(57)【要約】      （修正有）【課題】光学機内に実装された各種光学フィルタへ生ずる結露、カビを防止し、電気的特性、色調の安定性、画像・画質及び解像力その他光学的特性の向上・安定化させる。【解決手段】デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の光学機器における反射防止（AR）フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、カラーフィルタ等のプラスチック光学フィルタであって、その片面又は両面に真空蒸着法又はスパッタリング法によってフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂及びフッ素シリコーン系樹脂から選ばれる撥水防湿層４．５を積層形成する。【選択図】図１
0003112437.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光学機器の内部のレンズ背面側に実装される透明プラスチックシートをベース層とするプラスチック光学フィルタであって、その片面又は両面に真空蒸着法又はスパッタリング法によって形成されたフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂及びフッ素シリコーン系樹脂から選ばれる撥水防湿層が積層されているプラスチック光学フィルタ。
【請求項２】
プラスチック光学フィルタがレンズと撮像素子の間に配置される反射防止フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、又はカラーフィルタである請求項１に記載のプラスチック光学フィルタ。
【請求項３】
撥水防湿層の膜厚が０．０１乃至０．１μｍである請求項１又は２に記載のプラスチック光学フィルタ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、透明プラスチックシートをベース層とする、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、監視カメラ、赤外線を利用したセンサー、プロジェクター等の光学機器の内部、特にレンズ背面と撮像素子の間に配置される反射防止（AR）フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、あるいはカラーフィルタ等として有用なプラスチック光学フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、監視カメラ、赤外線を利用したセンサー、プロジェクター等の光学機器には反射防止フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、カラーフィルタ等の各種の光学フィルタが装填されている。
多くの光学機器、特に撮像素子を備えたデジタルカメラの光学ブロックは、レンズホルダーとブラケット金属でCCD撮像素子、光学フィルタ、フィルタパッキングを挟み込む構造になっている。
【０００３】
例えば、ある種のデジタルカメラでは、レンズホルダーに保持されたレンズとブラケットに保持されたCCD撮像素子の間に光学ローパスフィルタや赤外線遮断フィルタ等の光学フィルタが配置されている。（例えば、特許文献１の第１図乃至第３図、特許文献２の第５図、特許文献３の第１図ないし第５図、特許文献４の第１図、特許文献５参照）。
【０００４】
「反射防止フィルタ（AR（Anti-Reflection）フィルタ）」は、特定の６５０nmから１０００nmの波長域の光を透過し、これ以外の波長の光を反射するものである。
「赤外線遮断フィルタ」は、視感度を肉眼と一致させるために、所定の波長より長い波長の光を減少させるためのものであり、デジタルカメラのレンズ背面側、撮像素子前方に配置して用いられている。赤外線遮断フィルタは、透明ベースシートに赤外線遮断性素材を蒸着膜によって形成させたものである。
「光学ローパスフィルタ」は、偽色を防止するためのものである。CCDを用いたカメラでは、撮像素子の画素が規則性を持って配列されているため、撮像素子をそのまま使用すると被写体の空間高周波数との関係で折り返しノイズの影響を受けるが、これを防止するために撮像素子の前面に設けるものである。入射光を複数に分岐して出射するプラスチックフィルムを使用したローパスフィルタとしては、入射光を分離して複数の出射光を形成する第１の複屈折板と、複数の出射光の偏光状態を略円偏光に返還する高分子フィルムと、高分子フィルムから出射する複数の出射光をそれぞれ分離して複数の出射光を形成する第２の複屈折板とからなる光学フィルタが知られている。（例えば、特許文献６参照。）。
また、ある種の人体検出赤外線センサー（監視カメラ）では、センサー前面に配置したマルチレンズとクワッドタイプ収電素子の間に赤外線透過のための光学フィルタが配置されている。
【０００５】
また、最近はカメラ全体の軽量化、コンパクト化の要望が高いことから、部品の軽量化が望まれ、これらフィルタは、ガラスのような重いものではなくプラスチックからなる軽量でかつ耐衝撃性に優れたフィルタが望まれている。
【０００６】
