JP3469720B2 - Optical pickup device - Google Patents
Optical pickup deviceInfo
- Publication number
- JP3469720B2 JP3469720B2 JP21326396A JP21326396A JP3469720B2 JP 3469720 B2 JP3469720 B2 JP 3469720B2 JP 21326396 A JP21326396 A JP 21326396A JP 21326396 A JP21326396 A JP 21326396A JP 3469720 B2 JP3469720 B2 JP 3469720B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- pickup device
- prism
- optical pickup
- stamper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Head (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は,オーディオ用CD
装置やコンピュータ用のCD−ROMドライブ装置およ
びDVD装置に利用され,特に,回折格子を用いたホロ
グラム光学素子の空気層を傾斜させることにより,光学
素子の波面収差を低減する光ピックアップ装置に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an audio CD.
The present invention relates to an optical pickup device which is used for a CD-ROM drive device and a DVD device for a device and a computer, and particularly to reduce a wavefront aberration of an optical element by inclining an air layer of a hologram optical element using a diffraction grating.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の光ピックアップ装置の構成を図6
に示す。この光ピックアップ装置は,PD(フォトディ
テクタ)付きのLD(レーザダイオード)601と,回
折格子が施されたホログラム光学素子602と,コリメ
ートレンズ603と,アクチュエータに付いた対物レン
ズ604とから構成されている。なお,605は光ディ
スクである。2. Description of the Related Art The structure of a conventional optical pickup device is shown in FIG.
Shown in. This optical pickup device includes an LD (laser diode) 601 with a PD (photodetector), a hologram optical element 602 provided with a diffraction grating, a collimator lens 603, and an objective lens 604 attached to an actuator. . Reference numeral 605 is an optical disk.
【0003】また,ホログラム光学素子602は,4分
の1波長板606と,2つのプリズム607〜608
と,両面に回折格子が施された平行平板609とにより
構成されている。The hologram optical element 602 includes a quarter-wave plate 606 and two prisms 607 to 608.
And a parallel plate 609 having diffraction gratings on both sides.
【0004】回折格子は,たとえばLD側に等ピッチの
回折格子が施され,光ディスク605側に複数個の格子
ピッチや格子の方向の異なる格子領域が存在している。As the diffraction grating, for example, a diffraction grating having an equal pitch is provided on the LD side, and a plurality of grating areas having different grating pitches and grating directions are present on the optical disk 605 side.
【0005】次に,以上のように構成された光ピックア
ップ装置の動作について説明する。LD601から出射
された光は,ホログラム光学素子602に入射し、ホロ
グラム光学素子602を構成要素の一つである、両面に
回折格子が形成された平行平板609で回折格子に入射
する。この回折格子が偏光依存性の回折格子であれば,
光利用効率が高くなる。入射光は,4分の1波長板60
6により円偏光になり,さらにコリメートレンズ603
で平行光となって,対物レンズ604により光ディスク
605に集光される。Next, the operation of the optical pickup device configured as described above will be described. The light emitted from the LD 601 is incident on the hologram optical element 602, and is incident on the diffraction grating by a parallel plate 609 having diffraction gratings formed on both sides, which is one of the constituent elements of the hologram optical element 602. If this diffraction grating is a polarization-dependent diffraction grating,
The light utilization efficiency is increased. Incident light is a quarter-wave plate 60
Circularly polarized light by 6 and collimator lens 603
Then, it becomes parallel light and is condensed on the optical disk 605 by the objective lens 604.
【0006】光ディスク605からの反射光は,対物レ
ンズ604,コリメートレンズ603を経て戻り,4分
の1波長板606により元のLD光の偏光方向とは90
°回転した偏光方向,つまり,元の偏光方向とは直交し
た偏光方向となる。さらに,この反射光は,回折格子で
回折され,それぞれの回折光は各PDに入射する。The reflected light from the optical disk 605 returns via the objective lens 604 and the collimator lens 603, and is 90 ° with respect to the polarization direction of the original LD light by the quarter-wave plate 606.
The polarization direction is rotated, that is, the polarization direction is orthogonal to the original polarization direction. Further, this reflected light is diffracted by the diffraction grating, and each diffracted light enters each PD.
【0007】また,光ディスク605側の回折格子は図
7に示すように,LD光の約半分がLD出射後の偏光方
向に垂直な格子方向をもつ回折格子(領域1)に,LD
光の4分の1は偏光方向に対し垂直からわずかに傾く格
子方向をもつ回折格子(領域2)に,残りの4分の1は
反対側に傾く格子方向をもつ回折格子(領域3)に入射
する。Further, as shown in FIG. 7, the diffraction grating on the side of the optical disk 605 has about half of the LD light in the diffraction grating (region 1) having a grating direction perpendicular to the polarization direction after the LD emission.
One quarter of the light goes to the diffraction grating (region 2) which has a grating direction slightly tilted from the direction perpendicular to the polarization direction, and the remaining one quarter to the diffraction grating (region 3) which has a grating direction tilted to the opposite side. Incident.
【0008】一方,LD側の回折格子は,その格子方向
はディスク側の領域1の格子方向とは平行であって,平
行平板の一部領域に施されている。この回折格子は,復
路の光を2度目の回折をさせることにより,波長変動に
よる復路の光路の位置変動を抑える機能をもっている。On the other hand, the diffraction grating on the LD side is parallel to the grating direction of the area 1 on the disk side, and is applied to a partial area of the parallel plate. This diffraction grating has a function of suppressing the position fluctuation of the returning optical path due to the wavelength fluctuation by diffracting the returning light for the second time.
【0009】また,PDは図8に示すように4分割で構
成されている。領域1からの回折光は中央の2分割PD
(2)の中央の分割付近に入射する。この2分割PDの
差分信号を見ることにより,光ディスクへのフォーカス
信号を得ることができる。このフォーカシングはナイフ
エッジ法と呼ばれる方法を利用している。The PD is divided into four as shown in FIG. Diffracted light from area 1 is divided into two PDs in the center.
