CN106997064B

CN106997064B - 光学元件及其制作方法

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Publication number: CN106997064B
Application number: CN201710052356.3A
Authority: CN
Inventors: 阿部进
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2020-04-28
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Also published as: CN106997064A; EP3196677A1; US20170212278A1; JP6862192B2; US10353117B2; JP2017134404A

Abstract

本公开内容涉及光学元件及其制作方法。该光学元件包括透镜基底以及布置在透镜基底的表面上的防反射膜。所述防反射膜包括多层膜，所述多层膜包括由硅氧化物膜形成的层以及由钽氧化物膜形成的层，由硅氧化物膜形成的层和由钽氧化物膜形成的层堆叠。所述防反射膜进一步包括布置在所述多层膜的表面上的内层以及布置在内层的表面上的外层，所述内层由镁氟化物膜形成，所述外层由硅氧化物膜形成。

Description

光学元件及其制作方法

技术领域

本公开涉及一种包括透镜基底以及在透镜基底的表面上的防反射膜的光学元件以及用于制作该光学元件的方法。

背景技术

用于数字相机等的光学元件(比如透镜)通常包括布置在它们的表面上的具有高光学透明度和低反射率的膜，即，防反射膜。为了减小包括光学元件的光学器件(比如用于数字相机的可互换透镜)的成本和重量，树脂透镜用来代替玻璃透镜。随着形成树脂透镜的技术的最近的改进、对更高光学性能的需求以及对光学系统的微型化的需求，均具有接近45°的半张角的大曲率树脂透镜的使用已经被研究。

用于通过真空沉积处理形成含有镁氟化物(MgF₂)的多层膜的方法通常被称为用于在玻璃透镜上形成防反射膜的方法，MgF₂用作低折射率材料，折射率为1.38。

然而，为了提高MgF₂膜的强度，需要在气相沉积期间将基底加热到高温(例如大约300℃)。这限制了MgF₂膜对于树脂透镜的使用。因此，用作无需加热的低折射率材料、折射率为1.45的SiO₂通常用作用于树脂透镜的防反射膜。然而，SiO₂的折射率高于MgF₂，因此防反射性能不足，不利地导致形成鬼像。

日本专利公开No.2002-202401公开了用于使得能够将MgF₂膜用于树脂透镜的技术，该技术包括：通过加热到低温或者在不加热的情况下在由锆(Zr)氧化物或钛(Ti)氧化物构成的膜上形成MgF₂膜，并且形成用作最外层的SiO₂膜。

然而，日本专利公开No.2002-202401中所公开的防反射膜的结构具有如下问题：因为MgF₂膜具有高张应力，所以透镜基底上的防反射膜在暴露于高温环境(例如70℃)时破裂。

发明内容

本公开提供了一种包括透镜基底以及布置在透镜基底的表面上的防反射膜的光学元件，其中，防反射膜包括布置在透镜基底的表面上的多层膜，该多层膜包括：均由硅氧化物膜形成的一个或多个层以及均由钽氧化物膜形成的一个或多个层，所述均由硅氧化物膜形成的一个或多个层以及所述均由钽氧化物膜形成的一个或多个层堆叠；布置在多层膜的表面上的内层，该内层由镁氟化物膜形成；以及布置在内层的表面上的外层，该外层由硅氧化物膜形成。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本公开的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据第一实施例的光学元件的片断截面图。

图2是根据第一实施例的作为膜形成装置的例子的真空沉积装置的示意图。

图3是根据第一实施例的用于制作光学元件的方法中的膜形成步骤的流程图。

图4是描绘第一实施例中的透镜的中央区域和周边区域中的光谱反射率特性的曲线图。

图5是根据第二实施例的光学元件的片断截面图。

图6是描绘第二实施例中的透镜的中央区域和周边区域中的光谱反射率特性的曲线图。

图7是根据第一比较实施例的光学元件的片断截面图。

图8是描绘第一比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域中的光谱反射率特性的曲线图。

图9是根据第二比较实施例的光学元件的片断截面图。

图10是描绘第二比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域中的光谱反射率特性的曲线图。

图11是根据第三比较实施例的光学元件的片断截面图。

图12是描绘第三比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域中的光谱反射率特性的曲线图。

图13是描绘第三实施例和第四比较实施例的光谱反射率特性的曲线图。

图14是描绘第四实施例和第五比较实施例的光谱反射率特性的曲线图。

图15是描绘第五实施例和第六比较实施例的光谱反射率特性的曲线图。

图16是描绘第六实施例和第七比较实施例的光谱反射率特性的曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的实施例。

第一实施例

图1是根据第一实施例的光学元件的片断截面图。光学元件300包括透镜(树脂透镜)200和防反射膜100，透镜200用作透镜基底，并且是由树脂构成的，防反射膜100布置在树脂透镜200的表面上。

树脂透镜200是具有曲率的透镜。根据第一实施例的树脂透镜200具有45°的半张角。防反射膜100包括多层膜120以及布置在多层膜120的表面上的两个薄层107和108，多层膜120包括薄层并且布置在树脂透镜200的表面上。关于两个薄层107和108，薄层107是相对于薄层108布置在内部位置处的内层，薄层108是相对于内层107布置在外部位置处的外层。外层108是第一实施例中的最外层。

多层膜120包括均由硅氧化物(SiO₂)膜形成的层以及均由钽氧化物(Ta₂O₅)膜形成的层，硅氧化物膜和钽氧化物膜堆叠。第一实施例中的多层膜120包括六层，在这六层中，由硅氧化物膜形成的层和由钽氧化物膜形成的层从树脂透镜200的表面起按该次序交替堆叠。

内层107布置在多层膜120的表面上，由镁氟化物(MgF₂)膜形成。外层108布置在内层107的表面上，由硅氧化物(SiO₂)膜形成。第一实施例中的防反射膜100包括八层，这八层包括包含六层的多层膜120、内层107以及外层108。

多层膜120包括第一层101、第二层102、第三层103、第四层104、第五层105以及第六层106，这些层从树脂透镜200的表面侧起按该次序堆叠。第一层101由硅氧化物膜形成。第二层102由钽氧化物膜形成。第三层103由硅氧化物膜形成。第四层104由钽氧化物膜形成。第五层105由硅氧化物膜形成。第六层106由钽氧化物膜形成。由镁氟化物膜形成的内层107(第七层)堆叠在第六层106的表面上。由硅氧化物膜形成的外层108(第八层)堆叠在用作第七层的内层107的表面上。

