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JPH0585778A - 反射防止膜を有する光学部品 - Google Patents

反射防止膜を有する光学部品

Info

Publication number
JPH0585778A
JPH0585778A JP3249510A JP24951091A JPH0585778A JP H0585778 A JPH0585778 A JP H0585778A JP 3249510 A JP3249510 A JP 3249510A JP 24951091 A JP24951091 A JP 24951091A JP H0585778 A JPH0585778 A JP H0585778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
optical component
substrate
antireflection film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3249510A
Other languages
English (en)
Inventor
Setsuo Tokuhiro
節夫 徳弘
Tomohito Nakano
智史 中野
Tatsuo Ota
達男 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP3249510A priority Critical patent/JPH0585778A/ja
Publication of JPH0585778A publication Critical patent/JPH0585778A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学部品基板表面に反射防止膜を形成する前に
行う基板表面のヤケや傷の除去用研摩工程をなくすこと
を目的とする。 【構成】光学部品基板表面に形成する反射防止膜の、基
板表面に最も近い第1層を、SiOx 膜とし、且つその
膜厚ndを0.25λ0 ≦nd(λ0 は設計波長)とする。
こうすることにより、前記SiOx 膜を通して光学部品
基板表面を見た時に、ヤケや傷等を目立たせなくするこ
とができ、ヤケや傷等の除去研摩工程を省略することが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射防止膜を有する光
学部品に関し、特に、光学部品基板表面上に形成する反
射防止膜構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光は屈折率の異なる境界面に入
射した時、その境界面両側の屈折率比に応じて入射した
光の一部は反射する。そして、前記境界面の屈折率の比
が大きい程その境界面で反射する光の光量は増大する。
例えば、光学部品として使用する光学ガラスは屈折率が
約1.5 〜1.8 の範囲であるので、空気等の媒質より光が
入射した場合、その入射光の4〜8%は反射することに
なる。
【0003】この表面反射現象は、単に透過する光量が
減少するということのみならず、このような光学部品を
そのままカメラレンズ等に用いれば、ゴーストやフレア
ー等の大きな原因となり問題である。そこで、この表面
反射を低減するために、光学部品表面上に光の波長オー
ダーの薄い誘電体膜(光の波長をλとして0.25λの膜厚
が一般的)を反射防止膜として設けて、膜内での光の干
渉効果により反射光を低減させるということがよく行わ
れている。そして、高性能な反射防止膜構造として、2
種類以上の誘電体膜を数層積層して広い波長域で低反射
率を実現するものが数多く提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光学部品と
して用いる光学ガラスの表面には、製造過程等において
ヤケや傷等ができる。ヤケ現象には、光学ガラスが大気
中に放置された場合、ガラス表面への水滴の結露又は研
摩工程中における水との接触等により、ガラス中の塩基
性成分が溶出し薄い膜が形成される青ヤケ現象と、溶出
