JP2006071995A - プラスチック製光学部品、およびこれを用いた光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】軽量、低コスト、大量生産適性などに優れた特性に加え、優れた防湿性能を有し、環境に存在する水分の影響を受けても屈折率等の光学特性の変化の極めて少ないプラスチック製光学部品の提供。
【解決手段】少なくとも外気接触面に、防湿皮膜としてゾル−ゲル法により得られる有機−無機ハイブリッド層が形成されたプラスチック製光学部品。
【選択図】なし

Description

本発明は、プラスチック製レンズやプリズム等の光学部品の技術分野に属し、詳しくは吸湿による光学性能の変化がきわめて少ないプラスチック製光学部品に関する。

従来、カメラのレンズやファインダ、コピー機器、プリンタ、プロジェクタ、光通信等に用いられる各種のレンズやプリズム、眼鏡レンズ、コンタクトレンズ、拡大鏡等の光学部品は、その多くがガラスを材料として製造されている。

しかしながら、近年のプラスチック素材やプラスチック成形技術の進歩に伴い、安価な光学部品として原料が安く、軽量で、大量生産適性のあるプラスチックによってレンズやプリズム等の光学部品が製造されるようになって来ている。
ところが、プラスチックは、吸湿によって屈折率等の光学性能が変化してしまうので、高級な一眼レフカメラ用のレンズなどの、高解像度等の高い精度が要求される用途には、依然としてガラスレンズが使用されている。
このような問題点を解決するために、ポリマー構造の設計等により、高い防湿性を有する、すなわち、吸湿性が低いプラスチック素材自体の開発も行われているが、そのコストが高くなってしまい、プラスチックのコストメリットがなくなるという問題がある。

また、防湿性を有するプラスチック製光学部品を得るために、光学部品の成形段階等において疎水性物質を添加したり、光学部品を非透湿性のバリア膜で覆ったり、光学部品の反射防止膜の上表面に、撥水撥油処理した反射防止層被覆層を設けたりすることが行われている（特許文献１参照）。また、プラスチック製光学部品の湿度安定性を向上させるために、ゲートカット部のみに吸湿調整膜を形成することも知られている（特許文献２参照）。さらに、光学系に低吸湿性材料からできた光学ブロックを設置して吸湿による性能変化を光学的に補償することも行われている（特許文献３参照）。
しかし、上記従来技術の方法で得られた防湿性プラスチック製光学部品や特許文献１に記載のバリア膜や反射防止層および反射防止層被覆層を持つプラスチック製光学部品は、十分な防湿性を得ることができておらず、吸湿による屈折率等の光学性能の変化を防止することはできないという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、ゲート部分のみに吸湿調整膜を設けても、周囲からの吸湿速度を一定化することは実質的に困難であるし、表面からの吸湿とあいまって、レンズ内部に光学的に好ましくない屈折率分布やその偏りが生じてしまうことは避けられないという問題があった。さらに、特許文献３に記載の技術では、光学系が複雑になり、コストアップとなるという問題があった。

特開２００２−１４８４０２号公報 特開平１１−１０９１０７号公報 特開２０００−１３７１６６号公報

本発明の課題は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、プラスチック製光学部品の持つ軽量、低コスト、大量生産適性等に優れた特性に加え、優れた防湿性能を有し、環境に存在する水分の影響を受けても屈折率等の光学性能の変化が極めて少ないプラスチック製光学部品を提供することにある。

すなわち、本発明は、少なくとも外気接触面に、防湿皮膜としてゾル−ゲル法により得られる有機−無機ハイブリッド層が形成されたプラスチック製光学部品を提供する。
本発明のプラスチック製光学部品は、水分の移動に関するシャーウッド数が１０以下であることが好ましい。
また、本発明は、互いにアッベ数が異なる少なくとも２つのレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つは、本発明のプラスチック製光学部品である光学ユニットを提供する。
本発明の光学ユニットは、オートフォーカス機構を有することが好ましい。

本発明によれば、軽量、低コスト、生産性等の優れたプラスチック製光学部品の性能を維持したまま、優れた防湿性能を有し、環境に存在する水分の影響を受けても解像度等の光学性能の変化が極めて少ないプラスチック製光学部品を容易に実現でき、提供できるという効果を奏する。
本発明のプラスチック製光学部品をプラスチック製レンズとして使用した場合、環境変化、具体的には、環境中の湿度が変化した場合であっても、レンズ中の屈折率分布に偏りを生じることがなく、レンズ自体の屈折率の変化もゆるやかであり、かつその変化も均一である。レンズ自体の屈折率が均一に変化する場合、吸湿による程度に微小な変化であれば、光学性能への実質的な影響は焦点位置の変化のみに留まり、この変化はオートフォーカス機構を使用することで解消される。

本発明のプラスチック製光学部品を添付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
図１は、レンズの形状をした本発明のプラスチック製光学部品の一実施形態を示した概念図であり、図１（ａ）は該光学部品の正面図（光軸方向から見た図）であり、図１（ｂ）は光軸を含む平面で切断した断面図である。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明の光学部品１は、プラスチック製の光学部品本体（ここでは、レンズ）１０と、該光学部品本体１０の少なくとも外気接触面上に形成される防湿被膜２と、で構成される。なお、図１（ａ）および（ｂ）に示す光学部品１では、光学部品本体１０の表面全体に防湿皮膜２が形成されている。
以下、本明細書において、光学部品本体とは、レンズ等、公知の光学部品を広く表すものとし、光学部品とは、該光学部品本体の少なくとも外気接触面上に防湿皮膜が形成されたものを表す。

図１（ａ）および（ｂ）に示す光学部品本体１０は、一般的なプラスチックレンズの形状であり、光学面を有するレンズ部１０ａと、レンズ部１０ａの外側に設けられたフランジ部１０ｂと、で構成される。図（１）および（ｂ）に示す光学部品１では、レンズ１０ａとフランジ１０ｂとを含めた光学部品本体１０の表面全体に防湿被膜２が形成されている。

本発明の光学部品１０は、光学部品本体１０の少なくとも外気接触面に、防湿皮膜としてゾル−ゲル法により得られる有機−無機ハイブリッド層が形成されていることを特徴とする。
本明細書において「有機−無機ハイブリッド」とは、無機材料と有機材料とが分子レベル及びナノオーダーで混ざり合った状態を示し、例えば、Ａｄｖ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，１００，１１（１９９２）、Ｐｏｌｙ．Ｍａｔｅｒ．Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ，６，４７９３（１９９６）、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｏｐｉｎｉｏｎ ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ ＆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１，８０６（１９９６）に記載されたゾル−ゲル法により得られた有機材料と無機材料との複合材料を示す。

防湿皮膜をなす有機−無機ハイブリッド層は、ゾル−ゲル法を用いて、無機材料の反応時又はその前後に有機材料を共存させることにより得られる。本発明で用いられるゾル−ゲル法は、好ましくは溶液中、又は塗膜中で金属アルコキシドを加水分解、縮重合させて緻密な薄膜を得る。また、この時、樹脂（ポリマー）を併用して、有機−無機ハイブリッド材料にしてもよい。

ゾル−ゲル法で使用する金属アルコキシドとして、アルコキシシラン及び／又はアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを使用することができる。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドとしては、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等が好ましい。

