(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる少なくとも２つの光を透過させて用いることのできる光学部品であって、
基体と、
前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長の光をより多く透過させ、他方の波長の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、
前記基体の少なくとも１部分に、１層以上の光学層からなり、少なくとも１つの光学面に対し、波長選択機能を有さない部分と、を備え、
前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の屈折率と前記基体の屈折率との差が０．３以内であり、
前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が、前記光学多層膜の上にも設けられており、
前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の厚さによって、前記光学多層膜を透過した光と、前記波長選択機能を有さない部分を透過した光との位相差を２πの整数倍に調整することを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記波長選択機能を有さない部分は、使用する２つの波長の光に対して反射防止機能を有するように屈折率と膜厚とが調整された１層以上の光学層からなる反射防止膜であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記光学多層膜の前記基体側とは反対側に、前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項４】
前記光学部品が、プラスチックまたはガラスからなる光ピックアップレンズであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光学部品。
【請求項５】
波長λ１の第１の光源と、
波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、
それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるレンズと、
前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、を備え、
前記レンズは、
少なくとも２つの波長λ１，λ２の光を透過させることができ、
基体と、
前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長λ１またはλ２の光をより多く透過させ、他方の波長λ２またはλ１の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、
前記基体の少なくとも１部分に、１層以上の光学層からなり、少なくとも１つの光学面に対し、波長選択機能を有さない部分と、を備え、
前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の屈折率と前記基体の屈折率との差が０．３以内であり、
前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が、前記光学多層膜の上にも設けられており、
前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の厚さによって、前記光学多層膜を透過した光と、前記波長選択機能を有さない部分を透過した光との位相差を２πの整数倍に調整することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記波長選択機能を有さない部分は、使用する２つの波長の光に対して反射防止機能を有するように屈折率と膜厚とが調整された１層以上の光学層からなる反射防止膜であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記光学多層膜の前記基体側とは反対側に、前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記レンズが、プラスチックまたはガラスからなる光ピックアップレンズであることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、プリズム、フィルタ板等の波長選択機能を有する光学部品及び光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、短波長赤色半導体レーザの実用化に伴い、従来の光情報記録媒体であるコンパクトディスク（ＣＤ）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の情報記録媒体であるＤＶＤが市販されている。ＣＤでは７８０ｎｍの半導体レーザを使用し、対物レンズの開口数０．４５程度とし、透明基材の厚さを１．２ｍｍとしているのに対し、ＤＶＤではより小さい記録ピットの情報を読み込むことができるように６５０ｎｍの半導体レーザを使用し、対物レンズの開口数ＮＡを０．６とし、透明基材の厚さを０．６ｍｍとしている。