It is incident near the center division of (2). By looking at the difference signal of the two-divided PD, the focus signal for the optical disc can be obtained. This focusing utilizes a method called knife edge method.
【0010】一方,回折格子の領域2および領域3から
の回折光は,PD(1),(3)に入射され,プッシュ
プル法によるトラッキング信号を得ることができる。On the other hand, the diffracted light from the regions 2 and 3 of the diffraction grating is incident on PDs (1) and (3), and a tracking signal by the push-pull method can be obtained.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記に示されるような
従来の光ピックアップ装置は,ホログラム光学素子が2
つのプリズムで平行平板を挟む構造であるので,素子の
波面収差(特に非点収差)を低減させている。しかしな
がら,図7に示すようにホログラム光学素子が発散光路
中に配置されているため,斜めに配置した平板のみでは
非点収差が発生するという問題点があった。In the conventional optical pickup device as described above, the hologram optical element has two elements.
Since the parallel plate is sandwiched by two prisms, the wavefront aberration (especially astigmatism) of the element is reduced. However, as shown in FIG. 7, since the hologram optical element is arranged in the divergent optical path, there is a problem that astigmatism occurs only with the obliquely arranged flat plate.
【0012】また,回折格子部分はプリズムの斜面に直
接触れることがないように,奥まったところに位置す
る。これは空気と回折格子部分との屈折率差を利用する
ためである。すなわち,この空気層はホログラム光学素
子の機能上において必須である。しかし,ホログラム光
学素子の作製時に,上記空気層が厚くなったり,あるい
は空気層が(特にプリズムの斜面と、プリズムの斜面に
対向する平行平板の面が平行になった状態から、図1に
示すθ(+)の矢印側に)に傾くと波面収差が大きくな
るという問題点があった。Further, the diffraction grating portion is located at a recessed portion so as not to directly touch the inclined surface of the prism. This is because the difference in refractive index between air and the diffraction grating portion is used. That is, this air layer is essential for the function of the hologram optical element. However, when the hologram optical element is manufactured, the air layer becomes thicker, or the air layer (especially from the state in which the plane of the prism and the plane of the parallel plate facing the plane of the prism are parallel to each other is shown in FIG. There is a problem that the wavefront aberration becomes large when it is tilted toward θ (+) to the arrow side.
【0013】本発明は,上記に鑑みてなされたものであ
って,回折格子を用いた光ピックアップ装置を含む光学
素子の波面収差を小さくすることを第1の目的とする。The present invention has been made in view of the above, and a first object thereof is to reduce the wavefront aberration of an optical element including an optical pickup device using a diffraction grating.
【0014】また,回折格子を用いた光ピックアップ装
置で回折格子を含む光学素子の波面収差を小さくし,さ
らに二光束干渉法によって容易に回折格子を作製可能に
することを第2の目的とする。A second object of the present invention is to reduce the wavefront aberration of the optical element including the diffraction grating in the optical pickup device using the diffraction grating and to make the diffraction grating easily by the two-beam interference method. .
【0015】また,原盤を露光するときに特別な方法を
とることなく,回折格子を用いた光ピックアップ装置で
回折格子を含む光学素子の波面収差を小さくすることを
第3の目的とする。A third object is to reduce the wavefront aberration of the optical element including the diffraction grating in the optical pickup device using the diffraction grating without taking a special method when exposing the master.
【0016】また,原盤を露光するときに特別な方法を
とることなく,回折格子を用いた光ピックアップ装置で
回折格子を含む光学素子の波面収差を小さくし,さらに
二光束干渉法によって容易に回折格子を作製可能にする
ことを第4の目的とする。Further, without taking a special method when exposing the master, the wavefront aberration of the optical element including the diffraction grating is reduced by the optical pickup device using the diffraction grating, and the diffraction is facilitated by the two-beam interference method. A fourth objective is to be able to fabricate a grating.
【0017】[0017]
【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装置は,レーザダ
イオードから出射される出射光が透過する第1のプリズ
ムと、前記第1のプリズムを透過した出射光が透過する
第2のプリズムと,前記第1のプリズムと第2のプリズ
ムとの斜面間の前記透過する出射光の光路中に、回折格
子を有し前記回折格子を有する面を前記斜面と所定の傾
斜角を有して対向して配設されて、前記第1のプリズム
および第2のプリズムの傾斜面と前記回折格子を有する
面との間に所定の1対のくさび形空気層を形成する平行
平板と,を備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, an optical pickup device according to a first aspect of the present invention includes a first prism through which emitted light emitted from a laser diode passes, and the first prism. A second prism through which the outgoing light that has passed through is transmitted, and a surface having the diffraction grating in the optical path of the outgoing light that passes through between the slopes of the first prism and the second prism. Are disposed so as to face the inclined surface with a predetermined inclination angle, and a predetermined pair of wedges are provided between the inclined surfaces of the first prism and the second prism and the surface having the diffraction grating. A parallel flat plate forming an air layer.
【0018】すなわち,第1および第2のプリズムを透
過するレーザダイオードからの出射光の光路中に、回折
格子を有する平行平板を該回折格子が施された面を第1
および第2のプリズムの斜面に所定の傾斜角を有して非
平行に対向させて配設することにより,ホログラム光学
素子の空気層が所定の方向に傾くので,1対のくさび形
空気層によってホログラム光学素子の波面収差が低減さ
れる。That is, in the optical path of the light emitted from the laser diode that passes through the first and second prisms, a parallel plate having a diffraction grating is used as the first surface with the diffraction grating.
Since the air layer of the hologram optical element is inclined in a predetermined direction by arranging the inclined surfaces of the second prism with a predetermined inclination angle so as to face each other in a non-parallel manner, a pair of wedge-shaped air layers are used. The wavefront aberration of the hologram optical element is reduced.
