光学部材のマーキング読み出し方法、マーキング形成方法及びマーキング付光学ガラス部材
【課題】 光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング読み出し方法を提供すること。
【解決手段】 光学ガラス部材上に、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、紫外光を照射して、前記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法。
【解決手段】 光学ガラス部材上に、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、紫外光を照射して、前記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材のマーキング読み出し方法、マーキング形成方法及びマーキング付光学ガラス部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品管理や意匠の目的で、部材上へマーキングを施すことがある。マーキングを形成する方法としては、スキャニングレーザによるダイレクトマーキングなどが広く用いられる。なお、ダイレクトマーキングとは、マーキング対象の部材の表面にレーザビームを走査して、レーザアブレーションさせることで当該部材にマーキングを施す方法を意味する。
【０００３】
上記以外のマーキング形成方法としては、例えば、金属粉体及び／又は無機顔料を着色源としてペースト中に混練した着色ペーストを塗布被覆したガラス面にレーザ走査することで、レーザ走査部にペーストを硬化させてなる着色ペーストパターンを形成した後、レーザ走査部を除く未硬化の着色ペーストを有機溶剤に溶解させて除去した後で焼成することで、前記着色ペーストパターンを焼成してなる描画パターンをガラス表面上に形成する方法（特許文献１参照）などが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５１７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光学部材にマーキングを施す場合、形成されたマーキングによる散乱や反射を小さく抑える必要がある。散乱や反射が大きいと、たとえ当該マーキングが光学有効径外に形成されていたとしても、フレアやゴーストなどが発生することがある。しかしながら、光学性能（フレア、ゴースト等）に影響を与えないマーキングは、当然ながら読み出しが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング読み出し方法並びにマーキング形成方法及びこれによりマーキングが形成されたマーキング付光学ガラス部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光学ガラス部材上に、当該光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、紫外光を照射して、上記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法を提供する。
【０００７】
上記蛍光ガラス層は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する蛍光ガラスから形成されることが好ましい。
【０００８】
また、蛍光ガラス層からなるマーキングは、以下の方法により得られるものであることが好ましい。すなわち、光学ガラス部材上に、当該光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラス（光の波長を変化させ光学ガラス部材の内部透過率を測定して、９９．９％／ｃｍ以上の内部透過率を示す波長を選択し、選択された波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラス）からなる微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、当該皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、上記波長のレーザ光を照射して上記微粒子を上記光学ガラス部材に融着させて、マーキングを形成させることが好ましい。
【０００９】
本発明はまた、光学ガラス部材上に、光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなり、光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、波長のレーザ光を照射して微粒子を光学ガラス部材に融着させる、光学部材のマーキング形成方法を提供する。なお、上記微粒子は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましい。
【００１０】
本発明はさらに、上述のマーキング形成方法によってマーキングが形成された、マーキング付光学ガラス部材を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング読み出し方法が提供される。また、当該方法に使用することのできるマーキング付光学ガラス部材及びその製造方法（マーキング形成方法）が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、実施形態に係るマーキング読み出し方法を説明するための断面図である。本実施形態のマーキング読み出し方法に用いられる光学部材１００は、レンズ形状の光学ガラス部材１及び光学ガラス部材１上に形成されたマーキング１０を備える。マーキング１０は、蛍光ガラス層からなるものであり、マーキング１０の形状としては、例えば、バーコードや文字がある。以後、光学部材１００においてマーキング１０が形成された面を上面、上面に対向する方向を下面と呼ぶ。
【００１４】
ここで、マーキング１０を形成する蛍光ガラス層と、光学ガラス部材１との屈折率差の絶対値は波長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）において０．１以下である。蛍光ガラス層と、光学ガラス部材１との屈折率差をこのような範囲とすることで、可視波長域全体にわたって界面の反射率が十分小さくなるので、可視光下においてマーキングを目立たないものとすることができる。すなわち、光学部材の光学性能へのマーキングの影響を小さくできる。なお、マーキングを更に目立たないものとするためには、紫外光カットガラス層と光学ガラス部材１との屈折率差の絶対値を０．０５以下（更には０．０２以下）とすることが好ましい。屈折率差の絶対値は０．１以下にした場合、可視光の界面での反射が非常に小さくなるため、肉眼によりマーキングの存在をほとんど認識できなくなるが、後述する方法によりマーキングの読み出しが可能になるため、製品設計上好ましいものとなる。
【００１５】
光学ガラス部材１は、例えば、紫外線を透過する材料や、紫外線を吸収する材料から形成することができる。このような材料としては、例えば、ホウ珪酸系ガラス、ホウ酸ランタン系ガラス及びフッ化物リン酸系ガラスなど、光学ガラスとして市販されている材料を使用することができる。具体的には、ショット社製ＢＫ７、ＨＯＹＡ社製ＬＡＣ８、ＦＣＤ１及びＦＣ５などが挙げられる。
【００１６】
また、本実施形態においては光学ガラス部材１として、レンズ形状の部材（光学レンズ）を用いた例を示したが、本実施形態の効果を発揮する限りにおいて如何なる光学ガラス部材も使用できる。このような光学ガラス部材としては、プリズム、ミラー、光学フィルター、ビームスプリッター、偏光子などが挙げられる。
