JPS6051081B2 - 非球面反射防止膜 - Google Patents

非球面反射防止膜

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JPS6051081B2
JPS6051081B2 JP53005457A JP545778A JPS6051081B2 JP S6051081 B2 JPS6051081 B2 JP S6051081B2 JP 53005457 A JP53005457 A JP 53005457A JP 545778 A JP545778 A JP 545778A JP S6051081 B2 JPS6051081 B2 JP S6051081B2
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aspherical
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film
layer
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光治 沢村
攻 神谷
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3429Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
    • C03C17/3447Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising a halide
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/113Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115Multilayers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非球面の薄膜層を含んだ非球面反射防止膜に
関するものである。
研磨による非球面レンズの製作は、多大の時間と労力を
要し、標準レンズ等の量産品に対してはコスト高となる
そのためイオンの打ち込みにより屈折率を変化させる方
法、イオンビームにより研磨面をエッチする方法等が試
みられているが中でも蒸着による非球面膜の製作方法は
非球面膜厚が10p位までならば量産に対する十分な可
能性を与えるものである。しかし、非球面膜を蒸着で製
作するには蒸着物質が限定されるため、1.45〜1.
82位の屈折率を持つレンズと同じ屈折率を持つ非球面
膜を得ることは困難である。
したがつて、レンズの屈折率と非球面膜の屈折率が近い
場合、例えば、1.52の屈折率を持つBK−7に対し
て1.49の屈折率をもつSiO。
膜のような場合には問題ないが、レンズの屈折率と非球
面膜の屈折率が違う場合には両者の境界面での反射のた
め反射防止膜を非球面膜上に施しても効果がない場合が
生じる。第1図は、屈折率が1.80のレンズ上に、屈
折率が1.49N球面からの最大偏位置が2pである二
酸化シリコンSiO。
の非球面薄膜を蒸着し、更にその上に非球面薄膜側より
光学的膜厚が一瀘G酸化、λo アルミニウム川。
00、光学的膜厚か一の酸化ジル 、λo コニウムZrO。
、光学的膜厚か一のフッ化マグネシウムMgF2を順次
設けた時の非球面薄膜の光学的膜厚が最も厚い2μの部
所の反射特性を示す図で、縦軸に反射率R、横軸に波長
λを取つたものである。
尚上記λ。は基準(設計)波長であり、ここではλ。=
500nmとしているので、Al。O3−ZrO2−M
gF′2より構成される層は125r1m−250r1
m−125r1mの光学的膜厚を有する。第1図より明
らかな様に、ガラス基板上に直接非球面薄膜を設け、更
にその上に反射防止の為の薄膜層群を設けた場合には、
存残の反射率が2%を越え、該非球面を含む薄膜層の反
射防止の特性は良好なものとは言えなかつた。本発明は
上記難点の改良を目的とし、反射防止効果の優れた非球
面反射防止膜を提供するものてある。
本発明に係る非球面反射防止膜は、基板側より1層以上
の等厚薄膜より成る第1薄膜群、該第1薄膜群上に設け
られ前記基板側と反対側の面の形状が非球面状である非
球面薄膜、該非球面薄膜上に設けられた1層以上の薄膜
より成る第2薄膜群より構成される。
尚、上記等厚薄膜とは、膜厚が一定の薄膜を意味するも
