(57)【要約】【課題】内面反射防止用塗料および光学素子の製造方法において、反射防止コート層に積層させても内面反射の反射率を低減しやすいようにする。【解決手段】反射防止コート層５を成膜して製造するレンズ１に用いる内面反射防止用塗料Ｐ３であって、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウム若しくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含む内面反射防止用塗料Ｐ３を用いて、レンズ１の内面反射防止層３を形成する。構成とする。【選択図】図５
2014092632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射防止コート層を成膜して製造する光学素子に用いる内面反射防止用塗料であって、
フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウム若しくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、
色材と
を含む内面反射防止用塗料。
【請求項２】
有効径外の平滑面に前記反射防止コート層が成膜される光学素子の前記平滑面に塗布して用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の内面反射防止用塗料。
【請求項３】
光学面を有する基材に、反射防止コート層を成膜する成膜工程と、
該成膜工程により成膜された前記反射防止コート層のうち前記光学面の有効径の範囲外の成膜部位を含む、前記基材の表面上の領域に、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウムもしくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含む内面反射防止用塗料を塗布して内面反射防止層を形成する内面反射防止層形成工程と
を備える光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面反射防止用塗料および光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、カメラなどの光学機器に用いるレンズなどの光学素子を製造する場合、光学素子内の内面反射によるフレアやゴーストを抑えるために、光学素子の有効径外の表面に黒色などの内面反射防止用塗料が塗られる場合がある。
例えば、特許文献１には、粒子径が０．１μｍ以下であり、かつ屈折率が１．５以上である黒色無機微粒子を含有することを特徴とする光学部材の内面反射防止用塗料が記載されている。
また、特許文献２には、屈折率が１．６５以上であるエポキシ樹脂前駆体と、硬化触媒と、黒色粒子とを含むことを特徴とする光学素子用塗料が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８２５１０号公報
【特許文献２】特開２００９−２８２４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術の内面反射防止用塗料および光学素子の製造方法には、以下の問題があった。
特許文献１、２に記載の内面反射防止用塗料、光学素子用塗料（内面反射防止用塗料）は、いずれも、光学素子の小型化、高機能化に伴って、光学素子の硝材の屈折率が大きくなる傾向に着目し、相対的に大きな屈折率を備える内面反射防止用塗料を用いている。これにより、光学素子の屈折率が高屈折率であっても、光学素子と内面反射防止用塗料との界面における全反射が起りにくくなるため、全反射に起因する内面反射が低減される。
しかし、界面の反射率は、界面を挟む媒質の屈折率の差が大きいほど大きくなるため、光学素子の硝材の屈折率の大きさによっては、必ずしも高屈折率の内面反射防止用塗料が高い反射防止効果を有するとは言えない。
また、光学素子はほとんどの場合、光学面における透過率を向上するために、表面に反射防止コート層が形成されている。このような反射防止コート層は、薄膜における反射光の干渉を利用して、特定の波長または波長帯域に対する反射率を低減している。
このような反射防止コート層は、光学面の反射率を低減するものであるため、最外面が空気と接する前提で設計されている。したがって、反射防止コート層の最外面に高屈折率の内面反射防止用塗料が積層されると、反射防止コート層の設計上の反射防止作用が損なわれ、反射防止コート層における反射率が増大してしまう。このため、フレアやゴーストが発生しやすくなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、反射防止コート層に積層させても内面反射の反射率を低減しやすい内面反射防止用塗料および光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の内面反射防止用塗料は、反射防止コート層を成膜して製造する光学素子に用いる内面反射防止用塗料であって、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウム若しくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含む構成とする。
【０００７】
上記内面反射防止用塗料では、有効径外の平滑面に前記反射防止コート層が成膜される光学素子の前記平滑面に塗布して用いることが好ましい。
【０００８】
本発明の第２の態様の光学素子の製造方法は、光学面を有する基材に、反射防止コート層を成膜する成膜工程と、該成膜工程により成膜された前記反射防止コート層のうち前記光学面の有効径の範囲外の成膜部位を含む、前記基材の表面上の領域に、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウムもしくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含む内面反射防止用塗料を塗布して内面反射防止層を形成する内面反射防止層形成工程とを備える方法とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内面反射防止用塗料によれば、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウム若しくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含むため、反射防止コート層に積層させても内面反射の反射率を低減しやすくなるという効果を奏する。
本発明の光学素子の製造方法によれば、フッ素樹脂、またはフッ化マグネシウム若しくは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子と、色材とを含む内面反射防止用塗料を用いて内面反射防止層を形成するため、内面反射防止層を反射防止コート層に積層させても内面反射の反射率が低減された光学素子を製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な平面図、およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１におけるＢ部の詳細図、および内面反射防止層の構成例を示す模式的な拡大図である。
