(57)【要約】      （修正有）【課題】専用の下地膜を用いることなく、狙いの入射角度に対して最適な反射防止膜を形成する。【解決手段】基板１上に形成された反射防止膜であって、該反射防止膜は、屈折率na、光学膜厚Daを有するA層を最表層とする多層の反射防止膜Ａ１１と、該反射防止膜Ａのさらに上面に、屈折率nb、光学膜厚Dbを有するＢ層が形成されてなる反射防止膜Ｂ１２に対し、帯域幅200nm以上の使用波長帯域において、反射防止膜Ａの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Ra(0)、反射防止膜Ｂの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(0)、反射防止膜Ｂの60deg入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(60)としたとき、下記条件式を満たす。Ra(0)<0.75%、Rb(0)<0.75%、Rb(60)<2.0%、1.01≦nb≦1.15、na-nb＞0.2、2.1*Da＞Db＞0.9*Da【選択図】図１
2019200263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された反射防止膜であって、
該反射防止膜は、屈折率na、光学膜厚Daを有するA層を最表層とする多層の反射防止膜Ａと、
該反射防止膜Ａのさらに上面に、屈折率nb、光学膜厚Dbを有するＢ層が形成されてなる反射防止膜Ｂとしたとき、
帯域幅200nm以上の、ある使用波長帯域において、
該反射防止膜Ａの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Ra(0)、
該反射防止膜Ｂの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(0)、
該反射防止膜Ｂの60deg入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(60)としたとき、下記条件式を満たすことを特徴とする反射防止膜。 
1.01≦nb≦1.15 
na-nb＞0.2
2.1*Da＞Db＞0.9*Da 
Ra(0)<0.75%、Rb(0)<0.75%、Rb(60)<2.0%
【請求項２】
前記Ｂ層の光学膜厚Ｄｂは150nm以上300nm以下であることを特徴した請求項１に記載の反射防止膜。
【請求項３】
前記Ａ層の屈折率naは1.30以上1.50以下、光学膜厚Daは120nm以上180nm以下である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】
前記反射防止膜はさらに Ａ層と屈折率nsの基板との間に、nsよりも高い屈折率nhを有するH層およびnhよりも低い屈折率nmを有するM層を有する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】
前記反射防止膜Ａの垂直入射時における反射率400nmから500nmの範囲における平均反射率Rv(0)と、
前記反射防止膜Ａの垂直入射時における反射率600nmから700nmの範囲における平均反射率Ri(0)としたとき、 Ri＜Rvを満たす請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射防止膜。 
【請求項６】
反射を抑制したい波長帯域内のある波長λ、入射角度θに対し下記範囲を満たすように光学膜厚Ｄbを形成することを特徴とした請求項２に記載の反射防止膜。 
0.2λ＜Ｄb・nb／√cos(θ)＜0.3λ
【請求項７】
２つの光学面を有し、一方の面に反射防止膜Ｂが形成され、
他方の面に反射防止膜ＡまたはＢが形成されていること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子。 
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子を有する光学装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射防止膜に関するものであり、汎用的に低反射率を実現する高性能反射防止膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学素子において表面反射を抑制し透過率を向上させる目的で、反射防止膜が形成される。特に撮影、投影レンズなどにおいては複数枚の光学素子が用いられるため、多重反射によるフレアやゴーストといった迷光を生じやすく画像の品位を低下させる。
【０００３】
反射防止膜を形成する方法としては、蒸着法ないしはスパッタ法を用いた反射防止膜が広く知られている。入射角度や使用波長帯域および基板の屈折率に応じて材料や層数を最適化した様々な反射防止膜の例がある。しかし、迷光を生じる際に光線が光学素子に入射する位置や角度、波長は様々であり、その全てに対して既存の蒸着膜のみで対応することは容易ではない。
