光学素子及びその製造方法
【課題】環境耐久性の悪いリン酸ガラス等を使用した光学素子であっても、実用に耐える環境耐久性を持つことを可能とするガラス製光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】芯ガラス２の光学機能面表面に光学機能膜３が形成されたリン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる光学素子であって、光学機能膜３が形成されていない光学素子の側面のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜４で被覆されてなる光学素子１及びその製造方法。
【解決手段】芯ガラス２の光学機能面表面に光学機能膜３が形成されたリン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる光学素子であって、光学機能膜３が形成されていない光学素子の側面のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜４で被覆されてなる光学素子１及びその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境耐久性を向上させた光学素子及びその製造方法に係り、特に、リン酸ガラスなどを硝材として用いた際に、光学素子のクモリ、変質を抑制し環境耐久性を向上させた光学素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラスレンズなどの光学ガラス素子をプレス成形し、成形面を研磨等せずにそのまま使用することを可能とする直接プレス成形法が注目されている。
【０００３】
このプレス成形法に用いられる硝材は、プレス成形温度を低くして加工性を向上させる場合には、ガラス転移点が低くなるように組成が調整される。例えば、特に低いガラス転移点を実現するために、ガラスの組成系をシリカガラスからリン酸ガラスに変更することで大幅な成形温度の低下が実現できることが知られている。
【０００４】
ところが、リン酸ガラスを用いた場合には環境耐久性が著しく低下してしまい、これに対して、反射防止膜などの光学機能膜をガラス表面に成膜することで表面を保護して環境耐久性の低下を防止しようとする動きもある。しかし、このような光学機能膜を成膜しても環境耐久性については芳しくない場合があった。
【０００５】
また、プレス成形用硝材に限らず光学ガラスの中には、光学性能を優先するためにリン酸を主成分としたリン酸ガラスや、さらにフッ素を添加したフツリン酸ガラスも存在する。これらは、光学性能を優先するため、環境耐久性については低いまま使用されており、この環境耐久性の低さが実用上大きな問題となっている。
【０００６】
上記のように環境耐久性が悪い硝材を実用化する場合には、従来は、（１）反射防止膜の第１層をアルミナなどの緻密な膜にして、水分の進入を防止したり（例えば、特許文献１参照。）、（２）レンズの全面を反射防止膜などの膜でコートし、水分の影響を無くしたり（例えば、特許文献２参照。）、（３）反射防止膜の成膜方法を通常の真空蒸着ではなくＩＡＤ（イオンビームアシスト成膜）を使用した真空蒸着を用いたり、（４）プレス成形品の表面変質層に着目して１層目にＳｉＯ２を成膜し、ガラスと反射防止膜の密着性を高めたり（例えば、特許文献３参照。）、する等の方法により改善を図ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１５９８０３号公報
【特許文献２】特開平２−１７８６０１号公報
【特許文献３】特開平１−２８７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、（１）の方法では、第１層にいかに緻密な膜を成膜しても、レンズの側面はガラスがむき出しのため、湿度の高い雰囲気に置かれると、側面からリン酸成分が溶け出しそれがレンズ光学面の表面と反応し、結果としてレンズにクモリが発生することがわかった。
【０００９】
また、（２）の方法では、レンズの側面も膜で覆われているため、リン酸の溶け出しがないためクモリの防止効果はあるが、１回で全面にコートできるディップコートを採用しており、この方法に使用される薬品はガラスを溶かす作用があるため、環境耐久性が悪い硝材を浸すとガラス表面が白濁したり、ガラスそのものが溶けて無くなったり、適用できる硝材に制限があった。
【００１０】
さらに、（２）のような全面コートを通常の蒸着方法で行うと、側面にコートするのが困難であり、光学機能面のみをコートするのであれば通常表裏の２回成膜で済むものが、側面への成膜がプラスされるため、成膜回数が４〜６回程度と大幅に増加するとともに、特殊な治具や光学機能面の反射防止膜の性能が確保できづらいなど様々な問題が発生してしまう。
【００１１】
また、（３）の方法は、膜の密着性を強固にするのには効果的であるが、レンズの側面はむき出しのため（１）の方法と同様にレンズにクモリが発生することがあった。さらに、ＩＡＤ方式は装置の価格が通常の真空蒸着の場合よりも大幅に高いため、コスト的にも問題である。
【００１２】
また、（４）の方法では、ＳｉＯ２もアルミナと同様緻密な膜であるが、第１層にいかに緻密な膜を成膜しても、レンズの側面はガラスがむき出しのため、湿度の高い雰囲気に置かれると、側面からリン酸成分が溶け出しそれがレンズ光学面の表面と反応し、結果としてレンズにクモリが発生することになる。また、ＳｉＯ２の単層膜の場合には、レンズは曇らないと思われるが、反射防止膜としての特性（反射率）が通常のフッ化マグネシウムの場合よりも２％程度悪化するため、レンズの性能が低下してしまう欠点がある。
【００１３】
上述したように、従来の方法では、耐久性の悪い硝材、特にリン酸ガラスの環境耐久性を完全に実用に耐えるレベルに引き上げ、さらにレンズの光学特性を確保するには不十分であった。
【００１４】
本発明は、環境耐久性の悪い硝材、例えば、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなるガラス製光学素子であっても、高温高湿下で長時間保持したときに表面にクモリなどの劣化、変質を生じないようにした光学素子及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は環境耐久性が悪い硝材、特にリン酸ガラスを用いた表面に反射防止膜などの光学機能膜を持つ光学素子の環境耐久性を向上させるため、種々検討した結果、光学素子の側面（コバ部）への耐水性塗料の塗布が非常に効果的であることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明の光学素子は、光学機能面表面に光学機能膜が形成されたガラスからなる光学素子であって、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面（コバ部）のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜で被覆されてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光学素子の製造方法は、ガラスからなる光学素子の光学機能面に光学機能膜を形成し、さらに、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面（コバ部）のガラス表面に、ポリエステルを主成分とする耐水性塗料を塗布、乾燥して耐水性塗膜を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学素子及びその製造方法によれば、環境耐久性の悪いガラスを硝材としたガラス製光学素子の硝材及びレンズ表面に形成された光学機能膜が、高温高湿雰囲気においても侵されないため、光学素子の劣化を効果的に抑制でき、光学機能を安定に確保できる。
