JP2007041194A

JP2007041194A - 反射防止膜及び光学素子

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Publication number: JP2007041194A
Application number: JP2005223895A
Authority: JP
Inventors: Akiko Sugizaki; 明子杉崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】広い入射角度において、従来より高い反射防止性能を可視域において有すること。
【解決手段】屈折率が２．０以上２．４以下の光学基板２上に５層で積層されるものであって、光学基板２側から数えて第１層Ａ及び第３層Ｃが、それぞれ中間屈折率膜と低屈折率膜とのうちいずれか一方の屈折率膜であり、第２層Ｂ及び第４層Ｄが高屈折率膜であり、第５層Ｅが低屈折率膜である反射防止膜３を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、４００ｎｍから７００ｎｍの可視域で使用される反射防止膜及び該反射防止膜を用いた光学素子に関するものである。

一般的にレンズやプリズム等の光学基板上には、反射防止膜が施されている。その主な目的は、多数の光学基板で構成される光学ユニットの透過率を向上させることである。特に、光学ユニットの用いる光学素子の可視域での反射を抑えることで、像の明るさや見え易さを向上させた光学ユニットにすることである。
近年、光学素子に高屈折率の光学基板が使われるようになってきている。その理由としては、屈折率が高い光学基板を使えば、同じ光路長で、光学基板の厚さを薄くでき、光学機器を小型化できるということが挙げられる。

このような高屈折率の光学基板に対応できる従来の反射防止膜としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この発明によれば、屈折率が２．０以上の基板上に、該基板より低い高屈折率層と、中間屈折率層と、低屈折率層とで６層構成の交互多層膜を積層し、各層の光学的膜厚を最適化している。このようにすることで、この発明では０〜１０°の入射角範囲で、可視域全域における反射率が０．５％以下の反射防止膜を実現している。
特開２０００−３４７００２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている反射防止膜では、以下のような課題が残されていた。
反射防止膜を形成した光学素子に入射する光線の様子を図９に示す。この反射防止膜は、誘電体多層膜で構成され、光学基板の両面に形成されている。このような光学素子において、光学素子に入射する光線は、全てが光学素子に対して垂直入射するとは限らない。即ち、光学素子に入射する光線のうちいくちかは、ある入射角度を持って光学素子に入射する（斜入射する）。そのため、反射防止膜には、光線の入射角度に関わらず高い反射防止効果を有する光学特性が必要である。
ここで、特許文献１に記載されている反射防止膜について、特許文献１に記載されている条件でシミュレーションを行う。すると、この反射防止膜では、３５°の入射角範囲では４００ｎｍから７００ｎｍの波長域における平均反射率が０．６％を越えてしまう。そのため、この反射防止膜を有する光学素子を複数備える光学機器では、十分な透過率を得ることができない。従って、この反射防止膜は、光線が斜入射する場所で用いられる光学素子の反射防止膜としては不十分なものであった。

この発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、その目的は、広い範囲の入射角度に対して、従来より高い反射防止性能を有する反射防止膜及び該反射防止膜を有する光学素子を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、屈折率が２．０以上２．４以下の光学基板上に５層で積層される反射防止膜であって、前記光学基板側から数えて第１層及び第３層が、それぞれ中間屈折率膜と低屈折率膜とのうちいずれか一方の屈折率膜であり、第２層及び第４層が高屈折率膜であり、第５層が低屈折率膜である反射防止膜を提供する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の反射防止膜において、設計波長５００ｎｍにおいて、前記高屈折率膜の屈折率が、１．８以上２．３以下であり、前記中間屈折率膜の屈折率が、１．５以上１．８未満であり、前記低屈折率膜の屈折率が、１．３以上１．５未満である反射防止膜を提供する。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の反射防止膜において、前記各層の光学的膜厚ｎｄが設計波長λに対して、第１層が（０．０１〜０．１５）×λであり、第２層が（０．０７〜０．３０）×λであり、第３層が（０．０４〜０．１８）×λであり、第４層が（０．５３〜０．６３）×λであり、第５層が（０．２１〜０．２９）×λに設定されている反射防止膜を提供する。

本発明に係る反射防止膜においては、屈折率が２．０以上２．４以下の光学基板に、高屈折率膜、中間屈折率膜及び低屈折率膜で、上述した膜構成及び膜厚を限定することにより、広い範囲の入射角度に対して高い反射防止効果を有することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の反射防止膜と、該反射防止膜の第１層が表面上に成膜され、屈折率が２．０以上２．４以下である光学基板とを備える光学素子を提供する。

