CN112639539A - 光学构件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够比较廉价地制造的轻质的光学构件及其有效的制造方法，该光学构件是因温度上升而导致的变形被抑制，且外观颜色被充分黑色化或暗色化的光学构件。本发明的光学构件的特征在于：具有由钛或钛合金构成的基材和形成于该基材的表面的掺碳氧化钛层。掺碳氧化钛层中的碳的含量优选为0.1～15at％。

Description

光学构件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种要求表面的黑色化或暗色化的光学构件及其制造方法。

背景技术

对于构成数码相机、数码摄像机和带照相机的手机等光学设备的各种光学部件(框架、框架内部的各种支撑部、快门叶片和光圈等)所使用的光学构件而言，除了要求轻质以外，还要求表面的光反射率低，通常使表面的黑色度变高。

另外，对于作为光刻工序中使用的光学部件即防护膜组件用的防护膜框而言，也通过使表面成为黑色或暗色，能够更容易且可靠地进行使用前的异物无附着检査等。即，从检査性的观点考虑，要求防护膜框的表面为黑色或暗色。

另外，也有时在高温环境下保持这些光学部件，当热膨胀所导致的变形较大时，光学部件无法充分表现其性能。特别是，对于曝光装置而言，由于有提高生产率(生产量)的要求，为了增大光源输出或回路线宽度的微细化，进行了曝光光源的短波长化，在作为光路的光学构件中，温度上升所导致的变形成了问题。

目前，由于比重小并且切削加工性良好的原因，作为光学构件可以使用铝，但铝的线膨胀系数高，铝制的光学构件容易因温度上升而发生变形。对此，关于光学构件的原材料，在研究中不仅限于铝，对使用陶瓷或钢等的方案也进行着研究。

例如，在专利文献1(日本特开2016－177120号公报)中公开了一种形成为框形状的防护膜框，该防护膜框由杨氏模量为150GPa以上且维氏硬度为800以上的烧结体构成，框形状的角部确保直线部的宽度以上的宽度，角部中的至少1个的宽度比直线部的宽度宽，该防护膜框为陶瓷、超硬合金或金属陶瓷制。

在上述专利文献1所记载的防护膜框中，使用了高的杨氏模量和维氏硬度的烧结体，因此利用将防护膜张紧设置于防护膜框时所产生的膜张力，能够抑制防护膜框发生变形。而且，由于至少一个角部的宽度比直线部的宽度宽，所以角部的强度变高，能够进一步抑制防护膜框的变形或损坏。

另外，在专利文献2(日本特开2014－085435号公报)中公开了一种利用压制加工由一块金属平板制作的防护膜框，该防护膜框的特征在于：其截面形成L字形状，在从防护膜框内壁面向外侧直角弯折的外表面具有防护膜粘接面，在与内壁面接触的端面具有掩模粘合面，该防护膜框为由碳钢或不锈钢制成。

在上述专利文献2所记载的防护膜框中，由于是利用量产性优异的压制加工制作的防护膜框，所以制作成本极为廉价，并且，由于被成型为截面L字形状或コ字形状，因此，能够确保作为防护膜框所需的充分的刚性。

[现有技术文献]

专利文献

专利文献1：日本特开2016－177120号公报

专利文献2：日本特开2014－085435号公报

发明内容

[发明所要解决的技术问题]

然而，上述专利文献1所记载的防护膜框由韧性差的原材料构成，非常脆，因此处理困难。另外，加工性差，制造成本也高。此外，超硬合金和金属陶瓷的比重高，增加了防护膜框的重量。

另外，上述专利文献2所记载的防护膜框虽然能够廉价地制造，但碳钢和不锈钢的比重高，增加了防护膜框的重量。此外，难以使防护膜框的表面充分黑色化。

鉴于以上的现有技术的问题点，本发明的目的在于：提供一种能够比较廉价地制造的轻质的光学构件及其有效的制造方法，该光学构件是因温度上升而导致的变形被抑制，且外观颜色被充分黑色化或暗色化的光学构件。特别而言，本发明的目的在于：提供一种能够比较廉价地制造的轻质的防护膜框及其有效的制造方法，该防护膜框的因温度上升而导致的变形被抑制，从检査性的观点考虑，其外观颜色被充分黑色化或暗色化。