アルコキシシラン類の例としては、以下の一般式で示されるアルコキシシランを挙げることができる。
Ｓｉ（ＯＲ¹）_x（Ｒ²）_4-x
上記一般式中のＲ¹は、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜４のアシル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、アセチル基などが挙げられる。また、Ｒ² は、炭素数１〜１０の有機基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ｎ−デシル基、フェニル、ビニル基、アリル基などの無置換の炭化水素基、γ−クロロプロピル基、ＣＦ₃ＣＨ₂−、ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃ₂Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃ₃Ｆ₇ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、ＣＦ₃ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃ₂Ｆ５ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃ₄Ｆ₉ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、３−（パーフルオロシクロヘキシルオキシ）プロピル、（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メタクリロイルオキシプロピル基などの置換炭化水素基が挙げられる。ｘは２〜４の整数のものが好ましい。

これらのアルコキシシランの具体例を以下に示す。ｘ＝４のものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラアセトキシシランなどを挙げることができる。

ｘ＝３のものとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃ₂Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃ₂Ｆ₅ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃ₄Ｆ₉ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、３−（パーフルオロシクロヘキシルオキシ）プロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。

ｘ＝２のものとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジメトキシシラン、ジ−ｎ−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、（ＣＦ₃ＣＨ₂ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、（Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、〔Ｈ（ＣＦ₂）₆ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂〕₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、（Ｃ₂Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂などを挙げることができる。

ゾルゲル反応時に併用するポリマーとしては、水素結合形成基を有していることが好ましい。水素結合形成基を有するポリマーの例としては、ヒドロキシル基を有するポリマーとその誘導体（ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂、メチロールメラミン等とその誘導体）；カルボキシル基を有するポリマーとその誘導体（ポリ（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の重合性不飽和酸の単位を含む単独又は共重合体と、これらのポリマーのエステル化物（酢酸ビニル等のビニルエステル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル等の単位を含む単独又は共重合体）等）；エーテル結合を有するポリマー（ポリアルキレンオキサイド、ポリオキシアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ケイ素樹脂等）；アミド結合を有するポリマー（＞Ｎ（ＣＯＲ）−結合（式中、Ｒは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基を示す）を有するポリオキサゾリンやポリアルキレンイミンのＮ−アシル化物）；＞ＮＣ（Ｏ）−結合を有するポリビニルピロリドンとその誘導体；ウレタン結合を有するポリウレタン；尿素結合を有するポリマー等を挙げることができる。

また、ゾル−ゲル反応時に併用するポリマーとして、シリル基含有ポリマーを用いてもよい。シリル基含有ポリマーは、主鎖重合体からなり、末端あるいは側鎖に加水分解性基及び／又は水酸基と結合したケイ素原子を有するシリル基を重合体１分子中に少なくとも１個、好ましくは２個以上含有するものであり、該シリル基の好ましい構造としては、下記一般式で表されるものである。
−Ｓｉ（Ｒ³）_3-a（Ｘ）_a

上記一般式中、Ｘはハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、アミノキシ基、フェノキシ基、チオアルコキシ基、アミノ基などの加水分解性基及び／又は水酸基、Ｒ³は水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、又は炭素数７〜１０のアラルキル基、ａは１〜３の整数である。

シリル基含有ポリマーとして特に好ましいのは、主鎖がビニルポリマーからなるシリル基含有ビニルポリマーである。これらは一般に下記の方法で容易に合成することができる。その製造方法はこれらの方法に限定されるものではない。
（イ）ヒドロシラン化合物を炭素−炭素二重結合を有するビニルポリマーと反応させる。
（ロ）下記一般式で表されるシラン化合物と、各種ビニル系化合物とを重合する。
Ｒ⁴−Ｓｉ（Ｒ³）_3-a（Ｘ）_a
上記一般式中、Ｘ、Ｒ³及びａは前記と同じであり、Ｒ⁴は重合性二重結合を有する有機基である。

ここで、前記（イ）で示される製造方法で使用されるヒドロシラン化合物としては、例えばメチルジクロルシラン、トリクロルシラン、フェニルジクロルシランなどのハロゲン化シラン類；メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシランなどのアルコキシシラン類；メチルジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシラン、トリアセトキシシランなどのアシロキシシラン類；メチルジアミノキシシラン、トリアミノキシシラン、ジメチルアミノキシシラン、トリアミノシランなどのアミノシラン類が挙げられる。

また、前記（イ）で示される製造方法で使用されるビニルポリマーとしては、水酸基を含むビニルポリマーを除くほかは特に限定はなく、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリル酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸及び無水マレイン酸などの酸無水物；グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ化合物；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ化合物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、イタコン酸ジアミド、α−エチルアクリルアミド、クロトンアミド、フマル酸ジアミド、マレイン酸ジアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのアミド化合物；アクリロニトリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドンなどから選ばれるビニル系化合物をアリルメタクリレートのような側鎖に二重結合を有するモノマーと共重合したビニルポリマーが好ましい。

一方、上記（ロ）で示される製造方法で使用されるシラン化合物としては、特開２００１−４２１０２号公報に記載の下記式で示される化合物が挙げられる。

また、上記（ロ）で示される製造方法で使用されるビニル系化合物としては、前記（イ）の製造方法でビニルポリマーの重合時に用いられるビニル系化合物を使用することが可能であるが、この（イ）の製造方法に記載された以外に、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシビニルエーテル、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの水酸基を含むビニル系化合物を挙げることもできる。

以上のようなシリル基含有ビニルポリマーの好ましい具体例としては、例えば下記一般式で表されるトリアルコキシシリル基含有アクリル重合体を挙げることができる。このシリル基含有ビニルポリマーの数平均分子量は、好ましくは２，０００〜１００，０００、さらに好ましくは４，０００〜５０，０００である。

上記一般式中、Ｒ⁵及びＲ⁶は各々独立に水素原子、フッ素原子又はメチル基、Ｒ⁷は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、アリル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｎ−ペンテル基、ｎ−ヘキシル基、ベンジル基、（ＣＦ₃）₂ＣＨ−、ＣＦ₃ＣＨ₂−、Ｃ₇Ｆ₁₅ＣＨ₂−、Ｃ₂Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ₂−等の（ａ）成分で説明したフッ素原子を含むアルキル基）を表し、Ｒ⁸はメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ⁹は、上記したアルコキシシランの一般式のＲ¹と同義であり、ｎ／（ｍ＋ｎ）＝０．０１〜０．４、好ましくは０．０２〜０．２である。

本発明に好ましく使用されるシリル基含有ビニルポリマーの具体例としては、鐘淵化学工業（株）製カネカゼムラックや下記のポリマーを挙げることができるが、本発明で用いられる基含有ビニルポリマーはこれらに限定されるものではない。

上記一般式で表されるシリル気含有ビニルポリマーの具体例を示せば次のようになる。
Ｐ−１：メチルメタクリレート／γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（８０／２０（質量比））
Ｐ−２：メチルメタクリレート／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（８５／１５（質量比））
Ｐ−３：メチルメタクリレート／エチルアクリレート／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（５０／４０／１０（質量比））
Ｐ−４：Ｍ−１／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（９０／１０（質量比））
Ｐ−５：Ｍ−２／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（８０／２０（質量比））
Ｐ−６：Ｍ−１／Ｍ−３／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（５０／４０／１０（質量比））
Ｐ−７：メチルメタクリレート／メチルアクリレート／γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（６０／２５／１５（質量比））
Ｐ−８：Ｍ−１／メチルメタクリレート／γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（７０／２５／５（質量比））

なお、上記Ｍ−１、Ｍ−２、Ｍ−３の構造式は以下のとおりである。

シリル基含有ポリマーの組成物中の割合は、用いる総アルコキシシランに対し１〜２００質量％、好ましくは３〜１００質量％、さらに好ましくは５〜５０質量％である。また、ゾル−ゲル反応時にモノマーを併用し、ゾル−ゲル反応時、又はその後に重合させて有機−無機ハイブリッド層を作製することもできる。

