(57)【要約】【課題】光を透過する基板に付着した塵埃を好適に除去し得る光学装置を提供する。【解決手段】  絶縁部（４４，１０４）が備えられ光を透過する基板（４０）と、前記絶縁部を挟んで前記基板に備えられ光を透過する第１電極（４２，１０２，１１２，４２ａ）及び第２電極（４２，１０２，１１２，４２ｂ）と、前記基板の表面の電界を変化させるように、前記第１電極及び第２電極に電圧を出力する出力回路（２８）とを含み、前記第１電極及び第２電極は、前記絶縁部と同一の主成分を有し、前記絶縁部よりも電気抵抗が低い光学装置。【選択図】  図７
2011019065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁部が備えられ光を透過する基板と、
前記絶縁部を挟んで前記基板に備えられ光を透過する第１電極及び第２電極と、
前記基板の表面の電界を変化させるように、前記第１電極及び第２電極に電圧を出力する出力回路とを含み、
前記第１電極及び第２電極は、前記絶縁部と同一の主成分を有し、前記絶縁部よりも電気抵抗が低いことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光学装置であって、
前記第１電極及び第２電極は、前記絶縁部に金属がドープされたもの、及び、前記絶縁部の酸素が欠乏したものの少なくとも一方であることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された光学装置であって、
前記絶縁部、前記第１電極、及び、前記第２電極は、ＺｎＯを主成分とすることを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記絶縁部は、前記基板に備えられた膜であることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載された光学装置であって、
前記絶縁部は、前記第１電極及び第２電極を被覆していることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記絶縁部、前記第１電極、及び、前記第２電極は、前記基板に備えられた同一の膜に形成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項６に記載された光学装置であって、
前記第１電極及び第２電極を被覆する膜を有することを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された光学装置を含む光学機器。
【請求項９】
光を透過する基板を用意し、
前記基板に光を透過する絶縁部、及び、前記絶縁部と同一の主成分を有し光を透過する電極を前記基板に形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された光学装置の製造方法であって、
前記絶縁部に金属をドープさせて前記電極を形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載された光学装置の製造方法であって、
前記絶縁部の酸素を欠乏させた前記電極を形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までの何れか１項に記載された光学装置の製造方法であって、
前記電極を被覆する膜を形成することを特徴とする光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置等に関し、より詳細には、塵埃の除去機能を有する光学装置等およびそのような光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子の光学ローパスフィルタ表面にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題がおこっている。このような問題を解消するために、防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、撮像素子の防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを物理的な振動により除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９９３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、光を透過する基板に付着した塵埃を好適に除去し得る光学装置、光学機器およびそのような光学装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、
絶縁部（４４，１０４）が備えられ光を透過する基板（４０）と、
前記絶縁部を挟んで前記基板に備えられ光を透過する第１電極（４２，１０２，１１２，４２ａ）及び第２電極（４２，１０２，１１２，４２ｂ）と、
前記基板の表面の電界を変化させるように、前記第１電極及び第２電極に電圧を出力する出力回路（２８）とを含み、
前記第１電極及び第２電極は、前記絶縁部と同一の主成分を有し、前記絶縁部よりも電気抵抗が低いことを特徴とする。
【０００６】
また、例えば、前記第１電極及び第２電極は、前記絶縁部に金属がドープされたもの（４２，１０２）、及び、前記絶縁部の酸素が欠乏したもの（１１２）の少なくとも一方であってもよい。
【０００７】
また、例えば、前記絶縁部、前記第１電極、及び、前記第２電極は、ＺｎＯを主成分としてもよい。
【０００８】
また、例えば、前記絶縁部は、前記基板に備えられた膜であってもよい。
【０００９】
また、例えば、前記絶縁部は、前記第１電極及び第２電極を被覆していてもよい。
【００１０】
また、例えば、前記絶縁部、前記第１電極、及び、前記第２電極は、前記基板に備えられた同一の膜に形成されてもよい。
【００１１】
また、例えば、本発明に係る光学装置は、前記第１電極及び第２電極を被覆する膜を有してもよい。
【００１２】
本発明に係る光学機器は、上述の何れかの光学装置を含む。
【００１３】
また、本発明に係る光学装置の製造方法は、光を透過する基板（４０）を用意し、前記基板に光を透過する絶縁部（４４，１０４）、及び、前記絶縁部と同一の主成分を有し光を透過する電極（４２，１０２，１１２）を前記基板に形成する。
【００１４】
また、例えば、本発明に係る光学装置の製造方法では、前記絶縁部に金属をドープさせて前記電極を形成してもよい。
【００１５】
また、例えば、本発明に係る光学装置の製造方法では、前記絶縁部の酸素を欠乏させた前記電極を形成してもよい。
【００１６】
また、例えば、本発明に係る光学装置の製造方法では、前記電極を被覆する膜を形成してもよい。
【００１７】
なお、上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応つけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光学装置を搭載したカメラの全体ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部の平面図である。
【図３】図３は、図２に示す撮像素子周辺部のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、撮像素子周辺部に含まれるフィルタ部の断面図である。
【図５】図５は、図３に示す撮像素子周辺部に含まれる防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図６】図６は、図５に示す防塵フィルタを用いた除塵動作を説明するための模式図である。
【図７】図７は、図５に示す防塵フィルタの製造工程を表す模式断面図である。
【図８】図８は、図５に示す防塵フィルタの製造工程に用いられる電極用マスクの平面図である。
【図９】図９は、図５に示す防塵フィルタの製造工程に用いられる絶縁層用マスクの平面図である。
