(57)【要約】【課題】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と、該フィルタを簡便に製造する光学多層膜フィルタの製造方法、さらに、このような光学多層膜フィルタを組み込んだ電子機器装置を提供すること。【解決手段】光学多層膜フィルタ１０は、基板１上に形成された複数層からなる無機薄膜２を有し、前記無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度が１．９〜２．２ｇ／ｃｍ３である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数層からなる無機薄膜を有する光学多層膜フィルタであって、
前記無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度が１．９〜２．２ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする光学多層膜フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学多層膜フィルタにおいて、
前記最表層を構成する酸化ケイ素層に隣接する層が透明導電膜であることを特徴とする光学多層膜フィルタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学多層膜フィルタにおいて、
前記無機薄膜が、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光学多層膜フィルタ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学多層膜フィルタにおいて、
前記基板が、ガラス基板または水晶基板であることを特徴とする光学多層膜フィルタ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか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６】
請求項５に記載の電子機器装置において、
前記無機薄膜の最表層がアースされていることを特徴とする電子機器装置。
【請求項７】
基板上に複数層からなる無機薄膜を形成する光学多層膜フィルタの製造方法であって、
前記無機薄膜の最表層を蒸着によって成膜する際の真空度が、５×１０−４〜５×１０−２Ｐaである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、光学多層膜フィルタ、光学多層膜フィルタの製造方法、および光学多層膜フィルタが組み込まれた電子機器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、反射防止膜、ハーフミラー、ローパスフィルタ 等、電子機器装置に多用され
る光学多層膜フィルタは、基板と基板上に蒸着等によって形成された無機薄膜とから構成される。また、この無機薄膜は、一般に酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなる高屈折率膜と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等からなる低屈折率膜とが交互に積層された多層の構造を形成している。
しかし、この無機薄膜は、構造上導電性がないため、静電気を帯びやすい。それ故、光学多層膜フィルタの表面にはほこりがつきやすく、該フィルタを組み込んだ電子機器の光学特性に悪影響を及ぼすことがある。
このような非導電性の透明基板に対する静電気対策としては、例えば、防塵ガラスの外表面に透明導電膜を設けた例が知られている（特許文献１参照）。このような透明導電膜は、ガラスの透明性を損なわず、しかも導電性を有することで静電気を効果的に除去することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３３５０１号公報（特許請求の範囲）
【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、多層膜の最表層を構成する膜の光学的性質が重要な光学多層膜フィルタでは、特許文献１に記載されるような透明導電膜を最表層に設けると、光学多層膜フィルタ自体の光学特性が変化してしまうおそれがある。また、光学多層膜フィルタの製造とは別工程で透明導電膜を設ける場合にはコスト的にも不利となる。
【０００５】
そこで、本発明は、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と、該フィルタを簡便に製造する光学多層膜フィルタの製造方法、さらに、このような光学多層膜フィルタを組み込んだ電子機器装置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】
本発明の光学多層膜フィルタは、基板上に形成された複数層からなる無機薄膜を有する光学多層膜フィルタであって、前記無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度が１．９〜２．２ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする。
