光学部品の製造方法
【課題】多大な工数をかけることなく、光学薄膜の形成後も優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】治具板７に設けられた外側の支持部１０と中心側の支持部８との相対位置の調整を、外側の支持部１０と中心側の支持部８との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板７を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することができる。その結果、基板２に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することができる。光学薄膜３の形成方法において、基板２と光学薄膜３の材料源や基板２の加熱源等との距離や角度によって、基板２毎の熱膨張や光学薄膜３の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板２毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整もできる。
【解決手段】治具板７に設けられた外側の支持部１０と中心側の支持部８との相対位置の調整を、外側の支持部１０と中心側の支持部８との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板７を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することができる。その結果、基板２に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することができる。光学薄膜３の形成方法において、基板２と光学薄膜３の材料源や基板２の加熱源等との距離や角度によって、基板２毎の熱膨張や光学薄膜３の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板２毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整もできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に光学薄膜を形成する光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学薄膜としての蒸着膜を施した弾性を有する光学機体（以下、基板と言う）において、光学薄膜の内部応力による反りの量に等しいだけ、予め反対方向に基板の光学薄膜の形成面を凹面または凸面に研磨加工することで、内部応力による基板の反り問題を解決する技術が、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１１３９０１（１、２頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板に光学薄膜の内部応力による反りの量に等しいだけ、予め反対方向へ一枚毎、研磨加工を施す必要があり、この加工に多大の工数がかかっていた。
本発明は、このような点に鑑み成されたものであり、多大な工数をかけることなく、光学薄膜の形成後も優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明の光学部品の製造方法は、基板に光学薄膜を形成したときに生じる反りの把握の結果に基づいて、前記光学薄膜の形成面を基準面とし、前記形成面が前記基準面に対して前記反りとは略面対称の反りになるように、前記基板に変形を加える事前変形工程と、前記変形を加えた状態で、前記基板に前記光学薄膜を形成する薄膜形成工程とを有することを特徴とする。
この発明によれば、光学薄膜を形成する前に、光学薄膜の形成で生じる反りとは略面対称の反りになるような変形を基板に加えるという簡易な手法で、光学薄膜の形成面に、薄膜形成条件や光学薄膜の影響等による内部応力に吊り合う反対方向の応力を生ぜしめることが可能になる。
これにより、多大な工数をかけることなく優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することが可能になる。
尚、薄膜形成条件の影響とは、基板温度の上昇による熱膨張の影響であり、光学薄膜の影響とは、光学薄膜の残留応力による影響である。
【０００６】
本発明では、前記変形を加えるために治具を用い、前記治具は、平板状の治具板を備え、前記治具板には、外側の支持部と中心側の支持部とが設けられており、前記外側の支持部を前記基板の外周部に接触させ、前記中心側の支持部を前記基板の中心部に接触させて、前記外側の支持部と前記中心側の支持部との相対位置を調整することで、前記基板に前記変形を加えるのが好ましい。
この発明では、治具板に設けられた外側の支持部と中心側の支持部との相対位置の調整を、外側の支持部と中心側の支持部との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することが可能である。その結果、基板に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することが可能になる。
光学薄膜の形成方法において、基板と光学薄膜の材料源や基板の加熱源等との距離や角度によって、基板毎の熱膨張や光学薄膜の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整も可能になる。
【０００７】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部には、粘着剤層または接着剤層を有する結合層が設けられており、前記結合層を前記基板に接触させるのが好ましい。
この発明では、中心側の支持部と基板の中心部との接触のための基板への加工が不要で、中心側の支持部と基板の中心部が簡易に接触及び分離される。
【０００８】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部に設けられた磁力により接合する接合部材と接合対部材とを、前記基板を間に介して対抗配置して、前記基板に接触させることが好ましい。
この発明では、中心側の支持部と基板の中心部との接触のための基板への加工が不要で、中心側の支持部と基板の中心部が簡易に接触及び分離される。
【０００９】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部には、接触部材が設けられ、前記基板の中心部には、孔が設けられており、前記中心側の支持部を前記孔に挿入させ、前記接触部材を前記基板の表面に接触させるのが好ましい。
この発明では、比較的、基板が形状として小さい場合、厚い場合、基板の剛性が大きい場合、または光学薄膜の応力が大きい場合、事前の基板の変形に比較的大きな物理力を要するが、比較的小さな物理力で充分な場合と同様に、確実、正確に再現性良く変形を加えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の光学部品としての光学薄膜フィルタ１の製造方法に係る実施形態について図面に従って説明する。
（第１の実施形態）
【００１１】
図１は、本実施形態で得られる光学薄膜フィルタ１を示す断面図である。
図１において、光学薄膜フィルタ１は光を透過する基板２と、基板２の片面に形成した光学薄膜３とで構成されている。
基板２は光透過性に優れた材料であれば良く、アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂等のプラスチックや、ＢＫ７、サファイヤガラス、ホウケイ酸ガラス、白板ガラス、青板ガラス、ＳＦ３、及びＳＦ７であっても良く、一般に市販されている光学ガラスが使用でき、更に水晶であっても良い。
また基板２の平面形状は、矩形でも円形であっても良く、また基板２の表裏面は、平坦な平面でも曲面であっても良く、さらに基板２の表裏面は、互いが平行関係でも非平行関係であっても良い。
光学薄膜３は、１層以上の誘電体から成り、例えば屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層させた誘電体層から成る。そして反射防止膜、ＵＶ−ＩＲカット膜（Ultraviolet-Infrared cut）、またはＩＲカット（Infrared cut）膜から選ばれる１種以上である。
尚、光学薄膜３は、基板２の両面に形成しても良い。
【００１２】
次に、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法について説明する。
