JP2015084031A - 反射防止膜、光学素子および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】可視光に対する光学特性として良好な波長特性および入射角特性が得られる光学膜を提供する。
【解決手段】光学膜１０は、基材１１上に、該基材側から第１層、第２層および第３層の順で積層された３層構造を有する多層膜であり、以下の条件を満足する。１．４５≦ｎＳＵＢ≦２．３，ｎＳＵＢ＜ｎ１，ｎ３＜ｎ２＜ｎ１，１．５８≦ｎ１≦２．４０，１．４０≦ｎ２≦１．９０，１．１０≦ｎ３≦１．３０，０．４０λ０≦ｄ１≦０．５０λ０，０．２０λ０≦ｄ２≦０．３０λ０，０．２０λ０≦ｄ３≦０．３０λ０。ただし、λ０は該反射防止膜に入射する光の中心波長５５０ｎｍ、ｎＳＵＢは基材の該光に対する屈折率、ｎ１，ｎ２，ｎ３はそれぞれ第１層、第２層および第３層の該光に対する屈折率、ｄ１，ｄ２，ｄ３はそれぞれ第１層、第２層および第３層の該光に対する光学膜厚である。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層膜として形成され、反射防止機能を有する反射防止膜に関する。

レンズ等の光学素子の表面には、不要な反射を防止するために、一般にマルチコートと呼ばれる誘電体多層膜が形成されることが多い。この多層膜は、屈折率が異なる薄膜（層）をそれぞれ適切な厚さで積層することで、各層の表面および界面で発生する反射波の振幅と位相を調整し、それらの反射波を相互に干渉させることで反射光を低減させるものである。

このような多層膜の反射防止性能を高めるため、最も光入射側の層である最上層に低屈折率材料を用いる構成が知られている。例えば、最上層として、ＭｇＦ_２層やＳｉＯ_２層が広く用いられている。さらに、ＭｇＦ_２層やＳｉＯ_２層を多孔質化することによって、通常のＭｇＦ_２層およびＳｉＯ_２層よりも低屈折率の層を実現する方法や、これらの低屈折率層を最上層に用いる反射防止膜が提案されている。

特許文献１から４には、３層構造を有し、最上層として多孔質層からなる低屈折率層を用いた反射防止膜が開示されている。具体的には、特許文献１から３には、基材の屈折率ｎＳＵＢが１．６未満であり、３つの層の屈折率を基材に近い層からｎ１，ｎ２，ｎ３とするときｎ３＜ｎ２＜ｎ１かつｎＳＵＢ＜ｎ１を満足する反射防止膜が開示されている。また、特許文献４には、ｎＳＵＢが１．６５〜１．７９の基材に対して、ｎ３＜ｎ２＜ｎ１＜ｎＳＵＢを満足する反射防止膜が開示されている。

特開２００９−２１０７３３号公報 特開平１０−３１９２０９号公報 特開２００４−３０２１１３号公報 特開２００９−１９３０２９号公報

しかしながら、特許文献１，２には、反射防止膜に対する光の入射角が０度より大きいときの反射率特性については言及されておらず、特に３０度以上の入射角に対して良好な反射防止性能を維持することは難しい。また、特許文献２，３にて開示された反射防止膜は、有効な反射防止性能が得られる波長帯域が紫外域の一部(波長１５０〜３５０ｎｍ前後)であり、可視光(波長４００〜７００ｎｍ)に対しては適用できない。

本発明、少ない層数によって、可視光に対する良好な反射防止特性（波長特性および入射角特性）が得られる反射防止膜を提供する。

本発明の一側面としての反射防止膜は、基材上に、該基材側から第１層、第２層および第３層の順で積層された３層構造を有する多層膜であり、以下の条件を満足することを特徴とする。
１．４５≦ｎＳＵＢ≦２．３
ｎＳＵＢ＜ｎ１
ｎ３＜ｎ２＜ｎ１
１．５８≦ｎ１≦２．４０
１．４０≦ｎ２≦１．９０
１．１０≦ｎ３≦１．３０
０．４０λ０≦ｄ１≦０．５０λ０
０．２０λ０≦ｄ２≦０．３０λ０
０．２０λ０≦ｄ３≦０．３０λ０
ただし、λ０は該反射防止膜に入射する光の中心波長であって５５０ｎｍであり、ｎＳＵＢは基材の中心波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、ｎ１，ｎ２，ｎ３はそれぞれ、第１層、第２層および第３層の中心波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、ｄ１，ｄ２，ｄ３はそれぞれ第１層、第２層および第３層の中心波長５５０ｎｍの光に対する光学膜厚である。

