[发明专利]光学元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境耐久性改善的光学元件及其制造方法，特别涉及使用磷酸玻璃等作为玻璃材料时，抑制光学元件的灰雾、变质、改善环境耐久性的光学元件及其制造方法。

背景技术

近年来，将玻璃透镜等光学玻璃元件模压成型，不对成型面进行研磨而可以直接使用的直接模压成型法受到关注。

在提高低模压成型温度下的加工性时，调节该模压成型法中使用的玻璃材料的组成以使玻璃化转变温度降低。例如，特别是为了实现低玻璃化转变温度，已知通过将玻璃的组成体系从石英玻璃变更为磷酸玻璃可以实现成型温度的大幅降低。

不过，使用磷酸玻璃时环境耐久性显著下降，对此，即使通过形成防反射膜等光学功能膜对表面进行保护，有时环境耐久性也不好。

另外，不仅限于模压成型用玻璃材料，光学玻璃中还存在优先考虑光学性能而以磷酸为主成分的磷酸玻璃和在磷酸玻璃中进一步添加有氟的氟磷酸玻璃。这些玻璃由于优先考虑光学性能，因此在环境耐久性低的状态下使用，但是，该低环境耐久性在实用上成为大的问题。

如上所述，将环境耐久性差的玻璃材料实用化时，以往通过下述方法等进行改善：(1)采用氧化铝等的致密膜作为防反射膜的第一层从而防止水分进入(例如，参考专利文献1)，或者(2)将无覆膜(未コ一ト)透镜的整个面用防反射膜等膜覆盖以消除水分的影响(例如，参考专利文献2)，或者(3)防反射膜的形成方法不是通过通常的真空蒸镀而是采用使用IAD(离子束辅助成膜)的真空蒸镀，或者(4)着眼于模压成型品的表面变质层，形成SiO₂膜作为表面变质层上的第一层，以提高玻璃与防反射膜的密合性(例如，参考专利文献3)。另外，上述现有例(1)和(4)中称为第一层的是与芯玻璃接触的层。另外，上述现有例(4)中称为表面变质层的是在专利文献3中所述的受到模压成型时的热影响而产生的变质层。

专利文献1：日本特开平9-159803号公报

专利文献2：日本特开平2-178601号公报

专利文献3：日本特开平1-287501号公报

发明内容

但是，已知(1)的方法中，无论第一层形成多么致密的膜，由于玻璃在带覆膜(コ一ト付き)透镜的侧面露出，因此如果放置在湿度高的环境中，则磷酸成分从侧面溶出并与带覆膜透镜光学面的表面反应，结果在带覆膜透镜上产生灰雾。

另外，在(2)的方法中，由于带覆膜透镜的侧面也由膜覆盖，因此磷酸不溶出从而具有防止灰雾的效果，但是，由于其采用的是可以一次涂布整个面的浸渍涂布，该方法中使用的化学品具有溶解玻璃的作用，因此当浸渍环境耐久性差的玻璃材料时，有时玻璃表面发生白浊或者玻璃本身溶解而消失，因此能够应用的玻璃材料受到限制。

另外，如果想使用通常的蒸镀方法进行(2)这样的整面涂布，则侧面难以进行涂布，如果仅涂布光学功能面则通常通过表里两次成膜可以完成，但是加上侧面的成膜，成膜次数大幅增加到约4～6次，并且产生需要特殊的工具或者难以确保光学功能面的防反射膜的性能等各种问题。

另外，(3)的方法对于加强膜的密合性是有效的，但是，由于带覆膜透镜的侧面露出，因此与(1)的方法同样有时在带覆膜透镜上产生灰雾。另外，IAD方式中装置的价格比通常的真空蒸镀的情况大幅提高，因此成本上也存在问题。

另外，在(4)的方法中，虽然SiO₂与氧化铝同样为致密膜，但是，无论第一层形成多么致密的膜，由于玻璃在带覆膜透镜的侧面露出，因此如果放置在湿度高的环境中，则磷酸成分从侧面溶出并与带覆膜透镜光学面的表面反应，结果在带覆膜透镜上产生灰雾。另外，在SiO₂的单层膜的情况下，带覆膜透镜上不产生灰雾，但是，作为防反射膜的特性(反射率)比通常的氟化镁的情况下劣化约2％，因此存在带覆膜透镜性能下降的缺点。

如上所述，现有方法中，耐久性差的玻璃材料、特别是磷酸玻璃的环境耐久性还未提高到完全耐受实用的水平，而且不能充分确保带覆膜透镜的光学特性。

本发明的目的在于提供即使是包含环境耐久性差的磷酸玻璃或氟磷酸玻璃的玻璃制光学元件，在高温高湿下长时间保持时表面也不产生灰雾等劣化、变质的光学元件及其制造方法。

本发明人为了提高使用环境耐久性差的玻璃材料、特别是磷酸玻璃的光学元件的环境耐久性，对以防反射膜为代表的光学功能膜的形成进行了各种研究，结果发现，在光学功能膜的最表面层采用与磷酸的反应性低的物质是非常有效的。

即，本发明的光学元件，涉及以下[1]～[4]的光学元件及[5]～[9]的制造方法。