JP2012141594A - 反射防止膜及び光学素子 - Google Patents

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収 圷
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Abstract

【課題】可視領域内の最大反射率を０．４％以下に低減する。
【解決手段】反射防止膜は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下となる表面層を備えている。また、反射防止膜は、表面層と基板との間に交互に積層配置された高屈折率層及び低屈折率層を備えている。そして、反射防止膜は、これら表面層、高屈折率層及び低屈折率層により計層数が７層以上１１層以下で構成されている。高屈折率層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下となる材料で形成されている。低屈折率層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下となる材料で形成されている。そして、可視領域内の最大反射率が０．４％以下となるように、各層の膜厚が設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ、双眼鏡、望遠鏡、顕微鏡など光学機器に搭載されるレンズ等の基板に適用される可視領域の反射防止膜及び反射防止膜を備えた光学素子に関するものである。
近年、光学機器の高機能化に伴い、レンズの高性能化の要求が高まっている。レンズの性能を高めるために反射防止膜が多くの光学系に導入されている。反射防止膜はレンズの表面反射を低減し、ゴーストやフレアを抑制する役割を担っている。
このようなレンズの高性能化の要求に対応するために、これまで様々な材料や膜厚を組み合わせた多層膜からなる反射防止膜の設計、成膜技術が進歩してきた。このような多層膜の反射防止膜として、反射防止性能を向上させるために、４層構造の反射防止膜であって、表面層を屈折率の低いフッ素系樹脂で形成したものや（特許文献１参照）、ＭｇＦ２で形成したもの（特許文献２参照）が提案されている。
特開平１１−２２３７０６号公報 特開２００５−２８４０４０号公報
上記従来の反射防止膜はいずれも薄膜の表面層に屈折率が１．２以上１．３以下のフッ素系樹脂やＭｇＦ２の膜を形成し、反射率低減の改良がなされている。しかしながら、可視領域内での最大反射率は０．５％程度であり、これよりも反射率を可視領域全域に渡り低減し、レンズの高性能化の要求には不十分である。
そこで、本発明は、可視領域内で最大反射率が０．４％以下となる反射防止膜及び反射防止膜を備えた光学素子を提供することを目的とするものである。
本発明は、基板上に形成される７層構造の反射防止膜であって、空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層とし、前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、前記第２層、前記第４層及び前記第６層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、前記第３層、前記第５層及び前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、前記第１層から前記第７層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７としたとき、５４［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ２≦８６［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ３≦２４［ｎｍ］、２６［ｎｍ］≦ｄ４≦７１［ｎｍ］、１８［ｎｍ］≦ｄ５≦４１［ｎｍ］、２７［ｎｍ］≦ｄ６≦５１［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ７≦２１［ｎｍ］であることを特徴とする。
また、本発明は、基板上に形成される７層構造の反射防止膜であって、空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層とし、前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、前記第３層及び前記第５層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、前記第２層、前記第４層及び前記第６層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、前記第１層から前記第７層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７としたとき、８３［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２４［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ３≦５０［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ４≦６０［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３５［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ６≦４０［ｎｍ］、１０［ｎｍ］≦ｄ７≦７５［ｎｍ］であることを特徴とする。
本発明によれば、各屈折率層の膜厚を設定したことで、可視領域内で最大反射率が０．４％以下となり、従来よりも可視領域全域での反射率が低減する。
本発明の各実施形態に係る光学素子の断面図である。 本発明の各実施形態に係る反射防止膜の概略構成を示す説明図である。（ａ）は本発明の第１実施形態に係る７層構造の反射防止膜、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る８層構造の反射防止膜、（ｃ）は本発明の第３実施形態に係る９層構造の反射防止膜を示す図である。（ｄ）は本発明の第４実施形態に係る１０層構造の反射防止膜、（ｅ）は本発明の第５実施形態に係る１１層構造の反射防止膜を示す図である。 本発明の各実施形態に係る反射防止膜の概略構成を示す説明図である。（ａ），（ｂ）は本発明の第６実施形態に係る７層構造の反射防止膜、（ｃ）は本発明の第７実施形態に係る８層構造の反射防止膜、（ｄ），（ｅ）は本発明の第８実施形態に係る９層構造の反射防止膜を示す図である。（ｆ）は本発明の第９実施形態に係る１０層構造の反射防止膜を示す図である。 本発明の各実施形態に係る反射防止膜の概略構成を示す説明図である。（ａ），（ｂ）は本発明の第１０実施形態に係る１１層構造の反射防止膜を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、光学素子の断面図である。図２〜図４は、本発明の各実施形態に係る反射防止膜の概略構成を示す説明図である。
［第１実施形態］
図１に示すように、レンズ等の光学素子２０は、基板Ｂと、基板Ｂに成膜された反射防止膜２２と、を備えている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜２２が設けられている。以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図２（ａ）は本発明の第１実施形態に係る７層構造の反射防止膜を示している。図２（ａ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第１実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１１、第２層２１、第３層３１、第４層４１、第５層５１、第６層６１、第７層７１が積層されて構成されている。
空気側に最も近い第１層１１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第２層２１、第４層４１及び第６層６１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第３層３１、第５層５１及び第７層７１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
本第１実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第１実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１１から第７層７１の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第７層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例１）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上に高屈折率層である第７層７１としてＮｂ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＮｂターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒ５０ｓｃｃｍ、Ｏ２７０ｓｃｃｍを導入して行った。次に低屈折率層である第６層６１としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を３０ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで、第５層５１〜第２層２１を形成した。その後、テフロン（登録商標）ＡＦ２４００を溶媒ＨＦＥ７３００に溶解した溶液を用いて、ディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層である第１層１１として形成した。以下、第１層１１から第７層７１の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７とし、以下の表１に示すような膜厚構成で合計７層のサンプル１−１から１−５を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００ｎｍでそれぞれＮｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
また、ガラスで形成された基板Ｂ上に高屈折率層である第７層７１として、Ｔａ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＴａターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒを５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を７０ｓｃｃｍ導入して行った。次に低屈折率層である第６層６１としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を４５ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで、第５層５１〜第２層２１を形成した。その後、ゾルゲル法でゾル液にはフッ酸と酢酸マグネシウムの混合液を用いスピンコート法によりＭｇＦ２薄膜を第１層１１として以下の表１に示すような膜厚構成で合計７層のサンプル１−６から１−１１を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＴａ２Ｏ５が２．１、ＳｉＯ２が１．４２、ＭｇＦ２が１．２であった。
サンプル１−１から１−１１の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例１）
