JP2000111710A - Plastic lens - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックスレン
ズに関し、さらに詳しくはプラスチックスレンズの表面
に形成される表面改質層および表面改質層上に形成され
る表面保護層に特徴を有するプラスチックスレンズに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic lens, and more particularly, to a plastic lens having a surface modified layer formed on the surface of a plastic lens and a surface protective layer formed on the surface modified layer. About the lens.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、光ディスクや光磁気ディスクを
記録再生するための光学ピックアップなどの対物レンズ
において、対物レンズは光ディスクを記録再生するため
に、レーザ光を導きつつ、高速回転する光ディスクの記
録再生面に近接して配設されている。この対物レンズと
光ディスクとの距離は、一般的には、フォーカシングサ
ーボにより数百μｍと、非接触で走査され、衝突するこ
とはない。しかしながら、近年、磁気ディスクのよう
に、ヘッドをディスクにほとんど接触させて記録再生す
るいわゆるフライングヘッド方式の光学ピックアップを
用いる光ディスクや光磁気ディスクの要求が高まってい
る。この場合、この光学ピックアップの対物レンズとデ
ィスクとの間隔は数１０ｎｍであり、対物レンズ表面が
ディスク表面に接触と衝突を繰り返し、そのためにレン
ズ表面が損傷し、使用不能となるおそれがある。特にレ
ンズとして、ガラスレンズではなく、表面硬度の小さい
プラスチックスレンズを用いる場合は、致命的な障害と
なる。2. Description of the Related Art Generally, in an objective lens such as an optical pickup for recording / reproducing an optical disk or a magneto-optical disk, the objective lens records / reproduces an optical disk rotating at a high speed while guiding a laser beam in order to record / reproduce the optical disk. It is arranged close to the surface. In general, the distance between the objective lens and the optical disk is several hundred μm by a focusing servo, and the distance between the objective lens and the optical disk is non-contact. However, in recent years, there has been an increasing demand for an optical disk or a magneto-optical disk using a so-called flying head type optical pickup which records and reproduces data by bringing a head almost into contact with the disk, such as a magnetic disk. In this case, the distance between the objective lens of the optical pickup and the disk is several tens of nm, and the objective lens surface repeatedly contacts and collides with the disk surface, which may damage the lens surface and render it unusable. In particular, when a plastic lens having a small surface hardness is used instead of a glass lens as a lens, it becomes a fatal obstacle.
【０００３】これに対する対策として、光学ピックアッ
プの対物レンズなどのプラスチックスレンズの作製にお
いて、従来は、プラスチックスレンズの表面に、ハード
コート用の表面保護層としてＳｉＯ2 、ＳｉＮx 、炭素
などの薄膜を形成することにより設けていた。これらの
表面保護層は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ(Chemical Vapo
r Depositin)、イオンプレーティング、イオンビーム蒸
着、イオンビームスパッタなどにより、硬質な薄膜が形
成されている。また、プラスチックス基板などへイオン
を照射して、その表面を改質する方法として、半導体産
業で使用されるイオン照射装置（イオン注入装置とも呼
ばれる）を使用する方法が行われている（例えば、特開
昭６２−２５６４２８号公報、米国特許第４，７４３，
４９３号参照）。As a countermeasure against this, in the production of plastic lenses such as an objective lens of an optical pickup, conventionally, a thin film of SiO 2 , SiN x , carbon or the like is formed on the surface of the plastic lens as a hard coat surface protective layer. Is formed. These surface protective layers are formed by vapor deposition, sputtering, CVD (Chemical Vapo
r Depositin), ion plating, ion beam evaporation, ion beam sputtering, etc., form a hard thin film. In addition, as a method of irradiating ions to a plastics substrate or the like and modifying the surface thereof, a method using an ion irradiation device (also called an ion implantation device) used in the semiconductor industry has been performed (for example, JP-A-62-256428, U.S. Pat.
No. 493).
