(57)【要約】  【課題】入射する光の反射を、より低減させる。  【解決手段】光学積層体は、空気への露出面を有する誘電体層と、誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体とを備え、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における反射率が、０．１％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気への露出面を有する誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と
を備え、
４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における反射率が、０．１％以下である光学積層体。
【請求項２】
前記積層体が、２以上の低屈折率層および２以上の高屈折率層を含み、
可視光域における反射率が、０．１％以下である請求項１に記載の光学積層体。
【請求項３】
前記金属層の厚さが、５．５ｎｍ以上６．２ｎｍ以下とされる請求項２に記載の光学積層体。
【請求項４】
前記積層体が、１の低屈折率層および１の高屈折率層からなり、
前記１の高屈折率層が、前記金属層との界面を有し、
前記１の低屈折率層の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされる請求項１に記載の光学積層体。
【請求項５】
前記金属層の厚さが、６．１ｎｍ以上６．５ｎｍ以下とされ、
可視光域における反射率が、０．１％以下である請求項４に記載の光学積層体。
【請求項６】
前記金属層が、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、ＢｉおよびＰｔからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する請求項１に記載の光学積層体。
【請求項７】
前記誘電体層の厚さが、１００ｎｍ以下とされる請求項１に記載の光学積層体。
【請求項８】
空気への露出面を有する誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と、
前記積層体との界面を有する光透過性基体と
を備える光学素子。
【請求項９】
前記積層体に含まれる低屈折率層または高屈折率層のうち、前記誘電体層に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層とされ、
該低屈折率層の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされる請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
光源と、
１以上のレンズを含み、前記光源から出射される光に画像情報を重畳する変調部と
を備え、
前記１以上のレンズのうち、少なくとも１のレンズが、
空気への露出面を有する誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と、
前記積層体との界面を有するレンズ基体と
を備える投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学積層体、光学素子および投射装置に関する。本開示は、特に、光学系の小型化に有利な光学積層体、光学素子および投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズやフィルタなど、光透過性の光学部品には、表面における反射を小さくすることが求められる。
【０００３】
近年、電子機器の小型化に伴い、光学部品にも小型化が求められている。したがって、光学部品を小型としながらも、必要な光学特性を確保することが求められている。
【０００４】
しかしながら、光学部品が小型になればなるほど、光学系の設計上の制約が大きくなる。そのため、例えば、光学部品の表面における反射の低減を目的とする反射防止膜には、より低い反射率が求められる。
【０００５】
下記の特許文献１には、透明基板と、金属膜と、高屈折率誘電体膜と、低屈折率誘電体膜とからなる透明板が開示されている。下記の特許文献２には、基板と、窒化チタンからなる層と、高屈折率層と、低屈折率層とからなる反射防止膜が開示されている。また、下記の特許文献３には、Ａｇ（銀）を使用した３層または４層の反射防止膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５９０１３３号公報
【特許文献２】特許第３９３４７４２号公報
【特許文献３】特開２００４−３３４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光学部品の表面における反射を低減させるために、より低い反射率の実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の第１の好ましい実施態様は、
光学積層体が、
誘電体層と、金属層と、積層体とを備える。
誘電体層は、空気への露出面を有する。
金属層は、誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する。
積層体は、金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む。
４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における反射率が、０．１％以下である。
【０００９】
本開示の第２の好ましい実施態様は、
光学素子が、誘電体層と、金属層と、積層体と、光透過性基体とを備える。
誘電体層は、空気への露出面を有する。
金属層は、誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する。
積層体は、金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む。
光透過性基体は、積層体との界面を有する。
【００１０】
本開示の第３の好ましい実施態様は、
投射装置が、光源と、変調部とを備える。
変調部は、１以上のレンズを含み、光源から出射される光に画像情報を重畳する。
１以上のレンズのうち、少なくとも１のレンズが、誘電体層と、金属層と、積層体と、レンズ基体とを備える。
誘電体層は、空気への露出面を有する。
金属層は、誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する。
積層体は、金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む。
レンズ基体は、積層体との界面を有する。
【００１１】
本開示の実施形態にかかる光学積層体は、少なくともＡｇ（銀）を含有する金属層を備えている。
【００１２】
例えば、反射防止膜への導電性の付与などを目的として、金属膜が反射防止膜に含ませられることがあるが、金属膜を反射防止膜に含ませると、反射率は低下するものの、金属には吸収があるために、透過率も大きく低下してしまう。そのため、一般的には、高透過率の要求されるレンズなどの光学部品へのコーティングに金属は使用されず、高屈折率材料からなる層および低屈折率材料からなる層が数十層程度繰り返して積層されることにより、反射防止膜が構成される。
【００１３】
これに対して、本開示では、光学積層体における、空気への露出面を有する層に隣接する層が、少なくともＡｇを含有する層とされる。本発明者は、少なくともＡｇを含有する層を光学積層体に含ませることにより、反射防止の機能を備える光学積層体の層数を十層程度にまで低減できることを見出した。本発明者は、さらに検討を重ねた結果、少なくともＡｇを含有する層を、空気への露出面を有する層と隣接して配置することにより、比較的少ない層数でありながら、可視光域における低反射率の実現される光学積層体を見出した。
【００１４】
本明細書における、「可視光域」とは、４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域を指すものとする。
【００１５】
本明細書においては、「低屈折率である」とは、ナトリウムのＤ線（５８９．３ｎｍ）での屈折率が１．７未満であることをいうものとする。また、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線での屈折率が１．７以上である場合をいうものとする。
【００１６】
本明細書における、反射防止膜や光学積層体を構成する光学層に対して「層厚」または「厚さ」というときには、これらは、光学層の形成される主面の法線方向にそって測った幾何膜厚を指すものとする。
【発明の効果】
【００１７】
少なくとも１つの実施例によれば、入射する光の反射を、より低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａは、本開示の第１の実施形態にかかる光学積層体の断面を示す模式図である。図１Ｂは、第１の実施形態にかかる光学積層体の第１の構成例の断面を示す模式図である。図１Ｃは、第１の実施形態にかかる光学積層体の第２の構成例の断面を示す模式図である。
【図２】図２Ａは、本開示の第２の実施形態にかかる光学素子の断面を示す模式図である。図２Ｂは、図２Ａにおいて破線にて示されたＳＢ部を拡大して示す模式図である。
【図３】図３は、本開示の第３の実施形態にかかる投射装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４Ａは、変調部の構成例を示す概略図である。図４Ｂは、変調部の他の構成例を示す概略図である。