実施例１と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表１に示す膜厚構成でサンプル１−１２から１−１６を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表１に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
５４［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦８６［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦２４［ｎｍ］
２６［ｎｍ］≦ｄ４≦７１［ｎｍ］
１８［ｎｍ］≦ｄ５≦４１［ｎｍ］
２７［ｎｍ］≦ｄ６≦５１［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦２１［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第２実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図２（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る８層構造の反射防止膜を示している。図２（ｂ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第２実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板側に向かって順に第１層１２、第２層２２、第３層３２、第４層４２、第５層５２、第６層６２、第７層７２、第８層８２が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第３層３２、第５層５２及び第７層７２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２２、第４層４２、第６層６２及び第８層８２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
本第２実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第２実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１２から第８層８２の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第８層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例２）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上にＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、７層形成した。その後、実施例１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１２から第８層８２の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とし、以下の表２に示すような膜厚構成で合計８層のサンプル２−１から２−７を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＮｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
また、ガラスで形成された基板Ｂ上に実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、７層形成した。その後、実施例１と同様にゾルゲル法でＭｇＦ２薄膜を表２に示す膜厚構成で合計８層のサンプル２−８から２−１５を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＴａ２Ｏ５が２．１、ＳｉＯ２が１．４２、ＭｇＦ２が１．２であった。
サンプル２−１から２−１５の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例２）
実施例２と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表２に示す膜厚構成でサンプル２−１６から２−２１を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表２に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
８６［ｎｍ］≦ｄ１≦１３３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
２５［ｎｍ］≦ｄ３≦７０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦５３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦５８［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦６０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦５５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦１８［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第３実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図２（ｃ）は本発明の第３実施形態に係る９層構造の反射防止膜を示している。図２（ｃ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第３実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１３、第２層２３、第３層３３、第４層４３、第５層５３、第６層６３、第７層７３、第８層８３、第９層９３が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１３は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第２層２３、第４層４３、第６層６３及び第８層８３は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第３層３３、第５層５３、第７層７３及び第９層９３は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
本第３実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第３実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１３から第９層９３の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第９層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例３）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上にＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、８層形成した。その後、実施例１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１３から第９層９３の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９とし、以下の表３に示すような膜厚構成で合計９層のサンプル３−１から３−８を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＮｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
また、ガラスで形成された基板Ｂ上に実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、８層形成した。その後、実施例１と同様にゾルゲル法でＭｇＦ２薄膜を表３に示す膜厚構成で合計９層のサンプル３−９から３−１６を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＴａ２Ｏ５が２．１、ＳｉＯ２が１．４２、ＭｇＦ２が１．２であった。
サンプル３−１から３−１６の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定すると全て０．４％以下となった。
（比較例３）
実施例３と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表３に示す膜厚構成でサンプル３−１７から３−２２を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表３に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
４９［ｎｍ］≦ｄ１≦１１９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦８２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦２８［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦６４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦１２９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦５４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦６２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦５３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦２０［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第４実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図２（ｄ）は本発明の第４実施形態に係る１０層構造の反射防止膜を示している。図２（ｄ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第４実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板側に向かって順に第１層１４、第２層２４、第３層３４、第４層４４、第５層５４、第６層６４、第７層７４、第８層８４、第９層９４、第１０層１０４が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１４は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第３層３４、第５層５４、第７層７４及び第９層９４は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２４、第４層４４、第６層６４、第８層８４及び第１０層１０４は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