【０００４】しかしながら、上記の表面保護層の形成ま
たは表面を改質する方法で、特に硬度の優れる炭素薄膜
を形成する場合は、いわゆるＤＬＣ構造を示すものが知
られているが、ＳＰ2 結合（グラファイト構造）とＳＰ
3 結合（ダイアモンド状構造）が混在する構造を示し、
ダイアモンド薄膜にはおよばない硬度特性を有するもの
であった。However, in a method of modifying the formation or the surface of the surface protective layer, when forming the carbon thin film particularly excellent in hardness, but shows the so-called DLC structure is known, SP 2 bond ( Graphite structure) and SP
Shows a structure in which three bonds (diamond-like structure) are mixed,
It had hardness characteristics that were inferior to diamond thin films.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点に鑑み、プラスチックスレンズの表面に表面改質層を
形成し、塑性変形を防止するとともに、さらに表面改質
層上に高硬度の表面保護層を形成することにより、降伏
点強度の大きなプラスチックスレンズを提供することを
課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention forms a surface-modified layer on the surface of a plastic lens to prevent plastic deformation, and furthermore, forms a high-hardness layer on the surface-modified layer. An object of the present invention is to provide a plastic lens having a high yield point strength by forming a surface protective layer.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のプラスチックス
レンズは、プラスチックスレンズ基体と、プラスチック
スレンズ基体の表面にイオン照射により表面が改質され
た表面改質層と、表面改質層上に形成された表面保護層
とを具備することを特徴とする。プラスチックスはアク
リル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネートおよびアモルファスポリオレフィンのうちの少な
くともいずれか１種であることが望ましいが、これらに
限定されない。プラスチックスレンズは、光学ピックア
ップの対物レンズに用いられることができる。The plastic lens of the present invention comprises a plastic lens substrate, a surface-modified layer whose surface has been modified by ion irradiation on the surface of the plastic lens substrate, and And a surface protective layer formed on the substrate. The plastic is desirably at least one of acrylic resin, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and amorphous polyolefin, but is not limited thereto. A plastic lens can be used for an objective lens of an optical pickup.
【０００７】表面改質層または表面保護層は、イオン源
を用いたイオンの照射により形成されることが望まし
い。イオンは、炭素イオン、アルミニウムイオン、チタ
ンイオン、タングステンイオン、アルゴンイオン、窒素
イオンおよびシリコンイオンのうちの少なくともいずれ
か１種であることが望ましい。イオン源は、質量分離型
イオン源、カソーディックアークイオン源、ＩＣＰイオ
ン源、ＥＣＲプラズマイオン源、ヘリコン波プラズマイ
オン源のうちのいずれか１種であることが望ましい。The surface modification layer or the surface protection layer is desirably formed by ion irradiation using an ion source. The ions are desirably at least one of carbon ions, aluminum ions, titanium ions, tungsten ions, argon ions, nitrogen ions, and silicon ions. The ion source is desirably any one of a mass separation type ion source, a cathodic arc ion source, an ICP ion source, an ECR plasma ion source, and a helicon wave plasma ion source.
【０００８】表面保護層はレーザアブレーション法によ
り薄膜形成されることが望ましい。この薄膜形成に用い
るターゲットは、炭素、アルミニウム、チタン、タング
ステンおよびシリコンのうちの少なくともいずれか１種
であることが望ましい。The surface protective layer is desirably formed as a thin film by a laser ablation method. The target used for forming the thin film is desirably at least one of carbon, aluminum, titanium, tungsten and silicon.
【０００９】表面改質層および表面保護層は、ＳＰ2 結
合に比べてＳＰ3 結合を多く含むＤＬＣであることが望
ましい。It is desirable that the surface modification layer and the surface protective layer are DLCs containing more SP 3 bonds than SP 2 bonds.
【００１０】本発明のプラスチックスレンズによれば、
プラスチックスレンズ基体の表面へのイオン照射などに
より、表面改質層および表面保護層を形成しつつ、高密
度のイオンと大きなイオン電流密度による反応エネルギ
ーを用いて、塑性変形が小で降伏点強度の大きな複合層
を形成することが可能となる。また、グラファイト構造
を示すＳＰ2 結合に比べてダイアモンド状構造を示すＳ
Ｐ3 結合を多く含むＤＬＣを形成することができるの
で、ダイアモンド薄膜に近い硬度特性を得ることができ
る。According to the plastic lens of the present invention,
While forming a surface modification layer and a surface protection layer by irradiating ions to the surface of a plastic lens substrate, the plastic deformation is small and the yield point strength is small by using the reaction energy of high density ions and large ion current density. Can be formed. In addition, S 2, which shows a diamond-like structure, is compared with SP 2 bond, which shows a graphite structure.
