KR20080086343A - 반사 방지막, 광학소자 및 광학계 - Google Patents

반사 방지막, 광학소자 및 광학계 Download PDF

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Abstract

(과제) 보다 높은 굴절율을 갖는 광학부재를 접합하는 경우이어도 충분히 넓은 대역에서 보다 낮은 반사율을 나타내는 반사 방지막을 제공한다.
(해결 수단) 반사 방지막(C1)은 광학기판(100)과 접착층(200) 사이에 형성된 합계 6층으로 이루어지는 다층막이며, 제 1 층(1)∼제 6 층(6)의 각 층이 접착층(200)의 측으로부터 순서대로 적층된 것이다. 반사 방지막(C1)에 있어서의 전체적인 굴절율은 광학기판(100)의 굴절율보다 낮게, 또한, 접착층(200)의 굴절율보다 높게 되어 있다. 제 1 층(1) 및 제 3 층(3)은 예를 들면 d선에 대해서 1.35이상 1.50이하의 굴절율을 나타내는 저굴절율층이다. 제 2 층(2), 제 4 층(4) 및 제 6 층(6)은 예를 들면 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율층이다. 제 5 층(5)은 예를 들면 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 중간 굴절율층보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율층이다.
반사 방지막, 광학소자, 광학계

Description

반사 방지막, 광학소자 및 광학계{ANTIREFLECTION FILM, OPTICAL ELEMENT AND OPTICAL SYSTEM}
본 발명은, 예를 들면 렌즈나 필터 등의 광학부재 끼리의 접합면에 형성되어 소정 대역의 광에 대해서 반사 방지 효과를 발휘하는 반사 방지막 및 그것을 구비한 광학소자 및 광학계에 관한 것이다.
일반적으로, 사진용 카메라나 방송용 카메라 등의 촬상장치에 있어서는, 그 광로 상에 렌즈나 프리즘 또는 필터 등의 광학부재가 다수 배치되어 있다. 이들 광학부재는 투명한 수지로 이루어지는 접착층을 통해 서로 접합되는 경우가 있지만, 그 경우, 접착층과 광학부재의 접합 계면에 있어서 입사광의 일부가 반사광으로 되어 영상으로 나타나는 플레어(flare)나 고스트(ghost)의 원인이 될 가능성이 발생한다. 또, 접합 계면에서의 반사율이 입사광의 파장에 의존한 분포를 가짐과 아울러, 각 광학부재의 구성 재료에 따라 그 반사율이 다른 파장 의존성을 나타내므로 색도 밸런스가 열화되어 촬상장치 전체에서의 화이트 밸런스를 조정할 필요가 있다.
이러한 점에서, 종래부터 광학부재와 접착층 사이에 반사 방지막을 형성하도 록 하고 있다.
이 반사 방지막은 서로 다른 굴절율을 갖는 유전체막을 조합한 다층막이며, 예를 들면 하기의 특허문헌1,2에 개시된 것이 알려져 있다.
(특허문헌1)일본 특허공개 2001-74903호 공보
(특허문헌2)일본 특허공개 2006-284656호 공보
그러나, 최근, d선(파장λ=587.56nm)에 대한 굴절율(Nd)이 2.0 전후인 높은 굴절율을 갖는 유리를 채용한 광학계가 이용되는 일이 많아지면서, 상기 특허문헌1,2에 개시된 반사 방지막에서는 일반적으로 가시역으로 되는 대역의 상하한 부근(즉 400nm부근 및 700nm부근)에 있어서 충분히 반사율을 저감시키는 것이 곤란하게 되었다. 여기에서, 종래보다 높은 굴절율을 갖는 수지재료에 의해 접착층을 구성함으로써 반사율의 저감을 실현하는 방법도 고려되지만, 현실에서는 굴절율(Nd)이 1.6을 초과하는 적당한 수지가 존재하지 않는다. 따라서, 굴절율이 2.0 부근인 유리를 접합하는 경우이어도 우수한 광 투과성을 발휘할 수 있는 반사 방지막이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은 보다 높은 굴절율을 갖는 광학부재를 접합하는 경우이어도 충분히 넓은 대역에서 보다 낮은 반사율을 나타내는 반사 방지막을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 제 2 목적은 그러한 반사 방지막을 구비한 광학소자 및 광학계를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광학소자는, 광학부재와, 다른 광학부재와, 접착층과, 상기 광학부재와 상기 접착층 사이에 형성되고, 상기 접착층의 측으로부터 순서대로 적층된 제 1∼제 6 층을 적어도 포함하는 다층막을 구비하고, 상기 광학부재와 상기 다른 광학부재는 상기 접착층을 통해 접합되어 있는 것이다. 여기에서, 다층막의 전체적인 등가 굴절율은 광학부재의 굴절율보다 낮게, 또한, 접착층의 굴절율보다 높게 되어 있다. 또한 제 2, 제 4 및 제 6 층의 굴절율은 제 1 및 제 3 층 굴절율보다 높게, 또한, 제 5 층의 굴절율보다 낮게 되어 있다. 또한 본 발명의 광학소자는, 다른 광학부재는 d선에 대해서 1.75이상 2.10이하의 굴절율을 갖고, 광학소자는 상기 다른 광학부재와 상기 접착층 사이에 다른 반사 방지막을 더 구비하고, 상기 다른 반사 방지막은 상기 접착층의 측으로부터 순서대로 적층된 제 9∼제 14 층을 적어도 포함하는 다층막을 갖고, 상기 다른 반사 방지막의 다층막의 전체적인 등가 굴절율은 상기 다른 광학부재의 굴절율보다 낮고, 또한 상기 접착층의 굴절율보다 높고, 상기 제 10, 제 12 및 제 14 층의 굴절율은 상기 제 9 및 제 11 층의 굴절율보다 높고, 또한 상기 제 15 층의 굴절율보다 낮은 것으로 되도록 한 것이다. 또한, 본 발명의 광학계는 본 발명의 광학소자를 구비하도록 한 것이다.
