(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光部材の光の入射側である一方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とが電子ビーム蒸着により交互に積層されているシート抵抗が１０１２ｏｈｍ／□以下の凹凸の多い粗密な膜構造の反射防止層と、
前記反射防止層の表面上に配置されているフッ素系樹脂層と、
前記透光部材の光の出射側である他方の主面に、高屈折材料層と低屈折材料層とがイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着により交互に積層され前記反射防止層より凹凸が少ない緻密な膜構造の赤外線カット層と、
を含むことを特徴とする光学部材。
【請求項２】
請求項１において、
前記透光部材と前記反射防止層との間にＳｉＯ２層を含むことを特徴とする光学部材。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記フッ素系樹脂層の厚みが２０ｎｍ以下であることを特徴とする光学部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記反射防止層は、前記高屈折材料層がＴｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層、及びＮｂ２Ｏ５層の何れかであり、前記低屈折材料層がＳｉＯ２層であることを特徴とする光学部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記赤外線カット層は、前記高屈折材料層がＴｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層、及びＮｂ２Ｏ５層の何れかであり、前記低屈折材料層がＳｉＯ２層であることを特徴とする光学部材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記透光部材が、水晶基板及びガラス基板の少なくとも一方を含むことを特徴とする光学部材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学部材が、ローパスフィルタであることを特徴とする光学部材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学部材と、
前記フッ素系樹脂層に接している導電性を有する部材と、
を含むことを特徴とする撮像系光学物品。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像系光学物品と、
前記一方の主面が外側に露出し、前記他方の主面が内側を向くように、前記光学部材が開口部に取り付けられている容器と、
前記容器に収容され、前記光学部材を透過した光を受光する撮像素子と、
を含むことを特徴とする撮像モジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学部材を備えていることを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
透光部材の光の入射側である一方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とが電子ビーム蒸着により交互に積層されシート抵抗が１０１２ｏｈｍ／□以下の凹凸の多い粗密な膜構造の反射防止層と、前記透光部材の光の出射側である他方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とがイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着により交互に積層され前記反射防止層より凹凸が少ない緻密な膜構造の赤外線カット層と、を形成する工程と、
前記反射防止層の表面上にフッ素系樹脂層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記フッ素系樹脂層を形成する工程は、フッ素含有シラン系化合物を用いて前記フッ素系樹脂層を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、
前記赤外線カット層を、前記高屈折材料にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５の何れかを用い、前記低屈折材料にＳｉＯ２を用いて形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか一項において、
前記反射防止層を、前記高屈折材料にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５の何れかを用い、前記低屈折材料にＳｉＯ２を用いて形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれか一項において、
前記透光部材が、水晶基板及びガラス基板の少なくとも一方を含むことを特徴とする光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材および撮像系光学物品、撮像モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、少なくとも一方の面が外部に露出するレンズ、カバーガラスなどにおいて、透光部材の上に光学薄膜が形成され、さらに露出する面の表面にフッ素系樹脂をコーティングすることが行われている（例えば特許文献１参照）。これは、露出する光学部材の表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることで、表面自由エネルギーによるほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくするためである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に外部に露出する光学薄膜は吸湿による分光透過率の変化（波長シフト）を抑制するために、イオンアシスト蒸着を用いて緻密な膜で構成しており、その表面は帯電しやすい状態となっている。