のである。本発明に係る非球面反射防止膜においては、
上記第1薄膜群が単層より成る場合、基板の屈折率をN
g、非球面膜の屈折率をNaとすると第1薄膜に用いら
れる物質の屈折率nは、ほぼVna−Ngに等しい。
又該薄膜の膜厚d1は、基準波長(設計
λo−波長)をλ。
とすると、d1″.〒なることが望ましい。又、上記第
1薄膜群が二層より成る場合には、該二層の前記基板側
の薄膜層の屈折率をn1、非球面膜側の屈折率を〜とす
ると、Ng<Nl,n2〈Na又はNg>Nl,ll2
〉Naを満足するものである。
この時、屈折率n1の薄膜をd1、同じくN2の膜厚を
D2とすると、なる関係を満足する。
ここでλは波長である。本発明に係る非球面反射防止膜
においては、上記第2薄膜群は従来の反射防止膜の構成
を適用することが可能である。又、この第2薄膜群の中
に、更に非球面薄膜を設ける事も可能である。本発明に
係る非球面反射防止膜を換言すると、基板と非球面薄膜
の間に等厚薄膜より成る薄膜層を設ける事により、屈折
率の異なる基板と非球面薄膜の間で生じる有害な反射を
効果的に除去し、透過率の優れた非球面反射防止膜を得
るものである。以下、本発明の実施例を示す。第2図は
本発明に係る非球面反射防止膜の一実施例を示す特性図
である。
第2図に示す膜の構成は屈折率が1.60の基板ガラス
上に、屈折率が1.54の単層膜、例えばThF4又は
TllOF2等を光学的膜厚で125r1m蒸着し、更
にその上に屈折率が1.49のSjO2より成る非球面
薄膜を設け、更にその上に第2薄膜群として第1図で示
した構成の3層反射防止膜、即ち非球面薄膜側からAl
2O3を光学的膜厚で125r1m,.Zr02を25
0r1m,.MgF′2を125nmを順次積層したも
のである。尚、この非球面薄膜は、球面からの最大偏位
置が2μである様な非球面形状であり、第2図に示す特
性は非球面薄膜の光学的膜厚が最も厚い2pにおける部
所での反射特性を示すものである。尚第2図に対応する
非球面薄膜は、最大偏位置が2pであるので、最も薄い
場所の膜厚は零である。この様に非球面薄膜の最も厚い
部所での反射特性を示すのは、この部所における特性が
他の部所に比して最も悪い為であり、この部所より膜厚
の薄い他の部所での反射特性は、これ以上の良好な特性
を示すからである。第2図の特性図から明らかな様に、
所望の波長帯域aで残存反射率はほぼ0.5%以内に押
える事ができ、第1図の特性曲線と比すれぱ本発明に係
る非球面反射防止膜の効果は歴然としている。以下に示
す、更なる本発明の実施例においても、非球面薄膜の膜
厚は最も薄い部所が零、最も・厚い部所は最大偏位置の
値である。
又、各々の反射特性(逆の立場から見れば透過率特性)
を示す図は各実施例における非球面薄膜の最も厚い部所
における特性を示すものである。更に、以下に示す第3
図から第8図の特性曲線に対応する非球面ノ反射防止膜
においては上記第2薄膜群の構成は第1図及び第2図に
示す第2薄膜群の膜構成と同じであるので、以下の説明
においては省略する。第3図は、本発明に係る非球面反
射防止膜の一実施例を示す特性図で、その構成は屈折率
が1.70の基板ガラスの上に、屈折率が1.59の単
層膜、例えばThOF2又はLaF3等を光学的膜厚で
125nmの厚さに蒸着し、その上に屈折率が1.49
のSiO2より成る非球面薄膜を蒸着し、更にその上に
上記第2薄膜群を設けたものである。尚、この非球面薄
膜は、球面よりの最大偏位置が2μである非球面形状を
有する薄膜である。第4図は本発明に係る非球面反射防
止膜の一実施例を示す特性図で、その構成は屈折率が1
.80の基板ガラスの上に、屈折率が1.64の単層膜
、例えば,Al2O3等を光学的膜厚で125r1m蒸
着し、その上に屈折率が1.49のSiO2より成る非
球面薄膜を蒸着し、更にその上に上記構成の第2薄膜群
を設けたものてある。
尚、この非球面薄膜は、球面よりの最大偏位置が2pで
ある非球面形状を有する薄膜である。第5図は、上記第
4図において説明した構成の非球面反射防止膜において
、非球面薄膜の最大偏位置を変化させた場合の特性を示
す図で、実線で示し特性は球面よりの最大偏位置が1p
である非球面形状の場合を、破線で示す特性は球面より
の最大偏位置が3μである非球面形状の場合を示してい
る。
上記第2図から第5図に示す特性曲線は、上記第1薄膜
群が単層の場合の実施例であつたが、以下の実施例は第
1薄膜群が二層より成る場合を示す。