ゾル−ゲル反応時には、水、及び有機溶媒中で金属アルコキシドを加水分解、及び縮重合させるが、この時、触媒を用いることが好ましい。加水分解の触媒としては、一般に酸が用いられる。酸は、無機酸又は有機酸が用いられる。無機酸としては、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、リン酸、亜リン酸など、有機酸化合物としてはカルボン酸類（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、シクロヘキサンカルボン酸、オクタン酸、マレイン酸、２−クロロプロピオン酸、シアノ酢酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオロオクタン酸、安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、フタル酸など）、スルホン酸類（メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸）、ｐ−トルエンスルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸など）、リン酸・ホスホン酸類（リン酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸など）、ルイス酸類（三フッ化ホウ素エーテラート、スカンジウムトリフレート、アルキルチタン酸、アルミン酸など）、ヘテロポリ酸（リンモリブデン酸、リンタングステン酸など）などを挙げることができる。

酸の使用量は、金属アルコキシド（アルコキシシラン及び他の金属アルコキシドを含有する場合には、アルコキシシラン＋他の金属アルコキシド）１モル当たり、０．０００１〜０．０５モルであり、好ましくは０．００１〜０．０１モルである。

加水分解後、無機塩基やアミンなどの塩基性化合物を添加して溶液のｐＨを中性付近にし、縮重合を促進してもよい。
無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンモニアなど、有機塩基化合物としてはアミン類（エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリエチルアミン、ジブチルアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、エタノールアミン、ジアザビシクロウンデセン、キヌクリジン、アニリン、ピリジンなど）、ホスフィン類（トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィンなど）を用いることができる。

また、酸による加水分解後、特に特開２００３−３０１１０９号公報に記載されるもののような、下記一般式のアミンを用いることも好ましい。

上式中、Ｒ₁、Ｒ₂は水素原子、脂肪族基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカルボニル基、脂肪族スルホニル基、芳香族スルホニル基を表し、Ｒ₃は、芳香族オキシ基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、アシルオキシ基、脂肪族オキシカルボニルオキシ基、芳香族オキシカルボニルオキシ基、置換アミノ基、複素環基、ヒドロキシ基を表す。但し、Ｒ₃が芳香族基でない場合、Ｒ₁とＲ₂のいずれか一方、あるいは両方が水素原子である。
この場合、アミンの添加量としては、酸と等モル〜１００倍モル、好ましくは等モル〜２０倍モルが適当である。

また、他のゾル−ゲル触媒も併用することができる。その例は以下に挙げられる。
（１）金属キレート化合物：
一般式Ｒ¹⁰ＯＨ（式中、Ｒ¹⁰は炭素数１〜６のアルキル基を示す）で表されるアルコールと、Ｒ¹¹ＣＯＣＨ₂ＣＯＲ¹²（式中、Ｒ¹¹は炭素数１〜６のアルキル基、Ｒ¹²は炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜１６のアルコキシ基を示す）で表されるジケトンを配位子とした、金属を中心金属とするものであれば特に制限なく、好適に用いることができる。この範囲であれば、２種以上の金属キレート化合物を併用してもよい。本発明の金属キレート化合物として特に好ましいものは中心金属にＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒを有するものであり、一般式：Ｚｒ（ＯＲ¹⁰）_p1（Ｒ¹¹ＣＯＣＨＣＯＲ¹²）_p2、Ｔｉ（ＯＲ¹⁰）_q1（Ｒ¹¹ＣＯＣＨＣＯＲ¹²）_q2及び Ａｌ（ＯＲ¹⁰）_r1（Ｒ¹¹ＣＯＣＨＣＯＲ¹²）_r2で表される化合物群から選ばれるものが好ましく、縮合反応を促進する作用をなす。

金属キレート化合物中のＲ¹⁰及びＲ¹¹は、同一又は異なってもよく炭素数１〜６のアルキル基、具体的にはエチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、フェニル基などである。また、Ｒ¹²は、前記と同様の炭素数１〜６のアルキル基のほか、炭素数１〜１６のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ラウリル基、ステアリル基などである。また、金属キレート化合物中のｐ１、ｐ２、ｑ１、ｑ２、ｒ１、ｒ２は、４又は６座配位となるように決定される整数を表す。

これらの金属キレート化合物の具体例としては、トリ−ｎ−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ｎ−ブトキシトリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（ｎ−プロピルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物；ジイソプロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセテート）チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトン）チタニウムなどのチタニウムキレート化合物；ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、ジイソプロポキシアセチルアセトナートアルミニウム、イソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、イソプロポキシビス（アセチルアセトナート）アルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナート）アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス（エチルアセトアセテート）アルミニウムなどのアルミニウムキレート化合物などが挙げられる。これらの金属キレート化合物のうち好ましいものは、トリ−ｎ−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジイソプロポキシビス（アセチルアセトナート）チタニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウムである。これらの金属キレート化合物は、１種単独であるいは２種以上混合して使用することができる。また、これらの金属キレート化合物の部分加水分解物を使用することもできる。

（２）有機金属化合物：
好ましい有機金属化合物としては特に制限はないが、有機遷移金属が高い活性を有するため好ましい。中でもスズの化合物は、安定性と活性がよく、特に好ましい。これらの具体的化合物例としては、これらの具体的な化合物例としては、（Ｃ₄Ｈ₉）₂Ｓｎ（ＯＣＯＣ₁₁Ｈ₂₃）₂、（Ｃ₄Ｈ₉）₂Ｓｎ（ＯＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯＯＣ₄Ｈ₉）₂、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂Ｓｎ（ＯＣＯＣ₁₁Ｈ₂₃）₂、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂Ｓｎ（ＯＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯＯＣ₄Ｈ₉）₂、Ｓｎ（ＯＣＯＣＣ₈Ｈ₁₇）₂などのカルボン酸型有機スズ化合物；（Ｃ₄Ｈ₉）₂Ｓｎ（ＳＣＨ₂ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇）₂、（Ｃ₄Ｈ₉）₂Ｓｎ（ＳＣＨ₂ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇）₂、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂Ｓｎ（ＳＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇）₂、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂Ｓｎ（ＣＨ₂ＣＯＯＣ₁₂Ｈ₂₅）₂、下記の化学式で示されるメルカプチド型やスルフィド型の有機スズ化合物；（Ｃ₄Ｈ₉）₂ＳｎＯ、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂ＳｎＯ、又は（Ｃ₄Ｈ₉）₂ＳｎＯ、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂ＳｎＯなどの有機錫オキサイドとエチルシリケートマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物などの有機スズ化合物などを挙げることができる。

（３）金属塩類
金属塩類としては有機酸のアルカリ金属塩（例えばナフテン酸ナトリウム、ナフテン酸カリウム、オクタン酸ナトリウム、２−エチルヘキサン酸ナトリウム、ラウリル酸カリウムなど）が好ましく用いられる。

ゾル−ゲル触媒化合物の組成物中の割合は、ゾル液の原料であるアルコキシシランに対し、０．０１〜５０質量％、好ましくは０．１〜５０質量％、さらに好ましくは０．５〜１０質量％である。

次に、ゾル−ゲル反応に用いられる溶媒について述べる。溶媒はゾル液中の各成分を均一に混合させ、本発明の組成物の固形分調製をすると同時に、種々の塗布方法に適用できるようにし、組成物の分散安定性及び保存安定性を向上させるものである。これらの溶媒は上記目的の果たせるものであれば特に限定されない。これらの溶媒の好ましい例として、例えば水、及び水と混和性の高い有機溶媒が挙げられる。
有機溶媒の例としては、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ギ酸、酢酸、酢酸メチル、アルコール類（メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。