본 발명의 반사 방지막, 광학소자 및 광학계에서는, 접착층의 측으로부터 순서대로 적어도 제 1∼제 6 층을 포함하는 다층막이 광학부재와 접착층의 중간의 굴절율을 갖고, 제 2, 제 4 및 제 6 층의 굴절율이 제 1 및 제 3 층의 굴절율보다 높고, 또한, 제 5 층의 굴절율보다 낮게 되어 있으므로, 기판의 굴절율(Nd)이 2.0을 초과하는 경우이어도 보다 넓은 대역에서 반사율 분포가 충분히 저감된다.
본 발명의 반사 방지막, 광학소자 및 광학계에서는, 또한, 이하의 조건식(1)∼(6)을 모두 만족하고 있는 것이 바람직하다. 단, λ0은 중심파장이며, N1∼N6은 제 1∼제 6 층에 있어서의 중심파장(λ0)에 대한 굴절율이며, d1∼d6은 제 1∼제 6 층에 있어서의 물리적 막두께이다.
0.06×λ0≤N1·d1≤0.11×λ0…(1)
0.07×λ0≤N2·d2≤0.13×λ0…(2)
0.06×λ0≤N3·d3≤0.18×λ0…(3)
0.31×λ0≤N4·d4≤0.43×λ0…(4)
0.04×λ0≤N5·d5≤0.09×λ0…(5)
0.06×λ0≤N6·d6≤0.18×λ0…(6)
본 발명의 반사 방지막, 광학소자 및 광학계에서는, 또한, 제 6 층의 광학부재측에 제 7 층과 제 8 층을 순서대로 적층하도록 해도 좋다. 여기에서, 제 7 층의 굴절율은 제 1∼제 4 및 제 6 층보다 높은 것이 바람직하고, 제 8 층의 굴절율은 제 1 및 제 3 층의 굴절율보다 높고, 또한, 제 5 및 제 7 층의 굴절율보다 낮은 것이 바람직하다. 그 경우, 이하의 조건식(7) 및 (8)을 모두 만족하도록 하면 좋다. 단, N7 및 N8은 각각 제 7 층 및 제 8 층에 있어서의 중심파장(λ0)에 대한 굴절율이며, d7 및 d8은 각각 제 7 층 및 제 8 층에 있어서의 물리적 막두께이다.
0.05×λ0≤N7·d7≤0.14×λ0…(7)
0.04×λ0≤N8·d8≤0.07×λ0…(8)
본 발명의 반사 방지막, 광학소자 및 광학계에서는, 제 1 및 제 3 층이 d선에 대해서 1.35이상 1.50이하의 굴절율을 나타내는 저굴절율 재료로 이루어지고, 제 2, 제 4, 제 6 및 제 8 층이 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지고, 제 5 및 제 7 층이 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 중간 굴절율 재료보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 반사 방지막, 광학소자 및 광학계에서는 저굴절율 재료로서 MgF2, SiO2 및 AlF3 중 적어도 1종을 함유하는 것을 사용하고, 중간 굴절율 재료로서 PrAlO3, La2XAl2YO3(X+Y), Al2O3, GeO2 및 Y2O3 중 적어도 1종을 함유하는 것을 이용하고, 고굴절율 재료로서 LaTiO3, ZrO2, TiO2, Ta2O5, Nb2O5, HfO2 및 CeO2 중 적어도 1종을 함유하는 것을 이용할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 반사 방지막에 의하면, 광학부재와 접착층의 중간의 굴절율을 가짐과 아울러 제 1∼제 6 층을 포함하는 다층막으로 이루어지고, 이 다층막에 있어서의 제 2, 제 4 및 제 6 층의 굴절율을 제 1 및 제 3 층의 굴절율보다 높게, 또한, 제 5 층의 굴절율보다 낮게 되도록 설정했으므로, 광학부재의 굴절율이 예를 들면 2.0 전후의 경우이어도, 충분히 넓은 대역에서 보다 낮은 반사율을 발현할 수 있다. 따라서, 이러한 반사 방지막을 사용한 광학소자(예를 들면 접합 렌즈 등)를 포함하는 사진용 카메라나 방송용 카메라 등에 탑재되는 광학계에 의하면, 플레어나 고스트의 발생을 억제함과 아울러, 보다 우수한 색도 밸런스성을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 있어서의 몇개의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 각각 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1은 본 발명에 있어서의 제 1 실시형태로서의 반사 방지막(C1)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 1의 반사 방지막(C1)은 후술의 제 1 수치 실시예(도 4∼도 10)에 대응하고 있다.