本発明によれば、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とすることによって、本来高い絶縁性を示すはずの酸化ケイ素層（主にＳｉＯ２膜）の絶縁性が低下する（導電性が高くなる）。そのため摩擦等による帯電によって表面に発生した電荷が移動しやすくなり、空気中へのコロナ放電やあるいは適当なアースによって容易に電荷が中和され、光学多層膜フィルタにゴミ等の付着が生じにくくなる。
【０００７】
また、電荷はこの酸化ケイ素層を通り抜け、下層に到達しやすくなるため、下層の絶縁性が低い（導電性が高い）と該フィルタの面方向に電荷が移動しやすくなる。それ故、下層に例えば、ＳｉＯ２に比べて絶縁性が低くなりやすい酸化チタンやその他の高屈折材料のような絶縁性の低い膜が存在すると、より容易に電荷を外部に逃がすことができる。
さらに、本発明では、最表層の酸化ケイ素層の密度がわずかに小さくなるだけであり、他の各層については従来と同じ構成でよいため、光学特性は従来の光学多層膜フィルタに比べて劣ることはない。また、最表層は、従来と同じ酸化ケイ素層であり、従来の多層膜と実質的に同じ材料・同じ工程で製造できるため生産性が低下することもない。
【０００８】
本発明においては、最表層を構成する酸化ケイ素層に隣接する層が透明導電膜であることが好ましい。
ここで、透明導電膜としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＷＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどを成分とする膜が挙げられる。本発明における透明導電膜は、シート抵抗が１×１０4（ohm／□）以下の膜が該当する。
この発明によれば、最表層を構成する酸化ケイ素層に隣接する層が透明導電膜であるため、最表層である酸化ケイ素層との電荷の移動が容易となるとともに、該フィルタの面方向に電荷が極めて移動しやすくなる。それ故、最表層の酸化ケイ素層に生じた静電気を速やかに外部に逃がすことができる。また、透明導電膜は透明であるため、光学多層膜フィルタの光学特性を損なうこともない。
【０００９】
本発明では、前記無機薄膜が、ＵＶ−ＩＲカット膜またはＩＲカット膜であることが好ましい。
この発明によれば、基板の一方の面に無機薄膜を有し、しかも従来の光学多層膜フィルタに比較して静電気が帯電しにくくホコリがつきにくい、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ（Ultraviolet-Infrared cut filter）およびＩＲカットフィルタ（Infrared cut filter）を得ることができる。
【００１０】
本発明では、前記基板が、ガラス基板または水晶基板であることが好ましい。
この発明によれば、基板がガラス基板で構成されることにより、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、ＵＶ−ＩＲカットフィルタおよびＩＲカットフィルタ機能を含む静電気の帯電しにくい光学多層膜フィルタを得ることができる。また、基板が水晶基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、ＵＶ−ＩＲカットフィルタおよびＩＲカットフィルタ機能を含む静電気の帯電しにくい光学多層膜フィルタを得ることができる。
【００１１】
本発明の電子機器装置は、上述した光学多層膜フィルタが組み込まれていることを特徴とする。
本発明の電子機器装置によれば、上述した光学多層膜フィルタが組み込まれているので、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置として、あるいは、カメラ付携帯電話やカメラ付携帯型パソコン（パーソナルコンピュータ）として有効に活用できる。
【００１２】
本発明の電子機器装置では、前記無機薄膜の最表層がアースされていることが好ましい。
この発明によれば、無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層がアースされているので、酸化ケイ素層中を移動してきた電荷をより効率的に外部に逃がすことができ、静電気の帯電しにくい電子機器装置を提供できる。
その上、最表層のＳｉＯ２の密度が低いため、ＳｉＯ２の内部を電荷が移動しやすい。そのため、最表層をアースするだけで除電効果が得られる。
【００１３】
本発明の光学多層膜フィルタの製造方法は、基板上に複数層からなる無機薄膜を形成する光学多層膜フィルタの製造方法であって、前記無機薄膜の最表層を蒸着によって成膜する際の真空度が、５×１０−４〜５×１０−２Ｐaであることを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、５×１０−４〜５×１０−２Ｐaの圧力真空下で蒸着を行うだけという簡便な方法で、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とするので、静電気が帯電しにくい多層膜フィルタを効率よく製造することができる。また、従来の多層膜フィルタと同じ材料でよいため、従来の多層膜と実質的に同じ材料・同じ工程で製造できるため生産性が低下することもない。ここで、蒸着時の真空度が５×１０−２Ｐaを越えると成膜速度が低下するとともに、原料の消費量に対して膜の付着量が小さくなるために好ましくない。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の光学多層膜フィルタを実施例及び図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの例によって何等限定されるものではない。なお、各実施例とも、同様の構造・機能を有するものは同じ符号を付けて説明する。