【図３】図１におけるＣ部の詳細図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の内面反射について説明するための模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の模式的な工程説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の変形例（第１変形例）の成膜工程の模式的な工程説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法によって製造された光学素子の図１におけるＢ部およびＣ部の模式的な詳細図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法の成膜工程の模式的な工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の内面反射防止用塗料および光学素子の製造方法について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法によって製造された光学素子の模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）におけるＢ部の模式的な詳細図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、内面反射防止層の構成例を示す模式的な拡大図である。図３は、図１（ａ）におけるＣ部の模式的な詳細図である。
【００１３】
まず、本実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の一例について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すレンズ１（光学素子）は、本実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の一例である。
レンズ１は、平凹レンズであり、ガラス材料を研磨加工して形成したレンズ基材２（基材）の表面に内面反射を防止するための内面反射防止層３、黒塗り層４を形成したものである。
【００１４】
レンズ基材２の外形は、光軸Ｏを中心とした円形である。
光軸Ｏに沿う厚さ方向（以下、レンズ厚さ方向）の一方の表面は、凹面形状の光学面である第１レンズ面２ａと、その外周から光軸Ｏに直交する方向に延ばされた平面からなる平面部２ｂとで構成されている。
レンズ厚さ方向の他方の表面は、光軸Ｏに直交する平面からなる光学面である第２レンズ面２ｃで構成されている。
平面部２ｂの外周および第２レンズ面２ｃの外周には、光軸Ｏを中心とした直径ｄ２ｄの円筒面であるレンズ側面２ｄが形成されている。
なお、平面部２ｂとレンズ側面２ｄとによる角部、および第２レンズ面２ｃとレンズ側面２ｄとによる角部には、面取り形状が形成されていてもよい。
【００１５】
第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｃは、研磨加工により鏡面仕上げされた高精度の平滑面からなり、それぞれの有効径の範囲において必要な光学性能に応じた面精度を有している。
図１（ａ）に示すように、第１レンズ面２ａの有効径ｄ１は、第１レンズ面２ａの外径ｄ２ａよりもわずかに小さい。また、図１（ｂ）に示すように、第２レンズ面２ｃの有効径ｄ２は、一例として、ｄ１＜ｄ２＜ｄ２ｄのような大きさに設定されている。
第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｃの表面には、レンズ１の透過率を向上するため、反射防止コート層５が形成されている。
【００１６】
反射防止コート層５の構成としては、レンズ基材２の屈折率、分光透過率仕様等に応じて適宜の材質、層厚から構成された、単層膜または多層膜を採用することができる。
例えば、単層膜の例としては、レンズ基材２に用いるガラスに比べて低屈折率材料であるフッ化マグネシウム（屈折率ｎｄ＝１．３７〜１．３９）の薄膜層を適宜の層厚で成膜した構成とすることが可能である。
多層膜としては、レンズ基材２側から、低屈折率材料と中屈折率材料と高屈折材料とを適宜の層厚、層数で交互に重ね、最外層を低屈折率材料で形成した構成とすることが可能である。
ここで、多層膜に用いられる低屈折率材料としては、屈折率ｎｄ＝１．３７〜１．５程度のものが用いられ、中低屈折率材料としては、屈折率ｎｄ＝１．６０〜１．７０程度のものが用いられ、高屈折率材料としては、屈折率ｎｄ＝２．００〜２．５０程度のものが用いられる。
最外層に用いられる低屈折率材料としては、例えば、フッ化マグネシウム（屈折率ｎｄ＝１．３７〜１．３９）、シリカ（屈折率ｎｄ＝１．４４〜１．４７）などの例を挙げることができる。
以下では、反射防止コート層５のレンズ基材２と反対側の表面を反射防止コート層５の最外面５ａ（図２（ａ）参照）と称する。また、反射防止コート層５が単層膜であるか多層膜であるかによらず、最外面５ａを構成する層を反射防止コート層５の最外層と称する場合がある。
【００１７】
平面部２ｂは、有効径ｄ１の範囲外であるため、光学面ほどの面精度は必要ないが、本実施形態では、研磨加工により形成された平滑面からなり、レンズ１の光軸Ｏに沿う方向の位置決めに好適な平面を構成している。
平面部２ｂの表面粗さは、例えば、最大高さで１μｍ未満である。本実施形態では、一例として０μｍである。
平面部２ｂ上には、反射防止コート層５が形成されている。この反射防止コート層５は、平面部２ｂでの内面反射を抑制するため、意図的に成膜されているものであってもよいし、第１レンズ面２ａの有効径内に確実に反射防止コート層５を成膜するため、副次的に形成されたものでもよい。
このため、平面部２ｂ上の反射防止コート層５は、平面部２ｂの全面に形成されていてもよいし、第１レンズ面２ａに隣接する一部領域のみに形成されていてもよい。また、反射防止コート層５の層厚は、第１レンズ面２ａと同じであってもよいし、成膜バラツキによって、第１レンズ面２ａの層厚からずれていてもよい。
また、平面部２ｂとレンズ側面２ｄとの角部に面取りが形成されている場合、この面取り部は、反射防止コート層５が形成されていなくてもよいし、反射防止コート層５が形成されていてもよい。
本実施形態では、一例として、平面部２ｂの全面に反射防止コート層５が形成されている場合の例で説明する。
【００１８】
レンズ側面２ｄは、本実施形態では、レンズ１の径方向の保持、位置決めに好適な寸法精度を出すために加工された後、入射光を散乱させることよって内面反射を低減するために、例えば、研磨加工や成形加工などによる粗面加工が施されている。
レンズ側面２ｄの表面粗さは、例えば、最大高さで１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、本実施形態では、一例として研削加工で作製されており、最大高さで３０μｍである。
【００１９】
内面反射防止層３は、図１（ｂ）、図２（ａ）に示すように、平面部２ｂ上の反射防止コート層５に積層して設けられている。
なお、内面反射防止層３は、さらに第１レンズ面２ａにおける有効径ｄ１の外側や第２レンズ面２ｃの有効径ｄ２の外側の反射防止コート層５上に設けられていてもよく、場合によっては、第２レンズ面２ｃの有効径ｄ２の外側のみ設けられていてもよい。また、平面部２ｂとレンズ側面２ｄとの角部、第２レンズ面２ｃとレンズ側面２ｄとの角部に面取り部がある場合には、面取り部に設けられていてもよい。