[用于解决技术问题的技术方案]

为了实现上述目的，本发明的发明人对光学构件进行反复深入的研究，结果发现：作为原材料使用钛或钛合金，在表面形成掺杂有碳的氧化钛层等是极为有效的，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种光学构件，其特征在于，具有：

由钛或钛合金构成的基材；和

形成于上述基材的表面的掺碳氧化钛层。

本发明的光学构件具有由钛或钛合金构成的基材，因此，与铝相比，线膨胀系数低，升温时的变形被有效地抑制。另外，钛或钛合金比重小于钢或超硬合金，能够使光学构件成为轻质。此外，钛或钛合金为金属材料，与陶瓷或超硬合金相比，具有优异的韧性，因此处理容易。进一步而言，因为具有良好的加工性，所以能够降低制造成本，除此以外，还能够对光学构件赋予高的尺寸精度。

另外，本发明的光学构件的表面为掺碳氧化钛层，已被黑色化。通过掺杂碳，能够获得充分的黑色化，除此以外，硬度也上升，因此，作为光学构件，成为理想的表面状态。

在本发明的光学构件中，优选上述掺碳氧化钛层中的碳的含量为0.1～15at％。通过使碳含量为0.1at％以上，能够使表面黑色化；通过为15at％以下，能够抑制对表面的黑色化和硬度上升没有贡献的过剩的碳的掺杂。

另外，在本发明的光学构件中，优选以Ti－C键的状态掺杂上述碳。通过以Ti－C键的状态掺杂碳，能够使表面硬度有效地上升。

另外，在本发明的光学构件中，优选表面的明度指数L^*值为40以下。通过使表面的明度指数L^*值为40以下，能够充分抑制各种光学部件的光反射。另外，对于防护膜框而言，能够容易且可靠地进行使用前的异物无附着检査等。

另外，在本发明的光学构件中，优选反射率为25％以下。通过使反射率为25％以下，能够充分抑制各种光学设备和防护膜框等中的光反射。

另外，在本发明的光学构件中，优选上述基材的线膨胀系数为6×10^-6～11×10^-6/K。通过使线膨胀系数为6×10^-6K以上，光学构件与由陶瓷或硅等构成的材料的热膨胀系数接近。由此，能够减少因光学构件与由陶瓷或硅等构成的材料在温度上升时因热膨胀而导致的形变的差所产生的变形和裂纹。作为实现这样的效果的组合，例如，可以列举：光学构件为透镜架，并且由陶瓷或硅等构成的材料为照相机等的透镜的情况。另外，通过使线膨胀系数为11×10^-6K以下，能够降低升温时的变形。

另外，在本发明的光学构件中，优选上述基材为α+β型钛合金。例如，作为代表性的钛合金的Ti－6Al－4V合金为α+β型钛合金，能够以高的水平兼具强度和刚性等机械性质和加工性，并能够廉价地制造可靠性高的光学构件。

另外，本发明也提供一种光学构件的制造方法，其特征在于，包括：

基材制作工序，将由钛或钛合金构成的基材加工成光学构件的形状；和

掺碳处理工序，使以烃为主要成分的气体的燃烧焰与上述基材的表面接触，从而以上述表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，或者，在以烃为主要成分的气体的燃烧气体气氛中，以上述表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，从而在上述表面形成掺碳氧化钛层。

基材制作工序是用于使由钛或钛合金构成的基材形成光学构件的形状的工序，只要能够得到所希望的形状，对加工方法没有限定，可以使用目前公知的各种加工方法。

另外，掺碳处理工序是用于使基材的表面黑色化或暗色化的工序，通过在基材的表面形成掺碳氧化钛层，实现表面的黑色化或暗色化。其中，例如，通过大气中的表面氧化而在基材的表面形成氧化钛层时，无法使表面充分黑色化或暗色化，但通过在以烃为主要成分的气体的燃烧气体气氛下使基材的表面温度达到700～1500℃，则能够形成掺杂有碳的黑色的氧化钛层。