【００１７】
マーキングを読み出す場合には、光学部材１００の上面側からマーキング１０に向けて紫外線５を照射し、紫外線を照射した側（光学部材１００の上面側）からマーキング１０を観察することにより、マーキングを読み出すことができる。マーキング１０は蛍光ガラス層からなり、紫外線を照射すると蛍光を発するものであるが、光学ガラス部材１は紫外線を透過又は吸収し、マーキング部分のみが光る。したがって、マーキングを容易に読み出すことができる。図２はマーキング部分（「Ｅｕ１０％」との文字）が発光している光学部材の顕微鏡写真である。
【００１８】
マーキング読み出しの際に、照射する紫外線の波長は、２５４〜３６５ｎｍが好ましく、２５４〜３００ｎｍがより好ましい。紫外線の波長が２５４ｎｍ付近にあると、マーキングの読み出しが特に容易になる。
【００１９】
蛍光ガラス層の形成に用いられる蛍光ガラスは、４３０〜６５０ｎｍの可視光領域では蛍光を発せず、４３０ｎｍ以下の紫外光の照射により蛍光を発するものであることが好ましい。通常、光学部材は可視光領域で使用するため、この領域で蛍光を発するガラスを用いてマーキングを形成した場合、光学部材の光学性能が低下する傾向にある。蛍光ガラス層は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する蛍光ガラスから形成されることが好ましい。このような元素を含有する蛍光ガラスは、紫外線の照射により強い蛍光を発するため、マーキングの読み出しが容易になる。
【００２０】
蛍光ガラスの総量に対する、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素の含有割合は、０．１〜１０重量％であることが好ましく、０．５〜５重量％であることがより好ましい。
【００２１】
蛍光強度が大きく読み出しが容易である点から、蛍光ガラスが含有する元素は、Ｅｕ、Ｔｂであることが好ましい。
【００２２】
蛍光ガラスとして用いるのに好適なガラスとしては、例えば、蛍光ガラスとして市販されている（株）住田光学ガラス製のルミラス−Ｇ９、ルミラス−Ｒ７、ルミラス−Ｂなどが挙げられる。
【００２３】
次に、光学ガラス部材上へのマーキングの形成について説明する。
【００２４】
図３は、光学ガラス部材上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための図である。まず、紫外線を透過又は吸収する材料からなる光学ガラス部材１を準備する。次に準備した光学ガラス部材１上に、蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させて得られる塗布材料を塗布し、乾燥させ、皮膜１５を形成する。そして、形成した皮膜１５にレーザ光９を照射し、皮膜１５の一部を加熱して溶融させることで光学ガラス部材１上に固着させる。さらに、光学ガラス部材を洗浄すれば、皮膜１５のうち固着した部分が光学ガラス部材１上に残留し、光学ガラス部材１上に蛍光ガラスからなるマーキングが形成される。
【００２５】
図３は、光学ガラス部材上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための断面図である。マーキングの形成にはまず、紫外線を透過又は吸収する材料からなる光学ガラス部材１を準備する。次に、準備した光学ガラス部材１上に、蛍光ガラスからなる微粒子を水溶性高分子及び水からなる媒体に分散させて得られる分散物（塗布材料）を塗布し、揮発成分を除去して、皮膜１５を形成させる。そして、形成された皮膜１５に対して、レーザ装置８から生じるレーザ光９を照射し、皮膜１５が形成された面のマーキング形成領域（マーキングを形成しようとする領域）の皮膜１５を加熱して、皮膜１５に含まれる蛍光ガラスからなる微粒子を光学ガラス部材１に融着（溶融及び固着）させる。
【００２６】
以上によりマーキングが形成されるが、レーザ光９の照射により、蛍光ガラスからなる微粒子１つずつが光学ガラス部材１に融着してもよいし、微粒子同士が融着した状態で光学ガラス部材１に融着してもよい。なお、レーザ光９の波長は、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長であり、この波長において、蛍光ガラスからなる微粒子は０．１％／ｃｍ以上の吸収を有している。
【００２７】
融着後、光学ガラス部材１を洗浄（水洗）することが好ましい。洗浄により、皮膜１５のうち融着した部分（すなわち、マーキング形成領域）のみが光学ガラス部材１上に残留する。本実施形態では媒体として水溶性高分子が溶解された水を用いているため、レーザ光９が照射されていない部分の皮膜は、洗浄（水洗）により容易に除去することができる。一方、レーザ光９が照射された部分は発生する熱により水溶性高分子が燃焼し除去されており、完全除去されていない場合でも、洗浄（水洗）時に除去される。
【００２８】
以上により、光学ガラス部材１上にマーキング１０（蛍光ガラスからなるからなる微粒子の融着物）が形成された光学部材１００（マーキング付光学ガラス部材）が得られる。なお、レーザ光９の走査を、バーコード形状、文字形状にすることにより、マーキング１０の形状をそれぞれバーコード形状、文字形状とすることができる。
【００２９】
図４は、このようなマーキング形成方法により得られるマーキング付ガラス部材の断面図である。図４に示すマーキング付光学ガラス部材１００は、光学ガラス部材１とこの上に形成されたマーキング１０（蛍光ガラスからなる微粒子の融着物）とを備えている。なお、マーキング１０の形状としては、上述のように、バーコード形状や文字形状が挙げられる。
【００３０】
蛍光ガラスからなる微粒子は、例えば、上述したような蛍光ガラスを粉砕して作製することができる。蛍光ガラス微粒子の平均粒径は、通常１〜１０μｍであるが、表面散乱を低減し、読み出し時以外の不可視性を高める観点からは、１μｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
媒体としては、洗浄により洗い流せるものが好ましい。洗浄方法には特に制限はなく、光学部材の機械的強度などにより適宜選択すればよい。洗浄方法としては、例えば、超音波洗浄、浸漬洗浄、噴射洗浄などが挙げられる。
【００３２】
媒体としては、例えば、水；メタノールやエタノール等のアルコール類が挙げられる。塗布層の塗布厚みの制御などの成形性の観点からは、媒体は、バインダポリマーと、バインダポリマーを溶解、膨潤又は分散できる溶媒とを含有することが好ましい。バインダポリマーとしてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が挙げられ、上記溶媒としては、それぞれ、水；メタノールやエタノール等のアルコール類などが挙げられる。
【００３３】
なお、工程の簡略化の観点からは、媒体は水で洗浄できることが好ましい。このような観点からは、媒体に含まれる、バインダポリマーが水溶性高分子であり、溶媒が水であることが好ましい。水溶性高分子としては、デンプン、ゼラチン、セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等）、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等が挙げられ、水溶性や分子量の調整が容易で種々の分散物が得られることから、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましい。なお、ＰＶＡは、通常７００℃以上で分解し揮発するため、レーザ走査した後に残渣として残らない。このことからもバインダポリマーとして用いるのに好適である。
