WO2023210687A1 - 光学部材およびレンズユニット - Google Patents

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WO2023210687A1
WO2023210687A1 PCT/JP2023/016441 JP2023016441W WO2023210687A1 WO 2023210687 A1 WO2023210687 A1 WO 2023210687A1 JP 2023016441 W JP2023016441 W JP 2023016441W WO 2023210687 A1 WO2023210687 A1 WO 2023210687A1
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WO
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film
refractive index
lens
antireflection layer
low refractive
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Application number
PCT/JP2023/016441
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English (en)
French (fr)
Inventor
建 杉本
貴則 加本
小百合 中川
ティ ジェニファー トレス ダマスコ
政孝 川上
優衣 水嶋
明典 山本
Original Assignee
ニデック株式会社
ニデックインスツルメンツ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses

Definitions

  • the present invention relates to an optical member and a lens unit.
  • Patent Document 1 discloses that a low refractive index layer made of a metal oxide with a relatively low refractive index and a high refractive index layer made of a metal oxide with a relatively high refractive index are provided on a hard coat film that covers a resin substrate.
  • An optical member is described that includes an antireflection film formed by laminating 11 to 15 layers of .
  • the optical member of Patent Document 1 exhibits a high reflectance when ultraviolet light is incident at a relatively small angle of incidence, and a low luminous reflectance when ultraviolet light is incident at a relatively large angle of incidence. Prevents cracks from occurring in the hard coat film.
  • the antireflection film may peel off when the surrounding environment changes.
  • the antireflection film may peel off due to temperature changes or climate changes.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide an optical member and a lens unit that can improve durability.
  • An exemplary optical member of the present invention includes a light-transmitting member, a hard coat layer covering the light-transmitting member, and an antireflection layer covering the hard coat layer.
  • the antireflection layer is configured such that high refractive index films and low refractive index films are alternately overlapped.
  • the high refractive index film includes Si 3 N 4 .
  • the low refractive index film includes SiO 2 .
  • the total number of the high refractive index films and the low refractive index films is an even number. For each of the high refractive index film and the low refractive index film in the antireflection layer, the ratio of the thickness of the thicker film to the thickness of the thinner film of two adjacent films is 6 times or less.
  • the average reflectance of the antireflection layer in the wavelength range of 300 to 400 nm is 40% or more.
  • An exemplary lens unit of the present invention includes a plurality of lenses, and at least one lens of the plurality of lenses is the optical member described above.
  • the exemplary present invention can provide an optical member and a lens unit that can improve durability.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an example of an optical member according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a table showing the film structure of the antireflection layer in the optical member according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a lens unit according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an optical member 100 according to this embodiment.
  • the optical member 100 includes a translucent member 110, a hard coat layer 120, and an antireflection layer 130.
  • Transparent member 110, hard coat layer 120, and antireflection layer 130 are laminated in this order.
  • the transparent member 110, the hard coat layer 120, and the antireflection layer 130 are arranged in this order in close contact with each other.
  • Transparent member 110 The translucent member 110 transmits light.
  • the translucent member 110 has translucency.
  • Translucent member 110 may be transparent or translucent.
  • the translucent member 110 is made of resin.
  • Translucent member 110 may be composed of a single member.
  • the transparent member 110 includes a resin having a cyclic imide structure as a ring structure. Examples of such resins include AZP manufactured by Asahi Kasei Corporation, and RM-104, RM-250, and RM-100-Z manufactured by Nippon Shokubai Corporation.
  • the translucent member 110 has a flat surface. Note that at least one surface of the transparent member 110 may be a convex surface or a concave surface.
  • the light-transmitting member 110 functions as a lens (specifically, for example, a biconvex lens, a plano-convex lens, a convex meniscus lens, and a concave meniscus lens).
  • Hard coat layer 120 covers the transparent member 110.
  • the hard coat layer 120 covers the air side of the transparent member 110.
  • Hard coat layer 120 has higher hardness than translucent member 110.
  • the hard coat layer 120 provides scratch resistance to the light-transmitting member 110 and improves the adhesion between the light-transmitting member 110 and the antireflection layer 130 .
  • the hard coat layer 120 transmits light.
  • the hard coat layer 120 has translucency.
  • Hard coat layer 120 may be transparent or translucent.
  • the hard coat layer 120 includes a base layer.
  • the base layer includes an organic material layer or an organosilicon compound layer.
  • metal oxide fine particles may be dispersed in the base layer.
  • Antireflection layer 130 coats hard coat layer 120 .
  • the antireflection layer 130 covers the air side of the hard coat layer 120.
  • the antireflection layer 130 suppresses reflection of light.
  • the antireflection layer 130 suppresses at least a portion of the light that is about to enter the light-transmitting member 110 from being reflected on the surface.
  • it is preferable that the antireflection layer 130 suppresses visible light that is about to enter the transparent member 110 from being reflected on the surface.
  • the thickness of the antireflection layer 130 is 100 nm or more and 1000 nm or less.
  • the thickness of the antireflection layer 130 may be 200 nm or more and 900 nm or less, or 300 nm or more and 800 nm or less.
  • the antireflection layer 130 has a high refractive index film 130a and a low refractive index film 130b.
  • the antireflection layer 130 is configured such that high refractive index films 130a and low refractive index films 130b are alternately overlapped.
  • the antireflection layer 130 has a laminated film structure.
  • the refractive index of the high refractive index film 130a is higher than the refractive index of the low refractive index film 130b. Typically, in the visible range, the refractive index of the high refractive index film 130a is higher than the refractive index of the low refractive index film 130b.
  • the high refractive index film 130a contains trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ).
  • the low refractive index film 130b contains silicon dioxide (SiO 2 ). In this way, the high refractive index film 130a contains trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ) and the low refractive index film 130b contains silicon dioxide (SiO 2 ), thereby improving thermal shock resistance.
  • the high refractive index film 130a has a refractive index of 1.9 or more. In one example, the high refractive index film 130a has a refractive index of 1.9 or more and 2.3 or less.
  • the refractive index of the low refractive index film 130b is 1.5 or more and 1.8 or less. In one example, the refractive index of the low refractive index film 130b is 1.6 or more and 1.75 or less.
  • the thickness of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b is 5 nm or more and 200 nm or less. Thereby, the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b can be formed uniformly, and a plurality of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b can be arranged in the antireflection layer 130.
  • the thickness of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b may be 10 nm or more and 180 nm or less, or 20 nm or more and 170 nm or less.
  • the antireflection layer 130 has a laminated film structure.
  • the number of high refractive index films 130a is the same as the number of low refractive index films 130b, and the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b in the antireflection layer 130 is the same as the number of low refractive index films 130b. is an even number.
  • trisilicon tetranitride Si 3 N 4
  • silicon dioxide SiO 2
  • the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b exhibit different stresses. Since the number of high refractive index films 130a is the same as the number of low refractive index films 130b, stress balance can be maintained in the antireflection layer 130, and durability can be improved.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is preferably 10 or less.
  • the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b may be formed by sputtering. By forming by sputtering, the thicknesses of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b can be controlled more precisely.
