專利名稱：衍射光學(xué)元件及使用該衍射光學(xué)元件的光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于例如安裝在光信息記錄裝置或磁光記錄裝置等光盤裝置上的光拾取裝置(optical pickup apparatus)。
背景技術(shù)：
迄今為止已知共用不同的記錄介質(zhì)，能夠進行分別記錄或者再生(reproduction)的光拾取裝置。例如有使用一個光拾取裝置進行記錄或者再生DVD和CD。為了共用不同的記錄介質(zhì)，有在光拾取裝置中使用不同波長的光，使對應(yīng)于各自的波長的記錄介質(zhì)進行記錄、再生的方法。
另外，近年來，作為不同的記錄介質(zhì)，要求使用藍色半導(dǎo)體激光的下一代DVD以及和現(xiàn)有DVD、進而和CD有互換性的光拾取裝置。像這樣，作為共用3種不同的記錄介質(zhì)，各自使用一個光拾取裝置進行記錄或者再生的技術(shù)，例如關(guān)于使用一個衍射面，利用波長λ1的光的下一代DVD、利用波長λ2的光的現(xiàn)有DVD和利用波長λ3的光的CD，提出了要有互換性(例如參照日本特開2003-67972號公報)。
具體地說，波長λ1的光在上述衍射面不發(fā)生衍射，波長λ2的光和波長λ3的光發(fā)生衍射。于是，對斷面設(shè)計成階梯狀的衍射光柵的1個階梯的高度的相位差，對于下一代DVD是1λ，對于現(xiàn)有DVD是0.625λ，對于CD是0.52λ。其中，用λ總稱各自記錄介質(zhì)中使用的光的波長。另外，衍射效率分別成為100％、61％和44％。
但是，如上述日本特開2003-67972號公報中記載的結(jié)構(gòu)中，存在現(xiàn)有DVD中的衍射效率低到61％的問題。特別在下一代DVD和現(xiàn)有DVD中，要求記錄再生速度的高速化，如果衍射效率低，就存在對其高速化帶來障礙的問題。
另外，在一個衍射面上波長λ2的光和波長λ3的光共同受到衍射作用，因而這些光不能各自獨立地進行像差校正。因此，波長像差的設(shè)計值存在變大的問題，波長λ2的光為0.047λrms、波長λ3的光為0.021λrms。一般說來，對于光拾取裝置的光學(xué)成像特性來說，要求Marechal的臨界值小于或等于0.07λrms的波陣面精度，但這包含視角誤差或制造誤差而且必須達到，因此作為設(shè)計值需要規(guī)定為小于或等于0.02λ。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于如上問題，本發(fā)明的目的在于提供以簡單的結(jié)構(gòu)，使共用包括下一代的3種不同的記錄介質(zhì)成為可能，而且衍射效率高、也易于制造的衍射光學(xué)元件及使用該衍射光學(xué)元件的光拾取裝置。
為了達到上述的目的，本發(fā)明為具有以下所示特征的衍射光學(xué)元件及使用該衍射光學(xué)元件的光拾取裝置。具體地說是一種光拾取裝置，該光拾取裝置具備衍射光學(xué)元件和特鏡，所述物鏡為使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束在各自的第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡，其中，上述衍射光學(xué)元件具有使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束不發(fā)生衍射、使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束不發(fā)生衍射、使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，在上述第1和第2衍射面中，分別滿足以下的條件式，Λ/λ≥8其中，Λ在用衍射面的相鄰階梯連接最接近的波陣面時，以產(chǎn)生1個波長的相位差的寬度作為1間距時的最小間距，λ被衍射光的波長。
或者是一種光拾取裝置，該光拾取裝置具備衍射光學(xué)元件和物鏡，所述物鏡為使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束在各自的第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡，其中，上述衍射光學(xué)元件具有使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束不發(fā)生衍射、使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束不發(fā)生衍射、使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，上述衍射光學(xué)元件是單一的元件，在光束的入射側(cè)和出射側(cè)的一側(cè)上形成上述第1衍射面，在另一側(cè)上形成第2衍射面。
或者是一種光拾取裝置，該光拾取裝置具備衍射光學(xué)元件和物鏡，所述物鏡為使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束在各自的第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡，其中，上述衍射光學(xué)元件具有使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束不發(fā)生衍射、使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束不發(fā)生衍射、使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，上述衍射光學(xué)元件滿足以下的條件式，20≤vd≤28其中，vd衍射光學(xué)元件的阿貝數(shù)。
另外，上述波長按由短到長的順序是λ1、λ2、λ3，由分別配設(shè)在上述第1衍射面和上述第2衍射面上的、斷面是階梯狀的光柵部的1個階梯高度產(chǎn)生的光程差都是λ1的整數(shù)倍。另外，上述第1波長λ1的光束、上述第2波長λ2的光束和上述第3波長λ3的光束都以平行光入射到上述衍射光學(xué)元件上。另外，上述第2波長λ2的光束在上述第1衍射面發(fā)生衍射，從平行光變成發(fā)散光，上述第3波長λ3的光束在上述第2衍射面發(fā)生衍射，從平行光變成發(fā)散光。另外，保持上述衍射光學(xué)元件和上述物鏡的相對位置關(guān)系要不發(fā)生變化。
另外，上述衍射光學(xué)元件的材料是光學(xué)樹脂。另外，上述光學(xué)樹脂是紫外線固化樹脂。


圖1是示意地表示本發(fā)明的一種實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示意地表示衍射光學(xué)元件和物鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3A、圖3B是表示衍射光學(xué)元件的斷面形狀的圖。
圖4A、圖4B、圖4C是說明衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是實施例1的結(jié)構(gòu)圖。
圖6A、圖6B、圖6C是實施例1的波陣面像差圖。
圖7是示意地表示本發(fā)明其他實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是示意地表示衍射光學(xué)元件和物鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9是實施例7的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是實施例8的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是示意地表示本發(fā)明的另一個實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是示意地表示衍射光學(xué)元件和物鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。在本說明書中，將使用藍色半導(dǎo)體激光或藍色SHG激光等藍色激光光源作為信息記錄/再生用光源的光盤(也稱為記錄介質(zhì))總稱為“下一代DVD”。
在下一代DVD中，除了利用數(shù)值孔徑NA是0.85的物鏡進行信息的記錄/再生，保護層的厚度是0.1mm左右規(guī)格的光盤(例如，BD藍光盤(blue ray disk))以外，還包括利用NA是0.65～0.67的物鏡進行信息的記錄/再生，保護層的厚度是0.6mm左右規(guī)格的光盤(例如，HD、DVD)。
另外，除了在其信息記錄面上具有這種保護層的光盤以外，還包括在信息記錄面上具有數(shù)nm～數(shù)十nm左右厚度的保護膜的光盤或保護層或者保護膜的厚度是0的光盤。另外，也包括使用藍色激光光源作為信息的記錄/再生用光源的磁光盤。
另外，在本說明書中，所謂DCD是DVD-ROM、DVD-視頻、DVD-音頻、DCD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等DVD系列光盤的總稱，所謂CD是CD-ROM、CD-音頻、CD-視頻、CD-R、CD-RW等CD系列光盤的總稱。記錄密度是下一代DVD最高，其次的DVD、CD依次降低。
圖1是示意地表示本發(fā)明一種實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，配置在圖中下部的11是第1半導(dǎo)體激光器組件，在有底箱狀的框體底部中央配設(shè)第1半導(dǎo)體激光器11a，并在其兩側(cè)配設(shè)第1光檢測器11b。另外，在組件的表面蓋狀地配置第1全息圖(hologram)11c。第1半導(dǎo)體激光器11a向圖中的上方射出λ1＝405nm的波長的光束21a(以實線表示)。
另外，配置在第1半導(dǎo)體激光器組件11的右上方的12是第2半導(dǎo)體激光器組件，在有底箱狀的框體底部中央配設(shè)第2半導(dǎo)體激光器12a，并在其兩側(cè)配設(shè)第2光檢測器12b。另外，在組件的表面蓋狀地配置第2全息圖12c。第2半導(dǎo)體激光器12a向圖中的左方射出λ2＝650nm的波長的光束21b(以虛線表示)。
另外，配置在第2半導(dǎo)體激光器組件12的右上方的13是第3半導(dǎo)體激光器組件，在有底箱狀的框體底部中央配設(shè)第3半導(dǎo)體激光器13a，并在其兩側(cè)配設(shè)第3光檢測器13b。另外，在組件的表面蓋狀地配置第3全息圖13c，第3半導(dǎo)體激光器13a向圖中的左方射出λ3＝780nm的波長的光束21c(以點劃線表示)。另外，在本實施方式中，使激光器、檢測器和全息圖組件化，但不限于此，也可以形成將各部件分開各自配置的結(jié)構(gòu)。
從第1半導(dǎo)體激光器11a射出的光束21a和從第2半導(dǎo)體激光器12a射出的光束21b被配置在該兩個光束的光路交叉位置的大致呈立方體狀的光束分離器(beam splitter)14合成，從而具有共同的光路，并具有向記錄介質(zhì)延伸的共同光軸X。并且，從第3半導(dǎo)體激光器12a射出的光束21b被配置在其光路與上述光束21a、21b的光路交叉位置的大致呈立方體狀的光束分離器15合成，從而該三光束具有共同的光路，并共同具有上述光軸X。
接著，用配置在上方的準(zhǔn)直透鏡16使各光束變成平行光，再利用配置在上方的圓板狀的衍射光學(xué)元件17和物鏡18進行會聚。物鏡18主要在圖中的下方(與記錄介質(zhì)相反的一側(cè))呈凸?fàn)?。另外，光束分離器14、15是利用波長選擇性的干涉膜將光束分離、合成的光學(xué)元件。
從第1半導(dǎo)體激光器11a射出的波長λ1的光束21a在第1記錄介質(zhì)19a中與入射面相反一側(cè)的面進行成像。從第2半導(dǎo)體激光器12a射出的波長λ2的光束21b在第2記錄介質(zhì)19b中與入射面相反一側(cè)的面進行成像。從第3半導(dǎo)體激光器13a射出的波長λ3的光束21c在第3記錄介質(zhì)19c中與入射面相反一側(cè)的面進行成像。
其中，第1記錄介質(zhì)19a是下一代DVD，從表面至記錄面(保護層)的厚度是0.1mm。第2記錄介質(zhì)19b是現(xiàn)有DVD，從表面至記錄面的厚度是0.6mm。第3記錄介質(zhì)19c是CD，從表面至記錄面的厚度是1.2mm。在圖1中僅示出各記錄介質(zhì)的上述厚度。另外，為了圖示的方便，記錄介質(zhì)19a、19b和19c一起描述，但是不用說，實際上分別使用。
由第1記錄介質(zhì)19a反射的波長λ1的光束21a沿著相反的光路返回第1半導(dǎo)體激光器組件11，在第1全息圖11c光路發(fā)生彎曲，入射到第1檢測器11b中，在此檢測光信號。另外，由第2記錄介質(zhì)19b反射的波長λ2的光束21b沿著相反的光路返回第2半導(dǎo)體激光器組件12，在第2全息圖12c光程發(fā)生彎曲，入射到第2檢測器12b中，在此檢測光信號。另外，由第3記錄介質(zhì)19c反射的波長λ3的光束21c沿著相反的光路返回第3半導(dǎo)體激光器組件13，在第3全息圖13c光程發(fā)生彎曲，入射到第3檢測器13b中，在此檢測光信號。
衍射光學(xué)元件17是單一的元件，在入射側(cè)具有第1衍射面17a，在出射側(cè)具有第2衍射面17b。在第1衍射面17a上波長λ1的光束21a和波長λ3的光束21c不發(fā)生衍射而一直前進，波長λ2的光束21b發(fā)生衍射。在第2衍射面17b上波長λ1的光束21a和波長λ2的光束21b不發(fā)生衍射而一直前進，波長λ3的光束21c發(fā)生衍射。
設(shè)計物鏡18，以使波長λ1的光束21a以平行光入射時，在厚度0.1mm的第1記錄介質(zhì)19a上成像。波長λ1的光束在衍射光學(xué)元件17上不發(fā)生衍射而一直前進，波陣面不受影響，因此通過物鏡18在第1記錄介質(zhì)19a良好地成像。另一方面，波長λ2的光束21b在厚度0.6mm的第2記錄介質(zhì)19b上成像，但存在由于記錄介質(zhì)的厚度差和波長差而產(chǎn)生的球面像差的問題。
因此，光束21b在衍射光學(xué)元件17的第1衍射面17a發(fā)生衍射，因而產(chǎn)生球面像差，而且使被衍射的光成為發(fā)散光，該發(fā)散光入射到物鏡18上，也產(chǎn)生球面像差。于是，利用這些球面像差來消除由于記錄介質(zhì)的厚度差和波長差產(chǎn)生的球面像差。
同樣地，波長λ3的光束21c在厚度1.2mm的第3記錄介質(zhì)19c上成像，但存在由于記錄介質(zhì)的厚度差和波長差而產(chǎn)生的球面像差的問題。因此，光束21c在衍射光學(xué)元件17的第2衍射面17b上發(fā)散衍射，因而產(chǎn)生球面像差，而且使被衍射的光成為發(fā)散光，該發(fā)散光入射到物鏡18上，也產(chǎn)生球面像差。于是，利用這些球面像差來消除由于記錄介質(zhì)的厚度差和波長差產(chǎn)生的球面像差。
另外，如上所述，設(shè)計物鏡18，以使波長λ1的光束21a以平行光入射時，在厚度0.1mm的第1記錄介質(zhì)19a上成像，但物鏡18和第1記錄介質(zhì)19a的間隔，即物鏡18的工作距離變短。因此，在波長λ2、λ3的情況下，如果仍使光束以平行光入射到物鏡18中，第2記錄介質(zhì)19b和第3記錄介質(zhì)19c的厚度就分別達到0.6mm、1.2mm，存在不能確保工作距離的問題。因此，在本實施方式中，在衍射面使波長λ2、λ3的光變成發(fā)散光，通過使物鏡18的后焦距增長，就能確保工作距離。
圖2是示意地表示本實施方式中的衍射光學(xué)元件和物鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。如該圖所示，衍射光學(xué)元件17和物鏡18，通過鏡筒20在同一軸上形成一體。具體地說，在圓筒狀的鏡筒20的一端嵌合固定衍射光學(xué)元件17，在另一端嵌合固定物鏡18，它們沿光軸X在同一軸上形成一體的結(jié)構(gòu)。物鏡18具有主要在鏡筒20的內(nèi)側(cè)呈凸?fàn)畹耐哥R面18a。
在光盤的記錄再生時，物鏡18通過跟蹤控制，在垂直于光軸的方向在±0.5mm左右的范圍內(nèi)發(fā)生移動?？墒?，在使用波長λ2的光束21b或波長λ3的光束21c時，通過衍射光學(xué)元件17被衍射，衍射光學(xué)元件17不移動而僅物鏡18移動時，就產(chǎn)生像差，聚焦光斑(結(jié)像スポツト)擴大。
因此，如圖2所示，使衍射光學(xué)元件17和物鏡18形成一體，通過在跟蹤控制時以整體進行移動，形成得到良好的聚焦光斑的結(jié)構(gòu)。另外，不使用鏡筒20，例如在衍射光學(xué)元件17或者物鏡18的至少一方設(shè)置凸緣，通過該凸緣也可以直接形成一體的結(jié)構(gòu)?？傊?，只要衍射光學(xué)元件和物鏡的相對位置關(guān)系保持不發(fā)生變化即可。
物鏡18的數(shù)值孔徑，對于使用波長λ1的光的下一代DVD是0.85，對于使用波長λ2的光的現(xiàn)有DVD是0.6，對于使用波長λ3的光CD是0.45。另外，如圖2所示，透過衍射光學(xué)元件17的光束的直徑，從大到小依次為波長λ1的光束21a、波長λ2的光束21b、波長λ3的光束21c。
另外，在第1衍射面17a上，在光束21b透射的范圍內(nèi)，以同心圓狀配設(shè)截面為階梯狀的光柵部17c。在第2衍射面17b上，在光束21c透射的范圍內(nèi)，以同心圓狀配設(shè)截面為階梯狀的光柵部17d。光柵部17c是4個階梯重復(fù)的階梯狀結(jié)構(gòu)，光柵部17d是1個階梯重復(fù)的階梯狀結(jié)構(gòu)。另外，第1衍射面和第2衍射面的配置也可以反過來。
波長λ1的光束21a、波長λ2的光束21b、和波長λ3的光束21c都是以平行光入射到衍射光學(xué)元件17。也就是說，不是發(fā)散光或會聚光，而是平行光入射，因此在光盤的記錄再生時，通過跟蹤控制，衍射光學(xué)元件7和物鏡18成為一體而發(fā)生偏心時，會有不發(fā)生彗形像差的優(yōu)點。
在本實施方式中，在第1衍射面17a，3個波長中僅λ2的光被衍射，因而僅波長λ2的光的像差能夠獨立地進行校正。在第2衍射面17b，3個波長中僅λ3的光被衍射，因而僅波長λ3的光的像差能夠獨立地進行校正。因此，在上述3個記錄介質(zhì)的任一個中，成像特性都變得極好。
圖3A、圖3B是表示衍射光學(xué)元件的斷面形狀的圖。本實施方式的衍射光學(xué)元件，如上所述，斷面為按同心圓狀配設(shè)階梯形狀的光柵部的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，對于配置在衍射光學(xué)元件17的表面、斷面為階梯形狀的光柵部17c(或者17d)來說，有如圖3A、圖3B的二種例子。
圖3A中，相鄰水準(zhǔn)面(level surface)的高度差總為1個階梯，將這稱為連續(xù)型。圖3B，每規(guī)定數(shù)量的(在圖中為每5個)17ca所示的水準(zhǔn)面，以與該水準(zhǔn)面數(shù)量相對應(yīng)的階梯數(shù)(在圖中是4個)移位，其中每一個水準(zhǔn)面與下一個水準(zhǔn)面的高度差都為1個階梯，因此該形狀稱為鋸齒型。在圖2中，例示出采用該鋸齒型的情況。
連續(xù)型和鋸齒型中，在對于波長變化的特性方面有各自的長處和短處。波長變化因半導(dǎo)體激光器的個體偏差或溫度變化而產(chǎn)生。有波長變化時，在連續(xù)型中雖然每1個階梯產(chǎn)生少許波陣面的偏移，但由于波陣面平滑連續(xù)，因此衍射效率不降低，但產(chǎn)生由波陣面的偏移導(dǎo)致的像差。另一方面，在鋸齒型中，雖然在每1個階梯上產(chǎn)生波陣面的偏移，但這種偏移在每個規(guī)定階梯數(shù)量的移位部分中斷，因此如果發(fā)生移位的次數(shù)多，宏觀上看就不發(fā)生像差。但是，由于移位部分的波陣面發(fā)生偏移，所以衍射效率降低。
圖4A、圖4B、圖4C是說明本實施方式的衍射光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的圖。圖4A是示意地表示衍射光學(xué)元件17的光柵部17c的斷面放大圖，圖4B是表示在衍射光學(xué)元件17上產(chǎn)生的相對于波長λ1的相位差，圖4C是在衍射光學(xué)元件17上產(chǎn)生的相對于波長λ2的相位差。圖4B、圖4C各圖的橫軸表示與圖4A相同的位置關(guān)系。
其中，下式成立。
L1＝λ1/(n1-1)L2＝λ2/(n2-1)L3＝λ3/(n3-1)H＝M·L1
其中，L1產(chǎn)生1個λ1光束波長的光程差的高度L2產(chǎn)生1個λ2光束波長的光程差的高度L3產(chǎn)生1個λ3光束波長的光程差的高度n1λ1中的衍射光學(xué)元件的折射率n2λ2中的衍射光學(xué)元件的折射率n3λ3中的衍射光學(xué)元件的折射率M1或1以上的整數(shù)H1個階梯的高度。
實施例1以下表示基于上述式的實施例1的數(shù)值實例。折射率nd、阿貝數(shù)vd分別是d線(587.6nm)的值。
折射率nd＝1.53，阿貝數(shù)vd＝56λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.546061n2＝1.527360n3＝1.523617L1＝741.68nmL2＝1232.56nmL3＝1489.64nm第1衍射面(M＝2)H/L1＝2H/L2＝1.203(≈1.2)H/L3＝0.996(≈1)第2衍射面(M＝5)H/L1＝5H/L2＝3.009(≈3)H/L3＝2.489(≈2.5)其中，第1衍射面是M＝2，1個階梯的高度H為L1的2倍。另外，H為L3的0.996倍，因此極接近L3的1倍。因此在任何情況都產(chǎn)生波長的整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ3的光束的波陣面不受影響，各自都不發(fā)生衍射而一直前進，衍射效率變?yōu)?00％。另一方面，波長λ2的光束，1個階梯的高度H是L2的約1.2倍，產(chǎn)生不是整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，衍射效率成變?yōu)?7％。另外，1個階梯的高度H是1.483μm。
另外，第2衍射面是M＝5，1個階梯的高度H為L1的5倍。另外，H為L2的3.009倍，極接近L2的3倍。因此在任何情況都產(chǎn)生波長的整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ2的光束的波陣面不受影響，各自不發(fā)生衍射而一直前進，衍射效率成為100％。另一方面，波長λ3的光束，1個階梯的高度H是L3的約2.5倍，產(chǎn)生不是整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，衍射效率成為42％。另外，1個階梯的高度H是3.708μm。