【００３４】
蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させた分散物の合計重量に対する、バインダポリマーの含有量は、１〜１０重量％であることが好ましく、１〜５重量％であることがより好ましい。
【００３５】
ポリビニルアルコールを水に溶解させた水溶液を媒体として用いる場合には、ポリビニルアルコール水溶液全量に対するポリビニルアルコールの含有量は、１〜１０重量％であることが好ましく、１〜５重量％であることがより好ましい。ポリビニルアルコールをこのような含有量とすることで、光学ガラス１上への皮膜１５の形成がしやすくなる。また、洗浄時の洗浄残りを少なくできる。
【００３６】
塗布材料の光学ガラス部材１上への塗布方法に特に制限は無いが、例えば、エアブラシによる噴霧、筆及びスタンプなどを用いた塗布、ディップコーティング、スピンコーティングが挙げられる。また、塗布は、乾燥後の厚み、すなわち、皮膜１５の厚みが、５〜５０μｍとなるようにすることが好ましい。皮膜１５の厚みは、５〜２０μｍであれば特に好ましい。皮膜１５の厚みが５０μｍより大きいと、レーザ光による焼付けが困難になる傾向にあり、５μｍより小さいと、マーキングが読み出し難くなる傾向にある。
【００３７】
皮膜１５の溶融及び固着に用いられるレーザ光９としては、例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＣＯ２レーザが挙げられる。レーザを照射する波長は、ＹＡＧレーザ及びＹＶＯ４レーザの基本波長（１０６０ｎｍ）、第二高調波（５３０ｎｍ）、第三高調波（３５３ｎｍ）が好ましい。
【００３８】
また、塗布材料に用いられる蛍光ガラスは、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長に０．１％／ｃｍ以上（好ましくは０．５〜１％／ｃｍ）の吸収を有するガラスを用いることが好ましく、皮膜１５へ照射するレーザ光９の波長は、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上（好ましくは、９９．９５％以上、更には９９．９９％以上）となる波長であることが好ましい。
【００３９】
このようなガラスを用いた塗布材料より形成された皮膜１５は、上述のレーザ波長でわずかながら吸収が有るため、上述の波長のレーザを照射するとレーザ光を吸収し発熱する。そして皮膜１５は発熱することにより溶融し、光学ガラス部材１表面に固着する。一方、上記レーザ光は、光学ガラス部材１にはほとんど吸収されないため、光学ガラス部材へのクラックの発生などを防止しつつ、光学ガラス部材１上に所望の形状のマーキングを形成できる。
【００４０】
なお、塗布材料に用いられるガラス及び光学ガラス部材１に用いられるガラスは、その組成やガラス転移温度が近いことが好ましい。その組成やガラス転移温度が近いガラスは、互いに固着しやすい。
【００４１】
このような方法により、光学ガラス部材上へマーキングを形成した場合、ダイレクトマーキングによりマーキングを形成する場合と比較し、光学ガラス部材へのクラックの発生を低減できる上、微細なマーキングを形成することも可能となる。
【００４２】
ダイレクトマーキングは、通常、有色のプラスチック部材や金属の表面にレーザビームを走査して、レーザアブレーションさせて描画する手法である。しかし、光学ガラスなどの脆性材料にマーキングを行う場合、レーザの波長での吸収を高めると、クラックが発生するという問題がある。一方、レーザの波長での吸収を小さくするとアブレーション自体が困難になる。
【００４３】
ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザの基本波長（１０６０ｎｍ）及びその第二高調波（５３０ｎｍ）を用いて光学ガラスにダイレクトマーキングを施した場合、光学ガラスのアブレーション自体が困難である。第三高調波（３５３ｎｍ）では、アブレーションは可能だがクラックが避けられない。ガラスの吸収波長域である赤外域の炭酸ガスレーザを用いれば、アブレーションは可能であるが、波長が１０．６μｍ程度と長いためにｍｍサイズ以下の微細なマーキングが難しい。
【００４４】
また、上述の方法以外のマーキング形成方法としては、例えば、（Ｉ）対象物の内部にレーザビームを収束させてレーザ走査して、表面に損傷を与えることなく内部にマークするレーザ描画方法、（ＩＩ）透明基板内部に焦点を結ぶようにレーザ走査して透明基板内部を選択的に不透明化することにより描画する方法、（ＩＩＩ）描画対象物を透過する波長域のレーザビームを、ｆθガラス部材を用いて対象物の内部に集光させてレーザ走査する描画する方法、及び、（ＩＶ）銀ペーストなどの金属ペーストをガラス表面に塗布して、レーザを走査することによってペーストを硬化させて描画パターンを形成する方法などが挙げられる。しかし、これらの方法を光学ガラス部材に用いる場合には、後述のような問題がある。
【００４５】
（Ｉ）の方法によれば、対象物がガラスの場合、レーザビームを内部に集光させるとクラックが発生し表面まで到達することがあり、対象物が脆くなるという問題がある。
【００４６】
（ＩＩ）の方法によれば、ガラス内部に描画することが可能であるものの、レーザビームの集光位置を材料の深さ方向に厳密に制御できないため、薄い透明材料の描画に適さないという問題や、描画方法がレーザ走査したことによるガラス内部のクラックの生成によるものなので、散乱が大きすぎるという問題がある。
【００４７】
（ＩＩＩ）の方法によれば、ガラス内部に描画することが可能である。しかし、描画方法がレーザビームを走査したことによるガラス内部のクラックの生成によるものなので、（ＩＩ）の方法と同様に散乱が大きすぎるという問題がある。
【００４８】
（ＩＶ）の方法によれば、ガラスにクラックを発生させることなく自由な描画が可能であるが、金属材料のマークは反射及び散乱が大きく、光学部品へ適用した場合、光学性能に悪影響を及ぼす。さらに金属ペーストをガラスと固着させるために焼成が必要である。したがって、精密な形状を求められる光学部品への適用は困難である。
【００４９】
しかしながら、本発明によれば、上記（Ｉ）〜（ＩＶ）の方法が有する問題点を解消することができ、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング付光学ガラス部材とその製造方法（マーキング形成方法）が提供可能になる。また、このようなマーキング付光学ガラス部材により、上述した特徴を有するマーキング読み出し方法が提供可能になる。
【００５０】
以上、本実施形態における好適なマーキング読み出し方法及びマーキングの形成方法の好適な一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
（塗布材料の作製）
原料ガラスとしてＳｃｈｏｔｔ社製ＢＫ７を準備した。準備した原料ガラス（ＢＫ７）を平均粒径１μｍ程度に粉砕した。粉砕した粉末体を９５ｇ秤量した。そして、当該粉末体に、Ｅｕ２Ｏ３粉末を添加し、充分に撹拌した。Ｅｕ２Ｏ３粉末の添加量は、粉末体とＥｕ２Ｏ３粉末の合計量に対して、３重量％とした。さらにＥｕ２Ｏ３粉末を添加した粉末体を白金坩堝に入れ、１４００℃で３０分間溶解し、撹拌、清澄を行った後、４００℃に加熱した金属製型上にキャストし、固化させた。そしてその後徐冷して、蛍光ガラスを得た。このガラスは、波長４００ｎｍ以下の紫外光で橙色（波長６００ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【００５２】
