JP5309489B2 - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撥水性又は撥水撥油性を有する膜を有する光学部材を光路上に有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having an optical member having a film having water repellency or water / oil repellency on an optical path.
近年、デジタルスチルカメラ、画像入力装置（例えばファクシミリ、スキャナ）等、光学像を電気信号に変換する撮像装置が広く普及している。そして光電変換素子（CCD）等の撮像素子を有する電子撮像装置が繁用されるにつれ、これらを使用する際に撮像素子の受光面に至る光路上に塵埃等の異物が存在すると、画像に写り込みを生じてしまうという問題が顕在化してきている。 In recent years, imaging devices that convert an optical image into an electrical signal, such as a digital still camera and an image input device (for example, a facsimile or a scanner), are widely used. As electronic image pickup devices having an image pickup device such as a photoelectric conversion device (CCD) are frequently used, if foreign matter such as dust is present on the optical path to the light receiving surface of the image pickup device when these devices are used, the image appears in the image. The problem of confusion has become apparent.
例えば一眼レフ式で撮影レンズの交換が可能なデジタルスチルカメラの場合、撮影レンズを外したときに塵埃等がミラーボックス内に侵入しやすい。またミラーボックス内でミラーや撮影レンズの絞りを制御する機構が作動するため、ミラーボックス内部でゴミが発生することもある。ファクシミリ、スキャナ等の画像入力装置の場合、原稿が送られる際や原稿読取ユニットが移動する際に塵埃等の異物を生じ、これがCCDの受光面近傍や原稿載置用のプラテンガラス等に付着することがある。そこで一般的には、エアブロワ等を用いて撮像素子表面等に付着した異物を吹き飛ばしている。しかし吹き飛ばされた異物は撮像機器内部に留まる。 For example, in the case of a digital still camera in which a photographic lens can be exchanged with a single lens reflex type, dust or the like easily enters the mirror box when the photographic lens is removed. In addition, since a mechanism for controlling the apertures of the mirror and the taking lens operates in the mirror box, dust may be generated inside the mirror box. In the case of an image input device such as a facsimile or a scanner, foreign matter such as dust is generated when an original is sent or the original reading unit moves, and this adheres to the vicinity of the light receiving surface of the CCD or a platen glass for placing the original. Sometimes. In general, therefore, foreign matter adhering to the surface of the image sensor is blown off using an air blower or the like. However, the blown-out foreign matter remains inside the imaging device.
特にデジタルスチルカメラには空間周波数特性を制御するための光学フィルタが撮像素子の近傍に配設されており、複屈折特性を有する水晶板が光学フィルタとして一般的に用いられている。しかし水晶は圧電効果を有しているため、振動等により帯電し易く、帯電した電荷が逃げにくいという性質を有する。そのためカメラ作動に伴って生じる振動や空気の流れ等により異物がカメラ中を浮遊すると、帯電した光学フィルタに付着することがある。このため、光学フィルタに空気を吹き付けたり、光学フィルタをワイパで拭くようにしたり、振動を加えたりすることによって、付着した異物を除去する必要が生じる。しかし、機械的に塵埃を除去する方法によると、高コスト化したり、装置の重量が増加したり、電池の消費が早くなったりするという問題がある。 In particular, in a digital still camera, an optical filter for controlling spatial frequency characteristics is disposed in the vicinity of an image sensor, and a quartz plate having birefringence characteristics is generally used as the optical filter. However, since quartz has a piezoelectric effect, it has a property that it is easily charged by vibration or the like, and the charged charge is difficult to escape. For this reason, if a foreign object floats in the camera due to vibration or air flow generated by the operation of the camera, it may adhere to the charged optical filter. For this reason, it is necessary to remove the adhered foreign matter by blowing air on the optical filter, wiping the optical filter with a wiper, or applying vibration. However, according to the method of removing dust mechanically, there are problems that the cost is increased, the weight of the apparatus is increased, and the battery is consumed quickly.
特開2006-163275号（特許文献１）は、水晶からなる光学ローパスフィルタ及び赤外カットフィルタから構成され、表面に異物付着防止膜が形成された光学部品を記載している（段落15）。この光学部品を撮像装置の光路に設けると、光は異物付着防止膜→赤外カットフィルタ→光学ローパスフィルタを通って撮像素子の受光面に入射するが、光学部品の表面には異物付着防止膜が形成されているので、画像に異物の写り込みは生じ難いと考えられるものの、なお画像には何らかの写り込みがある。本発明者らによる鋭意の結果、この主因は光学ローパスフィルタの傷にあることが分かった。鮮明な画像に対する要求はますます高まっており、画像に影響を与える因子を極力排除した撮像装置が望まれている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-163275 (Patent Document 1) describes an optical component that includes an optical low-pass filter and an infrared cut filter made of quartz and has a foreign matter adhesion preventing film formed on the surface (paragraph 15). When this optical component is provided in the optical path of the imaging device, the light enters the light receiving surface of the image sensor through the foreign matter adhesion prevention film → infrared cut filter → optical low pass filter, but the foreign matter adhesion prevention film Is formed, foreign objects are unlikely to appear in the image, but there are still some reflections in the image. As a result of diligence by the present inventors, it has been found that this main cause is a scratch on the optical low-pass filter. The demand for clear images is increasing, and there is a demand for an imaging apparatus that eliminates factors that affect images as much as possible.
