JP2005165249A - Antireflection film, optical lens equipped therewith and optical lens unit - Google Patents
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Description
本発明は、可視域で使用される光学レンズに施される反射防止膜、及びこれが表面に形成された光学レンズ、並びにこの光学レンズから構成される光学レンズユニットに関する。 The present invention relates to an antireflection film applied to an optical lens used in the visible range, an optical lens formed on the surface thereof, and an optical lens unit including the optical lens.
一般に、レンズやプリズムなどの光学部品の表面には、反射防止膜が施される。その主な目的は、多数の光学部品により構成される光学レンズユニットの透過率を向上すること、特に可視域の反射を抑えることで、像の明るさや見えやすさを向上させた光学機器とすることである。これまでの多くの光学機器及びそれに用いられる光学部品には、可視域での反射率を下げるために反射防止膜が施されてきた。反射防止膜として、膜厚λ/4又はλ/2の層を単層〜3層組み合わせた反射防止膜はよく知られた技術である。 In general, an antireflection film is provided on the surface of an optical component such as a lens or a prism. Its main purpose is to improve the light transmittance and visibility of the image by improving the transmittance of the optical lens unit composed of a large number of optical components, especially by suppressing reflection in the visible range. That is. Many conventional optical devices and optical components used therein have been provided with an antireflection film in order to reduce the reflectance in the visible range. As an antireflection film, an antireflection film obtained by combining a single layer to three layers having a film thickness of λ / 4 or λ / 2 is a well-known technique.
最近では、光学機器と膜設計技術の高度化に伴って、光学部品やそれに施される反射防止膜の要求スペックも一段と高くなっている。このような反射防止膜は非常に厚い膜厚や非常に薄い膜厚を多数積層した膜構成であることが多い。
そこで反射防止膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンアシスト法、イオンプレーティング法等によって基板上に成膜される。一般に、単層から2層以上と反射防止膜の層数を増加させることで、反射防止膜の反射防止帯域を広げることができる。
このような反射防止膜として、7層で構成され、400nmから700nmの波長域に対する反射率が0.1〜0.5%程度のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
Therefore, the antireflection film is formed on the substrate by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion assist method, an ion plating method or the like. In general, the antireflection band of the antireflection film can be widened by increasing the number of antireflection films from a single layer to two or more layers.
As such an antireflection film, a film composed of seven layers and having a reflectance of about 0.1 to 0.5% with respect to a wavelength range of 400 nm to 700 nm has been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、反射防止膜は、その膜厚の制御は光学式膜厚監視計、水晶振動子式膜厚監視計により行われるので、その膜厚の検出感度や精度、所定の膜厚を検出してから成膜装置を制御するまでのタイムラグなどの要因によって、実際に成膜された膜はその膜厚に物理的膜厚で数nmの製造誤差を含んでいる。そのため、反射防止膜の層数が増えるにつれて膜構成に薄い膜厚の層を含む傾向にある。薄い膜厚の層を含む膜構成の反射防止膜は、薄い膜厚の層を含まない膜構成の反射防止膜に対して、相対的に製造誤差の影響を大きく受けやすい。
また、光学機器の反射面数が増加すると光量損失が相乗的に増加するため、上記従来の反射防止膜では、反射面が40面あるような光学系となると全系の透過率は約82%から96%となり、未だに観察像の明るさや見えやすさに悪影響を及ぼす問題があった。特に、可視域でこのような透過率のばらつきが存在すると、観察側で色バランスが崩れて観察像が赤みがかったり青みがかったりと色再現性が劣化する課題があった。
However, the film thickness of an antireflection film is controlled by an optical film thickness monitor or a crystal oscillator film thickness monitor. Therefore, the film thickness detection sensitivity and accuracy, and a predetermined film thickness are detected. Due to factors such as a time lag from when the film forming apparatus is controlled to the film forming apparatus, the actually formed film includes a manufacturing error of several nanometers in physical thickness. Therefore, as the number of antireflection films increases, the film structure tends to include a thin layer. An antireflection film having a film structure including a thin film layer is relatively more susceptible to manufacturing errors than an antireflection film having a film structure not including a thin film layer.
In addition, since the loss of light intensity increases synergistically when the number of reflection surfaces of the optical device increases, the transmittance of the entire system is about 82% in the conventional antireflection film when the optical system has 40 reflection surfaces. However, there is still a problem that adversely affects the brightness and visibility of the observation image. In particular, when there is such a variation in transmittance in the visible region, there is a problem that color reproducibility deteriorates when the color balance is lost on the observation side and the observation image is reddish or bluish.