【０００３】
このように、使用波長、基材厚、記録密度などが種々異なる光ディスクを同一の光ピックアップ装置を用いて記録・再生することに対応するため、波長の異なる２つの光源を備え、１つの集光光学系によって複数の光ディスクを再生／記録する光ピックアップ装置が種々提案されている。
【０００４】
かかる光ピックアップ装置の１つの方式として、光学素子面に２つの異なるレーザ波長に対し透過する光束の大きさを自動的に切り替える機能を付加することにより、異なる仕様の光情報記録媒体を再生する方法が提案されている。光束の大きさを波長毎に自動的に切り替える手段として、波長選択機能を有する光学多層膜（以下、ダイクロイックフィルタ）を用いて透過率の波長選択機能を使ったもの（６５０ｎｍの光をほとんど透過させ、７８０ｎｍの光は反射光量を増加させることで透過光量を低下させる）、回折格子を用いて透過率の波長選択機能を付加したものなどが提案されている。（例えば、特開平９−２０４６８３号公報参照。）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ダイクロイックフィルタを用いて使用する２つの波長に対し透過する光束を自動的に切り替えを行う場合、ダイクロイックフィルタ部を透過した光とダイクロイックフィルタがない部分を透過した光との位相差が２ｎπ（ｎ＝０，１，２，・・・）である必要がある。これは、ダイクロイックフィルタ部とそれ以外の部分を透過した光の位相差が２ｎπからずれてしまうと、レンズの波面収差特性が変化してしまいレンズの結像性能が劣化してしまうからである。所望のダイクロイックフィルタ膜の反射特性、透過特性を保ったまま位相差を調整する方法が困難であり、これまで具体的な提案がなされていない。また、同一光学面上にダイクロイックフィルタを有する部分とそれ以外の部分とを形成するための手法も、従来方法の場合境界部において膜厚が傾斜膜になる部分が生じてしまう等の不具合があった。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ダイクロイックフィルタを構成する特定の層に波長に対する所望の透過率特性を維持したまま位相の調整を行うことができる位相調整層を設けることにより設計の自由度を向上させることができるようにしたダイクロイックフィルタと反射防止膜とを同一光学面上に有する光学部品、及びこの光学部品を光ピックアップレンズとして含む光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による光学部品は、波長の異なる少なくとも２つの光を透過させて用いることのできる光学部品であって、基体と、前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長の光をより多く透過させ、他方の波長の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、前記基体の少なくとも１部分に、１層以上の光学層からなり、少なくとも１つの光学面に対し、波長選択機能を有さない部分と、を備え、前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の屈折率と前記基体の屈折率との差が０．３以内であり、前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が、前記光学多層膜の上にも設けられており、前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の厚さによって、前記光学多層膜を透過した光と、前記波長選択機能を有さない部分を透過した光との位相差を２πの整数倍に調整することを特徴とする。ここで、波長選択機能を有するとは、一方の波長の光透過率と、他方の波長の光透過率との差が少なくとも１０％以上あることを意味する。
【０００９】
また、所望のダイクロイックフィルタの反射率と透過率の特性を得るためには、ダイクロイックフィルタを構成する層の層数とそれぞれの層の屈折率と膜厚を最適化する必要がある。さらに、ダイクロイックフィルタ部を透過した光と、ダイクロイックフィルタ部以外を透過した光の位相差を２π（ｒａｄ）だけ正確にずらすためには、それぞれの層の厚さと屈折率を最適化する必要がある。ここで、ダイクロイックフィルタの反射率，透過率を最適化するための各層の屈折率，膜厚が必ずしも透過位相差を最適化する値と一致しないことが普通である。このため、透過率及び反射率をフィッティングしながら位相差調整をすることになるが、この場合設計の自由度を極端に制限することになる。そこで、透過率及び反射率に関する感度が極端に悪い層（位相調整層）をダイクロイックフィルタに設けることで、透過率及び反射率のフィッティングは位相調整層を除いた層で行い、透過位相の調整は位相調整層のみの膜厚を調整することにより行い、設計の自由度を増やすようしている。反射率と透過率に関する感度が悪い層を実現することは、基体に最も近い層または基体と接する層に対して、基材との屈折率差を０．３以下とすることで達成可能である。屈折率差が０．３以下であると、この層の膜厚により反射率特性がさほど変化しない。
