CN103091734A - 防反射膜及光学元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防反射膜及光学元件，能够有效地减少重影的发生，该防反射膜形成在光学部件的光学面上，防止入射到所述光学面上的光线的反射，其特征在于，作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。

Description

防反射膜及光学元件
技术领域
本发明涉及一种防反射膜及具备该防反射膜的光学元件。
背景技术
为了抑制透过光量的损失及防止重影或光晕，在用于照相用摄像机(包括数码摄像机)、播送用摄像机、在室外或车上设置的监视摄像机、天体望远镜等的镜头或防护玻璃罩的表面上设置有防反射膜。作为防反射膜，提出了一种以如下方式设计的膜结构：将低折射率膜和高折射率膜进行层积，在各层的界面上生成的反射光和入射到各层的光线通过干涉而彼此抵消。
例如，专利文献1中公开一种4层的防反射膜，对于入射到光学部件的光学面的波长范围在400nm以上700nm以下范围的光线，光线的入射角为0度以上25度以下时，其反射率为0.5%，并且光线的入射角为0度以上60度以下时，其反射率为3.5%以下。另外，专利文献2中公开了一种12层的防反射膜，在波长为280nm～700nm的范围内，按照入射角5度测得的反射率小于1%。另外，专利文献3中公开了由11层层积膜构成的防反射膜及由13层层积膜构成的防反射膜。
重影或光晕是由于入射到透镜的光在透镜表面反射，该反射光入射到摄像面而发生的。防反射膜在人眼能够感知的可视光区域内具有低反射率，因此，通过在透镜表面设置这样的防反射膜对减少重影或光晕是有效的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-284040号公报
专利文献2：日本特开2008-26820号公报
专利文献3：日本特开2010-217445号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，光学系统所要求的光学性能变高，伴随该情况，对防反射膜也要求提高其性能。而且近年来，伴随着透镜大口径化及广角化的发展，入射到透镜的光线的入射角范围趋于扩大。如果光线的入射角范围扩大，则重影变得易发生。
光学面是球面的弯月形凹透镜的情况下，光学面的曲率是一定的，因此在光学面反射的重影光倾向于在摄像面上均匀分散。相对于此，光学面是非球面的弯月形凹透镜的情况下，光学面的面角度的变化率或曲率并不一样，因此在光学面反射的重影光倾向于集中在摄像面的一部分上。因此，即使通过形成防反射膜而在球面的弯月形凹透镜能够将重影的发生抑制地足够低，但在非球面的弯月形凹透镜上形成和上述同样的分光反射率特性的防反射膜时，却存在在图像的一部分上有明显的红色重影生成的情况。
以往，通过使防反射膜的膜数多层化、适当设定各层的构成材料、折射率及膜厚等参数，能够将在可视光区域的反射率一致地抑制成低反射率。
但是，仅将在可视光区域的反射率一致地抑制成低反射率，却存在很难充分满足近年来光学系统所要求的光学性能的情况。
本发明的主要目的是提供一种防反射膜及具备该防反射膜的光学元件，所述防反射膜的特征在于，即使是对于所形成的光学面为非球面的非球面透镜，特别是弯月形凹透镜等非球面透镜，所述防反射膜也能够使其满足近年来光学系统所要求的光学性能，并且能够有效减少重影的发生。
解决课题的方法
本发明的第1方面是一种防反射膜，其形成在光学部件的光学面，防止入射到所述光学面上的光线的反射，其特征在于，作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，
通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。
本发明的第2方面是如上述第1方面所述的防反射膜，其特征在于，其具有从所述光学部材侧向空气侧依次层积的第1层、第2层和第3层，所述第1层具有第1折射率，所述第2层具有第2折射率，所述第3层具有第3折射率，
所述第2折射率比所述第1折射率大，并且所述第1折射率比所述第3折射率大的情况下，光线以入射角为0度入射到所述光学面时，450nm～550nm波长范围中的短波长侧的反射率的最大值比600nm～750nm波长范围中的长波长侧的反射率的最大值大。
本发明的第3方面是如上述第2方面所述的防反射膜，其特征在于，所述第1层由2层以上的层构成，该第1层中组合了至少一层具有所述第2折射率的层和至少一层具有所述第3折射率的层。
本发明的第4方面是如上述第1～3任意一方面所述的防反射膜，其中，形成所述最大反射率P1的波长为470nm以上且不足550nm。
本发明的第5方面是如上述第2～4任意一方面所述的防反射膜，其中，所述第1折射率为1.55～1.80，所述第2折射率为1.80～2.60，所述第3折射率为1.30～1.55。
本发明的第6方面是如上述2～5任意一方面所述的防反射膜，其中，所述第1层由含有氧化铝、氧化锆、氧化硅中的任一种物质的材料构成，
所述第2层由含有氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化钽中的任一种物质的材料构成，
所述第3层由含有氟化镁、氧化硅中的任一种物质的材料构成。
本发明的第7方面是一种光学元件，其具备具有光学面的光学部件和在所述光学面上形成的防反射膜，其特征在于，对于所述防反射膜，作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，
通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。
本发明的第8方面是如上述第7方面所述的光学元件，其特征在于，所述光学部件是具有非球面形状的凹面的弯月形凹透镜，所述防反射膜形成在所述弯月形凹透镜的凹面。
发明的效果
根据本发明，由于是以较少层数的防反射膜构成的，因此防反射膜整体的光学特性的偏差较少，能够有效地减少重影的发生。
附图说明
[图1]是表示本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性的图。
[图2]是对以往的防反射膜的分光反射率特性与本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性进行比较的图。
[图3]表示本发明的实施方式中所涉及的光学元件的构成示例的截面图。
[图4]是图3的K部(光轴附近部位)的放大图。
[图5]是表示第1实施例及其变形例1中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图6]是表示第1实施例的变形例2中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图7]是表示第2实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图8]是表示第3实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图9]是表示第4实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图10]是表示第5实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。
[图11]是表示第6实施例中所涉及的防反射膜的反光反射特性的图。
[图12]是表示入射角为20度和30度时分光反射率特性的图，其中，A是入射角为20度时分光反射率特性的图，B是入射角为30度时分光反射率特性的图。
[图13]是表示入射角为40度和50度时分光反射率特性的图，其中，A是入射角为40度时分光反射率特性的图，B是入射角为50度时分光反射率特性的图。
[图14]是表示入射角为60度和70度时分光反射率特性的图，其中，A是入射角为60度时分光反射率特性的图，B是入射角为70度时分光反射率特性的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，关于本发明是基于何种技术思想完成的进行叙述。
