(57)【要約】【課題】本件発明は、簡易な手法で、有害光の発生を十分に抑制することのできる光学素子を提供することを課題とする。【解決手段】上記課題を解決するため、結像に寄与する有効光束を通過させる光学有効領域１２、１３と、その外側の非光学有効領域１４とを有する光学素子であって、基材１１の非光学有効領域１４上に、入射光に対して不透明な遮光層２１と、屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層２２とが当該順序で積層されたことを特徴とする光学素子１０を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像に寄与する有効光束を通過させる光学有効領域と、その外側の非光学有効領域とを有する光学素子であって、
基材の当該非光学有効領域上に、入射光に対して不透明な遮光層と、屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層とが当該順序で積層されたことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記低屈折率層は、シリカから成る外殻部内に中空部を備えた中空シリカ粒子を含み、当該中空シリカ粒子がバインダにより結着されている請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記基材の非光学有効領域上に、屈折率が１．３５〜２．５の透明材料から成る薄膜を一層以上積層した下地層を備え、当該下地層上に前記遮光層及び前記低屈折率層が積層される請求項１又は請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記下地層において、その最表面に配置される薄膜は、無機酸化物、無機弗化物、オルガノシラン及び有機樹脂のうちいずれか一種からなる請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記下地層は、前記最表面に配置される薄膜の下層に、屈折率が１．３５〜２．５の無機透明材料から成る薄膜を一層以上積層した多層膜からなる請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記低屈折率層において、前記中空シリカの外表面がバインダにより被覆され、互いに結着された中空シリカ粒子間に空隙部が設けられている請求項２に記載の光学素子。
【請求項７】
前記遮光層は入射した光を吸収する吸光層であり、当該遮光層の平均吸光係数βが１．０×１０４ｍ−１以上である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記遮光層の屈折率が１．４〜１．８である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学有効領域上に前記低屈折率層が設けられる請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記遮光層と前記低屈折率層との間、又は、前記低屈折率層の表面に機能層を備える請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は光学素子に関し、特に、ゴーストやフレアの原因となる有害光の発生を抑制可能な光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置等の撮像光学系の高性能化が進展し、撮像光学系を構成するレンズ（光学素子）の加工精度も向上している。このため、近年のレンズは光学有効領域（例えば、レンズ面の有効径内の領域）の外側（例えば、コバ部、以下非光学有効領域）についても、高い精度で加工されている。レンズに入射した光がこの非光学有効領域に進入した場合、撮像光学系内部で複雑に反射して有害光（迷光）となり、画像にいわゆるゴーストやフレア等が生じる原因の一つとなっている。
【０００３】
そこで、ゴーストやフレア等による画質低下を防止するために、例えば、非光学有効領域に墨塗りを施したり、粗面を形成するなどして、非光学有効領域において入反射する光を遮ることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、墨塗りを非光学有効領域に施す方法は簡易であるが、非光学有効領域に入射した光を墨塗膜により完全に遮断することは困難であり、墨塗膜によりその一部が反射して有害光になる場合がある。また、粗面を形成する方法においても、粗面だけでは入射光を十分に散乱させることができず、その一部が反射して有害光になる場合がある。従って、本件発明は、簡易な手法で、有害光の発生を十分に抑制することのできる光学素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、鋭意研究を行った結果、レンズ等の光学素子の非光学有効領域に、下記の遮光層と、低屈折率層とを設けることにより、上記課題を解決するに到った。
【０００７】
本件発明に係る光学素子は、結像に寄与する有効光束を通過させる光学有効領域と、その外側の非光学有効領域とを有する光学素子であって、基材の当該非光学有効領域上に、入射光に対して不透明な遮光層と、屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層とが当該順序で積層されることを特徴とする。
【０００８】
本件発明に係る光学素子において、前記低屈折率層は、シリカから成る外殻部内に中空部を備えた中空シリカ粒子を含み、当該中空シリカ粒子がバインダにより結着されていることが好ましい。
【０００９】
本件発明に係る光学素子において、前記基材の非光学有効領域上に、屈折率が１．３５〜２．５の透明材料から成る薄膜を一層以上積層した下地層を備え、当該下地層上に前記遮光層及び前記低屈折率層が積層されることが好ましい。
【００１０】
本件発明に係る光学素子では、前記下地層において、その最表面に配置される薄膜は、無機酸化物、無機弗化物、オルガノシラン及び有機樹脂のうちいずれか一種からなることが好ましい。
【００１１】
本件発明に係る光学素子において、前記下地層は、前記最表面に配置される薄膜の下層に、屈折率が１．３５〜２．５の無機透明材料から成る薄膜を一層以上積層した多層膜からなることが好ましい。
【００１２】
本件発明に係る光学素子では、前記低屈折率層において、前記中空シリカの外表面がバインダにより被覆され、互いに結着された中空シリカ粒子間に空隙部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
本件発明に係る光学素子において、前記遮光層は入射した光を吸収する吸光層であり、当該遮光層の平均吸光係数βが１．０×１０４ｍ−１以上であることが好ましい。
【００１４】
本件発明に係る光学素子において、前記遮光層の屈折率が１．４〜１．８であることが好ましい。
【００１５】
本件発明に係る光学素子において、前記光学有効領域上に前記低屈折率層が設けられることが好ましい。
【００１６】
