JP2006040352A - Optical element and optical pickup device - Google Patents

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Miyoshi Wachi
美佳 和智
Seino Ikenaka
清乃 池中
Takeshi Kojima
健 小嶋
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of an optical element made of resin caused by absorption of light energy without increasing a manufacturing cost. <P>SOLUTION: An optical pickup device PU performs recording and/or reproducing of information using a luminous flux emitted from semiconductor laser oscillators LD1, LD2, LD3. A beam shaper BE, collimate lenses COL1, COL2, or sensor lenses SEN1, SEN2 provided on an optical path of this optical pickup device PU include at least base material resin including C-F coupling in a unit molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to an optical element and an optical pickup device including the optical element.

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。   In recent years, development of a high-density optical disc having a size comparable to that of a DVD (digital versatile disc) and a capacity larger than that of a DVD has been advanced. A high-density optical disk is a generic term for optical disks that use a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser as a light source for recording / reproducing information.

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。   As such a high-density optical disc, information is recorded / reproduced by an objective optical system having a numerical aperture NA of 0.85, and a protective optical disc having a thickness of about 0.1 mm (Blu-Ray Disk: hereinafter referred to as BD). In addition, there is a standard optical disc (HD DVD: hereinafter referred to as HD) in which information is recorded / reproduced by an objective optical system having a numerical aperture NA of 0.65 and the protective layer has a thickness of about 0.6 mm. Has been developed. Moreover, as a high density optical disc, in addition to the optical disc having the protective layer as described above on its information recording surface, an optical disc having a protective film with a thickness of about several to several tens of nm on the information recording surface, or protection An optical disk having a layer or a protective film with a thickness of 0 is also included. Further, as a high-density optical disk, a magneto-optical disk using a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser as a light source for recording / reproducing information can be cited.

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。
In such an optical pickup device for recording / reproducing with respect to a high-density optical disc, a blue to blue-violet laser beam having a wavelength (about 380 to 450 nm) shorter than the wavelength of the DVD laser beam (about 650 nm) is used. This makes it possible to reduce the diameter of the focused spot and to record / reproduce high density signals.
In recent optical pickup devices, a resin optical element is preferably used rather than glass from the viewpoint of moldability and manufacturing cost. Further, by using a resin optical element, the apparatus can be reduced in cost and weight.

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)。
特公平6−5321号公報
By the way, the short-wavelength laser light as described above has very large light energy. For this reason, it is preferable that the optical element disposed on the optical path of the laser beam is molded from a resin having excellent light resistance so as not to be deformed by absorption of light energy.
As resins having relatively excellent light resistance, resins having an alicyclic structure such as norbornene-based hydrogenated polymers, norbornene / α-olefin copolymers, and styrene / butadiene block copolymers have been developed. Light resistance is still insufficient as a raw material for optical elements used in an optical pickup device for blue laser light.
In addition, there is a technique for obtaining a resin having high light resistance by providing a C—F bond in a unit molecule (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Publication No. 6-5321

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。 However, a resin having a C—F bond in a unit molecule has a lower refractive index than a resin conventionally used for an optical element. For this reason, for example, when applied to an optical element having a relatively short focal length such as a single objective lens that collects light, it is necessary to reduce the radius of curvature of the optical surface, which makes it difficult to manufacture a mold. Further, as shown in FIG. 11, the radius of curvature of the optical surface is reduced while keeping the entire thickness W 1 of the optical element constant, so that the distance between the optical surface on the light source side and the optical surface on the optical information recording medium side is reduced. W 2 , that is, the injection flow path width of the resin material when the optical element is injection-molded cannot be secured. Therefore, since injection molding, which is an inexpensive manufacturing method, cannot be used for manufacturing an optical element, the manufacturing cost of the optical element increases.

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。   An object of the present invention is to provide a resin-made optical element that can improve light resistance without increasing the manufacturing cost, and an optical pickup device including the optical element.

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。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
In an optical element provided on an optical path of an optical pickup device that records and / or reproduces information using a light beam emitted from a light source,
Containing at least a base resin containing a C—F bond in a unit molecule;
It functions as a beam shaper, collimating lens, coupling lens, or sensor lens.

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。

Figure 2006040352
Here, the beam shaper is for converting the intensity distribution of a light beam into a circular shape in a plane perpendicular to the optical axis, and the collimating lens is for converting divergent light into parallel light. The coupling lens converts the divergence angle of the light beam, and the sensor lens condenses the reflected light from the optical information recording medium on the light receiving element. These beam shapers, collimating lenses, coupling lenses, and sensor lenses, for example, as shown in Table 1 below, have a larger absolute value of the radius of curvature than a single objective lens that collects light.
Figure 2006040352

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。   According to the first aspect of the present invention, since the unit molecule of the base resin contains a C—F bond, it is less likely to absorb light energy than when no C—F bond is contained. Even if it absorbs, radical reaction is suppressed, so that deformation, discoloration, and alteration are suppressed, that is, light resistance is improved. In addition, since it functions as a beam shaper, collimating lens, coupling lens, and sensor lens, it does not need to reduce the radius of curvature of the optical surface compared to the case of functioning as a single objective lens that collects light. Manufacturing becomes easy. Therefore, light resistance can be improved without increasing the manufacturing cost. In other words, even a material having a low refractive index can obtain a sufficient function as an optical element. In addition, since an optical element having excellent heat resistance and light resistance can be obtained, the life of the optical pickup device can be extended. In particular, these effects are more effective when the optical element functions as a beam shaper that is disposed in the vicinity of the light source and is exposed to light of high heat or high energy.

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。   In addition, since the intermolecular force of the base resin increases due to the polarity of the fluorine atoms in the C—F bond, the glass transition point Tg is higher than that of the resin not containing fluorine atoms, and the heat resistance is improved. To do. Therefore, deformation of the optical element due to temperature fluctuation can be suppressed.

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。   Furthermore, since the Abbe number of the base material resin including the C—F bond is about 90, which is larger than the Abbe number of 50 to 60 of the conventional resin, the wavelength of the incident light beam is instantaneously generated by the mode hopping of the semiconductor laser. The amount of axial chromatic aberration generated can be suppressed even when the change occurs. Here, the Abbe number is a refractive index with respect to the He d-line (wavelength 587.6), and indicates a change in refractive index when the wavelength varies.