従って本発明の目的は、異物が付着しにくい光学部材を有する撮像装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus having an optical member to which foreign matter is difficult to adhere.
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、レンズから撮像素子に至る光路上に、反射防止膜と、赤外カットガラスと、ローパスフィルタとを有する光学部材を設けた撮像装置において、少なくとも反射防止膜のレンズ側の表面に撥水性又は撥水撥油性を有する膜を形成すると、光学部材に異物が付着し難くなることを発見し、本発明に想到した。 As a result of earnest research in view of the above object, the present inventors, in an imaging apparatus provided with an optical member having an antireflection film, an infrared cut glass, and a low-pass filter on the optical path from the lens to the imaging element, It has been discovered that when a film having water repellency or water / oil repellency is formed on at least the surface of the antireflection film on the lens side, it is difficult for foreign matter to adhere to the optical member, and the present invention has been achieved.
すなわち本発明の撮像装置は、レンズから撮像素子に至る光路上に光学部材を有し、前記光学部材は前記レンズ側から順に撥水性又は撥水撥油性を有する膜、反射防止膜、赤外カットガラス、及びローパスフィルタを有することを特徴とする。 That is, the imaging apparatus of the present invention has an optical member on the optical path from the lens to the imaging device, and the optical member has a water-repellent or water- and oil-repellent film, an antireflection film, and an infrared cut in order from the lens side. It has glass and a low-pass filter.
前記光学部材は前記ローパスフィルタの表面に別の反射防止膜を設けても良い。前記ローパスフィルタの前記撮像素子側の表面に赤外カット膜を設けても良い。 The optical member may be provided with another antireflection film on the surface of the low-pass filter. An infrared cut film may be provided on the surface of the low-pass filter on the image sensor side.
前記光学部材はさらに前記撮像素子側の表面に撥水性又は撥水撥油性を有する膜を有するのが好ましい。 It is preferable that the optical member further has a film having water repellency or water / oil repellency on the surface on the imaging element side.
前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜はフッ素を含有するのが好ましく、その厚さは0.4〜100 nmであるのが好ましい。前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜に接する前記反射防止膜の最表層は、二酸化ケイ素からなるのが好ましい。 The film having water repellency or water / oil repellency preferably contains fluorine, and its thickness is preferably 0.4 to 100 nm. It is preferable that the outermost layer of the antireflection film in contact with the water or water / oil repellency film is made of silicon dioxide.
本発明の一実施例では、前記光学部材は、前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜と前記赤外カットガラスとの間に、導電性又は半導電性の金属酸化物からなる低表面抵抗膜を有する。本発明の他の実施例では、前記光学部材は、前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜と前記赤外カットガラスとの間に、導電性又は半導電性の金属酸化物からなる第一の低表面抵抗膜を有し、前記ローパスフィルタと前記撮像素子側の表面との間に、導電性又は半導電性の金属酸化物からなる第二の低表面抵抗膜を有する。いずれの場合も、低表面抵抗膜を有する側の面の表面抵抗は１×104〜１×1013Ω／□であるのが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the optical member has a low surface resistance made of a conductive or semiconductive metal oxide between the water-repellent or water- and oil-repellent film and the infrared cut glass. Has a membrane. In another embodiment of the present invention, the optical member is a first electrode composed of a conductive or semiconductive metal oxide between the water-repellent or water- and oil-repellent film and the infrared cut glass. And a second low surface resistance film made of a conductive or semiconductive metal oxide is provided between the low-pass filter and the surface on the imaging element side. In any case, the surface resistance of the surface having the low surface resistance film is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 13 Ω / □.
前記金属酸化物は酸化アンチモン、インジウム酸化錫及びアンチモン酸化錫からなる群から選ばれた少なくとも一種であるのが好ましい。 The metal oxide is preferably at least one selected from the group consisting of antimony oxide, indium tin oxide and antimony tin oxide.
本発明の撮像装置の光路に設けられる光学部材は、表面に撥水性又は撥水撥油性を有する膜が形成されているので、異物が付着し難い上、ローパスフィルタが撮像素子側になるように配置されているので、傷が付きにくい。 Since the optical member provided in the optical path of the image pickup apparatus of the present invention has a film having water repellency or water / oil repellency on the surface, it is difficult for foreign matter to adhere to it, and the low-pass filter is on the image pickup element side. Because it is arranged, it is hard to be damaged.