반사 방지막(C1)은 광학기판(100)과 접착층(200) 사이에 형성되고, 접착층(200)의 측으로부터 순서대로 적층된 제 1∼제 6 층(1∼6)을 갖는 다층막이다. 반사 방지막(C1)에 있어서의 전체적인 등가 굴절율은 광학기판(100)의 굴절율보다 낮게, 또한, 접착층(200)의 굴절율보다 높게 되도록 설정되어 있다. 또, 도 1에서는 반사 방지막(C1)이 형성된 광학기판(100)의 표면(100S)을 평면으로 했지만, 이것에 한정하지 않고, 곡면으로 해도 된다. 즉, 광학기판(100)으로서 구면이나 비구면을 갖는 렌즈를 사용하고, 그 구면이나 비구면 위에 반사 방지막(C1)을 형성하도록 해도 된다.
광학기판(100)은 유리나 결정 재료 등의 투명 재료에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, d선(파장λ=587.56nm)에 대해서 예를 들면 1.75이상 2.10이하의 굴절율을 나타내는 SF-14, SF6(이상, 모두 독일 숏트사), LASF-N17, S-NPH2, S-TIH53, S-LAH79(이상, 모두 오하라사) 등에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
접착층(200)은 예를 들면 에폭시 수지계의 접착제에 의해 구성되어 있으며, 예를 들면 d선에 대해서 1.45이상 1.60이하의 굴절율을 나타내는 것이다.
제 1 층(1) 및 제 3 층(3)은 예를 들면 d선에 대해서 1.35이상 1.50이하의 굴절율을 나타내는 저굴절율 재료로 이루어지는 저굴절율층이다. 또한 제 2 층(2), 제 4 층(4) 및 제 6 층(6)은 예를 들면 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지는 중간 굴절율층이다. 또한, 제 5 층(5) 은 예를 들면 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 중간 굴절율 재료보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율 재료로 이루어지는 고굴절율층이다.
저굴절율 재료로서는 예를 들면 불화 마그네슘(MgF2), 이산화규소(SiO2) 및 불화 알루미늄(AlF3) 및 이들의 혼합물 및 화합물을 이용할 수 있다. 또, 중간 굴절율 재료로서는 예를 들면 프라세오디뮴 알루미네이트(PrAlO3), 란탄 알루미네이트(La2XAL2YO3(X+Y)), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 게르마늄(GeO2) 및 산화 이트륨(Y2O3) 및 이들의 혼합물 및 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 고굴절율 재료로서는 티탄산 란탄(LaTiO3), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄(TiO2), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 니오브(Nb2O5), 산화 하프늄(HfO2) 및 산화 세륨(CeO2) 및 이들의 혼합물 및 화합물을 이용할 수 있다.
제 1 층(1)∼제 6 층(6)에 대해서는, 이하의 조건식(1)∼(6)을 모두 만족하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 단, λ0은 중심파장(단위:nm)이며, N1∼N6은 제 1 층(1)∼제 6 층(6)에 있어서의 중심파장(λ0)에 대한 굴절율이며, d1∼d6은 제 1 층(1)∼제 6 층(6)에 있어서의 물리적 막두께(단위:nm)이다.