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。
The invention according to claim 2 is an optical element provided on an optical path of an optical pickup device that records and / or reproduces information using a light beam emitted from a light source.
Containing at least a base resin containing a C—F bond in a unit molecule;
It functions as a lens other than the lens located closest to the optical information recording medium among the plurality of lenses constituting the objective lens unit.

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。
Here, the objective lens unit functions as an objective lens by the whole of a plurality of combined lenses. Among a plurality of lenses constituting such an objective lens unit, lenses other than the lens closest to the optical information recording medium have an absolute value of the radius of curvature as compared with a single objective lens that collects light. It is getting bigger.
The optical information recording medium is a recording medium capable of recording and reproducing information by light, and specifically, a BD, HD DVD, DVD, CD, and the like.

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。   According to the invention described in claim 2, since the unit molecule of the base material resin contains a C—F bond, it is less likely to absorb light energy than when no C—F bond is contained. Even if it absorbs, radical reaction is suppressed, so that deformation, discoloration, and alteration are suppressed, that is, light resistance is improved. In addition, since the lens functions as a lens other than the lens located closest to the optical information recording medium among the plurality of lenses constituting the objective lens unit, it is compared with a case where it functions as a single objective lens that collects light. Thus, the manufacturing is facilitated because it is not necessary to reduce the curvature radius of the optical surface. Therefore, light resistance can be improved without increasing the manufacturing cost. In other words, even a material having a low refractive index can obtain a sufficient function as an optical element. In addition, since an optical element having excellent heat resistance and light resistance can be obtained, the life of the optical pickup device can be extended.

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。   In addition, since the intermolecular force of the base resin increases due to the polarity of the fluorine atoms in the C—F bond, the glass transition point Tg is higher than that of the resin not containing fluorine atoms, and the heat resistance is improved. To do. Therefore, deformation of the optical element due to temperature fluctuation can be suppressed.

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。   Furthermore, since the Abbe number of the base material resin including the C—F bond is about 90, which is larger than the Abbe number of 50 to 60 of the conventional resin, the wavelength of the incident light beam is instantaneously generated by the mode hopping of the semiconductor laser. The amount of axial chromatic aberration generated can be suppressed even when the change occurs.

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。
The invention described in claim 3 is the optical element according to claim 2,
The numerical aperture on the image plane side of the objective lens unit is 0.73 to 0.87.

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。   Here, the “numerical aperture on the image plane side” refers to the numerical aperture (beam diameter conversion NA) converted from the spot diameter of the focused spot formed on the information recording surface of the optical information recording medium.

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。   According to the third aspect of the invention, even if the numerical aperture on the image plane side of the objective lens unit is 0.73 to 0.87, the same effect as that of the second aspect of the invention can be obtained.

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。
Invention of Claim 4 is an optical element as described in any one of Claims 1-3,
The base material resin includes a C—F bond in a main chain portion.

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。   According to invention of Claim 4, the effect similar to the invention as described in any one of Claims 1-3 can be acquired.

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。
Invention of Claim 5 is an optical element as described in any one of Claims 1-3,
The base material resin includes a 2n + 1 member ring (n is an integer of 1 or more) in a unit molecule,
The annular portion includes a C—F bond.

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。
According to the fifth aspect of the present invention, since the annular portion of the base resin is a 2n + 1 member ring, that is, an odd member ring, the polarity of the base resin is higher than that in the case where the annular portion is an even member ring. . Accordingly, the intermolecular force of the base resin increases, and as a result, the glass transition point Tg increases and the heat resistance improves. Therefore, deformation of the optical element due to temperature fluctuation can be more reliably suppressed.
The structure of the annular portion is preferably asymmetric. In this case, the heat resistance of the optical element is further improved.

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。
The invention according to claim 6 is the optical element according to any one of claims 1 to 5,
It contains fine particles having a temperature dependency dn / dt of refractive index opposite to that of the base resin.

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。
According to the sixth aspect of the invention, since the temperature dependence dn / dt of the refractive index contains fine particles having an opposite sign to that of the matrix resin, the resin material is accompanied by a change in temperature while maintaining the moldability of the resin material. The amount of change in refractive index can be reduced. Therefore, a change in spherical aberration due to a change in refractive index can be suppressed.
In this specification, the refractive index changes with temperature changes while maintaining the moldability of the resin material by mixing fine particles in such an optical material, that is, a resin (for example, a plastic material). An optical material with a reduced amount is called “athermal resin”.

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。
The invention according to claim 7 is the optical element according to claim 6,
The fine particles are inorganic fine particles.

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。   According to the seventh aspect of the invention, since the fine particles are inorganic fine particles, the reactivity with the base material resin which is a high molecular organic compound is low. Accordingly, the reaction between the base resin and the fine particles can be prevented in the optical element, so that the light resistance and the refractive index can be prevented from deteriorating.

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。
The invention according to claim 8 is the optical element according to claim 6 or 7, wherein
The fine particles have an average particle size in the range of 1 to 100 nm.

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。   According to the eighth aspect of the invention, the same effect as that of the sixth or seventh aspect of the invention can be obtained.

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。
The invention according to claim 9 is the optical element according to claim 8,
The fine particles have an average particle size in the range of 1 to 30 nm.

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。   According to the ninth aspect of the invention, the same effect as that of the eighth aspect of the invention can be obtained.

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。
The invention according to claim 10 is the optical element according to any one of claims 1 to 9,
In the optical pickup device, the optical pickup device is disposed on an optical path of a light beam having a wavelength of 200 to 420 nm.

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。   According to the invention described in claim 10, even when the optical element is disposed on the optical path of the light beam having a wavelength of 200 to 420 nm, the same as the invention described in any one of claims 1 to 9 An effect can be obtained.

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。
Invention of Claim 11 is an optical element as described in any one of Claims 1-10,
In the optical pickup device, the optical pickup device is disposed on an optical path of a light beam having a plurality of wavelengths.

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。   According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to obtain the same effect as that of the first aspect of the present invention.

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。
Invention of Claim 12 is an optical element as described in any one of Claims 1-11,
At least one optical surface is provided with a fine structure.

