本发明涉及摄像机中使用的透镜单元。
背景技术：
近年来，汽车中使用了后视显示器用的后视摄像机，自动刹车、自动驾驶用的摄像机等车载摄像机。搭载有车载摄像机的汽车会设想在严苛环境下使用，因而对于车载摄像机也要求能够在严苛环境下，例如在高温下使用。此外，构成车载摄像机的透镜单元的透镜组中最靠近物体侧的透镜多数情况下是在暴露于车外的状态下使用的，存在受到损伤的担忧。
这样的车载摄像机中，将由多片透镜形成的一组透镜设为玻璃透镜(例如参照专利文献1)，但为了降低成本，有时也设为树脂透镜。
通常，玻璃透镜、树脂透镜上一般覆有防反射膜。防反射膜具有增加透射率或提高对比度或消除重影的产生从而提高光学元件的效率的效果。防反射膜通过真空蒸镀而涂布在玻璃透镜和树脂透镜上。作为防反射膜，例如较多地利用交替形成有sio2层和latio3层的膜、交替形成有sio2层和ta2o5层的膜。其中，通过真空蒸镀进行的防反射膜的涂布中，可以仅在透镜表面的一部分进行涂布。此外，对于暴露在车外的最前面的透镜，在涂布防反射膜的同时，为了应对雨水、洗车等的水而实施拒水加工。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-224388号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
然而，上述那样的树脂透镜在耐热性试验中存在下述问题：由于树脂透镜与上述那样的防反射膜的热膨胀率的差异等而导致在作为规格温度上限的一例的125℃时，防反射膜产生裂纹。
本发明是鉴于前述情况做出的，其目的在于，提供一种透镜单元，其能够作为车载摄像机等，在使最前面的透镜长期暴露于外界的状态下使用，能够提高树脂透镜在高温下的耐久性。
用于解决课题的方法
为了解决前述课题，本发明的透镜单元的特征在于，将多片透镜以使该透镜的光轴对准的方式并排配置，前述透镜包括玻璃透镜和树脂透镜，将最靠近物体侧的前述透镜设为前述玻璃透镜，在除了前述玻璃透镜以外的容纳于镜筒内部的树脂透镜上覆有高耐热防反射膜。
根据这样的构成，能够将在最靠近物体侧暴露于外界的透镜设为玻璃透镜，同时对于除此以外的透镜主要使用树脂透镜，因而在防止因树脂透镜暴露而容易受损的同时，使用树脂透镜而实现了成本的降低，并且，通过将与硬质涂层相比容易受损的高耐热性防反射膜涂布于镜筒内的树脂透镜，从而在避免与其他物体接触而导致损伤的同时，即使在高温下也能够获得防反射膜带来的光学特性提高的效果，即使变为高温也能够维持透镜单元的性能。
本发明的前述构成中，优选前述树脂透镜的前述高耐热防反射膜具有125℃以上的耐热性。
根据这样的构成，高耐热防反射膜在125℃的开裂受到抑制，即使在高温下也能够维持性能。需说明的是，开裂的原因不仅在于高耐热防反射膜的耐热性，而是还在于树脂透镜与高耐热防反射膜的热膨胀率的差异，对于高耐热防反射膜而言，优选在设于树脂透镜的状态下至少在125℃以下不开裂，优选即使是单独的高耐热防反射膜材质的情况下，在125℃以下也不会发生由热导致的损伤。此外，优选在超过125℃的情况下，高耐热防反射膜尽可能不受到由热导致的损伤，但也可以不具有140℃以上、150℃以上的耐热性。
此外，本发明的前述构成中，前述高耐热防反射膜优选具备：该高耐热防反射膜中的体积率为5～74％的多个无机粒子；形成于相邻的前述无机粒子之间的、体积率为65％以下的空气层；以及将前述无机粒子、或前述无机粒子与前述空气层粘合的有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者，所述有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者具有比前述无机粒子低的杨氏模量，且体积率为5～95％。
利用这样的构成，高耐热防反射膜具有柔软性和挠性，同时耐热性优异，其结果是，能够防止高温时的高耐热防反射膜的开裂等。这种情况下，特别是，由于空气层(空隙)形成于相邻的无机粒子之间，因此即使形成有高耐热防反射膜的透镜由于温度变化而膨胀或收缩，高耐热防反射膜也能够追随该膨胀或收缩。因此，能够防止高耐热防反射膜被破坏。需说明的是，优选该高耐热防反射膜通过浸渍而形成于透镜。
此外，本发明的前述构成中，优选前述高耐热防反射膜由具有空隙的微粒层叠薄膜形成，该微粒层叠薄膜是在交替吸附电解质聚合物和微粒而以层叠的状态结合于透镜。
