(57)【要約】【課題】対物レンズ内部が偏熱状態となっても、ディスク上に形成される集光スポットを良好に保つことが可能な対物レンズを得る。【解決手段】常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴの、樹脂からなる第２の素材と、を偏在させて形成した光学素子とする。【選択図】図３
2007188553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、樹脂からなる第１の素材と、
常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴの、樹脂からなる第２の素材と、を偏在させて形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記第１の素材の常温での屈折率ｎ1と前記第２の素材の常温での屈折率ｎ2が実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の素材又は前記第２の素材の少なくとも一方は、無機微粒子を混合したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の素材と前記第２の素材が半径方向で偏在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の素材と前記第２の素材が光軸方向で偏在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１の素材と前記第２の素材が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第１の素材と前記第２の素材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１の素材と前記第２の素材の偏在方向を示す指標がフランジ部に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学素子、前記光学素子を光軸方向及び光軸と垂直な方向の少なくとも一方に駆動させるアクチュエータ、光源及び光検出器とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータが前記光学素子の外周に配置され、前記第１の素材及び前記第２の素材が前記光学素子の半径方向に偏在することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学素子を少なくとも２つ有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、熱硬化性樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴ（ｄｎ1／ｄＴ＞ｄｎ2／ｄＴ）の、熱硬化性樹脂からなる第２の素材と、を金型内で偏在させて成形する光学素子製造方法であって、
前記第２の素材の位置に対応する金型部位を鉛直下方に設置する工程と、
前記金型内に前記第２の素材を流入させた後、前記第１の素材を流入させる工程と、
前記金型を加熱する工程と、を有することを特徴とする光学素子製造方法。
【請求項１３】
常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、熱可塑樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴ（ｄｎ1／ｄＴ＞ｄｎ2／ｄＴ）の、熱可塑性樹脂からなる第２の素材と、を金型内で偏在させて成形する光学素子製造方法であって、
予め成形された前記第２の素材を前記金型内の所定の位置に配置する工程と、
溶融した前記第１の素材を流入させる工程と、を有することを特徴とする光学素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子及び該光学素子を用いた光ピックアップ装置並びに該光学素子製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ディスクの信号記録面に光ビームを照射し、光ディスクに記録された情報を読み取り、或いは光ディスクに所定の情報を書き込む手段として光ピックアップ装置が知られている。
【０００３】
この光ピックアップ装置は、半導体レーザー等を光源に用い、この光源からの光ビームをコリメータレンズやビームスプリッタ等の光学デバイス及び対物レンズを介し、光ディスクの信号記録面上に集光させると共に、この信号記録面より反射された光ビームを検出し、信号記録面に対し情報の書き込みや読み出しをおこなうようになっている。
【０００４】
これら光学ピックアップ装置は、対物レンズを支持している対物レンズ支持部材を光軸方向（フォーカス方向）と光軸に直交する方向（トラッキング方向）の２軸方向に変位駆動して、光ディスクの信号記録面に光ビームの焦点を合わせ、記録トラックを正確に走査するようになっている。
【０００５】
この対物レンズ支持部材を変位駆動するためのアクチュエータとしては、コイルとマグネットを対にして、電磁的な駆動力を利用することが一般的におこなわれている。使用時に、これらコイルは給電されると発熱し、この熱が対物レンズ支持部材を伝って対物レンズに至り、対物レンズの温度分布は不均一なものとなる。
【０００６】
対物レンズが温度に対する屈折率の変化の大きいプラスチック素材で形成されている場合、この不均一な温度分布（偏熱状態とも称す）により対物レンズの屈折率が不均一に変化し、非点収差を悪化させる問題があることが知られている。
【０００７】
この問題に対し、対物レンズ支持部材に貫通孔を設け、熱伝導量を減少させると共に対物レンズの温度分布を均等化させようとするものがある（例えば、特許文献１参照）。また、対物レンズと支持部材の間でトラッキング用コイルと直交する方向に、空隙を設け熱流入の異方性を解消し、均等化しようとするものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３５３６７５号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ピックアップ装置に用いられる対物レンズは、プラスチック素材で形成すると軽量であり、上記の変位駆動の駆動力をガラス素材で形成された対物レンズ程には要しないことや安価であることからプラスチック素材の対物レンズが多用されている。
【０００９】
一方、近年では、ＣＤやＤＶＤだけでなく青紫色レーザを用いて高記録容量の超高密度光ディスクに対し情報の書き込みや読み出しを行うものがある。これらの複数種の規格のディスクに対し互換性を有した光ピックアップ装置が種々提案されており、この互換性を達成するためのものとして、例えば特開２００４−３１１００４号公報の図１５や国際公開第２００３／０９１７６４号パンフレットの図４４等に記載されているような、複数種の対物レンズを対物レンズ支持部材に搭載したものがある。
