(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された反射防止膜を有し、
前記反射防止膜は、前記基板に近い側から順に積層された、第１層乃至第７層からなり、
前記第１層乃至第７層のうち前記第１層乃至第６層はそれぞれ、互いに屈折率が異なる３種類の媒質のいずれかから成り、
前記３種類の媒質の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率の各々をｎＬ、ｎＭ、ｎＨとし、前記第７層の屈折率をｎ７としたとき、
１．３５≦ｎＬ≦１．５０
１．４０≦ｎＭ≦１．６５
１．６≦ｎＨ≦２．２
１．１≦ｎ７≦１．３
ｎＬ＜ｎＭ＜ｎＨ
なる条件式を満足し、
屈折率がｎＬである媒質からなる層と屈折率がｎＨである媒質からなる層とは互いに接していないことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記第１層の媒質の屈折率はｎＭであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。 
【請求項３】
前記第６層の媒質の屈折率はｎＨであることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。 
【請求項４】
屈折率がｎＬである媒質からなる層と屈折率がｎＨである媒質からなる層の間には、屈折率がｎＭである媒質からなる層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
波長５５０ｎｍの光に対する前記第１層乃至第６層の媒質の屈折率をｎ１乃至ｎ６とし、波長５５０ｎｍの光に対する前記第１層乃至第７層の光学膜厚をｄ１（ｎｍ）乃至ｄ７（ｎｍ）としたとき、
ｎ１＝ｎＭ、１０≦ｄ１≦１８０
ｎ２＝ｎＨ、５≦ｄ２≦８０
ｎ３＝ｎＭ、５≦ｄ３≦９５
ｎ４＝ｎＬ、２０≦ｄ４≦１００
ｎ５＝ｎＭ、５≦ｄ５≦７５
ｎ６＝ｎＨ、５≦ｄ６≦６５
１３０≦ｄ７≦１６０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
波長５５０ｎｍの光に対する前記第１層乃至第６層の媒質の屈折率をｎ１乃至ｎ６とし、波長５５０ｎｍの光に対する前記第１層乃至第７層の光学膜厚をｄ１（ｎｍ）乃至ｄ７（ｎｍ）としたとき、
ｎ１＝ｎＭ、１０≦ｄ１≦１８０
ｎ２＝ｎＬ、５≦ｄ２≦９０
ｎ３＝ｎＭ、５０≦ｄ３≦１６０
ｎ４＝ｎＨ、１０≦ｄ４≦４５
ｎ５＝ｎＭ、５０≦ｄ５≦１５０
ｎ６＝ｎＨ、５≦ｄ６≦６５
１３０≦ｄ７≦１６０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第７層は、複数の中空粒子と該中空粒子同士の空隙に充填されたバインダーとを含む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】
前記中空粒子は中空シリカよりなることを特徴とする請求項７に記載の光学素子。 
【請求項９】
前記バインダーはＳｉＯ2を主成分とすることを特徴とする請求項７または８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子の前記反射防止膜が設けられている面に入射角０°で入射する波長４３０ｎｍから６５０ｎｍの光に対する反射率は、０．０８％以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学素子を有することを特徴とする光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子及びそれを有する光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ、写真カメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズの各面には、透過光量を上げると共に、不要光によるゴースト、フレア等の発生を回避するために反射防止膜が施されている。反射防止膜は多くの場合、誘電体薄膜を多層積層した多層膜より構成されている。
【０００３】
一般的に、反射防止膜は、より多くの層を重ねる程、反射防止効果が高くなる。また高い反射防止効果を得るためには、反射防止膜の最表層（最上層）に、屈折率の低い層を用いるのが有効である。この屈折率の低い層として、ＳｉＯ2（シリカ）やＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）等の媒質に、波長以下の微細な空孔を持たせた、いわゆる、多孔質よりなる層が知られている。このとき、媒質中の空気の割合によって、実質的な屈折率を低下させることができる。層中の空孔の割合を５割程度にすると、屈折率１．２５程度の多孔質層が実現できる。従来多孔質層を用いた反射防止膜が知られている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１は、最上層がシリカを主成分とする屈折率が１．２７０の多孔質層を用いた反射防止膜を開示している。具体的には基板上に７層を積層した構成よりなり、基板側から、１層目にアルミナを主成分とした層、２層目以降は、屈折率１．９５以上、２．２５以下の高屈折率層と、屈折率１．３５以上、１．５０以下の低屈折率層とが交互に積層している。そして、最上層に屈折率１．２７０の多孔質層（超低屈折率層）を配置している。それにより波長５５０ｎｍでの反射率が０．３％以下、波長７００ｎｍでの反射率０．６〜１．３％以下の高性能な反射防止効果を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５７２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された反射防止膜は、従来の最表層にＳｉＯ2や、ＭｇＦ2を用いた反射防止膜と比較すると反射率が低い。しかしながら、広い波長域における反射率は近年の撮影レンズ用の反射防止膜としては必ずしも十分でない。例えば、センサー面との反射に基づくゴーストや、全反射面との反射に基づくゴーストなどを効果的に防止するには広い波長域にわたり反射率を低くする必要がある。
