WO2014141592A1

WO2014141592A1 - 光学部材およびその製造方法

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Publication number: WO2014141592A1
Application number: PCT/JP2014/000812
Authority: WO
Inventors: 慎一郎園田; 達矢吉弘
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-09-18
Also published as: US20150378058A1; JP2014178502A; JP6080299B2; US10473821B2

Abstract

【課題】光学有効領域に反射防止膜を備え、その周囲に遮光膜を備えた光学部材を精度よく効率的に製造する。【解決手段】透明基材（１０）の遮光膜を形成すべき領域（１２）の一部にのみ遮光膜（２１）を形成する第１の遮光膜形成工程と、反射防止膜（３４）を形成すべき領域（１１）に、水熱処理されて微細凹凸膜（３３）となる被水熱処理層（３２）を最表層とする光学薄膜（３０）を成膜する工程と、遮光膜を形成すべき領域（１２）のうち、第１の遮光膜形成工程で遮光膜（２１）が形成されていない領域全体に遮光膜（２２）を形成する第２の遮光膜形成工程と、被水熱処理層（３２）を水熱処理することにより、反射防止膜（３４）を形成すべき領域（１１）に微細凹凸膜（３３）を形成する工程をこの順に行う。

Description

光学部材およびその製造方法

　本発明は、光学部材およびその製造方法に関し、特には、その表面に反射防止膜を備え、さらに反射防止膜の周辺部に遮光部分を備えた光学部材およびその製造方法に関するものである。

　従来、ガラス、プラスチックなどの透光性部材からなるレンズ（透明基材）においては、表面反射による透過光の損失を低減するために光入射面に反射防止構造体（反射防止膜）が設けられている。

　可視光に対する反射防止構造体として、誘電体多層膜や、可視光の波長よりも短いピッチの微細凹凸構造体などが知られている（特許文献１、２など）。
　特許文献１には、アルミナを主成分とする微細凹凸膜が反射防止構造体として備えられた光学部材が開示されている。酸化アルミニウムを主成分とする微細凹凸膜の形成方法としては、酸化アルミニウムの膜を真空成膜法、あるいは液相法（ゾルゲル法）により形成し、その後、水蒸気処理あるいは温水浸漬処理などの水熱処理を行うことにより、表層をベーマイト化して板状結晶膜（微細凹凸膜）を得る方法が知られている。

　一方、レンズなどの光学部材を用いて光学系を構成する際には、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の発生を抑制するため、光学部材の非光線有効部に遮光膜を設けることが一般的に行われている。

　特許文献２には、基材上に少なくとも１層の保護膜を形成し、光学素子の非光線有効部に形成された保護膜上に遮光膜を形成し、かつ光線有効部に形成された保護膜上に凹凸構造を有する酸化アルミニウムを主成分とする板状結晶膜を形成した光学部材が開示されている。

特開２００５－２７５３７２号公報特開２０１２－７３５９０号公報

　酸化アルミニウムを主成分とする板状結晶膜を備えた反射防止構造と、非光線有効部に設けられる遮光膜とを備えた光学部材を作製する上で、本発明者らは、下記の課題があることを見出した。

　第１に、酸化アルミニウムを主成分とする板状結晶膜（微細凹凸膜）は脆く、遮光膜を形成するためのすみ塗り失敗時にやり直しのためのふき取りや剥離処理（超音波洗浄、薬液浸漬など）ができない。

　第２に、酸化アルミニウム膜を真空成膜で形成する場合、真空成膜工程前にすみ塗り（遮光膜の形成）を行うと、真空成膜時に遮光膜材料からのアウトガスが生じ、真空装置を汚染したり、酸化アルミニウム膜に不純物が混入したりする等の欠陥が発生する恐れがある。

　第３に、水熱処理が施されることにより微細凹凸膜となる酸化アルミニウム膜などの光学薄膜や微細凹凸膜は、遮光膜の溶剤により悪影響を受けることがある。溶剤による悪影響としては、例えば、遮光膜の溶剤に含まれる有機成分が温水中に溶出し、酸化アルミニウム膜表面に再付着することで微細凹凸構造の形成を阻害するなどが考えられる。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、反射防止膜と遮光膜を備えた光学部材を精度よく効率的に製造することができる光学部材の製造方法および欠陥の少ない光学部材を提供することを目的とする。

