(57)【要約】  【課題】光学特性を維持しながら防塵効果が向上された光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜を提供する。  【解決手段】光学素子は、空気への露出面を有する第１の透明導電層と、第２の透明導電層と、第１の透明導電層と第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と、光透過性基材とを含む。低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ第１の透明導電層、低屈折率層および第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内とされる。【選択図】図１
2012185254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と、
光透過性基材と
を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子。
【請求項２】
前記低屈折率層の幾何膜厚が、前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上２０％以下の範囲内である請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の透明導電層の幾何膜厚が、１０ｎｍ以上である請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
表面抵抗率が、１５０Ω／□以上２５ｋΩ／□以下である請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の透明導電層を構成する材料が、ポリスチレンよりも正に帯電しやすく、かつアクリルよりも負に帯電しやすい材料から選択される請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
空気への露出面側に、フッ素を含有する機能膜をさらに備える請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
空気への露出面を有する透明導電層と、
前記透明導電層の空気への露出面とは反対側に隣接し、前記透明導電層との界面を有する低屈折率層と、
光透過性基材と
を含み、
前記透明導電層の屈折率が、前記透明導電層と前記低屈折率層との界面側から、前記空気への露出面側に向かって徐々に小さくなる光学素子。
【請求項８】
空気への露出面を有する第１の透明導電層，第２の透明導電層，前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層，および光透過性基材を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
前記保持部材を介して前記光学素子に対して振動を与える加振用部材と
を備える光学モジュール。
【請求項９】
空気への露出面を有する第１の透明導電層，第２の透明導電層，前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層，および光透過性基材を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子と、
前記光学素子を介して、被写体からの光束が入射するように配置される被照射体と
を備える撮像装置。
【請求項１０】
空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と
を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学多層膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜に関する。特に、光学特性と防塵効果とに優れる光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像機器や撮像機器などの光学機器に使用される光学部品には、光学部品の用途および機能に応じた光学特性が要求される。光学部品に要求される光学特性としては、例えば、入射光に対する高い透過率（以下、透過率というときにはエネルギ透過率をいうものとする。）などが挙げられる。
【０００３】
例えば、可視光の波長帯域など、特定の波長帯域の光に対して高い透過率を有する光学部品を得るために、表面が機能材料でコーティングされた光透過性基材を光学部品として構成することも多い。このとき、機能材料のコーティングによって、光学部品の透過率がなるべく低下しないことが好ましい。
【０００４】
一般的に、光学部品の透過率は、コーティング層と空気との間の屈折率差および入射光の波長に依存する。そのため、コーティング層を多層構造とし、コーティング層を構成する各層の機能材料の種類や厚さを調整することにより、特定の波長帯域の光に対する透過率の低下の防止が図られる。例えば、下記の特許文献１には、一端から他端に向けて屈折率が変化する屈折率マッチング部を備える光学薄膜フィルタが記載されている。また、下記の特許文献２には、誘電体多層膜の表面に透過屈折率膜が形成された光学積層フィルムが記載されている。
【０００５】
ところで、近年では、光学特性に加えて、防塵や防曇、撥水、防汚、帯電防止などの機能が光学部品に要求されることが多い。
【０００６】
例えば、カメラなどに用いられる光学フィルタの表面にほこりなど（以下、ダストと称する。）が付着すると、得られる画質が劣化してしまう。特に、レンズ交換式のカメラなどでは、光学フィルタなどの光学部品が外気に直接さらされることになるため、光学部品の表面が、防塵性を有することが好ましい。または、光学機器が、光学部品の表面からダストを落とすための機構を備えることが好ましい。
【０００７】
光学部品に防塵などの機能を付与する方法として、光学部品の表面を機能材料でコーティングする手法が知られている。例えば、下記の特許文献３には、屈折率傾斜膜を含む透明導電性物質の薄膜を備える光学薄膜が記載されている。なお、下記の特許文献４には、撮像素子と、帯電防止剤にて表面処理された防塵部材との間を密閉空間とし、該防塵部材に振動を与えるための加振用部材を備えるカメラが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０８５０４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４４２７８号公報
【特許文献３】特開２００６−２０２６２６号公報
【特許文献４】特許第３９２６６７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光学部品に対しては、光学特性を維持しながら防塵効果を向上させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
光学素子の好ましい実施の態様は、
空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
第１の透明導電層と第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と、
光透過性基材と
を含む。
低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ第１の透明導電層、低屈折率層および第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である。
【００１１】
光学素子の他の好ましい実施の態様は、
空気への露出面を有する透明導電層と、
透明導電層の空気への露出面とは反対側に隣接し、透明導電層との界面を有する低屈折率層と、
光透過性基材と
を含む。
透明導電層の屈折率は、透明導電層と低屈折率層との界面側から、空気への露出面側に向かって徐々に小さくなる。
【００１２】
光学モジュールの好ましい実施の態様は、
空気への露出面を有する第１の透明導電層，第２の透明導電層，第１の透明導電層と第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層，および光透過性基材を含み、
低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ第１の透明導電層、低屈折率層および第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子と、
光学素子を保持する保持部材と、
保持部材を介して光学素子に対して振動を与える加振用部材と
を備える。
【００１３】
撮像装置の好ましい実施の態様は、
空気への露出面を有する第１の透明導電層，第２の透明導電層，第１の透明導電層と第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層，および光透過性基材を含み、
低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ第１の透明導電層、低屈折率層および第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子と、
光学素子を介して、被写体からの光束が入射するように配置される被照射体と
を備える。
【００１４】
光学多層膜の好ましい実施の態様は、
空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
第１の透明導電層と第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と
を含む。
低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ第１の透明導電層、低屈折率層および第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である。
【００１５】
本技術では、空気への露出面を有する最表層が透明導電層である。さらに、基材側から空気への露出面側に向かって、透明導電層、低屈折率層、透明導電層が、順に積層され、低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ該３つの層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以内の範囲内である。そのため、光学アドミタンスを整合させることが容易になるとともに、光学素子が導電性を発現し、光学素子の防塵性が向上する。
【００１６】
または、空気への露出面を有する最表層が透明導電層である。さらに、低屈折率層と透明導電層とが、基材側から空気への露出面側に向かって順に積層され、透明導電層の屈折率は、低屈折率層との界面側から、空気への露出面側に向かって徐々に小さくなる。そのため、最表層の光学アドミタンスに関するダイアグラムが閉じた曲線とはならず、光学アドミタンスを整合させることができるとともに、光学素子が導電性を発現し、光学素子の防塵性が向上する。
【００１７】
本技術では、保持部材により光学素子を保持し、加振用部材により、保持部材を介して光学素子に振動を与える。そのため、光学素子の表面にダストが載った場合であっても、光学素子の表面からダストを振り落とすことができ、光学モジュールに備えられる光学素子の防塵性が向上する。または、撮像装置に備えられる光学素子の防塵性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
少なくとも１つの実施例によれば、光学特性を維持しながら防塵効果が向上された光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる光学素子の断面模式図である。
【図２】図２Ａは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図２Ｂは、図２Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムを示す図である。図２Ｃは、図２Ａに対応する多層膜に関する透過率の計算結果の例を示すグラフである。
【図３】図３Ａは、第１の実施形態にかかる光学素子を赤外線カットフィルタとして構成したときの光学特性を示したグラフである。図３Ｂは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の他例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。
【図４】図４Ａは、多層膜の最表層が低屈折率層として構成された光学素子の断面模式図である。図４Ｂは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜における空気への露出面に近い側の３層の効果と、図４Ａに示す光学素子の多層膜における最表層の効果との比較の説明に用いるための、多層膜の積層構造の断面模式図である。
【図５】図５Ａは、空気への露出面側の２つの高屈折率層をＩＴＯとしたときの光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図５Ｂは、図５Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムを示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態にかかる光学素子の断面模式図である。
【図７】図７Ａは、第２の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに対応する多層膜において、空気への露出面を有する透明導電層についてのダイアグラムを示す図である。図７Ｃは、図７Ａに対応する多層膜に関する透過率の計算結果の例を示すグラフである。
【図８】図８Ａは、第３の実施形態にかかる光学モジュールの構成を示す分解斜視図である。図８Ｂは、図８Ａに示す光学モジュールに備えられる光学素子の断面を拡大して示す断面模式図である。
【図９】図９Ａは、第４の実施形態にかかる撮像装置の構成例を示す略線図である。図９Ｂは、図９Ａに示す撮像装置に備えられる光学素子の断面を拡大して示す断面模式図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、一眼レフレックスカメラとして第４の実施形態にかかる撮像装置を構成した例を示す略線図である。