ゾル−ゲル反応の速度を調節する目的で、多座配位可能な有機化合物を添加して、金属アルコキシドを安定化してもよい。その例としては、β−ジケトン及び／又はβ−ケトエステル類、並びにアルカノールアミンが挙げられる。
このβ−ジケトン類及び／又はβ−ケトエステル類の具体例としては、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−ｎ−プロピル、アセト酢酸−イソ−プロピル、アセト酢酸−ｎ−ブチル、アセト酢酸−ｓｅｃ−ブチル、アセト酢酸−ｔｅｒｔ−ブチル、２，４−ヘキサン−ジオン、２，４−ヘプタン−ジオン、３，５−ヘプタン−ジオン、２，４−オクタン−ジオン、２，４−ノナン−ジオン、５−メチル−ヘキサン−ジオンなどを挙げることができる。これらのうち、アセト酢酸エチル及びアセチルアセトンが好ましく、特にアセチルアセトンが好ましい。これらのβ−ジケトン類及び／又はβ−ケトエステル類は、１種単独で又は２種以上を混合して使用することもできる。これらの多座配位可能な化合物は、ゾル−ゲル触媒として前記の金属キレート化合物を用いた場合、その反応速度を調節する目的にも用いることができる。

次にゾル−ゲル法により得られる有機−無機ハイブリッド層を塗設する方法について説明する。ゾル液はカーテンフローコート、ディップコート、スピンコート、ロールコート等の塗布法によって、光学部品本体の外気接触面上に薄膜を形成することができる。この場合、加水分解のタイミングは製造工程中の如何なる時期であっても構わない。例えば、あらかじめ必要な組成の液を加水分解部分縮合して目的のゾル液を調製し、それを塗布−乾燥する方法、必要な組成の液を調製し塗布と同時に加水分解部分縮合させながら乾燥する方法、塗布−一次乾燥後、加水分解に必要な水含有液を重ねて塗布し加水分解させる方法等を好適に採用できる。

塗布後の乾燥温度は、光学部品本体に悪影響を及ぼさない範囲であれば特に制限はないが、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは３０〜１２０℃、特に好ましくは３０〜８０℃である。
塗布、有機−無機ハイブリッド層をさらに緻密にするため、エネルギー線の照射を行ってもよい。その照射線種に特に制限はないが、光学部品本体に対する影響を勘案し、紫外線、電子線あるいはマイクロ波の照射を特に好ましく用いることができる。照射強度は３０〜５００ｍＪ／ｃｍ²であり、特に好ましくは５０〜４００ｍＪ／ｃｍ²である。照射温度は、光学部品本体に悪影響を及ぼさない範囲であればよく、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは３０〜１２０℃、特に好ましくは３０〜８０℃である。

本発明の光学部品において、防湿皮膜をなす有機−無機ハイブリッド層の厚さは、優れた防湿性能を得るために０．１〜５μｍであることが好ましく、０．１〜２μｍであることがさらに好ましい。

本発明の光学部品において、防湿皮膜は有機−無機ハイブリッド層以外の層を含んでいてもよい。この場合、光学部品の防湿皮膜として、公知のものから広く選択することができ、無機系皮膜であっても、有機系皮膜であってもよく、または無機系皮膜と有機系皮膜とを組み合わせた複合皮膜であってもよい。この場合、他の層は、有機−無機ハイブリッド層上に形成してもよく、または本発明の光学部品本体と有機−無機ハイブリッド層との間に形成してもよい。

無機系皮膜には、十分な透明性を有し、かつ、透湿性が低い、もしくは透湿性を示さないものであれば、無機材料を主成分とする各種の薄膜が利用可能である。
好適な無機材料の一例として、ＳｉＯ_x（０＜ｘ≦２）で表されるケイ素酸化物、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂ 、ＴｉＯまたはＴｉ₂Ｏ₃のようなチタン酸化物、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂、ＭｇＯ、Ｙ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＭｇＦ₂、ＷＯ₃、ＩｎとＳｎの混合酸化物からなる混合物が挙げられる。
何れの皮膜であっても、無機系皮膜は、できるだけ緻密な構造を有し、かつ目的とする波長の光線の吸収が少ない皮膜であるのが好ましい。
ここで、無機系皮膜を用いる場合には、ケイ素酸化物からなるガラス質膜であるのが好ましい。

無機系皮膜を用いる場合の膜厚は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ（１μｍ）であるのが好ましい。膜厚がこのような範囲であれば、防湿性能に影響を与えるピンホールの数が少ないからである。すなわち、無機系皮膜の膜厚を上記範囲に限定する理由は、膜厚が、１０ｎｍより薄いとピンホールの発生の懸念があるし、また、１０００ｎｍより厚くしても、防湿性という観点からは、その寄与はもはや少ないし、膜厚を厚くすると、生産性が低下する、特に乾式成膜法では生産性が低下するし、また、残留応力によりクラックが入りやすくなるからである。

このような無機系皮膜の形成方法には、特に限定は無く、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の各種の乾式成膜法や、ゾル−ゲル法、ディップコート、スプレーコート、スピンコート等の各種の湿式成膜法が利用可能であり、形成する無機系皮膜の組成や膜厚等に応じて、適宜選択すればよい。特に、乾式成膜法による無機皮膜の膜厚は、上述した１０ｎｍ〜１μｍであるのがより好ましい。この理由は、上記限定理由がより顕著だからである。一方、湿式成膜法としてゾル−ゲル法を使用する場合、無機系皮膜は、例えば、アルコキシシラン化合物を加水分解することにより得られるが、市販品では日本ダクロシャムロック社製のソルガード（ＳｏｌＧａｒｄ）^TM等を用いることができる。

有機系皮膜には、十分な透明性を有し、かつ、透湿性が低い、もしくは透湿性を示さないものであれば、有機材料を主成分とする各種の薄膜が利用可能である。
好適な有機系皮膜の一例として、ポリ塩化ビニリデンや塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体などを主成分とする皮膜、日本ゼオン社製のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）^TMなどのシクロオレフィン系樹脂を主成分とする皮膜、旭硝子社製のサイトップ（ＣＹＴＯＰ）^TMやデュポン社製のテフロン（登録商標）ＡＦ（ＴｅｆｌｏｎＡＦ）などの非晶フッ素樹脂（アモルファスフルオロポリマー）を主成分とする皮膜、住友３Ｍ社製のノベック（Ｎｏｖｅｃ）^TMなどのフッ素系樹脂を主成分とする皮膜、信越化学工業の信越シリコーンＫＲ２５１、ＫＲ４００、ＫＲ１１４Ａ等のシリコーン系樹脂を主成分とする皮膜等が例示される。ここで、有機質皮膜を用いる場合には、塩化ビニリデン膜であるのが好ましい。

有機系皮膜を用いる場合の膜厚は、１００ｎｍ〜１００００ｎｍ（１０μｍ）であるのが好ましい。膜厚がこのような範囲であれば、防湿性能および光学性能のいずれにも優れている。同じ膜厚での防湿性能を比較した場合、有機系皮膜はケイ素酸化物膜等の無機系皮膜より防湿性能が低い。このため、膜厚が１００ｎｍ未満であると、所望の防湿性能を得ることができないおそれがある。また、膜厚が１００ｎｍ未満であると、ピンホール等の欠陥が生じやすくなる。一方、膜厚を１０μｍより厚くしても、防湿性という観点からは、その寄与はもはや少なく、極端に厚いと、形状が設計から大きくはずれることによる光学性能低下や、厚みが不均一となりやすいために生じる光学性能低下を引き起こすおそれがある。

