JPH0132481B2 - - Google Patents
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- JPH0132481B2 JPH0132481B2 JP59057438A JP5743884A JPH0132481B2 JP H0132481 B2 JPH0132481 B2 JP H0132481B2 JP 59057438 A JP59057438 A JP 59057438A JP 5743884 A JP5743884 A JP 5743884A JP H0132481 B2 JPH0132481 B2 JP H0132481B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、プラスチツク光学部品に係わり、特
に、多層反射防止膜を有するレンズ、フイルタ等
のプラスチツク光学部品に関する。
に、多層反射防止膜を有するレンズ、フイルタ等
のプラスチツク光学部品に関する。
プラスチツクレンズ、プラスチツクフイルタ等
のプラスチツク光学部品（以下、プラスチツクレ
ンズで総称する）においては、反射防止コーテイ
ングにより、透過率を向上させることが重要であ
る。プラスチツクレンズはガラスレンズに比し
て、軽量、量産性が良好等の利点を有する反面、
一般に屈折率が低いので、単層反射防止コーテイ
ングでは不充分であり、多層反射防止コーテイン
グ（以下、マルチコーテイングと称す）により透
過率を向上させなければならない。しかし、プラ
スチツクレンズは、ガラスレンズに比べて耐熱性
が劣り、熱膨張率が大きい（ガラスレンズの約10
倍）ため、プラスチツクレンズにマルチコーテイ
ングを施すことは容易ではなく、例えば、プラス
チツクの表面にまず該プラスチツクとの密着性の
良い有機系シランカツプリング剤を塗布硬化させ
てからマルチコーテイングする方法等が提案され
ているが、かかる方法においては、塗布膜の膜厚
を一定に維持することが困難なために、プラスチ
ツクレンズの面精度を悪化させてしまうおそれが
ある。
のプラスチツク光学部品（以下、プラスチツクレ
ンズで総称する）においては、反射防止コーテイ
ングにより、透過率を向上させることが重要であ
る。プラスチツクレンズはガラスレンズに比し
て、軽量、量産性が良好等の利点を有する反面、
一般に屈折率が低いので、単層反射防止コーテイ
ングでは不充分であり、多層反射防止コーテイン
グ（以下、マルチコーテイングと称す）により透
過率を向上させなければならない。しかし、プラ
スチツクレンズは、ガラスレンズに比べて耐熱性
が劣り、熱膨張率が大きい（ガラスレンズの約10
倍）ため、プラスチツクレンズにマルチコーテイ
ングを施すことは容易ではなく、例えば、プラス
チツクの表面にまず該プラスチツクとの密着性の
良い有機系シランカツプリング剤を塗布硬化させ
てからマルチコーテイングする方法等が提案され
ているが、かかる方法においては、塗布膜の膜厚
を一定に維持することが困難なために、プラスチ
ツクレンズの面精度を悪化させてしまうおそれが
ある。
一方、上記熱硬化性樹脂を用いないものとし
て、プラスチツクレンズに、プラスチツクレンズ
側から、第１層をAl2O3、第２層をMgF2とする
構成が特開昭56−110901号に述べられているが、
この構成をアクリルレンズに適用すると、常温
（20℃）では密着性が良く、クラツクの発生もな
いが、80℃の高温試験に12時間曝らすとクラツク
が発生し、透過率が大幅に減少することが判つ
た。これは、Al2O3の融点が2050℃と高いので、
蒸着時に、プラスチツクレンズの表面温度が上昇
して大きな内部歪をもち易く、これが高温下で解
放されるためと考えられる。
て、プラスチツクレンズに、プラスチツクレンズ
側から、第１層をAl2O3、第２層をMgF2とする
構成が特開昭56−110901号に述べられているが、
この構成をアクリルレンズに適用すると、常温
（20℃）では密着性が良く、クラツクの発生もな
いが、80℃の高温試験に12時間曝らすとクラツク
が発生し、透過率が大幅に減少することが判つ
た。これは、Al2O3の融点が2050℃と高いので、
蒸着時に、プラスチツクレンズの表面温度が上昇
して大きな内部歪をもち易く、これが高温下で解
放されるためと考えられる。
そのため、本発明者等は、透過率特性、密着性
等に優れたマルチコーテイングとして、プラスチ
ツク基材側から順に、第１層を屈折率1.55以上の
