JP2012108204A - 光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】
基板１と、当該基板１上に配置され、低屈折率層２Ａと高屈折率層２Ｂとを交互に順にそれぞれ複数積層された光学機能膜と、を備える光学素子であって、前記光学機能膜の基板１から最も離れた最表層２Ｓは、第１低屈折率層２Ａであり、第１低屈折率層２Ａに隣接する第１高屈折率層２Ｂは、複数層から構成され、当該複数層は最表層２Ｓ側から順に導電層２２と非導電層２３を配置して構成され、前記光学機能膜がＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である場合、前記導電層２２の物理膜厚は６０ｎｍ未満である。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器に関する。

プロジェクター等の映像装置、デジタルカメラ等の撮像装置、光ピックアップ等の記録・再生装置等の電子機器には、ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜や反射防止膜を有する光学素子が組み込まれている。
このような光学素子は、埃が付着すると、光学特性に悪影響を及ぼすため、防塵性が求められる。
防塵性を有する光学素子は、反射防止膜又はＵＶ−ＩＲカットフィルター膜が低屈折率層と高屈折率層とを交互に順次積層された構成を有し、最表層の低屈折率層に隣接する高屈折率層が、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）にて形成されている。このように、最表層に隣接してＩＴＯの導電層を形成することにより、最表層の帯電性を低下させて、防塵性を向上させている（特許文献１から特許文献３まで）。
また、特許文献３の従来例では、反射防止膜として、基板側から順に、物理膜厚が７１ｎｍの酸化セリウムの層、物理膜厚が１１８ｎｍの酸化シリコンの層、物理膜厚が８．１ｎｍのＩＴＯの導電層、物理膜厚が１０ｎｍの最表層としての酸化シリコンの層が形成されている。

特許第４２０７０８３号公報 特許第４４６２１９７号公報 国際公開第２００８／０１８３４０号

しかしながら、特許文献１から特許文献３までのような光学素子では、ＩＴＯのような光を吸収する導電性材料を用いた場合、光の透過率が低くなり、高精細化が求められる撮像装置などに適用するには光学特性が不十分であるという問題がある。
ここで、ＩＴＯによる光の吸収量を低減するために、ＩＴＯの導電層を薄くすることも考えられる。しかし、導電層の物理膜厚が小さい場合、高屈折率層として必要な光学膜厚を確保できなくなる。その結果、光の反射を良好に防止できなくなり、光の透過率が低下するという問題が生じる。
さらに、上述の特許文献３のような光学素子では、最表層及び導電層が薄いため、剥がれやすく光学特性の劣化を引き起こす虞があるという問題もある。また、特許文献３のような光学素子では、最表層及び導電層の２層のみが反射防止膜として機能しているので、光の反射を防止できる帯域が非常に狭いという問題がある。このような観点からも、特許文献３のような光学素子では、光学特性が不十分であり、高精細化が求められる撮像装置などに適用することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた光学素子、光学素子の製造方法、及び電子機器を提供することである。

［適用例１］
本適用例に係わる光学素子は、基板と、当該基板上に配置され、低屈折率層と高屈折率層とを交互に順にそれぞれ複数積層された光学機能膜と、を備える光学素子であって、前記光学機能膜の前記基板から最も離れた最表層は、第１低屈折率層であり、当該第１低屈折率層に隣接する第１高屈折率層は、複数層から構成され、当該複数層は前記最表層側から順に導電層と非導電層を配置して構成され、前記光学機能膜がＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である場合、前記導電層の物理膜厚は６０ｎｍ未満であることを特徴とする。

この構成の本適用例では、最表層の第１低屈折率層側に導電層を形成するため、第１低屈折率層の電荷を導電層に移動させて、帯電性を低下させることができる。従って、光学素子の防塵性を容易に向上させることができる。
また、第１高屈折率層は、導電層と、他の高屈折率材料からなる非導電層とにより構成されているため、導電層の物理膜厚を小さくすることにより光の透過率の低下を抑制するとともに、非導電層により第１高屈折率層として必要な光学膜厚を確保できる。これにより、光の透過率を向上できる。
また、光学機能膜が反射防止膜である場合、反射防止膜は複数の低屈折率層と複数の高屈折率層とにより構成されているため、広い帯域で良好に反射を防止できる。そして、第１高屈折率層を構成する非導電層の物理膜厚を大きくすることにより、第１高屈折率層を剥がれにくくすることができる。
従って、本適用例では、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた光学素子を提供できる。

［適用例２］
本適用例に係わる光学素子では、前記導電層は、前記非導電層に比べて物理膜厚が小さいことを特徴とする。
この構成の本適用例では、非導電層に比べて導電層の物理膜厚を小さくすることにより、光の吸収を抑制して、光の透過率を向上できる。

［適用例３］
本適用例に係わる光学素子では、前記第１低屈折率層は、前記複数の低屈折率層のうちで最も密度が小さいことを特徴とする。
この構成の本適用例では、最表層の密度を低くすることにより、層内に空隙が形成されるため、導電層への電荷移動の効率が増し、防塵性能を高めることができる。

