JP2020181073A - Lens with film, lens unit and camera module - Google Patents
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Abstract
【課題】高耐熱反射防止膜の表面凹凸形状の高さとピッチとを最適に調整できるとともに、高耐熱反射防止膜の密着性を高めることもできる膜付きレンズ、レンズユニットおよびカメラモジュールを提供する。【解決手段】本発明の膜付きレンズ13(14−17)は、鏡筒に設けられるとともに、その表面上に反射防止膜30が形成されて成る。反射防止膜30は高耐熱反射防止膜として設けられ、レンズ13(14−17)の表面には、高耐熱反射防止膜30の表面形状を制御して高耐熱反射防止膜30の光学的性能を調整するための凹凸部80が設けられる。高耐熱反射防止膜30上には撥水膜50Aまたは親水膜50Bが設けられてもよい。【選択図】図7The present invention provides a lens with a film, a lens unit, and a camera module that can optimally adjust the height and pitch of the surface unevenness of a highly heat-resistant antireflection film and also improve the adhesion of the highly heat-resistant antireflection film. A film-coated lens 13 (14-17) of the present invention is provided in a lens barrel and has an antireflection film 30 formed on its surface. The anti-reflective film 30 is provided as a highly heat-resistant anti-reflective film, and the surface shape of the highly heat-resistant anti-reflective film 30 is controlled to improve the optical performance of the highly heat-resistant anti-reflective film 30 on the surface of the lens 13 (14-17). An uneven portion 80 for adjustment is provided. A water-repellent film 50A or a hydrophilic film 50B may be provided on the highly heat-resistant antireflection film 30. [Selection diagram] Figure 7
Description
本発明は、特に自動車等の車両に搭載される車載カメラに設けられる膜付きレンズ、レンズユニットおよびカメラモジュールに関する。 The present invention particularly relates to a lens with a film, a lens unit, and a camera module provided in an in-vehicle camera mounted on a vehicle such as an automobile.
近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行なわれており、さらにそれを自動運転に応用する試みもなされている。また、このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般に、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群と、このレンズ群を収容保持する鏡筒と、レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間に配置される絞り部材とを有するレンズユニットを備える(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in-vehicle cameras have been installed in automobiles to support parking and to prevent collisions by image recognition, and attempts have been made to apply them to automatic driving. In addition, a camera module such as an in-vehicle camera generally includes a lens group in which a plurality of lenses are arranged along an optical axis, a lens barrel for accommodating and holding the lens group, and at least one lens group. A lens unit having an aperture member arranged between lenses is provided (see, for example, Patent Document 1).
レンズユニットを構成するレンズの表面には、一般に、その透過率を高めるために反射防止膜が設けられるが、特にレンズユニットのレンズ群を構成する各レンズとして樹脂製のものが使用される場合には、レンズが温度変化によって膨縮し易いため、反射防止膜も、高温に強く、レンズの膨張収縮(熱変形)に追従できるものが望まれる。 An antireflection film is generally provided on the surface of the lens constituting the lens unit in order to increase its transmittance, but especially when a resin lens is used as each lens constituting the lens group of the lens unit. Since the lens easily expands and contracts due to temperature changes, it is desired that the antireflection film is resistant to high temperatures and can follow the expansion and contraction (thermal deformation) of the lens.
そのため、特に樹脂製のレンズにおいては、反射防止膜として、反射率が極めて低いとともにレンズの熱変形にも追従できる耐熱性の優れた反射防止膜(以下、本明細書中では、「高耐熱反射防止膜」と称する)が使用される場合がある。 Therefore, particularly in a resin lens, as an antireflection film, an antireflection film having extremely low reflectance and excellent heat resistance that can follow the thermal deformation of the lens (hereinafter, "high heat resistant reflection" in the present specification. An anti-reflective coating) may be used.
ところで、このような高耐熱反射防止膜は、一般に塗布によって形成され、その製法等に起因してその表面が必然的に凹凸形状を成すようになる。このような表面の凹凸形態は、反射率の低下や、特に斜めから入射する光に対する入射角度依存性の低下に寄与し得る。すなわち、高耐熱反射防止膜の表面の凹凸形状は、平滑な表面と比べて、光の入射角度が変動した際にも光の反射をし難くする(入射角度依存性が低い反射防止膜を実現する)。具体的には、高耐熱反射防止膜に入射する光は、凹凸面内で反射を繰り返しながら高耐熱反射防止膜中へと取り込まれていき、高耐熱反射防止膜外への反射が抑制される。 By the way, such a highly heat-resistant antireflection film is generally formed by coating, and its surface inevitably has an uneven shape due to its manufacturing method or the like. Such an uneven morphology of the surface can contribute to a decrease in reflectance and, in particular, a decrease in the angle of incidence dependence on light incident at an angle. That is, the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film makes it difficult to reflect light even when the incident angle of light fluctuates compared to a smooth surface (realizes an antireflection film with low incident angle dependence). To do). Specifically, the light incident on the high heat resistant antireflection film is taken into the high heat resistant antireflection film while repeating reflection in the uneven surface, and the reflection to the outside of the high heat resistant antireflection film is suppressed. ..
しかしながら、高耐熱反射防止膜は、その表面の凹凸形状の高さやピッチを最適に調整することが難しい。また、高耐熱反射防止膜は、下地基材であるレンズに対して帯電により結合しているだけであるため、その密着性も十分とは言い難い。 However, it is difficult to optimally adjust the height and pitch of the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film. Further, since the highly heat-resistant antireflection film is only bonded to the lens, which is the base material, by charging, it cannot be said that its adhesion is sufficient.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、高耐熱反射防止膜の表面凹凸形状の高さとピッチとを最適に調整できるとともに、高耐熱反射防止膜の密着性を高めることもできる膜付きレンズ、レンズユニットおよびカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a film capable of optimally adjusting the height and pitch of the surface uneven shape of the high heat resistant antireflection film and improving the adhesion of the high heat resistant antireflection film. It is an object of the present invention to provide a lens with a lens, a lens unit and a camera module.
前記課題を解決するために、本発明は、鏡筒に設けられるとともに、その表面上に反射防止膜が形成されて成る膜付きレンズであって、
前記反射防止膜が高耐熱反射防止膜として設けられ、
前記レンズの表面には、前記高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して前記高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部が設けられることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a lens with a film provided on a lens barrel and having an antireflection film formed on the surface thereof.
The antireflection film is provided as a highly heat-resistant antireflection film,
The surface of the lens is characterized by being provided with an uneven portion for controlling the surface shape of the high heat resistant antireflection film and adjusting the optical performance of the high heat resistant antireflection film.
上記構成において、「高耐熱反射防止膜」は、当該高耐熱反射防止膜中の体積率が5〜74%である複数の無機粒子と、隣り合う前記無機粒子の間に形成され、体積率が65%以下である空気層と、前記無機粒子または前記無機粒子および前記空気層をバインディングし、前記無機粒子よりも低いヤング率を有し、体積率が5〜95%である、有機化合物、無機化合物および無機高分子のいずれかと、を備える。あるいは、「高耐熱反射防止膜」は空隙を有する微粒子積層薄膜からなり、この微粒子積層薄膜は、電解質ポリマーと微粒子とが交互に吸着されてレンズに積層状態で結合されている。このような形態で反射防止膜が形成されることにより、その高耐熱反射防止膜の表面は、必然的に凹凸形態を成すようになる。 In the above configuration, the "high heat resistant antireflection film" is formed between a plurality of inorganic particles having a volume ratio of 5 to 74% in the high heat resistant antireflection film and the adjacent inorganic particles, and has a volume ratio. An organic compound or an inorganic substance that binds the inorganic particles or the inorganic particles and the air layer to an air layer of 65% or less, has a younger ratio lower than that of the inorganic particles, and has a volume ratio of 5 to 95%. It comprises either a compound or an inorganic polymer. Alternatively, the "high heat resistant antireflection film" is made of a fine particle laminated thin film having voids, and the fine particle laminated thin film is bonded to the lens in a laminated state by alternately adsorbing the electrolyte polymer and the fine particles. By forming the antireflection film in such a form, the surface of the highly heat-resistant antireflection film inevitably has an uneven shape.
このような表面の凹凸形態は、平滑な表面と比べて、光の入射角度が変動した際(例えば光が光軸に対して角度を成して斜めから入射した際)にも光の反射をし難くする(入射角度依存性が低い反射防止膜を実現する)。すなわち、高耐熱反射防止膜に入射する光は、凹凸面内で反射を繰り返しながら高耐熱反射防止膜中へと取り込まれていき、高耐熱反射防止膜外への反射が抑制される。 Compared to a smooth surface, such an uneven surface morphology reflects light even when the incident angle of light fluctuates (for example, when light is incident at an angle with respect to the optical axis). Make it difficult (to realize an antireflection film with low incident angle dependence). That is, the light incident on the high heat resistant antireflection film is taken into the high heat resistant antireflection film while being repeatedly reflected in the uneven surface, and the reflection to the outside of the high heat resistant antireflection film is suppressed.
また、このような高耐熱反射防止膜は、所望の屈折率により決定される膜厚を、反射光の位相と入射光の位相とが重なって互いに打ち消し合うように可視光線の波長λの1/4の倍数に設定する(例えば100nm)ことにより、優れた反射防止特性を実現し得る。 Further, in such a highly heat-resistant antireflection film, the film thickness determined by the desired refractive index is 1 / of the wavelength λ of the visible light so that the phase of the reflected light and the phase of the incident light overlap each other and cancel each other out. By setting it to a multiple of 4 (for example, 100 nm), excellent antireflection characteristics can be realized.
