DE60126444T2

DE60126444T2 - Immersionslinse, optisches System mit dieser Linse, Herstellungsverfahren und Gussform für diese Linse

Info

Publication number: DE60126444T2
Application number: DE60126444T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Shinagawa-ku Yamada; Akira Shinagawa-ku Kouchiyama; Tetsu Shinagawa-ku Watanabe
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2021-04-28
Also published as: US6985310B2; EP1151796B1; US20040150896A1; US6825995B2; KR20010104639A; US20040150895A1; US7256950B2; EP1151796A3; US20050180028A1; US20060209432A1; SG96617A1; KR100793720B1; US6972912B2; US20020044235A1; US6992842B2; DE60126444D1; EP1151796A2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Einrichtung, ein optisches System, ein Verfahren zum Herstellen der optischen Einrichtung und eine Gießform zum Herstellen der optischen Einrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Zur Herstellung einer Linse sind die folgenden ersten bis dritten Herstellungsverfahren bekannt.
Das erste Verfahren zum Herstellen ist ein Verfahren, bei dem ein optisches Material, beispielsweise ein geschmolzenes Glas in eine metallische Gießform, welche mit einer Einbuchtung einer gewünschten Linsenform gebildet ist, die auf eine beabsichtigte Linsenform bearbeitet ist, um eine Gusslinse zu erzeugen, gefüllt wird.
Das zweite Herstellungsverfahren ist ein Verfahren, bei dem reaktives Ionenätzen (RIE) oder ein anderes Ätzen verwendet wird, und wobei ein Fotolack oder dgl. als Maske (Ätzmaske) verwendet wird, um ein optisches Material zu einer vorher festgelegte Form zu ätzen, um eine Linse zu erzeugen, welche aus dem ähnlichen optischen Material hergestellt ist.
Das dritte Herstellungsverfahren ist ein Verfahren zum mechanischen Polieren einer Basis, welche aus einem optischen Material hergestellt ist, zur Linsenform, um die Linse herzustellen.
Bei dem herkömmlichen ersten Herstellungsverfahren, d.h., das Verfahren unter Verwendung eines einfachen Gießens, ist es schwierig, eine kleine Linse herzustellen, welche eine große numerische Apertur (NA) hat, so dass es schwierig ist, den Linsendurchmesser auf 1 mm oder weniger zu reduzieren.
Bei dem herkömmlichen zweiten Herstellungsverfahren, d.h., dem Verfahren unter Verwendung von RIE oder anderen Ätzens besteht eine Schwierigkeit dahingehend, dass es Beschränkungen in Bezug auf das optische Material gibt, und dass es wenige optische Materialien mit hohen Brechungsindices gibt, die in der Lage sind, Linsen, die große numerische Apertur haben, unter den optischen Materialien zu erlangen, die für RIE oder anderem Ätzen in der Lage sind, so dass es schwierig ist, ein Material zu verwenden, welches einen hohen Brechungsindex hat, und es schwierig ist, eine Linse, welche eine große numerische Apertur NA hat, zu realisieren.
Bei dem herkömmlichen dritten Herstellungsverfahren ist es schwierig, kleine Linsen herzustellen.
Wenn die numerische Apertur der Linse vergrößert wird, ist es möglich, die Größe eines Lichtflecks, der erzeugt wird, nachdem er durch die Linse läuft, klein auszubilden. Vom Standpunkt einer Vergrößerung der Kapazität einer optischen Platte ist es wünschenswert, die numerische Apertur NA der Linse (Objektivlinse) eines optischen Kopfes zu vergrößern.
Außerdem werden Linsen und weitere optische Einrichtungen für verschiedene optische Vorrichtungen verwendet. Die Reduzierung der Größe der optischen Einrichtungen ist vom Standpunkt der Reduzierung der Größe der optischen Vorrichtungen wünschenswert, beispielsweise einer optischen Plattenvorrichtung und einer optischen Abtasteinrichtung.
Um eine optische Einrichtung zu realisieren, welche eine große numerische Apertur hat, ist ein großer Brechungsindex des optischen Materials wirksam.
Als optisches Material, welches einen hohen Brechungsindex in einem Bereich sichtbaren Lichts hat, gibt es Titan-Oxid, Tantal-Oxid, Gallium-Phosphat (Gallium-Phosphor) Gallium-Nitrid. Silizium-Nitrid, usw..
Es ist jedoch beim Stand der Technik schwierig, diese Materialien zu kleinen Linsen zu bearbeiten, welche eine große numerische Apertur haben.
Außerdem haben viele herkömmliche Linsen unregelmäßige Formen. Um mehrere Linsen solcher unregelmäßiger Formen auszurichten, ist eine hochgenaue Positionierung in dreidimensionalen Richtungen notwendig, so dass die Ausrichtungsarbeit groß ist.
Wenn außerdem ein fliegender Kopf (Flugkopf), der aus einem optischen Kopf besteht, auf einem Schwingarm befestigt ist, kann der optische Kopf durch separates Vorbereiten eines Schiebers und der Linse vorbereitet werden, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit angebracht sind, jedoch ist in diesem Fall die Befestigungsarbeit und folglich die Arbeit für die Vorbereitung des optischen Kopfes groß.
Überblick über die Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches System bereitzustellen, welches eine erste und eine zweite optische Einrichtung aufweist, wobei die erste optische Einrichtung hat:
einen ersten optischen Bereich, der aus einem ersten optischen Material hergestellt ist und der eine erste Einbuchtung hat, und
einen zweiten optischen Bereich, der ein zweites optisches Material umfasst, das einen Brechungsindex hat, welcher gegenüber dem des ersten optischen Materials verschieden ist und welches in die erste Einbuchtung eingesetzt ist, und
wobei die erste Einbuchtung eine im Wesentlichen drehsymmetrische Form in Bezug auf eine optische Achse hat,
wobei die zweite optische Einrichtung hat:
einen dritten optischen Bereich, der aus einem dritten optischen Material hergestellt ist und eine zweite Einbuchtung hat, und
einen vierten optischen Bereich, der ein viertes optisches Material aufweist, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem des dritten optischen Materials verschieden ist und in die zweite Einbuchtung eingesetzt ist, und
wobei die zweite Einbuchtung eine im Wesentlichen drehsymmetrische Form in Bezug auf die optische Achse hat,
wobei die erste und die zweite optische Einrichtung so verbunden sind, dass die Symmetrieachsen der ersten und der zweiten Einbuchtung die optische Achse treffen,
wobei der erste optische Bereich eine erste flache Fläche hat, die an einem Bereich rundum den Umfangsrand der Einbuchtung angeordnet ist, und eine zweite flache Fläche im Wesentlichen parallel in Bezug auf die erste flache Fläche,
wobei die Außenfläche des zweiten optischen Bereichs in die erste Einbuchtung eingesetzt ist und die erste flache Fläche in einer im Wesentlichen identischen Ebene angeordnet ist,
wobei der dritte optische Bereich eine dritte flache Fläche ist, welche an einem Bereich um den Umfangsrand der zweiten Einbuchtung herum angeordnet ist, und eine vierte flache Fläche im Wesentlichen parallel in Bezug auf die dritte flache Fläche, und
eine von erster und zweiter flachen Fläche mit der dritten flachen Fläche verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Einbuchtung größer ist als die erste Einbuchtung,
die zweite flache Fläche des ersten optischen Bereichs und die dritte flache Fläche des dritten optischen Bereichs verbunden sind,
das zweite optische Material einen Brechungsindex größer als den des ersten optischen Materials hat,
das vierte optische Material einen Brechungsindex größer als den des dritten optischen Materials hat,
um dadurch eine feste Immersionslinse zu bilden, die das zweite optische Material aufweist, welches in die erste Einbuchtung gefüllt ist, und das vierte optische Material, welches in die zweite Einbuchtung gefüllt ist.
Gemäß einem ersten Merkmal liegen die Brechungsindices des ersten optischen Materials und des dritten optischen Materials zwischen 1,3 und 1,9.
Gemäß einem zweiten Merkmal liegen die Brechungsindices des zweiten optischen Materials und des vierten optischen Materials zwischen 1,4 und 4,0.
Vorteilhafterweise weist das erste optische Material Titan-Oxid, Tantal-Oxid, Gallium-Phosphat, Gallium-Nitrid, eine Verbindung von Titan, Niob und Sauerstoff, eine Verbindung von Titan, Tantal und Sauerstoff, oder Silizium-Nitrid auf.
Vorteilhafterweise weist das zweite optische Material Titan-Oxid, Tantal-Oxid, Gallium-Phosphat, Gallium-Nitrid, eine Verbindung von Titan, Niob und Sauerstoff, eine Verbindung von Titan, Tantal und Sauerstoff, oder Silizium-Nitrid auf.
Vorteilhafterweise umfasst das dritte optische Material Aluminium-Oxid.
Das optische System kann einen Gleiter aus einem optischen Kopf aufweisen, der an einem Schwingarm angebracht ist.
Das optische System kann außerdem eine Linse aufweisen,
wobei die Linse durch eine im Wesentlichen drehsymmetrische gekrümmte Fläche und die flache Fläche geformt ist, und
die Linse und die optische Einrichtung so verbunden sind, dass die Symmetrieachse der Einbuchtung und eine optische Achse der Linse auf eine optische Achse treffen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlicher, die mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen angegeben wird, in denen:
1 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten optischen Einrichtung ist;
2A bis 2C schematische erläuternde Ansichten eines Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung ist;
3D und 3E schematische erläuternde Ansichten des Verfahrens zur Herstellung der ersten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 2C;
4A bis 4E schematische erläuternde Ansichten eines zweiten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind;
5F bis 5H schematische erläuternde Ansichten des zweiten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 4E;
6A bis 6D schematische erläuternde Ansichten eines dritten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind;
7E bis 7G schematische erläuternde Ansichten des dritten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 6D;
8A und 8B schematische erläuternde Ansichten eines vierten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind;
9C bis 9E schematische erläuternde Ansichten des vierten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 8B;
10A bis 10C schematische erläuternde Ansichten eines fünften Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind;
11A und 11B schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung sind;
12 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
13 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
14 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
15 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
16 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer dritten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der ersten optischen Einrichtungen ist;
17 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer vierten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der ersten optischen Einrichtungen ist;
18 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer fünften Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der ersten optischen Einrichtungen ist;
19 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten Ausführungsform eines optischen Kopfs unter Verwendung der ersten optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung ist;
20 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems ist, welches in 19 gezeigt ist;
21 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Vergleichsbeispiels eines optischen Kopfes unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
22 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems ist, welches in 21 gezeigt ist;
23 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform eines optischen Kopfes unter Verwendung des ersten optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung ist;
24 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Vergleichsbeispiels eines optischen Kopfes unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung ist;
25 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Vergleichsbeispiels einer zweiten optischen Einrichtung ist;
26A bis 26C schematische erläuternde Ansichten eines Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
27D bis 27E schematische erläuternde Ansichten des Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 26C;
28A bis 28E schematische erläuternde Ansichten eines zweiten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
29F bis 29H erläuternde schematische Ansichten des zweiten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 28E;
30A bis 30D schematische erläuternde Ansichten eines dritten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
31E bis 31G schematische erläuternde Ansichten des dritten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 30D;
32A und 32B schematische erläuternde Ansichten eines vierten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
33C bis 33E schematische erläuternde Ansichten des vierten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 32B;
34A bis 34C schematische erläuternde Ansichten eines fünften Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
35A bis 35B schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung sind;
36 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer dritten optischen Einrichtung ist;
37F bis 37I schematische erläuternde Ansichten des ersten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
38I bis 38L schematische erläuternde Ansichten des zweiten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
39H bis 39K schematische erläuternde Ansichten des dritten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
40F bis 40I schematische erläuternde Ansichten des vierten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
41D bis 41G schematische erläuternde Ansichten des fünften Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
42A bis 42C schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind;
43D bis 43F schematische erläuternde Ansichten des sechsten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung sind, mit Fortsetzung von 42C;
44 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung ist;
45 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines zweiten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen ist;
46 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines dritten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung ist;
47 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines vierten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen ist;
48 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen ist;
49 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines sechsten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen nach der vorliegenden Erfindung ist;
50 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines sechsten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen nach der vorliegenden Erfindung ist;
51 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen ist;
52 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines siebten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtungen ist;
53 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Kopfes unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung ist;
54 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems ist, welches in 53 gezeigt ist;
55 schematische erläuternde Ansichten eines Beispiels des Aufbaus eines IC-Chips, der in 53 gezeigt ist, sowie von dessen Peripherie ist;
56 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Metallform zum Herstellen einer optischen Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist;
57 eine schematische teilweise vergrößerte Ansicht einer Projektion eines Metallformstiftes, der in 56 gezeigt ist, ist;
58 eine erläuternde Ansicht eines gegossenen Artikels ist, der durch die Metallform erzeugt wird, um die optische Einrichtung, welche in 56 gezeigt ist, zu erzeugen;
59 eine vergrößerte Ansicht einer Einbuchtung des gegossenen Artikels, der in 58 gezeigt ist, und dessen Bereich um ihn herum ist;
60 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung ist;
61 eine vergrößerte Ansicht eines Lochs der vierten optischen Einrichtung ist, welche in 60 gezeigt ist, sowie dessen Bereich um diese herum;
62 eine erläuternde Ansicht eines Zustands ist, wo eine Schicht eines optischen Materials auf einer Bodenfläche des gegossenen Artikels, der in 58 gezeigt ist, laminiert ist;
63 eine vergrößerte Ansicht der Einbuchtung des gegossenen Artikels ist, der in 62 gezeigt ist, sowie dessen Bereich um diesen herum;
64 eine erläuternde Ansicht einer optischen Einrichtung ist, welche von dem gegossenen Artikel erzeugt wird, der in 63 gezeigt ist;
65 eine vergrößerte Ansicht des Lochs der optischen Einrichtung ist, die in 64 gezeigt ist, sowie dessen Bereich um diesen herum;
66 eine Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung ist, welche durch Polieren der Bodenfläche der optischen Einrichtung erlangt wird, welche in 64 und 65 gezeigt ist;
67 eine Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung ist, welche durch Polieren der Bodenfläche der optischen Einrichtung, welche in 66 gezeigt ist, erlangt wird;
68 eine vergrößerte Ansicht des Lochs der optischen Einrichtung ist, welche in 67 gezeigt ist;
69A und 69B erläuternde Ansichten eines Metallgussstifts sind; und
70 eine erläuternde Ansicht ist, bei der Formen von Projektionen der Metallformstifte verglichen werden, welche in 69A und 69B gezeigt sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Erste optische Einrichtung
1 ist eine schematische Ansicht einer ersten optischen Einrichtung.
Diese optische Einrichtung 1100 hat eine quaderförmige oder in etwa quaderförmige Form. Die optische Einrichtung 1100 hat eine Basis (Substrat) 1101 und eine Linse 1102.
Die Basis 1101 und die Linse 1102 der optischen Einrichtung 1100 haben unterschiedliche Brechungsindindizes. Das Licht kann an der Grenze der Basis 1101 und der Linse 1102 gebrochen werden. Wenn beispielsweise das Licht so ist, dass es in die obere Fläche 1100U der Basis 1101 eintritt, kann das Licht, welches von einer Bodenfläche 1100B emittiert wird, durch die Linse 1102 konvergiert (gesammelt) oder gestreut werden, oder kann in einen parallelen Strahl verwandelt werden.
Die Basis 1101 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1101B in der Bodenfläche der Basis 1101. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1101B, wenn die Einbuchtung 1101B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr einem Bogen gemacht.
Die Einbuchtung 1101B wird mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, welcher gegenüber dem der Basis 1101 verschieden ist. Die Linse 1102 besteht aus der Einbuchtung 1101B, welche mit diesem optischen Material aufgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1102 ist flach oder in etwa flach und ist parallel oder ungefähr parallel zur oberen Fläche 1100U der optischen Einrichtung 1100 (oder der oberen Fläche der Basis 1101). Außerdem sind die flachen Flächen des Bodens der Linse 1102 und die Bodenfläche der Basis 1101 parallel oder ungefähr parallel und sind vorzugsweise in der identischen Ebene angeordnet. In 1 umfassen die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1102 und der Bodenfläche der Basis 1101 die Bodenfläche 1100B der optischen Einrichtung 1100.
Wenn das Material der Basis 1101 beispielsweise aus Quarz besteht und das Material der Linse 1102 beispielsweise aus Silizium-Nitrid besteht, hat die Linse 1102 einen größeren Brechungsindex als die Basis 1101, so dass der Linse 1102 die Funktion einer konkaven Linse verliehen werden kann.
Wenn umgekehrt das Material der Basis 1101 aus beispielsweise Silizium-Nitrid besteht und das Material der Linse 1102 beispielsweise aus Quarz besteht, hat die Linse 1102 einen kleineren Brechungsindex als die Basis 1101, so dass der linse 1102 die Funktion einer konkaven Linse verliehen werden kann.
Erstes Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung
2A bis 3E sind schematische erläuternde Ansichten eines ersten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder ungefähr identische Struktur wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
2A bis 2C zeigen eine metallische Form 1003. Diese metallische Form 1003 ist mit einem Kanal 1004 versehen, über den flüssigartiges oder fluid-artiges optisches Material 1006L läuft, sowie mit einem Hohlraum 1003C. Außerdem ist ein Bodenbereich der metallischen Form 1003 mit einem Ansatz 1005 ausgebildet, der sich heraus in den Hohlraum 1003C erstreckt. Der Bereich rundum den Ansatz 1005 ist flach.
Der Ansatz 1005 hat eine identische Form wie die Linse 1102 der optischen Einrichtung 1100 von 1 und hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form.
In 2B ist das optische Material 1006L in den Hohlraum 1003C vom Kanal 1004 der metallischen Form 1003 eingespritzt, um das optische Material 1006 in den Hohl raum 1003C zu füllen. Das optische Material 1006L, welches eingespritzt wird, besteht beispielsweise aus geschmolzenem Quarz, Plastik, synthetischem Kunststoff, usw..
In 2C wird das flüssigartige optische Material 1006L zu einem festen optischen Material 1006M ausgehärtet, und eine Basis 1006, welche aus dem optischen Material 1006M hergestellt ist, wird aus der metallischen Form 1003 herausgenommen. Die Einbuchtung 1006B ist mit der Form des Ansatzes 1005 ausgebildet, der auf den Bodenbereich der Basis 1006 übertragen wurde, die aus der metallischen Form 1003 herausgenommen wird. Der Bereich rundum die Einbuchtung 1006B der Basis 1006 ist flach.
In 3D wird ein optisches Material 1007 in die Einbuchtung 1006B des Bodenbereichs des optischen Materials 1006 gefüllt. Das optische Material 1007 hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 1006 verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 1006, und ist beispielsweise aus Silizium-Nitrid hergestellt.
Beispielsweise ist das optische Material 1007M in die Einbuchtung 1006B der Basis 1006 gefüllt, wobei eine Schicht 1007 des optischen Materials 1007M auf dem Bodenbereich der Basis 1006 durch Zerstäuben oder Aufdampfen gebildet wird. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 1007B entsprechend der Einbuchtung 1006B in der Schicht 1007 gebildet.
In 3E wird die Bodenfläche der Schicht 1007 abgeflacht. Beispielsweise wird sie so poliert, dass die Einbuchtung 1007B der Bodenfläche der Schicht 1007 verschwindet. Vorzugsweise wird die Bodenfläche der Schicht 1007 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 1006B der Basis 1006 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1007 so poliert, dass die flache Fläche des Bereichs rundum die Einbuchtung 1006B der Basis 1006 und die Bodenfläche der Schicht 1007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 1007 so, dass die flache Fläche in dem Bereich rundum die Einbuchtung 1006B der Basis 1006 frei ist, und durch weiteres Polieren der oberen Fläche der Basis 1006 so, dass sie parallel oder ungefähr parallel in Bezug auf die flache Fläche der abgeflachten Schicht 1007 wird, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche die gleiche Struktur wie die der optischen Einrichtung 1100 von 1 hat.
Da der Bodenbereich der metallischen Form 1003 den Ansatz 1005 hat, der sich heraus in den Hohlraum 1003C erstreckt, kann die Bearbeitungsgenauigkeit im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, wo eine Einbuchtungssenke im Hohlraum 1003C gebildet wird und eine konvexe Linse durch einfaches Formen gebildet wird. Auf diese Weise ist es durch Verwendung der Metallform 1003 möglich, eine kleine konvexe Linse zu bereiten, die eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit hat als eine konvexe Linse, welche lediglich durch Formen erlangt wird.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, die Linse unter Verwendung einer oberen Form und einer unteren Form anstelle einer metallischen Form zu formen, die in 2A und 2B gezeigt ist. Der Ansatz wird am Bodenbereich der unteren Form gebildet, und der Bereich um diesen Ansatz herum ist flach. Dieser Ansatz ist identisch zum Ansatz 1005 von 2A und 2B.
Zunächst wird durch Einspritzen eines optischen Materials (beispielsweise Glasmaterial) in den Hohlraum zwischen der oberen Form und der unteren Form und durch gleichzeitiges Erwärmen des Glasmaterials der unteren Form und der oberen Form auf eine vorher festgelegte Temperatur das Glasmaterial erweicht. Dann wird das erweichte Glasmaterial durch die obere Form gepresst.
Anschließend wird das Glasmaterial, die untere Form und die obere Form abgekühlt, um zu bewirken, dass das Glasmaterial aushärtet, und die Basis 1006 wird aus den Metallformen herausgenommen. Die Einbuchtung 1006B wird mit der Form des Ansatzes am Bodenbereich der unteren Form gebildet, welche auf den Bodenbereich dieser Basis 1006 übertragen wird, die aus den Metallformen herausgenommen wird.
Auf diese Weise ist es auch möglich, die Basis 1006, welche in 2C gezeigt ist, zu erhalten.
Zweites Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung
4A bis 5H sind schematische erläuternde Ansichten eines zweiten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche den identischen Aufbau oder ungefähr identischen Aufbau der optischen Einrichtung 1100 von 1 hat.
In 4A wird ein Fotolack 1009 auf der flachen Fläche eines Silizium-Substrats 1008 gebildet – ein Beispiel der Basis. Die Größe der Bodenfläche des Fotolacks 1009 wird identisch oder ungefähr identisch zur Größe der Bodenfläche der Linse 1102 in 1 gemacht.
In 4B wird der Fotolack 1009 als Maske verwendet, um die Oberfläche des Silizium-Substrats 1008 zu ätzen, um den Ansatz 1008U zu bilden. Die Form des Ansatzes 1008U ist identisch mit der Form der Linse 1102 und ist dreh-symmetrisch oder ungefähr dreh-symmetrisch. Zum Ätzen wird beispielsweise Gebrauch gemacht von Ionenstrahlätzen, RIE oder dgl.. Es sei angemerkt, dass es in 4B auch möglich ist, Ätzen unter Verwendung eines Unterätzens anzuwenden.
In 4C wird ein optisches Material 1010M auf der Oberfläche des Silizium-Substrats 1008 laminiert, wo der Ansatz 1008U so gebildet ist, um den Ansatz 1008U einzubetten und um dadurch eine Basis zu bilden, welche aus einer Schicht 1010 des optischen Materials 10010M hergestellt ist. Es ist außerdem möglich, die Schicht 1010 beispielsweise durch Zerstäuben oder Aufdampfen zu bilden.
Wenn die Schicht 1010 auf dem Silizium-Substrat 1008 gebildet ist, wird ein Ansatz 1010U entsprechend dem Ansatz 1008U auf der oberen Fläche der Schicht 1010 gebildet.
In 4D ist die obere Fläche der Schicht 1010 abgeflacht. Beispielsweise wird diese poliert, so dass der Ansatz 1010U der oberen Fläche der Schicht 1010 verschwindet. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 1010 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse des Ansatzes 1008U des Silizium-Substrats 1008 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1010 so poliert, dass die flache Fläche um den Bereich um den Ansatz 1008U des Silizium-Substrats 1008 herum und die obere Fläche der Schicht 1010 parallel oder ungefähr parallel werden.
In 4E wird die flache Fläche einer Basis 1011, die aus einem optischen Material 1011M hergestellt ist, mit der abgeflachten oberen Fläche 1010S der Schicht 1010 verbunden. Als Bond-Verfahren ist es beispielsweise möglich, diese durch ein transparentes Adhäsiv oder durch anodisches Bonden zu verbinden. Das optische Material 1011M besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 1010M.
In 5F wird das Silizium-Substrat 1008, welches mit der Bodenfläche der Schicht 1010 von 4E verbunden ist, entfernt, um die Bodenfläche der Schicht 1010 freizulegen. Es ist auch möglich, das Silizium-Substrat 1008 durch beispielsweise eine wässerige Lösung aus Kalium-Hydroxid aufzulösen, um diese zu entfernen.
Die Form des Ansatzes 1008U des Silizium-Substrats 1008 wird auf die Bodenfläche der Schicht 1010 übertragen, wodurch eine Einbuchtung 1010B entsprechend dem Ansatz 1008U gebildet wird.