図１は、本発明の撮像装置の一例を概略的に示す。図１に示す撮像装置１は、カメラ本体２内の光路20上に、n個のレンズ（光の入射側から順に3a，3b・・・3nとする）からなるレンズ群３と、光透過性の光学部材４と、撮像素子５とをこの順に有する。レンズ群３側から入射した光は、光学部材４を通って撮像素子５に照射される。
FIG. 1 schematically shows an example of an imaging apparatus of the present invention. An imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a lens group 3 composed of n lenses (3a, 3b,..., 3n in order from the light incident side) on a
図２に示すように、光学部材４は貼りあわされた赤外カットガラス41及びローパスフィルタ42を有し、赤外カットガラス41の外面には第一の反射防止膜43及び撥水性又は撥水撥油性を有する膜（以下特段の断りがない限り、「撥水／撥油性膜」と表記する。）44がこの順に成膜されており、ローパスフィルタ42の外面には第二の反射防止膜45が成膜されている。赤外カットガラス43とローパスフィルタ44との間には、接着剤層46が形成されている。この光学部材４は、図１に示すように赤外カットガラス41がレンズ群３側となって、ローパスフィルタ42が撮像素子５側となるように設けられる。従って、光学部材４はレンズ群３側から順に、撥水／撥油性膜44、第一の反射防止膜43、赤外カットガラス41、接着剤層46、ローパスフィルタ42、及び第二の反射防止膜45を有する（図２）。
As shown in FIG. 2, the
赤外カットガラス41は通常のものでよく、例えば赤外線吸収ガラス（IRガラス）が好ましい。また酸化チタン層と二酸化ケイ素層とを交互に有する積層膜でもよい。赤外カットガラス41が積層膜の場合、ローパスフィルタ42上に直接成膜すればよいので、接着剤層46は不要である。
The
ローパスフィルタ42は、ローパスフィルタとしての機能を有する所定の板厚の複屈折板であればよい。ローパスフィルタ42の好ましい材料として水晶、リチウムナイオベート等が挙げられる。ローパスフィルタ42は回折格子型光学的ローパスフィルタでも良い。
The low-
第一及び第二の反射防止膜43，45は同じ材料からなる構成でも良いし、異なる材料からなる構成でも良い。第一及び第二の反射防止膜43，45を形成する材料は特に限定されない。反射防止膜材料の具体例として、酸化ケイ素、酸化チタン、フッ化マグネシウム、窒化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、五酸化タンタル及び酸化ジルコニウムが挙げられる。反射防止膜43，45は単層であっても良いし、多層であっても良い。ただし撥水／撥油性膜44に接する層は二酸化ケイ素からなるのが好ましい。つまり、第一の反射防止膜43が単層の場合は二酸化ケイ素層であるのが好ましく、多層の場合は少なくとも最表面が二酸化ケイ素層であるのが好ましい。二酸化ケイ素からなる層は、フッ素を含有する撥水／撥油性膜44と密着しやすい。図２に示す例の場合、第二の反射防止膜45は撥水／撥油性膜44に接しないので、このような要求はない。
The first and
撥水／撥油性膜44の材質は無色で透明性が高いものである限り特に制限されず、一般的なものが使用できる。撥水／撥油性膜の材質として、例えばフッ素を含有する有機化合物及びフッ素を含有する有機−無機ハイブリッドポリマーが挙げられる。
The material of the water /
フッ素含有有機化合物として、フッ素樹脂及びフッ化ピッチ［例えばCFn（n：1.1〜1.6）］が挙げられる。フッ素樹脂の例としては、フッ素含有オレフィン系化合物の重合体、並びにフッ素含有オレフィン系化合物及びこれと共重合可能な単量体からなる共重合体が挙げられる。そのような（共）重合体の例として、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（PFEP）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（PETFE）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエ−テル共重合体（PFA）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（PECTFE）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PEPE）、ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）、ポリビニリデンフルオライド（PVDF）及びポリフッ化ビニル（PVF）が挙げられる。フッ素樹脂として市販のフッ素含有組成物を重合させたものを使用してもよい。市販のフッ素含有組成物として例えばオプスター（ジェイエスアール株式会社製）、サイトップ（旭硝子株式会社製）が挙げられる。 Examples of the fluorine-containing organic compound include a fluororesin and a fluorinated pitch [for example, CFn (n: 1.1 to 1.6)]. Examples of the fluororesin include a polymer of a fluorine-containing olefin compound, and a copolymer comprising a fluorine-containing olefin compound and a monomer copolymerizable therewith. Examples of such (co) polymers include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetraethylene-hexafluoropropylene copolymer (PFEP), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (PETFE), tetrafluoroethylene-par. Fluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (PECTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PEPE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl fluoride (PVF). A polymer obtained by polymerizing a commercially available fluorine-containing composition may be used as the fluororesin. Examples of commercially available fluorine-containing compositions include Opstar (manufactured by JSR Corporation) and Cytop (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
