(57)【要約】【課題】光学素子の光学的性能を維持しつつ、屈折率の向上を図る。【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対物レンズＯＢＪは、下記式で表されるポリオルガノシロキサン樹脂を含む母材樹脂と、母材樹脂よりも屈折率の高い第１微細粒子とを材料に含有し、ビームシェイパーＢＥ、コリメータレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２、またはセンサーレンズＳＥＮ１，ＳＥＮ２として機能する。      （（Ｒ1）（Ｒ2）ＳｉＯ）n  ただし、Ｒ1及びＲ2は、同種又は異種の置換若しくは非置換の一価炭化水素基を、ｎは５０以上の整数を示す。【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、
少なくとも、下記の一般式で表されるポリオルガノシロキサン樹脂を含む母材樹脂と、
前記母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子とを材料に含有することを特徴とする光学素子。
（（Ｒ1）（Ｒ2）ＳｉＯ）n
ただし、Ｒ1及びＲ2は、同種又は異種の置換若しくは非置換の一価炭化水素基を、ｎは５０以上の整数を示す。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、
前記材料は、熱硬化性であることを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学素子において、
前記第１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、
前記第１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５】
請求項４に記載の光学素子において、
前記第１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６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の光学素子において、
波長３８０〜４２０ｎｍの光束に対し、前記母材樹脂よりも屈折率が高いことを特徴とする光学素子。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の光学素子において、
波長３８０〜４２０ｎｍの光束に対し、屈折率が１．５以上であることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項１〜７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第２微細粒子を含有することを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項８に記載の光学素子において、
前記第２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１０】
請求項８または９に記載の光学素子において、
前記第２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１１】
請求項１０に記載の光学素子において、
前記第２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１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の光学素子において、
前記光学素子は、対物レンズであることを特徴とする光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２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１４】
請求項１〜１３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１５】
請求項１〜１４の何れか一項に記載の光学素子において、
少なくとも１つの光学機能面には、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１６】
請求項１５に記載の光学素子において、
前記微細構造は、回折構造であることを特徴とする光学素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学素子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。さらに、高密度光ディスクとして、情報の記録及び再生、または記録若しくは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。
【０００５】
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。
【０００６】
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おり、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、耐熱性、耐光性に優れた樹脂で成形されていることが好ましい。
【０００７】
しかし、ノボルネン系水素化重合体や、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等のような脂環式構造を有する熱可塑性プラスチックによって成型された光学素子は、耐光性及び耐熱性が充分ではないという問題が生じていた。
【０００８】
また、これらの熱可塑性プラスチックからなる光学素子は、温度調整装置によって予め加熱溶融されたプラスチック材料を金型に流入させ、冷却することにより成型される。しかし、この成型方法を利用すると、温度調整装置からゲート部を介して金型にプラスチック材料を流入させる際に、金型に加えてゲート部を加熱させプラスチック材料の固化を防止する必要があり、これによって、装置の大型化や、装置の消費電力が増大することによる製造コストの増大に起因するといった問題が生じていた。
【０００９】
そこで、機械的強度、電気的性質、耐光性、耐熱性、耐水性及び耐湿性に優れ、加熱溶融装置を除去することで、装置の小型化及び製造コストの削減を図ることが可能なシリコーン系樹脂として、所定量のポリオルガノシロキサン樹脂よりなるシリコーン系樹脂が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−９９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したポリオルガノシロキサン樹脂よりなるシリコーン系樹脂を用いることで、耐光性を向上させることが可能であるが、その分だけ屈折率が低下してしまう。また、屈折率が低下すると、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厚みが大きくなる結果、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。したがって、ポリオルガノシロキサン樹脂よりなるシリコーン系樹脂は、高密度光ディスク用の光ピックアップ装置に用いられる光学素子、特に、屈折力が求められる対物レンズ等の光学素子に適用することが困難であるという問題が生じている。
【００１１】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、光学素子の光学的性能を維持しつつ、屈折率及び耐光性の向上を図ることが可能な光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る光学素子は、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、
下記の一般式で表されるポリオルガノシロキサン樹脂を含む母材樹脂と、
前記母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子とを材料に含有することを特徴とする。
（（Ｒ1）（Ｒ2）ＳｉＯ）n
ただし、Ｒ1及びＲ2は、同種又は異種の置換若しくは非置換の一価炭化水素基を、ｎは５０以上の整数を示す。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、耐光性が低い脂環式構造を含有する樹脂と異なり、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、変形、変色、変質等が抑制される、すなわち耐光性の向上を図ることができる。また、母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子を含有するので、光学素子の屈折率が高くなる。これによって、屈折率を上昇させると共に、耐光性の向上を図ることができる。
