JP2022139912A

JP2022139912A - Optical element, optical system, and optical instrument

Info

Publication number: JP2022139912A
Application number: JP2021040492A
Authority: JP
Inventors: 和枝内田; Kazue Uchida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-09-26

Abstract

To provide an optical element that has high environmental durability.SOLUTION: An optical element (300) has a substrate and an antireflection film (100) formed of resin material (200). The antireflection film is composed of a first film (111) formed on the substrate and a second film (101) formed on the first film. The second film is composed of a first layer formed on the first film and a second layer formed on the first layer. The first layer includes silicon oxide, and the second layer includes magnesium fluoride.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学素子に関する。 The present invention relates to optical elements.

特許文献１には、最外層をＳｉＯ_２又はＳｉＯを主成分とする層（酸化ケイ素層）とし、その下の層をＭｇＦ_２を主成分とする層（フッ化マグネシウム層）として形成された反射防止膜が開示されている。特許文献２には、酸化ケイ素層と酸化タンタル層とが交互に積層された多重層と、多重層の上に形成されたフッ化マグネシウム層と、最外層としてフッ化マグネシウム層の上に形成された酸化ケイ素層とからなる反射防止膜が開示されている。 In Patent Document 1, the outermost layer is SiO ₂ or a layer containing SiO as a main component (silicon oxide layer), and the layer below it is a layer containing MgF ₂ as a main component (magnesium fluoride layer). A barrier membrane is disclosed. In Patent Document 2, a multilayer in which a silicon oxide layer and a tantalum oxide layer are alternately laminated, a magnesium fluoride layer formed on the multilayer, and a magnesium fluoride layer formed on the magnesium fluoride layer as the outermost layer An antireflection coating comprising a silicon oxide layer is disclosed.

特開２００２－２０２４０１号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-202401 特開２０１７－１３４４０４号公報JP 2017-134404 A

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された反射防止膜の構成では、フッ化マグネシウムの引張り応力が強いため、光学素子の環境耐久性を高めることが難しい。その結果、樹脂材料からなるレンズ上の反射防止膜に膜割れや膜剥がれが発生する可能性がある。 However, in the configurations of the antireflection films described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is difficult to improve the environmental durability of the optical element due to the strong tensile stress of magnesium fluoride. As a result, the antireflection film on the lens made of a resin material may crack or peel off.

そこで本発明は、環境耐久性が高い光学素子、光学系、および光学機器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element, an optical system, and an optical instrument having high environmental durability.

本発明の一側面としての光学素子は、樹脂材料からなる基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の膜と、該第１の膜の上に形成された第２の膜とからなり、前記第２の膜は、前記第１の膜の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とからなり、前記第１の層は酸化ケイ素を含み、前記第２の層はフッ化マグネシウムを含む。 An optical element as one aspect of the present invention is an optical element having a base material made of a resin material and an antireflection film, wherein the antireflection film is a first film formed on the base material. , a second film formed on the first film, the second film comprising a first layer formed on the first film, and a layer of the first layer and a second layer formed thereon, said first layer comprising silicon oxide and said second layer comprising magnesium fluoride.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the invention are described in the following embodiments.

本発明によれば、環境耐久性が高い光学素子、光学系、および光学機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical element, an optical system, and an optical instrument with high environmental durability.

各実施例における光学素子の概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of an optical element in each example. FIG. 実施例１における光学素子の入射角０度の反射率特性である。4 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 1. FIG. 実施例２における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic of the optical element in Example 2 at an incident angle of 0 degree. 実施例３における光学素子の入射角０度の反射率特性である。10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 3. FIG. 実施例４における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic of the optical element in Example 4 at an incident angle of 0 degree. 実施例５における光学素子の入射角０度の反射率特性である。10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 5. FIG. 実施例６における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic of the optical element in Example 6 at an incident angle of 0 degree. 実施例７における光学素子の入射角０度の反射率特性である。10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 7. FIG. 実施例８における光学素子の入射角０度の反射率特性である。10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 8. FIG. 実施例９における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 9. FIG. 実施例１０における光学素子の入射角０度の反射率特性である。10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 10. FIG. 実施例１１における光学素子の入射角０度の反射率特性である。11 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 11. FIG. 実施例１２における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 12. FIG. 実施例１３における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 13. FIG. 実施例１４における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 14. FIG. 実施例１５における光学素子の入射角０度の反射率特性である。FIG. 10 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Example 15. FIG. 比較例１における光学素子の入射角０度の反射率特性である。3 shows reflectance characteristics at an incident angle of 0 degrees of the optical element in Comparative Example 1. FIG. 比較例２における光学素子の入射角０度の反射率特性である。It is the reflectance characteristic of the optical element in Comparative Example 2 at an incident angle of 0 degrees. 実施例１６における光学系の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of an optical system in Example 16; 実施例１７における撮像装置の外観斜視図である。FIG. 22 is an external perspective view of an imaging device in Example 17;

