JP7301508B2 - 接合レンズ、およびそれを有する光学系、および光学機器、および接合レンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ、双眼鏡、顕微鏡の如き光学機器に使用される接合レンズ、および、それを有する光学系および光学機器に関する。

カメラや双眼鏡などの光学機器の光学系には、複数のレンズが光学的に透明な樹脂（接合樹脂）によって貼り合わされた接合レンズが広く用いられている（特許文献１）。接合レンズは、複数のレンズの相対位置が樹脂によって固定されるため、複数のレンズを個別に配列して構成する光学系に比べて偏心などの公差を緩和することができ、レンズの組み付け公差（位置精度の不足）に起因する性能劣化を抑制することができる。

光学機器に用いられる光学素子には、必要に応じて光線有効径の外部領域（光学有効部外ともいう）、例えばコバ部に黒色の遮光膜が配され、迷光を低減させる処置が施される。レンズの光学有効部外に届いた迷光はこの遮光膜に吸収されるため、フレアやゴーストなどの原因となる不要光を低減させることができる。接合レンズにおいても、同様の効果を得るため、接合樹脂層の端部を含む光線有効径の外部領域に遮光膜を設けることが知られている（特許文献２）。

一般に、遮光膜は、光を吸収する顔料や染料が添加されたエポキシ樹脂などの硬化性の樹脂を熱硬化させることにより形成される。接合レンズの場合、接合樹脂とガラスであるレンズとの線膨張係数の差に起因して接合界面が剥がれやすいため、単体のレンズよりも低温で遮光膜となる樹脂を熱処理し、硬化させる必要がある。

特開２００１－４２２１２号公報 特開２０１３－１７０１９９号公報

一般に、実使用時に想定される周囲温度や湿度の変化に対してどの程度の耐性があるかを確認するため、レンズに対して高温高湿環境に長時間曝した後、急に常温常湿環境に曝して熱衝撃を与える試験（以下、温湿度試験と称する）が行われる。

接合樹脂が低温で硬化された従来の遮光膜付の接合レンズに対して、温湿度試験を行うと、接合樹脂の層の外周部に白化が生じて光学特性が低下する現象がみられる。これは、以下の理由によるものと考えられる。

レンズに挟まれた接合樹脂の層（以下、接合樹脂層と称する）は、レンズに接していない接合樹脂層の端部が遮光膜によって覆われているため、全体がレンズと遮光膜とに封じ込められた状態となっている。接合レンズの遮光膜は、比較的低い温度で硬化されるため、高温で硬化する場合に比べて樹脂の硬化が進行しにくく、硬化度の低い状態となっている。硬化度の低い樹脂は、硬化度の高い樹脂に比べて透湿しやすいため、接合レンズが高温高湿環境下に長時間曝されると、遮光膜から水分が浸透し、接合樹脂層の吸湿が進行する。

高温高湿環境から常温常湿環境に曝されると、接合樹脂層に吸湿された水分は、レンズに接していない端部から放出される。ところが、温湿度試験のように急に常温常湿環境に曝されると接合レンズは外周部から温度が急激に低下し始め、樹脂を含む遮光膜の透湿度が低下してしまい、接合樹脂層が吸湿された水分は遮光膜を介して外部へと放湿され難くなる。すると、接合樹脂層の端部で水分が過飽和状態となって接合樹脂層とレンズとの界面に結露が発生し、結露が接合樹脂層とレンズとの界面を剥離させ、白化が生じてしまう。

このような温湿度試験の結果は、実使用時にも環境の変化によって接合樹脂層の端部に白化が生じ、光学特性が低下する恐れがあることを意味する。

本発明は、この様な課題を解決するためのものであり、環境変化に対する耐性の高い接合レンズ、および、それを有する光学系および光学機器を提供することを目的とする。

本発明にかかる接合レンズは、第１の光学要素と、第２の光学要素と、前記第１の光学要素と前記第２の光学要素とに挟まれた、樹脂を含む第３の光学要素と、を備える接合レンズであって、前記第１の光学要素と前記第２の光学要素とは、前記第３の光学要素によって接合され、前記第３の光学要素の、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素のいずれにも接していない面に接して設けられたを覆う遮光膜と、前記遮光膜の少なくとも一部を覆う多孔質膜と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、環境の変化による周辺部の白化が抑制された接合レンズ、および、それを有する光学系および光学機器を提供することが可能である。

