JPH05100104A - 複合型光学部品 - Google Patents

複合型光学部品

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JPH05100104A
JPH05100104A JP28405491A JP28405491A JPH05100104A JP H05100104 A JPH05100104 A JP H05100104A JP 28405491 A JP28405491 A JP 28405491A JP 28405491 A JP28405491 A JP 28405491A JP H05100104 A JPH05100104 A JP H05100104A
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JP
Japan
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glass
resin
oxide
layer
reflection
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Withdrawn
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JP28405491A
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English (en)
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Nobuaki Mitamura
宣明 三田村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 [目的] ガラスと樹脂との接合面に十分な接着強度を
有し、しかもガラスと樹脂との界面の反射を有効に防止
する。 [構成] ガラス基板の表面に、ガラス表面側から樹脂
側へ、二酸化珪素(SiO2 )からなる第一層と、酸化
ジルコニウム(ZrO2 )、酸化チタン(TiO2 )、
酸化タンタル(Ta2 5 )、酸化ジルコニウム(Zr
2 )と酸化チタン(TiO2 )の混合物、または酸化
ジルコニウム(ZrO2 )と酸化タンタル(Ta
2 5 )の混合物からなる第二層と、二酸化珪素(Si
2 )からなる第三層とからなる等価膜を形成する。S
iO2 含有量が少ない高屈折率ガラスであってもガラス
と樹脂との接合面に十分な接着強度を付与し、かつ、ガ
ラスと樹脂との界面の反射を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスと樹脂とが接合
されて構成された複合型光学部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カメラ等の光学機器において、複
数のレンズからなる複合レンズと同等の作用を有する非
球面レンズを使用することにより、光学機器のレンズ枚
数の削減、小型・軽量化、低コスト化が図られている。
このような非球面を有した光学部品としては、例えば、
特開昭59−12412号公報に開示されるように、ガ
ラス面上に樹脂層を形成した複合型光学部品が提案され
ている。
【0003】一般に、このような複合型光学部品は、樹
脂の硬化収縮やガラスと樹脂の線膨張係数の違いによる
応力が発生するため、ガラスと樹脂の接合面に充分な接
着強度が必要である。従来、このような接合面の接着強
度を確保する方法としては、例えば特開昭54−600
6号公報に開示されるように、ガラスの表面をシランカ
ップリング剤により処理した後、樹脂層を形成する方法
が提案されている。
【0004】また、このような複合型光学部品に用いら
れる樹脂の屈折率は、一般に1.5付近に限られてお
り、ガラスと樹脂の界面反射の問題から屈折率が1.5
付近のガラスと組み合わされて構成されることが多い。
しかしながら、最近光学設計上の理由から、ますます高
屈折率のガラスを用いた複合型光学部品が望まれてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、シランカップ
リング剤は、全ての無機物に対し表面処理効果を有する
ものではなく、特に二酸化珪素のようなシリコン酸化物
に対して最もその効果が高い特性を有している。一方、
高屈折率ガラスの中には、二酸化珪素の含有率が低いも
のが少なくなく、このようなガラスにおいては、シラン
カップリング剤の表面処理効果も充分に期待できないた
め、ガラスと樹脂との接合面に充分な接着強度が得られ
ないという問題がある。さらに、ガラスの屈折率が高い
場合には、樹脂層との屈折率差が大きくなるため、ガラ
スと樹脂層との界面の反射も無視できなくなり、フレア
ーの原因となったり、透過率の減少をきたす恐れがあ
る。
【0006】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、高屈折率ガラスと樹脂層からなり、ガラ
スと樹脂の接合面に充分な接着強度を有し、且つガラス
と樹脂との界面の反射が防止された複合型光学部品を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の複合型光学部品
は、ガラス基板の表面に、該表面側から樹脂側へ、二酸
化珪素(SiO2 )からなる第一層と、酸化ジルコニウ
ム(ZrO2 )酸化チタン(TiO2 )、酸化タンタル