つまり、上記構成の高耐熱反射防止膜は、前述した凹凸形態に伴う光の取り込みによる反射抑制効果と、膜厚を可視光線の波長λの1/4の倍数に設定することに伴う反射抑制効果との相乗効果により、従来の反射防止膜と比べて優れた反射防止特性(高い光透過率)を有する。そして、高耐熱反射防止膜は、この相乗効果と相俟って、前述した無機粒子、空気層および化合物の組成形態あるいは微粒子積層薄膜形態を成して形成されることにより、柔軟性および可撓性を有するとともに耐熱性に優れたものとなり、その結果、高温時における高耐熱反射防止膜のひび割れ等を防止できる。この場合、特に、空気層(空隙)は、隣り合う無機粒子の間に形成されているため、高耐熱反射防止膜が形成されているレンズが温度変化によって膨張したり収縮したりしても、高耐熱反射防止膜がそれに追随できる。そのため、高耐熱反射防止膜が破壊されてしまうことを防止できる。 That is, the highly heat-resistant antireflection film having the above configuration has an antireflection effect due to the uptake of light due to the uneven shape described above and an antireflection effect due to setting the film thickness to a multiple of 1/4 of the wavelength λ of visible light. Due to the synergistic effect with, it has excellent antireflection characteristics (high light transmittance) as compared with the conventional antireflection film. The highly heat-resistant antireflection film, in combination with this synergistic effect, is formed in the form of the above-mentioned composition of inorganic particles, air layer and compound, or the form of fine particle laminated thin film, thereby being flexible and flexible. It has properties and excellent heat resistance, and as a result, it is possible to prevent cracks in the highly heat-resistant antireflection film at high temperatures. In this case, in particular, since the air layer (void) is formed between adjacent inorganic particles, even if the lens on which the highly heat-resistant antireflection film is formed expands or contracts due to a temperature change, A highly heat-resistant anti-reflective coating can follow suit. Therefore, it is possible to prevent the highly heat-resistant antireflection film from being destroyed.
以上のような優れた反射防止特性に寄与する高耐熱反射防止膜表面の前記凹凸形態は、従来においては、その高さやピッチを最適に調整することが難しかったが、上記構成の本発明によれば、レンズの表面に、高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部が設けられるため、この凹凸部により高耐熱反射防止膜の表面形態に影響を及ぼすことができ、具体的には例えば高耐熱反射防止膜の表面形態をレンズ表面の前記凹凸部の形状に応じた形状にすることが可能となり、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態の高さとピッチとを前記凹凸部により最適に調整できるようになる。 Conventionally, it has been difficult to optimally adjust the height and pitch of the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film that contributes to the excellent antireflection characteristics as described above, but according to the present invention having the above configuration. For example, the surface of the lens is provided with an uneven portion for controlling the surface shape of the high heat resistant antireflection film to adjust the optical performance of the high heat resistant antireflection film. It can affect the surface morphology. Specifically, for example, the surface morphology of the highly heat-resistant antireflection film can be changed to a shape corresponding to the shape of the uneven portion on the lens surface, and the surface of the highly heat-resistant antireflection film surface. The height and pitch of the uneven shape can be optimally adjusted by the uneven portion.
したがって、所望の光学的条件に適するようにレンズ表面の凹凸部を形成して高耐熱反射防止膜の凹凸形態の高さとピッチとを最適化すれば、所望の度合いまで反射率および入射角依存性を低下させることが可能になる(例えば、入射角依存性に関しては、光軸と平行に入射する直線光と光軸に対して角度を成す斜光との光路差を平均化して相殺することも可能となる)。また、高耐熱反射防止膜の表面凹凸形態を調整し得るレンズ表面のこのような凹凸部は、そのアンカー効果(レンズと高耐熱反射防止膜との凹凸同士の係合)によってレンズに対する高耐熱反射防止膜の密着性を高めることもできる。 Therefore, if the uneven portion of the lens surface is formed to suit the desired optical conditions and the height and pitch of the uneven shape of the highly heat-resistant antireflection film are optimized, the reflectance and the angle of incidence depend on the desired degree. (For example, regarding the incident angle dependence, it is also possible to average and cancel the optical path difference between the linear light incident parallel to the optical axis and the oblique light forming an angle with respect to the optical axis. Will be). In addition, such uneven portions on the lens surface that can adjust the surface unevenness morphology of the high heat resistant antireflection film have high heat resistant reflection on the lens due to the anchor effect (engagement of the unevenness between the lens and the high heat resistant antireflection film). It is also possible to improve the adhesion of the preventive film.
以上から分かるように、上記構成における本発明のレンズ表面の凹凸部は、高耐熱反射防止膜の凹凸形態の高さとピッチとを調整できるようにし、それにより、高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するためのものである。言い換えると、レンズ表面の凹凸部は、高耐熱反射防止膜との協働により所望の反射防止特性を実現するためのものであり、それ自体が光学的機能を有するものではない。そのため、レンズ表面の凹凸部は、それ自体が光学的機能を有さないように例えばその高さ(深さ)が70nmに設定される。しかしながら、レンズ表面の凹凸部がそれ自体で光学的機能を有していても構わない。 As can be seen from the above, the uneven portion of the lens surface of the present invention in the above configuration makes it possible to adjust the height and pitch of the uneven form of the high heat resistant antireflection film, whereby the optical performance of the high heat resistant antireflection film can be adjusted. It is for adjusting. In other words, the uneven portion on the lens surface is for realizing the desired antireflection property in cooperation with the highly heat-resistant antireflection film, and does not itself have an optical function. Therefore, for example, the height (depth) of the uneven portion on the lens surface is set to 70 nm so as not to have an optical function by itself. However, the uneven portion on the lens surface may have an optical function by itself.
なお、上記構成において、「レンズの表面」とは、物体側を向くレンズの表面と、像側を向くレンズの表面の両方を含む。また、上記構成において、レンズ表面の凹凸部は、例えばレンズが樹脂製の場合には、レンズを成形する金型に凹凸を加工することにより形成されてもよく、あるいは、レンズがガラス製の場合には、レンズの表面上にエッチング等により形成されてもよい。 In the above configuration, the "lens surface" includes both the surface of the lens facing the object side and the surface of the lens facing the image side. Further, in the above configuration, the uneven portion on the lens surface may be formed by processing the uneven portion on the mold for molding the lens, for example, when the lens is made of resin, or when the lens is made of glass. May be formed on the surface of the lens by etching or the like.
また、本発明の上記構成において、レンズの表面の凹凸部上に形成される高耐熱反射防止膜の表面は、レンズの表面の凹凸部の形状にほぼ沿う凹凸形態を有するようになるが、レンズの表面の凹凸部は、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態を構成する凸部同士の頂点間距離の平均値(P)が100〜400nm(好ましくは150〜300nm)となるように、あるいは、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態を構成する凸部の高さの平均値(H)が30〜120nm(好ましくは50〜100nm)となるように、あるいはさらには、H/Pが0.3〜1.3となるように形成されることが好ましい。 Further, in the above configuration of the present invention, the surface of the highly heat-resistant antireflection film formed on the uneven portion on the surface of the lens has an uneven shape substantially following the shape of the uneven portion on the surface of the lens. As for the uneven portion on the surface of the lens, the average value (P) of the distance between the apexes of the convex portions constituting the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film is 100 to 400 nm (preferably 150 to 300 nm), or The average value (H) of the heights of the convex portions forming the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film is 30 to 120 nm (preferably 50 to 100 nm), or further, the H / P is 0.3. It is preferably formed so as to be ~ 1.3.
H/Pを0.3〜1.3に設定することにより、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態の凹部に水滴を含む異物がとどまってしまうことを効果的に防止できる。また、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態を構成する凸部同士の頂点間距離の平均値(平均ピッチP)を可視光線の波長よりも小さくなる400nm以下に設定することにより、可視光線全体にわたって良好な反射防止特性を発揮できるとともに、凹部に水滴を含む異物がとどまってしまうことを効果的に防止できる。また、平均ピッチPを100nm以上に設定することにより、前述した水滴の流動性を高めることができる。また、100〜400nmの平均ピッチPに加えて(または平均ピッチPとは無関係に)、凸部の平均高さHを50〜200nmに設定することにより、レンズ表面の凹凸部と高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態とから構成される凹凸構造が反射防止膜としての前述した機能を効果的に果たすことができるようになる。 By setting the H / P to 0.3 to 1.3, it is possible to effectively prevent foreign substances including water droplets from staying in the concave and convex portions on the surface of the highly heat-resistant antireflection film. Further, by setting the average value (mean pitch P) of the distances between the vertices of the convex portions forming the uneven shape of the surface of the highly heat-resistant antireflection film to 400 nm or less, which is smaller than the wavelength of visible light, the entire visible light is covered. It is possible to exhibit good antireflection characteristics and effectively prevent foreign matter including water droplets from staying in the recess. Further, by setting the average pitch P to 100 nm or more, the fluidity of the water droplets described above can be enhanced. Further, in addition to the average pitch P of 100 to 400 nm (or regardless of the average pitch P), by setting the average height H of the convex portion to 50 to 200 nm, the uneven portion on the lens surface and high heat resistant antireflection are prevented. The concavo-convex structure composed of the concavo-convex morphology of the film surface can effectively fulfill the above-mentioned function as the antireflection film.
なお、高耐熱反射防止膜を構成する粒子の粒径が小さければ小さいほど粒子は凝集し易く、凝集塊が積み重なることで凹凸が形成されることから、高耐熱反射防止膜を構成する粒子が凝集し易くなるようにする(粒径を調整する)ことで、高耐熱反射防止膜の表面に凹凸形態が形成され易くなるが、本発明のように高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部をレンズ表面に設ければ、このような粒径等の調整を行なわずして所望の凹凸形態(所望の高さおよびピッチ)を高耐熱反射防止膜表面で実現できる。 The smaller the particle size of the particles constituting the high heat resistant antireflection film, the easier it is for the particles to aggregate, and the particles forming the high heat resistant antireflection film aggregate because the agglomerates form irregularities. By making it easier (adjusting the particle size), uneven morphology is likely to be formed on the surface of the high heat resistant antireflection film, but the surface shape of the high heat resistant antireflection film is controlled as in the present invention. If a concavo-convex portion for adjusting the optical performance of the highly heat-resistant antireflection film is provided on the lens surface, a desired concavo-convex shape (desired height and pitch) can be obtained without adjusting the particle size and the like. It can be realized on the surface of a highly heat-resistant antireflection film.