在本发明的光学构件的制造方法中，优选还包括：对上述掺碳氧化钛层的最外表面进行研磨的研磨处理工序。在利用掺碳处理工序形成的掺碳氧化钛层的最外表面有可能会产生微小的空孔和裂纹等缺陷，但通过对最外表面进行研磨，能够只使用不存在缺陷的良好的掺碳氧化钛层。

其中，在光刻工序中需要严格抑制粉尘的产生，必须可靠地避免在防护膜框的最外表面形成脆的区域。从该观点考虑，在光学构件为防护膜框的情况下，特别优选实施掺碳氧化钛层的最外表面的研磨。

[发明效果]

利用本发明，能够提供一种能够比较廉价地制造的轻质的光学构件及其有效的制造方法，该光学构件是因温度上升而导致的变形被抑制，且外观颜色被充分黑色化或暗色化的光学构件。特别而言，能够提供一种能够比较廉价制造的轻质的防护膜框及其有效的制造方法，该防护膜框是因温度上升而导致的变形被抑制，从检査性的观点考虑，其外观颜色被充分黑色化或暗色化的防护膜框。

附图说明

图1是实施方式的防护膜框的立体图。

图2是实施方式的防护膜框的C－C’截面图。

图3是实施方式的防护膜框的制造方法的工序图。

图4是实施例1的光学构件的截面观察结果(反射电子组成图像)。

图5是实施例2的光学构件的截面观察结果(反射电子组成图像)。

具体实施方式

以下，选取防护膜框作为光学部件的代表例，参照附图，对关于本发明的光学部件及其制造方法的代表性的实施方式进行详细说明，但本发明并不限定于此。另外，实施方式中的构成要素可以适当地组合一部分或全部。其中，在以下的说明中，有时对相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，附图是用于对本发明进行概念性地说明的图，因此，所表示的各构成要素的尺寸或它们的比例有时与实际不同。

1.防护膜框

如图1和图2所示，防护膜框1由表面具有掺碳氧化钛层2的钛或钛合金制的框架4构成。

框架4为钛或钛合金制，因此，与目前常用的铝合金制的防护膜框相比，具有高的强度和杨氏模量。另外，钛和钛合金的比重为约4.5左右，是比较轻质的，能够抑制防护膜框1的重量增加。

只要不损害本发明的效果，则对框架4所使用的钛合金就没有特别限定，可以使用目前公知的各种钛合金。作为钛合金，可以列举Ti－6Al－4V合金、Ti－6Al－6V－2Sn合金、Ti－6Al－2Sn－4Zr－6Mo合金、Ti－10V－2Fe－3Al合金、Ti－7Al－4Mo合金、Ti－5Al－2.5Sn合金、Ti－6Al－5Zr－0.5Mo－0.2Si合金、Ti－5.5Al－3.5Sn－3Zr－0.3Mo－1Nb－0.3Si合金、Ti－8Al－1Mo－1V合金、Ti－6Al－2Sn－4Zr－2Mo合金、Ti－5Al－2Sn－2Zr－4Mo－4Cr合金、Ti－11.5Mo－6Zr－4.5Sn合金、Ti－15V－3Cr－3Al－3Sn合金、Ti－15Mo－5Zr－3Al合金、Ti－15Mo－5Zr合金、或Ti－13V－11Cr－3Al合金等。

从兼具高的强度和良好的加工性的观点考虑，优选使用α+β型合金，另外，从材料价格和获得容易性的观点考虑，更优选使用Ti－6Al－4V合金。另外，虽然尚不清楚其原理，但通过使用Ti－6Al－4V合金，利用掺碳氧化钛层2的形成，能够使表面更可靠地黑色化。

