JP4358950B2

JP4358950B2 - 光学素子とその製造方法

Info

Publication number: JP4358950B2
Application number: JP34937799A
Authority: JP
Inventors: 幸雄久保田; 正太郎三宅; 千成田中
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: JP2001166103A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光の反射を抑制する光学素子に関し、特にレンズ等のコバ部に入射した光の反射を抑制する光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、写真レンズの場合、レンズは光学的有効径よりわずかに大きな内径の押さえリングによって保持される。レンズ外径はさらに大きく、そのレンズコバ部にはなるべく光が進入しないような構成となっている。しかしながらレンズに入射する光はさまざまな角度からの光がある。またレンズ外径はコンパクト性、コスト的にもなるべく小さい方が望ましい。そのためレンズコバ部への光を完全に遮断することはほとんど不可能である。このコバ部に進入した光が反射した場合、有害光となり画面に対してかぶりとなって、解像力やコントラスト等の画質を低下させるという問題が生じる。
【０００３】
そこで、コバ部の表面を墨塗りして光の反射を抑える試みが従来からなされているが、十分に光の反射を抑えることができず、いまだ上記課題を解決するに至っていない。
【０００４】
従って本発明の目的は、従来よりも光の反射が抑制されたコバ部を有する光学素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、光学素子表面の少なくとも一部に貴金属粒子が分散した酸化亜鉛膜と銅めっき層を順次設けると、高い密着性を維持しながら従来よりも光の反射を抑制することができる光学素子が得られることを発見し、本発明に想到した。
【０００６】
すなわち、本発明の光学素子は、表面の少なくとも一部に酸化亜鉛膜と前記酸化亜鉛膜上に形成された銅めっき層とからなる二重構造の複合皮膜を有し、前記酸化亜鉛膜の表面が凹凸を有し、前記酸化亜鉛膜上に貴金属粒子が分散しており、もって前記複合皮膜により光の反射が抑制されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の光学素子の好ましい一例は、光学素子と酸化亜鉛膜との間に反射防止膜又はスリ面が形成されているのが好ましい。また酸化亜鉛膜の膜厚は0.1 〜1.0 μｍであり、銅めっき層の厚さは0.5 〜10μｍであるのが好ましい。そしてかかる複合皮膜はレンズ、平面板又はプリズムのいずれかのコバ部表面上に形成されているのが好ましい。
【０００８】
また本発明の光学素子を製造する方法は、(a) 前記光学素子表面の少なくとも一部に亜鉛化合物を含む溶液を吹き付け、熱分解法により酸化亜鉛膜を形成させ、(b) 貴金属溶液に浸漬して貴金属粒子を酸化亜鉛膜上に分散させ、(c) 無電解めっきにより銅めっき層を酸化亜鉛膜上に形成させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法では、光学素子と酸化亜鉛膜との間に反射防止膜又はスリ面を設けるのが好ましい。また亜鉛化合物は酢酸亜鉛を使用するのが好ましく、熱分解温度は250 〜500 ℃とするのが好ましい。また貴金属はPd又はPtを使用するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
[1] 本発明の光学素子の構成
本発明の光学素子のコバ部１に設けられた複合皮膜の層構成は、図１(a) 〜(c) に示すようにガラス又はプラスチック等の研磨面２上に酸化亜鉛膜３が設けられ、さらに銅めっき層４が設けられた構成又は研磨面２と酸化亜鉛膜３の間に反射防止膜５若しくはスリ面６が設けられ、最外表面に銅めっき層４が設けられた構成となっている。以下、各層について説明する。