  • the antireflection layer Since the total number of films of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b is 10 or less, even when the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b are formed by sputtering at high temperatures, the antireflection layer The time for forming the transparent member 130 can be shortened, and the load on the transparent member 110 can be reduced.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is preferably 10 or less. Thereby, the stress in the antireflection layer 130 can be easily adjusted.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b may be 6 or more and 8 or less. Thereby, the antireflection layer 130 with appropriate hardness can be easily formed.
  • the order of the films in the stacked films of the antireflection layer 130 may be described in the order closest to the hard coat layer 120.
  • the film closest to the hard coat layer 120 among the stacked films of the antireflection layer 130 is described as the first film
  • the film closest to the hard coat layer 120 after the first film among the stacked films of the antireflection layer 130 is described as the first film. It is described as a second film.
  • the high refractive index films 130a and the low refractive index films 130b are arranged alternately. It is preferable that the difference in film thickness between the adjacent high refractive index film 130a and low refractive index film 130b in the antireflection layer 130 is relatively small.
  • the thickness of one of the adjacent high refractive index film 130a and low refractive index film 130b in the antireflection layer 130 is greater than the thickness of the other thinner film. It is preferably 6 times or less.
  • film thickness ratio the ratio of the thickness of the thicker film to the thickness of the thinner film among two adjacent high refractive index films 130a and low refractive index films 130b. There is. When the film thickness ratio is 6 times or less, the hardness of the antireflection layer 130 can be improved.
  • the second film is sandwiched between the first film and the third film.
  • the thickness of the thicker film is 6 times or less the thickness of the thinner film.
  • the thickness of the first film is preferably six times or less than the thickness of the second film.
  • the thickness of the second film is preferably six times or less than the thickness of the first film.
  • the thickness of the thicker film is 6 times or less the thickness of the thinner film.
  • the thickness of the second film is preferably six times or less than the thickness of the third film.
  • the thickness of the third film is preferably six times or less than the thickness of the second film.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is an even number. Therefore, the first film of the antireflection layer 130 that is closest to the hard coat layer 120 is different from the film that is farthest from the hard coat layer 120 (the outermost film). For example, when the first film is the high refractive index film 130a, the outermost film is the low refractive index film 130b. Conversely, when the first film is the low refractive index film 130b, the outermost film is the high refractive index film 130a.
  • the anti-reflection layer 130 by adjusting the film thickness of the high refractive index film 130a and the film thickness of the low refractive index film 130b, the anti-reflection layer 130 has an average reflection in the wavelength range (300-400 nm) corresponding to the ultraviolet region.
  • the reflectance can be made 40% or more, and the average reflectance in the wavelength range (450-800 nm) corresponding to the visible region can be made 2.0% or less.
  • This can suppress ultraviolet light from entering the hard coat layer 120 and the transparent member 110 via the antireflection layer 130, and improve the adhesion between the antireflection layer 130, the hard coat layer 120, and the transparent member 110. The decline can be suppressed.
  • visible light can be transmitted through the hard coat layer 120 and the transparent member 110 via the antireflection layer 130.
  • the outermost film of the antireflection layer 130 is preferably a low refractive index film 130b containing SiO 2 . Thereby, the reflectance in the visible range can be easily reduced. In this case, since the total number of films in the antireflection layer 130 is an even number, the film adjacent to the hard coat layer 120 in the antireflection layer 130 becomes the high refractive index film 130a.
  • the average reflectance at wavelengths corresponding to the ultraviolet region is 40% or more, and at wavelengths corresponding to the visible region (e.g. 450-800 nm).
  • the average reflectance can be reduced to 2.0% or less. Therefore, it is possible to suppress ultraviolet light from entering the optical member 100. Thereby, deterioration of the optical member 100 due to ultraviolet rays can be suppressed, so that the durability of the optical member 100 can be improved.
  • Such an optical member 100 is suitably used, for example, as a lens for a lens unit of a vehicle-mounted camera for monitoring the surroundings of a vehicle.
  • the optical member 100 of this embodiment includes a light-transmitting member 110, a hard coat layer 120 covering the light-transmitting member 110, and an antireflection layer 130 covering the hard coat layer 120.
  • the antireflection layer 130 is configured such that high refractive index films 130a and low refractive index films 130b are alternately overlapped.
  • the high refractive index film 130a contains Si 3 N 4 and the low refractive index film 130b contains SiO 2 .
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is an even number.
  • the ratio of the thickness of the thicker film to the thickness of the thinner film of the two adjacent films is 6 times or less.
  • the average reflectance of the antireflection layer 130 in the wavelength range of 300 to 400 nm is 40% or more. Thereby, the durability of the optical member 100 can be improved.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is preferably 10 or less. Thereby, the stress in the antireflection layer 130 can be easily adjusted.
  • the total number of high refractive index films 130a and low refractive index films 130b is preferably 6 or more and 8 or less. Thereby, the hardness of the antireflection layer 130 can be adjusted appropriately.
  • the film located farthest from the hard coat layer 120 in the antireflection layer 130 is preferably the low refractive index film 130b. Thereby, the reflectance of the antireflection layer 130 can be easily reduced in the visible range.
  • the antireflection layer 130 transmits light in the visible range while reflecting light in the ultraviolet range. Note that the reflectance of the antireflection layer 130 may be obtained by actual measurement or by calculation.
  • the reflectance of the antireflection layer 130 can be obtained by calculation.
  • Essential Mcleod software which models optical coatings using transfer matrix methods, can be used to predict the propagation of electromagnetic waves through thin film stacks.
  • the reflectance of a film stack can be calculated by the optical admittance (Y), which is the ratio of the total tangential magnetic field (C) and electric field (B).
  • Y optical admittance
  • C total tangential magnetic field
  • B electric field
  • the interference matrix of each film can be determined using the characteristic matrix shown in the following equation (1).
  • M 1 indicates the matrix associated with the first membrane. The same applies to M2 , etc.
  • n 0 does not need to be a real number for reflectance and only for transmittance to have a valid meaning.
  • the reflectance (R) can be derived as shown in equation (3).
  • the antireflection layer 130 transmits light in the visible range while reflecting light in the ultraviolet range.
  • the antireflection layer 130 preferably has an average reflectance of 2.0% or less in the wavelength range of 450 to 800 nm, and an average reflectance of 40% or more in the wavelength range of 300 to 400 nm.
  • the optical member 100 of this embodiment exhibits relatively high durability. Therefore, the optical member 100 is suitably used in a surveillance camera or a vehicle-mounted camera. Even when a surveillance camera or a vehicle-mounted camera is used for a long time in an outdoor environment, the optical member 100 can be used continuously.
  • the hard coat layer 120 and the antireflection layer 130 are disposed on one side of the light-transmitting member 110, but the present embodiment is not limited thereto.
  • a hard coat layer 120 and an antireflection layer 130 may be disposed on both sides of the transparent member 110.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an example of the lens unit 200 according to this embodiment.
  • the lens unit 200 includes a plurality of lenses, and at least one lens of the plurality of lenses is the optical member 100.
