JP2019035885A - 反射鏡、測距装置、及び反射鏡の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線等に対して高い反射率及び耐久性を有し、下地に対する密着性を高めた反射鏡及びその製造方法を提供する。【解決手段】反射鏡１０は、光反射用のＡｇ層３２を一対のＺｎＳ層３１ａ，３３で挟んだ構造を有し、一対のＺｎＳ層３１ａ，３３のうち基材２０側である下側のＺｎＳ層３１ａの厚みが１８ｎｍ以下であり、下側のＺｎＳ層３１ａとＡｇ層３２との間にＡｇＳ層を介在させる。【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線等に対して高い反射率を有する反射鏡及びこれを用いた測距装置、並びに、反射鏡の製造方法に関し、特に反射層としてＡｇ層を含むものを用いる反射鏡等に関する。

反射鏡として、表面からの順で、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２／Ａｇ／ＺｎＳ−ＳｉＯ_２／フィルムの構造を有し、ＳｉＯ_２を含有するＺｎＳ層の厚みを２０ｎｍ以上としたものが公知となっている（特許文献１参照）。上記反射鏡では、ＺｎＳ層をアモルファス化することで耐剥離性及び耐湿性を確保することができる。この反射鏡は、フィルムミラーを想定したものであり、ＺｎＳ層をアモルファス化することで折り曲げ耐性を向上させ、Ａｇ層の劣化を抑えている。

反射鏡として、基材上に設けられた少なくとも１つのＡｇ層と、このＡｇ層を覆う硫化亜鉛（ＺｎＳ）層とを含み、これらのＡｇ層とＺｎＳ層との間に少なくとも１つの遮蔽層又は中間層（ＭｇＦ_２，Ｙ_２Ｏ_３等）を挿入することで、反射率を確保しつつ耐久性を確保するものが公知となっている（特許文献２参照）。

測距装置は、屋外その他の過酷な環境に置かれるため、測距用のミラーは、高い反射率を有するだけでなく高い耐久性を有することが求められる。特許文献１に開示された反射鏡では、耐久性は確保できても下地に対するＡｇ層の密着性が十分でない。また、特許文献２に開示された反射鏡では、下地に対するＡｇ層の密着性が悪化する。

特開２０１５−１０８７９０号公報 特開平６−３１３８０３号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、高い反射率及び耐久性を有し、下地に対する密着性を高めた反射鏡及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、高い反射率、耐久性、及び下地に対する密着性を有する反射鏡を用いた測距装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る反射鏡は、光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を有し、一対のＺｎＳ層のうち基材側である下側のＺｎＳ層の厚みが１８ｎｍ以下である。

上記反射鏡によれば、基材側である下側のＺｎＳ層の厚みが１８ｎｍ以下であるので、ＺｎＳ層によって応力のバランスが崩れることを抑制でき、或いはＡｇがＡｇＣｌ化して凝集することを抑制でき、ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させ、反射鏡の耐久性を向上させることができる。また、光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を有するので、反射鏡の反射率を高く保持することができる。

本発明の具体的な側面では、上記反射鏡において、下側のＺｎＳ層とＡｇ層との間にＡｇＳ層を介在させている。この場合、ＡｇＳ層を介在させることで、ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させることができる。

本発明の別の側面では、蒸着法又はイオンアシスト法によって、ＺｎＳ、Ａｇ、及びＺｎＳの順番で成膜を行う。この場合、積層されるＺｎＳ層及びＡｇ層間の密着性さらに向上させることができ、ＺｎＳ層等の膜質を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、蒸着法又はイオンアシスト法によって、ＺｎＳ、ＡｇＳ、Ａｇ、及びＺｎＳの順番で成膜を行う。この場合、積層されるＺｎＳ層、ＡｇＳ層、及びＡｇ層間の密着性さらに向上させることができ、ＺｎＳ層等の膜質を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、ＡｇＳ層は、ＺｎＳ及びＡｇを同時蒸着することによって形成される。この場合、下側のＺｎＳ層とＡｇ層との間にＡｇＳ層を介在させることができ、ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、イオンアシスト法によってＺｎＳ層上にＡｇを堆積する成膜を行うことにより、ＺｎＳとＡｇ層との界面で反応を生じさせてＡｇＳ層を形成する。この場合、下側のＺｎＳ層とＡｇ層との間にＡｇＳ層を介在させることができ、ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、ＺｎＳ上にＳガス雰囲気下でＡｇを蒸着することによってＡｇとＳとを反応させてＡｇＳ層を形成する。この場合、下側のＺｎＳ層とＡｇ層との間にＡｇＳ層を介在させることができ、ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る測距装置は、上述した反射鏡と、反射鏡に計測光を入射させる光源とを備える。

