【事件の表示】
　特許第３２９０６２９号「光学多層膜フィルタ」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２９０６２９号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
［１］手続の経緯
　特許第３２９０６２９号の請求項１及び２に係る発明は、平成１０年６月２２日に出願され、平成１４年３月２２日にその設定登録がなされ、その後、島田洋より特許異議申立がなされ、取消理由通知がなされ、応答期間内である平成１５年５月２日に特許異議意見書とともに訂正請求書が提出されたものである。
　
［２］訂正の適否についての判断
　
［２−１］訂正の要旨
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
　
訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１中の「該交互積層部に近い側が屈折率が高く該交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少する屈折率傾斜積層部を、」を特許請求の範囲の減縮を目的として、「該交互積層部に近い側が屈折率が高く該交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少し前記交互積層部に対して対称的な屈折率傾斜積層部を、」と訂正する。
　
訂正事項ｂ
　訂正事項ａに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合をとるため、特許明細書の段落番号００１３「【課題を解決するための手段】・・・この交互積層部に近い側が屈折率が高く交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少する屈折率傾斜積層部を、・・・特徴とするものである。かかる構成により、本発明によれば、干渉が少なくて光学特性が良く、しかも生産性に優れた光学多層膜フィルタが提供可能となる。」を明りょうでない記載の釈明を目的として、「【課題を解決するための手段】・・・この交互積層部に近い側が屈折率が高く交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少し前記交互積層部に対して対称的な屈折率傾斜積層部を、・・・特徴とするものである。かかる構成により、本発明によれば、干渉が少なくて光学特性が良く、しかも生産性に優れた光学多層膜フィルタが提供可能となる。」と訂正する。
　
［２−２］訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否　
　訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正であって、願書に添付した明細書の段落番号００２２並びに願書に添付した図１及び図２に記載された技術事項に基づくものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　また、訂正事項ｂは、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合をとるためのものであり、明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。そして、訂正事項ｂは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
［２−３］むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
［３］特許異議の申立てについての判断
　
［３−１］申立ての理由の概要
　特許異議申立人、島田洋は、下記の甲第１号証乃至甲第４号証を提出し、訂正前の請求項１に係る発明は、その出願の日前に公開された甲第１号証乃至甲第３号証に記載された発明に基づいて、また、訂正前の請求項２に係る発明は、その出願の日前に公開された甲第１号証乃至甲第４号証に記載された発明に基づいて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである旨主張する。
　甲第１号証：ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．２３
　　　　　　　（１９８９）、ｐ．５０９１−５０９４（刊行物１）
　甲第２号証：ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．１４
　　　　　　　（１９８９）、ｐ．２８６４−２８７５（刊行物２）
　甲第３号証：ＨＡＮＤＢＯＯＫ　ＯＦ　ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．１（１９
　　　　　　　９５）、ｐ４２．４９−４２．５２（刊行物３）
　甲第４号証：特開昭６３−１８５８４２号公報（刊行物４）
　
