JP4692486B2

JP4692486B2 - 光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法

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Description

本発明は、光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法に関し、特に、基体の歪みを抑えた光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法に関する。

現在、撮像機器などの電子機器には、水晶などの基体の主面にイオンアシストなどの蒸着法を用いて薄膜を形成し、所定の光学特性を得る透過型の光学フィルタが用いられている。

この基体の主面に薄膜を形成する際、基体への薄膜の蒸着により応力が発生する。そのため、基体は、蒸着方向に向けて歪みが生じる。この歪みにより、光学特性が変化し、所定の光学特性を得ることは難しい。

そこで、従来の技術に、基体への薄膜の蒸着によって生じる歪みを補正する技術がある(例えば、特許文献１参照。)。

下記する特許文献１に記載のフィルタでは、表側面に多層膜を蒸着した基体の裏側面に，この基体と略等しい屈折率を有する対称構造の等価屈折膜ユニットを，繰り返し積層し，多層膜と略等しい厚さにした構成からなる。

このフィルタによれば，フィルタの分光特性を損なうことなく歪みを除去できる。
特許３０３４６６８号公報

ところで、上記した特許文献１に記載のフィルタによれば、基体の歪みを補正するために、表面に形成した多層膜と同厚である等価屈折膜ユニットを形成している。しかしながら、この等価屈折膜ユニットを基体に積層すると、その厚みに比例して透過率が下がる。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、透過率の低下を抑えるとともに、基体への薄膜の形成の際に生じる基体の歪みを補正する光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明にかかる光学フィルタは、基体の両主面を貫通する方向に光を透過させる光学フィルタにおいて、前記基体の前記一主面に第１側膜が形成され、前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正する応力補正膜が、前記他主面に形成され、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、前記応力補正膜上に第２側膜が形成されたことを特徴とする。本構成において、前記応力補正膜はＳｉＯ ₂ であり、前記基体は透明の基体であってもよい。

本発明によれば、前記基体の前記一主面に第１側膜が形成され、前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正する応力補正膜が、前記他主面に形成される、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、前記応力補正膜上に第２側膜が形成されるので、前記基体への前記第１側膜の形成の際に生じる前記基体の歪みを補正することが可能となる。例えば、イオンアシスト方式の蒸着法を用いて応力が強い膜形成を行った場合であっても前記基体の歪みを補正することが可能となり、膜の質を向上させることが可能となる。また、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似しているので、前記基体との境界面における光の反射を抑えることが可能となる。例えば、前記基体に水晶を用いた場合、前記応力補正膜にＳｉＯ₂を用いることが好ましく、この場合、前記応力補正膜の応力が強く、前記応力補正膜の厚さを薄くすることが可能となる。そのため、上記した背景技術で述べたフィルタと比較して、前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。また、前記応力補正膜上に第２側膜が形成されるので、前記応力補正膜が前記基体と前記第２側膜とに挟まれた状態で形成され、前記応力補正膜によりそれぞれの境界面における光の反射が抑えられる。そのため、透過型の光学フィルタにおいて前記応力補正膜上に第２側膜が形成されることは好ましい。例えば、第２側膜上に応力補正膜を形成する場合と比較して、前記応力補正膜による光の反射を防止することが可能となる。

前記構成において、前記応力補正膜は、単層膜であってもよい。

この場合、前記応力補正膜は、単層膜であるので、多層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。さらに、前記第１側膜の形成によって前記基体に生じる歪みに基づいてこの歪みを補正するために、単層の応力補正膜を形成するので、多層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して製造コストを抑えることが可能となる。さらに、応力補正膜が単層であるので、応力補正膜を形成する際の厚み調整や製造工程の管理が容易となる。

前記構成において、前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力がその厚さ方向に沿って可変する多層膜であってもよい。

この場合、前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力がその厚さ方向に沿って可変する多層膜であるので、単層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して、前記応力補正膜の形成によって反射防止の機能を有することが可能となる。また、前記応力補正膜の厚さは、当該応力補正膜と前記同一材料からなる単層膜の厚さ相当に設定されているので、上記した背景技術で述べたフィルタと比較して、膜厚が薄く、前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。