上述のように作製した蛍光ガラスを平均粒径１μｍ程度まで細かく粉砕して、蛍光ガラス粉とした。さらに、蛍光ガラス粉１ｇに対して、純水１ｇ、ポリビニルアルコール１０重量％水溶液（和光純薬製）１ｇを混合して、塗布材料（ガラスペースト）を作製した。
【００５３】
（光学ガラス部材上へのマーキングの形成）
光学ガラス部材として、光学レンズを準備した。そして上述のように作製した塗布材料を、エアブラシを用いて光学レンズに噴霧して、厚みが約５０μｍ程度の塗布材料層を形成した。
【００５４】
その後、塗布材料層を乾燥させ、塗布層を形成した後、図３に示すようにスキャニングレーザを用いて、光学部材表面にガラスを溶融・固着させた。使用したレーザはＹＶＯ４レーザの第二高調波（ミヤチテクノス社製、ＭＬ−９００１Ａ、波長５３０ｎｍ）を光源とするレーザマーカーであった。このようなレーザは、１ｍｍ以下の小さな文字やバーコードを印字することが可能である。
【００５５】
光学レンズの外周から１ｍｍの位置に、高さ０．５ｍｍの文字になるようにレーザを発振・走査した。条件は、電流２３Ａ、周波数２０ｋＨｚ、走査速度１００ｍｍ／ｓであった。以上により、塗布層の一部が溶融し光学レンズ表面と固着した。界面での反射も小さく目立たないマーキングが形成できた。なお、この波長において、光学ガラス部材（光学レンズ）の内部透過率は９９．９％／ｃｍ以上であり、蛍光ガラスの吸収は０．５％／ｃｍであった。
【００５６】
レーザ走査後、光学レンズ表面に付着した未走査部の塗布層を水で洗浄した。洗浄は、塗布層の一部が固着した光学レンズを水槽に入れ、超音波洗浄機で洗浄した後、純水で水洗する方法により行った。洗浄後、光学部材を乾燥させ乾燥させた。以上のように、光学レンズ上にレーザ走査部のみに、蛍光ガラス層からなるマーキングを形成した。
【００５７】
作製した光学部材において、蛍光ガラス層及び光学レンズの、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率は、それぞれ、１．５３及び１．５１であった。すなわち、蛍光ガラス層と光学レンズとの屈折率差は、波長５８７．５６ｎｍにおいて０．０２であった。なお、蛍光ガラス層は、可視光下ではほとんど目立たないものであった。さらに、反射、散乱ともに光学部材の光学性能に悪影響を与えない水準のものであった。
【００５８】
（マーキングの読み出し）
作製した光学部材の上面から波長２５４ｎｍの紫外光を照射し、図１に示す方法によりマーキングを観察した。マーキングは６００ｎｍ付近の橙色の蛍光を発し、明瞭に文字を視認できた。
【００５９】
（実施例２）
（塗布材料の作製）
【００６０】
「ガラス工学ハンドブック（朝倉書店）」に開示されている下記の組成で金属酸化物あるいは金属炭酸塩のガラス原料粉末を調合した。
【００６１】
ＳｉＯ２ ：４．０重量％；
Ｂ２Ｏ３ ：３２．７重量％；
ＣａＯ ：１１．０重量％；
ＰｂＯ ：１５．８重量％；
Ｌａ２Ｏ３ ：２９．０重量％；
ＺｒＯ２ ：７．５重量％；
Ａｓ２Ｏ３ ：０．２重量％；
【００６２】
そして、調合した当該ガラス原料粉末体に、Ｐｒ２Ｏ３粉末を添加し、充分に撹拌した。Ｐｒ２Ｏ３粉末の添加量は、粉末体とＰｒ２Ｏ３粉末の総量に対して、０．５重量％とした。さらにＰｒ２Ｏ３粉末を添加した粉末体を白金坩堝に入れ、１３５０℃で３０分間溶解し、撹拌、清澄を行った後、４００℃に加熱した金属製型上にキャストし、固化させた。そしてその後徐冷して、蛍光ガラスを得た。
【００６３】
このように作製した蛍光ガラスを平均粒径１μｍ程度まで細かく粉砕して、蛍光ガラス粉とした。さらに、蛍光ガラス粉１ｇに対して、純水１ｇ、ポリビニルアルコール１０重量％水溶液（和光純薬製）１ｇを混合して、塗布材料（ガラスペースト）を作製した。
【００６４】
（光学ガラス部材上へのマーキングの形成）
光学ガラス部材として、Ｓｃｈｏｔｔ社製ＬＡＦ２（屈折率１．７４４）からなる光学レンズを準備した。そして作製した塗布材料を、エアブラシを用いて光学レンズに噴霧して、厚みが約５０μｍ程度の塗布材料層を形成した。
【００６５】
さらに、実施例１と同様の方法で、マーキングの形成された光学部材を作製した。作製した光学部材において、蛍光ガラス層及び光学レンズの、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率は、それぞれ、１．７６及び１．７４４であった。すなわち、蛍光ガラス層と光学レンズとの屈折率差は、波長５８７．５６ｎｍにおいて０．０１６であった。なお、蛍光ガラス層は、可視光下ではほとんど目立たないものであった。さらに、反射、散乱ともに光学部材の光学性能に悪影響を与えない水準のものであった。
【００６６】
なお、塗布層に照射したレーザ波長において、光学ガラス部材の内部透過率は９９．９％／ｃｍ以上であり、蛍光ガラス層に用いられるガラスの吸収は０．５％／ｃｍであった。
【００６７】
（マーキングの読み出し）
作製した光学部材の上面から波長２５４ｎｍの紫外光を照射し、図１に示す方法によりマーキングを観察した。マーキングは６００ｎｍ付近の橙色の蛍光を発し、明瞭に文字を視認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態に係るマーキング読み出し方法を説明するための断面図である。
【図２】マーキング部分が発光している光学部材の顕微鏡写真である。
【図３】光学レンズ上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための図である。
【図４】実施形態に係るマーキング付光学ガラス部材の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…光学ガラス部材、８…レーザ装置、９…レーザ光、１０…マーキング、１５…皮膜、１００…光学部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材のマーキング読み出し方法、マーキング形成方法及びマーキング付光学ガラス部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品管理や意匠の目的で、部材上へマーキングを施すことがある。マーキングを形成する方法としては、スキャニングレーザによるダイレクトマーキングなどが広く用いられる。なお、ダイレクトマーキングとは、マーキング対象の部材の表面にレーザビームを走査して、レーザアブレーションさせることで当該部材にマーキングを施す方法を意味する。
【０００３】
上記以外のマーキング形成方法としては、例えば、金属粉体及び／又は無機顔料を着色源としてペースト中に混練した着色ペーストを塗布被覆したガラス面にレーザ走査することで、レーザ走査部にペーストを硬化させてなる着色ペーストパターンを形成した後、レーザ走査部を除く未硬化の着色ペーストを有機溶剤に溶解させて除去した後で焼成することで、前記着色ペーストパターンを焼成してなる描画パターンをガラス表面上に形成する方法（特許文献１参照）などが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５１７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光学部材にマーキングを施す場合、形成されたマーキングによる散乱や反射を小さく抑える必要がある。散乱や反射が大きいと、たとえ当該マーキングが光学有効径外に形成されていたとしても、フレアやゴーストなどが発生することがある。しかしながら、光学性能（フレア、ゴースト等）に影響を与えないマーキングは、当然ながら読み出しが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング読み出し方法並びにマーキング形成方法及びこれによりマーキングが形成されたマーキング付光学ガラス部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光学ガラス部材上に、当該光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、紫外光を照射して、上記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法を提供する。
