JP2006146025A - Plastic optical component, optical unit using the same and method for manufacturing the same - Google Patents

Plastic optical component, optical unit using the same and method for manufacturing the same Download PDF

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Fumiyuki Suzuki
文行 鈴木
Tadashi Mochizuki
正 望月
Noriko Sakaeba
範子 榮羽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide plastic optical components having excellent characteristics such as lightweight, low cost and mass-productivity, as well as excellent moisture-resistant performance, and showing little changes in the optical performance such as a refractive index even when influences of a water content in an environment are added, and to provide an optical unit using the plastic optical components, and a method for manufacturing the components. <P>SOLUTION: The plastic optical parts have a moisture-resistant film applied on at least a surface in contact with external air. The moisture-resistant film is an inorganic compound layer comprising an inorganic compound having the average particle size of 3 nm to 20 nm dispersed to give 1 nm to 20 nm average intergranular interfaces. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レンズやプリズム等の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、ならびにこれらの製造方法の技術分野に属し、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、これを用いた光学ユニット、ならびにこれらの製造方法に関する。   The present invention belongs to the technical field of plastic optical parts such as lenses and prisms, optical units using the same, and manufacturing methods thereof, and in particular, plastic optical parts that have very little change in optical performance due to moisture absorption. The present invention relates to an optical unit using the same, and a manufacturing method thereof.

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。   Conventionally, most of optical components such as various lenses and prisms, spectacle lenses, contact lenses, and magnifiers used for camera lenses, viewfinders, copy machines, printers, projectors, optical communications, etc., are manufactured from glass. ing.

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きている。
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。
However, with recent advances in plastic materials and plastic molding technology, optical components such as lenses and prisms have been manufactured with plastics that are cheap, lightweight, and suitable for mass production as inexpensive optical components. Yes.
However, because plastics change optical performance such as refractive index due to moisture absorption, glass lenses are still used for applications that require high precision such as high-resolution single-lens reflex cameras. Has been.
In order to solve such problems, the development of a plastic material itself having high moisture resistance, that is, low hygroscopicity, has been carried out by designing the polymer structure, etc., but its cost becomes high, There is a problem that the cost merit of plastic is lost.

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。
In addition, in order to obtain a plastic optical component having moisture resistance, a hydrophobic substance is added in the molding step of the optical component, the optical component is covered with a moisture-impermeable barrier film, or an antireflection film of the optical component is formed. An antireflection layer coating layer subjected to water / oil repellent treatment is provided on the surface (see Patent Document 1). It is also known to form a moisture absorption adjusting film only on the gate cut portion in order to improve the humidity stability of the plastic optical component (see Patent Document 2). Furthermore, an optical block made of a low hygroscopic material is installed in the optical system to optically compensate for performance changes due to moisture absorption (see Patent Document 3).
However, the moisture-proof plastic optical component obtained by the above prior art method and the plastic optical component having the barrier film, the antireflection layer and the antireflection layer coating layer described in Patent Document 1 have sufficient moisture resistance. There is a problem that the optical performance such as the refractive index due to moisture absorption cannot be prevented. Further, in the technique described in Patent Document 2, even if a moisture absorption adjusting film is provided only on the gate portion, it is substantially difficult to make the moisture absorption rate from the surroundings constant, coupled with moisture absorption from the surface, There is a problem that it is inevitable that an optically unfavorable refractive index distribution or its deviation occurs inside the lens. Furthermore, the technique described in Patent Document 3 has a problem that the optical system becomes complicated and the cost increases.

特開2002−148402号公報JP 2002-148402 A 特開平11−109107号公報JP-A-11-109107 特開2000−137166号公報JP 2000-137166 A

本発明の目的は、上記した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、および該プラスチック製光学部品を用いた光学ユニット、ならびにこれらの製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in addition to the characteristics excellent in light weight, low cost, mass production suitability, etc. of plastic optical parts, it has excellent moisture-proof performance, To provide a plastic optical component that hardly changes in optical performance such as refractive index even under the influence of moisture present in the environment, an optical unit using the plastic optical component, and a method of manufacturing the same. .

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも外気接触面に防湿皮膜が形成されたプラスチック製光学部品であって、
前記防湿皮膜は、平均粒径3nm〜20nmの無機化合物が平均粒界1nm〜20nmをなすように分布した無機化合物層であることを特徴とするプラスチック製光学部品を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plastic optical component having a moisture-proof coating formed on at least the outside air contact surface,
The moisture-proof coating is a plastic optical component characterized in that it is an inorganic compound layer in which inorganic compounds having an average particle size of 3 nm to 20 nm are distributed so as to form an average grain boundary of 1 nm to 20 nm.

本発明のプラスチック製光学部品において、前記無機化合物は、珪素酸化物、珪素窒化物、珪素酸窒化物、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、およびダイアモンドライクカーボンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。前記無機化合物は、二酸化珪素であることがより好ましい。   In the plastic optical component of the present invention, the inorganic compound is selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal oxide, metal nitride, metal oxynitride, and diamond-like carbon. It is preferable that it is at least one kind. More preferably, the inorganic compound is silicon dioxide.

本発明のプラスチック製光学部品において、前記無機化合物層は膜厚10nm〜1μmであることが好ましい。   In the plastic optical component of the present invention, the inorganic compound layer preferably has a thickness of 10 nm to 1 μm.

本発明のプラスチック製光学部品において、前記無機化合物層は、インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、0.005Pa〜0.13Paの成膜圧力で、前記プラスチック製光学部品上に成膜されてなることが好ましい。   In the plastic optical component of the present invention, the inorganic compound layer is formed on the plastic optical component at a film forming pressure of 0.005 Pa to 0.13 Pa using reactive sputtering based on impedance control. It is preferable.

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。   The plastic optical component of the present invention preferably has a Sherwood number of 10 or less for moisture movement.

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。   The present invention also provides an optical unit including at least two lenses having different Abbe numbers, wherein at least one of the lenses is the plastic optical component of the present invention.

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。   The optical unit of the present invention preferably has an autofocus mechanism.

また、本発明は、少なくとも外気接触面に、防湿皮膜として無機化合物層を有するプラスチック光学部品を製造する方法であって、
インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、0.005Pa〜0.13Paの成膜圧力で、前記プラスチック製光学部品上に、無機化合物層を成膜することを特徴とするプラスチック製光学部品の製造方法を提供する。
Further, the present invention is a method for producing a plastic optical component having an inorganic compound layer as a moisture-proof coating on at least the outside air contact surface,
A method for producing a plastic optical component, comprising forming an inorganic compound layer on the plastic optical component at a film forming pressure of 0.005 Pa to 0.13 Pa using reactive sputtering by impedance control. I will provide a.

本発明のプラスチック製光学部品の製造方法において、前記反応性スパッタリングは、480V〜660Vの放電圧力で実施されることが好ましい。   In the method for producing a plastic optical component of the present invention, the reactive sputtering is preferably performed at a discharge pressure of 480V to 660V.

本発明のプラスチック製光学部品の製造方法において、前記反応性スパッタリングは、遷移領域において実施されることが好ましい。   In the method for manufacturing a plastic optical component according to the present invention, it is preferable that the reactive sputtering is performed in a transition region.

本発明のプラスチック製光学部品の製造方法では、前記プラスチック製光学部品を、その光軸に対して垂直方向の軸がターゲットに対して平行になるように配置し、前記プラスチック製光学部品を前記光軸に対して垂直方向の軸を中心に回転させながら、前記反応性スパッタリングを実施してもよい。   In the method for producing a plastic optical component according to the present invention, the plastic optical component is disposed such that an axis perpendicular to the optical axis is parallel to the target, and the plastic optical component is disposed on the optical optical component. The reactive sputtering may be performed while rotating about an axis perpendicular to the axis.

本発明のプラスチック製光学部品の製造方法において、前記無機化合物層は、平均粒径3nm〜20nmの無機化合物が平均粒界1nm〜20nmをなす層であることが好ましい。   In the method for producing a plastic optical component of the present invention, the inorganic compound layer is preferably a layer in which an inorganic compound having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm forms an average grain boundary of 1 nm to 20 nm.