［適用例４］
本適用例に係わる光学素子では、前記光学機能膜の表面抵抗値が、１×１０^６Ω／ｃｍ^２以下であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、表面抵抗値が１×１０^６Ω／ｃｍ^２以下であるため、防塵性を向上できる。

［適用例５］
本適用例に係わる光学素子では、前記光学機能膜が可視光領域である４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長帯域で機能することを特徴とする。
この構成の本適用例では、可視光領域において、光学機能膜を、例えば、反射防止膜又はＵＶ−ＩＲカットフィルター膜として機能させることができる。

［適用例６］
本適用例に係わる光学素子では、前記光学機能膜が反射防止膜であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、上述した導電層及び非導電層を有するので、光学機能膜を反射防止膜として良好に機能させることができる。

［適用例７］
本適用例に係わる光学素子では、前記導電層の物理膜厚は、５ｎｍよりも大きく４０ｎｍよりも小さいことを特徴とする。
この構成の本適用例では、反射防止膜の導電層の物理膜厚を５ｎｍよりも大きく４０ｎｍよりも小さくすることにより、さらに光の吸収を良好に抑制して、光の透過率を向上できる。

［適用例８］
本適用例に係わる光学素子の製造方法は、基板と、当該基板上に配置され、低屈折率層と高屈折率層とを交互に順にそれぞれ複数積層して構成される光学機能膜と、を備える光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、前記光学機能膜の前記基板から最も離れた最表層を第１低屈折率層とし、当該第１低屈折率層に隣接する層を第１高屈折率層とし、前記低屈折率層の表面に、前記第１高屈折率層を積層する第１工程と、前記第１高屈折率層に、前記第１低屈折率層を積層する第２工程と、を実施し、前記第１工程で積層される前記第１高屈折率層は導電層と非導電層とを形成してなり、前記導電層は前記最表層側に形成され、前記光学機能膜がＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である場合、前記導電層の物理膜厚が６０ｎｍ未満となるように形成されることを特徴とする。
この構成の本適用例では、上述したように、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた光学素子の製造方法を提供できる。

［適用例９］
本適用例に係わる電子機器は、光源と、ダイクロイックプリズムと、前記光源と前記ダイクロイックプリズムとの間の光路に配置された光学素子と、を備え、前記光学素子が、適用例６又は７に記載の光学素子であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、上述の光学素子を備えるため、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた電子機器を提供できる。

［適用例１０］
本適用例に係わる電子機器は、撮像素子と、当該撮像素子に対向配置された光学素子と、を備え、前記光学素子が、上述の光学素子であり、前記光学機能膜が、ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、上述の光学素子を備えるため、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた電子機器を提供できる。

［適用例１１］
本適用例に係わる電子機器は、光源と、対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置された光学素子と、を備え、前記光学素子が、適用例６又は７に記載の光学素子であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、上述の光学素子を備えるため、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた電子機器を提供できる。

本発明の第一実施形態に係る電子機器を示す概略図。 第一実施形態の光学素子の断面図。 第一実施形態の光学素子と、特許文献３の光学素子との透過率を示す図。 基板に成膜するための装置の概略図。 第二実施形態に係る電子機器を示す概略図。 第二実施形態の光学素子の断面図。 第三実施形態に係る電子機器を示す概略図。 第一実施形態の光学素子に対応する実施例と参考例と比較例とにおける反射率を示す図。 第一実施形態の光学素子に対応する実施例と参考例と比較例とにおける透過率を示す図。 第二実施形態の光学素子に対応する実施例と参考例と比較例とにおける透過率を示す図。 図１０の部分拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ここで、各実施形態において、同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
［第一実施形態］
まず、第一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
第一実施形態は電子機器をプロジェクターなどの投射装置とし、その投射装置に組み込まれる光学素子を防塵ガラスとした例である。
図１はプロジェクターの概略構成図である。
図１において、プロジェクター１００は、インテグレーター照明光学系１１０と、色分離光学系１２０と、リレー光学系１３０と、電気光学装置１４０と、投写レンズ１５０とを備えている。
インテグレーター照明光学系１１０は、光源１１１と、第１レンズアレイ１１２と、第２レンズアレイ１１３と、偏光変換素子１１４と、重畳レンズ１１５とを備えている。このインテグレーター照明光学系１１０は、電気光学装置１４０を構成する３枚の透過型液晶パネル１４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明する。

色分離光学系１２０は、２枚のダイクロイックミラー１２１，１２２と、反射ミラー１２３とを備えている。この色分離光学系１２０は、ダイクロイックミラー１２１、１２２によりインテグレーター照明光学系１１０から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する。
ダイクロイックミラー１２１及び反射ミラー１２３は、青色光を透過型液晶パネル１４１Ｂに導く。
ダイクロイックミラー１２２は、ダイクロイックミラー１２１を透過した赤色光と緑色光のうちで緑色光を、フィールドレンズ１５１を通して、透過型液晶パネル１４１Ｇに導く。
リレー光学系１３０は、ダイクロイックミラー１２２を透過した赤色光を、入射側レンズ１３１と、リレーレンズ１３３と、反射ミラー１３２、１３４とを通して、赤色光を透過型液晶パネル１４１Ｒに導く。

