JP2019191203A - Optical component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品に関する。 The present invention relates to an optical component.
赤外線レンズを有する赤外線レンズユニットと赤外線撮像素子とを備え、赤外線画像を撮影して画像データを生成する赤外線カメラが様々な用途で使用されている。例として、車輌に搭載され、夜間に赤外線カメラにより車輌周辺の撮像を行い、衝突の可能性がある歩行者を検出して運転者に警告を発するナイトビジョンシステムが実用化されている。 An infrared camera that includes an infrared lens unit having an infrared lens and an infrared imaging device and captures an infrared image to generate image data is used in various applications. As an example, a night vision system that is mounted on a vehicle, images the surroundings of the vehicle with an infrared camera at night, detects a pedestrian with a possibility of collision, and issues a warning to the driver has been put into practical use.
車輌に赤外線カメラが搭載される場合、通常、赤外線カメラは、車輌の前面に搭載されるため、保護窓やレンズの表面に泥や砂塵等の異物が付着し、鮮明な画像が得られないという問題が生じ得る。 When an infrared camera is mounted on a vehicle, the infrared camera is usually mounted on the front of the vehicle, so foreign objects such as mud and dust adhere to the surface of the protective window and lens, and a clear image cannot be obtained. Problems can arise.
そこで、赤外線カメラに付着した異物を除去するために、ワイパー装置を設ける技術(特開2013−81097号公報参照)、送風装置を設ける技術(特開2012−168457号公報参照)、清掃装置を設ける技術(特開2012−35654号公報参照)等が提案されている。 Therefore, a technique for providing a wiper device (see JP 2013-81097 A), a technique for providing a blower device (see JP 2012-168457 A), and a cleaning device are provided to remove foreign matter adhering to the infrared camera. Techniques (see JP 2012-35654 A) and the like have been proposed.
上述のように赤外線カメラに付帯設備を設ける場合、装置のコストが上昇したり、装置の占有スペースが大きくなったりするという不都合がある。 When the incidental equipment is provided in the infrared camera as described above, there is a disadvantage that the cost of the apparatus increases and the space occupied by the apparatus increases.
また、赤外線カメラのような光学装置では、保護窓やレンズ等の光学部品をねじを用いて固定することがあり、光学部品の表面に他の部材を回転させつつ擦り付けるようにして圧接する場合がある。 In addition, in an optical device such as an infrared camera, optical parts such as a protective window and a lens may be fixed using screws, and may be in pressure contact with the surface of the optical part by rotating and rubbing another member. is there.
このような構成において、光学部品の表面の摺動性が小さいと、擦り付けられる部材との間の摩擦が大きくなり、光学部品をしっかりと固定できないおそれや、隙間が形成されて気密性が低下するおそれがある。 In such a configuration, if the slidability of the surface of the optical component is small, the friction with the member to be rubbed increases, and the optical component may not be firmly fixed, and a gap is formed to reduce the airtightness. There is a fear.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、比較的安価でありながら表面への異物の付着を抑制することができ、摺動性に優れる光学部品を提供することを課題とする。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical component that can suppress the adhesion of foreign matters to the surface while being relatively inexpensive and has excellent slidability. And
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る光学部品は、透光性を有する基材と、上記基材の入射面及び出射面の少なくとも一方に積層される1又は複数の中間層と、上記1又は複数の中間層の内の最外層に積層され、ダイヤモンドライクカーボンを主成分とする表面層とを備え、上記表面層がフッ素を含有する。 An optical component according to an aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, includes a base material having translucency and one or more intermediate layers stacked on at least one of an incident surface and an output surface of the base material. A layer and a surface layer mainly composed of diamond-like carbon, which is laminated on the outermost layer of the one or more intermediate layers, and the surface layer contains fluorine.