用作第一层101、第三层103、第五层105以及作为第八层的外层108的硅氧化物膜是低折射率层，每个均具有1.45或更大和1.50或更小的折射率。用作第二层102、第四层104以及第六层106的钽氧化物膜是高折射率层，每个均具有2.00或更大和2.30或更小的折射率。用作作为第七层的内层107的镁氟化物膜具有1.38或更大和1.41或更小的折射率。

与树脂透镜200接触的第一层101由折射率为1.45或更大和1.50或更小的SiO₂构成。在这种情况下，当树脂的折射率为1.55或更小时，第一层101对反射率仅有很小的影响。因此，用于树脂透镜200的材料为折射率为1.48或更大和1.55或更小的树脂。作为具有折射率的树脂，可以使用环烯聚合物树脂(折射率为1.54的COP树脂)或折射率为1.49的PMMA树脂。在第一实施例中，树脂透镜200的材料是折射率为1.54的COP树脂(商品名：ZEONEX(注册商标)E48R)。

下面将描述第一实施例中的膜形成装置的结构和处理。图2是根据第一实施例的作为膜形成装置的例子的真空沉积装置的示意图。真空沉积装置900包括真空室901和沉积夹具(基底座)902，真空室901被配置为被用真空泵(未示出)抽空，沉积夹具902布置在真空室901中，并且可围绕轴910旋转。真空沉积装置900包括旋转地驱动沉积夹具902的驱动机构906。真空沉积装置900包括离子枪905、W衬垫903以及石英晶体厚度传感器904。真空沉积装置900包括Ar引入线(未示出)和O₂引入线(未示出)，Ar引入线将Ar气体引入到真空室901中，O₂引入线将用作辅助气体的O₂气体引入到真空室901中。

ShinMaywa工业有限责任公司制造的真空沉积装置用作真空沉积装置900。下面列出真空沉积装置的基本规范。

真空室：内径1600mm，有效高度1540mm

沉积夹具：1400mm直径圆顶，600mm直径夹具，对于每个夹具是可旋转的且可转动的，可以以3至15rpm转动

蒸发源：10-kW电子枪

离子枪：端孔型离子枪

厚度控制：使用石英晶体厚度传感器对沉积速率和厚度进行控制

引入气体：氧气和氩气(在离子枪中)，氧气(在室中)

下面将描述用于制作光学元件300的方法。将树脂透镜(透镜基底)200放置在真空室901中的沉积夹具902上。将用作气相沉积材料的粒状SiO₂、MgF₂和Ta₂O₅放置在W衬垫903(40mm直径×20mm厚度)中。将所需数量的W衬垫安装在电子枪坩埚交换机构上。将监视厚度的石英晶体厚度传感器904布置在沉积夹具902的中央开口部分中。在不加热的情况下将真空室901抽空为高真空区域(大约2×10^-3Pa的压力)。在确认真空室901处于高真空状态之后，将用作惰性气体的Ar引入到离子枪905中，并且使离子枪905放电。

在离子枪905处于稳定状态之后，将氧气引入到真空室901中。在大约1×10^-2(Pa)的真空压力下执行使用氧离子的离子辅助沉积以形成防反射膜100。

将具体描述形成防反射膜100的步骤。图3是根据第一实施例的用于制作光学元件的方法中的膜形成步骤的流程图。在树脂透镜200的表面上形成多层膜120，多层膜120包括由硅氧化物膜形成的层以及由钽氧化物膜形成的层，由硅氧化物膜形成的层和由钽氧化物膜形成的层堆叠(S1：多层膜形成步骤)。此时，这些层是从靠近树脂透镜200的表面的一侧起顺序地形成的。在多层膜120的表面上形成由镁氟化物膜形成的内层107(S2：内层形成步骤)。在内层107的表面上形成由硅氧化物膜形成的外层108(S3：外层形成步骤)。在这些步骤中，尽管层可以通过真空沉积处理形成，但是在第一实施例中，层是通过离子辅助沉积处理形成的。下面总结沉积条件的概要。

表1

*1离子电流密度值是在基板的位置处用法拉第杯获得的测量值。

*2离子能量值是从离子枪的加速电压(V)估计的。

为了实现防反射膜的均匀厚度，可以在以大约10至大约15(rpm)转动沉积夹具902的同时执行沉积。在所述条件下在树脂透镜200的表面(一面)上形成防反射膜100。如果必要的话，在翻转树脂透镜200之后，防反射膜100也可以形成在背面上。在通过气相沉积形成防反射膜100完成之后，用空气填充真空室901。然后，移除光学元件。

位于防反射膜100中的多层膜120外部的内层107具有1.38或更大和1.41或更小的低折射率，因为它是由MgF₂构成的，因此具有良好的防反射性能。然而，树脂透镜200在制作处理中不能被加热到高温(例如300℃)。防反射膜需要在树脂透镜200不被加热(或者被加热到低温)时形成。如果由MgF₂构成的这样的层是最外层，则膜具有不足的强度。第一实施例中的外层108形成在内层107的表面上并由硅氧化物膜构成以补偿由MgF₂构成的膜的不足的强度。

在通过离子辅助沉积执行膜形成的情况下，用SiO₂膜覆盖MgF₂膜，从而提供防止膜吸收发生的屏障效应，所述膜吸收是由于带电粒子引起F₂从MgF₂膜消除而导致的。具体地说，对带电粒子的屏障效应防止在双面膜形成中由于F₂的消除而导致的膜吸收发生，在双面膜形成中，整个多层膜可以在沉积之后暴露于含有带电粒子的大气。

由MgF₂构成的内层107具有高的张应力。即使外层108由具有压缩应力的SiO₂构成，张应力也不被抵消。从而，具有压缩应力的材料被用在第一实施例中的多层膜120中。

表2总结了通过实验获得的通过不同沉积处理制作的各种材料膜和这些膜中的应力之间的关系。在第一实施例中使用两种类型的沉积处理：真空气相沉积和使用氧离子的离子辅助沉积。

