(57)【要約】【課題】透明基板に積層された誘電体の薄膜の応力による基板の反り幅をより低減することにより、光学的歪を防止した光学多層膜フィルタ及び光学多層膜フィルタの製造方法を提供する。【解決手段】透明基板に誘電体の薄膜を積層した光学多層膜フィルタの、透明基板の一方の面に高屈折率材料層と低屈折率材料層が交互に積層された誘電体多層膜が形成され、前記透明基板の他方の面に誘電体単層膜が形成され、誘電体単層膜は、透明基板の屈折率と実質的に同一の屈折率の誘電体材料で形成されている。【選択図】  図１
2005043755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させるための基板と、前記基板の一方の面に、屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層された誘電体多層膜と、
前記基板の他方の面に形成された誘電体単層膜とを含むことを特徴とする光学多層膜フィルタ。
【請求項２】
前記誘電体単層膜の屈折率は、前記基板の屈折率と実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の光学多層膜フィルタ。
【請求項３】
前記誘電体単層膜は、酸化珪素系化合物で形成されていることを特徴とする請求項１及び２の何れか一項に記載の光学多層膜フィルタ。
【請求項４】
前記誘電体多層膜は、ＵＶ−ＩＲカット膜、または、ＩＲカット膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学多層膜フィルタ。
【請求項５】
前記光を透過させるための基板は、水晶板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学多層膜フィルタ。
【請求項６】
前記光を透過させるための基板は、ガラス板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学多層膜フィルタ。
【請求項７】
請求項５に記載の光学多層膜フィルタを、少なくとも一つ以上具えた光学ローパスフィルタ。
【請求項８】
請求項６に記載の光学多層膜フィルタが組み込まれた電子機器装置。
【請求項９】
請求項７に記載の光学ローパスフィルタが組み込まれた電子機器装置。
【請求項１０】
光を透過させるための基板の一方の面に、屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層する工程と、
前記基板の他方の面に誘電体単層膜を形成する工程とを含むことを特徴とする光学多層膜フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体の薄膜を積層した光学多層膜フィルタ、光学多層膜フィルタの製造方法、光学ローパスフィルタ、及び電子機器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device、電荷結合素子）が多く用いられている。
ＣＣＤは比較的広い波長の光に感度があり、可視光領域のみならず近赤外領域（７５０〜２５００ｎｍ）の光にも感度が良好である。しかし、通常のカメラの用途では、人間の眼に見えない赤外領域は不要であり、近赤外線が撮像素子に入射すると解像度の低下や画像のムラなどの不都合を引き起こす。そのため、ビデオカメラ等の光学系には色ガラスなどの赤外カットフィルタが挿入され、入射する光の中の近赤外線をカットするようになっている。
【０００３】
こうしたカメラにおいて、小型化の要請から、光学系を小型化することが求められているが、色ガラスの赤外カットフィルタは独立した部品であり、それだけ光学系の小型化の妨げになっている。そのため、誘電体多層膜で構成される赤外カットフィルタをレンズやローパスフィルタと一体化し、部品としての赤外線カットフィルタを廃止して光学系の小型化を図ることが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
また、前記技術の中でも、膜の応力に起因する反りを小さくし、光学的歪などを防止する目的で、透明基板の両面に、高屈折率材料層と低屈折率材料層が交互に重ね合わされてなる誘電体多層膜が形成され、両方の誘電体多層膜を合わせて４０層以上の膜層を有する光学多層膜フィルタが知られている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２０７３５０号公報
【特許文献２】特開平７−２０９５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光学多層膜フィルタは、透明基板の両面に各々、数多くの異なる積層数の誘電体多層膜を積層しなければならないため、２面ともそれぞれの光学特性を満足するような、精度良い成膜を行わなければならないという製造上の困難がある。また、光学特性との兼ね合いから、透明基板の両面に積層された誘電体多層膜の膜応力バランスがとりにくく、透明基板の反り幅の低減が不十分であるという課題があった。