利用这样的构成，高耐热防反射膜会变得具有柔软性和挠性，同时耐热性优异，其结果是，能够防止高温时的高耐热防反射膜的开裂等。这种情况下，特别是，由于空隙的存在，即使形成有高耐热防反射膜的透镜由于温度变化而膨胀或收缩，高耐热防反射膜也能够追随该膨胀或收缩。因此，能够防止高耐热防反射膜被破坏。需说明的是，优选该高耐热防反射膜通过浸渍而形成于透镜。
高耐热防反射膜是高耐热的，但另一方面，其结构上非常柔软而且脆，因此即使是轻微的接触也容易受损，容易剥落。
本发明中，通过在暴露于外界的有来自外界的接触的可能性的最靠近物体侧(前侧)的玻璃透镜上不设置高耐热防反射膜、而对于没有来自外界的接触的可能性的内部的树脂透镜设置高耐热防反射膜，从而能够提供一种在防止因接触导致的损伤的同时抑制高温下防反射膜的开裂，提高高温下的耐久性，具有高温下的耐久性的光学特性优异的透镜单元。
本发明的前述构成中，优选仅将最靠近物体侧的前述透镜设为前述玻璃透镜，将剩余的前述透镜全部设为前述树脂透镜。
根据这样的构成，除了暴露于外界的最前面的玻璃透镜以外全部为树脂透镜，能够在内部的全部透镜上设置高耐热防反射膜，同时能够实现成本的降低。
此外，本发明的前述构成中，优选前述树脂透镜包括将多片前述树脂透镜贴合而成的接合透镜，仅在除了贴合的前述树脂透镜彼此之间之外的前述接合透镜的外侧的面上设有前述高耐热防反射膜。
根据这样的构成，能够抑制由于在构成接合透镜的树脂透镜彼此之间以夹着粘接剂层的方式配置高耐热防反射膜而导致的不良状况。这里，在不是通过真空蒸镀进行涂布的高耐热防反射膜的情况下，难以仅在具有2个面的透镜的1个面上进行涂布。因此，通过浸渍而在贴合前的树脂透镜上覆以高耐热防反射膜的情况下，相互粘合的面上也会覆有高耐热防反射膜，导致高耐热防反射膜彼此粘合。
这种情况下，在贴合的树脂透镜彼此之间，高耐热防反射膜会以夹着粘接剂层的方式配置，从而介质不是空气而是粘接剂，介质的折射率不同。即，存在下述担忧：会从空气的折射率1.0变为粘接剂的折射率约1.5，反射率发生变化而对重影等光学特性带来影响。
因此，例如如果在将透镜彼此贴合后通过浸渍覆以高耐热防反射膜，则在透镜彼此之间填充有粘接剂的状态下，高耐热防反射膜无法进入，成为仅在接合透镜的外侧的面上形成有高耐热防反射膜的状态，从而不发生上述那样的问题。
此外，本发明的前述构成中，优选对最靠近物体侧的前述玻璃透镜覆以超硬质膜。
根据这样的构成，通过将最靠近物体侧的暴露于外界的透镜设为玻璃透镜、同时使用成本低的树脂透镜，能够制成耐久性高且低价的透镜单元。此时通过对最靠近物体侧的玻璃透镜覆以超硬质膜，从而玻璃透镜的表面被超硬质膜覆盖，难以受损，暴露于外界的玻璃透镜的耐久性提高，能够抑制因损伤所导致的性能劣化。
本发明的前述构成中，优选前述玻璃透镜的前述超硬质膜的莫氏硬度为8以上。
根据这样的构成，能够抑制由于行驶时或洗车等而产生的摩擦程度所造成的伤痕，长期维持透镜单元的性能。
此外，本发明的前述构成中，优选镜筒呈从光轴方向观察时，与形成有高耐热防反射膜的树脂透镜进行点接触的内周面形状。这种情况下，进一步优选镜筒的与树脂透镜的高耐热防反射膜接触的内周面形成为多边形。
如上所述，将结构上非常柔软而且脆的、容易剥落的高耐热防反射膜通过浸渍而遍及透镜的整个面来形成的情况下，如果保持透镜的镜筒的内周面为圆形，则会造成镜筒与透镜进行面接触的结果，因此存在下述担忧：在将透镜插入镜筒内进行组装时、在振动试验时等，涂布于透镜侧面的高耐热防反射膜与镜筒的内周面互相摩擦而从透镜剥落，其成为异物而导致外观不良、光学性能的降低。但是，如果像本发明那样使与树脂透镜的高耐热防反射膜接触的镜筒的内周面形成为多边形，则镜筒与透镜通过点来接触，因此镜筒与透镜的接触面积减少，能够防止高耐热防反射膜的剥离(脱落)。这种情况下，镜筒的多边形的边数优选为8～14。如果边数少于8，则透镜侧面与镜筒内周面之间的间隙变大，镜筒直径会变大；另一方面，如果边数超过14，则涂布于透镜侧面的高耐热防反射膜与镜筒内周面的接触面积变大，容易发生高耐热防反射膜的剥离。因此，虽然也依赖于与透镜成型时的浇口相关的透镜外周的非圆形部的尺寸，但与树脂透镜的高耐热防反射膜接触的镜筒的内周面进一步优选为12边形。由此，透镜相对于镜筒的稳定度(嵌入状况)良好，透镜对于镜筒的组装插入变得容易。
发明的效果
