(57)【要約】【課題】樹脂製の光学部品に反射防止膜を形成してなる光学素子であって、ハンダ付け等によって熱履歴を受けても、反射防止膜にクラックや剥離や生じることを防止できる光学部品を提供する。【解決手段】樹脂製光学部品の表面に、樹脂製の低屈折率層と樹脂に金属を分散してなる高屈折率層とを交互積層してなる反射防止膜を形成すること、および、低屈折率層を有機材料の蒸着で、高屈折率層を有機材料と金属との共蒸着で、それぞれ成膜することにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製光学部品を基材として、この基材の表面に、樹脂からなる低屈折率層と、樹脂に金属および金属化合物の少なくとも一方を分散してなる高屈折率層との積層体を１以上有する反射防止膜を形成してなることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記低屈折率層が、有機化合物の蒸着によって形成されたものであり、前記高屈折率層が、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成されたものである請求項１に記載の光学部品。
【請求項３】
前記低屈折率層の樹脂と、前記高屈折率層の樹脂とが、同じ樹脂である請求項１または２に記載の光学部品。
【請求項４】
前記金属が、シリコン、タンタル、ジルコニウム、および、チタンの１以上である請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品。
【請求項５】
前記金属化合物が、タンタルの酸化物、ジルコニウムの酸化物、および、チタンの酸化物の１以上である請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品。
【請求項６】
前記高屈折率層の金属および金属化合物が、１つの物質である請求項１〜５のいずれかに記載の光学部品。
【請求項７】
前記基材がレンズである請求項１〜６のいずれかに記載の光学部品。
【請求項８】
樹脂製光学部品の表面に、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせを１以上有する反射防止膜を形成してなる光学部品の製造方法であって、
前記低屈折率層を、有機化合物の蒸着によって形成し、前記高屈折率層を、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項９】
同じ真空槽の中で、前記高屈折率層と低屈折率層とを交互に蒸着する請求項８に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
同じ真空槽の中に、前記低屈折率層の形成材料を充填した第１蒸発源と、金属および金属化合物の少なくとも一方の形成材料を充填した第２蒸発源とを設置し、
前記第１蒸発源を用いた蒸着によって前記低屈折率層を形成し、前記第１蒸発源および第２蒸発源を用いた共蒸着によって前記高屈折率層を形成する請求項９に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
前記第１蒸発源に、ラジカル重合性のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの１以上を充填する請求項１０に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１２】
前記第２蒸発源に１つの物質のみを充填する請求項１０または１１に記載の光学部品の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂製光学部品がレンズである請求項８〜１２のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズなどの樹脂製光学部品の表面に反射防止膜を形成してなる光学部品、および、この光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種のカメラのレンズや携帯電話のカメラのレンズとしては、ガラス製のレンズ（ガラスレンズ）が利用されている。
【０００３】
周知のように、ガラスレンズは屈折率が高く、高精度で非球面も形成し易いなど、光学的に様々な利点が有る。その反面、ガラスレンズは、高価である。
そのため、携帯電話のカメラのレンズや、安価なデジタルカメラのレンズとしては、樹脂製のレンズ（プラスチックレンズ）が利用されている。
【０００４】
ところで、高画質な画像を撮影するために、カメラのレンズは、表面に反射防止膜（ＡＲ膜（ＡＲコート））が設けられる場合が多い。
反射防止膜は、通常、高屈折率層と低屈折率層とを、交互に、複数層、形成することで作製される。すなわち、反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層との交互積層体である。
