(57)【要約】【課題】帯電防止性に優れ、ごみの付着を抑制できるフィルター層を備えた光学物品を提供する。【解決手段】基材１と、この基材１の上に形成された透光性のフィルター層２とを有し、フィルター層２の１つの層２１の表層域２３がシリコンを添加することにより低抵抗化されている光学多層膜フィルター１０を提供する。この光学多層膜フィルターサンプルは、シート抵抗が、ごみの付着が懸念される１×１０12Ω／□よりも十分に低くなり、優れた帯電防止性を示し、ごみの付着の少ない光学物品を提供できる。【選択図】図１
2010231172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成されたフィルター層であって、所定の波長域の光を透過し、前記所定の波長域よりも長波長および／または短波長の光を遮断するフィルター層を有する光学物品の製造方法であって、
前記フィルター層に含まれる第１の層を形成することと、
前記第１の層の表面に、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかを添加することにより低抵抗化することとを有する、光学物品の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む層である、光学物品の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記低抵抗化することは、さらに、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成する遷移金属を前記第１の層の表面に添加することを含む、光学物品の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フィルター層は前記第１の層を含む多層膜であり、
さらに、前記第１の層に重ねて前記多層膜の他の層を形成することを含む、光学物品の製造方法。
【請求項５】
光学基材と、
前記光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成されたフィルター層であって、所定の波長域の光を透過し、前記所定の波長域よりも長波長および／または短波長の光を遮断するフィルター層とを有し、
前記フィルター層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかの添加により低抵抗化された表層域を含む第１の層を備えている、光学物品。
【請求項６】
請求項５において、前記第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む層である、光学物品。
【請求項７】
請求項５または６において、前記表層域は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと遷移金属との化合物を含む、光学物品。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかにおいて、前記フィルター層は、可視光を透過し、紫外光および／または赤外光を遮断するフィルターである、光学物品。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかにおいて、前記フィルター層は多層膜であり、前記第１の層は、前記多層膜を構成する１つの層である、光学物品。
【請求項１０】
請求項９において、前記第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む酸化物層である、光学物品。
【請求項１１】
請求項５ないし１０のいずれかにおいて、前記光学基材は、ガラス板または水晶板である、光学物品。
【請求項１２】
請求項５ないし１１のいずれかに記載の光学物品と、
前記光学物品を通して画像を取得するための撮像装置とを有する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタリング機能を備えた光学物品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光学的性質を劣化させずに長期間に渡って帯電防止効果を保つことができる光学多層膜フィルターと、該フィルターを簡便に製造する光学多層膜フィルターの製造方法、さらに、このような光学多層膜フィルターを組み込んだ電子機器装置を提供するために、光学多層膜フィルターの、基板上に形成された複数層からなる無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度を１．９〜２．２ｇ／ｃｍ3にすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光学多層膜フィルターは、蒸着時の真空度を変化させ、最表層のＳｉＯ2膜の密度を低下させることによりシート抵抗を低下させ、帯電防止性を有する光学多層膜フィルターを提供している。しかしながら、さらにゴミが付着する可能性を低減するためには、さらに、低抵抗にすることが要望されている。ここで「低抵抗にする」とは、シート抵抗を小さくすることである。