上記測距装置によれば、光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を有するとともに基材側である下側のＺｎＳ層の厚みが１８ｎｍ以下である反射鏡を用いるので、高い反射率を確保しつつ反射鏡の耐久性が向上し、高性能を長期間維持することができる。

本発明の具体的な側面では、上記測距装置において、前記光源は、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の赤外波長域内の計測光を発生する。

上記目的を達成するため、本発明に係る反射鏡の製造方法は、光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を形成する反射鏡の製造方法であって、一対のＺｎＳ層のうち基材側である下側のＺｎＳ層の厚みを１８ｎｍ以下とする。

上記反射鏡の製造方法によれば、基材側である下側のＺｎＳ層の厚みを１８ｎｍ以下とするので、ＺｎＳ層によって応力のバランスが崩れることを抑制でき、或いはＡｇ層の結晶性が劣化することを抑制でき、 ＺｎＳ層とＡｇ層との接着性又は密着性を向上させ、反射鏡の耐久性を向上させることができる。また、光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を有するので、反射鏡の反射率を高く保持することができる。

実施形態の第１の反射鏡の構造を説明する拡大断面図である。 反射鏡の反射率の一例を説明する図である。 実施形態の第２の反射鏡の構造を説明する拡大断面図である。 反射鏡を組み込んだ測距装置の概略的な構造を説明する図である。 第１の反射鏡の製造方法について説明する図である。 （Ａ）は、第２の反射鏡の製造方法について説明する図であり、（Ｂ）は、第２の反射鏡の製造方法に関する変形例について説明する図である。 第２の反射鏡の製造方法に関する別の変形例について説明する図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、Ａｇ層の下側のＺｎＳ層の膜厚を変化させて反射膜の剥離性を調べた結果を示す。

〔実施形態〕
図面を参照して、本発明の一実施形態に係る反射鏡及びその製造方法等について説明する。

図１に示すように、本実施形態の反射鏡１０は、平板状の基板である基材２０と、基材２０上に形成された薄膜である反射膜３０とを備える。この反射鏡１０は、波長８００ｎｍ〜２０００ｎｍの赤外波長域で使用することを前提としている。

基材２０は、例えば板状の部材であり、反射膜３０よって被覆される平坦な又は湾曲した光学面２１を有する。基材２０は、光透過性を有する必要はない。基材２０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂材料で形成されているが、樹脂材料に限らず、石英、ガラス、セラミックスその他の無機材料で形成されてもよい。

反射膜３０は、基材２０の光学面２１上に形成される下地層３１と、下地層３１上に形成されるＡｇ層３２と、Ａｇ層３２上でＡｇ層３２を覆うＺｎＳ層３３と、ＺｎＳ層３３上に形成される増反射層３４とを備える。つまり、Ａｇ層３２は、下地層３１とＺｎＳ層３３との間に挟まれている。なお、増反射層３４については、用途によるが、省略することもできる。

下地層３１は、例えばＺｎＳ層３１ａで形成され、ＺｎＳ層３１ａを基材２０側から支持する追加層３１ｂを含めることができる。下地層３１は、基材２０からＡｇ層３２への水分を遮断することや基材２０からＡｇ層３２への応力を調整する役割を有する。

ＺｎＳ層３１ａ、つまりＡｇ層３２に対して下側のＺｎＳ層３１ａは、水分の透過を防止しつつＡｇ層３２の剥離を防止する役割を有する。下側のＺｎＳ層３１ａは、１８ｎｍ以下の厚みを有し、蒸着法、イオンアシスト法等によって形成される。

追加層３１ｂを含める場合、追加層３１ｂも、基材２０からＡｇ層３２への水分を遮断することや基材２０からＡｇ層３２への応力を調整する役割を有することが望ましい。追加層３１ｂを含める場合、追加層３１ｂについては、基材２０との密着が良いことが重要となり、ＺｎＳ層３１ａについては、Ａｇ層３２との密着が良いことが重要となる。追加層３１ｂとしては、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＬａＴｉＯ_３（Substance H4）等の使用が可能である。追加層３１ｂは、５５ｎｍ〜１５５ｎｍ程度の厚みを有する。追加層３１ｂは、蒸着法、イオンアシスト法等によって形成される。