前記構成において、前記応力補正膜の厚さは、波長λの２／４の整数倍に設定されてもよい。

この場合、前記応力補正膜の厚さは、波長λの２／４の整数倍に設定されるので、前記応力補正膜の前記基体との境界面における光の反射を抑えることが可能となる。

前記構成において、前記応力補正膜上に外部部品が貼り合わされてもよい。

この場合、前記応力補正膜上に前記外部部品が貼り合わされるので、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニット上に外部部品が設けられた場合と比較して、貼り合わせ面での前記基体の歪みを抑えることが可能となる。また、前記応力補正膜は、境界面における光の反射を抑えることができるので、透過型の光学フィルタにおいて前記応力補正膜上に前記外部部品が貼り合わされることは好ましい。例えば、第１側膜上に外部部品が貼り合わされる場合と比較して、貼り合わせ面における光の透過率の低下を抑えるのに好ましい。

前記構成において、前記外部部品は、前記応力補正膜の屈折率に近似している接着剤を介して前記応力補正膜上に貼り合わされてもよい。

この場合、前記外部部品は、前記応力補正膜の屈折率に近似している接着剤を介して前記応力補正膜上に貼り合わされるので、前記外部部品との貼り合わせ面における光の透過率の低下を抑えるのに好ましい。

また、上記の目的を達成するため、本発明にかかる光学フィルタの製造方法は、基体の両主面を研磨加工して前記両主面の少なくとも一方の上に膜を形成し、前記基体の両主面を貫通する方向に光を透過させる光学フィルタの製造方法において、前記基体の前記両主面を研磨加工した後に、前記一主面に第１側膜を形成する第１膜形成工程と、前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正する応力補正膜を前記他主面に形成する第２膜形成工程と、を有し、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、さらに、前記応力補正膜上に第２側膜を形成することを特徴とする。

本発明によれば、前記第１膜形成工程と前記第２膜形成工程とを有し、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、さらに、前記応力補正膜上に第２側膜を形成するので、前記基体への前記第１側膜の形成の際に生じる前記基体の歪みを補正することが可能となる。例えば、イオンアシスト方式の蒸着法を用いて応力が強い膜形成を行った場合であっても前記基体の歪みを補正することが可能となり、膜の質を向上させることが可能となる。さらに、第１膜形成工程と第２膜形成工程との膜形成工程順は限定されずに、どちらの膜形成工程を先に起こってもよい。また、前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似しているので、前記基体との境界面における光の反射を抑えることが可能となる。例えば、前記基体に水晶を用いた場合、前記応力補正膜にＳｉＯ₂を用いることが好ましく、この場合、前記応力補正膜の応力が強く、前記応力補正膜の厚さを薄くすることが可能となる。そのため、上記した背景技術で述べたフィルタと比較して、前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。さらに前記応力補正膜上に第２側膜を形成するので、前記応力補正膜が前記基体と前記第２側膜とに挟まれた状態で形成され、前記応力補正膜によりそれぞれの境界面における光の反射が抑えられる。そのため、透過型の光学フィルタにおいて前記応力補正膜上に第２側膜が形成されることは好ましい。例えば、第２側膜上に応力補正膜を形成する場合と比較して、前記応力補正膜による光の反射を防止することが可能となる。

前記方法において、前記応力補正膜は、単層で形成してもよい。

この場合、前記応力補正膜は、単層で形成するので、多層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。また、前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正するために、単層の前記応力補正膜を形成するので、多層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して製造コストを抑えることが可能となる。また、応力補正膜が単層であるので、応力補正膜を形成する際の厚み調整や製造工程の管理が容易となる。

前記方法において、前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力が弱い層と、前記基体への応力が強い層とを積層して形成してもよい。

この場合、前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力が弱い層と、前記基体への応力が強い層とを積層して形成するので、単層膜で形成した場合の応力補正膜と比較して、前記応力補正膜の形成によって反射防止の機能を有することが可能となる。また、前記応力補正膜の厚さを、当該応力補正膜と前記同一材料からなる単層膜の厚さ相当に設定する場合、上記した背景技術で述べたフィルタと比較して、膜厚が薄く、前記応力補正膜の形成による透過率の低下を抑えることが可能となる。