(Ta2 5 )、酸化ジルコニウム(ZrO2 )と酸化
チタン(TiO2 )の混合物、または酸化ジルコニウム
(ZrO2 )と酸化タンタル(Ta2 5)の混合物か
らなる第二層と、二酸化珪素(SiO2 )からなる第三
層とからなり、所望の屈折率を有するように各層の膜厚
が調整された等価膜を形成している。
【0008】ここで、等価膜とは屈折率が異なる2種類
の膜によって得られる所望の屈折率と等価な膜であり、
たとえば等価膜を低屈折率物質と高屈折率物質を互いに
挟んで3層で構成すると、所望の中間屈折率を有する均
質膜と等価な膜を得ることができるものである。なお、
等価膜の屈折率は各層の屈折率と膜厚とで決定される。
この場合、等価膜を構成する各層は、真空蒸着、イオン
プレーティング、スパッタリング等によって形成するこ
とができる。
【0009】
【作用】本発明に係る複合型光学部品は、ガラス基板の
表面に形成された等価膜の第三層(樹脂と接する層)に
SiO2 を用いるので、シランカップリング剤による表
面処理効果が充分に発揮でき、樹脂層の接着強度を充分
に得ることができる。さらに、本発明の複合型光学部品
は、等価膜の屈折率をガラスと樹脂の屈折率の中間に調
整することにより、ガラスと樹脂の界面反射を防止する
ことができるので、フレアーや透過率減少が起こりにく
い。
【0010】
【実施例1】図1は、本発明による複合型光学部品を示
している。レンズ1は、硝材LAH60(オハラ製)に
より作製されている。この硝材の屈折率は1.83であ
り、SiO2 の含有率は10%以下である。
【0011】レンズ1の表面上には三層からなる等価膜
2が形成されている。以下、この等価膜の作成方法を説
明する。まず、レンズ1をチャンバー径が800mmの
真空蒸着装置にセットした後、真空蒸着チャンバー内を
2×10-5Torr以下の真空に排気する。この場合、
基板の加熱は300℃で行う。その後、SiO2 を電子
線加熱蒸着方により、光学的膜厚にして30nm蒸着し
て第一層を形成する。続いて、ZrO2 を電子線加熱蒸
着法により、光学的膜厚にして36nm蒸着して第二層
を形成する。さらに、SiO2 を電子線加熱蒸着法によ
り、光学的膜厚にして40nm蒸着して第三層を形成す
る。この本実施例の等価膜の構成を表1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】こうして得られた等価膜2の表面上には非
球面の形状を有したUV硬化型ウレタンアクリレート系
の樹脂層3が形成されている。以下に、この樹脂層3の
作成方法を説明する。まず、等価膜2の表面上にエタノ
ールで希釈したシランカップリング剤「KBM−50
3」(信越化学(株))をスピンコートした後、100
℃、20分の条件で乾燥させることにより表面処理を行
う。この後、液状のUV硬化型ウレタンアクリレート系
の樹脂をレンズ1の中心部に適量塗布し、この上から非
球面等所望の形状に形成された金型を樹脂に気泡が入ら
ないように静かに押し付け、樹脂層の厚さが中心で10
0μmになるところで停止する。次にレンズ1の下部か
ら水銀ランプにより紫外線を照射し、樹脂を硬化させた
後、金型から離型する。以上のような工程により、本実
施例の複合型光学部品が製造される。
【0014】図2はこの実施例の複合型光学部品におけ
るガラスと樹脂層との界面の反射特性図であり、ガラス
と樹脂層界面の反射が可視域(400〜700μm)で
有効に防止されている。
【0015】
【実施例2】本実施例では等価膜2以外は実施例1と同
様の条件で行った。以下、等価膜2の作成方法を説明す
る。まず、実施例1と同様の条件で排気および基板加熱
を行った後に、SiO2 を電子線加熱蒸着法により、光
学的膜厚にして30nm蒸着して第一層を形成する。続
いて、TiO2 を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚
にして24nm蒸着して第二層を形成する。さらに、S
iO2 を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚にして4
5nm蒸着して第三層を形成する。本実施例の等価膜の
構成を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】図3は本実施例の複合型光学部品における
ガラスと樹脂層との界面の反射特性であり、本実施例の
複合型光学部品はガラスと樹脂層界面の反射が可視域
(400〜700nm)において有効に反射防止されて
いる。
【0018】
【実施例3】本実施例では等価膜2以外は実施例1と同
様の条件で行った。以下、等価膜2の作成方法を説明す
る。まず、実施例1と同様の条件で排気および基板加熱
を行った後に、SiO2 を電子線加熱蒸着法により、光
学的膜厚にして30nm蒸着して第一層を形成する。続
いて、Ta2 5 を電子線加熱蒸着法により、光学的膜
厚にして30nm蒸着して第二層を形成する。さらに、
SiO2 を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚にして
43nm蒸着して第三層を形成する。本実施例の等価膜
の構成を表3に示す。
【0019】
【表3】
【0020】図4は本実施例の複合型光学部品における
ガラスと樹脂層との界面の反射特性であり、ガラスと樹
脂層との界面で可視域(400〜700nm)の光線の
有効な反射防止が可能となっている。
