(57)【要約】【課題】  製造コストを増加させずに、光エネルギーの吸収による樹脂製の光学素子の変形を抑制する。【解決手段】  光ピックアップ装置ＰＵは、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射される光束を用いて情報の記録及び／または再生を行うものである。この光ピックアップ装置ＰＵの光路上に備えられるビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２、またはセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２は、単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む母材樹脂を少なくとも含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光束を用いて情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光路上に備えられる光学素子において、
単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む母材樹脂を少なくとも含有し、
ビームシェイパー、コリメートレンズ、カップリングレンズまたはセンサーレンズとして機能することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
光源から出射される光束を用いて情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光路上に備えられる光学素子において、
単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む母材樹脂を少なくとも含有し、
対物レンズユニットを構成する複数枚のレンズのうち、最も光情報記録媒体側に位置するレンズ以外のレンズとして機能することを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項２記載の光学素子において、
前記対物レンズユニットの像面側の開口数は０．７３〜０．８７であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学素子において、
前記母材樹脂は、主鎖部にＣ−Ｆ結合を含むことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学素子において、
前記母材樹脂は、単位分子中に２ｎ＋１員環（ｎは１以上の整数）の環状部を備え、
この環状部にＣ−Ｆ結合を含むことを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の光学素子において、
屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材樹脂とは逆符合となる微細粒子を含有することを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項６記載の光学素子において、
前記微細粒子は無機微粒子であることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項６または７記載の光学素子において、
前記微細粒子の平均粒径は、１〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項８記載の光学素子において、
前記微細粒子の平均粒径は、１〜３０ｎｍの範囲内であることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の光学素子において、
前記光ピックアップ装置中で、少なくとも波長２００〜４２０ｎｍの光束の光路上に配置されることを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の光学素子において、
前記光ピックアップ装置中で、複数波長の光束の光路上に配置されることを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の光学素子において、
少なくとも１つの光学面には、微細構造が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項１３】
請求項１２記載の光学素子において、
前記位相構造は回折構造であることを特徴とする光学素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学素子と、
光束を出射して前記光学素子に通過させる光源とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子と、この光学素子を備える光ピックアップ装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同程度の大きさで、ＤＶＤよりも大容量の高密度光ディスクの開発が進んでいる。高密度光ディスクとは、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザーや青紫色ＳＨＧレーザーを使用する光ディスクを総称したものである。
【０００３】
このような高密度光ディスクとしては、開口数ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（Blu-Ray Disk：以下ＢＤと記述）の他に、開口数ＮＡ０．６５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（ＨＤ ＤＶＤ：以下ＨＤと記述）が開発されている。また、高密度光ディスクとしては、上記のような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも挙げられる。更に、高密度光ディスクとして、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザーや青紫色ＳＨＧレーザーを使用する光磁気ディスクも挙げられる。
【０００４】
このような高密度光ディスクに対して記録再生を行う光ピックアップ装置においては、ＤＶＤ用のレーザー光の波長（６５０ｎｍ程度）よりも短い波長（３８０〜４５０ｎｍ程度）の青〜青紫色のレーザー光を用いることにより、集光スポットの径を小さくし、高密度な信号の記録／再生を可能としている。
また、近年の光ピックアップ装置においては、成形性及び製造コストの観点でガラス製よりも樹脂製の光学素子が好ましく用いられる。また、樹脂製の光学素子を用いることにより、装置の低廉化や軽量化を図ることもできる。
【０００５】
ところで、上記のような短波長のレーザー光は非常に大きな光エネルギーを有している。そのため、このようなレーザー光の光路上に配置される光学素子は、光エネルギーの吸収によって変形しないよう、耐光性に優れた樹脂で成形されていることが好ましい。
比較的耐光性に優れた樹脂としては、ノルボルネン系水素化重合体や、ノルボルネン・αオレフェン共重合体、スチレン・ブタジエンブロック共重合体等の脂環式構造を有する樹脂が開発されているが、青色レーザー光用の光ピックアップ装置に用いられる光学素子の原料としては、依然として耐光性が充分ではない。
また、単位分子中にＣ−Ｆ結合を設けることにより耐光性の高い樹脂を得る技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平６−５３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、単位分子中にＣ−Ｆ結合を有する樹脂は、従来より光学素子に用いられている樹脂と比較して屈折率が低い。そのため、例えば集光を行う単玉の対物レンズ等、焦点距離の比較的短い光学素子に適用する場合には、光学面の曲率半径を小さくする必要が生じるため、金型の製造が難しくなる。また、図１１に示すように、光学素子の全体の厚みＷ1を一定に維持したまま光学面の曲率半径が小さくなる結果、光源側の光学面と光情報記録媒体側の光学面との距離Ｗ2、即ち、光学素子を射出成形する場合における樹脂材料の射出流路幅が確保できない。よって、安価な製造方法である射出成形を光学素子の製造に用いることができないため、光学素子の製造コストが嵩んでしまう。
