JPH09113703A - 反射防止膜付合成樹脂レンズ - Google Patents

反射防止膜付合成樹脂レンズ

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JPH09113703A
JPH09113703A JP7270402A JP27040295A JPH09113703A JP H09113703 A JPH09113703 A JP H09113703A JP 7270402 A JP7270402 A JP 7270402A JP 27040295 A JP27040295 A JP 27040295A JP H09113703 A JPH09113703 A JP H09113703A
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JP
Japan
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refractive index
layer
synthetic resin
film thickness
optical film
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Pending
Application number
JP7270402A
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English (en)
Inventor
Kunihiko Yano
邦彦 矢野
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】強度と反射防止性能に優れた反射防止膜付合成
樹脂レンズを提供する。 【解決手段】屈折率1.58〜1.70の合成樹脂から
なるレンズ基材上に反射防止膜として、基材側から順
次、屈折率が1.43〜1.47である低屈折率物質か
らなる光学膜厚が0.40λ〜0.60λの第1層、屈
折率が1.90〜2.05である高屈折率物質からなる
光学膜厚が0.15λ〜0.30λの第2層。屈折率が
2.10〜2.50である高屈折率物質からなる光学膜
厚が0.20λ〜0.40λの第3層、屈折率が1.4
3〜1.47である低屈折率物質からなる光学膜厚が
0.20λ〜0.30λの第4層、が積層されたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡レンズ、カメ
ラレンズなど合成樹脂製レンズの反射防止膜に関する。
【0002】
【従来の技術】レンズ表面の反射による、ちらつきやゴ
ーストを防ぐために、表面に反射防止膜をつけるなどの
方法により可能な限り表面反射を減らすことが求められ
ている。
【0003】従来、可視光領域で有効な反射防止効果を
得るために、設計の中心となる波長λにおいて、光学膜
厚がλ/4、λ/2、λ/4あるいはλ/4、λ/4、
λ/4とした膜構成がよく用いられている。膜を構成す
る物質は、反射防止効果が十分得られるように、適当な
屈折率を持つ物質を選択しなければならない。特に広い
波長領域で低い反射率が得られる設計として、米国特許
第3185020号等に開示された最外層がλ/4の厚
さの低屈折率物質であり、その内側の2層目にλ/2の
厚さの高屈折率物質を、その内側がλ/4の厚さの中間
屈折率物質の層もしくはそれと同等の等価膜から構成さ
れる反射防止膜がある。実際には、ちょうど良い中間屈
折率の物質に適当なものが無いことが多く、米国特許第
3565509号や第3432225号に見られるよう
に、中間屈折率物質の層を低屈折率物質と高屈折率物質
を交互に積層した、2層あるいは3層の等価膜と置き換
えて、全体で4〜5層からなる反射防止膜とする場合が
多い。
【0004】この様な膜を作成する方法として、真空蒸
着法が一般的に良く用いられている。基材が合成樹脂で
ある場合、基材の変形を避けるために成膜時の基板温度
を低温(120℃以下)にしなければならない。そのた
め低温で成膜しても十分な強度を得られる蒸着物質とし
て、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、Ta25、Al2
3 等が単体もしくは混合物として用いられている。
【0005】近年、合成樹脂製レンズは薄型化や軽量化
をはかるために、従来良く用いられてきたn=1.50
程度の屈折率の材料以外に、n=1.60以上の屈折率
の高い材料が使われるようになってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この様な合成樹脂レン
ズに反射防止膜を作成する場合に、高屈折率の層をλ/
2の厚さに安定して作成する事が、通常行なわれている
真空蒸着法などでは、低温で蒸着した場合に厚さ方向の
屈折率の不均一が生じ易いために困難である。さらに、
基板に接するλ/4の厚さの中間屈折率物質の層を、そ
れと同等の等価膜とした場合、等価膜を構成する薄い層
の膜厚と屈折率を精密に制御しなくてはならず、再現性
良く作成することが非常に困難である。このため平均反
射率や視感反射率、干渉色などの反射特性がばらついて
しまう問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】この様な問題を解決する
ために、本発明の反射防止膜付合成樹脂レンズは、屈折
率1.58〜1.70の合成樹脂からなるレンズ基材上
に、基材側から順次、屈折率が1.43〜1.47であ
る低屈折率物質からなる光学膜厚が0.40λ〜0.6
0λの第1層。
【0008】屈折率が1.90〜2.10である高屈折
率物質からなる光学膜厚が0.15λ〜0.30λの第
2層。
【0009】屈折率が2.15〜2.50である高屈折
率物質からなる光学膜厚が0.20λ〜0.40λの第
3層。
【0010】屈折率が1.43〜1.47である低屈折