【００１０】
また、本発明による別の光学部品は、波長の異なる少なくとも２つの光を透過させて用いることのできる光学部品であって、基体と、前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長の光をより多く透過させ、他方の波長の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、前記基体の少なくとも１部分に形成された波長選択機能を有さない部分とを備え、前記波長選択機能を有さない部分が、使用する２つの波長に対して反射防止機能を有するように屈折率と膜厚とが調整された１層以上の光学層からなる反射防止膜であり、前記反射防止膜は前記波長選択機能を有する前記光学多層膜の前記基体とは反対側にも配置されていることを特徴とする。ここで、反射防止機能を有するとは、基体の反射率より低い反射率を有することを意味する。
【００１１】
この光学部品によれば、同一光学面上にダイクロイックフィルタとして機能する部分と、機能しない部分をパターン形成する場合、ダイクロイックフィルタとして機能しない部分に対しては使用する波長の光の透過率を向上させるために反射防止膜（ＡＲ膜）を付加することにより、光の有効利用の観点から有利となる。この反射防止膜は、ダイクロイックフィルタの空気側の構成と同一であることが望ましいため、１層または２層の反射防止膜とすることが望ましい。反射防止膜の層数を３層以上にした場合、ダイクロイックフィルタの反射防止膜と同一構成以外の層の屈折率と膜厚をフィッティングしても所望の光学性能を得難くなるためである。
【００１２】
また、ダイクロイックフィルタ部を透過した光とダイクロイックフィルタ部以外を透過した光の位相差を２ｎπ（ｎ＝１，２，３，・・・）とするためには、ダイクロイックフィルタ部の光学膜厚の合計（Σｎｄ）と膜厚の合計（Σｄ）が以下の式（１）、（２）を満たすことが必要である。
２πのとき      ７λ／８＜Σ（ｎｉｄｉ）−Σｄｉ＜９λ／８    （１）
４πのとき  １５λ／１６＜Σ（ｎｉｄｉ）−Σｄｉ＜17λ／16    （２）
【００１３】
ここで、λは使用している短い方のレーザ光の波長である。正確には上式がレーザ波長と同等になることが望ましい。ダイクロイックフィルタ部とそれ以外の部分を透過する光の透過位相がλからずれた場合、レンズの波面収差特性を劣化させることになり、結像性能を劣化させる。実使用上、λ／８までの差であれば影響が少ないことが確認されているので、レーザの波長を６５０ｎｍとしたとき、膜厚に関して次の式（３）、（４）を満足していればよいことになる。
２πのとき    ５７０ｎｍ＜Σ（ｎｉｄｉ）−Σｄｉ＜７３０ｎｍ    （３）
４πのとき  １２２０ｎｍ＜Σ（ｎｉｄｉ）−Σｄｉ＜１３８１ｎｍ  （４）
【００１４】
更に、一般的に膜厚に関し、光学多層膜における各光学層（ｉ＝１，２，３，・・・）の光学膜厚（ｎi1・ｄi1＝屈折率ｎi1×膜厚ｄi1）の合計Σ（ｎi1・ｄi1）と、反射防止膜（ｊ＝１，２，３，・・・）の光学膜厚（ｎj2・ｄj2）の合計Σ（ｎj2・ｄj2）とすると、次の式（５）、（６）を満足していればよい。
【００１５】
7λ／8≦Σ(ｎi1・ｄi1)−Σ(ｎj2・ｄj2)−(Σｄi1−Σｄj2)≦9λ／8  （５）
【００１６】
15λ／8≦Σ(ｎi1・ｄi1)−Σ(ｎj2・ｄj2)−(Σｄi1−Σｄj2)≦17λ／8（６）
但し、λ（ｎｍ）は使用波長のうちの短い方の波長であり、各膜厚の単位はｎｍである。
【００１７】
具体的には、上記反射防止膜が前記光学部品の表面の空気側から第１の層及び第２の層に構成され、前記第１の層及び前記第２の層の各屈折率と各光学膜厚（ｎｄ＝屈折率×膜厚）が以下の範囲内であることが好ましい。
【００１８】
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【００１９】
また、上記反射防止膜が一層から構成される場合、この層の屈折率と光学膜厚（ｎｄ＝屈折率×膜厚）が以下の範囲内であることが好ましい。
【００２０】
0004743460.tif 000003
【００２１】
更に、前記波長選択機能を有する光学多層膜が前記光学部品の表面の空気側から順に第１の層〜第９の層まで構成され、前記第１の層〜前記第８の層がそれぞれ以下に示す屈折率と光学膜厚の範囲内であることが好ましい。
【００２２】
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【００２３】
また、本発明の光学部品は、プラスチックまたはガラスからなる光ピックアップレンズとすることができる。また、波長選択性を有する光学多層膜と基体との間に下地層を設けてもよい。この下地層により次の製膜工程が容易となる。
【００２４】
