JPH10139474A - Optical glass element and its production - Google Patents

Optical glass element and its production

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JPH10139474A
JPH10139474A JP8292917A JP29291796A JPH10139474A JP H10139474 A JPH10139474 A JP H10139474A JP 8292917 A JP8292917 A JP 8292917A JP 29291796 A JP29291796 A JP 29291796A JP H10139474 A JPH10139474 A JP H10139474A
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JP
Japan
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glass element
optical glass
optical
element according
phosphoric acid
Prior art date
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Application number
JP8292917A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Hibino
邦男 日比野
Makoto Umetani
梅谷  誠
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical glass element capable of improving weather resistance, especially durability under a high temperature and high humidity condition, without reducing thermal properties and optical characteristics by forming the glass element comprising a phosphoric acid-based glass and having smaller concentration of phosphoric acid component or a larger concentration of at least one component selected from aluminum oxide, silicone oxide, zinc oxide and magnesium oxide components in the neighborhood of the surface compared to the concentration in the interior, and optionally further forming an antireflection membrane or a protection membrane. SOLUTION: This optical glass element is obtained by dipping the optical glass element comprising a phosphoric acid-based glass into an alkaline treating liquid having an alkali concentration substantially not forming the glass into opaque, performing a washing treatment of the dipped glass element by water to remove the ion component remaining on the surface, and further performing a dripping treatment of the washed glass element for removing the water component remaining on the surface. Further, a protecting membrane is formed by introducing a mixed gas comprising a fluorine based gas such as CF4 and oxygen from an introducing opening 3 into a vacuum chamber 2 having the optical glass element 1 arranged therein, and discharging between the glass element and an opposite electrode 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はVTRカメラ用レン
ズ、光ディスクピックアップ用レンズなどの非球面レン
ズ、光通信などに用いられる光ファイバー結合素子等に
有用な光学ガラス素子およびその製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical glass element useful for an aspherical lens such as a lens for a VTR camera and a lens for an optical disk pickup, an optical fiber coupling element used for optical communication and the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光学レンズなどを研磨などの工程
を行わず、高精度にプレス成形して製造することが行わ
れている。その成形法のひとつとして、ガラス素材を超
硬合金、サーメット、セラミックなどからなる成形金型
の上型と下型の間に配置し、ガラスの軟化点付近まで昇
温し、プレス成形する方法がある。このプレス成形にお
いては、金型材料の酸化による表面劣化を防止するた
め、一般に窒素ガスなどの非酸化性雰囲気で行わてい
る。特に、成形金型がガラス素材と接触する金型表面
は、酸化防止機能と共にガラス融着、ガラスとの反応に
よる表面荒れを防止するため、白金系合金をコーティン
グし、長期間の繰り返し使用に耐えるようにされてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical lens or the like has been manufactured by press molding with high precision without performing a process such as polishing. One of the molding methods is to place a glass material between the upper and lower molds of a molding die made of cemented carbide, cermet, ceramic, etc., raise the temperature to near the softening point of the glass, and press-mold. is there. This press molding is generally performed in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen gas in order to prevent surface deterioration due to oxidation of the mold material. In particular, the surface of the mold where the mold contacts the glass material is coated with a platinum-based alloy to prevent the surface from being roughened due to the fusion with the glass and the reaction with the glass, as well as the antioxidant function. It has been like that.

【0003】また、ガラス素材の面からも光学特性の向
上と共に、低軟化点ガラスが開発され、プレス温度低下
によって金型を長寿命化するプレス成形に最適なガラス
素材として、しきりに使用されるようになってきた。中
でも、リン酸系ガラスはプレス成型用ガラス素材として
広く用いられている。
[0003] Further, in view of the glass material, the optical characteristics have been improved, and a glass having a low softening point has been developed. It has become Above all, phosphate glass is widely used as a glass material for press molding.

【0004】しかしながら、リン酸系ガラスは耐候性が
不十分であり、高温高湿下での長期間の保存において、
表面に吸着した水分層とリン酸系ガラス中のリン酸成分
との反応により、レンズ表面に曇りが発生し、著しい場
合には、異物が発生し、その光学特性、例えば、透過率
を低下させるなどの問題が発生する。この課題に対し
て、積極的に改善が行われている。
[0004] However, phosphate-based glass has insufficient weather resistance, and is not suitable for long-term storage under high temperature and high humidity.
Due to the reaction between the water layer adsorbed on the surface and the phosphoric acid component in the phosphate glass, fogging occurs on the lens surface, and in a remarkable case, a foreign substance is generated, which reduces the optical characteristics, for example, the transmittance. And other problems occur. Improvements are being actively made on this issue.

【0005】例えば、表面にコーティング膜を設けるこ
とが、光学特性面からの要求と両立させる物として行わ
れている。例えばMgF2/ZrO2/CeF3の多層蒸
着膜を形成し、反射防止機能との両立がおこなわれてい
る。また、ガラス素材の面からは、酸化硼素、酸化アル
ミナなどの耐水性成分を添加し、ガラス素材そのものの
耐候性を改善する試みが提案されている。例えば、特開
平4−8387号公報、特開平4−76938号公報に
おいては材料組成の面から改善が行われている。
[0005] For example, providing a coating film on the surface has been performed as a material that is compatible with requirements from the viewpoint of optical characteristics. For example, a multilayer vapor-deposited film of MgF 2 / ZrO 2 / CeF 3 is formed to achieve compatibility with an antireflection function. Further, from the viewpoint of the glass material, an attempt has been proposed to improve the weather resistance of the glass material itself by adding a water-resistant component such as boron oxide or alumina oxide. For example, JP-A-4-8387 and JP-A-4-76938 have made improvements in terms of material composition.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術では、近年の高信頼性の要求のある、低軟化
点、光学特性、耐候性をバランスさせることは難しく、
より高次のバランス化の要求が望まれているという問題
があった。
However, in the above-mentioned prior art, it is difficult to balance low softening point, optical properties and weather resistance, which have recently been required for high reliability.
There is a problem that a demand for higher-order balance is desired.

【0007】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であり、熱物性、光学特性を損なうことなく、耐候性、
特に高温高湿下での耐久性を向上させた光学ガラス素子
及びその製造方法を提供するものである。
[0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, and without impairing the thermophysical properties and optical properties, the weather resistance,
In particular, an object of the present invention is to provide an optical glass element having improved durability under high temperature and high humidity and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第1番目の光学ガラス素子は、リン酸系ガ
ラスからなる光学ガラス素子において、表面近傍の組成
が内部の組成に比較して、リン酸成分が少ないことを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a first optical glass element of the present invention is an optical glass element made of phosphate glass, wherein the composition in the vicinity of the surface is compared with the composition in the inside. And a low phosphoric acid component.

【0009】次に本発明の第2番目の光学ガラス素子
は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子において、
表面近傍の組成が内部の組成に比較して、酸化アルミ、
酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム成分から選ばれ
る少なくとも一つの成分が多いことを特徴とする。
Next, a second optical glass element of the present invention is an optical glass element made of phosphate glass,
The composition near the surface compared to the internal composition, aluminum oxide,
It is characterized in that at least one component selected from silicon oxide, zinc oxide, and magnesium oxide components is large.