以往防反射膜的设计思想是将在可视光区域的光线的反射一致地抑制在低反射。另外，利用防反射膜防止光的反射的效果是通过如下过程得到的，即在防反射膜的表面反射的光与在防反射膜的背面反射的光发生干涉，由此使彼此间光的波抵消而得到该防止光反射的效果。此时，能够得到反射防止效果的波长带根据防反射膜的构成材料、折射率、膜厚等参数发生变化。因此，使防反射膜多层化能够在更广的波长区域内将光线的反射抑制地更低。因此，按照以往的设计思想通过使防反射膜多层化来得到期望的反射率特性。
但是，在由本发明人实验的结果中确认了有如下现象：即使使用基于以往设计思想而将可视光区域光线的反射抑制在低反射的防反射膜，也不能有效地降低在摄像光学系统中重影的发生。具体地说，在将弯月形凹透镜用于第1透镜的摄像光学系统中，对于将凹面形成为球面的弯月形凹透镜及将凹面形成为非球面的弯月形凹透镜来说，按照以往的设计思想均形成同样特性的防反射膜，在摄像光学系统中确认到了重影的发生状况。对于重影的评价有利用光学数据(亮度数据等)进行评价的情况，也有用目视对拍摄到的图像进行评价的情况，本发明人是用目视进行评价的。其结果为，使用将凹面形成为球面的弯月形凹透镜的情况下，即使入射到透镜的光学面的光线的入射角发生变化，也能够充分抑制重影的发生。相对于上述结果，使用将凹面形成为非球面的弯月形凹透镜的情况下，观察到了光线的入射角在特定的范围(30°～70°)时重影的发生变得明显的现象。
鉴于上述事实，本发明的设计思想并不是仅将在可视光区域的光线的反射一致地抑制在低反射的这种以往的设计思想，而是考虑到了实际中在摄像光学系统中生成的重影的色彩平衡，构思出对重影的减少有效的防反射膜的光学特性。以下进行说明。
首先，本发明的主要技术思想如下：防反射膜形成在光学部件的光学面，防止入射到该光学面的光线的反射，作为作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时所述防反射膜的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，并且通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。所述第1波长范围是波长450nm以上且不足550nm的范围内的波长范围，以光的颜色表示的话，相当于黄色～红色的波长范围。第2波长范围是600nm以上且不足750nm的范围内的波长范围，以光的颜色表示的话，相当于蓝色～绿色的波长范围
重影的亮度差异是指成为重影的发生要因的光(以下称为“重影光”)的各颜色的亮度的差异。若重影光的颜色成分中黄色～红色的亮度高时，特别是红色的亮度高时，实际摄像到的图像中的实像与重影间的色差变得明显，因此重影变得显而易见。因此，在本发明中，作为防反射膜的光学特性，使以重影的形式醒目的黄色～红色波长区域的反射率降低，而且使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，使得黄色～红色的波长区域与蓝色～绿色的波长区域的重影的亮度差异变小(优选能够抵消该亮度差异的程度)，通过上述方法实现了重影的减少。使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加到何种程度由以下因素来决定即可，例如那时图像中残存的重影的亮度差异希望减少到何种程度，或者在蓝色和红色区域相差何种程度等。
另外，在本发明中，作为光线按照入射角0度入射到光学面时的分光反射率特性，通过使反射率在规定值以下的波长范围位移至相对于黄色～红色的波长区域的长波长侧，使得在黄色～红色的波长领域的反射率降低。
另外，在本发明中，作为光线按照入射角0度入射到光学面时的分光反射率特性，使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，使得相对于黄色的波长区域的短波长侧的反射率R1与相对于黄色的波长区域的长波长侧的反射率R2之间满足R1≥R2的关系。
这里所记述的“入射角”是指入射到光学面的光线相对于垂直于光学面的轴所形成的角度。因此，例如，如果光学面为透镜的表面，则入射到透镜表面的光线相对于透镜的光轴所形成的角度就是入射角。
根据具有上述光学特性的防反射膜，通过使在黄色～红色的波长区域的反射率降低，可以将黄色～红色的波长区域的重影的亮度抑制成低亮度。除此之外，如果使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，则可以对原来红色醒目的重影的色彩平衡进行补正。具体地说，利用蓝色～绿色的波长区域(第1区域)的重影来消除黄色～红色的波长区域(第2区域)的重影。因此，可以使重影(特别是红色的重影)变成不是很醒目的状态。相对为短波长侧的第1区域和相对为长波长侧的第2区域以黄色的波长带和绿色的波长带的边界的波长为基准进行区分。
(防反射膜的光学特性)
以下，根据本发明的技术思想对防反射膜的光学特性进行说明。
图1是表示本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性的图。在图1中，关于在光学部件的光学面上形成的防反射膜，以纵轴代表光的反射率(%)，以横轴代表波长(nm)，用实线曲线来表示光线按照入射角0度入射到光学面时的分光反射率特性。
另外，附图中的符号表示下述事项。
W1：第1波长范围的波长宽度
W2：第2波长范围的波长宽度
P1：第1波长范围（W1）中的最大反射率
P2：第2波长范围（W2）中的最大反射率
Q1：第1波长范围（W1）中的最小反射率
Q2：第2波长范围（W2）中的最小反射率
H1：第1波长范围（W1）中的最大反射率P1与最小反射率Q1之差（反射率差）
H2：第2波长范围（W2）中的最大反射率P2与最小反射率Q2之差（反射率差）
作为第1波长范围的W1具有从分光反射率特性中最短波长侧的极小点到长波长侧的规定波长宽度（50nm～200nm）。作为W1的短波长侧的一端（极小点）存在于400nm～500nm的范围。W1的长波长侧的另一端位于500nm～600nm的范围。
作为第2波长范围的W2具有从W2的短波长侧的一端到长波长侧的规定的波长宽度（50nm～200nm）。W2的短波长侧的一端与分光反射率特性中的W1的长波长侧的另一端相同。因此，W2的短波长侧的一端位于500nm～600nm的范围。W2的长波长侧的另一端位于550nm～750nm的范围。
由上述可知，第1波长范围（W1）的短波长侧的一端在400nm～500nm的范围内，并取决于存在于该范围内的极小点的位置（波长）。另外，第1波长范围的长波长侧的另一端在500nm～600nm的范围内，取决于从如上述那样确定的第1波长范围（W1）的短波长侧的一端向长波长侧位移规定波长宽度W1所达到的位置。与此相对，第2波长范围（W2）的短波长侧的另一端由与第1波长范围（W1）的长波长侧的另一端相同的位置来决定。另外，第2波长范围的长波长侧的端在550nm～750nm的范围内，取决于从如上述那样确定的第2波长范围（W2）的短波长侧的一端向长波长侧位移规定波长宽度W2所达到的位置。
因此，第2波长范围（W2）的长波长侧的另一端所能在的波长范围取决于第1波长范围（W1）的短波长侧的一端在什么位置（波长），然后取决于第1波长范围（W1）的长波长侧另一端和第2波长范围（W2）的短波长侧的一端存在于距上述位置什么程度的波长宽度的位置，进一步取决于第2波长范围（W2）的长波长侧另一端存在于距此位置规定的波长宽度。因此，例如第1波长范围（W1）的短波长侧的一端在400nm，W1的波长宽度为200nm、W2的波长宽度为200nm时，受上述的波长范围的限制，第2波长范围（W2）的长波长侧的另一端在750nm。另外，第1波长范围（W1）的短波长侧的一端在450nm，W1的波长宽度为50nm、W2的波长宽度为100nm时，第2波长范围（W2）的长波长侧的另一端在600nm。
向长波长侧的位移