【図１１】図１１Ａは、ビデオカメラとして第４の実施形態にかかる撮像装置を構成した例を示す略線図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示す撮像装置に備えられる光学モジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図１２】図１２Ａは、ダストのつきにくさの評価における、測定試料、照明用光源およびカメラの配置を示す略線図である。図１２Ｂは、高屈折率層および低屈折率層からなる積層体を形成する前のホウケイ酸ガラス板に関する、２値化処理後の画像を示す図である。図１２Ｃは、サンプル６に関する、２値化処理後の画像を示す図である。図１２Ｄは、サンプル１に関する、２値化処理後の画像を示す図である。
【図１３】図１３Ａは、第１の実施形態にかかる光学素子の最表層の上に、フッ素を含有する機能膜が形成された光学素子の一構成例を示す断面模式図である。図１３Ｂは、第２の実施形態にかかる光学素子の最表層の上に、フッ素を含有する機能膜が形成された光学素子の一構成例を示す断面模式図である。
【図１４】図１４Ａは、赤外線カットフィルタに要求される光学特性の概略を示したグラフである。図１４Ｂは、赤外線カットフィルタに要求される光学特性を実現するために、基材上に形成される多層膜に要求される光学特性の概略を示したグラフである。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｆは、ガラス基板上に単一の高屈折率層が形成された光学素子の、高屈折率層の幾何膜厚の変化に対するダイアグラムの変化を示す概略図である。
【図１６】図１６Ａは、高屈折率層にかえて、ガラス基板上に単一の低屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムを示す概略図である。図１６Ｂは、ガラス基板上に単一の高屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムと、ガラス基板上に単一の低屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムとを示す概略図である。
【図１７】図１７Ａは、ガラス基板上に、高屈折率層と、低屈折率層とが順に形成された光学素子の断面模式図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示す光学素子の光学アドミタンスに関するダイアグラムを示す概略図である。図１７Ｃは、最表層が高屈折率層とされた多層膜の透過率の計算結果の例を示すグラフである。
【図１８】図１８Ａは、多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図１８Ｂは、図１８Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い２層分についてのダイアグラムを示す図である。
【図１９】図１９Ａ〜図１９Ｄは、光学素子の表面へダストが付着する原因を模式的に現した図である。
【図２０】図２０Ａ〜図２０Ｃは、静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの付着および吸着の機構を模式的に現した図である。図２０Ｄは、導電性を有する光学素子の、ダストの吸着の抑制効果を模式的に現した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜の実施形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜０−０．光学アドミタンスの整合＞
＜０−１．帯電防止機能および導電性の付与＞
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．第３の実施形態＞
＜４．第４の実施形態＞
＜５．変形例＞
【００２１】
なお、以下に説明する実施形態は、光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜の好適な具体例である。以下の説明においては、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本技術を限定する旨の特段の記載がない限り、光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜の例は、以下に示す実施形態に限定されないものとする。
【００２２】
＜０−０．光学アドミタンスの整合＞
実施形態の理解を容易とするため、実施形態の説明の前に、まず、光学アドミタンス整合の手法による光学設計の概要について説明する。以下では、赤外線カットフィルタの光学設計を例にとって説明を行う。
【００２３】
図１４Ａは、赤外線カットフィルタに要求される光学特性の概略を示したグラフである。図１４Ａは、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。一般的に、赤外線カットフィルタには、可視光域の光に対して、図１４Ａに示す光学特性が要求される。ここで、可視光域とは、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長帯域をいう。カメラなどに使用される一般的な赤外線カットフィルタには、可視光域のうち、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の帯域において高い透過率が要求される。
【００２４】
通常、図１４Ａに示す光学特性を実現するために、ガラスなどの基材上に、高屈折率材料からなる層(以下、高屈折率層Ｈと適宜称する。)と、低屈折率材料からなる層(以下、低屈折率層Ｌと適宜称する。)とを交互に積層した多層膜を形成することが行われる。
【００２５】
図１４Ｂは、赤外線カットフィルタに要求される光学特性を実現するために、基材上に形成される多層膜に要求される光学特性の概略を示したグラフである。図１４Ｂは、図１４Ａと同様に、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。
【００２６】
例えば、赤外線カットフィルタであれば、基材となる赤外線吸収ガラスと、所定の光学特性を有する多層膜とが組み合わせられ、図１４Ａに示す光学特性の実現が図られる。そこのとき、多層膜には、図１４Ｂに示す光学特性が要求される。
【００２７】
図１４Ｂに示す光学特性を実現するために、多層膜においては、一般的に、高屈折率層Ｈおよび低屈折率層Ｌが４０層程度積層される。なお、本明細書においては、高屈折率であるとは、ナトリウムのＤ線（５８９．３ｎｍ）での屈折率が１．７以上である場合をいうものとし、低屈折率であるとは、ナトリウムのＤ線での屈折率が１．７未満であることをいうものとする。
【００２８】
高屈折率層Ｈおよび低屈折率層Ｌを積層することにより、所望の光学特性を得ようとする場合、一般的には、基材から見て最も遠い側の層（以下、最表層と適宜称する。）が、低屈折率層Ｌとされる。すなわち、空気との界面を有する層が、低屈折率層Ｌとされる。これは、最表層を高屈折率層Ｈとする場合と比較して、最表層を低屈折率層Ｌとする光学設計の方が簡単であること、最表層を高屈折率層Ｈとした場合には、空気との界面において反射する光の割合が増加し、透過率が低くなることなどによる。
【００２９】
したがって、鏡など、高い反射率が要求される光学素子であれば、高屈折率の機能性材料を最表層に使用しやすい。一方、レンズや光学フィルタなど、高い透過率が要求される光学素子では、高屈折率の機能性材料を最表面にした光学設計が難しい。
【００３０】
［光学アドミタンス］
基材上に屈折率の異なる複数の層を積層することにより構成された光学素子に入射した光の透過率は、計算により求めることが可能である。このとき、計算の便宜のため、光学アドミタンスと呼ばれる量を導入した計算が行われることが多い。
【００３１】
光学アドミタンスは、電磁波が伝播する媒質中の電磁波の磁場成分Ｈおよび電場成分Ｅの比率として定義される。すなわち、光学アドミタンスＹは、電磁波（光波）の磁場成分をＨとし、電場成分をＥとして、以下の式（１）により表される。光学アドミタンスＹは、一般には、複素数である。
【００３２】
【数１】
2012185254.tif 000003
【００３３】
光波が複素屈折率Ｎｊの媒質中を進行する場合、該媒質の複素屈折率Ｎｊと光学アドミタンスＹｊとの間には、以下の式（２）で表される関係が成り立つ。
【００３４】
【数２】
2012185254.tif 000004
【００３５】
ここで、μ０は真空の透磁率、ε０は真空の誘電率であり、Ｙ０は、自由空間のアドミタンスである。自由空間のアドミタンスＹ０は、電磁波の特性インピーダンスＺ０の逆数である。特性インピーダンスＺ０は、電磁波の伝播路における電場成分と磁場成分との比率（Ｅ／Ｈ）として定義される。式（２）中、下付き文字の「ｊ」は、多層膜中を光波が進行する場合など、複数の媒質を区別するためのインデックスである。以下では、最表層側から基板側に向かって、順にｊ＝１，２，３，・・・として多層膜の各層を区別する。なお、ｃｇｓ単位系を用いれば、単一媒質中の光学アドミタンスＹは、該媒質の複素屈折率Ｎと一致する。したがって、光学アドミタンスＹを、媒質の複素屈折率Ｎに相当する量と考えてよい。
【００３６】
複素屈折率Ｎｊは、光波が進行する媒質中で吸収がある場合には、複素数として表現することができる。すなわち、複素屈折率Ｎｊは、以下の式（３）により表される。
【００３７】
【数３】
2012185254.tif 000005
【００３８】
式（３）中、ｉは、虚数単位（ｉ＝（−１）１／２）である。
【００３９】
ｎｊは、いわゆる通常の屈折率であり、ｋｊは、吸収を表す消衰係数（extinction coefficient）である。ｎｊおよびｋｊは、媒質中を進行する波の波長λｊに依存する量である。
【００４０】
ここで、強度Ｉ０の光が、吸収のある媒質中を距離ｚだけ進行したときの強度Ｉ（ｚ）は、以下の式（４）により表される。
【００４１】
【数４】
2012185254.tif 000006
【００４２】
式（４）中のαｊは、吸収係数（absorption coefficient）と呼ばれる量であり、消衰係数ｋｊは、真空中の光の波長λ０および吸収係数αｊを用いて、以下の式（５）により表される。
【００４３】
【数５】
2012185254.tif 000007
【００４４】
（特性マトリクス）
薄膜系の光学アドミタンスを計算する方法としては、特性マトリクス（characteristic matrix）を利用した計算手法が知られている。特性マトリクスは、入射光に対する媒質の効果を２行２列の行列により表現した量である。特性マトリクスＭｊは、具体的には、以下の式（６）により表される。
【００４５】
【数６】
2012185254.tif 000008
【００４６】
ここで、△ｊは、光学膜厚に対応する量であり、媒質の幾何膜厚ｄｊおよび媒質に対する光波の入射角θｊを用いて、以下の式（７）により表される。なお、幾何膜厚とは、高屈折率層および低屈折率層が形成される基材の主面に対して垂直の方向に測った各層の実際の厚さをいうものとする。
【００４７】
【数７】
2012185254.tif 000009
【００４８】
ここで、例えば、複素屈折率Ｎｓの基材上に、複素屈折率Ｎ１の層を１層だけ積層した場合を考える。このときの薄膜系は、空気と、複素屈折率Ｎ１の層との界面（以下、界面ａとする。）および複素屈折率Ｎ１の層と、基材との界面（以下、界面ｂとする。）の２つの境界面を有する。
【００４９】
詳細な計算は割愛するが、界面ａにおける透過率を求めることは、空気と、光学アドミタンスＹＥの層との１つの境界面（以下、界面ｅとする。）を想定したときの、光学アドミタンスＹＥを求める問題に帰着する。そのため、多層膜と空気との界面における透過率を求めるには、光学アドミタンスＹＥを求めればよいことになる。光学アドミタンスＹＥは、等価アドミタンスと呼ばれる。
【００５０】
（等価アドミタンスの計算）
以下、等価アドミタンスＹＥの計算について説明する。界面ｂにおける磁場成分および電場成分を、それぞれＨｓ、Ｅｓとすると、以下の式（８）が成り立つ。
【数８】
2012185254.tif 000010
【００５１】
なお、式（８）中、左辺のＨおよびＥは、界面ａにおける磁場成分Ｈおよび電場成分Ｅである。
【００５２】
式（８）の両辺をＥｓで割り、Ｅ／ＥｓおよびＨ／Ｅｓを、それぞれＢ、Ｃとおくと、以下の式（９）を得る。
【００５３】
【数９】
2012185254.tif 000011
【００５４】
複素屈折率Ｎｓの基材上に、複素屈折率Ｎ１の層を１層だけ積層した場合の等価アドミタンスＹＥは、式（１）のＥおよびＨを、式（９）により得られる量ＢおよびＣにそれぞれ置き換えることにより求められる。なお、式（９）の左辺のマトリクスは、薄膜系の特性マトリクス（characteristic matrix of the assembly）と呼ばれる。
【００５５】
基材上に屈折率の異なる複数の層を積層することにより構成された多層膜においては、各層の光波は、進行波と、複数の界面において反射した光波との合成波となる。そのため、通常、多層膜の各層内における複素屈折率Ｎｊと光学アドミタンスＹｊとは一致しなくなるが、以下の議論では、光学アドミタンスＹｊの実部および虚部が、各層における屈折率および消衰係数にそれぞれ相当する量と考えて差し支えない。
【００５６】
上述したように、入射光に対する多層膜の各層の効果は、式（６）により表される特性マトリクスにより表現される。基材上に屈折率の異なる複数の層を積層することにより多層膜を構成した場合、入射光に対する多層膜の効果は、以下の式（１０）により表現される合成特性マトリクスＭｃを用いて計算に取り込むことができる。
【００５７】
【数１０】
2012185254.tif 000012
【００５８】
薄膜系の等価アドミタンスは、式（１）のＥおよびＨを、以下の式（１１）により得られる量ＢおよびＣにそれぞれ置き換えることにより求めることができる。
【００５９】
【数１１】
2012185254.tif 000013
【００６０】
式（１０）および式（１１）からわかるように、量ＢおよびＣの計算においては、ｔ（１，Ｎｓ）に対して、順に、Ｍｑ，Ｍｑ‐１，・・・，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１との積がとられる。すなわち、高屈折率層Ｈｊおよび低屈折率層Ｌｊの積層構造の効果は、基材側から最表層に向けて、等価アドミタンスの計算に取り込まれる。