如果將第1衍射面和第2衍射面的衍射效率相乘，則使用波長λ1的光束的下一代DVD為100％，使用波長λ2的光束的現(xiàn)有DVD為87％，使用波長λ3的光束的CD為42％。特別是下一代DVD和現(xiàn)有DVD，為了實現(xiàn)記錄再生速度的高速化，就必須是高效率，按照本發(fā)明能夠達到高效率。
作為一個例子，利用圖4A、圖4B、圖4C說明λ1不被衍射而一直前進，λ2發(fā)生衍射的原理。當(dāng)M＝1時，圖4A的衍射光學(xué)元件17產(chǎn)生的相位差如圖4B、圖4C所示。另外，圖4B、圖4C的橫軸對應(yīng)于圖4A的橫向的位置。圖4B是對應(yīng)于波長λ1的相位差。透過衍射光學(xué)元件17后的波陣面，如以其中某一波陣面為代表，如實線所示，每1個階梯產(chǎn)生2π的相位差，但其他的波陣面也像用虛線表示那樣，每個都存在2π，在每1個階梯都發(fā)生2π位移的波陣面正好橫向相互連接，因此實質(zhì)上和沒有相位差的情況等效，波陣面不受影響，不發(fā)生衍射。
圖4C是對應(yīng)于波長λ2的相位差。透過衍射光學(xué)元件17后的波陣面，如以其中某一波陣面為代表，如實線所示，每1個階梯產(chǎn)生2π·H/L2的相位差。而用虛線表示其他的波陣面，由此可知，2π·H/L2的相位差和在相鄰的階梯最接近的波陣面間產(chǎn)生的相位差φ實質(zhì)上是等效的，因為有這樣的相位差，所以波陣面發(fā)生衍射。在圖中，φ相當(dāng)于0.2個波長，因此以5階梯為1個波長。
以下，舉出結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、像差圖等示出實施例1的具體透鏡數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中的面號碼是從光入射側(cè)的面依次表示，用第1面(r1)、第2面(r2)構(gòu)成衍射光學(xué)元件17，用第3面(r3)、第4面(r4)構(gòu)成物鏡18，用第5面(r5)、第6面(r6)構(gòu)成記錄介質(zhì)(19a～19c)。曲率半徑和軸向距離的單位是mm。
另外，t1是物鏡和記錄介質(zhì)間的軸向距離，t2是記錄介質(zhì)表面至記錄面的厚度。另外，N1～N3分別是λ1～λ3的折射率，vd是相對d線的阿貝數(shù)。其中，第1面、第2面間的N1～N3的值分別與上述n1～n3的值一致。
其中，第3面、第4面是非球面，表示非球面的表面形狀的式子如下所定義。
z＝(y2/R)/〔1+_{1-(K+1)(y/R)2}〕+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16式中，z非球面形狀(從非球面的面頂點沿光軸方向的距離)y自光軸的距離R曲率半徑K錐形系數(shù)(conic coefficient)A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16非球度系數(shù)(asphericalcoefficient)。
另外，第1面、第2面是衍射面，表示衍射面的光程差函數(shù)的算式如下所定義。
φ＝B2y2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10式中，φ光程差函數(shù)y自光軸的距離B2、B4、B6、B8、B10衍射面系數(shù)(diffrative coefficient)。
《實施例1的透鏡數(shù)據(jù)》
波長(nm)λ1＝405 λ2＝650 λ3＝780入射光瞳直徑(mm)3.00 2.17 1.86數(shù)值孔徑0.85 0.60.45t1(mm)0.5 0.30.3t2(mm)0.1 0.61.2[面號碼和曲率半徑][軸向距離][N1][N2] [N3] [vd]r1＝∞1.000000 1.546061 1.527360 1.523617 56.0r2＝∞0.100000r3＝1.2646722.199707 1.637678 1.617521 1.613359 60.3r4＝-2.954299t1r5＝∞t2 1.620403 1.580930 1.574111 31.0r6＝∞[第3面(r3)的非球度系數(shù)]
K＝-2.463603A4＝1.254298×10-1A6＝-3.871471×10-2A8＝2.707512×10-2A10＝-1.204029×10-2A12＝2.883890×10-3A14＝2.034372×10-4A16＝-1.909987×10-4[第4面(r4)的非球度系數(shù)]K＝-7.243150×10A4＝2.130238×10-1A6＝-3.754011×10-1A8＝3.426509×10-1A10＝-1.775703×10-1A12＝4.018080×10-2A14＝0A16＝0[第1面(r1)的衍射面系數(shù)]B2＝1.205317×10-2B4＝-1.396464×10-3B6＝-1.100806×10-3B8＝7.618051×10-4B10＝-3.422387×10-4 B2＝5.979853×10-2B4＝-5.451861×10-3B6＝8.699237×10-3B8＝-4.556232×10-3B10＝2.577298×10-3另外，本實施例的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，波陣面像差圖如圖6A、圖6B、圖6C所示。圖6A表示下一代DVD的情況，圖6B表示現(xiàn)有DVD的情況，圖6C表示CD的情況。在各像差圖中，橫軸為各光束的最大有效直徑的范圍，縱軸為波長的±0.01倍的范圍。
本實施例中，如上所述，波長λ2的光和波長λ3的光能夠各自獨立地進行像差校正，因此在上述3種記錄介質(zhì)中，成像特性都是極良好的。本實施例的波陣面像差，下一代DVD是0.005λrms(λ＝λ1)，現(xiàn)有DVD是0.001λrms(λ＝λ2)，CD是0.001λrms(λ＝λ3)，都是極良好的。
光拾取裝置中除包括視角誤差和制造誤差外，還要求Marechal的極限值(Marechal limit)小于或等于0.07λrms的波陣面精度，因此設(shè)計值必須小于或等于0.02λrms，但在本實施例中具有低于該值的良好特性。
另外，在圖4C中，用相鄰階梯將最接近的波陣面連接時，如果以產(chǎn)生1個波長的相位差的寬度作為1個間距(pitch)，第1衍射面的最小間距就為42μm。另外，在第1衍射面上發(fā)生衍射的波長是650nm。另一方面，第2衍射面的最小間距為6.4μm。另外，在第2衍射面上發(fā)生衍射的波長是780nm。所謂最小間距是相同衍射面中最小的1個間距的寬度。
在各衍射面中，如果設(shè)最小間距為A、發(fā)生衍射的光的波長為λ，則在第1衍射面是Λ/λ＝65，在第2衍射面是Λ/λ＝8.2。但是，隨著衍射面的間距變得非常小、接近波長的等級，衍射效率降低。因此，在本發(fā)明中，通過使Λ/λ≥8，幾乎不受衍射效率降低的影響，得到高的衍射效率。
以下示出基于在上述圖4A、圖4B、圖4C中說明的算式的實施例2以及實施例2之后實施例的數(shù)值實例。另外，在以下的各實施例中，透鏡數(shù)據(jù)和實施例1是相同的構(gòu)成，省略其記載。另外，折射率nd、阿貝數(shù)vd分別是d線(587.6nm)的值。
實施例2折射率nd＝1.62，阿貝數(shù)vd＝23λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.670871n2＝1.612903n3＝1.603561L1＝603.6924nmL2＝1060.526nmL3＝1292.33nm第1衍射面(M＝2，H＝1.207μm)H/L1＝2H/L2＝1.138H/L3＝0.934第2衍射面(M＝7，H＝4.226μm)H/L1＝7H/L2＝3.985H/L3＝3.270衍射效率第1衍射面λ1…100.0％λ2…93.8％λ3…98.6％第2衍射面λ1…100.0％λ2…99.9％λ3…78.2％兩面λ1…100.0％λ2…93.7％λ3…77.1％實施例3折射率nd＝1.6，阿貝數(shù)vd＝28λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.640439n2＝1.594359n3＝1.586932L1＝632.3784nmL2＝1093.616nmL3＝1328.944nm第1衍射面(M＝2，H＝1.265μm)H/L1＝2H/L2＝1.156H/L3＝0.952第2衍射面(M＝7，H＝4.427μm)H/L1＝7H/L2＝4.048H/L3＝3.331衍射效率第1衍射面λ1…100.0％λ2…92.2％λ3…99.2％第2衍射面λ1…100.0％λ2…99.3％λ3…68.8％兩面λ1…100.0％λ2…91.6％λ3…68.2％實施例4折射率nd＝1.6，阿貝數(shù)vd＝20λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.656615n2＝1.592102n3＝1.581705L1＝616.7998nmL2＝1097.783nmL3＝1340.886nm第1衍射面(M＝2，H＝1.234μm)H/L1＝2H/L2＝1.124H/L3＝0.920第2衍射面(M＝7，H＝4.318μm)H/L1＝7H/L2＝3.933H/L3＝3.220
衍射效率第1衍射面λ1…100.0％λ2…95.1％λ3…97.9％第2衍射面λ1…100.0％λ2…98.5％λ3…85.1％兩面λ1…100.0％λ2…93.7％λ3…83.3％實施例5折射率nd＝1.6，阿貝數(shù)vd＝20λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.656615n2＝1.592102n3＝1.581705L1＝616.7998nmL2＝1097.783nmL3＝1340.886nm第1衍射面(M＝2，H＝1.234μm)H/L1＝2H/L2＝1.124H/L3＝0.920第2衍射面(M＝9，H＝5.551μm)H/L1＝9H/L2＝5.057H/L3＝4.140
衍射效率第1衍射面λ1…100.0％λ2…95.1％λ3…97.9％第2衍射面λ1…100.0％λ2…98.9％λ3…93.7％兩面λ1…100.0％λ2…94.1％λ3…91.7％實施例6折射率nd＝1.6，阿貝數(shù)vd＝28λ1＝405nmλ2＝650nmλ3＝780nmn1＝1.640439n2＝1.594359n3＝1.586932L1＝632.3784nmL2＝1093.616nmL3＝1328.944nm第1衍射面(M＝2，H＝1.265μm)H/L1＝2H/L2＝1.156H/L3＝0.952第2衍射面(M＝12，H＝7.589μm)H/L1＝12H/L2＝6.939H/L3＝5.710
衍射效率第1衍射面λ1…100.0％λ2…92.2％λ3…99.2％第2衍射面λ1…100.0％λ2…98.8％λ3…75.3％兩面λ1…100.0％λ2…91.1％λ3…74.7％在上述實施例2～實施例6的任一個實施例中，第1衍射面的1個階梯的高度H是λ1的大約整數(shù)倍，而且是λ3的大約整數(shù)倍，在任一個波長下都產(chǎn)生整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ3的光束的波陣面不受影響，各自不發(fā)生衍射地透射，得到大于或等于97％的高衍射效率。另一方面，波長λ2的光束，產(chǎn)生1個階梯的高度H不是波長λ2的整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，但得到大于或等于91％的高衍射效率。
另外，在上述實施例2～實施例6的任一個實施例中，第2衍射面的1個階梯的高度H是λ1的大約整數(shù)倍，而且是λ2的大約整數(shù)倍，在任一個波長中都產(chǎn)生整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ2的光束的波陣面不受影響，各自不發(fā)生衍射并透射，得到大于或等于98％的高衍射效率。另一方面，波長λ3的光束，產(chǎn)生1個階梯的高度H不是波長λ3的整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，但得到大于或等于65％的高衍射效率。另外，H/Li(i＝1、2、3)的值越接近整數(shù)，衍射效率變得越高。通過將阿貝數(shù)控制為20≤vd≤28，使H/Li的值變得更容易接近整數(shù)，能夠提高衍射光學(xué)元件的效率。
如上述實施例2～實施例6，如果將阿貝數(shù)定為20≤vd≤28，則在兩面的衍射效率，在λ1得到大于或等于100％，在λ2得到大于或等于90％，在λ3得到大于或等于65％的高效率。使用λ2的DVD，優(yōu)選在兩面的衍射效率是大于或等于90％，另外，使用λ3的CD，優(yōu)選衍射效率是大于或等于60％。因此，這樣通過將阿貝數(shù)定為20≤vd≤28，就能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的衍射效率。順便說一下，阿貝數(shù)vd如果超過28，則CD中的衍射效率惡化，這是不優(yōu)選的。相反，阿貝數(shù)vd如果小于20，則除了DVD的衍射效率變差外，還難于開發(fā)阿貝數(shù)vd小于20的材料，因此是不優(yōu)選的。
另外，在上述任一個實施例中，衍射效率都依存于阿貝數(shù)和M值，但不依存于折射率。因此，本發(fā)明中的衍射光學(xué)元件能夠適用于任意的折射率的材料。順便說一下，在實施例1的衍射光學(xué)元件的材料中，使用是日本ゼオン公司制的光學(xué)樹脂的ゼオネツクス(R)。另外，實施例2的衍射光學(xué)元件的材料是紫外線固化樹脂。另外，實施例4、實施例5的衍射光學(xué)元件的材料設(shè)想為阿貝數(shù)vd是20光學(xué)樹脂。
作為衍射光學(xué)元件的材料，不限于紫外線固化樹脂，能夠應(yīng)用所有的光學(xué)樹脂、光學(xué)玻璃，但為了形成微細的階梯狀的衍射面，使用熔融狀態(tài)下粘性小的材料，即光學(xué)樹脂。另外，相對于光學(xué)玻璃，光學(xué)樹脂低成本、質(zhì)量輕。特別如果在衍射光學(xué)元件中使用光學(xué)樹脂而達到輕量化，就可以使進行光盤的記錄再生時的光拾取裝置的焦距、跟蹤控制的驅(qū)動力小。另外，例如在樹脂基板或玻璃基板上形成光柵部，制作所謂的混合結(jié)構(gòu)的衍射光學(xué)元件時，作為該光柵部用的材料，在制造上紫外線固化樹脂適合。
圖7是示意地表示本發(fā)明的其他實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。與上一種實施方式同樣，本實施方式也是與下一代DVD、現(xiàn)有DVD和CD兼容的光拾取裝置。另外，在和上一種實施方式相同作用的部分上附以相同的符號，適當(dāng)?shù)厥÷栽敿氄f明。在該圖中，配置在圖中下部的31是光檢測器，其在下一代DVD、現(xiàn)有DVD和CD中成為共用的光檢測器。
另外，配置在光檢測器31的右上方的32是第1激光光源，它成為下一代DVD用的單波長光源。第1激光光源32向圖中的左方射出λ1＝408nm波長的光束21a(用實線表示)。另外，配置在第1激光光源32上方的33是第2激光光源，它成為現(xiàn)有DVD用和CD用的雙波長光源。第2激光光源33向圖中的左方射出λ2＝658nm波長的光束21b(現(xiàn)有DVD用，用虛線表示)、λ3＝785nm波長的光束21c(CD用，用點劃線表示)。
另外，本實施方式中，形成單波長、雙波長的激光光源和檢測器獨立配置的結(jié)構(gòu)，但不限于此，也可以使用在1個框體內(nèi)容納3個激光光源的單殼體激光光源(one-can laser source)，或者在1個片上形成3個激光光源的發(fā)光點的單片激光光源(one-chip lasersource)。還可以使用使激光光源和光檢測器集成化的激光光源組件。
首先，用準(zhǔn)直透鏡34將從第1激光光源32射出的光束21a變成平行光后，用大致呈立體狀的光束分離器14進行反射，入射到配置在其上方的同樣大致呈立體狀的光束分離器15中。另一方面，用準(zhǔn)直透鏡35將從第2激光光源33射出的光束21b、21c變成平行光后，入射到光束分離器15中。于是光束21a、21b和21c被光束分離器15合成，從而具有共同光路，共同具有向記錄介質(zhì)延伸的光軸X。
接著，各光束利用配置于上方的光束擴展器36進行擴展，再利用配置在上方的大致呈圓板狀的衍射光學(xué)元件17和物鏡18進行會聚。物鏡18主要在圖中的下方(與記錄介質(zhì)相反的一側(cè))呈凸?fàn)睢Ａ硗?，光束分離器14、15是利用波長選擇性的干涉膜等將光束分離、合成的光學(xué)元件。
另外，光束擴展器36從圖中的下側(cè)起依次由負透鏡36a、正透鏡36b構(gòu)成。負透鏡36a可以通過單軸驅(qū)動器37沿光軸X方向驅(qū)動。通過沿光軸X方向驅(qū)動負透鏡36a，校正在下一代DVD的信息記錄面上形成的光點的球面像差。作為這種球面像差的發(fā)生原因，例如可舉出由第1激光光源32的制作誤差引起的波長偏差及伴隨溫度變化的物鏡系統(tǒng)的折射率變化或折射率分布、還有雙層盤、4層盤等多層盤的信息記錄層間的焦距躍變(focus jump)，除此之外，還有由下一代DVD的保護層的制造誤差引起的厚度偏差或厚度分布等。
另外，當(dāng)對CD進行記錄/再生時，為發(fā)散光對物鏡系統(tǒng)入射的結(jié)構(gòu)。為了得到該發(fā)散光，利用單軸驅(qū)動器37，使負物鏡36a沿圖中的點劃線表示的位置移動，以使負物鏡36a和正物鏡36b的間隔比下一代DVD的間隔變窄。在其上進行對CD的記錄/再生。
像這樣，在對CD的記錄/再生時，如果形成發(fā)散光對物鏡系統(tǒng)入射的結(jié)構(gòu)，與平行光入射的情況相比，衍射光學(xué)元件17的后述的第2衍射面17b的衍射間距變大，衍射效率的降低減少。另外，如上所述，不移動光束擴展器36的負透鏡36a，而使準(zhǔn)直透鏡34或者35沿其光軸方向移動，也得到相同的效果。
另外，上述衍射光學(xué)元件17和物鏡18通過鏡筒20在同一軸上一體化，形成物鏡系統(tǒng)。在鏡筒20的下部嵌合大致呈環(huán)狀的支持部件38，在其下部保持有圓板狀的CD用的開口限制濾光片39。嵌合支持部件38的鏡筒20用雙軸驅(qū)動器40驅(qū)動，由此進行焦距控制和跟蹤控制。
從第1激光光源32射出的波長λ1的光束21a在第1記錄介質(zhì)19a中與入射面相反一側(cè)的面上成像。從第2激光光源33射出的波長λ2的光束21b在第2記錄介質(zhì)19b與入射面相反一側(cè)的面上成像。同樣地，從第2激光光源33射出的波長λ3的光束21c在第3記錄介質(zhì)19c中與入射面相反一側(cè)的面上成像。
這里，第1記錄介質(zhì)19a是下一代DVD，從表面至記錄面(保護層)的厚度是0.1mm。第2記錄介質(zhì)19b是現(xiàn)有DVD，從表面至記錄面的厚度是0.6mm。第3記錄介質(zhì)19c是CD，從表面至記錄面的厚度是1.2mm。在該圖中僅表示各記錄介質(zhì)的上述厚度部分。另外，為了圖示的方便，一起描繪記錄介質(zhì)19a、19b和19c，但不用說，實際上分別使用。
在第1記錄介質(zhì)19a上反射的波長λ1的光束21a，首先相反地走過光路，接著透過光束分離器15、14，再用準(zhǔn)直透鏡41進行會聚，之外，用傳感元件透鏡42調(diào)整光束光點形狀，最后入射到光檢測器31中，在這里檢測光信號。另外，被第2記錄介質(zhì)19b反射的波長λ2的光束21b和被第3記錄介質(zhì)19c反射的波長λ3的光束21c也是同樣的。
可是，衍射光學(xué)元件17是單一的元件，在入射側(cè)具有第1衍射面17a，在出射側(cè)具有第2衍射面17b。衍射光學(xué)元件17的傍軸光焦度(paraxial power)是負的，因此以平行光入射的波長λ1的光束21a透過衍射光學(xué)元件17而成為發(fā)散光，入射到物鏡18中。由此，物鏡18的后焦距變長，即使在使物鏡系統(tǒng)直徑變小的情況下，也能夠確保工作距離，因此優(yōu)選構(gòu)成細長型等小型光拾取裝置。
另外，第1衍射面17a在DVD的數(shù)值孔徑內(nèi)形成，因此在第1衍射面17a有效徑外側(cè)的區(qū)域，不校正由高密度DVD和DVD的記錄介質(zhì)的厚度差及波長差產(chǎn)生的球面像差，因而通過第1衍射面17a有效徑外側(cè)的區(qū)域的波長λ2的光束21b在DVD的信息記錄面上不成像，而成為雜光(flare)成分。由此，在對DVD進行記錄/再生時的孔徑限制，通過波長λ2的光束21b透過衍射光學(xué)元件17自動地進行。
圖8是示意地表示本實施方式中的衍射光學(xué)元件和物鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。如該圖所示，衍射光學(xué)元件17和物鏡18通過鏡筒20在同一軸上形成一體。具體地說，在圓筒狀的鏡筒20的一端嵌合固定衍射光學(xué)元件17，在另一端嵌合固定物鏡18，它們沿光軸X在同一軸上形成一體的結(jié)構(gòu)。物鏡18具有主要在鏡筒20的內(nèi)側(cè)呈凸?fàn)畹耐哥R面18a。如上所述，衍射光學(xué)元件17具有負的傍軸光焦度。除此之外，和圖2所示的上述一種實施方式中的結(jié)構(gòu)基本上是相同的。
實施例7以下示出基于上述L1～L3和H算式的實施例7的數(shù)值實例。本實施例作為圖1中說明的上述一種實施方式的光拾取裝置用物鏡系統(tǒng)是合適的。這里，衍射光學(xué)元件和物鏡都使用塑料。
折射率nd＝1.51，阿貝數(shù)vd＝56.5λ1＝408nmλ2＝658nmλ3＝785nmn1＝1.524243n2＝1.506415n3＝1.503235L1＝778.27nmL2＝1299.33nmL3＝1559.91nm第1衍射面(M＝2)H/L1＝2H/L2＝1.198(≈1.2)H/L3＝0.998(≈1)
第2衍射面(M＝5)H/L1＝5H/L2＝2.995(≈3)H/L3＝2.495(≈2.5)其中，第1衍射面，M＝2，1個階梯的高度H為L1的2倍。另外，H是L3的0.998倍，極接近L3的1倍。因此，在任何情況都產(chǎn)生波長的整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ3的光束的波陣面不受影響，各自不發(fā)生衍射而一直前進，衍射效率為100％。另一方面，波長λ2的光束1個階梯的高度H是L3的約1.2倍，產(chǎn)生不是整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，衍射效率為87％。另外，1個階梯的高度H是1.557μm。
另外，第2衍射面，M＝5，1個階梯的高度H為L1的5倍。另外，H是極接近3倍L2的2.995倍，極接近L2的3倍。于是，在任何情況都產(chǎn)生波長的整數(shù)倍的光程差，因此波長λ1、λ2的光束的波陣面不受影響，各自不發(fā)生衍射而一直前進，衍射效率成為100％。另一方面，波長λ3的光束，1個階梯的高度H是L3的約2.5倍，產(chǎn)生不是整數(shù)倍的光程差，因此發(fā)生衍射，衍射效率為42％。另外，1個階梯的高度H是3.891μm。