フッ素を含有する有機−無機ハイブリッドポリマーとして、フルオロカーボン基を有する有機珪素ポリマーが挙げられる。フルオロカーボン基を有する有機珪素ポリマーとして、フルオロカーボン基を有するフッ素含有シラン化合物を加水分解して得られるポリマーが挙げられる。フッ素含有シラン化合物としては下記式(1)：
CF3(CF2)a(CH2)2SiRbXc ・・・(1)
（ただしRはアルキル基であり、Xはアルコキシ基又はハロゲン原子であり、aは０〜７の整数であり、bは０〜２の整数であり、cは１〜３の整数であって、b + c ＝ 3である。）により表される化合物が挙げられる。式(1)により表される化合物の具体例として、CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CH2)2SiCl3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3、CF3(CF2)7(CH2)3SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3Cl2等が挙げられる。有機ケイ素ポリマーの市販品の例としてはノベックEGC-1720（住友スリーエム株式会社製）やXC98-B2472（GE東芝シリコーン株式会社製）が挙げられる。
Examples of the organic-inorganic hybrid polymer containing fluorine include an organosilicon polymer having a fluorocarbon group. Examples of the organosilicon polymer having a fluorocarbon group include a polymer obtained by hydrolyzing a fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group. As the fluorine-containing silane compound, the following formula (1):
CF 3 (CF 2 ) a (CH 2 ) 2 SiR b X c ... (1)
(However, R is an alkyl group, X is an alkoxy group or a halogen atom, a is an integer of 0-7, b is an integer of 0-2, c is an integer of 1-3, b + c = 3)). Specific examples of the compound represented by the formula (1) include CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CH 2 ) 2 SiCl 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 SiCl 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCl 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 3 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 Cl 2 and the like. Examples of commercially available organosilicon polymers include Novec EGC-1720 (Sumitomo 3M Limited) and XC98-B2472 (GE Toshiba Silicone Limited).
撥水／撥油性膜44の厚さは0.4〜100 nmであるのが好ましく、10〜80 nmであるのがより好ましい。撥水／撥油性膜の厚さが0.4 nm未満であると、撥水／撥油性が不十分である。一方100 nm超とすると、透明性及び導電性が損なわれるうえに、反射防止膜の光学特性を変えてしまう。撥水／撥油性膜の屈折率は1.5以下であるのが好ましく、1.45以下であるのがより好ましい。撥水／撥油性膜は真空蒸着法によって成膜してもよいが、ゾル−ゲル法等の湿式法により成膜するのが好ましい。
The thickness of the water /
接着剤層46は、通常の接着剤からなる層でよい。接着剤層46を形成する接着剤の例として熱硬化性樹脂接着剤、紫外線硬化樹脂接着剤及び常温硬化型接着剤が挙げられるが、より好ましい接着剤は紫外線硬化樹脂接着剤である。なお後述するように光学部材４が紫外線カット効果を有する場合には、紫外線硬化樹脂接着剤からなる層は、紫外線カットフィルタ等を設ける前に硬化させておく必要がある。
The
図３に示す例は、両側の最表面に第一及び第二の撥水／撥油性膜44，47が成膜されている以外、図１及び２に示す例と同じであるので、相違点のみ以下に説明する。第二の撥水／撥油性膜47の好ましい材質及び好ましい厚さは、上述の撥水／撥油性膜44と同じである。また第二の撥水／撥油性膜47は、第一の撥水／撥油性膜44と同じ材質及び厚さであっても異なる材質及び厚さであっても良い。図３に示す例の場合、第二の反射防止膜45は第二の撥水／撥油性膜47に接しているので、密着性の観点から、第二の反射防止膜45の最表面は二酸化ケイ素からなるのが好ましい。
The example shown in FIG. 3 is the same as the example shown in FIGS. 1 and 2 except that the first and second water /
図４は、本発明の撮像装置に用いる光学部材４のさらに別の例を示す。光学部材４は、レンズ群３側から順に撥水／撥油性膜44、反射防止膜43、赤外カットガラス41、接着剤層46、ローパスフィルタ42、及び赤外カット膜48からなる層構成を有する以外、図１及び２に示す例と同じであるので、相違点のみ以下に説明する。
FIG. 4 shows still another example of the
赤外カット膜48は酸化チタン層と二酸化ケイ素層とを交互に有する積層膜が好ましい。このような積層膜とすることにより、可視光域においては反射防止膜としても機能する。赤外カット膜48上にも撥水／撥油性を形成しても良い（図示せず）。
The