【００１０】
複数種の対物レンズを同一の支持部材に搭載した場合、対物レンズの配置を、熱源であるコイルに対し等距離とすることは困難であり、このため対物レンズの偏熱状態は、より顕著になり、非点収差を悪化させる問題がある。
【００１１】
また、熱源であるコイルの発熱量は、データの読み取りや記録の高倍速化のためにフォーカシング及びトラッキングを更に高速動作させるようになったことで、より増大している。この発熱量の増大化は上記の偏熱状態の程度を更に悪化させることになり、より問題を深刻化させるものである。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑み、対物レンズ内部が偏熱状態となっても、ディスク上に形成される集光スポットを良好に保つことが可能な対物レンズを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１４】
１．常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴの、樹脂からなる第２の素材と、を偏在させて形成したことを特徴とする光学素子。
【００１５】
２．前記第１の素材の常温での屈折率ｎ1と前記第２の素材の常温での屈折率ｎ2が実質的に等しいことを特徴とする１に記載の光学素子。
【００１６】
本発明において、第１の素材の常温での屈折率ｎ1と第２の素材の常温での屈折率ｎ2が実質的に等しいとは、ｎ1がｎ2に対して、１００±０．５％以内であることを表す。更に、１００±０．３％以内であることが好ましく、１００±０．２％以内であればより好ましい。
【００１７】
３．前記第１の素材又は前記第２の素材の少なくとも一方は、無機微粒子を混合したものであることを特徴とする１又は２に記載の光学素子。
【００１８】
４．前記第１の素材と前記第２の素材が半径方向で偏在していることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【００１９】
５．前記第１の素材と前記第２の素材が光軸方向で偏在していることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【００２０】
６．前記第１の素材と前記第２の素材が熱硬化性樹脂であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の光学素子。
【００２１】
７．前記第１の素材と前記第２の素材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の光学素子。
【００２２】
８．前記第１の素材と前記第２の素材の偏在方向を示す指標がフランジ部に設けられていることを特徴とする１〜７のいずれかに記載の光学素子。
【００２３】
９．１〜８のいずれかに記載の光学素子、前記光学素子を光軸方向及び光軸と垂直な方向の少なくとも一方に駆動させるアクチュエータ、光源及び光検出器とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【００２４】
１０．前記アクチュエータが前記光学素子の外周に配置され、前記第１の素材及び前記第２の素材が前記光学素子の半径方向に偏在することを特徴とする９に記載の光ピックアップ装置。
【００２５】
１１．１〜８のいずれかに記載の光学素子を少なくとも２つ有することを特徴とする９に記載の光ピックアップ装置。
【００２６】
１２．常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、熱硬化性樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴ（ｄｎ1／ｄＴ＞ｄｎ2／ｄＴ）の、熱硬化性樹脂からなる第２の素材と、を金型内で偏在させて成形する光学素子製造方法であって、前記第２の素材の位置に対応する金型部位を鉛直下方に設置する工程と、前記金型内に前記第２の素材を流入させた後、前記第１の素材を流入させる工程と、前記金型を加熱する工程と、を有することを特徴とする光学素子製造方法。
【００２７】
１３．常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、熱可塑樹脂からなる第１の素材と、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴ（ｄｎ1／ｄＴ＞ｄｎ2／ｄＴ）の、熱可塑性樹脂からなる第２の素材と、を金型内で偏在させて成形する光学素子製造方法であって、予め成形された前記第２の素材を前記金型内の所定の位置に配置する工程と、溶融した前記第１の素材を流入させる工程と、を有することを特徴とする光学素子製造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、対物レンズが偏熱状態となっても、ディスク上に形成される集光スポットを良好に保つことが可能な対物レンズを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の一例を示す図である。
【００３１】
同図は、基材厚が０．１ｍｍの超高密度光ディスク１２、基材厚が０．６ｍｍの光ディスク（ＤＶＤ）１３及び基材厚１．２ｍｍの光ディスク（ＣＤ）１４を記録再生する状態を示しており、説明の便宜上、同一箇所に重ねて描いている。
【００３２】
本例の光学系には、波長３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ（λ１）の光源１と、波長６３０ｎｍ〜６８０ｎｍ（λ２）の光源２と、波長７８０ｎｍ〜８２０ｎｍ（λ３）の光源３と、を有している。
【００３３】
超高密度光ディスク１２を記録再生する際は、光源１から射出された波長λ１の光束がプリズム４、５、６を透過し、コリメータレンズ７で平行光束となされ、ダイクロイックミラーの反射面６７ａで反射され、対物レンズ３９により超高密度光ディスク１２の記録面上に光スポットとして集光される。反射面６７ａは、波長λ１、λ２の光束を反射させ、波長λ３の光束は透過するように、例えば誘電体多層膜により形成されている。なお、対物レンズ３９の光源側に位相板等が配置されたものでもよい。
【００３４】
超高密度光ディスク１２の記録面で反射された光束は、再度対物レンズ３９を通り、反射面６７ａで反射され、コリメータレンズ７を通り、プリズム６で反射され検出器１５に入射する。検出器１５は複数の光検出領域を有しており、複数の光検出領域は受光した光量に応じて信号を出力する。
【００３５】
ＤＶＤ１３を記録再生する際は、光源２から射出された波長λ２の光束をプリズム４で反射させ、プリズム５、６を透過した後、コリメータレンズ７で平行光束となされ、ダイクロイックミラーの反射面６７ａで反射され、対物レンズ３９によりＤＶＤ１３の記録面上に光スポットとして集光される。