【０００５】
光学物品において透明電極であるＩＴＯ膜を用いて低抵抗にすることが提案されている。しかしながら、ＩＴＯ膜は用途によっては、耐久性、特に、汗などに相当する酸やアルカリなどの薬品に対する耐久性に懸念がある場合がある。貴金属の薄膜を積層することも提案されるが、製造コストに問題がある場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成されたフィルター層であって、所定の波長域の光を透過し、所定の波長域よりも長波長および／または短波長の光を遮断するためのフィルター層を有する光学物品の製造方法である。この製造方法は、フィルター層に含まれる第１の層を形成することと、第１の層の表面に、炭素、シリコン（ケイ素）およびゲルマニウムの少なくともいずれかを添加することにより低抵抗化することとを有する。炭素、シリコンおよびゲルマニウムは、身近な製品の素材、半導体基板の素材などとして使用されており、比較的低コストで入手可能な素材である。また、これらの素材（組成物）は蒸着（イオンアシスト蒸着）、スパッタリングなどの比較的簡単な方法で層の表面に添加できる。さらに、層の表面に添加することにより、層の表面が炭素、シリコンまたはゲルマニウムにより改質されると、その層の表面（表層域）を低抵抗化できる。また、炭素、シリコンおよびゲルマニウムは、遷移金属と化合物を形成し、そのほとんどが低抵抗なものである。このため、第１の層の表面に炭素、シリコンおよびゲルマニウムを添加し、第１の層の表層域に化合物を形成することにより、表層域を低抵抗にすることが可能となる。
【０００７】
さらに、第１の層の表面を改質することにより、第１の層の光学的性能に及ぼす影響を最小限に止めることができる。炭素、シリコンおよびゲルマニウムの添加により、第１の層の光吸収率の低下する可能性がある場合も、その低下をフィルター層の光学的性質の許容範囲内に止めるように添加量を調整できる。
【０００８】
したがって、この製造方法を採用することにより、フィルター層の光学的性能に与える影響を最小限に止めながら、貴金属あるいはＩＴＯに匹敵する、あるいはそれに近いレベルまで抵抗率を下げ、帯電防止効果の優れた光学物品を経済的に提供することが可能となる。
【０００９】
第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む層であることが好ましい。低抵抗化のために添加された組成と、第１の層に含まれる組成とにより導電性の組成が形成されるので、形成された組成と第１の層とは機械的および／または化学的な相違は小さい可能性が高く、機械的および／または化学的により安定したフィルター層を備えた光学物品を製造し易い。
【００１０】
低抵抗化することは、さらに、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成する遷移金属を第１の層の表面に添加することを含んでもよい。化合物が第１の層の表面（表層領域）に形成されるようにすることで、さらに抵抗率を下げたり、表層の機械的および／または化学的な安定性を向上できる可能性がある。
【００１１】
フィルター層の典型的なものの１つは第１の層を含む多層膜である。本発明の製造方法は、さらに、第１の層に重ねて多層膜の他の層を形成することを含んでもよい。添加された組成と、第１の層に含まれる組成とにより化合物が形成される場合は、第１の層に重ねて形成される他の層との機械的および／または化学的な相違を小さくできる可能性が高い。したがって、抵抗率が低く、より安定した性能のフィルター層を備えた光学物品を提供できる可能性が高い。
【００１２】
本発明の他の態様の１つは、光学基材と、光学基材の上に直にまたは他の層を介して形成されたフィルター層とを有する光学物品である。フィルター層は、所定の波長域の光を透過し、所定の波長域よりも長波長および／または短波長の光を遮断するためのものである。このフィルター層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかの添加により低抵抗化された表層域を含む第１の層を備えている。この光学物品においては、第１の層の表層域が炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかを添加することにより低抵抗になっているので、フィルター層の光学的性能に与える影響を抑制しながら、帯電防止、ゴミ着防止などの機能を付与できる。
【００１３】
第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む層であることが好ましい。低抵抗化のために添加された組成と、第１の層に含まれる組成とにより低抵抗な化合物が形成されるので、表層域に形成された化合物と第１の層とは機械的および／または化学的な相違を小さくできる可能性があり、機械的および／または化学的により安定したフィルター層を備えた光学物品を提供できる可能性がある。
【００１４】