In 5G wird das optische Material 1007M in die Einbuchtung 1010B der Bodenfläche der Schicht 1010 gefüllt. Das optische Material 1007M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem optischen Material 1010M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 1010M. Silizium-Nitrid wird beispielsweise verwendet.
Beispielsweise wird eine Schicht 1007 des optischen Materials 1007M auf der Bodenfläche der Schicht 1010 gebildet, wobei diese durch Zerstäuben oder Aufdampfung gebildet wird, um das optische Material 1007M in die Einbuchtung 1010B der Schicht 1010 zu füllen. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 1007B entsprechend der Einbuchtung 1010B in der Schicht 1007 gebildet.
In 5H wird die Bodenfläche der Schicht 1007 abgeflacht. Beispielsweise wird diese so poliert, dass die Einbuchtung 1007B der Bodenfläche der Schicht 1007 verschwindet. Vorzugsweise wird die Bodenfläche der Schicht 107 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 1010B der Schicht 1010 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1007 so poliert, dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1010B der Schicht 1010 und die Bodenfläche der Schicht 1007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 1007 so, dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1010B der Schicht 1010 frei ist und durch weiteres Polieren der oberen Fläche der Basis 1011 so, dass diese parallel oder ungefähr parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 1007 wird oder durch Beseitigen der Basis 1011 ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder ungefähr identischen Aufbau in Bezug auf die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
Drittes Herstellungsverfahren der optischen Einrichtung
6A bis 7G sind schematische erläuternde Ansichten eines dritten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau in Bezug auf die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
In 6A wird ein Fotolack 1019 auf der flachen Fläche des Silizium-Substrats 1018 gebildet – ein Beispiel der Basis. Die Größe der Bodenfläche des Fotolacks 1019 wird identisch zur Größe der Bodenfläche der Linse 1102 in 1 gemacht.
In 6B wird ein optisches Material 1020M auf der Fläche des Silizium-Substrats 1018 laminiert, wobei der Fotolack 1019 darauf gebildet ist, um den Fotolack 1019 einzubetten und um dadurch eine Basis zu bilden, welche aus einer Schicht 1020 des optischen Materials 1020M gebildet ist. Es ist auch möglich, eine Schicht 1020 des optischen Materials 1020M durch beispielsweise Zerstäuben oder Aufdampfung zu bilden. Es ist außerdem möglich, beispielsweise Aluminium-Oxid als optisches Material 1020M zu verwenden.
Wenn die Schicht 1020 auf dem Silizium-Substrats 1018 gebildet wird, wird ein Ansatz 1020U einer Form gemäß dem Fotolack 1019 auf der Oberfläche der Schicht 1020 gebildet.
In 6C ist die obere Fläche der Schicht 1020 abgeflacht. Beispielsweise wird diese so poliert, dass der Ansatz 1020U der oberen Fläche der Schicht 1020 verschwindet.
Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 1020 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse des Fotolacks 1019 auf dem Silizium-Substrat 1018 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1020 so poliert, dass die flache Fläche in dem Bereich rundum den Fotolack 1019 auf dem Silizium-Substrat 1018 und die obere Fläche der Schicht 1020 parallel oder in etwa parallel werden.
In 6D wird die flache Fläche einer Basis 1021, die aus einem optischen Material 1021M hergestellt ist, mit einer oberen Fläche 10205 der Schicht 1020 verbunden. Als Bond-Verfahren ist es beispielsweise auch möglich, diese mit einem transparenten Klebestoff zu verbinden, oder möglich, diese durch anodisches Bonden zu verbinden. Das optische Material 1021M ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 1020M hergestellt.
In 7E werden das Silizium-Substrat 1018 und der Fotolack 1019, der mit der oberen Fläche der Schicht 1020 von 6D verbunden ist, entfernt, um die Bodenfläche der Schicht 1020 freizulegen. Es ist auch möglich, dass Silizium-Substrat 1018 durch beispielsweise eine wässrige Lösung aus Kalium-Hydroxid aufzulösen, um diese zu entfernen. Es ist außerdem möglich, den Fotolack 1019 durch beispielsweise einen Fotolack-Ablösungslösung oder eine organische Lösung (beispielsweise Azeton) aufzulösen und zu entfernen.
Die Form des Fotolacks 1019 wird auf die Bodenfläche der Schicht 1020 übertragen, wodurch eine Einbuchtung 1020B entsprechend der Form des Fotolacks 1019 gebildet wird.
In 7F wird ein optisches Material 1007M in die Einbuchtung 1020B der Bodenfläche der Schicht 1020 gefüllt. Das optische Material 1007M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 1020M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 1010M. Silizium-Nitrid wird als Beispiel verwendet.
Beispielsweise wird durch Bilden einer Schicht 1007 des optischen Materials 1007M auf der Bodenfläche der Schicht 1020 durch Zerstäuben oder Aufdampfung das optische Material 1007M in die Ausnehmung 1020B der Schicht 1020 gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 1007B entsprechend der Einbuchtung 1020B in der Schicht 1007 gebildet.
In 7G wird die Bodenfläche der Schicht 1007 abgeflacht. Beispielsweise wird diese so poliert, dass die Einbuchtung 1007B der Bodenfläche der Schicht 1007 verschwindet. Vorzugsweise wird die Bodenfläche der Schicht 1007 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 1020B der Schicht 1020 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1007 poliert, so dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1020B der Schicht 1020 und die Bodenfläche der Schicht 1007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 1007, so dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1020B der Schicht 1020 frei wird, und durch weiteres Polieren der oberen Fläche der Basis 1021 so, dass diese parallel oder ungefähr parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 1007 wird oder durch Entfernen der Basis 1021 ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Konfiguration oder eine ungefähr identische Konfiguration wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
Viertes Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung
8A bis 9E zeigen schematische erläuternde Ansichten eines vierten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
In 8A ist ein Fotolack 1029 auf der flachen Fläche einer Basis 1031 gebildet, welche aus einem optischen Material 1031M gebildet ist. Das optische Material 1031M ist beispielsweise Quarz.
Ein kreisförmiges oder ein ungefähr kreisförmiges Loch 1029H ist im Fotolack 1029 auf der Basis 1031 gebildet.
In 8B wird die Basis 1031 mit dem drauf gebildeten Fotolack 1029 in eine Ätzlösung 1032 eine vorher festgelegte Zeitlang eingetaucht. Die Ätzlösung 1032 besteht beispielsweise aus einer Flusssäurelösung, die Quarz angreift.
Durch das Eintauchen der Basis 1031 in die Ätzlösung 1032 eine vorher festgelegte Zeitlang wird die Basis 1031 allmählich vom Loch 1029H des Fotolacks 1029 her angegriffen, und eine Einbuchtung 1131U wird in der unteren Seite des Lochs 1029 gebildet. Die Größe dieser Einbuchtung 1131U wird identisch gemacht zur Größe der Linse 1102 in 1.
In 9C wird die Basis 1031 aus der Ätzlösung 1032 genommen und der Fotolack 1029 entfernt. Es ist auch möglich, den Fotolack 1029 durch eine Fotolackabschälungslösung oder eine organische Lösung (beispielsweise Azeton) usw. aufzulösen und zu entfernen.
In 9D wird ein optisches Material 1027M in die Einbuchtung 1131U der oberen Fläche der Basis 1031 gefüllt. Das optische Material 1027M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 1031M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 1031M. Silizium-Nitrid wird beispielsweise verwendet.
Beispielsweise wird durch Bildung einer Schicht 1027 des optischen Materials 1027M auf der oberen Fläche der Basis 1031 durch Zerstäuben oder Aufdampfen das optische Material 1027M in die Einbuchtung 1131U der Basis 1031 gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 1127U entsprechend der Einbuchtung 1131U in der Schicht 1027 gebildet.
In 9E wird die obere Fläche der Schicht 1027 abgeflacht. Beispielsweise wird diese so poliert, dass die Einbuchtung 1127U der oberen Fläche der Schicht 1027 verschwindet. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 1027 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 1131U der Basis 1131 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1027 so poliert, dass die flache Fläche in den Bereich rundum die Einbuchtung 1131U der Basis 1031 und die obere Fläche der Schicht 1027 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 1027, so dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1131U der Basis 1031 frei ist und durch weiteres Polieren der Bodenfläche der Basis 1031, um somit parallel oder ungefähr parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 1027 zu werden, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
Fünftes Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung
10A bis 10C sind schematische erläuternde Ansichten eines fünften Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
In 10A ist eine Basis 1041, welche eine Einbuchtung 1141U hat, gezeigt. Die Einbuchtung 1141U hat eine rotations-symmetrische oder ungefähr rotations-symmetrische Form. Der Bereich rundum die Einbuchtung 1141U in der Basis 1041 ist flach. Die Basis 1041 ist aus einem optischen Material 1041M hergestellt.
Die Größe der Einbuchtung 1141U ist identisch wie die Größe der Linse 1102 in 1.
Für diese Basis 1041 wird Gebrauch gemacht von beispielsweise der Basis 1006 in 2C, der Basis 1011, bei der die Schicht 1010 daran angeheftet ist (5F), der Basis 1021, wobei die Schicht 1020 von 7E daran angeheftet ist, oder der Basis 1031 in 9C bis 9E.
In 10B wird ein optisches Material 1037M, welches einen Brechungsindex hat, welcher gegenüber dem des optischen Materials 1041M verschieden ist, in die Einbuchtung 1141U der oberen Fläche der Basis 1041 gefüllt.
Wenn als Beispiel das optische Material 1041M kein Quarz ist, wird ein gelatinenartiges Quarz als optisches Material 1037M verwendet und auf die obere Fläche der Basis 1041 aufgebracht, um eine Schicht 1037 des optischen Materials 1037M zu bilden und um das optische Material 1038M in die Einbuchtung 1141U der Basis 1041 zu füllen.
Danach wird die Basis 1041, wobei das optische Material 1037M in die Einbuchtung 1141U eingefüllt ist, erhitzt, um zu bewirken, dass das optische Material 1037M aushärtet.
In 10C wird die Oberfläche der ausgehärteten Schicht 1037 abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass irgendeine Oberflächenrauhigkeit oder Wellenbildung der oberen Fläche des optischen Materials 1037 verschwindet. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 1037 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 1141U der Basis 1041 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 1037 poliert, so dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1141U der Basis 1041 und die obere Fläche der Schicht 1037 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 1037 so, dass die flache Fläche im Bereich rundum die Einbuchtung 1141U der Basis 1041 frei ist und durch weiteres Polieren der Bodenfläche der Basis 1041, um so parallel oder ungefähr parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 1037 zu werden, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
Sechstes Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung
11A und 11B sind schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der ersten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 1100 von 1 hat.
In 11A ist eine Basis 1051, die eine Einbuchtung 1151U hat, gezeigt. Die Einbuchtung 1051 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form. Der Bereich um die Einbuchtung 1151U in der Basis 1051 herum ist flach. Die Basis 1051 ist aus einem optischen Material 1051M hergestellt.
Die Größe der Einbuchtung 1151U ist identisch zur Größe der Linse 1102 in 1.
Für diese Basis 1051 wird beispielsweise Gebrauch gemacht von der Basis 1006 in 2C, der Basis 1011, bei der die Schicht 1010 daran angeheftet ist, in 5F, der Basis 1051, bei der die Schicht 1020 daran angeheftet ist, in 7E, oder der Basis 1031 in 9.
In 11B wird ein flüssigartiges optisches Material 1047M, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem des optischen Materials 1051M verschieden ist, in die Einbuchtung 1151U der oberen Fläche der Basis 1051 gefüllt. Als optisches Material 1047M wird Gebrauch gemacht von einer optischen Flüssigkeit, beispielsweise einem optischen Öl oder flüssigen Kristall.
Danach wird eine Schicht 1048, die aus einem optischen Material 1048M hergestellt ist, auf der oberen Fläche der Basis 1051 gebildet, um die Einbuchtung 1151U, welche mit dem optischen Material 1047M ausgefüllt ist, durch die Schicht 1048 zu versiegeln. Auf diese Weise kann das flüssigartige optische Material 1047M in die Einbuchtung 1051U gefüllt werden. Die Schicht 1048 kann auch als ein Film ausgebildet werden, der eine konstante oder ungefähr konstante Dicke hat. Es sei angemerkt, dass durch Polieren der Bodenfläche der Basis 1051 die Basis 1051 auf eine beabsichtigte Dicke reduziert werden kann.
Optisches System unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
12 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems, bei dem die erste optische Einrichtung verwendet wird.
Dieses optische System 1119 hat optische Einrichtungen 1100 und 1110, die einen identischen Aufbau haben und die aus dem Stapeln der optischen Einrichtungen 1100 und 1110 bestehen. Es sei angemerkt, dass die optische Einrichtung 1100 identisch oder ungefähr identisch wie die optische Einrichtung 1100 von 1 ist, so dass auf eine Erläuterung dafür verzichtet wird.
Die optische Einrichtung 1110 hat eine Basis 1111 und eine Linse 1112. Die Basis 1111 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1111 und die Linse 1112 besitzen unterschiedliche Brechungsindices.
Die Basis 1111 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1111B in der Bodenfläche der Basis 111. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1111B, wenn die Einbuchtung 1111B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, wird vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen gemacht.
Die Einbuchtung 1111B wird mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, welcher von dem der Basis 111 verschieden ist. Die Linse 1112 besteht aus der Einbuchtung 1111B, welche mit dem ähnlichen optischen Material aufgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1112 ist flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1110U der optischen Einrichtung 1110 (oder der oberen Fläche der Basis 1111). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1112 und der Bodenfläche der Basis 1111 in der identischen Ebene angeordnet und besitzen eine Bodenfläche 1110B der optischen Einrichtung 1110.
Die Basis 1111, die Linse 1112, die obere Fläche 1110L und die Bodenfläche 1110B der optischen Einrichtung 1110 entsprechen der Basis 1101, der Linse 1102, der oberen Fläche 1100U und der Bodenfläche 1100B der optischen Einrichtung 1100.
Die optische Einrichtung 1110 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn veranlasst wird, dass Licht in eine obere Fläche 1100U eintritt, kann das Licht, welches von der Bodenfläche 1100B emittiert wird, durch die Linse 1102 konvergiert (gesammelt) werden oder kann in einen parallelen Strahl umgewandelt werden.
Die Bodenfläche 1100B der optischen Einrichtung 1100 und die obere Fläche 1110U der optischen Einrichtung 1110 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102 und 1112 auf einer identischen Geraden oder einer ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Es ist auch möglich, die optischen Einrichtungen 1100 und 1110 in einer plattenförmigen oder ungefähr plattenförmigen Form auszubilden. Es ist möglich, die optischen Einrichtungen 1100 und 1110 zu stapeln, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit positioniert sind.
Beispielsweise ist es durch Hinzufügen von Positionierungsmarkierungen, beispielsweise Markierungen zur Maskenausrichtung, die verwendet wird, wenn integrierte Halbleiterschaltungen auf den Basisteilen 1101 und 1111 gefertigt werden, möglich, diese Markierungen zu verwenden, um mehrere optische Einrichtungen mit einer hohen Genauigkeit zu stapeln.
Außerdem ist es, wenn die Formen der optischen Einrichtung 1100 und 1110 quaderförmig oder ungefähr quaderförmig oder plattenförmig oder ungefähr plattenförmig ausgebildet werden, möglich, zu verhindern, dass eine Neigung der (optischen Achsen) Linsen auftritt, wenn die optischen Einrichtungen gestapelt werden, die optischen Einrichtungen zu stapeln, wobei diese in der zweidimensionalen Richtung (vertikale und seitliche Richtung positioniert werden, und es ist möglich, das optische System 1119 leicht anzufertigen.
Erste Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung.
13 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, bei der die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass die optische Einrichtung 1100 in 13 identisch oder ungefähr identisch wie die optische Einrichtung 1100 von 1 ist, so dass auf eine Erläuterung dafür verzichtet wird.
Dieses optische System 1129 besitzt optische Einrichtungen 1100 und 1120 und besteht daraus, dass die optischen Einrichtungen 1100 und 1120 gestapelt sind.
Die optische Einrichtung 1120 hat eine Basis 1121 und eine Linse 1122. Die Basis 1121 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1121 und die Linse 1122 besitzen unterschiedliche Brechungsindices.
Die Basis 1121 besitzt eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1121B in der Bodenfläche der Basis 1121. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1121, wenn die Einbuchtung 1121B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen gemacht.
Die Einbuchtung 1121B ist mit einem optischen Material gefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 1121 verschieden ist. Die Linse 1122 besteht aus der Einbuchtung 1121B, welche mit dem ähnlichen optischen Material aufgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1122 ist flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1120U der optischen Einrichtung 1120 (oder der oberen Fläche der Basis 1121). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1122 und die Bodenfläche der Basis 1121 in der identischen Ebene angeordnet und umfassen eine Bodenfläche 1120B der optischen Einrichtung 1120.
Die optische Einrichtung 1120 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn veranlasst wird, dass Licht in die obere Fläche 1120U eintritt, kann das Licht, welches von der Bodenfläche 1120 emittiert wird, durch die Linse 1122 konvergiert (gesammelt) werden oder kann in einen parallelen Strahl umgewandelt werden.
Die Bodenfläche 1100B der optischen Einrichtung 1100 und die obere Fläche 1120U der optischen Einrichtung 1120 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102 und 1122 auf einer identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Es ist außerdem möglich, die optischen Einrichtungen 1100 und 1120 so auszubilden, dass sie plattenförmig oder ungefähr plattenförmig sind. Es ist möglich, die optischen Einrichtungen 100 und 1120 zu stapeln, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.
Durch Ausführen der Formen der optischen Einrichtungen 1100 und 1120 als Quader oder ungefähr als Quader oder plattenförmig oder ungefähr plattenförmig ist es möglich, zu verhindern, dass eine Neigung der (optischen Achsen) Linsen in dem Fall auftritt, wo die optischen Einrichtungen gestapelt werden, und es ist möglich, das optische System 1129 leicht bereitzustellen.
Außerdem kann eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) aus dem optischen System 1129 bestehen, und es ist möglich, eine hohe numerische Apertur zu erlangen.
Optisches System unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
14 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems, bei dem die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 1129A von 14 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 1129 von 13 zugeordnet sind. Erläuterungen der identischen Komponenten werden ausgelassen.
Dieses optische System 1129A ist als optisches System 1129 von 13 ohne Basis 1101 ausgebildet.
Dieses optische System 1129 hat eine Linse 1102 und eine optische Einrichtung 1120 und besteht durch Stapeln der Linse 1102 auf der optischen Einrichtung 1120. Die Bodenfläche der Linse 1102 kontaktiert die obere Fläche 1120U der optischen Einrichtung 1120.
Da das optische System 1129A die Linse 1102 und die optische Einrichtung 1120 auf diese Weise aufweist, kann das optische System 1129A bezüglich der Größe im Vergleich zum optischen System 1129 von 13 reduziert werden. Außerdem kann das optische System 1129A eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) aufweisen.
Es ist möglich, das optische System 1129A von 14 aus dem optischen System 1129 von 13 zu erlangen.
Wenn beispielsweise das Material der Basis 1101 der optischen Einrichtung 1100 Quarz ist, das Material der Linse 1102 Gallium-Nitrid ist, das Material der Basis 1121 der optischen Einrichtung 1120 Aluminium-Oxid ist, und das Material der Linse 1122 Gallium-Nitrid ist, ist es möglich, das optische System 1129 von 13 in eine Ätzlösung, beispielsweise Flusssäure einzutauchen, um die Basis 1101 aufzulösen und zu beseitigen und somit das optische System 1129A von 14 zu erlangen.
Außerdem ist es möglich, die Linse 1102 aus der optischen Einrichtung 1100 herauszunehmen.
Wenn beispielsweise das Material der Linse 1102 Gallium-Nitrid ist und das Material der Basis 1101 Quarz ist, ist es möglich, die optische Einrichtung 1100 in eine Ätzlö sung aus Flusssäure oder dgl. einzutauchen, um die Basis 1101 aufzulösen und die Linse 1102 herauszunehmen.
Zweite Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
15 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei dem optischen System 1149 von 15 identische Bezugzeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 1129 von 13 zugeteilt sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieses optische System 1149 hat optische Einrichtungen 1100, 1120 und 1140. Die optische Einrichtung 1100 ist auf der optischen Einrichtung 1120 gestapelt, und die optische Einrichtung 1140 ist auf der optischen Einrichtung 1100 gestapelt.
Die obere Fläche der optischen Einrichtung 1100 des optischen Systems 1129 und eine Bodenfläche 1140B der optischen Einrichtung 1140 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102, 1122 und 1142 der optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1140 auf einer identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Die optische Einrichtung 1140 hat eine Basis 1141 und die Linse 1142. Die Basis 1141 aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1141 und die Linse 1142 haben unterschiedliche Brechungsindices.
Die Basis 1141 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1141B in der Bodenfläche der Basis 1141. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1141B, wenn die Einbuchtung 1141B längs ihrer Symmetriesachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen gemacht.
Die Einbuchtung 1141B ist mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 1141 verschieden ist. Die Linse 1142 besteht aus der Einbuchtung 1141B, welche mit dem ähnlichen optischen Material ausgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1142 ist flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1140U der optischen Einrichtung 1140 (oder der oberen Fläche der Basis 1141). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenflächen der Linse 1142 und der Bodenfläche der Basis 1141 in der identischen Ebene angeordnet und weisen eine Bodenfläche 1140B der optischen Einrichtung 1140 auf.
Die optische Einrichtung 1140 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn bewirkt wird, dass Licht in eine obere Fläche 1140U eintritt, kann das Licht, welches von einer Bodenfläche 1140B emittiert wird, durch die Linse 1142 konvergiert (gesammelt) werden oder in einen parallelen Strahl umgewandelt werden.
Diese optische Einrichtung 1140 hat die Funktion der Kollimatorlinse und ändert den Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 1060 in einen parallelen Strahl und liefert diesen zur optischen Einrichtung 1100.
Das optische System 1129 hat die optischen Einrichtungen 1100 und 1120. Durch die Kombination der optischen Einrichtungen 1100 und 1120 kann eine hohe numerische Apertur NA erlangt werden, und es kann eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) erlangt werden. Durch Vergrößern des Brechungsindex der Linse 1122 kann die numerische Apertur NA des optischen Systems 1129 höher gemacht werden.
In den optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1140 werden die Linsen 1102, 1122 und 1142 unter Verwendung der Einbuchtungen der Basisteile 1101, 1121 und 1141 gebildet, so dass der Auswahlbereich der Materialien der Linsen 1102, 1122 und 1142 vergrößert werden kann, und optische Materialien, welche große Brechungsindices haben, können als Materialien der Linsen 1102, 1122 und 1142 verwendet werden.
Der parallele Strahl von der optischen Einrichtung 1140 läuft durch die Linsen 1102 und 1122 und wird von der Bodenfläche der Linse 1122 emittiert. Der emittierte Strahl wird auf eine Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte 1080 fokussiert, um die Aufzeichnungsfläche zu bestrahlen.
Es sei angemerkt, dass durch Abrunden der Ränder der Bodenfläche der optischen Einrichtung 1120 (Fläche gegenüberliegend der optischen Platte 1080) es möglich ist, Kollisionen mit und/oder Stoß in Bezug auf die Fläche der optischen Platte 1080 zu reduzieren.
Dritte Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
16 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer dritten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, bei dem die ersten optischen Einrichtungen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 1149A von 16 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 1149 von 15 zugeteilt sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieses optische System 1149 ist wie das optische System 1149 von 15 ohne die Basis 1141 aufgebaut.
Das optische System 1149A hat die optischen Einrichtungen 1100 und 1120 und die Linse 1142. Die optische Einrichtung 1100 ist auf der optischen Einrichtung 1120 gestapelt, und die Linse 1142 ist auf der optischen Einrichtung 1100 gestapelt. Die optischen Einrichtungen 1100 und 1120 und die Linse 1142 sind so verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102 und 1122 der optischen Einrichtungen 100 und 1120 und der Linse 1142 auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Die Linse 1142 weist eine Kollimatorlinse auf und ändert den Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 1060 in einen parallelen Strahl und liefert diesen zur optischen Einrichtung 1100.
Der parallele Strahl von der Linse 1142 läuft durch die Linsen 1102 und 1122 und wird von der Bodenfläche der Linse 1122 emittiert. Der emittierte Strahl wird auf die Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte 1080 fokussiert, um die bezogene Aufzeichnungsfläche zu bestrahlen.
Da das optische System 1149A die optischen Einrichtungen 1100 und 1120 und die Linse 1142 auf diese Art und Weise weist, kann das optische System 1149A bezüglich der Größe im Vergleich mit dem optischen System 1149 von 15 reduziert werden. Es sei angemerkt, dass ein Abstand zwischen der Linse 1142 und dem Halbleiterlaser 1060 durch die Form und Dicke der Linse 1142 eingestellt werden kann.