【００３６】
ＤＶＤ１３の記録面で反射された光束は、再度対物レンズ３９を通り、反射面６７ａで反射され、コリメータレンズ７を通り、プリズム６で反射され検出器１５に入射する。
【００３７】
ＣＤ１４を記録再生する際は、光源３から射出された波長λ３の光束をプリズム５で反射させ、プリズム６を透過した後、コリメータレンズ７で平行光束となされ、ダイクロックミラーの反射面６７ａを透過し、反射面６７ｂで反射され、対物レンズ４５によりＣＤ１４の記録面上に光スポットとして集光される。
【００３８】
ＣＤ１４の記録面で反射された光束は、再度対物レンズ４５を通り、反射面６７ｂで反射され、コリメータレンズ７を通り、プリズム６で反射され検出器１５に入射する。
【００３９】
即ち、同図に示す、光ピックアップ装置の光学系は、対物レンズ支持部材３３に搭載されている対物レンズ３９と４５を使い分けることにより、超高密度光ディスク１２、ＤＶＤ１３、ＣＤ１４のそれぞれに対して、情報の記録再生が行われるようになっている。
【００４０】
図２は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の対物レンズが支持された光ヘッド部を模式的に示す斜視図である。
【００４１】
同図において、２つの対物レンズ３９、４５は、対物レンズ支持部材３３に接着支持されている。対物レンズ支持部材３３は支持ホルダ２７から延びる４本の可撓性のワイヤ２６により支持され、ワイヤ２６をサスペンションとして、対物レンズ支持部材３３は所定範囲の移動が可能とされている。
【００４２】
対物レンズ支持部材３３の外周には、フォーカス駆動用コイル２３が巻き回され、外ヨーク２４、内ヨーク２５、マグネット２１で構成される磁気回路中にトラッキング駆動用コイル２２（図示せず）が配置されている。アクチュエータである、これらのコイルに給電することにより対物レンズ支持部材３３は、２つの対物レンズ３９、４５の光軸方向とこの光軸に直交する方向の２方向に揺動可能となっている。またこれらのコイルはワイヤ２６を介して電源が供給されるようになっている。
【００４３】
図３は、本実施の形態に係る対物レンズ３９、４５を示す図である。同図（ａ）は、図２に示す光ヘッド部のＦ−Ｆ線で切断したときの断面図であり、同図（ｂ）は、対物レンズ３９、４５を光ディスク側から見た図である。
【００４４】
同図に示す対物レンズ３９、４５は、フォーカス駆動用コイル２３に近い側と遠い側では、異なる素材で形成されている。また、この異なる素材は図示の如く半径方向で偏在して形成されている。
【００４５】
対物レンズ３９は、フォーカス駆動用コイル２３に遠い側が第１の素材Ａで形成されており、フォーカス駆動用コイル２３に近い側が第２の素材Ｂで形成されている。同様に対物レンズ４５も、フォーカス駆動用コイル２３に遠い側が第１の素材Ａで形成されており、フォーカス駆動用コイル２３に近い側が第２の素材Ｂで形成されている。
【００４６】
第１の素材Ａは、常温での屈折率がｎ1であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの、樹脂からなるものであり、第２の素材Ｂは、常温での屈折率がｎ2であって、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴの、樹脂からなり、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がそれぞれ異なるもの、即ちｄｎ1／ｄＴ≠ｄｎ2／ｄＴである。また、素材Ａ及びＢの常温での屈折率ｎ1及びｎ2は、ｎ1≒ｎ2のものである。
【００４７】
本実施の形態に係る対物レンズを構成する第１の素材Ａ、第２の素材Ｂは、例えば、無機微粒子を分散させた樹脂材料を用いることができる。無機微粒子を分散させた樹脂材料を用いる場合、第１の素材Ａの樹脂材料と第２の素材Ｂの樹脂材料のうち、一方に無機微粒子を分散させた樹脂材料を用いてもよく、第１の素材Ａの樹脂材料及び第２の素材Ｂの樹脂材料の両方に無機微粒子を分散させた樹脂材料を用いてもよい。
【００４８】
また、樹脂中に分散される無機微粒子としては特に限定はなく、得られる樹脂材料の温度による屈折率の変化ｄｎ／ｄＴが本発明の構成となるように無機微粒子の中から任意に選択することができる。具体的には酸化物微粒子、金属塩微粒子、半導体微粒子などが好ましく用いられ、この中から、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を適宜選択して使用することが好ましい。
【００４９】
更に、第１の素材Ａ及び第２の素材Ｂの樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂等を用いることができる。
【００５０】
このように、常温での屈折率がほぼ等しく、温度変化に対する屈折率変化が異なる材料（上記の例では、ｄｎ1／ｄＴ＞ｄｎ2／ｄＴ）を用いて、光学素子である対物レンズを半径方向で偏在するように形成し、対物レンズの半径方向での光ピックアップ装置のアクチュエータの発熱による偏熱状態に対し、対物レンズ内の高温部の屈折率と比較的低温部の屈折率差を解消することができ、これにより非点収差が悪化することなく、ディスク上に形成される集光スポットを良好に保つことが可能な対物レンズを得ることができる。
【００５１】
更に、同図に示すように、対物レンズ３９及び４５のフランジ部には、第２の素材が偏在している方向を示す指標３９ｈ及び４５ｈ（図示では、円形の凹み）が形成されている。このようにすることで、組み込み時に方向を間違えることなく組み込みができるようになっている。
【００５２】
図４は、本実施の形態に係る対物レンズのその他の例を示す断面図である。
【００５３】
同図（ａ）に示す対物レンズ３９及び４５は、常温での屈折率がｎ1で、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ1／ｄＴの樹脂からなる第１の素材Ａと、常温での屈折率がｎ2で、温度Ｔの変化に対する屈折率の変化率がｄｎ2／ｄＴ（ｄｎ1／ｄＴ≠ｄｎ2／ｄＴ）の樹脂からなる第２の素材Ｂとを、光軸Ｏ方向で偏在させて形成したものである。この例は、例えばアクチュエータが対物レンズに対し相対的に図示下方にずれて配置されており、対物レンズの光軸方向で偏熱状態となる場合に適用される。
【００５４】
同図（ｂ）は、第１の素材Ａと第２の素材Ｂとを半径方向及び光軸Ｏ方向の双方について偏在させて形成したものである。この例は、対物レンズの光軸方向及び半径方向の双方向で偏熱状態となる場合に適用される。
【００５５】
