＡ（高開口数）化が進められている。具体的には、光源として発光波長４００ｎｍ程度の青色レーザを用い、対物レンズとして、ＮＡ０．８５の単レンズを用いた光学ピックアップ装置が提案されている。この光学ピックアップ装置を用いることにより、次世代「ＤＶＤ」には、２５ＧＢ程度の情報が記録できるようになっている。
【０００３】
このように、光源の発光波長の短波長化及び対物レンズの高ＮＡ化が実現されると、光源の発光波長の変動による対物レンズにおける軸上色収差の影響、すなわち、焦点位置の移動が問題となる。
【０００４】
青色レーザは、光学記録媒体への記録時のハイパワー駆動時には、モードホッピング現象と呼ばれる数ｎｍ程度の発光波長の変動を起こし易い。光学記録媒体への記録時にモードホッピング現象が生ずると、光学記録媒体における記録パターン精度が悪化する場合がある。
【０００５】
このようなモードホッピング現象の影響を回避するために、特許文献１には、回折レンズと屈折レンズとを組み合わせた収差補正光学素子を用いることが記載されている。回折レンズと屈折レンズは、アッベ数（波長に対する屈折率の変化）の符号の向きが反対であり、波長変動に対するパワーの絶対値の変化の方向が互いに逆極性になるので、互いに逆のパワーを有する回折レンズと屈折レンズとを組み合わせることにより、軸上色収差を改善することができる。
【０００６】
また、特許文献１に記載された技術と同様の原理を用いた色収差補正素子が特許文献２に記載されている。この色収差補正素子においては、図１８に示すように、図示しない半導体レーザからの光束がコリメータレンズによって略平行光束となされた光束１０１が入射される。光束１０１は、色収差補正素子１０２を透過し、対物レンズ１０５に入射され、この対物レンズ１０５により、光学記録媒体１０６上に集光されて光スポットを形成する。
【０００７】
色収差補正素子１０２は、一方の面（入射面）が、図１９に示すように、同心円状の凸型フレネルレンズ状回折構造が形成された回折面１０３となされており、他方の面（射出面）が、図１８に示すように、凹面となされた屈折面１０４となされている。前述したように、回折面１０３と屈折面１０４とは、アッベ数（波長に対する屈折率の変化）の符号の向きが反対であるため、これら回折面１０３と屈折面１０４とを組み合わせることにより、軸上色収差を補正することができる。なお、半導体レーザの発光波長が４０５ｎｍである場合には、回折面１０３におけるフレネルの最小輪帯ピッチは、１次回折構造を採用した場合において、６．９μｍとなる。また、屈折面１０４は、球面、または、非球面形状に形成される。
【０００８】
特許文献２には、このような色収差補正素子は、合成樹脂による成型品として、射出成型金型によって構成できることが記載されている。射出成型金型において、６．９μｍといった微小な最小輪帯ピッチを有するフレネル構造の加工を行うには、電子ビーム描画装置を使用する。あるいは、屈折面１０３の構造をｎ次の回折構造とすれば、輪帯ピッチをｎ倍に拡大することができ、ダイヤモンドバイトによる切削加工によって形成することもできる。さらに、複数の色収差補正素子を用いて回折面１０３をｍ面用いることとし、回折効果をこれら各回折面１０３に分担させることにより、輪帯ピッチをｍ倍に拡大することができ、切削加工が容易となる。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３７８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７１９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述のような色収差補正素子において、数ミクロン（μｍ）といった微小な輪帯ピッチを持つ回折面１０３は、色収差補正素子１０２の表面に外方に臨んで形成されているため、光学ピックアップ装置の組立て作業や搬送等の取扱いにおいて、極めて破損し易く、取扱いが非常に困難である。
【００１１】
例えば、この色収差補正素子１０２の回折面１０３は、手で触れただけで、破損してしまったり、または、汚れが回折面１０３の輪帯を埋めてしまうため、透過率が悪化してしまう。
【００１２】
そのため、このような色収差補正光学素子を用いた光学系の組立てにおいては、細心の注意が必要であり、回折面１０３に触れることがないように、特別な工程を設ける必要があり、組立工程の煩雑化や、製品のコストアップの要因となっている。
【００１３】
また、特許文献２に記載されているように、回折面１０３の１次回折構造の微細パターンの形成に電子ビーム露光装置を使用する場合には、電子ビーム露光装置が高価であるうえに、描画スピードが遅いため、色収差補正光学素子の生産性の低下及びコストアップの要因となる。
【００１４】
また、屈折面１０３の構造をｎ次の回折構造とするとともに、回折面１０３をｍ面用いることにより、輪帯ピッチをｎ×ｍ倍に拡大した場合には、加工すべき面の数が増大するため、色収差補正光学素子のコストアップが招来されることとなる。
