WO2021131316A1 - 反射防止膜付き光学レンズの製造方法 - Google Patents

反射防止膜付き光学レンズの製造方法 Download PDF

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WO2021131316A1
WO2021131316A1 PCT/JP2020/040635 JP2020040635W WO2021131316A1 WO 2021131316 A1 WO2021131316 A1 WO 2021131316A1 JP 2020040635 W JP2020040635 W JP 2020040635W WO 2021131316 A1 WO2021131316 A1 WO 2021131316A1
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antireflection film
lower layer
ion
lens
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喜博 中野
浩滋 高原
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a method for manufacturing an optical lens with an antireflection film.
  • Patent Document 1 discloses a multilayer optical thin film formed on a fluoride-based crystalline substrate.
  • the first layer of the multilayer optical thin film counting from the fluoride-based crystalline substrate side is a layer made of a fluoride-based substance.
  • a substrate with a high fluoride content may be used as the lens substrate on which the antireflection film is formed.
  • the content of fluoride contained in the substrate was increased, the antireflection film was sometimes peeled off from the lens substrate.
  • the light absorption rate of the antireflection film may be high.
  • the present disclosure has been made in view of such a problem, and an object thereof is to prevent the antireflection film from peeling off from a lens substrate having a high fluoride content and to reduce the light absorption rate. It is to provide the manufacturing method of the optical lens with the antireflection film which has.
  • the method for manufacturing an optical lens with an antireflection film of the present disclosure uses an ion-assisted vapor deposition apparatus including an ion source that irradiates an ion toward a lens substrate.
  • the method for manufacturing an optical lens with an antireflection film of the present disclosure is to form a first lower layer of the antireflection film on a lens substrate made of a material containing 40% by mass or more of fluoride, and first. It includes forming a second lower layer of the antireflection film on the lower layer.
  • At least one layer of the antireflection film is formed on the second lower layer, and the uppermost layer of the antireflection film is formed on the at least one layer.
  • the first lower layer is a fluoride layer.
  • the first energy and the amount of ions per unit time that reach at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer, respectively.
  • the lower half of the second lower layer is a portion of the second lower layer that is closer to the first lower layer than the center of the second lower layer in the thickness direction of the second lower layer.
  • the first ion acceleration voltage and the first ion current of the ion source between forming the first lower layer and at least the lower half of the second lower layer are ions while forming at least one layer of the antireflection film, respectively. It is smaller than the source second ion acceleration voltage and second ion current.
  • the first ion acceleration voltage is 300 V or less.
  • the first ion current is 300 mA or less.
  • the second ion acceleration voltage is 500V or more.
  • the second ion current is 500 mA or more.
  • the ion assisted vapor deposition apparatus further includes a movable shutter.
  • a movable shutter is inserted into the ion path from the ion source to the lens substrate while forming the first lower layer and at least the lower half of the second lower layer.
  • the movable shutter is retracted from the ion path while forming at least one layer.
  • the first lower layer is an MgF 2 layer.
  • the 1/4 wavelength optical thickness of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 of 550 nm is 0.1 or more.
  • Quarter wave optical thickness of the first lower layer at the design reference wavelength lambda 0 is given by dividing by a quarter of a design wavelength of the optical thickness of the first lower layer ( ⁇ 0/4).
  • the optical thickness of the first lower layer is given by the product of the refractive index of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 and the physical thickness (nm) of the first lower layer.
  • the uppermost layer is a fluoride layer.
  • the third energy and the amount of ions reaching the top layer per unit time during the formation of the top layer are smaller than the second energy and the amount per second unit time, respectively.
  • the uppermost layer is an MgF 2 layer.
  • the ions that reach the entire second lower layer while forming the entire second lower layer have a first energy and an amount per unit time.
  • the fourth energy of ions reaching the most distal part of the second lower layer from the lens substrate while forming the most distal part of the second lower layer from the lens substrate.
  • the quantities are greater than the first energy and the first quantity per unit time, respectively.
  • the amount of the fourth energy and the fourth unit time is equal to the amount of the second energy and the second unit time, respectively.
  • the antireflection film can be prevented from peeling off from the lens substrate, and the light absorption rate of the antireflection film can be reduced.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical lens with an antireflection film according to an example of the embodiment (Example 1, Example 2, and Example 5). It is the schematic of the ion assisted vapor deposition apparatus used in the manufacturing method of the optical lens with an antireflection film of embodiment. It is a block diagram of the ion assisted vapor deposition apparatus used in the manufacturing method of the optical lens with an antireflection film of embodiment. It is a figure which shows the flowchart of the manufacturing method of the optical lens with the antireflection film of embodiment. It is a figure which shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film of Example 1. It is a figure which shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film of Example 2.
  • FIG. It is a partially enlarged sectional view of the optical lens with an antireflection film of Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film of Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film of Example 4.
  • the method for manufacturing an optical lens with an antireflection film according to the present embodiment uses an ion-assisted vapor deposition apparatus including an ion source that irradiates an ion toward the lens substrate.
  • the method for manufacturing an optical lens with an antireflection film according to the present embodiment is to form a first lower layer of the antireflection film on a lens substrate made of a material containing 40% by mass or more of fluoride. It includes forming a second lower layer of the antireflection film on the first lower layer.
  • at least one layer of the antireflection film is formed on the second lower layer, and the uppermost layer of the antireflection film is formed on the at least one layer.
  • the first lower layer is a fluoride layer.
  • the first energy and the amount of ions per unit time that reach at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer, respectively.
  • the lower half of the second lower layer is a portion of the second lower layer that is closer to the first lower layer than the center of the second lower layer in the thickness direction of the second lower layer.
  • the first lower layer of the antireflection film in contact with the lens substrate made of a material containing 40% by mass or more of fluoride is a fluoride layer. Therefore, the antireflection film is prevented from peeling off from the lens substrate. Further, while forming the first lower layer and at least the lower half of the second lower layer, the first energy of the ions reaching the first lower layer, which is the fluoride layer, and the amount per unit time of the first lower layer, respectively, are different. It is less than the second energy and amount of ions that reach at least one layer per unit time while forming at least one layer of antireflection coating. Therefore, the desorption of fluorine from the first lower layer is suppressed. The light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the first ion acceleration voltage and the first ion current of the ion source between forming the first lower layer and at least the lower half of the second lower layer are ions while forming at least one layer of the antireflection film, respectively. It is smaller than the source second ion acceleration voltage and second ion current. Therefore, the desorption of fluorine from the first lower layer is suppressed. The light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the first ion acceleration voltage is 300 V or less.
  • the first ion current is 300 mA or less. Therefore, the desorption of fluorine from the first lower layer is suppressed. The light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the second ion acceleration voltage is 500V or more.
  • the second ion current is 500 mA or more. Therefore, the film density and flatness of at least one layer of the antireflection film laminated between the second lower layer and the uppermost layer of the antireflection film are improved. The occurrence of color unevenness in the antireflection film is suppressed, and the reproducibility of the reflection characteristics of the antireflection film is improved.
  • the ion assisted vapor deposition apparatus further includes a movable shutter.
  • a movable shutter is inserted into the ion path from the ion source to the lens substrate while forming the first lower layer and at least the lower half of the second lower layer.
  • the movable shutter is retracted from the ion path while forming at least one layer. Therefore, the desorption of fluorine from the first lower layer is suppressed.
  • the light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the first lower layer is an MgF 2 layer. Therefore, the antireflection film is prevented from peeling off from the lens substrate.
  • the 1/4 wavelength optical thickness (QWOT) of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 of 550 nm is 0.1 or more.
  • QWOT quarter wave optical thickness of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0
  • the optical thickness of the first lower layer is given by the product of the refractive index of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 and the physical thickness (nm) of the first lower layer. Therefore, the first lower layer has a sufficient thickness to prevent the antireflection film from peeling off from the lens substrate. The antireflection film is prevented from peeling off from the lens substrate.
  • the uppermost layer is a fluoride layer.
  • the third energy and the amount of ions reaching the top layer per unit time during the formation of the top layer are smaller than the second energy and the amount per second unit time, respectively. Therefore, the desorption of fluorine from the uppermost layer is suppressed. The light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the uppermost layer is an MgF 2 layer.
  • MgF 2 has a high light transmittance and a low refractive index in the wavelength region of 430 nm or more and 670 nm or less. Therefore, by forming the uppermost layer of the antireflection film on the air side of the antireflection film as the MgF 2 layer, the light absorption coefficient and the reflectance of the antireflection film can be reduced in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less. it can.
  • the ions that reach the entire second lower layer while forming the entire second lower layer have a first energy and an amount per unit time. Therefore, the desorption of fluorine from the first lower layer is further suppressed. The light absorption rate of the antireflection film is reduced.
  • the fourth energy of ions reaching the most distal part of the second lower layer from the lens substrate while forming the most distal part of the second lower layer from the lens substrate per unit time of the fourth energy of ions reaching the most distal part of the second lower layer from the lens substrate while forming the most distal part of the second lower layer from the lens substrate.
  • the quantities are greater than the first energy and the first quantity per unit time, respectively. Therefore, the film density and flatness of the second lower layer of the antireflection film are improved. The occurrence of color unevenness in the antireflection film is suppressed, and the reproducibility of the reflection characteristics of the antireflection film is improved.
  • the amount of the fourth energy and the fourth unit time is equal to the amount of the second energy and the second unit time, respectively. Therefore, the film density and flatness of the second lower layer of the antireflection film are improved. The occurrence of color unevenness in the antireflection film is suppressed, and the reproducibility of the reflection characteristics of the antireflection film is improved.
  • the optical lens 1 with an antireflection film includes a lens substrate 10 and an antireflection film 20 formed on the lens substrate 10.
  • the lens substrate 10 is made of a material containing 40% by mass or more of fluoride.
  • the lens substrate 10 is made of a glass material such as FCD100 (manufactured by HOYA) or FCD1 (manufactured by HOYA).
  • FCD100 manufactured by HOYA
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • Table 1 The chemical components of FCD100 (manufactured by HOYA) and FCD1 (manufactured by HOYA) are shown in Table 1.
  • the antireflection film 20 is composed of a first lower layer, a second lower layer, at least one layer, and an uppermost layer.
  • the first lower layer is in contact with the lens substrate 10.
  • the first lower layer is, for example, a fluoride layer such as MgF 2 layer.
  • the second lower layer is laminated on the first lower layer in the thickness direction of the antireflection film 20.
  • the first lower layer is between the lens substrate 10 and the second lower layer in the thickness direction of the antireflection film 20.
  • At least one layer of the antireflection film 20 is laminated on the second lower layer. At least one layer of the antireflection film 20 is between the second lower layer and the uppermost layer of the antireflection film 20 in the thickness direction of the antireflection film 20. At least one layer of the antireflection film 20 is in contact with the second lower layer and the uppermost layer. At least one layer of the antireflection film 20 may be a plurality of layers. When at least one layer of the antireflection film 20 is a plurality of layers, the at least one layer of the antireflection film 20 means all the plurality of layers between the second lower layer and the uppermost layer. At least one layer of the antireflection film 20 is at least 7 layers, and the antireflection film 20 may be composed of at least 10 layers.
  • the uppermost layer is laminated on at least one layer of the antireflection film 20.
  • the uppermost layer is the layer on the air side of the antireflection film 20.
  • the uppermost layer is the layer of the antireflection film 20 most distal to the lens substrate 10.
  • the uppermost layer is a fluoride layer such as, for example, MgF 2 layer.
  • the first layer 21 of the antireflection film 20 is the uppermost layer of the antireflection film 20 counting from the air side.
  • the first layer 21 is a fluoride layer.
  • the first layer 21 is, for example, an MgF 2 layer.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 are Ta 2 O 5 layer (refractive index 2.16) and ZrO 2 layer (refractive index 2), respectively.
  • the tenth layer 30 corresponds to the second lower layer of the antireflection film 20.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, and the ninth layer 29 are each SiO 2 layers.
