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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-13
(45)【発行日】2024-09-25
(54)【発明の名称】光学素子、光学系、撮像装置、および光学素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 1/111 20150101AFI20240917BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20240917BHJP
【ＦＩ】
G02B1/111
B32B7/023
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2024039020
(22)【出願日】2024-03-13
【審査請求日】2024-03-29
(31)【優先権主張番号】P 2023085504
(32)【優先日】2023-05-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】内田 和枝
【審査官】鈴木 玲子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１６６２３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３１００５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０９６７０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ １／１１１
Ｂ３２Ｂ ７／０２３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、前記反射防止膜は、前記基材の光学面の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、
波長５５０ｎｍにおける前記第１乃至第３の層のそれぞれの屈折率をｎ１ 、ｎ ２、およびｎ３ とし、前記光学面の面頂点を通る基準軸上における前記第１乃至第３の層のそれぞれの物理膜厚をｄ １ｃ （ｎｍ）、ｄ ２ｃ （ｎｍ）、およびｄ ３ｃ （ｎｍ）とするとき、
１．３０≦ｎ１≦１．５０
１．５６≦ｎ２≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ１ｄ１ｃ ≦１５５
１０≦ｎ２ｄ２ｃ ≦１５５
１００≦ｎ３ｄ３ｃ ≦１５５
２００≦ｎ１ｄ１ｃ ＋ｎ２ｄ２ｃ ＋ｎ３ｄ３ｃ ≦３００
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
【請求項2】
前記第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項3】
波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲において、前記光学面と前記基準軸との交点に入射角０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は０．５％以下であり、前記交点に入射角３０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は１．０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項4】
前記光学面の有効領域における前記基準軸から最も離れた位置での前記第１乃至第３の層のそれぞれの物理膜厚をｄ
１ｑ、ｄ２ｑ、およびｄ３ｑとするとき、１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項5】
前記第１および第２の層のそれぞれの物理膜厚は、前記基準軸上において最も小さく、前記基準軸から離れるほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項6】
前記第１の層は、アクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項7】
前記第１の層は、中実粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項8】
前記第２の層は、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項9】
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、１．４５≦ｎｓ≦２．１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項10】
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、１．５５≦ｎｓ≦１．７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項11】
前記基材のガラス転移温度をＴｇ（℃）とするとき、４５０≦Ｔｇ≦５５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項12】
１．１２≦ｎ３≦１．２５なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項13】
前記第３の層は、空隙を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項14】
前記第３の層は、中実粒子、鎖状粒子、および中空粒子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項15】
前記中実粒子、前記鎖状粒子、および前記中空粒子のうち少なくとも一つは、シリカからなることを特徴とする請求項１４に記載の光学素子。
【請求項16】
前記反射防止膜の上に形成されたフッ素樹脂を含む膜を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項17】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学素子を含む複数の光学素子を有することを特徴とする光学系。
【請求項18】
前記光学面の有効径の位置での半開角をφ（度）とするとき、２５≦φ＜９０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１７に記載の光学系。
【請求項19】
請求項１７に記載の光学素子を含む光学系と、前記光学系を介して被写体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項20】
基材と第１乃至第３の層からなる反射防止膜とを有する光学素子の製造方法であって、前記基材の光学面の上に湿式塗工法により前記第１の層を形成するステップと、
前記第１の層の上に湿式塗工法により前記第２の層を形成するステップと、
前記第２の層の上に湿式塗工法により前記第３の層を形成するステップとを有し、
波長５５０ｎｍにおける前記第１乃至第３の層のそれぞれの屈折率をｎ １ 、ｎ ２ 、およびｎ３ とし、前記光学面の面頂点を通る基準軸上における前記第１乃至第３の層のそれぞれの物理膜厚をｄ １ｃ （ｎｍ）、ｄ ２ｃ （ｎｍ）、およびｄ ３ｃ （ｎｍ）とするとき、
１．３０≦ｎ １ ≦１．５０
１．５６≦ｎ ２ ≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ １ ｄ １ｃ ≦１５５
１０≦ｎ ２ ｄ ２ｃ ≦１５５
１００≦ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦１５５
２００≦ｎ １ ｄ １ｃ ＋ｎ ２ ｄ ２ｃ ＋ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦３００
なる条件式を満足することを特徴とする製造方法。
【請求項21】
前記湿式塗工法は、スピン塗工法であることを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学素子、光学系、撮像装置、および光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光学系に含まれるレンズやフィルターなどの光学素子の表面には、不要な反射によるフレアやゴーストを防止するため、反射防止機能を有する誘電体多層膜（反射防止膜）が形成されることが多い。反射防止膜は、最上層に屈折率の低い材料を使用すれば、高性能な反射防止性能を得ることができる。屈折率の低い材料としては、シリカやフッ化マグネシウム等の無機系材料、シリコン樹脂や非晶質のフッ素樹脂などの有機材料を用いることが知られている。これらの材料は、層内に空隙を形成することにより屈折率を下げることができる。
【0003】
特許文献１には、屈折率が１．７０から１．９５の基材の上に形成された、アルミナを主成分とした第１層、屈折率１．２７のシリカエアロゲルである第２層からなる２層構成の反射防止膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－１６２９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示されている反射防止膜は、アルミナを主成分とした第１層を蒸着により成膜している。このため、大開角レンズにおいては、レンズ面内に膜ムラが生じ、レンズ面内全域での反射防止性能（反射率の低減）が十分でない。また、最上層である第２層の屈折率が１．２７程度であるため、屈折率がより低い基材を用いた場合には反射防止性能が十分でない。
【0006】
そこで本発明は、基材の屈折率に関わらず、反射率を十分に低減することが可能な光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一側面としての光学素子は、基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、前記反射防止膜は、前記基材の光学面の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、波長５５０ｎｍにおける前記第１乃至第３の層のそれぞれの屈折率をｎ
１
、ｎ
２
、およびｎ３
とし、前記光学面の面頂点を通る基準軸上における前記第１乃至第３の層のそれぞれの物理膜厚をｄ
１ｃ
（ｎｍ）、ｄ
２ｃ
（ｎｍ）、およびｄ
３ｃ
（ｎｍ）とするとき、
１．３０≦ｎ １ ≦１．５０
１．５６≦ｎ ２ ≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ １ ｄ １ｃ ≦１５５
１０≦ｎ ２ ｄ ２ｃ ≦１５５
１００≦ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦１５５
２００≦ｎ １ ｄ １ｃ ＋ｎ ２ ｄ ２ｃ ＋ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦３００
なる条件式を満足する。
１．３０≦ｎ １ ≦１．５０
１．５６≦ｎ ２ ≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ １ ｄ １ｃ ≦１５５
１０≦ｎ ２ ｄ ２ｃ ≦１５５
１００≦ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦１５５
２００≦ｎ １ ｄ １ｃ ＋ｎ ２ ｄ ２ｃ ＋ｎ ３ ｄ ３ｃ ≦３００
なる条件式を満足する。
【0008】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、基材の屈折率に関わらず、反射率を十分に低減することが可能な光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１～１４における光学素子の概略図である。
【図2】実施例１、２、５、７、８、１１、１３、比較例１、２における光学素子の概略断面図である。
【図3】実施例３、４、６、９、１０、１２、１４における光学素子の概略断面図である。
【図4】実施例１における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図5】実施例１における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図6】実施例２における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図7】実施例２における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図8】実施例３における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図9】実施例３における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図10】実施例４における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図11】実施例４における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図12】実施例５における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図13】実施例５における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図14】実施例６における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図15】実施例６における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図16】実施例７における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図17】実施例７における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図18】実施例８における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図19】実施例８における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図20】実施例９における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図21】実施例９における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図22】実施例１０における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図23】実施例１０における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図24】実施例１１における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図25】実施例１１における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図26】実施例１２における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図27】実施例１２における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図28】実施例１３における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図29】実施例１３における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図30】実施例１４における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図31】実施例１４における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図32】実施例１５における光学系の断面図である。
【図33】実施例１６における撮像装置の外観斜視図である。
【図34】比較例１としての光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図35】比較例２としての光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図36】実施例１７～２５における光学素子の概略図である。
【図37】実施例１７、１９、２１、２２、比較例１、２における光学素子の概略断面図である。
【図38】実施例１８、２０、２３における光学素子の概略断面図である。
【図39】実施例２４における光学素子の概略断面図である。
【図40】実施例２５における光学素子の概略断面図である。
【図41】実施例１７における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図42】実施例１７における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図43】実施例１８における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図44】実施例１８における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図45】実施例１９における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図46】実施例１９における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図47】実施例２０における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図48】実施例２０における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図49】実施例２１における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図50】実施例２１における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図51】実施例２２における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図52】実施例２２における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図53】実施例２３における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図54】実施例２３における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図55】実施例２４における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図56】実施例２４における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図57】実施例２５における光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図58】実施例２５における光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図59】比較例３としての光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【図60】比較例３としての光学素子の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。