本発明のプラスチック製光学部品の製造方法において、ターゲットとして珪素を用い、反応性ガスとして酸素ガスを用いて前記反応性スパッタリングを実施することが好ましい。   In the method for producing a plastic optical component of the present invention, it is preferable that the reactive sputtering is performed using silicon as a target and oxygen gas as a reactive gas.

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。   According to the present invention, while maintaining the performance of excellent plastic optical components such as light weight, low cost, and productivity, it has excellent moisture-proof performance, and even if it is affected by moisture present in the environment, It is possible to easily provide and provide a plastic optical component with very little change in optical performance.

本発明の光学ユニットは、本発明のプラスチック製光学部品を使用するため、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。
したがって、本発明によれば、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い優れた光学ユニットを実現することができる。
Since the optical unit of the present invention uses the plastic optical component of the present invention, even if the environmental change, specifically, the humidity in the environment changes, the refractive index distribution in the lens is biased. The change in the refractive index of the lens itself is gradual and the change is uniform. When the refractive index of the lens itself changes uniformly, if it is a minute change due to moisture absorption, the substantial effect on the optical performance is limited to the change of the focal position, and this change should be done using the autofocus mechanism. It is solved with.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an excellent optical unit whose optical characteristics are not affected by environmental changes.

また、本発明のプラスチック製光学部品の製造方法によれば、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安定して、かつ、高い生産性で製造することができる。   In addition, according to the method for producing a plastic optical component of the present invention, a plastic optical component having excellent moisture proof performance and having very little change in optical performance such as resolution even under the influence of moisture present in the environment. It can be manufactured stably and with high productivity.

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。
The plastic optical component of the present invention will be described in detail below based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a plastic optical component of the present invention having a lens shape, and FIG. 1 (a) is a front view of the optical component (viewed from the optical axis direction). FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis.
As shown in FIGS. 1A and 1B, an optical component 1 of the present invention is formed on a plastic optical component main body (here, a lens) 10 and at least an outside air contact surface of the optical component main body 10. And a moisture-proof coating 2. In the optical component 1 shown in FIGS. 1A and 1B, the moisture-proof coating 2 is formed on the entire surface of the optical component body 10.
Hereinafter, in this specification, the optical component main body widely represents a known optical component such as a lens, and the optical component is a component in which a moisture-proof coating is formed on at least the outside air contact surface of the optical component main body. To express.

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。   An optical component body 10 shown in FIGS. 1A and 1B has a general plastic lens shape, and has a lens portion 10a having an optical surface, a flange portion 10b provided outside the lens portion 10a, Consists of. In the optical component 1 shown in FIGS. 1A and 1B, the moisture-proof coating 2 is formed on the entire surface of the optical component main body 10 including the lens 10a and the flange 10b.

本発明の光学部品1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、平均粒径3nm〜20nmの無機化合物が、平均粒界1nm〜20nmをなすように分布した無機化合物層が形成されていることを特徴とする。   The optical component 1 of the present invention has an inorganic compound layer in which an inorganic compound having an average particle size of 3 nm to 20 nm is distributed as an moisture-proof coating on at least the outside air contact surface of the optical component body 10 so as to form an average grain boundary of 1 nm to 20 nm. It is formed.

防湿皮膜が気相成膜法によって形成される無機化合物層である場合、無機化合物層は、微細な無機化合物の粒子の集合体として構成されている。本発明者は、無機化合物層の防湿性能について鋭意検討を重ねた結果、層を構成する無機化合物の粒子径と、層における粒界の大きさ、とのバランスが、非常に重要であることを見いだした。この知見に基づいて鋭意検討した結果、無機化合物層を構成する無機化合物の平均粒径を3nm〜20nmとし、かつ、無機化合物層の平均粒界を1nm〜20nmとすることで、優れた防湿皮膜を得られることを見いだした。
なお、粒径とは、無機化合物層を構成している個々の無機化合物粒子の大きさを表す。粒界とは、無機化合物層における、無機化合物粒子同士の境界間の距離を表わしている。
When the moisture-proof coating is an inorganic compound layer formed by a vapor deposition method, the inorganic compound layer is configured as an aggregate of fine inorganic compound particles. As a result of intensive studies on the moisture-proof performance of the inorganic compound layer, the present inventor has found that the balance between the particle diameter of the inorganic compound constituting the layer and the size of the grain boundary in the layer is very important. I found it. As a result of intensive studies based on this knowledge, an excellent moisture-proof coating is obtained by setting the average particle size of the inorganic compound constituting the inorganic compound layer to 3 nm to 20 nm and the average grain boundary of the inorganic compound layer to 1 nm to 20 nm. I found out that
In addition, a particle size represents the magnitude | size of each inorganic compound particle which comprises the inorganic compound layer. The grain boundary represents the distance between the boundaries of the inorganic compound particles in the inorganic compound layer.

気相成膜法を用いて成膜する場合、無機化合物層を構成する無機化合物の粒子径は通常3nm以上である。一方、平均粒径が20nm超であると、粒子が大きすぎるため、所定の粒界を有する無機化合物層を得ることが困難であり、得られる無機化合物層は防湿性能に劣る。   When forming a film using a vapor phase film forming method, the particle diameter of the inorganic compound constituting the inorganic compound layer is usually 3 nm or more. On the other hand, if the average particle size is more than 20 nm, the particles are too large, so it is difficult to obtain an inorganic compound layer having a predetermined grain boundary, and the resulting inorganic compound layer is inferior in moisture-proof performance.

また、気相成膜法を用いて成膜する場合、無機化合物層の粒界は通常1nm以上である。一方、無機化合物層の粒界が20nm超であると、粒界が大きくなりすぎ、所望の防湿性能が得られない。   Moreover, when forming into a film using a gaseous-phase film-forming method, the grain boundary of an inorganic compound layer is 1 nm or more normally. On the other hand, if the grain boundary of the inorganic compound layer is more than 20 nm, the grain boundary becomes too large and the desired moisture-proof performance cannot be obtained.

本発明において、防湿皮膜は、粒径および粒界が上記した範囲の無機化合物層である限り、層を構成する無機化合物の種類は特に限定されず、各種の無機化合物が利用可能である。
具体的には、酸化硅素、窒化硅素、酸窒化硅素、酸化アルミニウム、酸化チタンのような金属酸化物、酸窒化アルミニウムのような金属酸窒化物、およびダイアモンドライクカーボンが好適に例示される。これらの中でも、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が得られることから、無機酸化物はSiOx(0<x≦2)で示される酸化硅素であることが好ましい。
本発明において、無機化合物層は、上記した無機化合物のうち、いずれか1つのみで構成されていてもよく、または上記した2つ以上の無機化合物を含んで構成されていてもよい。
In the present invention, as long as the moisture-proof coating is an inorganic compound layer having a particle size and a grain boundary in the above-described range, the kind of inorganic compound constituting the layer is not particularly limited, and various inorganic compounds can be used.
Specific examples include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal oxides such as aluminum oxide and titanium oxide, metal oxynitrides such as aluminum oxynitride, and diamond-like carbon. Among these, the inorganic oxide is silicon oxide represented by SiO x (0 <x ≦ 2) because a film having a dense structure and less absorption of light of the target wavelength can be obtained. Is preferred.
In the present invention, the inorganic compound layer may be composed of only one of the inorganic compounds described above, or may be composed of two or more inorganic compounds described above.

本発明の光学部品において、無機化合物層の膜厚は10nm〜1μmであるのが好ましい。無機化合物層の膜厚が10nm未満であると、層中にピンホールが発生し、所望の防湿性能が得られなくなるおそれがある。一方、無機化合物層の膜厚が1μm超であると、防湿性能という点からは、その寄与はもはや少なく、生産性の点からはむしろ好ましくない。また、残留応力によりクラックが発生し、所望の防湿性能が得られなくなるおそれがある。さらにまた、無機化合物層の膜厚を1μm超とすると、光学部品の形状精度に悪影響するおそれがある。   In the optical component of the present invention, the thickness of the inorganic compound layer is preferably 10 nm to 1 μm. If the thickness of the inorganic compound layer is less than 10 nm, pinholes are generated in the layer, and the desired moisture-proof performance may not be obtained. On the other hand, if the film thickness of the inorganic compound layer is more than 1 μm, the contribution is no longer small from the viewpoint of moisture-proof performance, and it is rather not preferable from the viewpoint of productivity. In addition, cracks may occur due to residual stress, and the desired moisture-proof performance may not be obtained. Furthermore, if the thickness of the inorganic compound layer exceeds 1 μm, the shape accuracy of the optical component may be adversely affected.