【０００７】
広帯域の波長域において反射率を低くし、良好なる反射防止機能を得るには、基板上に設ける誘電体薄膜よりなる層の数や各層の屈折率、そして最上層の低屈折率の層等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、広帯域の波長域で良好なる反射防止効果を得るのが困難になる。
【０００８】
本発明は、広帯域な波長域において良好な反射防止性能を有する光学素子及びそれを有する光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学素子は、基板と、
前記基板上に形成された反射防止膜を有し、
前記反射防止膜は、前記基板に近い側から順に積層された、第１層乃至第７層からなり、
前記第１層乃至第７層のうち前記第１層乃至第６層はそれぞれ、互いに屈折率が異なる３種類の媒質のいずれかから成り、
前記３種類の媒質の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率の各々をｎＬ、ｎＭ、ｎＨとし、前記第７層の屈折率をｎ７としたとき、
１．３５≦ｎＬ≦１．５０
１．４０≦ｎＭ≦１．６５
１．６≦ｎＨ≦２．２
１．１≦ｎ７≦１．３
ｎＬ＜ｎＭ＜ｎＨ
なる条件式を満足し、
屈折率がｎＬである媒質からなる層と屈折率がｎＨである媒質からなる層とは互いに接していないことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広帯域な波長域において良好な反射防止性能を有する光学素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１乃至実施例４に係る反射防止膜の模式図
【図２】中空粒子の配列状態とバインダーの充填を示す模式図
【図３】実施例１の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図４】実施例２の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図５】実施例３の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図６】実施例４の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図７】本発明の実施例５、６に係る反射防止膜の模式図
【図８】実施例５の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図９】実施例６の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図１０】比較例１の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【図１１】比較例２の反射防止膜の反射率の分光特性のグラフ
【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説明する。本発明の光学素子は、例えば撮影レンズに用いられるレンズやフィルター等である。反射防止膜は基板に近い側から順に第１層乃至第７層の層とが積層して構成されている。第１層乃至第６層はそれぞれ屈折率の異なる３種類の媒質のいずれかからなる。
【００１３】
図１は、本発明の実施例１乃至４にかかわる光学素子の概略模式図である。図７は本発明の実施例５，６の光学素子の概略模式図である。各実施例に係る反射防止膜１０は、７つの層を基板８の光入射面に積層して構成されている。７つの層は基板８側に近い順に、第１層膜１、第２層膜２、第３層膜３、・・・第７層膜７の順で積層している。
【００１４】
光学素子１０１は基板８と反射防止膜１０を有している。第１層膜１乃至第６層膜６までは蒸着により成膜された誘電体薄膜からなる層である。多層膜層９は、蒸着での成膜か、スパッタ成膜により形成する。従来の反射防止膜の製造と同等の技術で製造が可能である。
【００１５】
また、第７層膜７は、ウェット成膜により形成された超低屈折率層（多孔質層）（中空粒子含有層）よりなっている。
【００１６】
図２は図１，図７の超低屈折率層（中空粒子含有層）よりなる第７層膜７を示す模式図である。超低屈折率層である第７層膜７は、複数の中空粒子１２を有し、中空粒子１２は内部に空隙１１を持つ中空シリカよりなる。そして複数の中空粒子１２と中空粒子１２の隙間をバインダー（誘電体）１３で埋めた中空粒子含有層の構造よりなっている。超低屈折率層は、内部に含む空隙１１により通常の誘電体媒質では実現困難な屈折率１．３以下の低屈折率の層である。
【００１７】