本発明に係る光学素子においては、広い範囲の入射角度に対して高い反射防止効果を有する反射防止膜を光学基板上に備えている。よって、光線が斜入射する場所においても、像の明るさや見え易さを向上することができる。

本発明に係る反射防止膜によれば、広い範囲の入射角度に対して、従来より高い反射防止効果を有することができる。また、設計波長を適時選択することにより、可視域において高い反射防止効果を得ることができる。
また、本発明に係る光学素子によれば、像の明るさや見え易さを向上することができる。

以下、本発明に係る反射防止膜及び光学素子の一実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態の光学素子１は、図１に示すように、光学基板２と反射防止膜３とを備えている。光学基板２は、屈折率が２．０以上２．４以下の材料で構成されている。また、反射防止膜３は、光学基板２の表面上に積層された誘電体多層膜を有する。
この反射防止膜３において、各誘電体多層膜は、光学基板２側から順に第１層Ａ、第２層Ｂ、第３層Ｃ、第４層Ｄ及び第５層Ｅとなっている。ここで、第１層Ａ及び第３層Ｃは、それぞれ、中間屈折率膜と低屈折率膜とのうちいずれか一方の屈折率膜である。また、第２層Ｂ及び第４層Ｄは、高屈折率膜であり、第５層Ｅが低屈折率膜である。

また、この反射防止膜３は、３層等価膜である。即ち、第１の層Ｘが、上記第１層Ａ、第２層Ｂ及び第３層Ｃで構成され、第２の層Ｙが第４層Ｄで構成され、第３の層Ｚが第５層Ｅで構成されているものとみなすことができる。第１の層Ｘから第３の層Ｚの層構成は、「第１の層Ｘ：中間屈折率層又は低屈折率層−第２の層：高屈折率層−第３の層Ｚ：低屈折率層」による構成である。

なお、光学基板２の材料は、屈折率が２．０以上２．４以下であるならば、ガラスの他に結晶材料やプラスチック等でも構わない。
また、設計波長５００ｎｍにおいて、高屈折率膜の屈折率は１．８以上２．３以下であり、中間屈折率膜の屈折率は１．５以上１．８未満であり、低屈折率膜の屈折率は１．３以上１．５未満である。なお、中間屈折率膜の材料として、安価なＡｌ_２Ｏ_３を用い、第５層Ｅの低屈折率膜の材料としてはＭｇＦ_２を用いると良い。これらのような膜を選択することにより、製造コストの低減が可能となったり、所望の反射防止膜３を形成することができる。

また、各層の光学的膜厚ｎｄが設計波長に対して、第１層Ａが（０．０１〜０．１５）×λ、第２層Ｂが（０．０７〜０．３０）×λ、第３層Ｃが（０．０４〜０．１８）×λ、第４層Ｄが（０．５３〜０．６３）×λ、第５層Ｅが（０．２０〜０．２９）×λであると良い。本実施形態では、λ＝５００ｎｍとするが、設計波長を変えることにより、反射防止の効果が得られる波長域を、シフトさせることが可能である。
なお、（０．０１〜０．１５）×λの書き方は、例えばλ＝５００ｎｍとしたときに、光学的膜厚ｎｄが（０．０１〜０．１５）×５００ｎｍ＝５〜７５ｎｍとなることを意味している。また、第４層Ｄは、おおよそ光学的膜厚ｎｄがλ／２であり、反射防止膜の低反射率領域を広げている。

上述したように、本実施形態に係る反射防止膜３によれば、屈折率が２．０以上２．４以下の光学基板２に、高屈折率膜、中間屈折率膜及び低屈折率膜で、上述した膜構成及び膜厚を限定することにより、広い範囲の入射角度に対して、従来より高い反射防止効果を有することができる。また、設計波長を適時選択することにより、可視域で同様の性能が得られる。
また、本実施形態の光学素子１によれば、広い範囲の入射角度に対して高い反射防止効果を有する反射防止膜３を光学基板２上に備えている。よって、像の明るさや見え易さを向上することができる。