なお、上記反射防止膜が、光学ガラスを基材として形成された光学素子や、該光学素子を含む光学系を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、３層という少ない層数によって、可視光に対する反射防止特性（波長特性および入射角特性）が得られる反射防止膜を実現することができる。そして、この反射防止膜が形成された光学素子を光学機器に用いることにより、優れた光学特性を有する光学機器を実現することができる。

本発明の実施例である反射防止膜の構成を示す概略図。 本発明の実施例１である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例２である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例３である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例４である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例５である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例６である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例７である反射防止膜の反射率特性を示す図。 本発明の実施例８である反射防止膜の反射率特性を示す図。 実施例９である反射防止膜の反射率特性を示す図。 実施例１０である光学機器の概略図。 比較例１〜３である反射防止膜の反射率特性を示す図。 比較例４，５である反射防止膜の反射率特性を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の代表的な実施例としての反射防止膜の構成を模式的に示している。なお、以下の説明において、屈折率および光学膜厚の値は、この反射防止膜に入射する中心波長λ０＝５５０ｎｍの光に対する屈折率および光学膜厚である。

反射防止膜１０は、基材１１上に積層された３つの薄膜層を含む３層構造の誘電体多層膜である。基材１１の屈折率ｎＳＵＢは、
１．４５≦ｎＳＵＢ≦２．３ （１）
である。また、３つの薄膜層を、基材側から順に、薄膜層１（第１層）、薄膜層２（第２層）および薄膜層３（第３層）とし、その屈折率をそれぞれｎ１，ｎ２，ｎ３とする。このとき、それぞれの屈折率は、
ｎＳＵＢ＜ｎ１ （２）
ｎ３＜ｎ２＜ｎ１ （３）
なる条件を満足する。条件（２）を満足することにより、波長帯域が広い優れた反射防止性能を得ることができる。また、波長帯域を十分に得るためには、
ｎ１−ｎＳＵＢ≧０．０５ （４）
を満足することが好ましく、
ｎ１−ｎＳＵＢ≧０．１ （４ａ）
を満足するとさらに好ましい。ただし、ｎ１−ｎＳＵＢが大きくなりすぎると、薄膜層１と基材１１との界面で発生する反射波が大きくなり、反射防止性能が低下する。このため、
ｎ１−ｎＳＵＢ≦０．２ （５）
を満足することが好ましい。

薄膜層１の屈折率ｎ１は、
１．５８≦ｎ１≦２．４０ （６）
なる条件を満足する。また、薄膜層１の光学膜厚ｄ１は、
０．４０λ０≦ｄ１≦０．５０λ０ （７）
なる条件を満足する。ｄ１が、
０．４２λ０≦ｄ１≦０．５０λ０ （７ａ）
なる条件を満足すると、さらに好ましい。

薄膜層１は、ＴｉＯ_２，ＺｒＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＳｉＯ，ＣｅＯ_２，ＭｇＯ，ＣｅＦ_３等の金属酸化物や金属フッ化物を真空蒸着法やスパッタ法を用いて成膜することで形成される。

薄膜層２の屈折率ｎ２は、
１．４０≦ｎ２≦１．９０ （８）
なる条件を満足する。また、薄膜層２の光学膜厚ｄ２は、
０．２０λ０≦ｄ２≦０．３０λ０ （９）
なる条件を満足する。ｄ２が、
０．２２λ０≦ｄ２≦０．２６λ０ （９ａ）
なる条件を満足すると、さらに好ましい。

薄膜層２は、Ａｌ_２Ｏ_３，Ｙ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＣｅＦ_２等の金属酸化物や金属フッ化物を真空蒸着やスパッタ法を用いて成膜することで形成される。また、シランカップリング剤と金属酸化物を主成分とした溶液やポリイミド溶液や、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂を主成分とする溶液を、ディップ法やスピンコート法等のウェットコート技術を用いて薄膜化することで形成してもよい。