図２は、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法を示す工程図である。
図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、反りの把握を示す断面図である。
図５は、事前変形工程で用いる変形用治具６を示す断面図である。
図６（ａ）及び（ｂ）は、事前変形工程を示す断面図である。
図７（ａ）及び（ｂ）は、薄膜形成工程を示す断面図である。
図８は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法は、反りの把握とその結果に基づく事前変形工程及び薄膜形成工程とを有する。
光学薄膜３形成後の反りは、基板２の材質及び形状、光学薄膜３の材質及び膜厚ならびに薄膜形成条件等によって変化する。したがって、これらの条件が変わらない場合には、反りの把握は、必ずしも行なう必要はない。
【００１４】
図３は、反りの把握で用いる平置き治具４と基板２を示している。
反りの把握では、図３に示す平置き治具４に配置された基板２の片面である形成面５に光学薄膜３を形成する。
ここで、基板２は、ひとつの光学フィルタ１の基板でも、後から分割して複数の光学フィルタ１を得るための基板であっても良い。
形成方法は、蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンプレーテイング法やスパッタ法を用いることができ、材料源はＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の酸化物、ＭｇＦ2、ＣａＦ2等の弗化物、ＺｎＳのような硫化物及びＫＩ，ＮａＢｒ等のハロゲン化物を用いることができる。尚、材料源の位置は、図３の基板２の下側になる。
光学薄膜３の形成後の状態を図４に示す。図４（ａ）及び（ｂ）において、基板２は、薄膜形成条件や光学薄膜３の影響等による内部応力が圧縮か引張りかによって、反り幅Ａまたは反り幅Ｂの反りが生じる。
【００１５】
事前変形工程では、治具として図５に示した変形用治具６を用いる。図５において、変形用治具６は、平板状の治具板７を備え、平板状の治具板７には、治具の中心側の支持部８と治具の外側の支持部１０とが設けられている。外側の支持部１０は、受け板１１と押え板１２とを備える。
また、一体とした治具板７と外側の支持部１０とに対して、中心側の支持部８の位置を決めて固定する距離調整固定部９を備える。
【００１６】
以下に、光学薄膜３の形成後の反り幅ＡとＢの場合について、分けて事前変形工程を説明する。
反り幅Ａである図４（ａ）の場合は、図６（ａ）に示すように、基板２の外周部１６に変形用治具６の受け板１１を接触させ、且つ基板２の中心部１５に中心側の支持部８を接触させる。そして、中心側の支持部８を矢印方向に反り幅Ａに相当する距離数だけ移動することで、外側の支持部１０の第１の基準点１４と中心側の支持部８の第２の基準点１３との間の距離を調整し、基板２を変形して、その後、距離調整固定部９で中心側の支持部８を固定する。
反り幅Ｂである図４（ｂ）の場合は、図６（ｂ）に示すように、基板２の外周部１６に変形用治具６の押え板１２を接触させ、且つ基板２の中心部１５に中心側の支持部８を接触させる。そして、中心側の支持部８を矢印方向に反り幅Ｂに相当する距離数だけ移動することで、外側の支持部１０の第１の基準点１４と中心側の支持部８の第２の基準点１３との間の距離を調整し、基板２を変形して、その後、距離調整固定部９で中心側の支持部８を固定する。
以上のように、事前変形工程では、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、基板２の光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板に変形を加える。
【００１７】
薄膜形成工程では、図６（ａ）及び（ｂ）それぞれに対応して、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板２の形成面５に、光学薄膜３を形成する。薄膜形成方法、薄膜形成条件等は、反りの把握で記述した内容と同様である。
【００１８】
ここで中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離について、図８に従って詳しく説明する。中心側の支持部８の先端部１７には、粘着剤または接着剤を有する結合層１８が設けられている。
基板２に加えるべき変形の量は、一般的に僅かな量であることから、固定力は少なくて良い。
以上から、粘着剤または接着剤の材質に特に制約が必要ではなく、アクリル系またはビニル系等の粘着剤またはアクリル系、エポキシ系またはポリイミド系等の接着剤が使用でき、使用量は僅かで良い。
【００１９】
結合層１８がアクリル系またはビニル系等の粘着剤を有する場合、中心側の支持部８と基板２との接触による固定において、また結合層１８へのＵＶ（Ultraviolet）照射による粘着剤収縮後の中心側の支持部８と基板２との分離において、接触、固定及び分離が共に小さな力で達成することができる。
結合層１８がアクリル系、エポキシ系またはポリイミド系等の接着剤を有する場合、中心側の支持部８と基板２との接触の後において、結合層１８へのＵＶ（Ultraviolet）照射または加熱を行い接着剤を硬化し、中心側の支持部８と基板２とを固定する。
分離については、変形用治具６と基板２とを一体とした状態で熱ショックを与え、中心側の支持部８と基板２とを分離する。
この接触、固定及び分離も、共に極めて小さな力で達成することができる。
【００２０】
複数の光学フィルタ１を得る場合、薄膜形成工程の後、基板２を適宜分割する。
【００２１】
尚、熱ショックとは、例えば８０℃以上に一定時間保持後、即座に常温以下に放置することを指す。
また、図８に図示しないが、中心側の支持部８と基板２との分離の時点では、基板２に光学薄膜３が形成されている。
また、図６（ｂ）に示すような方向に基板２に事前の変形を加える場合、結合層１８は無くても良い。
以上のようにして、反りの少ない光学薄膜フィルタ１が得られる。
【００２２】
以下、第１の実施形態の効果を記載する。
（１）光学薄膜３を形成する前に、光学薄膜３の形成で生じる反りとは略面対称の反りになるような変形を基板２に加えるという簡易な手法で、光学薄膜３の形成面５に、薄膜形成条件や光学薄膜３の影響等による内部応力に吊り合う反対方向の応力を生ぜしめることができる。
これにより、多大な工数をかけることなく優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することができる。
（２）治具板７に設けられた外側の支持部１０と中心側の支持部８との相対位置の調整を、外側の支持部１０と中心側の支持部８との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板７を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することができる。その結果、基板２に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することができる。
光学薄膜３の形成方法において、基板２と光学薄膜３の材料源や基板２の加熱源等との距離や角度によって、基板２毎の熱膨張や光学薄膜３の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板２毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整もできる。
（３）中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触のための基板２への加工が不要で、中心側の支持部８と基板２の中心部１５が簡易に接触及び分離できる。
（第２の実施形態）
【００２３】
第２の実施形態は、第１の実施形態の中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触の仕方のみが異なる。
これより、異なる点のみ説明し、第１の実施形態と同じ内容については、説明を省く。
【００２４】
図９は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００２５】
図９において、先端部１７に設けられた磁力により接合する接合部材１９と接合対部材２０とを、基板２を間に介して対抗配置し、基板２に接触させることによって、中心側の支持部８と基板２の中心部１５とを接触する。
ここでは、接合部材１９または接合対部材２０の両方を磁石とするか、または一方を磁石として他方を磁性体とする。
