JP6218536B2 - Optical element and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、光学素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical element and a method for manufacturing the same.

ガラスレンズ等の光学素子を製造する方法として、対向する成形面を有する上型と下型により、成形素材(以下、「プレス成形用ガラス素材」または「プリフォーム」という。)をプレス成形する方法が知られている。   As a method of manufacturing an optical element such as a glass lens, a method of press-molding a molding material (hereinafter referred to as “a glass material for press molding” or “preform”) using an upper mold and a lower mold having opposed molding surfaces. It has been known.

プレス成形によってガラス光学素子を成形する際には、プレス成形用ガラス素材と成形型の成形面とが高温状態下で密着するため、それらの界面で化学反応が生じ、融着、クモリ、傷状の反応痕等が発生しプレス成形により得られる光学素子の光学性能が低下することがある。   When molding a glass optical element by press molding, the glass material for press molding and the molding surface of the molding die adhere to each other under high temperature conditions, so that a chemical reaction occurs at the interface between them, so that fusion, spider, scratches, etc. Reaction traces or the like may occur, and the optical performance of the optical element obtained by press molding may deteriorate.

従来、上記反応痕の発生を防止するための手段として、プレス成形用ガラス素材の表面に被覆膜を設け、成形型とガラスとの反応を抑制することが提案されていた(例えば特許文献1参照)。また、特許文献2には、線状痕の発生を抑制するため、プレス成形用ガラス素材の表面に水素捕獲膜を設けることが提案されている。   Conventionally, as a means for preventing the occurrence of the reaction mark, it has been proposed to provide a coating film on the surface of a glass material for press molding to suppress the reaction between the mold and the glass (for example, Patent Document 1). reference). Patent Document 2 proposes to provide a hydrogen capture film on the surface of a glass material for press molding in order to suppress the generation of linear marks.

特開2011−1259号公報JP 2011-1259 A 特開2004−250295号公報JP 2004-250295 A

ところで、本発明者らの検討の結果、プレス成形によるガラス光学素子の製造において、プレス成形後にガラス中に微小な泡が生じることにより、光学素子の均質性が低下することが明らかとなった。高い光学性能を有する光学素子を提供するためには、ガラス中の発泡を抑制することが望まれる。
そこで本発明者らはガラス中の発泡を抑制する手段を見出すために、泡の発生原因について鋭意検討を重ねた。その結果、プレス成形後の光学素子に発生する泡は、非酸化性雰囲気(酸素含有率は数ppm)でプレス成形を行ったとしても多くの酸素を含んでいるという、予想外の現象を見出した。非酸化性雰囲気でのプレス成形における酸素の発生原因は酸化物ガラスのみであるため、酸化物ガラス由来の酸素が泡の発生に関与していると考えられる。
By the way, as a result of the study by the present inventors, it has been clarified that, in the production of a glass optical element by press molding, the homogeneity of the optical element is lowered due to generation of minute bubbles in the glass after press molding. In order to provide an optical element having high optical performance, it is desired to suppress foaming in glass.
Therefore, the present inventors have intensively studied the cause of generation of bubbles in order to find a means for suppressing foaming in glass. As a result, we found an unexpected phenomenon that bubbles generated in the optical element after press molding contain a lot of oxygen even when press molding is performed in a non-oxidizing atmosphere (oxygen content is several ppm). It was. Since the cause of oxygen generation in press molding in a non-oxidizing atmosphere is only oxide glass, it is considered that oxygen derived from oxide glass is involved in the generation of bubbles.

本発明の一態様は、プレス成形後の光学素子に泡が発生することを抑制可能な光学素子の製造方法を提供する。   One embodiment of the present invention provides a method of manufacturing an optical element capable of suppressing the generation of bubbles in the optical element after press molding.

本発明の一態様は、
酸化物ガラスと、
この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜と、
を有し、
上述の被覆膜は、化学量論組成より酸素が欠損した状態にある金属酸化物膜であり、かつ
酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度における、金属酸化物膜が酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度は、金属酸化物膜に含まれる金属原子が酸化物ガラスへ拡散する速度より速い、光学素子、
に関する。
One embodiment of the present invention provides:
Oxide glass,
A coating film covering at least part of the surface of the oxide glass;
Have
The above-described coating film is a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition, and the metal oxide film is included in the oxide glass at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the oxide glass. An optical element in which an oxygen atom is incorporated at a rate faster than a rate at which a metal atom contained in the metal oxide film diffuses into the oxide glass;
About.

本発明の更なる一態様は、
酸化物ガラスと、この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う、化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜である被覆膜と、を有するプレス成形用ガラス素材を準備する工程と、
プレス成形用ガラス素材をプレス成形しプレス成形体を形成するプレス工程と、
を備え、
上述のプレス成形体は、プレス工程を経た上述の被覆膜を含み、かつ
プレス工程を経た被覆膜は、プレス工程前の被覆膜より酸素含有率が高い金属酸化物膜である、光学素子の製造方法、
に関する。
A further aspect of the present invention provides:
A step of preparing a glass material for press molding having an oxide glass and a coating film that covers at least a part of the surface of the oxide glass and is a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition; ,
A press process for forming a press-molded body by press-molding a glass material for press molding;
With
The press-molded body described above includes the above-described coating film that has undergone a pressing process, and the coating film that has undergone the pressing process is a metal oxide film having a higher oxygen content than the coating film before the pressing process. Device manufacturing method,
About.

本発明者らは酸化物ガラス由来の酸素によるガラスの発泡を抑制するために鋭意検討を重ねた結果、プレス成形用ガラス素材の表面に上述の被覆膜を設けることに至った。
化学量論組成より酸素が欠損した状態にある金属酸化物膜は、酸素を取り込みやすい状態にある。したがって、この状態の金属酸化物膜であれば、プレス成形時に発泡を引き起こす酸素をガラス内部から取り除き、泡の発生を抑制することができる。
ただし、プレス成形時、被覆膜と酸化物ガラスとの間では、酸化物ガラスから被覆膜への酸素原子の移動(取り込み)とともに、被覆膜から酸化物ガラスへの金属原子の移動(拡散)も起こり得る。この金属原子の拡散速度が、酸素原子が被覆膜へ取り込まれる速度より速い金属酸化物膜は、拡散が取り込みに優先して進行する。このためプレス成形により膜厚の顕著な減少や膜の消失が生じ、酸化物ガラス内部での発泡を抑制することは困難である。これに対し、上述の被覆膜は、酸素原子の取り込みが金属原子の拡散に優先して進行するため、泡の発生を引き起こす酸素原子を酸化物ガラスから効率的に取り込み、発泡を抑制することができる。
こうして得られる光学素子には、プレス工程を経た上述の被覆膜が存在している。この光学素子に含まれる被覆膜は、プレス成形時に酸化物ガラスから酸素を取り込むため、
プレス成形用ガラス素材に含まれていた状態より金属原子に対する酸素原子の含有率は高い。ただし、光学素子に含まれる被覆膜は依然として化学量論組成より酸素が欠損した状態にあることが、本発明者らの検討の結果、明らかとなった。
As a result of intensive studies in order to suppress the foaming of the glass due to oxygen derived from the oxide glass, the inventors have provided the above-described coating film on the surface of the glass material for press molding.
A metal oxide film in which oxygen is deficient from the stoichiometric composition is in a state where oxygen is easily taken up. Therefore, with the metal oxide film in this state, oxygen that causes foaming during press molding can be removed from the inside of the glass, and generation of bubbles can be suppressed.
However, during press molding, between the coating film and the oxide glass, the movement of oxygen atoms from the oxide glass to the coating film (incorporation) and the movement of metal atoms from the coating film to the oxide glass ( Diffusion) can also occur. In the metal oxide film in which the diffusion rate of the metal atoms is faster than the rate at which oxygen atoms are taken into the coating film, the diffusion proceeds in preference to the uptake. For this reason, a remarkable reduction in film thickness or disappearance of the film occurs due to press molding, and it is difficult to suppress foaming inside the oxide glass. On the other hand, since the above-mentioned coating film takes in oxygen atoms in preference to the diffusion of metal atoms, it efficiently takes in oxygen atoms that cause generation of bubbles from oxide glass and suppresses foaming. Can do.
In the optical element thus obtained, the above-described coating film that has undergone a pressing step is present. The coating film included in this optical element takes oxygen from the oxide glass during press molding,
The oxygen atom content relative to the metal atoms is higher than that contained in the glass material for press molding. However, as a result of the examination by the present inventors, it has become clear that the coating film included in the optical element is still in a state in which oxygen is lost from the stoichiometric composition.

本発明の一態様によれば、プレス成形においてガラス内部に泡が発生することを抑制することが可能な光学素子の製造方法を提供することができる。
更に、本発明の一態様によれば、泡の発生のない均質な光学素子を提供することができる。
According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical element capable of suppressing the generation of bubbles in glass during press molding.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a homogeneous optical element that does not generate bubbles.

図1に、プレス成形装置の一例を示す。FIG. 1 shows an example of a press molding apparatus. 図2に、実施例1で作製したレンズ(芯部ガラス:表1中のI−1)の光学顕微鏡写真を示す。In FIG. 2, the optical microscope photograph of the lens (core glass: I-1 in Table 1) produced in Example 1 is shown. 図3に、比較例2で作製したレンズ(芯部ガラス:表1中のI−1)の一部を拡大し撮影した光学顕微鏡写真を示す。In FIG. 3, the optical microscope photograph which expanded and image | photographed a part of lens (core glass: I-1 in Table 1) produced by the comparative example 2 is shown. 図4は、実施例1に関するプレス後(レンズ)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。FIG. 4 shows the depth direction analysis result of secondary ion intensity by TOF-SIMS after pressing (lens) regarding Example 1. 図5は、実施例1に関するプレス前(未プレス品)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。FIG. 5: shows the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS before the press (unpressed goods) regarding Example 1. FIG. 図6は、図4、5におけるZrO2/ZrOの2次イオン強度比を比較した結果である。FIG. 6 shows the result of comparison of the secondary ion intensity ratio of ZrO 2 / ZrO in FIGS. 図7は、比較例2で作製したレンズのTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。FIG. 7 shows the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS of the lens produced in Comparative Example 2. 図8は、図4に示した実施例1の結果と図7に示した比較例2の結果を重ね合わせた結果である。FIG. 8 shows a result of superimposing the result of Example 1 shown in FIG. 4 and the result of Comparative Example 2 shown in FIG. 図9は、比較例1に関するプレス後(レンズ)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。FIG. 9 shows the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS after pressing (lens) regarding Comparative Example 1. 図10は、比較例1に関するプレス前(未プレス品)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。FIG. 10 shows the depth direction analysis result of the secondary ionic strength by TOF-SIMS before pressing (unpressed product) in Comparative Example 1.

以下、本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法について、更に詳細に説明する。以下において、図面を参照し具体的態様を説明することがあるが、本発明は図面に示す態様に限定されるものではない。   Hereinafter, a method for manufacturing an optical element according to one embodiment of the present invention will be described in more detail. Hereinafter, specific embodiments may be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings.