次に、上述した反射防止膜３を様々な条件のもとで、実際に光学基板２上に成膜した場合の実施例について以下に説明する。
また、反射防止膜３の成膜は、図２に示すイオンアシスト蒸着装置１０を用いて行った。このイオンアシスト蒸着装置１０は、真空チャンバー１１の右側面に設けられた排気口１２と、左側面に設けられたガス導入口１３とを備えている。排気口１２は、真空チャンバー１１内の排気を行う。また、ガス導入口１３は、成膜中にＯ_２ガスを真空チャンバー１１内に導入する。真空チャンバー１１の底部には、坩堝１４、１５、電子銃１６、１７、シャッター１８、１９及びイオンガン２０が設けられている。電子銃１６、１７から照射される電子ビームによって、坩堝１４、１５内の蒸着材料を蒸発させる。成膜の開始及び終了は、シャッター１８、１９の開閉で行う。

真空チャンバー１１の中央上部には、ドーム２１が設けられている。このドーム２１には、光学基板２を入れたヤトイ２２が設置されており、成膜中は回転するようになっている。また、真空チャンバー１１の上部には、クリスタル監視計２３と光学監視計２４とが設けられている。クリスタル監視計２３は、クリスタル基板２５に成膜される物理膜厚及び成膜速度を測定し、光学監視計２４は、成膜中のモニターガラス２６の反射率変化の測定を行う。

（第１実施例）
まず、反射防止膜３の第１実施例について、図３を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、基板屈折率が２．１０の透光性セラミックスを用いた。そして、上述したイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を１．０×１０^−３Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５００ｎｍとして、それぞれ光学基板２側から第１層Ａ、第３層Ｃに中間屈折率膜としてＡｌ_２Ｏ_３を、第２層Ｂ、第４層Ｄに高屈折率膜としてＺｒＯ_２を、第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を用いて、表１に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）で真空蒸着により成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５００ｎｍの波長において、高屈折率層が２．０５、中間屈折率層が１．６０、低屈折率層が１．３８であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、蒸着により形成されたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング法やイオンアシスト法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＺｒＯ_２、中間屈折率膜としてＡｌ_２Ｏ_３、低屈折率膜としてＭｇＦ_２をそれぞれ用いたが、これに限定されるものではない。例えば、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、中間屈折率膜として屈折率が１．５以上１．８未満のＡｌ_２Ｏ_３、ＣｅＦ_３、ＭｇＯ、ＬａＦ_３のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として屈折率が１．３以上１．５未満のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物を用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図３に、本実施例の反射防止膜３の分光特性を示す。図３に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．１８％である。また、３５゜入射での平均反射率は０．３０％である。このように、本実施の反射防止膜３は、０〜３５゜の入射角度範囲で、平均反射率が０．３％以下の良好な反射防止性能を有している。
なお、本実施例では、設計波長λを５００ｎｍにしているが、設計波長λを４９０ｎｍから５１０ｎｍにしても良い。この設計波長においても、０〜３５°の入射角度範囲で、平均反射率が０．３５％以下の良好な反射防止性能を実現することができる。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５゜の入射角度範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。また、最も薄い層でも物理膜厚ｄが２４ｎｍであることから、成膜制御性が高い反射防止膜３を得ることができる。

（第２実施例）
次に、反射防止膜３の第２実施例について、図４を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、上記第１実施例と同様に基板屈折率が２．１０の透光性セラミックスを用いた。そして、第１実施例と同様にイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を９．０×１０^−４Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５００ｎｍとして、それぞれ光学基板２側から第１層Ａ、第３層Ｃ及び第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を、第２層Ｂ及び第４層Ｄに高屈折率膜としてＺｒＯ_２を用いて、表２に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）で真空蒸着により成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５００ｎｍの波長において、高屈折率層が２．０５、低屈折率層が１．３８であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、蒸着により形成されたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング法やイオンアシスト法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＺｒＯ_２、低屈折率膜としてＭｇＦ_２をそれぞれ用いたが、これに限定されるものではない。例えば、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として屈折率が１．３以上１．５未満のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物を用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図４に、本実施例の反射防止膜３の分光特性を示す。図４に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．１８％である。また、３５°入射での平均反射率は０．３１％である。このように、本実施例の反射防止膜３は、０〜３５°の入射角範囲で０．３２％以下の良好な反射防止性能を有している。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５°の入射角範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。また、屈折率差が大きくなる蒸着材料を用いることで、反射防止帯城を広くすることができる。