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、比較的少ない膜構成で製造誤差が生じにくく、かつ、可視域において優れた反射防止膜を設けた高い透過率を有する光学レンズ、さらにこのような光学レンズから構成され、色バランスが良く高い透過率を有する高度な光学レンズユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an optical lens having a high transmittance provided with an antireflection film having an excellent antireflection film in the visible region, which is less prone to manufacturing errors with a relatively small film configuration. It is an object of the present invention to provide an advanced optical lens unit that includes such an optical lens and has a good color balance and high transmittance.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る反射防止膜は、基材上に設けられる反射防止膜であって、前記基材から数えて第1、3、5層の屈折率が相対的に低い低屈折率材料からなる低屈折率層とされ、第4層の屈折率が相対的に高い高屈折率材料からなる高屈折率層とされ、第2層の屈折率が前記低屈折率材料よりも高く前記高屈折率材料よりも低い中間屈折率材料からなる中間屈折率層とされて積層され、前記第1層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.15×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、前記第2層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.8×λ/4以下とされ、前記第3層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.38×λ/4以下とされ、前記第4層の光学的膜厚が設計波長λに対して1.8×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、前記第5層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.8×λ/4以上、1.2×λ/4以下とされていることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The antireflective film according to the present invention is an antireflective film provided on a base material, and is made of a low refractive index material having a relatively low refractive index of the first, third, and fifth layers counted from the base material. The high refractive index layer is a high refractive index layer made of a high refractive index material having a relatively high refractive index of the fourth layer, and the high refractive index material of the second layer is higher than the low refractive index material. And an optical film thickness of the first layer is 0.15 × λ / 4 or more with respect to the design wavelength λ, 2.2 × λ / 4 or less, and the optical thickness of the second layer is 0.1 × λ / 4 or more and 0.8 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ, and the optical thickness of the third layer is Is 0.1 × λ / 4 or more and 0.38 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ, and the optical film thickness of the fourth layer is 1.8 × λ / 4 with respect to the design wavelength λ. 2.2 Is a lambda / 4 or less, wherein the optical thickness of the five layers design wavelength lambda against 0.8 × λ / 4 or more, characterized in that there is a 1.2 × λ / 4 or less.
また、本発明に係る反射防止膜は、前記反射防止膜であって、基材上に設けられる反射防止膜であって、前記基材から数えて第2、5層の屈折率が相対的に低い低屈折率材料からなる低屈折率層とされ、第4層の屈折率が相対的に高い高屈折率材料からなる高屈折率層とされ、第1、3層の屈折率が前記低屈折率材料よりも高く前記高屈折率材料よりも低い中間屈折率材料からなる中間屈折率層とされて積層され、前記第1層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.3×λ/4以上、1.8×λ/4以下とされ、前記第2層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.12×λ/4以上、0.60×λ/4以下とされ、前記第3層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.7×λ/4以上、1.8×λ/4以下とされ、前記第4層の光学的膜厚が設計波長λに対して1.8×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、前記第5層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.8×λ/4以上、1.2×λ/4以下とされていることを特徴とする。 Further, the antireflection film according to the present invention is the antireflection film, and is an antireflection film provided on the base material, and the refractive indexes of the second and fifth layers relative to the base material are relatively The low refractive index layer is made of a low low refractive index material, the high refractive index layer is made of a high refractive index material having a relatively high refractive index of the fourth layer, and the refractive index of the first and third layers is the low refractive index layer. An intermediate refractive index layer made of an intermediate refractive index material that is higher than the refractive index material and lower than the high refractive index material, and the optical film thickness of the first layer is 0.3 × λ with respect to the design wavelength λ. / 4 or more and 1.8 × λ / 4 or less, and the optical film thickness of the second layer is 0.12 × λ / 4 or more and 0.60 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ. The optical thickness of the third layer is 0.7 × λ / 4 or more and 1.8 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ, and the optical thickness of the fourth layer is the design wavelength λ. In 1.8 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less, and the optical thickness of the fifth layer is 0.8 × λ / 4 or more with respect to the design wavelength λ, 1.2 Xλ / 4 or less.