これらの相違は、形成場所の相違に過ぎないため、以下では、一例として、平面部２ｂのみに設けられている場合の例で説明する。
【００２０】
内面反射防止層３の構成は、光透過性を有し、反射防止コート層５との密着強度を得るための基体部３Ｂに、反射防止コート層５側から入射した光を吸収する色材３Ａを分散させた層状部である。基体部３Ｂには、必要に応じて色材以外の微粒子や添加物が含有されていてもよい。
内面反射防止層３の層厚は、レンズ基材２との密着強度が良好となるとともに、平面部２ｂにおける内面反射を抑制して、内面反射光の寄与によるフレアやゴーストを抑制することができれば、特に限定されない。
内面反射防止層３の好適な層厚の一例としては、１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、１μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。
【００２１】
本実施形態では、内面反射防止層３は、以下の２種類の構成に大別される。
第１の構成（以下、構成[ａ]と称する）は、図２（ｂ）に示すように、基体部３Ｂが、主として低屈折率の樹脂層であるフッ素樹脂層からなる構成である。
第２の構成（以下、構成[ｂ]と称する）は、図２（ｃ）に示すように、基体部３Ｂが、樹脂層３Ｂａに低屈折ナノ粒子３Ｂｂを分散させることにより、樹脂層３Ｂａの屈折率よりも低屈折率の層を形成した構成である。
【００２２】
構成[ａ]、[ｂ]に共通して用いる色材３Ａとしては、内面反射によりフレアやゴーストの原因となる光を吸収することができる適宜の顔料または染料を採用することができる。色材３Ａの色は、黒色または黒色系の色が好ましい。
色材３Ａとして好適な顔料の例としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。色材３Ａとして好適な染料の例としては、例えば、アゾ染料、アジン染料、アントラキノン染料、カルボニウム染料、スチルベンゼン染料、チアゾール染料、ピラゾロン染料、フタロシアニン染料等を挙げることができる。
【００２３】
構成[ａ]の基体部３Ｂに用いるフッ素樹脂は、内面反射防止層３が反射防止コート層５の最外層よりも低屈折率の層状部となるような屈折率を有するフッ素樹脂であれば特に限定されない。このような屈折率は、反射防止コート層５の最外層の屈折率や色材３Ａの含有率にもよるが、例えば、ｎｄ＝１．３４〜１．４２であることが好ましく、ｎｄ＝１．３４〜１．３８であることがより好ましい。
構成[ａ]に好適に用いることができるフッ素樹脂の例としては、例えば、フルオロオレフィン−ビニルエーテル共重合体（屈折率ｎｄ＝１．３８）、サイトップ（登録商標）（屈折率ｎｄ＝１．３４）などを挙げることができる。
【００２４】
構成[ａ]においてフッ素樹脂の含有率が多いほど内面反射防止層３の屈折率が低下するが、相対的に色材３Ａの含有率が少なくなると、色材３Ａに当たらずに内面反射防止層３を透過する光が増えて光吸収効果が低下する。したがって、色材３Ａの含有率が低くても光吸収効果を確保するには、光の色材３Ａへの照射確率を増やすために内面反射防止層３を厚くしなければならない。
このため、内面反射防止層３の層厚を、例えば、１０μｍ程度の厚さに抑えるためには、色材３Ａの含有率は、１０ｗｔ％（質量％）以上９０ｗｔ％以下とすることが好ましく、１５ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下とすることがより好ましい。
【００２５】
構成[ｂ]における樹脂層３Ｂａは、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂと色材３Ａとを分散して保持する層状体を形成し、反射防止コート層５上に密着して接合する機能を有している。
このような樹脂層３Ｂａに好適な材料としては、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂと色材３Ａとを混合して反射防止コート層５の最外層よりも低い屈折率を得ることができ、混合された低屈折率ナノ粒子３Ｂｂと色材３Ａとを層状に保持して、反射防止コート層５との必要な密着強度が得られれば、特に限定されない。
樹脂層３Ｂａを好適に形成できる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂（屈折率ｎｄ＝１．４９〜１．５３）、エポキシ樹脂（屈折率ｎｄ＝１．５５〜１．６１）などを挙げることができる。
【００２６】
構成[ｂ]に用いる低屈折率ナノ粒子３Ｂｂは、微粒子化可能な適宜の低屈折材料を好適に採用することができる。
低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの粒径は、樹脂層３Ｂａと混合して、屈折率の調整が可能となるように、入射光の波長よりも十分小さい粒径とする。低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの好ましい粒径は、平均粒径で、１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
本実施形態では、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの例として、フッ化マグネシウム（屈折率ｎｄ＝１．３８程度）または中空シリカ（屈折率ｎｄ＝１．３程度）を採用している。
フッ化マグネシウムからなる低屈折率ナノ粒子３Ｂｂとしては、平均粒径１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のフッ化マグネシウム粒子を採用することができる。
中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子３Ｂｂとしては、平均粒径４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の中空シリカ粒子を採用することができる。
【００２７】
構成[ｂ]における低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの含有率は、内面反射防止層３として必要となる屈折率と樹脂層の屈折率との関係で適宜設定すればよい。
例えば、樹脂層３Ｂａがアクリル樹脂で形成され、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂが中空シリカからなる場合には、中空シリカの含有率が２０ｗｔ％以上であることが好ましい。
一方、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの含有率が多くなりすぎると、内面反射防止層３の反射防止コート層５に対する密着強度が低下してしまうため、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂの含有率は、７０ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００２８】
黒塗り層４は、図１（ｂ）、図３に示すように、レンズ側面２ｄに積層して設けられており、レンズ側面２ｄに塗布された黒色系の色材を含む塗料を固化させた層状部である。このため、黒塗り層４は、レンズ側面２ｄを透過した光を吸収することにより、レンズ側面２ｄからの内部反射を抑制することができる。