また、本発明の上記構成では、反射防止膜上に撥水膜または親水膜が設けられてもよい。レンズ表面の凹凸部に起因して前述したような凹凸形態を成す表面を有する反射防止特性の優れた高耐熱反射防止膜上に撥水膜または親水膜を設けることにより、撥水膜または親水膜の撥水性能または親水性能を向上させることができる。すなわち、高耐熱反射防止膜上に設けられた撥水膜または親水膜は、高耐熱反射防止膜の表面の凹凸形態にほぼ沿う形状を成してその表面が凹凸形態を有するようになり、そのため、ある状況において、この凹凸形態の表面上に付着する水滴は、凹凸形態を構成する凹部を跨ぐように凸部間に載置される(凸部の頂部によって支持される)ように位置されることとなり、それにより、膜と水滴との間の接触摩擦抵抗が小さくなり、水滴の流動性が高まる。このとき、水滴と膜との間で凹部内に存在する空気層が水滴の流動促進に寄与する。その結果、例えば車載カメラの露出レンズとして膜付きレンズが使用される場合には、走行中に受ける風力によって水滴がレンズ表面上から除去され易くなり、レンズを通じた視認性を向上させることができる。あるいは、他の状況では、撥水膜または親水膜の凹凸形態の表面上に付着する水滴は、凹凸形態を構成する凹部に入り込むように凸部間にわたって延在して位置されることとなり、それにより、膜と水滴との間の接触面積が大きくなり、水滴が撥水膜または親水膜の撥水効果または親水効果を受け易くなる(水滴と撥水膜または親水膜との間の接触面積を十分に確保して撥水作用または親水作用を水滴に対して効率的に及ぼすことができる)。その結果、撥水作用下においては、水滴の球状化を促して撥水性を高め、視認性を向上させることができるとともに、親水作用下においては、レンズ面に付着する細かい水滴を親水膜上にわたって拡げて薄い水膜とし、レンズ面に滞留させることなく防曇に寄与し得る(温度の急激な変化に伴ってレンズに結露(曇り)が生じることを抑制し、視認性の低下を防止できる)。 Further, in the above configuration of the present invention, a water-repellent film or a hydrophilic film may be provided on the antireflection film. A water-repellent film or a hydrophilic film is provided by providing a water-repellent film or a hydrophilic film on a highly heat-resistant antireflection film having an excellent antireflection property and having a surface having an uneven shape as described above due to the uneven portion of the lens surface. Water repellency or hydrophilicity can be improved. That is, the water-repellent film or the hydrophilic film provided on the high heat-resistant antireflection film has a shape substantially following the uneven shape of the surface of the high heat-resistant antireflection film, and the surface has an uneven shape. Under certain circumstances, the water droplets adhering to the surface of the concave-convex form are positioned so as to be placed between the convex portions (supported by the top of the convex portion) so as to straddle the concave portions constituting the concave-convex form. As a result, the contact frictional resistance between the membrane and the water droplet is reduced, and the fluidity of the water droplet is increased. At this time, the air layer existing in the recess between the water droplet and the membrane contributes to the promotion of the flow of the water droplet. As a result, for example, when a lens with a film is used as an exposure lens of an in-vehicle camera, water droplets are easily removed from the lens surface by the wind force received during traveling, and visibility through the lens can be improved. Alternatively, in other situations, the water droplets adhering to the surface of the concave-convex form of the water-repellent or hydrophilic film will be located extending between the convex portions so as to enter the concave portions constituting the concave-convex form. As a result, the contact area between the membrane and the water droplet is increased, and the water droplet is susceptible to the water-repellent effect or the hydrophilic effect of the water-repellent membrane or the hydrophilic membrane (the contact area between the water droplet and the water-repellent membrane or the hydrophilic membrane is increased. It can be sufficiently secured to efficiently exert a water-repellent or hydrophilic action on water droplets). As a result, under the water-repellent action, spheroidization of water droplets can be promoted to enhance water repellency and visibility can be improved, and under the hydrophilic action, fine water droplets adhering to the lens surface can be spread over the hydrophilic film. It can be expanded to form a thin water film, which can contribute to anti-fog without staying on the lens surface (it can suppress the formation of dew condensation (fog) on the lens due to a sudden change in temperature and prevent deterioration of visibility). ..
また、上記構成において、高耐熱反射防止膜上に形成される撥水膜または親水膜は、高耐熱反射防止膜のための保護膜として作用し得る。すなわち、耐擦傷性に弱い高耐熱反射防止膜を撥水膜または親水膜によって保護することができ、膜強度を高めることができる。 Further, in the above configuration, the water-repellent film or the hydrophilic film formed on the high heat-resistant antireflection film can act as a protective film for the high heat-resistant antireflection film. That is, a highly heat-resistant antireflection film having weak scratch resistance can be protected by a water-repellent film or a hydrophilic film, and the film strength can be increased.
なお、上記構成において、高耐熱反射防止膜を伴う膜付きレンズは、ガラス製であってもよく、あるいは、樹脂製であってもよい。しかしながら、前述したように、高耐熱反射防止膜は、レンズの熱変形にも追従できる耐熱性の優れた性質を有するため、温度変化によって膨張収縮し易い樹脂レンズにおいて特に好適である。また、上記構成では、高耐熱反射防止膜が親水膜を伴ってあるいは伴うことなく更にレンズ裏面に設けられてもよい。 In the above configuration, the lens with a film having a high heat resistant antireflection film may be made of glass or resin. However, as described above, the highly heat-resistant antireflection film has an excellent property of heat resistance that can follow the thermal deformation of the lens, and is therefore particularly suitable for a resin lens that easily expands and contracts due to a temperature change. Further, in the above configuration, a high heat resistant antireflection film may be further provided on the back surface of the lens with or without a hydrophilic film.
また、上記構成において、撥水膜としては、フッ素系の材料(例えば、メルク株式会社が提供する商品名「WR4」など)を使用することができる。一方、親水膜としては、一般に、アクリル系等(例えば、アクリルポリマー;大阪有機化学工業株式会社が提供している「LAMBIC」など)の有機系親水膜、シリカ系等の無機系親水膜、チタン系等の光触媒を挙げることができる。また、このような撥水膜および親水膜は、例えば、テーピングによるマスキングを伴ってまたは伴うことなく、蒸着、塗布、スプレー、ディッピング法等によって形成することもできるが、膜の密着強度を高めるという観点では、撥水膜および親水膜を蒸着によって形成することが好ましい。 Further, in the above configuration, a fluorine-based material (for example, the trade name "WR4" provided by Merck & Co., Inc.) can be used as the water-repellent film. On the other hand, as the hydrophilic film, generally, an acrylic-based (for example, acrylic polymer; "LAMBIC" provided by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) organic hydrophilic film, a silica-based inorganic hydrophilic film, titanium, etc. Photocatalysts such as systems can be mentioned. Further, such a water-repellent film and a hydrophilic film can be formed by, for example, thin-film deposition, coating, spraying, dipping method or the like with or without masking by taping, but it is said that the adhesion strength of the film is enhanced. From the viewpoint, it is preferable to form the water-repellent film and the hydrophilic film by vapor deposition.
また、上記構成において、親水膜とは、親水性を有する薄膜のことであり、親水膜に対する水滴の接触角が40度以下となるものをいう。これに対し、撥水膜とは、撥水性を有する薄膜のことであり、撥水膜に対する水滴の接触角が90度以上となるものをいい、この点で親水膜と区別される。この場合、接触角の測定は、静滴法(A・half−angle・Method)を用いるものとし、膜の形成されたレンズ面に、レンズ面の影響を受けにくいように2.5マイクロリットルの水滴を滴下し、液滴の左右端点を結ぶ曲面は直線と見做して、水滴の接触角を測定するものとする。 Further, in the above configuration, the hydrophilic film is a thin film having hydrophilicity, and the contact angle of water droplets with the hydrophilic film is 40 degrees or less. On the other hand, the water-repellent film is a thin film having water repellency, which means that the contact angle of water droplets with the water-repellent film is 90 degrees or more, and is distinguished from the hydrophilic film in this respect. In this case, the contact angle shall be measured by the intravenous drop method (A, half-angle, Method), and the lens surface on which the film is formed is 2.5 microliters so as not to be affected by the lens surface. Water droplets are dropped, and the curved surface connecting the left and right end points of the droplets is regarded as a straight line, and the contact angle of the water droplets is measured.
また、上記構成において、高耐熱反射防止膜は、親水膜および撥水膜も含めて、レンズの少なくとも光学的に有効な範囲内に設けられる。そのため、上記構成における「レンズの表面」なる用語は、レンズ面の周辺部(周端面)も含み得る。高耐熱反射防止膜は、屈折率が低く、反射率が極めて低いとともに、反射率の入射角度依存性も低いため、レンズ表面の周辺部にも高耐熱反射防止膜を設ければ、レンズ周辺光量の増大に大きく寄与し得る(したがって、広角レンズに好適である)。 Further, in the above configuration, the high heat resistant antireflection film is provided at least within an optically effective range of the lens, including the hydrophilic film and the water repellent film. Therefore, the term "lens surface" in the above configuration may also include a peripheral portion (peripheral end surface) of the lens surface. The high heat resistant antireflection film has a low refractive index, extremely low reflectance, and low dependence of the reflectance on the incident angle. Therefore, if a high heat resistant antireflection film is provided on the periphery of the lens surface, the amount of light around the lens Can contribute significantly to the increase in (and therefore suitable for wide-angle lenses).
