(57)【要約】      （修正有）【課題】表面硬度の点で、より好適な光学素子を提供する。【解決手段】カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、最表面部分にカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材の酸素含有層２１を有し、かかる酸素含有層のナノインデンター硬度が２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子であって、
カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、
最表面部分に前記カルコゲナイド材および／または前記カルコハライド材の酸素含有層を有し、該酸素含有層のナノインデンター硬度が２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａである、光学素子。
【請求項２】
前記酸素含有層の厚みが、０．１μｍ〜５μｍである、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子の母材部に対する前記酸素含有層のナノインデンター硬度比が、１．１〜１．７である、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記カルコゲナイド材および／または前記カルコハライド材が、硫化物系である、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
前記酸素含有層において、前記カルコゲナイド材および／または前記カルコハライド材のカルコゲン元素および／またはハロゲン元素の少なくとも一部が酸素で置換されている、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
前記光学素子が、少なくとも赤外領域の光線を透過させるためのレンズである、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子。
【請求項７】
光学素子を製造するための製造方法であって、
前記光学素子が、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、
前記光学素子の最表面部分のカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材に、酸素を含有させる酸素含有化処理を行い、該酸素含有化処理によって該最表面部分のナノインデンター硬度を２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａとする、光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸素含有化処理として、前記光学素子の表面を酸素存在下で紫外線照射に付す、請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記光学素子の表面をさらにオゾン曝露に付す、請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記酸素含有化処理として、前記光学素子の表面を酸素雰囲気下でのアニールに付す、請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記酸素含有化処理によって、前記光学素子の母材部に対する前記最表面部分のナノインデンター硬度比を１．１〜１．７とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記酸素含有化処理によって、前記最表面部分の前記カルコゲナイド材および／または前記カルコハライド材のカルコゲン元素および／またはハロゲン元素の少なくとも一部を酸素で置換する、請求項７〜１１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１３】
前記光学素子として、少なくとも赤外領域の光線を透過させるためのレンズを製造する、請求項７〜１２のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子およびその製造方法に関する。より具体的には、光透過に少なくとも資する光学素子に関するとともに、そのような光学素子を製造するための製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従前から樹脂材やガラス材等から成る光学素子が様々な用途に用いられている。例えば、光学素子は、光ファイバーやレンズ等として用いられている。
【０００３】
近年、光学素子は、防災・防犯等の監視システム用の光センサー、または運転支援システム用の車載センサーモジュールといった、光センシング分野などにも利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０７８３５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／０２２６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光センサーのレンズ等に用いられる光学素子においては、その表面が高硬度であることが求められる。光学素子の表面硬度が低いと、センサーへの実装時および／または使用時に、光学素子の表面に割れや傷が生じる虞がある。
【０００６】
本願発明者は、従前提案されている光学素子では克服すべき課題が依然あることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。