【図61】比較例４としての光学素子の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
まず、図１を参照して、実施例１～１４における光学素子３００の概略について説明する。図１は、光学素子３００の概略図である。光学素子３００は、透明基板（基材）２００および３つの層からなる反射防止膜１００を有する。なお、ここでの「層」とは同じ材料で構成される一まとまりの部分を指す。すなわち、隣接する二つの層は互いに異なる材料で構成されており、それらの境界には界面が存在している。反射防止膜１００は、透明基板２００から空気側に向かって順に、薄膜層（第１の層）０１、薄膜層（第２の層）０２、および薄膜層（第３の層）０３からなる。
【0013】
各実施例において、光学素子３００の薄膜層０１、０２、０３は、有機化合物を含む材料からなることが好ましい。ここで有機化合物とは、炭素を含む化合物のことであり、一酸化炭素や二酸化炭素といった簡単な構造の化合物を除いたものである。有機化合物を含む材料は、湿式塗工法で簡易に形成することができる。
【0014】
各実施例において、基準波長λを５５０ｎｍとし、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０３の屈折率をｎ３とするとき、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
【0015】
１．１０≦ｎ３≦１．２８ …（１）
各実施例において、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０１の屈折率をｎ１、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０２の屈折率をｎ２、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０３の屈折率をｎ３とする。また、薄膜層０１の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、薄膜層０２の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、薄膜層０３の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）とする。このとき、以下の条件式（２）～（８）を満足することが好ましい。
各実施例において、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０１の屈折率をｎ１、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０２の屈折率をｎ２、波長５５０ｍｎにおける薄膜層０３の屈折率をｎ３とする。また、薄膜層０１の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、薄膜層０２の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、薄膜層０３の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）とする。このとき、以下の条件式（２）～（８）を満足することが好ましい。
【0016】
１．３０≦ｎ１≦１．５０ …（２）
１．５６≦ｎ２≦１．７０ …（３）
１．１０≦ｎ３≦１．２８ …（４）
１０≦ｎ１ｄ１≦１５５ …（５）
１０≦ｎ２ｄ２≦１５５ …（６）
１００≦ｎ３ｄ３≦１５５ …（７）
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３≦３００ …（８）
各材料の屈折率または物理膜厚が、条件式（２）～（８）の範囲外である場合、十分な反射防止性能を得ることができない。
１．５６≦ｎ２≦１．７０ …（３）
１．１０≦ｎ３≦１．２８ …（４）
１０≦ｎ１ｄ１≦１５５ …（５）
１０≦ｎ２ｄ２≦１５５ …（６）
１００≦ｎ３ｄ３≦１５５ …（７）
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３≦３００ …（８）
各材料の屈折率または物理膜厚が、条件式（２）～（８）の範囲外である場合、十分な反射防止性能を得ることができない。
【0017】
より好ましくは、条件式（１）または条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（９）のように設定される。
【0018】
１．１２≦ｎ３≦１．２２ …（９）
更に好ましくは、条件式（１）または条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（９ａ）のように設定される。
更に好ましくは、条件式（１）または条件式（４）の数値範囲は、以下の条件式（９ａ）のように設定される。
【0019】
１．１５≦ｎ３≦１．２２ …（９ａ）
次に、図２および図３を参照して、透明基板２００（２０１、２０２）上に反射防止膜１００（１０１、１０２）が形成された光学素子３００（３０１、３０２）について説明する。図２は、後述の実施例１、２、５、７、８、１１、１３、比較例１、２における光学素子３０１の概略断面図である。図３は、後述の実施例３、４、６、９、１０、１２、１４における光学素子３０２の概略断面図である。
次に、図２および図３を参照して、透明基板２００（２０１、２０２）上に反射防止膜１００（１０１、１０２）が形成された光学素子３００（３０１、３０２）について説明する。図２は、後述の実施例１、２、５、７、８、１１、１３、比較例１、２における光学素子３０１の概略断面図である。図３は、後述の実施例３、４、６、９、１０、１２、１４における光学素子３０２の概略断面図である。
【0020】
図２に示される光学素子３０１において、透明基板２０１は凹面形状を有し、透明基板２０１の凹面上に薄膜層（第１の層）１１、薄膜層（第２の層）１２、および薄膜層（第３の層）１３からなる反射防止膜１０１が形成されている。図３に示される光学素子３０２において、透明基板２０２は凸面形状を有し、透明基板２０２の凸面上に薄膜層（第１の層）２１、薄膜層（第２の層）２２、および薄膜層（第３の層）２３からなる反射防止膜１０２が形成されている。以下、図２に示される光学素子３０１について説明するが、図３に示される光学素子３０２に関しても同様である。
【0021】
光学素子３０１は、反射防止膜１０１を形成する光学面が回転対称軸（基準軸、例えば原点（面頂点）を通る面法線）を有する形状、すなわち回転対称形状を有する。ただし各実施例は、これに限定されるものではなく、反射防止膜１０１を形成する光学面が回転対称でなくてもよく、例えば回転対称な形状の一部を切り欠いた形状であってもよい。図２において、位置Ｃは反射防止膜１０１を付与された透明基板２０１のレンズ面の回転中心である。つまり、位置Ｃは、レンズ面の回転対称軸（基準軸、光軸Ｌ）と透明基板２０１のレンズ面とが交わる位置（交点）である。一方、位置Ｑは、透明基板２０１のレンズ面上の光学有効領域内において、最も位置Ｃから離れた箇所に位置する。ここで光学有効領域とは、光学面において結像に寄与する有効光線が通過する領域（有効径）ことを示す。
【0022】
つまり、光軸Ｌと位置Ｑの法線とがなす角（以下、半開角という）をφとすると、半開角φは光学有効領域内で最大値となる。反射防止膜１０１は、透明基板２０１から順に、薄膜層１１、１２、１３からなる。位置Ｃにおける、薄膜層１１の物理膜厚をｄ１ｃ（ｎｍ）、薄膜層２２の物理膜厚をｄ２ｃ、薄膜層１３の物理膜厚をｄ３ｃ（ｎｍ）とする。また、位置Ｑにおける、薄膜層１１の物理膜厚をｄ１ｑ（ｎｍ）、薄膜層１２の物理膜厚をｄ２ｑ（ｎｍ）、薄膜層１３の物理膜厚をｄ３ｑ（ｎｍ）とする。このとき、以下の条件式（１０）～（１２）を満足することが好ましい。
【0023】
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３ …（１０）
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３ …（１１）
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３ …（１２）
各実施例において、反射防止膜１０１を構成する薄膜層１１、１２、１３の膜厚はそれぞれ、反射防止膜１０１の中心（光軸中心）である位置Ｃにおいて最も小さく、光軸中心から離れるほど大きくなることが好ましい。条件式（１０）～（１２）を満足することで、膜ムラを更に低減することができる。
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３ …（１１）
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３ …（１２）
各実施例において、反射防止膜１０１を構成する薄膜層１１、１２、１３の膜厚はそれぞれ、反射防止膜１０１の中心（光軸中心）である位置Ｃにおいて最も小さく、光軸中心から離れるほど大きくなることが好ましい。条件式（１０）～（１２）を満足することで、膜ムラを更に低減することができる。
【0024】
また各実施例において、位置Ｑにおける半開角φ（°）は、以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
【0025】
φ≧２５ …（１３）
また各実施例において、波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲において、前記交点（位置Ｃ）に入射角０度で入射する光に対する反射防止膜１０１の反射率は０．５％以下であることが好ましい。また各実施例において、前記交点に入射角３０度で入射する光に対する反射防止膜１０１の反射率は１．０％以下であることが好ましい。
また各実施例において、波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲において、前記交点（位置Ｃ）に入射角０度で入射する光に対する反射防止膜１０１の反射率は０．５％以下であることが好ましい。また各実施例において、前記交点に入射角３０度で入射する光に対する反射防止膜１０１の反射率は１．０％以下であることが好ましい。
【0026】
薄膜層０３、１３、２３は、空隙を含むことが好ましい。空隙、つまり屈折率が１．０である空気を含有するため、屈折率を条件式（１）、（４）、（９）を満足する範囲まで低減することができる。屈折率が１．１０未満の場合、層内に含まれる空隙の割合が大きいため、膜強度が弱くなる。一方、屈折率が１．３０よりも大きい場合、反射防止性能が十分に得られなくなる。また各実施例の反射防止膜の表面（薄膜層０３、１３、２３の表面）には、必要に応じて、防汚膜などを設けてもよい。防汚膜の例としては、フッ素ポリマー、フルオロシラン単分子、酸化チタン粒子などを含む膜が挙げられる。
【0027】
各実施例において、薄膜層０３、１３、２３は、中実粒子、鎖状粒子、または中空粒子からなることが好ましい。より好ましくは、薄膜層０３、１３、２３は、内部に空孔を有する中空粒子からなることがより望ましい。空孔は単孔または多孔のいずれでもよく、適宜選択することができる。中実粒子、鎖状粒子、または中空粒子を構成する材質は、低屈折率であることが好ましい。例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２，フッ素、シリコンなどからなる有機樹脂が挙げられるが、粒子の製造が容易であるＳｉＯ２がより好ましい。中空粒子の平均粒子径は１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。中空粒子の平均粒子径が１５ｎｍ未満の場合、コアとなる粒子を安定的に作ることが難しい。一方、中空粒子の平均粒子径が１００ｎｍを超える場合、粒子間の空隙の大きさが大きくなるため、大きなボイドが発生しやすく、また粒子の大きさに伴う散乱が発生するため、好ましくない。
【0028】
薄膜層０１、１１、２１は、シロキサン結合のようなバインダーで結着した中実粒子、特に、中実シリカ粒子を含む材料からなることが好ましい。または、「アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体」であるアクリル樹脂を含む材料であることが好ましい。
【0029】
薄膜層０２、１２、２２は、「イミド（－ＣＯ－ＮＲ－ＣＯ－）結合を含む高分子化合物」である、ポリイミド樹脂を含む材料からのなることが好ましい。または、「３員環のエーテルであるオキサシクロプロパン（オキシラン）を構造式中にもつエポキシ基を架橋させ硬化した樹脂」であるエポキシ樹脂を含む材料からなることが好ましい。
【0030】
各実施例において、光学素子３００は、透明基板２００の上に薄膜層０１を形成し、薄膜層０１の上に薄膜層０２を形成し、薄膜層０２の上に薄膜層０３を形成することで製造される。各実施例において、薄膜層０１、１１、２１、薄膜層０２、１２、２２、および、薄膜層０３、１３，２３の形成方法としては、膜材料を含む塗工液を塗布し、乾燥や焼成を行う、湿式成膜法が好ましい。湿式成膜法は、安価に大面積を塗工することができる。特に、スピンコート法（スピン塗工法）は、塗工面の回転軸で回転させながら塗工を行うことで、面内の膜厚分布を抑えることができるため、好ましい。蒸着法やスパッタ法のような乾式成膜法は、蒸発源とレンズの中心部が対面するような位置関係で成膜を行う。大開角レンズの場合、周辺部では、蒸着材料のレンズ面への入射角が大きくなるため、中心部よりも膜厚が減少する。このため、レンズ面内に膜ムラが生じ、反射防止性能に偏りが生じる。膜ムラが生じないように成膜するには、マスクを設置したり、基板の位置や回転動作を制御したりする必要がある。
【0031】
塗工液に用いることができる有機溶媒は、塗工性や性能などを損なわない範囲内において特に限定されるものではなく、公知の溶媒を用いることができる。例えば、１価のアルコール類として、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチルプロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、シクロペンタノール、２－メチルブタノールがある。または、３－メチルブタノール、１－ヘキサノール、２－ヘキサノール、３－ヘキサノール、４－メチル－２－ペンタノール、２－メチル－１－ペンタノール、２－エチルブタノールでもよい。または、２，４－ジメチル－３－ペンタノール、３－エチルブタノール、１－ヘプタノール、２－ヘプタノール、１－オクタノール、２－オクタノールなどでもよい。または、エチレングリコール、トリエチレングリコールなどの２価以上のアルコール類でもよい。
【0032】
メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、イソプロポキシエタノール、ブトキシエタノール、１－メトキシ－２－プロパノール、１－エトキシ－２－プロパノール、１－プロポキシ－２－プロパノールなどのエーテルアルコール類でもよい。または、ジメトキシエタン、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルのようなエーテル類でもよい。または、エステル類でもよい。例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートがある。または、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどがある。
【0033】
または、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタンのような各種の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類でもよい。または、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの各種の芳香族炭化水素類でもよい。または、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの各種のケトン類でもよい。または、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、テトラクロロエタンのような、各種の塩素化炭化水素類でもよい。または、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネートのような、非プロトン性極性溶媒等でもよい。これらの溶媒のうち、２種類以上の溶媒を混ぜて使用することもできる。
【0034】
また、薄膜層０３、１３、２３に中実粒子、鎖状粒子、または中空粒子を使用し、薄膜層０１、１１、２１に中実粒子を使用する場合、強度を向上させる目的で、バインダーによって結着されていることが好ましい。バインダーとしてはシロキサン結合を利用するのが好ましい。表面に水酸基が多く存在するシリカの粒子を用いる場合には、特に好適である。
【0035】
各実施例において、薄膜層０１、１１、薄膜層０２、１２、薄膜層０３、１３は、湿式成膜法により形成できる材料からなることから、材料自体、ないしはバインダーに有機化合物を含む。また各実施例の反射防止膜は、塗工後の乾燥の工程において、高温による焼成を行わない。このため、透明基板２００、２０１、２０２に熱変形が生じやすいプラスチックや、光学用硬化性樹脂などを使用することが可能である。
【0036】
透明基板２００、２０１、２０２の屈折率をｎＳとするとき、以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
【0037】
１．４５≦ｎＳ≦２．１０ …（１４）
以下に具体的な実施例を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明は各実施例の範囲に限定されるものではない。
以下に具体的な実施例を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明は各実施例の範囲に限定されるものではない。
【実施例1】
【0038】