根据本发明，能够以低的成本供应具有高耐久性的透镜单元。
附图说明
图1为显示本发明实施方式的透镜单元的截面图。
图2为显示本发明实施方式的接合透镜的截面图。
图3为显示本发明实施方式的接合过程中的接合透镜的截面图。
图4为显示本发明实施方式的镜筒的多边形形状的截面图。
图5为本发明实施方式的形成有高耐热防反射膜的透镜的要部放大截面图。
图6为显示本发明实施方式的另一高耐热防反射膜的图，是显示伴随硅溶胶的涂布而产生的微粒间的结合的情况的概念图。
具体实施方式
以下对本发明实施方式进行说明。
图1所示的本实施方式的透镜单元11例如用于车载摄像机，以至少使透镜单元11的物体侧端部暴露在汽车外侧的方式设置。
如图1所示，该实施方式的透镜单元11具备大致圆筒状的镜筒12、配置在镜筒12内的多个(例如4个)透镜13、14、15、18、以及多个(例如2个)光圈部件21、22。具备该透镜单元11的车载摄像机具备上述透镜单元11、图中未显示的具有图像传感器的基板、以及将该基板设置在汽车等车辆中的图中未显示的设置部件。
固定于镜筒12中而被支撑的多片透镜13、14、15、18以使各自的光轴一致的状态配置，呈各透镜13、14、15、18沿1个光轴并列的状态，构成用于摄像的1组透镜组。此外，透镜18是接合透镜18，呈透镜16和透镜17接合的状态。其中，接合透镜是将不同透镜的镜面用粘接剂贴合而成的，以便利用更少的透镜数量而进行色差等的校正。
2个光圈部件21、22中从物体侧(镜筒12的前侧端部)开始的第1个光圈部件21配置在从物体侧开始的第2个透镜14与第3个透镜15之间。从物体侧开始的第2个光圈部件22配置在从物体侧开始的第3个透镜15与第4个透镜16之间。光圈部件21、22限制透射光量，是决定作为亮度指标的f值的“开口光圈”、或是遮挡成为重影原因的光线、成为色差原因的光线的“遮光光圈”。
镜筒12的物体侧的一个端部通过敛缝而内径缩径，与收纳于内部的最靠近物体侧的透镜13(前透镜)的外径相比，镜筒12的物体侧端部的内径小。此外，在镜筒12的像侧的后侧端部设有具有直径比接合透镜18小的开口部的框架部24。利用该框架部23、24，将构成透镜组的多片透镜13、14、15、18和光圈部件21、22保持于镜筒12内。其中，框架部23也可以在将透镜13、14、15、18收纳入镜筒12后再安装于镜筒12的物体侧端部。
在最靠近物体侧的透镜13的外周面上，在该透镜13的像侧部分设有直径逐渐变小的缩径部，在该缩径部设有作为密封部件的o型圈26，呈将透镜13的外周面与镜筒12的内周面之间用镜筒12的物体侧端部密封的状态。由此能够防止水、尘埃等微粒从透镜单元11的物体侧端部侵入镜筒12内。
镜筒12的内径从物体侧向像侧阶段性地缩小。与其对应地，透镜13、14、15、18的外径随着它们的配置位置从物体侧向像侧而逐渐变小。基本上，透镜13、14、15、18各自的外径与镜筒12的支撑各透镜13、14、15、18的部分的各自的内径大致相等。但镜筒12的内周面不是圆筒状，而是例如12边形等多边形。此外，在镜筒12的外周面，在镜筒12的外周面以凸缘状设有将镜筒12设置于车载摄像机时使用的法兰部25。
本实施方式中，透镜13、14、15、18中的最靠近物体侧的暴露于车外(镜筒12外)的透镜13是利用玻璃模造或研磨得到的玻璃透镜，透镜14、15和接合透镜18是通过成型得到的树脂透镜。
最靠近像侧的接合透镜18中，其外周部的像侧的面作为基准面而成为与光轴正交的面。该接合透镜18的基准面与设于上述镜筒12的像侧端部的框架部24的内面侧的基准面抵接，所述框架部24具有内径比接合透镜18的外径小的开口部。
本实施方式中，如图2所示，接合透镜18是将物体侧的凹透镜16和像侧的凸透镜17用粘接剂7(示于图3)贴合而成的。
最前侧(物体侧)的透镜13例如使用光学玻璃，特别是考虑与其他透镜14、15、18的组合而使用透镜用玻璃。
透镜13是比树脂透镜硬的玻璃透镜，该玻璃透镜上覆有超硬质膜。超硬质膜的莫氏硬度为8.0以上。
该超硬质膜为在玻璃上交替形成有si3n4层和sio2层的6层结构。该硬质膜由于含有氮化物而为超硬质。该超硬质膜的成膜方法是溅射方式。需说明的是，该超硬质膜的制膜温度高，因此难以用于树脂透镜。
本实施方式中，透镜14、15、以及构成接合透镜18的透镜16、17是树脂透镜。