【０００７】
本発明の課題は、製造コストを増加させずに、耐光性を向上させることができる樹脂製の光学素子と、この光学素子を備える光ピックアップ装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
光源から出射される光束を用いて情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光路上に備えられる光学素子において、
単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む母材樹脂を少なくとも含有し、
ビームシェイパー、コリメートレンズ、カップリングレンズまたはセンサーレンズとして機能することを特徴とする。
【０００９】
ここで、ビームシェイパーとは、光軸と垂直な面内で光束の強度分布を円形状に変換するものであり、コリメートレンズとは、発散光を平行光に変換するものである。また、カップリングレンズとは、光束の発散角を変換するものであり、センサーレンズとは、光情報記録媒体からの反射光を受光素子に集光するものである。これらビームシェイパー、コリメートレンズ、カップリングレンズ及びセンサーレンズは、例えば以下の表１に示すように、集光を行う単玉の対物レンズと比較して曲率半径の絶対値が大きくなっている。
【表１】
2006040352.tif 000003
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、母材樹脂の単位分子中にＣ−Ｆ結合を含むので、Ｃ−Ｆ結合を含まない場合と比較して、光エネルギーを吸収し難く、また、光エネルギーを吸収しても、ラジカル反応が抑えられる結果、変形や変色、変質が抑制される、つまり、耐光性が向上する。また、ビームシェイパー、コリメートレンズ、カップリングレンズ、センサーレンズとして機能するので、集光を行う単玉の対物レンズ等として機能する場合と比較して、光学面の曲率半径を小さくする必要がない分、製造が容易となる。従って、製造コストを増加させずに、耐光性を向上させることができる。換言すると、屈折率が小さい材料でも光学素子として十分な機能を得ることができる。また、耐熱性や耐光性に優れた光学素子を得ることができるため、光ピックアップ装置の長寿命化を図ることができる。特に、光源近傍に配置されて高熱や高エネルギーの光に曝されるビームシェイパーとして光学素子が機能する場合には、これらの効果はより有効となる。
【００１１】
また、Ｃ−Ｆ結合中のフッ素原子の極性に起因して母材樹脂の分子間力が大きくなるため、フッ素原子を含まない樹脂と比較してガラス転位点Ｔｇが高くなり、耐熱性が向上する。従って、温度の変動による光学素子の変形を抑制することができる。
【００１２】
更に、Ｃ−Ｆ結合を含む母材樹脂のアッベ数は９０前後であり、従来の樹脂のアッベ数である５０〜６０と比較して大きいため、半導体レーザーのモードホッピングにより入射光束の波長が瞬時的に変化した場合でも、軸上色収差の発生量を抑えることができる。なお、ここでいうアッベ数とは、Ｈｅのｄ線（波長５８７．６）に対する屈折率であり、波長が変動する場合の屈折率変化を示すものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、光源から出射される光束を用いて情報の記録及び／または再生を行う光ピックアップ装置の光路上に備えられる光学素子において、
単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む母材樹脂を少なくとも含有し、
対物レンズユニットを構成する複数枚のレンズのうち、最も光情報記録媒体側に位置するレンズ以外のレンズとして機能することを特徴とする。
【００１４】
ここで、対物レンズユニットとは、組み合わせられた複数枚のレンズの全体によって対物レンズとして機能するものである。このような対物レンズユニットを構成する複数枚のレンズのうち、最も光情報記録媒体側に位置するレンズ以外のレンズは、集光を行う単玉の対物レンズと比較して曲率半径の絶対値が大きくなっている。
光情報記録媒体とは、光によって情報の記録や再生を行うことができる記録媒体であり、具体的には、ＢＤやＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどのことである。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、母材樹脂の単位分子中にＣ−Ｆ結合を含むので、Ｃ−Ｆ結合を含まない場合と比較して、光エネルギーを吸収し難く、また、光エネルギーを吸収しても、ラジカル反応が抑えられる結果、変形や変色、変質が抑制される、つまり、耐光性が向上する。また、対物レンズユニットを構成する複数枚のレンズのうち、最も光情報記録媒体側に位置するレンズ以外のレンズとして機能するので、集光を行う単玉の対物レンズ等として機能する場合と比較して、光学面の曲率半径を小さくする必要がない分、製造が容易となる。従って、製造コストを増加させずに、耐光性を向上させることができる。換言すると、屈折率が小さい材料でも光学素子として十分な機能を得ることができる。また、耐熱性や耐光性に優れた光学素子を得ることができるため、光ピックアップ装置の長寿命化を図ることができる。
【００１６】
また、Ｃ−Ｆ結合中のフッ素原子の極性に起因して母材樹脂の分子間力が大きくなるため、フッ素原子を含まない樹脂と比較してガラス転位点Ｔｇが高くなり、耐熱性が向上する。従って、温度の変動による光学素子の変形を抑制することができる。
【００１７】
更に、Ｃ−Ｆ結合を含む母材樹脂のアッベ数は９０前後であり、従来の樹脂のアッベ数である５０〜６０と比較して大きいため、半導体レーザーのモードホッピングにより入射光束の波長が瞬時的に変化した場合でも、軸上色収差の発生量を抑えることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光学素子において、
前記対物レンズユニットの像面側の開口数は０．７３〜０．８７であることを特徴とする。
【００１９】
ここで、「像面側の開口数」とは、光情報記録媒体の情報記録面上に形成される集光スポットのスポット径から換算される開口数（ビーム径換算ＮＡ）をいう。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、対物レンズユニットの像面側の開口数が０．７３〜０．８７であっても、請求項２記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学素子において、
前記母材樹脂は、主鎖部にＣ−Ｆ結合を含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学素子において、
前記母材樹脂は、単位分子中に２ｎ＋１員環（ｎは１以上の整数）の環状部を備え、
この環状部にＣ−Ｆ結合を含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、母材樹脂の環状部が２ｎ＋１員環、つまり奇数員環であるので、環状部が偶数員環である場合と比較して母材樹脂の極性が高くなる。従って、母材樹脂の分子間力が大きくなる結果、ガラス転位点Ｔｇが高くなり、耐熱性が向上する。よって、温度の変動による光学素子の変形をより確実に抑制することができる。