（第３実施例）
次に、反射防止膜３の第３実施例について、図５を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、基板屈折率が２．３０のＬｉＮｂＯ_３を用いた。そして、第１実施例と同様にイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を１．０×１０^−３Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５５０ｎｍとして、それぞれ基板側から第１層Ａ及び第３層Ｃに低屈折率膜としてＳｉＯ_２を、第２層Ｂ及び第４層Ｄに高屈折率膜としＴａ_２Ｏ_５を、第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を用いて、表３に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）を、第１層Ａ、第２層Ｂ、第３層Ｃ及び第４層Ｄはイオンアシスト法で、第５層Ｅを蒸着でそれぞれ成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５５０ｎｍの波長において、高屈折率層は２．２５、中間屈折率層は１．４７、低屈折率層は１．３８であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、イオンアシスト法及び蒸着により形成されたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＴａ_２Ｏ_５、低屈折率膜としてＳｉＯ_２とＭｇＦ_２とをそれぞれ用いたが、これに限定されるものではない。例えば、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として屈折率が１．３以上１．５未満のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物を用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図５に、本実施例の反射防止膜３の分光特性を示す。図５に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．２％である。また、３５°入射での平均反射率は０．３３％である。このように、本実施例の反射防止膜３は、０〜３５°の入射角範囲で０．３３％の良好な反射防止性能を有している。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５°の入射角範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。また、緻密な膜を成膜できるイオンアシスト法で成膜することで、耐性に強い反射防止膜３を得ることができる。

（第４実施例）
次に、反射防止膜３の第４実施例について、図６を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、基板屈折率が２．０２のＯＨＡＲＡ製Ｓ−ＬＡＨ７９を用いた。そして、第１実施例と同様にイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を１．０×１０^−３Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５００ｎｍとして、それぞれ光学基板２側から第１層Ａ、第３層Ｃ及び第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を、第２層Ｂ及び第４層Ｄに高屈折率膜としＣｅＯ_２を用いて、表４に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）を蒸着により成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５００ｎｍの波長において、高屈折率層は２．１３、低屈折率層は１．３８であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、蒸着により形成されたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング法やイオンアシスト法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＣｅＯ_２、低屈折率膜としてＭｇＦ_２をそれぞれ用いたが、これに限定されるものではない。例えば、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として屈折率が１．３以上１．５未満のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物を用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図６に、本実施例の反射防止膜３の分光特性を示す。図６に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．１６％である。また、３５°入射での平均反射率は０．３３％である。このように、本実施例の反射防止膜３は、０〜３５°の入射角範囲で０．３３％以下の良好な反射防止性能を有している。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５°の入射角範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。

（第５実施例）
次に、反射防止膜３の第５実施例について、図７を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、基板屈折率が２．４０のダイヤモンドを用いた。そして、第１実施例と同様にイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を０．９×１０^−４Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５００ｎｍとして、それぞれ基板側から第１層Ａ及び第３層Ｃに中間屈折率膜としてＡｌ_２Ｏ_３を、第２層Ｂ及び第４層Ｄに高屈折率膜としてＣｅＯ_２を、第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を用いて、表５に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）を蒸着により成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５００ｎｍの波長において、高屈折率層は２．１３、中間屈折率層は１．６０、低屈折率層は１．３８であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、蒸着により形成されたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング法やイオンアシスト法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＣｅＯ_２、中間屈折率膜としてＡｌ_２Ｏ_３、低屈折率膜としてＭｇＦ_２をそれぞれ用いたが、これに限定されるものではない。例えば、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、中間屈折率膜として屈折率が１．５以上１．８未満のＡｌ_２Ｏ_３、ＣｅＦ_３、ＭｇＯ、ＬａＦ_３のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として屈折率が１．３以上１．５未満のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物を用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図７に、本実施例の反射防止膜３の分光特性を示す。図７に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．２０％である。また、３５°入射での平均反射率は０．３３％である。このように、本実施例の反射防止膜３は、０〜３５°の入射角範囲で０．３３％以下の良好な反射防止性能を有している。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５°の入射角範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。また、安価なＡｌ_２Ｏ_３を用いることで低コストの反射防止膜３を得ることができる。