Ａｇ層３２は、銀のみで形成された光反射用の薄膜である。Ａｇ層３２は、数７０ｎｍ〜１３０ｎｍ程度、より好ましくは８０ｎｍ〜１３０ｎｍ程度の厚みを有する。Ａｇ層３２が薄いと８７０ｎｍでの反射率が９７％を確保できなくなり、Ａｇ層３２の厚みが１３０ｎｍを超えてくると反射率９８．５％で飽和する。なお、Ａｇ層３２は、金属腐食耐性をさらに強化したい場合には、反射率が低下しない程度の範囲内で、金やアルミニウム、ビスマスといった材料を添加した合金を使用しても構わない。

Ａｇ層３２を覆うＺｎＳ層３３、つまりＡｇ層３２に対して上側のＺｎＳ層３３は、増反射層３４からＡｇ層３２への水分を遮断することや増反射層３４からＡｇ層３２への応力を調整する役割を有する。上側のＺｎＳ層３３は、１０ｎｍ〜８０ｎｍ程度の厚みを有する。上側のＺｎＳ層３３は、蒸下側のＺｎＳ層３１ａと同様に、蒸着法、イオンアシスト法等によって形成される。

上側のＺｎＳ層３３と下側のＺｎＳ層３１ａとは、一対のＺｎＳ層を構成し、Ａｇ層３２を上下から挟む構造を形成する。

上側のＺｎＳ層３３とＡｇ層３２との間には、意図しない反応層としてＡｇＳ層３７が形成される。ＡｇＳ層３７は、ＺｎＳ層３３を成膜する際に成膜材料がＡｇ層３２の表面のＡｇと反応することで形成される。ＺｎＳ層３３を例えば蒸着のような比較的反応性の低い成膜方法で形成する場合であっても、ＺｎＳ層３３とＡｇ層３２との界面に薄いＡｇＳ層３７が形成される。ＡｇＳ層３７は、０．１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚みを有する。なお、下側のＺｎＳ層３１ａとＡｇ層３２との間には、意図しないＡｇＳ層が形成されない。Ａｇ層３２の成膜方法にもよるが、Ａｇ層３２の成膜に際してＳイオンが強制的に生成される状況が発生しないことによる。

図２は、反射鏡１０の反射率を説明するチャートであり、実線は具体的な反射鏡１０の実測の反射率を示し、点線はシミュレーションによる反射率を示す。横軸は使用波長であり、縦軸は透過率である。反射鏡１０の構成は、下から順に、ポリカーボネート（ＰＣ）上にまずＡｌ２Ｏ_３及びＬａＴｉＯ_３（Substance H4）を積層し、その上にＺｎＳ、Ａｇ、及びＺｎＳを積層したものであり、仕上げの増反射層３４として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＬａＴｉＯ_３、ＳｉＯ_２、ＬａＴｉＯ_３、及びＳｉＯ_２を順次積層したものとなっている。Ａｇを挟む上下のＺｎＳ層の厚みは、４０ｎｍとした。具体的な反射率については、波長６５０ｎｍ以下の可視域で反射率低下が生じているが、意図しない反応層としてのＡｇＳ層３７の形成が原因と考えられる。つまり、反射鏡１０の反射率を監視することで、ＡｇＳ層３７の有無や厚みを評価することができる。なお、反射鏡１０は赤外波長域で使用されるので、ＡｇＳ層３７が形成されても光学的な性能低下は生じない。

図１に戻って、増反射層３４は、図示を省略するが、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した誘電体多層膜であり、最上層は、低屈折率材料層で形成される。高屈折率材料層３３ａは、例えば１．８以上の屈折率を有し、低屈折率材料層３３ｂは、例えば１．５５以下の屈折率を有する。低屈折率材料層の材料は、ＳｉＯ_２等から選ばれる。高屈折率材料層の材料は、ＬａＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２等から選ばれる。

図３は、変形例の反射鏡１０の断面構造を説明する図である。この場合、反射鏡１０は、下側のＺｎＳ層３１ａとＡｇ層３２との間にＡｇＳ層３５を介在させた構造を有する。

ＡｇＳ層３５は、蒸着法又はイオンアシスト法によって、下側のＺｎＳ層３１ａ上に強制的に成膜することができる。ＡｇＳ層３５は、０．１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚みを有する。なお、ＡｇＳ層３５が１８ｎｍ以上になると密着性の確保が容易でなくなる。蒸着法を用いる場合、ＡｇＳ層３５は、例えばＺｎＳ及びＡｇを同時蒸着することによって形成される。イオンアシスト法（或いはイオンアシスト蒸着法）を用いる場合、下側のＺｎＳ層３１ａ上にＡｇを成膜することにより、下側のＺｎＳ層３１ａとＡｇ層との界面で反応を生じさせてＡｇＳ層３５を形成することができる。蒸着法を用いる場合、下側のＺｎＳ層３１ａ上に、Ｓガス雰囲気下でＡｇを蒸着することによってＺｎＳとＡｇ層との界面で反応を生じさせてＡｇＳ層３５を形成することができる。