表2

可以用于树脂透镜的高折射率材料的例子包括TiO₂、ZrO₂、Ta₂O₅以及它们的混合物，这些材料即使当它们在不加热的情况下形成为膜时也表现出良好的强度和折射率。表2中所列的结果表明，用作多层膜120的由钛氧化物或锆氧化物(TiO₂、ZrO₂或它们的混合物)构成的膜具有张应力，因此即使膜是通过真空气相沉积或离子辅助沉积形成的，MgF₂膜的张应力也不被该膜抵消。

真空气相沉积使得Ta₂O₅膜能够具有低张应力至压缩应力。具体地说，离子辅助沉积使得Ta₂O₅膜能够具有压缩应力。因此，与使用另一高折射率材料(例如TiO₂或ZrO₂)的情况相比，MgF₂膜的张应力通过多层膜120的压缩应力得到松弛。如上所述，Ta₂O₅膜的使用提高了SiO₂膜的压缩应力，因此对于松弛MgF₂膜的张应力是高度有效的。这使得防反射膜100具有高抗裂性。可以使用SiO膜来代替用于多层膜或外层的SiO₂膜。

当通过真空气相沉积法在具有曲率的树脂透镜(透镜基底)上形成防反射膜时，防反射膜的厚度在几何上减小cosθ，其中，θ表示对于透镜基底的半张角。例如，在半张角θ为45°的大曲率透镜基底的情况下，透镜基底的周边区域中的防反射膜的厚度比透镜基底的中央区域中的防反射膜的厚度小大约30％。因此有必要抑制在高曲率透镜基底的周边区域中由于防反射性能的劣化而形成红色鬼像。

作为用于减小透镜的周边中的反射率变化的方法，改进防反射膜本身的性能是有效的。换句话说，从波长约为430(nm)的可见区域到波长约为900(nm)的近红外区域具有防反射性能的广范围防反射膜被有效地使用。

第一实施例中研究了宽带防反射膜的设计以及具体的膜结构以减少周边区域中红色鬼像的发生。

表3总结了第一实施例的八层防反射膜的膜结构。图4是描绘第一实施例中的透镜的中央区域和周边区域(半张角：45°)中的光谱反射率特性的曲线图。

表3

图7是根据第一比较实施例的光学元件的片断截面图。光学元件300X包括透镜(树脂透镜)200X和防反射膜100X，透镜200X用作透镜基底，并且是由树脂构成的，防反射膜100X布置在树脂透镜200X的表面上。

防反射膜100X包括第一层101X至第七层107X。第一层101X、第三层103X、第五层105X以及第七层107X均由由SiO₂构成的膜形成。第二层102X、第四层104X以及第六层106X均由由Ta₂O₅构成的膜形成。第一比较实施例中的防反射膜100X包括不含有MgF₂的七层。

表4总结了第一比较实施例的七层防反射膜的膜结构。图8是描绘第一比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域(半张角：45°)中的光谱反射率特性的曲线图。

表4

图4中所示的结果表明，在第一实施例中，当波长为420nm至900nm时，在透镜的中央区域中反射率为1％或更小并且反射色为绿色。相反，图8中所示的结果表明，在第一比较实施例中反射色被调整为绿色的情况下，反射率完全高于第一实施例中的反射率，具体地说，在光度函数高的大约550nm处，反射率是高的。

这里，波长(设计参考波长)用λ表示。层101至108具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7和n8以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8，这些折射率和物理厚度从树脂透镜200的表面上的层起按该次序排序。

表3中所列的结果表明，从光学性能的角度来讲，防反射膜100的厚度范围优选在±30％内。图4中所示的结果表明，即使防反射膜100在透镜的周边区域中的厚度减小大约30％，也保持防反射效果。也就是说，防反射膜100优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.39×λ0≤n1×d1≤0.72×λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.05×λ0≤n2×d2≤0.09×λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.07×λ0≤n3×d3≤0.13×λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.16×λ0≤n4×d4≤0.30×λ0,

1.45≤n5≤1.50并且0.05×λ0≤n5×d5≤0.09×λ0,

2.00≤n6≤2.30并且0.10×λ0≤n6×d6≤0.19×λ0,

1.38≤n7≤1.41并且0.12×λ0≤n7×d7≤0.22×λ0,以及

1.45≤n8≤1.50并且0.07×λ0≤n8×d8≤0.14×λ0。

从透镜形式、光学特性等的控制的角度来讲，可以在±30％的范围内调整层101至108中的每层的厚度。

从光学性能的角度来讲，防反射膜100的厚度范围更优选在±10％内。也就是说，防反射膜100更优选的是满足以下要求：

0.50×λ0≤n1×d1≤0.61×λ0,

0.06×λ0≤n2×d2≤0.08×λ0,

0.09×λ0≤n3×d3≤0.11×λ0,

0.21×λ0≤n4×d4≤0.25×λ0,

0.06×λ0≤n5×d5≤0.07×λ0,

0.13×λ0≤n6×d6≤0.16×λ0,

0.15×λ0≤n7×d7≤0.19×λ0,以及

0.10×λ0≤n8×d8≤0.12×λ0。

从透镜形式、光学特性等的控制的角度来讲，可以在±10％的范围内调整层101至108中的每层的厚度。

层优选地在400nm至700nm的范围内满足上述要求。在第一实施例中，具体地说，对光学性能仅有很小影响的第一层101的厚度大于层102至106的厚度，使得整个多层膜120的压缩应力增大，从而减小树脂透镜200膨胀的影响。

下面将描述防反射膜100的光谱反射率。防反射膜100在波长为550nm时的反射率用R550表示。防反射膜100在波长为650nm时的反射率用R650表示。防反射膜100在波长为850nm时的反射率用R850表示。

关于波长为550nm、650nm和850nm时的反射率之间的关系，当R550<R650时，透镜的中央区域中的反射色是微红色，这不可以被使用。图4中所示的结果表明，可以使用R550≥R650。当R650<R850时，防反射带窄，这意味着防反射性能由于厚度不均匀而劣化。图4中所示的结果表明，可以使用R650≥R850。当R850为1％或更小(即，R850≤1％)时，在具有使得半张角为45°或更小的曲率的树脂透镜的情况下，应提供改进厚度不均匀性的效果。