表層域は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと遷移金属との化合物を含むことが望ましい。表層域に化合物が形成されている場合、第１の層に含まれる組成とによる化合物でもよく、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかとともに添加された金属との化合物であってもよい。化合物により、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかの金属よりも、さらに抵抗率を下げたり、表層域の機械的および／または化学的な安定性を向上できたりする可能性がある。
【００１５】
フィルター層の典型的なものの１つは、可視光を透過させ、紫外光および／または赤外光を遮断するためのものである。光学物品は、可視光をハンドリングするシステム、たとえば、カメラ、プロジェクタなどのシステムに用いられる光学多層膜フィルターを含む。フィルター層は、紫外光を透過するもの、赤外光を透過するものであってもよく、さらに波長域の狭い光または波長域の広い光を透過するためのものであってもよい。
【００１６】
フィルター層の典型的なものの１つは、多層膜であり、第１の層は、多層膜を構成する１つの層である。多層膜を構成する層の典型的なものは酸化物層であり、第１の層は、炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む酸化物層であることが好ましい。フィルター層は、有機または無機の単層であってもよい。
【００１７】
光学基材の典型的なものは、ガラス板または水晶板である。ガラス板あるいは水晶板を振動板として使用でき、振動機能付きの光学物品を提供できる。光学基材は、レンズ、フィルムなどであってもよい。
【００１８】
本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上述した光学物品と、光学物品を通して画像を取得するための撮像装置とを有するシステムである。このシステムの１つは、レンズ鏡筒が取り外し可能な一眼レフカメラであり、光学物品を撮像素子のカバーガラスとして使用できる。また、光学物品は、反射防止膜、ハーフミラー、ローパスフィルター等の機能部材として利用でき、システムは、そのような機能部材を含む電子機器装置、光学機器装置を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】多層構造のフィルター層を含むレンズの構造を示す断面図。
【図２】設計波長が５５０ｎｍのＵＶ−ＩＲフィルター用の多層膜の構成を示す表。
【図３】設計波長が５５０ｎｍのＵＶ−ＩＲフィルターの透過率を示す図。
【図４】サンプルＳ１〜Ｓ４およびＲ１の評価を示す表。
【図５】図５（Ａ）は、シート抵抗を測定する様子を示す断面図、図５（Ｂ）は平面図。
【図６】一眼レフデジタルカメラの概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の幾つかの実施形態を説明する。図１に、本発明を適用した光学多層膜フィルター１０の構成の一例を、基材１を中心とした一方の面の側の断面図により示している。光学多層膜フィルター１０は、透光性（透明）な基材１と、基材（光学基材）１の上に直にまたは他の層を介して形成されたフィルター層２とを有する光学物品の一例である。図１に示した光学多層膜フィルター１０は、基材１の上に直にフィルター層２が形成されている。フィルター層２は、所定の波長域（周波数帯）の光を透過し、所定の波長域（周波数帯）の長波長および／または短波長の波長域（周波数帯）の光を遮断するためのものである。この実施形態の光学多層膜フィルター１０は、可視光を透過し、紫外線（紫外光、ＵＶ）および赤外線（赤外光、ＩＲ）を遮断する（カットする）機能を備えたフィルター層２を備えている。
【００２１】
光学多層膜フィルター１０の典型的な基材１は、ガラス、水晶、プラスチックなどの透光性の素材からなる板材である。基材１は、透光性の素材からなるプリズム、レンズなどの所定の光学的性能を備えた部材であってもよい。また、基材１は、透光性の素材からなる可撓性のフィルムであってもよい。
【００２２】
所定の波長域よりも長波長および／または短波長の光を遮断するためのフィルター層２は、無機系の組成からなる多層膜で構成される。典型的な多層膜は、屈折率が１．３〜１．６である低屈折率層と、屈折率が１．８〜２．６である高屈折率層とを交互に積層した構成を備えている。無機多層膜の各層の例としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＴａＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＮｄＯ2、ＮｂＯ、Ｎｂ2Ｏ3、ＮｂＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣｅＯ2、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＭｇＦ2、ＷＯ3、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2などが挙げられる。各層は、これらの無機物の単独もしくは２種以上の混合組成で構成できる。