【0010】次に本発明の第3番目の光学ガラス素子
は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子において、
表面がフッ素成分によって変質されたガラス質層を含む
ことを特徴とする。
Next, a third optical glass element of the present invention is an optical glass element made of phosphate glass,
It is characterized in that the surface includes a vitreous layer altered by a fluorine component.

【0011】次に本発明の第4番目の光学ガラス素子
は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子において、
表面に硬質炭素膜を形成したことを特徴とする。前記本
発明の第1番目の光学ガラス素子においては、表面近傍
の組成が内部の組成に比較して、リン酸成分がリン
(P)元素比換算で20%以上少ないことが好ましい。
Next, a fourth optical glass element of the present invention is an optical glass element made of phosphate glass,
A hard carbon film is formed on the surface. In the first optical glass element of the present invention, it is preferable that the composition in the vicinity of the surface has a phosphoric acid component that is 20% or less in terms of a phosphorus (P) element ratio as compared with the composition in the inside.

【0012】また前記本発明の第2番目の光学ガラス素
子においては、表面近傍の組成が内部の組成に比較し
て、酸化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム成分から選ばれる少なくとも一つの成分が、アルミニ
ウム(Al)元素,珪素(Si)元素,亜鉛(Zn)元
素,マグネシウム(Mg)元素比換算で、いずれかの元
素が50%以上多いことが好ましい。
In the second optical glass element of the present invention, the composition near the surface is at least one component selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide and magnesium oxide as compared with the internal composition. However, it is preferable that any one of the elements is larger by 50% or more in terms of a ratio of an aluminum (Al) element, a silicon (Si) element, a zinc (Zn) element, and a magnesium (Mg) element.

【0013】また前記本発明の第1または2番目の光学
ガラス素子においては、光学ガラス素子表面に、さらに
フッ素成分を含む膜を形成したことが好ましい。また前
記本発明の第1〜3番目の光学ガラス素子においては、
フッ素成分を含む膜の厚さが、5〜20nmの範囲であ
ることが好ましい。
In the first or second optical glass element of the present invention, it is preferable that a film containing a fluorine component is further formed on the surface of the optical glass element. In the first to third optical glass elements of the present invention,
The thickness of the film containing the fluorine component is preferably in the range of 5 to 20 nm.

【0014】また前記本発明の第1〜3番目の光学ガラ
ス素子においては、フッ素成分によって変質されたガラ
ス質層が、フッ素系化合物と酸素の混合ガスのプラズマ
処理によって形成されたものであることが好ましい。
In the first to third optical glass elements of the present invention, the vitreous layer altered by a fluorine component is formed by plasma treatment of a mixed gas of a fluorine compound and oxygen. Is preferred.

【0015】また前記本発明の第1〜3番目の光学ガラ
ス素子においては、光学ガラス素子表面またはフッ素成
分を含む膜の表面に、硬質炭素膜を形成したことが好ま
しい。
In the first to third optical glass elements of the present invention, it is preferable that a hard carbon film is formed on the surface of the optical glass element or the surface of the film containing a fluorine component.

【0016】また前記本発明の第1〜4番目の光学ガラ
ス素子においては、硬質炭素膜の硬度が、マイクロビッ
カース法による測定で1500〜2500の範囲である
ことが好ましい。
In the first to fourth optical glass elements of the present invention, the hardness of the hard carbon film is preferably in the range of 1500 to 2500 as measured by the micro Vickers method.

【0017】また前記本発明の第1〜4番目の光学ガラ
ス素子においては、硬質炭素膜の厚さが、10〜30n
mの範囲であることが好ましい。また前記本発明の第1
〜4番目の光学ガラス素子においては、硬質炭素膜が、
プラズマCVD法による分子堆積膜であることが好まし
い。
In the first to fourth optical glass elements of the present invention, the hard carbon film has a thickness of 10 to 30 n.
It is preferably in the range of m. The first aspect of the present invention
In the fourth to fourth optical glass elements, the hard carbon film is
It is preferably a molecular deposition film formed by a plasma CVD method.

【0018】次に本発明の第1番目の光学ガラス素子の
製造方法は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
を、実質的に失透しない程度のアルカリ濃度のアルカリ
性処理液に浸漬した後、表面に残存するイオン成分を取
り除く水洗処理を行い、続いて表面に残存する水分を取
り除く水切り処理を行うという構成を有する。
Next, in the first method for producing an optical glass element of the present invention, an optical glass element made of a phosphate glass is immersed in an alkaline treatment solution having an alkali concentration not substantially devitrifying. It has a configuration in which a water washing process for removing ionic components remaining on the surface is performed, followed by a draining process for removing moisture remaining on the surface.

【0019】次に本発明の第2番目の光学ガラス素子の
製造方法は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
を、フッ素系化合物と酸素の混合ガスのプラズマで処理
し、前記光学ガラス素子表面にフッ素成分を含むガラス
質層を形成するという構成を有する。
Next, in a second method for manufacturing an optical glass element according to the present invention, the optical glass element made of phosphate glass is treated with a plasma of a mixed gas of a fluorine compound and oxygen, and the surface of the optical glass element is treated. To form a vitreous layer containing a fluorine component.

【0020】次に本発明の第3番目の光学ガラス素子の
製造方法は、リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
を、真空チャンバー内に存在させ、一面に電極、及び対
向する面に開口部を有し、かつその表面に光学ガラス素
子を配置した対向電極を設けたサブチャンバーにおい
て、プラズマCVD法によって、前記光学ガラス素子表
面に硬質炭素膜を形成するという構成を有する。
Next, in a third method for manufacturing an optical glass element according to the present invention, an optical glass element made of a phosphate glass is provided in a vacuum chamber, and an electrode is provided on one surface and an opening is provided on an opposite surface. In a sub-chamber provided with a counter electrode having an optical glass element disposed on the surface thereof, a hard carbon film is formed on the surface of the optical glass element by a plasma CVD method.

【0021】前記第1または3番目の方法においては、
光学ガラス素子表面を、さらにフッ素系化合物と酸素の
混合ガスのプラズマで処理し、フッ素成分を含むガラス
質層を形成することが好ましい。
In the first or third method,
It is preferable that the surface of the optical glass element is further treated with plasma of a mixed gas of a fluorine-based compound and oxygen to form a glassy layer containing a fluorine component.