图4和8中所示的结果表明，当R550为1.5％或更小(即，1.5％≥R550)时，根据第一实施例的防反射膜100的防反射效果优于第一比较实施例的防反射效果。

防反射膜100可以在树脂透镜(透镜基底)200的中央区域中具有满足1.5％≥R550≥R650≥R850以及R850≤1％的反射率。

图9是根据第二比较实施例的光学元件的片断截面图。光学元件300Y包括透镜(树脂透镜)200Y和防反射膜100Y，透镜200Y用作透镜基底，并且是由树脂构成的，防反射膜100Y布置在树脂透镜200Y的表面上。

防反射膜100Y包括第一层101Y至第八层108Y。第一层101Y、第三层103Y、第五层105Y以及第八层108Y均由由SiO₂构成的膜形成。第二层102Y、第四层104Y以及第六层106Y均由由TiO₂构成的膜形成。第二比较实施例中的防反射膜100Y包括由TiO₂、而不是Ta₂O₅构成的八层。

表5总结了第二比较实施例的八层防反射膜的膜结构。图10是描绘第二比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域(半张角：45°)中的光谱反射率特性的曲线图。

表5

用分光光度计对反射率和透过率的测量、通过带剥离法对膜附着力的评估、通过摩擦测试对膜强度的评估以及环境测试被执行。下面列出环境测试中的各项和条件。

表6

表7列出了第一实施例的防反射膜的评估结果，该防反射膜包括用作高折射率层并且由Ta₂O₅膜形成的第二层102、第四层104以及第六层106。

表7

表8列出了第二比较实施例的防反射膜的评估结果，该防反射膜包括用作高折射率层并且由TiO₂膜形成的第二层102Y、第四层104Y以及第六层106Y。

表8

前面的结果表明，尽管在由Ta₂O₅或TiO₂构成的高折射率层的任何情况下都获得令人满意的光学性能，但是从暴露于高温和热冲击的结果来讲，可以使用Ta₂O₅。具体地说，即使光学元件300暴露于车辆等中的高温环境(例如70℃)，在防反射膜100中也仅发生很小的破裂或者不发生破裂。

因此，在第一实施例中制作了高性能光学元件300，其中，即使在光学元件300包括高曲率树脂透镜200的情况下，防反射膜100在周边区域和中央区域之间也具有有效减小的反射率差异，并且即使在高温下，在防反射膜100中也仅发生很小的破裂或者不发生破裂。

第二实施例

图5是根据第二实施例的光学元件的片断截面图。光学元件300A包括透镜(树脂透镜)200A和防反射膜100A，透镜200A用作透镜基底，并且是由树脂构成的，防反射膜100A布置在树脂透镜200A的表面上。

树脂透镜200A是具有曲率的透镜。根据第二实施例的树脂透镜200A具有45°的半张角。防反射膜100A包括多层膜120A以及布置在多层膜120A的表面上的两个薄层109A和110A，多层膜120A包括薄层，并且布置在树脂透镜200A的表面上。关于两个薄层109A和110A，薄层109A是相对于薄层110A布置在内部位置处的内层，薄层110A是相对于内层109A布置在外部位置处的外层。外层110A是第二实施例中的最外层。

多层膜120A包括每个均由硅氧化物(SiO₂)膜形成的层以及每个均由钽氧化物(Ta₂O₅)膜形成的层，硅氧化物膜和钽氧化物膜堆叠。第二实施例中的多层膜120A包括八层，在这八层中，由硅氧化物膜形成的层和由钽氧化物膜形成的层从树脂透镜200A的表面起按该次序交替堆叠。

内层109A布置在多层膜120A的表面上并且由镁氟化物(MgF₂)膜形成。外层110A布置在内层109A的表面上并且由硅氧化物(SiO₂)膜形成。第二实施例中的防反射膜100A包括十层，这十层包括包含八层的多层膜120A、内层109A以及外层110A。

多层膜120A包括第一层101A、第二层102A、第三层103A、第四层104A、第五层105A、第六层106A、第七层107A以及第八层108A，这些层从树脂透镜200A的表面侧起按该次序堆叠。第一层101A由硅氧化物膜形成。第二层102A由钽氧化物膜形成。第三层103A由硅氧化物膜形成。第四层104A由钽氧化物膜形成。第五层105A由硅氧化物膜形成。第六层106A由钽氧化物膜形成。第七层107A由硅氧化物膜形成。第八层108A由钽氧化物膜形成。由镁氟化物膜形成的内层109A(第九层)堆叠在第八层108A的表面上。由硅氧化物膜形成的外层110A(第十层)堆叠在用作第九层的内层109A的表面上。

用作第一层101A、第三层103A、第五层105A、第七层107A以及作为第十层的外层110A的硅氧化物膜是低折射率层，每个均具有1.45或更大和1.50或更小的折射率。用作第二层102A、第四层104A、第六层106A以及第八层108A的钽氧化物膜是高折射率层，每个均具有2.00或更大和2.30或更小的折射率。用作作为第九层的内层109A的镁氟化物膜具有1.38或更大和1.41或更小的折射率。

与树脂透镜200A接触的第一层101A由折射率为1.45或更大和1.50或更小的SiO₂构成。在这种情况下，当树脂的折射率为1.55或更小时，第一层101A对反射率仅有很小的影响。因此，用于树脂透镜200A的材料是折射率为1.48或更大和1.55或更小的树脂。作为具有折射率的树脂，可以使用环烯聚合物树脂(折射率为1.54的COP树脂)或折射率为1.49的PMMA树脂。在第二实施例中，树脂透镜200A的材料是折射率为1.54的COP树脂(商品名：ZEONEX(注册商标)E48R)。

位于多层膜120A外部的内层109A具有1.38或更大和1.41或更小的低折射率，因为它是由MgF₂构成的，因此具有良好的防反射性能。然而，树脂透镜200A在制作处理中不能被加热到高温(例如300℃)。防反射膜需要在树脂透镜200A不被加热(或者被加热到低温)时形成。如果由MgF₂构成的这样的层是最外层，则膜具有不足的强度。第二实施例中的外层110A形成在内层109A的表面上并由硅氧化物膜构成以补偿由MgF₂构成的膜的不足的强度。

由MgF₂构成的内层109A具有高的张应力。即使外层110A由具有压缩应力的SiO₂构成，张应力也不被抵消。从而，具有压缩应力的材料被用在第二实施例中的多层膜120A中。