SiO、第２層をZrO2、第３層をMgF2とする構成
を提案した。これは、軟かいプラスチツクに対す
る密着性の良いSiOを用い、該SiOの屈折率の経
時変化を把握して初期の屈折率を高めることによ
り、長期にわたり良好な透過率特性を保障するも
のである。しかしながら、ZrO2は屈折率の不均
一なコーテイングになる傾向があり、生産管理面
での負担を増大させるものであつた。
等に優れたマルチコーテイングとして、プラスチ
ツク基材側から順に、第１層を屈折率1.55以上の
SiO、第２層をZrO2、第３層をMgF2とする構成
を提案した。これは、軟かいプラスチツクに対す
る密着性の良いSiOを用い、該SiOの屈折率の経
時変化を把握して初期の屈折率を高めることによ
り、長期にわたり良好な透過率特性を保障するも
のである。しかしながら、ZrO2は屈折率の不均
一なコーテイングになる傾向があり、生産管理面
での負担を増大させるものであつた。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、低融点の材料を用い、密着性、透過率特性の
良好なマルチコーテイングを施こしたプラスチツ
ク光学部品を提供するにある。
し、低融点の材料を用い、密着性、透過率特性の
良好なマルチコーテイングを施こしたプラスチツ
ク光学部品を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、設計波長
をλ0として、プラスチツク基材側から順に、第１
層を光学的膜厚がλ0／２のSiO2、第２層を光学
的膜厚がλ0／４のSiO、第３層を光学的膜厚が
λ0／４のMgF2としたことを特徴とする。
をλ0として、プラスチツク基材側から順に、第１
層を光学的膜厚がλ0／２のSiO2、第２層を光学
的膜厚がλ0／４のSiO、第３層を光学的膜厚が
λ0／４のMgF2としたことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。
る。
第１図は本発明によるプラスチツク光学部品の
一実施例を示す断面図であつて、１はアクリルレ
ンズ、ポリカーボネートレンズ等のプラスチツク
基材、２はプラスチツク基材１上に被着された
SiO2よりなる第１層の反射防止膜、３は第１層
の反射防止膜２上に被着されたSiOよりなる第２
層の反射防止膜、４は第２層の反射防止膜３上に
被着されたMgF2よりなる第３層の反射防止膜で
ある。この第１、２、３層の反射防止膜３，４，
５は、電子ビーム加熱による公知の蒸着法で順次
形成され、設計波長をλ0とすると、第１層の反射
防止膜２の光学的膜厚をλ0／２、第２層の反射防
止膜３の光学的膜厚をλ0／４、第３層の反射防止
膜４の光学的膜厚をλ0／４としてある。（ここで
光学的膜厚とは、各層の材料の屈折率にその実膜
厚を乗じたものである。） 上記構成のマルチコーテイングは、融点の低い
材料を用いているので、蒸着時における蒸着槽の
温度上昇は殆んどなく、ほぼ低温でコーテイング
可能なため内部歪も少ない。又、SiO2およびSiO
は共にプラスチツクとの密着性に優れていると共
に、柔軟性を有し、耐熱試験時にプラスチツクレ
ンズの熱膨張を吸収するダンパとしての機能をも
つている。このため、本発明におけるマルチコー
テイングは、80℃の高温放置でもクラツクの発生
がなく、又、セロテープ試験による剥離もないこ
とが確認された。
一実施例を示す断面図であつて、１はアクリルレ
ンズ、ポリカーボネートレンズ等のプラスチツク
基材、２はプラスチツク基材１上に被着された
SiO2よりなる第１層の反射防止膜、３は第１層
の反射防止膜２上に被着されたSiOよりなる第２
層の反射防止膜、４は第２層の反射防止膜３上に
被着されたMgF2よりなる第３層の反射防止膜で
ある。この第１、２、３層の反射防止膜３，４，
５は、電子ビーム加熱による公知の蒸着法で順次
形成され、設計波長をλ0とすると、第１層の反射
防止膜２の光学的膜厚をλ0／２、第２層の反射防
止膜３の光学的膜厚をλ0／４、第３層の反射防止
膜４の光学的膜厚をλ0／４としてある。（ここで
光学的膜厚とは、各層の材料の屈折率にその実膜
厚を乗じたものである。） 上記構成のマルチコーテイングは、融点の低い
材料を用いているので、蒸着時における蒸着槽の
温度上昇は殆んどなく、ほぼ低温でコーテイング
可能なため内部歪も少ない。又、SiO2およびSiO
は共にプラスチツクとの密着性に優れていると共
に、柔軟性を有し、耐熱試験時にプラスチツクレ
