JPH04254802A - 光学素子 - Google Patents

光学素子

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JPH04254802A
JPH04254802A JP3027793A JP2779391A JPH04254802A JP H04254802 A JPH04254802 A JP H04254802A JP 3027793 A JP3027793 A JP 3027793A JP 2779391 A JP2779391 A JP 2779391A JP H04254802 A JPH04254802 A JP H04254802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
thin film
base material
glass base
resin layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3027793A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
Haruo Tomono
晴夫 友野
Hiroaki Kumagai
熊谷 裕昭
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス母材上に紫外線硬
化型樹脂よりなる樹脂層を有する光学素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ガラス母材上に樹脂層を積層
した構成の非球面レンズが知られている。このような非
球面レンズの作成方法としては紫外線硬化型樹脂を用い
た所謂レプリカ法が一般的である。このレプリカ法は成
形容易な紫外線硬化型樹脂を用いて光学面を形成するた
め、所望形状の光学面を有する非球面レンズを比較的容
易に得ることができ、量産性に優れる方法である。また
、ガラス母材の屈折率を自由に選択できるため、光学設
計上の自由度も高く、非常に有利な方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レプリ
カ法による光学素子の樹脂層上に反射防止膜を形成した
場合、ガラス母材と紫外線硬化型樹脂の屈折率が近接し
ていれば問題はないが、ガラス母材として例えば屈折率
1.60〜1.80程度のものを用いると、紫外線硬化
型樹脂の屈折率が通常1.40〜1.55程度であるの
で、ガラス母材と紫外線硬化型樹脂の屈折率が異なるこ
とに起因するガラス母材と樹脂層の境界面での反射のた
め、反射防止効果が充分に得られないという欠点があっ
た。
【0004】図1は従来のレプリカ法による光学素子の
構成図である。屈折率が1.80のレンズ上1に屈折率
が1.49、球面からの最大偏位量が2μmである紫外
線硬化型樹脂よりなる非球面層2を形成し、更にその上
に光学的膜厚がλ0 /4の酸化アルミニウムAl2 
O3 、光学的膜厚がλ0 /2の酸化ジルコニウムZ
rO2、光学的膜厚がλ0 /4のフッ化マグネシウム
MgF2 を順次積層して反射防止膜3を設けている。 図2は非球面層の光学的膜厚が最も厚い2μmの部所の
反射特性を示す図で、横軸に波長λ、縦軸に反射率Rを
とったものである。なお上記λ0 は基準(設計)波長
であり、ここではλ0 =500nmとしているのでA
l2 O3 −ZrO2 −MgF2 より構成される
層は125nm−250nm−125nmの光学的膜厚
を有する。図2から明らかなようにガラス母材上に直接
非球面層を設け更にその上に反射防止のための薄膜層群
を設けた場合、残存の反射率が2%を越え、反射防止の
特性は良好とは言えなかった。
【0005】従って、本発明の目的は、レプリカ法によ
り形成され、反射防止効果の優れた光学素子を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明に従って
、ガラス母材上に、1層以上の等厚薄膜よりなる第1薄