（ａ）は本発明の光学素子の一実施形態を表す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した光学素子の端部の領域Ｓを拡大して示す図である。 本発明の光学素子を用いた撮像装置の概略断面図である。 本発明の実施例７の光学素子を表す概略断面図である 本実施例７で作製した光学素子の光の波長（ｎｍ）に対する反射率（％）の関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（接合レンズ）
図１（ａ）は、本発明にかかる接合レンズの一実施形態を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した接合レンズの端面の領域Ｓを拡大して示した模式図である。接合レンズ１０は、撮像装置（カメラ、ビデオなどを含む）・望遠鏡・双眼鏡・複写機・プロジェクター等の光学機器の光学系として、又は光学系の一部に用いられる。一例として、レンズユニット（光学系）２０が撮像ユニット３０にマウントされた状態の撮像装置１００の概略断面を図２に示す。接合レンズ２１（１０）は、レンズユニット２０の筐筒２２の内部に配置されており、マウント２３によって撮像ユニット３０に固定されている。撮像ユニット３０は、筐体３１内には、レンズユニット２０を通過した光を受光する撮像素子３３と、シャッタ３２とを備えている。撮像素子３３は、接合レンズ２１の光軸がその中心を通るように配置されている。さらに、シャッタ３２の開閉させる駆動部３４と、駆動部３４や撮像素子３３からのデータ読み出しなどを制御する制御部３５を備えている。

本発明の接合レンズ１０は、第１のレンズ（第１の光学要素）１１と、第２のレンズ（第２の光学要素）１２と、第１のレンズと第２のレンズとを接合する接合樹脂層（第３の光学要素）１３と、を有している。そして、接合樹脂層が第１のレンズおよび第２のレンズのいずれにも接していない、接合樹脂層１３の端面を含む、接合レンズ１０の端面に、遮光膜（第２の樹脂層）１４と、遮光膜１４を覆う多孔質膜１５とを有している。

第１のレンズ１１、第２のレンズ１２は、接合レンズ１０に求められる光学特性に応じた形状の光学ガラスを選定して組み合わせることができる。

接合樹脂層１３は、ガラス製のレンズの貼り合せに用いられる接着剤が硬化した層である。接着剤には、光学的に透明であることに加えて、接着力が高く、硬化速度が速いことが求められ、アクリル系、エポキシ系、ポリエン・ポリチオール系の硬化接着剤を好適に用いることができる。これらの接着剤には硬化開始剤が添加され、熱あるいは紫外線によって硬化させることができるが、熱による硬化には界面剥離や面形状の変形が生じる恐れがある。従って、接合樹脂層１３となる接着剤には紫外線硬化型のものを用いることが望ましい。また、接着剤の硬化収縮の低減や光学特性の調整の観点から、接着剤に無機の微粒子等を混合分散して用いるのも好ましい。

第１のレンズ１１の光入射面１１ａおよび光射出面１１ｂ、第２のレンズ１２の光入射面１２ａおよび光射出面１２ｂは、屈折率が異なる材料との界面であり、屈折面である。これらの界面で互いに接する材料の屈折率差が大きい場合には、光の反射が生じるため、必要に応じて屈折率差を緩和するための反射防止膜（不図示）が設けられる。

（遮光膜）
遮光膜１４は、迷光を抑制できる層であれば特に制限はないが、波長４００ｎｍから波長７００ｎｍの消衰係数の平均値である平均消衰係数が０．０３以上０．１５以下である吸光特性を有していることが好ましい。平均消衰係数が０．０３以上０．１以下であると、より好ましい。平均消衰係数が０．０３以上であれば、遮光膜と空気の界面での反射光を小さくすることができ、平均消衰係数が０．１５以下であれば、レンズと遮光膜との界面での反射も小さくすることができる。

遮光膜１４としては、光学特性およびレンズ１１、１２や接合樹脂層１３との密着性の観点から、黒色の顔料や染料、屈折率調整用顔料などを含む、エポキシ樹脂が広く用いられる。

遮光膜１４は、接合樹脂層１３の端面に設けられており、迷光が到達する位置に応じてレンズ１１やレンズ１２にも設けられていてもよい。

遮光膜では、十分な光吸収機能を発現するために、平均膜厚が２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。平均膜厚が２μｍ以上であると、遮光膜に必要な光学特性（光吸収特性）が得られるため、迷光を十分に抑制することができる。平均膜厚が５０μｍ以下の厚みであれば、接合レンズの撮像装置への組み込みが容易となる。さらに望ましくは平均膜厚が３０μｍ以下である。膜厚が３０μｍ以下の場合、硬化によって生じる応力によって、遮光膜自体にクラックや剥がれが発生しにくくなる。