ンズの熱膨張を吸収するダンパとしての機能をも
つている。このため、本発明におけるマルチコー
テイングは、80℃の高温放置でもクラツクの発生
がなく、又、セロテープ試験による剥離もないこ
とが確認された。
なお、上記第１層の反射防止膜２の蒸着前に、
蒸着槽にArガスを導入し、高周波電圧を印加し
てプラズマを発生させることによりイオンボンバ
ードを行ない、プラスチツク基材１の表面を活性
化し、より一層密着力を向上させることもでき
る。また、第１、２、３層の反射防止膜２，３，
４の各層もしくは一部の層をイオンプレーテイン
グで作成することも可能である。
蒸着槽にArガスを導入し、高周波電圧を印加し
てプラズマを発生させることによりイオンボンバ
ードを行ない、プラスチツク基材１の表面を活性
化し、より一層密着力を向上させることもでき
る。また、第１、２、３層の反射防止膜２，３，
４の各層もしくは一部の層をイオンプレーテイン
グで作成することも可能である。
ここで、本発明に用いるSiOの屈折率の経時変
化を、これを把握するために行なつた次の実験結
果によつて説明する。すなわち、アクリル板の片
面に種々の屈折率と所定の膜厚ｄのSiO薄膜を真
空蒸着により作成し、透過率を測定することによ
り屈折率を求め、経過時間に対する屈折率の変化
をプロツトした。ここで、透過率から屈折率を求
める方法は、アクリル板の屈折率をｎ＝1.492と
し、透過率Tmを Tm＝｛１−（n1 2−ｎ）2／（n1＋ｎ）2｝・｛１−（ｎ
−１）2／（ｎ＋１）2｝ より算出し、SiOの屈折率n1とTmのグラフを作
成し、このグラフからSiOの屈折率を読み取るも
のである。なお、上記SiO薄膜の膜厚ｄはn1×ｄ
＝λ／４とし、波長λをｄ線付近（590nｍ）に
くるように設定し、蒸着時間をコントロールして
所定の膜厚ｄを得た。また、上記の透過率Tmは
ｄ線の透過率をとつている。
化を、これを把握するために行なつた次の実験結
果によつて説明する。すなわち、アクリル板の片
面に種々の屈折率と所定の膜厚ｄのSiO薄膜を真
空蒸着により作成し、透過率を測定することによ
り屈折率を求め、経過時間に対する屈折率の変化
をプロツトした。ここで、透過率から屈折率を求
める方法は、アクリル板の屈折率をｎ＝1.492と
し、透過率Tmを Tm＝｛１−（n1 2−ｎ）2／（n1＋ｎ）2｝・｛１−（ｎ
−１）2／（ｎ＋１）2｝ より算出し、SiOの屈折率n1とTmのグラフを作
成し、このグラフからSiOの屈折率を読み取るも
のである。なお、上記SiO薄膜の膜厚ｄはn1×ｄ
＝λ／４とし、波長λをｄ線付近（590nｍ）に
くるように設定し、蒸着時間をコントロールして
所定の膜厚ｄを得た。また、上記の透過率Tmは
ｄ線の透過率をとつている。
第２図はSiOの種々の屈折率の常温（20℃）で
の経時変化を示す。このように、SiOの屈折率
は、屈折率の初期値によらず、経過時間の逆対数
にしたがつて一様に減少する。第３図は放置温度
を60℃、80℃とした時のSiOの屈折率の経時変化
を示す。第３図から、放置温度を高くするに従
い、屈折率減少の傾きが大となることが判つた。
第４図はこの傾きを絶対温度Ｔの逆数に対してプ
ロツトしたものである。第４図から明らかなよう
に、屈折率減少の傾きが１／Ｔに対して直線関係
にあるが、これは、SiOがSi2O3、SiO2等に変化
するためであると考えられる。従つて、SiOの経
時変化は、第２，３図からその全容をほぼ把握す
ることができ、これにより任意の屈折率をもつ
SiOの屈折率の変化を予想できる。
の経時変化を示す。このように、SiOの屈折率
は、屈折率の初期値によらず、経過時間の逆対数
にしたがつて一様に減少する。第３図は放置温度
を60℃、80℃とした時のSiOの屈折率の経時変化
を示す。第３図から、放置温度を高くするに従
い、屈折率減少の傾きが大となることが判つた。
第４図はこの傾きを絶対温度Ｔの逆数に対してプ
ロツトしたものである。第４図から明らかなよう
に、屈折率減少の傾きが１／Ｔに対して直線関係
にあるが、これは、SiOがSi2O3、SiO2等に変化
するためであると考えられる。従つて、SiOの経
時変化は、第２，３図からその全容をほぼ把握す
ることができ、これにより任意の屈折率をもつ
SiOの屈折率の変化を予想できる。
即ち、ビデオカメラ等の通常の家電品において
は、常温（20℃）５年間以上或いは80℃の高温下
に１ケ月間曝らされても実用性能を維持しなけれ
ばならない。この条件で見ると、例えばSiOの初