Vierte Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
17 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer vierten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 1159 von 17 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems von 15 zugeteilt sind. Erläuterungen der identischen Komponenten werden ausgelassen.
Dieses optische System 1159 ist wie das optische System 1149 von 15 aufgebaut, wobei eine optische Einrichtung 1150 als Strahlenteiler zwischen den optischen Einrichtungen 1100 und 1140 eingefügt ist.
Das optische System 1159 hat optische Einrichtungen 1100, 1120, 1140 und 1150. Die optische Einrichtung 1100 ist über der optischen Einrichtung 1120 gestapelt, die optische Einrichtung 1150 ist auf der optischen Einrichtung 1100 gestapelt, und die optische Einrichtung 1140 ist auf der optischen Einrichtung 1150 gestapelt. Die optischen Einrichtungen 1100, 1120, 1140 und 1150 sind so verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102, 1122 und 1142 der optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1140 auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Die optische Einrichtung 1150, welche zwischen den optischen Einrichtungen 1100 und 1140 angeordnet ist, hat die Funktion eines Strahlenteilers. Ein Film, der ein halbtransparenter Film 1152 ist, ist zwischen den Linsen 1102 und 1142 angeordnet.
Dieser halbtransparente Film 1152 lässt den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 1140 (der Linse 1142 der optischen Einrichtung) durch und reflektiert einen Rückkehrstrahl vom (von der Linse 1102 des) optischen System 1129.
Die optische Einrichtung 1140 hat die Funktion einer Kollimatorlinse. Sie ändert den Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 1060 in einen parallelen Strahl und liefert diesen parallelen Strahl über die optische Einrichtung 1150 zur optischen Einrichtung 1100 im optischen System 1129.
Das optische System 1129 emittiert den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 1150 über die Linsen 1102 und 1122 von der Bodenfläche der Linse 1122 und fokussiert den emittierten Strahl auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080, um die bezogene Aufzeichnungsfläche zu bestrahlen. Außerdem liefert das optische System 1129 den reflektierten Laserstrahl (Rückkehrlaserstrahl), der bei (der Aufzeichnungsfläche der) optischen Platte 1180 reflektiert wird, zur optischen Einrichtung 1150.
Durch Einfügen der optischen Einrichtung 1150 als Strahlenteiler zwischen der optischen Einrichtung 1140 und dem optischen System 1129 ist es möglich, den reflektierten Laserstrahl, der an der optischen Platte 1080 reflektiert wird, von der Seitenfläche der optischen Einrichtung 1150 abzunehmen.
Fünfte Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
18 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer fünften Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, wobei die ersten optischen Einrichtungen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 1159A von 18 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 1159 von 17 zugeteilt sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieses optische System 1159 ist als optisches System 1159 von 17 ohne die Basis 1141 aufgebaut.
Das optische System 1159A hat die optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1150 sowie die Linse 1142. Die optische Einrichtung 1100 ist auf der optischen Einrichtung 1120 gestapelt, die optische Einrichtung 1150 ist auf der optischen Einrichtung 1100 gestapelt, und die Linse 1142 ist auf der optischen Einrichtung 1150 gestapelt.
Die optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1150 sowie die Linse 1142 sind so verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1102 und 1122 der optischen Einrichtungen 100 und 1120 sowie die Linse 1142 auf einer identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Die Linse 1142 weist eine Kollimatorlinse auf. Sie ändert den Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 1060 in einen parallelen Strahl und liefert diesen parallelen Strahl über die optische Einrichtung 1150 zur optischen Einrichtung 1100.
Der parallele Strahl von der Linse 1142 durchläuft die Linsen 1102 und 1122 und wird von der Bodenfläche der Linse 1122 emittiert. Der emittierte Strahl wird auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080 fokussiert, um die bezogene Aufzeichnungsfläche zu bestrahlen. Außerdem liefert das optische System 1129 den reflektierten Laserstrahl (Rückkehrlaserstrahl), der bei (der Aufzeichnungsfläche von) der optischen Platte 1080 reflektiert wird, zur optischen Einrichtung 1150.
Da das optische System 1159A aus den optischen Einrichtungen 1100, 1120 und 1150 sowie der Linse 1142 auf diese Weise besteht, kann das optische System 1159A bezüglich der Größe im Vergleich zum optischen System 1159 von 17 verkleinert werden.
Erste Ausführungsform eines optischen Kopfes unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
19 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer ersten Ausführungsform eines optischen Kopfes nach der vorliegenden Erfindung, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird.
Dieser optische Kopf 1500 hat ein optisches System 1329 und einen Spiegel 1061. Ein fliegender Kopf umfasst einen Schwingarm 1062 sowie eine Aufhängung 1063.
Das optische System 1329 hat optische Einrichtungen 1300 und 1320. Die optische Einrichtung 1300 ist auf der optischen Einrichtung 1320 gestapelt. Dieses optische System 1329 weist einen Schieber auf. Die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 des optischen Systems 1329 und die Fläche der optischen Platte 1080 liegen einander gegenüber. Die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 weist eine Schieberfläche auf.
Auf diese Weise besteht ein Vorteil darin, dass das optische System 1329 für den Schieber des optischen Kopfes 1500 unverändert verwendet werden kann.
Ein Spiegel 1061 ist an der oberen Fläche des Schwingarms 1062 angebracht. Die Aufhängung 1063 ist an der Bodenfläche des Schwingarms 1062 angebracht.
Außerdem ist ein Durchgangsloch 1062H, um zuzulassen, dass der reflektierte Strahl des Spiegels 1061 durch dieses läuft, im Schwingarm 1062 gebildet.
Das optische System 1329 ist am vorderen Ende der Aufhängung 1063 angebracht.
Der Spiegel 1061 wird mit dem Laserstrahl des parallelen Strahls von der Basisseite des Schwingarms 1062 beliefert, reflektiert den gelieferten Laserstrahl und liefert diesen über das Durchgangsloch 1062H zum optischen System 1329.
Das optische System 1329 sammelt den Laserstrahl vom Spiegel 1061 unter Verwendung der Linsen 1302 und 1322 und fokussiert diesen auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080. Außerdem liefert das optische System 1329 den Laserstrahl, der an der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl), über das Durchgangsloch 1062H zum Spiegel 1061 zurück.
Der Spiegel 1061 reflektiert den Rückkehrlaserstrahl vom optischen System 1329 und liefert diesen zur Basisseite des Schwingarms 1062 zurück.
20 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des optischen Systems 1329 in 19.
Das optische System 1300 hat eine Basis 1301 und die Linse 1302. Die Basis 1301 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1301 und die Linse 1302 haben einen unterschiedlichen Brechungsindex.
Die Basis 1301 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1301B in der Bodenfläche der Basis 1301. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1301B, wenn die Einbuchtung 1301B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen gemacht.
Die Einbuchtung 1301B wird mit einem optischen Material gefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber der Basis 1301 verschieden ist. Die Linse 1302 besteht aus der Einbuchtung 1301B, welche mit dem ähnlichen optischen Material gefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1302 ist flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1300U der optischen Einrichtung 1300 (oder der oberen Fläche der Basis 1301). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1302 und der Bodenfläche der Basis 1301 in der identischen Ebene angeordnet und weisen eine Bodenfläche 1300B der optischen Einrichtung 1300 auf.
Die optische Einrichtung 1300 zeigt eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn Licht in die obere Fläche 1300U eintritt, kann der Strahl, der von der Bodenfläche 1300B emittiert wird, durch die Linse 1302 konvergiert (gesammelt) werden.
Die optische Einrichtung 1320 hat eine Basis 1321 und die Linse 1322. Die Basis 1321 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1321 und die Linse 1322 haben einen verschiedenen Brechungsindex.
Die Basis 1321 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 1321B in der Bodenfläche der Basis 1321. Die Form der Fläche der Einbuchtung 1321B, wenn die Einbuchtung 1321B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr einem Bogen ausgebildet.
Die Einbuchtung 1321B ist mit einem optischen Material ausgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 1321 verschieden ist. Die Linse 1322 besteht aus der Einbuchtung 1321B, welche mit dem ähnlichen optischen Material aufgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1322 ist flach und sie ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1320U der optischen Einrichtung 1320 (oder der oberen Fläche der Basis 1321). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1322 und der Bodenfläche der Basis 1321 in der identischen Ebene angeordnet und weisen die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 auf.
Die optische Einrichtung 1320 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn Licht in die obere Fläche 1320U eintritt, kann der Strahl, der von der Bodenfläche 1320B emittiert wird, durch die Linse 1322 konvergiert (gesammelt) werden.
Die Bodenfläche 1300B der optischen Einrichtung 1300 und die obere Fläche 1320U der optischen Einrichtung 1320 sind so verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1302 und 1322 auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass durch Abrunden der Ränder der Bodenfläche (Fläche, welche der optischen Platte 1080 gegenüberliegt) 1320B der optischen Einrichtung 1320 es möglich ist, Kollisionen mit und/oder Stoß in Bezug auf die Fläche der optischen Platte 1080 reduziert werden kann.
Das optische System 1329 des optischen Kopfes 1500 hat wünschenswerterweise eine große Festigkeit und/oder Härte. Durch Ausbilden der Basis 1321 der optischen Einrichtung 1320 durch Aluminium-Oxid kann die Festigkeit und/oder Härte gesteigert werden.
Durch das optische System 1329 kann eine hohe numerische Apertur erlangt werden. Da das optische System 1329 eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) aufweist und das verwandte optische System 1329 im Nah-Feldbereich verwendet wird, ist es möglich, optisches Nah-Feld-Aufzeichnen und/oder Wiedergabe durchzuführen, und es ist möglich, eine Aufzeichnungsdichte der optischen Platte zu verbessern.
Es ist auch möglich, Schienen, um das optische System 1329 schwimmen zu lassen, als Schieber auf der Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 zu bilden.
Es ist auch möglich, eine Spule zu bilden, welche ein Magnetfeld (oder einen Magnetfluss) im Zeitpunkt des optischen magnetischen Aufzeichnens erzeugt, wenn die optische Platte 1080 eine magneto-optische Platte ist.
Außerdem ist es möglich, leicht die Schienen und/oder die Spule der Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 zu bilden, wobei die optische Einrichtung 1320 zu einer quaderförmigen oder ungefähr quaderförmigen oder plattenförmigen oder ungefähr plattenförmigen Form ausgebildet wird, wobei ein Halbleiterherstellungsprozess genutzt wird.
Als Beispiel beträgt die Größe des optischen Systems 1329 in einer seitlichen Richtung ungefähr 1 mm, die Größe in einer Vertikalrichtung ungefähr 0,5 mm und die Größe in der Richtung der Höhe ungefähr 0,4 mm.
Als Beispiel beträgt die Größe der optischen Einrichtung 1300 in der Höhenrichtung ungefähr 0,3 mm und die Größe der optischen Einrichtung 1320 in der Höhenrichtung ungefähr 0,13 mm.
Als Beispiel beträgt ein Durchmesser der Bodenfläche (oder der flachen Fläche) der Linse 1302 ungefähr 0,2 mm und der Durchmesser der Bodenfläche (oder der flachen Fläche) der Linse 1322 ungefähr 0,1 mm.
Zweiter optischer Kopf unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
21 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines zweiten optischen Kopfes, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Kopfs 1500 von 19 und des optischen Systems 1329 von 20 zugeteilt sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieser optische Kopf 1500A ist wie der optische Kopf 1500 von 19 ohne die Basis 1301 und mit einem optischen System 1329A aufgebaut, welches an der Aufhängung 1063 angebracht ist.
Der optische Kopf 1500A hat ein optisches System 1329A und einen Spiegel 1061. Ein Flugkopf besteht aus dem Schwingarm 1062 und der Aufhängung 1063.
Das optische System 1329A ist wie das optische System 1329 von 19 und 20 aufgebaut, wobei die Basis 1301 entfernt ist.
Dieses optische System 1329A hat eine optische Einrichtung 1320 und eine Linse 1302. Die Linse 1302 ist auf der optischen Einrichtung 1320 gestapelt. Außerdem weist das optische System 1329A einen Schieber, die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 des optischen Systems 1329A und die Fläche der optischen Platte 1080 auf, die einander zugewandt sind, und die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 umfasst eine Schieberfläche.
Der Spiegel 1061 ist an der oberen Fläche des Schwingarms 1062 angebracht. Die Aufhängung 1063 ist an der Bodenfläche des Schwingarms angebracht, an der die Aufhängung 1021 gebildet ist.
Außerdem ist ein Durchgangsloch 1062H, über welches der reflektierte Strahl des Spiegels 1061 laufen kann, im Schwingarm 1062 gebildet.
Die optische Einrichtung 1320 des optischen Systems 1329A ist am vorderen Ende der Aufhängung 1063 angebracht.
Der Spiegel 1061 wird mit dem Laserstrahl des parallelen Strahls von der Basisseite des Schwingarms 1062 beliefert, reflektiert den gelieferten Laserstrahl und liefert diesen über das Durchgangsloch 1062H zum optischen System 1329A.
Das optische System 1329A sammelt den Laserstrahl vom Spiegel 1061 unter Verwendung der Linsen 1302 und 1322 und fokussiert diesen auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080. Außerdem bringt das optische System 1329A den Laserstrahl, der auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl) über das Durchgangsloch 1062H zum Spiegel 1061 zurück.
Der Spiegel 1061 reflektiert den Rückkehrlaserstrahl vom optischen System 1329A und bringt diesen auf die Basisseite des Schwingarms 1062 zurück.
22 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des optischen Systems 1329A in 21.
Die obere Fläche der Linse 1302 zeigt eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische gekrümmte Form.
Die Bodenfläche der Linse 1302 ist flach und ist an der oberen Fläche 1320U der optischen Einrichtung 1320 (oder der oberen Fläche der Basis 1321) angebracht.
Die Linse 1302 und die optische Einrichtung 1320 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der Linsen 1302 und 1322 auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass durch Abrunden der Ränder der Bodenfläche (Fläche, welche der optischen Platte 1080 gegenüberliegt) 1320B der optischen Einrichtung 1320 es möglich ist, die Kollision mit und/oder einen Stoß in Bezug auf die Fläche der optischen Platte 1080 zu reduzieren.
Zweite Ausführungsform des optischen Kopfs unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
23 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform eines optischen Kopfs nach der vorliegenden Erfindung, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird.
Dieser optische Kopf 1600 hat ein optisches System 1329, einen IC-Chip 1074, ein Prisma 1075 und eine optische Einrichtung 1340. Ein Flugkopf besteht aus einem Schwingarm 1072 und einer Aufhängung 1073.
Das optische System 1329 besitzt die optischen Einrichtungen 1300 und 1320. Die optische Einrichtung 1300 ist auf der optischen Einrichtung 1320 gestapelt. Dieses optische System 1329 weist einen Schieber, die Bodenfläche 1320B der optischen Einrichtung 1320 des optischen Systems 1329 und die Fläche der optischen Platte 1080 auf, die einander zugewandt sind, und die Bodenfläche 1320b der optischen Einrichtung 1320 umfasst die Schieberfläche.
Das optische System 1320 hat einen identischen Aufbau wie das optische System 1329, welches in 19 und 20 gezeigt ist. Erläuterungen dafür werden ausgelassen.
Die Aufhängung 1073 ist an der Bodenfläche des Schwingarms 1072 angebracht, oder die Aufhängung 1073 davon gebildet.
Die obere Fläche des IC-Chips 1074 ist am vorderen Ende der Bodenfläche des Schwingarms 1072 angebracht, und eine nicht gezeigte Signalleitung oder Spannungsversorgungsleitung sind längs des Schwingarms 1072 angeordnet. Elektrische Leistung kann zum IC-Chip 1074 über die Spannungsversorgungsleitung geliefert werden, wobei ein Ausgangssignal des IC-Chips 1074 abgenommen werden kann und ein Signal zum IC-Chip 1074 über die Signalleitung geliefert werden kann.
Die obere Fläche des Prismas 1075 und die obere Fläche eines Sitzes 1076 sind mit der Bodenfläche des IC-Chips 1074 verbunden.
Die obere Fläche der optischen Einrichtung 1340 ist mit der Bodenfläche des Prismas 1075 verbunden.
Eine optische Faser 1071 ist mit der Bodenfläche des Sitzes 1076 verbunden. Beispielsweise ist eine V-förmige Nut in der Bodenfläche des Sitzes 1076 gebildet, und die optische Faser 1071 wird über das Klebemittel so verbunden, dass die optische Faser in die V-förmige Nut eingeführt wird. Es sei angemerkt, dass der Sitz 1076 vorteilhafterweise aus einem identischen Material wie das für den IC-Chip 1074 gebildet wird.
Das optische System 1329 ist am vorderen Ende der Aufhängung 1073 angebracht.
Die optische Einrichtung 1340 hat eine Basis 1341 und eine Linse 1342. Die Basis 1341 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 1341 und die Linse 1342 haben verschiedene Brechungsindices.
Die Basis 1341 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung in der Bodenfläche der Basis 1341. Die Form der Fläche der Einbuchtung, wenn die Einbuchtung längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr einem Bogen ausgebildet. Die Einbuchtung wird mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 1341 verschieden ist. Die Linse 1342 besteht aus der Einbuchtung, welche mit dem ähnlichen optischen Material aufgefüllt ist.
Die Bodenfläche der Linse 1342 ist flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche 1340U der optischen Einrichtung 1340 (oder der oberen Fläche der Basis 1341). Außerdem sind die flachen Flächen der Bodenfläche der Linse 1342 und der Bodenfläche der Basis 1341 in der identischen Ebene angeordnet und weisen eine Bodenfläche 1340B der optischen Einrichtung 1340 auf.
Die optische Einrichtung 1340 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Wenn Licht in die obere Fläche 1340U eintritt, kann der Strahl, welcher von der Bodenfläche 1340B der optischen Einrichtung 1340 emittiert wird, in einen parallelen Strahl durch die Linse 1342 umgewandelt werden.
Die geneigte Fläche des Prismas 1075 reflektiert den Laserstrahl, der von der optischen Faser 1071 ausgegeben wird, und liefert diesen zur optischen Einrichtung 1340.
Die optische Einrichtung 1340 ändert den Laserstrahl vom Prisma 1075 in einen parallelen Strahl und liefert diesen zum optischen System 1329.
Das optische System 1329 sammelt den Laserstrahl von der optischen Einrichtung 1340 unter Verwendung der Linsen 1302 und 1322 und fokussiert diesen auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080. Außerdem bringt das optische System 1329 den Laserstrahl, der an der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080 (Rückkehrlaserstrahl) reflektiert wird, über die optische Einrichtung 1340 zum Prisma 1075 zurück.
Das Prisma 1075 lässt den Rückkehrlaserstrahl vom optischen System 1329 durchlaufen und liefert diesen zum IC-Chip 1074.
Der IC-Chip 1074 ist eine zusammengesetzte optische Halbleitereinrichtung. Ein Fotodetektor und eine Verarbeitungsschaltung sind auf der Bodenfläche des IC-Chips 1074 gebildet, oder der Fotodetektor und die Verarbeitungsschaltung sind daran angebracht.
Der Fotodetektor empfängt den Rückkehrlaserstrahl und liefert ein Empfangslichtsignal gemäß dem Rückkehrlaserstrahl zur Verarbeitungsschaltung.
Die Verarbeitungsschaltung führt eine vorher festgelegte Verarbeitung auf Basis des Empfangslichtsignals vom Fotodetektor durch und bildet ein Signal, welches das Ergebnis der Verarbeitung anzeigt. Dieses Signal kann von der Signalleitung, welche mit dem IC-Chip 1074 verbunden ist, abgenommen werden.
Dritter optischer Kopf unter Verwendung der ersten optischen Einrichtung
24 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines dritten optischen Kopfs, wobei die erste optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Kopfs 1600 von 23 und dem optischen System 1329A von 21 und 22 zugeordnet sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieser optische Kopf 1600A ist als optischer Kopf 1600 von 23 ohne die Basis 1301 ausgebildet, wobei das optische System 1329A an der Aufhängung 1073 angebracht ist.
Der optische Kopf 1600A hat das optische System 1329A, den IC-Chip 1074, das Prisma 1075 und die optische Einrichtung 1340. Ein Flugkopf besteht aus einem Schwingarm 1072 und der Aufhängung 1073.
Das optische System 1329A hat einen identischen Aufbau wie das optische System 1329A von 21 und 22. Die optische Einrichtung 1320 des optischen Systems 1329A ist am vorderen Ende der Aufhängung 1073 angebracht.
Die geneigte Fläche des Prismas 1075 reflektiert den Laserstrahl, der von der optischen Faser 1071 ausgegeben wird und liefert diesen zur optischen Einrichtung 1340.
Die optische Einrichtung 1340 wandelt den Laserstrahl vom Prisma 1075 in einen parallelen Strahl um und liefert diesen zum optischen System 1329A.
Das optische System 1329A sammelt den Laserstrahl von der optischen Einrichtung 1340 unter Verwendung der Linsen 1302 und 1322 und fokussiert diesen auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080. Außerdem bringt das optische System 1329A den Laserstrahl, der an der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 1080 (Rückkehrlaserstrahl) reflektiert wird, über die optische Einrichtung 1340 zum Prisma 1075 zurück.
Das Prisma 1075 lässt den Rückkehrlaserstrahl von dem optischen System 1329A hindurch und liefert diesen zum IC-Chip 1074.
Zweite optische Einrichtung
25 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten optischen Einrichtung.
Diese optische Einrichtung 2100 hat eine quaderförmige oder ungefähr quaderförmige Form. Die optische Einrichtung 2100 besitzt einen Basis (Substrat) 2101 und Linsen 2102 und 2103.
Die Basis 2100 und die Linsen 2102 und 2103 der optischen Einrichtung 2100 besitzen unterschiedliche Brechungsindices. Licht kann an den Grenzen der Basis 2101 und der Linsen 2102 und 2103 gebrochen werden. Wenn beispielsweise Licht in die flache Fläche der Linse 2103 eintritt, kann ein Strahl, der von der flachen Fläche der Linse 2102 emittiert wird, in einen parallelen Strahl konvergiert (gesammelt) oder gestreut oder in einen parallelen Strahl umwandelt werden.
Die Basis 2101 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 2101B in einer unteren Fläche 2100 der Basis 2101. Die Form der Fläche der Einbuchtung 2101B, wenn die Einbuchtung 2101B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen ausgeführt.
Die Einbuchtung 2101B wird mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, welches gegenüber dem der Basis 2101 verschieden ist. Die Linse 2102 besteht aus der Einbuchtung 2101B, welche mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Außerdem kontaktiert eine konvex-gekrümmte Fläche der Linse 2102 eng die Fläche der Einbuchtung 2101B der Basis 2101.
Die untere Fläche der Linse 2102 ist flach oder ungefähr flach und ist parallel oder ungefähr parallel zu einer oberen Fläche der optischen Einrichtung 2100 (oder einer oberen Fläche 2100U der Basis 2101. Außerdem sind die untere Fläche der Linse 2102 und der flache Bereich 2101C der unteren Fläche 2100B der Basis 2101 parallel oder in etwa parallel und in einer identischen Ebene in 1 angeordnet.
Die Basis 2101 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Einbuchtung 2101D in einer oberen Fläche 2100U der Basis 2101. Die Form der Fläche der Einbuchtung 2101D, wenn die Einbuchtung 2101D längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr einem Bogen ausgebildet.
Die Einbuchtung 2101D ist mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 2101 verschieden ist. Die Linse 2103 besteht aus der Einbuchtung 2101D, welche mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Außerdem kontaktiert die konvex-gekrümmte Fläche der Linse 2103 eng die Fläche der Einbuchtung 2101D der Basis 2101.
Die obere Fläche der Linse 2103 ist flach oder ungefähr flach und ist parallel oder ungefähr parallel zur unteren Fläche der optischen Einrichtung 2100 (oder der unteren Fläche 2100B der Basis 2101). Außerdem sind die obere Fläche der Linse 2103 und ein flacher Bereich 2101E der oberen Fläche 2100U der Basis 2101 parallel oder ungefähr parallel und in einer identischen Ebene in 1 angeordnet.
Die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2101B und 2101D der Basis 2101 sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet. Im Gegensatz dazu sind die optischen Achsen der Linsen 2102 und 2103 auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet. Den Linsen 2102 und 2103 sind vorzugsweise eine identische oder ungefähr die gleiche Größe verliehen.
Wenn das Material der Basis 2101 beispielsweise aus Quarz hergestellt ist und das Material der Linsen 2102 und 2103 beispielsweise aus Silizium-Nitrid hergestellt ist, haben die Linsen 2102 und 2103 größere Berechungsindexe als die Basis 2101, so dass eine Funktion einer konvexen Linse den Linsen 2102 und 2103 vermittelt werden kann.