（多孔質膜）
前述したように、温湿度試験によって接合樹脂層の外周部に白化が生じる現象は、環境温度の急激な低下に伴って、接合レンズ１０の端部の温度が急激に低下することに起因すると考えられる。そこで、本発明では、遮光膜１４の上に多孔質膜１５を設け、多孔質膜１５の断熱性によって、遮光膜１４および接合樹脂層１３の端部における急激な温度変化を抑制する。本発明に用いる多孔質膜１５は、接合樹脂層１３および遮光膜１４に含まれる水分を大気中へと放出させるため、多孔質膜１５が有する孔が空間的に連通した構造（以下、連通孔構造）を有している。そのため、遮光膜１４と大気とは空間的につながっている。多孔質膜１５は、空間が閉じている空隙を含んでいてもよい。

連通孔構造が形成できれば、多孔質膜の製造方法等は特に限定されるものではないが、接合レンズの場合、遮光膜１４はレンズの側面に形成されることが多いため、粒子を含む塗料を遮光膜１４上に塗布して形成する方法が簡便かつ好適である。

遮光膜を形成する塗料に含ませる粒子として、中実粒子、中空粒子、また粒子が複数個屈曲して連結した鎖状粒子等を用いることができる。中でも鎖状粒子は、その屈曲した形状により、多孔質膜内に連通孔構造が形成されやすいという観点から、特に好ましい。また、強度、断熱の観点から、中実粒子、中空粒子、鎖状粒子の粒子を選択して混合した塗料を用いてもよい。

粒子の材質としては、有機、無機、その複合化物いずれを使用することも可能である。しかし、多孔質膜の形成時に粒子内に水分を蓄えず、水分を大気中に伝達しやすいという観点から、無機粒子が好ましい。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、フッ化マグネシウム等、公知の成分のものを使用することができる。その中でも水分に化学的に安定であり、製造が容易であるシリカ粒子を用いることが好ましい。

多孔質膜１５の連通孔の内部は空気であるため、膜中の孔の割合は屈折率で表すことができる。連通孔が多く空隙が多い場合には空気（屈折率１．０）の割合が多くなり、多孔質膜１５の屈折率は低下する。多孔質膜１５の空隙の割合は、多孔質膜１５の屈折率換算で１．１９以上１．３２以下であることが好ましい。屈折率が１．１９以下の多孔質膜は実現すること自体が困難であるため、実現が容易である点で１．１９以上が好ましく、屈折率が１．２２以上であると、空隙の割合と強度とが両立した膜を得ることができるため、より好ましい。また、屈折率が１．３２以下であると、白化を抑制するのに必要な断熱性と透湿性が得ることができるため好ましい。

屈折率が１．１９以上１．３２以下である多孔質膜１５は、低屈折率膜としても利用することができる。そこで、接合レンズ１０の光入射面１１ａおよび／または光射出面１２ｂに反射防止膜を設ける場合に、反射防止膜を形成する面に多孔質膜１５を形成し、空気とレンズとの屈折率差を低減するための反射防止膜の最表層として用いるのも好ましい。

接合レンズ１０の端面に設ける多孔質膜の厚みとしては、０．４μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。厚みが０．４μｍ以上であれば、必要な断熱効果が得られるため、白化を抑制することができる。厚みが１０μｍ以下であれば、多孔質膜分の厚みが増えても、光学機器の光学系への接合レンズの組み込みが困難になりにくい。さらに、成膜時の揮発成分の揮発による乾燥や、バインダーの硬化収縮に起因するひび割れを抑制することができる。

多孔質膜１５には、撥水や撥油などの機能を付与しても良い。撥水や撥油の機能性は、フッ素化合物や、シリコーンなど公知の材質を多孔質膜１５の表面に付着させることにより、付与することができる。特に撥水性は、高温高湿環境下からの取り出し時に多孔質層表面・内部の結露により発生し乾燥を阻害する水膜を抑制することができ、水分の乾燥を促進できる。水膜を発生させないという観点から水の接触角は８０°以上であることが好ましい。このような撥水や撥油などの機能は、接合レンズ１０の光入射面１１ａや光射出面１２ｂに形成する多孔質膜にも、付与しても良い。