電気光学装置１４０は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この電気光学装置１４０は、透過型液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂと、各透過型液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの光入射面に設けられる防塵ガラス１０と、クロスダイクロイックプリズム１４２とを備えている。
防塵ガラス１０は、光源１１１とクロスダイクロイックプリズム１４２との間の光路に配置され、クロスダイクロイックプリズム１４２は、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する。
投写レンズ１５０は、クロスダイクロイックプリズム１４２にて形成されたカラー画像を拡大して投写する。

図２は、防塵ガラス１０の概略構成図である。
図２において、防塵ガラス１０は、基板１と、この基板１に形成された反射防止膜２とを備え、図示しないケースに収納されている。基板１は、例えば、石英、水晶、無アルカリガラス等から形成される。
この反射防止膜２は、可視光領域である４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長帯域で機能し、低屈折率層２Ａと、高屈折率層２Ｂとが交互に順次積層されている。基板１から最も離れた最表層２Ｓは、第１低屈折率層２Ａである。この第１低屈折率層２Ａに隣接する層は、複数層から構成された第１高屈折率層２Ｂである。

第１高屈折率層２Ｂは、最表層２Ｓ側から順に第２層としての導電層２２と、第３層としての非導電層２３とを有する。
第１高屈折率層２Ｂに隣接する第４層２４は、第２低屈折率層２Ａであり、第２低屈折率層２Ａに隣接する第５層２５は、第２高屈折率層２Ｂであり、第２高屈折率層２Ｂに隣接する第６層２６は、基板１に隣接した第３低屈折率層２Ａである。第１高屈折率層２Ｂは、２層からなるため、反射防止膜２は全体として６層からなる。なお、第１高屈折率層２Ｂは、３層以上からなってもよい。
この第１低屈折率層２Ａは、第１低屈折率層２Ａと、第２低屈折率層２Ａと、第３低屈折率層２Ａとのうちで最も密度が低いことが好ましい。

導電層２２は、非導電層２３に比べて物理膜厚が小さいことが好ましい。すなわち、導電層２２の物理膜厚をｔｉとし、非導電層２３の物理膜厚をｔｈとしたとき、ｔｉ＜ｔｈであることが好ましい。また、ｔｉの厚みは、５ｎｍ＜ｔｉ＜４０ｎｍであることが好ましい。
低屈折率層２Ａを形成する低屈折率材料としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化マグネシウム(ＭｇＦ_２)などが挙げられる。高屈折率層２Ｂを形成する高屈折率材料としては、酸化チタン(ＴｉＯ_２)、ＩＴＯ、ＩＷＯ、ＳｎＯ_２、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、五酸化二タンタル、五酸化二ニオブ、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、ランタンチタネート(混合物)などが挙げられる。これらの材料のうち導電層２２を形成する導電性材料としては、ＩＴＯ、ＩＷＯ、ＳｎＯ_２、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが挙げられる。非導電層２３を形成する非導電性材料としては、ＴｉＯ_２、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、五酸化二タンタル、五酸化二ニオブ、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、ランタンチタネート(混合物)などが挙げられる。
なお、反射防止膜２は、第１低屈折率層２Ａの基板１と反対側の表面に防塵層３を有してもよい。
反射防止膜２が防塵層３を有する場合、その反射防止膜２の表面抵抗値が１×１０^６Ω／ｃｍ^２以下であることが好ましい。
防塵層３を形成する防塵性材料としては、フッ素含有有機ケイ素化合物、フッ化マグネシウムなどが挙げられる。

ここで、第一実施形態の防塵ガラス１０と、上記特許文献３に記載された光学素子とについて、可視光領域における光の透過率を対比した結果が図３に示されている。
特許文献３の光学素子では、上述したように、反射防止膜として機能する層が１つの低屈折率層と１つの高屈折率層との２層しかないため、可視光領域のうちの狭い波長領域でしか反射を防止できない。
一方、第一実施形態の防塵ガラス１０では、反射防止膜として機能する層が３つの低屈折率層２Ａと２つの高屈折率層２Ｂとで構成されているため、可視光領域において全体的に反射を防止できる。

