JP6180702B2 - 帯電防止コーティングを有する光学レンズ - Google Patents
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Description
さらに、本発明は、レンズ素子用の複数の層を有する帯電防止コーティングを形成するための方法に関する。
本発明の第2局面によれば、互いに隣接する2つの層を設ける効果について導入部で言及した方法を開発することが提案される。そこでは、互いに隣接する2つの層により帯電防止効果が提供され、互いに隣接する2つの層の少なくとも1つが準化学量論的に形成される。
このようにして、本発明によれば、帯電防止効果は、導電性材料で形成された単層によって得られるのではなく、層を設ける間に適切な処理制御を行い、導電性の中間層または導電性の界面を形成する2つの材料の複合物によって得られる。
TiOxの第1層を設けるステップであって、第1層は、x<2で準化学量論的に設けられるステップと、
第1層上にAl2O3の第2層を設けるステップとを備えた方法がさらに提供される。
本発明の第1局面に係る光学レンズの1つの好ましい実施形態では、互いに隣接する2つの層が、チタン酸化物(TiO2)から形成された第1層と、アルミニウム酸化物(Al2O3)から形成された第2層とにより設けられる。
材料TiO2およびAl2O3は、光学レンズシステムを製造するための従来からの材料である。特に、高屈折率材料としてのTiO2および低屈折率材料としてのAl2O3が、光学レンズ素子の反射防止コーティングを形成するため、その透明性の高さを理由に使用されている。これらの層は個別には、顕著な導電性を示すことなく、通常の酸化物の層のように働く。しかし、複合材料では、このようなコーティングは導電性を持つことができ、その場合、帯電防止効果を有する。
ゆえに、準化学量論的な層組成は、Ti>1O<2またはTiO2-yという結果になる。すなわち、第1層は、x<2.0、特に1.66<x<2の、TiOxから形成される。TiO2、特にTiO1.95、特にTiO1.9、特にTiO1.85よりも少ない酸素割合で、しかし、TiO1.66、特にTiO1.7、特にTiO1.75、特にTiO1.85よりも多い酸素割合で、第1層を形成することができる。特に、第1層の準化学量論的な組成は、TiO1.66〜TiO2の間で形成することができ、特にTiO1.7〜TiO1.95の間、特にTiO1.75〜TiO1.9の間、特にTiO1.8〜TiO1.85の間で形成される。特に、例えば、TiO1.66;TiO1.7;TiO1.75;TiO1.8;TiO1.85;TiO1.9;TiO1.95;TiO1.97で第1層を形成することができる。さらに、TiO1.66〜TiO1.8の間で第1層を形成することもできる。TiO1.8〜TiO1.95の間で形成することもできる。
TiO2で形成された第1層を提供するために、例えばPVD法を適用することができる。この場合、物質Ti3O5が、TiO2を形成するための通常の開始物質として使用される。透明な酸化物のTiO2層を実現するため、蒸発処理中に、酸素が通常は付随的に蒸発チャンバに入れられる。この処理は、特に高い屈折率およびコンパクトな層を実現するために、追加的にイオンで補助することもできる。特定の蒸発速度と、蒸発中に蒸発領域へと付随的に入れられる酸素の特定の量とによって、化学量論的な層(すなわち、まさにTiO2)が通常得られる。酸素流入がわずかに少なくなると、その場合、上述したTi>1.0O<2.0の準化学量論的な層が得られる。
この場合、「あと」という用語は、処理中に層を光学レンズ素子に設ける順序に関連している。レンズ素子が断面において最下層として示されている場合、それにより、次の層はさらに上に配置される。
さらに、第1層および第2層を逆に設ける際に、Al2O3で形成された第4層を第1層上に設けることができる。その結果、これにより、Al2O3- TiO2- Al2O3層が生じる。
第4層を設ける場合、酸素を蒸発領域に追加で入れることなく、かつ、イオン補助なしに、上記層を蒸着により設けるように注意せねばならない。これにより、準化学量論的なTiO2層とAl2O3層と(すなわち第1および第2層)の間の境界層で、追加の酸素が混合されることがない。追加の酸素は、化学量論的なTiO2層の方向に、準化学量論的なTiO2層を変化させて、導電性を低下させる、または妨害する可能性がある。
さらに、その代わりに、第1層を第2層のあとに設けることができ、または、第2層を第1層のあとに設けることができる。
第1層を第2層のあとに設ける場合、Al2O3で形成された第4層を第1層上に設けることができる。この場合、特に、追加の酸素および/またはイオン補助なしに、第4層が設けられる。
帯電防止効果は通常、電界強度測定装置により、所定の距離で測定される。導電性を有さない反射防止層は、適切な材料(例えばブラシまたは布)により帯電されたあとで、数キロボルト(kV)の電界強度を得る。帯電防止効果のあるコーティングを有する光学レンズは、このような帯電の場合に、1 kVの限度未満に、はっきりと留まる。この場合のコーティングの帯電防止効果は、このような高い消散能力を持つため、帯電はほぼゼロに留まる。
本発明の例示的な実施形態を、図面に示し、以下において、より詳細に説明する。
図1は、一実施形態の光学レンズ10を示している。光学レンズ10は、コーティング14を有するレンズ素子12を有している。コーティング14は、順次設けられた複数の層16を有している。
