JPH08146202A - 反射防止膜を有する光学部品 - Google Patents

反射防止膜を有する光学部品

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JPH08146202A
JPH08146202A JP6291631A JP29163194A JPH08146202A JP H08146202 A JPH08146202 A JP H08146202A JP 6291631 A JP6291631 A JP 6291631A JP 29163194 A JP29163194 A JP 29163194A JP H08146202 A JPH08146202 A JP H08146202A
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JP
Japan
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layer
refractive index
optical
film
substrate
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Application number
JP6291631A
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English (en)
Inventor
Takashi Nozaki
隆 野崎
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射防止膜を有する光学部品の反射防止膜の
層の数を従来の3層から2層に減らし各層の光学膜厚も
より薄くし生産性を向上させ、更に、耐熱性と共に温湿
度等の環境への対応性を向上させ、耐クラック性、耐拭
性、光学性能の格段の向上をはかる。 【構成】 表面に2層の誘電体薄膜を有する光学部品に
おいて、前記2層は該光学部品の基体表面から数えて第
1層と第2層からなり第1層は屈折率n1が1.85〜1.95
の高屈折率層を形成し第2層は屈折率n2が1.45〜1.47
の低屈折率層を形成したことを,特徴とする反射防止膜
を有する合成樹脂基体からなる光学部品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学系を構成する合成樹
脂基体からなるレンズ等の光学部品の光透過効率を向上
させるための反射防止膜を有する光学部品の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】レンズ等光学部品の表面で光の反射を防
止する方法として真空蒸着法により誘電体被膜を形成す
ることがよく行われている。一般的に合成樹脂製光学部
品用の反射防止膜は、特開昭59-204801号に示すように
基体側の第1層と空気側の第3層にSiO2、中間の第2層
に高屈折率材質の薄膜をもつものが知られ、更に、特開
昭58-60701号に示すように基体側の第1層にSiOXの酸素
含有量の高い薄膜を用い第2層,第3層をそれぞれ酸素
含有量を更に変化させてSiOY,SiOZ層とした3層構成の
ものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のような合成樹脂
基体からなる光学部品の基体上に3層の誘電体薄膜を積
層する3層コートの場合次の点が特に問題になる。
【0004】基体表面から数えて第1層に保護膜として
酸化シリコンをコートしてあるが、酸化シリコンの膨張
係数は基体の合成樹脂の膨張係数に較べてかなり小さい
ので薄膜蒸着後の温度変化により両者に起こる歪みの大
きさの差により薄膜層のクラックが起こったり基体の変
形による光学性能の劣化が起こったりしていた。また、
蒸着する層が3層もあると膨張係数の差による基体とコ
ートの間の歪みが大きくなり、クラック発生による膜質
劣化が大きくなり、更に製作時間が長くかかり生産性が
悪い。
【0005】本発明はこのような従来技術の欠点を排し
耐熱環境性に優れしかも生産性の高い合成樹脂基体に対
して2層コートを施した反射防止膜を有する光学部品を
提供することを課題目的にする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
a,b,c,d及びeの何れかによって達成される。 (a) 合成樹脂基体表面に2層の誘電体薄膜を有する
光学部品において、前記2層は該光学部品の基体表面か
ら数えて第1層と第2層からなり第1層は屈折率n1
1.85〜1.95の高屈折率層を形成し第2層は屈折率n2
1.45〜1.47の低屈折率層を形成したことを,特徴とする
反射防止膜を有する光学部品。
【0007】(b) a項において、前記2層の誘電体
薄膜の第1層の光学膜厚をd1、第2層の光学膜厚をd2
とし設計波長をλ0としたとき、 0.165λ0/4≦d1≦0.40λ0/4 1.29λ0/4≦d
2≦1.395λ0/4 の関係にあることを特徴とする反射防止膜を有する光学
部品。
【0008】(c) a項において、前記2層の誘電体
薄膜の第1層の光学膜厚をd1、第2層の光学膜厚をd2
とし設計波長をλ0としたとき、 0.30λ0/4≦d1≦0.40λ0/4 1.29λ0/4≦d2
≦1.34λ0/4 の関係にあることを特徴とする反射防止膜を有する光学
部品。
【0009】(d) 第1層の材質を酸化セリウムとし
たことを特徴とするa,b及びc項の何れか1項に記載
の反射防止膜を有する光学部品。
【0010】(e) 第2層の材質を酸化シリコンとし
たことを特徴とするa,b,c及びd項の何れか1項に
記載の反射防止膜を有する光学部品。
【0011】
【作用】入射光側の基体面に耐熱性に強くしかも熱膨張
係数が酸化シリコン程小さくない酸化セリウムがコート
されているので基体の合成樹脂と酸化セリウム薄膜との
両者間温度変化による歪みの差による薄膜のクラックや
基体の変形も起こりにくく、更に、基体に用いた合成樹
脂の素材の耐熱性も保護されて向上するとともに反射防
止膜のコートも従来の3層に較べて2層で済むので生産
性の高い反射防止膜を有する光学部品が提供される。
【0012】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。
【0013】光学部品の基体(1)上に形成された誘電
体の2層膜は図1に示すように光学部品の基体(1)の
面から数えて一層目の第1層(2)に屈折率n1が1.85
〜1.95の範囲にある高屈折率層が、2層目の第2層
(3)に屈折率n2が1.45〜1.47の範囲にある低屈折率
層が蒸着され構成されている。また、第1層(2)と第
2層(3)の光学膜厚d1,d2はそれぞれ次のようにし
てある。
【0014】0.30λ0/4≦d1≦0.40λ0/4 1.29
λ0/4≦d2≦1.34λ0/4 このように設定することで本発明では指定の設計波長に
おいてはそれぞれの膜構成に応じて反射率を0.16%〜0.