可以用于树脂透镜的高折射率材料的例子包括TiO₂、ZrO₂、Ta₂O₅以及它们的混合物，这些材料即使当它们在不加热的情况下形成为膜时也表现出良好的强度和折射率。表2中所列的结果表明，用作多层膜120A的由钛氧化物或锆氧化物(TiO₂、ZrO₂或它们的混合物)构成的膜具有张应力，因此即使膜是通过真空气相沉积或离子辅助沉积形成的，MgF₂膜的张应力也不被抵消。

真空气相沉积使得Ta₂O₅膜能够具有低张应力至压缩应力。具体地说，离子辅助沉积使得Ta₂O₅膜能够具有压缩应力。因此，与使用另一高折射率材料(例如TiO₂或ZrO₂)的情况相比，MgF₂膜的张应力通过多层膜120A的压缩应力得到松弛。如上所述，Ta₂O₅膜的使用提高了SiO₂膜的压缩应力，因此对于松弛MgF₂膜的张应力是高度有效的。这使得防反射膜100A具有高抗裂性。可以使用SiO膜来代替用于多层膜或外层的SiO₂膜。

研究了宽带防反射膜的设计以及具体的膜结构以减少周边区域中红色鬼像的发生。

表9总结了第二实施例的十层防反射膜的膜结构。图6是描绘第二实施例中的透镜的中央区域和周边区域(半张角：45°)中的光谱反射率特性的曲线图。

表9

图11是根据第三比较实施例的光学元件的片断截面图。光学元件300Z包括透镜(树脂透镜)200Z和防反射膜100Z，透镜200Z用作透镜基底，并且是由树脂构成的，防反射膜100Z布置在树脂透镜200Z的表面上。

防反射膜100Z包括第一层101Z至第九层109Z。第一层101Z、第三层103Z、第五层105Z、第七层107Z以及第九层109Z均由由SiO₂构成的膜形成。第二层102Z、第四层104Z、第六层106Z以及第八层108Z均由由Ta₂O₅构成的膜形成。第三比较实施例中的防反射膜100Z包括不含有MgF₂的九层。

表10总结了第三比较实施例的九层防反射膜的膜结构。图12是描绘第三比较实施例中的透镜的中央区域和周边区域(半张角：45°)中的光谱反射率特性的曲线图。

表10

图6中所示的结果表明，在第二实施例中，当波长为420(nm)至900(nm)时，在透镜的中央区域中反射率为1％或更小并且反射色为绿色。相反，图12中所示的结果表明，在第三比较实施例中反射色被调整为绿色的情况下，反射率完全高于第二实施例中的反射率，具体地说，在光度函数高的大约550(nm)处，反射率是高的。

这里，设计参考波长用λ0表示。层101A至110A具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9和n10以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9和d10，这些折射率和物理厚度从树脂透镜200A的表面上的层起按该次序排序。

表9中所列的结果表明，从光学性能的角度来讲，防反射膜100A的厚度范围优选在±30％内。图6中所示的结果表明，即使防反射膜100A在透镜的周边区域中的厚度减小大约30％，也保持防反射效果。也就是说，防反射膜100A优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.37×λ0≤n1×d1≤0.69×λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.03×λ0≤n2×d2≤0.06×λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.06×λ0≤n3×d3≤0.12×λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.06×λ0≤n4×d4≤0.12×λ0,

1.45≤n5≤1.50并且0.03×λ0≤n5×d5≤0.06×λ0,

2.00≤n6≤2.30并且0.13×λ0≤n6×d6≤0.25×λ0,

1.45≤n7≤1.50并且0.04×λ0≤n7×d7≤0.08×λ0,

2.00≤n8≤2.30并且0.09×λ0≤n8×d8≤0.16×λ0,

1.38≤n9≤1.41并且0.14×λ0≤n9×d9≤0.26×λ0,以及

1.45≤n10≤1.50并且0.04×λ0≤n10×d10≤0.08×λ0。

从透镜形式、光学特性等的控制的角度来讲，可以在±30％的范围内调整层101A至110A中的每层的厚度。

从光学性能的角度来讲，防反射膜100A的厚度范围更优选在±10％内。也就是说，防反射膜100A更优选的是满足以下要求：

0.47×λ0≤n1×d1≤0.58×λ0,

0.04×λ0≤n2×d2≤0.05×λ0,

0.08×λ0≤n3×d3≤0.10×λ0,

0.08×λ0≤n4×d4≤0.10×λ0,

0.04×λ0≤n5×d5≤0.05×λ0,

0.17×λ0≤n6×d6≤0.21×λ0,

0.06×λ0≤n7×d7≤0.07×λ0,

0.11×λ0≤n8×d8≤0.14×λ0,

0.18×λ0≤n9×d9≤0.22×λ0,以及

0.06×λ0≤n10×d10≤0.70×λ0。

防反射膜优选地在400nm至700nm的范围内满足上述要求。从透镜形式、光学特性等的控制的角度来讲，可以在±10％的范围内调整层101A至110A中的每层的厚度。

在第二实施例中，具体地说，对光学性能仅有很小影响的第一层101A的厚度大于层102A至108A的厚度，使得整个多层膜120A的压缩应力增大，从而减小树脂透镜200A膨胀的影响。

包括七层或更少层的防反射膜难以具有宽的防反射带，并且不足以用于高曲率透镜。包括11层或更多层的防反射膜是不利的，因为厚度和成本增加。

下面将描述防反射膜100A的光谱反射率。防反射膜100A在波长为550nm时的反射率用R550表示。防反射膜100A在波长为650nm时的反射率用R650表示。防反射膜100A在波长为850nm时的反射率用R850表示。

关于波长为550nm、650nm和850nm时的反射率之间的关系，当R550<R650时，透镜的中央区域中的反射色是微红色，这不可以被使用。图6中所示的结果表明，可以使用R550≥R650。当R650<R850时，防反射带窄，这意味着防反射性能由于厚度不均匀而劣化。图6中所示的结果表明，可以使用R650≥R850。当R850为1％或更小(即，R850≤1％)时，在具有使得半张角为45°或更小的曲率的树脂透镜的情况下，应提供改进厚度不均匀性的效果。