【図１０】図１０は、図１１等に示す製造工程によって製造された防塵フィルタの平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態に係る防塵フィルタの製造工程を表すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態に係る光学装置に含まれる防塵フィルタの平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す防塵フィルタの製造工程を表す模式断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施形態に係る防塵フィルタの製造工程を表すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第３実施形態に係る光学装置に含まれる防塵フィルタの平面図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す防塵フィルタの製造工程を表す模式断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第３実施形態に係る光学装置に含まれる防塵フィルタの製造工程を表すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第１〜第３実施形態に係る防塵フィルタの絶縁部および電極部における入射光の波長と屈折率の関係を表すグラフである。
【図１９】図１９は、ＩＴＯおよびＩＴＯに比較的近い屈折率を有する絶縁性材料における入射光の波長と屈折率の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る光学装置を搭載したカメラ１１の全体ブロック図である。カメラ１１は、カメラボディ１３とレンズ鏡筒２３を有している。レンズ鏡筒２３は、カメラボディ１３に対して着脱自在に装着される。なお、カメラ１１の説明においては、図１および図２等に示すように、光軸αと略平行な方向であって、レンズ鏡筒２３からカメラボディ１３に向かう方向をＺ軸の負方向、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として説明を行う。
【００２０】
本発明に係る光学装置を搭載したカメラとしては、図１に示すようなレンズ交換式カメラに限定されず、レンズ鏡筒２３とカメラボディ１３とが一体のカメラであってもよく、カメラの種類は特に限定されない。また、本発明に係る光学装置は、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。さらに、本発明に係る光学装置は、太陽電池にも適用できる。
【００２１】
カメラボディ１３およびレンズ鏡筒２３の内部には、撮影光学系光軸αに沿って、複数の光学部品が配置されている。図１に示すカメラボディ１３における後方側（Ｚ軸負方向側）には撮像素子周辺部１５が配置されており、撮像素子周辺部１５の光軸α方向の前方側（Ｚ軸正方向側）には、シャッタ６８が配置してある。シャッタ６８の光軸α方向の前方側には、ミラー７０が配置してあり、その前方側には、レンズ鏡筒２３に内蔵してある絞り部７８および光学レンズ群２４が配置してある。
【００２２】
カメラボディ１３は、ボディＣＰＵ５０を内蔵している。ボディＣＰＵ５０は、レンズ接点６２を介してレンズＣＰＵ８０に接続してある。ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒２３に対する通信機能と、カメラボディ１３の制御機能を有している。レンズ接点６２は、ボディＣＰＵ５０とレンズＣＰＵ８０を電気的に接続する。ボディＣＰＵ５０には、カメラボディ１３およびレンズ鏡筒２３に含まれる電子部品に電力を供給するための電源５８が接続してある。
【００２３】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５２、ストロボ５４、表示部５６、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）２６、画像処理コントローラ６６、ＡＦセンサ６０、電圧信号出力回路２８などが接続してある。画像処理コントローラ６６には、インターフェース回路６４を介して、撮像素子周辺部１５の撮像素子ユニット１６が接続してある。画像処理コントローラ６６およびインターフェース回路６４は、ボディＣＰＵ５０からの信号に基づき、撮像素子ユニット１６によって撮像された画像の画像処理を制御する。撮像素子ユニット１６は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有する。
【００２４】
表示部５６は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５２は、撮影のタイミングを操作するスイッチである。レリーズスイッチ５２は、ボディＣＰＵ５０に対して、半押し信号および全押し信号を出力する。ボディＣＰＵ５０は、レリーズスイッチ５２から半押し信号が入力されると、ＡＦ制御、ＡＥ制御等の撮影準備動作を制御し、レリーズスイッチ５２から全押し信号が入力されると、ミラーアップ、シャッタ駆動等の露光動作を制御する。
【００２５】
クイックリターンミラー７０は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。クイックリターンミラー７０は、不図示のミラー駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。
【００２６】
クイックリターンミラー７０には、ＡＦセンサ６０に光を導くサブミラー７０ａが連結してある。このサブミラー７０ａも、露光中は光路から退避する。
【００２７】
シャッタ６８は、露光時間を制御する。シャッタ６８は、ボディＣＰＵ５０からの制御に基づき、不図示のシャッタ駆動部（例えばＤＣモータ）によって駆動される。
【００２８】
ＡＦセンサ６０は、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためのセンサである。このＡＦセンサ６０としては、通常ＣＣＤが用いられる。ＥＥＰＲＯＭ２６は、ボディＣＰＵ５０による制御に必要なパラメータ等を記憶しており、必要に応じてボディＣＰＵ５０に出力する。
【００２９】
図１に示すレンズ鏡筒２３には、焦点距離エンコーダ７４、距離エンコーダ７２、絞り部７８、絞り部７８を駆動する駆動モータ７６、レンズＣＰＵ８０、レンズ接点６２及び光学レンズ群２４が具備してある。
【００３０】
レンズＣＰＵ８０は、ボディＣＰＵ５０との通信機能と、レンズ鏡筒２３に搭載された電子部品の制御機能とを有している。例えば、レンズＣＰＵ８０は、焦点距離情報、被写体距離情報等を、レンズ接点６２を介してボディＣＰＵ５０に出力する。また、レンズＣＰＵ８０には、ボディＣＰＵ５０から、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。レンズＣＰＵ８０は、これらの情報に基づき、絞り部７８の駆動モータ７６等を制御することができる。
【００３１】
焦点距離エンコーダ７４は、不図示のズームレンズ群の位置情報から、焦点距離を算出し、レンズＣＰＵ８０に出力する。距離エンコーダ７２は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を算出し、レンズＣＰＵ８０に出力する。
【００３２】
図１に示すように、カメラボディ１３は、電圧信号出力回路２８を有する。電圧信号出力回路２８は、ボディＣＰＵ５０からの制御信号に基づき、撮像素子周辺部１５におけるフィルタ部１８に含まれる複数の電極に、電圧を出力する。
【００３３】
図２は、図１に示すカメラ１１に搭載された撮像素子周辺部１５の平面図である。撮像素子周辺部１５は、ユニット固定基板１４と、ケース１２と、フィルタ部１８と、撮像素子ユニット１６とを有する。また、撮像素子周辺部１５は、フィルタ部１８に取り付けられた配線部３８を有する。撮像素子周辺部１５の断面図である図３に示すように、矩形平板形状を有するユニット固定基板１４のＺ軸正方向側の表面には、撮像素子ユニット１６とケース１２とが設置されている。撮像素子ユニット１６は、撮像面１６ａをＺ軸正方向側に向けた状態で配置される。ケース１２は、額縁形状を有しており、撮像素子ユニット１６の周辺を取り囲むように配置される。ケース１２は、例えば合成樹脂またはセラミック等の絶縁性の材料を用いて形成される。
【００３４】
ケース１２の内周面には、フィルタ部１８を取り付けるための取付部１２ａが形成されている。フィルタ部１８は、矩形平板形状を有しており、フィルタ部１８の周辺部が、取付部１２ａに接触するように設計されている。フィルタ部１８は、ケース１２に対して、例えば接着剤等によって取り付けられる。撮像素子ユニット１６は、フィルタ部１８に対向して設けられ、フィルタ部１８を透過した光は、撮像素子ユニット１６の撮像面１６ａに入射する。
【００３５】