光学部材４は、紫外線カット効果を有してもよい。光学部材４が紫外線カット効果を有するようにするには、紫外線カットフィルタを設けてもよいし、撥水／撥油性膜44，47が紫外線カット材料を含有するようにしてもよい。光学部材４の透明性や光透過性を妨げない限り、紫外線カットフィルタには一般的なものを用いることができる。例えば通常のガラス組成にCeO2、FeO、TiO2等を添加した紫外線カットガラスでもよいし、Ti、Ce等を含有する紫外線吸収塗膜でもよいし、紫外線吸収材のスパッタリング膜又は真空蒸着膜でもよい。
The
前記光学部材は、(a) 前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜と前記赤外カットガラスとの間、又は(b) 前記撥水性又は撥水撥油性を有する膜と前記赤外カットガラスとの間と、前記ローパスフィルタと前記撮像素子側の表面との間に、導電性又は半導電性の金属酸化物からなる低表面抵抗膜を有するのが好ましい。導電性又は半導電性の金属酸化物は、透明性を有する導電性酸化物であれば特に限定されないが、酸化アンチモン（Sb2O5）、インジウム酸化錫（ITO）及びアンチモン酸化錫（ATO）からなる群から選ばれた少なくとも一種であるのが好ましい。 The optical member includes (a) a film having water repellency or water / oil repellency and the infrared cut glass, or (b) a film having water repellency or water / oil repellency and the infrared cut glass. And a low surface resistance film made of a conductive or semiconductive metal oxide is preferably provided between the low-pass filter and the surface on the imaging element side. The conductive or semiconductive metal oxide is not particularly limited as long as it is a conductive oxide having transparency, but antimony oxide (Sb 2 O 5 ), indium tin oxide (ITO), and antimony tin oxide (ATO). It is preferably at least one selected from the group consisting of
低表面抵抗膜の膜厚は使用する金属酸化物の種類によって異なるが、１〜5000 nmが好ましく、10〜3000 nmがより好ましい。膜厚が１ nm未満であると、帯電防止機能を充分に発揮できず、膜厚が5000 nm超であると低表面抵抗膜の膜厚が不均一になるうえに、透明性が損なわれる。 The film thickness of the low surface resistance film varies depending on the type of metal oxide used, but is preferably 1 to 5000 nm, and more preferably 10 to 3000 nm. If the film thickness is less than 1 nm, the antistatic function cannot be sufficiently exhibited. If the film thickness exceeds 5000 nm, the film thickness of the low surface resistance film becomes non-uniform and the transparency is impaired.
低表面抵抗膜の表面抵抗は１×10４〜１×1013Ω／□であるのが好ましく、１×10５〜１×1013Ω／□であるのがより好ましい。１×10４Ω／□未満の表面抵抗を有する低表面抵抗膜は透明性が低い。また表面抵抗が１×1013Ω／□を超えると、実質的に帯電防止による防塵機能が働かない。 The surface resistance of the low surface resistance film is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 13 Ω / □, and more preferably 1 × 10 5 to 1 × 10 13 Ω / □. A low surface resistance film having a surface resistance of less than 1 × 10 4 Ω / □ has low transparency. Also, if the surface resistance exceeds 1 × 10 13 Ω / □, the dust-proof function due to antistatic will not work.
低表面抵抗膜はゾル−ゲル法等の湿式法により形成するのが好ましい。ゾル−ゲル法によれば、真空プロセスを経ることなく大気中で成膜できるため、成膜コストが安い。ゾル−ゲル法による成膜は、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、バーコート法、ロールコート法等により行うことができる。勿論、低表面抵抗膜をスパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法や化学蒸着法により形成しても良い。 The low surface resistance film is preferably formed by a wet method such as a sol-gel method. According to the sol-gel method, a film can be formed in the air without going through a vacuum process, so the film forming cost is low. Film formation by the sol-gel method can be performed by a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, a bar coating method, a roll coating method, or the like. Of course, the low surface resistance film may be formed by physical vapor deposition or chemical vapor deposition such as sputtering or ion plating.
