JP2016080943A - Anti-reflection film and optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基材の表面に設ける多層構造の反射防止膜及びこの反射防止膜を設けた光学素子に関する。 The present invention relates to an antireflection film having a multilayer structure provided on the surface of a substrate and an optical element provided with the antireflection film.
一般に、レトロフォーカスレンズ（広角レンズ）は、広い範囲を撮影できるため、広がりを持った風景写真等を撮影できるメリットがある反面、太陽や天井灯等の強い光が無用なゴースト・フレアとなって写り込む問題がある。このため、通常、レンズやフィルタ等の表面に反射防止膜、特に、屈折率を考慮した多層構造の反射防止膜を設けることによりゴースト・フレアの原因となる不要な反射光を低減させている。 In general, a retrofocus lens (wide-angle lens) can shoot a wide range, so it has the advantage of being able to shoot landscape photos with a wide spread, but it is a useless ghost and flare in the strong light of the sun and ceiling lights. There is a problem of reflection. For this reason, unnecessary reflection light that causes ghost and flare is usually reduced by providing an antireflection film on the surface of a lens, a filter, or the like, particularly an antireflection film having a multilayer structure in consideration of the refractive index.
従来、このような目的の反射防止膜としては、特許文献１で開示される反射防止膜及び特許文献２で開示される反射防止膜が知られている。特許文献１で開示される反射防止膜は、短波長の光に対する角度特性を向上し易いと同時に、積層数を抑えることが可能な反射防止膜の提供を目的としたものであり、具体的には、複数層が積層され、入射媒質に接する第１層の屈折率が１．３以下となり、２層構造乃至６層構造にするとともに、代表形態となる反射防止膜は、基材上に積層された屈折率の異なる２つの層からなる反射防止膜であって、基材の屈折率をｎｓｕｂ、入射媒質側から基材側までの各層の屈折率をｎ１，ｎ２とし、光学膜厚をｄ１，ｄ２とし、λｏを設計中心波長としたとき、ｎ１≦１．３０、かつｎｓｕｂ＝ｎ１ １．５０〜２．８７＜ｎ２，ｄ１＝０．２５・λｏ±２１％，ｄ２＝０．５０・λｏ±３０％、の条件を満たすようにしたものである。 Conventionally, the antireflection film disclosed in Patent Document 1 and the antireflection film disclosed in Patent Document 2 are known as such an antireflection film. The antireflection film disclosed in Patent Document 1 is intended to provide an antireflection film that can easily improve the angle characteristics with respect to light having a short wavelength and at the same time can suppress the number of stacked layers. Is a multilayer structure, the refractive index of the first layer in contact with the incident medium is 1.3 or less, so that it has a two-layer structure to a six-layer structure, and a typical antireflection film is laminated on the substrate An antireflection film comprising two layers having different refractive indexes, wherein the refractive index of the base material is n sub , and the refractive index of each layer from the incident medium side to the base material side is n 1 and n 2. When thicknesses are d 1 and d 2 and λo is a design center wavelength, n 1 ≦ 1.30 and n sub = n 1 1.50 to 2.87 <n 2 , d 1 = 0.25 · λo This satisfies the conditions of ± 21%, d 2 = 0.50 · λo ± 30%.
また、特許文献２で開示される反射防止膜は、広い波長範囲において十分に高度な反射防止性能を発揮することが可能な反射防止膜の提供を目的としたものであり、具体的には、光学基板と媒質との界面における光線を低減させるため、光学基板の光学面上に形成された反射防止膜であって、隣接する層同士の屈折率が異なるようにして８層以上の層が積層されてなり、媒質と接する最表層の屈折率をｎ１が設計中心波長λｏにおいて１．３以下であり、かつ波長範囲がλｏ±１２０〔ｎｍ〕の範囲にある入射光に対する反射率Ｒが、光線入射角０〜１０度の範囲において０．１％以下となるようにしたものである。 The antireflection film disclosed in Patent Document 2 is intended to provide an antireflection film capable of exhibiting sufficiently high antireflection performance in a wide wavelength range. Specifically, In order to reduce light rays at the interface between the optical substrate and the medium, an antireflection film formed on the optical surface of the optical substrate, in which eight or more layers are laminated so that the refractive indexes of adjacent layers are different The refractive index R of the outermost layer in contact with the medium is such that the reflectance R with respect to incident light where n 1 is 1.3 or less at the design center wavelength λo and the wavelength range is in the range of λo ± 120 [nm] is The light incident angle is 0.1% or less in the range of 0 to 10 degrees.
しかし、上述した特許文献１及び２に開示される従来の反射防止膜は、次のような解決すべき課題が存在した。 However, the conventional antireflection films disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above have the following problems to be solved.
第一に、ゴースト・フレアを広い波長域において低減する観点からは必ずしも十分であるとはいえない。即ち、実用帯域を考慮した場合、少なくとも４００〜７５０〔ｎｍ〕の波長域におけるゴースト・フレアを十分に低減することが望ましいが、この要請に応え得る反射防止膜が実用化されていないのが実情である。特に、レンズに対する高性能化の要求や曲率が大きくなるなどのレンズ構造の多様化により、ゴースト・フレアの低減に対する要請はより大きくなっている。 First, it is not necessarily sufficient from the viewpoint of reducing ghost and flare in a wide wavelength range. That is, considering the practical band, it is desirable to sufficiently reduce ghost and flare in the wavelength range of at least 400 to 750 [nm]. However, the actual situation is that an antireflection film that can meet this requirement has not been put into practical use. It is. In particular, due to diversification of lens structures such as a demand for higher performance of lenses and an increase in curvature, there is a greater demand for ghost / flare reduction.
第二に、反射防止膜の多層構造を数層程度に抑えつつ、光の入射角が大きくなっても十分な反射防止性能を確保するには、反射防止膜の最表層の屈折率を少なくとも１．２程度まで低くすることが必要となるが、この要求に応える最表層の素材、特に、性能面及び品質面における十分な安定性を有し、かつコスト面の要求にも応え得る素材の確保が困難であり、技術的な側面からの実現も容易でないのが実情である。 Second, in order to secure sufficient antireflection performance even when the incident angle of light is increased while suppressing the multilayer structure of the antireflection film to about several layers, the refractive index of the outermost layer of the antireflection film is at least 1. Although it is necessary to reduce it to about 2, it is necessary to secure the material of the outermost layer that meets this requirement, in particular, the material that has sufficient stability in terms of performance and quality, and that can also meet cost requirements. However, it is difficult to realize the technology from the technical aspect.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した反射防止膜及び光学素子の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an antireflection film and an optical element that solve the problems existing in the background art.