只要不损害本发明的效果，则对防护膜框1的形状没有特别限制，可以根据曝光原版的形状而形成目前公知的各种形状，一般而言，防护膜框1的平面形状为环状、矩形形状或正方形形状，具有覆盖设置于曝光原版的回路图案部的大小和形状。

防护膜框1的高度(厚度)优选为0.5～10mm，更优选为1～7mm，最优选为1.0～3.0mm。通过将防护膜框1的高度(厚度)设为这些值，能够抑制防护膜框1的变形，并能够确保良好的处理性。

只要不损害本发明的效果，则对防护膜框1的截面形状没有特别限制，可以形成为目前公知的各种形状，优选形成为上边和下边平行的四边形。防护膜框1的上边需要设为用于张紧设置防护膜的宽度，下边需要设为用于设置粘接用粘合层并与曝光原版粘接的宽度。从该理由考虑，防护膜框1的上边和下边的宽度(W)优选为1～3mm左右。

防护膜框1的平坦度优选为30μm以下，更优选为20μm以下。通过提高防护膜框1的平坦度，在将防护膜组件粘贴于曝光原版时，能够使曝光原版的变形量变小。其中，关于上述的防护膜框1的平坦度，通过下述方法得到：即，通过在防护膜框1的各角4点和4条边的中央4点的合计8点处测定高度，从而算出假想平面，在从该假想平面到各点的距离中，最高点减去最低点而得到差，由此，能够算出上述的防护膜框1的平坦度。

掺碳氧化钛层2中的碳的含量优选为0.1～15at％。通过使碳含量为0.1at％以上，能够使表面黑色化；通过为15at％以下，能够抑制对表面的黑色化和硬度上升没有贡献的过剩的碳的掺杂。碳含量的更优选的含量为0.3～10at％，最优选的含量为1～5at％。在本说明书中，碳的含量是指利用实施例所记载的方法测得的值。

另外，在掺碳氧化钛层2中，优选以Ti－C键的状态掺杂碳。通过以Ti－C键的状态掺杂碳，能够使表面硬度有效地上升，并能够提高防护膜框1的耐刮性和耐磨损性等。表面硬度优选为500Hv以上，更优选为1000Hv以上，最优选为1200Hv以上。

掺碳氧化钛层2的厚度优选为10nm以上，更优选为50nm以上，最优选为100nm以上。通过使掺碳氧化钛层2的厚度为这些值以上，不仅能够实现表面的黑色化，而且能够确保耐刮性和耐磨损性。

防护膜框1表面的明度指数L^*值优选为40以下。通过使表面的明度指数L^*值为40以下，能够充分抑制各种光学部件的光反射。另外，防护膜框的情况下，能够容易且可靠地进行使用前的异物无附着检査等。明度指数L^*值的更优选的值为35以下，最优选的值为30以下。其中，在本说明书中，明度指数L^*值是指利用实施例所记载的方法测得的值。

另外，防护膜框1的反射率优选为25％以下。通过使反射率为25％以下，能够充分抑制各种光学设备或防护膜框等的光反射。更优选的反射率为20％以下，最优选的反射率为18％以下。上述的防护膜框1的反射率优选至少在600～750nm的范围内得到满足，更优选在500～800nm的范围内得到满足，进一步优选在400～900nm的范围内得到满足，特别优选在350～1000nm的范围内得到满足。通过在上述的范围内满足反射率，包括可见光在内的反射光被抑制，使用照相机的光学部件能够良好地进行光学观察。其中，在本说明书中，反射率是指利用实施例所记载的方法测得的值。

另外，框架4的线膨胀系数优选为6×10^-6～11×10^-6/K。通过使线膨胀系数为6×10^-6K以上，光学构件与由陶瓷或硅等构成的材料的热膨胀系数接近。由此，能够减少光学构件与由陶瓷或硅等构成的材料因温度上升时的热膨胀所导致的形变的差而产生的变形和裂纹。作为实现这样的效果的组合，例如，可以列举：光学构件为透镜架，并且由陶瓷或硅等构成的材料为照相机等的透镜的情况。另外，通过使线膨胀系数为11×10^-6K以下，能够减少升温时的变形。更优选的线膨胀系数为7×10^-6～10×10^-6/K，最优选的线膨胀系数为8×10^-6～9×10^-6/K。在本说明书中，线膨胀系数表示0～100℃的温度范围内的值。关于上述的框架4的线膨胀系数，例如，可以通过由钛或钛合金制作框架4来实现。