また、本発明の上記構成では、撥水膜の平均膜厚が高耐熱反射防止膜の平均膜厚の5%〜150%、または、親水膜の平均膜厚が高耐熱反射防止膜の平均膜厚の5%〜150%であることが好ましい。このような膜厚関係に設定すれば、撥水膜または親水膜の膜厚と高耐熱反射防止膜の膜厚とをほぼ同レベルにして、撥水膜または親水膜を高耐熱反射防止膜の凹凸形状にうまく追従させることができ、したがって、撥水膜または親水膜の表面形状を、撥水性能または親水性能を向上させることができる有効な凹凸形状とすることができる。 Further, in the above configuration of the present invention, the average film thickness of the water-repellent film is 5% to 150% of the average film thickness of the high heat-resistant antireflection film, or the average film thickness of the hydrophilic film is the average film of the high heat-resistant antireflection film. It is preferably 5% to 150% of the thickness. By setting such a film thickness relationship, the film thickness of the water-repellent film or hydrophilic film and the film thickness of the high heat-resistant antireflection film are set to almost the same level, and the water-repellent film or hydrophilic film is made of the high heat-resistant antireflection film. The uneven shape can be well followed, and therefore the surface shape of the water-repellent film or the hydrophilic film can be an effective uneven shape capable of improving the water-repellent performance or the hydrophilic performance.
また、本発明は、前記膜付きレンズを有するレンズユニット、および、このレンズユニットを有するカメラモジュールも提供する。このようなレンズユニットおよびカメラモジュールによっても前述した膜付きレンズと同様の作用効果を得ることができる。 The present invention also provides a lens unit having the lens with a film and a camera module having the lens unit. With such a lens unit and a camera module, the same effects as those of the above-mentioned lens with a film can be obtained.
本発明の膜付きレンズ、レンズユニットおよびカメラモジュールによれば、高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部がレンズの表面に設けられるため、高耐熱反射防止膜の表面凹凸形状の高さとピッチとを最適に調整できるとともに、高耐熱反射防止膜の密着性を高めることもできる。 According to the lens with a film, the lens unit, and the camera module of the present invention, uneven portions for controlling the surface shape of the high heat resistant antireflection film and adjusting the optical performance of the high heat resistant antireflection film are provided on the surface of the lens. Therefore, the height and pitch of the surface uneven shape of the high heat resistant antireflection film can be optimally adjusted, and the adhesion of the high heat resistant antireflection film can be improved.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下で説明される本実施の形態のレンズユニットは、特に車載カメラ等のカメラモジュール用のものであり、例えば、自動車の外表面側に固定して設置され、配線は自動車内に引き込まれてディスプレイやその他の装置に接続される。なお、以下で説明する図1および図2において複数のレンズについてはハッチングを省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The lens unit of the present embodiment described below is particularly for a camera module such as an in-vehicle camera. For example, the lens unit is fixedly installed on the outer surface side of an automobile, and wiring is drawn into the automobile. Is connected to a display or other device. Note that hatching is omitted for a plurality of lenses in FIGS. 1 and 2 described below.
図1は、本発明の一実施の形態に係るレンズユニット11を示している。図示のように、本実施の形態のレンズユニット11は、例えば樹脂製または金属製の円筒状の鏡筒(バレル)12と、鏡筒12の段付きの内側収容空間S内に配置されるガラス製又は樹脂製の複数のレンズ、例えば、第1のレンズ13、第2のレンズ14、第3のレンズ15、第4のレンズ16および第5のレンズ17から成る5つのレンズと、図示しない絞り部材とを備えている。絞り部材は、透過光量を制限し、明るさの指標となるF値を決定する「開口絞り」またはゴーストの原因となる光線や収差の原因となる光線を遮光する「遮光絞り」である。このようなレンズユニット11を備える車載カメラは、レンズユニット11と、図示しないイメージセンサを有する基板と、当該基板を自動車等の車両に設置する図示しない設置部材とを備えるものである。
FIG. 1 shows a
鏡筒12に固定されて支持されている複数のレンズ13,14,15,16,17は、それぞれの光軸を一致させた状態で配置されており、1つの光軸Oに沿って各レンズ13,14,15,16,17が並べられた状態となって、撮像に用いられる一群のレンズ群Lを構成している。このうち、最も像側(内側収容空間Sの最も内奥側)に位置される2つの第4および第5のレンズ16,17は例えば貼り合わせレンズであってもよい。
The plurality of
鏡筒12の物体側の端部(図1において上端部)には、当該端部を径方向内側にカシメてなるカシメ部23が設けられており、このカシメ部23によってレンズ群Lの最も物体側に位置される第1のレンズ13が鏡筒12の物体側の端部に固定されている。
An object-side end (upper end in FIG. 1) of the
また、鏡筒12の像側の端部(図1において下端部)には、第5のレンズ17よりも径の小さい開口部を有する内側フランジ部24が設けられている。この内側フランジ部24とカシメ部23とにより、鏡筒12内にレンズ群Lを構成する複数のレンズ13,14,15,16,17と絞り部材とが保持されている。
Further, an
最も物体側に位置される第1のレンズ13の外周面には、当該レンズ13の像側部分に径が小さくなった縮径部が設けられ、当該縮径部にシール部材としてのOリング26が設けられ、レンズ13の外周面と鏡筒12の内周面との間を、鏡筒12の物体側端部で封止した状態となっている。これにより、レンズユニット11の物体側の端部から鏡筒12内に水や塵埃等の微粒子が浸入するのを防止している。
On the outer peripheral surface of the
鏡筒12は、その内径および外径が物体側から像面側に向かって段階的に小さくなっている。すなわち、鏡筒12は、第1および第2のレンズ13,14を収容保持する大径部12Aと、第3〜第5のレンズ15,16,17を収容保持する小径部12Bとを有する。また、このような鏡筒12の段付き形状に対応して、レンズ13,14,15,16,17は、物体側から像面側に向かうにつれて、外径が小さくなっている。基本的に、レンズ13,14,15,16,17のそれぞれの外径と、鏡筒12の各レンズ13,14,15,16,17が支持(保持)される部分のそれぞれの内径とが略等しくなっている。なお、鏡筒12の外周面には、鏡筒12を車載カメラに設置する際に用いられる外側フランジ部25が鏡筒12の外周面に鍔状に設けられている。
The inner and outer diameters of the
また、本実施の形態において、レンズ群Lの最も物体側に位置される第1のレンズ13は、物体側および像側のそれぞれに外表面(「レンズの表面」)を有する。すなわち、第1のレンズ13は、物体側を向くレンズ表面13aと、像側を向くレンズ裏面13bとを有する。また、第1のレンズ13は、本実施の形態では樹脂から形成されており、少なくともレンズ表面13a上に反射防止膜30が形成されて成る膜付きレンズとなっている。なお、以下では、膜付きレンズとしての第1のレンズ13についてその成膜形態を説明するが、レンズ群Lを構成する他のレンズ14,15,16,17が同様又は類似の成膜形態を有する膜付きレンズとして形成されてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、第1のレンズ13のレンズ表面13a上に形成される反射防止膜30は、以下で更に詳しく説明する高耐熱反射防止膜として設けられる。また、本実施の形態では、第1のレンズ13のレンズ裏面13bにも高耐熱反射防止膜30が設けられる。そして、本実施の形態では、レンズ表面13aに設けられる高耐熱反射防止膜30上に更に撥水膜50Aが形成される。しかしながら、別の実施態様では、外部に露出されてもされなくてもよい第1のレンズ13のレンズ表面13aに設けられる高耐熱反射防止膜30上に親水膜50B(図1に括弧書きで示される)が形成されてもよく、また、第1のレンズ13のレンズ裏面13bに設けられる高耐熱反射防止膜30上に親水膜50Bが形成されてもよい。また、第1のレンズ13のレンズ裏面13bに高耐熱反射防止膜30が設けられなくても構わない。また、レンズ群Lを構成する他のレンズ14,15,16,17のレンズ表面および/またはレンズ裏面に高耐熱反射防止膜30が設けられ、この耐熱反射防止膜30上に親水膜50Bが設けられてもよい。なお、本実施の形態では、高耐熱反射防止膜30が第1のレンズ13のレンズ表面13a上に直接に形成されているものとする。
Further, in the present embodiment, the
また、図2には、以上のような構成を成すレンズユニット11を有する本実施の形態のカメラモジュール300の概略断面図が示されている。図示のように、このカメラモジュール300は、フィルタ100が装着された図1のレンズユニット11を含んで構成される。
Further, FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the
カメラモジュール300は、外装部品である上ケース(カメラケース)301と、レンズユニット11を保持するマウント(台座)302とを備えている。また、カメラモジュール300は、シール部材303およびパッケージセンサ(撮像素子)304を備えている。
The
