JPH0772304A - 反射防止膜 - Google Patents

反射防止膜

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JPH0772304A
JPH0772304A JP5168396A JP16839693A JPH0772304A JP H0772304 A JPH0772304 A JP H0772304A JP 5168396 A JP5168396 A JP 5168396A JP 16839693 A JP16839693 A JP 16839693A JP H0772304 A JPH0772304 A JP H0772304A
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JP
Japan
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layer
antireflection film
film
optical
thickness
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Pending
Application number
JP5168396A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Ando
正樹 安藤
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0772304A publication Critical patent/JPH0772304A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images

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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像素子としてCCDを用いた光学系に
対して優れた透過特性と、ゴースト,フレアを防止する
効果を備えた反射防止膜を提供する。 【構成】 R,G,Bの3色のバンドパスフィルタを配
してなるカラー撮像素子に結像するための光学素子2面
上に設けられる4層構成の反射防止膜1において、光学
素子面側から順に第1層,第2層,第3層,第4層とし
たときに、各層の屈折率を順にn1 ,n2 ,n3 ,n4
とすると共に、光学素子の屈折率をn0 とすると、n2
は他に比べて最もn0 に近く、また、n1 ,n4 <n0
<n3 の関係を有し、且つ所定波長をλ0 としたとき、
各層の厚さと屈折率の積で表される光学的厚さD1 ,D
2 ,D3 ,D4 は、D1 =0.375λ0 〜0.575
λ0、D2 =0.125λ0 〜0.250λ0 、D3
0.435λ0 〜0.700λ0 、D4 =0.215λ
0 〜0.350λ0 である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラ等
に用いられる光学系レンズの反射防止膜に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学部品の表面反射防止として
は、MgF2 を真空蒸着法により、設計波長のλ/4の
光学膜厚を持った薄膜を基板上に形成することにより、
反射防止効果を得ていた。
【0003】しかし、ズームレンズ系等の高性能が要求
される用途では、単層のコーティングでは充分な効果が
得られないため、反射防止効果の高い2層以上のマルチ
コーティングが用いられてきた。しかしながら、撮像素
子に電荷結合素子(以下、CCDと称する。)を用いて
いる光学系に可視域全域において最適化されたCCDの
3感度ピークにおいて、必ずしも高い反射防止効果を示
すとは限らず、むしろ反射防止において感度ピークと谷
の位置は一致していなかった。
【0004】このため、CCDの高感度波長帯域におい
て、その反射防止効果が小さく、低感度波長帯域におい
てその反射防止効果が大きいという非効率的な特性とな
っているため、内面反射によるフレア,ゴーストを除去
しきることができなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオカメ
ラ等の撮像系に用いられるCCDは、単板式カラーの場
合、原色或いは補色のフィルタが各画素の前面位置に設
けられており、それぞれのフィルタの特性によって赤
(R)、緑(G)、青(B)の感度特性が異なる。
【0006】例えば、図3に一般的なCCDの相対感度
の波長特性の一例を示す。この特性図において、400
nm〜700nmの可視域においては、CCDは3つの
感度帯を持っており、それらはそれぞれ1つのピークを
有している。このような感度特性を持つCCDを用いた
光学系に、例えば図4に示すような分光特性を有した基
本的な4層からなる反射防止膜を適用させた場合、図3
の11で示すG感度ピークに対しては、図4の分光特性
の谷の位置と一致しており、高い反射防止効果が得られ
ている。
【0007】しかしながら、図3の12で示すB感度ピ
ーク或いは13で示すR感度ピークと、図4に示す分光
特性の谷の位置は一般的には一致しておらず、このよう
な場合、ズームレンズ系の不要な内面反射として、CC