　なお、特許異議申立書の「（５）結論」には、「請求項２に係る本件特許発明は、甲第４号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明できるものである」と記載されているが、訂正前の請求項２に係る発明は、訂正前の請求項１に係る発明を引用して記載されているので、当該記載は誤記であり、「請求項２に係る本件特許発明は、甲第１号証乃至甲第４号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明できるものである」と認定した。
　
［３−２］本件発明１及び２
　上記［２］で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１及び２に係る発明は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１及び２に記載された以下のとおりのものである。
　
「【請求項１】
　単一方向に誘電体薄膜を多層に積層した光学多層膜フィルタであって、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部を中央に配し、該交互積層部に近い側が屈折率が高く該交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少し前記交互積層部に対して対称的な屈折率傾斜積層部を、前記交互積層部の両側に各々配し、前記交互積層部と前記屈折率傾斜積層部との間には、それぞれ屈折率差調整部が配され、
　前記屈折率差調整部は、前記屈折率傾斜積層部における前記交互積層部に最も近い層の屈折率と前記交互積層部を構成する低屈折率層の屈折率との間の屈折率であり前記交互積層部に近づくにつれ段階状に減少してゆく層と、
　前記屈折率傾斜積層部における前記交互積層部に最も近い層の屈折率と前記交互積層部を構成する高屈折率層の屈折率との間の屈折率であり前記交互積層部に近づくにつれ段階状に増大してゆく層とを交互に積層してなることを特徴とする光学多層膜フィルタ。
　
【請求項２】
　前記屈折率差調整部は、ＳｉＯ２とＴｉＯ２との組成比を異ならせることにより所望の屈折率に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の光学多層膜フィルタ。」
　
　以下、請求項順に「本件発明１」及び「本件発明２」という。
　
［３−３］刊行物に開示された発明等
　
　当審が通知した取消の理由において引用した刊行物１（ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．２３（１９８９）、ｐ．５０９１−５０９４）には、次の事項が記載されている。
　
（ア）ｐ．５０９１左欄第２行〜第７行
「理想的なマイナスフィルタは、ある波長帯域では１００％反射し、その両端では１００％透過する。高屈折率層と低屈折率層のλ／４層を交互に重ねた膜は、その屈折率差により制御されるバンド幅を有するストップバンドを典型的に提供することができる。」
　
（イ）ｐ．５０９１左欄第１６行〜第１８行
「一連の正弦波形の屈折率振幅からなるルゲートフィルタもまた、λ／４層のようなストップバンドを形成する。」
　
（ウ）ｐ．５０９１左欄第２８行〜右欄第３行
「この論文の目的は、アポダイゼーション、すなわち正弦波形の屈折率の振幅変調が、屈折率傾斜調整領域を組み合わせることで、ルゲートを用いたマイナスフィルタの構造を改良することを示すことである。」
　
（エ）Ｆｉｇ．５
　Ｆｉｇ．５（ａ）には、高屈折率と低屈折率の間で連続的に変化する部分（以下、「中央部」という。）を中央に配し、前記中央部に近い側で屈折率が高く、前記中央部から離れるに従って屈折率が連続状に単純減少する部分（以下、「単純減少端部」という。）を前記中央部の両側に各々配し、前記中央部と前記単純減少端部の間には、それぞれ屈折率が変化する部分（以下、「中間部」という。）が配され、前記中間部は屈折率が連続的に変化し、低屈折率側は前記単純減少端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の低屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に減少し、高屈折率側は前記単純減少端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の高屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に増大する、ルゲートフィルタが記載されている。また、単純減少端部の形状は、中央部に対して対称的ではない。
　
（オ）Ｆｉｇ．６
　Ｆｉｇ．６（ａ）には、高屈折率と低屈折率の間で連続的に変化する部分（以下、「中央部」という。）を中央に配し、前記中央部に近い側で屈折率が高く、前記中央部から離れるに従って屈折率が連続状の周期的な上下を伴いながら減少する部分（以下、「周期減少端部」という。）を前記中央部の両側に各々配し、前記中央部と前記周期減少端部の間には、それぞれ屈折率が変化する部分（以下、「中間部」という。）が配され、前記中間部は屈折率が連続的に変化し、低屈折率側は前記周期減少端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の低屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に減少し、高屈折率側は前記周期減少端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の高屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に増大する、ルゲートフィルタが記載されている。また、周期減少端部の形状は、中央部に対して対称的ではない。