Wenn umgekehrt das Material der Basis 2101 beispielsweise aus Silizium-Nitrid besteht und das Material der Linsen 2102 und 2103 beispielsweise Quarz besteht, haben die Linsen 2102 und 2103 kleinere Brechungsindices als die Basis 2101, so dass die Funktion einer konkaven Linse auf die Linsen 2102 und 2103 übertragen werden kann.
Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
26A bis 27E sind schematische erläuternde Ansichten eines ersten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder ungefähr identische Struktur wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
26A zeigt eine metallische Form 2003. In dieser metallischen Form 2003 sind ein Kanal 2004 zum Durchlassen eines flüssigartigen fluidartigen optischen Materials 2006L und eine Einbuchtung 2003C gebildet. Außerdem liegen im Hohlraum 2003C der metallischen Form 2003 eine untere innere Wand und eine obere innere Wand einander gegenüberliegen, ein Ansatz 2005, der sich in den Hohlraum 2003C erstreckt, ist auf der unteren inneren Wand gebildet, ein Ansatz 2005A, der in den Hohlraum 2003C sich erstreckt, ist auf der oberen inneren Wand gebildet, und die Bereiche rundum die Ansätze 2005 und 2005A sind flach.
Der Ansatz 2005 hat eine identische oder ungefähr identische Form wie die Linse 2102 der optischen Einrichtung 2100 von 25 und besitzt eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form.
Außerdem hat der Ansatz 2005A eine identische oder ungefähr identische Form wie die Linse 2103 der optischen Einrichtung 2100 von 25 und besitzt eine drehsymmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form.
Die Symmetrieachsen der Ansätze 2005 und 2005A sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
In 26B wird das optische Material 2006L in den Hohlraum 2003C vom Kanal 2004 der metallischen Form 2003 eingespritzt, und das optische Material 2006 wird in den Hohlraum 2003C gefüllt. Das optische Material 2006L besteht beispielsweise aus geschmolzenem Quarz, Plastik oder synthetischem Kunststoff.
In 26C ist das flüssigartige optische Material 2006L zu einem optischen Festkörpermaterial 2006M ausgehärtet, und eine Basis 2006, welche aus dem optischen Material 2006M besteht, wird aus der metallischen Form 2003 herausgenommen.
Die Form des Ansatzes 2005 wird auf die untere Fläche der Basis 2006 übertragen, die aus der metallischen Form 2003 entnommen wird, um eine Einbuchtung 2006B zu bilden. Die Einbuchtung 2006B hat eine symmetrische oder ungefähr symmetrische Form. Der Bereich rundum die Einbuchtung 2006B der Basis 2006 ist flach.
Außerdem wird die Form des Ansatzes 2005A auf die obere Fläche der Basis 2006 übertragen, um eine Einbuchtung 2006U zu bilden. Die Einbuchtung 2006U hat eine symmetrische oder ungefähr symmetrische Form. Der Bereich rundum die Einbuchtung 2006U der Basis 2006 ist flach.
Die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2006B und 2006U der Basis 2006 sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
In 27D ist ein optisches Material 2007M in die Einbuchtung 2006B der unteren Fläche der Basis 2006 gefüllt. Das optische Material 2007M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 2006M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 2006M, und ist beispielsweise aus Silizium-Nitrid hergestellt.
Beispielsweise wird durch Bilden einer Schicht 2007 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Basis 2006 durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2006B der Basis 2006 gefüllt.
In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2007B, welche der Einbuchtung 2006B entspricht, in der Schicht 2007 gebildet.
Außerdem wird ein optisches Material 2071M in die Einbuchtung 2006U der oberen Fläche der Basis 2006 gefüllt. Dieses optische Material 2071M ist vorzugsweise aus einem identischen Material wie das optische Material 2007M hergestellt.
Durch beispielsweise Bilden einer Schicht 2071 des optischen Materials 2071M auf der oberen Fläche der Basis 2006 durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2006U der Basis 2006 gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2071U, welche der Einbuchtung 2006U entspricht, in der Schicht 2071 gebildet.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, das optische Material 2007M in die Einbuchtungen 2006B und 2006U der Basis 2006 zu füllen, indem die optischen Materialien 2007M und 2071M zu identischen Materialien gebildet werden und die Schichten 2007 und 2071 des optischen Materials 2007M auf der oberen und unteren Fläche der Basis 2006 durch Aufdampfen gebildet werden.
In 27E ist die untere Fläche (Bodenfläche) der Schicht 2007 abgeflacht. Beispielsweise ist diese so poliert, dass die Einbuchtung 2007B der unteren Fläche der Schicht 2007 verschwindet. Vorzugsweise wird die untere Fläche der Schicht 2007 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2006B der Basis 2006 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2007 so poliert, dass der flache Bereich (oder flache Fläche) in dem Bereich rundum die Einbuchtung 2006B der Basis 2006 und die untere Fläche der Schicht 2007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Außerdem ist die obere Fläche der Schicht 1071 abgeflacht. Beispielsweise ist diese poliert, so dass die Einbuchtung 2071U der oberen Fläche der Schicht 2071 verschwindet. Vorzugsweise ist die obere Fläche der Schicht 2071 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2006U der Basis 2006 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2071 so poliert, dass der flache Bereich (oder flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2006U der Basis 2006 und die obere Fläche der Schicht 2071 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schichten 2007 und 2071, so dass die flachen Bereiche der Flächen rundum die Einbuchtungen 1006b und 2006U der Basis 2006 frei sind, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine gleiche Struktur wie die der optischen Einrichtung 2100 von 1 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2006 und die Einbuchtungen 2006B und 2006U von 27E der Basis 21001 und den Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Die oberen und unteren Innenwände der metallischen Form 2003 haben Ansätze 2005 und 2005A, welche in den Hohlraum 2003C ragen, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit in Vergleich mit dem Fall verbessert werden kann, wo die Einbuchtung, welche eine versenkte Form hat, im Hohlraum 2003C gebildet ist, und eine konvexe Linse durch einfaches Formen gebildet wird. Auf diese Weise ist es unter Verwendung der metallischen Form 2003 möglich, eine baulich kleine konvexe Linse zu bereiten, die eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit hat als eine konvexe Linse, die lediglich durch Formen erlangt wird.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, das Formen unter Verwendung einer oberen Form und einer unteren Form anstelle der in 26A und 26B gezeigten Form durchzuführen. Ein Ansatz wird in einer Innenwand auf der unteren Seite der unteren Form gebildet, und der Bereich rundum diesen Ansatz wird flach gemacht. Der Ansatz ist identisch mit dem Ansatz 2005 von 26A und 26B. Ein Ansatz wird außerdem an der Innenwand auf der unteren Seite der oberen Form gebildet, und der Bereich rundum diesen Ansatz ist flach. Dieser Ansatz ist identisch mit dem Ansatz 2005A von 26A und 26B.
Durch anfängliches Einspritzen eines optischen Materials (beispielsweise eines Glasmaterials) in den Hohlraum zwischen der oberen Form und der unteren Form und durch gleichzeitiges Erwärmen des Glasmaterials, der unteren Form und der oberen Form auf eine vorher festgelegte Temperatur wird das Glasmaterial weich. Somit wird das weiche Glasmaterial durch die obere Form gepresst. In diesem Fall sind die Symmetrieachsen der Einbuchtungen auf den inneren Wänden der oberen Form und der unteren Form auf einer identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
Danach werden das Glasmaterial, die untere Form und die obere Form abgekühlt, um das Glasmaterial auszuhärten, und die Basis 2006 wird aus den Metallformen herausgenommen. Die Form des Ansatzes 2005 wird auf die untere Fläche dieser Basis 2006 übertragen, die aus den Metallformen herausgenommen wird, um die Einbuchtung 2006B zu bilden, während die Form des Ansatzes 2005A auf die obere Fläche der Basis 2006 übertragen wird, um die Einbuchtung 2006U zu bilden.
Auf diese Weise ist es auch möglich, die Basis 2006 zu erlangen, welche in 26C gezeigt ist.
Zweites Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
28A bis 29H sind schematische erläuternde Ansichten eines zweiten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat, zu erlangen.
In 28A wird ein Fotolack 2009 auf der flachen Fläche eines Silizium-Substrats 2008 gebildet, ein Beispiel der Basis. Die Größe der Bodenfläche des Fotolacks 2009 wird identisch oder ungefähr identisch mit der Größe der flachen Flächen der Linsen 2102 und 2103 in 1 ausgebildet.
In 28B wird ein Ansatz 2008U an der Fläche des Silizium-Substrats 2008 durch Ätzen unter Verwendung des Fotolacks 2009 als Maske gebildet. Die Form des Ansatzes 2008U ist identisch mit den Formen der Linsen 2102 und 2103, und sie ist drehsymmetrisch oder ungefähr dreh-symmetrisch. Als Ätzen wird beispielsweise von Ionenstrahlätzen oder RIE Gebrauch gemacht.
In 28C wird ein optisches Material 2010M auf die Fläche des Silizium-Substrats 2008, welches mit dem Ansatz 2008U ausgebildet ist, geschichtet, um somit den Ansatz 2008U einzubetten und um dadurch eine Basis zu bilden, welche aus einer Schicht 2010 des optischen Materials 2010M gebildet ist. Es ist auch möglich, die Schicht 2010 unter Verwendung von beispielsweise Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation zu bilden.
Wenn die Schicht 2010 auf dem Silizium-Substrat 2008 gebildet wird, wird ein Ansatz 2010U, der den Ansatz 2008U entspricht, auf der oberen Fläche der Schicht 2010 gebildet.
In 28D ist die obere Fläche der Schicht 2010 abgeflacht. Beispielsweise ist diese so poliert, dass der Ansatz 2010U der oberen Fläche der Schicht 2010 verschwindet, um dadurch eine flache Fläche 20105 zu bilden. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 2010 so poliert, dass die flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse des Ansatzes 2008U des Silizium-Substrats 2008 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2010 so poliert, dass der flache Bereich an einem Bereich rundum den Ansatz 2008U des Silizium-Substrats 2008 und die obere Fläche der Schicht 2010 parallel oder ungefähr parallel werden.
Auf diese Weise werden mehrere Silizium-Substrate 2008 und Schichten 2010, welche in 28D gezeigt sind, gebildet.
In 28E wird eine flache Fläche 20105₁ der Schicht 2010₁ mit der flachen Fläche auf der unteren Seite der Basis 2011 verbunden, wobei die flache Fläche darauf gebildet ist. Außerdem wird eine flache Fläche 2010S₂ einer Schicht 2010₂ mit einer oberen seitlichen flachen Fläche der Basis 2011 verbunden. Ansätze 2008U₁ und 2008U₁ sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
Es sei angemerkt, dass die Silizium-Substrate 2008₁ und 2008₂ , die Ansätze 2008U₁ und 2008U₂ , die Schichten 2010₁ und 2010₂ und die flachen Flächen 2010S₁ und 2010S₂ den gleichen Aufbau wie die des entsprechenden Silizium-Substrats 2008, des Ansatzes 2008U, der Schicht 2010 und der Fläche 2010S von 28D haben.
Als Bond-Verfahren der oberen und unteren flachen Flächen der Basis 2010 und der flachen Fläche 2010S₁ und 2010S₂ der Schichten 2010₁ und 2010₂ ist es möglich, diese beispielsweise durch einen transparenten Klebstoff zu verbinden, oder es ist möglich, diese durch anodisches Verbinden zu verbinden. Das optische Material 2011M der Basis 2011 wird vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 2010M hergestellt.
In 29F wird das Silizium-Substrat 2008₁ , welches mit der unteren Fläche der Schicht 2010₁ von 28E verbunden ist, entfernt, um die untere Fläche der Schicht 2010₁ freizulegen. Außerdem wird das Silizium-Substrat 2008₂ , welches mit der unteren Fläche der Schicht 2010₂ von 28E verbunden ist, entfernt, um die obere Fläche der Schicht 2010₂ freizulegen.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, die Silizium-Substrate 2008₁ und 2008₂ durch beispielsweise eine wässrige Lösung aus Kalium-Hydroxid aufzulösen und zu entfernen.
Die Form des Ansatzes 2008U₁ des Silizium-Substrats 2008₁ wird auf die untere Fläche der Schicht 2010₁ übertragen, um die Einbuchtung 2010B₁ zu bilden, welche dem Ansatz 2008U₁ entspricht. Die Einbuchtung 2010B₁ hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form.
Die Form des Ansatzes 2008U₂ des Silizium-Substrats 2008₂ wird auf die obere Fläche der Schicht 2010₂ übertragen, um die Einbuchtung 2010B₂ zu bilden, welche dem Ansatz 2008U₂ entspricht. Die Einbuchtung 2010B₂ hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr dreh-symmetrische Form.
Die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2010B₁ und 2010B₂ sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
In 29G ist das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2010B₁ der unteren Fläche der Schicht 2010₁ gefüllt. Das optische Material 2007M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem optischen Material 2010M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 2010M. Beispielsweise wird Silizium-Nitrid verwendet.
Durch Bilden der Schicht 2007 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Schicht 2010₁ durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird beispielsweise das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2010B₁ der Schicht 2010₁ gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2007B, welche der Einbuchtung 2010B₁ entspricht, in der Schicht 2007 gebildet.
Außerdem wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2010B₂ der oberen Fläche der Schicht 2010₂ gefüllt. Das optische Material 2071M besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 2007M.
Durch Bilden der Schicht 2071 des optischen Materials 2071M auf der oberen Fläche der Schicht 2010₂ durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2010B₂ der Schicht 2010₂ gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2071U, welche der Einbuchtung 2010B₂ entspricht, in der Schicht 2071 gebildet.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, das optische Material 2007M in die Einbuchtungen 2010B₁ und 2010B₂ der Basisteile 2010₁ und 2010₂ zu füllen, indem die optischen Materialien 2007M und 2071M zu dem identischen Material gemacht werden und indem die Schichten 2007 und 2071 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Basis 2010₁ und der oberen Fläche der Basis 2010₂ durch Aufdampfen hergestellt werden.
In 29H ist die untere Fläche (Bodenfläche) der Schicht 2007 abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass die Einbuchtung 2007B in der unteren Fläche der Schicht 2007 verschwindet. Vorzugsweise wird die untere Fläche der Schicht 2007 poliert, so dass eine flache Fläche in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2010B₁ der Schicht 2010₁ gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2007 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2010B₁ der Schicht 2010₁ und die untere Fläche der Schicht 2007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Auch die obere Fläche der Schicht 2071 ist abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass die Einbuchtung 2071U der oberen Fläche der Schicht 2071 verschwindet. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 2071 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2010B₂ der Schicht 2010₂ gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2071 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2010B₂ der Schicht 2010₂ und die obere Fläche der Schicht 2071 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schichten 2007 und 2071, so dass die flachen Bereiche im Bereich rundum um die Einbuchtungen 2010B₁ und 2010B₂ der Schichten 2010₁ und 2010₂ frei sind, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2011 mit den Schichten 2010₁ und 2010₂ von 29H, die damit verbunden sind, und die Einbuchtungen 2010B₁ und 2010B₂ der Basis 2101 und die Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Drittes Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
30A bis 31G sind schematische erläuternde Ansichten eines dritten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
In 30A ist ein Fotolack 2019 auf der flachen Fläche eines Silizium-Substrats 2018, als Beispiel der Basis, gebildet. Die Größe der Bodenfläche des Fotolacks 2019 ist identisch oder ungefähr identisch wie die Größe der flachen Flächen der Linsen 2102 und 2103 in 1 ausgeführt.
In 30B ist ein optisches Material 2020M auf der Fläche des Silizium-Substrats 2018 geschichtet, welches mit dem Fotolack 2019 gebildet ist, um den Fotolack 2019 zu vergraben und um dadurch eine Basis zu bilden, die aus einer Schicht 2020 des optischen Materials 2020M hergestellt ist. Es ist auch möglich, die Schicht 2020 des optischen Materials 2020M unter Verwendung von beispielsweise Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation zu bilden. Außerdem ist es möglich, beispielsweise Aluminium-Oxid als optisches Material 2020M zu verwenden.
Wenn die Schicht 2020 auf dem Silizium-Substrat 2018 gebildet wird, wird ein Ansatz 2020U gemäß dem Fotolack 2019 auf der Fläche der Schicht 2020 gebildet.
In 30C ist die obere Fläche der Schicht 2020 abgeflacht. Beispielsweise ist sie poliert, so dass ein Ansatz 2020U der oberen Fläche der Schicht 2020 verschwindet, um eine flache Fläche 2020S zu bilden. Vorzugsweise ist die obere Fläche der Schicht 2020 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse des Fotolacks 2019 auf dem Silizium-Substrat 2018 gebildet wird. Alternativ ist die Schicht 2020 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum den Fotolack 2019 auf dem Silizium-Substrat 2018 und die obere Fläche der Schicht 2020 parallel oder ungefähr parallel werden.
Auf diese Weise werden mehrere Silizium-Substrate 2018 und Schichten 2020, welche in 30C gezeigt sind, gebildet.
In 30D ist eine flache Fläche 20205₁ der Schicht 2020₁ mit der flachen Fläche auf der unteren Seite der Basis 2021 verbunden, welche die gegenüberliegenden flachen Flächen hat. Außerdem ist eine flache Fläche 20205₂ einer Schicht 2020₂ mit der flachen Fläche auf der oberen Seite einer Basis 2021 verbunden. Die Symmetrieachsen der Fotolacke 2019₁ und 2019₂ sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
Es sei angemerkt, dass die Silizium-Substrate 2018₁ und 2018₂ , die Fotolacke 2019₁ und 2019₂ , die Schichten 2020₁ und 2020₂ und die flachen Flächen 2020S₁ und 2020S₂ den gleichen Aufbau wie den des entsprechenden Silizium-Substrats 2018, des Fotolacks 2019, der Schicht 2020 und der flachen Fläche 20205 von 30C haben.
Als Bond-Verfahren der oberen und unteren flachen Flächen der Basis 2021 und der flachen Flächen 2020S₁ und 2020S₂ der Schichten 2020₁ und 2020₂ ist es beispielsweise möglich, das Bonden durch einen transparenten Klebstoff auszuführen oder möglich, dieses durch anodisches Bonden auszuführen. Ein optisches Material 2021M der Basis 2021 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 2020M hergestellt.
In 31E sind das Silizium-Substrat 2018₁ und der Fotolack 2019₁ , der mit der unteren Fläche der Schicht 2020₁ von 30D verbunden ist, entfernt, um die untere Fläche der Schicht 2020₁ freizulegen. Außerdem sind das Silizium-Substrat 2018₂ und der Fotolack 2019₂ , der mit der unteren Fläche der Schicht 2020₂ von 30D verbunden ist, entfernt, um die untere Fläche der Schicht 2020₂ freizulegen.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, die Silizium-Substrate 2018₁ und 2018₂ durch beispielsweise eine wässrige Lösung aus Kalium-Hydroxid aufzulösen und zu entfernen. Außerdem ist es möglich, die Fotolacke 2019₁ und 2019₂ durch beispielsweise eine Abschällösung für den Fotolack oder eine organische Lösung (beispielsweise Azeton) aufzulösen und zu entfernen.
Die Form des Fotolacks 2019₁ wird auf die untere Fläche der Schicht 2020₁ übertragen, um eine Einbuchtung 2020B₁ zu bilden, die der Form des Fotolacks 2019₁ entspricht. Die Einbuchtung 2020B₁ hat eine symmetrische oder ungefähr symmetrische Form.
Auch die Form des Fotolacks 2019₂ wird auf die obere Fläche der Schicht 2020₂ übertragen, um eine Einbuchtung 2020B₂ zu bilden, die der Form des Fotolacks 2019₂ entspricht. Die Einbuchtung 2020B₂ hat eine symmetrische oder ungefähr symmetrische Form.
Die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2020B₁ und 2020B₂ sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
In 31F ist das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2020B₁ der unteren Fläche der Schicht 2020₁ gefüllt. Das optische Material 2007M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 2020M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 2020M. Beispielsweise wird Silizium-Nitrid verwendet.
Beispielsweise durch Bilden der Schicht 2007 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Schicht 2020₁ durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2020B₁ der Schicht 2020₁ gefüllt. In diesem Fall ist eine Einbuchtung 2007B, welche der Einbuchtung 2020B₁ entspricht, in der Schicht 2007 gebildet.
Außerdem ist das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2020B₂ der Schicht 2020₂ gefüllt. Das optische Material 2071M besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 2007M.
Beispielsweise durch Bilden der Schicht 2071 des optischen Materials 2071M auf der oberen Fläche der Schicht 2020₂ durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2020B₂ der Schicht 2020₂ gefüllt. In diesem Fall ist eine Einbuchtung 2071U, welche der Einbuchtung 2020B₂ entspricht, in der Schicht 2007 gebildet.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, das optische Material 2007M in die Einbuchtungen 2020B₁ und 2020B₂ der Basisteile 2020₁ und 2020₂ zu füllen, indem die optischen Materialien 2007M und 2071M zu identischen Materialien gemacht werden und um die Schichten 2007 und 2071 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Basis 2020₁ und der oberen Fläche der Basis 2020₂ durch Aufdampfen zu bilden.
In 31G ist die untere Fläche (Bodenfläche) der Schicht 2007 abgeflacht. Beispielsweise ist sie poliert, so dass die Einbuchtung 2007B der unteren Fläche der Schicht 2007 verschwindet. Vorzugsweise ist die obere Fläche der Schicht 2007 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2020B₁ der Schicht 2020₁ gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2007 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2020B₁ der Schicht 2020₁ und die obere Fläche der Schicht 2007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Auch die obere Fläche der Schicht 2071 ist abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass die Einbuchtung 2071U der oberen Fläche der Schicht 2071 verschwindet. Vorzugsweise wird die obere Fläche der Schicht 2071 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2020B₂ der Schicht 2020₂ gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2071 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2020B₂ der Schicht 2020₂ und die Bodenfläche der Schicht 2071 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schicht 2007, so dass die flachen Bereiche im Bereich rundum die Einbuchtungen 2020B₁ und 2020B₂ der Schichten 20202₁ und 2020₂ frei sind, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder ungefähr identische Struktur wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2021, mit der die Schichten 2020₁ und 2020₂ von 31G verbunden sind, und die Einbuchtungen 2020B₁ und 2020B₂ der Basis 2101 und den Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Viertes Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
32A bis 33E sind schematische erläuternde Ansichten eines vierten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
In 32A ist eine Fotolack 2029 auf der flachen Fläche zwischen gegenüberliegenden flachen Flächen einer Basis 2031 gebildet, welche aus einem optischen Material 2031M hergestellt ist. Außerdem ist ein Fotolackfilm 2039 auf der anderen flachen Fläche der Basis 2031 gebildet. Das optische Material 2031M besteht beispielsweise aus Quarz.
Ein kreisförmiges oder ungefähr kreisförmiges Fenster 2029H ist im Fotolackfilm 2029 auf einer flachen Fläche der Basis 2031 gebildet, und ein kreisförmiges oder ungefähr kreisförmiges Fenster 2039H ist im Fotolackfilm 2039 auf der anderen flachen Fläche der Basis 2031 gebildet. Die Fenster 2029H und 2039H haben identische oder ungefähr identische Größen, und die Mittelachsen der Fenster 2029H und 2039H sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet. Wie gezeigt weisen die Fenster 2029H und 2039H Löcher und/oder Öffnungsteile des Fotolackfilms 2029 und 2039 auf.
In 32B wird die Basis 2031, auf der die Fotolackfilme 2029 und 2039 gebildet sind, in eine Ätzlösung 2032 eine vorher festgelegte Zeitlang eingetaucht. Die Ätzlösung 2032 besteht beispielsweise aus einer Flusssäurelösung, die Quarz korrodiert.
Durch Eintauchen der Basis 2031 in die Ätzlösung 2032 eine vorher festgelegte Zeitlang wird die Basis 2031 allmählich von den Fenstern 2029H und 2039H der Fotolackfilme 2029 und 2039 korrodiert, und eine Einbuchtung 2031U, welche dem Fenster 2029H entspricht, und eine Einbuchtung 2031B, welche dem Fenster 2039H entspricht, werden in der oberen und unteren Fläche der Basis 2031 gebildet. Die Größe der Einbuchtungen 2031B und 2031U werden zu Größen gemacht, welche identisch und ungefähr identisch den Größen der Linsen 2102 und 2103 in 1 sind. Die Einbuchtungen 2031B und 2031U haben eine symmetrische oder ungefähr symmetrische Form, und die Symmetrieachse der Einbuchtungen 2031B und 2031U sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet.
In 33C ist die Basis 2031 aus der Ätzlösung 2032 herausgenommen, und die Fotolackfilme 2029 und 2039 sind entfernt. Es ist auch möglich, die Fotolackfilme 2029 und 2039 durch eine Fotolackabschälungslösung oder ein organisches Lösungsmittel (beispielsweise Azeton) usw. aufzulösen und zu entfernen.
In 33D wird das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2031B der unteren Fläche der Basis 2031 gefüllt. Das optische Material 2007 hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem des optischen Materials 2031M verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 2031M. Beispielsweise wird Silizium-Nitrid verwendet.