（第６実施例）
次に、反射防止膜３の第６実施例について、図８を参照して説明する。本実施例では、光学基板２として、基板屈折率が２．０２のＯＨＡＲＡ製Ｓ−ＬＡＨ７９を用いた。そして、第１実施例と同様にイオンアシスト蒸着装置１０を用いて、真空チャンバー１１内を１．９×１０^−３Ｐａまで排気し、光学基板２上に反射防止膜３を成膜した。
また、設計波長を５００ｎｍとして、それぞれ光学基板２側から第１層Ａ、第３層Ｃ及び第５層Ｅに低屈折率膜としてＭｇＦ_２を、第２層Ｂ及び第４層Ｄに高屈折率膜としてＣｅＯ_２、保護膜としてＳｉＯ_２を用いて、表６に示す光学的膜厚ｎｄ（設計波長における膜の屈折率×物理的膜厚）を蒸着により成膜した。
成膜後の各層の屈折率は、５００ｎｍの波長において、高屈折率層は２．１３、低屈折率層は１．３８、保護膜は１．４７であった。

なお、本実施例の反射防止膜３は、蒸着により形成されたが、これに限定されるものではない。例えば、スパッタリング法やイオンアシスト法によっても同等の特性を得ることができる。また、本実施例では、高屈折率膜としてＣｅＯ_２、低屈折率膜としてＭｇＦ_２をそれぞれ用いたが、これに限定されるものではなく、高屈折率膜として屈折率が１．８以上２．３以下のＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２のいずれか又はこれらの混合物、低屈折率膜として１．３以上１．５以下のＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２のいずれか又はこれらの混合物、保護膜としてＳｉＯを用いて良い。このように、各膜と同等な屈折率の範囲にある膜を用いれば、本実施例と同等の特性を有する反射防止膜３を得ることができる。

図８に、本実施例の保護膜を有する反射防止膜３の分光特性を示す。図８に示すように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において、０°入射での平均反射率は０．１５％以下である。また、３５°入射での平均反射率は０．３５％である。このように、本実施例の反射防止膜３は、０〜３５°の入射角範囲で０．３５％以下の良好な反射防止性能を有している。

上述したように、本実施例の反射防止膜３によれば、０〜３５°の入射角範囲に対して、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域において高い反射防止効果を得ることができる。
また、保護膜を設けることで耐性に強い反射防止膜３を得ることができる。なお、本実施例のように、光学特性にほとんど影響のない範囲で最表層に保護膜や汚染層などを設けても良い。また、光学基板２から１層目に、光学基板２と屈折率がほぼ同等で、光学特性にほとんど影響のない層を、耐久性向上等の目的で設けることは、本発明の範囲を逸脱しない。

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。

本発明に係る反射防止膜及び光学素子の一実施形態を示す断面図である。図１に示す反射防止膜を光学基板上に成膜する際に用いるイオンアシスト蒸着装置の構成図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第１実施例に係る分光特性を示した図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第２実施例に係る分光特性を示した図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第３実施例に係る分光特性を示した図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第４実施例に係る分光特性を示した図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第５実施例に係る分光特性を示した図である。図２に示すイオンアシスト蒸着装置を用いて、光学基板上に成膜した反射防止膜の第６実施例に係る分光特性を示した図である。従来の光学素子の一例を示す断面図である。

符号の説明

１光学素子
２光学基板
３反射防止膜
Ａ第１層
Ｂ第２層
Ｃ第３層
Ｄ第４層
Ｅ第５層

Claims

屈折率が２．０以上２．４以下の光学基板上に５層で積層される反射防止膜であって、
前記光学基板側から数えて第１層及び第３層が、それぞれ中間屈折率膜と低屈折率膜とのうちいずれか一方の屈折率膜であり、第２層及び第４層が高屈折率膜であり、第５層が低屈折率膜であることを特徴とする反射防止膜。
請求項１に記載の反射防止膜において、
設計波長５００ｎｍにおいて、前記高屈折率膜の屈折率が、１．８以上２．３以下であり、前記中間屈折率膜の屈折率が、１．５以上１．８未満であり、前記低屈折率膜の屈折率が、１．３以上１．５未満であることを特徴とする反射防止膜。
請求項１又は２に記載の反射防止膜において、
前記各層の光学的膜厚ｎｄが設計波長λに対して、第１層が（０．０１〜０．１５）×λであり、第２層が（０．０７〜０．３０）×λであり、第３層が（０．０４〜０．１８）×λであり、第４層が（０．５３〜０．６３）×λであり、第５層が（０．２１〜０．２９）×λに設定されていることを特徴とする反射防止膜。
請求項１から３のいずれか１項に記載の反射防止膜と、
該反射防止膜の第１層が表面上に成膜され、屈折率が２．０以上２．４以下である光学基板とを備えることを特徴とする光学素子。