まず、実施例１について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩL２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１は、本実施例の光学素子３０１の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層１１、１２、１３はそれぞれ、有機化合物を含む。
【0039】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0040】
（中空シリカ塗工液１）
中空シリカ粒子のイソプロピルアルコール分散液（日揮触媒化成株式会社製 スルーリア４１１０、平均粒子径約６０ｎｍ、シェル厚約１２ｎｍ、固形分濃度２０．５質量％）５８０ｇを用いた。このイソプロピルアルコール分散液に、１－エトキシ－２－プロパノール（以下、１Ｅ２Ｐと略す）を加えながらイソプロピルアルコールを加熱留去した。固形分濃度１９．５質量％となるまでソプロピルアルコールを留去して、中空シリカ粒子の１Ｅ２Ｐ溶媒置換液（以下、溶媒置換１と称する）６１０ｇを調製した。得られた溶媒置換液１に中空シリカ粒子：フッ素を含む有機酸（東京化成工業株式会社製 トリフルオロ酢酸 フッ素数３）成分の比が１００／１となるように、フッ素を含む有機酸を添加し、中空粒子分散液１を得た。
中空シリカ粒子のイソプロピルアルコール分散液（日揮触媒化成株式会社製 スルーリア４１１０、平均粒子径約６０ｎｍ、シェル厚約１２ｎｍ、固形分濃度２０．５質量％）５８０ｇを用いた。このイソプロピルアルコール分散液に、１－エトキシ－２－プロパノール（以下、１Ｅ２Ｐと略す）を加えながらイソプロピルアルコールを加熱留去した。固形分濃度１９．５質量％となるまでソプロピルアルコールを留去して、中空シリカ粒子の１Ｅ２Ｐ溶媒置換液（以下、溶媒置換１と称する）６１０ｇを調製した。得られた溶媒置換液１に中空シリカ粒子：フッ素を含む有機酸（東京化成工業株式会社製 トリフルオロ酢酸 フッ素数３）成分の比が１００／１となるように、フッ素を含む有機酸を添加し、中空粒子分散液１を得た。
【0041】
別の容器に、純水で０．１％濃度に希釈したホスフィン酸３．６ｇと１－プロポキシ－２－プロパノール１１．４ｇとメチルポリシリケート（コルコート株式会社製 メチルシリケート５３Ａ）４．５ｇをゆっくり加え、室温で１２０分間攪拌した。これにより、固形分濃度１２質量％シリカゾル（以下、シリカゾル１）を調製した。
【0042】
固形分濃度が４．５質量％になるように、中空粒子分散液１を乳酸エチルで希釈した後、中空シリカ粒子：シリカゾル成分の比が１００／１２となるように、シリカゾル１を添加した。さらに、室温で２時間混合攪拌することで中空シリカ粒子を含む中空シリカ塗工液１を得た。
【0043】
（中実シリカ塗工液１）
シリカ粒子分散液ＰＬ－１（扶桑化学製）２５ｇに１－メトキシ－２－プロパノール３００ｇとシリカゾル１を４ｇ加えて中中実シリカ塗工液１を作製した。
シリカ粒子分散液ＰＬ－１（扶桑化学製）２５ｇに１－メトキシ－２－プロパノール３００ｇとシリカゾル１を４ｇ加えて中中実シリカ塗工液１を作製した。
【0044】
（ポリイミド塗工液１）
４，４’－メチレンビス（アミノシクロヘキサン）（以下、ＤＡＤＣＭ。東京化成製）２００ｇに還流させながらヘキサンを徐々に加えて完全に溶解させた。加熱を止め数日間室温に放置した後、析出物を濾別し、減圧乾燥した。このように精製した白色固体状の脂環式ジアミンＤＡＤＣＭを５８ｇ得た。
４，４’－メチレンビス（アミノシクロヘキサン）（以下、ＤＡＤＣＭ。東京化成製）２００ｇに還流させながらヘキサンを徐々に加えて完全に溶解させた。加熱を止め数日間室温に放置した後、析出物を濾別し、減圧乾燥した。このように精製した白色固体状の脂環式ジアミンＤＡＤＣＭを５８ｇ得た。
【0045】
合計で１２ｍｍｏｌになるように、３種類のジアミンをＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃと略す）に溶解して、ジアミン溶液を作成した。これら３種類のジアミンの一つは、脂環式ジアミンＤＡＤＣＭである。他の二つは、芳香族ジアミン４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル（製品名ＢＯＤＡ：和歌山精化工業製）、シロキサン含有ジアミン１，３－ビス（３－アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（製品名ＰＡＭ－Ｅ：信越化学工業製）である。
【0046】
このジアミン溶液を水冷しながら約１２ｍｍｏｌの酸二無水物を加えた。酸二無水物は、４－（２，５－ジオキソテトラヒドロフラン－３－イル）－１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－１，２－ジカルボン酸無水物（製品名ＴＤＡ－１００：新日本理化製）である。または、酸二無水物は、５－（２，５－ジオキソテトラヒドロフリル）－３－メチル－３－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物（製品名Ｂ－４４００：ＤＩＣ製）である。ＤＭＡｃの量はジアミンと酸二無水物の質量の合計が２０重量％になるように調整した。
【0047】
この溶液を１５時間室温で攪拌し、重合反応を行った。さらに、ＤＭＡｃで希釈して８重量％になるように調整した後、７．４ｍｌのピリジンと３．８ｍｌの無水酢酸を加え、室温で１時間攪拌した。さらに、オイルバスで６０から７０℃に加熱しながら４時間攪拌した。重合溶液をメタノールまたはメタノールに再沈殿しポリマーを取り出した後、メタノール中で数回洗浄した。６０℃で２４時間乾燥後、白色から淡黄色粉末状のポリイミド１を得た。
【0048】
得られたポリイミド１を固形分濃度が２．５質量％になるようにシクロヘキサノンに溶解させ、ポリイミド塗工液１を作成した。
【0049】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。
【0050】
中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0051】
図４は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性である。図４において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示す。この点は、他の反射特性図に関しても同様である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0052】
【表1】
【実施例2】
【0053】
次に、本発明の実施例２について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．６８（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＬ１２（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは７０度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層１１、１２、１３はそれぞれ、有機化合物を含む。
【0054】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0055】
（中空シリカ塗工液２）
中空粒子分散液１とシリカゾル１の作製方法は、中空粒子塗工液１と同様である。固形分濃度が４．５質量％になるように、中空粒子分散液１を乳酸エチルで希釈した後、中空シリカ粒子：シリカゾル成分の比が１００／９となるように、シリカゾル１を添加した。さらに、室温で２時間混合攪拌することで中空シリカ粒子を含む中空シリカ塗工液２を得た。
中空粒子分散液１とシリカゾル１の作製方法は、中空粒子塗工液１と同様である。固形分濃度が４．５質量％になるように、中空粒子分散液１を乳酸エチルで希釈した後、中空シリカ粒子：シリカゾル成分の比が１００／９となるように、シリカゾル１を添加した。さらに、室温で２時間混合攪拌することで中空シリカ粒子を含む中空シリカ塗工液２を得た。
【0056】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。
【0057】
中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液２を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0058】
図６は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図７は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表２によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２０％増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおける反射率は０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0059】
【表2】
【実施例3】
【0060】
次に、本発明の実施例３について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率１．８１（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ５３（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１はアクリル樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２２は中空シリカを主成分とした材料からなる。表３は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は有機化合物を含む。
【0061】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0062】
（鎖状シリカ塗工液１）
鎖状シリカ粒子の２－プロパノール（ＩＰＡ）分散液（日産化学工業株式会社製 ＩＰＡ－ＳＴ－ＵＰ、平均粒径１２ｎｍ・固形分濃度１５質量％）をエバポレーターで、溶媒の２－プロパノールを１－プロポキシ－２－プロパノール（シグマ製）に置換した。これにより、１－プロポキシ－２－プロパノール分散液（固形分濃度１７ｗｔ％）を作製した。これを分散液２とした。次に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、東京化成工業株式会社製）１８．５ｇと、触媒水として、ＴＥＯＳに対して１０当量の０．１ｗｔ％ホスフィン酸１６．０ｇとを添加し、２０℃の水浴中で６０分混合攪拌し、バインダー溶液２を得た。
鎖状シリカ粒子の２－プロパノール（ＩＰＡ）分散液（日産化学工業株式会社製 ＩＰＡ－ＳＴ－ＵＰ、平均粒径１２ｎｍ・固形分濃度１５質量％）をエバポレーターで、溶媒の２－プロパノールを１－プロポキシ－２－プロパノール（シグマ製）に置換した。これにより、１－プロポキシ－２－プロパノール分散液（固形分濃度１７ｗｔ％）を作製した。これを分散液２とした。次に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、東京化成工業株式会社製）１８．５ｇと、触媒水として、ＴＥＯＳに対して１０当量の０．１ｗｔ％ホスフィン酸１６．０ｇとを添加し、２０℃の水浴中で６０分混合攪拌し、バインダー溶液２を得た。
【0063】
分散液２を２５１．３ｇに、バインダー溶液２を３３．４ｇ添加した。その後、１－プロポキシ－２－プロパノールを１７４．５ｇ、乳酸エチル５４６．５ｇを添加し、６０分攪拌し、鎖状シリカ塗工液１を得た。
【0064】
（アクリル塗工液）
６．１ｇのＮ－シクロヘキシルマレイミド（以下、ＣＨＭＩ）、４．０ｇの２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート（製品名Ｍ－３Ｆ：共栄社化学製）を用いた。更に、０．４５ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン（製品名ＬＳ－３３８０：信越化学工業製）を用いた。加えて、０．０８ｇの２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（以下、ＡＩＢＮ）を用いた。これらを２４．８ｇのトルエンに攪拌溶解して溶液を得た。この溶液を氷水冷しながら脱気と窒素置換を繰り返し行った後、窒素フローしながら６０～７０℃で７時間攪拌した。強攪拌したメタノール中にゆっくりと重合溶液を投入し析出させたポリマーを濾別してから、メタノール中で数回攪拌洗浄した。濾別回収したポリマーを８０～９０℃で真空乾燥を行った。白色粉末状でマレイミド共重合比が０．５７のマレイミド共重合体を８．３ｇ（収率８１％）を得た。２．２ｇのマレイミド共重合体１の粉末を９７．８ｇのシクロペンタノン／シクロヘキサノン混合溶媒に溶解してマレイミド共重合体１の溶液を調製し、アクリル塗工液を作製した。
６．１ｇのＮ－シクロヘキシルマレイミド（以下、ＣＨＭＩ）、４．０ｇの２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート（製品名Ｍ－３Ｆ：共栄社化学製）を用いた。更に、０．４５ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン（製品名ＬＳ－３３８０：信越化学工業製）を用いた。加えて、０．０８ｇの２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）（以下、ＡＩＢＮ）を用いた。これらを２４．８ｇのトルエンに攪拌溶解して溶液を得た。この溶液を氷水冷しながら脱気と窒素置換を繰り返し行った後、窒素フローしながら６０～７０℃で７時間攪拌した。強攪拌したメタノール中にゆっくりと重合溶液を投入し析出させたポリマーを濾別してから、メタノール中で数回攪拌洗浄した。濾別回収したポリマーを８０～９０℃で真空乾燥を行った。白色粉末状でマレイミド共重合比が０．５７のマレイミド共重合体を８．３ｇ（収率８１％）を得た。２．２ｇのマレイミド共重合体１の粉末を９７．８ｇのシクロペンタノン／シクロヘキサノン混合溶媒に溶解してマレイミド共重合体１の溶液を調製し、アクリル塗工液を作製した。
【0065】
（ポリイミド塗工液２）
４，４’－メチレンビス（アミノシクロヘキサン）（以下、ＤＡＤＣＭ。東京化成製）を精製し、５０ｇの白色固体状の脂環式ジアミンＤＡＤＣＭを得た。合計で１２ｍｍｏｌになるように、３種類のジアミンをＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃと略す）に溶解した。３種類のジアミンの一つは、脂環式ジアミンＤＡＤＣＭである。他の二つは、芳香族ジアミン４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル（製品名ＢＯＤＡ：和歌山精化工業製）およびシロキサン含有ジアミン１，３－ビス（３－アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（製品名ＰＡＭ－Ｅ：信越化学工業製）である。
４，４’－メチレンビス（アミノシクロヘキサン）（以下、ＤＡＤＣＭ。東京化成製）を精製し、５０ｇの白色固体状の脂環式ジアミンＤＡＤＣＭを得た。合計で１２ｍｍｏｌになるように、３種類のジアミンをＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃと略す）に溶解した。３種類のジアミンの一つは、脂環式ジアミンＤＡＤＣＭである。他の二つは、芳香族ジアミン４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル（製品名ＢＯＤＡ：和歌山精化工業製）およびシロキサン含有ジアミン１，３－ビス（３－アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（製品名ＰＡＭ－Ｅ：信越化学工業製）である。
【0066】
以下は、ポリイミド塗工液１と同様の方法である。ポリイミド塗工液１とは３種類のジアミンの割合が異なるポリイミド２を得た。得られたポリイミド２を固形分濃度が２．５質量％になるようにシクロヘキサノンに溶解させ、ポリイミド塗工液２を作成した。
【0067】
アクリル塗工液、ポリイミド塗工液２、および鎖状シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0068】
アクリル塗工液を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、鎖状シリカ塗工液１を、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0069】
図８は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、および６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図９は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表３によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0070】
【表3】
【実施例4】
【0071】
次に、本発明の実施例４について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率２．００（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ７９（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表４は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は、有機化合物を含む。
【0072】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0073】
中実シリカ塗工液２、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0074】
中実シリカ塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0075】
図１０は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図１１は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表４によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0076】
【表4】
【実施例5】
【0077】
次に、本発明の実施例５について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．８１（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ５３（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はアクリル樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表５は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３は、有機化合物を含む。