【０００４】
近年、反射防止膜の性能さらに高める方法として、最も空気側の層の屈折率を従来に対して低い材料を用いる方法が提案されている。その中でも特に低屈折率を用いた例として、特許文献１では屈折率1.09の多孔質膜を多層反射防止膜の最表層として用いることにより、反射防止効果を高める例が開示されている。特許文献１の方法では、幾つかの異なる屈折率の基板に対してそれぞれ最適な反射防止膜の例が開示されている。この例では50degまでの入射角度に対して低反射を実現するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2010-113310号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、上記のような高性能反射防止膜を撮影レンズや投影レンズの全ての面に形成することは、成膜コストやレンズ形状対応の面で難しい。そのような場合には、高い効果が期待される幾つかの面に高性能反射防止膜が適用され、他の面には一般的な蒸着膜やスパッタ膜を適用する。よって同じ屈折率の基板であっても、一般的な反射防止膜と高性能反射防止膜という異なる膜構成の反射防止膜を使い分ける必要が生じる。加えて、特定の入射角度に対して良好な特性とする場合や、レンズのような曲面（凸面、凹面）に対して生じる成膜ムラに対して最適な膜とする場合等、反射防止膜に所望される特性は必ずしも一様ではない。
【０００７】
一般的な反射防止膜のみならず高性能反射防止膜であっても、上記の各ニーズに細かに対応するためには、同じ屈折率の基板に対し、ニーズに応じた異なる膜構成の反射防止膜を用意する必要がある。しかし通常蒸着装置やスパッタ装置は一度に１つの条件の膜しか成膜できず、膜構成の品種が増大することは生産効率の低下や管理手番の増加につながる。結果として少量多品種になるほど生産コストが増加する。また低屈折率膜は一般に強度が弱く、膜ハガレ等が発生した場合に反射率が増大し、外観や迷光抑制に影響を生じる懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、
基板上に形成された反射防止膜であって、該反射防止膜は、屈折率na、光学膜厚Daを有するA層を最表層とする多層の反射防止膜Ａと、該反射防止膜Ａのさらに上面に、屈折率nb、光学膜厚Dbを有するＢ層が形成されてなる反射防止膜Ｂに対し、帯域幅200nm以上の使用波長帯域において、該反射防止膜Ａの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Ra(0)、該反射防止膜Ｂの垂直入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(0)、該反射防止膜Ｂの60deg入射時における使用波長帯域内での平均反射率Rb(60)としたとき、下記条件式を満たすことを特徴としている。 
【０００９】
na-nb＞0.2
1.01≦nb≦1.15 
2.1*Da＞Db＞0.9*Da 
Ra(0)<0.75%、Rb(0)<0.75%、Rb(60)<2.0%
【発明の効果】
【００１０】
従来の反射防止膜と高性能反射防止膜の下地膜を共通化することにより生産を効率化でき、少量多品種の生産体制であってもコストを低減できる。また所望の入射角度に対して下地膜を最適化することなく対応することができ、汎用性の高い反射防止膜を提供できる。また最終層が無い場合でも従来なみの反射防止効果を維持できるため、膜はがれ時にも反射率の増大が最小限に抑制された高性能な反射防止膜を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の反射防止膜の構成概略図
【図２】本発明の反射防止膜を適用したレンズの構成外略図
【図３】本発明の実施例１の分光反射率
【図４】本発明の実施例１の分光反射率
【図５】本発明の実施例２の分光反射率
【図６】本発明の実施例３の分光反射率
【図７】本発明の実施例４の分光反射率
【図８】本発明の実施例５の分光反射率
【図９】本発明の実施例５の分光反射率
【図１０】本発明の実施例５の分光反射率
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１(a)(b)は本発明の反射防止膜ＡおよびＢの構成概略図である。図１(a)は反射防止膜Ａ１１の構成を示す図であり、基板１上に高屈折率の材質からなるＨ層２および低屈折率の材質からなるＭ層３が積層され、最表層にＭ層以下の屈折率na、光学膜厚Daを有する低屈折率層である最表層（以下Ａ層とする）４が積層されている。また図１（ｂ）は反射防止膜Ｂ１２の構成を示す図である。反射防止膜Ｂ１２の下地層は反射防止膜Ａ１１と共通であり、Ａ層４の上面にnaよりもさらに低い屈折率nb、光学膜厚Dbを有する最表層（以下Ｂ層とする）５が積層された構成からなる。