Durch Bilden der Schicht 2007 des optischen Materials 2007M auf der unteren Fläche der Basis 2031 beispielsweise durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2007M in die Einbuchtung 2031B der unteren Fläche der Basis 2031 gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2007B, welche der Einbuchtung 2031b entspricht, in der Schicht 2007 gebildet.
Außerdem wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2031U der oberen Fläche der Basis 2031 gefüllt. Das optische Material 2071M besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das optische Material 2007M.
Durch Bilden der Schicht 2071 des optischen Materials 2071M auf der oberen Fläche der Basis 2031 beispielsweise durch Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 2071M in die Einbuchtung 2031U der oberen Fläche der Basis 2031 gefüllt. In diesem Fall wird eine Einbuchtung 2071U, welche der Einbuchtung 2031U entspricht, in der Schicht 2071 gebildet.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, das optische Material 2007M in die Einbuchtungen 2031B und 2031U der Basis 2031 zu füllen, indem die optischen Materialien 2007M und 2071M zu einem identischen Material gemacht werden und die Schichten 2007 und 2071 des optischen Materials 2007M auf der oberen und unteren Fläche der Basis 2031 durch Aufdampfen gebildet werden.
In 33E ist die untere Fläche der Schicht 2007 abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass die Einbuchtung 2007B auf der unteren Fläche der Schicht 2007 verschwindet. Vorzugsweise ist die untere Fläche der Schicht 2007 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2031B der Basis 2031 gebildet wird. Alternativ ist die Schicht 2007 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) in dem Bereich rundum die Einbuchtung 2031B der Basis 2031 und die untere Fläche der Schicht 2007 parallel oder ungefähr parallel werden.
Die obere Fläche der Schicht 2071 ist außerdem abgeflacht. Beispielsweise ist diese poliert, so dass die Einbuchtung 2071U der oberen Fläche der Schicht 2071 verschwindet. Vorzugsweise ist die obere Fläche der Schicht 2071 poliert, so dass eine Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2031U der Basis 2031 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2071 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2031U der Basis 2031 und die obere Fläche der Schicht 2071 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schichten 2007 und 2017 so, dass die flachen Bereiche des Bereichs rundum die Einbuchtungen 2031B und 2031U der Basis 2031 frei werden, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine ungefähr identische Struktur wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2031 und die Einbuchtungen 2031B und 2031U von 33E der Basis 2101 und den Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Fünftes Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
34A bis 34C sind schematische erläuternde Ansichten eines fünften Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung, welche einen identischen Aufbau oder ungefähr identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat, zu erlangen.
Eine Basis 2041 von 34A hat eine Einbuchtung 2041B auf einer Fläche zwischen den zugewandten Flächen und hat eine Einbuchtung 2041U in der anderen Fläche. Die Einbuchtungen 2041B und 2041U haben dreh-symmetrische oder ungefähr drehsymmetrische Formen, und die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2041B und 2041U sind auf einer identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet. Die Bereiche rundum die Einbuchtungen 2041b und 2041U in der Basis 2041 sind flach. Die Basis 2041 ist aus einem optischen Material 2041M hergestellt.
Die Größe der Einbuchtungen 2041B und 2041U sind identisch oder ungefähr identisch wie die Größe der Linsen 2102 und 2103 in 1.
Für diese Basis 2041 wird beispielsweise Gebrauch gemacht von der Basis 2006 in 26C, der Basis 2011 mit den Schichten 20101 und 20102, die mit dieser verbunden sind, in 29F, oder der Basis 2031 in 33C.
In 34B wird ein optisches Material 2027M, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem optischen Material 2041M verschieden ist, in die Einbuchtung 2041B der unteren Fläche der Basis 2041 gefüllt.
Wenn als Beispiel das optische Material 2041M nicht Quarz ist, wird unter Verwendung von weichem Quarz als optisches Material 2027M und durch Beschichten dieses auf der unteren Fläche der Basis 2041 eine Schicht 2027 aus dem optischen Material 2027M gebildet, und das optische Material 2027M wird in die Einbuchtung 2041B der unteren Fläche der Basis 2041 gefüllt.
Ein optisches Material 2037M wird in die Einbuchtung 2041U der oberen Fläche der Basis 2041 gefüllt. Durch Beschichten des optischen Materials 2037M auf der oberen Fläche der Basis 2041 wird eine Schicht 2037 des optischen Materials 2037M gebildet, und das optische Material 2037M wird in die Einbuchtung 2041U der oberen Fläche der Basis 2041 gefüllt. Das optische Material 2037M besteht aus einem identischen Material wie das optische Material 2027M.
Dann wird die Basis 2041, wobei die optischen Materialien 2027M und 2037M in die Einbuchtungen 2041B und 2041U gefüllt sind, erhitzt, um die optischen Materialien 2027M und 2037M auszuhärten.
In 34C wird die Fläche der ausgehärteten Schicht 2027 abgeflacht. Beispielsweise wird diese so poliert, dass die Oberflächenrauhigkeit oder die Schwankung der unteren Fläche des optischen Materials 2027M verschwindet. Vorzugsweise wird die untere Fläche der Schicht 2027 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2041B der Basis 2041 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2027 so poliert, dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2041B der Basis 2041 und die obere Fläche der Schicht 2027 parallel oder ungefähr parallel werden.
Außerdem ist die Fläche der gehärteten Schicht 2037 abgeflacht. Beispielsweise ist diese poliert, so dass die Oberflächenrauhigkeit oder die Wellenbildung auf der oberen Fläche des optischen Materials 2037M verschwindet. Vorzugsweise ist die obere Fläche der Schicht 2037 so poliert, dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 2041U der Basis 2041 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 2037 so poliert, dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die Einbuchtung 2041U der Basis 2041 und die obere Fläche der Schicht 2037 parallel oder ungefähr parallel werden.
Durch Polieren der Schichten 2027 und 2037, so dass die flachen Bereiche im Bereich rundum die Einbuchtungen 2041B und 2041U der Basis 2041 frei sind, ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine ungefähr identische Struktur wie die Einrichtung 2100 von 1 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2041 und die Einbuchtungen 2041B und 2041U von 34C der Basis 2101 und den Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Sechstes Herstellungsverfahren der zweiten optischen Einrichtung
35A und 35B sind schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der zweiten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder ungefähr identische Struktur wie die optische Einrichtung 2100 von 1 hat.
Eine Basis 2051 von 35A hat eine Einbuchtung 2051B in einer Fläche unter den zugewandten Flächen und hat eine Einbuchtung 2051U in der anderen Fläche. Die Einbuchtungen 2051B und 2051U haben eine dreh-symmetrische oder ungefähr drehsymmetrische Form, und die Symmetrieachsen der Einbuchtungen 2051B und 2051U sind auf der identischen Geraden oder ungefähr identischen Geraden angeordnet. Die Bereiche rundum die Einbuchtungen 2051U und 2051B in der Basis 2051 sind flach. Die Basis 2051 ist aus einem optischen Material 2051M hergestellt.
Die Größe der Einbuchtungen 2051U und 2051B sind identisch wie die Größen der Linsen 2102 und 2103 in 1.
Für diese Basis 2051 wird Gebrauch gemacht von beispielsweise der Basis 2006 in 26C, der Basis 2011, bei der die Schichten 20101 und 20102 damit verbunden sind, in 29F, oder der Basis 2031 in 33C.
In 35B wird ein flüssigartiges optisches Material 2047A, welches einen Brechungsindex hat, welches gegenüber dem optischen Material 2051M verschieden ist, in die Einbuchtung 2051B einer Fläche der Basis 2051 gefüllt. Als optisches Material 2047A wird beispielsweise von einer optischen Flüssigkeit Gebrauch gemacht, beispielsweise einem optischen Öl oder einem flüssigen Kristall.
Dann wird eine Schicht 2047, welche aus dem optischen Material 2047M hergestellt ist, auf einer Fläche der Basis 2051 gebildet, und die Einbuchtung 2051B, die mit dem optischen Material 2047A gefüllt ist, wird durch die Schicht 2047 versiegelt. Auf diese Weise kann das flüssigartige optische Material 2047A in die Einbuchtung 2051B gefüllt werden.
Anschließend wird ein flüssigartiges optisches Material 2057A in die Einbuchtung 2051U der anderen Fläche der Basis 2051 gefüllt. Dieses optische Material 2057 ist aus dem gleichen Material wie das optische Material 2047A hergestellt.
Dann wird eine Schicht 2057, welche aus dem optischen Material 2057M hergestellt ist, auf der oberen Fläche der Basis 2051 gebildet, und die Einbuchtung 2051U, welche mit dem optischen Material 2057A aufgefüllt ist, wird durch die Schicht 2057 versiegelt. Auf diese Weise kann das flüssigartige optische Material 2057A in die Einbuchtung 2051U gefüllt werden.
Die Schichten 2047 und 2057 sind vorzugsweise aus Filmen hergestellt, welche eine konstante oder eine ungefähr konstante Dicke aufweisen. Außerdem bestehen vorzugsweise die optischen Materialien 2047M und 2057M der Schichten 2047 und 2057 aus den gleichen Materialien, und die Dicke der Schicht 2047 wird identisch oder in etwa identisch zur Dicke der Schicht 2057 gemacht.
Es sei angemerkt, dass die Basis 2051 und die Einbuchtungen 2051B und 2051U von 35B der Basis 2101 und den Einbuchtungen 2101B und 2101D der optischen Einrichtung 2100 von 1 entsprechen.
Dritte optische Einrichtung
36 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer dritten optischen Einrichtung.
Diese optische Einrichtung 3100 ist als Quader oder in etwa als Quader geformt, der mit einem Loch 3103 versehen ist. Die optische Einrichtung 3100 hat eine Basis (Substrat) 3101 und eine konvexe Linse 3102.
Es sei angemerkt, dass dieses Herstellungsverfahren das Verfahren zur Herstellung ist, welches sich an das erste Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung, die oben mit Hilfe von 2A bis 3E beschrieben wurde, fortsetzt, so dass hier lediglich das Verfahren im Anschluss an das erste Herstellungsverfahren erläutert wird.
Zunächst wird nämlich die konvexe Linse am Boden der Basis 3006 gemäß dem ersten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung gebildet.
Anschließend kann die optische Einrichtung 3100 einen Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3102 durch die konvexe Linse 3102 emittiert wird, konvergieren (kondensieren) oder kann diesen in einen parallelen Strahl umwandeln, wenn Licht in die konvexe Linse 3102 über das Loch 3103 von der oberen Fläche 3100U der Basis 3101 eintritt.
In der Basis 3101 liegen eine erste Fläche, d.h., eine untere Fläche 3100B, und eine zweite Fläche, d.h., die obere Fläche 3100U, einander gegenüber.
In der Basis 3101 ist eine konkav-gekrümmte Fläche 3101C, welche eine konvex-gekrümmte Fläche 3102C der konvexen Linse 3102 eng kontaktiert, in der unteren Fläche 3100B gebildet. Im gleichen Zeitpunkt ist das Loch 3103, welches mit der oberen Fläche 3100U kommuniziert, von einer tiefen Seite der konkev-gekrümmten Fläche 3101C gebildet.
Ein Teil (konkreter ein Mittelbereich) der konvex-gekrümmten Fläche der konvexen Linse 3102 ist am Loch 3103 der Basis 3101 frei. Die konkav-gekrümmte Fläche 3101C bildet eine ringförmige geneigte Fläche.
Die konvexe Linse 3102 hat eine dreh-symmetrische oder ungefähr drehsymmetrische Form, welche durch die flache Fläche und die konvex-gekrümmte Fläche 3102C, welche dieser flachen Fläche gegenüberliegt, umgeben wird. Die optische Achse der konvexen Linse 3102 oder deren Erweiterung läuft durch das Loch 3103. Die Form der konvex-gekrümmten Fläche 3102C ist, wenn die konvexe Linse 3102 längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, vorzugsweise zu einem Bogen oder ungefähr zu einem Bogen ausgeführt.
Das Loch 3103 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form. Die Symmetrieachse des Lochs 3103 und die optische Achse der konvexen Linse 3102 stimmen überein oder stimmen in etwa überein.
Die flache Fläche der konvexen Linse 3102 ist parallel oder in etwa parallel zur oberen Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 (oder der oberen Fläche der Basis 3101). Außerdem sind der flache Bereich (oder die flache Fläche) im Bereich rundum die konkav-gekrümmte Fläche 3101C in der unteren Fläche 3100B der Basis 3101 und die flache Fläche der konvexen Linse 3102 parallel oder in etwa parallel und sind in einer identischen Ebene in 36 angeordnet.
Es ist auch möglich, dass das Material der Basis 3101 beispielsweise Quarz ist und das Material der konvexen Linse 3102 beispielsweise Silizium-Nitrid ist. Außerdem ist es möglich, dass das Material der Basis 3101 beispielsweise Silizium-Nitrid ist, und das Material der konvexen Linse 3102 beispielsweise Quarz ist.
Dadurch, dass das Material der konvexen Linse 3102 zu einem optischen Material gemacht wird, welches einen großen Brechungsindex hat, kann die numerische Apertur der konvexen Linse 3102 vergrößert werden.
Da außerdem bei der optischen Einrichtung 3100 das Loch 3103 vorgesehen ist, kontaktiert ein Teil der konvex-gekrümmten Fläche 3102C der konvexen Linse 3102 die Luft, so dass die Differenz der Brechungsindices bei der gekrümmten Fläche 3102C größer gemacht werden kann. Aus diesem Grund kann die numerische Apertur der konvexen Linse 3102 vergrößert werden und die Aberration kann im Vergleich zu einem Fall klein gehalten werden, wo das Loch 3103 nicht vorgesehen ist, d.h., der gesamte Bereich der konvex-gekrümmten Fläche 3102C der konvexen Linse 3102 ist durch die Basis des optischen Materials überdeckt.
Erstes Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
37F bis 37I sind schematische erläuternde Ansichten eines ersten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine im Wesentlichen identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
In 37F ist die obere Fläche der Basis 3006 poliert, um somit zu einer parallelen oder in etwa parallelen Fläche in Bezug auf die flache Fläche der abgeflachten Schicht 3007 zu werden. Durch dieses Polieren kann außerdem die Basis 3006 auf eine beabsichtigte Dicke reduziert werden.
In 37G ist ein Fotolackfilm 3050, der ein Fenster 3050H hat, auf der oberen Fläche gebildet, d.h., der flachen Fläche der Basis 3006. Die Form des Fensters 3050H ist vorzugsweise kreisförmig oder im Wesentlichen kreisförmig ausgeführt. Die Einbuchtung 3006b der Basis 3006 ist an der unteren Seite des Fensters 3050H angeordnet. Wie gezeigt hat das Fenster 3050H ein Loch und/oder einen Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3050.
In 37H ist ein Loch 3051, welches eine konvex-gekrümmte Fläche 307C der konvexen Linse vom Fenster 3050H erreicht, durch Ätzen gebildet. Ein Teil der konvexen gekrümmten Fläche 3007C (vorzugsweise der mittlere Bereich der gekrümmten Fläche 3007C) der konvexen Linse ist im Loch 3051 frei. Durch das Loch 3051 wird die Fläche der Einbuchtung 3006B der Basis 3006 teilweise entfernt und wird zu einer konkaven gekrümmten Fläche (insbesondere zu einer ringförmigen geneigten Fläche) 3006C, welche die konvex-gekrümmte Fläche 3007C eng kontaktiert.
Beispielsweise ist das Loch 3051 durch Trockenätzen eines Teils der Basis 3006 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 37I wird der Fotolackfilm 3050 von der Basis 3006, welche mit dem Loch 3051 ausgebildet ist, entfernt. Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine im Wesentlichen identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 30 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 3006, das Loch 3051, die konvexe Kurve 3007C, die konkave Kurve 3006, und die obere Fläche 3006U von 37H und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 3102C, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen.
Wie beim ersten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung hat der Bodenbereich der Metallform 3003 von 2A und 2B den Ansatz 3005, der sich in die Einbuchtung 3003C erstreckt, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit im Vergleich zur einem Fall verbessert werden kann, wo eine Einbuchtung gebildet wird, welche eine versenkte Form im Hohlraum 3003C hat und eine konvexe Linse gebildet wird, indem lediglich geformt wird. Auf diese Weise ist es unter Verwendung der Metallform 3003 möglich, eine kleine konvexe Linse anzufertigen, welche eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit hat als eine konvexe Linse, welche durch einfaches Formgeben erlangt wird.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, die Linse unter Verwendung einer oberen Form und einer unteren Form anstelle einer metallischen Form, welche in 2A und 2B gezeigt sind, zu formen, wie beim ersten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung.
Zweites Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
38I bis 38L sind schematische erläuternde Ansichten eines zweiten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen im Wesentlichen identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass dieses Herstellungsverfahren das Verfahren des Prozesses ist, der sich an das zweite Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung anschließt, das oben mit Hilfe von 4A bis 5H beschrieben wurde, so dass hier lediglich der Prozess, der sich an das zweite Herstellungsverfahren anschließt, erläutert wird.
Zunächst wird nämlich konvexe Linse am Boden der Basis 3010 gemäß dem zweiten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung gebildet.
Danach wird in 38I die obere Fläche der Basis 11 poliert, um somit parallel oder in etwa parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 3007 zu werden. Durch dieses Polieren kann außerdem die Basis 11 auf die beabsichtigte Dicke reduziert werden.
In 38J ist ein Fotolackfilm 3052, der ein Fenster 3052H hat, auf der oberen Fläche gebildet, d.h., der flachen Fläche der Basis 11. Die Form des Fensters 3052H ist vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig. Die Einbuchtung 10B der Basis 10 ist an der unteren Seite des Fensters 3052H angeordnet. Wie gezeigt weist das Fenster 3052H das Loch und/oder den Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3052 auf.
In 38K ist ein Loch 3053, welches die konvex-gekrümmte Fläche 3007C der konvexen Linse vom Fenster 3052H erreicht, durch Ätzen gebildet, und ein Teil der konvex-gekrümmten Fläche 3007C (vorzugsweise der mittlere Bereich der gekrümmten Fläche 3007C) der konvexen Linse ist im Loch 3053 frei. Durch das Loch 3053 wird die Fläche der Einbuchtung 10B der Basis 10 teilweise entfernt und wird zu einer konkaven gekrümmten Fläche (insbesondere zu einer ringförmigen geneigten Fläche) 10C, welche die konvexe gekrümmte Fläche 3007C eng kontaktiert.
Beispielsweise ist das Loch 3053 durch Trockenätzen eines Teils der Basen 10 und 11 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 38L wird der Fotolackfilm 3052 von der Basis 11 entfernt, welche mit dem Loch 3053 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basisteile 10 und 11, das Loch 3053, die konvexe Kurve 3007C, die konkave Kurve 10C und die obere Fläche 11U von 38L und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 310C, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen.
Drittes Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
39H und 39K sind schematische erläuternde Ansichten eines dritten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen in etwa identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass dieses Herstellungsverfahren ein Verfahren des Prozesses ist, der sich an das dritte Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung anschließt, das oben mit Hilfe von 6A bis 7G beschrieben wurde, so dass hier lediglich der Prozess, der sich an das dritte Herstellungsverfahren anschließt, erläutert wird.
Zunächst wird nämlich eine konvexe Linse am Boden der Basis 3020 gemäß dem dritten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung gebildet.
Danach wird in 39H die obere Fläche der Basis 3021 poliert, um somit parallel oder in etwa parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 3007 zu werden. Durch dieses Polieren kann außerdem die Basis 3021 auf die beabsichtigte Dicke reduziert werden.
In 39I wird ein Fotolackfilm 3054, der ein Fenster 3054H hat, auf der oberen Fläche gebildet, d.h., der flachen Fläche der Basis 3021. Die Form des Fensters 3054H wird vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig gemacht. Die Einbuchtung 3020B der Basis 3020 ist an der unteren Seite des Fensters 3054H angeordnet. Wie gezeigt weist das Fenster 3054H das Loch und/oder den Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3054 auf.
In 39J ist ein Loch 3055, welches die konvex-gekrümmte Fläche 3007C der konvexen Linse vom Fenster 3054H erreicht, durch Ätzen gebildet. Ein Teil der konvexen gekrümmten Fläche 3007C (vorzugsweise der mittlere Bereich der gekrümmten Fläche 3007C) der konvexen Linse ist im Loch 3055 frei. Durch das Loch 3055 wird die Fläche der Einbuchtung 3020B der Basis 3020 teilweise entfernt und wird zu der konkaven gekrümmten Fläche (konkret zur ringförmigen geneigten Fläche) 3020C, welche die konvex-gekrümmte Fläche 3007C eng kontaktiert.
Beispielsweise wird das Loch 3055 durch Trockenätzen eines Teils der Basisteile 3020 und 3021 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 39K wird der Fotolackfilm 3054 von der Basis 3021 entfernt, welche mit dem Loch 3055 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basisteile 3020 und 3021, das Loch 3055, die konvexe Kurve 3007C, die konkave Kurve 3020C und die obere Fläche 3021U von 39K und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 310C, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen.
Viertes Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
40 sind schematische erläuternde Ansichten eines vierten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen in etwa identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass dieses Herstellungsverfahren ein Verfahren des Prozesses ist, der sich an das vierte Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung anschließt, welches oben mit Hilfe von 8A bis 9E beschrieben wurde, so dass hier lediglich der Prozess, der sich an das vierte Herstellungsverfahren anschließt, erläutert wird.
Zunächst wird nämlich eine konvexe Linse auf der Basis 3031 nach dem vierten Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung gebildet.
Danach wird in 40F die Fläche der Basis 3031 poliert, um somit parallel oder in etwa parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 3027 zu werden. Durch dieses Polieren kann außerdem die Basis 3031 auf die gewünschte Dicke reduziert werden.
In 40G wird ein Fotolackfilm 3056, der ein Fenster 3056H hat, auf der polierten flachen Fläche der Basis 3031 gebildet. Die Form des Fensters 3056H ist vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig. Die Einbuchtung 3031U der Basis 3031 ist an der unteren Seite des Fensters 3056H angeordnet. Wie gezeigt weist das Fenster 3056H das Loch und/oder den Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3056 auf.
In 40 wird ein Loch 3057, welches eine konvexe gekrümmte Fläche 3027C der konvexen Linse vom Fenster 3056H erreicht, durch Ätzen gebildet, und ein Teil der konvexen gekrümmten Fläche 3027C (vorzugsweise der mittlere Bereich der gekrümmten Fläche 3027C) der konvexen Linse ist im Loch 3057 frei. Durch das Loch 3057 wird die Fläche der Einbuchtung 3031U der Basis 3031 teilweise entfernt und wird zur konkaven gekrümmten Fläche (konkret zur ringförmig geneigten Fläche) 3031C, welche die konvexe gekrümmte Fläche 3027C eng kontaktiert.
Beispielsweise wird das Loch 3057 durch Trockenätzen eines Teils der Basis 3031 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 40I wird der Fotolackfilm 3056 von der Basis 3031 entfernt, welche mit dem Loch 3057 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 3031, das Loch 3057, die konvexe Kurve 3027C, die konkave Kurve 3031C und die flache Fläche 3031B von 40L und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 3102C, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen. Fünftes Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
41 sind schematische erläuternde Ansichten eines fünften Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass dieses Herstellungsverfahren ein Verfahren des Prozesses ist, der sich an das fünfte Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung anschließt, der oben mit Hilfe von 10A bis 10C beschrieben wurde, so dass hier lediglich der Prozess, der sich an das fünfte Herstellungsverfahren anschließt, erläutert wird.
Zunächst wird nämlich eine konvexe Linse auf der Basis 3041 gemäß dem fünften Herstellungsverfahren der ersten optischen Einrichtung gebildet.
Danach wird in 41D die Fläche der Basis 3041 poliert, um somit parallel oder in etwa parallel in Bezug auf die polierte Fläche der Schicht 3037 zu werden. Durch dieses Polieren kann außerdem die Basis 3041 auf die beabsichtigte Dicke reduziert werden.
In 41E ist ein Fotolackfilm 3058, der ein Fenster 3058H hat, auf der polierten flachen Fläche der Basis 3041 gebildet. Die Form des Fensters 3058H ist vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig. Die Einbuchtung 3041U der Basis 3041 ist an der unteren Seite des Fensters 3058H angeordnet. Wie gezeigt weist das Fenster 3058H das Loch und/oder den Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3058 auf.
In 41F ist ein Loch 3059, welches eine konvexe gekrümmte Fläche 3037C der konvexen Linse vom Fenster 3058H erreicht, durch Ätzen gebildet, und ein Teil der konvexen gekrümmten Fläche 3037C (vorzugsweise der mittlere Bereich der gekrümmten Fläche 3037C) der konvexen Linse ist im Loch 3059 frei. Durch dieses Loch 3059 wird die Fläche der Einbuchtung 3041U der Basis 3041 teilweise entfernt und wird zur konkaven gekrümmten Fläche (konkret zur ringförmigen geneigten Fläche) 3041C, welche die konvexe gekrümmte Fläche 3037C eng kontaktiert.