上ケース301は、レンズユニット11の物体側の端部を露出させるとともに他の部分を覆う部材である。マウント302は、上ケース301の内部に配置されており、レンズユニット11の雄ねじ11aと螺合する雌ねじ302aを有する。シール部材303は、上ケース301の内面とレンズユニット11の鏡筒12の外周面12aとの間に介挿された部材であり、上ケース301の内部の気密性を保持するための部材である。
The
パッケージセンサ304は、マウント302の内部に配置されており、かつ、レンズユニット11により形成される物体の像を受光する位置に配置されている。また、パッケージセンサ304は、CCDやCMOS等を備えており、レンズユニット11を通じて集光されて到達する光を電気信号に変換する。変換された電気信号は、カメラにより撮影された画像データの構成要素であるアナログデータやデジタルデータに変換される。
The
第1のレンズ13のレンズ表面13aおよびレンズ裏面13bに形成される高耐熱反射防止膜30は、当該高耐熱反射防止膜30中の体積率が5〜74%である複数の無機粒子と、隣り合う前記無機粒子の間に形成され、体積率が65%以下である複数の空気層(体積率0%を含まず、空気層は高耐熱反射防止膜30に必須の構成要素である)と、前記無機粒子または前記無機粒子および前記空気層をバインディングし、前記無機粒子よりも低いヤング率を有し、体積率が5〜95%である、有機化合物、無機化合物および無機高分子のいずれかと、を備えている。以下、これについて詳しく説明する。
The high heat
図3は、高耐熱反射防止膜30が形成されて成るレンズ13(あるいは、14−17も)の光入射面付近の要部拡大断面図である。図示のように、高耐熱反射防止膜30は、複数の無機粒子31と、バインダ32と、複数の空気層(空隙)33とを含む。無機粒子31の粘弾性はバインダ32の粘弾性と異なる。具体的には、無機粒子31のヤング率は50GPa以上である。バインダ32のヤング率は5GPa以下である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the lens 13 (or 14-17) formed with the highly heat-
高耐熱反射防止膜30は、異なる粘弾性を有する複数の組成物を含有する。そのため、高耐熱反射防止膜30は、高い強度と高い可撓性とを有する。樹脂からなるレンズ13(あるいは、14−17も)は、熱により膨張する。バインダ32のヤング率は低いため、高耐熱反射防止膜30の可撓性が高くなる。そのため、レンズ13(あるいは、14−17も)が熱により膨張しても、高耐熱反射防止膜30は割れにくい。一方、無機粒子31のヤング率は50GPa以上である。無機粒子31は、高耐熱反射防止膜30の強度を向上し、高耐熱反射防止膜30の表面に傷が形成されるのを抑制する。
The high heat
バインダ32は、光透過性を有し、複数の無機粒子31を含有する。前述のように、バインダ32のヤング率は5GPa以下である。バインダ32は、有機化合物または無機化合物である。バインダ32は例えば樹脂である。樹脂は、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ジアリルアミン重合体、マレイン酸−ジアリルアミン共重合体、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹脂、フルオロアクリレート、フッ素ポリマー等の1種または2種以上からなる。フッ素ポリマーは、例えば、フルオロオレフィン類(フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2、2−ジメチル−1、3−ジオキソール等)、完全または部分フッ素化ビニルエーテル類等である。バインダ32の屈折率は、1.35以下であり、好ましい屈折率は1.30以下である。
The
また、バインダ32は、無機高分子、例えば、珪素化合物あるいはその加水分解物もしくはその重縮合物であってもよい。珪素化合物は、例えば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、無機粒子の表面を修飾する。これにより、有機溶媒中における無機粒子の分散安定性が向上し、無機粒子の凝集および沈降が抑制される。
Further, the
無機粒子31は、例えば、無機酸化物や、無機フッ化物である。無機酸化物はたとえば、酸化セリウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化珪素、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ビスマスである。無機フッ化物はたとえば、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムである。複数の無機粒子31は、上記無機酸化物および無機フッ化物の中から選択される1種または2種以上を含む。
The
好ましくは、無機粒子31は、酸化アルミニウムおよび/または酸化珪素である。酸化アルミニウムおよび酸化珪素の屈折率は、いずれも低い。酸化アルミニウムの屈折率は1.7〜1.9であり、酸化珪素の屈折率は1.4〜1.7である。そのため、高耐熱反射防止膜30の屈折率を低くすることができる。
Preferably, the
無機粒子31の粒径が大きすぎると、無機粒子31が光を散乱しやすくなる。さらに、高耐熱反射防止膜30の膜厚にばらつきが生じる。したがって、無機粒子31の好ましい平均粒径は、100nm以下である。平均粒径の好ましい下限値は8nmである。粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)による写真画像から任意に抽出された100個の無機粒子の粒径を測定し、その平均値を求めることにより決定される。
If the particle size of the
また、高耐熱反射防止膜30中の無機粒子31の体積率は、5〜74%である。また、高耐熱反射防止膜30中のバインダ32の体積率は、5〜95%である。高耐熱反射防止膜30中の空気層の体積率は65%以下である。
The volume fraction of the
無機粒子31の体積率が小さすぎれば、高耐熱反射防止膜30の強度が低下する。また、無機粒子31の体積率が大きすぎれば、高耐熱反射防止膜30の可撓性が低下する。一方、バインダ32の体積率が小さすぎれば、高耐熱反射防止膜30の可撓性が低下する。また、バインダ32の体積率が大きすぎれば、高耐熱反射防止膜30の強度が低下する。
If the volume fraction of the
無機粒子31の体積率が5〜74%であり、かつ、バインダ32の体積率が5〜95%であり、空気層が65%以下であれば、高耐熱反射防止膜30は可撓性および強度を有する。そのため、高耐熱反射防止膜30には傷が付きにくく、かつ、高温時に樹脂からなるレンズが熱膨張しても、高耐熱反射防止膜30はひび割れしにくい。
If the volume fraction of the
高耐熱反射防止膜30は、湿式プロセスにより形成される。より具体的には、高耐熱反射防止膜30は、高耐熱反射防止膜30を構成する塗布液をレンズ13(あるいは、14−17も)の表面に塗布することにより形成される。塗布液を塗布する方法は、たとえば、インクジェットプリンティング法、スプレー法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷等である。
The high heat
以下、製造方法の一例として、ディップコート法により反射防止膜を形成する方法を説明する。
高耐熱反射防止膜30の組成を含有する塗布液を準備する。塗布液で使用される溶媒はたとえば、テトロヒドラフラン(tetrahydrofuran:THF)や、N,N−ジメチルホルムアミド(N,N-dimethylformamide:DMF)である。溶媒は、これらの物質に限定されない。溶媒は水でもよい。溶媒が有機溶媒である場合、好ましい有機溶媒の沸点は30℃〜250℃である。有機溶媒の沸点が低すぎる場合、有機溶媒の揮発速度が速すぎる。そのため、高耐熱反射防止膜30の膜厚が均一になりにくい。一方、有機溶媒の沸点が高すぎると、有機溶媒が揮発しにくい。そのため、高耐熱反射防止膜30が形成されにくい。好ましい有機溶媒の沸点は50℃〜150℃である。
塗布液の粘度及び表面張力は、低い方が好ましい。塗布液の好ましい粘度は10(mPa・s)以下であり、更に好ましくは1(mPa・s)以下である。塗布液の好ましい表面張力は70(mN/m)以下であり、更に好ましくは20(mN/m)以下である。レンズ13(あるいは、14−17も)を挟持した挟持部材を塗布液で満たされたディップ槽から引き上げるときに、挟持部材から塗布液を速やかに排出するためである。塗布液の粘度および表面張力の物性を制御するために、塗布液に界面活性剤などを添加してもよい。
Hereinafter, as an example of the manufacturing method, a method of forming an antireflection film by a dip coating method will be described.
A coating liquid containing the composition of the highly heat-
The viscosity and surface tension of the coating liquid are preferably low. The viscosity of the coating liquid is preferably 10 (mPa · s) or less, more preferably 1 (mPa · s) or less. The preferable surface tension of the coating liquid is 70 (mN / m) or less, and more preferably 20 (mN / m) or less. This is because when the holding member holding the lens 13 (or 14-17) is pulled up from the dip tank filled with the coating liquid, the coating liquid is quickly discharged from the holding member. A surfactant or the like may be added to the coating liquid in order to control the physical properties of the viscosity and surface tension of the coating liquid.
塗布液において、無機粒子31の100重量部に対するバインダ32の重量部は、1〜100であり、溶媒の重量部は2000〜100000である。この場合、形成された高耐熱反射防止膜30内の無機粒子31の体積率は5〜70%になり、バインダ32の体積率は30〜95%になる。
In the coating liquid, the weight part of the
次に、レンズ13(あるいは、14−17も)を挟持部材で挟持し、塗布液を入れたディップ槽に浸漬する。 Next, the lens 13 (or 14-17) is sandwiched between the sandwiching members and immersed in a dip tank containing the coating liquid.
次に、浸漬されたレンズ13(あるいは、14−17も)を、一定の速度でディップ槽から引き上げる。これにより、レンズ13(あるいは、14−17も)の表面に塗布液が塗布される。引き上げる速さは、レンズ13(あるいは、14−17も)表面に形成する高耐熱反射防止膜30の厚さに応じて変更される。
Next, the immersed lens 13 (or 14-17) is pulled up from the dip tank at a constant speed. As a result, the coating liquid is applied to the surface of the lens 13 (or 14-17 as well). The speed of pulling up is changed according to the thickness of the highly heat-
次に、レンズ13(あるいは、14−17も)に塗布された塗布液を乾燥する。引き上げられたレンズ13(あるいは、14−17も)所定の温度でベークしてもよい。
これにより高耐熱反射防止膜30が形成される。
Next, the coating liquid applied to the lens 13 (or 14-17) is dried. The pulled lens 13 (or 14-17) may be baked at a predetermined temperature.