上述の光学素子の製造方法では、酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜として、化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜を有するプレス成形用ガラス素材を用いてプレス成形を行う。そして上述の被覆膜は、このプレス成形用ガラス素材をプレス成形して得られるプレス成形体の表面の少なくとも一部にも、金属原子に対する酸素原子の含有率が、上述のプレス成形用ガラス素材が有する被覆膜より高い金属酸化物膜として含まれている。
先に記載したように、本発明者らの鋭意検討により見出された新たな知見によれば、プレス成形後に光学素子に発生する泡は、酸化物ガラス由来の酸素であると推察される。これに対し化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜は、より安定な状態である化学量論組成に近づくべく酸素を取り込みやすい状態にあると考えられる。したがって、化学量論組成より酸素が欠損した状態の金属酸化物膜により酸化物ガラス表面の少なくとも一部を被覆した後にプレス成形を行うことで、プレス中に発泡を引き起こす酸素を酸化物ガラスから金属酸化物膜へ取り込むことができるため、プレス成形後の泡の発生が抑制された高品質な光学素子の提供が可能となる。そしてこうして形成されたプレス成形体(光学素子)の表面に残留している金属酸化物膜は、酸化物ガラスから取り込んだ酸素原子を含むものとなるため、プレス成形前のプレス成形用ガラスが有する金属酸化物膜よりも多く酸素原子を含むものとなる。即ち、プレス成形体は、表面の少なくとも一部に、金属原子に対する酸素原子の含有率が、プレス成形用ガラス素材が有する被覆膜より高い金属酸化物膜を有するものとなる。
In the optical element manufacturing method described above, press molding is performed using a glass material for press molding having a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition as a coating film covering at least part of the surface of the oxide glass. I do. And the above-mentioned coating film has the above-mentioned press-molding glass material in which the content of oxygen atoms relative to metal atoms is also present in at least a part of the surface of the press-molded body obtained by press-molding this press-molding glass material. Is included as a metal oxide film that is higher than the coating film of the film.
As described above, according to the new findings discovered by the inventors' extensive studies, it is assumed that bubbles generated in the optical element after press molding are oxygen derived from oxide glass. In contrast, a metal oxide film in which oxygen is deficient from the stoichiometric composition is considered to be in a state where oxygen can be easily taken in so as to approach the stoichiometric composition, which is a more stable state. Therefore, by applying at least a part of the surface of the oxide glass with a metal oxide film in which oxygen is deficient from the stoichiometric composition, the oxygen that causes foaming during the press is converted from the oxide glass to the metal. Since it can be taken into the oxide film, it is possible to provide a high-quality optical element in which the generation of bubbles after press molding is suppressed. Since the metal oxide film remaining on the surface of the press-molded body (optical element) thus formed contains oxygen atoms taken from the oxide glass, the press-molding glass before press molding has it. It contains more oxygen atoms than the metal oxide film. That is, the press-molded body has a metal oxide film having a content rate of oxygen atoms with respect to metal atoms higher than that of the coating film of the press-molding glass material on at least a part of the surface.

プレス成形後に上述の状態の金属酸化物膜が存在するプレス成形体を得るためには、金属酸化物膜として、酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度において、金属酸化物膜が酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度(以下、「酸素原子の取り込み速度」とも記載する。)が、金属酸化物膜に含まれる金属原子が酸化物ガラスへ拡散する速度(以下、「金属原子の拡散速度」とも記載する。)より速い金属酸化物膜を形成すべきである。
先に記載した通り、プレス成形時、酸化物ガラスと、これを被覆する被覆膜との間では、酸化物ガラスから被覆膜への酸素原子の移動(取り込み)とともに、被覆膜から酸化物ガラスへの金属原子の移動(拡散)も起こり得る。プレス成形は、通常ガラス転移温度以上の温度で行われるため、プレス成形時に上述の金属酸化物膜が酸化物ガラス中の酸素原子を取り込む速度は、この金属酸化物膜中の金属原子が酸化物ガラスに取り込まれる速度よりも速い。このような性質を有する被覆膜であれば、プレス時に被覆膜への酸素原子の取り込みが酸化物ガラスへの金属原子の拡散に優先して進行する。したがって、プレス成形後、上述の状態の金属酸化物膜として、プレス成形体上に存在することができる。これに対し、酸化物ガラスへの金属原子の拡散速度が酸素原子が被覆膜へ取り込まれる速度より速い金属酸化物膜では、拡散が取り込みに優先して進行する。このため、プレス成形により膜厚の顕著な減少や膜の消失が生じ、酸化物ガラス内部での発泡を抑制することは困難である。なお、酸素原子の取り込み速度が金属原子の拡散速度よりも大きければ上述の効果を奏することができるため、酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度との差は、特に限定されるものではない。
In order to obtain a press-molded body in which the metal oxide film in the above-described state exists after press molding, the metal oxide film is converted into oxide glass at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the oxide glass. The rate at which oxygen atoms are incorporated (hereinafter also referred to as “oxygen atom incorporation rate”) is the rate at which metal atoms contained in the metal oxide film diffuse into the oxide glass (hereinafter, “metal atom diffusion rate”). )) A faster metal oxide film should be formed.
As described above, during press molding, between the oxide glass and the coating film that coats the oxide glass, oxygen atoms move (take in) from the oxide glass to the coating film and are oxidized from the coating film. Migration (diffusion) of metal atoms into the material glass can also occur. Since press molding is usually performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature, the speed at which the above-described metal oxide film takes in oxygen atoms in the oxide glass during press molding depends on whether the metal atoms in the metal oxide film are oxides. Faster than the speed taken into the glass. In the case of a coating film having such properties, uptake of oxygen atoms into the coating film during pressing proceeds in preference to the diffusion of metal atoms into the oxide glass. Therefore, after press molding, the metal oxide film in the above-described state can be present on the press-molded body. On the other hand, in a metal oxide film in which the diffusion rate of metal atoms into the oxide glass is faster than the rate at which oxygen atoms are incorporated into the coating film, diffusion proceeds in preference to the incorporation. For this reason, a remarkable reduction in film thickness or disappearance of the film occurs due to press molding, and it is difficult to suppress foaming inside the oxide glass. The above effect can be achieved if the oxygen atom uptake rate is larger than the metal atom diffusion rate, and therefore the difference between the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate is not particularly limited. .

以上説明した通り、本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法において好適に使用されるプレス成形用ガラス素材は、酸化物ガラスと、この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜であって、化学量論組成より酸素が欠損した状態にあり、かつ、酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす金属酸化物膜を有するものである。このプレス成形用ガラス素材をプレス成形する工程を経て得られる光学素子も、酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす金属酸化物膜を有するものとなる。ただし、光学素子上に存在する金属酸化物膜は、プレス成形前の金属酸化物膜よりも金属原子に対する酸素原子の含有率が高い。これは、プレス成形において酸化物ガラスから酸素原子を取り込むからである。
以下、上述のプレス成形用ガラス素材について、更に詳細に説明する。
As described above, the glass material for press molding suitably used in the method for manufacturing an optical element according to one aspect of the present invention includes an oxide glass and a coating film that covers at least a part of the surface of the oxide glass. In this case, the metal oxide film is in a state where oxygen is deficient from the stoichiometric composition, and the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate satisfy the above relationship. The optical element obtained through the step of press molding the glass material for press molding also has a metal oxide film in which the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate satisfy the above-described relationship. However, the metal oxide film present on the optical element has a higher oxygen atom content to metal atoms than the metal oxide film before press molding. This is because oxygen atoms are taken from the oxide glass in press molding.
Hereinafter, the above-described glass material for press molding will be described in more detail.

被覆膜(金属酸化物膜)
酸化物ガラスを覆う被覆膜は、化学量論組成より酸素が欠損した状態の金属酸化物膜が形成可能な成膜法により形成すればよい。例えば、酸化物ガラスからなるガラス塊(以下、「芯部ガラス」ともいう。)の表面に、ターゲットとして金属を用いて非酸化性雰囲気中でスパッタ法、真空蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などの公知の成膜法により成膜することで、上述の被覆膜を形成することができる。成膜温度(芯部ガラスの温度)は、下限は150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。上限は芯部ガラスのガラス転移温度未満であることが好ましい。上限温度は、例えば450℃以下である。
具体的態様としては、所定形状に形成した複数の芯部ガラスをトレーに配列して真空チャンバー内に配置し、真空チャンバー内を真空排気しながら、加熱ヒーターにより芯部ガラスを約300℃に加熱する。真空チャンバー内の真空度が1×10-5Torr以下になるまで排気した後、Arガスを導入し、真空チャンバー内の雰囲気ガスをArガスに置換した後にターゲット基材に高周波を印加して、原料をプラズマ化し、芯部ガラスの表面に被覆膜を成膜する。被覆膜の膜厚は、真空チャンバー内の圧力(真空度)、電源パワー、成膜時間を調整することによって所望の膜厚に制御することができる。なお、被覆膜は、芯部ガラスの表面の少なくとも一部を覆っていればよい。したがって、被覆膜成膜後の芯部ガラスは、表面の一部が未被覆の状態であってもよく、表面の全面が覆われていてもよい。一実施形態では、プレス成形用ガラス素材をプレス成形して光学素子を成形したときに、光学素子の光学機能面を形成することになる芯部ガラスの部位を少なくとも被覆することができる。光学機能面とは、例えば光学レンズにおいては有効径内の領域を意味する。ただし、上述の被覆膜がプレス成形用ガラス素材表面のどの部位にせよ少なくとも一部に存在すれば芯部ガラスから酸素原子を取り込むことができるため、上述の実施形態に限定されるものではない。
Coating film (metal oxide film)
The coating film covering the oxide glass may be formed by a film formation method capable of forming a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition. For example, sputtering, vacuum deposition, CVD (Chemical Vapor Deposition) in a non-oxidizing atmosphere using a metal as a target on the surface of a glass lump made of oxide glass (hereinafter also referred to as “core glass”) By forming the film by a known film formation method such as the method, the above-described coating film can be formed. The lower limit of the film forming temperature (core glass temperature) is preferably 150 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. The upper limit is preferably less than the glass transition temperature of the core glass. The upper limit temperature is, for example, 450 ° C. or less.
As a specific embodiment, a plurality of core glasses formed in a predetermined shape are arranged in a tray and placed in a vacuum chamber, and the core glass is heated to about 300 ° C. by a heater while evacuating the vacuum chamber. To do. After evacuating until the degree of vacuum in the vacuum chamber becomes 1 × 10 −5 Torr or less, Ar gas is introduced, the atmosphere gas in the vacuum chamber is replaced with Ar gas, and then a high frequency is applied to the target substrate. The raw material is turned into plasma, and a coating film is formed on the surface of the core glass. The film thickness of the coating film can be controlled to a desired film thickness by adjusting the pressure (vacuum degree) in the vacuum chamber, the power source power, and the film formation time. In addition, the coating film should just cover at least one part of the surface of core part glass. Therefore, the core glass after coating film formation may be in a state where a part of the surface is uncoated or the entire surface may be covered. In one embodiment, when the optical element is formed by press-molding a glass material for press molding, at least a portion of the core glass that will form the optical functional surface of the optical element can be covered. An optical functional surface means a region within an effective diameter in an optical lens, for example. However, it is not limited to the above-described embodiment because oxygen atoms can be taken from the core glass if the above-described coating film is present in at least a part of the surface of the glass material for press molding. .

被覆膜を構成する金属としては、酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす金属酸化物膜を構成可能な金属を用いればよい。そのような金属の具体例としては、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タングステン、タンタルを挙げることができる。ただし、ここに例示しない金属であっても、適宜予備実験を行い酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす酸化物膜を形成可能なものか確認することにより、上述の関係を満たす金属酸化物膜を構成可能な金属を決定することができる。上述の成膜法におけるターゲットとしては、これら金属の単体を用いることが好ましい。被覆膜の膜厚は、酸化物ガラスから酸素を効率的に取り込むためには0.5 nm以上とすることが好ましく、1.5nm以上とすることがより好ましい。クモリ防止の観点からは、被覆膜の膜厚は、15nm以下とすることが好ましく、10nm以下とすることがさらに好ましい。   As the metal constituting the coating film, a metal that can form a metal oxide film in which the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate satisfy the above-described relationship may be used. Specific examples of such metals include zirconium, titanium, niobium, tungsten, and tantalum. However, even if the metal is not exemplified here, a preliminary experiment is performed as appropriate to confirm that the oxide film satisfying the above relationship can be formed by the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate. It is possible to determine a metal that can form a metal oxide film that satisfies the above relationship. As a target in the above-described film forming method, it is preferable to use these metals alone. The film thickness of the coating film is preferably 0.5 nm or more and more preferably 1.5 nm or more in order to efficiently take in oxygen from the oxide glass. From the viewpoint of preventing spiders, the thickness of the coating film is preferably 15 nm or less, and more preferably 10 nm or less.