【0078】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0079】
アクリル塗工液、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。アクリル塗工液を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液２を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0080】
図１２は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５，３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図１３は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表５によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0081】
【表5】
【実施例6】
【0082】
次に、本発明の実施例６について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は、屈折率１．７７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ６６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは６０度である。層材料としては、薄膜層２１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２２はエポキシ樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表６は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は、有機化合物を含む。
【0083】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0084】
（エポキシ塗工液）
エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８に（三菱ケミカル製）２５ｇに１－メトキシ－２－プロパノール５００ｇを加えて中間層塗工液３を作製した。
エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８に（三菱ケミカル製）２５ｇに１－メトキシ－２－プロパノール５００ｇを加えて中間層塗工液３を作製した。
【0085】
中実シリカ塗工液２、エポキシ塗工液、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0086】
中実シリカ塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次にエポキシ塗工液を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0087】
図１４は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５，３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図１５は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表６によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの１２％程度増となっているが、反射率特性は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0088】
【表6】
【実施例7】
【0089】
次に、本発明の実施例７について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は、屈折率１．５４（波長５５０ｎｍ）のＺＥＯＮＥＸ Ｋ２２Ｒ（日本ゼオン社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表７は、本実施例の光学素子３０１の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層１１、１２、１３は、有機化合物を含む。
【0090】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0091】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0092】
図１６は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図１７は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表７によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％程度増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0093】
【表7】
【実施例8】
【0094】
次に、本発明の実施例８について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は、屈折率１．６４（波長５５０ｎｍ）のＥＰ－５０００（三菱ガス化学株式会社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２は、ポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表８は、本実施例の光学素子３０１の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層１１、１２、１３は、有機化合物を含む。
【0095】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0096】
中実シリカ塗工液２、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。
【0097】
中実シリカ塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。中空シリカ塗工液２を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0098】
図１８は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図１９は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表８によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0099】
【表8】
【実施例9】
【0100】
次に、本発明の実施例９について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は、屈折率１．６４（波長５５０ｎｍ）のＥＰ－９０００（三菱ガス化学株式会社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表９は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は有機化合物を含む。
【0101】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0102】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および鎖状シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。中実シリカ塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。鎖状シリカ塗工液1を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0103】
図２０は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図２１は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表９によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0104】
【表9】
【実施例10】
【0105】
次に、本発明の実施例１０について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は、母材となるガラス基材（図に記載なし）の表面に透明基板２０２を形成したレプリカ素子と呼ばれる光学素子である。透明基板２０２は、屈折率１．５９（波長５５０ｎｍ）のＬＰＱ－１５００（三菱ガス化学社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１０は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は、有機化合物を含む。
【0106】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0107】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。中実シリカ塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0108】
図２２には、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５、３０，４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図２３は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１０によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0109】
【表10】
【実施例11】
【0110】
次に、本発明の実施例１１について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は、屈折率１．７７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ６６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１１は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層１１、１２、１３は、有機化合物を含む。
【0111】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0112】
ポリイミド塗工液１、中実シリカ塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。ポリイミド塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0113】
図２４は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図２５は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１１によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0114】
【表11】
【実施例12】
【0115】
次に、本発明の実施例１２について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率１．８５（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＨ５３（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１２は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）、（１０）～（１２）を満足する。また、薄膜層２１、２２、２３は、有機化合物を含む。
【0116】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。
【0117】
ポリイミド塗工液２、中実シリカ塗工液１、および中空シリカ塗工液２により、反射防止膜１０２を形成する。ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。中空シリカ塗工液２を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0118】
図２６は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図２７は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１２によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0119】
【表12】
【実施例13】
【0120】
次に、本発明の実施例１３について説明する。図２は、本実施例における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はアルミナを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１３は、本実施例の光学素子３０１の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。
【0121】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
【0122】
薄膜層１１、１２は蒸着法にて成膜した。蒸発材料の加熱には、電子ビームを使用した。また、より緻密な膜を形成するため、イオンビームアシスト蒸着法を行った。蒸着装置の真空チャンバ内は、２×１０－３（Ｐａ）近傍の高真空領域まで無加熱状態で排気した。真空チャンバ内が高真空状態になったのを確認してから、不活性ガスとしてＡｒをイオン銃に導入し、イオン銃を放電させる。イオン銃が安定状態になってから、真空チャンバ内に酸素を導入し、真空圧が１×１０－２（Ｐａ）程度で酸素イオンによるイオンアシスト蒸着を行った。一般的に、蒸着法では、半開角が大きいレンズの場合、周辺部になるほど膜厚が減少するという問題が生じる。実施例１３では、周辺部の膜厚減少が生じないように、蒸着を行う祭に、透明基板２０１の成膜面側に任意の形状のマスクを設置し、面内での膜厚分布が同程度になるようにした。
【0123】
薄膜層１１に続いて薄膜層１２が蒸着により成膜した後、中空シリカ塗工液１を薄膜１１と１２が成膜された透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0124】
図２８は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図２９は、本実施例における光学素子３０１の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１３によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0125】
【表13】
【実施例14】
【0126】
次に、本発明の実施例１４について説明する。図３は、本実施例における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は、屈折率２．００（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ７９（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層２２は酸化ジルコニアとアルミナを主成分とした材料からなり、薄膜層２３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１４は、本実施例の光学素子３０２の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）、（１０）～（１２）を満足する。
【0127】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は、以下のとおりである。薄膜層２１、２２は蒸着法にて成膜した。蒸着の方法は、実施例１３と同様である。本実施例においても、膜厚分布を面内で同程度になるように、マスクを使用した。薄膜層２１に続いて薄膜層２２が蒸着により成膜した後、中空シリカ塗工液１を薄膜層２１、２２が成膜された透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0128】
図３０は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図３１は、本実施例における光学素子３０２の位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性である。表１３によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0129】
【表14】
【実施例15】
【0130】
次に、図３２を参照して、実施例１５における光学系４０１について説明する。図３２は、光学系４０１の断面図である。光学系４０１は、複数の光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１６を有する。４０２は絞り（開口絞り）、４０３は結像面である。光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１はそれぞれレンズである。入射面および射出面の少なくとも一方に、実施例１～１４のいずれかの反射防止膜が付与されている。すなわち光学系４０１は、複数の光学素子Ｇ４０１～Ｇ４１１を有し、複数の光学素子Ｇ４０３、Ｇ４１２、およびＧ１４３は、実施例１～１４のいずれかの反射防止膜が形成された光学素子３０１または光学素子３０２を含む。
【0131】
なお本実施例の光学系４００は、後述する撮像装置に用いられる撮像光学系に限定されるものではなく、双眼鏡、プロジェクタ、望遠鏡等の様々な用途の光学系に適用可能である。
【実施例16】
【0132】
