CN102317223B

CN102317223B - 精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法及制造方法、以及玻璃光学元件的制造方法

Info

Publication number: CN102317223B
Application number: CN201080008125.9A
Authority: CN
Inventors: 猪狩隆; 石嶺刚志
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: JP2011126755A; CN102317223A; KR20120102487A; WO2011078059A1; JP5442420B2

Abstract

本发明涉及一种精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法。在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序：进行测试模压成型，其中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与想要通过精密模压成型得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，并且具有与该玻璃成型体相同的体积，且厚度比该玻璃成型体厚；作出近似直线，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系；由此，作出至少2种上述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。

Description

精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法及制造方法、以及玻璃光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种精密模压成型用玻璃坯料(素材)的厚度确定方法和精密模压成型用玻璃坯料的制造方法、以及使用由上述制造方法得到的精密模压成型用玻璃坯料的玻璃光学元件的制造方法，所述精密模压成型用玻璃坯料是为了通过精密模压成型来得到玻璃光学元件而能够使用的玻璃坯料。

技术背景

作为制造玻璃透镜等光学元件的方法，公知有利用具有相对向的成型面的上模具和下模具，对成型坯料(以下，称作“模压成型用玻璃坯料”或“玻璃预塑形坯”)进行模压成型的方法(称作“精密模压成型法”“精密模具模压法”等)。该方法是通过将由熔融状态固化成预定形状的光学玻璃或研磨加工成预定形状的光学玻璃投入至成型模具内，进行加热模压成型来得到玻璃光学元件的方法。精密模压成型法通过使用经精密加工的成型模具，从而不需要模压成型后的研磨加工等后加工，因此，可以廉价地得到高性能的透镜。

通过所述精密模压成型法成型光学元件的时候，玻璃预塑形坯的形状或体积越近似于目标光学元件的形状或体积，则变形量越少且越可以短时间地进行模压成型，因此从提高生产效率的角度出发是优选的。

作为使玻璃预塑形坯近似于成型的光学元件的形状的方法，公知有滴加已熔融的玻璃，通过在模具中进行模压从而使玻璃预塑形坯近似形状化的方法(参见特开平9-52720号公报、特开平7-165431号公报和专利第2790547号说明书)。

另外，有文献提出了作为玻璃预塑形坯的近似形状化的基准，规定其曲率(参见专利第3130619号说明书)、规定表面粗糙度(参见特开平5-286728号公报)、规定外径(参见特公平7-055838号公报)。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，玻璃预塑形坯越近似形状化，越有助于生产效率的提高，但若玻璃预塑形坯的厚度过于接近成型的光学元件的厚度，则会发生由变形量不足而引起的转印不良，结果会发生光学功能面的功能不良。

但是，以往关于近似形状化的基准，并没有对近似形状化的玻璃预塑形坯的厚度进行规定。即使有关于近似形状化的玻璃预塑形坯的厚度的记载(所述专利文献6)，只记载了相对于透镜，玻璃预塑形坯的厚度稍微厚一些。因此，以往玻璃预塑形坯的近似形状化中的厚度仅是通过试错，作为大致的基准来确定的。

因此，本发明的目的在于提供一种用于确定近似形状化的精密模压成型用玻璃预塑形坯的厚度的手段，所述手段无需经过试错。

用于解决问题的手段

为实现所述目的，本申请发明人进行深入研究，结果新发现，在模压成型时的玻璃的变形量和变形速度之间成立有相关关系，通过利用该相关关系，可以将近似形状化的精密模压成型用玻璃预塑形坯的厚度设定在不会发生转印不良的范围内，所述转印不良由变形量不足引起。

本发明基于以上的见解完成。

本发明的一个方式涉及所述厚度确定方法，所述厚度确定方法是精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法，其特征在于，在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序：

进行测试模压成型的工序，在该工序中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的厚度，所述测试用玻璃坯料由与想要通过精密模压成型得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，并具有与该玻璃成型体相同的体积，且厚度比该玻璃成型体厚；

作出近似直线的工序，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系；

由此，作出至少2种上述近似直线，将所作出的上述近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。

本发明的另一方式涉及精密模压成型用玻璃坯料的制造方法，所述制造方法为通过对原料玻璃进行成型来制造精密模压成型用玻璃坯料的方法，其中，通过[1]所述的方法来确定精密模压成型用玻璃坯料的厚度，在上述成型中，制作具有已确定的厚度的精密模压成型用玻璃坯料。

