JP2007241018A - 全反射ミラー - Google Patents

Abstract

【課題】波面収差が悪化することなく所望の光学特性を満足する全反射ミラーを提供する
。
【解決手段】透明基板１１の主表面１１ａにＭＲコート１２が成膜された全反射ミラー１
において、透明基板１１の主表面１１ｂに透明基板１１と同等の屈折率を有する矯正膜１
３を形成し、矯正膜１３の応力によりＭＲコート１２の応力による透明基板１１の反りを
矯正することにより、透明基板１１の主表面１１ｂに成膜した矯正膜１３の応力により、
透明基板１１の主表面１１ａに成膜したＭＲコート１２の応力と主表面１１ｂに成膜した
矯正膜１３の応力との均衡を図るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク記録再生装置の光ピックアップ等に用いられる全反射ミラーに関
わり、特に波面収差などの光学特性等の悪化を防止するのに好適なものである。

７８０ｎｍ帯のＣＤ、６６０ｎｍ帯のＤＶＤや４０５ｎｍ帯の青紫色レーザを用いたＢ
ｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ ＤＶＤに代表されるブルーレーザーディスク（以下、Ｂ
Ｄと称す）などの光ディスク記録再生装置等の光ピックアップにおいて、入射光を反射す
る全反射ミラー等が広く使用されている。
上記したような全反射ミラー等を作製する際には、例えばガラス基板に各種光学膜を成
膜するようにしている。

なお、特許文献１には、透明基板に積層された誘電体の薄膜の応力による基板の反り幅
をより低減することにより光学的歪を防止した光学多層膜フィルタが開示されている。
また特許文献２には、誘電体多層膜の膜数を４０層以上にしても従来の光学多層フィル
タに比べ膜の応力や反りを小さくできる光学多層膜フィルタが開示されている。

特開２００５−４３７５５公報 特開平７−２０９５１６号公報

しかしながら、図２（ａ）に示すようなガラス基板５１の一方の主表面５１ａにミラー
膜（以下、ＭＲコートという）等の光学膜（薄膜）５２を成膜した場合、ガラス基板５１
と光学膜５２との熱膨張係数の違い等の影響により、ガラス基板５１の主表面５１ａ側に
応力が発生する。このとき、ガラス基板５１の主表面５１ａ側に発生する応力が引張応力
である場合は、図２（ｂ）に示すようにガラス基板５１の主表面５１ａ側に凹状の反りが
発生する。一方、ガラス基板５１の主表面５１ａ側に発生する応力が圧縮応力である場合
は、図２（ｃ）に示すようにガラス基板５１の主表面５１ｂ側に凸状の反りが発生する。
この結果、光学部品の波面収差が悪化して所望の光学特性を満足しないという問題があっ
た。

近年、ＣＤとＤＶＤの２波長対応の光ピックアップ、更には、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの
３波長対応の光ピックアップ等に用いられる光学素子において、要求される光学仕様はよ
り高度になってきた。
特に波面収差の規格が厳しい光ピックアップにおいて、図２に示すような構造を有する
全反射ミラーは適用することができなかった。
本発明は、上記したような点を鑑みてなされたもので、波面収差が悪化することなく所
望の光学特性を満足する全反射ミラーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、透明基板の一方の主表面にミラー膜が成膜され
た全反射ミラーにおいて、透明基板の他方の主表面に透明基板と同等の屈折率を有する矯
正膜を形成し、矯正膜の応力によりミラー膜の応力による透明基板の反りを矯正するよう
にした。このように構成すれば、透明基板の他方の主表面に成膜した矯正膜の応力により
、透明基板の一方の主表面に成膜したミラー膜の応力と他方の主表面に成膜した矯正膜の
応力との均衡を図るようにした、これにより、透明基板の反りを矯正することが可能にな
るので、波面収差が悪化することなく所望の光学特性を満足した全反射ミラーを実現する
ことができる。