　本発明の第１の光学部材の製造方法は、透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材の製造方法であって、
　遮光膜を形成すべき領域の一部にのみ遮光膜を形成する第１の遮光膜形成工程と、
　反射防止膜を形成すべき領域に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層を最表層とする光学薄膜を成膜する工程と、
　遮光膜を形成すべき領域のうち、第１の遮光膜形成工程で遮光膜が形成されていない領域全体に遮光膜を形成する第２の遮光膜形成工程と、
　被水熱処理層を水熱処理することにより、反射防止膜を形成すべき領域に微細凹凸膜を形成する工程をこの順に行うことを特徴とする。

　本発明の第２の光学部材の製造方法は、透明基材の表面の、光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくも光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材の製造方法であって、
　遮光膜を形成すべき領域の一部にのみ遮光膜を形成する第１の遮光膜形成工程と、
　反射防止膜を形成すべき領域に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層を最表層とする光学薄膜を成膜する工程と、
　被水熱処理層を水熱処理することにより、反射防止膜を形成すべき領域に微細凹凸膜を形成する工程と、
　遮光膜を形成すべき領域のうち、第１の遮光膜形成工程で遮光膜が形成されていない領域全体に遮光膜を形成する第２の遮光膜形成工程をこの順に行うことを特徴とする。

　本発明の第１および第２の光学部材の製造方法の第１の遮光膜形成工程においては、非有効領域の、光学有効領域と隣接する境界部に遮光膜を形成することが好ましい。

　本発明の第１および第２の光学部材の製造方法は、透明基材が、非有効領域に凹凸形状部を有するものであるとき、第１の遮光膜形成工程において、凹凸形状部に遮光膜を形成することが好ましい。

　光学薄膜を気相成膜により成膜することが好ましい。

　反射防止膜が形成されている光学有効領域は平面であっても曲面であってもよい。

　第１および第２の遮光膜形成工程において、チタンブラック、カーボンブラック、黒色レジスト、黒色樹脂のうちいずれか１つ以上と樹脂バインダを含む塗布材料を塗布して遮光膜を形成することが好ましい。

　本発明の第１の光学部材は、透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材であって、
　非有効領域の一部に、遮光膜が２層重ねて形成された部分を有していることを特徴とする。

　本発明の第２の光学部材は、透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材であって、
　非有効領域の一部に、遮光膜、遮光膜とは異なる光学薄膜、遮光膜が順次積層されてなる部分を有していることを特徴とする。

　本発明の第１および第２の光学部材は、非有効領域の上記一部が、光学有効領域との隣接部を含むものであることが好ましい。

　本発明の第１および第２の光学部材は、透明基材が、非有効領域に凹凸形状部を有するものであるとき、非有効領域の上記一部が、凹凸形状部を含むものであることが好ましい。

　遮光膜は、チタンブラック、カーボンブラック、黒色レジスト、黒色樹脂のうちいずれか１つ以上を含む材料からなることが好ましい。

　本発明の第１および第２の光学部材の製造方法によれば、第１の遮光部形成工程は、光学薄膜の形成工程前に行うので、遮光膜形成工程中にふき取りや剥離処理などの修正を容易に行うことができる。一方で、遮光部形成工程を２回に分けており、第１の遮光部形成工程で形成する遮光部領域への塗布量は、遮光部全域よりも少ない塗布量となるため、光学薄膜の形成工程において、真空成膜を行う際のアウトガスの発生を抑制することができる。従って、真空装置の汚染を抑制すると共に、真空成膜される膜に不純物が混入し欠陥が生じることを抑制することができる。

　また、光学薄膜の形成後もしく凹凸微細膜形成後には、第１の遮光形成工程で形成しなかった領域のみに遮光膜を形成すればよいため、第２の遮光膜形成工程は短時間で行うことができ、光学薄膜や凹凸微細膜への溶剤による悪影響を抑制することができる。

透明基材の模式断面図透明基材における反射防止膜を形成すべき領域と遮光膜を形成すべき領域を示す模式断面図第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜を備えた透明基材を示す模式断面図第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜を備えた透明基材の他の例を示す模式断面図第１の実施形態の光学薄膜工程において保持部品に保持される透明基材を示す模式断面図第１の実施形態の光学薄膜工程において形成される光学薄膜を備えた透明基材を示す模式断面図第１の実施形態の第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜を備えた透明基材を示す模式断面図第１の実施形態の製造方法で製造される光学素子を示す模式断面図第２の実施形態の水熱処理工程で形成される微細凹凸膜を備えた透明基材を示す模式断面図第２の実施形態の製造方法で製造される光学素子を示す模式断面図実施例３の第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜を備えた透明基材を示す模式断面図実施例３の製造方法で製造された光学素子を示す模式断面図