磁石はフェライト磁石またはネオジム磁石等の永久磁石を使用することができ、また磁性体は純鉄、パーマロイ、またはセンダスト合金等を使用することができ、必要に応じニッケルの耐食メッキが施される。
一般に広く用いられる永久磁石及び磁性体による磁力を活用した固定であり、接触、固定及び分離は、共に小さな力で達成することができる。
尚、図６（ｂ）に示すような方向に基板２に事前の変形を加える場合、接合対部材２０は無くても良い。
【００２６】
以下、第２の実施形態の効果を記載する。
（４）中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触のための基板２への加工が不要で、中心側の支持部８と基板２の中心部１５が簡易に接触及び分離できる。
（第３の実施形態）
【００２７】
第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態の中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触の仕方が異なる。具体的には、基板２に孔２４を設け、孔２４を活用して固定する。
これより、異なる点のみ説明し、第１及び第２の実施形態と同じ内容については、説明を省く。
【００２８】
図１０（ａ）は、基板２に孔２４を設けるための加工を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００２９】
基板２に孔２４を設けるには、化学的な方法や機械的な方法で行なうことができる。
図１０（ａ）及び（ｂ）において、基板２の表面にスパッタ法で耐食膜２２を形成し、更に孔あけ目的箇所２１以外にレジスト膜２３を形成する。耐食膜２２はＣｒ膜とＡｕ膜を有する。
次に孔あけ目的箇所２１のＡｕをＩ2、ＫＩを主成分とするエッチング液で、Ｃｒを硝酸第二セリウムアンモニウムを主成分とするエッチング液で溶解、除去する。
次に基板２をエッチングする薬液（基板がガラスの場合には、水酸化カリウム水溶液、水晶の場合には、弗化水素水溶液と弗化アンモニウム水溶液の混合液）で化学的に、基板２の孔あけ目的箇所２１を溶解、除去し、その後レジスト剥離液で、レジスト膜２３を除去する。
その他の方法として、超音波穴あけ加工法で機械的に孔あけを行なうこともできる。
【００３０】
以下に、図４における光学薄膜３の形成後の反り幅ＡとＢの場合について、分けて接触方法を説明する。
反り幅Ａの場合、図１１（ａ）（図６（ａ）と同じ方向に基板２を変形する場合とする）において、先端部１７に接触部材２５を設けた中心側の支持部８を基板２の孔２４に紙面上の下側から挿入させ、接触部材２５を基板２の表面（紙面上の下側の表面）に接触させる。
反り幅Ｂの場合、図１１（ｂ）（図６（ｂ）と同じ方向に基板２を変形する場合とする）において、先端部１７に接触部材２５を設けた中心側の支持部８を基板２の孔２４に紙面上の上側から挿入させ、接触部材２５を基板２の表面（紙面上の上側の表面）に接触させる。
【００３１】
以下、第３の実施形態の効果を記載する。
（５）比較的、基板２が形状として小さい場合、厚い場合、基板２の剛性が大きい場合、または光学薄膜３の応力が大きい場合、事前の基板２の変形に比較的大きな物理力を要するが、比較的小さな物理力で充分な場合と同様に、確実、正確に再現性良く変形を加えることができる。
【００３２】
以下、実施例に基づき本発明をより詳しく説明する。
（実施例１）
【００３３】
本実施例は、可視波長域の光を透過し、所定波長以下の紫外波長域と所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少ない良好な反射特性を有し、基板２が水晶であることにより光学ローパスフィルタ機能を有する光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）に適用した例である。
基板２、光学薄膜３、反りの把握ならびに中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離に関係する事項は、下述の通りとして、その他は第１の実施形態と同じとした。
【００３４】
基板２は、直径４５ｍｍ（屈折率ｎ＝１．５２）、厚さは０．４３ｍｍの水晶板を用いた。
光学薄膜３の形成方法は通常の蒸着法を用いた。
光学薄膜３として、基板２の片面に高屈折材料（Ｈ）であるＴｉＯ2（屈折率ｎ＝２．４０）と、低屈折率材料（Ｌ）であるＳｉＯ2（屈折率ｎ＝１．４６）とを交互に積層して形成した。
【００３５】
光学薄膜３の膜構成の詳細を説明する。
以下に説明する膜厚構成の表記は、高屈折率材料層（Ｈ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｈとして表記し、低屈折率材料層（Ｌ）を同様に１Ｌと表記する。また、（ｘＨ、ｙＬ）SのＳの表記は、スタック数と呼ばれる繰り返しの回数で、括弧内の構成を周期的に繰り返すことを表している。
光学薄膜３の膜厚構成は、設計波長λは５５０ｎｍ、基板２の上面第１層の高屈折率材料のＴｉＯ2膜３Ｈ１が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ2膜３Ｌ１が０．２０Ｌ、以下、順次１．０５Ｈ、０．３７Ｌ、（０．６８Ｈ、０．５３Ｌ）4、０．６９Ｈ、０．４２Ｌ、０．５９Ｈ、１．９２Ｌ、（１．３８Ｈ、１．３８Ｌ）6、１．４８Ｈ、１．５２Ｌ、１．６５Ｈ、１．７１Ｌ、１．５４Ｈ、１．５９Ｌ、１．４２Ｈ、１．５８Ｌ、１．５１Ｈ、１．７２Ｌ、１．８４Ｈ、１．８０Ｌ、１．６７Ｈ、１．７７Ｌ、（１．８７Ｈ、１．８７Ｌ）7、１．８９Ｈ、１．９０Ｌ、１．９０Ｈ、最上層の低屈折率材料のＳｉＯ2膜３Ｌ３０が０．９６Ｌの、計６０層を形成した。
【００３６】
次に、反りの把握について説明する。
光学薄膜３が形成された基板２は、低屈折率材料層のＳｉＯ2の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ2の弱い引張応力により、光学薄膜３の形成面５が凸になるように、反り幅Ａの反りが生じたことを把握した。
したがって、事前変形工程では、反りの把握の結果に基づき、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板２に変形を加えた。
【００３７】
次に、中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離について説明する。
中心側の支持部８の先端部１７の結合層１８には、ＵＶ硬化型ダイシングテープ（型番：Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−６３８、メーカー：リンテック株式会社）の基材部をエポキシ系接着剤で貼り合わせて両面を粘着剤層としたテープを用いた。
上述の粘着剤層はＵＶ硬化型アクリル系粘着剤から成り、接触、固定は粘着剤層の押付けで充分であり、特別な処理は不要であった。
分離は、結合層１８にＵＶ照射（主波長３６５ｎｍ、照度２２０ｍｗ／ｃｍ2、光量１６０ｍＪ／ｃｍ2）することで粘着力を弱めた後に行なった。
分離後の基板２に粘着剤層が実用上問題になる水準で残留することはなかった。
【００３８】
本実施例における基板（各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつ）の反り幅の測定結果を表１に示す。尚、反り幅は、光学薄膜３の形成面５を上にして、基板２の光学薄膜３の形成面５の外周部１５をゼロ基準に、基板２の外周部１５以外の形成面５が、反りによって上側となる場合をプラス数値で、下側となる場合をマイナス数値で表わし、単位はμｍである。そして反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
以上のように、反りの少ない１枚の水晶板から成る光学ローパスフィルタ機能を有する光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）の作製が可能になった。
【００４１】
次に、光学特性を評価するために、この光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）を含む複数枚の水晶板を用いた積層の光学ローパスフィルタを作製した。
【００４２】
図１２は、積層の光学ローパスフィルタ３０を示す断面図である。
図１３は、積層の光学ローパスフィルタ３０の光学軸、光線の進行方向を示す模式図である。
【００４３】
積層の光学ローパスフィルタ３０の構造は、図１２に示すように、複屈折板としての２つの水晶板４０，５０と、１／４波長板６０を含んで構成されており、２つの水晶板４０，５０の間に、これも水晶からなる１／４波長板６０を挿入した３層構造となっている。