以上説明した被覆膜は、上述の通り、化学量論組成より酸素が欠損した状態にある。例えばジルコニウム酸化物であれば、化学量論組成はZrO2であるため、被覆膜がジルコニウム酸化物膜である場合、その組成はZrOx(x<2)となる。ここでxは2未満であればよく特に限定されるものではない。他の金属酸化物膜についても、同様である。 As described above, the coating film described above is in a state where oxygen is lost from the stoichiometric composition. For example, in the case of zirconium oxide, since the stoichiometric composition is ZrO 2 , when the coating film is a zirconium oxide film, the composition is ZrOx (x <2). Here, x is not particularly limited as long as it is less than 2. The same applies to other metal oxide films.

酸化物ガラス(芯部ガラス)
上述の被覆膜により表面の少なくとも一部が被覆される芯部ガラスとしては、光学素子作製に通常使用される各種組成の光学ガラスを挙げることができる。そのような光学ガラスの具体的態様としては、ホウ酸ランタン系ガラス等のホウ酸−希土類系ガラス、リン酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラスを挙げることができる。
Oxide glass (core glass)
Examples of the core glass whose surface is at least partially covered by the above-described coating film include optical glasses having various compositions that are usually used for producing optical elements. Specific examples of such optical glass include boric acid-rare earth glass such as lanthanum borate glass, phosphate glass, and silicate glass.

ところで、光学ガラスの中で、プレスにより発泡が生じる傾向が高い組成としては、高屈折率付与成分であるNb25、TiO2、WO3、Ta25を比較的多く含む酸化物ガラスを挙げることができる。本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法では、例えばNb25、TiO2、WO3およびTa25からなる群から選択される高屈折率付与成分を一種以上含み、かつ高屈折率付与成分の合計含有量(Nb25+TiO2+WO3+Ta25)が10質量%以上の酸化物ガラスを芯部ガラスとして、この芯部ガラスに上述の被覆膜を設けたうえでプレス成形することができる。これによりプレス後の泡の発生が抑制された均質な光学素子を得ることができる。合計含有量(Nb25+TiO2+WO3+Ta25)は、より好ましくは15質量%以上である。なお合計含有量(Nb5+TiO2+WO3+Ta25)は、50質量%以下であることが、ガラス転移温度Tgおよび屈伏点Tsの顕著な上昇によるプレス温度の高温化の抑制、ならびにガラス化の容易性の観点から好ましく、45質量%以下であることがより好ましい。 By the way, as a composition in which foaming tends to be caused by pressing in the optical glass, an oxide glass containing a relatively large amount of Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 , and Ta 2 O 5 as high refractive index imparting components. Can be mentioned. In the method for producing an optical element according to one aspect of the present invention, for example, one or more high refractive index imparting components selected from the group consisting of Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 and Ta 2 O 5 are included, and the high refractive index The oxide glass having a total content (Nb 2 O 5 + TiO 2 + WO 3 + Ta 2 O 5 ) of the rate-imparting component of 10% by mass or more is used as the core glass, and the above-mentioned coating film is provided on the core glass. Can be press molded. Thereby, a homogeneous optical element in which the generation of bubbles after pressing is suppressed can be obtained. The total content (Nb 2 O 5 + TiO 2 + WO 3 + Ta 2 O 5 ) is more preferably 15% by mass or more. The total content (N b O 5 + TiO 2 + WO 3 + Ta 2 O 5 ) is 50% by mass or less, which suppresses an increase in press temperature due to a significant increase in the glass transition temperature Tg and the yield point Ts. Moreover, it is preferable from the viewpoint of easiness of vitrification, and more preferably 45% by mass or less.

プレス温度は通常、芯部ガラスのガラス転移温度以上の温度で行われるため、高ガラス転移温度のガラスであるほどプレス温度が高くなる傾向がある。一方、プレス温度の顕著な上昇は、泡の発生を助長する場合がある。したがって、芯部ガラスの好ましい具体的態様としては、ガラス転移温度を低下させる作用のあるガラス成分の一種以上を適量含む酸化物ガラスを挙げることができる。ガラス転移温度を低下させる作用のあるガラス成分としては、ZnO、ならびにLi2O、Na2OおよびK2Oからなる群から選択されるアルカリ金属酸化物を挙げることができる。ZnOとアルカリ金属酸化物との合計含有量(ZnO+Li2O+Na2O+K2O)は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることが好ましい。一方、ガラス化の容易性の観点からは、合計含有量(ZnO+Li2O+Na2O+K2O)は、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。芯部ガラスとしては、光学素子の有用性の観点から、屈折率ndが1.70〜2.10、アッベ数νdが20〜55の光学ガラスを具体的態様として例示することができる。また、他の具体的態様としては、プレス成形性、特に精密プレス成形性に優れるガラスとして、ガラス転移温度Tgが630℃以下、屈伏点Tsが680℃以下のいずれか一方または両方を満たす光学ガラスを例示することもできる。ただし本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法は、上述の具体的態様に限定されるものではない。 Since the pressing temperature is usually performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the core glass, the higher the glass transition temperature, the higher the pressing temperature tends to be. On the other hand, a significant increase in the press temperature may promote the generation of bubbles. Therefore, as a preferable specific embodiment of the core glass, an oxide glass containing an appropriate amount of one or more glass components having an action of lowering the glass transition temperature can be exemplified. Examples of the glass component having an action of lowering the glass transition temperature include ZnO and an alkali metal oxide selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O. The total content of ZnO and alkali metal oxide (ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of ease of vitrification, the total content (ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 25% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less. Specific examples of the core glass include optical glass having a refractive index nd of 1.70 to 2.10 and an Abbe number νd of 20 to 55 from the viewpoint of the usefulness of the optical element. Further, as another specific embodiment, as an excellent glass with excellent press moldability, in particular, precision press moldability, an optical glass satisfying one or both of glass transition temperature Tg of 630 ° C. or lower and yield point Ts of 680 ° C. or lower. Can also be illustrated. However, the method for manufacturing an optical element according to one embodiment of the present invention is not limited to the specific embodiment described above.

芯部ガラスとなり得る光学ガラスのより具体的な態様としては、例えば、下記ガラスI、II、IIIを挙げることができる。ただし、芯部ガラスは酸化物ガラスであればよく、その組成は特に限定されるものではない。ガラスI、II、IIIは、いずれも光学素子を作製するための光学ガラスとして好適なものである。本発明の一態様によれば、このような光学ガラスをプレス成形しガラス中に泡のない高品質な光学素子を提供することができる。   More specific embodiments of the optical glass that can be the core glass include, for example, the following glasses I, II, and III. However, the core glass may be an oxide glass, and the composition thereof is not particularly limited. Glasses I, II, and III are all suitable as optical glasses for producing optical elements. According to one embodiment of the present invention, such an optical glass can be press-molded to provide a high-quality optical element free from bubbles in the glass.

<ガラスI>
カチオン%表示で、
3+およびSi4+を合計で5〜60%(但し、B3+を5〜50%)、
Zn2+およびMg2+を合計で5%以上、
La3+、Gd3+、Y3+およびYb3+を合計で10〜50%、
Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+およびBi3+を合計で6〜45%(但し、Ti4+およびTa5+の合計含有量が0%超、かつW6+の含有量が5%超)、
含み、
3+の含有量に対するSi4+の含有量のカチオン比(Si4+/B3+)が0.70以下であり、
Ti4+およびTa5+の合計含有量に対するTa5+の含有量のカチオン比(Ta5+/(Ti4++Ta5+))が0.23以上であり、
Nb5+およびW6+の合計含有量に対するW6+の含有量のカチオン比(W6+/(Nb5++W6+))が0.30以上であり、
3+およびSi4+の合計含有量に対するTi4+、Nb5+、Ta5+、W6+およびBi3+の合計含有量のカチオン比((Ti4++Nb5++Ta5++W6++Bi3+)/(B3++Si4+))が0.37を超え3.00以下であり、
La3+、Gd3+、Y3+およびYb3+の合計含有量に対するZn2+、Mg2+およびLi+の合計含有量のカチオン比((Zn2++Mg2++Li+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+))が0.40以上であり、
屈折率ndが1.90〜2.00であり、かつアッベ数νdが下記(1)式:
25≦νd<(3.91−nd)/0.06 ・・・(1)
を満たす酸化物ガラス。
<Glass I>
In cation% display,
B 3+ and Si 4+ in total 5 to 60% (however, B 3+ is 5 to 50%),
Zn 2+ and Mg 2+ in total 5% or more,
La 3+ , Gd 3+ , Y 3+ and Yb 3+ in total 10 to 50%,
Ti 4+ , Nb 5+ , Ta 5+ , W 6+ and Bi 3+ in total 6 to 45% (provided that the total content of Ti 4+ and Ta 5+ exceeds 0% and W 6+ Content over 5%),
Including
The cation ratio of the Si 4+ content to the B 3+ content (Si 4+ / B 3+ ) is 0.70 or less,
Ti 4+ and Ta 5+ content of the cation ratio of Ta 5+ to the total content of (Ta 5+ / (Ti 4+ + Ta 5+)) is not less 0.23 or more,
The cation ratio of the W 6+ content to the total content of Nb 5+ and W 6+ (W 6+ / (Nb 5+ + W 6+ )) is 0.30 or more,
Cation ratio of the total content of Ti 4+ , Nb 5+ , Ta 5+ , W 6+ and Bi 3+ to the total content of B 3+ and Si 4+ ((Ti 4+ + Nb 5+ + Ta 5+ + W 6+ + Bi 3+ ) / (B 3+ + Si 4+ )) is more than 0.37 and not more than 3.00,
Cation ratio of the total content of Zn 2+ , Mg 2+ and Li + to the total content of La 3+ , Gd 3+ , Y 3+ and Yb 3+ ((Zn 2+ + Mg 2+ + Li + ) / ( La 3+ + Gd 3+ + Y 3+ + Yb 3+ )) is 0.40 or more,
The refractive index nd is 1.90 to 2.00, and the Abbe number νd is the following formula (1):
25 ≦ νd <(3.91−nd) /0.06 (1)
An oxide glass that meets the requirements.

ガラスIは高屈折率ガラスでありながら、低いガラス転移温度を示すことができるため、精密プレス成形用のガラスとして好適である。本発明の一態様に係る光学ガラスの好ましい態様において、ガラス転移温度は650℃以下である。ガラス転移温度が650℃以下の光学ガラスは、精密プレス成形時のガラスの温度を比較的低い温度範囲に維持することができ、プレス成形時のガラスとプレス成形面との反応を抑制し、精密プレス成形性を良好な状態に維持することができる。このような観点からガラス転移温度を640℃以下にすることが好ましく、630℃以下にすることがより好ましく、620℃以下にすることがさらに好ましく、610℃以下にすることが一層好ましく、600℃以下にすることがより一層好ましい。
なお、ガラス転移温度を過剰に低下させるとガラスの安定性が低下したり、屈折率が低下する傾向を示すため、ガラス転移温度を500℃以上とすることが好ましく、520℃以上とすることがより好ましく、540℃以上とすることがさらに好ましく、560℃以上とすることが一層好ましく、570℃以上とすることがより一層好ましい。
Although the glass I is a high refractive index glass, it can exhibit a low glass transition temperature, and thus is suitable as a glass for precision press molding. In a preferred embodiment of the optical glass according to one embodiment of the present invention, the glass transition temperature is 650 ° C. or lower. Optical glass having a glass transition temperature of 650 ° C. or lower can maintain the glass temperature during precision press molding in a relatively low temperature range, suppresses the reaction between the glass during press molding and the press molding surface, and is precise. The press formability can be maintained in a good state. From such a viewpoint, the glass transition temperature is preferably 640 ° C. or less, more preferably 630 ° C. or less, further preferably 620 ° C. or less, further preferably 610 ° C. or less, 600 ° C. It is still more preferable to make it below.
In addition, when the glass transition temperature is excessively decreased, the stability of the glass decreases or the refractive index tends to decrease. Therefore, the glass transition temperature is preferably 500 ° C. or higher, and is preferably 520 ° C. or higher. More preferably, it is 540 degreeC or more, More preferably, it is 560 degreeC or more, It is still more preferable to set it as 570 degreeC or more.