  • the second to ninth layers 29 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the 11th layer 31 of the antireflection film 20 is in contact with the lens substrate, counting from the air side.
  • the eleventh layer 31 is the lowest layer of the antireflection film 20.
  • the eleventh layer 31 corresponds to the first lower layer of the antireflection film 20.
  • the eleventh layer 31 is a fluoride layer.
  • the eleventh layer 31 is, for example, an MgF 2 layer.
  • the 1/4 wavelength optical thickness (QWOT) of the 11th layer 31 at the design reference wavelength ⁇ 0 of 550 nm is 0.1 or more.
  • Quarter wave optical thickness of the 11th layer 31 at the design reference wavelength ⁇ 0 (QWOT) is given by dividing the optical thickness of the 11th layer 31 with ⁇ 0/4.
  • the optical thickness of the eleventh layer 31 is given by the product of the refractive index of the eleventh layer 31 at the design reference wavelength ⁇ 0 and the physical thickness (nm) of the eleventh layer 31.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less may be 0.2% or less. Specifically, the maximum reflectance of the antireflection film 20 in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less may be 0.1% or less.
  • ⁇ Ion assisted vapor deposition apparatus 40 of the present embodiment The ion-assisted thin-film deposition apparatus 40 used in the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the ion-assisted vapor deposition apparatus 40 includes a chamber 41, an exhaust pump 42, a gas supply unit 43, a substrate holder 44, a first motor 45, a heater 46, a temperature sensor 47, and vapor deposition. It includes a source 48, an electron gun 49, a film thickness meter 50, an ion source 51, a movable shutter 52, a second motor 53, and a controller 55.
  • the chamber 41 is provided with an exhaust port 41a and a gas injection port 41b.
  • the exhaust port 41a is connected to the exhaust pump 42.
  • the exhaust pump 42 exhausts the gas in the chamber 41.
  • the gas injection port 41b is connected to the gas supply unit 43.
  • the gas supply unit 43 supplies a gas such as oxygen (O 2 ) gas or argon (Ar) gas into the chamber 41.
  • the board holder 44 is arranged in the chamber 41.
  • the substrate holder 44 is rotatably supported by the chamber 41 with respect to the chamber 41.
  • the substrate holder 44 holds a plurality of lens substrates 10.
  • the heater 46 heats the substrate holder 44.
  • the temperature of the substrate holder 44 is measured using the temperature sensor 47.
  • the temperature of the substrate holder 44 can be adjusted according to the vapor deposition material, the material of the lens substrate 10, and the like.
  • the first motor 45 rotates the substrate holder 44 with respect to the chamber 41.
  • the antireflection film 20 is formed on the plurality of lens substrates 10 while rotating the substrate holder 44 with respect to the chamber 41. Therefore, the plurality of antireflection films 20 formed on the plurality of lens substrates 10 can be uniformly formed.
  • the vapor deposition source 48 includes a plurality of crucibles (not shown). A plurality of vapor-deposited materials corresponding to the materials of the plurality of layers (for example, the first layer to the eleventh layer shown in FIG. 1) constituting the antireflection film 20 are each filled in the plurality of crucibles.
  • the electron gun 49 emits electrons 49e to the thin-film deposition material filled in the thin-film deposition source 48.
  • the vapor-deposited material with which the electrons 49e collide is heated and evaporated.
  • the evaporated vaporized material is deposited on the surface to be vaporized such as a plurality of lens substrates 10. In this way, a plurality of layers constituting the antireflection film 20 are formed.
  • the film thickness meter 50 measures the thickness of a plurality of layers constituting the antireflection film 20.
  • the film thickness meter 50 is, for example, a crystal oscillator film thickness meter.
  • the ion source 51 irradiates ions toward the lens substrate 10.
  • the ion source 51 is, for example, an ion gun.
  • the vapor deposition material By depositing the vapor deposition material on the vapor deposition surface while irradiating the vapor deposition surface with ions, the vapor deposition material can be ion-assisted vapor deposition on the vapor deposition surface such as the lens substrate 10.
  • the ion-assisted vapor deposition method enables the formation of layers with improved film density, flatness and adhesion.
  • the movable shutter 52 is movable with respect to the chamber 41 and the ion source 51.
  • the movable shutter 52 can block ions from reaching the surface to be vapor-deposited such as the lens substrate 10.
  • the second motor 53 moves the movable shutter 52.
  • the movable shutter 52 blocks the ions from reaching the vapor deposition surface such as the lens substrate 10 from the ion source 51.
  • normal vacuum deposition without ion-assisted irradiation is performed.
  • the ions reach the surface to be vapor-deposited such as the lens substrate 10. At this time, ion-assisted vapor deposition is performed.
  • the controller 55 is, for example, a computer or a semiconductor processor.
  • the controller 55 includes an exhaust pump 42, a gas supply unit 43, a first motor 45, a heater 46, a temperature sensor 47, an electron gun 49, a film thickness meter 50, an ion source 51, and a second motor 53. Is connected so that it can communicate with.
  • the controller 55 controls the exhaust pump 42 and the gas supply unit 43 to adjust the atmosphere in the chamber 41.
  • the controller 55 controls the first motor 45 to rotate the board holder 44.
  • the controller 55 controls the heater 46 based on the temperature of the substrate holder 44 measured using the temperature sensor 47.
  • the controller 55 controls the electron gun 49 based on the thickness of the antireflection film 20 measured by the film thickness meter 50.
  • the controller 55 controls the ion source 51 according to the type of the vapor-deposited material and the thickness of the antireflection film 20 measured by the film thickness meter 50. Specifically, the controller 55 controls the ion acceleration voltage and the ion current of the ion source 51. As the ion acceleration voltage of the ion source 51 increases, the energy of the ions reaching the surface to be vapor-deposited increases. As the ion current of the ion source 51 increases, the amount of ions reaching the surface to be vapor-deposited per unit time increases.
  • the ion acceleration voltage is, for example, 0 V or more and 1 kV or less.
  • the ion current is, for example, 0 mA or more and 1000 mA or less.
  • normal vacuum deposition without ion assist irradiation may be performed.
  • normal vacuum deposition without ion-assisted irradiation may be performed.
  • the ion acceleration voltage is, for example, 100 V or more
  • the ion current is, for example, 100 mA or more.
  • the ion acceleration voltage may be 200 V or more, and the ion current may be 200 mA or more.
  • the movable shutter 52 is retracted from the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment uses an ion-assisted vapor deposition apparatus 40 (see FIGS. 2 and 3).
  • the ion-assisted vapor deposition apparatus 40 includes an ion source 51 that irradiates ions toward the lens substrate 10.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment includes setting the lens substrate 10 in the substrate holder 44 arranged in the chamber 41 (S1). ..
  • the lens substrate 10 is made of a material containing 40% by mass or more of fluoride.
  • the lens substrate 10 is made of a glass material such as FCD100 (manufactured by HOYA) or FCD1 (manufactured by HOYA).
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment includes forming a first lower layer of the antireflection film 20 on the lens substrate 10 (S2).
  • the first lower layer is in contact with the lens substrate 10.
  • the first lower layer is the lowest layer of the antireflection film 20.
  • the first lower layer is, for example, a fluoride layer such as MgF 2 layer.
  • the 11th layer 31 of the antireflection film 20 corresponds to the 1st lower layer.
  • the 1/4 wavelength optical thickness (QWOT) of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 of 550 nm is 0.1 or more.
  • Quarter wave optical thickness of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 (QWOT) is given by dividing the optical thickness of the first lower layer ⁇ 0/4.
  • the optical thickness of the first lower layer is given by the product of the refractive index of the first lower layer at the design reference wavelength ⁇ 0 and the physical thickness (nm) of the first lower layer.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment includes forming a second lower layer of the antireflection film 20 on the first lower layer (S3).
  • the second lower layer is in contact with the first lower layer on the side opposite to the lens substrate 10 side with respect to the first lower layer.
  • the tenth layer 30 of the antireflection film 20 corresponds to the second lower layer.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment includes forming at least one layer of the antireflection film 20 on the second lower layer (S4). At least one layer of the antireflection film 20 is in contact with the second lower layer on the side opposite to the lens substrate 10 side with respect to the second lower layer. Specifically, at least one layer of the antireflection film 20 is a plurality of layers. More specifically, at least one layer of the antireflection film 20 may be composed of at least 7 layers, and the antireflection film 20 may be composed of at least 10 layers. In an example of this embodiment (see FIG. 1), the second to ninth layers 29 of the antireflection film 20 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 are Ta 2 O 5 layer (refractive index 2.16) and ZrO 2 layer (refractive index 2), respectively.
  • Refractive index 2.15 a layer formed of a mixture of Ta 2 O 5 and ZrO 2 (refractive index 2.22), and a layer formed of a mixture of Ta 2 O 5 and TIO 2 (refractive index 2. 24), Nb 2 O 5 layer (refractive index 2.3), or TiO 2 layer (refractive index 2.3).
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, and the ninth layer 29 of the antireflection film 20 are each SiO 2 layer.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment includes forming the uppermost layer of the antireflection film 20 on at least one layer (S5).
  • the uppermost layer is the layer on the air side of the antireflection film 20.
  • the uppermost layer is the layer of the antireflection film 20 most distal to the lens substrate 10.
  • the uppermost layer is a fluoride layer such as, for example, MgF 2 layer.
  • the first layer 21 of the antireflection film 20 corresponds to the uppermost layer.
  • At least one layer of the antireflection film 20 (second layer 22 to ninth layer 29 in the example of FIG. 1) is a second lower layer of the antireflection film 20 (in the example of FIG. 1) in the thickness direction of the lens substrate 10. It is in contact with the 10th layer 30) and the uppermost layer (1st layer 21 in the example of FIG. 1).
  • the first energy of the ions reaching and the amount of the first energy per unit time is at least one during the formation of at least one layer (second layer 22 to ninth layer 29 in the example of FIG. 1), respectively. It is less than the second energy of ions reaching one layer and the amount of ions per second unit time.
  • the lower half of the second lower layer is a portion of the second lower layer that is closer to the first lower layer than the center of the second lower layer in the thickness direction of the second lower layer.
  • the second energy reaches at least one layer during the formation of at least one layer. It means the minimum value of the energy of the ion to be produced. If the amount of ions reaching at least one layer per unit time changes during the formation of at least one layer, then the amount per unit time of the second layer is at least one during the formation of at least one layer. It means the minimum amount of ions that reach the layer per unit time.
  • the first energy when the energy of ions reaching at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer changes while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer, the first energy is changed. It means the maximum value of the energy of ions reaching at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer. If the amount of ions reaching at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer changes while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer, the amount per unit time of the first lower layer changes. The amount of is meant the maximum amount of ions per unit time that reach at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer while forming at least the lower half of the first lower layer and the second lower layer.
  • the first energy is regarded as zero and the first unit time.
  • the amount of hits is considered to be zero.
  • the first of the ion source 51 between forming at least the lower half of the first lower layer (11th layer 31 in the example of FIG. 1) and the second lower layer (10th layer 30 in the example of FIG. 1).
  • the second ion of the ion source 51 while the one-ion acceleration voltage and the first ion current each form at least one layer of the antireflection film 20 (second layer 22 to ninth layer 29 in the example of FIG. 1).
  • the first ion acceleration voltage is 300 V or less
  • the first ion current is 300 mA or less.
  • the second ion acceleration voltage is 500 V or more
  • the second ion current is 500 mA or more.
  • the ion acceleration voltage of the ion source 51 decreases, the energy of the ions reaching the surface to be vapor-deposited decreases.
  • the ion current of the ion source 51 decreases, the amount of ions reaching the surface to be vapor-deposited per unit time decreases.
  • the movable shutter 52 is pressed while forming at least the lower half of the first lower layer (11th layer 31 in the example of FIG. 1) and the second lower layer (10th layer 30 in the example of FIG. 1). It is inserted into the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10.
  • the movable shutter 52 blocks ions from reaching the surface to be vapor-deposited such as the lens substrate 10.
  • the first energy is considered to be zero and the amount per unit time of the first is considered to be zero.