この反射防止膜は、5層という比較的少ない積層数とされるとともに、第1層から第3層までを低屈折率層或いは中間屈折率層とされているので、光量損失を抑えて可視域における色づきを減らして高い反射防止効果を得ることができる。また、製造誤差の影響を受けやすい比較的薄い層を含める必要がなく、誤差の少ない安定した膜形成を実現することができる。 This antireflection film has a relatively small number of layers of 5 layers, and the first layer to the third layer are low refractive index layers or intermediate refractive index layers. A high antireflection effect can be obtained by reducing coloring in In addition, it is not necessary to include a relatively thin layer that is easily affected by manufacturing errors, and a stable film formation with less errors can be realized.
また、本発明に係る反射防止膜は、前記反射防止膜であって、前記低屈折率層の350nmから800nmの波長範囲における屈折率が1.3以上1.5未満とされ、前記中間屈折率層の350nmから800nmの波長範囲における屈折率が1.5以上1.85未満とされ、前記高屈折率層の350nmから800nmの波長範囲における屈折率が1.85以上2.7未満とされていることを特徴とする。
この反射防止膜は、可視域で高い反射防止効果を得ることができるとともに、各層の屈折率がそれぞれ一定範囲内とされているので、この範囲内の屈折率を有する種々の材料を使用でき、広い範囲から材料を選択することができる。
The antireflection film according to the present invention is the antireflection film, wherein the low refractive index layer has a refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of 1.3 to less than 1.5, and the intermediate refractive index The refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of the layer is 1.5 or more and less than 1.85, and the refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of the high refractive index layer is 1.85 or more and less than 2.7. It is characterized by being.
This antireflection film can obtain a high antireflection effect in the visible range, and since the refractive index of each layer is within a certain range, various materials having a refractive index within this range can be used, A material can be selected from a wide range.
また、本発明に係る反射防止膜は、前記反射防止膜であって、前記高屈折率材料が、CeO2、Cr2O3、In2O3、SnO2、ZnS、WO3、TiOx(0≦x≦2)、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Pr6O11、Nb2O5、La2O3、チタン酸ランタンのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
また、本発明に係る反射防止膜は、前記反射防止膜であって、前記中間屈折材料が、SiO、Al2O3、CeF3、LaF3、MgOのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
また、本発明に係る反射防止膜は、前記反射防止膜であって、前記低屈折材料が、Na3AlF6、SiO2、MgF2のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする。
この反射防止膜は、可視域で高い反射防止効果を得ることができるとともに、上述の中から適当な材料を選択することによって、その材料の特性を生かした反射防止膜を得ることができる。
The antireflection film according to the present invention is the antireflection film, wherein the high refractive index material is CeO 2 , Cr 2 O 3 , In 2 O 3 , SnO 2 , ZnS, WO 3 , TiOx (0 ≦ x ≦ 2), containing at least one of HfO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Y 2 O 3 , Pr 6 O 11 , Nb 2 O 5 , La 2 O 3 , and lanthanum titanate. Features.
The antireflection film according to the present invention is the antireflection film, wherein the intermediate refractive material includes at least one of SiO, Al 2 O 3 , CeF 3 , LaF 3 , and MgO. And
The antireflection film according to the present invention is the antireflection film, wherein the low-refractive material includes at least one of Na 3 AlF 6 , SiO 2 , and MgF 2 .
This antireflection film can obtain a high antireflection effect in the visible range, and by selecting an appropriate material from the above, an antireflection film that makes use of the characteristics of the material can be obtained.
本発明に係る光学レンズは、前記基材がレンズとされ、本発明に係る反射防止膜が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る光学レンズは、前記光学レンズであって、420nmから660nmの波長範囲において、前記反射防止膜の反射率が0.2%以下であることを特徴とする。
この光学レンズは、420nmから660nmの波長範囲等の可視域で高い透過率を得ることができる。
The optical lens according to the present invention is characterized in that the substrate is a lens and the antireflection film according to the present invention is provided.
The optical lens according to the present invention is the optical lens, wherein the reflectance of the antireflection film is 0.2% or less in a wavelength range of 420 nm to 660 nm.
This optical lens can obtain a high transmittance in the visible range such as a wavelength range of 420 nm to 660 nm.