率物質からなる光学膜厚が0.20λ〜0.30λの第
4層。
【0011】が積層された構成とすることを特徴とす
る。λは設計の中心となる波長で、可視光領域の反射防
止効果を得る場合には480−550nm程度の範囲か
ら選ばれる。1層目の膜厚は大凡0.5λを中心に、2
層目は0.25λを中心として設定し、2層目と3層目
の膜厚は、各層と基板の屈折率に合わせて最適な反射防
止効果を得られるように調節する。
【0012】低屈折率物質としては、基材との密着性に
優れ、低温で成膜しても十分な強度を得られる物質とし
てSiO2 を用いる。
【0013】第2層の高屈折率物質としては、特に限定
しないが、屈折率が1.90〜2.10である材料から
広く選択することが可能である、例えばTiO2 、Zr
2、Ta25 、Al23 、CeO2 、HfO2 、L
23 、Nd23 、Pr酸化物等の物質を単体あるい
は2種類以上を混合して使用することができる。
【0014】第3層の高屈折率物質としては、十分な反
射防止効果を得るためには、2.15以上の屈折率を有
することが望ましく。TiO2 あるいはTiO2 が20
wt%以上であり、残部がZrO2 もしくはTa25
しくはLa、Y等の稀土類元素の酸化物である物質を用
いる。
【0015】TiO2 は真空蒸着をそのままの組成で行
なうか、脱ガスが少なく蒸発させるのが容易なTiO、
Ti23 、Ti35 、Ti47を単体、あるいは複数
混合させたものを基板上でTiO2 になるように酸素ガ
スを導入しながら反応蒸着する。
【0016】さらに低温で成膜しても十分な強度と屈折
率を得るために、少なくとも第3層を蒸着する時に、チ
ャンバ内に併設したイオン銃により加速した酸素イオン
ビームを同時に照射するイオンビームアシスト蒸着を行
なう事が有効である。
【0017】レンズ基材としては種々の合成樹脂が選択
可能であるが、基材の屈折率が1.58以下になると、
低屈折率物質のSiO2 の屈折率に近似してくるため、
本発明の構成では、良好な反射防止効果が得られない。
基材の屈折率が1.70以上となった場合にも良好な反
射防止効果が得にくくなる。
【0018】また、合成樹脂の耐擦傷性を改善するため
に、珪素を含有した有機物に、無機物の微粒子を分散さ
せたハードコーティングを施した基板の上に、本発明の
反射防止膜を積層する事もできる。
【0019】
【発明の実施の形態】
(実施例1)屈折率が1.66である含硫ウレタン樹脂
製レンズを真空槽内にセットして真空度が8×10-6
orrになるまで排気する。その後加速電圧500V、
イオン電流密度20μA/cm2 の酸素イオンビームを
照射して、イオンクリーニング処理を60秒間行った。
処理後以下に示す膜構成で反射防止膜を形成した。
【0020】設計の中心となる波長λを510nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.50λ 第2層 ZrO2 (屈折率2.00)を光学膜厚0.17λ 第3層 TiO2 (屈折率2.30)を光学膜厚0.37λ 第4層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.25λ となるように積層した。第3層のTiO2 はTi35
電子ビーム加熱により蒸発させると同時に、チャンバ内
に併設したイオン銃により加速した酸素イオンビームを
同時に照射するイオンビームアシスト蒸着によって作成
した。
【0021】本実施例の反射防止膜の分光反射率特性を
第1図に示す。片面の視感反射率が0.2%以下で青紫
色の干渉色を呈する優れた反射防止性能を得られた。ま
たこの反射防止膜は基板との密着性や、耐候性、耐湿
性、耐薬品性、耐擦傷性にも優れていた。
【0022】(実施例2)屈折率が1.60である含硫
ウレタン樹脂製レンズを、以下に示す膜構成とした以外
は実施例1と同様に反射防止膜を形成した。
【0023】設計の中心となる波長λを510nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.50λ 第2層 ZrO2 (屈折率2.00)を光学膜厚0.21λ 第3層 TiO2 (屈折率2.30)を光学膜厚0.32λ 第4層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.25λ となるように積層した。
【0024】本実施例の反射防止膜の分光反射率特性を
第2図に示す。片面の視感反射率が0.2%以下で赤紫
色の干渉色を呈する優れた反射防止性能を得られた。
【0025】(実施例3)屈折率が1.66である含硫
ウレタン樹脂製レンズを真空槽内にセットして真空度が
8×10-6Torrになるまで排気する。その後4×1
-4TorrになるようにArガスを導入し、出力40
0WでRFプラズマ処理を60秒間行った。処理後以下
に示す膜構成で反射防止膜を形成した。
【0026】設計の中心となる波長λを520nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.50λ 第2層 ZrO2 (屈折率2.00)を光学膜厚0.24λ 第3層 ZrO2 +30wt% TiO2 (屈折率2.2)を光学膜厚0.25λ 第4層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.25λ となるように積層した。
【0027】本実施例の反射防止膜の分光反射率特性を
第3図に示す。片面の視感反射率が0.2%以下で青紫
色の干渉色を呈する優れた反射防止性能を得られた。
【0028】(実施例4)屈折率が1.66である含硫
ウレタン樹脂製レンズを、以下に示す膜構成とした以外
は実施例1と同様に反射防止膜を形成した。