　
　これらの記載事項及び図面の記載からみて、刊行物１には、以下の発明が記載されているものと認める（以下、「引用発明」という。）。
　
「ルゲートフィルタであって、高屈折率と低屈折率の間で連続的に変化する部分（以下、「中央部」という。）を中央に配し、前記中央部に近い側が屈折率が高く、前記中央部から離れるに従って屈折率が連続状に減少し前記中央部に対して非対称的な部分（以下、「端部」という。）を前記中央部の両側に各々配し、前記中央部と前記端部の間には、それぞれ屈折率が変化する部分（以下、「中間部」という。）が配され、前記中間部の低屈折率側は、前記端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の低屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に減少し、前記中間部の高屈折率側は前記端部の最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の高屈折率との間で、前記中央部に近づくにつれて連続的に増大することを特徴とするルゲートフィルタ。」
　
　当審が通知した取消の理由において引用した刊行物２（ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．１４（１９８９）、ｐ．２８６４−２８７５）には、次の事項が記載されている。
　
（カ）ｐ．２８６７右欄第４行〜第１０行
「Ｆｉｇ．２（及び以降の図においても同様）において、同一行の２つの図は、同じ実験結果の組合せを表す。目標値（太線）と計算した透過率カーブ（１、２、３、・・・）を左の図に示す。光学膜厚に対してプロットされ、中心から外側に向かって測定された屈折率プロファイルを右の図に示す。」
　
（キ）ｐ．２８６８左欄第１４行〜第１７行
「Ｆｉｇ．２の透過率の目標値はガウス形状をもつ。その唯一の例外はＦｉｇ．２（ｄ）のマイナスフィルタで、比較のために用いた。」
　
（ク）Ｆｉｇ．２（ｄ）
　Ｆｉｇ．２（ｄ）には、均質膜を多層に積層したマイナスフィルタであって、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した部分を中央に配し、その両側には、中央に近づくにつれて屈折率が減少する層と、中央に近づくにつれて屈折率が増大する層とを交互に積層してなる部分を配したマイナスフィルタが記載されている。
　
（ケ）ｐ．２８６６右欄最終行〜ｐ．２８６７左欄第８行
「不均質層を均質膜の積層で近似することはｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎと呼ばれる。この操作は、透過率曲線の評価のために、コンピュータプログラムに必要とされる。多くの場合、各周期（すなわち、半周期的な屈折率プロファイルのサイクル）は、平均の屈折率をもつ２種類の均質層のみで近似できる。」
　
　当審が通知した取消の理由において引用した刊行物３（ＨＡＮＤＢＯＯＫ　ＯＦ　ＯＰＴＩＣＳ、Ｖｏｌ．１（１９９５）、ｐ４２．４９−４２．５２）には、次の事項が記載されている。
　
（コ）ｐ．４２．５１第４行〜第７行
「ルゲートフィルタは、周期的な多層膜で特徴付けられる高次のピークを持たず、これがルゲートフィルタを魅力あるものとする１つの理由である。しかしながら作成するのが難しい。必要なら数種類の材料を用いた均質多層膜で近似できる。」
　
（サ）ＦＩＧＵＲＥ５０
　ＦＩＧＵＲＥ５０には、ＦＩＧＵＲＥ５０（ｂ）の右側に示すような正弦波形状のルゲートフィルタを、ＦＩＧＵＲＥ５０（ａ）の右側に示すように各振幅を矩形波状に置き換えると、その左側に示すように、光の波長に対する透過率分布が大きく変化することが記載されている。また、ＦＩＧＵＲＥ５０（ｃ）の右側に示すような正弦波形状のルゲートフィルタを多層膜にて近似すると、その左側に示すように、光の波長に対する透過率分布がほぼ同じになることが記載されている。
　
　当審が通知した取消の理由において引用した刊行物４（特開昭６３−１８５８４２号公報）には、次の事項が記載されている。
　
（シ）第１ページ左下欄第１１行〜第１２行
「本発明は反射鏡等の基板面を被覆する二酸化珪素薄膜の改良に関する。」
　
（ス）第２ページ右上欄第４行〜第６行
「まず、本発明者はＳｉＯ２とＴｉＯ２との混合重量比と、これに対応する薄膜の屈折率との関係について実験し、第６図に示す結果を得た。」
　
（セ）第６図
　第６図には、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の混合重量比を増加させると屈折率も増加することが記載されている。
　
（ソ）第２ページ左下欄第１６行〜末行
「次にＴｉＯ２含有のＳｉＯ２薄膜を低屈折率物質として多層膜に応用した実施例について述べる。表（Ａ）はＴｉＯ２７重量％を含有させたＳｉＯ２膜を低屈折率物質とし、高屈折率物質としてはＴｉＯ２（屈折率２．３１）を使用しこれらを交互に積層して成膜した。」