  • the lens unit 200 includes a first lens 210, a second lens 220, a third lens 230, a fourth lens 240, and a fifth lens 250.
  • the first lens 210, the second lens 220, the third lens 230, the fourth lens 240, and the fifth lens 250 are arranged in order from the object side toward the image side.
  • the first lens 210 is the optical member 100 described above. That is, the first lens 210 includes the above-described translucent member 110, the hard coat layer 120, and the antireflection layer 130.
  • the lens unit 200 further includes a lens barrel 202 and a filter 260.
  • the first lens 210 , the second lens 220 , the third lens 230 , the fourth lens 240 , and the fifth lens 250 are installed in the lens barrel 202 .
  • At least one of the first lens 210, the second lens 220, the third lens 230, the fourth lens 240, and the fifth lens 250 may be arranged such that at least a portion thereof is exposed from the lens barrel 202.
  • the first lens 210 is arranged so that at least a portion thereof is exposed from the lens barrel 202, and the other second lens 220, third lens 230, fourth lens 240, and fifth lens 250 are arranged inside the lens barrel 202.
  • the image sensor 270 may be arranged on the image side with respect to the filter 260 (lens unit 200). For example, as shown in FIG. 3, the image sensor 270 is placed outside the lens unit 200.
  • the filter 260 is arranged on the image side with respect to the fifth lens 250. Filter 260 allows the wavelength of light that reaches image sensor 270 to be selected.
  • the image sensor 270 is a photoelectric conversion element that converts irradiated light into an electrical signal.
  • the image sensor 270 is, for example, a CMOS image sensor or a CCD image sensor. However, the image sensor 270 is not limited to these.
  • the image sensor 270 captures an image of a subject formed by a plurality of lenses.
  • the first lens 210 is a negative meniscus lens with a convex surface facing the object side.
  • the convex object-side surface of the first lens 210 is a spherical surface
  • the concave image-side surface is an aspherical surface.
  • the second lens 220, third lens 230, fourth lens 240, and fifth lens 250 may be made of resin (plastic lens) or glass.
  • the second lens 220, third lens 230, fourth lens 240, and fifth lens 250 may be any of a biconvex lens, a plano-convex lens, a convex meniscus lens, and a concave meniscus lens.
  • the lens unit 200 is suitably used as a vehicle-mounted lens for photographing the surroundings of a vehicle.
  • the lens unit 200 is used as a vehicle-mounted lens for photographing the rear or side of a vehicle.
  • the first lens 210 includes the above-described translucent member 110, hard coat layer 120, and antireflection layer 130, ultraviolet rays entering the lens barrel 202 can be suitably suppressed. Therefore, even if a plastic lens is used as the lens in the lens barrel 202, deterioration of the plastic lens can be suppressed.
  • the lens unit 200 includes a plurality of lenses and at least one lens of the plurality of lenses is the optical member 100, deterioration of the lenses in the lens unit 200 can be suppressed.
  • the first lens 210 including the above-described translucent member 110, hard coat layer 120, and antireflection layer 130 is placed exposed from the lens barrel 202, and the remaining lenses (second lens 220, third lens 230, By arranging the fourth lens 240 and the fifth lens 250 in the lens barrel 202, it is possible to suppress deterioration of lenses other than the highly durable first lens 210.
  • a translucent member 110 made of RM-104 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. was prepared.
  • the light-transmitting member 110 was a meniscus lens with a convex surface facing the object side, and the outer diameter of the lens of the light-transmitting member 110 was about 14 mm.
  • a hard coat layer 120 was coated on the surface of the transparent member 110.
  • the hard coat layer 120 was a photocurable resin material made of urethane or the like.
  • the hard coat layer 120 is formed by applying a coating liquid to the transparent member 110 using a spin coating method, heating and drying the coating film made of the coating liquid, and then exposing the coating film to electromagnetic waves such as ultraviolet rays or electron beams. It was formed by curing.
  • the surface of the hard coat layer 120 was coated with an antireflection layer 130.
  • the antireflection layer 130 was formed by alternately forming a high refractive index film made of Si 3 N 4 and a low refractive index film made of SiO 2 by sputtering. In the optical member 100 of Example 1, eight high refractive index films and eight low refractive index films were alternately formed.
  • Table 1 shows the configuration of the antireflection layer 130 in the optical member 100 of Example 1.
  • the average reflectance in the wavelength range (300-400 nm) corresponding to the ultraviolet range is 40% or more, and the average reflectance in the wavelength range (450-800 nm) corresponding to the visible range is 2.
  • the film thicknesses of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b, of which the total number of films is 8, were set so that the total number of films was 0.0% or less.
  • the average reflectance was set at an incident angle of 5 degrees for each of ultraviolet light and visible light.
  • the average reflectance in the ultraviolet region was 49.6%, and the average reflectance in the visible region was 1.0%.
  • the optical member 100 of Example 1 can suppress the incidence of ultraviolet light. This makes it possible to suppress deterioration of the optical member 100 of Example 1 due to ultraviolet rays, thereby improving weather resistance.
  • the optical member 100 of Example 1 was subjected to a thermal shock test of the optical member 100 and a weather resistance test of the antireflection layer 130 under the following conditions.
  • thermal shock test A thermal shock test was conducted using a thermal shock test device. In the thermal shock test, one cycle consisted of leaving the optical member 100 of Example 1 in a 85°C (high temperature) environment for 30 minutes and then in a -40°C (low temperature) environment for 30 minutes, and repeated 1000 cycles. Ta. During and after the thermal shock test, it was checked whether the antireflection layer 130 of the optical member 100 was peeled or cracked.
  • Anti-reflection layer weather resistance test A weather resistance test was conducted using a highly accelerated weather resistance tester, a 7.5 kW super xenon weather meter. In the weather resistance test, one cycle consisted of irradiation + rain for 18 minutes, followed by irradiation for 102 minutes, at an irradiance of 180 W/m 2 , and 500 cycles were repeated. During and after the weather resistance test, it was checked whether the antireflection layer 130 had peeled off.
  • Table 2 shows the results of the thermal shock test of the optical member 100 of Example 1 and the weather resistance test of the antireflection layer 130.
  • samples with no peeling or cracks in a visual inspection under a fluorescent lamp after a thermal shock test are indicated by ⁇
  • samples with peeling or cracks are indicated by ⁇ .
  • after the weather resistance test in a visual inspection under a fluorescent lamp, a sample with no peeling is indicated as "O", and a sample with peeling is indicated as "x".
  • optical members 100 of Examples 2 to 5 were produced.
  • the optical members 100 of Examples 2 to 5 were also subjected to a thermal shock test and a weather resistance test in the same manner as the optical member 100 of Example 1.
  • Table 3 shows the configuration of the antireflection layer 130 in the optical member 100 of Examples 1 to 5.
  • the film thicknesses of the high refractive index film 130a and the low refractive index film 130b of the antireflection layer 130 are such that light with a wavelength of 300 to 400 nm is incident at an incident angle of 5°.