本件発明に係る光学素子において、前記遮光層と前記低屈折率層との間、又は、前記低屈折率層の表面に機能層を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本件発明に係る光学素子は、基材の光学有効領域の外側の非光学有効領域上に入射光に対して不透明な遮光層を設け、当該遮光層上に屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層を設けているため、低屈折率層により非光学有効領域に入射した光が反射するのを抑制すると共に、遮光層により入射光が透過するのを遮断することができ、ゴーストやフレアなどの原因となる有害光の発生を十分に抑制することができる。また、本件発明では、遮光層として従来公知の墨塗膜を採用することができ、且つ、低屈折率層を湿式成膜法により成膜すれば、非光学有効領域の形状が複雑であっても、遮光層及び低屈折率層の成膜性を良好なものとすることができる。従って、本件発明によれば、簡易な方法で有害光の発生を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本件発明に係る光学素子の一例を示す側断面図である。
【図２】本実施の形態の内面反射防止膜の層構成を示す模式図である。
【図３】低屈折率層の構成材料である中空シリカの構造を示す模式図（ａ）と、低屈折率層の構成を示す模式図（ｂ）である。
【図４】実施試料１〜実施試料３および実施試料５〜実施試料７の光学素子の非光学有効領域の一部を示す概略模式図である。
【図５】実施試料４の光学素子の非光学有効領域の一部を示す概略模式図である。
【図６】比較試料１−１〜比較試料１−３の光学素子の非光学有効領域の一部を示す概略模式図である。
【図７】比較試料２−１の光学素子の非光学有効領域の一部を示す概略模式図である。
【図８】実施試料１及び比較試料１−１の反射特性を示す図である。
【図９】実施試料２及び比較試料１−２の反射防止特性を示す図である。
【図１０】実施試料３及び比較試料１−３の反射防止特性を示す図である。
【図１１】実施試料４の反射防止特性を示す図である。
【図１２】実施試料５の反射防止特性を示す図である。
【図１３】実施試料６の反射防止特性を示す図である。
【図１４】実施試料７の反射防止特性を示す図である。
【図１５】比較試料１−１及び比較試料２−１の反射防止特性を示す図である。
【図１６】比較試料１−１及び比較試料２−１に対して、基材の他面側から光を照射したときの反射防止特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明に係る光学素子の実施の形態を説明する
【００２０】
１．光学素子１０
まず、光学素子１０について説明する。本件発明は、レンズ、プリズム（色分解プリズム、色合成プリズム等）、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、カットフィルタ（赤外線用、紫外線用等）などの撮像光学系、投影光学系等の種々の光学系を構成する種々の光学素子１０に適用することができ、光学素子１０の種類に限定があるものではない。本件発明に係る光学素子１０の基材１１はガラス製であってもよいし、プラスチック製であってもよく、光学材料を用いて形成されたものであればその材質に特に限定はない。
【００２１】
図１に、光学素子１０の一例として凹メニスカスレンズを示す。光学素子１０は、一般に、結像に寄与する有効光束を通過させる光学有効領域１２、１３と、その外側の非光学有効領域１４とを備えている。ここで、光学有効領域１２，１３は、光学素子１０の光学面のうち上記有効光束を通過させたときの光路の最大径と、光学面とが交わる領域を指す。また、非光学有効領域１４は、一般にコバ面又はコバ部と称される領域に該当する。なお、図１に示す光学有効領域１２、１３及び非光学有効領域１４の形状、範囲等は一例に過ぎず、光学素子１０の光学的特性及びその具体的な形状等に応じて、光学有効領域及び非光学有効領域の形状、範囲等は適宜変化する。
【００２２】
本件発明では、図２に示すように、光学素子１０の基材１１の非光学有効領域１４上に遮光層２１と、低屈折率層２２とを当該順序で積層したことを特徴とし、非光学有効領域上に設けた下地層３０、３１上にこれらの遮光層２１及び低屈折率層２２を積層してもよい。但し、下地層３０、３１は、例えば、光学有効領域１３、１４に隣接する非光学有効領域１４の一部の領域に設けてもよいし、非光学有効領域１４の全面に設けてもよい。図２には、非光学有効領域１４の一部に下地層３０、３１が設けられた例を示している。また、本件発明に係る光学素子１０は、図２に示すように、低屈折率層２２の表面に、さらに機能層２３を備えてもよいし、又、図示は省略したが遮光層２１と低屈折率層２２との間に他の機能層を設けてもよい。以下では、基材１１の非光学有効領域１４上に設けられた遮光層２１及び低屈折率層２２を含む少なくとも二層の積層体を内面反射防止膜２０と称する。
【００２３】
また、本実施の形態の光学素子１０は、図４に示すように、基材１１の両面の光学有効領域１２、１３上にそれぞれ下地層３０、３１を備えている。さらに、基材１１の一方の面側に設けられた下地層３０の表面は低屈折率層２２によりその全面が被覆されている。この一方の面側に設けられた下地層３０と低屈折率層２２との積層体と、他方の面側に設けられた下地層３１とは、それぞれ反射防止膜として機能する。以下、内面反射防止膜２０、反射防止膜（符号略）の順に、各膜の層構成について説明する。
【００２４】
２．内面反射防止膜２０
まず、内面反射防止膜２０について説明する。当該内面反射防止膜２０は、光学素子１０の基材１１の非光学有効領域１４に設けられ、非光学有効領域１４に入射した光が反射し、ゴーストやフレア等の有害光が発生するのを抑制する。本実施の形態の内面反射防止膜２０は、上述した通り、遮光層２１及び低屈折率層２２に加えて、下地層３０、３１と機能層２３とを備えている。下地層３０、３１及び機能層２３は、必要に応じて設けられる任意の層である。また、機能層２３は、低屈折率層２２の表面だけではなく、遮光層２１と低屈折率層２２との間に設けられていてもよい。
【００２５】
（１）遮光層２１
まず、遮光層２１について説明する。遮光層２１は基材１１の非光学有効領域１４上に設けられた入射光に対して不透明な層である。当該遮光層２１は、入射光に対して不透明な層とすることができれば、どのような構成であってもよいが、例えば、入射光を吸収してエネルギーに変換する物質（以下、光吸収物質）を含む吸光層とすることができる。光吸収物質として、具体的には、当該光学素子１０が使用する光の波長域が４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光域〜近赤外域である場合、カーボン、黒色顔料、黒色染料などの可視光域及び近赤外域の波長の光の吸収率が高い物質を用いることができる。これらの光吸収物質をエポキシ樹脂等のバインダ成分（樹脂成分）と共に溶剤に溶解又は分散させた塗布液を調製し、当該塗布液を当該光学素子１０の非光学有効領域１４の表面に塗布して塗膜を形成し、その後、乾燥等の工程を経ることにより遮光層２１を形成することができる。例えば、一般に、レンズやレンズ鏡筒内に、いわゆる墨塗りを施す際に用いる市販の内面反射防止塗料を塗布液として用いることができ、その塗膜を遮光層２１とすることができる。
【００２６】
当該遮光層２１の平均吸光係数βは、１．０×１０４ｍ−１以上であることが好ましい。更に、内面反射の防止効果がより高くなるという観点から、当該吸光係数βは１．０×１０５ｍ−１以上であることがより好ましい。