【０００７】
波長透過性の点で優れているカルコゲナイド材およびカルコハライド材は、酸化物ガラス材等を用いた光学素子と比較すると硬度が低い。そのため、表面の高硬度化がより求められる。例えば図５に示すように、光学素子の表面を高硬度化するための構成の１つとして、光学素子５０の母材部５２の表面上に、ハードコート層やダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ)層等の薄膜層５１が形成されたものが提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、そのような硬化層は、光学素子との相互作用により使用する材料が限定されるため、所望の硬度が得られない場合がある。
【０００９】
本開示は、かかる課題を鑑み、より良好な表面硬度を有する光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された光学素子の発明に至った。
【００１１】
上記目的を達成するために、本開示では、光学素子が提供される。かかる光学素子は、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、最表面部分にカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材の酸素含有層を有する。かかる酸素含有層のナノインデンター硬度は２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａである。また、本開示では、上記の光学素子の製造方法も提供される。光学素子の製造方法は、光学素子が、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、光学素子の最表面部分のカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材に、酸素を含有させる酸素含有化処理を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の光学素子は、より良好な表面硬度を有する。具体的には、光学素子の最表面部分に酸素含有層を形成することにより、光学素子の表面硬度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態に係る光学素子を模式的に示した断面図
【図２】本開示の一実施形態に係る光学素子であるレンズを模式的に示した断面図
【図３】本開示の一実施形態に係る光学素子の反射率を示したグラフ
【図４】本開示の一実施形態に係る表面処理前後の光学素子のナノインデンター硬度を示したグラフ
【図５】表面上に薄膜層を形成した光学素子を模式的に示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本開示の光学素子の製造方法およびその製造方法で得られる光学素子をより詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明、あるいは実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１５】
出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。なお、図面における各種の要素は、本開示の製造方法および光学素子の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
【００１６】
本明細書において「断面視」は、光学素子の厚み方向に沿って切り取って得られる仮想断面に基づいている。換言すれば、光学素子の厚みに沿って切り取った断面における見取図が「断面視」に相当する。典型的には、“光学素子の厚み方向”は、光学素子における光透過方向に相当し得る。
【００１７】
［本開示の光学素子の特徴］
本開示の光学素子は、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む光学素子であり、その最表面部分の組成に特徴を有している。
【００１８】
より具体的には、本開示の光学素子は、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含み、その最表面部分にカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材の酸素含有層を有する。酸素含有層は、光学素子の最表面部分に酸素含有化処理を行うことで形成されている。酸素含有層は、光学素子の母材部に対して屈折率がより低いため、より良好な表面反射防止機能を有する。また、酸素含有層は、光学素子の母材部に対して硬度がより高いため、より良好な表面硬度を有する。さらに、酸素含有層は、光学素子の母材部との密着性が高く、母材部と同等の熱膨張率を有するため、加工時または使用時における層間剥離等を好適に抑制することができる。
【００１９】
本開示における「光学素子」とは、光を透過させるための部材を意味している。よって、光学素子は、例えばレンズ、プリズムまたはミラーであり、さらにいえば、光透過に関連するウィンドウ品などであってもよい。
【００２０】