<ガラスII>
23、La23およびZnOを含み、モル%表示で、B23 20〜60%、SiO2 0〜20%、ZnO 22〜42%、La23 5〜24%、Gd23 0〜20%(ただし、La23とGd23の合計量が10〜24%)、ZrO2 0〜10%、Ta25 0〜10%、WO3 0〜10%、Nb25 0〜10%、TiO2 0〜10%、Bi23 0〜10%、GeO2 0〜10%、Ga23 0〜10%、Al23 0〜10%、BaO 0〜10%、Y23 0〜10%およびYb23 0〜10%、を含み、かつアッベ数(νd)が40以上で、実質的にリチウムを含まない酸化物ガラス。
<Glass II>
B comprises 2 O 3, La 2 O 3 and ZnO, by mol%, B 2 O 3 20~60%, SiO 2 0~20%, ZnO 22~42%, La 2 O 3 5~24%, Gd 2 O 3 0-20% (however, the total amount of La 2 O 3 and Gd 2 O 3 is 10-24%), ZrO 2 0-10%, Ta 2 O 5 0-10%, WO 3 0 10%, Nb 2 O 5 0-10%, TiO 2 0-10%, Bi 2 O 3 0-10%, GeO 2 0-10%, Ga 2 O 3 0-10%, Al 2 O 3 0 10%, BaO 0 to 10%, Y 2 O 3 0 to 10% and Yb 2 O 3 0 to 10%, and an Abbe number (ν d ) of 40 or more and substantially free of lithium Glass.

ガラスIIに関し、実質的にリチウムを含まないとは、ガラス表面に光学素子としての使用に支障が生じるクモリやヤケが発生しないレベルの含有量にLi2Oの導入量を抑えることを意味するものである。具体的には、Li2Oの量に換算して0.5モル%未満の含有量に抑えることを意味する。リチウムの量を少なくするほどクモリ、ヤケ発生のリスクを低減することができるので、Li2Oの量で0.4モル%以下に抑えることが好ましく、0.1モル%以下に抑えることがより好ましく、導入しないことがさらに好ましい。 Concerning Glass II, “substantially free of lithium” means that the amount of Li 2 O introduced is suppressed to a level that does not cause spiders or burns that hinder the use of the glass surface as an optical element. It is. Specifically, it means that the content is reduced to less than 0.5 mol% in terms of the amount of Li 2 O. Since the risk of spider and burns can be reduced as the amount of lithium is reduced, the amount of Li 2 O is preferably suppressed to 0.4 mol% or less, and more preferably to 0.1 mol% or less. Preferably, no introduction is more preferable.

ガラスIIは精密プレス成形用に適するものであり、プレス成形型の消耗や型の成形面に形成する離型膜の損傷を防止する上から、転移温度(Tg)が低いことが好ましく、転移温度(Tg)を630℃以下とすることが好ましく、620℃以下とすることがより好ましい。一方、ガラス表面のクモリやヤケを防ぐ上から、ガラス中のリチウム量を上記のように制限するため、転移温度(Tg)を過剰に低下させようとすると、屈折率が低下したり、ガラスの安定性が低下するなどの問題が発生しやすくなる。そのため、転移温度(Tg)を530℃以上とすることがさらに好ましく、540℃以上とすることがより一層好ましい。 Glass II is suitable for precision press molding, and it is preferable that the transition temperature (T g ) is low in order to prevent wear of the press mold and damage to the release film formed on the molding surface of the mold. The temperature (T g ) is preferably 630 ° C. or lower, and more preferably 620 ° C. or lower. On the other hand, in order to prevent spiders and burns on the glass surface, the amount of lithium in the glass is limited as described above. Therefore, if the transition temperature (T g ) is excessively decreased, the refractive index decreases or the glass Problems such as a decrease in stability of the product are likely to occur. Therefore, the transition temperature (T g ) is more preferably 530 ° C. or higher, and further preferably 540 ° C. or higher.

ガラスIIの詳細については、特開2006−137662号公報段落0013〜0039を参照できる。   JP, 2006-137661, A paragraphs 0013-0039 can be referred to for details of glass II.

<ガラスIII>
モル%表示で、
SiO2 0〜20%、
23 5〜40%、
SiO2+B23=15〜50%、
Li2O 0〜10%、
ZnO 12〜36%、
ただし、3×Li2O+ZnO≧18%、
La23 5〜30%、
Gd23 0〜20%、
23 0〜10%、
La23+Gd23=10〜30%、
La23/ΣRE23=0.67〜0.95%、
(但し、ΣRE23=La23+Gd23+Y23+Yb23+Sc23+Lu23
ZrO2 0.5〜10%、
Ta25 1〜15%、
WO3 1〜20%、
Ta25/WO3≦2.5(モル比)
Nb25 0〜8%、
TiO2 0〜8%
を含み、
屈折率ndが1.87以上、
アッベ数νdが35以上40未満
の酸化物ガラス。
<Glass III>
In mol%
SiO 2 0-20%,
B 2 O 3 5-40%,
SiO 2 + B 2 O 3 = 15-50%,
Li 2 O 0-10%,
ZnO 12-36%,
However, 3 × Li 2 O + ZnO ≧ 18%,
La 2 O 3 5-30%,
Gd 2 O 3 0-20%,
Y 2 O 3 0-10%,
La 2 O 3 + Gd 2 O 3 = 10 to 30%,
La 2 O 3 / ΣRE 2 O 3 = 0.67 to 0.95%,
(However, ΣRE 2 O 3 = La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 + Yb 2 O 3 + Sc 2 O 3 + Lu 2 O 3 )
ZrO 2 0.5-10%,
Ta 2 O 5 1-15%,
WO 3 1-20%,
Ta 2 O 5 / WO 3 ≦ 2.5 (molar ratio)
Nb 2 O 5 0-8%,
TiO 2 0-8%
Including
Refractive index nd is 1.87 or more,
An oxide glass having an Abbe number νd of 35 or more and less than 40.

ガラスIIIは、ガラス転移温度が650℃以下の低温軟化性を示す。ガラスIIIが有するガラス転移温度のより好ましい範囲は640℃以下、更に好ましくは630℃以下、いっそう好ましくは620℃以下、なおいっそう好ましくは610℃である。一方、ガラス転移温度を過剰に低下させるとより一層の高屈折率化、低分散化が困難になり、かつ/またはガラスの安定性や化学的耐久性が低下する傾向を示すため、ガラス転移温度を510℃以上、好ましくは540℃以上、より好ましくは560℃以上、いっそう好ましくは580℃以上にすることが望ましい。   Glass III exhibits low-temperature softening properties with a glass transition temperature of 650 ° C. or lower. A more preferable range of the glass transition temperature of the glass III is 640 ° C. or less, more preferably 630 ° C. or less, more preferably 620 ° C. or less, and still more preferably 610 ° C. On the other hand, if the glass transition temperature is excessively decreased, it is difficult to achieve higher refractive index and lower dispersion and / or the stability and chemical durability of the glass tend to decrease. Is preferably 510 ° C. or higher, preferably 540 ° C. or higher, more preferably 560 ° C. or higher, and even more preferably 580 ° C. or higher.

更に、ガラスIIIが有する屈伏点(Ts)の好ましい範囲は、700℃以下、より好ましくは690℃以下、更に好ましくは680℃以下、いっそう好ましくは670℃以下、よりいっそう好ましくは660℃以下である。屈伏点(Ts)を過剰に低下させるとより一層の高屈折率化、低分散化が困難になり、かつ/またはガラスの安定性や化学的耐久性が低下する傾向を示す。したがって、屈伏点(Ts)を550℃以上にすることが好ましく、580℃以上にすることがより好ましく、600℃以上にすることがいっそう好ましく、620℃以上にすることがよりいっそう好ましい。   Further, the preferred range of the yield point (Ts) of the glass III is 700 ° C. or less, more preferably 690 ° C. or less, further preferably 680 ° C. or less, more preferably 670 ° C. or less, and still more preferably 660 ° C. or less. . When the yield point (Ts) is excessively decreased, it is difficult to further increase the refractive index and the dispersion, and / or the stability and chemical durability of the glass tend to decrease. Therefore, the yield point (Ts) is preferably 550 ° C. or higher, more preferably 580 ° C. or higher, even more preferably 600 ° C. or higher, and even more preferably 620 ° C. or higher.

ガラスIIIの詳細については、特開2008−201661号公報段落0016〜0065を参照できる。   JP, 2008-201661, A paragraphs 0016-0065 can be referred to for the details of glass III.

芯部ガラスの成形
芯部ガラスは、酸化物ガラスを光学素子成形用のプリフォームとして公知の形状に、プリフォームの成形法として公知の方法により成形することができる。芯部ガラスの形状および成形方法については、例えば、特開2011−1259号公報段落0087〜0106および実施例の記載、特開2004−250295号公報段落0040〜0044および実施例の記載を参照できる。
Core Glass Molding Core glass can be formed into a known shape as a preform for optical element molding using oxide glass by a known method as a preform molding method. Regarding the shape of the core glass and the forming method, reference can be made, for example, to paragraphs 0087 to 0106 of JP2011-1259A and description of examples, and paragraphs 0040 to 0044 of JP2004-250295A and description of examples.

任意の被膜
本発明の一態様にかかる光学素子の製造方法に用いられるプレス成形用ガラス素材は、以上説明した芯部ガラスに、上述の金属酸化物膜を被覆する成膜処理を行うことで得ることができる。こうして得られるプレス成形用ガラス素材は、芯部ガラスの表面に上述の金属酸化物膜が直接接する構成を取るものとなる。この構成のプレス成形用ガラス素材には、更に一層以上の被膜を任意に形成することができる。そのような被膜は、プレス成形において成形型からのガラスの離型性を高めることなどに有効である。
Arbitrary coating The glass material for press molding used in the method for producing an optical element according to one embodiment of the present invention is obtained by performing a film forming process for coating the above-described metal oxide film on the core glass described above. be able to. The glass material for press molding thus obtained has a structure in which the metal oxide film is in direct contact with the surface of the core glass. On the glass material for press molding having this configuration, one or more layers can be arbitrarily formed. Such a coating is effective for enhancing the mold releasability of the glass from the mold during press molding.

上述の任意の被膜の一態様としては、炭素含有膜を挙げることができる。炭素含有膜は、プレスに先立ってガラス素材が成形型に供給される際、成形型との充分な滑り性をもたらし、ガラス素材が成形型の所定位置(中心位置)に滑らかに移動できるようにするとともに、プレスによってガラス素材が軟化し、変形するときに、ガラス素材の表面上でガラス変形に従って伸び、ガラス素材の成形型表面における延展を助けることができる。更に、プレス後に成形体が所定温度に冷却されたときに、ガラスが成形型表面と離れやすくし、離型を助ける点で有用である。また、上述の金属酸化物膜に炭素含有膜を積層することは、プレス成形においてワレが発生することを抑制するうえでも有効である。   A carbon-containing film can be given as an embodiment of the above-mentioned arbitrary coating. The carbon-containing film provides sufficient slipperiness with the mold when the glass material is supplied to the mold prior to pressing so that the glass material can move smoothly to a predetermined position (center position) of the mold. At the same time, when the glass material is softened and deformed by the press, the glass material is stretched according to the glass deformation on the surface of the glass material, and the glass material can be spread on the mold surface. Furthermore, it is useful in that the glass is easily separated from the surface of the mold when the molded body is cooled to a predetermined temperature after pressing, thereby assisting the mold release. In addition, laminating a carbon-containing film on the above-described metal oxide film is also effective in suppressing the occurrence of cracking in press molding.