本発明に係る反射防止膜１は、上述した課題を解決するため、基材２の表面２ｆに設ける多層構造を有する反射防止膜であって、三つの膜層部３１，３２，３３を有する三層構造部３における空気Ａ側から基材２側への屈折率を、ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎｓとし、かつ空気Ａ側から基材２側における各膜層部３１，３２，３３の物理膜厚を、ｄ１，ｄ２，ｄ３としたとき、光Ｃの波長λが４００乃至７５０〔ｎｍ〕の範囲で、１．１＜ｎ１＜１．３となり、かつｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓとなることを前提にして、（ｎ１・ｄ１）／λ＝０．２５，０．０１＜（ｎ２・ｄ２）／λ＜０．２５，及び０．０５＜（ｎ３・ｄ３）／λ＜０．２５、又は０．２＜（ｎ２・ｄ２＋ｎ３・ｄ３）／λ＜０．４、の成膜条件を満たしてなることを特徴とする。 The antireflection film 1 according to the present invention is an antireflection film having a multilayer structure provided on the surface 2f of the substrate 2 in order to solve the above-described problems, and includes three film layer portions 31, 32, and 33. The refractive indexes from the air A side to the base material 2 side in the layer structure portion 3 are n 1 , n 2 , n 3 , and ns, and the film layer portions 31, 32, and 33 from the air A side to the base material 2 side. When the physical film thickness of d 1 , d 2 , and d 3 is 1.1, the wavelength C of the light C is in the range of 400 to 750 [nm], 1.1 <n 1 <1.3, and n 1 < Assuming that n 2 <n 3 <ns, (n 1 · d 1 ) /λ=0.25, 0.01 <(n 2 · d 2 ) / λ <0.25, and 0. 05 <(n 3 · d 3 ) / λ <0.25, or 0.2 <(n 2 · d 2 + n 3 · d 3) / λ <0.4, it satisfies the deposition condition It is characterized in.
また、本発明は、好適な態様により、空気Ａ側における最表層となる膜層部３１は、中空部Ｆｏ…を有する多数の中空粒子Ｆ…の集合体により設けることができ、この中空粒子Ｆ…は、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素：シリカ）により形成した中空シリカ粒子Ｆｓ…を用いることができる。この場合、中空シリカ粒子Ｆｓの外径ｄｓは、４０乃至７５〔ｎｍ〕の範囲に選定することが望ましい。さらに、膜層部３１，３２，３３間，又は膜層部３３と基材２間における少なくとも一つの界面には、屈折率をｎａとし、かつ物理膜厚をｄａとしたとき、ｎ１＜ｎａ，（ｎａ・ｄａ）／λ＜０．０７の条件を満たす補助膜部４を設けることもできる。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the membrane layer portion 31 that is the outermost layer on the air A side can be provided by an aggregate of a large number of hollow particles F ... having hollow portions Fo ... ... can use hollow silica particles Fs formed of SiO 2 (silicon dioxide: silica). In this case, the outer diameter ds of the hollow silica particles Fs is preferably selected in the range of 40 to 75 [nm]. Furthermore, at least one interface between the film layer portions 31, 32, 33 or between the film layer portion 33 and the substrate 2 is expressed as n 1 <na, where the refractive index is na and the physical film thickness is da. , (Na · da) / λ <0.07 may be provided.
一方、本発明に係る光学素子Ｐは、前述した課題を解決するため、上述した反射防止膜１を設けてなる基材２を備えることを特徴とする。この場合、基材２には、レンズＰｃを適用することができる。 On the other hand, the optical element P according to the present invention is characterized by including a base material 2 provided with the antireflection film 1 described above in order to solve the above-described problems. In this case, the lens Pc can be applied to the substrate 2.
このような構成を有する本発明に係る反射防止膜１及び光学素子Ｐによれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the antireflection film 1 and the optical element P according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects can be obtained.
（１） 実用帯域を考慮した、少なくとも４００〜７５０〔ｎｍ〕の波長域におけるゴースト・フレアを十分に低減することができ、従来の反射防止膜に対して、より広い波長域におけるゴースト・フレアを低減できるとともに、レンズに対する高性能化の要求や曲率が大きくなるなどのレンズ構造の多様化によるゴースト・フレアの低減に対する更なる要請にも十分に応えることができる。しかも、この場合であっても反射防止膜１における多層構造を三層に抑えることができる。 (1) Considering a practical band, ghost and flare in a wavelength range of at least 400 to 750 [nm] can be sufficiently reduced, and ghost and flare in a wider wavelength range can be reduced compared to a conventional antireflection film. In addition to being able to reduce, it is possible to sufficiently meet further demands for reducing ghosts and flares due to diversification of lens structures such as demand for higher performance of lenses and increased curvature. Moreover, even in this case, the multilayer structure in the antireflection film 1 can be suppressed to three layers.
（２） 特に、反射防止膜１を設けた基材２を備える光学素子Ｐ、具体的には、レンズやフィルタ等の光学素子Ｐに適用することにより、ゴースト・フレアの発生しない、よりグレードの高い各種カメラや各種レンズ（交換レンズ）を容易に得ることができる。 (2) In particular, by applying to the optical element P including the base material 2 provided with the antireflection film 1, specifically, the optical element P such as a lens or a filter, ghosts and flares are not generated. Various cameras and various lenses (interchangeable lenses) can be easily obtained.
（３） 好適な態様により、空気Ａ側における最表層となる膜層部３１を、中空部Ｆｏ…を有する多数の中空粒子Ｆ…の集合体により設ければ、特に、最表層となる膜層部３１の屈折率を１．２程度まで容易に低くすることができる。この結果、反射防止膜１の性能面及び品質面における安定性を十分に確保できるなど、技術的な側面からもゴースト・フレアの低減に対するニーズに的確に応えることができる。 (3) According to a preferred embodiment, if the membrane layer portion 31 which is the outermost layer on the air A side is provided by an aggregate of a large number of hollow particles F ... having hollow portions Fo ..., the membrane layer which becomes the outermost layer in particular. The refractive index of the part 31 can be easily lowered to about 1.2. As a result, it is possible to accurately meet the needs for reducing ghosts and flares from the technical aspect, such as ensuring sufficient stability in terms of performance and quality of the antireflection film 1.
（４） 好適な態様により、中空粒子Ｆ…に、シリカにより形成した中空シリカ粒子Ｆｓ…を用いれば、中空粒子Ｆ…を確保するに際し、性能面，コスト面及び製造面を有利化する観点から最適な素材として実施できる。 (4) According to a preferred embodiment, if hollow silica particles Fs formed of silica are used for the hollow particles F, when securing the hollow particles F, the performance, cost, and production are advantageous. It can be implemented as an optimal material.
（５） 好適な態様により、中空シリカ粒子Ｆｓ…の外径ｄｓを、４０乃至７５〔ｎｍ〕の範囲に選定すれば、低減目標とする波長領域、即ち、４００〜７５０〔ｎｍ〕の１／１０程度の大きさにできるため、中空シリカ粒子Ｆｓ…を製造するに際し、散乱光に影響されない最適化した形態により実施でき、もって、目標とする１．２の屈折率を容易かつ確実に確保できる。 (5) According to a preferred embodiment, if the outer diameter ds of the hollow silica particles Fs... Is selected within the range of 40 to 75 [nm], the reduction target wavelength region, that is, 1/400 of 400 to 750 [nm]. Since it can be about 10 in size, it can be carried out in an optimized form that is not affected by scattered light when producing the hollow silica particles Fs..., Thereby ensuring the target refractive index of 1.2 easily and reliably. .