【００１９】
また、本発明の光学素子の製造方法によれば、従来の製造方法を利用して、工程数の少ない簡便な操作を付加するだけでよいため、高温高湿雰囲気下でもクモリの発生がない環境耐久性を向上させた光学素子を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である光学素子の断面図である。
【図２】本発明による光学機能膜を成膜する際に用いられる真空蒸着装置の概略構成図である。
【図３】表４の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【図４】表５の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【図５】表６の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の光学素子は、上記したように、ガラス製の光学素子の表面（光学機能面）に、光学機能膜を形成してなり、さらに、その光学素子の側面（コバ部）には耐水性塗膜が形成され、光学素子の硝材全面が光学機能膜及び耐水性塗料により被覆された構成を有する。
【００２２】
図１は、本発明の光学素子の概略構成を示した断面図である。ここで光学素子１は、芯ガラス２と、その表面（光学機能面）に形成された光学機能膜３と芯ガラス２の側面（コバ部）に形成されたポリエステルを主成分とする耐水性塗料からなる耐水性塗膜４とからなる。
【００２３】
ここで、芯ガラス２は、環境耐久性の悪い硝材、例えば、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなるものであり、光学素子として加工して得られる。この芯ガラス２は、公知の光学素子の製造方法により得られ、光学素子（レンズ）の製造方法としては、ガラス材料を切断、丸め、荒ずり、砂かけ、研磨、芯取りしたり、又はガラス材料をモールド成形によりプレス、芯取りしたり、する方法で得られる。
【００２４】
なお、芯ガラス２の硝材としては、例えば、表１〜３で示した組成（質量％）を有するリン酸ガラス又はフツリン酸ガラスが挙げられる。これら硝材については、その屈折率（ｎｄ）、アッベ数（ｖｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）もあわせて示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
ここで表１に示す硝材は、プレス成形用にガラス転移点を下げて低い温度で成形できるようにリン酸主成分のガラスとしたものである。その成分はＰ２Ｏ５ ４５〜５３質量％、ＺｎＯ ７〜３７質量％、Ｋ２Ｏ ０〜９質量％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０質量％、Ｌｉ２Ｏ １〜４質量％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１０質量％，ＢａＯ ０〜１０質量％、ＣａＯ ０〜５質量％、他微量成分（Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｒＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５）がそれぞれ ０〜２質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．５３〜１．６０、アッベ数νｄは５９〜６４の範囲となっている。
【００２９】
表２に示す硝材は、光学特性上もともとリン酸を主成分とする硝材であるが、プレス成形用にさらにガラス転移点を下げ低い温度で成形できるように調整した硝材である。その成分はＰ２Ｏ５ ３６〜４８質量％、Ｂ２Ｏ３ ４〜１１質量％、Ｌｉ２Ｏ ３〜５質量％、ＢａＯ １５〜３８質量％、ＣａＯ ２〜９質量％、ＭｇＯ ０〜７質量％、ＳｒＯ ０〜８質量％、Ａｌ２Ｏ３ ２〜４質量％、他微量成分（ＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３）がそれぞれ ０〜４質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．５８〜１．６２、アッベ数νｄは６３〜６８の範囲となっている。
【００３０】
表３に示す硝材は通常の光学ガラスであり、プレス成形用ではないが、光学特性上所定の用途に使用されるもので、リン酸を主成分とし、さらにフッ素を添加したフツリン酸ガラスである。光学特性を優先したために環境耐久性は著しく劣悪である。その成分はＰ２Ｏ５ ０〜７質量％、ＮａＦ ０〜２質量％、ＡｌＦ３ １２〜３２質量％、ＭｇＦ２ ５〜１１質量％、ＣａＦ２ １５〜１７質量％、ＳｒＦ２ １９〜２６質量％、Ａｌ（ＰＯ３）３ ０〜２７質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．４３〜１．５０、アッベ数νｄは８１〜９６の範囲となっている。
【００３１】
上記したように、高温高湿等の過酷な環境下においては、この芯ガラス２の材質自体がそれほど強くなく、また、これまでも、その表面に光学機能膜である反射防止膜等が形成されている例はあるが、環境耐久性についてはほとんど効果のないものであり、リン酸ガラス及びフツリン酸ガラスを硝材として用いた光学素子は過酷な環境下での用途には用いられてこなかった。
【００３２】
例えば、反射防止膜の典型例として、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を最表面層としたものがあるが、この反射防止膜を形成したリン酸ガラスについて環境耐久試験を行った結果、ガラス表面が侵食され、クモリが生じてしまった。
【００３３】
本発明者らは、この光学素子のクモリのメカニズムを検討した結果、次のようなステップ１〜４でクモリが生成することを突き止めた。
【００３４】
ステップ１：高温高湿条件で光学素子の側面からリン酸ガラス中のリン酸が溶け出す。
ステップ２：溶け出したリン酸が光学素子の光学機能膜表面、すなわち最表面層に付着する。