【００１５】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、生産性の低下及びコストアップを招来することなく、光学ピックアップ装置の組立て作業や搬送等における取扱いが容易化され、光学ピックアップ装置等の製品の組立工程の容易化及びコストダウンを図ることができる色収差補正光学素子を提供することを目的とする。また、本発明は、このような色収差補正光学素子を用いることにより、組立工程の容易化及びコストダウンが図られた光学ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る色収差補正光学素子は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００１７】
〔構成１〕
板状になされた２つの光学素子が貼り合わされた構造を有し、２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面であることを特徴とするものである。
【００１８】
〔構成２〕
構成１を有する色収差補正光学素子において、回折面を残して２つの光学素子のいずれかの面が光を屈折させる屈折面であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、以下の構成を有するものである。
【００２０】
〔構成３〕
光源と、この光源からの光束を光学記録媒体上に集光させる集光光学系と、光束の波長変動による光学記録媒体上の集光点の位置変動を防止する色収差補正光学素子と、光学記録媒体からの光束の反射光を検出する検出手段とを備え、色収差補正光学素子は、板状になされた２つの光学素子が貼り合わされた構造を有し、２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
構成１を有する本発明に係る色収差補正光学素子においては、２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面であるので、破壊しやすい微細な回折面が素子内部に内包されており、素子外面は、屈折面、または、平面で構成されている。
【００２２】
したがって、この色収差補正光学素子においては、回折面の破壊や汚れの虞れがなく、通常のレンズと同様に取り扱うことが可能となる。すなわち、この色収差補正光学素子を用いた光学系の組立てにおいては、回折面に触れないようにするための特別な工程を設ける必要がなく、組立工程を容易化することができ、製品の生産性の向上及びコストダウンを図ることができる。
【００２３】
構成２を有する本発明に係る色収差補正光学素子においては、回折面を残して２つの光学素子のいずれかの面が光を屈折させる屈折面であるので、良好に色修正の補正を行うことができる。
【００２４】
また、構成３を有する本発明に係る光学ピックアップ装置においては、色収差補正光学素子は、２つの光学素子の互いに対向する対向面のいずれか一方、あるいは、両方が、光を回折させる回折面であるので、通常のレンズと同様に取り扱っても回折面の破壊や汚れの虞れがなく、回折面に触れないようにするための特別な工程を設ける必要がなく、組立工程が容易化されており、生産性の向上及びコストダウンを図ることができる。
【００２５】
すなわち、本発明は、生産性の低下及びコストアップを招来することなく、光学ピックアップ装置の組立て作業や搬送等における取扱いが容易化され、光学ピックアップ装置等の製品の組立工程の容易化及びコストダウンを図ることができる色収差補正光学素子を提供することができるものである。また、本発明は、このような色収差補正光学素子を用いることにより、組立工程の容易化及びコストダウンが図られた光学ピックアップ装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る色収差補正光学素子の最良の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
〔色収差補正光学素子の第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係る色収差補正光学素子の構成を示す断面図である。
【００２８】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１に示すように、互いに逆のパワーを有し波長変動に対するパワーの絶対値の変化の方向が互いに逆極性になっている屈折面１及び回折面２を有する色収差補正光学素子である。この実施の形態においては、屈折面１は負のパワーを有する凹面であり、回折面２は正のパワーを有している。また、これら屈折面１及び回折面２は、アッベ数（波長に対する屈折率の変化）の符号の向きが反対であり、波長変動に対するパワーの絶対値の変化の方向が互いに逆極性になるので、光学ピックアップ装置等の光学系に使用されることにより、光源の発光波長の変動による軸上色収差を改善することができる。
【００２９】
そして、この色収差補正光学素子は、それぞれが２つの面を有する第１の光学素子３及び第２の光学素子４が接合（貼り合わせ）され、４つの面１，２，５，６を有して構成されている。そして、回折面２は、第１及び第２の光学素子３，４が互いに対向する面のいずれか一方、あるいは、両方に形成されている。この実施の形態においては、回折面２は、第２の光学素子４の第１の光学素子３に対向する面に形成されている。
【００３０】
第１の光学素子３及び第２の光学素子４は、これら第１及び第２の光学素子３，４のいずれかに形成された接着剤溜まり７内に充填された接着剤８によって接合されている。なお、接着剤溜まり７が設けられていることにより、第１及び第２の光学素子３，４の接着時の接着剤８の塗布が容易となり、また、光学素子３，４の内方側ヘの接着剤８の染み出しが防止される。