〔実施例１〜７、比較例１〜７〕
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光学多層膜フィルタ（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）に適用した一例である。
【００１５】
（光学多層膜フィルタの構成）
図１は、本発明に係る光学多層膜フィルタ１０の構成を模式的に示す断面図である。光学多層膜フィルタ１０は、光を透過させるためのガラス基板１と、ガラス基板１の上面に多層の無機薄膜２とを備えて構成される。
ガラス基板１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。
【００１６】
無機薄膜２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）から構成される。
この無機薄膜２は、ガラス基板１側から、高屈折率材料のＴｉＯ２膜２Ｈ１がまず積層され、積層された高屈折率材料のＴｉＯ２膜２Ｈ１の上面に、低屈折率材料のＳｉＯ２膜２Ｌ１が積層され、以下、低屈折率材料のＳｉＯ２膜２Ｌ１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、無機薄膜２の最上膜層（最表層）は、低屈折率材料のＳｉＯ２膜２Ｌ３０が積層されて、各々３０層、計６０層の無機薄膜２を形成している。
【００１７】
この無機薄膜２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。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。
【００１８】
無機薄膜２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２Ｈ１が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ２膜２Ｌ１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膜２Ｌ３０が０．９６Ｌの、計６０層が形成されている。
【００１９】
（光学多層膜フィルタの製造方法）
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）によりガラス基板１の上に無機薄膜２を形成して光学多層膜フィルタ１０を製造した。
具体的には、ガラス基板１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、ガラス基板１上にＴｉＯ２の高屈折率材料層２Ｈ１〜２Ｈ３０とＳｉＯ２の低屈折率材料層２Ｌ１〜２Ｌ３０を、前記した膜厚構成で交互に成膜した。最終的に、図１に示すような光学多層膜フィルタ１０が得られた。
【００２０】
以下に、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の成膜条件を示すが、最表層のＳｉＯ２膜以外は、下記の標準条件で成膜した。
＜ＳｉＯ２膜の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．８ｎｍ／ｓｅｃ
加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
Ｏ２流量：７０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００２１】
＜ＴｉＯ２膜の成膜条件（標準条件）＞
成膜速度：０．３ｎｍ／ｓｅｃ
加速電圧：１０００Ｖ
加速電流：１２００ｍＡ
Ｏ２流量：６０ｓｃｃｍ
Ａｒ流量：２０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００２２】
ここで、実施例１〜７とも、最表層のＳｉＯ２膜（図１における２Ｌ３０）を成膜する際は、イオン銃の加速電圧および加速電流を０とした状態で（導入する酸素ガス流量を制御することによって）成膜装置内の圧力を変化させ、密度を制御した。すなわち、最表層のＳｉＯ２膜の成膜はイオンアシスト蒸着ではない。
また、実施例７では、最表層のＳｉＯ２膜を実施例３と同じ条件で成膜し、さらに最上層の高屈折率層（図１における２Ｈ３０）をＩＴＯ膜とした。ＩＴＯ膜の成膜条件は、以下の通りである。
【００２３】
＜ＩＴＯ膜の成膜条件）＞
成膜速度：０．２ｎｍ／ｓｅｃ
加速電圧：５００Ｖ
加速電流：３００ｍＡ
Ｏ２流量：７０ｓｃｃｍ
成膜温度：１５０℃
【００２４】
比較例１では、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜をすべて前記した標準条件で成膜して無機薄膜２’を形成し、光学多層膜フィルタ１０’を製造した。
比較例２では、最上層の高屈折率層のみをＩＴＯ膜とし、そのほかの層（ＳｉＯ２膜、ＴｉＯ２膜）はすべて標準条件で成膜して無機薄膜２’’を形成し、光学多層膜フィルタ１０’’を製造した。
以上の、実施例１〜７および比較例１、２における最表層（ＳｉＯ２膜）の成膜条件を表１に示す。
【００２５】
（分析・評価方法）
（１）最表層のＳｉＯ２膜の密度
前記した各々の条件で、ＳｉＯ２膜を、Ｓｉウエハー上に約２００ｎｍの厚みに成膜した後、理学電気製ＡＴＸ−Ｇを用いて、Ｘ線反射率法（ＧＩＸＲ法）によりＳｉＯ２膜の密度を測定した。測定結果を表１に示す。