As a result, the highly heat-
高耐熱反射防止膜30内では、無機粒子31同士が接触する。隣り合う無機粒子31の間に、空気層33が形成される。前述のように、高耐熱反射防止膜30中の無機粒子31の体積率は、5〜74%であり、70%未満でもよい。バインダ32の体積率は5〜95%であり、95%未満でもよい。空気層33の体積率が大きすぎれば、高耐熱反射防止膜30の強度が低下する。そのため、高耐熱反射防止膜30A中の空気層33の体積率は65%以下である。
空気層33は、例えば、塗布液内の前述の無機粒子31に対するバインダ32の比率に応じて形成される。塗布液内の無機粒子100重量部に対する好ましいバインダ32の重量部は、1〜100である。この場合、塗布液を乾燥した後、高耐熱反射防止膜30A内に空気層33が形成される。
The
空気層33は屈折率が低いため、高耐熱反射防止膜30の屈折率は低下する。そのため、光の反射がさらに抑制される。
このような構成により、高耐熱反射防止膜30は、柔軟性および可撓性を有するとともに耐熱性に優れたものとなり、その結果、高温時における高耐熱反射防止膜のひび割れ等を防止できる。この場合、特に、空気層(空隙)33は、隣り合う無機粒子31,31間に形成されているため、高耐熱反射防止膜30が形成されているレンズ13(あるいは、14−17も)が温度変化によって膨張したり収縮したりしても、高耐熱反射防止膜30がそれに追随できる。そのため、高耐熱反射防止膜30が破壊されてしまうことを防止できる。
Since the
With such a configuration, the high heat
図4は、図3に示した高耐熱反射防止膜30を、その見方を代えてより詳細に示したものであり、基本的に、図3に示す高耐熱反射防止膜30と同様のものであるが、以下の説明では、図4に示す高耐熱反射防止膜を高耐熱反射防止膜30Aとしてその構造および成膜方法を説明する。この高耐熱反射防止膜30Aは空隙を有する微粒子積層薄膜からなり、この微粒子積層薄膜は、電解質ポリマー(バインダ)および微粒子が交互に吸着され、アルコール性シリカゾル生成物を接触させることにより、レンズと微粒子および微粒子同士が結合していることを特徴とする。
FIG. 4 shows the high heat
このような微粒子積層薄膜(高耐熱反射防止膜)30Aは、以下のようにして形成される。図4に示すように、レンズ13(あるいは、14−17も)上には空隙64を有する微粒子積層薄膜30Aが形成される。微粒子積層薄膜30Aは、電解質ポリマー62(例えばバインダ)および微粒子63を交互に吸着させ、且つ、アルコール性シリカゾル生成物65(例えばバインダ)を介して、レンズ13(あるいは、14−17も)と微粒子63および微粒子63と微粒子63とが結合するように構成される。以下、微粒子積層薄膜30Aの各成分について説明する。
Such a fine particle laminated thin film (high heat resistant antireflection film) 30A is formed as follows. As shown in FIG. 4, a fine particle laminated
微粒子積層薄膜30Aの形成に用いる微粒子は、溶液に分散されている状態で平均一次粒子径が、2〜100nmであることが微粒子積層薄膜30Aの透明性を得るために好ましく、微粒子積層薄膜30Aの光学機能の確保の観点から、2〜40nmがより好ましく、2〜20nmが最も好ましい。
The fine particles used for forming the fine particle laminated
ここで使用し得る微粒子としては無機微粒子が挙げられる。好ましくは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、亜鉛、錫、セリウムおよびマグネシウムからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む酸化物が、透明性の観点から好適に選ばれる。 Examples of the fine particles that can be used here include inorganic fine particles. Preferably, an oxide containing at least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum, zirconium, titanium, niobium, zinc, tin, cerium and magnesium is preferably selected from the viewpoint of transparency.
ここで使用する電解質ポリマーとしては、荷電を有する官能基を主鎖または側鎖に持つ高分子を用いることができる。この電解質ポリマー溶液は、微粒子の表面電荷と反対または同じ符号の電荷の電解質ポリマーを、水、有機溶媒または水溶性の有機溶媒と水の混合溶媒に溶解したものである。 As the electrolyte polymer used here, a polymer having a charged functional group in the main chain or the side chain can be used. This electrolyte polymer solution is obtained by dissolving an electrolyte polymer having a charge opposite to or the same as the surface charge of the fine particles in water, an organic solvent, or a mixed solvent of a water-soluble organic solvent and water.
アルコール系シリカゾルとしては、4、3、2官能のアルコキシシラン、およびこれらアルコキシシラン類の縮合物、加水分解物、シリコーンワニス等が使用できる。アルコール性シリカゾル生成物は、少なくとも1種類以上の、下記の一般式で表わされる低級アルキルシリケートを、メタノールおよびエタノールのうちのいずれかの中で加水分解して調製したアルコール性シリカゾルを含むことが好ましい。
(OR1)nSi(R2)4−n (n=1〜4) ・・・(1)
(式中、R1はメチル基又はエチル基を示す。R2は非加水分解性の有機基を示す。)
As the alcohol-based silica sol, 4, 3, and bifunctional alkoxysilanes, condensates, hydrolysates, and silicone varnishes of these alkoxysilanes can be used. The alcoholic silica sol product preferably contains an alcoholic silica sol prepared by hydrolyzing at least one lower alkyl silicate represented by the following general formula in either methanol or ethanol. ..
(OR 1 ) nSi (R 2 ) 4-n (n = 1 to 4) ... (1)
(In the formula, R 1 represents a methyl group or an ethyl group. R 2 represents a non-hydrolyzable organic group.)
また、レンズ13(あるいは、14−17も)は、そのまま用いるか、またはそれらの表面にコロナ放電処理、グロー放電処理、プラズマ処理、紫外線照射、オゾン処理、アルカリや酸等による化学的エッチング処理、シランカップリング処理等によって、極性を有する官能基を導入してレンズの表面電荷をマイナス若しくはプラスする。 Further, the lens 13 (or 14-17) is used as it is, or the surface thereof is subjected to corona discharge treatment, glow discharge treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation, ozone treatment, chemical etching treatment with alkali, acid or the like. A polar functional group is introduced by a silane coupling treatment or the like to negatively or positively charge the surface charge of the lens.
ここで、空隙を有する微粒子積層薄膜30Aを生成するためには、例えばディップコート法を用いる。微粒子積層薄膜30Aは、以下の工程(1)〜(3)を順に実施することにより形成できる(図4参照)。
(1)レンズ13(あるいは、14−17も)上に、電解質ポリマー溶液または微粒子分散液のいずれかを接触または塗布する工程により、電解質ポリマー62または微粒子63の層を形成する(図4(a))。
(2)電解質ポリマー溶液を接触または塗布させた後のレンズ13(あるいは、14−17も)上に該電解質ポリマー溶液の電解質ポリマーと反対電荷を有する微粒子の分散液を接触または塗布する工程、または微粒子分散液を接触または塗布させた後のプラスチック基材上に該微粒子分散液の微粒子と反対電荷を有する電解質ポリマーの溶液を接触または塗布する工程により、微粒子63または電解質ポリマー62の層を形成する(図4(b))。
(3)電解質ポリマー溶液または微粒子を接触または塗布させた後のレンズ13(あるいは、14−17も)上に、アルコール性シリカゾル生成物65を接触または塗布する工程により、アルコール性シリカゾル生成物65を介してレンズ13(あるいは、14−17も)と微粒子63、および微粒子63同士を結合させる(図4(c))。
このような構成により、高耐熱反射防止膜30Aは、柔軟性および可撓性を有するとともに耐熱性に優れたものとなり、その結果、高温時における高耐熱反射防止膜のひび割れ等を防止できる。この場合、特に、空隙64の存在により、高耐熱反射防止膜30Aが形成されているレンズ13(あるいは、14−17も)が温度変化によって膨張したり収縮したりしても、高耐熱反射防止膜30Aがそれに追随できる。そのため、高耐熱反射防止膜30Aが破壊されてしまうことを防止できる。
なお、上述のような高耐熱反射防止膜30、30Aは、125℃以上の耐熱性を有するとともに、樹脂のレンズ13(あるいは、14−17も)の熱膨張率に近い熱膨張率を有するものを選択することが好ましい。
Here, in order to generate the fine particle laminated
(1) A layer of the
(2) A step of contacting or applying a dispersion of fine particles having an opposite charge to the electrolyte polymer of the electrolyte polymer solution on the lens 13 (or 14-17) after the contact or application of the electrolyte polymer solution, or A layer of the
(3) The alcoholic
With such a configuration, the high heat
The high heat resistant
また、図4に示される微粒子積層薄膜(高耐熱反射防止膜)30Aの形成工程では、膜の定着性を高めるためにアルコール性シリカゾル生成物65が使用されたが、無論、アルコール性シリカゾル生成物65を用いることなく高耐熱反射防止膜30Aを形成することができる。その場合には、例えば、BET法で測定した平均一次粒子径が8nmの数珠状シリカ微粒子が分散したシリカ水分散液(日産化学工業(株)社製、商品名:スノーテックス(ST)OUP、シリカゾル)をpHは調整せずに濃度を1質量%に調整した負の電荷を有する微粒子分散液として用い、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PDDA、アルドリッチ社製)を0.1質量%、pH10に調整した水溶液を電解質ポリマー溶液として用いる。そして、レンズ13(あるいは、14−17も)のそれぞれを、電解質ポリマー溶液に1分間浸漬後にリンス用の超純水を1分間シャワーする工程(a)、および、微粒子分散液に1分間浸漬後にリンス用の超純水を1分間シャワーする工程(b)をこの順に施す。その後、工程(a)1回と工程(b)1回を順に行なうことを1サイクルとして、このサイクル数を微粒子交互積層回数とし、微粒子交互積層回数を4回行なった後、25℃で24時間乾燥する。これにより、レンズ13(あるいは、14−17も)表面に微粒子積層膜30Aが形成される。すなわち、この製法は、レンズ13(あるいは、14−17も)の表面に電解質ポリマー溶液(バインダ溶液)を接触させた後にリンスする第1の工程、この第1の工程後、レンズ13(あるいは、14−17も)の表面に負の電荷を有する微粒子の分散液を接触させた後にリンスする第2の工程、および、第1の工程と第2の工程とを交互に繰り返して微粒子積層膜を形成する第3の工程を含むとともに、随意的には、微粒子積層膜に電解質ポリマー溶液(バインダ溶液)を接触させた後にリンスする更なる工程を含み、それにより、図4(c)の工程が排除される。
Further, in the step of forming the fine particle laminated thin film (high heat resistant antireflection film) 30A shown in FIG. 4, the alcoholic