【００３１】
図２は、本発明に係る色収差補正光学素子を構成する第２の光学素子の形状を示す断面図である。
【００３２】
第２の光学素子４は、図２に示すように、２つの面２，６を有しており、これらの面の一方が回折面２となっている。他方の面６は、平面、または、屈折面となされている。
【００３３】
図３は、本発明に係る色収差補正光学素子を構成する第１の光学素子の形状を示す断面図である。
【００３４】
第１の光学素子３は、図３に示すように、２つの面１，５を有しており、これらの面の一方が屈折面１となっている。他方の面５は、平面、または、屈折面となされている。この第１の光学素子３の屈折面１側の周囲部には、接着剤溜まり７となる凹部が形成されている。この接着剤溜まり７に適量の接着剤８を滴下し、屈折面１に第２の光学素子４の回折面２を対向させた状態で、各光学素子３，４を貼り合わせ、接着剤８を固化させることにより、図１に示すように、色収差補正光学素子が構成される。
【００３５】
この色収差補正光学素子においては、微細な構造を有し脆弱である回折面１が、各光学素子３，４の間に内包されているので、光学ピックアップ装置の光学系ヘの取り付け工程などにおいて、通常の光学素子と同様に取扱っても、回折面１が損傷を被ったり汚れたりすることがない。
【００３６】
なお、この色収差補正光学素子においては、表面反射による光の損失を防止するために、少なくともいずれかの面に光学反射防止膜を形成してもよい。第１及び第２の光学素子３，４の少なくとも一の面に反射防止膜をコーティングすることにより、素子表面での反射を防止し、光線の透過率を向上させることができる。
【００３７】
〔光学ピックアップ装置の実施の形態〕
前述した本発明に係る色収差補正光学素子を光学系に組み込むことにより、光源の発光波長の変動による影響が回避された光学ピックアップ装置を構成することができる。
【００３８】
すなわち、この光学ピックアップ装置は、レーザダイオードの如き光源と、この光源からの光束を光学記録媒体上に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、光学記録媒体からの光束の反射光を検出するフォトダイオードの如き検出手段とを備えて構成される。そして、この光学ピックアップ装置の光学系には、前述した色収差補正光学素子が設けられている。この色収差補正光学素子が設けられていることにより、この光学ピックアップ装置においては、光源の発光波長の変動による光学記録媒体上の集光点の位置変動が防止される。
【００３９】
〔色収差補正光学素子の製造方法について〕
本発明に係る色収差補正光学素子の第２の光学素子４に形成される回折面２は、例えば、多段型フレネルレンズ構造のレンズとして構成することができる。多段型フレネルレンズ構造の位相分布形状は、一般的に、以下の〔式１〕より求めることができる。
ｇ（ｘ）＝ａｘ２＋ｂｘ４＋ｃｘ６＋ｄｘ８＋ｅｘ１０    ・・・・・〔式１〕
【００４０】
ここで、位相分布ｇ（ｘ）は、素子半径ｘの関数であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは係数である。これらの係数は、光学ピックアップ装置の光学系において組合せる対物レンズの特性及び色収差補正光学素子の屈折面２の曲率半径を考慮して決定される。〔式１〕では、次数が１０次まで表示されているが、さらに高次の次数を用いてもよい。この〔式１〕は、レンズ一般の連続曲面の位相分布を表すものであり、位相分布を２πｄ（ｄは回折次数）で折り返すことにより、図１９に示したような、連続曲面のフレネルレンズ形状が得られる。
【００４１】
図４は、本発明に係る色収差補正光学素子における回折面をなす多段型フレネルレンズの形状を示す断面図である。
【００４２】
この実施の形態では、フレネルレンズの位相形状を、一般的な半導体製造工程で使用されるフォトリソグラフィによる段階的エッチングで作製するため、連続曲面構造を使用せず、図４に示すように、多段構造により連続曲面を近似した構造を採用している。図４には、１次回折構造の８段構造の位相分布を示している。この位相分布は、８段の階段状構造をとり、１段当たりの深さは、入射光の波長の位相差（１／８λ）に対応している。多段構造の１段あたりの深さは、一般的に、以下の〔式２〕より求めることができる。
ｓ＝（λｄ）／（ｎ−１）ｖ    ・・・・・〔式２〕
【００４３】
ここで、ｓは多段構造の１段あたりの深さ、λは光源の波長、ｄは回折次数であって１以上の整数、ｎはフレネルレンズの屈折率、ｖは段数である。この実施の形態では、１次回折構造で８段の回折格子を使用しているので、ｄは１、ｖは８、λを０．４０μｍ（４００ｎｍ）、ｎを１．４６とすると、１段あたりの深さは、０．１０９μｍとなる。
【００４４】
次に、フレネル構造の輪帯半径は、以下の〔式３〕により求めることができる。
ｇ（ｘ）＝２ｍπｄ＝０        ・・・・・〔式３〕
【００４５】
ここで、ｇ（ｘ）は〔式１〕で定義された関数、ｄは回折次数であって１以上の整数、ｍは１以上の整数であり、ｍを１から１づつｍまで増加し、〔式２〕がゼロとなる条件でｘの値を逆算することにより、輪帯ナンバー０番目からｍ−１番目までの輪帯半径ｘを求めることができる。