炭素含有膜としては、炭素を主成分とするものが好ましいが、炭化水素膜など、炭素以外の成分を含有するものでもよい。炭素含有膜の成膜方法としては、炭素原料を用いた真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング法、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)など、公知の成膜方法を用いることができる。また、炭化水素等、炭素含有物の熱分解によって炭素含有膜を成膜してもよい。   The carbon-containing film is preferably a film containing carbon as a main component, but may contain a component other than carbon such as a hydrocarbon film. As a method for forming the carbon-containing film, a known film forming method such as vacuum deposition using a carbon raw material, sputtering, ion plating method, or plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) can be used. Further, a carbon-containing film may be formed by thermal decomposition of a carbon-containing material such as hydrocarbon.

また、任意の被膜としては、例えば特開2011−1259号公報に第1の表面層および第2の表面層として記載されている被膜を形成することもできる。それらの詳細については、同公報を参照できる。   Moreover, as an arbitrary film, the film described as the 1st surface layer and the 2nd surface layer in Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-1259 can also be formed, for example. For the details thereof, the same publication can be referred to.

光学素子の製造
以上説明したプレス成形用ガラス素材を準備し、次いでプレス成形することにより得られたプレス成形体そのものとして、またはプレス成形体に被膜形成等の後工程を施すことにより、本発明の一態様にかかる光学素子を得ることができる。
Production of optical element The glass material for press molding described above is prepared, and then the press molded body obtained by press molding itself or by subjecting the press molded body to a post-process such as film formation. An optical element according to one embodiment can be obtained.

プレス成形は、光学素子の成形方法として公知のプレス成形法により行うことができる。以下、具体的態様について説明するが、本発明は下記態様に限定されるものではない。   The press molding can be performed by a known press molding method as a molding method of the optical element. Hereinafter, although a specific aspect is demonstrated, this invention is not limited to the following aspect.

プレス成形に用いる成形型としては、充分な耐熱性、剛性を有し、緻密な材料を精密加工したものを用いることができる。例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムや炭化チタン、ステンレス等金属、あるいはこれらの表面に炭素、耐熱金属、貴金属合金、炭化物、窒化物、硼化物などの膜を被覆したものを挙げることができる。成形面を被覆する膜としては、プレス成形用ガラス素材を、融着、クモリ、キズ等をともなうことなくガラス光学素子に成形できるという観点から、炭素を含有する膜が好ましい。炭素含有膜については、特開2011−1259号公報段落0116を参照できる。成形型として、成形面に炭素含有離型膜を有する成形型を用いることより、成形面とガラス素材との滑り性が高まり、成形性がより一層向上するという利点がある。   As a mold used for press molding, a precise material made of a dense material having sufficient heat resistance and rigidity can be used. Examples include metals such as silicon carbide, silicon nitride, tungsten carbide, aluminum oxide, titanium carbide, and stainless steel, or those whose surfaces are coated with a film of carbon, refractory metal, noble metal alloy, carbide, nitride, boride, etc. be able to. As the film covering the molding surface, a film containing carbon is preferable from the viewpoint that a glass material for press molding can be molded into a glass optical element without fusing, spidering, scratching, or the like. JP, 2011-1259, A paragraph 0116 can be referred to about a carbon content film. By using a molding die having a carbon-containing release film on the molding surface as the molding die, there is an advantage that the slipperiness between the molding surface and the glass material is increased and the moldability is further improved.

図1に、プレス成形装置の一例を示す。プレス成形にあたっては、図1に示すように、上型3、下型4および胴型5を含む成形型6内に、芯部ガラス1が上述の被覆膜2により被覆されたプレス成形用ガラス素材PFを供給し、プレスに適した温度域に昇温する。   FIG. 1 shows an example of a press molding apparatus. In press molding, as shown in FIG. 1, press molding glass in which a core glass 1 is coated with the above-described coating film 2 in a molding die 6 including an upper die 3, a lower die 4 and a barrel die 5. The material PF is supplied and the temperature is raised to a temperature range suitable for pressing.

例えば、加熱温度は芯部ガラス1を構成する酸化物ガラスの種類によって適宜設定されるが、ガラス素材PFと成形型6が、ガラス素材PFの粘度が105〜1010dPa・sになる温度域にあるときプレス成形を行うことが好ましい。プレス温度は、例えば芯部ガラス1を構成する酸化物ガラスが107.2dPa・s相当前後の106〜108dPa・sとなる温度がさらに好ましく、芯部ガラス1が107.2dPa・s相当となるように温度を設定することがより好ましい。通常、プレス温度は芯部ガラスのガラス転移温度以上の温度に設定される。このような温度において、化学量論組成より酸素が欠損した状態にあり、かつ酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす金属酸化物膜により芯部ガラスが被覆されたプレス成形用ガラス素材のプレス成形を行うことにより、泡の発生原因となる酸素原子を金属酸化物膜に取り込むことで、プレス成形により得られるプレス成形体に泡が発生することを防ぐことができる。なおプレス温度およびプレスに関する加熱温度とは、プレス成形を行う雰囲気の温度をいうものとする。プレス成形は、プレスヘッド7を降下させ所定の荷重を印加することにより行うことができる。 For example, the heating temperature is appropriately set according to the type of oxide glass constituting the core glass 1, but the glass material PF and the mold 6 are temperatures at which the viscosity of the glass material PF becomes 10 5 to 10 10 dPa · s. When it is in the region, it is preferable to perform press molding. The pressing temperature is more preferably, for example, a temperature at which the oxide glass constituting the core glass 1 is 10 6 to 10 8 dPa · s before and after 10 7.2 dPa · s, and the core glass 1 is equivalent to 10 7.2 dPa · s. It is more preferable to set the temperature so that Usually, the press temperature is set to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the core glass. At such a temperature, the core glass is covered with a metal oxide film in which oxygen is deficient from the stoichiometric composition and the oxygen atom uptake rate and the metal atom diffusion rate satisfy the above relationship. By performing press molding of the glass material for press molding, it is possible to prevent bubbles from being generated in the press-molded body obtained by press molding by incorporating oxygen atoms that cause foam generation into the metal oxide film. . Note that the press temperature and the heating temperature related to the press refer to the temperature of the atmosphere in which press molding is performed. Press molding can be performed by lowering the press head 7 and applying a predetermined load.

ガラス素材PFを成形型6に供給し、ガラス素材PFと成形型6をともに所定の範囲に昇温してもよく、またはガラス素材PFと成形型6をそれぞれ所定の温度範囲に昇温してから、ガラス素材PFを成形型6内に配置してもよい。更に、ガラス素材PFを105〜109dPa・s粘度相当、成形型6をガラス粘度で109〜1012dPa・s相当の温度にそれぞれ昇温し、ガラス素材PFを成形型6に配置して直ちにプレス成形する方法を採用してもよい。この場合、成形型温度を相対的に低くすることができるため、成形装置の昇温/降温サイクルタイムを短縮できるとともに、成形型6の熱による劣化を抑制できる効果があり、好ましい。いずれの場合も、プレス成形開始時、または開始後に冷却を開始し、適切な荷重印加スケジュールを適用しつつ、成形面とガラスの密着を維持しながら、降温する。この後、離型して成形体を取り出す。離型温度は、1012.5〜1013.5dPa・s相当で行うことが好ましい。 The glass material PF may be supplied to the mold 6 and the glass material PF and the mold 6 may be heated to a predetermined range, or the glass material PF and the mold 6 may be heated to a predetermined temperature range. Therefore, the glass material PF may be disposed in the mold 6. Further, the glass material PF is heated to a temperature corresponding to a viscosity of 10 5 to 10 9 dPa · s, the mold 6 is heated to a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 9 to 10 12 dPa · s, and the glass material PF is placed in the mold 6. Then, a method of immediately press forming may be employed. In this case, since the mold temperature can be relatively lowered, the temperature increase / decrease cycle time of the molding apparatus can be shortened, and deterioration of the mold 6 due to heat can be suppressed, which is preferable. In either case, cooling is started at the start or after the start of press molding, and the temperature is lowered while applying an appropriate load application schedule and maintaining the adhesion between the molding surface and the glass. Then, it molds and takes out a molded object. The mold release temperature is preferably 10 12.5 to 10 13.5 dPa · s.

離型されたガラス成形体には、プレス成形用ガラス素材に設けられていた金属酸化物膜が、芯部ガラスから酸素原子を取り込んだため、プレス成形前よりも酸素含有率の高い被覆膜、即ち、金属原子に対する酸素原子の含有率が、プレス成形前のプレス成形用ガラス素材が有する被覆膜より高い金属酸化物膜が存在している。この金属酸化物膜は、本発明者らの検討により、化学量論組成よりも酸素が欠損した状態にあることが明らかになっている。   In the released glass molded body, the metal oxide film provided on the glass material for press molding has taken in oxygen atoms from the core glass, so that the coating film has a higher oxygen content than before press molding. That is, there is a metal oxide film in which the content of oxygen atoms with respect to metal atoms is higher than the coating film of the glass material for press molding before press molding. This metal oxide film has been found by the present inventors to be in a state where oxygen is deficient rather than the stoichiometric composition.

得られたガラス成形体は、そのまま最終製品である光学素子として出荷することができ、または、芯取り加工や表面に反射防止膜等の光学的機能膜を形成する成膜処理等の後加工を施した後に最終製品とすることもできる。例えば、前記表面層を有するガラス成形体に、Al23、ZrO2−TiO2、MgF2などの材料を単層で、または積層して適宜成膜することによって、所望の反射防止膜を形成することができる。反射防止膜の成膜方法は、蒸着法、イオンアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法など、公知の方法で行うことができる。例えば、蒸着法による場合には、蒸着装置を用いて、10-4Torr程度の真空雰囲気中で、蒸着材料を電子ビーム、直接通電またはアークにより加熱し、材料から蒸発および昇華により発生する材料の蒸気を基材の上に輸送し凝縮・析出させることにより反射防止膜を形成することができる。基材加熱温度は室温〜400℃程度とすることができる。ただし、基材のガラス転移温度(Tg)が450℃以下の場合、基材加熱の上限温度はTg−50℃とすることが好ましい。 The obtained glass molded body can be shipped as an optical element as a final product as it is, or post-processing such as centering and film formation for forming an optical functional film such as an antireflection film on the surface. It can also be made into a final product after application. For example, a desired antireflection film can be formed by appropriately forming a film such as Al 2 O 3 , ZrO 2 —TiO 2 , MgF 2 or the like on the glass molded body having the surface layer as a single layer or a laminated layer. Can be formed. The antireflection film can be formed by a known method such as vapor deposition, ion-assisted vapor deposition, ion plating, or sputtering. For example, in the case of the vapor deposition method, the vapor deposition material is heated by an electron beam, direct energization or arc in a vacuum atmosphere of about 10 −4 Torr using a vapor deposition apparatus, and the material generated by evaporation and sublimation from the material is used. The antireflection film can be formed by transporting the vapor onto the substrate and condensing / depositing it. The substrate heating temperature can be about room temperature to about 400 ° C. However, when the glass transition temperature (Tg) of a base material is 450 degrees C or less, it is preferable that the upper limit temperature of base-material heating shall be Tg-50 degreeC.

本発明の一態様にかかる光学素子は、小径、薄肉の小質量レンズ、例えば、携帯撮像機器などに搭載する小型撮像系用レンズ、通信用レンズ、光ピックアップ用の対物レンズ、コリメータレンズ等とすることができる。レンズ形状は特に限定されるものではなく、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズなど各種の形状をとることができる。   An optical element according to one embodiment of the present invention is a small-diameter, thin-walled small-mass lens, for example, a small imaging system lens, a communication lens, an optical pickup objective lens, a collimator lens, and the like mounted on a portable imaging device. be able to. The lens shape is not particularly limited, and various shapes such as a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, a biconvex lens, and a biconcave lens can be taken.

以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。但し本発明は、実施例に示す態様に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the examples.