このような反射防止膜において、高屈折率層は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等の無機化合物の膜が多く利用されている。また、低屈折率層も、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等の無機化合物の膜が多く利用されている。
【０００５】
ここで、携帯電話のカメラなどは、ＣＣＤセンサ等のイメージセンサの上にレンズを固定してなるパッケージ（撮影ユニット）を作製し、このパッケージをプリント基板の上に載せて、ＣＣＤセンサ等のハンダ付けを行うことで作製される。
このハンダ付の際には、当然、レンズも加熱される。ところが、プラスチックは熱膨張係数が高い。そのため。プラスチックレンズを用いると、このハンダ付けの際に、無機化合物である反射防止膜と、プラスチックレンズとの熱膨張差によって、反射防止膜にクラック（ひび割れ）が生じたり、反射防止膜が剥離してしまう等の問題が生じる。
【０００６】
このような問題点の解決方法として、樹脂製の反射防止膜を用いることが考えられる。
有機化合物からなる反射防止膜として、例えば、特許文献１には、ポリ［アセトキシスチレン−（２−ヒドロキシエチルアクリレート）］共重合体やポリ［アセトキシスチレン−（３−ヒドロキシプロピルアクリレート）］共重合体等の所定の構造を有する有機化合物と、架橋剤とを、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等の有機溶媒に溶解した塗料を調製し、この塗料を基材に塗布して、１００〜３００℃で１０〜１０００秒間加熱処理してなる反射防止膜が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、（メタ）アクリル系樹脂やノボラック樹脂などの樹脂と、フッ素界面活性剤としての含フッ素（メタ）アクリレートポリマーおよびオリゴマーと、架橋剤とを含有する塗料を調製して、この塗料を基材に塗布して塗布膜を形成した後、基材エッジ部の塗布膜を溶剤で除去した後に、ベーキングすることによって反射防止膜を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８４８５５１号公報
【特許文献２】特許第３９９４２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような樹脂製の反射防止膜を用いることにより、プラスチックレンズを用いた場合であっても、ハンダ付け等の際における、レンズとの熱膨張差に起因する、反射防止膜のクラックや剥離を防止することができる。
【００１０】
しかしながら、樹脂製の反射防止膜では、十分に高い屈折率を得ることができない。
そのため、樹脂製の低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層してなる反射防止膜を、レンズ等の光学部品の表面に形成しても、十分な反射防止効果を得ることができず、例えば、携帯電話のカメラやデジタルカメラ等のレンズに利用した場合には、十分な画質の画像を撮影することができない場合も多い。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、プラスチックレンズ等の熱膨張率が高い樹脂製の光学部品に、反射防止膜を形成してなる光学部品において、光学部品との熱膨張係数の差に起因するクラックや剥離等を生じることがなく、かつ、十分に高い屈折率を有する高屈折率層を有する反射防止膜を形成され、高い反射防止効果は付与された光学部品、および、この光学部品を好適に製造できる光学部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の光学部品は、樹脂製光学部品を基材として、この基材の表面に、樹脂からなる低屈折率層と、樹脂に金属および金属化合物の少なくとも一方を分散してなる高屈折率層との積層体を１以上有する反射防止膜を形成してなることを特徴とする光学部品を提供する。
【００１３】
このような本発明の光学部品において、前記低屈折率層が、有機化合物の蒸着によって形成されたものであり、前記高屈折率層が、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成されたものであるのが好ましく、また、前記低屈折率層の樹脂と、前記高屈折率層の樹脂とが、同じ樹脂であるのが好ましい。
また、前記金属が、シリコン、タンタル、ジルコニウム、および、チタンの１以上であるのが好ましく、また、前記金属化合物が、タンタルの酸化物、ジルコニウムの酸化物、および、チタンの酸化物の１以上であるのが好ましく、また、前記高屈折率層の金属および金属化合物が、１つの物質であるのが好ましい。