膜群、該第1薄膜群上に設けられた紫外線硬化型樹脂よ
りなる樹脂層、該樹脂層上に設けられた1層以上の薄膜
よりなる第2薄膜群より構成される光学素子が提供され
る。
【0007】尚本発明において等厚薄膜とは、第1薄膜
群が2層以上の場合において各膜の光学的膜厚が同じで
あることを意味するものである。
【0008】上記第1薄膜群が単層よりなる場合、単層
薄膜の屈折率nはガラス母材の屈折率をng 、樹脂層
の屈折率をna とすると  n≒平方根(ng na
 )  であることが好ましい。更に、このとき単層薄
膜の幾何学的膜厚d1 は基準波長をλ0 とすると 
 d1 ≒(λ0 /4)n  であることが反射防止
のため好ましい。
【0009】上記第1薄膜群が2層よりなる場合、該2
層のガラス母材側の薄膜層の屈折率をn1 、樹脂層側
の屈折率をn2 とすると  ng <n1 かつn2
 <na   又はng >n1 かつn2 >na 
  を満足することが好ましい。
【0010】更に、このとき屈折率n1 の膜厚をd1
 、屈折率n2 の膜厚をd2 として       na ng =n1 n2       
tan2 (δ/2)=n1 n2 (ng −na 
)/(n22ng −n12na )    但し、δ
=δ1 =δ2        δ1 =(4π/λ0 )n1 d1  
   δ2 =(4π/λ0 )n2 d2 なる関係
を満足することが反射防止のため好ましい。ここでλ0
 は基準波長である。
【0011】本発明による光学素子は、ガラス母材上と
紫外線硬化型樹脂層との間に等厚薄膜よりなる薄膜層を
設けることにより、屈折率の異なるガラス母材と紫外線
硬化樹脂層との間で生じる有害な反射を効果的に除去し
て、透過率の優れた光学素子を得るものである。
【0012】
【実施例】以下、実施例を示して具体的に本発明を説明
する。
【0013】[実施例1]図3は本発明による光学素子
の一実施例で、第1薄膜群4が単層の場合を示す構成図
である。構成は屈折率が1.60のガラス母材(オハラ
製SK14)1上に、第1薄膜群として屈折率が1.5
4の単層膜(ThF4 )4を光学的膜厚で125nm
蒸着し、その上に屈折率が1.49のウレタンアクリレ
ート系組成物からなる樹脂層2を非球面形状(球面から
の最大偏位量2μm,最小偏位量0μm)に設け、更に
その上に第2薄膜群3として3層反射防止膜、即ち樹脂
層側からAl2 O3 を光学的膜厚で125nm,Z
rO2 を250nm,MgF2 を125nm順次積
層したものである。
【0014】図4に非球面層の光学的膜厚が最も厚い2
μmの部所で測定した反射特性を示す。尚非球面層の最
も厚い部所での反射特性で評価する理由は、この部所で
の特性が最も悪く、この部所より膜厚が薄い部所では反
射特性がこれよりも良好なためである。図4から明らか
なように、所望の波長領域において残存反射率をほぼ0
.5%以内に抑えることができ、図2の特性曲線と比較
すれば本発明の反射防止効果が著しく優れている。
【0015】[実施例2]実施例1においてガラス母材
を屈折率が1.70のガラス母材(オハラ製BaSF8
)に代え、第1薄膜群を屈折率が1.59の単層膜(L
aF3 )に代えた他は実施例1と同様にして光学素子
を作成し、その反射特性を測定した。図5に特性図を示
す。
【0016】[実施例3]実施例1においてガラス母材
を屈折率が1.80のガラス母材(オハラ製LaSFO
3)に代え、第1薄膜群を屈折率が1.64の単層膜(
Al2 O3 )に代えた他は実施例1と同様にして光
学素子を作成し、その反射特性を測定した。図6に特性
図を示す。
【0017】[実施例4]実施例3において、更に樹脂
層の最大偏位量を1μm又は3μm(最小偏位量はいず
れも0μm)に変えた他は実施例3と同様にして光学素
子を作成し、その反射特性を測定した。図7に1μm(
実線)と3μm(破線)の場合の特性図を示す。
【0018】[実施例5](1) 第1薄膜群が2層の
場合である。図8は本発明による光学素子の一実施例で