【００１１】
(1) 光学素子
本発明の光学素子はレンズやプリズム等の光学材料に使用されるようなガラス製又はアクリル等のようなプラスチック製の透明材料で構成されているのが好ましい。また図１(b) 、(c) に示すようにコバ部の表面上に反射防止膜５を設けるか又はコバ部表面をスリ面６としてもよい。このようにすることで、反射防止効果を更に向上させることができる。
【００１２】
(2) 酸化亜鉛膜
酸化亜鉛膜３は、光の反射防止用の銅めっき層４を形成させるための中間層として設けられる。酸化亜鉛膜３の膜厚は0.1 〜1.0 μｍであるのが好ましい。1.0 μｍより大きいと密着性が劣り、0.1 μｍより小さいと後工程で使用される貴金属溶液の侵食により、酸化亜鉛がほとんど溶出してしまうため好ましくない。
【００１３】
また酸化亜鉛膜３上には、後述する銅めっき層４を形成させるための核となる貴金属粒子が分散している。貴金属の担持量は形成させた酸化亜鉛膜の重量に対して0.1 〜５wt％とするのが好ましい。0.1wt ％未満ではCuの析出速度が低下してしまい、５wt％より大きいとコスト高となってしまうため好ましくない。分散担持する貴金属としては、特にPdやPtを使用するのが好ましい。
【００１４】
(3) 銅めっき層
銅めっき層４は、光の反射を抑制するために設けられるもので、コバ部１の最外面に設けられる。図１(a) 〜(c) に示すように、銅めっきを施した後、銅めっき層４の裏側からコバ部１を見ると黒色になっているのが確認できる。従来のようにコバ部１を墨などを使って黒色にしても、完全な黒色は得られないが、本発明のような層構成で銅めっきを施すと、ほぼ完全な黒色が得られる。
【００１５】
かかる銅めっき層４のめっき厚は0.5 〜10μｍであるのが好ましい。めっき厚が10μｍより大きいとめっき層の密着性が低下し、0.5 μｍより小さいと十分な黒色が得られないため好ましくない。
【００１６】
[2] 本発明の光学素子の製造方法
本発明の層を形成させるコバ部１及びその周辺部分は、あらかじめ研磨しておくか、スリ面又は反射防止膜を形成させておく。そして酸化亜鉛膜及び銅めっき層を順次形成させる。以下、本発明の光学素子の製造方法を詳細に説明する。
【００１７】
(1) 酸化亜鉛膜
酸化亜鉛膜３を形成するには、光学素子のコバ部１を所定温度に加熱し、膜を形成させる部分に亜鉛化合物を含有する溶液を噴霧し、熱分解により酸化亜鉛膜３を形成させる通常の熱分解法を使用することができる。加熱温度（熱分解温度）は使用する亜鉛化合物が分解するような温度で250 〜500 ℃とするのが好ましく、噴霧時の温度降下を考慮すると、350 〜500 ℃とするのがより好ましい。分解による酸化物形成を促進させるため、酸化雰囲気で行うのが好ましい。
【００１８】
亜鉛化合物を含有する溶液は酢酸亜鉛やアセチルアセト亜鉛等の水溶液又はエタノール溶液を使用するのが好ましい。またこの溶液中の亜鉛濃度は0.01〜0.5 Ｍとするのが好ましい。この溶液をミスト状に噴霧し、熱分解法により分解して酸化亜鉛膜を形成させる。なお、ミストは超音波で形成させてもよい。
【００１９】
酸化亜鉛膜３上に銅めっき層４を施すにあたり、その核として貴金属粒子を酸化亜鉛膜３上に分散させる必要がある。貴金属を含有した溶液中に酸化亜鉛膜３を形成した光学素子を浸漬し、乾燥して貴金属粒子を酸化亜鉛膜３上に担持させる。このとき貴金属溶液中の酸成分と反応して酸化亜鉛膜３が一部溶けるので、酸化亜鉛膜３の表面には凹凸が形成され、その凹凸表面上に貴金属粒子が担持されることになる。使用する貴金属溶液としては、塩化パラジウム溶液や塩化白金酸溶液等を使用するのが好ましい。
【００２０】
貴金属粒子は、無電解めっきによりCu層を形成させる核となるので、酸化亜鉛膜の表面に均一に分散しているのが好ましい。分散した貴金属上でCuイオンが還元され析出が起こり、銅めっき層４が形成されていくからである。
