DE102016118362A1

DE102016118362A1 - Antireflexionsfilm, optisches Element und augenoptische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102016118362A1
Application number: DE102016118362.8A
Authority: DE
Inventors: Hiroki Fukaya; Kenichiro Miyazawa
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2017-03-30
Also published as: JP2017068096A; US20170090071A1; US10345489B2; JP6549458B2

Abstract

Auf einem Substrat ist ein Antireflexionsfilm vorgesehen. Der Antireflexionsfilm enthält mindestens neun Schichten. Eine äußerste Schicht der neun Schichten ist durch SiO2 oder durch MgF2 gebildet.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-194538 , eingereicht am 30. September 2015, wovon die gesamte Offenbarung hier unter Bezugnahme eingearbeitet ist.
Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antireflexionsfilm, der die Reflexion von Licht in einem Bereich vom sichtbaren Licht bis zum Nahinfrarotlicht einschränkt, auf ein optisches Element, das den Antireflexionsfilm enthält, und auf eine augenoptische Vorrichtung, die das optische Element enthält.
Beschreibung des Stands der Technik
Es ist allgemein bekannt, dass ein Antireflexionsfilm auf einer Fläche eines optischen Elements, wie etwa einer Linse, vorgesehen ist, um die Reflexion des einfallenden Lichts zu verringern. Als ein derartiger Antireflexionsfilm ist eine Technologie offenbart, in der eine Schicht aus MgF₂ auf der äußersten Seite des Antireflexionsfilms laminiert ist (siehe z. B. JP2009-8901A und JP2007-333806A ).
Allerdings weist ein Antireflexionsfilm, wie in JP2009-8901A oder in JP2007-333806A beschrieben, im Bereich des sichtbaren Licht von ungefähr 350 nm bis 700 nm eine Kennlinie eines niedrigen Reflexionsvermögens auf, aber JP2009-8901A und JP2007-333806A offenbaren das Reflexionsvermögen nicht in einem großen Band von einem Bereich des sichtbaren Lichts bis in einen Bereich des Nahinfrarotlichts. Außerdem kann in dem Antireflexionsfilm abhängig von einer Zusammensetzung der Filmmaterialien ein Phänomen auftreten, dass das einfallende Licht gedämpft wird. Es bestehen Möglichkeiten, dass das Phänomen verhindert, dass der Antireflexionsfilm eine ausreichende Antireflexionswirkung aufweist, und dass es die Leistungsfähigkeit des Antireflexionsfilms und der optischen Komponenten beeinflusst.
Aufgabenstellung
Ausgehend von dem Stand der Technik ist die Aufgabe der Erfindung einen Antireflexionsfilm, der in einem weiten Bereich, der den Bereich des sichtbaren Lichts und den Bereich des Nahinfrarotlichts enthält, eine hervorragende Antireflexionswirkung aufweist und der eine hervorragende Leistungsfähigkeit aufweist sowie ein optisches Element, das den Antireflexionsfilm enthält und eine augenoptische Vorrichtung, die das optische Element enthält, bereit zu stellen.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, ist ein Antireflexionsfilm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einem Substrat vorgesehen, der ein Laminat enthält, das mindestens neun Schichten aufweist. Die äußerste Schicht ist aus SiO₂ oder aus MgF₂ gebildet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Schnittansicht eines optischen Elements, das mit einem Antireflexionsfilm gemäß einer Ausführungsform 1 versehen ist. 1B ist eine Schnittansicht eines optischen Elements, das mit einem Antireflexionsfilm gemäß einer Ausführungsform 2 versehen ist. 1C ist eine Schnittansicht eines optischen Elements, das mit einem Antireflexionsfilm gemäß einer Ausführungsform 4 versehen ist. 1D ist eine Schnittansicht eines optischen Elements, das mit einer Antireflexionsschicht gemäß einer Ausführungsform 5 versehen ist. 2 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 1 zeigt. 3 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 2 zeigt. 4 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 3 zeigt. 5 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 4 zeigt. 6 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 5 zeigt. 7 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 6 zeigt. 8 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 mit der optischen Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 1 vergleicht. 9 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 mit der optischen Kennlinie des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 2 vergleicht. 10A ist eine Frontansicht einer augenoptischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform 7. 10B ist eine Seitenansicht der augenoptischen Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 7.
Beschreibung
Ausführungsformen eines Antireflexionsfilms, eines optischen Elements, das den Antireflexionsfilm enthält, und einer augenoptischen Vorrichtung, die das optische Element enthält, gemäß der Offenbarung werden hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ein optisches Element 1, das einen Antireflexionsfilm 10 gemäß der Ausführungsform 1 enthält, wird unter Bezugnahme auf 1A und 2 beschrieben. 1A ist eine Schnittansicht, die eine schematische Konfiguration des optischen Elements 1 veranschaulicht, das den Antireflexionsfilm 10 gemäß der Ausführungsform 1 enthält. 2 ist ein Graph, der eine optische Kennlinie des Antireflexionsfilms 10 gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht, und ist genauer eine Reflexionsverteilungsabbildung des Antireflexionsfilms gegen das Licht in einem sichtbaren Bereich und in einem Nahinfrarotbereich.
Wie in 1A gezeigt ist, ist das optische Element 1 gemäß der Ausführungsform 1 auf einem Substrat 2 ausgebildet und enthält den Antireflexionsfilm 10, wobei mindestens neun Schichten auf das Substrat 2 laminiert sind.
Der Antireflexionsfilm 10 enthält eine erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ (Niobpentoxid), eine zweite Schicht 12 aus SiO₂ (Siliziumdioxid), eine dritte Schicht 13 aus Nb₂O₅, eine vierte Schicht 14 aus SiO₂, eine fünfte Schicht 15 aus Nb₂O₅, eine sechste Schicht 16 aus SiO₂, eine siebte Schicht 17 aus Nb₂O₅, eine achte Schicht 18 aus SiO₂ und eine neunte Schicht 19 aus MgF₂ (Magnesiumdiflorid), die in der Reihenfolge vom Substrat 2 aus laminiert sind, wie in 1A gezeigt ist. Eine Luftschicht ist außerhalb (die dem Substrat 2 entgegengesetzte Seite) der neunten Schicht 19 ausgebildet. Durch das Ausbilden jeder Schicht in dieser Reihenfolge kann der Antireflexionsfilm in einer Bandbreite verwendet werden, die vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) reicht.
Der Antireflexionsfilm 10 dieser Ausführungsform enthält ein Laminat. In der Ausführungsform 1 enthält das Laminat eine Vielzahl von Schichten 11 bis 18 aus Nb₂O₅ und aus SiO₂, die in der Reihenfolge vom Substrat 2 aus angeordnet sind, und eine äußerste Schicht 19 aus MgF₂.
Ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein ionenstrahlunterstütztes Depositions- (IAD) filmbildendes Verfahren, ein Ionenüberzugsfilmbildungsverfahren, ein Spritzverfahren oder dergleichen können als ein Verfahren zum Ausbilden des Antireflexionsfilms verwendet werden, ohne auf die obigen eingeschränkt zu sein.
Als das Substrat 2 wird in der Ausführungsform 1 ein Glassubstrat („TIH11”, hergestellt von Ohara Co., Ltd) verwendet, das einen Brechungsindex von 1,6 oder mehr aufweist. Es sei erwähnt, dass der Antireflexionsfilm 10 in der Ausführungsform 1 auf einem anderen Substrat ausgebildet sein kann, das eine gleichartige optische Leistung wie das „TIH11” aufweist, ohne auf das „TIH11” eingeschränkt zu sein.
In einem herkömmlichen Antireflexionsfilm, der ein Laminat von Schichten aus Nb₂O₅ und von Schichten aus MgF₂ aufweist, die in der Reihenfolge vom Substrat aus angeordnet sind, besteht eine Möglichkeit, dass Probleme, wie etwa ein Filmausbildungsfehler, auftreten, wobei als ein Ergebnis das einfallende Licht gedämpft wird. Mit anderen Worten, ein Phänomen, dass das einfallende Licht absorbiert wird, kann auftreten. Tatsächlich tritt das Phänomen mit ungefähr zweifachen Frequenzen pro fünfmaliger Filmbildungsvorgänge auf. Das beeinflusst die Leistungsfähigkeit der optischen Komponenten.
Die Offenbarung wurde von den Erfindern in Anbetracht der folgenden Umstände gemacht. Nachdem die Erfinder der Offenbarung versucht hatten, zwischen die Nb₂O₅-Schichten und die MgF₂-Schichten eines Laminats, das aus den Nb₂O₅-Schichten und aus den MgF₂-Schichten gebildet ist, in der Reihenfolge vom Substrat aus Schichten aus SiO₂ zu laminieren, wurde festgestellt, dass die Filmbildung wirksam erreicht wurde und dass das Auftreten des Phänomens der Dämpfung des einfallenden Lichts verringert werden konnte. Zusätzlich wurde festgestellt, dass über ein großes Band, das vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich reicht, hervorragende Antireflexionswirkungen erzielt werden konnten, wenn der Antireflexionsfilm mit neun Schichten gebildet wurde, obwohl der Antireflexionsfilm mit acht Schichten die hervorragenden Antireflexionswirkungen im Band, das vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) reicht, nicht erzielen konnte.