【０００７】
上記蛍光ガラス層は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する蛍光ガラスから形成されることが好ましい。
【０００８】
また、蛍光ガラス層からなるマーキングは、以下の方法により得られるものであることが好ましい。すなわち、光学ガラス部材上に、当該光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラス（光の波長を変化させ光学ガラス部材の内部透過率を測定して、９９．９％／ｃｍ以上の内部透過率を示す波長を選択し、選択された波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラス）からなる微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、当該皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、上記波長のレーザ光を照射して上記微粒子を上記光学ガラス部材に融着させて、マーキングを形成させることが好ましい。
【０００９】
本発明はまた、光学ガラス部材上に、光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなり、光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、波長のレーザ光を照射して微粒子を光学ガラス部材に融着させる、光学部材のマーキング形成方法を提供する。なお、上記微粒子は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましい。
【００１０】
本発明はさらに、上述のマーキング形成方法によってマーキングが形成された、マーキング付光学ガラス部材を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング読み出し方法が提供される。また、当該方法に使用することのできるマーキング付光学ガラス部材及びその製造方法（マーキング形成方法）が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、実施形態に係るマーキング読み出し方法を説明するための断面図である。本実施形態のマーキング読み出し方法に用いられる光学部材１００は、レンズ形状の光学ガラス部材１及び光学ガラス部材１上に形成されたマーキング１０を備える。マーキング１０は、蛍光ガラス層からなるものであり、マーキング１０の形状としては、例えば、バーコードや文字がある。以後、光学部材１００においてマーキング１０が形成された面を上面、上面に対向する方向を下面と呼ぶ。
【００１４】
ここで、マーキング１０を形成する蛍光ガラス層と、光学ガラス部材１との屈折率差の絶対値は波長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）において０．１以下である。蛍光ガラス層と、光学ガラス部材１との屈折率差をこのような範囲とすることで、可視波長域全体にわたって界面の反射率が十分小さくなるので、可視光下においてマーキングを目立たないものとすることができる。すなわち、光学部材の光学性能へのマーキングの影響を小さくできる。なお、マーキングを更に目立たないものとするためには、紫外光カットガラス層と光学ガラス部材１との屈折率差の絶対値を０．０５以下（更には０．０２以下）とすることが好ましい。屈折率差の絶対値は０．１以下にした場合、可視光の界面での反射が非常に小さくなるため、肉眼によりマーキングの存在をほとんど認識できなくなるが、後述する方法によりマーキングの読み出しが可能になるため、製品設計上好ましいものとなる。
【００１５】
光学ガラス部材１は、例えば、紫外線を透過する材料や、紫外線を吸収する材料から形成することができる。このような材料としては、例えば、ホウ珪酸系ガラス、ホウ酸ランタン系ガラス及びフッ化物リン酸系ガラスなど、光学ガラスとして市販されている材料を使用することができる。具体的には、ショット社製ＢＫ７、ＨＯＹＡ社製ＬＡＣ８、ＦＣＤ１及びＦＣ５などが挙げられる。
【００１６】
また、本実施形態においては光学ガラス部材１として、レンズ形状の部材（光学レンズ）を用いた例を示したが、本実施形態の効果を発揮する限りにおいて如何なる光学ガラス部材も使用できる。このような光学ガラス部材としては、プリズム、ミラー、光学フィルター、ビームスプリッター、偏光子などが挙げられる。
【００１７】
マーキングを読み出す場合には、光学部材１００の上面側からマーキング１０に向けて紫外線５を照射し、紫外線を照射した側（光学部材１００の上面側）からマーキング１０を観察することにより、マーキングを読み出すことができる。マーキング１０は蛍光ガラス層からなり、紫外線を照射すると蛍光を発するものであるが、光学ガラス部材１は紫外線を透過又は吸収し、マーキング部分のみが光る。したがって、マーキングを容易に読み出すことができる。図２はマーキング部分（「Ｅｕ１０％」との文字）が発光している光学部材の顕微鏡写真である。
【００１８】
マーキング読み出しの際に、照射する紫外線の波長は、２５４〜３６５ｎｍが好ましく、２５４〜３００ｎｍがより好ましい。紫外線の波長が２５４ｎｍ付近にあると、マーキングの読み出しが特に容易になる。
【００１９】
蛍光ガラス層の形成に用いられる蛍光ガラスは、４３０〜６５０ｎｍの可視光領域では蛍光を発せず、４３０ｎｍ以下の紫外光の照射により蛍光を発するものであることが好ましい。通常、光学部材は可視光領域で使用するため、この領域で蛍光を発するガラスを用いてマーキングを形成した場合、光学部材の光学性能が低下する傾向にある。蛍光ガラス層は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する蛍光ガラスから形成されることが好ましい。このような元素を含有する蛍光ガラスは、紫外線の照射により強い蛍光を発するため、マーキングの読み出しが容易になる。
【００２０】
蛍光ガラスの総量に対する、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素の含有割合は、０．１〜１０重量％であることが好ましく、０．５〜５重量％であることがより好ましい。
【００２１】
蛍光強度が大きく読み出しが容易である点から、蛍光ガラスが含有する元素は、Ｅｕ、Ｔｂであることが好ましい。
【００２２】
蛍光ガラスとして用いるのに好適なガラスとしては、例えば、蛍光ガラスとして市販されている（株）住田光学ガラス製のルミラス−Ｇ９、ルミラス−Ｒ７、ルミラス−Ｂなどが挙げられる。
【００２３】
次に、光学ガラス部材上へのマーキングの形成について説明する。
【００２４】
図３は、光学ガラス部材上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための図である。まず、紫外線を透過又は吸収する材料からなる光学ガラス部材１を準備する。次に準備した光学ガラス部材１上に、蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させて得られる塗布材料を塗布し、乾燥させ、皮膜１５を形成する。そして、形成した皮膜１５にレーザ光９を照射し、皮膜１５の一部を加熱して溶融させることで光学ガラス部材１上に固着させる。さらに、光学ガラス部材を洗浄すれば、皮膜１５のうち固着した部分が光学ガラス部材１上に残留し、光学ガラス部材１上に蛍光ガラスからなるマーキングが形成される。