  • the movable shutter 52 While forming at least one layer of the antireflection film 20 (second layer 22 to ninth layer 29 in the example of FIG. 1), the movable shutter 52 is retracted from the ion path, and the ions are covered with the lens substrate 10 or the like. Reach the vapor deposition surface.
  • the first ion acceleration of the ion source 51 between forming the entire first lower layer (11th layer 31 in the example of FIG. 1) and the second lower layer (10th layer 30 in the example of FIG. 1).
  • the second ion acceleration voltage and the second ion acceleration voltage of the ion source 51 while the voltage and the first ion current form at least one layer of the antireflection film 20 (the second layer 22 to the ninth layer 29 in the example of FIG. 1), respectively. It may be set smaller than the second ion current.
  • the ions that reach the entire second lower layer while forming the entire second lower layer may have a first energy and an amount per unit time.
  • the first ion acceleration voltage and the first ion current of the ion source 51 between forming the first lower layer and the entire second lower layer are each set to at least one layer of the antireflection film 20. It may be set smaller than the second ion acceleration voltage and the second ion current of the ion source 51 during the formation of.
  • the movable shutter 52 may be inserted into the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10 while forming the first lower layer and the entire second lower layer. While forming at least one layer of the antireflection film 20, the movable shutter 52 may be retracted from the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10.
  • the portion of the second lower layer most distal to the lens substrate 10 is formed.
  • the fourth energy and the amount of the fourth ion arriving per unit time is greater than the first energy and the amount per unit time, respectively.
  • the amount of hit may be equal to the second energy and the amount per second unit time, respectively.
  • the ion beam when forming the most distal portion of the second lower layer from the lens substrate 10 has a second ion acceleration voltage and a second ion current.
  • the movable shutter 52 is retracted from the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10.
  • the amount of energy and the amount per unit time of the fourth is greater than the amount of energy and the amount per unit time of the first, respectively.
  • the fourth energy and the amount of ions per unit time that reach the most distal portion of the second lower layer from the lens substrate 10 while forming the upper half of the second lower layer are, respectively. It may be equal to the energy of 2 and the amount per second unit time.
  • the upper half of the second lower layer is located on at least one layer side (opposite to the lens substrate 10 side) of the antireflection film 20 from the center of the second lower layer in the thickness direction of the second lower layer. It is a part.
  • the fourth ion acceleration voltage and the fourth ion current of the ion source 51 during the formation of the upper half of the second lower layer are applied while forming at least one layer of the antireflection film 20, respectively. It may be equal to the second ion acceleration voltage and the second ion current of the ion source 51 of.
  • the movable shutter 52 may be retracted from the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10 while forming the upper half of the second lower layer.
  • the uppermost layer (first layer 21 in the example of FIG. 1) is a fluoride layer such as MgF 2 layer.
  • the third energy and the amount of ions reaching the top layer per unit time during the formation of the top layer are smaller than the second energy and the amount per second unit time, respectively.
  • the third energy and the amount per unit time may be equal to the first energy and the amount per unit time, respectively.
  • the third ion acceleration voltage and the third ion current of the ion source 51 during the formation of the uppermost layer are each applied to at least one layer of the antireflection film 20 (the second in the example of FIG. 1). It may be set smaller than the second ion acceleration voltage and the second ion current of the ion source 51 during the formation of the layer 22 to the ninth layer 29). Specifically, the third ion acceleration voltage and the third ion current may be equal to the first ion acceleration voltage and the first ion current, respectively.
  • the movable shutter 52 may be inserted into the ion path from the ion source 51 to the lens substrate 10 while forming the top layer.
  • Example 1 The optical lens 1 with an antireflection film of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of Example 1 is shown in Table 2.
  • the glass material used as the lens substrate 10 is FCD1 (manufactured by HOYA).
  • the antireflection film 20 is formed on the lens substrate 10.
  • the antireflection film 20 is composed of 11 layers. Counting from the air side, the first layer 21 of the antireflection film 20 is the MgF 2 layer.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 of the antireflection film 20 are Ta 2 O 5 layers, respectively.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, and the ninth layer 29 of the antireflection film 20 are SiO 2 layers, respectively.
  • the eleventh layer 31 of the antireflection film 20 is an MgF 2 layer.
  • the first layer 21 corresponds to the uppermost layer of the antireflection film 20.
  • the second layer 22 to the ninth layer 29 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the tenth layer 30 corresponds to the second lower layer of the antireflection film 20.
  • the eleventh layer 31 corresponds to the first lower layer of the antireflection film 20.
  • the quarter wavelength optical thickness (QWOT) of the 11th layer 31 is 0.15.
  • FIG. 5 shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film 20 of this embodiment.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.2% or less.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.1% or less.
  • a tenth layer 30 corresponding to the second lower layer and an eleventh layer 31 corresponding to the first lower layer are formed on the lens substrate 10 by a vacuum deposition method without ion assist.
  • the 11th layer 31 is formed by the ion-assisted vapor deposition method, ions collide with the 11th layer 31 formed of the fluoride layer.
  • fluorine is desorbed from the 11th layer 31, and the light absorption rate of the 11th layer 31 becomes high.
  • the 11th layer 31 is formed by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, when the 11th layer 31 is formed, the desorption of fluorine from the 11th layer 31 is suppressed. The light absorption rate of the 11th layer 31 can be kept low.
  • the 10th layer 30 in contact with the 11th layer 31 is formed by the ion-assisted vapor deposition method
  • ions may collide with the 11th layer 31 formed of the fluoride layer.
  • fluorine is desorbed from the 11th layer 31, and the light absorption rate of the 11th layer 31 becomes high.
  • the tenth layer 30 is formed by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, when forming the 10th layer 30, ions are prevented from colliding with the 11th layer 31.
  • the 10th layer 30 is formed, the desorption of fluorine from the 11th layer 31 is suppressed. The light absorption rate of the 11th layer 31 can be kept low.
  • the second layer 22 to the ninth layer 29 are formed on the tenth layer 30 by a vacuum vapor deposition method using ion assist.
  • An example of the ion assist conditions for forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29 is as follows.
  • the 7th layer 27 and the 9th layer 29 are ion-assisted to include a film formation rate of 4 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm. Form under conditions.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, and the eighth layer 28 have a film formation rate of 2 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and 60 sccm. It is formed under ion assist conditions including the flow rate of the assist gas.
  • the third layer 23 and the fifth layer 25 are ion-assisted with a film formation rate of 8 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm. Form under conditions.
  • Ion-assisted vapor deposition reduces fluctuations in the film density of the antireflection film 20 and surface roughness of the film due to fluctuations in the degree of vacuum in the vacuum deposition method. Fluctuations in film density result in fluctuations in the refractive index of the film. The surface roughness of the film causes a variation in film thickness. Fluctuations in the refractive index and film thickness of the film cause color unevenness in the antireflection film 20 and reduce the reproducibility of the reflection characteristics of the antireflection film 20.
  • the ion-assisted thin-film deposition suppresses the occurrence of color unevenness in the antireflection film 20 and improves the reproducibility of the reflection characteristics of the antireflection film 20.
  • At least one layer of the antireflection film 20 is formed.
  • the second layer 22 to the ninth layer 29 it becomes possible to use a high refractive index material, which has been relatively difficult to use in the past.
  • the first layer 21 is formed on the second layer 22 by a vacuum vapor deposition method without ion assist.
  • a vacuum vapor deposition method without ion assist When the first layer 21 is formed by the ion-assisted vapor deposition method, ions collide with the first layer 21 formed of the fluoride layer, and fluorine is desorbed from the first layer 21. The light absorption rate of the first layer 21 becomes high.
  • the first layer 21 is formed by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, the light absorption rate of the first layer 21 can be kept low.
  • the antireflection film 20 was peeled off from the optical lens 1 with the antireflection film of this example.
  • the adhesive tape is adhered to the surface of the antireflection film 20 of the optical lens 1 with the antireflection film, and then the adhesive tape is peeled off from the optical lens 1 with the antireflection film.
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • Example 2 The optical lens 1 with an antireflection film of the second embodiment will be described with reference to FIG. Table 3 shows the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment.
  • the glass material used as the lens substrate 10 is FCD100 (manufactured by HOYA).
  • the lens substrate 10 formed of the FCD 100 has a refractive index n s of 1.44 at a wavelength of 587.56 nm (d line).
  • the antireflection film 20 is formed on the lens substrate 10.
  • the antireflection film 20 is composed of 11 layers. Counting from the air side, the first layer 21 of the antireflection film 20 is the MgF 2 layer.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 of the antireflection film 20 are Ta 2 O 5 layers, respectively.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, and the ninth layer 29 of the antireflection film 20 are SiO 2 layers, respectively.
  • the eleventh layer 31 of the antireflection film 20 is an MgF 2 layer.
  • the first layer 21 corresponds to the uppermost layer of the antireflection film 20.
  • the second layer 22 to the ninth layer 29 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the tenth layer 30 corresponds to the second lower layer of the antireflection film 20.
  • the eleventh layer 31 corresponds to the first lower layer of the antireflection film 20.
  • the 1/4 wavelength optical thickness (QWOT) of the 11th layer 31 is 0.10.
  • FIG. 6 shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film 20 of this embodiment.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.2% or less.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.1% or less.
  • a tenth layer 30 corresponding to the second lower layer and an eleventh layer 31 corresponding to the first lower layer are formed on the lens substrate 10 by a vacuum deposition method without ion assist. Therefore, as in the first embodiment, the light absorption rate of the eleventh layer 31 is prevented from increasing.
  • the second layer 22 to the ninth layer 29 are formed on the tenth layer 30 by an ion-assisted thin-film deposition method.
  • An example of the ion assist conditions for forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29 is as follows.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, and the ninth layer 29 have a film formation rate of 8 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of 60 sccm assist gas. It is formed under ion assist conditions including and.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, and the eighth layer 28 have a film formation rate of 2 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and 60 sccm. It is formed under ion assist conditions including the flow rate of the assist gas.
  • the seventh layer 27 is formed under ion assist conditions including a film formation rate of 4 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm.
  • the first layer 21 is formed on the second layer 22 by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, it is possible to prevent the light absorption rate of the first layer 21 from increasing.
  • the antireflection film 20 described in Example 1 was peeled off from the optical lens 1 with an antireflection film of this example.
  • the adhesive tape is peeled off from the optical lens 1 with an antireflection film even though FCD100 (manufactured by HOYA) containing 40% by mass or more of fluoride is used as the material of the lens substrate 10. It was prevented that the antireflection film 20 was separated from the lens substrate 10.
  • the optical lens 1 with an antireflection film of the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
  • Table 4 shows the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment.
  • the glass material used as the lens substrate 10 is FCD1 (manufactured by HOYA).
  • the antireflection film 20 is formed on the lens substrate 10.
  • the antireflection film 20 is composed of 12 layers. Counting from the air side, the first layer 21 of the antireflection film 20 is the MgF 2 layer. Counting from the air side, the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 of the antireflection film 20 are Ta 2 O 5 layers, respectively.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, the ninth layer 29, and the eleventh layer 31 of the antireflection film 20 are each SiO 2 layer.
  • the twelfth layer 32 of the antireflection film 20 is an MgF 2 layer.
  • the first layer 21 corresponds to the uppermost layer of the antireflection film 20.
  • the second layer 22 to the tenth layer 30 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the eleventh layer 31 corresponds to the second lower layer of the antireflection film 20.
  • the twelfth layer 32 corresponds to the first lower layer of the antireflection film 20.
  • the 1/4 wavelength optical thickness (QWOT) of the 12th layer 32 is 0.15.
  • FIG. 8 shows the simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film 20 of this embodiment.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.2% or less.
  • the maximum reflectance of the antireflection film 20 of this example in the wavelength range of 430 nm or more and 670 nm or less is 0.1% or less.
  • the manufacturing method of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment will be described.
  • the lower half of the 11th layer 31 and the 12th layer 32 are formed on the lens substrate 10 by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, as in the first embodiment, the light absorption rate of the twelfth layer 32 is prevented from increasing.
