專利名稱：防反射膜及光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防反射膜及具備該防反射膜的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
為了抑制透過光量的損失及防止重影或光暈，在用于照相用攝像機(jī)(包括數(shù)碼攝像機(jī))、播送用攝像機(jī)、在室外或車上設(shè)置的監(jiān)視攝像機(jī)、天體望遠(yuǎn)鏡等的鏡頭或防護(hù)玻璃罩的表面上設(shè)置有防反射膜。作為防反射膜，提出了一種以如下方式設(shè)計(jì)的膜結(jié)構(gòu):將低折射率膜和高折射率膜進(jìn)行層積，在各層的界面上生成的反射光和入射到各層的光線通過干涉而彼此抵消。例如，專利文獻(xiàn)I中公開一種4層的防反射膜，對(duì)于入射到光學(xué)部件的光學(xué)面的波長(zhǎng)范圍在400nm以上700nm以下范圍的光線，光線的入射角為O度以上25度以下時(shí)，其反射率為0.5%，并且光線的入射角為O度以上60度以下時(shí)，其反射率為3.5%以下。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種12層的防反射膜，在波長(zhǎng)為280nm 700nm的范圍內(nèi)，按照入射角5度測(cè)得的反射率小于1%。另外，專利文獻(xiàn)3中公開了由11層層積膜構(gòu)成的防反射膜及由13層層積膜構(gòu)成的防反射膜。重影或光暈是由于入射到透鏡的光在透鏡表面反射，該反射光入射到攝像面而發(fā)生的。防反射膜在人眼能夠感知的可視光區(qū)域內(nèi)具有低反射率，因此，通過在透鏡表面設(shè)置這樣的防反射膜對(duì)減少重影或光暈是有效的?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-284040號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-26820號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-217445號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題近年來，光學(xué)系統(tǒng)所要求的光學(xué)性能變高，伴隨該情況，對(duì)防反射膜也要求提高其性能。而且近年來，伴隨著透鏡大口徑化及廣角化的發(fā)展，入射到透鏡的光線的入射角范圍趨于擴(kuò)大。如果光線的入射角范圍擴(kuò)大，則重影變得易發(fā)生。光學(xué)面是球面的彎月形凹透鏡的情況下，光學(xué)面的曲率是一定的，因此在光學(xué)面反射的重影光傾向于在攝像面上均勻分散。相對(duì)于此，光學(xué)面是非球面的彎月形凹透鏡的情況下，光學(xué)面的面角度的變化率或曲率并不一樣，因此在光學(xué)面反射的重影光傾向于集中在攝像面的一部分上。因此，即使通過形成防反射膜而在球面的彎月形凹透鏡能夠?qū)⒅赜暗陌l(fā)生抑制地足夠低，但在非球面的彎月形凹透鏡上形成和上述同樣的分光反射率特性的防反射膜時(shí)，卻存在在圖像的一部分上有明顯的紅色重影生成的情況。以往，通過使防反射膜的膜數(shù)多層化、適當(dāng)設(shè)定各層的構(gòu)成材料、折射率及膜厚等參數(shù)，能夠?qū)⒃诳梢暪鈪^(qū)域的反射率一致地抑制成低反射率。但是，僅將在可視光區(qū)域的反射率一致地抑制成低反射率，卻存在很難充分滿足近年來光學(xué)系統(tǒng)所要求的光學(xué)性能的情況。本發(fā)明的主要目的是提供一種防反射膜及具備該防反射膜的光學(xué)元件，所述防反射膜的特征在于，即使是對(duì)于所形成的光學(xué)面為非球面的非球面透鏡，特別是彎月形凹透鏡等非球面透鏡，所述防反射膜也能夠使其滿足近年來光學(xué)系統(tǒng)所要求的光學(xué)性能，并且能夠有效減少重影的發(fā)生。解決課題的方法本發(fā)明的第I方面是一種防反射膜，其形成在光學(xué)部件的光學(xué)面，防止入射到所述光學(xué)面上的光線的反射，其特征在于，作為光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率Pl和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足Pl > P2的關(guān)系,其中，與所述第I波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第I波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第I波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。本發(fā)明的第2方面是如上述第I方面所述的防反射膜，其特征在于，其具有從所述光學(xué)部材側(cè)向空氣側(cè)依次層積的第I層、第2層和第3層，所述第I層具有第I折射率，所述第2層具有第2折射率，所述第3層具有第3折射率，所述第2折射率比所述第I折射率大，并且所述第I折射率比所述第3折射率大的情況下，光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)，450nm 550nm波長(zhǎng)范圍中的短波長(zhǎng)側(cè)的反射率的最大值比600nm 750nm波長(zhǎng)范圍中的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率的最大值大。本發(fā)明的第3方面是如上述第2方面所述的防反射膜，其特征在于，所述第I層由2層以上的層構(gòu)成，該第I層中組合了至少一層具有所述第2折射率的層和至少一層具有所述第3折射率的層。本發(fā)明的第4方面是如上述第I 3任意一方面所述的防反射膜，其中，形成所述最大反射率Pl的波長(zhǎng)為470nm以上且不足550nm。