本発明に係る光学レンズユニットは、複数の光学レンズを備える光学レンズユニットであって、本発明に係る光学レンズを少なくとも一つ備えていることを特徴とする。
また、本発明に係る光学レンズユニットは、前記光学レンズユニットであって、430nmから650nmの波長範囲において、前記光学レンズを1から40面連ねたときの透過率が95%以上であることを特徴とする。
また、本発明に係る光学レンズユニットは、前記光学レンズユニットであって、430nmから650nmの波長範囲において、前記光学レンズを1から80面連ねたときの透過率が90%以上であることを特徴とする。
この光学レンズユニットは、430nmから650nmの波長範囲で使用する光学機器に用いた場合に可視域で高い透過率を得ることができる。
The optical lens unit according to the present invention is an optical lens unit including a plurality of optical lenses, and includes at least one optical lens according to the present invention.
Further, the optical lens unit according to the present invention is the optical lens unit, wherein a transmittance when the optical lens is connected to 1 to 40 surfaces in a wavelength range of 430 nm to 650 nm is 95% or more. And
Further, the optical lens unit according to the present invention is the optical lens unit, wherein the transmittance when the optical lens is connected to 1 to 80 surfaces in a wavelength range of 430 nm to 650 nm is 90% or more. And
This optical lens unit can obtain a high transmittance in the visible range when used in an optical apparatus used in a wavelength range of 430 nm to 650 nm.
本発明の反射防止膜によれば、低コストで可視域における高い透過率を良好に得ることができる。また、本発明の光学レンズによれば、可視域における光量損失を少なくすることができ、良好な反射防止効果によって高い透過率を得ることができる。さらに、本発明の光学レンズユニットは、対象物を観察する際に、観察像の明るさを十分確保することができるとともに色づきがなく色バランスの良好な観察像を得ることができる。 According to the antireflection film of the present invention, a high transmittance in the visible region can be favorably obtained at low cost. Further, according to the optical lens of the present invention, the loss of light amount in the visible range can be reduced, and a high transmittance can be obtained by a good antireflection effect. Furthermore, the optical lens unit of the present invention can ensure a sufficiently bright image when observing an object, and can obtain an observation image with good color balance without coloring.
本発明に係る第1の実施形態について、図1、図2及び表1を参照しながら説明する。
本実施形態に係る光学レンズAは、株式会社オハラ製S−FPL53からなり、面頂の厚さが1mmで屈折率が1.44とされたレンズ(基材)1上に反射防止膜2が積層されて設けられている。反射防止膜2は、レンズ1から数えて第1層、第3層の屈折率が相対的に低い低屈折率材料である、例えば、SiO2からなる低屈折率層3とされ、第2層の屈折率が低屈折率材料よりも高く高屈折率材料よりも低い中間屈折率材料である、例えば、Al2O3からなる中間屈折率層5とされ、第4層の屈折率が相対的に高い高屈折率材料である、例えば、ZrO2からなる高屈折率層6とされ、第5層が、例えば、MgF2からなる低屈折率層7とを備えている。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and Table 1. FIG.
The optical lens A according to this embodiment is made of S-FPL53 manufactured by OHARA INC., And an
また、第1層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.15×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、第2層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.8×λ/4以下とされ、第3層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.38×λ/4以下とされ、第4層の光学的膜厚が設計波長λに対して1.8×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、第5層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.8×λ/4以上、1.2×λ/4以下とされている。設計波長を520nmとするとき、表1に、各層を構成する材料の350nmから800nmの波長範囲における屈折率と、このときの各層の光学膜厚nd(nは屈折率、dは物理的膜厚)を示す。
なお、あわせて、株式会社オハラ製S−BSL7からなり面頂の厚さが1mmで屈折率が1.52とされたレンズ上に反射防止膜2が積層された光学レンズBと、株式会社オハラ製S−BAL35からなり面頂の厚さが1mmで屈折率が1.59とされたレンズ上に反射防止膜2が積層された光学レンズCとを作成した。
In addition, the optical thickness of the first layer is set to 0.15 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ, and the optical thickness of the second layer is set to the design wavelength λ. In contrast, the optical thickness of the third layer is 0.1 × λ / 4 or more and 0.38 × with respect to the design wavelength λ. The optical thickness of the fourth layer is set to 1.8 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ, and the optical thickness of the fifth layer is set to λ / 4 or less. Is 0.8 × λ / 4 or more and 1.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ. When the design wavelength is 520 nm, Table 1 shows the refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of the material constituting each layer, and the optical film thickness nd (n is the refractive index, d is the physical film thickness) at this time. ).