これら光学フィルタは、多くの場合、光学機器内部、特にレンズ背面と撮像素子の間に配置されている。これら光学機器の内部（ボデイー）と外界は、通常は密封遮断されており、湿気の進入は阻止されている。しかし、何らかの理由で高湿度の湿気が光学機器内に一旦進入すると、低温外気に触れたとき、レンズ表面は勿論のこと、時には機器内の種々の部品、例えば光学フィルタに結露が生ずる恐れがあった。また、多湿条件下で使用したり、長年にわたって使用した場合には、レンズや光学フィルタに望ましくないカビの発生がみられた。
【０００７】
一方、従来から、光学レンズや液晶デイスプレー等への指紋、皮脂、汗、化粧品等の付着の防止のために、レンズやデイスプレー表面にフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂の塗膜を形成することは知られていた。（例えば、特許文献７参照。）
しかしながら、これら技術は、あくまで人の手が接触する機会の多いレンズやデイスプレー表面等の光学機器の外側表面の部品についての問題であり、光学機器内部の問題として捉えたものではなかった。
【特許文献１】特開２００４−２９５９０号公報
【特許文献２】特開２００２−３７３９７７号公報
【特許文献３】特開２００４−７８０８３号公報
【特許文献４】特開２００４−４６２３７号公報
【特許文献５】特開２００３−１４９７２３号公報
【特許文献６】特開２００４−７０３４０号公報
【特許文献７】特開２００３−２６０７６１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本考案が解決しようとする課題は、光学機器内の種々の部品、特に、反射防止フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、カラーフィルタ、赤外線を利用したセンサーやプロジェクター等の内部に装填された各種光学フィルタに結露やカビの発生を防止することである。
【考案の効果】
【０００９】
本考案のプラスチック光学フィルタは、プラスチックから構成されるので軽量かつ耐衝撃性に優れているばかりでなく、その表面にフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂及びフッ素シリコーン系樹脂から選ばれる撥水防湿層が積層されているので、光学機内に実装された各種光学フィルタに結露が生ずる恐れを防止することができる。
また、光学機器内に存在する水分に起因する結露の恐れがないばかりか、対湿性に優れているので電気的特性も優れ、色調の安定性、画像・画質及び解像力その他光学的特性の向上・安定化が可能であり、さらにはカビの発生のも抑制できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
本考案のプラスチック光学フィルタは、具体的には次のとおりである。
１．光学機器の内部のレンズ背面側に実装される透明プラスチックシートをベース層とするプラスチック光学フィルタであって、その片面又は両面に真空蒸着法又はスパッタリング法によって形成されたフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂及びフッ素シリコーン系樹脂から選ばれる撥水防湿層が積層されているプラスチック光学フィルタ。
２．プラスチック光学フィルタがレンズと撮像素子の間に配置される反射防止フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、又はカラーフィルタである上記１に記載のプラスチック光学フィルタ。
３．撥水防湿層の膜厚が０．０１乃至０．１μｍである上記１又は２に記載のプラスチック光学フィルタ。
【００１１】
本考案の「プラスチック光学フィルタ」は、基本的にはフィルタ基板を構成する透明プラスチックシート基板層と、反射防止（AR）、赤外線遮断、光学ローパス、赤外線透過、偏光等の機能を付与するための光学機能層と、その片面又は両面に真空蒸着法又はスパッタリング法によって積層されたフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素シリコーン系樹脂、又はその他フッ素及び／又はシリコーンを含有する樹脂からなる撥水防湿層から構成される。
【００１２】
そして、本考案のプラスチック光学フィルタは、透明プラスチックシートからなる透明基板上に、公知の方法によって、必要とする反射防止、赤外線遮断、光学ローパス、赤外線透過又は偏光のための光学機能層を形成し、その片面又は裏面に、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素シリコーン系樹脂、又は、その他フッ素及び／又はシリコーンを含有する樹脂からなる撥水防湿層を真空蒸着法又はスパッタリング法によって形成することによって製造することができる。
反射防止層等の光学機能層の形成にあたっては、投錨効果を得るために透明基板に適当な表面処理を施してもよく、また、必要に応じて各層を構成する層のプラスチックに対して可塑剤等の高分子配合剤を添加してもよい。