　
［３−４］本件発明１と刊行物１乃至刊行物３との対比、判断について
　本件発明１と引用発明とを比較すると、引用発明における「ルゲートフィルタ」と本件発明１における「光学多層膜フィルタ」はともに「光学フィルタ」である点で一致する。
　また、引用発明における「中央部」と本件発明１における「交互積層部」はともに「高屈折率と低屈折率とを交互に有する中央部」である点で、引用発明における「端部」と本件発明１における「屈折率傾斜積層部」はともに「中央部に近い側が屈折率が高く前記中央部から離れるに従って屈折率が減少する端部であって、前記中央部の両側に各々配された」点で、それぞれ一致する。
　さらに、引用発明における「中間部」と本件発明１における「屈折率差調整部」はともに「低屈折率側は、端部における最も中央部側の屈折率と前記中央部の低屈折率との間の屈折率であり前記中央部に近づくにつれて減少し、高屈折率側は、前記端部における最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の高屈折率との間の屈折率であり前記中央部に近づくにつれ増大する中間部」である点で一致する。
　従って、両者は、
　
「光学フィルタであって、高屈折率と低屈折率とを交互に有する中央部を中央に配し、該中央部に近い側が屈折率が高く前記中央部から離れるに従って屈折率が減少する端部を、前記中央部の両側に各々配し、前記中央部と前記端部との間には、それぞれ中間部が配され、
　前記中間部の低屈折率側は、前記端部における最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の低屈折率との間の屈折率であり前記中央部に近づくにつれて減少し、
　前記中間部の高屈折率側は、前記端部における最も前記中央部側の屈折率と前記中央部の高屈折率との間の屈折率であり前記中央部に近づくにつれ増大することを特徴とする光学フィルタ。」
　
である点で一致し、以下の点で相違する。
　
○相違点１
　中央部、端部及び中間部を形成するにあたり、本件発明１では、一定の屈折率を有する誘電体薄膜層を多層に積層しているのに対して、引用発明では、屈折率が連続状に変化するよう構成している点。
　
○相違点２
　端部の屈折率に関し、本件発明１においては、屈折率が段階状に順次傾斜減少し中央部に対して対称的であるのに対し、引用発明においては、屈折率が連続状に減少し中央部に対して非対称的である点。
　
　そこで、上記相違点について検討する。
　
　まず、相違点１について検討するに、不均質層を均質膜の積層で近似できることは刊行物２（特に、記載事項（ケ）参照。）及び刊行物３（特に、記載事項（コ）及び（サ）参照。）に記載されており、刊行物２（特に、記載事項（ク）参照。）には、均質膜を多層に積層した光学多層膜フィルタにおいて、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した部分を中央に配し、その両側には、中央に近づくにつれて屈折率が減少する層と、中央に近づくにつれて屈折率が増大する層とを交互に積層してなる部分を配した光学多層膜フィルタも開示されている。
　そして、引用発明における中央部、端部及び中間部の屈折率も連続状に変化する不均質層であることからみて、引用発明における中央部、端部及び中間部を均質膜の積層とし本件発明１のように構成することは、当業者であれば容易に想到できることである。また、積層する均質膜を誘電体薄膜とすることは刊行物４（記載事項（ソ）参照。）に記載されるよう従来周知である。
　なお、特許異議意見書第８ページ第１７行〜第１９行において、「また刊行物１に刊行物２の内容を適用した場合、上述した相違点１、２及び４はほぼ解消するとしても、相違点３についてはそのまま有していることになります。」との記載があることからみて、特許権者においても、相違点１が格別のものではないことを認めていると解される。
　
　次に、相違点２について検討するに、端部の屈折率を段階状に順次傾斜減少し中央部に対して対称的となるよう構成することは、刊行物１乃至刊行物３のいずれにも記載されていない。そして、本件発明１は、相違点２に記載した構成を有することによって、「誘電体薄膜層の屈折率が積層方向に対して順次傾斜変化する屈折率傾斜積層部と、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部とを備えるように積層したので、干渉が少なく光学特性の良い光学多層膜フィルタを提供することが可能になる。また、生産性の高い光学多層膜フィルタを提供することが可能となる。」（段落番号００２４）という顕著な効果を奏するものである。
　
　よって、本件発明１は、刊行物１乃至刊行物３に記載された発明に基づいて当業者が容易に想到できたものということはできない。
　
［３−５］本件発明２と刊行物１乃至刊行物４との対比、判断について
　本件発明２は、本件発明１を引用するものであるから、本件発明１と同様、刊行物１乃至刊行物４に記載された発明に基づいて当業者が容易に想到できたものではない。
　