【００６１】
［ダイアグラム］
等価アドミタンスが得られれば、多層膜と空気との界面における透過率を直接求めることができるが、得られた等価アドミタンスから、基材上に屈折率の異なる複数の層を積層することにより構成された光学素子の透過率を推定することができる。以下では、等価アドミタンスを単に光学アドミタンスと適宜称する。
【００６２】
上述したように、光学アドミタンスは、一般に、複素数である。したがって、光学アドミタンスは、複素平面上の点として表現することができる。さらに光学アドミタンスは、光波が通過する物質の種類に依存するとともに、光波が通過する物質の厚さに依存する量である。例えば、光波が通過する物質の厚さ（多層膜における各層の幾何膜厚ｄｊ）をパラメータとして、光波が通過する物質の厚さを変化させると、複素平面上に表された光学アドミタンスは、光波が通過する物質の厚さの変化にしたがって、ある軌跡を描く。以下では、複素平面上に表された光学アドミタンスの軌跡を、単にダイアグラムと適宜称することとする。
【００６３】
図１５Ａ〜図１５Ｆは、ガラス基板上に単一の高屈折率層が形成された光学素子の、高屈折率層の幾何膜厚の変化に対するダイアグラムの変化を示す概略図である。図１５Ａにおいて、矢印ＢＬは、光学素子２０１への入射光束を表している。式（１１）および式（１）により、光学アドミタンスが計算され、得られた光学アドミタンスから、光学素子２０１に対して高屈折率層Ｈ１側から光が入射したときの透過率が計算される。
【００６４】
このとき、式（１１）において、基材の複素屈折率Ｎｓは、基材２０３と高屈折率層Ｈ１との界面における光学アドミタンスＹｓに相当する。例えば、基材２０３としてホウケイ酸ガラスを用いた場合には、Ｎｓ＝１．５１１４（Ｎｓ＝１．５１１４＋０ｉ）である。したがって、複素平面上においてＹ＝１．５１１４に対応する点Ｓ（１．５１１４，０）が、光学アドミタンスが描く軌跡の出発点となる。図１５Ｂでは、点Ｓを「●」印により示した。
【００６５】
上述したように、光学アドミタンスは、式（１１）および式（１）により求めることができるが、図１５Ａ〜図１５Ｆに示す例は、基材２０３上に形成される高屈折率層が単一層の場合である。したがって、光学アドミタンスＹ１の計算は、式（９）および式（１）を用いればよい。
【００６６】
式（９）および式（１）により得られる光学アドミタンスは、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１の増加に伴い、連続的な変化を示す。図１５Ｂでは、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚が図１５Ａに示すｄ１である場合に対応する光学アドミタンスを、「○」印により示した。また、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１の増加に伴って光学アドミタンスが描く軌跡を、曲線ＣＨ１により表した。
【００６７】
図１５Ｄは、図１５Ｃに対応するダイアグラムを示した図である。図１５Ｄでは、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１を図１５Ｃに示すｄ１まで増加させたときに光学アドミタンスが描く軌跡を、曲線ＣＨ２により表した。
【００６８】
また、図１５Ｆは、図１５Ｅに対応するダイアグラムを示した図である。図１５Ｆでは、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１を図１５Ｅに示すｄ１まで増加させたときに光学アドミタンスが描く軌跡を、曲線ＣＨ３により表した。図１５Ｆに示すように、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１があるところまで増加すると、光学アドミタンスを表す点は、出発点であるＳ（１．５１１４，０）に戻る。すなわち、ダイアグラムは閉じた曲線となり、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１をさらに増加させても、光学アドミタンスを表す点は、同じ曲線の上をたどるだけとなる。
【００６９】
図１６Ａは、高屈折率層にかえて、ガラス基板上に単一の低屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムを示す概略図である。図１６Ａに示すように、ガラス基板上に単一の低屈折率層Ｌ１を形成した場合、低屈折率層Ｌ１の幾何膜厚ｄ１の増加に伴う光学アドミタンスの軌跡は、点Ｓを出発点とした右回りの曲線ＣＬを描く。低屈折率層Ｌ１の幾何膜厚ｄ１が、あるところまで増加すると、ガラス基板上に単一の高屈折率層Ｈ１を形成した場合と同様に、光学アドミタンスを表す点は、出発点である点Ｓ（１．５１１４，０）に戻る。すなわち、ガラス基板上に単一の高屈折率層Ｈ１を形成した場合と同様に、ダイアグラムは閉じた曲線となる。低屈折率層Ｌ１の幾何膜厚ｄ１をさらに増加させても、ガラス基板上に単一の高屈折率層Ｈ１を形成した場合と同様に、光学アドミタンスを表す点は、同じ曲線の上をたどるだけとなる。なお、図１６Ａでは、曲線ＣＬを破線により示した。
【００７０】
図１６Ｂは、ガラス基板上に単一の高屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムと、ガラス基板上に単一の低屈折率層が形成された光学素子のダイアグラムとを示す概略図である。図１６Ｂにおいて、曲線ＣＨは、高屈折率層Ｈ１の幾何膜厚ｄ１の増加に伴う光学アドミタンスの軌跡を示し、破線により表された曲線ＣＬは、低屈折率層Ｌ１の幾何膜厚ｄ１の増加に伴う光学アドミタンスの軌跡を示している。
【００７１】
図１６Ｂからわかるように、ガラス基板上に単一の高屈折率層Ｈ１が形成された場合も、ガラス基板上に単一の低屈折率層Ｌ１が形成された場合も、ともにダイアグラムは閉じた曲線となる。なお、詳細な計算は割愛するが、曲線ＣＨおよびＣＬは、点Ｓ（１．５１１４，０）を通る円となる。
【００７２】
ここで、点Ｓ（１．５１１４，０）を出発点とする曲線ＣＨまたは曲線ＣＬの終端点と、空気の光学アドミタンスを表す点との間の距離が、光学素子に入射した光の媒質中における損失の大きさに対応する。すなわち、ダイアグラムの終端点と、空気の光学アドミタンスを表す点との間の距離が小さいほど、透過率が高いということができる。空気の屈折率は１に等しいと考えてよいから、空気の光学アドミタンスを表す点は、複素平面上でＹ＝１に対応する点Ａ（１，０）となる。図１６Ｂでは、点Ａ（１，０）を「■」印により示した。
【００７３】
したがって、曲線ＣＨの終端点をＴＥＨとすると、図１６Ｂに示す複素平面上での距離ρＨ＝｜ＴＥＨ−Ａ｜が、ガラス基板上に単一の高屈折率層が形成された光学素子に入射した光のエネルギ損失の大きさに対応する。同様に、曲線ＣＬの終端点をＴＥＬとしたときの、図１６Ｂに示す複素平面上での距離ρＬ＝｜ＴＥＬ−Ａ｜が、ガラス基板上に単一の低屈折率層が形成された光学素子に入射した光のエネルギ損失の大きさに対応する。
【００７４】
上述したように、ダイアグラムの終端点と、空気の光学アドミタンスを表す点との間の距離が小さいほど、光学素子の透過率が高くなることが推定される。したがって、光透過性が要求される光学フィルタなどにおいては、ダイアグラムの終端点ＴＥが、空気の光学アドミタンスを表す点Ａになるべく近づくように光学設計が行われる。以下では、ダイアグラムの終端点ＴＥを空気の光学アドミタンスを表す点Ａになるべく近づけるようにすることを、「光学アドミタンスを整合させる」という。
【００７５】
図１６Ｂに示したように、基材上に単一の高屈折率層または単一の低屈折率層を形成するだけでは、ダイアグラムが閉じた曲線となるため、光学アドミタンスの整合ができない。そのため、一般的には、基材上に屈折率の異なる複数の層を積層することにより、光学アドミタンスの整合が図られる。具体的には、ダイアグラムの終端点ＴＥが、空気の光学アドミタンスを表す点Ａになるべく近づくように、多層膜の各層を構成する材料が適宜選択され、各層の幾何膜厚ｄｊが適宜調整される。
【００７６】
ここで、基材上に屈折率の異なる複数の層を積層した場合のダイアグラムについて説明する。
【００７７】
図１７Ａは、ガラス基板上に、高屈折率層と、低屈折率層とが順に形成された光学素子の断面模式図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示す光学素子の光学アドミタンスに関するダイアグラムを示す概略図である。図１７Ｂに示すように、ガラス基板３０３上に、高屈折率層Ｈ２と、低屈折率層Ｌ１とを順に形成したときのダイアグラムは、曲線ＣＨと、曲線ＣＬとを接続したものとなる。曲線ＣＨは、ガラス基板上に高屈折率層Ｈ２を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＬは、高屈折率層Ｈ２にさらに低屈折率層Ｌ１を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。
【００７８】
図１７Ｂに示すダイアグラムでは、ダイアグラムの終端点が空気の光学アドミタンスを表す点Ａと一致している。したがって、この場合は、光学素子３０１に入射した光の反射がない、透過率が１００％の理想的な場合に対応し、ガラス基板３０３上に順に積層されることにより構成された高屈折率層Ｈ２および低屈折率層Ｌ１の積層膜は、反射防止膜として機能する。
【００７９】
図１７Ｂからわかるように、光学アドミタンスを整合させるという観点からは、空気との界面に近い層の光学アドミタンスの影響が大きく、特に、最表層の光学アドミタンスの影響が大きい。
【００８０】
図１７Ｃは、最表層が高屈折率層とされた多層膜の透過率の計算結果の例を示すグラフである。図１７Ｃは、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図１５Ａ〜図１５Ｃを参照して説明したように、最表層を高屈折率層とすると、高屈折率層の幾何膜厚を大きくしても、ダイアグラムの終端点は、閉じた曲線上から抜け出せない。そのため、光学アドミタンスを整合させることができず、図１７Ｃに示すように、光学素子の透過率Ｔが低下してしまう。したがって、光学素子の透過率Ｔの低下を抑制するために、最表層を低屈折率層とする光学設計が行われることになる。
【００８１】
図１８Ａは、多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図１８Ｂは、図１８Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い２層分についてのダイアグラムを示す図である。図１８Ａは、屈折率ｎを縦軸にとり、各層の幾何膜厚ｄ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図１８Ａに示す多層膜の構成は、最表層を低屈折率層Ｌ１とし、最表層より基材側に近い側の１層を高屈折率層Ｈ２とする光学設計の一例である。
【００８２】
図１８Ｂに示すように、空気との界面に近い２層分についてのダイアグラムは、曲線ＣＨと、曲線ＣＬとを接続したものとなる。曲線ＣＨは、空気との界面側からみて２層目（高屈折率層Ｈ２）までの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＬは、高屈折率層Ｈ２にさらに低屈折率層Ｌ１を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。図１８Ｂに示す例では、曲線ＣＬが、曲線ＣＨと、曲線ＣＨの終端点ＴＥＨにおいて接続される。すなわち、曲線ＣＬの終端点ＴＥＬが、ダイアグラムの終端点となる。したがって、光学アドミタンスの整合を図るために、終端点ＴＥＬが空気の光学アドミタンスを表す点Ａになるべく近づくように、多層膜の各層を構成する材料が適宜選択され、各層の幾何膜厚ｄｊが適宜調整される。
【００８３】
図１８Ａに対応する多層膜に関する透過率の計算結果が、例えば、図１４Ｂに示すものとなる。図１４Ｂと図１７Ｃとを比較すると、最表層が高屈折率層とされた多層膜に比べ、最表層が低屈折率層とされた多層膜の方が、透過率Ｔの低下が抑制されていることがわかる。このように、低屈折率層を最表層とすることを前提とした光学設計が行われることが一般的である。
【００８４】
＜０−１．帯電防止機能および導電性の付与＞
次に、光学素子の表面へのダストの付着を抑制するための、光学素子への帯電防止機能および導電性の付与について説明する。
【００８５】
図１９Ａ〜図１９Ｄは、光学素子の表面へダストが付着する原因を模式的に現した図である。光学素子４０１の表面へダスト８６が付着する原因としては、例えば、重力によるダストの落下（図１９Ａ）、風の吹きつけＷによるダスト８６の衝突（図１９Ｂ）、光学素子４０１の帯電によるダストの吸着（図１９Ｃ）、ダスト８６自身の帯電による吸着（図１９Ｄ）などが挙げられる。
【００８６】
図１９Ｃおよび図１９Ｄに示すように、光学素子４０１の帯電によるダスト８６の吸着およびダスト８６自身の帯電による吸着は、静電気力に起因した、光学素子の表面へのダストの付着である。
【００８７】
静電気力に起因した、光学素子の表面へのダストの付着を抑制するために、例えば、光学素子の内部に導電層を設けるなどして、光学素子に帯電防止機能を付与することが行われることが多い。
【００８８】
ここで、帯電防止機能を有するとは、光学素子自身の帯電をある程度防止できる程度の導電性を有するが、帯電した光学素子自身の静電気をすみやかに消散させられるほどの導電性がないこというものとする。具体的には、帯電防止機能を有するとは、光学素子の表面抵抗率が、１０３ｋΩ／□を超え１０６ｋΩ／□以下の範囲内にあることをいう。光学素子が帯電防止機能を有している場合には、静電気力に起因した、光学素子の表面へのダストの付着を抑制することができる。
【００８９】
光学素子の表面に付着したダストが、光学素子の表面からすぐに落ちてしまう場合には、ダストが光学素子に与える影響が小さいので、ダストの付着が問題になることは少ない。しかしながら、ダストが光学素子の表面に付着したままであると、付着したダストが、光学素子の性能に悪影響を及ぼすことになる。
【００９０】