本第４実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第４実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１４から第１０層１０４の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第１０層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例４）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上にＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、９層形成した。その後、実施例１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１４から第１０層１０４の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０とし、以下の表４に示すような膜厚構成で合計１０層のサンプル４−１から４−８を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＮｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
また、ガラスで形成された基板Ｂ上に実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、８層形成した。その後、実施例１と同様にゾルゲル法でＭｇＦ２薄膜を表４に示す膜厚構成で合計１０層のサンプル４−９から４−１７を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＴａ２Ｏ５が２．１、ＳｉＯ２が１．４２、ＭｇＦ２が１．２であった。
サンプル４−１から４−１７の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例４）
実施例４と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表４に示す膜厚構成でサンプル４−１８から４−２３を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表２に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
８２［ｎｍ］≦ｄ１≦１２４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦７５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦１２４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦７２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦１４０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦７４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦５７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦５８［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１０≦２１［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第５実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図２（ｅ）は本発明の第５実施形態に係る１１層構造の反射防止膜を示している。図２（ｅ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第５実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１５、第２層２５、第３層３５、第４層４５、第５層５５、第６層６５、第７層７５、第８層８５、第９層９５、第１０層１０５、第１１層１１５が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１５は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第２層２５、第４層４５、第６層６５、第８層８５及び第１０層１０５は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第３層３５、第５層５５、第７層７５、第９層９５及び第１１層１１５は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
本第５実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第５実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１５から第１１層１１５の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第１１層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例５）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上にＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、１０層形成した。その後、実施例１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１５から第１１層１１５の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１とし、以下表５に示すような膜厚構成で合計１１層のサンプル５−１から５−１０を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＮｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
また、ガラスで形成された基板Ｂ上に実施例１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、１０層形成した。その後、実施例１と同様にゾルゲル法でＭｇＦ２薄膜を表５に示す膜厚構成で合計１１層のサンプル５−１１から５−２１を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＴａ２Ｏ５が２．１、ＳｉＯ２が１．４２、ＭｇＦ２が１．２であった。
サンプル５−１から５−２１の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例５）
実施例５と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表５に示す膜厚構成でサンプル５−２２から５−２７を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表５に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
５３［ｎｍ］≦ｄ１≦１１７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦６９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦２９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦６４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦１３５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦５２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦１４０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦５０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦５６［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１０≦６０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１１≦２０［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第６実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図３（ａ）は本発明の第６実施形態に係る７層構造の反射防止膜を示している。図３（ａ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第６実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１６−１、第２層２６−１、第３層３６−１、第４層４６−１、第５層５６−１、第６層６６−１、第７層７６−１が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１６−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第３層３６−１及び第５層５６−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２６−１、第４層４６−１及び第６層６６−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第７層７６−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の反射防止膜とは異なる７層構造の反射防止膜を示している。図３（ｂ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ１上に形成されている。図３（ｂ）に示す反射防止膜は、空気側から基板Ｂ１側に向かって順に第１層１６−２、第２層２６−２、第３層３６−２、第４層４６−２、第５層５６−２、第６層６６−２、第７層７６−２が積層されて構成されている。基板Ｂ１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるの透明ガラス基板であり、この基板Ｂ１上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１６−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２２以上１．２６以下の表面層である。この表面層は、中空シリカ粒子を含有し、中空シリカ粒子が重合性バインダ中に分散されて形成された中空シリカ層である。
第３層３６−２及び第５層５６−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２６−２、第４層４６−２及び第６層６６−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第７層７６−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