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図１を参照して、本実施形態における光学素子３００の概略構成について説明する。図１は、光学素子３００を示す概略断面図である。光学素子３００は、透明樹脂基板（樹脂材料からなる基材）２００、および、透明樹脂基板２００の上に形成された反射防止膜１００を有する。反射防止膜１００は、透明樹脂基板２００から順に、多層膜（第１の膜）１１１と、多層膜（第２の膜）１０１とから構成される。すなわち反射防止膜１００は、透明樹脂基板２００の上に形成された多層膜１１１と、多層膜１１１の上に形成された（透明樹脂基板２００から最も遠くに形成された）多層膜１０１とからなる。 First, referring to FIG. 1, a schematic configuration of an optical element 300 in this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an optical element 300. FIG. The optical element 300 has a transparent resin substrate (base material made of resin material) 200 and an antireflection film 100 formed on the transparent resin substrate 200 . The antireflection film 100 is composed of a multilayer film (first film) 111 and a multilayer film (second film) 101 in order from the transparent resin substrate 200 . That is, the antireflection film 100 is composed of a multilayer film 111 formed on the transparent resin substrate 200 and a multilayer film 101 formed on the multilayer film 111 (formed farthest from the transparent resin substrate 200). .

多層膜１１１は、透明樹脂基板２００から順に、層１１、１２、１３、１４、１５、１６からなる。なお本実施形態において、多層膜１１１は６層からなるが、これに限定されるものではない。多層膜１１１の層数は、１層以上であれば、何層であっても構わない。多層膜１０１は、多層膜１１１に近い側から順に、層（第１の層）０１および層（第２の層）の２層からなる。多層膜１０１を構成する層０１は酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含み、層０２はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）を含む。より具体的には、層０１は酸化ケイ素から構成されるか、または酸化ケイ素を主成分（重量比９０％以上の酸化ケイ素を含む層）として構成される。層０２は、フッ化マグネシウムから構成されるか、またはフッ化マグネシウムを主成分として構成される。 The multilayer film 111 is composed of layers 11 , 12 , 13 , 14 , 15 and 16 in order from the transparent resin substrate 200 . In this embodiment, the multilayer film 111 is composed of six layers, but is not limited to this. The number of layers of the multilayer film 111 may be any number as long as it is one layer or more. The multilayer film 101 is composed of two layers, a layer (first layer) 01 and a layer (second layer), in order from the side closer to the multilayer film 111 . Layer 01 constituting multilayer film 101 contains silicon oxide (SiO ₂ ), and layer 02 contains magnesium fluoride (MgF ₂ ). More specifically, the layer 01 is composed of silicon oxide, or composed of silicon oxide as a main component (a layer containing silicon oxide at a weight ratio of 90% or more). The layer 02 is composed of magnesium fluoride or composed mainly of magnesium fluoride.

透明樹脂基板２００に反射防止膜１００を蒸着する場合、透明樹脂基板２００を無加熱（もしくは８０度以下の低温加熱）の状態で成膜を行う必要がある。無加熱（もしくは８０度以下の低温加熱）で蒸着したフッ化マグネシウムは、強い引張応力を有する。一方、酸化ケイ素は、無加熱（もしくは８０度以下の低温加熱）で蒸着すると、圧縮応力を有する。本実施形態では、多層膜１０１の構成のように、フッ化マグネシウム層の下層に酸化ケイ素層を有する構成にすることで、応力の相殺による密着性の向上が可能となる。 When depositing the antireflection film 100 on the transparent resin substrate 200, it is necessary to form the film while the transparent resin substrate 200 is not heated (or heated at a low temperature of 80 degrees or less). Magnesium fluoride vapor-deposited without heating (or by heating at a low temperature of 80 degrees or less) has a strong tensile stress. On the other hand, silicon oxide has compressive stress when deposited without heating (or with low temperature heating of 80 degrees or less). In this embodiment, as in the structure of the multilayer film 101, by adopting a structure having a silicon oxide layer under the magnesium fluoride layer, it is possible to improve adhesion by canceling stress.

本実施形態において、層０１、０２のｄ線における屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、層０１、０２の物理膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２（ｎｍ）、ｄ線の波長をλとするとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。 In this embodiment, when the refractive indices of the layers 01 and 02 for the d-line are n1 and n2, the physical thicknesses of the layers 01 and 02 are d1 and d2 (nm), respectively, and the wavelength of the d-line is λ, the following It is desirable to satisfy conditional expression (1).

λ／８≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２≦λ／２ …（１）
また本実施形態において、条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）のように設定することがより望ましい。 λ/8≦n1d1+n2d2≦λ/2 (1)
Further, in the present embodiment, it is more desirable to set the numerical range of conditional expression (1) as shown in conditional expression (1a) below.