本發(fā)明的第5方面是如上述第2 4任意一方面所述的防反射膜，其中，所述第I折射率為1.55 1.80，所述第2折射率為1.80 2.60，所述第3折射率為1.30 1.55。本發(fā)明的第6方面是如上述2 5任意一方面所述的防反射膜，其中，所述第I層由含有氧化鋁、氧化鋯、氧化硅中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成，所述第2層由含有氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈮、氧化鉭中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成，所述第3層由含有氟化鎂、氧化硅中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成。本發(fā)明的第7方面是一種光學(xué)元件，其具備具有光學(xué)面的光學(xué)部件和在所述光學(xué)面上形成的防反射膜，其特征在于，對(duì)于所述防反射膜，作為光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率Pl和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足Pl > P2的關(guān)系，其中，與所述第I波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第I波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第I波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。本發(fā)明的第8方面是如上述第7方面所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)部件是具有非球面形狀的凹面的彎月形凹透鏡，所述防反射膜形成在所述彎月形凹透鏡的凹面。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于是以較少層數(shù)的防反射膜構(gòu)成的，因此防反射膜整體的光學(xué)特性的偏差較少，能夠有效地減少重影的發(fā)生。


[圖1]是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性的圖。[圖2]是對(duì)以往的防反射膜的分光反射率特性與本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性進(jìn)行比較的圖。[圖3]表示本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的光學(xué)元件的構(gòu)成示例的截面圖。[圖4]是圖3的K部(光軸附近部位)的放大圖。[圖5]是表示第I實(shí)施例及其變形例I中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖6]是表示第I實(shí)施例的變形例2中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖7]是表示第2實(shí)施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖8]是表示第3實(shí)施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖9]是表示第4實(shí)施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖10]是表示第5實(shí)施例中所涉及的防反射膜的分光反射特性的圖。[圖11]是表示第6實(shí)施例中所涉及的防反射膜的反光反射特性的圖。[圖12]是表示入射角為20度和30度時(shí)分光反射率特性的圖，其中，A是入射角為20度時(shí)分光反射率特性的圖，B是入射角為30度時(shí)分光反射率特性的圖。[圖13]是表示入射角為40度和50度時(shí)分光反射率特性的圖，其中，A是入射角為40度時(shí)分光反射率特性的圖，B是入射角為50度時(shí)分光反射率特性的圖。[圖14]是表示入射角為60度和70度時(shí)分光反射率特性的圖，其中，A是入射角為60度時(shí)分光反射率特性的圖，B是入射角為70度時(shí)分光反射率特性的圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。首先，關(guān)于本發(fā)明是基于何種技術(shù)思想完成的進(jìn)行敘述。以往防反射膜的設(shè)計(jì)思想是將在可視光區(qū)域的光線的反射一致地抑制在低反射。另外，利用防反射膜防止光的反射的效果是通過如下過程得到的，即在防反射膜的表面反射的光與在防反射膜的背面反射的光發(fā)生干涉，由此使彼此間光的波抵消而得到該防止光反射的效果。此時(shí)，能夠得到反射防止效果的波長(zhǎng)帶根據(jù)防反射膜的構(gòu)成材料、折射率、膜厚等參數(shù)發(fā)生變化。因此，使防反射膜多層化能夠在更廣的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)將光線的反射抑制地更低。因此，按照以往的設(shè)計(jì)思想通過使防反射膜多層化來得到期望的反射率特性。但是，在由本發(fā)明人實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中確認(rèn)了有如下現(xiàn)象:即使使用基于以往設(shè)計(jì)思想而將可視光區(qū)域光線的反射抑制在低反射的防反射膜，也不能有效地降低在攝像光學(xué)系統(tǒng)中重影的發(fā)生。