在图示的防反射膜的分光反射率特性中，反射率在规定值以下的波长范围位移至相对于红色的波长区域的长波长侧。作为一个示例，如果规定值设为1.0%，则反射率在1.0%以下的波长范围基本在430nm～820nm的范围内。这种情况下，反射率为1.0%以下的波长范围的中心波长约为625nm。与此相对，如果可视光区域为400nm～700nm，则可视光区域的中心波长为550nm。因此，反射率为1.0%以下的波长范围的中心波长向相对于可视光区域的中心波长的长波长侧偏离。具体地说，从可视区域的中心波长偏移超过了50nm，在75nm左右。为此，如果把可视光区域看做中心，则分光反射率特性的特性曲线整体位移至长波长侧。因此，可以使相对于红色的波长区域(～780nm)为长波长侧且到波长820nm为止的范围的反射率控制在1.0%以下。也就是说，反射率为1.0%以下的波长区域超过红色的波长区域扩大到长波长侧。
(短波长侧和长波长侧的反射率的相对关系)
作为所述防反射膜的分光反射率特性，相对于黄色的波长区域的短波长侧的反射率R1与相对于黄色的波长区域的长波长侧的反射率R2之间，满足R1≧R2的关系。短波长侧的反射率R1相当于以波长宽度W1规定的第1波长范围中的最大反射率，长波长侧的反射率R2相当于以波长宽度W2规定的第2波长范围中的最大反射率。最大反射率P1存在于波长450nm以上且小于550nm的范围内。最大反射率P2存在于波长600nm以上且小于750nm的范围内。将波长450nm以上且小于550nm的波长范围内反射率最大的位置作为“最大反射率P1”即可。在波长450nm以上且小于550nm的波长范围存在2个以上的极大值的情况下，将反射率相对较高的极大值作为“最大反射率P1”即可。同样地，将波长600nm以上且小于750nm的范围反射率最大的位置作为“最大反射率P2”即可。波长600nm以上且小于750nm的范围内存在2个以上的极大值的情况下，将反射率相对较高的极大值作为“最大反射率P2”即可。
最大反射率P1优选存在于波长450nm以上且小于550nm的范围内，进一步优选存在于470nm以上且小于530nm的范围内。在本实施方式中，最大反射率P1存在于波长500nm附近。根据不同波长的光的颜色成分来看，波长500nm是正好相当于蓝色和绿色的边界部分的波长。最大反射率P2在波长600nm以上且小于750nm的范围内，存在于波长650nm的附近。根据不同波长的光的颜色成分来看，波长650nm正好是相当于红色成分的波长带的中间部分的波长。
最大反射率P1为例如0.5%以上3.0%以下，0.5%以上2.5%以下，优选0.5%以上2.0%以下，进一步优选0.6%以上1.5%以下，更进一步优选0.6%以上1.0%以下即可。在本实施方式中，最大反射率P1约为0.75%。在满足所述R1≧R2关系的条件下，最大反射率P2例如为2.5%以下，优选1.5%以下，进一步优选1.0%以下，更进一步优选0.5%以下即可。在本实施方式中，在最大反射率P2处反射率约为0.45%。在最大反射率P1处的反射率R1是在波长450nm以上且小于550nm的范围内的最大反射率，在最大反射率P2处的反射率R2是在波长600nm以上且小于750nm的范围内的最大反射率。
在表示防反射膜的分光反射率特性的特性曲线中，最大反射率是指与在上侧以凸的形状山形分布的波形的顶部对应的反射率。在不存在该顶部的波长范围，最大反射率是指该波长范围中最大的反射率。波形的顶部的数量是由防反射膜的层数决定的。在本实施方式中，作为一个示例设想为3层结构的防反射膜，因此顶部的数量为2。另外，在本说明书中，将经过波形的顶部而呈山形分布的波形定义为“峰波形”，根据上述定义，经过最大反射率P1时的顶部而呈山形分布的波形为峰波形1，经过最大反射率P2时的顶部而呈山形分布的波形为峰波形2。峰波形1存在于为短波长侧的第1波长范围(W1)，峰波形2存在于为长波长侧的第2波长范围(W2)。峰波形1优选为以最大反射率P1的顶部为大致中心成左右对称的形状。这一点，对于峰波形2也是一样的。另外，峰波形的分布宽度按照波长换算规定为从峰波形的一侧(短波长侧)的底部部分到另一侧(长波长侧)的底部部分的宽度。峰波形的高按照反射率换算规定为峰波形的顶部和底部部分的高低差。关于规定峰波形的高时所适用的底部部分，适用反射率相对低的底部部分。
对于作为第1波长范围W1，例如按照波长换算在50nm以上200nm以内的范围内，优选为100nm以上150nm以内的范围即可。在图1所示的本实施方式中，按照波长换算，W1约为120nm。另外，相对于W1，作为第2波长范围的W2较大，具体地说，按照波长换算，W2约为180nm。
对于以(P1-Q1)表示的反射率差H1，例如按照反射率换算为0.3%以上，优选为0.4%以上，进一步优选为0.5%以上即可。在本实施方式中，反射率差H1按照反射率换算约为0.7%。另外，反射率差H1，以(P2-Q2)表示的反射率差H2较低。具体地说，按照反射率换算，反射率差H2约为0.4%。
在所述防反射膜的分光反射率特性中，通过使反射率在规定值以下的波长范围位移至相对于红色的波长区域的长波长侧，使得在黄色～红色的波长区域的反射率降低。因此，能够减轻黄色～红色的波长区域的重影。另外，在所述防反射膜的分光反射率特性中，通过使相对于黄色的波长区域的短波长侧的反射率大于长波长侧的反射率，使得在蓝色～绿色的波长区域的反射率相对地增加。因此，利用蓝色～绿色的波长区域的重影能够抵消黄色～红色的波长区域的重影。
另外，如果通过使在黄色～红色的波长区域的反射率降低且使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，使得重影的亮度差异变小，则能够使重影的色彩平衡的偏差被消除。因此，能够大幅减少作为重影而醒目的黄色～红色(特别是红色)的重影。
另外，图1所示的本实施方式中所涉及的防反射膜是以如下方式构成的，其具备具有所述的峰波形1的分光反射率特性，根据该峰波形1，利用反射率高的颜色成分的光线抵消重影。因此，与以往为了将可视光区域的反射率一样地抑制成低反射而多层化了的防反射膜相比，本实施方式中所涉及的防反射膜能够以更少的层数有效地减少重影。另外，以相同层数的防反射膜进行比较的情况下，相对于简单地将在可视光区域的反射率抑制成低反射率的设计思想的防反射膜，本发明能够得到更高的重影减少效果。另外，作为防反射膜12的分光反射率特性，由于含有峰波形1，该峰波形1为在波长450nm以上且小于550nm的范围内存在最大反射率P1，因此能够有效的减少在摄像光学系统中醒目的黄色～红色成分(特别是红色成分)的重影。此时，由于最大反射率P1的存在，使得蓝色～绿色波长区域的反射率增加，如果增加的程度在使黄色～红色的波长区域与蓝色～绿色的波长区域的亮度差异变小的程度即可，优选互相抵消的程度。
此处，为了比较，将以往的防反射膜的分光反射率特性与本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性示于图2。在图2中，以往的防反射膜的分光反射率特性用虚线表示，本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性用实线表示。从图中可以看出，以往的防反射膜的分光反射率特性中，在波长400nm以上且小于500nm的范围内存在最大反射率P3的同时，在波长500nm以上且小于660nm的范围内存在最大反射率P4。但是，在最大反射率P3处的反射率比0.5%低。另外，在最大反射率P3处的反射率也比在最大反射率P4处的反射率低。而且，反射率为1.0%以下的波长范围(405nm～735nm)的中心波长(570nm)位于可视光区域的中心波长附近。另外，波长从700nm到800nm范围内反射率急剧上升，在波长800nm处反射率约升高到3.5%。与此相对，本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性中，在波长450nm～550nm的范围内存在特殊的带域，该特殊的带域显示出高反射率。另外，与以往相比较，在本发明的防反射膜的分光反射率特性中，将反射率控制在1.0%以下的波长带域整体位移至长波长侧，其波长范围也变宽。