λ／６≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２≦λ／３ …（１ａ）
反射防止膜１００は、最外層（最上層）をより屈折率が低い材料とし、その光学膜厚をλ／４程度にすると、反射防止性能が向上する。本実施形態において、多層膜１０１を最外層の低屈折率材料と実質的に等価な層とみなし、式（１）を満足することで、反射防止性能の向上を図ることができる。 λ/6≦n1d1+n2d2≦λ/3 (1a)
The antireflection film 100 improves the antireflection performance by using a material having a lower refractive index for the outermost layer (uppermost layer) and setting the optical film thickness to about λ/4. In this embodiment, by regarding the multilayer film 101 as a layer substantially equivalent to the low refractive index material of the outermost layer and by satisfying the formula (1), it is possible to improve the antireflection performance.

また本実施形態において、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。 Moreover, in this embodiment, it is desirable to satisfy the following conditional expression (2).

０．２≦ｎ２ｄ２／（ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２）≦０．９ …（２）
また本実施形態において、条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２ａ）のように設定することがより望ましい。 0.2≦n2d2/(n1d1+n2d2)≦0.9 (2)
Further, in this embodiment, it is more desirable to set the numerical range of conditional expression (2) as shown in conditional expression (2a) below.

０．６≦ｎ２ｄ２／（ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２）≦０．９ …（２ａ）
多層膜１０１の層０２の膜厚を厚くすると、多層膜１０１の平均屈折率は下がるが、引張応力の上昇により密着性の確保が難しくなる。一方、層０１の膜厚を厚くすると、引張応力が低下し密着性の確保が容易になるが、多層膜１０１の平均屈折率が上昇してしまう。それぞれの膜厚を条件式（２）を満足するように成膜することで、反射防止性能と密着性とを両立することができる。 0.6≦n2d2/(n1d1+n2d2)≦0.9 (2a)
When the thickness of the layer 02 of the multilayer film 101 is increased, the average refractive index of the multilayer film 101 is lowered, but the increase in tensile stress makes it difficult to ensure adhesion. On the other hand, if the film thickness of the layer 01 is increased, the tensile stress is reduced and adhesion is easily ensured, but the average refractive index of the multilayer film 101 is increased. By forming the films so that each film thickness satisfies the conditional expression (2), both antireflection performance and adhesion can be achieved.

透明樹脂基板２００は、温度上昇により膨張する。また、フッ化マグネシウムは大きな引っ張り応力を有する。一般的に、酸化ケイ素の蒸着膜は圧縮応力を有するが、フッ化マグネシウムの応力を相殺するには、より強い圧縮応力が必要である。そこで本実施形態では、微量のアルミニウムを含有させた酸化ケイ素材料を用いることで、圧縮応力を増強する。このため、層０１を構成する材料は、酸化ケイ素を主成分とし、微量なアルミニウムを含む材料であることが望ましい。このため、屈折率ｎ１は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。 The transparent resin substrate 200 expands due to temperature rise. Also, magnesium fluoride has a large tensile stress. In general, deposited films of silicon oxide have compressive stress, but stronger compressive stress is required to offset the stress of magnesium fluoride. Therefore, in this embodiment, a silicon oxide material containing a small amount of aluminum is used to increase the compressive stress. Therefore, it is desirable that the material forming the layer 01 be a material containing silicon oxide as a main component and a small amount of aluminum. Therefore, it is desirable that the refractive index n1 satisfies the following conditional expression (3).

１．４≦ｎ１≦１．５ …（３）
また、層０１は、重量比１０％以下のアルミニウムを含むことが望ましい。アルミニウムの添加は、ごく微量でも効果がある。重量比０．００１％のアルミニウムを含有した酸化ケイ素膜でも、フッ化マグネシウム膜と組み合わせた際に、膜割れや膜剥がれの発生を防ぐことができる。 1.4≦n1≦1.5 (3)
Also, the layer 01 desirably contains 10% or less by weight of aluminum. Addition of aluminum is effective even in a very small amount. Even a silicon oxide film containing 0.001% by weight of aluminum can prevent film cracking and film peeling when combined with a magnesium fluoride film.

多層膜１１１は、高屈折率材料と中屈折率材料（ｄ線に関する屈折率が１．６～１．８程度）との組み合わせでもよいが、高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層した層（交互層）であることが望ましい。多層膜１１１に使用される高屈折率材料は、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ランタン、または酸化ジルコニアのいずれか一つ、または、これらの複数の混合物を主成分とする材料であることが望ましい。高屈折率材料は、引張応力を有する。多層膜１１１に使用される低屈折率材料は、作製の容易性や反射防止膜１００の応力を相殺する等の観点から、層０１と同一の材料であることが望ましい。高屈折率材料が引張応力を有し、低屈折率材料が圧縮応力を有するため、交互層とすることで応力が相殺される。なお交互層は、図１に示されるような６層に限定されるものではなく、少なくとも２種類の材料の層が一層ずつあればよい。 The multilayer film 111 may be a combination of a high refractive index material and a medium refractive index material (having a refractive index of about 1.6 to 1.8 with respect to the d-line). Laminated layers (alternating layers) are preferred. The high refractive index material used for the multilayer film 111 is desirably a material containing any one of tantalum oxide, titanium oxide, lanthanum oxide, or zirconia oxide, or a mixture of these as a main component. High refractive index materials have tensile stress. The low-refractive-index material used for the multilayer film 111 is desirably the same material as the layer 01 from the viewpoints of ease of production and canceling out the stress of the antireflection film 100 . Since the high refractive index material has tensile stress and the low refractive index material has compressive stress, the alternating layers compensate for the stress. Note that the alternating layers are not limited to six layers as shown in FIG. 1, and it is sufficient if there are layers of at least two kinds of materials.