0.06×λ0≤N1·d1≤0.11×λ0…(1)
0.07×λ0≤N2·d2≤0.13×λ0…(2)
0.06×λ0≤N3·d3≤0.18×λ0…(3)
0.31×λ0≤N4·d4≤0.43×λ0…(4)
0.04×λ0≤N5·d5≤0.09×λ0…(5)
0.06×λ0≤N6·d6≤0.18×λ0…(6)
이와 같이, 본 실시형태의 반사 방지막(C1)에 의하면, 접착층(200)의 측으로부터 순서대로 제 1 층(1)∼제 6 층(6)으로 이루어지는 다층막이 전체적인 광학기판(100)과 접착층(200)의 중간의 굴절율을 갖고, 제 2 층(2), 제 4 층(4) 및 제 6 층(6)의 굴절율이 모두 제 1 층(1) 및 제 3 층(3)의 굴절율보다 높게, 또한, 제 5 층(5)의 굴절율보다 낮게 되도록 설정되어 있으므로, 광학기판(100)의 굴절율(Nd)이 2.0 전후이어도, 보다 넓은 대역에서 반사율이 충분히 저감된다. 또한, 각 조건식(1)∼(6)을 만족함으로써 광학막 두께(N·d)의 최적화를 꾀하도록 했으므로, 상기의 효과를 보다 한층 높일 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 d선에 대한 굴절율이 2.00인 광학기판(100)과, d선에 대해서 예를 들면 1.50이상 1.60이하의 굴절율을 나타내는 접착층(200) 사이에 반사 방지막(C1)을 형성한 경우에는, 적어도 400nm∼700nm의 대역에서 수직 입사에서 0.02%이하의 반사율로 억제할 수 있다. 따라서, 이 반사 방지막(C1)을 사진용 카메라나 방송용 카메라 등에 있어서의 광학계에 적용한 경우에는, 입사광의 반사를 저감함으로써, 플레어나 고스트의 발생을 억제함과 아울러, 보다 우수한 색도 밸런스성을 얻을 수 있다.
또한, 반사 방지막의 반사율 분포는 일반적으로 입사각이 커질수록 단파장측으로 시프트되는 경향이 있다. 따라서, 본 실시형태의 반사 방지막(C1)에 의하면, 종래보다 넓은 대역에서 반사율을 저감할 수 있으므로, 보다 큰 입사각을 갖는 입사광에도 대응 가능해진다.
또한 일반적으로, 다층막을 렌즈면 등의 곡면으로 형성하는 경우, 그 곡면의 곡률이 비교적 큰 영역에서는 그 이외의 영역(곡률이 비교적 작은 영역)보다 다층막의 두께가 얇아지기 쉬운 경향이 있다. 그러나, 본 실시형태의 반사 방지막(C1)이면 종래보다 넓은 대역에서 충분히 낮은 반사율을 발현하므로, 상기한 바와 같이 그 두께에 다소의 편차가 생긴 경우이어도 양호한 광학특성을 유지할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 2는 본 발명에 있어서의 제 2 실시형태로서의 반사 방지막(C2)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 2의 반사 방지막(C2)은 후술의 제 2 수치 실시예(도 10∼도 16)에 대응하고 있다.
반사 방지막(C2)은 합계 8층으로 이루어지는 다층막인 것을 제외하고, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 반사 방지막(C1)과 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 반사 방지막(C2)은 반사 방지막(C1)에 있어서의 제 6 층(6)의 광학기판(100)측에 제 7 층(7) 및 제 8 층(8)을 추가해서 적층한 것이다. 따라서, 이하에서는, 주로 제 7 층(7) 및 제 8 층(8)에 관한 설명을 기재하는 것으로 하고, 그 밖의 설명에 대해서는 적당히 생략한다.
제 8 층(8)은 제 2 층(2), 제 4 층(4) 및 제 6 층(6)과 마찬가지로, 예를 들면 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지는 중간 굴절율층이다. 이에 대해서 제 7 층(7)은 제 5 층(5)과 마찬가지로, 예를 들면 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 상기의 중간 굴절율층보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율층이다.
제 7 층(7) 및 제 8 층(8)에 대해서는, 이하의 조건식(7) 및 조건식(8)을 모두 만족하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
0.05×λ0≤N7·d7≤0.14×λ0…(7)
0.04×λ0≤N8·d8≤0.07×λ0…(8)
이와 같이, 본 실시형태의 반사 방지막(C2)에 의하면, 접착층(200)의 측으로부터 순서대로 제 1 층(1)∼제 8 층(8)으로 이루어지는 다층막이 전체적으로 광학기판(100)과 접착층(200)의 중간의 굴절율을 갖고, 제 2 층(2), 제 4 층(4), 제 6 층(6) 및 제 8 층(8)의 각 굴절율이 모두 제 1 층(1) 및 제 3 층(3)의 각 굴절율보다 높게, 또한, 제 5 층(5) 및 제 7 층(7)의 각 굴절율보다 낮게 되도록 설정되어 있으므로, 광학기판(100)의 굴절율(Nd)이 2.0 전후이어도, 제 1 실시형태에 있어서의 반사 방지막(C1)보다 더욱 넓은 대역에서 반사율이 충분히 저감된다. 또한, 각 조건식(1)∼(8)을 만족함으로써 광학막 두께(N·d)의 최적화를 꾀하도록 했으므로, 상기의 효과를 보다 한층 높일 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 d선에 대한 굴절율(Nd)이 2.00인 광학기판(100)과, d선에 대해서 예를 들면 1.50이상 1.60이하의 굴절율을 나타내는 접착층(200) 사이에 반사 방지막(C2)을 형성한 경우에는, 적어도 400nm∼950nm의 대역에서 수직입사에서 0.02%이하의 반사율로 억제할 수 있다.