图3是表示本发明的实施方式中所涉及的光学元件的构成示例的截面图，图4是图3的K部(光轴附近部位)的放大图。
图示的光学元件10是使用作为光学部件的一个示例的弯月形凹透镜11构成的。弯月形凹透镜11是例如由高折射率(折射率nd为1.50以上即可，优选1.70以上，进一步优选1.85以上的玻璃)的光学玻璃作为透镜基材一体成型而成的。弯月形凹透镜11分别具有成为光学面的第1面r1和第2面r2。第1面r1基本是平坦的面。但是，第1面r1也可以是相对于平坦状态稍微突出了的非球面形状的凸面或者是相对于平坦状态稍微凹陷了的非球面形状的凹面。第2面r2是由平坦的状态形成的大的凹陷的凹面，更详细的说是非球面形状的凹面。在这种情况下，最大平面角度可以达到40°～70°，在以下的实施例中为43°。
在弯月形凹透镜11的第2面r2(非球面形状)上形成防反射膜12。该防反射膜12是具有上述图1所示的分光反射率特性的膜。这种情况的分光反射率特性是按照入射角0度光线入射到弯月形凹透镜11的光学中心上时得到的。防反射膜12是由第1层12a、第2层12b及第3层12c形成的3层结构。各层是按如下顺序进行层积的：从弯月形凹透镜11的第2面r2的近侧开始，依次层积第1层12a(具有第1折射率的第1层)、第2层12b(具有第2折射率的第2层)及第3层12c(具有第3折射率的第3层)。各个层是互相使用不同构成材料来形成的。
本发明的实施方式中所涉及的防反射膜的基本的膜构成例如是上述的3层结构的话，则其结构是从透镜基材侧向空气侧(外侧)依次层积xM、yH、zL的结构。符号M、H、L分别代表薄膜材料的折射率，可以将M设定为1.55～1.80(第1折射率)，将H设定为1.80～2.60(第2折射率)，将L设定为1.30～1.55(第3折射率)，可以以M、H、L值不重复的形式进行设定。另外，符号x、y、z分别代表光学膜厚，可以以Sub/xM/yH/zL/Air的形式进行表述。该光学膜厚表示为nd=k/4×λ0，其中k为光学膜厚系数。这里，λ0＝550nm。另外，符号x、y、z的数值可以适用如下的数值范围。
x=0.70～2.40
y=0.70～2.40
z=0.70～1.30
另外，可以将本发明的实施方式中所涉及的防反射膜替换为等价膜。
而且，防反射膜的层结构并不仅限于3层，可以将具有第1折射率M的第1层置换成由2层以上的层构成的等价膜。该与第1折射率M等价的等价膜具有与第1层同等的特性，这种情况下，可如后述那样采用4～7层。另外，作为各层的膜材料，可适用氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅、氧化铌、氧化钽、氟化镁等，例如，可以将氧化锆和氧化钛按规定比例进行混合作为1层的膜材使用。更优选如下。另外，在以下的说明中，以空气(Air)的折射率为10000来进行说明。
[表1]
另外，将上述表1的内容作为在如下说明的所有实施例及变形例中适用的物质。
表2示出防反射膜的具体的第1实施例(膜构成：Sub/xM/yH/zL/Air)。在表2中标记有当基准波长λ0为550nm时的光的折射率n。另外，对于各层的膜厚，同时记载了膜厚d和光学膜厚。光学膜厚通过公式“nd=k/4×λ0”来表达。k代表光学膜厚系数。首先，对构成材料进行描述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-TAF101)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氧化铝(Al2O3)构成，第2层12b由Canon Optron社制造的光学膜材料(产品名：OH-5(氧化锆和氧化钛的混合膜(ZrO2+TiO2)))构成，第3层12c由氟化镁(MgF2)构成。其中，构成第2层的混合物的比率为：ZrO2：TiO2=9:1。关于各层的膜的构成如表2所记载。
表2
Figure BDA00002322988600131
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜可以通过适用众所周知的成膜方法来形成。可以适用例如真空蒸镀法、离子辅助蒸镀法、离子镀膜(Ion Plating)法、反应溅射(spattering)法、离子束溅射(Ion Beam Sputtering)法等物理蒸镀法；热CVD(Chemical Vapor Deposition)法、等离子CVD法、光CVD法等化学蒸镀法；溶胶-凝胶法等。作为一个实施例，本发明人利用真空蒸镀法形成防反射膜。以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：Al2O3膜的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa(但是，可以在7.1×10-3Pa～7.3×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第2层：ZrO2+TiO2混合膜的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：8.5×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.6×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：MgF2膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
(第1实施例的变形例1)
另外，作为所述第1实施例的变形例1，将在所述第1实施例中的第1层及第2层分成2次进行成膜，将如此得到的3层防反射膜的膜构成示于表3，并将该防反射膜的形成方法记录在下文中。另外，通过将比较厚的膜分成2次进行成膜，能够提高膜厚方向的膜质(折射率、膜密度等)的均匀性，能够提高成膜膜厚控制性，因此能够稳定地成膜成具有期望的膜设计值(光学的膜厚)的膜。
表3
Figure BDA00002322988600141
第1层：Al2O3膜的形成条件
第1层的成膜分成2次进行，并按构成相同的方式进行。
(第1次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa
·成膜速度：约0.5nm/sec
(第2次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa
·成膜速度：约0.8nm/sec
第2层：ZrO2+TiO2混合膜的形成条件
第2层的成膜分成2次进行，并按膜构成相同的方式进行。
(第1次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：8.5×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.6×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
(第2次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：8.5×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.6×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：MgF2膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图5是表示第1实施例及其变形例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为520nm，最大反射率P2时的波长约为630nm，波长宽度W1约为90nm，W2约为150nm，反射率差H1约为0.3%，H2约为0.2%。
(第1实施例的变形例2)
