(57)【要約】【課題】簡便な構成で，波長帯域特性と入射角度特性に優れた反射防止膜およびそれを有する光学素子，光学系，光学機器を提供する。【解決手段】反射防止膜で、使用波長λ（ｎｍ）が４３０≦λ≦６７０のとき基板の屈折率ｎｓｕｂ、基板から順に、屈折率がｎ１を有する層と屈折率ｎ２を有する層を交互に繰り返した２層以上の交互層と、屈折率ｎａ、物理膜厚がｄａ（ｎｍ）となるアルミナを主成分とした層からなる下地層と、平均ピッチが４００ｎｍ以下の微細な凹凸構造体からなり、屈折率がｎｔから１．０（空気）に向かって連続的に変化し、物理膜厚がｄｔを有する層からなる最上層と、からなり、ｎｓｕｂ、ｎａ、ｄａ、ｎｔ、ｄｔは１．４３≦ｎｓｕｂ≦１．７０を含む所定の数値条件を満たし、下地層までの光学アドミタンスＹ（λ）＝ａ＋ｉｂとすると、（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．２２を満たす。【選択図】図１
2018025580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される反射防止膜であって、
使用波長λ（ｎｍ）が４３０≦λ≦６７０のとき、
前記基板の屈折率はｎｓｕｂであり、
前記反射防止膜は、基板から順に、
屈折率がｎ１を有する層と屈折率ｎ２を有する層を交互に繰り返した２層以上の交互層と、屈折率ｎａ、物理膜厚がｄａ（ｎｍ）となるアルミナを主成分とした層からなる下地層と、
平均ピッチが４００ｎｍ以下の微細な凹凸構造体からなり、屈折率がｎｔから１．０（空気）に向かって連続的に変化し、物理膜厚がｄｔを有する層からなる最上層と、
からなり、
１．４３≦ｎｓｕｂ≦１．７０
１．２０≦ｎａ≦１．３５
５０≦  ｄａ≦１２０
１．２０≦ｎｔ≦１．３５
１０５≦  ｄｔ≦１８５
を満たし、
前記下地層までの光学アドミタンスＹ（λ）＝ａ＋ｉｂとすると、
（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．２２
を満たすことを特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
４３０≦λ≦６７０のとき、
（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．１５２
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項３】
屈折率ｎ１、ｎ２のうち、小さい方をｎＬ、大きい方をｎＨとするとき、
１．３５≦ｎＬ≦１．７
１．８≦ｎＨ≦２．５
０．２≦ｎＨ  -ｎＬ  ≦０．９
を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止膜。
【請求項４】
屈折率ｎ１を有する層の膜厚をｄ１（ｎｍ）としたとき、
６０≦ｄ１≦１５０
かつ、ｎｓｕｂ＜ｎ１＜ｎ２
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射防止膜。
【請求項５】
屈折率ｎ１を有する層の膜厚をｄ１（ｎｍ）としたとき、
３≦ｄ１≦７０
かつ、
ｎ２＜ｎｓｕｂ＜ｎ１もしくはｎ１＜ｎｓｕｂ＜ｎ２もしくはｎｓｕｂ＜ｎ２＜ｎ１
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射防止膜。
【請求項６】
前記最上層において基板側からの
膜厚２５％位置における屈折率の比率をＲｎ（ａ），
膜厚５０％位置における屈折率の比率をＲｎ（ｂ），
膜厚９０％位置における屈折率の比率をＲｎ（ｃ）
としたとき，以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反射防止膜。
２５  ≦  Ｒｎ（ａ）  ≦  ５０
７  ≦  Ｒｎ（ｂ）  ≦  ２２
３  ≦  Ｒｎ（ｃ）  ≦  １８
ただし，Ｒｎ（ｘ）は，膜厚の特定の位置ｘにおける屈折率をｎ（ｘ）としたとき，Ｒｎ（ｘ）＝［｛ｎ（ｘ）−１｝／｛Ｎ３−１｝］×１００で定義される値である。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射防止膜が形成されていることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子を有することを特徴とする光学系。
【請求項９】
請求項８に記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜、およびそれを有する光学素子、光学系、光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス、プラスチックなどの透光性媒質を用いた光学素子においては、表面反射による光を減少させるために光入出射面に反射防止膜を設けるなどの表面処理を施している。
【０００３】
例えば可視光に対する反射防止膜としては、薄膜の誘電体膜を複数層重ねた多層膜のものが知られている。この多層膜は、透光性の基板表面に真空蒸着等により金属酸化物等の薄膜を成膜して形成されている。
【０００４】
また光学素子に用いる反射防止構造として、平均ピッチが可視光の波長よりも短い微細な凹凸形状の微細部を面上に複数形成した微細凹凸構造体が知られている。例えば、特許文献１には、蒸着法あるいはスパッタ法などの気相成長法で成膜したアルミナもしくはアルミニウムを温水処理することで得られる微細凹凸層を用いた反射防止膜を開示している。具体的には、ｄ線における屈折率が１．８８３の硝材からなる基板と、膜厚８０ｎｍ、屈折率が１．２６０のベーマイト層（薄膜層）と膜厚１５０ｎｍの凹凸ベーマイト層（微細凹凸層）との間に、２層、３層および６層の薄膜層を形成した場合の構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８１５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された反射防止膜は、本発明者が検討した結果、十分な反射防止特性が実現されておらず、以下に示す反射率規格１を満たしていないことがわかった。また、上述の特許文献１には、屈折率１．８８３の硝材における反射防止膜のみ開示されており、光学素子として多用されている屈折率１．４３から１．７０である低屈折率硝材においては、未開示である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、屈折率１．４３から１．７０である低屈折率硝材において、以下に示す反射率規格１を満たす、優れた反射帯域特性と入射角度特性を両立した反射防止膜およびそれを有する光学素子、光学系、光学機器を提供することである。
【０００８】
（反射率規格１）
入射角度０〜４５°の範囲の光線において、
波長４３０〜６７０ｎｍの範囲において、反射率０．５％以下
波長４００ｎｍおよび７００ｎｍにおいて、反射率０．７％以下
入射角度６０°の光線において、
波長４３０〜６７０ｎｍの範囲において、反射率２．５％以下
波長４００ｎｍおよび７００ｎｍにおいて、反射率３．５％以下
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る反射防止膜は、基板上に形成される反射防止膜であって、使用波長λ（ｎｍ）が４３０≦λ≦６７０のとき、前記基板の屈折率はｎｓｕｂであり、前記反射防止膜は、基板から順に、屈折率がｎ１を有する層と屈折率ｎ２を有する層を交互に繰り返した２層以上の交互層と、屈折率ｎａ、物理膜厚がｄａ（ｎｍ）となるアルミナを主成分とした層からなる下地層と、平均ピッチが４００ｎｍ以下の微細な凹凸構造体からなり、屈折率がｎｔから１．０（空気）に向かって連続的に変化し、物理膜厚がｄｔを有する層からなる最上層と、からなり、
１．４３≦ｎｓｕｂ≦１．７０
１．２０≦ｎａ≦１．３５
５０≦  ｄａ≦１２０
１．２０≦ｎｔ≦１．３５
１０５≦  ｄｔ≦１８５
を満たし、前記下地層までの光学アドミタンスＹ（λ）＝ａ＋ｉｂとすると、
（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．２２
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、屈折率１．４３から１．７０である低屈折率硝材において、反射率規格１を満たす、優れた反射帯域特性と入射角度特性を両立した反射防止膜およびそれを有する光学素子、光学系、光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の反射防止膜の代表的な実施例を示す断面図
【図２】本発明の実施形態の反射防止膜の代表的な屈折率構造概略図
【図３】実施例における薄膜層の等価光学アドミタンスを説明する図
【図４】実施例１から８の反射防止膜の膜厚と屈折率の関係を示す図
【図５】実施例１から８の反射防止膜における下地層の光学アドミタンスを複素座標で示す図
【図６】実施例１から８の反射防止膜の反射率特性  を５．０％スケールで示す図
【図７】実施例１から８の反射防止膜の反射率特性  を１．０％スケールで示す図
【図８】実施例９から１６の反射防止膜の膜厚と屈折率の関係を示す図
【図９】実施例９から１６の反射防止膜における下地層の光学アドミタンスを複素座標で示す図
【図１０】実施例９から１６の反射防止膜の反射率特性  を５．０％スケールで示す図
【図１１】実施例９から１６の反射防止膜の反射率特性  を１．０％スケールで示す図
【図１２】実施例１７から２４の反射防止膜の膜厚と屈折率の関係を示す図
【図１３】実施例１７から２４の反射防止膜における下地層の光学アドミタンスを複素座標で示す図
【図１４】実施例１７から２４の反射防止膜の反射率特性  を５．０％スケールで示す図
【図１５】実施例１７から２４の反射防止膜の反射率特性  を１．０％スケールで示す図
【図１６】実施例２５から３２の反射防止膜の膜厚と屈折率の関係を示す図
【図１７】実施例２５から３２の反射防止膜における下地層の光学アドミタンスを複素座標で示す図
【図１８】実施例２５から３２の反射防止膜の反射率特性  を５．０％スケールで示す図
【図１９】実施例２５から３２の反射防止膜の反射率特性  を１．０％スケールで示す図
【図２０】実施例３３から４０の反射防止膜の膜厚と屈折率の関係を示す図
【図２１】実施例３３から４０の反射防止膜における下地層の光学アドミタンスを複素座標で示す図
【図２２】実施例３３から４０の反射防止膜の反射率特性  を５．０％スケールで示す図
【図２３】実施例３３から４０の反射防止膜の反射率特性  を１．０％スケールで示す図
【図２４】実施例４１である光学機器の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の一例として、光学素子に付与した反射防止膜の略図を示す。反射防止膜１０は、基板０上に付与され、下地層１１と最上層１２からなる。
【００１３】
下地層１１は、基板から順に、屈折率ｎ１を有する薄膜層１と屈折率ｎ２を有する薄膜層２を交互に繰り返した交互層からなる２層以上の多層膜と、この交互層上にある屈折率ｎａからなるアルミナを主成分とする薄膜層ａで構成されている。このとき主成分とは、その部位に含まれる化学構造のうち重量％の最も大きい成分と定義する。最上層１２は、平均ピッチが４００ｎｍ以下の微細な凹凸構造体を有し、屈折率がｎｔから１．０（空気）に向かって実質的に連続に変化する層で構成されている。
【００１４】
ここで，「実質的に連続に変化する」と表現したのは，最上層１２を形成する媒質の屈折率そのものが連続的に変化するのではなく，微細凹凸構造体の空間占有率が，厚さ方向に連続的に変化することで，「有効屈折率」が連続に変化することを意味している。
【００１５】
これは，光が自らの波長よりも小さなサイズの微細凹凸構造体を，その空間占有率に応じた「有効屈折率」を有する媒質として認識する性質によるものである。図１では，微細凹凸構造体が非ランダムな規則配列構造ではなく，ランダム性を持った構造を示している。このような場合でも，一つひとつの突起のサイズ・間隔が使用する波長よりも小さければ，回折や散乱などの不要光・有害光はほとんど発生しない。
【００１６】
しかし，まったく発生しないという訳ではなく，ランダム性に応じて微小の散乱光は発生してしまう。この散乱光の量は，同じランダム性の場合，凹凸の高さに比例して多くなる。よって、本実施形態では，膜厚ｄｔを１０５〜１８５ｎｍの範囲に設定し、散乱などの不要光・有害光を抑えている。
【００１７】
以上微細凹凸構造体がランダム性を持っている場合について説明したが，本発明はこれに限定されるものではなく，非ランダムな周期構造であっても構わない。
【００１８】
また，有効屈折率Ｎｅｆｆは，波長よりも微細な凹凸構造を形成している材質の屈折率をＮｍとし，その材質の空間占有率をffとしたとき，Ｂｒｕｇｇｅｍａｎの式
【００１９】
【数１】
2018025580.tif 000003
【００２０】
を用いて算出することができる。すなわち，波長以下のピッチで空間占有率が連続的に変化するような構造体を形成すれば，実質的な屈折率（有効屈折率）が連続的に変化する膜を形成することが可能となる。
【００２１】
また図２では，下地層１１と最上層１２との界面部分での屈折率ｎｔから１．０（空気）に向かっての変化の仕方の一例を示している。膜厚膜厚ｄｔを１０５〜１８５ｎｍの値である場合，その変化の仕方が重要であり，図２に示した各点ａ，ｂ，ｃにける屈折率が以下の範囲であることが好ましい。
【００２２】
点ａは，最上層１２の膜厚ｄｔの２５％位置を示している。同位置での屈折率をｎ（ａ）としたとき，
［｛  ｎ（ａ）−１  ｝／｛  ｎｔ−１｝］×１００
で定義される屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を，
２５  ≦  Ｒｎ（ａ）  ≦  ５０  
とすることが好ましい。
【００２３】
点ｂは，最上層１２の膜厚ｄ４の５０％位置を示している。同位置での屈折率をｎ（ｂ）としたとき，
［｛  ｎ（ｂ）−１  ｝／｛  ｎｔ−１｝］×１００
で定義される屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を，
７  ≦  Ｒｎ（ｂ）  ≦  ２２  
とすることが好ましい。
【００２４】
点ｃは，最上層１２の膜厚ｄ４の９０％位置を示している。同位置での屈折率をｎ（ｃ）としたとき，
［｛  ｎ（ｃ）−１  ｝／｛ｎｔ−１｝］×１００
で定義される屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を，
３  ≦  Ｒｎ（ｃ）  ≦  １８  
とすることが好ましい。
【００２５】
次に、光学アドミタンスの考え方について説明する。参考文献「光学薄膜と成膜技術」（李正中  著、アグネ技術センター）によれば、光学アドミタンスと特性マトリクスを用いることにより、入射媒質、薄膜層、基板で構成される２つの境界面を、等価光学アドミタンスで表現される１つの境界面に帰着させて薄膜計算を行うことができるとある。
【００２６】
光学アドミタンスとは媒質中の電場と磁場強度の比であり、真空中の値であるＹ０＝√ε０／μ０を単位に取れば媒質の屈折率と等価に扱える量である。例えば図３（ａ）のように、多層膜２００の場合を考える。多層膜２００はｋ層以上の多層膜である。図３（ａ）のように基板０と薄膜層１の界面ｒ０−１、薄膜層１と薄膜層２の界面ｒ１−２の界面に、光が垂直入射する場合を考える。このとき界面ｒ０−１での電場、磁場強度をＥｓ，Ｈｓとし、界面ｒ１−２での電場、磁場強度をＥｉ，Ｈｉとする。薄膜層１の光学アドミタンスは薄膜層１の屈折率ｎ１と等価なので、薄膜層１の上下界面の関係は下記式で表わされる。
【００２７】
【数２】
2018025580.tif 000004
【００２８】
このとき、薄膜層１の位相差δ１は、薄膜層の膜厚ｄ１、屈折率ｎ１、入射光波長λ、入射角度θとすると、
δ１＝２πｎ１ｄ１・ｃｏｓθ／λ・・・（２）
である。式（１）は基板０の光学アドミタンスＹｓ＝Ｅｓ／Ｈｓ＝ｎｓを用いて下記式で表わされる。
【００２９】
【数３】
2018025580.tif 000005
【００３０】
ここでＹ１＝Ｃ１／Ｂ１とすると、Ｙ１は界面ｒ０−１、ｒ１−２と薄膜層１から求まる基板０と薄膜層１の等価光学アドミタンスとなる。つまり、図３（ａ）の構成は図３（ｂ）に示すような構成と等しくなり、基板０と薄膜層１は等価屈折率Ｙ１の仮想的な層０１０として扱うことができる。この手順をｋ回繰り返すと、基板０から薄膜層ｋまでを、等価屈折率Ｙｋの仮想的な層１００と簡易的に表現でき、図３（ａ）の構成は図３（ｃ）に示すような構成と等しくなる。式（３）から、仮想的な層１００の等価光学アドミタンスＹｋは、基板０と薄膜層ｋまでを構成する薄膜層の屈折率ｎｊ（ｊ＝１〜ｋ）、および位相差δｊ（ｊ＝１〜ｋ）を用いて下記式で表される。
【００３１】
【数４】
2018025580.tif 000006
【００３２】
ここでＹｋ＝Ｃｋ／Ｂｋである。
【００３３】
一方、本発明の実施形態に係る反射防止膜１０の最上層１２は微細な凹凸構造体を有している。先に述べたが、凹凸構造体を波長以下のピッチで空間占有率が連続的に変化するような構造体を形成しているとすれば、実質的な屈折率（有効屈折率）が連続的に変化する多層膜として扱うことが可能である。
【００３４】
微細凹凸構造体１２をｉ層からなる多層膜１２’と近似的に扱い、基板０上にｋ層構成の下地膜１１、その上に多層膜１２’が形成されている反射防止膜１１’の光学アドミタンスＹｅは式（４）より、
【００３５】
【数５】
2018025580.tif 000007
【００３６】
といえる。ここで反射防止膜１１の等価光学アドミタンスＹｅ＝Ｃｅ／Ｂｅである。また、δｔｊ  ＝２πｎｔｊｄｔｊ・ｃｏｓθ／λであり、屈折率ｎｔｊ、および膜厚ｄｔｊ  は多層膜１２’におけるｉ層目の屈折率、および膜厚である。
【００３７】
このとき、反射率防止膜１１の反射率を単純に０％にしたいならば、
Ｙｅ＝Ｃｅ／Ｂｅ＝１  ・・・（６）
とすればよい。しかしながら、実際に反射防止膜１１を作製するには、微細凹凸構造体１２および、下地膜１１を構成する材料には制限があり、単純に（６）を満たすことはできない。また、光学アドミタンスＹｅは、波長、および入射角度により値が異なる。本発明の実施形態に係る反射防止膜は、反射帯域特性と入射角度特性を両立した反射防止膜である。
【００３８】
実際に使用できる膜材料を使用し、反射帯域特性と入射角度特性を両立した反射防止膜１１を作製するためには、入射角度θが０のときの基板０から下地層１１までの等価光学アドミタンスＹｋ（λ）を複素表示  ａ＋ｉ  ｂとあらわしたときの（ａ，ｂ）が波長λ（ｎｍ）が４３０≦λ≦６７０  のとき、１．４３≦ｎｓｕｂ≦１．７０、１．２０≦ｎａ≦１．３５、５０≦  ｄａ≦１２０、１．２０≦ｎｔ≦１．３５、１０５≦  ｄｔ≦１８５を満たし、  
（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．２２    ・・  （７）
であることが好ましい。式（７）を満たすことで、本発明の実施形態に係る反射防止膜１１は、反射率規格１を満たす、優れた反射帯域特性と入射角度特性を両立することができる。さらに、
（ａ−１．１３）２＋（ｂ＋０．１３）２≦０．１５２  ・・  （８）
を満たすことがより好ましい。
【００３９】
下地層１１を構成するｎ１およびｎ２の屈折率を有する材料のうち、屈折率の小さい材料の屈折率をｎＬ、屈折率の大きい材料の屈折率をｎＨとすると１．３５≦ｎＬ≦１．７かつ１．８≦ｎＨ≦２．５を満たし、０．２≦ｎＨ-ｎＬ≦０．９であることが好ましい。
【００４０】
多層膜構成である反射防止膜は、それぞれの界面での反射波が打ち消しあう干渉効果により反射を抑制している。これは、それぞれの材料の屈折率の差異が大きい方が広帯域での低反射を実現しやすいためである。また、基板０が低屈折率硝材の場合、基板０と膜材料となる低屈折率材料（屈折率ｎＬ）との位置関係が重要である。基板０と低屈折率材料が隣合う（ｎ１＝ｎＬ）とき、基板０の屈折率ｎｓｕｂが低屈折率材料の屈折率よりも小さい場合、干渉の効果を挙げるには、低屈折率材料を厚めにする必要がある。
【００４１】
つまり、屈折率ｎ１を有する層の膜厚をｄ１（ｎｍ）としたとき、
ｎｓｕｂ  ＜  ｎ１  ＜  ｎ２  であれば、６０≦ｄ１≦１５０を満たし、ｎ２  ＜  ｎｓｕｂ  ＜ｎ１  もしくは  ｎ１  ＜  ｎｓｕｂ  ＜  ｎ２  もしくは  ｎｓｕｂ  ＜ｎ２  ＜ｎ１であれば、３≦ｄ１≦７０を満たすことが望ましい。
【００４２】
また本実施形態では，上述の屈折率および膜厚を満たす反射防止膜であれば製法は特に限定しない。環境耐久性などを考慮すると，蒸着法やスパッタリング法などのドライ成膜が好ましい。
【００４３】
最上層１２は、微細凹凸構造体の空間占有率が，厚さ方向に連続的に変化している層であり、薄膜層ａは、微細凹凸構造体の下層にある屈折率が厚さ方向に均一な層である。
【００４４】
このような構成の場合、蒸着法またはスパッタリング法で形成したアルミニウム膜乃至はアルミナ膜を温水に浸漬することで同時に形成することができる。この方法においては，成膜時の真空度や基板温度，プラズマ密度や雰囲気ガスなどの成膜条件や温水浸漬時の温水温度や浸漬時間などを調整することで，屈折率構造を調整することが可能である。
【００４５】
以上述べたような屈折率構造とすることで，本実施形態の反射防止膜は，上記に示したような反射率規格１を満たすような波長帯域特性と入射角度特性を両立した高い性能を実現することができる。
【００４６】
ここで，本実施形態が高性能の基準とした反射率規格について説明する。本実施形態に係る反射防止膜は，波長４３０〜６７０ｎｍでの反射率特性を重視しており，波長４００〜４３０ｎｍおよび波長６７０〜７００ｎｍでの特性は規格を緩和したものとしている。これは，デジタルカメラ等で使用されるＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサーの分光感度特性を考慮したものである。
【００４７】
すなわちカメラ用のイメージセンサーは，人間が見た映像を忠実に再現するため，波長４３０〜６７０ｎｍの範囲では高い感度が有しているが，波長４００〜４３０ｎｍおよび波長６７０〜７００ｎｍでの感度は低くなるように設定されている。そのため，波長４００〜４３０ｎｍおよび波長６７０〜７００ｎｍでの反射率特性が多少高くても，フレアやゴーストなどの不要光が撮影画像に影響を与えることがほとんどない。
【００４８】
そして，本実施形態に係る反射防止膜を形成した光学素子をカメラ用レンズなどの光学系に使用することで，フレアやゴーストなどの不要光・有害光の発生を抑制した高品位な光学系，光学装置が実現できる。
【００４９】
以下に、具体的な実施例を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明はこれらの条件に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１〜８）
実施例１〜８は下地層が４層構成の反射防止膜である。表１は基板の屈折率、各層の屈折率、膜厚、屈折率構造を、図４（ａ）〜（ｈ）は、膜厚と屈折率の関係を示す。表に示した屈折率は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）のものである。下地層１１は、基板から順に、１層目から３層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなる。この薄膜層ａの屈折率ｎａは、１．２２〜１．３２、膜厚ｄａは、７０〜１００．７ｎｍの値を有する。
【００５１】
微細凹凸構造体である最上層は、薄膜層ａとの界面から１１０〜１８０ｎｍの厚さ（ｄｔ）にわたって、屈折率ｎｔが１．２１〜１．３１の範囲の値から１．０（空気）に向かって、図４（ａ）〜（ｈ）に記載したプロファイルで変化する膜である。各数値例において，最上層１２の基板側からの厚さ２５％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を３６．３〜４１．１％，厚さ５０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を１３．３〜１６．６％，厚さ９０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を７．９〜１１．６％としている。
【００５２】
１層目から３層目までの薄膜層の製法は特に限定しないが、例えばスパッタリング法により、作製できる。ＳｉＯＮ（酸窒化珪素）膜は，酸素と窒素の混合比を調整することで屈折率を１．４〜２．０の範囲で設定できる。よって、低屈折率材料（屈折率ｎＬ）としても、高屈折率材料（屈折率ｎＨ）としても好適といえる。
【００５３】
また，ＳｉＯＮ膜は物理的にも化学的にも保護能力が高い膜であるため，１層目に使用することが環境耐久性の観点からも好ましい。その他のスパッタ材料においても、低屈折率材料（屈折率ｎＬ）としては、二酸化シリコン、高屈折率材料（屈折率ｎＨ）としては、五酸化タンタル、五酸化二オブ、酸化チタンも好適である。アルミナを主成分とする薄膜層ａ、および最上層も製法は限定しないが，蒸着法乃至はスパッタリング法で形成したアルミニウム乃至はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）膜を成膜し，６０〜１００℃の温水に浸漬することで同時に形成することができるため好適である。
【００５４】
すなわちアルミニウム乃至アルミナを温水浸漬することで形成された板状結晶による凹凸の構造体が最上層１２であり、板状結晶にならず基板側に残った層が薄膜層ａである。
【００５５】
ここで，アルミニウム乃至アルミナの成膜時の真空度や基板温度，プラズマ密度や雰囲気ガスなどの成膜条件や温水浸漬時の温水温度や浸漬時間などを調整することで，表１に記載した屈折率構造を実現することができる。
【００５６】
図５（ａ）〜（ｈ）は、実施例１〜８における基板から下地層までの等価光学アドミタンスを複素座標で示したもので、横軸が実数部ａ、縦軸が虚数部ｂである。このとき、式（７）を点線で示し、円内であれば式の条件を満たしている。入射波長λが４３０ｎｍから６７０ｎｍまでの光学アドミタンスの複素座標での軌跡を実線で示す。図５から、実線は式（７）が示す円内であり、条件を満たすことが確認できる。
【００５７】
また，図６（ａ）〜（ｈ）、図７（ａ）〜（ｈ）は本実施例における各数値例の反射防止膜の反射率特性である。図７（ａ）〜（ｈ）は，図６（ａ）〜（ｈ）の縦軸（反射率）のフルスケールを５．０％から１．０％に拡大した図である。これらの図から本実施例の反射防止膜は，可視波長帯域全域（波長４００〜７００ｎｍ）にわたって，高い反射防止性能を発揮していることが分かる。本実施例の反射防止膜はすべて，先に示した反射率規格１を満たしており，優れた波長帯域特性と入射角度特性を両立している。
【００５８】
【表１】
2018025580.tif 000008
【００５９】
（実施例９〜１６）
実施例９〜１６は下地層が３層構成の反射防止膜である。表２は基板の屈折率、各層の屈折率、膜厚、屈折率構造を、図８（ａ）〜（ｈ）は、膜厚と屈折率の関係を示す。表に示した屈折率は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）のものである。下地層１１は、基板から順に、１層目から２層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなる。
【００６０】
この薄膜層ａの屈折率ｎａは、１．２２〜１．３２、膜厚ｄａは、６９．５〜９２．２ｎｍの値を有する。微細凹凸構造体である最上層は、薄膜層ａとの界面から１１０〜１８０ｎｍの厚さ（ｄｔ）にわたって、屈折率ｎｔが１．２１５〜１．３１５の範囲の値から１．０（空気）に向かって、図８（ａ）〜（ｈ）に記載したプロファイルで変化する膜である。
【００６１】
各数値例において，最上層１２の基板側からの厚さ２５％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を３６．３〜４１．１％，厚さ５０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を１３．３〜１６．６％，厚さ９０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を７．９〜１１．６％としている。
【００６２】
各層の製法や材質は実施例１〜８に記載したのと同様，上述の屈折率・膜厚が実現できれば特に限定しない。製法の例についても実施例１〜８と同様なので記載を省略する。
【００６３】
図９（ａ）〜（ｈ）は、実施例９〜１６における基板から下地層までの等価光学アドミタンスを複素座標で示したもので、横軸が実数部ａ、縦軸が虚数部ｂである。このとき、式（７）を点線で示し、円内であれば式の条件を満たしている。入射波長λが４３０ｎｍから６７０ｎｍまでの光学アドミタンスの複素座標での軌跡を実線で示す。図９から、実線は式（７）が示す円内であり、条件を満たすことが確認できる。
【００６４】
また，図１０（ａ）〜（ｈ）、図１１（ａ）〜（ｈ）は本実施例における各数値例の反射防止膜の反射率特性である。図１１（ａ）〜（ｈ）は，図１０（ａ）〜（ｈ）の縦軸（反射率）のフルスケールを５．０％から１．０％に拡大した図である。これらの図から本実施例の反射防止膜は，可視波長帯域全域（波長４００〜７００ｎｍ）にわたって，高い反射防止性能を発揮していることが分かる。本実施例の反射防止膜はすべて，先に示した反射率規格１を満たしており，優れた波長帯域特性と入射角度特性を両立している。
【００６５】
【表２】
2018025580.tif 000009
【００６６】
（実施例１７〜２４）
実施例１７〜２４は下地層が５層構成の反射防止膜である。表３は基板の屈折率、各層の屈折率、膜厚、屈折率構造を、図１２（ａ）〜（ｈ）は、膜厚と屈折率の関係を示す。表に示した屈折率は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）のものである。下地層１１は、基板から順に、１層目から４層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなる。この薄膜層ａの屈折率ｎａは、１．２２〜１．３２、膜厚ｄａは、７１．０〜９７．９ｎｍの値を有する。
【００６７】
微細凹凸構造体である最上層は、薄膜層ａとの界面から１１０〜１８０ｎｍの厚さ（ｄｔ）にわたって、屈折率ｎｔが１．２１５〜１．３１５の範囲の値から１．０（空気）に向かって、図１２（ａ）〜（ｈ）に記載したプロファイルで変化する膜である。各数値例において，最上層１２の基板側からの厚さ２５％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を３６．３〜４１．１％，厚さ５０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を１３．３〜１６．６％，厚さ９０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を７．９〜１１．６％としている。
【００６８】
各層の製法や材質は実施例１〜８に記載したのと同様，上述の屈折率・膜厚が実現できれば特に限定しない。製法の例についても実施例１〜８と同様なので記載を省略する。
【００６９】
図１３（ａ）〜（ｈ）は、実施例１７〜２４における基板から下地層までの等価光学アドミタンスを複素座標で示したもので、横軸が実数部ａ、縦軸が虚数部ｂである。このとき、式（７）を点線で示し、円内であれば式の条件を満たしている。入射波長λが４３０ｎｍから６７０ｎｍまでの光学アドミタンスの複素座標での軌跡を実線で示す。図１３から、実線は式（７）が示す円内であり、条件を満たすことが確認できる。
【００７０】
また，図１４（ａ）〜（ｈ）、図１５（ａ）〜（ｈ）は本実施例における各数値例の反射防止膜の反射率特性である。図１５（ａ）〜（ｈ）は，図１４（ａ）〜（ｈ）の縦軸（反射率）のフルスケールを１．０％から５．０％に縮小した図である。これらの図から本実施例の反射防止膜は，可視波長帯域全域（波長４００〜７００ｎｍ）にわたって，高い反射防止性能を発揮していることが分かる。本実施例の反射防止膜はすべて，先に示した反射率規格１を満たしており，優れた波長帯域特性と入射角度特性を両立している。
【００７１】
【表３】
2018025580.tif 000010
【００７２】
（実施例２５〜３２）
実施例２５〜２８は下地層が６層構成の反射防止膜であり、実施例２９〜３２は下地層が７層構成の反射防止膜である。表４および５は基板の屈折率、各層の屈折率、膜厚、屈折率構造を、図１６（ａ）〜（ｈ）は、膜厚と屈折率の関係を示す。表に示した屈折率は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）のものである。
【００７３】
実施例２５〜２８においては、下地層１１は、基板から順に、１層目から５層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなり、実施例２９〜３２においては、下地層１１は、基板から順に、１層目から６層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなる。この薄膜層ａの屈折率ｎａは、１．２２〜１．３２、膜厚ｄａは、７１．８〜１０３．４ｎｍの値を有する。微細凹凸構造体である最上層は、薄膜層ａとの界面から１１０〜１８０ｎｍの厚さ（ｄｔ）にわたって、屈折率ｎｔが１．２１５〜１．３１５の範囲の値から１．０（空気）に向かって、図１６（ａ）〜（ｈ）に記載したプロファイルで変化する膜である。
【００７４】
各数値例において，最上層１２の基板側からの厚さ２５％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を３６．３〜４１．１％，厚さ５０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を１３．３〜１６．６％，厚さ９０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を７．９〜１１．６％としている。
【００７５】
各層の製法や材質は実施例１〜８に記載したのと同様，上述の屈折率・膜厚が実現できれば特に限定しない。製法の例についても実施例１〜８と同様なので記載を省略する。
【００７６】
図１７（ａ）〜（ｈ）は、実施例２５〜３２における基板から下地層までの等価光学アドミタンスを複素座標で示したもので、横軸が実数部ａ、縦軸が虚数部ｂである。このとき、式（７）を点線で示し、円内であれば式の条件を満たしている。入射波長λが４３０ｎｍから６７０ｎｍまでの光学アドミタンスの複素座標での軌跡を実線で示す。図１７から、実線は式（７）が示す円内であり、条件を満たすことが確認できる。
【００７７】
また，図１８（ａ）〜（ｈ）、図１９（ａ）〜（ｈ）は本実施例における各数値例の反射防止膜の反射率特性である。図１９（ａ）〜（ｈ）は，図１８（ａ）〜（ｈ）の縦軸（反射率）のフルスケールを１．０％から５．０％に縮小した図である。これらの図から本実施例の反射防止膜は，可視波長帯域全域（波長４００〜７００ｎｍ）にわたって，高い反射防止性能を発揮していることが分かる。本実施例の反射防止膜はすべて，先に示した反射率規格１を満たしており，優れた波長帯域特性と入射角度特性を両立している。
【００７８】
【表４】
2018025580.tif 000011
【００７９】
【表５】
2018025580.tif 000012
【００８０】
（実施例３３〜４０）
実施例３３〜３６は下地層が８層構成の反射防止膜であり、実施例３７〜４０は下地層が９層構成の反射防止膜である。表６および７は基板の屈折率、各層の屈折率、膜厚、屈折率構造を、図２０（ａ）〜（ｈ）は、膜厚と屈折率の関係を示す。表に示した屈折率は、ｄ線（５８７．６ｎｍ）のものである。