光学素子の表面にダストが付着したままになる原因としては、ファンデルワールス力による吸着、ダストと光学素子との間に介在する油分による粘着、ダストと光学素子との間に介在する水分の表面張力による吸着、静電気力による吸着などが挙げられる。本発明者らは、これらの中でも特に、静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの付着および吸着に注目し、光学素子の表面へのダストの付着および吸着を抑制すべく検討を行った。
【００９１】
図２０Ａ〜図２０Ｃは、静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの付着および吸着の機構を模式的に現した図である。図２０Ｄは、導電性を有する光学素子の、ダストの吸着の抑制効果を模式的に現した図である。
【００９２】
静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの吸着が発生する原因としては、例えば、ダスト８６自体が静電気を帯びている場合（図２０Ａ）や、接触帯電現象または衝突帯電現象により、ダスト８６と光学素子４０１の双方に静電気が発生する場合（図２０Ｂおよび図２０Ｃ）が挙げられる。なお、図２０Ｂは、電気的に中性なダストおよび電気的に中性な光学素子が接触する前の状態を示している。図２０Ｃは、ダストおよび光学素子が接触することにより、ダストおよび光学素子に静電気が発生し、発生した静電気により光学素子４０１の表面にダスト８６が吸着した状態を示している。
【００９３】
ダスト自体が静電気を帯びている場合、接触帯電または衝突帯電により静電気が発生する場合のいずれについても、ダスト中の電荷をダストの外部へ逃がしてやることが、光学素子の表面へのダストの吸着を抑制することに対して有効である。例えば、光学素子が導電性を有する場合には、図２０Ｄに示すように、ダスト８６中の電荷の一部が、ダストと接触する光学素子４０１中へ逃げる。ダスト中の電荷の少なくとも一部が光学素子中へ逃げることにより、ダストと光学素子との間のクーロン力が弱まれば、光学素子の表面に対するダストの付着力を弱める事ができる。
【００９４】
上述したことから、静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの吸着を抑制するために、ダスト中の電荷の少なくとも一部が、ダストと接触する光学素子中へ逃げるようにされていることが好ましい。すなわち、光学素子が、導電性を有していることが好ましい。本明細書では、導電性を有しているとは、帯電した物体が接触した場合に、帯電した物体の静電気の一部を逃がすことができる程度の導電性を有することをいうものとする。静電気力に起因する光学素子の表面へのダストの吸着を抑制するためには、具体的には、光学素子の表面抵抗率が、３０ｋΩ／□以下であることが好ましく、１０ｋΩ／□以下であることがより好ましい。
【００９５】
例えば、基材上に、屈折率の異なる複数の層が積層された多層膜を形成することにより、光学素子を構成する場合に、多層膜の最表層を透明導電層とすれば、光学素子に帯電防止機能を付与することができる。すなわち、光透過性および導電性を有する材料を用いて多層膜の最表層となる透明導電層を形成することにより、光学素子に帯電防止機能を付与することができる。または、光学素子を、導電性を有する光学素子とすることができる。光透過性および導電性を有する材料としては、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）に数％の酸化スズ（ＳｎＯ２）を添加した化合物）を挙げることができる。
【００９６】
ところが、ＩＴＯの屈折率は、ナトリウムのＤ線での屈折率が１．７以上であるため、ＩＴＯにより構成される透明導電層は、高屈折率層となる。光透過性および導電性を有する薄膜材料には、ＩＴＯのほかにもいくつかの材料が知られているが、ＩＴＯと同様に、高屈折率を有するものが多い。したがって、光学素子に導電性を付与しようとして、基材上に形成される多層膜の最表層を高屈折率層とすると、上述した光学アドミタンスの整合が困難となり、通常、光学素子の透過率が低下してしまう。上述した理由から、従来技術では、高屈折率層を最表層とする光学設計が実現されていない。
【００９７】
光学素子の光学特性を維持しながら防塵効果の向上を両立させるために、例えば、最表層となるＩＴＯ層を、２０ｎｍ程度のごく薄い透明導電層とすることが考えられる。しかしながら、最表層のＩＴＯ層の膜厚をただ小さくするのみでは、光学素子の表面抵抗率が大きくなってしまう。そのため、最表層のＩＴＯ層の膜厚を２０ｎｍ程度とするのみでは、光学素子の表面抵抗率を、例えば、３０ｋΩ／□以下の充分に低いものとすることが困難となる。また、最表層が高屈折率層であるため、透明導電層をごく薄いものとしても、光学素子の透過率は劣化してしまう。
【００９８】
また、例えば、ＩＴＯからなる透明導電層上に密度の低い低屈折率層を形成し、ＩＴＯ層の導電効果が光学素子の表面に及ぶようにすることが考えられる。しかしながら、低屈折率層が導電性を有しなければ、ＩＴＯ層の導電効果を充分に引き出すことができず、ＩＴＯを最表層とした場合と比較して、充分な防塵機能が得られない。
【００９９】
そのほかにも、有機材料への導電性粒子のドーピングや、低屈折率性の機能材料開発も試みられているが、現状では、光学フィルタの大量生産プロセスの代表である蒸着法に適用できる材料は提唱されていない。
【０１００】
以上説明したように、これまでの技術では、光学素子の光学特性を維持しながら、光学素子の防塵効果を向上させることは困難であった。
【０１０１】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態にかかる光学素子の断面模式図である。図１に示すように、第１の実施形態では、光学素子１が、光透過性基材３と、光透過性基材３上に形成された多層膜ＭＬとを含む。光透過性基材３上に形成された多層膜ＭＬは、空気への露出面Ｅを有する透明導電層１１を含み、空気への露出面Ｅ側から光透過性基材３側に向かって、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３を含んでいる。後述するように、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、６０ｎｍ以下である。また、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対して、６％以上５０％以内の範囲内である。このようにすることで、光学素子１の表面抵抗率を、１５０Ω／□以上２５ｋΩ／□以下とすることができる。
【０１０２】
光学素子１は、例えば、赤外線カットフィルタなどの光学フィルタである。なお、図１に示す光学素子１は、説明の都合上、その断面を模式的に表したものであり、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３を強調して示している。そのため、図１に示す各層の幾何膜厚ｄｊは、実際の厚さを示すものではない。以下の説明においても、同様とする。
【０１０３】
第１の実施形態では、光学素子１が、空気への露出面Ｅに近い側から、順に、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３の３層を含んでいればよく、該３層以外に、他の層を含んでいてもよい。例えば、光学素子１が赤外線カットフィルタである場合には、光学素子１は、高屈折率層Ｈｊおよび低屈折率層Ｌｊが積層された調整層ＣＬを含み、光透過性基材３上に形成される多層膜ＭＬは、合計で４０〜５０層程度の積層膜とされる。光透過性基材３上に形成される多層膜ＭＬは、光学素子１の用途および機能に応じて、多層膜ＭＬの各層を構成する材料が適宜選択され、各層の幾何膜厚ｄｊが適宜調整される。
【０１０４】
以下、光学素子１を構成する透明導電層１１、低屈折率層１２、透明導電層１３および光透過性基材１３について、順に説明する。以下、同一または対応する部分には、同一の符号を付すものとする。
【０１０５】
（空気への露出面を有する透明導電層）
透明導電層１１は、後述する光透過性基材３上に形成される多層膜ＭＬの最表層を構成する層である。したがって、透明導電層１１は、空気への露出面Ｅを有している。なお、透明導電層１１の空気への露出面Ｅが、光学素子１に対する光の入射面となる。
【０１０６】
透明導電層１１の幾何膜厚ｄ１は、好ましくは、１０ｎｍ以上であり、より好ましくは、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。透明導電層１１の幾何膜厚ｄ１を上記範囲内とすることにより、光学素子１の光学特性の劣化を抑制しながら、光学素子１に対して、充分な帯電防止機能および導電性を付与することができるからである。また、透明導電層１１の幾何膜厚ｄ１を１０ｎｍ以上とすることにより、透明導電層１１の膜厚制御を安定したものとすることができる。
【０１０７】
透明導電層１１を構成する材料としては、光透過性および導電性を有する材料を用いることができる。光透過性および導電性を有する材料としては、例えば、金属酸化物系の材料を使用することができる。金属酸化物系の材料としては、具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＩｎＯ２系、Ｉｎ２Ｏ３系、ＳｎＯ２系、ＺｎＯ系、ＴｉＯ２系など、またはＺｎＯにＡｌもしくはＧａをドープした透明導電性材料を挙げることができる。例えば、上述した材料のほか、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ：Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ）、ＳＺＯ、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ）などを挙げることができる。上述した材料のうち、透明導電層１１を構成する材料としては、信頼性の高さおよび抵抗率の低さなどの観点から、ＩＴＯが好ましい。
【０１０８】
なお、透明導電層１１を構成する材料として例示した上述した材料は、いずれもナトリウムのＤ線での屈折率が１．７以上である。すなわち、光学素子１の最表層となる透明導電層１１は、高屈折率層である。
【０１０９】
透明導電層１１（高屈折率層Ｈ１）を構成する材料は、帯電列中において中性に近い位置となる材料から選択されることが好ましい。具体的には、透明導電層１１を構成する材料が、ポリスチレンよりも正に帯電しやすく、かつアクリルよりも負に帯電しやすい材料から選択されることが好ましい。
【０１１０】
帯電列中において、離れた位置にある材料どうしが接触した場合には、発生する静電気が強いものとなる。例えば、電気的に正に偏りやすいアクリルと、電気的に負に偏りやすい塩化ビニルとが接触した場合、帯電列中における位置が大きく離れているため、大きな接触帯電が発生する。そのため、透明導電層１１を構成する材料の帯電列中における位置を中性に近づけることで、特定の物質に対する接触帯電が大きくなることを防ぐことができる。
【０１１１】
透明導電層１１を構成する材料を、帯電列中において中性に近い位置となる材料から選択することにより、ダストを構成する様々な物質に対する接触帯電を小さくすることができ、光学素子１の防塵効果を向上させることができる。ＩＴＯは、帯電列中において中性に近い位置となる。そのため、ダストを構成する様々な物質に対する接触帯電を小さくする観点からも、透明導電層を構成する材料として、ＩＴＯが選択されることが好ましい。
【０１１２】
（低屈折率層）
低屈折率層１２（低屈折率層Ｌ２）は、透明導電層１１と、後述する透明導電層１３との間に介在される層である。
【０１１３】
第１の実施形態では、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、６０ｎｍ以下とされる。また、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対して、好ましくは６％以上５０％以内の範囲内、より好ましくは６％以上２０％以下の範囲内とされる。低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２を上記範囲内とすることにより、光学素子１の光学特性の劣化を抑制しながら、光学素子１に対して、充分な帯電防止機能および導電性を付与することができるからである。また、低屈折率層１２が導電性を有さない材料から構成された場合であっても、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が上記範囲内である場合には、低屈折率層１２の両主面を界面としてそれぞれ隣接する透明導電層１１および透明導電層１３の導電効果を発現させることができるからである。すなわち、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が上記範囲内である場合には、低屈折率層１２の絶縁耐力よりも、透明導電層１１および透明導電層１３の導電効果の方が強く現れる。
【０１１４】
具体的には、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、６０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。低屈折率層１２を薄く構成することで、最表層の透明導電層１１の幾何膜厚ｄ１を、例えば１０ｎｍ以上とすることができ、透明導電層１１を構成する材料の機能を充分に引き出すことができるからである。すなわち、例えば、透明導電層１１がＩＴＯから構成される場合であれば、ＩＴＯの導電性を充分に引き出すことができる。また、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２を１０ｎｍ以上とすることにより、低屈折率層１２の膜厚制御を安定したものとすることができるからである。
【０１１５】
低屈折率層１２を構成する材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。光学フィルタの大量生産プロセスの代表である蒸着法に適するという観点から、低屈折率層１２を構成する材料として、ＳｉＯ２が好ましい。
【０１１６】
（透明導電層）
透明導電層１３は、低屈折率層１２からみて光透過性基材３側に隣接し、低屈折率層１２との界面を有する層である。透明導電層１３は、光学素子１に対して、導電性を付与するために設けられる層である。