多層膜１１１の最下層である層１１は、層０１と同一材料であってもよい。透明樹脂基板２００は、一般的にガラスよりも大きな熱膨張係数を有する。透明樹脂基板２００上に、圧縮応力が強い材料を使用することで、高温化で透明樹脂基板２００が膨張した際の形状変化に層１１が追従することができ、膜割れを防止することができる。 Layer 11 , which is the bottom layer of multilayer film 111 , may be of the same material as layer 01 . The transparent resin substrate 200 generally has a larger thermal expansion coefficient than glass. By using a material with strong compressive stress on the transparent resin substrate 200, the layer 11 can follow the shape change when the transparent resin substrate 200 expands due to high temperature, and film cracking can be prevented. .

多層膜１１１および多層膜１０１からなる反射防止膜１００の成膜方法は、蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法であれば、特に限定されるものではない。特に蒸着法は、フッ化物が分解しにくいため、より望ましい。蒸着法において、蒸着材料の加熱方法としては、抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法、レーザー蒸着法などがある。電子ビーム蒸着法は、膜材料を直接加熱できるため、基板に対しては無加熱状態で成膜できること、汚染が少なく、膜の品質が比較的高くなることから、より望ましい。また、イオンビームアシスト法を用いることも望ましい。独立したイオン源が、蒸着のアシストの役割を果たすことで、吸収や散乱が少なく、強度が高い緻密な膜を形成することができる。 The method of forming the antireflection film 100 composed of the multilayer film 111 and the multilayer film 101 is not particularly limited as long as it is a physical vapor deposition method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. In particular, the vapor deposition method is more desirable because fluoride is less likely to decompose. In the vapor deposition method, methods for heating the vapor deposition material include a resistance heating method, an electron beam vapor deposition method, a laser vapor deposition method, and the like. The electron beam evaporation method is more desirable because the film material can be directly heated, the film can be formed without heating the substrate, the contamination is low, and the quality of the film is relatively high. It is also desirable to use an ion beam assist method. An independent ion source plays a role of assisting vapor deposition, so that a dense film with little absorption and scattering and high strength can be formed.

本実施形態において、透明樹脂基板２００の屈折率（ｄ線における平均屈折率）をｎｄとするとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。 In this embodiment, when the refractive index of the transparent resin substrate 200 (average refractive index at the d-line) is nd, it is desirable to satisfy the following conditional expression (4).

１．４８≦ｎｄ≦１．８０ …（４）
また本実施形態において、透明樹脂基板２００の線膨張係数をα（１０^－５／℃）とするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。 1.48≦nd≦1.80 (4)
Further, in this embodiment, when the coefficient of linear expansion of the transparent resin substrate 200 is α(10 ⁻⁵ /° C.), it is desirable to satisfy the following conditional expression (5).

１．５≦α≦３０．０ …（５）
以下、各実施例について具体的に説明する。 1.5≤α≤30.0 (5)
Each example will be specifically described below.

図１は、本発明の実施例１における光学素子３００の概略断面図である。本実施例の光学素子３００は、透明樹脂基板２００の上に反射防止膜１００が形成された光学素子である。透明樹脂基板２００は、屈折率１．５３（ｄ線）のＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料として、層１１、１３、１５、０１がＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＺｒＯ_２とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical element 300 in Example 1 of the present invention. An optical element 300 of this embodiment is an optical element having an antireflection film 100 formed on a transparent resin substrate 200 . The transparent resin substrate 200 is a COP resin ("ZEONEX" manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) with a refractive index of 1.53 (d-line). As layer materials, layers 11, 13, 15 and 01 use SiO ₂ , layers 12, 14 and 16 use a mixture of ZrO ₂ and TiO ₂ and layer 02 uses MgF ₂ . Table 1 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2).