第6図は本発明に係る非球面反射防止膜の一実施例を示
す特性図で、その構成は、屈折率が1.60のガラス基
板上に第1薄膜群としての二層膜を蒸着し、更にその上
に第2図に示す膜構成と同一の非球面薄膜及び第2薄膜
群を順次蒸着する。
第6図の実線は、上記第1薄膜群が基板側より1層目の
屈折率が1.57、2層目の屈折率が1.52で、それ
等の膜厚が各々光学的膜厚て125nmである場合、破
線は1層目の屈折率が1.547、2層目の屈折率が1
.541で、それ等の膜厚が各々光学的膜厚で125n
mである場合を示している。第7図は本発明に係る非球
面反射防止膜の一実施例を示す特性図で、その構成は、
屈折率が1.70のガラス基板上に第1薄膜群として二
層膜を蒸着し、更にその上に第2図に示す膜構成と同一
の非球面薄膜及び第2薄膜群を順次蒸着する。
第7図の実線は、基板側より上記第1薄膜群の第1層目
の屈折率が1.6表第2層目の屈折率が1.54で、そ
れぞれの層の光学的膜厚が125r1mの場合、破線は
第1層目の屈折率が1.619.第2層目の屈折率が1
.564で、それぞれの層の光学的膜厚が125r1m
の場合に示している。第8図は本発明に係る非球面反射
防止膜の一実施例を示す特性図で、その構成は屈折率が
1.80のガラス基板上に第1薄膜群として二層膜を蒸
着し、更にその上に第2図に示す膜構成と同一の非球面
薄膜及び第2薄膜群を順次蒸着する。
第8図の実線は基板側より上記第1薄膜群の第1層目の
屈折率が1.72、第2層目の屈折率が1.56の場合
、破線は第1層目の屈折率が1.6λ第2層目の屈折率
が1.587で、それぞれの層の光学的膜厚が125r
1mの場合を示している。第9図は、本発明に係る非球
面反射防止膜の一実施例を示す特性図で、その構成は、
屈折率1.52の基板ガラス上にガラス基板側より屈折
率1.55で光学的膜厚が125nmの層、屈折率1.
60で光学的膜厚が125nmの層を順次蒸着し、その
上に屈折率1.63の酸化アルミニウムの非球面薄膜を
、更にその上に四層膜を設けたものである。
この四層膜は、非球面側から数えて第1層目の屈折率が
1.49、光学的膜厚が125nm1第2層目は同じく
1.63,125nm1第3層目は同じく2.1,25
0r1m1第4層目は同じく1.38,125nmであ
る。第6図から第9図に示す如く、第1薄膜群が2層か
ら成る場合も、特性曲線は十分な反射防止効果を示し、
この場合は更に蒸着物質の選択が容易になるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は非球面を用いた反射防止膜の透過率特性曲線を
示す図、第2図、第3図、第4図、第5図、第6図、第
7図、第8図及び第9図はそれぞれ本発明に係る非球面
反射防止膜の透過率特性曲線を示す図。 λ・・・・・・波長、R・・・・・・反射率。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板側より、一層以上の等厚薄膜より成る第1薄膜
    群、該第1薄膜群上に設けられ前記基板側と反対側の面
    の形状が非球面状である非球面薄膜、該非球面薄膜上に
    設けられた1層以上の薄膜より成る第2薄膜群より構成
    される事を特徴とする非球面反射防止膜。 2 上記第1薄膜群は単層より成り、該単層の屈曲率n
    は上記基板の屈折率をng、上記非球面薄膜の屈折率を
    naとすると、√(ng・na)にほぼ等しく、その膜
    厚は基準波長λ_0の1/4にほぼ等しい特許請求の範
    囲の第1項記載の非球面反射防止膜。 3 上記第1薄膜群は二層より成り、該二層の前記基板
    側の薄膜層の屈折率をn_1、前記非球面薄膜側をn_
    2、上記基板の屈折率をng、非球面膜の屈折率をna
    とすると、ng>n_1,n_2<na又はng>n_
    1,n_2>naを満足する特許請求の範囲第1項記載
    の非球面反射防止膜。 4 上記二層の薄膜層の各薄厚は相互にほぼ等しく、そ
    の膜厚は基準波長λ_0のほぼ1/4である特許請求の
    範囲の第3項記載の非球面反射防止膜。
JP53005457A 1978-01-20 1978-01-20 非球面反射防止膜 Expired JPS6051081B2 (ja)

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