本第６実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより、中屈折率層を形成し、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第６実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように図３（ａ）に示す第１層１６−１から第７層７６−１の膜厚を設定したものである。更に、図３（ａ）に示す反射防止膜よりも低反射率の反射防止膜として、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となるように図３（ｂ）に示す第１層１６−２から第７層７６−２の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第７層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例６−１）
まず、ガラスで形成された基板Ｂ上に中屈折率層である第７層７６−１としてＡｌ２Ｏ３をスパッタリング法により成膜した。成膜はＡｌターゲットにＤＣ電源を用いて５００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１４０ｓｃｃｍ、Ｏ２を１４ｓｃｃｍ導入して行った。次に高屈折率層である第６層６６−１としてＮｂ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＮｂターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒを５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を７０ｓｃｃｍ導入して行った。次に低屈折率層である第５層５６−１としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を３０ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで第４層４６−１〜第２層２６−１を形成した。その後、テフロン（登録商標）ＡＦ２４００を溶媒ＨＦＥ７３００に溶解した溶液を用いて、ディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層である第１層１６−１として形成した。以下、第１層１６−１から第７層７６−１の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７とし、以下の表６に示すような膜厚構成で合計７層のサンプル６−１から６−１７を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｎｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
サンプル６−１から６−１７の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（実施例６−２）
実施例６−２では、実施例６−１のサンプル６−１から６−１７と同じ層数で、基板および膜材料を異ならせた。実施例６−２では、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるガラスで形成された基板Ｂ１（ＯＨＡＲＡ製 Ｓ−ＬＡＨ６０）を用いた。この基板Ｂ１上に中屈折率層である第７層７６−２としてＡｌ２Ｏ３をスパッタリング法により成膜した。成膜はＡｌターゲットにＤＣ電源を用いて５００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１４０ｓｃｃｍ、Ｏ２を１４ｓｃｃｍ導入して行った。次に高屈折率層である第６層６６−２としてＴａ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＴａターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒを５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を７０ｓｃｃｍ導入して行った。次に低屈折率層である第５層５６−２としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を３０ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで、第４層４６−２〜第２層２６−２を形成した。その後、平均粒子径が１０［ｎｍ］以上５０［ｎｍ］以下の中空シリカ粒子と重合性バインダとを含有する塗布液をスピンコート法により塗布後、熱硬化させ、中空シリカ層を表面層である第１層１６−２として形成した。以下、第１層１６−２から第７層７６−２の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７とし、以下の表６の６−１８から６−２１に示す膜厚構成で合計７層のサンプルを作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｔａ２Ｏ５が２．２７、ＳｉＯ２が１．４７、中空シリカが１．２６であった。
表６のサンプル６−１８から６−２１の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．２％以下となった。
（比較例６）
実施例６と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表６に示す膜厚構成で比較例サンプル６−２２から６−２７を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表６に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
８３［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦５０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦６０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦４０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦７５［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
また、表６に示すように、第１層１６ー２を中空シリカ層とし、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となることが判明した。反射防止膜は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８である基板Ｂ１上に形成した。
１１０［ｎｍ］≦ｄ１≦１２１［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦４４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦６０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３２［ｎｍ］
１７［ｎｍ］≦ｄ６≦３４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦２０［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が更に低い０．２％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ、更に良好な光学特性を示した。
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第７実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図３（ｃ）は本発明の第７実施形態に係る８層構造の反射防止膜を示している。図３（ｃ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第７実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１７、第２層２７、第３層３７、第４層４７、第５層５７、第６層６７、第７層７７、第８層８７が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１７は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第２層２７、第４層４７及び第６層６７は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第３層３７、第５層５７及び第７層７７は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第８層８７は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
本第７実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより、中屈折率層を形成し、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第７実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１７から第８層８７の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第８層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例７）
ガラスで形成された基板Ｂ上にまずＡｌ２Ｏ３、続いてＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例６−１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、７層形成した。その後、実施例６−１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１７から第８層８７の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とし、以下表７に示す膜厚構成で合計８層のサンプル７−１から７−９を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｎｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
サンプル７−１から７−９の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例７）
実施例７と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表７に示す膜厚構成でサンプル７−１０から７−１３を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表７に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