【0019】また,請求項2に係る光ピックアップ装置
は,請求項1に記載の光ピックアップ装置において、前
記回折格子は,回折格子の領域以外に所定の凸部形状が
施された原盤からスタンパを作製し,前記スタンパから
前記平行平板に複製されたものであることを特徴とす
る。An optical pickup device according to a second aspect of the present invention is the optical pickup device according to the first aspect, wherein the diffraction grating has a stamper formed from a master having a predetermined convex portion shape other than the area of the diffraction grating. It is characterized by being manufactured and duplicated from the stamper to the parallel plate.
【0020】すなわち,原盤を露光する際に回折格子形
状部を、回折格子の領域以外に所定の凸部形状を残し
て,凸部形状を形成することにより,ホログラム光学素
子の空気層が所定の方向に傾くので,1対のくさび形空
気層によってホログラム光学素子の波面収差が低減され
る。That is, when the master is exposed to light, the diffraction grating shape portion is formed to have a predetermined convex portion shape other than the area of the diffraction grating so that the air layer of the hologram optical element has a predetermined shape. Since it tilts in the direction, the wavefront aberration of the hologram optical element is reduced by the pair of wedge-shaped air layers.
【0021】また、請求項3にかかる光ピックアップ装
置は、請求項1に記載の光ピックアップ装置において,
前記回折格子は,レジストを塗布した基板に二光束干渉
法で前記回折格子を作製し,前記レジスト回折格子と所
定領域とを遮蔽するマスクを用いて一様露光することに
よりレジスト面上に突起状箇所を残したレジスト基板を
用い,前記レジスト基板にスパッタ処理と電鋳処理と施
してレジスト基板を剥離して得たスタンパにより前記平
行平板に複製されたものであることを特徴とする。An optical pickup device according to a third aspect is the optical pickup device according to the first aspect,
The diffraction grating is formed in a protrusion shape on the resist surface by forming the diffraction grating on a substrate coated with a resist by a two-beam interference method and uniformly exposing the resist diffraction grating and a predetermined area using a mask. It is characterized in that the parallel plate is duplicated by a stamper obtained by peeling the resist substrate by performing a sputtering process and an electroforming process on the resist substrate using a resist substrate having a remaining portion.
【0022】すなわち,原盤を露光する際に回折格子形
状部を二光束干渉法で作製した後,マスクで回折格子部
を残して一様露光し,ホログラム光学素子の空気層が所
定の方向に傾くので,1対のくさび形空気層によってホ
ログラム光学素子の波面収差が低減される。That is, when the master is exposed, the diffraction grating shape portion is produced by the two-beam interference method, and then the mask is exposed uniformly, leaving the diffraction grating portion, and the air layer of the hologram optical element is inclined in a predetermined direction. Therefore, the wavefront aberration of the hologram optical element is reduced by the pair of wedge-shaped air layers.
【0023】また,請求項4に係る光ピックアップ装置
は,請求項1に記載の光ピックアップ装置において,前
記回折格子は,回折格子の領域以外の所定位置に溝状の
領域が施されたスタンパにより平行平板に複製されたも
のであることを特徴とする。An optical pickup device according to a fourth aspect is the optical pickup device according to the first aspect, wherein the diffraction grating is a stamper provided with a groove-shaped region at a predetermined position other than the region of the diffraction grating. It is characterized by being replicated on a parallel plate.
【0024】すなわち,スタンパを作製した後で回折格
子付近の所定位置に溝状加工を施すことにより,このス
タンパからの複製には凸部形状が存在するので,ホログ
ラム光学素子の空気層が所定の方向に傾くので,1対の
くさび形空気層によってホログラム光学素子の波面収差
が低減される。That is, by forming a stamper at a predetermined position in the vicinity of the diffraction grating after the stamper is manufactured, a convex shape is present in the copy from this stamper, so that the air layer of the hologram optical element has a predetermined shape. Since it tilts in the direction, the wavefront aberration of the hologram optical element is reduced by the pair of wedge-shaped air layers.
【0025】また,請求項5に係る光ピックアップ装置
は,請求項1に記載の光ピックアップ装置において,前
記回折格子は,レジストを塗布したガラス原盤に二光束
干渉法で前記回折格子を作製し,スパッタ処理および電
鋳処理後,前記ガラス原盤を剥離し,さらに回折格子付
近の所定位置の溝形状の加工を施したスタンパで複製さ
れたものであることを特徴とする。An optical pickup device according to a fifth aspect is the optical pickup device according to the first aspect, wherein the diffraction grating is produced by a two-beam interference method on a resist-coated glass master. After the sputter process and the electroforming process, the glass master is peeled off, and is duplicated with a stamper that is processed into a groove shape at a predetermined position near the diffraction grating.
【0026】すなわち,スタンパの所定位置に溝状加工
を施すことによって,ホログラム光学素子の空気層が所
定の方向に傾き,ホログラム光学素子の波面収差が低減
されると共に,回折格子は二光束干渉法で作製するの
で,容易に作製することが可能となる。That is, by forming a groove at a predetermined position of the stamper, the air layer of the hologram optical element is tilted in a predetermined direction, the wavefront aberration of the hologram optical element is reduced, and the diffraction grating uses the two-beam interference method. Since it is manufactured by, it can be easily manufactured.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下,本発明の光ピックアップ装
置について添付図面を参照し,〔実施の形態1〕,〔実
施の形態2〕,〔実施の形態3〕,〔実施の形態4〕の
順に詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An optical pickup device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, referring to [First Embodiment], [Second Embodiment], [Third Embodiment], and [Fourth Embodiment]. It will be described in detail in order.