また、この光学薄膜の上にコーティングされるフッ素系樹脂は絶縁性を有することから、フッ素樹脂がコーティングされた表面はさらに電荷がたまり易い。このため、上記のような光学部材では、浮遊しているほこり等がフッ素樹脂表面に帯電吸着されやすいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のある実施形態に係る光学部材は、透光部材の光の入射側である一方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とが電子ビーム蒸着により交互に積層されているシート抵抗が１０１２ｏｈｍ／□以下の凹凸の多い粗密な膜構造の反射防止層と、前記反射防止層の表面上に配置されているフッ素系樹脂層と、前記透光部材の光の出射側である他方の主面に、高屈折材料層と低屈折材料層とがイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着により交互に積層され前記反射防止層より凹凸が少ない緻密な膜構造の赤外線カット層と、を含むことを特徴とする。
本発明の異なる実施形態に係る光学部材は、前記透光部材と前記反射防止層との間にＳｉＯ２層を含むことを特徴とする。
本発明のある実施形態に係る光学部材は、前記フッ素系樹脂層の厚みが２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学部材は、前記反射防止層は、前記高屈折材料層がＴｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層、及びＮｂ２Ｏ５層の何れかであり、前記低屈折材料層がＳｉＯ２層であることを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学部材は、前記赤外線カット層は、前記高屈折材料層がＴｉＯ２層、Ｔａ２Ｏ５層、及びＮｂ２Ｏ５層の何れかであり、前記低屈折材料層がＳｉＯ２層であることを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学部材は、前記透光部材が、水晶基板及びガラス基板の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学部材は、光学部材が、ローパスフィルタであることを特徴とする。
本発明のある実施形態に係る撮像系光学物品は、光学部材と、前記フッ素系樹脂層に接している導電性を有する部材と、を含むことを特徴とする。
本発明のある実施形態に係る撮像モジュールは、撮像系光学物品と、前記一方の主面が外側に露出し、前記他方の主面が内側を向くように、前記光学部材が開口部に取り付けられている容器と、前記容器に収容され、前記光学部材を透過した光を受光する撮像素子と、を含むことを特徴とする。
本発明のある実施形態に係るカメラは、光学部材を備えていることを特徴とする。
本発明のある実施形態に係る光学物品の製造方法は、透光部材の光の入射側である一方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とが電子ビーム蒸着により交互に積層されシート抵抗が１０１２ｏｈｍ／□以下の凹凸の多い粗密な膜構造の反射防止層と、前記透光部材の光の出射側である他方の主面上に、高屈折材料層と低屈折材料層とがイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着により交互に積層され前記反射防止層より凹凸が少ない緻密な膜構造の赤外線カット層と、を形成する工程と、前記反射防止層の表面上にフッ素系樹脂層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学物品の製造方法は、前記フッ素系樹脂層を形成する工程は、フッ素含有シラン系化合物を用いて前記フッ素系樹脂層を形成することを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学物品の製造方法は、前記赤外線カット層を、前記高屈折材料にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５の何れかを用い、前記低屈折材料にＳｉＯ２を用いて形成することを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学物品の製造方法は、前記反射防止層を、前記高屈折材料にＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、及びＮｂ２Ｏ５の何れかを用い、前記低屈折材料にＳｉＯ２を用いて形成することを特徴とする。
本発明の別の実施形態に係る光学物品の製造方法は、前記透光部材が、水晶基板及びガラス基板の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる光学部材は、透光部材に光学薄膜が形成された光学部材であって、前記透光部材の光の入射側である一方の面にＥＢ蒸着によって形成されたＡＲ膜が設けられ、さらに前記ＡＲ膜の上にフッ素系樹脂膜が形成され、前記透光部材の光の出射側である他方の面にＩＲカット膜がイオンアシストを用いたＥＢ蒸着により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、透光部材の一方の面に形成されるＡＲ膜は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜の上に形成されたフッ素系樹脂は、表面を化学的に不活性にし、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、本適用例の光学部材は、ＡＲ膜が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜が形成されることから、フッ素系樹脂膜の電荷はＡＲ膜を介して逃げやすいので電荷がたまりづらい。さらに、フッ素系樹脂膜は、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
また、透光部材の他方の面に形成されるＩＲカット膜はイオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されることから緻密な膜構造となる。帯電しやすく、かつほこりが付着しやすい緻密な膜を、密閉面の側に形成するので、ほこりの付着はほとんどない。