以下に記載のガラス転移温度および屈伏点は、理学電機株式会社の熱機械分析装置により昇温速度を4℃/分にして測定した値である。
屈折率(nd)およびアッベ数(νd)は、徐冷降温速度を−30℃/時にして得られた光学ガラスについて測定した。
The glass transition temperature and yield point described below are values measured at a heating rate of 4 ° C./min with a thermomechanical analyzer of Rigaku Corporation.
The refractive index (nd) and the Abbe number (νd) were measured for the optical glass obtained at a slow cooling rate of −30 ° C./hour.

[実施例1]
(1)プレス成形用ガラス素材の作製
プレス成形用ガラス素材PFの芯部ガラス1となる光学ガラスとして、表1に記載したガラスIに属する光学ガラスI−1、ガラスIIに属する光学ガラスII−1を用いて、その表面に以下の工程によりジルコニア酸化物膜を成膜した。
まず、芯部ガラス1となる光学ガラスを、熔融状態から受け型に滴下、冷却し、片側を凸面、反対側を凹面とした形状のガラス塊を予備成形した。この予備成形されたガラス塊に対して、金属ジルコニウム(Zr)をターゲットに用いてAr100%の雰囲気中で成膜温度300℃でスパッタ法により被覆膜(膜厚:約5nm)を成膜した。膜厚は、スパッタ条件により調整した。こうして得られたプレス成形用ガラス素材の外形寸法は10〜11mm、中心部肉厚は7〜8mmであった。
[Example 1]
(1) Production of glass material for press molding Optical glass I-1 belonging to glass I described in Table 1 and optical glass II- belonging to glass II as optical glass to be core glass 1 of glass material PF for press molding 1 was used to form a zirconia oxide film on the surface by the following process.
First, the optical glass to be the core glass 1 was dropped and cooled from a molten state onto a receiving mold, and a glass lump having a shape in which one side was a convex surface and the other side was a concave surface was preformed. A coating film (film thickness: about 5 nm) was formed on the preformed glass block by sputtering at a film forming temperature of 300 ° C. in an atmosphere of Ar 100% using metal zirconium (Zr) as a target. . The film thickness was adjusted according to the sputtering conditions. The press-molding glass material thus obtained had an outer dimension of 10 to 11 mm and a center thickness of 7 to 8 mm.

(2)精密プレス成形によるプレス成形体の作製
次いで、上述の(1)で作製したプレス成形用ガラス素材PFをモールドプレス成形装置により窒素ガス雰囲気下でプレス成形した。すなわち、成形面にスパッタ法による炭素含有離型膜を形成したSiC製の上下型と、胴型からなる成形型を用い、成形装置のチャンバー内雰囲気を非酸化性のN2ガスで充満してから、芯ガラスの粘度が107.2dPa・sとなる温度に加熱し、芯ガラスの粘度で108.5dPa・s相当の温度に加熱した成形型に供給した。そして、供給直後に上下型間でガラス素材をプレスし(プレス温度675℃)、ガラスと上下型の密着を維持したまま、芯ガラスの徐冷温度以下の温度まで冷却し、成形型内から成形体(光学レンズ)を取り出した。成形体の外径寸法は20.0mm、中心肉厚は0.70mmであった。次いで、プレス成形体の外周部を研削加工により心取りを行い、φ18mmの凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
(2) Production of Press Molded Body by Precision Press Molding Next, the glass material PF for press molding produced in the above (1) was press molded in a nitrogen gas atmosphere by a mold press molding apparatus. In other words, a SiC upper and lower mold in which a carbon-containing release film is formed on the molding surface by a sputtering method, and a molding mold comprising a barrel mold, and the atmosphere in the chamber of the molding apparatus is filled with non-oxidizing N 2 gas. The core glass was heated to a temperature at which the viscosity of the core glass was 10 7.2 dPa · s, and supplied to a mold heated to a temperature equivalent to 10 8.5 dPa · s as the viscosity of the core glass. Immediately after the supply, the glass material is pressed between the upper and lower molds (press temperature: 675 ° C.), cooled to a temperature below the annealing temperature of the core glass while maintaining the close contact between the glass and the upper and lower molds, and molded from within the mold. The body (optical lens) was taken out. The molded body had an outer diameter of 20.0 mm and a center thickness of 0.70 mm. Next, the outer periphery of the press-molded body was centered by grinding to obtain a concave meniscus aspheric glass lens with a diameter of 18 mm.

[実施例2]
プレス成形用ガラス素材の作製(1)において、金属ジルコニウムに変えて金属チタン(Ti)を用いて芯部ガラスI−1、II−1にそれぞれ膜厚約5nmの被覆膜を成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
[Example 2]
In the production of the glass material for press molding (1), a coating film having a film thickness of about 5 nm was formed on each of the core glass I-1 and II-1 using metal titanium (Ti) instead of metal zirconium. Otherwise, a concave meniscus aspheric glass lens was obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例3]
プレス成形用ガラス素材の作製(1)において、金属ジルコニウムに変えて金属タンタル(Ta)を用いて芯部ガラスI−1、II−1にそれぞれ膜厚約5nmの被覆膜を成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
[Example 3]
In the production of the glass material for press molding (1), a coating film having a film thickness of about 5 nm was formed on each of the core glass I-1 and II-1 using metal tantalum (Ta) instead of metal zirconium. Otherwise, a concave meniscus aspheric glass lens was obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例4]
プレス成形用ガラス素材の作製(1)において、金属ジルコニウムに変えて金属タングステン(W)を用いて、芯部ガラスII−1に膜厚約5nmの被覆膜を成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
[Example 4]
Example of production of press-molding glass material (1), except that metal tungsten (W) was used instead of metal zirconium, and a coating film having a film thickness of about 5 nm was formed on core glass II-1. A concave meniscus aspheric glass lens was obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例5]
プレス成形用ガラス素材の作製(1)において、金属ジルコニウムに変えて金属ニオブ(Nb)を用いて、芯部ガラスII−1に膜厚約5nmの被覆膜を成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
[Example 5]
In the production of the glass material for press molding (1), except that metal niobium (Nb) was used instead of metal zirconium, a coating film having a film thickness of about 5 nm was formed on the core glass II-1. A concave meniscus aspheric glass lens was obtained in the same manner as in Example 1.

[比較例1]
プレス成形用ガラス素材の作製(1)において、金属ジルコニウムに変えて金属イットリウム(Y)を用いて芯部ガラスI−1に膜厚約5nmの被覆膜を成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。
[Comparative Example 1]
In the production of the glass material for press molding (1), Example 1 except that a coating film having a thickness of about 5 nm was formed on the core glass I-1 using metal yttrium (Y) instead of metal zirconium. Similarly, a concave meniscus aspheric glass lens was obtained.

[比較例2]
芯部ガラスI−1の表面に、特開2011−1259号公報の実施例1〜6における表面層であるZrO2膜とSiO2膜をこの順に成膜した点以外、実施例1と同様に凹メニスカス形状の非球面ガラスレンズを得た。ZrO2膜とSiO2膜の膜厚は、それぞれ約5nmとした。
[Comparative Example 2]
Except that the ZrO 2 film and the SiO 2 film, which are the surface layers in Examples 1 to 6 of JP 2011-1259 A, were formed in this order on the surface of the core glass I-1, the same as in Example 1. A concave meniscus aspheric glass lens was obtained. The thicknesses of the ZrO 2 film and the SiO 2 film were each about 5 nm.

<泡の発生有無の評価>
実施例、比較例で作製した各レンズを光学顕微鏡で倍率50倍で観察し、レンズ内の泡の有無を確認したところ、実施例1〜4で作製したレンズでは、泡はまったく観察されなかった。代表例として、図2に、実施例1で作製したレンズ(芯部ガラス:表1中のI−1)の光学顕微鏡写真を示す。泡のない高い透明性を有する均質なレンズが得られていることが確認できる。
これに対し比較例1、2で作製したレンズでは、直径50μm以上の泡が多数確認された。図3に、比較例2で作製したレンズ(芯部ガラス:表1中のI−1)の一部を拡大し撮影した光学顕微鏡写真を示す。泡が多数発生していることが確認できる。
比較例2において芯部ガラスを覆う被覆膜は、ZrO2膜等の化学量論組成の膜である。このような金属酸化物膜は、プレス成形時に酸化物ガラスから遊離した酸素を透過してしまい、膜中に取り込むことはできないと考えられる。膜を透過した酸素はプレス成形型内に閉じ込められ外部には放出されない。その結果、再び膜を透過してガラスに戻り、ガラス中で発泡を引き起こすと推察される。
<Evaluation of presence / absence of bubbles>
Each lens produced in Examples and Comparative Examples was observed with an optical microscope at a magnification of 50 times to confirm the presence or absence of bubbles in the lens. No bubbles were observed in the lenses produced in Examples 1 to 4. . As a representative example, FIG. 2 shows an optical micrograph of the lens (core glass: I-1 in Table 1) produced in Example 1. It can be confirmed that a homogeneous lens having high transparency without bubbles is obtained.
On the other hand, in the lenses produced in Comparative Examples 1 and 2, many bubbles having a diameter of 50 μm or more were confirmed. In FIG. 3, the optical microscope photograph which expanded and image | photographed a part of lens (core glass: I-1 in Table 1) produced by the comparative example 2 is shown. It can be confirmed that many bubbles are generated.
In Comparative Example 2, the coating film covering the core glass is a film having a stoichiometric composition such as a ZrO 2 film. Such a metal oxide film permeates oxygen liberated from the oxide glass at the time of press molding and is considered not to be taken into the film. Oxygen that has permeated the membrane is confined in the press mold and is not released to the outside. As a result, it is presumed that the film again passes through the film and returns to the glass, thereby causing foaming in the glass.

<泡中の気体組成の確認>
比較例2で作製したレンズ(芯部ガラス:ガラスI−1)中の泡中の気体組成を、質量分析法(Mass Spectrometry)により分析したところ、N2:89%、O2:11%であり、窒素ガス雰囲気下でプレス成形を行ったにもかかわらず、10%超もの酸素が検出された。この結果は、先に説明した通り、酸化物ガラス由来の酸素が泡の発生原因となっていることを裏付けるものである。
<Confirmation of gas composition in foam>
When the gas composition in the bubbles in the lens (core glass: glass 1-1) produced in Comparative Example 2 was analyzed by mass spectrometry, N 2 was 89% and O 2 was 11%. Yes, oxygen exceeding 10% was detected even though press molding was performed in a nitrogen gas atmosphere. This result confirms that the oxygen derived from the oxide glass is the cause of the generation of bubbles, as described above.

<プレス成形前後の被覆膜の状態確認(実施例1、比較例2)>
芯部ガラスとしてガラスI−1を用いて実施例1、比較例2で作製されたレンズおよびこの成形に用いたプレス成形用ガラス素材と同じ条件で作製したプレス成形用ガラスについて、以下の方法によりTOF―SIMS(Time-of-flight secondary ion mass spectrometer:飛行時間型2次イオン質量分析法)により、表面から深さ方向の組成分析を行った。
TOF−SIMSによる深さ方向分析
ION−TOF社製TOF−SIMS300を用いて、深さ方向測定を実施した。TOF−SIMSは、パルス化された一次イオンを照射し、発生した二次イオンを検出する手法である。TOF−SIMSの深さ方向分析では、(i)一次イオンを照射、(ii)発生した二次イオンを計測、(iii)スパッタイオンを照射、以下(i)〜(iii)の繰り返しでデータを取得する。
一次イオン源にはBi3 ++を用い、一次イオン源のカラムにかかる電圧は25kVとした。一次イオン源の電流を0.2pAとして測定を行った。一次イオン源の照射面積(=二次イオンを検出する測定領域)は100μm角とし、二次イオンは負イオンを検出した。
スパッタイオン源にはCsを用いた。スパッタイオン源の加速は1kV、電流値は75.4nAで調整を行った。スパッタイオン源の面積は400μm角でスパッタを行った。
<Confirmation of coating film state before and after press molding (Example 1, Comparative Example 2)>
About the glass produced in Example 1 and Comparative Example 2 using glass I-1 as the core glass and the glass for press molding produced under the same conditions as the glass material for press molding used in this molding, the following method is used. Composition analysis in the depth direction from the surface was performed by TOF-SIMS (Time-of-flight secondary ion mass spectrometer).
Depth direction analysis by TOF-SIMS Depth direction measurement was performed using TOF-SIMS300 manufactured by ION-TOF. TOF-SIMS is a technique for irradiating pulsed primary ions and detecting the generated secondary ions. In the depth direction analysis of TOF-SIMS, (i) irradiation with primary ions, (ii) measurement of generated secondary ions, (iii) irradiation with sputtered ions, and data is repeated by repeating steps (i) to (iii) below. get.
Bi 3 ++ was used as the primary ion source, and the voltage applied to the column of the primary ion source was 25 kV. The measurement was performed with the primary ion source current set to 0.2 pA. The irradiation area of the primary ion source (= measurement region for detecting secondary ions) was 100 μm square, and negative ions were detected as secondary ions.
Cs was used for the sputter ion source. The acceleration of the sputter ion source was adjusted to 1 kV and the current value was adjusted to 75.4 nA. Sputtering was performed with a sputter ion source area of 400 μm square.