【００２５】
図３は、光学ガラス部材上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための断面図である。マーキングの形成にはまず、紫外線を透過又は吸収する材料からなる光学ガラス部材１を準備する。次に、準備した光学ガラス部材１上に、蛍光ガラスからなる微粒子を水溶性高分子及び水からなる媒体に分散させて得られる分散物（塗布材料）を塗布し、揮発成分を除去して、皮膜１５を形成させる。そして、形成された皮膜１５に対して、レーザ装置８から生じるレーザ光９を照射し、皮膜１５が形成された面のマーキング形成領域（マーキングを形成しようとする領域）の皮膜１５を加熱して、皮膜１５に含まれる蛍光ガラスからなる微粒子を光学ガラス部材１に融着（溶融及び固着）させる。
【００２６】
以上によりマーキングが形成されるが、レーザ光９の照射により、蛍光ガラスからなる微粒子１つずつが光学ガラス部材１に融着してもよいし、微粒子同士が融着した状態で光学ガラス部材１に融着してもよい。なお、レーザ光９の波長は、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長であり、この波長において、蛍光ガラスからなる微粒子は０．１％／ｃｍ以上の吸収を有している。
【００２７】
融着後、光学ガラス部材１を洗浄（水洗）することが好ましい。洗浄により、皮膜１５のうち融着した部分（すなわち、マーキング形成領域）のみが光学ガラス部材１上に残留する。本実施形態では媒体として水溶性高分子が溶解された水を用いているため、レーザ光９が照射されていない部分の皮膜は、洗浄（水洗）により容易に除去することができる。一方、レーザ光９が照射された部分は発生する熱により水溶性高分子が燃焼し除去されており、完全除去されていない場合でも、洗浄（水洗）時に除去される。
【００２８】
以上により、光学ガラス部材１上にマーキング１０（蛍光ガラスからなるからなる微粒子の融着物）が形成された光学部材１００（マーキング付光学ガラス部材）が得られる。なお、レーザ光９の走査を、バーコード形状、文字形状にすることにより、マーキング１０の形状をそれぞれバーコード形状、文字形状とすることができる。
【００２９】
図４は、このようなマーキング形成方法により得られるマーキング付ガラス部材の断面図である。図４に示すマーキング付光学ガラス部材１００は、光学ガラス部材１とこの上に形成されたマーキング１０（蛍光ガラスからなる微粒子の融着物）とを備えている。なお、マーキング１０の形状としては、上述のように、バーコード形状や文字形状が挙げられる。
【００３０】
蛍光ガラスからなる微粒子は、例えば、上述したような蛍光ガラスを粉砕して作製することができる。蛍光ガラス微粒子の平均粒径は、通常１〜１０μｍであるが、表面散乱を低減し、読み出し時以外の不可視性を高める観点からは、１μｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
媒体としては、洗浄により洗い流せるものが好ましい。洗浄方法には特に制限はなく、光学部材の機械的強度などにより適宜選択すればよい。洗浄方法としては、例えば、超音波洗浄、浸漬洗浄、噴射洗浄などが挙げられる。
【００３２】
媒体としては、例えば、水；メタノールやエタノール等のアルコール類が挙げられる。塗布層の塗布厚みの制御などの成形性の観点からは、媒体は、バインダポリマーと、バインダポリマーを溶解、膨潤又は分散できる溶媒とを含有することが好ましい。バインダポリマーとしてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が挙げられ、上記溶媒としては、それぞれ、水；メタノールやエタノール等のアルコール類などが挙げられる。
【００３３】
なお、工程の簡略化の観点からは、媒体は水で洗浄できることが好ましい。このような観点からは、媒体に含まれる、バインダポリマーが水溶性高分子であり、溶媒が水であることが好ましい。水溶性高分子としては、デンプン、ゼラチン、セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等）、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等が挙げられ、水溶性や分子量の調整が容易で種々の分散物が得られることから、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましい。なお、ＰＶＡは、通常７００℃以上で分解し揮発するため、レーザ走査した後に残渣として残らない。このことからもバインダポリマーとして用いるのに好適である。
【００３４】
蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させた分散物の合計重量に対する、バインダポリマーの含有量は、１〜１０重量％であることが好ましく、１〜５重量％であることがより好ましい。
【００３５】
ポリビニルアルコールを水に溶解させた水溶液を媒体として用いる場合には、ポリビニルアルコール水溶液全量に対するポリビニルアルコールの含有量は、１〜１０重量％であることが好ましく、１〜５重量％であることがより好ましい。ポリビニルアルコールをこのような含有量とすることで、光学ガラス１上への皮膜１５の形成がしやすくなる。また、洗浄時の洗浄残りを少なくできる。
【００３６】
塗布材料の光学ガラス部材１上への塗布方法に特に制限は無いが、例えば、エアブラシによる噴霧、筆及びスタンプなどを用いた塗布、ディップコーティング、スピンコーティングが挙げられる。また、塗布は、乾燥後の厚み、すなわち、皮膜１５の厚みが、５〜５０μｍとなるようにすることが好ましい。皮膜１５の厚みは、５〜２０μｍであれば特に好ましい。皮膜１５の厚みが５０μｍより大きいと、レーザ光による焼付けが困難になる傾向にあり、５μｍより小さいと、マーキングが読み出し難くなる傾向にある。
【００３７】
皮膜１５の溶融及び固着に用いられるレーザ光９としては、例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＣＯ２レーザが挙げられる。レーザを照射する波長は、ＹＡＧレーザ及びＹＶＯ４レーザの基本波長（１０６０ｎｍ）、第二高調波（５３０ｎｍ）、第三高調波（３５３ｎｍ）が好ましい。
【００３８】
また、塗布材料に用いられる蛍光ガラスは、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長に０．１％／ｃｍ以上（好ましくは０．５〜１％／ｃｍ）の吸収を有するガラスを用いることが好ましく、皮膜１５へ照射するレーザ光９の波長は、光学ガラス部材１の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上（好ましくは、９９．９５％以上、更には９９．９９％以上）となる波長であることが好ましい。
【００３９】
このようなガラスを用いた塗布材料より形成された皮膜１５は、上述のレーザ波長でわずかながら吸収が有るため、上述の波長のレーザを照射するとレーザ光を吸収し発熱する。そして皮膜１５は発熱することにより溶融し、光学ガラス部材１表面に固着する。一方、上記レーザ光は、光学ガラス部材１にはほとんど吸収されないため、光学ガラス部材へのクラックの発生などを防止しつつ、光学ガラス部材１上に所望の形状のマーキングを形成できる。