なお、ＥＢ蒸着とは、電子ビームを被蒸発材料に照射することにより材料を加熱して蒸発させ、基板となる物質に固体の被膜を形成する真空蒸着である。そして、イオンアシスト蒸着とは、ＥＢ蒸着にプラズマを併用した方法である。本願でＥＢ蒸着と表記した場合はイオンアシストを併用しないＥＢ蒸着を意味する。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる光学部材において、前記ＡＲ膜は帯電しにくいようにシート抵抗が１０12ｏｈｍ／□以下の粗密な膜であることが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、透光部材の一方の面に形成されるＡＲ膜は帯電しにくいようにシート抵抗が１０12ｏｈｍ／□以下の粗密な膜である。このＡＲ膜は粗密な（凹凸が多い）構造となっており、その表面に水分子が吸着されることで、電気が流れやすくなる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる光学部材において、前記一方の面に形成された、前記透光部材と前記ＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を有することが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されるＩＲカット膜は、緻密な膜構造のため透光部材に応力を与えてそりを発生させることがある。そのため、透光部材の反対面である一方の面において、透光部材とＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を形成することで、透光部材の両面の膜応力を均衡させて、光学部材のそりを抑制させることが可能である。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる光学部材において、前記フッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、フッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下の薄い膜とすることで、フッ素系樹脂膜の絶縁性を低下させて、光学部材の一方の面で帯電しにくくすることができ、ほこり等が吸着されるのを低減することができる。
【００１４】
［適用例５］本適用例にかかる撮像系光学物品において、透光部材の光の入射側である一方の面にＥＢ蒸着によって形成されたＡＲ膜が設けられ、さらに前記ＡＲ膜の上にフッ素系樹脂膜が形成され、前記透光部材の光の出射側である他方の面にイオンアシストを用いたＥＢ蒸着によるＩＲカット膜が形成されている光学部材と、前記光学部材の前記フッ素系樹脂膜に接する導電性の保持部材と、を有することを特徴とする。
【００１５】
光学部材において、透光部材の一方の面に形成されるＡＲ膜は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響を受けずらい。さらに、ＡＲ膜の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜の上にフッ素系樹脂膜が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、光学部材はＡＲ膜が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜が形成されることから、フッ素系樹脂膜の電荷はＡＲ膜を介して逃げやすいので、電荷がたまりずらい。さらに、フッ素系樹脂膜は、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
そして、光学部材のフッ素系樹脂膜に接する導電性の保持部材が設けられており、アース線などを介して保持部材を接地することでフッ素系樹脂膜上にたまった電荷を逃がすことが可能であり、ほこりの付着をさらに低減させる撮像系光学物品を提供することができる。
また、透光部材の他方の面に形成されるＩＲカット膜はイオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されることから緻密な膜構造となり帯電しやすいが、一般に密閉面となる透光部材における光の出射側の膜であることから、ほこりの付着はほとんどない。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる撮像系光学物品において、前記光学部材の前記透光部材と前記ＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を有することが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されるＩＲカット膜は、緻密な膜構造のため透光部材に応力を与えてそりを発生させることがある。そのため、透光部材の反対面である一方の面において、透光部材とＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を形成することで、透光部材の両面の膜応力を均衡させて、光学部材のそりを抑制させることが可能である。このことから、本適用例の撮像系光学物品は光学部材に保持部材を組み込むことが容易になる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかる撮像系光学物品において、前記光学部材の前記フッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、光学部材のフッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下の薄い膜とすることで、フッ素系樹脂膜の絶縁性を低下させて、光学部材の一方の面で帯電しにくくすることができる。このことから、本適用例の撮像系光学物品は、ほこり等が吸着されるのを低減させることが可能である。
【００２０】