後述するように、本実施形態では、レンズ１に反射防止コート層５を形成する際、レンズ側面２ｄには、反射防止コート層５が付着しない。このため、黒塗り層４は反射防止コート層５に積層されることはない。
黒塗り層４を形成する塗料としては、従来用いられている適宜の内面反射防止用の黒塗り塗料を採用することができる。例えば、レンズ内面防止塗料ＧＴ−７（商品名；キャノン化成（株））を採用することができる。
【００２９】
次に、レンズ１の製造方法について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の模式的な工程説明図である。
【００３０】
本実施形態の光学素子の製造方法では、図４に示すように、基材形成工程Ｓ１、成膜工程Ｓ２、内面反射防止層形成工程Ｓ３、および黒塗り層形成工程Ｓ４をこの順に行うことによりレンズ１を製造する。
【００３１】
基材形成工程Ｓ１は、レンズ基材２を形成する工程である。
本工程では、まず、切削やガラスモールドなどによって、第１レンズ面２ａ、および第２レンズ面を形成し、ガラス硝材をレンズ基材２の外形よりも大きな形状に粗加工する。
次に、切削加工によりレンズ側面２ｄを形成し、研磨加工により平面部２ｂを形成する。このようにして、図５（ａ）に示すレンズ基材２が形成される。
第１レンズ面２ａ、平面部２ｂ、および第２レンズ面２ｃは、研磨加工またはガラスモールド加工されるため、鏡面仕上げされた平滑面になっている。
以上で、基材形成工程Ｓ１が終了する。
【００３２】
次に、成膜工程Ｓ２を行う。本工程は、レンズ基材２に反射防止コート層５を成膜する工程である。
反射防止コート層５のような薄膜の成膜方法は、従来、例えば、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスと、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などのウェットプロセスとが知られている。
本実施形態では、一例として、真空蒸着法により成膜する場合の例で説明する。
レンズ基材２は、図５（ｂ）に示すように、真空チャンバ（図示略）内の上部において、第１レンズ面２ａを下方に向けた状態で保持治具５０に保持されている。
保持治具５０の例としては、例えば、挟み込みヤトイや落とし込みヤトイがあるが、本実施形態では、レンズ側面２ｄを側面から挟み込んで保持する挟み込みヤトイを採用している。保持治具５０は、平面部２ｂに隣接するレンズ側面２ｄの部位全体を覆うとともに、端部が平面部２ｂと整列するようにレンズ基材２を保持することが可能である。
また、保持治具５０は、図示略の回転機構に保持され、これにより鉛直軸回りの回転移動が可能である。
レンズ基材２の下方には、反射防止コート層５の成膜材料の固体からなる蒸着源５１が配置され、図示略の加熱源によって成膜材料を気化させて、成膜材料の分子または原子からなる成膜材料粒子を飛散させることができるようになっている。
飛散した成膜材料粒子は、上方で回転移動する第１レンズ面２ａや平面部２ｂに到達して、堆積し、薄膜層を形成する。これにより、反射防止コート層５が形成される。
【００３３】
このように、真空蒸着法による成膜では、成膜材料粒子の到達先を厳密には制御できないため、第１レンズ面２ａの有効径内に一定厚さの反射防止コート層５を形成しようとすれば、有効径よりも外側の第１レンズ面２ａや、保持治具５０によって覆われていない平面部２ｂにも、成膜材料粒子が堆積していく。
次に、保持治具５０からレンズ基材２を外した後、第２レンズ面２ｃが下方を向くようにレンズ基材２を保持し、上記と同様にして、第２レンズ面２ｃに反射防止コート層５を形成する。この場合も、上記と同様に、第２レンズ面２ｃの有効径内に一定厚さの反射防止コート層５を形成しようとすれば、有効径よりも外側の第２レンズ面２ｃにも、成膜材料粒子が堆積していく。
反射防止コート層５が単層膜の場合は、以上で、成膜工程Ｓ２が終了する。
反射防止コート層５が多層膜の場合には、蒸着源５１の種類を変えて必要な材料による必要な多層膜が得られるように、上記と同様な成膜工程Ｓ２を繰り返す。すべての層状部が成膜されたとき、成膜工程Ｓ２が終了する。
【００３４】
次に、内面反射防止層形成工程Ｓ３を行う。本工程は、図５（ｃ）に示すように、成膜工程Ｓ２により成膜された反射防止コート層５のうち第１レンズ面２ａの有効径ｄ１の範囲外の成膜部位を含む、平面部２ｂ上の領域に、内面反射防止用塗料Ｐ３を塗布して内面反射防止層３を形成する工程である。
【００３５】
内面反射防止用塗料Ｐ３は、内面反射防止層３の基体部３Ｂを形成するため、加熱、または光照射等のエネルギー照射による硬化性を有する樹脂材料に必要に応じて色材３Ａ以外の微粒子や添加物を混合した溶液と、色材３Ａとで構成される液状体である。
構成[ａ]の内面反射防止層３を形成する場合、内面反射防止用塗料Ｐ３は、例えば、熱硬化性のフッ素樹脂溶液に色材３Ａを混合した液状体を採用することができる。
構成[ｂ]の内面反射防止層３を形成する場合、内面反射防止用塗料Ｐ３は、例えば、熱硬化性のアクリル樹脂溶液等のベース樹脂の溶液に、色材と、フッ化マグネシウムまたは中空シリカからなる低屈折率ナノ粒子とを混合した液状体を採用することができる。
【００３６】
内面反射防止用塗料Ｐ３の反射防止コート層５上への塗布方法は、例えば、ローラ塗布、エアブラシや筆を用いた塗布等を採用することができる。
内面反射防止層３は、光の干渉を利用して反射率を低減するわけではないため、内面反射を防止する光の波長に比べて十分厚い層厚に形成することができ、層厚のバラツキも光の波長に比べて大きなバラツキが許容できる。
内面反射防止用塗料Ｐ３の塗布膜厚は、必要な内面反射防止層３の層厚が得られる適宜の塗布膜厚を採用することができる。
【００３７】
内面反射防止用塗料Ｐ３の塗布が終了したら、内面反射防止用塗料Ｐ３を固化させる。例えば、内面反射防止用塗料Ｐ３が熱硬化性である場合には、加熱を行って固化させる。
これにより、内面反射防止層３が形成される。
以上で内面反射防止層形成工程Ｓ３が終了する。
【００３８】
次に、黒塗り層形成工程Ｓ４を行う。本工程は、レンズ側面２ｄ上に黒塗り層４を形成する工程である。
図５（ｄ）に示すように、内面反射防止層３を形成したレンズ基材２のレンズ側面２ｄに、黒塗り層４を形成するため、色材を含む樹脂材料の溶液からなる黒塗り塗料Ｐ４を、例えば、図示略の塗布ローラ等によって塗布する。
例えば、黒塗り塗料Ｐ４がレンズ内面防止塗料ＧＴ−７の場合には、黒塗り塗料Ｐ４は、主剤、硬化剤、シンナーを適宜の配合比で混合された液状体である。
次に、黒塗り塗料Ｐ４が塗布されたレンズ基材２を加熱して、黒塗り塗料Ｐ４を固化させる。これにより、黒塗り層４が形成され、黒塗り層形成工程Ｓ４が終了する。
【００３９】
このようにして、図１（ａ）、（ｂ）に示すようなレンズ１が製造される。
なお、例えば、内面反射防止層３を第２レンズ面２ｃの有効径ｄ２の外側にも設ける場合には、上記内面反射防止層形成工程Ｓ３において、平面部２ｂに内面反射防止用塗料Ｐ３を塗布してから、第２レンズ面２ｃの有効径ｄ２の外側にも内面反射防止用塗料Ｐ３を塗布し、その後、レンズ基材２を加熱して内面反射防止用塗料Ｐ３を固化させればよい。
【００４０】
次に、レンズ１における内面反射防止層３の作用について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の内面反射について説明するための模式図である。