本発明の一態様に係る光学部品は、比較的安価でありながら表面への異物の付着を抑制することができ、摺動性に優れる。 The optical component according to one embodiment of the present invention can suppress adhesion of foreign matters to the surface while being relatively inexpensive, and is excellent in slidability.
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る光学部品は、透光性を有する基材と、上記基材の入射面及び出射面の少なくとも一方に積層される1又は複数の中間層と、上記1又は複数の中間層の内の最外層に積層され、ダイヤモンドライクカーボンを主成分とする表面層とを備え、上記表面層がフッ素を含有する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
An optical component according to one embodiment of the present invention includes a light-transmitting base material, one or more intermediate layers stacked on at least one of an incident surface and an output surface of the base material, and the one or more intermediate members. And a surface layer mainly composed of diamond-like carbon, and the surface layer contains fluorine.
当該光学部品は、上記表面層の主成分がダイヤモンドライクカーボンであることにより、耐傷性に優れるため、車輌の前面等に露出して配置することができる。さらに、当該光学部品は、上記表面層がフッ素を含有することにより、表面自由エネルギーが小さく、異物の付着を抑制することができ、摺動性に優れる。 Since the main component of the surface layer is diamond-like carbon, the optical component is excellent in scratch resistance, and therefore can be disposed exposed on the front surface of the vehicle. Furthermore, the optical component contains fluorine, so that the surface free energy is small, adhesion of foreign matters can be suppressed, and the slidability is excellent.
当該光学部品において、上記表面層のフッ素含有率が内面側よりも外面側で大きいことが好ましい。このように、上記表面層のフッ素含有率が内面側よりも外面側で大きいことによって、透光性の低下を抑制しつつ、表面への異物の付着を効果的に抑制し、摺動性を向上することができる。 In the optical component, it is preferable that the fluorine content of the surface layer is larger on the outer surface side than on the inner surface side. As described above, the fluorine content of the surface layer is larger on the outer surface side than on the inner surface side, so that the deterioration of translucency is suppressed and the adhesion of foreign matters to the surface is effectively suppressed. Can be improved.
当該光学部品において、上記基材が硫化亜鉛を主成分とする焼結体から形成されることが好ましい。このように、上記基材が硫化亜鉛を主成分とする焼結体から形成されることによって、当該光学部品の形状を例えば非球面レンズ等の複雑な形状としても、当該光学部品を比較的安価に製造することができる。 In the optical component, the base material is preferably formed from a sintered body mainly composed of zinc sulfide. As described above, when the base material is formed of a sintered body containing zinc sulfide as a main component, even if the shape of the optical component is a complicated shape such as an aspheric lens, the optical component is relatively inexpensive. Can be manufactured.
ここで、「主成分」とは、最も質量含有率が大きい成分を意味する。 Here, the “main component” means a component having the largest mass content.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る光学部品の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, embodiments of the optical component according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本発明の一実施形態に係る光学部品1の構成を示す。当該光学部品1は、光、具体的には赤外光を透過させることを目的とする部材であって、例えばレンズ、光学機器の窓材(光線の入射口又は出射口のカバー)等として用いられる。つまり、当該光学部品1は、光学機器の外部に露出する部分に用いられることが企図される。 FIG. 1 shows a configuration of an optical component 1 according to an embodiment of the present invention. The optical component 1 is a member intended to transmit light, specifically infrared light, and is used as, for example, a lens, a window material of an optical device (cover for a light incident port or light emission port), or the like. It is done. That is, it is contemplated that the optical component 1 is used in a portion exposed to the outside of the optical apparatus.