【0022】また前記方法においては、プラズマで処理
を、上下方向に配置した対向電極の下電極表面に光学ガ
ラス素子を配置して行うことが好ましい。また前記第1
〜2番目の方法においては、光学ガラス素子を、さらに
真空チャンバー内に存在させ、一面に電極、及び対向す
る面に開口部を有し、かつその表面に光学ガラス素子を
配置した対向電極を設けたサブチャンバーにおいて、プ
ラズマCVD法によって、前記光学ガラス素子表面にさ
らに硬質炭素膜を形成することが好ましい。
In the above method, it is preferable that the treatment with the plasma is performed by disposing an optical glass element on the lower electrode surface of a counter electrode arranged vertically. In addition, the first
In the second method, the optical glass element is further provided in a vacuum chamber, and an electrode is provided on one side, and an opening is provided on the opposite side, and a counter electrode on which the optical glass element is arranged is provided. In the sub-chamber, it is preferable to further form a hard carbon film on the surface of the optical glass element by a plasma CVD method.

【0023】また前記方法においては、対向する電極を
上下方向に配置し、開口部を有し、かつ、その表面に光
学ガラス素子を配置した電極が、下電極であることが好
ましい。
In the above method, it is preferable that the opposing electrodes are arranged in the vertical direction, the electrode having an opening, and the optical glass element disposed on the surface thereof is a lower electrode.

【0024】また前記第1〜3番目の方法においては、
アルカリ性処理液のアルカリ濃度が、1〜10重量%の
範囲であることが好ましい。
In the first to third methods,
It is preferable that the alkali concentration of the alkaline processing liquid is in the range of 1 to 10% by weight.

【0025】[0025]

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について説
明する。本発明のリン酸系ガラスとしては、特に限定す
るものではないが、一般的に、下記の組成のガラスの中
から、光学特性を基本とし、化学耐久性、溶解性、成形
性、失透防止などの諸特性を考慮し、組み合わせた物を
用いる。 (1)P25:40〜80wt% (2)Al23:8〜25wt% (3)B23 ,SiO2 ,ZrO2 ,TiO2 ,La2
3:0.1〜20wt% (4)MgO,ZnO,CaO,BaO,SrO:0.
1〜20wt% 表面近傍の組成が内部の組成に比較して、少なくとも、
リン酸成分が少ないか、または酸化アルミ、酸化珪素、
酸化亜鉛、酸化マグネシウム成分のうち少なくとも1種
類以上の成分が多いリン酸系ガラスからなる光学ガラス
素子は、光学ガラス素子をアルカリ性処理液に浸せきし
た後、水洗して、表面に残存するイオン成分を取り除
き、続いて表面に残存する水分を取り除く水切り処理行
うことによって得られる。
Embodiments of the present invention will be described below. The phosphoric acid-based glass of the present invention is not particularly limited, but is generally selected from glasses having the following composition, based on optical characteristics, chemical durability, solubility, moldability, and prevention of devitrification. In consideration of various characteristics such as the above, a combination is used. (1) P 2 O 5: 40~80wt% (2) Al 2 O 3: 8~25wt% (3) B 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, TiO 2, La 2
O 3: 0.1~20wt% (4) MgO, ZnO, CaO, BaO, SrO: 0.
1 to 20 wt% The composition near the surface is at least
Low phosphoric acid component or aluminum oxide, silicon oxide,
An optical glass element made of a phosphoric acid glass containing at least one or more components of zinc oxide and magnesium oxide components is immersed in an alkaline treatment solution, and then washed with water to remove ionic components remaining on the surface. It is obtained by removing, followed by a draining treatment to remove water remaining on the surface.

【0026】アルカリ性処理液に浸せきする事によっ
て、レンズ表面に存在するリン酸成分が溶出し、相対的
に溶出しにくい成分が表面に残ることにより、有効な保
護膜を形成するものである。このような処理により、高
温高湿下で表面に吸着する水分層とリン酸系ガラス中の
リン酸成分との反応を抑制し、高温高湿下での耐久性を
向上させるものである。
By dipping in an alkaline treatment solution, a phosphoric acid component present on the lens surface is eluted, and a relatively hardly eluted component remains on the surface, thereby forming an effective protective film. By such a treatment, the reaction between the water layer adsorbed on the surface under high temperature and high humidity and the phosphoric acid component in the phosphate glass is suppressed, and the durability under high temperature and high humidity is improved.

【0027】アルカリ性処理液は、メタケイ酸ソーダ、
水ガラス、リン酸ソーダ、リン酸カリ、苛性ソーダ等の
単独あるいは混合物のアルカリ水溶液が用いることがで
き、ガラス表面への濡れ性を改善するなどを目的とし
て、界面活性剤を配合しても良い。界面活性剤は表面へ
の残存イオン成分の少ない非イオン系界面活性剤が望ま
しい。
The alkaline processing liquid is sodium metasilicate,
An aqueous alkali solution of water glass, sodium phosphate, potassium phosphate, caustic soda or the like can be used alone or as a mixture, and a surfactant may be added for the purpose of improving the wettability to the glass surface. The surfactant is desirably a nonionic surfactant having a small residual ionic component on the surface.

【0028】アルカリ性処理液の浸せき条件について
は、温度、時間、濃度などを実験的に決めることができ
るが、アルカリ成分は1〜10wt%、界面活性剤は
0.01〜1wt%が望ましい。過剰な浸せきはレンズ
表面を荒し、著しい場合には失透させるので、使用する
リン酸系ガラスに応じて、調整することが必要である。
また、浸せきの際、機械的に揺動すると共に超音波振動
を併用して効率化を図っても良い。
The temperature, time, concentration and the like of the immersion of the alkaline treatment liquid can be experimentally determined, but the alkali component is preferably 1 to 10% by weight and the surfactant is preferably 0.01 to 1% by weight. Excessive immersion roughens the lens surface and devitrifies it in a significant case, so it is necessary to adjust it according to the phosphate glass used.
Further, at the time of immersion, efficiency may be improved by mechanically swinging and using ultrasonic vibration together.

【0029】更に、アルカリ性処理液浸せき後、十分に
水洗し、水切り処理をする事が必要である。水洗、水切
りが不十分な場合、乾燥後表面に曇りが発生したり、効
果が不十分になるばかりではなく、表面に残ったイオン
成分により、耐候性が低下する場合がある。
Further, after immersion in the alkaline treatment liquid, it is necessary to sufficiently wash with water and perform drainage treatment. Insufficient washing and draining may not only result in fogging of the surface after drying and insufficient effect, but also may lower the weather resistance due to ionic components remaining on the surface.

【0030】水洗処理は0.2μmのフィルターで濾過
した純水の流水中に浸せきし、機械的に揺動すると共に
超音波振動を併用して行い、効率化を図っても良い。水
切り処理は、アルコールなどの親水性有機溶剤に浸せき
した後、沸点近くまで加熱した低沸点溶剤、例えば、ア
セトン、メチルエチルケトン、エチルアルコール、イソ
プロピルアルコールなどに浸せきし乾燥するか、また
は、炭化水素系、有機シリコン系、フッ素系などの疎水
性低沸点溶剤に浸せきし乾燥する事により行うことがで
きる。
The water-washing treatment may be performed by immersing in pure water filtered with a 0.2 μm filter, using mechanical vibration and using ultrasonic vibration together, and thereby improving efficiency. Draining treatment, after immersion in a hydrophilic organic solvent such as alcohol, low-boiling solvent heated to near boiling point, for example, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. It can be carried out by immersing in a hydrophobic low boiling point solvent such as an organic silicon type or fluorine type and drying.