【００１４】
このとき、垂直入射時における使用波長帯域内での反射防止膜Ａの平均反射率をRa(0)、反射防止膜Ｂの平均反射率をRb(0)、入射角度60degにおける反射防止膜Ｂの平均反射率をRb(60)としたとき、下記条件式を満たすことを特徴としている。
【００１５】
na-nb＞0.20                              ・・・（１）
1.01≦nb≦1.15                            ・・・（２）
2.1*Da＞Db＞0.9*Da                       ・・・（３）
Ra(0)<0.75%、Rb(0)<0.75%、Rb(60)<2.0%    ・・・（４）
ここで使用波長帯域とは、反射防止膜を付与する際に考慮すべき波長帯域のことであり、可視または近紫外から近赤外領域が一般的である。また単一波長のみをカバーするものではなく反射防止を施す波長範囲として200nm以上の波長帯域幅を有するものとする。本発明の反射防止膜は、既存の反射防止膜Ａに対し、さらにＢ層を積層した構成とすることで所定の入射角度、波長帯域において低反射の反射防止膜Ｂ（図１（ｂ））として機能することを特徴としている。そのためには上記の４条件式を満たす必要がある。
【００１６】
反射防止膜Ａは、通常の蒸着膜、またはスパッタ膜で構成されたものである。下地膜であるＨ層２やＭ層３は、TIO2,ZrO2,nb2O3,Ta2O5,Al2O3,SiO2などの金属酸化物またはSiNなどの窒化物で構成される。またＡ層としては選択可能な範囲内で屈折率の低い材質が選択され、屈折率1.38程度のMgF2や、1.47程度のSiO2が一般的である。
【００１７】
ここでは詳述しないが、反射防止膜Ａ１１は基板１の屈折率や形状（レンズの曲率など）、使用波長帯域などにより、様々な膜設計が行われる。本発明において反射防止膜Ａの設計は任意であるが、達成可能な範囲で高性能な膜であることが望ましく、例えば可視光波長帯域用であれば(1)式に示すように使用波長帯域内での平均反射率Ra(0)が 0.75％以下を満たすことが望ましく、0.5％以下を満たすことがより望ましい。ただし使用波長帯域が可視から1000nmを大きく超える赤外帯域までを含む場合は、1.0％程度まで増大する場合もある。
【００１８】
複数の屈折率の層からなる膜反射防止膜Ａ１１は、多層膜間の光の干渉を利用したものである。各層の膜構成は所定の波長範囲および入射角度に対して最適化されているため、その最表層にさらに光学膜を付与することは一般的に干渉条件を乱して反射率を増大させる。ただし、反射防止膜としてＡ層の屈折率は必ずしも最適ではなく、一般的に理想よりも高い屈折率となっている場合が多い。基板（および下地層）とＡ層との界面反射強度と、Ａ層と空気の界面反射強度は略等しいことが理想であるが、実際にはＡ層の屈折率が高く空気界面との反射が高い傾向にある。
【００１９】
そのため２つの反射波の干渉による打ち消し合いが十分ではなく、得られる反射防止効果にも限界がある。よって従来の反射防止膜の最表層であるＡ層の屈折率よりも十分小さな屈折率であれば、反射防止効果を改善できる可能性がある。
【００２０】
さらに、撮影レンズ等においては反射防止膜に入射する角度が60degを超える場合があるが、従来の反射防止膜では高入射角度での反射防止は容易ではない。これは入射角度の変化によって反射防止膜の実効的な光路長が設計値から変化する事に加え、Ｓ偏光に対する実効的な屈折率が増大することに起因する。これは、射入射光線に対する反射防止では、垂直入射の場合に比べてより低い屈折率が必要であることを意味する。
【００２１】
本発明ではＡ層の上にさらに屈折率の低いＢ層を付与することで、反射防止膜の最表層としての実効的な屈折率を低減できる。その結果、60degもの高入射時における反射率を大きく低減することができる。一般的に射入射に最適化した場合、垂直入射に対しては逆に反射率が低下するが、垂直入射に対する最表層Ｂの実効的な屈折率は非常に低いため、反射率に対する敏感度は低くなっている。
【００２２】
上記効果を得るためにＢ層の屈折率nbに求められる条件としては、まず下地層であるＡ層の上面に付与した際にも反射防止Ａの反射率を低下させないように選択する必要がある。具体的には反射防止膜Ａの最表層の屈折率naに対し、√naよりも小さな屈折率であれば、反射率の劣化は抑制できる。例えば最表層がMgF2（屈折率が1.37）の場合、√1.37≒1.17以下が目安となる。以上よりＢ層の屈折率nbは、Ａ層の屈折率naに対し、条件式（１）に示すようにｎａ−ｎｂが0.20以下の材料が求められる。
【００２３】