即ち、本実施の形態に係る光学素子である対物レンズは、配置された光ピックアップ装置の光ヘッド部の偏熱状態に対応するように、温度変化に対する屈折率変化が異なる材料を用いて、対物レンズ内の高温部の屈折率と比較的低温部の屈折率差の発生を解消し、ディスク上に形成される集光スポットを良好に保つことが可能とするものである。
【００５６】
なお、上記の例では光ヘッド部に２つの対物レンズが搭載され、共に樹脂材料で形成されたもので説明したが、これに限るものでなく、一方がガラスで形成されたものの場合には、他方の樹脂材料で形成されたものに適用されるものである。また、光ヘッド部に１つのレンズが搭載されている場合にも、発生する偏熱状態に対応して適用可能なものである。
【００５７】
図５は、本実施の形態に係る光学素子である対物レンズを熱硬化性樹脂を用いて形成する工程を示す図である。同図（ａ）〜（ｃ）を用いて、図３に示す対物レンズ４５を形成する場合を例に取り、説明する。
【００５８】
同図に示す金型５０は、対物レンズ４５の一方の光学有効面を形成する面が形成された金型部５２と、フランジ部の一方の面及びフランジ部側面を形成する金型部５１と、対物レンズ４５の他方の光学有効面及びフランジ面を形成する面が形成された金型部５３とで構成され、パーティングラインＰＬを境に型開きし、成形品である対物レンズ４５が取り出せるようになっている。
【００５９】
同図（ａ）に示すように、金型５０は第２の素材Ｂの位置に対応する金型部位（指標４５ｈに相当する部位）が鉛直下方に設置されている。
【００６０】
まず、第２の素材Ｂをゲート部４５ｇから流入させる。この時、第２の素材Ｂは重力により、同図（ａ）の如く下方に貯まった状態となる。
【００６１】
次いで、同図（ｂ）に示すように、第１の素材Ａをゲート部４５ｇから流入させた後、加熱し、熱硬化性樹脂である第１の素材Ａ及び第２の素材Ｂを硬化させる。このようにすることで、第１の素材Ａ及び第２の素材Ｂの境界線近傍では、混合し境界線が曖昧な状態で硬化し、本実施の形態に係る対物レンズ４５が形成される。
【００６２】
硬化後、同図（ｃ）に示すように、金型５０のパーティングラインＰＬを境に、金型部５１と５２を、金型部５３から離間させて型開きし、金型５２を突き出して対物レンズ４５が、離型される。
【００６３】
この後、ゲート部４５ｇを削除して、対物レンズ４５が完成する。
【００６４】
図６は、本実施の形態に係る光学素子である対物レンズを熱可塑性樹脂を用いて形成する工程を示す図である。同図（ａ）〜（ｃ）を用いて、図３に示す対物レンズ４５を形成する場合を例に取り、説明する。
【００６５】
同図に示す金型５０も、対物レンズ４５の一方の光学有効面を形成する面が形成された金型部５２と、フランジ部の一方の面及びフランジ部側面を形成する金型部５１と、対物レンズ４５の他方の光学有効面及びフランジ面を形成する面が形成された金型部５３とで構成され、パーティングラインＰＬを境に型開きし、成形品である対物レンズ４５が取り出せるようになっている。
【００６６】
まず、同図（ａ）の如く金型５０を型開きし、予め第２の素材Ｂを用いて成形しておいた、対物レンズ４５の一部を構成する部位４５ｐを、所定の位置に配置する。
【００６７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、金型５０を閉じ、第１の素材Ａをゲート部４５ｇから流入させ、型温を下げる。
【００６８】
この後、同図（ｃ）に示すように、金型５０のパーティングラインＰＬを境に、金型部５１と５２を、金型部５３から離間させて型開きし、金型５２を突き出して対物レンズ４５が、離型される。
【００６９】
この後、ゲート部４５ｇを除去して、対物レンズ４５が完成する。
【００７０】
この熱可塑性樹脂を用いたインサート成形では、予め第２の素材Ｂを用いて所望の形状に成形を行うことができ、第２の素材Ｂの占める形状の自由度が高く、光ヘッド部の条件に対応した種々の偏熱状態への対応力を高いものとすることができる。
【００７１】
次に、本実施の形態に係る第１の素材と第２の素材について説明する。
【００７２】
本実施の形態に用いられる樹脂材料に分散される無機微粒子としては、具体的には酸化物微粒子、金属塩微粒子、半導体微粒子などが好ましく用いられる。
【００７３】
酸化物微粒子としては、金属酸化物を構成する金属が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる１種または２種以上の金属である金属酸化物を用いることができ、具体的には、例えば、酸化珪素、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、アルミニウム・マグネシウム酸化物（ＭｇＡｌ2Ｏ4）等が挙げられる。また、本発明において用いられる酸化物微粒子として希土類酸化物を用いることもでき、具体的には酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等も挙げられる。金属塩微粒子としては、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、具体的には炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。
【００７４】
また、半導体微粒子とは、半導体結晶組成の微粒子を意味し、該半導体結晶組成の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、炭化ケイ素（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）（ＳｎＯ2）、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、塩化タリウム（Ｉ）（ＴｌＣｌ）、臭化タリウム（Ｉ）（ＴｌＢｒ）、ヨウ化タリウム（Ｉ）（ＴｌＩ）等の周期表第１３族元素と周期表第１７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、四酸化三鉄（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。なお、Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄら；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，４巻，４９４頁（１９９１）に報告されている（ＢＮ）７５（ＢＦ２）１５Ｆ１５や、Ｄ．Ｆｅｎｓｋｅら；Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，２９巻，１４５２頁（１９９０）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。
【００７５】