【0031】表面に構成元素の少なくとも1種類以上の
フッ化物を形成した光学ガラス素子は、光学ガラス素子
をフッ素系化合物と酸素の混合ガスのプラズマで処理す
ることにより得られる。
An optical glass element having a surface on which at least one fluoride of a constituent element is formed can be obtained by treating the optical glass element with a plasma of a mixed gas of a fluorine-based compound and oxygen.

【0032】プラズマ処理は、図1に示すプラズマ処理
装置によって行うことができる。光学ガラス素子1を配
置した真空チャンバー2内に、CF4 ,C26 ,C3
8 などのフッ素系化合物と酸素ガスの混合ガスを導入口
3より導入しながら、対向電極4の間で放電することに
よって行う。対向電極は4は、導入端子5を経由してプ
ラズマ発生用電源6につながれている。フッ素系化合物
ガスと酸素ガスの混合ガスの混合比率としては、フッ素
系化合物ガス:酸素ガス=1:1000〜1:1(容量
比)の範囲が適当で、真空チャンバーのガス圧としては
0.01Torr〜10Torrの範囲、放電形式とし
ては、外部電極方式、内部電極方式のいずれでも良く、
放電周波数については、実験的に決めることができる。
さらに、真空チャンバー2は、真空ポンプ7により、排
気される。
The plasma processing can be performed by the plasma processing apparatus shown in FIG. CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F are placed in a vacuum chamber 2 in which an optical glass element 1 is disposed.
The discharge is performed between the counter electrodes 4 while introducing a mixed gas of a fluorine compound such as 8 and an oxygen gas through the inlet 3. The counter electrode 4 is connected to a power supply 6 for plasma generation via an introduction terminal 5. The mixing ratio of the mixed gas of the fluorine compound gas and the oxygen gas is suitably in the range of fluorine compound gas: oxygen gas = 1: 1000 to 1: 1 (volume ratio), and the gas pressure of the vacuum chamber is 0.1. In the range of 01 Torr to 10 Torr, the discharge type may be any of an external electrode type and an internal electrode type,
The discharge frequency can be determined experimentally.
Further, the vacuum chamber 2 is evacuated by a vacuum pump 7.

【0033】また、電極を図1のように上下方向に配置
することにより、下電極表面に試料を保持具無しに、セ
ットすることができ、保持具による未処理部をなくすこ
とができ、光学ガラス素子全面を処理することが可能で
あり、未処理部を核とした異物発生を防止することがで
き環境保存性を向上できる。
Also, by arranging the electrodes in the vertical direction as shown in FIG. 1, the sample can be set on the surface of the lower electrode without a holder, and an unprocessed portion by the holder can be eliminated. It is possible to treat the entire surface of the glass element, and it is possible to prevent the generation of foreign substances with an untreated portion as a nucleus, thereby improving environmental preservation.

【0034】次に、硬質炭素膜の形成は、炭化水素とア
ルゴンなどの不活性ガスとの混合ガスのプラズマCVD
法によって形成することが出来る。硬質炭素膜の形成方
法について、更に詳しく硬質炭素膜の製膜装置の概略図
である図2を用いて説明する。
Next, a hard carbon film is formed by plasma CVD of a mixed gas of a hydrocarbon and an inert gas such as argon.
It can be formed by a method. The method of forming the hard carbon film will be described in more detail with reference to FIG. 2 which is a schematic diagram of a hard carbon film forming apparatus.

【0035】図2において、8は真空チャンバーであ
り、真空ポンプ9を用いて槽内部の圧力が10-5tor
r〜10-4torrの高真空状態となるように排気を行
っている。真空チャンバー内にはプラズマを発生させ、
硬質炭素膜を光学素子表面に製膜させるためのサブチャ
ンバー10が配置され、サブチャンバーの内部には放電
電極11、12が設置されている。放電電極はプラズマ
発生用電源13と接続されている。光学ガラス素子15
は、下側の電極12の表面に配置される。また、下側の
電極とサブチャンバー側壁には、200μmのスリット
16を設け、サブチャンバーからの排気を行うと共に、
真空チャンバー内との間に差圧を設けている。炭化水素
ガスと不活性ガスからなる原料ガスは、14のガス導入
口からからサブチャンバー内に供給される。
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a vacuum chamber, and the pressure inside the tank is reduced to 10 −5 torr by using a vacuum pump 9.
Evacuation is performed so as to attain a high vacuum state of r to 10 -4 torr. Generate plasma in the vacuum chamber,
A sub-chamber 10 for forming a hard carbon film on the surface of the optical element is provided, and discharge electrodes 11 and 12 are provided inside the sub-chamber. The discharge electrode is connected to a power supply 13 for plasma generation. Optical glass element 15
Are arranged on the surface of the lower electrode 12. In addition, a slit 16 of 200 μm is provided on the lower electrode and the side wall of the sub-chamber to evacuate the sub-chamber,
A differential pressure is provided between the inside of the vacuum chamber. A source gas composed of a hydrocarbon gas and an inert gas is supplied into the sub-chamber from 14 gas inlets.

【0036】硬質炭素膜を形成するには、サブチャンバ
ー内に炭化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを導入し、
0.001〜1Torrの圧力を保持した状態で、サブ
チャンバー内部で放電させて、炭化水素ガスのプラズマ
を発生させ、表面に硬質炭素膜を形成する。放電形式と
しては、直流に交流を重畳させ放電が適当であり、放電
周波数については、実験的に決めることができる。ま
た、試料を設置する下側の電極に−2KVまでの電圧を
印加する事によって、膜の硬度の向上させるとともに付
着強度を向上させることができる。炭化水素ガス、不活
性ガスの混合ガス比率としては、炭化水素ガス:不活性
ガス=10:1〜1:3(容量比)の範囲が利用できる
が、膜質、製膜速度などを考慮し、設計的に決めること
ができるものである。
To form a hard carbon film, a mixed gas of a hydrocarbon gas and an inert gas is introduced into the sub-chamber,
While maintaining the pressure of 0.001 to 1 Torr, a discharge is generated inside the sub-chamber to generate a plasma of hydrocarbon gas and form a hard carbon film on the surface. As a discharge type, a discharge in which an alternating current is superimposed on a direct current is suitable, and a discharge frequency can be experimentally determined. In addition, by applying a voltage up to -2 KV to the lower electrode on which the sample is placed, the hardness of the film can be improved and the adhesion strength can be improved. As a mixed gas ratio of the hydrocarbon gas and the inert gas, a range of hydrocarbon gas: inert gas = 10: 1 to 1: 3 (capacity ratio) can be used. It can be determined by design.

【0037】炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素を用いることができ、不活
性ガスとしては、アルゴンガスが適当である。
As the hydrocarbon gas, methane, ethane,
Aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane, heptane and octane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene can be used, and argon gas is suitable as the inert gas.