ただし、より高い反射防止効果を得るためには上述よりもさらに低い屈折率である事が望ましく、具体的にはｎａ−ｎｂが0.25以下であることがより望ましい。ただしこのときｎｂが小さすぎる場合、例えばｎｂが1.01以下となる場合は、最表層Ｂ層を作製することが困難となる上に、実質的に空気とほぼ等価な屈折率となるためＢ層を付与する効果が低減するため望ましくない。また1.15以上の層を付与した場合は、反射防止膜Ｂの低反射の効果を維持することが困難となる。以上を踏まえ、反射防止膜Ｂの最表層の屈折率nbは、条件式（１）および（２）を満たすようにＡ層およびＢ層の屈折率を選択することが望ましい。
【００２４】
na-nb＞0.20                              ・・・（１）
1.01≦nb≦1.15                            ・・・（２）
加えて、Ｂ層の膜厚を制御することにより、任意の入射角度に対して最適化することができる。
【００２５】
このとき一般的な蒸着膜であれば、60deg入射に対して最適な膜構成とするには、垂直入射に対し最適化した膜構成からの修正設計が必要であり、かつ垂直入射での反射率が大きく低下する。しかし本発明の反射防止膜の場合、例えば反射防止膜Ｂを入射角度60degに対して最適な膜構成とする場合には、反射防止膜Ａを変更することなくＢ層の光学膜厚Ｄｂを適切に選択するだけで、60degでの反射率を大きく改善できる。このとき垂直入射時の反射率は、条件式（１）（２）を満たすようにnbが十分低く選択すれば反射防止膜Ａとほぼ同等かそれ以下に抑えられる。
【００２６】
反射防止膜Ｂを垂直入射に対して最適な膜構成とした場合は、垂直入射と60deg入射で反射防止膜Ａの反射率以上の抑制効果が得られる。以上から反射防止膜Ｂの最表層の光学膜厚Ｄｂは設計波長に対して厚めである事が望ましく、下地層であるＡ層の光学膜厚Ｄａに対し下記条件式(３)を満たすことが望ましい。
【００２７】
2.1*Da＞Db＞0.9*Da                       ・・・（３）
このようにすることで、反射防止膜Ｂの反射率は、垂直入射時においては反射防止膜Ａと同等以下の反射率Rb(0)<0.5%を満たしつつ、入射角度60degにおいて反射率Rb(60)<2.0%を満たす特性が期待できる。結果として、条件式(４)に一部示したように反射防止膜Ａの垂直入射の反射率Ra(0)と、反射防止膜Ｂの垂直入射での反射率Rb(0)、60deg入射での反射率Rb(60)を同時に満たす反射防止膜が、ほぼ共通の膜構成で実現できる。
【００２８】
なお具体的には光学膜厚Ｄｂは、150nmから300nm以下の範囲で選択することが望ましい。300nm以上であっても反射率が大きく劣化することはないものの、作製難易度が高まり、散乱等の弊害が増大する可能性がある。150nm以下の場合は、特に射入射において十分な特性を得づらい。
【００２９】
このように本発明の反射防止膜は、従来反射防止膜１１を下地膜１１とした高性能反射防止膜を、最表層Ｂ層の調整のみで実現できる。そのため下地膜の共用が可能となり、高性能反射防止専用の下地膜や入射角度に応じた下地膜は不要となる。そのため、任意の面、任意のニーズに対し適切な反射防止膜を必要な分だけ付与することができ、低コストで汎用性の高い反射防止膜のバリエーションを簡易に実現することができる。
【００３０】
さらに、Ｂ層のような低屈折率の層は一般的に膜強度が弱く、適用する製品の構成によってはハンドリング時や組立後にキズ、カケ等が発生する可能性がある。その際、従来の高性能反射防止膜では最表層が無い場合の反射率が高いため、上記事項が周囲の反射率との差として目立ちやすい。しかし本発明の反射防止膜の場合は、最表層のＢ層がない場合であっても従来並みの反射防止効果が保持されるため、目立ちにくくなる。そのためには条件式（４）の一部に示したように、Ｂ層がない状態、すなわち反射防止膜Ａの反射率Ra(0)が十分低いことが望ましく、0.75％以下、さらには0.5％以下であることがより望ましい。
【００３１】
このような低屈折率nbを有するＢ層を実現する方法としては、様々な方法があるが、無機誘電体材料を多孔質化することによって得る方法が一般的である。例えばＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等の材料に無数の空孔が形成されてなるメソポーラス構造や、エアロゲルと呼ばれる多孔質構造がある。これらの構造を反射防止膜Ａの上面に直接形成するか、または多孔質材料を微粒子化し、溶媒に分散させた後、スピンコート法やディップコート法を用いて塗布、乾燥する方法でもよい。
【００３２】