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

　本発明の製造方法により製造する光学部材は、透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材である。

　透明基材の形状は特に限定なく、平板、凹レンズ、凸レンズなど光学装置において用いられるものであればよく、正または負の曲率を有する曲面と平面の組合せで構成された基材を一般的に用いる。以下の実施形態においては透明基材として図１に模式断面図を示す平凹レンズ１０を例に挙げて説明するが、これに限るものではない。

　透明基材の形状や、用途により光学部材における光学有効領域および非有効領域は異なる。なお、本発明の光学部材においてが、透明基材の表面に、反射防止膜が形成されていない光学有効領域や遮光膜が形成されていない非有効領域が存在しても構わない。

　以下の実施形態においては、図２に示すように、平凹レンズ１０の光学有効領域のうち凹面領域を、反射防止膜を形成する反射防止膜形成領域１１とし、非有効領域のうち凹面を備えた面の平面部全域および側面全域を、遮光膜を形成する遮光膜形成領域１２とする。反射防止膜形成領域１１および遮光膜形成領域１２は、透明基材の形状や用途により適宜定めればよい。光学的な有効領域となる部分は、一般に正または負の曲率をもつ曲面と平面の組み合わせで構成される。遮光膜を形成すべき領域（遮光膜形成領域１２）には光学的な有効領域は含まれず、一般にレンズ側面や有効領域となる曲面の縁部などが含まれる。

　「第１の実施形態の製造方法」
　まず、本発明の第１の光学素子の製造方法に基づく第１の実施形態を説明する。図３～図７は本実施形態の製造工程を示す模式断面図である。

　まず、第１の遮光膜形成工程として、図３に示すように、遮光膜形成領域１２のうち一部にのみ遮光膜２１を形成する。
　第１の遮光膜形成工程においては、特に塗装ミスの起こりやすい光学的な有効領域に隣接する境界部や、複雑な凹凸形状を持つ部に形成することが望ましい。塗装ミスが起こった場合、修正のためのふき取りや超音波洗浄処理、薬液浸漬処理（苛性ソーダ溶液など）が発生する。この工程は光学薄膜や微細凹凸膜に著しい悪影響を与えるため、塗装ミスの起こりやすい領域への遮光膜形成処理を光学薄膜形成前に行うこととしている。

　図３においては、遮光膜形成領域１２の反射膜形成効領域１１と隣接する境界部に遮光膜２１を形成している様子を示している。他方、図４に示すように、遮光膜形成領域１２に凹凸形状部１４を有する透明基材１０を用いる場合、第１の遮光膜形成工程で、この凹凸形状部１４に遮光膜２１を形成することが好ましい。透明基材に設けられる凹凸形状部１４は、例えば、光学部材が光学装置などに組み込まれる際の機構的な部分であり、具体的には、鏡筒に組み付けられたレンズの固定および回転防止のための固定溝や、光学フィルタをターレットに固定するときの割り等である。

　なお、第１の遮光膜形成工程において、光学素子の光学有効領域の境界部の遮光膜を形成する範囲は小さい方が好ましい。なお、このときの遮光膜形成領域（形成幅）の下限は遮光膜を形成する手段の位置精度により制限される。例えば、筆を用い人の手によりすみ塗りが行われる場合には、塗る人の技能に依存し、スタンパなどにより機械的に行われる場合には、用いられるスタンパの位置精度に依存する。

　境界部に遮光膜を形成する際、形成範囲は形成手段の位置精度以上であれば小さいほどよい。遮光膜の形成幅ｗは１０ｍｍ以下とするのが好ましい。より好ましくは５ｍｍ以下、２ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下とすることが好ましいが、筆を用いて人の手で行う場合には、個人の技能によるが１ｍｍ程度が下限値となる。スタンパにより遮光膜の形成を行う場合、例えば、スタンパの位置精度が０．１ｍｍであれば、遮光膜を形成する範囲は０．１ｍｍとすることができる。