【００２１】
(2) 銅めっき層
反射を抑制する銅めっき層４は無電解めっきにより、酸化亜鉛膜３上に設けることができる。無電解銅めっき液は市販のものを使用することができる。めっき温度は10〜80℃とし、めっき時間は10〜20分が好ましい。めっき後、水洗した後、60℃程度で乾燥する。
【００２２】
上述したように、酸化亜鉛膜３の表面は凹凸を有し、その上に貴金属粒子が担持されているので、その貴金属粒子上でCuイオンが還元されて析出する。還元されたCu上にさらにCuが析出していくことで銅めっき層４が形成されていく。またCuの析出は酸化亜鉛膜３の凹部でも起こるため、酸化亜鉛膜３と銅めっき層４の密着性は非常に高くなる。
【００２３】
以上のような層を例えば種々の形状のレンズ、平行平面板又はプリズムのコバ部に形成させるには、複合皮膜を形成させるコバ部以外をマスキングして酸化亜鉛膜及び銅めっき層を形成させればよい。図２〜図５は、種々の光学素子のコバ部に本発明の層を形成させた例を示す。
【００２４】
図２(a) は、両凸レンズのコバ部の上下に複合皮膜を形成させたものである。同様に図２(b) 及び(c) は、両凹レンズのコバ部及びメニスカスレンズのコバ部の上下に複合皮膜を形成させたものである。複合皮膜は、図２(a) のようにレンズの端面上に設けてもよく、図２(b) 及び(c) に示すように端面と側面に設けてもよい。またレンズの形状や用途等によって所望の場所に複合皮膜を形成させることができる。
【００２５】
図３は、平行平面板のコバ部に複合皮膜を形成させた例を示す。平行平面板の場合もコバ部だけでなく、側面側に複合皮膜を形成させてもよい（図３(a) ）。また図３(b) に示すように側面側に反射防止膜を設けてその上に層を形成させることもできる。
【００２６】
図４および図５は、プリズムのコバ部１に複合皮膜を設けた例を示す。図４(a) は三角プリズム側面のコバ部１に複合皮膜を形成させた例を示し、図４(b) は図４(a) のＡ−Ａ断面で酸化亜鉛膜３及び銅めっき層４からなる複合皮膜の層構成を示している。また、図５(a) はダハプリズム（アミチプリズム）側面のコバ部１に複合皮膜を形成させた例を示し、図５(b) は図５(a) のＢ−Ｂ断面で酸化亜鉛膜３及び銅めっき層４からなる複合皮膜の層構成を示している。なお、図２〜図５に示す複合皮膜の層構成はわかりやすくするために誇張して表現している。
【００２７】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００２８】
実施例１
厚さ1.1mm で30mm×30mmのガラス基板を450 ℃に加熱し、酢酸亜鉛のエタノール溶液（0.05Ｍ））300ml を基板へ噴霧して酸化亜鉛膜を形成させた。得られた酸化亜鉛膜は0.3 μｍの膜厚を有していた。
【００２９】
次に塩化パラジウム溶液（Pd：1.1mＭ、ｐＨ＝2.5 ）中で１分間浸漬した後、60℃で乾燥させた。Pdの担持量は３wt％であった（実施例２も同様）。
【００３０】
25℃の無電解めっき液（エバラ製PB-503）中で15分間浸漬しCuの無電解めっき処理を行い銅めっき層を設けた。乾燥後の銅めっき層の厚さは２μｍであった。このようにして得られたガラス基板を銅めっき層が施されていない面から見ると完全な黒色を有しているのが確認された。上記ガラス基板について380 〜780nm の範囲で反射率を測定したところ、表１に示す結果が得られた。
【００３１】
実施例２
実施例１と同じガラス基板の片側表面に反射防止膜（膜組成：MgＦ₂、膜厚：0.1 μｍ）を設け、後は実施例１と同様にして酸化亜鉛膜及び銅めっき層を順次設けた。酸化亜鉛膜の膜厚は0.5 μｍであり、銅めっき層の厚さは３μｍであった。このようにして得られたガラス基板を銅めっき層が施されていない面から見ると完全な黒色を有しているのが確認された。上記ガラス基板の反射率を実施例１と同様に測定したところ、表１に示す結果が得られた。
【００３２】
比較例