当該光学部品1は、透光性を有する基材2と、この基材2の入射面又は出射面(通常、当該光学部品1を使用する装置の投光部では出射面、受光部では入射面)に積層される1又は複数の中間層3(図1には1層の場合を例示)と、この中間層3の最外層に積層され、ダイヤモンドライクカーボンを主成分とし、フッ素を含有する表面層4とを備える。
The optical component 1 includes a
<基材>
基材2は、当該光学部品1の光学的機能を実質的に定める部材であって、機械的な構造体でもある。従って、基材2の形状は、例えば光学的機能、機械的強度、光学機器への取り付け構造等の要求に応じて任意に選択される。
<Base material>
The
基材2の主成分としては、透光性を有するもの、具体的には赤外線を透過率するものであればよく、例えば硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、フッ化マグネシウム(MgF2)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、フッ化リチウム(LiF)、酸化ケイ素(SiO2)、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化バリウム(BaF2)等の誘電体や、例えばシリコン、ゲルマニウム等の半導体を用いることができる。中でも、基材2の主成分としては、赤外線透過率が比較的大きい硫化亜鉛が好ましい。
The main component of the
基材2が硫化亜鉛を主成分とする場合、化学蒸着法(CVD:Chemical Vapor Deposition)によって形成してもよいが、比較的安価な硫化亜鉛粉末の焼結によって形成することで、製造コストを抑制することができる。つまり、基材2は、硫化亜鉛を主成分とする材料の焼結体であることが好ましい。換言すると、基材2の主成分としては、硫化亜鉛の焼結体が好ましい。
In the case where the
硫化亜鉛の焼結体を主成分とする基材2は、硫化亜鉛粉末を成形する工程と、この成形体を予備焼結する工程と、この予備焼結体を加圧焼結する工程とを備える方法によって形成することができる。
The
硫化亜鉛の焼結体を形成する硫化亜鉛粉末としては、平均粒径が1μm以上3μm以下、かつ純度が95質量%以上であるものを使用することが好ましい。このような硫化亜鉛粉末は、例えば共沈法等の公知の粉末合成法によって得ることができる。なお、「平均粒径」とは、レーザー回折法により測定される粒子径の分布において体積積算値が50%となる粒子径である。 As the zinc sulfide powder forming the sintered body of zinc sulfide, it is preferable to use one having an average particle size of 1 μm to 3 μm and a purity of 95% by mass or more. Such zinc sulfide powder can be obtained by a known powder synthesis method such as a coprecipitation method. The “average particle size” is a particle size at which the volume integrated value is 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction method.
上記成形工程では、金型を用いたプレス成形によって、最終的に得ようとする光学部品1に準じた概略形状を有する成形体を形成する。上記金型は、例えば超硬合金、工具鋼等の硬質の材料から形成される。また、この成形工程は、例えば一軸加圧プレス機等を用いて行うことができる。 In the molding step, a molded body having a schematic shape according to the optical component 1 to be finally obtained is formed by press molding using a mold. The mold is formed of a hard material such as cemented carbide or tool steel. Moreover, this shaping | molding process can be performed using a uniaxial press machine etc., for example.
上記予備焼結工程では、成形工程において作製された成形体を、例えば30Pa以下の真空雰囲気下又は大気圧の窒素ガス等の不活性雰囲気下で加熱する。この予備焼結温度としては、500℃以上1000℃以下とすることができ、予備焼結時間(予備焼結温度の保持時間)としては、0.5時間以上15時間以下とすることができる。この予備焼結工程で得られる予備焼結体は、55%以上80%以下の相対密度を有する。 In the preliminary sintering step, the molded body produced in the molding step is heated, for example, in a vacuum atmosphere of 30 Pa or less or in an inert atmosphere such as nitrogen gas at atmospheric pressure. The presintering temperature can be 500 ° C. or more and 1000 ° C. or less, and the presintering time (presintering temperature holding time) can be 0.5 hours or more and 15 hours or less. The pre-sintered body obtained in this pre-sintering step has a relative density of 55% or more and 80% or less.