Since a DLC containing many P 3 bonds can be formed, hardness characteristics close to those of a diamond thin film can be obtained.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明のプラスチックスレンズの
実施の形態を、カソーディックアークイオン源を用いた
イオン照射方法およびレーザアブレーション法を用いた
薄膜形成方法により作製したプラスチックスレンズの実
施の形態の一例である図１〜図４を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the plastic lens of the present invention are those of a plastic lens manufactured by an ion irradiation method using a cathodic arc ion source and a thin film forming method using a laser ablation method. A description will be given with reference to FIGS.
【００１２】カソーディックアークイオン源を用いるイ
オン照射装置を使用して炭素イオンをプラスチックスレ
ンズの表面に照射する事例を説明する。図１はカソーデ
ィックアークイオン源を用いたイオン照射装置の一例を
示し、図２はカソーディックアークイオン源の一例の拡
大図を示す。イオン照射装置１は、図１のように、カソ
ーディックアークイオン源２、引き出し電極３、質量分
離用電磁石４、加速管５、走査電極６およびプラスチッ
クスレンズの基体７により構成される。この装置の到達
真空度は例えば１．３３×１０-6Ｐａであり、また、プ
ラスチックスレンズの基体７の裏側には冷却水または液
体窒素が循環しており、基板温度が５０℃以上に上昇し
ないようになっている。An example of irradiating the surface of a plastic lens with carbon ions using an ion irradiator using a cathodic arc ion source will be described. FIG. 1 shows an example of an ion irradiation apparatus using a cathodic arc ion source, and FIG. 2 shows an enlarged view of an example of a cathodic arc ion source. As shown in FIG. 1, the ion irradiation device 1 includes a cathodic arc ion source 2, an extraction electrode 3, a mass separation electromagnet 4, an accelerating tube 5, a scanning electrode 6, and a plastic lens base 7. The ultimate degree of vacuum of this apparatus is, for example, 1.33 × 10 −6 Pa. Cooling water or liquid nitrogen is circulated on the back side of the base 7 of the plastic lens, and the substrate temperature rises to 50 ° C. or more. Not to be.
【００１３】カソーディックアークイオン源２は、図２
のように、高真空に保たれた装置内に設けられ、カソー
ド２ａは、例えば炭素をターゲットとし、アノード２ｂ
はコイル状であり双方とも水冷されており、カソード２
ａ−アノード２ｂ間には、イオン化エネルギーとして例
えば５０ｅＶを供給し、トリガー手段２ｃにより例えば
数ｋＶを瞬間的に加えてアーク放電を励起し、プラズマ
イオン源８を発生させ、イオンビーム９として引き出
す。カソード２ａ部は、コイル２ｄによりイオンが収束
されるように制御されている。この炭素ターゲットから
のイオンビームは、図１において、例えば中心磁場３０
０Ｇの質量分離用電磁石４により、中性粒子や巨大な粒
子が除去されて炭素イオンが引き出される。さらに、例
えば３段の加速管５により、例えば１０ｅＶ〜１００ｋ
ｅＶまで加速され、走査電極６により、例えばプラスチ
ックの基体７面内を一定速度で走査することができる。
上記のプラズマイオン源８としては、炭素イオンの他
に、チタンイオン、アルミニウムイオン、タングステン
イオン、あるいは導入ガスによりアルゴンイオン、窒素
イオンあるいはシリコンイオンなどを用いることができ
る。The cathodic arc ion source 2 is shown in FIG.
The cathode 2a is provided, for example, with carbon as the target and the anode 2b
Are coil-shaped and both are water-cooled, cathode 2
Between the a-anode 2b, for example, 50 eV is supplied as ionization energy, and for example, several kV is momentarily applied by the trigger means 2c to excite the arc discharge, thereby generating the plasma ion source 8 and extracting it as the ion beam 9. The cathode 2a is controlled so that the ions are converged by the coil 2d. In FIG. 1, the ion beam from the carbon target is, for example, a central magnetic field 30
Neutral particles and giant particles are removed by the 0 G mass separation electromagnet 4 to extract carbon ions. Further, for example, by using a three-stage accelerator tube 5, for example, 10 eV to 100 k
It is accelerated to eV, and the scanning electrode 6 can scan the surface of, for example, a plastic substrate 7 at a constant speed.
As the plasma ion source 8, in addition to carbon ions, titanium ions, aluminum ions, tungsten ions, or argon ions, nitrogen ions, or silicon ions depending on the introduced gas can be used.
