玻璃、压制成型用玻璃材料、光学元件坯件及光学元件的制作方法_4

文档序号:9919073阅读:来源:国知局
通过实施切断、研磨、抛光等机械加工而供压制成型使用的 预制件。作为切断方法,有如下方法:在玻璃板的表面的拟切断的部分用被称为刻划的方法 形成槽,从形成了槽的面的背面对槽的部分施加局部性的压力而在槽的部分断开玻璃板的 方法;利用切割刀来切割玻璃板的方法,等。此外,作为研磨方法,可举出使用曲线发生器的 球面加工、平滑加工等。作为抛光方法,可举出使用氧化铈、氧化锆等磨粒进行的抛光。
[0110] [光学元件及其制造方法]
[0111] 本发明的另一个方式涉及:
[0112] 由上述的光学玻璃构成的光学元件;
[0113] 光学元件的制造方法(以下,称为"方法A"),其包括通过对上述的光学元件坯件 进行研磨和/或抛光来制作光学元件的工序;以及
[0114] 光学元件的制造方法(以下,称为"方法B"),其包括通过将上述的压制成型用玻 璃材料使用压制成型模进行压制成型来制作光学元件的工序。
[0115] 在方法A中,研磨、抛光只要应用众所周知的方法即可,通过在加工后对光学元件 表面进行充分洗净、干燥等,从而能够得到内部品质和表面品质高的光学元件。方法A适合 于作为制造各种球面透镜、棱镜等光学元件的方法。
[0116] 方法B中的压制成型能够通过精密压制成型法(也被称为光学模压成型)来进 行,在精密压制成型法中,通过转印压制成型模的成型面来形成光学元件的光学功能面。在 此,将光学元件的被光线透射或使光线折射、衍射、反射的面称为光学功能面。例如以透镜 为例,非球面透镜的非球面、球面透镜的球面等透镜面相当于光学功能面。精密压制成型法 是通过将压制成型模的成型面精密地转印到玻璃从而用压制成型来形成光学功能面的方 法。也就是说,无需为了完成光学功能面而实施研磨、抛光等机械加工。精密压制成型法适 合于制造透镜、透镜阵列、衍射光栅、棱镜等光学元件,特别是作为在高生产率的基础上制 造非球面透镜的方法是最合适的。
[0117] 在精密压制成型法的一个实施方式中,以使构成预制件的玻璃示出范围为105~ 10 nPa · s的粘度的方式,对表面为洁净状态的预制件进行再加热,利用具有上模、下模的成 型模对再加热后的预制件进行压制成型。也可以根据需要在成型模的成型面设置脱模膜。 另外,从防止成型模的成型面的氧化的方面考虑,压制成型优选在氮气、惰性气体环境中进 行。将压制成型品从成型模中取出,根据需要进行缓冷。在成型品是透镜等光学元件的情 况下,也可以根据需要在表面镀覆光学薄膜。
[0118] 这样,能够制造由折射率nd的范围为超过1.47且1.53以下、阿贝数vd的范围 为80~95、适合于各种成型法的磷酸盐类玻璃构成的透镜、透镜阵列、衍射光栅、棱镜等光 学元件。
[0119] 实施例
[0120] 以下,基于实施例对本发明进行进一步说明。但是,本发明不限定于实施例所示的 方式。
[0121] 1.玻璃No. 1~No. 30的制作和评价
[0122] 以可得到表1所示的组成的玻璃的方式,以规定的比例称量100~300g与各玻璃 成分对应的磷酸盐、氟化物、氧化物等玻璃原料,将其充分混合而制成调配批料。将调配批 料放入到铂坩埚并盖上盖子,在850~1200°C-边搅拌一边在空气中或氮环境中进行1~ 3小时的熔解。熔解后,将玻璃熔液流入到40 X 70 X 15mm的碳模具中,在放置冷却至玻璃化 转变温度之后立刻放入到退火炉,在玻璃化转变温度范围内进行大约1小时退火,在炉内 放置冷却至室温,由此得到了具有No. 1~No. 30的组成的各玻璃。
[0123] 通过下述方法测定各玻璃的折射率、阿贝数、玻璃化转变温度Tg、晶化温度Tc。
[0124] 在制作的玻璃中均未发现晶体的析出、气泡、条纹、原料的熔融残留。这样,能够制 作均质性高的玻璃。
[0125] 测定方法
[0126] ⑴折射率(nd)和阿贝数(v d)
[0127] 通过最小偏向角法对使缓冷降温速度为_30°C /小时而得到的光学玻璃进行测 定。
[0128] (2)玻璃化转变温度Tg
[0129] 利用差示扫描热量计(DSC(Differential Scanning Calorimetry))使升温速度 为10 °c /分来进行测定。
[0130] ⑶晶化温度Tc