（多孔質膜の形成方法）
多孔質膜１５の形成に好適な、粒子を含む塗料で膜を形成する方法について説明する。塗料に含まれる粒子の濃度は、多孔質膜を形成するのに必要な膜厚に応じて所望の含有量となる濃度で成膜すれば良く、溶媒、成膜条件によって濃度は適宜選択することができる。例えば、シリカ粒子の場合は、粒子の濃度が酸化物換算で３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の範囲で濃度を調整するのが好ましい。粒子の濃度が３ｗｔ％より低いと１回の塗布で形成できる膜厚が薄すぎ、２０ｗｔ％を超えると粒子の凝集が起こりやすい。

粒子を含む塗料には、粒子間を接着して固定するためのバインダーを形成するための成分（以下、バインダー成分と記述する）を添加してもよい。バインダー成分を添加する場合、塗料に含まれる粒子とバインダー成分の比率を調整することによって、多孔質膜中に形成される孔の孔径を調整することができる。連通した孔を有する多孔質膜を形成するためには、バインダー成分の濃度は、０．２ｗｔ％以上１．５ｗｔ％未満の塗料を用いるのが好ましい。バインダー成分の濃度が０．２ｗｔ％以下であると、多孔質膜として適度な強度が得られなくなる。また、バインダー成分の濃度が１．５ｗｔ％以上の高濃度になると、バインダー成分が過剰になって連通孔とならず、接合樹脂層に吸湿された水分を排出するのに必要な透湿度が得られなくなる場合がある。

バインダー成分は、多孔質膜の耐摩耗性、遮光膜との密着性、環境信頼性などを考慮して適宜選択することが可能である。上記観点に加えて、バインダー成分の硬化後によって得られるバインダー自体が水分を担持せず、水分を大気中に伝達しやすいという点で、シランアルコキシ加水分解縮合物を選択することが好ましい。特に、分子量が、ポリスチレン換算で１０００以上３０００以下のシランアルコキシ加水分解縮合物をバインダー成分として用いるのが好ましい。分子量が１０００以上であると硬化後の膜にクラックが入りにくく、また塗料としての安定性が向上する。分子量が３０００以下であると、塗布に適した粘度に調整できるため塗りむらができず、多孔質膜内に形成される連通孔のサイズを均一にすることができる。もし、部分的にサイズの大きな連通孔が形成されてしまうと、サイズの大きな連通孔が形成された箇所で膜の強度が低下してしまい、破損しやすい膜となってしまう。

粒子を含む塗料の塗布方法は、特に限定されることはなく、刷毛ぬり、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法など公知の塗工方法を用いることが可能である。レンズなどの円形状や、段付き形状に塗工する場合には、刷毛塗りが簡便である。

接合レンズ１０の光入射面１１ａおよび／または光射出面１２ｂにも、反射防止膜の最表層として多孔質膜１５を設ける場合は、特にディップコート法やスピンコート法が好ましい。これらの方法を用いれば、接合レンズ１０の端部と光入射面１１ａおよび／または光射出面１２ｂの上に、同時に多孔質膜１５を塗布形成することができる。

粒子を含む塗料を塗工した後は乾燥を行う。乾燥は、常温での放置による自然乾燥でもよいし、乾燥機、ホットプレート、電気炉などを用いた加熱乾燥をしてもよい。乾燥条件は、レンズに影響を与えず、且つ、多孔質膜内の有機溶媒をある程度蒸発させることのできる、温度と時間とする。接合レンズを構成する第１レンズと第２レンズとを樹脂で貼り合せるために樹脂を硬化させる際、樹脂内部に硬化収縮による応力が残留し、乾燥時の熱の影響により樹脂内の応力が解放し面変形が生じる場合がある。そのため乾燥温度としては１００℃以下、より好ましくは８０℃以下、さらに好ましくは４０℃以下の室温等で乾燥させることが好ましい。

多孔質層の塗工回数は１回が望ましいが、乾燥と塗工を複数回繰り返しても良い。

また、撥水性を付与する際の塗工方法についても多孔質層と同様の手法を用いて製造することができる。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではなく、その要旨を超えない範囲で適宜変更することができる。