In addition, an optical lens B in which an
次に、光学レンズA、B、Cの製造方法、及び、作用・効果について以下、説明する。
反射防止膜2は、10−2から10−5Paの真空域にて真空蒸着により形成される。
なお、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法によっても同等の特性を有する反射防止膜を得ることができる。
また、高屈折率材料としてZrO2、中間屈折率材料としてAl2O3、低屈折率材料としてSiO2、MgF2を用いたがこれに限定されるものではなく、例えば、高屈折率材料として、CeO2、Cr2O3、In2O3、SnO2、ZnS、WO3、TiOx(0≦x≦2)、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Pr6O11、Nb2O5、La2O3、チタン酸ランタンの何れか、又はこれらの混合物或いは化合物、中間屈折率材料としてSiO、Al2O3、CeF3、LaF3、MgOの何れか、又はこれらの混合物或いは化合物、低屈折率材料としてNa3AlF6、SiO2、MgF2の何れか、又はこれらの混合物或いは化合物というように、各材料と同様な屈折率を持つ材料であれば同等の特性を有する反射防止膜を得ることができる。
Next, a method for manufacturing optical lenses A, B, and C, and actions and effects will be described below.
The
Note that an antireflection film having equivalent characteristics can also be obtained by sputtering, ion plating, or ion-assisted vapor deposition.
Further, ZrO 2 is used as the high refractive index material, Al 2 O 3 is used as the intermediate refractive index material, and SiO 2 and MgF 2 are used as the low refractive index material. However, the present invention is not limited thereto. , CeO 2, Cr 2 O 3 , In 2
こうして得られた光学レンズA、B、Cの分光反射率特性を図2に示す。420nmから650nmの波長範囲における反射率が0.2%以下であり、また、430nmから650nmの波長範囲における反射率の最大値と最小値の差(以下、PV差という。)が0.18%以下であった。 The spectral reflectance characteristics of the optical lenses A, B, and C thus obtained are shown in FIG. The reflectance in the wavelength range from 420 nm to 650 nm is 0.2% or less, and the difference between the maximum value and the minimum value in the wavelength range from 430 nm to 650 nm (hereinafter referred to as PV difference) is 0.18%. It was the following.
この反射防止膜2によれば、5層という比較的少ない積層数とされるとともに、第1層から第3層までを低屈折率層3或いは中間屈折率層5とされているので、光量損失を抑えて可視域における色づきを減らして高い反射防止効果を得ることができる。また、製造誤差の影響を受けやすい物理的膜厚15nm以下の比較的薄い層を含める必要がなく、誤差の少ない安定した膜形成を低コストで実現することができる。
さらに、これらが積層された光学レンズA、B、Cも、可視域で色づきの少ない良好な透過率を得ることができる。
According to the
Furthermore, the optical lenses A, B, and C on which these are laminated can also obtain good transmittance with little coloring in the visible range.
次に、第2の実施形態について図3、図4及び表2を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、第2の実施形態に係る光学レンズDの反射防止膜8が、表2に示すように、株式会社オハラ製S−BAL35からなり面頂の厚さが1mmで屈折率が1.59とされたレンズ10から数えて第1層、第3層が、例えば、Al2O3からなる中間屈折率層11とされ、第2層が、例えば、SiO2からなる低屈折率層12とされ、第4層が、例えば、ZrO2からなる高屈折率層13とされ、第5層が、例えば、MgF2からなる低屈折率層15とされている点である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 and Table 2. FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the
光学レンズDと同様の方法により、株式会社オハラ製S−LAL8からなり面頂の厚さが1mmで屈折率が1.71とされたレンズ上に反射防止膜が積層された光学レンズEと、株式会社オハラ製S−TIH53からなり面頂の厚さが1mmで屈折率が1.85とされたレンズ上に反射防止膜が積層された光学レンズFとを作成した。表2に、各層を構成する材料の350nmから800nmの波長範囲における屈折率と、このときの各層の光学膜厚nd(nは屈折率、dは物理的膜厚)を示す。 In the same manner as the optical lens D, an optical lens E in which an antireflection film is laminated on a lens made of S-LAL8 manufactured by OHARA INC. And having a top thickness of 1 mm and a refractive index of 1.71; An optical lens F made of S-TIH53 manufactured by OHARA INC. And having an antireflection film laminated on a lens having a top thickness of 1 mm and a refractive index of 1.85 was prepared. Table 2 shows the refractive index of the material constituting each layer in the wavelength range of 350 nm to 800 nm, and the optical film thickness nd (n is the refractive index, d is the physical film thickness) of each layer at this time.