次に、図３３を参照して、実施例１６における撮像装置について説明する。図３３は、撮像装置（デジタルカメラ５００）の外観斜視図である。デジタルカメラ５００は、カメラ本体５０２と、カメラ本体５０２一体的に構成されたレンズ装置５０１とを有する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、レンズ装置５０１は、一眼レフカメラ用やミラーレスカメラ用等の、カメラ本体５０２に対して着脱可能な交換レンズであってもよい。レンズ装置５０１は、実施例１～１５のいずれかの光学系４０１を有する。カメラ本体５０２は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子５０３を有する。撮像素子５０３は、光学系４０１の結像面４０３に配置される。
（比較例１）
次に、本発明の比較例１について説明する。図２は、本比較例における光学素子の概略断面図である。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はアルミナを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１５は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）を満足するが、条件式（１０）、（１１）を満足しない。
（比較例１）
次に、本発明の比較例１について説明する。図２は、本比較例における光学素子の概略断面図である。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はアルミナを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１５は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１）～（８）を満足するが、条件式（１０）、（１１）を満足しない。
【0133】
本比較例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。薄膜層１１、および薄膜層１２は蒸着法にて成膜した。蒸着の方法は実施例１３と同様である。本比較例において、膜厚分布を面内で同程度になるようなマスクは使用しなかった。薄膜層１１に続いて薄膜層１２が蒸着により成膜した後、中空シリカ塗工液１を薄膜１１、１２が成膜された透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0134】
図３４は、本比較例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。しかし、位置Ｃ、Ｑでの入射角０度の反射率特性（不図示）を比較してみると、位置Ｑの反射率特性が、位置Ｃよりも劣化していることが確認できる。表１４によると、薄膜層１２の位置Ｑにおける膜厚は、位置Ｃの６％増となっているが、薄膜層１１、１２の位置Ｑにおける膜厚は、位置Ｃの３０％減となっている。このため、位置Ｑでの反射率特性が劣化したといえる。
【0135】
【表15】
【0136】
（比較例２）
次に、本発明の比較例２について説明する。図２は、本比較例における光学素子の概略断面図である。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。
次に、本発明の比較例２について説明する。図２は、本比較例における光学素子の概略断面図である。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１３は中空シリカを主成分とした材料からなる。
【0137】
表１６は、本比較例の光学素子３０１の膜構成の詳細を示す。薄膜層１３の屈折率は条件式（１）、（４）を満足しない。
【0138】
本比較例の反射防止膜１０１の形成方法は、以下のとおりである。
（鎖状シリカ塗工液２）
鎖状粒子分散液２とバインダー溶液２の作製方法は、中空粒子塗工液１と同様である。鎖状粒子分散液２を２５１．３ｇに、バインダー溶液２を７８．０ｇ添加した。その後、１－プロポキシ－２－プロパノールを１７４．５ｇ、乳酸エチル５１０．８ｇを添加し、６０分攪拌し、鎖状シリカ塗工液２を得た。
（鎖状シリカ塗工液２）
鎖状粒子分散液２とバインダー溶液２の作製方法は、中空粒子塗工液１と同様である。鎖状粒子分散液２を２５１．３ｇに、バインダー溶液２を７８．０ｇ添加した。その後、１－プロポキシ－２－プロパノールを１７４．５ｇ、乳酸エチル５１０．８ｇを添加し、６０分攪拌し、鎖状シリカ塗工液２を得た。
【0139】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および鎖状シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。
【0140】
中実シリカ塗工液を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、鎖状シリカ塗工液２を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0141】
図３５は、本比較例における光学素子３０１の位置Ｃでの入射角０、１５、３０、４５、６０度の反射率特性である。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以上であり、十分な反射防止特性が得られていないといえる。
【0142】
【表16】
【0143】
各実施例によれば、基材の屈折率に関わらず、反射率を十分に低減することが可能な光学素子、光学系、撮像装置、および光学素子の製造方法を提供することができる。
【0144】
次に、図３６を参照して、実施例１７～２５における光学素子３００の概略について説明する。図３６は、光学素子３００の概略図である。光学素子３００は、透明基板（基材）２００および４層の膜からなる反射防止膜１００を有する。反射防止膜１００は、透明基板２００から空気側に向かって順に、薄膜層（第１の層）０１、薄膜層（第２の層）０２、薄膜層（第３の層）０３、および薄膜層（第４の層）０４からなる。
【0145】
波長５５０ｍｎのときの、薄膜層０１の屈折率をｎ１、薄膜層０２の屈折率をｎ２、薄膜層０３の屈折率をｎ３、薄膜層０４の屈折率をｎ４とする。さらに、薄膜層０１の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、薄膜層０２の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、薄膜層０３の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）、薄膜層０４の物理膜厚をｄ４（ｎｍ）とすると、以下の条件式（１５）～（２２）の少なくとも一つを満足することが好ましい。
【0146】
１．５６≦ｎ１≦１．７０ …（１５）
１．３０≦ｎ２≦１．５０ …（１６）
１．５６≦ｎ３≦１．７０ …（１７）
１．１０≦ｎ４≦１．２８ …（１８）
４０≦ｎ１ｄ１≦２５０ …（１９）
１０≦ｎ２ｄ２≦１００ …（２０）
１０≦ｎ３ｄ３≦１００ …（２１）
１００≦ｎ４ｄ４≦１５５ …（２２）
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３＋ｎ４ｄ４≦５５０ …（２３）
各材料の屈折率や物理膜厚が、条件式（１５）～（２３）の範囲外になった場合、十分な反射防止性能を得ることができない。
１．３０≦ｎ２≦１．５０ …（１６）
１．５６≦ｎ３≦１．７０ …（１７）
１．１０≦ｎ４≦１．２８ …（１８）
４０≦ｎ１ｄ１≦２５０ …（１９）
１０≦ｎ２ｄ２≦１００ …（２０）
１０≦ｎ３ｄ３≦１００ …（２１）
１００≦ｎ４ｄ４≦１５５ …（２２）
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３＋ｎ４ｄ４≦５５０ …（２３）
各材料の屈折率や物理膜厚が、条件式（１５）～（２３）の範囲外になった場合、十分な反射防止性能を得ることができない。
【0147】
より好ましくは、条件式（１８）の数値範囲は、以下の条件式（２４）のように設定される。
【0148】
１．１２≦ｎ４≦１．２２ …（２４）
更に好ましくは、条件式（１８）の数値範囲は、以下の条件式（２４ａ）のように設定される。
更に好ましくは、条件式（１８）の数値範囲は、以下の条件式（２４ａ）のように設定される。
【0149】
１．１５≦ｎ４≦１．２２ …（２４ａ）
各実施例の光学素子３００の薄膜層０２、０３、０４は、有機化合物を含む材料からなることが望ましい。本実施形態の「有機化合物」とは、炭素を含む化合物のことであり、一酸化炭素や二酸化炭素といった簡単な構造の化合物を除いたもののことを言う。「有機化合物」を含む材料は、湿式塗工法で簡易に形成することができる。
各実施例の光学素子３００の薄膜層０２、０３、０４は、有機化合物を含む材料からなることが望ましい。本実施形態の「有機化合物」とは、炭素を含む化合物のことであり、一酸化炭素や二酸化炭素といった簡単な構造の化合物を除いたもののことを言う。「有機化合物」を含む材料は、湿式塗工法で簡易に形成することができる。
【0150】
図３７および図３８に示した本発明の一実施形態である光学素子３０１および３０２は、透明基板２０１および２０２において、反射防止膜１０１および１０２を形成する面が凹面形状、および凸面形状の場合の概略図である。以下、図３７で示した凹面形状のみで説明するが、図３８で示した凸面形状において、同様である。
【0151】
光学素子３０１は、反射防止膜１０１を形成する光学面が回転対称軸（基準軸、例えば原点（面頂点）を通る面法線）を有する形状、すなわち回転対称形状を有する。ただし、各実施例は、これに限定されるものではなく、反射防止膜１０１を形成する光学面が回転対称でなくてもよい。図３７において、位置Ｃは反射防止膜１０１を付与された透明基板２０１のレンズ面の回転中心である。つまり、位置Ｃは、上記レンズ面の回転対称軸（光軸Ｌ）と透明基板２０１のレンズ面とが交わる位置（交点）である。一方、位置Ｑは、透明基板２０１のレンズ面上の光学有効領域内において、最も位置Ｃから離れた箇所に位置する。ここで光学有効領域とは、光学面において結像に寄与する有効光線が通過する領域（有効径）ことを示す。
【0152】
つまり、光軸Ｌと位置Ｑの法線とがなす角（以下、半開角という）をφとすると、半開角φは光学有効領域内で最大値となる。反射防止膜１０１は、透明基板２０１から順に薄膜層（第１の層）１１、薄膜層（第２の層）１２、薄膜層（第３の層）１３、および薄膜層（第４の層）１４からなる。位置Ｃにおける、薄膜層１２の物理膜厚をｄ２ｃ（ｎｍ）、薄膜層１３の物理膜厚をｄ３ｃ、薄膜層１４の物理膜厚をｄ４ｃ（ｎｍ）とする。位置Ｑにおける、薄膜層１２の物理膜厚をｄ２ｑ（ｎｍ）、薄膜層１３の物理膜厚をｄ３ｑ（ｎｍ）、薄膜層１４の物理膜厚をｄ４ｑ（ｎｍ）とする。このとき、以下の条件式（２５）～（２７）の少なくとも一つを満足することが好ましい。
【0153】
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３ …（２５）
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３ …（２６）
１．０＜ｄ４ｑ／ｄ４ｃ≦１．３ …（２７）
各実施例において、反射防止膜１０１を構成する薄膜層１２、１３、１４の膜厚はそれぞれ、反射防止膜１０１の中心（光軸中心）である位置Ｃにおいて最も小さく、光軸中心から離れるほど、大きくなることが望ましい。
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３ …（２６）
１．０＜ｄ４ｑ／ｄ４ｃ≦１．３ …（２７）
各実施例において、反射防止膜１０１を構成する薄膜層１２、１３、１４の膜厚はそれぞれ、反射防止膜１０１の中心（光軸中心）である位置Ｃにおいて最も小さく、光軸中心から離れるほど、大きくなることが望ましい。
【0154】
また各実施例において、位置Ｑにおける半開角φ（°）は、以下の条件式（２８）を満足することが好ましい。
【0155】
２５≦φ＜９０ …（２８）
透明基板２０１の屈折率をｎＳとするとき、以下の条件式（２９）を満足することが好ましい。
透明基板２０１の屈折率をｎＳとするとき、以下の条件式（２９）を満足することが好ましい。
【0156】
１．４５≦ｎＳ≦２．１０ …（２９）
図３７、および図３８において、反射防止膜１０１の薄膜層１１、および反射防止膜１０２の薄膜層２１は、薄膜層１２、１３、１４および薄膜層２２、２３、２４と同様に、有機化合物を含む材料からなることが望ましい。形成方法においても、同様に湿式成膜法、特にスピンコート法が望ましい。
図３７、および図３８において、反射防止膜１０１の薄膜層１１、および反射防止膜１０２の薄膜層２１は、薄膜層１２、１３、１４および薄膜層２２、２３、２４と同様に、有機化合物を含む材料からなることが望ましい。形成方法においても、同様に湿式成膜法、特にスピンコート法が望ましい。
【0157】
【0158】
薄膜層１１において、位置Ｃにおける、薄膜層１１の物理膜厚をｄ１ｃ（ｎｍ）とし、位置Ｑにおける、薄膜層１１の物理膜厚をｄ１ｑ（ｎｍ）としたとき、以下の条件式（３０）を満足することが好ましい。
【0159】
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３ …（３０）
薄膜層１１および薄膜層１３においては、以下の条件式（３１）を満足することが好ましい。
薄膜層１１および薄膜層１３においては、以下の条件式（３１）を満足することが好ましい。
【0160】
０．９≦ｄ１／ｄ３≦１．１ …（３１）
また、薄膜層１１は、「イミド（－ＣＯ－ＮＲ－ＣＯ－）結合を含む高分子化合物」である、ポリイミド樹脂を含む材料からなることが望ましい。イミド結合は、平面構造であり、これらの構造を持つ薄膜層は、形成時に分子鎖同士が基材に対して平行に配向しやすい。そのため、横方向の密着性よりも縦方向の密着性が弱くなり、アルミナ系鉱物を含む研磨剤を適量に布につけてこすると、容易に剥がすことができる。本発明の一実施例の形態においては、薄膜層１１の上層となる薄膜層１２、１３、１４、つまり反射防止膜１０１ごと、透明基材２０１から剥がすことができ、製造過程における再生処理がし易い。
また、薄膜層１１は、「イミド（－ＣＯ－ＮＲ－ＣＯ－）結合を含む高分子化合物」である、ポリイミド樹脂を含む材料からなることが望ましい。イミド結合は、平面構造であり、これらの構造を持つ薄膜層は、形成時に分子鎖同士が基材に対して平行に配向しやすい。そのため、横方向の密着性よりも縦方向の密着性が弱くなり、アルミナ系鉱物を含む研磨剤を適量に布につけてこすると、容易に剥がすことができる。本発明の一実施例の形態においては、薄膜層１１の上層となる薄膜層１２、１３、１４、つまり反射防止膜１０１ごと、透明基材２０１から剥がすことができ、製造過程における再生処理がし易い。
【0161】
一方、図３９および図４０は、本発明の一実施形態である、光学素子３０３および３０４を示す。光学素子３０３、３０４は、透明基板２０３、２０４において、反射防止膜１０３、１０４を形成する面が凹面形状、および凸面形状の場合の概略図である。以下、図３９で示した凹面形状のみで説明するが、図４０で示した凸面形状において、同様である。
【0162】
反射防止膜１０３は、透明基板２０３から順に、薄膜層３１、薄膜層３２、薄膜層３３、および薄膜層３４からなる。薄膜層３２、３３、３４は、先に説明した反射防止膜１０１における薄膜層１２、１３、１４と同様に有機化合物を含む材料からなることが望ましく、また条件式（２５）～（２７）を満足する。
【0163】
なお、薄膜層３１は、酸化アルミニウムを含む材料で構成してもよい。酸化アルミニウムは、水蒸気に対する遮蔽性に優れ、基板表面のヤケを防止することができる。このとき、以下の条件式（１９ａ）を満足することが好ましい。
【0164】
１２０≦ｎ１ｄ１≦２５０ …（１９ａ）
なお、薄膜層３１を蒸着法やスパッタ法のような乾式成膜法で形成する場合、大開角レンズの周辺部では、蒸着材料のレンズ面への入射角が大きくなるため、中心部よりも膜厚が減少する。このため、図３９において、位置Ｃにおける、薄膜層３１の物理膜厚ｄ３１ｃ（ｎｍ）と、位置Ｑにおける、薄膜層３１の物理膜厚ｄ３１ｑ（ｎｍ）は、以下の条件式（３２）を満足することが好ましい。
なお、薄膜層３１を蒸着法やスパッタ法のような乾式成膜法で形成する場合、大開角レンズの周辺部では、蒸着材料のレンズ面への入射角が大きくなるため、中心部よりも膜厚が減少する。このため、図３９において、位置Ｃにおける、薄膜層３１の物理膜厚ｄ３１ｃ（ｎｍ）と、位置Ｑにおける、薄膜層３１の物理膜厚ｄ３１ｑ（ｎｍ）は、以下の条件式（３２）を満足することが好ましい。
【0165】
０．５≦ｄ３１ｑ／ｄ３１ｃ＜１．０ …（３２）
波長５５０ｎｍのときの透明基板２０３の屈折率をｎｓとしたとき、以下の条件式（３３）を満足することが好ましい。
波長５５０ｎｍのときの透明基板２０３の屈折率をｎｓとしたとき、以下の条件式（３３）を満足することが好ましい。
【0166】
－０．１≦ｎｓ－ｎ１≦０．１ …（３３）
透明基板２０３と薄膜層３１との屈折率差が小さい場合、界面反射は小さい。薄膜層３１の膜厚がレンズ面内でムラがあったとしても、反射率性能に偏りは生じにくい。
透明基板２０３と薄膜層３１との屈折率差が小さい場合、界面反射は小さい。薄膜層３１の膜厚がレンズ面内でムラがあったとしても、反射率性能に偏りは生じにくい。
【0167】
透明基板２０３のガラス転移温度Ｔｇ（℃）としたとき、以下の条件式（３４）を満足することが好ましい。
【0168】
４５０≦Ｔｇ≦５５０ …（３４）
ガラス転移温度の低い硝材は、ヤケのような硝材起因の問題が起こりやすい。硝材に直接付与される層を酸化アルミニウムとすることで、ヤケなどによる反射率の低下を抑えることができる。
ガラス転移温度の低い硝材は、ヤケのような硝材起因の問題が起こりやすい。硝材に直接付与される層を酸化アルミニウムとすることで、ヤケなどによる反射率の低下を抑えることができる。
【0169】
薄膜層０４、１４、２４、３４、４４は、空隙を含むことが望ましい。空隙、つまり屈折率が１．０である空気を含有するため、屈折率を条件式（１８）および条件式（２４）まで低減することができる。屈折率が１．１０未満の場合は、層内に含まれる空隙の割合が大きいため、膜強度が弱くなる。屈折率が１．２８よりも大きい場合は、反射防止性能が十分に得られなくなる。また各実施例の反射防止膜の表面（薄膜層０４、１４、２４、３４、４４の表面）には、必要に応じて、防汚膜などを設けてもよい。防汚膜の例としては、フッ素ポリマー、フルオロシラン単分子、酸化チタン粒子などを含む膜が挙げられる。
【0170】
各実施例において、薄膜層０４、１４、２４、３４、４４は、中実粒子、鎖状粒子、または中空粒子からなることが望ましい。より好ましくは、内部に空孔を有する中空粒子からなることがより望ましい。空孔は単孔、多孔のどちらでもよく適宜選択することができる。中実粒子、鎖状粒子、ないしは中空粒子を構成する材質は、低屈折率のものが好ましい。例えば、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２，フッ素、シリコンなどからなる有機樹脂が挙げられるが、粒子の製造が容易であるＳｉＯ２がより好ましい。中空粒子の平均粒子径は１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以上８０ｎｍ以下が望ましい。中空粒子の平均粒子径が１５ｎｍ未満の場合、コアとなる粒子を安定的に作ることが難しい。また１００ｎｍをこえる場合、粒子間の空隙の大きさが大きくなるため、大きなボイドが発生しやすく、また粒子の大きさに伴う散乱が発生するため、好ましくない。