Beispielsweise ist das Loch 3059 durch Trockenätzen eines Teils der Basis 3041 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 41G wird der Fotolackfilm 3058 von der Basis 3041 entfernt, welche mit dem Loch 3059 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 3041, das Loch 3059, die konvexe Kurve 3037C, die konkave Kurve 3041C und die flache Fläche 3041B von 41G und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 3102C, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen. Sechstes Herstellungsverfahren der dritten optischen Einrichtung
42 und 43 sind schematische erläuternde Ansichten eines sechsten Herstellungsverfahrens der dritten optischen Einrichtung. Mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche einen identischen Aufbau oder einen in etwa identischen Aufbau wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
In 42A ist eine Basis 3086, welche eine Einbuchtung 3086B hat, gezeigt. Die Einbuchtung 3086B hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form. Der Umfang (oder die Peripherie) der Einbuchtung 3086B in der Basis 3086 ist flach. Die Basis 3086 ist aus einem Material 3086M hergestellt. Anschließend wird unter Bezug auf einen Fall erläutert, wo das Material 3086M ein optisches Material ist.
Die Größe der Einbuchtung 3086B ist identisch oder in etwa identisch wie die Größe der konvexen Linse 3102 in 36.
Für diese Basis 3086 wird Gebrauch gemacht von beispielsweise der Basis 3006, die oben erläutert wurde, der Basis 11 mit der Schicht 10, die daran angebracht ist, wie oben erwähnt, der Basis 3021 mit der Schicht 3020, die daran angebracht ist, wie oben erwähnt, oder der Basis 3031, die ebenfalls oben erwähnt wurde.
In 42B wird ein Überzugfilm 3085, der die Fläche der Einbuchtung 3086B der Basis 3086 überdeckt, gebildet. Der Überzugfilm 3085 ist aus einem Metallfilm, beispielsweise Aluminium oder Nickel hergestellt.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, den Überzugfilm 3085 zu bilden, um somit die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 und den flachen Bereich (oder flache Fläche) im Bereich um diese herum zu überdecken.
In 42C wird ein optisches Material 3087M in die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 gefüllt, welche mit dem Überzugfilm 3085 gebildet ist. Das optische Material 3087M hat einen Brechungsindex, der gegenüber dem optischen Material 3086 verschieden ist, vorzugsweise einen größeren Brechungsindex als das optische Material 3086. Beispielsweise wird Silizium-Nitrid verwendet.
Durch Bilden einer Schicht 3087 des optischen Materials 3087M auf der Bodenfläche der Basis 3086 durch beispielsweise Zerstäuben, Aufdampfen oder Ionenimplantation wird das optische Material 3087M in die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 gefüllt.
Danach wird die Fläche der Schicht 3087 abgeflacht. Beispielsweise wird sie poliert, so dass die Einbuchtung der Bodenfläche der Schicht 3087 verschwindet. Vorzugsweise wird die Bodenfläche der Schicht 3087 poliert, so dass eine flache Fläche vertikal in Bezug auf die Symmetrieachse der Einbuchtung 3086B der Basis 3086 gebildet wird. Alternativ wird die Schicht 3087 poliert, so dass der flache Bereich (oder die flache Fläche) auf dem Bereich rundum die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 und die Bodenfläche der Schicht 3087 parallel oder in etwa parallel werden. Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, die Schicht 3087 zu polieren, so dass der flache Bereich auf dem Bereich rundum die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 frei ist.
Auf diese Weise wird eine konvexe Linse, welche aus dem optischen Material 3087M hergestellt ist, gebildet. Die konvexe gekrümmte Fläche dieser konvexen Linse kontaktiert eng die Einbuchtung 3086B (deren Fläche) der Basis 3086 über den Überzugfilm 3085.
Danach wird die obere Fläche der Basis 3086 poliert, um somit parallel oder in etwa parallel in Bezug auf die flache Fläche der abgeflachten Schicht 3087 zu werden.
In 43D wird ein Fotolackfilm 3082, der ein Fenster 3082H hat, auf der flachen Fläche der oberen Fläche der Basis 3086 gebildet. Die Form des Fensters 3082H ist vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig. Die Einbuchtung 3086B der Basis 3086 ist an der unteren Seite des Fensters 3082H angeordnet. Wie gezeigt weist das Fenster 3082H das Loch und/oder den Öffnungsbereich des Fotolackfilms 3082 auf.
In 43E wird ein Loch 3083, welches den Überzugfilm 3085 vom Fenster 3082H erreicht, durch Ätzen gebildet, und ein Teil des Überzugfilms 3085 (vorzugsweise der mittlere Bereich des Überzugfilms 3085) ist im Loch 3083 frei. Durch dieses Loch 3083 wird die Fläche der Einbuchtung 3086B der Basis 3086 teilweise entfernt und wird zur konkaven gekrümmten Fläche (konkret zur ringförmig geneigten Fläche) 3086C, welche die konvexe gekrümmte Fläche der konvexen Linse über den Überzugfilm 3085 eng kontaktiert.
Beispielsweise wird das Loch 3083 durch Trockenätzen eines Teils der Basis 3086 in einer reaktiven Ionenätzvorrichtung (RIE-Vorrichtung) unter Verwendung von CF₄ als Ätzgas gebildet.
In 43F wird der Fotolackfilm 3082 von der Basis 3086 entfernt, welche mit dem Loch 3083 ausgebildet ist. Ebenfalls wird der freie Bereich, der im Loch 3083 im Überzugfilm 3085 frei ist, entfernt, um die konvexe gekrümmte Fläche 3087C der konvexen Linse freizulegen. Wenn beispielsweise der Überzugfilm 3085 ein Metallfilm ist, ist es auch möglich, den freien Bereich unter Verwendung einer alkalischen wässrigen Lösung aufzulösen und zu entfernen.
Auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung zu erlangen, welche eine identische Struktur oder eine in etwa identische Struktur wie die optische Einrichtung 3100 von 36 hat.
Es sei angemerkt, dass die Basis 3086, das Loch 3083, die konvexe Kurve 3087C, die konkave Kurve 3086C und die obere Fläche 3086U von 43F und die Basis 3101, das Loch 3103, die konvexe Kurve 3102, die konkave Kurve 3101C und die obere Fläche 3100U der optischen Einrichtung 3100 von 36 einander entsprechen.
Erstes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
44 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines ersten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung.
Dieses optische System 3119 hat optische Einrichtungen 3100 und 3110 und wird durch Stapeln der optischen Einrichtungen 3100 und 3110 gebildet. Es sei angemerkt, dass die optische Einrichtung 3100 identisch oder in etwa identisch wie die optische Einrichtung 3100 von 36 ist, so dass auf eine Erläuterung dafür verzichtet wird.
Die optische Einrichtung 3110 ist als Quader oder in etwa als Quader geformt, der mit einem Loch 3113 versehen ist. Die optische Einrichtung 3110 besitzt eine Basis (Substrat) 3111 und eine konvexe Linse 3112.
In der Basis 3111 liegen eine erste Fläche, d.h., eine untere Fläche 3110B und eine zweite Fläche, d.h., eine obere Fläche 3110U, einander gegenüber.
In der Basis 3111 ist eine konkave gekrümmte Fläche (konkret eine ringförmige geneigte Fläche) 3111C, welche eine konvexe gekrümmte Fläche 3112C der konvexen Linse 3112 eng kontaktiert, in der unteren Fläche 3110B der Basis 3111 gebildet. Im gleichen Zeitpunkt ist ein Loch 3113, welches mit der oberen Fläche 3110U kommuniziert, von der tiefen Seite der konkaven gekrümmten Fläche 3111C gebildet.
Dann ist eine Teil (konkret der mittlere Bereich) der konvexen gekrümmten Fläche der konvexen Linse 3112 im Loch 3113 der Basis 3111 frei.
Die konvexe Linse 3112 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form, welche durch die flache Fläche und die konvexe gekrümmte Fläche 3112C, welche dieser flachen Fläche gegenüberliegt, umgeben ist. Die optische Achse der konvexen Linse 3112 oder deren Erweiterung läuft durch das Loch 3113. Die Form der konvexen gekrümmten Fläche 3112C, ist, wenn die konvexe Linse 3112 längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, vorzugsweise kreisförmig oder in etwa kreisförmig.
Das Loch 3113 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form, und die Symmetrieachse des Lochs 3113 und die optische Achse der konvexen Linse 3112 stimmen überein oder stimmen in etwa überein. Ein Radius des Lochs 3113 ist kleiner als der Radius der konvexen Linsen 3102 und 3112.
Die flache Fläche der konvexen Linse 3112 ist parallel oder in etwa parallel zur oberen Fläche 3110U der optischen Einrichtung 3110 (oder der oberen Fläche der Basis 3111). Außerdem sind der flache Bereich auf der Fläche rundum die konkave gekrümmte Fläche 3111C in der unteren Fläche 3110B der Basis 3111 und die flache Fläche der konvexen Linse 3112 parallel oder in etwa parallel und sind in der identischen Ebene in 44 angeordnet.
Es ist auch möglich, dass das Material der Basis 3111 beispielsweise Quarz ist und dass das Material der konvexen Linse 3112 beispielsweise Silizium-Nitrid ist. Außerdem ist es möglich, dass das Material der Basis 3111 beispielsweise Silizium-Nitrid ist und dass das Material der konvexen Linse 3112 beispielsweise Quarz ist.
Die Basis 3111, die konvexe Linse 3112, die obere Fläche 3110U und die untere Fläche 3110B der optischen Einrichtung 3110 entsprechen der Basis 3101, der konvexen Linse 3102, der oberen Fläche 3100U und der unteren Fläche 3100B der optischen Einrichtung 3100.
Im optischen System 3119 sind die untere Fläche 3100B der optischen Einrichtung 3100 und die obere Fläche 3110U der optischen Einrichtung 3110 so verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3102 und 3112 miteinander übereinstimmen oder in etwa übereinstimmen.
Es ist auch möglich, die optische Einrichtungen 3100 und 3110 zu einer plattenförmigen oder in etwa plattenförmigen Form auszubilden. Es ist möglich, die optischen Einrichtungen 3100 und 3110 zu stapeln, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.
Durch Hinzufügen von Positionierungsmarkierungen, wie Markierungen zur Maskenausrichtung, die verwendet werden, wenn integrierte Halbleiterschaltungen auf den Basisteilen 3101 und 3111 gefertigt werden, ist es beispielsweise möglich, diese Markierungen zu verwenden, um mehrere optische Einrichtungen mit einer hohen Genauigkeit zu stapeln.
Wenn außerdem die Formen der optischen Einrichtungen 3100 und 3110 zu Quadern oder in etwa zu Quadern oder plattenförmig oder in etwa plattenförmig gemacht werden, ist es möglich, zu verhindern, dass eine Neigung der optischen Achsen der Linsen auftritt, wenn die optischen Einrichtungen gestapelt werden, die optischen Einrichtungen können gestapelt werden, während diese in der zweidimensionalen Richtung (vertikale und seitliche Richtung) positioniert werden, und es ist möglich, das optische System 3119 leicht bereitzustellen.
Zweites optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung 45 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines zweiten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung. Es sei angemerkt, dass die optische Einrichtung 3100 in 45 identisch oder in etwa identisch wie die optische Einrichtung 3100 von 36 ist, so dass auf eine Erläuterung dafür verzichtet wird.
Dieses optische System 3119A besitzt optische Einrichtungen 3100 und 3700 und besteht durch Stapeln optischer Einrichtungen 3100 und 3700.
Die optische Einrichtung 3700 hat eine Basis 3701 und eine Linse 3702. Die Basis 3701 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 3701 und die Linse 3702 haben unterschiedliche Brechungsindices. Als optische Einrichtung 3700 ist es auch möglich, für die Basis beispielsweise 3006 optisches Material 3007M zu verwenden, welches in ihre Einbuchtung 3006B gefüllt ist, wie in 7F gezeigt ist. Das Material 3006M der Basis 3006 ist in diesem Fall ein optisches Material.
Ähnlich ist es als optische Einrichtung 3700 auch möglich, die Basis 10 oder 11 mit dem optischen Material 3007M zu verwenden, welches in ihre Einbuchtung 10B gefüllt ist, wie in 38I gezeigt ist. Die Materialien 10M und 11M der Basisteile 10 und 11 sind in diesem Fall optische Materialien. Es sei angemerkt, dass das gleiche für 39H, 40F und 41D gilt.
Die Basis 3701 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Einbuchtung 3701B in der unteren Fläche der Basis 3701. Die Form der Fläche der Einbuchtung 3701b ist, wenn die Einbuchtung 3701B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, vorzugsweise bogenförmig oder in etwa bogenförmig.
Die Einbuchtung 3701B ist mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, welcher gegenüber dem der Basis 3701 verschieden ist. Die konvexe Linse 3702 besteht aus der Einbuchtung 3701B, welche mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Die untere Fläche der konvexen Linse 3702 ist flach oder sie ist parallel oder in etwa parallel zu einer oberen Fläche 3700U der optischen Einrichtung 3700 (oder der oberen Fläche der Basis 3701). Außerdem sind die flachen Bereiche der unteren Fläche der konvexen Linse 3702 und eine untere Fläche 3700B der Basis 3701 in der identischen Ebene angeordnet.
Die konvexe gekrümmte Fläche der konvexen Linse 3702 kontaktiert die Fläche der Einbuchtung 3701B der Basis 3700 eng.
Die optische Einrichtung 3700 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann einen Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3702 emittiert wird, bündeln (kondensieren) oder diesen in einen parallelen Strahl umwandeln, wenn Licht in die obere Fläche 3700U eintritt.
Die untere Fläche 3100B der optischen Einrichtung 3100 und die obere Fläche 3700U der optischen Einrichtung 3700 sind verbunden, so dass die optischen Achsen der Linsen 3102 und 3702 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Es ist auch möglich, die optischen Einrichtungen 3100 und 3700 plattenförmig oder in etwa plattenförmig auszubilden. Es ist möglich, die optischen Einrichtungen 3100 und 3700 zu stapeln, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.
Wenn die Form der optischen Einrichtungen 3100 und 3700 zu einem Quader oder in etwa zu einem Quader oder plattenförmig oder in etwa plattenförmig ausgeführt werden, ist es möglich, zu verhindern, dass eine Neigung der (optischen Achsen der) Linsen in dem Fall auftritt, wo die optischen Einrichtungen gestapelt werden, und es ist möglich, das optische System 3119A leicht bereitzustellen.
Außerdem ist es möglich, dass diese eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) aufweisen, indem eine konvexe Linse 3702 bereitgestellt wird, welche kleiner ist als die konvexe Linse 3102 im optischen System 3119A, und es ist möglich, eine hohe numerische Apertur zu erlangen.
Drittes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
46 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines dritten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3119B von 46 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3110 in 44 zugeordnet sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieses optische System 3119 hat optische Einrichtungen 3110 und 3710 und besteht daraus, dass die optischen Einrichtungen 3110 und 3710 gestapelt sind.
Die optische Einrichtung 3710 besitzt eine Basis 3711 und eine konvexe Linse 3712. Die Basis 3711 ist aus einem optischen Material hergestellt, und die Basis 3711 und die konvexe Linse 3712 haben unterschiedliche Brechungsindices. Für die optische Einrichtung 3710 ist es auch möglich, beispielsweise eine Basis 3006 mit einem optischen Material 3007M zu verwenden, welches in ihre Einbuchtung 3006B gefüllt ist, wie in 37F gezeigt ist. Das Material 3006M der Basis 3006 ist in diesem Fall ein optisches Material.
Ähnlich wie für die optische Einrichtung 3710 ist es auch möglich, die Basis 10 oder 11 zu verwenden, bei der das optische Material 3007M in ihre Einbuchtung 10B gefüllt ist, wie in 38I gezeigt ist. Die Materialien 10M und 11M der Basisteile 10 und 11 sind in diesem Fall optische Materialien. Es sei angemerkt, dass das gleiche für 39H, 40F und 41D gilt.
Die Basis 3711 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Einbuchtung 3711B in der unteren Fläche der Basis 3711. Die Form der Einbuchtung 3711B, wenn die Einbuchtung 3711B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder in etwa zu einem Bogen ausgebildet.
Die Einbuchtung 3711B ist mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 3711 verschieden ist. Die konvexe Linse 3712 besteht aus der Einbuchtung 3711B, die mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Die untere Fläche der konvexen Linse 3712 ist flach und ist parallel oder in etwa parallel zu einer oberen Fläche 3710U der optischen Einrichtung 3710 (oder der oberen Fläche der Basis 3711). Außerdem sind die flachen Bereiche der unteren Fläche der konvexen Linse 3712 und der unteren Fläche 3710B der Basis 3711 in der identischen Ebene angeordnet.
Die konvexe gekrümmte Fläche der konvexen Linse 3712 kontaktiert die Fläche der Einbuchtung 3711B der Basis 3710 eng.
Die optische Einrichtung 3710 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann einen Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3712 emittiert wird, konvergieren (kondensieren) oder kann diesen in einen parallelen Strahl umsetzen, wenn das Licht in die obere Fläche 3710U eintritt.
Die untere Fläche 3710B der optischen Einrichtung 3710 und die obere Fläche 3110U der optischen Einrichtung 3110 sind miteinander verbunden, so dass die optischen Achsen der Linsen 3112 und 3712 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Es ist auch möglich, die optischen Einrichtungen 3110 und 3710 plattenförmig oder in etwa plattenförmig auszubilden. Es ist möglich, die optischen Einrichtungen 3110 und 3710 zu stapeln, wobei diese mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden.
Wenn die Formen der optischen Einrichtungen 3110 und 3710 zu Quadern oder in etwa zu Quadern oder plattenförmig oder in etwa plattenförmig ausgeführt werden, ist es möglich, zu verhindern, dass eine Neigung der (optischen Achsen) der Linsen in dem Fall auftritt, wenn die optischen Einrichtungen gestapelt werden, oder es ist möglich, das optische System 3119B leicht bereitzustellen.
Viertes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
47 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3149 von 47 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3119 von 44 zugeordnet sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet.
Dieses optische System 3149 hat optische Einrichtungen 3100, 3110 und 3120, die optische Einrichtung 3110 ist auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, und die optische Einrichtung 3100 ist auf der optischen Einrichtung 3110 gestapelt.
Die optischen Einrichtungen 3100, 3110 und 3120 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3102, 3112 und 3122 der optischen Einrichtungen 3100, 3110 und 3120 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Das optische System 3119 hat die optischen Einrichtungen 3100 und 3110.
Die konvexe Linse 3102 der optischen Einrichtung 3100 ist eine Kollimatorlinse. Die konvexe Linse 3102 empfängt einen Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 3060 über das Loch 3103, wandelt den verwandten Laserstrahl in einen parallelen Strahl um und liefert diesen zur optischen Einrichtung 3110.
Die konvexe Linse 3112 der optischen Einrichtung 3110 empfängt den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3100 durch das Loch 3113 und kondensiert den Laserstrahl des verwandten parallelen Strahls auf die konvexe Linse 3122.
Die optische Einrichtung 3120 hat eine Basis 3121 und die konvexe Linse 3122. Die Basis 3122 besteht aus einem optischen Material. Die Basis 3121 und die konvexe Linse 3122 besitzen verschiedene Brechungsindices.
Die Basis 3121 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Einbuchtung 3121B in der unteren Fläche der Basis 3121. Die Form der Fläche der Einbuchtung 3121B, ist, wenn die Einbuchtung 3121B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, vorzugsweise zu einem Bogen oder in etwa zu einem Bogen ausgeführt.
Die Einbuchtung 3121B ist einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 3121 verschieden ist. Die konvexe Linse 3122 besteht aus der Einbuchtung 3121B, welche mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Die untere Fläche der konvexen Linse 3122 ist flach und sie ist parallel oder in etwa parallel zur oberen Fläche der optischen Einrichtung 3120 (oder zur oberen Fläche der Basis 3121). Außerdem sind die flachen Flächen der unteren Fläche der konvexen Linse 3122 und der unteren Fläche der Basis 3121 in der identischen Ebene angeordnet.
Die optische Einrichtung 3120 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann den Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3122 der optischen Einrichtung 3120 emittiert wird, auf die Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte 3080 kondensieren, wenn Licht von der konvexen Linse 3112 des optischen Systems 3119 auf diese einwirkt.
Das optische System 3129 hat die optischen Einrichtungen 3110 und 3120. Die Kombination der optischen Einrichtungen 3110 und 3120 umfasst eine Festkörper-Immersionslinse (SIL). Durch Vergrößern des Brechungsindex der konvexen Linse 3122 kann die numerische Apertur NA des optischen Systems 3129 höher gemacht werden.
In den optischen Einrichtung 3100 bis 3120 werden die konvexen Linsen 3102 bis 3122 dadurch gebildet, dass das optische Material in die Einbuchtungen der Basisteile gefüllt wird, so dass der Auswahlbereich des Materials der konvexen Linsen 3102 bis 3122 größer gemacht werden kann und ein optisches Material, welches einen großen Brechungsindex hat, als Material der konvexen Linsen verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass durch Abrunden der Ränder der Bodenfläche der optischen Einrichtung 3120 (der Fläche, welche der optischen Platte 3080 zugewandt ist), es möglich ist, Kollisionen und/oder einen Stoß mit der Fläche der optischen Platte 3080 zu reduzieren.
Erste Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
48 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer sechsten Ausführungsform eines optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, wobei die dritte optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3149A von 48 identische Bezugszeichen identischen Komponenten zugeordnet werden, wie denjenigen des optischen Systems 3119A von 45. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird daher verzichtet. Außerdem wird bei dem optischen System 3149A von 48 die optische Einrichtung 3120 in 47 verwendet. Auf eine Erläuterung dieser optischen Einrichtung 3120 wird verzichtet.
Dieses optische System 3149A besitzt optische Einrichtungen 3100, 3120 und 3700, die optische Einrichtung 3700 wird auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, und die optische Einrichtung 3100 wird auf der optischen Einrichtung 3700 gestapelt.
Die optischen Einrichtungen 3100, 3120 und 3700 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3102, 3122 und 3702 der optischen Einrichtungen 3100, 3120 und 3700 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Das optische System 3119A besitzt die optischen Einrichtungen 3100 und 3700.
Die konvexe Linse 3102 der optischen Einrichtung 3100 ist eine Kollimatorlinse. Die konvexe Linse 3102 empfängt den Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 3060 über das Loch 3103, wandelt den verwandten Laserstrahl in einen parallelen Strahl um und liefert diesen zur optischen Einrichtung 3700.
Die Basis 3701 der optischen Einrichtung 3700 und die konvexe Linse 3702 besitzen verschiedene Brechungsindices voneinander. Die konvexe Linse 3702 empfängt den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3100 und verdichtet den Laserstrahl des verwandten parallelen Strahls auf die konvexe Linse 3122.
Die optische Einrichtung 3120 hat die Form eines Quaders oder eines in etwa Quaders und kann den Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3122 der optischen Einrichtung 3120 emittiert wird, auf die Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte 3080 bündeln, wenn Licht von der konvexen Linse 3702 des optischen Systems 3119 in diese eintritt.
Das optische System 3129A besitzt die optischen Einrichtungen 3120 und 3700. Die Kombination der optischen Einrichtungen 3120 und 3700 bildet eine Festkörper-Immersionslinse (SIL). Durch Vergrößern des Brechungsindex der konvexen Linse 3122 kann die numerische Apertur NA des optischen Systems 3129A größer gemacht werden.
In den optischren Einrichtungen 3100, 3120 und 3700 werden die konvexen Linsen 3102, 3122 und 3702 dadurch gebildet, dass ein optisches Material in die Einbuchtungen der Basisteile gefüllt wird, so dass der Auswahlbereich des Materials der konvexen Linsen 3102, 3122 und 3702 größer gemacht werden kann, und ein optisches Material, welches einen großen Brechungsindex hat, als Material der konvexen Linsen verwendet werden kann.
Fünftes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
49 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines fünften optischen Systems, bei dem die dritte optische Einrichtung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3149B von 49 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3119B von 46 zugeordnet sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird verzichtet. Außerdem wird bei dem optischen System 3149B von 49 die optische Einrichtung 3120 in 47 verwendet. Auf eine Erläuterung dieser optischen Einrichtung 3120 wird daher verzichtet.
Dieses optische System 3149B besitzt optische Einrichtungen 3110, 3120 und 3710, die optische Einrichtung 3120 ist auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, und die optische Einrichtung 3710 ist auf der optischen Einrichtung 3110 gestapelt.
Die optischen Einrichtungen 3110, 3120 und 3710 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3112, 3122 und 3712 der optischen Einrichtungen 3110, 3120 und 3710 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Das optische System 3119B besitzt die optischen Einrichtungen 3110 und 3710. Die Basis 3711 und die konvexe Linse 3712 der optischen Einrichtung 3710 sind bezüglich des Brechungsindex voneinander verschieden.