【0028】〔実施の形態1〕
図1は,光ピックアップ装置のホログラム光学素子の構
成を示す説明図であり,101および102はプリズ
ム,103は回折格子が設けられている平行平板であ
る。[Embodiment 1] FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a hologram optical element of an optical pickup device. Reference numerals 101 and 102 are prisms, and 103 is a parallel plate provided with a diffraction grating.
【0029】平行平板103のほぼ中央付近に回折格子
が施されている場合,空気層を傾けるため,たとえばプ
リズム101〜102の鈍角側になる端部に凸部を形成
させる。この凸部形状は原盤の露光工程で形成すること
ができる。When a diffraction grating is provided near the center of the parallel plate 103, the air layer is inclined, so that a convex portion is formed at the obtuse angle side of the prisms 101 to 102, for example. This convex shape can be formed in the exposure process of the master.
【0030】たとえば,レジストを塗布したガラス基板
(レジスト原盤)に回折格子を作製する。この回折格子
の作製は,電子線描画でも二光束干渉でもいずれの方法
を用いてもよい。次に,回折格子の領域と一部領域とを
遮蔽するマスクを用いて均一に露光し,この一部領域が
凸部形状としてレジスト表面に残る。そして,このレジ
スト原盤からスタンパを作製する。For example, a diffraction grating is formed on a resist-coated glass substrate (resist master). The diffraction grating may be produced by either electron beam drawing or two-beam interference. Next, a mask that shields the diffraction grating region and a partial region is used to perform uniform exposure, and this partial region remains as a convex shape on the resist surface. Then, a stamper is produced from this resist master.
【0031】スタンパは原盤の表面形状を反転させた表
面形状となっている。したがって,スタンパには所定の
位置に凹部形状が存在する。このスタンパから平行平板
103に2P樹脂(フォトポリマー)などで複製する
と,2P樹脂の表面の一部に凸部形状が形成される。こ
の面にプリズム101〜102の斜面が押し当てられる
と回折格子の領域とプリズム斜面で形成される空気層が
所定の角度に傾くことになる。The stamper has a surface shape obtained by reversing the surface shape of the master. Therefore, the stamper has a concave shape at a predetermined position. When a 2P resin (photopolymer) or the like is duplicated from the stamper to the parallel plate 103, a convex shape is formed on a part of the surface of the 2P resin. When the slopes of the prisms 101 to 102 are pressed against this surface, the region of the diffraction grating and the air layer formed by the prism slopes are inclined at a predetermined angle.
【0032】一つの具体例として,平行平板103の長
さが5mmで,平行平板103のほぼ中央で回折格子が
周りから1.5μm奥まった位置に施され,凸部形状の
高さは3μmであるとする。このとき空気層の厚みが約
3μmで,その傾きは−2分となる。As one specific example, the length of the parallel plate 103 is 5 mm, the diffraction grating is provided at a position 1.5 μm deeper from the surroundings at approximately the center of the parallel plate 103, and the height of the convex portion is 3 μm. Suppose there is. At this time, the thickness of the air layer is about 3 μm, and the inclination is −2 minutes.
【0033】この空気層と波面収差との関係を図2に示
す。ここでθのプラス方向は図1における左回り方向を
表している。このとき波面収差は,図2から0.002
λとなって,空気層が平行となる場合の波面収差0.0
10λより小さくなる。FIG. 2 shows the relationship between the air layer and the wavefront aberration. Here, the plus direction of θ represents the counterclockwise direction in FIG. At this time, the wavefront aberration is 0.002 from FIG.
λ, and wavefront aberration when the air layers are parallel 0.0
It becomes smaller than 10λ.
【0034】〔実施の形態2〕
所定の位置と所定の領域とに回折格子を作製するための
マスクを用い,二光束干渉法でレジストを露光し,回折
格子を作製する。すべての回折格子の露光が終了する
と,回折格子領域と凸部形状として残すべき領域とを遮
光するマスクを用意する。この状態で均一に露光(一様
露光)することにより,結果的に凸部形状が形成され
る。[Embodiment 2] Using a mask for producing a diffraction grating at a predetermined position and a predetermined region, a resist is exposed by a two-beam interference method to produce a diffraction grating. After the exposure of all the diffraction gratings is completed, a mask that shields the diffraction grating area and the area to be left as the convex shape is prepared. By uniformly exposing (uniformly exposing) in this state, a convex shape is formed as a result.
【0035】これを,図3を用いて具体的に説明する。
まず,図3(a)において,レジスト300に回折格子
を作製するとき,回折格子作製用の回折格子の必要な面
積だけ透過させ,それ以外は遮蔽するマスク302を用
い,二光束干渉法によりガラス基板301に塗布したレ
ジスト表面から約4.5μm内部の位置に回折格子を作
製する。This will be specifically described with reference to FIG.
First, in FIG. 3A, when a diffraction grating is formed on the resist 300, a mask 302 that transmits only a necessary area of the diffraction grating for forming the diffraction grating and shields the other areas is used, and a glass is formed by a two-beam interference method. A diffraction grating is formed at a position within about 4.5 μm from the surface of the resist applied on the substrate 301.
【0036】複数種類の回折格子を露光するときには,
二光束干渉の条件やマスク302の位置を変えて露光す
る。次に,図3(b)において,凸部として残したい部
分と回折格子部分とを遮光するマスク303に取り替え
る。これに,ほぼ均一に光(一光束でよい)を照射し,
3μm程度堀り下げるための露光を行う。When exposing a plurality of types of diffraction gratings,
The exposure is performed by changing the condition of the two-beam interference and the position of the mask 302. Next, in FIG. 3B, the portion to be left as a convex portion and the diffraction grating portion are replaced with a mask 303 which shields light. It is irradiated with light (only one light beam is required) almost uniformly,
Exposure for digging down to about 3 μm is performed.