本開示における「カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材の酸素含有層」とは、広義には、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む光学素子の最表面部分を改質することによって、酸素を含有させる酸素含有化処理を施した層を指す。狭義には、「カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材の酸素含有層」とは、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む材料組成と酸素とが化合物を成している層を指すのみならず、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む材料組成のいずれかの原子が酸素原子で置換されている層を指す。後者についていえば、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材のカルコゲン元素および／またはハロゲン元素の少なくとも一部が酸素で置換されていてもよい。
【００２１】
本明細書でいう「最表面部分」とは、光学素子内において、光学面表面の周辺部分（すなわち、最表層）を指している。図示する例示態様でいえば、図１に示す光学素子２０の断面視において、酸素含有層２１が最表面部分に相当する。
【００２２】
本明細書でいう「カルコゲナイド材」とは、広義には、周期律表のＶＩｂ族のＳ（硫黄）、Ｓｅ（セレン）およびＴｅ（テルル）から成る群から選択される少なくとも１種のカルコゲン元素を主成分の１つとする材料を意味している。例えば、カルコゲナイド材は、Ｓ（硫黄）、Ｓｅ（セレン）およびＴｅ（テルル）から成る群から選択される少なくとも１種のカルコゲン元素がＧｅ（ゲルマニウム）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｐ（リン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）およびＳｉ（ケイ素）から成る群から選択される少なくとも１種と組み合わされた組成を有する材料であってよい。そして、本明細書でいう「カルコハライド材」とは、そのようなカルコゲナイド材に対してハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から成る群から選択される少なくとも１種）またはその化合物が導入されて成るような組成を有する材料を意味している。
【００２３】
図１に示す例示態様でいえば、光学素子２０の最表面部分に酸素含有層２１が設けられている。すなわち、光学素子２０は、酸素含有層２１と母材部２２とから少なくとも成る。
【００２４】
酸素含有層２１および母材部２２は、それらの組成に起因して、互いに高い相互作用を有する。具体的には、酸素含有層２１は、光学素子２０の最表面部分を改質することによって酸素を含有させる酸素含有化処理を施した層、換言すれば、母材部２２と同一の材料組成に基づく層であるため、酸素含有層２１および母材部２２は強固な密着強度を有する（図１参照）。すなわち、光学素子の最表面部分に、加工時または使用時に剥離が生じ難い酸素含有層をもたらすことができる。よって、光学素子により良好な表面反射防止機能を付与することができ、また高硬度の表面を付与することができる。さらに、加工時または使用時に、かかる光学素子における層間剥離等を好適に抑制することが可能となる。
【００２５】
酸素含有層２１は、最表面を最大値としてその厚み方向において酸素濃度が徐々に減少する酸素濃度勾配を有していてよい（図１参照）。酸素含有層２１がそのような酸素濃度勾配を有することによって、光学素子２０における母材部２２と酸素含有層２１との物質構造の急激な変化を緩和することができる。よって、光学素子２０における母材部２２と酸素含有層２１との密着性をより向上させることができる。
【００２６】
光学素子２０は、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含んだ基材で形成されたレンズや光学フィルタ等であってよい。光学素子２０の表面は図１のように平面であってよく、あるいは図２Ａ〜図２Ｃのようにレンズ２５を成すような曲面であってもよい。レンズ２５は、光学素子として機能する光を透過させるための光透過部２６と、レンズ２５の保持などに機能するフランジ部２７とで構成される。
【００２７】
一実施形態では、酸素含有層２１は低反射層である。酸素含有層２１が低反射層であることで、光学素子２０の表面反射を防止することができ、所望の波長光の光量を確保することができる。酸素含有層２１は、光学素子２０と屈折率の点で異なる層になっていることで所定の波長光線の表面反射を相殺する構成としてよい。また、付加的／または代替的に、所定の波長光線を吸収することで低反射化する構成としてもよい。
【００２８】
一実施形態では、酸素含有層２１は、光学素子２０の母材部２２よりも硬度が高くなっている。それゆえ、酸素含有層２１は硬化層である。酸素含有層２１が硬化層であることで、センサーへの実装時および／または使用時に、光学素子２０の表面の割れや傷の発生を防止することができる。
【００２９】
一実施形態では、酸素含有層２１のナノインデンター硬度は、２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａである。かかるナノインデンター硬度が２．５ＧＰａ以上であると、光学素子２０に十分な硬度を持たせることができ、センサーへの実装時および／または使用時に、光学素子２０の表面の割れや傷の発生を防止することができる。一方、かかるナノインデンター硬度が４．５ＧＰａ以下であると、光学素子２０が脆くなることをより抑制し、センサー等への実装時および／または使用時における欠けを防止することができる。ナノインデンター硬度は、好ましくは２．６ＧＰａ〜４．４ＧＰａであり、例えば２．７ＧＰａ〜４．３ＧＰａである。
【００３０】
