(57)【要約】【構成】対物レンズ１０のレンズ基板１２の表面上に、酸化ケイ素層１６、酸化チタン層１８、および酸化ケイ素層２０の積層構造の反射防止膜１４を形成する。酸化チタン層１８の結晶構造はアナターゼ構造である。【効果】反射防止膜が、反射防止機能だけでなく、光触媒による汚れ等除去機能も持ち、汚れ等による光量低下を有効に防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化ケイ素を積層した反射防止膜を表面に形成したピックアップ用対物レンズにおいて、
前記酸化チタンの結晶構造をアナターゼ構造にしたことを特徴とする、ピックアップ用対物レンズ。
【請求項２】
酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化ケイ素を積層した反射防止膜を表面に形成したピックアップ用対物レンズを用いる光ディスク装置において、
前記酸化チタンの結晶構造をアナターゼ構造にするとともに、前記反射防止膜に光を照射する光照射手段を設けたことを特徴とする、光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピックアップ用対物レンズに関し、特に、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化ケイ素を積層した反射防止膜を表面に形成した、ピックアップ用対物レンズに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来技術の一例が特許文献１に開示されている。この文献１に開示される対物レンズは、光ディスクを記録／再生する光ピックアップに用いられるもので、光ディスクに照射するレーザ光が通過する部分に、レーザ光の反射を防止する反射防止膜を形成している。よく知られるように、レーザ光がレンズに入射する際に片面で約５％、両面では約１０％の光が反射されるため、レンズを透過するレーザ光の光量は減少する。そこで、レンズでの光量の減少を少なくするため、このような反射防止膜を用いるのである。
【０００３】
なお、このような反射防止膜としては、たとえば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）および酸化ケイ素の積層構造の膜が用いられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２７５４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように反射防止膜を形成することによってレンズの光透過率を上げて必要な光量を得ることができる。
【０００６】
一方、プレーヤやドライブの構造によっては、対物レンズが外部に露出される場合があり、この場合にはゴミや汚れなどが対物レンズに付着する可能性がある。汚れなどが付着すると光量低下が再び問題になる。このようなゴミや汚れは、刷毛やアルコールなどの洗剤を含ませた綿棒などを用いて除去することもできるが、手間がかかるだけでなく、レンズへの接触によってレンズの位置がずれ、結果的に記録／再生に支障を来たすこともある。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、汚れやごみなどによる透過率低下を抑制し得る、ピックアップ要対物レンズを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化ケイ素を積層した反射防止膜を表面に形成したピックアップ用対物レンズにおいて、酸化チタンの結晶構造をアナターゼ構造にしたことを特徴とするピックアップ用対物レンズである。
【０００９】
第２発明は、酸化ケイ素、酸化チタンおよび酸化ケイ素を積層した反射防止膜を表面に形成したピックアップ用対物レンズを用いる光ディスク装置において、酸化チタンの結晶構造をアナターゼ構造にするとともに、反射防止膜に光を照射する光照射手段を設けたことを特徴とする、光ディスク装置である。
【００１０】
【作用】
対物レンズの基板（たとえば、ガラス）より屈折率の小さい酸化ケイ素と大きい酸化チタンを交互に積層することによって、反射防止膜を形成する。対物レンズに入射された光は各層間や基板との境界面でそれぞれ反射するが、これらの光が干渉して反射を抑えることができる。
【００１１】
他方、反射防止膜中の酸化チタンをアナターゼ構造にすることによって、この酸化チタンに光触媒機能が付与され、したがって、このレンズにたとえば紫外光を照射することによって、反射膜に付着した汚れなどを分解し除去することができる。
【００１２】
なお、光照射手段としては別途設けたたとえば紫外光ＬＥＤなどが用いられる他、光ピックアップのレーザダイオードがそのような光照射手段として機能することもある。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、反射防止膜中の酸化チタンに光触媒機能を付与したため、反射防止と汚れなどの除去作用による光量低下防止とが同時に達成できる。
【００１４】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１５】
【実施例】
図１に示すこの発明の一実施例である対物レンズ１０は、レンズ基板１２とその表面上に形成される反射防止膜１４とを含む。
【００１６】
レンズ基板１２の材料としては、ガラス、またはＺＥＯＮＥＸ（商品名：日本ゼオン製）などの高機能樹脂などが用いられる。反射防止膜１４は３層構造であり、基板１２側から順番に酸化ケイ素層１６、酸化チタン層１８、酸化ケイ素層２０である。
【００１７】
各層の屈折率は、一例として、酸化ケイ素層１６および２０が１．４６、酸化チタン層１８が２．３〜２．６であり、レンズ基板１２の屈折率（石英ガラスで１．５１、ＺＥＯＮＥＸで１．５３）に比べて、酸化ケイ素は小さく、酸化チタンは大きい。