上記加圧焼結工程では、予備焼結体をプレス型で加圧しつつ加熱することにより、所望の形状を有する焼結体(基材2)を得る。具体的には、上記プレス型としては、例えばガラス状カーボンから形成され、鏡面研磨された拘束面(キャビティ)を有する1対の型(上型及び下型)を用いることができる。この加圧焼結温度としては、550℃以上1200℃以下が好ましい。また、焼結圧力としては10MPa以上300MPa以下が好ましい。また、焼結時間としては、1分以上60分以下が好ましい。 In the pressure sintering step, the presintered body is heated while being pressed with a press die to obtain a sintered body (base material 2) having a desired shape. Specifically, as the press mold, for example, a pair of molds (upper mold and lower mold) having a constrained surface (cavity) formed of glassy carbon and mirror-polished can be used. The pressure sintering temperature is preferably 550 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. The sintering pressure is preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less. Moreover, as sintering time, 1 minute or more and 60 minutes or less are preferable.
この加圧焼結工程で得られる焼結体は、そのまま基材2として使用してもよいが、必要に応じて例えば入射面や出射面の研磨等の仕上げ加工を行うことにより基材2として使用してもよい。
The sintered body obtained in this pressure sintering step may be used as the
<中間層>
中間層3は、基材2と後述する表面層4との間に形成される機能層であって、例えば表面層4の密着性向上、使用波長帯における反射防止、基材2の保護などの目的で形成される層である。また、この中間層3は、基材2の赤外光の入出射を阻害しないよう透光性を有する。
<Intermediate layer>
The
中間層3の主成分としては、例えばシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ダイヤモンドライクカーボン、リン化ガリウム(GaP)、リン化ホウ素(BP)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化チタン(TiO2)、フッ化イットリウム(YF3)、フッ化ランタン(LaF3)、フッ化セリウム(CeF3)、フッ化マグネシウム(MgF2)、セレン化亜鉛(ZnSe)等が挙げられる。
Examples of the main component of the
特に、表面層4に隣接する中間層3の主成分としては、比較的密着性及び耐候性に優れるシリコンが好ましい。
In particular, as the main component of the
各中間層3の平均厚さの下限としては、5nmが好ましく、50nmがより好ましい。一方、各中間層3の平均厚さの上限としては、200μmが好ましく、5μmがより好ましい。各中間層3の平均厚さが上記下限に満たない場合、製造誤差が大きくなるおそれがある。逆に、各中間層3の平均厚さが上記上限を超える場合、当該光学部品1の赤外線透過率が不必要に低下するおそれがある。
The lower limit of the average thickness of each
当該光学部品1は、複数の中間層3を備えることが好ましい。この場合、複数の中間層3のうち少なくとも1の中間層3がダイヤモンドライクカーボンを主成分とすることが好ましい。ダイヤモンドライクカーボンを主成分とする中間層3は、万が一にも表面層4が損傷した場合に、表面層4に替わって基材2を保護する機能を果たすことができる。また、ダイヤモンドライクカーボンを主成分とする中間層3は、密着性に優れるシリコンやゲルマニウムを主成分とする中間層3を介して他の層に積層されることが好ましい。
The optical component 1 preferably includes a plurality of
上記中間層3の主成分とされ得るダイヤモンドライクカーボンは、上述のように、ダイヤモンドの構造であるsp3結合とグラファイトの構造であるsp2結合との両方を有するアモルファス(非晶質)構造の炭素である。
As described above, the diamond-like carbon that can be the main component of the
ダイヤモンドライクカーボン以外の材料で形成される中間層3は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、プラズマCVD法等の公知の方法により形成することができる。また、ダイヤモンドライクカーボンで形成される中間層3は、例えばプラズマCVD法、熱フィラメント法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、イオンビーム法等の公知の方法により形成することができる。
The
<表面層>
表面層4は、当該光学部品1の耐傷性を向上、つまり基材2の損傷を防止するための保護層である。また、この表面層4は、基材2の赤外光の入出射を阻害しないよう透光性を有する。
<Surface layer>
The surface layer 4 is a protective layer for improving the scratch resistance of the optical component 1, that is, for preventing the
表面層4は、フッ素を含有することにより、表面自由エネルギーが小さくなっている。このため、表面層4は、摺動性に優れると共に、異物が付着しにくい。 The surface layer 4 has a small surface free energy by containing fluorine. For this reason, the surface layer 4 is excellent in slidability and hardly adheres to foreign matters.