Eine Schichtkonfiguration, ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms 10 in der Ausführungsform 1 sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Neunte Schicht	MgF₂	1,38531	94,1
Achte Schicht	SiO₂	1,45998	18,53
Siebente Schicht	Nb₂O₅	2,39526	24,31
Sechste Schicht	SiO₂	1,45998	21,66
Fünfte Schicht	Nb₂O₅	2,39526	83,3
Vierte Schicht	SiO₂	1,45998	7,75
Dritte Schicht	Nb₂O₅	2,39526	41,82
Zweite Schicht	SiO₂	1,45998	24,15
Erste Schicht	Nb₂O₅	2,39526	16,21
Substrat	TIH11	-	-

Wie in der Tabelle 1 und in 1A gezeigt ist, enthält der Antireflexionsfilm 10 in der Ausführungsform 1 eine Neunschichtenkonfiguration, in welchem vier Schichten aus Nb₂O₅, die jeweils einen hohen Brechungsindex von 2,3 oder mehr aufweisen, und vier Schichten aus SiO₂, die jeweils einen niedrigen Brechungsindex von 1,5 oder weniger aufweisen, in der Reihenfolge vom Substrat 2 aus auf das Substrat 2 laminiert sind und eine MgF₂-Schicht auf der äußersten Seite der acht Schichten laminiert ist, die am weitesten von dem Substrat 2 entfernt ist.
Die Konfiguration des Antireflexionsfilms 10, der aus den neun Schichten gebildet ist, macht es möglich, im sichtbaren Bereich und im Nahinfrarotbereich eine hervorragende Antireflexionsleistung zu erzielen. Die Anordnung der achten Schicht 18 aus SiO₂ zwischen der siebten Schicht 17 aus Nb₂O₅ und der neunten Schicht 19 aus MgF₂ macht es möglich, die Filmbildung wirksam auszuführen und die Dämpfung im sichtbaren Bereich und im Nahinfrarotbereich einzuschränken, das heißt, die Absorption des einfallenden Lichts einzuschränken. Dementsprechend können die Qualität und die Leistungsfähigkeit des Antireflexionsfilms 10 und des optischen Elements 1 verbessert werden.
Es sei erwähnt, dass anstelle des Niob (Nb) als das hochbrechende Material Tantal (Ta), Titan (Ti), Zirkonium (Zr) usw. verwendet werden können. Genauer können selbst andere als das Nb₂O₅ als das hochbrechende Material, Tantaloxid (Ta₂O₅), Titanoxid (TiO₂), Zirkoniumoxid (ZrO₂), usw. verwendet werden.
In der Ausführungsform 1 als einer Filmbildungsprozedur werden die erste Schicht 11 bis zur achten Schicht 18 der Nb₂O₅-Schichten und der SiO₂-Schichten durch das IAD-filmbildende Verfahren ausgebildet, und die äußerste, neunte Schicht aus MgF₂ wird durch das Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet. Mit dieser Filmbildungsprozedur kann in dem Band, das vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich reicht, ein niedrigeres Reflexionsvermögen verwirklicht werden. Weil die chemische und physikalische Integrität jeder Schicht erhöht wird, ist es möglich, die Stabilität der Filmbildung weiter zu erhöhen und die Qualität und die Leistungsfähigkeit des Antireflexionsfilms 10 und des optischen Elements 1 zu verbessern.
Hierbei können alle Schichten durch das IAD-filmbildende Verfahren gebildet werden oder alle Schichten können durch das Vakuumverdampfungsverfahren gebildet werden, ohne auf die oben beschriebene Filmbildungsprozedur eingeschränkt zu sein. Die Filmbildung kann unter Verwendung eines Ionenüberzugsfilmbildungsverfahrens, diverser Spritzverfahren oder eines entsprechenden Verfahrens, das vom IAD-filmbildenden Verfahren und vom Vakuumverdampfungsverfahren verschieden ist, oder einer Kombination ihrer Filmbildungsverfahren ausgeführt werden.
Eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des optischen Elements 1, das den Antireflexionsfilm 10 enthält, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist in 2 gezeigt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist es in dem Antireflexionsfilm 10 in der Ausführungsform 1 möglich, in dem Band, das vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) reicht, ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5 oder weniger zu verwirklichen.
Als nächstes wird ein optisches Element beschrieben, das mit einem Antireflexionsfilm gemäß der Ausführungsform 2 versehen ist. Wie in 1B gezeigt ist, weist das optische Element gemäß der Ausführungsform 2 dieselbe Grundkonfiguration auf wie die des optischen Elements 1 in der Ausführungsform 1, das in 1A gezeigt ist. Jedoch enthält der Antireflexionsfilm 10 gemäß der Ausführungsform 2 ferner eine zehnte Schicht 20 aus SiO₂, das auf eine Außenseite des Antireflexionsfilms gemäß der Ausführungsform 1 laminiert ist, um eine fäulnisverhütende Schicht auf der zehnten Schicht 20 außerhalb der neunten Schicht 19 des Antireflexionsfilms 10 bereitzustellen. Der Antireflexionsfilm gemäß der Ausführungsform 2 weist daher eine Zehnschichtenkonfiguration auf.

Eine Schichtkonfiguration und ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 2 sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. In der Ausführungsform 2 wird durch Laminieren der Materialschichten wie in der folgenden Tabelle 2 auf das Glassubstrat „TIH11” der Antireflexionsfilm gebildet, der in dem Band verwendet werden kann, das vom sichtbaren Bereich (bis in den Nahinfrarotbereich) reicht. Tabelle 2

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Zehnte Schicht	SiO₂	1,45998	12,63
Neunte Schicht	MgF₂	1,38531	78,51
Achte Schicht	SiO₂	1,45998	18,53
Siebente Schicht	Nb₂O₅	2,39526	24,55
Sechste Schicht	SiO₂	1,45998	21,46
Fünfte Schicht	Nb₂O₅	2,39526	83,31
Vierte Schicht	SiO₂	1,45998	7,99
Dritte Schicht	Nb₂O₅	2,39526	41,6
Zweite Schicht	SiO₂	1,45998	24,33
Erste Schicht	Nb₂O₅	2,39526	16,07
Substrat	TIH11	-	-