ステップ３：表面に付着したリン酸は、反射防止膜の最表面層に採用されているフッ化マグネシウムと反応する。
ステップ４：フッ化マグネシウムは劣化し、光学素子表面にクモリが発生する。
【００３５】
上記は、環境耐久試験で劣化した光学素子を詳細に分析した結果判明したもので、具体的には、クモリの発生したレンズの表面を表面側から詳細に組成分析していくと、劣化が生じているのは最表面層のみであり、その次の層は全く劣化していないことがわかった。
【００３６】
すなわち、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスにおいては、その硝材の側面から発生するリン酸成分が最表面層と反応してクモリを生じていたのであり、本発明者らは、環境耐久性が低くなる原因を初めて解明した。
【００３７】
そこで、本発明者らは、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる芯ガラス２の表面（光学機能面）に光学機能膜３を設け、側面（コバ部）に耐水性の塗膜４を設ける構成とすることによって、環境耐久性の向上した光学素子が得られることを見出したのである。
【００３８】
ここで、光学機能膜３としては、反射防止膜、ＩＲカットフィルター、反射膜、保護膜、バンドパスフィルター、ローカットフィルター等が挙げられ、コバ部に耐水性塗膜４を設ける構成とすれば、その他の膜構成は、所望の機能を発揮するように公知の材質を用いて、所定の規格に適合するように構成すればよい。
【００３９】
また、この光学機能膜３は、単層あるいは２層以上の膜を積層しても良い。
【００４０】
なお、光学機能膜３は、芯ガラス２の光学機能面に形成され、その側面（コバ部）には形成されていない。そのため、芯ガラス２表面は、全てが光学機能膜で被覆されてはおらず、部分的に光学機能膜３が形成された状態となっている。このようにすれば、光学機能膜が必要な光学機能面のみに形成され、光学的に意味のない側面には形成しないようにして、製造に際してコスト、手間を軽減できる。
【００４１】
そして、側面（コバ部）に形成する耐水性塗膜４は、上記した光学機能膜３が形成されていない芯ガラス２の側面に形成される。この耐水性塗膜４を形成することで、芯ガラス２は全面において被覆され、外気と接することがない。そのため、従来のように光学素子の側面のガラスがむき出しであることに起因して、ガラス中のリン酸成分が水分の多い雰囲気下では溶けだし、光学機能面の最表面層と反応して引き起こしていた機能低下を防止できる。
【００４２】
ここで用いる耐水性塗料は、ポリエステルを主成分とする樹脂が好ましく、このような主成分を溶剤に溶解して光学素子に塗布し、乾燥して固化させることで耐水性塗膜を容易に形成できればよい。主成分であるポリエステルとしては、耐水性を有する塗料として用いられるものであればよく、不飽和ポリエステルにスチレンモノマーが添加されたものが好ましい。この耐水性塗料としては、特に、塗布が容易になるようにシンナー等の溶剤で希釈して使用可能な塗料がより好ましく、例えば、「ファスタイトNo.140（Ｎ）」（大橋化学工業社製、商品名）等が挙げられる。この耐水性塗料として、例えば、エポキシ系塗料、アクリル系塗料、シラノール系塗料、フッ素樹脂系塗料等では、実際には完全に水分を遮断できないため本発明には不適である。
【００４３】
耐水性塗膜４は、１種類のポリエステル系塗料で形成されても良いし、複数のポリエステル系樹脂を重ね塗りしても良い。光学素子の用途によっては、コバ部に墨塗りが必要な場合がある。このような場合には、本発明のポリエステル系塗料を塗布してから、従来の墨を塗布しても良いし、本発明のポリエステル系塗料の黒色のものを塗布しても良い。
【００４４】
芯ガラス２の側面をポリエステルを主成分とする耐水性塗料からなる膜とすることで側面からのリン酸の発生を防止し、最表面層をリン酸成分の反応を防止できる。
【００４５】
この耐水性塗膜４の膜厚は、その性能を損なわない範囲で任意に設定できるが、好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲である。１μｍ未満では、膜の緻密性が低くなり反応を防止する特性が不十分となる恐れがあり、１００μｍを超えると膜の厚みのばらつきが大きくなり光学素子に求められる直径の公差（通常は±５〜２０μｍ程度）を満たすことが困難になるとともに膜にクラックが発生しやすくなるため好ましくない。１００μｍを超えた場合には、さらに塗布や乾燥に時間がかかり経済的にも問題となる。
【００４６】
次に、本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子は、従来公知の方法、例えば、ガラス材料を切断、丸め、荒ずり、砂かけ、研磨、芯取り、という方法か、光学素子成形素材を加熱軟化させ、成形型によりプレスし、必要に応じて芯取りする方法、により得られた芯ガラス２の表面に、常法により光学機能薄膜３を形成し、その後に、側面に墨塗りと同様の方法で耐水性塗料を塗布、乾燥させて耐水性塗膜４を形成すればよい。
【００４７】
上記リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスの光学機能表面に、光学機能膜を形成するには、公知の薄膜形成方法を使用できる。例えば、抵抗加熱、電子ビーム等により蒸着原料を気化させる真空蒸着成膜法がコスト的に有利である。また、真空蒸着を採用する場合には、プラズマアシスト又はイオンアシスト蒸着成膜法が膜形成を効率良くできる点で好ましい。また、次に挙げるように、真空蒸着以外にもスパッタリング、ＣＶＤ等の公知の成膜方法も使用できる。
【００４８】
以下、図１及び図２を参照しながら、芯ガラス２に真空蒸着成膜法により光学機能膜３を形成する方法を説明する。ここで、図２は、真空蒸着装置の概略構成を示した図である。
【００４９】
まず、芯ガラス２を超音波洗浄機により通常のガラス洗浄工程により洗浄した後、成膜用のドーム１３に芯ガラス２をセットし、真空チャンバー１１内に載置する。真空排気口１４からチャンバー内を真空排気しながら、加熱ヒータ１２より芯ガラス２を１５０℃〜３５０℃に加熱する。加熱する温度は芯ガラス２のガラス転移点に応じて選択すればよく、ガラス転移点よりも１００℃以上低い温度とすればよい。
【００５０】
なお、成膜時に加熱する理由は、膜の緻密性を上げるためであり、加熱しない場合には膜がぼそぼその状態になり好ましくない。真空チャンバー１１内部の真空度が１×１０−３Ｐａ以下になるまで排気した後、蒸発源１６である各種物質を電子銃１７により蒸発させ、芯ガラス２上に光学機能膜３となる薄膜を形成する。なお、ガス導入口１５からは、蒸着する物質が酸化物の場合に酸化物が所望の酸化状態となるように、必要に応じて成膜中に酸素を導入する。
【００５１】
膜構成は、通常のレンズに要求される特性を満たすように、かつ、光学機能膜としての機能を十分に発揮できるように予め設計して決定する。
【００５２】
次いで、光学機能膜３が形成されていない芯ガラス２の側面に、溶剤に溶解したポリエステルを主成分とした耐水性塗料を、芯ガラス２が外気と接触しないように塗布し、これを乾燥させて本発明の光学素子１が得られる。