他にも、樹脂材料を用いてリソグラフィやナノインプリント法により微細凹凸構造を形成した後、表面を無機酸化物で覆い、内部の樹脂材料を溶解または加熱除去することにより無機酸化物のみの構造層を形成する方法などがある。これらは膜内における無機材料の体積占有率が非常に低く、低屈折率の層が得られる。ただし微細構造や多孔質構造の周期または構造サイズは使用する波長の半分以下である必要がある。条件式（1）に示すような屈折率範囲を実現するためには、無機材料の層内における体積占有率は25％以下であることが望ましく、屈折率と構造の強度の観点から5％以上15％以下の範囲であることがより望ましい。本発明の反射防止膜の低屈折率層であるＢ層の実施方法としては上記を含む任意の方法を用いれば良い。
【００３３】
Ｂ層以外の、反射防止膜Ａを構成する下地膜が満たすべき条件としては、Ａ層の屈折率は1.25以上1.50以下が望ましく、1.35以上1.50以下の材料であることがより望ましい。本発明においては1.25以下の材料で反射防止膜Ａを構成した場合、垂直入射での反射防止効果を低下させないようにＢ層を選択することが難しくなる。またＡ層の光学膜厚Daは一般的には設計波長λに対してλ/4となるように選択することが望ましく、本発明においては120nmから180nmの範囲である事が望ましい。
【００３４】
また、反射防止膜Ｂの最表層の屈折率nbの大きさや膜厚によっては、反射防止膜Ｂの帯域幅が反射防止膜Ａに比べて若干狭くなる場合や、長波長側の反射率が増大する場合がある。このような場合、層Ｂの膜厚のみでバランスすることは難しい。そのため下地層である反射防止膜Ａの反射率特性を事前に考慮することが望ましい。
【００３５】
例えば、反射防止膜Ａの反射率の短波長側を長波長側に対して僅かに高めにしておくことにより、その上面にＢ層を付与した反射防止膜Ｂの分光反射率のカラーバランスを調整しやすくなる。例えば可視波長帯域で使用する場合、垂直入射時の波長400nmから500nmにおける反射防止膜Ａの平均反射率Rv、波長600nmから700nmにおける反射防止膜Ａの平均反射率Riとしたとき、Rv>Riとなるように反射防止膜Ａを形成することが望ましい。他にも、反射防止膜Ａとして反射防止を行う波長帯域は、設計波長帯域よりも50nmから100nm程度、より望ましくはそれ以上に長波長側にマージンを持たせておくことも有効である。
【００３６】
このようにすることで、反射防止膜Ｂが反射防止膜Ａに比べて波長帯域が制限された場合にも、使用波長域内で良好な特性を維持したり、層Ｂの膜厚により反射防止膜Ｂのカラーバランスを調整できる。このとき反対に反射防止膜Ａのカラーバランスが青側にシフトする等の可能性があるが、一般に低反射であるほど反射光の色の影響が出やすく（色純度が高くなりやすい）ため、より反射率の低い反射防止膜Ｂのカラーバランスを優先することが望ましい。
【００３７】
本発明の適用形態としては、様々な形態が考えられる。図２(a)(b)(c)(d)に、あるレンズに適用した際の幾つかの構成例を示す。なおここでは凹メニスカスレンズを例にしているが、適用レンズ形状は任意である。一般には光学面の両面に反射防止膜が形成されるが、一方の面の反射防止効果をより高めたい場合や、入射角度に対して効果を高めたい場合、従来であれば各面に異なる下地膜を成膜する必要があった。
【００３８】
それに対し本発明では、仕様によらず、まずレンズ屈折率nsに適した反射防止膜Ａを両面に形成すればよく、その後必要に応じて、屈折率nbを有する層Ｂを適切な光学膜厚Ｄｂで反射防止膜Ａの上面に形成することで、各面に最適な反射防止膜を形成できる。図２(a)(b)のように２面のうち一方の面が反射防止膜Ａ，他方の面が反射防止膜Ｂという構成以外にも、図２(c)のように両面とも反射防止膜Ｂの構成とする場合であっても良い。
【００３９】
また、反射防止を施す面内で反射防止膜の層Ｂの膜厚を異ならせることも有効である。例えば、図２(ｄ)に示すように、中心から周辺に向かいＢ層の膜厚を厚くなるように成膜することにより、レンズの中心部では垂直入射に対して最適な膜構成とし、周辺部では射入射に対して最適な膜構成とすることが可能である。このように同一光学面内で膜厚分布を形成する方法としては、例えばスピンコート法において液塗布後の回転条件（回転数、経過時間等）を精密制御することにより実現できる。また蒸着法やスパッタ法で形成する場合、成膜材料と光学面の間に遮蔽マスクを適切に配置、制御することで実現できる。
【００４０】
なお、反射防止膜ＡおよびＢを形成するにあたっては、高性能の反射防止膜Ｂであっても同様の屈折率を有する他のレンズと同時に（反射防止膜Ａを）成膜することが可能である。加えて射入射に対して最適化したい場合であっても垂直入射に対して最適化したい場合であっても同じ下地膜を付与できる。特に生産数の少ない製品に高性能反射防止膜を適用する場合には、従来であれば少数の光学素子のために専用の下地膜を付与する必要があり、生産コストが大きく増える懸念がある。本発明を適用すれば、他の一般的な反射防止膜と同様の膜を付与することができるため、同じ蒸着装置で成膜することが出来、高性能化とコスト低減の両立に貢献できる。
【００４１】