［３−６］むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年１０月１５日（２００３．１０．１５）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
光学多層膜フィルタ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　単一方向に誘電体薄膜を多層に積層した光学多層膜フィルタであって、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部を中央に配し、該交互積層部に近い側が屈折率が高く該交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少
し前記交互積層部に対して対照的な
　前記屈折率差調整部は、前記屈折率傾斜積層部における前記交互積層部に最も近い層の屈折率と前記交互積層部を構成する低屈折率層の屈折率との間の屈折率であり前記交互積層部に近づくにつれ段階状に減少してゆく層と、
　前記屈折率傾斜積層部における前記交互積層部に最も近い層の屈折率と前記交互積層部を構成する高屈折率層の屈折率との間の屈折率であり前記交互積層部に近づくにつれ段階状に増大してゆく層とを交互に積層してなることを特徴とする光学多層膜フィルタ。
　【請求項２】　前記屈折率差調整部は、ＳｉＯ２とＴｉＯ２との組成比を異ならせることにより所望の屈折率に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の光学多層膜フィルタ。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、例えば波長分割多重光通信などにおいて、所望の波長の光を分波する光分波フィルタに係り、特に屈折率の異なる誘電体薄膜を多層に積層した光学多層膜フィルタに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　波長分割多重通信（ＷＤＸ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は光通信容量の飛躍的な増大に対応する新たな技術として、近年、その開発が進んでいるが、波長多重数の更なる増大が望まれている。このような光通信においては、所望の波長の光を選択的に用いるために、異なる２から３種の誘電体薄膜を交互に積層した誘電体多層膜からなる光分波フィルタが用いられている。このような光学多層膜フィルタについて以下に説明する。図６は従来の光学多層膜の構造を示す説明図である。膜に吸収がない場合、屈折率（ｎ０）の基板上のｐ＋１層の多層膜から入射した光の反射率（Ｒ）と振幅反射率ｒｐ＋１，０は、以下の関係を有する。
　【０００３】
　【数１】
　　ＲＰ＋１，０＝｜ｒＰ＋１，０｜２
ｒｐ＋１，０が振幅反射率で、
　【０００４】
　【数２】
を満たす。式中のｄｐとｒｐ＋１，ｐはそれぞれ位相，ｐ＋１層とｐ層間の振幅反射率であり、以下の関係がある。
　【０００５】
　【数３】
ｌは　入射光の波長で、ｎｐ、ｄｐはそれぞれｐ層薄膜の屈折率および膜厚である。ｆｐは光のｐ層内における屈折角である。フレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）の法則により
　【０００６】
　【数４】
ただし、ｓ偏光の場合、ｐ偏光の場合にはそれぞれ
　【０００７】
　【数５】
　　ｕｉ＝ｎｉｃｏｓφｉ　　　　　（ｉ＝０，１，２，…）
　【数６】
である。任意の光学特性に対する光学多層膜の積層構造の最適化には、従来から図式解法や解析合成法が用いられて来た。しかし、最近はパーソナルコンピュータを用いた自動計算が一般化している。
　【０００８】
　次に、図７（ａ）、（ｂ）、図３をもとに、このような従来の光学多層膜フィルタについて更に説明する。図７（ａ）は高低屈折率の誘電体薄膜を交互に積層した光学多層膜フィルタにおける積層数と屈折率の関係を示す図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す光学多層膜フィルタにおける透過特性の計算結果を示す図であり、図３は膜の材質および屈折率を示す図である。このような従来の光学多層膜フィルタとして図７（ａ）に示すものにおいては、高屈折率の誘電体薄膜Ｈと、低屈折率の誘電体薄膜Ｌを交互に積層して形成している。ここで、Ｈ、Ｌはそれぞれ図３に示した光学特性を有するＴｉＯ２、ＳｉＯ２膜である。透過スペクトルの計算において、光の入射角を０（垂直入射）とし、中心波長を７３０ｎｍとした。このような従来の光学多層膜フィルタにおいては、中心波長（７３０ｎｍ）の反射バンドでほぼ１００％の反射率を有するが、透過帯域で多くの干渉ピークが存在するという問題があり、高精度な光学フィルタを得ることは困難であった。
　【０００９】
　一方、前述した従来の光学多層膜フィルタにおける光学特性を改善するものとして、誘電体薄膜の膜厚方向に対する屈折率を正弦などの関数に従って連続かつ周期的に変化させた構造としたルゲート型フィルタが知られている。この第２の従来例としてのルゲート型フィルタについて、図８（ａ）、（ｂ）をもとに説明する。図８（ａ）はルゲート型フィルタの積層数と屈折率の関係を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すルゲート型フィルタにおける透過スペクトルの計算結果を示す図である。前述した高低屈折率薄膜を交互積層した光学多層膜フィルタの構成と比較するために、図８（ａ）には、正弦関数の一周期に対応する膜厚を交互多層膜の２層と見なして、屈折率と膜の積層数の関係を示した。ルゲート型フィルタの屈折率（ｎ）の膜厚（ｘ）依存性は以下の式で表わせる。