有機系皮膜は、ビニル系ポリマーからなる層（以下、「ビニル系ポリマー層」という）であってもよい。ビニル系ポリマー層で用いられるビニル系ポリマーは、ガスバリア性を有するビニル系ポリマーであれば限定されず、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリル酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸及び無水マレイン酸などの酸無水物；グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ化合物；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ化合物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、イタコン酸ジアミド、α−エチルアクリルアミド、クロトンアミド、フマル酸ジアミド、マレイン酸ジアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのアミド化合物；アクリロニトリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドンなどから選ばれるビニル系化合物をアリルメタクリレートのような側鎖に二重結合を有するモノマーと共重合したビニル系ポリマーを挙げることができる。

上記ビニル系ポリマー層は、さらに無機層状化合物を含有することもできる。ビニル系ポリマー層に含有される無機層状化合物は、特に限定されるものではないが、膨潤性及び／又は劈開性を有する粘土鉱物やハイドロタルサイト類化合物及びその類似化合物を好適に用いることができる。
これら粘土鉱物としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘクトライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などを挙げることができる。
上記無機層状化合物は、天然物であっても合成物であってもよい。また、これらの層状珪酸塩は、単独で用いることができ、また複数を併用することもできる。

上記無機層状化合物の形状は、特に限定されるものではないが、無機層状化合物が多層に重なっていると、親有機化した後に劈開することが困難になることから、親有機化されていない無機層状化合物の厚さは、可能な限り１層における厚み（約１ｎｍ）であることが好ましい。また、平均長さは０．０１〜５０μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍ、アスペクト比は２０〜５００、好ましくは５０〜２００であるものを好適に用いることができる。

上記無機層状化合物は、その層間（最上又は最下の無機層状化合物の表面も含まれる）にイオン交換可能な無機カチオンを有する。イオン交換可能な無機カチオンとは、無機層状化合物（例えば層状珪酸塩）の結晶表面上に存在するナトリウム、カリウム、リチウムなどの金属イオンのことである。これらのイオンは、カチオン性物質とのイオン交換性を有し、イオン交換反応によりカチオン性を有する種々の物質を上記無機層状化合物の層間にインターカレートできる。

上記無機層状化合物の層間に存在する無機カチオンを有機カチオンでイオン交換する場合、長鎖のアルキル基を含むアルキルアンモニウムイオンを有機カチオンとして好適に用いることができる。長鎖のアルキル基を含むアルキルアンモニウムイオンは、例えば、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ヘキサトリメチルアンモニウムイオン、オクタトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、オクタデシルトリメチルアンモニウムイオン、ジオクタデシルジメチルアンモニウムイオン、ドコセニルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルアンモニウムイオン、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、ジオレイルジメチルアンモニウムイオン、ポリオキシエチレンドデシルモノメチルアンモニウムイオンなどを用いることができる。

上記無機層状化合物のカチオン交換容量（ＣＥＣ）は、特に限定されるものではないが、例えば２５〜２００ｍｅｑ／１００ｇであることが好ましく、５０〜１５０ｍｅｑ／１００ｇであることがより好ましく、９０〜１３０ｍｅｑ／１００ｇであることがさらに好ましい。無機層状化合物のカチオン交換容量が２５ｍｅｑ／１００ｇ未満であると、イオン交換により無機層状化合物の層間に挿入（インターカレート）されるカチオン性物質の量が少なくなるために、層間が十分に親有機化されないことがある。一方、カチオン交換容量が２００ｍｅｑ／１００ｇを超えると、無機層状化合物の層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄片が剥離しにくくなり、分散性が悪くなることがある。

上記無機層状化合物の具体例としては、例えば、クニミネ工業のスメクトンＳＡ、クニミネ工業のクニピアＦ、コープケミカル社のソマシフＭＥ−１００、コープケミカル社のルーセンタイトＳＷＮなどの商品を挙げることができる。

上記無機層状化合物の層間に存在する無機カチオンを有機カチオンでイオン交換（親有機化）する方法としては、一般に、湿式法を挙げることができる。湿式法は、無機層状化合物を水やアルコール等で十分溶媒和させた後、有機カチオンを加えて撹拌し、無機層状化合物の層間に存在する金属イオンを有機カチオンに置換させ、その後、未置換の有機カチオンを十分に洗浄し、ろ過、乾燥する方法である。その他、有機溶剤中で無機層状化合物と有機カチオンを直接反応させたり、樹脂などの存在下、無機層状化合物と有機カチオンとを押出機中で加熱混練して反応させたりすることもできる。

ビニル系ポリマー層に無機層状化合物を含有させる場合、先ず無機層状化合物とビニル系ポリマーとを溶融混練又は溶液中で混合することにより、無機層状化合物を劈開した状態でポリマー中に分散したポリマー組成物を作製することが好ましい。製造プロセスやコストを考慮すると、溶融混練法により混合することが好ましい。
上記溶融混練で使用可能な溶融混練機としては、熱可塑性樹脂について一般に実用されている混練機を挙げることができる。例えば、一軸又は多軸混練押出機、ロール、バンバリーミキサー等を用いることができる。

無機層状化合物を含有させる場合、上記ビニル系ポリマー層におけるビニル系ポリマーと無機層状化合物との配合比は、質量比で１／１００〜１００／２０であることが好ましく、５／１００〜１００／５０であることが好ましい。無機層状化合物の配合量がビニル系ポリマーの質量１００質量部に対して１質量部未満であると、充分なガスバリア性の効果が得られない場合がある。一方、ビニル系ポリマーの配合量が無機層状化合物１００質量部に対して２０質量部未満であると、ビニル系ポリマーと無機層状化合物との分散性が著しく悪化する。

このような有機系皮膜の形成方法には、特に限定は無く、皮膜となる樹脂成分を溶解あるいは分散してなる塗料を調整して塗布／乾燥する成膜法などの各種の湿式成膜法や、プラズマ重合やＣＶＤなどの各種の乾式成膜法が利用可能であり、形成する皮膜の組成や膜厚等に応じて、適宜、選択すればよい。
また、塗料を用いる湿式の成膜法において、塗料の塗布方法には、特に限定はなく、スプレー塗布、刷毛による塗布、ディップコートなど、各種の方法が利用可能である。
特に、塗布成膜法による有機系皮膜の膜厚は、上述した１００ｎｍ〜１０μｍであるのがより好ましい。この理由は、上記限定理由がより顕著だからである。

防湿皮膜が上記した他の層を含む場合、有機−無機ハイブリッド層との密着性を向上させる目的で、他の層に対して、コロナ処理、グロー処理、ＵＶ処理、プラズマ処理などを行ってもよい。

本発明の光学部品は、下記式で表される水分の移動に関するシャーウッド数が１０以下であることが好ましい。
ｋｃ・ｄ／Ｄ
ここで、ｋｃは防湿皮膜における水移動係数であり、Ｄは光学部品本体の構成素材における水拡散係数［ｍｍ²／ｓ］である。ｄは光学部品本体の光学方向における長さ［ｍｍ］であり、図１に示すようにプラスチック製レンズ（光学部品本体）１０の場合、レンズ部１０ａの中央部の厚みである。

