(57)【要約】【目的】車載カメラ用モジュールを基板上にリフロー実装したとき、該モジュール中のレンズ表面の反射防止膜にクラックが発生することに起因して該レンズが失透することのないレンズ及びその製造方法を得る。【構成】レンズ表面に、光学性能に悪影響を与えない高さまたは深さの微細な凸部または凹部からなるクラック誘発線を意図的に形成し、このクラック誘発線を含むレンズ表面に反射防止膜を形成することにより、リフロー実装の際、反射防止膜には、このクラック誘発線においてクラックが発生するようにした反射防止膜を有するレンズ及びその製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ表面に金属薄膜からなる反射防止膜を形成するレンズにおいて、該レンズ表面に、光学性能に悪影響を与えない高さまたは深さの微細な凸部または凹部からなるクラック誘発線を形成し、このクラック誘発線を含むレンズ表面に上記反射防止膜を形成したことを特徴とする反射防止膜を有するレンズ。
【請求項２】
請求項１記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、上記クラック誘発線の高さまたは深さは、同レンズの使用波長領域の短波長と同程度以下である反射防止膜を有するレンズ。
【請求項３】
請求項２記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、使用波長領域は可視光であり、上記クラック誘発線の高さまたは深さは、１００ｎｍから２００ｎｍである反射防止膜を有するレンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、該レンズは合成樹脂製である反射防止膜を有するレンズ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、クラック誘発線は、該クラック誘発線でクラックが発生し、クラック誘発線間のレンズ面では発生しないようなピッチ及びパターンで形成されている反射防止膜を有するレンズ。
【請求項６】
請求項５記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、上記クラック誘発線のピッチは、２００ｎｍ±１００ｎｍである反射防止膜を有するレンズ。
【請求項７】
請求項４または５記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、上記クラック誘発線のパターンは、各クラック誘発線が互いに繋がっている平面視多角形状である反射防止膜を有するレンズ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の反射防止膜を有するレンズにおいて、反射防止膜にクラック誘発線上においてクラックが発生しているレンズ。
【請求項９】
請求項１ないし７記載の反射防止膜を有するレンズの製造方法であって、上記クラック誘発線に対応する微細な凹部または凸部からなるクラック誘発線形成線を形成した成形型用いてレンズ素材を成形するステップ；及び、このレンズ素材のクラック誘発線を含む表面に、金属薄膜からなる反射防止膜をコーティングするステップ；を有する反射防止膜を有するレンズの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の反射防止膜を有するレンズの製造方法において、反射防止膜にクラック誘発線上においてクラックを発生させるべく、さらに加熱するステップを有する反射防止膜を有するレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄膜からなる反射防止膜を有するレンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ表面に、金属薄膜からなる反射防止膜（多層膜）を、真空蒸着、スパッタリング等の手法によりコーティングして、反射を抑え、透過率を向上させることは広く行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６８１０７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、レンズ（合成樹脂レンズ又はガラスレンズ）と金属反射防止膜（例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ）や酸化チタン（ＴｉＯ2））とは、線膨張係数が大きく異なる。このため、大きな温度変化を与えると、金属薄膜に微小なクラックが発生することが明らかになった。クラックは、ランダムに発生し、失透（透過率の減少）現象が生じる。
【０００５】