具體地說，在將彎月形凹透鏡用于第I透鏡的攝像光學(xué)系統(tǒng)中，對(duì)于將凹面形成為球面的彎月形凹透鏡及將凹面形成為非球面的彎月形凹透鏡來說，按照以往的設(shè)計(jì)思想均形成同樣特性的防反射膜，在攝像光學(xué)系統(tǒng)中確認(rèn)到了重影的發(fā)生狀況。對(duì)于重影的評(píng)價(jià)有利用光學(xué)數(shù)據(jù)(亮度數(shù)據(jù)等)進(jìn)行評(píng)價(jià)的情況，也有用目視對(duì)拍攝到的圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)的情況，本發(fā)明人是用目視進(jìn)行評(píng)價(jià)的。其結(jié)果為，使用將凹面形成為球面的彎月形凹透鏡的情況下，即使入射到透鏡的光學(xué)面的光線的入射角發(fā)生變化，也能夠充分抑制重影的發(fā)生。相對(duì)于上述結(jié)果，使用將凹面形成為非球面的彎月形凹透鏡的情況下，觀察到了光線的入射角在特定的范圍(30° 70° )時(shí)重影的發(fā)生變得明顯的現(xiàn)象。鑒于上述事實(shí)，本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想并不是僅將在可視光區(qū)域的光線的反射一致地抑制在低反射的這種以往的設(shè)計(jì)思想，而是考慮到了實(shí)際中在攝像光學(xué)系統(tǒng)中生成的重影的色彩平衡，構(gòu)思出對(duì)重影的減少有效的防反射膜的光學(xué)特性。以下進(jìn)行說明。首先，本發(fā)明的主要技術(shù)思想如下:防反射膜形成在光學(xué)部件的光學(xué)面，防止入射到該光學(xué)面的光線的反射，作為作為光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)所述防反射膜的分光反射率特性，第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率Pl和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足Pl > P2的關(guān)系，其中，與所述第I波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，并且通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第I波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第I波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。所述第I波長(zhǎng)范圍是波長(zhǎng)450nm以上且不足550nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)范圍，以光的顏色表示的話，相當(dāng)于黃色 紅色的波長(zhǎng)范圍。第2波長(zhǎng)范圍是600nm以上且不足750nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)范圍，以光的顏色表示的話，相當(dāng)于藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)范圍重影的亮度差異是指成為重影的發(fā)生要因的光(以下稱為“重影光”)的各顏色的亮度的差異。若重影光的顏色成分中黃色 紅色的亮度高時(shí)，特別是紅色的亮度高時(shí)，實(shí)際攝像到的圖像中的實(shí)像與重影間的色差變得明顯，因此重影變得顯而易見。因此，在本發(fā)明中，作為防反射膜的光學(xué)特性 ，使以重影的形式醒目的黃色 紅色波長(zhǎng)區(qū)域的反射率降低，而且使在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加，使得黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域與藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的重影的亮度差異變小(優(yōu)選能夠抵消該亮度差異的程度)，通過上述方法實(shí)現(xiàn)了重影的減少。使在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加到何種程度由以下因素來決定即可，例如那時(shí)圖像中殘存的重影的亮度差異希望減少到何種程度，或者在藍(lán)色和紅色區(qū)域相差何種程度等。另外，在本發(fā)明中，作為光線按照入射角O度入射到光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，通過使反射率在規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使得在黃色 紅色的波長(zhǎng)領(lǐng)域的反射率降低。另外，在本發(fā)明中，作為光線按照入射角O度入射到光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，使在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加，使得相對(duì)于黃色的波長(zhǎng)區(qū)域的短波長(zhǎng)側(cè)的反射率Rl與相對(duì)于黃色的波長(zhǎng)區(qū)域的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率R2之間滿足Rl ^ R2的關(guān)系。這里所記述的“入射角”是指入射到光學(xué)面的光線相對(duì)于垂直于光學(xué)面的軸所形成的角度。因此，例如，如果光學(xué)面為透鏡的表面，則入射到透鏡表面的光線相對(duì)于透鏡的光軸所形成的角度就是入射角。