  • the second layer 22, the tenth layer 30, and the upper half of the eleventh layer 31 are formed by an ion-assisted thin-film deposition method.
  • An example of the ion assist conditions for forming each of the second layer 22, the tenth layer 30, and the upper half of the eleventh layer 31 is as follows.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, and the upper half of the eleventh layer 31 have a film formation rate of 8 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and 60 sccm. It is formed under ion assist conditions including the flow rate of assist gas.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 are formed of a film formation rate of 2 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, and oxygen. It is formed under ion assist conditions including an assist gas and a flow rate of an assist gas of 60 sccm.
  • the 7th layer 27 and the 9th layer 29 are ion-assisted to include a film formation rate of 4 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm. Form under conditions.
  • the first layer 21 is formed on the second layer 22 by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, it is possible to prevent the light absorption rate of the first layer 21 from increasing.
  • the antireflection film 20 described in Example 1 was peeled off from the optical lens 1 with an antireflection film of this example.
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • the optical lens 1 with an antireflection film of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Table 5 shows the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment.
  • the glass material used as the lens substrate 10 is FCD1 (manufactured by HOYA).
  • the antireflection film 20 is formed on the lens substrate 10.
  • the antireflection film 20 is composed of 13 layers. Counting from the air side, the first layer 21 of the antireflection film 20 is the MgF 2 layer. Counting from the air side, the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, the tenth layer 30, and the twelfth layer 32 of the antireflection film 20 are Ta 2 O 5 layers, respectively. is there.
  • the third layer 23, the fifth layer 25, the seventh layer 27, the ninth layer 29, and the eleventh layer 31 of the antireflection film 20 are each SiO 2 layer.
  • the thirteenth layer 33 of the antireflection film 20 is an MgF 2 layer.
  • the first layer 21 corresponds to the uppermost layer of the antireflection film 20.
  • the second layer 22 to the eleventh layer 31 correspond to at least one layer of the antireflection film 20.
  • the twelfth layer 32 corresponds to the second lower layer of the antireflection film 20.
  • the 13th layer 33 corresponds to the first lower layer of the antireflection film 20.
  • the quarter wavelength optical thickness (QWOT) of the thirteenth layer is 0.10.
  • FIG. 10 shows a simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film 20 of this example.
  • the manufacturing method of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment will be described.
  • the 12th layer 32 and the 13th layer 33 are formed on the lens substrate 10 by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, as in the first embodiment, the light absorption rate of the thirteenth layer 33 is prevented from increasing.
  • the second layer 22 to the eleventh layer 31 are formed on the twelfth layer 32 by an ion-assisted thin-film deposition method.
  • An example of the ion assist conditions for forming each of the second layer 22 to the eleventh layer 31 is as follows.
  • the 7th layer 27, the 9th layer 29, and the 11th layer 31 have a film formation rate of 8 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of 60 sccm assist gas. It is formed under ion assist conditions including and.
  • the second layer 22, the fourth layer 24, the sixth layer 26, the eighth layer 28, and the tenth layer 30 are formed of a film formation rate of 2 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, and oxygen. It is formed under ion assist conditions including an assist gas and a flow rate of an assist gas of 60 sccm.
  • the third layer 23 and the fifth layer 25 are ion-assisted to include a film formation rate of 4 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 900 V, an ion current of 900 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm. Form under conditions.
  • the first layer 21 is formed on the second layer 22 by a vacuum vapor deposition method without ion assist. Therefore, it is possible to prevent the light absorption rate of the first layer 21 from increasing.
  • the antireflection film 20 described in Example 1 was peeled off from the optical lens 1 with an antireflection film of this example.
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • FCD1 manufactured by HOYA
  • Example 5 The optical lens 1 with an antireflection film of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment is the same as the configuration of the optical lens 1 with an antireflection film of Example 1 shown in Table 1.
  • FIG. 11 shows a simulation result of the reflection spectrum of the antireflection film 20 of this example.
  • the manufacturing method of the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment will be described.
  • the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of this embodiment is the same as the method for manufacturing the optical lens 1 with an antireflection film of Example 1, but when forming the 10th layer 30 and the 11th layer 31. It is different in the ion assist condition.
  • the 11th layer 31 is ion-assisted with a film formation rate of 3 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 200 V, an ion current of 200 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm.
  • the tenth layer 30 is formed under ion assist conditions including a film formation rate of 2 ⁇ / sec, an ion acceleration voltage of 200 V, an ion current of 200 mA, an oxygen assist gas, and a flow rate of an assist gas of 60 sccm.
  • the first ion acceleration voltage (for example, 200V) when forming the eleventh layer 31 is smaller than the second ion acceleration voltage (for example, 900V) when forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29. ..
  • the first ion current (for example, 200 mA) when forming the eleventh layer 31 is smaller than the second ion current (for example, 900 mA) when forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29. Therefore, when the 11th layer 31 is formed, the desorption of fluorine from the 11th layer 31 is suppressed. The increase in the light absorption rate of the 11th layer 31 is prevented.
  • the first ion acceleration voltage (for example, 200V) when forming the tenth layer 30 is higher than the second ion acceleration voltage (for example, 900V) when forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29.
  • the first ion current (for example, 200 mA) when forming the tenth layer 30 is smaller than the second ion current (for example, 900 mA) when forming each of the second layer 22 to the ninth layer 29. Therefore, when forming the 10th layer 30, ions are prevented from colliding with the 11th layer 31.
  • the 10th layer 30 is formed, the desorption of fluorine from the 11th layer 31 is suppressed. The increase in the light absorption rate of the 11th layer 31 is further prevented.
  • the projection lens optical system LN includes a plurality of projection lenses.
  • the projection lens optical system LN is composed of, for example, 30 projection lenses.
  • the projection lens optical system LN uses a relay lens. Therefore, the number of projection lenses constituting the projection lens optical system LN is increasing.
  • the optical lens 1 with an antireflection film of the present embodiment is applied to at least one of the plurality of projection lenses.
  • the right side of FIG. 12 is the reduction side of the projection lens optical system LN, and the left side of FIG. 12 is the enlargement side of the projection lens optical system LN.
  • a prism PR for example, an internal total internal reflection (TIR) prism, a color separation synthesis prism, etc.
  • a cover glass CG covering the image display surface IM2 of the image display element are arranged on the reduction side of the projection lens optical system LN. ..
  • the projection lens optical system LN includes a first optical system LN1 and a second optical system LN2.
  • the first optical system LN1 is arranged on the enlarged side with respect to the intermediate image plane IM1.
  • the second optical system LN2 is arranged on the reduction side with respect to the intermediate image plane IM1.
  • the second optical system LN2 forms an intermediate image of the image displayed on the image display surface IM2 of the image display element on the intermediate image surface IM1.
  • the first optical system LN1 magnifies and projects an intermediate image.
  • the aperture stop ST is arranged near the center of the second optical system LN2 in the optical axis AX direction.
  • FIG. 12 shows a lens arrangement at the wide-angle end (W) and a lens arrangement at the telephoto end (T) in the projection lens optical system LN.
  • the arrows m1, m2a, m2b, m2c, and m2d in FIG. 12 are lenses in the first lens group Gr1 and the second a-2d lens group Gr2a-Gr2d when switching from the wide-angle end (W) to the telephoto end (T). Shows the change in the position of.
  • the first lens group Gr1 and the second d lens group Gr2d are fixed groups
  • the second a-2c lens group Gr2a-Gr2c is a moving group. Zooming is performed by moving the second a-2c lens group Gr2a-Gr2c along the optical axis AX, respectively.
  • the projection lens optical system LN may include a plurality of optical lenses 1 with an antireflection film according to the present embodiment.
  • the projection lens optical system LN is a first projection lens which is an optical lens 1 with an antireflection film, a second projection lens which is an optical lens 1 with an antireflection film, and an optical lens 1 with an antireflection film. It may include a third projection lens.
  • the first refractive index of the lens substrate 10 of the first projection lens, the second refractive index of the lens substrate 10 of the second projection lens, and the third refractive index of the lens substrate 10 of the third projection lens are the first, respectively.
  • the equation, the second equation and the third equation are satisfied.
  • the first, second and third equations are three equations selected from the following equations (1) to (6) and different from each other.
  • the projection lens optical system LN may further include a fourth projection lens, which is an optical lens 1 with an antireflection film, in addition to the first projection lens to the third projection lens.
  • the fourth refractive index of the lens substrate 10 of the fourth projection lens satisfies the fourth equation.
  • the first, second, third and fourth equations are four equations selected from the above equations (1) to (6) and different from each other.
  • the projection lens optical system LN may further include a fifth projection lens, which is an optical lens 1 with an antireflection film, in addition to the first projection lens to the fourth projection lens.
  • the fifth refractive index of the lens substrate 10 of the fifth projection lens satisfies the fifth equation.
  • the first formula, the second formula, the third formula, the fourth formula, and the fifth formula are five formulas selected from the above formulas (1) to (6) and different from each other.
  • the projection lens optical system LN may further include a sixth projection lens, which is an optical lens 1 with an antireflection film, in addition to the first projection lens to the fifth projection lens.
  • the sixth refractive index of the lens substrate 10 of the sixth projection lens satisfies the sixth equation.
  • the first formula, the second formula, the third formula, the fourth formula, the fifth formula, and the sixth formula are six formulas selected from the above formulas (1) to (6) and different from each other.
  • Optical lens with anti-reflection film 10 lens substrate, 20 anti-reflection film, 21 1st layer, 22 2nd layer, 23 3rd layer, 24 4th layer, 25 5th layer, 26 6th layer, 27 7th Layers, 28 8th layer, 29 9th layer, 30 10th layer, 31 11th layer, 32 12th layer, 33 13th layer, 40 ion assisted vapor deposition equipment, 41 chamber, 41a exhaust port, 41b gas inlet, 42 exhaust pump, 43 gas supply unit, 44 substrate holder, 45 first motor, 46 heater, 47 temperature sensor, 48 vapor deposition source, 49 electron gun, 49e electron, 50 film thickness meter, 51 ion source, 52 movable shutter, 53 2nd motor, 55 controller, AX optical axis, CG cover glass, Gr1 1st lens group, Gr2a, Gr2d, Gr2c lens group, IM1 intermediate image plane, LN projection lens optical system, LN1 1st optical system, LN2 2nd optical system System, PR prism.