【0037】原盤の作製が終了すると,次に,図3
(c)において,この原盤をNiでスパッタ処理を行
う。さらに電鋳することによりNiの層を厚くさせる。
それから,たとえばアルミの板に接着剤を塗布し,Ni
面を接着させる。接着硬化後,ガラス基板301だけを
剥がすことによってスタンパ304が出来上がる。When the fabrication of the master is completed, next, as shown in FIG.
In (c), this master is sputtered with Ni. Further, the Ni layer is thickened by electroforming.
Then, for example, apply an adhesive to an aluminum plate and
Glue the faces together. After the adhesive is cured, the stamper 304 is completed by peeling off only the glass substrate 301.
【0038】スタンパ304の表面形状は,原盤の形状
を反転させたものとなる。このスタンパ304に2P樹
脂(フォトトリマー)を滴下し,この上にガラス基板を
置き,紫外線を照射し,ガラス基板を剥離する。The surface shape of the stamper 304 is the reverse of the shape of the master. 2P resin (photo trimmer) is dropped on the stamper 304, a glass substrate is placed on the stamper 304, and ultraviolet rays are irradiated to peel the glass substrate.
【0039】ガラス基板に転写された2P樹脂の表面形
状は,スタンパ304の表面形状を反転させたものとな
る。したがって,原盤の表面形状を複製したことにな
る。すなわち,2P表面の凸部は3μm程度であり,回
折格子は凸部から約4.5μm下に,また,凸部以外の
2P表面から約1.5μm下に位置する。そして,この
表面形状を有する面にプリズム101〜102の斜面が
押し当てられると,2P面の凸部と他方の辺が斜面に接
し,図1に示すような空気層を持った構成が得られる。The surface shape of the 2P resin transferred to the glass substrate is the surface shape of the stamper 304 inverted. Therefore, the surface shape of the master is duplicated. That is, the convex portion on the 2P surface is about 3 μm, and the diffraction grating is located about 4.5 μm below the convex portion and about 1.5 μm below the 2P surface other than the convex portion. When the slopes of the prisms 101 to 102 are pressed against the surface having this surface shape, the convex portion of the 2P surface and the other side are in contact with the slope, and a structure having an air layer as shown in FIG. 1 is obtained. .
【0040】2Pの基板の長さが5mmであれば空気層
の厚みは約3μmとなり,また,傾きは約−2分とな
る。このときの波面収差は図2より0.002λとなっ
て,空気層が平行となる場合の波面収差0.010λよ
り小さくなる。When the length of the 2P substrate is 5 mm, the thickness of the air layer is about 3 μm, and the inclination is about −2 minutes. The wavefront aberration at this time is 0.002λ from FIG. 2, which is smaller than the wavefront aberration of 0.010λ when the air layers are parallel.
【0041】厳密には,空気層によるホログラム光学素
子の波面収差が最小となるときの傾きは,空気層の厚み
にも影響を受ける。空気層が大きいほど波面収差が最小
値となるときの傾きは,マイナス側にシフトする。空気
層の厚みが3μmで,傾きが約−2分のとき波面収差が
最小となるが,これは一例にすぎず,必ずしも空気層が
3μmである必要はない。Strictly speaking, the inclination at which the wavefront aberration of the hologram optical element due to the air layer is minimized is also affected by the thickness of the air layer. The slope at which the wavefront aberration becomes the minimum value as the air layer becomes larger shifts to the negative side. When the thickness of the air layer is 3 μm and the inclination is about −2 minutes, the wavefront aberration becomes the minimum, but this is only an example, and the air layer does not necessarily have to be 3 μm.
【0042】図4は,上記のようにして作製し,構成さ
れたホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置の
構成を示す説明図である。この光ピックアップ装置は,
PD(フォトディテクタ)付きのLD(レーザダイオー
ド)401と,回折格子が施されたホログラム光学素子
402と,コリメートレンズ403と,対物レンズ40
4とから構成されている。なお,405は光ディスクで
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the structure of an optical pickup device using the hologram optical element manufactured and structured as described above. This optical pickup device
An LD (laser diode) 401 with a PD (photodetector), a hologram optical element 402 provided with a diffraction grating, a collimator lens 403, and an objective lens 40.
4 and. Reference numeral 405 is an optical disk.
【0043】また,ホログラム光学素子402は,4分
の1波長板406と,2つのプリズム101〜102
と,平行平板103とが図4に示したような状態で接合
されて構成されている。The hologram optical element 402 includes a quarter wavelength plate 406 and two prisms 101 to 102.
And the parallel plate 103 are joined in the state shown in FIG.
【0044】次に,以上のように構成された光ピックア
ップ装置の動作について説明する。LD401から出射
された光は,ホログラム光学素子402に入射し,ホロ
グラム光学素子402を構成要素の一つである、両面に
回折格子が形成された平行平板103に入射する。この
回折格子が偏光依存性の回折格子であれば,光ディスク
405に向かう光のほとんどを透過させることができ
る。入射光は,4分の1波長板406により円偏光にな
り,さらにコリメートレンズ403で平行光となって,
対物レンズ404により光ディスク405に集光され
る。Next, the operation of the optical pickup device configured as described above will be described. The light emitted from the LD 401 enters the hologram optical element 402 and enters the parallel plate 103 having diffraction gratings formed on both sides, which is one of the constituent elements of the hologram optical element 402. If this diffraction grating is a polarization-dependent diffraction grating, most of the light directed to the optical disc 405 can be transmitted. The incident light becomes circularly polarized light by the quarter-wave plate 406, and becomes parallel light by the collimator lens 403.
It is focused on the optical disc 405 by the objective lens 404.