次に、防塵ガラス１０を製造する方法について説明する。
図４は、基板１に反射防止膜２を形成するための装置の概略図である。
図４において、成膜装置は、アースされた室５０と、この室５０の天井部分に回動自在に支持されたドーム５１を備えている。
ドーム５１は、その中央部に設けられた回転軸５１Ａを介してモーター５２により回動される。ドーム５１には成膜対象となる基板１が複数取り付けられており、これらの基板１に対向するように室５０の下部に第一蒸着源５３と第二蒸着源５４１と第三蒸着源５４２とが設けられている。第一蒸着源５３にはＳｉＯ_２などの低屈折率材料が収納され、第二蒸着源５４１には、ＴｉＯ_２などの高屈折率材料が収納され、第三蒸着源５４２には、ＩＴＯなどの導電性材料が収納されている。
第一蒸着源５３と第二蒸着源５４１との間にはイオン源５５と電子銃５６とが配置されている。イオン源５５はイオンを放出してアシストするものである。電子銃５６は電子ビームを照射するものである。ドーム５１の中央部には監視装置５７が設けられている。この監視装置５７は、基板１に成膜される膜厚を管理する光学モニターと、レート管理する水晶モニターとを備えている。

次に、この成膜装置を用いて基板１に６層からなる反射防止膜２を形成する方法を説明する。まず基板１がドーム５１にセットされた後、ドーム５１が回転しつつ、電子銃５６から電子ビームが照射され、第一蒸着源５３に収納されるＳｉＯ_２と、第二蒸着源５４１に収納されるＴｉＯ_２とが基板１に蒸着される。
この際、イオン源５５からイオン化した酸素が加速照射されることにより、基板１の上にＳｉＯ_２の第３低屈折率層２Ａと、ＴｉＯ_２の第２高屈折率層２Ｂと、ＳｉＯ_２の第２低屈折率層２Ａと、ＴｉＯ_２の非導電層２３とが交互に積層される。
そして、非導電層２３が形成された後、第三蒸着源５４２に収納されるＩＴＯが非導電層２３に積層されて、導電層２２が形成される。これにより、第１高屈折率層２Ｂが形成される（第１工程）。そして、導電層２２にＳｉＯ_２の最表層２Ｓが形成される（第２工程）。
ここで、最表層２Ｓ及び導電層２２は、ノンアシストパワー（ＥＢ蒸着）又は３００Ｖ以上５００Ｖ以下の加速電圧（４５０ｍＡ以上６００ｍＡ以下の加速電流）の低アシストパワー（ＩＡＤ）で形成されることが好ましい。
一方、最表層２Ｓ及び導電層２２以外の第３低屈折率層２Ａと、第２高屈折率層２Ｂと、第２低屈折率層２Ａと、非導電層２３とは、７００Ｖ以上１０００Ｖ以下の加速電圧（８００ｍＡ以上１２００ｍＡ以下の加速電流）の高アシストパワー（ＩＡＤ）で形成されることが好ましい。

基板１に反射防止膜２が成形された後、この反射防止膜２の上に防塵層３が必要に応じて形成される。
この防塵層３が形成される際は、反射防止膜２が形成された基板１と、防塵性材料が収納された蒸着源が真空装置の内部にセットされ、減圧排気が行われる。そして、基板１の温度を６０℃とした状態で蒸発源が約６００℃に加熱され、防塵性材料が蒸発して反射防止膜２に防塵層３が形成される。

［第一実施形態の効果］
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）最表層２Ｓ側に導電層２２を形成するため、最表層２Ｓの電荷を低減でき、防塵ガラス１０の防塵性を容易に向上できる。また、最表層２Ｓは、導電層２２と、非導電層２３とにより構成されているため、導電層２２の物理膜厚を小さくして光の透過率の低下を抑制するとともに、非導電層２３により第１高屈折率層２Ｂとして必要な光学膜厚を確保して光の反射を防止できる。

（２）反射防止膜２が複数の低屈折率層２Ａと複数の高屈折率層２Ｂとにより構成されているため、可視光領域である４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長帯域において広く光の反射を防止できる。
（３）非導電層２３の物理膜厚を大きくすることにより、第１高屈折率層２Ｂを剥がれにくくすることができる。
（４）導電層２２の物理膜厚を非導電層２３よりも小さくすることにより、さらに光の吸収を抑制して、光の透過率を向上できる。
（５）導電層２２の物理膜厚を５ｎｍよりも大きく４０ｎｍよりも小さくすることにより、さらに光の吸収を良好に抑制して、光の透過率を向上できる。
（６）最表層２Ｓを３つの低屈折率層２Ａの中で最も低密度とすることにより、防塵性能を向上できる。
（７）反射防止膜２の表面抵抗値を１×１０^６Ω／ｃｍ^２以下とすることにより、さらに防塵性を向上できる。

（８）本実施形態の製造方法は、第１高屈折率層２Ｂとして、最表層２Ｓ側から順に導電層２２と非導電層２３とを形成するため、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れた防塵ガラス１０の製造方法を提供できる。
（９）プロジェクター１００は、防塵ガラス１０を備えるため、防塵性を向上させることができ、光学特性に優れる。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。
第二実施形態は電子機器をデジタルスチールカメラの撮像装置とし、その撮像装置に組み込まれる光学素子を光学多層膜フィルターとした例である。
図５は、撮像装置の概略構成図である。
図５において、撮像装置２００は、撮像モジュール２１０と、光入射側に配置されるレンズ２２０と、撮像モジュール２１０から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部２３０とを含んで構成されている。この本体部２３０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。
撮像モジュール２１０は、光学多層膜フィルター２０と、光学ローパスフィルター２１１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）２１２と、この撮像素子２１２を駆動する駆動部２１３とを含んで構成されている。