［実施例１］
本発明の実施例１の反射防止膜を適用した光学レンズについて説明する。本発明の実施例１の反射防止膜１１および１２の構成概略図を図１に示す。また本発明の反射防止膜を適用したレンズ断面図を図２（a）に示す。本発明の反射防止膜は基板であるレンズ１の一方の面に図１(a)に示す５層膜の反射防止膜Ａ１１がコートされ、他方の面に図１（ｂ）に示す６層膜の反射防止膜Ｂ１２がコートされている。実施例１の反射防止膜Ａおよび反射防止膜Ｂの膜構成を表１および表２に示す。なお基板の材質はｓ−ｂｓｌ7（ＯＨＡＲＡ_nd=1.5169）である。
【００４２】
反射防止膜Ａ１１は蒸着法により形成され、基板１上にAl2O3とTa2O5からなる下地層２，３と屈折率1.381のＭｇＦ２からなる最表層４を有する。反射防止膜Ｂ１２はスピンコート法により形成された反射防止膜Ａ１１の上面に屈折率1.05の低屈折率層５が形成されてなる。また反射防止膜ＡおよびＢの１層から５層までの膜構成は共通である。
【００４３】
実施例１の反射防止膜Ａ１１および反射防止膜Ｂ１２の分光反射率を図３(a)および(b)に示す。図中の実線は垂直入射を示し、点線が30deg入射、破線が60deg入射時の分光反射率特性を示す。反射防止膜Ｂは垂直入射する光に対して低反射となるようにＢ層の膜厚が設定されている。反射防止膜Ａの特性に比べて400nmから800nmの範囲で低い反射率を実現しており、特に使用波長である450nmから650nmの範囲で0.1％以下の非常に低い反射率となっている。
【００４４】
また60deg入射時の反射率を比較すると、反射防止膜Ａは400nmから700nm平均で約4.0％の反射率であるのに比べ、反射防止膜Ｂは平均1.5％程度まで抑制できている。反射防止膜Ａは0degから30degまではある程度良好な反射防止性能を維持しているが、60deg入射においては3％を超える反射率となり、高入射角の光線に対して使用する膜としては必ずしも適切ではない。そこで本発明の反射防止膜Ｂの構成とすることで、60degにおける反射率は平均で2％を十分下回る特性が得られている。なお表１，２および図３(a)(b)より、本発明の反射防止膜ＡおよびＢは条件式（１）（２）（３）（４）を全て満たしている事が判る。
【００４５】
さらに、他の実施例として、反射防止膜Ｂの最表層の膜厚を厚膜化させた場合の例を示す。反射防止膜Ｂの膜厚を厚膜化することにより、射入射時における反射率をさらに改善することが出来る。ここでは入射角度70degに対して低反射化を行った場合の膜構成を表３に示す。１層から５層までは表１、表２と共通であるが、最表層の光学膜厚が２倍以上になっている。これは斜入射による実効的な光学膜厚の低下分を考慮したためである。入射角度θに対してcosθ^0.5を乗じた時の光学膜厚が使用波長帯域内でλ/4を満たすように成膜することが望ましく、具体的には、
0.2λ＜Ｄb・nb／√cos(θ)＜0.3λ
を満たすように成膜することが望ましい。
【００４６】
表３の反射防止膜Ｂの分光反射率特性を図４（a）に示す。また表１の膜構成の反射防止膜Ａの分光反射率特性を図４（ｂ）に示す。実線は垂直入射、点線は70deg入射での特性を示している。図４(a)の特性は図４(b)に比べ、70degの反射率が平均11.4％から1.8％まで低下している。このとき垂直入射時の反射率特性は、400nm、800nmの端部で僅かに低下しているものの、反射防止膜Ａに対しては概ね同等程度を維持した特性が得られている。
【００４７】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２の反射防止膜を適用した光学レンズについて説明する。実施例２の反射防止膜を適用したレンズ断面図を図２（ｃ）に示す。実施例２の反射防止膜は、両方の面に共通した下地膜である反射防止膜１１の上面それぞれに、光学膜厚の異なる低屈折率層５が形成された反射防止膜Ｂ１３および１４が形成されている。実施例２の反射防止膜Ｂ１３および反射防止膜Ｂ１４の膜構成を表４および表５に示す。反射防止膜Ｂ１３、１4ともに６層構成で屈折率1.05の低屈折率層がｆｐｌ53（ＯＨＡＲＡ_nd=1.4388）上に形成されてなる。
【００４８】
ただし反射防止膜Ｂ１４が形成された面のほうがレンズ面の曲率が小さく、斜入射に対する特性確保が強く求められるため、光学膜厚は厚めとなっている。一方、反射防止膜Ｂ１３の面は垂直入射時における反射率低減が求められる。このような場合であっても、下地膜は共通化でき、各面に対して最適な反射防止膜を形成することができる。
【００４９】