【0045】光ディスク405からの反射光は,対物レ
ンズ404,コリメートレンズ403を経て戻り,4分
の1波長板406により元のLD光の偏光方向とは90
°回転した偏光方向,つまり,元の偏光方向とは直交し
た偏光方向となる。さらに,この反射光は,回折格子で
回折され,それぞれの回折光は各PDに入射する。な
お,この実施の形態では,フォーカシングはナイフエッ
ジ法を,トラッキングはプッシュプル法を採用してい
る。しかし,本発明の効果に影響を与えないものであれ
ば,もちろん他の方式を用いてもよい。The reflected light from the optical disk 405 returns via the objective lens 404 and the collimator lens 403, and is 90 ° from the polarization direction of the original LD light by the quarter-wave plate 406.
The polarization direction is rotated, that is, the polarization direction is orthogonal to the original polarization direction. Further, this reflected light is diffracted by the diffraction grating, and each diffracted light enters each PD. In this embodiment, the knife edge method is used for focusing and the push-pull method is used for tracking. However, other methods may of course be used as long as they do not affect the effects of the present invention.
【0046】〔実施の形態3〕
所定の回折格子を作製した原盤からスタンパを作製す
る。回折格子の作製は電子線描画や二光束干渉によるも
のや,他の方法を用いる。スタンパは,原盤の形状を反
転した表面形状を有している。このスタンパの所定の位
置に溝状に加工を施す。この溝加工は切削でも,レーザ
加工でもいかなる加工方法を用いてもよい。[Third Embodiment] A stamper is manufactured from a master on which a predetermined diffraction grating is manufactured. The diffraction grating is manufactured by electron beam drawing, two-beam interference, or another method. The stamper has a surface shape that is the reverse of the shape of the master. The stamper is processed into a groove at a predetermined position. This groove processing may be performed by cutting, laser processing or any processing method.
【0047】たとえば,平行平板103の長さが5mm
で,平行平板103のほぼ中央で回折格子が周りから
1.5μm奥まった位置に施され,凸部形状の高さは3
μmであるとする。このとき空気層の厚みが約3μm
で,その傾きは−2分となる。For example, the length of the parallel plate 103 is 5 mm
Then, the diffraction grating is provided at a position 1.5 μm deeper from the surroundings at approximately the center of the parallel plate 103, and the height of the convex shape is 3
μm. At this time, the thickness of the air layer is about 3 μm
Then, the inclination becomes -2 minutes.
【0048】この空気層と波面収差との関係を図2に示
す通りであるので,このとき波面収差は,図2から0.
002λとなって,空気層が平行となる場合の波面収差
0.010λより小さくなる。Since the relationship between the air layer and the wavefront aberration is as shown in FIG. 2, the wavefront aberration at this time is 0.
002λ, which is smaller than the wavefront aberration of 0.010λ when the air layers are parallel.
【0049】〔実施の形態4〕
図5は,実施の形態4に係る回折格子の作製工程を示す
説明図である。図5において,ガラス基板501にレジ
スト502を塗布し,回折格子作製用のマスク503を
用い,二光束干渉法により所定の領域のみに回折格子を
作製する。回折格子はレジスト表面から約1.5μmの
深さに作る。Niスパッタ処理,電鋳処理を経てアルミ
の板などにNi面を接着し,ガラス基板501を剥が
し,スタンパ504を作る。ホログラム光学素子に使用
する平行平板103の長さが5mmである場合,スタン
パ504上で平行平板103の端部に対応する部分に約
3μmの溝を切削する。[Fourth Embodiment] FIGS. 5A to 5C are explanatory views showing a manufacturing process of a diffraction grating according to a fourth embodiment. In FIG. 5, a resist 502 is applied to a glass substrate 501, a mask 503 for producing a diffraction grating is used, and a diffraction grating is produced only in a predetermined region by a two-beam interference method. The diffraction grating is formed at a depth of about 1.5 μm from the resist surface. After the Ni sputter process and the electroforming process, the Ni surface is adhered to an aluminum plate or the like, the glass substrate 501 is peeled off, and a stamper 504 is made. When the parallel plate 103 used for the hologram optical element has a length of 5 mm, a groove of about 3 μm is cut on the stamper 504 at a portion corresponding to the end of the parallel plate 103.
【0050】なお,スタンパ504の3μm程度の深さ
の溝の加工は,切削加工である必要はない。たとえば,
炭酸ガスレーザやエキシマレーザといったレーザ加工で
もよい。The stamper 504 is not required to be cut to form a groove having a depth of about 3 μm. For example,
Laser processing such as carbon dioxide laser or excimer laser may be used.
【0051】このスタンパの表面形状によって複製され
た2P樹脂の回折格子を含む表面形状は,凸部形状が3
μm盛り上がり,回折格子部分は1.5μm奥まった位
置に施される。この表面形状を有する面にプリズムの斜
面が接することにより,回折格子付近の空気層の厚みは
約3μmで,その傾きは−2分になる。The surface shape including the diffraction grating of 2P resin reproduced by the surface shape of this stamper has a convex shape of 3
The ridge is raised by .mu.m, and the diffraction grating portion is recessed by 1.5 .mu.m. When the inclined surface of the prism is in contact with the surface having this surface shape, the thickness of the air layer near the diffraction grating is about 3 μm, and the inclination thereof is −2 minutes.
【0052】したがって,図2のグラフに示すように,
波面収差は0.002λとなって,空気層が平行となる
場合の波面収差0.010λより小さくなる。Therefore, as shown in the graph of FIG.
The wavefront aberration is 0.002λ, which is smaller than the wavefront aberration of 0.010λ when the air layers are parallel.
【0053】また,実施の形態1と同様に,厳密には,
空気層によるホログラム光学素子の波面収差が最小とな
る傾きは空気層の厚みにも影響を受ける。空気層が大き
いほど波面収差が最小値となるときの傾きはマイナス側
にシフトする。空気層の厚みが3μmで,傾きが−2分
のときに波面収差が最小になるが,これは一例にすぎ
ず,必ずしも空気層が3μmである必要はない。Further, strictly speaking, as in the first embodiment,
The inclination that minimizes the wavefront aberration of the hologram optical element due to the air layer is also affected by the thickness of the air layer. The larger the air layer, the more the inclination when the wavefront aberration becomes the minimum value shifts to the negative side. The wavefront aberration is minimized when the thickness of the air layer is 3 μm and the inclination is −2 minutes, but this is only an example, and the air layer does not necessarily have to be 3 μm.