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。   According to the twelfth aspect of the present invention, since the fine structure is provided on at least one optical surface, for example, when the phase structure is provided as the fine structure, the semiconductor laser is changed along with the temperature change. Suppresses spherical aberration when the wavelength changes, suppresses spherical aberration when using a semiconductor laser whose oscillation wavelength deviates from the reference wavelength due to manufacturing error, or wavelength of the incident light beam by mode hopping of the semiconductor laser It is possible to suppress changes in recording / reproducing characteristics when the value changes instantaneously. In addition, when an optical element is disposed on the optical path of a light beam having a plurality of wavelengths and information is recorded / reproduced using a plurality of types of optical information recording media, chromatic aberration due to the wavelength difference of the used wavelengths can be corrected. In addition, the spherical aberration due to the difference in the thickness of the protective layer of the optical information recording medium can be corrected.

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。
In addition, for example, when a fine structure of a wavelength order called a sub-wavelength diffraction grating is provided as a fine structure, the material surface may have optical anisotropy or refractive index distribution by an arbitrary cross-sectional shape. It becomes possible. Therefore, using this fine structure, the optical element can function as a polarizing element, a λ / 4 wavelength plate, or an antireflection element.
In addition, for example, when an antireflection structure is provided as a fine structure, it is possible to save the trouble of forming a normal antireflection film, so that the manufacturing cost can be reduced.

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。
Note that the chromatic aberration here refers to a fluctuation in the minimum position of wavefront aberration in the optical axis direction caused by a wavelength difference.
The phase structure may be a diffractive structure or an optical path difference providing structure.

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。
The invention according to claim 13 is the optical element according to claim 12,
The phase structure is a diffractive structure.

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。   According to the thirteenth aspect, the same effect as that of the twelfth aspect can be obtained.

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。
The invention according to claim 14 is the optical pickup device, wherein
An optical element according to any one of claims 1 to 13,
And a light source for emitting a light beam to pass through the optical element.

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。   According to the invention of claim 14, the same effect as that of any one of claims 1 to 13 can be obtained.

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。   According to the present invention, it is possible to improve light resistance without increasing the manufacturing cost.

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。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the optical pickup device PU.
As shown in this figure, the optical pickup device PU has three types of semiconductor laser oscillators LD1, LD2, and LD3 as light sources.

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。   The semiconductor laser oscillator LD1 emits a light beam having a specific wavelength (for example, 405 nm, 407 nm) in a wavelength range of 350 to 450 nm when information is recorded / reproduced using a BD (Blu-ray disc) 10 as a recording medium. In the present embodiment, the thickness of the protective layer of the BD 10 is 0.1 mm.

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。   The semiconductor laser oscillator LD2 emits a light beam having a specific wavelength (for example, 655 nm) in a wavelength of 620 to 680 nm when information is recorded / reproduced using the DVD 20 as a recording medium, and is integrated with the semiconductor laser oscillator LD3. Thus, the light source unit LU is formed. In the present embodiment, the thickness of the protective layer of the DVD 20 is 0.6 mm. In this specification, DVD is a generic term for DVD-series optical information recording media such as DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, and DVD + RW. It is.

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。   The semiconductor laser oscillator LD3 emits a light beam having a specific wavelength (for example, 785 nm) in 750 to 810 nm when information is recorded / reproduced using the CD 30 as a recording medium. In the present embodiment, the thickness of the protective layer of CD 30 is 1.2 mm. In this specification, the CD is a general term for CD-series optical information recording media such as CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW and the like.

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。   In the direction of the optical axis of the light beam emitted from the semiconductor laser oscillator LD1, the beam shaper BE1, the beam splitter BS1, the collimator lens COL1, the beam splitter BS2, the quarter-wave plate RE, the stop, from the lower side to the upper side in FIG. STO and objective lens OBJ are arranged in order. The objective lens OBJ is provided with a two-dimensional actuator AC1 that moves the objective lens OBJ in the vertical direction in FIG. A BD 10, DVD 20 or CD 30 as an optical information recording medium is arranged at a position facing the objective lens OBJ.

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。   In addition, a sensor lens SEN1 and a photodetector PD1 are sequentially arranged on the right side in FIG. 1 with respect to the beam splitter BS1. The sensor lens SEN1 includes a cylindrical lens L11 and a concave lens L12.

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。   Further, in the optical axis direction of the light beams emitted from the semiconductor laser oscillators LD2 and LD3, a beam splitter BS3, a collimating lens COL2, and a beam splitter BS2 are arranged in order from the right side to the left side in FIG. A sensor lens SEN2 and a photodetector PD2 are arranged in order on the upper side of the beam splitter BS3 in FIG. The sensor lens SEN2 includes a cylindrical lens L21 and a concave lens L22.

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。   Next, the operation and action of the optical pickup device PU will be briefly described. At the time of recording information on the BD 10 or reproducing information on the BD 10, the semiconductor laser oscillator LD1 emits a light beam. As indicated by the solid line in FIG. 1, this light beam is first shaped by passing through the beam shaper BE1, and after passing through the beam splitter BS1, is converted into parallel light by the collimator lens COL1. Next, this light beam passes through the beam splitter BS2 and the quarter-wave plate RE, is narrowed by the diaphragm member STO, and then condensed by the objective lens OBJ to form a focused spot on the information recording surface 10a of the BD10. Form. At this time, the objective lens OBJ performs focusing and tracking by the two-dimensional actuator AC1 disposed around the objective lens OBJ.

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。   Next, the light that forms the condensed spot is modulated by the information pits on the information recording surface 10a of the BD 10 and reflected. Next, the reflected light passes through the objective lens OBJ, the quarter-wave plate RE, the beam splitter BS2, and the collimator lens COL1 and is reflected by the beam splitter BS1, and then given astigmatism by the sensor lens SEN1. It reaches the photodetector PD1. The information in the BD 10 is reproduced by using the output signal of the photodetector PD1.

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。   When recording information on the DVD 20 or reproducing information on the DVD 20, the semiconductor laser oscillator LD2 emits light. As indicated by the dotted line in FIG. 1, this light beam is first transmitted through the beam splitter BS3 and then converted into parallel light by the collimator lens COL2. Next, the light beam is reflected by the beam splitter BS2, passes through the quarter-wave plate RE, is narrowed by the diaphragm member STO, and then condensed by the objective lens OBJ and is applied to the information recording surface 20a of the DVD 20. A focused spot is formed. At this time, the objective lens OBJ performs focusing and tracking by the two-dimensional actuator AC1 disposed around the objective lens OBJ.