なお、環状部の構造は、非対称であることが好ましい。この場合には、光学素子の耐熱性がより向上する。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の光学素子において、
屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材樹脂とは逆符合となる微細粒子を含有することを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが母材樹脂とは逆符合となる微細粒子を含有するので、樹脂材料の成形性を保持したまま、温度変化に伴う屈折率の変化量を低減することができる。従って、屈折率変化による球面収差の変化を抑えることができる。
なお、本明細書中では、このような光学材料、つまり、樹脂（例えば、プラスチック材料）中に微細粒子を混合することで、樹脂材料の成形性を保持したまま温度変化に伴う屈折率の変化量を低減した光学材料を「アサーマル樹脂」と呼ぶ。
【００２７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光学素子において、
前記微細粒子は無機微粒子であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、微細粒子は無機微粒子であるので、高分子有機化合物である母材樹脂との反応性が低い。従って、光学素子中で母材樹脂と微細粒子との反応を防止することができるため、耐光性や屈折率の劣化を防止することができる。
【００２９】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の光学素子において、
前記微細粒子の平均粒径は、１〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、請求項６または７記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光学素子において、
前記微細粒子の平均粒径は、１〜３０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００３２】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の光学素子において、
前記光ピックアップ装置中で、少なくとも波長２００〜４２０ｎｍの光束の光路上に配置されることを特徴とする。
【００３４】
請求項１０記載の発明によれば、少なくとも波長２００〜４２０ｎｍの光束の光路上に光学素子が配置される場合であっても、請求項１〜９の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の光学素子において、
前記光ピックアップ装置中で、複数波長の光束の光路上に配置されることを特徴とする。
【００３６】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の光学素子において、
少なくとも１つの光学面には、微細構造が設けられていることを特徴とする。
【００３８】
請求項１２記載の発明によれば、少なくとも１つの光学面には微細構造が設けられているので、例えば、微細構造として位相構造が設けられている場合には、温度変化に伴って半導体レーザーの波長が変化する場合での球面収差を抑制したり、製造誤差により発振波長が基準波長からずれた半導体レーザーを使用する場合での球面収差を抑制したり、半導体レーザーのモードホッピングにより入射光束の波長が瞬時的に変化した場合での記録／再生特性の変化を抑制したりすることができる。また、複数波長の光束の光路上に光学素子を配置し、複数種類の光情報記録媒体を用いて情報の記録／再生を行う場合に、使用波長の波長差に起因する色収差を補正することができるとともに、光情報記録媒体の保護層の厚み差に起因する球面収差を補正することができる。
【００３９】
また、例えば、微細構造として、サブ波長回折格子と呼ばれる波長オーダーの微細構造が設けられている場合には、任意の断面形状により光学的異方性や屈折率分布を材料表面に持たせることが可能となる。よって、この微細構造を利用し、光学素子を偏光素子やλ／４波長板、反射防止素子として機能させることができる。
また、例えば、微細構造として反射防止構造が設けられている場合には、通常の反射防止膜を成膜する手間を省くことができるため、製造コストを低廉化することができる。
【００４０】
なお、ここでいう色収差とは、波長差に起因する光軸方向の波面収差最小位置変動を指す。
また、位相構造は、回折構造でも良いし、光路差付与構造でも良い。
【００４１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光学素子において、
前記位相構造は回折構造であることを特徴とする。
【００４２】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
請求項１４記載の発明は、光ピックアップ装置において、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学素子と、
光束を出射して前記光学素子に通過させる光源とを備えることを特徴とする。
【００４４】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１〜１３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、製造コストを増加させずに、耐光性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は光ピックアップ装置ＰＵの概略構成を示す断面図である。
この図に示す通り、光ピックアップ装置ＰＵは、光源としての３種類の半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を有している。
【００４７】
半導体レーザー発振器ＬＤ１は、ＢＤ（ブルーレイディスク）１０を記録媒体として情報の記録／再生を行う際に、波長３５０〜４５０ｎｍ中の特定波長（例えば４０５ｎｍ，４０７ｎｍ）の光束を出射するものである。なお、本実施の形態においては、ＢＤ１０の保護層の厚さは０．１ｍｍとなっている。
【００４８】
半導体レーザー発振器ＬＤ２は、ＤＶＤ２０を記録媒体として情報の記録／再生を行う際に、波長６２０〜６８０ｎｍ中の特定波長（例えば、６５５ｎｍ）の光束を出射するものであり、半導体レーザー発振器ＬＤ３と一体化されて光源ユニットＬＵを形成している。なお、本実施の形態においては、ＤＶＤ２０の保護層の厚さは０．６ｍｍとなっている。また、本明細書において、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭや、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等、ＤＶＤ系列の光情報記録媒体の総称である。
【００４９】
半導体レーザー発振器ＬＤ３は、ＣＤ３０を記録媒体として情報の記録／再生を行う際に、７５０〜８１０ｎｍ中の特定波長（例えば、７８５ｎｍ）の光束を出射するものである。なお、本実施の形態においては、ＣＤ３０の保護層の厚さは１．２ｍｍとなっている。また、本明細書において、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭや、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等、ＣＤ系列の光情報記録媒体の総称である。
【００５０】