【００２６】
（２）静電気の帯電レベル（Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着レベル）
図２に示すように、光学多層膜フィルタ１０、１０’、１０’’について、最表層（最表面層）であるＳｉＯ２膜２Ｌ３０の端部をアースケーブル１５０により接地した後、静電気の帯電レベルを測定した。具体的には、ベンコット（セルロース１００％）で前記フィルタの表面を強く擦り、初期値として表面電位が２０００Ｖと程度になるように静電気を与えた後、フィルタをＴｉ３Ｏ５粉末に１ｍｍの距離まで近づけ、粉末がフィルタの表面に付着した程度（付着レベル）で評価した。この付着レベルは、図３に模式的に示すように５段階で表した。実用的にはＣ以上であることが好ましい。結果を表１に示す。
Ａ：ほとんどＴｉ３Ｏ５粉末が付着しない。
Ｂ：かろうじて目視できるほどのＴｉ３Ｏ５粉末が付着する。
Ｃ：Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着がやや認められる。
Ｄ：Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着がかなり目立つ。
Ｅ：フィルタの全面にＴｉ３Ｏ５粉末が激しく付着している。
（３）表面電位測定
ベンコット（セルロース１００％）で前記フィルタの表面を強く擦り、初期値として表面電位が２０００Ｖと程度になるように静電気を与えた後、６０秒経過後に、フィルタの表面電位を測定した。この表面電位を測定するために、図４で示される表面電位計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とフィルタのサンプル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。
（４）表面抵抗（シート抵抗）測定
フィルタのサンプルの表面抵抗を測定した。この表面抵抗の測定のため図５で示される表面抵抗測定装置５０４を用いる。この表面抵抗測定装置５０４は、三菱ケミカル製、ハイレスターUP  MCP-HT45である。この表面抵抗測定装置５０４はプローブ５０５がフィルタのサンプル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。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
（評価結果）
実施例１〜７のように、イオン銃の出力を０にした場合、ＳｉＯ２膜の密度は、理論密度２．２より低下していることがわかる。また、成膜時の圧力にも依存し、圧力が高くなるほど、ＳｉＯ２膜の密度が低下することもわかる。
一方、比較例１、２のようにイオン銃によるアシストを行いながら成膜した場合のＳｉＯ２膜の密度は２．２１３である（理論密度２．２を超えている原因は、アシストによるＯ（酸素）原子の打ち込みによると思われる）。同様に、比較例６，７のＳｉＯ２膜の密度は２．２２１である。
そして、このような最表層のＳｉＯ２膜の密度は、そのまま静電気の帯電レベルに影響し、実施例１〜７の付着レベルはいずれもＡ〜Ｃである。また、ＳｉＯ２膜の密度が低下すると、付着レベルがより向上することがわかる。
そして、実施例７のように最上層の高屈折率膜を透明導電膜（ＩＴＯ膜）にした場合、すなわち、最表層のＳｉＯ２膜に隣接してＩＴＯ膜を設けた場合の付着レベルはＡであり、実施例３と比較してさらに向上していることがわかる。
これに対して、比較例１、２，６，７では、最表層のＳｉＯ２膜の密度が高く、静電気が帯電しやすいことがわかる。たとえ、比較例２のように隣接層にＩＴＯ膜が存在しても効果がない。
なお、実施例１〜６は、真空度が０．０００５〜０．０５００Ｐａの場合での結果である。真空度０．０００５Ｐａ以下は一般的な真空装置の限界値であり、当該数値以下に真空度を設定することができない。また、真空度０．０５００以上は量産上使用できない値であり、上限値以上の真空度では粒子の平均自由工程が短くなり、成膜速度が極端に低下する。真空度が当該範囲内であれば、最表層のＳｉＯ２膜の密度が１．９８〜２．０４の範囲にあり、そのときのシート抵抗値は１．３×１０１１〜１．２０×１０１２であり、さらに表面電位は１５０Ｖ以下になっている。残留する表面電位は小さいほどよいが、実用上付着レベルとして「Ｃ」程度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表面抵抗が１０１０orm／□程度と言われているが、光学部品で用いられる状況においては１０１２orm／□程度で充分である。よって、最表層のＳｉＯ２膜の密度が１．９８〜２．０４の範囲であれば、好ましい防塵な表面を得ることができる。
比較例１，３〜７は実施例1〜６と同じ真空度になるような状態でイオンガンを動作させた結果である。これらの比較例では、真空度が所望の値になるように段落番号「００２０」のＳｉＯ２の成膜条件の部分のＯ２流量を調整した。
比較例３，４は真空度が低すぎるためにイオンガンが動作しないため、この条件では成膜できなかった。比較例１，５，６においては、表面抵抗値が１×１０１５orm／□以上である。また表面電位は初期値からほとんど減衰することなく２０００Ｖ程度を維持していることがわかる。その結果、付着レベルも「Ｅ」になっている。よって、最表層のＳｉＯ２膜の密度が２．２以上であれば、防塵性の悪い表面が得られる。