そこで、本発明は、透明基板に積層された誘電体の薄膜の応力に起因する基板の反り幅をより低減することにより、光学的歪などを防止した光学多層膜フィルタ及び光学多層膜フィルタの製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係わる第１の発明の光学多層膜フィルタは、光を透過させるための基板と、前記基板の一方の面に、屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層された誘電体多層膜と、前記基板の他方の面に形成された誘電体単層膜とを含むことを特徴とする。
上記構成によれば、光を透過させるための基板の一方の面に形成された誘電体多層膜による前記基板の応力を、前記基板の他方の面に形成された誘電体単層膜の応力により平坦化し、所望の誘電体多層膜を積層した前記基板の反り幅を、従来の光学多層膜フィルタに比較して低減した光学多層膜フィルタを得ることができる。
【０００７】
また、第２の発明の光学多層膜フィルタは、第１の発明において、前記誘電体単層膜の屈折率は、前記基板の屈折率と実質的に同一であることを特徴とする。
上記構成によれば、基板と基板に積層される誘電体単層膜の屈折率が、ほぼ同じまたは非常に近いことにより、特別な誘電体多層膜の膜設計を必要としない。
【０００８】
また、第３の発明の光学多層膜フィルタは、第１及び第２の発明において、前記誘電体単層膜は、酸化珪素系化合物で形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、誘電体単層膜が酸化珪素系化合物で形成されることにより、強い圧縮応力の単層膜を形成することができ、従来の光学多層膜フィルタに比較して反り幅が低減した光学多層膜フィルタを得ることができる。
【０００９】
また、第４の発明の光学多層膜フィルタは、第１乃至第３の発明において、前記誘電体多層膜は、ＵＶ−ＩＲカット膜、または、ＩＲカット膜であることを特徴とする。
上記構成によれば、光を透過させるための基板の一方の面に屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層された誘電体多層膜を有した、しかも従来の光学多層膜フィルタに比較して反り幅の少ない、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ（Ultraviolet-Infrared cut filter）及びＩＲカットフィルタ（Infrared cut filter）を得ることができる。
【００１０】
また、第５の発明の光学多層膜フィルタは、第１乃至第４の発明において、前記光を透過させるための基板は、水晶板であることを特徴とする。
上記構成によれば、光を透過させるための基板が水晶板で構成されることにより、反り幅の少ない例えば光学ローパスフィルタとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、例えばＵＶ−ＩＲカットフィルタ及びＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００１１】
また、第６の発明の光学多層膜フィルタは、第１乃至第４の発明において、前記光を透過させるための基板は、ガラス板であることを特徴とする。
上記構成によれば、光を透過させるための基板がガラス板で構成されることにより、反り幅の少ない例えばＣＣＤ（電荷結合素子）などの映像素子の防塵ガラスとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、例えばＵＶ−ＩＲカットフィルタ及びＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００１２】
また、第７の発明の光学ローパスフィルタは、第５の発明の光学多層膜フィルタを、少なくとも一つ以上具えたことを特徴とする。
上記構成によれば、１枚の水晶板を用いた構造の光学ローパスフィルタや、２枚の水晶板を各々の光学軸が４５度ずれるように貼り合わせた４５度分離タイプの光学ローパスフィルタ、あるいは、４５度分離タイプに対してさらに光学軸を４５度ずらしてもう１枚の水晶板を用いた４５度交差タイプの光学ローパスフィルタなどの、反り幅の少なくしかも、所望のフィルタ機能を一体的に構成した光学ローパスフィルタを得ることができる。特に、２枚あるいは３枚の水晶板を貼り合わせて構成する光学ローパスフィルタに有効である。
【００１３】
また、第８の発明の電子機器装置は、第６の発明の光学多層膜フィルタが組み込まれたことを特徴とする。