【図５】図５は、試験例１−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図６Ａは、比較例１−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図６Ｂは、比較例１−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図７Ａは、比較例１−３の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図７Ｂは、比較例１−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】図８Ａは、試験例２−１ならびに比較例２−１および比較例２−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図８Ｂは、試験例２−２ならびに比較例２−３および比較例２−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９Ａは、試験例３−１および試験例３−２ならびに比較例３−１および比較例３−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図９Ｂは、参考例３−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図１０Ａは、試験例４−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図１０Ｂは、試験例４−２および試験例４−３の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１１Ａは、比較例４−１および比較例４−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図１１Ｂは、試験例４−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、光学積層体、光学素子および投射装置の実施形態について説明する。説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
１−１．光学積層体の概略的構成
１−１−１．誘電体層
１−１−２．金属層
１−１−３．積層体
１−２．光学積層体の第１の構成例
１−３．光学積層体の第２の構成例
２．第２の実施形態
２−１．光学素子の概略的構成
２−１−１．光透過性基体
２−１−２．光学積層体
３．第３の実施形態
３−１．投射装置の概略的構成
３−２．投射装置の構成例
３−２−１．光源
３−２−２．変調部
＜４．変形例＞
【００２０】
なお、以下に説明する実施形態は、光学積層体、光学素子および投射装置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、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、光学積層体、光学素子および投射装置の例は、以下に示す実施形態に限定されないものとする。
【００２１】
＜１．第１の実施形態＞
［１−１．光学積層体の概略的構成］
図１Ａは、本開示の第１の実施形態にかかる光学積層体の断面を示す模式図である。
【００２２】
図１Ａに示すように、光学積層体１は、誘電体層３と、少なくともＡｇを含有する金属層５と、積層体ＬＢとを備える。また、図１Ａに示すように、金属層５は、空気への露出面Ｅを有する誘電体層３と、積層体ＬＢとの間に介在されている。すなわち、金属層５は、空気への露出面Ｅを有する誘電体層３との界面を有し、積層体ＬＢは、金属層５との界面を有している。
【００２３】
積層体ＬＢは、１以上の低屈折率層Ｌi（ｉ＝０，１，２，…，ｍ（ｍは０または正の整数。））および１以上の高屈折率層Ｈj（ｊ＝０，１，２，…，ｎ（ｎは０または正の整数。））を含む。したがって、光学積層体１は、少なくとも４層以上の積層体とされる。
【００２４】
低屈折率層Ｌiは、低屈折率材料からなる層であり、高屈折率層Ｈjは、高屈折率材料からなる層である。本開示では、低屈折率材料からなる層を低屈折率層と適宜称することとし、高屈折率材料からなる層を、高屈折率層と適宜称することとする。
【００２５】
後述するように、光学積層体１は、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域において０．１％以下の反射率を有する光学体である。光学積層体１は、具体的には、例えば、反射防止膜として適用できる光学体である。
【００２６】
以下、誘電体層３、金属層５および積層体ＬＢについて順に説明する。
【００２７】
（１−１−１．誘電体層）
誘電体層３は、空気への露出面Ｅを有する層である。誘電体層３は、例えば、低屈折率層とされることが好ましい。誘電体層３を高屈折率層とすると、誘電体層３を低屈折率層とした場合と比較して、空気との界面において反射する光の割合が増加し、光学積層体１の透過率が低下してしまうからである。なお、空気への露出面Ｅを有する層を低屈折率層とした方が、空気への露出面Ｅを有する層を高屈折率層とする場合と比較して、光学設計が簡単となる。
【００２８】
誘電体層３を低屈折率層とする場合、該層を構成する低屈折率材料としては、例えば、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3など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。なお、蒸着法により誘電体層３が形成される場合には、誘電体層３を構成する材料として、ＳｉＯ2が選択されることが好ましい。ＳｉＯ2は、大量生産プロセスの代表である蒸着法に適しているからである。
【００２９】
誘電体層３の厚さが、１００ｎｍ以下とされることが好ましい。後述する金属層５を導電層として機能させることができ、導電性の発現によるアンチダスト効果が得られるからである。
【００３０】
（１−１−２．金属層）
金属層５は、誘電体層３と隣接して配置され、誘電体層３との界面を有する層である。したがって、誘電体層３が空気への露出面Ｅを有することに対応して、金属層５は、空気への露出面Ｅの側から数えて２番目に配置される層である。
【００３１】
本開示にかかる金属層５は、少なくともＡｇを含有する層である。ここで、Ａｇを含有するとは、金属層５がＡｇから構成される場合だけでなく、金属層５がＡｇを含む合金などから構成される場合をも含む。
【００３２】
例えば、金属層５が、Ａｇ以外の元素のドープされた層であることが好ましい。Ａｇの屈折率や吸収係数といった光学特性を変えることなく、金属層５の耐食性を向上させることができるからである。したがって、金属層５が、Ｐｄ（パラジウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｂｉ（ビスマス）およびＰｔ（白金）からなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することが好ましい。金属層５を構成する材料としては、具体的には、例えば、Ａｇ−ＰｄやＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕなどが好適である。
【００３３】
（１−１−３．積層体）
積層体ＬＢは、金属層５と隣接して配置され、金属層５との界面を有する。上述したように、積層体ＬＢは、１以上の低屈折率層Ｌiおよび１以上の高屈折率層Ｈjを含む。すなわち、積層体ＬＢは、少なくとも２層以上の積層体とされる。
【００３４】
１以上の低屈折率層Ｌiのそれぞれを構成する材料としては、例えば、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＡｌＦ3など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。もちろん、１以上の低屈折率層Ｌiのそれぞれを構成する材料として、２種以上の材料が使用されてもよい。
【００３５】
１以上の高屈折率層Ｈjのそれぞれを構成する材料としては、例えば、金属酸化物を挙げることができる。金属酸化物としては、例えば、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2など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。例えば、１以上の高屈折率層Ｈjのそれぞれを構成する材料として、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯのいずれかもしくはこれらの合金、またはＺｎＯにＡｌ（アルミニウム）もしくはＧａ（ガリウム）のドープされた透明導電性材料を使用することもできる。もちろん、１以上の高屈折率層Ｈjのそれぞれを構成する材料として、２種以上の材料が使用されてもよい。
【００３６】
なお、図１Ａでは、金属層５との界面を有する層が、高屈折率層Ｈnとされる例を示したが、金属層５との界面を有する層が、低屈折率層Ｌmとされてもよい。また、図１Ａでは、低屈折率層Ｌiまたは高屈折率層Ｈjのうち、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層Ｌ0とされる例を示したが、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、高屈折率層Ｈ0とされてもよい。
【００３７】