【００４６】
〔式３〕で求めた輪帯半径をＲ（ｍ−１）とすると、輪帯ピッチＲＰ（ｍ−１）は、以下の〔式４〕及び〔式５〕により求めることができる。
ＲＰ（ｍ−１）＝Ｒ（ｍ）−Ｒ（ｍ−１）（但しｍ≧２の場合）  ・・・・〔式４〕
ＲＰ（ｍ−１）＝Ｒ（ｍ−１）（但しｍ＝１の場合）            ・・・・〔式５〕
【００４７】
ここで、これら〔式４〕及び〔式５〕により求める輪帯半径及び輪帯ピッチについて、図４により説明する。輪帯半径Ｒ（０）は、フレネルレンズ中心部の輪帯半径を表す。Ｒ（１）、Ｒ（２）・・・Ｒ（ｍ−１）は、輪帯が１づつフレネルレンズ外周部に増加した場合の輪帯半径を示す。ＲＰ（０）はフレネルレンズ中心部の輪帯ピッチを表し、輪帯半径Ｒ（０）と等しい。ＲＰ（１）、ＲＰ（２）・・・ＲＰ（ｍ−１）は、輪帯ピッチが１づつフレネルレンズ外周部に増加した場合の輪帯ピッチを示す。
【００４８】
前述した〔式１〕，〔式３〕，〔式４〕及び〔式５〕から、フレネルレンズ輪帯半径及び輪帯ピッチが求まり、これらの位置データから、以下に説明する半導体製造工程において使用するマスクパターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３が作製可能となる。また、前述の〔式２〕により、以下に説明する基板エッチングにおけるエッチング深さを求めることができる。
【００４９】
図５は、本発明に係る色収差補正光学素子の回折面の製造方法を説明する工程図である。
【００５０】
次に、本発明に係る色収差補正光学素子の第２の光学素子４に形成される回折面２（多段型フレネルレンズ構造）の製造方法について、図５を用いて説明する。
【００５１】
光学基板１１上に８段構造の回折格子部を形成するには、まず、図５中の（ａ）に示すように、２段用のマスクパターンＭ１を用いて、図５中の（ｂ）に示すように、光学基板１１上にレジストを塗布した後、図５中の（ｃ）に示すように、マスクアライメント、露光、現像によりレジストパターンを形成し、図５中の（ｄ）に示すように、レジスト保護による基板エッチングを行い、図５中の（ｅ）に示すように、レジストを除去することにより、２段段構造の回折格子部を作製する。
【００５２】
ここで使用されるマスクパターンＭ１及び後述する工程で使用される各マスクパターンＭ２，Ｍ３は、透過率が０％の領域及び１００％の領域を有するマスクであり、レジスト現像時には、透過率０％の領域に対応するレジストはそのまま溶解せず、透過率１００％の領域に対応するレジストは、完全に溶解する。
【００５３】
そして、図５中の（ｆ）に示すように、４段用のマスクパターンＭ２を用いて、図５中の（ｇ）に示すように、２段段構造の回折格子部上にレジストを塗布した後、図５中の（ｈ）に示すように、マスクアライメント、露光、現像によりレジストパターンを形成し、図５中の（ｉ）に示すように、レジスト保護による基板エッチングを行い、図５中の（ｊ）に示すように、レジストを除去することにより、４段段構造の回折格子部を作製する。
【００５４】
さらに、図５中の（ｋ）に示すように、８段用のマスクパターンＭ３を用いて、図５中の（ｌ）に示すように、４段段構造の回折格子部上にレジストを塗布した後、図５中の（ｍ）に示すように、マスクアライメント、露光、現像によりレジストパターンを形成し、図５中の（ｎ）に示すように、レジスト保護による基板エッチングを行い、図５中の（ｏ）に示すように、レジストを除去することにより、８段段構造の回折格子部１１ｄが完成する。
【００５５】
このようにして、本発明に係る色収差補正光学素子を構成する回折面２の形状を作製することができる。
【００５６】
なお、この実施の形態においては、８段の段差をエッチングするにあたり、３枚のマスクパターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３を使用して、３回の露光及びエッチング工程を行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、７枚のマスクを使用して、７回の露光及びエッチングを行って、８段の段部を得るようにしてもよい。
【００５７】
図６は、ガラスウェハの形状を示す平面図である。
【００５８】
なお、以上の製作プロセスは、一般の半導体プロセスを利用しているため、光学基板１１としては、図６中の（ａ）に示すように、ガラスウェハを使用することが好ましい。このような光学基板１１の露光に際しては、一般的に、ステッパによるマスクパターンの繰り返し露光が行なわれ、図６中の（ａ）に示すように、多数の部品が１枚のガラスウェハ上に形成される。そして、エッチング終了後に、ダイシングマシーンにより、ｘ方向及びＹ方向に所定の等ピッチで切断することにより、図６中の（ｂ）に示すように、複数の第２の光学素子４を得ることができる。
【００５９】
このように、回折面２の形成において、高価な電子ビーム露光装置を用いずに、安価な光露光装置を用いたフォトリソグラフィ工程による多段型回折素子とすることにより、製造コストの低廉化を図ることができる。また、露光装置によるフォトリソグラフィ工程の使用により、ミクロン単位の輪帯ピッチを形成することが可能であるため、回折面を複数設けて回折ピッチを大きくする設計は不要となり、１つの回折面によって色収差補正光学素子を作成でき、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００６０】