　遮光膜は、少なくとも使用される光に対して不透明であることを要し、使用波長の光を反射することなくほぼ吸収する材料から構成される。具体的には、光学的な遮光部を形成できる黒色材料が用いられる。なお、後の工程において熱処理を行うため、黒色材料は水に不溶でなければならない。例えば、チタンブラック、カーボンブラック、黒色レジスト、黒色樹脂のいずれかと樹脂バインダからなる材料を用いる。

　そして、第１の遮光膜形成工程の後、反射防止膜を形成すべき領域に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層を最表層とする光学薄膜を成膜する。

　この光学薄膜形成工程では、最表層にアルミニウム元素を含む被水熱処理層を備えた１層以上の光学薄膜が形成される。薄膜層の層数、材質および膜厚は、最表層を水熱処理し形成される微細凹凸膜により好適な反射防止性能が得られる屈折率をもつ材質および膜厚により選ばれる。

　微細凹凸膜と基材の屈折率が大きく異なるような場合には、基材の屈折率より小さい屈折率を持つ光学薄膜を基材上に形成すると反射率が大きく低減されることが知られている。このような条件を満たす材料として、シリコン、チタン、ジルコン、亜鉛、マグネシウム、ガリウムから選ばれる元素の酸化物、窒化物、酸窒化物、弗化物などが知られている。屈折率調整が容易で、特に好適な性能を得られる材料としては、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物が挙げられる。温水処理により微細凹凸膜を形成するため、被水熱処理層である最表層はアルミニウム元素を含むものとする。好ましくはアルミニウム、アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、アルミニウム窒化物から選ばれる材料のうち少なくとも１種類を含むことが望ましい。

　成膜方法はバッチ式が可能であり生産性を向上させる気相成膜が好ましい。例えば、真空蒸着、プラズマスパッタ、電子サイクロトロンスパッタ、イオンプレーティング等の公知の気相製膜法を利用することができる。

　光学薄膜の形成範囲は、少なくとも反射防止膜を形成すべき領域であるが、第１の遮光膜形成工程で形成した遮光膜の一部または全域に亘って上にも形成されていてもよい。
　真空成膜による光学薄膜の形成時には、例えば、図５に示すように、真空成膜用保持部品３５により光学薄膜の形成領域を露出させた状態で透明基材１０を保持させて成膜を行う。光学薄膜の形成範囲は、保持部品でマスクするのみならず別途のマスク手段によるマスキングを行って制限してもよい。

　光学薄膜の形成工程において、例えば、図６に模式的に示すように反射防止膜形成領域１１およびそれに隣接する境界部の第１の遮光膜形成工程で形成された遮光膜２１の一部上に光学薄膜３０を形成する。本例では、光学薄膜３０を２層３１、３２からなるものとしており、その最表層となる層として被水熱処理層３２を形成している。

　次に、第２の遮光膜形成工程として、遮光膜を形成すべき領域１２のうち、第１の遮光膜形成工程で遮光膜２１が形成されていない領域全体に遮光膜２２を形成する。このとき、図７に示すように、遮光膜の形成モレがないように、第１の遮光膜形成工程で遮光膜２１を形成した領域上に再度遮光膜２２を重ねて形成しても良い。また、遮光膜の形成モレがないように、薄膜形成工程で形成した光学薄膜上に遮光膜を形成しても良い。
　第２の遮光膜形成工程で用いられる遮光膜材料は、第１の遮光膜形成工程で用いられるものと同様である。一般には、第１および第２の遮光膜形成工程では、同一の材料を用いるが、上述した材料であれば、異なる材料を用いてもよい。

　最後に、光学薄膜を水熱処理することにより、微細凹凸膜を形成する。光学薄膜を水蒸気に曝す、あるいは透明基材ごと温水に浸すなどの水熱処理を施すことにより、光学薄膜３０の最表層に設けられている被水熱処理層３２は、アルミナを主成分とする微細凹凸膜３３となる（図８）。

　非特許文献（山田啓之、岡本常義：軽金属ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．９（１９７１）ｐｐ．５９７－６０５）に記載されるとおり、アルミニウムを含む被水熱処理膜を１気圧６０℃以上の温水に１分以上浸漬すれば微細凹凸膜が形成されることが知られている。良好な微細凹凸膜を得るための条件としては、７０℃以上の温水に３分以上浸漬することが好ましい。浸漬時間の上限は特に無いが、わずかながら水酸化アルミニウムの溶出が進行するため、３０分以下とすることが好ましい。水蒸気に暴露する場合には、１４３℃以上の水蒸気に６０分以上暴露することが好ましい。