本発明にかかる光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法によれば、透過率の低下を抑えるとともに、基体への薄膜の形成の際に生じる基体の歪みを補正することができる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本実施の形態１にかかる光学フィルタの製造工程の工程図である。図２は、本実施の形態１にかかる、応力補正膜上に外部部品を貼り付けた光学フィルタの概略側面図である。図３は、本実施の形態１にかかる、応力補正膜上に第２側膜を形成した光学フィルタの概略側面図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本実施の形態２にかかる光学フィルタの製造工程の工程図である。図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本実施の形態２の変形例にかかる光学フィルタの製造工程の工程図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本実施の形態３にかかる光学フィルタの製造工程の工程図である。

符号の説明

１光学フィルタ
２基体
３一主面
４第１側膜
５他主面
６応力補正膜
６３基体への応力が弱い層
６４基体への応力が強い層
７外部部品
８接着剤
９第２側膜

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

〔実施の形態１〕
本実施の形態１にかかる光学フィルタ１は、図１（ｃ）に示すように、基体２と、この基体２の一主面３に形成された薄膜の第１側膜４と、この基体２の他主面５に形成された単層の応力補正膜６とから構成され、基体２の両主面３、５を貫通する方向に光を透過させるものである。

基体２には、水晶複屈折板が用いられ、その厚さが０．３Ｔである。本実施の形態で用いる基体２の屈折率は、１．５４である。

第１側膜４には、赤外線カットコートが用いられている。この第１側膜４は、基体２側からＴｉＯ₂とＳｉＯ₂とが交互に順に積層してなる。

応力補正膜６は、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正するものであり、材料にＳｉＯ₂が用いられている。本実施の形態で用いるＳｉＯ₂の屈折率は、１．４６であり、基体２の屈折率に近似している。また、応力補正膜の厚さは、波長λの２／４の整数ｎ倍（２／４・ｎλ）に設定される。

上記した構成からなる光学フィルタ１の製造工程を、図１を用いて以下に説明する。なお、この製造工程における膜形成には、イオンアシスト方式の蒸着法が用いられる。

まず、基体２の両主面３、５が研磨機（図示省略）を用いて研磨加工される（図１（ａ）参照）。

基体２の両主面３、５が研磨されると、基体２の一主面３に蒸着法を用いて第１側膜４が蒸着形成される（本発明でいう第１膜形成工程）。なお、膜の蒸着形成時、イオンが一主面に射出されて蒸着形成される第１側膜により一主面３に応力が加わり、一主面３の対向する端辺３１が他主面側の方向へ歪む（図１（ｂ）参照）。

第１膜形成工程の後に、一主面３への第１側膜４の形成による歪み量に基づいて、他主面５への応力補正膜６の蒸着量が設定される。そして、図１（ｃ）に示すように、蒸着法を用いて応力補正膜６が他主面５に蒸着形成され（本発明でいう第２膜形成工程）、一主面３への第１側膜４の形成による歪みが補正されて、光学フィルタ１が製造される。

上記したように、本実施の形態１にかかる光学フィルタ１によれば、基体２の一主面３に第１側膜４が形成され、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正する単層の応力補正膜６が、他主面５に形成されるので、基体２への第１側膜４の形成の際に生じる基体２の歪みを補正することができる。例えば、イオンアシスト方式の蒸着法を用いて応力が強い膜形成を行った場合であっても基体２の歪みを補正することができ、膜の質を向上させることができる。また、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して応力補正膜６の形成による透過率の低下を抑えることができる。

また、第１側膜４の形成によって基体２に生じる歪みに基づいてこの歪みを補正するために、単層の応力補正膜６を形成するので、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して製造コストを抑えることができる。

また、応力補正膜６の屈折率が基体２の屈折率に近似しているので、基体２との境界面６１における光の反射を抑えることができる。例えば、本実施の形態１に示すように、基体２に水晶を用いた場合、応力補正膜６にＳｉＯ₂を用いることが好ましく、この場合、応力補正膜６の応力が強く、応力補正膜６の厚さを薄くすることができる。そのため、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して応力補正膜６の形成による透過率の低下を抑えることができる。