７４［ｎｍ］≦ｄ１≦９６［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦１９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦３４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦３５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦３２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦７４［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第８実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図３（ｄ）は本発明の第８実施形態に係る９層構造の反射防止膜を示している。図３（ｄ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第８実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１８−１、第２層２８−１、第３層３８−１、第４層４８−１、第５層５８−１、第６層６８−１、第７層７８−１、第８層８８−１、第９層９８−１が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１８−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第３層３８−１、第５層５８−１及び第７層７８−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２８−１、第４層４８−１、第６層６８−１及び第８層８８−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第９層９８−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
また、図３（ｅ）は、図３（ｄ）の反射防止膜とは異なる９層構造の反射防止膜を示している。図３（ｅ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ１上に形成されている。図３（ｅ）に示す反射防止膜は、空気側から基板Ｂ１側に向かって順に第１層１８−２、第２層２８−２、第３層３８−２、第４層４８−２、第５層５８−２、第６層６８−２、第７層７８−２、第８層８８−２、第９層９８−２が積層されて構成されている。基板Ｂ１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるの透明ガラス基板であり、この基板Ｂ１上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１８−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２２以上１．２６以下の表面層である。この表面層は、中空シリカ粒子を含有し、中空シリカ粒子が重合性バインダ中に分散されて形成された中空シリカ層である。
第３層３８−２及び第５層５８−２及び第７層７８−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２８−２、第４層４８−２及び第６層６８−２及び第８層８８−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第９層９８−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
本第８実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより、中屈折率層を形成し、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第８実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１８−１から第９層９８−１の膜厚を設定したものである。更に、図３（ｄ）に示す反射防止膜よりも低反射率の反射防止膜として、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となるように図３（ｅ）に示す第１層１８−２から第９層９８−２の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第９層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例８−１）
ガラスで形成された基板Ｂ上にまずＡｌ２Ｏ３、続いてＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例６−１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、８層形成した。その後、実施例６−１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１８−１から第９層９８−１の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９とし、以下表８に示す膜厚構成で合計９層のサンプル８−１から８−１１を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｎｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
サンプル８−１から８−１１の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（実施例８−２）
実施例８−２では、実施例８−１のサンプル８−１から８−１１と同様の９層構成の多層膜で、基板および膜材料を異ならせた。実施例８−２では、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるガラスで形成された基板Ｂ１（ＯＨＡＲＡ製 Ｓ−ＬＡＨ６０）を用いた。この基板Ｂ１上に、まず中屈折率層である第９層９８−２としてＡｌ２Ｏ３をスパッタリング法により成膜した。成膜はＡｌターゲットにＤＣ電源を用いて５００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１４０ｓｃｃｍ、Ｏ２を１４ｓｃｃｍ導入して行った。次に高屈折率層である第８層８８−２としてＴａ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＴａターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒを５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を７０ｓｃｃｍ導入して行った。次に低屈折率層である第７層７８−２としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を３０ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで、第６層６８−２〜第２層２８−２を形成した。その後、平均粒子径が１０［ｎｍ］以上５０［ｎｍ］以下の中空シリカ粒子と重合性バインダとを含有する塗布液をスピンコート法により塗布後大気中で２００℃で熱硬化させ、中空シリカ層を表面層である第１層１８−２として形成した。以下、第１層１８−２から第９層９８−２の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９とし、以下の表８の８−１２から８−１４に示す膜厚構成で合計９層サンプルを作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００ｎｍでそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｔａ２Ｏ５が２．２７、ＳｉＯ２が１．４７、中空シリカが１．２６であった。
表８のサンプル８−１２から８−１４の波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．２％以下となった。
（比較例８）
実施例８と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表８に示す膜厚構成でサンプル８−１５から８−１９を作成し、波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表８に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
８５［ｎｍ］≦ｄ１≦１２０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦３７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦４６［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦７８［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦３７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦２９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦７２［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
また、表８に示すように、第１層１８ー２を中空シリカ層とし、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となることが判明した。反射防止膜は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８である基板Ｂ１上に形成した。
１０５［ｎｍ］≦ｄ１≦１１２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２０［ｎｍ］
１２［ｎｍ］≦ｄ３≦３１［ｎｍ］
１３［ｎｍ］≦ｄ４≦４６［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３２［ｎｍ］
３７［ｎｍ］≦ｄ６≦６０［ｎｍ］
１５［ｎｍ］≦ｄ７≦３７［ｎｍ］
１９［ｎｍ］≦ｄ８≦２９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦５０［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が更に低い０．２％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ、更に良好な光学特性を示した。
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第９実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図３（ｆ）は本発明の第９実施形態に係る１０層構造の反射防止膜を示している。図３（ｆ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第９実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板Ｂ側に向かって順に第１層１９、第２層２９、第３層３９、第４層４９、第５層５９、第６層６９、第７層７９、第８層８９、第９層９９、第１０層１０９が積層されて構成されている。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１９は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第２層２９、第４層４９、第６層６９及び第８層８９は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第３層３９、第５層５９、第７層７９及び第９層９９は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第１０層１０９は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