[제 3 실시형태]
도 3은, 본 발명에 있어서의 제 3 실시형태로서의 줌 렌즈의 구성예를 나타내고 있다. 이 줌 렌즈에는 상기 제 1 실시형태에 있어서의 반사 방지막(C1), 또는 제 2 실시형태에 있어서의 반사 방지막(C2)이 형성된 것이다.
도 3에 있어서, 부호 Ri는 가장 물체측의 구성요소의 면을 1번째로 하고, 상측(결상측)을 향함에 따라 순차 증가하도록 해서 부호를 붙인 i번째의 면의 곡률반경을 나타낸다. 부호 Di는, i번째의 면과 i+1번째의 면의 광축(Z1)상의 면간격을 나타낸다. 또, 부호 Di에 대해서는, 변배(variation of power)에 따라 변화되는 부분의 면간격만 부호를 붙인다. 또한 도 3은 광각 끝에서의 렌즈 배치를 나타내고 있다.
이 줌 렌즈는 디지털 스틸 카메라 등의 촬상기기에 탑재되는 것이며, 광축(Z1)을 따라 물체측으로부터 순서대로 제 1∼제 5 렌즈군(G1∼G5)이 배치되어 있다. 여기에서는, 제 1 및 제 4 렌즈군(G1,G4)은 마이너스의 굴절력을 갖고, 제 3 및 제 5 렌즈군(G3,G5)은 플러스의 굴절력을 갖고 있다. 또 제 2 렌즈군(G2)은 광로 절곡을 위한 프리즘(L21)으로 이루어지고, 굴절력을 갖고 있지 않다. 또한 제 3 렌즈군(G3)에는 구경 조리개(aperture stop)(St)가 설치되어 있다.
이 줌 렌즈의 결상면(촬상면)(Simg)에는, 예를 들면 도시하지 않은 촬상소자가 배치된다. 제 5 렌즈군(G5)과 촬영면(Simg) 사이에는 렌즈를 장착하는 카메라측의 구성에 따라 여러가지 광학부품(GC)이 배치되어 있다. 광학부품(GC)으로서는 예를 들면 촬상면 보호용의 커버 유리나 각종 광학필터 등의 평판상의 부재가 배치된다.
이 줌 렌즈에서는, 제 1 렌즈군(G1), 제 2 렌즈군(G2) 및 제 5 렌즈군(G5)은 줌일 때에 항상 고정이며, 제 3 렌즈군(G3) 및 제 4 렌즈군(G4)은 줌일 때에 광축(Z1) 위에서 각각 이동하도록 되어 있다. 제 3 렌즈군(G3)과 제 4 렌즈군(G4)은 광각단으로부터 망원단으로 변배시킴에 따라 도 3에 화살표로 나타낸 바와 같이 광축(Z1)위에서 물체측으로 이동한다.
제 4 렌즈군(G4)은 2매의 렌즈(L41,L42)로 이루어지는 접합 렌즈(L40)와, 1장의 네가티브 렌즈(L43)를 갖고 있다. 렌즈(L41,L42)는 모두 예를 들면 굴절율(Nd)이 1.75이상 2.10이하인 굴절율을 갖는 유리재 등에 의해 구성되어 있다. 도 3에서는 도시를 생략하지만, 렌즈(L41)와 렌즈(L42)의 접합 계면에는 도 1에 나타낸 반사 방지막(C1)(또는 도 2에 나타낸 반사 방지막(C2))과 접착층(200)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 렌즈(L41)의 상측의 면 및 렌즈(L42)의 물체측의 면의 각각에 반사 방지막(C1)(또는 반사 방지막(C2))이 형성되어 있고, 이들이 접착층(200)에 의해 접합되어 있다.
이와 같이, 접합 렌즈(L40)의 접합 계면에 반사 방지막(C1)(또는 반사 방지막(C2))을 형성하도록 했으므로, 렌즈(L41) 및 렌즈(L42)의 굴절율(Nd)이 2.0 전후이어도, 종래보다 넓은 대역에서 보다 낮은 반사율을 얻을 수 있다. 따라서, 이 접합 렌즈(L40)를 포함하는 본 실시형태의 줌 렌즈에서는 입사광의 반사를 저감시킴으로써 플레어나 고스트의 발생을 억제함과 아울러, 보다 우수한 색도 밸런스성을 얻을 수 있다.