光学部材の好ましい層構成は、(a) 撥水性又は撥水撥油性を有する膜、第一の反射防止膜、赤外カットガラス、ローパスフィルタ、及び任意の第二の反射防止膜、(b) 撥水性又は撥水撥油性を有する膜、第一の低表面抵抗膜、第一の反射防止膜、赤外カットガラス、ローパスフィルタ、第二の反射防止膜、及び任意の第二の低表面抵抗膜、(c) 撥水性又は撥水撥油性を有する膜、反射防止膜、赤外カットガラス、ローパスフィルタ、及び赤外カット膜、(d) 第一の撥水性又は撥水撥油性を有する膜、第一の低表面抵抗膜、第一の反射防止膜、赤外カットガラス、ローパスフィルタ、第二の反射防止膜、第二の低表面抵抗膜、及び第二の撥水性又は撥水撥油性を有する膜等が挙げられる。 The preferred layer structure of the optical member is (a) a film having water repellency or water / oil repellency, a first antireflection film, an infrared cut glass, a low-pass filter, and an optional second antireflection film, (b) Film having water repellency or water / oil repellency, first low surface resistance film, first antireflection film, infrared cut glass, low pass filter, second antireflection film, and optional second low surface resistance Film, (c) film having water repellency or water / oil repellency, antireflection film, infrared cut glass, low-pass filter, and infrared cut film, (d) film having first water repellency or water / oil repellency , First low surface resistance film, first antireflection film, infrared cut glass, low pass filter, second antireflection film, second low surface resistance film, and second water repellency or water repellency A film having
光学部材４は、振動機構の作用を受けるようになっているのが好ましい。振動機構は超音波、圧電素子等、通常用いられる手段によるものでよい。振動機構によって光学部材４に振動を与えることによって、光学部材４に付着する異物をより一層少なくすることができる。
The
本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例１
(a) 反射防止膜及び赤外カット膜の形成
水晶からなるローパスフィルタとIRガラスからなる赤外カットガラスとを熱硬化性樹脂を用いて貼りあわせた基板（京セラキンセキ株式会社製、CD-5000）の赤外カットガラス側の面に、フッ化マグネシウム層（厚さ67 nm）と、二酸化ケイ素層（厚さ17 nm）とを真空蒸着によってこの順に積層することにより、反射防止膜を形成した。またローパスフィルタ側の面には、五酸化タンタル層と二酸化ケイ素層とを交互に８層ずつ真空蒸着することにより、赤外カット膜を形成した。
Example 1
(a) Formation of an antireflection film and an infrared cut film A substrate (Kyocera Kinseki Co., Ltd., CD-5000) in which a low pass filter made of quartz and an infrared cut glass made of IR glass are bonded together using a thermosetting resin An anti-reflection film was formed by laminating a magnesium fluoride layer (thickness 67 nm) and a silicon dioxide layer (thickness 17 nm) in this order on the surface of the infrared cut glass side of . An infrared cut film was formed on the surface on the low-pass filter side by vacuum-depositing tantalum pentoxide layers and silicon dioxide layers alternately by 8 layers.
(b) 撥水／撥油性膜の成膜
工程(a) で得られた反射防止膜上に、フッ素系撥水剤（キャノンオプトロン株式会社製、「OF-110」）を厚さ0.01μmになるように真空蒸着によって成膜した。
(b) Film formation of water / oil repellent film On the anti-reflective film obtained in step (a), a fluorine-based water repellent (“OF-110” manufactured by Canon Optron Co., Ltd.) is formed to a thickness of 0.01 μm. The film was formed by vacuum deposition.
実施例２
(a) 反射防止膜の形成
実施例１で用いたのと同じ基板の両面に、基板から順にTa2O5層（厚さ16 nm）、MgF2層（厚さ32 nm）、Ta2O5層（厚さ55 nm）、MgF2層（厚さ15 nm）、Ta2O5層（厚さ45 nm）、MgF2層（厚さ76 nm）及びSiO2層（厚さ17 nm）を真空蒸着によって形成した。
Example 2
(a) Formation of antireflection film On both sides of the same substrate used in Example 1, Ta 2 O 5 layer (thickness 16 nm), MgF 2 layer (thickness 32 nm), Ta 2 O in order from the substrate 5 layers (thickness 55 nm), MgF 2 layer (thickness 15 nm), Ta 2 O 5 layer (
(b) 撥水／撥油性膜の成膜
工程(a) で得られた両反射防止膜上に、フッ素系表面処理剤（住友スリーエム株式会社製、「ノベックIGC-1720」）をディップコートし、撥水／撥油性膜（厚さ0.03μm、屈折率1.34）を成膜した。
(b) Film formation of water / oil repellent film Dip coat the fluorine-based surface treatment agent (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., “Novec IGC-1720”) on both anti-reflective films obtained in step (a). A water / oil repellent film (thickness 0.03 μm, refractive index 1.34) was formed.
(c) 工程(b) で得た光学部材を、赤外カットガラスがレンズ側でローパスフィルタが撮像素子側になるようにカメラ本体の光路に設置し、本発明の撮像装置を得た。 (c) The optical member obtained in step (b) was placed in the optical path of the camera body so that the infrared cut glass was on the lens side and the low-pass filter was on the image sensor side, to obtain the imaging device of the present invention.