本発明の光学部品は、上記条件(平均粒径および平均粒界)を満たすように成膜条件を調整した公知の気相成膜法を用いて、光学部品本体の少なくとも外気接触面上に無機化合物層を成膜することで製造することができるが、好ましくは、以下に示す本発明の光学部品の製造方法を用いて、特定の条件下で反応性スパッタリングを実施して、無機化合物層を成膜する。   The optical component of the present invention is inorganic on at least the outside air contact surface of the optical component body by using a known vapor deposition method in which the film formation conditions are adjusted to satisfy the above conditions (average particle diameter and average grain boundary). It can be produced by forming a compound layer, but preferably, by using the method for producing an optical component of the present invention shown below, reactive sputtering is performed under specific conditions to form an inorganic compound layer. Form a film.

本発明の光学部品の製造方法は、インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、0.005Pa〜0.13Paの成膜圧力で、前記プラスチック製光学部品上に無機化合物層を成膜することを特徴とする。   The optical component manufacturing method of the present invention is characterized in that an inorganic compound layer is formed on the plastic optical component at a film forming pressure of 0.005 Pa to 0.13 Pa using reactive sputtering by impedance control. And

周知のように、インピーダンス制御による反応性スパッタリングとは、カソードに印可する電圧を一定にして、酸素ガス等の反応ガスの流量を調整することにより、放電電圧を一定に保ちつつ、スパッタリングを行う手法である。
インピーダンス制御は、元来、成膜レートを高速化するために開発された成膜電圧の制御方法として知られているものである。本発明者は、防湿性能に優れた無機酸化物層を得るために検討を重ねた結果、成膜圧力を0.2Pa以下とすることにより、緻密で防湿性能に優れた無機酸化物層を得ることが可能であることを見いだした。
ところが、成膜圧力を0.2Pa以下とすると放電が安定せずに、成膜状態が不安定になってしまう。この問題を解決するために、本発明者はさらに検討し、インピーダンス制御による反応性スパッタリングであれば、成膜圧力を低くしても安定な放電を得ることができ、さらに、成膜圧力を0.005Pa〜0.13Paとすることで前記条件を満たす緻密な無機化合物層を、高い成膜レートで安定して成膜できることを見いだした。
As is well known, reactive sputtering by impedance control is a technique in which the voltage applied to the cathode is kept constant, and the flow rate of the reaction gas such as oxygen gas is adjusted to keep sputtering voltage constant. It is.
Impedance control is originally known as a film formation voltage control method developed to increase the film formation rate. As a result of repeated studies to obtain an inorganic oxide layer excellent in moisture-proof performance, the present inventors obtain a dense inorganic oxide layer excellent in moisture-proof performance by setting the film forming pressure to 0.2 Pa or less. I found that it was possible.
However, when the film forming pressure is 0.2 Pa or less, the discharge is not stable and the film forming state becomes unstable. In order to solve this problem, the present inventor further examined and, if reactive sputtering is performed by impedance control, a stable discharge can be obtained even if the film forming pressure is lowered, and the film forming pressure is reduced to 0. It has been found that a dense inorganic compound layer satisfying the above conditions can be stably formed at a high film formation rate by setting the pressure to 0.005 Pa to 0.13 Pa.

成膜圧力が0.005Pa未満であると、インピーダンス制御による反応性スパッタリングであっても、安定した放電を持続することができない。一方、成膜圧力が0.13Pa超であると、上記した条件を満足する緻密な無機化合物層を成膜することができない。   When the film forming pressure is less than 0.005 Pa, stable discharge cannot be maintained even by reactive sputtering by impedance control. On the other hand, when the film forming pressure is more than 0.13 Pa, it is not possible to form a dense inorganic compound layer that satisfies the above-described conditions.

インピーダンス制御を用いないと、この成膜圧力下では安定した放電を得ることができない。
なお、インピーダンス制御を行うための反応ガス量の調整は、公知の手段が各種利用可能であるが、応答性が高く、低い成膜圧力でも、安定して放電電圧を保つことができる等の点で、ピエゾバルブを用いるのが好ましい。
If impedance control is not used, stable discharge cannot be obtained under this deposition pressure.
For adjusting the amount of reaction gas for impedance control, various known means can be used, but the response is high and the discharge voltage can be stably maintained even at a low film formation pressure. Therefore, it is preferable to use a piezo valve.

本発明の製造方法において、上記成膜圧力下でインピーダンス制御による反応性スパッタリング放電を行う際、放電電圧は特に限定されないが、安定した放電が得られ、かつ現実的な成膜レートが得られることから、480V〜660Vが好ましく、特に570V〜630Vが好ましい。   In the production method of the present invention, when performing reactive sputtering discharge by impedance control under the above film forming pressure, the discharge voltage is not particularly limited, but stable discharge can be obtained and a realistic film forming rate can be obtained. Therefore, 480V to 660V is preferable, and 570V to 630V is particularly preferable.

本発明の製造方法において、上記成膜圧力下でのインピーダンス制御による反応性スパッタリングは、金属領域と反応性領域との遷移領域(以下、単に「遷移領域」という。)で実施することが好ましい。遷移領域で反応性スパッタリングを実施した場合、反応性領域で実施される通常の反応性スパッタリングに比べて、成膜レートを高めることができるため、生産性を向上させることができる。また、通常の反応性スパッタリングに比べて、反応ガス量が少なくて済むため、成膜圧力を低くすることができる。これは、成膜圧力を上記した範囲に保持するのに好ましい。   In the production method of the present invention, the reactive sputtering by impedance control under the film forming pressure is preferably performed in a transition region between the metal region and the reactive region (hereinafter simply referred to as “transition region”). When reactive sputtering is performed in the transition region, the film formation rate can be increased as compared with normal reactive sputtering performed in the reactive region, so that productivity can be improved. In addition, since the amount of the reaction gas is smaller than that of normal reactive sputtering, the film forming pressure can be lowered. This is preferable for maintaining the film forming pressure in the above-described range.

放電電圧を上記範囲として成膜を行うことにより、上記した成膜圧力でのインピーダンス制御による反応性スパッタリングを遷移領域で安定して行うことが可能となる。放電電圧が480V未満であると、インピーダンス制御が困難であり、遷移領域から反応性領域に移行し成膜レートが低下する。一方、放電電圧が660V超であると、遷移領域から金属性領域に移行して膜質が金属的になり、無機化合物層が透明性および防湿性能に劣る。   By performing film formation with the discharge voltage in the above range, it becomes possible to stably perform reactive sputtering by impedance control at the film formation pressure described above in the transition region. When the discharge voltage is less than 480 V, it is difficult to control the impedance, and the film formation rate is lowered from the transition region to the reactive region. On the other hand, when the discharge voltage is higher than 660 V, the transition from the transition region to the metallic region causes the film quality to become metallic, and the inorganic compound layer is inferior in transparency and moisture resistance.