另外，作为所述第1实施例的变形例2，将在所述第1实施例中的第1层及第2层分成2次成膜，在第1次成膜和第2次成膜间设置差异对其光学特性进行微调整，将如此成膜的3层防反射膜的膜构成示于表4，同时将该防反射膜的形成方法记录如下。另外，在变形例2中，将第1层和第2层分为2次成膜，并对膜构成设置差异进行成膜的理由如下：在膜厚方向存在膜质变化的情况下，在相同的构成材料中，通过对成膜条件设置差异，能够使得膜厚方向的膜质变化抵消，能够稳定地成膜成具有期望的膜设计值(光学的膜厚)的膜。也就是说，能够抑制蒸镀中的异常粒子成长，能够均匀地成膜成光散射小的光学膜。
表4
第1层：Al2O3膜的形成条件
第1层的成膜分成2次进行。
(第1次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa
·成膜速度：约0.5nm/sec
(第2次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa
·成膜速度：约0.8nm/sec
第2层：ZrO2+TiO2混合膜的形成条件
第2层的成膜分成2次进行。
(第1次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：8.45×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.5×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
(第2次成膜)
·基板加热温度：约260℃
·氧导入后的成膜时真空度：8.45×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.5×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：MgF2膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
此处，如上述的变形例2，在弯月形凹透镜11的第2面r2上形成防反射膜12的第1层12a的情况下，通过利用相同的构成材料分为2次进行成膜，由此，例如当由于膜质的不均衡使得不能得到期望的光学特性时，通过在第1次成膜和第2次成膜中对光学膜厚系数k或折射率n设置差异可以对光学特性进行微调整。这一点，形成第2层12b和第3层12c的情况下是一样的。另外，不仅是在不能得到期望的光学特性的情况下，即使在能够得到期望的光学特性的情况下，也可分成2次以上进行成膜。
图6是表示第1实施例的变形例2中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为490nm，最大反射率P2时的波长约为665nm，波长宽度W1约为125nm，W2约为170nm，反射率差H1约为0.7%，H2约为0.4%。
在上述说明中列举了通过进行1次或2次成膜对3层的防反射膜的各层进行成膜的例子，下面列举通过1次成膜来进行1层的成膜而得到的4层～7层的防反射膜的例子对本发明进行说明。需要说明的是，虽然列举的是利用1次成膜来对1层进行成膜的例子，但本发明并不仅限于此，也可以将任意的1层通过2次或3次以上成膜进行成型。
(第2实施例)
表5中列举的是防反射膜的具体的第2实施例(4层的膜构成：Sub/x1L/x2M/yH/zL/Air)。首先，对构成材料进行叙述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-BACD12)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氟化镁(MgF2)构成，第2层12b由氧化铝(Al2O3)构成，第3层12c由Canon Optron社制造的光学膜材料(产品名：OH-5(氧化锆和氧化钛的混合膜(ZrO2+TiO2)))构成，第4层12d由氟化镁(MgF2)构成。其中，构成第3层的混合物的比率为：ZrO2：TiO2=9:1。另外，符号x、y、z的数值可适用以下的数值范围：
x1=0.01～0.50
x2=1.00～1.60
y=0.70～2.30
z=0.70～1.30
关于各层的膜的构成如表5所记载。
表5
Figure BDA00002322988600181
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜和所述第1实施例同样地根据真空蒸镀法形成防反射膜，以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：MgF2膜的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第2层：Al2O3的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa(但是，可以在7.1×10-3Pa～7.3×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：ZrO2+TiO2混合膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：8.45×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.5×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第4层：MgF2膜的形成条件
第4层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图7是表示第2实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为490nm，最大反射率P2时的波长约为680nm，波长宽度W1约为135nm，W2约为115nm，反射率差H1约为0.6%，H2约为0.3%。
(第3实施例)
表6中列举的是防反射膜的具体的第3实施例(4层的膜构成：Sub/x1L/x2M/yH/zL/Air)。首先，对构成材料进行记述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-BACD12)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氧化硅(SiO2)构成，第2层12b由氧化铝(Al2O3)构成，第3层12c由Canon Optron社制造的光学膜材料(产品名：OH-5(氧化锆和氧化钛的混合膜(ZrO2+TiO2)))构成，第4层12d由氟化镁(MgF2)构成。其中，构成第3层的混合物的比率为：ZrO2：TiO2=9:1。另外，符号x、y、z的数值可适用以下的数值范围：
x1=0.01～0.50
x2=1.00～1.60
y=0.70～2.30
z=0.70～1.30
关于各层的膜的构成如表6所记载。
表6
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜和所述第1实施例同样地根据真空蒸镀法形成防反射膜，以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：SiO2膜的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第2层：Al2O3的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：7.2×10-3Pa(但是，可以在7.1×10-3Pa～7.3×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：ZrO2+TiO2混合膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入后的成膜时真空度：8.5×10-3Pa(但是，可以在8.4×10-3Pa～8.6×10-3Pa的范围内进行设定)
·成膜速度：约0.8nm/sec
第4层：MgF2膜的形成条件