2.防护膜框的制造方法

如图3所示，本实施方式的防护膜框的制造方法包括：将由钛或钛合金构成的基材加工成防护膜框的形状的基材制作工序(S01)；和在基材的表面形成掺碳氧化钛层的掺碳处理工序(S02)。以下，对包括可选的工序在内的各个工序等进行详细说明。

(1)基材制作工序(S01)

基材制作工序(S01)是用于得到框架4的工序，是用于根据需要对钛或钛合金材料实施接合和切削等，从而以高的尺寸精度得到防护膜框1的框架4的工序。

当钛或钛合金材料具有充分的大小时，可以从该材料切出框架4。另一方面，通过将钛或钛合金材料接合，也能够得到框架4，此时，能够提高钛或钛合金材料的成品率。其中，关于钛或钛合金材料的接合方法，优选使用固相接合。通过使用固相接合，能够抑制接合部上产生的变形，并能够使接合部与母材的机械性质的差异变小。另外，也可以对通过切出或接合而得到的框架4进一步进行切削加工。

(2)掺碳处理工序(S02)

掺碳处理工序(S02)是用于在基材制作工序(S01)中所得到的框架4的表面形成掺碳氧化钛层2的工序。利用掺碳处理工序(S02)能够决定防护膜框1的外观颜色(能够实现黑色化)。

作为掺碳处理工序(S02)的前处理，优选对框架4进行脱脂处理。具体而言，在用丙酮等清洗框架4后，用纯水清洗并干燥，从而能够除去油分。

使以烃为主要成分的气体的燃烧焰与框架4的表面接触，从而以该表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，或者，在以烃为主要成分的气体的燃烧气体气氛中，以上述表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，由此，能够在框架4的表面形成掺碳氧化钛层2。加热处理的温度优选为800℃以上，更优选为900℃以上，优选为1400℃以下，更优选为1300℃以下。

关于加热处理的处理时间，只要是能够在框架4的表面形成掺碳氧化钛层2的时间，就没有特别限定，希望是在加热后的冷却时能够抑制掺碳氧化钛层2剥离的时间。加热处理时间优选为1秒以上，更优选为1分钟以上，优选为10小时以下，更优选为1小时以下。

利用大气中的表面氧化在框架4的表面形成氧化钛层时，无法使表面充分地黑色化或暗色化，但是，通过在以烃为主要成分的气体的燃烧气体气氛下进行处理，能够形成掺杂有碳的黑色的氧化钛层。

更具体而言，优选利用使含有50容量％以上的烃的燃料气体燃烧而得到的燃烧焰、使含有50容量％以上的烃的燃料气体燃烧而得到的燃烧气体气氛、或者含有50容量％以上的烃的燃料气体气氛，特别优选利用还原焰。使用烃含量少的燃料时，碳的掺杂量不充分，或完全没有碳的掺杂，其结果，黑色化不充分。作为含有50容量％以上的烃的燃料气体，例如，可以使用含有天然气、LPG、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、乙炔等烃，或者含有将它们适当混合后的气体，并且适当地混合空气、氢气、氧气等而得到的气体。含有50容量％以上的烃的燃料气体优选含有30容量％以上的不饱和烃，更优选含有50容量％以上的乙炔，最优选烃为100％的乙炔。发明人认为：利用不饱和烃、特别是具有三键的乙炔时，由于在其燃烧的过程中，特别是在还原焰部分，不饱和键部分发生分解而形成中间的自由基物质，该自由基物质的活性强，因此容易发生碳掺杂。