一実施形態では、光学素子２０の母材部２２に対する酸素含有層２１のナノインデンター硬度比は、１．１〜１．７である。かかるナノインデンター硬度比が１．１以上であると、センサーへの実装時および／または使用時に、光学素子２０の表面の割れや傷の発生を特に防止することができる。一方、かかるナノインデンター硬度比が１．７以下であると、加工時または使用時において、母材部２２への応力集中を特に防止することができる。ナノインデンター硬度比は、好ましくは１．２〜１．６５であり、例えば１．３〜１．６である。
【００３１】
本明細書における、光学素子２０における母材部２２および酸素含有層２１のナノインデンター硬度は、ナノインデンター計測器により得られるものであってよい。具体的には、Ｋｅｙｓｉｇｈｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ナノインデンターＧ２００（バーコビッチタイプ圧子）を用いて、光学素子２０における表面深さ１００ｎｍおよび表面深さ１０００ｎｍのナノインデンター硬度をそれぞれ測定し、表面深さ１００ｎｍにおける測定値を酸素含有層２１のナノインデンター硬度とし、表面深さ１０００ｎｍにおける測定値を母材部２２のナノインデンター硬度とするものであってよい。また光学素子２０の母材部２２に対する酸素含有層２１のナノインデンター硬度比は、測定された酸素含有層２１のナノインデンター硬度を母材部２２のナノインデンター硬度で除算した値を指すものであってもよい。
【００３２】
一実施形態では、酸素含有層２１の厚みは、１０ｎｍ〜５μｍである。かかる厚みが１０ｎｍ以上であると、光学素子２０における所定の波長光線の表面反射をより効果的に防止でき、硬度をより高くすることができる。かかる厚みは、光学素子２０における硬度を特に高める観点から、例えば１００ｎｍ以上である。一方、かかる厚みが５μｍ以下であると、光学素子２０における酸素含有層２１による赤外線の吸収をより効果的に防止することができる。かかる厚みは、赤外線の吸収を特に防止する観点から、例えば３μｍ以下である。また、かかる厚みは、光学素子２０の表面荒れなどの表面形状の劣化を特に防止する観点から、例えば１０００ｎｍ以下である。
【００３３】
一実施形態では、光学素子２０に含まれるカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材は、硫化物系である。カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材が硫化物系であることで、他のカルコゲン系よりも毒性が小さく、また、短波長側の吸収を小さく抑えることができる。
【００３４】
具体的な酸素含有層２１の組成としては、モル濃度でＧｅ：２〜２２％、ＳｂおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種：６〜３４％、Ｓｎ：１〜２０％、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選択される少なくとも１種：５８〜７０％、ならびにＯ：１〜７０％であってよい。そのような組成とすることで、光学素子２０の透過率をより高くすることができる。また、付加的／または代替的に、酸素含有層２１をより高硬度とすることができる。さらに、付加的／または代替的に、光学素子２０の成形性をより効果的に向上させることもできる。
【００３５】
一実施形態では、酸素含有層２１において、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材のカルコゲン元素および／またはハロゲン元素の少なくとも一部が酸素で置換されている。酸素含有層２１がそのような構造を有することで、酸素含有層２１の屈折率をより低くすることができる。また、付加的／または代替的に、硬度をより高くすることができる。さらに、付加的／または代替的に、光学素子２０の母材部２２との密着性をより高くすることもできる。
【００３６】
本明細書における、酸素含有層２１の組成および厚みは、Ｘ線光電分光法（ＸＰＳ）によって深さ方向の組成分析により得られるものであってよい。具体的には、酸素含有層２１の組成は、Ｘ線光電子分光装置（ＰＨＩ−１８００；アルバック・ファイ株式会社製）を用いて、酸素含有層２１のＸＰＳ測定と、酸素含有層２１に対するＡｒスパッタとを交互に繰り返しながら、酸素含有層２１の深さ方向における光電子スペクトルを測定し、かかる光電子スペクトルから分析して得られた組成および化学結合状態であってよい。また、酸素含有層２１の厚みは、深さ方向における光電子スペクトルから得られる酸素の濃度プロファイルから、酸素含有層２１の厚さを算出した値を指すものであってもよい。
【００３７】
一実施形態では、光学素子２０の母材部２２に対する酸素含有層２１の屈折率比は、０．４〜０．９である。かかる屈折率比を０．４〜０．９であると、所定の波長光線の表面反射をより効果的に防止できる。屈折率比は、好ましくは０．５〜０．８であり、例えば０．５５〜０．７５である。
【００３８】
本明細書における、光学素子２０の母材部２２に対する酸素含有層２１の屈折率比は、屈折率測定装置により得られるものであってよい。具体的には、分光エリプソメーター（ＨＯＲＩＢＡ  ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製Ｓｍａｒｔ  ＳＥ）を用いて、母材部２２および酸素含有層２１の屈折率を測定したものであってよい。光学素子２０の母材部２２に対する酸素含有層２１の屈折率比は、測定された酸素含有層２１の屈折率から母材部２２の屈折率を除算した値を指すものであってもよい。