  • the average reflectance was set to be 40% or more when the wavelength was 450 to 800 nm, and the average reflectance was 2% or less when light with a wavelength of 450 to 800 nm was incident at an incident angle of 5°.
  • the total number of antireflection layers 130 is six.
  • the first film is the high refractive index film 130a
  • the sixth film which is the outermost film, is the low refractive index film 130b.
  • the film thickness ratio is 1.2 or more and 2.6 or less.
  • the total number of antireflection layers 130 is eight.
  • the first film is the high refractive index film 130a
  • the eighth film which is the outermost film, is the low refractive index film 130b.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 2.4 or less.
  • the total number of antireflection layers 130 is eight.
  • the first film is the high refractive index film 130a
  • the eighth film which is the outermost film, is the low refractive index film 130b.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 2.5 or less.
  • the total number of antireflection layers 130 is ten.
  • the first film is the high refractive index film 130a
  • the tenth film which is the outermost film, is the low refractive index film 130b.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 5.9 or less.
  • optical members of Comparative Examples 1 to 7 were produced.
  • the optical members of Comparative Examples 1 to 7 were also subjected to thermal shock tests and weather resistance tests in the same manner as the optical member 100 of Example 1.
  • Table 4 shows the composition of the antireflection layer in the optical members of Comparative Examples 1 to 7.
  • the film thickness of the high refractive index film and the low refractive index film of the antireflection layer is the average thickness when light with a wavelength of 300 to 400 nm is incident at an incident angle of 5°.
  • the reflectance was set to be 40% or more, and the average reflectance when light with a wavelength of 450 to 800 nm was incident at an incident angle of 5° was set to be 2% or less.
  • the average reflectance is 2% or less, while light with a wavelength of 300-400 nm is incident at an incident angle of 5°.
  • the film thicknesses of the high refractive index film and the low refractive index film of the antireflection layer were set so that the average reflectance when the light was incident on the light was less than 40%.
  • the total number of antireflection layers was five.
  • the first film is a high refractive index film
  • the fifth film which is the outermost film, is a high refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 5.8 or less.
  • the total number of antireflection layers was eight.
  • the first film is a high refractive index film
  • the eighth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 12.3 or less. Specifically, the film thickness ratio between the sixth film and the seventh film is 12.3, and the film thickness ratio between the seventh film and the eighth film is 8.8.
  • the total number of antireflection layers was eight.
  • the first film is a high refractive index film
  • the eighth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.0 or more and 10.1 or less. Specifically, the film thickness ratio between the sixth film and the seventh film is 10.1.
  • the total number of antireflection layers was eight.
  • the first film is a high refractive index film
  • the eighth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.1 or more and 8.6 or less. Specifically, the film thickness ratio between the fourth film and the fifth film is 8.6, and the film thickness ratio between the sixth film and the seventh film is 7.2.
  • the total number of antireflection layers was 10.
  • the first film is a high refractive index film
  • the tenth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.2 or more and 6.7 or less. Specifically, the film thickness ratio between the first film and the second film is 6.7.
  • the total number of antireflection layers was 10.
  • the first film is a high refractive index film
  • the tenth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.0 or more and 13.8 or less. Specifically, the film thickness ratio between the eighth film and the ninth film is 7.6, and the film thickness ratio between the ninth film and the tenth film is 13.8.
  • the total number of antireflection layers was eight.
  • the first film is a high refractive index film
  • the eighth film which is the outermost film, is a low refractive index film.
  • the film thickness ratio is 1.2 or more and 3.6 or less.
  • Table 5 shows the configurations of the antireflection layers in the optical members 100 of Examples 1 to 5 and the optical members of Comparative Examples 1 to 6.