（６） 好適な態様により、膜層部３１，３２，３３間，又は膜層部３３と基材２間における少なくとも一つの界面に、屈折率をｎａとし、かつ物理膜厚をｄａとしたとき、ｎ１＜ｎａ，（ｎａ・ｄａ）／λ＜０．０７の成膜条件を満たす補助膜部４を設けた場合であっても、基本となる三層構造部３の性能を損なうことがないなど、安定性の高い反射防止膜１を形成することができる。 (6) According to a preferred embodiment, when the refractive index is na and the physical film thickness is da at least one interface between the film layer portions 31, 32, 33 or between the film layer portion 33 and the substrate 2. , Even if the auxiliary film part 4 that satisfies the film forming conditions of n 1 <na, (na · da) / λ <0.07 is provided, the performance of the basic three-layer structure part 3 may be impaired. The antireflection film 1 having high stability can be formed.
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る反射防止膜１の構造及び形成方法について、図１を参照して説明する。 First, the structure and formation method of the antireflection film 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
図１中、２は基材であり、例示の基材２は、光学ガラスを用いたレンズＰｃである。本実施形態に係る反射防止膜１は、このレンズＰｃ（基材２）の表面に設ける三層構造（多層構造）を基本構造として有する。したがって、反射防止膜１を設けたレンズＰｃが本実施形態に係る光学素子Ｐとなる。 In FIG. 1, 2 is a base material, and the illustrated base material 2 is a lens Pc using optical glass. The antireflection film 1 according to this embodiment has a three-layer structure (multilayer structure) provided on the surface of the lens Pc (base material 2) as a basic structure. Therefore, the lens Pc provided with the antireflection film 1 becomes the optical element P according to the present embodiment.
反射防止膜１は、入射媒質となる空気Ａ側から基材２側へ三つの膜層部、即ち、第一膜層部３１，第二膜層部３２，第三膜層部３３からなる三層構造部３を有する。したがって、第一膜層部３１は空気Ａに接する最表層になるとともに、第三膜層部３３は基材２（レンズＰｃ）の表面２ｆに接する最下層になる。以下、各膜層部３１，３２，３３について具体的に説明する。 The antireflection film 1 includes three film layer portions from the air A side serving as an incident medium to the base material 2 side, that is, three film layer portions 31, a second film layer portion 32, and a third film layer portion 33. It has a layer structure 3. Therefore, the first film layer portion 31 is the outermost layer in contact with the air A, and the third film layer portion 33 is the lowermost layer in contact with the surface 2f of the base material 2 (lens Pc). Hereinafter, the film layer portions 31, 32, and 33 will be specifically described.
第一膜層部３１は、図１に示すように、中空部Ｆｏ…を有する多数の中空粒子Ｆ…の集合体により形成する。このように、空気Ａ側における最表層となる膜層部３１を多数の中空粒子Ｆ…の集合体により形成すれば、特に、反射防止膜１における最表層の屈折率を、１．２程度まで容易に低くすることができ、反射防止膜１の性能面及び品質面における安定性を十分に確保できる利点がある。したがって、技術的な側面からゴースト・フレアの低減に対するニーズに的確に応えることができる。 As shown in FIG. 1, the first membrane layer portion 31 is formed by an aggregate of a number of hollow particles F having hollow portions Fo. Thus, if the film layer portion 31 that is the outermost layer on the air A side is formed of an aggregate of a large number of hollow particles F, the refractive index of the outermost layer in the antireflection film 1 is about 1.2. There is an advantage that it can be easily lowered and the stability in terms of performance and quality of the antireflection film 1 can be sufficiently secured. Therefore, it is possible to accurately meet the needs for reducing ghost and flare from a technical aspect.
この場合、中空粒子Ｆ…には、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素：シリカ）により形成した中空シリカ粒子Ｆｓ…を用いる。これにより、中空粒子Ｆ…を確保するに際し、性能面，コスト面及び製造面を有利化する観点から最適な素材として実施できる。また、中空シリカ粒子Ｆｓ…の外径ｄｓは、図１に示すように、４０乃至７５〔ｎｍ〕の範囲に選定する。このような大きさを選定すれば、低減目標とする波長領域、即ち、４００〜７５０〔ｎｍ〕の１／１０程度の大きさにできるため、中空シリカ粒子Ｆｓ…を製造するに際し、散乱光に影響されない最適化した形態により実施でき、もって、目標とする１．２の屈折率を容易かつ確実に確保できる。なお、第一膜層部３１の形成方法については後述する。 In this case, hollow silica particles Fs formed of SiO 2 (silicon dioxide: silica) are used as the hollow particles F. Thereby, when ensuring the hollow particle F ..., it can implement as an optimal raw material from a viewpoint of making a performance surface, a cost surface, and a manufacturing surface advantageous. Further, the outer diameter ds of the hollow silica particles Fs... Is selected in the range of 40 to 75 [nm] as shown in FIG. If such a size is selected, the wavelength region to be reduced can be reduced to about 1/10 of 400 to 750 [nm]. Therefore, when the hollow silica particles Fs. It can be carried out in an optimized form that is not affected, and thus the target refractive index of 1.2 can be secured easily and reliably. A method for forming the first film layer portion 31 will be described later.
一方、第二膜層部３２と第三膜層部３３は、特別な考慮は不要となり、通常の実施範疇で形成できる。即ち、上述した第一膜層部３１を多数の中空シリカ粒子Ｆｓ…の集合体により形成し、第一膜層部３１の屈折率ｎ１を、１．２まで十分に低く設定できるため、第二膜層部３２の屈折率ｎ２，及び第三膜層部３３の屈折率ｎ３、さらに、基材２の屈折率ｎｓに対する設定を無理なく行うことができ、第二膜層部３２及び第三膜層部３３の素材は、反射防止膜として従来より使用されている素材を使用できる。例示の場合、第二膜層部３２は、素材として、ＭｇＦ２（弗化マグネシウム）を使用するとともに、第三膜層部３３は、素材として、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を使用した。したがって、第二膜層部３２及び第三膜層部３３の素材としては、このような例示素材の他、各種素材、具体的には、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム），ＺｒＯ２（二酸化ジルコニウム），ＴｉＯ２（二酸化チタン）等の各単体物やこれらの混合物を使用することができる。 On the other hand, the second film layer portion 32 and the third film layer portion 33 do not require special consideration and can be formed in a normal implementation category. That is, the first film layer portion 31 described above is formed by an aggregate of a large number of hollow silica particles Fs, and the refractive index n 1 of the first film layer portion 31 can be set sufficiently low to 1.2. two film layer 32 the refractive index n 2, and the refractive index n 3 of the third layer portion 33 of the further can be performed without forcibly set to the refractive index ns of the substrate 2, and the second film layer 32 As the material of the third film layer portion 33, a material conventionally used as an antireflection film can be used. In the illustrated example, the second film layer portion 32 uses MgF 2 (magnesium fluoride) as a material, and the third film layer portion 33 uses SiO 2 (silicon dioxide) as a material. Therefore, as materials of the second film layer portion 32 and the third film layer portion 33, in addition to such exemplary materials, various materials, specifically, Al 2 O 3 (aluminum oxide), ZrO 2 (zirconium dioxide) ), TiO 2 (titanium dioxide) and the like, and mixtures thereof.
このような構造を有する本実施形態に係る反射防止膜１は、次のように形成することができる。 The antireflection film 1 according to this embodiment having such a structure can be formed as follows.