【0021】
【実施例4】本実施例では等価膜2以外は実施例1と同
様の条件で行った。以下、等価膜2の作成方法を説明す
る。まず、実施例1と同様の条件で排気および基板加熱
を行った後に、SiO2 を電子線加熱蒸着法により、光
学的膜厚にして30nm蒸着して第一層を形成する。続
いて、ZrO2 とTiO2 が9:1で混合された混合物
を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚にして32nm
蒸着して第二層を形成する。さらに、SiO2 を電子線
加熱蒸着法により、光学的膜厚にして44nm蒸着して
第三層を形成する。本実施例の等価膜の構成を表4に示
す。
【0022】
【表4】
【0023】図5は本実施例の複合型複合型光学部品に
おけるガラスと樹脂層との界面の反射特性であり、ガラ
スと樹脂層との界面で可視域(400〜700nm)の
光線の有効な反射防止が可能となっている。
【0024】
【実施例5】本実施例において、レンズ1と等価膜2以
外は実施例1と同様の条件とした。本実施例のレンズ1
は、硝材LAL61(オハラ製)により作成されてい
る。この硝材の屈折率は1.74であり、SiO2 の含
有率は5%以下である。次に、等価膜2の作成方法を説
明する。まず、実施例1と同様の条件で排気および基板
加熱を行った後に、SiO2 を電子線加熱蒸着法によ
り、光学的膜厚にして30nm蒸着して第一層を形成す
る。続いて、ZrO2 とTa2 5 が9:1で混合され
た混合物を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚にして
27nm蒸着して第二層を形成する。さらに、SiO2
を電子線加熱蒸着法により、光学的膜厚にして43nm
蒸着して第三層を形成する。本実施例の等価膜の構成を
表5に示す。
【0025】
【表5】
【0026】図6は本実施例の複合型複合型光学部品に
おけるガラスと樹脂層との界面の反射特性であり、ガラ
スと樹脂層との界面で可視域(400〜700nm)の
光線の有効な反射防止が可能となっている。
【0027】
【比較例】この比較例では、レンズ1に硝材LAH60
を用い、レンズ1の表面上に等価膜2を形成することな
く、実施例1と同様の条件で樹脂層3を形成して複合型
光学部品を得た。この構成を表6に示す。
【0028】
【表6】
【0029】図7はこの比較例におけるガラスと樹脂層
との界面の反射特性を示し、図2ないし図6に比べ可視
域(400〜700nm)での反射が少なくなってい
る。
【0030】
【評価例】上記実施例1〜5および比較例の複合型光学
部品について以下のような方法で、耐熱衝撃性を評価し
た。 耐熱衝撃性 温度が−50℃と90℃の環境下に交互した30分間ず
つ放置するサイクルを5サイクル行った後、外観性能を
目視により評価した。実施例1〜5および比較例の複合
型光学部品について、耐熱衝撃性を評価した結果は表7
に示す通りである。
【0031】
【表7】
【0032】以上の結果からわかるように本発明の複合
型光学部品は、耐熱衝撃性に優れており、しかもガラス
と樹脂層界面の反射も有効に防止されている。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明の複合型光学部品に
よれば、ガラス基板の表面側から樹脂側へ、二酸化珪素
(SiO2 )からなる第一層と、酸化ジルコニウム(Z
rO2 )、酸化チタン(TiO2 )、酸化タンタル(T
2 5 )、酸化ジルコニウム(ZrO2 )と酸化チタ
ン(TiO2 )の混合物、または酸化ジルコニウム(Z
rO2 )と酸化タンタル(Ta2 5 )の混合物からな
る第二層と、二酸化珪素(SiO2 )からなる第三層と
からなる等価膜が形成されているので、SiO2 の含有
量が少ない高屈折率ガラスであっても、ガラスと樹脂の
接合面に充分な接着強度を有し、且つガラスと樹脂との
界面の反射が防止された複合型光学部品とすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合型光学部品の断面図。
【図2】実施例1の反射特性図。
【図3】実施例2の反射特性図。
【図4】実施例3の反射特性図。
【図5】実施例4の反射特性図。
【図6】実施例5の反射特性図。
【図7】比較例の反射特性図。
【符号の説明】 1 レンズ 2 等価膜 3 樹脂層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板とエネルギー硬化性樹脂が界
    面を形成している複合型光学部品において、前記ガラス
    基板の表面側から樹脂側へ、二酸化珪素(SiO2 )か
    らなる第一層と、酸化ジルコニウム(ZrO2 )、酸化
    チタン(TiO2 )、酸化タンタル(Ta2 5)、酸
    化ジルコニウム(ZrO2 )と酸化チタン(TiO2
    の混合物、または酸化ジルコニウム(ZrO2 )と酸化
    タンタル(Ta2 5 )の混合物からなる第二層と、二
    酸化珪素(SiO2 )からなる第三層とからなる等価膜
    が積層されていることを特徴とする複合型光学部品。
JP28405491A 1991-10-04 1991-10-04 複合型光学部品 Withdrawn JPH05100104A (ja)

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