【0054】したがって,この実施の形態においても,
前述の図4で説明したような光ピックアップ装置のホロ
グラム光学素子402に利用することができる。これに
より,光学部品点数を削減可能にし,装置の組み付けも
簡単となる。Therefore, also in this embodiment,
It can be used for the hologram optical element 402 of the optical pickup device as described in FIG. As a result, the number of optical components can be reduced and the device can be easily assembled.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように,本発明に係る光ピ
ックアップ装置(請求項1)によれば,第1および第2
のプリズムを透過するレーザダイオードからの出射光の
光路中に、回折格子を有する平行平板を該回折格子が施
された面を第1および第2のプリズムの斜面に所定の傾
斜角を有して非平行に対向させて配設することにより,
ホログラム光学素子の空気層が所定の方向に傾くので,
1対のくさび形空気層によってホログラム光学素子の波
面収差が低減される。As described above, according to the optical pickup device (claim 1) of the present invention, the first and second optical pickup devices are provided.
In the optical path of the light emitted from the laser diode which passes through the prism, a parallel plate having a diffraction grating is provided on the inclined surface of the first and second prisms with a predetermined inclination angle. By arranging to face each other non-parallel,
Since the air layer of the hologram optical element tilts in a predetermined direction,
The pair of wedge-shaped air layers reduces the wavefront aberration of the hologram optical element.
【0056】また,本発明に係る光ピックアップ装置
(請求項2)によれば,原盤を露光する際に回折格子形
状部を,マスクで回折格子部と凸部形状とを残して一様
露光し,凸部形状を形成することにより,ホログラム光
学素子の空気層が所定の方向に傾くため,1対のくさび
形空気層によってホログラム光学素子の波面収差が低減
される。Further, according to the optical pickup device (Claim 2) of the present invention, when the master is exposed, the diffraction grating shape portion is uniformly exposed with the mask leaving the diffraction grating portion and the convex portion shape. By forming the convex shape, the air layer of the hologram optical element tilts in a predetermined direction, so that the wavefront aberration of the hologram optical element is reduced by the pair of wedge-shaped air layers.
【0057】また,本発明に係る光ピックアップ装置
(請求項3)によれば,原盤を露光する際に回折格子形
状部を二光束干渉法で作製した後,マスクで回折格子部
を残して一様露光し,ホログラム光学素子の空気層が所
定の方向に傾くため,1対のくさび形空気層によってホ
ログラム光学素子の波面収差を低減することができ,さ
らに二光束干渉法によって容易に回折格子を作製するこ
とが可能となる。According to the optical pickup device of the present invention (claim 3), when the master is exposed, the diffraction grating shape portion is produced by the two-beam interference method, and then the diffraction grating portion is left with a mask. Likewise, the air layer of the hologram optical element tilts in a predetermined direction, so that the wavefront aberration of the hologram optical element can be reduced by the pair of wedge-shaped air layers, and the diffraction grating can be easily formed by the two-beam interference method. It becomes possible to produce.
【0058】また,本発明に係る光ピックアップ装置
(請求項4)によれば,スタンパを作製した後で回折格
子付近の所定位置に溝状加工を施すことにより,このス
タンパからの複製には凸部形状が存在するので,ホログ
ラム光学素子の空気層が所定の方向に傾くため,原盤を
露光するときに特別な方法をとることなく,回折格子を
用いた光ピックアップ装置で回折格子を含む光学素子の
波面収差を小さくすることができる。According to the optical pickup device of the present invention (claim 4), the stamper is formed and then groove-shaped processing is performed at a predetermined position in the vicinity of the diffraction grating. Since there is a partial shape, the air layer of the holographic optical element tilts in a predetermined direction, and therefore an optical element including a diffraction grating is used in an optical pickup device using the diffraction grating without taking a special method when exposing the master. The wavefront aberration can be reduced.
【0059】また,本発明に係る光ピックアップ装置
(請求項5)によれば,スタンパの所定位置に溝状加工
を施すことによって,ホログラム光学素子の空気層が所
定の方向に傾き,ホログラム光学素子の波面収差が低減
されると共に,回折格子は二光束干渉法で作製するた
め,原盤を露光するときに特別な方法をとることなく,
回折格子を用いた光ピックアップ装置で回折格子を含む
光学素子の波面収差を小さくすることができ,さらに二
光束干渉法によって容易に回折格子を作製することが可
能となる。Further, according to the optical pickup device of the present invention (claim 5), the air layer of the hologram optical element is tilted in a predetermined direction by forming a groove at a predetermined position of the stamper, and the hologram optical element is inclined. Wavefront aberration is reduced and the diffraction grating is made by the two-beam interference method, so there is no need to take a special method when exposing the master,
The optical pickup device using the diffraction grating can reduce the wavefront aberration of the optical element including the diffraction grating, and the diffraction grating can be easily manufactured by the two-beam interference method.
【図1】実施の形態に係る光ピックアップ装置のホログ
ラム光学素子の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a hologram optical element of an optical pickup device according to an embodiment.
【図2】実施の形態に係る空気層の傾きと波面収差との
関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the inclination of the air layer and the wavefront aberration according to the embodiment.
【図3】実施の形態2に係る回折格子の作製工程を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the diffraction grating according to the second embodiment.
【図4】実施の形態に係るホログラム光学素子を用いた
光ピックアップ装置の構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical pickup device using the hologram optical element according to the embodiment.
【図5】実施の形態4に係る回折格子の作製工程を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the diffraction grating according to the fourth embodiment.