【0029】設計の中心となる波長λを510nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.50λ 第2層 Ta25(屈折率1.95)を光学膜厚0.17λ 第3層 TiO2 (屈折率2.30)を光学膜厚0.38λ 第4層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.25λ となるように積層した。
【0030】本実施例の反射防止膜の分光反射率特性を
第4図に示す。片面の視感反射率が0.2%以下で青紫
色の干渉色を呈する優れた反射防止性能を得られた。
【0031】(比較例1)屈折率が1.66である含硫
ウレタン樹脂製レンズを真空槽内にセットして真空度が
8×10-6Torrになるまで排気する。その後4×1
-4TorrになるようにArガスを導入し、出力40
0WでRFプラズマ処理を60秒間行った。処理後以下
に示す膜構成で反射防止膜を形成した。
【0032】設計の中心となる波長λを520nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.08λ 第2層 ZrO2 (屈折率2.00)を光学膜厚0.16λ 第3層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.05λ 第4層 ZrO2 (屈折率2.00)を光学膜厚0.25λ 第5層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.26λ となるように積層した。
【0033】本比較例の反射防止膜の分光反射率特性を
第5図に示す。片面の視感反射率が0.5%程度と本発
明による実施例より高いもので、緑色の干渉色であっ
た。
【0034】(比較例2)屈折率が1.66である含硫
ウレタン樹脂製レンズを、実施例1と同様に処理後以下
に示す膜構成で反射防止膜を形成した。
【0035】設計の中心となる波長λを520nmとし
て、基材側から 第1層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.09λ 第2層 TiO2 (屈折率2.30)を光学膜厚0.08λ 第3層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.09λ 第4層 TiO2 (屈折率2.30)を光学膜厚0.51λ 第5層 SiO2 (屈折率1.46)を光学膜厚0.25λ となるように積層した。
【0036】本比較例の反射防止膜の分光反射率特性を
第6図に示す。片面の視感反射率が0.2%以下で赤紫
色の干渉色を呈する優れた反射防止性能を得られた。し
かしながら、薄い第1,2,3層を精度良く作成するの
が困難なため、繰り返し同様の干渉色や反射防止性能を
得ることが出来なかった。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、低温での真空蒸着によ
って、容易に強度の優れた反射防止膜を合成樹脂レンズ
に施すことが可能になる。さらに反射防止膜を構成する
各層の膜厚が、作成しやすい範囲にあり、薄すぎる層が
ないために、優れた反射防止性能を再現性良く得られ
る。
【0038】またこの反射防止膜は基板との密着性や、
耐候性、耐湿性、耐薬品性、耐擦傷性も優れており、眼
鏡レンズ、カメラレンズなどの用途に適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の分光反射率特性を示す図で
ある。
【図2】本発明の実施例2の分光反射率特性を示す図で
ある。
【図3】本発明の実施例3の分光反射率特性を示す図で
ある。
【図4】本発明の実施例4の分光反射率特性を示す図で
ある。
【図5】本発明の比較例1の分光反射率特性を示す図で
ある。
【図6】本発明の比較例2の分光反射率特性を示す図で
ある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】屈折率が1.58〜1.70の合成樹脂か
    らなるレンズ基材上に、基材側から順次、 屈折率が1.43〜1.47である低屈折率物質からな
    る光学膜厚が0.40λ〜0.60λ(λは設計の中心
    となる波長)の第1層。屈折率が1.90〜2.10で
    ある高屈折率物質からなる光学膜厚が0.15λ〜0.
    30λの第2層。屈折率が2.15〜2.50である高
    屈折率物質からなる光学膜厚が0.20λ〜0.40λ
    の第3層。屈折率が1.43〜1.47である低屈折率
    物質からなる光学膜厚が0.20λ〜0.30λの第4
    層。が積層されたことを特徴とする反射防止膜付合成樹
    脂レンズ。
  2. 【請求項2】低屈折率物質がSiO2 であることを特徴
    とする請求項1記載の反射防止膜付合成樹脂レンズ。
  3. 【請求項3】第3層の高屈折率物質がTiO2 あるいは
    TiO2 が20wt%以上であり、残部がZrO2 もし
    くはTa25もしくは稀土類元素の酸化物であることを
    特徴とする請求項1記載の反射防止膜付合成樹脂レン
    ズ。
  4. 【請求項4】第3層の高屈折率物質が、酸素イオンビー
    ムアシスト蒸着により成膜されたことを特徴とする請求
    項1記載の反射防止膜付合成樹脂レンズ。
JP7270402A 1995-10-18 1995-10-18 反射防止膜付合成樹脂レンズ Pending JPH09113703A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483679B1 (ko) * 2000-08-29 2005-04-18 호야 가부시키가이샤 반사방지막을 갖는 광학부재
JP2022157712A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 ホヤ レンズ タイランド リミテッド 眼鏡レンズ及び眼鏡

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