【００２７】
また、当該遮光層２１の屈折率は、光学素子１０の基材１１の屈折率との差が小さいことが好ましい。具体的には、光学素子１０の基材１１の屈折率は、一般に、１．４〜２．１程度であることから、当該遮光層２１の屈折率は１．４〜１．８であることが好ましい。ここで、当該遮光層２１の屈折率は、当該遮光層２１を構成する各成分（光吸収物質等及びバインダ成分）の屈折率及びその配合比率により決まる。当該遮光層２１内のバインダ成分の比率が高くなると、当該遮光層２１の屈折率及び吸光係数は低下するが、その強度は向上する。一方、当該遮光層２１内のバインダ成分の比率が低くなると、当該遮光層２１の屈折率及び吸光係数は高くなるが、その強度は低下する。
【００２８】
（２）低屈折率層２２
次に、低屈折率層２２について説明する。低屈折率層２２は、屈折率が１．１５〜１．３５の層であり、光学干渉作用により入射した光の反射を抑制する反射防止膜として機能する。当該低屈折率層２２は、例えば、中空シリカ粒子、多孔質シリカ（ナノポーラスシリカ）等の粒子内に空隙を有する低屈折率材料をバインダにより結着した層、或いは、上記範囲内の屈折率を有する材料からなる層とすることができる。本件発明では、特に、低屈折率層２２を、図３に模式的に例示するように、中空シリカ粒子２２１がバインダ２２２（結着材）により互いに結着された中空シリカ層とすることが好ましい。以下、当該低屈折率層２２が中空シリカ層であるものとして、当該低屈折率層２２の構成を具体的に説明する。
【００２９】
（ａ）中空シリカ粒子２２１
まず、中空シリカ粒子２２１について説明する。本件発明において、中空シリカ粒子２２１とは、シリカから成る外殻内に中空部を備えたコアシェル構造（バルーン構造）を有するシリカの一次粒子を指す。また、一次粒子とはこのシリカの粒子が他の粒子と凝集していない状態にあるものを指す。具体的には、図３（ａ）に模式的に示すように、シリカから成る外殻部２２１ａと、この外殻部２２１ａに周囲が完全に囲まれた中空部２２１ｂとから構成されたシリカ粒子を指す。低屈折率層２２の層構成材料として、このコアシェル構造を有する中空シリカ粒子２２１を主たる材料として採用することにより、低屈折率層２２の屈折率をシリカ自体の屈折率（１．４８）よりも低減することができる。また、シリカ粒子内に細孔を多数有する上記多孔質シリカの集合体から構成された多孔質シリカ層等と比較した場合、本件発明では、中空部２２１ｂが外殻部２２１ａにより完全に包囲された中空シリカを用いるため、シリカ粒子自体の強度が高く、耐久性に優れた膜を得ることができる。更に、中空シリカ粒子２２１の内部に液体等が侵入しないため、湿式成膜法により成膜する場合であっても、シリカ内部の中空部２２１ｂが樹脂材料等により充填される恐れがなく、材料自体の空隙率を維持して、屈折率が増加するのを防止することができる。
【００３０】
平均粒径Ｄ５０：  当該中空シリカ粒子２２１の平均粒径Ｄ５０は１００ｎｍ以下であることが求められ、８５ｎｍ以下であることが好ましく、６５ｎｍ以下であることがより好ましい。中空シリカ粒子２２１の平均粒径Ｄ５０が１００ｎｍを超える場合、入射光の散乱（ヘイズ）が発生する場合があるため好ましくない。また、中空シリカ粒子２２１の平均粒径が１００ｎｍを超える場合、低屈折率層２２の物理膜厚を数ｎｍ単位で精密に制御することが極めて困難になる。膜厚にバラツキが生じると、当該低屈折率層２２の反射防止性能にバラツキが生じる恐れがあり、好ましくない。
【００３１】
（ｂ）バインダ２２２
次に、バインダについて説明する。図３に示すように、低屈折率層２２は、中空シリカ粒子２２１がバインダ２２２により互いに結着されて層を成している。この際、中空シリカ粒子２２１の外表面がバインダ２２２により被覆されると共に、この中空シリカ粒子２２１の外表面を被覆したバインダ２２２により中空シリカ粒子２２１が互いに結着されていることが好ましい。
【００３２】
バインダ２２２は樹脂材料から成ることが好ましく、当該バインダ２２２を構成する樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー等或いはこれらの単量体化合物を挙げることができる。これらの樹脂材料は紫外線硬化性、常温硬化性、又は熱硬化性の化合物であることが好ましい。
【００３３】
（ｃ）空隙部２２３
本件発明において、低屈折率層２２内には図３（ｂ）に示すように互いに結着されたシリカ粒子２２１間に空隙部２２３が設けられることが好ましい。低屈折率層２２内に、中空シリカ粒子２２１の内部に存在する中空部２２１ｂと共に、当該中空シリカ粒子２２１間に、バインダ２２２により囲まれた空隙部２２３を設けることにより、低屈折率層２２内の空隙率を増加させ、当該低屈折率層２２の屈折率をシリカ自体の屈折率よりも更に低くすることができ、反射防止性能のより高い層とすることができる。また、本実施の形態のように、空隙部２２３をバインダ等により充填しなくとも、当該中空シリカ粒子２２１の外表面を被覆するバインダ２２２を介して中空シリカ粒子２２１同士を結着させることにより、中空シリカ粒子２２１同士の密着性を向上することができ、且つ、個々の中空シリカ粒子２２１と遮光層２１との密着性を向上することができる。また、中空シリカ粒子２２１自体はシリカからなる外殻部２２１ａにより囲まれているため、低屈折率層２２の外表面を樹脂等により被覆しなくとも、耐擦傷性や耐久性に優れた層とすることができる。
【００３４】
（ｄ）中空シリカ粒子２２１及びバインダ２２２の体積率
ここで、低屈折率層２２において中空シリカ粒子２２１及びバインダ２２２が層内に占める体積は、３０体積％以上９９体積％以下であることが好ましい。ここでいう中空シリカ粒子２２１が占める体積とは、低屈折率層２２において、中空シリカ粒子２２１の外殻部２２１ａと、この中空部２２１ｂに囲まれる中空部２２１ｂとを含む中空シリカ球の全体積を意味する。低屈折率層２２において中空シリカ粒子２２１及びバインダ２２２が占める体積が３０体積％未満である場合、低屈折率層２２の耐久性や耐擦傷性が低下するため好ましくない。一方、低屈折率層２２において中空シリカ粒子２２１が占める体積が９９体積％を超える場合、低屈折率層中の前述した空隙部２２３の体積が小さくなり低屈折率層２２の屈折率が所望の特性に及ばなくなるという観点から、低屈折率層２２において中空シリカ粒子２２１が占める体積は９０体積％以下であることがより好ましい。
【００３５】
（ｅ）屈折率
当該低屈折率層２２の屈折率は、上述したとおり１．１５以上１．３５以下であることが求められる。低屈折率層２２の屈折率が１．１５未満の場合、中空シリカ層から成る低屈折率層２２の場合、層内の空隙率が高くなり過ぎ、低屈折率層２２の耐久性等が低下するため、好ましくない。当該観点から、低屈折率層２２の屈折率は１．１７以上であることがより好ましい。一方、低屈折率層２２の屈折率が１．３５を超える場合は、設計中心波長における反射率が高くなるため好ましくない。従って、当該観点から、低屈折率層２２の屈折率は上記範囲内において低い方が好ましく、１．３２以下であることがより好ましく、１．３０以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
（ｆ）膜厚