  • the present technology can have the following configuration.
  • the antireflection layer is configured such that high refractive index films and low refractive index films are alternately overlapped,
  • the high refractive index film contains Si 3 N 4
  • the low refractive index film contains SiO 2 .
  • the total number of the high refractive index film and the low refractive index film is an even number,
  • the ratio of the thickness of the thicker film to the thickness of the thinner film of two adjacent films is 6 times or less,
  • An optical member, wherein the antireflection layer has an average reflectance of 40% or more in a wavelength range of 300 to 400 nm.
  • a lens unit comprising a plurality of lenses, A lens unit, wherein at least one lens of the plurality of lenses is the optical member according to any one of (1) to (3).
  • (6) further comprising a lens barrel to which multiple lenses can be attached; the at least one lens is arranged to be exposed from the lens barrel, The lens unit according to (5), wherein the remaining lenses among the plurality of lenses are arranged within the lens barrel.
  • Optical member 110 Transparent member 120 Hard coat layer 130 Antireflection layer 130a High refractive index film 130b Low refractive index film

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Abstract

耐久性を向上可能な光学部材を提供する。　光学部材１００は、透光性部材１１０と、透光性部材１１０を被覆するハードコート層１２０と、ハードコート層１２０を被覆する反射防止層１３０とを備える。反射防止層１３０は、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとが交互に重なるように構成される。高屈折率膜１３０ａはＳｉ3Ｎ4を含む。低屈折率膜１３０ｂはＳｉＯ2を含む。高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数が偶数である。反射防止層１３０における高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂのそれぞれについて、隣接する２つの膜のうち薄い膜の厚さに対する厚い膜の厚さの比率が６倍以下である。波長域３００～４００ｎｍにおける反射防止層１３０の平均反射率は４０％以上である。

Description

光学部材およびレンズユニット
　本発明は、光学部材およびレンズユニットに関する。
　光を透過する透光性部材を保護するために、透光性部材よりも硬いハードコート膜で透光性部材を被覆することが知られている。この場合、透光性部材およびハードコート膜が紫外線に晒されると、ハードコート膜にクラックが発生することあるため、ハードコート膜を反射防止膜で被覆することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、樹脂基板を被覆するハードコート膜の上に、屈折率が比較的低い金属酸化物からなる低屈折率層と、屈折率が比較的高い金属酸化物からなる高屈折率層とを１１～１５層積層した反射防止膜を備えた光学部材が記載されている。特許文献１の光学部材は、紫外光が比較的小さい入射角で入射するときに高い反射率を示し、紫外光が比較的大きい入射角で入射するときに低い視感反射率を示すことにより、ハードコート膜にクラックが発生することを防止する。
日本国公開公報：特開２０１３－２０５８０５号公報
　しかしながら、特許文献１の光学部材は、周囲環境が変動すると、反射防止膜が剥離するおそれがある。例えば、特許文献１の光学部材は、長時間室外に放置される場合、温度変化または気候変化によって反射防止膜が剥離するおそれがある。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を向上可能な光学部材およびレンズユニットを提供することにある。
　本発明の例示的な光学部材は、透光性部材と、前記透光性部材を被覆するハードコート層と、前記ハードコート層を被覆する反射防止層とを備える。前記反射防止層は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に重なるように構成される。前記高屈折率膜はＳｉ3Ｎ4を含む。前記低屈折率膜はＳｉＯ2を含む。前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との合計膜数が偶数である。前記反射防止層における前記高屈折率膜と前記低屈折率膜のそれぞれについて、隣接する２つの膜のうち薄い膜の厚さに対する厚い膜の厚さの比率が６倍以下である。波長域３００～４００ｎｍにおける前記反射防止層の平均反射率は４０％以上である。
　本発明の例示的なレンズユニットは、複数のレンズを備え、前記複数のレンズの少なくとも１つのレンズは、上記に記載の光学部材である。
　例示的な本発明は、耐久性を向上可能な光学部材およびレンズユニットを提供できる。
図１は、本実施形態に係る光学部材の一例の模式図である。 図２は、本実施形態に係る光学部材における反射防止層の膜構成を示すテーブルである。 図３は、本実施形態に係るレンズユニットの一例の模式図である。
　以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施形態の光学部材を説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。図中の寸法、形状および構成要素間の大小関係は、実際の寸法、形状および構成要素間の大小関係とは必ずしも同一ではない。特に、図中の反射防止層、ハードコート層および透光性部材の厚さは、実際の反射防止層、ハードコート層および透光性部材の厚さと大きく異なることがある。なお、本明細書において、光学部材の各部位の「厚さ」は、光学部材の光軸方向における長さを示す。
　以下、図１を参照して、本実施形態に係る光学部材１００を説明する。図１は、本実施形態に係る光学部材１００の模式図である。
　光学部材１００は、透光性部材１１０と、ハードコート層１２０と、反射防止層１３０とを備える。透光性部材１１０、ハードコート層１２０および反射防止層１３０は、この順番に積層される。典型的には、透光性部材１１０、ハードコート層１２０および反射防止層１３０は、この順番に密着して配置される。
［透光性部材１１０］
　透光性部材１１０は、光を透過する。透光性部材１１０は、透光性を有する。透光性部材１１０は、透明であってもよく、半透明であってもよい。典型的には、透光性部材１１０は、樹脂製である。透光性部材１１０は、単一部材から構成されていてもよい。例えば、透光性部材１１０は、環構造として環状イミド構造を有する樹脂を含む。このような樹脂は、一例として、旭化成株式会社製のＡＺＰ、株式会社日本触媒製のＲＭ－１０４、ＲＭ－２５０、ＲＭ－１００－Ｚなどが挙げられる。
　透光性部材１１０は、平面を有する。なお、透光性部材１１０の少なくとも一方の面は、凸面または凹面であってもよい。透光性部材１１０が凸面、または凹面を有する場合、透光性部材１１０は、レンズ（具体的には、例えば、両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズおよび凹メニスカスレンズ）として機能する。
［ハードコート層１２０］
　ハードコート層１２０は、透光性部材１１０を被膜する。ハードコート層１２０は、透光性部材１１０の空気側を被覆する。ハードコート層１２０は、透光性部材１１０よりも高い硬度を有する。ハードコート層１２０は、透光性部材１１０に耐擦傷性を付与するとともに、透光性部材１１０と反射防止層１３０との密着性を向上させる。
　ハードコート層１２０は、光を透過することが好ましい。例えば、ハードコート層１２０は、透光性を有する。ハードコート層１２０は、透明であってもよく、半透明であってもよい。
　本実施形態において、ハードコート層１２０は、ベース層を備える。典型的には、ベース層は、有機材料層または有機ケイ素化合物層を含む。また、ハードコート層１２０において、ベース層には、金属酸化物微粒子が分散されてもよい。
［反射防止層１３０］
　反射防止層１３０は、ハードコート層１２０を被膜する。反射防止層１３０は、ハードコート層１２０の空気側を被覆する。反射防止層１３０は、光の反射を抑制する。反射防止層１３０により、透光性部材１１０に入射しようとする光の少なくとも一部が表面で反射することを抑制する。例えば、反射防止層１３０により、透光性部材１１０に入射しようとする可視光が表面で反射することを抑制することが好ましい。
　反射防止層１３０の厚さは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。反射防止層１３０の厚さは、２００ｎｍ以上９００ｎｍ以下であってもよく、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であってもよい。