本実施例の反射防止膜１００の成膜法は、以下のとおりである。反射防止膜１００は、蒸着法にて成膜される。蒸発材料の加熱には、電子ビームを使用した。また、より緻密な膜を形成するため、イオンビームアシスト蒸着法を行った。蒸着装置の真空チャンバ内は、２×１０^－３（Ｐａ）近傍の高真空領域まで無加熱状態で排気した。真空チャンバ内が高真空状態になったのを確認してから、不活性ガスとしてＡｒをイオン銃に導入し、イオン銃を放電させる。イオン銃が安定状態になってから、真空チャンバ内に酸素を導入し、真空圧が１×１０^－２（Ｐａ）程度で酸素イオンによるイオンアシスト蒸着を行う。 A method for forming the antireflection film 100 of this example is as follows. The antireflection film 100 is formed by a vapor deposition method. An electron beam was used to heat the evaporative material. Also, in order to form a denser film, an ion beam assisted vapor deposition method was performed. The inside of the vacuum chamber of the vapor deposition apparatus was evacuated to a high vacuum region of about 2×10 ⁻³ (Pa) without heating. After confirming that the inside of the vacuum chamber has reached a high vacuum state, Ar as an inert gas is introduced into the ion gun to discharge the ion gun. After the ion gun reaches a stable state, oxygen is introduced into the vacuum chamber, and ion-assisted vapor deposition is performed using oxygen ions at a vacuum pressure of about 1×10 ⁻² (Pa).

図２は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図２において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲において、反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 FIG. 2 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 2, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). In the wavelength range of 420 to 680 nm, the reflectance is 0.25% or less, which is a very good characteristic.

フッ化マグネシウムからなる層０２は、強い引張応力を有する。一方、酸化ケイ素は、圧縮応力を有する。フッ化マグネシウム膜の下層を酸化ケイ素膜とすることで、多層膜１０１全体としては、応力が相殺された構成となっており、クラックや剥離が発生しない、環境信頼性に優れた膜となっている。 Layer 02 made of magnesium fluoride has a high tensile stress. Silicon oxide, on the other hand, has compressive stress. By using a silicon oxide film as the lower layer of the magnesium fluoride film, the multilayer film 101 as a whole has a configuration in which stress is canceled, and the film is excellent in environmental reliability without cracking or peeling. there is

反射防止膜１００において、様々な条件下での耐久性を確認するため、下記のような耐久試験を実施した。
（高温高湿放置試験）
作製したサンプルを温度６０度、湿度９０％に設定された恒温槽に１０００時間放置した後、反射防止膜１００の外観を目視で観察した。
（低温放置試験）
作製したサンプルを温度－３０度に設定された恒温槽に１０００時間放置した後、反射防止膜１００の外観を目視で観察した。
（高温放置試験）
作製したサンプルを７０度に設定された恒温槽に１２時間放置した後、反射防止膜１００の外観を目視で観察した。
（密着性試験）
作製したサンプルの反射防止膜１００の表面に粘着テープを張り付けた後、膜面に対して垂直方向にテープを引きはがす。５回繰り返し、膜が剥離していないかどうかを目視で観察した。 In order to confirm the durability of the antireflection film 100 under various conditions, the following durability test was conducted.
(High temperature and high humidity storage test)
After leaving the prepared sample in a constant temperature bath set at a temperature of 60° C. and a humidity of 90% for 1000 hours, the appearance of the antireflection film 100 was visually observed.
(Low temperature storage test)
After the prepared sample was left in a constant temperature bath set at −30° C. for 1000 hours, the appearance of the antireflection film 100 was visually observed.
(High temperature exposure test)
After the prepared sample was left in a constant temperature bath set at 70° C. for 12 hours, the appearance of the antireflection film 100 was visually observed.
(Adhesion test)
After sticking an adhesive tape to the surface of the antireflection film 100 of the prepared sample, the tape was peeled off in a direction perpendicular to the film surface. This was repeated 5 times, and it was visually observed whether or not the film was peeled off.

耐久試験の結果を表１８に示す。いずれの試験においても、膜割れや膜剥がれが生じておらず、良好な反射防止膜が形成されていることが確認できる。 Table 18 shows the results of the durability test. In any test, no film cracking or peeling occurred, and it was confirmed that a good antireflection film was formed.

実施例２の光学素子は、実施例１と同一の透明樹脂基板、同一の蒸着材料、および同一の蒸着条件で作製されている。表２は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図３は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図３において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The optical element of Example 2 is manufactured using the same transparent resin substrate, the same vapor deposition material, and the same vapor deposition conditions as those of Example 1. FIG. Table 2 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 3 shows reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 3, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例３の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比０．００１％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表３は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。本実施例の反射防止膜１００の成膜方法は、実施例１と同様に、電子ビーム蒸着法およびイオンアシスト蒸着法を用いている。図４は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図４において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 3 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are made of _SiO2 containing 0.001% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 3 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). As in the first embodiment, the antireflection film 100 of this embodiment is formed by the electron beam evaporation method and the ion-assisted evaporation method. FIG. 4 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 4, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

本実施例において、層０１は、Ａｌを重量比０．００１％含むＳｉＯ_２層である。この層は、非常に圧縮応力が強い。ＭｇＦ_２は非常に引張応力が強く、また樹脂材料は膨張傾向が強い。本実施例によれば、これらの応力が相殺されるため、非常に環境耐久性の高い反射防止膜を提供することができる。 In this example, the layer 01 is a SiO ₂ layer containing 0.001% Al by weight. This layer is very compressive. _MgF2 has a very strong tensile stress, and the resin material has a strong tendency to expand. According to this embodiment, these stresses are canceled out, so that an antireflection film with extremely high environmental durability can be provided.