なお、ターゲット材に用いる材料および反応ガスは、形成する無機化合物層の種類に応じて、適宜、選択することができる。上記したように、無機化合物層としては、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が得られることから、SiOx(0<x≦2)で示される酸化硅素からなることが好ましい。酸化硅素からなる無機化合物層を形成するには、ターゲット材として硅素を用い、酸素を用いて反応ガスとすればよい。
なお、本発明の製造方法では、インピーダンス制御による反応性スパッタリングであれば、RFスパッタリング、DCパルススパッタリング等の各種のスパッタリング方法が利用可能であるが、高い成膜レートが得られることから、DCパルススパッタリングが好適に利用される。
Note that the material and reaction gas used for the target material can be appropriately selected according to the type of the inorganic compound layer to be formed. As described above, since the inorganic compound layer has a dense structure and a film with little absorption of light having a target wavelength, a silicon oxide represented by SiO x (0 <x ≦ 2) is obtained. Preferably it consists of. In order to form an inorganic compound layer made of silicon oxide, silicon may be used as a target material, and oxygen may be used as a reaction gas.
In the manufacturing method of the present invention, various sputtering methods such as RF sputtering and DC pulse sputtering can be used as long as the reactive sputtering is based on impedance control. Sputtering is preferably used.

上記した手順で形成される無機化合物層は、防湿性能に優れた防湿皮膜として機能するが、密着性にはやや劣る傾向がある。そのため、光学部品本体の形状が複雑であったり、成膜する無機化合物の膜厚が比較的厚いこと等の原因で成膜が均一に行われなかった場合、無機化合物層の密着性が不十分となり、光学部品の供用時に無機化合物層の割れや剥離が生じるおそれがある。
この問題は、インピーダンス制御による反応性スパッタリングを実施する際に、光学部品、より具体的には光学部品本体を、その光軸に対して垂直方向の軸が、ターゲットに対して平行になるように配置し、光学部品本体を光軸に対して垂直方向の軸を中心に回転させることで解消することができる。なお、図1に示すように、光学部品本体10がプラスチックレンズである場合、光軸方向に対して垂直方向の軸とは、プラスチックレンズの直径方向の軸である。
The inorganic compound layer formed by the above-described procedure functions as a moisture-proof film excellent in moisture-proof performance, but tends to be slightly inferior in adhesion. Therefore, if the film formation is not uniform because the shape of the optical component body is complicated or the film thickness of the inorganic compound is relatively large, the adhesion of the inorganic compound layer is insufficient. Thus, the inorganic compound layer may be cracked or peeled off during use of the optical component.
The problem is that when performing reactive sputtering by impedance control, the optical component, more specifically, the optical component main body is set so that the axis perpendicular to the optical axis is parallel to the target. It can be solved by arranging and rotating the optical component body about an axis perpendicular to the optical axis. As shown in FIG. 1, when the optical component body 10 is a plastic lens, the axis perpendicular to the optical axis direction is an axis in the diameter direction of the plastic lens.

図2は、図1の光学部品本体10を直径方向の軸を中心に回転させるための手段を示した図である。図2において、光学部品本体10は、細長い棒状のホルダ30によって、両側端部が点で保持されている。該ホルダ30はその長軸を中心に回転可能である。図2において、ホルダ30によって側端部が保持された光学部品本体10は、その光学面がターゲット40に対面する状態で配置されており、光軸方向に対して垂直方向の軸は、ターゲット40、具体的にはターゲット40表面に対して平行になっている。   FIG. 2 is a view showing a means for rotating the optical component main body 10 of FIG. 1 about a diametrical axis. In FIG. 2, the optical component main body 10 is held at both ends by dots by an elongated rod-shaped holder 30. The holder 30 is rotatable about its long axis. In FIG. 2, the optical component main body 10 whose side ends are held by the holder 30 is arranged with its optical surface facing the target 40, and the axis perpendicular to the optical axis direction is the target 40. Specifically, it is parallel to the surface of the target 40.

図2に示す状態で、ホルダ30をその長軸を中心に回転させると、ホルダ30によって保持されている光学部品本体10が回転する。ここで、ホルダ30の長軸は、光学部品本体10の直径方向の軸と一致しているので、光学部品本体10は直径方向の軸を中心に回転する。この状態でインピーダンス制御による反応性スパッタリングを実施することによって、光学部品本体10に表面全体に無機化合物層を均一に成膜することができ、得られる無機化合物層が密着性に優れている。   In the state shown in FIG. 2, when the holder 30 is rotated around its long axis, the optical component main body 10 held by the holder 30 rotates. Here, since the major axis of the holder 30 coincides with the diametrical axis of the optical component main body 10, the optical component main body 10 rotates around the diametrical axis. By performing reactive sputtering by impedance control in this state, the inorganic compound layer can be uniformly formed on the entire surface of the optical component body 10, and the resulting inorganic compound layer has excellent adhesion.

なお、図2に示す状態では、ホルダ30に保持された光学部品本体10の側端部の2点は無機化合物層が成膜されないことになるが、光学部品本体10とホルダ30との接合部分を光学部品本体10の側端部上でずらして成膜を行う、光学部品本体10の上下方向の端部(図面に対して、垂直方向における端部)をホルダ30で保持して再度成膜行う、またはホルダ30から取り外した状態で局所的な成膜を行う等により、光学部品本体10の表面全体に無機化合物層を均一に成膜することができる。   In the state shown in FIG. 2, the inorganic compound layer is not formed at the two points on the side end portion of the optical component main body 10 held by the holder 30, but the joint portion between the optical component main body 10 and the holder 30. Is formed on the side end portion of the optical component body 10 while forming the film again by holding the vertical end portion (end portion in the direction perpendicular to the drawing) of the optical component body 10 with the holder 30. The inorganic compound layer can be uniformly formed on the entire surface of the optical component main body 10 by performing the film formation locally or by performing the film formation while being removed from the holder 30.

図2では、3個の光学部品本体10の表面上に無機化合物層を成膜しているが、本発明の製造方法を用いて、無機化合物を成膜する光学部品本体の数は特に限定されない。したがって、1個の光学部品本体に無機化合物層を成膜してもよく、複数の光学部品本体に無機化合物層を成膜してもよい。生産性の観点からは、一度に複数の光学部品本体に無機化合物層を成膜することが好ましい。   In FIG. 2, the inorganic compound layers are formed on the surfaces of the three optical component bodies 10, but the number of optical component bodies on which the inorganic compound is formed using the manufacturing method of the present invention is not particularly limited. . Therefore, an inorganic compound layer may be formed on one optical component body, or an inorganic compound layer may be formed on a plurality of optical component bodies. From the viewpoint of productivity, it is preferable to form an inorganic compound layer on a plurality of optical component bodies at once.

さらに、本発明の製造方法において、他の条件、具体的には、無機化合物層の成膜レート、成膜パワー、反応ガス等の導入量等は、要求される生産性や成膜材料等に応じて、適宜、決定すればよい。   Further, in the production method of the present invention, other conditions, specifically, the film formation rate of the inorganic compound layer, the film formation power, the amount of reaction gas introduced, etc., depend on the required productivity, film formation material, etc. Accordingly, it may be determined appropriately.

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。
In the optical component of the present invention, the Sherwood number relating to the movement of moisture represented by the following formula is preferably 10 or less.
kc · d / D
Here, kc is a water transfer coefficient in the moisture-proof coating, and D is a water diffusion coefficient [mm 2 / s] in the constituent material of the optical component body. d is the length [mm] of the optical component body in the optical direction, and in the case of a plastic lens (optical component body) 10 as shown in FIG. 1, it is the thickness of the central portion of the lens portion 10a.

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。
Here, kc is a flat plate sample made of the same material as the constituent material of the optical component body, and the moisture absorption rate is measured by JIS K7209 (equivalent to ISO 62) for the moisture-proof coating-added sample to which the moisture-proof coating is applied. Then, the moisture absorption rate is measured for a sample that has not been provided with a moisture-proof coating, which is a flat plate sample to which a moisture-proof coating is not applied, and is determined from the difference between the two moisture absorption rates.
Further, the water diffusion coefficient D [mm 2 / s] in the constituent material of the optical component main body is described in JIS K7209 (corresponding to ISO 62) with respect to the flat plate sample, which is made of the same material as the constituent material of the optical component main body. Find by the method.
Further, the length d (mm) in the optical direction of the optical component main body may be accurately obtained from the shape and dimensions of the optical component main body. However, when the optical component main body is a plastic lens 10 as shown in FIG. May be the thickness of the central portion of the lens portion 10a.