　以上の工程により、図８に示すような、透明基材１０の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材１を得ることができる。
　なお、図８に示す光学部材１においては、非有効領域の一部に、第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２１と第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２２が重なる部分２５が存在する。なお、遮光膜２１、２２の積層箇所は、遮光膜２１の塗布形成後、遮光膜が完全に完成した後に遮光膜２２を塗布形成しているので、断面について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により観察することにより、積層して形成されていることを確認することができる。

「第２の実施形態の製造方法」
　次に、本発明の第２の光学素子の製造方法に基づく第２の実施形態を説明する。
　第２の実施形態においても、まず、第１の遮光膜形成工程により一部の遮光膜２１を形成し、その後、反射防止膜を形成すべき領域１１に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層３２を最表層とする光学薄膜３０を成膜する（図６参照）。これらの第１の遮光膜形成工程および光学薄膜形成工程までは第１の実施形態の場合と同様である。

　その後、本実施形態においては、第２の遮光膜形成工程を行う前に光学薄膜に対する水熱処理を行う。水熱処理の詳細については第１の実施形態の場合と同様である。これにより、図９に示すように、透明基材１０に、部分的な遮光膜２１を備え、凹面に微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備えた構造が得られる。

　その後、遮光膜形成領域１２のうち第１の遮光膜形成工程で遮光膜２１が形成されていない領域に遮光膜を形成する第２の遮光膜形成工程を行う。第２の遮光膜形成工程も第１の実施形態とほぼ同様とすることができる。なお、第１の遮光膜２１上に形成された微細凹凸膜３３を含む光学薄膜３０の端部を覆うように第２の遮光膜２２を形成してもよい。なお、光学薄膜３０の端部では、微細凹凸膜３３は脆いために遮光膜２２の塗布の際の圧力で破壊され、微細凹凸膜３３下層の層３１のみが残る。

　以上の工程により、図１０に示すような、透明基材１０の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材２を得ることができる。
　なお、図１０に示す光学部材２においては、非有効領域の一部に、透明基材１０側から遮光膜２１、光学薄膜３０のうちの層３１および遮光膜２２が順次積層されてなる部分２６が存在する。

　以下、本発明のより具体的な光学部材の製造方法およびその製造方法で製造された光学部材の構成を実施例として説明する。

「実施例１」
　径φ２５ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍの平凹レンズであって、凹部の曲率半径Ｒ＝１２ｍｍ、深さ４．５ｍｍのランタンガラス製の透明基材を用意した（図１参照）。本実施例において反射防止膜が形成される反射防止膜形成領域１１は凹部であり、その凹部周囲の凹面側の平面部全体とレンズの側面全体が、遮光膜が形成される遮光膜形成領域１２である（図２参照）。

　まず、第１の遮光膜形成工程として、光学有効領域の周辺部にカーボンブラックと樹脂バインダからなる遮光膜２１を、筆を用いて塗布し５ｍｍ幅で形成した（図３参照）。塗布は回転ステージに透明基材を真空チャックにより固定し、ゆっくり回転させることで行った。本実施例では第１の遮光膜形成工程において、有効領域と隣接する境界部にのみ遮光膜２１を形成したが、塗膜ミスが懸念される場所はレンズ形状に依存するため、本実施例に図示しない他の場所に形成しても良い。

　図５に示す真空成膜用保持部品３５により真空成膜装置内に透明基材１０を保持し、反応性スパッタ装置によりシリコン酸窒化物薄膜層３１を９０ｎｍ成膜し、続けてアルミナ薄膜層３２を４０ｎｍ成膜した。本例では、シリコン酸窒化物薄膜層３１とアルミナ薄膜層３２が光学薄膜３０を構成している。ここで、真空成膜用保持部品３５は第１の遮光膜形成工程により形成した遮光膜２１の一部をマスクするように設計されており、遮光膜２１の一部には光学薄膜３０が形成されないようになっている。この結果、シリコン酸窒化物薄膜層３１とアルミナ薄膜層３２は図６に示されるように形成される。

　次いで、第２の遮光膜形成工程として、遮光膜形成領域のうちまだ遮光膜が塗布されていない領域に第１の遮光膜形成工程の場合と同様の方法で遮光膜２２を形成した。このとき、形成モレ部分ができないように１回目に形成した遮光膜２１の一部に重ねて遮光膜２２を形成した（図７参照）。