[0131] 利用差示扫描热量计(DSC(Differential Scanning Calorimetry))使升温速度 为10°C /分来进行测定。另外,将对玻璃试样进行升温时在DSC曲线出现的最初的放热峰 的温度设为晶化温度Tc。
[0132] (4)玻璃组成
[0133] 通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)或离子色谱法求出各成分 的含量。
[0134] 将结果示于表1。
[0135] [表 1]
[0136]
[0137]
[0138]
[0139] 2.比较例1~4的玻璃的制作和评价
[0140] 除了以可得到表2所示的组成的玻璃的方式使用了与各玻璃成分对应的磷酸盐、 氟化物、氧化物等玻璃原料以外,用与玻璃No. 1~No. 30同样的方法制作了玻璃。
[0141] 在比较例1中,在得到的玻璃中产生大量条纹,未能测定折射率和阿贝数。
[0142] 在比较例2~4中,在得到的玻璃中析出许多晶体,未能测定折射率和阿贝数。
[0143] 如上所述,比较例1~4的玻璃均是热稳定性或均质性差的玻璃。
[0144] [表 2]
[0145]
[0146] 3.比较例5的玻璃的制作和评价
[0147] 除了以可得到表3所示的组成的玻璃的方式使用了与各玻璃成分对应的磷酸盐、 氟化物、氧化物等玻璃原料以外,用与玻璃No. 1~No. 30同样的方法制作了玻璃。表3中 的折射率、阿贝数用与玻璃No. 1~No. 30同样的方法进行了测定。
[0148] [表 3]
[0149]
[0150] 4.耐酸性的评价
[0151] 通过以下的方法评价了上述的比较例5以及玻璃No. 29、No. 30的玻璃的耐酸性。
[0152] 对于各玻璃,准备直径为30mm、厚度为5mm的圆形的玻璃试样,将端面用胶带进行 了密封。
[0153] 将密封后的玻璃试样在液体温度为50°C的0. 01当量浓度(0.0 lmol/L)的500ml 硝酸中浸渍1小时,测定浸渍前后的质量,求出了质量减少率(%)。对于各玻璃评价2个 玻璃试样,求出了 2个玻璃试样的平均值。将结果不于表4。
[0154] 比较例5的玻璃相当于专利文献1所记载的玻璃,是能够在实用上充分使用的玻 璃。根据表4所示的结果能够确认No. 29、No. 30的玻璃的耐酸性比那样的玻璃更优秀。
[0155] 根据以上的结果,示出上述的本发明的一个方式的玻璃具有极其优秀的耐酸性。 本发明人认为,这是因为在本发明的一个方式的玻璃中Li +、Na+及Γ的合计含量相对于Al3+ 和P5+的合计含量的摩尔比(Li ++Na++KV(P5++Al3+)不足0. 39。
[0156] [表 4]
[0157]
[0158] 5.精密压制成型用预制件的制作
[0159] 接着,使可得到No. 1~No. 30的各玻璃的高品质且均质化的熔融玻璃从铂合金制 的管连续流出。使流出的熔融玻璃从管流出口滴下,用多个预制件成型模依次承接,通过上 浮成型法成型了多个球状的预制件。
[0160] 由No. 1~No. 30的各玻璃得到的预制件用显微镜未能观察到晶体,是透明且均质 的。这些预制件均未失透,得到了高质量精度的预制件。
[0161] 使用下落切断法代替滴下法用No. 1~No. 30的各玻璃制作了预制件。在通过下 落切断法得到的预制件中也同样未发现失透,得到了高质量精度的预制件。此外,滴下法、 下落切断法均未在预制件中发现分离时的痕迹。即使使用铂制管也与铂合金制管相同,没 有由于熔融玻璃的流出而造成管破损。
[0162] 6.光学元件的制作
[0163] 根据需要在上述的预制件的表面实施镀覆,将其导入到包括在成型面设置有碳类 脱模膜的SiC制的上下模及体模的压制成型模内,在氮环境中将成型模和预制件一起加热 使预制件软化,进行精密压制成型而制作了由上述各种玻璃构成的非球面凸弯月形透镜、 非球面凹弯月形透镜、非球面双凸透镜、非球面双凹透镜的各种透镜。另外,在前述的范围 内调整了精密压制成型的各条件。
[0164] 在观察这样制作的各种透镜时,在透镜表面完全没有发现伤痕、不透明、破损。
[0165] 反复进行这样的过程来进行了各种透镜的量产测试,没有产生玻璃与压制成型模 的熔着等不良,能够以高精度生产表面和内部均为高品质的透镜。也可以在这样得到的透 镜的表面镀覆防反射膜。
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1