　反射防止層１３０は、高屈折率膜１３０ａと、低屈折率膜１３０ｂとを有する。反射防止層１３０は、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとが交互に重なるように構成される。反射防止層１３０は、積膜構造を有する。
　高屈折率膜１３０ａの屈折率は、低屈折率膜１３０ｂの屈折率よりも高い。典型的には、可視域において、高屈折率膜１３０ａの屈折率は、低屈折率膜１３０ｂの屈折率よりも高い。
　高屈折率膜１３０ａは、四窒化三珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を含む。低屈折率膜１３０ｂは、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含む。このように、高屈折率膜１３０ａが四窒化三珪素（Ｓｉ3Ｎ4）を含み、低屈折率膜１３０ｂが二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含むことにより、耐熱衝撃性を向上できる。
　例えば、高屈折率膜１３０ａは、１．９以上である。一例では、高屈折率膜１３０ａは、１．９以上２．３以下である。
　例えば、低屈折率膜１３０ｂの屈折率は、１．５以上１．８以下である。一例では、低屈折率膜１３０ｂの屈折率は、１．６以上１．７５以下である。
　高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの厚さは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。これにより、高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂを均一に形成できるとともに、反射防止層１３０において複数の高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂを配置できる。高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの厚さは、１０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であってもよく、２０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下であってもよい。
　反射防止層１３０は、積膜構造を有する。反射防止層１３０において、高屈折率膜１３０ａの膜数は、低屈折率膜１３０ｂの膜数と同じであり、反射防止層１３０において高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は、偶数である。典型的には、四窒化三珪素（Ｓｉ3Ｎ4）は、圧縮応力を示し、二酸化珪素（ＳｉＯ2）は、引張応力を示す。このように、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂは異なる応力を示す。高屈折率膜１３０ａの膜数が低屈折率膜１３０ｂの膜数と同じであることにより、反射防止層１３０において応力の均衡を維持できるため、耐久性を向上できる。
　高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は、１０膜以下であることが好ましい。高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂは、スパッタリングで形成してもよい。スパッタリングで形成することにより、高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの厚さをより精密に制御できる。高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数が１０膜以下であることにより、高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂを高温下においてスパッタリングで形成する場合でも、反射防止層１３０の形成時間を短縮でき、透光性部材１１０への負荷を低減できる。
　なお、反射防止層１３０を形成する際に、Ｓｉ3Ｎ4を含む膜が中断等を介して連続して形成された場合でも、１膜の高屈折率膜１３０ａとする。低屈折率膜１３０ｂについても同様である。
　上述したように、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は、１０膜以下であることが好ましい。これにより、反射防止層１３０における応力の調整を容易にできる。例えば、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は、６膜以上８膜以下であってもよい。これにより、適切な硬度の反射防止層１３０を容易に形成できる。
　本明細書において、反射防止層１３０の積膜のうちハードコート層１２０に近い順番に膜の順番を記載することがある。例えば、反射防止層１３０の積膜のうちハードコート層１２０に最も近い膜を第１膜と記載し、反射防止層１３０の積膜のうち第１膜の次にハードコート層１２０に近い膜を第２膜と記載する。
　反射防止層１３０において、高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂは交互に配置される。反射防止層１３０において隣接する高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの膜厚の差は比較的小さいことが好ましい。例えば、図２から理解されるように、反射防止層１３０において隣接する高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂのうちより厚い一方の膜の膜厚は、より薄い他方の膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。本明細書において、隣接する２つの高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂのうち、より薄い膜の膜厚に対してより厚い膜の膜厚の比率を「膜厚比率」と記載することがある。膜厚比率が６倍以下であることにより、反射防止層１３０の硬度を向上できる。
　一例では、反射防止層１３０において、第２膜は、第１膜と第３膜に挟まれる。この場合、第１膜および第２膜の膜厚において、より厚い膜の膜厚は、より薄い膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。例えば、第１膜の膜厚が第２膜の膜厚よりも大きい場合、第１膜の膜厚は、第２膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。あるいは、第２膜の膜厚が第１膜の膜厚よりも大きい場合、第２膜の膜厚は、第１膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。
　同様に、第２膜および第３膜の膜厚において、より厚い膜の膜厚は、より薄い膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。例えば、第２膜の膜厚が第３膜の膜厚よりも大きい場合、第２膜の膜厚は、第３膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。あるいは、第３膜の膜厚が第２膜の膜厚よりも大きい場合、第３膜の膜厚は、第２膜の膜厚の６倍以下であることが好ましい。
　上述したように、反射防止層１３０において、高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの合計膜数は偶数である。このため、反射防止層１３０のうちハードコート層１２０に最も近い第１膜は、ハードコート層１２０から最も遠い膜（最外膜）とは異なる。例えば、第１膜が高屈折率膜１３０ａである場合、最外膜は低屈折率膜１３０ｂとなる。反対に、第１膜が低屈折率膜１３０ｂである場合、最外膜は高屈折率膜１３０ａとなる。
　反射防止層１３０において、高屈折率膜１３０ａの膜厚および低屈折率膜１３０ｂの膜厚を調整することにより、反射防止層１３０は、紫外域に相当する波長域（３００－４００ｎｍ）における平均反射率を４０％以上にでき、可視域に相当する波長域（４５０－８００ｎｍ）における平均反射率を２．０％以下にできる。これにより、反射防止層１３０を介してハードコート層１２０および透光性部材１１０に紫外光が入射することを抑制でき、反射防止層１３０、ハードコート層１２０および透光性部材１１０の密着性の低下を抑制できる。また、反射防止層１３０を介してハードコート層１２０および透光性部材１１０に可視光を透過させることができる。
　反射防止層１３０の最外膜は、ＳｉＯ2を含む低屈折率膜１３０ｂであることが好ましい。これにより、可視域の反射率を容易に低減できる。この場合、反射防止層１３０において合計膜数が偶数であるため、反射防止層１３０のうちハードコート層１２０に隣接する膜は高屈折率膜１３０ａとなる。
　また、本実施形態の光学部材１００によれば、紫外域に相当する波長（例：３００－４００ｎｍ）における平均反射率が４０％以上であり、可視域に相当する波長（例：４５０－８００ｎｍ）の平均反射率が２．０％以下にできる。このため、光学部材１００に紫外光が入射することを抑制できる。これにより、紫外線による光学部材１００の劣化を抑えることができるため、光学部材１００の耐久品質を向上できる。このような光学部材１００は、例えば、車両の周囲をモニタするための車載カメラのレンズユニット用レンズとして好適に用いられる。
　本実施形態の光学部材１００は、透光性部材１１０と、透光性部材１１０を被覆するハードコート層１２０と、ハードコート層１２０を被覆する反射防止層１３０とを備える。反射防止層１３０は、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとが交互に重なるように構成される。高屈折率膜１３０ａはＳｉ3Ｎ4を含み、低屈折率膜１３０ｂはＳｉＯ2を含む。高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数が偶数である。反射防止層１３０における高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂのそれぞれについて、隣接する２つの膜のうち薄い膜の厚さに対する厚い膜の厚さの比率が６倍以下である。波長域３００～４００ｎｍにおける反射防止層１３０の平均反射率は４０％以上である。これにより、光学部材１００の耐久性を向上できる。