84%に安定して再現できる優れた光学性能を得た。
【0015】ここに光学膜厚d1,d2はそれぞれ膜の示
す屈折率と膜の幾何学的厚さとの積であり、反射率を最
小にする波長λ0(設計波長又は中心波長という)を用
いて表す。
【0016】本発明の実施例における第1層の高屈折率
層は酸化セリウムであり、第2層の低屈折率層は酸化シ
リコンである。
【0017】従来、一般に小さい形状の合成樹脂製レン
ズに2層以上の誘電体膜を積層すると該膜の応力歪みに
よりレンズ形状が変形しレンズの光学性能を悪化させる
ことがあった。また、一定膜厚を超えて積層すると室内
放置下でクラックが発生することがあった。
【0018】しかし、前述のような本発明の蒸着材料と
層構成を用いれば、従来技術の前記問題点は発生せず安
定した再現性のある技術が実現できることことが次のよ
うな実験によって確認できた。
【0019】第1層の酸化セリウムの光学膜厚d1を0.1
0/4から0.45λ0/4まで変化させ各々について第
2層の酸化シリコンの光学膜厚を反射率の極小値が最小
になるように設定し合成樹脂基体(例えばポリメチルメ
タアクリレートPMMA)に積層し、耐クラック性、光
学性能及び耐拭性を評価した。
【0020】表1はレーザ光等の単一波長光に適した反
射防止コートの例を示す。設計波長λ0は半導体レーザ7
80nmにしてある。
【0021】表2はカメラ,VTR等の通常のレンズの
可視光線に適した反射防止コートの例を示す。設計波長
λ0は490nmにしてある。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】単一波長用としては第1層の酸化セリウム
の光学膜厚d1は0.30λ0/4≦d1≦0.40λ0/4、第2
層の酸化シリコンの光学膜厚d2は1.29λ0/4≦d2
1.34λ0/4が良好な性能の光学膜厚の領域である。
【0025】可視光線用としては第1層の酸化セリウム
の光学膜厚d1は0.165λ0/4≦d≦0.374λ0
4、第2層の酸化シリコンの光学膜厚d2は1.30λ0/4
≦d2≦1.40λ0/4が良好な性能の光学膜厚の領域であ
る。
【0026】合成樹脂材料はPMMA等のアクリル系樹
脂に限定されるものではなく、ポリカーボネートPC、
ポリスチレン樹脂PS、ポリオレフィン系樹脂、ノボル
ネン系樹脂等が同様に用いられる。また、設計波長は、
490nmや780nmに限定する必要はない。一般に300nm〜800
nmの広い波長域から選択出来る。
【0027】表1において耐クラック性、光学性能、耐
拭性の各評価基準は次のようにした。
【0028】耐クラック性○:クラックなし △:軽微
なクラック ×:クラック大 光学性能 ○:設計波長における反射率が 0〜0.59
% △:設計波長における反射率が0.6〜0.99% ×:設計波長における反射率が1.0%以上 耐拭性 ○:10g以上の拭圧で綿棒に水を含ませ50
回拭で膜剥がれなし △:10g以上の拭圧で綿棒に水を含ませ20回拭で膜剥が
れなし ×:10g以上の拭圧で綿棒に水を含ませ10回拭以下で膜
剥がれあり このような基準で評価することにより表1では次のこと
がわかる。
【0029】(1)2酸化セリウムの光学膜厚が試料N
o.,のように0.40λ0/4を超えると耐クラック性
が低下し蒸着直後の環境試験前にクラックが発生する。
【0030】(2)2酸化セリウムの光学膜厚が試料N
o.,のように0.3λ0/4を下回ると光学性能が低下
する。
【0031】表2において耐クラック性、耐拭性の各評
価基準は表1の場合と同じであるが光学性能の評価基準
は次のようにした。
【0032】○:波長400nmと700nmにおける反射率が3.
6%以下であり反射率の極小値が1.5%以下である。
【0033】×:波長400nmと700nmにおける反射率が3.