期屈折率1.70は20℃５年間放置で1.63に減少し、
屈折率1.63は80℃１ケ月放置で1.56に減少する
（第２，３図参照）。従つて、SiOの屈折率の初期
値から減少量を予想し、初期および経時変化後の
SiOの屈折率においても、マルチコーテイングの
透過率特性の実用性が確認できれば良いわけであ
つて、本発明におけるマルチコーテイングにあつ
ては、初期および経時変化後も極めて優れた透過
率特性をもつことが確認された。
は、常温（20℃）５年間以上或いは80℃の高温下
に１ケ月間曝らされても実用性能を維持しなけれ
ばならない。この条件で見ると、例えばSiOの初
期屈折率1.70は20℃５年間放置で1.63に減少し、
屈折率1.63は80℃１ケ月放置で1.56に減少する
（第２，３図参照）。従つて、SiOの屈折率の初期
値から減少量を予想し、初期および経時変化後の
SiOの屈折率においても、マルチコーテイングの
透過率特性の実用性が確認できれば良いわけであ
つて、本発明におけるマルチコーテイングにあつ
ては、初期および経時変化後も極めて優れた透過
率特性をもつことが確認された。
具体例 １
プラスチツク基材１として、屈折率1.49のアク
リルレンズを用い、第１層の反射防止膜２の
SiO2の屈折率を1.45、第２層の反射防止膜３の
SiOの初期屈折率を1.70、経時変化後のそれを
1.56、第３層の反射防止膜４のMgF2の屈折率を
1.38、設計波長λ0を550nｍとし、各層を前述した
光学的膜厚になるように電子ビーム加熱で蒸着し
た。
リルレンズを用い、第１層の反射防止膜２の
SiO2の屈折率を1.45、第２層の反射防止膜３の
SiOの初期屈折率を1.70、経時変化後のそれを
1.56、第３層の反射防止膜４のMgF2の屈折率を
1.38、設計波長λ0を550nｍとし、各層を前述した
光学的膜厚になるように電子ビーム加熱で蒸着し
た。
この分光透過特性を示したものが第５図で、実
線５で示したものが初期（SiOの屈折率1.70）、破
線６で示したものが経時変化後（SiOの屈折率
1.56）の分光透過率特性である。ここで、SiOの
屈折率で変化する分光透過特性を定量的に評価す
るため、Ｆ線（486nｍ）、ｄ線（588nｍ）、Ｃ線
（656nｍ）での各透過率の平均を採ると、初規透
過率５および経時変化後の透過率６はFdc平均で
ともに98％以上という極めて良好な透過率である
ことが確認された。
線５で示したものが初期（SiOの屈折率1.70）、破
線６で示したものが経時変化後（SiOの屈折率
1.56）の分光透過率特性である。ここで、SiOの
屈折率で変化する分光透過特性を定量的に評価す
るため、Ｆ線（486nｍ）、ｄ線（588nｍ）、Ｃ線
（656nｍ）での各透過率の平均を採ると、初規透
過率５および経時変化後の透過率６はFdc平均で
ともに98％以上という極めて良好な透過率である
ことが確認された。
具体例 ２
プラスチツク基材１として、屈折率1.58のポリ
カーボネイトレンズを用い、その他の構成は具体
例１と同一の条件でマルチコーテイングを作製し
た。この分光透過率特性を示したのが第６図で、
実線７が初期透過率を、破線８が経時変化後の透
過率を示している。この場合も具体例１と同様に
初期、経時変化後の各透過率７、８はFdc平均で
98％以上という良好な透過率が得られた。
カーボネイトレンズを用い、その他の構成は具体
例１と同一の条件でマルチコーテイングを作製し
た。この分光透過率特性を示したのが第６図で、
実線７が初期透過率を、破線８が経時変化後の透
過率を示している。この場合も具体例１と同様に
初期、経時変化後の各透過率７、８はFdc平均で
98％以上という良好な透過率が得られた。
なお、前述の説明においては、プラスチツク基
材１としてアクリルおよびポリカーボネイトにつ
いて説明したが、本発明は他のプラスチツクレン
ズ材料、例えば、ジグリコールジアリルポリカー
ボネイト重合体、ポリスチレン、アクリロントリ
ルスチレン共重合体等にも適用可能であることは
言うまでもない。
材１としてアクリルおよびポリカーボネイトにつ
いて説明したが、本発明は他のプラスチツクレン
ズ材料、例えば、ジグリコールジアリルポリカー
ボネイト重合体、ポリスチレン、アクリロントリ
ルスチレン共重合体等にも適用可能であることは
言うまでもない。
以上詳述したように、本発明によれば、低融点
の材料を用いているので、コーテイング時に内部
歪を発生させることがなく、クラツクの発生の恐
れのない密着性良好なマルチコーテイングをもつ