本第９実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板Ｂ上に、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより、中屈折率層を形成し、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第９実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように第１層１９から第１０層１０９の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第１０層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例９）
ガラスで形成された基板Ｂ上にまずＡｌ２Ｏ３、続いてＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例６−１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、９層形成した。その後、実施例６−１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１９から第１０層１０９の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０とし、以下表９に示す膜厚構成で合計１０層のサンプル９−１から９−１０を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｎｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
サンプル９−１から９−１０の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（比較例９）
実施例９と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表９に示す膜厚構成でサンプル９−１１から９−１６を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表９に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
７９［ｎｍ］≦ｄ１≦９５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦１４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦２０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦４４［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦２９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦１９［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦７７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦３２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ９≦１３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１０≦４６［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
［第１０実施形態］
次に、本発明の第１０実施形態の光学素子における反射防止膜について説明する。なお、本第１０実施形態の光学素子は、上記第１実施形態と同様、図１に示すような構成であるが、反射防止膜２２の構成が異なるものであり、以下、反射防止膜２２について詳細に説明する。図４（ａ）は本発明の第１０実施形態に係る１１層構造の反射防止膜を示している。図４（ａ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ上に形成されている。本第１０実施形態の反射防止膜２２は、空気側から基板側に向かって順に第１層１１０−１〜第１１層１１１０−１が積層されてなる。基板Ｂは、ガラス、合成石英、樹脂などの透明基板であり、この基板Ｂ上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１１０−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、材料としては、テフロン（登録商標）を代表とするフッ素系樹脂やＭｇＦ２などを用いる。
第３層３１０−１、第５層５１０−１、第７層７１０−１及び第９層９１０−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２１０−１、第４層４１０−１、第６層６１０−１、第８層８１０−１及び第１０層１０１０−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第１１層１１１０−１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の反射防止膜とは異なる１１層構造の反射防止膜を示している。図４（ｂ）に示す反射防止膜は、基板Ｂ１上に形成されている。図４（ｂ）に示す反射防止膜は、空気側から基板Ｂ１側に向かって順に第１層１１０−２〜第１１層１１１−２が積層されて構成されている。基板Ｂ１は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるの透明ガラス基板であり、この基板Ｂ１上に反射防止膜が設けられている。
空気側に最も近い第１層１１０−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２２以上１．２６以下の表面層である。この表面層は、中空シリカ粒子を含有し、中空シリカ粒子が重合性バインダ中に分散されて形成された中空シリカ層である。
第３層３１０−２及び第５層５１０−２及び第７層７１０−２及び第９層９１０−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層である。この低屈折率層はＳｉＯ２を主成分としている。
第２層２１０−２、第４層４１０−２及び第６層６１０−２及び第８層８１０−２及び第１０層１０１０−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層である。この高屈折率層は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＩＴＯのうちのいずれか１種類以上の材料を含んでいればよいが、いずれか１種類の材料を主成分としているのが好ましい。
第１１層１１１０−２は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層である。この中屈折率層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分としている。この中屈折率層の材料であるＡｌ２Ｏ３は、外気からの水分や空気を遮断する機能を有するため、中屈折率層は、反射防止膜の使用環境が高温高湿などの耐久性が必要な場合に導入する。
本第１０実施形態の反射防止膜の形成方法は、まず、合成石英や光学ガラスなどの透明基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、ディップ法などにより、中屈折率層を形成し、高屈折率層と低屈折率層とを交互に形成する。その後に表面層を選択する材料に応じて、ディップ法、スピンコート法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成する。
本第１０実施形態では、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となるように図４（ａ）に示す第１層１１０−１から第１１層１１１０−１の膜厚を設定したものである。更に、図４（ａ）に示す反射防止膜よりも低反射率の反射防止膜として、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となるように図４（ｂ）に示す第１層１１０−２から第１１層１１１０−２の膜厚を設定したものである。以下、第１層から第１１層の膜厚の範囲について実験結果を挙げて説明する。
（実施例１０−１）
ガラスで形成された基板Ｂ上にまずＡｌ２Ｏ３、続いてＮｂ２Ｏ５、ＳｉＯ２を実施例６−１と同じ印加電力、ガス圧でスパッタリング法により、Ｎｂ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜し、１０層形成した。その後、実施例６−１と同様にディップコート法により、フッ素系樹脂膜を表面層として形成した。以下、第１層１１０−１から第１１層１１１０−１の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１とし、以下表１０に示す膜厚構成で合計１１層のサンプル１０−１から１０−１０を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｎｂ２Ｏ５が２．４、ＳｉＯ２が１．５、フッ素系樹脂が１．３であった。
サンプル１０−１から１０−１０の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％以下となった。
（実施例１０−２）
実施例１０−２では、実施例１０−１のサンプル１０−１から１０−１０と同様の１１層構成の多層膜で、基板および膜材料を異ならせた。実施例１０−２では、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８であるガラスで形成された基板Ｂ１（ＯＨＡＲＡ製 Ｓ−ＬＡＨ６０）を用いた。この基板Ｂ１上に、まず中屈折率層である第１１層１１１０−２としてＡｌ２Ｏ３をスパッタリング法により成膜した。成膜はＡｌターゲットにＤＣ電源を用いて５００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１４０ｓｃｃｍ、Ｏ２を１４ｓｃｃｍ導入して行った。次に高屈折率層である第１０層１０１０−２としてＴａ２Ｏ５をスパッタリング法により成膜した。成膜はＴａターゲットにＤＣ電源を用いて４００Ｗ印加し、ガスはＡｒを５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を７０ｓｃｃｍ導入して行った。次に低屈折率層である第９層９１０−２としてＳｉＯ２をスパッタリング法により成膜した。成膜はＳｉターゲットにＤＣ電源を用いて６００Ｗ印加し、ガスはＡｒを１５０ｓｃｃｍ、Ｏ２を３０ｓｃｃｍ導入して行った。その後、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２を交互に成膜することで、第８層８１０−２〜第２層２１０−２を形成した。その後、平均粒子径が１０［ｎｍ］以上５０［ｎｍ］以下の中空シリカ粒子と重合性バインダとを含有する塗布液をスピンコート法により塗布後、大気中で２００℃で熱硬化させ、中空シリカ層を表面層である第１層１１０−２として形成した。以下、第１層１１０−２から第１１層１１１０−２の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１とし、以下の表１０に示すような膜厚構成で合計１１層のサンプル１０−１１から１０−１４を作成した。成膜した各層の屈折率は、波長４００［ｎｍ］でそれぞれＡｌ２Ｏ３が１．７８、Ｔａ２Ｏ５が２．２７、ＳｉＯ２が１．４７、中空シリカが１．２６であった。
サンプル１０−１１から１０−１４の波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．２％以下となった。
（比較例１０）
実施例１０と同様の多層膜を、膜厚を変えて成膜し、表１０に示す膜厚構成でサンプル１０−１５から１０−２１を作成し、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］までの可視領域の反射率を分光光度計により測定し、その波長域内での最大反射率を測定した。その結果、全て０．４％よりも大きくなった。
