JP2023163128A - Optical member and lens unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部材およびレンズユニットに関する。 The present invention relates to an optical member and a lens unit.
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)。 In order to protect a light-transmitting member that transmits light, it is known to cover the light-transmitting member with a hard coat film that is harder than the light-transmitting member. In this case, if the translucent member and hard coat film are exposed to ultraviolet rays, cracks may occur in the hard coat film, so coating the hard coat film with an antireflection film is being considered (for example, patented (See Reference 1).
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。 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.
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。 However, in the optical member of Patent Document 1, the antireflection film may peel off when the surrounding environment changes. For example, when the optical member of Patent Document 1 is left outdoors for a long time, the antireflection film may peel off due to temperature changes or climate changes.
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical member and a lens unit that can improve durability.
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。 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.
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。 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.
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。 The exemplary present invention can provide an optical member and a lens unit that can improve durability.
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。 Hereinafter, optical members according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the drawings, the same or corresponding parts are given the same reference numerals and the description will not be repeated. The dimensions, shapes, and magnitude relationships between components in the drawings are not necessarily the same as the actual dimensions, shapes, and magnitude relationships between components. In particular, the thicknesses of the antireflection layer, hard coat layer, and translucent member in the drawings may be significantly different from the actual thicknesses of the antireflection layer, hard coat layer, and translucent member. Note that in this specification, the "thickness" of each part of the optical member indicates the length of the optical member in the optical axis direction.
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。
The
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。
The
[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。
[Transparent member 110]
The
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。
[Hard coat layer 120]
The
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。
It is preferable that the
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。
In this embodiment, the
[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。
[Anti-reflection layer 130]
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。
The thickness of the
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。
The
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。
The refractive index of the high
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。
The high
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。
For example, the high
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。
For example, the refractive index of the low
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。
The thickness of the high
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。
The
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。
The total number of high
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。
Note that even if films containing Si 3 N 4 are formed continuously with interruptions when forming the
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。
As described above, the total number of high
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。
In this specification, the order of the films of the
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。
In the
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。
In one example, in the
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。 Similarly, regarding the thicknesses of the second film and the third film, it is preferable that the thickness of the thicker film is 6 times or less the thickness of the thinner film. For example, when the thickness of the second film is greater than the thickness of the third film, the thickness of the second film is preferably six times or less than the thickness of the third film. Alternatively, when the thickness of the third film is greater than the thickness of the second film, the thickness of the third film is preferably six times or less than the thickness of the second film.
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。
As described above, in the
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。
In the
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。
The outermost film of the
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。
Further, according to the
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。
The
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。
Further, the total number of high
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。
The total number of high
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。
The film located farthest from the
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。
Note that the
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、次の式(1)に示した標数行列を用いて決定できる。
The reflectance of the
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。 where δ r =2πNd cos θ/λ is the effective optical thickness of the film at a particular wavelength and nm is the refractive index of the substrate. If q is the membrane next to the substrate, the order is:
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。式(1)および式(2)を用いて、反射率(R)は、式(3)に示すように導出できる。 M 1 indicates the matrix associated with the first membrane. The same applies to M2 , etc. As in the case of a single surface, n 0 does not need to be a real number for reflectance and only for transmittance to have a valid meaning. Using equations (1) and (2), the reflectance (R) can be derived as shown in equation (3).
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。
As described above, the
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。
The
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。
Note that in the
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。
Next, the
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。
The
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。
For example, the
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。
Note that the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Since the
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。
As described above, since the
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。
Further, the
まず、実施例1の光学部材100を説明する。
First, the
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。
A
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。
A
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。
The surface of the
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。
Table 1 shows the configuration of the
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。
In the
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。
In the
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。
Next, the
[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。
[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
[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。
[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
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。
Table 2 shows the results of the thermal shock test of the
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。
As shown in Table 2, in the
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。
In the same manner as the
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。
Table 3 shows the structure of the
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。
In the
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。
In the
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。
In the
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。
In the
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。
Further, in the same manner as the
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。 Table 4 shows the structure of the antireflection layer in the optical members of Comparative Examples 1 to 7. In addition, in any of the optical members of Comparative Examples 1 to 6, 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. However, in the optical member of Comparative Example 7, when light with a wavelength of 450-800 nm is incident at an incident angle of 5°, 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%.
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。 In the optical member of Comparative Example 1, the total number of antireflection layers is five. The first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 2, the total number of antireflection layers is eight. The first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 3, the total number of antireflection layers is eight. Again, the first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 4, the total number of antireflection layers is eight. Again, the first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 5, the total number of antireflection layers was 10. Again, the first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 6, the total number of antireflection layers was 10. Again, the first film is a high refractive index film, and 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.
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。 In the optical member of Comparative Example 7, the total number of antireflection layers is eight. Again, the first film is a high refractive index film, and 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.
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。
Next, Table 5 shows the configurations of the antireflection layers in the
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。
In the
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。
Note that the present technology can have the following configuration.
(1) A translucent member,
a hard coat layer covering the translucent 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 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,
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,
An optical member, wherein the antireflection layer has an average reflectance of 40% or more in a wavelength range of 300 to 400 nm.
(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。 (2) The optical member according to (1), wherein the total number of the high refractive index film and the low refractive index film is 10 or less.
(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。 (3) The optical member according to (1) or (2), wherein the total number of the high refractive index film and the low refractive index film is 6 or more and 8 or less.
(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。 (4) The optical member according to any one of (1) to (3), wherein the film located farthest from the hard coat layer among the antireflection layers is the low refractive index film.
(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。
(5) 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)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。
(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.
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
100
Claims (6)
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。 a translucent member;
a hard coat layer covering the translucent 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 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,
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,
An optical member, wherein the antireflection layer has an average reflectance of 40% or more in a wavelength range of 300 to 400 nm.
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。 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 claims 1 to 3.
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。 It also has 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 claim 5, wherein the remaining lenses among the plurality of lenses are arranged within the lens barrel.
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|---|---|---|---|---|
| WO2024203502A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | ニデック株式会社 | Lens unit and camera module |
-
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024203502A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | ニデック株式会社 | Lens unit and camera module |
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