さらに、前記基材がレンズであるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の光学部品の製造方法は、樹脂製光学部品の表面に、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせを１以上有する反射防止膜を形成してなる光学部品の製造方法であって、前記低屈折率層を、有機化合物の蒸着によって形成し、前記高屈折率層を、有機化合物と金属および金属化合物の少なくとも一方との共蒸着によって形成することを特徴とする光学部品の製造方法を提供する。
【００１５】
このような本発明の光学部品の製造方法において、同じ真空槽の中で、前記高屈折率層と低屈折率層とを交互に蒸着するのが好ましく、この際において、同じ真空槽の中に、前記低屈折率層の形成材料を充填した第１蒸発源と、金属および金属化合物の少なくとも一方の形成材料を充填した第２蒸発源とを設置し、前記第１蒸発源を用いた蒸着によって前記低屈折率層を形成し、前記第１蒸発源および第２蒸発源を用いた共蒸着によって前記高屈折率層を形成するのが好ましい。また、前記第１蒸発源に、ラジカル重合性のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの１以上を充填するのが好ましく、また、前記第２蒸発源に１つの物質のみを充填するのが好ましい。
さらに、前記樹脂製光学部品がレンズであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学部品は、プラスチックレンズ等の樹脂製光学部品の上に反射防止膜を形成してなる光学部品であって、反射防止膜が、樹脂を主成分とする高屈折率層と、樹脂製の低屈折率層とを交互に積層してなる物である。そのため、例えば、本発明にかかるプラスチックレンズをＣＣＤセンサと一体的にパッケージングして、ＣＣＤセンサをプリント基板にハンダ付けした際にも、レンズと反射防止膜との熱膨張係数の違いに起因する、反射防止膜のクラックや剥離等を、好適に防止できる。
また、高屈折率層は、樹脂を主成分として、金属および／または金属化合物を分散してなるものであるので、金属等の作用により、十分に高い屈折率を得ることができる。従って、本発明によれば、高い屈折率を有する高屈折率層によって、十分な反射防止効果を付与された光学部品を得ることができ、例えば、携帯電話のカメラのレンズ等に利用することにより、高画質な画像を安定して得ることができ、かつ、携帯電話のコストダウンも図ることができる。
【００１７】
また、本発明の製造方法は、有機化合物の蒸着によって低屈折率層を形成（成膜）し、また、有機化合物と金属等との共蒸着によって高屈折率層を形成する。
そのため、高屈折率層中に、金属や金属化合物を、原子／分子レベルのサイズで、均一に分散させることができ、前述のように優れた特性を有する光学部品を、好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の光学部品をレンズに利用した一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の光学部品の製造方法の一例を実施する成膜装置を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の光学部品および光学部品の製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００２０】
図１に、本発明の光学部品をレンズに応用した一例の一部を、概念的に示す。
図示例のレンズ１０は、レンズ基材１２の表面に、反射防止膜（ＡＲ膜（anti-reflection膜）２０を形成してなるものである。
本発明において、反射防止膜２０は、高屈折率層１４と、低屈折率層１８とを、交互に積層してなる、高屈折率層１４と低屈折率層１８との交互積層体である。図１に示すレンズ１０においては、反射防止膜２０は、２層の高屈折率層１４ａおよび１４ｂと、２層の低屈折率層１８ａおよび１８ｂとを、高屈折率層１４と低屈折率層１８とが交互になるように積層してなる、４層構成の膜である。言い換えれば、反射防止膜２０は、高屈折率層１４と低屈折率層１８との組み合わせを、２対有する、４層構成の膜である。
【００２１】
本発明において、レンズ基材１２は、公知の樹脂製のレンズである。
なお、本発明の光学素子において、基材となる樹脂製光学素子は、図示例のようなレンズに限定はされず、必要に応じて反射防止膜が形成される、各種の光学素子が全て利用可能である。
具体的には、図示例のようなレンズのほか、各種の光学フィルタ、プリズム等が例示される。
中でも、高い反射防止効果が得られ、かつ、前述のハンダ付けによる反射防止膜のクラックや剥離防止効果等の点で、レンズは、好適に利用される。
【００２２】
また、レンズ基材１２（基材となる光学素子）は、樹脂製レンズのみで形成される物に限定はされず、表面に、保護層、密着層、遮光層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が形成されている物であってもよい。