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。
The optical component of the present invention has a Sherwood number of 10 or less for moisture movement, so that even if there is moisture absorption or dehumidification to the optical component due to environmental changes, the water absorption distribution is biased inside the optical component. No deviation of the refractive index distribution caused by the deviation of the water absorption distribution occurs.
In the optical component of the present invention, the Sherwood number related to moisture movement is more preferably 5 or less, and further preferably 2 or less.

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3は、本発明の光学部品の別の実施形態を説明するための概念図であり、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20に組み込まれている。図3において、光学ユニット20は、光軸を含む平面で切断した断面図として示されている。図3に示す光学ユニット20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3の光学ユニット20は、略円筒状をした鏡筒22内に、互いにアッベ数が異なる2枚のレンズ1′,21を組み込み、レンズ押さえ24で該レンズ1′,21を固定してなるものである。
また、図3の光学ユニット20では、レンズ1′およびレンズ21の間にスペーサ23が配置されている。
In the optical component of the present invention, it is sufficient that the moisture-proof coating is formed at least on the outside air contact surface, and the moisture-proof coating 2 is formed on the entire surface of the optical component main body 10 as in the optical component 1 shown in FIG. Not required.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining another embodiment of the optical component of the present invention. The optical component 1 ′ of the present invention in the form of a lens is incorporated in the optical unit 20. In FIG. 3, the optical unit 20 is shown as a cross-sectional view cut along a plane including the optical axis. The optical unit 20 shown in FIG. 3 has a general optical unit configuration used for a lens mechanism of a silver salt camera, an imaging module of a digital camera, a video camera, and a small camera for incorporation into a mobile phone. That is, the optical unit 20 of FIG. 3 incorporates two lenses 1 ′ and 21 having different Abbe numbers into a substantially cylindrical lens barrel 22, and the lenses 1 ′ and 21 are fixed by a lens holder 24. It will be.
Further, in the optical unit 20 of FIG. 3, a spacer 23 is disposed between the lens 1 ′ and the lens 21.

ここで、レンズ21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21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21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。
Here, the lens 21 is a lens having a high Abbe number, specifically, an Abbe number of about 45 to 60.
Specific examples of the lens having such an Abbe number include a glass lens and an alicyclic polyolefin lens represented by ZEONEX manufactured by Nippon Zeon. These lens materials are generally known to have a very low saturated moisture absorption of 0.02% by mass or less. It is not necessary to form a moisture-proof coating on the lens 21 made of such a lens material having a low moisture absorption rate.
On the other hand, the lens 1 ′ is the optical component 1 ′ of the present invention, and an Abbe number suitable for correcting chromatic aberration in combination with the lens 21, specifically, a plastic lens having an Abbe number of about 23 to 35 is used as the optical component. Let it be a main body 10 '.

図3に示す光学ユニット20の構成について、より具体的に説明する。鏡筒22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20の光軸方向に配列させた構成を有している。鏡筒22の、最も小径の円筒領域の端面には、円環状のリブ部22aが内側に突出して形成されている。このリブ部22aの内側が光(撮影光等)が入射する開口となる。
鏡筒22において、最も小径の領域は、レンズ21を組み込み可能である。すなわち、その内径がレンズ21の外径と略同一で、レンズ21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21は、鏡筒22の前記リブ部22a側(開口=光入射側)の最も小径の領域に組み込まれ、リブ部22a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22の最大径の領域に組み込まれる。
The configuration of the optical unit 20 shown in FIG. 3 will be described more specifically. The lens barrel 22 has a configuration in which three cylindrical regions having the same center and different diameters are arranged in the optical axis direction of the optical unit 20 in order from the larger diameter side. An annular rib portion 22a is formed on the end surface of the cylindrical region of the smallest diameter of the lens barrel 22 so as to protrude inward. The inside of the rib portion 22a is an opening through which light (photographing light or the like) enters.
In the lens barrel 22, the lens 21 can be incorporated in the smallest diameter region. That is, the inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the lens 21 and is slightly larger than the outer diameter of the lens 21. In the largest diameter region, the optical component 1 ′ of the present invention can be incorporated. That is, the inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the optical component 1 ′ of the present invention, and is slightly larger than the outer diameter of the optical component 1 ′.
The lens 21 is incorporated in the region of the smallest diameter on the rib portion 22a side (opening = light incident side) of the lens barrel 22, and the position in the optical axis direction is determined by contacting the flange portion with the rib portion 22a. . On the other hand, the optical component 1 ′ of the present invention is incorporated in the region of the maximum diameter of the lens barrel 22.

スペーサ23は、両端部にレンズ21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22内においてレンズ21および本発明の光学部品1′の間に挿入される。スペーサ23の光軸方向の長さを選択することにより、レンズ21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21、本発明の光学部品1′、鏡筒22、およびスペーサ23は、共に鏡筒22にレンズ21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21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。
The spacer 23 is a substantially cylindrical member having a portion that contacts the lens 21 and the optical component 1 ′ of the present invention at both ends, and as described above, the lens 21 and the optical component 1 ′ of the present invention within the lens barrel 22. Inserted between. By selecting the length of the spacer 23 in the optical axis direction, the relative position of the lens 21 and the optical component 1 ′ of the present invention in the optical axis direction can be positioned at an appropriate position.
Further, the lens 21, the optical component 1 'of the present invention, the lens barrel 22, and the spacer 23 are all in a state in which the lens 21 and the optical component 1' of the present invention are properly assembled in the lens barrel 22. The optical component 1 'is formed so that the optical axes thereof coincide with each other.

図3に示す光学ユニット20は、鏡筒22内に、レンズ21、スペーサ23、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24により本発明の光学部品1′をリブ22a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24を鏡筒22に固定することにより、光学ユニット20が組み立てられる。   In the optical unit 20 shown in FIG. 3, a lens 21, a spacer 23, and an optical component 1 ′ of the present invention are sequentially incorporated in a lens barrel 22, and the optical component 1 ′ of the present invention is directed toward a rib 22 a by a lens holder 24. Press. In this state, the optical unit 20 is assembled by fixing the lens holder 24 to the lens barrel 22 with an adhesive or the like.

図4(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4(b)は図1(b)と同方向の断面図である。図4(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3に示す光学ユニット20において、本発明の光学部品1′は、フランジ部がリブ部22aおよびスペーサ23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4(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い。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20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。図4(a)および(b)に示す光学部品1′では、フランジ部10′bに防湿皮膜が形成されていないため、このような問題は生じない。
4 (a) and 4 (b) are front views (viewed from the optical axis direction) of the optical component 1 'of the present invention, and FIG. 4 (b) is a sectional view in the same direction as FIG. 1 (b). It is. As shown in FIGS. 4A and 4B, in the optical component 1 ′ of the present invention, the optical component main body 10 ′ is a lens similar to the optical component main body 10 shown in FIGS. 1A and 1B. It consists of a portion 10'a and a flange portion 10'b.
In the optical unit 20 shown in FIG. 3, the optical component 1 ′ of the present invention has a flange portion sandwiched between the rib portion 22 a and the spacer 23, and this portion does not come into contact with outside air. Therefore, it is thought that there is almost no moisture absorption and dehumidification from this part.
For this reason, as shown in FIG. 4B, in the optical component 10 ′ of the present invention, the moisture-proof coating 2 is formed only on the surface of the lens portion 10′a of the optical component main body 1 ′, and the flange portion 10′b. The moisture-proof coating 2 is not formed on. Such a configuration may be used as long as the Sherwood number of the optical component 1 ′ relating to moisture movement is 10 or less. Due to the difficulty in forming the moisture-proof coating, the moisture-proof coating formed on the flange portion 10'b may have poor adhesion. As a result, when the optical unit 20 is in use, the moisture-proof coating may be easily peeled off from the flange portion 10'b and become a contamination source. In the optical component 1 ′ shown in FIGS. 4A and 4B, such a problem does not occur because the moisture-proof coating is not formed on the flange portion 10′b.