水晶板４０は、上述の基板が水晶からなる光学薄膜フィルタ１であり、水晶板４０の片面に光学薄膜が形成されている。３層構造を構成する水晶板４０と、１／４波長板６０と、水晶板５０とは、それぞれが貼り合わされて一体構造になっている。
【００４４】
水晶板４０には、薄膜形成時に図５の変形用治具６を用いたものと、比較として図３の平置き治具４を用いたものである表１に示した光学薄膜フィルタを用い、３層構造を構成する積層の光学ローパスフィルタ３０を作製した。前者を評価用光学ローパスフィルタと、後者を比較用光学ローパスフィルタと呼ぶ。
光学薄膜フィルタは、表１の各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつを使用し、適用した積層の光学ローパスフィルタも対応してＮｏ１とＮｏ２とする。
各々の積層の光学ローパスフィルタ３０の透過波面収差値の測定結果を表２に示す。
尚、測定は、レーザー干渉計を使用した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
ここで図１３に基づいて積層の光学ローパスフィルタ３０の光学軸と光線の進行方向について説明する。
光入射側に配置される水晶板４０は、光入射面と直交し、且つ紙面と平行な面（ｘ−ｚ平面）において、ｚ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ１で示す方向）に光学軸（光学的主軸）を有している。この水晶板４０に入射した光線Ｌ１は、水晶板４０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１１、Ｌ１２に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して射出する。
１／４波長板６０は、光入射面（ｘ−ｙ平面）において、ｘ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ２で示す方向）に光学軸を有している。これにより、１／４波長板６０に入射した光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ直線偏向から円偏向に偏向状態が変えられ、２つの光線Ｌ１３、Ｌ１４となって出射する。
光出射側に配置される水晶板５０は、光入射面と直交し、且つ紙面と直交する面（ｙ−ｚ平面）において、ｙ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ３で示す方向）に光学軸を有している。この水晶板５０に入射した光線Ｌ１３は、水晶板５０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１５、Ｌ１６に分離されて出射する。水晶板５０に入射した光線Ｌ１４は、前記水晶板４０と同様に、２つの光線Ｌ１７、Ｌ１８に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して出射する。
【００４７】
次に、上述の３層構造を構成する積層の光学ローパスフィルタ３０を撮像素子と駆動部とで一体とした撮像モジュールとし、更に撮像モジュールをデジタルスチルカメラに組み込み、風景や人物の撮影を行い、目視で映像の確認を行なった。評価用光学ローパスフィルタを用いたものと比較用光学ローパスフィルタを用いたものでは、前者に映像の鮮明さが、後者に映像のボケが確認された。
（実施例２）
【００４８】
本実施例は、可視波長域の光を透過し、所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少い良好な反射特性を有する光学薄膜フィルタ１（ＩＲカットフィルタ）に適用した例である。
基板２及び反りの把握に関係する事項は、下述の通りとして、その他は第１の実施形態と同じとした。
【００４９】
基板２は直径４５ｍｍ（屈折率ｎ＝１．５２）、厚さは０．３ｍｍのガラス板を用いた。
光学薄膜３の形成方法は通常の蒸着法を用いた。
光学薄膜３として、基板２の片面に、高屈折率材料（Ｈ）であるＴｉＯ2と低屈折率材料層（Ｌ）であるＭｇＦ2を交互に積層して形成した。
【００５０】
光学薄膜３の膜構成の詳細を説明する。
光学薄膜３の膜厚構成は、設計波長λは７５５ｎｍ、基板２側から１．１４Ｈ、１．０９Ｌ、１．０３Ｈ、１．０１Ｌ、（０．９９Ｈ、０．９９Ｌ）6、１．０２Ｈ、１．０８Ｌ、１．３１Ｈ、０．１８Ｌ、１．３７Ｈ、１．２４Ｌ、１．２７Ｈ、１．２８Ｌ、（１．２８Ｈ、１．２８Ｌ）6、１．２６Ｈ、１．２８Ｌ、１．２５Ｈ、０．６３Ｌの４０層が形成されている。
【００５１】
次に、反りの把握について説明する。
光学薄膜３が形成された基板２は、低屈折率材料層のＭｇＦ2の強い引張り応力と高屈折率材料層のＴｉＯ2の弱い引張応力により、光学薄膜３の形成面５が凹になるように反り幅Ｂの反りが生じた。
したがって、事前変形工程では、反りの把握の結果に基づき、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板２に変形を加えた。
尚、結合層１８は用いなかった。
【００５２】
本実施例における基板２（各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつ）の反り幅の測定結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
【００５４】
以上のように、基板２がガラス基板である、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）などの映像素子の防塵ガラスとして、ＣＣＤの入射面に貼り合わせて一体に構成した、ＩＲカットフィルタ機能を含む光学薄膜フィルタ１の作製が可能になった。
【００５５】
尚、本発明は上述の実施形態及び実施例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の変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す中心側の支持部８の第２の基準点及び外側の支持部１０の第１の基準点は、中心側の支持部８及び受け板１１の頂点であるが、頂点以外の点であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る光学薄膜フィルタを示す断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る光学薄膜フィルタの製造方法を示す工程図。
【図３】反りの把握を示す断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、反りの把握を示す断面図。
【図５】事前変形工程で用いる変形用治具を示す断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、事前変形工程を示す断面図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、薄膜形成工程を示す断面図。
【図８】本発明の第１の実施形態の事前変形工程における中心側の支持部の先端部近傍の部分断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態の事前変形工程の中心側の支持部の先端部の部分断面図。
【図１０】（ａ）は、孔を設けるための加工を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の事前変形工程における中心側の支持部の先端部近傍の部分断面図。
【図１２】積層の光学ローパスフィルタを示す断面図。
【図１３】積層の光学ローパスフィルタの光学軸、光線の進行方向を示す模式図。
【符号の説明】
【００５７】
１…光学部品としての光学薄膜フィルタ、２…基板、３…光学薄膜、５…形成面（基準面）、６…治具としての変形用治具、７…治具板、８…中心側の支持部、１０…外側の支持部、１５…基板の中心部、１６…基板の外周部、１７…中心側の支持部の先端部、１８…結合層、１９…接合部材、２０…接合対部材、２４…孔、２５…接触部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に光学薄膜を形成する光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学薄膜としての蒸着膜を施した弾性を有する光学機体（以下、基板と言う）において、光学薄膜の内部応力による反りの量に等しいだけ、予め反対方向に基板の光学薄膜の形成面を凹面または凸面に研磨加工することで、内部応力による基板の反り問題を解決する技術が、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１１３９０１（１、２頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板に光学薄膜の内部応力による反りの量に等しいだけ、予め反対方向へ一枚毎、研磨加工を施す必要があり、この加工に多大の工数がかかっていた。