図３に示すように、撮像素子ユニット１６の周囲は、ユニット固定基板１４、ケース１２、およびフィルタ部１８によって封止されている。このようにして、図３に示す撮像素子周辺部１５は、撮像素子ユニット１６が収納される封止空間に、塵埃等が浸入することを防止している。なお、図３に示す撮像素子周辺部１５は、後述のように、フィルタ部１８を振動させることなく、当該フィルタ部１８に付着した塵埃を除去することができる。そのため、フィルタ部１８は、ケース１２に対して非可動的に固定されており、フィルタ部１８のケース１２に対する取り付け構造が単純である。また、撮像素子ユニット１６が収納される封止空間は、フィルタ部１８、ケース１２およびユニット固定基板１４によって、確実に封止される。
【００３６】
フィルタ部１８は、防塵フィルタ３６と、赤外線吸収ガラス板３２と、水晶波長板３４と第２複屈折板３０からなる４枚のフィルタを積層した積層構造を有している。積層方法としては、接着剤による積層、あるいはその他の積層方法でも良い。
【００３７】
図４（Ａ）に示すように、本実施形態に係るフィルタ部１８は、略同一の面積を有する４枚のフィルタを積層することによって形成されているが、フィルタ部１８の形状としては、これに限定されない。例えば図４（Ｂ）に示す変形例に係るフィルタ部１８では、一枚のフィルタ（第２複屈折板３０）の面積が、他の３枚のフィルタ３６，３２，３４より大きい。また、図４（Ｃ）に示す変形例に係るフィルタ部１８では、一枚のフィルタ（防塵フィルタ３６）が、他の３枚のフィルタ３２，３４，３０と別体となっている。
【００３８】
図３に示す水晶波長板３４は、直線偏光を円偏向に変えることができる光学板であり、赤外線吸収ガラス板３２は、赤外線を吸収する機能を有する光学板である。また、防塵フィルタ３６は、第２複屈折板３０に対して、相互に複屈折の方向が９０度異なる複屈折板（第１複屈折板）であり、一方が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する複屈折板であれば、他方の複屈折板は、０度方向（長辺方向）の複屈折を有する複屈折板である。本実施形態では、防塵フィルタ３６が０度方向（長辺方向）の複屈折を有する複屈折板であり、第２複屈折板３０が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する複屈折板であるが、逆でも良い。
【００３９】
本実施形態では、フィルタ部１８における防塵フィルタ３６および第２複屈折板３０により、基本的には、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。なお、一般的には、光学ローパスフィルタは、二つの複屈折板３６および３０の間に、赤外線吸収ガラス板３２および水晶波長板３４が積層されて光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。
【００４０】
防塵フィルタ３６および第２複屈折板３０は、例えば水晶を特定の角度で切り出した水晶板を用いて作成される。原材料となる水晶は、人工の水晶でもよいし天然水晶でもよい。
【００４１】
図５は、図３に示す撮像素子周辺部１５に備えられる防塵フィルタ３６の断面図（図５（Ａ））および平面図（図５（Ｂ））である。図５（Ａ）に示すように、防塵フィルタ３６は、フィルタ基板４０と、複数の電極４２と、絶縁層４４とを有する。フィルタ基板４０は、矩形平板状の形状を有しており、Ｚ軸負方向側に設けられた撮像素子ユニット１６に向かう光を透過させる光透過領域４０ｃ（図２）を有する。防塵フィルタ３６におけるフィルタ基板４０は、複屈折性を有する複屈折板である。
【００４２】
図５（Ａ）に示すように、フィルタ基板４０のＺ軸正方向側の表面には、複数の電極４２と、絶縁層４４が形成されている。電極４２および絶縁層４４は、光を透過する材料を用いて形成される。例えば、電極４２、絶縁層４４及びフィルタ基板４０は、入射する可視領域の光（例えば、波長が０．３８μｍ以上、０．７５μｍ以下の光）に対して、８０％以上１００％以下の透過率を有することが好ましい。透過率が８０％以上１００％以下であれば、静止画、動画等の撮影画像を取得するのに十分な光学特性が得られるからである。更に好ましくは、電極４２、絶縁層４４及びフィルタ基板４０は、入射する可視領域の光に対して、９０％以上１００％以下の透過率を有することが好ましい。透過率が９０％以上１００％以下であれば、高精細な静止画の撮影画像を取得するのに十分な光学特性が得られるからである。
【００４３】
また、電極４２、絶縁層４４及びフィルタ基板４０を光が透過することにより撮像素子ユニット１６に到達する光の光量が低下する場合には、撮像素子ユニット１６で得られる信号を処理（アナログ処理又はデジタル処理）して撮影画像の光量を実質的に増加させてもよい。
【００４４】
電極４２は、光透過領域４０ｃを含むフィルタ基板４０の全体表面に形成されており、後述のように、防塵フィルタ３６の表面に付着する塵埃を除去する電界を発生させる。各電極４２は、図５（Ｂ）に示すように、隣接する電極４２との間に絶縁部４４を挟んだ状態で、フィルタ基板４０の表面に沿って帯状に形成されている。本実施形態における防塵フィルタ３６において、電極４２は、フィルタ基板４０の短辺４０ｂに略平行な方向に延在するように形成されている。なお、電極４２は、図３に示す撮像素子ユニット１６の撮像面１６ａに対して、略平行に備えられている。電極４２を撮像面１６ａに対して略平行に配置することによって、後述のように、電極４２による電界が光透過領域４０ｃ（図２）を効率的にカバーできる。
【００４５】
複数の電極４２は、フィルタ基板４０の長辺４０ａに沿って、例えばピッチが所定の長さｄ１であって、互いの間隔が長さｄ２となるように、間隔を空けて配置される（図５（Ａ））。図５（Ｂ）に示すように、各電極４２の一方の端部（本実施形態ではＹ軸正方向側の端部）には、配線部３８が取り付けられており、電極４２は、配線部３８を介して、図１に示す電圧信号出力回路２８に対して電気的に接続されている。本実施形態に係る配線部３８は、ＦＰＣであるが、電極４２に電圧信号を伝えるものであれば特に限定されない。
【００４６】
また、複数の電極４２は、互いに異なる位相を有する交流電圧を印加される複数のグループによって構成される。すなわち、本実施形態における複数の電極４２は、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極４２ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極４２ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極４２ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極４２ｄによって構成される。
【００４７】
各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、電極４２が延在する方向であるＹ軸方向とは垂直なＸ軸方向に沿って、第１グループの電極４２ａ、第２グループの電極４２ｂ、第３グループの電極４２ｃ、第４グループの電極４２ｄの順番に、所定の間隔を隔てて周期的に配置される。すなわち、１つの第１グループの電極４２ａ１と、これと同位相の電圧信号が印加される他の１つの第１グループの電極４２ａ２との間には、第１グループの電極４２ａとは異なる位相の電圧信号が印加される１つの第２グループの電極４２ｂと、１つの第３グループの電極４２ｃと、１つの第４グループの電極４２ｄとが、互いに間隔を隔てて備えられる。第２グループの電極４２ｂ、第３グループの電極４２ｃ、第４グループの電極４２ｄについても、第１グループの電極４２ａ１，４２ａ２と同様である。
【００４８】
本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、電極４２の表面を覆うように、防塵フィルタ３６のＺ軸負方向側の表面に設けられた絶縁層４４を有する（図５（Ａ））。絶縁層４４は、フィルタ基板４０との間に、電極４２を挟むように備えられる。絶縁層４４は、電極４２と同様に、光を透過する材料によって形成される。
【００４９】
ここで、本実施形態に係る電極４２は、絶縁層４４と同一の主成分を有し、絶縁層４４よりも電気抵抗が低い。すなわち、電極４２と絶縁層４４の主成分は、いずれもＺｎＯ（酸化亜鉛）である。しかしながら、電極４２は、Ａｌ（アルミニウム）を添加したＺｎＯによって構成されているため、ＺｎＯによって構成されている絶縁層４４より電気抵抗が低い。
【００５０】
電極４２は、絶縁層４４と同一の主成分を有するため、電極４２の屈折率および分散（入射する光の波長の変化に伴う屈折率の変化）が、絶縁層４４の屈折率および分散と非常に近い。したがって、本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、電極４２と絶縁層４４の光学的な特性が似ているため、撮像素子ユニット１６によって撮像される像に、電極４２の影が写り込むことを防止できる。なぜなら、電極４２と絶縁層４４の部分で発生する反射率および透過率の差を低減することができるからである。