薄膜層３の屈折率ｎ３は、
１．１０≦ｎ３≦１．３０ （１０）
なる条件を満足する。また、薄膜層３の光学膜厚ｄ３は、
０．２２λ０≦ｄ３≦０．３０λ０ （１１）
なる条件を満足する。ｄ３が、
０．２３λ０≦ｄ１≦０．２７λ０ （１１ａ）
なる条件を満足すると、さらに好ましい。

薄膜層３は、屈折率が低いＳｉＯ_２やＭｇＦ_２からなる中空粒子をスピンコート法で塗布した後、乾燥させることで形成することができる。中空粒子を用いると、内部の空隙に含まれる空気によって通常のＳｉＯ_２やＭｇＦ_２より低い屈折率の膜を実現することができる。

また、薄膜層３を、ＳｉＯ_２やＭｇＦ_２を主成分とする（最も多く含む）ゾルゲル液をスピンコート法で塗布し、その後乾燥させ、多孔質化させることによって形成してもよい。中空粒子は空隙が内包されているため、成膜後に外部から空隙に水分や不純物が吸着することを防ぐことができる。このため、中空粒子を用いることで、耐環境性が高く、安定した特性を有する膜を実現することができる。使用する中空粒子の平均粒子径は特に限定はないが、２０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であると好ましい。中空粒子の粒子径が小さすぎると、粒子を安定的に作成することが難しい一方、大きすぎると粒子間の隙間に大きな空隙が形成されやすく、そこから発生する散乱や粒子起因の散乱により膜の透過率が低下するためである。

また、薄膜層３は、膜の耐摩耗性や密着力を向上させるため、中空粒子をバインダーで結合して生成された膜であることが好ましく、その実現のためにゾルゲル法で成膜することが好ましい。

なお、中空粒子の塗工方法はスピンコート法に限らず、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法等の他の一般的な塗工方法を用いてもよい。ただし、レンズのように曲面を有する基材に対しては、基材の位置によらず均一な膜厚を実現できることから、スピンコート法を用いることが望ましい。塗工した後、膜から有機溶媒を効率的に揮発させるため、熱や風により乾燥させることが好ましい。基材や中空粒子への影響を考慮すると、３００℃以下の温度で乾燥することが好ましく、ホットプレート、乾燥機、電気炉等を用いることができる。薄膜層３は、通常は１回の塗工と乾燥で成膜されることが好ましいが、膜厚や屈折率の調整や散乱の低減等のため、塗工と乾燥を複数回繰り返してもよい。

さらに、
１．８０≦ｎＳＵＢ≦２．３０ （１２）
という高屈折率の基材１１に対してより高い反射防止性能を得るためには、
１．９０≦ｎ１≦２．４０ （１３）
１．６０≦ｎ２≦１．９０ （１４）
１．１０≦ｎ３≦１．２８ （１５）
なる条件を満足することが好ましい。

以上の条件を満足する実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域(波長４００〜７００ｎｍ)にわたる広い波長帯域および０〜４５°以上の広い入射角範囲で優れた反射防止特性を実現することができる。そして、実施例の反射防止膜を表面に形成した光学素子は、光学機器の光学系に使用されることで十分な透過率を確保でき、フレアやゴースト等の不要光の発生を抑制することができる。

以下、上記実施例の具体例（実験例）を実施例１〜１０として示すとともに、実施例の効果をより明確にするための比較例を示す。なお、以下の実施例１〜１０は、構成例に過ぎず、本発明の実施例を限定するものではない。

表１には、実施例１の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率２．０１の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＨ７９／ＯＨＡＲＡ製）を使用した。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝２．１２，ｎ２＝１．６５，ｎ３＝１．１８であり、光学膜厚はｄ１＝０．４８１λ０，ｄ２＝０．２４１λ０，ｄ３＝０．２４８λ０である。なお、表中には、λ０をλと略記しており、このことは後述する他の実施例および比較例において同じである。

また、本実施例において、薄膜層１はＴｉＯ_２とＺｒＯ_２の混合物を用いて、薄膜層２はＡｌ_２Ｏ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、屈折率を調整した中空ＳｉＯ_２とバインダーとを含有する溶液をスピンコートで塗布し、１００℃以上２５０℃以下に保持したクリーンオーブンで１時間乾燥して成膜した。