本考案のプラスチック光学フィルタは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、監視カメラ、赤外線を利用したセンサー、プロジェクター等の光学機器の内部に実装される反射防止（AR）フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、カラーフィルタ、その他プロジェクター等の内部に装填された各種光学フィルタとして有用である。
【００１３】
ここで「プラスチック光学フィルタ」とは、プラスチックシート又はフィルムを基板とする光学フィルタを意味し、具体的には、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の光学機器における反射防止（AR）フィルタ、赤外線遮断フィルタ、光学ローパスフィルタ、赤外線透過フィルム、偏光フィルタ、カラーフィルタ、その他プロジェクター等の内部に装填された各種光学フィルタを意味する。構造的には、プラスチックシートからなる透明基板に目的に応じて、反射防止（AR）層、赤外線遮断層、光学ローパス層、赤外線透過層、偏光層等の光学機能層を積層したものである。
「反射防止フィルタ」は、可視域でなるべく広い波長領域での光の反射を防止するために金属酸化物等の透明薄膜を多層にわたって積層させたものであり、本考案においても、それら公知技術をそのまま採用することができる。
「反射防止処理」は、一般的に真空蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法等のドライ処理法により、屈折率の異なる材料からなる複数の薄膜の多層積層体を作製し、可視光領域の反射をできるだけ低減させるような設計が行われている。最近ではウエットコーテイング法による反射防止膜形成も試みられている。反射防止フィルムは、通常、基材となる透明基板／ハードコート性付与のための樹脂層／低屈折率の反射防止層から構成される。そして、反射防止フィルタにおいては、反射率の観点から、ハードコート層には高屈折率が求められ、反射防止層にはより低い屈折率が要求される。なお、ハードコート層は、透明なプラスチック基板に耐傷性を付与するためのものである。本考案の光学フィルタは、このようなハードコート層を含んでいてもよい。
【００１４】
本考案で「撮像素子」とは、CMOSとCCDを意味する。
CMOS[(Complementary
Metal Oxide Semiconductor）相補性金属酸化膜半導体) ]は、レンズから得た情報を１つの画素ごとに電気信号に変えるものである。CCD[(Charge coupled device)電荷結合素子]に比べて約５分の１以下の消費電力で駆動できるため、カメラの小型化に有益であり、カメラ付き携帯電話やトイカメラなどに多く採用されている。しかし、CCDに比べて暗所での撮影時の画素が劣化するという弱点もある。
一方、CCDは、デジタルカメラに限らず、ビデオカメラ、スキャナ等に広く用いられている素子である。レンズから得た情報を、バケツリレーのように送信して、まとめて電気信号に変えるものである。CCDは、光の強弱（濃淡）しか認識しないためカラー画像を得るためにはカラーフィルタ（赤（R）、緑（G）、青（B））を使用する必要がある。
【００１５】
本考案のプラスチック光学フィルタフィルタのための基板を構成する「透明プラスチックシート」としては、可視光の光線透過率に優れ（透過率が９０％以上）、透明性に優れるもの（ヘーズ値１％以下）であれば特に制限はない。透明基板としては、具体的に、例えば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等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明熱可塑性ポリマーからなる基板を挙げることができる。また、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状乃至ノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマーから選ばれる透明フィルムも挙げることができる。さらに、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、アクリル系ポリマー等を挙げることができる。
透明性、耐久性当の観点からして、好ましいポリマーは、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、アクリル系ポリマーである。また、その厚みに特に制限はないが、１０乃至５００μｍが好ましい。
【００１６】
「撥水防湿層」のための樹脂は、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂又はフッ素シリコーン系樹脂である。シリコーン及び／又はフッ素を含有するその他の樹脂であってもよい。これら樹脂は分子の結びつきが強く安定しているため、撥水、防湿、防かび性のみならず耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性にも優れている。
【００１７】