【００４１】
図６（ａ）に示すのは、レンズ基材２に反射防止コート層５が形成されている場合のフレアの発生原理を説明する模式図である。
反射防止コート層５は、光の干渉によって反射光を抑制するものであり、ここでは、レンズ基材２の内側から反射防止コート層５に向かう光束Ｌ１の波長に関して、理論上、反射率０％となるように設計されているものとする。この反射率は、反射防止コート層５の最外面５ａが屈折率ｎＡ＝１である空気と接しており、レンズ基材２の屈折率が一定値ｎＬになっているとの設計条件に基づいている。
この場合、光束Ｌ１は、反射防止コート層５が形成されているレンズ基材２の表面では、内面反射を起さず、光束Ｌ１は、外部に１００％に透過する。
【００４２】
ところが、レンズ１は、例えば、反射面となり得るレンズ鏡枠６などの部材が接していたり近接して配されていたりする。このため、光束Ｌ１は、一部の光束Ｌ２がレンズ鏡枠６に吸収され、その他の光束Ｌ３がレンズ鏡枠６の表面で光束Ｌ３として反射されて、反射防止コート層５に再入射し、入射角に応じた反射率で一部が反射されて、その他が光束Ｌ４としてレンズ基材２に入射する。
この場合、光束Ｌ４がフレアやゴーストの原因となる。
なお、反射防止コート層５が設けられていない場合には、レンズ基材２の屈折率に応じた反射率に応じて、外部への透過光が発生するとともに、内面反射光が発生する。このため、外部からの再入射光と、内面反射光とがそれぞれフレアやゴーストの原因となる。
【００４３】
光束Ｌ１の外部への透過光量を低減するため、図６（ｂ）に示すように、レンズ基材２の表面に黒塗り塗料Ｐ４を塗布して黒塗り層４を形成する場合を考える。
黒塗り層４は、入射光を吸収するため屈折率ｎＢ４を有する色材４Ａを、屈折率ｎＰＨを有する光透過性の樹脂層４Ｂに分散させている。樹脂層４Ｂの材質としては、例えば、アクリル樹脂など、屈折率ｎＰＨが１．５〜１．６程度のものが用いられている。
このような構成では、反射防止コート層５の最外面５ａに、樹脂層４Ｂが接するため、反射防止コート層５が空気と接するという設計条件が満たされない。このため、反射率０％とはならず、光束Ｌ１は、一部が反射防止コート層５を透過して黒塗り層４に入射する光束Ｌ５となり、その他が反射防止コート層５で反射されてレンズ基材２の内部に戻る内面反射光Ｌ６となる。
光束Ｌ５は、黒塗り層４内の色材４Ａに到達して吸収されるか、色材４Ａの間で反射を繰り返すうちに減衰していく。
【００４４】
一般に、反射防止コート層５の最外面５ａは、低屈折率材料で構成されているため、樹脂層４Ｂの屈折率ｎＰＨは、空気の屈折率ｎＡに比べて大きいだけでなく、反射防止コート層５の最外面５ａの屈折率よりも相対的に大きくなっている。
このように反射防止コート層５の最外面５ａに接する媒質の高低の関係が設計条件と逆転していると、反射防止コート層５の最外層において、屈折率差が大きい２つの界面が発生し、設計条件通りに干渉が起こらないことから、反射防止コート層５の反射率はさらに大きくなってしまう。
【００４５】
これに対して、特に図示しないが、図６（ｂ）の反射防止コート層５を削除して、黒塗り層４をレンズ基材２に直接塗布した場合を考えると、レンズ基材２の屈折率ｎＬは、屈折力を確保するため、そのような屈折力を要しない樹脂層４Ｂの屈折率ｎＰＨよりも大きい。
この場合、レンズ基材２と黒塗り層４との界面では、光束Ｌ１が高屈折率層から低屈折率層へ入射するため、屈折率ｎＬと屈折率ｎＰＨとの差に応じた内面反射光が発生するのみである。このため、それぞれの屈折率の大きさ等にもよるが、反射防止コート層５を挟む場合に比べると内面反射光が低減されやすい。
また、黒塗り層４内に透過した光束Ｌ５は、上記と同様にして減衰する。
したがって、内面反射を抑制するには、反射防止コート層５を有しないレンズ基材２の表面に黒塗り層４を形成することは有効であるが、反射防止コート層５上に黒塗り層４を形成することは、内面反射を悪化させる要因になる。
しかし、レンズ１のように、反射防止コート層５を真空蒸着によって形成する場合、有効径内のみに、反射防止コート層５を形成することは困難であり、仮に可能だとしてもたいへんな手間がかかってしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、有効径外の反射防止コート層５が形成された部位には、図６（ｃ）に示すように、内面反射防止層３を形成している。
内面反射防止層３は、入射光を吸収するため屈折率ｎＢ３を有する色材３Ａを、屈折率ｎＰＬを有する基体部３Ｂに分散させている。
基体部３Ｂの屈折率ｎＰＬは、上記構成[ａ]、[ｂ]のいずれの場合でも、空気の屈折率ｎＡよりは高いが、反射防止コート層５の最外面５ａを構成する媒質の屈折率より低い。
したがって、反射防止コート層５の最外面５ａが接する基体部３Ｂは、設計条件を満たさないものの、黒塗り層４の樹脂層４Ｂに比べると空気の屈折率ｎＡに近く、屈折率の変化も、レンズ基材２から内面反射防止層３に向かって高屈折率から低屈折率に向かう。このため、反射防止コート層５の反射率は、黒塗り層４を積層した場合に比べてより小さくなる。
この結果、内面反射防止層３には、光束Ｌ５より多くの光量を有する光束Ｌ５’が透過して、色材３Ａによって減衰される。
また、内面反射光Ｌ６’は、内面反射光Ｌ６に比べて低光量となる。
【００４７】
このように、レンズ１では、反射防止コート層５が形成された平面部２ｂ上では、内面反射防止層３が積層されていることにより、内面反射が抑制される。
また、反射防止コート層５が形成されていないレンズ側面２ｄでは、黒塗り層４が積層されていることにより、内面反射が抑制される。さらに、本実施形態では、レンズ側面２ｄは粗面加工されているため、レンズ側面２ｄにおいて、入出射光が散乱される。このため、黒塗り層４に入射する光は、黒塗り層４内で広範囲に拡散して色材４Ａに効率的に吸収される。また、レンズ側面２ｄからレンズ基材２内に戻る光も広範囲に散乱されるため、フレアやゴーストとなる方向に出射される光が相対的に低減される。このように本実施形態では、レンズ側面２ｄが粗面であることによる作用も相俟って、フレアやゴーストとなる内面反射光が抑制される。
【００４８】
以上、説明したように、本実施形態の光学素子の製造方法では、内面反射防止用塗料Ｐ３により、内面反射防止層３を形成するため、内面反射防止層３を反射防止コート層５に積層させても内面反射の反射率が低減されたレンズ１を製造することができる
【００４９】
[第１変形例]
次に、本実施形態の変形例（第１変形例）の光学素子の製造方法について説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子の製造方法の変形例（第１変形例）の成膜工程の模式的な工程説明図である。
【００５０】
本変形例は、上記第１の実施形態の成膜工程Ｓ２の変形例であり、成膜工程Ｓ２において、反射防止コート層５をスピンコート法によって製造する点のみが、上記第１の実施形態と異なる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５１】
本変形例の成膜工程Ｓ２では、上記第１の実施形態の基材形成工程Ｓ１と同様にして形成されたレンズ基材２を、図７（ａ）に示すように、第１レンズ面２ａ、平面部２ｂを鉛直上方に向けて、回転保持台５２に保持する。
回転保持台５２は、図示略の回転駆動源から回転駆動を受ける回転軸５２ａを備え、鉛直軸を中心として回転可能に設けられている。