如果將第1衍射面和第2衍射面的衍射效率相乘，則使用波長λ1的光束的下一代DVD為100％，使用波長λ2的光束的現(xiàn)有DVD為87％，使用波長λ3的光束的CD為42％。特別是下一代DVD和現(xiàn)有DVD，為了實現(xiàn)記錄再生速度的高速化，就必須是高效率，按照本發(fā)明能夠達到高效率。
以下，以結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示實施例7的具體物鏡數(shù)據(jù)。另外，在圖9中示出本實施例的結(jié)構(gòu)圖。數(shù)據(jù)中的面號碼是從光入射側(cè)的面起依次地示出，用第1面(r1)、第2面(r2)構(gòu)成衍射光學(xué)元件17，用第3面(r3)、第4面(r4)構(gòu)成物鏡18，用第5面(r5)、第6面(r6)構(gòu)成記錄介質(zhì)(19a～19c)。曲率半徑和軸向距離的單位是mm。
另外，t1是物鏡和記錄介質(zhì)間的軸向距離，t2是記錄介質(zhì)表面至記錄面的厚度。另外，N1～N3分別是λ1～λ3的折射率，Nd是對d線的折射率，vd是對d線的阿貝數(shù)。其中，第1面、第2面間的N1～N3的值分別與上述n1～n3的值一致。
其中，第3面、第4面是非球面，表示非球面的面形狀的算式如下所定義。
z＝(y2/R)/〔1+_{1-(K+1)(y/R)2}〕+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20其中，z非球面形狀(從非球面的面頂點沿光軸方向的距離)y自光軸的距離R曲率半徑K錐形系數(shù)A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20非球度系數(shù)。
另外，第1面、第2面是衍射面，表示衍射面的光程差函數(shù)的算式如下所定義。
φ＝λ/λB×n×(B2y2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10)其中，φ光程差函數(shù)λ入射到衍射面的光束的波長λB制造波長n衍射次數(shù)y自光軸的距離B2、B4、B6、B8、B10衍射面系數(shù)。
另外，在數(shù)據(jù)中的衍射次數(shù)n上附加的BD、DVD和CD分別表示是下一代DVD、現(xiàn)有DVD和CD。
《實施例7的透鏡數(shù)據(jù)》
波長(nm)λ1＝408λ2＝658 λ3＝785入射光瞳直徑(mm)3.742.96 2.20數(shù)值孔徑0.850.65 0.45t1(mm)0.71870.50000.3500t2(mm)0.08750.60001.2000[面號碼和曲率半徑][軸向距離][N1] [N2] [N3] [Nd] [vd]OBJ(發(fā)光點)∞STO(光圈)0.5000r1＝∞1.2000 1.5242 1.5064 1.5032 1.509 156.5r2＝∞0.2000r3＝1.44922.6200 1.5596 1.5406 1.5372 1.5435 56.3r4＝-2.8750t1r5＝∞t2 1.6211 1.5798 1.5733 1.5733 30.0r6＝∞[第3面(r3)的非球度系數(shù)]
K＝-0.65249A4＝0.77549×10-2A6＝0.29588×10-3A8＝0.19226×10-2A10＝-0.12294×10-2A12＝0.29138×10-3A14＝0.21569×10-3A16＝-0.16850×10-3A18＝0.44948×10-4A20＝-0.43471×10-5[第4面(r4)的非球度系數(shù)]K＝-0.43576×102A4＝0.97256×10-1A6＝-0.10617A8＝0.81819×10-1A10＝-0.41190×10-1A12＝0.11458×10-1A14＝-0.13277×10-2A16＝0A18＝0A20＝0[第1面(r1)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]
nBD＝0nDVD＝1nCD＝0λB＝658nmB2＝5.0872×10-3B4＝-9.3473×10-4B6＝-2.1354×10-5B8＝-5.5251×10-5B10＝1.1369×10-7[第2面(r2)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]nBD＝0nDVD＝0nCD＝1λB＝785nmB2＝2.4797×10-2B4＝-1.7553×10-3B6＝9.9805×10-4B8＝-3.3757×10-4B10＝4.0994×10-5實施例8在以下表示基于上述L1～L3和H算式的實施例8的數(shù)值實例。本實施例作為在圖7中說明的上述其他實施方式的光拾取裝置用物鏡系統(tǒng)是合適的。這里，衍射光學(xué)元件使用塑料，在物鏡中使用玻璃(HOYA公司制的M-LAC130)。
折射率nd＝1.51，阿貝數(shù)vd＝56.5
λ1＝408nmλ2＝658nmλ3＝785nmn1＝1.524243n2＝1.506415n3＝1.503235L1＝778.27nmL2＝1299.33nmL3＝1559.91nm第1衍射面(M＝2)H/L1＝2H/L2＝1.198(≈1.2)H/L3＝0.998(≈1)第2衍射面(M＝5)H/L1＝5H/L2＝2.995(≈3)H/L3＝2.495(≈2.5)以下，以結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示實施例8的具體的物鏡數(shù)據(jù)。另外，在圖10中示出本實施例的結(jié)構(gòu)圖。透鏡數(shù)據(jù)和實施例7是相同的結(jié)構(gòu)。這里，第1面、第3面和第4面是非球面，表示非球面的面形狀算式和在實施例7中定義的算式相同。另外，第1面、第2面是衍射面，表示衍射面的光程差函數(shù)的算式和在實施例7中定義的算式相同。
《實施例8的透鏡數(shù)據(jù)》
波長(nm)λ1＝408 λ2＝658 λ3＝785入射光瞳直徑(mm)2.80 2.22 1.67數(shù)值孔徑0.85 0.65 0.45t1(mm)0.6714 0.4591 0.3500t2(mm)0.1000 0.6000 1.2000[面號碼和曲率半徑][軸向距離][N1] [N2] [N3] [Nd] [vd]OBJ(發(fā)光點)∞STO(光圈(stop))0.5000r1＝-12.30470.7000 1.5242 1.5064 1.5032 1.5091 56.5r2＝∞0.2000r3＝1.23262.6200 1.7149 1.6895 1.6845 1.6935 53.2r4＝-5.3193t1r5＝∞t2 1.6211 1.5798 1.5733 1.5855 30.0r6＝∞[第1面(r1)的非球度系數(shù)]
K＝0.34282×102A4＝0.22218×10-2A6＝0.47370×10-3A8＝-0.99925×10-4A10＝0.44441×10-4A12＝0.0A14＝0.0A16＝0.0A18＝0.0A20＝0.0[第3面(r3)的非球度系數(shù)]K＝-0.65831A4＝0.15222×10-1A6＝-0.38126×10-2A8＝0.54510×10-2A10＝-0.13881×10-2A12＝-0.28414×10-3A14＝0.23005×10-3A16＝0.39923×10-4A18＝0.25103×10-5A20＝-0.17517×10-4[第4面(r4)的非球度系數(shù)]
K＝-0.35782×103A4＝0.61090×10-1A6＝-0.22431×10-1A8＝-0.56844×10-2A10＝-0.86709×10-3A12＝0.26281×10-2A14＝-0.22175×10-3A16＝-0.19582×10-3A18＝0A20＝0[第1面(r1)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]nBD＝0nDVD＝1nCD＝0λB＝658nmB2＝1.0199×10-2B4＝-2.8624×10-3B6＝5.6016×10-4B8＝-1.1665×10-3B10＝1.6292×10-4[第2面(r2)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]
nBD＝0nDVD＝0nCD＝1λB＝785nmB2＝3.4854×10-2B4＝-4.3631×10-3B6＝1.1176×10-2B8＝-9.7436×10-3B10＝3.7672×10-3另外，在上述的實施例1、7和8中，入射到光柵部17d中的波長λ3的光束21c的光量，其大部分被分光為1次衍射光(primarydiffractive light)和-1次衍射光(negative primarydiffractive light)，但在實施例1、7和8中，其中1次衍射光在CD的信息記錄面上聚光而成為對CD進行信息記錄/再生的結(jié)構(gòu)，1次衍射光的焦點位置為比在信息的記錄/再生中不使用的-1次衍射光的焦點位置更接近記錄介質(zhì)的位置。另外，確定光柵部17d的傍軸中的衍射光焦度，以使1次衍射光的焦點和-1次衍射光的焦點的相互距離大于CD的工作距離。
一般說來，在光拾取裝置中，在進行物鏡的焦點引入(focustake-in)操作時，使物鏡暫時遠離記錄介質(zhì)后，再使物鏡靠近記錄介質(zhì)，進行焦點位置的檢測。
在實施例1、7和8中，在對CD進行信息記錄/再生時使用的1次衍射光的焦點先進行檢測，另外，1次衍射光的焦點和-1次衍射光的焦點的相互的距離離開CD的工作距離，因此在焦點引入操作中，沒有錯誤地檢測在信息的記錄/再生中不使用的-1次衍射光的焦點。
圖11是示意地表示本發(fā)明其他實施方式的光拾取裝置的結(jié)構(gòu)圖。本實施方式也和上一種實施方式同樣，是與下一代DVD、現(xiàn)有DVD和CD兼容的光拾取裝置。另外，在和上一種實施方式起相同作用的部分上附以相同的符號，適當(dāng)?shù)厥÷栽敿毜恼f明。在該圖中，配置在圖中的下部的31是光檢測器，該光檢測器在下一代DVD、現(xiàn)有DVD和CD中成為共用的光檢測器。
另外，配置在光檢測器31的右上方的32是第1激光光源，該激光光源成為下一代DVD用的單波長的光源。第1激光光源32向圖中的左方射出λ1＝408nm波長的光束21a(用實線表示)。另外，配置在第1激光光源32的上方的33是第2激光光源，該激光光源成為現(xiàn)有DVD用和CD用的雙波長的光源。第2激光光源33向圖中的左方射出λ2＝658nm波長的光束21b(現(xiàn)有DVD用，以虛線表示)、λ3＝785nm波長的光束21c(CD用，用點劃線表示)。
另外，在本實施方式中，形成單波長、雙波長的激光光源和檢測器分別配置的結(jié)構(gòu)，但不限于此，也可以使用3個激光光源容納在1個框體中的單殼體激光光源，或者在1片上形成3個激光光源的發(fā)光點的單片激光光源。另外，還可以使用激光光源和光檢測器進行集成化的激光光源組件。
在本實施方式中，將以發(fā)散光束狀態(tài)入射的光束21a變成平行光而射出的準(zhǔn)直透鏡43的兩面分別作為第1衍射面17a、第2衍射面17b。即，本實施方式的準(zhǔn)直透鏡43也兼具作為衍射光學(xué)元件17的功能。
首先，從第1激光光源32射出的光束21a被大致呈立方體狀的光束分離器14反射后，入射到配置在其上方的同樣大致呈立方體狀的光束分離器15中。另一方面，從第2激光光源33射出的光束21b和光束21c入射到大致呈立方體狀的光束分離器15中。于是，光束21a、21b和21c被光束分離器15合成，從而具有共同的光路，并共同具有向記錄介質(zhì)延伸的光軸X。
接著，利用配置在上方的準(zhǔn)直透鏡43將光束21a變成平行光，再利用配置在上方的物鏡18進行聚光。物鏡18主要在圖中的下方(與記錄介質(zhì)相反的一側(cè))呈凸?fàn)?。?dāng)光束21b通過準(zhǔn)直透鏡43的第1衍射面17a時，發(fā)散角發(fā)生改變后，利用物鏡18進行聚光。另外，當(dāng)光束21c通過準(zhǔn)直透鏡43的第2衍射面17b時，發(fā)散角發(fā)生改變后，利用物鏡18進行聚光。像這樣，光束21b和21c分別利用第1衍射面17a和第2衍射面17b使發(fā)散角發(fā)生改變，而入射到物鏡18中，因此消除由記錄介質(zhì)的保護層的厚度差和波長差產(chǎn)生的球面像差。另外，光束分離器14、15是利用波長選擇性的干涉膜等將光束分離、合成的光學(xué)元件。
另外，準(zhǔn)直透鏡43通過單軸驅(qū)動器37可以沿光軸X方向驅(qū)動。通過沿光軸X方向驅(qū)動準(zhǔn)直透鏡43，來校正在下一代DVD的信息記錄面上形成的光點的球面像差。作為這種球面像差的發(fā)生原因，例如是由第1激光光源32的制造誤差引起的波長的偏差以及伴隨溫度變化的物鏡系統(tǒng)的折射率變化或折射率分布，還有雙層盤、4層盤等多層盤的信息記錄層間的焦距躍變，除此之外由下一代DVD的保護層的制造誤差引起的厚度的偏差或厚度分布等等。
另外，在物鏡18的光學(xué)面上形成在透射率方面具有波長選擇性的涂膜，利用該波長選擇性進行對應(yīng)于DVD或CD的數(shù)值孔徑的孔徑限制。在物鏡表面形成具有這樣的波長選擇性的涂膜而進行孔徑限制的技術(shù)是公知的，因此在此省略詳細的說明。
從第1激光光源32射出的波長λ1的光束21a在第1記錄介質(zhì)19a中與入射面相反一側(cè)的面上成像。從第2激光光源33射出的波長λ2的光束21b在第2記錄介質(zhì)19b中與入射面相反一側(cè)的面上成像。同樣地，從第2激光光源33射出的波長λ3的光束21c在第3記錄介質(zhì)19c中與入射面相反一側(cè)的面上成像。
這里，第1記錄介質(zhì)19a是下一代DVD，表面至記錄面(保護層)的厚度是0.1mm。第2記錄介質(zhì)19b是現(xiàn)有DVD，表面至記錄面(保護層)的厚度是0.6mm。第3記錄介質(zhì)19a是CD，表面至記錄面(保護層)的厚度是1.2mm。在該圖中，僅示出各記錄介質(zhì)的上述厚度部分。另外，為了圖示的方便，一起描繪記錄介質(zhì)19a、19b和19c，但不用說，實際上可以分別使用。
用第1記錄介質(zhì)19a反射的波長λ1的光束21a首先相反地走過光路，接著透過光束分離器15、14，最后入射到光檢測器31中，在光檢測器31中檢測光信號。另外，被第2記錄介質(zhì)19b反射的波長λ2的光束21b和被第3記錄介質(zhì)19c反射的波長λ3的光束21c也是同樣的。
另外，在本實施方式中，準(zhǔn)直透鏡43具有作為衍射光學(xué)元件17的功能，但在圖7中說明的實施方式中的光束擴展器36中也可以具有作為衍射光學(xué)元件17的功能。
實施例9以下示出基于上述L1～L3和H算式的實施例9的數(shù)值實例。本實施例作為在圖11中說明的上述其他實施方式的光拾取裝置用光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)是合適的，是由具有作為衍射光學(xué)元件的功能的準(zhǔn)直透鏡和物鏡構(gòu)成。其中，準(zhǔn)直透鏡和物鏡都使用塑料。
折射率nd＝1.51，阿貝數(shù)vd＝56.5λ1＝408nmλ2＝658nmλ3＝785nmn1＝1.524243n2＝1.506415n3＝1.503235L1＝778.27nmL2＝1299.33nmL3＝1559.91nm第1衍射面(M＝2)H/L1＝2H/L2＝1.198(≈1.2)H/L3＝0.998(≈1)第2衍射面(M＝5)H/L1＝5H/L2＝2.995(≈3)H/L3＝2.495(≈2.5)以下，用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示實施例9的具體的透鏡數(shù)據(jù)。另外，在圖12中示出本實施例的結(jié)構(gòu)圖。透鏡數(shù)據(jù)是與實施例7和實施例8相同的結(jié)構(gòu)。
《實施例9的透鏡數(shù)據(jù)》
波長(nm)λ1＝408 λ2＝658 λ3＝785物鏡的入射光瞳直徑(mm)3.74 2.80 2.24數(shù)值孔徑0.85 0.60 0.45t1(mm)0.71870.6330 0.4213t2(mm)0.08750.6000 1.2000[面號碼和曲率半徑][軸向距離][N1] [N2] [N3] [Nd] [vd]OBJ(發(fā)光點)9.0967r1＝58.05201.5000 1.5242 1.5064 1.5032 1.5091 56.5r2＝-5.711710.0000STO(光圈)0.0000r3＝1.44922.6200 1.5596 1.5406 1.5372 1.5435 56.3r4＝-2.8750t1r5＝∞t2 1.6211 1.5798 1.5733 1.5855 30.0r6＝∞[第1面(r1)的非球度系數(shù)]
K＝-0.14266×103A4＝0.0A6＝0.0A8＝0.0A10＝0.0A12＝0.0A14＝0.0A16＝0.0A18＝0.0A20＝0.0[第2面(r2)的非球度系數(shù)]K＝-0.7617A4＝-0.1099×10-3A6＝0.0A8＝0.0A10＝0.0A12＝0.0A14＝0.0A16＝0.0A18＝0.0A20＝0.0[第3面(r3)的非球度系數(shù)]
K＝-0.65249A4＝0.77549×10-2A6＝0.29588×10-3A8＝0.19226×10-2A10＝-0.12294×10-2A12＝0.29138×10-3A14＝0.21569×10-3A16＝-0.16850×10-3A18＝0.44948×10-4A20＝-0.43471×10-5[第4面(r4)的非球度系數(shù)]K＝-0.43576×102A4＝0.97256×10-1A6＝-0.10617A8＝0.81819×10-1A10＝-0.41190×10-1A12＝0.11458×10-1A14＝-0.13277×10-2A16＝0A18＝0A20＝0[第1面(r1)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]
nBD＝0nDVD＝1nCD＝0λB＝658nmB2＝0.1000B4＝0.0B6＝0.0B8＝0.0B10＝0.0[第2面(r2)的衍射次數(shù)、制造波長和衍射面系數(shù)]nBD＝0nDVD＝0nCD＝1λB＝785nmB2＝0.2350×10-1B4＝0.0B6＝0.0B8＝0.0B10＝0.0另外，作為衍射光學(xué)元件和物鏡的材料，可以應(yīng)用所有的光學(xué)樹脂、光學(xué)玻璃，作為光學(xué)樹脂，一般有以下的光學(xué)樹脂。
作為構(gòu)成聚合物或者共聚物的環(huán)狀烯烴，可舉出以下述通式(I)或者(II)表示的環(huán)狀烯烴。

式中，n是0或者1，m是0或者正的整數(shù)，k是0或者1。再者在k是1的情況下，使用k表示的環(huán)成為6元環(huán)，在k是0的情況下，該環(huán)成為5元環(huán)。R1～18以及Ra～Rb各自獨立地是氫原子、鹵原子或者烴基。其中，鹵原子是氟原子、氯原子、溴原子或者碘原子。
并且作為烴基，通常可舉出碳原子數(shù)1～20的烷基、碳原子數(shù)1～20的鹵代烷基、碳原子數(shù)3～15的環(huán)烷基或者芳香族烴基。更具體地，作為烷基可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基和十八烷基等。這些烷基可以被鹵原子取代。作為環(huán)烷基，可舉出環(huán)己基，作為芳香族烴基可舉出苯基、萘基等。
另外，在上述通式(I)中，R15和R16、R17和R18、R15和R17、R16和R18、R15和R18或者R16和R17也可以各自結(jié)合(相互結(jié)合)形成單環(huán)或者多環(huán)，而且像這樣形成的單環(huán)或者多環(huán)也可以具有雙鍵。作為在此形成的單環(huán)或者多環(huán)，具體的可舉出像以下的單環(huán)或者多環(huán)。
另外，在上述例示中，附以1或者2號的碳原子，分別表示在上述通式(I)中與R15(R16)或者R17(R18)結(jié)合的碳原子。另外，也可以用R15和R16或者R17和R18形成亞烷基。這樣的亞烷基通常是碳原子數(shù)2～20的亞烷基，作為這樣的亞烷基的具體例子，可舉出亞乙基、亞丙基和異亞丙基。
式中，p和q各自獨立地表示0或者正的整數(shù)，r和s各自獨立地表示0、1或者2。另外，R21～R39各自獨立地表示氫原子、鹵原子、烴基或者烷氧基。其中，鹵原子是和上述通式(I)中的鹵原子相同。
并且作為烴基，通常可舉出碳原子數(shù)1～20的烷基、碳原子數(shù)3～15的環(huán)烷基或者芳香族烴基。更具體地說，作為烷基，可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基和十八烷基等。這些烷基也可以被鹵原子取代。
作為環(huán)烷基，可舉出環(huán)己基，作為芳香族烴基，可舉出芳基、芳烷基等，具體的可舉出苯基、甲苯基、萘基、芐基、苯乙基等。作為烷氧基，可舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
在此，R29和R30結(jié)合的碳原子、R33結(jié)合的碳原子數(shù)或者R31結(jié)合的碳原子，可以直接或者通過碳原子數(shù)1～3的亞烷基進行結(jié)合。即，在上述二個碳原子通過亞烷基進行結(jié)合的情況下，R29和R33，或者R30和R31相互共同形成亞甲基(-CH2-)、亞乙基(-CH2CH2-)或者亞丙基(-CH2CH2CH2-)中的任意一個亞烷基。
另外，在r＝s＝0時，R35和R32或者R35和R39相互結(jié)合也可以形成單環(huán)或者多環(huán)的芳香族環(huán)。具體地說，在r＝s＝0時，可舉出像由R35和R32形成的以下的芳香族環(huán)。
其中，q和通式(II)中的q相同。作為像上述的通式(I)或者(III)表示的環(huán)狀烯烴，具體的可舉出二環(huán)(包括分子式中)-2-庚烯衍生物(二環(huán)(包括分子式中)庚-2-烯衍生物)、三環(huán)-3-癸烯衍生物、三環(huán)-3-十一碳烯衍生物、四環(huán)-3-十二碳烯衍生物、五環(huán)-4-十五碳烯衍生物、五環(huán)十五碳二烯衍生物、五環(huán)-3-十五碳烯衍生物、五環(huán)-3-十六碳烯衍生物、五環(huán)-4-十六碳烯衍生物、六環(huán)-4-十七碳烯衍生物、七環(huán)-5-二十碳烯衍生物、七環(huán)-4-二十碳烯衍生物、七環(huán)-5-二十一碳烯衍生物、八環(huán)-5-二十二碳烯衍生物、九環(huán)-5-二十五碳烯衍生物、九環(huán)-6-二十六碳烯衍生物、環(huán)戊二烯-苊烯加成物、1，4-亞甲橋(metano)-1，4，4a，9a-四氫芴衍生物、1，4-亞甲橋-1，4，4a，5，10，10a-六氫蒽衍生物等。