「フッ素系樹脂」としては、特に限定されるものではないが、四フッ化エチレン樹脂（PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（FEP)、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ETFE)、フッ化ビニリデン樹脂（PVDF)、三フッ化塩化エチレン樹脂（PCTFE)、フッ化ビニル樹脂（PVF)、パーフロロ環状重合体等を上げることができる。好ましくは、四フッ化エチレン樹脂（PTFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（FEP)、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ETFE)である。
「シリコーン系樹脂」は、アルコキシシラン等の加水分解性基を有するシラン化合物を重縮合することにより得られるものであり、特に限定されるものではなく、それ自体公知のシリコーン樹脂を使用することができる。
「フッ素シリコーン系樹脂」とは、その分子中にフッ素原子を含むシリコーン樹脂であって、公知のものを使用することができる。
【００１８】
「撥水防湿層」の形成は、透明フィルムからなるベースフィルムの片面又は裏面に、これらフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素シリコーン系樹脂、またはフッ素及び／又はシリコーンを含有するその他の樹脂を公知の真空蒸着法又はスパッタリング法を適用することによって形成することができる。これら方法を採用することによって、プラスチック透明基板に対する密着性が優れ、均質な撥水防湿層を形成することができる。撥水防湿層は、光学フィルム本体に付加的な機能を与えるための、構造的には補助的なものであるから、限りなく薄いものが好ましく、最適な膜厚は０．０１乃至０．１μｍである。特に好ましいのは、フッ素シリコーン樹脂である。
【００１９】
「真空蒸着法」は、高真空中（１０−４Pa以下）でタングステンフィラメント等の熱源を加熱し、金属や非金属からなる膜形成性物質を蒸発させて一定の温度に保持したベースフィルム上に該膜形成性物質からなる薄膜を形成するものである。蒸発原料の蒸気化手段としての加熱方法としては、抵抗加熱法、電子ビーム法、レーザ法、高周波誘導加熱法、アーク法等を挙げることができる。一般的に高融点の蒸着材料に対して難点があるものの、操作が簡便であり膜の純度も高いことから多用されている。本考案においては、いずれの真空蒸着法も採用することができる。
「スパッタリング法」は、イオンガンやプラズマ放電で発生したアルゴン等の不活性ガスイオンを電界で加速して、蒸着すべき元素または化合物からなる固体ターゲット（蒸着原料）に照射し、イオンをターゲット表面の原子または分子を表面から叩き出し、叩き出した物質をベースフィルムの表面に付着させて薄膜を形成させるものである。スパッタリング法は、基板や蒸着材料の材質に特に制限はなく、膜の密着性にも優れている。
【実施例１】
【００２０】
厚さ１００μｍのトリアセチルセルロースシート基板に市販のジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールアクリレート混合物からなる塗布液を塗布し、乾燥、硬化してハードコート層（６μｍ）を形成した。さらに酸化チタンと酸化ケイ素の２層からなる反射防止膜層（５０nｍ）を形成した。
次いで、真空蒸着法によって、その両面に厚さ０．０５μｍのフッ素シリコーン樹脂からなる撥水防湿層を形成させて反射防止フィルタとした。（図１参照）
得られたフィルタは、光学フィルタとして性能を損なうことなく、水との接触角が１３０度であって十分な撥水性を有し、かつ表面も滑らかであった。耐久性及び性能を調べるための加速試験の結果も極めて良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本考案のプラスチック光学フィルタは、プラスチックから構成されるので軽量かつ耐衝撃性に優れているばかりでなく、その表面にフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂及びフッ素シリコーン系樹脂から選ばれる撥水防湿層が積層されているので、光学機内に実装された各種光学フィルタに結露が生ずる恐れを防止することができる。
また、光学機器内に存在する水分に起因する結露の恐れがないばかりか、対湿性に優れているので電気的特性も優れ、色調の安定性、画像・画質及び解像力その他光学的特性の向上・安定化が可能である。
デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の光学機器のための光学フィルタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本プラスチック光学フィルタの１実施例を示した図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００２３】
１  透明プラスチックシート基板層
２  ハードコート層（アンダーコート層）
３  反射防止膜層（光学機能層）
４、５  撥水防湿層
【図１】
0003112437.tif 000003