【００１４】この場合、例えば、炭素イオンの照射を２
０ｋｅＶで１平方センチメートルあたり１０17イオン行
うものとして、そのイオン源として、イオンを分離前の
イオン電流が１０Ａ／ｃｍ2 で、質量分離用電磁石４に
より中心磁場３００Ｇで分離後、３段の加速管５により
１０ｅＶ〜１００ｋｅＶまで加速されたイオンを、走査
電極６によりビーム走査しながら、基体７面上に照射す
る。その場合、ラングミュアプローブによる測定では、
基体７上で数１００ｍＡ／ｃｍ2 のイオン電流密度を
達成できる。この場合、例えば、１６ｃｍ2 の面積のア
クリル系樹脂やアモルファスポリオレフィンなどのプラ
スチックスレンズの基体７へのイオン照射時間は、ほぼ
１５秒である。In this case, for example, irradiation of carbon ions is performed for 2 hours.
As performing 10 17 ions per square centimeter 0KeV, as its ion source, the ion current is 10A / cm 2 before the separation of the ions, after separation in center field 300G by mass separation electromagnet 4, the acceleration tube of the three stages 5 The ions accelerated to 10 eV to 100 keV are irradiated on the surface of the base 7 while the scanning electrode 6 performs beam scanning. In that case, the measurement with the Langmuir probe
An ion current density of several hundred mA / cm 2 can be achieved on the substrate 7. In this case, for example, the ion irradiation time on the base 7 of a plastic lens such as an acrylic resin or amorphous polyolefin having an area of 16 cm 2 is approximately 15 seconds.
【００１５】このようなカソーディックアークイオン源
２によるイオン照射装置１を用いたイオン照射による注
入の深さは、コンピュータソフトとしてＳＩＭＳなどに
使われているトリムソフトでの計算では例えば２０ｋｅ
Ｖでは表面から０．１μｍ程度までの注入が行われる。The depth of implantation by ion irradiation using the cathodic arc ion source 2 using the ion irradiation apparatus 1 is, for example, 20 ke in calculation using trim software used for SIMS or the like as computer software.
For V, implantation is performed up to about 0.1 μm from the surface.
【００１６】上記の高密度プラズマイオン源としては、
カソーディックアークイオン源２の他に質量分離型イオ
ン源、ＩＣＰイオン源、ＥＣＲプラズマイオン源やヘリ
コン波プラズマイオン源を用いることもできる。The above-mentioned high-density plasma ion source includes:
In addition to the cathodic arc ion source 2, a mass separation type ion source, an ICP ion source, an ECR plasma ion source, or a helicon wave plasma ion source can be used.
【００１７】次に、レーザアブレーション法を用いた薄
膜形成法によりプラスチックスレンズの基体へ表面保護
層を形成する事例をレーザアブレーション装置の一例で
ある図４を参照して以下に説明する。レーザアブレーシ
ョン装置１０において、真空チャンバ１１内に配設した
ターゲット１２にレーザ１３を用いてレーザビーム１４
を照射し、ターゲット１２に対向する基体１５上にター
ゲット原子を照射する。真空チャンバ１１は、真空ポン
プ１６により排気され、例えば真空度は、５×１０-6Ｐ
ａに保ち、照射時には、８×１０-5Ｐａである。ターゲ
ット１２は高配向性のグラファイトを用い、例えば１５
０ｒｐｍで回転させる。基体１５としては、アクリル系
樹脂やポリカーボネートやアモルファスポリオレフィン
などのプラスチックスレンズの基体を用い、照射前に例
えばクリーニングイオン銃１７を用いて例えば２００ｅ
Ｖでプラズマエッチングを行い、表面をクリーニングす
ることができる。Next, an example in which a surface protective layer is formed on a plastic lens substrate by a thin film forming method using a laser ablation method will be described below with reference to FIG. 4, which is an example of a laser ablation apparatus. In a laser ablation apparatus 10, a laser beam 14 is applied to a target 12 provided in a vacuum chamber 11 by using a laser 13.
To irradiate target atoms on the substrate 15 facing the target 12. The vacuum chamber 11 is evacuated by a vacuum pump 16, for example, the degree of vacuum is 5 × 10 −6 P
a, and 8 × 10 −5 Pa during irradiation. The target 12 is made of highly oriented graphite, for example, 15
Rotate at 0 rpm. As the substrate 15, a plastic lens substrate such as an acrylic resin, polycarbonate, or amorphous polyolefin is used.