本发明的再一方式涉及玻璃光学元件的制造方法，所述制造方法包括以下工序：

通过[2]所述的制造方法来制作精密模压成型用玻璃坯料；

通过对制作的精密模压成型用玻璃坯料进行加热，并对软化后的所述玻璃坯料进行精密模压成型，从而得到玻璃成型体。

上述玻璃光学元件的制造方法中可以包括通过磨削加工来除去所得到的玻璃成型体的外周部的工序。

发明效果

根据本发明，无需进行试错(試行錯誤)就可在不发生转印不良的范围内使玻璃预成型件近似形状化。由此，可以实现提高精密模压成型中的生产效率。

附图说明

图1是表示精密模压成型用玻璃坯料的一个方式的截面图。

图2是通过对图1所示的玻璃坯料进行精密模压成型而得到的玻璃成型体的截面图。

图3是由图2所示的玻璃成型体所得到的玻璃光学元件的截面图。

图4是表示精密模压成型法的一个方式的说明图。

图5是表示模压成型时(模压负荷：240kg、180kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。

图6(A)是表示模压成型时(模压负荷：240kg、210kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。

图6(B)是表示模压成型时(模压负荷：210kg、180kg)的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的相关关系的曲线图。

具体实施方式

[精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法]

在本发明的精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定方法(以下，也仅称作“厚度确定方法”)中，在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序：

由此，作出至少2种上述述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的厚度相加，将上述述精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。本申请发明人发现，对于本发明的厚度确定方法来说，由上述相加得到的值是近似形状化的精密模压成型用玻璃坯料的厚度下限值，通过使精密模压成型用玻璃坯料的厚度为该下限值以上的厚度，从而能够进行良好的精密模压成型而不会发生由变形量不足引起的转印不良，从而完成本发明。

以下，对采用上述值作为厚度下限值的有效性进行说明。

将表示精密模压成型用玻璃坯料的一个方式的截面图示于图1，将通过对图1所示的玻璃坯料进行精密模压成型而得到的玻璃成型体的截面图示于图2。图2所示的玻璃成型体能够直接用作玻璃光学元件，但也可以通过磨削加工(定心加工(心取り加工))来除去外周部制成玻璃光学元件。将这种玻璃光学元件的截面图示于图3。

模压成型用玻璃坯料1用于得到图2所示的玻璃成型体2(外径d2、中心厚度t2)，模压成型用玻璃坯料1的外径d1、中心厚度t1处于t2＜t1、d1＜d2的关系。另外，定心加工后的玻璃光学元件3的中心厚度与玻璃成型体2的中心厚度t2相同，且外径为d3＜d2。

此处，为了确定模压成型用玻璃坯料1的中心厚度t1，制作2个以上中心厚度t0(1.7mm＜中心厚度t0)不同的测试用玻璃坯料作为凸弯月形状的玻璃坯料(测试用玻璃坯料)，所述模压成型用玻璃坯料1用于得到透镜径d2＝12mm、中心厚度t2＝1.7mm的玻璃透镜作为图2表示的凸弯月形状的玻璃透镜(玻璃成型体)，所述凸弯月形状的玻璃坯料由与上述玻璃透镜相同的玻璃料构成，且具有与上述玻璃透镜相同的体积。这些测试用玻璃坯料由示于后述实施例中的玻璃料(磷酸系玻璃)构成，通过示于实施例中的方法来制作。

如图4所示，将2个以上这些测试用玻璃坯料供给至成型模具7内，所述成型模具7包括上模具4、下模具5和体模具6。将构成测试用玻璃坯料的磷酸系玻璃升温至与10^7.2dPa·s左右相对应的温度，然后使压头8下降，从而施加预定的模压负荷，进行模压成型直到玻璃成型体2的中心厚度为1.7mm为止。模压成型的具体工序如后述的实施例所记载的那样进行。