すなわち、本発明においては、本発明のレンズ１０の基（母体）となるレンズ（光学素子）が樹脂製であれば、各種の構成のレンズが利用可能である。
【００２３】
レンズ基材１２の形成材料には、特に限定はなく、先に例示したような光学部品に利用される各種の樹脂（プラスチック／高分子化合物／重合体）が、全て利用可能である。
具体的には、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド等、各種の透明な樹脂が例示される。
また、各種の化合物を添加したナノコンポジット樹脂等も利用可能である。
【００２４】
レンズ基材１２の表面には、反射防止膜２０が形成される。
前述のように、この反射防止膜２０は、２層の高屈折率層１４ａおよび１４ｂと、２層の低屈折率層１８ａおよび１８ｂとを、交互に積層してなる。４層構成の膜である。
【００２５】
なお、本発明のレンズ１０（光学素子）において、反射防止膜２０は、高屈折率層１４と低屈折率層１８とを交互に積層してなるものであれば、層数は、図示例の４層に限定はされない。
例えば、高屈折率層１４と低屈折率層１８とを１層ずつ有する反射防止膜であってもよく、高屈折率層１４と低屈折率層１８とを、それぞれ、３層以上ずつ以上有する反射防止膜であってもよい。すなわち、本発明の光学素子における反射防止膜は、高屈折率層１４と低屈折率層１８との組み合わせを、１対のみ有するものであってもよく、高屈折率層１４と低屈折率層１８との組み合わせを、３対以上、有するものであってもよい。
【００２６】
なお、高屈折率層１４と低屈折率層１８との層数は、互いに、異なってもよい。また、反射防止膜２０の最下層は、高屈折率層１４および低屈折率層１８のいずれでもよいが、反射防止膜２０の最上層は、低屈折率層１８であるのが好ましい。
また、良好な反射防止性能を得られる等の点で、反射防止膜２０は、少なくとも２層以上の高屈折率層１４および低屈折率層１８を有するのが好ましい。
【００２７】
高屈折率層１４は、樹脂を主成分（マトリックス）として、この樹脂中に、金属および金属化合物の少なくとも一方を分散してなるものである。
なお、以下の説明では、特に金属および金属化合物を区別する必要が無い場合には、両者をまとめて、単に「金属」とも言う。
【００２８】
高屈折率層１４の主成分となる樹脂には、特に限定はなく、各種の樹脂が利用可能である。
具体的には、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物等が例示される。
【００２９】
中でも、安価である等の点で、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が好適に利用され、また、レンズ基材１２や隣接する低屈折率層１８との密着性や、耐熱性等の点で、ポリカーボネートも好適に利用される。
【００３０】
高屈折率層１４の主成分となる樹脂は、上述の樹脂となるラジカル重合性のモノマー、ダイマーやトライマーなどのオリゴマー、および、プレポリマーの１以上を重合／硬化してなる樹脂が、好適である。
このようなラジカル重合性のモノマー等としては、ＢＥＰＡＧ、ＴＭＰＴＡ等が好適に例示される。
【化１】
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【００３１】
高屈折率層１４に分散される金属としては、樹脂層の屈折率を向上する各種の金属が利用可能である。
具体的には、シリコン、タンタル、ジルコニウム、チタン等が好適に例示される。
中でも、高い屈折率が得られる等の点でタンタルが好適に利用され、また、安価である等の点でジルコニウムも好適に利用される。
【００３２】
他方、高屈折率層１４に分散される金属化合物も、樹脂層の屈折率を向上する各種の金属化合物が利用可能である。
具体的には、高い屈折率が得られる等の点で酸化タンタルが好適に利用され、安価である等の点で酸化ジルコニウムが好適に利用される。
【００３３】
なお、このような金属および金属化合物は、複数種の金属および／または金属化合物を併用してもよい。
しかしながら、高屈折率層１４には、１つの金属、もしくは、１つの金属化合物のみを用いるのが好ましい。
【００３４】
本発明のレンズ１０において、高屈折率層１４における樹脂と金属との量比には、特に限定はなく、用いる金属、目的とする屈折率等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、高屈折率層１４における樹脂と金属との量比は、樹脂の重量に対して、金属の重量が０．０１〜１０％程度とするのが好ましい。このような構成を有することにより、良好な反射防止性能を得られる、レンズ基材１２との熱膨張率が近い反射防止膜が得られる等の点で好ましい。
【００３５】