本発明は、このような点に鑑み成されたものであり、多大な工数をかけることなく、光学薄膜の形成後も優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明の光学部品の製造方法は、基板に光学薄膜を形成したときに生じる反りの把握の結果に基づいて、前記光学薄膜の形成面を基準面とし、前記形成面が前記基準面に対して前記反りとは略面対称の反りになるように、前記基板に変形を加える事前変形工程と、前記変形を加えた状態で、前記基板に前記光学薄膜を形成する薄膜形成工程とを有することを特徴とする。
この発明によれば、光学薄膜を形成する前に、光学薄膜の形成で生じる反りとは略面対称の反りになるような変形を基板に加えるという簡易な手法で、光学薄膜の形成面に、薄膜形成条件や光学薄膜の影響等による内部応力に吊り合う反対方向の応力を生ぜしめることが可能になる。
これにより、多大な工数をかけることなく優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することが可能になる。
尚、薄膜形成条件の影響とは、基板温度の上昇による熱膨張の影響であり、光学薄膜の影響とは、光学薄膜の残留応力による影響である。
【０００６】
本発明では、前記変形を加えるために治具を用い、前記治具は、平板状の治具板を備え、前記治具板には、外側の支持部と中心側の支持部とが設けられており、前記外側の支持部を前記基板の外周部に接触させ、前記中心側の支持部を前記基板の中心部に接触させて、前記外側の支持部と前記中心側の支持部との相対位置を調整することで、前記基板に前記変形を加えるのが好ましい。
この発明では、治具板に設けられた外側の支持部と中心側の支持部との相対位置の調整を、外側の支持部と中心側の支持部との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することが可能である。その結果、基板に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することが可能になる。
光学薄膜の形成方法において、基板と光学薄膜の材料源や基板の加熱源等との距離や角度によって、基板毎の熱膨張や光学薄膜の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整も可能になる。
【０００７】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部には、粘着剤層または接着剤層を有する結合層が設けられており、前記結合層を前記基板に接触させるのが好ましい。
この発明では、中心側の支持部と基板の中心部との接触のための基板への加工が不要で、中心側の支持部と基板の中心部が簡易に接触及び分離される。
【０００８】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部に設けられた磁力により接合する接合部材と接合対部材とを、前記基板を間に介して対抗配置して、前記基板に接触させることが好ましい。
この発明では、中心側の支持部と基板の中心部との接触のための基板への加工が不要で、中心側の支持部と基板の中心部が簡易に接触及び分離される。
【０００９】
本発明では、前記中心側の支持部の先端部には、接触部材が設けられ、前記基板の中心部には、孔が設けられており、前記中心側の支持部を前記孔に挿入させ、前記接触部材を前記基板の表面に接触させるのが好ましい。
この発明では、比較的、基板が形状として小さい場合、厚い場合、基板の剛性が大きい場合、または光学薄膜の応力が大きい場合、事前の基板の変形に比較的大きな物理力を要するが、比較的小さな物理力で充分な場合と同様に、確実、正確に再現性良く変形を加えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の光学部品としての光学薄膜フィルタ１の製造方法に係る実施形態について図面に従って説明する。
（第１の実施形態）
【００１１】
図１は、本実施形態で得られる光学薄膜フィルタ１を示す断面図である。
図１において、光学薄膜フィルタ１は光を透過する基板２と、基板２の片面に形成した光学薄膜３とで構成されている。
基板２は光透過性に優れた材料であれば良く、アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂等のプラスチックや、ＢＫ７、サファイヤガラス、ホウケイ酸ガラス、白板ガラス、青板ガラス、ＳＦ３、及びＳＦ７であっても良く、一般に市販されている光学ガラスが使用でき、更に水晶であっても良い。
また基板２の平面形状は、矩形でも円形であっても良く、また基板２の表裏面は、平坦な平面でも曲面であっても良く、さらに基板２の表裏面は、互いが平行関係でも非平行関係であっても良い。
光学薄膜３は、１層以上の誘電体から成り、例えば屈折率を相互に異にする第１の材料と第２の材料を交互に積層させた誘電体層から成る。そして反射防止膜、ＵＶ−ＩＲカット膜（Ultraviolet-Infrared cut）、またはＩＲカット（Infrared cut）膜から選ばれる１種以上である。
尚、光学薄膜３は、基板２の両面に形成しても良い。
【００１２】
次に、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法について説明する。
図２は、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法を示す工程図である。
図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、反りの把握を示す断面図である。
図５は、事前変形工程で用いる変形用治具６を示す断面図である。
図６（ａ）及び（ｂ）は、事前変形工程を示す断面図である。
図７（ａ）及び（ｂ）は、薄膜形成工程を示す断面図である。
図８は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態の光学薄膜フィルタ１の製造方法は、反りの把握とその結果に基づく事前変形工程及び薄膜形成工程とを有する。
光学薄膜３形成後の反りは、基板２の材質及び形状、光学薄膜３の材質及び膜厚ならびに薄膜形成条件等によって変化する。したがって、これらの条件が変わらない場合には、反りの把握は、必ずしも行なう必要はない。
【００１４】
図３は、反りの把握で用いる平置き治具４と基板２を示している。
反りの把握では、図３に示す平置き治具４に配置された基板２の片面である形成面５に光学薄膜３を形成する。
ここで、基板２は、ひとつの光学フィルタ１の基板でも、後から分割して複数の光学フィルタ１を得るための基板であっても良い。
形成方法は、蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンプレーテイング法やスパッタ法を用いることができ、材料源はＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の酸化物、ＭｇＦ2、ＣａＦ2等の弗化物、ＺｎＳのような硫化物及びＫＩ，ＮａＢｒ等のハロゲン化物を用いることができる。尚、材料源の位置は、図３の基板２の下側になる。
光学薄膜３の形成後の状態を図４に示す。図４（ａ）及び（ｂ）において、基板２は、薄膜形成条件や光学薄膜３の影響等による内部応力が圧縮か引張りかによって、反り幅Ａまたは反り幅Ｂの反りが生じる。
【００１５】
事前変形工程では、治具として図５に示した変形用治具６を用いる。図５において、変形用治具６は、平板状の治具板７を備え、平板状の治具板７には、治具の中心側の支持部８と治具の外側の支持部１０とが設けられている。外側の支持部１０は、受け板１１と押え板１２とを備える。
また、一体とした治具板７と外側の支持部１０とに対して、中心側の支持部８の位置を決めて固定する距離調整固定部９を備える。
【００１６】
以下に、光学薄膜３の形成後の反り幅ＡとＢの場合について、分けて事前変形工程を説明する。