まず、基材２を用意する。例示の基材２は、デジタルカメラ等に使用するレンズＰｃであり、このレンズＰｃの表面（２ｆ）に三層構造部３を有する反射防止膜１を形成する。これにより、レンズＰｃの表面に反射防止膜１が形成された本実施形態に係る光学素子Ｐを得ることができる。 First, the base material 2 is prepared. The illustrated base material 2 is a lens Pc used for a digital camera or the like, and an antireflection film 1 having a three-layer structure portion 3 is formed on the surface (2f) of the lens Pc. Thereby, the optical element P according to this embodiment in which the antireflection film 1 is formed on the surface of the lens Pc can be obtained.
最初に、基材２の表面２ｆに第三膜層部３３を形成する。例示の場合、第三膜層部３３には、素材として、ＳｉＯ２を使用し、例えば、湿式成膜法，真空蒸着法，ＣＶＤ法，ＡＬＤ法等、公知の形成方法を利用して成膜する。次いで、形成した第三膜層部３３の上面に、第二膜層部３２を形成する。例示の場合、第二膜層部３２には、素材として、ＭｇＦ２を使用し、この場合も第三膜層部３３と同様に、例えば、湿式成膜法，真空蒸着法，ＣＶＤ法，ＡＬＤ法等、の公知の形成方法を利用して成膜する。 First, the third film layer portion 33 is formed on the surface 2 f of the substrate 2. In the case of illustration, the third film layer portion 33 uses SiO 2 as a material, and is formed using a known formation method such as a wet film formation method, a vacuum deposition method, a CVD method, an ALD method, or the like. To do. Next, the second film layer portion 32 is formed on the upper surface of the formed third film layer portion 33. In the case of illustration, MgF 2 is used as the material for the second film layer portion 32, and in this case as well, as with the third film layer portion 33, for example, a wet film formation method, a vacuum deposition method, a CVD method, ALD The film is formed using a known forming method such as a method.
次いで、第二膜層部３２の上面に第一膜層部３１を形成する。第一膜層部３１は、中空シリカ粒子Ｆｓ…の集合体により構成するため、次の手順に従って形成できる。まず、外郭（シェル）をＳｉＯ２により形成した中空シリカ粉末を用意する。なお、中空シリカ粉末は、無機テンプレート法，有機テンプレート法等の公知の製法により得ることができる。無機テンプレート法の場合、コア（無機化合物）−シェル粒子を生成し、この生成粒子からコア粒子を除去することにより、内部が空洞となるシリカ粉末、即ち、中空シリカ粒子Ｆｓ…を得ることができる。この中空シリカ粒子Ｆｓ…の外径ｄｓは、前述したように、４０乃至７５〔ｎｍ〕の範囲となるように考慮し、目標とする屈折率ｎ１（＝１．２）が安定して得られるように適宜設定する。 Next, the first film layer portion 31 is formed on the upper surface of the second film layer portion 32. Since the first membrane layer part 31 is constituted by an aggregate of hollow silica particles Fs, it can be formed according to the following procedure. First, a hollow silica powder having an outer shell formed of SiO 2 is prepared. The hollow silica powder can be obtained by a known production method such as an inorganic template method or an organic template method. In the case of the inorganic template method, by producing core (inorganic compound) -shell particles and removing the core particles from the produced particles, silica powder having hollow inside, that is, hollow silica particles Fs... Can be obtained. . As described above, the outer diameter ds of the hollow silica particles Fs... Is considered to be in the range of 40 to 75 [nm], and the target refractive index n 1 (= 1.2) is stably obtained. Set as appropriate.
そして、得られた中空シリカ粒子Ｆｓ…に所定のバインダ成分を混合し、さらに、溶剤等により適切な濃度に希釈してコーティング液を生成する。得られたコーティング液は、スピンコート法，スプレー法，スクリーン印刷法等の所定のコーティング手法を利用することにより、第二膜層部３２の上面に塗布する。本実施形態では、スピンコート法を利用した。この際、目的の層厚が得られるように、回転速度や回転時間等を設定する。塗布が終了したなら、熱処理等により溶媒を揮発させることにより、図１に示す第一膜層部３１を形成することができる。 Then, a predetermined binder component is mixed into the obtained hollow silica particles Fs, and further diluted to an appropriate concentration with a solvent or the like to produce a coating liquid. The obtained coating liquid is applied to the upper surface of the second film layer portion 32 by using a predetermined coating method such as a spin coating method, a spray method, or a screen printing method. In this embodiment, a spin coating method is used. At this time, the rotation speed, the rotation time, and the like are set so that the target layer thickness can be obtained. When the application is completed, the first film layer portion 31 shown in FIG. 1 can be formed by volatilizing the solvent by heat treatment or the like.
以上が、本実施形態に係る反射防止膜１の基本的な構造及び形成方法となる。したがって、第一膜層部３１，第二膜層部３２及び第三膜層部３３の物理膜厚ｄ１，ｄ２，ｄ３は、後述する設定例に従って設定し、各膜層部３１，３２，３３の形成時に膜厚を考慮した形成を行う。 The above is the basic structure and formation method of the antireflection film 1 according to the present embodiment. Therefore, the physical film thicknesses d 1 , d 2 , and d 3 of the first film layer part 31, the second film layer part 32, and the third film layer part 33 are set according to setting examples described later, and each film layer part 31, When forming 32 and 33, the film thickness is taken into consideration.
次に、本実施形態に係る反射防止膜１のより具体的な構造となる各膜層部３１，３２，３３の成膜条件について説明する。 Next, film forming conditions of the film layer portions 31, 32, and 33 that have a more specific structure of the antireflection film 1 according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る反射防止膜１は、三つの膜層部、即ち、第一膜層部３１，第二膜層部３２，第三膜層部３３からなる三層構造部３を有するため、この三層構造部３は、空気Ａ側から基材２側への屈折率をｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎｓとし、かつ空気Ａ側から基材２側における各膜層部３１，３２，３３の物理膜厚をｄ１，ｄ２，ｄ３としたとき、光Ｃの波長λが４００乃至７５０〔ｎｍ〕の範囲で、１．１＜ｎ１＜１．３となり、かつｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓとなることを前提にして、次の（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）の全ての成膜条件を満たすように形成する。
（Ａ） （ｎ１・ｄ１）／λ＝０．２５
（Ｂ） ０．０１＜（ｎ２・ｄ２）／λ＜０．２５
（Ｃ） ０．０５＜（ｎ３・ｄ３）／λ＜０．２５
The antireflection film 1 according to the present embodiment has a three-layer structure portion 3 including three film layer portions, that is, a first film layer portion 31, a second film layer portion 32, and a third film layer portion 33. The three-layer structure portion 3 has refractive indexes n 1 , n 2 , n 3 , and ns from the air A side to the base material 2 side, and the film layer portions 31 and 32 on the base material 2 side from the air A side. , 33 with the physical film thicknesses d 1 , d 2 , and d 3 , the wavelength C of the light C is in the range of 400 to 750 [nm], 1.1 <n 1 <1.3, and n 1 On the assumption that <n 2 <n 3 <ns, the film is formed so as to satisfy all the following film forming conditions (A), (B), and (C).