【0171】
薄膜層０２、１２、２２、３２、４２は、シロキサン結合のようなバインダーで結着した中実粒子、特に、中実シリカ粒子を含む材料からなることが望ましい。ないしは、「アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体」であるアクリル樹脂を含む材料であることが望ましい。
【0172】
薄膜層０３、１３、２３、３３、４３は、「イミド（－ＣＯ－ＮＲ－ＣＯ－）結合を含む高分子化合物」である、ポリイミド樹脂を含む材料からのなることが望ましい。ないしは、「３印環のエーテルであるオキサシクロプロパン（オキシラン）を構造式中にもつエポキシ基を架橋させ硬化した樹脂」であるエポキシ樹脂を含む材料からなることが望ましい。
【0173】
各実施例において、薄膜層１１、２１、薄膜層１２、２２、３２、４２、薄膜層１３、２３、３３、４３、および、薄膜層１４，２４、３４、４４の形成方法としては、膜材料を含む塗工液を塗布し、乾燥や焼成を行う、湿式成膜法が好ましい。湿式成膜法は、安価に大面積を塗工することができる。特に、スピンコート法は、塗工面の回転軸で回転させながら塗工を行うことで、面内の膜厚分布を抑えることができるため、好ましい。
【0174】
塗工液に用いることができる有機溶媒は、塗工性や性能などを損なわない範囲内において特に限定されるものではなく、公知の溶媒を用いることができる。例えば、１価のアルコールとして、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチルプロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、シクロペンタノールを用いることができる。または、例えば、２－メチルブタノール、３－メチルブタノール、１－ヘキサノール、２－ヘキサノール、３－ヘキサノール、４－メチル－２－ペンタノール、２－メチル－１－ペンタノール、２－エチルブタノールを用いることができる。または、例えば、２，４－ジメチル－３－ペンタノール、３－エチルブタノール、１－ヘプタノール、２－ヘプタノール、１－オクタノール、２－オクタノールを用いることができる。
【0175】
または、エチレングリコール、トリエチレングリコールなどの２価以上のアルコール類を用いてもよい。または、エーテルアルコール類を用いてもよい。例えば、メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロポキシエタノール、イソプロポキシエタノール、ブトキシエタノール、１－メトキシ－２－プロパノール、１－エトキシ－２－プロパノール、１－プロポキシ－２－プロパノールなどがある。または、ジメトキシエタン、ジグライム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルのようなエーテル類を用いてもよい。
【0176】
または、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類を用いてもよい。または、エステル類として、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどを用いてもよい。または、ｎ－ヘキサン、ｎ－オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタンのような各種の脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類を用いてもよい。または、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの各種の芳香族炭化水素類を用いてもよい。
【0177】
または、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの各種のケトン類。クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、テトラクロロエタンのような、各種の塩素化炭化水素類を用いてもよい。または、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネートのような、非プロトン性極性溶媒等を用いてもよい。これらの溶媒のうち、２種類以上の溶媒を混ぜて使用することもできる。
【0178】
また、第４の薄膜層０４、１４、２４、３４、４４に使用する中実粒子、鎖状粒子、ないしは中空粒子、第２の薄膜層０２、１２、２２、３２、４２に中実粒子を使用する場合、強度を向上させる目的で、バインダーによって結着されていることが好ましい。バインダーとしてはシロキサン結合を利用するのが好ましい。表面に水酸基が多く存在するシリカの粒子を用いる場合には、特に好適である。
【0179】
各実施例において、薄膜層１１、２１、薄膜層１２、２２薄膜層１３、２３、薄膜層１４、２４は、湿式成膜法により形成できる材料からなることから、材料自体、ないしはバインダーに有機化合物を含む。また各実施例の反射防止膜は、塗工後の乾燥の工程において、高温による焼成を行わない。このため、全層を湿式成膜法で形成できる、透明基板２０１、２０２には熱変形が生じやすいプラスチックや、光学用硬化性樹脂などを使用することが可能である。
【0180】
一方、薄膜層３１、４１は、蒸着法やスパッタ法のような乾式成膜法で、形成することが好ましい。蒸着法やスパッタ法のような乾式成膜法は、蒸発源とレンズの中心部が対面するような位置関係で成膜を行う。大開角レンズの場合、周辺部では、蒸着材料のレンズ面への入射角が大きくなるため、中心部よりも膜厚が減少する。このため、レンズ面内に膜ムラが生じ、反射防止性能に偏りが生じる。しかしながら、条件式（１９）を満足する場合、透明基板２００と薄膜層３１、４１の界面反射は小さくなる。このため、薄膜層３１、４１の膜厚に面内ばらつきがあったとしても、反射率性能の偏りは小さくなる。
【0181】
以下に具体的な実施例を示す。ただし、これらは例に過ぎず、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。
【実施例17】
【0182】
図３７は、本発明の実施例１７における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（３７）、（３０）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３、１４は有機化合物を含んでいる。
【0183】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0184】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。
【0185】
ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、２０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に中実シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0186】
図４１には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図４２は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表１７によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0187】
【表17】
【実施例18】
【0188】
図３８は、本発明の実施例１８における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率１．７７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＬＡＨ６６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは６０度である。層材料としては、薄膜層２１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１８は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）を満たす。また、薄膜層２１、２２、２３、および２４は有機化合物を含んでいる。
【0189】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は以下のとおりである。
【0190】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0191】
ポリイミド塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、３０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液１を連続して、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0192】
図４３には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図４４は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表１８によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの１２％程度増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおける反射率は０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0193】
【表18】
【実施例19】
【0194】
図３７は、本発明の実施例１９における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．８５（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＨ５３（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表１９は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３、および１４は有機化合物を含んでいる。
【0195】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0196】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。
【0197】
ポリイミド塗工液２を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、３０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液２を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0198】
図４５には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図４６は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表１９によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの２％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0199】
【表19】
【実施例20】
【0200】
図３８は、本発明の実施例２０における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率１．５９（波長５５０ｎｍ）のＬＰＱ－１５００（三菱ガス化学社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層２１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２０は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３、および１４は有機化合物を含んでいる。
【0201】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0202】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0203】
ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、３５００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、中空シリカ塗工液１を、透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0204】
図４７には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図４８は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２０によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの３％程度増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0205】
【表20】
【実施例21】
【0206】
図３７は、本発明の実施例２１における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は、屈折率１．６８（波長５５０ｎｍ）のＥＰ－９０００（三菱ガス化学株式会社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２１は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）、（３１）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３、および１４は有機化合物を含んでいる。
【0207】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0208】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。
【0209】
ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0210】
図４９には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５０は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２１によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0211】
【表21】
【実施例22】
【0212】
図３７は、本発明の実施例２２における光学素子３０１の概略断面図である。本実施例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５２（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＢＳＬ７（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２２は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）、（３１）を満たす。また、薄膜層１１、１２、１３、および１４は有機化合物を含んでいる。
【0213】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0214】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液２、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０１を形成する。
【0215】
ポリイミド塗工液２を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらにポリイミド塗工液２を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0216】
図５１には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５２は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２２によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの３％程度増となっているが、反射率特性は、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0217】
【表22】
【実施例23】
【0218】
図３８は、本発明の実施例２３における光学素子３０２の概略断面図である。本実施例の光学素子３０２は、透明基板２０２上に反射防止膜１０２が形成された光学素子である。透明基板２０２は屈折率１．６４（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＢＡＭ１２（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０２を形成する透明基板２０２のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層２１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層２２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層２３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜２４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２３は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３０）、（３１）を満たす。また、薄膜層２１、２２、２３、２４は有機化合物を含んでいる。
【0219】
本実施例の反射防止膜１０２の形成方法は以下のとおりである。
【0220】
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および中空シリカ塗工液１により、反射防止膜１０２を形成する。
【0221】
ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0222】