また、応力補正膜６の厚さは、２／４λの整数倍に設定されるので、応力補正膜６の基体２との境界面６１における光の反射を抑えることができる。

また、上記したように本実施の形態にかかる光学フィルタ１の製造方法によれば、第１膜形成工程と第２膜形成工程とを有するので、基体２への第１側膜４の形成の際に生じる基体２の歪みを補正することができる。また、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して応力補正膜６の形成による透過率の低下を抑えることができる。さらに、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正するために、単層の応力補正膜６を形成するので、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して製造コストを抑えることができる。さらに、応力補正膜６が単層であるので、応力補正膜６を形成する際の厚み調整や製造工程の管理が容易となる。

なお、本実施の形態１では、基体として水晶を用いているが、これに限定されるものではなく、透明の基体であれば他の材料を用いてもよい。

また、本実施の形態１では、光学フィルタ１としてローパスフィルタを用いているが、これに限定されるものではなく、他の光学特性を得るための光学フィルタであってもよく、例えば、位相板であってもよい。光学フィルタを位相板として用いる場合、光学フィルタ１に形成する第１側膜４には反射防止コートが用いられる。

また、本実施の形態１では、第１側膜４に赤外線カットコートを用いているが、これに限定されるものではなく、紫外線カットコートなどの他の色補正コートを用いてもよい。また、色補正コートだけでなく反射防止コートなどの他の用途のコートを用いてもよい。

また、本実施の形態１では、応力補正膜６にＳｉＯ₂を用いているが、これに限定されるものではなく、応力が強い材料であればよく、例えばＡｌ₂Ｏ₃などを用いてもよい。

また、本実施の形態１では、イオンアシストを用いた蒸着法を用いているが、これは、好適な例であり、これに限定されるものでない。そのため、他の蒸着法、例えば、電子ビームを用いた蒸着法や、スパッタリング法などであってもよい。

また、本実施の形態１では、第１膜形成工程の後に第２膜形成工程を行っているが、第２膜形成工程の後に第１膜形成工程を行ってもよい。この場合、一主面３への第１側膜４の形成による歪み量を算出して設定しておき、この設定した歪み量に対する他主面５への応力補正膜６の蒸着量を設定する。

また、本実施の形態１では、図１（ｂ）に示すような基体１の歪みが生じるが、これは、膜の材料によって可変するものであり、材料および条件によっては、基体１の歪みが図１（ｂ）とは逆方向になる場合もある。

また、本実施の形態１では、基体２の両主面３、５にそれぞれ第１側膜４と応力補正膜６が形成されて光学フィルタ１が構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図２に示すように、応力補正膜６上に外部部品７が貼り合わされてもよい。

図２に示す外部部品７として、光学フィルタ１を備える電子機器（例えば、撮像機器など）に備えられた電子部品や、他の特性の光学フィルタなどの光学素子などが用いられる。

また、外部部品７は、接着剤８を介して応力補正膜６上に貼り合わされている。ここで用いる接着剤８の屈折率は、１．５０であり、応力補正膜６の屈折率に近似しており、基体２と応力補正膜６の中間値に設定することが好ましい。

図２に示す光学フィルタ１によれば、単層の応力補正膜６上に外部部品７が貼り合わされたので、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニット上に外部部品７が設けられた場合と比較して、貼り合わせ面６２での基体の歪みを抑えることができる。また、応力補正膜６は、貼り合わせ面６２における光の反射を抑えることができるので、本実施の形態１に示すような透過型の光学フィルタ１において応力補正膜６上に外部部品７が貼り合わされることは好ましい。

また、図２に示す光学フィルタ１によれば、外部部品７は、応力補正膜６の屈折率に近似している接着剤８を介して応力補正膜６上に貼り合わされたので、外部部品７との貼り合わせ面６２における光の透過率の低下を抑えるのに好ましい。