また、低屈折率層２２の物理膜厚は、８０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。低屈折率層２２の物理膜厚が８０ｎｍ未満である場合や２４０ｎｍを超える場合、可視光域および近赤外域の波長の光に対して上記位相変化を適切な値とすることが困難になり、当該低屈折率層２２の反射防止性能が低下する恐れがあるため、好ましくない。
【００３７】
（ｇ）成膜方法
次に、当該低屈折率層２２の成膜方法について説明する。低屈折率層２２は、湿式成膜法により成膜される。湿式成膜法としては、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法等を適宜採用して、非光学有効領域１４に塗膜を形成することができる。但し、当該塗膜を形成する前に、遮光層２１の表面にプラズマ処理等の塗布液の濡れ性を向上させる等の、必要な前処理を適宜施した上で、塗膜を形成してもよいのは勿論である。
【００３８】
また、本件発明においては、上記塗膜を形成した後、例えば、高温の真空オーブン等に当該塗膜が形成された光学素子１０を入れて、バインダ２２２を構成する樹脂材料の熱軟化点以上の温度で加熱することがより好ましい。これにより、中空シリカ粒子２２１同士が互いに弱い結合力を保ちながらその位置を移動させ、塗膜内において当該中空シリカ粒子２２１を再配列させることができ、中空シリカ粒子２２１間に働く力により当該中空シリカ粒子２２１の配列を規則的なものとすることができる。加熱温度を当該樹脂材料のガラス転移点以上の温度とすることにより、塗膜内における中空シリカ粒子２２１の再配列を進行させることが容易になる。但し、加熱温度は、樹脂材料の熱分解温度以下とする必要がある。バインダ２２２を構成する樹脂材料が分解した場合、中空シリカ粒子２２１を互いに結着させることができなくなる恐れがある他、バインダ２２２が変色し、反射防止性能が低下するためである。
【００３９】
（３）積層順序
本件発明では、非光学有効領域１４の表面に遮光層２１、低屈折率層２２の順序でこれらの層を積層する。これは、次の理由による。基材１１の屈折率は、上述したとおり、一般に、１．４〜２．１の範囲内の値である。また、遮光層２１の屈折率は１．４〜１．８の範囲内であることが好ましく、低屈折率層２２の屈折率は１．１５〜１．３５の範囲内であることが好ましい。従って、基材１１の屈折率と遮光層２１の屈折率との差は、基材１１の屈折率と低屈折率層２２の屈折率との差よりも小さく、空気の屈折率と遮光層２１の屈折率との差は、空気の屈折率と低屈折率層２２の屈折率との差よりも大きい。光学的多層構造を有する反射防止膜では、入射光の媒質の屈折率と、その界面側の層の屈折率との差が小さい方が好ましい。従って、非光学有効領域１４上に遮光層２１、低屈折率層２２の順序でこれらの層を積層することにより、非光学有効領域１４に対して直接入射した光、基材１１の内部から非光学有効領域１４に入射した光のいずれについても反射率を低くすることができて好ましい。一方、基材１１の非光学有効領域１４に低屈折率層２２、遮光層２１の順序でこれらの層を積層させた場合、基材１１の内部から入射した光に対し、基材１１の屈折率と低屈折率層２２の屈折率との差が、基材１１の屈折率と遮光層２１の屈折率との差よりも大きくなる場合がある。従って、積層順序を逆にした場合、非光学有効領域１４に対して直接入射した光については、遮光層２１及び低屈折率層２２のうちいずれか一層のみを設けたときよりも、反射率を低下させる効果が得られる場合もあるが、基材１１の内部から非光学有効領域１４に入射した光については、逆に反射率が高くなる場合がある。従って、基材１１の非光学有効領域１４の表面に低屈折率層２２、遮光層２１の順に積層した内面反射防止膜２０の場合、本来の目的とする内面反射を有効に抑制することができず、低屈折率層２２を設ける意義が没却するばかりか、遮光層２１のみを備える場合と比較すると、逆に有害光が発生する恐れが高くなり、好ましくない。
【００４０】
また、非光学有効領域１４は複数の面を含み、その形状は複雑であることが多い。従って、遮光層２１上に低屈折率層２２を設けることは、成膜上の観点からも好ましい。この点について、図４を参照しながら、具体的に説明する。図４に示す凹メニスカスレンズの非光学有効領域１４は、側断面視において所定の角度又は所定の曲率を有する角状の部分（以下、角状部）を有する。また、基材１１上には非光学有効領域１４の一部と光学有効領域１２，１３の全面に亘って当該凹メニスカスレンズの光学特性を調整するための下地層３０、３１が形成されている。一方、低屈折率層２２は、中空シリカ粒子２２１を含み、一次粒子を被覆する樹脂被膜によってこの一次粒子同士を結着している。このため、非光学有効領域１４の表面に低屈折率層２２を直接設けた場合、この角状部に中空シリカ粒子２２１を密着させることが困難であり、中空シリカ粒子２２１が一部脱落する恐れがある。一方、従来の墨塗膜に代表されるように、遮光層２１を光学面と外周面との境界の角状部に形成することは比較的容易である。また、遮光層２１に含まれる樹脂等のバインダ成分は、低屈折率層２２のバインダ２２２を構成する樹脂材料との密着性も良好である。従って、光学素子１０の非光学有効領域１４の表面に、遮光層２１を設けた上で、低屈折率層２２を当該遮光層２１の表面に形成することにより、当該遮光層２１を低屈折率層２２を非光学有効領域１４の表面に密着させるための密着層として機能させることができる。このため、光学素子１０の非光学有効領域１４に複数の面が含まれ、その形状が複雑である場合であっても、各面の境界の部分にも低屈折率層２２を良好に密着させることができるため、当該境界の部分に入射した光についても反射を抑制することができ、有害光の発生を十分に抑制することができる。
【００４１】
（４）機能層２３
次に、機能層２３について説明する。本件発明に係る光学素子１０は、遮光層２１と低屈折率層２２との間、或いは、低屈折率層２２の表面に機能層２３を備えることができる。図２には、低屈折率層２２の表面に機能層２３を備えた状態を示した。ここで、機能層２３とは、低屈折率層２２の反射防止性能に光学的な影響を与えない透明な極薄い膜であって、各種の機能を有する層を指す。例えば、遮光層２１と低屈折率層２２との間には、遮光層２１と低屈折率層２２との密着性を向上するための密着層を設けることができる。また、低屈折率層２２の表面には、低屈折率層２２の表面の硬度、耐擦傷性、耐熱性、耐候性、耐溶剤性、撥水性、撥油性、防曇性、親水性、耐防汚性、導電性等の向上等の各種機能を有する層を設けることができる。
【００４２】
当該機能層２３は、その屈折率が１．３０以上２．３５以下であり、且つ、物理膜厚が０．１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。機能層２３の屈折率が１．３０以上２．３５以下であって、且つ、物理膜厚が０．１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であれば、低屈折率層２２による反射防止効果に対する光学的な影響を無視することができる。屈折率が上記範囲を超える場合、当該低屈折率層２２の反射防止特性に光学的に影響を及ぼす恐れがある。また、膜厚が１ｎｍ未満であると、機能層２３を設けても当該機能層２３に要求される機能を発揮することができず好ましくない。また、膜厚が３０ｎｍを超える場合、屈折率が上記範囲内であっても、当該低屈折率層２２の反射防止特性に光学的な影響を及ぼす恐れがあるため、好ましくない。
【００４３】
機能層２３を構成する材料としては、屈折率が１．３０以上２．３５以下の透明材料を用いることができる。屈折率が当該範囲内であって透明な材料であれば、反射防止膜の表面に付与すべき機能に応じて、適宜、適切な材料を選択すればよい。例えば、屈折率が当該範囲内の透明な無機材料として、ＳｉＯｘＮｙ／ＳｉＯ２／ＳｉＯｘ／Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２とＴｉＯ２との混合物／Ｌａ２Ｏ３とＴｉＯ２との混合物／ＳｎＯ２／ＺｒＯ２／Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３との混合物／Ｐｒ２Ｏ５／ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）／ＡＺＯ（酸化亜鉛アルミニウム）などを挙げることができる。また、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）／ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）／エポキシ系の樹脂／アクリル系の樹脂（特に、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）／フッ素系の樹脂等を用いることができる。また、これらの材料を含む各種ハードコート剤を用いてもよい。機能層２３の形成に際しては、材料及び膜厚に応じて適宜、適切な成膜方法を採用することができる。
【００４４】
機能層２３を低屈折率層２２の表面に設ける場合、低屈折率層２２の物理膜厚と機能層２３の物理膜厚とを合計した全物理膜厚が１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下とすることが求められる。この範囲を超えると、当該低屈折率層２２の反射防止効果が低下する場合があり好ましくない。
【００４５】
３．反射防止膜
次に、反射防止膜の層構成について説明する。上述したように、本実施の形態では、基材１１の光学有効領域１２，１３の表面に、下地層３０及び低屈折率層２２の積層体又は下地層３１から成る反射防止膜を備えている。
【００４６】
（１）下地層
（ａ）層構成
また、各下地層３０、３１は、それぞれ屈折率が１．３５〜２．５の透明材料から成る薄膜（以下、サブ層）を１層以上積層した単層膜又は多層膜であってもよい。ここで、サブ層とは、各下地層３０、３１を構成する物理的な一層の薄膜を指す。例えば、下地層３０、３１を少なくとも１層以上のサブ層を積層した構成とし、各々のサブ層をそれぞれ光学干渉層として機能させることにより、当該反射防止膜の反射率を極めて低くすることができる。
【００４７】
各下地層３０、３１を単層膜とする場合であっても、多層膜とする場合であっても、各層の光学設計（屈折率、光学膜厚の設計）は、通常の反射防止膜を設計する場合と同様にマトリクス法により行うことができる。各下地層３０、３１を構成するサブ層の積層数を増やすことにより、より高い反射防止性能をもつ反射防止膜を得ることができる。
【００４８】
（ｂ）透明材料
当該下地層３０、３１の各サブ層を構成する上記透明材料は、屈折率が１．３５〜２．５の透明無機材料、オルガノシラン及び有機樹脂のうちいずれか一種以上とすることができる。
【００４９】
透明無機材料として、例えば、無機酸化物及び無機弗化物を挙げることができる。
無機酸化物としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２＋Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ、ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３＋ＳｎＯ２、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５＋ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔｉ４Ｏ７、ＴｉＰｒ６Ｏ１１＋ＴｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２＋Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１＋ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯxＮy、ＣｅＯ２、を挙げることができる。
【００５０】
無機弗化物としては、例えば、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｈ２ＳｉＦ６、ＮａＦ、ＣａＦ２、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＹＦ３等を上げることが出来る。
さらに、無機透明材料として、上記無機酸化物及び無機弗化物以外にも、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳ等を用いることができる。
【００５１】
次に、オルガノシランとして、例えば、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等のストレートシリコーンを挙げることができる。また、オルガノシランとして、これらのストレートシリコーンの他、各種変性シリコーンを用いてもよい。変性シリコーンとして、例えば、ポリエーテル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、カルビーノ変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、長鎖アルキル変性シリコーン等の官能基が片末端、或いは両末端、側鎖に修飾された変性シリコーンを用いることができる。更に、これらのストレートシリコーン及び／又は変性シリコーンを適宜組み合わせて反応させて重合したものも用いることも出来る。
【００５２】
そして、有機樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー等或いはこれらの単量体化合物を挙げることができる。
【００５３】
但し、当該下地層３０、３１を多層膜とする場合、当該下地層の最表面に配置されるサブ層は、無機酸化物、無機弗化物、オルガノシラン及び有機樹脂のうちいずれか一種であることが好ましい。各下地層３０、３１の最表層をこれらの材料のうちいずれか一種からなる層とすることにより、当該下地層３０、３１の表面に上記遮光層２１、低屈折率層２２を積層したときに、これらの密着性が良好になるためである。
【００５４】
（ｃ）膜厚
より広帯域、且つ、より低反射の反射防止膜を得るには、各サブ層の光学膜厚を１５０ｎｍ以下とすることが好ましい。各サブ層の光学膜厚が１５０ｎｍを超える場合、必要のないリップルの多い設計となり当該反射防止膜の平均反射率を低く保つことができないため、好ましくない。
【００５５】
（ｄ）成膜方法