【0038】サブチャンバー内で放電させることによ
り、高電圧による異常放電の防止と共に、安定なプラズ
マ放電が得られる。また、保護効果の高い膜を形成する
には、できるだけ放電エネルギーを大きくすることが望
ましい。
By discharging in the sub-chamber, abnormal discharge due to high voltage can be prevented and stable plasma discharge can be obtained. Further, in order to form a film having a high protective effect, it is desirable to increase discharge energy as much as possible.

【0039】硬質炭素膜の膜厚としては、50オングス
トローム(5nm)以上から保護効果を発揮するもの
で、光学特性からの要求を満たす範囲で厚い方が望まし
い。さらに、アルカリ性処理液浸せき法、フッ素系化合
物と酸素の混合ガスのプラズマ処理、硬質炭素膜形成
は、組み合わせて使うことも可能であり、その効果は、
相乗的に向上する。
The hard carbon film exhibits a protective effect from a thickness of 50 Å (5 nm) or more, and is preferably as thick as possible within a range that satisfies the requirements of optical characteristics. Furthermore, the alkaline treatment liquid immersion method, the plasma treatment of a mixed gas of a fluorine-based compound and oxygen, and the formation of a hard carbon film can also be used in combination.
Improve synergistically.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0041】[0041]

【実施例1】超硬合金からなる成形金型の上型、下型の
間にリン酸系ガラス素材を配置し、100Kgの圧力、
420℃の温度で加熱成形し、成形金型に精密に対応し
た非球面コリメートレンズを製作した。
Example 1 A phosphate glass material was placed between an upper mold and a lower mold of a molding die made of a cemented carbide, and a pressure of 100 kg was applied.
Heat molding was performed at a temperature of 420 ° C. to produce an aspherical collimating lens precisely corresponding to a molding die.

【0042】ついで、このレンズを5wt%の水ガラス
を含み、0.5wt%のポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルからなるノニオン系界面活性剤からなるアルカリ
処理液に超音波振動を併用しながら30分間浸せきした
後、純水の流水中に超音波振動を併用しながら10分間
浸せきした。ついで、イソプロピルアルコールに超音波
振動を併用しながら10分間浸せきした後、90℃に加
熱したイソプロピルアルコールに5分間浸せきした後、
乾燥し、試料1を製作した。
Then, this lens was immersed in an alkali treatment solution containing a nonionic surfactant containing 0.5 wt% of polyoxyethylene alkyl ether containing 5 wt% of water glass for 30 minutes while using ultrasonic vibration together. Thereafter, the substrate was immersed in running pure water for 10 minutes while using ultrasonic vibration. Then, after immersing in isopropyl alcohol for 10 minutes while also using ultrasonic vibration, immersing in isopropyl alcohol heated to 90 ° C. for 5 minutes,
It dried and the sample 1 was produced.

【0043】同様に処理条件を変更し、試料2から8の
光学レンズガラスを作成した。透過率を測定したとこ
ろ、いずれの試料も処理前後の透過率変化は見られなか
った。比較試料として、アルカリ処理を行わない光学レ
ンズガラスを試料9、10とし、試料5〜8、試料10
の表面にフッ化マグネシウムの反射防止膜を蒸着法で形
成した。蒸着は円形の保持具でレンズを挟み行い、蒸着
後のレンズは、図3に示すように、蒸着部17の周りに
保持具による未蒸着部18がある。これらの試料を温
度:60℃、相対湿度:80%の環境槽に3ヶ月間放置
した後、光学顕微鏡で倍率100倍で観察し、外観評価
を行うと共に、透過率を測定しその変化率を算出した。
処理条件と試験結果を表1に示す。表1から明らかなよ
うに、本発明のレンズ(試料1〜8)は、表面に曇り、
異物の発生は見られず、透過率の変化も0.5%以内で
あるのに対し、処理をしないレンズは全面に白色異物が
発生し、透過率も20%以上低下し、また、フッ化マグ
ネシウムの蒸着膜からなる反射防止膜を形成したレンズ
においても、異物の発生は見られないものの、表面に部
分的な曇りの発生が見られた。なお、蒸着時の保持具に
よる周辺部の未蒸着部には、白色異物が発生していた。
Similarly, the processing conditions were changed, and optical lens glasses of Samples 2 to 8 were prepared. When the transmittance was measured, no change was observed in the transmittance of any of the samples before and after the treatment. As comparative samples, optical lens glasses not subjected to the alkali treatment were designated as Samples 9 and 10, Samples 5 to 8, and Sample 10
An antireflection film of magnesium fluoride was formed on the surface of the substrate by a vapor deposition method. The vapor deposition is performed by sandwiching the lens between circular holders. In the lens after the vapor deposition, as shown in FIG. After leaving these samples for three months in an environmental bath at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80%, they were observed with an optical microscope at a magnification of 100, and the appearance was evaluated. Calculated.
Table 1 shows the processing conditions and test results. As is clear from Table 1, the lenses of the present invention (Samples 1 to 8) had a cloudy surface,
No foreign matter was observed, and the change in transmittance was within 0.5%. On the other hand, untreated lenses produced white foreign matter on the entire surface, the transmittance decreased by 20% or more, and In the lens having an anti-reflection film made of a magnesium vapor-deposited film, no fogging was observed, but partial fogging was observed on the surface. In addition, a white foreign matter was generated in a non-evaporated part in the peripheral part by the holder at the time of evaporation.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】また、試料1の処理前後の表面分析を行っ
た。分析はオージェ分光分析によるデプスプロファイル
を測定で行った。処理前の試料では、最表面から深さ1
0nmまでの表面近傍では、ほぼリン酸成分は一定の強
度を示し、10nmから20nmまで徐々に強度は低下
し、それ以降はほぼ一定の強度を示していた。また、酸
化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムの各
成分は、逆に最表面から深さ20nmまでの表面近傍で
強度が徐々に増加し、それ以降はほぼ一定の強度を示し
ていた。このように、プレス成形したレンズでは、表面
に耐候性の低いリン酸成分が多く、耐湿性を向上させる
酸化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムの
各成分は少なくなっていた。処理後の試料では、逆の傾
向を示し、最表面から深さ10nmまでの表面近傍で
は、酸化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ムの各成分は、一定の強度を示し、10nmから20n
mまで徐々に強度は低下し、それ以降はほぼ一定の強度
を示していた。また、逆にリン酸成分は最表面から深さ
20nmまでの表面近傍で強度が徐々に増加し、それ以
降はほぼ一定の強度を示していた。アルカリ処理液への
浸せきにより、表面に耐候性の低いリン酸成分が減少
し、耐湿性を向上させる酸化アルミ、酸化珪素、酸化亜
鉛、酸化マグネシウムの各成分を増加していることを示
している。試料2〜8においても、同様の傾向の分析結
果が得られた。
The surface of Sample 1 was analyzed before and after the treatment. The analysis was performed by measuring a depth profile by Auger spectroscopy. In the sample before treatment, the depth from the outermost surface is 1
In the vicinity of the surface up to 0 nm, the phosphoric acid component exhibited a substantially constant intensity, gradually decreased from 10 nm to 20 nm, and thereafter exhibited a substantially constant intensity. On the other hand, the strength of each component of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, and magnesium oxide gradually increased in the vicinity of the surface from the outermost surface to a depth of 20 nm, and showed a substantially constant strength thereafter. As described above, in the press-molded lens, the surface has many phosphoric acid components having low weather resistance, and the components of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, and magnesium oxide that improve moisture resistance are small. In the sample after the treatment, the opposite tendency was exhibited, and in the vicinity of the surface from the outermost surface to a depth of 10 nm, each component of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, and magnesium oxide exhibited a constant strength, and showed a strength of 10 nm to 20 n.
m, the strength gradually decreased, and thereafter, the strength was almost constant. Conversely, the strength of the phosphoric acid component gradually increased near the surface from the outermost surface to a depth of 20 nm, and thereafter showed a substantially constant strength. By immersion in alkali treatment solution, phosphoric acid component with low weather resistance on the surface decreased, indicating that aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, magnesium oxide, which improve moisture resistance, were increased. . The analysis results of the same tendency were obtained in Samples 2 to 8.