光学多層膜フィルター２０は、ＣＣＤ２１２の前面に、ケースとしての固定治具２１４によってＣＣＤ２１２と一体的に構成されている。この光学多層膜フィルター２０は、ＩＲとＵＶとをカットする機能の他、ＣＣＤ２１２の防塵ガラス機能を併せて有している。
固定治具２１４は金属によって構成されており、光学多層膜フィルター２０と電気的に接続されている。そして、固定治具２１４は、アースケーブル２１５によってアース（地落）されている。

図６は、光学多層膜フィルター２０の概略構成である。
図６において、光学多層膜フィルター２０は、基板１と、基板１に形成されたＵＶ−ＩＲカットフィルター膜４とを備えている。
ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜４は、可視光領域である４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長帯域で機能し、低屈折率層２Ａと、高屈折率層２Ｂとがそれぞれ交互に複数積層されている。ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜４は、最表層２Ｓである第１低屈折率層２Ａと、第２層の導電層２２と第３層の非導電層２３とを構成する第１高屈折率層２Ｂと、第４層２４である第２低屈折率層２Ａと、第５層２５である第２高屈折率層２Ｂとなどを順に備える。そして、第３９層２３９は、第１９高屈折率層２Ｂであり、第４０層２４０は、基板１に隣接する第２０低屈折率層２Ａである。
ここで、第２層の導電層２２は、その物理膜厚が６０ｎｍ未満である。物理膜厚が６０ｎｍ以上の場合、光の透過率が低くなる。
なお、光学多層膜フィルター２０のＵＶ−ＩＲカットフィルター膜４は、基板１と反対側の表面に防塵層３を有していても良い。

次に、光学多層膜フィルター２０を製造する方法について説明する。
この光学多層膜フィルター２０は第一実施形態の防塵ガラスと同様に図４で示される装置を用いて製造される。
まず、基板１がドーム５１にセットされ、その後、ドーム５１が回転しながら、電子銃５６で電子ビームが照射されて第一蒸着源５３のＳｉＯ_２と、第二蒸着源５４１のＴｉＯ_２とが交互に積層される。
そして、第４層の第２低屈折率層２Ａが積層された後、第２低屈折率層２Ａに第二蒸着源５４１のＴｉＯ_２が蒸着され、第３層の非導電層２３が形成される。
続けて、第３層の非導電層２３に、第三蒸着源５４２のＩＴＯが蒸着され、導電層２２が形成される（第１工程）。ここで、導電層２２は、その物理膜厚が６０ｎｍ未満となるように形成される。これにより、第１高屈折率層２Ｂが形成される。そして、導電層２２にＳｉＯ_２の最表層２Ｓが形成される（第２工程）。
なお、第一実施形態と同様に、最表層２Ｓ及び導電層２２は、ノンアシストパワー又は低アシストパワーで形成されることが好ましく、最表層２Ｓ及び導電層２２以外の層２３、２Ａ，２Ｂは高アシストパワーで形成されることが好ましい。

第二実施形態においても、基板１に形成されたＵＶ−ＩＲカットフィルター膜４に必要に応じて防塵層３が設けられてもよいが、その場合は、第一実施形態と同様の方法で実施される。
第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態を図７に基づいて説明する。
第三実施形態は電子機器を光ピックアップ装置とし、その光ピックアップ装置に組み込まれる光学素子をビームスプリッターとした例である。
図７は、記録再生装置の概略構成図である。
図７において、光ピックアップ３００は、焦点位置の異なる３種の光記録媒体である光ディスク（ＣＤ３０１、ＤＶＤ３０２、ＢＤ３０３）に対して互いに波長の異なる３種類のレーザービームを照射し、それぞれ所定の信号を検出するように構成されている。
具体的には、光ピックアップ３００は、ＣＤ３０１に関する光学系として、レーザー光を発生するレーザー光源としてのレーザーダイオード３１０、コリメートレンズ３１１、偏光ビームスプリッター３０、レンズ３１３、ダイクロイックプリズム３１４、１／４波長板３１５、開口フィルター３１６、対物レンズ３１７、及びＣＤ３０１のデータピットから反射された反射レーザー光を受光し、電気信号に変換することにより前記データピットに書き込まれた信号を検出する信号検出系３１８を含んで構成される。