半導体レーザー発振器ＬＤ１から出射される光束の光軸方向には、図１中下側から上側に向けてビームシェイパーＢＥ１、ビームスプリッタＢＳ１、コリメートレンズＣＯＬ１、ビームスプリッタＢＳ２、１／４波長板ＲＥ、絞りＳＴＯ、対物レンズＯＢＪが順に並んで配されている。対物レンズＯＢＪには、対物レンズＯＢＪを図１中上下方向に移動させる２次元アクチュエータＡＣ１が配されている。対物レンズＯＢＪとの対向位置には、光情報記録媒体としてのＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０が配されるようになっている。
【００５１】
また、ビームスプリッタＢＳ１に対し、図１中右側にはセンサーレンズＳＥＮ１及び光検出器ＰＤ１が順に並んで配されている。センサーレンズＳＥＮ１は、シリンドリカルレンズＬ１１及び凹レンズＬ１２を備えている。
【００５２】
また、半導体レーザー発振器ＬＤ２，ＬＤ３から出射される光束の光軸方向には、図１中右側から左側に向けてビームスプリッタＢＳ３，コリメートレンズＣＯＬ２、ビームスプリッタＢＳ２が順に並んで配されている。ビームスプリッタＢＳ３の図１中上側にはセンサーレンズＳＥＮ２及び光検出器ＰＤ２が順に並んで配されている。センサーレンズＳＥＮ２は、シリンドリカルレンズＬ２１及び凹レンズＬ２２を備えている。
【００５３】
続いて、光ピックアップ装置ＰＵにおける動作・作用を簡単に説明する。ＢＤ１０への情報の記録時やＢＤ１０中の情報の再生時には、半導体レーザー発振器ＬＤ１が光束を出射する。この光束は、図１において実線でその光線経路を示すように、始めにビームシェイパーＢＥ１を透過して整形され、ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、コリメートレンズＣＯＬ１で平行光に変換される。次に、この光束は、ビームスプリッタＢＳ２及び１／４波長板ＲＥを透過して絞り部材ＳＴＯで絞られた後、対物レンズＯＢＪで集光されてＢＤ１０の情報記録面１０ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２次元アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５４】
次に、集光スポットを形成した光は、ＢＤ１０の情報記録面１０ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥ、ビームスプリッタＢＳ２及びコリメートレンズＣＯＬ１を透過してビームスプリッタＢＳ１で反射した後、センサーレンズＳＥＮ１により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ１に到達する。そして、光検出器ＰＤ１の出力信号を用いることにより、ＢＤ１０中の情報の再生が行われる。
【００５５】
ＤＶＤ２０への情報の記録時やＤＶＤ２０中の情報の再生時には、半導体レーザー発振器ＬＤ２が光を出射する。この光束は、図１において点線でその光線経路を示すように、始めにビームスプリッタＢＳ３を透過した後、コリメートレンズＣＯＬ２で平行光に変換される。次に、この光束は、ビームスプリッタＢＳ２で反射して、１／４波長板ＲＥを透過して絞り部材ＳＴＯで絞られた後、対物レンズＯＢＪで集光されてＤＶＤ２０の情報記録面２０ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２次元アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５６】
次に、集光スポットを形成した光は、ＤＶＤ２０の情報記録面２０ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥを透過して、ビームスプリッタＢＳ２，ＢＳ３でそれぞれ反射した後、センサーレンズＳＥＮ２により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ２に到達する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いることにより、ＤＶＤ２０中の情報の再生が行われる。
【００５７】
ＣＤ３０への情報の記録時やＣＤ３０中の情報の再生時には、半導体レーザー発振器ＬＤ３が光を出射する。この光束は、図１において２点鎖線でその光線経路を示すように、始めにビームスプリッタＢＳ３を透過した後、コリメートレンズＣＯＬ２で平行光に変換される。次に、この光束は、ビームスプリッタＢＳ２で反射して、１／４波長板ＲＥを透過して絞り部材ＳＴＯで絞られた後、対物レンズＯＢＪで集光されてＣＤ３０の情報記録面３０ａ上に集光スポットを形成する。このとき、対物レンズＯＢＪは、その周辺に配置された２次元アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。
【００５８】
次に、集光スポットを形成した光は、ＣＤ３０の情報記録面２０ａで情報ピットにより変調されて反射する。次に、この反射光は、対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＲＥを透過して、ビームスプリッタＢＳ２，ＢＳ３でそれぞれ反射した後、センサーレンズＳＥＮ２により非点収差が与えられて、光検出器ＰＤ２に到達する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いることにより、ＣＤ３０中の情報の再生が行われる。
【００５９】
続いて、対物レンズＯＢＪの構成について詳細に説明する。
対物レンズＯＢＪは、各半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射された光束をＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０の情報記録面１０ａ，２０ａ，３０ａ上に集光する機能を有している。対物レンズＯＢＪの全体の開口数ＮＡは、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２から出射される光束に対しては０．８５、半導体レーザー発振器ＬＤ３から出射される光束に対しては０．４５〜０．５１となっている。この対物レンズＯＢＪは複数枚構成のレンズユニットであり、本実施の形態においては、図２に示すように、光源側レンズＯＢＪ１及びディスク側レンズＯＢＪ２の２枚のレンズから構成されている。光源側レンズＯＢＪ１及びディスク側レンズＯＢＪ２の光学面は、それぞれ非球面となっている。
【００６０】
これら光源側レンズＯＢＪ１とディスク側レンズＯＢＪ２とのうち、最も光情報記録媒体側に位置するディスク側レンズＯＢＪ２以外のレンズ、つまり光源側レンズＯＢＪ１は本発明に係る光学素子となっている。
【００６１】
具体的には、光源側レンズＯＢＪ１の２つの光学面のうち、少なくとも光源側の光学面は、図３に示すように、第１領域ＡＲＥＡ１と第２領域ＡＲＥＡ２とに分割されている。第１領域ＡＲＥＡ１は、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射される光束が透過する領域であり、第２領域ＡＲＥＡ２は、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２から出射される光束が透過する領域である。なお、この第２領域ＡＲＥＲ２は、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２の２つの光束が透過する領域と、半導体レーザー発振器ＬＤ２から出射される光束のみが透過する領域とに更に分割してもよい。第１領域ＡＲＥＡ１には、図４（ａ）または図４（ｂ）に示すように、位相構造としての回折構造が形成されている。
【００６２】
この回折構造は、光路差を発生させることによって半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの各光束を、それぞれ対応する光情報記録媒体の情報記録面１０ａ，２０ａ，３０ａに集光させるものである。このような回折構造の形状としては、従来より公知の形状を用いることができる。本実施の形態における回折構造は、光軸を中心とする複数の輪帯１００から構成され、光軸を含む断面形状が鋸歯形状となっている。