図４は、図１又は図３に示す反射鏡１０を組み込んだ測距装置１００の概略的な構造を示す。測距装置１００は、例えば屋内外監視用途や車載用途のレーザーレーダーであり、検出対象の存在や当該検出対象までの距離を検出する。

測距装置１００は、投光部１０１と、受光部１０２と、回転反射部１０３と、制御部１０４と、外装部品１０５とを備える。

投光部１０１は、後述する回転反射部１０３の反射鏡１１０にレーザー光Ｌ１を投射する。投光部１０１は、図示を省略するが、レーザー光源とカップリングレンズとを有する。前者のレーザー光源は、制御部１０４の制御下で動作することによって所定のタイミングでパルス光をレーザー光Ｌ１として射出する。後者のカップリングレンズは、レーザー光源と回転反射部１０３との間の光路上に配置され、レーザー光Ｌ１を平行光又はわずかに発散した発散光とする。レーザー光Ｌ１は、反射鏡１１０で反射され、後述する外装部品１０５の光学窓５３を介して検出対象ＯＢ側、つまり外装部品１０５の外部に射出される。

受光部１０２は、外装部品１０５の光学窓５３を介して入射し、回転反射部１０３の反射鏡１１０で反射された検出対象ＯＢからの反射光Ｌ２を受光する。より詳細には、検出領域内に物体等の検出対象ＯＢがあると、測距装置１００から射出されたレーザー光Ｌ１が検出対象ＯＢで反射され、検出対象ＯＢで反射された光の一部が反射光Ｌ２として測距装置１００の受光部１０２に戻される。受光部１０２は、図示を省略するが、集光レンズとセンサーとを有する。前者の集光レンズは、回転反射部１０３とセンサーとの間の光路上に配置され、この反射光Ｌ２を集光する。後者のセンサーは、高速で動作する１次元又は２次元の光検出デバイスであり、集光レンズを介して反射光Ｌ２を受光し、受光光量や受光位置に対応した信号を制御部１０４に出力する。

回転反射部１０３は、反射鏡１１０と回転駆動部１０３ｂとを有する。回転反射部１０３の反射鏡１１０は、２回反射型のポリゴンミラーであり、第１反射部３ａと第２反射部３ｂとを有する。第１及び第２反射部３ａ，３ｂは、回転軸ＲＸに沿って上下にそれぞれ配置されている。第１及び第２反射部３ａ，３ｂは角錐状又は円錐状の形状を有しており、これらの境界部分に対して略対称となっている。反射鏡１１０において、投光部１０１から投射されたレーザー光Ｌ１は、第１反射部３ａの鏡面に導かれる。第１反射部３ａの鏡面は、入射したレーザー光Ｌ１を反射させ、第２反射部３ｂの鏡面に導く。第２反射部３ｂの鏡面は、入射したレーザー光Ｌ１を反射させ、検出対象ＯＢ側へ導く。検出対象ＯＢで反射された反射光Ｌ２は、レーザー光Ｌ１の経路と逆の経路をたどり、受光部１０２で検出される。つまり、反射鏡１１０は、検出対象ＯＢで反射された反射光Ｌ２を、第２反射部３ｂの鏡面で反射させ、第１反射部３ａの鏡面に導く。続いて、反射光Ｌ２は、第１反射部３ａの鏡面で反射され、受光部１０２側へ導かれる。反射鏡１１０が回転すると、Ｚ軸方向に直交する平面（つまり、ＸＹ面）内において、レーザー光Ｌ１の進行方向が変化する。つまり、レーザー光Ｌ１は、反射鏡１１０の回転に伴って、Ｙ軸方向に沿って走査される。レーザー光Ｌ１によって走査される領域が検出領域となる。

制御部１０４は、投光部１０１のレーザー光源、受光部１０２のセンサー、回転反射部１０３の回転駆動部１０３ｂ等の動作を制御する。また、制御部１０４は、受光部１０２のセンサーで受光した反射光Ｌ２から変換された電気信号から検出対象ＯＢの物体情報を得る。具体的には、センサーにおける出力信号が所定の閾値以上である場合、制御部１０４において、センサーが検出対象ＯＢからの反射光Ｌ２を受光したと判断される。この場合、レーザー光源での発光タイミングとセンサーでの受光タイミングとの差から検出対象ＯＢまでの距離が求められる。また、センサーでの反射光Ｌ２の受光位置等によって検出対象ＯＢの位置、大きさ、形状等の物体情報を求めることができる。