実施例２の反射防止膜Ｂ１３および反射防止膜Ｂ１４の分光反射率を図５(a)(b)に示す。また最表層が無い場合の分光反射率を図５（ｃ）に示す。図中の実線は垂直入射を示し、点線が30deg入射、破線が60deg入射時の分光反射率特性を示す。図５(a)に示す反射防止膜Ｂ１３の分光反射率は垂直入射する光に対して低反射となるようにＢ層の膜厚が設定されており、図５（ｂ）（ｃ）に比べて特に450nmから650nmの範囲で低反射な特性が得られている。一方図５（ｂ）に示す反射防止膜Ｂ１４の特性は60deg入射時の反射率において、450nmから650nm平均で約0.7％の反射率に抑制されており、図５（a）の特性と比較しても半分程度の反射率に低減しつつ、垂直入射の反射率は反射防止膜Ａに相当する図５（ｃ）と同等程度かそれ以下に収まっている。なお表４，５および図５(a)(b)(c)より、本発明の反射防止膜ＡおよびＢは条件式（１）（２）（３）（４）を全て満たしている事が判る。
【００５０】
なお本実施例においては、図２（ｃ）に示すようにレンズの各面に、最表層の膜厚の異なる反射防止膜Ｂ１３，Ｂ１４を形成したが、それ以外にも例えば図２（ｄ）に示すように、同一面内で最表層Ｂの膜厚を領域毎に異ならせる構成であっても良い。図２（ｄ）ではレンズ中心部が反射防止膜Ｂ１３，周辺部が反射防止膜Ｂ１４となるように膜厚を変化させることで、レンズ面内で特性の異なる反射防止膜を形成することが可能である。このようにすることで、中心部に求められる特性と周辺部に求められる特性が異なる場合においても適切な反射防止効果を得ることができる。
【００５１】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３の反射防止膜について説明する。本発明の反射防止膜を適用したレンズ断面図は実施例１と同様であるため略する。実施例３の反射防止膜Ａおよび反射防止膜Ｂの膜構成を表６，７に示す。実施例３は屈折率の高い基板（s-lah53,nd=1.806）に対して反射防止膜を行った例を示している。
【００５２】
実施例３の反射防止膜Ａ１１および反射防止膜Ｂ１２の分光反射率を図６(a)(b)に示す。図中の実線は垂直入射を示し、点線が30deg入射、破線が60deg入射時の分光反射率特性を示す。反射防止膜Ｂは垂直入射する光に対して低反射となるようにＢ層の膜厚が設定されており、反射防止膜Ａの特性に比べて400nmから800nmの範囲で低い反射率を実現している。特に450nmから650nmの範囲で非常に低反射な特性が得られている。また60deg入射時の反射率を比較すると、反射防止膜Ａは400nmから700nm平均で約4.0％の反射率であるのに比べ、反射防止膜Ｂは平均1.5％程度まで抑制できている。また表６，７および図６(a)(b)より、本発明の反射防止膜ＡおよびＢは条件式（１）（２）（３）（４）を全て満たしている事が判る。
【００５３】
［実施例４］
次に、本発明の実施例４の反射防止膜について説明する。本発明の反射防止膜を適用したレンズ断面図は実施例１と同様であるため略する。実施例３の反射防止膜Ａおよび反射防止膜Ｂの膜構成を表８，９に示す。反射防止膜Ａ１１は6層構成でスパッタ法により形成され、SiO2とNb2O3の下地層と屈折率1.481のSiO2からなる最表層を有する。反射防止膜Ｂ１２はスピンコート法により形成された反射防止膜Ａ１１の上面に屈折率1.08の低屈折率層が形成されてなる。
【００５４】
実施例４の反射防止膜Ａ１１および反射防止膜Ｂ１２の分光反射率を図７に示す。図中の実線は垂直入射を示し、点線が30deg入射、破線が60deg入射時の分光反射率特性を示す。反射防止膜Ｂは垂直入射する光に対して低反射となるようにＢ層の膜厚が設定されており、反射防止膜Ａの特性に比べて400nmから800nmの範囲で低い反射率を実現している。特に450nmから650nmの範囲で非常に低反射な特性が得られている。
【００５５】
また60deg入射時の反射率を比較すると、反射防止膜Ａは400nmから700nm平均で約4.0％以上の反射率であるのに比べ、反射防止膜Ｂは平均1.5％程度まで抑制できている。このように反射防止膜Ａの形成方法や材質に依らず、高い反射防止効果を実現できている。また表８，９および図５(a)(b)(c)より、本発明の反射防止膜ＡおよびＢは条件式（１）（２）（３）（４）を全て満たしている事が判る。
【００５６】
［実施例５］
次に、本発明の実施例５の反射防止膜について説明する。実施例５の反射防止膜を適用したレンズ断面図を図２（ｂ）に示す。実施例５の反射防止膜Ａおよび反射防止膜Ｂの膜構成を表１０，１１に示す。なお基板の材質はs-lah53（ＯＨＡＲＡ_nd=1.806）である。反射防止膜Ａ１１は９層構成で蒸着法により形成され、Al2O3とTa2O5の下地層と屈折率1.381のＭｇＦ２からなる最表層を有する。反射防止膜Ｂ１２はスピンコート法により形成された反射防止膜Ａ１１の上面に屈折率1.10の低屈折率層が形成されてなる。
【００５７】
また反射防止膜ＡおよびＢの１層から９層までの膜構成は共通となっている。実施例５の反射防止膜は400nmから1000nmの広帯域型の反射防止膜の構成となっている。
【００５８】
