[發(fā)明專利]光學元件的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810090200.5
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101289271A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石崎太;宮田正信;清水晃治
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社小原
• 主分類號: C03B11/08
• 分類號: C03B11/08;C03C3/16;C03C3/19;C03C3/21
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以低成本制造具有光學領(lǐng)域中需求高的光學常數(shù)的光學元件的方法。

背景技術(shù)

近年來，在數(shù)碼相機、投影儀等光學機器的領(lǐng)域中，要求小型化、輕量化，伴隨于此，光學元件的小型化、降低使用鏡片的個數(shù)成為問題。

通常，組成光學系的鏡片一般有球面鏡片和非球面鏡片。大多數(shù)球面鏡片通過對玻璃材料冷加工(研削、研磨等)、或者對再熱壓制成形而得到的玻璃成形品進行冷加工來制造。另一方面，非球面鏡片通過如下方法制造成為主流，即，用具有高精度的成形面的模具對加熱軟化的球形、橢圓球或扁平狀預成型坯壓制成形，并將模具的高精度的成形面的形狀轉(zhuǎn)印到預成型坯材的方法、即通過精密壓制成形來制造。

在通過精密壓制成形得到非球面鏡片這樣的玻璃成形品時，為了將模具的高精度的成形面轉(zhuǎn)印到玻璃預成型坯，在高溫環(huán)境下對加熱軟化的預成型坯加壓是必要的。因此，此時所使用的模具也暴露于高溫，此外，對模具施加高的加壓壓力。作為其結(jié)果，在使預成型坯加熱軟化并加壓時，設(shè)于模具的成形面的脫模膜損傷等，大多不能維持模具的高精度的成形面，此外，模具自身也容易損傷。如果這樣的話，不得不替換模具，其結(jié)果，模具的替換次數(shù)增加，難以實現(xiàn)低成本、大量生產(chǎn)。于是，從抑制上述損傷、長久維持模具的高精度的成形面、且可在低的加壓壓力下進行精密壓制成形的觀點出發(fā)，精密壓制成形所使用的預成型坯的原材料的玻璃，期待具有盡可能低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。

通常，從具有高的耐熱性和高強度出發(fā)，光學玻璃材料的精密壓制成形所使用的模具以碳化鎢等超硬材料、金屬陶瓷、碳化硅、結(jié)晶化玻璃的材料制作。

此外，為了防止在其成形面，模具與玻璃熔接，提高脫模性、延長模具的壽命，設(shè)有表面膜(脫模膜)。作為表面膜有各種共知的膜，公知鉑、銥、錸、鈀、鋨等貴金屬膜，類金剛石碳膜(DLC)、四配位非晶碳(TAC)等碳膜，氮化鉻、氮化鈦等氮化物膜。

進而，為了防止模具膜氧化導致的劣化，也大多在非氧化性氣氛中進行精密壓制成形。

這樣，通常為了對光學玻璃精密加壓而大多要求特殊的部件和條件，這樣的話，有成本變高的問題。

特別是，作為光學玻璃的精密壓制成形用模具材料而一直以來使用的碳化鎢等超硬合金制成型模具，材料的硬度極大，因此切削加工困難，有必要通過金剛石磨石研磨以形成表面形狀。但是，有時就連金剛石磨石自身也摩耗，高精度加工、例如形成非球面形狀變得困難，對于滿足光學元件所要求的精度，要求非常長的時間和精力。

作為不使用前述耗精力的研磨加工、容易切削加工、可比較簡單地進行高精度的模具加工的材料，公知鋼鐵、特別是不銹鋼等金屬材料。該模具主要作為塑料鏡片的注射成形的模具材料使用，被認為是比較廉價的材料。但是，不銹鋼等在玻璃壓制成形所必需的溫度、例如400℃以上的高溫下容易變形，且將不銹鋼模具在400℃以上的高溫下反復使用時，模具表面變粗糙且脆化，因此，作為精密壓制成形用的模具是不合適的。此外，不銹鋼的模具的硬度對于玻璃壓制成形來說不充分，在高溫下對玻璃加壓時會變形。

這樣，使用塑料鏡片成形中使用的這樣的廉價的部件進行光學玻璃的精密壓制成形，在設(shè)備方面、材料方面是不現(xiàn)實的，未被全部實用化。

然而，在光學玻璃的市場中，一直以來，折射率(nd)為1.50～1.75、阿貝數(shù)(vd)為50～70左右的高折射率低分散玻璃的需求非常高。而且，該領(lǐng)域的玻璃作為非球面鏡片被利用的情況非常多，用于降低制作該鏡片時的成本的各種研究進行起來。

專利文獻1中記載了如下內(nèi)容：將折射率為1.52～1.7、阿貝數(shù)為42～70、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為370℃以下、不含鉛和氟的磷酸鹽光學玻璃用不銹鋼制的成型模具加壓的工序。

專利文獻1：日本特開2004-217513號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

但是，專利文獻1中記載的工序中，由于用不銹鋼的模具對玻璃壓制成形，因而，在不銹鋼的硬度下耐受不了加壓時的負荷，數(shù)次沖擊則模具成形面變形。因此，實用化上需要大的改善。

解決問題的方法

本發(fā)明人解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題，這次發(fā)現(xiàn)如下制造方法：通過使用在現(xiàn)有的塑料成形中使用的這樣的廉價的部件，可對作為光學元件極其需要的高的折射率(nd)為1.5～1.75、阿貝數(shù)(vd)為50～70的玻璃進行精密壓制成形，從而大幅降低光學元件的制造成本。