図７は、本発明に係る色収差補正光学素子の屈折面の製造方法を説明する工程図である。
【００６１】
次に、本発明に係る色収差補正光学素子の第１の光学素子３に形成される屈折面（凹型屈折レンズ構造）１の製造方法について、図７を用いて説明する。
【００６２】
屈折面１の作製には、図７中の（ａ）に示すように、グレイスケールマスクＭ５を用いる。グレイスケールマスクＭ５は、近年、微小光学素子作製プロセスに使用されているマスクであり、光透過部の透過率に分布を有しているマスクである。このグレイスケールマスクＭ５は、透過率分布を有するので、マスクを透過した露光光は、図７中の（ｂ）に示すように、強度分布を持つ。このように強度分布を有する露光光をレジスト面に露光すると、図７中の（ｃ）に示すように、強度分布に応じた潜像がレジスト中に形成される。
【００６３】
これは、レジスト現像時のレジスト溶解速度に起因するもので、露光光の強度が強い部分のレジストは現像中に現像液に対して早く溶解し、露光光の強度が弱い部分のレジストは現像中に現像液に対して遅く溶解するため、現像終了時に一部が現像されずに残膜として残ることによる。
【００６４】
グレイスケールマスクＭ５における透過率とレジスト残膜の厚みとの関係を、屈折面１に形成する球面、または、非球面データの深さデータと対応させて、予めデータとして登録しておくことにより、グレイスケールマスクＭ５の透過率を調整して、所望の球面、または、非球面に対応する残膜を得ることが可能となる。現像した後のレジスト残膜は、図７中の（ｄ）に示すように、屈折面１に形成する球面、または、非球面の形状に対応したものとなる。
【００６５】
そして、ドライエッチング工程でエッチングすると、レジストの膜減りとともに、レジストパターンが光学基板に転写され、図７中の（ｅ）に示すように、球面、または、非球面の形状が形成される。最後に、レジスト残りを剥離し、図７中の（ｆ）に示すように、光学基板ヘの球面、または、非球面の屈折面１のエッチングによる形成が完了する。
【００６６】
以上の製作プロセスは、第２の光学素子４の作製で説明したように、一般の半導体プロセスを利用しているため、光学基板としては、図６中の（ａ）に示すように、ガラスウェハを使用することが好ましく、エッチング終了後に、ダイシングマシーンにより、ｘ方向及びＹ方向に所定の等ピッチで切断することにより、図６中の（ｂ）に示すように、複数の第１の光学素子３を得ることができる。
【００６７】
このように、平坦なガラス板にグレイスケールマスクを用いたフォトリソグラフィ工程によって連続曲面をエッチングし、屈折面１を形成することにより、第１の光学素子３と第２の光学素子４とを、同じフォトリソグラフィ工程において製作することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００６８】
なお、第１の光学素子３に設けられた接着剤溜まり７は、屈折面１の形成時に、接着剤溜まり形成用マスクパターンによって露光することにより、屈折面と同時に作製可能である。この実施の形態では、接着剤溜まり７は、第１の光学素子３の四隅部分に設けているが、この場所に限定されるものでなく、第１の光学素子３の屈折面１以外の場所であれば、いずれの場所に設けても構わない。
【００６９】
図８は、本発明に係る色収差補正光学素子の第１及び第２の光学素子の貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【００７０】
次に、本発明に係る色収差補正光学素子を構成する第１の光学素子３と第２の光学素子４との貼り合わせ工程について、図８を用いて説明する。
【００７１】
この貼り合わせ工程は、第１の光学素子３の位置決め、第１の光学素子３ヘのＵＶ（紫外線）硬化型接着剤８の滴下、第２の光学素子４の貼り合わせ、第２の光学素子４の位置決め、第１及び第２の光学素子３，４の押圧、ＵＶ光の照射による接着剤の硬化という工程により行う。
【００７２】
まず、図８中の（ａ）に示すように、第１の光学素子３と第２の光学素子４との位置合わせ装置１２を用いて、図８中の（ｂ）に示すように、位置合わせ装置１２の平面基準面１３上に、第１の光学素子３を置く。そして、この第１の光学素子３の側面を、平面基準面１３から垂直に立ち上がったＹ方向端面基準面１４及び平面基準面１３から垂直に立ち上がったＸ方向端面基準面１５に押し付ける。このとき、第１の光学素子３は、図示しない送りねじにより駆動される押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５にそれぞれ押し付けられるようにする。
【００７３】
次に、接着剤溜まり７に、図示しないディスペンサーにより、ＵＶ硬化型接着剤を適量滴下する。
【００７４】
そして、図８中の（ｃ）に示すように、第２の光学素子４を、回折面２を第１の光学素子３の屈折面１に向けて、第１の光学素子３上に載せる。このとき、第２の光学素子４は、第１の光学素子３に対して位置ずれを起こした状態で対向しているので、この第２の光学素子４についても、押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５にそれぞれ押し付けるとよい。
【００７５】