比較例２は最上層がＳｉＯ２、その下層にＩＴＯ膜（ＩＴＯ自体のシート抵抗は１×１０４以下）を挿入した場合で、シート抵抗は７．８×１０５と非常に低くなっているが、表面電位は１１００Ｖになっており、付着レベルも「Ｅ」であった。これは表面抵抗の測定には比較的大きな電極が必要であるために、最上層のＳｉＯ２にあるピンホール（微小な穴）を介して電流が流れてしまうために抵抗としては低くなるからである。しかしながら静電気の場合ピンホール付近の電荷は上から２層目のＩＴＯからなる透明導電膜を通して除去されるがピンホールから離れた位置にある電荷は移動できないために最表層のＳｉＯ２上に孤立した状態で取り残される。そのため、表面電位は高い状態で維持される。それに対し実施例７は再表層のＳｉＯ２の密度が低いためにＳｉＯ２中を電荷が通り抜けることができ、上から２層目のＩＴＯからなる透明導電膜を通して除去される。
【００２９】
以上の実施例においては、ガラス基板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も使用できる。
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を適用することもできる。
【００３０】
〔実施例８〕
以下に、実施例１〜７の光学多層膜フィルタ１０を含んで構成される電子機器装置について説明する。本実施例は、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撮像装置に適用した一実施例である。
図６は、本発明の電子機器装置の一構成例を示す説明図であり、撮像モジュール１００と、この撮像モジュール１００を含む撮像装置４００の構成例を示したものである。図４に示す撮像モジュール１００は、光学多層膜フィルタ１０と、光学ローパスフィルタ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、この撮像素子１２０を駆動する駆動部１３０を含んで構成されている。
【００３１】
光学多層膜フィルタ１０は、本発明の実施例において説明したように、ガラス基板１と、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無機薄膜２とで構成され、ＩＲ−ＵＶカットフィルタ機能を有する。この光学多層膜フィルタ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。
【００３２】
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とを含んで、撮像装置４００が構成される。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。このように構成されたデジタルスチルカメラは、ＣＣＤ１２０と防塵ガラス機能とＩＲ−ＵＶカットフィルタ機能とを一体的に備えた光学多層膜フィルタ１０の搭載により、貼り合わせ精度がよく、強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。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。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、静電気が帯電しにくい光学多層膜フィルタおよびそのような光学多層膜フィルタの製造方法であり、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器装置の分野で好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の光学多層膜フィルタの構成を示す断面図。
【図２】本発明の光学多層膜フィルタにアースを設けたときの断面図。
【図３】Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着試験を行ったときの付着レベルを模式的に示す図。
【図４】表面電位測定装置の概略図。
【図５】表面抵抗測定装置の概略図。
【図６】本発明の電子機器装置（撮像装置）の概略を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３５】
１…基板（ガラス基板）、２…無機薄膜、１０、１０’、１０’’…光学多層膜フィルタ、１００…撮像モジュール、１１０…光学ローパスフィルタ、１２０…撮像素子、１３０…駆動部、１４０…固定治具、１５０…アースケーブル、２００…レンズ、３００…本体部、４００…撮像装置
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月23日(2007.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の光学多層膜フィルタは、基板上に形成された複数層からなる無機薄膜を有する光学多層膜フィルタであって、前記無機薄膜の最表層を構成する酸化ケイ素層の密度が１．９〜２．２ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする。