した成分が何らかの化学反応を起こして白い斑点状の粒
子として析出する白ヤケ現象とがある。そして、ガラス
の硝種によりヤケの発生程度は異なるが、SK系,La
系,SF系等のガラスはヤケが発生し易い。
【0005】また、ガラス表面上の傷の発生原因は、研
摩中、比較的大きな研摩剤の存在により引っ掻き傷が付
けられるものと思われ、この研摩工程中で生じた引っ掻
き傷が表面洗浄工程で拡大されるものと思われる。そし
て、特に、硬さの弱いガラスではこのような傷が多く発
生する。このようなヤケや傷の発生した光学ガラス表面
に、従来の積層構造の反射防止膜を設けた場合、ヤケや
傷等がより強調されて見えてしまい外観上問題となるこ
とが多い。このため、従来の反射防止膜を有する光学部
品では、反射防止膜を形成する前に光学部品基板表面の
ヤケや傷を除去する必要があり、比較的柔らかい研摩剤
を用いてヤケや傷を取り除くための研摩工程を必要とし
ていた。従って、従来の反射防止膜を有する光学部品の
製造においては、本来不必要な工程であるヤケや傷取り
用の研摩の工程が加わり、コストアップの原因となって
いる。
【0006】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、光学部品基板表面上のヤケや傷を除去するための研
摩工程を不要とする反射防止膜を有する光学部品を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、光透
過性の光学部品基板の表面に、複数の誘電体膜を積層し
て反射防止膜を形成し、該反射防止膜の最も基板側に近
い第1層の組成を酸化ケイ素(SiOx ,x:1≦x≦
2)とし、その膜厚ndを、0.25λ0 ≦nd(λ0 は設
計波長)とした。
【0008】また、前記反射防止膜は、誘電体膜を5層
に積層して形成し、前記光学部品基板側に近いものから
順次第1層,第2層,第3層,第4層及び第5層とした
時、第1層〜第5層の屈折率n1 〜n5 及び膜厚n1
1 〜n5 5 を、 0.25λ0 ≦n1 1 ≦0.50λ0 , 1.45≦n1 ≦1.47 0.03λ0 ≦n2 2 ≦0.07λ0 , 1.90≦n2 ≦2.20 0.03λ0 ≦n3 3 ≦0.15λ0 , 1.36≦n3 ≦1.65 0.45λ0 ≦n4 4 ≦0.54λ0 , 1.90≦n4 ≦2.20 0.24λ0 ≦n5 5 ≦0.26λ0 , 1.36≦n5 ≦1.40 の範囲内とした。
【0009】また、第2層及び第4層の誘電体膜の組成
を、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物,酸化プラ
セオジウムと酸化チタンの混合物及び酸化タンタルのい
ずれか1つとし、第3層の誘電体膜の組成を、酸化ケイ
素,フッ化マグネシウム及び酸化アルミニウムのいずれ
か1つとし、第5層の誘電体膜の組成を、フッ化マグネ
シウムとした。
【0010】
【作用】かかる構成によれば、複数の誘電体膜を積層し
て形成した反射防止膜の、光学基板側に最も近い第1層
の組成を酸化ケイ素(SiOx ,x:1≦x≦2)と
し、その膜厚ndを、0.25λ0 ≦nd(λ0 は設計波
長)とすることで、光学部品基板表面上にヤケや傷等が
存在しても、これらが目立たないくなる。
【0011】また、反射防止膜を、5層の誘電体膜を積
層して形成し、光学部品基板側に近いものから順次第1
層,第2層,第3層,第4層及び第5層とした時、第1
層〜第5層の屈折率n1 〜n5 及び膜厚n1 1 〜n5
5 を、 0.25λ0 ≦n1 1 ≦0.50λ0 , 1.45≦n1 ≦1.47 0.03λ0 ≦n2 2 ≦0.07λ0 , 1.90≦n2 ≦2.20 0.03λ0 ≦n3 3 ≦0.15λ0 , 1.36≦n3 ≦1.65 0.45λ0 ≦n4 4 ≦0.54λ0 , 1.90≦n4 ≦2.20 0.24λ0 ≦n5 5 ≦0.26λ0 , 1.36≦n5 ≦1.40 の範囲内とすれば、可視光領域の光(波長が400nm 〜70
0nm)に対して、その反射率が1%以下に安定するという
優れた反射防止性能を有するようになる。