光ピックアップ３００は、ＤＶＤ３０２に関する光学系として、レーザービームを発生するレーザー光源としてのＬＤ３２１、レンズ３２２、偏光ビームスプリッター３０、及びレーザービームでＤＶＤ３０２のデータピットから反射された反射レーザー光を受光し、電気信号に変換することにより前記データピットに書き込まれた信号を検出する信号検出系３２３を含んで構成される。
光ピックアップ３００は、ＢＤ３０３に関する光学系として、レーザービームを発生するレーザー光源としてのＬＤ３３１、レンズ３３２、偏光ビームスプリッター３０、レンズ３３３、ダイクロイックプリズム３３４及びレーザービームでＢＤ３０３のデータピットから反射された反射レーザー光を受光し、電気信号に変換することにより前記データピットに書き込まれた信号を検出する信号検出系３３５を含んで構成される。
偏光ビームスプリッター３０の概略構成は基板１の形状を除いては図２で示される防塵ガラス１０と同じである。つまり、偏光ビームスプリッター３０は、プリズムの入出射面に反射防止膜２が設けられ、この反射防止膜２の表面に防塵層３が必要に応じて設けられた構造である。さらに、前記プリズムに反射防止膜２が成膜され、この反射防止膜２に防塵層３が成膜される方法は第一実施形態と同じである。
前記光ディスクが搭載された部位の近くに配置された対物レンズ３１７、１／４波長板３１５、及び開口フィルター３１６の表面には、光ディスク（ＣＤ３０１、ＤＶＤ３０２、ＢＤ３０３）を交換する際に、外界の塵などのほこりが前記部位から浸入し、当該塵が付着し易いので、前記表面に形成されている反射防止膜の表面に前記防塵層を配置することも有効である。
第三実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、本発明では、光学素子は前述の構成のものに限定されない。例えば、第一実施形態では、本発明の対象となる光学素子を、例えば、偏光変換素子としてもよい。さらに、第二実施形態では、本発明の対象となる光学素子を、例えば、光学ローパスフィルターとしてもよい。要するに、本発明では、基板の上に反射防止膜やＵＶ−ＩＲカットフィルター膜を含め光学機能膜が形成される光学素子であれば、いかなるものでも適用される。
また、第一実施形態では、光学機能膜として反射防止膜を説明し、第二実施形態では、光学機能膜としてＵＶ−ＩＲカットフィルター膜を説明したがこれに限られない。例えば、光学機能膜としては、ＵＶカットフィルター膜、ＩＲカットフィルター膜、偏光分離膜等でもよい。

本実施形態の実施例について説明する。
［反射防止膜を有する光学素子］
本発明の第一実施形態の光学素子に対応する実施例１から実施例５まで、参考例１、比較例１について説明する。なお、蒸着実験では、シンクロン製蒸着機（商品名ＳＩＤ−１３５０）を用いた。また、各実験では、所定形状のサンプル、例えば、直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの白板ガラス（屈折率ｎ＝１．５１）の表面に、各実施例、参考例及び比較例に応じた条件で反射防止膜を作製した。

（実施例１）
実施例１では、基板１の上に表１のような反射防止膜を形成した。
反射防止膜の最表層２Ｓ（第１層）及び導電層（第２層）は、ノンアシストパワー（ＥＢ蒸着）で成膜した。第３層から第６層までは、高アシストパワーによるイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着（ＩＡＤ）で成膜した。この場合のアシストパワーは加速電圧が１０００Ｖであり、加速電流が１２００ｍＡである。ここで、導電層（第２層）の物理膜厚は、５ｎｍとなるように設定した。また、設計波長は、５１０ｎｍに設定し、入射角は、０°に設定した。

（実施例２から実施例５まで）
実施例２から実施例５まででは、それぞれ表２から表５までに示すように、導電層の物理膜厚を１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍ、６０ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして光学素子を作製した。
（参考例１）
ＴｉＯ_２のみで第１高屈折率層を形成した以外は、実施例１と同様にして表６に示すように参考例１の光学素子を作製した。
（比較例１）
ＩＴＯのみで第１高屈折率層を形成した以外は、実施例１と同様にして表７に示すように比較例１の光学素子を作製した。

（評価方法）
実施例、参考例及び比較例の光学素子について、可視光領域での光の反射率及び透過率を測定した。その結果が図８，９に示されている。

（実施例１）

（実施例２）

（実施例３）

（実施例４）

（実施例５）

（参考例１）

（比較例１）

（実験結果）
（１−１）反射率
図８に示される通り、実施例１から実施例５まででは、ＩＴＯの導電層の物理膜厚を小さくし、かつ、第１高屈折率層を構成する非導電層を設けたため、反射率が小さくなることが分かった。
また、ＩＴＯのみを用いて第１高屈折率層を形成した比較例１では、ＩＴＯの導電層の物理膜厚が大きいため、反射率は比較的低かった。
一方、ＴｉＯ_２のみを用いて第１高屈折率層を形成した参考例１では、低波長帯域において、やや反射率が高くなり、光学特性が低下することが分かった。
（１−２）透過率
図９に示される通り、参考例１では、ＩＴＯを用いていないため、全ての可視光領域において透過率が優れていた。また、実施例１から実施例５でも同様に、ＩＴＯの導電層を小さくしたため、透過率が９０％を超えて良好となることが分かった。
一方、比較例１では、特に低波長帯域において、透過率が低くなり、光学特性が低下することが分かった。

［ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜を有する光学素子］
本発明の第二実施形態の光学素子に対応する実施例６から実施例９まで、参考例２、比較例２，３について説明する。なお、各層の蒸着方法に関しては、上述の実施例１と同様である。

（実施例６）
実施例６では、基板１上に表８に示すようなＵＶ−ＩＲカットフィルター膜を形成した。
ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜の最表層２Ｓ（第１層）及び導電層（第２層）は、ノンアシストパワー（ＥＢ蒸着）で成膜した。第３層から第４０層までの層は、高アシストパワーによるイオンアシストを用いた電子ビーム蒸着で成膜した。この場合のアシストパワーは加速電圧が１０００Ｖであり、加速電流が１２００ｍＡである。ここで、導電層（第２層）の物理膜厚は、５ｎｍとなるように設定した。また、入射角は、０°に設定した。

（実施例７から実施例９まで）
実施例７から実施例９まででは、それぞれ表９から表１１までに示すように、導電層の物理膜厚を１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍとした以外は、実施例６と同様にして光学素子を作製した。
（参考例２）
ＴｉＯ_２のみで第１高屈折率層を形成した以外は、表１２に示すように実施例６と同様にして参考例２の光学素子を作製した。
（比較例２）
ＩＴＯのみで第１高屈折率層を形成した以外は、表１３に示すように実施例６と同様にして比較例２の光学素子を作製した。
（比較例３）
導電層の物理膜厚を６０ｎｍとした以外は、表１４に示すように実施例６と同様にして比較例３の光学素子を作製した。
（評価方法）
実施例及び比較例の光学素子について、紫外線領域、可視光領域、赤外線領域での光の透過率を測定した。その結果を図１０，１１に示す。

（実施例６）

（実施例７）

（実施例８）

（実施例９）

（参考例２）

（比較例２）

（比較例３）

（実験結果）
（２）透過率
図１０，１１に示される通り、ＴｉＯ_２のみを用いて第１高屈折率層を形成した参考例２では、ＩＴＯを用いていないため、可視光領域において透過率が高かった。
実施例６から実施例９では、第１高屈折率層にＩＴＯの導電層を形成し、このＩＴＯの導電層の物理膜厚を６０ｎｍ未満としたため、参考例１と同様に、透過率が高くなることが分かった。
一方、ＩＴＯのみを用いて第１高屈折率層を形成した比較例２と、ＩＴＯの導電層の物理膜厚を６０ｎｍとした比較例３では、透過率が低くなり、光学特性が低下することが分かった。

［防塵層を有する光学素子］
（実施例１０）
実施例１０では、基板の上に実施例６ようなのＵＶ−ＩＲカットフィルター膜を設け、さらにＵＶ−ＩＲカットフィルター膜上にフッ素含有有機ケイ素化合物膜を形成した。
フッ素含有有機ケイ素化合物膜は、例えば、信越化学工業株式会社製フッ素含有有機ケイ素化合物（製品名ＫＹ−１３０）をフッ素系溶剤（住友スリーエム株式会社製：ノベックＨＦＥ−７２００）で希釈して固形分濃度３％の溶液を調製し、これを多孔質セラミック製ペレットに１ｇ含浸させ乾燥したものである。
最表層は、表１５に示すようにノンアシストパワーにて成膜した。最表層以外の層は、表１６に示す条件で形成した。

（実施例１１，１２及び比較例４，５）
最表層を、表１５のように、実施例１１，１２では低アシストパワーにて成膜し、比較例４，５では高アシストパワーにて成膜した以外は、実施例１０と同様にして防塵層を有する光学素子を作製した。

［実験結果］
各実施例、参考例、比較例について、防塵性能試験を（３−１）ポリエチレンパウダー法、（３−２）関東ローム法、（３−３）コットンリンタ法で実施した。
（３−１）ポリエチレンパウダー法
ポリエチレンパウダー法は、トレイに敷き詰めたポリエチレンパウダー（セイシン製：ＳＫ−ＰＥ−２０Ｌ）の上にサンプルを１ｃｍ上から落とし、その後、ゆっくり引き上げ、サンプルに付着したパウダーの着塵量と残存量とを量るものである。着塵量はパウダーが付着したサンプルを簡単に払い、サンプルの表面を撮像し、画像解析により塵面積を計算する。残存量はパウダーがついたサンプルの表面をエアーブロー（サンプルからの距離が３ｃｍ、圧力が約５０ＫＰａ、回数３回）で除塵した後、サンプルの表面を撮像し、画像解析により塵面積を計算する。
（３−２）関東ローム法
関東ローム法は、路上、野外の塵を想定してＪＩＳで規格化されたパウダー（ＪＩＳ試験粉体１，７種）を試験に使用するもので、トレイに敷き詰めたパウダーにサンプルを落とし、余分な塵を落とした後、サンプルに付着したパウダーの着塵量と残存量とを量るものである。着塵量と残存量との求め方はポリエチレンパウダー法と同じである。
（３−３）コットンリンタ法
コットンリンタ法は、トレイに敷き詰められたコットンリンタと称される繊維塵を試験に使用するもので、トレイに敷き詰めたパウダーにサンプルを落とし、余分な塵を落とした後、サンプルに付着したパウダーの着塵量と残存量とを量るものである。着塵量と残存量との求め方はポリエチレンパウダー法と同じである。