また、ダイクロイックフィルタを形成する部分と、反射防止膜を形成する部分とをそれぞれ独立にパターン形成させようとすると、その境界において傾斜膜になるという問題があった。光学面上にダイクロイックフィルタや反射防止膜を形成するとき、真空蒸着法やスパッタリング法を用いる場合が一般的であるが、これらの方法は蒸発又はスパッタされた粒子の指向性が強いために、光学面の有効径より小さい部分にこれらの膜を形成させた場合この光学部品を保持している支持体の影になり傾斜膜（周辺部にいくに従い薄くなってくる。）になってしまうのである（図９参照）。
【００２５】
この解決のために、反射防止膜を形成している層の構成と全く同等の構成を、ダイクロイックフィルタを形成している膜の空気側に配置してやることで、光学部品の有効径よりも小さい開口の蒸着マスクまたはスパッタリングマスクを用いないでも、同一光学面上にダイクロイックフィルタ機能を有する部分と反射防止機能を有する部分を形成するとともに、その境界部における傾斜膜を全くなくすことが可能である。このようにして、同一光学面上にダイクロイックフィルタ部と、使用する２つの波長を両方透過させるための反射防止膜（ＡＲ膜）とを比較的簡易に、しかもその境界部の輪郭をきれいに仕上げることができる。
【００２６】
また、本発明による光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるレンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、を備え、前記レンズは、少なくとも２つの波長λ１，λ２の光を透過させることができ、基体と、前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長λ１またはλ２の光をより多く透過させ、他方の波長λ２またはλ１の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、前記基体の少なくとも１部分に、１層以上の光学層からなり、少なくとも１つの光学面に対し、波長選択機能を有さない部分と、を備え、前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の屈折率と前記基体の屈折率との差が０．３以内であり、前記波長選択機能を有さない部分と同じ光学層が、前記光学多層膜の上にも設けられており、前記光学多層膜のうち、前記基体と接するかまたは前記基体に最も近い前記光学層の厚さによって、前記光学多層膜を透過した光と、前記波長選択機能を有さない部分を透過した光との位相差を２πの整数倍に調整することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明による別の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２の光源と、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるレンズと、前記第１の光源及び第２の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記レンズは、少なくとも２つの波長λ１，λ２の光を透過させることができ、基体と、前記基体の少なくとも１部分に、少なくとも１つの光学面に対し一方の波長λ１またはλ２の光をより多く透過させ、他方の波長λ２またはλ１の光をより多く反射させる波長選択機能を有するように形成された複数の光学層からなる光学多層膜と、前記基体の少なくとも１部分に形成された波長選択機能を有さない部分とを備え、前記波長選択機能を有さない部分が、使用する２つの波長λ１またはλ２に対して反射防止機能を有するように屈折率と膜厚とが調整された１層以上の光学層からなる反射防止膜であり、前記反射防止膜は前記波長選択機能を有する前記光学多層膜の前記基体側とは反対側にも配置されていることを特徴とする。
【００２８】
上述の各光ピックアップ装置によれば、２つの波長λ１とλ２とを自動的に切り替えながら異なる光情報記録媒体についての記録または再生を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態は、プラスチック製の光ピックアップ用のレンズの片方の面についてダイクロイックフィルタ機能を有する部分と反射防止機能を有する部分にパターン化したものである。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態を示す光ピックアップレンズの要部断面図である。この光ピックアップレンズは、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学膜と反射防止機能を有する光学膜とが基材の同一面上に形成されたものである。即ち、図１の光ピックアップレンズは、基材１０の中心部分に形成された反射防止機能を有する光学多層膜１１と、その周囲のドーナッツ状の部分に形成されたダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜１２とを備える。光学多層膜１２の上には光学多層膜１１と同様の層構成で反射防止機能を有する光学多層膜１３が形成されている。光学多層膜１１が波長選択機能を有せずかつ反射防止機能を有する部分１を構成し、光学多層膜１２及び光学多層膜１３が波長選択機能を有する部分２を構成する。