(A) (n 1 · d 1 ) /λ=0.25
(B) 0.01 <(n 2 · d 2 ) / λ <0.25
(C) 0.05 <(n 3 · d 3 ) / λ <0.25
この場合、（ｎ１・ｄ１）は第一膜層部３１の光学膜厚、（ｎ２・ｄ２）は第二膜層部３２の光学膜厚、（ｎ３・ｄ３）は第三膜層部３３の光学膜厚となる。また、（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）の全ての成膜条件を満たす代わりに、より簡易表現した次の（Ｘ）の成膜条件を満たすようにしてもよい。
（Ｘ） ０．２＜（ｎ２・ｄ２＋ｎ３・ｄ３）／λ＜０．４
In this case, (n 1 · d 1 ) is the optical thickness of the first film layer portion 31, (n 2 · d 2 ) is the optical thickness of the second film layer portion 32, and (n 3 · d 3 ) is the first thickness. The optical film thickness of the three-film layer portion 33 is obtained. Further, instead of satisfying all the film forming conditions of (A), (B) and (C), the film forming condition of the following (X) expressed more simply may be satisfied.
(X) 0.2 <(n 2 · d 2 + n 3 · d 3 ) / λ <0.4
このような成膜条件を満たすことにより、基材２の屈折率ｎｓが１．５乃至２．０の範囲であって、光Ｃの入射角Ｑｉ（図１参照）が０°乃至１５°の範囲では、反射率を０．２５％以下にすることができる。即ち、光Ｃの入射角Ｑｉが１５°以下の狭い範囲では、反射率を０．２５％以下まで低減させることができる。 By satisfying such a film forming condition, the refractive index ns of the substrate 2 is in the range of 1.5 to 2.0, and the incident angle Qi of the light C (see FIG. 1) is 0 ° to 15 °. In the range, the reflectance can be 0.25% or less. That is, in the narrow range where the incident angle Qi of the light C is 15 ° or less, the reflectance can be reduced to 0.25% or less.
また、基材２の屈折率ｎｓが１．５乃至２．０の範囲であって、光Ｃの入射角Ｑｉが、０°乃至６３°の範囲では、反射率を２．０％以下にすることができる。即ち、反射率を２．０％以下に低減するという成膜条件を設定した場合、光Ｃの入射角Ｑｉを、６３°まで許容することができる。 Further, when the refractive index ns of the substrate 2 is in the range of 1.5 to 2.0 and the incident angle Qi of the light C is in the range of 0 ° to 63 °, the reflectance is set to 2.0% or less. be able to. That is, when the film forming condition for reducing the reflectance to 2.0% or less is set, the incident angle Qi of the light C can be allowed to 63 °.
以下、〔表１〕，〔表２〕，図２及び図３に示す具体的な設定例を参照し、上記成膜条件の有為性について検証する。
最初に、〔表１〕及び図２を参照し、入射角Ｑｉが１５°以下の狭い範囲について検証する。〔表１〕は、基材２の屈折率ｎｓをパラメータ、即ち、屈折率ｎｓを、「１．５」，「１．６」，「１．７」，「１．８」，「１．９」，「２．０」に設定した場合の各膜層部３１，３２，３３の屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３と、物理膜厚ｄ１，ｄ２，ｄ３の設定例を示す。なお、基材２の屈折率ｎｓは、使用するガラスの種類により選定できる。
Hereinafter, with reference to the specific setting examples shown in [Table 1], [Table 2], FIG. 2 and FIG.
First, referring to [Table 1] and FIG. 2, a narrow range where the incident angle Qi is 15 ° or less will be verified. In [Table 1], the refractive index ns of the substrate 2 is a parameter, that is, the refractive index ns is “1.5”, “1.6”, “1.7”, “1.8”, “1. Example of setting the refractive indexes n 1 , n 2 , n 3 and physical film thicknesses d 1 , d 2 , d 3 of the film layer portions 31, 32, 33 when set to “9”, “2.0” Show. The refractive index ns of the substrate 2 can be selected depending on the type of glass used.
〔表１〕において、例えば、基材２の屈折率ｎｓが１．５の場合、第一膜層部３１の設定項目は、次のようになる。なお、「層」欄における「３１」が第一膜層部３１を示している。この場合、「ｎ」欄における第一膜層部３１に対応するデータ１．２００は、第一膜層部３１の屈折率「ｎ１」の大きさを示す。また、「ｄ」欄における第一膜層部３１に対応するデータ１０２．１７８は、第一膜層部３１の物理膜厚「ｄ１」の大きさを示す。 In [Table 1], for example, when the refractive index ns of the substrate 2 is 1.5, the setting items of the first film layer portion 31 are as follows. Note that “31” in the “Layer” column indicates the first film layer portion 31. In this case, the data 1.200 corresponding to the first film layer portion 31 in the “n” column indicates the magnitude of the refractive index “n 1 ” of the first film layer portion 31. Data 102.178 corresponding to the first film layer portion 31 in the “d” column indicates the size of the physical film thickness “d 1 ” of the first film layer portion 31.
一方、「ｎ・ｄ／λｋ」の項目は単位波長当たりの光学膜厚の大きさを示す。反射光を打消すには、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｋ」のデータ（＝（Ａ））として、０．２５０００が必要になるため、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｋ」のデータは０．２５０００の固定値として設定した。なお、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｏ」の計算値は、０．２４５２３となるが、固定値（＝０．２５０００）を使用するため、修正したλｋ（＝４９０．４５３５）を使用して各「ｎ・ｄ／λｋ」を算出した。 On the other hand, the item “n · d / λk” indicates the size of the optical film thickness per unit wavelength. In order to cancel the reflected light, 0.25000 is required as the data (= (A)) of “n · d / λk” corresponding to the first film layer portion 31. The corresponding “n · d / λk” data was set as a fixed value of 0.25000. Note that the calculated value of “n · d / λo” corresponding to the first film layer portion 31 is 0.25523, but a fixed value (= 0.25000) is used, so that the corrected λk (= 490. 4535) was used to calculate each “n · d / λk”.
そして、第一膜層部３１の屈折率「ｎ１」を、１．２００とし、第一膜層部３１の「ｎ・ｄ／λｋ」を、０．２５０００とした場合、第一膜層部３１の物理膜厚「ｄ１」及び他の膜層部３２，３３の各ディメンションは、例えば、コンピュータの演算処理により、その最適値を自動計算できる。この際、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓの条件が考慮される。そして、得られた算出結果が〔表１〕となる。 When the refractive index “n 1 ” of the first film layer portion 31 is 1.200 and “n · d / λk” of the first film layer portion 31 is 0.25000, the first film layer portion The optimum values of the physical film thickness “d 1 ” 31 and the dimensions of the other film layer portions 32 and 33 can be automatically calculated by computer processing, for example. At this time, the condition of n 1 <n 2 <n 3 <ns is considered. And the obtained calculation result becomes [Table 1].
〔表１〕から明らかなように、例えば、基材２の屈折率「ｎｓ」を１．７とした場合、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓは、１．２００＜１．４６０＜１．６２０＜１．７となる。また、第二膜層部３２の「ｎ・ｄ／λｋ」は、０．２０８７１となり、０．０１＜（ｎ２・ｄ２）／λ＜０．２５（＝（Ｂ））の成膜条件を満たしている。さらに、第三膜層部３３の「ｎ・ｄ／λｋ」は、０．１７４５４となり、０．０５＜（ｎ３・ｄ３）／λ＜０．２５（＝（Ｃ））の成膜条件を満たしている。 As is apparent from [Table 1], for example, when the refractive index “ns” of the substrate 2 is 1.7, n 1 <n 2 <n 3 <ns is 1.200 <1.460 <1. .620 <1.7. Further, “n · d / λk” of the second film layer portion 32 is 0.20871, and the film formation condition of 0.01 <(n 2 · d 2 ) / λ <0.25 (= (B)). Meet. Further, “n · d / λk” of the third film layer portion 33 is 0.17454, and the film formation condition of 0.05 <(n 3 · d 3 ) / λ <0.25 (= (C)) Meet.