　【００１０】
　【数７】
　　ｎ（Ｘ）＝ｎ０＋ｎ１ｓｉｎ（２πＸ／Ｐ）
　【００１１】
　ここで、ｎ０、ｎ１はそれぞれ平均屈折率と屈折率変化の振幅であり、ｐは一つの正弦周期の膜厚である。図８（ａ）に示したように、ルゲート型フィルタは膜厚方向に対して屈折率が正弦関数に従って連続かつ周期的に変化する構造を有している。そして、図８（ｂ）から明らかなように、ルゲート型フィルタは高低屈折率層を交互積層した光学多層膜フィルタより、透過領域での干渉を抑制し、低波長範囲の調和反射ピークも減少するが、反射バンド近傍の反射ピークは削除できない。そこで、ルゲート型フィルタにおいては、反射バンド近傍における干渉ピークを解決するため、フィルタ設計にあたってその光学特性を調整する他の関数が必要となる。たとえば、ルゲート型フィルタの構造に５次方関数及びＦｏｕｒｉｅｒ関数などを加えることによって、広帯域反射型フィルタの光学特性を改善することが可能となる。しかしながら、フィルタ構成が極めて複雑になるため、作製はより困難なものとなる。
　【００１２】
　【発明が解決しようとする課題】
　このように、高屈折率の膜と低屈折率の膜を交互積層した従来の光学多層膜フィルタにおいては、狭いバンド幅や、温度変化に対する安定性などの要求性能を満たすことが困難であるという問題があった。また、ルゲート型フィルタにおいては、フィルタ構成が複雑であり、また、設計値に従って屈折率を連続的にかつ高精度に成膜するための制御が困難であり、生産性が低く、安定した品質で安価に提供することが困難であるという問題があった。本発明の課題は上記の従来例の問題を解決し、干渉が少なく光学特性の良い光学多層膜フィルタを提供することにある。また、生産性の高い光学多層膜フィルタを提供することにある。
　【００１３】
　【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明の光学多層膜フィルタは、単一方向に誘電体薄膜を多層に積層した光学多層膜フィルタであって、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部を中央に配し、この交互積層部に近い側が屈折率が高く交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少
し前記交互積層部に対して対称的な
　【００１４】
　また、上記構成に加えて、屈折率差調整部がＳｉＯ２とＴｉＯ２との組成比を異ならせることにより所望の屈折率に形成されてなるものであると良い。これにより、屈折率差調整部を容易に所望の屈折率に調整可能となる。
　【００１５】
　【００１６】
　【００１７】
　【００１８】
　【００１９】
　【００２０】
　【発明の実施の形態】
　制御光波長に対して十分に薄い膜を積層した場合、制御光はこれを積層膜とは認識せず積層構造に応じる等価的な単一屈折率膜として感応する。この性質を利用して２種類の異なる屈折率膜の積層構造を変化させることで、膜厚方向に対して連続的に変化した特性を有する光分波フィルタを得ることが可能である。
　また、単一膜において２種類の異なる素材の組成比率を制御することで、任意の屈折率を有する膜を得るにはヘリコンスパッタ法等、膜の制御性の高い成膜法を用いることにより、所望の屈折率を有する単一光学膜の安定成膜が可能になる。
　本発明に係わる光学多層膜フィルタは、上述の点に着目し、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部を中央に配し、交互積層部に近い側が屈折率が高く交互積層部から離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少する屈折率傾斜積層部を、交互積層部の両側に各々配しており、しかも交互積層部と屈折率傾斜積層部との間にはそれぞれ屈折率差調整部が配される。そして、各屈折率差調整部は、屈折率傾斜積層部における交互積層部に最も近い層の屈折率と交互積層部を構成する低屈折率層の屈折率との間の屈折率であり交互積層部に近づくにつれ段階状に減少してゆく層と、屈折率傾斜積層部における交互積層部に最も近い層の屈折率と交互積層部を構成する高屈折率層の屈折率との間の屈折率であり交互積層部に近づくにつれ段階状に増大してゆく層とを交互に積層してなる構成としている。
　このように構成した光学多層膜フィルタによれば、成膜における再現性と制御性を確保しつつ、光学特性設計のより高い自由度を確保することが出来る。そして、干渉が少なく光学特性のよい、また、生産性の高い光学多層膜フィルタを提供することが可能となる。
　【００２１】
　【実施例】
　本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例に係わる光学多層膜フィルタの屈折率と膜厚の関係を示す図であり、図１（ｂ）はその断面構造の概念を示す説明図である。