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。   Next, the light that forms the focused spot is modulated by the information pits on the information recording surface 20a of the DVD 20 and reflected. Next, this reflected light is transmitted through the objective lens OBJ and the quarter-wave plate RE, reflected by the beam splitters BS2 and BS3, respectively, and then given astigmatism by the sensor lens SEN2, so that the photodetector PD2 To reach. Then, information in the DVD 20 is reproduced by using the output signal of the photodetector PD2.

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。   The semiconductor laser oscillator LD3 emits light when information is recorded on the CD 30 or when information on the CD 30 is reproduced. As indicated by a two-dot chain line in FIG. 1, this light beam is first transmitted through the beam splitter BS3 and then converted into parallel light by the collimator lens COL2. Next, this light beam is reflected by the beam splitter BS2, passes through the quarter-wave plate RE, is narrowed by the diaphragm member STO, and then condensed by the objective lens OBJ and is applied to the information recording surface 30a of the CD 30. A focused spot is formed. At this time, the objective lens OBJ performs focusing and tracking by the two-dimensional actuator AC1 disposed around the objective lens OBJ.

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。   Next, the light that forms the focused spot is modulated by the information pits on the information recording surface 20a of the CD 30 and reflected. Next, this reflected light is transmitted through the objective lens OBJ and the quarter-wave plate RE, reflected by the beam splitters BS2 and BS3, respectively, and then given astigmatism by the sensor lens SEN2, so that the photodetector PD2 To reach. Then, the information in the CD 30 is reproduced by using the output signal of the photodetector PD2.

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。
Next, the configuration of the objective lens OBJ will be described in detail.
The objective lens OBJ has a function of condensing the light beams emitted from the respective semiconductor laser oscillators LD1, LD2, and LD3 on the information recording surfaces 10a, 20a, and 30a of the BD10, DVD20, or CD30. The overall numerical aperture NA of the objective lens OBJ is 0.85 for the light beam emitted from the semiconductor laser oscillators LD1 and LD2, and 0.45 to 0.51 for the light beam emitted from the semiconductor laser oscillator LD3. It has become. The objective lens OBJ is a lens unit having a plurality of lenses. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the objective lens OBJ is composed of two lenses, a light source side lens OBJ1 and a disk side lens OBJ2. The optical surfaces of the light source side lens OBJ1 and the disk side lens OBJ2 are aspherical surfaces.

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。   Of these light source side lens OBJ1 and disk side lens OBJ2, the lens other than the disk side lens OBJ2 located closest to the optical information recording medium, that is, the light source side lens OBJ1 is an optical element according to the present invention.

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。   Specifically, of the two optical surfaces of the light source side lens OBJ1, at least the optical surface on the light source side is divided into a first area AREA1 and a second area AREA2, as shown in FIG. The first area AREA1 is an area through which the light beams emitted from the semiconductor laser oscillators LD1, LD2, and LD3 are transmitted, and the second area AREA2 is an area through which the light beams emitted from the semiconductor laser oscillators LD1, LD2 are transmitted. The second area ALER2 may be further divided into an area where the two light beams of the semiconductor laser oscillators LD1 and LD2 are transmitted and an area where only the light beam emitted from the semiconductor laser oscillator LD2 is transmitted. In the first area AREA1, as shown in FIG. 4A or 4B, a diffractive structure as a phase structure is formed.

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。   This diffractive structure condenses the light beams from the semiconductor laser oscillators LD1, LD2, and LD3 on the information recording surfaces 10a, 20a, and 30a of the corresponding optical information recording media by generating an optical path difference. As the shape of such a diffraction structure, a conventionally known shape can be used. The diffractive structure in the present embodiment is composed of a plurality of annular zones 100 centered on the optical axis, and the cross-sectional shape including the optical axis is a sawtooth shape.

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。
Note that the diffractive structure may have other shapes, for example, as shown in FIGS. Here, the diffractive structure of FIG. 5 is composed of a plurality of annular zones 102 in which the direction of the step 101 is the same within the effective diameter, and the cross-sectional shape including the optical axis is a staircase shape. Further, the diffractive structure in FIG. 6 is composed of a plurality of annular zones 103 in which a staircase structure is formed.
Here, FIGS. 4 to 6 schematically show the case where each phase structure is formed on a plane, but each phase structure may be formed on a spherical surface or an aspherical surface.

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。   The light source side lens OBJ1 is formed by injection molding a so-called athermal resin. This athermal resin contains a base material resin and fine particles. Hereinafter, these will be described.

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。   The light source side lens OBJ1 can be formed by injection molding a mixed material of a base material resin and fine particles. Hereinafter, these will be described.

(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。
(Base material resin)
The base material resin is a thermoplastic resin and contains a C—F bond in a unit molecule. Therefore, the light source side lens OBJ1 hardly absorbs light energy, and even if it absorbs light energy, radical reaction can be suppressed. Further, since the intermolecular force of the base material resin is increased due to the polarity of fluorine atoms in the C—F bond, the glass transition point Tg is higher than that of a resin not containing fluorine atoms. Furthermore, since the Abbe number of the base material resin including the C—F bond is about 90, which is larger than the Abbe numbers of 50 to 60 which are the conventional resins, the Abbe number of the entire light source side lens OBJ1 becomes high.
However, this base material resin has a feature that its refractive index is lower than that of resins conventionally used for optical elements.

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。   As such a base resin, for example, “Cytop” (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. represented by the following chemical formulas 1 and 2 and “Teflon AF” (registered trademark) manufactured by DuPont are used. Can do.

Figure 2006040352
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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。   Moreover, as a base material resin, what is shown to the following Chemical formulas 3-22 can also be used. However, other resins may be used as long as they contain a C—F bond in the unit molecule. In addition, the base material resin of Chemical formulas 6-22 can be manufactured with the manufacturing method disclosed by the said patent document 1. FIG.

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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。   In addition, the C—F bond may be included in the main chain portion or may be included in the annular portion. When the C—F bond is included in the cyclic part, the cyclic part is preferably an odd-membered ring. In this case, since the polarity of the base material resin is higher than that in the case where the annular portion is an even-numbered ring, the intermolecular force of the base material resin is increased, resulting in a higher glass transition point Tg.