【００３１】
なお、図１の例は、波長選択機能を有しない部分１及び波長選択機能を有する部分２をレンズの片面に設けたが、光ピックアップレンズの両方の面に対して同様のパターニング処理を実施し、両面に設けてもよい。
【００３２】
【実施例】
次に、図１の光ピックアップレンズについて具体的な実施例により説明する。
図１の光学多層膜１２、１３（ダイクロイックフィルタ部）は、次の表１に示すような層構成で、空気側から順に第１の層〜第９の層まで真空蒸着法により形成した。また、分光エリプソメーター（J.A.WOOLLAM社製、V-VASE）を用いて各層の屈折率と膜厚が所望の値に一致していることを確認した。
【００３３】
【表１】
0004743460.tif 000005
【００３４】
ここで、図１の基材１０と接する光学多層膜１１の第９の層は、ＳｉＯ2を主成分とした膜より構成されておりその屈折率はほぼ１．４６である。この第９の層の膜厚は、中心部に製膜された反射防止の光学多層膜の構成（屈折率と厚さ）により調整すべき厚さであるのでここでは仮に０としている。
【００３５】
以上の表１の層構成を有する図１の光学多層膜１２，１３（ダイクロイックフィルタ部）は、図２のカーブ（ａ）のような分光反射率特性を有し、透過させるべき短い波長を６５０ｎｍとし、遮蔽（反射）させるべき長い光の波長を７８０ｎｍとして設計されており、６５０ｎｍでの反射率０％，７８０ｎｍでの反射率５５％となっている。
【００３６】
また、中心部に形成された反射防止機能を有する図１の光学多層膜１１は、次の表２に示す２層よりなる。表２の光学多層膜１１は、６５０ｎｍと７８０ｎｍで反射率が極力少なくなるように設計されている。表２の光学多層膜１１の分光反射率特性を図３に示す。
【００３７】
【表２】
0004743460.tif 000006
【００３８】
ここで、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜１２を透過した光と、反射防止機能を有する光学多層膜１１を透過した光との位相差が２π（rad）となるように調整を実施する。ここで、光の波長を６５０ｎｍとする。
【００３９】
まず、光学多層膜１２（ダイクロイックフィルタ部）を透過した光の位相を以下の通り計算する。各層の屈折率と膜厚を掛け合わせた値を合計し（ΣＮＤ）、この合計値を光の波長で割った値に２πを掛けた値が、光学多層膜１２を透過したときの透過位相（δ１）である。
【００４０】
一方、反射防止機能を有する光学多層膜１１を透過したときの位相の計算はダイクロイックフィルタ部を透過したときの計算方法と基本的には同じであるが、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜１２と、反射防止機能を有する光学多層膜１１との厚さの差分は、空気中を光が進んでいるものとして考える。このようにして考えた反射防止機能を有する光学多層膜１１を透過した光の透過位相をδ２とする。
【００４１】
このとき、（δ１−δ２）が２π（rad）の整数倍になるようにすれば位相調整ができる。本実施例の場合、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜１２の第９の層の光学膜厚を３６４ｎｍにすれば（δ１−δ２）が２π(rad)となり、位相調整が行われ、レンズの波面収差特性を劣化させることがなくなる。このように、基材と接する第９の層の光学膜厚を３６４ｎｍとしたときの分光反射率特性を図２のカーブ（ｂ）に示す。
【００４２】
図２のカーブ（ｂ）から分かるように、基材と接する第９の層の膜厚を０としたカーブ（ａ）とほぼ同等の曲線が得られることがわかる。これは、基材として用いた素材の屈折率と基材と接する第９の層の屈折率との屈折率差が、本実施例の場合０．０７と小さいために達成できたことである。
【００４３】
この屈折率差が０．３を超える場合は第９の層の厚さによって分光反射率特性の変化が大きくなる。比較例として、屈折率１．８５である膜を第９の層の材料とし、屈折率差を０．３１とし、光学膜厚を０（ａ’）と２５０ｎｍ（ｂ’）としたときの分光反射率特性を図４に示す。膜厚により反射率が大きく変化することがわかる。このため、基材と第９の層の屈折率差が０．３を超えた場合、反射率特性をフィティングしながら、かつ同時に位相調整を行わなければならず、この作業は非常に煩雑になってしまう。
【００４４】
次に、図１に示すような光ピックアップレンズの製造工程を図５〜図９により説明する。図１に示したように、光学面の中心部に７８０ｎｍと６５０ｎｍの光の反射を防止するための反射防止機能を有する光学多層膜を形成し、光学多層膜１１の外側へリング状に７８０ｎｍの光を遮断し、６５０ｎｍの光を透過させるようなダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜を形成した。
【００４５】