根據(jù)具有上述光學(xué)特性的防反射膜，通過使在黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率降低，可以將黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的重影的亮度抑制成低亮度。除此之外，如果使在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加，則可以對(duì)原來紅色醒目的重影的色彩平衡進(jìn)行補(bǔ)正。具體地說，利用藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域(第I區(qū)域)的重影來消除黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域(第2區(qū)域)的重影。因此，可以使重影(特別是紅色的重影)變成不是很醒目的狀態(tài)。相對(duì)為短波長(zhǎng)側(cè)的第I區(qū)域和相對(duì)為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的第2區(qū)域以黃色的波長(zhǎng)帶和綠色的波長(zhǎng)帶的邊界的波長(zhǎng)為基準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)分。(防反射膜的光學(xué)特性)以下，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想對(duì)防反射膜的光學(xué)特性進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性的圖。在圖1中，關(guān)于在光學(xué)部件的光學(xué)面上形成的防反射膜，以縱軸代表光的反射率(%)，以橫軸代表波長(zhǎng)(nm)，用實(shí)線曲線來表示光線按照入射角O度入射到光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性。另外，附圖中的符號(hào)表示下述事項(xiàng)。Wl:第I波長(zhǎng)范圍的波長(zhǎng)寬度W2:第2波長(zhǎng)范圍的波長(zhǎng)寬度Pl:第I波長(zhǎng)范圍(Wl)中的最大反射率P2:第2波長(zhǎng)范圍(W2)中的最大反射率Ql:第I波長(zhǎng)范圍(Wl)中的最小反射率Q2:第2波長(zhǎng)范圍(W2)中的最小反射率Hl:第I波長(zhǎng)范圍(Wl)中的最大反射率Pl與最小反射率Ql之差(反射率差)H2:第2波長(zhǎng)范圍(W2)中的最大反射率P2與最小反射率Q2之差(反射率差)作為第I波長(zhǎng)范圍的Wl具有從分光反射率特性中最短波長(zhǎng)側(cè)的極小點(diǎn)到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的規(guī)定波長(zhǎng)寬度(50nm 200nm)。作為Wl的短波長(zhǎng)側(cè)的一端(極小點(diǎn))存在于400nm 500nm的范圍。Wl的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端位于500nm 600nm的范圍。作為第2波長(zhǎng)范圍的W2具有從W2的短波長(zhǎng)側(cè)的一端到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的規(guī)定的波長(zhǎng)寬度(50nm 200nm)。W2的短波長(zhǎng)側(cè)的一端與分光反射率特性中的Wl的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端相同。因此，W2的短波長(zhǎng)側(cè)的一端位于500nm 600nm的范圍。W2的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端位于550nm 750nm的范圍。由上述可知，第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端在400nm 500nm的范圍內(nèi)，并取決于存在于該范圍內(nèi)的極小點(diǎn)的位置(波長(zhǎng))。另外，第I波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端在500nm 600nm的范圍內(nèi)，取決于從如上述那樣確定的第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)位移規(guī)定波長(zhǎng)寬度Wl所達(dá)到的位置。與此相對(duì)，第2波長(zhǎng)范圍(W2)的短波長(zhǎng)側(cè)的另一端由與第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端相同的位置來決定。另外，第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的端在550nm 750nm的范圍內(nèi)，取決于從如上述那樣確定的第2波長(zhǎng)范圍(W2)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)位移規(guī)定波長(zhǎng)寬度W2所達(dá)到的位置。因此，第2波長(zhǎng)范圍(W2)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端所能在的波長(zhǎng)范圍取決于第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端在什么位置(波長(zhǎng))，然后取決于第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)另一端和第2波長(zhǎng)范圍(W2)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端存在于距上述位置什么程度的波長(zhǎng)寬度的位置，進(jìn)一步取決于第2波長(zhǎng)范圍(W2)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)另一端存在于距此位置規(guī)定的波長(zhǎng)寬度。