　本発明の光学多層膜フィルタは、単一方向に誘電体薄膜を多層に積層した光学多層膜フィルタであって、図１（ａ）に示すように、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部Ａを中央に配し、交互積層部Ａに近い側が屈折率が高く交互積層部Ａから離れるに従って屈折率が段階状に順次傾斜減少する屈折率傾斜積層部Ｃを、交互積層部Ａの両側に各々配しており、しかも交互積層部Ａと屈折率傾斜積層部Ｃとの間にはそれぞれ屈折率差調整部Ｂが配されている。
　ここで、各屈折率差調整部Ｂは、図１（ｂ）に示すように、屈折率傾斜積層部Ｃにおける交互積層部Ａに最も近い層の屈折率と交互積層部Ａを構成する低屈折率層の屈折率との間の屈折率であり交互積層部Ａに近づくにつれ段階状に減少してゆく層と、屈折率傾斜積層部Ｃにおける交互積層部Ａに最も近い層の屈折率と交互積層部Ａを構成する高屈折率層の屈折率との間の屈折率であり交互積層部Ａに近づくにつれ段階状に増大してゆく層とを交互に積層してなる。
　【００２２】
　次に、本発明の一実施例としての広帯域反射フィルタを図２（ａ）、図２（ｂ）、図３、図４を参照して説明する。図２（ａ）は本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタとしての積層数と屈折率の関係を示す図であり、図２（ｂ）の実線は図２（ａ）に示す広帯域反射フィルタにおける透過スペクトルの計算結果を示している。図３は膜の材質および屈折率を示す図である。図４は本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタの透過スペクトル計算曲線と実験値を示す図である。
　本発明の一実施例としての広帯域反射フィルタは、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を素材として設計した３１層の広帯域反射フィルタからなる。更に具体的には、各誘電体薄膜層を以下のように積層構成した。
　　ＬＡＢＣＤＥＣＦＢＧＡＨ（ＬＨ）４ＬＧＡＦＢＥＤＣＢＡＬ
ここで、Ｌ、Ｈ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは図３に示した光学膜厚（ｎｄ＝λ／４）を有するＳｉＯ２−ＴｉＯ２複合膜である。そして、ＬＡＢＣＤＥとＥＤＣＢＡＬは対称的に屈折率が傾斜したＳｉＯ２−ＴｉＯ２複合膜の積層である。（図１の説明図における屈折率傾斜積層部Ｃに相当する。）
　また、ＣＦＢＧＡとＬＧＡＦＢの部分はＳｉＯ２−ＴｉＯ２複合膜からなる屈折率差調整部である。（図１の説明図における屈折率差調整部Ｂに相当する。）このように、上記屈折率差調整部を異なる複数の（好ましくは４種類以上）単一屈折率膜によって形成している。
　更に、上記の屈折率傾斜積層部と屈折率差調整部は、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組成比を図３に示すように各々異ならせて所望の屈折率に形成した単一屈折率膜を用いて構成している。
　また、中心部分のＨ（ＬＨ）４は従来のＴｉＯ２、ＳｉＯ２単層膜からなる高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層の交互積層である。（図１の説明図における交互積層部Ａに相当する。）また、設計膜厚は３１１９ｎｍである。
　このようにして設計した本発明の一実施例に係わる広帯域反射フィルタについて、ヘリコンスパッタ法を用いて作製し、実験した。ヘリコンスパッタ法は、マグネトロンカソード上に誘導放電用コイルを設け、ヘリコン波を発生させることにより励起されたプラズマを用いてスパッタリングを行う方法である。このため、低プラズマダメージ、高密度の多成分膜の精密成膜が可能となる。
　ヘリコンスパッタ装置には二台のヘリコンカソードが用いられている。ヘリコンカソードにはそれぞれ溶融シリカ（９９．９９％）と焼結酸化チタン（９９．５％）のターゲットが取りつけられている。ターゲットおよび誘導コイルにはｒｆ（１３．５６ＭＨｚ）電力を印加し、電力は０〜２００Ｗとした。成膜時のチャンバーの基礎圧力は５×１０−５Ｐａ以下とした。カソードとラジカルガンに導入したアルゴンと酸素ガスの比はＡｒ／Ｏ２＝２／１とし、成膜圧力は１．８×１０−１Ｐａとした。基板とターゲット間距離は１８０ｍｍとし、基板は１０ｒｐｍで回転させた。基板には光学ガラス（ＢＫ７，ｎ＝１．５２）およびＳｉ（１００）単結晶基板を用いた。膜厚および屈折率はエリプソメーター（Ｇａｅｒｔｎｅｒ　Ｌ１１６−Ｂ，６３３ｎｍ）を用いて測定した。膜の組織観察はＴＥＭ（ＪＥＯＬ−２００ＦＸ）で行った。多層膜の透過率は分光光度計（Ｓｈｉｍａｄｚｕ　ＵＶ−３１０１−２００ＦＸ）を用いて２００〜２５００ｎｍの波長範囲で測定した。
　これらによって作成した本発明の実施例に係わる光学多層膜について、その断面構造を観察すると図１に示すものと一致した。また図示しないが、ＴＥＭ写真には、各層屈折率の増大つまり各層中のＴｉＯ２含有量の増加に従って明視野像における明度が減少する傾向が見られる。なお、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２およびＳｉＯ２−ＴｉＯ２複合膜のＸＲＤ、ＳＥＭおよびＴＥＭ解析により、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２複合膜の微細構造は均質かつ等方的なアモルファス膜及びナノ結晶ＴｉＯ２を含むアモルファス膜であり、偏向依存性等がなく、光学的に均質な光学多層膜フィルタとして理想的膜構造としている。