［１−２．光学積層体の第１の構成例］
図１Ｂは、第１の実施形態にかかる光学積層体の第１の構成例の断面を示す模式図である。
【００３８】
図１Ｂに示す光学積層体４においては、積層体ＬＢが、１の低屈折率層Ｌ0および１の高屈折率層Ｈ0の積層体として構成されている。言い換えれば、図１Ｂに示す光学積層体４は、全体として４層の積層構造を備えている。
【００３９】
上述したように、一般的な反射防止膜は、高屈折率材料からなる層および低屈折率材料からなる層が数十層程度繰り返して積層されることにより構成されている。例えば、高屈折率材料からなる層および低屈折率材料からなる層のみを繰り返して積層することにより、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域において０．１％以下の反射率を得ることは可能である。しかしながら、高屈折率材料からなる層および低屈折率材料からなる層のみを繰り返して積層することにより反射防止膜を形成する場合、反射防止膜の製造コストやリードタイムが増加し、生産が困難となってしまう。また、反射防止膜を構成する層数が多いと、内部応力が大きくなるために、層間における剥離やクラックが発生してしまう。
【００４０】
一方、本開示によれば、全体として４層という比較的少ない層数によっても、低い反射率が実現される。
【００４１】
光学積層体４を全体として４層の積層構造とする場合、高屈折率層Ｈ0が、金属層５との界面を有し、低屈折率層Ｌ0の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされることが好ましく、１５０ｎｍ以上３４０ｎｍ未満とされることがより好ましい。
【００４２】
第１の実施形態にかかる光学積層体は、例えば、光透過性を有する、ガラスや透明樹脂などの透明基体上に形成される。このとき、本発明者の得た知見によれば、透明基体の主面と隣接する層を低屈折率材料からなる層とし、該低屈折率材料からなる層の厚さを連続的に変化させると、光学積層体の反射率は、ほぼ周期的に変化する。
【００４３】
例えば、低屈折率層Ｌ0の厚さを増加させていくと、低屈折率層Ｌ0の厚さがおよそ１７０ｎｍの整数倍となるごとに、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における、光学積層体の反射率が、全体的に低下する。
【００４４】
また、例えば、低屈折率層Ｌ0の厚さを増加させていくと、低屈折率層Ｌ0の厚さがおよそ１７０ｎｍ増加するごとに、光学積層体の反射率に、極大が現れる。すなわち、例えば、低屈折率層Ｌ0をＳｉＯ2からなる層として、低屈折率層Ｌ0の厚さをおよそ３５０ｎｍとすると、光学積層体４の可視光域における反射率に、２つの極大が現れる。なお、このときの極大値のいずれも０．１以下である。
【００４５】
このことを言い換えれば、例えば、光学積層体４からの透過光を利用する場合に、光学積層体４において、光源の波長スペクトラムのピーク波長の近傍の反射率を選択的に低くしておくことができる。すなわち、低屈折率層Ｌ0の厚さを調整することにより、光学積層体４の反射率における極小を、光源の波長スペクトラムのピーク波長の近傍に設定することもできる。ここで、「近傍」とは、ある波長に対して±１０ｎｍの範囲にあることをいう。
【００４６】
具体的には、例えば、低屈折率層Ｌ0の厚さをおよそ３５０ｎｍと設定することにより、光学積層体４の可視光域における反射率に、３つの極小を出現させることができる。例えば、光学積層体４に対して、青色、緑色および赤色の発光ダイオード（light-emitting diode（ＬＥＤ））から出射される光を透過させることを想定する。このとき、波長４７０ｎｍの近傍、波長５３０ｎｍの近傍および波長６３０ｎｍの近傍の反射率を選択的に低くしておくことにより、光源から出射される光の損失を低減することができる。したがって、本開示によれば、光源からの出射光を有効に利用することができる。
【００４７】
なお、製造コストやリードタイム低減の観点からは、低屈折率層Ｌ0の厚さが、１５０ｎｍ以上３４０ｎｍ未満とされることがより好ましい。
【００４８】
ここで、光学積層体４を全体として４層の積層構造とする場合、金属層５の厚さが、６．１ｎｍ以上６．５ｎｍ以下とされることが好ましい。
【００４９】
関連技術として上述した特許文献１および特許文献２に記載の反射防止膜は、反射防止膜中に金属膜を含んでいる。反射防止膜が金属膜を含む場合、反射率および透過率は、一般的に、互いにトレードオフの関係にある。
【００５０】
特許文献１に記載の反射防止膜では、金属膜を構成する材料として、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケル−クロム合金）またはステンレス鋼が選択される。特許文献１に記載の技術によれば、およそ５００〜５７０ｎｍの波長帯域において、およそ０．２％の反射率およびおよそ６５％の透過率が得られている。特許文献２に記載の反射防止膜では、金属膜を構成する材料として、ＴｉＮ（窒化チタン）が選択される。特許文献２に記載の技術によれば、およそ４５０〜６３０ｎｍの波長帯域において、およそ０．２％の反射率およびおよそ５０％の透過率が得られている。
【００５１】
一方、本開示では、金属層５を構成する材料として、少なくともＡｇを含有する材料が選択される。少なくともＡｇを含有する材料を金属層５に使用し、金属層５の厚さを調整することにより、全体として４層という比較的少ない層数であっても、可視光域において９０％以上の高い透過率を確保しながら、可視光域における０．１％以下の反射率を得ることができる。
【００５２】
［１−３．光学積層体の第２の構成例］
図１Ｃは、第１の実施形態にかかる光学積層体の第２の構成例の断面を示す模式図である。
【００５３】
図１Ｃに示す光学積層体６は、積層体ＬＢが、２以上の低屈折率層Ｌiおよび２以上の高屈折率層Ｈjを含む積層体として構成されている点で、図１Ｂに示す光学積層体４と異なっている。言い換えれば、図１Ｃに示す光学積層体６は、全体として６層の積層構造を備えている。
【００５４】
なお、図１Ｃでは、金属層５との界面を有する層が、高屈折率層Ｈnとされる例を示したが、金属層５との界面を有する層が、低屈折率層Ｌmとされてもよい。また、図１Ｃでは、低屈折率層Ｌiまたは高屈折率層Ｈjのうち、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層Ｌ0とされる例を示したが、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、高屈折率層Ｈ0とされてもよい。
【００５５】
ここで、光学積層体６を全体として６層の積層構造とする場合、金属層５の厚さが、５．５ｎｍ以上６．２ｎｍ以下とされることが好ましい。金属層５の厚さを５．５ｎｍ以上６．２ｎｍ以下とすることにより、可視光域において、０．１％以下の反射率を得ることができる。
【００５６】
このように、光学積層体の層数を６層以上に増加させることにより、光学積層体の層数が４層の場合と比較して、より広い波長域において、低い反射率を得ることができる。
【００５７】
以上に説明したように、本開示によれば、金属層として、少なくともＡｇを含有する層が使用されて光学設計が最適化される。そのため、一般的な反射防止膜と比較して少ない層数により、可視光域における低反射率を実現しながら、透過率を高めることができる。本開示の第１の実施形態にかかる光学積層体は、一般的な反射防止膜と比較して少ない層数により構成されるため、光学積層体の全体を薄く構成することができ、内部応力によるクラックや剥がれを低減することができる。
【００５８】
さらに、本開示によれば、光源のピーク波長の近傍の反射率を選択的に下げることもでき、光源から出射される光の光利用効率を向上させることができる。なお、本開示の第１の実施形態にかかる光学積層体は、空気への露出面を有する層と隣接して、少なくともＡｇを含有する金属層が配置されるため、導電性の発現によるアンチダスト効果も期待できる。
【００５９】
＜２．第２の実施形態＞
［２−１．光学素子の概略的構成］
図２Ａは、本開示の第２の実施形態にかかる光学素子の断面を示す模式図である。図２Ｂは、図２Ａにおいて破線にて示されたＳＢ部を拡大して示す模式図である。
【００６０】
第２の実施形態にかかる光学素子２１は、光透過性基体７の主面上に、反射防止のためのコーティングを備えている。光透過性基体７の主面上にある、反射防止のためのコーティングは、例えば、第１の実施形態にかかる光学積層体１とほぼ同様の積層体である。
【００６１】
すなわち、光学素子２１は、図２Ａに示すように、光透過性基体７と、光学積層体１とを備えている。より詳細には、図２Ｂに示すように、光透過性基体７の上に、１以上の低屈折率層Ｌiおよび１以上の高屈折率層Ｈjを含む積層体ＬＢが配置され、積層体ＬＢの上に、少なくともＡｇを含有する金属層５が配置される。さらに、金属層５の上に、誘電体層３が配置される。光学素子２１の表面に対応する、誘電体層３の表面は、空気への露出面Ｅとなる。
【００６２】
したがって、図２Ｂに示すように、金属層５は、空気への露出面Ｅを有する誘電体層３との界面を有し、積層体ＬＢは、金属層５との界面を有している。また、光透過性基体７は、積層体ＬＢとの界面を有する。
【００６３】
なお、図２Ｂでは、金属層５との界面を有する層が、高屈折率層Ｈnとされる例を示したが、金属層５との界面を有する層が、低屈折率層Ｌmとされてもよい。また、図２Ｂでは、低屈折率層Ｌiまたは高屈折率層Ｈjのうち、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層Ｌ0とされる例を示したが、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、高屈折率層Ｈ0とされてもよい。