実施例４の透明樹脂基板２００は、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ樹脂（東レ（株）「ルミラーＴ６０」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比１．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表４は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図５は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図５において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 4 is a polyester film (PET resin ("Lumirror T60" manufactured by Toray Industries, Inc.). As a layer material, the layers 11, 13, 15, and 01 are Al having a weight ratio of 1.0%. A mixture of Ta ₂ O ₅ and TiO ₂ is used for layers 12, 14 and 16, and MgF ₂ is used for layer 02. Table ₄ details the film structure of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy the formulas (1) and (2).Figure 5 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example.In Figure 5, the horizontal axis represents the wavelength (nm) and the vertical axis indicates the reflectance (%), which is 0.2% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例５の透明樹脂基板２００は、ＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比２．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表５は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図６は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図６において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 5 is a COP resin (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are made of _SiO2 containing 2.0% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 5 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 6 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 6, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例６の透明樹脂基板２００は、ＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料としては、層１２、１４、０１が重量比３．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１１、１３、１５がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表６は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図７は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．３％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 6 is a COP resin (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). Layer materials include SiO ₂ containing 3.0% by weight Al for layers 12, 14 and 01, a mixture of Ta ₂ O ₅ and TiO ₂ for layers 11, 13 and 15, and MgF ₂ for layer 02. is used. Table 6 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 7 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 7, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.3% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例７の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比２．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表７は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図８は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図８において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．３％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 7 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are made of _SiO2 containing 2.0% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 7 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 8 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 8, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.3% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例８の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１２、１４、０１が重量比３．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１１、１３、１５がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表８は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図９は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図９において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．３％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 8 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). Layer materials include SiO ₂ containing 3.0% by weight Al for layers 12, 14 and 01, a mixture of Ta ₂ O ₅ and TiO ₂ for layers 11, 13 and 15, and MgF ₂ for layer 02. is used. Table 8 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 9 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 9, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.3% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例９の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１２、１４、０１が重量比２．５％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１１、１３、１５がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表９は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１０は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１０において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 9 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). As layer materials, the layers 12, 14, 01 are _SiO2 containing 2.5% by weight of Al, the layers 11, 13, ₁₅ are a mixture of Ta2O5 and _TiO2 , and the layer ₀₂ is _MgF2 . is used. Table 9 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 10 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 10, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１０の透明樹脂基板２００は、ＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比４．５％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１０は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１１は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１１において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 10 is a COP resin (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are _SiO2 containing 4.5% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is _MgF2 is used. Table 10 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 11 shows reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 11, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.2% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１１の透明樹脂基板２００は、ＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比５．２％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１１は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１２は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１２において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．３％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 11 is a COP resin (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are made of _SiO2 containing 5.2% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 11 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 12 shows reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 12, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.3% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１２の透明樹脂基板２００は、ＣＯＰ樹脂（日本ゼオン（株）「ＺＥＯＮＥＸ」）である。層材料としては、層１２、１４、０１が重量比４．５％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１１、１３、１５がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１２は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１３は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１３において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 12 is a COP resin (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). As layer materials, the layers 12, 14, 01 are _SiO2 containing 4.5% by weight of Al, the layers 11, 13, ₁₅ are a mixture of Ta2O5 and _TiO2 , and the layer ₀₂ is _MgF2 . is used. Table 12 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 13 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 13, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１３の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比１０．０％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１３は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１４は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１４において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 13 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ , and 01 are made of _SiO2 containing 10.0% by weight of Al, the layers 12, 14, and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 13 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 14 shows reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 14, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.2% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１４の透明樹脂基板２００は、特殊ＰＣ樹脂（三井ガス化学（株）「ＥＰ－５０００」）である。層材料としては、層１２、１４、１６、０１が重量比５．２％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１１、１３、１５がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１４は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１５は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１５において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２５％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 14 is a special PC resin (“EP-5000” manufactured by Mitsui Gas Chemicals, Inc.). As the layer material, the layers 12, 14, 16 and 01 are made of _SiO2 containing 5.2% by weight of Al, the layers 11, 13 and ₁₅ are made of a mixture of Ta2O5 and _TiO2 , and the layer ₀₂ is made of _MgF2 is used. Table 14 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 15 shows reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 15, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.25% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