このようにして、図８中の（ｄ）に示すように、第１及び第２の光学素子３，４は、それぞれ押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５に押し付けられ、位置決めされる。さらに、図示しない送りねじにより駆動される押圧ピン１８により、第２の光学素子４を第１の光学素子３に対して押圧する。
【００７６】
そして、図示しないＵＶ光源によるＵＶ照射を所定の時間に亘って行い、ＵＶ硬化型接着剤８を硬化させることにより、第１及び第２の光学素子３，４の接合（貼合わせ）が完了する。ＵＶ硬化型接着剤８の硬化後に、貼り合わせられた第１及び第２の光学素子３，４を位置合わせ装置１２から取り外すと、色収差補正光学素子が完成する。
【００７７】
なお、この実施の形態においては、押圧ピン１８は、第２の光学素子４の周辺部の４箇所を押圧するようにしているが、この場所に限定されるものでなく、任意の場所での押圧が可能である。
【００７８】
〔色収差補正光学素子の第２の実施の形態〕
前述した第１の実施の形態においては、色収差補正光学素子を構成する第１及び第２の光学素子３，４の双方をガラス製基板により作製し、エッチングにより、屈折面１及び回折面２を形成していた。エッチングにより作製される回折面２の形状は高精度であり、また、ガラス基板は、合成樹脂材料に比較して耐久性に優れるメリットがある。
【００７９】
しかし、第１及び第２の光学素子３，４を、金型を用いた合成樹脂材料による射出成型品とすれば、生産性のより一層の向上を図ることができる。
【００８０】
そこで、この第２の実施の形態は、色収差補正光学素子を構成する第１及び第２の光学素子３，４の少なくとも一方を、金型を用いた合成樹脂材料による射出成型品としたものである。特に、第２の光学素子４の回折面２を、射出成型により形成するようにすれば、生産性の著しい向上を図ることができる。
【００８１】
この実施の形態においては、まず、前述した第１の実施の形態と同様に、図５に示すように、一般的な半導体製造工程を使用して、第２の光学素子４を作製する。このとき、基板１１は、第１の実施の形態と同様にガラス基板としてもよいが、半導体製造工程で使用されるシリコン基板としてもよい。エッチングされたガラス基板、または、シリコン基板は、図６中の（ａ）に示すように、ウェハ上に複数が形成され、ダイシングマシーンにより切断されて、図６中の（ｂ）に示すように、個々の第２の光学素子４となる。そして、この実施の形態においては、この第２の光学素子４から、射出成型用金型を作製する。
【００８２】
図９は、本発明に係る色収差補正光学素子の第２の実施の形態において金型を製造している状態を示す断面図である。
【００８３】
射出成型用金型を作製するには、図９に示すように、ガラス、または、シリコンの基板（第２の光学素子）４上に形成された回折面２の上に、金等の導電性金属薄膜１９を真空蒸着などによって形成し、基板表面を導電性にする。この状態で、ニッケル電鋳といった一般的な電気鍍金方法により、導電性金属薄膜１９上にニッケル金属層２０を堆積させる。
【００８４】
ニッケル金属層２０が適度の厚みとなったならば鍍金を終了し、ニッケル金属層２０をガラス、または、シリコンの基板から剥離させ、これをスタンパとして、射出成型用金型の母材に取り付けることにより、金型が完成する。
【００８５】
同様に、第１の光学素子３についても、ニッケル電鋳工程により、射出成型用金型を作製することができる。なお、第１の光学素子３の屈折面は凹面であり、球面、または、非球面として構成されるので、切削加工により、この屈折面を成型するための金型を作製してもよい。
【００８６】
このようにして作製された金型を用いることにより、色収差補正光学素子を構成する第１及び第２の光学素子３，４を樹脂成型品として製造することができる。前述の第１の実施の形態においては、ガラス製の光学基板（ウェハ）をダイシングマシーンによって切断するため、各光学素子３，４の外形が四角形となるが、この実施の形態においては、各光学素子３，４の外形は自由に設定可能であり、円形や、その他の任意の形状とすることができる。
【００８７】
図１０は、本発明に係る色収差補正光学素子において、第１の光学素子と第２の光学素子とを嵌め合い構造とした場合を示す断面図である。
【００８８】
また、第１の光学素子３と第２の光学素子４とを嵌め合い構造とするため、例えば、図１０中の（ａ）に示すように、金型の設計により、第２の光学素子４において回折面２が段差部２１において突出した形状とし、図１０中の（ｂ）に示すように、第１の光学素子３において屈折面１の周囲部分が段差部２２において突出した形状とすることができる。この場合には、図１０中の（ｃ）に示すように、これら第１及び第２の光学素子３，４の段差２１，２２同士を互いに嵌め合わせることにより、これら第１及び第２の光学素子３，４間の位置合わせ及び一体化が可能となる。この構成においては、前述したような、位置合わせ装置１２による位置合わせ及び貼り合わせの工程は不要である。
【００８９】
また、第１及び第２の光学素子３，４のいずれか一方がガラス製で、他方が合成樹脂製（射出成型品）である場合には、ガラス製の光学素子の外形を正方形とし、合成樹脂製の光学素子の外形を円形として、これら正方形の一辺と円形の直径とが等しくなるように設計することにより、図８に示した位置合わせ装置１２を使用して、外形を基準として位置決めし、貼り合わせることが可能である。