一般的に樹脂のｄｎ／ｄｔは負の値を持つ、即ち温度の上昇に伴い屈折率が小さくなる性質を持つ。従って、樹脂材料のｄｎ／ｄｔの絶対値、即ち温度変化による屈折率変化の大きさを無機微粒子を分散することで効率的に小さくする為には、ｄｎ／ｄｔが大きい微粒子を分散させることが好ましい。樹脂のｄｎ／ｄｔと同符号の値を持つ無機微粒子を用いる場合には、無機微粒子のｄｎ／ｄｔの絶対値が、母材となる樹脂のｄｎ／ｄｔよりも小さいことが好ましい。更に、母材となる樹脂のｄｎ／ｄｔと逆符号のｄｎ／ｄｔを有する微粒子、即ち、正の値のｄｎ／ｄｔを有する微粒子が好ましく用いられる。このような微粒子を樹脂に分散させることで、少ない量で効果的に樹脂材料のｄｎ／ｄｔの大きさ（絶対値）を小さくすることができる。分散される微粒子のｄｎ／ｄｔは、母材となる樹脂のｄｎ／ｄｔの値により適宜選択することができるが、一般的に光学素子に好ましく用いられる樹脂に微粒子を分散させる場合は、微粒子のｄｎ／ｄｔが−２０×１０-6よりも大きいことが好ましく、−１０×１０-6よりも大きいことが更に好ましい。
【００７６】
ｄｎ／ｄｔが大きい微粒子として、例えば、窒化ガリウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが挙げられる。
【００７７】
一方、本実施の形態の光学素子に偏在する第１の素材と第２の素材は基準温度における屈折率が等しいことを特徴とする。従って、樹脂に微粒子を分散させる場合には、第１の素材と第２の素材の基準温度における屈折率が等しくなるように微粒子を適宜選択して分散させる必要がある。例えば、第１の素材及び第２の素材の母材となる樹脂としてそれぞれ同じ樹脂が用いられ（屈折率が等しい材料が用いられ）、一方に微粒子を分散させることで、屈折率変化ｄｎ1／ｄｔ1とｄｎ2／ｄｔ2を異ならせる場合、微粒子の屈折率は母材となる樹脂と等しい微粒子を分散させることができる。また、第１の素材と第２の素材の母材となる樹脂としてそれぞれ異なる（屈折率が異なる）樹脂を用いる場合、第１の素材と第２の素材の屈折率が等しくなるよう分散させる微粒子の種類及び添加量等を適宜調整する必要がある。
【００７８】
微粒子を分散させる際には、母材となる樹脂と微粒子の屈折率の差が小さいことが望ましい。発明者らの検討の結果、樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、光を透過させた場合に散乱を起こし難いということがわかった。樹脂に微粒子を分散させる際、粒子が大きい程、光を透過させた時の散乱を起こしやすくなるが、樹脂と分散される微粒子の屈折率の差が小さいと、比較的大きな微粒子を用いても光の散乱が発生する度合いが小さいことを発見した。樹脂と分散される微粒子の屈折率の差は、０〜０．３の範囲であることが好ましく、更に０〜０．１５の範囲であることが好ましい。
【００７９】
光学素子用の材料として好ましく用いられる樹脂の屈折率は、１．４〜１．６程度である場合が多く、これらの熱可塑性樹脂に分散させる材料としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物などが好ましく用いられる。
【００８０】
また、発明者らの研究により、比較的屈折率の低い微粒子を分散させることで、樹脂材料のｄｎ／ｄｔの絶対値を効果的に小さくすることができることがわかった。屈折率が低い微粒子を分散した樹脂材料のｄｎ／ｄｔの絶対値が小さくなる理由について、詳細はわかっていないものの、樹脂組成物における無機微粒子の体積分率の温度変化が、微粒子の屈折率が低いほど、樹脂組成物のｄｎ／ｄｔの絶対値を小さくする方向に働くのではないかと考えられる。比較的屈折率が低い微粒子としては、例えばシリカ（酸化ケイ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウムが好ましく用いられる。
【００８１】
樹脂に分散させる微粒子は、樹脂材料に求める特性に応じて、微粒子自体のｄｎ／ｄｔの大きさ、微粒子のｄｎ／ｄｔと母材となる樹脂のｄｎ／ｄｔとの差、及び微粒子の屈折率等を考慮して適宜選択することができる。更に、母材となる熱可塑性樹脂との相性、即ち、熱可塑性樹脂に対する分散性、散乱を引き起こし難い微粒子を適宜選択して用いることは、光透過性を維持する上で好ましい。
【００８２】
例えば、光学素子に好ましく用いられる環状オレフィンポリマーを母材として用いる場合、光透過性を維持しながらｄｎ／ｄｔを小さくする微粒子としては、シリカが好ましく用いられる。
【００８３】
上記の微粒子は、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。異なる性質を有する複数種類の微粒子を用いることで、必要とされる特性を更に効率よく向上させることもできる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る光学素子の素材に混合される無機微粒子は、平均粒子径が１ｎｍ以上、３０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下がより好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。平均粒子径が１ｎｍ未満の場合、無機微粒子の分散が困難になり所望の性能が得られない恐れがあることから、平均粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましく、また平均粒子径が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％未満となる恐れがあることから、平均粒子径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここでいう平均粒子径は各粒子を同体積の球に換算した時の直径（球換算粒径）の体積平均値を言う。
【００８５】
さらに、無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の微粒子が好適に用いられる。具体的には、粒子の最小径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最小値）／最大径（微粒子の外周に接する２本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最大値）が０．５〜１．０であることが好ましく、０．７〜１．０であることが更に好ましい。
【００８６】
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。
【００８７】
（母材となる樹脂）
次いで、本実施の形態に係る光学素子に用いられる樹脂材料の母材となる樹脂について説明する。
【００８８】
本実施の形態に係る光学素子に用いられる樹脂材料の母材となる樹脂としては、光学材料として一般的に用いられる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂等を制限無く用いることができる。