本発明によれば、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とすることによって、酸化ケイ素層（主にＳｉＯ２膜）の固有の絶縁性よりも低い絶縁性を示す（導電性が高くなる）。そのため摩擦等による帯電によって表面に発生した電荷が移動しやすくなり、空気中へのコロナ放電やあるいは適当なアースによって容易に電荷が中和され、光学多層膜フィルタにゴミ等の付着が生じにくくなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、電荷はこの酸化ケイ素層を通り抜け、下層に到達しやすくなるため、下層の絶縁性が低い（導電性が高い）と該フィルタの面方向に電荷が移動しやすくなる。それ故、下層に例えば、ＳｉＯ２に比べて絶縁性が低い酸化チタンやその他の低絶縁性の高屈折材料の膜が存在すると、より容易に電荷を外部に逃がすことができる。
さらに、本発明では、最表層の酸化ケイ素層の密度がわずかに小さくなるだけであり、他の各層については従来と同じ構成でよいため、光学特性は従来の光学多層膜フィルタに比べて劣ることはない。また、最表層は、従来と同じ酸化ケイ素層であり、従来の多層膜と実質的に同じ材料・同じ工程で製造できるため生産性が低下することもない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明では、前記基板が、ガラス基板または水晶基板であることが好ましい。
この発明によれば、基板がガラス基板で構成されることにより、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防塵ガラスとして機能し、ＵＶ−ＩＲカットフィルタおよびＩＲカットフィルタ機能を含み、静電気の帯電しにくい光学多層膜フィルタを得ることができる。
また、基板が水晶基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、ＵＶ−ＩＲカットフィルタおよびＩＲカットフィルタ機能を含む静電気の帯電しにくい光学多層膜フィルタを得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ここで、実施例１〜７とも、最表層のＳｉＯ２膜（図１における２Ｌ３０）を成膜する際は、イオン銃の加速電圧および加速電流を０とした状態で（導入する酸素ガス流量を制御することによって）成膜装置内の圧力を変化させ、密度を制御した。すなわち、最表層のＳｉＯ２膜の成膜はイオンアシスト蒸着ではない。
また、実施例７では、最表層のＳｉＯ２膜を実施例３と同じ条件で成膜し、さらに高屈折材料の膜の最上層（図１における２Ｈ３０）をＩＴＯ膜とした。ＩＴＯ膜の成膜条件は、以下の通りである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
比較例１では、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜をすべて前記した標準条件で成膜して無機薄膜２’を形成し、光学多層膜フィルタ１０’を製造した。
比較例２では、高屈折材料の膜の最上層のみをＩＴＯ膜とし、そのほかの層（ＳｉＯ２膜、ＴｉＯ２膜）はすべて標準条件で成膜して無機薄膜２’’を形成し、光学多層膜フィルタ１０’’を製造した。
以上の、実施例１〜７および比較例１、２における最表層（ＳｉＯ２膜）の成膜条件を表１に示す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
（２）静電気の帯電レベル（Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着レベル）
図２に示すように、光学多層膜フィルタ１０、１０’、１０’’について、最表層（最表面層）であるＳｉＯ２膜２Ｌ３０の端部をアースケーブル１５０により接地した後、静電気の帯電レベルを測定した。具体的には、ベンコット（セルロース１００％）で前記フィルタの表面を強く擦り、初期値として表面電位が２０００Ｖと程度になるように静電気を与えた後、フィルタをＴｉ３Ｏ５粉末に１ｍｍの距離まで近づけ、粉末がフィルタの表面に付着した程度（付着レベル）で評価した。この付着レベルは、図３に模式的に示すように５段階で表した。実用的にはＣ以上であることが好ましい。結果を表１に示す。
Ａ：ほとんどＴｉ３Ｏ５粉末が付着しない。
Ｂ：かろうじて目視できるほどのＴｉ３Ｏ５粉末が付着する。
Ｃ：Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着がやや認められる。
Ｄ：Ｔｉ３Ｏ５粉末の付着がかなり目立つ。
Ｅ：フィルタの全面にＴｉ３Ｏ５粉末が激しく付着している。
（３）表面電位測定
ベンコット（セルロース１００％）で前記フィルタの表面を強く擦り、初期値として表面電位が２０００Ｖと程度になるように静電気を与えた後、６０秒経過後に、フィルタの表面電位を測定した。この表面電位を測定するために、図４で示される表面電位計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とフィルタのサンプル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。
（４）表面抵抗（シート抵抗）測定
フィルタのサンプルの表面抵抗を測定した。この表面抵抗の測定のため図５で示される表面抵抗測定装置５０４を用いる。この表面抵抗測定装置５０４は、株式会社ダイアインスツルメンツ製、（Hiresta−UPMCP-HT45）である。この表面抵抗測定装置５０４はプローブ５０５がフィルタのサンプル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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（評価結果）