图6和12中所示的结果表明，当R550为1.5％或更小(即，1.5％≥R550)时，根据第二实施例的防反射膜100A的防反射效果优于第三比较实施例的防反射效果。

防反射膜100A可以在树脂透镜(透镜基底)200A的中央区域中具有满足1.5％≥R550≥R650≥R850以及R850≤1％的反射率。

用于制作光学元件300A的方法与根据第一实施例的用于制作光学元件300的方法是相同的，不多余地重复描述。

在第二实施例中，即使光学元件300A暴露于车辆等中的高温环境(例如70℃)，在防反射膜100A中也仅发生很小的破裂或者不发生破裂。

因此，制作了高性能光学元件300A，其中，即使在光学元件300A包括高曲率树脂透镜200A的情况下，防反射膜100A在周边区域和中央区域之间也具有有效减小的反射率差异，并且即使在高温下，在防反射膜100A中也仅发生很小的破裂或者不发生破裂。

第三实施例

在第三实施例中，描述了包括树脂基底上的八层防反射膜并且从波长为450nm的可见区域到波长为850nm的近红外区域具有1％或更小的反射率的光学元件。

表11总结了第三实施例的八层防反射膜的膜结构。

表11

表12总结了第四比较实施例的七层防反射膜的膜结构，第四比较实施例是与第三实施例相对应的比较实施例。

表12

图13是描绘第三实施例和第四比较实施例中的光谱反射率特性的曲线图。在图13中，粗线指示第三实施例中的光谱反射率特性，而细线指示第四比较实施例中的光谱反射率特性。

不同于第三实施例，第四比较实施例中的膜结构不包括MgF₂层上的硅氧化物膜。结果表明，不同于第四比较实施例，在第三实施例中在420nm到850nm的整个波长范围中反射率为1％或更小，具体地说，在可见区域内反射率减小了一半。

假设用于基底的树脂材料的折射率在1.48到1.65范围内，通过在±20％以内调整第三实施例中的膜结构的层中的每层的厚度从而调整每层的折射率变化和制造误差来实现1％或更小的反射率。

当第三实施例的层具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7和n8以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8(这些折射率和物理厚度从透镜基底的表面上的层起按该次序排序)时，层优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.44λ0≤n1×d1≤0.67λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.05λ0≤n2×d2≤0.09λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.09λ0≤n3×d3≤0.14λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.16λ0≤n4×d4≤0.25λ0,

1.45≤n5≤1.50并且0.05λ0≤n5×d5≤0.09λ0,

2.00≤n6≤2.30并且0.11λ0≤n6×d6≤0.17λ0,

1.38≤n7≤1.41并且0.17λ0≤n7×d7≤0.27λ0,以及

1.45≤n8≤1.50并且0.04λ0≤n8×d8≤0.07λ0,其中λ0代表设计参考波长。

层优选在从400nm到700nm的范围内满足以上要求。

第四实施例

在第四实施例中，例示了包括树脂基底上的十层防反射膜并且从波长为420nm的可见区域到波长为850nm的近红外区域具有1％或更小的反射率的光学元件。

表13总结了第四实施例的十层防反射膜的膜结构。

表13

表14总结了第五比较实施例的九层防反射膜的膜结构，第五比较实施例是与第四实施例相对应的比较实施例。

表14

图14是描绘第四实施例和第五比较实施例中的光谱反射率特性的曲线图。在图14中，粗线指示第四实施例中的光谱反射率特性，而细线指示第五比较实施例中的光谱反射率特性。

与第四实施例相比，第五比较实施例中的膜结构不包括MgF₂层。结果表明，不同于第五比较实施例，在包括MgF₂层的第四实施例中在420nm到850nm的整个波长范围中反射率为1％或更小，具体地说，在可见区域内反射率减小了一半。

假设用于基底的树脂材料的折射率在1.48到1.65范围内，通过在±20％以内调整第四实施例中的膜结构的层中的每层的厚度从而调整每层的折射率变化和制造误差来实现1％或更小的反射率。

当第四实施例的防反射膜的层具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9和n10以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9和d10(这些折射率和物理厚度从透镜基底的表面上的层起按该次序排序)时，层优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.40λ0≤n1×d1≤0.61λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.03λ0≤n2×d2≤0.05λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.07λ0≤n3×d3≤0.12λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.07λ0≤n4×d4≤0.12λ0,

1.45≤n5≤1.50并且0.03λ0≤n5×d5≤0.06λ0,

2.00≤n6≤2.30并且0.17λ0≤n6×d6≤0.27λ0,

1.45≤n7≤1.50并且0.04λ0≤n7×d7≤0.07λ0,

2.00≤n8≤2.30并且0.09λ0≤n8×d8≤0.15λ0,

1.38≤n9≤1.41并且0.15λ0≤n9×d9≤0.24λ0,以及

1.45≤n10≤1.50并且0.05λ0≤n10×d10≤0.08λ0,其中λ0代表设计参考波长。

层优选在从400nm到700nm的范围内满足以上要求。

如上所述，与当前通常使用的包括树脂基底上的膜结构的光学元件相比，第三或第四实施例对防反射膜的使用提供了环境测试中具有良好的防反射性能(例如，低反射率)和高防裂效果的光学元件。

第五实施例

在第五实施例中，例示了包括树脂基底上的六层防反射膜并且在从450nm波长到650nm波长的可见区域内具有0.5％或更小的反射率的光学元件。

表15总结了第五实施例的六层防反射膜的膜结构。

表15

表16总结了第六比较实施例的五层防反射膜的膜结构，第六比较实施例是与第五实施例相对应的比较实施例。

表16

图15是描绘第五实施例和第六比较实施例中的光谱反射率特性的曲线图。在图15中，粗线指示第五实施例中的光谱反射率特性，而细线指示第六比较实施例中的光谱反射率特性。

与第五实施例不同，第六比较实施例中的膜结构不包括MgF₂层。第五实施例的防反射膜在从450nm波长到650nm波长的可见区域内具有0.5％或更小的反射率。与第六比较实施例相比，反射率减小了一半。

假设用于基底的树脂材料的折射率在1.48到1.65范围内，通过在±30％以内调整第五实施例中的膜结构的层中的每层的厚度从而调整每层的折射率的变化和制造误差来实现0.5％或更小的反射率。