将在模压负荷240kg、180kg下进行模压成型时的厚度变形量(t0-t2)和中心厚度的平均变形速度示于下表1中。对示于表1中的数据进行标绘，得到曲线图，将该曲线图示于图5。平均变形速度是厚度变形量除以玻璃坯料的厚度达到透镜厚度所需要的时间的商值。在图5中，示出了用直线拟合各标绘点时的近似式和相关系数。近似直线和近似式是通过最小二乘法拟合来求出的。

[表1]

在统计学上，通常使用相关系数作为表示2个变量的关联性强弱的指标，如下示出在不同相关系数范围内的相关的强弱。

0～0.2几乎不相关

0.2～0.4稍微相关

0.4～0.7相当相关

0.7～1强相关

相关系数为0.4以上，则可以说2个变量之间存在关联性。如图5所示，可知厚度变形量和变形速度的近似式的相关系数均为0.4以上，因此在厚度变形量和变形速度中存在相关。另外，由图5可知变形速度根据变形量而有所不同。这是因为，由于使用了相同体积的玻璃坯料，因此越是变形量大的玻璃坯料，变形初期的接触面积就越小，结果即使是相同的模压负荷，高表面压力会起作用。另一方面，对于变形速度来说，可知模压负荷越高该值越大，这表示如果以高负荷进行模压，会使玻璃坯料快速变形。

进一步，由图5可知厚度变形量和变形速度的近似式根据模压负荷而有所不同。此处，2条近似直线的交点是变形速度的由负荷引起的差异发生反转的地方。即，近似直线的交点表示模压负荷越高变形速度越低的边界。也可以说，这是由模压引起的变形不充分，且对于成型模具，玻璃坯料不具有充分的转印性的边界。因此，2条近似直线的交点的x值是能够得到充分的转印性的厚度变化量的下限值。在示于图5的方式中，如图5所记载的那样，2个近似式如下。

y₁＝16.46x-2.7

y₂＝12.5x-0.8

此处，对于2条近似直线的交点x值来说，可以通过y₁＝y₂来求出x＝约0.5mm。透镜的厚度与该厚度变形量的下限值相加得到的值是在玻璃成型体的精密模压成型中的、模压成型用玻璃坯料的近似形状化时的厚度下限。因而，在上述方式中，由于透镜厚度为1.7mm，因此透镜厚度1.7mm与之前的变形量下限值0.5mm相加为2.2mm，可以得到对成型模具具有充分的转印性的模压成型用玻璃坯料的厚度下限即为2.2mm。

需要说明的是，在模压负荷240kg、180kg下进行模压成型时的厚度变形量和中心厚度的平均变形速度的数据进行标绘而得到曲线图，将该曲线图示于图5中。当模压负荷为210kg时，采用与上述相同的方法制作曲线图并求出近似曲线。将模压负荷为210kg时的曲线图和模压负荷240kg时的近似曲线一同表示的曲线图为图6(A)；将模压负荷为210kg时的曲线图和模压负荷180kg时的近似曲线一同表示的曲线图为图6(B)。示于图6(A)、(B)中的曲线图在近似曲线的交点处，均为x＝约0.5mm。因此，可知能够得到不依存于模压负荷的、恒定的值。

于是，接着通过对多个中心厚度不同的模压成型用玻璃坯料进行模压成型来确认本发明的上述计算法的有效性，所述模压成型用玻璃坯料由与上述相同的玻璃料构成且体积与透镜相同。将模压负荷设定为210kg。根据以下基准，使用球面干涉仪来评价得到的玻璃成型体(玻璃透镜)。将结果示于下述表2中。

○：曲率、面形状均良好

△：球面曲率不均匀

×：具有伴随由转印不充分引起的、球面曲率级差(段差)的不良

[表2]

由示于表2的结果可知，当模压成型用玻璃坯料的中心厚度为2.1mm、即厚度变形量为0.4mm以下时，由于不能得到对成型模具充分的转印性，因此成型面的形状为不良。与此相对，如果模压成型用玻璃坯料的厚度为2.2mm以上，则可以得到良好的成型面形状。