プラスチツク光学部品を提供できる。また、経時
にわたつても良好な透過率特性を保障でき、その
価値は多大である。
の材料を用いているので、コーテイング時に内部
歪を発生させることがなく、クラツクの発生の恐
れのない密着性良好なマルチコーテイングをもつ
プラスチツク光学部品を提供できる。また、経時
にわたつても良好な透過率特性を保障でき、その
価値は多大である。
第１図は本発明によるプラスチツク光学部品の
一実施例を示す断面図、第２図および第３図は
SiOの屈折率の経時変化を示すグラフ図、第４図
はSiOの屈折率の減少の傾きと１／Ｔの関係を示
すグラフ図、第５図および第６図はそれぞれ異な
る具体例に係るマルチコーテイングの分光透過率
特性を示すグラフ図である。 １……プラスチツク基材、２……第１層の反射
防止膜、３……第２層の反射防止膜、４……第３
層の反射防止膜。
一実施例を示す断面図、第２図および第３図は
SiOの屈折率の経時変化を示すグラフ図、第４図
はSiOの屈折率の減少の傾きと１／Ｔの関係を示
すグラフ図、第５図および第６図はそれぞれ異な
る具体例に係るマルチコーテイングの分光透過率
特性を示すグラフ図である。 １……プラスチツク基材、２……第１層の反射
防止膜、３……第２層の反射防止膜、４……第３
層の反射防止膜。
Claims (1)
- １ プラスチツク基材側から順に第１層、第２
層、第３層の多層反射防止膜を有し、設計波長を
λ0として、第１層を光学的膜厚λ0／２のSiO2、
第２層を光学的膜厚λ0／４のSiO、第３層を光学
的膜厚λ0／４のMgF2としたことを特徴とするプ
ラスチツク光学部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59057438A JPS60202401A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | プラスチツク光学部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59057438A JPS60202401A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | プラスチツク光学部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202401A JPS60202401A (ja) | 1985-10-12 |
| JPH0132481B2 true JPH0132481B2 (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=13055656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59057438A Granted JPS60202401A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | プラスチツク光学部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202401A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030043463A1 (en) | 1992-03-30 | 2003-03-06 | Yajun Li | Athermalized plastic lens |
| AU2011370999B2 (en) | 2011-06-13 | 2016-01-14 | Essilor International | Method for obtaining optical articles having superior abrasion resistant properties, and coated articles prepared according to such method |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP59057438A patent/JPS60202401A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60202401A (ja) | 1985-10-12 |
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