本発明のレンズ１０において、高屈折率層１４の屈折率には、特に限定はなく、後述する低屈折率層１８よりも高い屈折率であればよいが、１．６〜２．２程度であるのが好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
なお、高屈折率層１４においては、樹脂中に分散する金属の量を調整することにより、屈折率を調整することができる（多い方が高屈折率となる）ので、目的とする屈折率に応じて、金属の量を、適宜、設定（好ましくは前記範囲で設定）すればよい。
【００３６】
また、高屈折率層１４の膜厚にも、特に限定はなく、反射防止膜２０の層数、要求される反射防止性能等に応じて、適宜、設定すればよいが、１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５〜２００ｎｍが、より好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
【００３７】
なお、高屈折率層１４において、樹脂に分散される金属のサイズには、特に、限定はない。
しかしながら、本発明の光学素子は、基本的に、後述する本発明の製造方法によって製造される。すなわち、高屈折率層１４は、有機化合物と、金属との共蒸着によって形成される。そのため、本発明においては、高屈折率層１４に分散される金属のサイズは、使用する金属（金属化合物）の原子サイズ（分子サイズ）のレベルであり、非常に微細な金属が、均一に分散される。なお、蒸着によって成膜される膜中では、複数の原子（分子）同士が接合して、クラスター状になっていることも考えられ、本発明の光学素子の反射防止膜２０の高屈折率層１４には、このようなクラスター状の金属粒子が含まれている場合も有る。
【００３８】
レンズ１０の反射防止膜２０において、このような高屈折率層１４と交互積層される低屈折率層１８は、樹脂からなる層である。
低反射層１８となる樹脂には、特に限定はない。中でも、前記高屈折率層１４において例示した樹脂が、好ましく例示される。
【００３９】
以上の説明より明らかなように、本発明の光学部品は、反射防止膜が、樹脂を母体（主成分）とする高屈折率層と、樹脂製の低屈折率層とを交互積層してなる物である。そのため、樹脂製のレンズ基材１２を用いるレンズ１０をＣＣＤセンサと一体的にパッケージングして、ＣＣＤセンサをプリント基板にハンダ付けした際にも、レンズ基材１２と反射防止膜２０との熱膨張係数の違いに起因する、反射防止膜２０のクラックや剥離等を生じることを、防止できる。
また、高屈折率層１４は、樹脂を母体として、金属（金属化合物）を分散してなるものであるので、金属の作用により十分に高い屈折率を得ることができ、さらに、金属の量を調整することにより、屈折率を調整できる。従って、本発明によれば、高い屈折率を有する高屈折率層１４によって、十分な反射防止効果を付与されたレンズ１０を得ることができ、例えば、携帯電話のカメラ等に利用することにより、低コスト化を図り、かつ、高画質な画像を安定して撮影することができる。
しかも、塗料を用いて作製した樹脂製の反射防止膜レンズとは異なり、バインダが膜内（各層内）に残存することも無いので、バインダ等に起因する特性劣化の心配も無い。
【００４０】
本発明のレンズ１０において、低屈折率層１８の屈折率には、特に限定はなく、前記高屈折率層１４よりも低屈折率であればよいが、１．２〜１．６程度であるのが好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
【００４１】
また、低屈折率層１８の膜厚にも、特に限定はなく、反射防止膜２０の層数、要求される反射防止性能等に応じて、適宜、設定すればよいが、１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５〜２００ｎｍが、より好ましい。
このような構成とすることにより、良好な反射防止性能を得られる等の点で好ましい。
【００４２】
なお、本発明において、高屈折率層１４の母体となる樹脂と、低屈折率層１８となる樹脂は、異なるものであってもよいが、後述する本発明の製造方法を考慮すると、両者は、同じ樹脂であるのが好ましい。
後に明らかになるが、これにより、本発明のレンズ１０を、良好な生産性および簡易な操作で製造可能できる。
【００４３】
図１に、本発明の光学素子の製造方法によって、前述のレンズ１０を製造する成膜装置を概念的に示す。
【００４４】
図１に示す成膜装置３０は、真空蒸着によってレンズ基材１２の表面に高屈折率層１４および低屈折率層１８を形成（成膜）して、反射防止膜２０を形成するものであり、真空チャンバ３２と、基板ホルダ３４と、回転手段３６と、有機蒸発源３８と、無機蒸発源４０と、シャッタ４２および４６とを有して構成される。
【００４５】
また、図示は省略するが、成膜装置３０には、真空チャンバ３２内を排気して真空蒸着に応じた所定の圧力とする真空排気手段が設置される。