当第五实施例的防反射膜的层具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5和n6以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5和d6(这些折射率和物理厚度从透镜基底的表面上的层起按该次序排序)时，层优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.25λ0≤n1×d1≤0.48λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.02λ0≤n2×d2≤0.05λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.06λ0≤n3×d3≤0.13λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.32λ0≤n4×d4≤0.60λ0,

1.38≤n5≤1.41并且0.09λ0≤n5×d5≤0.17λ0,以及

1.45≤n6≤1.50并且0.05λ0≤n6×d6≤0.11λ0,其中λ0代表设计参考波长。

层优选在从400nm到700nm的范围内满足以上要求。

在第五实施例的光学元件中，树脂基底优选具有1.48到1.65的折射率。

第六实施例

在第六实施例中，例示了包括树脂基底上的八层防反射膜并且在从450nm波长到650nm波长的可见区域内具有0.5％或更小的反射率的光学元件。

表17总结了第六实施例的八层防反射膜的膜结构。

表17

表18总结了第七比较实施例的七层防反射膜的膜结构，第七比较实施例是与第六实施例相对应的比较实施例。

表18

图16是描绘第六实施例和第七比较实施例中的光谱反射率特性的曲线图。

与第六实施例不同，第七比较实施例中的膜结构不包括MgF₂层。第六实施例的防反射膜在从450nm波长到650nm波长的整个区域内具有0.5％或更小的反射率。具体地说，与第七比较实施例相比，反射率减小了一半。

假设用于基底的树脂材料的折射率在1.48到1.65范围内，通过在±30％以内调整第六实施例中的膜结构的层中的每层的厚度从而调整每层的折射率变化和制造误差来实现0.5％或更小的反射率。

当第六实施例的防反射膜的层具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7和n8以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8(这些折射率和物理厚度从透镜基底的表面上的层起按该次序排序)时，层优选满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.33λ0≤n1×d1≤0.62λ0,

2.00≤n2≤2.30并且0.04λ0≤n2×d2≤0.08λ0,

1.45≤n3≤1.50并且0.06λ0≤n3×d3≤0.12λ0,

2.00≤n4≤2.30并且0.19λ0≤n4×d4≤0.36λ0,

1.45≤n5≤1.50并且0.01λ0≤n5×d5≤0.04λ0,

2.00≤n6≤2.30并且0.10λ0≤n6×d6≤0.19λ0,

1.38≤n7≤1.41并且0.10λ0≤n7×d7≤0.21λ0,以及

1.45≤n8≤1.50并且0.05λ0≤n8×d8≤0.10λ0,其中λ0代表设计参考波长。

层优选在从400nm到700nm的范围内满足以上要求。

在第六实施例的光学元件中，树脂基底优选具有1.48到1.65的折射率。

第五实施例和第六实施例中的每个的光学元件在环境测试中具有低反射率和高防裂效果。

本发明不限于前述实施例。在本公开的技术范围内，可以做出许多修改。本公开的实施例中所描述的效果仅仅是最优选的效果的枚举，并且效果不限于实施例中所描述的效果。

虽然在前述实施例中已经描述了用作透镜基底的树脂透镜上的防反射膜的形成，但是本发明不限于此。根据实施例的防反射膜也可以用于用作透镜基底的玻璃透镜。

根据本公开的实施例，即使当防反射膜暴露于高温环境时，在防反射膜中也仅发生很小的破裂或者不发生破裂。

虽然已经参照示例性实施例描述了本公开，但是要理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最宽泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种光学元件，其特征在于，包括：

透镜基底；以及

防反射膜，所述防反射膜布置在所述透镜基底的表面上，

其中，所述防反射膜包括：

多层膜，所述多层膜布置在所述透镜基底的所述表面上，所述多层膜包括：

均由硅氧化物膜形成的一个或多个层，以及

均由钽氧化物膜形成的一个或多个层，所述均由硅氧化物膜形成的一个或多个层以及所述均由钽氧化物膜形成的一个或多个层交替堆叠；

内层，所述内层布置在所述多层膜的表面上，所述内层由镁氟化物膜形成；以及

外层，所述外层布置在所述内层的表面上，所述外层由硅氧化物膜形成。

2.根据权利要求1所述的光学元件，

其中，所述防反射膜在所述透镜基底的中央区域中具有满足1.5％≥R550≥R650≥R850以及R850≤1％的反射率，其中，R550表示所述防反射膜在波长为550nm时的反射率，R650表示所述防反射膜在波长为650nm时的反射率，R850表示所述防反射膜在波长为850nm时的反射率。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，

其中，所述多层膜包括六层，在所述六层中，均由硅氧化物膜形成的层和均由钽氧化物膜形成的层在所述透镜基底的所述表面上依次交替堆叠，并且

所述防反射膜包括包含所述多层膜、所述内层和所述外层的八层。

4.根据权利要求3所述的光学元件，

其中，所述八层从所述透镜基底的所述表面上的层起依次具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7和n8以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7和d8，并且

其中，所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.39×λ0≤n1×d1≤0.72×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.05×λ0≤n2×d2≤0.09×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.07×λ0≤n3×d3≤0.13×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.16×λ0≤n4×d4≤0.30×λ0，

1.45≤n5≤1.50并且0.05×λ0≤n5×d5≤0.09×λ0，

2.00≤n6≤2.30并且0.10×λ0≤n6×d6≤0.19×λ0，

1.38≤n7≤1.41并且0.12×λ0≤n7×d7≤0.22×λ0，以及

1.45≤n8≤1.50并且0.07×λ0≤n8×d8≤0.14×λ0，

其中，λ0表示设计参考波长。

5.根据权利要求4所述的光学元件，

其中，所述防反射膜满足以下要求：

0.50×λ0≤n1×d1≤0.61×λ0，

0.06×λ0≤n2×d2≤0.08×λ0，

0.09×λ0≤n3×d3≤0.11×λ0，

0.21×λ0≤n4×d4≤0.25×λ0，

0.06×λ0≤n5×d5≤0.07×λ0，

0.13×λ0≤n6×d6≤0.16×λ0，

0.15×λ0≤n7×d7≤0.19×λ0，以及

0.10×λ0≤n8×d8≤0.12×λ0。

6.根据权利要求1或2所述的光学元件，

其中，所述多层膜包括八层，在所述八层中，均由硅氧化物膜形成的层和均由钽氧化物膜形成的层在所述透镜基底的所述表面上依次交替堆叠，并且

所述防反射膜包括包含所述多层膜、所述内层和所述外层的十层。

7.根据权利要求6所述的光学元件，

其中，所述十层从所述透镜基底的所述表面上的层起依次具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n9和n10以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9和d10，并且