【００２３】
所定の波長域よりも長波長および／または短波長の波長域の光を遮断するためのフィルター層２は、典型的には数１０層の多層膜で構成される。図１に示すように、フィルター層２は、基材１の側から高屈折率層（Ｈ）２１（ＴｉＯ2層２１ともいう）と、低屈折率層（Ｌ）２２（ＳｉＯ2層２２ともいう）とを組み合わせて積層された構成を備えている。設計波長λが５５０ｎｍのフィルター層２の基本構成は６０層であり、第１層の高屈折率材料のＴｉＯ2層２１の膜厚が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ2層２２の膜厚が０．２０Ｌ、以下、順次、１．０５Ｈ、０．３７Ｌ、（０．６８Ｈ、０．５３Ｌ）4、０．６９Ｈ、０．４２Ｌ、０．５９Ｈ、１．９２Ｌ、（１．３８Ｈ、１．３８Ｌ）6、１．４８Ｈ、１．５２Ｌ、１．６５Ｈ、１．７１Ｌ、１．５４Ｈ、１．５９Ｌ、１．４２Ｈ、１．５８Ｌ、１．５１Ｈ、１．７２Ｌ、１．８４Ｈ、１．８０Ｌ、１．６７Ｈ、１．７７Ｌ、（１．８７Ｈ、１．８７Ｌ）7、１．８９Ｈ、１．９０Ｌ、１．９０Ｈ、最表層（最表面）の低屈折率材料のＳｉＯ2層２２が０．９６Ｌである。
【００２４】
なお、膜厚は、光学膜厚ｎｄ＝１／４λを「１」として記載しており、高屈折率層（Ｈ、２１）の膜厚については「Ｈ」を付記し、低屈折率層（Ｌ、２２）の膜厚については「Ｌ」を付記している。また、（ｘＨ、ｙＬ）Sは、括弧内の構成を周期的に繰り返すことを表しており、「Ｓ」はスタック数と呼ばれる繰り返しの回数である。
【００２５】
図２に設計波長λが５５０ｎｍのフィルター層２の各層の具体的な厚みを示している。フィルター層２の高屈折率層２１は、酸化チタン（ＴｉＯ2）層であり屈折率ｎは２．４０である。低屈折率層２２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）層であり屈折率ｎは１．４６である。
【００２６】
図３に、フィルター層２を含む光学多層膜フィルター１０の透過率特性を示している。この光学多層膜フィルター１０は、可視光の波長域（この例では３９０−６６０ｎｍ）をほぼ透過し、それより短波長の紫外域および長波長の赤色および赤外域の波長を遮断する特性を備えている。設計波長を変えたり、フィルター層２の構成を変えたりすることにより、フィルター層２の透過特性を制御することができる。
【００２７】
フィルター層２を形成する方法としては、乾式法、たとえば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などが挙げられる。真空蒸着法においては、蒸着中にイオンビームを同時に照射するイオンビームアシスト法を用いてもよい。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態の光学多層膜フィルター１０においては、フィルター層２に含まれる少なくとも１つの表面に、炭素（カーボン）、ケイ素（シリコン）およびゲルマニウムの少なくともいずれかを添加することにより低抵抗化している。図１に示す光学多層膜フィルター１０においては、最上層の低屈折率層２２の下の高屈折率層２１、すなわち、最上層の高屈折率層２１の表面に、炭素（カーボン）、ケイ素（シリコン）およびゲルマニウムの少なくともいずれかを添加することにより、その高屈折率層２１の表層域２３を低抵抗化している。
【００２９】
低抵抗化することは、低抵抗化の対象層（この例では高屈折率層）２１の表層域２３を、炭素（カーボン）、ケイ素（シリコン）およびゲルマニウムの金属領域にすることを含む。さらに、表層域２３を、炭素、ケイ素およびゲルマニウムの少なくともいずれかを含む化合物にすることを含む。特に、対象層２１が炭素、シリコンおよびゲルマニウムの少なくともいずれかと化合物を形成可能な遷移金属を含む場合は、炭素、ケイ素およびゲルマニウムを表面に注入、添加、あるいは打ち込むことにより、表層域２３を、化合物を含む組成領域に改質することを含む。
【００３０】
炭素、ケイ素およびゲルマニウムの少なくともいずれかを含む化合物の１つは、シリサイドなどと称される遷移金属ケイ化物（金属間化合物）である。