【００８９】
熱可塑性樹脂としては、光学素子としての加工性を考慮すると、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂であることが好ましく、例えば、特開２００３−７３５５９に記載の化合物を挙げることができ、その好ましい化合物を表１に示す。
【００９０】
【表１】
2007188553.tif 000003
【００９１】
本実施の形態に係る光学素子に用いられる熱可塑性樹脂は、炭素原子数が２〜２０のα−オレフィンと、環状オレフィンとの共重合体を水素添加処理して得られる環状構造を有するオレフィン系重合体である、特開平７−１４５２１３号公報の段落番号〔００３２〕〜同〔００５４〕に示されて居る化合物や、脂環式構造を有する繰り返し単位からなる脂環式炭化水素系共重合体であることが好ましい。好ましく用いられる環状オレフィン樹脂としては、ＺＥＯＮＥＸ（日本ゼオン）、ＡＰＥＬ（三井化学）、アートン（ＪＳＲ）、ＴＯＰＡＳ（チコナ）などが挙げられるが、これらに限るものではない。
【００９２】
熱硬化性樹脂としては、熱硬化性のポリオルガノシロキサン樹脂が挙げられる。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。
【００９３】
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。
【００９４】
（（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。
【００９５】
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。
【００９６】
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質量％含有する。
【００９７】
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、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。
【００９８】
（その他の配合剤）
上記樹脂の調製時や樹脂材料の成型工程においては、必要に応じて各種添加剤（配合剤ともいう）を添加することができる。添加剤については、格別限定はないが、酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；軟質重合体、アルコール性化合物等の白濁防止剤；染料や顔料などの着色剤；帯電防止剤、難燃剤、フィラーなどが挙げられる。これらの配合剤は、単独で、あるいは２種以上を組み合せて用いることができ、その配合量は本発明に記載の効果を損なわない範囲で適宜選択される。本発明においては、特に、重合体が少なくとも可塑剤または酸化防止剤を含有することが好ましい。
【００９９】
（可塑剤）
可塑剤としては、特に限定はないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等を挙げることができる。
【０１００】
リン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系可塑剤では、例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジフェニルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤では、例えば、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤では、例えば、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコレート系可塑剤では、例えば、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリエチルシトレート、トリ−ｎ−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−ｎ−ブチルシトレート、アセチルトリ−ｎ−（２−エチルヘキシル）シトレート等を挙げることができる。
【０１０１】
（酸化防止剤）
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換フェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤を配合することにより、透明性、耐熱性等を低下させることなく、成型時の酸化劣化等によるレンズの着色や強度低下を防止できる。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、重合体１００質量部に対して好ましくは０．００１〜５質量部、より好ましくは０．０１〜１質量部である。
【０１０２】
フェノール系酸化防止剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，４−ジ−ｔ−アミル−６−（１−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）エチル）フェニルアクリレートなどの特開昭６３−１７９９５３号公報や特開平１−１６８６４３号公報に記載されるアクリレート系化合物；オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス（メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニルプロピオネート））メタン［すなわち、ペンタエリスリメチル−テトラキス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート））］、トリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート）などのアルキル置換フェノール系化合物；６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、２−オクチルチオ−４，６−ビス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−オキシアニリノ）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物；などが挙げられる。
【０１０３】
リン系酸化防止剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、１０−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物；４，４′−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト）、４，４′−イソプロピリデン−ビス（フェニル−ジ−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトなどが特に好ましい。