以下從以像上述的通式(I)或者(II)表示的環(huán)狀烯烴示出具體的例子。
雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 6-甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5，6-二甲雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 1-甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 6-乙基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 6-正丁基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 6-異丁基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 7-甲基雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯等雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯衍生物； 四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-乙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-丁基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異丁基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-己基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-環(huán)己基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-硬脂基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 5，10-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 2，10-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8，9-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-乙基-9-甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 11，12-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 2，7，9-三甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 9-乙基-2，7-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 9-異丁基-2，7-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 9，11，12-三甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 9-乙基-11，12-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 9-異丁基-11，12-二甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 5，8，9，10-四甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-亞乙四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-亞乙基-9-甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-亞乙基-9-乙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-亞乙基-9-異丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-亞乙基-9-丁基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-正亞丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-正亞丙基-9-甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-正亞丙基-9-乙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-正亞丙基-9-異丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-正亞丙基-9-丁基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異亞丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異亞丙基-9-甲基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異亞丙基-9-乙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異亞丙基-9-異丙基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-異亞丙基-9-丁基四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-氯四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-溴四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-氟四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8，9-二氯四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯等四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯衍生物； 六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十七碳烯 12-甲基六環(huán)[6.6 .1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十七碳烯 12-乙基六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十七碳烯 12-異丁基六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十七碳烯 1，6，10-三甲基-12-異丁基六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.709.14]-4-十七碳烯等六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十七碳烯衍生物； 八環(huán)[8.8.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十二碳烯 15-甲基八環(huán)[8.8.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十二碳烯 15-乙基八環(huán)[8.8.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十二碳烯等八環(huán)[8.8.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十二碳烯衍生物 五環(huán)[6.6.1.13.6.02.7.09.14]-4-十六碳烯 1，3-二甲基五環(huán)[6.6.1.13.6.02.7.09.14]-4-十六碳烯 1，6-二甲基五環(huán)[6.6.1.13.6.02.7.09.14]-4-十六碳烯 15，16-二甲基五環(huán)[6.6.1.13.6.02.7.09.14]-4-十六碳烯等五環(huán)[6.6.1.13.6.02.7.09.14]-4-十六碳烯衍生物； 七環(huán)[8.7.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十碳烯 七環(huán)[8.8.0.12.9.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十碳烯等七環(huán)-5-二十碳烯衍生物或者七環(huán)-5-二十一碳烯衍生物； 三環(huán)[4.3.0.12.5]-3-癸烯 2-甲基三環(huán)[4.3.0.12.5]-3-癸烯 5-甲基三環(huán)[4.3.0.12.5]-3-癸烯等三環(huán)[4.3.0.12.5]-3-癸烯衍生物； 三環(huán)[4.4.0.12.5]-3-十一碳烯 10-甲基三環(huán)[4.4.0.12.5]-3-十一碳烯等三環(huán)[4.3.0.12.5]-3-十一碳烯衍生物； 五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯 1，3-二甲基五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯 1，6-二甲基五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯 14，15-二甲基五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯等五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯衍生物； 五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4，10-十五碳二烯等二烯化合物 五環(huán)[7.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十五碳烯 甲基取代五環(huán)[7.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十五碳烯等五環(huán)[7.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十五碳烯衍生物； 五環(huán)[8.7.0.13.6.110.17.112.15.02.7.011.16]-4-二十碳烯 二甲基取代五環(huán)[8.7.0.13.6.110.17.112.15.02.7.011.16]-4-二十碳烯等五環(huán)[8.7.0.13.6.110.17.112.15.02.7.011.16]-4-二十碳烯衍生物 九環(huán)[10.9.1.14.7.113.20.115.18.03.8.02.10.012.21.014.19]-5-二十五碳烯 三甲基取代九環(huán)[10.9.1.14.7.113.20.115.18.03.8.02.10.012.21.014.19]-5-二十五碳烯等九環(huán)[10.9.1.14.7.113.20.115.18.03.8.02.10.012.21.014.19]-5-二十五碳烯衍生物； 五環(huán)[8.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十六碳烯 11-甲基五環(huán)[8.4.0.12.5.19.12.08.13]P-3-十六碳烯 11-乙基五環(huán)[8.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十六碳烯 10，11-二甲基五環(huán)[8.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十六碳烯等五環(huán)[8.4.0.12.5.19.12.08.13]-3-十六碳烯衍生物； 五環(huán)[8.8.0.14.7.111.18.113 .16.03.8.012.17]-5-二十一碳烯 15-甲基五環(huán)[8.8.0.14.7.111.18.113 .16.03.8.012.17]-5-二十一碳烯 三甲基-五環(huán)[8.8.0.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十一碳烯等五環(huán)[8.8.0.14.7.111.18.113.16.03.8.012.17]-5-二十一碳烯衍生物； 九環(huán)[10.10.1.15.8.114.21.116.18.02. 11.04.9.013.22.015.20]-5-二十六碳烯等九環(huán)[10.10.1.15.8.114.21.116.18.02.11.04.9.013.22.015.20]-5-二十六碳烯衍生物 5-苯基-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-甲基-5-苯基-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-芐基-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-甲基-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(乙基苯基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(異丙基苯基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(聯(lián)苯基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(β-萘基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(α-萘基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5-(蒽基)-雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯 5，6-二苯基-雙環(huán)[2.2.1]庚-2烯 環(huán)戊二烯-苊烯加成物 1，4-亞甲橋-1，4，4a，9a-四氫芴 1，4-亞甲橋-1，4，4a，5，10，10a-六氫蒽 8-苯基-四環(huán)[4.4.0.02.5.17.10]-3-十二碳烯 8-甲基-8-苯基-四環(huán)[4.4.0.03.5.17.10]-3-十二碳烯 8-芐苯-四環(huán)[4.4.0.03.5.17.10]-3-十二碳烯 8-甲苯基-四環(huán)[4.4.0.03.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(乙基苯基)-四環(huán)[4.4.0.03.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(異丙基苯基)-四環(huán)[4.4.0.03.5.17.10]-3-十二碳烯 8，9-二苯基-四環(huán)[4.4.0.02.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(聯(lián)苯基)-四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(β-萘基)-四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(α-萘基)-四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 8-(蒽基)-四環(huán)[4.4.0.12.5.17.10]-3-十二碳烯 在(環(huán)戊二烯-苊烯加成物)中進一步加成環(huán)戊二烯的化合物 11，12-苯并-五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十五碳烯 11，12-苯并-五環(huán)[6.5.1.13.6.02.7.09.13]-4-十六碳烯 11-苯基-六環(huán)[6.6.1.13.6.110.13.02.7.09.14]-4-十五碳烯 14，15-苯并-五環(huán)[8.7.0.12.9.14.7.111.17.03.8.012.16]-5-二十碳烯作為構(gòu)成共聚物的非環(huán)狀烯烴，例如可舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯等直鏈狀α-烯烴；4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯等支鏈狀α-烯烴等。優(yōu)選是碳原子數(shù)2～20的α-烯烴。這樣的直鏈狀或者支鏈狀的α-烯烴也可以用取代基取代，并且可以1種單獨使用或者可以組合2種或2種以上使用。
作為取代基，可舉出各種取代基，沒有特別的限制，但作為代表性的取代基，可舉出烷基、芳基、苯胺基、酰氨基、磺酰氨基(sulfonamide)、烷硫基、芳硫基、鏈烯基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、炔基、雜環(huán)、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基(heterocyclic oxy)、甲硅烷氧基、氨基、烷氨基、酰亞氨基(イミド)、脲基、氨磺酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、雜環(huán)硫基(heterocyclic thio)、硫脲基、羥基和巰基等各基團，以及螺環(huán)化合物殘基、橋烴化合物殘基、磺?；?、亞磺?；?、磺酰氧基、氨磺?；?sulfamoyl)、磷?；?、氨基甲?；?、?；?、酰氧基、氧基羰基(oxycarbonyl)、羧基、氰基、硝基、鹵素取代烷氧基、鹵素取代芳氧基、吡咯基、四唑基等各基團及鹵原子等。
作為上述烷基，優(yōu)選是碳原子數(shù)1～32的烷基，可以是直鏈，也可以是支鏈。作為芳基，優(yōu)選是苯基。作為酰氨基，可舉出烷基羰基氨基、芳基羰基氨基；作為磺酰氨基，可舉出烷基磺酰氨基、芳基磺酰氨基；烷硫基、芳硫基中的烷基成分、芳基成分，可舉出上述的烷基、芳基。作為鏈烯基，優(yōu)選是碳原子數(shù)2～23的鏈烯基，作為環(huán)烷基，優(yōu)選是碳原子數(shù)3～12，特別優(yōu)選是碳原子數(shù)5～7的環(huán)烷基，鏈烯基可以是直鏈，也可以是支鏈。作為環(huán)烯基，優(yōu)選是碳原子數(shù)3～12，特別優(yōu)選是碳原子數(shù)5～7的環(huán)烯基。
作為脲基，優(yōu)選是烷基脲基、芳基脲基；作為氨磺酰氨基，優(yōu)選是烷基氨磺酰氨基、芳基氨磺酰氨基；作為雜環(huán)基，優(yōu)選是5～7元雜環(huán)基，具體是2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基等；作為飽和雜環(huán)，優(yōu)選是5～7元飽和雜環(huán)，具體的是四氫吡喃基、四氫噻喃基等；作為雜環(huán)氧基，優(yōu)選是具有5～7元雜環(huán)的雜環(huán)氧基，例如3，4，5，6-四氫吡喃基-2-氧基、1-苯基四唑-5-氧基等；作為雜環(huán)硫基，優(yōu)選是5～7元雜環(huán)硫基，例如2-吡啶硫基、2-苯并噻唑硫基、2，4-二苯氧基-1，3，5-三唑-6-硫基等；作為甲硅烷氧基可舉出三甲基甲硅烷氧基、三乙基甲硅烷氧基、二甲基丁基甲硅烷氧基等；作為酰亞胺，可舉出琥珀酰亞胺、3-十七烷基琥珀酰亞胺、苯鄰二甲酰亞胺、戊二酰亞胺等；作為螺環(huán)化合物殘基，可舉出螺[3.3]庚烷-1-基等；作為橋烴化合物殘基，可以舉出二環(huán)[2.2.1]庚烷-1-基、三環(huán)[3.3.1.13.7]癸烷-1-基、7，7-二甲基-二環(huán)[2.2.1]庚烷-1-基等。
作為磺?；膳e出烷基磺?；?、芳基磺酰基、鹵素取代烷基磺?；?、鹵素取代芳基磺酰基等；作為亞磺?；?，可舉出烷基亞磺?；?、芳基亞磺酰基等；作為磺酰氧基，可舉出烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基等；作為氨磺?；膳e出N，N-二烷基氨磺?；?、N，N-二芳基氨磺?；?、N-烷基-N-芳基氨磺?；?；作為磷酰基，可舉出烷氧基磷?；⒎佳趸柞；?、烷基磷?；⒎蓟柞；龋蛔鳛榘被柞；?，可舉出N，N-二烷基氨基甲酰基、N，N-二芳基氨基甲酰基、N-烷基-N-芳基氨基甲?；龋蛔鳛轷；?，可舉出烷基羰基、芳基羰基等；作為酰氧基，可舉出烷基羰基氧基等；作為氧基羰基，可舉出烷氧羰基、芳氧羰基等；作為鹵素取代的烷氧基，可舉出α-鹵素取代的烷氧基等；作為鹵素取代的芳氧基，可舉出四氟芳氧基、五氟芳氧基等；作為吡咯基，可舉出1-吡咯基等；作為四唑基，可舉出1-四唑基等各基團。
除上述取代基以外，也優(yōu)選使用三氟甲基、七氟異丙基、九氟叔丁基等各基團或四氟芳基、五氟芳基等。另外，這些取代基也可以被其他的取代基取代。本共聚物中的非環(huán)狀單體含量，從成型性的觀點出發(fā)，優(yōu)選是大于或等于20重量％，更優(yōu)選是25％～90％，最優(yōu)選是30％～85％。
本聚合物或者共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選是80～250℃，更優(yōu)選是90～220℃，最優(yōu)選是100～200℃的范圍。按照利用凝膠滲透色譜法(GPC)測定的聚乙烯換算值，數(shù)均分子量(Mn)優(yōu)選是10,000～1,000,000，更優(yōu)選是20,000～500,000，最優(yōu)選是50,000～300,000的范圍。以重均分子量(Mw)與上述Mn之比(Mw/Mn)表示分子量分布時，優(yōu)選是小于或等于2.0，其中，所述重均分子量(Mw)為同樣用GPC測定的聚乙烯換算的重均分子量(Mw)。Mw/Mn如果過大，成型體的機械強度或耐熱性就降低。特別是為了提高機械強度、耐熱性、成型加工性，Mw/Mn優(yōu)選是小于或等于1.8，特別優(yōu)選是小于或等于1.6。聚合時的溫度，從0～200℃，優(yōu)選從50～150℃的范圍選擇，壓力從大氣壓～100大氣壓的范圍選擇。另外，由于在聚合物帶區(qū)存在氫，就能夠容易地調(diào)整所生成的聚合物的分子量。