シリサイドの例としては、ＺｒＳｉ、ＣｏＳｉ、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＮｉＳｉ、ＴａＳｉ、ＮｄＳｉ、Ｔｉ3Ｓｉ、Ｔｉ5Ｓｉ3、Ｔｉ5Ｓｉ4、ＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2、Ｚｒ3Ｓｉ、Ｚｒ2Ｓｉ、Ｚｒ5Ｓｉ3、Ｚｒ3Ｓｉ2、Ｚｒ5Ｓｉ4、Ｚｒ6Ｓｉ5、ＺｒＳｉ2、Ｈｆ2Ｓｉ、Ｈｆ5Ｓｉ3、Ｈｆ3Ｓｉ2、Ｈｆ4Ｓｉ3、Ｈｆ5Ｓｉ4、ＨｆＳｉ、ＨｆＳｉ2、Ｖ3Ｓｉ、Ｖ5Ｓｉ3、Ｖ5Ｓｉ4、ＶＳｉ2、Ｎｂ4Ｓｉ、Ｎｂ3Ｓｉ、Ｎｂ5Ｓｉ3、ＮｂＳｉ2、Ｔａ4.5Ｓｉ、Ｔａ4Ｓｉ、Ｔａ3Ｓｉ、Ｔａ2Ｓｉ、Ｔａ5Ｓｉ3、ＴａＳｉ2、Ｃｒ3Ｓｉ、Ｃｒ2Ｓｉ、Ｃｒ5Ｓｉ3、Ｃｒ3Ｓｉ2、ＣｒＳｉ、ＣｒＳｉ2、Ｍｏ3Ｓｉ、Ｍｏ5Ｓｉ3、Ｍｏ3Ｓｉ2、ＭｏＳｉ2、Ｗ3Ｓｉ、Ｗ5Ｓｉ3、Ｗ3Ｓｉ2、ＷＳｉ2、Ｍｎ6Ｓｉ、Ｍｎ3Ｓｉ、Ｍｎ5Ｓｉ2、Ｍｎ5Ｓｉ3、ＭｎＳｉ、Ｍｎ11Ｓｉ19、Ｍｎ4Ｓｉ7、ＭｎＳｉ2、Ｔｃ4Ｓｉ、Ｔｃ3Ｓｉ、Ｔｃ5Ｓｉ3、ＴｃＳｉ、ＴｃＳｉ2、Ｒｅ3Ｓｉ、Ｒｅ5Ｓｉ3、ＲｅＳｉ、ＲｅＳｉ2、Ｆｅ3Ｓｉ、Ｆｅ5Ｓｉ3、ＦｅＳｉ、ＦｅＳｉ2、Ｒｕ2Ｓｉ、ＲｕＳｉ、Ｒｕ2Ｓｉ3、ＯｓＳｉ、Ｏｓ2Ｓｉ3、ＯｓＳｉ2、ＯｓＳｉ1.8、ＯｓＳｉ3、Ｃｏ3Ｓｉ、Ｃｏ2Ｓｉ、ＣｏＳｉ2、Ｒｈ2Ｓｉ、Ｒｈ5Ｓｉ3、Ｒｈ3Ｓｉ2、ＲｈＳｉ、Ｒｈ4Ｓｉ5、Ｒｈ3Ｓｉ4、ＲｈＳｉ2、Ｉｒ3Ｓｉ、Ｉｒ2Ｓｉ、Ｉｒ3Ｓｉ2、ＩｒＳｉ、Ｉｒ2Ｓｉ3、ＩｒＳｉ1.75、ＩｒＳｉ2、ＩｒＳｉ3、Ｎｉ3Ｓｉ、Ｎｉ5Ｓｉ2、Ｎｉ2Ｓｉ、Ｎｉ3Ｓｉ2、ＮｉＳｉ2、Ｐｄ5Ｓｉ、Ｐｄ9Ｓｉ2、Ｐｄ4Ｓｉ、Ｐｄ3Ｓｉ、Ｐｄ9Ｓｉ4、Ｐｄ2Ｓｉ、ＰｄＳｉ、Ｐｔ4Ｓｉ、Ｐｔ3Ｓｉ、Ｐｔ5Ｓｉ2、Ｐｔ12Ｓｉ5、Ｐｔ7Ｓｉ3、Ｐｔ2Ｓｉ、Ｐｔ6Ｓｉ5、ＰｔＳｉを挙げることができる。
【００３１】
炭素、ケイ素およびゲルマニウムの少なくともいずれかを含む化合物の他の１つは、ゲルマニドなどと称される遷移金属ゲルマニウム化物（金属間化合物）である。ゲルマニドの例としては、ＮａＧｅ、ＡｌＧｅ、ＫＧｅ4、ＴｉＧｅ2、ＴｉＧｅ、Ｔｉ6Ｇｅ5、Ｔｉ5Ｇｅ3、Ｖ3Ｇｅ、ＣｒＧｅ2、Ｃｒ3Ｇｅ2、ＣｒＧｅ、Ｃｒ3Ｇｅ、Ｃｒ5Ｇｅ3、Ｃｒ11Ｇｅ8、ＭｎＧｅ、Ｍｎ5Ｇｅ3、ＣｏＧｅ、ＣｏＧｅ2、Ｃｏ5Ｇｅ7、ＮｉＧｅ、ＣｕＧｅ、Ｃｕ3Ｇｅ、ＺｒＧｅ2、ＺｒＧｅ、ＲｂＧｅ4、ＮｂＧｅ2、Ｎｂ2Ｇｅ、Ｎｂ3Ｇｅ、Ｎｂ5Ｇｅ3、Ｎｂ3Ｇｅ2、ＮｂＧｅ2、Ｍｏ3Ｇｅ、Ｍｏ3Ｇｅ2、Ｍｏ5Ｇｅ3、Ｍｏ2Ｇｅ3、ＭｏＧｅ2、ＣｅＧｅ4、ＲｈＧｅ、ＰｄＧｅ、ＡｇＧｅ、Ｈｆ5Ｇｅ3、ＨｆＧｅ、ＨｆＧｅ2、ＴａＧｅ2、ＰｔＧｅを挙げることができる。
【００３２】
炭素、ケイ素およびゲルマニウムの少なくともいずれかを含む化合物のさらに異なる他の１つは、カーバイドなどと称される有機遷移金属である。有機遷移金属の例としては、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｗ2Ｃ、ＷＣ、ＮｄＣ2、ＬａＣ2、ＣｅＣ2、ＰｒＣ2、ＳｍＣ2が挙げられる。
【００３３】
（光学多層膜フィルターの製造）
【実施例１】
【００３４】
（サンプルＳ１）
基材１は、光を透過させるためのガラス基板であり、実施例１では、屈折率１．５３の白板ガラス（Ｂ２７０）を用いた。さらに、一般的なイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着（いわゆるＩＡＤ法）により基材１の上に無機薄膜のフィルター層２を形成して光学多層膜フィルター１０を製造した。実施例１において、フィルター層２の高屈折率層２１は、酸化チタン（ＴｉＯ2）層であり、低屈折率層２２は二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）層である。具体的には、基材１を真空蒸着チャンバー（図示せず）内に取り付けた後、真空蒸着チャンバー内の下部に蒸着材料を充填したるつぼを配置し、電子ビームにより蒸発させた。同時にイオン銃によりイオン化した酸素（ＴｉＯ2の成膜時はＡｒを付加する）を加速照射することにより、図２に示す膜厚構成で交互に成膜した。
【００３５】
ＴｉＯ2膜とＳｉＯ2膜との成膜条件は以下の通りである。
＜ＳｉＯ2膜の成膜条件＞
成膜速度：０．８ｎｍ／ｓｅｃ
イオン照射条件  加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
Ｏ2流量：７０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
＜ＴｉＯ2膜の成膜条件＞
成膜速度：０．３ｎｍ／ｓｅｃ
イオン照射条件  加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
Ｏ2流量：６０ｓｃｃｍ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００３６】
最上層の高屈折率層（５９層）２１を成膜後、最表層（最上層）の低屈折率層（６０層）２２を成膜する前に、蒸着装置内において、Ｓｉ（金属シリコン、ケイ素）をアルゴンイオンを用いたイオンアシスト蒸着により最上層の高屈折率層（５９層）２１の表面に添加し、第５９層の表層域２３をシート抵抗が低下するように改質した。条件は以下の通りである。なお、第５９層の表層域２３を低抵抗化した後に、第５９層の表層域２３に重ねて、最表層（最上層）の低屈折率層２２を第６０層として成膜した。
＜低抵抗化の条件（サンプルＳ１）＞
添加対象層：ＴｉＯ2
添加組成：ケイ素
処理時間：１０秒
イオン照射条件