、第1薄膜群4が2層からなる場合を示す構成図である
。構成は屈折率が1.60のガラス母材(オハラ製SK
14)1上に、第1薄膜群として順次屈折率が1.57
の膜(ThOF2 )を光学的膜厚で125nm、屈折
率が1.52の膜(ショット製8329)を光学的膜厚
で125nm蒸着し、その上に屈折率が1.49のウレ
タンアクリレート系組成物からなる樹脂層2を非球面形
状(球面からの最大偏位量2μm,最小偏位量0μm)
に設け、更にその上に第2薄膜群3として3層反射防止
膜、即ち樹脂層側からAl2 O3 を光学的膜厚で1
25nm,ZrO2 を250nm,MgF2 を12
5nm順次積層した。
【0019】(2) また、第1薄膜群として順次屈折
率が1.547の膜(ThOF2 )を光学的膜厚で1
25nm、屈折率が1.541の膜(ThOF2 )を
光学的膜厚で125nm蒸着した他は上記と同様にして
光学素子を作成した図9に非球面層の光学的膜厚が最も
厚い2μmの部所で測定した反射特性を、(1) を実
線で(2) を破線で示す。図9から明らかなように、
第1薄膜群が2層からなる場合にも反射防止効果が著し
く優れている。
【0020】[実施例6](1) 実施例5においてガ
ラス母材を屈折率が1.70のガラス母材(オハラ製B
aSF8)に代え、第1薄膜群をガラス母材側から屈折
率が1.64の膜(Al2 O3 )、屈折率が1.5
4(ThOF4 )に代えた他は実施例5と同様にして
光学素子を作成し、その反射特性を測定した。
【0021】(2) また、上記においてガラス母材側
から順次屈折率が1.619の膜(Al2 O3 )、
屈折率が1.564の膜(ThOF2 )を蒸着した。
【0022】図10に反射特性を(1) を実線で(2
) を破線で示す。
【0023】[実施例7](1) 実施例5においてガ
ラス母材を屈折率が1.80のガラス母材(オハラ製L
aSFO3)に代え、第1薄膜群をガラス母材側から屈
折率が1.72の膜(Al2 O3 +ZrO2 混合
物)、屈折率が1.56の膜(ThOF2 )に代えた
他は実施例5と同様にして光学素子を作成し、その反射
特性を測定した。
【0024】(2) また、上記においてガラス母材側
から順次屈折率が1.69の膜(Al2O3 +ZrO
2 混合物)、屈折率が1.587の膜(LaF3 )
を蒸着した。
【0025】図11に反射特性を(1) を実線で(2
) を破線で示す。
【0026】[実施例8]樹脂層の最大偏位量が大きく
、第1薄膜群が単層の場合である。構成は屈折率が1.
60のガラス母材(オハラ製SK14)1上に、第1薄
膜群として屈折率が1.54の単層膜(ThF4 )4
を光学的膜厚で125nm蒸着し、その上に屈折率が1
.49のウレタンアクリレート系組成物からなる樹脂層
2を非球面形状(球面からの最大偏位量100μm,最
小偏位量50μm)に設け、更にその上に第2薄膜群3
として3層反射防止膜、即ち樹脂層側からAl2 O3
 を光学的膜厚で125nm,ZrO2 を250nm
,MgF2 を125nm順次積層したものである。
【0027】図12に非球面層の光学的膜厚が最も厚い
100μmの部所で測定した反射特性を示す。図12か
ら明らかなように、最大偏位量が大きく第1薄膜群が単
層からなる場合にも反射防止効果が著しく優れている。
【0028】[実施例9]実施例8においてガラス母材
を屈折率が1.70のガラス母材(オハラ製BaSF8
)に代え、第1薄膜群を屈折率が1.59の単層膜(L
aF3 )に代えた他は実施例8と同様にして光学素子
を作成し、その反射特性を測定した。図13に特性図を
示す。
【0029】[実施例10]実施例8においてガラス母
材を屈折率が1.80のガラス母材(オハラ製LaSF
O3)に代え、第1薄膜群を屈折率が1.64の単層膜
(Al2 O3 )に代えた他は実施例8と同様にして
光学素子を作成し、その反射特性を測定した。図14に
特性図を示す。
【0030】[実施例11]樹脂層の最大偏位量が大き
く第1薄膜群が2層の場合である。構成は屈折率が1.
