JPH02271935A - 光学用ガラス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、耐候性の優れ九光学用ガラス素子に関する。

（従来の技術） 一般にガラスは、化学的耐久性において優れた物質であ
ると言われるが、長期間大気中にさらしておくとウェザ
リングと言われる表面炭質が起こる。これは、大気中の
水や炭酸ガス、亜硫酸ガス等とガラス中の特定成分とが
反応して表面に異質物を生成するもので、ウェザリング
の発生はガラスの透光性を利用する光学用ガラスでは重
大な問題となる。光学用ガラスの中には化学的耐久性の
悪いものもあり、長期間使用中にウェザリングによって
本来の目的や機能を損なりてしまうこともある。たとえ
ば、カラーＶＴＲ用カメラなどに用いられる固体撮像素
子では、視感度補正のために赤外域成分を吸収する７（
ルタを使用するが、このフィルタにはリン酸塩系ガラス
が一般的である。

リン酸塩系ガラスは、化学的耐久性が悪く、ウェザリン
グを生じ易い丸め、使用期間中にフィルタとしての機能
を十分に果たすことができなくなる。

従来、カラーＶＴＲ用カメラなどではリン酸塩系ガラス
フィルタの他にａｓｌのフィルタやカバーガラスが用い
られるため、その両面に他のフィルタまたはカバーガラ
スを貼シ付けて使用している。

ま九、フィルタの表面に８１０３膜を真空蒸着法によシ
被膜して保換層を形成するなどのウェザリング防止策が
とられている。

（発゛明が解決しようとするａｌｌｔｊ！り上記８１０
２蒸着方法には、大量生産方式によるプラネタリ、ラム
方式も採用されており、この場合には真空雰凹気に配置
した回転体表面に係止した光学ガラスに、回転体の周囲
の配置した蒸発源から蒸発物が蒸着して保護層を形成す
る。従って係止用部品により光学ガラスの一部には、蒸
着されない部分ができ、この部分からウェザリングが発
生する。

ま九、フィルタの両面にカバーガラスを貼り付ける方法
では、フィルタの周面部がカバーされないため、周面部
にウェザリングが生じ、長期間のうちにはフィルタとカ
バーガラスとの貼Ｎ向に拡大してし捷う。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ガ
ラスと大気との接触を遮断してウェザリングの発生を防
止し、光学ガラスの特性を長期間安定に維持することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、ｓｉｏ□８０ｍｍ
％以上と、ＡＪ、０．、ＴｌＯ２、ＺｒＯ２゜ＣａＯ２
群から選定した少なくとも一種を０〜２０重量％で構成
する厚さ２０〜２００　ｎｍの被膜を少なくとも全側周
およびその周辺に被膜したガラスと、このガラスの両平
板面に貼着された化学的耐久性に優れ九ガラスＪＪｉＬ
ｔたは透光性結晶とを備えたものである。

（作　用） 上記構成により、化学的耐久性に劣るガラスでも、その
表裏ＩＩＩＪを化学的耐久性の優れたガラス質または透
光性結晶に檀われ、またｎｍ部を上記被膜によりてカバ
ーされるので、大気に触れることがなく、長期にわ九っ
てウェザリングの発生が抑えられる。

上記被膜は、５１０２のみで形成してもウェザリングの
発生を抑止することがで＾るが、人−ｅ２０３＋Ｔ　Ｉ
　０２　ｇ　Ｚ　ｒ０２１　Ｃｅｏｌ　ノいずれかを添
加することにより、さらに耐候性を高めることが可能と
なる。たたし、これらの物質は比較的屈折串が＾い丸め
、添加斂が２０重量外を起えると透過率が低下して光学
ガラス特性として好ましくない。

したがって本発明では、８１０．を８０真量外以上、Ａ
Ａ２０Ｂ　、　ＴｌＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｅ０１のいずれ
かは２０嵐漱％以下とした。

また上記被膜の厚さは、２０ｎｍよシ薄いと化学的耐久
性の改善に十分な効果が得られず、２００ｎｍを越える
と膜に電装が入り蝿ましくない。

（実施例） 実施例１゜ 以下、本発明の実施例について第１図ないし第３図を参
煕して説明する。

本実施例においてはゾルゲル法を利用するディッピング
法により保龜膜を光学ガラスに被膜する例について説明
する。ディッピング液としては、デトラエトキシシクン
のモノマーまえはポリ！−をアルコール、酢酸エチル、
°酸酸メチルなどの混合溶媒やベンゼンなどに混合する
。この混合液中のテトラエトキシシラン量に対して２重
蓋％のナト２イソプロポキシジルコニウムを混ぜてデイ
ツプ液を調合する。

次に第２図に示すように、直方体状フィルタとなる光学
ガラス（１）の中央部（２）を適当な治具（３）により
挟んで適当な容器（図示せず）に充填したデイツプ液（
４）に光学ガラス（１）の周縁（５）を順次！！！潰し
て平板掬（６）の周囲額縁部分（７）を含む全側周にデ
イツプ液（４）を付層させる。このときのデイツプ液（
４）からの引上速度は１５ＱＩＩ／分程度とする。これ
を１５０℃で１０分間乾燥後、さらに５００℃で３０分
間焼成する。なお、両熱処理工程は大気中で行う。

この結果、Ｚｒ０１を含有した透明で膜強度の強い８Ｉ
０２保ｆｉ　膜ｆ８１約１０　Ｏｆｌｍが全側周にわ＊
って液種され九第３図に示すような光学ガラス（９）が
得られる。