Die optische Einrichtung 3710 hat die Funktion einer Kollimatorlinse. Die konvexe Linse 3712 wandelt den Laserstrahl von dem Halbleiterlaser in einen parallelen Strahl um und liefert diesen zur optischen Einrichtung 3110.
Die konvexe Linse 3112 der optischen Einrichtung 3110 empfängt den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3710, der über das Loch 3113 auftrifft und kondensiert den Laserstrahl des verwandten parallelen Strahls auf die konvexe Linse 3122.
Die optische Einrichtung 3120 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann den Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3122 der optischen Einrichtung 3120 emittiert wird, auf die Aufzeichnungsfläche einer optischen Platte 3080 bündeln, wenn Licht von der konvexen Linse 3712 des optischen Systems 3119B eintritt.
Das optische System 3129 hat die optischen Achsen 3110 und 3120. Die Kombination der optischen Einrichtungen 3110 und 3120 bildet eine Festkörper-Immersionslinse (SIL). Durch Vergrößern des Brechungsindex der konvexen Linse 3122 kann die numerische Apertur NA des optischen Systems 3129 höher gemacht werden.
In den optischen Einrichtungen 3110, 3120 und 3710 sind die konvexen Linsen 3112, 3122 und 3712 durch Auffüllen eines optischen Materials in die Einbuchtungen der Basisteile gebildet, so dass der Auswahlbereich des Materials der konvexen Linsen 3112, 3122 und 3712 größer gemacht werden kann, und ein optisches Material, welches einen großen Brechungsindex hat, als Material der konvexen Linsen verwendet werden kann.
Sechstes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
50 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines sechsten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3159 von 50 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3149 von 47 zu geordnet sind. Auf eine Erläuterung der identischen Komponenten wird daher verzichtet.
Dieses optische System 3159 ist wie das optische System 3149 von 47 aufgebaut, wobei eine optische Einrichtung 3150 als ein Strahlenteiler zwischen den optischen Einrichtungen 3100 und 3110 eingefügt ist.
Das optische System 3159 besitzt die optischen Einrichtungen 3100, 3110 und 3120 und 3150, die optische Einrichtung 3110 ist auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, die optische Einrichtung 3150 ist auf der optischen Einrichtung 3110 gestapelt, und die optische Einrichtung 3110 ist auf der optischen Einrichtung 3150 gestapelt. Die optischen Einrichtungen 3100, 3110, 3120 und 3150 sind miteinander verbunden, so dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3102, 3112 und 3122 der optischen Einrichtungen 3100, 3110 und 3120 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Die optische Einrichtung 3150, welche zwischen den optischen Einrichtungen 3100 und 3110 angeordnet ist, hat die Funktion eines Strahlenteilers. Ein halbdurchlässiger Film 152 ist zwischen den konvexen Linsen 3102 und 3112 angeordnet.
Dieser halbdurchlässige Film 152 leitet den parallelen Strahl von (der konvexen Linse 3102) der optischen Einrichtung 3100 durch und reflektiert einen Rückkehrstrahl von der (konvexen Linse 3112) der optischen Einrichtung 3100.
Die konvexe Linse 3102 der optischen Einrichtung 3100 ist eine Kollimatorlinse, wandelt den Laserstrahl vom Halbleiterlaser 3060 in einen parallelen Strahl um und liefert diesen parallelen Strahl über die optische Einrichtung 3150 zur optischen Einrichtung 3110 im optischen System 3129.
Das optische System 3129 emittiert den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3150 über die Linsen 3112 und 3122 von der Bodenfläche der konvexen Linse 3122, kondensiert den emittierten Strahl auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080 und bestrahlt die verwandte Aufzeichnungsfläche. Außerdem liefert das optische System 3129 den reflektierten Laserstrahl, der an der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl), zur optischen Einrichtung 3150.
Durch Einfügen der optischen Einrichtung 3150 als Strahlenteiler zwischen der optischen Einrichtung 3100 und dem optischen System 3129 ist es möglich, den reflektierten Laserstrahl, der an der optischen Platte 3080 reflektiert wird, von der Seitenfläche der optischen Einrichtung 3150 zu extrahieren.
Zweite Ausführungsform des optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
51 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform des optischen Systems nach der vorliegenden Erfindung, bei dem die dritte optische Einrich tung verwendet wird. Es sei angemerkt, dass bei dem optischen System 3159A von der 51 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3159 von 50 und des optischen Systems 3149A von 48 zugeteilt sind. Auf eine Erläuterung der identischen Komponenten daher verzichtet.
Dieses optische System 3159A ist wie das optische System 3149A von 48 aufgebaut, wobei die optische Einrichtung 3150 als ein Strahlenteiler zwischen den optischen Einrichtungen 3100 und 3700 eingefügt ist.
Das optische System 3159A hat die optischen Einrichtungen 3100, 3120, 3150 und 3700, die optische Einrichtung 3700 ist auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, die optische Einrichtung 3150 ist auf der optischen Einrichtung 3700 gestapelt, und die optische Einrichtung 3100 ist auf der optischen Einrichtung 3150 gestapelt. Die optischen Einrichtungen 3100, 3120, 3150 und 3700 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3102, 3122 und 3702 der optischen Einrichtungen 3100, 3120 und 3700 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Die optische Einrichtung 3150, welche zwischen den optischen Einrichtungen 3100 und 3700 angeordnet ist, hat die Funktion eines Strahlenteilers. Ein Film, der halblichtdurchlässig ist (halbdurchlässiger Film 152) ist zwischen den konvexen Linsen 3102 und 3702 angeordnet.
Der halbdurchlässige Film 152 leitet den parallelen Strahl von (der konvexen Linse 3102) der optischen Einrichtung 3100 durch und reflektiert einen Rückkehrstrahl von der (konvexen Linse 3702) der optischen Einrichtung 3700.
Die konvexe Linse 3102 der optischen Einrichtung 3100 ist eine Kollimatorlinse, wandelt den Laserstrahl vom Halbleiterlaser 3060 in einen parallelen Strahl um und liefert diesen parallelen Strahl über die optische Einrichtung 3150 zur optischen Einrichtung 3700 im optischen System 3129A.
Das optische System 3129A emittiert den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3150 über die Linsen 3702 und 3122 von der Bodenfläche der konvexen Linse 3122, kondensiert den emittierten Strahl auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080 und bestrahlt die verwandte Aufzeichnungsfläche. Außerdem liefert das optische System 3129A den reflektierten Laserstrahl, der an der (Aufzeichnungsfläche) der optischen Platte 3080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl), zur optischen Einrichtung 3150.
Durch Einfügen der optischen Einrichtung 3150 als Strahlenteiler zwischen der optischen Einrichtung 3100 und dem optischen System 3129A ist es möglich, den reflektier ten Laserstrahl, der in der optischen Platte 3080 reflektiert wird, von der Seitenfläche der optischen Einrichtung 3150 zu extrahieren.
Siebtes optisches System unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
52 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines siebten optischen Systems unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung. Es sei angemerkt, dass bei einem optischen System 3159B von 52 identische Bezugszeichen identischen Komponenten wie denjenigen des optischen Systems 3159 von 50 und des optischen Systems 3149B von 49 zugeteilt sind. Auf Erläuterungen der identischen Komponenten wird daher verzichtet.
Dieses optische System 3159B ist als optisches System 3149B von 49 aufgebaut, wobei die optische Einrichtung 3150 als Strahlenteiler zwischen den optischen Einrichtungen 3110 und 3710 eingefügt ist.
Das optische System 3159B hat die optischen Einrichtungen 3110, 3120, 3150 und 3710, die optische Einrichtung 3110 ist auf der optischen Einrichtung 3120 gestapelt, die optische Einrichtung 3150 ist auf der optischen Einrichtung 3110 gestapelt, und die optische Einrichtung 3710 ist auf der optischen Einrichtung 3150 gestapelt. Die optischen Einrichtungen 3110, 3120, 3150 und 3710 sind so verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3112, 3122 und 3712 der optischen Einrichtungen 3110, 3120 und 3710 miteinander übereinstimmen oder im Wesentlichen miteinander übereinstimmen.
Die optische Einrichtung 3150, welche zwischen den optischen Einrichtungen 3110 und 3710 angeordnet ist, besitzt die Funktion eines Strahlenteilers. Ein Film, der halblichtdurchlässig ist (halbdurchlässiger Film 152) ist zwischen den konvexen Linsen 3111 und 3712 angeordnet.
Der halblichtdurchlässige Film 152 leitet den parallelen Strahl von (von der konvexen Linse 3712) der Einrichtung 3710 durch und reflektiert den Rückkehrstrahl (von der konvexen Linse 3112) der optischen Einrichtung 3110.
Die optische Einrichtung 3710 hat die Funktion einer Kollimatorlinse, wandelt den Laserstrahl vom Halbleiterlaser 3060 in den parallelen Strahl um und liefert diesen parallelen Strahl über die optische Einrichtung 3150 zur optischen Einrichtung 3110 im optischen System 3129.
Das optische System 3129 emittiert den parallelen Strahl von der optischen Einrichtung 3150 über die konvexen Linsen 3112 und 3122 von der Bodenfläche der konvexen Linse 3122, kondensiert den emittierten Strahl auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080 und bestrahlt die verwandte Aufzeichnungsfläche. Außerdem liefert das optische System 3129 den reflektierten Laserstrahl, der an (der Aufzeichnungsfläche) der optischen Platte 3080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl) zur optischen Einrichtung 3150.
Durch Einfügen der optischen Einrichtung 3150 als Strahlenteiler zwischen der optischen Einrichtung 3710 und dem optischen System 3129 ist es möglich, den reflektierten Laserstrahl, der in der optischen Platte 3080 reflektiert wird, von der Seitenfläche der optischen Einrichtung 3150 zu extrahieren.
Optischer Kopf unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung
53 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des optischen Kopfes unter Verwendung der dritten optischen Einrichtung.
Dieser optische Kopf 3600 hat ein optisches System 3329, einen IC-Chip 3074, ein Prisma 3075 und eine optische Einrichtung 3340. Ein Flugkopf (fliegender optischer Kopf) besteht aus einem Schwingarm 3072 und einer Aufhängung 3073.
Das optische System 3329 hat die optischen Einrichtungen 3300 und 3320. Die optische Einrichtung 3300 ist auf der optischen Einrichtung 3320 gestapelt. Dieses optische System 3329 weist einen Schieber auf. Eine Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 des optischen Systems 3329 und die Fläche der optischen Platte 3080 liegen einander gegenüber. Die Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 weist eine Schieberfläche auf.
Die Aufhängung 3073 ist an der unteren Fläche (Bodenfläche) des Schwingarms 3072 angebracht, oder die Aufhängung 3073 ist dort gebildet.
Außerdem ist die obere Fläche des IC-Chips 3074 an dem vorderen Ende der unteren Fläche des Schwingarms 3072 angebracht.
Die obere Fläche des Prismas 3075 und die obere Fläche einer Basis 3076 sind mit der unteren Fläche des IC-Chips 3074 verbunden.
Die obere Fläche der optischen Einrichtung 3040 ist mit der unteren Fläche des Prismas 3075 verbunden.
Eine flexible optische Faser 3071 ist mit der unteren Fläche der Basis 3076 verbunden. Beispielsweise ist eine V-förmige Nut in der unteren Fläche der Basis 3076 gebildet, und die optische Faser 3071 ist fest fixiert, so dass die optische Faser 3071 in der ähnlichen V-förmigen Nut eingepasst ist. Es sei angemerkt, dass wünschenswerter Weise die Basis 3076 aus einem identischen Material wie der IC-Chip 3074 hergestellt ist.
Das optische System 3329 ist am vorderen Ende der Aufhängung 3073 angebracht.
Die optische Einrichtung 3340 ist als Quader oder im Wesentlichen als Quader geformt, der mit einem Loch 3343 versehen ist. Die optische Einrichtung 3340 besitzt eine Basis (Substrat) 3341 und eine konvexe Linse 3342.
In der Basis 3341 ist eine konkave gekrümmte Fläche (konkret die ringförmige geneigte Fläche) 3341C, welche die konvexe gekrümmte Fläche der konkaven Linse 3342 eng kontaktiert, in einer unteren Fläche 3340B gebildet. Im gleichen Zeitpunkt ist das Loch 3343, welches mit einer oberen Fläche 3340U kommuniziert, von der tiefen Seite der konkaven gekrümmten Fläche 3341C gebildet.
Dann ist ein Teil (konkret der mittlere Bereich) der konvexen gekrümmten Fläche der konvexen Linse 3342 im Loch 3343 der Basis 3341 frei.
Die konvexe Linse 3342 ist eine Kollimatorlinse und hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form, welche von der flachen Fläche umgeben ist, und die konvexe gekrümmten Fläche, welche dieser flachen Fläche zugewandt ist. Die optische Achse der konvexen Linse 3342 oder deren Erweiterung läuft durch das Loch 3343. Die Form der konvex-gekrümmten Fläche, wenn die konvexe Linse 3342 längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, ist vorzugsweise zu einem Bogen oder in etwa zu einem Bogen ausgebildet.
Das Loch 3343 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Form, und die Symmetrieachse des Lochs 3343 und die optische Achse der konvexen Linse 3342 stimmen miteinander überein oder in etwa überein.
Die flache Fläche der konvexen Linse 3342 ist parallel oder in etwa parallel zur oberen Fläche 3340U der optischen Einrichtung 3340 (oder der oberen Fläche der Basis 3341). Außerdem sind der flache Bereich (oder flache Fläche) auf den Bereich rundum die konkave gekrümmte Fläche 3341C in der unteren Fläche 3340B der Basis 3341 und die flache Fläche der konvexen Linse 3342 parallel oder in etwa parallel und sind in einer identischen Ebene in 53 angeordnet.
Die optische Einrichtung 3340 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann einen Strahl, der von der unteren Fläche 3340B der optischen Einrichtung 3340 emittiert wird, in einen parallelen Strahl durch die konvexe Linse 3342 umwandeln, wenn Licht in die obere Fläche 3340U eintritt.
Ein Halbspiegel ist auf der geneigten Fläche des Prismas 3075 gebildet. Dieser Halbspiegel reflektiert den Laserstrahl, der von einer Endfläche der optischen Faser 3071 abgestrahlt wird, und liefert diesen zur optischen Einrichtung 3340.
Die optische Einrichtung 3340 liefert den Laserstrahl vom Halbspiegel des Prismas 3075 zur konvexen Linse 3342 über das Loch 3343. Die konvexe Linse 3342 wandelt den Laserstrahl vom Halbspiegel in einen parallelen Strahl um und liefert diesen zum optischen System 3329.
Das optische System 3329 kondensiert den Laserstrahl von der optischen Einrichtung 3340 auf die optische Platte 3080 unter Verwendung der Linsen 3302 und 3322 und fokussiert diesen auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080. Außerdem bringt das optische System 3329 den Laserstrahl, der an der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 3080 reflektiert wird (Rückkehrlaserstrahl), zum Prisma 3075 über die konvexe Linse 3342 und das Loch 3343 der optischen Einrichtung 3340 zurück.
Der Halbspiegel der geneigten Fläche des Prismas 3075 überträgt den zurückgebrachten Laserstrahl vom optischen System 3329 und liefert diesen zum IC-Chip 3074.
Der IC-Chip 3074 ist eine zusammengesetzte optische Halbleitereinrichtung. Ein Fotodetektor und eine Verarbeitungsschaltung sind auf der unteren Fläche des IC-Chips 3074 gebildet, oder der Fotodetektor und die Verarbeitungsschaltung sind daran angebracht.
Der Fotodetektor empfängt den Rückkehrlaserstrahl und liefert ein Empfangslichtsignal gemäß dem Rückkehrlaserstrahl zur Verarbeitungsschaltung.
Die Verarbeitungsschaltung führt die vorher festgelegte Verarbeitung auf Basis des Empfangslichtsignals vom Fotodetektor durch und bildet ein Signal, welches das Verarbeitungsergebnis zeigt. Dieses Signal kann von einer Signalleitung extrahiert werden, welche mit dem IC-Chip 3074 verbunden ist.
54 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des optischen Systems 3329 in 38I bis 38L.
Das optische System 3329 hat die optischen Einrichtungen 3300 und 3320.
Die optische Einrichtung 3320 hat eine Basis 3321 und eine konvexe Linse 3322. Die Basis 3321 ist aus einem optischen Material hergestellt. Die Basis 3321 und die konvexe Linse 3322 haben einen unterschiedlichen Brechungsindex.
Die Basis 3321 hat eine dreh-symmetrische oder in etwa dreh-symmetrische Einbuchtung 3321B in der unteren Fläche der Basis 3321. Die Form der Fläche der Einbuchtung 3321B ist, wenn die Einbuchtung 3321B längs ihrer Symmetrieachse geschnitten wird, vorzugsweise zu einem Bogen oder in etwa zu einem Bogen ausgebildet.
Die Einbuchtung 3321B wird mit einem optischen Material aufgefüllt, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem der Basis 3321 verschieden ist. Die konvexe Linse 3322 besteht aus der Einbuchtung 3321B, welche mit dem verwandten optischen Material aufgefüllt ist.
Die untere Fläche der konvexen Linse 3322 ist flach und sie ist parallel oder in etwa parallel zu einer oberen Fläche 3320U der optischen Einrichtung 3320 (oder der oberen Fläche der Basis 3321). Außerdem sind die flachen Bereiche der unteren Fläche der konvexen Linse 3322 und der unteren Fläche 3320B der Basis 3321 in der identischen Ebene angeordnet und weisen die untere Fläche der optischen Einrichtung 3320 auf.
Die optische Einrichtung 3320 hat die Form eines Quaders oder in etwa eines Quaders und kann den Strahl, der von der flachen Fläche der konvexen Linse 3322 emittiert wird, wenn Licht in die obere Fläche 3320U eintritt, konvergieren (kondensieren).
Die untere Fläche 3300B der optischen Einrichtung 3300 (oder der Basis 3301) und die obere Fläche 3320U der optischen Einrichtung 3320 sind so miteinander verbunden, dass die optischen Achsen der konvexen Linsen 3302 und 3322 miteinander übereinstimmen oder in etwa miteinander übereinstimmen.
Es sei angemerkt, dass durch Abrunden der Ränder der Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 (Fläche, welche der optischen Platte 3080 gegenüberliegt) es möglich ist, Kollisionen mit und/oder Stoß in Bezug auf die Fläche der optischen Platte 3080 zu reduzieren.
Es ist außerdem möglich, dass die Basis 3321 der optischen Einrichtung 3320 aus beispielsweise Aluminium-Oxid oder Silizium-Nitrid hergestellt ist.
Das optische System 3329 des optischen Kopfes 3600 hat insbesondere eine große Festigkeit und/oder Härte. Durch Ausbilden der Basis 3321 der optischen Einrichtung 3320 durch Aluminium-Oxid kann die Festigkeit und/oder Härte gesteigert werden.
Eine hohe numerische Apertur kann durch das optische System 3329 erlangt werden. Wenn eine Festkörper-Immersionslinse (SIL) durch das optische System 3329 verwendet wird und wenn das verwandte optische System 3329 in einem Nahfeldbereich verwendet wird, ist es möglich, optische Nahfeldaufzeichnung und/oder Wiedergabe durchzuführen, und es ist möglich, die Aufzeichnungsdichte der optischen Platte zu verbessern.
Es ist außerdem möglich, Schienen, um das optische System 3339 fliegen zu lassen, als Schieber auf der Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 zu bilden.
Es ist außerdem möglich, auf der Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 eine Spule zu bilden, um ein Magnetfeld (oder einen Magnetfluss) im Zeitpunkt der magneto-optischen Aufzeichnung zu erzeugen, wenn die optische Platte 3080 eine magnetooptische Platte ist.
Es ist außerdem möglich, die Schienen und/oder die Spule der Bodenfläche 3320B der optischen Einrichtung 3320 leicht vorzubereiten, indem die optische Einrichtung 3320 zu einem Quader oder in etwa zu einem Quader oder zu einer plattenförmigen oder etwa plattenförmigen Form ausgebildet ist, indem ein Halbleiterherstellungsprozess genutzt wird.
Beispielsweise beträgt die Größe des optischen Systems 3329 in einer seitlichen Richtung ungefähr 1 mm, die Größe in der vertikalen Richtung ungefähr 0,5 mm und die Größe in Richtung der Höhe ungefähr 0,4 mm.
Als Beispiel beträgt die Größe der optischen Einrichtung 3300 in Richtung der Höhe ungefähr 0,3 mm und die Größe der optischen Einrichtung 3320 in Richtung der Höhe ungefähr 0,13 mm.
Als Beispiel beträgt der Durchmesser der Bodenfläche (oder der flachen Fläche) der Linse 3302 ungefähr 0,2 mm und der Durchmesser der Bodenfläche (oder der flachen Fläche) der Linse 3322 ungefähr 0,1 mm.
55 ist eine schematische erläuternde Ansicht eines Beispiels des Aufbaus des IC-Chips 3074 in 53 und von dessen Peripherie.
Der IC-Chip 3074 empfängt eine Ansteuerleistung von einer nicht gezeigten Spannungsversorgungsleitung. Außerdem kann der IC-Chip 3074 ein Ausgangssignal des IC-Chips 3074 über eine flexible Signalleitung 3079 extrahieren und kann das Signal zum IC-Chip 3074 liefern. Es sei angemerkt, dass die Signalleitung 3079 auch als ultrafeiner Draht aus einem Metall oder Kupfer oder ähnlichem, dem ein dünner Isolationsüberzug verliehen wird, ausgebildet sein kann.
Die obere Fläche des Prismas 3075 und die obere Fläche der Basis (Hilfsbefestigung) 3076 sind mit der unteren Fläche des IC-Chips 3074 verbunden. Die optische Faser 3071 ist mit der unteren Fläche der Basis 3076 verbunden.
Ein Halbspiegel 3078 ist auf einer geneigten Fläche des Prismas 3075 gebildet. Der Halbspiegel 3078 reflektiert den Laserstrahl der von Endfläche der optischen Faser 3071 abgestrahlt wird, und liefert diesen zu konvexen Linse 3342 der optischen Einrichtung 3340.
Der Laserstrahl, der durch die konvexe Linse 3342 läuft, wird auf die optische Platte 3080 über das optische System 3329 gestrahlt, in der Aufzeichnungsfläche der optischen Faser 3080 reflektiert und zur konvexen Linse 3342 zurückgebracht.
Der Halbspiegel 3078 überträgt den Rückkehrlaserstrahl von der konvexen Linse 3342 und liefert diesen zur geneigten Fläche des Prismas 3075. Die geneigte Fläche des Prismas 3075 liefert den Rückkehrlaserstrahl, der über den Halbspiegel 3078 übertragen wird, zum IC-Chip 3074.
Es sei angemerkt, dass der Halbspiegel 3078 aus einem Multischichtfilm besteht, welcher den Laserstrahl von der Richtung der Endfläche der optischen Faser 3071 reflektiert und den Laserstrahl von der Richtung der konvexen Linse 3342 überträgt.
Ein Fotodetektor 3077 ist auf der unteren Fläche des IC-Chips 3074 gebildet. Dieser Fotodetektor 3077 besitzt einen ersten und einen zweiten Fotodetektor 3077A und 3077B.
Der Rückkehrlaserstrahl, der über die geneigte Fläche des Prismas 3075 übertragen wird, wird auf den zweiten Fotodetektor 3077B kondensiert und reflektiert, wiederum an der unteren Fläche des Prismas 3075 reflektiert und auf den ersten Fotodetektor 3077A kondensiert. Es sei angemerkt, dass ein nicht gezeigter Reflexionsfilm auf der unteren Fläche des Prismas 3075 gebildet ist.
Der IC-Chip 3074 liefert die Ausgangssignal von den Fotodetektoren 3077A und 3077B zur Verarbeitungsschaltung im IC-Chip 3074.
Wenn der Fotodetektor 3077 als sechsfach unterteilter Fotodetektor unterteilt ist und die Fotodetektoren 3077A und 3077B als dreifach unterteilte Fotodetektoren aufweisen, kann ein Fokussierungsfehlersignal durch eine D-3DF (Differenz-3-fachunterteilte Fokussierung) gebildet werden, ein Spurführungsfehlersignal kann durch ein Gegentaktverfahren gebildet werden und das Wiedergabesignal kann durch eine Summe der Ausgangssignale des Fotodetektors 3077A oder Fotodetektors 3077B gebildet werden.
Außerdem kann der IC-Chip 3074 das Fokussierungsfehlersignal, das Spurführungsfehlersignal und das Wiedergabesignal von der Signalleitung 3079 holen.
Im optischen Kopf 3600 von 53 ist eine Verminderung der Größe des optischen Kopfs möglich im Vergleich zu einem optischen Kopf; der mit einem Haltleiterlaser versehen ist, und es ist möglich, den optischen Kopf schnell zu bewegen.