中空粒子１２は、球体又はほぼ球体よりなり、シリカ（ＳｉＯ2）または、ＭｇＦ2を主成分としている。ここで主成分とは５０％以上の重量比よりなる物質をいう。シリカまたは、ＭｇＦ2の殻の部分の厚さは２ｎｍ〜８ｎｍ程度であり、中空粒子１２の直径は３０ｎｍ〜６０ｎｍ程度である。中空粒子１２の大きさは散乱光を考慮すると直径６０ｎｍ以下が好ましく、小さい方がより好ましい。ただし、低屈折率のためには中空粒子１２内部の空隙率Ｖが６０％程度は必要であるため、殻の厚さを薄くできない場合、直径は３０ｎｍ程度が限度となる。
【００１８】
シリカ（屈折率１．４６）を用いて屈折率１．２５を実現するためには、空気の含有率を５０％程度にしなければならない。中空粒子１２を最密配列させると、中空粒子１２の空間充填率は約７４％となる。残りの３６％を全てバインダー１３で埋めたと仮定すると、中空粒子１２の空隙率は６８％程度が必要となる。
【００１９】
中空粒子１２を溶媒に混ぜ、スピンコート法または、ディップコート法で成膜する。その際、溶媒の濃度と塗布条件を調整、最適化し、中空粒子１２が配列した状態で成膜する。図２に示す様に、中空粒子１２は狭い領域では最密状態で配列している。塗布条件次第で中空粒子１２は自己配列し、きれいな配列となる。直径６０ｎｍ以下の中空粒子１２は可視光では回折を生じないが、ランダムに配列させると散乱光が発生する。配列度合いを上げることでで、散乱光は低減できる。配列した中空粒子１２は、２層から３層程度の積層されたものとなっている。
【００２０】
更に、そこにシリカなどのバインダー１３をゾルゲル法により作製し、図２の様に中空粒子１２間の空隙をバインダー１３で結合することで、配列を固定させ強度を確保する構造としている。中空粒子１２の塗布後、バインダー１３により結合する必要がある。ゾルゲル法により中空粒子１２の塗布後の素子に、スピンコート法などで、バインダー１３用の溶液の塗工を行い、乾燥させる。乾燥後、焼成によりよりバインドを高める。
【００２１】
乾燥、及び焼成は乾燥機、ホットプレート、電気炉などを用いることができる。乾燥後、焼成によりよりバインドを高める。一般的には３００℃以下の温度を用いることが好ましい。塗工回数は通常１回が好ましいが、乾燥と塗工を複数回繰り返しても良い。媒質の屈折率が低い順に媒質Ｌ、媒質Ｍ、媒質Ｈとする。
【００２２】
実施例１乃至４の反射防止膜１０における多層膜層９は、媒質Ｌ、媒質Ｍ、媒質Ｈの３種類の媒質より選ばれた１つの媒質より構成されている。基板８と接する第１層１は媒質Ｍであり、超低屈折率層である第７層７と接する第６層６は媒質Ｈである。従来は、その間の第２層２乃至第５層５までは、媒質Ｍと媒質Ｈが繰り返す様に積層した構成よりなっている。
【００２３】
これに対して、本発明の反射防止膜１０は途中の媒質Ｈを１層だけ媒質Ｌに置換してある。具体的には基板８より媒質Ｍ、Ｈ、Ｍ、Ｌ、Ｍ、Ｈの順になっている。最上層（ここでは第７層）に超低屈折率の層を配置すると良好な反射防止膜１０が得られる事は周知である。しかし、その際の分光反射率の細かなリップルを補正するためには、従来の媒質Ｍ（Ｌ），媒質Ｈの繰り返しでは不十分である。媒質Ｍと屈折率差の小さい媒質Ｌを用いることで、媒質Ｍと媒質Ｌの界面での反射率は、比較的小さなものとなるため、それの面を干渉に使うことで、分光反射率の細かなリップルを補正することを容易にしている。
【００２４】
各実施例の反射防止膜は、３種類の媒質の波長５５０ｎｍに対する屈折率の各々をｎＬ、ｎＭ、ｎＨとするとき、第１層の媒質の屈折率はｎＭ、第６層の媒質の屈折率はｎＨであり、屈折率がｎＬである媒質の層と屈折率がｎＨである媒質の層とは互いに接しないように積層されている。即ち、屈折率がｎＬである媒質からなる層と屈折率がｎＨである媒質からなる層の間には、屈折率がｎＭである媒質からなる層が設けられている。そして屈折率ｎＬ、屈折率ｎＭ、屈折率ｎＨ、第７層の屈折率をｎ７としたとき、
１．３５≦ｎＬ≦１．５０
１．４０≦ｎＭ≦１．６５
１．６≦ｎＨ≦２．２
１．１≦ｎ７≦１．３
ｎＬ＜ｎＭ＜ｎＨ
なる条件式を満足する。
【００２５】
以下に、各実施例の具体的な構成を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明の実施例はこれらの条件に限定されるものではない。図１に示す実施例１乃至４の反射防止膜１０では、波長５５０ｎｍの光に対する第１層乃至第７層までの媒質の屈折率を各々ｎ１乃至ｎ７、第１層乃至第７層の光学膜厚を各々ｄ１（ｎｍ）乃至ｄ７（ｎｍ）とする。
【００２６】
このとき、
ｎ１＝ｎＭ、１０≦ｄ１≦１８０
ｎ２＝ｎＨ、５≦ｄ２≦８０
ｎ３＝ｎＭ、５≦ｄ３≦９５
ｎ４＝ｎＬ、２０≦ｄ４≦１００
ｎ５＝ｎＭ、５≦ｄ５≦７５
ｎ６＝ｎＨ、５≦ｄ６≦６５
１３０≦ｄ７≦１６０
なる条件式を満たす。
【００２７】
次に実施例１乃至４の反射防止膜について説明する。
［実施例１］
本発明の反射防止膜の実施例１について説明する。実施例１の反射防止膜１０は屈折率１．５２（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に第１層１乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。
【００２８】
表１に実施例１の反射防止膜における各層の屈折率と光学膜厚（厚さ×屈折率）の設計値を示す。図１に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層１乃至第６層６からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法、またはスパッタ法により成膜する。
【００２９】