ここで、適用可能な人１３２０Ｂ　、Ｔ　１０２　、’
　ＺｒＯ２゜Ｃ・０２のアルコラードを記載する。

即ち、人Ｊ２　ｏ、用に、トリエトキシアル１−ウム、
トリー１−プロポキシアルミニウム及びトリーｎ−ブト
キシアル之ニウム。

丁目り用に、テトラエトキシチタニウム、テトラ−鳳−
プロポ午シチタニウム及びテトクーｍ　−ブトキシチタ
ニウム。

ＺｒＯ２用に、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−
直−プロポキシジルコニウム及びテトラ−ｎ−ブトキシ
ジルコニウム。

Ｃａ　ＯＨ用に、トリエトキシセリウム、トリー鳳−プ
ロポキシセリウム及びトリーｎ−ブトキシセリウム。

があシ、夫々により形成するデイツプ液は上記実施例と
同様に形成すれは良い。

次に、光学ガラス（９）を第１図に示すように、両側か
ら水島板叫で挾み、熱ｇＪｌｌｉ性樹脂または紫外線硬
化性樹脂などを用いて接着した。

このようにして作成した試料と、保ｌｔｌ！膜を仮構し
ないで水晶板を接着した比較試料とを温度６０℃、湿［
９０％の雰囲気に放置し、耐候性を試験した。この結果
を第１表に示す。

第１表 従来品と同様の構成の比較試料は、２５０時間経過時に
光学ガラス側周部から白ぐもシが発生したのに対し、実
施例試料は５００時間以上経過しても変化が見られず、
耐候性が優れている。

実施例２゜ 次に第４図を参照して本発明の他の実施例について説明
する。

上記実施例１と同様にして調合したデイツプ液に１直方
体状フィルタとなる光学ガラス（１）の対向角を適当な
治具により挾んで光学ガラス＋１１全体を浸漬する。以
下、上記実施例１と同様に引上げ、乾燥・焼成を行い、
Ｚｒ０１を含有した８１０．保護膜ｔｓ＋ｔｏｏｎｍが
全面に被覆された光学ガラスを得る。次にこの光学ガラ
スｔ−ｊＩ１１面から水晶板α・で挾み、熱可東性樹脂
ま九は紫外Ｍ硬化樹脂で接着した。

このようにして作成した試料と保ｆｉ１膜を全く被覆し
ないで水晶板を接着した比較試料について、上記ＳＡ施
例１と同様の耐候性試験を行った。この結果を第２表に
示す。

第２表 の両面に同様に全面に保護膜（８）を被覆したソーダラ
イム系板ガラスＩを接着した試料を作成した。

この試料と、保護膜を被覆しない同じ光学ガラスの両面
に、これも保護膜を被覆しないソーダライム系板ガラス
を接着した比較試料とについて、上記実施例と同様の耐
候性試験を行っ九。この結果を第３表に示す。

第３表 実施例３゜ 第５図に示すように、上記実施例２と同様にして作成し
た全面に保護膜（８）を有する光学ガラス（１）ところ
で上記実施例２，３のように光学ガラスの機能面にまで
保護膜を被覆する場合、保護膜の光学特性への影響が問
題となる。この丸め同一ガラス基板での保員膜の有能に
よる分光透過率の変化を測定した。測定結果を第６図に
示す。第６図から保ｍ膜を被膜したガラスの分光透過率
が、保護膜がないガラスに牧べて５００　ｆｉｍで２．
５％向上していることがわかる。

また、同一材質のガラス基板に第４表に示す成分の保護
膜をそれぞれ被覆した試料を作成し、温！ｅ６０℃、湿
度９０％の雰囲気に２００時間放置した前後での最大透
過率の変化を調べた。

第４　表（ＤＷｓ果ノヨウニ、Ａ−ｅ２０Ｂ　、　Ｔ　
Ｉ　０２　＊Ｚｒ０１ｓＣ・０．のいずれかをＳム０．
に混入して被覆すると、上記恒温恒湿テスト後の透過率
低下幅が小さく、Ｓ１０．単独で保ＩＩＩｍをル成する
よシも透過率への影響が少ない。

さらに上記第４表の試料のうち、ム２，７．９１１．１
２の試料について、上記恒温恒湿テストの時開経過によ
る外観の変化を第５表に示す。この表から上記添加成分
によって耐候性がさらに改善されることがわかる。

また、以上の実施例について、貼着した光学ガラス素子
の側周を樹脂等で被覆することにより、さらＫＷ候性を
向上させることができる。この際第４表 第５表 ガラス素子の機能面ＩＩ４Ｉ４縁部分Ｋｔで樹脂を廻シ
込ませて一体的に被覆すれは、樹脂が剥離しにくく、光
学ガラス素子の貼合せ部分への大気、水等の侵入を効果
的に防止できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、化学的耐久性の優れた材料で光
学ガラスを蝋うことによシ、光学ガラスの特性に悪影響
を与えることなく、ガラスと大気との接触を遮断してウ
ェザリングの発生を防止し光学ガラスの特性を長期間安
定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光学ガラス素子の模式
的断面図、第２図はディッピング工程の概念図、第３図
は光学ガラスの平板面周囲額縁部分を含む全側周に被膜
を形成した状態を示す斜視図、第４図は本発明の他の実
施例を示す光学ガラス素子の模式的断面図、第５図はき
らに他の実施例を示す光学ガラス素子の模式的断面図、
第６図は被覆のないガラスと８１０２膜が被覆されたガ
ラスの分光透過率を示す曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＳｉＯ＿２８０重量％以上と、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ
   ＿２、ＺｒＯ＿２、ＣｅＯ＿２群から選定した少なくと
   も一種を０〜２０重量％で構成する厚さ２０〜２００ｎ
   ｍの被膜を少なくとも全側周およびその周辺に被覆した
   ガラスと、このガラスの両平板面に貼着された化学的耐
   久性に優れたガラス質または透光性結晶とを備えてなる
   ことを特徴とする光学用ガラス素子。