本發(fā)明的烯烴系樹脂，可以是從1種成分的環(huán)狀單體合成的高分子，但優(yōu)選使用大于或等于2種成分的環(huán)狀單體、或者使用環(huán)狀單體和非環(huán)狀單體而合成的共聚物。關(guān)于該共聚物，可以使用大于或等于100種成分的單體進行制造，但從生產(chǎn)效率、聚合穩(wěn)定性的角度考慮，單體的混合優(yōu)選是小于或等于10種成分，最優(yōu)選的是小于或等于5種成分。另外，所得到的共聚物，可以是結(jié)晶性高分子，也可以是非結(jié)晶性高分子，但優(yōu)選非結(jié)晶性高分子。
將本發(fā)明的聚合物和共聚物的碳-碳不飽和鍵(包括芳香環(huán))進行加氫的方法，可以使用公知的方法，其中為了提高加氫率，且減少在加氫反應(yīng)同時發(fā)生的聚合物鏈斷裂反應(yīng)，優(yōu)選在有機溶劑中，使用包含選自鎳、鈷、鐵、鈦、銠、鈀、鉑、釕和錸的至少一種金屬的催化劑進行加氫反應(yīng)。氫化催化劑可以使用多相催化劑、均相催化劑的任一種。多相催化劑可以直接使用金屬或者金屬化合物，或者可以負載在合適的載體上使用。
作為載體，例如可舉出活性炭、二氧化硅、氧化鋁、碳化鈣、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、硅藻土、碳化硅等，催化劑的負載量是使金屬含量通常為催化劑總重量的0.01～80重量％，優(yōu)選是0.05～60重量％的范圍。均相系催化劑可以使用將鎳、鈷、鈦或者鐵化合物和有機金屬化合物(例如，有機鋁化合物、有機鋰化合物)組合的催化劑，或者銠、鈀、鉑、釕、錸等的有機金屬絡(luò)合物催化劑。這些加氫催化劑，各自可以單獨使用，或者可以組合2種或2種以上使用，相對100重量份聚合物，其用量通常是0.01～100重量份，優(yōu)選是0.05～50重量份，更優(yōu)選是0.1～30重量份。
加氫反應(yīng)溫度通常是0～300℃的溫度，優(yōu)選是室溫～250℃，特別優(yōu)選是50～200℃的溫度范圍。另外，氫壓力通常是0.1MPa～30MPa，優(yōu)選是1MPa～20MPa，更優(yōu)選是2MPa～15MPa。從耐熱性或耐候性的觀點出發(fā)，在利用1H-NMR的測定中，所得到的加氫產(chǎn)物的加氫率為主鏈的碳-碳不飽和鍵的90％或以上，優(yōu)選是95％或以上，更優(yōu)選是97％或以上。氫化率如果低，所得到的聚合物的透射率、低雙折射性、熱穩(wěn)定性等光學(xué)特性就降低。
作為在本發(fā)明的聚合物和共聚物的加氫反應(yīng)中使用的溶劑，只要是溶解本發(fā)明的聚合物和共聚物而溶劑自身不被加氫的溶劑，任何的溶劑都可以，例如，四氫呋喃、乙醚、二丁醚、二甲氧基乙烷等醚類，苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香烴，戊烷、己烷、庚烷等脂肪烴，環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、二甲基環(huán)己烷、萘烷等脂環(huán)烴，二氯甲烷、二氯乙烷、二氯乙烯、四氯乙烷、氯苯、三氯苯等鹵代烴等，這些可以混合2種或2種以上使用。
本發(fā)明的聚合物或共聚物加氫產(chǎn)物的制造，使聚合物或共聚物加氫產(chǎn)物從聚合物溶液中分離后，可以再次溶解在溶劑中，但也可以采用不進行分離，采用添加由上述有機金屬絡(luò)合物和有機鋁化合物構(gòu)成的氫化催化劑，進行加氫反應(yīng)的方法。加氫反應(yīng)結(jié)束后，可以利用公知的方法除去殘存在聚合物中的氫化催化劑。例如可舉出，利用吸附劑的吸附法；在由良溶劑形成的溶液中添加乳酸等有機酸、不良溶劑及水，在常溫或者加熱下萃取除去該體系的方法；另外，在氮氣或者氫氣的氣氛下，用亞丙基二胺、苯胺、吡啶、乙二酰胺(ethanediamide)、氫氧化鈉等堿性化合物將由良溶劑形成的溶液或者聚合物漿液經(jīng)接觸處理后，或者和接觸處理的同時，將乙酸、檸檬酸、苯甲酸、鹽酸等酸性化合物經(jīng)接觸處理后，進行洗凈除去的方法等。
從本發(fā)明的聚合物或者共聚物加氫產(chǎn)物溶液回收聚合物加氫產(chǎn)物的方法，沒有特別的限制，可以使用公知的方法。例如可舉出，向攪拌下的不良溶劑中倒入反應(yīng)溶液，使聚合物加氫產(chǎn)物凝固，利用過濾法、離心分離法、傾析法等進行回收的方法；在反應(yīng)溶液中吹入蒸汽，使聚合物加氫產(chǎn)物析出的汽提法；利用加熱等從反應(yīng)溶液中直接除去溶劑的方法等。如果使用本發(fā)明的加氫方法，加氫率就能夠容易達到大于或等于90％，達到大于或等于95％，特別大于或等于99％是可能的。而且得到的聚合物或者共聚物加氫產(chǎn)物不容易氧化，成為優(yōu)良的聚合物或者共聚物加氫產(chǎn)物。
(樹脂組合物的制備方法)就本發(fā)明的樹脂組合物的制備方法進行說明。本發(fā)明的樹脂組合物，優(yōu)選在成型工序(成型處理)前，進行特定的加工處理，在加工處理的階段，也可以添加在常規(guī)樹脂中添加的增塑劑、抗氧化劑、其他的添加劑。作為本發(fā)明的樹脂組合物的制備方法，經(jīng)過混煉工序或者在溶劑中溶解混合物、去除溶劑、干燥而得到組合物的工藝等作為優(yōu)選的制備方法來舉出，但更優(yōu)選的制備方法是混煉工藝。
另外，作為混煉工藝，可以使用在通常的樹脂的混合中使用的工藝。例如，可以使用輥、密閉混合機、雙軸混煉機、捏和機等，但優(yōu)選的可舉出密閉混合機、雙軸混煉機、捏和機等。以防止樹脂的氧化為目的，優(yōu)選使用在密閉系統(tǒng)中能夠混煉的裝置，更優(yōu)選的希望在氮氣或氬氣等惰性氣體中進行混煉工藝。
《光學(xué)樹脂透鏡的制作方法》關(guān)于本發(fā)明的光學(xué)樹脂透鏡的制作方法加以說明。本發(fā)明的光學(xué)樹脂透鏡，包括首先制備樹脂組合物(有樹脂單獨的情況，也有樹脂和添加劑的混合物的情況)，接著，將得到的樹脂組合物進行成型的工序。
就本發(fā)明的樹脂組合物的成型方法進行說明。本發(fā)明的樹脂組合物的成型物使將由上述樹脂組合物構(gòu)成的成型材料成型而得到。作為成型方法，沒有特別限制，但為了得到低雙折射性、機械強度、尺寸精度等特性優(yōu)良的成型物，優(yōu)選熔融成型。作為熔融成型法，例如可舉出市售的壓制成型、市售的擠出成型、市售的注射成型等，但從成型性、生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，優(yōu)選注射成型。
根據(jù)使用目的或者成型方法適宜地選擇成型條件，例如注射成型中的樹脂組合物(有樹脂單獨的情況或者樹脂和添加物的混合物的情況)的溫度，在成型時對樹脂賦予適度的流動性，防止成型品的收縮或變形，防止發(fā)生由樹脂的熱分解引起的銀紋，再從有效地防止成型物的變黃的觀點出發(fā)，優(yōu)選是150℃～400℃的范圍，更優(yōu)選是200℃～350℃的范圍，特別優(yōu)選是200℃～330℃的范圍。
本發(fā)明的成型物可以以球狀、棒狀、板狀、圓柱狀、筒狀、管狀、纖維狀、薄膜或者片狀等各種形態(tài)使用，并且，由于低雙折射性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性優(yōu)良，因此可以用作本發(fā)明的光學(xué)用樹脂透鏡，也適合于其他的光學(xué)部件。
《光學(xué)用樹脂透鏡》利用上述的制備方法得到本發(fā)明的光學(xué)用樹脂透鏡，以下是作為對光學(xué)部件的具體的應(yīng)用例。例如，作為光學(xué)透鏡或光學(xué)棱鏡，可舉出照相機的攝像透鏡；顯微鏡、內(nèi)窺鏡、望遠鏡透鏡等透鏡；眼鏡鏡片等全光線透射型透鏡；CD、CD-ROM、WORM(追記型光盤)、MO(可重寫光盤、磁光盤)、MD(小磁盤)、DVD(數(shù)字式影碟)等光盤的拾取裝置透鏡；激光打印機的fθ透鏡、傳感器用透鏡等激光掃描透鏡；照相機的取景器系的棱形透鏡等。
作為光盤用途，可舉出CD、CD-ROM、WORM(追記型光盤)、MO(可重寫光盤、光磁盤)、MD(小磁盤)、DVD(數(shù)字式影碟)等。作為其他的光學(xué)用途，可舉出液晶顯示器等的光波導(dǎo)板；偏振光薄膜、相位差薄膜、光漫射薄膜等光學(xué)薄膜；光漫射板；光學(xué)卡片；液晶顯示元件基板等。它們之中作為要求低雙折射性的拾取裝置透鏡或激光掃描系透鏡是合適的，最適合在拾取裝置透鏡中使用。
在本發(fā)明的樹脂組合物的制備時或樹脂組合物的成型工序中，根據(jù)需要可以添加各種添加劑(也稱為配合劑)。關(guān)于添加劑，沒有特別的限制，但可舉出抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、耐光穩(wěn)定劑、耐候穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、近紅外線吸收劑等穩(wěn)定劑；潤滑劑、增塑劑等樹脂改性劑；染料或顏料等著色劑；防靜電劑、阻燃劑、填料等。這些配合劑可以單獨使用，或者可以組合2種或2種以上使用，在不損害本發(fā)明中記載效果的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇其配合量。
《抗氧化劑》就本發(fā)明中使用的抗氧化劑加以說明。作為抗氧化劑，可舉出酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等，這些之中，優(yōu)選酚系抗氧化劑、特別優(yōu)選烷基取代酚系抗氧化劑。通過配合這些抗氧化劑，使透明性、耐熱性等性能不降低，能夠防止由成型時的氧化劣化等引起的透鏡的著色或強度降低。這些抗氧化劑分別可以單獨使用，或者可以組合2種或2種以上使用，在在不損害本發(fā)明目的的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇其配合量，但相對100質(zhì)量份本發(fā)明的聚合物，優(yōu)選是0.001～5質(zhì)量份，更優(yōu)選是0.01～1質(zhì)量份。
作為酚系抗氧化劑，可以使用以往公知的抗氧化劑，例如丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基芐基)-4-甲基苯基酯、丙烯酸2，4-二叔戊基-6-(1-(3，5-二叔戊基-2-羥基苯基)乙基)苯基酯等日本特開昭63-179953號公報或日本特開平1-168643號公報中記載的丙烯酸酯系化合物；丙酸十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)酯、2，2′-亞甲基-雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、四(丙酸亞甲基-3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基酯)甲烷[季戊四基甲基(pentaerythrimethyl)-四(3-(丙酸3，5-二叔丁基-4-羥基苯基酯))、三甘醇雙(丙酸3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)酯)等烷基取代苯酚系化合物；6-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯胺基)-2，4-雙辛基硫代-1，3，5-三嗪、4-雙辛基硫代-1，3，5-三嗪、2-辛基硫代-4，6-雙(3，5-二叔丁基-4-氧基苯胺基)-1，3，5-三嗪等含有三嗪基的苯酚化合物等等。
作為磷系抗氧化劑，只要是一般樹脂工業(yè)中通常使用的抗氧化劑，就沒有特別的限制，例如可舉出亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯基異癸酯、亞磷酸苯基二異癸酯、亞磷酸三(壬基苯基)酯、亞磷酸三(二壬基苯基)酯、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、10-(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)-9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧等單亞磷酸酯系化合物；4，4′-亞丁基-雙(亞磷酸3-甲基-6-叔丁基苯基-二-十三烷基酯)、4，4′-異亞丙基-雙(亞磷酸苯基-二烷基(C12～C15)酯)等二亞磷酸酯系化合物等。它們之中，優(yōu)選單亞磷酸酯系化合物，特別優(yōu)選亞磷酸三(壬基苯基)酯、亞磷酸三(二壬基苯基)酯、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯等。
作為硫系抗氧化劑，例如可舉出3，3-硫代二丙酸二月桂基酯、3，3′-硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、3，3-硫代二丙酸二硬脂基酯、3，3-硫代二丙酸月桂硬脂基酯、季戊四醇-四(硫代丙酸β-月桂基酯)、3，9-雙(2-十二烷基硫代乙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5，5]十一烷等。
《耐光穩(wěn)定劑》就本發(fā)明中使用的耐光穩(wěn)定劑加以說明。作為耐光穩(wěn)定劑，可舉出二苯甲酮系耐光穩(wěn)定劑、苯并三唑系耐光穩(wěn)定劑、受阻胺系耐光穩(wěn)定劑等，在本發(fā)明中，從透鏡的透明性、耐著色性等觀點出發(fā)，優(yōu)選使用受阻胺系耐光穩(wěn)定劑。在受阻胺系耐光穩(wěn)定劑(以下，記為HALS)之中，利用以THF作為溶劑進行GPC測定的聚乙烯換算的Mn優(yōu)選是1000～10000，更優(yōu)選是2000～5000，特別優(yōu)選是2800～3800的受阻胺系耐光穩(wěn)定劑。
Mn如果過小，在嵌段共聚物中將該HALS加熱熔融混煉進行配合時，因為揮發(fā)，或不能配合規(guī)定量，或在注射成型等的加熱熔融成型時產(chǎn)生發(fā)泡或銀紋等加工穩(wěn)定性降低。另外，亮燈狀態(tài)下長時間使用透鏡的情況，來自透鏡的揮發(fā)性成分產(chǎn)生氣體。相反，Mn如果過大，則在嵌段共聚物中的分散性降低，透鏡的透明性降低，耐光性改進的效果減低。因此，在本發(fā)明中，將HALS的Mn控制在上述范圍，就得到加工穩(wěn)定性、低氣體產(chǎn)生性、透明性優(yōu)良的透鏡。
作為這種HALS的具體例子，可舉出N，N′，N″，N_-四[4，6-雙{丁基-(N-甲基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)氨基}-三嗪-2-基]-4，7-二氮雜癸烷-1，10-二胺、二丁基胺和1，3，5-三嗪和N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的縮聚物、聚[{(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基}{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}六亞甲基{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}]、1，6-己二胺-N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)和嗎啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的縮聚物、聚[(6-嗎啉代-S-三嗪-2，4-二基)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]六亞甲基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]]等哌啶環(huán)通過三嗪骨架相互結(jié)合的高分子量HALS；琥珀酸二甲酯和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物、1，2，3，4-丁烷四甲酸和1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶醇(piperidinol)和3，9-雙(2-羥基-1，1-二甲基乙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5，5]十一烷的混合酯化合物等哌啶環(huán)通過酯鍵結(jié)合的高分子量HALS等。
它們之中，二丁基胺和1，3，5-三嗪和N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的縮聚物、聚[{(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基}{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}六亞甲基{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}]、琥珀酸二甲酯和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶乙醇的聚合物等的Mn優(yōu)選是2,000～5,000的HALS。
本發(fā)明的樹脂中上述HALS的配合量，相對100質(zhì)量份聚合物，優(yōu)選是0.01～20質(zhì)量份，更優(yōu)選是0.02～15質(zhì)量份，特別優(yōu)選是0.05～10質(zhì)量份。添加量如果過少，就得不到充分的耐光性的改進效果，在室外長時間使用的情況下等會發(fā)生著色。另一方面，HALS的配合量如果過多，其一部分會成為氣體，而在樹脂中的分散性降低，透鏡的透明性就降低。另外，在本發(fā)明的樹脂組合物中，再通過配合最低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是低于或等于30℃的化合物，不使透明性、耐熱性、機械強度等諸特性降低，就能夠防止長時間的高溫高濕度環(huán)境下的混濁(白濁)。
即在本發(fā)明中，提供含有本發(fā)明的樹脂組合物和選自(1)軟質(zhì)聚合物、(2)醇性化合物中的至少一種配合劑的樹脂組合物。通過配合這些配合劑，不使透明性、低吸水性、機械強度等諸特性降低，就能夠防止長時間的高溫高濕度環(huán)境下的混濁。它們之中，(1)軟質(zhì)聚合物和(2)醇性化合物，防止在高溫高濕度環(huán)境下的混濁的效果、所得到的樹脂組合物的透明性優(yōu)良。
(1)軟質(zhì)聚合物本發(fā)明中使用的軟質(zhì)聚合物，通常是具有低于或等于30℃的Tg的聚合物，在存在多個Tg的情況下，至少最低的Tg優(yōu)選是低于或等于30℃。作為這些軟質(zhì)聚合物的具體例子，例如可舉出液態(tài)聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、乙烯·α-烯烴共聚物、丙烯·α-烯烴共聚物、乙烯·丙烯·二烯共聚物(EPDM)、乙烯·丙烯·苯乙烯共聚物等烯烴系軟質(zhì)聚合物，聚異丁烯、異丁烯·異戊二烯橡膠、異丁烯·苯乙烯共聚物等異丁烯系軟質(zhì)聚合物，聚丁二烯、聚異戊二烯、丁二烯·苯乙烯無規(guī)共聚物、異戊二烯.苯乙烯無規(guī)共聚物、丙烯腈·丁二烯共聚物、丙烯腈.丁二烯·苯乙烯共聚物、丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物、異戊二烯·苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯·異戊二烯·苯乙烯嵌段共聚物等二烯系軟質(zhì)聚合物，聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二羥基硅氧烷等含有硅的軟質(zhì)聚合物，由聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羥基乙酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸丁酯·苯乙烯共聚物等的α、β-不飽和酸構(gòu)成的軟質(zhì)聚合物，由聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯·苯乙烯共聚物等的不飽和醇和胺或者其?；苌锘蛘咭铱s醛構(gòu)成的軟質(zhì)聚合物，環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、表氯醇橡膠等環(huán)氧系軟質(zhì)聚合物，偏二氟乙烯系橡膠、四氟乙烯-丙烯橡膠等氟系軟質(zhì)聚合物，天然橡膠、多肽、蛋白質(zhì)、聚酯系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體、聚酰胺系熱塑性彈性體等其他的軟質(zhì)聚合物等等。這些軟質(zhì)聚合物可以是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的軟質(zhì)聚合物，并且，也可以是通過改性反應(yīng)導(dǎo)入官能團的軟質(zhì)聚合物。上述軟質(zhì)聚合物之中，優(yōu)選二烯系軟質(zhì)聚合物，特別是該軟質(zhì)聚合物的碳-碳不飽和鍵氫化的氫化二烯系軟質(zhì)聚合物，在橡膠彈性、機械強度、柔軟性、分散性方面是優(yōu)良的。
(2)醇性化合物另外，醇性化合物是在分子中具有至少1個非酚性羥基的化合物，優(yōu)選具有至少1個羥基和至少1個醚鍵或者酯鍵。作為這種化合物的具體例子，例如可舉出2元或2元以上的多元醇，更優(yōu)選可舉出3元或3元以上的多元醇，進一步優(yōu)選可舉出具有3～8個羥基的多元醇的1個羥基被醚化或者酯化的醇性醚化合物或醇性酯化合物。
作為2元或2元以上的多元醇，例如可舉出聚乙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、雙甘油、三甘油、二季戊四醇、1，6，7-三羥基-2，2-二(羥甲基)-4′-氧代庚烷、山梨糖醇、2-甲基-1，6，7-三羥基-2-羥甲基-4-氧代庚烷、1，5，6-三羥基-3-氧代己烷季戊四醇、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯等，但尤其優(yōu)選3元或3元以上的多元醇，更優(yōu)選具有3～8個羥基的多元醇。另外，在得到醇性酯化合物的情況下，優(yōu)選能夠合成含有α、β-二醇的醇性酯化合物的甘油、雙甘油、三甘油等。