このような電子機器としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの映像装置や、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）などの機器が挙げられる。
【００１４】
また、第９の発明の電子機器装置は、第７の発明の光学ローパスフィルタが組み込まれたことを特徴とする。
このような電子機器としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの映像装置や、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）などの機器が挙げられる。
【００１５】
また、第１０の発明の光学多層膜フィルタの製造方法は、光を透過させるための基板の一方の面に、屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層する工程と、前記基板の他方の面に誘電体単層膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
上記光学多層膜フィルタの製造方法によれば、従来の光学多層膜フィルタに比べて、反り幅の少ない光学多層膜フィルタを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の光学多層膜フィルタの実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１は、可視波長域の光を透過し、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光学多層膜フィルタ（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）に適用した一実施例である。
図１は、本発明の一実施例を示す光学多層膜フィルタの構成を説明するための断面模式図である。
図２は、光学多層膜フィルタの製造方法を示す図である。
【００１８】
図１において、光学多層膜フィルタ１は、光を透過させるための基板のガラス基板２と、ガラス基板２の一方の面に第１の材料の高屈折率材料層と、第２の材料の低屈折率材料層とが、交互に積層された誘電体多層膜３と、ガラス基板２の他方の面に、誘電体からなる１層の薄膜が形成された誘電体単層膜４とで構成されている。
【００１９】
ガラス基板２は、白板ガラス（屈折率、ｎ＝１．５２）で、直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍと０．５ｍｍの２種類を用いた。
誘電体多層膜３の材料は、高屈折率材料層（Ｈ）がＴｉＯ２（ｎ＝２．４０）、低屈折率材料層（Ｌ）がＳｉＯ２（ｎ＝１．４６）で構成される。
誘電体多層膜３は、前記ガラス基板２の一方の面（上面）に高屈折率材料のＴｉＯ２膜３Ｈ１が積層され、積層された高屈折率材料のＴｉＯ２膜３Ｈ１の上面に、低屈折率材料のＳｉＯ２膜３Ｌ１が積層され、以下、低屈折率材料のＳｉＯ２膜３Ｌ１の上面に高屈折率材料のＴｉＯ２膜と低屈折率材料のＳｉＯ２膜が順次、交互に積層され、誘電体多層膜３の最上膜層は、低屈折率材料のＳｉＯ２膜３Ｌ３０が積層されて、各々３０層、計６０層の誘電体多層膜３を形成している。
【００２０】
この誘電体多層膜３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は、高屈折率材料層（Ｈ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｈとして表記し、低屈折率材料層（Ｌ）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。
【００２１】
誘電体多層膜３の膜厚構成は、設計波長λは５５０ｎｍ、ガラス基板２の上面第１層の高屈折率材料のＴｉＯ２膜３Ｈ１が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ２膜３Ｌ１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、最上層の低屈折率材料のＳｉＯ２膜３Ｌ３０が０．９６Ｌの、計６０層が形成されている。
【００２２】
誘電体単層膜４は、前記ガラス基板２の他方の面（下面）に酸化珪素系化合物のＳｉＯ２からなる単層膜が形成されている。
誘電体単層膜４の膜構成は、前記誘電体多層膜３の膜構成と同様に、低屈折率層（Ｌ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｌとして表記すると、設計波長λが５５０ｎｍ、膜厚は、１２．３Ｌの１層が形成されている。
【００２３】