【００６４】
（２−１−１．光透過性基体）
光透過性基体７は、光学積層体１に対する、透明な支持基体である。
【００６５】
光透過性基体７を構成する材料としては、例えば、各種ガラス、石英、サファイア、ＣａＦ2（フッ化カルシウム）、ＫＴａＯ3、樹脂材料などが挙げられる。樹脂材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート（Polycarbonate（ＰＣ））、シクロオレフィンポリマ（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。
【００６６】
光学積層体１の形成される光透過性基体７の表面の形状は、特に限定されず、平面形状、曲面形状もしくは凹凸形状またはこれらの結合であってもよい。
【００６７】
光学素子２１は、光源から出射される光を透過させて透過光を利用するための光学部品であり、光学素子２１としては、具体的には、例えば、レンズやプリズム、光学フィルタなどが挙げられる。図２Ａでは、光学素子２１が凸レンズとして構成された例を示したが、光学素子２１が凹レンズであってももちろんかまわない。もちろん、レンズの種類は、特に限定されない。
【００６８】
（２−１−２．光学積層体）
光学素子２１は、その表面に、第１の実施形態にかかる光学積層体１とほぼ同様の積層体を備えている。すなわち、図２Ａおよび図２Ｂに示す光学積層体１は、少なくとも４層以上の積層体とされる。
【００６９】
光透過性基体７の主面上にある、光学積層体１を全体として４層とする場合、誘電体層３に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層Ｌ0とされ、低屈折率層Ｌ0の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされることが好ましい。４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における、光学積層体１の反射率を、全体的に低下させることができるからである。
【００７０】
光透過性基体７の一主面上に光学積層体１を形成する方法としては、スパッタ法、蒸着法、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition（ＣＶＤ））のようなドライプロセスを適用することができる。
【００７１】
第２の実施形態によれば、表面における反射が低減されるとともに、高い透過率を有する光学素子を提供することができる。
【００７２】
＜３．第３の実施形態＞
［３−１．投射装置の概略的構成］
図３は、本開示の第３の実施形態にかかる投射装置の構成例を示すブロック図である。
【００７３】
図３に示すように、投射装置３１は、光源４１と、変調部４３とを備える。変調部４３は、１以上のレンズ６３を備え、必要に応じて、光源４１から出射される光に画像情報を重畳するための変調素子６５を備えている。
【００７４】
１以上のレンズ６３のうち、少なくとも１のレンズは、第２の実施形態にかかる光学素子２１とほぼ同様の構成を備える。以下では、第２の実施形態にかかる光学素子２１とほぼ同様の構成を備えるレンズをレンズ６１などと記載することとする。
【００７５】
すなわち、レンズ６１は、空気への露出面を有する誘電体層３と、少なくともＡｇを含有する金属層５と、１以上の低屈折率層Ｌiおよび１以上の高屈折率層Ｈjを含む積層体ＬＢと、光透過性基体７としてのレンズ基体９とを備える。また、金属層５は、誘電体層３との界面を有し、積層体ＬＢは、金属層５との界面を有し、レンズ基体９は、積層体ＬＢとの界面を有する。
【００７６】
第３の実施形態にかかる投射装置３１は、具体的には、画像をスクリーンや壁面の上に映し出すための投射装置である。
【００７７】
ところで、投射装置を小型化するには、投射装置に内蔵される光学系を小型化する必要がある。
【００７８】
ところが、光学系が小型になるにつれて、スクリーンなどに映し出される画像の画質が劣化する傾向がある。例えば、小型の投射装置を使用して、スクリーンなどに画像を投射すると、投射装置の使用者の意図しない像（以下、このような像を“ゴースト”と適宜称する。）が、スクリーンに投射される画像に重畳されたりする。
【００７９】
投射装置が小型になればなるほど、光学系の設計上の制約が大きくなる。したがって、小型の投射装置においては、光学系の設計上の工夫によりゴーストの発生を抑制することが難しい。
【００８０】
ゴーストは、光学系に使用される光学素子に入射した光が光学素子の内部で多重反射することにより発生すると推測される。すなわち、投射装置の光学系に使用される光学素子に入射する光の反射を抑制することが、ゴーストの発生の防止に有効である。ゴーストの発生を抑制するには、投射装置の光学系に使用される光学素子を、入射する光に対する反射率が低く、かつ透過率の高い光学素子とする必要がある。
【００８１】
以下の説明により明らかとなるように、第３の実施形態にかかる投射装置は、ゴーストの発生を抑制することのできる投射装置である。
【００８２】
［３−２．投射装置の構成例］
以下、図３ならびに図４Ａおよび図４Ｂを参照して、第３の実施形態にかかる投射装置の構成例の詳細について説明する。
【００８３】
電源部７１は、投射装置３１の各部を駆動させるための電力を投射装置３１の各部に供給する。電源部７１からは、例えば、制御部７３やドライバ７５、記憶部７７、光源４１、変調素子６５などに電力が供給される。電源部７１には、例えば、商用電源などからの電力が供給され、電源部７１は、必要に応じて、ＡＣ(Alternate Current)−ＤＣ(Direct Current)変換や電圧の変換を行う。電源部７１が電池やキャパシタなどから構成される蓄電部７２を備える場合には、電源部７１は、蓄電部７２への充電や蓄電部７２からの放電が可能とされる。
【００８４】
制御部７３は、投射装置３１の各部を制御する。制御部７３は、例えば、変調素子６５を駆動させるためのドライバ７５に対する制御信号や、光源４１の点灯および消灯を制御するための制御信号などを送出する。制御部７３は、プロセッサやメモリなどを含む処理装置であり、制御部７３は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor（ＤＳＰ））やＣＰＵ（central processing unit）として構成される。
【００８５】
記憶部７７は、スクリーンなどに投射するための画像（以下、投射用画像と適宜称する。）に関するデータが格納される記憶媒体である。投射用画像に関するデータは、例えば、パーソナルコンピュータなどの外部機器やインターネットから、外部インターフェース７９を介して投射装置３１に供給される。なお、記憶部７７に格納されたデータは、制御部７３により読み出され、制御部７３は、投射用画像に応じた制御信号を生成して、該制御信号をドライバ７５に供給する。記憶部７７は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory：磁気抵抗メモリ）などから構成される。
【００８６】
（３−２−１．光源）
光源４１は、スクリーンなどの上に投射用画像の像を形成するための光を供給する、１以上の光源の集合である。光源４１の種類としては、例えば、ＬＥＤやメタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプなどが挙げられる。なお、投射装置３１を小型の装置とする観点からは、光源４１の種類として、ＬＥＤが選択されることが好ましい。
【００８７】
（３−２−２．変調部）
変調部４３は、１以上のレンズ６３を含む。光源４１から出射される光が、例えば、変調素子６５および１以上のレンズ６３を介して、投射装置３１の外部にあるスクリーンなどに投射されることにより、スクリーンなどの上に、投射用画像の像が映し出される。
【００８８】
上述したように、１以上のレンズ６３のうち、少なくとも１のレンズは、第２の実施形態にかかる光学素子２１とほぼ同様の構成を備える。すなわち、例えば、レンズ６１は、上述した光透過性基体７に相当するレンズ基体９と、光学積層体１とを備えている。レンズ６１が、レンズ基体９の主面上にある光学積層体１を備えるため、レンズ６１は、入射する光に対して低い反射率および高い透過率を有する。
【００８９】
変調部４３は、必要に応じて、変調素子６５を含む。変調素子６５は、例えば、１以上の液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display（ＬＣＤ））または「ＤＬＰ（テキサス  インスツルメンツ  インコーポレーテツドの登録商標）」チップと呼ばれる、微小なミラーの群が配置された光半導体などから構成される。
【００９０】
図４Ａは、変調部の構成例を示す概略図である。
【００９１】
図４Ａは、変調素子６５ａが、「ＤＬＰ（登録商標）」チップにより構成された例を示す図である。図４Ａに示すように、変調部４３ａは、例えば、レンズ６１ａ、６１ｂおよび６１ｃと、円板状のカラーフィルタＣｗと、変調素子６５ａと、光吸収体Ａｂとを備えている。なお、図４Ａでは、１以上のレンズ６３を構成するレンズの数が３つであるものとして図示したが、図４Ａにより示す図は、あくまで例であり、１以上のレンズ６３を構成するレンズの数が、３つに限定されるものではない。
【００９２】