【０１０４】
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル３，３−チオジプロピオネート、ジミリスチル３，３′−チオジプロピピオネート、ジステアリル３，３−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオ−プロピオネート）、３，９−ビス（２−ドデシルチオエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが挙げられる。
【０１０５】
（耐光安定剤）
耐光安定剤としては、ベンゾフェノン系耐光安定剤、ベンゾトリアゾール系耐光安定剤、ヒンダードアミン系耐光安定剤などが挙げられるが、レンズの透明性、耐着色性等の観点から、ヒンダードアミン系耐光安定剤を用いるのが好ましい。ヒンダードアミン系耐光安定剤（以下、ＨＡＬＳともいう）の中でも、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として用いたＧＰＣにより測定したポリスチレン換算のＭｎが１，０００〜１０，０００であるものが好ましく、２，０００〜５，０００であるものがより好ましく、２，８００〜３，８００であるものが特に好ましい。Ｍｎが小さすぎると、該ＨＡＬＳをブロック共重合体に加熱溶融混練して配合する際に、揮発のため所定量を配合できなかったり、射出成型等の加熱溶融成型時に発泡やシルバーストリークが生じるなど加工安定性が低下する。また、ランプを点灯させた状態でレンズを長時間使用する場合に、レンズから揮発性成分がガスとなって発生する。逆にＭｎが大き過ぎると、ブロック共重合体への分散性が低下して、レンズの透明性が低下し、耐光性改良の効果が低減する。したがって、ＨＡＬＳのＭｎを上記範囲とすることにより加工安定性、低ガス発生性、透明性に優れたレンズが得られる。
【０１０６】
このようなＨＡＬＳの具体例としては、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ′″−テトラキス−〔４，６−ビス−｛ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ｝−トリアジン−２−イル〕−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、１，６−ヘキサンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）とモルフォリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンとの重縮合物、ポリ〔（６−モルフォリノ−ｓ−トリアジン−２，４−ジイル）（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕−ヘキサメチレン〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕などの、ピペリジン環がトリアジン骨格を介して複数結合した高分子量ＨＡＬＳ；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールと３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンとの混合エステル化物などの、ピペリジン環がエステル結合を介して結合した高分子量ＨＡＬＳ等が挙げられる。
【０１０７】
これらの中でも、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物などのＭｎが２，０００〜５，０００のものが好ましい。
【０１０８】
本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料に対する上記配合量は、重合体１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．０２〜１５質量部、特に好ましくは０．０５〜１０質量部である。添加量が少なすぎると耐光性の改良効果が十分に得られず、屋外で長時間使用する場合等に着色が生じる。一方、ＨＡＬＳの配合量が多すぎると、その一部がガスとなって発生したり、樹脂への分散性が低下して、レンズの透明性が低下する。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料に、更に最も低いガラス転移温度が３０℃以下である化合物を配合することにより、透明性、耐熱性、機械的強度などの諸特性を低下させることなく、長時間の高温高湿度環境下での白濁を防止できる。
【０１１０】
（樹脂と無機微粒子の混合）
本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料を樹脂に無機微粒子を混合して得る場合、母材である樹脂と無機微粒子を混合する方法は特に限定されるものではない。すなわち、樹脂と無機微粒子をそれぞれ独立して作製し、その後に両者を混合させる方法、予め作製した無機微粒子が存在する条件で樹脂を作製する方法、予め作製した樹脂が存在する条件で無機微粒子を作製する方法、樹脂と無機微粒子の両者を同時に作製させる方法など、いずれの方法をも採用できる。具体的には、例えば、樹脂が溶解した溶液と、無機微粒子が均一に分散した分散液の二液を均一に混合し、樹脂に対して溶解性が乏しい溶液中に打ち合わせることにより、目的とする材料組成物を得る方法を好適に挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料において、樹脂と無機微粒子の混合の程度は特に限定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、均一に混合していることが望ましい。混合の程度が不十分の場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性に影響を及ぼすことが懸念され、また熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性にも悪影響する恐れがある。混合の程度は、その作製方法に影響されることが考えられ、用いる樹脂及び無機微粒子の特性を十分に勘案して、方法を選択することが重要である。樹脂と無機微粒子の両者がより均一に混合するために、樹脂と無機微粒子を直接結合させる方法等も、本発明において好適に用いることができる。
【０１１２】