另外，进行加热处理的框架4的表面层为钛或钛合金时(不存在氧化层时)，需要使钛或钛合金氧化的氧，需要含有相应量的空气或氧气。

在此，为了抑制因温度上升所导致的框架4的变形，只要能够得到良好的掺碳氧化钛层2，优选设定低的处理温度。例如，在使用Ti－6Al－4V合金的情况下，该合金中发生αβ相变的β转变温度为约980℃，当由于掺碳处理而使框架4的温度达到β转变温度以上时，会发生显著的变形。因此，在使用Ti－6Al－4V合金的情况下，优选实施掺碳处理使得表面温度为900～980℃，即使是在表面温度为更高的温度时，也优选框架4中存在980℃以下的区域。

对于掺碳氧化钛层2的碳含量、框架4的表面的明度指数L^*值、以及反射率，可以利用掺碳处理工序(S02)的处理条件进行控制，优选调整气体的组成、处理温度和处理时间等，使得碳含量为0.1～15at％，明度指数L^*值为40以下，反射率为25％以下。

(3)研磨处理工序(S03)

本实施方式的防护膜框的制造方法优选包括对掺碳氧化钛层2的最外表面进行研磨的研磨处理工序(SO3)。在掺碳处理工序(S02)中所形成的掺碳氧化钛层2的最外表面有可能会产生微小的空孔或裂纹等缺陷，但通过对最外表面进行研磨，能够只使用不存在缺陷的良好的掺碳氧化钛层2。

在此，在光刻工序中需要严格抑制粉尘的产生，必须可靠地避免在防护膜框1的最外表面形成脆的区域。从该观点考虑，在光学构件为防护膜框的情况下，特别优选对掺碳氧化钛层2的最外表面实施研磨。

在对掺碳氧化钛层2的表面进行研磨的情况下，研磨力过强时，只除去最外表面是困难的。因此，关于该研磨，优选使用研磨力小的研磨材料，例如，利用胶质覆盖作为核的玻璃的周围而得到的珠等，从而缓慢地进行研磨。研磨量优选为距掺碳氧化钛层2的最外表面约1μm左右。

以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，可以进行各种设计变更，这些设计变更全部包含在本发明的技术范围内。

3.光学构件

在上述的实施方式中，例示防护膜框1作为光学构件进行了说明，但光学构件并不限定于此。作为光学构件，例如，可以列举防护膜框、透镜架、筒、罩、反射器等。

[实施例]

＜实施例1＞

切出由纯钛构成的厚度0.8mm的钛材，制作板状的钛基材。对于该钛基材，利用乙炔的燃烧焰，以表面温度达到800℃的方式进行加热处理，由此进行掺碳处理。由此，制作实施例1的光学构件。

对实施例1的光学构件进行截面观察。将利用SEM(Carl Zeiss公司制造、ULTRAPLUS)得到的反射电子组成图像示于图4中。另外，将利用EPMA(岛津制作所公司制造、EPMA－8050G)得到的掺碳氧化钛层的各元素浓度(wt％)和碳含量(at％)示于表1中。其中，在表1中，显示图4的符号A1和符号A2所示的各位置的各元素浓度。另外，碳含量是根据各元素浓度算出的。

使用明度测定器(日本电色工业株式会社制造、NF777)，对实施例1的光学构件的明度指数L^*进行测定。将所得到的结果示于表2中。

使用反射率测定器(PerkinElmer公司制造、Lambda750)，对实施例1的光学构件的反射率进行测定。将所得到的结果示于表3中。

使用微型维氏硬度计(Mitutoyo公司制造、HM－221)，将负荷设定为5gf，对实施例1的光学构件表面的硬度进行测定。变更测定位置，进行5次硬度测定，将5次的测定值的平均值作为硬度。将所得到的结果示于表4中。