Die fäulnisverhütende Schicht ist auf einer Fläche einer Objektlinse usw. vorgesehen, um zu verhindern, dass sich Fingerabdrücke oder Schmutz auf der Fläche der Objektlinse usw. anhaftet. In der Ausführungsform 2 ist die fäulnisverhütende Schicht auf einer Außenfläche der zehnten Schicht 20 aus SiO₂ außerhalb der neunten Schicht 19 aus MgF₂ des Antireflexionsfilms laminiert. Als ein Material und als ein Filmbildungsverfahren der fäulnisverhütenden Schicht können das Material und das Filmbildungsverfahren verwendet werden, die in JP2013-156523A offenbart sind, jedoch können andere bekannte Materialien und Filmbildungsverfahren verwendet werden, ohne auf die obigen eingeschränkt zu sein.
Wie in der Ausführungsform 2 ist es durch das Anordnen der zehnten Schicht 20 aus SiO₂ zwischen der neunten Schicht aus MgF₂ und der fäulnisverhütenden Schicht möglich, in dem Band, das vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) reicht, eine hervorragende Antireflexionswirkung zu verwirklichen, ohne dass die Antireflexionswirkung des Antireflexionsfilms durch die fäulnisverhütende Schicht beeinträchtigt wird.
Eine optische Kennlinie (Abbildung der Reflexionsvermögensverteilung) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 2 ist in 3 veranschaulicht. Wie aus 3 ersichtlich ist, kann in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 2 in dem Band vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden.
Als nächstes wird ein optisches Element beschrieben, das mit einem Antireflexionsfilm gemäß der Ausführungsform 3 versehen ist. Das optische Element 1 in der Ausführungsform 3 verwendet anstelle des Substrats „TIH11” ein Substrat 2, „BAL35” (ein Glassubstrat, das von Ohara Co., Ltd hergestellt wird), das ein Reflexionsvermögen aufweist, das niedriger als das Reflexionsvermögen des Substrats „TIH11” ist. Das optische Element weist dieselbe Grundkonfiguration, d. h. den Antireflexionsfilm der Neunschichtenstruktur, wie das optische Element in der Ausführungsform 1 auf, das in 1A gezeigt ist, außer, dass eine physikalische Dicke jeder Schicht geändert ist. Sogar in diesem Fall ist das Substrat 2 nicht auf das „BAL35” beschränkt, sondern andere Substrate, z. B. ein Substrat aus einem Glasmaterial, das eine gleichartige optische Kennlinie wie die des BAL35-Substrats aufweist, können verwendet werden, und der Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 3 kann auf die anderen Substrate aufgebracht sein.

Eine Schichtkonfiguration und ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 3 sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. In der Ausführungsform 3 wird durch Laminieren der Materialschichten wie in der folgenden Tabelle 3 auf das Glassubstrat „BAL35” der Antireflexionsfilm gebildet, der für das Band verwendet werden kann, das vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) reicht. Tabelle 3

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Neunte Schicht	MgF₂	1,38559	98,66
Achte Schicht	SiO₂	1,46037	11,67
Siebente Schicht	Nb₂O₅	2,39945	24,69
Sechste Schicht	SiO₂	1,46037	20,11
Fünfte Schicht	Nb₂O₅	2,39945	87,39
Vierte Schicht	SiO₂	1,46037	12,22
Dritte Schicht	Nb₂O₅	2,39945	34,56
Zweite Schicht	SiO₂	1,46037	36,78
Erste Schicht	Nb₂O₅	2,39945	12,79
Substrat	BAL35	-	-

Eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 3 ist in 4 veranschaulicht. Wie aus 4 ersichtlich ist, kann in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 3 in das Band vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in den Nahinfrarotbereich (800 nm bis 900 nm) ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden.
Als nächstes wird ein optisches Element beschrieben, das mit einem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 4 versehen ist. Wie in 1C gezeigt ist, weist das optische Element in der Ausführungsform 4 dieselbe Grundkonfiguration auf wie das optische Element der Ausführungsform 1, das in 1A gezeigt ist, jedoch ist der Antireflexionsfilm so ausgebildet, dass er eine Zehnschichtstruktur aufweist, indem eine zusätzliche Schicht 30 aus SiO₂ zwischen dem Substrat 2 und der Schicht 11 aus Nb₂O₅ angeordnet ist.

Eine Schichtkonfiguration und ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 4 sind in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. In der Ausführungsform 4 wird durch Laminieren der Materialschichten, wie in der folgenden Tabelle 4 gezeigt ist, auf das Glassubstrat „TIH11” der Antireflexionsfilm gebildet, der für ein Band vom sichtbaren Bereich (420 nm bis 800 nm) bis in einen Nahinfrarotbereich von 1.000 nm bis 1.100 nm verwendet werden kann. Tabelle 4

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Zehnte Schicht	MgF₂	1,37726	101,18
Neunte Schicht	SiO₂	1,45441	14,11
Achte Schicht	Nb₂O₅	2,30466	24,27
Siebente Schicht	SiO₂	1,45441	25,28
Sechste Schicht	Nb₂O₅	2,30466	150,84
Fünfte Schicht	SiO₂	1,45441	24,34
Vierte Schicht	Nb₂O₅	2,30466	29,56
Dritte Schicht	SiO₂	1,45441	51,51
Zweite Schicht	Nb₂O₅	2,30466	17,9
Erste Schicht	SiO₂	1,45441	31,86
Substrat	TIH11		-

Eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 4 ist in 5 veranschaulicht. Wie aus 5 ersichtlich ist, kann in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 4 in den Bändern von einem sichtbaren Bereich (420 nm bis 720 nm) und dem Nahinfrarotbereich (1.000 nm bis 1.100 nm) ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden.
Als nächstes wird ein optisches Element beschrieben, das mit einem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 5 versehen ist. Wie in 1D gezeigt ist, weist das optischen Element in der Ausführungsform 5 dieselbe Grundkonfiguration auf wie das optische Element der Ausführungsform 1, das in 1A gezeigt ist, jedoch ist der Antireflexionsfilm so ausgebildet, dass er eine elfte Schicht aufweist, indem zusätzlich eine Schicht 40 aus SiO₂ auf der äußeren Seite der äußersten Schicht 19 aus MgF₂ angeordnet ist, um eine fäulnisverhütende Schicht als eine externe Beschichtung des Antireflexionsfilms bereitzustellen.

Eine Schichtkonfiguration und ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 5 sind in der folgenden Tabelle 5 gezeigt. In der Ausführungsform 5 wird durch Laminieren der Materialschichten, wie in der folgenden Tabelle 5 gezeigt ist, auf das Glassubstrat „TIH11” der Antireflexionsfilm gebildet, der für das Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich von 1.000 nm bis 1.100 nm verwendet werden kann. Tabelle 5

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Elfte Schicht	SiO₂	1,45441	11,68
Zehnte Schicht	MgF₂	1,37726	86,73
Neunte Schicht	SiO₂	1,45441	14,11
Achte Schicht	Nb₂O₅	2,30466	24,42
Siebente Schicht	SiO₂	1,45441	25,2
Sechste Schicht	Nb₂O₅	2,30466	150,77
Fünfte Schicht	SiO₂	1,45441	24,37
Vierte Schicht	Nb₂O₅	2,30466	29,53
Dritte Schicht	SiO₂	1,45441	51,19
Zweite Schicht	Nb₂O₅	2,30466	17,92
Erste Schicht	SiO₂	1,45441	31,25
Substrat	TIH11	-	-

Eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 5 ist in 6 veranschaulicht. Wie aus 6 ersichtlich ist, kann in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 5 in den Bändern des sichtbaren Bereichs (420 nm bis 720 nm) und des Nahinfrarotbereichs (1.000 nm bis 1.100 nm) ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden.
Als nächstes wird ein optisches Element beschrieben, das mit einer Antireflexionsschicht gemäß der Ausführungsform 6 versehen ist. Das optische Element in der Ausführungsform 6 weist dieselbe Grundkonfiguration, d. h. die Neunschichtenstruktur, wie das optische Element in der Ausführungsform 3 auf, außer, dass eine physikalische Dicke jeder Schicht geändert ist.

Eine Schichtkonfiguration und ein Materialname, ein Brechungsindex in der d-Linie und eine physikalische Filmdicke jeder Schicht des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 6 sind in der folgenden Tabelle 6 gezeigt. In der Ausführungsform 6 wird durch Laminieren der Materialschichten, wie in der folgenden Tabelle 6 gezeigt ist, auf das Glassubstrat „BAL35” der Antireflexionsfilm gebildet, der für das Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich von 1.000 nm bis 1.100 nm verwendet werden kann. Tabelle 6

Schicht	Material	Brechungsindex	Physikalische Filmdicke (nm)
Luftschicht	-	1,00000	-
Neunte Schicht	MgF₂	1,37672	102,65
Achte Schicht	SiO₂	1,45422	11,83
Siebente Schicht	Nb₂O₅	2,30113	24,41
Sechste Schicht	SiO₂	1,45422	25,03
Fünfte Schicht	Nb₂O₅	2,30113	145,89
Vierte Schicht	SiO₂	1,45422	21,63
Dritte Schicht	Nb₂O₅	2,30113	24,97
Zweite Schicht	SiO₂	1,45422	40,76
Erste Schicht	Nb₂O₅	2,30113	7,11
Substrat	BAL35	-	-

Eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 6 ist in 7 veranschaulicht. Wie aus 7 ersichtlich ist, kann in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 6 in den Bändern des sichtbaren Bereichs (420 nm bis 720 nm) und des Nahinfrarotbereichs (1.000 nm bis 1.100 nm) ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden.
Als ein Vergleichsbeispiel 1 zur Ausführungsform 1 wurde ein optisches Element erstellt, das einen Antireflexionsfilm enthält, der acht Schichten aufweist. Genauer wurde das optische Element des Vergleichsbeispiels 1 durch Aufbringen der acht Schichten, die dieselbe Konfiguration aufweisen, wie die zweite Schicht 12 bis zur neunten Schicht 19 in der Ausführungsform 1, die in 1A gezeigt ist, auf dem Glassubstrat „TIH11” erstellt, ohne die erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ vorzusehen, die sich am nächsten zum Substrat 2 befindet. 8 veranschaulicht einen Graph, der in das Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms im Vergleichsbeispiel 1 mit der optischen Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 1 vergleicht. In 8 stellt eine dünne Linie die optische Kennlinie des Antireflexionsfilms im Vergleichsbeispiel 1 dar, und eine dicke Linie stellt die optische Kennlinie des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 1 dar.
Wie aus 8 ersichtlich ist, wird bestimmt, dass der Antireflexionsfilm der neun Schichten in der Ausführungsform 1, in der die erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ vorgesehen ist, in dem Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich im Vergleich mit dem Antireflexionsfilm der acht Schichten im Vergleichsbeispiel 1, in dem die erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ nicht vorgesehen ist, eine hervorragende Antireflexionswirkung aufweist.
Als ein Vergleichsbeispiel 2 zur Ausführungsform 2 wurde ein Antireflexionsfilm erstellt, der neun Schichten aufweist, ohne die erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ vorzusehen, die sich in dem Antireflexionsfilm in der Ausführungsform 2, die in 1B gezeigt ist, am nächsten zum Substrat 2 befindet. Das heißt, der Antireflexionsfilm weist vom Substrat 2 bis zur Schicht 19 aus MgF₂ acht Schichten auf. 9 veranschaulicht einen Graph, der in das Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich eine optische Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms im Vergleichsbeispiel 2 mit der optischen Kennlinie (Abbildung des Reflexionsvermögens) des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 2 vergleicht. In 9 stellt eine dünne Linie die optische Kennlinie des Antireflexionsfilms im Vergleichsbeispiel 2 dar, und eine dicke Linie stellt die optische Kennlinie des Antireflexionsfilms in der Ausführungsform 2 dar.
Wie aus 9 ersichtlich ist, weist der Antireflexionsfilm mit zehn Schichten (d. h. der vom Substrat 2 bis zur neunten Schicht 19 neun Schichten enthält) in der Ausführungsform 2, in der die erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ vorgesehen ist, in dem Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich eine hervorragende Antireflexionswirkung auf. Zumindest im Vergleich zu dem Antireflexionsfilm im Vergleichsbeispiel 2, in dem nicht vorgesehen ist, dass eine erste Schicht 11 aus Nb₂O₅ acht Schichten vom Substrat 2 bis zur Schicht 19 aus MgF₂ aufweist.
Als weitere Vergleichsbeispiele wurde durch Bilden eines Antireflexionsfilms ein optisches Element erstellt, ohne eine Schicht aus SiO₂ zwischen einer Schicht aus MgF₂ und einer Schicht aus Nb₂O₅ in der Schichtenkonfiguration des Antireflexionsfilms jedes der optischen Elemente in den Ausführungsformen 1 bis 6 vorzusehen. In dem optischen Element jedes der Vergleichsbeispiele trat das Phänomen, dass das einfallende Licht absorbiert wird, bei ungefähr zweifacher Frequenzen pro fünfmaliger Filmbildungsvorgänge auf. Im Gegensatz dazu trat das Phänomen im optischen Element jeder der Ausführungsformen 1 bis 6, in denen die Schicht aus SiO₂ vorgesehen ist, nicht auf.
Als ein Ergebnis können der Antireflexionsfilm und das optische Element, das den Antireflexionsfilm in jeder der Ausführungsformen 1 bis 6 enthält, in dem großen Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich eine hervorragende Antireflexionswirkung aufweisen. Außerdem wird das Phänomen, dass das einfallende Licht in den Filmbildungsvorgängen absorbiert wird, unterdrückt. Es ist daher möglich, die Qualität des Antireflexionsfilms und des optischen Elements zu erhöhen, eine gleichmäßige Produktqualität aufrechtzuerhalten und deren Leistungsfähigkeit zu verbessern. Ferner können der Antireflexionsfilm 10 und das optische Element 1 in der Ausführungsform 1 tauglich für eine augenoptische Vorrichtung verwendet werden, die unter Verwendung von sichtbarem Licht oder von Nahinfrarotlicht eine Diagnose, eine Untersuchung usw. der Augen durchführt, insbesondere eine Vorrichtung für optische Kohärenztomographie usw., wie etwa eine Vorrichtung zur Untersuchung des Augenhintergrunds oder eine Vorrichtung zum Photographieren eines dreidimensionalen Augenhintergrundbilds.