次に、図２の光学多層膜フィルタの製造方法を示す図、に基づいて実施例１の光学多層膜フィルタの製造方法を説明する。
図２（ａ）は、ガラス基板２の成膜前の状態を示す。ガラス基板２は、ほぼ反りのない平坦な基板である。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板２の一方の面（上面）に誘電体多層膜３を形成する。
成膜方法は通常の真空蒸着法を用いる。
膜構成は、ＴｉＯ２の高屈折率材料層３Ｈ１〜３Ｈ３０とＳｉＯ２の低屈折率材料層３Ｌ１〜３Ｌ３０を、前記に示した膜厚構成でガラス基板２の上面に交互に成膜する。
この誘電体多層膜３が形成されたガラス基板２は、低屈折率材料層のＳｉＯ２の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ２の弱い引張応力により、誘電体多層膜３の成膜された膜面が凸になるように反り幅aの反りが生じた。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板２の一方の面（上面）に形成された誘電体多層膜３の他方の面（下面）に、酸化珪素系化合物のＳｉＯ２（ｎ＝１．４６）からなる誘電体単層膜４を形成する。
【００２６】
成膜方法は、ガラス基板２表面にＳｉＯ２を蒸着する際に、蒸着するＳｉＯ２にイオン照射しながら蒸着を行うイオンアシスト法を用いて、成膜される膜の圧縮応力が強く、緻密な誘電体単層膜４を形成する。
成膜装置は、図示しないが、公知の成膜装置のイオンアシスト装置を用いて、ガラス基板２を真空蒸着チャンバ内の成膜用サセプタに取り付けて、真空蒸着チャンバ内の下部に低屈折率材料のＳｉＯ２を充填したるつぼを配置して、ＳｉＯ２を蒸着すると同時に、電解で加速されたイオンビームをガラス基板へ照射して、活性な状態を維持したまま、ガラス基板２に所望の厚みに成膜する。
【００２７】
その結果、誘電体多層膜３の低屈折率材料層の強い圧縮応力、及び高屈折率材料層の弱い引張応力と、誘電体単層膜４の強い圧縮応力とが打ち消し合って、ガラス基板に形成された薄膜全体としては応力が非常に小さくなり、光学多層膜フィルタ１は成膜前同様の平坦度が得られ、反りのほぼないＵＶ−ＩＲカット機能の光学多層膜フィルタが完成する。
【００２８】
誘電体単層膜４の厚みの決定方法としては、ガラス基板２及び誘電体多層膜３の各層の材料及び厚さと、誘電体単層膜４の熱膨張率とから、誘電体単層膜４の厚みを決定する。他の方法としては、ガラス基板２に誘電体多層膜３を形成した後に、実際の反り幅を例えば、フラットネステスタにより測定し、この反り幅を元の平坦の状態に戻すための反り防止用の誘電体単層膜４の厚みを決定して成膜する。
【００２９】
以上の実施例１におけるガラス基板の反り幅の測定結果を表１に示す。
表１に示すように誘電体多層膜３の形成により増加した反り幅が、次の誘電体単層膜４の形成後に反り幅が減少した。なお、反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００３０】
【表１】
2005043755.tif 000003
このように、本発明の光学多層膜フィルタ１は、誘電体多層膜３を構成する、低屈折率材料層の強い圧縮応力及び高屈折率材料層の弱い引張応力と、誘電体単層膜４の強い圧縮応力とが打ち消し合って、ガラス基板２に形成された薄膜全体としては応力が非常に小さくなり、反りのほぼない、膜剥離・クラック等の発生が減少したＵＶ−ＩＲカット機能の光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００３１】
また、光学多層膜フィルタ１の反りがほぼないため、少なくても１枚の光学多層膜フィルタ１を含む２枚以上のガラス基板を張り合わせて使用する場合には、張り合わせ精度が上がり、特に、樹脂等の変形しやすいものを挟んで使用する場合には、変形量を最小に抑えることが可能である。この光学多層膜フィルタは、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）などの映像素子の防塵ガラスとして、ＣＣＤの入射面に貼り合せて一体的に構成した、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタに適用することができる。
【００３２】
さらに、誘電体単層膜４の屈折率が、ガラス基板２の屈折率の±７％の範囲で、ガラス基板２の屈折率と実質的に同一としてあるため、誘電体多層膜としては、特別な膜設計を施さなくても、従来の設計のものを用いることができる。
なお、ガラス基板２に誘電体単層膜を形成すると、光学多層膜フィルタの透過率には細かなリップルが見られるようになる。このリップルが大きくなると良好な光学特性を得ることができなくなるが、本実施例に於いて、光学多層膜フィルタ１の透過率のリップルは微少な範囲に収まり、良好な光学特性の光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００３３】