【０１１７】
透明導電層１３の幾何膜厚ｄ３は、好ましくは、２００ｎｍ以上であり、より好ましくは、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。幾何膜厚ｄ３を調整することにより、光学素子１の表面抵抗率を、例えば、９ｋΩ／□以下に調整することができる。具体的には、光学素子１の表面抵抗率を、１５０Ω／□以上３ｋΩ／□以下とすることができる。透明導電層１３の幾何膜厚ｄ３を上記範囲内とすることにより、光学素子１の光学特性の劣化を抑制しながら、光学素子１に対して、充分な帯電防止機能および導電性を付与することができる。
【０１１８】
ここで、光学素子１の表面抵抗率は、４探針法により測定された抵抗に抵抗率補正係数を乗じて得られた値である。このとき、電位差を測定する２つの探針の間の距離は、２０ｍｍとした。
【０１１９】
透明導電層１３を構成する材料としては、空気への露出面を有する透明導電層１１と同様の材料を選択することができる。すなわち、透明導電層１３は、高屈折率層である。なお、光学素子１の製造を容易にするという観点からは、空気への露出面を有する透明導電層１１を構成する材料としてＩＴＯが選択された場合には、透明導電層１３（高屈折率層Ｈ３）を構成する材料としてＩＴＯを選択されることが好ましい。
【０１２０】
（光透過性基材）
光透過性基材３は、多層膜ＭＬを形成するための基材である。例えば、光透過性基材３の一主面上に、高屈折率層Ｈｊおよび低屈折率層Ｌｊが積層された調整層ＣＬならびに上述した透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３が順に形成される。なお、光学設計によっては、光透過性基材３の両主面上に、所望の光学特性を備える多層膜をそれぞれ形成するようにしてもよい。
【０１２１】
光透過性基材３の形状や厚さは、光学素子１の用途および機能に応じて適宜選択され、特に、特定の形状や厚さに限定されることはない。
【０１２２】
光透過性基材３を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート（Polycarbonate（ＰＣ））、シクロオレフィンポリマー（Cycloolefin Polymer（ＣＯＰ））、ポリエチレンテレフタレート（Polyethyleneterephtalate（ＰＥＴ））、ポリエーテルスルフォン（Polyethersulphone（ＰＥＳ））、ポリエチレンナフタレート（Polyethylenenaphthalate（ＰＥＮ））、トリアセチルセルロース（Triacetylcellulose（ＴＡＣ））、ポリイミド（Polyimide）、アラミド（Aramid（芳香族ポリアミド））などを使用することができる。光透過性基材３を構成する材料としては、樹脂に限られず、ガラスや石英などを使用してもよい。例えば、赤外線カットフィルタとして光学素子１を構成する場合には、光透過性基材３として、例えば、赤外線吸収ガラスが選択される。
【０１２３】
なお、光透過性基材３の一主面上への多層膜ＭＬを構成する各層の形成方法としては、例えば、真空蒸着、プラズマ援用蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの物理蒸着法（Physical Vapor Deposition（ＰＶＤ法））のほか、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤなどの化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition（ＣＶＤ法））を用いることができる。成膜の容易さや成膜スピードの高さの観点から、多層膜ＭＬを構成する各層の形成方法としては、物理蒸着法が選択されることが好ましい。
【０１２４】
図２Ａは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図２Ｂは、図２Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムを示す図である。図２Ｃは、図２Ａに対応する多層膜に関する透過率の計算結果の例を示すグラフである。図２Ａは、屈折率ｎを縦軸にとり、各層の幾何膜厚ｄ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図２Ｃは、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。
【０１２５】
図２Ａに示す多層膜の構成は、最表層を高屈折率層とする光学設計の一例である。図２Ａに示すように、第１の実施形態では、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、一般的に基本とされている幾何膜厚であるλｄ／４よりも薄く設定される。例えば、図２では、ｄ４＝１８０ｎｍに対し、ｄ２＝３０ｎｍである。なお、λｄは、設計波長（design wavelength、中心波長（center wavelength）ともいう。）である。
【０１２６】
図２Ｂに示すように、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムは、光透過性基材３から近い側から順に、曲線ＣＨ３、曲線ＣＬ２および曲線ＣＨ１を接続したものとなる。曲線ＣＨ３は、光透過性基材３から透明導電層１３（高屈折率層Ｈ３）までの薄膜系の光学アドミタンスの軌跡を示す曲線である。曲線ＣＬ２は、透明導電層１３（高屈折率層Ｈ３）にさらに低屈折率層１２（低屈折率層Ｌ２）を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＨ３の終端点ＴＥＨ３に、曲線ＣＬ２が接続される。曲線ＣＨ１は、低屈折率層１２（低屈折率層Ｌ２）にさらに透明導電層１１（高屈折率層Ｈ１）を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＬ２の終端点ＴＥＬ２に、曲線ＣＨ１が接続される。したがって、曲線ＣＨ１の終端点ＴＥＨ１が、ダイアグラムの終端点となる。
【０１２７】
最表層を、幾何膜厚の比較的大きな高屈折率層とした場合には、光学アドミタンスの軌跡が閉じた曲線となり、光学アドミタンスの整合が困難である。図２Ｂおよび図１６Ｂからわかるように、第１の実施形態にかかる構成では、複素平面上における距離｜ＴＥＨ１−Ａ｜が、ρＨと比較して小さくなっている。すなわち、第１の実施形態にかかる構成では、光学アドミタンスが整合されている。このとき、図２Ｃからわかるように、多層膜の光学特性の劣化が抑制されている。
【０１２８】
図３Ａは、第１の実施形態にかかる光学素子を赤外線カットフィルタとして構成したときの光学特性を示したグラフである。図３Ａは、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図１４Ａと図３Ａとの比較から、第１の実施形態にかかる光学素子１では、低屈折率層を最表層とする光学設計の場合と同等の光学特性が得られていることがわかる。
【０１２９】
図３Ｂは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の他例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図３Ｂは、屈折率ｎを縦軸にとり、各層の幾何膜厚ｄ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図３Ｂに示すように、透明導電層１３の幾何膜厚ｄ３を、２５０ｎｍ程度の大きさとしてもよい。光学素子１の帯電防止機能を向上させることができるからである。
【０１３０】
図４Ａは、多層膜の最表層が低屈折率層として構成された光学素子の断面模式図である。図４Ｂは、第１の実施形態にかかる光学素子の多層膜における空気への露出面に近い側の３層の効果と、図４Ａに示す光学素子の多層膜における最表層の効果との比較の説明に用いるための、多層膜の積層構造の断面模式図である。図４Ａに示す光学素子１０１の多層膜の構成例では、最表層が、例えば、ＭｇＦ２からなる低屈折率層Ｌ１とされ、最表層に隣接する層が、例えば、ＳｉＯ２からなる低屈折率層Ｌ２とされている。さらに、ＳｉＯ２からなる低屈折率層Ｌ２に隣接する、基材１０３側の層が、ＩＴＯからなる高屈折率層Ｈ３とされている。
【０１３１】
図４Ａに示すように、赤外線カットフィルタなどの光学フィルタの光学設計においては、通常、最表層が低屈折率層とされる。これは、上述したように、最表層を高屈折率層として光学素子を構成しても、光学素子の透過率が低下してしまうからである。すなわち、最表層を高屈折率層とすると、光学アドミタンスの整合が困難となるからである。
【０１３２】
第１の実施形態にかかる光学素子１では、最表層が高屈折率層でありながら、最表層を低屈折率層とする光学設計と同等の効果が得られている。図４Ａに示す光学素子１０１の多層膜の構成例と、図１に示す光学素子１の多層膜ＭＬの構成例とを比較すると、図４Ａに示すＥＬ部を、図４Ｂに示す３層と置き換えたとすると、図１に示す光学素子１の多層膜ＭＬと同様の構成となることがわかる。したがって、図４Ｂに示す３層は、図１Ａに示すＦＬ部と、光学アドミタンスに関して等価な効果を得ることができる積層体であるといえる。図４Ｂに示す３層は、例えば、ＩＴＯからなる２つの透明導電層５および透明導電層９の間に、例えば、ＳｉＯ２からなる低屈折率層７が介在された積層体である。
【０１３３】
図５Ａは、空気への露出面側の２つの高屈折率層をＩＴＯとしたときの光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図５Ｂは、図５Ａに対応する多層膜において、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムを示す図である。図５Ａは、屈折率ｎを縦軸にとり、各層の幾何膜厚ｄ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図５Ａに示す光学設計は、光学素子１の帯電防止効果を高めるため、透明導電層１３の膜厚を２５０ｎｍ程度とした場合の設計例である。
【０１３４】
図５Ｂに示すように、空気との界面に近い３層分についてのダイアグラムは、光透過性基材３から近い側から順に、曲線ＣＨ３、曲線ＣＬ２および曲線ＣＨ１を接続したものとなる。曲線ＣＨ３は、光透過性基材３から透明導電層１３（高屈折率層Ｈ３）までの薄膜系の光学アドミタンスの軌跡を示す曲線である。曲線ＣＬ２は、透明導電層１３（高屈折率層Ｈ３）にさらに低屈折率層１２（低屈折率層Ｌ２）を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＨ３の終端点ＴＥＨ３に、曲線ＣＬ２が接続される。曲線ＣＨ１は、低屈折率層１２（低屈折率層Ｌ２）にさらに透明導電層１１（高屈折率層Ｈ１）を形成したときの光学アドミタンスの軌跡を表している。曲線ＣＬ２の終端点ＴＥＬ２に、曲線ＣＨ１が接続される。したがって、曲線ＣＨ１の終端点ＴＥＨ１が、ダイアグラムの終端点となる。
【０１３５】
図５Ｂに示すように、空気への露出面Ｅを有する透明導電層１１および透明導電層１３をＩＴＯからなる層として構成した場合においても、光学アドミタンスが整合されていることがわかる。
【０１３６】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、最表層を高屈折率層としながら、光学特性の劣化が抑制された光学素子を実現することができる。また、最表層として高屈折率を有する導電性材料を選択することができるので、接触帯電を低減させ、防塵効果に優れた光学素子を実現することができる。
【０１３７】
＜２．第２の実施形態＞
図６Ａは、第２の実施形態にかかる光学素子の断面模式図である。図６Ａに示すように、第２の実施形態では、光学素子２０が、空気への露出面Ｅを有する透明導電層２１と、透明導電層２１の空気への露出面Ｅとは反対側に隣接し、透明導電層２１との界面を有する低屈折率層２２と、光透過性基材２３とを含む。第２の実施形態では、最表層に関するダイアグラムが閉じた曲線とならないようにして、最表層を構成する。具体的には、後述するように、透明導電層２１の屈折率が、透明導電層２１と低屈折率層２２との界面側から、空気への露出面Ｅ側に向かって徐々に小さくなるようにして、最表層となる透明導電層２１が形成される。
【０１３８】
以下、光学素子２０を構成する透明導電層２１、低屈折率層２２および光透過性基材２３について、順に説明する。
【０１３９】
（空気への露出面を有する透明導電層）
透明導電層２１は、後述する光透過性基材２３上に形成される多層膜ＭＬの最表層を構成する層である。したがって、透明導電層２１は、空気への露出面Ｅを有している。なお、透明導電層２１の空気への露出面Ｅが、光学素子２０に対する光の入射面となる点は、第１の実施形態と同様である。
【０１４０】
第２の実施形態では、透明導電層２１の幾何膜厚ｄ１に特に制限はなく、透明導電層２１の幾何膜厚ｄ１は、所望の光学特性に応じて適宜選択されうる。例えば、一般的に基本とされている幾何膜厚であるλｄ／４程度とすることができる。なお、光学素子２０に帯電防止機能および導電性を付与する観点からは、透明導電層２１の幾何膜厚ｄ１が、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされることが好ましい。透明導電層２１の幾何膜厚ｄ１を上記範囲内とすることにより、光学素子２０に対して、充分な帯電防止機能および導電性を付与することができるからである。具体的には、光学素子２０の表面抵抗率を、２５ｋΩ／□以下とすることができる。
【０１４１】
透明導電層２１を構成する材料としては、第１の実施形態にかかる透明導電層１１と同様の材料を選択することができる。すなわち、透明導電層２１は、高屈折率層である。例えば、信頼性の高さおよび抵抗率の低さなどの観点から、透明導電層２１（高屈折率層Ｈ１）を構成する材料として、ＩＴＯを選択することができる。透明導電層２１を構成する材料としてＩＴＯを選択した場合には、ＩＴＯが、帯電列中において中性に近い位置であるため、ダストを構成する様々な物質に対する接触帯電を小さくすることができ、好ましい。
【０１４２】