レンズ基材２は、第１レンズ面２ａの光軸が回転軸５２ａの回転中心と一致する位置において、回転保持台５２によりレンズ側面２ｄの側方から保持されている。
次に、第１レンズ面２ａの中央にコート液Ｃを滴下する。コート液Ｃは、加熱、または光照射等のエネルギー照射による硬化性を有し、硬化時に、反射防止コート層５を形成するものである。
【００５２】
次に、図７（ｂ）に示すように、回転軸５２ａを回転し、その際に発生する遠心力によって、コート液Ｃを外周側に向かって塗り拡げる。これにより、コート液Ｃは、第１レンズ面２ａおよび平面部２ｂを覆う範囲に塗り拡げられる。
このとき、コート液Ｃの粘度に応じて回転軸５２ａの回転速度、回転時間を適宜設定してことにより、コート液Ｃの層厚が制御される。コート液Ｃの層厚は、硬化時に、反射防止コート層５の層厚が得られる層厚に設定する。
【００５３】
コート液Ｃが予め決められた層厚に達したら、回転軸５２ａの回転を停止し、加熱、または光照射等のエネルギー照射を行って、コート液Ｃを硬化させる。これにより、コート液Ｃによる層状部が形成される。
反射防止コート層５が単層膜の場合は、以上で、成膜工程Ｓ２が終了する。
反射防止コート層５が多層膜の場合には、コート液Ｃの種類を変えて必要な材料による必要な多層膜が得られるように、上記と同様な成膜工程Ｓ２を繰り返す。すべての層状部が成膜されたとき、成膜工程Ｓ２が終了する。
【００５４】
このようにして、反射防止コート層５が成膜されたレンズ基材２は、上記第１の実施形態と全く同様な内面反射防止層形成工程Ｓ３、黒塗り層形成工程Ｓ４を行うことで、レンズ１が製造される。
本変形例のレンズ１は、反射防止コート層５がウェットプロセスであるスピンコート法で成膜された点が異なるのみであり、内面反射防止用塗料Ｐ３により、内面反射防止層３を形成するため、内面反射防止層３を反射防止コート層５に積層させても内面反射の反射率が低減されたレンズ１を製造することができる
【００５５】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法について説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法によって製造された光学素子の図１におけるＢ部およびＣ部の模式的な詳細図である。
【００５６】
まず、本実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の一例について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すレンズ１０（光学素子）は、本実施形態の光学素子の製造方法で製造された光学素子の一例である。
レンズ１０は、上記第１の実施形態のレンズ１のレンズ基材２、内面反射防止層３、黒塗り層４に代えて、レンズ基材１２（基材）、内面反射防止層１３を備え、反射防止コート層５の形成範囲を変更したものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
レンズ基材１２は、レンズ基材２と同様な外形を平凹レンズの外形を有し、レンズ基材２のレンズ側面２ｄに代えて、レンズ側面１２ｄを備える。
ただし、レンズ基材１２の材質は、ガラスには限定されず、合成樹脂も可能である。
【００５８】
レンズ側面１２ｄは、レンズ側面２ｄが粗面加工された円筒面であるのに対して、平滑面である円筒面からなる点が異なる。
レンズ側面１２ｄは、例えば、機械加工により形成された平滑面でもよいし、平滑な金型を用いた成形による平滑面でもよい。成形としては、レンズ基材１２の材質に応じて、例えば、ガラスモールド成形や樹脂成形が可能である。
レンズ側面１２ｄの表面粗さは、例えば、最大高さで１μｍ未満であることが好ましい。
以下では、一例として、レンズ基材１２をガラスモールド成形によって製造する場合の例で説明する。成形型および、外周を規制するリング部材を用いることで図１（ａ）、（ｂ）に示す形状のレンズ基材１２を形成することができる。第１レンズ面２ａ、および第２レンズ面、及び光学面ではない平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄの表面粗さは、型やリングの表面形状により決定される。表面粗さが大きくなると、離型が難しくなるため、成形で形成する際には、表面粗さは、最大高さで１０μｍ以下が好ましい。また、平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄを同時に成形で形成する場合には、平面部２ｂとレンズ側面１２ｄの間の部分は、型やリングにガラスが接触しないため、Ｒ形状の自由面となる。本実施形態では、一例として平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄは平滑面である。
ただし、モールド成形後、心取り加工して、機械加工されたレンズ側面２ｄを形成してもよく、この場合、平面部２ｂの表面粗さと異なっていてもよい。
【００５９】
レンズ基材１２において、反射防止コート層５の形成範囲は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、平面部２ｂおよびレンズ側面１２ｄである。
ただし、上記第１の実施形態と同様、これらの部位の全体に反射防止コート層５を形成する必要はなく、平面部２ｂ、レンズ側面２ｄが露出している部位があってもよい。また、反射防止コート層５の層厚は、第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｃ上の層厚とは異なっていてもよい。
例えば、第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｃの各有効径の範囲内に必要な層厚の反射防止コート層５を形成する際に、製造上、第１レンズ面２ａおよび第２レンズ面２ｃの有効径の外側の一部のみに、反射防止コート層５が形成されていてもよい。
【００６０】
内面反射防止層１３は、上記第１の実施形態の内面反射防止層３と同様の構成を有する内面反射防止用塗料Ｐ３を、反射防止コート層５が形成された後の平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄに塗布して固化させることにより形成した層状部である。
内面反射防止層１３の層厚は、内面反射防止層３と同様の層厚を採用することができる。
【００６１】
次に、レンズ１０の製造方法について説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の光学素子の製造方法の成膜工程の模式的な工程説明図である。
【００６２】
本実施形態の光学素子の製造方法では、図９に示すように、基材形成工程Ｓ１１、成膜工程Ｓ１２、および内面反射防止層形成工程Ｓ１３をこの順に行うことによりレンズ１を製造する。
【００６３】
基材形成工程Ｓ１１は、レンズ基材１２を形成する工程である。
本工程では、レンズ基材１２に対応する形状の金型によって、レンズ基材１２に用いるガラス材料をプレス成形して、レンズ基材１２を形成する。レンズ基材１２を心取り加工する場合には、レンズ基材１２よりも外径の大きな形状を成形してから、側面を心取り加工してレンズ側面１２ｄを形成する。
これにより、レンズ基材１２は、平面部２ｂおよびレンズ側面１２ｄが平滑面になっている。