　最後に、遮光膜２０（２１、２２）および光学薄膜３０が形成された透明基材１０を８０℃の温水に５分間浸漬すると、最表層のアルミナ薄膜層３２はアルミニウム水酸化物となり、微細な板状結晶による微細凹凸膜３３となった（図８参照）。反射防止膜形成領域１１ではシリコン酸窒化物層３１と板状結晶による微細凹凸膜３３の光学干渉により、凹レンズの凹面では良好な反射防止特性が得られた。

　本実施例１では、図８に示すように、透明基材１０の表面の光学有効領にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材であって、非有効領域の一部に、第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２１と第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２２が重なる部分２５が存在する光学素子１が得られた。

[実施例２]
　実施例１と同様にして、透明基材１０に対して第１の遮光膜形成工程において遮光膜２１を形成し、次いで光学薄膜３０を形成した。その後、第２の遮光膜形成工程を行う前に、一部の遮光膜２１および光学薄膜３０が形成された透明基材１０を８０℃の温水に５分間浸漬すると、最表層のアルミナ薄膜層３２はアルミニウム水酸化物となり、微細な板状結晶による微細凹凸膜３３となる（図９参照）。

　その後、第２の遮光膜形成工程として、遮光膜形成領域１２のうちまだ遮光膜２１が塗布されていない領域に第１の遮光膜形成工程と同様の方法で遮光膜２２を形成する。このとき、形成モレ部分ができないように最初に形成した遮光膜２１の一部に重ねて遮光膜２２を形成した。

　本実施例２では、実施例１と同様の図８に示す、透明基材１０の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材であって、非有効領域の一部に、第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２１と第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２２が重なる部分２５が存在する光学素子１が得られた。

[実施例３]
　実施例１と同様にして、透明基材１０に対して第１の遮光膜形成工程において遮光膜２１を形成し、次いで光学薄膜３０を形成した。このとき、光学薄膜３０を遮光膜２１上全面に亘って形成した。次いで、実施例１の場合と同じく第２の遮光膜形成工程を行うが、このとき、遮光膜の形成モレ部分ができないように、遮光膜２１の上に成膜されているシリコン酸窒化物薄膜層３１とアルミナ薄膜層３２の一部に重ねて遮光膜２２を形成した。このようにすると、図１１に示すように、光学有効領域に隣接する非有効領域の一部に、透明基材１０側から遮光膜２１、光学薄膜３０（シリコン酸窒化物薄膜層３１とアルミナ薄膜層３２）、遮光膜２２が順に積層された部分２７が形成される。

　最後に、図１１に示す透明基材１０を８０℃の温水に５分間浸漬すると、光学薄膜３０の最表層のアルミナ薄膜層３２はアルミニウム水酸化物となり、微細な板状結晶による凹凸膜３３となった（図１２参照）。このときも有効領域では実施例１と同様に、良好な反射防止特性を得られた。

　本実施例３では、図１２に示すように、透明基材１０の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材であって、非有効領域の一部に、第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２１と光学薄膜３０と、第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２２が積層されてなる部分２７が存在する光学素子３が得られた。

[実施例４]
　実施例１と同様にして、透明基材１０に対して第１の遮光膜形成工程において遮光膜２１を形成し、次いで光学薄膜３０を形成した。その後、第２の遮光膜形成工程を行う前に、一部の遮光膜２１および光学薄膜３０が形成された透明基材１０を８０℃の温水に５分間浸漬すると、最表層のアルミナ薄膜層３２はアルミニウム水酸化物となり、微細な板状結晶による微細凹凸膜３３となった（図９参照）。

　最後に、第２の遮光膜形成工程として、遮光膜形成領域１２のうち第１の遮光膜形成工程により遮光膜２１が形成されていない領域に第１の遮光膜形成と同様の方法で遮光膜２２を形成する。このとき、遮光膜の形成モレ部分ができないように、遮光膜２１の上に成膜されているシリコン酸窒化物薄膜層３１と微細凹凸膜３３の一部に重ねて遮光膜２２を形成した。このようにすると、アルミニウム水酸化物の板状結晶からなる微細凹凸膜３３は遮光膜２２の塗布時の圧力で破壊され、図１０に示すように、光学有効領域に隣接する非有効領域の一部に、透明基材１０側から遮光膜２１、シリコン酸窒化物薄膜層３１、遮光膜２２のように、遮光膜２１、２２間に遮光膜２１、２２とは異なる光学薄膜である層３１が積層されてなる部分２６が形成される。このときも有効領域では実施例１と同様に、良好な反射防止特性を得られた。