透明導電層２１の形成方法としては、物理蒸着法が適用でき、例えば、蒸着法が好適である。このとき、蒸着時の成膜温度と、導入する雰囲気ガスの圧力により、形成される透明導電層２１の屈折率をコントロールすることが可能である。
【０１４３】
図６Ｂは、蒸着法による高屈折率層の形成において、成膜時の温度および雰囲気ガスの圧力と、高屈折率層の屈折率との間の関係を示す概略図である。図６Ｂに示すように、成膜時の温度Ｔｆ[℃]および導入する雰囲気ガスの圧力Ｐ[Ｐａ]の一方、または両方を調整することにより、形成される高屈折率層Ｈ１の屈折率ｎ１をコントロールすることができる。
【０１４４】
例えば、高屈折率層Ｈ１を構成する材料としてＴｉＯ２を使用する場合、成膜時の温度を２５０［℃］、導入ガスを酸素とし、酸素圧力を１×１０‐２［Ｐａ］とした条件下で蒸着を行うと、得られる高屈折率層Ｈ１のＤ線での屈折率ｎ１は、約２．４となる。また、例えば、成膜時の温度を５０［℃］、導入ガスを酸素とし、酸素圧力を２×１０−２［Ｐａ］とした条件下で蒸着を行うと、得られる高屈折率層Ｈ１のＤ線での屈折率ｎ１は、約１．９となる。
【０１４５】
ここで、高屈折率材料の蒸着中に、温度Ｔｆおよび圧力Ｐの一方、または両方を変化させれば、単一の高屈折率層内において屈折率が連続的に変化する傾斜屈折率層として高屈折率層Ｈ１を形成することができる。図６Ｂでは、矢印ＡＬにより、温度Ｔｆおよび圧力Ｐの変化に対する、高屈折率層内における屈折率の変化を模式的に示した。ＴｉＯ２にかえてＩＴＯなどの機能材料を使用した場合でも、同様の考え方で傾斜屈折率層を形成することが可能である。
【０１４６】
（低屈折率層）
低屈折率層２２（低屈折率層Ｌ２）は、上述した透明導電層２１の空気への露出面Ｅとは反対側に隣接し、透明導電層２１との界面を有する層である。第２の実施形態では、低屈折率層２２の幾何膜厚ｄ２に特に制限はなく、低屈折率層２２の幾何膜厚ｄ２は、所望の光学特性に応じて適宜選択されうる。例えば、一般的に基本とされている幾何膜厚であるλｄ／４程度とすることができる。
【０１４７】
低屈折率層２２を構成する材料としては、第１の実施形態にかかる低屈折率層１２と同様の材料を選択することができる。
【０１４８】
（光透過性基材）
光透過性基材２３は、上述した透明導電層２１および低屈折率層２２を含む多層膜ＭＬを形成するための基材である。例えば、光透過性基材２３の一主面上に、高屈折率層Ｈｊおよび低屈折率層Ｌｊが積層された調整層ＣＬならびに上述した透明導電層２１および低屈折率層２２が順に形成される。なお、光学設計によっては、光透過性基材２３の両主面上に、所望の光学特性を備える多層膜をそれぞれ形成するようにしてもよい。
【０１４９】
光透過性基材２３の形状や厚さは、光学素子２０の用途および機能に応じて適宜選択され、特に、特定の形状や厚さに限定されることはない。
【０１５０】
光透過性基材２３を構成する材料としては、第１の実施形態にかかる光透過性基材２３と同様の材料を選択することができる。
【０１５１】
図７Ａは、第２の実施形態にかかる光学素子の多層膜の光学設計の一例について、多層膜を構成する各層の厚さと、多層膜の各層の材料の屈折率との関係を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに対応する多層膜において、空気への露出面を有する透明導電層についてのダイアグラムを示す図である。図７Ｃは、図７Ａに対応する多層膜に関する透過率の計算結果の例を示すグラフである。図７Ａは、屈折率ｎを縦軸にとり、各層の幾何膜厚ｄ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。図７Ｃは、透過率Ｔ［％］を縦軸にとり、入射光の波長λ［ｎｍ］を横軸にとったグラフである。
【０１５２】
図７Ａに示すように、第２の実施形態では、最表層の透明導電層２１が、屈折率ｎ１が連続的に変化する傾斜屈折率層とされる。すなわち、空気への露出面Ｅを有する透明導電層２１は、透明導電層２１の屈折率ｎ１が、透明導電層２１と低屈折率層２２との界面側から、空気への露出面Ｅ側に向かって徐々に小さくなるようにして形成された層である。図７Ａに示す構成例では、最表層の屈折率ｎ１をｎ＝２．２からｎ＝１．９まで連続的に変化させるようにしている。
【０１５３】
最表層の屈折率ｎ１を空気への露出面Ｅ側に向かって徐々に小さくなるように変化させると、図７Ｂに示すように、光学素子２０の多層膜ＭＬの光学アドミタンスの軌跡が閉じた曲線とはならず、光学アドミタンスを整合させることが可能となる。その結果、図７Ｃに示すように、光学素子２０の透過率の劣化を抑制することができる。
【０１５４】
なお、図７に示す光学素子の多層膜の構成例と、図２Ａに示す光学素子の多層膜の構成例とでは、光学アドミタンスの軌跡に与える効果に関して、類似しているということができる。したがって、傾斜屈折率層は、第１の実施形態における光学素子１の、空気との界面に近い３層分と等価な効果を得ることができる層であるといえる。
【０１５５】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、光学特性の劣化が抑制されるとともに、接触帯電を低減させ、防塵効果に優れた光学素子を実現することができる。
【０１５６】
＜３．第３の実施形態＞
図８Ａは、第３の実施形態にかかる光学モジュールの構成を示す分解斜視図である。図８Ｂは、図８Ａに示す光学モジュールに備えられる光学素子の断面を拡大して示す断面模式図である。
【０１５７】
図８Ａに示すように、第３の実施形態では、光学モジュール３１が、光学素子１と、光学素子１を保持する保持部材３２と、保持部材３２を介して光学素子１に対して振動を与える加振用部材３３とを備えている。また、図８Ｂに示すように、光学モジュール３１に備えられる光学素子１は、空気への露出面Ｅを有する透明導電層１１，透明導電層１３，透明導電層１１と透明導電層１３との間に介在される低屈折率層１２，および光透過性基材３を含む。光学素子１の低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、６０ｎｍ以下とされる。また、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ2が、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対して、６％以上５０％以内の範囲内とされる。すなわち、光学モジュール３１に備えられる光学素子１としては、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。もちろん、光学モジュール３１に備えられる光学素子として、第２の実施形態と同様の構成を適用することもできる。
【０１５８】
第３の実施形態にかかる光学モジュール３１は、例えば、被照射体となる撮像素子の撮像面やフィルムの露光面などと対向する側に配置し、撮像モジュールとして構成して好適な光学モジュールである。図８Ａは、イメージセンサ３９と対向する側に光学モジュール３１を配置し、撮像モジュールとした構成例を示している。もちろん、光学モジュール３１の適用できる範囲は、撮像モジュールに限定されるものではない。
【０１５９】
以下、第３の実施形態にかかる光学モジュール３１について具体的に説明するが、光学素子に関しては、第１の実施形態にかかる光学素子１または第２の実施形態にかかる光学素子２０と同様の構成であるため、説明を省略する。
【０１６０】
（保持部材）
保持部材３２は、光学素子１を保持するために設けられる。光学素子１は、例えば、図８Ａに示すように、粘着層３７を介してスペーサ３５に固定され、光学素子１およびスペーサ３５が、粘着層３８を介して基体３６にさらに固定される。光学素子１、スペーサ３５および基体３６に対して、例えば、押さえ板３４が、光学素子１の光の入射面側（空気への露出面Ｅ側）に配置され、押さえ板３４および基体３６に挟まれるようにして、光学素子１が保持される。すなわち、図８Ａに示す構成例では、押さえ板３４、スペーサ３５および基体３６が一体として組み合わされることにより、保持部材３２が構成される。図８Ａに示す、保持部材３２の構成は、あくまで例示にすぎず、ゆるみなく光学素子１を保持できれば、保持部材３２の構成として、その他の構成を採用してもかまわない。
【０１６１】
（加振用部材）
加振用部材３３は、保持部材３２を介して光学素子１に対して振動を与えるために設けられる。加振用部材３３は、その一部が保持部材３２に固定され、該保持部材３２に固定された部分とは異なる一部が、他の部材に固定される。他の部材とは、光学モジュール３１が撮像装置に適用される場合であれば、例えば、撮像装置の筺体である。したがって、加振用部材３３により発生させられた振動が、保持部材３２を介して光学素子１に確実に伝えられる。
【０１６２】
加振用部材３３としては、例えば、小型のモータや圧電素子などを使用することができ、必要とされる大きさの振動が得られれば、他の部材を適用してもよい。
【０１６３】
上述したように、第３の実施形態にかかる光学モジュール３１の光学素子としては、第１の実施形態にかかる光学素子１または第２の実施形態にかかる光学素子２０と同様の構成を適用することができる。すなわち、第３の実施形態にかかる光学モジュール３１に備えられる光学素子１は、最表層として透明導電層を備えている。したがって、第３の実施形態にかかる光学モジュール３１に備えられる光学素子１は、接触帯電が低減された光学素子である。
【０１６４】
光学素子１が、高い帯電防止機能を備えているため、第３の実施形態にかかる光学モジュール３１の光学素子１の表面には、ダストの吸着が起こりにくい。また、光学素子１の表面にダストが付着した場合であっても、帯電したダストの静電気の一部を逃がすことができるため、光学素子１の表面からダストが落ちやすい。第３の実施形態では、加振用部材３３により、保持部材３２を介して光学素子１に対して振動を与えるため、光学素子１の表面から、付着したダストをより容易に落とすことができる。さらに、光学素子１の表面からのダストの除去機構を、小型かつ簡単な構成により実現することができる。
【０１６５】
第３の実施形態によれば、光学特性を維持しながら防塵効果が向上された光学モジュールを実現することができる。
【０１６６】
＜４．第４の実施形態＞
図９Ａは、第４の実施形態にかかる撮像装置の構成例を示す略線図である。図９Ｂは、図９Ａに示す撮像装置に備えられる光学素子の断面を拡大して示す断面模式図である。
【０１６７】
図９Ａに示すように、第４の実施形態では、撮像装置４１が、光学素子１と、被写体からの光束Ｆが、光学素子１を介して入射するように配置される被照射体４３とを備えている。また、図９Ｂに示すように、撮像装置４１に備えられる光学素子１は、空気への露出面Ｅを有する透明導電層１１，透明導電層１３，透明導電層１１と透明導電層１３との間に介在される低屈折率層１２，および光透過性基材３を含む。光学素子１の低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、６０ｎｍ以下とされる。また、低屈折率層１２の幾何膜厚ｄ２が、透明導電層１１、低屈折率層１２および透明導電層１３の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対して、６％以上５０％以内の範囲内とされる。
【０１６８】
すなわち、撮像装置４１に備えられる光学素子としては、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。もちろん、撮像装置４１に備えられる光学素子として、第２の実施形態と同様の構成を適用することもできる。また、撮像装置４１が、光学素子と、光学素子を保持する保持部材と、保持部材を介して光学素子に対して振動を与える加振用部材とからなる光学モジュールを備えるようにしてもよい。光学モジュールとしては、第３の実施形態と同様の構成を適用することができる。
【０１６９】
第４の実施形態は、例えば、固定式の半透過ミラーを備えるカメラや一眼レフカメラ、ビデオカメラなどに適用できる撮像装置である。
【０１７０】
以下、第４の実施形態にかかる撮像装置４１について具体的に説明するが、光学素子に関しては、第１の実施形態にかかる光学素子１または第２の実施形態にかかる光学素子２０と同様の構成であるため、説明を省略する。
【０１７１】
［固定式の半透過ミラーを備えるカメラ］
図９Ａに示す撮像装置４１は、固定式の半透過ミラー４５を備えるカメラとして撮像装置を構成した例である。図９Ａに示すように、撮像装置４１は、光学素子１と、被照射体４３とを備え、被照射体４３に対して被写体からの光束Ｆが入射する側に、光学素子１が配置される。したがって、被写体からの光束Ｆが、光学素子１を介して、被照射体４３に入射する。
【０１７２】
撮像装置４１に備えられる被照射体４３としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子やフィルムなどを挙げることができる。図９Ａに示す撮像装置４１は、デジタル方式のカメラとして構成されてもよいし、アナログ方式のカメラとして構成されても、もちろんかまわない。以下では、被照射体４３が撮像素子であるとして説明を行うが、第４の実施形態にかかる撮像装置４１をデジタル方式とするか、アナログ方式とするかについては、本開示の本質的部分ではない。
【０１７３】
ここで、固定式の半透過ミラーを備えるカメラの概要について、簡単に説明する。
【０１７４】
（概略的構成）
図９Ａに示すように、撮像装置４１の本体を構成する筐体４２に対して、例えば、交換可能な撮影光学系４４が取り付けられている。撮影レンズ４６、絞り等が鏡筒４８に配置され、撮影光学系４４が構成される。撮影光学系４４の撮影レンズ４６は、フォーカス駆動系（図示しない）によって駆動され、オートフォーカス動作が可能とされている。もちろん、撮影光学系４４が筺体４２と一体として構成されていてもかまわない。
【０１７５】
筺体４２の内部には、被写体光の光軸に対して傾けられるようにして、半透過ミラー４５が固定されている。半透過ミラー４５の上方には、オートフォーカスモジュール４９が配置されている。オートフォーカスの方式は、通常、位相差検出方式が選択される。半透過ミラー４５に対して撮影レンズ４６の反対側に、被照射体４３である撮像素子が配置されている。なお、図９Ａにおいては、シャッタ機構の図示を省略している。
【０１７６】