実施例１〜７のように、イオン銃の出力を０にした場合、ＳｉＯ２膜の密度は、理論密度２．２より低下していることがわかる。また、成膜時の圧力にも依存し、圧力が高くなるほど、ＳｉＯ２膜の密度が低下することもわかる。
一方、比較例１、２のようにイオン銃によるアシストを行いながら成膜した場合のＳｉＯ２膜の密度は２．２１３である（理論密度２．２を超えている原因は、アシストによるＯ（酸素）原子の打ち込みによると思われる）。同様に、比較例６，７のＳｉＯ２膜の密度は２．２２１である。
そして、このような最表層のＳｉＯ２膜の密度は、そのまま静電気の帯電レベルに影響し、実施例１〜７の付着レベルはいずれもＡ〜Ｃである。また、ＳｉＯ２膜の密度が低下すると、付着レベルがより向上することがわかる。
そして、実施例７のように最上層の高屈折率膜を透明導電膜（ＩＴＯ膜）にした場合、すなわち、最表層のＳｉＯ２膜に隣接してＩＴＯ膜を設けた場合の付着レベルはＡであり、実施例３と比較してさらに向上していることがわかる。
これに対して、比較例１、２，６，７では、最表層のＳｉＯ２膜の密度が高く、静電気が帯電しやすいことがわかる。たとえ、比較例２のように隣接層にＩＴＯ膜が存在しても効果がない。
なお、実施例１〜６は、真空度が０．０００５〜０．０５００Ｐａの場合での結果である。真空度の数値が０．０００５Ｐａ未満は一般的な真空装置の限界値であり、当該数値未満に真空度を設定することができない。また、真空度の数値が０．０５００を超えるのは量産上使用できない値であり、上限値以上の真空度では粒子の平均自由工程が短くなり、成膜速度が極端に低下する。真空度が当該範囲内であれば、最表層のＳｉＯ２膜の密度が１．９８〜２．０４の範囲にあり、そのときのシート抵抗値は１．３×１０１１〜１．２０×１０１２であり、さらに表面電位は１５０Ｖ以下になっている。残留する表面電位は小さいほどよいが、実用上付着レベルとして「Ｃ」程度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表面抵抗が
１０１０orm／□程度と言われているが、光学部品で用いられる状況においては１０１２orm／□程度で充分である。よって、最表層のＳｉＯ２膜の密度が１．９８〜２．０４の範囲であれば、好ましい防塵な表面を得ることができる。
比較例１，３〜７は実施例1〜６と同じ真空度になるような状態でイオンガンを動作させた結果である。これらの比較例では、真空度が所望の値になるように段落番号「００２０」のＳｉＯ２の成膜条件の部分のＯ２流量を調整した。
比較例３，４は真空度が低すぎるためにイオンガンが動作しないため、この条件では成膜できなかった。比較例１，５，６においては、表面抵抗値が１×１０１５orm／□以上である。また表面電位は初期値からほとんど減衰することなく２０００Ｖ程度を維持していることがわかる。その結果、付着レベルも「Ｅ」になっている。よって、最表層のＳｉＯ２膜の密度が２．２以上であれば、防塵性の悪い表面が得られる。
比較例２は最表層がＳｉＯ２、その下層にＩＴＯ膜（ＩＴＯ自体のシート抵抗は１×１０４以下）を挿入した場合で、シート抵抗は７．８×１０５と非常に低くなっているが、表面電位は１１００Ｖになっており、付着レベルも「Ｅ」であった。これは表面抵抗の測定には比較的大きな電極が必要であるために、最上層のＳｉＯ２にあるピンホール（微小な穴）を介して電流が流れてしまうために抵抗としては低くなるからである。しかしながら静電気の場合ピンホール付近の電荷は上から２層目のＩＴＯからなる透明導電膜を通して除去されるがピンホールから離れた位置にある電荷は移動できないために最表層のＳｉＯ２上に孤立した状態で取り残される。そのため、表面電位は高い状態で維持される。それに対し実施例７は再表層のＳｉＯ２の密度が低いためにＳｉＯ２中を電荷が通り抜けることができ、上から２層目のＩＴＯからなる透明導電膜を通して除去される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
〔実施例８〕
以下に、実施例１〜７の光学多層膜フィルタ１０を含んで構成される電子機器装置について説明する。本実施例は、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撮像装置に適用した一実施例である。
図６は、本発明の電子機器装置の一構成例を示す説明図であり、撮像モジュール１００と、この撮像モジュール１００を含む撮像装置４００の構成例を示したものである。図６に示す撮像モジュール１００は、光学多層膜フィルタ１０と、光学ローパスフィルタ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、この撮像素子１２０を駆動する駆動部１３０を含んで構成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
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とを含んで、撮像装置４００が構成される。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。このように構成された撮像装置４００は、ＣＣＤ１２０と防塵ガラス機能とＩＲ−ＵＶカットフィルタ機能とを一体的に備えた光学多層膜フィルタ１０の搭載により、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。