【００１４】
なお、第１微細粒子の含有量は、母材樹脂に含まれるポリオルガノシロキサン樹脂の割合や、必要な屈折率の大きさ等に基づいて設定することが好ましい。具体的には、第１微細粒子の含有量は、母材樹脂を１００重量部としたときに、１〜１００重量部が好ましい。更に、ｎｄ＝１．５の屈折率を持った混合樹脂材料を得るためには、第１微細粒子として、表面修飾チタン酸化微粒子を５０重量部添加することが好ましい。第１微細粒子の含有量が１重量部未満であると高い屈折率を得ることができず、１００重量部を越えると母材樹脂の透過率が損なわれるおそれがある。
【００１５】
請求項２に記載の発明に係る光学素子は、前記材料が、熱硬化性であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、母材樹脂と、第１微細粒子とを含む材料が、熱硬化性であるので、金型に流入させる際に予め加熱溶融させる必要がなくなり、金型に流入させてから加熱及び冷却させる方法で成型することが可能となる。これによって、金型用以外の温度調整装置を除去することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明に係る光学素子は、前記第１微細粒子が、無機微粒子であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第１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第１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。
【００１９】
なお、無機微粒子は、無機酸化物であることが好ましく、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より好ましい。この場合には、青色レーザーが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を防ぐことができる。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を防ぐことができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明に係る光学素子は、前記第１微細粒子の平均粒径が、１〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、第１微細粒子の平均粒径は１〜１００ｎｍの範囲内であるので、平均粒径が１００ｎｍより大きい場合と比較して透過率を高くすることができるとともに、平均粒径が１ｎｍ未満である場合と比較して屈折率を高くすることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明に係る光学素子は、前記第１微細粒子の平均粒径が、１〜３０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、第１微細粒子の平均粒径は１〜３０ｎｍの範囲内であるので、平均粒径が３０ｎｍより大きい場合と比較して透過率を高くすることができるとともに、平均粒径が１ｎｍ未満である場合と比較して屈折率を高くすることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明に係る光学素子は、波長３８０〜４２０ｎｍの光束に対し、前記母材樹脂よりも屈折率が高いことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜６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。
【００２６】
請求項７に記載の発明に係る光学素子は、波長３８０〜４２０ｎｍの光束に対し、屈折率が１．５以上であることを特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜７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。
【００２８】
請求項８に記載の発明に係る光ピックアップ装置は、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第２微細粒子を含有することを特徴とする。
【００２９】
請求項８に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第２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。
【００３０】
なお、本明細書中では、このような光学材料、すなわち樹脂（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新しい光学材料を、「アサーマル樹脂」と呼ぶ。
【００３１】
請求項９に記載の発明に係る光学素子は、前記第２微細粒子が、無機微粒子であることを特徴とする。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、第２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第２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。
【００３３】
請求項１０に記載の発明に係る光ピックアップ装置は、前記第２微細粒子の平均粒径が、１〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８または９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に記載の発明に係る光学素子は、前記第２微細粒子の平均粒径が、１〜３０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
【００３６】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項８〜１０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に記載の発明に係る光学素子は、前記光学素子が、対物レンズであることを特徴とする。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によれば、光学素子が対物レンズである場合であっても、請求項１〜１２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。
【００３９】
請求項１３に記載の発明に係る光学素子は、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。
【００４０】
請求項１３に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１〜１２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。
【００４１】
請求項１４に記載の発明に係る光学素子は、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。
【００４２】
請求項１４に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。
【００４３】
請求項１５に記載の発明に係る光学素子は、少なくとも１つの光学機能面に、微細構造が設けられていることを特徴とする。
【００４４】
請求項１５に記載の発明によれば、少なくとも１つの光学面に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。
【００４５】
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、微細構造は、回折構造でも良いし、光路差付与構造であっても良い。
【００４６】
請求項１６に記載の発明に係る光学素子は、前記微細構造が、回折構造であることを特徴とする。
【００４７】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