反り幅Ａである図４（ａ）の場合は、図６（ａ）に示すように、基板２の外周部１６に変形用治具６の受け板１１を接触させ、且つ基板２の中心部１５に中心側の支持部８を接触させる。そして、中心側の支持部８を矢印方向に反り幅Ａに相当する距離数だけ移動することで、外側の支持部１０の第１の基準点１４と中心側の支持部８の第２の基準点１３との間の距離を調整し、基板２を変形して、その後、距離調整固定部９で中心側の支持部８を固定する。
反り幅Ｂである図４（ｂ）の場合は、図６（ｂ）に示すように、基板２の外周部１６に変形用治具６の押え板１２を接触させ、且つ基板２の中心部１５に中心側の支持部８を接触させる。そして、中心側の支持部８を矢印方向に反り幅Ｂに相当する距離数だけ移動することで、外側の支持部１０の第１の基準点１４と中心側の支持部８の第２の基準点１３との間の距離を調整し、基板２を変形して、その後、距離調整固定部９で中心側の支持部８を固定する。
以上のように、事前変形工程では、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、基板２の光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板に変形を加える。
【００１７】
薄膜形成工程では、図６（ａ）及び（ｂ）それぞれに対応して、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板２の形成面５に、光学薄膜３を形成する。薄膜形成方法、薄膜形成条件等は、反りの把握で記述した内容と同様である。
【００１８】
ここで中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離について、図８に従って詳しく説明する。中心側の支持部８の先端部１７には、粘着剤または接着剤を有する結合層１８が設けられている。
基板２に加えるべき変形の量は、一般的に僅かな量であることから、固定力は少なくて良い。
以上から、粘着剤または接着剤の材質に特に制約が必要ではなく、アクリル系またはビニル系等の粘着剤またはアクリル系、エポキシ系またはポリイミド系等の接着剤が使用でき、使用量は僅かで良い。
【００１９】
結合層１８がアクリル系またはビニル系等の粘着剤を有する場合、中心側の支持部８と基板２との接触による固定において、また結合層１８へのＵＶ（Ultraviolet）照射による粘着剤収縮後の中心側の支持部８と基板２との分離において、接触、固定及び分離が共に小さな力で達成することができる。
結合層１８がアクリル系、エポキシ系またはポリイミド系等の接着剤を有する場合、中心側の支持部８と基板２との接触の後において、結合層１８へのＵＶ（Ultraviolet）照射または加熱を行い接着剤を硬化し、中心側の支持部８と基板２とを固定する。
分離については、変形用治具６と基板２とを一体とした状態で熱ショックを与え、中心側の支持部８と基板２とを分離する。
この接触、固定及び分離も、共に極めて小さな力で達成することができる。
【００２０】
複数の光学フィルタ１を得る場合、薄膜形成工程の後、基板２を適宜分割する。
【００２１】
尚、熱ショックとは、例えば８０℃以上に一定時間保持後、即座に常温以下に放置することを指す。
また、図８に図示しないが、中心側の支持部８と基板２との分離の時点では、基板２に光学薄膜３が形成されている。
また、図６（ｂ）に示すような方向に基板２に事前の変形を加える場合、結合層１８は無くても良い。
以上のようにして、反りの少ない光学薄膜フィルタ１が得られる。
【００２２】
以下、第１の実施形態の効果を記載する。
（１）光学薄膜３を形成する前に、光学薄膜３の形成で生じる反りとは略面対称の反りになるような変形を基板２に加えるという簡易な手法で、光学薄膜３の形成面５に、薄膜形成条件や光学薄膜３の影響等による内部応力に吊り合う反対方向の応力を生ぜしめることができる。
これにより、多大な工数をかけることなく優れた光学特性を有する光学部品の製造方法を提供することができる。
（２）治具板７に設けられた外側の支持部１０と中心側の支持部８との相対位置の調整を、外側の支持部１０と中心側の支持部８との間の距離の調整で行なう。この調整は、治具板７を基準として行なうので、微小単位で、微少距離まで、再現性良く、任意に調整することができる。その結果、基板２に加える変形も微小単位で、微少量まで、再現性良く、任意に調整することができる。
光学薄膜３の形成方法において、基板２と光学薄膜３の材料源や基板２の加熱源等との距離や角度によって、基板２毎の熱膨張や光学薄膜３の残留応力は微妙に異なった値となる。この発明では、基板２毎に調整を行なうので、かかる熱膨張や残留応力に応じた微妙な調整もできる。
（３）中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触のための基板２への加工が不要で、中心側の支持部８と基板２の中心部１５が簡易に接触及び分離できる。
（第２の実施形態）
【００２３】
第２の実施形態は、第１の実施形態の中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触の仕方のみが異なる。
これより、異なる点のみ説明し、第１の実施形態と同じ内容については、説明を省く。
【００２４】
図９は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００２５】
図９において、先端部１７に設けられた磁力により接合する接合部材１９と接合対部材２０とを、基板２を間に介して対抗配置し、基板２に接触させることによって、中心側の支持部８と基板２の中心部１５とを接触する。
ここでは、接合部材１９または接合対部材２０の両方を磁石とするか、または一方を磁石として他方を磁性体とする。
磁石はフェライト磁石またはネオジム磁石等の永久磁石を使用することができ、また磁性体は純鉄、パーマロイ、またはセンダスト合金等を使用することができ、必要に応じニッケルの耐食メッキが施される。
一般に広く用いられる永久磁石及び磁性体による磁力を活用した固定であり、接触、固定及び分離は、共に小さな力で達成することができる。
尚、図６（ｂ）に示すような方向に基板２に事前の変形を加える場合、接合対部材２０は無くても良い。
【００２６】
以下、第２の実施形態の効果を記載する。
（４）中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触のための基板２への加工が不要で、中心側の支持部８と基板２の中心部１５が簡易に接触及び分離できる。
（第３の実施形態）
【００２７】
第３の実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態の中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触の仕方が異なる。具体的には、基板２に孔２４を設け、孔２４を活用して固定する。
これより、異なる点のみ説明し、第１及び第２の実施形態と同じ内容については、説明を省く。
【００２８】
図１０（ａ）は、基板２に孔２４を設けるための加工を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の事前変形工程における中心側の支持部８の先端部１７近傍の部分断面図である。
【００２９】
基板２に孔２４を設けるには、化学的な方法や機械的な方法で行なうことができる。
図１０（ａ）及び（ｂ）において、基板２の表面にスパッタ法で耐食膜２２を形成し、更に孔あけ目的箇所２１以外にレジスト膜２３を形成する。耐食膜２２はＣｒ膜とＡｕ膜を有する。
次に孔あけ目的箇所２１のＡｕをＩ2、ＫＩを主成分とするエッチング液で、Ｃｒを硝酸第二セリウムアンモニウムを主成分とするエッチング液で溶解、除去する。
次に基板２をエッチングする薬液（基板がガラスの場合には、水酸化カリウム水溶液、水晶の場合には、弗化水素水溶液と弗化アンモニウム水溶液の混合液）で化学的に、基板２の孔あけ目的箇所２１を溶解、除去し、その後レジスト剥離液で、レジスト膜２３を除去する。
その他の方法として、超音波穴あけ加工法で機械的に孔あけを行なうこともできる。
【００３０】
以下に、図４における光学薄膜３の形成後の反り幅ＡとＢの場合について、分けて接触方法を説明する。
反り幅Ａの場合、図１１（ａ）（図６（ａ）と同じ方向に基板２を変形する場合とする）において、先端部１７に接触部材２５を設けた中心側の支持部８を基板２の孔２４に紙面上の下側から挿入させ、接触部材２５を基板２の表面（紙面上の下側の表面）に接触させる。
反り幅Ｂの場合、図１１（ｂ）（図６（ｂ）と同じ方向に基板２を変形する場合とする）において、先端部１７に接触部材２５を設けた中心側の支持部８を基板２の孔２４に紙面上の上側から挿入させ、接触部材２５を基板２の表面（紙面上の上側の表面）に接触させる。