第4层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图8是表示第3实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为490nm，P2时的波长约为700nm，波长宽度W1约为130nm，W2约为150nm，反射率差H1约为0.6%，H2约为0.3%。
上述实施例的膜构成中，所说明的防反射膜是3层结构，具有下述的第1～第3层：具有折射率M的第1层、具有折射率H的第2层和具有折射率L的第3层；但是第1层也可以置换层由2层以上的层形成的具有折射率M的下述的等价膜构成。
具体地说，如表7所示，防反射膜的膜构成为5层，第1层的折射率为L、第2层的折射率为H、第3层的折射率为L、第4层的折射率为H、第5层的折射率为L。这种情况下，第1层到第3层组合起来的3个层可以等价视为反射率为M的单层（第1层）。另外，除此以外，例如第2层与第3层组合起来的2个层可以等价视为反射率为M的单层(第1层)。
如表8所示，防反射膜的膜构成为6层，第1层的折射率为H、第2层的折射率为L、第3层的折射率为H、第4层的折射率为L、第5层的折射率为H、第6层的折射率为L，这种情况下，可以将从第1层到第4层组合起来的4层等价视为反射率为M的单层（第1层）。另外，除此之外，例如第1层与第2层组合起来的2层也可等价视为反射率为M的单层（第1层）；第3层与第4层组合起来的2层可以等价视为反射率为M的单层（第1层）。
如表9所示，反射防止膜的膜构成为7层，第1层的折射率为L层、第2层的折射率为H、第3层的折射率为L、第4层的折射率为H、第5层的折射率为L、第6层的折射率为H、第7层的折射率为L，这种情况下，可以将从第1层到第5层组合起来的5层等价视为反射率为M的单层（第1层）。另外，除此以外，例如从第1层到第3层组合起来的3层可以等价视为反射率为M的单层（第1层），第4层和第5层组合起来的2层可以等价视为反射率为M的单层（第1层）。
下面进行具体描述。
(第4实施例(第1实施例的变形例))
对于在所述实施例中的膜构成，当其为5层以上时，可以置换成下述的等价膜构成。上述情况对后述的第5实施例及第6实施例均适用。表7中列举的是防反射膜的具体的第4实施例(5层的膜构成：Sub/x1L/y1H/x2L/y2H/zL/Air)(符号后面添加的数字是用于识别各符号而添加的)。首先，对构成材料进行记述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-TAFD305)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氟化镁(MgF2)构成，第2层12b由氧化锆(ZrO2)构成，第3层12c由氟化镁(MgF2)构成，第4层12d由氧化锆(ZrO2)构成，第5层由氟化镁(MgF2)构成。另外，符号x、y、z的数值可适用以下的数值范围：
x1=0.01～0.50
x2=0.01～0.50
y1=0.30～0.90
y2=0.70～2.60
z=0.70～1.30
关于各层的膜的构成如表7所记载。
表7
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜和所述第1实施例同样地根据真空蒸镀法形成防反射膜，以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：MgF2膜的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第2层：ZrO2的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：MgF2膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第4层：ZrO2的形成条件
第4层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第5层：MgF2膜的形成条件
第5层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图9是表示第4实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为480nm，P2时的波长约为640nm，波长宽度W1约为120nm，W2约为170nm，反射率差H1约为0.8%，H2约为0.35%。
(第5实施例(第1实施例的变形例))
表8中列举的是防反射膜的具体的第5实施例(6层的膜构成：Sub/y1H/x1L/y2H/x2L/y3H/zL/Air)(符号后面添加的数字是用于识别各符号而添加的)。首先，对构成材料进行记述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-TAFD305)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氧化锆(ZrO2)构成，第2层12b由氟化镁(MgF2)构成，第3层12c由氧化锆(ZrO2)构成，第4层由氟化镁(MgF2)构成，第5层由氧化锆(ZrO2)构成，第6层由氟化镁(MgF2)构成。另外，符号x、y、z的数值可适用以下的数值范围：
x1=0.01～0.50
x2=0.01～0.50
y1=0.10～0.80
y2=0.90～1.60
y3=0.20～0.90
z=0.70～1.30
关于各层的膜的构成如表8所记载。
表8
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜和所述第1实施例同样地根据真空蒸镀法形成防反射膜，以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：ZrO2的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第2层：MgF2膜的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第3层：ZrO2的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第4层：MgF2膜的形成条件
第4层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第5层：ZrO2的形成条件
第5层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第6层：MgF2膜的形成条件
第6层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图10是表示第5实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为515nm，P2时的波长约为750nm，波长宽度W1约为200nm，W2约为110nm，反射率差H1约为0.5%，H2约为0.2%。
(第6实施例(第1实施例的变形例))
表9中列举的是防反射膜的具体的第6实施例(7层的膜构成：Sub/x1L/y1H/x2L/y2H/x3L/y3H/zL/Air)(符号后面添加的数字是用于识别各符号而添加的)。首先，对构成材料进行记述，使用HOYA株式会社制造的光学玻璃(玻璃种类名称：M-TAFD305)作为弯月形凹透镜11的基材。另外，构成防反射膜的各层中，第1层12a由氟化镁(MgF2)构成，第2层12b由氧化锆(ZrO2)构成，第3层12c由氟化镁(MgF2)构成，第4层12d由氧化锆(ZrO2)构成，第5层12e由氟化镁(MgF2)构成，第6层12f由氧化锆(ZrO2)构成，第7层12g由氟化镁(MgF2)构成。另外，符号x、y、z的数值可适用以下的数值范围：
x1=0.01～0.50
x2=0.01～0.60
x3=0.01～0.50
y1=0.30～1.00
y2=0.80～1.50
y3=0.40～1.00
z=0.70～1.30
关于各层的膜的构成如表9所记载。
表9