半透過ミラー４５は、撮影レンズ４６を介して筺体４２の内部に入射する被写体からの光束Ｆを、反射および透過させるものである。半透過ミラー４５は、例えば、光透明性を有する樹脂フィルムを基材として用い、その一主面上に高屈折率層および低屈折率層が交互に積層される多層膜が形成されたものである。多層膜は、撮影レンズ４６に近い側の一主面上に形成され、半透過ミラー４５に入射する光が所定の反射率で反射されるようにするために設けられる。半透過ミラー４５によって反射された光がオートフォーカスモジュール４９に導かれ、その残余の光（透過光）が撮像素子に届くようにされる。すなわち、図９Ａに例示する撮像装置４１は、被写体光の一部をオートフォーカスに使用し、残りの光を撮像素子における光電変換に使用する。
【０１７７】
図９Ａに例示する構成では、撮像素子の前面に光学素子１が配置される。撮像素子の前面に配置される光学素子１は、例えば、赤外線カットフィルタなどの光学フィルタである。光学フィルタとしては、赤外線カットフィルタのほか、減光フィルタや偏光フィルタ、色補正フィルタなどの種々のフィルタを挙げることができるが、第１または第２の実施形態にかかる光学素子として構成できるものであれば、特に限定されるものではない。半透過ミラー４５を、第１の実施形態または第２の実施形態にかかる光学素子として構成してもよい。
【０１７８】
上述したように、第４の実施形態にかかる撮像装置４１の光学素子としては、第１の実施形態にかかる光学素子１または第２の実施形態にかかる光学素子２０と同様の構成を適用することができる。光学素子１が、高い帯電防止機能を備えているため、第４の実施形態にかかる撮像装置４１の光学素子の表面には、ダストの吸着が起こりにくい。また、光学素子の表面にダストが付着した場合であっても、帯電したダストの静電気の一部を逃がすことができるため、光学素子の表面からダストが落ちやすい。さらに、撮像装置４１が、光学素子と、光学素子を保持する保持部材と、保持部材を介して光学素子に対して振動を与える加振用部材とからなる光学モジュールを備えるようにしてもよい。この場合には、加振用部材により、保持部材を介して光学素子に対して振動を与えるため、光学素子の表面から、付着したダストをより容易に落とすことができる。
【０１７９】
［一眼レフレックスカメラ］
図１０Ａおよび図１０Ｂは、一眼レフレックスカメラとして第４の実施形態にかかる撮像装置を構成した例を示す略線図である。
【０１８０】
（概略的構成）
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す撮像装置５１は、被照射体４３である撮像素子から被写体の側に向かって、光学素子１、シャッタ５２、可動式ミラー５５および撮影レンズ４６が、筺体４２の内部に順に配置されている。したがって、固定式の半透過ミラーを備えるカメラの場合と同様に、光学素子１を介して、被写体からの光束Ｆが撮像素子に入射する。
【０１８１】
図１０Ａは、撮像装置５１のシャッタボタンを押下する前の状態を示す図である。シャッタボタンを押下する前の状態においては、被写体からの光束Ｆが、可動式ミラー５５に入射し、可動式ミラー５５に入射した光は、撮像装置５１の上方に向けて反射される。撮像装置５１の上方に向けて反射された光は、可動式ミラー５５の上部に配置されたペンタプリズム５６に入射し、ペンタプリズム５６に入射した光は、ペンタプリズム５６の内部で全反射を繰り返し、接眼レンズ５７が備えられたファインダに到達する。
【０１８２】
なお、図１０Ａに例示するように、可動式ミラー５５を半透過ミラーとしてもよい。可動式ミラー５５を透過した光の一部をサブミラー５８で撮像装置５１の下方に反射させ、撮像装置５１の下方に反射された光を、撮像装置５１の下方に配置されたオートフォーカスモジュール４９に入射させるようにしてもよい。
【０１８３】
図１０Ｂは、撮像装置５１のシャッタボタンを押下した状態を示す図である。シャッタボタンを押下すると、可動式ミラー５５が上部に跳ね上がるとともに、シャッタ５２が開かれ、被写体からの光束Ｆが、光学素子１を介して撮像素子に到達する。
【０１８４】
上述したように、一眼レフレックスカメラでは、ミラーを可動させるための機構を有するため、ミラーを可動させるための機構が動作することにより、撮像装置の内部でもダストが発生する。そのため、撮像素子の前面に配置される光学フィルタの表面が、防塵性を有することが望まれる。特に、レンズ交換式のカメラでは、撮像装置の外部に浮遊するダストが、撮像装置の内部に侵入し、光学フィルタに影響を与えやすい。
【０１８５】
第４の実施形態では、光学素子が、高い帯電防止機能を備えているため、光学素子の表面にダストの吸着が起こりにくく、光学フィルタへの悪影響を低減することができる。
【０１８６】
［ビデオカメラ］
図１１Ａは、ビデオカメラとして第４の実施形態にかかる撮像装置を構成した例を示す略線図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示す撮像装置に備えられる光学モジュールの構成を示す分解斜視図である。図１１Ａおよび図１１Ｂでは、光学素子１と、光学素子１を保持する保持部材３２と、保持部材３２を介して光学素子１に対して振動を与える加振用部材３３とからなる光学モジュール３１を備える撮像装置の構成例を示している。
【０１８７】
（概略的構成）
図１１Ａに示す撮像装置７１は、被写体の側から被照射体４３である撮像素子の側に向かって、撮影レンズ４６、バリエータレンズ７２、絞り７３、光学素子１およびフォーカシングレンズ７４が、筺体４２の内部に順に配置されている。したがって、固定式の半透過ミラーを備えるカメラの場合や一眼レフレックスカメラの場合と同様に、被写体からの光束Ｆが、光学素子１を介して撮像素子に入射する。図１１Ａでは、画像信号処理部や記録部などの図示を省略している。なお、図１１Ａに示すレンズの数や配置はあくまで例に過ぎず、レンズの数や配置は、撮像装置７１の用途および機能に応じて、適宜選択される。
【０１８８】
図１１Ａに示すように、撮像装置７１の本体を構成する筐体４２に対して、例えば、交換可能な撮影光学系４４が取り付けられている。撮影レンズ４６、絞り等が鏡筒４８に配置され、撮影光学系４４が構成される。撮影光学系４４の撮影レンズ４６は、フォーカス駆動系（図示しない）によって駆動され、オートフォーカス動作が可能とされている。もちろん、撮影光学系４４が筺体４２と一体として構成されていてもかまわない。
【０１８９】
バリエータレンズ７２は、筺体４２の内部で被写体光の光軸に沿って前後することにより、撮影時の焦点距離を変化させるためのレンズである。絞り７３は、例えば、二枚羽根構造や六枚羽根構造などを有し、撮像素子に到達する光量を調整するために配置される。フォーカシングレンズ７４は、筺体４２の内部で被写体光の光軸に沿って前後することにより、撮影時のピントを調整するためのレンズである。
【０１９０】
図１１Ａに例示する構成では、絞り７３とフォーカシングレンズ７４の間に光学素子１（光学モジュール３１）が配置される。絞り７３とフォーカシングレンズ７４の間に配置される光学素子１は、例えば、赤外線カットフィルタなどの光学フィルタである。光学フィルタとしては、赤外線カットフィルタのほか、減光フィルタや偏光フィルタ、色補正フィルタなどの種々のフィルタを挙げることができるが、第１または第２の実施形態にかかる光学素子として構成できるものであれば、特に限定されるものではない。
【０１９１】
第４の実施形態によれば、上述の固定式の半透過ミラーを備えるカメラの例や一眼レフレックスカメラの例と同様に、ビデオカメラに備えられる光学フィルタへのダストによる悪影響を低減することができる。さらに、加振用部材３３により、保持部材３２を介して光学素子１に対して振動を与えるようにすることで、付着したダストをより容易に光学素子１の表面から落とすことができる。
【０１９２】
したがって、第４の実施形態によれば、光学特性を維持しながら防塵効果が向上された撮像装置を実現することができる。
【０１９３】
なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と、
光透過性基材と
を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学素子。
（２）前記低屈折率層の幾何膜厚が、前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上２０％以下の範囲内である前記（１）に記載の光学素子。
（３）前記第１の透明導電層の幾何膜厚が、１０ｎｍ以上である前記（１）または（２）に記載の光学素子。
（４）空気への露出面を有する透明導電層と、
前記透明導電層の空気への露出面とは反対側に隣接し、前記透明導電層との界面を有する低屈折率層と、
光透過性基材と
を含み、
前記透明導電層の屈折率が、前記透明導電層と前記低屈折率層との界面側から、前記空気への露出面側に向かって徐々に小さくなる光学素子。
（５）表面抵抗率が、１５０Ω／□以上２５ｋΩ／□以下である前記（１）から（４）のいずれかに記載の光学素子。
（６）前記第１の透明導電層を構成する材料が、ポリスチレンよりも正に帯電しやすく、かつアクリルよりも負に帯電しやすい材料から選択される前記（１）から（５）のいずれかに記載の光学素子。
（７）空気への露出面側に、フッ素を含有する機能膜をさらに備える前記（１）から（６）のいずれかに記載の光学素子。
（８）前記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
前記保持部材を介して前記光学素子に対して振動を与える加振用部材と
を備える光学モジュール。
（９）前記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子または前記（８）に記載の光学モジュールと、
前記光学素子を介して、被写体からの光束が入射するように配置される被照射体と
を備える撮像装置。
（１０）空気への露出面を有する第１の透明導電層と、
第２の透明導電層と、
前記第１の透明導電層と前記第２の透明導電層との間に介在される低屈折率層と
を含み、
前記低屈折率層の幾何膜厚が、６０ｎｍ以下であり、かつ前記第１の透明導電層、前記低屈折率層および前記第２の透明導電層の幾何膜厚の総和に対して、６％以上５０％以下の範囲内である光学多層膜。
【実施例】
【０１９４】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。以下に説明する実施例では、光学素子の多層膜において、空気との界面に近い３層における幾何膜厚を変えたサンプルを製作した。さらに、それぞれのサンプルについて、光学特性およびダストのつきにくさの評価を行った。なお、以下の実施例の説明において屈折率というときには、ナトリウムのＤ線での屈折率をいうものとする。
【０１９５】
（サンプル１）
まず、光透過性基材として、２５ｍｍ□×２５ｍｍｔのホウケイ酸ガラス板（屈折率：１．５１１４）を準備した。
【０１９６】
次に、蒸着法により、ホウケイ酸ガラス板の一主面上に、ＴｉＯ２（屈折率：２．２５２４）からなる高屈折率層Ｈ４５を形成した。
【０１９７】
次に、蒸着法により、ホウケイ酸ガラス板の一主面上に形成されたＴｉＯ２の表面上に、ＳｉＯ２（屈折率：１．４５３９）からなる低屈折率層Ｌ４４を形成した。
【０１９８】
次に、蒸着法により、層数が合計で４２層となるまで、ＴｉＯ２からなる高屈折率層ＨｊとＳｉＯ２からなる低屈折率層Ｌｊとを交互に形成し、高屈折率層および低屈折率層からなる積層体を形成した。なお、この時点での最表層は、ＳｉＯ２からなる低屈折率層Ｌ４となる。
【０１９９】
個々の高屈折率層Ｈｊ（ｊ＝４，５，・・・，４５）の幾何膜厚ｄｊは、９ｎｍ〜１２２ｎｍの間で適宜調整し、個々の低屈折率層Ｌｊの幾何膜厚ｄｊは、３０ｎｍ〜１９６ｎｍの間で適宜調整した。なお、各層の幾何膜厚ｄｊは、膜厚モニタにより得られた値である。以下に、成膜時の幾何膜厚ｄｊの測定装置を示す。
測定装置：光学膜厚制御システム（株式会社昭和真空製  ウェーブナビゲーターＳＯＣＳ−１α）
【０２００】
次に、蒸着法により、光透過性基材から最も離れた低屈折率層Ｌ４の表面上に、ＩＴＯ（屈折率：２．０３５）からなる透明導電層（高屈折率層）Ｈ３を形成した。このとき、透明導電層（高屈折率層）Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２００ｎｍとした。
【０２０１】
次に、蒸着法により、透明導電層（高屈折率層）Ｈ３の表面上に、ＳｉＯ２からなる低屈折率層Ｌ２を形成した。このとき、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚ｄ２＝５０ｎｍとした。
【０２０２】
次に、蒸着法により、低屈折率層Ｌ２の表面上に、ＩＴＯからなる透明導電層（高屈折率層）Ｈ１を形成した。このとき、透明導電層（高屈折率層）Ｈ１の幾何膜厚ｄ１＝２０ｎｍとした。以上により、サンプル１の光学素子を得た。
【０２０３】
このとき、サンプル１の光学素子において、透明導電層Ｈ１、低屈折率層Ｌ２および透明導電層Ｈ３の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対する、低屈折率層の幾何膜厚ｄ２の占める割合ｄ２／（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）は、１９％であった。
【０２０４】
なお、光学素子の多層膜における透明導電層Ｈ１、低屈折率層Ｌ２および透明導電層Ｈ３の各層の幾何膜厚の値ｄ１、ｄ２およびｄ３は、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope（ＳＥＭ））を用いた断面観察により測定することが可能である。上述した膜厚モニタから得られる幾何膜厚の値と、ＳＥＭを用いた断面観察から得られる幾何膜厚の値とは、５％の範囲内で一致させることが可能である。
【０２０５】
または、光電子分光分析法（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis（ＥＳＣＡ））により測定することも可能である。光電子分光分析法は、サンプルに対してＸ線を照射し、放出される光電子のエネルギ分析により元素を同定し、組成を分析する手法である。したがって、光電子分光分析法を多層膜の組成深さ分布評価に適用することが可能である。
【０２０６】