図２に本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）にわたって高い反射防止性能を有することが分かる。特に、入射角３０度以下では４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおいて反射率が０．１％以下であり、入射角４５度でも可視波長域の全域で反射率０．５％以下という高い反射防止性能を達成している。
（比較例１）
表１０には、比較例１としての特許文献４にて開示されたｎ３＜ｎ２＜ｎ１＜ｎＳＵＢを満足する反射防止膜の構成を示す。薄膜層１の屈折率はｎ１＝１．９６であり、基材および薄膜層２，３の屈折率は実施例１と同じある。また、光学膜厚はｄ１＝０．４９８λ０、ｄ２＝０．２３８λ０、ｄ３＝０．２４６λ０である。薄膜層１〜３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図１２（Ａ）には、本比較例の反射率特性を示す。同図より、入射角が０〜３０度のときに反射率０．１％以下の性能が得られる波長域は４５０〜６００ｎｍ程度と狭く、４００ｎｍや７００ｎｍでは反射率が０．５％を超える。また、入射角４５度では、波長５５０ｎｍ以上で波長が大きくなるほど反射率も大きくなり、７００ｎｍで１．５％を超える。この結果より、ｎ１＜ｎＳＵＢである場合と比較して、ｎＳＵＢ＜ｎ１を満足する実施例の構成は波長特性や入射角特性においてより優れた反射防止性能を有することが分かる。

表２には、実施例２の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．８９の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＨ５８／ＯＨＡＲＡ製）を使用した。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝２．０４，ｎ２＝１．６５，ｎ３＝１．１９であり、光学膜厚はｄ１＝０．４３５λ０，ｄ２＝０．２３６λ０，ｄ３＝０．２４１λ０である。薄膜層１はＺｒＯ_２を用いて、薄膜層２はＡｌ_２Ｏ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様に成膜した。

図３に本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）にわたって高い反射防止性能を有することが分かる。特に、入射角３０度以下では可視波長域の全域において反射率が０．２％以下であり、入射角４５度でも可視波長域の全域で反射率０．６％以下という高い反射防止性能を達成している。
（比較例２）
表１１には、比較例２としての特許文献２にて開示された膜構造を有する反射防止膜の構成を示す。なお、特許文献２の反射防止膜は紫外域で用いるため、設計波長をλ＝２００ｎｍとしているが、本比較例ではλ＝５５０ｎｍに変更している。本比較例は、実施例２と比較して、第１層の光学膜厚が０．０６λ０と極めて薄く、第２層は０．４１０λ０と２倍程度厚い構成である。

図１２（Ｂ）に本比較例の反射率特性を示す。同図より、波長が５５０ｎｍより短い領域での反射率が高く、４００ｎｍでは入射角０度で反射率が２％を超える。このことから、特許文献２の構成をそのまま可視波長領域に適用した場合と比較して、実施例２の構成は、広い波長帯域において優れた反射防止性能を有することが分かる。
（比較例３）
表１２には、比較例３としての特許文献３にて開示された膜構造を有する反射防止膜の構成を示す。特許文献３の反射防止膜はＡｒＦエキシマレーザー用であるために設計波長をλ０＝１９３ｎｍとしているが、本比較例では可視波長域で使用するため、λ０＝５５０ｎｍに変更している。本比較例は、実施例２と比較して、第２層の光学膜厚が０．１１４λ０と薄い。

図１２（Ｃ）に本比較例の反射率特性を示す。同図より、波長が５００ｎｍ以下の領域での反射率が高く、４００ｎｍでは入射角０度で反射率が２％を超える。また、入射角４５度のとき、反射率が０．５％以下の波長域が４００〜６３０ｎｍ程度と狭く、波長７００ｎｍでは反射率が１％を超える。このことから、特許文献３の構成をそのまま可視波長域に適用した場合と比較して、実施例２の構成は広い波長帯域において優れた反射防止性能を有することが分かる。

表３には、実施例３の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．８４の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＨ５５／ＯＨＡＲＡ製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝１．９８，ｎ２＝１．６２，ｎ３＝１．１９であり、光学膜厚はｄ１＝０．４３４λ０，ｄ２＝０．２３９λ０，ｄ３＝０．２４１λ０である。薄膜層１はＳｉＯを用いて、薄膜層２はＡｌ_２Ｏ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図４に、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例３の反射防止膜は可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）にわたって高い反射防止性能を有することが分かる。特に、入射角３０度以下では反射率が０．２％以下であり、入射角４５度でも可視波長域の全域で反射率０．６％以下という高い反射防止性能を達成している。