【００５３】
シンナーと塗料の混合比率は、塗布しやすい粘度が得られれば特に制限はないが、おおむね１：４から２：１の範囲とすることが好ましい。混合比率は、塗布する環境の温度にも左右され、温度が高めの環境下では、シンナーが多めが良い。乾燥は１４０℃で１時間程度加熱すると十分な強度の膜が得られる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
＜光学素子（芯ガラス）の準備＞
表２の硝材Ｎｏ．７に示した組成を有するリン酸を主成分とする光学ガラスのブロック（板材）から素材を切り出し、常法により研削、研磨、芯取りを行い、外径φ７ｍｍ、中心肉厚４．３ｍｍ、曲率半径が両面とも７ｍｍ、（コバ厚：２．４２４ｍｍ）、（体積０．１３ｃｃ）の両凸レンズ形状の芯ガラス２に加工した。
【００５５】
＜反射防止膜（光学機能薄膜）の形成＞
得られた芯ガラス２を超音波洗浄機により通常のガラス洗浄工程により洗浄した後、図２に示す真空蒸着装置により本発明の反射防止膜として機能する光学機能膜３を形成した。図１は本発明の光学素子の一実施形態を示した断面図であり、光学素子の芯ガラス２は、表２の硝材Ｎｏ．７に示したリン酸を主成分とする光学ガラスよりなる。光学機能薄膜３は、通常の単層膜（フッ化マグネシウム膜；表４）および通常のマルチコート（表５〜表６）である。
【００５６】
まず、成膜用のドーム１３に芯ガラス２をセットし、真空チャンバー１１内に載置した。真空排気口１４から真空排気しながら、加熱ヒータ１２より芯ガラスを１５０℃〜３５０℃に加熱した。加熱する温度はガラスの転移点に応じて選択した。すなわち転移点よりも１００℃以上低い温度とした。
【００５７】
真空チャンバー１１内部の真空度が１×１０−３Ｐａ以下になるまで排気した後、蒸発源である各種物質を電子銃１７により蒸発させ、芯ガラス２上に膜を形成した。
【００５８】
以下に記載した表４〜表６中において、芯ガラスに直接形成される膜を第１層とし、順次第２層、第３層、…第Ｎ層と積層する順番に番号を付与した。最大数となる第Ｎ層が最表面層であり、ＡＩＲは空気（最表面層が空気と接触していること）を表わす。
【００５９】
表４に、芯ガラスの表面にフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）単層膜を形成した反射防止膜の構成を、図３にはその反射特性を示した。
【００６０】
【表４】
【００６１】
表５に、芯ガラスの表面に従来の多層膜（７層）を形成した反射防止膜の構成を、図４にはその反射特性を示した。なお、表中にＯＨ５とあるのは、キヤノンオプトロン社製の蒸着材料の商品名であり、ＺｒＯ２とＴｉＯ２の混合物である。
【００６２】
【表５】
【００６３】
次に、代表例として表３の硝材Ｎｏ．１２、ｎｄが１．４３４２５のガラスに反射防止膜を成膜した。
【００６４】
表６に、芯ガラスの表面に従来の多層膜（５層）を形成した反射防止膜の構成を、図５にはその反射特性を示した。
【００６５】
【表６】
【００６６】
＜コバ部塗膜の形成＞
反射防止膜を形成した光学素子の側面（コバ部）に墨塗り機を用いて耐水性塗料を塗布し、耐水性塗膜４を形成した。
塗料は大橋化学工業製のファスタイト１４０（Ｎ）を用いた。色はマットブラックとクリアーの２種類とした。ファスタイト１４０（Ｎ）と専用シンナー２３５０（大橋化学工業社製）の比率は１：１とし、添加剤Ｎｏ．５２５（大橋化学工業社製）を全量に対して３％添加した。
塗料の膜厚は、１、１０、２０、５０μｍとした。塗料を塗布した後にオーブンを用いて、１４０℃３０分の焼成（乾燥）を行った。
【００６７】
＜環境耐久試験＞
上記のように得られた光学素子について、環境耐久試験を行った。環境耐久試験は、６０℃、９０％ＲＨに保持された恒温恒湿装置に、得られた光学素子を投入することで行った。投入してから、１２５時間、２５０時間、５００時間、７５０時間、１０００時間後の各時間での光学素子のクモリ、クラックの発生状況について高輝度光源を用いて目視観察により行った。さらに顕微鏡観察もあわせて行った。硝材Ｎｏ．７、ｎｄが１．５９２１６のガラスの結果、硝材Ｎｏ．１２、ｎｄが１．４３４２５のガラスの結果を表７に示した。
【００６８】
【表７】
【００６９】
表７の実施例より、コバ部にポリエステル系塗料のファスタイトを塗布すれば環境耐久性が良好になることがわかった。また、塗料の膜厚を厚くしすぎると、塗膜にクラックが入り、そこから水が浸入するため耐久性がかえって悪くなった。
【００７０】
Ｎｏ．７、Ｎｏ．１２以外の硝材（Ｎｏ．１〜６、８〜１１）についても同様に試験を行ったところ、多少の違いはあるものの、同様の傾向を示した。なお、サンプルをプレス成形により作製したレンズに変えて同様の試験を行ったが、同様の結果が得られた。
【００７１】
上記実施例では、大橋工業社製のファスタイト１４０（Ｎ）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、関西ペイント社製のＴＨ−１０００（商品名）、浜二ペイント社製のソルレスサフェーサーＮＡＣ−３５０−５０ブラック（商品名）、などでも良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００７２】
１…光学素子、２…芯ガラス、３…光学機能膜、４…耐水性塗膜、１１…真空チャンバー、１２…加熱ヒータ、１３…ドーム、１４…真空排気口、１５…ガス導入口、１６…蒸発源、１７…電子銃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境耐久性を向上させた光学素子及びその製造方法に係り、特に、リン酸ガラスなどを硝材として用いた際に、光学素子のクモリ、変質を抑制し環境耐久性を向上させた光学素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラスレンズなどの光学ガラス素子をプレス成形し、成形面を研磨等せずにそのまま使用することを可能とする直接プレス成形法が注目されている。
【０００３】
このプレス成形法に用いられる硝材は、プレス成形温度を低くして加工性を向上させる場合には、ガラス転移点が低くなるように組成が調整される。例えば、特に低いガラス転移点を実現するために、ガラスの組成系をシリカガラスからリン酸ガラスに変更することで大幅な成形温度の低下が実現できることが知られている。
【０００４】
ところが、リン酸ガラスを用いた場合には環境耐久性が著しく低下してしまい、これに対して、反射防止膜などの光学機能膜をガラス表面に成膜することで表面を保護して環境耐久性の低下を防止しようとする動きもある。しかし、このような光学機能膜を成膜しても環境耐久性については芳しくない場合があった。
【０００５】
また、プレス成形用硝材に限らず光学ガラスの中には、光学性能を優先するためにリン酸を主成分としたリン酸ガラスや、さらにフッ素を添加したフツリン酸ガラスも存在する。これらは、光学性能を優先するため、環境耐久性については低いまま使用されており、この環境耐久性の低さが実用上大きな問題となっている。