【００５１】
以下に、図７〜図１１を用いて、本実施形態に係る光学装置の製造方法の一例を説明する。図７は、図５に示す防塵フィルタ３６の製造工程を表す模式断面図であり、図１１は、防塵フィルタ３６を含む光学装置の製造工程を表すフローチャートである。
【００５２】
本実施形態に係る光学装置の製造工程では、まず、防塵フィルタ３６を製造する（図１１におけるステップＳ００１〜ステップＳ００５）。図１１に示すステップＳ００１では、フィルタ基板４０を用意し、ステップＳ００２では、電極用マスク４３をフィルタ基板４０の表面に配置する。図７（Ａ）は、ステップＳ００２において、フィルタ基板４０の表面に電極用マスク４３を配置した状態を表す断面図である。
【００５３】
図５（Ａ）等に示すように、本実施形態に係るフィルタ基板４０は、複屈折性を有する複屈折板であるが、防塵フィルタ３６におけるフィルタ基板４０としてはこれに限定されない。たとえば、防塵フィルタ３６を、光学ローパスフィルタとは別の光学部材とする場合には、フィルタ基板４０は、ガラス板等の他の透光部材であってもよい。また、フィルタ基板４０の形状も、矩形平板形状に限定されず、例えば円形平板形状等の他の形状であってもよい。
【００５４】
また、図８は、フィルタ基板４０に配置される電極用マスク４３の平面図である。電極用マスク４３は、フィルタ基板４０と略同一の面積を有しており、電極４２の形状および配置に対応する貫通穴４３ａを有する。電極用マスク４３としては、例えばフィルタ基板４０に配置される前に貫通穴４３ａが形成されている金属マスク等であってもよく、フィルタ基板４０に配置された後に貫通穴４３ａを形成するフォトマスク等であってもよい。
【００５５】
図１１に示すステップＳ００３では、電極用マスク４３が配置されたフィルタ基板４０に対して、電極４２を薄膜形成する。電極４２の形成方法は、特に限定されないが、例えばスパッタリングによって電極４２を形成することができる。なお、スパッタリング以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）手法を用いてもよい。
【００５６】
スパッタリングによってフィルタ基板４０に電極４２を形成する場合、電極用マスク４３が配置されたフィルタ基板４０を、スパッタリング装置の成膜部に取り付ける。この際、フィルタ基板４０の表面のうち、電極用マスク４３が配置された側の面４０ｄ（図７（Ａ）参照）が成膜面となるように、フィルタ基板４０をセットする。スパッタリング装置における成膜に用いるターゲットとしては、ＺｎＯから成るＺｎＯターゲットと、Ａｌから成るＡｌターゲットを用いる。
【００５７】
ＺｎＯターゲットとＡｌターゲットを用いることによって、フィルタ基板４０の表面にＡｌがドープされたＺｎＯ膜（以下、ＡｌがドープされたＺｎＯ膜をＡｌドープＺｎＯ膜とする）からなる電極４２を形成することができる。ＡｌドープＺｎＯ膜は、ｎ型電導性を有するため、ＡｌがドープされないＺｎＯ膜（以下、ＡｌがドープされないＺｎＯ膜を、ＺｎＯ膜とする）より電気抵抗率が低くなる。なお、Ａｌターゲットの代わりに、Ｇａから成るＧａターゲットや、Ｉｎから成るＩｎターゲット等の好ましい金属元素のターゲットを用いることもでき、この場合も同様の効果が得られる。また、電極４２を形成するための成膜時間は、電極４２の厚さ（ＺＸ平面における断面積）が、所定の厚さになるまで行われる。電極４２の厚さによって、電極４２の抵抗値を調整することができるからである。
【００５８】
ＡｌドープＺｎＯ膜の成膜時において、ＺｎＯターゲットに対する投入電力量と、Ａｌターゲットに対する投入電力量は、フィルタ基板４０の表面に成膜される電極４２の電気抵抗率が所定値以下になるように調整される。例えば、ＺｎＯターゲットおよびＡｌターゲットに対する投入電力量は、電極４２の電気抵抗率が１．０×１０−３Ω・ｃｍ以下となるように調整されることが好ましい。電極４２の電気抵抗率を１．０×１０−３Ω・ｃｍとすることによって、電極４２は、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させるための電極の役目を、好適に果たすことができる。
【００５９】
また、成膜時におけるＺｎＯターゲットおよびＡｌターゲットに対する投入電力量は、電極４２（ＡｌドープＺｎＯ膜）におけるＡｌ含有量が、１．２atomic％〜５atomic％となるように調整されることが好ましく、３．０atomic％〜４．０atomic％となるように調整されることがさらに好ましい。電極４２のＡｌ含有量が下限値を上回ることによって、電極４２の電気抵抗が低い値となるため、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させる電極の役目を好適に果たすことができる。また、電極４２に含まれるＡｌ含有量が上限値を下回ることによって、ＺｎＯ膜によって構成される絶縁層４４に対する光学特性の差が大きくなりすぎることを防止し、また、電極４２の透明度が低下しすぎることを防止できる。
【００６０】
図５（Ａ）に示すように、フィルタ基板４０の表面に形成される電極４２のピッチｄ１は、防塵フィルタ３６に付着する可能性の高い塵埃３７の性質に応じて適切に設計されればよく、例えば２００μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）程度とすることができる。また、隣接する電極間の隙間ｄ２についても、特に限定されないが、例えば２００μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）とすることができる。
【００６１】
ステップＳ００３（図１１）におけるスパッタリングでは、図７（Ｂ）に示すように、電極用マスク４３の表面にもＡｌドープＺｎＯ膜からなる除去層４１が形成されるが、除去層４１は、電極用マスク４３とともに除去される。ステップＳ００３では、成膜後にフィルタ基板４０から電極用マスク４３を取り外し、表面に電極４２が形成されたフィルタ基板４０（図７（Ｃ））を得る。
【００６２】
図１１に示すステップＳ００４では、表面に電極４２が形成されたフィルタ基板４０に、絶縁層用マスク４５（図９）を配置する。絶縁層用マスク４５は、フィルタ基板４０の表面のうち、電極４２が形成されている側の面４０ｅに、絶縁層用マスク４５を配置する。
【００６３】
図９に示すように、絶縁層用マスク４５は、フィルタ基板４０に対して絶縁層を形成する部分に、貫通穴４５ａを有する。また、絶縁層用マスク４５は、配線用マスク部４５ｂを有する。絶縁層用マスク部４５ｂは、電極４２の一方の端部であるＹ軸正方向側の端部を被覆し、電極４２のＹ軸正方向側端部に絶縁層が形成されないようにする。これにより、防塵フィルタ３６の組立工程等において、電極４２に対して配線部３８を取り付けて、電極４２と配線部３８を容易に導通させることができる。なお、絶縁層用マスク４５は、金属マスク等によって構成することができるが、特に限定されない。
【００６４】
ステップＳ００５では、電極４２が形成されており、絶縁層用マスク４５が取り付けられたフィルタ基板４０に、絶縁層４４を形成する（図７（Ｄ））。絶縁層４４の形成方法は特に限定されないが、絶縁層４４は、例えば電極４２と同様に、スパッタリングによって形成することができる。なお、スパッタリング以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）手法を用いてもよい。
【００６５】
スパッタリングによって絶縁層４４を形成する場合、電極４２が形成されており、絶縁層用マスク４５が配置されたフィルタ基板４０を、スパッタリング装置の成膜部に取り付ける。この際、フィルタ基板４０の表面のうち、電極４２が形成されており、絶縁層用マスク４５が取り付けられている側の面４０ｅが成膜面となるように、フィルタ基板４０をセットする。スパッタリング装置における成膜に用いるターゲットとしては、ＺｎＯから成るＺｎＯターゲットを用いる。
【００６６】