由以上结果可以证明，在玻璃透镜的精密模压成型中，由模压成型时的玻璃坯料的变形量和变形速度计算出模压成型用玻璃坯料的近似形状化时的厚度下限的有效性。

一般认为模压负荷较高者，变形速度较快。但本申请发明人新发现在某一变形区域以下，模压负荷较高者，变形速度较慢的现象，由此首次导出了以上的计算方法。

以下，对本发明的厚度确定方法进行更详细的说明。需要说明的是，由本发明的厚度确定方法确定的厚度优选为中心厚度。

由本发明的厚度确定方法确定厚度的玻璃坯料供于精密模压成型。精密模压成型法也称作模具光学成型法，其在本发明的所属技术领域中已经是众所周知的。将光学元件的可以使光线透过、折射、衍射、反射的面称作光学功能面。例如，若以透镜作为例子，则非球面透镜的非球面或球面透镜的球面等透镜面相当于光学功能面。精密模压成型法是通过将模压成型模具的成型面精密地转印成玻璃，从而利用模压成型来形成光学功能面的方法。即，不需要为了精加工光学功能面而追加磨削或研磨等机械加工。因此，模压成型时的转印不良造成作为最终制品的光学元件的性能不良。利用由本发明的厚度确定方法确定了厚度的模压成型用玻璃坯料，可以回避由模压成型时的变形量不足而引起的转印不良，因此通过精密模压成型可以制作出高性能的光学元件。

在本发明的厚度确定方法中所使用的测试用玻璃坯料由与想要得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成并具有与想要得到的玻璃成型体相同的体积，并且该测试用玻璃坯料的厚度比该玻璃成型体厚。对于能够适用的玻璃种类没有特别地限定，可以将本发明应用于磷酸系玻璃、硼酸系玻璃等各种玻璃，但其中优选将本发明应用于磷酸系玻璃。

待确定厚度的模压成型用玻璃坯料和由精密模压成型得到的玻璃成型体体积相同，并且具有近似于该玻璃成型体的形状。基于图1和图2进行说明。从提高生产效率和削减废弃物的角度出发，优选为d2/d1≤1.5、1.2≤t1/t2≤3.0，进一步更优选为1.25≤t1/t2≤2.0。从以更高的可靠性来算出厚度下限值的角度出发，作为d2的具体数值范围，优选为3mm～19mm左右；作为t2的具体数值，优选为0.6mm～2.7mm左右。另外，对于曲率比，优选为0.6≤模压成型用玻璃坯料的各面曲率/玻璃成型体的各面曲率≤1.0。因此，对于测试用玻璃坯料来说，也优选准备具有上述范围内的形状的坯料。测试用玻璃坯料可以采用与后述的模压成型用玻璃坯料相同的方法来制作。

模压成型所述测试用玻璃坯料的测试模压成型不须由用于实际成型的模压成型机进行，但若考虑机器间的误差等，则优选使用相同的模压成型机进行。为了得到至少2种近似直线，通过2种以上不同的模压负荷来进行测试模压成型。也可以在3种以上不同的模压负荷下进行测试模压成型，此时可以得到3种以上的近似直线。当然也可以由3种以上的近似直线的交点求出厚度下限值，但用于得到厚度下限值的工序也会相应地增加。因此，在本发明中，优选通过2种不同的模压负荷来进行测试模压成型。

对于在测试模压成型中所施加的模压负荷没有特别限定，例如可以设定在100～300kg左右的范围内。为了得到近似直线，在相同模压负荷下至少对2个不同厚度的测试用玻璃坯料进行模压成型，从拟合精度的角度出发，优选对3个以上的不同厚度的测试用玻璃坯料进行模压成型，更优选对5个以上的不同厚度的测试用玻璃坯料进行模压成型。随着在相同模压负荷下进行模压成型的测试用玻璃坯料的数量的增加，拟合精度增高，因此优选，但测试模压成型的次数也随之增加。从兼备拟合精度和作业性的角度出发，优选为10个以下。

接着，制作近似曲线，所述近似曲线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系。本工序的详细如之前具体说明的那样。

通过在至少2种不同的模压负荷下实施以上工序，从而可以制作出至少2种近似直线。如之前说明的那样，将所作出的近似直线的交点处的厚度变化量的值与要成型的玻璃成型体的厚度相加得到的值设定为能够在不发生转印不良的情况下进行模压成型的厚度下限值。因此，通过将精密模压成型用玻璃坯料的厚度确定为所求出的厚度下限值以上，从而在精密模压成型中，可以得到能够制作高品质的光学元件而不会发生转印不良的模压成型用玻璃坯料。需要说明的是，模压成型用玻璃坯料的厚度上限值大于或等于上述下限值，从生产效率的角度出发，厚度上限值期望为想要得到的玻璃成型体的中心厚度的3倍以内，优选为2倍以内。