【００３１】
以下、第３の実施形態の効果を記載する。
（５）比較的、基板２が形状として小さい場合、厚い場合、基板２の剛性が大きい場合、または光学薄膜３の応力が大きい場合、事前の基板２の変形に比較的大きな物理力を要するが、比較的小さな物理力で充分な場合と同様に、確実、正確に再現性良く変形を加えることができる。
【００３２】
以下、実施例に基づき本発明をより詳しく説明する。
（実施例１）
【００３３】
本実施例は、可視波長域の光を透過し、所定波長以下の紫外波長域と所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少ない良好な反射特性を有し、基板２が水晶であることにより光学ローパスフィルタ機能を有する光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）に適用した例である。
基板２、光学薄膜３、反りの把握ならびに中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離に関係する事項は、下述の通りとして、その他は第１の実施形態と同じとした。
【００３４】
基板２は、直径４５ｍｍ（屈折率ｎ＝１．５２）、厚さは０．４３ｍｍの水晶板を用いた。
光学薄膜３の形成方法は通常の蒸着法を用いた。
光学薄膜３として、基板２の片面に高屈折材料（Ｈ）であるＴｉＯ2（屈折率ｎ＝２．４０）と、低屈折率材料（Ｌ）であるＳｉＯ2（屈折率ｎ＝１．４６）とを交互に積層して形成した。
【００３５】
光学薄膜３の膜構成の詳細を説明する。
以下に説明する膜厚構成の表記は、高屈折率材料層（Ｈ）の膜厚を光学膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｈとして表記し、低屈折率材料層（Ｌ）を同様に１Ｌと表記する。また、（ｘＨ、ｙＬ）SのＳの表記は、スタック数と呼ばれる繰り返しの回数で、括弧内の構成を周期的に繰り返すことを表している。
光学薄膜３の膜厚構成は、設計波長λは５５０ｎｍ、基板２の上面第１層の高屈折率材料のＴｉＯ2膜３Ｈ１が０．６０Ｈ、第２層の低屈折率材料のＳｉＯ2膜３Ｌ１が０．２０Ｌ、以下、順次１．０５Ｈ、０．３７Ｌ、（０．６８Ｈ、０．５３Ｌ）4、０．６９Ｈ、０．４２Ｌ、０．５９Ｈ、１．９２Ｌ、（１．３８Ｈ、１．３８Ｌ）6、１．４８Ｈ、１．５２Ｌ、１．６５Ｈ、１．７１Ｌ、１．５４Ｈ、１．５９Ｌ、１．４２Ｈ、１．５８Ｌ、１．５１Ｈ、１．７２Ｌ、１．８４Ｈ、１．８０Ｌ、１．６７Ｈ、１．７７Ｌ、（１．８７Ｈ、１．８７Ｌ）7、１．８９Ｈ、１．９０Ｌ、１．９０Ｈ、最上層の低屈折率材料のＳｉＯ2膜３Ｌ３０が０．９６Ｌの、計６０層を形成した。
【００３６】
次に、反りの把握について説明する。
光学薄膜３が形成された基板２は、低屈折率材料層のＳｉＯ2の強い圧縮応力と高屈折率材料層のＴｉＯ2の弱い引張応力により、光学薄膜３の形成面５が凸になるように、反り幅Ａの反りが生じたことを把握した。
したがって、事前変形工程では、反りの把握の結果に基づき、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板２に変形を加えた。
【００３７】
次に、中心側の支持部８と基板２の中心部１５との接触、固定及び分離について説明する。
中心側の支持部８の先端部１７の結合層１８には、ＵＶ硬化型ダイシングテープ（型番：Ａｄｗｉｌｌ Ｄ−６３８、メーカー：リンテック株式会社）の基材部をエポキシ系接着剤で貼り合わせて両面を粘着剤層としたテープを用いた。
上述の粘着剤層はＵＶ硬化型アクリル系粘着剤から成り、接触、固定は粘着剤層の押付けで充分であり、特別な処理は不要であった。
分離は、結合層１８にＵＶ照射（主波長３６５ｎｍ、照度２２０ｍｗ／ｃｍ2、光量１６０ｍＪ／ｃｍ2）することで粘着力を弱めた後に行なった。
分離後の基板２に粘着剤層が実用上問題になる水準で残留することはなかった。
【００３８】
本実施例における基板（各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつ）の反り幅の測定結果を表１に示す。尚、反り幅は、光学薄膜３の形成面５を上にして、基板２の光学薄膜３の形成面５の外周部１５をゼロ基準に、基板２の外周部１５以外の形成面５が、反りによって上側となる場合をプラス数値で、下側となる場合をマイナス数値で表わし、単位はμｍである。そして反り幅の測定は、高精度フラットネステスタＦＴ−９００（（株）ニデック製）を使用した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
以上のように、反りの少ない１枚の水晶板から成る光学ローパスフィルタ機能を有する光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）の作製が可能になった。
【００４１】
次に、光学特性を評価するために、この光学薄膜フィルタ１（ＵＶ−ＩＲカットフィルタ）を含む複数枚の水晶板を用いた積層の光学ローパスフィルタを作製した。
【００４２】
図１２は、積層の光学ローパスフィルタ３０を示す断面図である。
図１３は、積層の光学ローパスフィルタ３０の光学軸、光線の進行方向を示す模式図である。
【００４３】
積層の光学ローパスフィルタ３０の構造は、図１２に示すように、複屈折板としての２つの水晶板４０，５０と、１／４波長板６０を含んで構成されており、２つの水晶板４０，５０の間に、これも水晶からなる１／４波長板６０を挿入した３層構造となっている。
水晶板４０は、上述の基板が水晶からなる光学薄膜フィルタ１であり、水晶板４０の片面に光学薄膜が形成されている。３層構造を構成する水晶板４０と、１／４波長板６０と、水晶板５０とは、それぞれが貼り合わされて一体構造になっている。
【００４４】
水晶板４０には、薄膜形成時に図５の変形用治具６を用いたものと、比較として図３の平置き治具４を用いたものである表１に示した光学薄膜フィルタを用い、３層構造を構成する積層の光学ローパスフィルタ３０を作製した。前者を評価用光学ローパスフィルタと、後者を比較用光学ローパスフィルタと呼ぶ。
光学薄膜フィルタは、表１の各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつを使用し、適用した積層の光学ローパスフィルタも対応してＮｏ１とＮｏ２とする。
各々の積層の光学ローパスフィルタ３０の透過波面収差値の測定結果を表２に示す。
尚、測定は、レーザー干渉計を使用した。
【００４５】
【表２】
【００４６】
ここで図１３に基づいて積層の光学ローパスフィルタ３０の光学軸と光線の進行方向について説明する。
光入射側に配置される水晶板４０は、光入射面と直交し、且つ紙面と平行な面（ｘ−ｚ平面）において、ｚ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ１で示す方向）に光学軸（光学的主軸）を有している。この水晶板４０に入射した光線Ｌ１は、水晶板４０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１１、Ｌ１２に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して射出する。
１／４波長板６０は、光入射面（ｘ−ｙ平面）において、ｘ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ２で示す方向）に光学軸を有している。これにより、１／４波長板６０に入射した光線Ｌ１１、Ｌ１２は、それぞれ直線偏向から円偏向に偏向状態が変えられ、２つの光線Ｌ１３、Ｌ１４となって出射する。
光出射側に配置される水晶板５０は、光入射面と直交し、且つ紙面と直交する面（ｙ−ｚ平面）において、ｙ軸と約４５度の方位角をなす方向（矢印Ａ３で示す方向）に光学軸を有している。この水晶板５０に入射した光線Ｌ１３は、水晶板５０の有する複屈折性によって、２つの光線Ｌ１５、Ｌ１６に分離されて出射する。水晶板５０に入射した光線Ｌ１４は、前記水晶板４０と同様に、２つの光線Ｌ１７、Ｌ１８に分離されて出射する。これらの光線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ偏向状態が直線偏向に変化して出射する。
【００４７】
次に、上述の３層構造を構成する積層の光学ローパスフィルタ３０を撮像素子と駆動部とで一体とした撮像モジュールとし、更に撮像モジュールをデジタルスチルカメラに組み込み、風景や人物の撮影を行い、目視で映像の確認を行なった。評価用光学ローパスフィルタを用いたものと比較用光学ローパスフィルタを用いたものでは、前者に映像の鮮明さが、後者に映像のボケが確認された。