この場合の「頂部」および「底部」ならびに「あと」および「前」という表現は、処理順序26に関連している。コーティング14の複数の層16は、レンズ素子12に順次設けられる。したがって、レンズ素子12は下側の終端を形成する。ゆえに、複数の層16の続いて設けられる層は、レンズ素子12からさらに離れて配置され、このため、先に設けられた複数の層16の層よりも、さらに上に配置される。
図2は、本発明のさらなる実施形態を示している。図2は同様に、コーティング14を有するレンズ素子12を有する光学レンズ10を示している。このコーティングは同様に、複数の層16を備えている。図2に示す実施形態では、第1層18および第2層20は、逆順で設けられる。この場合、Al2O3で形成された第2層20がまず設けられ、準化学量論比のTiO2で形成された第1層18が続いて設けられる。
図3は本発明のさらなる実施形態を示している。図3に示す実施形態は、図1に示す実施形態に実質的に対応しており、それゆえに、同一の要素は同一の参照符号により示されており、以下に相違点のみを説明する。
図4は本発明のさらに別の実施形態を示している。図4の実施形態は、図2に示す実施形態に実質的に対応しており、それゆえに、同一の要素は同一の参照符号により示されている。以下に相違点のみを説明する。
方法32は、開始ステップ34で始まり、そこから、まずステップ36でレンズ素子12が提供される。
次いで、ステップ38で、Al2O3で形成された層が設けられる。これは、冒頭で言及したPVD、IBAD、CVD、PECVDまたはPICVD法の1つにより行うことができる。これらの方法は原則として、当業者にとって公知である。
ステップ38で設けられたAl2O3で形成された層が、第2層20を形成する。
ステップ40では、準化学量論比のTiO2で形成された層が、ステップ38で設けられた第2層20に直接設けられる。
次いで、追加の酸素およびイオン補助なしにAl2O3で形成されたさらなる層が、ステップ42で第1層18上に設けられる。図4に示すコーティングはこのようにして得られ、これは、反射防止特性に加えて、帯電防止効果も追加的に有しており、高い追加の経費なしに、特に簡単に形成することができる。
Claims (8)
- レンズ素子(12)と、帯電防止効果を生じさせるためのコーティング(14)とを有する光学レンズ(10)であって、
前記コーティング(14)は、前記レンズ素子(12)の上に設けられており、複数の層(16)を有し、
前記帯電防止効果は、互いに隣接する2つの層(18、20)によって提供され、
前記互いに隣接する2つの層(18、20)は、x<2であるTiOxの、準化学量論的に形成された第1層(18)、および、Al2O3の第2層(20)によって設けられ、
前記第2層(20)は前記第1層(18)の上に配置され、x=<2であるTiOxから形成された第3層(28)が、前記第2層(20)の上に設けられ、前記第1層(18)が、TiO 1.66 よりも多い酸素割合で形成されている、光学レンズ。 - レンズ素子(12)と、帯電防止効果を生じさせるためのコーティング(14)とを有する光学レンズ(10)であって、
前記コーティング(14)は、前記レンズ素子(12)の上に設けられており、複数の層(16)を有し、
前記帯電防止効果は、互いに隣接する2つの層(18、20)によって提供され、
前記互いに隣接する2つの層(18、20)は、x<2であるTiOxの、準化学量論的に形成された第1層(18)、および、Al2O3の第2層(20)によって設けられ、
前記第1層(18)は前記第2層(20)の上に配置され、Al 2 O 3 から形成された第3層(30)が、前記第1層(18)の上に設けられ、前記第1層(18)が、TiO 1.66 よりも多い酸素割合で形成されている、光学レンズ。 - 前記第1層(18)が、TiO1.95よりも少ない酸素割合で形成されている、請求項1又は請求項2に記載の光学レンズ。
- TiO2から形成された第3層(28)が、前記第2層(20)の上に設けられている、請求項1に記載の光学レンズ。
- レンズ素子(12)用の複数の層(16)を有する帯電防止のコーティング(14)を形成するための方法であって、
前記複数の層(16)の一層を構成する、x<2で準化学量論的に設けられたTiOxの第1層(18)を設けるステップであって、前記第1層(18)がTiO 1.66 よりも多い酸素割合で形成されているステップと、
前記複数の層(16)の一層を構成するAl2O3の第2層(20)を前記第1層(18)上に設けるステップと、
x=<2であるTiOxから形成された第3層(28)を、前記第2層(20)の上に設けるステップとを含む、方法。 - レンズ素子(12)用の複数の層(16)を有する帯電防止のコーティング(14)を形成するための方法であって、
前記複数の層(16)の一層を構成するAl2O3の第2層(20)を設けるステップと、
前記複数の層(16)の一層を構成する、x<2で準化学量論的に設けられたTiOxの第1層(18)を前記第2層(20)上に設けるステップであって、前記第1層(18)が、TiO 1.66 よりも多い酸素割合で形成されるステップと、
Al 2 O 3 から形成された第3層(30)を、前記第1層(18)の上に設けるステップとを含む、方法。 - 前記第1層(18)が、TiO1.95よりも少ない酸素割合で形成される、請求項5又は請求項6に記載の方法。
- TiO2から形成された第3層(28)を、前記第2層(20)上に設けるステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。
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