【0012】更に、第2層及び第4層の誘電体膜の組成
を、酸化ジルコニウムと酸化チタンの混合物,酸化プラ
セオジウムと酸化チタンの混合物及び酸化タンタルのい
ずれか1つとし、第3層の誘電体膜の組成を、酸化ケイ
素,フッ化マグネシウム及び酸化アルミニウムのいずれ
か1つとし、第5層の誘電体膜の組成を、フッ化マグネ
シウムとした場合には、より一層反射率を低減でき反射
防止性能を向上させることができるようになる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、ヤケ,傷等がある光学部品基板表面に、酸化ケイ素
SiOx (1≦x≦2)の誘電体膜を設けた場合と従来
の誘電体膜との比較について示す。光学部品基板となる
ガラスとして、ヤケ,傷等の発生し易いSK15を選び、
直径30mm, 厚さ3mmの形状に加工し、ピッチ研摩を行っ
たものを基板試料とする。この基板試料を、アルコー
ル, エーテル等で洗浄後、室温下で相対湿度100 %の容
器に入れ5日間保存する。このようにして高湿保存を行
った後の基板試料表面を観察すると、白い斑点状の白ヤ
ケ及びピッチ研摩の時についた細かい傷が見られた。こ
の白ヤケや傷等の発生している基板試料表面に、酸化ケ
イ素SiOx (1≦x≦2),フッ化マグネシウムMg
x (1≦x≦2)及びOH−5((株)オプトロンの
製品名,酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物)の各
組成で適当な厚さの誘電体膜を形成してその表面を観察
した。その結果を表1に示す。
【0014】尚、表1の各試料の表面状態の評価基準
は、全くヤケや傷等が観察されない状態をAランクと
し、誘電体膜を形成する前の表面状態(研摩,洗浄後、
室温且つ相対湿度100 %の環境下に5日間放置)をCラ
ンクとし、以下観察されるヤケ,傷等の程度によってA
〜Eの5段階とした。また、表中のλ0 は設計波長で、
λ 0 =510nm である。
【0015】
【表1】
【0016】表1から明らかなように、SiOx 膜で膜
厚が0.25λ0 以上のものは、膜形成前の表面状態よりも
良好となり、ヤケ,傷等の影響を目立たせなくする効果
があることがわかる。MgFx 膜については、膜厚に関
係なく膜形成前の表面状態と観察結果は変わらない。O
H−5膜では、膜厚が増えれば、逆にヤケ,傷等の外観
劣化が強調されて見える。
【0017】従って、膜厚0.25λ0 以上のSiOx 膜を
光学部品基板表面上に設けることにより、光学部品基板
表面にできるヤケ,傷等の外観劣化を目立たせなくする
ことができ、ヤケ,傷等を除去する研摩工程を省略する
ことが可能となる。次に、本発明の反射防止膜による反
射防止効果について示す。光学部品基板として、BK
7,SK15,LaK8の3種類の光学ガラスを使用し、
それぞれ直径30mm, 厚さ3mmの形状に加工し、表面をピ
ッチ研摩を行い、アルコール, エーテル等で洗浄後、室
温下で相対湿度100 %の環境下に5日間放置する。その
後、この3つの基板試料表面に、それぞれ表2に示す実
施例1〜3の異なる反射防止膜を形成する。
【0018】膜の形成方法としては、真空蒸着法を用
い、真空室内に試料基板をセットし、300 ℃まで加熱を
行い、真空度が1.0 ×10-5mbarになったところで蒸着を
開始した。そして、第1層,第2層及び第4層を蒸着す
る時には、反応ガスとして真空室内に真空度1.5 ×10-4
mbarまで酸素ガスを導入しながら蒸着を行った。また、
各層の膜厚は、光学式膜厚監視法に基づきモニターガラ
ス上の反射率を制御することにより調整した。
【0019】
【表2】
【0020】尚、表2中の第1層〜第5層は、光学部品
基板側に最も近い層から順次、第1層、第2層,第3
層,第4層及び第5層とした。そして、こうして作成し
た実施例1〜3の光学部品を大気中に取り出し、その表
面の観察を行い、その表面状態の評価(表1の評価方法
と同じ)を行った。その結果を表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】尚、表3中の比較例1,2は、実施例2,