実施例１５の透明樹脂基板２００は、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ樹脂）（東レ（株）「ルミラーＴ６０」）である。層材料としては、層１１、１３、１５、０１が重量比５．２％のＡｌを含むＳｉＯ_２、層１２、１４、１６がＴａ_２Ｏ_５とＴｉＯ_２との混合物、および、層０２がＭｇＦ_２を用いている。表１５は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、式（１）、（２）を満足する。図１６は、本実施例における光学素子の反射率特性である。図１６において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．２％以下であり、非常に良い特性である。 The transparent resin substrate 200 of Example 15 is a polyester film (PET resin) ("Lumirror T60" manufactured by Toray Industries, Inc.). As the layer material, the layers 11, 13, ₁₅ and 01 are made of _SiO2 containing 5.2% by weight of Al, the layers 12, 14 and 16 are made of a mixture of _Ta2O5 and _TiO2 , and the layer 02 is made of _MgF2 is used. Table 15 shows the details of the film configuration of the optical element of this example. The refractive index and film thickness of each material satisfy formulas (1) and (2). FIG. 16 shows the reflectance characteristics of the optical element in this example. In FIG. 16, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.2% or less in the wavelength range of 420 to 680 nm, which is a very good characteristic.

次に、図１９を参照して、実施例１６における光学系について説明する。図１９は、光学系４００の断面図である。光学系４００は、複数の光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１を有する。４０２は絞り、４０３は結像面である。光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１はそれぞれレンズである。これらのレンズのうち、入射面および射出面の少なくとも一方に、実施例１～１５のいずれかの反射防止膜が付与されている。すなわち光学系４００は、複数の光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１を有し、複数の光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１は、実施例１～１５のいずれかの反射防止膜が形成された光学素子３００を含む。 Next, with reference to FIG. 19, the optical system in Example 16 will be described. FIG. 19 is a cross-sectional view of the optical system 400. FIG. The optical system 400 has a plurality of optical elements G401-G411. 402 is a diaphragm, and 403 is an imaging plane. Each of the optical elements G401 to G411 is a lens. At least one of the entrance surface and the exit surface of these lenses is provided with the antireflection film of any one of Examples 1 to 15. That is, the optical system 400 has a plurality of optical elements G401 to G411, and the plurality of optical elements G401 to G411 includes the optical element 300 on which the antireflection film of any one of Examples 1 to 15 is formed.

なお本実施例の光学系４００は、後述する撮像装置に用いられる撮像光学系に限定されるものではなく、双眼鏡、プロジェクタ、望遠鏡等の様々な用途の光学系に適用可能である。 Note that the optical system 400 of this embodiment is not limited to an imaging optical system used in an imaging apparatus, which will be described later, and can be applied to optical systems for various purposes such as binoculars, projectors, and telescopes.

次に、図２０を参照して、実施例１７における撮像装置について説明する。図２０は、撮像装置（デジタルカメラ５００）の外観斜視図である。 Next, with reference to FIG. 20, the imaging apparatus according to the seventeenth embodiment will be described. FIG. 20 is an external perspective view of an imaging device (digital camera 500).

デジタルカメラ５００は、カメラ本体５０２と、カメラ本体５０２一体的に構成されたレンズ装置５０１とを有する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、レンズ装置５０１は、一眼レフカメラ用やミラーレスカメラ用等の、カメラ本体５０２に対して着脱可能な交換レンズであってもよい。レンズ装置５０１は、実施例１～１５のいずれかの光学系４００を有する。カメラ本体５０２は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子５０３を有する。撮像素子５０３は、光学系４００の結像面４０３に配置される。 A digital camera 500 has a camera body 502 and a lens device 501 integrated with the camera body 502 . However, this embodiment is not limited to this, and the lens device 501 may be an interchangeable lens detachable from the camera body 502 for a single-lens reflex camera, a mirrorless camera, or the like. The lens device 501 has the optical system 400 of any one of Examples 1-15. A camera body 502 has an imaging element 503 such as a CMOS sensor or a CCD sensor. The imaging device 503 is arranged on the imaging plane 403 of the optical system 400 .

（比較例１）
比較例１は、実施例１０と同一の蒸着材料および同一の透明樹脂基板を使用し、同一の蒸着条件で作製される。表１６は、本比較例の光学素子の膜構成である。多層膜１０１は、フッ化マグネシウム層のみで形成されている。図１７は、本比較例における光学素子の反射率特性である。図１７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲において反射率は０．２以下であり、実施例１～１５よりも低反射率を実現している。 (Comparative example 1)
Comparative Example 1 uses the same vapor deposition material and the same transparent resin substrate as in Example 10, and is produced under the same vapor deposition conditions. Table 16 shows the film configuration of the optical element of this comparative example. The multilayer film 101 is formed only of magnesium fluoride layers. FIG. 17 shows reflectance characteristics of the optical element in this comparative example. In FIG. 17, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is 0.2 or less in the wavelength range of 420-680 nm, which is lower than that of Examples 1-15.