Figure BDA00002322988600261
(防反射膜的制造方法)
上述构成的防反射膜和所述第1实施例同样地根据真空蒸镀法形成防反射膜，以下对具体的形成条件进行记述。
第1层：MgF2膜的形成条件
第1层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第2层：ZrO2的形成条件
第2层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第3层：MgF2膜的形成条件
第3层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第4层：ZrO2的形成条件
第4层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第5层：MgF2膜的形成条件
第5层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
第6层：ZrO2的形成条件
第6层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约0.8nm/sec
第7层：MgF2膜的形成条件
第7层的成膜进行1次。
·基板加热温度：约260℃(可以在250℃～270℃范围内进行设定)
·氧导入：无
·成膜速度：约1.0nm/sec
图11是表示第6实施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的图。在图示的分光反射特性中，最大反射率P1时的波长约为480nm，P2时的波长约为630nm，波长宽度W1约为110nm，W2约为180nm，反射率差H1约为0.4%，H2约为0.2%。
需要说明的是，上述的第1实施例～第3实施例中，对3层的膜构成（第1层具有折射率M、第2层具有折射率H、第3层具有折射率L的3层膜构成）进行了说明，上述第4实施例～第6实施例中，对置换成与具有折射率M的第1层等价的由3层～5层的多个层形成的等价膜的情况进行了说明。
第4实施例中，为了方便说明，记载了表7中所示的第1层到第5层，但表7中所示的第1层到第3层形成了具有折射率M第1层的等价膜，表7的第4层形成了第2层，而表7中的第5层形成了第3层。
关于第5实施例，与第4实施例同样，表8中所示的第1层到第4层形成了具有折射率M的第1层的等价膜，表8中的第5层形成了第2层，而表8中的第6层形成了第3层。
此外，关于第6实施例，与第4、5实施例同样，由表9所示的第1层到第5层形成了具有折射率M的第1层的等价膜，表9的第6层形成了第2层，而表9的第7层形成了第3层。
由表7、表8、表9可知，形成第1层的各层是按折射率L和H交替配置的。因此，形成第1层的最表层的层的折射率L（表7中的第3层、表8中的第4层、表9中的第5层）比第2层的折射率H（表7中的第4层、表8中的第5层、表9中的第6层）小。
上述中，作为3层膜构成，以第1层具有折射率M、第2层具有折射率H、第3层具有折射率L的膜构成的情况为例进行了说明，但也可以形成第1层采用折射率M、第2层采用折射率L、第3层采用折射率H的膜构成。这种情况下，可通过与上述方法同样的方法，将具有折射率M的第1层置换层由2层以上的层形成的等价膜。
(利用光学特性的位移带来的优势)
通常根据真空蒸镀法在球面或非球面的光学面上形成防反射膜的情况下存在下述情况：即使按透镜中心部为期望的膜厚来设定成膜条件，在偏离透镜中心部的透镜周缘部也不能得到期望的膜厚。具体地说，随着从透镜中心部到透镜周缘部发生移位，膜厚存在缓慢变薄的倾向。这种情况下，随着膜厚的变化，在透镜中心部和透镜周缘部的防反射膜的分光反射率特性产生差异。具体地说，随着防反射膜的膜厚变薄，低反射的波长区域位移至短波长侧。特别是在所述的光学功能面被成型为非球面形状的弯月形凹透镜11的情况下，这种倾向变强。其理由是由于第2面r2变成非球面的凹面，从透镜中心部到透镜周缘部其面角度变陡，因此成膜时膜厚变薄引起的。在能够适用于本发明的非球面形状的弯月形凹透镜的凹面的最大面角度可以设定为例如40°～70°。
上述情况下，作为防反射膜的分光反射率特性，如果使反射率在规定值(例如1.0%)以下的波长范围位移至相对于红色的波长区域的长波长侧，假设即使由于成膜时的膜厚的变化引起低反射的波长区域位移至短波长侧，在透镜的径向整个区域也能得到良好的反射防止效果。另外，虽然有对于球面或非球面按照均匀的膜厚形成防反射膜的技术(以下称为“膜厚均匀化技术”)，但根据本发明，即使不特意适用该技术也能良好地维持透镜整体的反射率特性。但是，本发明并不排除适用膜厚均匀化技术的防反射膜。
另外，在光学面为球面的弯月形凹透镜的情况下，光学面的曲率是一定的，因此在光学面反射的重影光倾向于均匀分散在摄像面上。相对于此，光学面为非球面的弯月形凹透镜的情况下，光学面的面角度并不一样，因此在光学面反射的重影光倾向于集中于摄像面的一部分。因此，即使前者的弯月形凹透镜中利用防反射膜的形成能够充分抑制重影的发生，但在后者的弯月形凹透镜上形成上述一样的分光反射率特性的防反射膜的情况下，却存在在图像的一部分上生成明显的红色重影的情况。特别地，光学面为凹面且其面角度在透镜周缘部侧变陡的弯月形凹透镜的情况下，光学面与透镜的光轴形成的角度在透镜周缘部侧急剧变大，因此在特定的入射角范围内容易引起重影光的集中。上述情况下，利用在光学面上形成本发明所涉及的防反射膜，通过利用防反射膜使亮度差异抵消，能够大幅减轻在光学面为非球面的弯月形凹透镜上生成的重影。但是，本发明并不仅限于非球面透镜，也可适用于球面透镜。
这里，使用表10及表11对由本发明人模拟的结果进行说明。
首先，在表10及表11中列举了在成型为非球面的弯月形凹透镜的第2面上分别形成下述的以往例、实施例、比较例的防反射膜的情况下得到的R(红)、G(绿)、B(蓝)的各颜色成分在光线的各个入射角下的重影的亮度。另外，图中的(A)是按照广角条件进行摄像的情况，(B)是按照标准条件进行摄像的情况，(C)是按照望远条件进行摄像的情况。
(以往例)
具有按照所述图2的虚线曲线所示的分光反射率特性的防反射膜。
(实施例)
具有按照所述图2的实线曲线所示的分光反射率特性的防反射膜。
(比较例)
具有如下分光反射率特性的防反射膜，即通过将防反射膜设置为9层结构使得低反射的波长带域扩大到从可视光区域到红外线区域的宽度。
表10
Figure BDA00002322988600301
另外，在表10(A)～(C)中，将使用以往例的防反射膜的情况下得到的RGB的亮度记为“L1”，将使用实施例的防反射膜的情况下得到的重影的RGB的亮度记为“L2”，对于RGB各亮度和各入射角度，将亮度L2相对于亮度L1的比率记为“ΔLa”。另一方面，在表11(A)～(C)中，将使用以往例的防反射膜的情况下得到的RGB的亮度记为“L1”，将使用比较例的防反射膜的情况下得到的重影的RGB的亮度记为“L3”，将亮度L1为10%时的亮度L3的变化率记为“ΔLb”。
从图示的模拟的结果可以看出，与使用了以往例的防反射膜的情况相比，使用了实施例的防反射膜的情况下，本实施例的重影的R的亮度大概下降到以往例的二十几%(大概下降了80%)。另一方面，与使用以往例的防反射膜的情况相比，使用比较例的防反射膜的情况下，R的亮度虽然也有相当程度的下降，但与实施例的情况相比，其下降程度较小。另外，与使用以往例的防反射膜相比，使用实施例的防反射膜的情况下，虽然G及B的亮度些许下降，但大概在60%～100%范围内。因此，使用实施例的防反射膜的情况下，不仅能够抑制重影部的色彩平衡的恶化，而且通过R的亮度的下降能够降低重影。另外，对比表10的(A)～(C)可以看出，与标准摄像和望远摄像相比，广角摄像时的R的亮度的下降率最大。通过上述可知，在使用实施例的防反射膜的情况下，特别是利用广角摄像时能够起到明显效果。
在实际的本发明人实验的结果中，形成了实施例的防反射膜后，通过目视进行评价在入射角40度～70度的范围内发生的重影(红色为主体)，重影也被改善到不醒目的水平。