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Abstract

反射防止膜（２０）は、イオンアシスト蒸着装置（４０）を用いて、４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されているレンズ基板（１０）上に形成される。反射防止膜（２０）の第１下層は、フッ化物層である。反射防止膜（２０）の第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は相対的に小さい。

Description

反射防止膜付き光学レンズの製造方法
　本開示は、反射防止膜付き光学レンズの製造方法に関する。
　特開平１０－２９８９６号公報（特許文献１）は、フッ化物系結晶性基板上に形成された多層光学薄膜を開示している。具体的には、特許文献１では、フッ化物系結晶性基板側から数えて多層光学薄膜の第１層は、フッ化物系物質からなる層である。
特開平１０－２９８９６号公報
　反射防止膜が形成されるレンズ基板として、フッ化物の含有量が多い基板を採用することがある。基板に含まれるフッ化物の含有量が多くなると、反射防止膜がレンズ基板から剥がれることがあった。また、反射防止膜の光吸収率が高くなることがあった。本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、フッ化物の含有量が多いレンズ基板から反射防止膜がはく離することが防止されるとともに、低減された光吸収率を有する反射防止膜付き光学レンズの製造方法を提供することである。
　本開示の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、レンズ基板に向けてイオンを照射するイオン源を含むイオンアシスト蒸着装置を用いる。本開示の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されているレンズ基板上に、反射防止膜の第１下層を形成することと、第１下層上に、反射防止膜の第２下層を形成することとを備える。本開示の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、第２下層上に、反射防止膜の少なくとも一つの層を形成することと、少なくとも一つの層上に、反射防止膜の最上層を形成することとを備える。第１下層は、フッ化物層である。第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は、それぞれ、少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。第２下層の下半分は、第２下層のうち、第２下層の厚さ方向における第２下層の中心よりも第１下層側にある部分である。
　例えば、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間のイオン源の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流は、それぞれ、反射防止膜の少なくとも一つの層を形成する間のイオン源の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さい。
　例えば、第１イオン加速電圧は、３００Ｖ以下である。第１イオン電流は、３００ｍＡ以下である。
　例えば、第２イオン加速電圧は、５００Ｖ以上である。第２イオン電流は、５００ｍＡ以上である。
　例えば、イオンアシスト蒸着装置は、可動シャッタをさらに含む。第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間、可動シャッタを、イオン源からレンズ基板に至るイオンの経路に挿入する。少なくとも一つの層を形成する間、可動シャッタを、イオンの経路から退避させる。
　例えば、第１下層は、ＭｇＦ2層である。
　例えば、５５０ｎｍの設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さは０．１以上である。設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さは、第１下層の光学厚さを設計基準波長の四分の一（λ0／４）で割ることによって与えられる。第１下層の光学厚さは、設計基準波長λ0における第１下層の屈折率と、第１下層の物理厚さ（ｎｍ）との積で与えられる。
　例えば、最上層は、フッ化物層である。最上層を形成する間に最上層に到達するイオンの第３のエネルギー及び第３の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。
　例えば、最上層は、ＭｇＦ2層である。
　例えば、第２下層の全体を形成する間に第２下層の全体に到達するイオンは、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量を有する。
　例えば、第２下層のうちレンズ基板から最も遠位する部分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量よりも大きい。
　例えば、第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量に等しい。
　本開示の反射防止膜付き光学レンズの製造方法によれば、レンズ基板から反射防止膜がはく離することが防止され得るとともに、反射防止膜の光吸収率が低減され得る。
実施の形態の一例（実施例１、実施例２及び実施例５）の反射防止膜付き光学レンズの部分拡大断面図である。 実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法に用いられるイオンアシスト蒸着装置の概略図である。 実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法に用いられるイオンアシスト蒸着装置のブロック図である。 実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法のフローチャートを示す図である。 実施例１の反射防止膜の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。 実施例２の反射防止膜の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。 実施例３の反射防止膜付き光学レンズの部分拡大断面図である。 実施例３の反射防止膜の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。 実施例４の反射防止膜付き光学レンズの部分拡大断面図である。 実施例４の反射防止膜の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。 実施例５の反射防止膜の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態の投影レンズ光学系の構成を示す図である。
　図面を参照しつつ、実施の形態に係る反射防止膜付き光学レンズ、投影レンズ及び投影レンズ光学系を説明する。
　本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、レンズ基板に向けてイオンを照射するイオン源を含むイオンアシスト蒸着装置を用いる。本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されているレンズ基板上に、反射防止膜の第１下層を形成することと、第１下層上に、反射防止膜の第２下層を形成することとを備える。本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズの製造方法は、第２下層上に、反射防止膜の少なくとも一つの層を形成することと、少なくとも一つの層上に、反射防止膜の最上層を形成することとを備える。第１下層は、フッ化物層である。第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は、それぞれ、少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。第２下層の下半分は、第２下層のうち、第２下層の厚さ方向における第２下層の中心よりも第１下層側にある部分である。
　４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されているレンズ基板に接する反射防止膜の第１下層は、フッ化物層である。そのため、レンズ基板から反射防止膜がはく離することが防止される。また、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に、フッ化物層である第１下層に到達するイオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は、それぞれ、反射防止膜の少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。そのため、第１下層からフッ素が脱離することが抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間のイオン源の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流は、それぞれ、反射防止膜の少なくとも一つの層を形成する間のイオン源の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さい。そのため、第１下層からフッ素が脱離することが抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、第１イオン加速電圧は、３００Ｖ以下である。第１イオン電流は、３００ｍＡ以下である。そのため、第１下層からフッ素が脱離することが抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、第２イオン加速電圧は、５００Ｖ以上である。第２イオン電流は、５００ｍＡ以上である。そのため、反射防止膜の第２下層と最上層との間に積層されている反射防止膜の少なくとも一層の膜密度及び平坦性が向上する。反射防止膜における色ムラの発生が抑制されるとともに、反射防止膜の反射特性の再現性が改善する。
　例えば、イオンアシスト蒸着装置は、可動シャッタをさらに含む。第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間、可動シャッタを、イオン源からレンズ基板に至るイオンの経路に挿入する。少なくとも一つの層を形成する間、可動シャッタを、イオンの経路から退避させる。そのため、第１下層からフッ素が脱離することが抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、第１下層は、ＭｇＦ2層である。そのため、レンズ基板から反射防止膜がはく離することが防止される。
　例えば、５５０ｎｍの設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は０．１以上である。設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、第１下層の光学厚さを設計基準波長の四分の一（λ0／４）で割ることによって与えられる。第１下層の光学厚さは、設計基準波長λ0における第１下層の屈折率と、第１下層の物理厚さ（ｎｍ）との積で与えられる。そのため、第１下層は、レンズ基板から反射防止膜がはく離することを防止するのに十分な厚さを有している。レンズ基板から反射防止膜がはく離することが防止される。
　例えば、最上層は、フッ化物層である。最上層を形成する間に最上層に到達するイオンの第３のエネルギー及び第３の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。そのため、最上層からフッ素が脱離することが抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、最上層は、ＭｇＦ2層である。ＭｇＦ2は、４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長領域において高い光透過率と低い屈折率とを有する。そのため、反射防止膜のうち最も空気側にある反射防止膜の最上層をＭｇＦ2層とすることにより、４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域において反射防止膜の光吸収率及び反射率を小さくすることができる。
　例えば、第２下層の全体を形成する間に第２下層の全体に到達するイオンは、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量を有する。そのため、第１下層からフッ素が脱離することがより一層抑制される。反射防止膜の光吸収率が低減される。
　例えば、第２下層のうちレンズ基板から最も遠位する部分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量よりも大きい。そのため、反射防止膜の第２下層の膜密度及び平坦性が向上する。反射防止膜における色ムラの発生が抑制されるとともに、反射防止膜の反射特性の再現性が改善する。
　例えば、第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量に等しい。そのため、反射防止膜の第２下層の膜密度及び平坦性が向上する。反射防止膜における色ムラの発生が抑制されるとともに、反射防止膜の反射特性の再現性が改善する。
　＜本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の具体的構成＞
　図１を参照して、本実施の形態の一例の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。反射防止膜付き光学レンズ１は、レンズ基板１０と、レンズ基板１０上に形成されている反射防止膜２０とを備える。
　レンズ基板１０は、４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されている。レンズ基板１０は、例えば、ＦＣＤ１００（ＨＯＹＡ製）またはＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）のような硝材で形成されている。ＦＣＤ１００（ＨＯＹＡ製）及びＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）の化学成分を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　反射防止膜２０は、第１下層と、第２下層と、少なくとも一つの層と、最上層とで構成されている。第１下層は、レンズ基板１０に接している。第１下層は、例えば、ＭｇＦ2層のようなフッ化物層である。第２下層は、反射防止膜２０の厚さ方向において、第１下層上に積層されている。第１下層は、反射防止膜２０の厚さ方向において、レンズ基板１０と第２下層との間にある。
　反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、第２下層上に積層されている。反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、反射防止膜２０の厚さ方向において、反射防止膜２０の第２下層と最上層との間にある。反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、第２下層と最上層とに接している。反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、複数の層であってもよい。反射防止膜２０の少なくとも一つの層が複数の層である場合には、反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、第２下層と最上層との間にある全ての複数の層を意味する。反射防止膜２０の少なくとも一つの層は少なくとも７層であり、反射防止膜２０は、少なくとも１０層で構成されてもよい。
　最上層は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層上に積層されている。最上層は、反射防止膜２０のうち最も空気側にある層である。最上層は、反射防止膜２０のうちレンズ基板１０から最も遠位している層である。最上層は、例えば、ＭｇＦ2層のようなフッ化物層である。
　図１を参照して、空気側から数えて、反射防止膜２０の第１層２１は、反射防止膜２０の最上層である。第１層２１は、フッ化物層である。第１層２１は、例えば、ＭｇＦ2層である。
　空気側から数えて、反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、設計基準波長λ0＝５５０ｎｍに対する屈折率が２．０以上２．３以下である高屈折率層である。例えば、第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、Ｔａ2Ｏ5層（屈折率２．１６）、ＺｒＯ2層（屈折率２．０５）、ＺｒＴｉＯ4とＺｒＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．０８）、ＬａＴｉＯ3層（屈折率２．１）、ＺｒＯ2とＴｉＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．１５）、Ｔａ2Ｏ5とＺｒＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．２２）、Ｔａ2Ｏ5とＴｉＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．２４）、Ｎｂ2Ｏ5層（屈折率２．３）、または、ＴｉＯ2層（屈折率２．３）である。本実施の形態の一例（図１を参照）では、第１０層３０は、反射防止膜２０の第２下層に相当する。