請求項１７に記載の発明に係る光学素子は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学素子を備えることを特徴とする。
【００４９】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１〜１６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】
【００５０】
本発明によれば、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、
少なくとも、下記の一般式で表されるポリオルガノシロキサン樹脂を含む母材樹脂と、
前記母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子とを材料に含有することを特徴とするので、耐光性が低い脂環式構造を含有する樹脂と異なり、光エネルギーを吸収しても、変形が抑制されると共に、母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子を含有するので、光学素子の屈折率を高くすることが可能となり、これによって、光学素子における光学的性能を維持しつつ、屈折率及び耐光性の向上を図ることができる。
（（Ｒ1）（Ｒ2）ＳｉＯ）n
ただし、Ｒ1及びＲ2は、同種又は異種の置換若しくは非置換の一価炭化水素基を、ｎは５０以上の整数を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
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。
【００５２】
半導体レーザー発振器ＬＤ１は、ＢＤ１０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０．６ｍｍとなっている。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、コリメータレンズ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。
【００５６】
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。
【００５７】
さらに、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，コリメータレンズ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。
【００５８】
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に記録された情報の再生時には、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、コリメータレンズ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。
【００５９】
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及びコリメータレンズ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に記録された情報の再生が行われる。
【００６０】
ＤＶＤ２０への情報の記録時やＤＶＤ２０に記録された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、コリメータレンズ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。
【００６１】
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に記録された情報の再生が行われる。
【００６２】
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、コリメータレンズ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。
【００６３】
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に記録された情報の再生が行われる。
【００６４】
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は本発明に係る光学素子であり、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。この対物レンズＯＢＪは単レンズであり、２つの光学面がともに非球面となっている。対物レンズＯＢＪ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。また、対物レンズＯＢＪの屈折率は、１．５５となっている。
【００６５】
対物レンズの２つの光学面のうち、少なくとも光源側の光学面は、図２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３（ａ）または図３（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。
【００６６】
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、従来から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。
【００６７】
なお、回折構造は、例えば図４，図５に示すように、他の形状であっても良い。ここで、図４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５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４〜５は、各微細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、各微細構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
【００６８】
以上の対物レンズＯＢＪは、例えば、母材樹脂であるポリオルガノシロキサン樹脂に対して、母材樹脂よりも屈折力の高い第１微細粒子を分散させた状態で、射出成形することによって形成することができる。また、母材樹脂に対し、更に、母材樹脂の屈折率の温度依存性（ｄｎ／ｄｔ）と逆符号のｄｎ／ｄｔを有する第２微細粒子を分散させた状態で射出成形することにより、温度による屈折率変化が低減された、いわゆるアサーマル性を有する光学素子を得ることができる。
【００６９】
＜母材樹脂＞
本発明の母材樹脂として用いられる熱硬化性のポリオルガノシロキサン樹脂は、加熱による連続的加水分解−脱水縮合反応によって、シロキサン結合骨格による三次元網状構造となるものであれば、特に制限はなく、一般に高温、長時間の加熱で硬化性を示し、一度硬化すると過熱により再軟化し難い性質を有する。
【００７０】
このようなポリオルガノシロキサン樹脂は、下記の一般式が構成単位として含まれ、その形状は鎖状、環状、網状形状のいずれであってもよい。
（（Ｒ1）（Ｒ2）ＳｉＯ）n
ここで、Ｒ1及びＲ2は同種又は異種の置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ1及びＲ2としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基、またはこれらの基の炭素原子に結合した水素原子をハロゲン原子、シアノ基、アミノ基などで置換した基、例えばクロロメチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、シアノメチル基、γ−アミノプロピル基、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピル基などが例示される。またＲ1及びＲ2は水酸基およびアルコキシ基から選択される基であってもよい。また、ｎは５０以上の整数を示す。
【００７１】
本発明に使用されるポリオルガノシロキサン樹脂は、通常、トルエン、キシレン、石油系溶剤のような炭化水素系溶剤、またはこれらと極性溶剤との混合物に溶解して用いられる。また、相互に溶解しあう範囲で、組成の異なるものを配合して用いても良い。
【００７２】