外装部品１０５は、測距装置１００の内蔵部品を覆い、保護するためのものである。外装部品１０５は、蓋状の主外装部５１と、円筒容器状の副外装部５２とを有する。

以下、図５を参照して、図１に示す反射鏡１０の一製造方法について説明する。まず、光学面２１を有する基材２０を形成する（ステップＳ１１）。基材２０を樹脂材料で形成する場合、例えば光学転写面を有する成形型を使用する射出成形を利用することができる。

次に、基材２０の光学面２１上に、蒸着法、イオンアシスト法等の物理蒸着法を利用して追加層３１ｂを成膜する（ステップＳ１２）。蒸着法を用いる場合、図示を省略するが、真空容器内に、成膜材料源としての蒸着源と、複数の基材２０の基板を複数のワークとして真空容器内に支持して回転させる蒸着ホルダーと、蒸着源及び蒸着ホルダー間に配置されて膜厚やその分布を調節する膜厚補正板とを組み込んだものを用いる。イオンアシスト法を用いる場合、真空容器内に、蒸着源、蒸着ホルダー、及び膜厚補正板の他に、成膜時に基材２０又はワークの表面にイオンビームを照射するイオンガンと、イオンを中和させる中和ガンとを組み込んだものを用いる（イオンアシスト法の詳細については、例えば特開２０１１−１８４７０６号公報等に開示されている）。

次に、追加層３１ｂ上に、蒸着法、イオンアシスト法等の物理蒸着法を利用して下側のＺｎＳ層３１ａを成膜し、下地層３１を完成する（ステップＳ１３）。ＺｎＳ層３１ａは、真空容器から出さないで、真空容器中で連続して追加層３１ｂ上に成膜する。なお、以下で成膜するＡｇ層３２、ＺｎＳ層３３、及び増反射層３４も真空容器中で連続して成膜する。このため、真空容器内には、各種蒸着源が配置を入れ替え可能にセットされている。

次に、下側のＺｎＳ層３１ａ上に、蒸着法等の物理蒸着法を利用してＡｇ層３２を成膜する（ステップＳ１４）。Ａｇ層３２は、比較的弱いイオンビームを用いたイオンアシスト法によっても成膜することができ、この場合、ＡｇＳ層３５の形成を抑制できる。

次に、Ａｇ層３２上に、蒸着法、イオンアシスト法等の物理蒸着法を利用して上側のＺｎＳ層３３を成膜する（ステップＳ１５）。この際、上側のＺｎＳ層３３とＡｇ層３２との間に、反応層としてのＡｇＳ層３７が自然に形成される。

次に、上側のＺｎＳ層３３上に、蒸着法、イオンアシスト法等の物理蒸着法を利用して増反射層３４を成膜する（ステップＳ１６）。増反射層３４は、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した構造を有するので、膜厚を制御しながら複数の蒸着源を切り換えつつ順次成膜を行うことになる。

以下、図６（Ａ）を参照して、図３に示す反射鏡１０の一製造方法について説明する。この場合、基材２０の形成（ステップＳ１１）、追加層３１ｂの成膜（ステップＳ１２）、及びＺｎＳ層３１ａの成膜（ステップＳ１３）までは、図５を用いて説明した製法と同じである。

ＺｎＳ層３１ａの成膜後、ＺｎＳ及びＡｇを同時蒸着することによって、ＺｎＳ層３１ａ上に薄いＡｇＳ層３５を強制的に成膜する（ステップＳ２３）。この場合、蒸着用の真空容器内の所定位置にＺｎＳ蒸着源とＡｇ蒸着源とを配置し、両蒸発源に同時に蒸発動作を行わせる。結果的に、下地のＺｎＳ層３１ａ側ではＺｎＳ層が形成されるが、表面に薄いＡｇＳ層３５が形成される。ＡｇＳ層３５の厚みは、０．１ｎｍ〜１０ｎｍ程度である。なお、ＺｎＳとＡｇとを同時蒸着する際には、対象にイオンを照射することができる。つまり、ＺｎＳとＡｇとをイオンアシスト法で同時成膜することができる。

その後は、図５を用いて説明した製法と同様に、Ａｇ層３２を成膜し（ステップＳ１４）、上側のＺｎＳ層３３を成膜し（ステップＳ１５）、増反射層３４を成膜する（ステップＳ１６）。