作為這種醇性化合物，例如可舉出甘油單硬脂酸酯、甘油單月桂酸酯、甘油單山萮酸酯、雙甘油單硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油二月桂酸酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇單月桂酸酯、季戊四醇單山萮酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇二月桂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、二季戊四醇二硬脂酸酯等多元醇性酯化物；3-(辛氧基)-1，2-丙二醇、3-(癸氧基)-1，2-丙二醇、3-(月桂氧基)-1，2-丙二醇、3-(4-壬基苯氧基)-1，2-丙二醇、1，6-二羥基-2，2-二(羥甲基)-7-(4-壬基苯氧基)-4-氧代庚烷、由對壬基苯基醚和甲醛的縮合物與縮水甘油反應(yīng)得到的醇性醚化合物、由對辛基苯基醚和甲醛的縮合物與縮水甘油反應(yīng)得到的醇性醚化合物，由對辛基苯基醚和二聚環(huán)戊二烯的縮合物與縮水甘油反應(yīng)得到的醇性醚性化合物等。這些多元醇性化合物，可以單獨使用或者可以組合2種或2種以上使用。這些多元醇性化合物的分子量沒有特別的限制，但分子量通常是500～2000，優(yōu)選是800～1500的多元醇性化合物，透明性的降低也少。
(3)有機或者無機填料作為有機填料，可以使用一般的有機聚合物粒子或者交聯(lián)有機聚合物粒子，例如可舉出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴；含有聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等含有鹵素的烯類聚合物；由聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等的α、β-不飽和酸衍生的聚合物；由聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等的不飽和醇衍生的聚合物；由聚環(huán)氧乙烷或者雙縮水甘油醚衍生的聚合物；聚苯醚、聚碳酸酯、聚砜等芳香族縮合系聚合物；聚氨酯；聚酰胺；聚酯；醛酚系樹脂；天然高分子化合物等的粒子或者交聯(lián)粒子。
作為無機填料，例如可舉出氟化鋰、硼砂(硼酸鈉含水鹽)等I族元素化合物；碳酸鎂、磷酸鎂、碳酸鈣、鈦酸鍶、碳酸鋇等II族元素化合物；二氧化鈦(氧化鈦)、一氧化鈦等IV族元素化合物；二氧化鉬、三氧化鉬VI族元素化合物；氯化錳、乙酸錳等VII族元素化合物；氯化鈷、乙酸鈷等VIII至X族元素化合物；碘化亞銅等XI族元素化合物；氧化鋅、乙酸鋅等XII族元素化合物；氧化鋁(礬土)、氟化鋁、硅鋁酸鹽(硅酸鋁、高嶺土、高嶺石)等XIII族元素化合物；氧化硅(二氧化硅、硅膠)、石墨、碳、石墨(graphite)、玻璃等XIV族元素化合物；光鹵石、鉀鹽鎂釩、云母(云母、金云母)、バイロ-ス礦等天然礦物的粒子。
(1)～(3)的化合物的配合量，由和脂環(huán)烴系共聚物配合的化合物的組合決定，但一般來說，配合量如果過多，組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或透明性就大大降低，作為光學(xué)材料使用是不合適的。另外，配合量如果過少，在高溫高濕下，會產(chǎn)生成型物的混濁。作為配合量，相對100質(zhì)量份脂環(huán)烴系共聚物，通常是0.01～10質(zhì)量份，優(yōu)選是0.02～5質(zhì)量份，特別優(yōu)選0.05～2質(zhì)量份。在配合量過少時，得不到高溫高濕度環(huán)境下的混濁防止效果，在配合量過多時，成型品的耐熱性、透明性降低。
《其他的配合劑》在本發(fā)明的樹脂組合物中，根據(jù)需要，作為其他的配合劑可以配合紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、近紅外線吸收劑、染料或顏料等著色劑、潤滑劑、增塑劑、防靜電劑、熒光增白劑等，這些配合劑可以單獨使用，或者可以混合2種或2種以上使用，在不損害本發(fā)明目的的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇其配合量。
另外，本發(fā)明的光學(xué)樹脂優(yōu)選含具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物的樹脂基體。作為具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，在聚合物重復(fù)單元中，含有具有以下述通式(1)表示的脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(a)和以下述通式(2)和/或下述通式(3)表示的鏈狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(b)，它們的總含量大于或等于90重量％，而且優(yōu)選重復(fù)單元(b)的含量是1重量％～小于10重量％的脂環(huán)烴系共聚物。
(式1)[化28] (式2)[化29] (式3)式(1)中，X是脂環(huán)烴基，式(1)、式(2)和式(3)中，R1～R13各自獨立地是氫原子、鏈狀烴基、鹵原子、烷氧基、羥基、醚基、酯基、氰基、酰氨基、酰亞氨基、甲硅烷基和以極性基團(鹵原子、烷氧基、羥基、醚基、酯基、氰基、酰氨基、酰亞氨基或者甲硅烷基)取代的鏈狀烴基。它們之中，在是氫原子或者碳原子數(shù)1～6的鏈狀烴基的情況由于耐熱性、低吸水性優(yōu)良，因此是優(yōu)選的。
作為鹵原子，可舉出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作為以極性基團取代的鏈狀烴基，例如可舉出碳原子數(shù)1～20、優(yōu)選是1～10、更優(yōu)選是1～6的鹵代烷基。作為鏈狀烴基，例如可舉出碳原子數(shù)1～20、優(yōu)選是1～10、更優(yōu)選是2～6的鏈烯基。
通式(1)中的X表示脂環(huán)烴基，構(gòu)成該脂環(huán)烴基的碳原子數(shù)，通常是4個～20個，優(yōu)選是4個～10個，更優(yōu)選是5個～7個。使構(gòu)成脂環(huán)結(jié)構(gòu)的碳原子數(shù)在該范圍，就能夠減低雙折射。另外，脂環(huán)結(jié)構(gòu)不限于單環(huán)結(jié)構(gòu)，例如也可以是降冰片烷環(huán)或二環(huán)己烷環(huán)等多環(huán)結(jié)構(gòu)。
脂環(huán)烴基也可以含有碳-碳不飽和鍵，但其含量是全部碳-碳鍵的小于或等于10％，優(yōu)選是小于或等于5％，更優(yōu)選是小于或等于3％。通過使脂環(huán)烴基的碳-碳不飽和鍵在該范圍，可以提高透明性、耐熱性。另外，在構(gòu)成脂環(huán)烴基的碳原子中，也可以結(jié)合氫原子、烴基、鹵原子、烷氧基、羥基、醚基、酯基、氰基、酰氨基、酰亞氨基、甲硅烷基和以極性基團(鹵原子、烷氧基、羥基、醚基、酯基、氰基、酰氨基、酰亞氨基或者甲硅烷基)取代的鏈狀烴基等，其中氫原子或者碳原子數(shù)1～6個的鏈狀烴基在耐熱性、低吸水性方面是優(yōu)選的。
另外，通式(3)中的......表示主鏈中的碳-碳飽和或者碳-碳不飽和鍵，但在強烈要求透明性、耐熱性時，不飽和鍵的含有率通常是構(gòu)成主鏈的全部碳-碳間鍵的小于或等于10％，優(yōu)選是小于或等于5％，更優(yōu)選是小于或等于3％。
在以通式(1)表示的重復(fù)單元中，以下述通式(4)表示的重復(fù)單元，在耐熱性、低吸水性方面也優(yōu)良。
(式4)
在以通式(2)表示的重復(fù)單元中，以下述通式(5)表示的重復(fù)單元，在耐熱性、低吸水性方面優(yōu)良。
(式5)在以通式(3)表示的重復(fù)單元中，以下述通式(6)表示的重復(fù)單元，在耐熱性、低吸水性方面優(yōu)良。
(式6)通式(4)、通式(5)和通式(6)中的Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn各自獨立地表示氫原子或者低級鏈狀烴基，氫原子或者碳原子數(shù)1～6的低級烷基，在耐熱性、低吸水性方面優(yōu)良。以通式(2)和通式(3)表示的鏈狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元中，以通式(3)表示的鏈狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元，所得到的烴系聚合物的強度特性優(yōu)良。
在本發(fā)明中，烴共聚物中的、以通式(1)表示的脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(a)和以通式(2)和/或通式(3)表示的鏈狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(b)的總含量，以重量為基準(zhǔn)，通常是大于或等于90％，優(yōu)選是大于或等于95％，更優(yōu)選是大于或等于97％。通過將總含量控制在上述范圍，就可以使低雙折射性、耐熱性、低吸水性、機械強度保持高度地平衡。
脂環(huán)烴系共聚物中鏈狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(b)的含量根據(jù)使用目的適當(dāng)選擇，但以重量為基準(zhǔn)，通常是1％～小于10％，優(yōu)選1％～8％，更優(yōu)選2％～6％的范圍。重復(fù)單元(b)的含量在上述范圍時，低雙折射性、耐熱性、低吸水性保持高度地平衡。
另外，相對脂環(huán)烴系共聚物的分子鏈長，重復(fù)單元(a)的鏈長是十分短的，具體地說，在設(shè)A＝(具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元鏈的重均分子量)、B＝(脂環(huán)烴系共聚物的重均分子量(Mw)×(具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元數(shù)/構(gòu)成脂環(huán)烴系共聚物的重復(fù)單元數(shù)))時，A是B的30％或30％以下，優(yōu)選是20％或20％以下，更優(yōu)選15％或15％以下，特別優(yōu)選10％或10％以下的范圍。A在該范圍以外，低雙折射性差。
另外，重復(fù)單元(a)的鏈長優(yōu)選是具有特定的分布。具體地說，在設(shè)A＝(具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元鏈的重均分子量)、C＝(具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元鏈的數(shù)均分子量時，A/C優(yōu)選是大于或等于1.3，更優(yōu)選是1.3～8，最優(yōu)選是1.7～6的范圍。A/C如果過小，嵌段程度就增加，如果過大，無規(guī)程度就增加，在任何一種情況下低雙折射性都差。
本發(fā)明的脂環(huán)烴系共聚物的分子量，按照利用凝膠滲透色譜法(以下，記為GPC)測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算重均分子量(Mw)計是1,000～1,000,000，優(yōu)選是5,000～500,000，更優(yōu)選是10,000～300,000，最優(yōu)選是50,000～250,000的范圍。脂環(huán)烴系共聚物的重均分子量(Mw)如果過小，成型物的強度特性就差，相反如果過大，成型物的雙折射就變大。
這樣的共聚物的分子量分布可以根據(jù)使用目的適宜地選擇，但按照利用GPC測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)計，通常是小于或等于2.5，優(yōu)選是小于或等于2.3，更優(yōu)選是小于或等于2的范圍。Mw/Mn如果在該范圍，機械強度和耐熱性就高度地平衡。共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，可以根據(jù)使用目的適宜地選擇，但通常是50℃～250℃，優(yōu)選是70℃～200℃，更優(yōu)選是90℃～180℃。
《脂環(huán)烴系共聚物的制造方法》本發(fā)明的脂環(huán)烴系共聚物的制造方法，可舉出(1)使芳香族乙烯系化合物和能夠共聚的其他單體進行共聚，使主鏈和芳香環(huán)的碳-碳不飽和鍵進行氫化的方法，(2)使脂環(huán)乙烯系化合物和能夠共聚的其他單體進行共聚，根據(jù)需要進行氫化的方法等。
在用上述的方法制造本發(fā)明的脂環(huán)烴系共聚物時，對芳香族乙烯系化合物和/或脂環(huán)乙烯系化合物(a′)和能夠共聚的其他單體(b′)的共聚物中的主鏈和芳香環(huán)或環(huán)烯環(huán)等不飽和環(huán)的碳-碳不飽和鍵進行氫化，就能夠有效地得到。上述共聚中，來自化合物(a′)的重復(fù)單元具有設(shè)D＝(來自芳香族乙烯系化合物和/或脂環(huán)乙烯系化合物的重復(fù)單元鏈的重均分子量)、E＝(烴系共聚物的重均分子量(Mw)×(來自芳香族乙烯系化合物和/或脂環(huán)乙烯系化合物的重復(fù)單元數(shù)/構(gòu)成烴系共聚物的總重復(fù)單元數(shù)))時，D是E的30％或30％以下，優(yōu)選是20％或20％以下，更優(yōu)選是15％或15％以下，最優(yōu)選是10％或10％以下的鏈結(jié)構(gòu)。如果D在上述范圍以外，所得到的脂環(huán)烴系共聚物的低雙折射性差。本發(fā)明利用(1)的方法，能夠有效地得到脂環(huán)烴系共聚物，因此優(yōu)選。
上述氫化前的共聚物，進一步優(yōu)選F＝(來自芳香族乙烯系化合物和/或脂環(huán)乙烯系化合物的重復(fù)單元的鏈的數(shù)均分子量)時的D/F是一定的范圍。具體地說，D/F優(yōu)選是大于或等于1.3，更優(yōu)選是1.3～8，最優(yōu)選是1.7～6的范圍。D/F在該范圍以外時，所得到的脂環(huán)烴系共聚物的低雙折射性差。
例如利用對文獻Macromorecules 1983，16，1925-1928記載的芳香族乙烯類共聚物的主鏈中不飽和雙鍵與臭氧加成后進行還原分解，測定取出的芳香族乙烯鏈的分子量的方法等就能夠確認來自上述化合物(a′)的重復(fù)單元的鏈的重均分子量和數(shù)均分子量。
按照利用GPC測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算重均分子量(Mw)計，氫化前的共聚物的分子量是1,000～1,000,000，優(yōu)選是5,000～500,000，更優(yōu)選是10,000～300,000的范圍。共聚物的重均分子量(Mw)如果過小，由此得到的脂環(huán)烴系共聚物的成型物的強度特性差，相反如果過大，氫化反應(yīng)性差。
作為在上述(1)的方法中使用的芳香族乙烯系化合物的具體例子，例如可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-丙基苯乙烯、α-異丙基苯乙烯、α-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2，4-二異丙基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、一氟苯乙烯、4-苯基苯乙烯等，優(yōu)選苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等。
作為在上述(2)的方法中使用的脂環(huán)乙烯系化合物的具體例子，例如可舉出環(huán)丁基乙烯、環(huán)戊基乙烯、環(huán)己基乙烯、環(huán)庚基乙烯、環(huán)辛基乙烯、降冰片基乙烯、二環(huán)己基乙烯、α-甲基環(huán)己基乙烯、α-叔丁基環(huán)己基乙烯、環(huán)戊烯基乙烯、環(huán)己烯基乙烯、環(huán)庚烯基乙烯、環(huán)辛烯基乙烯、環(huán)癸烯乙烯、降冰片烯基乙烯、α-甲基環(huán)己烯基乙烯和α-叔丁基環(huán)己烯基乙烯等，它們之中，優(yōu)選環(huán)己基乙烯、α-甲基環(huán)己基乙烯。這些芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)乙烯系化合物，各自可以單獨使用，或者可以組合2種或2種以上使用。
作為能夠共聚的其他單體，雖然沒有特別的限制，但使用鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯化合物等，在使用共軛二烯時，制造過程中的操作性優(yōu)良，并且所得到的脂環(huán)烴系共聚物的強度特性也優(yōu)良。
作為鏈狀乙烯系化合物的具體例子，例如可舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等鏈烯烴單體；1-氰基乙烯(丙烯腈)、1-氰基-1-甲基乙烯(甲基丙烯腈)、1-氰基-1-氯乙烯(α-氯丙烯腈)等腈系單體；1-(甲氧羰基)-1-甲基乙烯(甲基丙烯酸甲酯)、1-(乙氧羰基)-1-甲基乙烯(甲基丙烯酸乙酯)、1-(丙氧羰基)-1-甲基乙烯(甲基丙烯酸丙酯)、1-(丁氧羰基)-1-甲基乙烯(甲基丙烯酸丁酯)、1-甲氧羰基乙烯(丙烯酸甲酯)、1-乙氧羰基乙烯(丙烯酸乙酯)、1-丙氧羰基乙烯(丙烯酸丙酯)、1-丁氧羰基乙烯(丙烯酸丁酯)等(甲基)丙烯酸酯系單體；1-羧基乙烯(丙烯酸)、1-羧基-1-甲基乙烯(甲基丙烯酸)、馬來酸酐等不飽和脂肪酸系單體等，其中，優(yōu)選鏈烯烴系單體，最優(yōu)選乙烯、丙烯、1-丁烯。
鏈狀共軛二烯，例如可舉出1，3-丁二烯、異戊二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯和1，3-己二烯等。這些鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯之中，優(yōu)選鏈狀共軛二烯，特別優(yōu)選丁二烯、異戊二烯。這些鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯，各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。這些狀鏈乙烯系化合物各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。
使化合物(a′)聚合的方法，沒有特別的限制，可舉出分批聚合法(一括重合法)(分批法)、單體逐次添加法(使用單體總用量中的一部分開始聚合后，逐次添加剩余的單體進行聚合的方法)等，尤其如果使用單體逐次添加法，就得到具有優(yōu)選的鏈狀結(jié)構(gòu)的烴系共聚物。上述的D值越小、和/或D/F越顯示大的值，氫化前的共聚物越具有更無規(guī)的鏈狀結(jié)構(gòu)。共聚物具有何種程度的無規(guī)性，是由芳香族乙烯系化合物的聚合速度和能夠共聚的其他單體的聚合速度的速度比決定，該速度比越小，就越具有更無規(guī)的鏈狀結(jié)構(gòu)。
按照上述單體逐次添加法，在聚合體系內(nèi)逐次添加均勻地混合的混合單體，因此和分批法不同，在利用聚合物的聚合的生長過程中，能夠更降低單體的聚合選擇性，因此所得到的共聚物成為更無規(guī)的鏈狀結(jié)構(gòu)。另外，可以使聚合系內(nèi)的聚合反應(yīng)熱的蓄積小，因此能夠穩(wěn)定地確保聚合溫度低。
在單體逐次添加的情況下，首先在單體的總用量中，通常以0.01重量％～60重量％、優(yōu)選以0.02重量％～20重量％、更優(yōu)選以0.05重量％～10重量％的單體作為初期單體，以預(yù)先存在于聚合反應(yīng)器內(nèi)的狀態(tài)添加引發(fā)劑開始聚合。如果將初期單體量控制在這樣的范圍，就能夠容易除去在聚合開始后的初期反應(yīng)中發(fā)生的反應(yīng)熱，能夠使得到的共聚物形成更無規(guī)的鏈狀結(jié)構(gòu)。如果使反應(yīng)持續(xù)至上述初期單體的聚合轉(zhuǎn)化率達到大于或等于70％、優(yōu)選是大于或等于80％、更優(yōu)選是大于或等于90％，所得到的共聚物的鏈狀結(jié)構(gòu)就變得更無規(guī)。然后，繼續(xù)添加上述單體的余量，考慮聚合體系內(nèi)的單體的消耗速度來決定添加速度。
通常，在設(shè)初期單體的聚合添加率達到90％所要的時間為T、設(shè)初期單體相對于全部使用單體的比率(％)為I時，在以關(guān)系式[(100-I)×T/I]得到的時間的0.5～3倍、優(yōu)選0.8～2倍、更優(yōu)選1～1.5的范圍內(nèi)決定結(jié)束添加剩余部分單體。具體地說，確定初期單體量和剩余單體的添加速度，以便通常為0.1～30小時、優(yōu)選為0.5小時～5小時、更優(yōu)選為1小時～3小時的范圍。另外，單體添加剛剛結(jié)束后的總單體聚合轉(zhuǎn)化率通常是大于或等于80％，優(yōu)選是大于或等于85％，更優(yōu)選是大于或等于90％。如果使單體添加剛剛結(jié)束后的總單體聚合轉(zhuǎn)化率達到上述的范圍，所得到的共聚物的鏈狀結(jié)構(gòu)就變得更無規(guī)。
聚合反應(yīng)是自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等，沒有特別的限制，但如果考慮聚合操作、后續(xù)工序中的氫化反應(yīng)的容易度以及最終得到的烴系共聚物的機械強度，則優(yōu)選陰離子聚合法。在自由基聚合時，在引發(fā)劑的存在下，通常在0℃～200℃、優(yōu)選在20℃～150℃，可以使用本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合等方法，尤其有必要在防止雜質(zhì)等混入樹脂中的情況下，優(yōu)選是本體聚合、懸浮聚合。作為自由基引發(fā)劑，可以使用苯甲酰過氧化物、月桂酰過氧化物、叔丁基-過氧-2-乙基己酸酯等有機過氧化物，偶氮異丁腈、4，4-偶氮二-4-氰基戊酸、偶氮二苯甲酰等偶氮化合物，以過硫酸鉀、過硫酸銨為代表的水溶性催化劑或氧化還原引發(fā)劑等。
在陰離子聚合時，在引發(fā)劑的存在下，通常在0℃～200℃，優(yōu)選在20℃～100℃，特別優(yōu)選在20℃～80℃的溫度范圍，可以使用本體聚合、溶液聚合、淤漿聚合等方法，但如果考慮去除反應(yīng)熱，優(yōu)選溶液聚合。此時，使用能夠溶解聚合物及其氫化物的惰性溶劑。在溶液反應(yīng)中使用的惰性溶劑，例如可舉出正丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、正庚烷、異辛烷等脂肪族烴類；環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、萘烷等脂環(huán)烴類；苯、甲苯等芳香族烴類等，其中如果使用脂肪族烴類或脂環(huán)烴類，在氫化反應(yīng)中作為惰性溶劑也能夠直接使用。這些溶劑各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用，通常，相對100重量份全部使用的單體，以200～10,000重量份的比例使用。作為上述陰離子聚合的引發(fā)劑，例如可以使用正丁基鋰、仲丁基鋰、叔丁基鋰、己基鋰、苯基鋰等單有機鋰，二鋰甲烷(ジリチオメタン)、1，4-二鋰丁烷(1，4-ジオブタン)、1，4-二鋰(1，4-ジリチオ)-2-乙基環(huán)己烷等多官能性有機鋰化合物等。