【図6】従来におけるホログラム光学素子を用いた光ピ
ックアップ装置の構成を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical pickup device using a conventional hologram optical element.
【図7】ディスク側の回折格子の状態を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of a diffraction grating on the disc side.
【図8】PDの分割状態および回折光の入射を示す説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a split state of a PD and incidence of diffracted light.
101,102 プリズム 103 平行平板 302,303,503 マスク 304,504 スタンパ 402 ホログラム光学素子 101,102 prism 103 parallel plate 302,303,503 mask 304,504 Stamper 402 Holographic optical element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/135 G11B 7/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 7/135 G11B 7/22
Claims (5)
が透過する第1のプリズムと, 前記第1のプリズムを透過した出射光が透過する第2の
プリズムと, 前記第1のプリズムと第2のプリズムとの斜面間の前記
透過する出射光の光路中に、回折格子を有し前記回折格
子を有する面を前記斜面と所定の傾斜角を有して対向し
て配設されて、前記第1のプリズムおよび第2のプリズ
ムの傾斜面と前記回折格子を有する面との間に所定の1
対のくさび形空気層を形成する平行平板と, を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。1. A first prism through which emitted light emitted from a laser diode is transmitted, a second prism through which emitted light transmitted through the first prism is transmitted, the first prism and the second prism. In the optical path of the transmitted outgoing light between the inclined surface of the prism and the prism, the surface having the diffraction grating is disposed so as to face the inclined surface with a predetermined inclination angle, and A predetermined distance between the inclined surfaces of the prism and the second prism and the surface having the diffraction grating.
An optical pickup device comprising: a pair of parallel flat plates that form a pair of wedge-shaped air layers.
所定の凸部形状が施された原盤からスタンパを作製し,
前記スタンパから前記平行平板に複製されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装
置。2. The stamper is manufactured from a master having a predetermined convex shape in a region other than the diffraction grating region,
The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is duplicated from the stamper to the parallel plate.
板に二光束干渉法で前記回折格子を作製し,前記レジス
ト回折格子と所定領域とを遮蔽するマスクを用いて一様
露光することによりレジスト面上に突起状箇所を残した
レジスト基板を用い,前記レジスト基板にスパッタ処理
と電鋳処理と施してレジスト基板を剥離して得たスタン
パにより前記平行平板に複製されたものであることを特
徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。3. The diffraction grating is formed by forming the diffraction grating by a two-beam interference method on a substrate coated with a resist and uniformly exposing the resist by using a mask that shields the resist diffraction grating and a predetermined region. Characterized in that it is replicated to the parallel plate by a stamper obtained by using a resist substrate having a protruding portion left on its surface and subjecting the resist substrate to a sputtering process and an electroforming process to peel off the resist substrate. The optical pickup device according to claim 1.
所定位置に溝状の領域が施されたスタンパにより平行平
板に複製されたものであることを特徴とする請求項1に
記載の光ピックアップ装置。4. The light according to claim 1, wherein the diffraction grating is duplicated into a parallel plate by a stamper having groove-shaped regions at predetermined positions other than the diffraction grating region. Pickup device.
ラス原盤に二光束干渉法で前記回折格子を作製し,スパ
ッタ処理および電鋳処理後,前記ガラス原盤を剥離し,
さらに回折格子付近の所定位置の溝形状の加工を施した
スタンパで複製されたものであることを特徴とする請求
項1に記載の光ピックアップ装置。5. The diffraction grating is produced by forming the diffraction grating on a resist-coated glass master by a two-beam interference method, peeling the glass master after sputtering and electroforming.
The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is duplicated by a stamper that is processed into a groove shape at a predetermined position near the diffraction grating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21326396A JP3469720B2 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Optical pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21326396A JP3469720B2 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Optical pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1040573A JPH1040573A (en) | 1998-02-13 |
| JP3469720B2 true JP3469720B2 (en) | 2003-11-25 |
Family
ID=16636210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21326396A Expired - Fee Related JP3469720B2 (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Optical pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469720B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100467583B1 (en) * | 2002-02-05 | 2005-01-24 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup and assembling method thereof |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP21326396A patent/JP3469720B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1040573A (en) | 1998-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4267407B2 (en) | Holographic recording medium, manufacturing method thereof, and holographic recording / reproducing system | |
| EP1109164A2 (en) | Optical head apparatus for different types of disks | |
| FR2566953A1 (en) | Optical head device | |
| US20040013076A1 (en) | Diffraction grating, light source unit applying the same therein, and optical head device employing the same | |
| JPH09198702A (en) | Optical pickup device | |
| JPH07182687A (en) | Optical pickup | |
| JPH08249710A (en) | Optical head | |
| JP4560906B2 (en) | Optical head device | |
| US20040233821A1 (en) | Optical pickup device and optical recording medium driving apparatus | |
| JPH06139612A (en) | Optical head and manufacturing method thereof | |
| JP2005011478A (en) | Diffraction grating, manufacturing method and replication method thereof, and optical head device and optical disc drive apparatus using the diffraction grating | |
| JPS62141652A (en) | Optical head device | |
| JP4378832B2 (en) | Optical head device | |
| US7564504B2 (en) | Phase plate and an optical data recording/reproducing device | |
| JP4478398B2 (en) | Polarizing optical element, optical element unit, optical head device, and optical disk drive device | |
| WO1997031371A1 (en) | Optical pickup and optical element used therefor | |
| JP3469720B2 (en) | Optical pickup device | |
| JP3208297B2 (en) | Optical pickup | |
| EP1742100A1 (en) | Multifocal lens and method for manufacturing the same | |
| JP2579331B2 (en) | Optical pickup device | |
| JP3658928B2 (en) | Optical head device | |
| JPH08297875A (en) | Optical pickup | |
| JP2505984B2 (en) | Optical head device | |
| JPH1131332A5 (en) | ||
| JPH10112075A (en) | Information recording medium and master disc manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |