(57)【要約】【課題】残膜の膜厚がばらついても、４００〜７００ｎｍの波長に対して、優れた反射防止特性を有する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。【解決手段】入射乃至射出する光線の表面反射を低減するための光学基板上に形成反射防止膜であって、４００ｎｍ以下のピッチで規則的に配列された凹凸を持つ構造層と、該構造層と該光学基板との間に形成された中間層からなり、該中間層は１層以上の薄膜層を積層した構造からなり、該構造層は屈折率が膜厚方向に変化するグレーデッド部と、該グレーデッド部の下部に一体で形成され、屈折率が膜厚方向に変化しない残膜部からなり、該グレーデッド部は、最も光入射側の空間充填率が０．０５以上かつ０．２０以下を満たし、かつ空間充填率が膜厚方向に不連続に変化する点を光入射部以外に１つ以上持ち、該膜厚方向に不連続に変化する点での空間充填率の差が０．０５以上０．２０以下である構成とした。【選択図】図１
2018005136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射乃至射出する光線の表面反射を低減するための光学基板上に形成反射防止膜であって 
４００ｎｍ以下のピッチで規則的に配列された凹凸を持つ構造層と
該構造層と該光学基板との間に形成された中間層からなり、
該中間層は１層以上の薄膜層を積層した構造からなり、
該構造層は屈折率が膜厚方向に変化するグレーデッド部と
該グレーデッド部の下部に一体で形成され、屈折率が膜厚方向に変化しない残膜部からなり
該グレーデッド部は、最も光入射側の空間充填率が０．０５以上かつ０．２０以下を満たし、かつ空間充填率が膜厚方向に不連続に変化する点を光入射部以外に１つ以上持ち
該膜厚方向に不連続に変化する点での空間充填率の差が０．０５以上０．２０以下であること特徴とする反射防止膜。
【請求項２】
前記グレーデッド部の最も光入射側の有効屈折率をｎｅ１、
前記不連続に変化する点の有効屈折率をｎｅ２、ｎｅ３（ｎｅ２＜ｎｅ３）とすると、
ｎｅ１、ｎｅ２、ｎｅ３が下記の関係式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。
【数１】
2018005136.tif 000013
ただし、上記の関係式中の有効屈折率ｎｅは、空間充填率ＦＦとグレーデッド部を構成する材料の屈折率ｎａを用いて、下記の関係式から求められるものとする。
【数２】
2018005136.tif 000014
【請求項３】
前記有効屈折率ｎｅ２およびｎｅ３の差が、０．０３以上０．１以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反射防止膜。
【請求項４】
前記グレーデッド部は円錐台はたは多角錐台からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の反射防止膜。
【請求項５】
前記中間層を構成する薄膜層のうち、最も基板側の層はＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯＮからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の反射防止膜。
【請求項６】
前記グレーデッド部および残存部は、エネルギー硬化樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の反射防止膜。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の反射防止膜を有す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少なくとも１つ以上用いたことを特徴とする光学系。
【請求項９】
請求項８に記載の光学系を用いたことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の入出射面に設けられる反射防止膜に関し、特に深さ方向に屈折率が連続的に変化する構造を有する反射防止膜およびそれを有する光学素子、光学系、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子の表面には、入射光の光量損失を低減させるために、反射防止構造が形成されており、近年では使用波長より小さなピッチで配列した微細構造を利用した反射防止膜が知られている。このような反射防止膜のうち、蛾の目の構造を模したモスアイ構造のように、空間に対する構造の充填率が膜厚方向に変化する反射防止膜は、光入射側から膜厚方向に対して実質的に屈折率が連続的に変化するため、屈折率の異なる多層膜から構成される従来の反射防止膜より入射角度特性が少ない。
【０００３】
このような微細凹凸構造を利用した反射防止膜の形成法として、特許文献１には、微細凹凸構造を持つ原盤を作製し、この原盤を型として微細構造を転写する方式が開示されている。特許文献１では、作成した型を用いて光学素子を成型する際に表面に直接微細凹凸構造を転写する方法や、基板表面に樹脂等の材料でコーティングし、そこに構造を転写（ナノインプリント）することで微細構造を形成する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の方法で直接微細凹凸構造を光学素子表面に作成するためには、光学素子の材料が転写に必要な条件（ガラス転移温度や粘度、離型性）を満たす、ごく一部に限定されてしまう。また、ナノインプリントを用いて構造を転写する場合、微細凹凸構造と基板の界面における反射を抑制するために、基板と微細凹凸構造の界面の屈折率差をできるだけ小さくすることが必要となる。
【０００５】
しかし、直接転写する場合と同様、ナノインプリントで利用可能な材料は現実的には限定されており、選択可能な屈折率範囲は制限されてしまう。特に、高い屈折率を実現することは難しく、例えば屈折率が２．０の光学材料に上記の方法を適用することは難しい。
【０００６】
そこで、特許文献２では、微細構造と基板との間に基板よりも低い屈折率を持つ層（中間層）を１層設ける方法を提案している。中間層を１層追加することで、基板と微細構造との屈折率差を小さくし、かつ中間層の膜厚を最適化することにより、基板の屈折率が１．８０に対して平均反射率０．１％以下の反射防止性能を得ることができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３０８４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１０２８８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ナノインプリントで微細凹凸構造を形成する際には、構造転写層全体にかつ素子表面全体に構造を転写することは実質的には困難で、構造が転写されない部分（残膜部）が構造層の下部に残存してしまう。
【０００９】
そのため、特許文献２のように中間層を使用する場合、残存部を中間層として利用するか、残存部をドライエッチング等の処理で取り除く処理が必要なる。
【００１０】
しかし、残存部を中間層として利用する場合、残存部の膜厚を素子全体で均一に制御することが難しく、残存部の膜厚がばらつくことにより反射率特性が低下してしまう。また、残存部を取り除く場合には、製造のスループットが低下し、コストが上がるという問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、残膜部の膜厚変動による反射率特性の低下を低減し、４００〜７００ｎｍの波長に対して、優れた反射防止特性を有する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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る反射防止膜は、
入射乃至射出する光線の表面反射を低減するための光学基板上に形成反射防止膜であって 
４００ｎｍ以下のピッチで規則的に配列された凹凸を持つ構造層と
該構造層と該光学基板との間に形成された中間層からなり、
該中間層は１層以上の薄膜層を積層した構造からなり、
該構造層は屈折率が膜厚方向に変化するグレーデッド部と
該グレーデッド部の下部に一体で形成され、屈折率が膜厚方向に変化しない残膜部からなり、
該グレーデッド部は、最も光入射側の空間充填率が０．０５以上かつ０．２０以下を満たし、かつ空間充填率が膜厚方向に不連続に変化する点を光入射部以外に１つ以上持ち
該膜厚方向に不連続に変化する点での空間充填率の差が０．０５以上０．２０以下であること特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、残膜部の膜厚がばらついても、４００〜７００ｎｍの波長に対して、優れた反射防止特性を有する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】
【００１４】
【図１】本発明の反射防止膜概略
【図２】グレーデッド部２の先端形状概略
【図３】本発明のグレーデッド部２の形状概略
【図４】実施例１の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図５】実施例１の反射防止膜の反射率
【図６】実施例１の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図７】実施例１の反射防止膜の残膜部の膜厚を変えたときの反射率
【図８】実施例２の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図９】実施例２の反射防止膜の反射率
【図１０】実施例２の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図１１】実施例３の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図１２】実施例３の反射防止膜の反射率
【図１３】実施例３の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図１４】実施例４の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図１５】実施例４の反射防止膜の反射率
【図１６】実施例４の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図１７】実施例５の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図１８】実施例５の反射防止膜の反射率
【図１９】実施例５の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図２０】実施例６の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図２１】実施例６の反射防止膜の反射率
【図２２】実施例６の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【図２３】本発明の光学機器
【図２４】比較例１の反射防止膜の膜厚に対する屈折率
【図２５】比較例１の反射防止膜の反射率
【図２６】比較例１の反射防止膜の残膜部の膜厚ばらつきによる反射率特性ばらつき
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、説明中の屈折率の値はすべて波長５５０ｎｍでの値である。
【００１６】
図１は本発明の反射防止膜の概略図(断面図)であり、光学基板１０の表面付近を拡大して示している。
【００１７】
光学基板１０は屈折率が１．６８〜２．３０の光学ガラスもしくは光学プラスチックからなり、その表面に本発明の反射防止膜１００が形成されている。反射防止膜１００は、ナノインプリント法によって形成され、微細凹凸構造を持つ構造層３０と、光学基板１０と微細凹凸構造３０との間に設けられた中間層２０と、を有する。
【００１８】
さらに構造層３０は、空間充填率が膜厚方向に変化する（すなわち、実質的な屈折率が膜厚方向に変化する）微細凹凸構造から形成されたグレーデッド部２と、グレーデッド部２と一体で形成された、膜厚方向に屈折率の変化しない残膜部１からなる。なお、残存部１は、ナノインプリント法によって微細凹凸構造を転写した際に、構造層３０の下部の残存した構造が転写されない部分である。また、中間層２０は１層ないし２層以上の屈折率の異なる薄膜を積層させた構成を持つ。
【００１９】
構造層３０は、ナノインプリント法によって形成される。ナノインプリント法は、製造方法により熱ナノインプリント、光ナノインプリント、室温ナノインプリントに大別されるが、本発明ではどの方法を用いてもよい。ただし、膜厚方向に均一に成型するために熱ナノインプリントを用いることがより好ましい。構造層３０に用いる材料は特に限定しないが、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、低融点ガラス等を用いることができる。また、室温ナノインプリントではスピンオングラス（ＳＯＧ）や水素シルセスキオキサンポリマー（ＨＳＱ）等のゾル・ゲル系の材料を用いてもよい。
【００２０】
さらに、波長４００〜７００ｎｍの光に対する透過率や成型性を考慮すると、構造層３０の材料の屈折率ｎａは１．３８以上１．６０以下が好ましい。さらに、波長が４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の入射光に対して、回折を防ぐためには、グレーデッド部の微細凹凸構造のピッチは４００ｎｍ以下であることが好ましく、広い入射角度に対してその効果を得るためには、ピッチが２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２１】
また、グレーデッド部２の微細凹凸構造は光入射側から基板側に向かって空間充填率が連続的に増加する構造を持つ。グレーデッド部２の実質的な屈折率ｎｅは、空間充填率（ＦＦ）を用いて下記の式（１）で求められる。
【００２２】
【数１】
2018005136.tif 000003
【００２３】
グレーデッド部２は、膜厚方向に空間充填率が連続的に増加するため、実質的な屈折率ｎｅも光入射側から連続的に増加する。そのため、通常屈折率差を有する界面で発生する反射波が発生しずらく、空気から残存部に入射する光に対して高い反射防止効果を得ることができる。
【００２４】
ここで、成型性や構造の強度を考慮すると、グレーデッド部２の先端は尖った形状（図２（ａ））でないほうが好ましく、平面を持つ形状（図２（ｂ））や角がなく丸みを帯びた形状（図２（ｃ）、２（ｄ））であることが好ましい。成型性や強度を考慮すると、先端の空間充填率（ＦＦ）は５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。なお、ここでの先端の充填率は、丸みを帯びた場合にであっても、近似的に丸みがない構造（図２−３の破線の構造）とみなして算出するものとする。
【００２５】
なお、グレーデッド部２の形状が円錐台や多角錐台のとき、構造の下端（すなわちグレーデッド部２と残膜部との境界）から高さ距離ｄ（ｎｍ）における充填率は下記の式２から求められる。
【００２６】
【数２】
2018005136.tif 000004
【００２７】
ここで、Ｄ（ｎｍ）はグレーデッド部２の物理膜厚、ＦＦ（ＭＡＸ）とＦＦ（ｍｉｎ）はそれぞれ充填率の最大値および最小値である。
【００２８】
一方、上記のように先端が尖っていない構造の場合、光入射部分の空気から構造に入射する部分で屈折率差が生じ、反射波が発生してしまう。そのため、この反射波を打ち消す構造が必要となる。これは例えば、グレーデッド部２の構造中に充填率が不連続な部分を形成する（図３）ことによって実現できる。つまり、グレーデッド部の構造中に、屈折率差を持つ部分を設けることで、空気と光入射部の界面で発生した反射波と逆位相かつ同振幅の反射波を発生させて、光入射部分から発生する反射波を相殺することができる。この効果をより発揮するためには、下記の式（３）、式（４）を満たすことが好ましい。
【００２９】
【数３】
2018005136.tif 000005
【００３０】
ここで、ｎｅ１、ｎｅ２およびｎｅ３は、図３に示す部分の実質的な屈折率である。なお、上記の充填率が不連続な部分は、グレーデッド部２のどの部分に構成してもよく、例えば最も基板側、つまりグレーデッド部２と残存部１との界面に設けてもよい。ただし、より高性能な反射防止性能を持つためには、物理膜厚の比Ｄ２／Ｄ１が０．５以上を満たすのが好ましく、１．０以上がより好ましい。ここで、Ｄ１およびＤ２はそれぞれ前記不連続部から光入射部までの物理膜厚および残膜部１との界面から不連続部までの物理膜厚である。
【００３１】
また、グレーデッド部２全体の物理膜厚（Ｄ１＋Ｄ２）は１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。物理膜厚が１５０ｎｍ未満になると、高い反射防止効果が得られる波長帯域が狭くなり、特に３０度以上の入射角に対する性能が低下する。一方、光学膜厚が厚くなると構造のアスペクト比が増大し、製造が困難になるとともに、構造不良に起因した散乱により不要光が発生する。
【００３２】
一方、中間層２０は、光学基板１上に形成された単層構造もしくは２層以上の異なる薄膜層を積層した構造を持ち、残膜部１と基板の界面で発生する反射波を抑制する役割を担う。そのため、残膜部１の屈折率ｎａと基板の屈折率ｎｓに応じて、層数や膜構成をを選択すればよい。例えば、３０が１．４８以上１．７０以下の材料からなり、光学基板１の屈折率が１．６８以上２．３０以下の場合には、光学基板側からＭ層、Ｈ層、Ｍ層の３層構成やＨ層、Ｍ層、Ｈ層、Ｍ層の４層構成が選択できる。
【００３３】
また、構造層３０を形成する材料と基板の屈折率差が０．１程度の場合には、Ｍ層やＬ層を単層で用いることができる。ここで、Ｌ層は屈折率が１．３５以上１．５０以下を満たす薄膜層、Ｍ層は屈折率が１．６０以上１．７２以下を満たす薄膜層、Ｈ層は屈折率が１．９５以上２．２０以下を満たす薄膜層である。
【００３４】
中間層２０の製法は特に限定されず、液相法や真空蒸着法、スパッタ法などの任意のプロセスを選定することができる。ただし、より緻密な膜を形成するためには、ドライプロセスのほうが好ましく、スパッタ法がより好ましい。
【００３５】
中間層２０の各層の材料は、例えば、ＳｉＯ２やＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２，Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２などの金属酸化物、ＬａＦ３,ＣｅＦ３，ＭｇＦ２，ＮｄＦ３，ＣａＦ２などの金属フッ化物の単体やそれらの化合物を用いることができる。ただし、光学基板１０の材質によっては、大気に晒されることで表面に成分が溶出して曇りや着色（「ヤケ」と呼ばれる）が生じる場合があるため、これを防止するため、基板上に形成される層は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯＮを用いることが好ましい。
【００３６】
以上より、反射防止膜１００は、グレーデッド部２が空気と残膜部１の界面で発生する反射波を抑制し、中間層２０が残膜部１と基板の界面で発生する反射波を抑制する構成となる。そのため、残膜部１の反射率特性に対する膜厚敏感度を低減することができる。なお、残膜部１の膜厚は特に限定されない。ただし、厚くなりすぎると、成形性が低下したり、散乱が増加して素子の透過率が低下するため、残膜部１の膜厚は１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
なお、光学基板１０の屈折率は特に限定されない。ただし、光学基板１０と構造層３０の屈折率差が十分小さい場合には、構造層３０と光学基板１０との界面で発生する反射波が小さくなり、中間層２０なしで性能を得ることができる。そのため、中間層２０の効果をより発揮するためには、構造層３０と光学基板１０との屈折率差が０．１以上であることが好ましく、０．２以上であることがさらに好ましい。
【００３８】
反射防止膜１００を形成する光学素子は、例えば、レンズ、プリズム、フライアイインテグレータ等を含む。また、この光学素子を有する光学系は、例えば、撮像光学系、走査光学系、投射光学系を含み、カメラ、ビデオカメラ、双眼鏡、複写機、プリンター、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、天体望遠鏡、顕微鏡等の光学機器に使用することができる。このような光学機器において、本発明の反射防止膜を形成された光学系が十分な透過率、およびゴースト・フレア抑制効果を得るためには、残膜部１の膜厚が変動した場合にも、０度入射の反射率が０．３％以下、４５度入射の反射率が１．０％以下であることが好ましい。
【００３９】
以下、具体的な計算例をもとに、本発明の反射防止膜について説明する。なお、以下の計算例では、構造部の屈折率は上記（１）から得られる屈折率を持つ膜として扱うものとする。
【００４０】
［実施例１］
実施例１の反射防止膜は屈折率が１．８０８の光学基板１０上に、３層の多層膜から形成された中間層２０、その上に円錐台形状が規則的に配列した構造層３０を持つ。構造層３０はＰＭＭＡをもちいてグレーデッド部２と残膜部１が一体で形成されており、残膜部１の屈折率は１．４９３である。充填率が不連続に変化する部分があり、その部分より光入射側をグレーデッド部２a、基板側をグレーデッド部２ｂとする。グレーデッド部２ｂの屈折率は、基板側の１．４９３から１．１６４まで充填率の変化に従って連続的に変化している。
【００４１】
また、グレーデッド部２aは、同様に１．０９７から１．０４５まで連続的に変化している。なお、このとき空間充填率ＦＦは、最も基板側の１．００から、光入射部で０．１０まで変化しており、不連続部分での充填率はそれぞれ０．３５、０．２１である。グレーデッド部の物理膜厚Ｄ１およびＤ２はそれぞれ１２４ｎｍ、１６５ｎｍである。また中間層２０は、基板側から屈折率が１．６２１、光学膜厚が４１ｎｍの第１層、屈折率が２．１２７、光学膜厚が２０ｎｍの第２層、屈折率が１．６２１、光学膜厚が１５７ｎｍの第３層から形成されている。表１に実施例１の反射防止膜の構成を示す。
【００４２】
【表１】
2018005136.tif 000006
【００４３】
また、図４に実施例１の反射防止膜の膜厚方向（物理膜厚／ｎｍ）に対する屈折率を示す。さらに、図５に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。なお、図５中の０ｄｅｇ、３０ｄｅｇ・・・は、入射角度を表す。
【００４４】
図５より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４００〜７００ｎｍ全域で反射率０．１％以下、入射角が４５度のとき、０．３％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０１％、４５度のとき０．０６％、６０度のとき０．７２％であった。
【００４５】
次に、図６に残膜部１の膜厚がばらついた時の反射率特性の変動幅（計算値）を示す。なお、図６では、設計値に対して±２００ｎｍの範囲内で膜厚をランダムに変化させる計算を１００回繰り返した場合の結果を示しており、図６（ａ）が入射角度０度の場合、図６（ｂ）が入射角度４５度の場合である。
【００４６】
図６より、このように残膜部１の膜厚が数百ｎｍオーダーでばらついても、０度入射では、４５０〜７００ｎｍで０．２％以下、４５度入射では０．８％以下と反射率への影響がきわめて小さいことが分かる。
【００４７】
また、図７に、残膜部１の膜厚を変えた場合の反射率特性を示す。なお、図７（ａ）に入射角が０度の場合を、図７（ｂ）に４５度の場合を示す。
【００４８】
図７より残膜部１の膜厚が０〜１００００ｎｍまで変化しても、反射率特性の変動は図６で示す範囲に収まっていることが分かる。
【００４９】
［比較例１］
比較例１として、特許文献２の数値実施例２に記載の反射防止膜について述べる。なお、本比較例では、特許文献２の数値実施例２で開示されている膜構成のうち、最も高い反射防止性能が得られる構成についてのみ示す。
【００５０】
本比較例は、屈折率が１．８００の光学基板上に、本発明で言うところの構造層３０が形成されている。構造層３０は屈折率が１．６２０の材料から形成されており、残膜部１の屈折率は１．６２０、グレーデッド部２の屈折率は最も基板側の１．６２０から最も光入射側の１．１１３まで充填率に従って連続的に変化している。なお、数値実施例２では、グレーデッド部２に関する具体的な屈折率の開示はないが、充填率が最も基板側で１．０、最も光入射側では０．２２から０．５０の間の値を持つ円錐台との記載があるため、これに基づいて式（１）に基づいて算出した。
【００５１】
なお、最も光入射側については、この計算において最も反射率特性が良好となる値を使用した。表２に比較例１の反射防止膜の構成を示す。
【００５２】
【表２】
2018005136.tif 000007
【００５３】
また、図２４に比較例１の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図２５に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００５４】
図２５より、本比較例の反射防止膜では、０度反射においても反射率が４５０ｎｍ付近で１．０％を超えてしまう。また、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．４７％、４５度のとき０．７４、６０度のとき２．４％であった。
【００５５】
次に、図２６に残膜部の膜厚を最大±２０ｎｍばらつかせたときの反射率変動を示す。
【００５６】
図６と図２６を比較すると、比較例では膜厚ばらつきが実施例１の１／１０程度になっているが、反射率の変動は最大１．０％程度と実施例１の２倍以上になることが分かる。これより、本発明の反射防止膜が残膜の膜厚がばらついても優れた反射防止効果を得られることが分かる。
【００５７】
［実施例２］
実施例２の反射防止膜は、構造層３０を形成する材料や中間層２０は実施例１と同等で、グレーデッド部２の構造が異なる。実施例１では、充填率が不連続な部分（屈折率差がある部分）をグレーデッド部２の途中に配置していたが、実施例２では、残膜部１との界面に屈折率差を設けている。グレーデッド部２の空間充填率ＦＦは、最も基板側の０．８９から、光入射部の０．１０まで変化している。グレーデッド部の物理膜厚Ｄは、４６４ｎｍである。表３に実施例２の反射防止膜の構成を示す。
【００５８】
【表３】
2018005136.tif 000008
【００５９】
また、図８に実施例２の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図９に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００６０】
図９より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４００〜７００ｎｍ全域で反射率０．２％以下、入射角が４５度のとき、０．４％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０７％、４５度のとき０．１３％、６０度のとき０．６７％であった。
【００６１】
次に、図１０に実施例１と同様、残膜部をばらつかせたときの反射率変動を示す。
【００６２】
図１０より、このように残膜部の膜厚がばらついても、０度入射では、４００〜７００ｎｍで０．４％以下、４５度入射では０．７％以下と反射率への影響が小さいことが分かる。実施例１、２に示すように、充填率が不連続になる部分はグレーデッド部２の途中や残膜部との界面等、任意の位置に設定して膜厚敏感度低減の効果を得ることができる。実施例２のように残膜部１との界面に設置する場合には、構造が単純になるという利点がある。一方、グレーデッド部２の途中に設ける場合には、グレーデッド部２の膜厚Ｄ１とＤ２をそれそれパラメータとして使用することができ、反射率をより低減することができる。
【００６３】
［実施例３］
実施例３の反射防止膜は、実施例１と構造層３０を形成する材料は同等で、基板が異なる。光学基板の屈折率は１．８８８、中間層２０は３層の多層膜から形成されている。表４に実施例３の反射防止膜の構成を示す。
【００６４】
【表４】
2018005136.tif 000009
【００６５】
また、図１１に実施例３の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図１２に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００６６】
図１２より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４００〜７００ｎｍ全域で反射率０．１％以下、入射角が４５度のとき、０．２％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０１％、４５度のとき０．０４％、６０度のとき０．５８％であった。
【００６７】
次に、図１３に実施例１と同様、残膜部をばらつかせたときの反射率変動を示す。図１３より、このように残膜部の膜厚がばらついても、０度入射では、４５０〜７００ｎｍで０．２％以下、４５度入射では０．６％以下と反射率への影響がきわめて小さいことが分かる。
【００６８】
［実施例４］
実施例４の反射防止膜は、実施例１と構造層３０を形成する材料は同等で、基板が異なる。光学基板の屈折率は２．１１６、中間層２０は３層の多層膜から形成されている。表５に実施例４の反射防止膜の構成を示す。
【００６９】
【表５】
2018005136.tif 000010
【００７０】
また、図１４に実施例４の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図１５に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００７１】
図１５より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４５０〜７００ｎｍ全域で反射率０．２％以下、入射角が４５度のとき、０．３％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０７％、４５度のとき０．０８％、６０度のとき０．６６％であった。
【００７２】
次に、図１６に実施例１と同様、残膜部をばらつかせたときの反射率変動を示す。
【００７３】
図１６より、残膜部の膜厚がばらついても、０度入射では、４５０〜７００ｎｍで０．２％以下、４５度入射では０．５％以下と反射率への影響がきわめて小さいことが分かる。このように、本発明の構成を用いると、光学基板と構造層３０（残膜部１）の屈折率差が大きい場合にも、残膜部１の膜厚敏感度を低くすることができる。
【００７４】
［実施例５］
実施例５の反射防止膜は、光学基板は実施例４と同等で、構造層３０を構成する材料や中間層２０の構成が異なる。本実施例の中間層２０は、４層の多層膜から形成されており、構造層３０はＰＣから形成されている。表６に実施例５の反射防止膜の構成を示す。
【００７５】
【表６】
2018005136.tif 000011
【００７６】
また、図１７に実施例５の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図１８に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００７７】
図１８より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４００〜７００ｎｍ全域で反射率０．２％以下、入射角が４５度のとき、０．３％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０３％、４５度のとき０．０７％、６０度のとき０．７４％であった。
【００７８】
次に、図１９に実施例１と同様、残膜部をばらつかせたときの反射率変動を示す。図１９より、このように残膜部の膜厚がばらついても、０度入射では、４５０〜７００ｎｍで０．２％以下、４５度入射では０．６％以下と反射率への影響がきわめて小さいことが分かる。
【００７９】
［実施例６］
実施例６の反射防止膜は、屈折率が１．６９９の光学基板１０上に、１層の薄膜層から形成された中間層２０を持ち。構造層３０はＰＳから形成されている。表７に実施例６の反射防止膜の構成を示す。
【００８０】
【表７】
2018005136.tif 000012
【００８１】
また、図２０に実施例６の反射防止膜の膜厚方向に対する屈折率を示す。さらに、図２１に波長４００〜７００ｎｍの波長に対する反射率特性を示す。
【００８２】
図２１より、本実施例の反射防止膜は、入射角度が０度のとき、４００〜７００ｎｍ全域で反射率０．２％以下、入射角が４５度のとき、０．３％以下の優れた特性を示すことが分かる。なお、４００〜７００ｎｍでの平均反射率は、０度のとき０．０６％、４５度のとき０．１３％、６０度のとき０．９４％であった。次に、図２２に実施例１と同様、残膜部をばらつかせたときの反射率変動を示す。
【００８３】
図２２より、このように残膜部の膜厚がばらついても、０度入射では、４５０〜７００ｎｍで０．３％以下、４５度入射では０．６％以下と反射率への影響がきわめて小さいことが分かる。
【００８４】
［実施例７］
図２３は実施例７の光学機器の概略図である。
【００８５】
図２３において、１０１はデジタルカメラ、１０２は本発明の反射防止膜が形成された光学素子を用いて構成された撮像光学系である。撮像光学系１０２は、複数のレンズから構成されており、これらのレンズ面のうち少なくとも１面に本発明の反射防止膜が形成されている。本実施例では、光学機器の１例としてデジタルカメラを取り上げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、双眼鏡や画像投射装置等その他の光学機器に用いてもよい。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施携帯について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  残膜部、２  グレーデッド部、１０  光学基板、２０  中間層、３０  構造層、
１００  本発明の反射防止膜、１０１  本発明の光学機器（デジタルカメラ）、
１０２  本発明の光学系
【図１】
2018005136.tif 000015
【図２】
2018005136.tif 000016
【図３】
2018005136.tif 000017
【図４】
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【図５】
2018005136.tif 000019
【図６】
2018005136.tif 000020
【図７】
2018005136.tif 000021
【図８】
2018005136.tif 000022
【図９】
2018005136.tif 000023
【図１０】
2018005136.tif 000024
【図１１】
2018005136.tif 000025
【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】
2018005136.tif 000030
【図１７】
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【図１８】
2018005136.tif 000032
【図１９】
2018005136.tif 000033
【図２０】
2018005136.tif 000034
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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