実施例３
γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン50 gを0.01 N塩酸で加水分解させたものにSb2O5ゾル［AMT130、日産化学工業（株）製］を50 g加え、さらにエタノールを10 g加えて、低表面抵抗コート液を調製した。水晶からなるローパスフィルタとIRガラスからなる赤外カットガラスとを熱硬化性樹脂を用いて貼りあわせた基板（京セラキンセキ株式会社製、CD-5000）を低表面抵抗コート液に浸漬し、基板の両面に低表面抵抗コート液を厚さ１μmに塗布し、140℃に１時間加熱し、低表面抵抗膜を形成した。
Example 3
50 g of Sb 2 O 5 sol [AMT130, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was added to 50 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane hydrolyzed with 0.01 N hydrochloric acid, and 10 g of ethanol was added. A low surface resistance coating solution was prepared. A substrate (CD-5000, manufactured by Kyocera Kinseki Co., Ltd.), in which a low-pass filter made of quartz and an infrared cut glass made of IR glass are bonded using a thermosetting resin, is immersed in a low surface resistance coating solution. A low surface resistance coating solution was applied on both sides to a thickness of 1 μm and heated to 140 ° C. for 1 hour to form a low surface resistance film.
赤外カットガラス側の低表面抵抗膜上に、フッ化マグネシウム層（厚さ67 nm）と、二酸化ケイ素層（厚さ17 nm）とを真空蒸着によってこの順に形成することにより、反射防止膜を形成した。この反射防止膜上にフッ素系撥水剤（キャノンオプトロン株式会社製、「OF-110」）を厚さ0.01μmになるように真空蒸着し、撥水／撥油性膜を成膜した。またローパスフィルタ側の低表面抵抗膜上に五酸化タンタル層と二酸化ケイ素層とを交互に８層ずつ真空蒸着することにより、赤外カット膜を形成した。 By forming a magnesium fluoride layer (thickness 67 nm) and a silicon dioxide layer (thickness 17 nm) in this order on the low surface resistance film on the infrared cut glass side by vacuum deposition, an antireflection film is formed. Formed. On this antireflection film, a fluorine-based water repellent (“OF-110” manufactured by Canon Optron Co., Ltd.) was vacuum-deposited to a thickness of 0.01 μm to form a water / oil repellent film. Further, an infrared cut film was formed by vacuum-depositing tantalum pentoxide layers and silicon dioxide layers alternately on the low surface resistance film on the low-pass filter side.
実施例４
低表面抵抗コート液としてインジウム酸化錫（ITO）からなる透明導電性塗料を使用した以外実施例３と同様にして、光学部材を作製した。
Example 4
An optical member was produced in the same manner as in Example 3 except that a transparent conductive paint made of indium tin oxide (ITO) was used as the low surface resistance coating solution.
実施例５
水晶からなるローパスフィルタとIRガラスからなる赤外カットガラスとを熱硬化性樹脂を用いて貼りあわせた基板（京セラキンセキ株式会社製、CD-5000）の赤外カットガラス側の面に、フッ化マグネシウム層（厚さ67 nm）と、二酸化ケイ素層（厚さ17 nm）とを真空蒸着によってこの順に積層することにより、反射防止膜を形成した。この反射防止膜上にインジウム酸化錫（ITO）からなる低表面抵抗膜を真空蒸着により成膜した。この低表面抵抗膜上にフッ素系撥水剤（キャノンオプトロン株式会社製、「OF-110」）を厚さ0.01μmになるように真空蒸着した。またローパスフィルタ側の面に、五酸化タンタル層と二酸化ケイ素層とを交互に８層ずつ真空蒸着することにより、赤外カット膜を形成した。
Example 5
On the surface of the infrared cut glass side of the substrate (CD-5000, manufactured by Kyocera Kinseki Co., Ltd.), a low-pass filter made of quartz and an infrared cut glass made of IR glass bonded together using a thermosetting resin A magnesium layer (thickness 67 nm) and a silicon dioxide layer (thickness 17 nm) were laminated in this order by vacuum vapor deposition to form an antireflection film. A low surface resistance film made of indium tin oxide (ITO) was formed on the antireflection film by vacuum deposition. A fluorine-based water repellent (“OF-110” manufactured by Canon Optron Co., Ltd.) was vacuum-deposited on the low surface resistance film to a thickness of 0.01 μm. Further, eight layers of tantalum pentoxide layers and silicon dioxide layers were alternately vacuum-deposited on the surface on the low-pass filter side to form an infrared cut film.
比較例１
実施例１で用いたのと同じ基板の両面にMgF2層（厚さ67 nm）を真空蒸着によって形成した。
Comparative Example 1
MgF 2 layers (thickness 67 nm) were formed on both sides of the same substrate used in Example 1 by vacuum deposition.