또한, 이 줌 렌즈에서는 반사 방지막(C1)(또는 반사 방지막(C2))을 형성함으로써 적외역의 고스트를 억제하면서 근적외역으로부터 가시역에 걸친 대역에서의 투과율을 향상시킬 수도 있다.
또, 렌즈(L41)의 상측의 면 또는 렌즈(L42)의 물체측의 면 중 어느 하나에만 반사 방지막(C1)(또는 반사 방지막(C2))을 형성하도록 해도 되지만, 양쪽에 형성한 경우의 쪽이 상기의 효과를 얻기 쉬우므로 바람직하다.
(실시예)
다음에 본 실시형태에 따른 반사 방지막의 구체적인 수치 실시예에 대해서 설명한다. 또, 여기에서의 반사율은 모두 수직 입사를 행한 경우의 값이다.
<제 1 수치 실시예>
제 1 수치 실시예(실시예1-1∼1-6)를 도 4∼도 9에 나타낸다. 여기에서 도 4(A), 도 5(A), 도 6(A), 도 7(A), 도 8(A) 및 도 9(A)는 도 1에 나타낸 반사 방지막(C1)에 대응하는 실시예1-1∼1-6의 기본 데이터를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 4(B), 도 5(B), 도 6(B), 도 7(B), 도 8(B) 및 도 9(B)는 실시예1-1∼1-6의 반사율분포를 각각 나타내고 있다.
도 4(A), 도 5(A), 도 6(A), 도 7(A), 도 8(A) 및 도 9(A)에는, 각 층의 구성 재료, d선에 대한 굴절율(N), 물리적 막두께(d)(단위:nm) 및 광학 막두께(단위:nm)를 각각 나타낸다. 구성 재료의 란에 있어서의 「sub-h4」는 LaTiO3를 주성분으로 하는 서브스탠스(substance)(H4(독일 메르크사))를 나타내고 있다. 또 광학막 두께(N·d)의 란에 나타낸 중심파장(λ0)에 대해서는 모두 520nm로 했다. 각 도면으로부터 명백하듯이, 각 층의 굴절율(N) 및 광학막 두께(N·d)의 값은 조건식(1)∼(8)을 모두 만족하고 있다. 한편, 도 4(B), 도 5(B), 도 6(B), 도 7(B), 도 8(B) 및 도 9(B)에서는 세로축을 반사율(%)로 하고, 가로축을 측정시의 파장(λ)(nm)으 로 해서 각 실시예에 있어서의 반사율(%)의 파장 의존성을 나타내고 있다. 도 10은 도 4(B), 도 5(B), 도 6(B), 도 7(B), 도 8(B) 및 도 9(B)의 그래프를 통합해서 나타낸 것이다. 각 도면으로부터 명백하듯이, 어느 것에 있어서나 대략 400nm∼650nm의 대역에서 반사율이 0.02%미만으로 되었다. 특히, 실시예1-6을 제외하면, 즉 광학기판(100)의 굴절율(N)이 1.80이상이면 대략 400nm∼700nm의 대역에서 반사율이 0.01%미만에 포함되는 것을 알 수 있었다.
<제 2 수치 실시예>
제 2의 수치 실시예(실시예2-1∼2-6)를 도 11∼도 16에 나타낸다.
여기에서 도 11(A), 도 12(A), 도 13(A), 도 14(A), 도 15(A), 및 도 16(A)는 도 2에 나타낸 반사 방지막(C2)에 대응하는 실시예2-1∼2-6의 기본 데이터를 각각 나타내고 있다. 광학막 두께(N·d)의 란에 나타낸 중심파장(λ0)에 대해서는 모두 520nm로 했다. 각 도면으로부터 명백하듯이, 각 층의 굴절율(N) 및 광학막 두께(N·d)의 값은 조건식(1)∼(8)을 모두 만족하고 있다.
한편, 도 11(B), 도 12(B), 도 13(B), 도 14(B), 도 15(B) 및 도 16(B)은 실시예2-1∼2-6의 반사율 분포를 각각 나타내고 있다. 도 17은 도 11(B), 도 12(B), 도 13(B), 도 14(B), 도 15(B) 및 도 16(B)의 그래프를 통합해서 나타낸 것이다. 각 도면으로부터 명백하듯이, 어느 것에 있어서나 대략 400nm∼900nm의 대역에서 반사율이 0.02%미만으로 되었다. 특히, 실시예2-6을 제외하면, 즉 광학기판(100)의 굴절율(N)이 1.80이상이면 대략 400nm∼850nm의 대역에서 반사율이 0.01%미만에 포함되는 것을 알 수 있었다.