表４には、実施例４の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率２．１６の光学ガラス（Ｋ−ＰＳＦｎ２１５／住田光学ガラス製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝２．３４，ｎ２＝１．８７，ｎ３＝１．２５であり、光学膜厚はｄ１＝０．４４７λ０，ｄ２＝０．２４５λ０，ｄ３＝０．２５２λ０である。薄膜層１はＴｉＯ_２を用いて、薄膜層２はＹ_２Ｏ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。
図５に、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、入射角３０度以下のときは波長４３０〜７００ｎｍで反射率が０．３％以下であり、入射角４５度でも波長４００〜７００ｎｍで反射率０．８％以下という高い反射防止性能を達成していることが分かる。

表５には、実施例５の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率２．０１の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＨ７９／ＯＨＡＲＡ製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝２．１３，ｎ２＝１．７５，ｎ３＝１．２５であり、光学膜厚はｄ１＝０．４５３λ０，ｄ２＝０．２３７λ０，ｄ３＝０．２４４λ０である。薄膜層１はＣｅＯ_２を用いて、薄膜層２はＭｇＯを用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図６には、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）において、入射角３０度以下のときは反射率０．３％以下、入射角４５度でも反射率０．８％以下という高い反射防止性能を達成している。

表６には、実施例６の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．８１の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＨ６５Ｖ／ＯＨＡＲＡ製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝１．９８，ｎ２＝１．６３，ｎ３＝１．２０であり、光学膜厚はｄ１＝０．４４２λ０，ｄ２＝０．２３７λ０，ｄ３＝０．２４０λ０である。薄膜層１はＳｉＯを用いて、薄膜層２はＡｌ_２Ｏ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図７には、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）において、入射角３０度以下のときは反射率０．３％以下、入射角４５度でも反射率０．６％以下という高い反射防止性能を達成している。

表７には、実施例７の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．７０の光学ガラス（Ｓ−ＬＡＬ１４／ＯＨＡＲＡ製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝１．８１，ｎ２＝１．５４，ｎ３＝１．１７であり、光学膜厚はｄ１＝０．４４４λ０，ｄ２＝０．２３５λ０，ｄ３＝０．２４９λ０である。薄膜層１はＹ_２Ｏ_３を用いて、薄膜層２はＬａＦ_３を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図８には、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）において、入射角３０度以下のときは反射率０．３％以下、入射角４５度でも反射率０．４％以下という高い反射防止性能を達成している。

表８には、実施例８の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．６１の光学ガラス（Ｓ−ＢＳＭ１４／ＯＨＡＲＡ製）を使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝１．７４，ｎ２＝１．４６，ｎ３＝１．１６であり、光学膜厚はｄ１＝０．４４３λ０，ｄ２＝０．２２８λ０，ｄ３＝０．２４３λ０である。薄膜層１はＭｇＯを用いて、薄膜層２はＳｉＯ_２を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図９には、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）において、入射角４５度以下のときに反射率０．３％以下という高い反射防止性能を達成している。

表９には、実施例９の反射防止膜の構成を示す。本実施例の反射防止膜は、基材１１として屈折率１．５０の光学ガラスを使用している。また、薄膜層１〜３の屈折率はｎ１＝１．６０，ｎ２＝１．４３，ｎ３＝１．１６であり、光学膜厚はｄ１＝０．４３３λ０，ｄ２＝０．２３６λ０，ｄ３＝０．２４１λ０である。薄膜層１はＣｅＦ_３を用いて、薄膜層２はＣａＦ_２を用いて、それぞれ真空蒸着法により成膜した。また、薄膜層３は、実施例１と同様の方法で成膜した。

図１０には、本実施例の反射率特性を示す。同図より、本実施例の反射防止膜は、可視波長域の全域（４００〜７００ｎｍ）において、入射角３０度以下のときは反射率０．３％以下、入射角４５度でも反射率０．５％以下という高い反射防止性能を達成している。