By performing plasma etching with V, the surface can be cleaned.
【００１８】レーザ１３は、ＫｒＦレーザ（２４８ｎ
ｍ）を用い、基体１５に対し４５度の方向から球面レン
ズ１８を通し、ターゲット１３上に焦点を結ぶように照
射する。レーザフルエンスは、例えば、０．２〜７．９
Ｊ／ｃｍ2 の間で発振する。成膜される炭素膜の評価
は、不図示のエネルギーフィルタ付き透過電子顕微鏡を
用い、エネルギー損失スペクトルＥＥＬＳ(Electron En
ergy Loss Spectroscopy)による解析を行うことができ
る。The laser 13 is a KrF laser (248n
m), the light is applied to the base 15 from the direction of 45 degrees through the spherical lens 18 so as to be focused on the target 13. The laser fluence is, for example, 0.2 to 7.9.
It oscillates between J / cm 2 . The evaluation of the carbon film to be formed is performed using a transmission electron microscope (not shown) with an energy filter, and an energy loss spectrum EELS (Electron En
ergy Loss Spectroscopy).
【００１９】上記のターゲットとしては、炭素の他に、
アルミニウム、チタン、タングステンおよびシリコンな
どを用いることができる。As the above target, in addition to carbon,
Aluminum, titanium, tungsten, silicon, or the like can be used.
【００２０】上記のように、カソ−ディックアークイオ
ン源を用いたイオン照射またはレーザアブレーション法
を用いた薄膜形成により、炭素を用いてポリカーボネー
トやアモルファスポリオレフィンなどのプラスチックス
レンズの基体に形成された薄膜のラマンスペクトルは、
例えば図３（ａ）または図３（ｂ）のような波形を示
す。図３（ａ）の波形は、２つのピークを持つブロード
な波形を示し、図３（ｃ）に示すように、それぞれ１３
５０ｃｍ-1と１５３０ｃｍ-1にピークをもつ２つの波形
に分離される（点線部は図３（ａ）の波形を示す）。こ
の波形はＤＬＣ構造を示し、この薄膜のＥＥＬＳの解析
によれば、ＳＰ2 結合に比べてＳＰ3 結合を多く含む構
造となっていることがわかる。一方、図３（ｂ）は、１
５５０ｃｍ-1近辺だけに単一のピークをもつ波形となっ
ており、ＥＥＬＳを用いた解析によると、ＳＰ2 結合
（２０％）に比べてＳＰ3 結合（８０％）を多く含む構
造となっており、ダイアモンド薄膜に近い構造のＤＬＣ
が形成されていることがわかる。As described above, a thin film formed on a plastic lens substrate such as polycarbonate or amorphous polyolefin using carbon by ion irradiation using a cathodic arc ion source or thin film formation using a laser ablation method. Raman spectrum of
For example, a waveform as shown in FIG. 3A or FIG. 3B is shown. The waveform in FIG. 3A shows a broad waveform having two peaks, and as shown in FIG.
It is separated into two waveforms having peaks at 50 cm -1 and 1530 cm -1 (the dotted line indicates the waveform in FIG. 3A). This waveform shows a DLC structure, and EELS analysis of this thin film shows that the thin film has a structure containing more SP 3 bonds than SP 2 bonds. On the other hand, FIG.
It has a waveform with a single peak only around 550 cm −1, and according to analysis using EELS, it has a structure containing more SP 3 bonds (80%) than SP 2 bonds (20%). DLC with structure close to diamond thin film
It can be seen that is formed.
【００２１】さらに、上記のように、カソ−ディックア
ークイオン源またはレーザアブレーション法を用いて、
試験用基体上に形成された炭素薄膜の硬度特性を、例え
ばＮＥＣ製薄膜硬度計ＭＨＡ４００を用いて測定した結
果、薄膜硬度は、４０〜５０ＧＰａの面圧換算値を示
し、通常のイオンビーム蒸着の場合の最大硬さの２０Ｇ
Ｐａを大きく上回る特性を得る。これは、ダイアモンド
薄膜の１００ＧＰａに比較しても極めて優れた硬度特性
を有するといえる。Further, as described above, using a cathodic arc ion source or a laser ablation method,
As a result of measuring the hardness characteristics of the carbon thin film formed on the test substrate using, for example, an NEC thin film hardness meter MHA400, the thin film hardness shows a surface pressure conversion value of 40 to 50 GPa, 20G of maximum hardness in case
Obtain characteristics that greatly exceed Pa. This can be said to have extremely excellent hardness characteristics as compared with 100 GPa of the diamond thin film.