【００３９】
一実施形態では、光学素子２０の可視光領域における平均反射率が１％〜２５％である。ここで「可視光領域」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域を指す。かかる平均反射率となることで、可視光での光感知や実像取得に対してより十分な光量が確保できるため、防災・防犯等の監視システム用の光センサーに特に好適に用いることができる。
【００４０】
一実施形態では、光学素子２０の赤外領域における平均反射率が１％〜３５％である。ここで「赤外領域」とは、８μｍ〜１２μｍの波長帯域を指す。かかる平均反射率となることで、赤外線での放射温度計や暗視野画像の取得に対してより十分な光量が確保できるため、運転支援システム用の車載センサーモジュール等に特に好適に用いることができる。
【００４１】
本明細書における、可視光領域および赤外領域における平均反射率は、分光光度計により得られるものであってよい。具体的には、可視光領域の平均反射率は、反射率測定器（オリンパス「ＵＳＰＭ−ＲＵIII」）を用いて波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの分光反射率を波長４０ｎｍ間隔で測定し、得られた反射率の平均値を指すものであってよい。また、赤外領域の平均反射率は、赤外分光光度計（日立製作所製「２７０−３０」）を用いて波長８μｍ〜１２μｍの分光反射率を波長１００ｎｍ間隔で測定し、得られた反射率の平均値を指すものであってよい。
【００４２】
本開示の光学素子２０は、少なくとも赤外領域の光線を透過させるためのレンズであってよい。特に、防災・防犯等の監視システム用の光センサー、および／または運転支援システム用の車載センサーモジュール等に用いられるレンズであってよい。
【００４３】
本開示のカルコゲナイド材は赤外領域に対して好適な透過特性を有し、カルコハライド材は赤外領域だけでなく可視光領域に対しても好適な透過特性を有し得るので、本開示の光学素子では、上記のような光学特性を有することができる。
【００４４】
［本開示の光学素子の製造方法］
本開示に係る製造方法は、光学素子２０を製造する方法である。特に、本開示は、酸素含有化処理によってカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む光学素子２０を製造する。カルコゲナイド材およびカルコハライド材は非酸化物で構成される材料であるところ、それらの材料を含む光学素子２０を酸素含有化処理に付す点で本開示の製造方法の特徴がある。
【００４５】
具体的には、カルコゲナイド材および／またはカルコハライド材を含む光学素子２０の最表面部分のカルコゲナイド材および／またはカルコハライド材に、酸素を含有させる酸素含有化処理を行う。
【００４６】
一実施形態では、光学素子の最表面部分のナノインデンター硬度が２．５ＧＰａ〜４．５ＧＰａとなるように酸素含有化処理を行う。
【００４７】
光学素子２０の最表面部分に酸素含有層２１を形成する方法としては、酸素および／もしくはオゾン存在下で紫外線照射する方法、酸素存在下でアニールする熱酸化法、酸素イオンもしくは酸素プラズマを表面に照射する方法、酸素存在下の雰囲気中に放置させる方法、ならびに／または水と接触させる方法などを用いることができるが、本開示はこれらの方法に限定されない。
【００４８】
本開示の酸素含有化処理は、上記のように光学素子２０の表面処理によって、かかる表面を改質する方法であることから、図１の例示態様に示すように、光学素子２０の最表面部分に厚み方向で酸素濃度勾配を有する酸素含有層２１を形成することができる。酸素含有層２１がそのような酸素濃度勾配を有することによって、光学素子２０の母材部２２と酸素含有層２１との物質構造の急激な変化を緩和することができる。よって、光学素子２０の母材部２２と酸素含有層２１との密着性をより向上させることができる。
【００４９】
一実施形態では、酸素含有化処理として、光学素子２０の表面を酸素存在下で紫外線照射に付す。酸素存在下で紫外線照射することによって、強力な酸化力を持った励起状態の活性酸素（Ｏ）を作り出すことができる。かかる活性酸素（Ｏ）が、光学素子２０の最表面部分に官能基を形成することができ、光学素子２０の母材部２２とより相互作用の高い酸素含有層２１をもたらすことができる。
【００５０】
一実施形態では、光学素子２０の表面をさらにオゾン曝露に付す。かかるオゾン曝露としては、酸素およびオゾン存在下で紫外線照射に付してよく、酸素存在下で紫外線照射した光学素子２０の表面をさらにオゾン存在下で紫外線照射に付してもよい。オゾン曝露に付すことで、より多くの活性酸素（Ｏ）を作り出すことができ、光学素子２０の母材部２２とさらにより相互作用の高い酸素含有層２１をもたらすことができる。
【００５１】
一実施形態では、酸素含有化処理として、光学素子２０の表面を酸素存在下でアニールに付す。酸素雰囲気下でのアニールは、光学素子２０をオーブン等で加熱するのみで実施可能であるため、酸素含有化処理をより簡易かつ安価で行うことができる。
【００５２】
酸素含有化処理は、光学素子の対向する２つの最表面部分の双方に付してよく、対向する２つの最表面部分の一方のみに付してもよい。または、光学素子であるレンズの光透過部の最表面部分のみに付してもよい。ここで「対向する２つの最表面部分」とは、図１に示す例示態様でいえば、光学素子２０における上側の最表面部分および下側の最表面部分に相当する。また、「光学素子であるレンズの光透過部の最表面部分」とは、図２Ｃに示す例示態様でいえば、レンズ２５における光透過部２６の最表面部分に相当する。図２Ａ〜図２Ｃに示す例示態様でいえば、レンズ２５において、対向する２つの最表面部分の双方に酸素含有層２１が付されてもよく（図２Ａ）、最表面部分の一方のみに酸素含有層２１が付されてもよく（図２Ｂ）、光透過部２６の最表面部分のみに酸素含有層２１が付されてもよい（図２Ｃ）。