3の第1層をSiOx からMgFx に置き換えたもので
ある。表3から明らかなように、第1層としてSiOx
膜を設けた各実施例1〜3が、共に膜蒸着前の表面状態
に比べて膜形成後の表面状態の評価が上がっているのに
対し、第1層としてMgFx 膜を設けた各比較例1,2
では表面状態の評価が同じか又は低下しており、第1層
としてSiOx 膜を設けることにより、基板表面のヤケ
や傷等を目立たせなくすることができる。
【0023】また、図1〜3に前記各実施例1〜3の反
射率特性を示す。図1〜3から明らかなように、波長42
0nm 〜680nm の領域において、反射率Rが、R≦0.5 %
という性能を有し、反射率特性としても高性能なものと
なっている。尚、本実施例では、第2層,第4層を酸化
チタンと酸化ジルコニウムの混合物を使用し、第3層を
MgFx を使用したが、これに限らず、第2層と第4層
に、酸化プラセオジウムと酸化チタンの混合物又は酸化
タンタルを使用してもよく、第3層に酸化ケイ素又は酸
化アルミニウムを使用しても、同様な結果を得ることが
できた。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射防止膜の基板側に最も近い第1層として、設計波長λ
0 とした時に、膜厚0.25λ0 以上のSiOx 膜を設ける
ことにより、基板表面のヤケや傷等を目立たせなくでき
るので、反射防止膜形成前に行っていた余分なヤケや傷
等の除去用研摩工程を省くことができ、生産性を向上で
きると共に反射防止膜付光学部品の製造コストの低減を
図ることができる。
【0025】また、反射防止膜を5層の積層構造とし、
各層の組成,膜厚,屈折率を特定することにより、従来
より反射率特性の良好な高性能な反射防止膜を有する光
学部品を製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学部品の表2に示す実施例1の反射
率特性を示す図
【図2】同上表2に示す実施例2の反射率特性を示す図
【図3】同上表2に示す実施例3の反射率特性を示す図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光透過性の光学部品基板の表面に、複数の
    誘電体膜を積層して反射防止膜を形成し、該反射防止膜
    の最も基板側に近い第1層の組成を、酸化ケイ素(Si
    x ,x:1≦x≦2)とし、その膜厚ndを、0.25λ
    0 ≦nd(λ 0 は設計波長)としたことを特徴とする反
    射防止膜を有する光学部品。
  2. 【請求項2】前記反射防止膜は、誘電体膜を5層に積層
    して形成し、前記光学部品基板側に近いものから順次第
    1層,第2層,第3層,第4層及び第5層とした時、第
    1層〜第5層の屈折率n1 〜n5 及び膜厚n11 〜n
    5 5 を、 0.25λ0 ≦n1 1 ≦0.50λ0 , 1.45≦n1 ≦1.47 0.03λ0 ≦n2 2 ≦0.07λ0 , 1.90≦n2 ≦2.20 0.03λ0 ≦n3 3 ≦0.15λ0 , 1.36≦n3 ≦1.65 0.45λ0 ≦n4 4 ≦0.54λ0 , 1.90≦n4 ≦2.20 0.24λ0 ≦n5 5 ≦0.26λ0 , 1.36≦n5 ≦1.40 の範囲内としたことを特徴とする請求項1記載の反射防
    止膜を有する光学部品。
  3. 【請求項3】第2層及び第4層の誘電体膜の組成を、酸
    化ジルコニウムと酸化チタンの混合物,酸化プラセオジ
    ウムと酸化チタンの混合物及び酸化タンタルのいずれか
    1つとし、第3層の誘電体膜の組成を、酸化ケイ素,フ
    ッ化マグネシウム及び酸化アルミニウムのいずれか1つ
    とし、第5層の誘電体膜の組成を、フッ化マグネシウム
    としたことを特徴とする請求項2記載の反射防止膜を有
    する光学部品。
JP3249510A 1991-09-27 1991-09-27 反射防止膜を有する光学部品 Pending JPH0585778A (ja)

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