下地層３０、３１（各サブ層）を成膜する際には、真空成膜法あるいは湿式成膜法を採用することが好ましい。真空成膜法として、物理蒸着法及び化学蒸着法のいずれも好適に用いることができる。物理蒸着法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法を挙げることができる。また、化学蒸着法としては、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法を含む）を挙げることができる。これらの中でも、特に、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法を好適に採用することができる。湿式成膜法としては、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法等がある。これらの方法を採用することにより、１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲の物理膜厚の下地層３０、３１（若しくはサブ層）を精度よく成膜することができる。
【００５６】
（２）低屈折率層２２
基材１１の一方の面側の下地層３０上に積層される低屈折率層２２は、上述した内面反射防止膜２０を構成する低屈折率層２２と同様の構成とすることができる。下地層３０上に当該低屈折率層２２を積層することにより、広い波長範囲の光が入射した場合であっても、当該反射防止膜の反射率を低く維持することができる。
【００５７】
このように、光学有効領域１２，１３に設ける反射防止膜と、非光学有効領域１４に設ける内面反射防止膜２０とにおいて、低屈折率層２２を共通の構成として採用することにより、反射防止膜を成膜する際に、非光学有効領域１４にも低屈折率層２２を形成することができ、反射防止膜と内面反射防止膜２０を成膜する際の手間を一部共通化することができる。
【００５８】
以上説明した本実施の形態の光学素子１０は、基材１１の光学有効領域１２，１３の外側の非光学有効領域１４上に入射光に対して不透明な遮光層２１を設け、当該遮光層２１上に屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層２２を設けているため、低屈折率層２２により非光学有効領域１４に入射した光が反射するのを抑制することができる。また、低屈折率層２２により非光学有効領域１４に入射した光を反射又は吸収することなく、遮光層２１に到達させることができる。このため、遮光層２１により入射光を遮断することができ、ゴーストやフレアなどの原因となる有害光の発生を十分に抑制することができる。本実施の形態では、低屈折率層２２をシリカから成る外殻部内に中空部を備えたコアシェル構造を有する中空シリカ粒子２２１をバインダ２２２により結着した中空シリカ層としているため、湿式成膜法により簡易に光学有効領域１２、１３の外側の非光学有効領域１４上に低屈折率層２２を形成することができ、屈折率を極めて低くすることができる。また、本実施の形態では、遮光層２１上に当該中空シリカ粒子２２１及びバインダ２２２を含む低屈折率層２２を設けるため、例えば、遮光層２１として従来公知の墨塗膜を採用した場合に、遮光層２１と低屈折率層２２との密着性が良好であるため、非光学有効領域１４の形状が複雑であっても、遮光層２１及び低屈折率層２２の成膜性を良好なものとすることができる。さらに、基材１１の表面に下地層３０、３１を設けた上で、当該下地層３０、３１上に遮光層２１等を設けることにより、遮光層２１と下地層３０、３１との密着性を向上させることができる。従って、本実施の形態によれば、簡易な方法で有害光の発生を十分に抑制することができる。
【００５９】
但し、上述した実施の形態は本件発明の一態様であり、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能なのは勿論である。例えば、上記実施の形態では、図１に示す凹メニスカスレンズを例に挙げて説明したが、本件発明に係る光学素子１０の形状は凹メニスカスレンズに限定されるものではなく、凸メニスカスレンズは勿論、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、プリズム等どのような形状であってもよく、その用途等は特に限定されるものではない。すなわち、上記列挙した種々の光学素子１０に好適に適用することができる。但し、本件発明は、光学素子１０の非光学有効領域１４に入射した光が光学系の内部で複雑に反射して、ゴーストやフレアの原因となる有害光の発生を抑制することを目的としているため、単レンズ等の単独で用いられる光学素子１０ではなく、撮像光学系、投影光学系等の種々の光学系に組み込まれる光学素子１０に適用することが特に好ましい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、基材１１の他方の面側の光学有効領域１３上には下地層３１のみから成る反射防止膜を設けた例を示したが、当該他方の面側の光学有効領域１３上の反射防止膜についても下地層３１と低屈折率層２２とを積層した積層体から構成してもよいのは勿論である。また、図４には、光学有効領域１２、１３と非光学有効領域１４の境界領域において、下地層３０が非光学有効領域１４側にも設けられ、この下地層３０を被覆するように遮光層２１が設けられた層構成を示しているが、この境界領域における下地層３０及び遮光層２１の層の積層状態は特に限定されるものではない。また、図４には、一方の面側の当該境界領域では、光学有効領域１２上の下地層３０が遮光層２１により被覆された例を示したが、当該境界領域における光学有効領域１２、１３上の遮光層２１の有無は特に限定されるものではない。すなわち、本件発明では、基材１１の非光学有効領域１４上に、遮光層２１と低屈折率層２２とが当該順序で積層されていればよく、基材１１の光学有効領域１２、１３上の反射防止膜の有無及び当該反射防止膜の具体的な層構成等については特に限定されるものではない。
【００６１】
以下、実施例を挙げて本件発明をより具体的に説明するが、本件発明は下記の実施例に限定されるものではないは勿論である。なお、以下、各層等に対する符号の表示は省略する。
【実施例１】
【００６２】
光学素子の基材として、株式会社オハラ製のＳ−ＬＡＨ５９光学ガラス製のレンズ（屈折率ｎ＝１．８１６）を用いた。そして、この基材の表面に、多層膜構造を有する下地層を設けた。具体的には、次のようにして下地層を作製した。まず、基材の表面に、下地層をＬｅｙｂｏｌｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製のＡＲＥＳ１５１０を用いて真空蒸着法により成膜した。当該下地層は、Ａｌ２Ｏ３膜（屈折率ｎ＝１．６３）と、ＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４８）とを基材側からＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜の順序で基材上に積層した３層膜とした。下地層を構成する各膜は極薄膜とし、それぞれの物理膜厚は積層順にＳｉＯ２膜２５ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３膜を３０ｎｍ、ＳｉＯ２膜を２５ｎｍとした。
【００６３】