レンズ６１ａ、６１ｂおよび６１ｃのうちの少なくとも１つは、第２の実施形態にかかる光学素子２１とほぼ同様の構成を備えるレンズとされる。カラーフィルタＣｗは、例えば、円板を３等分した形状のフィルタが組み合わされて構成される。例えば、青色、緑色および赤色の３つのフィルタが組み合わされることにより、カラーフィルタＣｗが構成される。カラーフィルタＣｗは、紙面と垂直に配置されるとともに、紙面と垂直な面内において、回転軸Ｒａを中心として回転自在に支持される。
【００９３】
図４Ａに示すように、光源４１から出射された光は、レンズ６１ａを介して、カラーフィルタＣｗに入射する。カラーフィルタＣｗを通過した光は、レンズ６１ｂを介して、変調素子６５ａに入射する。
【００９４】
このとき、カラーフィルタＣｗを通過した光の色みは、例えば、カラーフィルタの回転角に応じた色みとなる。すなわち、カラーフィルタＣｗが回転させられることにより、変調素子６５ａに入射する光の色みが、順次切り替えられる。
【００９５】
変調素子６５ａの表面に配置された微小なミラーのそれぞれは、ドライバ７５からの駆動信号に応じて、傾きの切り替えが可能とされている。すなわち、変調素子６５ａは、個々のミラーに入射した光の反射する方向を、光吸収体Ａｂの方向またはレンズ６１ｃの方向に切り替えることが可能とされている。そのため、カラーフィルタＣｗの回転速度と、変調素子６５ａの表面に配置された微小なミラーのそれぞれの傾きとを制御することにより、光源４１から出射される光に、投射用画像に関する画像情報を重畳させることができる。
【００９６】
レンズ６１ｃの方向に向けて反射された光は、レンズ６１ｃを介して、投射装置３１の外部へ出射される。したがって、投射用画像の像が、例えば、スクリーンの上に結像される。
【００９７】
図４Ｂは、変調部の他の構成例を示す概略図である。
【００９８】
図４Ｂは、変調素子６５ｂが、反射型の液晶ディスプレイにより構成された例を示す図である。図４Ｂに示すように、変調部４３ｂは、例えば、レンズ６１ｄ、６１ｅおよび６１ｆと、プリズム（ビームスプリッタ）Ｐと、変調素子６５ｂとを備えている。なお、図４Ｂでは、１以上のレンズ６３を構成するレンズの数が３つであるものとして図示したが、図４Ｂにより示す図は、あくまで例であり、１以上のレンズ６３を構成するレンズの数が、３つに限定されるものではない。
【００９９】
レンズ６１ｄ、６１ｅおよび６１ｆのうちの少なくとも１つは、第２の実施形態にかかる光学素子２１とほぼ同様の構成を備えるレンズとされる。
【０１００】
図４Ｂに示すように、光源４１から出射された光は、例えば、レンズ６１ｄ、６１ｅを介して、プリズムＰに入射する。プリズムＰを通過した光は、変調素子６５ｂに入射する。
【０１０１】
変調素子６５ｂに入射した光は、変調素子６５ｂにより反射されるとともに、投射用画像に関する画像情報が重畳されて、プリズムＰに向けて出射される。
【０１０２】
変調素子６５ｂにより反射された後プリズムＰに入射した光は、プリズムＰの内部で反射されて、プリズムＰの内部で反射された光が、レンズ６１ｆの方向に向けて出射する。レンズ６１ｆの方向に向けて出射された光は、レンズ６１ｆを介して、投射装置３１の外部へ出射される。したがって、投射用画像の像が、例えば、スクリーンの上に結像される。
【０１０３】
なお、投射用画像をカラー画像とするには、例えば、変調素子６５ｂ側にカラーフィルタを配置したり、光源４１から出射される光をダイクロイックミラーなどで色分解して各色に対応した変調素子に入射させたりすればよい。
【０１０４】
このように、例えば、１以上の光源４１から出射される光が、１以上の液晶ディスプレイや「ＤＬＰ（登録商標）」チップなどにより反射されることにより、投射用画像に関する画像情報が、光源４１から出射される光に重畳される。または、例えば、光源４１から出射される光が、１以上の液晶ディスプレイを通過することにより、投射用画像に関する画像情報が、光源４１から出射される光に重畳される。なお、光源４１が、例えば画素数に対応した数の微細な光源の群を備えることにより、投射用画像が生成される場合には、変調素子６５を不要とすることも可能である。
【０１０５】
第３の実施形態では、投射装置が、第２の実施形態にかかる光学素子とほぼ同様の構成を備えるレンズを備え、第２の実施形態にかかる光学素子とほぼ同様の構成を備えるレンズを介して投射用画像の像が結像される。
【０１０６】
上述したように、ゴーストの発生による画質の劣化は、投射装置が小型になるほど顕著となる。そのため、小型の投射装置に使用される光学積層体に対しては、一般的な反射防止膜と比較して、より低い反射率が要求される。
【０１０７】
これに対して、本開示の第３の実施形態では、レンズ基体の主面上にある光学積層体が、一般的な反射防止膜と比較して、より低い反射率およびより高い透過率を有している。したがって、第３の実施形態によれば、ゴーストの発生が効果的に抑制され、より小型の投射装置を提供することができる。
【実施例】
【０１０８】
以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。以下の実施例では、金属層を構成する金属の種類を変化させた場合、金属層の厚さを変化させた場合および誘電体層に対して最も離れた位置にある層の厚さを変化させた場合のそれぞれについて、光学積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。シミュレーションは、Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｓｐｅｃｔｒａ，  Ｉｎｃ．社の光学シミュレーションソフトＴＦＣａｌcを使用した。
【０１０９】
［実施例１−Ａ］
以下の実施例１−Ａでは、光学積層体の層数が４層であるものとしてシミュレーションを行い、金属層を構成する金属の種類を変化させた場合における、光学積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
【０１１０】
（試験例１−１）
誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層からなる光学積層体を想定した。誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層を構成する材料としては、ＳｉＯ2、Ａｇ、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2をそれぞれ想定した。
【０１１１】
試験例１−１の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／高屈折率層／低屈折率層
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…７８．０ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…６．５ｎｍ
高屈折率層：屈折率…２．２９１、層厚…２２．２ｎｍ
低屈折率層：屈折率…１．４７９、層厚…１７２．１ｎｍ
【０１１２】
（比較例１−１）
金属層を構成する材料としてＡｌを想定し、該層の複素屈折率を０．８２−５．９９ｉとしたこと以外は試験例１−１の光学積層体と同様にして、比較例１−１の光学積層体を想定した。
【０１１３】
（比較例１−２）
金属層を構成する材料としてＣｒを想定し、該層の複素屈折率を３．１８−４．４１ｉとしたこと以外は試験例１−１の光学積層体と同様にして、比較例１−２の光学積層体を想定した。
【０１１４】
（比較例１−３）
金属層を構成する材料としてＴｉを想定し、該層の複素屈折率を２．５４−３．４３ｉとしたこと以外は試験例１−１の光学積層体と同様にして、比較例１−３の光学積層体を想定した。
【０１１５】
（比較例１−４）
金属層を構成する材料としてＮｂ（ニオブ）を想定し、該層の複素屈折率を１．９５−２．５６ｉとしたこと以外は試験例１−１の光学積層体と同様にして、比較例１−４の光学積層体を想定した。
【０１１６】
［光学特性の評価］
試験例１−１ならびに比較例１−１、比較例１−２、比較例１−３および比較例１−４の光学積層体について、反射率および透過率をそれぞれ求めた。
【０１１７】
図５は、試験例１−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１１８】
図５に示すグラフの横軸は、入射光の波長λ［ｎｍ］を表し、図５に示すグラフの左側の縦軸は、反射率Ｒ［％］を表し、図５に示すグラフの右側の縦軸は、透過率Ｔ［％］を表す。以下の説明においても、同様とする。
【０１１９】
図５における曲線ＲＥ１−１は、試験例１−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図５における曲線ＴＥ１−１は、試験例１−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。
【０１２０】
図６Ａは、比較例１−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図６Ｂは、比較例１−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図７Ａは、比較例１−３の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。図７Ｂは、比較例１−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１２１】