（サンプル２）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２４７ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝５８ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝１０ｎｍとしたこと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル２の光学素子を得た。
【０２０７】
（サンプル３）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２６４ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝２１ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝４０ｎｍとしたこと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル２の光学素子を得た。
【０２０８】
（サンプル４）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝６０ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝５０ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝２０ｎｍとしたこと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル２の光学素子を得た。
【０２０９】
（サンプル５）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝４５ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝６０ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝２０ｎｍとしたこと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル２の光学素子を得た。
【０２１０】
（サンプル６）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２００ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝１４０ｎｍとし、透明導電層Ｈ１に相当する層を形成しなかった（ｄ１＝０ｎｍ）こと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル６の光学素子を得た。
【０２１１】
（サンプル７）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２００ｎｍ、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚をｄ２＝１４０ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝２０ｎｍとしたこと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル７の光学素子を得た。
【０２１２】
（サンプル８）
透明導電層Ｈ３の幾何膜厚をｄ３＝２３０ｎｍ、透明導電層Ｈ１の幾何膜厚をｄ１＝２０ｎｍとし、低屈折率層Ｌ２に相当する層を形成しなかった（ｄ２＝０ｎｍ）こと以外は、サンプル１の光学素子と同様にして、サンプル８の光学素子を得た。
【０２１３】
［光学特性の評価］
まず、サンプル１〜サンプル８のそれぞれについて、光学素子の多層膜の各層の屈折率および幾何膜厚から、４２０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域における平均透過率を計算により求めた。
【０２１４】
サンプル１〜サンプル８のそれぞれについて、空気との界面に近い３層分の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対する、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚ｄ２の占める割合ｄ２／（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）と、計算により得られた平均透過率の評価結果とを表１に示す。
なお、表１中の「光学特性」の欄における「○」印および「×」印は、以下の評価内容を示す。
○：４２０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域における平均透過率が９０％以上
×：４２０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域における平均透過率が９０％未満
【０２１５】
【表１】
2012185254.tif 000014
【０２１６】
［ダストのつきにくさの評価］
次に、サンプル１〜サンプル８のそれぞれについて、ダストのつきにくさの評価を行った。
【０２１７】
まず、各サンプルに対して、多層膜が形成された側の表面に、コットンリンタ３０ｍｇをのせ、光学素子の表面にダストが付着した状態を模式的に再現した。次に、各サンプルの光学素子に振動を与えることにより、各サンプルの表面にのせられたコットンリンタを振り落とした。
【０２１８】
次に、各サンプルを黒色のシートの上にのせ、１列に並べられたファイバアレイによりハロゲン光を導光し、各サンプルの表面に平行な方向から各サンプルを照明した。次に、サンプルの表面に垂直な方向から、照明されたサンプルに対して、カメラにより撮影を行った。
【０２１９】
図１２Ａに、ダストのつきにくさの評価における、測定試料８１、照明用光源８３およびカメラ８４の配置を示す。各サンプルについて、解析用コンピュータ８５により、撮影により得られた画像を同じ大きさに切り出し、測定試料８１表面の一定面積中に占めるダスト（コットンリンタ）８２の面積比を求めるため、切りだされた画像に対して２値化処理を行った。次に、２値化処理を行ったそれぞれの画像に対して、（ダストの専有面積の割合）＝（白い部分のピクセル数）／（全体のピクセル数）として、ダストの専有面積の割合を求めた。
【０２２０】
図１２Ｂに、高屈折率層および低屈折率層からなる積層体を形成する前のホウケイ酸ガラス板に関する、２値化処理後の画像を示す。図１２Ｃに、サンプル６に関する、２値化処理後の画像を示す。図１２Ｄに、サンプル１に関する、２値化処理後の画像を示す。なお、ホウケイ酸ガラス板、サンプル６およびサンプル１に関する、ダストの専有面積の割合は、それぞれ１０．２％、２．２７％、０．５５％であった。
【０２２１】
サンプル１〜サンプル８のそれぞれについて、空気との界面に近い３層分の幾何膜厚の総和（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に対する、低屈折率層Ｌ２の幾何膜厚ｄ２の占める割合ｄ２／（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）と、ダストのつきにくさの評価結果とを表２に示す。また、サンプル１〜サンプル８のそれぞれについて、表面抵抗率の測定値も表２にあわせて示す。
なお、表２中の「ダストのつきにくさ」の欄における「○」印および「△」印は、以下の評価内容を示す。「ダストのつきにくさ」の評価においては、サンプル６に関するダストの専有面積の割合を基準とした。
○：ダストの専有面積の割合が基準の５０％以下
△：ダストの専有面積の割合が基準の５０％を超え１００％以下（基準と同等以上の性能）
表２中の「評価」の欄における「○」印、「△」印および「×」印は、以下の評価内容を示す。
○：「光学特性」の欄および「ダストのつきにくさ」の欄がともに「○」
△：「光学特性」の欄および「ダストのつきにくさ」の欄の少なくとも一方が「△」または「−」
×：「光学特性」の欄および「ダストのつきにくさ」の欄の少なくとも一方が「×」
【０２２２】
【表２】
2012185254.tif 000015
【０２２３】
表１および表２から、以下のことがわかった。
【０２２４】
光学素子の多層膜において、最表層が透明導電層（高屈折率層）であっても、最表層に隣接する低屈折率層の幾何膜厚を、６０ｎｍ以下とすることにより、透過率の低下を抑制することができる。また、サンプル７に関する、ダストのつきにくさの評価および表面抵抗率の測定結果から、表面抵抗率を９ｋΩ／□程度まで小さくしてやれば、光学素子の防塵効果が向上されることがわかる。
【０２２５】
最表層に隣接する低屈折率層の幾何膜厚を、空気との界面に近い３層分の幾何膜厚の総和に対して６％以上５０％以下の範囲内とすることにより、ダストのつきにくさに関し、低屈折率層を最表層とする場合と比較して、同等以上の性能とすることができる。特に、最表層に隣接する低屈折率層の幾何膜厚を、空気との界面に近い３層分の幾何膜厚の総和に対して６％以上２０％以下の範囲内とすることで、ダストの専有面積の割合を、低屈折率層を最表層とする場合の５０％以下とすることができる。なお、このとき、１５０Ω／□以上３ｋΩ／□以下の表面抵抗率が得られることがわかる。
【０２２６】
なお、サンプル１およびサンプル４に関して、表面抵抗率の測定結果と透明導電層Ｈ３の幾何膜厚ｄ３とをそれぞれ比較すると、以下のことがわかる。幾何膜厚ｄ１および幾何膜厚ｄ２を固定し、幾何膜厚ｄ３を大きくすることで、光学素子の表面抵抗率を小さくすることができる。このとき、例えば、光学素子の表面抵抗率を３００〜１２ｋΩ/□の範囲に調整することも可能である。
【０２２７】
以上、実施例により説明したように、本技術によれば、高屈折率を有する機能材料を、光学部品の最表層に使用することが可能となり、透過率を劣化させずに、高屈折率層を最表層にした光学素子を実現することができる。本技術によれば、光学素子の表面に導電効果を持たせることができ、光学特性を維持しながら防塵効果が向上された光学素子、光学モジュールおよび撮像装置ならびに光学多層膜を提供することができる。本技術を撮像装置に適用することにより、例えば、レンズ交換時に撮像素子付近にダストが付着することを防止することができる。また、ダストの付着防止効果によって、ダストに起因する画像劣化を防ぐことが可能となる。
【０２２８】
＜５．変形例＞
本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０２２９】
例えば、空気への露出面側に、新規機能を保持した膜を形成してもよい。例えば、空気への露出面側に、フッ素を含有する機能膜をさらに形成するようにしてもよい。図１３Ａに、第１の実施形態にかかる光学素子の最表層の上に、フッ素を含有する機能膜９０が形成された光学素子９１の一構成例についての断面模式図を示す。図１３Ｂに、第２の実施形態にかかる光学素子の最表層の上に、フッ素を含有する機能膜９０が形成された光学素子９２の一構成例についての断面模式図を示す。
【０２３０】
フッ素を含有する機能膜９０としては、例えば、フルオロアルキル基を有する化合物を含有する機能膜を挙げることができる。このとき、絶縁耐力が小さい材料を選定し、薄く成膜することによって、光学素子に対して、低い表面低効率を保った状態で撥水性などの機能をさらに付加することができる。具体的には、光学素子の表面に、フルオロアルキル基を有する化合物を含有する機能膜を５０ｎｍ程度の厚さにさらに成膜することで、３０ｋΩ/□以下の低い表面抵抗率を保ったままで、撥水効果を得ることができる。
【０２３１】
表面抵抗率を低く保ったまま、光学素子の表面に撥水処理をすることによって、ダストの付着防止と撥水との両方の機能を備えた光学素子を製作することができる。通常、撥水材料は、帯電列が負に偏っているものが多い。このため、撥水膜には、紙や綿、人毛などの帯電列が正に位置するものが付着しやすい。また、撥水材料自体が、一般的には帯電しやすい。そこで、撥水材料を薄く成膜し、絶縁耐力が小さくなる膜厚で、光学素子の表面抵抗率を低く保つことによって、撥水膜がさらに形成された光学素子の接触帯電を小さく保つことができる。
【０２３２】
このとき、撥水膜のすぐ下が導電層になることが好ましい。なお、密着強度向上などの目的で、撥水膜の下地をＳｉＯ２などにする場合、ＳｉＯ２と撥水膜との厚さの総和を、例えば６０ｎｍ以下に小さくするとすることで、光学素子の表面抵抗率を低く保つことができる。これにより、ダストの付着防止機能と撥水機能との両方を備えた光学素子(光学部品)を製作することができる。
【０２３３】
本技術によれば、高屈折率を有する機能材料を光学部品の最表層に使用することが可能となるため、複数の結像光学系を備える撮像装置に用いて好適である。例えば、被写体の映像を３次元情報として取得できる３Ｄカメラや３Ｄビデオカメラの光学部品にも本技術が適用可能である。
【０２３４】
本技術は、レンズや光学フィルタなどの光学コートのほか、ＴｉＯ２の光触媒効果を用いた防曇コートにも適用することが可能である。本技術は、そのほかにも、例えば、ディスプレイや電子ペーパーなどの表示装置、タッチパネルなどの情報入力装置、窓材などにも適用が可能である。
【符号の説明】
【０２３５】
１        ・・・光学素子
３        ・・・光透過性基材
１１      ・・・透明導電層
１２      ・・・低屈折率層
１３      ・・・透明導電層
２０      ・・・光学素子
２１      ・・・透明導電層
２２      ・・・低屈折率層
２３      ・・・光透過性基材
３１      ・・・光学モジュール
３２      ・・・保持部材
３３      ・・・加振用部材
４１      ・・・撮像装置
４３      ・・・被照射体
５１      ・・・撮像装置
７１      ・・・撮像装置
９０      ・・・機能膜
９１      ・・・光学素子
９２      ・・・光学素子
Ｅ        ・・・空気への露出面
ＭＬ      ・・・多層膜
ＣＬ      ・・・調整層
Ｈj      ・・・高屈折率層
Ｌj      ・・・低屈折率層
【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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【図２０】
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