また、図3に示す構成の光学ユニット20において、鏡筒22内が気密に保持されている、または鏡筒22に存在する開口部が非常に小さく、外部から鏡筒22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22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21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21を本発明の光学部品で構成してもよい。
Further, in the optical unit 20 having the configuration shown in FIG. 3, the inside of the lens barrel 22 is hermetically held, or the opening existing in the lens barrel 22 is very small, and air flows from the outside to the lens barrel 22. If it is configured so as to reduce, the influence of moisture absorption and dehumidification on the surface located inside the lens barrel 22, that is, the convex surface portion, of the surface of the lens portion 10'a of the optical component body 10 'of the present invention. Is considered very small. In such a case, it is not necessary to form the moisture-proof coating 2 on the convex surface portion.
On the other hand, depending on the material constituting the lens, the lens 21 forming the high Abbe number lens may be affected by moisture absorption and dehumidification. In such a case, you may comprise the lens 21 with the optical component of this invention.

なお、図4(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、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。   In order to form a moisture-proof coating only on the outside air contact surface of the optical component body 10 ', that is, the lens portion 10'a, as in the optical component 1' shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), a moisture-proof coating is used. When forming, the moisture-proof coating may be formed in a state where the flange portion 10'b is masked or held by a holder or the like.

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3に示すような光学ユニット20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。   The optical component of the present invention is used by being incorporated in the optical unit 20 as shown in FIG. 3 because the refractive index distribution is not biased inside the optical component body even if moisture absorption or dehumidification occurs due to environmental changes. It is suitable as a plastic lens.

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3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。   The present invention also provides an optical unit incorporating the above-described optical component of the present invention as a plastic lens. That is, the present invention provides an optical unit that includes at least two lenses having different Abbe numbers, and at least one of the lenses is the plastic optical component of the present invention. Therefore, FIG. 3 is also a diagram showing an embodiment of the optical unit of the present invention.

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3に示す光学ユニット20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。
However, the optical unit of the present invention includes at least two lenses having different Abbe numbers from each other, and one of the lenses is not particularly limited as long as it is the optical component of the present invention, and has a configuration different from the optical unit 20 shown in FIG. It may be. For example, in an optical unit for high-resolution applications, a desired resolution and accuracy are achieved by using a plurality of, for example, three or more imaging lenses in combination. The optical unit of the present invention may include three or more such lenses as long as at least one lens is the optical component of the present invention.
When the optical unit of the present invention includes three or more lenses, it is not necessary that all the lenses have different Abbe numbers. If at least two lenses included in the optical unit have different Abbe numbers and are optically designed so that chromatic aberration is corrected as a whole, two or more lenses having the same Abbe number May be included.

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。
When used in an imaging module such as a lens mechanism of a silver halide camera, a digital camera, a video camera, or a small camera for incorporation into a mobile phone, the optical unit of the present invention preferably has an autofocus mechanism.
Even if the plastic optical component of the present invention absorbs moisture or dehumidifies due to environmental changes, the refractive index distribution does not deviate inside, but the refractive index of the entire optical component gradually increases due to environmental changes. Change. Therefore, the optical characteristics of the optical unit using the optical component change due to environmental changes. However, this change in refractive index is gradual and uniform. If the refractive index of the optical component itself, which is a plastic lens, changes evenly, if the change is minute enough to be due to moisture absorption, the optical performance will only have a substantial effect on the optical performance, and this change will be It is solved by using the focus mechanism. Accordingly, the optical unit of the present invention having an autofocus mechanism can always exhibit excellent optical characteristics without being affected by environmental changes.

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。   As an autofocus mechanism used in an imaging module such as a lens mechanism of a silver salt camera, a digital camera, a video camera, or a small camera for incorporation into a mobile phone, those using various principles and control methods are known. Among such known autofocus mechanisms, the autofocus mechanism used in the optical unit of the present invention directly detects the focus state of the subject based on the image obtained through the optical unit, and the focus state is appropriately set. It is preferable that the mechanism uses a method for controlling the position of the lens constituting the optical unit in the optical axis direction.

図5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5の撮像モジュール50において、光学ユニット20′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20′を通過した画像は、CCDイメージセンサ51に取り込まれる。イメージセンサ51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52へと送られる。AF処理部52はイメージセンサ51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53に駆動信号を送る。アクチュエータ53は、AF処理部52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20′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53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。   FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration example of an imaging module using the optical unit of the present invention and an autofocus mechanism, and a configuration of a general digital camera is simply shown. In the imaging module 50 of FIG. 5, the optical unit 20 ′ includes at least two lenses having different Abbe numbers, and one of the lenses is the optical unit of the present invention configured by the optical component of the present invention. The image that has passed through the optical unit 20 ′ is taken into the CCD image sensor 51. The optical image information captured by the image sensor 51 is output as an electrical signal and sent to the AF processing unit 52. The AF processing unit 52 detects the focus state of the subject based on the image information sent from the image sensor 51 and sends a drive signal to the actuator 53. Based on the drive signal from the AF processing unit 52, the actuator 53 moves all or a part of the lenses constituting the optical unit 20 ′ back and forth in the optical axis direction so as to achieve an appropriate focus state. Various means can be used as the actuator 53. Specifically, for example, a stepping motor, a linear motor, a piezoelectric element, a voltage bending polymer, or the like can be used.

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。   The optical component of the present invention has been described by taking the plastic lens used in the optical unit as an example, but the optical component of the present invention is not limited to this. The optical component of the present invention widely includes structures known as plastic optical components. Therefore, in addition to optical elements such as lenses having various shapes and functions other than the illustrated lenses, in addition to lenses, for example, prisms, optical filters, optical screens, deflecting elements, polarizing elements, light reflecting members, viewfinders, Widely includes known optical elements or optical components such as glasses, contact lenses, reflecting mirrors, curved mirrors and the like. In addition, it is incorporated in various optical devices such as photographing optical systems of imaging devices such as cameras (silver salt cameras, digital cameras, video cameras, etc.), image forming devices such as copying machines and printers, projectors, telescopes, binoculars, and magnifiers. Widely known optical elements or optical components used in

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。   Further, the material for forming the optical component body is not limited, and various plastic materials (resin materials) used in known optical elements and ordinary optical components can be used. Examples include methacrylic resins (for example, PMMA), acrylic resins including alicyclic acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins including aromatic polyester resins, polystyrene resins, acrylonitrile / styrene (AS) resins, alicyclic polyolefins, Examples thereof include resins containing a tricyclodecane ring, cycloolefin polymers, polymethylpentene, styrene / butadiene copolymers, and polyesters having a fluorene group.

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。 Among these plastic materials, the water absorption rate is relatively high, specifically, the saturated water absorption rate is more than 0.02% by mass because of the feature of the optical component of the present invention that does not cause unevenness in the water absorption distribution inside the optical component. The plastic material is preferably methacrylic resin, acrylic resin containing alicyclic acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin containing aromatic polyester resin, polystyrene resin, polyester resin, alicyclic polyolefin, etc. . As described above, some alicyclic polyolefins have a saturated moisture absorption of 0.02% by mass or less, such as ZEONEX . On the other hand, the saturated moisture absorption is 0.02%. Some of them exceed mass%.

また、図3に示す光学ユニット20の光学部品1′として使用する場合、光学部品本体10′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。   3 is used as the optical component 1 ′ of the optical unit 20 shown in FIG. 3, the optical component main body 10 ′ is combined with the lens 20 having a high Abbe number, specifically, an Abbe number of 45 to 60, to correct chromatic aberration. It is preferable to have an Abbe number suitable for performing, and specifically the Abbe number is preferably about 23 to 35. As a material having such an Abbe number, a polycarbonate resin or an aromatic polyester resin is suitable.

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。
Furthermore, the method for forming the optical component body is not particularly limited, and all known plastic molding methods such as injection molding, injection compression molding, and compression molding can be used depending on the plastic material used.
In addition, the shape and size (length, diameter, and thickness) of the optical component main body are not particularly limited, and may be appropriately selected according to the use of the optical component.