こうして得られた光学レンズD、E、Fの分光反射率特性を図4に示す。420nmから660nmの波長範囲における反射率が0.15%以下であり、また、430nmから650nmの波長範囲における反射率の最大値と最小値の差(以下、PV差という。)が0.17%以下であった。
この反射防止膜13及び光学レンズD、E、Fによれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 4 shows the spectral reflectance characteristics of the optical lenses D, E, and F thus obtained. The reflectance in the wavelength range from 420 nm to 660 nm is 0.15% or less, and the difference between the maximum value and the minimum value in the wavelength range from 430 nm to 650 nm (hereinafter referred to as PV difference) is 0.17%. It was the following.
According to the
次に、第3の実施形態について図5及び図6を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
本実施形態に係る光学レンズユニット16は、屈折率が1.52で面頂の厚さが2mmから10mmである6枚のレンズを備え、G側を光の入射側、L側を光の出射側としている。この6枚のレンズ全ての反射面、つまり、12面の反射面のそれぞれに、表1のBに示した反射防止膜を備えている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The
この光学レンズユニット16によれば、図6に示すように、波長430nmから650nmの範囲で透過率が98.5%以上になっており、PV差は1.1%とすることができる。したがって、対象物を観察する際に、観察像の明るさを十分確保することができるとともに色づきがなく色バランスの良好な観察像を得ることができる。
According to this
次に、第4の実施形態について図7を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
本実施形態に係る光学レンズユニット17は、株式会社オハラ製S−FPL53からなり屈折率が1.44で厚さが1mmである5枚の平行平板の両面、すなわち10面に、表1のAで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズと、株式会社オハラ製S−BSL7からなり屈折率が1.52で厚さが1mmである10枚の平行平板の両面、すなわち20面に、表1のBで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズと、株式会社オハラ製S−BAL35からなり屈折率が1.59で厚さが1mmである5枚の平行平板の両面、すなわち10面に、表1のCで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズとを備え、これら20枚の平行平板すなわち全40面が直列に連ねられた構成とされている。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The
この光学レンズユニット17によれば、図7に示すように、波長430nmから650nmの範囲で透過率が95%以上にすることができる。したがって、対象物を観察する際に、観察像の明るさを十分確保することができるとともに色づきがなく色バランスの良好な観察像を得ることができる。
According to this
次に、第5の実施形態について図8を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
本実施形態に係る光学レンズユニット18は、株式会社オハラ製S−FPL53からなり屈折率が1.44で厚さが1mmである10枚の平行平板の両面、すなわち20面に、表1のAで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズと、株式会社オハラ製S−BSL7からなり屈折率が1.52で厚さが1mmである15枚の平行平板の両面、すなわち30面に、表1のBで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズと、株式会社オハラ製S−BAL35からなり屈折率が1.59で厚さが1mmである15枚の平行平板の両面、すなわち30面に、表1のCで示した膜構成の反射防止膜を有する光学レンズとを備え、これら40枚の平行平板すなわち全80面が直列に連ねられた構成とされている。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The
この光学レンズユニット18によれば、図8に示すように、波長430nmから650nmの範囲で透過率が90%以上にすることができる。したがって、対象物を観察する際に、観察像の明るさを十分確保することができるとともに色づきがなく色バランスの良好な観察像を得ることができる。
According to this
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、基板の面頂の長さを1mm、或いは2mmから10mmとして説明しているが、反射率或いは透過率を測定する際には、基板の厚さによらず適用することができる。
また、第4、第5の実施形態に係る光学レンズは平行平板であるため、並び順、板厚、平板間隔は任意のものでも構わない。
なお、第4、第5の実施形態では平行平板を用いて行ったが、平行平板に代えて、曲率をもったレンズ面を有する光学レンズを用い、並び順、レンズ厚、レンズ面間隔を考慮すれば同等の効果が得られる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the length of the top surface of the substrate is described as 1 mm, or 2 mm to 10 mm. However, when measuring reflectance or transmittance, it should be applied regardless of the thickness of the substrate. Can do.
Further, since the optical lenses according to the fourth and fifth embodiments are parallel flat plates, the arrangement order, the plate thickness, and the flat plate interval may be arbitrary.
Although the parallel plate is used in the fourth and fifth embodiments, an optical lens having a lens surface having a curvature is used instead of the parallel plate, and the arrangement order, lens thickness, and lens surface interval are taken into consideration. If this is done, the same effect can be obtained.