Figure 2012141594
以上、表１０に示す実験結果から、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．４％以下となることが判明した。
９２［ｎｍ］≦ｄ１≦１０５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ３≦３０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ４≦２７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ５≦３２［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ６≦５７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ７≦２３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ８≦３９［ｎｍ］
１３［ｎｍ］≦ｄ９≦３７［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１０≦１３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１１≦４６［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が従来の０．５％よりも低い０．４％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ良好な光学特性を示した。
また、表１０に示すように、第１層１１０ー２を中空シリカ層とし、各膜厚を以下の範囲に設定することで、反射防止膜の可視領域内での最大反射率が０．２％以下となることが判明した。反射防止膜は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の領域で屈折率が１．８３から１．８８である基板Ｂ１上に形成した。
９４［ｎｍ］≦ｄ１≦１０５［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ２≦１７［ｎｍ］
２３［ｎｍ］≦ｄ３≦３０［ｎｍ］
２０［ｎｍ］≦ｄ４≦２７［ｎｍ］
１４［ｎｍ］≦ｄ５≦２０［ｎｍ］
４２［ｎｍ］≦ｄ６≦５７［ｎｍ］
１３［ｎｍ］≦ｄ７≦２３［ｎｍ］
２２［ｎｍ］≦ｄ８≦３１［ｎｍ］
１３［ｎｍ］≦ｄ９≦２０［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１０≦１３［ｎｍ］
１０［ｎｍ］≦ｄ１１≦３５［ｎｍ］
つまり、各膜厚を上記の範囲に設定することで、反射防止膜の反射率が更に低い０．２％以下に低減する。以上の反射防止膜を備えた光学素子２０（図１参照）を作成したところ、更に良好な光学特性を示した。
１１〜１１０−２…第１層、２１〜２１０−２…第２層、３１〜３１０−２…第３層、４１〜４１０−２…第４層、５１〜５１０−２…第５層、６１〜６１０−２…第６層、７１〜７１０−２…第７層、８２〜８５，８７〜８１０−２…第８層、９３〜９５，９８−１〜９１０−２…第９層、１０４，１０５，１０９，１０１０−１，１０１０−２…第１０層、１１５，１１１０−１，１１１０−２…第１１層、２０…光学素子、２１…基板、２２…反射防止膜

Claims (16)

  1. 基板上に形成される７層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第２層、前記第４層及び前記第６層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第３層、前記第５層及び前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１層から前記第７層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７としたとき、
    ５４［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦８６［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦２４［ｎｍ］
    ２６［ｎｍ］≦ｄ４≦７１［ｎｍ］
    １８［ｎｍ］≦ｄ５≦４１［ｎｍ］
    ２７［ｎｍ］≦ｄ６≦５１［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦２１［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  2. 基板上に形成される８層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第３層、前記第５層及び前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層及び前記第８層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１層から前記第８層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８としたとき、
    ８６［ｎｍ］≦ｄ１≦１３３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
    ２５［ｎｍ］≦ｄ３≦７０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦５３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦５８［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦６０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦５５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦１８［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  3. 基板上に形成される９層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層及び前記第８層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第３層、前記第５層、前記第７層及び前記第９層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１層から前記第９層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９としたとき、
    ４９［ｎｍ］≦ｄ１≦１１９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦８２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦２８［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦６４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦１２９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦５４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦６２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦５３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ９≦２０［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  4. 基板上に形成される１０層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層、第１０層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第３層、前記第５層、前記第７層及び前記第９層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層、前記第８層及び前記第１０層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１層から前記第１０層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０としたとき、
    ８２［ｎｍ］≦ｄ１≦１２４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦７５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦１２４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦７２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦１４０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦７４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦５７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ９≦５８［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１０≦２１［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  5. 基板上に形成される１１層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層、第１０層、第１１層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層、前記第８層及び前記第１０層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第３層、前記第５層、前記第７層、前記第９層及び前記第１１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１層から前記第１１層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１としたとき、
    ５３［ｎｍ］≦ｄ１≦１１７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦６９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦２９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦６４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦１３５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦５２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦１４０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦５０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ９≦５６［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１０≦６０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１１≦２０［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  6. 前記表面層が、フッ素系樹脂及びＭｇＦ２のうちのいずれかの材料を主成分として形成され、