Um beispielsweise einen Halbleiterlaser im optischen Kopf vorzusehen, sind Wärmeableitungsteile, um der Wärmeerzeugung des Halbleiterlasers entgegen zu wirken, ein versiegeltes Gefäß, um den Halbleiterlaser zu schützen, usw. notwendig, wobei jedoch im optischen Kopf 3600 die Wärmeableitungsteile und das versiegelte Gefäß nicht notwendig sind. Eine Reduzierung der Größe ist in diesem Punkt möglich.
Auf diese Weise ist unter Verwendung des leichten und kleinen optischen Kopfes 3600 die Reduzierung der Baugröße der optischen Plattenvorrichtung möglich, und Hochgeschwindigkeitszugriff auf die optische Platte 3080 ist möglich.
Da außerdem im optischen Kopf 3600 der reflektierte Laserstrahl von der optischen Platte 3080 (Rückkehrlaserstrahl) in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, wird es nicht notwendig, den Rückkehrlaserstrahl zur optischen Faser 3071 zu senden. Somit wird eine hochgenaue Anordnung der Teile zum Senden des Rückkehrlaserstrahls in die optische Faser 3071 überflüssig, so dass ein optischer Kopf 3600, der leicht hergestellt werden kann, erlangt werden kann.
Außerdem kann ein optischer Kopf 3600, der eine hohe Verlässlichkeit gegenüber Erschütterung und eine hohe Signalqualität hat, erlangt werden.
Metallform zur Herstellung der optischen Einrichtung
56 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Metallform zur Herstellung einer optischen Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Diese Metallform 400 zur Herstellung einer optischen Einrichtung ist mit einem Kanal 4002, um ein optisches Material im geschmolzenen Zustand oder im weichen Zustand durchzulassen, sowie mit einem Hohlraum 4001 ausgebildet. In den Hohlraum 4001 der Metallform 4009 ragen Teile von Ansätzen 4004A und 4005A der Metallformstifte 4004 und 4005 aus einer Bodenfläche 401B des Hohlraums 4001. Die Bodenfläche 4001B des Hohlraums 4001 ist flach, und die Bereiche rundum die Ansätze 4004A und 4005A in der Bodenfläche 4001B sind flach. Außerdem ist eine obere Wand (obere Fläche) des Hohlraums 4001 flach.
Die Metallformstifte 4004 und 4005 haben Köpfe 4004H und 4005H aus flachen Formen und Ansätzen 4004A und 4005A, welche sich aus den Köpfen 4004H und 4005H in einer vertikalen Richtung erstrecken. Die Metallformstifte 4004 und 4005 haben identische Formen.
Die Köpfe 4004H und 4005H der Metallformstifte 4004 und 4005 kontaktieren eng die Bodenfläche der Metallform 4009, und die Ansätze 4004A und 4005A der Metallformstifte 4004 und 4005 ragen teilweise heraus in den Hohlraum 4001, wobei sie die Durchgangslöcher 4094 und 4095 durchdringen, welche in einer Bodenwand der Metallform 4009 vorgesehen sind.
57 ist eine schematische vergrößerte Ansicht eines Teils des Ansatzes 4005A des Metallformstifts 4005. Der Ansatz 4005A hat ein vorderes Ende 4005M, eine Schräge 4005T, einen Pol 4005P. Der Ansatz 4005A hat eine dreh-symmetrische Form rundum eine Achse 4005Z. Die Achse 4005Z ist in Bezug auf den Kopf 4005H des Metallformstifts vertikal (oder einer Bodenebene davon).
Die Grenze zwischen dem vorderen Ende 4005M und der Schräge 4005T bildet einen Kreis, der einen Radius von (1a)/2 von der Drehsymmetrieachse 4005Z hat. Das vordere Ende 4005M ist ein Bereich, welcher die Linsenform (oder einen Bereich, der eine Linsenform verleiht) aufweist, und besitzt eine abgerundete Ansatzform.
Die Schräge 4005T ist zwischen dem vorderen Ende 4005M und dem Pol 4005P angeordnet. Deren Fläche bildet eine schräge Fläche, welche vom vorderen Ende 4005M in der Richtung des Pols 4005P läuft.
Der Pol 4005P hat einen konstanten Durchmesser (1a + 1b × 2). Der Pol 4005P und die Schräge 4005T sind Bereiche außerhalb des Bereichs, welcher die Linsenform liefert.
58 ist eine erläuternde Ansicht eines geformten Artikels, der durch die Herstellungsmetallform 4009 einer optischen Einrichtung von 56 erzeugt wird.
Ein optisches Material in einem geschmolzenen oder in einem weichen Zustand wird in den Hohlraum 4001 der Metallform 4009 von 56 gefüllt. Dieses optische Material wird ausgehärtet, die Metallform 4009 wird geöffnet und der geformte Artikel wird herausgenommen. Danach wird der Bereich entsprechend dem Kanal 4002 vom geformten Artikel entfernt, um einen geformten Artikel 4001 zu erlangen, wie in 58 gezeigt ist. Alternativ kann durch Füllen des optischen Materials im geschmolzenen Zustand oder im weichen Zustand, danach durch Entfernen des Bereichs entsprechend dem Durchlass 4002 vom gefüllten optischen Material im geschmolzenen Zustand oder im weichen Zustand und durch Aushärten dieses Materials das Öffnen der Metallform 4009 und das Herausnehmen des geformten Artikels ein geformter Artikel 4011, wie in 58 gezeigt ist, erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass das optische Material, welches in den Hohlraum 4001 eingespritzt wird, beispielsweise Quarz, Glas, Plastik oder Kunststoff im geschmolzenen Zustand sein kann.
Die Bodenfläche 4011B des geformten Artikels 4011 ist mit Einbuchtungen 4014A und 4015A der Formen ausgebildet, welche von den Ansätzen 4004A und 4005A der Metallformstifte 4004 und 4005 übertragen wurden. Die Bereiche rundum die Einbuchtungen 4014A und 4015A sind flach. Eine obere Seitenbasis 4012A in der Basis 4012, die den geformten Artikel 4011 aufweist, ist an der oberen Seite einer Grenze 4012C angeordnet, und eine untere Seitenbasis 4012B ist an einer unteren Seite der Grenze 4012C angeordnet.
Die Basis 4012B auf der unteren Seite des geformten Artikels 4011 besitzt die Formen der Pole 4004P und 4005P, und die Schrägen 4004T und 4005T der Metallformstifte 4004 und 4005, die auf diese übertragen wurden.
Die Basis 4012A auf der oberen Seite des geformten Artikels 4011 hat die Formen der vorderen Enden 4004M und 4005M der Metallformstifte 4004 und 4005, die darauf übertragen wurden.
59 ist eine vergrößerte Ansicht der Einbuchtung 4015A des geformten Artikels 4011 von 58 und von dessen Bereich um diesen herum. Die Einbuchtung 4015 hat eine dreh-symmetrische Form rundum eine Achse 4015Z.
Die Basis 4012B auf der unteren Seite des geformten Artikels 4011 ist mit einem Loch 4015P ausgebildet, welches einen konstanten Durchmesser (1a + 1b × 2) der Form des Pols 4005P des Metallformstifts 4005 hat, die darauf übertragen ist, und mit einem Loch 4015T der Form der Schräge 4005T, die darauf übertragen ist, und hat einen Durchmesser, der in einer Richtung der Tiefe mit einer konstanten Rate abnimmt. Die (Innenwände der) Löcher 4015B und 4015T der unteren Seitenbasis 4012B sind Bereiche, welche keine oder im Wesentlichen keine Linsenfunktion haben.
Die obere Seitenbasis 4012A des geformten Artikels 4011 ist mit einem kugelförmigen oder im Wesentlichen kugelförmigen Loch 4015M der Form des vorderen Endes 4005M des Metallformstifts 4005 ausgebildet, die darauf übertragen ist, und besitzt einen Radius einer Krümmung, der im Wesentlichen konstant oder konstant ist. Das Loch (Innenwand) 4015M dieser oberen Seitenbasis 4012A ist ein Bereich, der die Linsenfunktion hat. Der maximale Durchmesser des Lochs 4015M beträgt 1a.
60 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung.
Diese optische Einrichtung 4017 besteht aus der oberen Seitenbasis 4012A des geformten Artikels 4011 von 59. Durch Beseitigen der unteren Seitenbasis 4012B von dem geformten Artikel 4011 durch beispielsweise Polieren oder Schleifen kann die obere Seitenbasis 4012A erlangt werden und die optische Einrichtung 4017 kann erzeugt werden. Die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4017 ist mit Löchern 4014M und 4015M der vorderen Enden der Einbuchtungen 4014A und 4015A ausgebildet. Der flache Bereich der Bodenfläche der optischen Einrichtung 4017 stimmt mit der Grenze 4012C überein.
61 ist eine vergrößerte Ansicht des Lochs 4015M von 60 und des Bereichs rundum dieses. Das Loch 4015M hat eine dreh-symmetrische Form rundum die Achse 4015Z und bildet eine konkave Linse.
Unter Verwendung der metallischen Form 4009 auf diese Weise ist es möglich, eine optische Einrichtung 4017 zu bilden, die ein Loch 4015M hat, welches einen kleinen Radius oder Durchmesser hat und welches eine Linsenfunktion hat.
62 ist eine erläuternde Ansicht des geformten Artikels 4011K in einem Zustand, wo eine Schicht 4018 aus einem optischen Material 4018G auf der Bodenfläche 4011B des geformten Artikels 4011 von 58 geschichtet ist. 63 ist eine vergrößerte Ansicht der Einbuchtung 4015A in 62 und von deren Bereich herum. Das optische Material des geformten Artikels 4011 und das optische Material 4018G der Schicht 4018 haben unterschiedliche Brechungsindices.
Die Schicht 4018 des optischen Materials 4018G ist auf der Bodenfläche 4011B beispielsweise durch das Verfahren eines Zerstäubens, einer Aufdampfung oder Ionenimplantation aufgebracht. Durch Beschichten der Schicht 4018 kann das optische Material 4018G in die Einbuchtungen 4014A und 4015A oder die Löcher 4014M und 4015M des geformten Artikels 4011 gefüllt werden.
Die Bodenfläche 4018B der Schicht 4018 ist mit Einbuchtungen 4184 und 4185 gebildet, welche den Einbuchtungen 4014A und 4015A entsprechen.
64 ist eine erläuternde Ansicht einer optischen Einrichtung, welche aus dem geformten Artikel 4011K von 62 erzeugt wurde.
Bei dieser optischen Einrichtung 4011K' werden eine Bodenfläche 4018B des geformten Artikels 4011K von 62 und eine untere Seitenbasis 4012B poliert, und die polierte Fläche (Linsenbodenfläche) wird abgeflacht.
In der Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K werden eine untere Seitenbasis 4012B' und das optische Material 4018G, welches in die Löcher 4014A' und 4015A' gefüllt ist, frei. Die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K' ist parallel zur oberen Fläche.
Es sei angemerkt, dass die Basis 4012B auf der unteren Seite des geformten Artikels 4011K poliert ist, um die untere Seitenbasis 4012B' zu bilden. Gemeinsam damit werden die Löcher 4014A und 4015A zu Löchern 4014A' und 4015A'.
65 ist eine vergrößerte Ansicht des Lochs 4015A in 64 und dessen Bereich um dieses herum.
Die optische Einrichtung 4011K ist mit einem Loch 4015P' ausgebildet, welches einen konstanten Durchmesser hat, einem Loch 4015T, welches einen Durchmesser hat, welcher proportional kleiner wird gemäß einem Abstand vom Loch 4015P' in der Tiefenrichtung, und einem Loch 4015M einer kugelförmigen oder in etwa kugelförmigen Form. Die Löcher 4015P', 4015T und 4015M werden mit dem optischen Material 4018G gefüllt. Das optische Material, welches in das Loch 4015M gefüllt ist, bildet die konvexe Linse. Das Loch 4015P' wird bezüglich der Länge in Richtung der Tiefe kürzer als das Loch 4015P durch Polieren der Schicht 4018 und der Basis 4012B.
In der optischen Einrichtung 4011K von 65 verbleibt das Loch 4015P' mit dem konstanten Durchmesser, wobei jedoch die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K weiter poliert werden kann, um somit das Loch 4015P' des konstanten Durchmessers zu entfernen. In diesem Fall wird das Polieren so ausgeführt, dass die polierte Fläche parallel zur Grenze 4012C wird.
66 ist eine Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung 4011K'', welche durch Polieren der Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K' von 64 und 65 gebildet wird. Bei dieser optischen Einrichtung 4011K'' wird die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K' poliert, um das Loch 4015P' zu entfernen. Es sei angemerkt, dass die Basis 4012B an der unteren Seite der optischen Einrichtung 4011K' poliert wird, um eine untere Seitenbasis 4012B'' zu bilden.
In der Linse 4011K'' von 66 verbleibt das Loch 4011T, wobei jedoch die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K'' weiter poliert wird, um das Loch 4015T zu beseitigen. In diesem Fall wird das Polieren so ausgeführt, dass die polierte Fläche parallel zur Grenze 4012C wird.
67 ist eine Ansicht des Aufbaus einer optischen Einrichtung 4011N, welche durch Polieren der Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011K'' von 66 erhalten wurde. 68 ist eine vergrößerte Ansicht des Lochs 4015M in 67.
Bei dieser optischen Einrichtung 4011N ist die untere Seitenbasis 4012'' von der optischen Einrichtung 4011K'' durch Polieren entfernt.
Die Bodenfläche der optischen Einrichtung 4011N stimmt mit der Grenze 4012C überein, und das optische Material 4018G ist in die Löcher 4014M und 4015M gefüllt. In 68 ist eine konvexe Linse durch das optische Material 4018G des Lochs 4015M gebildet.
Es sei angemerkt, dass die optische Einrichtung 4011N dünner zu der gewünschten Dicke durch Polieren der oberen Fläche der optischen Einrichtung 4011N gemacht werden kann.
69A und 69B sind erläuternde Ansichten eines Metallformstifts.
69A zeigt den Metallformstift 4005, der bei der Metallform 4009 von 56 verwendet wird, während 69B einen Vergleichsformstift 4006 im Vergleich zu einem ähnlichen Metallformstift 4005 zeigt.
Der Metallformstift 4005 von 69A hat einen Kopf 4005H und einen Ansatz 4005A, der aus dem Kopf 4005H in der vertikalen Richtung ragt. Der Ansatz 4005A hat einen Pol 4005P, eine Schräge 4005T und ein vorderes Ende 4005M.
Dagegen hat der Metallformstift 4006 von 69B einen Kopf 4005H und einen Ansatz 4006A, der sich aus dem Kopf 4005H in der vertikalen Richtung erstreckt. Der Ansatz 4006A hat einen Pol 4006P und ein vorderes Ende 4006M.
70 ist eine erläuternde Ansicht, bei der die Formen der Ansätze 4005A und 4006A der Metallformstifte 4005 und 4006 von 69A und 69B verglichen werden, wobei Teile der Ansätze 4005A und 4006A überlappend gezeichnet sind.
Das vordere Ende 4005M des Ansatzes 4005A der Metallform 4005 hat die gleiche Form wie das vordere Ende 4006M des Ansatzes 4006A des Metallformstifts 4006, und dessen maximaler Durchmesser beträgt 1a.
Der Durchmesser des Pols 4005P des Ansatzes 4005A des Metallformstifts 4005 ist ein konstanter Wert (1a + 1b × 2), während der Durchmesser des Pols 4006P des Ansatzes 4006A des Metallformstifts 4006 der konstante Wert (1a) ist.
Der Ansatz 4005A des Metallformstifts 4005 ist dicker als der Ansatz 4006A, so dass die Festigkeit des Ansatzes im Vergleich zum Metallformstift 4006 verbessert werden kann. Im gleichen Zeitpunkt ist das Bearbeiten des vorderen Endes des Ansatzes leicht.
Die Metallform 4009 verwendet zwei Metallformstifte 4004 und 4005, wobei jedoch eine größere Anzahl von Metallformstiften ebenfalls verwendet werden kann. Durch Anordnen mehrerer Metallformstifte, welche scharfe vordere Enden haben (beispielsweise durch Anordnen von diesen in einer Matrix) ist es möglich, eine Mikrolinsenbaugruppe zu bilden.
Es sei angemerkt, dass das optische Material, welches in den Hohlraum 4001 eingespritzt wird, aus geschmolzenen Glas hergestellt sein kann, welches aus Silizium-Oxid hergestellt ist, während das optische Material 4018G Tantal-Oxid, Niob-Oxid, Titan-Oxid, Gallium-Phosphat (Gallium-Phosphor), Gallium-Nitrid, eine Verbindung aus Tantal, Titan und Wasserstoff usw. sein kann.
Wenn der Brechungsindex des optischen Materials 4018G größer ausgebildet ist als der Brechungsindex des optischen Materials der Basis 4012, kann die Funktion einer konvexen Linse den Löchern 4014M und 4015M sowie der Basis 4012A benachbart zu den verwandten Löchern 4014M und 4015M zugeteilt werden.
Durch Ausbilden des Brechungsindex des optischen Materials 4018G kleiner als den Brechungsindex des optischen Materials der Basis 4012 kann die Funktion einer konvexen Linse den Löchern 4014M und 4015M und der Basis 4012A benachbart zu den verwandten Löchern 4014M und 4015M verliehen werden.
Wenn der Brechungsindex des optischen Materials 4018G kleiner ist als der Brechungsindex des optischen Materials der Basis 4012, kann die Funktion einer konkaven Linse den Löchern 4014M und 4015M und der Basis 4012A benachbart zu den verwandten Löchern 4014M und 4015M vermittelt werden.
Die Metallformstifte 4004 und 4005 können an einer oberen Seite der Metallform 4009 oder an einer unteren Seite vorgesehen sein.
Es sei angemerkt, dass die obigen Ausführungsformen Beispiele der vorliegenden Erfindung sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt.
Es sei angemerkt, dass der Brechungsindex des Glases, welches bei der Formlinse verwendet wird, beispielsweise 1,4 bis 1,7 ist.
Als optisches Material der optischen Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann insbesondere von einem optischen Material, welches einen großen Brechungsindex hat (oder hohen Brechungsindex), welches in die Einbuchtung der Basis gefüllt wird, Gebrauch gemacht werden, beispielsweise Aluminium-Oxid (Al₂O₃, welches einen Brechungsindex von beispielsweise ungefähr 1,8 hat), Titan-Oxid (TiO₂, welches einen Brechungsindex von beispielsweise ungefähr 2,5 hat), Tantal-Oxid (Ta₂O₃, welches einen Brechungsindex von beispielsweise ungefähr 2,4 hat), oder Gallium-Phosphat (GaP, welches einen Brechungsindex von beispielsweise ungefähr 3,3 hat). Durch Verwenden der obigen optischen Materialien kann eine optische Einrichtung, welche eine große numerische Apertur hat, bereitgestellt werden.
Außerdem können als optisches Material der optischen Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere als optisches Material, welches in die Einbuchtung der Basis gefüllt wird, Verbindungen verwendet werden, beispielsweise Ta_X1O_Y1, Ti_X2O_Y2, Al_X3 AO_Y3, Si_X4O_Y4, Si_X5N_Y5, Mg_X6F_Y6, Ga_X7N_Y7, Ga_X8P_Y8, Ti_X9Nb_Y9, O_Z9, Ti_Z6Fa_Z7O_Z8 und Nb_Z44_Z5. Es sei angemerkt, Dass X1 bis X9, Y1 bis Y9 und Z6 bis Z9 Zahlen sind, welche die obigen Verbindungen ermöglichen.
Es sei angemerkt, das obigen Ausführungsformen Beispiele der vorliegenden Erfindung sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt.
Auf diese Weise wird eine optische Einrichtung, welche eine kleine Baugröße hat oder welche eine kleine Baugröße und eine große numerische Apertur hat, bereitgestellt.
Außerdem wird ein optisches System nach der vorliegenden Erfindung, welches die optische Einrichtung hat, d.h., die optische Einrichtung, die eine kleine Baugröße oder eine kleine Größe und eine große numerische Apertur hat, bereitgestellt.
Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Einrichtung zum Herstellen einer solchen optischen Einrichtung, d.h., dass die optische Einrichtung eine kleine Baugröße oder eine kleine Größe und eine große numerische Apertur hat, bereitgestellt. Au ßerdem wird eine Form zum Herstellen einer optischen Einrichtung zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren der optischen Einrichtung bereitgestellt.

Claims

Optisches System, welches eine erste und eine zweite optische Einrichtung (1110, 1100) aufweist, wobei die erste optische Einrichtung (1110) hat: einen ersten optischen Bereich (1111), der aus einem ersten optischen Material hergestellt ist und der eine erste Einbuchtung (1111B) hat, und einen zweiten optischen Bereich (1112), der ein zweites optisches Material umfasst, das einen Brechungsindex hat, welcher gegenüber dem des ersten optischen Materials verschieden ist und welches in die erste Einbuchtung (1111B) eingesetzt ist, und wobei die erste Einbuchtung (1111B) eine im Wesentlichen drehsymmetrische Form in Bezug auf eine optische Achse hat, wobei die zweite optische Einrichtung (1100) hat: einen dritten optischen Bereich (1101), der aus einem dritten optischen Material hergestellt ist und eine zweite Einbuchtung (1101B) hat, und einen vierten optischen Bereich (1102), der ein viertes optisches Material aufweist, welches einen Brechungsindex hat, der gegenüber dem des dritten optischen Materials verschieden ist und in die zweite Einbuchtung (1101B) eingesetzt ist, und wobei die zweite Einbuchtung (1101B) eine im Wesentlichen drehsymmetrische Form in Bezug auf die optische Achse hat, wobei die erste und die zweite optische Einrichtung (1110, 1100) so verbunden sind, dass die Symmetrieachsen der ersten und der zweiten Einbuchtung (1111B, 1101B) die optische Achse treffen, wobei der erste optische Bereich (1111) eine erste flache Fläche (1110B) hat, die an einem Bereich rundum den Umfangsrand der Einbuchtung (1112) angeordnet ist, und eine zweite flache Fläche (1110U) im Wesentlichen parallel in Bezug auf die erste flache Fläche (1110B), wobei die Außenfläche des zweiten optischen Bereichs (1112) in die erste Einbuchtung (1111B) eingesetzt ist und die erste flache Fläche (1110B) in einer im Wesentlichen identischen Ebene angeordnet ist, wobei der dritte optische Bereich (1101) eine dritte flache Fläche (1100B) ist, welche an einem Bereich um den Umfangsrand der zweiten Einbuchtung (1101B) herum ange ordnet ist, und eine vierte flache Fläche (1100U) im Wesentlichen parallel in Bezug auf die dritte flache Fläche (1100B), und eine (1110U) von erster und zweiter flachen Fläche (1110B, 1110U) mit der dritten flachen Fläche (1100B) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einbuchtung (1101B) größer ist als die erste Einbuchtung (1121B), die zweite flache Fläche (1120U) des ersten optischen Bereichs (1121) und die dritte flache Fläche (1100B) des dritten optischen Bereichs (1101) verbunden sind, das zweite optische Material einen Brechungsindex größer als den des ersten optischen Materials hat, das vierte optische Material einen Brechungsindex größer als den des dritten optischen Materials hat, um dadurch eine feste Immersionslinse zu bilden, die das zweite optische Material aufweist, welches in die erste Einbuchtung (1121B) gefüllt ist, und das vierte optische Material, welches in die zweite Einbuchtung (1101B) gefüllt ist.
Optisches System nach Anspruch 1, wobei die Brechungsindices des ersten optischen Materials und des dritten optischen Materials zwischen 1,3 und 1,9 sind.
Optisches System nach Anspruch 1, wobei die Brechungsindices des zweiten optischen Materials und des vierten optischen Materials zwischen 1,4 und 4,0 sind.
Optisches System nach Anspruch 2, wobei das erste optische Material Titan-Oxid, Tantal-Oxid, Gallium-Phosphat, Gallium-Nitrid, eine Verbindung von Titan, Niob und Sauerstoff, eine Verbindung von Titan, Tantal und Sauerstoff, oder Silizium-Nitrid aufweist.
Optisches System nach Anspruch 3, wobei das zweite optische Material Titan-Oxid, Tantal-Oxid, Gallium-Phosphat, Gallium-Nitrid, eine Verbindung von Titan, Niob und Sauerstoff, eine Verbindung von Titan, Tantal und Sauerstoff, oder Silizium-Nitrid aufweist.
Optisches System nach Anspruch 2, wobei das dritte optische Material Aluminium-Oxid aufweist.
Optisches System nach Anspruch 1, welches einen Schieber eines optischen Kopfes (3329) aufweist, der an einem Schwingarm (3072) angebracht ist.
Optisches System nach Anspruch 1, welches außerdem eine Linse (1142) aufweist, wobei die Linse (1142) durch eine im Wesentlichen drehsymmetrische gekrümmte Fläche und die flache Fläche geformt ist, und die Linse (1142) und die optische Einrichtung so verbunden sind, dass die Symmetrieachse der Einbuchtung und eine optische Achse der Linse (1142) auf eine optische Achse treffen.