［適用例８］本適用例にかかる撮像モジュールにおいて、透光部材の光の入射側である一方の面にＥＢ蒸着によって形成されたＡＲ膜が設けられ、さらに前記ＡＲ膜の上にフッ素系樹脂膜が形成され、前記透光部材の光の出射側である他方の面にイオンアシストを用いたＥＢ蒸着によるＩＲカット膜が形成されている光学部材と、前記光学部材の前記フッ素系樹脂膜に接する導電性の保持部材と、前記光学部材の一方の面が露出し他方の面が内部に向かって取り付けられる箱状の容器と、前記容器に収容され前記光学部材を透過した光を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする。
【００２１】
光学部材において、透光部材の一方の面に形成されるＡＲ膜は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響を受けずらい。さらに、ＡＲ膜の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜の上にフッ素系樹脂膜が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、光学部材はＡＲ膜が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜が形成されることから、フッ素系樹脂膜の電荷はＡＲ膜を介して逃げやすいので電荷がたまりずらい。さらに、フッ素系樹脂膜は、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
そして、光学部材のフッ素系樹脂膜に接する導電性の保持部材が設けられており、アース線などを介して保持部材を接地することでフッ素系樹脂膜上にたまった電荷を逃がすことが可能であり、ほこりの付着をさらに低減させる撮像系光学物品を提供することができる。
また、透光部材の他方の面に形成されるＩＲカット膜はイオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されることから緻密な膜構造となり帯電しやすいが、容器内に向いているためほこりの付着はほとんどない。
このように、光学部材にほこりが付着するのを低減し、また、付着したほこりをふき取りやすくする撮像モジュールを提供できる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例にかかる撮像モジュールにおいて、前記光学部材の前記透光部材と前記ＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を有することが望ましい。
【００２３】
この構成によれば、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されるＩＲカット膜は、緻密な膜構造のため透光部材に応力を与えてそりを発生させることがある。そのため、透光部材の反対面である一方の面において、透光部材とＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を形成することで、透光部材の両面の膜応力を均衡させて、光学部材のそりを抑制させることが可能である。このことから、本適用例の撮像モジュールは光学部材に保持部材を組み込むことが容易であり、組み立て性に優れた撮像モジュールを提供できる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例にかかる撮像モジュールにおいて、前記光学部材の前記フッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下であること望ましい。
【００２５】
この構成によれば、光学部材のフッ素系樹脂膜の膜厚が２０ｎｍ以下の薄い膜とすることで、フッ素系樹脂膜の絶縁性を低下させて、光学部材の一方の面で帯電しにくくすることができる。このことから、本適用例の撮像モジュールは、ほこり等が吸着されるのを低減させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。
【実施例１】
【００２７】
本実施例は可視波長域を通過し、所定波長以下の紫外波長域と所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少ない良好な反射特性を有するＵＶ−ＩＲカット機能と表面の反射を減少させる機能を有する光学部材に適用した一例である。
図１は光学部材の構成を模式的に示す断面図である。図２は光学部材に形成されるＩＲカット膜の構成を示す模式断面図であり、図３は光学部材に形成されるＡＲ膜とフッ素系樹脂膜の構成を示す模式断面図である。
図１に示すように、光学部材１は透光部材としてガラスなどの基板１０が用いられ、その一方の面にＡＲ膜１２と、その上に形成されたフッ素系樹脂膜１４と、また、他方の面にＩＲカット膜１６を備えている。
基板１０は、白板ガラス（屈折率、ｎ＝１．５２）であり、本実施例では直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのものを用いた。
【００２８】
ＩＲカット膜１６は無機薄膜を多層に積層した光学多層膜で、高屈折材料層（Ｈ）と低屈折材料層（Ｌ）とから構成されている。高屈折材料層（Ｈ）の材料としてＴｉＯ2（ｎ＝２．４０）、低屈折材料層（Ｌ）の材料としてＳｉＯ2（ｎ＝１．４６）が用いられている。
図２に示すように、ＩＲカット膜１６は、基板１０側から高屈折率材料のＴｉＯ2層１６Ｈ１がまず積層され、積層された高屈折率材料のＴｉＯ2層１６Ｈ１の上面に、低屈折率材料のＳｉＯ2層１６Ｌ１が積層される。以下、低屈折率材料のＳｉＯ2層１６Ｌ１の上面に高屈折率材料のＴｉＯ2層と低屈折率材料のＳｉＯ2層が順次、交互に積層され、ＩＲカット膜１６の最上膜層は、低屈折率材料のＳｉＯ2層１６Ｌ３０が積層されて、各々３０層、計６０層のＩＲカット膜１６を形成している。
【００２９】
次に、このＩＲカット膜１６の構成について詳細に説明する。
以下に説明する膜厚構成の表記では、光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を用いる。具体的には、高屈折率層（Ｈ）の膜厚を１Ｈとして表記し、低屈折率層（Ｌ）の膜厚を同様に１Ｌと表記する。また、（ｘＨ、ｙＬ）ＳのＳの表記は、スタック数と呼ばれる繰り返しの回数で、括弧内の構成を周期的に繰り返すことを表している。
【００３０】