また、上記した本実施の他の形態では、応力補正膜６上に外部部品７を貼り付けているが、これに限定されるものではなく、図３に示すように、応力補正膜６上に他の特性の薄膜（以下、本発明でいう第２側膜９とする）が形成されてもよい。

図３に示す第２側膜９として、応力補正膜６側から例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＭｇＦ₂が順に積層してなる反射防止膜が用いられる。

図３に示す光学フィルタ１によれば、応力補正膜６上に第２側膜９が形成されるので、応力補正膜６が基体２と第２側膜９とに挟まれた状態で形成され、応力補正膜６によりそれぞれの膜境界面６１、９１における光の反射が抑えられる。そのため、本実施の形態１に示すように透過型の光学フィルタ１において応力補正膜６上に第２側膜９が形成されることは好ましい。例えば、第１側膜上に外部部品が貼り合わされる場合と比較して、貼り合わせ面における光の透過率の低下を抑えるのに好ましい。

〔実施の形態２〕
本実施の形態２にかかる光学フィルタは、上記した実施の形態１にかかる光学フィルタ１と、同一の構成からなる。しかしながら、光学フィルタの製造方法が異なる。そのため、光学フィルタの各構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１とは異なる作用効果について説明し、同一の作用効果についてはその説明を省略する。

本実施の形態２にかかる光学フィルタ１は、図４（ｃ）に示すように、基体２と、この基体２の一主面３に形成された薄膜の第１側膜４とから構成される。

次に、この光学フィルタ１の製造工程を、図４を用いて以下に説明する。なお、この製造工程における膜形成には、イオンアシスト方式の蒸着法が用いられる。

まず、図４（ａ）に示す基体２の両主面３、５が研磨機（図示省略）を用いて研磨加工される。この研磨加工では、基体２の両主面３、５を研磨する際に各主面３、５によって摩擦係数を可変させている。そのため、図４（ｂ）に示すように、基体２が他主面５から一主面３にかけてその厚さ方向に湾曲される（本発明でいう湾曲工程）。また、この湾曲工程における湾曲量は、下記する第３膜形成工程における一主面３に第１側膜４が形成されることによる歪み量に基づいて設定される。

湾曲工程の後に、基体２の一主面３に蒸着法を用いて第１側膜４が蒸着形成されて（本発明でいう第３膜形成工程）、基体２の歪みが補正されて両主面３、５が平坦に形成され、図４（ｃ）に示すような光学フィルタ１が製造される。

上記したように本実施の形態２にかかる光学フィルタ１および光学フィルタ１の製造方法によれば、基体２への第１側膜４の形成の際に生じる基体２の歪みを補正することができる。例えば、イオンアシスト方式の蒸着法を用いて応力が強い膜形成を行った場合であっても基体２の歪みを補正することができ、膜の質を向上させることができる。また、上記した実施の形態１のような応力補正膜６を用いないので、応力補正膜６の形成による透過率の低下を防止することができる。

また、本実施の形態２にかかる光学フィルタ１の製造方法によれば、湾曲工程と第３膜形成工程とを有し、湾曲工程では、基体２の両主面３、５を研磨する際に各主面３、５によって摩擦係数を可変させるので、基体２の両主面３、５を研磨する工程における工数が増えるが、全体としての製造工程を増やすことなく基体２を湾曲させることができ、製造コストを抑えることができる。

なお、本実施の形態２の湾曲工程では、基体２の両主面３、５を研磨する際に各主面３、５によって摩擦係数を可変させるが、これに限定されるものではなく、下記する他の形態であってもよい。

本実施の他の形態の湾曲工程では、曲面に形成された研磨面を有する研磨機（図示省略）を用いて基体２の両主面３、５の研磨加工を行い、基体２の両主面３、５を湾曲させる形状に形成する。

この他の形態にかかる光学フィルタ１の製造方法によれば、図４を参照して、湾曲工程と第３膜形成工程とを有し、湾曲工程では、基体２の両主面３、５を研磨する際に曲面に形成された研磨面を有する研磨機を用いて、両主面３、５を湾曲させるので、光の透過率を維持するとともに、基体への第１側膜の形成の際に生じる基体の歪みを補正することが可能となる。