以上の実施例において、基板は、白板ガラスを用いた場合で説明したが、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が使用できる。さらに、水晶であってもよい。
特に、基板が水晶で構成されることにより、反り幅の少ない例えば光学ローパスフィルタとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、例えばＵＶ−ＩＲカットフィルタ及びＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタに適用することができる。
【００３４】
また、高屈折率材料層の材料としてＴｉＯ２を用いた場合で説明したが、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５を適用することができる。
また、低屈折率材料層の材料としてＳｉＯ２を用いた場合で説明したが、ＭｇＦ２を適用することができる。
また、誘電体単層膜４の材料としは、ＳｉＯ２を用いた場合で説明したが、Ａｌ２Ｏ３を適用することができる。
【００３５】
上記製造方法において、ガラス基板２の上面に誘電体多層膜３を先行して成膜し、次に誘電体多層膜３が成膜されたガラス基板２の下面に、誘電体単層膜４を成膜する方法で説明したが、誘電体単層膜４を最初に成膜し、次に誘電体単層膜４が成膜されたガラス基板２の他方の面に、誘電体多層膜３を成膜する方法するであってもよい。
【００３６】
また、実施例の誘電体単層膜４の成膜は、成膜装置としてイオンアシスト法の場合で説明したが、イオンアシスト法と同様に成膜が緻密に行われるイオンプレーティング法であっても良い。
【実施例２】
【００３７】
以下、本発明の光学多層膜フィルタの第２の実施例を説明する。
この実施例２は、実施例１の基板の材料が水晶からなることのみが異なる。
【００３８】
光を透過させるための基板材料は、４８ｍｍ×４３ｍｍの水晶（透過率、ｎ＝１．５２）、厚さは０．４３ｍｍを用いる。基板材料以外についての条件はすべて実施例１と同じにして、ＵＶ−ＩＲカットフィルタに適用した一実施例である。
【００３９】
誘電体多層膜３が形成された水晶基板は、低屈折率材料層のＳｉＯ２の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ２の弱い引張応力により、誘電体多層膜の膜面が凸になるように反りが生じた。
次に、水晶基板の一方の面に形成された誘電体多層膜３の他方の面に、酸化珪素系化合物のＳｉＯ２（ｎ＝１．４６）からなる誘電体単層膜４を形成する。膜の材料は、ＳｉＯ２を用い、イオンアシスト法で形成した。
その結果、前記誘電体多層膜３の反りと打ち消しあうように誘電体単層膜４の反りが発生するため、誘電体単層膜の形成後に反り幅が減少した。
【００４０】
この実施例２における水晶基板の反り幅の測定結果を表２に示す。
なお、反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００４１】
以上のように実施例２の光学多層膜フィルタは、透明基板が水晶板で構成されることにより、反り幅の少ない例えば光学ローパスフィルタとして、しかも、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ機能を一体的に構成した光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００４２】
【表２】
2005043755.tif 000004
【実施例３】
【００４３】
以下、本発明の光学多層膜フィルタの第３の実施例を説明する。
第３の実施例は、可視波長域の光を透過し、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光学多層膜フィルタ（ＩＲカットフィルタ）に適用した一実施例である。
【００４４】
この第３の実施例は、第１の実施例のガラス基板２の上面に形成された高屈折率材料層３の膜層数及び膜厚構成と、ガラス基板２の下面に形成された低屈折率材料層４の膜厚構成のみが異なる。
【００４５】
以下に、実施例３におけるガラス基板の成膜方法を説明する。
ガラス基板２の誘電体多層膜３の成膜は、膜の材料は、高屈折率材料層（Ｈ）がＴｉＯ２、低屈折率材料層（Ｌ）がＳｉＯ２。成膜方法は通常の真空蒸着装置を用いた。
以下に説明する膜厚構成の表記は、実施例１と同様に、高屈折率材料層（Ｈ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｈとして表記し、低屈折率材料層（Ｌ）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。