【０００６】
上記のように環境耐久性が悪い硝材を実用化する場合には、従来は、（１）反射防止膜の第１層をアルミナなどの緻密な膜にして、水分の進入を防止したり（例えば、特許文献１参照。）、（２）レンズの全面を反射防止膜などの膜でコートし、水分の影響を無くしたり（例えば、特許文献２参照。）、（３）反射防止膜の成膜方法を通常の真空蒸着ではなくＩＡＤ（イオンビームアシスト成膜）を使用した真空蒸着を用いたり、（４）プレス成形品の表面変質層に着目して１層目にＳｉＯ２を成膜し、ガラスと反射防止膜の密着性を高めたり（例えば、特許文献３参照。）、する等の方法により改善を図ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１５９８０３号公報
【特許文献２】特開平２−１７８６０１号公報
【特許文献３】特開平１−２８７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、（１）の方法では、第１層にいかに緻密な膜を成膜しても、レンズの側面はガラスがむき出しのため、湿度の高い雰囲気に置かれると、側面からリン酸成分が溶け出しそれがレンズ光学面の表面と反応し、結果としてレンズにクモリが発生することがわかった。
【０００９】
また、（２）の方法では、レンズの側面も膜で覆われているため、リン酸の溶け出しがないためクモリの防止効果はあるが、１回で全面にコートできるディップコートを採用しており、この方法に使用される薬品はガラスを溶かす作用があるため、環境耐久性が悪い硝材を浸すとガラス表面が白濁したり、ガラスそのものが溶けて無くなったり、適用できる硝材に制限があった。
【００１０】
さらに、（２）のような全面コートを通常の蒸着方法で行うと、側面にコートするのが困難であり、光学機能面のみをコートするのであれば通常表裏の２回成膜で済むものが、側面への成膜がプラスされるため、成膜回数が４〜６回程度と大幅に増加するとともに、特殊な治具や光学機能面の反射防止膜の性能が確保できづらいなど様々な問題が発生してしまう。
【００１１】
また、（３）の方法は、膜の密着性を強固にするのには効果的であるが、レンズの側面はむき出しのため（１）の方法と同様にレンズにクモリが発生することがあった。さらに、ＩＡＤ方式は装置の価格が通常の真空蒸着の場合よりも大幅に高いため、コスト的にも問題である。
【００１２】
また、（４）の方法では、ＳｉＯ２もアルミナと同様緻密な膜であるが、第１層にいかに緻密な膜を成膜しても、レンズの側面はガラスがむき出しのため、湿度の高い雰囲気に置かれると、側面からリン酸成分が溶け出しそれがレンズ光学面の表面と反応し、結果としてレンズにクモリが発生することになる。また、ＳｉＯ２の単層膜の場合には、レンズは曇らないと思われるが、反射防止膜としての特性（反射率）が通常のフッ化マグネシウムの場合よりも２％程度悪化するため、レンズの性能が低下してしまう欠点がある。
【００１３】
上述したように、従来の方法では、耐久性の悪い硝材、特にリン酸ガラスの環境耐久性を完全に実用に耐えるレベルに引き上げ、さらにレンズの光学特性を確保するには不十分であった。
【００１４】
本発明は、環境耐久性の悪い硝材、例えば、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなるガラス製光学素子であっても、高温高湿下で長時間保持したときに表面にクモリなどの劣化、変質を生じないようにした光学素子及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は環境耐久性が悪い硝材、特にリン酸ガラスを用いた表面に反射防止膜などの光学機能膜を持つ光学素子の環境耐久性を向上させるため、種々検討した結果、光学素子の側面（コバ部）への耐水性塗料の塗布が非常に効果的であることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明の光学素子は、光学機能面表面に光学機能膜が形成されたガラスからなる光学素子であって、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面（コバ部）のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜で被覆されてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光学素子の製造方法は、ガラスからなる光学素子の光学機能面に光学機能膜を形成し、さらに、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面（コバ部）のガラス表面に、ポリエステルを主成分とする耐水性塗料を塗布、乾燥して耐水性塗膜を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学素子及びその製造方法によれば、環境耐久性の悪いガラスを硝材としたガラス製光学素子の硝材及びレンズ表面に形成された光学機能膜が、高温高湿雰囲気においても侵されないため、光学素子の劣化を効果的に抑制でき、光学機能を安定に確保できる。
【００１９】
また、本発明の光学素子の製造方法によれば、従来の製造方法を利用して、工程数の少ない簡便な操作を付加するだけでよいため、高温高湿雰囲気下でもクモリの発生がない環境耐久性を向上させた光学素子を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である光学素子の断面図である。
【図２】本発明による光学機能膜を成膜する際に用いられる真空蒸着装置の概略構成図である。
【図３】表４の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【図４】表５の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【図５】表６の光学機能膜における波長と分光反射率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の光学素子は、上記したように、ガラス製の光学素子の表面（光学機能面）に、光学機能膜を形成してなり、さらに、その光学素子の側面（コバ部）には耐水性塗膜が形成され、光学素子の硝材全面が光学機能膜及び耐水性塗料により被覆された構成を有する。
【００２２】
図１は、本発明の光学素子の概略構成を示した断面図である。ここで光学素子１は、芯ガラス２と、その表面（光学機能面）に形成された光学機能膜３と芯ガラス２の側面（コバ部）に形成されたポリエステルを主成分とする耐水性塗料からなる耐水性塗膜４とからなる。
【００２３】