ここで、ｋｃは、光学部品本体の構成素材と同じ素材で平板サンプルを作成して、この平板サンプルに、防湿皮膜を付与した防湿皮膜付与サンプルについてＪＩＳ Ｋ７２０９（ＩＳＯ６２に相当）によって吸湿速度を測定し、防湿皮膜が付与されていない平板サンプルである防湿皮膜未付与サンプルについて吸湿速度を測定し、両者の吸湿速度の差異から求める。
また、光学部品本体の構成素材における水拡散係数Ｄ［ｍｍ²／ｓ］は、光学部品本体の構成素材と同一素材で平板サンプルを作成し、この平板サンプルについてＪＩＳ Ｋ７２０９（ＩＳＯ６２に相当）に記載の方法によって求める。
また、光学部品本体の光学方向における長さｄ（ｍｍ）は、光学部品本体の形状や寸法から正確に求めても良いが、光学部品本体が図１に示すようなプラスチック製レンズ１０の場合には、レンズ部１０ａの中央部の厚みであって良い。

本発明の光学部品は、水分移動に関するシャーウッド数が１０以下であることにより、仮に、環境変化により光学部品への吸湿または脱湿があったとしても、光学部品内部に吸水率分布の偏りが生じることがなく、吸水率分布の偏りに起因する屈折率分布の偏りが生じることがない。
本発明の光学部品において、水分移動に関するシャーウッド数はより好ましくは５以下であり、２以下であることがさらに好ましい。

本発明の光学部品において、防湿被膜は少なくとも外気接触面に形成されていればよく、図１に示した光学部品１のように、光学部品本体１０の表面全体に防湿皮膜２を形成することは必須ではない。
図２は、本発明の光学部品の別の実施形態を示した概念断面図（光軸を含む平面で切断）であり、レンズの形態をした本発明の光学部品１’は、光学ユニット１００に組み込まれている。図２に示す光学ユニット１００は、銀塩カメラのレンズ機構や、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラの撮像モジュールに使用される一般的な光学ユニットの構成である。すなわち、図２の光学ユニット１００は、略円筒状をした鏡筒３０内に、互いにアッベ数が異なる２枚のレンズ１’，２０を組み込み、レンズ押さえ５０で該レンズ１’，２０を固定してなるものである。
また、図２の光学ユニット１００では、レンズ１’およびレンズ２０の間にスペーサ４０が配置されている。

ここで、レンズ２０は、アッベ数が高い、具体的にはアッベ数４５〜６０程度のレンズである。
このようなアッベ数を有するレンズとしては、具体的には、例えばガラス製のレンズや、日本ゼオン社製のゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）^TMに代表される脂環式ポリオレフィン製のレンズが挙げられる。これらのレンズ材料は、一般に飽和吸湿率が０．０２質量％以下と極めて低いものが知られている。このような吸湿率の低いレンズ材料で作製されたレンズ２０には防湿皮膜を形成する必要はない。
一方、レンズ１’は、本発明の光学部品１’であり、レンズ２０と組み合わせて色収差の補正を行うのに相応しいアッベ数、具体的にはアッベ数が２３〜３５程度のプラスチックレンズを光学部品本体１０’とする。

図２に示す光学ユニット１００の構成について、より具体的に説明する。鏡筒３０は中心が一致し、かつ互いに径が異なる３つの円筒状の領域を、径が大きい側から順に、光学ユニット１００の光軸方向に配列させた構成を有している。鏡筒３０の、最も小径の円筒領域の端面には、円環状のリブ部３０ａが内側に突出して形成されている。このリブ部３０ａの内側が光（撮影光等）が入射する開口となる。
鏡筒３０において、最も小径の領域は、レンズ２０を組み込み可能である。すなわち、その内径がレンズ２０の外径と略同一で、レンズ２０の外径よりも若干大きくなっている。また、最も大径の領域は、本発明の光学部品１’を組み込み可能である。すなわち、その内径が本発明の光学部品１’の外径と略同一で、該光学部品１’の外径よりも若干大きくなっている。
レンズ２０は、鏡筒３０の前記リブ部３０ａ側（開口＝光入射側）の最も小径の領域に組み込まれ、リブ部３０ａにフランジ部を当接することにより、光軸方向の位置が決定される。一方、本発明の光学部品１’は、鏡筒３０の最大径の領域に組み込まれる。

スペーサ４０は、両端部にレンズ２０および本発明の光学部品１’と当接する部分を有する略円筒状の部材で、上記したように鏡筒３０内においてレンズ２０および本発明の光学部品１’の間に挿入される。スペーサ４０の光軸方向の長さを選択することにより、レンズ２０および本発明の光学部品１’の光軸方向における相対位置を適正な位置に位置決めすることができる。
また、レンズ２０、本発明の光学部品１’、鏡筒３０、およびスペーサ４０は、共に鏡筒３０にレンズ２０および本発明の光学部品１’を適正に組み込んだ状態で、レンズ２０および本発明の光学部品１’の光軸が一致するように成形されている。

図２に示す光学ユニット１００は、鏡筒３０内に、レンズ２０、スペーサ４０、および本発明の光学部品１’を順次組み込み、レンズ押さえ５０により本発明の光学部品１’をリブ３０ａに向けて押圧する。この状態で接着剤等によってレンズ押さえ５０を鏡筒３０に固定することにより、光学ユニット１００が組み立てられる。

図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の光学部品１’の正面図（光軸方向から見た図）であり、図３（ｂ）は図３と同方向の断面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明の光学部品１’において、光学部品本体１０’は図１（ａ）および（ｂ）に示した光学部品本体１０と同様に、レンズ部１０’ａとフランジ部１０’ｂとで構成されている。
図２に示す光学部品１００において、本発明の光学部品１’は、フランジ部がリブ部３０ａおよびスペーサ４０により挟持されており、この部分は外気と接触しない。したがって、この部分からの吸湿および脱湿はほとんどないと考えられる。
このため、図３（ｂ）に示すように、本発明の光学部品１０’では、光学部品本体１’のレンズ部１０’ａ表面にのみ防湿皮膜２が形成されており、フランジ部１０’ｂには防湿皮膜２が形成されていない。水分移動に関する光学部品１’のシャーウッド係数が１０以下となるのであれば、このような構成であってもよく、光学ユニットの組立上むしろ好ましい。

防湿皮膜の形成方法にもよるが、概して図３（ａ）および（ｂ）に示す形状の光学部品本体１０’では、レンズ部１０’ａと比較すると、フランジ部１０’ｂは、防湿皮膜を均等に形成するのが困難であり、形成される防湿皮膜の膜厚にムラが生じやすい。フランジ部１０’ｂは、光学ユニット１００に組み込んだ際に、光軸合わせおよび光軸方向における位置合わせを行う部分であるため、防湿皮膜の膜厚にムラが生じると、光軸合わせおよび光軸方向における位置合わせが困難になり、さらには、光学ユニット１００の光学性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
また、防湿皮膜の形成の困難性により、フランジ部１０’ｂに形成された防湿皮膜は、密着性に劣る場合がある。この結果、光学ユニット１００の供用時に、防湿皮膜がフランジ部１０’ｂから容易に剥離して、汚染源となるおそれがある。

また、図２に示す構成の光学ユニット１００において、鏡筒３０内が気密に保持されている、または鏡筒３０に存在する開口部が非常に小さく、外部から鏡筒３０への空気の流通が少なくなるように構成されているのであれば、本発明の光学部品本体１０’のレンズ部１０’ａ表面のうち鏡筒３０内に位置する側の表面、すなわち凸面部における吸湿および脱湿の影響は非常に小さいと考えられる。このような場合、該凸面部には防湿皮膜２を形成しなくてもよい。
一方、レンズを構成する素材によっては、高アッベ数レンズをなすレンズ２０が吸湿および脱湿による影響を受ける場合もある。このような場合、レンズ２０を本発明の光学部品で構成してもよい。