（実施例２）
【００４８】
本実施例は、可視波長域の光を透過し、所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少い良好な反射特性を有する光学薄膜フィルタ１（ＩＲカットフィルタ）に適用した例である。
基板２及び反りの把握に関係する事項は、下述の通りとして、その他は第１の実施形態と同じとした。
【００４９】
基板２は直径４５ｍｍ（屈折率ｎ＝１．５２）、厚さは０．３ｍｍのガラス板を用いた。
光学薄膜３の形成方法は通常の蒸着法を用いた。
光学薄膜３として、基板２の片面に、高屈折率材料（Ｈ）であるＴｉＯ2と低屈折率材料層（Ｌ）であるＭｇＦ2を交互に積層して形成した。
【００５０】
光学薄膜３の膜構成の詳細を説明する。
光学薄膜３の膜厚構成は、設計波長λは７５５ｎｍ、基板２側から１．１４Ｈ、１．０９Ｌ、１．０３Ｈ、１．０１Ｌ、（０．９９Ｈ、０．９９Ｌ）6、１．０２Ｈ、１．０８Ｌ、１．３１Ｈ、０．１８Ｌ、１．３７Ｈ、１．２４Ｌ、１．２７Ｈ、１．２８Ｌ、（１．２８Ｈ、１．２８Ｌ）6、１．２６Ｈ、１．２８Ｌ、１．２５Ｈ、０．６３Ｌの４０層が形成されている。
【００５１】
次に、反りの把握について説明する。
光学薄膜３が形成された基板２は、低屈折率材料層のＭｇＦ2の強い引張り応力と高屈折率材料層のＴｉＯ2の弱い引張応力により、光学薄膜３の形成面５が凹になるように反り幅Ｂの反りが生じた。
したがって、事前変形工程では、反りの把握の結果に基づき、光学薄膜３の形成面５を基準面とし、光学薄膜３の形成面５が基準面に対して、上述の反りとは略面対称の反りになるように、基板２に変形を加えた。
尚、結合層１８は用いなかった。
【００５２】
本実施例における基板２（各治具でのＮｏ１とＮｏ２の２枚ずつ）の反り幅の測定結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
【００５４】
以上のように、基板２がガラス基板である、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）などの映像素子の防塵ガラスとして、ＣＣＤの入射面に貼り合わせて一体に構成した、ＩＲカットフィルタ機能を含む光学薄膜フィルタ１の作製が可能になった。
【００５５】
尚、本発明は上述の実施形態及び実施例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の変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す中心側の支持部８の第２の基準点及び外側の支持部１０の第１の基準点は、中心側の支持部８及び受け板１１の頂点であるが、頂点以外の点であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る光学薄膜フィルタを示す断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る光学薄膜フィルタの製造方法を示す工程図。
【図３】反りの把握を示す断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、反りの把握を示す断面図。
【図５】事前変形工程で用いる変形用治具を示す断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、事前変形工程を示す断面図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、薄膜形成工程を示す断面図。
【図８】本発明の第１の実施形態の事前変形工程における中心側の支持部の先端部近傍の部分断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態の事前変形工程の中心側の支持部の先端部の部分断面図。
【図１０】（ａ）は、孔を設けるための加工を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の事前変形工程における中心側の支持部の先端部近傍の部分断面図。
【図１２】積層の光学ローパスフィルタを示す断面図。
【図１３】積層の光学ローパスフィルタの光学軸、光線の進行方向を示す模式図。
【符号の説明】
【００５７】
１…光学部品としての光学薄膜フィルタ、２…基板、３…光学薄膜、５…形成面（基準面）、６…治具としての変形用治具、７…治具板、８…中心側の支持部、１０…外側の支持部、１５…基板の中心部、１６…基板の外周部、１７…中心側の支持部の先端部、１８…結合層、１９…接合部材、２０…接合対部材、２４…孔、２５…接触部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に光学薄膜を形成したときに生じる反りの把握の結果に基づいて、
前記光学薄膜の形成面を基準面とし、前記形成面が前記基準面に対して前記反りとは略面対称の反りになるように、前記基板に変形を加える事前変形工程と、
前記変形を加えた状態で、前記基板に前記光学薄膜を形成する薄膜形成工程とを有する
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部品の製造方法において、
前記変形を加えるために治具を用い、
前記治具は、平板状の治具板を備え、
前記治具板には、外側の支持部と中心側の支持部とが設けられており、
前記外側の支持部を前記基板の外周部に接触させ、前記中心側の支持部を前記基板の中心部に接触させて、
前記外側の支持部と前記中心側の支持部との相対位置を調整することで、前記基板に前記変形を加える
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部には、粘着剤または接着剤を有する結合層が設けられており、
前記結合層を前記基板に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部に設けられた磁力により接合する接合部材と、
接合対部材とを、
前記基板を間に介して対抗配置して、前記基板に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部には、接触部材が設けられ、
前記基板の中心部には、孔が設けられており、
前記中心側の支持部を前記孔に挿入させ、
前記接触部材を前記基板の表面に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１】
基板に光学薄膜を形成したときに生じる反りの把握の結果に基づいて、
前記光学薄膜の形成面を基準面とし、前記形成面が前記基準面に対して前記反りとは略面対称の反りになるように、前記基板に変形を加える事前変形工程と、
前記変形を加えた状態で、前記基板に前記光学薄膜を形成する薄膜形成工程とを有する
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部品の製造方法において、
前記変形を加えるために治具を用い、
前記治具は、平板状の治具板を備え、
前記治具板には、外側の支持部と中心側の支持部とが設けられており、
前記外側の支持部を前記基板の外周部に接触させ、前記中心側の支持部を前記基板の中心部に接触させて、
前記外側の支持部と前記中心側の支持部との相対位置を調整することで、前記基板に前記変形を加える
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部には、粘着剤または接着剤を有する結合層が設けられており、
前記結合層を前記基板に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部に設けられた磁力により接合する接合部材と、
接合対部材とを、
前記基板を間に介して対抗配置して、前記基板に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の光学部品の製造方法において、
前記中心側の支持部の先端部には、接触部材が設けられ、
前記基板の中心部には、孔が設けられており、
前記中心側の支持部を前記孔に挿入させ、
前記接触部材を前記基板の表面に接触させる
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３３４０８７（Ｐ２００７−３３４０８７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７０２４（Ｐ２００６−１６７０２４）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]