【0046】[0046]

【実施例2】実施例1と同様の方法で製作した非球面コ
リメーレンズを図1のプラズマ処理装置の真空チャンバ
ー内の下電極面上に配置し、60SCCMの流量で4フ
ッ化炭素/酸素(1/10、容量比)の混合ガスを導入
しながら、ガス圧0.2Torrの条件下で、300W
のパワーでマイクロ波放電を30分間を行い、プラズマ
処理を行ない、さらに、試料の裏表を逆にして、反対面
側からも同条件でプラズマ処理をし、試料11を製作し
た。同様に処理条件を変更し、試料12〜18の光学レ
ンズガラスを作成した。透過率を測定したところ、処理
前後の透過率変化は見られなかった。なお、一部試料に
実施例1と同様フッ化マグネシウムの蒸着膜からなる反
射防止膜を形成した。これらの試料を温度:60℃、相
対湿度:80%の環境槽に3ヶ月間放置した後、光学顕
微鏡で倍率100倍で観察し、外観評価を行うと共に、
透過率を測定しその変化率を算出した。処理条件と試験
結果を表2に示す。処理条件と試験結果を表2に示す。
表2から明らかなように、本発明のレンズ(試料11〜
18)は、表面に曇り、異物の発生は見られず、透過率
の変化も0.5%以内であるのに対し、同時に評価した
処理をしないレンズは全面に白色異物が発生し、透過率
も20%以上低下し、また、フッ化マグネシウムの蒸着
膜からなる反射防止膜を形成したレンズにおいても、異
物の発生は見られないものの、表面に部分的な曇りの発
生が見られた。
Embodiment 2 An aspherical collimating lens manufactured in the same manner as in Embodiment 1 was placed on the lower electrode surface in a vacuum chamber of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, and carbon tetrafluoride / oxygen (1) was supplied at a flow rate of 60 SCCM. / 10, volume ratio) while introducing a mixed gas of 300 W under a gas pressure of 0.2 Torr.
Microwave discharge was performed at a power of 30 minutes to perform a plasma treatment, and the sample was manufactured by performing the plasma treatment under the same conditions from the opposite side, with the sample being turned upside down. Similarly, the processing conditions were changed, and optical lens glasses of samples 12 to 18 were prepared. When the transmittance was measured, no change was observed in the transmittance before and after the treatment. An anti-reflection film made of a magnesium fluoride vapor-deposited film was formed on a part of the sample as in Example 1. After leaving these samples for 3 months in an environmental bath at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80%, they were observed with an optical microscope at a magnification of 100 ×, and the appearance was evaluated.
The transmittance was measured and the rate of change was calculated. Table 2 shows the processing conditions and test results. Table 2 shows the processing conditions and test results.
As is clear from Table 2, the lenses of the present invention (samples 11 to 11)
18) is cloudy on the surface, no generation of foreign matter is observed, and the change in transmittance is within 0.5%. On the other hand, the lens which is not treated at the same time produces white foreign matter on the entire surface, and the transmittance is Also, in the lens on which the antireflection film made of the magnesium fluoride vapor-deposited film was formed, although the generation of foreign matter was not observed, partial fogging was observed on the surface.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】また、試料11〜18について、X線光電
子分光分析(ESCA)によるデプスプロファイルを測
定した。いずれの試料も、最表面から深さ20nmまで
の表面近傍にフッ素が検出され、フッ化物の形成を示し
ていた。
The depth profiles of the samples 11 to 18 were measured by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). In all samples, fluorine was detected in the vicinity of the surface from the outermost surface to a depth of 20 nm, indicating the formation of fluoride.

【0049】[0049]

【実施例3】実施例1と同様の方法で製作した非球面コ
リメーレンズを図2に示す硬質炭素膜形成装置のサブチ
ャンバー内の下電極表面に設置し、メタン、アルゴン
(3:1)の混合ガスを400SCCMの条件で導入
し、高周波(10KHz)プラズマを発生させ、下電極
に−1.0KVの直流電圧を印加し、放電を行ない20
nmの膜厚の硬質炭素膜を形成した。さらに、試料の裏
表を逆にして、反対面側からも同条件で硬質炭素膜を形
成した。このレンズを試料19とする。同様に、処理条
件を変更し、試料20から26の光学レンズガラスを作
成した。比較例として、レンズの端部を両面から抑える
ような形で保持し、グラファイトをターゲットとするス
パッタ法により両面に炭素膜を形成した試料27、28
を作成した。なお、一部試料に実施例1と同様フッ化マ
グネシウムの蒸着膜からなる反射防止膜を形成した。
Embodiment 3 An aspherical collimating lens manufactured in the same manner as in Embodiment 1 was placed on the lower electrode surface in a sub-chamber of the hard carbon film forming apparatus shown in FIG. 2, and methane and argon (3: 1) were mixed. A gas was introduced under the conditions of 400 SCCM, high-frequency (10 KHz) plasma was generated, a DC voltage of -1.0 KV was applied to the lower electrode, and discharge was performed.
A hard carbon film having a thickness of nm was formed. Further, a hard carbon film was formed under the same conditions from the opposite side, with the front and back of the sample reversed. This lens is referred to as a sample 19. Similarly, the processing conditions were changed, and optical lens glasses of Samples 20 to 26 were prepared. As a comparative example, samples 27 and 28 in which the ends of the lens were held in such a manner as to be held down from both sides, and carbon films were formed on both sides by sputtering using graphite as a target.
It was created. An anti-reflection film made of a magnesium fluoride vapor-deposited film was formed on a part of the sample as in Example 1.

