JP5765052B2 - 光学部品、光学装置 - Google Patents
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撮像装置10は、例えば、レンズ群11、視感度補正部品12、撮像素子13等を有する。また、撮像素子13は、例えば、受光部(受光チップ)13a、パッケージ部13b、およびカバーガラス13cを有し、パッケージ部13bの内部に受光部13aが収容されるとともに、パッケージ部13bの開口部を覆うようにカバーガラス13cが設けられる。
光学部品20は、透明基材21と、この透明基材21に積層された親水性金属酸化物膜22とを少なくとも有する。なお、親水性金属酸化物膜22は、透明基材21に直接積層されてもよいし、他の機能膜を介して間接的に積層されてもよい。透明基材21は、可視光に対して透明性を有するものであれば特に制限されず、ガラス、無機結晶、有機樹脂等からなるものが挙げられる。具体的には、レンズ群11を構成するレンズ、視感度補正部品12を構成する複屈折板もしくは赤外吸収フィルタ、またはカバーガラス13c等を構成する赤外吸収機能等を有しないブランクガラス等が挙げられる。なお、撮像素子13におけるカバーガラス13cは赤外吸収フィルタであってもよく、この場合には、赤外吸収フィルタからなるカバーガラス13cを透明基材21に使用できる。他の機能膜としては、光学多層膜や透明導電膜等が挙げられる。
θ= 2 arctan(r/h) ・・・(1)
溶媒に、マトリックス成分に含まれる金属の金属アルコキサイドおよび/またはその加水分解重縮合物等と、多孔質構造の空隙を形成するための粒子状の有機物とを添加して塗工液を得る。有機物としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。塗工液には、必要に応じて、上記した界面活性剤等の各種添加剤を含むことができる。
図7は、光学部品20の変形例を示す断面図である。
この光学部品20は、第1の透明基材21aと第2の透明基材21bとを有し、第1の透明基材21aと第2の透明基材21bとが接着層23によって接着されるとともに、第2の透明基材21b上に、機能膜としての光学多層膜24、親水性金属酸化物膜22が順に積層されている。
この光学部品20は、透明基材21上に、光学多層膜24、親水性金属酸化物膜22が順に積層されている。透明基材21は、例えば赤外吸収フィルタとすることができる。このように、光学部品20は、例えば赤外吸収フィルタ上に、光学多層膜24、親水性金属酸化物膜22が順に積層されていてもよい。なお、赤外吸収フィルタ、光学多層膜24は、図7に示す光学部品20と同様でもよい。
透明基材としてのCuOを含有するフツリン酸塩系ガラスからなる赤外吸収フィルタの一方の表面に、光学多層膜として真空蒸着法によりTiO2膜とSiO2膜とを交互に成膜した。なお、TiO2膜とSiO2膜とは、TiO2膜とSiO2膜とを合わせて1層としたとき、合計で20層となるようにした。また、透明基材および光学多層膜は、後述するように光学多層膜上に親水性金属酸化物膜としての中空シリカ膜を形成したときに、波長400〜410nmにおける透過率が10%以下、450〜530nmにおける透過率が95%以上、750〜1200nmにおける透過率が10%以下となるよう設計した。
親水性金属酸化物膜上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成する以外は実施例1−1と同様にして光学部品を製造した。なお、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜の形成は、真空蒸着法により行った。
親水性金属酸化物膜を形成しないこと以外は、実施例1−1と同様にして光学部品を製造した。なお、透明基材および光学多層膜は、親水性金属酸化物膜(中空シリカ膜)を有しない構成の光学部品を想定して、波長400〜410nmにおける透過率が10%以下、450〜530nmにおける透過率が95%以上、750〜1200nmにおける透過率が10%以下となるよう設計した。
光学多層膜の最表面となるSiO2膜上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成する以外は比較例1−1と同様にして光学部品を製造した。
光学部品の作製直後(20℃)、および常温常湿(20℃、相対湿度35%)の環境下で3週間放置後に接触角を測定した。測定は、親水性金属酸化物膜の直接的な効果を評価するために、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜が設けられていないものについてのみ行った。また、測定は、対象となる表面に2マイクロリットルの純水からなる水滴を滴下し、接触角計(協和界面化学社製、商品名:FACE CA−X型)を用いて測定を行った。結果を表1に示す。なお、表中、親水性能が特に良好な15度以下を「○」、15度を超え90度以下を△と表記した。