透镜14、15、接合透镜18上覆有高耐热防反射膜。高耐热防反射膜的涂布例如可以是湿法，可以将透镜浸渍于原料溶液中而成膜。高耐热防反射膜是高耐热的，但另一方面，其结构上非常柔软而且脆，因此即使是轻微接触也容易受损，容易剥落。因此，本实施方式中，在暴露于外界、有来自外界的接触的可能性的最靠近物体侧的透镜13上不设置高耐热防反射膜，而对于作为没有来自外界的接触的可能性的内部透镜的透镜14、15和接合透镜18设置高耐热防反射膜。
这里，接合透镜18具有图2所示的形状，是图3所示的弯月形透镜16和双凸透镜17贴合而成的，高耐热防反射膜并非分别施于两块透镜16、17，而是在将两块透镜16、17贴合制成一块接合透镜后再涂布高耐热防反射膜。即，如图3所示将透镜16和透镜17贴合时，透镜16、17表面尚未覆有高耐热防反射膜，透镜16和透镜17以之间夹有粘接剂7的状态接合。将图2所示的接合的接合透镜18浸渍于高耐热防反射膜的原料溶液中而形成高耐热防反射膜。
因此，在贴合的透镜16和透镜17的接合部分，是透镜16与透镜17之间没有间隙而填充有粘接剂的状态，浸渍时，浸渍用的溶液无法进入该透镜16、17之间。由此，至少在贴合透镜16的像侧镜面和透镜17的物体侧镜面没有形成高耐热防反射膜，而是在贴合得到的接合透镜18的外侧的面上覆有高耐热防反射膜的状态。由此，即使通过浸渍以湿法涂布高耐热防反射膜，贴合的透镜16、17的接合面上也不会覆有高耐热防反射膜，能够防止在透镜16、17的接合部分由于高耐热防反射膜带来的不良影响。即，高耐热防反射膜是以在与空气层接触的前提下提高透射率的方式设计的，能够防止与粘接剂层相接时透射率反而下降这样的不良影响。需说明的是，在作为光学元件有效的范围即镜面的外侧，透镜16与透镜17之间不一定存在粘接剂，因而在有效直径的外侧，有可能在透镜16与透镜17之间形成高耐热防反射膜。这种情况下，因为是在所需光线穿过的区域的外侧，所以不一定会成为问题。需说明的是，在通过湿法(浸渍)以外的方法(例如蒸镀等)来形成高耐热防反射膜的情况下，也可以在使透镜16与透镜17接合后进行。
需说明的是，本实施例的接合透镜18是弯月形透镜16与双凸透镜17的贴合，但不限于此，只要是将一个透镜的凸面与另一透镜的凹面贴合即可，不限于2片，也可以是3片以上的接合透镜。
如上所述，本实施方式中，构成透镜组的各透镜13、14、15、18中，在不暴露于外界的树脂制的透镜14、15、18表面(面向物体侧的外表面)上形成有上述高耐热防反射膜30(示于图5)。当然，也可以在设于镜筒12的物体侧端部的玻璃透镜13上形成高耐热防反射膜30，在其之上形成超硬质膜。此外，高耐热防反射膜30可以也设于各树脂制的透镜14、15、18的背面，通过浸渍进行的湿法成膜的情况下，优选设于表背面两面。
此外，如上所述，镜筒12的内周面不是圆筒状，呈例如12边形等多边形。即，如图4明确所示，镜筒12的与树脂透镜14、15、18的高耐热防反射膜30接触的内周面12a形成为多边形。如上所述，将结构上非常柔软而且脆的、容易剥落的高耐热防反射膜30通过浸渍而遍及透镜14、15、18的整个面来形成的情况下，如果保持透镜14、15、18的镜筒12的内周面12a为圆形，则会造成镜筒12与透镜14、15、18进行面接触的结果，因此存在下述担忧：在将透镜14、15、18插入镜筒12内进行组装时、振动试验时等，涂布于透镜14、15、18的侧面的高耐热防反射膜30与镜筒12的内周面12a相互摩擦而从透镜14、15、18剥落，其成为异物而导致外观不良、光学性能的降低。但是，如果像本实施方式那样使与树脂透镜14、15、18的高耐热防反射膜30接触的镜筒12的内周面12a形成为多边形，则镜筒12与透镜14、15、18通过点p来接触，因此镜筒12与透镜14、15、18的接触面积减少，能够防止高耐热防反射膜30的剥离(脱落)。这种情况下，镜筒12的多边形的边数优选为8～14。如果边数少于8则透镜14、15、18的侧面与镜筒12的内周面12a之间的间隙c变大，镜筒12的直径会变大；另一方面，如果边数超过14，则涂布于透镜14、15、18的侧面的高耐热防反射膜30与镜筒12的内周面12a的接触面积变大，容易发生高耐热防反射膜30的剥离。因此，虽然也依赖于与透镜成型时的浇口相关的透镜外周的非圆形部(图中未显示)的尺寸，但与树脂透镜14、15、18的高耐热防反射膜30接触的镜筒12的内周面12a进一步优选为图4所示那样的12边形。由此，透镜14、15、18相对于镜筒12的稳定度(嵌入状况)良好，透镜14、15、18对于镜筒12的组装插入变得容易。此外，通过这样使镜筒12的内周面12a为多边形而形成的透镜14、15、18与镜筒12之间的间隙c提高了透镜对于镜筒12的组装插入性，因此是非常有益的。优选多边形设为正多边形，接触点p的间隔为等间隔。由此，透镜14、15、18被镜筒12平衡地保持，能够抑制不均衡的形变等。