図4は、実施例1に関するプレス後(レンズ)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。図5は、実施例1に関するプレス前(未プレス品)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。図中、2次イオン強度の単位は、任意単位である。後述する図面についても同様である。
実施例1で芯部ガラスに被覆膜として形成したジルコニウム酸化物の膜厚は、約5nmである。図中には、各試料におけるジルコニウム酸化物に由来する2次イオンとして、ZrOとZrO2を記載している。また、図からは省略しているが、各試料においてZr単体が検出されている。Zr2が検出されていないため、単体のZrは金属Zrに由来するものではなく、ジルコニウム酸化物に由来するものと考えられる。よって、プレス前後での被覆膜は、いずれもジルコニウム酸化物である。なお、図5に示すプレス前のZrO、ZrO2の分析結果では、表面近傍にそれぞれ2つのピークが認められる。本発明者らは、表面付近の一つ目のピークは自然酸化膜であり、2つ目のピークは成膜時にガラスとの反応により生じたものと推察している。TOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析により検出されたSiO2は、ガラスに含まれるSiO2に由来する。各試料において、SiO2強度が表面付近で上昇している理由は表面にわずかに混入物(例えば、シロキサン等)が存在しているためと考えられる。
図6は、図4、5におけるZrO2/ZrOの2次イオン強度比(以降、「ZrO2/ZrO強度比」と記載する。)を比較した結果である。ZrO2/ZrO強度比は、ジルコニウム酸化物膜中の酸化の度合いを示す指標となるものである。ただし、ジルコニウム酸化物の表面から2nm程度の範囲内については、自然酸化膜の影響のため議論の対象とすることができない。図6に示す結果では、深さ2nm程度から5nm程度の領域までのZrO2/ZrO強度比は、プレス前に比べてプレス後の方が増加している。この結果から、プレスによってジルコニウム酸化物の酸化が促進したことが確認できる。
FIG. 4 shows the depth direction analysis result of secondary ion intensity by TOF-SIMS after pressing (lens) regarding Example 1. FIG. 5: shows the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS before the press (unpressed goods) regarding Example 1. FIG. In the figure, the unit of secondary ionic strength is an arbitrary unit. The same applies to the drawings described later.
The film thickness of the zirconium oxide formed as the coating film on the core glass in Example 1 is about 5 nm. In the figure, ZrO and ZrO 2 are described as secondary ions derived from zirconium oxide in each sample. Although not shown in the figure, Zr alone is detected in each sample. Since Zr 2 has not been detected, it is considered that the single Zr is not derived from the metal Zr but derived from the zirconium oxide. Therefore, the coating films before and after pressing are all zirconium oxide. In the analysis results of ZrO and ZrO 2 before pressing shown in FIG. 5, two peaks are recognized in the vicinity of the surface. The present inventors presume that the first peak near the surface is a natural oxide film, and the second peak is caused by reaction with glass during film formation. SiO 2 detected by the depth direction analysis of the secondary ionic strength by TOF-SIMS is derived from SiO 2 contained in the glass. In each sample, the reason why the SiO 2 strength is increased in the vicinity of the surface is considered to be because a slight amount of contaminants (for example, siloxane) is present on the surface.
Figure 6 is a ZrO 2/2 ion intensity ratio of ZrO (hereinafter. Referred to as "ZrO 2 / ZrO intensity ratio") result of comparison in FIGS. The ZrO 2 / ZrO intensity ratio is an index indicating the degree of oxidation in the zirconium oxide film. However, the range of about 2 nm from the surface of the zirconium oxide cannot be discussed because of the influence of the natural oxide film. In the result shown in FIG. 6, the ZrO 2 / ZrO intensity ratio from the depth range of about 2 nm to about 5 nm is higher after pressing than before pressing. From this result, it can be confirmed that the oxidation of zirconium oxide was promoted by the press.

なおプレス成形前の上述の被覆膜がジルコニウム酸化物膜である場合、先に記載したZrO2/ZrO強度比は、プレス前は、例えば0.5〜1.9の範囲であり、この被覆膜はプレス後に、例えば2.0〜2.3の範囲のZrO2/ZrO強度比を示すジルコニウム酸化物膜となり得る。ZrO2/ZrOが高いほど、酸化され酸素を多く含むことを意味する。なおZrO2膜を成膜すると、この膜のZrO2/ZrO強度比は、通常、2.4〜3.2程度の値を取り得る。 When the above-mentioned coating film before press molding is a zirconium oxide film, the ZrO 2 / ZrO strength ratio described above is, for example, in the range of 0.5 to 1.9 before pressing. The covering film can be a zirconium oxide film having a ZrO 2 / ZrO intensity ratio in the range of 2.0 to 2.3, for example, after pressing. Higher ZrO 2 / ZrO means that it is oxidized and contains more oxygen. When a ZrO 2 film is formed, the ZrO 2 / ZrO intensity ratio of this film can usually take a value of about 2.4 to 3.2.

図7には、比較例2で作製したレンズのTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。図8は、図4に示した実施例1の結果と図7に示した比較例2の結果を重ね合わせた結果である。比較例2はSiO2/ZrO2/ガラスの構造となっており、SiO2とZrO2はプレス前後において化学量論組成であることを予め確認している。なお、図7において、比較例2の深さの表記はSiO2とZrO2の界面を0とし、SiO2部分はマイナスで表示している。
図8のZrOxを示す領域(深さ0〜5nm)に注目すると、実施例1のプレス後のZrO2/ZrO強度比は比較例2に比べて小さいものとなっている。この結果から、実施例1のプレスによる酸化の度合いは、比較例2よりも低いことがわかる。すなわち、実施例1のプレス後のジルコニウム酸化物は比較例2の化学量論組成のZrO2に比べて酸素が欠損していることが確認できる。なお、比較例2はプレス成形用ガラス素材の最表面にSiO2膜を形成したため自然酸化膜の影響を考慮する必要はないが、実施例1については表面から2nm程度の領域は自然酸化膜の影響を受けているため、議論の対象とすることはできない。
In FIG. 7, the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS of the lens produced in the comparative example 2 is shown. FIG. 8 shows a result of superimposing the result of Example 1 shown in FIG. 4 and the result of Comparative Example 2 shown in FIG. Comparative Example 2 has a SiO 2 / ZrO 2 / glass structure, and it has been confirmed in advance that SiO 2 and ZrO 2 have a stoichiometric composition before and after pressing. In FIG. 7, in the depth notation of Comparative Example 2, the interface between SiO 2 and ZrO 2 is 0, and the SiO 2 portion is indicated by minus.
When attention is paid to the region (depth 0 to 5 nm) showing ZrOx in FIG. 8, the ZrO 2 / ZrO intensity ratio after pressing in Example 1 is smaller than that in Comparative Example 2. From this result, it can be seen that the degree of oxidation by the press of Example 1 is lower than that of Comparative Example 2. That is, it can be confirmed that the zirconium oxide after pressing in Example 1 is deficient in oxygen as compared with ZrO 2 having a stoichiometric composition in Comparative Example 2. In Comparative Example 2, since the SiO 2 film was formed on the outermost surface of the press-molding glass material, it is not necessary to consider the influence of the natural oxide film. However, in Example 1, the region of about 2 nm from the surface is the natural oxide film. It is affected and cannot be the subject of discussion.

すなわち、図4〜図8に示す結果から、実施例1については、プレス前後とも、ジルコニウム酸化物膜は化学量論組成ZrO2から酸素が欠損した組成を有していたこと、ただし、プレス後のジルコニウム酸化物膜の酸素含有率は、プレス前より高くなっていることが確認できる。 That is, from the results shown in FIGS. 4 to 8, in Example 1, the zirconium oxide film had a composition in which oxygen was lost from the stoichiometric composition ZrO 2 before and after pressing, but after pressing, It can be confirmed that the oxygen content of the zirconium oxide film is higher than that before pressing.

<プレス成形前後の被覆膜の状態確認(比較例1)>
芯部ガラスとしてガラスI−1を用いて比較例1で作製されたレンズおよびこの成形に用いたプレス成形用ガラス素材と同じ条件で作製したプレス成形用ガラスについて、上述の方法でTOF―SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析を行った。
図9は、比較例1に関するプレス後(レンズ)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。図10は、比較例1に関するプレス前(未プレス品)のTOF−SIMSによる2次イオン強度の深さ方向分析結果を示す。図9、図10に示す結果から、プレス後にはイットリウム酸化物膜が消失していることが確認できる。これは、比較例1で芯部ガラス上に成膜したイットリウム酸化物膜が、プレス成形時にイットリウム酸化物膜が芯部ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度よりも、イットリウム酸化物膜に含まれる金属原子(Y)が芯部ガラスへ拡散する速度が速いことを示す結果である。
<Confirmation of coating film state before and after press molding (Comparative Example 1)>
With respect to the lens produced in Comparative Example 1 using glass I-1 as the core glass and the glass for press molding produced under the same conditions as the glass material for press molding used in this molding, the above method was used for TOF-SIMS. The depth direction analysis of the secondary ionic strength was performed.
FIG. 9 shows the depth direction analysis result of the secondary ion intensity by TOF-SIMS after pressing (lens) regarding Comparative Example 1. FIG. 10 shows the depth direction analysis result of the secondary ionic strength by TOF-SIMS before pressing (unpressed product) in Comparative Example 1. From the results shown in FIGS. 9 and 10, it can be confirmed that the yttrium oxide film disappears after pressing. This is because the yttrium oxide film formed on the core glass in Comparative Example 1 is included in the yttrium oxide film than the rate at which the yttrium oxide film takes in oxygen atoms contained in the core glass during press molding. It is a result which shows that the speed | rate which a metal atom (Y) diffuses into core part glass is quick.

実施例2〜5で芯部ガラス上に作製した各金属酸化物膜についても、同様の方法でプレス前後とも化学量論組成から酸素が欠損した状態にあるが、プレス後の金属酸化物膜の酸素含有率が、プレス前より高いことを確認した。   Each metal oxide film produced on the core glass in Examples 2 to 5 is also in a state where oxygen is lost from the stoichiometric composition before and after pressing by the same method. It was confirmed that the oxygen content was higher than before pressing.

酸化物ガラスIIIに該当する下記表2に示すガラスIII−1についても、実施例1と同様にプレス成形を行い、泡のない均質なレンズが得られたことを確認した。   For glass III-1 shown in Table 2 below corresponding to oxide glass III, press molding was performed in the same manner as in Example 1 to confirm that a homogeneous lens without bubbles was obtained.