【００６３】
なお、回折構造は、例えば図５，図６に示すように、他の形状であっても良い。ここで、図５の回折構造は、段差１０１の方向が有効径内で同一である複数の輪帯１０２から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状となっているものである。また、図６の回折構造は、内部に階段構造が形成された複数の輪帯１０３から構成されたものである。
ここで、図４〜図６は、各位相構造を平面上に形成した場合を模式的に示したものであるが、各位相構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
【００６４】
以上の光源側レンズＯＢＪ１は、いわゆるアサーマル樹脂を射出成形することによって形成されている。このアサーマル樹脂は、母材樹脂及び微細粒子を含有している。以下、これらについて説明する。
【００６５】
以上の光源側レンズＯＢＪ１は、母材樹脂と、微細粒子との混合材料を射出成形することによって形成することができる。以下、これらについて説明する。
【００６６】
（母材樹脂）
母材樹脂は、熱可塑性の樹脂であり、単位分子中にＣ−Ｆ結合を含んでいる。そのため、光源側レンズＯＢＪ１が光エネルギーを吸収し難く、また、光エネルギーを吸収しても、ラジカル反応が抑えられる。また、Ｃ−Ｆ結合中のフッ素原子の極性に起因して母材樹脂の分子間力が大きくなるため、フッ素原子を含まない樹脂と比較してガラス転位点Ｔｇが高くなる。更に、Ｃ−Ｆ結合を含む母材樹脂のアッベ数は９０前後であり、従来の樹脂のアッベ数である５０〜６０と比較して大きいため、光源側レンズＯＢＪ１全体のアッベ数が高くなる。
但し、この母材樹脂は、従来より光学素子に用いられている樹脂と比較して屈折率が低い特徴を有している。
【００６７】
このような母材樹脂としては、例えば、以下の化学式１，２に示す旭ガラス株式会社製の「サイトップ」（登録商標）や、デュポン社製の「テフロンＡＦ」（登録商標）を用いることができる。
【００６８】
【化１】
2006040352.tif 000004
【化２】
2006040352.tif 000005
【００６９】
また、母材樹脂としては、以下の化学式３〜２２に示すものも用いることができる。但し、単位分子中にＣ−Ｆ結合を含む樹脂であれば、他の樹脂を用いることとしても良い。なお、化学式６〜２２の母材樹脂は、上記特許文献１に開示の製造方法によって製造することができる。
【００７０】
【化３】
2006040352.tif 000006
【化４】
2006040352.tif 000007
【００７１】
【化５】
2006040352.tif 000008
【化６】
2006040352.tif 000009
【００７２】
【化７】
2006040352.tif 000010
【化８】
2006040352.tif 000011
【００７３】
【化９】
2006040352.tif 000012
【化１０】
2006040352.tif 000013
【００７４】
【化１１】
2006040352.tif 000014
【化１２】
2006040352.tif 000015
【００７５】
【化１３】
2006040352.tif 000016
【化１４】
2006040352.tif 000017
【００７６】
【化１５】
2006040352.tif 000018
【化１６】
2006040352.tif 000019
【００７７】
【化１７】
2006040352.tif 000020
【化１８】
2006040352.tif 000021
【００７８】
【化１９】
2006040352.tif 000022
【化２０】
2006040352.tif 000023
【００７９】
【化２１】
2006040352.tif 000024
【化２２】
2006040352.tif 000025
【００８０】
なお、Ｃ−Ｆ結合は、主鎖部に含まれていても良いし、環状部に含まれていても良い。Ｃ−Ｆ結合が環状部に含まれる場合には、環状部は奇数員環であることが好ましい。この場合には、環状部が偶数員環である場合と比較して母材樹脂の極性が高くなるため、母材樹脂の分子間力が大きくなる結果、ガラス転位点Ｔｇがより高くなる。
【００８１】
（微細粒子）
微細粒子は、屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄｔが前記母材樹脂とは逆符号となっている。そのため、光源側レンズＯＢＪ１に対していわゆるアサーマル性を付与され、温度が上昇した場合であっても、光源側レンズＯＢＪ１の屈折率の変化量が低減される。
【００８２】
このような微細粒子としては、無機微粒子が好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。具体的には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム等、これらの酸化物との組合せで形成されるリン酸塩、硫酸塩等、が好ましく挙げられ、特に酸化ニオブ及びニオブ酸リチウムが好ましく用いられる。
【００８３】
このように微細粒子として無機微粒子を用いる場合には、高分子有機化合物である母材樹脂と微細粒子との反応性が低いため、光源側レンズＯＢＪ１中で母材樹脂と微細粒子との反応が防止されることとなる結果、耐光性や屈折率の劣化が防止される。
【００８４】
また、微細粒子として酸化物を用いる場合には、青色レーザーが光源側レンズＯＢＪ１を長時間透過する場合であっても、透過率劣化や波面収差劣化が防がれる。また、高温条件下であっても、酸化による透過率劣化や波面収差劣化が防がれる。
【００８５】
また、微細粒子としては、半導体結晶組成の微粒子も好ましく利用できる。該半導体結晶組成には特に制限はないが、光学素子として使用する波長領域において、吸収、発光、蛍光等が生じないものが望ましい。具体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第１４族元素の単体、リン（黒リン）等の周期表第１５族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第１６族元素の単体、炭化珪素（ＳｉＣ）等の複数の周期表第１４族元素からなる化合物、酸化錫（ＩV）（ＳｉＯ2）、硫化錫（ＩＩ，ＩＶ）（Ｓｎ（ＩＩ）Ｓｎ（ＩＶ）Ｓ3）、硫化錫（ＩＶ）（ＳｎＳ2）、硫化錫（ＩＩ）（ＳｎＳ）、セレン化錫（ＩＩ）（ＳｎＳｅ）、テルル化錫（ＩＩ）（ＳｎＴｅ）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＩＩ）（ＰｂＴｅ）等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物（あるいはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体）、硫化アルミニウム（Ａｌ2Ｓ3）、セレン化アルミニウム（Ａｌ2Ｓｅ3）、硫化ガリウム（Ｇａ2Ｓ3）、セレン化ガリウム（Ｇａ2Ｓｅ3）、テルル化ガリウム（Ｇａ2Ｔｅ3）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、硫化インジウム（Ｉｎ2Ｓ3）、セレン化インジウム（Ｉｎ2Ｓｅ3）、テルル化インジウム（Ｉｎ2Ｔｅ3）等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第１２族元素と周期表第１６族元素との化合物（あるいはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体）、硫化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ2Ｓ3）、セレン化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｓｅ３）、テルル化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｔｅ３）、硫化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ2Ｓ3）、セレン化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ2Ｓｅ3）、テルル化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ2Ｔｅ3）、硫化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ2Ｓ3）、セレン化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ2Ｓｅ3）、テルル化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ2Ｔｅ3）等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ2Ｓｅ）、等の周期表第１１族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表第１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）等の周期表第１０族元素と周期表第１６族元素との化合物��酸化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＳ）等の周期表第９族元素と周期表第１６族元素との化合物、四塩化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、硫化鉄（ＩＩ）（ＦｅＳ）等の周期表第８族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）等の周期表第７族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＳ２）、酸化タングステン（ＩＶ）（Ｗｏ2）等の周期表第６族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化バナジウム（ＩＩ）（ＶＯ）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯ2）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ2Ｏ5）等の周期表第５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化チタン（Ｔｉｏ2、Ｔｉ2Ｏ5、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ5Ｏ9等）等の周期表第４族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ２Ｏ４）、セレン化カドミウム（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｄＣｒ2Ｓｅ4）、硫化銅（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＣｕＣｒ2Ｓ4）、セレン化水銀（ＩＩ）クロム（ＩＩＩ）（ＨｇＣｒ2Ｓｅ4）等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート（ＢａＴｉＯ3）等が挙げられる。尚、Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄら；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，４巻、４９４頁（１９９１）に報告されているＣｕ146Ｓｅ73（トリエチルホスフィン）22のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。
【００８６】
また、この微細粒子の平均粒子直径ｄｉは、下記の（１）式で示される範囲内となっており、好ましくは下記の（２）式で示される範囲となっている。微細粒子の平均粒子直径ｄｉが１ｎｍ未満であると、粒子の分散が困難であるため、所望の性能が得られないおそれがある。また平均粒子直径が３０ｎｍを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が７０％未満となるおそれがある。更に、平均粒子直径が１００ｎｍを超えると、光線透過率が更に低下するおそれがある。ここで、平均粒子直径とは、粒子と同体積の球に換算したときの直径のことをいう。
１ｎｍ≦ｄｉ≦１００ｎｍ      （１）
１ｎｍ≦ｄｉ≦３０ｎｍ        （２）
【００８７】
本発明において用いる微細粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の粒子が好ましく用いられる。また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。
【００８８】
これらの微粒子は、１種類の微細粒子を用いてもよく、また、複数種類の微細粒子を併用してもよい。
【００８９】
母材樹脂への微細粒子の添加量は、必要とする性能を鑑みて適宜調整することができ、特に限定はないが、微細粒子の添加量が全重量に対し５重量％以上、８０重量％以下であることが好ましい。
【００９０】
本発明においては、ナノレベルの微細粒子を母材樹脂に添加した後、射出成形することで光学素子を得ることができるが、微細粒子の添加量が５％を下回ると、性能の改善（アサーマル性の向上）が充分に得られない場合がある。
【００９１】
また、逆に添加量が８０％を超える場合、成形性が悪化したり、光学素子としての重量が増加したりして、樹脂材料（成形材料）としての性能が低下する場合がある。更に、成形にあたり粒子の周りに「焼け」などの問題が生じる場合がある。
【００９２】
また、微細粒子が有するｄｎ／ｄｔの値によってアサーマル性の効果は異なるが、微細粒子を５重量％以上添加することでアサーマル性の改善効果が得られる。ＰＬＺＴやＬｉＮｂＯ3等の微細粒子を用いる場合は、５重量％以上添加することで、樹脂のｄｎ／ｄｔを約１０％以上軽減させることができるため、これにより温度変化による収差変化を補正する必要性が低下する。このため、光学設計の自由度を増加させることができる。
【００９３】
一方、微細粒子の添加量を８０重量％以下とすることにより、比重の増加を抑えることができる。特に光学素子が、対物レンズＯＢＪを構成する光源側レンズＯＢＪ１である場合、重量の増加による駆動部材（アクチュエータ）ＡＣの消費電力増大を抑えることができ、消費電力増大による高温の発生を抑えることができる。
【００９４】
なお、微細粒子の添加量を調整することにより、樹脂のｄｎ／ｄｔを逆転させることも可能である。つまり、光学素子の温度が上昇するに従って、屈折率が増加するようにせしめることも可能である。例えばＬｉＮｂＯ3からなる微細粒子を母材樹脂中に分散させる場合、微細粒子の添加量を４０重量％以上とすることにより母材樹脂のｄｎ／ｄｔの符号を逆転させることができる。このような構成を有する光学素子は温度変化に対して過剰補正となるため、通常の樹脂からなる光学素子と組み合わせることにより、互いの温度変化による屈折率変化を相殺することも可能である。このように、一部の光学素子を過剰補正とすることにより、光学系において、全ての光学素子をアサーマル化しなくても、全系において温度変化による屈折率変化を相殺することができる。
【００９５】