需说明的是，透镜14、15、18通过接触点p接触保持就足够了，因而只要是通过接触点p进行点接触那样的形状即可，镜筒12的内周面12a的形状不是必须为多边形，例如，也可以通过将镜筒12的内周面12a设为圆形状，并以等间隔设置沿光轴方向延伸的突起状的肋状物来实现点接触。将接触点p连接而成的形状为多边形即可，优选为正多边形。
形成于树脂制的透镜14、15、18表面的高耐热防反射膜30具备：在该高耐热防反射膜30中的体积率为5～74％的多个无机粒子；体积率为65％以下的多个空气层；以及将前述无机粒子或前述无机粒子与前述空气层粘合的有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者，所述有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者具有比前述无机粒子低的杨氏模量，且体积率为5～95％。以下详细地对此进行说明。
图5是形成有高耐热防反射膜30的透镜14(15、18)的光入射面附近的要部放大截面图。如图所示，高耐热防反射膜30含有多个无机粒子31、粘合剂32、以及多个空气层(空隙)33。无机粒子31的粘弹性与粘合剂32的粘弹性不同。具体地，无机粒子31的杨氏模量为50gpa以上。粘合剂32的杨氏模量为5gpa以下。
高耐热防反射膜30含有具有不同粘弹性的多个组合物。因此，高耐热防反射膜30具有高强度和高挠性。由树脂形成的透镜14(15、18)因热而膨胀。由于粘合剂32的杨氏模量低，因此高耐热防反射膜30的挠性提高。因此，即使透镜14(15、18)因热而膨胀，高耐热防反射膜30也不易破裂。另一方面，无机粒子31的杨氏模量为50gpa以上。无机粒子31提高高耐热防反射膜30的强度，抑制高耐热防反射膜30表面形成伤痕。
粘合剂32具有光透射性，含有多个无机粒子31。如上所述，粘合剂32的杨氏模量为5gpa以下。粘合剂32为有机化合物或无机化合物。粘合剂32例如为树脂。树脂例如包含聚乙烯亚胺、聚烯丙胺、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶、二烯丙胺聚合物、马来酸-二烯丙胺共聚物、聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、硝酸纤维素、聚酯、醇酸树脂、氟丙烯酸酯、氟聚合物等中的1种或2种以上。氟聚合物例如为氟烯烃类(氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、全氟辛基乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯等)、完全或部分氟化乙烯基醚类等。粘合剂32的折射率为1.35以下，优选的折射率为1.30以下。
此外，粘合剂32也可以是无机高分子，如硅化合物或者其水解产物或其缩聚物。硅化合物例如为硅烷偶联剂。硅烷偶联剂修饰无机粒子的表面。由此，无机粒子在有机溶剂中的分散稳定性提高，无机粒子的凝聚和沉降受到抑制。
无机粒子31例如为无机氧化物、无机氟化物。无机氧化物例如为氧化铈、氧化钽、氧化钛、氧化硅、氧化铬、氧化铝、氧化锡、氧化钇、氧化铋。无机氟化物例如为氟化镁、氟化铝、氟化锂、氟化钠。多个无机粒子31含有从上述无机氧化物和无机氟化物中选择的1种或2种以上。
优选无机粒子31为氧化铝和/或氧化硅。氧化铝和氧化硅的折射率均低。氧化铝的折射率为1.7～1.9，氧化硅的折射率为1.4～1.7。因此，能够降低高耐热防反射膜30的折射率。
若无机粒子31的粒径过大则无机粒子31容易使光散射。进一步，高耐热防反射膜30的膜厚产生偏差。因此，无机粒子31的优选平均粒径为100nm以下。平均粒径的优选的下限值为8nm。粒径例如通过下述方法来确定：从用扫描型电子显微镜(sem)获得的照片图像中任意抽取100个无机粒子，测定该100个无机粒子的粒径并求其平均值。