耐久試験の結果を表１８に示す。本比較例の最外層は、引張応力が強いフッ化マグネシウム膜で形成されている。このため本比較例の構成では、各耐久試験において膜割れや膜剥がれが生じており、反射防止膜として使用するには不適である。 Table 18 shows the results of the durability test. The outermost layer of this comparative example is formed of a magnesium fluoride film with high tensile stress. Therefore, the structure of this comparative example is unsuitable for use as an antireflection film because film cracking and film peeling occur in each endurance test.

（比較例２）
比較例２は、実施例１０と同一の蒸着材料および同一の透明樹脂基板を使用し、同一の蒸着条件で作製される。表１７は、本比較例の光学素子の膜構成である。多層膜１０１は、酸化ケイ素層のみで形成されている。 (Comparative example 2)
Comparative Example 2 uses the same vapor deposition material and the same transparent resin substrate as in Example 10, and is produced under the same vapor deposition conditions. Table 17 shows the film configuration of the optical element of this comparative example. The multilayer film 101 is formed only of silicon oxide layers.

耐久試験の結果を表１８に示す。本比較例の最外層は、強度が強い酸化ケイ素膜で形成されている。このため、各耐久試験においても、膜割れや膜剥がれが生じていない。 Table 18 shows the results of the durability test. The outermost layer of this comparative example is formed of a silicon oxide film having high strength. Therefore, film cracking and film peeling did not occur in each endurance test.

図１８は、本比較例の反射率特性である。図１８において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。波長４２０～６８０ｎｍの範囲で反射率は０．５％程度であり、実施例１～１５よりも高い反射率を示している。このため本比較例の構成では、ゴーストやフレアの原因となる可能性がある。 FIG. 18 shows reflectance characteristics of this comparative example. In FIG. 18, the horizontal axis indicates wavelength (nm) and the vertical axis indicates reflectance (%). The reflectance is about 0.5% in the wavelength range of 420-680 nm, which is higher than that of Examples 1-15. Therefore, the configuration of this comparative example may cause ghost and flare.

各実施例によれば、環境耐久性が高い光学素子、光学系、および光学機器を提供することができる。 According to each example, it is possible to provide an optical element, an optical system, and an optical instrument with high environmental durability.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist.

１００反射防止膜
１０１多層膜（第２の膜）
１１１多層膜（第１の膜）
２００透明樹脂基板（樹脂材料からなる基材）
３００光学素子 100 antireflection film 101 multilayer film (second film)
111 multilayer film (first film)
200 transparent resin substrate (base material made of resin material)
300 optical element

Claims

An optical element having a substrate made of a resin material and an antireflection film,
The antireflection film comprises a first film formed on the substrate and a second film formed on the first film,
the second film comprises a first layer formed on the first film and a second layer formed on the first layer;
the first layer comprises silicon oxide;
The optical element, wherein the second layer contains magnesium fluoride.

The refractive index of the first layer at the d-line is n1, the refractive index of the second layer at the d-line is n2, the physical thickness of the first layer is d1 (nm), and the physical thickness of the second layer is When the film thickness is d2 (nm) and the wavelength of the d-line is λ (nm),
λ/8≦n1d1+n2d2≦λ/2
2. The optical element according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.

λ/6≦n1d1+n2d2≦λ/3
3. The optical element according to claim 2, wherein the following conditional expression is satisfied.

The refractive index of the first layer at the d-line is n1, the refractive index of the second layer at the d-line is n2, the physical thickness of the first layer is d1 (nm), and the physical thickness of the second layer is When the film thickness is d2 (nm),
0.2≦n2d2/(n1d1+n2d2)≦0.9
4. The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression is satisfied.

0.6≦n2d2/(n1d1+n2d2)≦0.9
5. The optical element according to claim 4, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the refractive index for the d-line of the first layer is n1,
1.4≤n1≤1.5
6. The optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein the following conditional expression is satisfied.

7. The optical element according to any one of claims 1 to 6, wherein the first layer contains silicon oxide with a weight ratio of 90% or more.

8. The optical element of claim 7, wherein the first layer contains 10% or less by weight of aluminum.

The first membrane is
a material that constitutes each of the first layers of the second film;
9. The optical element according to any one of claims 1 to 8, which is configured by alternately laminating a material containing at least one of tantalum oxide, titanium oxide, lanthanum oxide, and zirconia oxide. element.

When the average refractive index of the resin material for the d-line is nd,
1.48≦nd≦1.80
10. The optical element according to any one of claims 1 to 9, wherein the following conditional expression is satisfied.

When the linear expansion coefficient of the resin material is α (10 ⁻⁵ /° C.),
1.5≤α≤30.0
11. The optical element according to any one of claims 1 to 10, wherein the following conditional expression is satisfied.

having a plurality of optical elements,
An optical system, wherein the plurality of optical elements includes the optical element according to any one of claims 1 to 11.

an imaging device;
An optical instrument comprising the optical element according to claim 1 .