これらの方法で実施した防塵性能試験の結果を表１７に示す。
表１７では、（４−１）ポリエチレンパウダー法、（４−２）関東ローム法及び（４−３）コットンリンタ法の結果が示される。
表１７に示される通り、ポリエチレンパウダー法、関東ローム法、コットンリンタ法の全てにおいて、実施例１０から実施例１２までの光学素子では比較例４，５の光学素子と比較して着塵量と残存量とがともに小さいことが分かった。
すなわち、実施例１０から実施例１２まででは、第１低屈折率層のＳｉＯ_２密度を低下させ、さらに、第１低屈折率層に隣接する層として導電層を形成したため、防塵性に優れることが分かった。

本発明は、プロジェクター、デジタルスチールカメラの撮像装置、光ピックアップ、その他の電子機器に組み込まれる光学素子に利用することができる。

１…基板、２…反射防止膜、２Ａ…低屈折率層、２Ｂ…高屈折率層、２Ｓ…最表層、４…ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜、１０…防塵ガラス（光学素子）、２０…光学多層膜フィルター（光学素子）、３０…偏光ビームスプリッター（光学素子）、１００…プロジェクター（電子機器）、２００…撮像装置（電子機器）、３００…光ピックアップ（電子機器）

Claims (11)

1. 基板と、
   当該基板上に配置され、低屈折率層と高屈折率層とを交互に順にそれぞれ複数積層された光学機能膜と、
   を備える光学素子であって、
   前記光学機能膜の前記基板から最も離れた最表層は、第１低屈折率層であり、
   当該第１低屈折率層に隣接する第１高屈折率層は、複数層から構成され、
   当該複数層は前記最表層側から順に導電層と非導電層を配置して構成され、
   前記光学機能膜がＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である場合、前記導電層の物理膜厚は６０ｎｍ未満である
   ことを特徴とする光学素子。
2. 請求項１に記載の光学素子において、
   前記導電層は、前記非導電層に比べて物理膜厚が小さい
   ことを特徴とする光学素子。
3. 請求項１又は２に記載の光学素子において、
   前記第１低屈折率層は、前記複数の低屈折率層のうちで最も密度が小さい
   ことを特徴とする光学素子。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の光学素子において、
   前記光学機能膜の表面抵抗値が、１×１０^６Ω／ｃｍ^２以下である
   ことを特徴とする光学素子。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の光学素子において、
   前記光学機能膜が可視光領域である４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長帯域で機能する
   ことを特徴とする光学素子。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の光学素子において、
   前記光学機能膜が反射防止膜である
   ことを特徴とする光学素子。
7. 請求項６に記載の光学素子において、
   前記導電層の物理膜厚は、５ｎｍよりも大きく４０ｎｍよりも小さい
   ことを特徴とする光学素子。
8. 基板と、
   当該基板上に配置され、低屈折率層と高屈折率層とを交互に順にそれぞれ複数積層して構成される光学機能膜と、
   を備える光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
   前記光学機能膜の前記基板から最も離れた最表層を第１低屈折率層とし、
   当該第１低屈折率層に隣接する層を第１高屈折率層とし、
   前記低屈折率層の表面に、前記第１高屈折率層を積層する第１工程と、
   前記第１高屈折率層に、前記第１低屈折率層を積層する第２工程と、
   を実施し、
   前記第１工程で積層される前記第１高屈折率層は導電層と非導電層とを形成してなり、
   前記導電層は前記最表層側に形成され、
   前記光学機能膜がＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である場合、前記導電層の物理膜厚が６０ｎｍ未満となるように形成される
   ことを特徴とする光学素子の製造方法。
9. 光源と、
   ダイクロイックプリズムと、
   前記光源と前記ダイクロイックプリズムとの間の光路に配置された光学素子と、
   を備え、
   前記光学素子が、請求項６又は７に記載の光学素子である
   ことを特徴とする電子機器。
10. 撮像素子と、
    当該撮像素子に対向配置された光学素子と、
    を備え、
    前記光学素子が、請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の光学素子であり、
    前記光学機能膜が、ＵＶ−ＩＲカットフィルター膜である
    ことを特徴とする電子機器。
11. 光源と、
    対物レンズと、
    前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置された光学素子と、
    を備え、
    前記光学素子が、請求項６又は７に記載の光学素子である
    ことを特徴とする電子機器。

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