実施例１と同じガラス基板の片側表面を墨塗りして黒色にした。このようにして得られたガラス基板を墨塗りしていない面から見ると、黒色は呈していたものの実施例１及び２程の濃い黒色ではなかった。上記ガラス基板の反射率を実施例１と同様に測定したところ、表１に示す結果が得られた。
【００３３】

【００３４】
表１より、実施例１及び２では従来の技術である比較例より反射率が低く抑えられていた。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光学素子はコバ部の最外表面にCuめっき層を有するので、コバ部に光が進入しても反射が抑制され、かぶりが生じず光学素子や光学部品の性能を高い状態に維持できる。従って本発明の光学素子は、レンズやプリズムを始めとした種々の材料に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子のコバ部の例を示す部分断面図であり、(a) はガラス研磨面上に複合皮膜を設けた例を示し、(b) はガラス研磨面上に反射防止膜と複合皮膜を設けた例を示し、(c) はスリ面上に複合皮膜を設けた例を示す。
【図２】本発明の光学素子がレンズである場合の例を示す断面図であり、(a) は両凸レンズのコバ部のスリ面に複合皮膜を設けた例を示し、(b) 及び(c) は両凹レンズのコバ部及びメニスカスレンズのコバ部のスリ面に複合皮膜を設けた例を示す。
【図３】本発明の光学素子が平行平面板である場合の例を示す断面図であり、(a) はコバ部のスリ面及び側面に複合皮膜を設けた例を示し、(b) はコバ部のスリ面と側面側の反射防止膜上に複合皮膜を設けた例を示す。
【図４】本発明の光学素子が三角プリズムの場合の例を示す図であり、(a) は側面のコバ部のスリ面に複合皮膜が設けられた状態を示し、図４(b) は図４(a) のＡ−Ａ断面で複合皮膜の層構成を示す。
【図５】本発明の光学素子がダハプリズムの場合の例を示す図であり、(a) は側面のコバ部のスリ面に複合皮膜が設けられた状態を示し、図５(b) は図５(a) のＢ−Ｂ断面で複合皮膜の層構成を示す。
【符号の説明】
１・・・コバ部
２・・・研磨面
３・・・酸化亜鉛膜
４・・・銅めっき層
５・・・反射防止膜
６・・・スリ面

Claims

表面の少なくとも一部に酸化亜鉛膜と前記酸化亜鉛膜上に形成された銅めっき層とからなる二重構造の複合皮膜を有し、前記酸化亜鉛膜の表面が凹凸を有し、前記酸化亜鉛膜上に貴金属粒子が分散しており、もって前記複合皮膜により光の反射が抑制されていることを特徴とする光学素子。
請求項１に記載の光学素子において、前記光学素子と酸化亜鉛膜との間に反射防止膜又はスリ面が形成されていることを特徴とする光学素子。
請求項１又は２に記載の光学素子において、前記酸化亜鉛膜の膜厚が0.1 〜1.0μmであり、前記銅めっき層の厚さが0.5 〜10μmであることを特徴とする光学素子。
請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子において、前記複合皮膜がレンズ、平面板又はプリズムのいずれかのコバ部表面上に形成されていることを特徴とする光学素子。
請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子を製造する方法において、(a) 前記光学素子表面の少なくとも一部に亜鉛化合物を含む溶液を吹き付け、熱分解法により酸化亜鉛膜を形成させ、(b) 貴金属溶液に浸漬して貴金属粒子を酸化亜鉛膜上に分散させ、(c) 無電解めっきにより銅めっき層を酸化亜鉛膜上に形成させることを特徴とする方法。
請求項５に記載の光学素子の製造方法において、前記光学素子と酸化亜鉛膜との間に反射防止膜又はスリ面を設けることを特徴とする方法。
請求項５又は６に記載の光学素子の製造方法において、前記亜鉛化合物が酢酸亜鉛であり、熱分解温度が250 〜500 ℃であることを特徴とする方法。
請求項５〜７のいずれかに記載の光学素子の製造方法において、前記貴金属がPd又はPtであることを特徴とする方法。