【００４６】
誘電体多層膜３の膜厚構成は、設計波長λは７５５ｎｍ、ガラス基板側から１．１４Ｈ、１．０９Ｌ、１．０３Ｈ、１．０１Ｌ、（０．９９Ｈ、０．９９Ｌ）6、１．０２Ｈ、１．０８Ｌ、１．３１Ｈ、０．１８Ｌ、１．３７Ｈ、１．２４Ｌ、１．２７Ｈ、１．２８Ｌ、（１．２８Ｈ、１．２８Ｌ）6、１．２６Ｈ、１．２８Ｌ、１．２５Ｈ、０．６３Ｌの４０層が形成されている。
【００４７】
誘電体多層膜が形成されたガラス基板２は、低屈折率材料層のＳｉＯ２の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ２の弱い引張応力により、誘電体多層膜３の膜面が凸になるように反りが生じた。
【００４８】
次に、ガラス基板２の誘電体単層膜の成膜は、膜の材料は、ＳｉＯ２を用い、イオンアシスト法で形成した。
【００４９】
低屈折率層（Ｌ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｌとして表記すると、膜厚構成は、設計波長λが５５０ｎｍ、ガラス基板仮面に８．２Ｌの１層とした。
誘電体単層膜４が形成されたガラス基板２は、ＳｉＯ２の強い圧縮応力により、誘電体単層膜４の膜面が凸になるように反りが生ずる。
その結果、前記誘電体多層膜の反りと打ち消しあうように誘電体単層膜の反りが発生するため、誘電体単層膜の形成後に反り幅が減少した。
【００５０】
以上の実施例３におけるガラス基板の反り幅の測定結果を表３に示す。
なお、反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００５１】
この光学多層膜フィルタは、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）などの映像素子の防塵ガラスとして、ＣＣＤの入射面に貼り合せて一体的に構成した、ＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタに適用することができる。
【００５２】
【表３】
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【実施例４】
【００５３】
以下、本発明の光学多層膜フィルタの第４の実施例を説明する。
この実施例４は、実施例３の基板の材料が水晶からなることのみが異なる。
【００５４】
光を透過させるための基板材料は、４８ｍｍ×４３ｍｍの水晶（ｎ＝１．５２）、厚さは０．４３ｍｍを用いる。基板材料以外についての条件はすべて実施例３と同じにして、ＩＲカットフィルタに適用した一実施例である。
【００５５】
誘電体多層膜が形成された水晶基板は、低屈折率材料層のＳｉＯ２の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ２の弱い引張応力により、誘電体多層膜の膜面が凸になるように反りが生じた。
次に、水晶基板の一方の面に形成された誘電体多層膜の他方の面に、酸化珪素系化合物のＳｉＯ２（ｎ＝１．４６）からなる誘電体単層膜４を形成する。膜の材料は、ＳｉＯ２を用い、イオンアシスト法で形成した。
その結果、前記誘電体多層膜３の反りと打ち消しあうように誘電体単層膜４の反りが発生するため、誘電体単層膜の形成後に反り幅が減少した。
【００５６】
この実施例４における水晶基板の反り幅の測定結果を表４に示す。
なお、反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００５７】
以上のように実施例４の光学多層膜フィルタは、透明基板が水晶板で構成されることにより、例えば光学ローパスフィルタとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、ＩＲカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００５８】
【表４】
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【実施例５】
【００５９】
次に、本発明の光学ローパスフィルタの一実施例を説明する。
この光学ローパスフィルタは、実施例２の光学多層膜フィルタ（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）を用いた実施例である。
【００６０】
図３は、光学多層膜フィルタ機能を含む光学ローパスフィルタの構造を示す図。
図４は、本発明の光学多層膜フィルタを含む光学ローパスフィルタの光学軸と光線の進行方向について説明する光学ローパスフィルタの模式図であり、光学ローパスフィルタを構成する各層を分解して斜視図により示している。