ＺｎＯターゲットを用いることによって、フィルタ基板４０および電極４２の表面に、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４が形成される（図７（Ｄ））。ステップＳ００５において形成されたＺｎＯ膜は、その組成がほぼ化学量論組成であるため、ＡｌドープＺｎＯ膜より電気抵抗率が高い。したがって、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４は、電極４２によって防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させる際に、隣接する電極４２間を電気的に絶縁する絶縁部として作用する。絶縁層４４の電気抵抗率は、１×１０６Ω・ｃｍ以上となることが好ましい。ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４は、電気抵抗率が１×１０６Ω・ｃｍ程度となるため、電極４２間を電気的に絶縁する絶縁部として好適に作用する。なお、絶縁層用マスクは、絶縁層４４を形成した後に、フィルタ基板４０から除去される。
【００６７】
図１０は、図１１に示す一連の工程によって製造された防塵フィルタ３６の平面図である。防塵フィルタ３６は、フィルタ基板４０と、フィルタ基板４０の一方の表面に形成されている電極４２および絶縁層４４から成る。電極４２は、図６に示す配線部３８が取り付けられる部分を除き、絶縁層４４に覆われている。防塵フィルタ３６の断面図である図７（Ｄ）に示すように、ＡｌドープＺｎＯ膜から成る電極４２は、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４の一部をＸ軸方向に挟んで、フィルタ基板４０のＺ軸正方向側表面に設置されている。
【００６８】
電極４２と絶縁層４４の主成分は、いずれもＺｎＯであり、同一であるため、電極４２と絶縁層の屈折率および分散が、非常に近い値となる。すなわち、本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、電極４２と絶縁層４４の光学的な特性が類似しているため、撮像素子ユニット１６によって撮像される像に、電極４２の影が写り込むことを防止できる。また、電極４２と絶縁層４４は、光学的な特性が近いにもかかわらず、電気抵抗率が異なり、電極４２は導電性を有する導電部として好適に作用し、絶縁層４４は絶縁性を有する絶縁部として好適に作用することができる。
【００６９】
図１１に示すステップＳ００６では、図５（Ｂ）に示す配線部３８を、防塵フィルタ３６に取り付ける。電極４２と電圧信号出力回路２８（図１）とは、配線部３８を介して電気的に接続される。
【００７０】
ステップＳ００７では、電極４２に周期的な電圧が出力されるように、電圧信号出力回路２８（図１）を調整する。電極４２に出力される電圧の振幅は、防塵フィルタ３６に付着する可能性の高い塵埃３７の性質や、電極４２のピッチｄ１等に応じて適切に設計されればよく、例えば１００Ｖｐ−ｐ〜２ｋＶｐ−ｐとすることができる。
【００７１】
図６は、防塵フィルタ３６を用いた除塵動作を説明するための模式図である。電圧信号出力回路２８は、信号生成部８２と、位相調整部８４と、増幅部８６とを有する。信号生成部８２は、所定の周期を有する交流電圧信号を生成し、位相調整部８４に出力する。位相調整部８４は、交流電圧信号の位相を調整し、互いに異なる位相の４つの交流電圧信号を生成し、増幅部８６に出力する。
【００７２】
増幅部８６は、４つの交流電圧信号を、所定の振幅に増幅した後、駆動電圧信号として出力する。増幅部８６は、配線部３８を介して、防塵フィルタ３６に備えられる電極４２に、駆動電圧信号を出力する。したがって、電圧信号出力回路２８は、互いに位相の異なる第１駆動電圧信号ｃｈ１、第２駆動電圧信号ｃｈ２、第３駆動電圧信号ｃｈ３および第４駆動電圧信号ｃｈ４を、防塵フィルタ３６に備えられる電極４２に出力することができる。
【００７３】
配線部３８は、第１駆動電圧信号ｃｈ１を第１グループの電極４２ａに伝える第１配線部３８ａと、第２駆動電圧信号ｃｈ２を第２グループの電極４２ｂに伝える第２配線部３８ｂと、第３駆動電圧信号ｃｈ３を第３グループの電極４２ｃに伝える第３配線部３８ｃと、第４駆動電圧信号ｃｈ４を第４グループの電極４２ｄに伝える第４配線部３８ｄとを有する。
【００７４】
第１〜第４駆動電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４は、互いに位相が４分の１周期ずつずれている方形波の信号であるが、電極４２に出力される電圧信号はこれに限定されず、正弦波や三角波等の信号であってもよい。第１〜第４駆動電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４の駆動周波数は、特に限定されないが、例えば１Ｈｚ〜５００Ｈｚとすることによって、塵埃を効率的に移動させることができる。
【００７５】
電圧信号出力回路２８は、防塵フィルタ３６の表面に備えられた複数の電極４２に電圧を印加することによって、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させることができる。本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、光を透過する電極４２が縞状に配置されており、電極４２に４相の交流電圧が印加されるため、進行波状の電界を防塵フィルタ３６の表面に発生させることができる。
【００７６】
すなわち、防塵フィルタ３６の表面には、各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが、Ｘ軸方向に沿って周期的に配置されており、各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに対して、それぞれに対応する駆動電圧信号ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４が印加される。これによって防塵フィルタ３６の表面には、Ｘ軸方向に沿って移動する進行波状の電界が発生し、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃３７は、電界から与えられる静電気力によって移動させられ、除去される。例えば、防塵フィルタ３６の表面に付着した塵埃３７は、例えば矢印３９で示すように、進行波状の電界が移動する方向に沿う方向に移動させられ、防塵フィルタ３６の表面から除去される。
【００７７】
本実施形態に係る電極４２には、４相の駆動電圧信号が印加されるが、本発明に係る電極４２に印加される駆動電圧信号は、単相であってもよく、２相であってもよい。単相の場合であっても、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させて、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃を移動させることができる。また、２相以上であれば、防塵フィルタ３６の表面の電界を移動させて、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃を移動させることができる。
【００７８】
しかし、電極４２に印加させる駆動電圧信号は、３相以上であることが好ましい。周期的に配置された３以上のグループによって構成される電極４２（本実施形態では第１〜第４グループの電極４２ａ〜４２ｄによって構成される）に、グループ毎に位相の異なる交流電圧信号を印加することによって、防塵フィルタ３６の表面に、進行波状の電界を容易に発生させることができる。防塵フィルタ３６の表面に進行波状の電界を発生させることによって、塵埃３７の移動方向の制御が容易となり、また、比較的小さな電圧によって、塵埃３７を大きく移動させることが可能となる。なお、図示の実施例では、４グループの電極を用いた場合を例にして説明したが、電極グループは、２グループでもよいし、３グループでもよいし、５グループ以上であってもよい。
【００７９】
本実施形態に係る光学装置は、電界を変化させることによって、防塵フィルタ３６の表面に付着した塵埃を移動させて除去する。電界が塵埃に与えることができる力は、所定の条件下では塵埃の帯電量に比例するため、本実施形態に係る光学装置は、物理的な振動を防塵フィルタに発生させる方式では除去することが困難であった帯電量が大きい塵埃を除去することができる。
【００８０】
また、本実施形態に係る光学装置は、電気的な力によって塵埃を移動させるため、物理的な振動を防塵フィルタに発生させる方式では除去することが困難であった質量の小さい塵埃を除去することができる。また、本実施形態に係る光学装置は、物理的な振動を発生させることなく塵埃を除去することができるため、静粛性に優れている。また、防塵フィルタ３６自体が発塵する恐れも少ない。
【００８１】