また本発明は、透明基板を白板ガラス、矯正膜をＳｉＯ₂膜により形成すると、透明基
板と矯正膜との屈折率をほぼ同じにできるので透明基板と矯正膜との屈折率の違いによる
光学特性の劣化を最小限に抑えることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る全反射ミラーの構成を示す断面図である。
この図１に示す本実施形態の全反射ミラー１は、透明基板１１の一方の主表面１１ａに
ミラー膜であるＭＲコート１２を成膜すると共に、透明基板１１の他方の主表面１１ｂに
矯正膜１３を成膜することで、矯正膜１３の応力により透明基板１１の主表面１１ａに成
膜したＭＲコート１２の応力を相殺して応力の均衡（バランス）を図ることで透明基板１
１に反りが発生しないようにした点に特徴がある。

また基板の反りδは、下記の式(１)で示す如く膜厚Ｄとの関係式で現すことができるの
で、矯正膜１３の膜厚で矯正量を任意に調整することができる。
σ＝Ｅｓ×Ｂ^２×δ／３(１−νｓ)×Ｄ×Ｌ^２ ・・・（１）
σ：膜応力、Ｅｓ：基板のヤング率、Ｂ：基板の厚さ、δ：基板先端の変位量(反り量)
νｓ：基板のポアソン比、Ｌ：基板の長さ、Ｄ：薄膜の厚さ
ここで、例えば、透明基板１１の主表面１１ａに成膜するＭＲコート１２の応力が圧縮
応力であれば、透明基板１１の他方の主面１１ｂに圧縮応力の矯正膜１３を成膜すること
で、透明基板１１の両主面１１ａ、１１ｂに発生する応力を相殺して応力の均衡を図るよ
うにした。

またこの場合の矯正膜１３は、透明基板１１の光学特性を妨げないように、透明基板１
１とほぼ同等の屈折率を有する膜材料により構成した。
例えば透明基板１１として白板ガラス（屈折率＝１．５２）を用いる場合は、屈折率が
白板ガラスに近いＳｉＯ₂膜（屈折率＝１．４６）を用いて矯正膜１３を成膜するように
した。
なお、透明基板１１としては、白板ガラス以外にも屈折率が１．４６のＳｉＯ₂基板や
、屈折率が１．５１のＢＫ７（ボロシリケートクラウンガラス）等を用いることが可能で
ある。
またＭＲコート１２が圧縮応力でなく引張応力を有する場合は、矯正膜１３を引張応力
の膜材料、例えばＡｌ₂Ｏ₃膜（屈折率＝１．６２）或いはＭｇＦ₂膜（屈折率＝１．３８
）等を用いることも可能である。

このように本実施形態は、透明基板１１の主表面１１ａにＭＲコート１２が成膜された
全反射ミラー１において、透明基板１１の主表面１１ｂに透明基板１１と同等の屈折率を
有する矯正膜１３を形成し、矯正膜１３の応力によりＭＲコート１２の応力による透明基
板１１の反りを矯正するようにした。このように構成すれば、透明基板１１の主表面１１
ｂに成膜した矯正膜１３の応力により、透明基板１１の主表面１１ａに成膜したＭＲコー
ト１２の応力と主表面１１ｂに成膜した矯正膜１３の応力との均衡を図り透明基板１１の
反りを矯正することが可能になるので、波面収差が悪化することなく、波面収差の規格が
厳しい青色レーザ光を使用する光学ピックアップの光学特性を満足した全反射ミラーを実
現することができる。

また本実施形態のように全反射ミラー１を構成する透明基板１１を白板ガラス、矯正膜
１３をＳｉＯ₂膜により形成すると、透明基板１１と矯正膜１３との屈折率をほぼ同じに
できるので、透明基板１１と矯正膜１３との屈折率の違いによる光学特性の劣化を最小限
に抑えることができるという利点がある。

本発明の実施形態に係る全反射ミラーの構成を示した断面図。 従来の全反射ミラーの構成を示した断面図。

符号の説明

１…全反射ミラー、１１…透明基板、１２…ＭＲコート、１３…矯正膜

Claims (2)

1. 透明基板の一方の主表面にミラー膜が成膜された全反射ミラーにおいて、前記透明基板
   の他方の主表面に前記透明基板と同等の屈折率を有する矯正膜を形成し、前記矯正膜の応
   力により前記ミラー膜の応力による前記透明基板の反りを矯正することを特徴とする全反
   射ミラー。
2. 前記透明基板は白板ガラス、前記矯正膜はＳｉＯ₂膜であることを特徴とする請求項１
   に記載の全反射ミラー。

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