＜实施例2＞

关于掺碳处理的条件，以钛基材的表面温度达到740℃的方式进行加热处理，除此以外，与实施例1同样地操作，从而制作实施例2的光学构件。

与实施例1同样地操作，从而得到实施例2的光学构件的反射电子组成图像，将其示于图5中。另外，与实施例1同样地操作，将由此得到的掺碳氧化钛层的各元素浓度(wt％)和碳含量(at％)示于表1中，将明度指数L^*示于表2中，将反射率示于表3中，将硬度示于表4中。其中，在表1中，显示图5的符号B1和符号B2所示的各位置的各元素浓度。

＜比较例1＞

与实施例1同样地操作而制作钛基材后，不进行掺碳处理，从而制作作为表面层不具有掺碳氧化钛层的比较例1的光学构件。

将与实施例1同样地操作而测得的表面层(氧化钛层)的明度指数L^*、反射率和硬度分别示于表2至表4中。

[表1]

*表中的“－”符号表示未检测到。

[表2]

	L<sup>*</sup>
		实施例1	39.35
实施例2	34.82
		比较例1	45.59

[表3]

[表4]

	硬度[Hv]
		实施例1	1067
实施例2	1219
		比较例1	405

根据SEM的观察结果，明确了实施例1的光学构件具有组成不同的至少2层。利用EPMA得到的氧和钛的元素浓度的分布与利用SEM观察到的层结构基本上是一致的，氧的浓度在表层侧高而在下层侧低，与之相对，钛的浓度在表层侧低而在下层侧高。由此可知，在实施例1的光学构件中，由钛构成的基材的表面被氧化了。另外，根据碳的元素浓度分布、符号A1和符号A2的各位置的元素浓度的值，明确了表面侧的层具有掺杂有碳的掺碳氧化钛层。根据这些结果，证实了：在实施例1的光学构件中，在由钛构成的基材的表面具有掺碳氧化钛层。

根据SEM和元素浓度的分布可知，实施例2的光学构件与实施例1相比，虽然表面侧的层的膜厚薄，但与实施例1同样，由钛构成的基材的表面被氧化了。另外，根据碳的元素浓度分布、符号B1和符号B2的各位置的元素浓度的值，证实了：与实施例1同样，在实施例2的光学构件中，在由钛构成的基材的表面具有掺碳氧化钛层。

另外，由表2、表3的结果可知：与表面为由钛构成的层的比较例1的光学构件相比，基材的表面具有掺碳氧化钛层的实施例1、2的光学构件是明度指数L^*值和反射率被抑制并且外观颜色被充分暗色化的光学构件。另外，由表4的结果可知：与比较例1的光学构件相比，在实施例1、2的光学构件中，表面的硬度得到了大幅度提高。

[符号说明]

1···防护膜框；2···掺碳氧化钛层；4···框架。

Claims (9)

1.一种光学构件，其特征在于：

具有：

由钛或钛合金构成的基材；和

形成于所述基材的表面的掺碳氧化钛层。

2.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于：

所述掺碳氧化钛层中的碳的含量为0.1～15at％。

3.如权利要求1或2所述的光学构件，其特征在于：

所述碳以Ti－C键的状态掺杂。

4.如权利要求1～3中任一项所述的光学构件，其特征在于：

表面的明度指数L^*值为40以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的光学构件，其特征在于：

反射率为25％以下。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光学构件，其特征在于：

所述基材的线膨胀系数为6×10^-6～11×10^-6/K。

7.如权利要求1～6中任一项所述的光学构件，其特征在于：

所述基材为α+β型钛合金。

8.一种光学构件的制造方法，其特征在于：

包括：

基材制作工序，将由钛或钛合金构成的基材加工成光学构件的形状；和

掺碳处理工序，使以烃为主要成分的气体的燃烧焰与所述基材的表面接触，从而以所述表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，或者，在以烃为主要成分的气体的燃烧气体气氛中，以所述表面的温度达到700～1500℃的方式进行加热处理，从而在所述表面形成掺碳氧化钛层。

9.如权利要求8所述的光学构件的制造方法，其特征在于：

还包括：对所述掺碳氧化钛层的最外表面进行研磨的研磨处理工序。

Images