（実施例１）
図１に示す接合レンズ１０を作製した。レンズ１１として、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）での屈折率（以下ｎｄと表記する）が１．４８７の値を有する株式会社オハラ製Ｓ－ＦＳＬ５を用意した。レンズ１２として、ｎｄが１．７５０の株式会社オハラ製Ｓ－ＮＢＨ５１を用意した。

まず、レンズ２１、レンズ２２の光学面（光入射面および光射出面）を研磨し、一般にコバと呼ばれるレンズ外周部分を心取り加工した。次いでレンズ１１の光入射面１１ａ、及びレンズ２２の光出射面１２ｂに、反射防止膜（不図示）として、アルミナ層と、五酸化タンタル層と、フッ化マグネシウム層と、からなる誘電体多層膜を形成した。レンズ２２の光入射面１２ａにも、反射防止膜（不図示）として、酸化アルミニウム膜（屈折率１．６５）を形成した。それぞれの膜は、真空成膜法にて形成した。レンズ１１の光射出面１１ｂには、特に膜は形成しなかった。

レンズ１１の光射出面１１ｂとレンズ１２の光入射面１２ｂとを、接着剤で接合した。接着剤には、ポリエン・ポリチオール系接着剤ＯＰ－１０５５Ｈ（デンカ株式会社製）を使用した。ＯＰ－１０５５Ｈの硬化後の屈折率、即ち、接合樹脂層１３の屈折率は、１．５２である。レンズ１２の光射出面１２ｂを下向きに設置して接合面に接着剤を滴下し、レンズ１１をレンズ１２に対して適正な位置関係になるよう位置決めし、ＵＶ光を照射して接着剤を硬化させた。接着剤の厚さは約１０μｍとした。接合レンズ１０の接合面外径は３０．０ｍｍである。

続いて、接合レンズ１０の端面（コバ）に、キヤノン化成株式会社製の遮光塗料ＧＴ－７ＩＩを、レンズ端面で３～５μｍになるように塗布し、２３℃の室温に２４ｈｒ放置して乾燥・硬化させ、遮光膜１４を形成した。接合レンズ１０の端面、すなわちレンズ１１のコバ、レンズ２２側面のコバ、および接合樹脂層１３の端面に遮光膜１４が形成された接合レンズ１０を得た。

次に、多孔質膜１５を形成するための塗料を調製した。鎖状シリカ粒子と溶媒を含む分散液と、バインダーを形成するために必要な成分を含有する溶液（以降バインダー溶液と表記する）をそれぞれ調整した後、塗料を下記の方法で調製した。

（１）鎖状シリカ粒子と溶媒を含む分散液
鎖状シリカ粒子の２－プロパノール（ＩＰＡ）分散液（日産化学工業株式会社製；ＩＰＡ－ＳＴ－ＵＰ（商品名）；平均粒径：１２ｎｍ、固形分濃度：１５質量％）５００ｇに１－エトキシ－２－プロパノールを加えながらＩＰＡを留去して、固形分濃度１７質量％の鎖状シリカ粒子の１－エトキシ－２－プロパノール（以下、１Ｅ２Ｐと記述する）分散液７５０ｇを調製した。

（２）バインダー溶液
ケイ酸エチル６２．６ｇと１Ｅ２Ｐ３６．８ｇの溶液に、０．０１ｍｏｌ／Ｌの希塩酸５４ｇを徐々に加え、室温で５時間攪拌し、固形分濃度１１．８質量％のバインダー溶液を調製した。

（３）鎖状シリカ粒子が分散された塗料
上記で調製した鎖状シリカ粒子の１Ｅ２Ｐ分散液２５０ｇに、上記バインダー溶液４３ｇを徐々に加えた後、室温で２時間攪拌して鎖状シリカ粒子分散液を調製した。さらに、塗工液の固形分濃度を４．３質量％にするため１Ｅ２Ｐ８２０ｇを添加し、６０分間攪拌し、鎖状シリカ粒子が分散された塗料（以下、単に塗料と記述する場合がある）を得た。

遮光膜１４が形成された接合レンズ１０をレンズの光軸を中心に１００ｒｐｍで回転させながら、遮光膜上に、得られた鎖状シリカ粒子を含む塗料を含ませたスポンジを押し当てて塗布した。塗布の間、塗布に必要な量が維持できるように、スポイドで塗料をスポンジに供給した。その後、室温２３℃のクリーンルーム雰囲気中で２時間放置して、遮光膜上に多孔質層を有する接合レンズ１０を作製した。