在聚合反應(yīng)中，還可以使用聚合促進劑或無規(guī)化劑(randomizer)具有防止某一成分的鏈長變長的功能的添加劑)等。在陰離子聚合的情況下，例如可以使用路易斯堿化合物作為無規(guī)化劑。作為路易斯堿化合物的具體例子，例如可舉出二甲醚、二乙醚、二異丙醚、二丁醚、四氫呋喃、二苯醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基苯基醚等醚化合物；四甲基乙二胺、三甲胺、三乙胺、吡啶等叔胺化合物；叔戊氧基鉀、叔丁氧基鉀等堿金屬醇鹽化合物；三苯基膦等膦化合物。這些路易斯堿化合物，各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。
由上述的自由基聚合或陰離子聚合得到的聚合物，例如可以用汽提法、直接除去溶劑法、醇凝固法等公知的方法回收。另外，在聚合時，在氫化反應(yīng)中使用惰性溶劑的情況下，不從聚合液回收聚合物，可以直接用于加氫工序中。
《不飽和鍵的氫化方法》在進行氫化前的共聚物的芳香環(huán)或環(huán)烯環(huán)等不飽和環(huán)的碳-碳雙鍵或主鏈的不飽和鍵等的氫化反應(yīng)時，反應(yīng)方法、反應(yīng)形式?jīng)]有特別的限制，可以按照公知的方法進行，但優(yōu)選能夠提高氫化率、而且和氫化反應(yīng)的同時發(fā)生的聚合物鏈斷裂反應(yīng)少的氫化方法，例如可舉出使用有機溶劑中含有選自鎳、鈷、鐵、鈦、銠、鈀、鉑、釕和錸的至少一種金屬的催化劑進行的方法。作為氫化催化劑可以使用多相催化劑、均相催化劑的任一種。
多相催化劑，可以直接使用金屬或者金屬化合物，或者負載在適當(dāng)?shù)妮d體上使用。作為載體，例如可舉出活性炭、二氧化硅、氧化鋁、碳化鈣、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、硅藻土、碳化硅等，催化劑的負載量，通常是0.01～80重量％，優(yōu)選是0.05～60重量％的范圍。均相催化劑可以使用將鎳、鈷、鈦或者鐵化合物和有機金屬化合物(例如有機鋁化合物、有機鋰化合物)組合的催化劑，或者銠、鈀、鉑、釕、錸等有機金屬絡(luò)合物催化劑。
作為鎳、鈷、鈦或者鐵化合物，例如可以使用各種金屬的乙酰丙酮鹽、環(huán)烷酸鹽、環(huán)戊二烯基化合物、環(huán)戊二烯基二氯化合物等。作為有機鋁化合物優(yōu)選使用三乙基鋁、三異丁基鋁等烷基鋁，氯化二乙基鋁、二氯化乙基鋁等鹵化鋁，氫化二異丁基鋁等氫化烷基鋁等。
作為有機金屬絡(luò)合物催化劑的例子，可以使用上述各種金屬的γ-二氯-π-苯絡(luò)合物、二氯-三(三苯基膦)絡(luò)合物、氫化物(hydride)-氯-(三苯基膦)絡(luò)合物等金屬絡(luò)合物。這些氫化催化劑，各自可以單獨使用，或者組合2種或2種以上使用，相對聚合物，按重量基準(zhǔn)，其用量通常是0.01～100重量份，優(yōu)選是0.05～50重量份，更優(yōu)選是0.1～30重量份。氫化反應(yīng)，通常是10℃～250℃，但從能夠提高氫化率，而且能夠使和氫化反應(yīng)同時發(fā)生的聚合物鏈斷裂反應(yīng)小的理由考慮，優(yōu)選是50℃～200℃，更優(yōu)選是80℃～180℃。另外，氫壓力通常是0.1MPa～30MPa，但除上述理由以外，從操作性的觀點出發(fā)，優(yōu)選是1MPa～20MPa，更優(yōu)選是2MPa～10MPa。
像這樣得到的氫化物的氫化率，在利用1H-NMR測定中，主鏈的碳-碳不飽和鍵、芳香環(huán)的碳-碳雙鍵、不飽和環(huán)的碳-碳雙鍵通常都是大于或等于90％，優(yōu)選是大于或等于95％，更優(yōu)選是大于或等于97％。氫化率如果過低，所得到的聚合物的低雙折射性、熱穩(wěn)定性等就降低。在氫化反應(yīng)結(jié)束后，回收氫化物的方法沒有特別的限制。通?？梢允褂猛ㄟ^過濾、離心分離等方法去除氫化催化劑殘渣后，通過直接干燥從氫化物的溶液中去除溶劑方法；將氫化物的溶液注入氫化物的不良溶劑中、使氫化物凝固的方法。
作為具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，更優(yōu)選具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]的嵌段共聚物。聚合物嵌段[A]含有以下述通式(1)表示的重復(fù)單元[1]。聚合物嵌段[A]中的重復(fù)單元[1]的含量，優(yōu)選是大于或等于50摩爾％，更優(yōu)選是大于或等于70摩爾％，特別優(yōu)選是大于或等于90摩爾％。
(式中，R1表示氫原子或者碳原子數(shù)1～20的烷基，R2-R12各自單獨地是氫原子、碳原子數(shù)1～20的烷基、羥基、碳原子數(shù)1～20的烷氧基或者鹵素。另外，上述R2-R12是R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12，以下相同。)以上述通式(1)表示的重復(fù)單元[1]的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是R1為氫或者甲基、R2-R12全部為氫的結(jié)構(gòu)。聚合物嵌段[A]中的重復(fù)單元[1]的含量如果在上述范圍，透明性和機械強度就優(yōu)良。聚合物嵌段[A]中除上述重復(fù)單元[1]以外的其他部分是使來自鏈狀共軛二烯或鏈狀乙烯系化合物的重復(fù)單元氫化的物質(zhì)。
聚合物嵌段[B]含有以述重復(fù)單元[1]和以下述通式(2)表示的重復(fù)單元[2]或者/或以下述通式(3)表示的重復(fù)單元[3]。聚合物嵌段[B]中的重復(fù)單元[1]的含量優(yōu)選是40～95摩爾％，更優(yōu)選是50～90摩爾％。重復(fù)單元[1]的含量如果在上述范圍，透明性和機械強度就優(yōu)良。在設(shè)嵌段[B]中的重復(fù)單元[2]的摩爾百分率為m2(摩爾％)、設(shè)重復(fù)單元[3]的摩爾百分率為m3(摩爾％)時，2×m2+m3優(yōu)選是大于或等于2摩爾％，更優(yōu)選是大于或等于5～60摩爾％，最優(yōu)選是10～50摩爾％。
(式中，R13表示氫原子、或者碳原子數(shù)1～20的烷基。)以上述式(2)表示的重復(fù)單元[2]的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是R13為氫或者甲基的結(jié)構(gòu)。
(式中，R14和R15各自獨立地表示氫原子、或者碳原子數(shù)1～20的烷基。)以上述式(3)表示的重復(fù)單元[3]的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是R14為氫、R15為甲基或者乙基的結(jié)構(gòu)。
聚合物嵌段[B]中的上述重復(fù)單元[2]或者重復(fù)單元[3]的含量如果過少，機械強度就降低。因此，重復(fù)單元[2]和重復(fù)單元[3]的含量如果在上述范圍，透明性和機械強度就優(yōu)良。聚合物嵌段[B]還可以含有以下述式(X)表示的重復(fù)單元[X]。重復(fù)單元[X]的含量是不損害本發(fā)明的嵌段共聚物的特性范圍的量，相對全部嵌段共聚物，優(yōu)選是小于或等于30摩爾％，更優(yōu)選是小于或等于20摩爾％。
(式中，R25表示表示氫原子、或者碳原子數(shù)1～20的烷基，R26表示腈基、烷氧基羰基、甲?；?、羥基羰基或鹵原子，R27表示氫原子?；蛘逺26和R27也可以相互結(jié)合，形成酸酐基或酰亞氨基。)另外，本發(fā)明中使用的嵌段共聚物，在設(shè)聚合物嵌段[A]中的重復(fù)單元[1]的摩爾百分率為a、設(shè)聚合物嵌段[B]中的重復(fù)單元[1]的摩爾百分率為b時，優(yōu)選有a＞b的關(guān)系。由此，透明性和機械強度優(yōu)良。另外，本發(fā)明中使用的嵌段共聚物，在設(shè)構(gòu)成嵌段[A]的全部重復(fù)單元的摩爾數(shù)為ma、設(shè)構(gòu)成嵌段[B]的全部重復(fù)單元的摩爾數(shù)為mb時，其比(ma∶mb)優(yōu)選是5∶95～95∶5，更優(yōu)選是30∶70～95∶5，特別優(yōu)選是40∶60～90∶10。(ma∶mb)在上述范圍時，機械強度和耐熱性優(yōu)良。
以利用四氫呋喃(THF)作為溶劑的凝膠滲透色譜法(以下，記為GPC)測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算重均分子量(以下，記為Mw)計，本發(fā)明中使用的嵌段共聚物的分子量優(yōu)選是10,000～300,000，更優(yōu)選是15,000～250,000，特別優(yōu)選是20,000～200,000的范圍。嵌段共聚物的Mw如果在上述范圍，機械強度、耐熱性、成型性的平衡優(yōu)良。
可以根據(jù)使用目的適宜地選擇嵌段共聚物的分子量分布，但按照利用GPC測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算的Mw和數(shù)均分子量(以下，記為Mn)之比(Mw/Mn)，優(yōu)選是小于或等于5，更優(yōu)選是小于或等于4，特別優(yōu)選是小于或等于3的范圍。Mw/Mn如果在該范圍，機械強度或耐熱性就優(yōu)良?？梢愿鶕?jù)使用目的適宜地選擇嵌段共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(以下記為Tg)，但按照利用示差掃描型熱量計(以下，記為DSC)測定的高溫側(cè)的測定值，優(yōu)選是70℃～200℃，更優(yōu)選是80℃～180℃，特別優(yōu)選是90℃～160℃。
本發(fā)明中使用的上述嵌段共聚物具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]，可以是([A]-[B])型的二嵌段共聚物，也可以是([A]-[B]-[A])型或([B]-[A]-[B])型的三嵌段共聚物，還可以是聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]總計4個或4個以上交替連接的嵌段共聚物。另外，這些嵌段也可以是輻射型結(jié)合的嵌段共聚物。
可以使用以下的方法得到本發(fā)明中使用的嵌段共聚物。作為該方法，使含有芳香族乙烯系化合物或/和在環(huán)上具有不飽和鍵的脂環(huán)族乙烯系化合物的單體混合物、與含有乙烯基單體(除芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)族乙烯系化合物以外)的單體混合物發(fā)生聚合，就得到具有含來自芳香族乙烯系化合物或/和脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元的聚合物嵌段、以及含有來自乙烯基單體的重復(fù)單元的聚合物嵌段的嵌段共聚物。
而且，使該嵌段共聚物的芳香環(huán)或/或脂環(huán)環(huán)氫化的方法，或使含有飽和脂環(huán)族乙烯系混合物的單體混合物、和含有乙烯基單體(除芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)族乙烯系化合物以外)的單體混合物進行聚合，得到具有含來自脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元的聚合物嵌段、和含來自乙烯基單體的重復(fù)單元的聚合物嵌段的嵌段共聚物的方法等。其中，作為本發(fā)明中使用的更優(yōu)選的嵌段共聚物，例如可以采用以下的方法得到。
作為第一方法，首先，使含有大于或等于50摩爾％的芳香族乙烯系化合物或/和在環(huán)上具有不飽和鍵的脂環(huán)族乙烯系化合物的單體混合物[a′]進行聚合，得到含有來自芳香族乙烯系化合物或/和在環(huán)上有不飽和鍵的脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元的聚合物嵌段[A′]。使含有大于或等于2摩爾％乙烯基單體(除芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)族乙烯系化合物以外)、而且使以比單體混合物[a′]中的比例少的比例量含有芳香族乙烯系化合物或/和在環(huán)上有不飽和鍵的脂環(huán)族乙烯系化合物的單體混合物[b′]進行聚合，得到含有芳香族乙烯系化合物或/和來自上述脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元和來自乙烯基單體的重復(fù)單元的聚合物嵌段[B′]。至少經(jīng)過這些工序，得到具有上述聚合物嵌段[A′]和聚合物嵌段[B′]的嵌段共聚物后，使該嵌段共聚物的芳香環(huán)或/和脂肪族環(huán)氫化。
作為第二方法，首先，使含有大于或等于50摩爾％的飽和脂環(huán)族乙烯系化合物的單體混合物[a]進行聚合，得到含有來自飽和脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元的聚合物嵌段[A]。使含有大于或等于2摩爾％的乙烯基單體(除芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)族乙烯系化合物以外)、而且以比單體混合物[a]中的比例少的比例量含有飽和脂環(huán)族乙烯系化合物的單體混合物[b]進行聚合，得到含有來自飽和脂環(huán)族乙烯系化合物的重復(fù)單元和來自乙烯基單體的重復(fù)單元的聚合物嵌段[B]。至少經(jīng)過這些工序，得到具有上述聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]的嵌段共聚物。
在上述方法中，從容易得到單體、聚合收縮率、向聚合物嵌段[B′]導(dǎo)入重復(fù)單元[1]的容易性等觀點出發(fā)，優(yōu)選上述(1)的方法。作為上述(1)的方法中的芳香族乙烯系化合物的具體例子，可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-丙基苯乙烯、α-異丙基苯乙烯、α-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2，4-二異丙基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、一氟苯乙烯、4-苯基苯乙烯等，或它們具有羥基、烷基等取代基等。其中優(yōu)選苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等。
作為上述(1)的方法中的不飽和脂環(huán)族乙烯系化合物的具體例子，可舉出環(huán)己烯基乙烯、α-甲基環(huán)己烯基乙烯和α-叔丁基環(huán)己烯基乙烯等或它們具有鹵素、烷氧基或者羥基等取代基等。這些芳香族乙烯系化合物和脂環(huán)族乙烯系化合物，各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。在本發(fā)明中，單體混合物[a′]和[b′]都優(yōu)選使用芳香族乙烯系化合物，其中更優(yōu)選使用苯乙烯或者α-甲基苯乙烯。
在上述方法中使用的乙烯基單體中包括鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯化合物。作為鏈狀乙烯系化合物的具體例子，可舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等鏈狀烯烴單體等，其中優(yōu)選鏈狀烯烴單體，最優(yōu)選乙烯、丙烯、1-丁烯。鏈狀共軛二烯，例如可舉出1，3-丁二烯、異戊二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯和1，3-己二烯等。這些鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯中優(yōu)選鏈狀共軛二烯，特別優(yōu)選丁二烯、異戊二烯。這些鏈狀乙烯系化合物和鏈狀共軛二烯各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。
將有上述單體的單體混合物進行聚合時，可以使用自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等任一種方法進行聚合反應(yīng)，但優(yōu)選是利用陰離子聚合，最優(yōu)選是在惰性溶劑存在下進行活性陰離子聚合。在聚合引發(fā)劑的存在下，陰離子聚合通常在0℃～200℃、優(yōu)選好在20℃～100℃、特別優(yōu)選在20℃～80℃的溫度范圍進行。作為引發(fā)劑，例如可以使用正丁基鋰、仲丁基鋰、叔丁基鋰、己基鋰、苯基鋰等單有機鋰，二鋰甲烷、1，4-二鋰丁烷，1，4-二鋰-2-乙基環(huán)己烷等多官能性有機鋰化合物等。
作為使用的惰性溶劑，例如可舉出正丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、正庚烷、異辛烷等脂肪族烴類；環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、萘烷等脂環(huán)烴類；苯、甲苯等芳香族烴類等，其中，如果使用脂肪族烴類或脂環(huán)烴類，在氫化反應(yīng)中也可以直接使用惰性的溶劑。這些溶劑各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用，通常相對100重量份全部使用的單體，以200～10,000重量份的比例使用。
當(dāng)各聚合物嵌段進行聚合時，在各嵌段內(nèi)，為了防止某一成分的鏈變長，可以使用聚合促進劑或無規(guī)化劑等。特別在利用陰離子聚合進行聚合反應(yīng)時，作為無規(guī)化劑可以使用路易斯堿化合物。作為路易斯堿化合物的具體例子，可舉出二甲醚、二乙醚、二異丙醚、二丁醚、四氫呋喃、二苯醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基苯基醚等醚化合物；四甲基乙二胺、三甲胺、三乙胺、吡啶等叔胺化合物；叔戊氧基鉀、叔丁氧基鉀等堿金屬氧化物；三苯基膦等膦化合物。這些路易斯堿化合物各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用。
利用活性陰離子聚合得到嵌段共聚物的方法，可舉出以往公知的逐次加成聚合反應(yīng)法和偶聯(lián)反應(yīng)法等，但在本發(fā)明中，優(yōu)選使用逐次加成聚合反應(yīng)法。在用逐次加成聚合反應(yīng)法得到具有聚合物嵌段[A′]和聚合物嵌段[B′]的上述嵌段共聚物時，依次連續(xù)進行得到聚合物嵌段[A′]的工序和得到聚合物嵌段[B′]的工序。具體地說，在上述活陰離子聚合催化劑存在下，使單體混合物[a′]在惰性溶劑中進行聚合而得到聚合物嵌段[A′]，接著向該反應(yīng)體系中添加單體混合物[b′]繼續(xù)聚合而得到和聚合物嵌段[A′]相連的聚合物嵌段[B′]。
進一步根據(jù)需要，再添加單體混合物[a′]進行聚合，連接聚合物嵌段[A′]，形成三嵌段物，再次添加單體混合物[b′]進行聚合，得到連接聚合物嵌段[B′]的四嵌段物。所得到的嵌段共聚物，例如用汽提法、直接除去溶劑法、醇凝固法等公知的方法進行回收。在聚合反應(yīng)中，在氫化反應(yīng)中使用惰性溶劑時，在氫化反應(yīng)過程中也可以直接使用聚合溶液，因此可以不從聚合溶液回收嵌段共聚物。
在上述(1)的方法中得到的具有聚合物嵌段[A′]和聚合物嵌段[B′]的嵌段共聚物(以下，稱為氫化前嵌段共聚物)中，優(yōu)選具有上述結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元。優(yōu)選構(gòu)成氫化前嵌段共聚物的聚合物嵌段[A′]是含有大于或等于50摩爾％的以下述式(4)表示的重復(fù)單元[4]的聚合物嵌段。
(式中，R16表示氫原子或者碳原子數(shù)1～20的烷基，R17～R21各自獨立地是氫原子、碳原子數(shù)1～20的烷基、羥基、碳原子數(shù)1～20的烷氧基或者鹵素。另外，上述[R17～R21]表示R17、R18...和R21。)另外，優(yōu)選的聚合物嵌段[B′]是必須含有上述重復(fù)單元[4]、至少含有以下述式(5)表示的重復(fù)單元[5]和以下述式(6)表示的重復(fù)單元[6]中任一種的聚合物嵌段。另外，在設(shè)聚合物嵌段[A′]中的重復(fù)單元[4]的摩爾百分率為a′、設(shè)聚合物嵌段[B′]中的重復(fù)單元[4]的摩爾百分率為b′時，是a′＞b′。
(式中，R22表示氫原子或者碳原子數(shù)1～20的烷基。)[化39] (式中，R23表示氫原子或者碳原子數(shù)1～20的烷基，R24表示氫原子、碳原子數(shù)1～20的烷基或者鏈烯基。)進一步地，在嵌段[B′]中，也可以含有以下述式(Y)表示的重復(fù)單元[Y]。
(式中，R28表示氫原子或者碳原子數(shù)1～20的烷基，R29表示腈基、烷氧基羰基、甲?；⒘u基羰基或者鹵素，R30表示氫原子?；蛘逺29和R30也可以相互結(jié)合而形成酐基或者酰亞氨基。)另外，優(yōu)選的氫化前嵌段共聚物，在設(shè)構(gòu)成嵌段[A′]的全部重復(fù)單元的摩爾數(shù)為ma′、設(shè)構(gòu)成嵌段[B′]的全部重復(fù)單元的摩爾數(shù)為mb′時，該比(ma′∶mb′)是5∶95～95∶5，更優(yōu)選是30∶70～95∶5，特別優(yōu)選是40∶60～90∶10。(ma′∶mb′)在上述范圍時，機械強度或耐熱性優(yōu)良。優(yōu)選的氫化前嵌段共聚物的分子量，按照以THF作為溶劑利用GPC測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算的Mw是12,000～400,000、優(yōu)選是19,000～350,000、特別優(yōu)選是25,000～300,000的范圍。嵌段共聚物的Mw如果過小，機械強度就降低，如果過大，加氫率就降低。
優(yōu)選的氫化前的嵌段共聚物的分子量分布，可以根據(jù)使用目的適宜地選擇，但按照利用GPC測定的聚苯乙烯(或者聚異戊二烯)換算的Mw和Mn之比(Mw/Mn)是小于或等于5，優(yōu)選是小于或等于4，特別優(yōu)選是小于或等于3的范圍。(Mw/Mn)如果在該范圍，加氫率就提高。優(yōu)選的氫化前的嵌段共聚物的Tg，可以根據(jù)使用目的適宜地選擇，但按照利用DSC測定的高溫側(cè)的值，是70℃～150℃，更優(yōu)選是80℃～140℃，特別優(yōu)選是90℃～130℃。
使上述氫化前的嵌段共聚物的芳香環(huán)或環(huán)烯環(huán)等不飽和環(huán)的碳-碳不飽和鍵和主鏈或側(cè)鏈的不飽和鍵等氫化的方法和反應(yīng)形式?jīng)]有特別的限制，可以按照公知的方法進行，但優(yōu)選能夠提高氫化率、聚合物鏈斷裂反應(yīng)少的氫化方法，例如可舉出在有機溶劑中，使用含有選自鎳、鈷、鐵、鈦、銠、鈀、鉑、釕、錸的至少一種金屬的催化劑進行的方法。氫化催化劑，可以使用多相催化劑、均相催化劑的任一種。