ここで、芯ガラス２は、環境耐久性の悪い硝材、例えば、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなるものであり、光学素子として加工して得られる。この芯ガラス２は、公知の光学素子の製造方法により得られ、光学素子（レンズ）の製造方法としては、ガラス材料を切断、丸め、荒ずり、砂かけ、研磨、芯取りしたり、又はガラス材料をモールド成形によりプレス、芯取りしたり、する方法で得られる。
【００２４】
なお、芯ガラス２の硝材としては、例えば、表１〜３で示した組成（質量％）を有するリン酸ガラス又はフツリン酸ガラスが挙げられる。これら硝材については、その屈折率（ｎｄ）、アッベ数（ｖｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）もあわせて示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
ここで表１に示す硝材は、プレス成形用にガラス転移点を下げて低い温度で成形できるようにリン酸主成分のガラスとしたものである。その成分はＰ２Ｏ５ ４５〜５３質量％、ＺｎＯ ７〜３７質量％、Ｋ２Ｏ ０〜９質量％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０質量％、Ｌｉ２Ｏ １〜４質量％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１０質量％，ＢａＯ ０〜１０質量％、ＣａＯ ０〜５質量％、他微量成分（Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｒＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５）がそれぞれ ０〜２質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．５３〜１．６０、アッベ数νｄは５９〜６４の範囲となっている。
【００２９】
表２に示す硝材は、光学特性上もともとリン酸を主成分とする硝材であるが、プレス成形用にさらにガラス転移点を下げ低い温度で成形できるように調整した硝材である。その成分はＰ２Ｏ５ ３６〜４８質量％、Ｂ２Ｏ３ ４〜１１質量％、Ｌｉ２Ｏ ３〜５質量％、ＢａＯ １５〜３８質量％、ＣａＯ ２〜９質量％、ＭｇＯ ０〜７質量％、ＳｒＯ ０〜８質量％、Ａｌ２Ｏ３ ２〜４質量％、他微量成分（ＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３）がそれぞれ ０〜４質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．５８〜１．６２、アッベ数νｄは６３〜６８の範囲となっている。
【００３０】
表３に示す硝材は通常の光学ガラスであり、プレス成形用ではないが、光学特性上所定の用途に使用されるもので、リン酸を主成分とし、さらにフッ素を添加したフツリン酸ガラスである。光学特性を優先したために環境耐久性は著しく劣悪である。その成分はＰ２Ｏ５ ０〜７質量％、ＮａＦ ０〜２質量％、ＡｌＦ３ １２〜３２質量％、ＭｇＦ２ ５〜１１質量％、ＣａＦ２ １５〜１７質量％、ＳｒＦ２ １９〜２６質量％、Ａｌ（ＰＯ３）３ ０〜２７質量％となっている。また屈折率ｎｄは、１．４３〜１．５０、アッベ数νｄは８１〜９６の範囲となっている。
【００３１】
上記したように、高温高湿等の過酷な環境下においては、この芯ガラス２の材質自体がそれほど強くなく、また、これまでも、その表面に光学機能膜である反射防止膜等が形成されている例はあるが、環境耐久性についてはほとんど効果のないものであり、リン酸ガラス及びフツリン酸ガラスを硝材として用いた光学素子は過酷な環境下での用途には用いられてこなかった。
【００３２】
例えば、反射防止膜の典型例として、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）を最表面層としたものがあるが、この反射防止膜を形成したリン酸ガラスについて環境耐久試験を行った結果、ガラス表面が侵食され、クモリが生じてしまった。
【００３３】
本発明者らは、この光学素子のクモリのメカニズムを検討した結果、次のようなステップ１〜４でクモリが生成することを突き止めた。
【００３４】
ステップ１：高温高湿条件で光学素子の側面からリン酸ガラス中のリン酸が溶け出す。
ステップ２：溶け出したリン酸が光学素子の光学機能膜表面、すなわち最表面層に付着する。
ステップ３：表面に付着したリン酸は、反射防止膜の最表面層に採用されているフッ化マグネシウムと反応する。
ステップ４：フッ化マグネシウムは劣化し、光学素子表面にクモリが発生する。
【００３５】
上記は、環境耐久試験で劣化した光学素子を詳細に分析した結果判明したもので、具体的には、クモリの発生したレンズの表面を表面側から詳細に組成分析していくと、劣化が生じているのは最表面層のみであり、その次の層は全く劣化していないことがわかった。
【００３６】
すなわち、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスにおいては、その硝材の側面から発生するリン酸成分が最表面層と反応してクモリを生じていたのであり、本発明者らは、環境耐久性が低くなる原因を初めて解明した。
【００３７】
そこで、本発明者らは、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる芯ガラス２の表面（光学機能面）に光学機能膜３を設け、側面（コバ部）に耐水性の塗膜４を設ける構成とすることによって、環境耐久性の向上した光学素子が得られることを見出したのである。
【００３８】
ここで、光学機能膜３としては、反射防止膜、ＩＲカットフィルター、反射膜、保護膜、バンドパスフィルター、ローカットフィルター等が挙げられ、コバ部に耐水性塗膜４を設ける構成とすれば、その他の膜構成は、所望の機能を発揮するように公知の材質を用いて、所定の規格に適合するように構成すればよい。
【００３９】
また、この光学機能膜３は、単層あるいは２層以上の膜を積層しても良い。
【００４０】
なお、光学機能膜３は、芯ガラス２の光学機能面に形成され、その側面（コバ部）には形成されていない。そのため、芯ガラス２表面は、全てが光学機能膜で被覆されてはおらず、部分的に光学機能膜３が形成された状態となっている。このようにすれば、光学機能膜が必要な光学機能面のみに形成され、光学的に意味のない側面には形成しないようにして、製造に際してコスト、手間を軽減できる。
【００４１】
そして、側面（コバ部）に形成する耐水性塗膜４は、上記した光学機能膜３が形成されていない芯ガラス２の側面に形成される。この耐水性塗膜４を形成することで、芯ガラス２は全面において被覆され、外気と接することがない。そのため、従来のように光学素子の側面のガラスがむき出しであることに起因して、ガラス中のリン酸成分が水分の多い雰囲気下では溶けだし、光学機能面の最表面層と反応して引き起こしていた機能低下を防止できる。
【００４２】