以上のような形態で反射防止膜30(あるいは30A)が形成されることにより、その高耐熱反射防止膜30の表面は、図5の(a)に示されるように必然的に凹凸形状を成すようになるが、本実施の形態では、図5の(b)に示されるように、高耐熱反射防止膜30のこのような表面凹凸形状を制御して高耐熱反射防止膜30の光学的性能を調整するための凹凸部80がレンズ13(14−17)の表面に設けられる。なお、図3および図4には、便宜上、凹凸部80が示されない。
By forming the antireflection film 30 (or 30A) in the above-described form, the surface of the highly heat-
レンズ13(14−17)の表面に設けられるこのような凹凸部80によって図5の(b)に示されるように高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態C1に影響を及ぼすことができ、具体的には、例えば高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態C1をレンズ13(14−17)の表面の凹凸部80の形状に応じた形状にすることが可能となり、高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態C1の高さHとピッチPとを凹凸部80により最適に調整できるようになる。
Such an
レンズ13(14−17)の表面の凹凸部80は、高耐熱反射防止膜30の凹凸形態C1の高さHとピッチPとを調整できるようにし、それにより、高耐熱反射防止膜30の光学的性能を調整するためのものである。言い換えると、凹凸部80は、高耐熱反射防止膜30との協働により所望の反射防止特性を実現するためのものであり、それ自体が光学的機能を有するものではない。そのため、凹凸部80は、それ自体が光学的機能を有さないように例えばその高さ(深さ)X(図5の(b)参照)が70nmに設定される。しかしながら、凹凸部80がそれ自体で光学的機能を有していても構わない。
The
なお、レンズ13(14−17)の表面のこのような凹凸部80は、例えばレンズ13(14−17)が本実施の形態のように樹脂製の場合には、レンズ13(14−17)を成形する金型に凹凸を加工することにより形成されてもよく、あるいは、レンズ13(14−17)がガラス製の場合には、レンズ13(14−17)の表面上にエッチング等により形成されてもよい。
The
凹凸部80に起因して形成(調整)される高耐熱反射防止膜30のこのような表面の凹凸形態C1は、平滑な表面と比べて、光の入射角度が変動した際にも光の反射をし難くする(入射角度依存性が低い反射防止膜を実現する)。すなわち、図5(b)のA部の拡大図である図6に示されるように、高耐熱反射防止膜30に入射する光70は、凹凸形態C1を構成する凸部30aおよび凹部30bの凹凸面内で反射を繰り返しながら高耐熱反射防止膜30中へと取り込まれていき、高耐熱反射防止膜30外への反射が抑制される。また、このような高耐熱反射防止膜30は、所望の屈折率により決定される膜厚を、反射光の位相と入射光の位相とが重なって互いに打ち消し合うように可視光線の波長λの1/4の倍数に設定する(例えば100nm)ことにより、優れた反射防止特性を実現し得る。
The uneven shape C1 of such a surface of the highly heat-
つまり、上記構成の高耐熱反射防止膜30は、凹凸形態C1に伴う光の取り込みによる反射抑制効果と、膜厚を可視光線の波長λの1/4の倍数に設定することに伴う反射抑制効果との相乗効果により、従来の反射防止膜と比べて優れた反射防止特性(高い光透過率)を有する。そして、高耐熱反射防止膜30は、この相乗効果と相俟って、前述した無機粒子、空気層および化合物の組成形態あるいは微粒子積層薄膜形態を成して形成されることにより、柔軟性および可撓性を有するとともに耐熱性に優れたものとなり、その結果、高温時における高耐熱反射防止膜のひび割れ等を防止できる。この場合、特に、空気層(空隙)33,64は、隣り合う無機粒子の間に形成されているため、高耐熱反射防止膜30が形成されているレンズが温度変化によって膨張したり収縮したりしても、高耐熱反射防止膜30がそれに追随できる。そのため、高耐熱反射防止膜30が破壊されてしまうことを防止できる。
That is, the highly heat-
そして、本実施の形態においては、さらに、このような凹凸形態C1を成す表面を有する反射防止特性の優れた高耐熱反射防止膜30上に撥水膜50Aまたは親水膜50Bを所定の厚さ(例えば100nm)で設けることにより、撥水膜50Aまたは親水膜50Bの撥水性能または親水性能を向上させることができる。すなわち、高耐熱反射防止膜30上に設けられた撥水膜50Aまたは親水膜50Bは、図7に示されるように、高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態C1にほぼ沿う形状を成してその表面が凸部50aと凹部50bとを有する凹凸形態C2を有するようになり、そのため、ある状況において、この凹凸形態C2の表面上に付着する水滴90は、図8の(a)に示されるように、凹凸形態を構成する凹部50bを跨ぐように凸部50a間に載置される(凸部50aの頂部Tによって支持される)ように位置されることとなり、それにより、膜50A(50B)と水滴90との間の接触摩擦抵抗が小さくなり、水滴90の流動性が高まる。このとき、水滴90と膜50A(50B)との間で凹部50b内に存在する空気層85が水滴90の流動促進に寄与する。その結果、例えば車載カメラの露出レンズ(第1のレンズ)として膜付きレンズ13が使用される場合には、走行中に受ける風力によって水滴90がレンズ表面上から除去され易くなり、レンズ13を通じた視認性を向上させることができる。あるいは、他の状況では、図8の(b)に示されるように、撥水膜50Aまたは親水膜50Bの凹凸形態C2の表面上に付着する水滴90は、凹凸形態を構成する凹部50bに入り込むように凸部50a,50a間にわたって延在して位置されることとなり、それにより、膜50A(50B)と水滴90との間の接触面積が大きくなり、水滴90が撥水膜50Aまたは親水膜50Bの撥水効果または親水効果を受け易くなる(水滴90と撥水膜50Aまたは親水膜50Bとの間の接触面積を十分に確保して撥水作用または親水作用を水滴90に対して効率的に及ぼすことができる)。その結果、撥水作用下においては、水滴90の球状化を促して撥水性を高め、視認性を向上させることができるとともに、親水作用下においては、レンズ面に付着する細かい水滴90を親水膜上にわたって拡げて薄い水膜とし、レンズ面に滞留させることなく防曇に寄与し得る(温度の急激な変化に伴ってレンズに結露(曇り)が生じることを抑制し、視認性の低下を防止できる)。
Then, in the present embodiment, a water-
なお、本実施の形態において、撥水膜50Aとしては、フッ素系の材料(例えば、メルク株式会社が提供する商品名「WR4」など)を使用することができる。一方、親水膜50Bとしては、一般に、アクリル系等(例えば、アクリルポリマー;大阪有機化学工業株式会社が提供している「LAMBIC」など)の有機系親水膜、シリカ系等の無機系親水膜、チタン系等の光触媒を挙げることができる。また、このような撥水膜50Aおよび親水膜50Bは、例えば、テーピングによるマスキングを伴ってまたは伴うことなく、蒸着、塗布、スプレー、ディッピング法等によって形成することもできるが、膜の密着強度を高めるという観点では、撥水膜50Aおよび親水膜50Bを蒸着によって形成することが好ましい。一方、これらの膜50A(50B)の下地となる高耐熱反射防止膜30は、親水膜50Aおよび撥水膜50Bも含めて、レンズ13(14−17)の少なくとも光学的に有効な範囲内に設けられる。
In the present embodiment, a fluorine-based material (for example, trade name "WR4" provided by Merck & Co., Inc.) can be used as the water-
また、本実施の形態において、高耐熱反射防止膜30および撥水膜50Aまたは親水膜50Bの下地となるレンズ13(14−17)の表面の凹凸部80は、高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態を構成する凸部30a,30a同士の頂点間距離(凸部30aの配置ピッチ)P(図6および図7参照)の平均値が100〜400nm(好ましくは150〜300nm)となるように、あるいは、凸部30aの高さH(図6および図7参照)の平均値が30〜120nm(好ましくは50〜100nm)となるように、あるいはさらには、H/Pが0.3〜1.3となるように、その形状、配置形態、各種寸法(幅、高さXなど)等が設定される。また、このようなピッチPおよび高さHの寸法設定は、高耐熱反射防止膜30上に形成される撥水膜50Aおよび親水膜50Bの表面の凹凸形態C2についても当てはまる。特に、本実施の形態では、撥水膜50Aの平均膜厚が高耐熱反射防止膜30の平均膜厚の5%〜150%に設定され、また、親水膜50Bの平均膜厚が高耐熱反射防止膜30の平均膜厚の5%〜150%に設定される。このような膜厚関係に設定すれば、撥水膜50Aまたは親水膜50Bの膜厚と高耐熱反射防止膜30の膜厚とをほぼ同レベルにして、撥水膜50Aまたは親水膜50Bを高耐熱反射防止膜30の凹凸形状にうまく追従させることができ、したがって、撥水膜50Aまたは親水膜50Bの表面形状を、撥水性能または親水性能を向上させることができる有効な凹凸形状とすることができる。
Further, in the present embodiment, the
このようなピッチPおよび高さHの寸法設定を可能にし得る凹凸部80の配置形成形態の一例が図9〜図12に示されている。
図9の(a)〜図9の(d)に示される凹凸部80は、レンズ13(14−17)の表面から突出する凸部80A,80B,80C,80Dを有する。この場合、凹凸部80の凹部は、レンズ13(14−17)の表面によって形成されることになる。具体的には、図9の(a)に示される凸部80Aは円柱または四角柱として形成され、図9の(b)に示される凸部80Bは砲弾状に形成され、図9の(c)に示される凸部80Cは円錐状に形成される。また、図9の(d)に示される凸部80Dは、正方形の上端面80Daと、正方形の下端面80Dbと、上端へ向けて先細るテーパ状の側面80Dcとを有する角柱状に形成される。
9 to 12 show an example of an arrangement and formation form of the
The concave-
一方、図10の(a)〜図10の(d)に示される凹凸部80は、レンズ13(14−17)の表面から穿設される溝状の凹部80E,80F,80G,80Hを有する。この場合、凹凸部80の凸部は、レンズ13(14−17)の表面によって形成されることになる。具体的には、図10の(a)に示される凹部80Eは、平面状の下端面80Ebと、レンズ13(14−17)の表面から下端面80Ebへと延びる傾斜面80Eaとを有し、下端面80Ebへ向かって先細っている。また、図10の(b)に示される凹部80Fは、線状に延びる下端縁80Fbと、レンズ13(14−17)の表面から下端縁80Fbへと延びる傾斜面80Faとを有し、下端縁80Fbへ向かって先細るV字溝として形成される。さらに、図10の(c)に示される凹部80Gは、断面が放物線状を成す凹陥溝として形成される。また、図10の(d)に示される凹部80Hは、平面状の下端面80Hbと、レンズ13(14−17)の表面から下端面80Ebへと垂直に延びる側面80Eaとを有する。
On the other hand, the
図11には、レンズ13(14−17)の表面上における図10に示される凹部80E,80F,80G,80Hの配置形態の一例が平面図で示される。図11の(a)では、凹部80E,80F,80G,80Hが格子状に延びるラインL1に沿って延在している。この場合、これらのラインL1の全てが凹部80E,80F,80G,80Hのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凹部80E,80F,80G,80Hのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの格子状のラインL1が形成されてもよい。また、図11の(b)では、複数の同心円Caに沿って凹部80E,80F,80G,80Hが延在している。この場合も先と同様に、これらの同心円Caの全てが凹部80E,80F,80G,80Hのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凹部80E,80F,80G,80Hのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの同心円Caが形成されてもよい。さらに、図11の(c)では、凹部80E,80F,80G,80Hが放射状に延びるラインL2に沿って延在している。この場合も、これらのラインL2の全てが凹部80E,80F,80G,80Hのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凹部80E,80F,80G,80Hのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの放射状のラインL2が形成されてもよい。
FIG. 11 shows an example of the arrangement form of the