Hier weist der Antireflexionsfilm in jeder der Ausführungsformen wie oben beschrieben die Struktur der neun bis elf Schichten auf. Als eine andere Ausführungsform ist es möglich, durch Erhöhen der wiederholten Schichten Materialien mit hohem Brechungsindex (Nb₂O₅ usw.) und Materialien mit niedrigem Brechungsindex (SiO₂ usw.), die auf das Substrat laminiert werden, und durch Laminieren einer Schicht von MgF₂ auf eine Außenfläche der wiederholten Schichten einen Antireflexionsfilm auszubilden, der eine Laminatstruktur von ungefähr zwanzig Schichten aufweist. In einem derartigen Antireflexionsfilm kann nicht nur eine hervorragende Antireflexionswirkung im sichtbaren Bereich und im Nahinfrarotbereich erzielt werden, sondern das optische Bildrauschen kann ebenfalls verringert werden. Folglich kann der Antireflexionsfilm tauglich auf eine Linse aufgebracht werden, die in der augenoptischen Vorrichtung, wie etwa der Vorrichtung für optische Kohärenztomographie usw., installiert ist.
Eine Ausführungsform der augenoptischen Vorrichtung, die mit dem optischen Element versehen ist, das den Antireflexionsfilm einer der Ausführungsformen 1 bis 6 enthält, ist hier nachfolgend unter Bezugnahme auf 10A und 10B als die Ausführungsform 7 beschrieben. 10A und 10B sind jeweils eine Frontansicht und eine Seitenansicht der Vorrichtung 100 für optische Kohärenztomographie der Ausführungsform 7 als der augenoptischen Vorrichtung.
Wie in 10A und 10B veranschaulicht ist, enthält die Vorrichtung 100 für optische Kohärenztomographie der Ausführungsform 7 eine Basis 101 und einen Vorrichtungskörper 102. Der Vorrichtungskörper 102 weist ein Linsengehäuse 104 auf, in dem ein optisches System, das eine Objektlinse 103 usw, aufweist, und eine Anzeige 105, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige usw., die einen Betriebsbildschirm, ein Messergebnis usw. anzeigt, untergebracht sind. Die Basis 101 weist in einem Innenabschnitt davon ein Steuersystem, das den Betrieb des Vorrichtungskörpers 102 steuert, ein Antriebssystem usw. auf und weist in einem Außenabschnitt davon eine Gesichtsaufnahmeeinheit 106 auf, die eine Kinnaufnahme und einen Stirnträger usw. aufweist, um eine Position eines Gesichts (Testauge) einer Testperson (Patient) X zu fixieren. Das optische Element, das mit dem Antireflexionsfilm einer der Ausführungsformen 1 bis 6 versehen ist, ist an der Objektlinse 103 des optischen Systems angebracht. Es sei erwähnt, dass die augenoptische Vorrichtung für eine Vorrichtung für optische Kohärenztomographie verwendet werden kann, die eine andere Konfiguration aufweist, oder für eine augenoptische Vorrichtung, wie etwa eine Augenhintergrundkamera usw., ohne auf die Vorrichtung 100 für optische Kohärenztomographie der Ausführungsform 7 eingeschränkt zu sein.
Durch das Anbringen des optischen Elements, das mit dem Antireflexionsfilm einer der Ausführungsformen 1 bis 6 versehen ist, an der Objektlinse 103 in der Vorrichtung 100 für optische Kohärenztomographie der Ausführungsform 7 kann in dem Band des sichtbaren Bereichs und des Nahinfrarotbereichs von 800 nm bis 900 nm und in dem Band des sichtbaren Bereichs und des Nahinfrarotbereichs von 1.000 nm bis 1.100 nm ein niedriges Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger verwirklicht werden. Es ist möglich, durch die hervorragende Antireflexionswirkung wie oben beschrieben die optische Leistung oder die Leistungsfähigkeit der augenoptischen Vorrichtung, wie etwa der Vorrichtung 100 für optische Kohärenztomographie, zu verbessern.
Gemäß der Offenbarung ist es durch den oben beschriebenen Antireflexionsfilm, der die Konfiguration wie oben beschrieben aufweist, möglich, einen Antireflexionsfilm zu schaffen, der über ein großes Band von einem sichtbaren Bereich bis in einen Nahinfrarotbereich eine hervorragende Antireflexionswirkung aufweist. Außerdem ist es möglich, die Qualität des Antireflexionsfilms beim Ausbilden des Films und seine Leistungsfähigkeit zu erhöhen. Durch das Aufweisen des Antireflexionsfilms ist es möglich, ein optisches Element und eine augenoptische Vorrichtung, die das optische Element enthält, zu schaffen und die Leistungsfähigkeit des optischen Elements und der augenoptischen Vorrichtung zu erhöhen.