【００２２】[0022]
【実施例】本発明の実施例として、カソーディックアー
クイオン源を用いたイオン照射装置により、例えば光デ
ィスク用の光学ピックアップなどの対物レンズを作製し
た事例を、この光学ピックアップの概略構成断面図であ
る図５および光学ピックアップに具備されるプラスチッ
クスレンズを用いた対物レンズの概略構成断面図である
図６を参照して以下に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the present invention, a schematic sectional view of an optical pickup, for example, in which an objective lens such as an optical pickup for an optical disk is manufactured by an ion irradiation apparatus using a cathodic arc ion source. This will be described below with reference to FIG. 5 and FIG. 6 which is a schematic configuration sectional view of an objective lens using a plastic lens provided in the optical pickup.
【００２３】図５に示すように、光ディスク１９を記録
再生する光学ピックアップ２０は、記録再生用のレーザ
光２１をプラスチックスレンズなどの対物レンズ２２に
より、光ディスク１９の記録再生面に導く構成になって
いる。このような対物レンズ２２においては、プラスチ
ックスレンズ基体表面に傷が付きやすく、特に、記録再
生方式がフライングヘッド的に使用される場合には、こ
の光学ピックアップ２０を用いて記録再生される光ディ
スク１９との間隔は数１０ｎｍであり、光ディスク１９
の記録再生面に光学ピックアップ２０が接触したり衝突
するおそれがある。As shown in FIG. 5, an optical pickup 20 for recording / reproducing an optical disk 19 has a configuration in which a recording / reproducing laser beam 21 is guided to a recording / reproducing surface of the optical disk 19 by an objective lens 22 such as a plastic lens. ing. In such an objective lens 22, the surface of the plastic lens substrate is easily scratched, and particularly when the recording / reproducing method is used as a flying head, the optical disc 19 to be recorded / reproduced using the optical pickup 20 is used. Is several tens of nm, and the optical disk 19
The optical pickup 20 may contact or collide with the recording / reproducing surface of the optical pickup.
【００２４】図６に示すように、対物レンズ２２におい
て、アクリル系樹脂のプラスチックスレンズ基体２３の
表面には、上記のカソーディックアークイオン源を用い
たイオン照射装置により炭素イオンの照射を行い表面改
質層２４を形成し、さらに表面改質層２４上に上記のカ
ソーディックアークイオン源を用いたイオン照射装置に
より炭素イオンのイオン照射を行い、２０ｎｍの表面保
護層２５を形成した。As shown in FIG. 6, in the objective lens 22, the surface of the plastic lens base 23 made of an acrylic resin is irradiated with carbon ions by an ion irradiation apparatus using the above-described cathodic arc ion source. The modified layer 24 was formed, and the surface modified layer 24 was irradiated with carbon ions by an ion irradiation apparatus using the above-described cathodic arc ion source to form a 20 nm surface protective layer 25.
【００２５】その結果、この対物レンズ２２について、
上記の薄膜硬度計により、表面保護層２５側から先端半
径０．５μｍのバーコビッチ圧子により押し込み距離１
００ｎｍまで押し込み、さらに加重２．９ｍＮまで測定
を行ったが、表面保護層２５には、なんら圧痕が見られ
ず、歪み変位曲線よりも変形がほとんどないことを示し
た。このことは、対物レンズ２２上に形成したこれらの
複合層に応力による塑性変形がなく、降伏点強度が大き
なことを示し、これらの表面処理が有効なことを表して
いるといえる。As a result, regarding this objective lens 22,
With the above-mentioned thin film hardness tester, the indentation distance was 1 with a Berkovich indenter having a tip radius of 0.5 μm from the surface protective layer 25 side.