多相催化劑，可以直接使用金屬或者金屬化合物，或者可負載在適當(dāng)?shù)妮d體上使用。作為載體，例如可舉出活性炭、二氧化硅、氧化鋁、碳化鈣、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、硅藻土、碳化硅等，催化劑的負載量，優(yōu)選是0.01～80重量％，更優(yōu)選是0.05～60重量％。均相系催化劑，可以使用將鎳、鈷、鈦或者鐵化合物和有機金屬化合物(例如有機鋁化合物、有機鋰化合物)組合的催化劑、或者銠、鈀、鉑、釕、錸等有機金屬絡(luò)合物。作為鎳、鈷、鈦或者鐵化合物，例如使用各種金屬的乙酰丙酮鹽、環(huán)烷酸鹽、環(huán)戊二烯基化合物、環(huán)戊二烯基二氯化合物等。作為有機鋁化合物，優(yōu)選使用三乙基鋁、三異丁基鋁等烷基鋁，氯化二乙基鋁、二氯化乙基鋁等鹵化鋁，氫化二異丁基鋁等氫化烷基鋁等。
作為有機金屬絡(luò)合物催化劑的例子，使用上述各種金屬γ-二氯-π-苯絡(luò)合物、二氯-三(三苯基膦)絡(luò)合物、氫化物-氯-三苯基膦絡(luò)合物等金屬絡(luò)合物。這些氫化催化劑，各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用，相對100重量份，其用量優(yōu)選是0.01～100重量份，更優(yōu)選是0.05～50重量份，特別優(yōu)選是0.1～30重量份。氫化反應(yīng)通常是10℃～250℃，但從能夠提高氫化率、而且能夠使聚合物鏈斷裂反應(yīng)小的理由出發(fā)，優(yōu)選是50℃～200℃，更優(yōu)選是80℃～180℃。另外，氫壓力優(yōu)選是0.1MPa～30MPa，但除上述理由以外，從操作性的觀點出發(fā)，更優(yōu)選是1MPa～20MPa，特別優(yōu)選是2MPa～10MPa。
像這樣得到的嵌段共聚物的氫化率，在利用1H-NMR的測定中，主鏈和側(cè)鏈的碳-碳不飽和鍵、芳香環(huán)或環(huán)烯環(huán)的碳-碳不飽和鍵的任一個都優(yōu)選是大于或等于90％，更優(yōu)選是大于或等于95％，特別優(yōu)選是大于或等于97％。氫化率如果低，所得到的共聚物的低雙折射性、熱穩(wěn)定性等就降低。氫化反應(yīng)結(jié)束后，例如用過濾、離心分離等方法從反應(yīng)溶液中去除氫化催化劑后，可以通過直接干燥溶劑去除的方法、將反應(yīng)溶液注入嵌段共聚物的不良溶劑中進行凝固的方法等，可以回收嵌段共聚物。
在上述本發(fā)明的聚合物中，根據(jù)需要可以配合各種配合劑。能夠在嵌段共聚物中配合的配合劑，沒有特別的限制，但可舉出抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、耐光穩(wěn)定劑、耐候穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、近紅外線吸收劑等穩(wěn)定劑；潤滑劑、增塑劑等樹脂改性劑；染料或顏料等著色劑；防靜電劑、阻燃劑、填料等。這些配合劑可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用，在不損害本發(fā)明的效果的范圍適宜地選擇其配合量。
在本發(fā)明中，在聚合物中優(yōu)選配合上述配合劑中的抗氧化劑、紫外線吸收劑和耐光穩(wěn)定劑。作為抗氧化劑，可舉出酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等，它們之中，優(yōu)選酚系抗氧化劑，特別優(yōu)選烷基取代酚系抗氧化劑。通過配合這些抗氧化劑，就不降低透明性、耐熱性等，能夠防止由成型時的氧化劣化等引起的透鏡的著色或強度降低。這些抗氧化劑各自可以單獨使用，或者也可以組合2種或2種以上使用，在不損害本發(fā)明目的的范圍適宜地選擇其配合量，但相對100重量份本發(fā)明的聚合物，優(yōu)選是0.001～5重量份，更優(yōu)選是0.01～1重量份。
作為紫外線吸收劑，可舉出2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2′-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2′-二羥基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-2′-二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮三水合物、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，2′，4，4′-四羥基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羥基二苯甲酮、雙(5-苯甲?；?4-羥基-2-甲氧苯基)甲烷等二苯甲酮系紫外線吸收劑；2-(2′-羥基-5′-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3，4，5，6-四氫鄰苯二甲酰亞氨基甲基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-6-雙(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2-(2′-羥基-3′，5′-二叔丁基-苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′-叔丁基-5′-甲基-苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羥基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-[2′-羥基-3′-(3″，4″，5″，6″-四氫鄰苯二甲酰亞氨基甲基)-5′-甲基苯基]苯并三唑、2，2′-亞甲基雙[4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]等苯并三唑系紫外線吸收劑等。從耐熱性、低揮發(fā)性等觀點出發(fā)，這些之中優(yōu)選2-(2′-羥基-5′-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3，4，5，6-四氫鄰苯二甲酰亞氨基甲基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-6-雙(1-甲基-1-苯乙基)苯酚等。
作為耐光穩(wěn)定劑，可舉出二苯甲酮系耐光穩(wěn)定劑、苯并三唑系耐光穩(wěn)定劑、受阻胺系耐光穩(wěn)定劑等，但在本發(fā)明中，從透鏡的透明性、耐著色性等觀點出發(fā)，優(yōu)選使用受阻胺系耐光穩(wěn)定劑。在受阻胺系耐光穩(wěn)定劑(以下，記為HALS)之中，優(yōu)選是按照以THF為溶劑利用GPC測定的聚苯乙烯換算的Mn為1000～10000的受阻胺系耐光穩(wěn)定劑，更優(yōu)選是Mn為2000～5000的受阻胺系耐光穩(wěn)定劑，特別優(yōu)選是Mn為2800～3800的受阻胺系耐光穩(wěn)定劑。Mn如果過小，在聚合物中加熱熔融混煉該HALS并進行配合時，由于揮發(fā)就不能配合規(guī)定量，在注射成型等的加熱熔融成型時產(chǎn)生發(fā)泡或銀紋等加工穩(wěn)定性降低。另外，亮燈狀態(tài)下長時間使用透鏡的情況，來自透鏡的揮發(fā)性成分產(chǎn)生氣體。相反，Mn如果過大，在嵌段共聚物中的分散性就降低，透鏡的透明性降低，耐光性改進的效果減低。因此，在本發(fā)明中，將HALS的Mn控制為上述范圍，就得到加工穩(wěn)定性、低氣體發(fā)生性、透明性優(yōu)良的透鏡。
作為這樣的HALS的具體例子，可舉出N，N′，N″，N_-四-[4，6-雙{丁基-(N-甲基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)氨基}-三嗪-2-基]-4，7-二氮雜癸烷-1，10-二胺、二丁胺和1，3，5-三嗪和N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的縮聚物、聚[{(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基}{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}六亞甲基{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}]、1，6-己二胺-N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)和嗎啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的縮聚物、聚[(6-嗎啉代-s-三嗪-2，4-二基)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]-六亞甲基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]等哌啶環(huán)通過三嗪骨架多個相互結(jié)合的高分子量HALS；琥珀酸二甲酯和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物、1，2，3，4-丁烷四甲酸與1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶醇和3，9-雙(2-羥基-1，1-二甲基乙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5，5]十一烷的混合酯化物等哌啶環(huán)通過酯鍵結(jié)合的高分子量HALS等。
它們之中，二丁基胺與1，3，5-三嗪和N，N′-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的縮聚物、聚[{(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪-2，4-二基}{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}六亞甲基{(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基}]、琥珀酸二甲酯和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物等Mn優(yōu)選是2,000～5,000的HALS。
上述紫外線吸收劑和HALS相對有關(guān)本發(fā)明的嵌段共聚物的配合量，相對100重量份聚合物，優(yōu)選是0.01～20重量份，更優(yōu)選是0.02～15重量份、特別優(yōu)選是0.05～10重量份。添加量如果過少，就不能充分地得到耐光性的改進效果，在室外長時間使用等中會發(fā)生著色。另一方面，HALS的配合量如果過多，其一部分會成為氣體，在聚合物中的發(fā)生性降低，透鏡的透明性降低。另外，通過在本發(fā)明的聚合物中配合最低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是低于或等于30℃的軟質(zhì)聚合物，不使透明性、耐熱性、機械強度等諸特性降低，能夠防止長時間的高溫高濕度環(huán)境下的混濁。
作為上述軟質(zhì)聚合物的具體例子，可舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)等烯烴系軟質(zhì)共聚物；聚異丁烯、異丁烯-異戊二烯橡膠、異丁烯-苯乙烯共聚物等異丁烯系軟質(zhì)聚合物；聚丁二烯、聚異戊二烯、丁二烯-苯乙烯無規(guī)共聚物、異戊二烯-苯乙烯無規(guī)共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等二烯系軟質(zhì)聚合物；聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷等含硅軟質(zhì)聚合物；聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羥乙酯等丙烯酸系軟質(zhì)聚合物；聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、表氯醇橡膠等環(huán)氧系軟質(zhì)聚合物；偏二氟乙烯系橡膠、四氟乙烯-丙烯橡膠等氟系軟質(zhì)聚合物；天然橡膠、多肽、蛋白質(zhì)、聚酯系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體、聚酰胺系熱塑性彈性體等其他軟質(zhì)聚合物等。這些軟質(zhì)聚合物可以具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，另外也可以通過改性反應(yīng)導(dǎo)入官能團。
上述軟質(zhì)聚合物之中，優(yōu)選二烯系軟質(zhì)聚合物，特別是將該軟質(zhì)聚合物的碳-碳不飽和鍵氫化的氫化物，在橡膠彈性、機械強度、柔軟性和分散性方面優(yōu)良。軟質(zhì)聚合物的配合量，根據(jù)化合物的種類而不同，但一般說來，配合量如果過多，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或透明性就大幅降低，不能作為透鏡使用。另外，配合量如果過少，在高溫高濕下往往會發(fā)生成型物的混濁。相對100重量份嵌段共聚物，配合量優(yōu)選是0.01～10重量份，更優(yōu)選是0.02～5重量份，特別優(yōu)選是0.05～2重量份。
在本發(fā)明中使用的聚合物中配合上述配合劑而形成聚合物組合物的方法，例如可舉出使用混合機、雙軸混煉機、輥、Brabender(布拉本德)、擠出機等使嵌段共聚物變?yōu)槿廴跔顟B(tài)化后與配合劑混煉的方法，溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M行分散后凝固的方法等。在使用雙軸混煉機時，在混煉后通常在熔融狀態(tài)擠出成線材狀，往往用制粒裝置切成顆粒而使用。另外，作為具有在本發(fā)明中使用的脂環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，除上述以外，也可以使用降冰片烯系開環(huán)聚合物和降冰片烯系開環(huán)聚合物的氫化物。作為這樣的聚合物，例如優(yōu)選使用日本特開2004-2795號公報、日本特開2003-301032號公報或日本特開2003-292586號公報中記載的聚合物。
按照上述的說明，顯而易見的是，對本發(fā)明進行各種各樣的修改或變更是可能的。因此，本發(fā)明不受具體的記述限制，希望理解為在附記的權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行實施。
產(chǎn)業(yè)實用性如以上所說明，本發(fā)明能夠提供一種光拾取裝置，該裝置使用結(jié)構(gòu)簡單、能夠共用也包括下一代的3種不同的記錄介質(zhì)、而且衍射效率高、易于制造的衍射光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種衍射光學(xué)元件，其包括對互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束，不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面；以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，在上述第1和第2衍射面中，分別滿足以下的條件式，Λ/λ≥8其中，Λ在用衍射面的相鄰階梯連接最接近的波陣面時，以產(chǎn)生1個波長的相位差的寬度作為1間距時的最小間距；λ被衍射光的波長。
2.一種衍射光學(xué)元件，該衍射光學(xué)元件包括對互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束，不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，其是單一的元件，在光束入射側(cè)和出射側(cè)中的一側(cè)上形成上述第1衍射面，在另一側(cè)上形成第2衍射面。
3.一種衍射光學(xué)元件，該衍射光學(xué)元件包括對互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束，不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，該衍射光學(xué)元件滿足以下的條件式，20≤vd≤28其中，vd衍射光學(xué)元件的阿貝數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項所述的衍射光學(xué)元件，其中，上述波長按由短到長的順序是λ1、λ2、λ3，由分別配設(shè)在上述第1衍射面和上述第2衍射面上的、斷面是階梯狀的光柵部的1個階梯高度產(chǎn)生的光程差都是λ1的整數(shù)倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項所述的衍射光學(xué)元件，其中，上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束及上述第3波長λ3的光束都以平行光入射到上述衍射光學(xué)元件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項所述的衍射光學(xué)元件，其中，使上述第2波長λ2的光束在上述第1衍射面發(fā)生衍射，從平行光轉(zhuǎn)變成發(fā)散光，使上述第3波長λ3的光束在上述第2衍射面發(fā)生衍射，從平行光轉(zhuǎn)變成發(fā)散光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項所述的衍射光學(xué)元件，其中，上述衍射光學(xué)元件的材料是光學(xué)樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的衍射光學(xué)元件，其中，上述光學(xué)樹脂是紫外線固化樹脂。
9.一種光拾取裝置，它是包括衍射光學(xué)元件，和使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束分別在第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡；上述衍射光學(xué)元件包括不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，在上述第1和第2衍射面中，分別滿足以下的條件式，Λ/λ≥8其中，Λ在用衍射面的相鄰階梯連接最接近的波陣面時，以產(chǎn)生1個波長的相位差的寬度作為1間距時的最小間距；λ被衍射光的波長。
10.一種光拾取裝置，它包括衍射光學(xué)元件，和使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束分別在第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡；上述衍射光學(xué)元件包括不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，上述衍射光學(xué)元件是單一的元件，在光束入射側(cè)和出射側(cè)中的一側(cè)形成上述第1衍射面，在另一側(cè)形成上述第2衍射面。
11.一種光拾取裝置，它包括衍射光學(xué)元件，和使互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束分別在第1記錄介質(zhì)、第2記錄介質(zhì)和第3記錄介質(zhì)上成像的物鏡；上述衍射光學(xué)元件包括不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、而使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、而使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，上述衍射光學(xué)元件滿足以下的條件式，20≤vd≤28其中，vd衍射光學(xué)元件的阿貝數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任一項所述的光拾取裝置，其中，上述波長，按由短到長的順序是λ1、λ2、λ3，由分別配設(shè)在上述第1衍射面和上述第2衍射面上的、斷面是階梯狀的光柵部的1個階梯高度產(chǎn)生的光程差都是λ1的整數(shù)倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任一項所述的光拾取裝置，其中，上述第1波長λ1的光束、上述第2波長λ2的光束和上述第3波長λ3的光束都以平行光入射到上述衍射光學(xué)元件上。
14.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任一項所述的光拾取裝置，其中，使上述第2波長λ2的光束在上述第1衍射面發(fā)生衍射，從平行光轉(zhuǎn)變成發(fā)散光，使上述第3波長λ3的光束在上述第2衍射面發(fā)生衍射，從平行光轉(zhuǎn)變成發(fā)散光。
15.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任一項所述的光拾取裝置，其中，上述衍射光學(xué)元件和上述物鏡的相對位置關(guān)系保持不變。
16.根據(jù)權(quán)利要求9～11中的任一權(quán)利要求所述的光拾取裝置，其中，上述衍射光學(xué)元件的材料是光學(xué)樹脂。
17.根據(jù)權(quán)利要求16權(quán)利要求所述的光拾取裝置，其中，上述光學(xué)樹脂是紫外線固化樹脂。
全文摘要
一種衍射光學(xué)元件，其具有對互不同的第1波長λ1、第2波長λ2和第3波長λ3的光束，不使上述第1波長λ1的光束和上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射、使上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射的第1衍射面，以及不使上述第1波長λ1的光束和上述第2波長λ2的光束發(fā)生衍射、使上述第3波長λ3的光束發(fā)生衍射的第2衍射面，在上述第1和第2衍射面中，分別滿足條件式Λ/λ≥8。Λ是在用衍射面的相鄰階梯連接最接近的波陣面時，以產(chǎn)生1個波長的相位差的寬度作為1間距時的最小間距，λ是被衍射光的波長。
文檔編號G11B7/12GK1777939SQ20048001094
公開日2006年5月24日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者高田球, 橋村淳司, 大利祐一郎, 木村徹 申請人:柯尼卡美能達精密光學(xué)株式會社