(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。
(Fine particles)
The fine particles have a refractive index temperature dependency dn / dt having the opposite sign to that of the base material resin. Therefore, even if the so-called athermal property is imparted to the light source side lens OBJ1 and the temperature rises, the amount of change in the refractive index of the light source side lens OBJ1 is reduced.

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。   Such fine particles are preferably inorganic fine particles, and more preferably oxides. And it is preferable that it is an oxide which the oxidation state is saturated and does not oxidize any more. Specifically, for example, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, oxide Phosphate and sulfate formed in combination with these oxides such as indium, tin oxide, lead oxide, and double oxides composed of these oxides such as lithium niobate, potassium niobate, and lithium tantalate And niobium oxide and lithium niobate are particularly preferably used.

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。   When inorganic fine particles are used as fine particles in this way, the reactivity between the matrix resin, which is a high molecular organic compound, and the fine particles is low, so that the reaction between the matrix resin and the fine particles in the light source side lens OBJ1 occurs. As a result, deterioration of light resistance and refractive index is prevented.

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。   Further, when an oxide is used as the fine particles, even if the blue laser is transmitted through the light source side lens OBJ1 for a long time, the transmittance deterioration and the wavefront aberration deterioration can be prevented. Further, even under high temperature conditions, deterioration of transmittance and wavefront aberration due to oxidation can be prevented.

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(Al23)、セレン化アルミニウム(Al2Se3)、硫化ガリウム(Ga23)、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(In23)、硫化インジウム(In23)、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)(As23)、セレン化砒素(III)(As2Se3)、テルル化砒素(III)(As2Te3)、硫化アンチモン(III)(Sb23)、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)(Bi23)、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(Fe34)、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)(Ta25)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、Ti25、Ti23、Ti59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)(CuCr24)、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。 As fine particles, fine particles having a semiconductor crystal composition can also be preferably used. Although there is no restriction | limiting in particular in this semiconductor crystal composition, The thing which does not produce absorption, light emission, fluorescence, etc. in the wavelength range used as an optical element is desirable. Specific examples of the composition include simple elements of Group 14 elements of the periodic table such as carbon, silicon, germanium and tin, simple elements of Group 15 elements of the periodic table such as phosphorus (black phosphorus), and periodic tables such as selenium and tellurium. A group 16 element simple substance, a compound comprising a plurality of Group 14 elements such as silicon carbide (SiC), tin oxide (IV) (SiO 2 ), tin sulfide (II, IV) (Sn (II) Sn (IV ) S 3 ), tin sulfide (IV) (SnS 2 ), tin sulfide (II) (SnS), tin selenide (II) (SnSe), tin telluride (II) (SnTe), lead sulfide (II) ( PbS), lead selenide (II) (PbSe), lead telluride (II) (PbTe) periodic table group 14 element and periodic table group 16 element compound, boron nitride (BN), boron phosphide (BP), boron arsenide (BAs), aluminum nitride (AlN), Aluminum phosphide (AlP), aluminum arsenide (AlAs), aluminum antimonide (AlSb), gallium nitride (GaN), gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimonide (GaSb), indium nitride (InN) ), Indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), indium antimonide (InSb), etc., a compound of a periodic table group 13 element and a periodic table group 15 element (or III-V compound semiconductor), sulfide Aluminum (Al 2 S 3 ), Aluminum selenide (Al 2 Se 3 ), Gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), Gallium selenide (Ga 2 Se 3 ), Gallium telluride (Ga 2 Te 3 ), Indium oxide ( In 2 O 3), indium sulfide (In 2 S 3), indium selenide (In 2 e 3), compounds of tellurium indium (In 2 Te 3) periodic table group 13 elements and the periodic table group 16 elements such as zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe) Zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide (CdO), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), mercury sulfide (HgS), mercury selenide (HgSe), mercury telluride (HgTe) and other compounds of the periodic table group 12 element and periodic table group 16 element (or II-VI group compound semiconductor), arsenic sulfide (III) (As 2 S 3 ), arsenic selenide (III) ( As2Se3), telluride arsenic (III) (As2Te3), antimony sulfide (III) (Sb 2 S 3 ), selenium antimony (III) (Sb 2 Se 3 ), Lulu antimony (III) (Sb 2 Te 3 ), bismuth sulfide (III) (Bi 2 S 3 ), bismuth selenide (III) (Bi 2 Se 3 ), bismuth telluride (III) (Bi 2 Te 3 ) Periodic table group 11 element and periodic table group 16 element compound, copper oxide (I) (Cu 2 O), selenide copper (I) (Cu 2 Se), etc. Compounds with Group 16 elements, copper chloride (I) (CuCl), copper bromide (I) (CuBr), copper iodide (I) (CuI), silver chloride (AgCl), silver bromide (AgBr) A compound of a periodic table group 11 element and a periodic table group 17 element such as nickel oxide (II) (NiO), a periodic table group 10 element and a periodic table group 16 element, cobalt oxide (II ) (CoO), cobalt sulfide (II) (CoS), etc. A compound of an element and a group 16 element of the periodic table, a compound of a group 8 element of the periodic table and a group 16 element of the periodic table, such as triiron tetrachloride (Fe 3 O 4 ), iron (II) sulfide (FeS), Periodic table such as manganese (II) (MnO) and other periodic table group 7 elements and periodic table group 16 elements, molybdenum sulfide (IV) (MoS2), tungsten oxide (IV) (Wo 2 ), etc. Periodic table 5 such as compounds of Group 6 elements and Group 16 elements, vanadium oxide (II) (VO), vanadium oxide (IV) (VO 2 ), tantalum oxide (V) (Ta 2 O 5 ), etc. Compounds of group elements and group 16 elements of the periodic table, Group 4 elements of the periodic table and group 16 elements of the periodic table such as titanium oxide (TiO 2 , Ti 2 O 5 , Ti 2 O 3 , Ti 5 O 9 etc.) Compounds, magnesium sulfide (MgS), magnesium selenide (MgSe), etc. Periodic table The compounds of the second group elements and Periodic Table Group 16 element, cadmium oxide (II) chromium (III) (CdCr2O4), cadmium selenide (II) chromium (III) (CdCr 2 Se 4 ), copper sulfide ( II) Chalcogen spinels such as chromium (III) (CuCr 2 S 4 ), mercury selenide (II) chromium (III) (HgCr 2 Se 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and the like. In addition, G. Schmid et al .; Adv. Mater. , Vol. 4, p. 494 (1991), a semiconductor cluster having a fixed structure such as Cu 146 Se 73 (triethylphosphine) 22 reported in the same manner is also exemplified.