Außerdem kann der erfindungsgemäße Antireflexionsfilm an ein optisches Element einer augenoptischen Vorrichtung angebracht werden, um zu ermöglichen, dass sichtbares Licht oder Nahinfrarotlicht einfällt und mit dem sichtbaren Licht oder mit dem Nahinfrarotlicht eine Augenuntersuchung ausführt werden kann.
Der oben beschriebene Antireflexionsfilm sollte mindestens neun Schichten aufweisen und kann abhängig von den beabsichtigten Zwecken oder Modellen der zu verwendenden Vorrichtungen in zehn Schichten ausgebildet sein. Zum Beispiel ist ein Antireflexionsfilm konfiguriert, eine Schicht aus MgF₂ als die äußerste Schicht und mindestens vier Gruppen von Schichten, die Materialien mit einem hohen Brechungsindex (Nb₂O₅ usw.) enthalten, die Brechungsindizes aufweisen, die höher als vorgegebene Werte sind, und Schichten, die Materialien mit einem niedrigen Brechungsindex (SiO₂ usw.) enthalten, die Brechungsindizes aufweisen, die niedriger als die Brechungsindizes der Materialien mit dem hohen Brechungsindex sind, aufzuweisen, die in der Reihenfolge von einem Substrat zu einer Innenseite der äußersten Schicht aus MgF₂ angeordnet sind. In dem Fall, in dem der Antireflexionsfilm mehr als zehn Schichten aufweist, kann er durch Anordnen von Gruppen von 5 oder mehr Schichten oder durch Hinzufügen von Schichten aus Materialen mit einem niedrigen Brechungsindex (SiO₂ usw.) auf eine Substratseite verwirklicht werden.
Hier in der Spezifikation bedeutet „Material mit einem hohen Brechungsindex” ein Material, das einen Brechungsindex aufweist, der gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist (z. B. beträgt ein Brechungsindex in der d-Linie 1,5 oder mehr, jedoch ohne darauf eingeschränkt zu sein) und bedeutet „Material mit einem niedrigen Brechungsindex” ein Material, das einen Brechungsindex aufweist, der kleiner als ein vorgegebener Wert ist (z. B. beträgt ein Brechungsindex in der d-Linie weniger als 1,5, jedoch ohne darauf eingeschränkt zu sein).
Der oben beschriebene Antireflexionsfilm weist ferner vorzugsweise auf einer Seite der Schicht aus MgF₂, die dem Substrat entgegengesetzt ist, eine Schicht aus SiO₂ auf, um einen Film bereitzustellen, der eine andere Funktion erfüllt, wie etwa einen fäulnisverhütenden Film auf einer Außenschicht. Mit der Konfiguration ist es, sogar wenn der fäulnisverhütende Film vorgesehen ist, möglich einzuschränken, dass die optische Leistung des Antireflexionsfilms verringert wird, und eine hervorragende Antireflexionswirkung zu verwirklichen.
Der Antireflexionsfilm verwirklicht vorzugsweise ein niedriges Reflexionsvermögen von 1,0% oder weniger, vorzugsweise können in dem Band des sichtbaren Bereichs und des Nahinfrarotbereichs (800 nm bis 900 nm) 0,5% oder weniger verwirklicht werden. Indem diese Bedingung erfüllt wird, kann der Antireflexionsfilm tauglich an einer Linse einer augenoptischen Vorrichtung, wie etwa einer Vorrichtung zum Photographieren eines dreidimensionalen Augenhintergrundbilds, angebracht werden, die eine Lichtinterferenzmessung, wie etwa eine SD-OCT, anwendet, die eine Lichtquelle mit niedriger Kohärenz nahe an einer lichtemittierenden Wellenlänge von 840 nm verwendet.
Der Antireflexionsfilm verwirklicht vorzugsweise ein niedriges Reflexionsvermögen von 1,0% oder weniger, vorzugsweise können in dem Band des sichtbaren Bereichs und des Nahinfrarotbereichs (1.000 nm bis 1.100 nm) 0,5% oder weniger verwirklicht werden. Indern diese Bedingung erfüllt wird, kann der Antireflexionsfilm tauglich an einer Linse einer augenoptischen Vorrichtung, wie etwa einer Vorrichtung zum Photographieren eines dreidimensionalen Augenhintergrundbilds, angebracht werden, die eine Lichtinterferenzmessung, wie etwa eine SS-OCT, anwendet, die eine durchgestimmte Lichtquelle mit einer Wellenlänge in der Nähe einer Lichtemissionswellenlänge von 1 μm verwendet.
Außerdem können durch das Schaffen des Antireflexionsfilms wie oben beschrieben das optische Element und die augenoptische Vorrichtung in dem großen Band vom sichtbaren Bereich bis in den Nahinfrarotbereich eine hervorragende Antireflexionswirkung aufweisen. Als ein Ergebnis kann die Leistungsfähigkeit des optischen Elements und der augenoptischen Vorrichtung erhöht werden.
Obwohl die diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sei erwähnt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt ist, diverse Modifikationen und Änderungen können durch den Fachmann auf dem Gebiet an den Ausführungsformen vorgenommen werden, solange sich derartige Modifikationen und Änderungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, befinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-194538 [0001]
JP 2009-8901 A [0003, 0004, 0004]
JP 2007-333806 A [0003, 0004, 0004]
JP 2013-156523 A [0026]