（実施例２）
本実施例は、多孔質膜１５を形成するための塗料に含まれる鎖状シリカ粒子を中空シリカ粒子に変えた点で、実施例１とは異なっている。それ以外は、実施例１と同様にして接合レンズを作製した。以下、実施例１と同様の工程の説明は省略し、相違点を述べるに留める。

多孔質膜１５の形成に用いる、中空シリカが分散した塗料（固形分濃度３．８０質量％）を以下の方法で調整した。

１Ｅ２Ｐ５０ｇをフラスコに入れた。そして、中空粒子の固形分濃度が２０．５質量％、溶媒がイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと記述する）の中空シリカゾル（スルーリア１１１０、日揮触媒化成株式会社製）２００ｇをフラスコに追加し、さらに１Ｅ２Ｐを１３６ｇ追加した。この混合液を６０ｈＰａまで減圧して４５℃に加温し、濃縮した。３０分間濃縮を継続したところ、液重量は２０５ｇとなっていた。

濃縮して得られた液に、１Ｅ２Ｐ、１－ブトキシ－２－プロパノール（以下、１Ｂ２Ｐ）、２－エチル－１－ブタノール（以下、２Ｅ１Ｂ）を、添加量比率が１Ｅ２Ｐ：１Ｂ２Ｐ：２Ｅ１Ｂ＝３８：３１：３１となるように添加し、希釈液を調製した。この希釈液を３０分間撹拌し、中空粒子が分散された塗料を得た。

中空粒子が分散された塗料５ｇを１０００℃に加熱して、固形分濃度を測定したところ、３．８０５質量％であった。

調整した中空粒子が分散された塗料を、実施例１と同様にして遮光膜までを形成した接合レンズに塗布し、遮光膜の上に多孔質膜を有する接合レンズを得た。

（実施例３）
本実施例は、実施例１で用いた鎖状シリカ粒子が分散された塗料の固形分濃度を７．６質量％に変更した点を除いて、実施例１と同様にして接合レンズを作製した。

塗料の固形分濃度は、実施例１で鎖状シリカ粒子の１Ｅ２Ｐ分散液２５０ｇにバインダー溶液４８ｇを加えて調整した鎖状シリカ粒子分散液に添加する、１Ｅ２Ｐの量によって調整した。

（実施例４）
本実施例は、実施例１で用いた鎖状シリカ粒子が分散された塗料の固形分濃度を２．２質量％に変更した点を除いて、実施例１と同様にして接合レンズを作製した。

塗料の固形分濃度は、実施例３と同様に、調整した鎖状シリカ粒子分散液に添加する１Ｅ２Ｐの量によって調整した。

（実施例５）
本実施例は、実施例１で用いた鎖状シリカ粒子が分散された塗料のバインダー固形分濃度を１３．７質量％に変更した点を除いて、実施例１と同様にして接合レンズを作製した。塗料のバインダー固形分濃度の調整は、次の手順で行った。

実施例１と同様に調整した鎖状シリカ粒子の１－エトキシ－２－プロパノール分散液２５０ｇに、実施例１と同様に調整したバインダー溶液８０ｇを徐々に加えた後、室温で２時間攪拌して鎖状シリカ粒子分散液を調製した。さらに、１－エトキシ－２－プロパノール８２０ｇを添加し、６０分間攪拌し、固形分濃度を１３．７質量％の鎖状シリカ粒子が分散された塗料を得た。

（実施例６）
本実施例６では多孔質層の形成までは実施例１と同様に作製し、その後、多孔質層上にフッ素塗料を塗布して、撥水性を付与した多孔質層を形成した。製法概略については，実施例１とほぼ同じであるため説明を省略し，相違点を述べるに留める。

フッ素塗料はアクリル系フッ素樹脂の溶液（株式会社ハーベス製 デュラサーフＤＳ－１６００５ＣＨ 固形分濃度０．０５質量％）を用いた。フッ素塗料の塗布は、鎖状シリカ粒子が分散された塗料の塗布と同様の手法で行った。

（実施例７）
本実施例では、接合レンズの入射面側の反射防止膜の最表層と、遮光膜上の多孔質層と、を同時に形成した。実施例１と同様の工程の説明は省略し、相違点を述べるに留める。