また、図１１には、薄膜層１〜３の膜厚が表９に示した値に対して２０％減であるときの反射防止膜の反射率特性を示す。同図より、膜厚が−２０％である場合でも、入射角０度では波長域４００〜７００ｎｍにおいて反射率０．３％以下を達成する。これにより、本実施例の反射防止膜は、膜厚が変化したときの反射防止性能の悪化が少なく、特にレンズ等の曲率を有する素子を基材として成膜する場合に有利な構成と言える。
（比較例４）
表１３には、比較例４として特許文献１にて開示されている膜構造を有する反射防止膜の構成を示す。本比較例は、実施例９と比較して、第１層の光学膜厚が０．３６２λ０と厚い構成である。

また、図１３（Ａ）に本比較例の反射率特性を、図１３（Ｂ）に本比較例の膜厚が表１３に示した値に対して−２０％のときの反射率特性をそれぞれ示す。図１３（Ａ）より、入射角３０度以下では波長域４００〜７００ｎｍで０．４％以下と優れた反射防止性能を示すが、入射角が４５度になると波長７００ｎｍで反射率が１％を超える。

さらに、図１３（Ｂ）に示すように、膜厚が−２０％になると、波長５５０ｎｍより大きい波長域で反射率特性が低下し、０度入射の場合でも波長７００ｎｍで反射率が１．０％を超える。このことから、特許文献１の構成と比較して、実施例９の構成は、入射角特性に優れた反射防止性能を有しており、膜厚が変化しても性能の低下が少ないため、曲率を有する基材上に成膜する場合に有利であると言える。

図１１には、本発明の実施例１０である光学機器としての撮像装置を示している。図１１において、１０１は撮像装置としてのデジタルカメラであり、１０２は実施例１〜９のうちいずれかの反射防止膜が形成された光学素子（レンズ）を用いて構成された撮像光学系１０２である。撮像光学系１０２は、複数のレンズによって構成されており、これらのレンズ面のうち少なくとも１面に実施例１〜９のうちいずれかの反射防止膜が形成されている。

このため、本実施例のデジタルカメラ１０１は、フレアやゴースト等の有害な反射光の発生を抑えることができ、良好な画質の画像が得られる。

なお、本実施例では光学機器の１例としてデジタルカメラについて説明したが、交換レンズ、双眼鏡および画像投射装置等の各種光学機器の光学系に用いてもよい。

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。

優れた光学特性を有する反射防止膜を提供でき、各種光学機器に利用できる。

１ 薄膜層１
２ 薄膜層２
３ 薄膜層３
１０ 反射防止膜
１１ 基材

Claims (8)

1. 基材上に、該基材側から第１層、第２層および第３層の順で積層された３層構造を有する多層膜であって、以下の条件を満足することを特徴とする反射防止膜。
   １．４５≦ｎＳＵＢ≦２．３
   ｎＳＵＢ＜ｎ１
   ｎ３＜ｎ２＜ｎ１
   １．５８≦ｎ１≦２．４０
   １．４０≦ｎ２≦１．９０
   １．１０≦ｎ３≦１．３０
   ０．４０λ０≦ｄ１≦０．５０λ０
   ０．２０λ０≦ｄ２≦０．３０λ０
   ０．２０λ０≦ｄ３≦０．３０λ０
   ただし、λ０は前記反射防止膜に入射する光の中心波長であって５５０ｎｍであり、ｎＳＵＢは前記基材の中心波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、ｎ１，ｎ２，ｎ３はそれぞれ、前記第１層、前記第２層および前記第３層の中心波長５５０ｎｍの光に対する屈折率であり、ｄ１，ｄ２，ｄ３はそれぞれ前記第１層、前記第２層および前記第３層の中心波長５５０ｎｍの光に対する光学膜厚である。
2. 前記第３層は、ＳｉＯ_２またはＭｇＦ_２を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射防止膜。
3. 前記第３層は、中空粒子を含む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。
4. 前記第３層は、前記中空粒子をバインダーにより結合して生成された膜により構成されることを特徴とする請求項３に記載の反射防止膜。
5. 前記中空粒子の平均粒子径が、２０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３または４に記載の反射防止膜。
6. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学膜。
   １．８０≦ｎＳＵＢ≦２．３０
   １．９０≦ｎ１≦２．４０
   １．６０≦ｎ２≦１．９０
   １．１０≦ｎ３≦１．２８
7. 光学ガラスと、
   該光学ガラスを前記基材として、その表面に形成された請求項１から６のいずれか一項に記載の光学膜とを有することを特徴とする光学素子。
8. 請求項７に記載の光学素子を含む光学系を有することを特徴とする光学機器。