評価１
赤外カットガラス側表面のゴミの付着し難さを次のようにして調べた。粒径５〜75μｍのけい砂と、粒径15μｍのポリアクリル樹脂製粒子の混合物（擬似ゴミ）を実施例１〜５で得た光学部材並びに比較例１の光学部材の赤外カットガラス側の面に均一に振りかけた後、圧電素子を使用し、光軸方向に加速度45000Gで振動を与えた。各光学部材の表面を目視で比較したところ、実施例１〜５で得た光学部材の表面には擬似ゴミが残留していなかったが、比較例１には残留していた。
Evaluation 1
The difficulty of attaching dust on the infrared cut glass side surface was examined as follows. The optical member obtained in Examples 1 to 5 and the infrared cut glass side of the optical member of Comparative Example 1 were prepared by mixing a mixture (pseudo dust) of silica sand having a particle size of 5 to 75 μm and polyacrylic resin particles having a particle size of 15 μm. After uniformly sprinkling on the surface, a piezoelectric element was used, and vibration was applied in the direction of the optical axis at an acceleration of 45000G. When the surface of each optical member was compared visually, pseudo dust did not remain on the surface of the optical member obtained in Examples 1 to 5, but remained in Comparative Example 1.
評価２
実施例２の撮像装置と、ローパスフィルタと赤外カットガラスからなる光学部材をローパスフィルタがレンズ側で赤外カットガラスが撮像素子側になるように設置した撮像装置（比較例２）とを用意し、１万回ずつシャッターを切った。その後、レンズを外してそれぞれの光学部材を取り出し、メタノールを浸み込ませた綿棒でローパスフィルタ側の表面を30回擦った。その結果、実施例２の光学部材にはキズがつかなかったが、比較例２の光学部材のローパスフィルタには２本の線状のキズがついた。実施例２の光学部材は撥水／撥油性膜により異物が付着し難く、高い滑り性及び高い耐擦傷性を有するので、キズがつかなかったと考えられる。一方、比較例２の光学部材は撥水／撥油性膜を有さないので、シャッターを切る間に塵埃が比較的耐擦傷性が低い水晶からなるローパスフィルタに付着し、綿棒で擦ることでキズが生じたと推定される。
An image pickup apparatus according to Example 2 and an image pickup apparatus (Comparative Example 2) in which an optical member made of a low-pass filter and an infrared cut glass are installed so that the low-pass filter is on the lens side and the infrared cut glass is on the image pickup element side are prepared. Then, the shutter was released 10,000 times. Thereafter, the lens was removed, each optical member was taken out, and the surface on the low-pass filter side was rubbed 30 times with a cotton swab soaked in methanol. As a result, the optical member of Example 2 was not scratched, but the low-pass filter of the optical member of Comparative Example 2 was scratched by two lines. It is considered that the optical member of Example 2 was not scratched because it was difficult for foreign matter to adhere to it due to the water / oil repellent film and had high slipperiness and high scratch resistance. On the other hand, since the optical member of Comparative Example 2 does not have a water / oil repellent film, dust adheres to a low-pass filter made of quartz with relatively low scratch resistance while the shutter is released, and is scratched by rubbing with a cotton swab. Is estimated to have occurred.
評価３
実施例３で作製した光学部材の低表面抵抗膜が形成された面の表面抵抗は８×1012Ω／□であった。また実施例４及び５で作製した光学部材の低表面抵抗膜が形成された面の表面抵抗１×105Ω／□であった。
Evaluation 3
The surface resistance of the surface on which the low surface resistance film of the optical member produced in Example 3 was formed was 8 × 10 12 Ω / □. Further, the surface resistance of the optical member produced in Examples 4 and 5 on which the low surface resistance film was formed was 1 × 10 5 Ω / □.
１・・・撮像装置
２・・・カメラ本体
20・・・光路
３・・・レンズ群
3a，3b，3n・・・レンズ
４・・・光学部材
41・・・赤外カットガラス
42・・・ローパスフィルタ
43，45・・・第一及び第二の反射防止膜
44，47・・・撥水性又は撥水撥油性を有する膜（撥水／撥油性膜）
46・・・接着剤層
48・・・赤外カット膜
５・・・撮像素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
20 ... Optical path 3 ... Lens group
3a, 3b, 3n ...
41 ... Infrared cut glass
42 Low pass filter
43, 45 ... first and second antireflection films
44, 47 ... Water or oil / oil repellent film (water / oil repellent film)
46 ... Adhesive layer
48 ...
Claims (10)
10. The imaging device according to claim 8, wherein the metal oxide is at least one selected from the group consisting of antimony oxide, indium tin oxide, and antimony tin oxide. 11.
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