It was pressed down to 00 nm, and the measurement was performed up to a load of 2.9 mN. However, no indentation was observed on the surface protective layer 25, indicating that there was almost no deformation compared to the strain displacement curve. This indicates that these composite layers formed on the objective lens 22 have no plastic deformation due to stress and have a high yield point strength, which means that these surface treatments are effective.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明のプラスチックスレンズによれ
ば、カソーディックアークイオン源などの高密度プラズ
マイオン源を用いたイオン照射やレーザアブレーション
を用いた薄膜形成方法により、プラスチックスレンズの
基体の表面でイオン密度を大とし、イオン電流密度を大
としつつ、プラスチックスレンズ基体表面に表面改質層
を形成するとともに、表面改質層上に表面保護層を形成
できるので、ＳＰ2 結合に比べてＳＰ3 結合を多く含む
ダイアモンド薄膜に近い優れた硬度特性を有するＤＬＣ
を形成することができる。そして、この方法を用いて、
表面の塑性変形が小で降伏点強度の大きいプラスチック
スレンズを得ることができる。また、このプラスチック
スレンズを用いた対物レンズによれば、表面硬度が優
れ、耐久性のある光学ピックアップを得ることができ
る。According to the plastic lens of the present invention, the surface of the substrate of the plastic lens can be formed by ion irradiation using a high-density plasma ion source such as a cathodic arc ion source or a thin film forming method using laser ablation. in ion density large cities, while a large ion current density, to form a surface modification layer on the plastic lens substrate surface, it is possible to form a surface protective layer on the surface modification layer, as compared to the SP 2 bond DLC with excellent hardness characteristics close to diamond thin film containing many SP 3 bonds
Can be formed. And using this method,
A plastic lens having a small surface plastic deformation and a high yield point strength can be obtained. According to the objective lens using the plastic lens, an optical pickup having excellent surface hardness and durability can be obtained.
【図１】 本発明に用いるカソーディックアークイオン
源を用いたイオン照射装置の一例である。FIG. 1 is an example of an ion irradiation apparatus using a cathodic arc ion source used in the present invention.
【図２】 本発明に用いるカソーディックアークイオン
源の一例である。FIG. 2 is an example of a cathodic arc ion source used in the present invention.
【図３】 （ａ）、（ｂ）本発明のイオン照射によるプ
ラスチックスレンズの基体のラマンスペクトルの一例で
あり、（ｃ）は、（ａ）を波形分離したものである。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are examples of Raman spectra of a plastic lens substrate by ion irradiation according to the present invention, and FIG. 3 (c) is a waveform separated from FIG. 3 (a).
【図４】 本発明に用いるレーザアブレーション装置の
一例である。FIG. 4 is an example of a laser ablation device used in the present invention.
【図５】 本発明のプラスチックスレンズを用いた対物
レンズを具備する光学ピックアップの概略構成断面図で
ある。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical pickup including an objective lens using the plastic lens of the present invention.
【図６】 光学ピックアップに具備される本発明のプラ
スチックスレンズを用いた対物レンズの概略構成断面図
である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an objective lens using the plastic lens of the present invention provided in an optical pickup.
１…イオン照射装置、２…カソーディックアークイオン
源、２ａ…カソード、２ｂ…アノード、２ｃ…トリガー
手段、２ｄ…コイル、３…引き出し電極、４…質量分離
用電磁石、５…加速管、６…走査電極、７…基体、８…
プラズマイオン源、９…イオンビーム、１０…レーザア
ブレーション装置、１１…真空チャンバ、１２…ターゲ
ット、１３…レーザ、１４…レーザビーム、１５…基
体、１６…真空ポンプ、１７…クリーニングイオン銃、
１８…球面レンズ、１９…光ディスク、２０…光学ピッ
クアップ、２１…レーザ光、２２…対物レンズ、２３…
プラスチックスレンズ基体、２４…表面改質層、２５…
表面保護層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion irradiation apparatus, 2 ... Cathodic arc ion source, 2a ... Cathode, 2b ... Anode, 2c ... Trigger means, 2d ... Coil, 3 ... Extraction electrode, 4 ... Electromagnet for mass separation, 5 ... Acceleration tube, 6 ... Scanning electrode, 7 ... base, 8 ...
Plasma ion source, 9 ion beam, 10 laser ablation device, 11 vacuum chamber, 12 target, 13 laser, 14 laser beam, 15 substrate, 16 vacuum pump, 17 cleaning ion gun,
18 spherical lens, 19 optical disk, 20 optical pickup, 21 laser light, 22 objective lens, 23
Plastic lens substrate, 24 ... Surface modification layer, 25 ...