ここで用いる耐水性塗料は、ポリエステルを主成分とする樹脂が好ましく、このような主成分を溶剤に溶解して光学素子に塗布し、乾燥して固化させることで耐水性塗膜を容易に形成できればよい。主成分であるポリエステルとしては、耐水性を有する塗料として用いられるものであればよく、不飽和ポリエステルにスチレンモノマーが添加されたものが好ましい。この耐水性塗料としては、特に、塗布が容易になるようにシンナー等の溶剤で希釈して使用可能な塗料がより好ましく、例えば、「ファスタイトNo.140（Ｎ）」（大橋化学工業社製、商品名）等が挙げられる。この耐水性塗料として、例えば、エポキシ系塗料、アクリル系塗料、シラノール系塗料、フッ素樹脂系塗料等では、実際には完全に水分を遮断できないため本発明には不適である。
【００４３】
耐水性塗膜４は、１種類のポリエステル系塗料で形成されても良いし、複数のポリエステル系樹脂を重ね塗りしても良い。光学素子の用途によっては、コバ部に墨塗りが必要な場合がある。このような場合には、本発明のポリエステル系塗料を塗布してから、従来の墨を塗布しても良いし、本発明のポリエステル系塗料の黒色のものを塗布しても良い。
【００４４】
芯ガラス２の側面をポリエステルを主成分とする耐水性塗料からなる膜とすることで側面からのリン酸の発生を防止し、最表面層をリン酸成分の反応を防止できる。
【００４５】
この耐水性塗膜４の膜厚は、その性能を損なわない範囲で任意に設定できるが、好ましくは、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲である。１μｍ未満では、膜の緻密性が低くなり反応を防止する特性が不十分となる恐れがあり、１００μｍを超えると膜の厚みのばらつきが大きくなり光学素子に求められる直径の公差（通常は±５〜２０μｍ程度）を満たすことが困難になるとともに膜にクラックが発生しやすくなるため好ましくない。１００μｍを超えた場合には、さらに塗布や乾燥に時間がかかり経済的にも問題となる。
【００４６】
次に、本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子は、従来公知の方法、例えば、ガラス材料を切断、丸め、荒ずり、砂かけ、研磨、芯取り、という方法か、光学素子成形素材を加熱軟化させ、成形型によりプレスし、必要に応じて芯取りする方法、により得られた芯ガラス２の表面に、常法により光学機能薄膜３を形成し、その後に、側面に墨塗りと同様の方法で耐水性塗料を塗布、乾燥させて耐水性塗膜４を形成すればよい。
【００４７】
上記リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスの光学機能表面に、光学機能膜を形成するには、公知の薄膜形成方法を使用できる。例えば、抵抗加熱、電子ビーム等により蒸着原料を気化させる真空蒸着成膜法がコスト的に有利である。また、真空蒸着を採用する場合には、プラズマアシスト又はイオンアシスト蒸着成膜法が膜形成を効率良くできる点で好ましい。また、次に挙げるように、真空蒸着以外にもスパッタリング、ＣＶＤ等の公知の成膜方法も使用できる。
【００４８】
以下、図１及び図２を参照しながら、芯ガラス２に真空蒸着成膜法により光学機能膜３を形成する方法を説明する。ここで、図２は、真空蒸着装置の概略構成を示した図である。
【００４９】
まず、芯ガラス２を超音波洗浄機により通常のガラス洗浄工程により洗浄した後、成膜用のドーム１３に芯ガラス２をセットし、真空チャンバー１１内に載置する。真空排気口１４からチャンバー内を真空排気しながら、加熱ヒータ１２より芯ガラス２を１５０℃〜３５０℃に加熱する。加熱する温度は芯ガラス２のガラス転移点に応じて選択すればよく、ガラス転移点よりも１００℃以上低い温度とすればよい。
【００５０】
なお、成膜時に加熱する理由は、膜の緻密性を上げるためであり、加熱しない場合には膜がぼそぼその状態になり好ましくない。真空チャンバー１１内部の真空度が１×１０−３Ｐａ以下になるまで排気した後、蒸発源１６である各種物質を電子銃１７により蒸発させ、芯ガラス２上に光学機能膜３となる薄膜を形成する。なお、ガス導入口１５からは、蒸着する物質が酸化物の場合に酸化物が所望の酸化状態となるように、必要に応じて成膜中に酸素を導入する。
【００５１】
膜構成は、通常のレンズに要求される特性を満たすように、かつ、光学機能膜としての機能を十分に発揮できるように予め設計して決定する。
【００５２】
次いで、光学機能膜３が形成されていない芯ガラス２の側面に、溶剤に溶解したポリエステルを主成分とした耐水性塗料を、芯ガラス２が外気と接触しないように塗布し、これを乾燥させて本発明の光学素子１が得られる。
【００５３】
シンナーと塗料の混合比率は、塗布しやすい粘度が得られれば特に制限はないが、おおむね１：４から２：１の範囲とすることが好ましい。混合比率は、塗布する環境の温度にも左右され、温度が高めの環境下では、シンナーが多めが良い。乾燥は１４０℃で１時間程度加熱すると十分な強度の膜が得られる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
＜光学素子（芯ガラス）の準備＞
表２の硝材Ｎｏ．７に示した組成を有するリン酸を主成分とする光学ガラスのブロック（板材）から素材を切り出し、常法により研削、研磨、芯取りを行い、外径φ７ｍｍ、中心肉厚４．３ｍｍ、曲率半径が両面とも７ｍｍ、（コバ厚：２．４２４ｍｍ）、（体積０．１３ｃｃ）の両凸レンズ形状の芯ガラス２に加工した。
【００５５】
＜反射防止膜（光学機能薄膜）の形成＞
得られた芯ガラス２を超音波洗浄機により通常のガラス洗浄工程により洗浄した後、図２に示す真空蒸着装置により本発明の反射防止膜として機能する光学機能膜３を形成した。図１は本発明の光学素子の一実施形態を示した断面図であり、光学素子の芯ガラス２は、表２の硝材Ｎｏ．７に示したリン酸を主成分とする光学ガラスよりなる。光学機能薄膜３は、通常の単層膜（フッ化マグネシウム膜；表４）および通常のマルチコート（表５〜表６）である。
【００５６】
まず、成膜用のドーム１３に芯ガラス２をセットし、真空チャンバー１１内に載置した。真空排気口１４から真空排気しながら、加熱ヒータ１２より芯ガラスを１５０℃〜３５０℃に加熱した。加熱する温度はガラスの転移点に応じて選択した。すなわち転移点よりも１００℃以上低い温度とした。
【００５７】
真空チャンバー１１内部の真空度が１×１０−３Ｐａ以下になるまで排気した後、蒸発源である各種物質を電子銃１７により蒸発させ、芯ガラス２上に膜を形成した。
【００５８】
以下に記載した表４〜表６中において、芯ガラスに直接形成される膜を第１層とし、順次第２層、第３層、…第Ｎ層と積層する順番に番号を付与した。最大数となる第Ｎ層が最表面層であり、ＡＩＲは空気（最表面層が空気と接触していること）を表わす。
【００５９】
表４に、芯ガラスの表面にフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）単層膜を形成した反射防止膜の構成を、図３にはその反射特性を示した。
【００６０】
【表４】
【００６１】