因此，例如第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端在400nm，Wl的波長(zhǎng)寬度為200nm、W2的波長(zhǎng)寬度為200nm時(shí)，受上述的波長(zhǎng)范圍的限制，第2波長(zhǎng)范圍(W2)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端在750nm。另外，第I波長(zhǎng)范圍(Wl)的短波長(zhǎng)側(cè)的一端在450nm，Wl的波長(zhǎng)寬度為50nm、W2的波長(zhǎng)寬度為IOOnm時(shí)，第2波長(zhǎng)范圍(W2)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的另一端在600nm。向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的位移在圖示的防反射膜的分光反射率特性中，反射率在規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)。作為一個(gè)示例，如果規(guī)定值設(shè)為1.0%，則反射率在1.0%以下的波長(zhǎng)范圍基本在430nm 820nm的范圍內(nèi)。這種情況下，反射率為1.0%以下的波長(zhǎng)范圍的中心波長(zhǎng)約為625nm。與此相對(duì),如果可視光區(qū)域?yàn)?00nm 700nm,則可視光區(qū)域的中心波長(zhǎng)為550nm。因此，反射率為1.0%以下的波長(zhǎng)范圍的中心波長(zhǎng)向相對(duì)于可視光區(qū)域的中心波長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)偏離。具體地說，從可視區(qū)域的中心波長(zhǎng)偏移超過了 50nm，在75nm左右。為此，如果把可視光區(qū)域看做中心，則分光反射率特性的特性曲線整體位移至長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)。因此，可以使相對(duì)于紅色的波長(zhǎng)區(qū)域( 780nm)為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)且到波長(zhǎng)820nm為止的范圍的反射率控制在1.0%以下。也就是說，反射率為1.0%以下的波長(zhǎng)區(qū)域超過紅色的波長(zhǎng)區(qū)域擴(kuò)大到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)。(短波長(zhǎng)側(cè)和長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率的相對(duì)關(guān)系)作為所述防反射膜的分光反射率特性，相對(duì)于黃色的波長(zhǎng)區(qū)域的短波長(zhǎng)側(cè)的反射率Rl與相對(duì)于黃色的波長(zhǎng)區(qū)域的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率R2之間,滿足Rl = R2的關(guān)系。短波長(zhǎng)側(cè)的反射率Rl相當(dāng)于以波長(zhǎng)寬度Wl規(guī)定的第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率，長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率R2相當(dāng)于以波長(zhǎng)寬度W2規(guī)定的第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率。最大反射率Pl存在于波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的范圍內(nèi)。最大反射率P2存在于波長(zhǎng)600nm以上且小于750nm的范圍內(nèi)。將波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率最大的位置作為“最大反射率Pl”即可。在 波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的波長(zhǎng)范圍存在2個(gè)以上的極大值的情況下，將反射率相對(duì)較高的極大值作為“最大反射率P1”即可。同樣地，將波長(zhǎng)600nm以上且小于750nm的范圍反射率最大的位置作為“最大反射率P2”即可。波長(zhǎng)600nm以上且小于750nm的范圍內(nèi)存在2個(gè)以上的極大值的情況下，將反射率相對(duì)較高的極大值作為“最大反射率P2”即可。最大反射率Pl優(yōu)選存在于波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選存在于470nm以上且小于530nm的范圍內(nèi)。在本實(shí)施方式中，最大反射率Pl存在于波長(zhǎng)500nm附近。根據(jù)不同波長(zhǎng)的光的顏色成分來看，波長(zhǎng)500nm是正好相當(dāng)于藍(lán)色和綠色的邊界部分的波長(zhǎng)。最大反射率P2在波長(zhǎng)600nm以上且小于750nm的范圍內(nèi)，存在于波長(zhǎng)650nm的附近。根據(jù)不同波長(zhǎng)的光的顏色成分來看，波長(zhǎng)650nm正好是相當(dāng)于紅色成分的波長(zhǎng)帶的中間部分的波長(zhǎng)。