加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１５０ｍＡ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
処理温度：１５０℃
【実施例２】
【００３７】
（サンプルＳ２）
実施例１と同様の製造方法により、実施例１と同じ構成のフィルター層２を含む光学多層膜フィルター１０を製造した。ただし、低抵抗化の条件は以下の通りである。
＜低抵抗化の条件（サンプルＳ２）＞
添加対象層：ＴｉＯ2
添加組成：ケイ素
処理時間：１０秒
イオン照射条件
加速電圧：５００Ｖ
加速電流：１５０ｍＡ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
処理温度：１５０℃
【００３８】
さらに、フィルター層２を形成した後、酸素プラズマ処理を施し、蒸着装置内で分子量の大きなフッ素含有有機ケイ素化合物を含む「ＫＹ−１３０」（商品名、信越化学工業（株）製）を蒸着し、フィルター層２の上に防汚層を成膜した。具体的には、フッ素含有有機ケイ素化合物を含有させたペレット材料を蒸着源として、約５００℃で加熱し、防汚層を成膜した。蒸着時間は、３分間程度とした。
【実施例３】
【００３９】
（サンプルＳ３）
実施例１と同様の製造方法により、実施例１と同じ構成のフィルター層２を含む光学多層膜フィルター１０を製造した。ただし、低抵抗化の条件は以下の通りである。
＜低抵抗化の条件（サンプルＳ３）＞
添加対象層：ＴｉＯ2
添加組成：ゲルマニウム
処理時間：１０秒
イオン照射条件
加速電圧：８００Ｖ
加速電流：１５０ｍＡ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
処理温度：１５０℃
【実施例４】
【００４０】
（サンプルＳ４）
実施例１と同様の製造方法により、実施例１と同じ構成のフィルター層２を含む光学多層膜フィルター１０を製造した。ただし、低抵抗化の条件は以下の通りである。
＜低抵抗化の条件（サンプルＳ４）＞
添加対象層：ＴｉＯ2
添加組成：ゲルマニウム
処理時間：１０秒
イオン照射条件
加速電圧：５００Ｖ
加速電流：１５０ｍＡ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
処理温度：１５０℃
【００４１】
比較例１（サンプルＲ１）
実施例１と同様の製造方法により、実施例１と同じ構成のフィルター層２を含む光学多層膜フィルター１０を製造した。ただし、低抵抗化の処理は行わなかった。
【００４２】
（サンプルの評価）
上記により製造された実施例のサンプルＳ１〜Ｓ４および比較例のサンプルＲ１について、シート抵抗、ごみの付着試験を用いて評価した。評価結果を図４にまとめて示している。
【００４３】
（１）シート抵抗
図５（Ａ）および（Ｂ）に、シート抵抗の測定方法を示している。上記にて製造したサンプルＳ１〜Ｓ４およびＲ１の光学多層膜フィルター１０の表面１０Ａにリングプローブ６１を接触し、光学多層膜フィルター１０のシート抵抗を測定した。測定装置６０は、三菱化学（株）製高抵抗抵抗率計ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型を使用した。使用したリングプローブ６１は、ＵＲＳタイプであり、２つの電極を有し、外側のリング電極６１Ａは外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍであり、内側の円形電極６１Ｂは直径７ｍｍである。それらの電極間に１０００Ｖ〜１０Ｖの電圧を印加し、各サンプルのシート抵抗を測定した。
【００４４】
図４に測定結果を示している。フィルター層２に含まれる高屈折率層２１の１つの層の表面を低抵抗化したサンプルＳ１〜Ｓ４においては、シート抵抗の測定値がそれぞれ、５×１０7Ω／□〜５×１０9Ω／□となり、ごみの付着が懸念されるシート抵抗値１×１０12Ω／□より十分に低い値となっている。
【００４５】
（２）ごみの付着試験
上記にて製造したサンプルＳ１〜Ｓ４およびＲ１の光学多層膜フィルター１０の表面１０Ａの上で、眼鏡レンズ用拭き布を１ｋｇの垂直加重にて１０往復こすりつけ、このときに発生した静電気によるごみの付着の有無を調べた。ごみとしては、発泡スチロールを約５ｍｍの大きさに砕いたものを使用した。判断基準は、以下の通りである。
○：ごみの付着が認められなかった。
△：ごみが数個付着していることが認められた。
×：数多くのごみが付着していることが認められた。
【００４６】
図４に示すように低抵抗化した光学多層膜フィルター１０のサンプルＳ１〜Ｓ４の評価はすべて○である。したがって、低抵抗化の処理を施した光学多層膜フィルター１０は優れた帯電防止効果を備えていることがわかった。
【００４７】
（３）評価結果
実施例１〜４により得られたサンプルＳ１〜Ｓ４は、シート抵抗が低く、ごみの付着が見られない。したがって、ケイ素またはゲルマニウムを表面に添加することにより、帯電防止効果に優れた光学多層膜フィルターを得られることがわかった。
【００４８】