さらに、図示は省略するが、成膜装置３０には、レンズ基材１２に蒸着された高屈折率層１４および低屈折率層１８の重合／硬化を促進するために、紫外線照射手段、電子線照射手段、レンズ基材１２（成膜基板）の加熱手段等の、樹脂の硬化手段を配置する。
【００４６】
真空チャンバ３２、真空排気手段、回転手段３６は、いずれも、真空蒸着装置に用いられている、公知の物である。
また、基板ホルダ（回転ドーム）３４も、複数のレンズ基材１２を保持する、レンズにコーティング等を施す真空蒸着装置等に用いられる、公知のレンズホルダである。なお、基板ホルダ３４は、公知の手段によって、レンズ基材１２の温度調整を兼ねてもよい。
【００４７】
有機蒸発源３８は、低屈折率層１８となる樹脂および高屈折率層１４の母体となる樹脂の成膜材料を充填して、加熱／蒸発させるものである。他方、無機蒸発源４０は、高屈折率層１４に分散される金属（金属化合物）を充填して、加熱／蒸発させるものである。
両蒸発源は、共に、真空蒸発装置で用いられる公知の蒸発源（ルツボ）である。
また、両蒸発源の加熱方法にも、特に限定はなく、抵抗加熱、電子線加熱、誘導加熱等、公知の加熱手段が、全て利用可能である。さらに、有機蒸発源３８と無機蒸発源４０とで、異なる加熱手段を用いてもよい。
【００４８】
有機蒸発源３８の上にはシャッタ４２が、無機蒸発源４０の上にはシャッタ４６が、それぞれ配置される。
両シャッタは、対応する蒸発源からの成膜材料蒸気を遮蔽して、基板ホルダ３４に保持されるレンズ基板１２に蒸着されるのを防ぐ、公知のシャッタである。図示例においては一例として、図２中に実線と点線で示すように、蒸発源の上部に位置する遮蔽位置、および、蒸発源の上部から退避した開放位置に移動することにより、蒸発源からの成膜材料蒸気を遮蔽／開放する。
【００４９】
以下、図２に示す成膜装置の作用を、前述のレンズ１０の製造を例に説明することにより、本発明の光学素子の製造方法を詳細に説明する。
【００５０】
まず、真空チャンバ３２を開放して、有機蒸発源３８に、高屈折率層１４の主成分および低屈折率層１８となる樹脂の成膜材料を充填し、無機蒸発源４０に、高屈折率層１４に分散する金属の成膜材料を充填する。
【００５１】
有機蒸発源３８には、低屈折率層１８等を形成する樹脂となる有機化合物を、成膜材料として充填すればよいが、好ましくは、前述のＢＥＰＡＧやＴＭＰＴＡのような、低屈折率層１８等を形成する樹脂となる、ラジカル重合性のモノマー、オリゴマー、および、プレポリマーの１以上を、成膜材料として充填する。
また、必要に応じて、有機蒸発源３８には、成膜材料と共に重合開始剤（架橋剤）を充填してもよい。
他方、無機蒸発源４０に充填する成膜材料は、高屈折率層１４に分散させる物質に応じて、その金属膜を真空蒸着する際と同様の公知の成膜材料を充填すればよい。
【００５２】
蒸発源に成膜材料を充填したら、真空チャンバ３２を閉塞して、真空排気手段による排気を開始し、また、各蒸発源において、成膜材料の加熱を開始する。
この時点では、両シャッタは閉塞している。すなわち、シャッタ４２は点線で示す位置に、シャッタ４６は実線で示す位置に、それぞれ位置している。
【００５３】
真空チャンバ３２内の圧力が所定の圧力で安定し、かつ、有機蒸発源３８および無機蒸発源４０の温度が所定温度で安定したら、回転手段３６を駆動して基板ホルダ３４の回転を開始して、その後、シャッタ４２を実線の位置に、シャッタ４６を点線の位置に、それぞれ移動して両シャッタを開放する。
これにより、有機材料と金属との共蒸着によって、レンズ基材１２の表面に、母体となる樹脂に金属を分散してなる、高屈折率層１４ａの形成（成膜）が開始される。
【００５４】
なお、高屈折率層１４の主成分となる樹脂と、この樹脂に分散される金属の量比は、蒸発源における蒸気排出口のサイズの調整、加熱温度の調整（加熱装置に供給する電気量の調整）等によって調整可能である。
また、成膜装置３０において、両蒸発源は、蒸気排出口のサイズが固定でもよいが、公知の開口サイズの調整手段によって、蒸気排出口のサイズを調整可能としてもよい。
【００５５】
所定膜厚の高屈折率層１４ａを形成したら、シャッタ４６を実線の位置に移動して、無機蒸発源４０からの成膜材料蒸気を遮蔽する。これにより、無機蒸発源４０からの金属の蒸着が停止され、樹脂のみから形成される低屈折率層１８ａの形成が開始される。なお、成膜中には、基板ホルダ３４の全体（レンズ基材１２の保持面）に、紫外線や電子線を照射して、樹脂の硬化を促進する。
もしくは、所定膜厚の高屈折率層１４ａを形成したら、シャッタ４２およびシャッタ４６の両者を閉塞して、蒸着を停止し、基板ホルダ３４の全体に、紫外線や電子線を照射して、樹脂の硬化を行い、硬化が終了した後に、シャッタ４２のみを開放して、樹脂のみから形成される低屈折率層１８ａの形成を開始する。すなわち、本発明の製造方法においては、高屈折率層１４および低屈折率層１８の成膜工程の間に、樹脂の硬化工程を有してもよい。