ＩＲカット膜１６の膜厚構成は、設計波長λは５５０ｎｍ、第１層の高屈折率材料のＴｉＯ2層１６Ｈ１が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ2層１６Ｌ１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、最表層の低屈折率材料のＳｉＯ2層１６Ｌ３０が０．９６Ｌの、計６０層が形成されている。
【００３１】
（ＩＲカット膜１６の成膜方法）
ＩＲカット膜１６の成膜方法は、一般的なイオンアシストを用いたＥＢ蒸着（電子ビーム蒸着）、いわゆるＩＡＤ法により基板１０の上にＩＲカット膜１６を形成する。
具体的には、基板１０を真空蒸着チャンバ（図示せず）内に取り付けた後、真空蒸着チャンバ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着材料を加熱して蒸発させた。同時にイオン銃によりイオン化した酸素（ＴｉＯ2の成膜時はアルゴンを付加する）を加速照射することにより、基板１０上にＴｉＯ2の高屈折率材料層１６Ｈ１〜１６Ｈ３０とＳｉＯ2の低屈折率材料層１６Ｌ１〜１６Ｌ３０を、上記に説明した膜厚構成で成膜する。
【００３２】
以下に、ＳｉＯ2層とＴｉＯ2層の成膜条件を示す。
＜ＳｉＯ2層の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．８ｎｍ／ｓｅｃ
加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
酸素（Ｏ2）流量：７０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００３３】
＜ＴｉＯ2層の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．３ｎｍ／ｓｅｃ
加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
酸素（Ｏ2）流量：６０ｓｃｃｍ
アルゴン（Ａｒ）流量：２０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００３４】
次に、ＡＲ膜１２およびフッ素系樹脂膜１４について説明する。
ＡＲ膜１２は無機薄膜を多層に積層した光学多層膜で、高屈折材料層（Ｈ）と低屈折材料層（Ｌ）とから構成されている。高屈折材料層（Ｈ）の材料としてＴｉＯ2（ｎ＝２．１９）、低屈折材料層（Ｌ）の材料としてＳｉＯ2（ｎ＝１．４５）が用いられている。
図３に示すように、このＡＲ膜１２は、基板１０側から、高屈折率材料のＴｉＯ2膜１２Ｈ１がまず積層され、積層された高屈折率材料のＴｉＯ2膜１２Ｈ１の上面に、低屈折率材料のＳｉＯ2膜１２Ｌ１が積層され、以下、ＴｉＯ2膜１２Ｈ２、低屈折率材料のＳｉＯ2膜１２Ｌ２が積層され、計４層でＡＲ膜１２を形成している。
【００３５】
このＡＲ膜１２の膜構成の詳細を説明する。
以下に説明する膜厚構成の表記では、光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を用いる。具体的には、高屈折率材料層（Ｈ）の膜厚を１Ｈとして表記し、低屈折率材料層（Ｌ）の膜厚を同様に１Ｌと表記する。
ＡＲ膜１２の膜厚構成は、設計波長λは５５０ｎｍ、第１層の高屈折率材料のＴｉＯ2膜１２Ｈ１が０．２３Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ2膜１２Ｌ１が０．３４Ｌ、以下、２．００Ｈ、０．９６Ｌの、計４層が形成されている。
【００３６】
（ＡＲ膜１２の成膜方法）
ＡＲ膜１２の成膜方法は、一般的なＥＢ蒸着（電子ビーム蒸着）を用いる。
具体的には、基板１０を真空蒸着チャンバ内に取り付けた後、真空蒸着チャンバ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着材料を加熱して蒸発させた。同時にチャンバ内が所定の圧力になるようにＯ2（Ａｒを付加しても良い）を導入して成膜を行った。膜厚構成は上記に説明した構成で成膜した。
【００３７】
以下に、ＳｉＯ2層とＴｉＯ2層の成膜条件を示す。
＜ＳｉＯ2の場合の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．７ｎｍ／ｓｅｃ
圧力：８×１０-3Ｐａ（Ｏ2導入）
成膜温度：２００℃
＜ＴｉＯ2の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．３ｎｍ／ｓｅｃ
圧力：２×１０-2Ｐａ（Ｏ2導入）
成膜温度：２００℃
【００３８】
そして、上記ＡＲ膜１２の上に成膜されたフッ素系樹脂膜１４は以下の膜にて製作した。
フッ素系樹脂膜の材料として、フッ素含有シラン系化合物を用い、ＧＥ東芝シリコーン（株）製  ＴＳＬ８２５７をＡＲ膜上に真空系で成膜した（分子量約４００、フッ素含有量約６２％）。また、フッ素系樹脂膜１４の膜厚は５〜１０ｎｍとした。
【００３９】
なお、フッ素系樹脂膜１４は以下の方法においても製作が可能である。
（１）フッ素系樹脂膜の材料として、フッ素含有シラン系化合物で下記のものを用い、ＡＲ膜上に湿式で成膜する（分子量約４４００、フッ素含有量約６７％）。
【００４０】
【化１】
0005433943.tif 000002
（２）フッ素系樹脂膜の材料として、フッ素含有シラン系化合物で下記のものを用い、ＡＲ膜上に湿式で成膜する（分子量約１００００、フッ素含有量約６４％）。
(CH3O)3-Si-CH2-O-CF2(OC2F4)80-(OCF2)8-CF2-O-CH2-Si-(OCH3)3
（３）フッ素系樹脂膜の材料として、フッ素含有シラン系化合物で下記のものを用い、ＡＲ膜上に湿式で成膜する（分子量約１２００、フッ素含有量約３７％）。
C3F7-(OC3F6)-（OCF(CF3)CF2)-（OCF2)-（OC2F4)-OCF(CF3)-CH2-C(C3H7)CH2CH2-Si（CH3)2（OCH3)
【００４１】
ここで、ＡＲ膜の成膜において、ＥＢ蒸着で製作したサンプルと、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着で製作したサンプルを用い、表面抵抗と表面電位の測定をし、評価を行った。
（評価方法）
（１）表面抵抗（シート抵抗）測定