本実施形態に係る光学装置は、電気的な力によって塵埃を移動させるため、物理的な振動を発生させて塵埃を除去する従来技術とは異なり、防塵フィルタ３６を振動可能な状態に取り付ける必要がない。したがって、防塵フィルタ３６を含むフィルタ部１８を、ケース１２に対して非可動的に取り付けることができるため、フィルタ部１８とケース１２の隙間から、封止空間内に塵埃が浸入することを効果的に防止できる。また、防塵フィルタ３６を、弾性部材等を介在させてケース１２に取り付ける必要がないため、弾性部材の経年変化等によってゴミ除去性能が変化する恐れもない。
【００８２】
さらに、本実施形態に係る防塵フィルタ３６では、電極４２は、絶縁層４４と同一の主成分を有するため、電極４２の屈折率および分散（入射する光の波長の変化に伴う屈折率の変化）が、絶縁層４４の屈折率および分散と非常に近い。したがって、防塵フィルタ３６は、電極４２と絶縁層４４の光学的な特性が似ており、電極４２と絶縁層４４の部分での反射率および透過率の差が小さい。これにより、防塵フィルタ３６を含むカメラ１１は、撮像素子ユニット１６によって撮像される像に電極４２の影が写り込むことを防止できる。
【００８３】
第２実施形態
図１２は、本発明に係る第２実施形態に係る光学装置に含まれる防塵フィルタ１０７の平面図である。また、図１３は、第２実施形態に係る防塵フィルタ１０７の製造工程を表す模式断面図であり、図１４は、防塵フィルタ１０７を含む光学装置の製造工程を表すフローチャートである。
【００８４】
第２実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ１０７に含まれる電極１０２の製造方法が、第１実施形態に係る防塵フィルタ３６に含まれる電極４２と異なる。また、第２実施形態に係る防塵フィルタに含まれる絶縁層１０４の形状および製造方法が、第１実施形態に係る防塵フィルタ３６に含まれる絶縁層４４と異なる。さらに、第２実施形態に係る防塵フィルタ３６は、被覆層１０６を有する。しかし、これらの相違点を除き、第２実施形態に係る光学装置は、第２実施形態に係る光学装置と同様であり、第１実施形態に係る光学装置と同様の部分については、説明を省略する。
【００８５】
図１２に示すように、防塵フィルタ１０７は、フィルタ基板４０と、フィルタ基板４０の一方の表面に形成されている電極１０２および絶縁層１０４と、電極１０２および絶縁層１０４の一部を被覆する被覆層１０６とを有する。防塵フィルタ１０７に含まれる電極１０２は、第１実施形態に係る防塵フィルタ３６（図１０）に含まれる電極４２とほぼ同様の機能を有するが、製造方法が異なる。以下に、図１３および図１４を用いて、防塵フィルタ１０７を含む第２実施形態に係る光学装置の製造方法を説明する。
【００８６】
第２実施形態に係る光学装置の製造工程では、第１実施形態と同様に、まず、防塵フィルタ１０７を製造する（図１４におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０６）。図１４に示すステップＳ１０１では、フィルタ基板４０を用意し、ステップＳ１０２では、フィルタ基板４０の一方の表面（Ｚ軸正方向側の表面）全体に、絶縁層基部１０４ａを薄膜形成する。図１３（Ａ）は、ステップＳ１０２において、フィルタ基板４０の表面に絶縁層基部１０４ａを形成した状態を表す断面図である。
【００８７】
ステップＳ１０２における絶縁層基部１０４ａの形成方法は、特に限定されないが、例えばスパッタリングによって絶縁層基部１０４ａを形成することができる。なお、本実施形態に係るフィルタ基板４０は、第１実施形態と同様に、複屈折性を有する複屈折板である。なお、スパッタリング以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）手法を用いてもよい。
【００８８】
スパッタリングによってフィルタ基板４０に絶縁層基部１０４ａを形成する場合、フィルタ基板４０をスパッタリング装置の成膜部に取り付ける。この際、フィルタ基板４０の表面のうち、最終的に絶縁層１０４および電極１０２を配置したい側の表面が成膜面となるように、フィルタ基板４０をスパッタリング装置にセットする。スパッタリング装置における成膜に用いるターゲットとしては、ＺｎＯから成るＺｎＯターゲットを用いる。
【００８９】
ＺｎＯターゲットを用いることによって、フィルタ基板４０の表面に、ＺｎＯ膜から成る絶縁層基部１０４ａが形成される（図１３（Ａ））。ステップＳ１０２において形成されたＺｎＯ膜は、その組成がほぼ化学量論組成であるため、ステップＳ１０４で形成されるＡｌドープＺｎＯ膜より電気抵抗率が高い。
【００９０】
なお、本実施形態に係る防塵フィルタ１０７の製造方法では、フィルタ基板４０の表面全体に、略一様にＺｎＯ膜からなる絶縁層基部１０４ａを形成しているが、ステップＳ１０２におけるＺｎＯ膜の形成方法としてはこれに限定されない。すなわち、絶縁層基部１０４ａは、フィルタ基板４０の表面のうち、少なくともステップＳ１０４において電極１０２を形成する部分を取り囲むように形成されていればよい。この場合、フィルタ基板４０に絶縁層基部１０４ａを形成する際に、フィルタ基板４０の表面に適切な形状のマスクを配置して、絶縁層基部１０４ａが形成される範囲を、フィルタ基板４０の表面の一部に限定してもよい。
【００９１】
ステップＳ１０３では、絶縁層基部１０４ａが表面に形成されたフィルタ基板４０に、電極用マスク１０３を配置する（図１３（Ｂ））。電極用マスク１０３は、絶縁層基部１０４ａの表面に配置される。なお、電極用マスク１０３は、第１実施形態における電極用マスク４３（図８）と同様である。
【００９２】
図１１に示すステップＳ１０４では、イオン注入によって電極１０２を形成する。ステップＳ１０４では、絶縁層基部１０４ａの表面に電極用マスク１０３が設置されたフィルタ基板４０（図１３（Ｂ））を、イオン注入装置のチャンバーにセットする。この際、電極用マスク１０３が取り付けられた側の面が注入面側になるように、フィルタ基板４０を配置する。これにより、絶縁層基部１０４ａの一部であって、電極用マスク１０３の貫通穴１０３ａに対応する部分に、イオン注入が行われる。
【００９３】
イオン注入により目的物（絶縁層基部１０４ａの一部）に注入される元素としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎのうちから選択されたいずれか１つの金属元素を用いることが好ましい。イオン注入により、適切な金属元素をＺｎＯ膜にドープすることによって、ＺｎＯ膜の電気抵抗を低下させることができるからである。なお、本実施形態では、Ａｌをイオン注入する場合を例に、説明を行う。
【００９４】
Ａｌ元素をイオン注入することによって、絶縁層基部１０４ａの一部であって、電極用マスク１０３の貫通穴１０３ａに対応する部分に、ＡｌドープＺｎＯ膜（ＡｌがドープされたＺｎＯ膜）から成る電極１０２を形成することができる（図１３（Ｃ））。また、絶縁層基部１０４ａの一部であって、電極用マスク１０３によってマスクされている部分は、イオン注入によってＡｌがドープされないため、ＺｎＯ膜から成る絶縁層１０４となる。
【００９５】
イオン注入の条件は、絶縁層基部１０４ａの膜厚方向に、略均一にＡｌイオンが注入される条件とすることが好ましい。これによって、絶縁層基部１０４ａの一部であって、電極用マスク１０３の貫通穴１０３ａに対応する部分にのみＡｌイオンが注入されて、この部分の電気抵抗が低下し、電極１０２となる。
【００９６】
また、イオン注入の条件は、電極１０２の電気抵抗が所定値以下になるように調整される。例えば、Ａｌイオンの注入量は、電極１０２の電気抵抗率が１．０×１０−５Ωｍ以下となるように調整されることが好ましい。電極１０２の電気抵抗率を１．０×１０−５Ωｍとすることによって、電極１０２は、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させるための電極の役目を、好適に果たすことができる。
【００９７】
さらに、イオン注入の条件は、電極１０２を構成するＡｌドープＺｎＯ膜におけるＡｌ含有量が、１．２atomic％〜５atomic％となるように調整されることが好ましく、３．０atomic％〜４．０atomic％となるように調整されることがさらに好ましい。電極１０２のＡｌ含有量が下限値を上回ることによって、電極１０２の電気抵抗が低い値となるため、防塵フィルタ１０７の表面の電界を変化させる電極の役目を好適に果たすことができる。また、電極１０２に含まれるＡｌ含有量が上限値を下回ることによって、ＺｎＯ膜によって構成される絶縁層１０４に対する光学特性の差が大きくなりすぎることを防止し、また、電極１０２の透明度が低下しすぎることを防止できる。なお、電極１０２のピッチは、第１実施形態における電極４２のピッチと同様である。