第７層７は、図２に示すような超低屈折率の多孔層である。第７層７はＳｉＯ2よりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ中空粒子含有層である。中空粒子１２の平均直径は４０ｎｍ程度であり、内部が空洞１１となっている。その中空粒子１２が最密に近い状態で積層している。その中空粒子１２同士の空隙をＳｉＯ2を主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．２５の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００３０】
図３（ａ）に実施例１の反射防止膜１０の反射率の波長特性のグラフを示す。図３（ｂ）は図３（ａ）の一部分の拡大図である。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６３０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０３％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．２％以下であり、特に波長４３０ｎｍから波長６００ｎｍの範囲では、反射率０．１％以下となっている。実施例１の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００３１】
［実施例２］
実施例２の反射防止膜１０は、屈折率１．８５（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に第１層１乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。表２に実施例２の反射防止膜における各層の屈折率と光学膜厚の設計値を示す。図１に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層乃至第６層からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法により成膜する。
【００３２】
第７層７は、図２に示すようなＭｇＦ2よりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ超低屈折率の層（中空粒子含有層）である。平均直径が４３ｎｍ程度の中空粒子を最密に近い状態で積層している。その空隙をＭｇＦ2または、ＳｉＯ2を主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．２０の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００３３】
図４（ａ）に実施例２の反射防止膜１０の反射率の波長特性のグラフを示す。図４（ｂ）は図４（ａ）の一部分の拡大図である。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６５０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０５％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．２％以下である。実施例２の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００３４】
［実施例３］
実施例３の反射防止膜１０は、屈折率１．５２（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に第１層乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。表３に実施例３の反射防止膜における各層の屈折率と光学膜厚の設計値を示す。図１に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層１乃至第６層６からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法により成膜する。
【００３５】
図２に示すような第７層７は、ＭｇＦ2よりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ超低屈折率の層（中空粒子含有層）である。中空粒子１２の平均直径は４３ｎｍ程度であり、それが最密に近い状態で積層している。その空隙をＭｇＦ2または、ＳｉＯ2を主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．２０の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００３６】
図５（ａ）に実施例３の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフと示す。図５（ｂ）は図５（ａ）の一部分の拡大図である。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６２０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０５％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．２％以下である。実施例３の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００３７】
［実施例４］