其中，所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.37×λ0≤n1×d1≤0.69×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.03×λ0≤n2×d2≤0.06×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.06×λ0≤n3×d3≤0.12×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.06×λ0≤n4×d4≤0.12×λ0，

1.45≤n5≤1.50并且0.03×λ0≤n5×d5≤0.06×λ0，

2.00≤n6≤2.30并且0.13×λ0≤n6×d6≤0.25×λ0，

1.45≤n7≤1.50并且0.04×λ0≤n7×d7≤0.08×λ0，

2.00≤n8≤2.30并且0.09×λ0≤n8×d8≤0.16×λ0，

1.38≤n9≤1.41并且0.14×λ0≤n9×d9≤0.26×λ0，以及

1.45≤n10≤1.50并且0.04×λ0≤n10×d10≤0.08×λ0，其中，λ0表示设计参考波长。

8.根据权利要求7所述的光学元件，

其中，所述防反射膜满足以下要求：

0.47×λ0≤n1×d1≤0.58×λ0，

0.04×λ0≤n2×d2≤0.05×λ0，

0.08×λ0≤n3×d3≤0.10×λ0，

0.08×λ0≤n4×d4≤0.10×λ0，

0.04×λ0≤n5×d5≤0.05×λ0，

0.17×λ0≤n6×d6≤0.21×λ0，

0.06×λ0≤n7×d7≤0.07×λ0，

0.11×λ0≤n8×d8≤0.14×λ0，

0.18×λ0≤n9×d9≤0.22×λ0，以及

0.06×λ0≤n10×d10≤0.70×λ0。

9.根据权利要求1所述的光学元件，

其中，所述透镜基底由折射率大于等于1.48并且小于等于1.55的树脂构成。

10.根据权利要求9所述的光学元件，

其中，所述透镜基底由环烯聚合物树脂或PMMA树脂构成。

11.根据权利要求3所述的光学元件，

其中，所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.44λ0≤n1×d1≤0.67×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.05λ0≤n2×d2≤0.09×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.09λ0≤n3×d3≤0.14×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.16λ0≤n4×d4≤0.25×λ0，

1.45≤n5≤1.50并且0.05λ0≤n5×d5≤0.09×λ0，

2.00≤n6≤2.30并且0.11λ0≤n6×d6≤0.17×λ0，

1.38≤n7≤1.41并且0.17λ0≤n7×d7≤0.27×λ0，以及

1.45≤n8≤1.50并且0.04λ0≤n8×d8≤0.07×λ0，其中λ0代表设计参考波长。

12.根据权利要求6所述的光学元件，

其中，所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.40λ0≤n1×d1≤0.61×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.03λ0≤n2×d2≤0.05×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.07λ0≤n3×d3≤0.12×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.07λ0≤n4×d4≤0.12×λ0，

1.45≤n5≤1.50并且0.03λ0≤n5×d5≤0.06×λ0，

2.00≤n6≤2.30并且0.17λ0≤n6×d6≤0.27×λ0，

1.45≤n7≤1.50并且0.04λ0≤n7×d7≤0.07×λ0，

2.00≤n8≤2.30并且0.09λ0≤n8×d8≤0.15×λ0，

1.38≤n9≤1.41并且0.15λ0≤n9×d9≤0.24×λ0，以及

1.45≤n10≤1.50并且0.05λ0≤n10×d10≤0.08×λ0，其中λ0代表设计参考波长。

13.根据权利要求1所述的光学元件，

其中，所述多层膜包括四层，在所述四层中，均由硅氧化物膜形成的层和均由钽氧化物膜形成的层在所述透镜基底的所述表面上依次交替堆叠，

所述防反射膜包括包含所述多层膜、所述内层和所述外层的六层，

所述六层从所述透镜基底的所述表面上的层起依次具有各自的折射率n1、n2、n3、n4、n5和n6以及物理厚度d1、d2、d3、d4、d5和d6，并且

所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.25λ0≤n1×d1≤0.48×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.02λ0≤n2×d2≤0.05×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.06λ0≤n3×d3≤0.13×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.32λ0≤n4×d4≤0.60×λ0，

1.38≤n5≤1.41并且0.09λ0≤n5×d5≤0.17×λ0，以及

1.45≤n6≤1.50并且0.05λ0≤n6×d6≤0.11×λ0，其中λ0代表设计参考波长。

14.根据权利要求3所述的光学元件，

其中，所述防反射膜满足以下要求：

1.45≤n1≤1.50并且0.33λ0≤n1×d1≤0.62×λ0，

2.00≤n2≤2.30并且0.04λ0≤n2×d2≤0.08×λ0，

1.45≤n3≤1.50并且0.06λ0≤n3×d3≤0.12×λ0，

2.00≤n4≤2.30并且0.19λ0≤n4×d4≤0.36×λ0，

1.45≤n5≤1.50并且0.01λ0≤n5×d5≤0.04×λ0，

2.00≤n6≤2.30并且0.10λ0≤n6×d6≤0.19×λ0，

1.38≤n7≤1.41并且0.10λ0≤n7×d7≤0.21×λ0，以及

1.45≤n8≤1.50并且0.05λ0≤n8×d8≤0.10×λ0，其中λ0代表设计参考波长。

15.一种用于制作光学元件的方法，其特征在于，所述光学元件在透镜基底上包括防反射膜，所述方法包括：

在所述透镜基底的表面上形成多层膜的多层膜形成步骤，所述多层膜包括：

由硅氧化物膜形成的层，以及

由钽氧化物膜形成的层，由硅氧化物膜形成的层和由钽氧化物膜形成的层交替堆叠；

在所述多层膜的表面上形成内层的内层形成步骤，所述内层由镁氟化物膜形成；以及

在所述内层的表面上形成外层的外层形成步骤，所述外层由硅氧化物膜形成。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中，通过离子辅助沉积处理来执行所述多层膜形成步骤、内层形成步骤以及外层形成步骤。