　空気側から数えて、反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７及び第９層２９は、各々、設計基準波長λ0＝５５０ｎｍに対する屈折率が１．４４以上１．５０以下である低屈折率層である。例えば、第３層２３、第５層２５、第７層２７、及び第９層２９は、各々、ＳｉＯ2層である。本実施の形態の一例（図１を参照）では、第２層２２から第９層２９は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。
　本実施の形態の一例（図１を参照）では、空気側から数えて、反射防止膜２０の第１１層３１は、レンズ基板に接している。第１１層３１は、反射防止膜２０の最下層である。第１１層３１は、反射防止膜２０の第１下層に相当する。第１１層３１は、フッ化物層である。第１１層３１は、例えば、ＭｇＦ2層である。５５０ｎｍの設計基準波長λ0における第１１層３１の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、０．１以上である。設計基準波長λ0における第１１層３１の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、第１１層３１の光学厚さをλ0／４で割ることによって与えられる。第１１層３１の光学厚さは、設計基準波長λ0における第１１層３１の屈折率と、第１１層３１の物理厚さ（ｎｍ）との積で与えられる。
　４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における反射防止膜２０の最大反射率は、０．２％以下であってもよい。特定的には、４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における反射防止膜２０の最大反射率は、０．１％以下であってもよい。
　＜本実施の形態のイオンアシスト蒸着装置４０＞
　図２及び図３を参照して、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法に用いられるイオンアシスト蒸着装置４０を説明する。
　図２を参照して、イオンアシスト蒸着装置４０は、チャンバ４１と、排気ポンプ４２と、ガス供給部４３と、基板ホルダ４４と、第１モータ４５と、ヒータ４６と、温度センサ４７と、蒸着源４８と、電子銃４９と、膜厚計５０と、イオン源５１と、可動シャッタ５２と、第２モータ５３と、コントローラ５５とを含む。
　チャンバ４１には、排気口４１ａとガス注入口４１ｂとが設けられている。排気口４１ａは、排気ポンプ４２に接続されている。排気ポンプ４２は、チャンバ４１内のガスを排気する。排気ポンプ４２がチャンバ４１内のガスを排気することによって、チャンバ４１内の雰囲気は高真空となる。ガス注入口４１ｂは、ガス供給部４３に接続されている。ガス供給部４３は、酸素（Ｏ2）ガスまたはアルゴン（Ａｒ）ガスのようなガスを、チャンバ４１内に供給する。
　基板ホルダ４４は、チャンバ４１内に配置されている。基板ホルダ４４は、チャンバ４１に対して回転可能に、チャンバ４１に支持されている。基板ホルダ４４は、複数のレンズ基板１０を保持する。ヒータ４６は、基板ホルダ４４を加熱する。基板ホルダ４４の温度は、温度センサ４７を用いて測定される。基板ホルダ４４の温度は、蒸着材料及びレンズ基板１０の材料などに応じて調整され得る。第１モータ４５は、基板ホルダ４４をチャンバ４１に対して回転させる。基板ホルダ４４をチャンバ４１に対して回転させながら、反射防止膜２０は複数のレンズ基板１０上に形成される。そのため、複数のレンズ基板１０にそれぞれ形成される複数の反射防止膜２０は均一に形成され得る。
　蒸着源４８は、複数のるつぼ（図示せず）を含む。反射防止膜２０を構成する複数の層（例えば、図１に示される第１層から第１１層）の材料に対応する複数の蒸着材料が、それぞれ、複数のるつぼに充填されている。電子銃４９は、蒸着源４８に充填された蒸着材料に対して電子４９ｅを放出する。電子４９ｅが衝突した蒸着材料は、加熱されて、蒸発する。蒸発した蒸着材料が複数のレンズ基板１０などの被蒸着面上に堆積される。こうして、反射防止膜２０を構成する複数の層が形成される。膜厚計５０は、反射防止膜２０を構成する複数の層の厚さを測定する。膜厚計５０は、例えば、水晶振動子膜厚計である。
　イオン源５１は、レンズ基板１０に向けてイオンを照射する。イオン源５１は、例えば、イオン銃である。被蒸着面にイオンを照射しながら被蒸着面上に蒸着材料を堆積することにより、蒸着材料をレンズ基板１０などの被蒸着面上にイオンアシスト蒸着することができる。イオンアシスト蒸着法は、膜密度、平坦性及び密着性が向上された層の形成を可能にする。
　可動シャッタ５２は、チャンバ４１及びイオン源５１に対して移動可能である。可動シャッタ５２は、イオンがレンズ基板１０などの被蒸着面に到達することを遮ることができる。第２モータ５３は、可動シャッタ５２を移動させる。イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路に可動シャッタ５２を挿入すると、可動シャッタ５２は、イオンがイオン源５１からレンズ基板１０などの被蒸着面に到達することを遮る。このとき、イオンアシスト照射無しの通常の真空蒸着が行われる。イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路から可動シャッタ５２を退避させると、イオンはレンズ基板１０などの被蒸着面に到達する。このとき、イオンアシスト蒸着が行われる。
　図３を参照して、コントローラ５５は、例えば、コンピュータまたは半導体プロセッサである。コントローラ５５は、排気ポンプ４２と、ガス供給部４３と、第１モータ４５と、ヒータ４６と、温度センサ４７と、電子銃４９と、膜厚計５０と、イオン源５１と、第２モータ５３とに通信可能に接続されている。コントローラ５５は、排気ポンプ４２及びガス供給部４３を制御して、チャンバ４１内の雰囲気を調整する。コントローラ５５は、第１モータ４５を制御して、基板ホルダ４４を回転させる。コントローラ５５は、温度センサ４７を用いて測定された基板ホルダ４４の温度に基づいて、ヒータ４６を制御する。コントローラ５５は、膜厚計５０で測定された反射防止膜２０の厚さに基づいて、電子銃４９を制御する。
　コントローラ５５は、蒸着材料の種類及び膜厚計５０で測定された反射防止膜２０の厚さなどに応じて、イオン源５１を制御する。具体的には、コントローラ５５は、イオン源５１のイオン加速電圧及びイオン電流を制御する。イオン源５１のイオン加速電圧が増加するにつれて、被蒸着面に到達するイオンのエネルギーが増加する。イオン源５１のイオン電流が増加するにつれて、被蒸着面に到達する単位時間当たりのイオンの量が増加する。
　イオン加速電圧は、例えば、０Ｖ以上１ｋＶ以下である。イオン電流は、例えば、０ｍＡ以上１０００ｍＡ以下である。イオン加速電圧を０Ｖとし、かつ、イオン電流を０ｍＡとすることによって、イオンアシスト照射無しの通常の真空蒸着が行われてもよい。可動シャッタ５２を用いてイオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路を遮断することによって、イオンアシスト照射無しの通常の真空蒸着が行われてもよい。イオンアシスト蒸着を行う場合、イオン加速電圧は、例えば、１００Ｖ以上であり、かつ、イオン電流は、例えば、１００ｍＡ以上である。特定的には、イオンアシスト蒸着を行う場合、イオン加速電圧は２００Ｖ以上であり、かつ、イオン電流は２００ｍＡ以上であってもよい。イオンアシスト蒸着を行う場合、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路から退避させている。
　＜本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法＞
　図４を参照して、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、イオンアシスト蒸着装置４０（図２及び図３を参照）を用いる。イオンアシスト蒸着装置４０は、レンズ基板１０に向けてイオンを照射するイオン源５１を含む。
　図４に示されるように、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、レンズ基板１０を、チャンバ４１内に配置されている基板ホルダ４４にセットすること（Ｓ１）を備える。レンズ基板１０は、４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されている。レンズ基板１０は、例えば、ＦＣＤ１００（ＨＯＹＡ製）またはＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）のような硝材で形成されている。
　図４に示されるように、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、レンズ基板１０上に、反射防止膜２０の第１下層を形成すること（Ｓ２）を備える。第１下層は、レンズ基板１０に接している。第１下層は、反射防止膜２０の最下層である。第１下層は、例えば、ＭｇＦ2層のようなフッ化物層である。本実施の形態の一例（図１を参照）では、反射防止膜２０の第１１層３１が、第１下層に相当する。
　特定的には、５５０ｎｍの設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は０．１以上である。設計基準波長λ0における第１下層の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、第１下層の光学厚さをλ0／４で割ることによって与えられる。第１下層の光学厚さは、設計基準波長λ0における第１下層の屈折率と、第１下層の物理厚さ（ｎｍ）との積で与えられる。
　図４に示されるように、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、第１下層上に、反射防止膜２０の第２下層を形成すること（Ｓ３）を備える。第２下層は、第１下層に対してレンズ基板１０側とは反対側において、第１下層に接している。本実施の形態の一例（図１を参照）では、反射防止膜２０の第１０層３０が、第２下層に相当する。
　図４に示されるように、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、第２下層上に、反射防止膜２０の少なくとも一つの層を形成すること（Ｓ４）を備える。反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、第２下層に対してレンズ基板１０側とは反対側において、第２下層に接している。特定的には、反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、複数の層である。さらに特定的には、反射防止膜２０の少なくとも一つの層は、少なくとも７層であり、反射防止膜２０は、少なくとも１０層で構成されてもよい。本実施の形態の一例（図１を参照）では、反射防止膜２０の第２層２２から第９層２９が、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。
　反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、設計基準波長λ0＝５５０ｎｍに対する屈折率が２．０以上２．３以下である高屈折率層である。例えば、第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、Ｔａ2Ｏ5層（屈折率２．１６）、ＺｒＯ2層（屈折率２．０５）、ＺｒＴｉＯ4とＺｒＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．０８）、ＬａＴｉＯ3層（屈折率２．１）、ＺｒＯ2とＴｉＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．１５）、Ｔａ2Ｏ5とＺｒＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．２２）、Ｔａ2Ｏ5とＴｉＯ2との混合物で形成された層（屈折率２．２４）、Ｎｂ2Ｏ5層（屈折率２．３）、または、ＴｉＯ2層（屈折率２．３）である。
　反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７及び第９層２９は、各々、設計基準波長λ0＝５５０ｎｍに対する屈折率が１．４４以上１．５０以下である低屈折率層である。例えば、反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７、及び第９層２９は、各々、ＳｉＯ2層である。
　図４に示されるように、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、少なくとも一つの層上に、反射防止膜２０の最上層を形成すること（Ｓ５）を備える。最上層は、反射防止膜２０のうち最も空気側にある層である。最上層は、反射防止膜２０のうちレンズ基板１０から最も遠位している層である。最上層は、例えば、ＭｇＦ2層のようなフッ化物層である。本実施の形態の一例（図１を参照）では、反射防止膜２０の第１層２１が、最上層に相当する。反射防止膜２０の少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）は、レンズ基板１０の厚さ方向において、反射防止膜２０の第２下層（図１の例では第１０層３０）と最上層（図１の例では第１層２１）とに接している。
　第１下層（図１の例では第１１層３１）と第２下層（図１の例では第１０層３０）の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は、それぞれ、少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。第２下層の下半分は、第２下層のうち、第２下層の厚さ方向における第２下層の中心よりも第１下層側にある部分である。
　本明細書において、少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンのエネルギーが変化する場合、第２のエネルギーは、少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンのエネルギーの最小値を意味する。少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの単位時間当たりの量が変化する場合、第２の単位時間当たりの量は、少なくとも一つの層を形成する間に少なくとも一つの層に到達するイオンの単位時間当たりの量の最小値を意味する。
　本明細書において、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンのエネルギーが変化する場合、第１のエネルギーは、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンのエネルギーの最大値を意味する。第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの単位時間当たりの量が変化する場合、第１の単位時間当たりの量は、第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とに到達するイオンの単位時間当たりの量の最大値を意味する。
　第１下層と第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に第１下層と第２下層の少なくとも下半分とにイオンが到達しない場合、第１のエネルギーをゼロとみなし、第１の単位時間当たりの量をゼロとみなす。
　第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量を、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さくする方法として、例えば、以下の二つの方法がある。
　第一の方法では、第１下層（図１の例では第１１層３１）と第２下層（図１の例では第１０層３０）の少なくとも下半分とを形成する間のイオン源５１の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流を、それぞれ、反射防止膜２０の少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）を形成する間のイオン源５１の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さく設定する。例えば、第１イオン加速電圧は３００Ｖ以下であり、第１イオン電流は３００ｍＡ以下である。例えば、第２イオン加速電圧は５００Ｖ以上であり、第２イオン電流は５００ｍＡ以上である。イオン源５１のイオン加速電圧が減少すると、被蒸着面に到達するイオンのエネルギーが減少する。イオン源５１のイオン電流が減少すると、被蒸着面に到達するイオンの単位時間当たりの量が減少する。