<비교예>
여기에서, 상기 제 1 및 제 2 수치 실시예에 대한 비교예로서, 도 18에 나타낸 반사 방지막(C101)의 구성을 갖는 비교예1-1∼1-5를 도 19∼도 23에 나타낸다. 도 18에 있어서, 반사 방지막(C101)은 전체적으로 광학기판(100)과 접착층(200)의 중간의 굴절율을 갖는다. 제 1 층(11) 및 제 2 층(12)은 모두 예를 들면 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지는 중간 굴절율층이지만, 제 2 층(12)의 쪽이 제 1 층(11)보다 높은 굴절율을 갖고 있다. 구체적인 비교예1-1∼1-5의 기본 데이터는 도 19(A), 도 20(A), 도 21(A), 도 22(A) 및 도 23(A)에 나타낸 바와 같다. 제 1 층(11)에는 Al2O3를 사용하고, 제 2 층(12)에는 「sub-m2」로 표시한 란탄 알루미네이트(La2O3·3.3Al2O3)를 주성분으로 하는 서브스탠스(M2)(독일 메르크사)를 이용했다. 또, 광학막 두께(N·d)의 란에 나타낸 중심파장(λ0)에 대해서는 모두 520nm로 했다.
한편, 도 19(B), 도 20(B), 도 21(B), 도 22(B) 및 도 23(B)는 비교예1-1∼1-5의 반사율 분포를 각각 나타내고 있다. 도 24는 도 19(B), 도 20(B), 도 21(B), 도 22(B) 및 도 23(B)의 그래프를 통합해서 나타낸 것이다.
각 도면으로부터 명백하듯이, 광학기판(100)의 굴절율이 약 1.85인 비교예1-4를 제외하고, 어느 것에 있어서나 대략 400nm∼650nm의 대역에서 반사율이 0.02%를 크게 상회하고 있다. 비교예1-4에 있어서도, 파장 400nm에서의 굴절율이 0.03%를 상회하고, 또한, 파장 700nm에서의 굴절율이 0.01%를 상회하는 결과가 되었다.
이상의 각 기본 데이터 및 각 반사율 분포도로부터 명백하듯이, 각 실시예에서는 2층 구성의 비교예와 비교해서 대폭 반사율 분포가 개선되었다. 즉, 본 발명의 반사 방지막에 의하면, 종래보다 넓은 대역에서 반사율을 충분히 저감시키고, 또한 그 반사율의 분포를 충분히 평탄화하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
이상, 실시형태 및 실시예를 들어서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기실시형태 및 실시예에 한정되지 않고, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면 각 층 및 각 기판의 굴절율 및 광학막 두께의 값은 상기 각 수치 실시예에서 나타낸 값에 한정되지 않고, 다른 값을 취할 수 있는 것이다. 또한 각 층 및 각 기판을 구성하는 재료종류에 대해서도 상기 각 수치 실시예에서 나타낸 것에 한정되지 않고, 다른 재료종류를 이용하는 것이 가능하다.
또한, 각 층을 등가막 이론에 기초해서 복수의 막으로 구성해도 좋다. 즉, 2종류의 굴절율막을 대칭으로 적층함으로써 광학적으로 단층으로서 작용하도록 구성해도 좋다.
도 1은 본 발명에 있어서의 제 1 실시형태로서의 반사 방지막의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 제 2 실시현태로서의 반사 방지막의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 제 3 실시형태로서의 줌 렌즈의 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-1의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-2의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-3의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-4의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-5의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예1-6의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 10은 도 5∼도 9에 나타낸 실시예1-1∼1-6의 모든 반사율 분포를 통합한 특성도이다.
도 11은 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-1의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 12는 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-2의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 13은 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-3의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 14는 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-4의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 15는 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-5의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 16은 도 2에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 실시예2-6의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 17은 도 11∼도 16에 나타낸 실시예2-1∼2-6의 모든 반사율 분포를 통합한 특성도이다.
도 18은 비교예로서의 반사 방지막의 단면도이다.
도 19는 도 18에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 비교예1-1의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 20은 도 18에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 비교예1-2의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 21은 도 18에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 비교예1-3의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 22는 도 18에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 비교예1-4의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 23은 도 18에 나타낸 반사 방지막에 대응하는 비교예1-5의 기본 데이터 및 반사율 분포도이다.
도 24는 도 19∼도 23에 나타낸 비교예1-1∼1-5의 모든 반사율 분포를 통합한 특성도이다.
(부호의 설명)
1∼8…제 1 층∼제 8 층 C1,C2…반사 방지막
G1∼G5…제 1∼제 5 렌즈군 St…조리개
100…광학기판 100S…표면
200…접착층

Claims (10)

  1. 광학부재;
    다른 광학부재;
    접착층; 및
    상기 광학부재와 상기 접착층 사이에 형성되고, 상기 접착층의 측으로부터 순서대로 적층된 제 1∼제 6 층을 적어도 포함하는 다층막을 구비하고;
    상기 광학부재와 상기 다른 광학부재는 상기 접착층을 통해 접합되어 있으며;
    상기 다층막의 전체적인 등가 굴절율은 상기 광학부재의 굴절율보다 낮고, 또한, 상기 접착층의 굴절율보다 높고;
    상기 제 2, 제 4 및 제 6 층의 굴절율은 상기 제 1 및 제 3 층의 굴절율보다 높고, 또한, 상기 제 5 층의 굴절율보다 낮은 것을 특징으로 하는 광학소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 또한, 이하의 조건식 (1)∼(6)을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 광학소자.