Claims

Antireflexionsfilm angebracht auf einem Substrat, wobei der Antireflexionsfilm mindestens neun Schichten umfasst, wobei eine äußerste Schicht der mindestens neun Schichten aus SiO₂ oder aus MgF₂ ausgebildet ist.
Antireflexionsfilm nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schicht aus SiO₂, die auf einer Oberfläche der Schicht aus SiO₂ oder aus MgF₂ vorgesehen ist, die dem Substrat gegenüberliegt.
Antireflexionsfilm nach Anspruch 1, mit einem Reflexionsvermögen, das sowohl in einem sichtbaren Bereich als auch in einem Nahinfrarotbereich 0,5% oder weniger beträgt.
Antireflexionsfilm nach Anspruch 2, mit einem Reflexionsvermögen, das sowohl in einem sichtbaren Bereich als auch in einem Nahinfrarotbereich 0,5% oder weniger beträgt.
Optisches Element, umfassend den Antireflexionsfilm nach Anspruch 1.
Optisches Element, umfassend den Antireflexionsfilm nach Anspruch 2.
Optisches Element, umfassend den Antireflexionsfilm nach Anspruch 3.
Optisches Element, umfassend den Antireflexionsfilm nach Anspruch 4.
Augenoptische Vorrichtung, umfassend das optische Element nach Anspruch 5.
Augenoptische Vorrichtung, umfassend das optische Element nach Anspruch 6.
Augenoptische Vorrichtung, umfassend das optische Element nach Anspruch 7.
Augenoptische Vorrichtung, umfassend das optische Element nach Anspruch 8.