このような微細粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化金属やアルコキシ金属を原料に用い、水を含有する反応系において加水分解することにより、所望の微細粒子を得ることができる。この際、粒子の安定化のために有機酸や有機アミンなどを併用する方法も用いられる。
【００９６】
より具体的には、例えば二酸化チタン粒子の場合、ジャーナル・オブ・ケミカルエンジニアリング・オブ・ジャパン第１巻１号２１−２８頁（１９９８年）に記載された公知の方法を用いることができ、硫化亜鉛の場合は、ジャーナル・オブ・フィジカルケミストリー第１００巻４６８−４７１頁（１９９６年）に記載された公知の方法を用いることができる。
【００９７】
これらの方法に従えば、例えば、平均粒子直径５ｎｍの酸化チタンはチタニウムテトライソプロポキサイドや四塩化チタンを原料として、適当な溶媒中で加水分解させる際に適当な添加剤を共存させることにより容易に製造することができる。また平均粒子直径４０ｎｍの硫化亜鉛はジメチル亜鉛や塩化亜鉛を原料とし、硫化水素あるいは硫化ナトリウムなどで硫化する際に、表面修飾剤を添加することにより製造することができる。
【００９８】
なお、上記の微細粒子には、表面修飾が施されていることが好ましい。表面修飾する方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、水が存在する条件下で、加水分解により、微細粒子の表面に修飾する方法が挙げられる。この方法では、酸またはアルカリなどの触媒が好適に用いられ、粒子表面の水酸基と、表面修飾剤が加水分解して生じる水酸基とが、脱水して結合を形成することが一般に考えられている。
【００９９】
本発明において用いられる好ましい表面修飾剤としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、３−メチルフェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルフェノキシシランなどが挙げられる。これらの化合物は、反応速度などの特性が異なり、表面修飾の条件などに適した化合物を用いることができる。また、１種類のみを用いても、複数種類を併用してもよい。
【０１００】
また、表面修飾する際に用いる化合物を選ぶことによって母材樹脂との親和性を図ることも可能である。表面修飾の割合は特に限定されるものではないが、表面修飾後の微細粒子に対して、表面修飾剤の割合が１０〜９９重量％であることが好ましく、３０〜９８重量％であることがより好ましい。
【０１０１】
なお、光源側レンズＯＢＪ１の少なくとも１つの光学面には、反射防止膜（図示せず）が設けられている。この反射防止膜は、内側から外側に向かって、酸化シリコン層と酸化ジルコニウム層とを交互に重ねて構成されており、本実施の形態においては７層構成となっている。反射防止膜を設けた場合の光源側レンズＯＢＪ２は、図７（ａ），（ｂ）に示す光学特性を示すことが好ましい。この反射防止膜は、例えばＵＶ光による表面改質などの表面処理を光源側レンズＯＢＪ１の光学面に施した後に成膜されることが好ましい。これにより、母材樹脂中のフッ素原子に起因して反射防止膜の接着性や密着性が低い場合であっても、剥離し難い反射防止膜を成膜することができる。
【０１０２】
続いて、ビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２及びセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２の構成について詳細に説明する。
【０１０３】
ビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２及びセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２は本発明に係る光学素子である。ここで、ビームシェイパーＢＥは、光軸と垂直な面内で半導体レーザー発振器ＬＤ１からの光束の強度分布を円形状に変換する機能を有している。コリメートレンズＣＯＬ１は、半導体レーザー発振器ＬＤ１から出射された発散光を平行光に変換する機能を有している。コリメートレンズＣＯＬ２は、半導体レーザー発振器ＬＤ２，ＬＤ２から出射された発散光を平行光に変換する機能を有している。センサーレンズＳＥＮ１はＢＤ１０からの反射光を光検出器ＰＤ１に集光する機能を有している。センサーレンズＳＥＮ２はＤＶＤ２０，ＣＤ３０からの反射光を光検出器ＰＤ２に集光する機能を有している。これら光学素子の屈折率は、１．３３となっている。
【０１０４】
これらビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２及びセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２は、上記の光源側レンズＯＢＪ１と同様の混合材料を射出成形することによって形成されている。
【０１０５】
本発明に係る以上の光学素子、つまり、光源側レンズＯＢＪ１、ビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２またはセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２によれば、母材樹脂中のＣ−Ｆ結合によって光学素子中のラジカル反応を抑えることができるため、光エネルギーの吸収による変形を抑制することができる、つまり、耐光性を向上させることができる。また、光源側レンズＯＢＪ１、ビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２またはセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２として機能するので、集光を行う単玉の対物レンズ等として機能する場合と比較して、光学面の曲率半径を小さくする必要がない分、製造が容易となる。従って、製造コストを増加させずに、光エネルギーの吸収による変形を抑制することができる。
【０１０６】
また、Ｃ−Ｆ結合中のフッ素原子によって光学素子のガラス転位点を高めることができるため、温度の変動による光学素子の変形を抑制することができる。
【０１０７】
また、母材樹脂によって光学素子のアッベ数を高くすることができるため、半導体レーザー発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３のモードホッピングにより入射光束の波長が瞬時的に変化した場合でも、軸上色収差の発生量を抑えることができる。
【０１０８】
更に、第２微細粒子によって対物レンズＯＢＪの屈折率の変化量を低減することができるため、屈折率変化による球面収差の変化を抑えることができる。
【０１０９】
なお、上記の実施の形態においては、本発明に係る光学素子を光源側レンズＯＢＪ１、ビームシェイパーＢＥ、コリメートレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２及びセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２として説明したが、図８に示すカップリングレンズＣＵ等としても良い。ここで、カップリングレンズＣＵは、コリメートレンズＣＯＬ１及び２次元アクチュエータＡＣ２を備え、２次元アクチュエータＡＣ２の駆動によって半導体レーザー発振器ＬＤ１からの光束の発散角を変換するものである。
【０１１０】
また、光源側レンズＯＢＪ１の光学面に回折構造が設けられることとして説明したが、光路差付与構造が設けられることとしても良い。光路差付与構造としては、図９に示すように、段差１０４の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯１０５から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものがある。この光路差付与構造は、回折構造である場合もある。ここで、図９は、各位相構造を平面上に形成した場合を模式的に示したものであるが、各位相構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