図５３には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５４は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２３によると、位置Ｑでは各薄膜層の膜厚が位置Ｃの６％程度増となっているが、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0223】
【表23】
【実施例24】
【0224】
図３９は、本発明の実施例２４における光学素子３０３の概略断面図である。本実施例の光学素子３０３は、透明基板２０３上に反射防止膜１０３が形成された光学素子である。透明基板２０３は屈折率１．５９（波長５５０ｎｍ）のＬ－ＢＡＬ４３（ＯＨＡＲＡ社製）である。Ｌ－ＢＡＬ４３のガラス転移温度Ｔｇ（℃）は４９３℃である。また、反射防止膜１０３を形成する透明基板２０３のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは３０度である。層材料としては、薄膜層３１は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層３２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層３３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層３４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２４は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３２）～（３４）を満たす。また、薄膜層３２、３３、３４は有機化合物を含んでいる。
【0225】
本実施例の反射防止膜１０３の形成方法は以下のとおりである。
【0226】
薄膜層３１は蒸着法にて成膜した。蒸発材料の加熱には、電子ビームを使用した。また、より緻密な膜を形成するため、イオンビームアシスト蒸着法を行った。蒸着装置の真空チャンバ内は、２×１０－３（Ｐａ）近傍の高真空領域まで無加熱状態で排気した。真空チャンバ内が高真空状態になったのを確認してから、不活性ガスとしてＡｒをイオン銃に導入し、イオン銃を放電させる。イオン銃が安定状態になってから、真空チャンバ内に酸素を導入し、真空圧が１×１０－２（Ｐａ）程度で酸素イオンによるイオンアシスト蒸着を行った。蒸着法では、半開角が大きいレンズの場合、周辺部になるほど膜厚が減少する。
【0227】
薄膜層３１を蒸着により成膜した後、中実シリカ塗工液１を薄膜３１の成膜された透明基板２０３のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液１を透明基板２０２のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０３のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0228】
図５５には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５６は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２４によると、位置Ｑでは薄膜層３１の膜厚が位置Ｃの１３％程度減、薄膜層３２、３３、３４の膜厚が位置Ｃの３％程度増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0229】
【表24】
【実施例25】
【0230】
図４０は、本発明の実施例２５における光学素子３０４の概略断面図である。本実施例の光学素子３０４は、透明基板２０４上に反射防止膜１０４が形成された光学素子である。透明基板２０４は屈折率１．６９（波長５５０ｎｍ）のＬ－ＴＩＬ２８（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０４を形成する透明基板２０４のレンズ面は凸面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４０度である。層材料としては、薄膜層４１は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層４２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層４３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層４４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２５は、本実施例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）、（２５）～（２７）、（３２）～（３４）を満たす。また、薄膜層４２、４３、および４４は有機化合物を含んでいる。 本実施例の反射防止膜１０４の形成方法は以下のとおりである。
【0231】
薄膜層４１は、蒸着法にて成膜した。蒸着の方法は実施例８の薄膜層３１と同様である。
【0232】
薄膜層４１を蒸着により成膜した後、中実シリカ塗工液１を薄膜４１の成膜された透明基板２０４のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、ポリイミド塗工液２を連続して、透明基板２０４のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。最後に、中空シリカ塗工液１を連続して、透明基板２０４のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0233】
図５７には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。図５８は、位置ＣおよびＱの入射角０度の反射率特性を示す。表２５によると、位置Ｑでは薄膜層４１の膜厚が位置Ｃの２３％程度減、薄膜層３２、３３、３４の膜厚が位置Ｃの５％増となっているが、反射率特性は波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、良好であることが確認できる。
【0234】
【表25】
【0235】
なお、実施例１７～２５の光学素子は、図３２を参照して説明した実施例１５の光学系４０１にも適用可能である。光学系４００は、実施例１７～２５のいずれかの反射防止膜が形成された光学素子３０１、３０２、３０３、３０４を含む。また、実施例１７～２５の光学素子は、図３３を参照して説明した実施例１６の撮像装置（デジタルカメラ５００）にも適用可能である。
【0236】
（比較例３）
本発明の比較例３における光学素子の概略断面図を図３７に示す。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２６は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）を満たすが、条件式（２５）～（２７）を満たさない。
本発明の比較例３における光学素子の概略断面図を図３７に示す。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１２はフッ化マグネシウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１３は酸化アルミニウムを主成分とした材料からなり、薄膜層１４は中空シリカを主成分とした材料からなる。表２６は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。各材料の屈折率および膜厚は、条件式（１５）～（２３）を満たすが、条件式（２５）～（２７）を満たさない。
【0237】
本比較例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。薄膜層１１、１２、１３は蒸着法にて成膜した。蒸着の方法は実施例８と同様である。薄膜層１１、薄膜層１２、薄膜層１３の順で蒸着により成膜した後、中空シリカ塗工液１を薄膜１１、１２、１３が成膜された透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0238】
図５９には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以下であり、非常に良好な反射率特性であることがわかる。しかし、図６０において、位置ＣとＱの入射角０度の反射率特性を比較してみると、位置Ｑの反射率特性が、位置Ｃよりも低下していることが確認できる。表２６によると、薄膜層１４の位置Ｑにおける膜厚は、位置Ｃの６％増となっているが、薄膜層１１、１２、１３の位置Ｑにおける膜厚は、位置Ｃの３０％減となっている。このため、位置Ｑでの反射率特性が低下したといえる。
【0239】
【表26】
【0240】
（比較例４）
本発明の比較例４における光学素子の概略断面図を図６１に示す。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は鎖状シリカを主成分とした材料からなる。表２７は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。薄膜層１３の屈折率は条件式（１８）を満たさない。
本発明の比較例４における光学素子の概略断面図を図６１に示す。本比較例の光学素子３０１は、透明基板２０１上に反射防止膜１０１が形成された光学素子である。透明基板２０１は屈折率１．５７（波長５５０ｎｍ）のＳ－ＴＩＬ２６（ＯＨＡＲＡ社製）である。反射防止膜１０１を形成する透明基板２０１のレンズ面は凹面形状である。最大光線有効径上の位置Ｑにおける半開角φは４５度である。層材料としては、薄膜層１１はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１２は中実シリカを主成分とした材料からなり、薄膜層１３はポリイミド樹脂を主成分とした材料からなり、薄膜層１４は鎖状シリカを主成分とした材料からなる。表２７は、本比較例の光学素子の膜構成の詳細を示す。薄膜層１３の屈折率は条件式（１８）を満たさない。
【0241】
本実施例の反射防止膜１０１の形成方法は以下のとおりである。
【0242】
（鎖状シリカ塗工液２）
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および鎖状シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。
中実シリカ塗工液１、ポリイミド塗工液１、および鎖状シリカ塗工液２により、反射防止膜１０１を形成する。
【0243】
ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、３０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。次に、中実シリカ塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、ポリイミド塗工液１を透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。さらに、鎖状シリカ塗工液２を連続して、透明基板２０１のレンズ面上に０．２ｍｌ滴下し、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートした。その後、室温２３℃のクリーンルームで２４時間以上乾燥を行った。
【0244】
図６１には、位置Ｃにおける入射角０、１５，３０，４５、および６０度の反射率特性を示す。反射率は、０度入射、波長４２０ｎｍから６８０ｎｍにおいて、０．２％以上であり、十分な反射防止特性が得られていないといえる。
【0245】
【表27】
【0246】
各実施例の開示は、以下の構成および方法を含む。
（構成１）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、
前記第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含み、
波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成２）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、
波長５５０ｎｍにおける前記第１の層の屈折率をｎ１、波長５５０ｎｍにおける前記第２の層の屈折率をｎ２、波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３、前記第１の層の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、前記第２の層の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、前記第３の層の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）とするとき、
１．３０≦ｎ１≦１．５０
１．５６≦ｎ２≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ１ｄ１≦１５５
１０≦ｎ２ｄ２≦１５５
１００≦ｎ３ｄ３≦１５５
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３≦３００
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成３）
前記第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含むことを特徴とする構成２に記載の光学素子。
（構成４）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚、前記第２の層の物理膜厚、および前記第３の層の物理膜厚をそれぞれｄ１ｃ、ｄ２ｃ、およびｄ３ｃとし、
前記光学面の有効領域において、前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚、前記第２の層の物理膜厚、および前記第３の層の物理膜厚をそれぞれｄ１ｑ、ｄ２ｑ、およびｄ３ｑとするとき、
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の光学素子。
（構成５）
前記第１の層および前記第２の層のそれぞれの物理膜厚は、前記反射防止膜の中心において最も小さく、前記中心から離れるほど大きくなることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の光学素子。
（構成６）
前記第１の層は、アクリル樹脂を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の光学素子。
（構成７）
前記第１の層は、中実粒子を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の光学素子。
（構成８）
前記第２の層は、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含むことを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の光学素子。
（構成９）
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、
１．４５≦ｎｓ≦２．１０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の光学素子。
（構成１０）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層と、該第３の層の上に形成された第４の層とからなり、
前記第２乃至第４の層はそれぞれ、有機化合物を含み、
波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４とするとき、
１．１０≦ｎ４≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成１１）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層と、該第３の層の上に形成された第４の層とからなり、
波長５５０ｎｍにおける前記第１の層の屈折率をｎ１、波長５５０ｎｍにおける前記第２の層の屈折率をｎ２、波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３、波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４、前記第１の層の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、前記第２の層の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、前記第３の層の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）、前記第４の層の物理膜厚をｄ４（ｎｍ）とするとき、
１．５６≦ｎ１≦１．７０
１．３０≦ｎ２≦１．５０
１．５６≦ｎ３≦１．７０
１．１０≦ｎ４≦１．２８
４０≦ｎ１ｄ１≦２５０
１０≦ｎ２ｄ２≦１００
１０≦ｎ３ｄ３≦１００
１００≦ｎ４ｄ４≦１５５
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３＋ｎ４ｄ４≦５５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成１２）
前記第２乃至第４の層はそれぞれ、有機化合物を含むことを特徴とする構成１１に記載の光学素子。
（構成１３）
前記第１の層は、有機化合物を含むことを特徴とする構成１０乃至１２のいずれかに記載の光学素子。
（構成１４）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第２の層の物理膜厚、前記第３の層の物理膜厚、および前記第４の層の物理膜厚をそれぞれｄ２ｃ、ｄ３ｃ、およびｄ４ｃとし、
前記光学面の有効領域において、前記交点から最も離れた位置での前記第２の層の物理膜厚、前記第３の層の物理膜厚、および前記第４の層の物理膜厚をそれぞれｄ２ｑ、ｄ３ｑ、およびｄ４ｑとするとき、
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３
１．０＜ｄ４ｑ／ｄ４ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１０乃至１３のいずれかに記載の光学素子。
（構成１５）
前記第１の層は、ポリイミド樹脂を含むことを特徴とする構成１０乃至１４のいずれかに記載の光学素子。
（構成１６）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚をｄ１ｃとし、
前記光学面の有効領域において前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚をｄ１ｑとするとき、