【００１８】
このように、レンズ基板１２に比べて屈折率の大きな材料と小さな材料とを積層させた反射防止膜をレンズ基板１２の表面上に形成すると、それぞれの境界で反射された光が重なることによって弱められるため、反射防止機能が得られる。たとえば、レンズ基板１２の表面上に厚さＬ、屈折率ｎの反射防止膜１４が形成され、ここに屈折率１の空気から波長λの光を入射した場合、数１が満たされれば反射光は互いに干渉してなくなってしまう。また、この数１からもわかる通り、反射防止膜１４の積層数が多いほど光の反射を防止できる波長領域は広範囲になるが、積層数を多くするとそれだけ製造工程が増えてコストがかかるという問題がある。したがって、光ディクス記録／再生用に用いた対物レンズ１０では使用される波長が限られるため、特定波長の光の反射を防止できればよく、反射防止膜１４中の層数は実施例の３層で十分である。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
図２に対物レンズ１０に照射したレーザ光の波長と反射率との関係を示す。図１実施例において、酸化ケイ素層１６および２０の厚みをそれぞれＬ１およびＬ３とし、酸化チタン層１８の厚みをＬ２とし、一例として、Ｌ１＝Ｌ３＝７０ｎｍ、Ｌ２＝７８ｎｍに設定した場合、図２から、照射光の波長が約４１０ｎｍのときに光の反射を最も低く抑えられることがわかる。
【００２１】
図１実施例の特徴は、上述の反射防止膜１４を構成する酸化チタン層１８の結晶構造をアナターゼ構造としたことである。
【００２２】
アナターゼ構造の酸化チタンは通常、たとえば３８７．５ｎｍ以下の紫外光が照射されると、触媒反応が活性化されて、強力な酸化還元反応を起こし、表面に付着した汚れなどを分解する。
【００２３】
したがって、図３に示すように、光ディスク装置（図示せず）に、紫外線照射手段、たとえば紫外光ＬＥＤ２２を設け、定期的、あるいは任意のタイミングでこの紫外線ＬＥＤ２２を駆動点灯することによって、反射防止膜１４中の酸化チタン層を活性化し、対物レンズ１０、すなわち反射防止膜１４の表面に付着したゴミや汚れなどをクリーニングすることができる。
この際、レンズ基板１２側に形成した酸化ケイ素層１６は、この酸化チタン層１８の光触媒作用（光酸化作用）からレンズ基板１２を保護する役目を果たす。
【００２４】
なお、図３実施例では、紫外線ＬＥＤ２２を別途設け、光ディスクの記録や再生を行っていないときに、この紫外光ＬＥＤ２２を点灯して対物レンズをクリーニングするようにした。しかしながら、この発明に従った対物レンズ１０を、ブルーレイディスクやＡＯＤなどの近紫外線波長域の光を使用するピックアップに用いた場合、光ディスクの記録／再生時には使用する光により酸化チタン層１８の光触媒が活性化される。したがって、表面に付着した汚れなどを光ディスクの記録／再生時には反射防止膜１４に常に光が照射されているため、図３のように別途光触媒を活性化させる光源を設ける必要がないばかりか、特別なクリーニングを設定する必要もない。したがって、このような高密度ディスクのための近紫外波長域のピックアップを用いる場合には、光ピックアップのレーザダイオード（図示せず）が、光照射手段ないし紫外光照射手段としても機能する。
【００２５】
さらに、アナターゼ構造の酸化チタン層１８は紫外光領域で光触媒機能を発揮するが、酸化チタンに窒素をドーピングする方法、またはクロムやバナジウム原子をイオン注入する方法などを用いれば、酸化チタン層１６を可視光領域で光触媒反応を活性化できるように、形成することができる。したがって、この場合には、この発明の対物レンズをＣＤやＤＶＤなど使用される波長の長いレーザ光のピックアップ用対物レンズ１０として使用しても、反射防止機能とともに、光触媒による防汚機能を持たせることができる。この場合には、波長の長いレーザダイオードが光触媒を励起する光照射手段として機能する。
ただし、ＣＤやＤＶＤの場合でも、図３のような紫外光照射手段を別途設ければ、この発明の対物レンズによってクリーニング機能を発揮させることができる。
【００２６】
なお、反射防止膜１４は、全体として、スパッタリング法で形成するが、特に酸化チタン層１８に関してはアルゴンガスと酸素ガスとを用いた反応性スパッタリング法において、スパッタリング条件を制御すればアナターゼ構造を得ることができる。たとえば、成膜条件は、プロセスガス圧１２ｍＴｏｒｒ、ガス分圧ＰＡｒ：ＰＯ２＝４０：６０、投入電力密度２．７Ｗ／ｃｍ２である。
【００２７】
そして、最近ではスパッタリング法によって、低温で成膜できるようになってきているので、ガラスだけでなく、上述の高機能樹脂など融点の低いレンズ基板１２を用いることができる。ただし、スパッタリング法に限らず、真空蒸着法などに代表されるＰＶＤ法、ＣＶＤ法またはディップコート法やスプレイコート法などに代表されるウェットコーティング法により反射防止膜１４を形成してもよい。
【００２８】
さらに、反射防止膜１４は、図３で示すように、対物レンズ１０の両側表面上に形成するが、外部へ露出するのが一方表面だけなのであれば、その露出表面にのみ反射防止膜を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１実施例における光の波長と反射率との関係を示すグラフである。
【図３】光ディスク装置の要部を示す図解図である。
【符号の説明】
１０…対物レンズ
１２…レンズ基板
１４…反射防止膜
１６…酸化ケイ素層
１８…酸化チタン層
２０…酸化ケイ素層
２２…紫外光ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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