他方、図２は、〔表１〕の設定結果に基づく反射防止膜１における基材２の屈折率ｎｓが「１．５」，「１．７」，「１．９」の場合の光Ｃの波長〔ｎｍ〕に対する光Ｃの入射角Ｑｉが０°と１５°における反射率〔％〕をシミュレーションしたものである。図２から明らかなように、前述した（Ａ）〜（Ｃ）の成膜条件を満たす場合、光Ｃの入射角Ｑｉが０°乃至１５°では、波長４００〔ｎｍ〕と波長７００〔ｎｍ〕付近のいずれの波長においても反射率は０．２５％以下となる。即ち、光Ｃの入射角Ｑｉが１５°以下の狭い範囲では、反射率を０．２５％以下まで低減させることができる。なお、屈折率ｎｓが「１．６」，「１．８」，「２．０」の場合については図示を省略したが、いずれの場合も反射率が０．２５％以下となることを確認した。 On the other hand, FIG. 2 shows the light C when the refractive index ns of the base material 2 in the antireflection film 1 based on the setting results of [Table 1] is “1.5”, “1.7”, “1.9”. The reflectance [%] when the incident angle Qi of the light C with respect to the wavelength [nm] is 0 ° and 15 ° is simulated. As is apparent from FIG. 2, when the film forming conditions (A) to (C) described above are satisfied, the wavelength 400 [nm] and the wavelength 700 [nm] when the incident angle Qi of the light C is 0 ° to 15 °. The reflectance is 0.25% or less at any wavelength in the vicinity. That is, in the narrow range where the incident angle Qi of the light C is 15 ° or less, the reflectance can be reduced to 0.25% or less. In addition, although illustration was abbreviate | omitted when refractive index ns was "1.6", "1.8", "2.0", it confirmed that a reflectance became 0.25% or less in any case did.
次に、〔表２〕及び図３を参照し、光Ｃの入射角Ｑｉが６３°以下の比較的広い範囲について検証する。〔表２〕は、入射角Ｑｉが０°と６３°における反射率〔％〕が波長４００〔ｎｍ〕と波長７００〔ｎｍ〕のいずれの波長においても、反射率が２％以下となるようにした設定例を示す。 Next, with reference to [Table 2] and FIG. 3, a relatively wide range in which the incident angle Qi of the light C is 63 ° or less will be verified. [Table 2] shows that the reflectance [%] at an incident angle Qi of 0 ° and 63 ° is 2% or less at any wavelength of 400 [nm] and 700 [nm]. An example of setting is shown.
〔表２〕の設定項目も上述した〔表１〕と同じである。この場合も、反射光を打消すには、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｋ」のデータ（＝（Ａ））として、０．２５０００が必要になるため、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｋ」のデータは０．２５０００の固定値として設定した。なお、第一膜層部３１に対応する「ｎ・ｄ／λｏ」の計算値は、０．３５１４２となるが、固定値（＝０．２５０００）を使用するため、修正したλｋ（＝７０２．８３６９）を使用して各「ｎ・ｄ／λｋ」を算出した。 The setting items in [Table 2] are also the same as in [Table 1] described above. Also in this case, in order to cancel the reflected light, 0.25000 is required as the data (= (A)) of “n · d / λk” corresponding to the first film layer portion 31. The data “n · d / λk” corresponding to the layer portion 31 was set as a fixed value of 0.25000. Note that the calculated value of “n · d / λo” corresponding to the first film layer portion 31 is 0.35142, but since a fixed value (= 0.25000) is used, the corrected λk (= 702. 8369) was used to calculate each “n · d / λk”.
そして、第一膜層部３１の屈折率「ｎ１」を、１．２００とし、第一膜層部３１の「ｎ・ｄ／λｋ」を、０．２５０００とした場合、第一膜層部３１の物理膜厚「ｄ１」及び他の膜層部３２，３３の各ディメンションは、例えば、コンピュータの演算処理により、その最適値を自動計算できる。この際、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓの条件が考慮される。そして、得られた算出結果が〔表２〕となる。 When the refractive index “n 1 ” of the first film layer portion 31 is 1.200 and “n · d / λk” of the first film layer portion 31 is 0.25000, the first film layer portion The optimum values of the physical film thickness “d 1 ” 31 and the dimensions of the other film layer portions 32 and 33 can be automatically calculated by computer processing, for example. At this time, the condition of n 1 <n 2 <n 3 <ns is considered. And the obtained calculation result becomes [Table 2].
〔表２〕から明らかなように、例えば、基材２の屈折率「ｎｓ」を１．７とした場合、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜ｎｓは、１．２００＜１．４６０＜１．６２０＜１．７となる。また、第二膜層部３２の「ｎ・ｄ／λｋ」は、０．１７６０９となり、０．０１＜（ｎ２・ｄ２）／λ＜０．２５（＝（Ｂ））の成膜条件を満たしている。さらに、第三膜層部３３の「ｎ・ｄ／λｋ」は、０．１０００９となり、０．０５＜（ｎ３・ｄ３）／λ＜０．２５（＝（Ｃ））の成膜条件を満たしている。 As apparent from [Table 2], for example, when the refractive index “ns” of the substrate 2 is 1.7, n 1 <n 2 <n 3 <ns is 1.200 <1.460 <1. .620 <1.7. In addition, “n · d / λk” of the second film layer portion 32 is 0.17609, and the film formation condition of 0.01 <(n 2 · d 2 ) / λ <0.25 (= (B)). Meet. Further, “n · d / λk” of the third film layer portion 33 is 0.10009, and the film formation condition of 0.05 <(n 3 · d 3 ) / λ <0.25 (= (C)) Meet.
他方、図３は、〔表２〕の設定結果に基づく反射防止膜１における基材２の屈折率ｎｓが「１．５」，「１．７」，「１．９」の場合の光Ｃの波長〔ｎｍ〕に対する光Ｃの入射角Ｑｉが０°と６３°における反射率〔％〕をシミュレーションしたものである。図３から明らかなように、前述した（Ａ）〜（Ｃ）の成膜条件を満たす場合、光Ｃの入射角Ｑｉが０°乃至６３°では、波長４００〔ｎｍ〕と波長７００〔ｎｍ〕付近のいずれの波長においても反射率は２％以下となる。即ち、反射率を２％以下の条件にした場合、光Ｃの入射角Ｑｉとして概ね６３°程度まで許容することができる。なお、屈折率ｎｓが「１．６」，「１．８」，「２．０」の場合については図示を省略したが、いずれの場合も反射率が２％以下となることを確認した。 On the other hand, FIG. 3 shows the light C when the refractive index ns of the base material 2 in the antireflection film 1 based on the setting results of [Table 2] is “1.5”, “1.7”, “1.9”. The reflectance [%] when the incident angle Qi of the light C with respect to the wavelength [nm] is 0 ° and 63 ° is simulated. As is apparent from FIG. 3, when the film forming conditions (A) to (C) described above are satisfied, the wavelength 400 [nm] and the wavelength 700 [nm] when the incident angle Qi of the light C is 0 ° to 63 °. The reflectance is 2% or less at any wavelength in the vicinity. That is, when the reflectance is set to 2% or less, the incident angle Qi of the light C can be allowed to be approximately 63 °. In addition, although illustration was abbreviate | omitted about the case where refractive index ns is "1.6", "1.8", "2.0", it confirmed that a reflectance became 2% or less in any case.