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)
Further, the average particle diameter di of the fine particles is within the range represented by the following formula (1), and preferably within the range represented by the following formula (2). If the average particle diameter di of the fine particles is less than 1 nm, it is difficult to disperse the particles, so that desired performance may not be obtained. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 30 nm, the resulting thermoplastic material composition may become turbid, resulting in a decrease in transparency and a light transmittance of less than 70%. Furthermore, if the average particle diameter exceeds 100 nm, the light transmittance may further decrease. Here, the average particle diameter means a diameter when converted to a sphere having the same volume as the particle.
1 nm ≦ di ≦ 100 nm (1)
1nm ≦ di ≦ 30nm (2)

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。   The shape of the fine particles used in the present invention is not particularly limited, but spherical particles are preferably used. Further, the particle size distribution is not particularly limited, but in order to achieve the effect of the present invention more efficiently, a particle having a relatively narrow distribution is preferably used rather than a particle having a wide distribution. Used.

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。   As these fine particles, one type of fine particles may be used, or a plurality of types of fine particles may be used in combination.

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。   The amount of the fine particles added to the base material resin can be appropriately adjusted in view of the required performance, and is not particularly limited, but the amount of the fine particles added is 5% by weight or more and 80% by weight based on the total weight. The following is preferable.

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。   In the present invention, an optical element can be obtained by injection molding after adding nano-level fine particles to a matrix resin. However, if the amount of fine particles added is less than 5%, performance improvement (athermal Improvement) may not be sufficiently obtained.

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。   On the other hand, when the addition amount exceeds 80%, the moldability may be deteriorated or the weight as an optical element may be increased, and the performance as a resin material (molding material) may be deteriorated. Furthermore, problems such as “burning” may occur around the particles during molding.

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。 Further, although the athermal effect varies depending on the value of dn / dt possessed by the fine particles, the effect of improving the athermal property can be obtained by adding 5% by weight or more of fine particles. When using fine particles such as PLZT or LiNbO 3, the addition of 5% by weight or more can reduce the dn / dt of the resin by about 10% or more, so that it is necessary to correct the aberration change due to the temperature change. Sex is reduced. For this reason, the freedom degree of optical design can be increased.

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。   On the other hand, the increase in specific gravity can be suppressed by making the addition amount of fine particles 80% by weight or less. In particular, when the optical element is the light source side lens OBJ1 constituting the objective lens OBJ, an increase in power consumption of the driving member (actuator) AC due to an increase in weight can be suppressed, and generation of a high temperature due to an increase in power consumption can be suppressed. it can.

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。 In addition, it is also possible to reverse dn / dt of resin by adjusting the addition amount of a fine particle. That is, it is possible to make the refractive index increase as the temperature of the optical element increases. For example, when fine particles made of LiNbO 3 are dispersed in the base resin, the sign of dn / dt of the base resin can be reversed by setting the addition amount of the fine particles to 40% by weight or more. Since the optical element having such a configuration is excessively corrected with respect to the temperature change, it is possible to cancel the refractive index change due to the temperature change by combining with an optical element made of a normal resin. In this way, by overcorrecting some of the optical elements, it is possible to cancel the refractive index change due to temperature change in the entire system without athermalizing all the optical elements in the optical system.

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。   The method for producing such fine particles is not particularly limited, and any known method can be used. For example, desired fine particles can be obtained by using a metal halide or alkoxy metal as a raw material and hydrolyzing in a reaction system containing water. At this time, a method of using an organic acid, an organic amine, or the like in combination is also used for stabilizing the particles.

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。   More specifically, for example, in the case of titanium dioxide particles, a known method described in Journal of Chemical Engineering of Japan Vol. 1, No. 1, pages 21-28 (1998) can be used. In the case of zinc, a known method described in Journal of Physical Chemistry, Vol. 100, pages 468-471 (1996) can be used.

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。   According to these methods, for example, titanium oxide having an average particle diameter of 5 nm can be easily obtained by using titanium tetraisopropoxide or titanium tetrachloride as a raw material and coexisting appropriate additives when hydrolyzed in an appropriate solvent. Can be manufactured. Zinc sulfide having an average particle diameter of 40 nm can be produced by adding a surface modifier when dimethylzinc or zinc chloride is used as a raw material and sulfurized with hydrogen sulfide or sodium sulfide.

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。   In addition, it is preferable that surface modification is given to said fine particle. The method for surface modification is not particularly limited, and any known method can be used. For example, a method of modifying the surface of fine particles by hydrolysis under conditions where water is present can be mentioned. In this method, a catalyst such as acid or alkali is preferably used, and it is generally considered that a hydroxyl group on the particle surface and a hydroxyl group generated by hydrolysis of the surface modifier dehydrate to form a bond.

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。   Preferred surface modifiers used in the present invention include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane. , Methyltriphenoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, 3-methylphenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, trimethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, Examples include triphenylmethoxysilane and triphenylphenoxysilane. These compounds have different characteristics such as reaction rate, and compounds suitable for surface modification conditions can be used. Further, only one type may be used or a plurality of types may be used in combination.

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。   It is also possible to achieve affinity with the base material resin by selecting a compound used for surface modification. The ratio of the surface modification is not particularly limited, but the ratio of the surface modifier is preferably 10 to 99% by weight, and preferably 30 to 98% by weight with respect to the fine particles after the surface modification. More preferred.

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。   An antireflection film (not shown) is provided on at least one optical surface of the light source side lens OBJ1. This antireflection film is formed by alternately stacking silicon oxide layers and zirconium oxide layers from the inner side toward the outer side, and has a seven-layer structure in this embodiment. The light source side lens OBJ2 provided with the antireflection film preferably exhibits the optical characteristics shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). This antireflection film is preferably formed after surface treatment such as surface modification with UV light is applied to the optical surface of the light source side lens OBJ1. Thereby, even when the adhesion and adhesion of the antireflection film are low due to fluorine atoms in the base material resin, it is possible to form an antireflection film that is difficult to peel off.

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。   Next, the configuration of the beam shaper BE, the collimating lenses COL1 and COL2, and the sensor lenses SEN1 and SEN2 will be described in detail.