表５に、芯ガラスの表面に従来の多層膜（７層）を形成した反射防止膜の構成を、図４にはその反射特性を示した。なお、表中にＯＨ５とあるのは、キヤノンオプトロン社製の蒸着材料の商品名であり、ＺｒＯ２とＴｉＯ２の混合物である。
【００６２】
【表５】
【００６３】
次に、代表例として表３の硝材Ｎｏ．１２、ｎｄが１．４３４２５のガラスに反射防止膜を成膜した。
【００６４】
表６に、芯ガラスの表面に従来の多層膜（５層）を形成した反射防止膜の構成を、図５にはその反射特性を示した。
【００６５】
【表６】
【００６６】
＜コバ部塗膜の形成＞
反射防止膜を形成した光学素子の側面（コバ部）に墨塗り機を用いて耐水性塗料を塗布し、耐水性塗膜４を形成した。
塗料は大橋化学工業製のファスタイト１４０（Ｎ）を用いた。色はマットブラックとクリアーの２種類とした。ファスタイト１４０（Ｎ）と専用シンナー２３５０（大橋化学工業社製）の比率は１：１とし、添加剤Ｎｏ．５２５（大橋化学工業社製）を全量に対して３％添加した。
塗料の膜厚は、１、１０、２０、５０μｍとした。塗料を塗布した後にオーブンを用いて、１４０℃３０分の焼成（乾燥）を行った。
【００６７】
＜環境耐久試験＞
上記のように得られた光学素子について、環境耐久試験を行った。環境耐久試験は、６０℃、９０％ＲＨに保持された恒温恒湿装置に、得られた光学素子を投入することで行った。投入してから、１２５時間、２５０時間、５００時間、７５０時間、１０００時間後の各時間での光学素子のクモリ、クラックの発生状況について高輝度光源を用いて目視観察により行った。さらに顕微鏡観察もあわせて行った。硝材Ｎｏ．７、ｎｄが１．５９２１６のガラスの結果、硝材Ｎｏ．１２、ｎｄが１．４３４２５のガラスの結果を表７に示した。
【００６８】
【表７】
【００６９】
表７の実施例より、コバ部にポリエステル系塗料のファスタイトを塗布すれば環境耐久性が良好になることがわかった。また、塗料の膜厚を厚くしすぎると、塗膜にクラックが入り、そこから水が浸入するため耐久性がかえって悪くなった。
【００７０】
Ｎｏ．７、Ｎｏ．１２以外の硝材（Ｎｏ．１〜６、８〜１１）についても同様に試験を行ったところ、多少の違いはあるものの、同様の傾向を示した。なお、サンプルをプレス成形により作製したレンズに変えて同様の試験を行ったが、同様の結果が得られた。
【００７１】
上記実施例では、大橋工業社製のファスタイト１４０（Ｎ）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、関西ペイント社製のＴＨ−１０００（商品名）、浜二ペイント社製のソルレスサフェーサーＮＡＣ−３５０−５０ブラック（商品名）、などでも良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００７２】
１…光学素子、２…芯ガラス、３…光学機能膜、４…耐水性塗膜、１１…真空チャンバー、１２…加熱ヒータ、１３…ドーム、１４…真空排気口、１５…ガス導入口、１６…蒸発源、１７…電子銃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機能面表面に光学機能膜が形成されたガラスからなる光学素子であって、
前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜で被覆されてなることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記ガラスが、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる請求項１の光学素子。
【請求項３】
前記耐水性塗膜の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１又は２記載の光学素子。
【請求項４】
前記耐水性塗膜が、黒色の耐水性塗膜である請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学素子。
【請求項５】
ガラスからなる光学素子の光学機能面に光学機能膜を形成し、さらに、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面のガラス表面に、ポリエステルを主成分とする耐水性塗料を塗布、乾燥させて耐水性塗膜を形成したことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記ガラスが、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる請求項５の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記耐水性塗料の溶剤としてシンナーを用い、乾燥後の前記耐水性塗膜の膜厚を１μｍ以上１００μｍ以下とする請求項５又は６記載の光学素子の製造方法。
【請求項１】
光学機能面表面に光学機能膜が形成されたガラスからなる光学素子であって、
前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面のガラス表面が、ポリエステルを主成分とする耐水性塗膜で被覆されてなることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記ガラスが、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる請求項１の光学素子。
【請求項３】
前記耐水性塗膜の厚さが、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１又は２記載の光学素子。
【請求項４】
前記耐水性塗膜が、黒色の耐水性塗膜である請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学素子。
【請求項５】
ガラスからなる光学素子の光学機能面に光学機能膜を形成し、さらに、前記光学機能膜が形成されていない光学素子の側面のガラス表面に、ポリエステルを主成分とする耐水性塗料を塗布、乾燥させて耐水性塗膜を形成したことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記ガラスが、リン酸ガラス又はフツリン酸ガラスからなる請求項５の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記耐水性塗料の溶剤としてシンナーを用い、乾燥後の前記耐水性塗膜の膜厚を１μｍ以上１００μｍ以下とする請求項５又は６記載の光学素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５５９２７（Ｐ２０１２−２５５９２７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９１１２（Ｐ２０１１−１２９１１２）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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