まず、第１の工程として、図５のように、反射防止機能を有する光学多層膜を形成する光学面の中心部にマスク２１となるパターンを形成した。このマスク２１は、金属膜（Ａｇ）を真空蒸着法により２００ｎｍ蒸着することで形成した。この場合、反射防止機能を有する光学多層膜を形成すべき中心部分を開口とした蒸着ヤトイを用い、金属膜を蒸着することでパターンを形成することが可能である。
【００４６】
次に、第２の工程として、レンズ全面に製膜可能な蒸着ヤトイにレンズを移し、図６のように、ダイクロイック機能を有する光学多層膜のうち反射防止機能を有する光学多層膜と同等の部分を除いた層２２を形成する。
【００４７】
次に、第３の工程として、図７に示すように、反射防止機能を有する光学多層膜を形成する光学面の中心部において、パターン化されたマスク２１のＡｇ膜を適当な濃度の硝酸中に浸漬することにより溶かすとともに、Ａｇ膜上に形成されたダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜も同時に剥離し、光学多層膜２３の部分を残す。
【００４８】
次に、第４の工程として、レンズ全面に製膜可能な蒸着ヤトイにレンズをセットし、図８のように反射防止機能を有する光学多層膜２４，２５をレンズ全面に形成する。
【００４９】
以上の各製造工程により、図８のように、光学面（レンズ面）の中心部分には、使用する２つの波長で有効な反射防止機能を有する光学膜２４が形成され、その外周部に７８０ｎｍの波長の光を反射させ６５０ｎｍの波長の光を透過させるようなダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜２３，２５が完成する。
【００５０】
この場合、図８に示すように、反射防止機能を有する光学膜２４とダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜２３との境界部２６において、シャープなエッジが比較的簡易に得られる。これは、反射防止機能を有する光学膜２４と同等の構成を持つ光学膜２５をダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜２３の空気側に配することで境界部２６のエッジをシャープにできるのである。
【００５１】
ここで、比較のために、反射防止機能を有する光学膜とダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜とをそれぞれ独立な膜として形成したときの問題点について述べる。この場合には、反射防止機能を有する光学膜をレンズの中心にのみ製膜する必要があるために、レンズの中心部に開口を持つ蒸着ヤトイにレンズをセットし、反射防止機能を有する光学膜を形成する必要がある。更に、反射防止機能を有する光学膜上に金属の剥離層を形成し、レンズ全面にダイクロイック機能を持つ光学多層膜を形成した後、硝酸等の酸の中に浸漬することで金属を溶かすとともに金属膜の上に製膜されたダイクロイック機能を有する光学多層膜を除去することにより、反射防止機能を有する光学膜とダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜とを同一光学面上に形成することは可能である。しかし、図７のように、反射防止機能を有する光学膜２４’をレンズ中心の中心部に形成するとき、中心部に開口をもつ蒸着ヤトイの影の影響で、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜２３’との間の境界部に膜厚が傾斜となってしまう傾斜部分２９が発生してしまう。これは、光学膜を形成する方法として真空蒸着やスパッタリング法を用いたとき、蒸発又はスパッタされた粒子の直進性に起因するものであり避けられない現象である。
【００５２】
これに対し、本実施の形態の構成では、図１のように、反射防止機能を有する光学膜と同等の構成を持つ光学膜をダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜の空気側にも形成するような層構成を実現することにより、傾斜部分が発生せずに図８のようにそれらの境界部２６のエッジをシャープに形成できるのである。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、ダイクロイックフィルタ機能を有する光学多層膜と反射防止機能を有する光学多層膜を形成する手段として真空蒸着法を用いているが、スパッタリング等の他の薄膜形成技術を用いても同等の効果を有する薄膜を形成できる。
【００５４】
次に、上述の図１の光ピックアップレンズを光ピックアップ装置に用いた例を説明する。図１０は光ピックアップ装置の概略的な構成を示す図である。この光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体に対して記録または再生を行う第１の半導体レーザ４１と、第２の光情報記録媒体に対して記録または再生を行う第１の半導体レーザ４１とは波長の異なる第２の半導体レーザ４２と、各半導体レーザ４１，４２から射出される発散光束の発散角を所望の発散角に変換するカップリングレンズ３１と、各半導体レーザ４１，４２からの光束をほぼ一つの方向に進ませるビームスプリッタ２０と、カップリングレンズ３１と１／４波長板３５を通過した光束を光情報記録媒体３９の情報記録面に集光する光ピックアップレンズ３２と、光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器５１と、光情報記録媒体３９からの反射光を光検出器５１に向けるビームスプリッタ４０とを備えている。