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。   The beam shaper BE, the collimating lenses COL1 and COL2, and the sensor lenses SEN1 and SEN2 are optical elements according to the present invention. Here, the beam shaper BE has a function of converting the intensity distribution of the light beam from the semiconductor laser oscillator LD1 into a circular shape in a plane perpendicular to the optical axis. The collimator lens COL1 has a function of converting divergent light emitted from the semiconductor laser oscillator LD1 into parallel light. The collimating lens COL2 has a function of converting divergent light emitted from the semiconductor laser oscillators LD2 and LD2 into parallel light. The sensor lens SEN1 has a function of condensing the reflected light from the BD 10 on the photodetector PD1. The sensor lens SEN2 has a function of condensing the reflected light from the DVD 20 and CD 30 onto the photodetector PD2. The refractive index of these optical elements is 1.33.

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。   The beam shaper BE, the collimating lenses COL1 and COL2, and the sensor lenses SEN1 and SEN2 are formed by injection molding the same mixed material as that of the light source side lens OBJ1.

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。   According to the above optical element according to the present invention, that is, the light source side lens OBJ1, the beam shaper BE, the collimator lenses COL1, COL2, or the sensor lenses SEN1, SEN2, the radicals in the optical element are formed by C—F bonds in the base resin. Since the reaction can be suppressed, deformation due to absorption of light energy can be suppressed, that is, light resistance can be improved. In addition, since it functions as the light source side lens OBJ1, beam shaper BE, collimating lenses COL1, COL2 or sensor lenses SEN1, SEN2, the curvature of the optical surface is compared with the case of functioning as a single objective lens for performing condensing. Since it is not necessary to reduce the radius, the manufacturing is facilitated. Therefore, deformation due to absorption of light energy can be suppressed without increasing the manufacturing cost.

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。   In addition, since the glass transition point of the optical element can be increased by fluorine atoms in the C—F bond, deformation of the optical element due to temperature fluctuation can be suppressed.

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。   Further, since the Abbe number of the optical element can be increased by the base material resin, even when the wavelength of the incident light beam is instantaneously changed by the mode hopping of the semiconductor laser oscillators LD1, LD2, LD3, the amount of axial chromatic aberration generated Can be suppressed.

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。   Furthermore, since the amount of change in the refractive index of the objective lens OBJ can be reduced by the second fine particles, the change in spherical aberration due to the change in refractive index can be suppressed.

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。   In the above embodiment, the optical element according to the present invention has been described as the light source side lens OBJ1, the beam shaper BE, the collimator lenses COL1, COL2, and the sensor lenses SEN1, SEN2, but the coupling lens CU shown in FIG. And so on. Here, the coupling lens CU includes a collimator lens COL1 and a two-dimensional actuator AC2, and converts the divergence angle of the light beam from the semiconductor laser oscillator LD1 by driving the two-dimensional actuator AC2.

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。   Moreover, although it demonstrated as a diffraction structure being provided in the optical surface of light source side lens OBJ1, it is good also as an optical path difference providing structure being provided. As shown in FIG. 9, the optical path difference providing structure includes a plurality of annular zones 105 in which the direction of the step 104 is changed in the middle of the effective diameter, and the cross-sectional shape including the optical axis is a step shape. This optical path difference providing structure may be a diffractive structure. Here, FIG. 9 schematically shows a case where each phase structure is formed on a plane, but each phase structure may be formed on a spherical surface or an aspherical surface.

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。   Further, although the optical pickup apparatus PU has been described as performing recording / reproduction of information using the optical information recording medium of the BD 10, DVD 20 and CD 30, it is also possible to perform recording / reproduction using only one of them. . Here, when the optical pickup device PU records / reproduces information using only the BD 10, the antireflection films provided on the optical surface of the light source side lens OBJ1 are alternately stacked from the inside toward the outside. It is preferable that the silicon oxide layer and the zirconium oxide layer have a total of three layers. Furthermore, it is preferable that the light source side lens OBJ1 when the antireflection film is provided exhibits the optical characteristics shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).

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。   In addition, as an optical information recording medium, the BD 10 having a protective layer thickness of 0.1 mm has been described, but an HD DVD having a protective layer thickness of about 0.6 mm may be used. An optical information recording medium having a thickness of several to several tens of nm, or an optical information recording medium without a protective layer may be used.

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。
Next, examples of the optical element shown in the above embodiment will be described.
In Example 1, as an example, a collimate lens having “Teflon AF” (registered trademark) manufactured by DuPont as a base resin and zinc sulfide as fine particles was injection molded. The content of zinc sulfide was 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin. The refractive index of zinc sulfide was 2.37 and the average particle size was 40 nm.
As a comparative example, a collimate lens using a cycloolefin copolymer as a base resin was injection molded.

表2に、これらコリメートレンズのレンズデータを示す。

Figure 2006040352
Table 2 shows lens data of these collimating lenses.
Figure 2006040352

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。   This collimating lens has a focal length f of 20.0 mm and a numerical aperture NA of 0.13 at a wavelength of 407 nm.

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。

Figure 2006040352
The optical surface on the light source side of the collimating lens, that is, the “first surface” in the table, and the optical surface on the optical information recording medium side, ie, the “second surface” in the table, are non-axisymmetric about the optical axis. Specifically, it is formed in a spherical shape, and specifically, has a shape defined by a mathematical formula in which the coefficients in Table 2 are substituted into the following formula.
Figure 2006040352

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。 Here, x is an axis in the optical axis direction (the light traveling direction is positive), κ is a conic coefficient, and A 2i is an aspheric coefficient.

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。   Spectral transmittance was measured for the collimating lenses of these examples and comparative examples. Specifically, the measurement was performed within a wavelength range of 400 to 850 nm using a “Hitachi autograph spectrophotometer” manufactured by Hitachi, Ltd. as a visible ultraviolet spectrophotometer. The measurement results are shown in Table 3 below. In Table 3, only the spectral transmittance with respect to the wavelength of 405 nm is shown.

Figure 2006040352
Figure 2006040352

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。   As shown in this table, in the collimating lens of the example, the spectral transmittance with respect to the laser beam having a wavelength of 405 nm was 90% or higher, which was higher than that of the collimating lens of the comparative example.