表面層4の主成分であるダイヤモンドライクカーボンは、ダイヤモンドの構造であるsp3結合とグラファイトの構造であるsp2結合との両方を有するアモルファス(非晶質)構造の炭素である。 The diamond-like carbon that is the main component of the surface layer 4 is an amorphous (amorphous) carbon having both sp3 bonds that are diamond structures and sp2 bonds that are graphite structures.
ダイヤモンドライクカーボンは、その中に含まれるsp3結合とsp2結合の比率、構造中の水素原子の比率、構造中の他の元素の有無等によって、多様な物性を有する材料である。一般的に、ダイヤモンドライクカーボンの物性は、sp3結合の比率が高いほどダイヤモンドに近くなり、sp2結合の比率が高いほどグラファイトに近くなる。また、ダイヤモンドライクカーボンの物性は、含まれる水素原子の比率が高くなると、高分子に近い特性を示すようになる。 Diamond-like carbon is a material having various physical properties depending on the ratio of sp3 bonds and sp2 bonds contained therein, the ratio of hydrogen atoms in the structure, the presence or absence of other elements in the structure, and the like. Generally, the physical properties of diamond-like carbon are closer to diamond as the sp3 bond ratio is higher, and closer to graphite as the sp2 bond ratio is higher. Further, the physical properties of diamond-like carbon show characteristics close to that of a polymer when the ratio of the hydrogen atoms contained is increased.
このようなダイヤモンドライクカーボンは、一般的に、sp3結合、sp2結合及び水素含有量に基づいて、ta−C(テトラヘドラルアモルファスカーボン)、a−C(アモルファスカーボン)、ta−C:H(水素化テトラヘドラルアモルファスカーボン)及びa−C:H(水素化アモルファスカーボン)に分類することができる。なお、表面層4の主成分とされるダイヤモンドライクカーボンは、中間層3の主成分とされるダイヤモンドライクカーボンと同一でもよく、異なってもよい。
Such diamond-like carbon generally has ta-C (tetrahedral amorphous carbon), a-C (amorphous carbon), ta-C: H (based on sp3 bond, sp2 bond and hydrogen content. Hydrogenated tetrahedral amorphous carbon) and aC: H (hydrogenated amorphous carbon). The diamond-like carbon that is the main component of the surface layer 4 may be the same as or different from the diamond-like carbon that is the main component of the
ダイヤモンドライクカーボン中のsp3結合とsp2結合との比は、JIS−K0137(2010)に準拠したレーザーラマン測定法によって測定されるスペクトルにおけるsp3結合により生じる波数1330cm−1付近のピーク値とsp2結合により生じる波数1550cm−1付近のピーク値との比(以下、ID/IG比という)として測定することができる。 The ratio of sp3 bond to sp2 bond in diamond-like carbon is determined by the peak value near the wave number of 1330 cm −1 generated by sp3 bond in the spectrum measured by the laser Raman measurement method based on JIS-K0137 (2010) and sp2 bond. It can be measured as a ratio (hereinafter referred to as ID / IG ratio) with the peak value in the vicinity of the generated wave number of 1550 cm −1 .