【００５５】
また、図１０の光ピックアップ装置は、更に、光ピックアップレンズ３２に前置された絞り３６と、光検出器５１に前置されたシリンドリカルレンズ５２と、第２の半導体レーザ１２からの発散光束の発散度を変換するための発散角変更レンズ６０とを備える。
【００５６】
図１０の光ピックアップ装置は、例えば第１の半導体レーザ４１により基準波長７８０ｎｍの光でＣＤを記録または再生し、第２の半導体レーザ４２により基準波長６５０ｎｍの光でＤＶＤを記録または再生するようにできる。そして、光ピックアップレンズ３２は、図１のように、その光学面３２ａ（図１０）の中心部に７８０ｎｍと６５０ｎｍの光の反射を防止するための反射防止機能を有する光学多層膜１１（波長選択機能を有せずかつ反射防止機能を有する部分１）が形成され、光学多層膜１１の外側にリング状に７８０ｎｍの光を遮断し、６５０ｎｍの光を透過させる光学多層膜１２，１３（波長選択機能を有する部分２）が形成されている。このため、図１０の光ピックアップ装置は、ＤＶＤの記録または再生時に光ピックアップレンズ３２の図１の部分１，２全体を利用することができるとともに、ＣＤの記録または再生時に光ピックアップレンズ３２の図１の部分１のみを利用できる。このように、図１０の光ピックアップ装置では、２つの異なるレーザ波長に対し透過する光束の大きさを自動的に切り替えながら異なる光情報記録媒体について記録または再生を行うことができる。なお、図１０では、光ピックアップレンズ３２の光情報記録媒体３９側の光学面３２ａに光学多層膜１１，１２，１３を設けたが、光源側の光学面に設けてもよく、また両光学面に設けてもよい。
【００５７】
以上のように本発明を実施の形態及び実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明の光学部品は、光ピックアップレンズ以外のレンズであってもよく、また、プリズムやフィルタ板等の光学部品でもよく、同様の効果が得られる。
【００５８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、光ピックアップレンズ等の光学部品の光学面上に、波長選択機能を有する光学多層膜と反射防止機能を有する光学多層膜を形成することにより、２つの機能を有する光学膜を透過する光の位相差が２ｎπ（ｎ＝0,1,2…）であるとともに所望の反射率特性を容易に得ることができる。また、２つの異なる機能を有する光学膜の境界部のエッジをシャープに形成できる。また、２つの異なる波長に対し透過する光束の大きさを自動的に切り替えながら異なる光情報記録媒体について記録または再生を行うことができる光ピックアップ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態のレンズの要部断面図である。
【図２】本発明による実施例の層構成（表１）を有する光学多層膜（ダイクロイックフィルタ部）の第９の層の膜厚が０の場合（ａ）と、３６４ｎｍの場合（ｂ）の分光反射率特性を示す図である。
【図３】本発明による実施例の光学多層膜（表２）の分光反射率特性を示すずである。
【図４】比較例として、屈折率１．８５である膜を第９の層の材料とし光学膜厚を０（ａ’）と２５０ｎｍ（ｂ’）としたときの分光反射率特性を示す図である。
【図５】本発明による実施例の光学多層膜を形成する第１の製造工程を説明するための図である。
【図６】実施例の光学多層膜を形成する第２の製造工程を説明するための図である。
【図７】実施例の光学多層膜を形成する第３の製造工程を説明するための図である。
【図８】実施例の光学多層膜を形成する第４の製造工程を説明するための図である。
【図９】図５〜図８の製造工程の効果を説明するために、従来方法による問題点を説明するための図である。
【図１０】本発明による実施の形態の光ピックアップ装置の概略的構成を示す図である。
【符号の説明】
１０              基材
１１              反射防止機能を有する光学多層膜
１２              波長選択機能を有する光学多層膜
１３              光学多層膜１１と同様の層構成の光学多層膜
２６              境界部
３２              光ピックアップレンズ（光学部品）
４１              第１の半導体レーザ（第１の光源）
４２              第２の半導体レーザ（第２の光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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