図４及び図５は、本実施形態に係る反射防止膜１と従来からの一般的な反射防止膜の反射防止効果を比較するための撮影画像写真を示す。いずれも暗室に設置したデジタルカメラにより、レンズ光軸に対して４５〔°〕の位置に照明灯を配した場合の撮影画像写真である。 4 and 5 show photographed image photographs for comparing the antireflection effect of the antireflection film 1 according to this embodiment and a conventional general antireflection film. Both are photographed image photographs in the case where an illuminating lamp is arranged at a position of 45 [°] with respect to the lens optical axis by a digital camera installed in a dark room.
図４は、本実施形態に係る反射防止膜１を適用したカメラレンズを用いた撮影画像である。図４から明らかなように、ゴースト・フレア現象の写り込みはほとんど発生していない。これに対して、比較例として示す図５は、従来の反射防止膜を有する一般市販レンズを用いた撮影画像であり、画像の右側位置には比較的大きなゴースト・フレア現象の発生を確認できる。 FIG. 4 is a photographed image using a camera lens to which the antireflection film 1 according to this embodiment is applied. As is apparent from FIG. 4, the ghost / flare phenomenon is hardly reflected. On the other hand, FIG. 5 shown as a comparative example is a photographed image using a general commercially available lens having a conventional antireflection film, and the occurrence of a relatively large ghost / flare phenomenon can be confirmed at the right position of the image.
また、図６及び図７も、本実施形態に係る反射防止膜１と従来からの一般的な反射防止膜の反射防止効果を比較するためのデータである。いずれも比較的曲率が大きいレンズに反射防止膜を適用した場合におけるレンズの中心から径方向位置における反射率特性を示したものであり、Ｈｏは中心位置、Ｈ２は中心から半径の２割の距離だけ外方へオフセットした位置、Ｈ４は同４割の距離だけオフセットした位置、Ｈ６は同６割の距離だけオフセットした位置、Ｈ８は同８割の距離だけオフセットした位置、Ｈ９は同９割の距離だけオフセットした位置をそれぞ示す。 6 and 7 are also data for comparing the antireflection effect of the antireflection film 1 according to this embodiment and the conventional general antireflection film. Both show the reflectance characteristics in the radial position from the center of the lens when an antireflection film is applied to a lens having a relatively large curvature, Ho is the center position, and H2 is a distance of 20% of the radius from the center. H4 is a position offset by a distance of 40%, H6 is a position offset by a distance of 60%, H8 is a position offset by a distance of 80%, and H9 is 90% of the same position. Each position offset by the distance is shown.
図７は、従来の反射防止膜を有する一般市販レンズのデータを示すが、図７から明らかなように、波長が５００〔ｎｍ〕付近を越えた波長領域ＨＡでは、全体に反射率が大きくなることに加え、レンズの位置により反射率のムラも大きくなる傾向がある。特に、レンズ周辺側の反射率は５〔％〕を越えてしまうなど、反射率はひじょうに大きくなる。 FIG. 7 shows data of a conventional commercially available lens having a conventional antireflection film. As is clear from FIG. 7, the overall reflectance increases in the wavelength region HA where the wavelength exceeds about 500 [nm]. In addition, the unevenness of reflectance tends to increase depending on the position of the lens. In particular, the reflectivity on the lens peripheral side exceeds 5 [%], and the reflectivity becomes very large.
一方、図６は、本実施形態に係る反射防止膜１を有するレンズのデータを示す。図６から明らかなように、全体の反射率がひじょうに小さいとともに、レンズの位置による反射率のムラもほとんど発生しない。特に、波長が５００〔ｎｍ〕付近を越えた波長領域であっても、図７に示した従来データとは大きく異なり、全ての位置で反射率は０．３〔％〕以下の低い反射率に抑えられ、ひじょうに大きな低減効果を得ることができる。 On the other hand, FIG. 6 shows data of a lens having the antireflection film 1 according to this embodiment. As is apparent from FIG. 6, the overall reflectance is very small and the unevenness of reflectance due to the position of the lens hardly occurs. In particular, even in the wavelength region where the wavelength exceeds about 500 [nm], the reflectance is significantly different from the conventional data shown in FIG. It can be suppressed and a very large reduction effect can be obtained.
このように、本実施形態に係る反射防止膜１によれば、実用帯域を考慮した、少なくとも４００〜７５０〔ｎｍ〕の波長域におけるゴースト・フレアを十分に低減することができ、従来の反射防止膜に対して、より広い波長域におけるゴースト・フレアを低減できるとともに、レンズに対する高性能化の要求や曲率が大きくなるなどのレンズ構造の多様化によるゴースト・フレアの低減に対する更なる要請にも十分に応えることができる。しかも、この場合であっても反射防止膜１における多層構造を三層に抑えることができる。 As described above, according to the antireflection film 1 according to this embodiment, it is possible to sufficiently reduce ghosts and flares in a wavelength range of at least 400 to 750 [nm] in consideration of a practical band. The film can reduce ghosts and flares in a wider wavelength range, and it is also sufficient for further requests to reduce ghosts and flares by diversifying lens structures, such as demands for higher lens performance and increased curvature. Can respond. Moreover, even in this case, the multilayer structure in the antireflection film 1 can be suppressed to three layers.
したがって、反射防止膜１を設けた基材２を備える光学素子Ｐ、具体的には、レンズやフィルタ等の光学素子Ｐに適用することにより、ゴースト・フレアの発生しない、よりグレードの高い各種カメラや各種レンズ（交換レンズ）を容易に得ることができる。 Therefore, by applying to the optical element P including the base material 2 provided with the antireflection film 1, specifically, the optical element P such as a lens or a filter, various higher-grade cameras that do not generate ghost and flare. And various lenses (interchangeable lenses) can be easily obtained.
他方、図８及び図９には、図１に示した基本構造の実施形態に対して補助膜部４を追加した変更例を示す。図８（ａ）は、第二膜層部３２と第三膜層部３３間に比較的薄い補助膜部４を設けた構造を示すとともに、図８（ｂ）は、第一膜層部３１と第二膜層部３２間に比較的薄い補助膜部４を設けた構造を示す。 On the other hand, FIGS. 8 and 9 show a modified example in which the auxiliary film part 4 is added to the embodiment of the basic structure shown in FIG. FIG. 8A shows a structure in which a relatively thin auxiliary membrane portion 4 is provided between the second membrane layer portion 32 and the third membrane layer portion 33, and FIG. 8B shows the first membrane layer portion 31. The structure which provided the comparatively thin auxiliary | assistant film | membrane part 4 between the 2nd film | membrane layer part 32 is shown.