表面層4は、その全体に均等にフッ素を含有していてもよいが、その表面側に偏在するようフッ素を含有していることが好ましい。つまり、表面層4のフッ素含有率は、内面側(中間層3に近い領域)よりも外面側で大きくなっていることが好ましい。このように、表面層4のフッ素含有率を外面側で大きくすることによって、表面層4の透光性や耐傷性(硬度)の低下を抑制しつつ、当該光学部品1の表面の摺動性を向上すると共に、当該光学部品1の表面への異物の付着を効果的に抑制することができる。 The surface layer 4 may contain fluorine evenly throughout, but preferably contains fluorine so as to be unevenly distributed on the surface side. That is, the fluorine content of the surface layer 4 is preferably larger on the outer surface side than on the inner surface side (region close to the intermediate layer 3). In this way, by increasing the fluorine content of the surface layer 4 on the outer surface side, the surface layer 4 can be slidable on the surface of the optical component 1 while suppressing a decrease in light transmission and scratch resistance (hardness). And the adhesion of foreign matter to the surface of the optical component 1 can be effectively suppressed.
このフッ素含有率の変化は、表面層4の厚さ方向の位置に応じて、外面側に向かって徐々にフッ素含有率が上昇するようなものであってもよく、階段状にフッ素含有率が変化するものであってもよい。例として、表面層4は、フッ素を含まないダイヤモンドライクカーボンから形成される層と、このフッ素を含まない層の外面に積層され、フッ素を含むダイヤモンドライクカーボンから形成される層とを有する多層構造とされてもよい。 The change in the fluorine content may be such that the fluorine content gradually increases toward the outer surface side according to the position of the surface layer 4 in the thickness direction. It may change. As an example, the surface layer 4 has a multilayer structure having a layer formed from diamond-like carbon containing no fluorine and a layer formed on the outer surface of the layer containing no fluorine and formed from diamond-like carbon containing fluorine. It may be said.
表面層4の最表面におけるフッ素含有率の下限としては、5atomic%が好ましく、10atomic%がより好ましい。一方、表面層4の最表面におけるフッ素含有率の上限としては、50atomic%が好ましく、40atomic%がより好ましい。表面層4の最表面におけるフッ素含有率が上記下限に満たない場合、表面層4の外面への異物の付着を十分に抑制できないおそれや、表面層4の摺動性が不十分となるおそれがある。逆に、表面層4の最表面におけるフッ素含有率が上記上限を超える場合、表面層4の透光性が不十分となるおそれや、表面層4の耐傷性が不十分となるおそれがある。 The lower limit of the fluorine content on the outermost surface of the surface layer 4 is preferably 5 atomic%, and more preferably 10 atomic%. On the other hand, the upper limit of the fluorine content on the outermost surface of the surface layer 4 is preferably 50 atomic%, and more preferably 40 atomic%. When the fluorine content on the outermost surface of the surface layer 4 is less than the lower limit, there is a possibility that the adhesion of foreign matters to the outer surface of the surface layer 4 may not be sufficiently suppressed or the slidability of the surface layer 4 may be insufficient. is there. On the other hand, when the fluorine content on the outermost surface of the surface layer 4 exceeds the upper limit, the translucency of the surface layer 4 may be insufficient or the scratch resistance of the surface layer 4 may be insufficient.
表面層4の平均厚さの下限としては、20nmが好ましく、100nmがさらに好ましい。一方、表面層4の平均厚さの上限としては、200μmが好ましく、10μmがさらに好ましい。表面層4の平均厚さが上記下限に満たない場合、表面層4の強度が不十分となるおそれがある。逆に、表面層4の平均厚さが上記上限を超える場合、当該光学部品1の赤外線透過率が不必要に低下するおそれがある。 As a minimum of average thickness of surface layer 4, 20 nm is preferred and 100 nm is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the surface layer 4 is preferably 200 μm, and more preferably 10 μm. When the average thickness of the surface layer 4 is less than the above lower limit, the strength of the surface layer 4 may be insufficient. Conversely, when the average thickness of the surface layer 4 exceeds the above upper limit, the infrared transmittance of the optical component 1 may be unnecessarily lowered.