図３に、本実施例の接合レンズ１０の概略断面を示す。実施例１と同様にして芯取加工したレンズ１１の光入射面１１ａに、アルミナ層と五酸化タンタル層からなる誘電体多層膜（不図示）を形成した。最表層のフッ化マグネシウム層を形成しない以外は、実施例１と同様の遮光膜１４付きの接合レンズ１０を得た。

遮光膜１４が形成された接合レンズ１０の光入射面１１ａを上にして、レンズの光軸を中心にスピンコーターに設置した。接合レンズ１０を１００ｒｐｍで回転させながら、誘電体多層膜が形成された光入射面１１ａに実施例１と同じ塗料０．５ｍｌを滴下した。滴下した後に５秒間回転させることによって、接合樹脂層１３の端面上の遮光膜１４上に塗料を供給する。その後、３５００ｒｐｍで１分間回転させ、光入射面１１ａの上に、反射防止膜の最表層の低屈折率膜としての多孔質膜１５と、接合レンズ１０の端面の多孔質膜１５とを同時に形成した。

本実施例の接合レンズ１０の反射率を、反射率測定機（オリンパス株式会社製 ＵＳＰＭ－ＲＵ）を用いて波長４００ｎｍから７５０ｎｍの反射率を測定した。結果を図４に示す。測定範囲で反射率が０．２％以下の反射防止膜が得られることが確認できた。

（比較例１）
本比較例では、遮光膜までは実施例１と同様に形成したが、その後の工程は行わず、端部に多孔質層を有さない接合レンズを作製した。

（比較例２）
本比較例は、遮光膜までは実施例１と同様に作成した。その後、シリカ加水分解縮合物の塗料（ハネウェル社製 Ｔ－１１１ 固形分濃度４．５質量％）を遮光膜の上に塗布し、シリカを含むが多孔質ではない膜を形成した。

（比較例３）
本比較例では、遮光膜までは実施例１と同様に作製した。その後、実施例１で多孔質層の形成に用いた鎖状シリカ粒子分散された塗料の固形分濃度を１７質量％に調整した点を除いて、実施例１と同様に多孔質膜１５を形成し、接合レンズ１０を作製した。

（比較例４）
本比較例では、遮光膜までは実施例１と同様に作製した。その後、実施例１で多孔質層の形成に用いた鎖状シリカ粒子が分散された塗料の固形分濃度を０．５質量％に調整した点を除いて、実施例１と同様に多孔質膜１５を形成し、接合レンズ１０を作製した。

（評価）
上記実施例および比較例で得られた多孔質膜および接合レンズを、下記の方法に従って評価した。

（１）屈折率測定
多孔質膜１５の屈折率は、各実施例および比較例で用いた塗料を、シリコン基板に４０００ｒｐｍでスピンコートして成膜した膜を、分光エリプソメトリー（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ ＥＣ－４００）を用いて測定した。屈折率として波長５８８ｎｍの値を用いた。

（２）膜厚測定
多孔質膜１５の膜厚は、温湿度験後の接合レンズの割断面を研磨し、フィールドエミッション走査型電子顕微鏡（ＵＬＴＲＡ５５ ＣａｒｌＺｅｉｓｓ社製）により測定した。

（３）温湿度験
６０℃９０ＲＨ％の高温高湿槽に５００ｈｒ投入した後、２３℃５０ＲＨ％の環境に取り出し、取り出し後に目視で接合レンズの外周部における白化の発生状況を観察した。以下の基準で評価した。
○：外周部に白化が確認されなかった。
×：外周部に白化が確認された。

（４）膜クラック
多孔質膜を形成するための塗料を塗布して乾燥が完了してから、２４ｈｒ後の多孔質膜のクラックによる剥離について目視で確認した。以下の基準で評価した。
○：接合レンズの端面にクラックによる剥離がなかった。
×：接合レンズの端面にクラックによる剥離があった。

（５）接触角測定
全自動接触角計（共和界面科学株式会社製 ＤＭ－７０１）を用い、多孔質膜１５の表面に純水２μｌの液滴を接触させた時の接触角を測定した。

実施例および比較例で得られた多孔質膜および接合レンズについて、（１）～（５）の評価を行った結果を表１に示す。

（６）拭き評価
不織布（クローサーＶＴ２５、小津産業株式会社）を用いて多孔質層１５の表面を５０ｇ荷重で拭いた後、目視で確認を行うことで密着性の評価を行った。
○：拭き後削れが観察されなかった。
×：拭き後削れが観察された。