　また、光学特性の評価結果、得られた多層膜の透過スペクトルは中心波長７３０ｎｍで９９．８％の反射率を有し、計算曲線とほぼ一致した。また、ＦＷＨＭ（ｆｕｌｌ　ｗｉｄｔｈａｔｈａｌｆ　ｍａｘｉｍｕｍ）においてもほぼ設計値と一致した。
　また、図２（ｂ）には、上述の本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタの計算透過スペクトルを実線で示しており、比較のために従来例に示した３１層ＴｉＯ２、ＳｉＯ２交互積層による多層膜フィルタの計算透過スペクトルを破線で示している。
　図２（ｂ）より、本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタは、従来例の光学多層膜フィルタに比し、透過帯域での干渉が少なく、広帯域反射フィルタとしてより優れた光学特性が得られることがわかる。
　また、他の従来例として図８（ｂ）に示したルゲート型フィルタの透過スペクトルと比較すると、ルゲート型フィルタよりもさらに透過帯域での干渉が抑制されるということがわかる。
　このように本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタにおいては、干渉を抑制し高い光学特性を得ることが可能となる。また、ルゲート型フィルタに比べ、簡単な膜構成とするこができるので、成膜における再現性と制御性を確保することができ、生産性の高い光学多層膜フィルタを提供することが可能となる。
　【００２３】
　次に、本発明の他の実施例としての狭帯域透過フィルタを図５を参照して説明する。図５は本発明の実施例に係わる狭帯域透過フィルタの透過スペクトルの計算結果を示す図である。
　本発明の他の実施例としての狭帯域透過フィルタにおいても、本発明の第１の実施例と同様に、誘電体薄膜層の屈折率が膜の積層方向に対して順次傾斜変化する屈折率傾斜積層部Ｃと、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部Ａとを有し、屈折率差調整部Ｂが、交互積層部Ａと屈折率傾斜部Ｃ間に配されている。そして、基板からの積層方向に対して屈折率傾斜積層部Ｃ、屈折率差調整部Ｂ、交互積層部Ａ、屈折率差調整部Ｂ、屈折率傾斜積層部Ｃの順に成膜した構成となっている。具体的には、各誘電体薄膜層を以下のように積層構成している。
　　ＬＡＢＣＤＥＣＦＢＧＡｘＨ（ＬＨ）ｎＬｙＨ（ＬＨ）ｎｘＨＬＧＡＦＢＥＤＣＢＡＬ
ここで、図５中の曲線Ｔ１２４、Ｔ６６３、Ｔ２８２はそれぞれｘ＝１，ｙ＝２，ｎ＝４、ｘ＝６，ｙ＝６，ｎ＝３、ｘ＝２，ｙ＝８，ｎ＝２のパラメーターに対応し、各膜は図３に示す材料および屈折率からなる。
　そして、図５から明らかなように、本発明の実施例に係わる狭帯域透過フィルタにおいては、中心波長７３０ｎｍにおいてほぼ１００％の透過率が、また反射領域においてほぼ１００％の反射率が得られることがわかる。さらに、上述の多層膜のパラメータを調整することによって、透過バンド幅の波長範囲を１ｎｍから５０ｎｍまで制御することが可能になり、狭帯域透過フィルタとしての高い光学特性を得ることが可能となる。
　【００２４】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明によれば、誘電体薄膜層の屈折率が積層方向に対して順次傾斜変化する屈折率傾斜積層部と、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層とを交互に積層した交互積層部とを備えるように積層したので、干渉が少なく光学特性の良い光学多層膜フィルタを提供することが可能になる。また、生産性の高い光学多層膜フィルタを提供することが可能となる。
　【００２５】
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施例に係わる光学多層膜フィルタの屈折率と膜厚の関係、およびその断面構造の説明図である。
　【図２】
　本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタとしての積層数と屈折率の関係、および透過スペクトルの計算結果を示す説明図である。
　【図３】
　膜の材質および屈折率を示す図である。
　【図４】
　本発明の実施例に係わる広帯域反射フィルタの透過スペクトル計算曲線、および実験値を示す説明図である。
　【図５】
　本発明の実施例に係わる狭帯域透過フィルタの透過スペクトルの計算結果を示す説明図である。
　【図６】
　従来の光学多層膜の構造を示す説明図である。
　【図７】
　従来例に係わる交互積層多層膜フィルタにおける積層数と屈折率の関係、および透過特性の計算結果を示す説明図である。
　【図８】
　従来例に係わるルゲート型フィルタの積層数と屈折率の関係、および透過スペクトルの計算結果を示す説明図である。
　【符号の説明】
　Ａ　交互積層部
　Ｂ　屈折率調整部
　Ｃ　屈折率傾斜積層部