なお、図３（ａ）および（ｂ）に示す光学部品１’のように、光学部品本体１０’の外気接触面、すなわちレンズ部１０’ａにのみ防湿皮膜を形成するには、後述する手順で防湿皮膜を形成する際に、フランジ部１０’ｂをマスクする、またはホルダ等で挟持した状態で防湿皮膜を形成すればよい。
本発明の光学部品は、環境変化により吸湿または脱湿があったとしても、光学部品本体内部に屈折率分布の偏りが生じることがないため、図２に示すような光学ユニット１００に組み込んで使用されるプラスチック製レンズとして好適である。

本発明は、上記した本発明の光学部品をプラスチック製レンズとして組み込んだ光学ユニットも提供する。すなわち、本発明は、互いにアッベ数が異なる少なくとも２つのレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つは、本発明のプラスチック製光学部品である光学ユニットを提供する。したがって、図２は、本発明の光学ユニットの１実施形態を示す図でもある。

但し、本発明の光学ユニットは、互いにアッベ数が異なるレンズを少なくとも２つ含み、そのうち１つのレンズが本発明の光学部品である限り特に限定されず、図２に示す光学ユニット１００とは異なる構成であってもよい。例えば、高解像度用途の光学ユニットでは、複数、例えば３つ以上の結像レンズを組み合わせて使用することで、所望の解像力や精度を達成している。本発明の光学ユニットは、少なくとも１つのレンズが本発明の光学部品である限り、このような３つ以上のレンズを含むものであってもよい。
本発明の光学ユニットが、３つ以上のレンズを含む場合、全てのレンズが互いに異なるアッベ数を有する必要はない。光学ユニットに含まれるレンズのうち少なくとも２つが互いに異なるアッベ数を有しており、全体として色収差が補正されるように光学設計されるのであれば、同程度のアッベ数を有するレンズを２つ以上含んでいてもよい。

銀塩カメラのレンズ機構や、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラ等の撮像モジュールに使用する場合、本発明の光学ユニットはオートフォーカス機構を有していることが好ましい。
本発明のプラスチック製光学部品は、環境変化により吸湿または脱湿があったとしても、その内部に屈折率分布の偏りを生じることはないが、光学部品全体としての屈折率は環境変化によって徐々に変化する。したがって、該光学部品を用いた光学ユニットは、環境変化によって、その光学特性が変化する。但し、この屈折率の変化は、ゆるやかで、かつ均一である。プラスチック製レンズである光学部品自体の屈折率が均一に変化する場合、吸湿による程度に微小な変化であれば、光学性能への実質的な影響は焦点位置の変化のみに留まり、この変化はオートフォーカス機構を使用することで解消される。したがって、オートフォーカス機構を有する本発明の光学ユニットは、環境変化によって、その光学特性が影響を受けることがなく、優れた光学特性を常に発揮することができる。

銀塩カメラのレンズ機構や、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話組み込み用小型カメラ等の撮像モジュールに使用されるオートフォーカス機構としては、様々な原理および制御手法を用いたものが知られている。本発明の光学ユニットに使用されるオートフォーカス機構は、このような公知のオートフォーカス機構の中でも、光学ユニットを通して得られる画像に基づいて、被写体のピント状態を直接検知し、該ピント状態が適正になるように、光学ユニットを構成するレンズの光軸方向における位置を制御する方法を用いた機構であることが好ましい。

図４は、本発明の光学ユニットと、オートフォーカス機構と、を用いた撮像モジュールの１構成例を示した概念図であり、一般的なデジタルカメラの構成が簡略的に示されている。図４の撮像モジュール１０００において、光学ユニット１００’は、互いにアッベ数が異なるレンズを少なくとも２つ含み、そのうち１つのレンズが本発明の光学部品で構成される本発明の光学ユニットである。光学ユニット１００’を通過した画像は、ＣＣＤイメージセンサ２００に取り込まれる。イメージセンサ２００に取り込まれた光学的な画像情報は、電気信号として出力されてＡＦ処理部３００へと送られる。ＡＦ処理部３００はイメージセンサ２００から送られた画像情報に基づいて被写体のピント状態を検知し、アクチュエータ４００に駆動信号を送る。アクチュエータ４００は、ＡＦ処理部３００からの駆動信号に基づいて、適正なピント状態になるように光学ユニット１００’を構成する全てのレンズ、または一部のレンズを光軸方向に前後に移動させる。アクチュエータ４００としては、各種手段が使用可能であり、具体的には、例えばステッピングモータ、リニヤーモータ、圧電素子、電圧屈曲ポリマー等を使用することができる。

本発明の光学部品について、光学ユニットに使用されるプラスチックレンズを例に説明したが、本発明の光学部品はこれに限定されない。本発明の光学部品は、プラスチック製光学部品として公知の構造を広く含む。したがって、図示したレンズ以外の様々な形状や機能を持つレンズ等の光学素子はもちろん、レンズの他にも、例えば、プリズム、光学フィルタ、光学スクリーン、偏向素子、偏光素子、光反射部材、ファインダ、眼鏡、コンタクトレンズ、反射鏡、曲面鏡等の公知の光学素子または光学部品を広く含む。また、カメラ（銀塩カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等）などの撮像装置の撮影光学系、複写機やプリンタなどの画像形成装置、プロジェクタ、望遠鏡や双眼鏡や拡大鏡などの各種の光学機器に組み込んで使用される公知の光学素子または光学部品を広く含む。

また、光学部品本体の形成材料にも限定はなく、公知の光学素子や通常の光学部品で利用されている、各種のプラスチック材料（樹脂材料）が利用可能である。一例として、メタクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ等）、脂環式アクリル樹脂を含むアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂を含むポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、脂環式ポリオレフィン、トリシクロデカン環を含む樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルペンテン、スチレン・ブタジエンコポリマー、フルオレン基を有するポリエステル等が挙げられる。

光学部品内部に吸水率分布の偏りを発生させないという本発明の光学部品の特徴から、これらのプラスチック材料の中でも、比較的吸水率が高い、具体的には飽和吸水率が０．０２質量％超のプラスチック材料が好ましく、具体的には、メタクリル樹脂、脂環式アクリル樹脂を含むアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂を含むポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、脂環式ポリオレフィン等が挙げられる。上記したように、脂環式ポリオレフィンには、ゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）^TMのように飽和吸湿率が０．０２質量％以下のものも存在しているが、その一方で、飽和吸湿率が０．０２質量％超のものも存在している。

また、図２に示す光学ユニット１００の光学部品１’として使用する場合、光学部品本体は、高アッベ数、具体的にはアッベ数４５〜６０のレンズ２０と組み合わせて、色収差の補正を行うのに相応しいアッベ数を有することが好ましく、具体的にはアッベ数が２３〜３５程度であることが好ましい。このようなアッベ数を有する材料としては、ポリカーボネート樹脂や芳香族ポリエステル樹脂が好適である。

さらに、光学部品本体の形成方法にも、特に限定はなく、使用するプラスチック材料に応じて、射出成形、射出圧縮形成、圧縮成形等、公知のプラスチックの成形方法が全て利用可能である。
なお、光学部品本体の形状およびサイズ（長さや直径および厚さ）も、特に限定はなく、上記光学部品の用途に応じて適宜選択すればよい。

例えば、図示した光学部品では、光学部品本体の表面上に、直接、防湿皮膜を形成しているが、本発明は、これに限定はされず、光学部品本体と防湿皮膜との間に、屈折率調整用の皮膜、反射防止膜、密着性向上のための皮膜等を有していてもよい。また、防湿皮膜を覆って、反射防止膜、屈折率調整用の皮膜、密着性向上のための皮膜、損傷防止用のバリア膜等を有していてもよい。すなわち、本発明のプラスチック製光学部品においては、光学部品本体の少なくとも外気接触面を防湿皮膜で被覆していれば、各種の皮膜を形成してなる層構成が利用可能である。