【００５３】
光学素子２０は、その用途に応じた形状に成形される。例えば、光学素子２０の形状は、光学フィルタや赤外線透過窓等では板状形状であり、センサー等のレンズでは凹凸形状（両凹形状、両凸形状等）である。素材から光学素子２０の形状に成形するには、研削・研磨および／またはプレス成形等のいずれの方法で成形されてよい。
【００５４】
光学素子がレンズである場合、例えばモールドプレス成形によって素材から光学素子が形成してよい。以下、かかる成形方法について例示的に説明する。まず、素材を射出成形によって予め略最終形状にプレ成形する。次いで、素材の荷重たわみ温度以上およびガラス転移点温度未満に加熱された光学素子成形型のキャビティ内に、プレ成形された素材を収納する。次いで、素材の温度が光学素子成形型と略一致して荷重たわみ温度以上およびガラス転移点温度未満になったとき、プレスヘッドを下降させながら素材を押圧することによって変形を保持する。次いで、加圧力を解除して荷重たわみ温度まで冷却したうえで光学素子成形型から光学素子を取り出すことで、所望の形状（例えば、レンズ形状）に成形された光学素子を得ることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例に沿って本開示を説明するが、本開示はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００５６】
［本開示の光学素子の作製］
硫化物系カルコゲナイド材である赤外線透過フィルタＩＩＲ−ＳＦ２（五十鈴精工ガラス社製）を光学素子として用い、かかる光学素子の表面を大気雰囲気下で紫外線照射に付した。紫外線照射は、低圧水銀ランプ（セン特殊光源株式会社製  ２００Ｗ、１８５ｎｍ波長成分３０％）を用いて行い、３つの光学素子サンプルに対して、それぞれ３０分、１時間、５時間照射した。
【００５７】
［反射率の測定］
各光学素子サンプルの可視光反射率は、反射率測定器（オリンパス「ＵＳＰＭ−ＲＵIII」）を用いて、入射角度Φ＝０度における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの反射率を測定した。各光学素子サンプルの波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの反射率を図３に示した。
【００５８】
図３に示すように、全ての光学素子のサンプルにおいて、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ全域で反射率の低下を示した。また、紫外線の照射時間の増加と反射率の低下を示した。よって、酸素含有化処理に付すことで、光学素子により良好な表面反射防止機能を付与できることが分かった。
【００５９】
［反射率の光学シミュレーション］
５時間紫外線照射に付した光学素子サンプルから測定された物性値を用いて、光学シミュレーションにより波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの反射率を計算した。かかる物性値として、光学素子の母材部の屈折率：３．１０、酸素含有層の屈折率：１．９９および酸素含有層厚み：１１２ｎｍを用いた。結果について図３に示すように、実測値と光学シミュレーションによる計算値が良好に一致しており、光学素子２０の表面に酸素含有層２１を形成することで、所望の反射率防止機能が得られることが分かった。
【００６０】
［ナノインデンター硬度の測定］
ナノインデンター硬度の測定は、Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社製ナノインデンターＧ２００を用い、バーコビッチタイプ圧子を用いて実施した。測定における押し込み深さは７５０ｎｍまでとして硬度を算出した。酸素含有化処理時間が５時間の光学素子のナノインデンター硬度について、図４に示した。
【００６１】
図４に示すように、光学素子２０のサンプルにおいて、表面硬度の増加を示した。特に最表層〜１００ｎｍにおいて、顕著な表面硬度の増加を示した。よって、光学素子２０の表面に酸素含有層２１を形成することで、光学素子２０に高い表面硬度を付与できることが分かった。
【００６２】
以上、実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本開示の製造方法および光学素子はこれに限定されず、種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように本開示によれば、特に、防災・防犯等の監視システム用の光センサー、および／または運転支援システム用の車載センサーモジュール、高品位な結像光学系、対物光学系、走査光学系、ピックアップ光学系等の各種光学系、光学素子鏡筒ユニット、光ピックアップユニット、撮像ユニット等の各種光学ユニット、および撮像装置、光ピックアップ装置、光走査装置等を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
２０    光学素子
２１    酸素含有層
２２    母材部
２５    レンズ
２６    光透過部
２７    フランジ部
【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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