最大反射率Pl為例如0.5%以上3.0%以下，0.5%以上2.5%以下，優(yōu)選0.5%以上2.0%以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.6%以上1.5%以下，更進(jìn)一步優(yōu)選0.6%以上1.0%以下即可。在本實(shí)施方式中，最大反射率Pl約為0.75%。在滿足所述Rl ^ R2關(guān)系的條件下，最大反射率P2例如為2.5%以下，優(yōu)選1.5%以下，進(jìn)一步優(yōu)選1.0%以下，更進(jìn)一步優(yōu)選0.5%以下即可。在本實(shí)施方式中，在最大反射率P2處反射率約為0.45%。在最大反射率Pl處的反射率Rl是在波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的范圍內(nèi)的最大反射率，在最大反射率P2處的反射率R2是在波長(zhǎng)600nm以上且小于750nm的范圍內(nèi)的最大反射率。在表示防反射膜的分光反射率特性的特性曲線中，最大反射率是指與在上側(cè)以凸的形狀山形分布的波形的頂部對(duì)應(yīng)的反射率。在不存在該頂部的波長(zhǎng)范圍，最大反射率是指該波長(zhǎng)范圍中最大的反射率。波形的頂部的數(shù)量是由防反射膜的層數(shù)決定的。在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)示例設(shè)想為3層結(jié)構(gòu)的防反射膜，因此頂部的數(shù)量為2。另外，在本說明書中，將經(jīng)過波形的頂部而呈山形分布的波形定義為“峰波形”，根據(jù)上述定義，經(jīng)過最大反射率Pl時(shí)的頂部而呈山形分布的波形為峰波形1，經(jīng)過最大反射率P2時(shí)的頂部而呈山形分布的波形為峰波形2。峰波形I存在于為短波長(zhǎng)側(cè)的第I波長(zhǎng)范圍(Wl)，峰波形2存在于為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的第2波長(zhǎng)范圍(M)。峰波形I優(yōu)選為以最大反射率Pl的頂部為大致中心成左右對(duì)稱的形狀。這一點(diǎn)，對(duì)于峰波形2也是一樣的。另外，峰波形的分布寬度按照波長(zhǎng)換算規(guī)定為從峰波形的一側(cè)(短波長(zhǎng)側(cè))的底部部分到另一側(cè)(長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè))的底部部分的寬度。峰波形的高按照反射率換算規(guī)定為峰波形的頂部和底部部分的高低差。關(guān)于規(guī)定峰波形的高時(shí)所適用的底部部分，適用反射率相對(duì)低的底部部分。對(duì)于作為第I波長(zhǎng)范圍Wl，例如按照波長(zhǎng)換算在50nm以上200nm以內(nèi)的范圍內(nèi)，優(yōu)選為IOOnm以上150nm以內(nèi)的范圍即可。在圖1所示的本實(shí)施方式中，按照波長(zhǎng)換算，Wl約為120nm。另外，相對(duì)于W1，作為第2波長(zhǎng)范圍的W2較大，具體地說，按照波長(zhǎng)換算，W2約為 180nm。對(duì)于以(Pl-Ql)表示的反射率差H1，例如按照反射率換算為0.3%以上，優(yōu)選為
0.4%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5%以上即可。在本實(shí)施方式中，反射率差Hl按照反射率換算約為0.7%。另外，反射率差H1，以(P2-Q2)表示的反射率差H2較低。具體地說，按照反射率換算，反射率差H2約為0.4%。在所述防反射膜的分光反射率特性中，通過使反射率在規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使得在黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率降低。因此，能夠減輕黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的重影。另外，在所述防反射膜的分光反射率特性中，通過使相對(duì)于黃色的波長(zhǎng)區(qū)域的短波長(zhǎng)側(cè)的反射率大于長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率，使得在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率相對(duì)地增加。因此，利用藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的重影能夠抵消黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的重影。另外，如果通過使在黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率降低且使在藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加，使得重影的亮度差異變小，則能夠使重影的色彩平衡的偏差被消除。因此，能夠大幅減少作為重影而醒目的黃色 紅色(特別是紅色)的重影。另外，圖1所示的本實(shí)施方式中所涉及的防反射膜是以如下方式構(gòu)成的，其具備具有所述的峰波形I的分光反射率特性，根據(jù)該峰波形1，利用反射率高的顏色成分的光線抵消重影。因此，與以往為了將可視光區(qū)域的反射率一樣地抑制成低反射而多層化了的防反射膜相比，本實(shí)施方式中所涉及的防反射膜能夠以更少的層數(shù)有效地減少重影。另外，以相同層數(shù)的防反射膜進(jìn)行比較的情況下，相對(duì)于簡(jiǎn)單地將在可視光區(qū)域的反射率抑制成低反射率的設(shè)計(jì)思想的防反射膜，本發(fā)明能夠得到更高的重影減少效果。