【０１１１】
また、光ピックアップ装置ＰＵはＢＤ１０、ＤＶＤ２０およびＣＤ３０の光情報記録媒体を用いて情報の記録／再生を行うこととして説明したが、何れか１種類のみを用いて記録／再生を行うこととしても良い。ここで、光ピックアップ装置ＰＵがＢＤ１０のみを用いて情報の記録／再生を行う場合には、光源側レンズＯＢＪ１の光学面に設けられる反射防止膜は、内側から外側に向かって交互に積層される酸化シリコン層及び酸化ジルコニウム層によって、全部で３層の構成とすることが好ましい。更に、反射防止膜を設けた場合の光源側レンズＯＢＪ１は、図１０（ａ），（ｂ）に示す光学特性を示すことが好ましい。
【０１１２】
また、光情報記録媒体として、保護層の厚さが０．１ｍｍであるＢＤ１０を用いることとして説明したが、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度のＨＤ ＤＶＤを用いることとしても良いし、保護層の厚さが数〜数十ｎｍ程度の光情報記録媒体や、保護層の無い光情報記録媒体を用いることとしても良い。
【実施例１】
【０１１３】
次に、上記実施の形態で示した光学素子の実施例について説明する。
本実施例１においては、実施例として、デュポン社製の「テフロンＡＦ」（登録商標）を母材樹脂、硫化亜鉛を微細粒子とするコリメートレンズを射出成形した。硫化亜鉛の含有量は、母財樹脂１００重量部に対して３０重量部とした。なお、硫化亜鉛の屈折率は２．３７であり、平均粒子径は４０ｎｍであった。
また、比較例として、シクロオレフィンコポリマーを母材樹脂とするコリメートレンズを射出成形した。
【０１１４】
表２に、これらコリメートレンズのレンズデータを示す。
【表２】
2006040352.tif 000026
【０１１５】
このコリメートレンズは、波長４０７ｎｍのときの焦点距離ｆは２０．０ｍｍ、開口数ＮＡは０．１３に設定されている。
【０１１６】
コリメートレンズの光源側の光学面、つまり表中の「第１面」と、光情報記録媒体側の光学面、つまり表中の「第２面」とは、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されており、具体的には、表２の係数を次式に代入した数式で規定される形状に形成されている。
【数１】
2006040352.tif 000027
【０１１７】
ここで、ｘは光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ2iは非球面係数である。
【０１１８】
これら実施例及び比較例のコリメートレンズに対し、分光透過率の測定を行った。具体的には、可視紫外分光光度計として日立製作所株式会社製の「日立自記分光光度計」を用い、波長４００〜８５０ｎｍの範囲内で測定を行った。測定結果を以下の表３に示す。なお、表３では、波長４０５ｎｍに対する分光透過率のみを示している。
【０１１９】
【表３】
2006040352.tif 000028
【０１２０】
この表に示すように、実施例のコリメートレンズでは、波長４０５ｎｍのレーザー光に対する分光透過率が９０％以上であり、比較例のコリメートレンズよりも高かった。
【０１２１】
また、これらコリメートレンズに対し、耐光性の検査を行った。具体的には、温度８５℃、相対湿度５％の恒温槽内で波長４０５ｎｍのレーザー光をピーク強度１２０ｍＷ／ｍｍ2で７００時間照射した後の外観検査を行った。検査結果を上記の表３に示す。
【０１２２】
この表に示すように、比較例のコリメートレンズでは全体に黄変が確認され、耐光性の悪いことが示された。一方、実施例のコリメートレンズでは変化が見られず、耐光性に優れていることが示された。
【０１２３】
また、これらコリメートレンズに対し、耐候性の検査を行った。具体的には、耐候性試験機としてスガ試験機社製のキセノンロングライフウェザーメーター「ＷＥＬ−６Ｘ−ＨＣ−ＥＣ」を用い、室温で３０日経過後の外観検査を行った。検査結果を上記の表３に示す。
【０１２４】
この表に示すように、比較例のコリメートレンズでは白濁と表面劣化が確認され、耐候性の悪いことが示された。一方、実施例のコリメートレンズでは変化が見られず、耐候性に優れていることが示された。
【実施例２】
【０１２５】
次に、上記実施の形態で示した微細粒子の実施例について説明する。
＜微細粒子分散液の調整（１）＞
窒素雰囲気下で、ペンタエトキシニオブ２．５ｇを２−メトキシエタノール３２．３１ｇに加えた溶液を作製した。この溶液に水０．３５ｇと２−メトキシエタノール３４．４５ｇの混合溶液を撹拌しながら滴下した。室温で１６時間撹拝した後、酸化物濃度が５重量％となるように濃縮し、微細粒子としてのＮｂ2Ｏ5の分散液を得た。得られたＮｂ2Ｏ5分散液の粒径分布を動的錯乱法で測定したところ、平均粒径６ｎｍであった。
【０１２６】
＜微細粒子分散液の調整（２）＞
窒素雰囲気下でペンタエトキシニオブ２．０ｇを２−メトキシエタノール１６．５９ｇに加えた溶液を作製した。この溶液に、水酸化リチウム−水和物０．２６ｇと２−メトキシエタノール１８．３２ｇの混合溶液を撹拌しながら滴下した。室温で１６時間撹拌した後、酸化物濃度が５重量％となるように濃縮し、微細粒子としてのＬｉＮｂＯ3の分散液を得た。得られたＬｉＮｂＯ3分散液の粒径分布を動的錯乱法で測定したところ、平均粒径５ｎｍであった。
この分散液１００ｇにメタノール３００ｇと１モル％の硝酸水溶液を添加し５０℃で撹拌しながら、さらにメタノール１００ｇとシクロペンチルトリメトキシシラン６ｇの混合液を６０分かけて添加し、その後２時間撹拌した。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。ＴＥＭ観察によればこの粉末は平均粒径約６ｎｍであった。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】光ピックアップ装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】対物レンズユニットを示す図である。
【図３】光源側レンズの光学面を示す図である。
【図４】位相構造を示す図である。
【図５】位相構造を示す図である。
【図６】位相構造を示す図である。
【図７】反射防止膜を設けた光源側レンズの光学特性を示す図であり、（ａ）は反射率、（ｂ）は透過率を示す図である。
【図８】光ピックアップ装置の他の実施の形態における概略構成を示す平面図である。
【図９】位相構造を示す図である。
【図１０】反射防止膜を設けた光源側レンズの光学特性を示す図であり、（ａ）は反射率、（ｂ）は透過率を示す図である。
【図１１】射出流路幅を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２８】
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３  半導体レーザー発振器（光源）
ＢＥ                    ビームシェイパー（光学素子）
ＣＯＬ１，ＣＯＬ２      コリメートレンズ（光学素子）
ＣＵ                    カップリングレンズ（光学素子）
ＤＯＥ                  回折構造
ＯＢＪ２                ディスク側レンズ（光学素子）
ＰＵ                    光ピックアップ装置
ＳＥＮ１，ＳＥＮ２      センサーレンズ（光学素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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