【0050】また、これらの試料を温度:60℃、相対
湿度:80%の環境槽に3ヶ月間放置した後、光学顕微
鏡で倍率100倍で観察し、外観評価を行うと共に、透
過率を測定しその変化率を算出した。処理条件と試験結
果を表3に示す。表3から明らかなように、本発明のレ
ンズ(試料20〜26)は、表面に曇り、異物の発生は
見られず、透過率の変化も0.5%以内であるのに対
し、比較例のスパッタカーボンを形成したレンズ(試料
27)は、斑点状に曇りが発生してした。また、スパッ
タカーボンを形成した上にフッ化マグネシウムの蒸着膜
からなる反射防止膜を形成したレンズ(試料28)も、
部分的な曇りがみられるとともに、レンズ周辺部の保持
具による未処理部分から白色異物の発生が見られ、透過
率の低下が測定された。
After leaving these samples in an environmental bath at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80% for 3 months, they were observed with an optical microscope at a magnification of 100, and the appearance was evaluated and the transmittance was measured. Then the rate of change was calculated. Table 3 shows the processing conditions and test results. As is clear from Table 3, the lenses of the present invention (samples 20 to 26) were clouded on the surface, no foreign matter was observed, and the change in transmittance was within 0.5%. In the lens (sample 27) on which the sputtered carbon was formed, fogging occurred in spots. Also, a lens (sample 28) in which an antireflection film made of a vapor-deposited magnesium fluoride film was formed on sputtered carbon was formed.
Partial clouding was observed, white foreign matter was generated from the untreated portion of the lens at the periphery of the holder, and a decrease in transmittance was measured.

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】この(表1)、(表2)、(表3)から明
らかなように、本発明の光学ガラスレンズは長期間の高
温高湿環境での放置においても、光学ガラスレンズの表
面に曇りやミクロな異物発生もせず、また、透過率の変
化も0.5%以下と、優れた耐久性を示している。
As is apparent from Tables 1, 2 and 3, the optical glass lens of the present invention can be applied to the surface of the optical glass lens even when left in a high-temperature and high-humidity environment for a long time. No fogging or microscopic foreign matter was generated, and the change in transmittance was 0.5% or less, indicating excellent durability.

【0053】実施例1のアルカリ処理液に浸せきした試
料1に、実施例2の試料11と同条件でプラズマ処理し
た試料29、あるいは、試料1に実施例3の試料19と
同条件で硬質炭素膜を形成した試料30、さらに、アル
カリ処理液に浸せき後、プラズマ処理した試料29の上
に実施例3の試料19と同条件で硬質炭素膜を形成した
試料31を作成した。これらの試料を、更に2ヶ月間、
温度:60℃、相対湿度:80%の環境槽に放置し、環
境試験を実施したが、いずれの試料においても、異物の
発生は見られず、透過率の低下も1%以内と、優れた耐
久性を示した。
Sample 1 immersed in the alkali treatment liquid of Example 1 was replaced with Sample 29 subjected to plasma treatment under the same conditions as Sample 11 of Example 2, or Sample 1 was replaced with hard carbon under the same conditions as Sample 19 of Example 3. A sample 30 having a film formed thereon, and a sample 31 having a hard carbon film formed thereon under the same conditions as the sample 19 of Example 3 were formed on a sample 29 subjected to plasma treatment after being immersed in an alkali treatment solution. These samples were then
An environmental test was conducted by leaving the sample in an environmental bath at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80%. In any of the samples, no generation of foreign matter was observed, and a reduction in transmittance was within 1%. It showed durability.

【0054】このように、アルカリ処理、プラズマ処
理、硬質炭素膜形成の併用により、選りすぐれた耐久性
を示した。
As described above, the combination of the alkali treatment, the plasma treatment, and the formation of the hard carbon film showed excellent durability.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱物性、
光学特性を損なうことなく、耐候性、特に高温高湿下で
の耐久性を向上させた光学ガラス素子及びその製造方法
を提供することができた。さらに光学ガラス素子に、効
果的な保護効果を与えることが出来、高温高湿環境下に
おける、長期間の使用において、光学特性の劣化を防止
するという顕著な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, thermophysical properties,
An optical glass element with improved weather resistance, especially durability under high temperature and high humidity, without impairing optical characteristics, and a method for producing the same can be provided. Further, an effective protection effect can be given to the optical glass element, and a remarkable effect of preventing deterioration of optical characteristics can be obtained in long-term use in a high temperature and high humidity environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第2の実施例におけるプラズマ処理
装置の概念断面図である。
FIG. 1 is a conceptual sectional view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第3の実施例における硬質炭素膜形
成装置の概念断面図である。
FIG. 2 is a conceptual sectional view of a hard carbon film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例の蒸着法により表面に反射
防止膜を形成したレンズの外観図である。
FIG. 3 is an external view of a lens having an antireflection film formed on a surface by a vapor deposition method according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学ガラス素子 2 真空チャンバー 3 ガス導入口 4 対向電極 5 導入端子 6 プラズマ発生用電源 7 真空ポンプ 8 真空チャンバー 9 真空ポンプ 10 サブチャンバー 11 上電極 12 下電極 13 プラズマ発生用電源 14 ガス導入口 15 光学ガラス素子 16 スリット 17 蒸着部 18 未蒸着部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical glass element 2 Vacuum chamber 3 Gas inlet 4 Counter electrode 5 Introducing terminal 6 Power supply for plasma generation 7 Vacuum pump 8 Vacuum chamber 9 Vacuum pump 10 Subchamber 11 Upper electrode 12 Lower electrode 13 Power supply for plasma generation 14 Gas inlet 15 Optical glass element 16 Slit 17 Evaporated part 18 Non-evaporated part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02B 1/02 G02B 1/02 1/10 1/10 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G02B 1/02 G02B 1/02 1/10 1/10 Z