また、湾曲工程では、基体２の両主面３、５を研磨する際に曲面に形成された研磨面を有する研磨機を用いて、両主面３、５を湾曲させるので、基体２の両主面３、５を研磨する工程における工数を増やすことなく基体２の両主面３、５を湾曲させることができ、製造コストを抑えることができる。

また、上記した他の形態と別の形態の湾曲工程では、図５に示すように、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正する単層の応力補正膜６を他主面５に第３膜形成工程前に形成し、形成した後に応力補正膜６を除去する。なお、応力補正膜６の除去は、第３膜形成工程の前後のどちらであってもよい。

この別の形態にかかる光学フィルタ１の製造方法によれば、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、湾曲工程と第３膜形成工程とを有し、湾曲工程では、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正する単層の応力補正膜６を他主面５に第３膜形成工程前に形成し、形成した後に応力補正膜６を除去するので、基体２への第１側膜４の形成の際に生じる基体２の歪みを補正することができる。

また、応力補正膜６が除去されるので、応力補正膜６の形成による透過率の低下を防止することができる。

また、除去する応力補正膜６は単層膜であるので、上記した背景技術で述べたフィルタの等価屈折膜ユニットと比較して製造コストを抑えることができる。さらに、応力補正膜６を形成する際の厚み調整や製造工程の管理が容易となる。なお、本実施の形態２では、応力補正膜６を単層膜としたが、これは製造コストを削減する好適な例である。しかしながら、これに限定されるものではなく、応力補正膜が除去されるので、応力補正膜が多層膜であってもよい。

次に、応力補正膜６が多層膜である実施の形態を以下に示す。

〔実施の形態３〕
本実施の形態３にかかる光学フィルタは、上記した実施の形態１にかかる光学フィルタ１と、応力補正膜６が異なるだけであり、他の構成は同一の構成からなる。そのため、本実施の形態３では、光学フィルタの同一構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１とは異なる作用効果について説明し、同一の作用効果及び変形例についてはその説明を省略する。

本実施の形態３にかかる光学フィルタ１は、図６（ｃ）に示すように、基体２と、この基体２の一主面３に形成された薄膜の第１側膜４と、この基体２の他主面５に形成された応力補正膜６とから構成され、基体２の両主面３、５を貫通する方向に光を透過させるものである。

さらに、この応力補正膜６は、基体２への応力がその厚さ方向に沿って可変する多層膜である。すなわち、応力補正膜６は、基体２への応力が弱い層６３と、基体２への応力が強い層６４とが積層して形成される。また、応力補正膜６の厚さは、本実施の形態１にかかる単層の応力補正膜６の厚さ相当に設定されている。

上記した構成からなる光学フィルタ１の製造工程を、図６を用いて以下に説明する。なお、この製造工程における膜形成には、イオンアシスト方式の蒸着法及び、熱蒸着法が用いられる。

まず、基体２の両主面３、５が研磨機（図示省略）を用いて研磨加工される（図６（ａ）参照）。

基体２の両主面３、５が研磨されると、基体２の一主面３に蒸着法を用いて第１側膜４が蒸着形成される（本発明でいう第１膜形成工程）。なお、膜の蒸着形成時、イオンが一主面に射出されて蒸着形成される第１側膜により一主面３に応力が加わり、一主面３の対向する端辺３１が他主面側の方向へ歪む（図６（ｂ）参照）。

第１膜形成工程の後に、一主面３への第１側膜４の形成による歪み量に基づいて、他主面５への応力補正膜６の蒸着量が設定される。本製造工程では、まず、エネルギーが強いイオンアシスト方式の蒸着法と、エネルギーが弱い熱蒸着法とによって、応力補正膜６の蒸着量の目安となる応力補正膜６の厚さを最小限の厚みとなるように調整する。すなわち、応力補正膜６の基体２への応力を、基体２にかかる蒸着に関するエネルギーを可変させることで調整する。

図６（ｃ）に示すように、蒸着法を用いて応力補正膜６のうち基体２への応力が強い層６４がイオンアシストにより他主面５に形成され、その後に、熱蒸着のみにより基体２への応力が弱い層６３が、基体２への応力が強い層６４上に蒸着形成され（本発明でいう第２膜形成工程）、一主面３への第１側膜４の形成による歪みが補正されて、光学フィルタ１が製造される。