【００９０】
図１１は、本発明に係る色収差補正光学素子において、第１及び第２の光学素子の一方がガラス製で他方が合成樹脂製である場合の各光学素子の形状を示す平面図である。
【００９１】
すなわち、図１１中の（ａ）に示すように、合成樹脂材料により射出成型により製造された第２の光学素子４の外形が直径ｄの円形であり、図１１中の（ｂ）に示すように、半導体製造工程のガラスエッチングにより製造された第１の光学素子３の外形が１辺ｓの正方形であるとすると、直径ｄと一辺ｓとを等しく設計製造することにより、これら光学素子３，４は、位置合わせ装置１２を使用して、外形を基準として位置決めして貼り合わせることが可能である。
【００９２】
図１２は、本発明に係る色収差補正光学素子において、第１及び第２の光学素子の一方がガラス製で他方が合成樹脂製である場合の貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【００９３】
このような、一方がガラス製で他方が合成樹脂製である第１及び第２の光学素子３，４を貼り合わせるには、図１２中の（ａ）に示すように、位置合わせ装置１２を用いて、図１２中の（ｂ）に示すように、ガラスエッチングにより製造された第１の光学素子３を位置合わせ装置１２の平面基準面１３上に置く。そして、この第１の光学素子３の側面を、平面基準面１３から垂直に立ち上がったＹ方向端面基準面１４及び平面基準面１３から垂直に立ち上がったＸ方向端面基準面１５に押し付ける。このとき、第１の光学素子３は、図示しない送りねじにより駆動される押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５にそれぞれ押し付けられるようにする。
【００９４】
次に、接着剤溜まり７に、図示しないディスペンサーにより、ＵＶ硬化型接着剤を適量滴下する。
【００９５】
そして、図１２中の（ｃ）に示すように、第２の光学素子４を、回折面２を第１の光学素子３の屈折面１に向けて、第１の光学素子３上に載せる。このとき、第２の光学素子４は、第１の光学素子３に対して位置ずれを起こした状態で対向しているので、この第２の光学素子４についても、押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５にそれぞれ押し付けるとよい。
【００９６】
このようにして、図１２中の（ｄ）に示すように、第１及び第２の光学素子３，４は、それぞれ押し当てピン１６，１７により、Ｙ方向端面基準面１４及びＸ方向端面基準面１５に押し付けられ、位置決めされる。さらに、図示しない送りねじにより駆動される押圧ピン１８により、第２の光学素子４を第１の光学素子３に対して押圧する。
【００９７】
そして、図示しないＵＶ光源によるＵＶ照射を所定の時間に亘って行い、ＵＶ硬化型接着剤８を硬化させることにより、第１及び第２の光学素子３，４の接合（貼合わせ）が完了する。ＵＶ硬化型接着剤８の硬化後に、貼り合わせられた第１及び第２の光学素子３，４を位置合わせ装置１２から取り外すと、色収差補正光学素子が完成する。
【００９８】
〔色収差補正光学素子の第３の実施の形態〕
図１３は、本発明に係る色収差補正光学素子の第３の実施の形態における構成を示す断面図である。
【００９９】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１３に示すように、屈折面１を、第２の光学素子４における回折面２の反対側の面、すなわち、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面に設けて構成してもよい。この場合には、第１の光学素子３は、両面ともが平面として形成される。
【０１００】
他の構成及び製造方法については、前述した各実施の形態におけるものと同様である。
【０１０１】
〔色収差補正光学素子の第４の実施の形態〕
図１４は、本発明に係る色収差補正光学素子の第４の実施の形態における構成を示す断面図である。
【０１０２】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１４に示すように、屈折面１を、第１の光学素子３において、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面に設けて構成してもよい。他の構成及び製造方法については、前述した各実施の形態におけるものと同様である。
【０１０３】
〔色収差補正光学素子の第５の実施の形態〕
図１５は、本発明に係る色収差補正光学素子の第５の実施の形態における構成を示す断面図である。
【０１０４】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１５に示すように、屈折面１を、第２の光学素子４における回折面２の反対側の面、すなわち、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面と、第１の光学素子３において、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面との両方に設けて構成してもよい。
【０１０５】
他の構成及び製造方法については、前述した各実施の形態におけるものと同様である。