表面抵抗の測定では、図４に示す表面抵抗測定器５０４を用いる。この表面抵抗測定器５０４は、三菱ケミカル製、ハイレスターＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５である。この表面抵抗測定器５０４はプローブ５０１がサンプル５０２の表面と当接している。サンプル５０２を載置するステージ５０６はテフロン（登録商標）製である。この測定条件は１０００Ｖ，３０ｓｅｃである。測定時の環境は湿度５５％±５％、気温２５℃±３℃である。
【００４２】
（２）表面電位測定
ベンコット（セルロース１００％）でサンプルの表面を強くこすり、初期値として表面電位が２０００Ｖ程度になるように静電気を与えた後、６０秒経過後に、サンプルの表面電位を測定した。この表面電位を測定では、図５に示す表面電位計５００を用いる。この表面電位計５００はトレックジャパン製、Ｍｏｄｅｌ３４１である。この表面電位計５００はプローブ５０１とサンプル５０２の表面との距離が１０ｍｍである。サンプル５０２を載置するステージ５０３は金属製で、アースした状態で測定が行われる。測定時の環境は湿度５５％±５％、気温２５℃±３℃である。
【００４３】
（評価結果）
【００４４】
【表１】
0005433943.tif 000003
【００４５】
評価用のサンプルとして、通常のＥＢ蒸着を用いてＡＲ膜を成膜し、その上にフッ素系樹脂膜を成膜したサンプルと、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着でＡＲ膜を成膜し、その上にフッ素樹脂膜を成膜したサンプルを用意した。
通常のＥＢ蒸着を用いてＡＲ膜を成膜したサンプルでは、ＡＲ膜蒸着における真空度を変化させたサンプル１〜３を用意した。
また、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着でＡＲ膜を成膜したサンプルでは、イオン銃の加速電圧１０００Ｖ、加速電流１２００ｍＡと固定し、真空度を変化させたサンプル４〜６を用意した。
【００４６】
ＥＢ蒸着を用いてＡＲ膜を成膜したサンプル１〜３では、真空度には関わらずシート抵抗は８．７×１０11〜６．９×１０11であり、表面電位は１２０Ｖ以下になっている。残留する表面電位は小さいほど良いが、実用上１５０Ｖ以下であれば問題ないと考えられる。
また、一般的に、静電気を除去するための目安としてシート抵抗が１０10ｏｈｍ／□程度と言われているが、光学部品で用いられる状況では１０12ｏｈｍ／□程度で十分である。
よって、ＥＢ蒸着を用いてＡＲ膜を成膜し、その上にフッ素系樹脂膜を成膜した光学部材は、電荷をためず、ほこりを吸着することを抑制することができる。
【００４７】
イオンアシストを用いたＥＢ蒸着でＡＲ膜を成膜したサンプル４〜６では、真空度には関わらずシート抵抗は１．０×１０15以上であり、表面電位は２０００Ｖ以上になっている。このように、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着でＡＲ膜を成膜し、その上にフッ素樹脂膜を成膜した光学部材は、電荷をためやすく、浮遊しているほこりを吸着しやすいことがわかる。
これは、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着で成膜したＡＲ膜は緻密な構造であることに起因していると考えられる。
これに対してＥＢ蒸着で成膜したＡＲ膜は粗密な（凹凸が多い）構造となっており、その表面に水分子が吸着されることで、電気が流れやすくなり表面電位が下がると考えられる。
【００４８】
上記の実施例においては、基板１として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、ホウ珪酸ガラス、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も使用できる。
また、高屈折率層の材料としてＴｉＯ2を用いた場合で説明したが、他にＴａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5を適用することもできる。
【００４９】
以上、本実施例の光学部材１によれば、基板１０の一方の面に形成されるＡＲ膜１２は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜１２は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響は受けずらい。さらに、ＡＲ膜１２の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜１２の上にフッ素系樹脂膜１４が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、ＡＲ膜１２が帯電しにくい膜構造であり、その上に薄いフッ素系樹脂膜１４が形成されることから、フッ素系樹脂膜１４の絶縁性が低下し、フッ素系樹脂膜１４に電荷がたまりずらくなる。このことから、光学部材１のＡＲ膜１２が形成された一方の面は、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
また、基板１０の他方の面に形成されるＩＲカット膜１６はイオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されることから緻密な膜構造となり帯電しやすいが、一般に密閉面となる基板１０における光の出射側の膜であることから、ほこりの付着はほとんどない。
【実施例２】
【００５０】
次に実施例２の光学部材について説明する。なお、実施例１と同様な構成については同符号を付し、説明を簡略化する。
図６は光学部材の構成を模式的に示す断面図である。
図６に示すように、光学部材２は透光部材として基板１０が用いられ、その一方の面にＳｉＯ2膜１８と、ＡＲ膜１２と、その上に形成されたフッ素系樹脂膜１４と、また、他方の面にＩＲカット膜１６を備えている。ＳｉＯ2膜１８は基板１０とＡＲ膜１２の間に形成され、その膜厚はＡＲ膜より厚く形成されている。
基板１０は、白板ガラス（屈折率、ｎ＝１．５２）であり、本実施例では直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのものを用いた。
【００５１】
本実施例では実施例１と異なるのは基板１０とＡＲ膜１２の間にＳｉＯ2膜１８が成膜されていることである。