金属薄膜にクラックが入って失透する現象は、具体的には、車載用カメラモジュールを基板に半田付けするリフロー実装において、２６０℃を超えて加熱する際に確認された。あるいは、夏期の直射日光下での車内温度は、１００℃を超えることがあり、このような環境変化もレンズを失透させる原因となり得る。クラックは、対象とするレンズが、反射防止膜との線膨張係数の差が大きい合成樹脂レンズである場合に発生しやすいが、ガラスレンズでもその可能性がある。
【０００６】
本発明は、表面に金属薄膜からなる反射防止膜を有するレンズについての以上の問題意識に基づき、大きな温度変化を与えても（具体的に、車載カメラ用モジュールを基板上にリフロー実装しても）、失透することのない反射防止膜を有するレンズ及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、金属薄膜からなる反射防止膜を形成してなるレンズの表面に、光学性能に悪影響を与えない大きさの凹凸（クラック誘発線）を意図的に形成し、このクラック誘発線を含むレンズ表面に反射防止膜を形成すると、その後加熱されて、反射防止膜にクラックが発生したとしても、同クラックはクラック誘発線において応力が集中して発生し、クラック誘発線以外ではクラックが発生しないため、失透現象は生じないことを見出して完成されたものである。すなわち、本発明は、反射防止膜にクラックを発生させないというアプローチではなく、光学性能に悪影響を与えないクラックを積極的に発生させるというアプローチによって完成されたものである。
【０００８】
本発明は、レンズ表面に金属薄膜からなる反射防止膜を形成するレンズにおいて、同レンズ表面に、光学性能に悪影響を与えない高さまたは深さの微細な凸部または凹部からなるクラック誘発線（クラック誘発部）を形成し、このクラック誘発線を含むレンズ表面に上記反射防止膜を形成したことを特徴としている。
【０００９】
「光学性能に悪影響を与えない高さまたは深さ」は、レンズの使用波長領域（有効透過波長）内の短波長の半分以下であることが光学的に知られている。また、短波長の半分を超えても短波長と同程度であれば製品使用上問題のないレベルとして使うことも可能である。具体的に可視光を対象とする一般のレンズでは、短波長側のほぼ半分の２００ｎｍ以下が目安となる。下限は、クラックを誘発させることができる高さまたは深さであり、１００ｎｍ以上が目安となる。
【００１０】
本発明は、合成樹脂レンズに適用して特に有効であるが、ガラスレンズへ適用してもよい。
【００１１】
クラック誘発線は、該クラック誘発線でクラックが発生し、クラック誘発線間のレンズ面では発生しないようなピッチ及びパターンで形成する。具体的なピッチは、レンズの大きさに関係なく、２００ｎｍ±１００ｎｍ程度、パターンは、平面視多角形状とし、各クラック誘発線が繋がっている態様とするのが実際的である。
【００１２】
本発明に用いるレンズ素材は、合成樹脂製、ガラス製ともに、成形型による成形レンズとするのが実際的である。成形型に、凸部または凹部からなるクラック誘発線に対応する微細な凹部または凸部からなるクラック誘発線形成線を形成し、この成形型を用いて成形すれば、クラック誘発線を有するレンズが得られる。このレンズ素材のクラック誘発線を含む表面に、蒸着、スパッタリング等の周知の手段により、金属薄膜からなる反射防止膜をコーティングすれば、本発明による反射防止膜を有するレンズが完成する。反射防止膜（多層膜）を形成するための材料、多層膜の形成手順等は、周知である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の反射防止膜を有するレンズは、レンズの表面に、光学性能に悪影響を与えない大きさの凹凸（クラック誘発線）を意図的に形成し、このクラック誘発線を含むレンズ表面に反射防止膜を形成したから、加熱されて反射防止膜にクラックが発生しても、このクラックはクラック誘発線において発生し、クラック誘発線以外では発生しないため、失透することがない。本発明による反射防止膜を有するレンズは、加熱工程を経る前にはクラックが発生しておらず、一定温度以上に加熱されるとクラックが発生するものであるが、クラック発生前には発生したときの失透防止の効果が期待でき、クラック発生後には明瞭に失透防止効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による反射防止膜を有するレンズの側面図及び部分拡大平面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、図１のII−II線に沿う断面図であって、クラック発生前と発生後の状態を模式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１及び図２は、本発明による反射防止膜を有するレンズ１０を示している。このレンズ１０のレンズ面１１には、クラック誘発線（クラック誘発凸条）１２が形成されている。クラック誘発線１２は、その高さＨ、ピッチＰともに、大きく拡大して模式的に示しており、実際に目視されることはない。レンズ１０は、合成樹脂製又はガラス製の成形レンズである。