    0.06×λ0≤N1·d1≤0.11×λ0…(1)
    0.07×λ0≤N2·d2≤0.13×λ0…(2)
    0.06×λ0≤N3·d3≤0.18×λ0…(3)
    0.31×λ0≤N4·d4≤0.43×λ0…(4)
    0.04×λ0≤N5·d5≤0.09×λ0…(5)
    0.06×λ0≤N6·d6≤0.18×λ0…(6)
    단,
    λ0:중심파장
    N1∼N6:제 1∼제 6 층에 있어서의 중심파장(λ0)에 대한 굴절율
    d1∼d6:제 1∼제 6 층에 있어서의 물리적 막두께
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 층은 d선에 대해서 1.35이상 1.50이하의 굴절율을 나타내는 저굴절율 재료로 이루어지고;
    상기 제 2, 제 4 및 제 6 층은 d선에 대해서 1.55 이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지고;
    상기 제 5 층은 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 상기 중간 굴절율 재료보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 6 층의 광학부재측에 제 7 층과 제 8 층이 순서대로 더 적층되어 있고;
    상기 제 7 층의 굴절율은 상기 제 1∼제 4 및 제 6 층보다 높고;
    상기 제 8 층의 굴절율은 상기 제 1 및 제 3 층의 굴절율보다 높고, 또한, 상기 제 5 및 제 7 층 굴절율보다 낮은 것을 특징으로 하는 광학소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 또한, 이하의 조건식(7) 및 (8)을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 광학소자.
    0.05×λ0≤N7·d7≤0.14×λ0…(7)
    0.04×λ0≤N8·d8≤0.07×λ0…(8)
    단,
    λ0:중심파장
    N7, N8:제 7 층 및 제 8 층에 있어서의 중심파장(λ0)에 대한 굴절율
    d7, d8:제 7 층 및 제 8 층에 있어서의 물리적 막두께
  6. 제 4 항 또는 제 5항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 층은 d선에 대해서 1.35이상 1.50이하의 굴절율을 나타내는 저굴절율 재료로 이루어지고;
    상기 제 2, 제 4, 제 6 및 제 8 층은 d선에 대해서 1.55이상 1.85이하의 굴절율을 나타내는 중간 굴절율 재료로 이루어지고;
    상기 제 5 및 제 7 층은 d선에 대해서 1.70이상 2.50이하의 범위에 있어서 상기 중간 굴절율 재료보다 높은 굴절율을 나타내는 고굴절율 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 저굴절율 재료는 불화 마그네슘(MgF2), 이산화규 소(SiO2) 및 불화 알루미늄(AlF3) 중 1종이상을 함유하는 것이며;
    상기 중간 굴절율 재료는 프라세오디뮴 알루미네이트(PrAlO3), 란탄 알루미네이트(La2XAl2YO3(X+Y)), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 게르마늄(GeO2) 및 산화 이트륨(Y2O3) 중 1종이상을 함유하는 것이며;
    상기 고굴절율 재료는 티탄산 란탄(LaTiO3), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄(TiO2), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 니오브(Nb2O5), 산화 하프늄(HfO2) 및 산화 세륨(CeO2) 중 1종이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학소자.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학부재는 d선에 대해서 1.75이상 2.10이하의 굴절율을 나타내며;
    상기 접착층은 d선에 대해서 1.45이상 1.60이하의 굴절율을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학소자.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다른 광학부재는 d선에 대해서 1.75이상 2.10이하의 굴절율을 갖고;
    광학소자는 상기 다른 광학부재와 상기 접착층 사이에 다른 반사 방지막을 더 구비하고;
    상기 다른 반사 방지막은 상기 접착층의 측으로부터 순서대로 적층된 제 9∼ 제 14 층을 적어도 포함하는 다층막을 갖고;
    상기 다른 반사 방지막의 다층막의 전체적인 등가 굴절율은 상기 다른 광학부재의 굴절율보다 낮고, 또한 상기 접착층의 굴절율보다 높고;
    상기 제 10, 제 12 및 제 14 층의 굴절율은 상기 제 9 및 제 11 층의 굴절율보다 높고, 또한 상기 제 15 층의 굴절율보다 낮은 것을 특징으로 하는 광학소자.
  10. 제 9 항에 기재된 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하는 광학계.
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