[精密模压成型用玻璃坯料的制造方法]

本发明的精密模压成型用玻璃坯料的制造方法是通过对原料玻璃进行成型而制造精密模压成型用玻璃坯料的方法，并且也是通过本发明的厚度确定方法来确定要制造的精密模压成型用玻璃坯料的厚度，并制作具有已确定的厚度的精密模压成型用玻璃坯料的方法。利用这样制作的模压成型用玻璃坯料，不会发生由变形量不足引起的转印不良，而可以得到高性能的光学元件。

对于所述厚度的确定，如之前说明的那样。以下，对其他工序进行说明。

使用由与想要得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成的玻璃作为原料玻璃。例如，将由块状的光学玻璃切下的玻璃作为原料玻璃，通过磨削或研磨将其成型为预定体积、预定形状，由此可以得到精密模压成型用玻璃坯料。或者，可以从管道滴加或流下熔融状态的光学玻璃，同时将其分离，制成预定量的玻璃块，在该玻璃块的冷却中进行成型。此处，也可以采用在从底部喷出气体的承接模具上接住熔融状态的玻璃，实质上在使玻璃浮起的状态下冷却，同时进行预成型的方法。该方法的生产效率高，且可以得到表面平滑的玻璃坯料，因此优选。

[玻璃光学元件的制造方法]

本发明的玻璃光学元件的制造方法含有以下工序：通过本发明的精密模压成型用玻璃坯料的制造方法来制作精密模压成型用玻璃坯料；通过对制作的精密模压成型用玻璃坯料进行加热，并对软化后的所述玻璃坯料进行精密模压成型，从而得到玻璃成型体。

对于精密模压成型用玻璃坯料的制作，如上所述。以下，对其他工序进行说明。

作为用于精密模压成型的成型模具，可以使用具有充分的耐热性、刚性，对致密的材料进行精密加工而成的成型模具。例如可以举出碳化硅、氮化硅、碳化钨、氧化铝或碳化钛、不锈钢等金属；或在上述材料的表面上被覆了碳、耐热金属、贵金属合金、碳化物、氮化物、硼化物等膜的材料。

作为成型模具也可以使用在成型面上具有含碳膜等被覆膜的型模具，所述成型面是与模压成型用玻璃坯料接触的面。作为该含碳膜，优选使用由非晶态和/或晶态的、石墨和/或金刚石的单一成分层或复合层构成的含碳膜。该碳膜可以使用溅射法、等离子体CVD法、CVD法、离子镀法等手段来成膜。例如，可以通过使用如Ar这样的惰性气体作为溅射气体，使用石墨作为溅射靶材进行溅射，从而成膜。或是，也可以通过微波等离子体CVD法使用甲烷气体和氢气作为原料气体来成膜。在通过离子镀法形成的情况下，可以使用苯气进行离子化来用于成膜。这些碳膜含有具有C-H键的碳膜。需要说明的是，通过在成型模具的成型面上设置含碳膜，可以防止模压成型时的模压成型用玻璃坯料和成型模具的热粘，在这种情况下，出于防止在模压成型时碳的氧化的目的，优选在非氧化气氛下进行模压。

也可以在精密模压成型用玻璃坯料的表面上形成用于防止玻璃坯料和成型模具的热粘或提高脱模性的覆膜。对于这样的覆膜没有特别限定，只要是具有期望的效果的覆膜即可，可以举出例如含有碳的膜。含有碳的膜可以在模压前将玻璃坯料供给于成型模具时，带来充分的玻璃坯料与成型模具的滑动性，并使玻璃坯料能够平滑地移动至成型模具的预定位置(中心位置)，同时在通过模压使玻璃坯料软化、变形时，可以在玻璃坯料的表面上跟随玻璃变形而拉伸，有助于玻璃坯料在成型模具表面上的延展。进一步，在模压后将成型体冷却至预定温度时，玻璃与成型模具表面容易分离，有助于脱模，从该角度出发，含有碳的膜是有用的。