以下、本発明に係るプラスチック製光学部品の具体的実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。
実施例においては、本発明のプラスチック製光学部品の光学性能を評価するために、図２に示す光学ユニット１００を使用した。図２の光学ユニット１００において、レンズ２０はアッベ数５６のガラス製レンズ（入射側のレンズ部半径６．４ｍｍ、出射側のレンズ部半径４．９ｍｍ、平均厚み２．９ｍｍ）である。光学部品本体１０’は、アッベ数３０のポリカーボネート樹脂製のレンズ（入射側のレンズ部１０’ａ半径９．０ｍｍ、出射側のレンズ部１０’ａ半径７．５ｍｍ、平均厚み２．５ｍｍ）である。
この光学（レンズ）ユニット１００の解像度を、温度２５℃湿度３０％の環境下に１週間放置した後に測定すると、コントラスト５０％のＭＴＦ（変調伝達関数）は、光軸中心で３０本/ ｍｍ、周辺部の平均で２５本/ ｍｍであった。

実施例１
本実施例では、図１に示す光学部品１と同様に、ポリカーボネート樹脂製のレンズ（光学部品本体）１０の表面全体に以下の手順で有機−無機ハイブリッド層からなる防湿皮膜２を形成した。
有機−無機ハイブリッド層の形成
ソアノールＤ２９０８（日本合成化学工業（株）製、エチレン−ビニルアルコール共重合体）８ｇを１−プロパノール１１８．８ｇ及び水７３．２ｇの混合溶媒に８０℃で溶解した。この溶液の１０．７２ｇに２Ｎ塩酸を２．４ｍｌ加えて混合した。この溶液を攪拌しながらテトラエトキシシラン１ｇを滴下して３０分間攪拌を続けた。次いで、得られた塗布液をレンズ（光学部品本体）１０の表面全体にワイヤバーで塗布した。その後１２０℃で５分間乾燥することにより、レンズ（光学部品本体）１０の表面上に膜厚約１μｍの有機−無機ハイブリッド層を形成した。

シャーウッド数
本実施例の光学部品のシャーウッド数を以下の手順で求めた。
光学部品本体の構成素材と同一のポリカーボネート樹脂で平板サンプルを作成して、この平板サンプルに、上記の手順で有機−無機ハイブリッド層を形成したサンプル（防湿皮膜形成サンプル）について、ＪＩＳ Ｋ７２０９（ＩＳＯ６２に相当）に従って吸湿速度を測定した。同様に、平板サンプルに有機−無機ハイブリッド層を形成せずに吸湿速度を測定した。両者の吸湿速度の差異からｋｃ（防湿皮膜における水移動係数）を求めた。結果を以下に示す。
吸湿速度（防湿皮膜形成サンプル） ：１．０×１０^-6［ｗｔ％／ｓ］
（防湿皮膜非形成サンプル）：１．４×１０^-5［ｗｔ％／ｓ］
ｋｃ：３×１０^-6ｍｍ／ｓ
また、光学部品本体の構成素材における水拡散係数Ｄ［ｍｍ²／ｓ］は、光学部品本体の構成素材と同一のポリカーボネート樹脂で平板サンプルを作成し、この平板サンプルについて、ＪＩＳ Ｋ７２０９（ＩＳＯ６２に相当）に記載の方法によって求めた。その結果、Ｄは５×１０^-6ｍｍ²／ｓであった。光学部品本体１０（１０’）のレンズ部の中央部の厚みは上記したように、２．５ｍｍであるので、シャーウッド数は、以下のように求めることができる。
シャーウッド数（ｋｃ・ｄ／Ｄ）＝３×１０^-6×２．５÷５×１０^-6
＝１．５
よって、実施例１の光学部品１は、水分移動に関する防湿皮膜のシャーウッド係数が５以下であることが確認された。

光学性能評価
上記手順で得たレンズ（本発明の光学部品本体）１０の表面上に有機−無機ハイブリッド層を形成した本発明の光学部品１を５０℃の乾燥機に７日間入れて充分乾燥した後、図２に示す光学ユニット１００に光学部品１’として組み込んだ。同様にガラス製のレンズをレンズ２０として光学ユニット１００に組み込んだ。その後、レンズの向きと各レンズ間隔を微調整して、それぞれ所定の解像度を得た。次いで、光学ユニット１００を２５℃湿度３０％の環境下に１週間放置した後、相対湿度９０％、温度２５℃の条件に置き、解像度の時間的変化を測定した。解像度測定には、トライオプティックス社製のＭＴＦ測定器を用いた。コントラスト５０％のＭＴＦとして解像度を測定した。周辺部の解像度は、接線（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）方向と、球欠（ｓａｇｉｔａｌ）方向のＭＴＦの平均値で表した。結果を表１に示した。

実施例２
有機−無機ハイブリッド層を形成する際に、フランジ部１０ｂにマスクをした点以外は実施例１と同様の手順で実施し、フランジ部１０ｂを除いたポリカーボネート製のレンズ（光学部品）１０の表面に、防湿皮膜２として膜厚約１μｍの有機−無機ハイブリッド層を形成した本発明の光学部品１を作成した。これを光学部品１’として図２に示す光学ユニット１００に組み込んで、光学性能評価を実施した。結果を表１に示した。

比較例
ポリカーボネート製レンズに防湿皮膜を形成することなしに、レンズユニット１００に光学部品１’として組み込んで、実施例１と同様に光学性能評価を実施した。結果を表に示した。

表１から明らかなように、実施例の光学ユニットでは、解像度の測定開始から時間が経過しても、光学ユニットの中心部および周辺部のいずれにおいても、解像度の変化、すなわち低下が極めて少ないことが確認された。
これに対し、比較例の光学ユニットでは、測定開始から３６時間後には、測定開始時点の解像度に戻るものの、測定開始１２時間後および２４時間後には、光学ユニットの中心部および周辺部のいずれにおいても、解像度が明らかに低下していることが確認された。

図１は、レンズの形状をした本発明のプラスチック製光学部品の一実施形態を示した概念図であり、図１（ａ）は該光学部品の正面図（光軸方向から見た図）であり、図１（ｂ）は光軸を含む平面で切断した断面図である。 図２は、本発明の光学部品を使用した光学ユニットの１実施形態の概略断面図（光軸を含む平面で切断）である。 図３は、図２に示す本発明の光学部品１’の形状を説明するための図であり、図３（ａ）は光学部品１’の正面図（光軸方向から見た図）であり、図３（ｂ）は図２と同方向の断面図である。 図４は、本発明の光学ユニットと、オートフォーカス機構と、を用いた撮像モジュールの１構成例を示した概念図である。

符号の説明

１，１’：光学部品
１０，１０’：光学部品本体
１０ａ，１０’ａ：レンズ部
１０ｂ，１０’ｂ：フランジ部
２：防湿皮膜
２０：レンズ
３０：鏡筒
３０ａ：リブ部
４０：スペーサ
５０：レンズ押さえ
１００，１００’：光学ユニット
２００：イメージセンサ
３００：ＡＦ処理部
４００：アクチュエータ

Claims (4)

1. 少なくとも外気接触面に、防湿皮膜としてゾル−ゲル法により得られる有機−無機ハイブリッド層が形成されたプラスチック製光学部品。
2. 水分の移動に関するシャーウッド数が１０以下である請求項１に記載のプラスチック製光学部品。
3. 互いにアッベ数が異なる少なくとも２つのレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つは、請求項１または２に記載のプラスチック製光学部品である光学ユニット。
4. オートフォーカス機構を有する請求項３に記載の光学ユニット。

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