DがB或いはRの成分を取り込み易い状態になっている
ことを示す。
【0008】そこで本発明は、かかる従来の技術的な課
題に鑑みて提案されたものであって、固体撮像素子とし
てCCDを用いた光学系に対して優れた透過特性と、ゴ
ースト,フレアを防止する効果を備えた反射防止膜を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、R,G,Bの3色のバンドパスフィル
タを配してなるカラー撮像素子に結像するための光学素
子面上に設けられる4層構成の反射防止膜において、光
学素子面側から順に第1層,第2層,第3層,第4層と
したときに、各層の屈折率を順にn1 ,n2 ,n3 ,n
4 とすると共に、光学素子の屈折率をn0 とすると、n
2 は他に比べて最もn0 に近く、また、n1 ,n4 <n
0 <n3 の関係を有し、且つ所定波長をλ0 としたと
き、各層の厚さと屈折率の積で表される光学的厚さ
1 ,D2 ,D3 ,D4 は、D1 =0.375λ0
0.575λ0 、D2 =0.125λ0 〜0.250λ
0 、D3 =0.435λ0 〜0.700λ0 、D4
0.215λ0 〜0.350λ0 であることを特徴とす
る。
【0010】請求項1記載の反射防止膜において、第1
層または第4層に用いられる物質は、SiO2 及び/又
はMgF2 或いはそれらを主成分とした混合物であり、
第2層はAl2 3 ,CeF3 ,MgO,LaF3 の群
から選ばれる物質又はそれらを主成分とする混合物であ
り、第3層はTiO2 ,Ta2 5 ,ZrO2 ,CeO
2 の群から選ばれる物質又はそれらを主成分とする混合
物であることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の反射防止膜においては、CCDの感度
ピーク波長に対して有効となるように反射防止膜の各層
の屈折率と光学的厚さを規定しているので、4層構造で
ありながらそれ以上の層数を有した多層反射防止膜に相
当する優れた反射防止効果が得られる。したがって、か
かる反射防止膜を光学素子に施すことにより、より高い
透過光量が得られると共に、不要なゴースト,フレアが
低減する。
【0012】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例の反
射防止膜1は、図1に示すように、R,G,Bの3色の
バンドパスフィルタを配してなるカラー撮像素子(図示
は省略する。)に結像するための光学素子2の主面上に
設けられている。
【0013】かかる反射防止膜1は、4層の膜から構成
され、上記光学素子2の主面上に順次積層されることに
よって多層膜構造とされている。ここで、光学素子2面
側から順に第1層目の膜1a,第2層目の膜1b,第3
層目の膜1c,第4層目の膜1dとしたときに、各層の
屈折率を順にn1 ,n2 ,n3 ,n4 、該光学素子2の
屈折率をn0 とすると、n2 は他に比べて最もn0 に近
く、また、n1 ,n4<n0 <n3 なる関係とされてい
る。
【0014】また、光学素子2の所定波長をλ0 とした
とき、各層の厚さと屈折率の積で表される光学的厚さD
1(第1層目の膜1a) ,D2(第2層目の膜1b)
3(第3層目の膜1c) ,D4(第4層目の膜1d)
は、それぞれ次のような値とされている。すなわち、D
1 =0.375λ0 〜0.575λ0 、D2 =0.12
5λ0 〜0.250λ0 、D3 =0.435λ0 〜0.
700λ0 、D4 =0.215λ0 〜0.350λ0
なっている。
【0015】また、上記第1層目の膜1aまたは第4層
目の膜1dに用いられる物質は、SiO2 及び/又はM
gF2 或いはそれらを主成分とした混合物からなってい
る。一方、第2層目の膜1bは、Al2 3 ,Ce
3 ,MgO,LaF3 の群から選ばれる物質又はそれ
らを主成分とする混合物からなり、第3層目の膜1cは
TiO2 ,Ta2 5 ,ZrO2 ,CeO2 の群から選
ばれる物質又はそれらを主成分とする混合物からなって
いる。
【0016】上記のように、各層の屈折率と光学的厚さ
を規定することにより、優れた透過特性が得られると共
に、ゴースト,フレアの低減効果を図ることができる。
これについては、上記反射防止膜1を実際に以下の条件
の下に作成し、そのときの分光特性を調べた実験例で説
明する。
【0017】先ず、屈折率がn0 =1.59のガラス基
板(光学素子に相当する。)を所望の面精度に形成し、
真空槽内にセットする。必要ならば、所定の洗浄を施し
ておく。その後、真空度を上げながら、ガラス基板を3
00℃程度まで加熱し、5.0×10-6mbar程度の
開始真空度において、蒸着法を用いて所望の薄膜を形成
する。このとき、真空蒸着法の他にスパッタリング法や
イオンプレーティング法,イオンアシスト法を用いるこ
ともできる。
【0018】先ず、ガラス基板から数えて第1層目に
は、るつぼ内に入れた粉末状或いはペレット状,顆粒状
の二酸化ケイ素を電子ビーム法により加熱し、水晶式膜
厚計或いは光学式膜厚計によって、光学膜厚で0.44
6×λ/4[λは所定(設計)波長を示し、520nm
とする。]、或いは物理膜厚で41.59nmの厚さに
形成する。
【0019】第2層目には、同様の方法で酸化アルミニ
ウムを1.524×λ/4、或いは物理膜厚で122.