【００４０】
なお、塗布材料に用いられるガラス及び光学ガラス部材１に用いられるガラスは、その組成やガラス転移温度が近いことが好ましい。その組成やガラス転移温度が近いガラスは、互いに固着しやすい。
【００４１】
このような方法により、光学ガラス部材上へマーキングを形成した場合、ダイレクトマーキングによりマーキングを形成する場合と比較し、光学ガラス部材へのクラックの発生を低減できる上、微細なマーキングを形成することも可能となる。
【００４２】
ダイレクトマーキングは、通常、有色のプラスチック部材や金属の表面にレーザビームを走査して、レーザアブレーションさせて描画する手法である。しかし、光学ガラスなどの脆性材料にマーキングを行う場合、レーザの波長での吸収を高めると、クラックが発生するという問題がある。一方、レーザの波長での吸収を小さくするとアブレーション自体が困難になる。
【００４３】
ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザの基本波長（１０６０ｎｍ）及びその第二高調波（５３０ｎｍ）を用いて光学ガラスにダイレクトマーキングを施した場合、光学ガラスのアブレーション自体が困難である。第三高調波（３５３ｎｍ）では、アブレーションは可能だがクラックが避けられない。ガラスの吸収波長域である赤外域の炭酸ガスレーザを用いれば、アブレーションは可能であるが、波長が１０．６μｍ程度と長いためにｍｍサイズ以下の微細なマーキングが難しい。
【００４４】
また、上述の方法以外のマーキング形成方法としては、例えば、（Ｉ）対象物の内部にレーザビームを収束させてレーザ走査して、表面に損傷を与えることなく内部にマークするレーザ描画方法、（ＩＩ）透明基板内部に焦点を結ぶようにレーザ走査して透明基板内部を選択的に不透明化することにより描画する方法、（ＩＩＩ）描画対象物を透過する波長域のレーザビームを、ｆθガラス部材を用いて対象物の内部に集光させてレーザ走査する描画する方法、及び、（ＩＶ）銀ペーストなどの金属ペーストをガラス表面に塗布して、レーザを走査することによってペーストを硬化させて描画パターンを形成する方法などが挙げられる。しかし、これらの方法を光学ガラス部材に用いる場合には、後述のような問題がある。
【００４５】
（Ｉ）の方法によれば、対象物がガラスの場合、レーザビームを内部に集光させるとクラックが発生し表面まで到達することがあり、対象物が脆くなるという問題がある。
【００４６】
（ＩＩ）の方法によれば、ガラス内部に描画することが可能であるものの、レーザビームの集光位置を材料の深さ方向に厳密に制御できないため、薄い透明材料の描画に適さないという問題や、描画方法がレーザ走査したことによるガラス内部のクラックの生成によるものなので、散乱が大きすぎるという問題がある。
【００４７】
（ＩＩＩ）の方法によれば、ガラス内部に描画することが可能である。しかし、描画方法がレーザビームを走査したことによるガラス内部のクラックの生成によるものなので、（ＩＩ）の方法と同様に散乱が大きすぎるという問題がある。
【００４８】
（ＩＶ）の方法によれば、ガラスにクラックを発生させることなく自由な描画が可能であるが、金属材料のマークは反射及び散乱が大きく、光学部品へ適用した場合、光学性能に悪影響を及ぼす。さらに金属ペーストをガラスと固着させるために焼成が必要である。したがって、精密な形状を求められる光学部品への適用は困難である。
【００４９】
しかしながら、本発明によれば、上記（Ｉ）〜（ＩＶ）の方法が有する問題点を解消することができ、光学性能への影響が小さいマーキングを形成した場合であっても読み出しが容易なマーキング付光学ガラス部材とその製造方法（マーキング形成方法）が提供可能になる。また、このようなマーキング付光学ガラス部材により、上述した特徴を有するマーキング読み出し方法が提供可能になる。
【００５０】
以上、本実施形態における好適なマーキング読み出し方法及びマーキングの形成方法の好適な一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
（塗布材料の作製）
原料ガラスとしてＳｃｈｏｔｔ社製ＢＫ７を準備した。準備した原料ガラス（ＢＫ７）を平均粒径１μｍ程度に粉砕した。粉砕した粉末体を９５ｇ秤量した。そして、当該粉末体に、Ｅｕ２Ｏ３粉末を添加し、充分に撹拌した。Ｅｕ２Ｏ３粉末の添加量は、粉末体とＥｕ２Ｏ３粉末の合計量に対して、３重量％とした。さらにＥｕ２Ｏ３粉末を添加した粉末体を白金坩堝に入れ、１４００℃で３０分間溶解し、撹拌、清澄を行った後、４００℃に加熱した金属製型上にキャストし、固化させた。そしてその後徐冷して、蛍光ガラスを得た。このガラスは、波長４００ｎｍ以下の紫外光で橙色（波長６００ｎｍ付近）の蛍光を発する。
【００５２】
上述のように作製した蛍光ガラスを平均粒径１μｍ程度まで細かく粉砕して、蛍光ガラス粉とした。さらに、蛍光ガラス粉１ｇに対して、純水１ｇ、ポリビニルアルコール１０重量％水溶液（和光純薬製）１ｇを混合して、塗布材料（ガラスペースト）を作製した。
【００５３】
（光学ガラス部材上へのマーキングの形成）
光学ガラス部材として、光学レンズを準備した。そして上述のように作製した塗布材料を、エアブラシを用いて光学レンズに噴霧して、厚みが約５０μｍ程度の塗布材料層を形成した。
【００５４】
その後、塗布材料層を乾燥させ、塗布層を形成した後、図３に示すようにスキャニングレーザを用いて、光学部材表面にガラスを溶融・固着させた。使用したレーザはＹＶＯ４レーザの第二高調波（ミヤチテクノス社製、ＭＬ−９００１Ａ、波長５３０ｎｍ）を光源とするレーザマーカーであった。このようなレーザは、１ｍｍ以下の小さな文字やバーコードを印字することが可能である。
【００５５】
光学レンズの外周から１ｍｍの位置に、高さ０．５ｍｍの文字になるようにレーザを発振・走査した。条件は、電流２３Ａ、周波数２０ｋＨｚ、走査速度１００ｍｍ／ｓであった。以上により、塗布層の一部が溶融し光学レンズ表面と固着した。界面での反射も小さく目立たないマーキングが形成できた。なお、この波長において、光学ガラス部材（光学レンズ）の内部透過率は９９．９％／ｃｍ以上であり、蛍光ガラスの吸収は０．５％／ｃｍであった。
【００５６】
レーザ走査後、光学レンズ表面に付着した未走査部の塗布層を水で洗浄した。洗浄は、塗布層の一部が固着した光学レンズを水槽に入れ、超音波洗浄機で洗浄した後、純水で水洗する方法により行った。洗浄後、光学部材を乾燥させ乾燥させた。以上のように、光学レンズ上にレーザ走査部のみに、蛍光ガラス層からなるマーキングを形成した。
【００５７】
作製した光学部材において、蛍光ガラス層及び光学レンズの、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率は、それぞれ、１．５３及び１．５１であった。すなわち、蛍光ガラス層と光学レンズとの屈折率差は、波長５８７．５６ｎｍにおいて０．０２であった。なお、蛍光ガラス層は、可視光下ではほとんど目立たないものであった。さらに、反射、散乱ともに光学部材の光学性能に悪影響を与えない水準のものであった。
【００５８】
（マーキングの読み出し）
作製した光学部材の上面から波長２５４ｎｍの紫外光を照射し、図１に示す方法によりマーキングを観察した。マーキングは６００ｎｍ付近の橙色の蛍光を発し、明瞭に文字を視認できた。
【００５９】
（実施例２）
（塗布材料の作製）
【００６０】
「ガラス工学ハンドブック（朝倉書店）」に開示されている下記の組成で金属酸化物あるいは金属炭酸塩のガラス原料粉末を調合した。
【００６１】
ＳｉＯ２ ：４．０重量％；
Ｂ２Ｏ３ ：３２．７重量％；