次に、この基材の片面に、次のようにして内面反射防止膜を作製した。まず、基材の片面に内面反射防止塗料（キヤノン化成株式会社製、商品名：ＧＴ−７、屈折率ｎ＝１．４、吸光係数β＝１．０×１０６  ｍ−１）からなる塗膜を形成した。その後、塗膜をクリーンオーブンにより１８０℃で１時間加熱して熱処理した。これにより、塗膜を完全に硬化して遮光層（内面反射防止塗料層）を得た。
【００６４】
続いて、この遮光層の表面にサムコ株式会社製のＲＩＥ−３００ＮＲを用いて酸素によるＲＩＥ処理（リアクテイブイオンエッチング処理）を施し、遮光層表面の濡れ性を向上させた上で、当該遮光層上に低屈折率層を成膜した。低屈折率層の成膜に際して、粒径が約６０ｎｍの中空シリカ粒子と、バインダ成分としてのアクリル樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールを主成分とした溶剤に撹拌、溶解、調製した塗工液を用いて、市販のスピンコータを用いて、スピンコート法により成膜した。その後、塗膜をクリーンオーブンにより１８０℃で１時間加熱した。これにより中空シリカ粒子がアクリル樹脂（バインダ）で結着して成る低屈折率層を得た。当該低屈折率層の屈折率は、１．２０であった。以上のようにして、図４に示す形態の内面反射防止膜を作成した。これを、実施試料１とした。
【実施例２】
【００６５】
実施例２では、遮光層を形成する際に、株式会社永瀬スクリーン印刷研究所製の内面反射防止塗料（商品名：ガラス、屈折率ｎ＝１．５４、吸光係数β＝９．０×１０５  ｍ−１）を用いた以外は、実施例１と同様にして、基材の片面に図４に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料２とした。
【実施例３】
【００６６】
実施例３では、遮光層を形成する際に、株式会社永瀬スクリーン印刷研究所製の内面反射防止塗料（商品名：メリトン、屈折率ｎ＝１．５６、吸光係数β＝７．０×１０５  ｍ−１）を用いた以外は、実施例１と同様にして、基材の片面に図４に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料３とした。
【実施例４】
【００６７】
実施例４では、光学素子の基材として、株式会社オハラ製のＳ−ＬＡＨ５９光学ガラス製のレンズ（屈折率ｎ＝１．８１６）を用い、この基材の片面に、次のようにして内面反射防止膜を作製した。まず、基材の片面に内面反射防止塗料（キヤノン化成株式会社製、商品名：ＧＴ−７、屈折率ｎ＝１．４、吸光係数β＝１．０×１０６  ｍ−１）からなる塗膜を形成した。その後、塗膜をクリーンオーブンにより８０℃で１時間加熱して熱処理した。これにより、塗膜を完全に硬化して遮光層（内面反射防止塗料層）を得た。
以下、実施例１と同様にして、基材上に低屈折率層を成膜し、基材の片面に図５に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料４とした。
【実施例５】
【００６８】
実施例５では、光学素子の基材として、株式会社オハラ製のＳ−ＬＡＨ５９光学ガラス製のレンズ（屈折率ｎ＝１．８１６）を用いた。そして、この基材の表面に、多層膜構造を有する下地層を設けた。具体的には、次のようにして下地層を作製した。まず、基材の表面に、下地層をＬｅｙｂｏｌｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製のＡＲＥＳ１５１０を用いて真空蒸着法により成膜した。当該下地層は、Ａｌ２Ｏ３膜（屈折率ｎ＝１．６３）と、ＭｇＦ２膜（屈折率ｎ＝１．３７）とを基材側からＭｇＦ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＭｇＦ２膜の順序で基材上に積層した３層膜とした。下地層を構成する各膜は極薄膜とし、それぞれの物理膜厚は積層順にＭｇＦ２膜２０ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３膜を３８ｎｍ、ＭｇＦ２膜を２０ｎｍとした。
以下、実施例１と同様にして、基材上に遮光層と、低屈折率層を成膜し、基材の片面に図４に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料５とした。
【実施例６】
【００６９】
光学素子の基材として、株式会社オハラ製のＳ−ＬＡＨ５９光学ガラス製のレンズ（屈折率ｎ＝１．８１６）を用いた。そして、この基材の表面に、多層膜構造を有する下地層を設けた。具体的には、次のようにして下地層を作製した。まず、基材の表面に、下地層をＬｅｙｂｏｌｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製のＡＲＥＳ１５１０を用いて真空蒸着法により成膜した。当該下地層は、Ａｌ２Ｏ３膜（屈折率ｎ＝１．６３）と、ＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４８）とを基材側からＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜の順序で基材上に積層した３層膜とした。下地層を構成する各膜は極薄膜とし、それぞれの物理膜厚は積層順にＳｉＯ２膜２５ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３膜を３０ｎｍ、ＳｉＯ２膜を２５ｎｍとした。次に、この下地層の表面にサムコ株式会社製のＲＩＥ−３００ＮＲを用いて酸素によるＲＩＥ処理を施し、下地層表面の濡れ性を向上させた上で、信越化学工業社製シランカップリング剤ＫＢＭ−５１０３を蒸留水とメタノールを主成分とした溶剤に溶解し、０．２％溶液を調整し、市販のスピンコータを用いて、スピンコート法により成膜した。その後、塗膜をクリーンオーブンにより１１０℃で1時間加熱することで、下地層の最表面にオルガノシランを修飾した。
以下、実施例１と同様にして、基材上に遮光層と、低屈折率層を成膜し、基材の片面に図４に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料６とした。
【実施例７】
【００７０】
光学素子の基材として、株式会社オハラ製のＳ−ＬＡＨ５９光学ガラス製のレンズ（屈折率ｎ＝１．８１６）を用いた。そして、この基材の表面に、多層膜構造を有する下地層を設けた。具体的には、次のようにして下地層を作製した。まず、基材の表面に、下地層をＬｅｙｂｏｌｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製のＡＲＥＳ１５１０を用いて真空蒸着法により成膜した。当該下地層は、Ａｌ２Ｏ３膜（屈折率ｎ＝１．６３）と、ＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４８）とを基材側からＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＳｉＯ２膜の順序で基材上に積層した３層膜とした。下地層を構成する各膜は極薄膜とし、それぞれの物理膜厚は積層順にＳｉＯ２膜２５ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３膜を３０ｎｍ、ＳｉＯ２膜を２５ｎｍとした。次に、この下地層の表面にサムコ株式会社製のＲＩＥ−３００ＮＲを用いて酸素によるＲＩＥ処理を施し、下地層表面の濡れ性を向上させた上で、アクリル樹脂をプロピレングリコールモノメチルエーテルとプロピレングリコールを主成分とした溶剤に撹拌、溶解、調製した塗工液を用いて、市販のスピンコータを用いて、スピンコート法により成膜した。その後、塗膜をクリーンオーブンにより９０℃で１２０秒加熱して塗膜中の溶媒を揮発した。これにより約５ｎｍのアクリル樹脂から成る最表層を得た。