    前記低屈折率層が、ＳｉＯ２を主成分として形成され、
    前記高屈折率層が、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３及びＩＴＯのうちのいずれかの材料を主成分として形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反射防止膜。
  7. 基板上に形成される７層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第３層及び前記第５層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第２層、前記第４層及び前記第６層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、
    前記第１層から前記第７層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７としたとき、
    ８３［ｎｍ］≦ｄ１≦１２５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦５０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦６０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦３５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦４０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦７５［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  8. 基板上に形成される８層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第２層、前記第４層及び前記第６層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第３層、前記第５層及び前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第８層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、
    前記第１層から前記第８層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８としたとき、
    ７４［ｎｍ］≦ｄ１≦９６［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦１９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦３４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦３４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦３５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦３２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦７４［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  9. 基板上に形成される９層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第３層、前記第５層及び前記第７層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層及び前記第８層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第９層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、
    前記第１層から前記第９層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９としたとき、
    ８５［ｎｍ］≦ｄ１≦１２０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦３７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦４６［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦３５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦７８［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦３７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦２９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ９≦７２［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  10. 基板上に形成される１０層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層、第１０層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層及び前記第８層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第３層、前記第５層、前記第７層及び前記第９層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１０層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、
    前記第１層から前記第１０層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０としたとき、
    ７９［ｎｍ］≦ｄ１≦９５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦１４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦２０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦４４［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦２９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦１９［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦７７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦３２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ９≦１３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１０≦４６［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  11. 基板上に形成される１１層構造の反射防止膜であって、
    空気側から前記基板側に向かって順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、第６層、第７層、第８層、第９層、第１０層、第１１層とし、
    前記第１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．２以上１．３以下の表面層であり、
    前記第３層、前記第５層、前記第７層及び前記第９層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．４２以上１．５以下の低屈折率層であり、
    前記第２層、前記第４層、前記第６層及び前記第８層及び第１０層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が２．１以上２．４以下の高屈折率層であり、
    前記第１１層は、波長４００［ｎｍ］から７００［ｎｍ］の範囲における屈折率が１．６以上１．８以下の中屈折率層であり、
    前記第１層から前記第１１層の膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１としたとき、
    ９２［ｎｍ］≦ｄ１≦１０５［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ２≦２１［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ３≦３０［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ４≦２７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ５≦３２［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ６≦５７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ７≦２３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ８≦３９［ｎｍ］
    １３［ｎｍ］≦ｄ９≦３７［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１０≦１３［ｎｍ］
    １０［ｎｍ］≦ｄ１１≦４６［ｎｍ］
    であることを特徴とする反射防止膜。
  12. 前記表面層が、フッ素系樹脂及びＭｇＦ２うちいずれかの材料を主成分として形成されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の反射防止膜。
  13. 前記表面層が、バインダ中に中空シリカ粒子を分散させて形成されていることを特徴とする請求項７、９又は１１のいずれか１項に記載の反射防止膜。
  14. 前記中空シリカ粒子の粒子径が１０［ｎｍ］以上５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする請求項１３に記載の反射防止膜。
  15. 前記低屈折率層が、ＳｉＯ２を主成分として形成され、
    前記高屈折率層が、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３及びＩＴＯのうちのいずれかの材料を主成分として形成され、
    前記中屈折率層が、Ａｌ２Ｏ３を主成分として形成されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の反射防止膜。
  16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の反射防止膜を備えた光学素子。
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