ケイ素（シリコン）を例に説明すると、高屈折率層であるＴｉＯ2層２１の表面にＳｉ（金属シリコン、金属ケイ素）を適当なエネルギーでイオンアシスト蒸着することにより、ＴｉＯ2層２１の表面あるいは表面を含む近傍、たとえば、サブナノから１ｎｍあるいはそれ以上の厚みの領域である表層域２３にシリコンの領域あるいは部分が生成される可能性がある。シリコンは半導体なのでシート抵抗が低く、帯電防止性能が得られる。
【００４９】
さらに、ＴｉＯ2層２１の表面からサブナノから１ｎｍ前後程度あるいはそれ以上の厚みの部分にＳｉ原子が注入（添加）されることにより、ＴｉＯ2層２１を構成しているＴｉＯ2とミキシングされ、化学反応を起こしている可能性がある。すなわち、ＴｉＯ2層２１にＳｉ原子が叩き込まれ（打ち込まれ）、下地の材料であるＴｉＯ2層と化学反応を起こし、表面の近傍の領域である表層域２３が改質される。その結果、表層域２３の少なくとも一部において、ＴｉＯ2層のＴｉ原子とＳｉ原子とが反応し化合物であるＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2などのチタンシリサイドが形成される可能性がある。チタンシリサイド（たとえば、ＴｉＳｉ2）の抵抗率は１５〜２０μΩ・ｃｍ（シート抵抗（２０ｎｍ）は１２〜１８Ω／□）と低く、導電性を向上でき、優れた帯電防止性能が得られる。
【００５０】
さらに、シリコンおよびシリサイドは、酸やアルカリに対しての耐腐食性に優れ化学的に安定性が高い。また、ＴｉＯ2層２１に積層されるＳｉＯ2層２２と同系統の組成なので、多層膜であるフィルター層２の機械的な安定性も損なわれにくい。逆に、ＴｉＯ2層２１の表層域２３をシリサイドに改質することによりＳｉＯ2層２２との密着性を向上できる可能性もある。
【００５１】
したがって、ＴｉＯ2層２１の表面にシリコン（ケイ素）を添加することにより、ＴｉＯ2層２１の表層域２３の全体にわたり、あるいは部分的に、シリコン、または、チタンシリサイド、さらにはチタンシリサイドの酸化物という領域を形成することができ、それらの微小な導電領域（低抵抗な領域）の存在によりフィルター層２のシート抵抗を低減でき、導電性を向上できると考えられる。このため、シリコンを添加する層は、フィルター層２を構成する６０層の５９層目に限定されることなく、いずれかの層でよく、さらに、複数の層の表面にシリコンを注入しても同様の結果が得られると考えられる。
【００５２】
また、シリコンの注入方法も、イオンアシスト蒸着に限らず、他の方法、たとえば、通常の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等を用いて導入・混合することによりフィルター層２を低抵抗化でき、帯電防止性能を向上できると考えられる。
【００５３】
さらに、この方式では、ＴｉＯ2層２１の表面からサブナノから１ｎｍ前後程度の厚さ、あるいは数ｎｍの厚さの部分をシリコン注入により改質するだけで、十分な帯電防止性能を発揮できる程度に低抵抗にすることができる。このため、シリコン注入により改質または形成される組成の光吸収率が高い場合であっても、表層域２３による光吸収などを、光学多層膜フィルター１０の光学的性能にほとんど影響を与えない程度にとどめることができる。さらに、シリコンの注入により改質される表層域２３が非常に薄く、光学的な性能に与える影響が小さいので、フィルター層２の膜設計を変える必要も生じないであろう。
【００５４】
シリコンに代わり、ゲルマニウムおよび炭素を注入して低抵抗化する場合も同様に考えることができる。シリコン、ゲルマニウム、炭素のみを注入する代わりに、これらを混合して注入しても良い。さらに、これらの金属と、シリサイドなどの化合物を形成する遷移金属とをともに注入してもよい。ゲルマニウムおよび炭素は、シリコンと同じ第ＩＶ族元素であり、同様の電子構造を持ち、周期律表のシリコンの上下に位置する組成である。また、ゲルマニウム、炭素は単体で、シリコンと同様にシート抵抗が小さく、さらに、シリコンと同様に遷移金属と低抵抗の化合物を形成する。したがって、シリコンに代わり、ゲルマニウムあるいは炭素を注入することにより表層域２３を低抵抗化することが可能であり、化学的および機械的に安定で、帯電防止性能に優れ、ごみの付着を抑制でき、さらに、光学的性質の低下もほとんどない光学多層膜フィルターを提供できる。
【００５５】
また、炭素およびケイ素（シリコン）は、身近な製品に多用されている低コストの素材である。また、ゲルマニウムも、シリコンとともに半導体基板などの工業材料として多く用いられている。したがって、炭素、ケイ素（シリコン）、または、ゲルマニウムを用いて低抵抗化することにより、低コストで帯電防止性能に優れた光学多層膜フィルターを提供できる。
【００５６】
図６に、実施例１〜４の光学多層膜フィルター１０を含んで構成される電子機器装置を示している。この実施例は、電子機器装置として、例えば、静止画の撮影を行うレンズ鏡筒が取り外し可能なデジタルスチルカメラの撮像装置に適用した例である。図６の撮像装置４００は、撮像モジュール１００を含む。撮像モジュール１００は、光学多層膜フィルター１０と、光学ローパスフィルター１１０と、光学像を電気的に変換する撮像素子のＣＣＤ（電荷結合素子）１２０と、このＣＣＤ１２０を駆動する駆動部１３０を含む。