　また、高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は１０膜以下であることが好ましい。これにより、反射防止層１３０における応力の調整を容易にできる。
　高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂとの合計膜数は６膜以上８膜以下であることが好ましい。これにより、反射防止層１３０の硬度を適切に調整できる。
　反射防止層１３０のうちハードコート層１２０から最も離れて位置する膜は、低屈折率膜１３０ｂであることが好ましい。これにより、可視域において反射防止層１３０の反射率を容易に低減できる。
　なお、反射防止層１３０は、可視域の光を透過する一方で、紫外域の光を反射することが好ましい。なお、反射防止層１３０の反射率は、実測で取得してもよく、演算で取得してもよい。
　反射防止層１３０の反射率は、演算で取得できる。例えば、トランスファーマトリックス法を使用して光学コーティングをモデル化するＥｓｓｅｎｔｉａｌ　Ｍｃｌｅｏｄソフトウェアを使用して、薄膜スタックを通過する電磁波の伝播を予測できる。光学干渉マトリックスは、積膜の反射率を計算するための効果的な方法である。光の入射角がゼロ度の状況下で、Ｎ膜の光学薄膜システムを考慮すると、ｎjは屈折率、ｋjは吸光係数、ｄjは各膜の厚さ、ｎ0は空気の屈折率（ｎ0＝１）である。積膜の反射率は、全接線方向の磁場（Ｃ）と電場（Ｂ）の比率である光アドミタンス（Ｙ）によって計算できる。各膜の屈折率と厚さに応じて、各膜の干渉行列は、次の数式（１）に示した標数行列を用いて決定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、δr＝２πＮｄｃｏｓθ／λは、特定の波長における膜の有効光学的厚さであり、ｎmは、基板の屈折率である。ｑが基板の隣の膜である場合、順序は次のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　Ｍ1は、第１膜に関連付けられた行列を示す。Ｍ2等についても同様である。単一の表面の場合のように、ｎ0は、反射率は実数である必要はなく、透過率は有効な意味を持つ必要がある。数式（１）および数式（２）を用いて、反射率（Ｒ）は、数式（３）に示すように導出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上述したように、反射防止層１３０は、可視域の光を透過する一方で、紫外域の光を反射することが好ましい。反射防止層１３０は、波長４５０～８００ｎｍの平均反射率が２．０％以下である一方で、波長３００～４００ｎｍの平均反射率が４０％以上であることが好ましい。
　本実施形態の光学部材１００は、比較的高い耐久性を示す。このため、光学部材１００は、監視カメラまたは車載カメラに好適に用いられる。監視カメラまたは車載カメラが屋外環境下で長時間にわたって用いられる場合でも、光学部材１００は、継続して使用できる。
　なお、図１に示した光学部材１００では、透光性部材１１０の一方の面側に、ハードコート層１２０および反射防止層１３０が配置されたが、本実施形態はこれに限定されない。透光性部材１１０の両面側に、ハードコート層１２０および反射防止層１３０が配置されてもよい。
　次に、図１～図３を参照して本実施形態に係るレンズユニット２００を説明する。図３は、本実施形態に係るレンズユニット２００の一例の模式図である。
　レンズユニット２００は、複数のレンズを備え、複数のレンズの少なくとも１つのレンズは、光学部材１００である。
　レンズユニット２００は、第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０を備える。第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０は、物体側から像側に向かって順に配置されている。
　例えば、第１レンズ２１０は、上述した光学部材１００である。すなわち、第１レンズ２１０は、上述した透光性部材１１０と、ハードコート層１２０と、反射防止層１３０とを備える。
　レンズユニット２００は、鏡筒２０２と、フィルタ２６０とをさらに備える。第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０は、鏡筒２０２に設置される。第１レンズ２１０、第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０の少なくとも一つは、少なくとも一部が鏡筒２０２から露出して配置されてもよい。例えば、第１レンズ２１０は、少なくとも一部が鏡筒２０２から露出して配置され、他の第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０は、鏡筒２０２内に配置される。
　なお、フィルタ２６０（レンズユニット２００）に対して像側に撮像素子２７０が配置されてもよい。例えば、図３に示すように、撮像素子２７０は、レンズユニット２００の外に配置される。
　フィルタ２６０は、第５レンズ２５０に対して像側に配置される。フィルタ２６０により、撮像素子２７０に到達する光の波長を選択できる。撮像素子２７０は、照射された光を電気信号に変換する光電変換素子である。撮像素子２７０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどである。ただし、撮像素子２７０は、これらに限定されるものではない。撮像素子２７０は、複数のレンズによって結像された被写体の像を撮像する。
　第１レンズ２１０は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである。本形態において、第１レンズ２１０の凸面からなる物体側の面は球面であり、凹面からなる像側の面は非球面である。
　第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０は、樹脂（プラスチックレンズ）であってもよく、ガラスであってもよい。
　第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０は、両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズおよび凹メニスカスレンズのいずれであってもよい。
　レンズユニット２００は、車の周囲を撮影するための車載レンズに好適に用いられる。例えば、レンズユニット２００は、車の後方または側方を撮影するための車載レンズに用いられる。
　第１レンズ２１０が、上述した透光性部材１１０と、ハードコート層１２０と、反射防止層１３０とを備えることにより、鏡筒２０２内に入射する紫外線を好適に抑制できる。このため、鏡筒２０２内のレンズとしてプラスチックレンズを用いても、プラスチックレンズの劣化を抑制できる。
　上述したように、レンズユニット２００が複数のレンズを備え、複数のレンズの少なくとも１つのレンズが光学部材１００であることにより、レンズユニット２００内のレンズの劣化を抑制できる。
　また、上述した透光性部材１１０、ハードコート層１２０および反射防止層１３０を備える第１レンズ２１０が鏡筒２０２から露出して配置され、残りのレンズ（第２レンズ２２０、第３レンズ２３０、第４レンズ２４０、および第５レンズ２５０）が鏡筒２０２内に配置されることにより、耐久性の高い第１レンズ２１０以外のレンズの劣化を抑制できる。
　まず、実施例１の光学部材１００を説明する。
　株式会社日本触媒製のＲＭ－１０４を材料とする透光性部材１１０を用意した。透光性部材１１０は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、透光性部材１１０のレンズ外径は約１４ｍｍであった。
　透光性部材１１０の表面にハードコート層１２０を被覆した。ハードコート層１２０は、ウレタン等からなる光硬化性樹脂材料であった。ハードコート層１２０は、スピンコート法によって透光性部材１１０に塗布液を塗布した後、塗布液からなる塗膜を加熱して乾燥させ、その後、紫外線等の電磁波または電子ビームで塗膜を光硬化させて形成した。
　ハードコート層１２０の表面に反射防止層１３０を被覆した。反射防止層１３０は、Ｓｉ3Ｎ4からなる高屈折率膜と、ＳｉＯ2からなる低屈折率膜とをスパッタリング法で交互に形成した。実施例１の光学部材１００では、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に８膜形成した。
　表１に、実施例１の光学部材１００における反射防止層１３０の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例１の光学部材１００において、紫外域に相当する波長域（３００－４００ｎｍ）の平均反射率が４０％以上であり、可視域に相当する波長域（４５０－８００ｎｍ）の平均反射率が２．０％以下となるように、合計膜数が８膜の高屈折率膜１３０ａと低屈折率膜１３０ｂの膜厚を設定した。ここでは、平均反射率は、紫外光、可視光においてそれぞれ５度の入射角で設定した。
　実施例１の光学部材１００の反射防止層１３０において、紫外域の平均反射率は４９．６％とし、可視域の平均反射率は１．０％とした。実施例１の光学部材１００では、紫外光が入射することを抑制できる。これにより、紫外線によって実施例１の光学部材１００の劣化を抑制できるため耐候性を向上できる。
　次に、実施例１の光学部材１００に対して、以下の条件で、光学部材１００の熱衝撃試験と反射防止層１３０の対候性試験を行った。
　［熱衝撃試験］
　冷熱衝撃試験装置を用いて熱衝撃試験を行った。熱衝撃試験では、実施例１の光学部材１００を８５℃（高温）環境下において３０分放置した後で、－４０℃（低温）環境下において３０分放置することを１サイクルとし、１０００サイクル繰り返した。熱衝撃試験中および熱衝撃試験後に、光学部材１００の反射防止層１３０に剥離・クラックが生じていないかチェックした。
［反射防止層対候性試験］
　高促進耐候性試験機７．５ｋＷスーパーキセノンウェザーメーターを用いて対候性試験を行った。対候性試験では、放射照度１８０Ｗ／ｍ2で、照射＋降雨１８分間の後に、照射のみ１０２分間行うことを１サイクルとし、５００サイクル繰り返した。対候性試験中および対候性試験後に、反射防止層１３０が剥離していないかチェックした。
　表２に、実施例１の光学部材１００の熱衝撃試験と反射防止層１３０の対候性試験の結果を示す。本明細書において、熱衝撃試験後に、蛍光灯下での目視検査において剥離・クラックがないものを〇、剥離・クラックがあるものを×で示す。また、本明細書において、対候性試験後に、蛍光灯下での目視検査において、剥離がないものを「〇」、剥離があるものを「×」と示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表２に示すよう実施例１の光学部材１００において、熱衝撃試験および対候性試験の後でも、反射防止層１３０に剥離が生じないことが確認できた。