縦200mm×横200mm×高さ50mmのステンレス容器内に光学部品(縦30mm×横30mm×高さ1mm)と10gのコットンリンタ(購入元:日本空気清浄協会)とを入れ、5分間以上ステンレス容器を揺らした。その後、光学部品(親水性金属酸化物膜)の表面における上記コットンリンタに由来する塵の付着の程度を顕微鏡により倍率50倍で観察した。ここで、光学部品は、常温常湿(20℃、相対湿度35%)の環境下で3週間以上放置したものとした。結果を表1に示す。なお、表中、1平方mm辺りの塵付着数が10個以下を「◎」、1平方mm辺りの塵付着数が11個以上70個以下を「○」、1平方mm辺りの塵付着数が71個以上を「×」として表記した。
第1の透明基材としてのCuOを含有するフツリン酸塩系ガラスで作成した赤外吸収フィルタ上の一方の面に、透明接着剤を用いて第2の透明基材としてのガラス基板を密着させるとともに、このガラス基板の赤外吸収フィルタと密着していない表面に、光学多層膜として真空蒸着法によりTiO2膜とSiO2膜を交互に成膜した。
親水性金属酸化物膜上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成する以外は実施例2−1と同様にして光学部品を製造した。なお、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜の形成は、実施例1−2と同様にして行った。
第1の透明基材としてのCuOを含有するフツリン酸塩系ガラスで作成した赤外吸収フィルタ上の一方の面に、透明接着剤を用いて第2の透明基材としてのガラス基板を密着させるとともに、このガラス基板の赤外吸収フィルタと密着していない表面に、光学多層膜として真空蒸着法によりTiO2膜とSiO2膜を交互に成膜した。
光学多層膜の最表面となるSiO2膜上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成する以外は比較例2−1と同様にして光学部品を製造した。
透明基材としてのガラス基板上に、実施例1−1と同様にして親水性金属酸化物膜を形成して光学部品を製造した。
親水性金属酸化物膜上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成する以外は実施例3−1と同様にして光学部品を製造した。なお、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜の形成は、実施例1−1と同様にして行った。
透明基材としてガラス基板のみを用いて光学部品とした。
透明基材としてのガラス基板上に、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜を形成して光学部品を製造した。なお、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜の形成は、実施例1−2と同様にして行った。
実施例1−1の光学部品と同様にして実施例4の光学部品を製造し、信頼性評価を行った。信頼性評価は、まず常温常湿(20℃、相対湿度35%)の環境下で3週間放置して400〜1200nmにおける透過率を測定した後、高温高湿槽(エスペック社製、商品名:恒温恒湿器PH−1K)を使用して温度85℃相対湿度85%の高温高湿環境下で1000時間放置する信頼性試験を行い、再び400〜1200nmにおける透過率を測定し、信頼性試験前後での透過率のスペクトル変化を比較した。透過率の測定には、分光光度計(日立ハイテク社製、商品名:U4100)を使用した。その結果、実施例4の光学部品については、信頼性試験前後における透過率のスペクトル変化がほぼ抑制されており、良好な信頼性を有することが認められた。
11…レンズ群
12…視感度補正部品
13…撮像素子(13a…受光部、13b…パッケージ部、13c…カバーガラス)
20…光学部品
21…透明基材
22…親水性金属酸化物膜
24…光学多層膜
Claims (8)
- 透明基材と、
前記透明基材上に積層された光学多層膜と、
前記光学多層膜上に積層された親水性金属酸化物膜と、
を有し、
前記光学多層膜は、高屈折率金属酸化物膜と低屈折率金属酸化物膜とが交互に積層されてなり、かつ前記親水性金属酸化物膜が積層される最表面層が酸化シリコンからなり、
前記親水性金属酸化物膜は、マトリックス成分により金属酸化物微粒子を結合してなる多孔質構造を有し、かつ前記マトリックス成分が主として金属酸化物からなる光学部品。 - 前記親水性金属酸化物膜は、前記光学部品の最表面に形成されている、請求項1に記載の光学部品。
- 前記金属酸化物微粒子は、中空シリカ粒子である、請求項1または2に記載の光学部品。
- 前記透明基材は、ガラス、無機結晶、および有機樹脂から選ばれる少なくとも1種からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部品。
- 前記透明基材は、レンズ、複屈折板、赤外吸収フィルタ、またはブランクガラスである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部品。
- 前記親水性金属酸化物膜は、パーフルオロアルキル基を有する単分子膜により被覆されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学部品。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部品を有する光学装置。
- 前記光学部品に振動を与える振動機構を有する、請求項7に記載の光学装置。
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