（実施例及び比較例の評価）
実施例１から６の接合レンズには、膜厚が０．４μｍから１０μｍの範囲にあり、屈折率が１．１９から１．３２の範囲にある多孔質膜が形成されており、温湿度試験による外周部の白化の発生はなく、膜クラックも見られなかった。実施例１から５では試験槽から取り出し直後にシャボン色の水膜が目視により観測されたが、水の接触角が高い実施例６では水膜が観察されず、結露、乾燥性に優れていた。

一方、多孔質層を有していない比較例１、多孔質でないシリカ膜を有する比較例２では、温湿度試験で白化が見られた。多孔質膜の膜厚が厚い比較例３では、膜クラックによる剥離が観測され、温湿度試験でも白化が観測された。また、多孔質膜の膜厚が０．０５μｍと薄い比較例４では、温湿度試験で白化が確認された。

以上の結果から、本発明にかかる構成の接合レンズは、環境の変化によって接合樹脂層の端部に生じる白化が抑制され、光学特性の低下が抑制されていることが確認できた。

１０ 接合レンズ
１１ 第１のレンズ（第１の光学要素）
１２ 第２のレンズ（第２の光学要素）
１３ 接合樹脂層（第３の光学要素）
１４ 遮光膜（第２の樹脂膜）
１５ 多孔質膜

Claims (18)

1. 第１の光学要素と、第２の光学要素と、前記第１の光学要素と前記第２の光学要素とに挟まれた、樹脂を含む第３の光学要素と、を備える接合レンズであって、
   前記第１の光学要素と前記第２の光学要素とは、前記第３の光学要素によって接合され、
   前記第３の光学要素の、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素のいずれにも接していない面に接して設けられた遮光膜と、
   前記遮光膜の少なくとも一部を覆う多孔質膜と、
   を有することを特徴とする接合レンズ。
2. 前記多孔質膜が、連通孔構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の接合レンズ。
3. 前記多孔質膜が、シリカ粒子を含む層であることを特徴とする請求項１または２に記載の接合レンズ。
4. 前記シリカ粒子が、鎖状のシリカ粒子を含むことを特徴とする請求項３に記載の接合レンズ。
5. 前記遮光膜の上の前記多孔質膜の膜厚が、０．４μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接合レンズ。
6. 前記多孔質膜の屈折率が、１．１９以上１．３２以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の接合レンズ。
7. 前記遮光膜の平均厚さが２μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の接合レンズ。
8. 前記遮光膜が樹脂を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の接合レンズ。
9. 前記遮光膜が、顔料または染料を含むエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項８に記載の接合レンズ。
10. 前記多孔質膜の表面にフッ素化合物またはシリコーンが付着しており、前記表面の水の接触角が８０°以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の接合レンズ。
11. 前記接合レンズが、光入射面に誘電体多層膜を有しており、
    前記多孔質膜が、前記誘電体多層膜を覆っていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の接合レンズ。
12. 筐筒と、
    前記筐筒の内部に配置された請求項１から１１のいずれか１項に記載の接合レンズと、
    を有することを特徴とする光学系。
13. 請求項１２に記載の光学系と、前記光学系を介して入射する光を受光する撮像素子と、
    を備えることを特徴とする光学装置。
14. 接合レンズの製造方法であって、
    第１の光学要素と第２の光学要素とを接着剤で接着して、第１の光学要素と第２の光学要素とが樹脂層によって接合されたレンズを作製する工程と、
    前記樹脂層の、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素のいずれにも接していない面に遮光塗料を塗布して遮光膜を形成する工程と、
    前記遮光膜の上に粒子が分散された塗料を塗布して乾燥させ、前記遮光膜の少なくとも一部を覆う多孔質膜を形成する工程と、
    を有することを特徴とする接合レンズの製造方法。
15. 前記粒子が分散された塗料を乾燥させる温度が、１００℃以下であることを特徴とする請求項１４に記載の接合レンズの製造方法。
16. 前記粒子が分散された塗料は、酸化物換算で３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下のシリカ粒子を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の接合レンズの製造方法。
17. 前記粒子が分散された塗料は、分子量が、ポリスチレン換算で１０００以上３０００以下のシランアルコキシ加水分解縮合物を含むことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の接合レンズの製造方法。
18. 前記遮光塗料が、顔料または染料を含むエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１４から１７のいずれかに記載の接合レンズの製造方法。

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