実施例４の反射防止膜１０は、屈折率１．７３（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に第１層１乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。表４に実施例３の反射防止膜における各層の屈折率と光学膜厚の設計値を示す。図１に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層１乃至第６層６からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法により成膜する。
【００３８】
図２に示すような第７層７は、ＭｇＦ2よりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ超低屈折率の層（中空粒子含有層）である。中空粒子１２の平均直径は４３ｎｍであり、それが最密に近い状態で積層している。その空隙をＭｇＦ2を主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．１５の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００３９】
図６（ａ）に実施例４の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフと示す。図６（ｂ）は図６（ａ）の一部分の拡大図である。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６５０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０２％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．１％以下である。実施例４の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００４０】
図７に示す実施例５，６の反射防止膜では、波長５５０ｎｍの光に対する第１層乃至第７層までの媒質の屈折率を各々ｎ１乃至ｎ７、第１層乃至第７層の光学膜厚を各々ｄ１（ｎｍ）乃至ｄ７（ｎｍ）とする。
【００４１】
このとき、
ｎ１＝ｎＭ、１０≦ｄ１≦１８０
ｎ２＝ｎＬ、５≦ｄ２≦９０
ｎ３＝ｎＭ、５０≦ｄ３≦１６０
ｎ４＝ｎＨ、１０≦ｄ４≦４５
ｎ５＝ｎＭ、５０≦ｄ５≦１５０
ｎ６＝ｎＨ、５≦ｄ６≦６５
１３０≦ｄ７≦１６０
なる条件式を満たす。
【００４２】
実施例５，６は第１層１乃至第６層６の屈折率は順に、ｎＭ，ｎＬ，ｎＭ，ｎＨ，ｎＭ，ｎＨである。実施例５，６は基板８側から順に、第１層１乃至第６層６の媒質の屈折率が順に、ｎＭ，ｎＬ，ｎＭ，ｎＨ，ｎＭ，ｎＨとなっている点が実施例１乃至４と異なっている。実施例５，６では第２層２と第４層４の媒質の屈折率が実施例１乃至４と異なっている。
【００４３】
次に本発明の反射防止膜１０の実施例５，６を説明する。
［実施例５］
実施例５の反射防止膜１０は、屈折率１．８１（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に第１層１乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。
【００４４】
表５に実施例５の反射防止膜における屈折率と光学膜厚の設計値を示す。図７に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層１乃至第６層６からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法により成膜する。
【００４５】
図２に示すような、第７層７は、シリカよりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ超低屈折率の層（中空粒子含有層）である。中空粒子１２の平均直径は３０ｎｍ程度であり、それが最密に近い状態で積層している。その空隙をシリカを主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．２５の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００４６】
図８（ａ）に実施例５の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフを示す。図８（ｂ）は図８（ａ）の一部分の拡大図である。
【００４７】
波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６５０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０８％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．２％以下である。実施例５の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００４８】
［実施例６］
実施例６の反射防止膜１０は、屈折率１．５２（以下、屈折率、光学膜厚はλ＝５５０ｎｍの値とする）のガラス基板８上に、第１層１乃至第７層７の７つの層が積層された構成よりなっている。表６に実施例６の反射防止膜における屈折率と光学膜厚の設計値を示す。図７に示すように基板８上に誘電体薄膜の第１層１乃至第６層６からなる多層膜層９が配置される。これらの誘電体薄膜は、真空蒸着法により成膜する。