作为该含碳膜，优选以碳作为主要成分的膜，也可以是烃膜等含有碳以外的成分的膜。作为成膜方法，可以使用如下公知的成膜方法来进行，例如，使用了碳原料的真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、等离子体处理、离子枪处理。另外，也可以通过烃等含碳物的热分解来成膜。

具体来说，例如可以使用如下方法进行精密模压成型。

如图4所示，在模压成型时，将模压成型用玻璃坯料1供给至成型模具7内，升温至适合模压的温度范围，所述模具7包括上模具4、下模5具和体模具6。例如，加热温度根据构成模压成型用玻璃坯料1的光学玻璃而适宜设定，但优选模压成型用玻璃坯料1和成型模具7处于模压成型用玻璃坯料1的粘度为10⁵～10¹⁰dPa·s的温度范围时进行模压成型。例如，模压温度优选为与构成模压成型用玻璃坯料1的光学玻璃为10^7.2dPa·s左右时相对应的温度。模压成型时的温度越高，越有可能导致模具寿命下降，因此考虑到模具寿命，则期望选择粘度10^7.2dPa·s左右的温度为800℃以下，优选为750℃以下，更优选为650℃以下的玻璃。可以通过使压头8下降来施加预定负荷，从而进行模压成型。

将模压成型用玻璃坯料1导入成型模具7中，可以将模压成型用玻璃坯料1和成型模具7一并加热至模压成型温度来进行模压成型，也可以将已加热的模压成型用玻璃坯料1导入至已预热的成型模具7中来进行模压成型。采用后者的方法时，可以采用下述方法：将模压成型用玻璃坯料1升温至与10⁵～10⁹dPa·s粘度相对应的温度、将成型模具7升温至与10⁹～10¹²dPa·s的玻璃粘度相对应的温度，将模压成型用玻璃坯料1配置于成型模具7后立即进行模压成型。由于该方法可以相对地降低成型模具温度，具有可以缩短成型装置的升温/降温周期、同时可以抑制成型模具7的热劣化的效果，从该角度出发优选该方法。无论哪种情况，均在模压成型开始时或开始后开始冷却，应用适当的负荷施加计划(スケジユ一ル)，并且一边维持成型面与玻璃元件的密合一边进行降温。之后，脱模，取出成型体。优选地是，在脱模温度为与10^12.5～10^13.5dPa·s的玻璃粘度相对应的温度下进行。

得到的玻璃成型体可以直接作为最终制品的光学元件上市，或者，可以进行通过磨削加工来除去外周部的定心加工来得到最终制品的光学元件。进一步，也可以在表面上形成防反射膜等光学功能膜后，制成最终制品。此时，可以通过在玻璃成型体上以单层或以层积的方法将Al₂O₃、ZrO₂-TiO₂、MgF₂等材料适宜成膜，从而形成期望的防反射膜。对于防反射膜的成膜方法来说，可以利用蒸镀法、离子辅助法、离子镀法、溅射法等公知的方法进行。例如，在利用蒸镀法情况下，可以使用蒸镀装置，在10^-4Torr左右的真空气氛中，对蒸镀材料利用电子束、直接通电或电弧进行加热，将材料的蒸汽传输至基材上并使其冷凝·析出，由此形成防反射膜，所述材料的蒸汽是由材料蒸发和升华而产生的。基材加热温度可以为室温～400℃左右。但是，当基材的玻璃化转变温度(Tg)为450℃以下时，基材加热的上限温度优选为Tg-50℃。

由本发明得到的玻璃光学元件可以制成直径小、厚度薄的低重量透镜，例如搭载于便携摄像机器等的小型摄像系统用透镜、通信用透镜、光拾波用的物镜、准直透镜等。对于透镜形状没有特别限定，可以采取凸弯月形透镜、凹弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜等各种形状。

实施例

以下通过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。

A.通过精密模压成型来制作厚度为1.45mm的玻璃透镜

1.制作测试用玻璃坯料

为了确定模压成型用玻璃坯料1的中心厚度t1的下限值，利用以下方法制作出测试用玻璃坯料，所述模压成型用玻璃坯料1由示于下述表3的光学玻璃构成，并用于得到示于图2中的凸弯月形状的玻璃透镜(玻璃成型体；透镜径d2＝11mm、中心厚度t2＝1.45mm)。