另外，作為防反射膜12的分光反射率特性，由于含有峰波形I，該峰波形I為在波長(zhǎng)450nm以上且小于550nm的范圍內(nèi)存在最大反射率P1，因此能夠有效的減少在攝像光學(xué)系統(tǒng)中醒目的黃色 紅色成分(特別是紅色成分)的重影。此時(shí)，由于最大反射率Pi的存在，使得藍(lán)色 綠色波長(zhǎng)區(qū)域的反射率增加，如果增加的程度在使黃色 紅色的波長(zhǎng)區(qū)域與藍(lán)色 綠色的波長(zhǎng)區(qū)域的亮度差異變小的程度即可，優(yōu)選互相抵消的程度。此處，為了比較，將以往的防反射膜的分光反射率特性與本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性示于圖2。在圖2中，以往的防反射膜的分光反射率特性用虛線表示，本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性用實(shí)線表示。從圖中可以看出，以往的防反射膜的分光反射率特性中，在波長(zhǎng)400nm以上且小于500nm的范圍內(nèi)存在最大反射率P3的同時(shí)，在波長(zhǎng)500nm以上且小于660nm的范圍內(nèi)存在最大反射率P4。但是，在最大反射率P3處的反射率比0.5%低。另外，在最大反射率P3處的反射率也比在最大反射率P4處的反射率低。而且，反射率為1.0%以下的波長(zhǎng)范圍(405nm 735nm)的中心波長(zhǎng)(570nm)位于可視光區(qū)域的中心波長(zhǎng)附近。另外,波長(zhǎng)從700nm到800nm范圍內(nèi)反射率急劇上升，在波長(zhǎng)800nm處反射率約升高到3.5%。與此相對(duì)，本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的分光反射率特性中，在波長(zhǎng)450nm 550nm的范圍內(nèi)存在特殊的帶域，該特殊的帶域顯示出高反射率。另外，與以往相比較，在本發(fā)明的防反射膜的分光反射率特性中，將反射率控制在1.0%以下的波長(zhǎng)帶域整體位移至長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè),其波長(zhǎng)范圍也變寬。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的光學(xué)元件的構(gòu)成示例的截面圖，圖4是圖3的K部(光軸附近部位)的放大圖。圖示的光學(xué)元件10是使用作為光學(xué)部件的一個(gè)示例的彎月形凹透鏡11構(gòu)成的。彎月形凹透鏡11是例如由高折射率(折射率nd為1.50以上即可，優(yōu)選1.70以上，進(jìn)一步優(yōu)選1.85以上的玻璃)的光學(xué)玻璃作為透鏡基材一體成型而成的。彎月形凹透鏡11分別具有成為光學(xué)面的第I面rl和第2面r2。第I面rl基本是平坦的面。但是,第I面rl也可以是相對(duì)于平坦?fàn)顟B(tài)稍微突出了的非球面形狀的凸面或者是相對(duì)于平坦?fàn)顟B(tài)稍微凹陷了的非球面形狀的凹面。第2面r2是由平坦的狀態(tài)形成的大的凹陷的凹面，更詳細(xì)的說是非球面形狀的凹面。在這種情況下，最大平面角度可以達(dá)到40° 70°，在以下的實(shí)施例中為43。ο`在彎月形凹透鏡11的第2面r2(非球面形狀)上形成防反射膜12。該防反射膜12是具有上述圖1所示的分光反射率特性的膜。這種情況的分光反射率特性是按照入射角O度光線入射到彎月形凹透鏡11的光學(xué)中心上時(shí)得到的。防反射膜12是由第I層12a、第2層12b及第3層12c形成的3層結(jié)構(gòu)。各層是按如下順序進(jìn)行層積的:從彎月形凹透鏡11的第2面r2的近側(cè)開始，依次層積第I層12a(具有第I折射率的第I層)、第2層12b (具有第2折射率的第2層)及第3層12c (具有第3折射率的第3層)。各個(gè)層是互相使用不同構(gòu)成材料來形成的。本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜的基本的膜構(gòu)成例如是上述的3層結(jié)構(gòu)的話，則其結(jié)構(gòu)是從透鏡基材側(cè)向空氣側(cè)(外側(cè))依次層積xM、yH、zL的結(jié)構(gòu)。符號(hào)M、H、L分別代表薄膜材料的折射率，可以將M設(shè)定為1.55 1.80 (第I折射率)，將H設(shè)定為
1.80 2.60 (第2折射率)，將L設(shè)定為1.30 1.55 (第3折射率)，可以以M、H、L值不重復(fù)的形式進(jìn)行設(shè)定。另外，符號(hào)x、y、z分別代表光學(xué)膜厚，可以以Sub/xM/yH/zL/Air的形式進(jìn)行表述。該光學(xué)膜厚表示為nd=k/4X Xci，其中k為光學(xué)膜厚系數(shù)。這里，λ^ = 550ηπι。另外，符號(hào)x、y、ζ的數(shù)值可以適用如下的數(shù)值范圍。