【００５７】
光学多層膜フィルター１０は、本発明の実施例において説明したように、基材１と、高屈折率層２１と低屈折率層２２とが交互に積層された無機薄膜のフィルター層２とを含み、ＵＶ−ＩＲカットフィルター機能を有する。この光学多層膜フィルター１０は、前記したＣＣＤ１２０の前面に、固定治具１４０によってＣＣＤ１２０と一体的に構成され、ＣＣＤ１２０の防塵ガラス機能を併せて有している。この固定治具１４０は金属によって構成されており、光学多層膜フィルター１０の最表層と電気的に接続されている。そして、固定治具１４０は、アースケーブル１５０によってアース（地落）されている。光学多層膜フィルター１０は、塵除去のために圧電素子などにより振動が加えられるようになっていてもよい。
【００５８】
撮像装置４００は、撮像モジュール１００に加え、光入射側に配置されるレンズ２００と、撮像モジュール１００から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部３００とを含む。なお、図示しないが、本体部３００には、撮像信号の補正等を行う信号処理部と、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部と、この撮像信号を再生する再生部と、再生された映像を表示する表示部などの構成要素が含まれる。撮像装置４００の一例はレンズ鏡筒が取り外し可能なデジタルスチルカメラであり、ＣＣＤ１２０と防塵ガラス機能とＵＶ−ＩＲカットフィルター機能とを一体的に備えた光学多層膜フィルター１０の搭載により、貼り合わせ精度がよく、良好な光学特性のデジタルスチルカメラを提供することができる。なお、実施例の撮像モジュール１００は、レンズ２００を分離して配置した構造で説明したが、レンズ２００も含めて撮像モジュールが構成されていてもよい。
【００５９】
光学多層膜フィルターは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮像装置にかぎらず、いわゆるカメラ付携帯電話、いわゆるカメラ付携帯型パソコン（パーソナルコンピューター）などに適応でき、ほこりがつきにくく、光透過率が高い帯電防止性光学素子としての性能を維持できる。したがって、撮像機能を備えた多くのシステムに本発明を適用できる。
【００６０】
多層膜を備えた本発明の異なる実施形態の１つは、光学ローパスフィルター（ＯＬＰＦ）である。ＯＬＰＦの構成の一例は、水晶複屈折板と、帯電防止機能を備えたフィルター層２を含むＩＲカットガラスと、位相差フィルムと、水晶複屈折板とが順次積層されている構成のものである。
【００６１】
このように、本発明に係る光学物品は、種々の波長帯域の光を選択的に透過させたり、光の透過率を確保したりすることが要求されるシステムに好適なものである。光学基材は、白板ガラスを用いて説明したが、これに限定せず、ＢＫ７、サファイアガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラス、ＳＦ３、及びＳＦ７等の透明基板であってもよいし、一般に市販されている光学ガラスであってもよい。さらに、光学基材として上述した水晶板を用いてもよく、また、プラスチック製の光学基材を用いてもよい。
【００６２】
また、フィルター層２を構成する高屈折率層２１と低屈折率層２２との組み合わせは、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2に限定されることはない。フィルター層２は、ＺｒＯ2／ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5／ＳｉＯ2、ＮｄＯ2／ＳｉＯ2、ＨｆＯ2／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を含むさまざまな系で構成でき、それらのいずれかの層の炭素、ケイ素および／またはゲルマニウムを添加して表面処理し、低抵抗化および／または帯電防止機能を付加することが可能である。さらに、本発明の光学物品は、多層のフィルター層２に加えて、上述した防汚層などの他の機能層を含んでいてもよい。たとえば、光学基材がプラスチックなどの場合は、ハードコート層、プライマー層などの機能層を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  基材、２  フィルター層、２１  高屈折率層、２２  低屈折率層、２３  表層域、１０、光学多層膜フィルター。
【図１】
2010231172.tif 000003
【図２】
2010231172.tif 000004
【図３】
2010231172.tif 000005
【図４】
2010231172.tif 000006
【図５】
2010231172.tif 000007
【図６】
2010231172.tif 000008