另一方面，与使用以往例的防反射膜的情况相比，使用比较例的防反射膜的情况下，各入射角B下，亮度增加到130%以上，最大达到200%以上。因此，认为使用比较例的防反射膜的情况下，虽然能够抑制由于R的亮度的下降引起的重影的发生，但由于B多余的亮度的增加使得重影部的蓝色的亮度变强，使得画质明显下降。另外，使用比较例的防反射膜的情况下，如表11的(B)及(C)所示，标准摄像时，入射角42度、43度下的G的亮度变得过高，望远摄像时，入射角54度、55度下的G的亮度变得过高。这一点也是被认为是引起画质下降的一个原因。
(对于斜入射的光线的分光反射率特性)
在所述实施方式中，作为防反射膜的光学特性，图1中列举了入射角为0度时的分光反射率特性，为了参考，下面列举入射角超过0度时的分光反射率特性。
图12是表示考虑了入射角为20度和30度时的膜厚分布的分光反射率特性的图，其中，A是入射角为20度时分光反射率特性的图，B是入射角为30度时分光反射率特性的图。
图13是表示考虑了入射角为40度和50度时的膜厚分布的分光反射率特性的图，其中，A是入射角为40度时分光反射率特性的图，B是入射角为50度时分光反射率特性的图。
图14是表示考虑了入射角为60度和70度时的膜厚分布的分光反射率特性的图，其中，A是入射角为60度时分光反射率特性的图，B是入射角为70度时分光反射率特性的图。
<变形例等>
本发明的技术范围并不仅限于上述的实施方式，在能够导出特定效果的范围内，也包括添加各种变更或改进的方式，所述特定效果是通过发明的技术特征及其组合得到的特定的效果。
例如，可对构成防反射膜的各层的构成材料、折射率、膜厚等参数及形成了防反射膜的透镜等的基材进行适当变更。
另外，本发明并不仅仅具体化为上述的防反射膜12及光学元件10，也可以具体化为以装备具有所述防反射膜12的光学元件10、使入射到该光学元件10的光成像的成像光学系统；具有对由该成像光学系统成像的光进行受光的摄像元件的摄像光学系统。这种情况下，作为成像光学系统的一个示例，可以考虑摄像机用透镜单元等。另外，作为摄像光学系统的一个示例，可以考虑照相用摄像机等。
另外，即使适用了本发明仍存在重影(较介意时)的情况下，也可并用图像处理或彩色滤光片(Color Filter)，进一步实现重影的减少。也就是说，本发明并不排除利用图像处理或彩色滤光片等减少重影的技术的适用。
(备注)
以下，备注有本发明的优选的其他方式。
[备注1]
一种防反射膜，其形成在光学部件的光学面上，防止入射到所述光学面上的光线的反射，其特征在于，所述防反射膜使在黄色～红色的波长区域的反射率降低，同时，使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，以使得黄色～红色的波长区域与蓝色～绿色的波长区域的重影的亮度差异变小。
[备注2]
如备注1所述的防反射膜，其特征在于，作为光线按照入射角0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，通过使反射率在规定值以下的波长范围位移至相对于黄色～红色的波长区域的长波长侧，使得所述的在黄色～红色的波长区域的反射率降低。
[备注3]
如备注1或2所述的防反射膜，其特征在于，作为光线按照入射角0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，增加了在蓝色～绿色的波长区域的反射率，以使得相对于黄色的波长区域的短波长侧的反射率R1与相对于黄色的波长区域的长波长侧的反射率R2之间满足R1≧R2的关系。
[备注4]
一种光学元件，其具备具有光学面的光学部件和在所述光学面上形成的防反射膜，其特征在于，所述防反射膜使在黄色～红色的波长区域的反射率降低，同时，使在蓝色～绿色的波长区域的反射率增加，以使得黄色～红色的波长区域与蓝色～绿色的波长区域的重影的亮度差异变小。
［备注5］
如备注4所述的光学元件，其特征在于，所述光学部件是具有非球面形状的凹面的弯月形凹透镜，所述防反射膜形成在所述弯月形凹透镜的凹面上。
[备注6]
一种防反射膜的设计方法，其是一种形成在光学部件的光学面且能够防止入射到所述光学面的光线的反射的防反射膜的设计方法，所述防反射膜的设计方法的特征在于，形成如下分光反射率特性：使在红色的波长区域的反射率降低的同时，使在蓝色的波长区域的反射率增加，使得红色的波长区域与蓝色的波长区域的重影的亮度差异变小。
[备注7]
一种防反射膜的制造方法，其是一种形成在光学部件的光学面且能够防止入射到所述光学面的入射的光线的反射的防反射膜的制造方法，所述防反射膜的制造方法的特征在于，其以形成如下分光反射率特性的方式进行成膜：使在红色的波长区域的反射率降低的同时，使在蓝色的波长区域的反射率增加，使得红色的波长区域与蓝色的波长区域的重影的亮度差异变小。
[备注8]
一种成像光学系统，其是使用具备光学部件和防反射膜的光学元件的成像光学系统，所述光学部件具有光学面，所述防反射膜形成在所述光学面上，所述成像光学系统的特征在于，所述防反射膜使在红色的波长区域的反射率降低的同时，使在蓝色的波长区域的反射率增加，使得红色的波长区域与蓝色的波长区域的重影的亮度差异变小。
[备注9]
一种摄像光学系统，其特征在于，其具备如备注8所述的成像光学系统和摄像元件，该摄像元件是对由所述成像光学系统成像的光进行受光的摄像元件。
符号的说明
1、2峰波形
P1、P2最大反射率
10光学元件
11弯月形凹透镜
12防反射膜

Claims (8)

1.一种防反射膜，其形成在光学部件的光学面上，防止入射到所述光学面上的光线的反射，其特征在于，作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，
通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。
2.如权利要求1所述的防反射膜，其特征在于，其具有从所述光学部材侧向空气侧依次层积的第1层、第2层和第3层，所述第1层具有第1折射率，所述第2层具有第2折射率，所述第3层具有第3折射率，
在所述第2折射率比所述第1折射率大，并且所述第1折射率比所述第3折射率大的情况下，光线以入射角为0度入射到所述光学面时，450nm～550nm波长范围中的短波长侧的反射率的最大值比600nm～750nm波长范围中的长波长侧的反射率的最大值大。
3.如权利要求2所述的防反射膜，其特征在于，所述第1层由2层以上的层构成，该第1层中组合了至少一层具有所述第2折射率的层和至少一层具有所述第3折射率的层。
4.如权利要求1～3任一项所述的防反射膜，其中，形成所述最大反射率P1的波长为470nm以上且不足550nm。
5.如权利要求2～4任一项所述的防反射膜，其中，所述第1折射率为1.55～1.80，所述第2折射率为1.80～2.60，所述第3折射率为1.30～1.55。
6.如权利要求2～5任一项所述的防反射膜，其中，所述第1层由含有氧化铝、氧化锆、氧化硅中的任一种物质的材料构成，
所述第2层由含有氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化钽中的任一种物质的材料构成，
所述第3层由含有氟化镁、氧化硅中的任一种物质的材料构成。
7.一种光学元件，其具备具有光学面的光学部件和在所述光学面上形成的防反射膜，其特征在于，对于所述防反射膜，作为光线以入射角为0度入射到所述光学面时的分光反射率特性，第1波长范围中的最大反射率P1和第2波长范围中的最大反射率P2满足P1＞P2的关系，其中，与所述第1波长范围相比，第2波长范围为长波长侧，
通过使反射率为规定值以下的波长范围位移至相对于所述第2波长范围的长波长侧，使所述第2波长范围中的反射率降低，同时使所述第1波长范围中的反射率增加，以使所述第1波长范围和所述第2波长范围的重影的亮度差异减小。
8.如权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述光学部件是具有非球面形状的凹面的弯月形凹透镜，所述防反射膜形成在所述弯月形凹透镜的凹面上。
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