60のガラス母材(オハラ製SK14)1上に、第1薄
膜群として順次屈折率が1.57の膜(ThOF2 )
を光学的膜厚で125nm、屈折率が1.52の膜(シ
ョット製8329)を光学的膜厚で125nm蒸着し、
その上に屈折率が1.49のウレタンアクリレート系組
成物からなる樹脂層2を非球面形状(球面からの最大偏
位量100μm,最小偏位量50μm)に設け、更にそ
の上に第2薄膜群3として3層反射防止膜、即ち樹脂層
側からAl2 O3 を光学的膜厚で125nm,Zr
O2 を250nm,MgF2 を125nm順次積層
した。
【0031】図15に非球面層の光学的膜厚が最も厚い
100μmの部所で測定した反射特性を示す。図15か
ら明らかなように、最大偏位量が大きく第1薄膜群が2
層からなる場合にも反射防止効果が著しく優れている。
【0032】[実施例12]実施例11においてガラス
母材を屈折率が1.70のガラス母材(オハラ製BaS
F8)に代え、第1薄膜群をガラス母材側から屈折率が
1.64の膜(Al2 O3 )、屈折率が1.54(
ThOF4 )に代えた他は実施例11と同様にして光
学素子を作成し、その反射特性を測定した。図16に特
性図を示す。 [実施例13]実施例11においてガラス母材を屈折率
が1.80のガラス母材(オハラ製LaSFO3)に代
え、第1薄膜群をガラス母材側から屈折率が1.72の
膜(Al2 O3 +ZrO2 混合物)、屈折率が1
.56の膜(ThOF2 )に代えた他は実施例11と
同様にして光学素子を作成し、その反射特性を測定した
。図17に特性図を示す。
【0033】
【発明の効果】以上、本発明による光学素子は、ガラス
母材上と紫外線硬化型樹脂層との間に等厚薄膜よりなる
薄膜層を設けることにより、屈折率の異なるガラス母材
と紫外線硬化樹脂層との間で生じる有害な反射を効果的
に除去して、透過率の優れた光学素子が得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光学素子の模式断面図である。
【図2】従来の光学素子の反射特性図である。
【図3】本発明の光学素子の模式断面図である。
【図4】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図5】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図6】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図7】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図8】本発明の光学素子の模式断面図である。
【図9】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図10】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図11】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図12】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図13】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図14】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図15】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図16】本発明の光学素子の反射特性図である。
【図17】本発明の光学素子の反射特性図である。
【符合の説明】
1  ガラス母材 2  樹脂層 3  第2薄膜群 4  第1膜群

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ガラス母材上に、1層以上の等厚薄膜
    よりなる第1薄膜群、該第1薄膜群上に設けられた紫外
    線硬化型樹脂よりなる樹脂層、該樹脂層上に設けられた
    1層以上の薄膜よりなる第2薄膜群より構成される光学
    素子。
  2. 【請求項2】  上記第1薄膜群は単層よりなり、該単
    層の屈折率nは、上記ガラス母材の屈折率をng 、上
    記樹脂層の屈折率をna とすると平方根(ng na
     )にほぼ等しく、その膜厚は基準波長λ0 の1/4
    にほぼ等しい請求項1記載の光学素子。
  3. 【請求項3】  上記第1薄膜群は2層よりなり、該2
    層の上記ガラス母材側の薄膜層の屈折率をn1 、樹脂
    層側の屈折率をn2 、上記ガラス母材の屈折率ng 
    、上記樹脂層の屈折率をna とするとng <n1 
    ,n2 <na 又はng >n1,n2 >na を
    満足する請求項1記載の光学素子。
  4. 【請求項4】  上記2層の薄膜層は膜厚がほぼ等しく
    、その膜厚は基準波長λ0 のほぼ1/4である請求項
    1記載の光学素子。
JP3027793A 1991-01-30 1991-01-30 光学素子 Pending JPH04254802A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220739A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Casio Comput Co Ltd セラミックスハイブリッドレンズ

Cited By (1)

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