本実施例の光学ローパスフィルタ９の構造は、図３に示すように、複屈折板としての２つの水晶板１０，２０と、１／４波長板３０を含んで構成されており、２つの水晶板１０，２０の間に、これも水晶からなる１／４波長板３０を挿入した３層構造となっている。
【００６１】
水晶版１０は、前述の実施例２の、透明基板が水晶からなる光学多層膜フィルタであり、水晶板１０の一方の面に誘電体多層膜が形成されて、水晶板１０の他方の面に誘電体単層膜が形成されている。これら３層構造を構成する水晶版１０と、１／４波長板３０と、水晶版２０とは、それぞれが貼り合わされて一体構造になっている。
【００６２】
次に、図４に基づいて光学ローパスフィルタ９の光学軸と光線の進行方向について説明する。
光入射側に配置される水晶板１０は、光入射面と直交し、かつ紙面と平行な面（ｘ−ｚ平面）において、ｚ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ１により示す方向）に光学軸（光学的主軸）を有している。この水晶板１０に入射した光線Ｌ１は、水晶板１０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１１、Ｌ１２に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して射出する。
【００６３】
１／４波長板３０は、光入射面（ｘ−ｙ平面）において、ｘ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ２により示す方向）に光学軸を有している。これにより、１／４波長板３０に入射した光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ直線偏向から円偏向に偏向状態が変えられ、２つの光線Ｌ１３、Ｌ１４となって出射する。
【００６４】
光出射側に配置される水晶板２０は、光入射面と直交し、かつ紙面と直交する面（ｙ−ｚ平面）において、ｙ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ３により示す方向）に光学軸を有している。この水晶板２０に入射した光線Ｌ１３は、水晶板２０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１５、Ｌ１６に分離されて出射する。水晶板２０に入射した光線Ｌ１４は、前記水晶板１０と同様に、２つの光線Ｌ１７、Ｌ１８に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して出射する。
【００６５】
このように構成された、光学ローパスフィルタ９は所望のフィルタ機能を一体的に構成した、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ機能を含む光学ローパスフィルタを得ることができる。特に、実施例に示したように、構成する水晶板がそれぞれが貼り合わされて一体構造になっている構成において、反りの少ない、光学的歪を防止した光学ローパスフィルタを提供することができる。
【実施例６】
【００６６】
次に、実施例３の光学多層膜フィルタを含んで構成される電子機器装置について説明する。
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デジタルスチルカメラの映像装置に適用した一実施例である。
図５は、本発明の電子機器の一構成例を示す説明図であり、撮像モジュールと、この撮像モジュールを含む撮像装置の構成例を示す。
【００６７】
図５に示す撮像モジュール１００は、光学ローパスフィルタ１１０と、光学多層膜フィルタ１２０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）１３０と、この撮像素子１３０を駆動する駆動部１４０を含んで構成されている。
光学多層膜フィルタ１２０は、本発明の実施例３において説明した、ガラス基板２と、ガラス基板２の一方の面に高屈折率材料層と低屈折率材料層とが交互に積層された誘電体多層膜３と、透明基板２の他方の面に誘電体の１層の薄膜が形成された誘電体単層膜４とで構成され、ＩＲカットフィルタ機能を有する光学多層膜フィルタである。この光学多層膜フィルタ１２０は、前記ＣＣＤ１３０の前面に、ＣＣＤ１３０と貼り合わされて一体的に構成され、ＣＣＤ１３０の防塵ガラス機能を併せて有している。
【００６８】
この撮像モジュール１００と、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を含んで、撮像装置を構成することができる。なお、図示しないが、本体部３００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。
【００６９】