以下、図６（Ｂ）を参照して、図６（Ａ）に示す製造方法の変形例について説明する。この場合、ＡｇＳ層３５の成膜方法を変更している（ステップＳ３３）。具体的には、ＺｎＳ層３１ａの成膜後、イオンアシスト法によってＺｎＳ層３１ａ上にＡｇを堆積する成膜を行う。これにより、ＺｎＳとＡｇ層３１ａとの界面で反応を生じさせてＡｇＳ層３５を形成する。その後は、イオンガンの動作を停止し、蒸着法によってＡｇ層３２を成膜する（ステップＳ１４）。

以下、図７を参照して、図６（Ａ）に示す製造方法の別の変形例について説明する。この場合も、ＡｇＳ層３５の成膜方法を変更している（ステップＳ４３）。具体的には、ＺｎＳ層３１ａの成膜後、ＺｎＳ層３１ａ上にＳガス雰囲気下でＡｇを堆積する成膜を行う。これにより、ＡｇとＳとを反応させてＡｇＳ層３５を形成する。その後は、Ｓガスの供給を停止して真空容器内を減圧し、蒸着法によってＡｇ層、ＺｎＳ層、Ａｌ_２Ｏ_３、ＬａＴｉＯ_３（Substance H4）３２等を成膜する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。

以上のように、実施形態の反射鏡１０では、基材２０側である下側のＺｎＳ層３１ａの厚みが１８ｎｍ以下であるので、ＺｎＳ層３１ａによって応力のバランスが崩れることを抑制でき、或いはＡｇ層３２の結晶性が劣化することを抑制でき、ＺｎＳ層３１ａとＡｇ層３２との接着性又は密着性を向上させ、反射鏡１０の耐久性を向上させることができる。また、光反射用のＡｇ層３２を一対のＺｎＳ層３１ａ，３３で挟んだ構造を有するので、反射鏡１０の反射率を高く保持することができる。

〔実施例〕
以下、本発明に係る反射鏡の具体的な実施例について説明する。

基材２０の材料として、ポリカーボネート（ＰＣ）を用い、成膜の対象すなわちワークとした。なお、比較例として、ガラス（Ｇｌａｓｓ）を用いた場合、具体的な材料はコーニング７０５９であった。

基材２０上に、下地層３１として、下側のＺｎＳを成膜し、必要に応じて密着層としてのＡｌ_２Ｏ_３やＬａＴｉＯ_３（Substance H4）を成膜した。具体的には、蒸着装置としてオプトラン社製のＧＥＮＥＲ−１３００を用いて、基材に対し下記のとおり反射膜を形成した。

より具体的に説明すると、基材としては、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のポリカーボネート（ＰＣ）Ｈ−３０００Ｒを用い、直径３０ｍｍで厚さ３ｍｍに成形したものを使用した。基材は、想定される実際の製品の被成膜面（反射面）が蒸着入射角度４５度に位置するため、蒸着源に直交する面または蒸着ホルダーの支持面に対して４５度傾けた状態で設置した。

Ａｇ層を形成する場合、Ａｇをモリブデン製抵抗加熱ボートに装填した。真空槽又は真空容器を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、モリブデン製抵抗加熱ボートに通電加熱（予備加熱）し、その後抵抗加熱ボートの通電加熱条件を適宜調整しながら予備加熱より高い温度で本加熱して形成速度１６．０ｎｍ／秒で蒸着し、所定の層厚となるようにＡｇ層（反射層）を形成した。なお、予備加熱（条件）として、１０秒で２００Ａまで上昇させ１０秒間保持し、１０秒で２７０Ａまで上昇させ５秒間保持し、５秒で２９０Ａまで上昇させ８５秒間保持した。

下地層としてＡｌ_２Ｏ_３層を形成する場合、メルク製Ａｌ_２Ｏ_３を銅製坩堝に装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、電子銃にて加熱し、電子銃の通電加熱条件を適宜調整して形成速度５．０ｎｍ／秒で蒸着し、層厚６０ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３層（密着層の第１層）を形成した。蒸着中は１．５×１０^−２Ｐａに達するまでＯ_２を導入した。

下地層としてＬａＴｉＯ_３層を形成する場合、メルク製ＬａＴｉＯ_３（Substance H4）を銅製坩堝に装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、電子銃にて加熱し、電子銃の通電加熱条件を適宜調整して形成速度４．０ｎｍ／秒で蒸着し、所定の層厚となるようにＬａＴｉＯ_３層（密着層の第２層）を形成した。