図２(ｂ)の中心部における実施例５の反射防止膜Ａ１１および反射防止膜Ｂ１２の分光反射率を図８に示す。図中の実線は垂直入射を示し、点線が30deg入射、破線が60deg入射時の分光反射率特性を示す。なお波長帯域は400nmから1000nmの範囲を示している。反射防止膜Ｂ１２は垂直入射する光に対して低反射となるようにＢ層の膜厚が設定されており、反射防止膜Ａ１１の特性に比べて400nmから1000nmの範囲で低い反射率を実現している。
【００５９】
特に450nmから850nmの範囲で非常に低反射な特性が得られている。また60deg入射時の反射率を比較すると、反射防止膜Ａは400nmから1000nm平均で約4.8％の反射率であるのに比べ、反射防止膜Ｂは平均1.2％まで抑制できている。なお表１０，１１および図８(a)(b)より、本発明の反射防止膜ＡおよびＢは条件式（１）（２）（３）（４）を全て満たしている事が判る。
【００６０】
蒸着膜をレンズ開角の大きい面に形成する場合、レンズ有効領域の周辺部で蒸着膜は設計値に対して薄膜化する場合がある。反射防止膜の膜厚が減少すると長波長側の反射率が増大してフレアやゴーストの原因となる。一例として図２（ｂ）のレンズ最周辺部での反射防止膜が設計値の膜厚から70％に低減した場合の分光反射率の図を図９（a）（b）に示す。また反射防止膜Ｂの膜構成を表１２に示す。図９（ｂ）の反射防止膜Ｂは図9(a)と同等以下に抑制できており、本発明の効果は周辺部であっても得られることが判る。
【００６１】
なお、図９の場合は反射防止膜Ｂの最表層であるＢ層の膜厚も70％に低減した場合を示したが、スピンコートで塗布する場合には中心部と周辺部の膜厚を一定にすることが可能である。そのときの分光反射率の図を図９（ｃ）に示す（表１２の最表層の物理膜厚が150nmの場合に相当）。このような構成にすると特に入射角度60degでの特性を改善することができる。最終層の膜厚を適切に設定することで、中心部から周辺部に向かって最も効果的な膜構成とすれば良い。
【００６２】
また、別の実施例として、最表層の屈折率が1.15の場合の反射防止膜Ｂの膜構成を表１３に示し、分光反射率の図を図１０に示す。最表層の屈折率が1.15の場合では、垂直入射での反射率は従来程度であるものの、60degでの高入射角度での反射率は抑制できていることが判る。最表層の屈折率が1.15以上となった場合、反射防止膜Ａの上面にＢ層を付与する構成では、垂直入射時の反射防止効果が低下する。そのため、最表層の屈折率は1.15以下であることが望ましい。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
【表２】
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【００６５】
【表３】
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【００６６】
【表４】
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【００６７】
【表５】
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【００６８】
【表６】
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【００６９】
【表７】
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【００７０】
【表８】
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【００７１】
【表９】
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【００７２】
【表１０】
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【００７３】
【表１１】
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【００７４】
【表１２】
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【００７５】
【表１３】
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【符号の説明】
【００７６】
1.基板 
2.下地層 
3.下地層 
4.最表層（Ａ層） 
5.最表層（Ｂ層） 
11.反射防止膜Ａ 
12,13,14,15.反射防止膜Ｂ
【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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