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。 Moreover, the light resistance test | inspection was performed with respect to these collimating lenses. Specifically, an appearance inspection was performed after irradiating a laser beam having a wavelength of 405 nm with a peak intensity of 120 mW / mm 2 for 700 hours in a constant temperature bath at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 5%. The inspection results are shown in Table 3 above.

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。   As shown in this table, yellowing was confirmed throughout the collimating lens of the comparative example, indicating that the light resistance was poor. On the other hand, no change was observed in the collimating lens of the example, indicating that the light resistance was excellent.

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。   Moreover, the weather resistance test | inspection was performed with respect to these collimating lenses. Specifically, a xenon long life weather meter “WEL-6X-HC-EC” manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used as a weather resistance tester, and an appearance inspection was performed after 30 days at room temperature. The inspection results are shown in Table 3 above.

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。   As shown in this table, the collimating lens of the comparative example was confirmed to have white turbidity and surface deterioration, indicating poor weather resistance. On the other hand, no change was seen in the collimating lens of the example, indicating that the weather resistance was excellent.

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Nb25の分散液を得た。得られたNb25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。
Next, examples of the fine particles shown in the above embodiment will be described.
<Preparation of fine particle dispersion (1)>
Under a nitrogen atmosphere, a solution was prepared by adding 2.5 g of pentaethoxyniobium to 32.31 g of 2-methoxyethanol. To this solution, a mixed solution of 0.35 g of water and 34.45 g of 2-methoxyethanol was added dropwise with stirring. After stirring at room temperature for 16 hours, the solution was concentrated to an oxide concentration of 5% by weight to obtain a dispersion of Nb 2 O 5 as fine particles. When the particle size distribution of the obtained Nb 2 O 5 dispersion was measured by a dynamic confusion method, the average particle size was 6 nm.

<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。
<Preparation of fine particle dispersion (2)>
A solution in which 2.0 g of pentaethoxyniobium was added to 16.59 g of 2-methoxyethanol under a nitrogen atmosphere was prepared. To this solution, a mixed solution of 0.26 g of lithium hydroxide-hydrate and 18.32 g of 2-methoxyethanol was added dropwise with stirring. After stirring at room temperature for 16 hours, the mixture was concentrated to an oxide concentration of 5% by weight to obtain a dispersion liquid of LiNbO 3 as fine particles. When the particle size distribution of the obtained LiNbO 3 dispersion was measured by a dynamic confusion method, the average particle size was 5 nm.
To 100 g of this dispersion, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added, and a mixture of 100 g of methanol and 6 g of cyclopentyltrimethoxysilane was further added over 60 minutes while stirring at 50 ° C., followed by stirring for 2 hours. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle size of about 6 nm.

光ピックアップ装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of an optical pick-up apparatus. 対物レンズユニットを示す図である。It is a figure which shows an objective lens unit. 光源側レンズの光学面を示す図である。It is a figure which shows the optical surface of a light source side lens. 位相構造を示す図である。It is a figure which shows a phase structure. 位相構造を示す図である。It is a figure which shows a phase structure. 位相構造を示す図である。It is a figure which shows a phase structure. 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。It is a figure which shows the optical characteristic of the light source side lens which provided the antireflection film, (a) is a reflectance, (b) is a figure which shows the transmittance | permeability. 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。It is a top view which shows schematic structure in other embodiment of an optical pick-up apparatus. 位相構造を示す図である。It is a figure which shows a phase structure. 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。It is a figure which shows the optical characteristic of the light source side lens which provided the antireflection film, (a) is a reflectance, (b) is a figure which shows the transmittance | permeability. 射出流路幅を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the injection flow path width.

符号の説明Explanation of symbols

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)
LD1, LD2, LD3 Semiconductor laser oscillator (light source)
BE beam shaper (optical element)
COL1, COL2 Collimating lens (optical element)
CU coupling lens (optical element)
DOE diffractive structure OBJ2 disk side lens (optical element)
PU optical pickup device SEN1, SEN2 Sensor lens (optical element)

Claims (14)

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。
In an optical element provided on an optical path of an optical pickup device that records and / or reproduces information using a light beam emitted from a light source,
Containing at least a base resin containing a C—F bond in a unit molecule;
An optical element that functions as a beam shaper, a collimating lens, a coupling lens, or a sensor lens.
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。
In an optical element provided on an optical path of an optical pickup device that records and / or reproduces information using a light beam emitted from a light source,
Containing at least a base resin containing a C—F bond in a unit molecule;
An optical element that functions as a lens other than the lens positioned closest to the optical information recording medium among a plurality of lenses constituting the objective lens unit.
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。
The optical element according to claim 2, wherein
An optical element having a numerical aperture on the image plane side of the objective lens unit of 0.73 to 0.87.
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。
In the optical element as described in any one of Claims 1-3,
The base material resin includes a C—F bond in a main chain portion.
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。
In the optical element as described in any one of Claims 1-3,
The base material resin includes a 2n + 1 member ring (n is an integer of 1 or more) in a unit molecule,
An optical element comprising a C—F bond in the annular portion.
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。
In the optical element as described in any one of Claims 1-5,
An optical element comprising fine particles having a temperature dependence dn / dt of refractive index opposite to that of the base resin.
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。
The optical element according to claim 6.
The optical element, wherein the fine particles are inorganic fine particles.
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。
The optical element according to claim 6 or 7,
The optical element, wherein the fine particles have an average particle diameter in the range of 1 to 100 nm.
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。
The optical element according to claim 8.
The optical element, wherein the average particle diameter of the fine particles is in the range of 1 to 30 nm.
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。
In the optical element according to any one of claims 1 to 9,
In the optical pickup device, the optical element is disposed on an optical path of a light beam having a wavelength of at least 200 to 420 nm.
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。
In the optical element according to any one of claims 1 to 10,
An optical element arranged in an optical path of a light beam having a plurality of wavelengths in the optical pickup device.
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。
In the optical element according to any one of claims 1 to 11,
An optical element, wherein at least one optical surface is provided with a fine structure.
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。
The optical element according to claim 12, wherein
The optical element, wherein the phase structure is a diffractive structure.
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。
An optical element according to any one of claims 1 to 13,
An optical pickup device comprising: a light source that emits a light beam and passes the light through the optical element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008234702A (en) * 2007-03-16 2008-10-02 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup device and objective lens

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