以上の点に関しては、この他の層でも同様である。
なお、膜厚の制御は、公知の真空蒸着と同様に行えばよい。また、蒸着停止中は、必要に応じて、無機蒸発源４０の温度を、成膜材料が蒸発しない温度まで下げてもよい。
【００５６】
所定膜厚の低屈折率層１８ａを形成したら、シャッタ４６を点線の位置に移動する。これにより、先と同様に、有機材料と金属との共蒸着によって、主成分となる樹脂に金属が分散される、高屈折率層１４ｂの形成が開始される。もしくは、低屈折率層１８ａを形成したら、蒸着を停止し、紫外線照射による硬化を行い、その後、高屈折率層１４ｂの形成を開始する。
所定膜厚の高屈折率層１４ｂを形成したら、先と同様に、シャッタ４６を実線の位置に移動して、無機蒸発源４０からの成膜材料蒸気を遮蔽し、低屈折率層１８ｂの形成を開始する。もしくは、高屈折率層１４ｂを形成したら、蒸着を停止し、紫外線照射による硬化を行い、その後、低屈折率層１８ｂの形成を開始する。
【００５７】
所定膜厚の低屈折槽１８ｂを形成したら、両蒸発源の加熱を停止し、両シャッタを閉塞し、基板ホルダ３４の回転を停止する。さらに、真空チャンバ３２内に不活性ガスや清浄化した空気を導入して、真空チャンバ３２を大気圧とする。
十分に安全な温度まで降温したら、真空チャンバ３２を開放して、基板ホルダ３４から、反射防止膜２０を形成された本発明のレンズ１０を取り外す。
【００５８】
本発明の製造方法によれば、樹脂に金属を分散してなる高屈折率層１４を、有機材料と金属（金属化合物）との共蒸着によって形成する。そのため、高屈折率層１４の主成分となる樹脂中に、原子レベルや分子レベルのサイズの金属を、極めて均一に分散することができる。従って、本発明によれば、高品位な高屈折率層１４を有する、光反射防止性能が良好な反射防止膜２０を有するレンズ１０を製造することができる。
しかも、本例においては、１つのシャッタを開放／閉塞するという、簡単な動作で、高屈折率層１４および低屈折率層１８を形成できるので、簡易な操作および良好な生産性で、レンズ１０を製造できる。
【００５９】
以上、本発明の光学素子および光学素子の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。
例えば、図２に示す例では、１つの真空槽の中で高屈折率層１４および低屈折率層１８を形成しているが、本発明は、低屈折率層１８を有機材料と金属との共蒸着で行えば、高屈折率層１４と低屈折率層１８とを、別の真空槽で形成してもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【００６１】
［実施例１］
図２に示す成膜装置３０を用いて、レンズ基材１２の表面に反射防止膜２０を形成したレンズ１０を作製した。
有機蒸発源３８には、高屈折率層１４の主成分および低屈折率層１８となる樹脂の成膜材料であるＢＥＰＧＡ（大阪有機化学工業社製  重合性モノマーＶ−３ＰＡ）４０ｇに対して、紫外線重合開始剤（Lamberti社製  ＴＺＴ）を１．５ｇの割合で混合してなる、混合溶液を充填した。
また、無機蒸発源４０には、高屈折率層１４に分散する金属の成膜材料として、チタンを充填した。
レンズ基材１２は、ポリカーボネート製のレンズを用いた。
さらに、基板ホルダ３４の全面に紫外線が当たるように、真空チャンバ３２内に紫外線ランプを配置した。紫外線の照射エネルギは、２Ｊ／ｃｍ2とした。
【００６２】
両蒸発源に成膜材料を充填し、基板ホルダ３４にレンズ基材１０を取り付けたら、真空チャンバ３２を閉塞して、真空チャンバ３２の排気および両蒸発源の加熱を開始した。なお、シャッタ４２および４６は、閉塞している。
なお、両蒸発源の加熱は、蒸発量が適正になるように、予め実験によって設定した電流値で行った。また、この電流値の設定によって、高屈折率層１４ａ中における樹脂と金属との量比が、樹脂の重量に対して金属の重量が０．１％となるようにした。
真空チャンバ３２内の到達圧力が１×１０-3Ｐａで安定したら、回転手段３６を駆動して基板ホルダ３４の回転を開始した。次いで、両シャッタを開放して、高屈折率層１４ａの形成を開始した。
【００６３】
高屈折率層１４ａの膜厚が４０ｎｍになった時点で、両シャッタを閉塞した。なお、膜厚は、予め行った実験で得た成膜レートを用いて制御した。この点に関しては、他の層も同様である。
次いで、３秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行った。
【００６４】
樹脂の硬化が終了したら、シャッタ４２のみを開放して、低屈折率層１８ａの成膜を開始した。低屈折率層１８ａの膜厚が２０ｎｍになった時点で、シャッタ４２を閉塞した。
次いで、２秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行った。
【００６５】