　第二の方法では、第１下層（図１の例では第１１層３１）と第２下層（図１の例では第１０層３０）の少なくとも下半分とを形成する間、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路に挿入する。可動シャッタ５２は、イオンがレンズ基板１０などの被蒸着面に到達することを遮る。可動シャッタ５２をイオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路に挿入することによって、イオンは被蒸着面に到達しなくなる。第１のエネルギーはゼロとみなされ、第１の単位時間当たりの量はゼロとみなされる。反射防止膜２０の少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）を形成する間、可動シャッタ５２をイオンの経路から退避させて、イオンをレンズ基板１０などの被蒸着面に到達させる。
　特定的には、第１下層（図１の例では第１１層３１）と第２下層（図１の例では第１０層３０）の全体とを形成する間のイオン源５１の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流を、それぞれ、反射防止膜２０の少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）を形成する間のイオン源５１の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さく設定してもよい。例えば、第２下層の全体を形成する間に第２下層の全体に到達するイオンは、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量を有してもよい。
　具体的には、一例として、第１下層と第２下層の全体とを形成する間のイオン源５１の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流を、それぞれ、反射防止膜２０の少なくとも一つの層を形成する間のイオン源５１の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さく設定してもよい。別の例として、第１下層と第２下層の全体とを形成する間、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路に挿入してもよい。反射防止膜２０の少なくとも一つの層を形成する間、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路から退避させてもよい。
　特定的には、第２下層（図１の例では第１０層３０）のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量よりも大きい。例えば、第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量に等しくてもよい。
　具体的には、一例として、第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分を形成する際のイオンビームは、第２のイオン加速電圧と第２のイオン電流とを有する。別の例として、第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分を形成する際に、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路から退避させる。
　さらに特定的には、第２下層（図１の例では第１０層３０）の上半分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量よりも大きい。例えば、第２下層の上半分を形成する間に第２下層のうちレンズ基板１０から最も遠位する部分に到達するイオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量に等しくてもよい。第２下層の上半分は、第２下層のうち、第２下層の厚さ方向における第２下層の中心よりも反射防止膜２０の少なくとも一つの層側（レンズ基板１０側とは反対側）にある部分である。
　具体的には、一例として、第２下層の上半分を形成する間のイオン源５１の第４イオン加速電圧及び第４イオン電流を、それぞれ、反射防止膜２０の少なくとも一つの層を形成する間のイオン源５１の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流に等しくしてもよい。別の例として、第２下層の上半分を形成する間、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路から退避させてもよい。
　最上層（図１の例では第１層２１）は、ＭｇＦ2層のようなフッ化物層である。最上層を形成する間に最上層に到達するイオンの第３のエネルギー及び第３の単位時間当たりの量は、それぞれ、第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さい。特定的には、第３のエネルギー及び第３の単位時間当たりの量を、それぞれ、第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量に等しくしてもよい。
　具体的には、一例として、最上層を形成する間のイオン源５１の第３イオン加速電圧及び第３イオン電流を、それぞれ、反射防止膜２０の少なくとも一つの層（図１の例では第２層２２から第９層２９）を形成する間のイオン源５１の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さく設定してもよい。特定的には、第３イオン加速電圧及び第３イオン電流を、それぞれ、第１イオン加速電圧及び第１イオン電流に等しくしてもよい。別の例として、最上層を形成する間、可動シャッタ５２を、イオン源５１からレンズ基板１０に至るイオンの経路に挿入してもよい。
　（実施例１）
　図１を参照して、実施例１の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。実施例１の反射防止膜付き光学レンズ１の構成を、表２に示す。具体的には、レンズ基板１０として用いられている硝材は、ＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）である。ＦＣＤ１で形成されているレンズ基板１０は、５８７．５６ｎｍ（ｄ線）の波長において、１．５０の屈折率ｎsを有する。反射防止膜２０が、レンズ基板１０上に形成されている。反射防止膜２０は、１１層で構成されている。空気側から数えて、反射防止膜２０の第１層２１はＭｇＦ2層である。空気側から数えて、反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、Ｔａ2Ｏ5層である。反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７及び第９層２９は、各々、ＳｉＯ2層である。反射防止膜２０の第１１層３１はＭｇＦ2層である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　第１層２１は、反射防止膜２０の最上層に相当する。第２層２２から第９層２９は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。第１０層３０は、反射防止膜２０の第２下層に相当する。第１１層３１は、反射防止膜２０の第１下層に相当する。第１１層３１の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、０．１５である。
　図５に、本実施例の反射防止膜２０の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．２％以下である。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．１％以下である。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。レンズ基板１０上に、第２下層に対応する第１０層３０と第１下層に対応する第１１層３１とを、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。第１１層３１をイオンアシスト蒸着法で形成すると、フッ化物層で形成されている第１１層３１にイオンが衝突する。第１１層３１にイオンが衝突すると、第１１層３１からフッ素が脱離して、第１１層３１の光吸収率が高くなってしまう。これに対し、本実施例では、第１１層３１をイオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１１層３１を形成する際に、第１１層３１からフッ素が脱離することが抑制される。第１１層３１の光吸収率を低く保つことができる。
　第１１層３１に接触する第１０層３０をイオンアシスト蒸着法で形成すると、フッ化物層で形成されている第１１層３１にイオンが衝突することがある。第１１層３１にイオンが衝突すると、第１１層３１からフッ素が脱離して、第１１層３１の光吸収率が高くなってしまう。これに対し、本実施例では、第１０層３０をイオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１０層３０を形成する際に、第１１層３１にイオンが衝突することが防止される。第１０層３０を形成する際に、第１１層３１からフッ素が脱離することが抑制される。第１１層３１の光吸収率を低く保つことができる。
　第１０層３０上に、第２層２２から第９層２９を、イオンアシストを用いた真空蒸着法で形成する。第２層２２から第９層２９の各々を形成する際のイオンアシスト条件の一例は、以下のとおりである。第７層２７及び第９層２９を、４Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第２層２２、第４層２４、第６層２６及び第８層２８を、２Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第３層２３及び第５層２５を、８Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。
　イオンアシスト蒸着は、真空蒸着法における真空度の変動等に起因する反射防止膜２０の膜密度の変動及び膜の表面粗さを低減させる。膜密度の変動は、膜の屈折率の変動をもたらす。膜の表面粗さは、膜厚の変動をもたらす。膜の屈折率の変動及び膜厚の変動は、反射防止膜２０において色ムラを発生させるとともに、反射防止膜２０の反射特性の再現性を低下させる。イオンアシスト蒸着は、反射防止膜２０における色ムラの発生を抑制するとともに、反射防止膜２０の反射特性の再現性を改善させる。反射防止膜２０の少なくとも一つの層（本実施例では、第２層２２から第９層２９）の形成にイオンアシスト蒸着を利用すると、反射防止膜２０の少なくとも一つの層（本実施例では、第２層２２から第９層２９）に対して、従来使用が比較的困難であった高屈折率材料を用いることが可能になる。
　第２層２２上に、第１層２１を、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。第１層２１をイオンアシスト蒸着法で形成すると、フッ化物層で形成されている第１層２１にイオンが衝突して、第１層２１からフッ素が脱離する。第１層２１の光吸収率が高くなってしまう。これに対し、本実施例では、第１層２１をイオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１層２１の光吸収率を低く保つことができる。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１に対して、反射防止膜２０のはく離試験を行った。剥離試験では、反射防止膜付き光学レンズ１の反射防止膜２０の表面に粘着テープを接着させて、それから、粘着テープを反射防止膜付き光学レンズ１から引き剥がす。本実施例では、レンズ基板１０の材料として、４０質量％以上のフッ化物を含有するＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）を採用したにもかかわらず、粘着テープを反射防止膜付き光学レンズ１から剥がしても、反射防止膜２０がレンズ基板１０からはく離することが防止された。
　（実施例２）
　図１を参照して、実施例２の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の構成を、表３に示す。具体的には、レンズ基板１０として用いられている硝材は、ＦＣＤ１００（ＨＯＹＡ製）である。ＦＣＤ１００で形成されているレンズ基板１０は、５８７．５６ｎｍ（ｄ線）の波長において、１．４４の屈折率ｎsを有する。反射防止膜２０が、レンズ基板１０上に形成されている。反射防止膜２０は、１１層で構成されている。空気側から数えて、反射防止膜２０の第１層２１はＭｇＦ2層である。空気側から数えて、反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、Ｔａ2Ｏ5層である。反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７及び第９層２９は、各々、ＳｉＯ2層である。反射防止膜２０の第１１層３１はＭｇＦ2層である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　第１層２１は、反射防止膜２０の最上層に相当する。第２層２２から第９層２９は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。第１０層３０は、反射防止膜２０の第２下層に相当する。第１１層３１は、反射防止膜２０の第１下層に相当する。第１１層３１の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、０．１０である。
　図６に、本実施例の反射防止膜２０の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．２％以下である。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．１％以下である。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。レンズ基板１０上に、第２下層に対応する第１０層３０と第１下層に対応する第１１層３１とを、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、実施例１と同様に、第１１層３１の光吸収率が増加することが防止される。
　第１０層３０上に、第２層２２から第９層２９を、イオンアシスト蒸着法で形成する。第２層２２から第９層２９の各々を形成する際のイオンアシスト条件の一例は、以下のとおりである。第３層２３、第５層２５及び第９層２９を、８Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第２層２２、第４層２４、第６層２６及び第８層２８を、２Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第７層２７を、４Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。
　実施例１と同様の方法により、第２層２２上に、第１層２１を、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１層２１の光吸収率が増加することが防止される。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１に対して、実施例１に記載した反射防止膜２０のはく離試験を行った。本実施例では、レンズ基板１０の材料として、４０質量％以上のフッ化物を含有するＦＣＤ１００（ＨＯＹＡ製）を採用したにもかかわらず、粘着テープを反射防止膜付き光学レンズ１から剥がしても、反射防止膜２０がレンズ基板１０からはく離することが防止された。
　（実施例３）
　図７を参照して、実施例３の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の構成を、表４に示す。具体的には、レンズ基板１０として用いられている硝材は、ＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）である。反射防止膜２０が、レンズ基板１０上に形成されている。反射防止膜２０は、１２層で構成されている。空気側から数えて、反射防止膜２０の第１層２１はＭｇＦ2層である。空気側から数えて、反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０は、各々、Ｔａ2Ｏ5層である。反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７、第９層２９及び第１１層３１は、各々、ＳｉＯ2層である。反射防止膜２０の第１２層３２はＭｇＦ2層である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　第１層２１は、反射防止膜２０の最上層に相当する。第２層２２から第１０層３０は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。第１１層３１は、反射防止膜２０の第２下層に相当する。第１２層３２は、反射防止膜２０の第１下層に相当する。第１２層３２の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、０．１５である。
　図８に、本実施例の反射防止膜２０の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．２％以下である。４３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長域における本実施例の反射防止膜２０の最大反射率は、０．１％以下である。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。レンズ基板１０上に、第１１層３１の下半分と第１２層３２とを、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、実施例１と同様に、第１２層３２の光吸収率が増加することが防止される。