密着層としてのＡｌ_２Ｏ_３層やＬａＴｉＯ_３層の形成ではＩＡＤ（Ion Assisted Deposition）を使用した。ＩＡＤ条件は表１のとおりとした。
〔表１〕

増反射膜としてＬａＴｉＯ_３層を形成する場合、メルク製ＬａＴｉＯ_３（Substance H4）を銅製坩堝に装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、電子銃にて加熱し、電子銃の通電加熱条件を適宜調整して形成速度４．０ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１ｎｍのＬａＴｉＯ_３層（増反射層の第２層）を形成した。蒸着に際して、ＩＡＤ（Ion Assisted Deposition）を使用した。ＩＡＤ条件は表１のとおりとした。

増反射膜としてＡｌ_２Ｏ_３層を形成する場合、Ａｌ_２Ｏ_３を銅製坩堝に装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、電子銃にて加熱し、電子銃の通電加熱条件を適宜調整して形成速度４．０ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３層（増反射層の第１層）を形成した。蒸着に際して、ＩＡＤ（Ion Assisted Deposition）を使用した。ＩＡＤ条件は表１のとおりとした。

介在層又は上側層としてＺｎＳ層を形成する場合、メルク製ＺｎＳをモリブデン製抵抗加熱ボートに装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、抵抗加熱ボートに通電加熱し、抵抗加熱ボートの通電加熱条件を適宜調整して形成速度４．０ｎｍ／秒で蒸着し、所定の層厚でＺｎＳ層（密着層）を形成した。

増反射膜としてＳｉＯ_２層を形成する場合、メルク製ＳｉＯ_２を銅製坩堝に装填した。真空槽を１×１０^−４Ｐａまで減圧した後、電子銃にて加熱し、電子銃の通電加熱条件を適宜調整して形成速度８．０ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１５ｎｍのＳｉＯ_２層（増反射層の第３層）を形成した。

下地層である密着層の第２層、並びに、増反射層の第２層と同様にして、層厚７５ｎｍのＬａＴｉＯ_３層（増反射層の第４層）を形成した。

増反射層の第３層と同様にして、層厚３０ｎｍのＳｉＯ_２層（増反射層の第５層）を形成した。

なお、比較例１として、Ａｇ層３２上に、蒸着法を用いてＭｇＦ_２層を形成し、その上に蒸着法を用いて上側のＺｎＳ層３３を成膜した。

以下の表２に、具体的な実施例１〜６及び比較例１〜３の膜構成と膜特性とを列挙した。「膜構成」の欄において、材料の後のカッコ内は膜厚（ｎｍ）を示し、カッコが無いものは膜厚が極めて薄いことを示す。表２中で、「密着性」の欄は、テープテストの結果を示す。テープテストは、粘着面を設けたテープを反射膜に一旦貼り付けた後に剥がす実験であり、反射膜が全面で剥離する場合を「×」とし、反射膜の半分が残っている場合を「△」とし、反射膜の剥離が無い場合を「○」とした。また、表２中で、「７０℃９０％、３ｗｅｅｋ」の欄は、加速試験の結果を示す。具体的には、反射鏡を高温多湿な、温度７０℃、相対湿度９０％の環境に置き、３週間保持した。上記加速試験のため、反射鏡の雰囲気温度や雰囲気湿度を調整する環境試験装置を用いた。結果の記号「△」は、１０日で数百μｍの斑点状の外観異常が３個以上発生している場合を示し、結果の記号「○」は、４２日で斑点状の外観異常が発生しなかった場合を示す。「８７０ｎｍ、反射率（％）」の欄は、加速試験後の透過率を示す。測定光の波長は８７０ｎｍであった。
〔表２〕