図６Ａにおける曲線ＲＣ１−１は、比較例１−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図６Ａにおける曲線ＴＣ１−１は、比較例１−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。図６Ｂにおける曲線ＲＣ１−２は、比較例１−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図６Ｂにおける曲線ＴＣ１−２は、比較例１−２の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。図７Ａにおける曲線ＲＣ１−３は、比較例１−３の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図７Ａにおける曲線ＴＣ１−３は、比較例１−３の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。図７Ｂにおける曲線ＲＣ１−４は、比較例１−４の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図７Ｂにおける曲線ＴＣ１−４は、比較例１−４の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。
【０１２２】
図５ならびに図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂから、以下のことがわかった。
【０１２３】
試験例１−１の光学積層体では、可視光域における反射率が０．０３％程度に抑えられている。このように、金属層を構成する材料としてＡｇが選択された試験例１−１の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率とが得られた。
【０１２４】
一方、金属層としてＡｇ以外の金属が選択された比較例１−１〜比較例１−４の光学積層体では、低い反射率および高い透過率の両立が困難であることがわかった。例えば、Ａｌを使用した場合には、可視光域における透過率が９０％に満たず、反射率も、Ａｇを使用した場合には及ばない。Ｃｒ、ＴｉまたはＮｂを使用した場合にいたっては、透過率が３０％〜４０％程度にまで低下してしまう。
【０１２５】
したがって、空気への露出面を有する層と隣接して、少なくともＡｇを含有する金属層を配置することにより、一般的な反射防止膜と比較して少ない４層という層構成であっても、低い反射率と高い透過率を両立できることがわかった。例えば、空気への露出面を有する層と隣接して、Ａｇからなる金属層を配置して光学積層体の光学設計を行うことにより、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域において、０．１％以下の反射率を得ることができることがわかった。
【０１２６】
なお、光学積層体の反射率および透過率は、分光光度計により測定することができる。以下に、光学積層体の反射率および透過率の測定装置の一例を示す。
測定装置：分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ−４１００）
測定条件：ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準じる
【０１２７】
光学積層体の各層の厚さについては、光学積層体の断面を透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope（ＴＥＭ））で観察することにより求めることが可能である。
【０１２８】
［実施例２−Ａ］
以下の実施例２−Ａでは、光学積層体の層数が４層であるものとしてシミュレーションを行い、Ａｇ層からなる金属層の厚さを変化させた場合における、光学積層体の反射率をシミュレーションにより求めた。
【０１２９】
（試験例２−１）
実施例１−Ａにおける試験例１−１の光学積層体と同様の光学積層体を想定した。すなわち、誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層からなる光学積層体を想定し、誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層を構成する材料としては、ＳｉＯ2、Ａｇ、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2をそれぞれ想定した。
【０１３０】
試験例２−１の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／高屈折率層／低屈折率層
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…７８．０ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…６．５ｎｍ
高屈折率層：屈折率…２．２９１、層厚…２２．２ｎｍ
低屈折率層：屈折率…１．４７９、層厚…１７２．１ｎｍ
【０１３１】
（試験例２−２）
金属層の層厚を６．１ｎｍとしたこと以外は試験例２−１の光学積層体と同様にして、試験例２−２の光学積層体を想定した。
【０１３２】
（比較例２−１）
金属層の層厚を５ｎｍとしたこと以外は試験例２−１の光学積層体と同様にして、比較例２−１の光学積層体を想定した。
【０１３３】
（比較例２−２）
金属層の層厚を１０ｎｍとしたこと以外は試験例２−１の光学積層体と同様にして、比較例２−２の光学積層体を想定した。
【０１３４】
（比較例２−３）
金属層の層厚を６ｎｍとしたこと以外は試験例２−１の光学積層体と同様にして、比較例２−３の光学積層体を想定した。
【０１３５】
（比較例２−４）
金属層の層厚を６．６ｎｍとしたこと以外は試験例２−１の光学積層体と同様にして、比較例２−４の光学積層体を想定した。
【０１３６】
［光学特性の評価］
試験例２−１ならびに比較例２−１および比較例２−２の光学積層体について、反射率および透過率をそれぞれ求めた。また、試験例２−２ならびに比較例２−３および比較例２−４の光学積層体について、反射率をそれぞれ求めた。
【０１３７】
図８Ａは、試験例２−１ならびに比較例２−１および比較例２−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１３８】
図８Ａにおける曲線ＲＥ２−１は、試験例２−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図８Ａにおける曲線ＴＥ２−１は、試験例２−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。図８Ａにおける曲線ＲＣ２−１は、比較例２−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図８Ａにおける曲線ＲＣ２−２は、比較例２−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。
【０１３９】
図８Ｂは、試験例２−２ならびに比較例２−３および比較例２−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１４０】
図８Ｂにおける曲線ＲＥ２−２は、試験例２−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。図８Ｂにおける曲線ＲＣ２−３は、比較例２−３の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図８Ｂにおける曲線ＲＣ２−４は、比較例２−４の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。なお、図８Ｂには、試験例２−１の光学積層体の反射率および透過率のシミュレーション結果もあわせて示した。
【０１４１】
図８Ａおよび図８Ｂから、以下のことがわかった。
【０１４２】
Ａｇからなる金属層の厚さが６．５ｎｍに設定された試験例２−１の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率が得られた。また、Ａｇからなる金属層の厚さが６．１ｎｍに設定された試験例２−２の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率が得られた。
【０１４３】
一方、Ａｇからなる金属層の厚さが５ｎｍに設定された比較例２−１およびＡｇからなる金属層の厚さが１０ｎｍに設定された比較例２−２の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率を得ることが困難であることがわかった。また、Ａｇからなる金属層の厚さが６ｎｍに設定された比較例２−３およびＡｇからなる金属層の厚さが６．６ｎｍに設定された比較例２−４の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率を得ることが困難であることがわかった。
【０１４４】
すなわち、光学積層体の層数を４層とした場合に低い反射率を得るためには、金属層の厚さを６．１ｎｍ以上６．５ｎｍ以下に設定することが有効であるとわかった。
【０１４５】
［実施例３−Ａ］
以下の実施例３−Ａでは、光学積層体の層数が４層であるものとしてシミュレーションを行い、誘電体層に対して最も離れた位置にある層を低屈折率層として、該低屈折率層の厚さを変化させた場合における、光学積層体の反射率をシミュレーションにより求めた。
【０１４６】
（試験例３−１）