Surface protective layer
Claims (10)
り改質された表面改質層と、 前記表面改質層上に形成された表面保護層とを具備する
ことを特徴とするプラスチックスレンズ。1. A plastic lens substrate comprising: a plastic lens substrate; a surface modified layer obtained by modifying the surface of the plastic lens substrate by ion irradiation; and a surface protective layer formed on the surface modified layer. A plastic lens characterized by the following.
ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートおよび
アモルファスポリオレフィンのうちの少なくともいずれ
か１種であることを特徴とする請求項１に記載のプラス
チックスレンズ。2. The plastics is an acrylic resin,
The plastic lens according to claim 1, wherein the plastic lens is at least one of polyethylene terephthalate, polycarbonate, and amorphous polyolefin.
クアップの対物レンズに用いられることを特徴とする請
求項１に記載のプラスチックスレンズ。3. The plastic lens according to claim 1, wherein the plastic lens is used for an objective lens of an optical pickup.
オンの照射により形成されることを特徴とする請求項１
に記載のプラスチックスレンズ。4. The method according to claim 1, wherein the surface modification layer is formed by ion irradiation using an ion source.
The plastic lens described in 1.
オンの照射により形成されることを特徴とする請求項１
に記載のプラスチックスレンズ。5. The method according to claim 1, wherein the surface protection layer is formed by ion irradiation using an ion source.
The plastic lens described in 1.
ムイオン、チタンイオン、タングステンイオン、アルゴ
ンイオン、窒素イオンおよびシリコンイオンのうちの少
なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項４
または請求項５に記載のプラスチックスレンズ。6. The method according to claim 4, wherein the ions are at least one of carbon ions, aluminum ions, titanium ions, tungsten ions, argon ions, nitrogen ions, and silicon ions.
Or the plastic lens according to claim 5.
カソーディックアークイオン源、ＩＣＰ(Inductive Cou
pled Plasma)イオン源、ＥＣＲ(Electron Cyclotron Re
sonance)プラズマイオン源およびヘリコン波プラズマイ
オン源のうちのいずれか１種であることを特徴とする請
求項４または請求項５に記載のプラスチックスレンズ。7. The ion source according to claim 1, wherein the ion source is a mass separation type ion source,
Cathodic arc ion source, ICP (Inductive Cou
pled Plasma) ion source, ECR (Electron Cyclotron Re)
The plastic lens according to claim 4 or 5, wherein the plastic lens is any one of a plasma ion source and a helicon wave plasma ion source.
法により薄膜形成されることを特徴とする請求項１に記
載のプラスチックスレンズ。8. The plastic lens according to claim 1, wherein the surface protection layer is formed as a thin film by a laser ablation method.
素、アルミニウム、チタン、タングステンおよびシリコ
ンのうちの少なくともいずれか１種であることを特徴と
する請求項８に記載のプラスチックスレンズ。9. The plastic lens according to claim 8, wherein the target used for forming the thin film is at least one of carbon, aluminum, titanium, tungsten, and silicon.
は、ＳＰ2 結合に比べてＳＰ3 結合を多く含むＤＬＣ(D
iamond Like Carbon) であることを特徴とする請求項１
に記載のプラスチックスレンズ。10. The surface modified layer and the surface protective layer each include a DLC (DLC) containing more SP 3 bonds than SP 2 bonds.
Claim 1 characterized by being (Iamond Like Carbon)
The plastic lens described in 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287079A JP2000111710A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Plastic lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287079A JP2000111710A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Plastic lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000111710A true JP2000111710A (en) | 2000-04-21 |
Family
ID=17712793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10287079A Pending JP2000111710A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Plastic lens |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000111710A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002029450A1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Sony Corporation | Optical element, metal mold for producing optical element and production method for optical element |
| SG96664A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-06-16 | Sony Corp | Optical pickup apparatus and disk drive apparatus |
-
1998
- 1998-10-08 JP JP10287079A patent/JP2000111710A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002029450A1 (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Sony Corporation | Optical element, metal mold for producing optical element and production method for optical element |
| US6717738B2 (en) | 2000-10-04 | 2004-04-06 | Sony Corporation | Optical element, metal mold for producing optical element and production method for optical element |
| SG96664A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-06-16 | Sony Corp | Optical pickup apparatus and disk drive apparatus |
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