比較例として、設計波長λ=510nmとして、基材の屈折率を1.52とし、基材から数えて第1層の屈折率を1.60、膜厚を1×λ/4、第2層の屈折率を2.0、膜厚を2×λ/4、第3層の屈折率を1.38、膜厚を1×λ/4とする一般的に知られた3層反射防止膜の分光反射特性を図9に示す。
また、この反射防止膜を本発明の第3の実施形態と同様な光学レンズユニットの12面の反射面全てに施したときの分光透過率特性を図6に、この反射防止膜を株式会社オハラ製S−BSL7からなり厚さ1mmで屈折率1.52である20枚の平行平板の両面40面の反射面全てに施したときの分光透過率特性を図7に、この反射防止膜を株式会社オハラ製S−BSL7からなり厚さ1mmで屈折率1.52である40枚の平行平板の両面80面の反射面全てに施したときの分光透過率特性を図8にそれぞれ示す。
As a comparative example, the design wavelength λ = 510 nm, the refractive index of the base material is 1.52, the refractive index of the first layer counted from the base material is 1.60, the film thickness is 1 × λ / 4, the second layer Of a generally known three-layer antireflection film having a refractive index of 2.0, a film thickness of 2 × λ / 4, a refractive index of the third layer of 1.38, and a film thickness of 1 × λ / 4. The spectral reflection characteristics are shown in FIG.
Further, FIG. 6 shows spectral transmittance characteristics when this antireflection film is applied to all the 12 reflection surfaces of the optical lens unit similar to the third embodiment of the present invention. Spectral transmittance characteristics when applied to all 40 reflecting surfaces of 20 parallel flat plates made of S-BSL7 with a thickness of 1 mm and a refractive index of 1.52 are shown in FIG. FIG. 8 shows spectral transmittance characteristics when applied to all 80 reflecting surfaces of both 40 parallel flat plates made of S-BSL7 manufactured by OHARA and having a thickness of 1 mm and a refractive index of 1.52.
この結果、比較例における反射防止膜の分光反射率は、図9に示すように、波長420nmから660nmの範囲で、0〜0.4%となっており、510nm付近に0.4%に近い反射率のピークを有する分光反射率特性となっている。これに対して、本実施形態の場合、図2及び図4に示すように、波長420nmから660nmの範囲で、反射率のピークが0.18%以下である。
このことから、本実施形態に係る光学レンズは可視域で色づきの少ない良好な透過率を得ることができることがわかる。
また、比較例の光学ユニット全系透過率は、波長430nmから650nmの範囲で、透過率が95.5%以上になっており、PV差は4.3%になっている。これに対し、本実施形態の場合、図6に示すように、透過率が98.5%以上でPV差が1.1%となっている。さらに、図7及び図8に示す場合も含めて波長400nmから700nmの可視域で、透過率が90%以上になっていることから、本実施形態に係る光学レンズユニットで対象物を観察する際、観察像の明るさを十分確保できるとともに色づきの少ない良好な観察像を得ることができることがわかる。
As a result, as shown in FIG. 9, the spectral reflectance of the antireflection film in the comparative example is 0 to 0.4% in the wavelength range of 420 nm to 660 nm, and is close to 0.4% near 510 nm. The spectral reflectance characteristic has a reflectance peak. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the reflectance peak is 0.18% or less in the wavelength range of 420 nm to 660 nm.
From this, it can be seen that the optical lens according to the present embodiment can obtain a good transmittance with little coloring in the visible range.
The transmittance of the entire optical unit system of the comparative example is 95.5% or more in the wavelength range of 430 nm to 650 nm, and the PV difference is 4.3%. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the transmittance is 98.5% or more and the PV difference is 1.1%. Furthermore, since the transmittance is 90% or more in the visible range of wavelengths from 400 nm to 700 nm including the cases shown in FIGS. 7 and 8, when observing the object with the optical lens unit according to the present embodiment. It can be seen that the brightness of the observation image can be sufficiently secured and a good observation image with less coloring can be obtained.