以下、実施例１と同様にして、基材上に遮光層と、低屈折率層を成膜し、基材の片面に図４に示す形態の内面反射防止膜を作製し、これを実施試料７とした。
【比較例】
【００７１】
［比較例１］
比較例では、低屈折率層を形成しなかったこと以外は、実施例１〜実施例３と同様にして基材の片面に遮光層を形成した図６に示す形態の内面反射防止膜を作製し、それぞれ比較試料１−１〜比較試料１−３とした。
【００７２】
［比較例２］
遮光層と、低屈折率層とを積層する順序を逆にした以外は、実施例１と同様にして図７に示す形態の内面反射防止膜を作製し、比較試料２−１とした。
【００７３】
［評価］
１．評価方法
以上の実施試料１〜実施試料７、比較試料１−１〜比較試料１−３及び比較試料２−１の反射防止特性および耐剥離性を評価した。
【００７４】
（１）反射防止特性
波長域を４００〜７００ｎｍの範囲で、内面反射防止膜の表面に光を照射し、各内面反射防止膜の正反射の分光反射率を測定した。分光反射率の測定に際しては、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製の分光光度計Ｕ４０００を用いた。また、比較試料１−１及び比較試料２−１に対して、基材の他面側（ガラス面側）から光を照射したときの、各内面反射防止膜の分光反射率を測定した。なお、内面反射防止膜の表面に光を照射したときの当該分光反射率は、基材の非光学有効領域に直接入射した光の分光反射率を表す。また、基材の他面側から光を反射したときの当該分光反射率は、基材の内部から非光学有効領域に入射した光の分光反射率を表す。
【００７５】
（２）耐剥離性
上記各内面反射防止膜の耐剥離性を、以下の方法により評価した。まず、内面反射防止膜表面にニチバン株式会社製のテープ（商品名：Ｎｏ．４０５）を貼り付け、内面反射防止膜が透けて見えるようにしっかりと指でテープをこすり、テープを内面反射防止膜に付着させた。そして、テープ付着後１〜２分経過したところでテープの端を持って内面反射防止膜面に対して直角に保ち、一気に引き剥がした。
【００７６】
２．評価結果
（１）反射防止特性
【００７７】
図８〜図１０に、実施試料１〜実施試料３及び比較試料１−１〜比較試料１−３の分光反射率の測定結果を示す。図１１〜図１４に、実施試料４〜実施試料７の分光反射率の測定結果を示す。また、図８〜図１０に示すように、実施試料１〜実施試料３は、いずれも比較試料１−１〜比較試料１−３と比較すると分光反射率が低下することが確認された。すなわち、非光学有効領域の表面に、遮光層及び低屈折率層を当該順序で積層することにより、非光学有効領域の表面に遮光層のみを備える場合と比較すると、当該非光学有効領域に入射した光をより十分に抑制することができることが確認された。また、実施試料４〜実施試料７は、下地層の有無又は下地層の種類が異なることを除いては、実施試料１と同じ層構成から成る反射防止膜を有している。図１１〜図１４に示すように、これらの実施試料４〜実施試料７についても、実施試料１と同様の分光反射率を達成していることが分かる。
【００７８】
また、図１５に、比較試料２−１及び比較試料１−１に対して、内面反射防止膜の表面から光を照射した場合の分光反射率の測定結果を示す。図１５に示すように、比較試料２−１と比較試料１−１を比べると、比較試料２−１の分光反射率は比較試料１−１の分光反射率よりも低下することが確認された。
【００７９】
次に、比較試料２−１及び比較試料１−１に対して、基材の他面側から光を照射した場合の分光反射率の測定結果を図１６に示す。図１６に示すように、比較試料２−１と比較試料１−１とを比べると、比較試料２−１は比較試料１−１よりも分光反射率が増加することが確認された。すなわち、基材上に遮光層と低屈折率層とを積層する順序を実施試料１と逆にした比較試料２−１では、非光学有効領域に対して直接入射した光については、遮光層のみを備える場合と比較して反射率を低減する効果が得られるが、基材の内部から非光学有効領域に入射した光については、遮光層のみを備える場合と比較して反射率が高くなることが確認された。
【００８０】
（２）耐剥離性
表１に、各実施例及び比較例２で作製した内面反射防止膜の耐剥離性を評価した結果を示す。表１において、「○」は当該評価試験の前後において膜剥がれが見られなかった、若しくは、テープが膜から離れず残留したことを示す。すなわち、「○」は、基材に対する内面反射防止膜の耐剥離性が優れていることを示す。また、「×」は評価試験の後に膜剥がれが起こり、基材に対する内面反射防止膜の耐剥離性が低いことを示す。
【００８１】
表１に示すように、基材又は下地層上に、遮光層、低屈折率層の順序で、これらの層を積層した実施試料１〜実施試料７の内面反射防止膜の耐剥離性が十分であった。これに対して、基材又は下地層上に、低屈折率層、遮光層の順序で、これらの層を積層した比較試料２−１では、基材又は下地層と遮光層の間に低屈折率層が存在することで密着性が著しく低下することが確認された。
【００８２】
【表１】
2014059384.tif 000003
【００８３】
以上より、非光学有効領域上に遮光層、低屈折率層の順序でこれらの層を積層することにより、非光学有効領域に対して直接入射した光、基材の内部から非光学有効領域に入射した光のいずれについても反射率を低くすることができ、本件発明に係る光学素子を光学系に組み込むことにより、非光学有効領域に入射した光の反射を抑制して、ゴーストやフレアの原因となる有害光の発生を十分に抑制することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本件発明では、基材の光学有効領域の外側の非光学有効領域上に入射光に対して不透明な遮光層を設け、当該遮光層上に屈折率が１．１５〜１．３５の低屈折率層を設けているため、低屈折率層により非光学有効領域に入射した光が反射するのを抑制すると共に、遮光層により入射光が透過するのを遮断することができ、ゴーストやフレアなどの原因となる有害光の発生を十分に抑制することができる。また、本件発明では、遮光層として従来公知の墨塗膜を採用することができ、且つ、低屈折率層を湿式成膜法により成膜すれば、非光学有効領域の形状が複雑であっても、遮光層及び低屈折率層の成膜性を良好なものとすることができる。従って、本件発明によれば、簡易な方法で有害光の発生を十分に抑制することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０・・・光学素子
１１・・・基材
１２、１３・・・光学有効領域
１４・・・非光学有効領域
２０・・・内面反射防止膜
２１・・・遮光層
２２・・・低屈折率層
２３・・・機能層
３０、３１・・・下地層
２２１・・・中空シリカ粒子
２２１ａ・・・外殻部
２２１ｂ・・・中空部
２２２・・・バインダ
２２３・・・空隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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