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１５に記載の光学素子。
（構成１７）
０．９≦ｄ１／ｄ３≦１．１
なる条件式を満足することを特徴とする構成２、３、１１、または１２に記載の光学素子。
（構成１８）
前記第１の層は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする構成１０乃至１７のいずれかに記載の光学素子。
（構成１９）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚をｄ３１ｃとし、
前記光学面の有効領域において前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚をｄ３１ｑとするとき、
０．５≦ｄ３１ｑ／ｄ３１ｃ＜１．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１８に記載の光学素子。
（構成２０）
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、
１．５５≦ｎｓ≦１．７０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１９のいずれかに記載の光学素子。
（構成２１）
前記基材のガラス転移温度をＴｇ（℃）とするとき、
４５０≦Ｔｇ≦５５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至２０のいずれかに記載の光学素子。
（構成２２）
波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲において、前記交点に入射角０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は０．５％以下であり、前記交点に入射角３０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は１．０％以下であることを特徴とする構成４、１４、１６、または１９に記載の光学素子。
（構成２３）
１．１２≦ｎ３≦１．２５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至２２のいずれかに記載の光学素子。
（構成２４）
前記第２の層、前記第３の層、および前記第４の層のそれぞれの物理膜厚は、前記反射防止膜の中心において最も小さく、前記中心から離れるほど大きくなることを特徴とする構成１０乃至２３のいずれかに記載の光学素子。
（構成２５）
前記反射防止膜における前記基材から最も離れた層は、空隙を含むことを特徴とする構成１乃至２４のいずれかに記載の光学素子。
（構成２６）
前記反射防止膜における前記基材から最も離れた層は、中実粒子、鎖状粒子、および中空粒子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする構成１乃至２５のいずれかに記載の光学素子。
（構成２７）
前記中実粒子、前記鎖状粒子、および前記中空粒子のうち少なくとも一つは、シリカからなることを特徴とする構成２６に記載の光学素子。
（構成２８）
前記第２の層は、中実粒子を含むことを特徴とする構成１０乃至１６のいずれかに記載の光学素子。
（構成２９）
前記反射防止膜の上に形成されたフッ素樹脂を含む膜を更に有することを特徴とする構成１乃至２８のいずれかに記載の光学素子。
（構成３０）
構成１乃至２９のいずれかに記載の光学素子を含む複数の光学素子を有することを特徴とする光学系。
（構成３１）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の有効径の位置での半開角をφ（度）とするとき、
２５≦φ＜９０
なる条件式を満足することを特徴とする構成３０に記載の光学系。
（構成３２）
構成３０に記載の光学素子を含む光学系と、
前記光学系を介して被写体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
（方法１）
基材と第１乃至第３の層からなる反射防止膜とを有する光学素子の製造方法であって、
前記基材の上に湿式塗工法により前記第１の層を形成するステップと、
前記第１の層の上に湿式塗工法により前記第２の層を形成するステップと、
前記第２の層の上に湿式塗工法により前記第３の層を形成するステップとを有し、
波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする製造方法。
（方法２）
基材と第１乃至第４の層からなる反射防止膜とを有する光学素子の製造方法であって、
前記基材の上に前記第１の層を形成するステップと、
前記第１の層の上に湿式塗工法により前記第２の層を形成するステップと、
前記第２の層の上に湿式塗工法により前記第３の層を形成するステップと、
前記第３の層の上に湿式塗工法により前記第４の層を形成するステップとを有し、
波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４とするとき、
１．１０≦ｎ４≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする製造方法。
（方法３）
前記湿式塗工法は、スピン塗工法であることを特徴とする方法１または２に記載の製造方法。
（構成１）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、
前記第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含み、
波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成２）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層とからなり、
波長５５０ｎｍにおける前記第１の層の屈折率をｎ１、波長５５０ｎｍにおける前記第２の層の屈折率をｎ２、波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３、前記第１の層の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、前記第２の層の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、前記第３の層の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）とするとき、
１．３０≦ｎ１≦１．５０
１．５６≦ｎ２≦１．７０
１．１０≦ｎ３≦１．２８
１０≦ｎ１ｄ１≦１５５
１０≦ｎ２ｄ２≦１５５
１００≦ｎ３ｄ３≦１５５
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３≦３００
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成３）
前記第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含むことを特徴とする構成２に記載の光学素子。
（構成４）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚、前記第２の層の物理膜厚、および前記第３の層の物理膜厚をそれぞれｄ１ｃ、ｄ２ｃ、およびｄ３ｃとし、
前記光学面の有効領域において、前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚、前記第２の層の物理膜厚、および前記第３の層の物理膜厚をそれぞれｄ１ｑ、ｄ２ｑ、およびｄ３ｑとするとき、
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の光学素子。
（構成５）
前記第１の層および前記第２の層のそれぞれの物理膜厚は、前記反射防止膜の中心において最も小さく、前記中心から離れるほど大きくなることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の光学素子。
（構成６）
前記第１の層は、アクリル樹脂を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の光学素子。
（構成７）
前記第１の層は、中実粒子を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の光学素子。
（構成８）
前記第２の層は、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含むことを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の光学素子。
（構成９）
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、
１．４５≦ｎｓ≦２．１０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の光学素子。
（構成１０）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層と、該第３の層の上に形成された第４の層とからなり、
前記第２乃至第４の層はそれぞれ、有機化合物を含み、
波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４とするとき、
１．１０≦ｎ４≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成１１）
基材と反射防止膜とを有する光学素子であって、
前記反射防止膜は、前記基材の上に形成された第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層と、該第２の層の上に形成された第３の層と、該第３の層の上に形成された第４の層とからなり、
波長５５０ｎｍにおける前記第１の層の屈折率をｎ１、波長５５０ｎｍにおける前記第２の層の屈折率をｎ２、波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３、波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４、前記第１の層の物理膜厚をｄ１（ｎｍ）、前記第２の層の物理膜厚をｄ２（ｎｍ）、前記第３の層の物理膜厚をｄ３（ｎｍ）、前記第４の層の物理膜厚をｄ４（ｎｍ）とするとき、
１．５６≦ｎ１≦１．７０
１．３０≦ｎ２≦１．５０
１．５６≦ｎ３≦１．７０
１．１０≦ｎ４≦１．２８
４０≦ｎ１ｄ１≦２５０
１０≦ｎ２ｄ２≦１００
１０≦ｎ３ｄ３≦１００
１００≦ｎ４ｄ４≦１５５
２００≦ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋ｎ３ｄ３＋ｎ４ｄ４≦５５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学素子。
（構成１２）
前記第２乃至第４の層はそれぞれ、有機化合物を含むことを特徴とする構成１１に記載の光学素子。
（構成１３）
前記第１の層は、有機化合物を含むことを特徴とする構成１０乃至１２のいずれかに記載の光学素子。
（構成１４）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第２の層の物理膜厚、前記第３の層の物理膜厚、および前記第４の層の物理膜厚をそれぞれｄ２ｃ、ｄ３ｃ、およびｄ４ｃとし、
前記光学面の有効領域において、前記交点から最も離れた位置での前記第２の層の物理膜厚、前記第３の層の物理膜厚、および前記第４の層の物理膜厚をそれぞれｄ２ｑ、ｄ３ｑ、およびｄ４ｑとするとき、
１．０＜ｄ２ｑ／ｄ２ｃ≦１．３
１．０＜ｄ３ｑ／ｄ３ｃ≦１．３
１．０＜ｄ４ｑ／ｄ４ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１０乃至１３のいずれかに記載の光学素子。
（構成１５）
前記第１の層は、ポリイミド樹脂を含むことを特徴とする構成１０乃至１４のいずれかに記載の光学素子。
（構成１６）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚をｄ１ｃとし、
前記光学面の有効領域において前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚をｄ１ｑとするとき、
１．０＜ｄ１ｑ／ｄ１ｃ≦１．３
なる条件式を満足することを特徴とする構成１５に記載の光学素子。
（構成１７）
０．９≦ｄ１／ｄ３≦１．１
なる条件式を満足することを特徴とする構成２、３、１１、または１２に記載の光学素子。
（構成１８）
前記第１の層は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする構成１０乃至１７のいずれかに記載の光学素子。
（構成１９）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の面頂点を通る基準軸と該光学面との交点での前記第１の層の物理膜厚をｄ３１ｃとし、
前記光学面の有効領域において前記交点から最も離れた位置での前記第１の層の物理膜厚をｄ３１ｑとするとき、
０．５≦ｄ３１ｑ／ｄ３１ｃ＜１．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１８に記載の光学素子。
（構成２０）
波長５５０ｎｍにおける前記基材の屈折率をｎｓとするとき、
１．５５≦ｎｓ≦１．７０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１９のいずれかに記載の光学素子。
（構成２１）
前記基材のガラス転移温度をＴｇ（℃）とするとき、
４５０≦Ｔｇ≦５５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至２０のいずれかに記載の光学素子。
（構成２２）
波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲において、前記交点に入射角０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は０．５％以下であり、前記交点に入射角３０度で入射する光に対する前記反射防止膜の反射率は１．０％以下であることを特徴とする構成４、１４、１６、または１９に記載の光学素子。
（構成２３）
１．１２≦ｎ３≦１．２５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至２２のいずれかに記載の光学素子。
（構成２４）
前記第２の層、前記第３の層、および前記第４の層のそれぞれの物理膜厚は、前記反射防止膜の中心において最も小さく、前記中心から離れるほど大きくなることを特徴とする構成１０乃至２３のいずれかに記載の光学素子。
（構成２５）
前記反射防止膜における前記基材から最も離れた層は、空隙を含むことを特徴とする構成１乃至２４のいずれかに記載の光学素子。
（構成２６）
前記反射防止膜における前記基材から最も離れた層は、中実粒子、鎖状粒子、および中空粒子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする構成１乃至２５のいずれかに記載の光学素子。
（構成２７）
前記中実粒子、前記鎖状粒子、および前記中空粒子のうち少なくとも一つは、シリカからなることを特徴とする構成２６に記載の光学素子。
（構成２８）
前記第２の層は、中実粒子を含むことを特徴とする構成１０乃至１６のいずれかに記載の光学素子。
（構成２９）
前記反射防止膜の上に形成されたフッ素樹脂を含む膜を更に有することを特徴とする構成１乃至２８のいずれかに記載の光学素子。
（構成３０）
構成１乃至２９のいずれかに記載の光学素子を含む複数の光学素子を有することを特徴とする光学系。
（構成３１）
前記基材における前記反射防止膜が形成される光学面の有効径の位置での半開角をφ（度）とするとき、
２５≦φ＜９０
なる条件式を満足することを特徴とする構成３０に記載の光学系。
（構成３２）
構成３０に記載の光学素子を含む光学系と、
前記光学系を介して被写体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
（方法１）
基材と第１乃至第３の層からなる反射防止膜とを有する光学素子の製造方法であって、
前記基材の上に湿式塗工法により前記第１の層を形成するステップと、
前記第１の層の上に湿式塗工法により前記第２の層を形成するステップと、
前記第２の層の上に湿式塗工法により前記第３の層を形成するステップとを有し、
波長５５０ｎｍにおける前記第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする製造方法。
（方法２）
基材と第１乃至第４の層からなる反射防止膜とを有する光学素子の製造方法であって、
前記基材の上に前記第１の層を形成するステップと、
前記第１の層の上に湿式塗工法により前記第２の層を形成するステップと、
前記第２の層の上に湿式塗工法により前記第３の層を形成するステップと、
前記第３の層の上に湿式塗工法により前記第４の層を形成するステップとを有し、
波長５５０ｎｍにおける前記第４の層の屈折率をｎ４とするとき、
１．１０≦ｎ４≦１．２８
なる条件式を満足することを特徴とする製造方法。
（方法３）
前記湿式塗工法は、スピン塗工法であることを特徴とする方法１または２に記載の製造方法。
【0247】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0248】
０１、１１、２１ 薄膜層（第１の層）
０２、１２、２２ 薄膜層（第２の層）
０３、１３、２３ 薄膜層（第３の層）
１００、１０２、１０２ 反射防止膜
２００、２０１、２０２ 基材
３００、３０１、３０２ 光学素子
０２、１２、２２ 薄膜層（第２の層）
０３、１３、２３ 薄膜層（第３の層）
１００、１０２、１０２ 反射防止膜
２００、２０１、２０２ 基材
３００、３０１、３０２ 光学素子
【要約】
【課題】 基材の屈折率に関わらず、反射率を十分に低減することが可能な光学素子を提供する。
【解決手段】 基材（２００）と反射防止膜（１００）とを有する光学素子（３００）であって、反射防止膜は、基材の上に形成された第１の層（０１）と、第１の層の上に形成された第２の層（０２）と、第２の層の上に形成された第３の層（０３）とからなり、第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含み、波長５５０ｎｍにおける第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】 基材（２００）と反射防止膜（１００）とを有する光学素子（３００）であって、反射防止膜は、基材の上に形成された第１の層（０１）と、第１の層の上に形成された第２の層（０２）と、第２の層の上に形成された第３の層（０３）とからなり、第１乃至第３の層はそれぞれ、有機化合物を含み、波長５５０ｎｍにおける第３の層の屈折率をｎ３とするとき、
１．１０≦ｎ３≦１．２８
なる条件式を満足する。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