　実施例１の光学部材１００と同様に、実施例２～５の光学部材１００を作製した。実施例２～５の光学部材１００についても実施例１の光学部材１００と同様に、熱衝撃試験および対候性試験を行った。
　表３に、実施例１～５の光学部材１００における反射防止層１３０の構成を示す。なお、実施例２～５の光学部材１００のいずれにおいても、反射防止層１３０の高屈折率膜１３０ａおよび低屈折率膜１３０ｂの膜厚は、波長３００－４００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が４０％以上となり、波長４５０－８００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が２％以下となるように設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　実施例２の光学部材１００では、反射防止層１３０の合計膜数は６膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜１３０ａであり、最外膜となる第６膜は低屈折率膜１３０ｂである。膜厚比率は、１．２以上２．６以下である。
　実施例３の光学部材１００では、反射防止層１３０の合計膜数は８膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜１３０ａであり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜１３０ｂである。膜厚比率は、１．１以上２．４以下である。
　実施例４の光学部材１００では、反射防止層１３０の合計膜数は８膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜１３０ａであり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜１３０ｂである。膜厚比率は、１．１以上２．５以下である。
　実施例５の光学部材１００では、反射防止層１３０の合計膜数は１０膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜１３０ａであり、最外膜となる第１０膜は低屈折率膜１３０ｂである。膜厚比率は、１．１以上５．９以下である。
　また、実施例１の光学部材１００と同様に、比較例１～７の光学部材を作製した。比較例１～７の光学部材についても実施例１の光学部材１００と同様に、熱衝撃試験および対候性試験を行った。
　表４に、比較例１～７の光学部材における反射防止層の構成を示す。なお、比較例１～６の光学部材のいずれにおいても、反射防止層の高屈折率膜および低屈折率膜の膜厚は、波長３００－４００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が４０％以上となり、波長４５０－８００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が２％以下となるように設定した。ただし、比較例７の光学部材においては、波長４５０－８００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が２％以下となる一方で、波長３００－４００ｎｍの光が入射角５°で入射する場合の平均反射率が４０％未満となるように反射防止層の高屈折率膜および低屈折率膜の膜厚を設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　比較例１の光学部材では、反射防止層の合計膜数は５膜である。第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第５膜は高屈折率膜である。膜厚比率は、１．１以上５．８以下である。
　比較例２の光学部材では、反射防止層の合計膜数は８膜である。第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．１以上１２．３以下である。詳細には、第６膜と第７膜との膜厚比率は１２．３であり、第７膜と第８膜との膜厚比率は８．８である。
　比較例３の光学部材では、反射防止層の合計膜数は８膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．０以上１０．１以下である。詳細には、第６膜と第７膜との膜厚比率は１０．１である。
　比較例４の光学部材では、反射防止層の合計膜数は８膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．１以上８．６以下である。詳細には、第４膜と第５膜との膜厚比率は８．６であり、第６膜と第７膜との膜厚比率は７．２である。
　比較例５の光学部材では、反射防止層の合計膜数は１０膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第１０膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．２以上６．７以下である。詳細には、第１膜と第２膜との膜厚比率は６．７である。
　比較例６の光学部材では、反射防止層の合計膜数は１０膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第１０膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．０以上１３．８以下である。詳細には、第８膜と第９膜との膜厚比率は７．６であり、第９膜と第１０膜との膜厚比率は１３．８である。
　比較例７の光学部材では、反射防止層の合計膜数は８膜である。ここでも、第１膜は高屈折率膜であり、最外膜となる第８膜は低屈折率膜である。膜厚比率は、１．２以上３．６以下である。
　次に、表５に、実施例１～５の光学部材１００および比較例１～６の光学部材における反射防止層の構成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　実施例１～５の光学部材１００では、熱衝撃試験によっても反射防止層１３０に剥離は発生しなかったが、比較例１～６の光学部材では、熱衝撃試験によって反射防止層に剥離が発生した。また、実施例１～５の光学部材１００では、耐候性試験によっても反射防止層１３０に剥離は発生しなかったが、比較例１～７の光学部材では、耐候性試験によって反射防止層に剥離が発生した。
　なお、本技術は、以下のような構成を取り得る。（１）透光性部材と、
　前記透光性部材を被覆するハードコート層と、
　前記ハードコート層を被覆する反射防止層とを備え、
　前記反射防止層は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に重なるように構成され、
　前記高屈折率膜はＳｉ3Ｎ4を含み、
　前記低屈折率膜はＳｉＯ2を含み、
　前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との合計膜数が偶数であり、
　前記反射防止層における前記高屈折率膜と前記低屈折率膜のそれぞれについて、隣接する２つの膜のうち薄い膜の厚さに対する厚い膜の厚さの比率が６倍以下であり、
　波長域３００～４００ｎｍにおける前記反射防止層の平均反射率は４０％以上である、光学部材。
（２）前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との前記合計膜数は１０膜以下である、（１）に記載の光学部材。
（３）前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との前記合計膜数は６膜以上８膜以下である、（１）または（２）に記載の光学部材。
（４）前記反射防止層のうち前記ハードコート層から最も離れて位置する膜は、前記低屈折率膜である、（１）から（３）のいずれかに記載の光学部材。
（５）複数のレンズを備える、レンズユニットであって、
　前記複数のレンズの少なくとも１つのレンズは、（１）から（３）のいずれかに記載の光学部材である、レンズユニット。
（６）複数のレンズが取り付けられる鏡筒をさらに備え、
　前記少なくとも１つのレンズは、前記鏡筒から露出して配置され、
　前記複数のレンズのうちの残りのレンズが前記鏡筒内に配置される、（５）に記載のレンズユニット。
　１００　　光学部材
　１１０　　透光性部材
　１２０　　ハードコート層
　１３０　　反射防止層
　１３０ａ　高屈折率膜
　１３０ｂ　低屈折率膜

 

Claims (6)

  1. 　透光性部材と、
    　前記透光性部材を被覆するハードコート層と、
    　前記ハードコート層を被覆する反射防止層とを備え、
    　前記反射防止層は、高屈折率膜と低屈折率膜とが交互に重なるように構成され、
    　前記高屈折率膜はＳｉ3Ｎ4を含み、
    　前記低屈折率膜はＳｉＯ2を含み、
    　前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との合計膜数が偶数であり、
    　前記反射防止層における前記高屈折率膜と前記低屈折率膜のそれぞれについて、隣接する２つの膜のうち薄い膜の厚さに対する厚い膜の厚さの比率が６倍以下であり、
    　波長域３００～４００ｎｍにおける前記反射防止層の平均反射率は４０％以上である、光学部材。
  2. 　前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との前記合計膜数は１０膜以下である、請求項１に記載の光学部材。
  3. 　前記高屈折率膜と前記低屈折率膜との前記合計膜数は６膜以上８膜以下である、請求項２に記載の光学部材。
  4. 　前記反射防止層のうち前記ハードコート層から最も離れて位置する膜は、前記低屈折率膜である、請求項１から３のいずれかに記載の光学部材。
  5. 　複数のレンズを備える、レンズユニットであって、
    　前記複数のレンズの少なくとも１つのレンズは、請求項１から３のいずれかに記載の光学部材である、レンズユニット。
  6. 　複数のレンズが取り付けられる鏡筒をさらに備え、
    　前記少なくとも１つのレンズは、前記鏡筒から露出して配置され、
    　前記複数のレンズのうちの残りのレンズが前記鏡筒内に配置される、請求項５に記載のレンズユニット。
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