図７に示すように、基板１０の一方の面に粗密で膜厚の薄いＡＲ膜を成膜し、他方の面に緻密で膜厚の厚いＩＲカット膜１６を成膜すると、膜の応力差で基板にそりが発生する。ＩＲカット膜１６を設けた面は、緻密で厚い膜であることから圧縮力を受け、この面が凸となるように変形する。例えば、２０ｍｍ×２８ｍｍの大きさで厚さ０．８ｍｍの基板に一方の面にＡＲ膜１２、他方の面にＩＲカット膜１６を実施例１の膜厚で成膜したとき、基板１０のそり量ＰＶはおよそ１９．４μｍであった。
このそり量を解消するために、本実施例では、基板１０とＡＲ膜１２の間にＳｉＯ2膜１８を成膜している。例えば、上記のそり量の基板で、ＳｉＯ2膜１８の膜厚を５８．８Ｌとすることで、そり量ＰＶを１μｍ以下とすることができた。
なお、ＳｉＯ2膜１８の膜厚は、基板１０の厚さ、ＩＲカット膜の応力などによってそりを解消する値が適宜決定される。
【００５２】
以上のように、イオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されるＩＲカット膜１６は、緻密な膜構造のため基板１０に応力を与えてそりを発生させることがある。そのため、基板１０の反対面である一方の面において、基板１０とＡＲ膜１２との間にＳｉＯ2膜１８を形成することで、基板１０の両面の膜応力を均衡させて、光学部材２のそりを抑制させることが可能である。
このように、本実施形態ではＡＲ膜１２が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜１４が形成されることから、フッ素系樹脂膜１４に電荷がたまりずらくなり、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。そして、さらには基板１０のそり量を抑制する光学部材２を提供することができる。
【実施例３】
【００５３】
次に、実施例３として、上記の光学部材を用いた撮像系光学物品について説明する。
図８は撮像系光学物品の一例を示す模式断面図である。
撮像系光学物品５は、光学部材１、保持部材２０、フレーム２２を備えている。光学部材１は、実施例１で説明したものであり、基板１０の一方の面にＡＲ膜１２と、その上にフッ素系樹脂膜１４が成膜され、他方の面にはＩＲカット膜１６が成膜されている。保持部材２０は、金属などの導電性を有する材料で形成され、光学部材１の外周を保持し、フッ素系樹脂膜１４に接するように配置されている。そして、光学部材１と保持部材２０はフレーム２２に組みつけられている。なお、フレーム２２は他の部品に組み立てられるように適宜、形状が決められる。
【００５４】
光学部材１における基板１０の一方の面に形成されるＡＲ膜１２は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜１２は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響を受けずらい。さらに、ＡＲ膜１２の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜１２の上にフッ素系樹脂膜１４が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、光学部材１はＡＲ膜１２が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜１４が形成されることから、フッ素系樹脂膜１４に電荷がたまりずらくなり、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
そして、光学部材１のフッ素系樹脂膜１４に接する導電性の保持部材２０が設けられており、アース線などを介して保持部材２０を接地することでフッ素系樹脂膜１４上にたまった電荷を逃がすことが可能であり、ほこりの付着をさらに低減させる撮像系光学物品５を提供することができる。
【００５５】
また、光学部材１の代わりに、実施例２で説明した光学部材２を利用することもできる。イオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されるＩＲカット膜１６は、緻密な膜構造のため基板１０に応力を与えてそりを発生させることがある。そのため、基板１０の反対面である一方の面において、基板１０とＡＲ膜１２との間にＳｉＯ2膜を形成することで、透光部材の両面の膜応力を均衡させて、光学部材２のそりを抑制させることが可能である。このことから、本実施例３の撮像系光学物品５は光学部材２に保持部材２０を組み込むことが容易となる。
【実施例４】
【００５６】
実施例３として、上記の光学部材を用いた撮像モジュールについて説明する。
図９は撮像モジュールの一例を示す模式断面図である。
撮像モジュール６は、実施例１で説明した光学部材１と、容器２４と、容器２４に収容されるイメージセンサ３５を含んで構成されている。
光学部材１の光の入射側である一方の面にＥＢ蒸着によって形成されたＡＲ膜１２が設けられ、さらにこのＡＲ膜１２の上にフッ素系樹脂膜１４が形成されている。また、光の出射側である他方の面にイオンアシストを用いたＥＢ蒸着によるＩＲカット膜１６が形成されている。
【００５７】
光学部材１は保持部材２０により保持され、容器２４に組み込まれている。保持部材２０は、金属などの導電性を有する材料で形成され、光学部材１の外周を保持し、フッ素系樹脂膜１４に接するように配置されている。
イメージセンサ３５は、収容器３２内に光学像を電気的に変換するＣＣＤ（電荷結合素子：Charge  Coupled  Device）などの撮像素子３０が配置されカバーガラス３４により気密に封止されている。
そして、イメージセンサ３５は光学部材１から入射した光をイメージセンサ３５の撮像素子３０が効率よく受光できるように、それぞれの面がほぼ平行になるように配置されている。
なお、撮像モジュール６における光学部材１の一方の面（ＡＲ膜１２およびフッ素系樹脂膜１４が設けられた面）は、外気に直接触れる部分であり、ほこりの付着しやすい部分である。
【００５８】