【００９８】
ステップＳ１０４では、イオン注入の後に電極用マスク１０３を除去し、表面に電極１０２および絶縁層１０４が形成されたフィルタ基板４０を得る（図１３（Ｄ））。図１３（Ｄ）に示すように、ＡｌドープＺｎＯ膜から成る電極１０２は、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４の一部をＸ軸方向に挟んで、フィルタ基板４０のＺ軸正方向側表面に設置されている。なお、イオン注入の後に、表面に電極１０２および絶縁層１０４が形成されたフィルタ基板４０に対して、適切なアニールが行われても良い。
【００９９】
電極１０２と絶縁層１０４の主成分は、いずれもＺｎＯであり、同一であるため、第１実施形態における電極４２と絶縁層４４の関係と同様に、電極１０２と絶縁層１０４の屈折率および分散が、非常に近い値となる。すなわち、本実施形態に係る防塵フィルタ１０７は、電極１０２と絶縁層１０４の光学的な特性が類似しているため、電極１０２と絶縁層１０４の部分での反射率および透過率の差を低減することができる。これにより、防塵フィルタ１０７を含むカメラは、撮像素子ユニットによって撮像される像に、電極１０２の影が写り込むことを防止できる。また、電極１０２と絶縁層１０４は、光学的な特性が近いにもかかわらず、電気抵抗率が異なり、電極１０２は導電性を有する導電部として好適に作用し、絶縁層４４は絶縁性を有する絶縁部として好適に作用することができる。
【０１００】
さらに、電極１０２および絶縁層１０４は、フィルタ基板４０に備えられた同一の絶縁層基部１０４ａに形成されるため、電極１０２および絶縁層１０４が配置され、電極１０２および絶縁層１０４によって構成される面が平坦である。したがって、表面層１０６（図１３（Ｅ））が形成された後の防塵フィルタ１０７の表面も平坦であり、光の散乱等の原因となる段差がほとんどなく、電極１０２の影が撮像される像に写り込むことを効果的に防止できる。
【０１０１】
しかも、本実施形態では、絶縁層１０４と同じＺｎＯ膜によって構成される絶縁層基部１０４ａの一部にＡｌをドープすることによってＺｎＯ膜の一部がＡｌドープＺｎＯ膜に変化し、電極１０２を形成する。したがって、電極１０２と絶縁層１０４とは連続性に優れた一つの膜を構成しており、電極１０２と絶縁層１０４の境界に存在する欠陥が少ないため、電極１０２と絶縁層１０４の境界部分での光の屈折および散乱が抑制される。したがって、本実施形態に係る防塵フィルタ１０７は、この点からも電極１０２の影が撮像される像に写り込むことを、効果的に防止できる。
【０１０２】
ステップＳ１０５では、絶縁層１０４および電極１０２が形成されたフィルタ基板４０に、表面層用マスクを配置する。表面層用マスクは、配線部３８に対する接点が表面層１０６によって被覆されないようにするために、電極１０２の一部をマスクするものであり、第１実施形態に係る絶縁層用マスク４５（図９）と同一の形状を有する。表面層用マスクは、電極１０２および絶縁層１０４が形成されている側の面に配置される。
【０１０３】
ステップＳ１０６では、表面層用マスクが配置されたフィルタ基板４０等に対して、表面層１０６を形成する（図１３（Ｄ））。表面層１０６の形成方法は特に限定されないが、表面層１０６は、例えば絶縁層基部１０４ａ（図１３（Ａ））と同様に、ＺｎＯターゲットを用いるスパッタリングによって形成することができる。なお、スパッタリング以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）手法を用いてもよい。図１３（Ｄ）に示すように、表面層１０６は、電極１０２の表面を被覆するため、電極１０２の表面を保護し、例えば導電性の塵埃等が付着して、隣接する電極１０２同士がショートすることを防止する。また、表面層１０６を絶縁層１０４と同様にＺｎＯ膜で構成することによって、電極１０２の影が撮像される像に写り込むことを防止できる。
【０１０４】
表面層１０６を形成したのち、表面層用マスクを除去することによって、図１２に示す防塵フィルタ１０７を得る。その後の製造工程であるステップＳ１０７およびステップＳ１０８（図１４）は、第１実施形態に係るステップＳ００６およびステップＳ００７（図１１）と同様の製造工程であるため、説明を省略する。また、第２実施形態に係る光学装置は、第１実施形態に係る光学装置と同様の効果を有する。
【０１０５】
第３実施形態
図１５は、本発明に係る第３実施形態に係る光学装置に含まれる防塵フィルタ１１７の平面図である。また、図１６は、第３実施形態に係る防塵フィルタ１１７の製造工程を表す模式断面図であり、図１７は、防塵フィルタ１１７を含む光学装置の製造工程を表すフローチャートである。
【０１０６】
第３実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ１１７に含まれる電極１１２の組成および製造方法が、第１実施形態に係る防塵フィルタ３６に含まれる電極４２と異なる。しかし、この相違点を除き、第３実施形態に係る光学装置は、第１実施形態に係る光学装置と同様であり、第１実施形態に係る光学装置と同様の部分については、説明を省略する。
【０１０７】
図１５に示すように、防塵フィルタ１１７は、フィルタ基板４０と、フィルタ基板４０の一方の表面に形成されている電極１１２および絶縁層４４を有する。以下に、図１６および図１７を用いて、防塵フィルタ１１７を含む第２実施形態に係る光学装置の製造方法を説明する。
【０１０８】
図１７に示すステップＳ２０１では、フィルタ基板４０を用意し、ステップＳ２０２では、電極用マスク４３をフィルタ基板４０の表面に配置する（図１６（Ａ））。ステップＳ２０１およびステップＳ２０２については、第１実施形態におけるステップＳ００１およびステップＳ００２（図１１）と同様である。
【０１０９】
図１１に示すステップＳ２０３では、電極用マスク４３が配置されたフィルタ基板４０に対して、電極１１２を薄膜形成する。電極１１２の形成方法は、特に限定されないが、例えばスパッタリングによって電極１１２を形成することができる。なお、スパッタリング以外のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）手法を用いてもよい。
【０１１０】
スパッタリングによってフィルタ基板４０に電極１１２を形成する場合、第１実施形態と同様に、電極用マスク４３が配置されたフィルタ基板４０を、スパッタリング装置の成膜部に取り付ける。
【０１１１】
第３実施形態では、電極１１２を薄膜形成する際に用いるターゲットとして、Ｚｎから成るＺｎターゲットを用いる。しかし、ステップＳ２０３において電極１１２を形成する場合には、スパッタリングにおける酸素流量を調整等することによって、フィルタ基板４０の表面に、化学量論組成から意図的に酸素を欠損させたＺｎＯ膜（以下、意図的に酸素を欠損させたＺｎＯ膜を、酸素欠損ＺｎＯ膜とする）を成膜し、酸素欠損ＺｎＯ膜からなる電極１１２を形成する（図１６（Ｂ））。酸素欠損ＺｎＯ膜は、酸素欠損によりキャリアがドープされた状態となるため、ＺｎＯ膜より電気抵抗が低くなる。
【０１１２】
電極１１２を構成する酸素欠損ＺｎＯ膜の成膜時において、スパッタリング装置の酸素流量は、フィルタ基板４０の表面に成膜される電極１１２の電気抵抗率が所定値以下になるように調整される。例えば、スパッタリングにおける酸素流量は、電極１１２の電気抵抗率が１．０×１０−５Ωｍ以下となるように調整されることが好ましい。電極１１２の電気抵抗率を１．０×１０−５Ωｍとすることによって、電極１１２は、防塵フィルタ１１７の表面の電界を変化させるための電極の役目を、好適に果たすことができる。
【０１１３】
このように、ステップＳ２０３では、フィルタ基板４０に、酸素欠損ＺｎＯ膜から成る電極１１２を形成する（図１６（Ｂ））。また、酸素欠損ＺｎＯ膜を成膜し、電極１１２を形成した後に、電極用マスク４３を除去することによって、表面に電極１１２が形成されたフィルタ基板４０を得る（図１６（Ｃ））。なお、ステップＳ２０３において形成される電極１１２のピッチは、第１実施形態における電極４２のピッチと同様である。
【０１１４】
図１７に示すステップＳ２０４では、表面に電極１１２が形成されたフィルタ基板４０に絶縁層用マスクを配置する。さらに、ステップＳ２０５では、電極１１２が形成されており、絶縁層用マスクが取り付けられたフィルタ基板４０に対して、ＺｎＯ膜からなる絶縁層４４を形成する（図１６（Ｄ））。絶縁層４４の形成にはＺｎから成るＺｎターゲットを用いる。ステップＳ２０５において絶縁層４４を形成する場合においては、スパッタリングにおける酸素流量を調整することによって、ＺｎＯ膜が化学量論組成となるようにＺｎＯ膜を成膜し、ＺｎＯ膜からなる絶縁層４４を形成する。化学量論組成のＺｎＯはキャリアがドープされない状態となるため、電気抵抗が高い絶縁体となる。なお、ステップＳ２０５での絶縁層４４の形成においては、第１実施形態と同様にＺｎＯターゲットを用いてもよい。この場合におけるステップＳ２０５は、第１実施形態に係るステップＳ００４と同様であるため、説明を省略する。