以上の通り、本発明の一態様によれば、プレス後の泡の発生を抑制することができる。好ましくは、光学顕微鏡を用いて、倍率10〜50倍で観察した場合に、直径50μm以上の泡が1ケ未満、または直径25μm以上の泡が2ケ未満、または直径10μm以上の泡が5ケ未満であり、かつ泡の直径の合計が50μmを超えないことを、泡の発生が抑制された均質な光学素子である指標とすることができる。より好ましくは、光学顕微鏡を用いて、倍率10〜50倍で観察した場合に、直径25μm以上の泡が1ケ未満、または直径10μm以上の泡が3ケ未満であり、かつ泡の直径の合計が25μmを超えないことを、泡のない均質な光学素子である指標とすることができる。上述の実施例で作製したレンズはいずれも、好ましい指標およびより好ましい指標を満たすものであった。ここで、泡の直径の合計とは、例えば直径50μmのアワが2個存在するならば100μmとなる。また、ここでの直径とは泡が円形状の泡である場合は直径を指し、楕円形状の泡の場合は長手方向の距離、不定形状の泡の場合は取り得る最長の距離を指すものとする。
実施例では、芯部ガラス表面のほぼ全面を金属酸化物膜で被覆したが、一部が未被覆であるとしても、化学量論組成より酸素が欠損した状態にあり、かつ酸素原子の取り込み速度と金属原子の拡散速度とが上述の関係を満たす金属酸化物膜が芯部ガラス表面に存在しているのであれば同様の効果が得られることはいうまでもない。
As described above, according to one embodiment of the present invention, generation of bubbles after pressing can be suppressed. Preferably, when observed with an optical microscope at a magnification of 10 to 50 times, bubbles with a diameter of 50 μm or more are less than 1 bubble, bubbles with a diameter of 25 μm or more are less than 2 bubbles, or bubbles with a diameter of 10 μm or more are 5 And the total of the diameters of the bubbles does not exceed 50 μm can be used as an index that is a homogeneous optical element in which the generation of bubbles is suppressed. More preferably, when observed with an optical microscope at a magnification of 10 to 50, the number of bubbles having a diameter of 25 μm or more is less than one, or the number of bubbles having a diameter of 10 μm or more is less than 3, and the total diameter of the bubbles That does not exceed 25 μm can be used as an index that is a homogeneous optical element without bubbles. All the lenses manufactured in the above-described examples satisfy the preferable index and the more preferable index. Here, the total diameter of the bubbles is, for example, 100 μm if there are two mills having a diameter of 50 μm. In addition, the diameter here refers to the diameter when the bubble is a circular bubble, the distance in the longitudinal direction when the bubble is elliptical, and the longest possible distance when the bubble is irregular. To do.
In the examples, almost the entire surface of the core glass surface was coated with a metal oxide film, but even if a portion was uncoated, oxygen was deficient from the stoichiometric composition and the oxygen atom uptake rate. Needless to say, the same effect can be obtained if a metal oxide film in which the diffusion rate of metal atoms and the diffusion rate of metal atoms satisfy the above-described relationship exists on the surface of the core glass.

最後に、前述の各態様を総括する。   Finally, the above-described aspects are summarized.

一態様によれば、
酸化物ガラスと、この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う、化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜である被覆膜と、を有するプレス成形用ガラス素材を準備する工程と、
プレス成形用ガラス素材をプレス成形しプレス成形体を形成するプレス工程と、
を備え、
上述のプレス成形体は、プレス工程を経た上述の被覆膜を含み、かつ
プレス工程を経た被覆膜は、プレス工程前の被覆膜より酸素含有率が高い金属酸化物膜である、光学素子の製造方法、
が提供される。
According to one aspect,
A step of preparing a glass material for press molding having an oxide glass and a coating film that covers at least a part of the surface of the oxide glass and is a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition; ,
A press process for forming a press-molded body by press-molding a glass material for press molding;
With
The press-molded body described above includes the above-described coating film that has undergone a pressing process, and the coating film that has undergone the pressing process is a metal oxide film having a higher oxygen content than the coating film before the pressing process. Device manufacturing method,
Is provided.

上述の光学素子の製造方法によれば、泡の発生が抑制された均質な光学素子を提供することができる。また、上述の光学素子の製造方法によれば、酸化物ガラスと、この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜と、を有し、上述の被覆膜が、化学量論組成より酸素が欠損した状態にあり、かつ酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度における、金属酸化物膜が酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度が、金属酸化物膜に含まれる金属原子が酸化物ガラスへ拡散する速度より速い金属酸化物膜である光学素子を提供することができる。   According to the method for manufacturing an optical element described above, it is possible to provide a homogeneous optical element in which the generation of bubbles is suppressed. In addition, according to the method for manufacturing an optical element described above, an oxide glass and a coating film that covers at least a part of the surface of the oxide glass are included, and the coating film has a stoichiometric composition. The rate at which the metal oxide film takes in oxygen atoms contained in the oxide glass at a temperature higher than the glass transition temperature of the oxide glass in a state where oxygen is more deficient is that the metal atoms contained in the metal oxide film It is possible to provide an optical element that is a metal oxide film faster than the speed of diffusion into oxide glass.

一態様では、上述の金属酸化物は、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タングステン、およびタンタルからなる群から選択される金属の酸化物である。   In one aspect, the metal oxide described above is an oxide of a metal selected from the group consisting of zirconium, titanium, niobium, tungsten, and tantalum.

一態様では、プレス成形により得られたプレス成形体が有する金属酸化物膜は、化学量論組成より酸素が欠損した状態にある。   In one embodiment, the metal oxide film of the press-molded body obtained by press molding is in a state where oxygen is deficient from the stoichiometric composition.

一態様では、上述の酸化物ガラスは、Nb25、TiO2、WO3およびTa25からなる群から選択される高屈折率付与成分を一種以上含む。この高屈折率付与成分の合計含有量(Nb25+TiO2+WO3+Ta25)は、好ましくは10質量%以上50質量%以下である。 In one aspect, the above-mentioned oxide glass contains one or more high refractive index imparting components selected from the group consisting of Nb 2 O 5 , TiO 2 , WO 3 and Ta 2 O 5 . The total content (Nb 2 O 5 + TiO 2 + WO 3 + Ta 2 O 5 ) of the high refractive index imparting component is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less.

一態様では、上述酸化物ガラスは、ZnOおよびアルカリ金属酸化物(Li2O、Na2O、K2O)からなる群から選択される一種以上を含む。好ましくは、ZnOとアルカリ金属酸化物との合計含有量(ZnO+Li2O+Na2O+K2O)は、5質量%以上25質量%以下である。 In one embodiment, the above oxide glass contains one or more selected from the group consisting of ZnO and alkali metal oxides (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O). Preferably, the total content of ZnO and alkali metal oxide (ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 5% by mass or more and 25% by mass or less.

一態様では、プレス成形時の加熱を、650℃以上の加熱温度で行う。上述の光学素子の製造方法によれば、このような高温でのプレスにおける泡の発生を抑制することができる。   In one embodiment, heating during press molding is performed at a heating temperature of 650 ° C. or higher. According to the manufacturing method of the above-mentioned optical element, generation | occurrence | production of the bubble in such high temperature press can be suppressed.

一態様では、酸化物ガラスと、この酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜と、を有し、上述の被覆膜が、化学量論組成より酸素が欠損した状態にあり、かつ酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度における、金属酸化物膜が酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度が、金属酸化物膜に含まれる金属原子が酸化物ガラスへ拡散する速度より速い金属酸化物膜であるプレス成形用ガラス素材も提供される。このプレス成形用ガラス素材は、上述の一態様にかかる光学素子の製造方法に好適に使用されるものである。   In one embodiment, the oxide glass and a coating film covering at least a part of the surface of the oxide glass, the coating film described above is in a state in which oxygen is lost from the stoichiometric composition, In addition, at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the oxide glass, the rate at which the metal oxide film takes in oxygen atoms contained in the oxide glass is faster than the rate at which the metal atoms contained in the metal oxide film diffuse into the oxide glass. A glass material for press molding which is a metal oxide film is also provided. This glass material for press molding is suitably used in the method for producing an optical element according to the above-described embodiment.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、ガラスレンズ等の光学素子の製造分野において有用である。   The present invention is useful in the field of manufacturing optical elements such as glass lenses.

Claims (5)

酸化物ガラスと、
前記酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う被覆膜と、
を有し、
前記被覆膜は、化学量論組成より酸素が欠損した状態にある金属酸化物膜であり、かつ
前記酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度における、前記金属酸化物膜が前記酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度は、前記金属酸化物膜に含まれる金属原子が前記酸化物ガラスへ拡散する速度より速い、光学素子。
Oxide glass,
A coating film covering at least part of the surface of the oxide glass;
Have
The coating film is a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition, and the metal oxide film is formed on the oxide glass at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the oxide glass. The optical element, wherein the oxygen atom contained therein is incorporated at a speed higher than the speed at which the metal atom contained in the metal oxide film diffuses into the oxide glass.
前記金属酸化物は、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タングステン、およびタンタルからなる群から選択される金属の酸化物である請求項1に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, wherein the metal oxide is an oxide of a metal selected from the group consisting of zirconium, titanium, niobium, tungsten, and tantalum. 酸化物ガラスと、前記酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う、化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜であって、前記酸化物ガラスのガラス転移温度以上の温度における、前記金属酸化物膜が前記酸化物ガラスに含まれる酸素原子を取り込む速度は、前記金属酸化物膜に含まれる金属原子が前記酸化物ガラスへ拡散する速度より速い金属酸化物膜である被覆膜と、を有するプレス成形用ガラス素材を準備する工程と、
前記プレス成形用ガラス素材をプレス成形しプレス成形体を形成するプレス工程と、
を備え、
前記プレス成形体は、前記プレス工程を経た前記被覆膜を含み、かつ
前記プレス工程を経た被覆膜は、プレス工程前の前記被覆膜より酸素含有率が高い金属酸化物膜である、光学素子の製造方法。
An oxide glass and a metal oxide film that covers at least part of the surface of the oxide glass and lacks oxygen from the stoichiometric composition, and the metal at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the oxide glass The oxide film takes in oxygen atoms contained in the oxide glass, and the coating film is a metal oxide film faster than the speed at which the metal atoms contained in the metal oxide film diffuse into the oxide glass ; Preparing a glass material for press molding having
A press step of press-molding the press-molding glass material to form a press-molded body; and
With
The press-molded body includes the coating film that has undergone the pressing process, and the coating film that has undergone the pressing process is a metal oxide film having a higher oxygen content than the coating film before the pressing process. A method for manufacturing an optical element.
酸化物ガラスと、前記酸化物ガラスの表面の少なくとも一部を覆う、化学量論組成より酸素が欠損した金属酸化物膜である被覆膜と、を有するプレス成形用ガラス素材を準備する工程と、
前記プレス成形用ガラス素材をプレス成形しプレス成形体を形成するプレス工程と、
を備え、
前記金属酸化物は、ジルコニウム、チタン、ニオブ、タングステン、およびタンタルからなる群から選択される金属の酸化物であり、
前記プレス成形体は、前記プレス工程を経た前記被覆膜を含み、かつ
前記プレス工程を経た被覆膜は、プレス工程前の前記被覆膜より酸素含有率が高い金属酸化物膜である、光学素子の製造方法。
A step of preparing a glass material for press molding comprising oxide glass, and a coating film that covers at least a part of the surface of the oxide glass and is a metal oxide film in which oxygen is lost from the stoichiometric composition; ,
A press step of press-molding the press-molding glass material to form a press-molded body; and
With
The metal oxide, zirconium, titanium, niobium, tungsten, and oxides der of a metal selected from the group consisting of tantalum is,
The press-molded body includes the coating film that has undergone the pressing step, and
The method for producing an optical element, wherein the coating film that has undergone the pressing step is a metal oxide film having a higher oxygen content than the coating film before the pressing step.
前記プレス成形体が有する金属酸化物膜は、化学量論組成より酸素が欠損した状態にある請求項3または4に記載の光学素子の製造方法。 5. The method for producing an optical element according to claim 3, wherein the metal oxide film of the press-molded body is in a state where oxygen is deficient from the stoichiometric composition.
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