上記したように、本実施の形態３にかかる光学フィルタ１によれば、応力補正膜６が、同一材料のＳｉＯ₂であって、基体２への応力が弱い層６４と、基体２への応力が強い層６３とを積層して形成し、応力補正膜６の厚さは、本実施の形態１にかかる単層の応力補正膜６の厚さ相当に設定されるので、単層膜で形成した場合の応力補正膜６と比較して、応力補正膜６の形成によって反射防止の機能を有することができる。また、応力補正膜６の厚さを、本実施の形態１にかかる単層の応力補正膜６の厚さ相当に設定することができるので、上記した背景技術で述べたフィルタと比較して、膜厚が薄く、応力補正膜６の形成による透過率の低下を抑えることができる。さらに、上記した本実施の形態１にかかる光学フィルタ１と同一の構成要件を有するので、例えば、基体２の一主面３に第１側膜４が形成され、第１側膜４の形成によって生じる基体２への応力を補正する単層の応力補正膜６が、他主面５に形成されるので、基体２への第１側膜４の形成の際に生じる基体２の歪みを補正することができる。

なお、本実施の形態では、応力補正膜６は、基体２への応力が弱い層６３と、基体２への応力が強い層６４とが積層して形成されているが、これに限定されるものではなく、基体２への応力がその厚さ方向に沿って可変する多層膜であればよく、３層以上であってもよい。また、多層膜の厚さを、同一材料からなる単層の応力補正膜６の厚さ相当に設定すれば、多層膜の層数を任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、製造工程における膜形成に、イオンアシスト方式の蒸着法及び、熱蒸着法を用い、イオンアシストの有無によって、応力補正膜６の基体２への応力を、基体２にかかる蒸着に関するエネルギーを可変させることで調整しているが、エネルギーを可変させる方法であれば、これに限定されるものではない。例えば、製造工程における膜形成に、イオンアシスト方式の蒸着を用い、イオンの出力を調整することで、応力補正膜６の基体２への応力を、基体２にかかる蒸着に関するエネルギーを可変させることで調整してもよい。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

また、この出願は、２００４年７月９日に日本で出願された特願２００４−２０３４４０号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法に適用できる。特に薄型の光学フィルタに有用である。

Claims

基体の両主面を貫通する方向に光を透過させる光学フィルタにおいて、
前記基体の前記一主面に第１側膜が形成され、
前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正する応力補正膜が、前記他主面に形成され、
前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、
前記応力補正膜上に第２側膜が形成されたことを特徴とする光学フィルタ。
前記応力補正膜は、単層膜であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力がその厚さ方向に沿って可変する多層膜であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
前記応力補正膜の厚さは、波長λの２／４の整数倍に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光学フィルタ。
前記応力補正膜はＳｉＯ ₂ であり、前記基体は透明の基体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光学フィルタ。
前記応力補正膜上に外部部品が貼り合わされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光学フィルタ。
前記外部部品は、前記応力補正膜の屈折率に近似している接着剤を介して前記応力補正膜上に貼り合わされることを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
基体の両主面を研磨加工して前記両主面の少なくとも一方の上に膜を形成し、前記基体の両主面を貫通する方向に光を透過させる光学フィルタの製造方法において、
前記基体の前記両主面を研磨加工した後に、前記一主面に第１側膜を形成する第１膜形成工程と、
前記第１側膜の形成によって生じる前記基体への応力を補正する応力補正膜を前記他主面に形成する第２膜形成工程と、を有し、
前記応力補正膜の屈折率は、前記基体の屈折率に近似し、
さらに、前記応力補正膜上に第２側膜を形成することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
前記応力補正膜は、単層で形成する請求項８に記載の光学フィルタの製造方法。
前記応力補正膜は、同一材料であって、前記基体への応力が弱い層と、前記基体への応力が強い層とを積層して形成することを特徴とする請求項８に記載の光学フィルタの製造方法。