此外，高耐热防反射膜30中无机粒子31的体积率为5～74％。此外，高耐热防反射膜30中粘合剂32的体积率为5～95％。高耐热防反射膜30中空气层的体积率为65％以下。
若无机粒子31的体积率过小则高耐热防反射膜30的强度下降。此外，若无机粒子31的体积率过大则高耐热防反射膜30的挠性下降。另一方面，若粘合剂32的体积率过小则高耐热防反射膜30的挠性下降。此外，若粘合剂32的体积率过大则高耐热防反射膜30的强度下降。
如果无机粒子31的体积率为5～74％、粘合剂32的体积率为5～95％、且空气层为65％以下，则高耐热防反射膜30具有挠性和强度。因此，高耐热防反射膜30不易受损，并且即使在高温时由树脂形成的透镜发生热膨胀，高耐热防反射膜30也不易开裂。
高耐热防反射膜30通过湿法工艺形成。更具体地，高耐热防反射膜30通过在树脂透镜14、15、18表面涂布构成高耐热防反射膜30的涂布液而形成。将涂布液进行涂布的方法例如为喷墨印刷法、喷雾法、旋涂法、浸涂法、丝网印刷等。
以下，作为制造方法的一例，对利用浸涂法形成防反射膜的方法进行说明。
准备含有高耐热防反射膜30的组成的涂布液。涂布液中使用的溶剂例如为四氢呋喃(tetrahydrofuran：thf)、n,n-二甲基甲酰胺(n,n-dimethylformamide：dmf)。溶剂不限于这些物质。溶剂也可以是水。溶剂为有机溶剂的情况下，优选的有机溶剂的沸点为30℃～250℃。有机溶剂的沸点过低的情况下，有机溶剂的挥发速度过快。因此，高耐热防反射膜30的膜厚难以变得均匀。另一方面，若有机溶剂的沸点过高则有机溶剂难以挥发。因此，难以形成高耐热防反射膜30。优选的有机溶剂的沸点为50℃～150℃。
优选涂布液的粘度和表面张力低。涂布液的优选粘度为10(mpa·s)以下，进一步优选为1(mpa·s)以下。涂布液的优选表面张力为70(mn/m)以下，进一步优选为20(mn/m)以下。这是为了在将夹持了树脂透镜14、15、18的夹持部件从充满涂布液的浸槽提起时使涂布液迅速从夹持部件排出。为了控制涂布液的粘度和表面张力的物性，也可以在涂布液中添加表面活性剂等。
涂布液中，相对于100重量份无机粒子31，粘合剂32的重量份为1～100，溶剂的重量份为2000～100000。这种情况下，所形成的高耐热防反射膜30内的无机粒子31的体积率为5～70％，粘合剂32的体积率为30～95％。
接下来，将多片树脂透镜14、15、18用夹持部件夹持，浸渍于放入了涂布液的浸槽中。
接下来，将所浸渍的多片树脂透镜14、15、18以一定的速度从浸槽提起。由此，在树脂透镜14、15、18表面涂布涂布液。提起速度根据要在树脂透镜14、15、18表面形成的高耐热防反射膜30的厚度而改变。
接下来，使涂布于树脂透镜14、15、18的涂布液干燥。也可以以预定的温度对所提起的树脂透镜14、15、18进行烘烤。
由此形成高耐热防反射膜30。
在高耐热防反射膜30内，无机粒子31彼此是接触的。相邻的无机粒子31之间形成有空气层33。如上所述，高耐热防反射膜30中无机粒子31的体积率为5～74％，也可以低于70％。粘合剂32的体积率为5～95％，也可以低于95％。若空气层33的体积率过大则高耐热防反射膜30的强度下降。因此，高耐热防反射膜30a中空气层33的体积率为65％以下。
空气层33例如根据粘合剂32相对于涂布液内的前述无机粒子31的比率来形成。相对于涂布液内的100重量份无机粒子，优选的粘合剂32的重量份为1～100。这种情况下，使涂布液干燥后，会在高耐热防反射膜30a内形成空气层33。
由于空气层33的折射率低，因此高耐热防反射膜30的折射率降低。因此，光的反射进一步受到抑制。
通过这样的构成，从而高耐热防反射膜30具有柔软性和挠性，同时耐热性优异，其结果是，能够防止高温时高耐热防反射膜的开裂等。这种情况下，特别是，空气层(空隙)33形成在相邻的无机粒子31、31间，因此即使形成有高耐热防反射膜30的透镜14、15、18随着温度变化而膨胀或收缩，高耐热防反射膜30也能够追随该膨胀或收缩。因此，能够防止高耐热防反射膜30被破坏。