本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料の無機微粒子の含有量は、本発明の効果を発揮できる範囲であれば特に限定されず、樹脂と無機微粒子の種類により任意に決めることができる。無機微粒子の含有量は、作製される樹脂材料の全体積に対する無機微粒子の体積分率が２０％以上６０％以下であることが好ましく、２０％以上、５０％以下であることがより好ましく、３０％以上、５０％以下であることがさらに好ましい。ここでいう無機微粒子の体積分率は、無機微粒子の比重をａ、含有量をｘグラム、作製された樹脂材料の全体積樹脂をＹミリリットルとした時に式（ｘ／ａ）／Ｙ×１００で求められる。無機微粒子の含有量の定量は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による半導体結晶像の観察（ＥＤＸ等の局所元素分析により半導体結晶組成に関する情報も得ることが可能）、あるいは与えられた樹脂組成物が含有する灰分の元素分析により求まる所定組成の含有質量と該組成の結晶の比重とから算出可能である。
【０１１３】
（無機微粒子の製造方法、表面修飾）
本実施の形態に係る光学素子の樹脂材料に用いることができる無機微粒子の製造方法は、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３１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。
【０１１４】
また、通常酸化物微粒子作成によく用いられる酸素を含む雰囲気内においてバーナにより化学炎を形成し、この化学炎中に金属粉末を粉塵雲を形成しうる量投入して燃焼させて、酸化物微粒子５−１００ｎｍを合成する方法が開示されている。（特開昭６０−２５５６０２号公報）
以上のようなクラスターからのボトムアッププロセスによる無機ナノ粒子の作成以外にも無機微粒子を粉砕することでナノ粒子を作成するトップダウンプロセスも提案されている。具体的に使用する粉砕機としてはウルトラアペックスミル（コトブキ技研社製）；カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ（ホソカワミクロン社製）；ＩＤＳ型ミル、ＰＪＭジェット粉砕機（日本ニューマチック工業社製）；クロスジェットミル（栗本鉄工所社製）；ウルマックス（日曹エンジニアリング社製）；ＳＫジェット・オー・ミル（セイシン企業社製）；クリプトロン（川崎重工業社製）；ターボミル（ターボ工業社製）；スーパーローター（日清エンジニアリング社製）等があげられる。
【０１１５】
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、微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。
【０１１６】
無機微粒子の表面処理の方法としては、カップリング剤等の表面修飾剤による表面処理、ポリマーグラフト、メカノケミカルによる表面処理などが挙げられる。
【０１１７】
無機微粒子の表面処理に用いられる表面修飾剤としては、シラン系カップリング剤を始め、シリコーンオイル、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。これらは特に限定されず、無機微粒子および無機微粒子を分散する熱可塑性樹脂の種類により適宜選択することが可能である。また、各種表面処理を二つ以上同時又は異なる時に行っても良い。
【０１１８】
具体的には、例えば、シラン系の表面処理剤として、ビニルシラザン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられ、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が好ましく用いられる。
【０１１９】
シリコーンオイル系処理剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルといったストレートシリコーンオイルやアミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルを用いることができる。
【０１２０】
またこれらの処理剤はヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール、アセトン水等で適宜希釈して用いても良い。
【０１２１】
表面修飾剤による表面処理の方法としては、湿式加熱法、湿式濾過法、乾式攪拌法、インテグルブレンド法、造粒法等が挙げられる。５０ｎｍ以下の微粒子を表面改質する場合、乾式攪拌法が粒子凝集抑制の観点から好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
【０１２２】
これらの表面修飾剤は１種類のみを用いても、複数種類を併用してもよく、さらに、用いる表面修飾剤によって得られる表面修飾微粒子の性状は異なることがあり、樹脂組成物を得るにあたって用いる熱可塑性樹脂との親和性を、表面修飾剤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、表面修飾後の微粒子に対して、表面修飾剤の割合が１０〜９９質量％であることが好ましく、３０〜９８質量％であることがより好ましい。
【０１２３】
なお、上記の説明では、光学素子として対物レンズを例に取り説明したが、これに限るものでなく、内部の温度分布が一様でない場合に不都合の発生する光学素子に対し本発明が適用可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の一例を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る光ピックアップ装置の対物レンズが支持された光ヘッド部を模式的に示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る対物レンズを示す図である。
【図４】本実施の形態に係る対物レンズのその他の例を示す断面図である。
【図５】本実施の形態に係る光学素子である対物レンズを熱硬化性樹脂を用いて形成する工程を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る光学素子である対物レンズを熱可塑性樹脂を用いて形成する工程を示す図である。
【符号の説明】
【０１２５】
２１  マグネット
２２  トラッキング用駆動コイル
２３  フォーカス用駆動コイル
２４  外ヨーク
２５  内ヨーク
２６  ワイヤ
２７  支持部材
３３  対物レンズ支持部材
３９、４５  対物レンズ
【図１】
2007188553.tif 000004
【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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