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
において、表面近傍の組成が内部の組成に比較して、リ
ン酸成分が少ないことを特徴とする光学ガラス素子。
1. An optical glass element comprising a phosphate glass, wherein the composition near the surface has less phosphoric acid components than the composition inside the optical glass element.
【請求項2】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
において、表面近傍の組成が内部の組成に比較して、酸
化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム成分
から選ばれる少なくとも一つの成分が多いことを特徴と
する光学ガラス素子。
2. In an optical glass element made of a phosphate glass, at least one component selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide and magnesium oxide has a greater composition in the vicinity of the surface than in the interior. An optical glass element, characterized in that:
【請求項3】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
において、表面がフッ素成分によって変質されたガラス
質層を含むことを特徴とする光学ガラス素子。
3. An optical glass element made of a phosphate glass, comprising a vitreous layer whose surface is altered by a fluorine component.
【請求項4】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素子
において、表面に硬質炭素膜を形成したことを特徴とす
る光学ガラス素子。
4. An optical glass element comprising a phosphate glass, wherein a hard carbon film is formed on the surface.
【請求項5】 表面近傍の組成が内部の組成に比較し
て、リン酸成分がリン(P)元素比換算で20%以上少
ない請求項1に記載の光学ガラス素子。
5. The optical glass element according to claim 1, wherein the composition in the vicinity of the surface has a phosphoric acid component that is at least 20% less in terms of the elemental ratio of phosphorus (P) than the composition in the interior.
【請求項6】 表面近傍の組成が内部の組成に比較し
て、酸化アルミ、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム成分から選ばれる少なくとも一つの成分が、アルミニ
ウム(Al)元素,珪素(Si)元素,亜鉛(Zn)元
素,マグネシウム(Mg)元素比換算で、いずれかの元
素が50%以上多い請求項2に記載の光学ガラス素子。
6. A composition in which at least one component selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide and magnesium oxide has an aluminum (Al) element and a silicon (Si) element as compared with the inner composition. 3. The optical glass element according to claim 2, wherein the content of any one of the elements is 50% or more in terms of a ratio of element, zinc (Zn) and magnesium (Mg).
【請求項7】 光学ガラス素子表面に、さらにフッ素成
分によって変質されたガラス質層を形成した請求項1又
は2に記載の光学ガラス素子。
7. The optical glass element according to claim 1, wherein a glassy layer further modified by a fluorine component is formed on the surface of the optical glass element.
【請求項8】 フッ素成分によって変質されたガラス質
層の厚さが、5〜20nmの範囲である請求項3または
7に記載の光学ガラス素子。
8. The optical glass element according to claim 3, wherein the thickness of the vitreous layer altered by the fluorine component is in the range of 5 to 20 nm.
【請求項9】 フッ素成分によって変質されたガラス質
層が、フッ素系化合物と酸素の混合ガスのプラズマ処理
によって形成されたものである請求項3,7または8に
記載の光学ガラス素子。
9. The optical glass element according to claim 3, wherein the glassy layer altered by the fluorine component is formed by plasma treatment of a mixed gas of a fluorine-based compound and oxygen.
【請求項10】 光学ガラス素子表面またはフッ素成分
を含む膜の表面に、硬質炭素膜を形成した請求項1,
2,3又は7に記載の光学ガラス素子。
10. A hard carbon film formed on an optical glass element surface or a film containing a fluorine component.
8. The optical glass element according to 2, 3, or 7.
【請求項11】 硬質炭素膜の硬度が、マイクロビッカ
ース法による測定で1500〜2500の範囲である請
求項4または10に記載の光学ガラス素子。
11. The optical glass element according to claim 4, wherein the hardness of the hard carbon film is in a range from 1500 to 2500 as measured by a micro Vickers method.
【請求項12】 硬質炭素膜の厚さが、10〜30nm
の範囲である請求項11に記載の光学ガラス素子。
12. The hard carbon film has a thickness of 10 to 30 nm.
The optical glass element according to claim 11, wherein
【請求項13】 硬質炭素膜が、プラズマCVD法によ
る分子堆積膜である請求項4または10に記載の光学ガ
ラス素子。
13. The optical glass element according to claim 4, wherein the hard carbon film is a molecular deposition film formed by a plasma CVD method.
【請求項14】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素
子を、実質的に失透しない程度のアルカリ濃度のアルカ
リ性処理液に浸漬した後、表面に残存するイオン成分を
取り除く水洗処理を行い、続いて表面に残存する水分を
取り除く水切り処理を行う光学ガラス素子の製造方法。
14. An optical glass element made of a phosphoric acid-based glass is immersed in an alkaline treatment solution having an alkali concentration not substantially devitrifying, and then subjected to a water washing treatment for removing ionic components remaining on the surface. A method for producing an optical glass element, which performs a water removal treatment for removing water remaining on the surface.
【請求項15】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素
子を、フッ素系化合物と酸素の混合ガスのプラズマで処
理し、前記光学ガラス素子表面にフッ素成分を含むガラ
ス質層を形成する光学ガラス素子の製造方法。
15. An optical glass element comprising an optical glass element made of a phosphoric acid-based glass and treated with plasma of a mixed gas of a fluorine-based compound and oxygen to form a glassy layer containing a fluorine component on the surface of the optical glass element. Production method.
【請求項16】 リン酸系ガラスからなる光学ガラス素
子を、真空チャンバー内に存在させ、一面に電極、及び
対向する面に開口部を有し、かつその表面に光学ガラス
素子を配置した対向電極を設けたサブチャンバーにおい
て、プラズマCVD法によって、前記光学ガラス素子表
面に硬質炭素膜を形成する光学ガラス素子の製造方法。
16. An opposing electrode having an optical glass element made of a phosphoric acid-based glass in a vacuum chamber, having an electrode on one surface and an opening on an opposing surface, and arranging the optical glass element on the surface. A method for manufacturing an optical glass element, wherein a hard carbon film is formed on the surface of the optical glass element by a plasma CVD method in a sub-chamber provided with.
【請求項17】 光学ガラス素子表面を、さらにフッ素
系化合物と酸素の混合ガスのプラズマで処理し、フッ素
成分を含むガラス質層を形成する請求項14に記載の光
学ガラス素子の製造方法。
17. The method for producing an optical glass element according to claim 14, wherein the surface of the optical glass element is further treated with plasma of a mixed gas of a fluorine compound and oxygen to form a glassy layer containing a fluorine component.
【請求項18】 プラズマの処理を、上下方向に配置し
た対向電極の下電極表面に光学ガラス素子を配置して行
う請求項17に記載の光学ガラス素子の製造方法。
18. The method of manufacturing an optical glass element according to claim 17, wherein the plasma processing is performed by arranging the optical glass element on a lower electrode surface of a counter electrode arranged vertically.
【請求項19】 光学ガラス素子を、さらに真空チャン
バー内に存在させ、一面に電極、及び対向する面に開口
部を有し、かつその表面に光学ガラス素子を配置した対
向電極を設けたサブチャンバーにおいて、プラズマCV
D法によって、前記光学ガラス素子表面にさらに硬質炭
素膜を形成する請求項14,15又は17に記載の光学
ガラス素子の製造方法。
19. A sub-chamber in which an optical glass element is further provided in a vacuum chamber, an electrode is provided on one surface, and an opening is provided on an opposite surface, and a counter electrode having an optical glass element disposed on the surface is provided. In the plasma CV
The method for manufacturing an optical glass element according to claim 14, 15, or 17, further comprising forming a hard carbon film on the surface of the optical glass element by a D method.
【請求項20】 対向する電極を上下方向に配置し、開
口部を有し、かつ、その表面に光学ガラス素子を配置し
た電極が、下電極である請求項19に記載の光学ガラス
素子の製造方法。
20. The method of manufacturing an optical glass element according to claim 19, wherein the opposing electrodes are arranged in the up-down direction, the opening has an opening, and the electrode on which the optical glass element is arranged is a lower electrode. Method.
【請求項21】 アルカリ性処理液のアルカリ濃度が、
1〜10重量%の範囲である請求項14に記載の光学ガ
ラス素子の製造方法。
21. The alkaline processing liquid having an alkali concentration of:
The method for producing an optical glass element according to claim 14, wherein the content is in a range of 1 to 10% by weight.
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