表面層4の外面側のフッ素含有率を大きくする場合、表面層4のうち、フッ素を1atomic%以上含有する領域の平均厚さの下限としては、表面層4の平均厚さの3%が好ましく、5%がより好ましい。一方、表面層4のうち、フッ素を1atomic%以上含有する領域の平均厚さの上限としては、表面層4の平均厚さの50%が好ましく、40%がより好ましい。表面層4のうち、フッ素を1atomic%以上含有する領域の平均厚さが上記下限に満たない場合、均等にフッ素を含有させることができず、表面層4の表面の摺動性十分に向上できないおそれや、異物の付着を十分に抑制できないおそれがある。逆に、表面層4のうち、フッ素を1atomic%以上含有する領域の平均厚さが上記上限を超える場合、表面層4の耐傷性や透光性が低下するおそれがある。 When increasing the fluorine content on the outer surface side of the surface layer 4, the lower limit of the average thickness of the surface layer 4 containing 1 atomic% or more of fluorine is preferably 3% of the average thickness of the surface layer 4 5% is more preferable. On the other hand, 50% of the average thickness of the surface layer 4 is preferable and 40% is more preferable as the upper limit of the average thickness of the region containing 1 atomic% or more of the surface layer 4. In the surface layer 4, when the average thickness of a region containing 1 atomic% or more of fluorine is less than the lower limit, fluorine cannot be uniformly contained, and the slidability of the surface of the surface layer 4 cannot be sufficiently improved. There is a fear that the adhesion of foreign matters cannot be sufficiently suppressed. On the contrary, when the average thickness of the region containing 1 atomic% or more of fluorine in the surface layer 4 exceeds the above upper limit, the scratch resistance and translucency of the surface layer 4 may be lowered.
表面層4は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、プラズマCVD法等の公知の方法により形成することができる。 The surface layer 4 can be formed by a known method such as a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a CVD method, or a plasma CVD method.
これらの方法でダイヤモンドライクカーボンを生成するための炭素源(炭素を含有する原料)として、フッ素を含有する原料を用いることにより、表面層4にフッ素を含有させることができる。 By using a raw material containing fluorine as a carbon source (a raw material containing carbon) for generating diamond-like carbon by these methods, the surface layer 4 can contain fluorine.
具体的には、原料ガスとして、例えばメタン、ベンゼン、トルエン等のダイヤモンドライクカーボンを形成するために用いられる周知の炭化水素ガスに、例えばパーフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、ヘキサフルオロベンゼン等のフッ化炭素ガス、例えばトリフルオロベンゼン等のフッ化炭化水素ガスなどを混合したものを用いることによって、ダイヤモンドライクカーボンにフッ素を含有させることができる。 Specifically, as a raw material gas, for example, a well-known hydrocarbon gas used to form diamond-like carbon such as methane, benzene, toluene, etc., for example, fluoride such as perfluoromethane, hexafluoroethane, hexafluorobenzene, etc. By using a mixture of carbon gas, for example, a fluorinated hydrocarbon gas such as trifluorobenzene, the diamond-like carbon can contain fluorine.
表面層4を形成する際に、原料ガスのフッ素含有量を徐々に増大(フッ素含有ガスの割合を増大)させることで、表面層4のフッ素含有量を外面側に向かって徐々に増大させることができる。 When the surface layer 4 is formed, the fluorine content of the raw material gas is gradually increased (the ratio of the fluorine-containing gas is increased) to gradually increase the fluorine content of the surface layer 4 toward the outer surface side. Can do.
また、表面層4を多層構造とする場合、フッ素を含有しない原料ガスを用いてフッ素を含まない層を形成する工程と、このフッ素を含まない層の外面側にフッ素を含む層を形成する工程とを時間を空けて行ってもよい。 When the surface layer 4 has a multilayer structure, a step of forming a layer that does not contain fluorine using a source gas that does not contain fluorine, and a step of forming a layer that contains fluorine on the outer surface side of the layer that does not contain fluorine And may be performed after a time interval.