【０１１５】
第３実施形態に係る防塵フィルタ１１７（図１５）における電極１１２と絶縁層４４の主成分は、いずれもＺｎＯであり、同一であるため、電極１１２と絶縁層４４の屈折率および分散が、非常に近い値となる。すなわち、本実施形態に係る防塵フィルタ１１７は、電極１１２と絶縁層４４の光学的な特性が類似しているため、電極１１２と絶縁層４４の部分での反射率および透過率の差が小さい。これにより、防塵フィルタ１０７を含むカメラは、撮像素子ユニットによって撮像される像に、電極１１２の影が写り込むことを防止できる。また、電極１１２と絶縁層４４は、光学的な特性が近いにもかかわらず、電気抵抗率が異なり、電極１１２は導電性を有する導電部として好適に作用し、絶縁層４４は絶縁性を有する絶縁部として好適に作用することができる。
【０１１６】
ステップＳ２０５の後の製造工程であるステップＳ２０６およびステップＳ２０７（図１７）は、第１実施形態に係るステップＳ００６およびステップＳ００７（図１１）と同様の製造工程であるため、説明を省略する。また、第３実施形態に係る光学装置は、第１実施形態に係る光学装置と同様の効果を有する。
【０１１７】
その他の実施形態
上述の第１〜第３実施形態において、防塵フィルタに含まれる電極、絶縁層および表面層は、スパッタリングによって作製されているが、電極、絶縁層および表面層の形成方法はこれに限定されない。例えば、電極、絶縁層および表面層を、エッチングや、スピンコート法を用いて形成してもよい。また、防塵フィルタは、フィルタ表面に取り付けられた振動素子をさらに有していても良く、電界の変化だけでなく、防塵フィルタの物理的な振動も利用することによって、防塵フィルタ表面に付着した塵埃を除去してもよい。さらに、防塵フィルタの表面は撥水性を有していてもよく、防塵フィルタは、撥水性によって塵埃の付着を防止してもよい。
【０１１８】
実施例
以下に、第１〜第３実施形態における防塵フィルタ３６，１０７，１１７に含まれる電極４２，１０２，１１２および絶縁層４４，１０４の光学特性を、実施例を挙げて説明する。ただし、実施例に示す光学特性は一例にすぎず、電極４２，１０２，１１２および絶縁層４４，１０４の光学特性は、実施例に示すものに限定されない。
【０１１９】
図１８は、第１〜第３実施形態において絶縁層４４，１０４を構成するＺｎＯ膜と、電極４２，１０２を構成するＡｌドープＺｎＯ膜と、電極１１２を構成する酸素欠損ＺｎＯ膜について、可視領域の光に対する光学特性を比較したグラフである。図１８の縦軸は屈折率を表しており、横軸は入射光の波長を表しており、図１８は、ＺｎＯ膜、ＡｌドープＺｎＯ膜および酸素欠損ＺｎＯ膜の分散（入射光の波長の変化に伴う屈折率の変化）を表している。なお、屈折率は、分光光度計による反射率および透過率を測定し、計算により求めた。
【０１２０】
図１８において、ＺｎＯ膜の分散（太実線）と酸素欠損ＺｎＯ膜の分散（破線）を比較すると、両者の屈折率の値は、可視領域全体にわたって、極めて近いことがわかる。したがって、第３実施形態に示す防塵フィルタ１１７（図１５）では、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４の屈折率と、酸素欠損ＺｎＯ膜から成る電極１１２の屈折率とが、可視領域全体にわたって極めて近似する値を有することがわかる。
【０１２１】
このことから、第３実施形態に係る防塵フィルタ１１７は、電極１１２と絶縁層４４の光学的な特性が似ているため、撮像素子ユニット１６（図１等参照）によって撮像される像に、電極４２の影が写り込むことを防止できることがわかる。なぜなら、図１８に示すグラフから、電極４２と絶縁層４４の部分で発生する可視光領域での屈折率差が小さく、その結果として反射率と透過率の差が小さくなることが、読み取れるからである。
【０１２２】
図１８において、ＺｎＯ膜の分散（太実線）とＡｌドープＺｎＯ膜の分散（一点鎖線）を比較すると、両者の屈折率の値は、可視領域全体にわたって、非常に近いことがわかる。したがって、第１および第２実施形態に示す防塵フィルタ３６，１０７（図１０，図１２）では、ＺｎＯ膜から成る絶縁層４４，１０４の屈折率と、ＡｌドープＺｎＯ膜から成る電極４２，１０２の屈折率とが、可視領域全体にわたって極めて近似する値を有することがわかる。
【０１２３】
このことから、第１および第２実施形態に係る防塵フィルタ３６，１０７は、電極４２，１０２と絶縁層４４，１０４の光学的な特性が似ているため、撮像素子ユニット１６（図１等参照）によって撮像される像に、電極４２，１０２の影が写り込むことを防止できることがわかる。なぜなら、図１８に示すグラフから、電極４２，１０２と絶縁層４４，１０４の部分で発生する可視光領域での屈折率差が小さく、その結果として反射率と透過率の差が小さくなることが、読み取れるからである。なお、ＡｌドープＺｎＯ膜は、ＺｎＯ膜に対する光学特性の類似性の観点からは、酸素欠損ＺｎＯ膜に劣るものの、物質の安定性の観点では酸素欠損ＺｎＯ膜より優れている。
【０１２４】
図１９は、実施例に対する比較のために、透明な導電材料であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）と、ＩＴＯに対して比較的光学特性が似ていると考えられる透明な絶縁材料（Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３）について、可視領域の光に対する光学特性を比較したグラフである。図１９の縦軸は屈折率を表しており、横軸は入射光の波長を表している。なお、屈折率は、分光光度計による反射率および透過率を測定し、計算により求めた。
【０１２５】
図１８に示す実施例と比較した場合、図１９に示す透明な絶縁材料（Ｔａ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，ＨｆＯ２，Ａｌ２Ｏ３）と、導電材料であるＩＴＯは、光学特性が大きく異なることがわかる。例えば、図１９において、ＨｆＯ２（一点鎖線）は、ＩＴＯに対して、短波長側の一部では屈折率が近いものの、可視領域全体で見れば屈折率が大きく異なる。また、Ａｌ２Ｏ３（２点鎖線）は、ＩＴＯに対して、長波長側の一部では屈折率が近いものの、可視領域全体で見れば屈折率が大きく異なる。
【０１２６】
図１９からは、例えば電極を、ＡｌドープＺｎＯ膜の代わりにＩＴＯで構成し、絶縁層を、ＺｎＯ膜の代わりにＴａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２またはＡｌ２Ｏ３のいずれか一つで構成したとしても、撮像素子ユニットによって撮像される像に、電極の影が写り込むことを、実施例ほどは効果的に防止できないことがわかる。なぜなら、図１９に示すグラフから、電極と絶縁層の部分で発生する可視光領域での屈折率差が大きく、その結果、反射率および透過率の差が大きくなるからである。
【０１２７】
図１８および図１９から、ＺｎＯ膜によって構成される絶縁層４４，１０４と、絶縁層４４，１０４と主成分が同一である電極４２，１０２，１１２とを含む防塵フィルタ３６，１０７，１１７は、撮像素子ユニット１６（図１等参照）によって撮像される像に、電極４２の影が写り込むことを防止できることがわかる。また、防塵フィルタ３６，１０７，１１７は、ＩＴＯで電極を構成し、ＩＴＯ膜とは主成分が異なる絶縁物質で絶縁層を構成する場合にくらべて、電極４２，１０２，１１２の影が写り込む問題を大きく改善できることがわかる。
【符号の説明】
【０１２８】
１６…  撮像素子ユニット
２０…  振動素子
２８…  電圧信号出力回路
３６，１０７，１１７…  防塵フィルタ
３７…  塵埃
３８…  配線部
４０…  フィルタ基板
４２，１０２，１１２…  電極
４２ａ…  第１グループの電極
４２ｂ…  第２グループの電極
４２ｃ…  第３グループの電極
４２ｄ…  第４グループの電極
４４，１０４…  絶縁層
５０…  ボディＣＰＵ
１０４ａ…  絶縁層基部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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