本発明に使用されるポリオルガノシロキサン樹脂の製造方法は、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、オルガノハロゲノシランの一種または二種以上の混合物を加水分解ないしアルコリシスすることによって得ることができ、ポリオルガノシロキサン樹脂は、一般にシラノール基またはアルコキシ基等の加水分解性基を含有し、これらの基をシラノール基に換算して１〜１０重量％含有する。
【００７３】
これらの反応は、オルガノハロゲノシランを溶融しうる溶媒の存在下に行うのが一般的である。また、分子鎖末端に水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子を有する直鎖状のポリオルガノシロキサンを、オルガノトリクロロシランと共加水分解して、ブロック共重合体を合成する方法によっても得ることができる。このようにして得られるポリオルガノシロキサン樹脂は一般に残存するＨＣｌを含むが、本発明の組成物においては、保存安定性が良好なことから、１０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下のものを使用するのが良い。
【００７４】
本発明に係る光学素子には、第１微細粒子と、第２微細粒子との計２種類の微細粒子が適用可能であり、以下詳細についてそれそれ説明する。
まず始めに、本発明に用いられる第１微細粒子について説明する。
＜第１微細粒子＞
本発明に用いられる第１微細粒子は、無機微粒子であり、母材樹脂よりも高い屈折率を有するため、屈折率を上昇させる働きをする。具体的には、脂環式構造を有する樹脂と比較して屈折率が低いシリコーン系樹脂に、これら第１微細粒子を含有させることにより、光学素子の屈折率の向上を図ることができる。
【００７５】
第１微細粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子等の無機微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛微粒子、硫化亜鉛微粒子等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの無機微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。
【００７６】
また、第１微細粒子の形状は、特に限定されるものではないが、好適には球状の微細粒子が用いられる。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。
【００７７】
さらに、第１微細粒子は、平均粒子直径ｄｉが、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。第１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）
【００７８】
なお、母材樹脂への第１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。
【００７９】
このような第１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、所望の酸化物微粒子を得ることができる。この際、微細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。より具体的には、例えば、二酸化チタン微粒子の場合、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）や、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。例えば、これらの方法に従えば、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表面修飾剤を添加す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。
【００８０】
次に、本発明に用いられる第2微細粒子について説明する。ただし、第2微細粒子は、上記第１微細粒子と比較すると、特性、原料及び母材への添加量が異なっており、平均粒子直径、形状及び製造方法については、第１実施形態と同様である。そこで、第2微細粒子については、特性、原料及び母材への添加量を中心とした説明を行う。
＜第２微細粒子＞
本発明に用いられる第２微細粒子は、無機微粒子であり、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おり、屈折率変化を抑制する働きをする。より具体的には、大部分の無機微粒子は温度上昇により屈折率が上昇し、母材樹脂であるシリコーン系樹脂は温度上昇により屈折率が低下するため、これらの性質をあわせて打ち消しあうように作用するようになっている。
【００８１】
第２微細粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子等の無機微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛微粒子、硫化亜鉛微粒子等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの無機微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。
【００８２】
なお、第２微細粒子は、酸化物からなる無機微粒子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。より具体的には、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】
また、第２微細粒子としては、半導体結晶組成の微細粒子も好ましく利用できる。利用される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��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。
【００８４】
母材樹脂への第２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、第２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く、第２微細粒子の添加量が上述の範囲における下限を下回ると、性能の改善、すなわちアサーマル性の向上が充分に図れない場合がある。また、逆に添加量が上述の範囲における上限を超えると、成形性の悪化や、光学素子としての重量の増加により、樹脂材料としての性能が低下し、さら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。
【００８５】
また、第２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、第２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等の第２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為、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。
【００８６】
一方、第２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、微細粒子の添加量を８０重量％以下とすることによって、比重の増加を抑制することができるので、重量の増加に起因する駆動部材（以下、２次元アクチュエータＡＣ１，ＡＣ２）の消費電力の増大を抑制させると共に、消費電力の増大による温度上昇を抑制させることができる。
【００８７】
なお、第２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からなる第２微細粒子を母材樹脂中に分散させる場合、第２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。
【００８８】
なお、本発明における第１及び第２微細粒子は、表面修飾を施されることが好ましい。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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、用いる化合物によって得られる第１及び第２微細粒子の性状は異なることがあり、母材樹脂との親和性を、表面修飾する際に用いる化合物を選ぶことによって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。
【００９１】