その他、参考的な実験を行った。膜構成は、
（１）ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ａｇ／ＺｎＳ（４０ｎｍ）／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＰＣ、
（２）ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＺｎＳ（４０ｎｍ）／Ａｇ／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＰＣ、
（３）ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＺｎＳ（４０ｎｍ）／Ａｇ／ＺｎＳ（４０ｎｍ）／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＰＣ、
（４）ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／ＳｉＯ_２／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＺｎＳ（４０ｎｍ）＿ＩＡＤ／Ａｇ／ＺｎＳ（４０ｎｍ）＿ＩＡＤ／ＬａＴｉＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／ＰＣ
の４種類を準備した。以上の膜構成で特に示さないものは蒸着によって成膜し、ＩＡＤを付したものは、イオンアシスト法又はイオンアシスト蒸着法によって成膜した。膜構成（１）では、Ａｇ層と下側のＺｎＳ層との間で剥離が生じた。また、膜構成（２）では、Ａｇ層と下側のＬａＴｉＯ_３層との間で剥離が生じた。膜構成（３）及び（４）では、Ａｇ層と下側のＺｎＳ層との間で剥離が生じた。なお、表２の実施例５については、Ａｇ層の下側のＺｎＳ層の膜厚を１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍと変化させてテープテストを行った。図８（Ａ）は、下側のＺｎＳ層の膜厚が１０ｎｍの場合を示し、図８（Ｂ）は、下側のＺｎＳ層の膜厚が２０ｎｍの場合を示し、図８（Ｃ）は、下側のＺｎＳ層の膜厚が４０ｎｍの場合を示す。この結果から、Ａｇ層の下側のＺｎＳ層が厚いと剥離が生じやすいことが分かり、特に下側のＺｎＳ層が２０ｎｍ未満であることが望ましいといえる。これは、ＺｎＳ層が厚いとＺｎＳ層に応力が残留して応力バランスが崩れＡｇ層／ＺｎＳ層間の剥離が生じ易くなると考えられる。一方、Ａｇ層と上側のＺｎＳ層との間には、反応層としてＡｇＳ層が自然に形成され、密着性が高まったと考えられる。

以上、本発明に係る反射鏡、その製造方法等を実施形態又は実施例に即して説明したが、本発明に係る反射鏡等は、上記した具体例に限定されるものではない。

例えば下地層３１の追加層３１ｂは、Ａｌ_２Ｏ_３やＬａＴｉＯ_３に限らず、基材２０の素材や反射鏡１０の用途に応じて適宜変更できる。また、増反射層３４の膜構成も、例示のものに限らず、用途や仕様に応じて様々なものとできる。

下地層３１の追加層３１ｂや増反射層３４は、蒸着やイオンアシスト法に限らず、他の成膜方法によって形成することができる。具体的には、スパッタリング法、ＲＦ蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム（Ionized Cluster Beam）蒸着法、プラズマイオンビーム蒸着法等によって形成することができる。

反射鏡１０は、測距装置１００に限らず、赤外線用ミラー等、様々な用途に用いることができる。

３ａ，３ｂ…反射部、 １０…反射鏡、 ２０…基材、 ２１…光学面、 ３０…反射膜、 ３１…下地層、 ３１ａ…ＺｎＳ層、 ３２…Ａｇ層、 ３３…ＺｎＳ層、 ３４…増反射層、 ３５…ＡｇＳ層、 ３７…ＡｇＳ層、 ５３…光学窓、 １００…測距装置、 １０１…投光部、 １０２…受光部、 １０３…回転反射部、 １０５…外装部品、 Ｌ１…レーザー光、 Ｌ２…反射光、 ＯＢ…検出対象

Claims (10)

1. 光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を有し、
   前記一対のＺｎＳ層のうち基材側である下側のＺｎＳ層の厚みが１８ｎｍ以下であることを特徴とする反射鏡。
2. 前記下側のＺｎＳ層と前記Ａｇ層との間にＡｇＳ層を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
3. 蒸着法又はイオンアシスト法によって、ＺｎＳ、Ａｇ、及びＺｎＳの順番で成膜を行うことを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の反射鏡。
4. 蒸着法又はイオンアシスト法によって、ＺｎＳ、ＡｇＳ、Ａｇ、及びＺｎＳの順番で成膜を行うことを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の反射鏡。
5. 前記ＡｇＳ層は、ＺｎＳ及びＡｇを同時蒸着することによって形成されることを特徴とする請求項２に記載の反射鏡。
6. イオンアシスト法によって前記ＺｎＳ層上にＡｇを堆積する成膜を行うことにより、前記ＺｎＳと前記Ａｇ層との界面で反応を生じさせて前記ＡｇＳ層を形成することを特徴とする請求項２に記載の反射鏡。
7. 前記ＺｎＳ上にＳガス雰囲気下でＡｇを蒸着することによってＡｇとＳとを反応させて前記ＡｇＳ層を形成することを特徴とする請求項２に記載の反射鏡。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の反射鏡と、
   前記反射鏡に計測光を入射させる光源とを備える測距装置。
9. 前記光源は、波長８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の赤外波長域内の計測光を発生することを特徴とする請求項８に記載の反射鏡。
10. 光反射用のＡｇ層を一対のＺｎＳ層で挟んだ構造を形成する反射鏡の製造方法であって、
    前記一対のＺｎＳ層のうち基材側である下側のＺｎＳ層の厚みが１８ｎｍ以下とすることを特徴とする反射鏡の製造方法。

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