当該光学部品1は、表面層4の主成分がダイヤモンドライクカーボンであることにより、耐傷性に優れるため、車輌の前面等に露出して配置することができる。さらに、当該光学部品1は、表面層4がフッ素を含有することにより、表面自由エネルギーが小さく、摺動性に優れると共に、異物の付着を抑制することができる。また、当該光学部品1は、表面層4が摺動性に優れるので、ワイパー等によって異物を除去することも容易である。 Since the main component of the surface layer 4 is diamond-like carbon, the optical component 1 is excellent in scratch resistance, and thus can be arranged exposed on the front surface of the vehicle. Furthermore, the optical component 1 has a small surface free energy and excellent slidability due to the surface layer 4 containing fluorine, and can suppress adhesion of foreign matters. Moreover, since the surface layer 4 is excellent in slidability, the optical component 1 can easily remove foreign matters with a wiper or the like.
[レンズユニット]
図2に、図1の光学部品1を備えるレンズユニットの一例を示す。このレンズユニットは、光学部品1と、光学部品1を保持する鏡筒5とを備える。
[Lens unit]
FIG. 2 shows an example of a lens unit including the optical component 1 of FIG. This lens unit includes an optical component 1 and a
鏡筒5は、筒部6と、この筒部6の先端に取り付けられ、光学部品1の表面層4の外縁部を押圧して筒部6に固定するキャップ部7とを有する。
The
筒部6は、先端部内側に光学部品1を係止する段差部8を有し、先端部外側に外ねじ9が設けられている。
The cylindrical portion 6 has a stepped
キャップ部7は、光学部品1との間を封止するOリング10と、筒部6の外ねじ9に螺合する内ねじ11とを有する。
The
レンズユニットは、キャップ部7を光軸周りに回転させて内ねじ11を筒部6の外ねじ9に螺合させ、Oリング10を光学部品1の外周部の押圧することで、光学部品1を正確に固定すると共に、鏡筒5と光学部品1との間を気密に封止する。
The lens unit rotates the
キャップ部7を締め込む際、光学部品1の表面層4がフッ素を含有し、摺動性に優れることから、Oリング10と光学部品1との摩擦が小さく、Oリング10がいびつに変形したり、破損したりすることがなく光軸方向に均等に圧縮され、鏡筒5と光学部品1との気密性を向上する。
When the
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims. The
上記実施形態において説明した光学部品の製造方法は例示であり、本発明の光学部品の製造方法を限定するものではない。 The method for manufacturing an optical component described in the above embodiment is an exemplification, and does not limit the method for manufacturing an optical component of the present invention.
本発明の実施形態に係る光学部品は、外部に露出するレンズ、例えば赤外線カメラ用対物レンズ等として好適に利用することができる。 The optical component according to the embodiment of the present invention can be suitably used as a lens exposed to the outside, for example, an objective lens for an infrared camera.
1 光学部品
2 基材
3 中間層
4 表面層
5 鏡筒
6 筒部
7 キャップ部
8 段差部
9 外ねじ
10 Oリング
11 内ねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記基材の入射面及び出射面の少なくとも一方に積層される1又は複数の中間層と、
上記1又は複数の中間層の内の最外層に積層され、ダイヤモンドライクカーボンを主成分とする表面層と
を備え、
上記表面層がフッ素を含有する光学部品。 A substrate having translucency,
One or more intermediate layers laminated on at least one of the incident surface and the exit surface of the substrate;
The outermost layer of the one or more intermediate layers, and a surface layer mainly composed of diamond-like carbon,
An optical component in which the surface layer contains fluorine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018079582A JP2019191203A (en) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Optical component |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018079582A JP2019191203A (en) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Optical component |
Publications (1)
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JP2019191203A true JP2019191203A (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=68389020
Family Applications (1)
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JP2018079582A Pending JP2019191203A (en) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Optical component |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019191203A (en) |
-
2018
- 2018-04-18 JP JP2018079582A patent/JP2019191203A/en active Pending
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