【００４９】
第７層７は図２に示すようなシリカよりなる中空粒子１２を配列させ、その空隙にバインダー１３を埋め込んだ超低屈折率の層（中空粒子含有層）である。中空粒子１２の平均直径は３０ｎｍ程度であり、それが最密に近い状態で積層している。その空隙をシリカを主体としたバインダー１３で埋めている。第７層７は屈折率が約１．２５の層となっている。バインダー塗布後、オーブンで加熱し、より強度を高めている。
【００５０】
図９（ａ）に実施例６の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフと示す。図９（ｂ）は図９（ａ）の一部分の拡大図である。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示す。波長４３０ｎｍから波長６５０ｎｍの範囲で、入射角度０度における反射率は０．０５％以下の超高性能な反射防止膜となっている。入射角度３０度における反射率も０．２％以下である。実施例６の反射防止膜１０は角度特性も良好である。
【００５１】
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。
【００５２】
［比較例１］
表７に本発明の反射防止膜に対する比較例１の反射防止膜における各層の屈折率と光学膜厚の数値を示す。比較例１において第１層乃至第７層は、前述の各実施例と同等の製法で形成される。
【００５３】
図１０（ａ）に比較例１の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフと示す。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の一部分の拡大図である。図１０（ａ），（ｂ）は前述した各実施例と同じ条件での分光反射率計算の結果のグラフである。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示したものである。入射角度０度における反射率は、波長４３０ｎｍで０．０８％程度であり、波長６５０ｎｍでは０．１％を超えている。入射角度３０度における反射率は、波長６５０ｎｍでは、０．４％よりも高くなっている。
【００５４】
［比較例２］
表８に本発明の反射防止膜に対する比較例２の反射防止膜の構成における各層の屈折率と光学膜厚の数値を示す。比較例２において第１層乃至第７層は、前述の各実施例と同等の製法で形成される。
【００５５】
図１１（ａ）に比較例１の反射防止膜の反射率の波長特性のグラフと示す。図１１（ｂ）は図１１（ａ）の一部分の拡大図である。図１１（ａ），（ｂ）は前述した各実施例と同じ条件での分光反射率計算の結果のグラフである。波長４００ｎｍから波長８００ｎｍの範囲で、入射角度、０度、１５度、３０度、４５度と６０度のシミュレーション結果を示したものである。
【００５６】
入射角度０度における反射率は、波長４３０ｎｍで０．１％を超えており、波長６５０ｎｍでは０．１５％を超えている。入射角度３０度における反射率は、波長５２０ｎｍでは０．２％程度にもなっており、波長６５０ｎｍでは、０．４％よりも高くなっている。
【００５７】
以上のように本発明によれば、最上層に屈折率１．１５から１．３の低屈折率の層を用いた構成において、波長５５０ｎｍでの反射率０．０５％以下かつ、波長７００ｎｍでの反射率０．３％以下の高性能な反射防止性能を有する。そしてゴーストやフレアの発生を効果的に低減できる反射防止膜が得られる。
【００５８】
本発明の光学素子は、反射防止膜をレンズやフィルター等の面の上に付与して構成されている。また本発明の撮影レンズ、ファインダー系、観察系、投射光学系等の光学系の光学面には前述した反射防止膜が付与されている。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
【表２】
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【００６１】
【表３】
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【００６２】
【表４】
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【００６３】
【表５】
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【００６４】
【表６】
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【００６５】
【表７】
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【００６６】
【表８】
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【符号の説明】
【００６７】
１  第１層      ２  第２層      ３  第３層      ４  第４層      ５  第５層
６  第６層      ７  第７層（超低屈折率層）      ８  基板
９  誘電体薄膜からなる多層膜層      １０  反射防止膜
１１  空洞      １２  中空粒子      １３  バインダー
【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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