6%を超え反射率の極小値が1.5%を超える。
【0034】このような基準で評価することにより表2
では次のことがわかる。
【0035】(3)2酸化セリウム及び2酸化シリコン
の光学膜厚条件が試料番号〜の範囲であれば耐クラ
ック性及び耐拭性は良好であるが光学性能が悪い。光学
性能も良好にするには前記光学膜厚条件を試料番号〜
の範囲にすれば良いことがわかる。
【0036】また、表1,表2を通じて耐拭性は全試料
について良好である。
【0037】次に本発明の代表的実施例を2つ挙げて具
体的に説明する。
【0038】実施例1 これは単一波長用反射防止膜2層を基体の入射面に蒸着
コートした光学部品で基体の材質はPMMAであり、各
層の材質、屈折率及び光学膜厚は表3に示す通りであ
る。尚、このときの設計波長(中心波長)λ0は780nmに
してある。
【0039】
【表3】
【0040】実施例2 これは可視光線用反射防止膜2層を基体の入射面に蒸着
コートした光学部品で基体の材質はPMMAであり、各
層の材質、屈折率及び光学膜厚は表4に示す通りであ
る。尚、このときの設計波長(中心波長)λ0は490nmに
してある。
【0041】
【表4】
【0042】実施例1及び実施例2の反射防止膜を有す
る光学部品は以下の手順で作成した。先ず、反射防止膜
を蒸着する基体となるレンズを真空蒸着装置のレンズセ
ット面にセットし、常温下で真空槽内の真空度が3.0×1
0-5mbar以下まで排気をおこなう。真空度が3.0×10-5mb
ar以下になったところで酸素ガスを1.5×10-4mbarの真
空度になるまで導入しながら各層を所定の光学膜厚にし
つつ真空蒸着をおこなった。各層の光学膜厚は光学モニ
ターや水晶モニター方式でコントロールをおこなった。
【0043】実施例1及び実施例2で作成した光学部品
を温度60℃,相対湿度90%の環境下に168時間放置して
も膜質の劣化や反射防止特性の変化はみられなかった。
【0044】以上のように本発明に基ずいて光学部品に
反射防止膜をコートすれば2層構成の反射防止膜として
は優れた反射防止効果のある反射防止膜を備えた光学部
品を安定して生産することが可能になった。そして、環
境信頼性の高い製品を提供できるようになった。
【0045】実施例1及び実施例2の分光反射率特性を
グラフに示すと図2及び図3のようになる。
【0046】
【発明の効果】本発明により、反射防止膜を有する光学
部品は反射防止膜の層の数を従来の3層から2層に減ら
すことができるとともに各層の光学膜厚もより薄くする
ことが可能になり生産性が向上する。
【0047】また、耐熱性と共に温湿度等の環境への対
応性も向上し、耐クラック性、耐拭性、光学性能の格段
の向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射防止膜を有する光学部品の一実施
例の層構成図。
【図2】本発明の反射防止膜を有する光学部品の実施例
1の分光反射率特性を表すグラフ。
【図3】本発明の反射防止膜を有する光学部品の実施例
2の分光反射率特性を表すグラフ。
【符号の説明】
1 基体 2 第1層 3 第2層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂基体表面に2層の誘電体薄膜を
    有する光学部品において、前記2層は該光学部品の基体
    表面から数えて第1層と第2層からなり第1層は屈折率
    1が1.85〜1.95の高屈折率層を形成し第2層は屈折率
    2が1.45〜1.47の低屈折率層を形成したことを,特徴
    とする反射防止膜を有する光学部品。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記2層の誘電体薄
    膜の第1層の光学膜厚をd1、第2層の光学膜厚をd2
    し設計波長をλ0としたとき、 0.165λ0/4≦d1≦0.40λ0/4 1.29λ0/4≦d
    2≦1.395λ0/4 の関係にあることを特徴とする反射防止膜を有する光学
    部品。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記2層の誘電体薄
    膜の第1層の光学膜厚をd1、第2層の光学膜厚をd2
    し設計波長をλ0としたとき、 0.30λ0/4≦d1≦0.40λ0/4 1.29λ0/4≦d2
    ≦1.34λ0/4 の関係にあることを特徴とする反射防止膜を有する光学
    部品。
  4. 【請求項4】 第1層の材質を酸化セリウムとしたこと
    を特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の反射防
    止膜を有する光学部品。
  5. 【請求項5】 第2層の材質を酸化シリコンとしたこと
    を特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の反射防
    止膜を有する光学部品。
JP6291631A 1994-11-25 1994-11-25 反射防止膜を有する光学部品 Pending JPH08146202A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304363B1 (en) 1988-02-12 2001-10-16 Donnelly Corporation Reduced ultraviolet radiation transmitting, electrochromic glazing assembly
JP2002055207A (ja) * 2000-05-29 2002-02-20 Konica Corp 光学部品および光学装置
JP2009271439A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Mitsubishi Cable Ind Ltd 反射防止膜を備えた光学部品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6304363B1 (en) 1988-02-12 2001-10-16 Donnelly Corporation Reduced ultraviolet radiation transmitting, electrochromic glazing assembly
JP2002055207A (ja) * 2000-05-29 2002-02-20 Konica Corp 光学部品および光学装置
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