　第２層２２から第１０層３０と第１１層３１の上半分とを、イオンアシスト蒸着法で形成する。第２層２２から第１０層３０及び第１１層３１の上半分の各々を形成する際のイオンアシスト条件の一例は、以下のとおりである。第３層２３と第５層２５と第１１層３１の上半分とを、８Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０を、２Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第７層２７及び第９層２９を、４Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。
　実施例１と同様の方法により、第２層２２上に、第１層２１を、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１層２１の光吸収率が増加することが防止される。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１に対して、実施例１に記載した反射防止膜２０のはく離試験を行った。本実施例では、レンズ基板１０の材料として、４０質量％以上のフッ化物を含有するＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）を採用したにもかかわらず、粘着テープを反射防止膜付き光学レンズ１から剥がしても、反射防止膜２０がレンズ基板１０からはく離することが防止された。
　（実施例４）
　図９を参照して、実施例４の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の構成を、表５に示す。具体的には、レンズ基板１０として用いられている硝材は、ＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）である。反射防止膜２０が、レンズ基板１０上に形成されている。反射防止膜２０は、１３層で構成されている。空気側から数えて、反射防止膜２０の第１層２１はＭｇＦ2層である。空気側から数えて、反射防止膜２０の第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８、第１０層３０及び第１２層３２は、各々、Ｔａ2Ｏ5層である。反射防止膜２０の第３層２３、第５層２５、第７層２７、第９層２９及び第１１層３１は、各々、ＳｉＯ2層である。反射防止膜２０の第１３層３３はＭｇＦ2層である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　第１層２１は、反射防止膜２０の最上層に相当する。第２層２２から第１１層３１は、反射防止膜２０の少なくとも一つの層に相当する。第１２層３２は、反射防止膜２０の第２下層に相当する。第１３層３３は、反射防止膜２０の第１下層に相当する。第１３層の１／４波長光学厚さ（ＱＷＯＴ）は、０．１０である。図１０に、本実施例の反射防止膜２０の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。レンズ基板１０上に、第１２層３２及び第１３層３３を、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、実施例１と同様に、第１３層３３の光吸収率が増加することが防止される。
　第１２層３２上に、第２層２２から第１１層３１を、イオンアシスト蒸着法で形成する。第２層２２から第１１層３１の各々を形成する際のイオンアシスト条件の一例は、以下のとおりである。第７層２７、第９層２９及び第１１層３１を、８Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第２層２２、第４層２４、第６層２６、第８層２８及び第１０層３０を、２Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第３層２３及び第５層２５を、４Å／秒の成膜レートと、９００Ｖのイオン加速電圧と、９００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。
　実施例１と同様の方法により、第２層２２上に、第１層２１を、イオンアシスト無しの真空蒸着法で形成する。そのため、第１層２１の光吸収率が増加することが防止される。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１に対して、実施例１に記載した反射防止膜２０のはく離試験を行った。本実施例では、レンズ基板１０の材料として、４０質量％以上のフッ化物を含有するＦＣＤ１（ＨＯＹＡ製）を採用したにもかかわらず、粘着テープを反射防止膜付き光学レンズ１から剥がしても、反射防止膜２０がレンズ基板１０からはく離することが防止された。
　（実施例５）
　図１を参照して、実施例５の反射防止膜付き光学レンズ１を説明する。本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の構成は、表１に示される実施例１の反射防止膜付き光学レンズ１の構成と同じである。図１１に、本実施例の反射防止膜２０の反射スペクトルのシミュレーション結果を示す。
　本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法を説明する。本実施例の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法は、実施例１の反射防止膜付き光学レンズ１の製造方法と同様であるが、第１０層３０及び第１１層３１を形成する際のイオンアシスト条件において異なっている。
　本実施例では、第１１層３１を、３Å／秒の成膜レートと、２００Ｖのイオン加速電圧と、２００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。第１０層３０を、２Å／秒の成膜レートと、２００Ｖのイオン加速電圧と、２００ｍＡのイオン電流と、酸素のアシストガスと、６０ｓｃｃｍのアシストガスの流量とを含むイオンアシスト条件で形成する。
　第１１層３１を形成する際の第１イオン加速電圧（例えば、２００Ｖ）は、第２層２２から第９層２９の各々を形成する際の第２イオン加速電圧（例えば、９００Ｖ）よりも小さい。第１１層３１を形成する際の第１イオン電流（例えば、２００ｍＡ）は、第２層２２から第９層２９の各々を形成する際の第２イオン電流（例えば、９００ｍＡ）よりも小さい。そのため、第１１層３１を形成する際に、第１１層３１からフッ素が脱離することが抑制される。第１１層３１の光吸収率が増加することが防止される。
　さらに、第１０層３０を形成する際の第１イオン加速電圧（例えば、２００Ｖ）は、第２層２２から第９層２９の各々を形成する際の第２イオン加速電圧（例えば、９００Ｖ）よりも小さい。第１０層３０を形成する際の第１イオン電流（例えば、２００ｍＡ）は、第２層２２から第９層２９の各々を形成する際の第２イオン電流（例えば、９００ｍＡ）よりも小さい。そのため、第１０層３０を形成する際に、第１１層３１にイオンが衝突することが防止される。第１０層３０を形成する際に、第１１層３１からフッ素が脱離することが抑制される。第１１層３１の光吸収率が増加することがさらに防止される。
　＜投影レンズ及び投影レンズ光学系ＬＮ＞
　図１２を参照して、本実施の形態の投影レンズ及び投影レンズ光学系ＬＮを説明する。
　投影レンズ光学系ＬＮは、複数の投影レンズを含んでいる。投影レンズ光学系ＬＮは、例えば、３０枚の投影レンズで構成されている。広い画角と優れた投影性能とを得るために、投影レンズ光学系ＬＮはリレーレンズを用いている。そのため、投影レンズ光学系ＬＮを構成する投影レンズの枚数が多くなっている。複数の投影レンズの少なくとも一つに、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１が適用されている。
　図１２の右側が投影レンズ光学系ＬＮの縮小側であり、図１２の左側が投影レンズ光学系ＬＮの拡大側である。投影レンズ光学系ＬＮの縮小側に、プリズムＰＲ（例えば、内部全反射（ＴＩＲ）プリズム、色分解合成プリズム等）と、画像表示素子の画像表示面ＩＭ２を覆うカバーガラスＣＧとが配置されている。
　投影レンズ光学系ＬＮは、第１光学系ＬＮ１と、第２光学系ＬＮ２とを備える。第１光学系ＬＮ１は、中間像面ＩＭ１に対して拡大側に配置されている。第２光学系ＬＮ２は、中間像面ＩＭ１に対して縮小側に配置されている。第２光学系ＬＮ２は、画像表示素子の画像表示面ＩＭ２に表示される画像の中間像を中間像面ＩＭ１に形成する。第１光学系ＬＮ１は、中間像を拡大投影する。開口絞りＳＴが、光軸ＡＸ方向において、第２光学系ＬＮ２の中央付近に配置されている。
　図１２は、投影レンズ光学系ＬＮにおける、広角端（Ｗ）のレンズ配置と、望遠端（Ｔ）のレンズ配置とを示す。図１２中の矢印ｍ１，ｍ２ａ，ｍ２ｂ，ｍ２ｃ，ｍ２ｄは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へ切り換える際の、第１レンズ群Ｇｒ１及び第２ａ－第２ｄレンズ群Ｇｒ２ａ－Ｇｒ２ｄにおけるレンズの位置の変化を示す。例えば、第１レンズ群Ｇｒ１及び第２ｄレンズ群Ｇｒ２ｄが固定群であり、第２ａ－第２ｃレンズ群Ｇｒ２ａ－Ｇｒ２ｃが移動群である。第２ａ－第２ｃレンズ群Ｇｒ２ａ－Ｇｒ２ｃをそれぞれ光軸ＡＸに沿って移動させることにより、ズーミングを行う。
　投影レンズ光学系ＬＮは、本実施の形態の反射防止膜付き光学レンズ１を複数含んでもよい。例えば、投影レンズ光学系ＬＮは、反射防止膜付き光学レンズ１である第１の投影レンズと、反射防止膜付き光学レンズ１である第２の投影レンズと、反射防止膜付き光学レンズ１である第３の投影レンズとを含んでもよい。第１の投影レンズのレンズ基板１０の第１屈折率、第２の投影レンズのレンズ基板１０の第２屈折率及び第３の投影レンズのレンズ基板１０の第３屈折率は、それぞれ、第１式、第２式及び第３式を満たす。第１式、第２式及び第３式は下記式（１）から式（６）から選択されかつ互いに異なる三つの式である。
　　式（１）　１．３５≦ｎs＜１．４５
　　式（２）　１．４５≦ｎs＜１．５５
　　式（３）　１．５５≦ｎs＜１．６５
　　式（４）　１．６５≦ｎs＜１．７５
　　式（５）　１．７５≦ｎs＜１．８５
　　式（６）　１．８５≦ｎs＜１．９５
　投影レンズ光学系ＬＮは、第１の投影レンズから第３の投影レンズに加えて、反射防止膜付き光学レンズ１である第４の投影レンズをさらに含んでもよい。第４の投影レンズのレンズ基板１０の第４屈折率は、第４式を満たす。第１式、第２式、第３式及び第４式は上記式（１）から式（６）から選択されかつ互いに異なる四つの式である。
　投影レンズ光学系ＬＮは、第１の投影レンズから第４の投影レンズに加えて、反射防止膜付き光学レンズ１である第５の投影レンズをさらに含んでもよい。第５の投影レンズのレンズ基板１０の第５屈折率は、第５式を満たす。第１式、第２式、第３式、第４式及び第５式は上記式（１）から式（６）から選択されかつ互いに異なる五つの式である。
　投影レンズ光学系ＬＮは、第１の投影レンズから第５の投影レンズに加えて、反射防止膜付き光学レンズ１である第６の投影レンズをさらに含んでもよい。第６の投影レンズのレンズ基板１０の第６屈折率は、第６式を満たす。第１式、第２式、第３式、第４式、第５式及び第６式は上記式（１）から式（６）から選択されかつ互いに異なる六つの式である。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　反射防止膜付き光学レンズ、１０　レンズ基板、２０　反射防止膜、２１　第１層、２２　第２層、２３　第３層、２４　第４層、２５　第５層、２６　第６層、２７　第７層、２８　第８層、２９　第９層、３０　第１０層、３１　第１１層、３２　第１２層、３３　第１３層、４０　イオンアシスト蒸着装置、４１　チャンバ、４１ａ　排気口、４１ｂ　ガス注入口、４２　排気ポンプ、４３　ガス供給部、４４　基板ホルダ、４５　第１モータ、４６　ヒータ、４７　温度センサ、４８　蒸着源、４９　電子銃、４９ｅ　電子、５０　膜厚計、５１　イオン源、５２　可動シャッタ、５３　第２モータ、５５　コントローラ、ＡＸ　光軸、ＣＧ　カバーガラス、Ｇｒ１　第１レンズ群、Ｇｒ２ａ，Ｇｒ２ｄ，Ｇｒ２ｃ　レンズ群、ＩＭ１　中間像面、ＬＮ　投影レンズ光学系、ＬＮ１　第１光学系、ＬＮ２　第２光学系、ＰＲ　プリズム。

Claims (12)

  1. 　レンズ基板に向けてイオンを照射するイオン源を含むイオンアシスト蒸着装置を用いる反射防止膜付き光学レンズの製造方法であって、前記方法は、
    　４０質量％以上のフッ化物を含有する材料で形成されている前記レンズ基板上に、前記反射防止膜の第１下層を形成することと、
    　前記第１下層上に、前記反射防止膜の第２下層を形成することと、
    　前記第２下層上に、前記反射防止膜の少なくとも一つの層を形成することと、
    　前記少なくとも一つの層上に、前記反射防止膜の最上層を形成することとを備え、
    　前記第１下層は、フッ化物層であり、
    　前記第１下層と前記第２下層の少なくとも下半分とを形成する間に前記第１下層と前記第２下層の前記少なくとも下半分とに到達する前記イオンの第１のエネルギー及び第１の単位時間当たりの量は、それぞれ、前記少なくとも一つの層を形成する間に前記少なくとも一つの層に到達する前記イオンの第２のエネルギー及び第２の単位時間当たりの量よりも小さく、
    　前記第２下層の前記下半分は、前記第２下層のうち、前記第２下層の厚さ方向における前記第２下層の中心よりも前記第１下層側にある部分である、反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  2. 　前記第１下層と前記第２下層の前記少なくとも下半分とを形成する間の前記イオン源の第１イオン加速電圧及び第１イオン電流は、それぞれ、前記少なくとも一つの層を形成する間の前記イオン源の第２イオン加速電圧及び第２イオン電流より小さい、請求項１に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  3. 　前記第１イオン加速電圧は、３００Ｖ以下であり、
    　前記第１イオン電流は、３００ｍＡ以下である、請求項２に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  4. 　前記第２イオン加速電圧は、５００Ｖ以上であり、
    　前記第２イオン電流は、５００ｍＡ以上である、請求項２または請求項３に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  5. 　前記イオンアシスト蒸着装置は、可動シャッタをさらに含み、
    　前記第１下層と前記第２下層の前記少なくとも下半分とを形成する間、前記可動シャッタを、前記イオン源から前記レンズ基板に至る前記イオンの経路に挿入し、
    　前記少なくとも一つの層を形成する間、前記可動シャッタを、前記イオンの前記経路から退避させる、請求項１に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  6. 　前記第１下層は、ＭｇＦ2層である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  7. 　５５０ｎｍの設計基準波長における前記第１下層の１／４波長光学厚さは０．１以上であり、
    　前記設計基準波長における前記第１下層の前記１／４波長光学厚さは、前記第１下層の光学厚さを前記設計基準波長の四分の一で割ることによって与えられ、前記第１下層の前記光学厚さは、前記設計基準波長における前記第１下層の屈折率と、前記第１下層の物理厚さ（ｎｍ）との積で与えられる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  8. 　前記最上層は、フッ化物層であり、
    　前記最上層を形成する間に前記最上層に到達する前記イオンの第３のエネルギー及び第３の単位時間当たりの量は、それぞれ、前記第２のエネルギー及び前記第２の単位時間当たりの量よりも小さい、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  9. 　前記最上層は、ＭｇＦ2層である、請求項８に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  10. 　前記第２下層の全体を形成する間に前記第２下層の前記全体に到達する前記イオンは、前記第１のエネルギー及び前記第１の単位時間当たりの量を有する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  11. 　前記第２下層のうち前記レンズ基板から最も遠位する部分を形成する際に前記第２下層のうち前記レンズ基板から最も遠位する前記部分に到達する前記イオンの第４のエネルギー及び第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、前記第１のエネルギー及び前記第１の単位時間当たりの量よりも大きい、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
  12. 　前記第４のエネルギー及び前記第４の単位時間当たりの量は、それぞれ、前記第２のエネルギー及び前記第２の単位時間当たりの量に等しい、請求項１１に記載の反射防止膜付き光学レンズの製造方法。
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