以上で、基材形成工程Ｓ１１が終了する。
【００６４】
次に、成膜工程Ｓ１２を行う。本工程は、レンズ基材１２に反射防止コート層５を成膜する工程であり、上記第１の実施形態の成膜工程Ｓ２と略同様にして、真空蒸着法によって反射防止コート層５の成膜を行う。
ただし、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、上記第１の実施形態と異なる保持治具５３を用いて、レンズ基材１２を保持する。
保持治具５３は、レンズ基材１２の厚さ方向において、成膜面と反対側の外周部を保持できるようにしたものである。
例えば、第１レンズ面２ａに反射防止コート層５を成膜する場合に、第２レンズ面２ｃの有効径外と、第２レンズ面２ｃ側のレンズ側面１２ｄとが保持される。
本実施形態では、このようにレンズ基材１２を保持した状態で、図示略の加熱源によって蒸着源５１から成膜材料を気化させて、成膜材料の分子または原子からなる成膜材料粒子をレンズ基材１２の表面に堆積させる。
これにより、第１レンズ面２ａ、平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄ、平面部２ｂとレンズ側面１２ｄの間のＲ形状の自由面上に、それぞれ反射防止コート層５が成膜される。
第１レンズ面２ａに反射防止コート層５が成膜されたら、このレンズ基材１２を反転させて、第２レンズ面２ｃを蒸着源５１側に向けて、成膜を行う。これにより、第２レンズ面２ｃと、第２レンズ面２ｃを成膜時に保持治具５３で覆われたレンズ側面１２ｄとに、反射防止コート層５が成膜される。
反射防止コート層５が単層膜の場合は、以上で、成膜工程Ｓ１２が終了する。
反射防止コート層５が多層膜の場合には、蒸着源５１の種類を変えて必要な材料による必要な多層膜が得られるように、上記と同様な成膜工程Ｓ１２を繰り返す。すべての層状部が成膜されたとき、成膜工程Ｓ１２が終了する。
【００６５】
本工程におけるレンズ基材１２の保持方法は、レンズ１０が小径であったり、レンズ厚が薄かったりする場合に特に好適である。
レンズ１０が小径であったり、レンズ厚が薄かったりする場合、上記第１の実施形態のように、保持治具５０によってレンズ基材１２のレンズ側面１２ｄを覆うように保持すると、保持治具５０を成膜面よりも突出させなければならないことがある。ところが、成膜面から突出した保持治具５０は、成膜面を囲む壁になるため、斜め方向から成膜面に付着する成膜材料粒子の移動を遮ることになり、成膜ムラが発生しやすくなる。
このような成膜ムラは、保持治具５３の保持方法によれば解消される。その代わり、レンズ側面１２ｄには、反射防止コート層５が成膜されてしまうことになる。
【００６６】
次に、内面反射防止層形成工程Ｓ１３を行う。本工程は、図１０（ｂ）に示すように、成膜工程Ｓ１２により成膜された反射防止コート層５のうち第１レンズ面２ａの有効径ｄ１の範囲外の成膜部位を含む、平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄ上の領域に、上記第１の実施形態と同様の内面反射防止用塗料Ｐ３を塗布して内面反射防止層１３を形成する工程である。
【００６７】
すなわち、本工程では、反射防止コート層５が成膜されたレンズ基材１２の平面部２ｂおよびレンズ側面１２ｄ上に、上記第１の実施形態の内面反射防止層形成工程Ｓ１３と同様にして、内面反射防止用塗料Ｐ３を塗布し、さらに加熱等を行って内面反射防止用塗料Ｐ３を固化させる。これにより、内面反射防止層１３が形成される。
以上で内面反射防止層形成工程Ｓ１３が終了する。
これにより、レンズ１０が製造される。
【００６８】
このようなレンズ１０では、反射防止コート層５が形成された平面部２ｂ、レンズ側面１２ｄ上に内面反射防止層１３が積層されていることにより、内面反射が抑制される。
このため、製造上、レンズ側面１２ｄにも反射防止コート層５が形成される場合でも、良好に内面反射を抑制することができる。
本実施形態の光学素子の製造方法では、上記第１の実施形態と同様に、内面反射防止用塗料Ｐ３により、内面反射防止層１３を形成するため、内面反射防止層１３を反射防止コート層５に積層させても内面反射の反射率が低減されたレンズ１０を製造することができる。
【００６９】
なお、上記の各実施形態および変形例の説明では、光学素子が、平凹レンズの場合の例で説明したが、光学素子はこれに限定されない。例えば、メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ等のレンズであってもよいし、レンズ以外の光学素子、例えば、プリズム、ミラー、フィルタ、平行平板などの光学素子も可能である。
【００７０】
また、上記の各実施形態および変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【実施例】
【００７１】
[内面反射防止用塗料]
次に、上記第１および第２の実施形態に共通する内面反射防止用塗料Ｐ３の実施例１〜６と比較例１、２について説明する。
下記表１に、実施例１〜６、比較例１、２の塗料構成および硬化温度をまとめて示す。
【００７２】
【表１】
2014092632.tif 000003
【００７３】
[実施例１]
実施例１は、フルオロオレフィン−ビニルエーテル共重合体であるルミフロン（登録商標）（旭硝子(株)製）)の２０ｗｔ％のキシレン溶液と、ＶＡＬＩＦＡＳＴ（登録商標）  ＢＬＡＣＫ３８３０（商品名；オリエント化学工業(株)製）とを、表１に示すように、含有率が１５ｗｔ％、８５ｗｔ％となるように混合し、よく攪拌して作製した塗料である。
実施例１は、上記第１の実施形態で説明した構成[ａ]の内面反射防止層３を形成するための内面反射防止用塗料Ｐ３の一例であり、ルミフロン（登録商標）は、基体部３Ｂを形成するフッ素樹脂であり、ＶＡＬＩＦＡＳＴ（登録商標）  ＢＬＡＣＫ３８３０は、色材３Ａとなる黒色のアゾ染料である。
【００７４】
[実施例２]
実施例２は、アクリル樹脂であるジメチロール−トリシクロデカンジアクリレートであるライトアクリレートＤＣＰ−Ａ（商品名；共栄社化学（製））の１０％イソプロピルアルコール溶液中に、中空シリカを含むスルーリア（登録商標）１１１０（商品名；日揮触媒化成(株)製）と、カーボンブラックと、さらにアクリル樹脂に対して1ｗｔ％のα，α’−アゾビスイソブチロニトリルを加え、ビーズミルを用いて、表１に示すように、アクリル樹脂、中空シリカ、カーボンブラックの含有率がそれぞれ、６５ｗｔ％、２０ｗｔ％、１５ｗｔ％となるように混合して作製した塗料である。
スルーリア（登録商標）１１１０は、平均粒径５０ｎｍの中空シリカが混合された粒子固形濃度２０ｗｔ％イソプロピルアルコール溶液である。
実施例２は、上記第１の実施形態で説明した構成[ｂ]の内面反射防止層３を形成するための内面反射防止用塗料Ｐ３の一例であり、基体部３Ｂを形成するのは、低屈折率ナノ粒子３Ｂｂである中空シリカと、樹脂層３Ｂａであるアクリル樹脂とであり、カーボンブラックは色材３Ａである。
【００７５】
[実施例３、４]
実施例３、４は、実施例２の中空シリカの含有率を、表１に示すように、それぞれ、４５ｗｔ％、７０ｗｔ％に代えたものである。
【００７６】
[実施例５、６]
実施例５、６は、表１に示すように、実施例１のフッ素樹脂の含有率をそれぞれ５０ｗｔ％、１０ｗｔ％に、実施例１のアゾ染料の含有率をそれぞれ５０ｗｔ％、９０ｗｔ％に代えたものである。
【００７７】
[比較例１、２]