実施例１−Ａにおける試験例１−１の光学積層体と同様の光学積層体を想定した。すなわち、誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層からなる光学積層体を想定し、誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層を構成する材料としては、ＳｉＯ2、Ａｇ、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2をそれぞれ想定した。
【０１４７】
試験例３−１の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／高屈折率層／低屈折率層
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…７８．０ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…６．５ｎｍ
高屈折率層：屈折率…２．２９１、層厚…２２．２ｎｍ
低屈折率層：屈折率…１．４７９、層厚…１７２．１ｎｍ
【０１４８】
（試験例３−２）
低屈折率層の層厚を１５０ｎｍとしたこと以外は試験例３−１の光学積層体と同様にして、試験例３−２の光学積層体を想定した。
【０１４９】
（比較例３−１）
低屈折率層の層厚を５０ｎｍとしたこと以外は試験例３−１の光学積層体と同様にして、比較例３−１の光学積層体を想定した。
【０１５０】
（比較例３−２）
低屈折率層の層厚を１００ｎｍとしたこと以外は試験例３−１の光学積層体と同様にして、比較例３−２の光学積層体を想定した。
【０１５１】
（参考例３−１）
低屈折率層の層厚を３４８．２ｎｍとしたこと以外は実施例１−Ａにおける試験例１−１の光学積層体とほぼ同様の光学積層体を想定した。
参考例３−１の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／高屈折率層／低屈折率層
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…７７．４ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…６．７ｎｍ
高屈折率層：屈折率…２．２９１、層厚…２２．１ｎｍ
低屈折率層：屈折率…１．４７９、層厚…３４８．２ｎｍ
【０１５２】
［光学特性の評価］
試験例３−１および試験例３−２ならびに比較例３−１および比較例３−２ならびに参考例３−１の光学積層体について、反射率および透過率をそれぞれ求めた。
【０１５３】
図９Ａは、試験例３−１および試験例３−２ならびに比較例３−１および比較例３−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１５４】
図９Ａにおける曲線ＲＥ３−１は、試験例３−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図９Ａにおける曲線ＴＥ３−１は、試験例３−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。図９Ａにおける曲線ＲＥ３−２は、試験例３−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。図９Ａにおける曲線ＲＣ３−１は、比較例３−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図９Ａにおける曲線ＲＣ３−２は、比較例３−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。
【０１５５】
図９Ｂは、参考例３−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１５６】
図９Ｂにおける曲線ＲＲ３−１は、参考例３−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図９Ｂにおける曲線ＴＲ３−１は、参考例３−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。
【０１５７】
図９Ａおよび図９Ｂから、以下のことがわかった。
【０１５８】
低屈折率層の厚さが１７０ｎｍ程度とされた試験例３−１の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率が得られた。また、低屈折率層の厚さが１５０ｎｍ程度とされた試験例３−２の光学積層体では、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域において、０．１％以下の反射率が得られた。
【０１５９】
一方、低屈折率層の厚さが１５０ｎｍに満たない比較例３−１および比較例３−２の光学積層体では、４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域の全体において、低い反射率を得ることが困難であることがわかった。
【０１６０】
なお、低屈折率層の厚さが３４０ｎｍ程度とされた参考例３−１の光学積層体では、可視光域の全体において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率とが得られた。さらに、参考例３−１の光学積層体は、例えば、青色、緑色および赤色のＬＥＤから出射される光の波長に対応する波長の近傍に反射率の極小を有しているとともに、可視光域における透過率は９８％と高い。
【０１６１】
すなわち、誘電体層に対して最も離れた位置にある層を低屈折率層として、該低屈折率層の厚さを変化させることにより、例えば、ＬＥＤのピーク波長の近傍における反射率を選択的に下げることも可能である。このとき、製造コストやリードタイムの増加を防止する観点から、誘電体層に対して最も離れた位置にある低屈折率層の厚さを、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満に設定することが好ましい。
【０１６２】
［実施例１−Ｂ］
以下の実施例１−Ｂでは、光学積層体の層数が６層であるものとしてシミュレーションを行い、光学積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。さらに、Ａｇ層からなる金属層の厚さを変化させた場合における、光学積層体の反射率および透過率をシミュレーションにより求めた。
【０１６３】
（試験例４−１）
誘電体層、金属層、高屈折率層Ｈ1、低屈折率層Ｌ1、高屈折率層Ｈ0および低屈折率層Ｌ0からなる光学積層体を想定した。誘電体層、金属層、高屈折率層および低屈折率層を構成する材料としては、ＳｉＯ2、Ａｇ、ＴｉＯ2およびＳｉＯ2をそれぞれ想定した。
【０１６４】
試験例４−１の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／高屈折率層Ｈ1／低屈折率層Ｌ1／高屈折率層Ｈ0／低屈折率層Ｌ0
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…７８．９ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…５．９ｎｍ
高屈折率層Ｈ1：屈折率…２．２９１、層厚…２３．２ｎｍ
低屈折率層Ｌ1：屈折率…１．４７９、層厚…６５．６ｎｍ
高屈折率層Ｈ0：屈折率…２．２９１、層厚…３．０ｎｍ
低屈折率層Ｌ0：屈折率…１．４７９、層厚…８６．５ｎｍ
【０１６５】
（試験例４−２）
金属層の層厚を５．５ｎｍとしたこと以外は試験例４−１の光学積層体と同様にして、試験例４−２の光学積層体を想定した。
【０１６６】
（試験例４−３）
金属層の層厚を６．２ｎｍとしたこと以外は試験例４−１の光学積層体と同様にして、試験例４−３の光学積層体を想定した。
【０１６７】
（比較例４−１）
金属層の層厚を５．４ｎｍとしたこと以外は試験例４−１の光学積層体と同様にして、比較例４−１の光学積層体を想定した。
【０１６８】
（比較例４−２）
金属層の層厚を６．３ｎｍとしたこと以外は試験例４−１の光学積層体と同様にして、比較例４−２の光学積層体を想定した。
【０１６９】
（試験例４−４）
誘電体層に対して最も離れた位置にある層を高屈折率層とし、誘電体層、金属層、低屈折率層Ｌ1、高屈折率層Ｈ1、低屈折率層Ｌ0および高屈折率層Ｈ0からなる光学積層体を想定した。誘電体層、金属層、低屈折率層および高屈折率層を構成する材料としては、ＳｉＯ2、Ａｇ、ＳｉＯ2およびＴｉＯ2をそれぞれ想定した。
【０１７０】
試験例４−４の光学積層体の構成の詳細を以下に示す。
層構成：（空気への露出面）／誘電体層／金属層／低屈折率層Ｌ1／高屈折率層Ｈ1／低屈折率層Ｌ0／高屈折率層Ｈ0
誘電体層：屈折率…１．４７９、層厚…６１．１ｎｍ
金属層：複素屈折率…０．０４９−２．８８５ｉ、層厚…６．１ｎｍ
低屈折率層Ｌ1：屈折率…１．４７９、層厚…１４９．１ｎｍ
高屈折率層Ｈ1：屈折率…２．２９１、層厚…１１３．４ｎｍ
低屈折率層Ｌ0：屈折率…１．４７９、層厚…３４．６ｎｍ
高屈折率層Ｈ0：屈折率…２．２９１、層厚…１１．１ｎｍ
【０１７１】
［光学特性の評価］
試験例４−１〜試験例４−４ならびに比較例４−１および比較例４−２の光学積層体について、反射率および透過率をそれぞれ求めた。
【０１７２】
図１０Ａは、試験例４−１の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１７３】
図１０Ａにおける曲線ＲＥ４−１は、試験例４−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図１０Ａにおける曲線ＴＥ４−１は、試験例４−１の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。