いずれの場合も、基本的には、各膜層部３１，３２，３３の相互間，又は第三膜層部３３と基材２間における少なくとも一つの界面に、屈折率をｎａとし、かつ物理膜厚をｄａとしたとき、ｎ１＜ｎａ，（ｎａ・ｄａ）／λ＜０．０７の成膜条件を満たす補助膜部４を設けている。 In any case, basically, the refractive index is set to na and at least one interface between the film layer portions 31, 32, 33 or between the third film layer portion 33 and the base material 2 and physical When the film thickness is da, the auxiliary film part 4 that satisfies the film forming conditions of n 1 <na, (na · da) / λ <0.07 is provided.
〔表３〕の（ａ）及び（ｂ）に、図４（ａ）及び（ｂ）に対応した設定例を示す。 Examples of settings corresponding to FIGS. 4A and 4B are shown in (a) and (b) of [Table 3].
〔表３〕の（ａ）及び（ｂ）は、前述した〔表１〕及び〔表２〕と同様のデータを示している。また、図９は、反射率を示しており、４００乃至７００〔ｎｍ〕の波長に対応する屈折率ｎｓが１．７の場合における１５°以下の反射率と６３°以下の反射率を示している。なお、補助膜部４は、特に、四層目を意味するものではなく、三層構造部３に対する補助的な層を意味する。例示の補助膜部４には、素材として、ＭｇＦ２を使用した。 (A) and (b) of [Table 3] show the same data as [Table 1] and [Table 2] described above. FIG. 9 shows the reflectance, and shows a reflectance of 15 ° or less and a reflectance of 63 ° or less when the refractive index ns corresponding to a wavelength of 400 to 700 [nm] is 1.7. Yes. The auxiliary film part 4 does not particularly mean the fourth layer, but means an auxiliary layer for the three-layer structure part 3. MgF 2 was used as the material for the illustrated auxiliary film portion 4.
表３及び図９から明らかなように、各膜層部３１，３２，３３の相互間，又は第三膜層部３３と基材２間における少なくとも一つの界面に、屈折率をｎａとし、かつ物理膜厚をｄａとしたとき、ｎ１＜ｎａ，（ｎａ・ｄａ）／λ＜０．０７の成膜条件を満たす補助膜部４を設けた場合であっても、基本となる三層構造部３の性能を損なうことがないなど、安定性の高い反射防止膜１を形成できる。 As is clear from Table 3 and FIG. 9, at least one interface between the film layer portions 31, 32, 33 or between the third film layer portion 33 and the base material 2, the refractive index is na, and When the physical film thickness is da, even when the auxiliary film part 4 satisfying the film forming conditions of n 1 <na, (na · da) / λ <0.07 is provided, the basic three-layer structure The antireflection film 1 having high stability can be formed, for example, without impairing the performance of the portion 3.
以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，手法（方法）等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。 The preferred embodiments including the modified examples have been described in detail above. However, the present invention is not limited to such embodiments, and the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, method (method), and the like are described. However, any change, addition, or deletion can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、中空粒子Ｆ…は、ＳｉＯ２を用いた中空シリカ粒子Ｆｓ…を用いた場合を示したが、形成する素材はＳｉＯ２以外の素材、例えば、第二膜層部３２及び第三膜層部３３を形成した素材として例示した各種素材を用いることができるなど、他の素材の使用を排除するものではない。また、中空シリカ粒子Ｆｓ…の外径ｄｓは、４０乃至７５〔ｎｍ〕の範囲に選定することが望ましいが、この範囲を外れる場合を排除するものではない。特に、外径ｄｓやシェルの厚さは、使用する素材の種類等に応じて適宜選定できる。さらに、レンズＰｃはガラス製であってもよいしプラスチック製であってもよく、その素材は問わない。 For example, the hollow particles F ... show the case where the hollow silica particles Fs ... using SiO 2 are used, but the material to be formed is a material other than SiO 2 , such as the second membrane layer 32 and the third membrane layer. The use of other materials is not excluded, for example, various materials exemplified as the material forming the portion 33 can be used. Further, the outer diameter ds of the hollow silica particles Fs... Is desirably selected in the range of 40 to 75 [nm], but this does not exclude the case where the range is outside this range. In particular, the outer diameter ds and the thickness of the shell can be appropriately selected according to the type of material used. Further, the lens Pc may be made of glass or plastic, and the material thereof is not limited.
本発明に係る反射防止膜は、特に、デジタルカメラ用レンズをはじめ、フィルタやプリズム等の各種光学素子に利用できるとともに、反射防止の必要性のある表面を有する各種基材に利用できる。 The antireflection film according to the present invention can be used particularly for various optical elements such as filters and prisms as well as digital camera lenses and various substrates having a surface that needs antireflection.
１：反射防止膜，２：基材，２ｆ：基材の表面，３：三層構造部，３１：膜層部（第一膜層部），３２：膜層部（第二膜層部），３３：膜層部（第三膜層部），４：補助膜部，Ａ：空気，ｄ１：膜層部（第一膜層部）の物理膜厚，ｄ２：膜層部（第二膜層部）の物理膜厚，ｄ３：膜層部（第三膜層部）の物理膜厚，ｄｓ：中空シリカ粒子の外径，ｄａ：物理膜厚，Ｆ：中空粒子，Ｆｏ：中空部，Ｆｓ：中空シリカ粒子，Ｐ：光学素子，Ｐｃ：レンズ 1: antireflection film, 2: base material, 2f: surface of base material, 3: three-layer structure part, 31: film layer part (first film layer part), 32: film layer part (second film layer part) 33: membrane layer part (third film layer part), 4: auxiliary film part, A: air, d 1 : physical film thickness of the film layer part (first film layer part), d 2 : film layer part (first film layer part) Physical film thickness of the second membrane layer part, d 3 : physical film thickness of the film layer part (third film layer part), ds: outer diameter of the hollow silica particles, da: physical film thickness, F: hollow particles, Fo: Hollow part, Fs: hollow silica particles, P: optical element, Pc: lens
Claims (7)
（Ａ） （ｎ１・ｄ１）／λ＝０．２５
（Ｂ） ０．０１＜（ｎ２・ｄ２）／λ＜０．２５
（Ｃ） ０．０５＜（ｎ３・ｄ３）／λ＜０．２５
（Ｘ） ０．２＜（ｎ２・ｄ２＋ｎ３・ｄ３）／λ＜０．４ An antireflection film having a multilayer structure provided on the surface of a base material, wherein a refractive index from the air side to the base material side in a three-layer structure portion having three film layer portions is represented by n 1 , n 2 , n 3 , Ns, and the physical film thickness of each film layer portion on the substrate side from the air side is d 1 , d 2 , d 3 , the light wavelength λ is in the range of 400 to 750 [nm] Assuming that 1.1 <n 1 <1.3 and n 1 <n 2 <n 3 <ns, the following (A), (B) and (C), or (X) An antireflective film characterized by satisfying the conditions.
(A) (n 1 · d 1 ) /λ=0.25
(B) 0.01 <(n 2 · d 2 ) / λ <0.25
(C) 0.05 <(n 3 · d 3 ) / λ <0.25
(X) 0.2 <(n 2 · d 2 + n 3 · d 3 ) / λ <0.4
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