図12には、レンズ13(14−17)の表面上における図9に示される凸部80A,80B,80C,80Dの配置形態の一例が平面図で示される。図12の(a)では、凸部80A,80B,80C,80Dが格子状に延びるラインL1に沿って所定の間隔を隔てて設けられている。この場合、これらのラインL1の全てが凸部80A,80B,80C,80Dのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凸部80A,80B,80C,80Dのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの格子状のラインL1が形成されてもよい。また、図12の(b)では、複数の同心円Caに沿って凸部80A,80B,80C,80Dが所定の間隔を隔てて設けられている。この場合も先と同様に、これらの同心円Caの全てが凸部80A,80B,80C,80Dのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凸部80A,80B,80C,80Dのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの同心円Caが形成されてもよい。さらに、図12の(c)では、凸部80A,80B,80C,80Dが放射状に延びるラインL2に沿って所定の間隔を隔てて設けられている。この場合も、これらのラインL2の全てが凸部80A,80B,80C,80Dのうちのいずれか1つのみによって形成されてもよく、あるいは、凸部80A,80B,80C,80Dのうちの2つ以上の組み合わせによってこれらの放射状のラインL2が形成されてもよい。
FIG. 12 is a plan view showing an example of the arrangement of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、高耐熱反射防止膜30の表面形状を制御して高耐熱反射防止膜30の光学的性能を調整するための凹凸部80がレンズ13(14−17)の表面に設けられるため、この凹凸部80により高耐熱反射防止膜30の表面形態に影響を及ぼすことができ、具体的には例えば高耐熱反射防止膜30の表面形態をレンズ表面の凹凸部80の形状に応じた形状にすることが可能となり、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態C1の高さHとピッチPとを凹凸部80により最適に調整できるようになる。したがって、所望の光学的条件に適するようにレンズ表面の凹凸部80を形成して高耐熱反射防止膜30の凹凸形態C1の高さHとピッチPとを最適化すれば、所望の度合いまで反射率および入射角依存性を低下させることが可能になる(例えば、入射角依存性に関しては、光軸と平行に入射する直線光と光軸に対して角度を成す斜光との光路差を平均化して相殺することも可能となる)。また、高耐熱反射防止膜30の表面凹凸形態C1を調整し得るレンズ表面のこのような凹凸部80は、そのアンカー効果(レンズ13(14−17)と高耐熱反射防止膜30との凹凸同士の係合)によってレンズ13(14−17)に対する高耐熱反射防止膜30の密着性を高めることもできる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態のようにレンズ表面の凹凸部80に起因して前述したような凹凸形態C1を成す表面を有する反射防止特性の優れた高耐熱反射防止膜30上に撥水膜50Aまたは親水膜50Bを設ければ、撥水膜50Aまたは親水膜50Bの撥水性能または親水性能を向上させることができる。また、この場合、高耐熱反射防止膜30上に形成される撥水膜50Aまたは親水膜50Bは、高耐熱反射防止膜30のための保護膜として作用し得る。すなわち、耐擦傷性に弱い高耐熱反射防止膜30を撥水膜50Aまたは親水膜50Bによって保護することができ、膜強度を高めることができる。
Further, as in the present embodiment, the water-
また、本実施の形態において、レンズ13(14−17)の表面の凹凸部80は、高耐熱反射防止膜30の表面の凹凸形態C1を構成する凸部30a,30a同士の頂点間距離Pの平均値が100〜400nm(好ましくは150〜300nm)となるように、あるいは、凸部30aの高さHの平均値が30〜120nm(好ましくは50〜100nm)となるように、あるいはさらには、H/Pが0.3〜1.3となるように形成されている。このようにH/Pを0.3〜1.3に設定すると、高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態C1の凹部30bに水滴を含む異物がとどまってしまうことを効果的に防止できる。また、高耐熱反射防止膜30の表面の凸部30a,30a同士の頂点間距離Pの平均値(平均ピッチP)を可視光線の波長よりも小さくなる400nm以下に設定すると、可視光線全体にわたって良好な反射防止特性を発揮できるとともに、凹部30bに水滴を含む異物がとどまってしまうことを効果的に防止できる。また、平均ピッチPを100nm以上に設定することにより、前述した水滴の流動性を高めることができる。また、100〜400nmの平均ピッチPに加えて(または平均ピッチPとは無関係に)、凸部30aの平均高さHを50〜200nmに設定することにより、レンズ表面の凹凸部80と高耐熱反射防止膜表面の凹凸形態C1とから構成される凹凸構造が反射防止膜としての前述した機能を効果的に果たすことができるようになる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、高耐熱反射防止膜30が樹脂からなるレンズ13(14−17)の表面に直接に形成されているため、高耐熱反射防止膜30が柔軟性及び可撓性を持ち、その結果、高温時における高耐熱反射防止膜30のひび割れを防止できる。この場合、高耐熱反射防止膜30を形成する空気層は、隣り合う複数の無機粒子の間に形成されている(例えば、中空シリカ微粒子の中空部分などといった部位に形成されていない)ため、高耐熱反射防止膜30が形成されているレンズが温度変化によって膨張したり収縮したりしても、高耐熱反射防止膜30がそれに追随できる(これに対し、空気層が例えば中空シリカ微粒子の中空部分などといった部位に形成されて硬いシリカの殻の内部に閉じ込められていると、高耐熱反射防止膜が形成されている基材が温度変化によって膨張したり収縮したりした際に、高耐熱反射防止膜がそれに追随できない)。そのため、高耐熱反射防止膜30が破壊されてしまう可能性がない。
Further, in the present embodiment, since the high heat
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、本発明において、レンズ、鏡筒、凹凸部などの形状は、前述した実施の形態に限定されない。また、レンズ上における高耐熱反射防止膜の形成形態は、前述した機能を有しさえすれば、どのような形態であっても構わない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、前述した実施の形態の一部または全部を組み合わせてもよく、あるいは、前述した実施の形態のうちの1つから構成の一部が省かれてもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof. For example, in the present invention, the shapes of the lens, the lens barrel, the uneven portion, and the like are not limited to the above-described embodiment. Further, the form of forming the highly heat-resistant antireflection film on the lens may be any form as long as it has the above-mentioned function. In addition, a part or all of the above-described embodiments may be combined within a range that does not deviate from the gist of the present invention, or a part of the configuration may be omitted from one of the above-described embodiments. May be good.
11 レンズユニット
12 鏡筒
13,14,15,16,17 レンズ(膜付きレンズ)
30 高耐熱反射防止膜
30a 凸部
50A 撥水膜
50B 親水膜
80 凹凸部
300 カメラモジュール
11
30 High heat
Claims (9)
前記反射防止膜が高耐熱反射防止膜として設けられ、この高耐熱反射防止膜は、当該高耐熱反射防止膜中の体積率が5〜74%である複数の無機粒子と、隣り合う前記無機粒子の間に形成され、体積率が65%以下である空気層と、前記無機粒子または前記無機粒子および前記空気層をバインディングし、前記無機粒子よりも低いヤング率を有し、体積率が5〜95%である、有機化合物、無機化合物および無機高分子のいずれかと、を備え、
前記レンズの表面には、前記高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して前記高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部が設けられることを特徴とする膜付きレンズ。 A lens with a film that is provided on the lens barrel and has an antireflection film formed on its surface.
The antireflection film is provided as a high heat resistant antireflection film, and the high heat resistant antireflection film is formed by a plurality of inorganic particles having a volume ratio of 5 to 74% in the high heat resistant antireflection film and adjacent inorganic particles. It binds the inorganic particles or the inorganic particles and the air layer to an air layer formed between the particles and having a volume ratio of 65% or less, has a Younger ratio lower than that of the inorganic particles, and has a volume ratio of 5 to 5. With any of organic compounds, inorganic compounds and inorganic polymers, which is 95%,
A lens with a film, characterized in that the surface of the lens is provided with an uneven portion for controlling the surface shape of the high heat resistant antireflection film and adjusting the optical performance of the high heat resistant antireflection film.
前記反射防止膜が高耐熱反射防止膜として設けられ、この高耐熱反射防止膜は空隙を有する微粒子積層薄膜からなり、この微粒子積層薄膜は、電解質ポリマーと微粒子とが交互に吸着されてレンズに積層状態で結合されており、
前記レンズの表面には、前記高耐熱反射防止膜の表面形状を制御して前記高耐熱反射防止膜の光学的性能を調整するための凹凸部が設けられることを特徴とする膜付きレンズ。 A lens with a film that is provided on the lens barrel and has an antireflection film formed on its surface.
The antireflection film is provided as a high heat resistant antireflection film, and the high heat resistant antireflection film is composed of a fine particle laminated thin film having voids, and the fine particle laminated thin film is laminated on a lens by alternately adsorbing an electrolyte polymer and fine particles. Combined in state,
A lens with a film, characterized in that the surface of the lens is provided with an uneven portion for controlling the surface shape of the high heat resistant antireflection film and adjusting the optical performance of the high heat resistant antireflection film.
前記レンズ群を構成するレンズの少なくとも1つが請求項1から7のいずれか1項に記載の膜付きレンズであることを特徴とするレンズユニット。 A lens unit including a lens group in which a plurality of lenses are arranged along the optical axis of the lens and a lens barrel in which the lens group is housed.
A lens unit according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of the lenses constituting the lens group is a lens with a film.
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