图6是改变对图5所示的高耐热防反射膜30的观察方式而更详细地进行显示的图片，基本上与图5所示的高耐热防反射膜30相同，但在以下的说明中，将图6所示的高耐热防反射膜作为高耐热防反射膜30a，对其结构和成膜方法进行说明。该高耐热防反射膜30a由具有空隙的微粒层叠薄膜形成，该微粒层叠薄膜的特征在于，通过交替吸附电解质聚合物(粘合剂)和微粒，与醇性硅溶胶生成物接触，从而透镜与微粒、以及微粒彼此结合。
这样的微粒层叠薄膜(高耐热防反射膜)30a是如下操作而形成的。如图6所示，在透镜14(15、18)上形成有具有空隙64的微粒层叠薄膜30a。微粒层叠薄膜30a构成为：使电解质聚合物62(例如粘合剂)和微粒63交替吸附，并且借助醇性硅溶胶生成物65(例如粘合剂)，使透镜14(15、18)与微粒63以及微粒63与微粒63结合。以下对微粒层叠薄膜30a的各成分进行说明。
为了获得微粒层叠薄膜30a的透明性，用于形成微粒层叠薄膜30a的微粒在分散于溶液中的状态下的平均一次粒径优选为2～100nm，从确保微粒层叠薄膜30a的光学功能的观点出发，更优选为2～40nm，最优选为2～20nm。
作为这里能够使用的微粒，可列举无机微粒。从透明性的观点出发，适合选择优选含有选自由硅、铝、锆、钛、铌、锌、锡、铈和镁组成的组的至少一种元素的氧化物。
作为这里使用的电解质聚合物，可以使用主链或侧链具有带电荷的官能团的高分子。该电解质聚合物溶液是将电荷符号与微粒表面电荷相反或相同的电解质聚合物溶解在水、有机溶剂或水溶性有机溶剂与水的混合溶剂而得到的溶液。
作为醇系硅溶胶，可以使用4官能、3官能、2官能的烷氧基硅烷、和这些烷氧基硅烷类的缩合物、水解产物、硅胶清漆等。醇性硅溶胶生成物优选含有使至少1种以上的下述通式所表示的低级烷基硅酸酯在甲醇和乙醇中的任一者中水解而调制的醇性硅溶胶。
[数1]
(or1)nsi(r2)4-n(n＝1～4)……(1)
(式中，r1表示甲基或乙基。r2表示非水解性的有机基团。)
此外，透镜14、15、18直接使用，或者通过电晕放电处理、辉光放电处理、等离子体处理、紫外线照射、臭氧处理、利用碱、酸等进行的化学蚀刻处理、硅烷偶联处理等，在其表面导入具有极性的官能团，使透镜的表面电荷为负电或正电。
这里，为了生成具有空隙的微粒层叠薄膜30a，例如使用浸涂法。微粒层叠薄膜30a可以通过依次实施以下的工序(1)～(3)来形成(参照图6)。
(1)通过在透镜14(15、18)上接触或涂布电解质聚合物溶液或微粒分散液中的任一者的工序，从而形成电解质聚合物62或微粒63的层(图6(a))。
(2)通过在接触或涂布电解质聚合物溶液后的透镜14(15、18)上接触或涂布与该电解质聚合物溶液的电解质聚合物具有相反电荷的微粒的分散液的工序、或在接触或涂布微粒分散液后的塑料基材上接触或涂布与该微粒分散液的微粒具有相反电荷的电解质聚合物的溶液的工序，从而形成微粒63或电解质聚合物62的层(图6(b))。
(3)通过在接触或涂布电解质聚合物溶液或微粒后的透镜14(15、18)上接触或涂布醇性硅溶胶生成物65的工序，从而借助醇性硅溶胶生成物65，使透镜14(15、18)与微粒63、以及微粒63彼此结合(图6(c))。
通过这样的构成，从而高耐热防反射膜30a具有柔软性和挠性，同时耐热性优异，其结果是，能够防止高温时高耐热防反射膜的开裂等。这种情况下，特别是，由于空隙64的存在，即使形成有高耐热防反射膜30a的透镜14、15、18由于温度变化而膨胀或收缩，高耐热防反射膜30a也能够追随该膨胀或收缩。因此，能够防止高耐热防反射膜30a被破坏。
需说明的是，上述那样的高耐热防反射膜30、30a优选选择具有125℃以上的耐热性、同时具有与树脂透镜14、15、18的热膨胀率接近的热膨胀率的膜。
此外，图6所示的微粒层叠薄膜(高耐热防反射膜)30a的形成工序中，为了提高膜的固着性，使用了醇性硅溶胶生成物65，当然也可以不使用醇性硅溶胶生成物65而形成高耐热防反射膜30a。这种情况下，例如对于分散有通过bet法测得的平均一次粒径为8nm的串珠状二氧化硅微粒的二氧化硅水分散液(日产化学工业(株)公司制，商品名：snowtex(st)oup，硅溶胶)，不调节ph而将浓度调整至1质量％，将其作为具有负电荷的微粒分散液，使用聚二烯丙基二甲基氯化铵(pdda，奥德里奇公司制)为0.1质量％、调节至ph10的水溶液作为电解质聚合物溶液。然后，依次实施将透镜14、15、18分别在电解质聚合物溶液中浸渍1分钟后利用冲洗用超纯水淋洗1分钟的工序(a)，以及在微粒分散液中浸渍1分钟后利用冲洗用超纯水淋洗1分钟的工序(b)。其后，将依次进行1次工序(a)和1次工序(b)作为1个循环，将该循环数作为微粒交替层叠次数，进行4次微粒交替层叠后，在25℃干燥24小时。由此，在透镜14、15、18表面分别形成微粒层叠膜30a。即，该制法包括使电解质聚合物溶液(粘合剂溶液)与透镜14、15、18表面接触后进行冲洗的第1工序、该第1工序后使具有负电荷的微粒的分散液与透镜14、15、18表面接触后进行冲洗的第2工序、以及交替地重复第1工序和第2工序而形成微粒层叠膜的第3工序，同时，任选地，包括使电解质聚合物溶液(粘合剂溶液)与微粒层叠膜接触后进行冲洗的进一步的工序，由此排除图6(c)的工序。
根据这样的本实施方式的透镜单元11，在最靠近物体侧暴露于外界的透镜13是涂布有莫氏硬度8以上的超硬质膜的玻璃透镜，即使暴露的也不易受损，具有高耐久性。由于比该透镜13靠近后侧的透镜14、15、18不暴露于外界，因而使用没有硬质膜的树脂透镜，并且使用通过覆以耐热性高、与树脂透镜的热膨胀率差小的高耐热防反射膜，到125℃为止都不发生开裂等的树脂透镜。由此，能够以低成本供应对于摩擦的耐久性和对于热的耐久性优异的透镜单元11。即，能够提供一种适合可用于要求即使在严苛环境下也能够使用的汽车的车载摄像机的透镜单元。
需说明的是，本发明不限定于前述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内，可以进行各种变形来实施。例如，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以将前述实施方式的一部分或全部组合，或者也可以从一个前述实施方式中省去构成的一部分。
符号说明
11透镜单元
13透镜(玻璃透镜)
14透镜(树脂透镜)
15透镜(树脂透镜)
16透镜(树脂透镜)
17透镜(树脂透镜)
18透镜(树脂透镜：接合透镜)。
1.一种透镜单元，其特征在于，
将多片透镜以使该透镜的光轴对准的方式并排配置，所述透镜包括玻璃透镜和树脂透镜，将最靠近物体侧的所述透镜设为所述玻璃透镜，在除了所述玻璃透镜以外的容纳于镜筒内部的树脂透镜上覆有高耐热防反射膜。
2.根据权利要求1所述的透镜单元，其特征在于，所述树脂透镜的所述高耐热防反射膜具有125℃以上的耐热性。
3.根据权利要求1或2所述的透镜单元，其特征在于，所述高耐热防反射膜具有：
该高耐热防反射膜中的体积率为5～74％的多个无机粒子；
形成于相邻的所述无机粒子之间的、体积率为65％以下的空气层；以及
将所述无机粒子、或所述无机粒子与所述空气层粘合的有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者，所述有机化合物、无机化合物和无机高分子中的任一者具有比所述无机粒子低的杨氏模量，且体积率为5～95％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的透镜单元，其特征在于，所述高耐热防反射膜由具有空隙的微粒层叠薄膜形成，该微粒层叠薄膜是在交替吸附电解质聚合物和微粒而以层叠的状态结合于透镜。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其特征在于，仅将最靠近物体侧的所述透镜设为所述玻璃透镜，将剩余的所述透镜全部设为所述树脂透镜。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的透镜单元，其特征在于，所述树脂透镜包括将多片所述树脂透镜贴合而成的接合透镜，仅在除了贴合的所述树脂透镜彼此之间以外的所述接合透镜的外侧的面上设有所述高耐热防反射膜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的透镜单元，其特征在于，最靠近物体侧的所述玻璃透镜上覆有超硬质膜。
8.根据权利要求7所述的透镜单元，其特征在于，所述玻璃透镜的所述超硬质膜的莫氏硬度8以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的透镜单元，其特征在于，所述镜筒呈从所述光轴方向观察时，与形成有所述高耐热防反射膜的所述树脂透镜进行点接触的内周面形状。
10.根据权利要求9所述的透镜单元，其特征在于，所述镜筒的内周面形状呈多边形。
技术总结