以上、本実施例の撮像モジュール６の光学部材１において、基板１０の一方の面に形成されるＡＲ膜１２は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜１２は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響を受けずらい。さらに、ＡＲ膜１２の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜１２の上にフッ素系樹脂膜１４が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、光学部材１はＡＲ膜１２が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜１４が形成されることから、フッ素系樹脂膜１４に電荷がたまりずらくなり、ほこりの付着を低減させ、また、付着したほこりをふき取りやすくすることができる。
そして、光学部材１のフッ素系樹脂膜１４に接する導電性の保持部材２０が設けられており、アース線などを介して保持部材を接地することでフッ素系樹脂膜上にたまった電荷を逃がすことが可能であり、ほこりの付着をさらに低減させる撮像モジュール６を提供することができる。
また、基板１０の他方の面に形成されるＩＲカット膜１６はイオンアシストを用いたＥＢ蒸着にて成膜されることから緻密な膜構造となり帯電しやすいが、容器２４内に向いているためほこりの付着はほとんどない。
このように、光学部材１にほこりが付着するのを低減し、また、付着したほこりをふき取りやすくする撮像モジュール６を提供できる。
【００５９】
また、光学部材１の代わりに、実施例２で説明した光学部材２を利用することもできる。この場合、基板とＡＲ膜との間にＳｉＯ2膜を形成することで、基板の両面の膜応力を均衡させて、光学部材のそりを抑制させることが可能である。このことから、光学部材に保持部材を組み込むことが容易であり、組み立て性に優れた撮像モジュール６を提供できる。
【００６０】
上記のような撮像モジュールは以下のような電子機器装置に使用することができる。
図１０は電子機器装置として、例えば、静止画の撮影を行うデジタルスチルカメラの撮像装置に撮像モジュールを用いた一実施例である。
デジタルスチルカメラ７は、光入射側に配置されるレンズ４０、撮像モジュール６、撮像モジュール６の撮像素子３０を駆動する駆動部４２と、撮像モジュール６から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部４３とを含んで構成されている。
【００６１】
撮像モジュール６の光学部材１はデジタルスチルカメラのレンズ交換等によって外気に直接触れる部分であり、最もほこりの付着しやすい部分である。光学部材１を固定するための保持部材２０は金属などの導電材料で構成されており、光学部材１の表面に成膜されたフッ素樹脂膜と電気的に接続されている。そして、保持部材２０は、アース線４１によってアース（地落）されている。
なお、図示しないが、本体部４３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。また、このような構成において、光学部材１は水晶基板を用いたローパスフィルタとして構成するのが好ましい。
【００６２】
このように、レンズ４０を透過した光は光学部材１を通りイメージセンサ３５の撮像素子３０にて受光される。そして、撮像モジュール６から出力される撮像信号の記録・再生等が行われる。
光学部材１の一方の面に形成されるＡＲ膜１２は、ＥＢ蒸着にて成膜されることから粗密な膜構造となり、帯電しにくい膜が形成できる。粗密な膜構造であることから膜の吸湿による光学特性への影響が懸念されるが、ＡＲ膜１２は膜厚が薄いので、吸湿によるヘーズの影響を受けずらい。さらに、ＡＲ膜１２の分光特性は広帯域なので、吸湿による波長シフトの影響を受けにくい。そして、ＡＲ膜１２の上にフッ素系樹脂膜１４が形成され、表面を化学的に不活性化し、かつ表面摩擦抵抗を小さくすることができる。
このように、光学部材１はＡＲ膜１２が帯電しにくい膜構造であり、その上にフッ素系樹脂膜１４が形成されても、フッ素系樹脂膜１４に電荷がたまりずらくなり、ほこりの付着を低減させる。また、付着したほこりをふき取りやすく、エアーブラシなどで除去しやすくすることができる。
そして、光学部材１のフッ素系樹脂膜１４に接する導電性の保持部材２０が設けられており、アース線などを介して保持部材を接地することでフッ素系樹脂膜上にたまった電荷を逃がすことが可能であり、ほこりの付着をさらに低減させるデジタルスチルカメラ７を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における光学部材の構成を模式的に示す断面図。
【図２】実施例１における光学部材に形成されるＩＲカット膜の構成を示す模式断面図。
【図３】実施例１における光学部材に形成されるＡＲ膜とフッ素系樹脂膜の構成を示す模式断面図。
【図４】表面抵抗測定器を説明する概略図。
【図５】表面電位計を説明する概略図。
【図６】実施例２における光学部材の構成を模式的に示す断面図。
【図７】光学部材のそり状態を説明する説明図。
【図８】実施例３における撮像系光学物品の構成を示す模式断面図。
【図９】実施例４における撮像モジュールの構成を示す模式断面図。
【図１０】デジタルスチルカメラに撮像モジュールを用いた一実施例を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１,２…光学部材、５…撮像系光学物品、６…撮像モジュール、７…デジタルスチルカメラ、１０…透光部材としての基板、１２…ＡＲ膜、１４…フッ素系樹脂膜、１６…ＩＲカット膜、１８…ＳｉＯ2膜、２０…保持部材、２２…フレーム、２４…容器、３０…撮像素子、３２…収容器、３４…カバーガラス、３５…イメージセンサ、４０…レンズ、４１…アース線、４２…駆動部、４３…本体部。
【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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【図６】
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【図７】
0005433943.tif 000010
【図８】
0005433943.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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