χ=0.70 2.40y=0.70 2.40z=0.70 1.30另外，可以將本發(fā)明的實(shí)施方式中所涉及的防反射膜替換為等價(jià)膜。而且，防反射膜的層結(jié)構(gòu)并不僅限于3層，可以將具有第I折射率M的第I層置換成由2層以上的層構(gòu)成的等價(jià)膜。該與第I折射率M等價(jià)的等價(jià)膜具有與第I層同等的特性，這種情況下，可如后述那樣采用4 7層。另外，作為各層的膜材料，可適用氧化鋁、氧化錯(cuò)、氧化鈦、氧化娃、氧化銀、氧化鉭、氟化鎂等，例如，可以將氧化錯(cuò)和氧化鈦按規(guī)定比例進(jìn)行混合作為I層的膜材使用。更優(yōu)選如下。另外，在以下的說明中，以空氣(Air)的折射率為10000來進(jìn)行說明。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種防反射膜，其形成在光學(xué)部件的光學(xué)面上，防止入射到所述光學(xué)面上的光線的反射，其特征在于，作為光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率Pl和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足Pl > P2的關(guān)系，其中，與所述第I波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)， 通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第I波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第I波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。
2.按權(quán)利要求1所述的防反射膜，其特征在于，其具有從所述光學(xué)部材側(cè)向空氣側(cè)依次層積的第I層、第2層和第3層，所述第I層具有第I折射率，所述第2層具有第2折射率，所述第3層具有第3折射率， 在所述第2折射率比所述第I折射率大，并且所述第I折射率比所述第3折射率大的情況下，光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)，450nm 550nm波長(zhǎng)范圍中的短波長(zhǎng)側(cè)的反射率的最大值比600nm 750nm波長(zhǎng)范圍中的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的反射率的最大值大。
3.按權(quán)利要求2所述的防反射膜，其特征在于，所述第I層由2層以上的層構(gòu)成，該第I層中組合了至少一層具有所述第2折射率的層和至少一層具有所述第3折射率的層。
4.按權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的防反射膜，其中，形成所述最大反射率Pl的波長(zhǎng)為470nm以上且不足550nm。
5.按權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的防反射膜，其中，所述第I折射率為1.55 1.80，所述第2折射率為1.80 2.60，所述第3折射率為1.30 1.55。
6.按權(quán)利要求2 5任一項(xiàng)所述的防反射膜，其中，所述第I層由含有氧化鋁、氧化鋯、氧化硅中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成， 所述第2層由含有氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈮、氧化鉭中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成， 所述第3層由含有氟化鎂、氧化硅中的任一種物質(zhì)的材料構(gòu)成。
7.一種光學(xué)元件，其具備具有光學(xué)面的光學(xué)部件和在所述光學(xué)面上形成的防反射膜，其特征在于，對(duì)于所述防反射膜，作為光線以入射角為O度入射到所述光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，第I波長(zhǎng)范圍中的最大反射率Pl和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足Pl >P2的關(guān)系，其中，與所述第I波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)， 通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第I波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第I波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。
8.按權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)部件是具有非球面形狀的凹面的彎月形凹透鏡，所述防反射膜形成在所述彎月形凹透鏡的凹面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防反射膜及光學(xué)元件，能夠有效地減少重影的發(fā)生，該防反射膜形成在光學(xué)部件的光學(xué)面上，防止入射到所述光學(xué)面上的光線的反射，其特征在于，作為光線以入射角為0度入射到所述光學(xué)面時(shí)的分光反射率特性，第1波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P1和第2波長(zhǎng)范圍中的最大反射率P2滿足P1＞P2的關(guān)系，其中，與所述第1波長(zhǎng)范圍相比，第2波長(zhǎng)范圍為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，通過使反射率為規(guī)定值以下的波長(zhǎng)范圍位移至相對(duì)于所述第2波長(zhǎng)范圍的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)，使所述第2波長(zhǎng)范圍中的反射率降低，同時(shí)使所述第1波長(zhǎng)范圍中的反射率增加，以使所述第1波長(zhǎng)范圍和所述第2波長(zhǎng)范圍的重影的亮度差異減小。
文檔編號(hào)G02B1/11GK103091734SQ20121042121
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者川岸秀一朗, 山下照夫 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社