　本実施例４では、図１０に示すように、透明基材１０の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜３３を含む反射防止膜３４を備え、光学有効領域の反射防止膜形成領域１１と隣接する非有効領域に遮光膜２０（２１、２２）を備えてなる光学部材であって、非有効領域の一部に、第１の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２１と光学薄膜３０のうちの１層３１と、第２の遮光膜形成工程で形成される遮光膜２２が重なる部分２６が存在する光学素子２が得られた。

Claims

　透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、該光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材の製造方法であって、
　前記遮光膜を形成すべき領域の一部にのみ前記遮光膜を形成する第１の遮光膜形成工程と、
　前記反射防止膜を形成すべき領域に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層を最表層とする光学薄膜を成膜する工程と、
　前記遮光膜を形成すべき領域のうち、前記第１の遮光膜形成工程で前記遮光膜が形成されていない領域全体に前記遮光膜を形成する第２の遮光膜形成工程と、
　前記被水熱処理層を水熱処理することにより、前記反射防止膜を形成すべき領域に前記微細凹凸膜を形成する工程をこの順に行うことを特徴とする光学部材の製造方法。
　透明基材の表面の、光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、該光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材の製造方法であって、
　前記遮光膜を形成すべき領域の一部にのみ前記遮光膜を形成する第１の遮光膜形成工程と、
　前記反射防止膜を形成すべき領域に、水熱処理されて微細凹凸膜となる被水熱処理層を最表層とする光学薄膜を成膜する工程と、
　前記被水熱処理層を水熱処理することにより、前記反射防止膜を形成すべき領域に前記微細凹凸膜を形成する工程と、
　前記遮光膜を形成すべき領域のうち、前記第１の遮光膜形成工程で前記遮光膜が形成されていない領域全体に前記遮光膜を形成する第２の遮光膜形成工程をこの順に行うことを特徴とする光学部材の製造方法。
　前記第１の遮光膜形成工程において、前記非有効領域の前記境界部に前記遮光膜を形成することを特徴とする請求項１または２記載の光学素子の製造方法。
　前記透明基材が、前記非有効領域に凹凸形状部を有するものであり、
　前記第１の遮光膜形成工程において、前記凹凸形状部に前記遮光膜を形成することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の光学素子の製造方法。
　前記光学薄膜を気相成膜により成膜することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の光学素子の製造方法。
　前記反射防止膜が形成された光学有効領域が曲面であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の光学素子の製造方法。
　前記第１および第２の遮光膜形成工程において、チタンブラック、カーボンブラック、黒色レジスト、黒色樹脂のうちいずれか１つ以上と樹脂バインダを含む塗布材料を塗布して前記遮光膜を形成することを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光学素子の製造方法。
　透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、該光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材であって、
　前記非有効領域の一部に、前記遮光膜が２層重ねて形成された部分を有していることを特徴とする光学部材。
　透明基材の表面の光学有効領域にアルミナの水和物を主成分とする透明な微細凹凸膜を含む反射防止膜を備え、該光学有効領域と隣接する非有効領域の少なくとも該光学有効領域に隣接する境界部を含む領域に遮光膜を備えてなる光学部材であって、
　前記非有効領域の一部に、前記遮光膜、該遮光膜とは異なる光学薄膜、前記遮光膜が順次積層されてなる部分を有していることを特徴とする光学部材。
　前記非有効領域の一部が、前記光学有効領域に隣接する前記境界部を含むことを特徴とする請求項８または９記載の光学部材。
　前記透明基材が、前記非有効領域に凹凸形状部を有するものであり、
　前記非有効領域の一部が、前記凹凸形状部を含むことを特徴とする請求項８から１０いずれか１項記載の光学部材。
　前記反射防止膜が形成された光学有効領域が曲面であることを特徴とする請求項８から１１いずれか１項記載の光学部材。
　前記遮光膜が、チタンブラック、カーボンブラック、黒色レジスト、黒色樹脂のうちいずれか１つ以上を含む材料からなることを特徴とする請求項８から１２いずれか１項記載の光学部材。