このように構成されたデジタルスチルカメラは、ＣＣＤ１３０と防塵ガラス機能とＩＲカットフィルタ機能を一体的に構成された光学多層膜フィルタ１２０の搭載により、貼り合せ制度が良い、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。
【００７０】
なお、実施例の映像モジュール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。
【実施例７】
【００７１】
次に実施例５の光学ローパスフィルタを含んで構成される電子機器装置について説明する。
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デジタルスチルカメラの映像装置に適用した一実施例である。
図６は、本発明の別の電子機器の一構成例を示す説明図であり、撮像モジュールとこの撮像モジュールを含む撮像装置の構成例を示す。
【００７２】
図６に示す撮像モジュール１０１は、前述の実施例５の光学ローパスフィルタ１１１と、光学像を電気的に変換する撮像素子のＣＣＤ１３１と、このＣＣＤ１３１を駆動する駆動部１４１を含んで構成されている。
この撮像モジュール１０１と、光入射側に配置されるレンズ２０１と、撮像モジュール１０１から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部３０１を含んで、撮像装置を構成している。なお、図示しないが、本体部３０１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、および、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。
【００７３】
このように構成された、電子機器装置としてのデジタルスチルカメラは、本発明の反りの少ない、光学的歪を防止した光学ローパスフィルタの搭載により、確実な光学擬似信号（モアレ）の除去された鮮明な画像を表示するデジタルスチルカメラを提供することができる。
【００７４】
なお、実施例の映像モジュール１０１は、レンズ２０１を分離して配置した構造で説明したが、レンズ２０１も含めて撮像モジュールが構成されていてもよい。
また、実施例は、電子機器装置として、デジタルスチルカメラの場合で説明したが、動画の撮影を行うデジタルカメラの映像装置や、これ以外にも、いわゆるカメラ付き携帯電話や、カメラ付携帯パソコン（パーソナルコンピュータ）などの電子機器においても、本発明にかかる光学ローパスフィルタを用いて撮像部を構成することが可能である。
【００７５】
以上のように本発明によれば、基板の一方の面に形成された誘電体多層膜による前記基板の応力を、前記基板の他方の面に形成された誘電体単層膜の応力により平坦化し、所望の誘電体多層膜を積層した前記基板の反り幅を、従来の光学多層膜フィルタに比較して低減した光学多層膜フィルタを得ることができる。
また、本発明の光学多層膜フィルタの製造方法によれば、従来の光学多層膜フィルタに比べて、反り幅の少ない光学多層膜フィルタを容易に製造することができる。
【００７６】
また、本発明の光学ローパスフィルタは、所望のフィルタ機能を一体的に構成した、反りの少ない、光学的歪を防止した光学ローパスフィルタを提供することができる。
また、本発明の電子機器装置は、例えば、反りの少ない光学ローパスフィルタの搭載により、確実な光学擬似信号の除去された鮮明な画像を表示するデジタルスチルカメラ及び防塵ガラス機能とＩＲカットフィルタ機能を一体的に構成された貼り合せ精度が良い、良好な光学特性のデジタルスチルカメラ等の電子機器装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の光学多層膜フィルタの構成を説明するための断面模式図。
【図２】本発明の光学多層膜フィルタの薄膜を形成する際のガラス基板の反りの状態を示す概略説明図。
【図３】本発明の光学ローパスフィルタの構造を示す図。
【図４】本発明の光学ローパスフィルタの光学軸と光線の進行方向について説明する光学ローパスフィルタの模式図。
【図５】本発明の電子機器の一構成例を示す説明図。
【図６】本発明の別の電子機器の一構成例を示す説明図。
【符号の説明】
【００７８】
１．１２０．光学多層膜フィルタ、
２．ガラス基板、３．誘電体多層膜、
４．誘電体単層膜、
９.１１０.１１１．光学ローパスフィルタ、
１０．２０．水晶、
３０．１／４波長板、
１００．１０１．撮像モジュール、
１３０．１３１．撮像素子、
２００．２０１．レンズ、
３００．３０１．本体部
【図１】
2005043755.tif 000007
【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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