ＣａＯ ：１１．０重量％；
ＰｂＯ ：１５．８重量％；
Ｌａ２Ｏ３ ：２９．０重量％；
ＺｒＯ２ ：７．５重量％；
Ａｓ２Ｏ３ ：０．２重量％；
【００６２】
そして、調合した当該ガラス原料粉末体に、Ｐｒ２Ｏ３粉末を添加し、充分に撹拌した。Ｐｒ２Ｏ３粉末の添加量は、粉末体とＰｒ２Ｏ３粉末の総量に対して、０．５重量％とした。さらにＰｒ２Ｏ３粉末を添加した粉末体を白金坩堝に入れ、１３５０℃で３０分間溶解し、撹拌、清澄を行った後、４００℃に加熱した金属製型上にキャストし、固化させた。そしてその後徐冷して、蛍光ガラスを得た。
【００６３】
このように作製した蛍光ガラスを平均粒径１μｍ程度まで細かく粉砕して、蛍光ガラス粉とした。さらに、蛍光ガラス粉１ｇに対して、純水１ｇ、ポリビニルアルコール１０重量％水溶液（和光純薬製）１ｇを混合して、塗布材料（ガラスペースト）を作製した。
【００６４】
（光学ガラス部材上へのマーキングの形成）
光学ガラス部材として、Ｓｃｈｏｔｔ社製ＬＡＦ２（屈折率１．７４４）からなる光学レンズを準備した。そして作製した塗布材料を、エアブラシを用いて光学レンズに噴霧して、厚みが約５０μｍ程度の塗布材料層を形成した。
【００６５】
さらに、実施例１と同様の方法で、マーキングの形成された光学部材を作製した。作製した光学部材において、蛍光ガラス層及び光学レンズの、波長５８７．５６ｎｍにおける屈折率は、それぞれ、１．７６及び１．７４４であった。すなわち、蛍光ガラス層と光学レンズとの屈折率差は、波長５８７．５６ｎｍにおいて０．０１６であった。なお、蛍光ガラス層は、可視光下ではほとんど目立たないものであった。さらに、反射、散乱ともに光学部材の光学性能に悪影響を与えない水準のものであった。
【００６６】
なお、塗布層に照射したレーザ波長において、光学ガラス部材の内部透過率は９９．９％／ｃｍ以上であり、蛍光ガラス層に用いられるガラスの吸収は０．５％／ｃｍであった。
【００６７】
（マーキングの読み出し）
作製した光学部材の上面から波長２５４ｎｍの紫外光を照射し、図１に示す方法によりマーキングを観察した。マーキングは６００ｎｍ付近の橙色の蛍光を発し、明瞭に文字を視認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態に係るマーキング読み出し方法を説明するための断面図である。
【図２】マーキング部分が発光している光学部材の顕微鏡写真である。
【図３】光学レンズ上へのマーキングの形成方法の好適な一例を説明するための図である。
【図４】実施形態に係るマーキング付光学ガラス部材の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…光学ガラス部材、８…レーザ装置、９…レーザ光、１０…マーキング、１５…皮膜、１００…光学部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ガラス部材上に、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、
紫外光を照射して、前記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法。
【請求項２】
前記蛍光ガラス層が、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する前記蛍光ガラスから形成される、請求項１に記載のマーキング読み出し方法。
【請求項３】
光学ガラス部材上に、
前記光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、
前記皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、前記波長のレーザ光を照射して前記微粒子を前記光学ガラス部材に融着させて、前記マーキングを形成させる、請求項１又は２に記載のマーキング読み出し方法。
【請求項４】
光学ガラス部材上に、
前記光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなり、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、
前記皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、前記波長のレーザ光を照射して前記微粒子を前記光学ガラス部材に融着させる、光学部材のマーキング形成方法。
【請求項５】
前記微粒子が、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する、請求項４に記載のマーキング形成方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のマーキング形成方法によってマーキングが形成された、マーキング付光学ガラス部材。
【請求項１】
光学ガラス部材上に、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である蛍光ガラス層からなるマーキングを形成させた光学部材に、
紫外光を照射して、前記蛍光ガラス層から生じる蛍光を読み出す、光学部材のマーキング読み出し方法。
【請求項２】
前記蛍光ガラス層が、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する前記蛍光ガラスから形成される、請求項１に記載のマーキング読み出し方法。
【請求項３】
光学ガラス部材上に、
前記光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなる微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、
前記皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、前記波長のレーザ光を照射して前記微粒子を前記光学ガラス部材に融着させて、前記マーキングを形成させる、請求項１又は２に記載のマーキング読み出し方法。
【請求項４】
光学ガラス部材上に、
前記光学ガラス部材の内部透過率が９９．９％／ｃｍ以上となる波長において０．１％／ｃｍ以上の吸収を有する蛍光ガラスからなり、前記光学ガラス部材との屈折率差の絶対値が波長５８７．５６ｎｍにおいて０．１以下である微粒子を媒体に分散させた分散物の皮膜を形成させ、
前記皮膜が形成された面のマーキング形成領域に、前記波長のレーザ光を照射して前記微粒子を前記光学ガラス部材に融着させる、光学部材のマーキング形成方法。
【請求項５】
前記微粒子が、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＳｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含有する、請求項４に記載のマーキング形成方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のマーキング形成方法によってマーキングが形成された、マーキング付光学ガラス部材。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−８９１３０（Ｐ２０１０−８９１３０Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６２１４４（Ｐ２００８−２６２１４４）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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