1、10 レンズ(基材)
2、8、12、13 反射防止膜
3、7、12、15 低屈折率層
5、11 中間屈折率層
6、13 高屈折率層
16、17、18 光学レンズユニット
A,D 光学レンズ
1, 10 Lens (base material)
2, 8, 12, 13
Claims (11)
前記基材から数えて第1、3、5層の屈折率が相対的に低い低屈折率材料からなる低屈折率層とされ、
第4層の屈折率が相対的に高い高屈折率材料からなる高屈折率層とされ、
第2層の屈折率が前記低屈折率材料よりも高く前記高屈折率材料よりも低い中間屈折率材料からなる中間屈折率層とされて積層され、
前記第1層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.15×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、
前記第2層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.8×λ/4以下とされ、
前記第3層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.1×λ/4以上、0.38×λ/4以下とされ、
前記第4層の光学的膜厚が設計波長λに対して1.8×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、
前記第5層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.8×λ/4以上、1.2×λ/4以下とされていることを特徴とする反射防止膜。 An antireflection film provided on a substrate,
A low refractive index layer made of a low refractive index material having a relatively low refractive index of the first, third, and fifth layers counted from the base material,
The fourth layer is a high refractive index layer made of a high refractive index material having a relatively high refractive index,
The second layer has a refractive index that is higher than that of the low refractive index material and lower than that of the high refractive index material.
The optical film thickness of the first layer is 0.15 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical film thickness of the second layer is 0.1 × λ / 4 or more and 0.8 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical thickness of the third layer is 0.1 × λ / 4 or more and 0.38 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical film thickness of the fourth layer is 1.8 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
An antireflection film, wherein the optical thickness of the fifth layer is 0.8 × λ / 4 or more and 1.2 × λ / 4 or less with respect to a design wavelength λ.
前記基材から数えて第2、5層の屈折率が相対的に低い低屈折率材料からなる低屈折率層とされ、
第4層の屈折率が相対的に高い高屈折率材料からなる高屈折率層とされ、
第1、3層の屈折率が前記低屈折率材料よりも高く前記高屈折率材料よりも低い中間屈折率材料からなる中間屈折率層とされて積層され、
前記第1層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.3×λ/4以上、1.8×λ/4以下とされ、
前記第2層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.12×λ/4以上、0.60×λ/4以下とされ、
前記第3層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.7×λ/4以上、1.8×λ/4以下とされ、
前記第4層の光学的膜厚が設計波長λに対して1.8×λ/4以上、2.2×λ/4以下とされ、
前記第5層の光学的膜厚が設計波長λに対して0.8×λ/4以上、1.2×λ/4以下とされていることを特徴とする反射防止膜。 An antireflection film provided on a substrate,
A low refractive index layer made of a low refractive index material having a relatively low refractive index of the second and fifth layers counted from the base material,
The fourth layer is a high refractive index layer made of a high refractive index material having a relatively high refractive index,
The first and third layers have a refractive index that is higher than that of the low refractive index material and lower than that of the high refractive index material.
The optical film thickness of the first layer is 0.3 × λ / 4 or more and 1.8 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical film thickness of the second layer is 0.12 × λ / 4 or more and 0.60 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical film thickness of the third layer is 0.7 × λ / 4 or more and 1.8 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
The optical film thickness of the fourth layer is 1.8 × λ / 4 or more and 2.2 × λ / 4 or less with respect to the design wavelength λ,
An antireflection film, wherein the optical thickness of the fifth layer is 0.8 × λ / 4 or more and 1.2 × λ / 4 or less with respect to a design wavelength λ.
前記中間屈折率層の350nmから800nmの波長範囲における屈折率が1.5以上1.85未満とされ、
前記高屈折率層の350nmから800nmの波長範囲における屈折率が1.85以上2.7未満とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射防止膜。 The refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of the low refractive index layer is 1.3 or more and less than 1.5,
The refractive index in the wavelength range of 350 nm to 800 nm of the intermediate refractive index layer is 1.5 or more and less than 1.85,
3. The antireflection film according to claim 1, wherein the high refractive index layer has a refractive index of 1.85 or more and less than 2.7 in a wavelength range of 350 nm to 800 nm.
請求項1から請求項6の何れか一つに記載の反射防止膜が設けられていることを特徴とする光学レンズ。 The substrate is a lens;
An optical lens comprising the antireflection film according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載の光学レンズを少なくとも一つ備えていることを特徴とする光学レンズユニット。 An optical lens unit comprising a plurality of optical lenses,
An optical lens unit comprising at least one optical lens according to claim 7.
10. The optical lens unit according to claim 9, wherein in a wavelength range of 430 nm to 650 nm, the transmittance when the optical lens is connected to 1 to 80 surfaces is 90% or more.
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