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。   For example, in the illustrated optical component, a moisture-proof coating is formed directly on the surface of the optical component main body. However, the present invention is not limited to this, and the refractive component is refracted between the optical component main body and the moisture-proof coating. A film for adjusting the rate, an antireflection film, a film for improving adhesion, and the like may be included. Further, it may have an anti-reflection film, a film for adjusting the refractive index, a film for improving adhesion, a barrier film for preventing damage, etc. covering the moisture-proof film. In other words, in the plastic optical component of the present invention, a layer configuration in which various coatings are formed can be used as long as at least the outside air contact surface of the optical component body is covered with a moisture-proof coating.

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3に示す光学ユニット20を使用した。図3の光学ユニット20において、レンズ21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20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。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the plastic optical component according to the present invention.
In the example, in order to evaluate the optical performance of the plastic optical component of the present invention, the optical unit 20 shown in FIG. 3 was used. In the optical unit 20 shown in FIG. 3, the lens 21 is a glass lens having an Abbe number of 56 (lens radius of the incident side is 6.4 mm, lens radius of the exit side is 4.9 mm, and average thickness is 2.9 mm). The optical component body 10 ′ is a lens made of polycarbonate resin having an Abbe number of 30 (radius side lens portion 10 ′ radius 9.0 mm, emission side lens portion 10 ′ radius 7.5 mm, average thickness 2.5 mm). is there.
When the resolution of the optical (lens) unit 20 is measured after being left for one week in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 30%, an MTF (modulation transfer function) with a contrast of 50% is 30 lines / mm at the center of the optical axis, The average of the peripheral part was 25 / mm.

[実施例]
本実施例では、インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、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、SiOx(0<x≦2)層からなる防湿皮膜2を形成した。
真空槽内において、ポリカーボネート樹脂製のレンズ10を硅素ターゲットに対面するように配置した。真空槽内の圧力が4×10-4Paになるまで排気した後、放電ガスであるアルゴンガスを真空槽内に導入した。
放電ガス導入後、真空槽内の圧力を0.27Paとし、放電電源から7kWの成膜パワーを供給してプレスパッタを実施した。
[Example]
In this example, SiO x (0 <x ≦ 2) is formed on the entire surface of the lens (optical component main body) 10 made of polycarbonate resin, similarly to the optical component 1 shown in FIG. ) To form a moisture-proof coating 2.
In the vacuum chamber, the lens 10 made of polycarbonate resin was disposed so as to face the silicon target. After evacuating until the pressure in the vacuum chamber reached 4 × 10 −4 Pa, argon gas as a discharge gas was introduced into the vacuum chamber.
After introducing the discharge gas, the pressure in the vacuum chamber was set to 0.27 Pa, and a film formation power of 7 kW was supplied from the discharge power source to perform pre-sputtering.

プレスパッタ開始から5分経過した時点で、反応ガスとして酸素ガスを導入した。酸素ガス導入後、インピーダンス制御により放電電圧を610Vに制御しつつ、アルゴンガスおよび酸素ガスの供給量を低減して、最終的な成膜圧力を0.03Paまで下げ、レンズ10の表面全体に膜厚50nmのSiOx(0<x≦2)層を成膜した。 Oxygen gas was introduced as a reaction gas when 5 minutes had elapsed since the start of pre-sputtering. After introducing the oxygen gas, the supply voltage of argon gas and oxygen gas is reduced while controlling the discharge voltage to 610 V by impedance control, the final film forming pressure is lowered to 0.03 Pa, and the film is formed on the entire surface of the lens 10. A 50 nm thick SiO x (0 <x ≦ 2) layer was formed.

上記手順でレンズ10の外表面上に形成されたSiOx層の表面をAFM(Atomic Force Microscope)で観察した。その結果、SiOx層を構成する粒子の平均粒径は10nmであり、SiOx層の平均粒界は15nmであった。 The surface of the SiO x layer formed on the outer surface of the lens 10 by the above procedure was observed with an AFM (Atomic Force Microscope). As a result, the average particle diameter of the particles constituting the SiO x layer was 10 nm, and the average grain boundary of the SiO x layer was 15 nm.

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、上記と同様の手順でSiOx層を成膜したサンプル(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SiOx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) :3.0×10-6[wt%/s]
(防湿皮膜非形成サンプル):4×10-5[wt%/s]
kc:5×10-6mm/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5.0×10-6mm2/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)=(5×10-6)×(2.5)÷(5×10-6
=2.5
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。
The Sherwood number of the optical component of this example was determined by the following procedure.
A sample in which a flat plate sample is made of the same polycarbonate resin as the constituent material of the optical component main body, and a SiO x layer is formed on the flat plate sample in the same manner as described above (a moisture-proof film forming sample), is JIS K7209 (ISO62). The moisture absorption rate was measured according to Similarly, the moisture absorption rate was measured without forming the SiO x layer on the flat plate sample. Kc (water transfer coefficient in the moisture-proof coating) was determined from the difference between the moisture absorption rates of the two. The results are shown below.
Moisture absorption rate (moisture-proof film formation sample): 3.0 × 10 −6 [wt% / s]
(Moisture-proof film non-forming sample): 4 × 10 −5 [wt% / s]
kc: 5 × 10 −6 mm / s
In addition, the water diffusion coefficient D [mm 2 / s] in the constituent material of the optical component body is a flat plate sample made of the same polycarbonate resin as the constituent material of the optical component body, and this flat plate sample is equivalent to JIS K7209 (ISO 62). ). As a result, D was 5.0 × 10 −6 mm 2 / s. Since the thickness of the central portion of the lens portion of the optical component body 10 (10 ′) is 2.5 mm as described above, the Sherwood number can be obtained as follows.
Sherwood number (kc · d / D) = (5 × 10 −6 ) × (2.5) ÷ (5 × 10 −6 )
= 2.5
Therefore, it was confirmed that the optical component 1 of Example 1 has a Sherwood coefficient of 5 or less for the moisture-proof coating relating to moisture movement.

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SiOx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3に示す光学ユニット20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(アッベ数56)をレンズ21として光学ユニット20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20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。 The optical component 1 of the present invention in which the SiO x layer is formed on the surface of the lens (optical component main body of the present invention) 10 obtained by the above procedure is placed in a dryer at 50 ° C. for 7 days and sufficiently dried. The optical unit 20 shown in FIG. Similarly, a glass lens (Abbe number 56) was incorporated in the optical unit 20 as the lens 21. Thereafter, the lens orientation and the distance between the lenses were finely adjusted to obtain predetermined resolutions. Next, the optical unit 20 was left in an environment of 25 ° C. and 30% humidity for one week, and then placed under conditions of a relative humidity of 90% and a temperature of 25 ° C., and the temporal change in resolution was measured. An MTF measuring instrument manufactured by Trioptics was used for the resolution measurement. The resolution was measured as an MTF with a contrast of 50%. The resolution of the peripheral portion was expressed as an average value of MTFs in the tangential direction and the sagittal direction. The results are shown in Table 1.

[比較例]
最終的な成膜圧力を0.27Paとした以外は実施例と同様の手順でレンズ10の表面上に膜厚50nmのSiOx層を成膜してプラスチック製光学部品を作成した。
レンズ10の外表面上に形成されたSiOx層の表面をAFM(Atomic Force Microscope)で観察した。SiOx層を成す粒子の平均粒径は25nm、SiOx層の平均粒界は30nmであった。
また、実施例と同様の手順で防湿皮膜形成サンプルおよび防湿皮膜非形成サンプルを作成して、吸湿速度を求め、kcを算出した。結果を以下に示す。
吸湿速度(防湿皮膜形成サンプル) :4×10-5[wt%/s]
(防湿皮膜非形成サンプル):4×10-5[wt%/s]
kc:2.6×10-5mm/s
光学部品本体の構成素材における水拡散係数D[mm2/s]および光学部品本体10(10′)のレンズ部の中央部の厚みは実施例と同じであるので、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)=(2.6×10-5)×(2.5)÷(5×10-6
=13
さらに、得られた光学部品を、レンズユニット20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。
[Comparative example]
A plastic optical component was produced by forming a 50 nm thick SiO x layer on the surface of the lens 10 in the same procedure as in the example except that the final film forming pressure was 0.27 Pa.
The surface of the SiO x layer formed on the outer surface of the lens 10 was observed with an AFM (Atomic Force Microscope). The average particle diameter of the particles forming the SiO x layer is 25 nm, the average grain boundaries SiO x layer was 30 nm.
Moreover, the moisture-proof-film formation sample and the moisture-proof-film non-formation sample were created in the procedure similar to an Example, the moisture absorption rate was calculated | required, and kc was computed. The results are shown below.
Moisture absorption rate (moisture-proof film forming sample): 4 × 10 −5 [wt% / s]
(Moisture-proof film non-forming sample): 4 × 10 −5 [wt% / s]
kc: 2.6 × 10 −5 mm / s
Since the water diffusion coefficient D [mm 2 / s] in the constituent material of the optical component main body and the thickness of the central portion of the lens portion of the optical component main body 10 (10 ′) are the same as in the embodiment, the Sherwood number is as follows: Can be requested.
Sherwood number (kc · d / D) = (2.6 × 10 −5 ) × (2.5) ÷ (5 × 10 −6 )
= 13
Further, the obtained optical component was incorporated in the lens unit 20 as the optical component 1 ′, and optical performance evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table.