【０１０６】
〔色収差補正光学素子の第６の実施の形態〕
図１６は、本発明に係る色収差補正光学素子の第６の実施の形態における構成を示す断面図である。
【０１０７】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１６に示すように、回折面２を、第１及び第２の光学素子３，４の互いに対向する面の両方に設けて構成してもよい。この場合には、屈折面１は、第１及び第２の光学素子３，４のいずれか一方において、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面に設けることができる。
【０１０８】
他の構成及び製造方法については、前述した各実施の形態におけるものと同様である。
【０１０９】
〔色収差補正光学素子の第７の実施の形態〕
図１７は、本発明に係る色収差補正光学素子の第７の実施の形態における構成を示す断面図である。
【０１１０】
本発明に係る色収差補正光学素子は、図１７に示すように、回折面２を、第１及び第２の光学素子３，４の互いに対向する面の両方に設けて構成してもよい。この場合には、屈折面１は、第１及び第２の光学素子３，４の両方において、各光学素子３，４が接合された状態における外面となる面のそれぞれに設けることができる。
【０１１１】
他の構成及び製造方法については、前述した各実施の形態におけるものと同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る色収差補正光学素子の構成を示す断面図である。
【図２】前記色収差補正光学素子を構成する第２の光学素子の形状を示す断面図である。
【図３】前記色収差補正光学素子を構成する第１の光学素子の形状を示す断面図である。
【図４】前記色収差補正光学素子における回折面をなす多段型フレネルレンズの形状を示す断面図である。
【図５】前記色収差補正光学素子の回折面の製造方法を説明する工程図である。
【図６】ガラスウェハの形状を示す平面図である。
【図７】前記色収差補正光学素子の屈折面の製造方法を説明する工程図である。
【図８】前記色収差補正光学素子の第１及び第２の光学素子の貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図９】本発明に係る色収差補正光学素子の第２の実施の形態において金型を製造している状態を示す断面図である。
【図１０】前記色収差補正光学素子において、第１の光学素子と第２の光学素子とを嵌め合い構造とした場合を示す断面図である。
【図１１】前記色収差補正光学素子において、第１及び第２の光学素子の一方がガラス製で他方が合成樹脂製である場合の各光学素子の形状を示す平面図である。
【図１２】前記色収差補正光学素子において、第１及び第２の光学素子の一方がガラス製で他方が合成樹脂製である場合の貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図１３】本発明に係る色収差補正光学素子の第３の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る色収差補正光学素子の第４の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る色収差補正光学素子の第５の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１６】本発明に係る色収差補正光学素子の第６の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１７】本発明に係る色収差補正光学素子の第７の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１８】従来型色収差補正光学素子と光学ピックアップ装置の光学系説明図である。
【図１９】従来型色収差補正光学素子のフレネル断面形状の説明図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  屈折面
２  回折面
３  第１の光学素子
４  第２の光学素子
【図１】
2008165935.tif 000003
【図２】
2008165935.tif 000004
【図３】
2008165935.tif 000005
【図４】
2008165935.tif 000006
【図５】
2008165935.tif 000007
【図６】
2008165935.tif 000008
【図７】
2008165935.tif 000009
【図８】
2008165935.tif 000010
【図９】
2008165935.tif 000011
【図１０】
2008165935.tif 000012
【図１１】
2008165935.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008165935.tif 000015
【図１４】
2008165935.tif 000016
【図１５】
2008165935.tif 000017
【図１６】
2008165935.tif 000018
【図１７】
2008165935.tif 000019
【図１８】
2008165935.tif 000020
【図１９】
2008165935.tif 000021