【００１６】
クラック誘発線１２の高さＨは、レンズ１０のレンズとしての光学性能に悪影響を与えない大きさに設定されている。レンズ１０を透過する光線の波長を基準にして、高さＨが同波長の半分以下であれば、レンズ１０の光学性能に影響を与えないことが知られている。可視光を対象とする車載カメラ用レンズでは、この高さＨを、短波長側の波長（約４００ｎｍ）の半分（２００ｎｍ）以下とする。クラック誘発線１２の幅Ｗは、高さＨの半分から倍程度とする（Ｈ／２≦Ｗ≦２Ｈ）のがよい。またクラック誘発線１２の断面形状は、図示例の三角形状の他、半円形状、台形状等の任意形状とすることができる。
【００１７】
クラック誘発線１２は、平面的に見たとき、規則性を有するピッチＰ及びパターンで形成されている。図示例では、クラック誘発線１２が六角形状をなし、かつ各クラック誘発線１２が互いに繋がっている。
【００１８】
このレンズ１０のレンズ面１１上には、クラック誘発線１２を含んで金属薄膜からなる反射防止膜１３が均一に形成されている。多層膜からなる反射防止膜１３は、クラック誘発線１２を有するように成形されたレンズ１０のレンズ面１１上に、蒸着、スパッタリング等の周知の手法で構成されるもので、その金属材料の選定、組み合わせ、膜厚等は、必要とされる反射防止性能に応じて決定される。反射防止膜１３は、レンズ面１１及びクラック誘発線１２の上にほぼ均一な膜厚に形成される。本発明は、反射防止膜１３の構成は問わない。
【００１９】
以上の反射防止膜１３を有するレンズ１０は、少なくとも１枚が車載カメラ用レンズとしてモジュールに組み込まれ、該モジュールは、その画像センサから画像信号を取り出すために、基板上にリフロー実装（半田付け）される。この際、反射防止膜１３とレンズ１０は例えば２６０℃以上に加熱されることとなる。
【００２０】
この加熱の際、レンズ１０と反射防止膜１３との線膨張係数の差によって、図２（Ｂ）に模式的に示すように、反射防止膜１３にクラック１３Ｃが発生する。このクラックは、本実施形態によると、クラック誘発線１２上において発生する。なぜなら、クラック誘発線１２は凸部として形成されており、レンズ１０との線膨張係数の差によってクラック誘発線１２に対して相対移動（伸縮）するとき、応力がクラック誘発線１２上において集中するからである。このため、反射防止膜１３のクラックは、クラック誘発線１２上において発生し、クラック誘発線１２の間のレンズ面１１においては発生しない。従来の反射防止膜を有するレンズにおける失透現象は、レンズ面においてクラックがランダムに発生することに起因して生じるものであり、本実施形態のように、規則性をもって特定の高さＨで形成したクラック誘発線１２上に生じる（生じさせる）クラックは、失透の原因とならない。
【００２１】
クラック誘発線１２のピッチＰとパターンは、反射防止膜１３のクラックがクラック誘発線１２上において発生し、クラック誘発線１２の間のレンズ面では発生しないように定める。具体的なピッチは、レンズの大きさに関係なく、２００ｎｍ±１００ｎｍ程度が好ましいことが実験によって確認された。この程度を超えてピッチが大きくなると、レンズ面１１で有害なクラックが発生するおそれがあり、この程度を越えてピッチが小さくなっても、失透防止効果は変わりがない。クラック誘発線のパターンは、平面視多角形状とし、各クラック誘発線が繋がっている態様とするのが実際的である。
【００２２】
また、クラック誘発線１２が低すぎると、クラック誘発線１２部分で反射防止膜１３に応力集中を生じさせるのが難しくなるから、クラック誘発線１２の高さＨの下限は、１００ｎｍ程度とするのがよい。
【００２３】
本発明の反射防止膜を有するレンズは、例えば、次のように簡単に製造することができる。
レンズ１０を成形する成形型のレンズ成形面に、クラック誘発線１２に対応するクラック誘発線形成凹部を形成する。成形型にこのような凹部を機械加工することは容易にできる。
このクラック誘発線１２を有するレンズ１０に、常法に従い、反射防止膜１３を形成する。
さらに、クラック誘発線１２上に予めクラックを発生させて安定状態とするために、リフロー工程とは別に（リフロー工程の前工程として）、加熱工程（アニール工程）を付加してもよい。
【００２４】
以上の実施形態では、クラック誘発線１２を凸部として形成したが、凹部として形成してもよい。また以上の実施形態では、レンズ１０の凸レンズ面１１にクラック誘発線１２を形成したが、凹レンズ面にも同様に適用できる。
【００２５】
本発明は、合成樹脂レンズに適用して特に有効であるが、ガラスレンズへ適用してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０  レンズ
１１  レンズ面
１２  クラック誘発線
１３  反射防止膜
Ｈ  高さ
Ｐ  ピッチ
【図１】
2011002627.tif 000003
【図２】
2011002627.tif 000004