比較例１は、表１に示すように、カーボンブラックと、実施例２のアクリル樹脂とをそれぞれ含有率が、１５ｗｔ％、８５ｗｔ％となるように、混合した作製した塗料である。
このため、比較例１は、実施例２の中空シリカに代えて、同質量のアクリル樹脂を混合した構成になっている。
比較例２は、レンズ内面防止塗料ＧＴ−７（商品名；キャノン化成（株））の主剤、硬化剤、シンナーを、８：１：７の割合でよく攪拌して作製した塗料である。ＧＴ−７には、フッ素樹脂や、低屈折率を得るための中空シリカ等は含まれていない。
【００７８】
[内面反射防止層の反射率評価]
上記実施例１〜６、比較例１、２の各塗料を反射防止コート層上に塗布した際の反射率の次のようにして評価した。
ガラス硝材であるＳ−ＬＡＨ５８（商品名；(株)オハラ製、屈折率１．８８３）を用いて、直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラス平板を作製した。このガラス平板の厚さ方向の板面は、いずれも平滑面に仕上げられている。
このガラス平板の片面に、反射防止コート層５として、フッ化マグネシウムによる厚さ１００ｎｍの単層膜を蒸着法で成膜した。
この反射防止コート層５上に、実施例１〜６、比較例１、２の各塗料を、硬化時に１０μｍの層厚となるように塗布してから、それぞれ表１に示す硬化温度で、１時間加熱して硬化させて、サンプル１−１、２〜８を作製した。
サンプル１−１のフッ化マグネシウム単層膜に代えて、蒸着法でＭｇＦ２（９０ｎｍ）／ＺｒＯ２（１２２ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（１５５ｎｍ）の層構成（かっこ内の数値は層厚を示す）を有する多層膜の反射防止コート層５を成膜して、この反射防止コート層５上に実施例1の塗料を塗布し、１５０℃で1時間加熱して硬化させて、サンプル１−２を作製した。
【００７９】
これらサンプルの評価は、光学測定装置ＵＳＰＭ−ＲＵ（商品名；オリンパス（株）製）を用いて、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の波長光で、垂直入射によるガラス板(反射防止コート面)と内面反射防止塗料との界面の反射率を測定し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の反射率の平均値で評価した。
これらサンプルの作製条件と、評価結果とを下記の表２にまとめて示す。
【００８０】
【表２】
2014092632.tif 000004
【００８１】
反射率の評価は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の反射率の平均値が、３．５％以下の場合、内面反射の抑制効果が大きいため、良好と評価し、表２では、「○(good)」で示し、反射率の平均値が、３．５％を超える場合、内面反射の抑制効果が小さいため、不良と評価し、「×(no good)」で示した。
【００８２】
表２の評価結果によれば、実施例１〜６の塗料を用いたサンプル１−１、１−２、２〜６は、反射率の平均値が、それぞれ、２．５％、３．０％、３．１％、２．６％、２．２％、２．６％、２．８％であり、いずれも良好と判定された。
これに対して、比較例１、２では、反射率の平均値が、それぞれ、３．６％、５．０％であり、いずれも不良と判定された。
このため、内面反射防止用塗料Ｐ３は、構成[ａ]、[ｂ]の内面反射防止層３のいずれを形成するものであっても、内面反射を良好に抑制できていることが分かる。
【００８３】
また、サンプル１−１、５、６の結果を比較すると、これらは、この順に反射率が増大している。この理由は、サンプル１−１、５、６では、この順にフッ素樹脂の含有率が低下するとともにアゾ染料の含有率が増えているため、内面反射防止層３としての屈折率がこの順に大きくなっているためであると考えられる。
また、サンプル２、３、４の結果を比較すると、これらは、この順に反射率が減少している。この理由は、サンプル２、３、４では、この順に中空シリカの含有率が増大するとともに、アクリル樹脂の含有率が減少しているため、内面反射防止層３としての屈折率がこの順に大きくなっているためであると考えられる。
【００８４】
これに対して、中空シリカを含まないアクリル樹脂が基体部を形成するため、フッ化マグネシウムの屈折率に比べて、高屈折率である比較例１の場合、内面反射は大きくなっている。
また、レンズ側面などに塗布する黒塗り塗料として使用実績があるＧＴ−７を用いた比較例２の場合、内面反射防止用塗料Ｐ３のような構成を備えないため、評価サンプル中で最も反射率が高くなっている。
【００８５】
[光学素子のゴースト評価]
光学素子のゴースト評価は、上記第１、第２の実施形態の光学素子の製造方法に基づいて、内面反射防止層３、１３に対応する内面反射防止層を、実施例１〜６、比較例１、２の塗料によって形成した平凹レンズの評価レンズを製作し、これらの評価レンズのゴーストの有無を画像評価により評価した。
各評価レンズは、共通の外形状を有し、外径が３ｍｍ、レンズ側面におけるレンズ厚さが１ｍｍ、第１レンズ面２ａの外径（平面部２ｂの内径）が２ｍｍ、第１レンズ面２ａの曲率半径が１．５ｍｍである。
ただし、レンズ１に対応する評価レンズでは、レンズ側面２ｄは平滑面として製作した。
各評価レンズの材質は、反射率の評価サンプルと同一の硝材からなる。
これら評価レンズの条件と、ゴーストの評価結果を下記表３に示す。
【００８６】
【表３】
2014092632.tif 000005
【００８７】
評価レンズ１−１、２〜８は、反射防止コート層５を上記サンプル１−１等と同様なフッ化マグネシウムの単層膜で形成し、上記第１の実施形態のレンズ１のように、平面部２ｂのみに、実施例１〜６、比較例１、２を塗布して、内面反射防止層を形成したものである。
評価レンズ１−２は、反射防止コート層５を上記サンプル１−２と同様な多層膜で形成した点が評価レンズ１−１と異なる。
評価レンズ１−３は、実施例１の塗料を、上記第２の実施形態のレンズ２のように、平面部２ｂとレンズ側面２ｄとに塗布して、内面反射防止層を形成した点が評価レンズ１−１と異なる。
各評価レンズの塗料の塗布厚さ、加熱条件は、反射率の評価サンプルの作製条件と同一である。
【００８８】
これらの評価レンズのゴーストの有無を評価したところ、上記表３に示すように、比較例１、２を用いた評価レンズ７、８のみにゴーストが発生し、実施例１〜６を用いた各評価レンズでは、ゴーストが発生しなかった。
これは、実施例１〜６の塗料を用いて内面反射防止層を形成することで、内面反射を抑制できたからだと考えられる。
【符号の説明】
【００８９】
１、１０  レンズ（光学素子）
２、１２  レンズ基材（基材）
２ａ  第１レンズ面（光学面）
２ｂ  平面部
２ｃ  第２レンズ面（光学面）
２ｄ、１２ｄ  レンズ側面
３、１３  内面反射防止層
３Ａ  色材
３Ｂ  基体部
３Ｂａ  樹脂層
３Ｂｂ  低屈折率ナノ粒子
４  黒塗り層
５  反射防止コート層
Ｐ３  内面反射防止用塗料
Ｓ１、Ｓ１１  基材形成工程
Ｓ２、Ｓ１２  成膜工程
Ｓ３、Ｓ１３  内面反射防止層形成工程
Ｓ４  黒塗り層形成工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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