これにより、母材樹脂には、脂環式構造を含有する樹脂よりも耐光性に優れたポリオルガノシロキサン樹脂が含まれているため、光エネルギーを吸収しても、変形が抑制されると共に、屈折率の低いポリオルガノシロキサン樹脂よりも高い屈折率を有する第１微細粒子が含有されているので、光学素子の屈折率を上昇させることができる。
【００９２】
なお、対物レンズＯＢＪにおける少なくとも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、酸化シリコー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対物レンズＯＢＪは、図６（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対物レンズＯＢＪ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。
【００９３】
以上より、本発明に係る光学素子及び光ピックアップ装置によれば、少なくとも、下記の一般式で表されるポリオルガノシロキサン樹脂からなる母材樹脂と、前記母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子とを材料に含有することを特徴とするので、耐光性が低い脂環式構造を含有する樹脂と異なり、光エネルギーを吸収しても、変形が抑制されると共に、母材樹脂よりも屈折率が高い第１微細粒子を含有するので、光学素子の屈折率を上昇させることが可能となり、これによって、光学素子における光学的性能を維持しつつ、屈折率及び耐光性の向上を図ることができる。
【００９４】
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対物レンズＯＢＪとして説明したが、コリメータレンズＣＯＬ１，ＣＯＬ２や、ビームシェイパーＢＥ１、図７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、コリメータレンズ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。
【００９５】
また、対物レンズＯＢＪを単レンズであることとして説明したが、例えば図８に示すように、複数枚構成のレンズユニットとしても良い。ここで、図８は、光源側レンズＯＢＪ１とディスク側レンズＯＢＪ２との２枚のレンズを備えたレンズユニットを示している。
【００９６】
さらに、対物レンズＯＢＪ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、各微細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、各微細構造を球面或いは非球面上に形成しても良い。
【００９７】
さらに、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及び再生、または記録若しくは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及び再生、または記録若しくは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及び再生、または記録若しくは再生を行う場合には、対物レンズＯＢＪ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ー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対物レンズＯＢＪは、図１０（ａ），（ｂ）に示す光学特性を示すことが好ましい。
【００９８】
さらに、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】
【００９９】
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、Ｒ11.2Ｓｉ（ＯＲ2）0.1Ｏ1.35（Ｒ1はメチル基、Ｒ2：エチル基）を母材樹脂、硫化亜鉛を第１微細粒子及び第２微細粒子とする対物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対物レンズを射出成形した。
【０１００】
これら実施例及び比較例の対物レンズに対し、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１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。
【０１０１】
【表１】
2006040351.tif 000003
【０１０２】
この表に示すように、実施例の対物レンズでは、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、比較例の対物レンズよりも高かった。
【０１０３】
また、これら対物レンズに対し、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１に示す。
【０１０４】
この表に示すように、比較例の対物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、実施例の対物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。
【０１０５】
また、これら対物レンズに対し、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１に示す。
【０１０６】
この表に示すように、比較例の対物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、実施例の対物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】
【０１０７】
次に、上記実施の形態で示した第２微細粒子の実施例について説明する。
＜第２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、第２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。
【０１０８】
＜第２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、第２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。
【０１０９】
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】
【０１１０】
【図１】本発明に係る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】対物レンズの光学面を示す平面図である。
【図３】微細構造を示す縦断面図である。
【図４】微細構造を示す縦断面図である。
【図５】微細構造を示す縦断面図である。
【図６】反射防止膜を設けた対物レンズの光学特性を示すグラフであり、（ａ）は反射率、（ｂ）は透過率を示すグラフである。
【図７】本発明に係る光ピックアップ装置の他の実施形態における概略構成を示す平面図である。
【図８】対物レンズユニットを示す縦断面図である。
【図９】微細構造を示す縦断面図である。
【図１０】反射防止膜を設けた対物レンズの光学特性を示すグラフであり、（ａ）は反射率、（ｂ）は透過率を示すグラフである。
【図１１】射出流路幅を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１１】
ＤＯＥ              回折構造
ＯＢＪ              対物レンズ（光学素子）
ＯＢＪ１，ＯＢＪ２  レンズ
ＰＵ                光ピックアップ装置
【図１】
2006040351.tif 000004
【図２】
2006040351.tif 000005
【図３】
2006040351.tif 000006
【図４】
2006040351.tif 000007
【図５】
2006040351.tif 000008
【図６】
2006040351.tif 000009
【図７】
2006040351.tif 000010
【図８】
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【図９】
2006040351.tif 000012
【図１０】
2006040351.tif 000013
【図１１】
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