3nmの厚さに形成する。第3層目は、やはり同様の方
法によって、五酸化タンタルを2.269×λ/4、或
いは物理膜厚で140.5nmの厚さに形成する。五酸
化タンタルについては、電子ビーム法の他に抵抗加熱法
を用いてもよい。
【0020】第4層目には、同様な方法でフッ化マグネ
シウムを1.132×λ/4、或いは物理膜厚で10
6.7nmの厚さに形成する。酸化物を蒸着させる際、
酸素の解離によって、形成された膜に吸収が起きるのを
防止するために、酸素を8×10-5mbar〜6×10
-4mbar程度で補ってやるとよい。
【0021】このようにして4層の成膜を行った後、蒸
着槽内を大気開放して試料を取り出す。そして、得られ
た試料の分光特性を調べた。その結果を図2に示す。例
えば、図3に示すようなCCDについては、R,G,B
の感度のピーク位置がそれぞれ610nm、540n
m、440nmであるが、このような感度ピーク位置に
対して、上記のようにして得られた反射防止膜を対応さ
せることにより、それぞれのピーク位置では反射率がそ
れぞれ0.04%、0.04%、0.04%となり、非
常に高い反射防止効果を与えることができる。
【0022】このように、本発明では、CCD感度が可
視域(400nm〜700nm)全域で一様でない点に
着目し、特に反射防止効果を必要とするCCDの感度ピ
ーク波長に対して有効になるようにすることで、4層の
反射防止膜でありながら、それ以上の層数を持つ反射防
止膜に相当する反射防止効果を得ることができる。ま
た、本実施例では、CCDの感度ピーク位置は、CCD
の画素の手前に設けられた色フィルタの透過(吸収)特
性によって各々異なるが、ピーク位置の変化に対しても
構成される各層の膜厚を変えることによって随時対応す
ることが可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の反射防止膜においては、CCDの感度ピーク波長に
対して有効となるように反射防止膜の各層の屈折率と光
学的厚さを規定しているので、4層構造でありながらそ
れ以上の層数を有した多層反射防止膜に相当する優れた
反射防止効果を有する反射防止膜を提供することができ
る。したがって、本発明の反射防止膜を施した光学素子
を用いた光学系において、より高い透過光量を得ること
ができ、また不要なゴースト,フレア等を低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した反射防止膜の要部拡大断面図
である。
【図2】本発明を適用した反射防止膜の分光特性を示す
特性図である。
【図3】一般的なCCDの相対感度の波長特性の一例を
示す特性図である。
【図4】従来の4層構造の反射防止膜における分光特性
を示す特性図である。
【符号の説明】
1・・・反射防止膜 1a・・・第1層目の膜 1b・・・第2層目の膜 1c・・・第3層目の膜 1d・・・第4層目の膜 2・・・光学素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R,G,Bの3色のバンドパスフィルタ
    を配してなるカラー撮像素子に結像するための光学素子
    面上に設けられる4層構成の反射防止膜において、 光学素子面側から順に第1層,第2層,第3層,第4層
    としたときに、各層の屈折率を順にn1 ,n2 ,n3
    4 とすると共に、光学素子の屈折率をn0 とすると、 n2 は他に比べて最もn0 に近く、また、n1 ,n4
    0 <n3 の関係を有し、且つ所定波長をλ0 としたと
    き、各層の厚さと屈折率の積で表される光学的厚さ
    1 ,D2 ,D3 ,D4 は、 D1 =0.375λ0 〜0.575λ02 =0.125λ0 〜0.250λ03 =0.435λ0 〜0.700λ04 =0.215λ0 〜0.350λ0 であることを特徴とする反射防止膜。
  2. 【請求項2】 第1層または第4層に用いられる物質
    は、SiO2 及び/又はMgF2 或いはそれらを主成分
    とした混合物であり、第2層はAl2 3 ,CeF3
    MgO,LaF3 の群から選ばれる物質又はそれらを主
    成分とする混合物であり、第3層はTiO2 ,Ta2
    5 ,ZrO2 ,CeO2 の群から選ばれる物質又はそれ
    らを主成分とする混合物であることを特徴とする請求項
    1記載の反射防止膜。
JP5168396A 1993-06-16 1993-06-16 反射防止膜 Pending JPH0772304A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008250123A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujinon Corp 色分解光学系および撮像装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030520