【００８１】
実施例３３〜３６においては、下地層１１は、基板から順に、１層目から７層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなり、実施例３７〜４０においては、下地層１１は、基板から順に、１層目から８層目までの薄膜層、およびアルミナを主成分とする薄膜層ａからなる。この薄膜層ａの屈折率ｎａは、１．２２〜１．３２、膜厚ｄａは、６７．５〜９７．５ｎｍの値を有する。
【００８２】
微細凹凸構造体である最上層は、薄膜層ａとの界面から１１０〜１８０ｎｍの厚さ（ｄｔ）にわたって、屈折率ｎｔが１．２１５〜１．３１５の範囲の値から１．０（空気）に向かって、図２０（ａ）〜（ｈ）に記載したプロファイルで変化する膜である。各数値例において，最上層１２の基板側からの厚さ２５％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ａ）を３６．３〜４１．１％，厚さ５０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｂ）を１３．３〜１６．６％，厚さ９０％位置での屈折率の比率Ｒｎ（ｃ）を７．９〜１１．６％としている。
【００８３】
各層の製法や材質は実施例１〜８に記載したのと同様，上述の屈折率・膜厚が実現できれば特に限定しない。製法の例についても実施例１〜８と同様なので記載を省略する。
【００８４】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、実施例２５〜３２における基板から下地層までの等価光学アドミタンスを複素座標で示したもので、横軸が実数部ａ、縦軸が虚数部ｂである。このとき、式（７）を点線で示し、円内であれば式の条件を満たしている。入射波長λが４３０ｎｍから６７０ｎｍまでの光学アドミタンスの複素座標での軌跡を実線で示す。図２１から、実線は式（７）が示す円内であり、条件を満たすことが確認できる。
【００８５】
また，図２２（ａ）〜（ｈ）、図２３（ａ）〜（ｈ）は本実施例における各数値例の反射防止膜の反射率特性である。図２３（ａ）〜（ｈ）は，図２２（ａ）〜（ｈ）の縦軸（反射率）のフルスケールを１．０％から５．０％に縮小した図である。これらの図から本実施例の反射防止膜は，可視波長帯域全域（波長４００〜７００ｎｍ）にわたって，高い反射防止性能を発揮していることが分かる。本実施例の反射防止膜はすべて，先に示した反射率規格１を満たしており，優れた波長帯域特性と入射角度特性を両立している。
【００８６】
【表６】
2018025580.tif 000013
【００８７】
【表７】
2018025580.tif 000014
【００８８】
（実施例４１）
図２４は本発明の実施例２３の光学機器の実施形態である監視用ネットワークカメラ２００を示す斜視図である。監視用ネットワークカメラ２００は物体の光学像を形成する撮像光学系を有し、複数のレンズから構成されている。複数のレンズのうち、少なくとも１つに反射防止膜１０が形成されており、本実施例４１の監視用ネットワークカメラ２００は、フレアやゴーストなどの有害光の発生を抑制した画像が得られ、高品質な光学機器が実現できる。本実施例では、光学機器をネットワークカメラとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８９】
以上、説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
０     基板
１〜２ 薄膜層
ａ     薄膜層
１０   反射防止膜
１１   下地層
１２   最上層
【図１】
2018025580.tif 000015
【図２】
2018025580.tif 000016
【図３】
2018025580.tif 000017
【図４】
2018025580.tif 000018
【図５】
2018025580.tif 000019
【図６】
2018025580.tif 000020
【図７】
2018025580.tif 000021
【図８】
2018025580.tif 000022
【図９】
2018025580.tif 000023
【図１０】
2018025580.tif 000024
【図１１】
2018025580.tif 000025
【図１２】
2018025580.tif 000026
【図１３】
2018025580.tif 000027
【図１４】
2018025580.tif 000028
【図１５】
2018025580.tif 000029
【図１６】
2018025580.tif 000030
【図１７】
2018025580.tif 000031
【図１８】
2018025580.tif 000032
【図１９】
2018025580.tif 000033
【図２０】
2018025580.tif 000034
【図２１】
2018025580.tif 000035
【図２２】
2018025580.tif 000036
【図２３】
2018025580.tif 000037
【図２４】
2018025580.tif 000038