【０１７４】
図１０Ｂは、試験例４−２および試験例４−３の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１７５】
図１０Ｂにおける曲線ＲＥ４−２は、試験例４−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。図１０Ｂにおける曲線ＲＥ４−３は、試験例４−３の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。なお、図１０Ｂには、試験例４−１の光学積層体の反射率および透過率のシミュレーション結果もあわせて示した。
【０１７６】
図１１Ａは、比較例４−１および比較例４−２の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１７７】
図１１Ａにおける曲線ＲＣ４−１は、比較例４−１の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。図１１Ａにおける曲線ＲＣ４−２は、比較例４−２の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示す。なお、図１１Ａには、試験例４−１の光学積層体の反射率および透過率のシミュレーション結果もあわせて示した。
【０１７８】
図１１Ｂは、試験例４−４の光学積層体についてのシミュレーション結果を示す図である。
【０１７９】
図１１Ｂにおける曲線ＲＥ４−４は、試験例４−４の光学積層体の反射率のシミュレーション結果を示し、図１１Ｂにおける曲線ＴＥ４−４は、試験例４−４の光学積層体の透過率のシミュレーション結果を示す。
【０１８０】
図１０Ａおよび図１０Ｂならびに図１１Ａおよび図１１Ｂから、以下のことがわかった。
【０１８１】
光学積層体の層数が６層とされ、金属層の厚さが５．９ｎｍとされた試験例４−１の光学積層体では、可視光域における反射率が０．０２％程度におさえられている。しかも、可視光域における透過率は９８％と高い。すなわち、金属層の厚さが５．９ｎｍとされた試験例４−１の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率とを得られることがわかった。
【０１８２】
また、光学積層体の層数が６層とされ、金属層の厚さが５．５ｎｍとされた試験例４−２の光学積層体および金属層の厚さが６．２ｎｍとされた試験例４−３の光学積層体も、可視光域において、０．１％以下の反射率が得られた。
【０１８３】
一方、Ａｇからなる金属層の厚さが５．４ｎｍに設定された比較例４−１およびＡｇからなる金属層の厚さが６．３ｎｍに設定された比較例４−２の光学積層体では、可視光域において、０．１％以下の反射率を得ることが困難であることがわかった。
【０１８４】
なお、誘電体層に対して最も離れた位置にある層が高屈折率層とされ、金属層の厚さが６．１ｎｍとされた試験例４−４の光学積層体については、可視光域において、０．１％以下の反射率と、９０％以上の透過率とが得られることがわかった。
【０１８５】
さらに、試験例４−４の光学積層体では、波長４７０ｎｍの近傍、波長５３０ｎｍの近傍および波長６３０ｎｍの近傍において、反射率が極小となっている。言い換えれば、青色、緑色および赤色のＬＥＤのピーク波長の近傍における反射率が、ほぼ０となっている。
【０１８６】
このように、光学積層体の層数を６層として、空気への露出面を有する層と隣接して、少なくともＡｇを含有する金属層を配置することにより、光学積層体の層数が４層とされる場合と比較して、より広い波長帯において低い反射率が得られることがわかった。このとき、空気への露出面を有する層と隣接して配置される、少なくともＡｇを含有する金属層の厚さが、５．５ｎｍ以上６．２ｎｍ以下に設定されることが好ましいことがわかった。
【０１８７】
また、金属層に隣接する積層体の層構成を適宜に調整することにより、光源のピーク波長の近傍における反射率を選択的に下げられることがわかった。例えば、ＬＥＤ光源から出射される光を、光学積層体を介して利用する場合などには、可視光域の全体において反射率を下げるよりも、光源のピーク波長の近傍における反射率を選択的に下げることが反射の防止により効果的である。
【０１８８】
＜４．変形例＞
以上、好適な実施形態について説明してきたが、好適な具体例は、上述した例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【０１８９】
上述した実施形態では、本開示の技術が適用された投射装置を例示したが、本開示の技術は、他の電子機器にも適用が可能である。本開示は、例えば、結像光学系や表示装置を備える電子機器などに適用が可能である。本開示は、例えば、カメラやビデオカメラ、スマートフォン、携帯電話、電子書籍、パーソナルコンピュータ（タブレット型、ラップトップ型、デスクトップ型）、携帯情報端末（personal digital assistance（ＰＤＡ））、ビデオゲーム機、デジタルフォトフレーム、テレビジョン受像機などにも適用が可能である。
【０１９０】
本開示の技術は、また、例えば、音楽や映像の記録再生装置における光ピックアップ、顕微鏡の光学系、太陽電池の反射防止膜などにも適用が可能である。
【０１９１】
本開示の技術は、一般的な反射防止膜と比較して、光学素子に対してより高い透過率が要求される小型の投射装置への使用に好適である。本開示の技術は、特に、小型のポータブルプロジェクタや、プロジェクタを備えるカメラ、投射式キーボードのプロジェクタなどの結像光学系に好適である。
【０１９２】
なお、上述の実施形態において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。上述の実施形態の構成、方法、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１９３】
例えば、本開示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誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と
を備え、
４６０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域における反射率が、０．１％以下である光学積層体。
（２）
前記積層体が、２以上の低屈折率層および２以上の高屈折率層を含み、
可視光域における反射率が、０．１％以下である（１）に記載の光学積層体。
（３）
前記金属層の厚さが、５．５ｎｍ以上６．２ｎｍ以下とされる（２）に記載の光学積層体。
（４）
前記積層体が、１の低屈折率層および１の高屈折率層からなり、
前記１の高屈折率層が、前記金属層との界面を有し、
前記１の低屈折率層の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされる（１）に記載の光学積層体。
（５）
前記金属層の厚さが、６．１ｎｍ以上６．５ｎｍ以下とされ、
可視光域における反射率が、０．１％以下である（４）に記載の光学積層体。
（６）
前記金属層が、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、ＢｉおよびＰｔからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の光学積層体。
（７）
前記誘電体層の厚さが、１００ｎｍ以下とされる（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の光学積層体。
（８）
空気への露出面を有する誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と、
前記積層体との界面を有する光透過性基体と
を備える光学素子。
（９）
前記積層体に含まれる低屈折率層または高屈折率層のうち、前記誘電体層に対して最も離れた位置にある層が、低屈折率層とされ、
該低屈折率層の厚さが、１５０ｎｍ以上５１０ｎｍ未満とされる（８）に記載の光学素子。
（１０）
光源と、
１以上のレンズを含み、前記光源から出射される光に画像情報を重畳する変調部と
を備え、
前記１以上のレンズのうち、少なくとも１のレンズが、
空気への露出面を有する誘電体層と、
前記誘電体層との界面を有し、少なくともＡｇを含有する金属層と、
前記金属層との界面を有し、１以上の低屈折率層および１以上の高屈折率層を含む積層体と、
前記積層体との界面を有するレンズ基体と
を備える投射装置。
【符号の説明】
【０１９４】
１，４，６・・・光学積層体
３・・・誘電体層
５・・・金属層
７・・・光透過性基体
９・・・レンズ基体
２１・・・光学素子
３１・・・投射装置
４１・・・光源
４３・・・変調部
６３・・・レンズ
ＬＢ・・・積層体
Ｌi・・・低屈折率層
Ｈj・・・高屈折率層
【図１】
2013238709.tif 000003
【図２】
2013238709.tif 000004
【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】
2013238709.tif 000009
【図８】
2013238709.tif 000010
【図９】
2013238709.tif 000011
【図１０】
2013238709.tif 000012
【図１１】
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