Figure 2006146025
Figure 2006146025

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5日後には、測定開始時点の解像度に戻るものの、測定開始1日後および2日後には、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。
As is clear from Table 1, in the optical unit of the example, even when time elapses from the start of the measurement of the resolution, the resolution change, that is, the decrease is extremely small in both the central portion and the peripheral portion of the optical unit. Was confirmed.
On the other hand, in the optical unit of the comparative example, the resolution returns to the resolution at the measurement start time after 5 days from the start of measurement, but in both the central part and the peripheral part of the optical unit after 1 day and 2 days after the measurement start. , It was confirmed that the resolution was clearly reduced.

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。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a plastic optical component of the present invention having a lens shape, and FIG. 1 (a) is a front view of the optical component (viewed from the optical axis direction). FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis. 図2は、図1の光学部品本体10を直径方向の軸を中心に回転させるための手段を示した図である。FIG. 2 is a view showing a means for rotating the optical component main body 10 of FIG. 1 about a diametrical axis. 図3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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (cut along a plane including the optical axis) of one embodiment of an optical unit using the optical component of the present invention. 図4は、図3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4(a)は光学部品1′の正面図(光軸方向から見た図)であり、図4(b)は図2と同方向の断面図である。FIG. 4 is a view for explaining the shape of the optical component 1 ′ of the present invention shown in FIG. 3, and FIG. 4 (a) is a front view of the optical component 1 ′ (viewed from the optical axis direction). 4B is a cross-sectional view in the same direction as FIG. 図5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。FIG. 5 is a conceptual diagram showing one configuration example of an imaging module using the optical unit of the present invention and an autofocus mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

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
20,20′:光学ユニット
21:レンズ
22:鏡筒
22a:リブ部
23:スペーサ
24:レンズ押さえ
30:ホルダ
40:ターゲット
50:撮像モジュール
51:イメージセンサ
52:AF処理部
53:アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 ': Optical component 10, 10': Optical component main body 10a, 10'a: Lens part 10b, 10'b: Flange part 2: Moisture-proof coating 20, 20 ': Optical unit 21: Lens 22: Lens barrel 22a : Rib part 23: Spacer 24: Lens holder 30: Holder 40: Target 50: Imaging module 51: Image sensor 52: AF processing part 53: Actuator

Claims (14)

少なくとも外気接触面に防湿皮膜が形成されたプラスチック製光学部品であって、
前記防湿皮膜は、平均粒径3nm〜20nmの無機化合物が平均粒界1nm〜20nmをなすように分布した無機化合物層であることを特徴とするプラスチック製光学部品。
A plastic optical component having a moisture-proof coating formed on at least the outside air contact surface,
2. The plastic optical component according to claim 1, wherein the moisture-proof coating is an inorganic compound layer in which inorganic compounds having an average particle size of 3 nm to 20 nm are distributed so as to form an average grain boundary of 1 nm to 20 nm.
前記無機化合物は、珪素酸化物、珪素窒化物、珪素酸窒化物、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、およびダイアモンドライクカーボンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載のプラスチック製光学部品。   2. The inorganic compound is at least one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal oxide, metal nitride, metal oxynitride, and diamond-like carbon. Plastic optical components as described in 1. 前記無機化合物は、二酸化珪素である請求項2に記載のプラスチック製光学部品。   The plastic optical component according to claim 2, wherein the inorganic compound is silicon dioxide. 前記無機化合物層は、膜厚10nm〜1μmである請求項1ないし3のいずれかに記載のプラスチック製光学部品。   The plastic optical component according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic compound layer has a thickness of 10 nm to 1 µm. 前記無機化合物層は、インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、0.005Pa〜0.13Paの成膜圧力で、前記プラスチック製光学部品上に成膜されてなる請求項1〜4のいずれかに記載のプラスチック製光学部品。   The inorganic compound layer is formed on the plastic optical component at a film forming pressure of 0.005 Pa to 0.13 Pa by using reactive sputtering based on impedance control. The plastic optical component described. 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1〜5のいずれかに記載のプラスチック製光学部品。   The plastic optical component according to any one of claims 1 to 5, wherein the Sherwood number relating to moisture movement is 10 or less. 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1〜6のいずれかに記載のプラスチック製光学部品である光学ユニット。   7. An optical unit comprising at least two lenses having different Abbe numbers, wherein at least one of the lenses is a plastic optical component according to claim 1. オートフォーカス機構を有する請求項7に記載の光学ユニット。   The optical unit according to claim 7, comprising an autofocus mechanism. 少なくとも外気接触面に、防湿皮膜として無機化合物層を有するプラスチック光学部品を製造する方法であって、
インピーダンス制御による反応性スパッタリングを用いて、0.005Pa〜0.13Paの成膜圧力で、前記プラスチック製光学部品上に、無機化合物層を成膜することを特徴とするプラスチック製光学部品の製造方法。
A method for producing a plastic optical component having an inorganic compound layer as a moisture-proof coating on at least an outside air contact surface,
A method for producing a plastic optical component, comprising forming an inorganic compound layer on the plastic optical component at a film forming pressure of 0.005 Pa to 0.13 Pa using reactive sputtering by impedance control. .
前記反応性スパッタリングは、480V〜660Vの放電圧力で実施される請求項9に記載のプラスチック製光学部品の製造方法。   The method of manufacturing a plastic optical component according to claim 9, wherein the reactive sputtering is performed at a discharge pressure of 480V to 660V. 前記反応性スパッタリングは、金属領域と反応性領域との遷移領域で実施される請求項9または10に記載のプラスチック光学部品の製造方法。   The method of manufacturing a plastic optical component according to claim 9 or 10, wherein the reactive sputtering is performed in a transition region between a metal region and a reactive region. 前記プラスチック製光学部品を、その光軸に対して垂直方向の軸がターゲットに対して平行になるように配置し、前記プラスチック製光学部品を前記光軸に対して垂直方向の軸を中心に回転させながら、前記反応性スパッタリングを実施する請求項9ないし11のいずれかに記載のプラスチック光学部品の製造方法。   The plastic optical component is arranged so that the axis perpendicular to the optical axis is parallel to the target, and the plastic optical component is rotated around the axis perpendicular to the optical axis. The method for manufacturing a plastic optical component according to claim 9, wherein the reactive sputtering is performed. 前記無機化合物層は、平均粒径3nm〜20nmの無機化合物が平均粒界1nm〜20nmをなす層である請求項9ないし12のいずれかに記載のプラスチック光学部品の製造方法。   The method for producing a plastic optical component according to claim 9, wherein the inorganic compound layer is a layer in which an inorganic compound having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm forms an average grain boundary of 1 nm to 20 nm. ターゲットとして珪素を用い、反応性ガスとして酸素ガスを用いて前記反応性スパッタリングを実施する請求項9ないし13のいずれか記載のプラスチック製光学部品の製造方法。   The method for producing a plastic optical component according to claim 9, wherein the reactive sputtering is performed using silicon as a target and oxygen gas as a reactive gas.
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