樹脂の硬化が終了したら、先の高屈折率層１４ａと全く同様にして、厚さ４０ｎｍの高屈折率層１４ｂを形成した。
次いで、シャッタ４２のみを開放して、低屈折率層１８ｂの成膜を開始した。低屈折率層１８ａの膜厚が８０ｎｍになった時点で、両シャッタを閉塞した。さらに、５秒間、紫外線ランプを点灯して、樹脂の硬化を行い、反射防止膜２０の形成を終了した。すなわち、このレンズは、高屈折率層／低屈折率層の組み合わせを、２対有する、４層構成の反射防止膜２０を有する。
その後、真空チャンバ３２内に窒素ガスを導入して大気圧とした。温度が十分に下がったら、真空チャンバ３２を開放して、製造したレンズ１０を基板ホルダ３４から取り外した。
なお、予め、ガラス基板に全く同様にして各層を成膜し、その屈折率をエリプソメータで測定したところ、高屈折率層１４の屈折率は１．８、低屈折率層１８の屈折率は１．４であった。
【００６６】
［実施例２］
低屈折率層１８ｂの厚さを２０ｎｍとし、さらに、その上に、第３の高屈折率層１４を４０ｎｍ形成し、その上に、第３の低屈折率層１８を８０ｎｍ形成した以外は、実施例１と同様に各層を形成して、反射防止層が形成されたレンズを作製した。すなわち、このレンズは、高屈折率層／低屈折率層の組み合わせを、３対有する、６層構成の反射防止膜２０を有する。
高屈折率層１４における樹脂と金属との量比は、前記実施例１の高屈折率層１４ａと同様にした。
また、第３の低屈折率層における硬化時間は、５秒間とした。
実施例１と同様に各層の屈折率を測定したところ、高屈折率層１４の屈折率は１．８、低屈折率層１８の屈折率は１．４であった。
【００６７】
［比較例１］
成膜装置３０を用いて、無機化合物からなる反射防止膜を有するレンズを作製した。
有機蒸発源３８には、高屈折率層の成膜材料である酸化チタンを充填した。また、無機蒸発源４０には、低屈折率層の成膜材料である酸化ケイ素を充填した。
レンズ基材は、実施例１と同じものを用いた。
【００６８】
両蒸発源に成膜材料を充填し、基板ホルダ３４にレンズ基材を取り付けたら、真空チャンバ３２を閉塞して、排気および両蒸発源の加熱を開始した。実施例１と同様、両蒸発源の加熱は、蒸発量が適正になるように、予め実験によって設定した電流値で行った。
シャッタ４２および４６は、閉塞している。
真空チャンバ３２内の到達圧力が１×１０-3Ｐａで安定したら、回転手段３６を駆動して基板ホルダ３４の回転を開始し、次いで、有機蒸発源３８に対応するシャッタ４２のみを開放して、高屈折率層の形成を開始した。
【００６９】
高屈折率層の膜厚が４０ｎｍになった時点で、シャッタ４２を閉塞して、無機蒸発源４０に対応するシャッタ４６を開放して、低屈折率層の成膜を開始した。
低屈折率層の膜厚が２０ｎｍになった時点で、シャッタ４６を閉塞、シャッタ４２を開放して、２層目の高屈折率層の成膜を開始した。
さらに、２層目の高屈折率層の膜厚が４０ｎｍになった時点で、シャッタ４２を閉塞、シャッタ４６を開放して、２層目の低屈折率層の成膜を開始した。
【００７０】
２層目の低屈折率層の膜厚が８０ｎｍになったら、以下、実施例１と同様にして、反射防止膜の形成を終了し、製造したレンズを基板ホルダ３４から取り外した。すなわち、このレンズは、実施例１と同様、高屈折率層／低屈折率層の組み合わせを、２対有する、４層構成の反射防止膜を有する。
実施例１と同様に各層の屈折率を測定したところ、高屈折率層の屈折率は１．９、低屈折率層の屈折率は１．５であった。
【００７１】
［評価］
各レンズの波長３００〜１２００ｎｍに対する反射率を、反射率測定器によって測定した。
その結果、実施例１および実施例２、ならびに比較例のレンズ共に、可視域での反射率が１％以内であることが確認された。
【００７２】
また、各レンズを２６０℃で１８０秒保持する加熱試験を行った。その結果、実施例１および実施例２のレンズの反射防止膜には剥離は認められなかったが、比較例のレンズの反射防止膜には、剥離が認められた。
さらに、ＣＣＤセンサの上に各レンズを固定してなる携帯電話用のパッケージを作製し、このパッケージをプリント基板に載せて、ＣＣＤセンサのハンダ付けを行った。その結果、前記加熱試験と同様に、実施例１および実施例２のレンズの反射防止膜には剥離は認められなかったが、比較例のレンズの反射防止膜には、剥離が認められた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の光学素子は、携帯電話のカメラのレンズ等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  レンズ
１２  レンズ基材
１４  高屈折率層
１８  低屈折率層
２０  反射防止膜
３０  成膜装置
３２  真空チャンバ
３４  基板ホルダ
３６  回転手段
３８  有機蒸発源
４０  無機蒸発源
４２，４６  シャッタ
【図１】
2011197555.tif 000004
【図２】
2011197555.tif 000005