将示于表3的光学玻璃由熔融状态滴加至承接模具中，并冷却，预成型出玻璃块，所述玻璃块的形状为如图1所示的一侧为凸面、相反侧为凹面的形状。重复该预成型，制作多个测试用玻璃坯料，所制作的测试用玻璃坯料由相同玻璃料构成且为相同的体积，但中心厚度不同。

[表3]

单位	mol％
		B₂O₃	2.00
P₂O₅	25.50
		Al₂O₃	0
Li₂O	6.00
		Na₂O	10.50
K₂O	2.00
		BaO	1.00
ZnO	0
		TiO₂	7.00
Nb₂O₃	18.00
		WO₃	8.00
Bi₂O₃	20.00
		Ti+Nb+W+Bi	53.00
合计	100
		折射率	2.0031
阿贝数	19.1
		玻璃化转变温度Tg(℃)	488
屈服点Ts(℃)	537

2.测试模压成型和计算出厚度下限值

在模压负荷240kg、180kg下进行测试用玻璃坯料的测试模压成型，所述测试用玻璃坯料由所述1.制作。具体的工序如下。

在氮气气氛下，利用模具模压成型装置对测试用玻璃坯料进行模压成型。即，使用由SiC制的上模具、下模具以及体模具构成的成型模具，该成型模具在成型面上通过溅射法形成有碳系脱模膜。使用非氧化性的氮气将成型装置的腔室内气氛充满，然后将测试用玻璃坯料加热至其粘度为10^7.2dPa·s的温度，并将其供给至已加热至与10^8.5dPa·s的测试用玻璃坯料的粘度相对应的温度的成型模具中。然后，供给后立刻在上下模具间对玻璃坯料进行模压直到中心厚度为1.45mm为止，在维持玻璃与上下模具的密合的状态下，冷却至模压用玻璃坯料的退火温度以下的温度，从成型模具内取出成型体(玻璃透镜)。

对于模压负荷240kg、180kg，采用与图5同样的方法，由厚度变形量和中心厚度的平均变形速度制作出表示相关关系的近似直线，以及求出交点处的厚度变形量的值，结果厚度变形量的值为0.48mm。因此，可以算出厚度下限值为0.48mm+1.45mm＝1.93mm。

3.通过精密模压成型来制作玻璃透镜

通过与所述1.同样的方法制作中心厚度不同的2个以上模压成型用玻璃坯料，所述模压成型用玻璃坯料由与想要得到的玻璃透镜相同的玻璃料构成且体积相同。使用制作的玻璃坯料，除模压负荷为210kg这一点以外，进行与所述2.相同的工序，得到成型体(玻璃透镜)。使用上述方法对得到的成型体的形状进行评价。将结果示于下表4。

[表4]

由示于表4的结果可知，如果模压成型用玻璃坯料的中心厚度为1.93mm，即厚度变形量为0.48mm以上，则由于在模压成型时可以得到充分的转印性，因此可以得到面形状良好的成型体。

B.通过精密模压成型来制作厚度为1.64mm的玻璃透镜

通过与所述A.同样的方法，求出模压成型用玻璃坯料1的中心厚度t1的下限值，可以算出约为2.20mm，所述模压成型用玻璃坯料1用于得到透镜径d2＝9mm、中心厚度t2＝1.64mm的玻璃透镜作为示于图2的凸弯月形状的玻璃透镜(玻璃成型体)。与所述A.同样地进行中心厚度不同的模压成型用玻璃坯料的精密模压成型，并使用上述方法对得到的成型体的形状进行评价。将结果示于下述表5。

[表5]

由表5所示的结果可知，如果模压成型用玻璃坯料的中心厚度约为2.20mm以上，则由于在模压成型时可以得到充分的转印性，因此可以得到面形状良好的成型体。

由以上结果可以显示出，利用由本发明的厚度确定方法确定的厚度的模压成型用玻璃坯料，通过精密模压成型能够得到高品质的玻璃光学元件。越将厚度设定为更接近于已确定的厚度下限值，越能够在不发生转印不良的范围内减小厚度，由此模压时的变形量变少，结果可以缩短模压时间。需要说明的是，由所述A.、B.得到的玻璃成型体也可以通过磨削加工来除去外周部，制成凸弯月形状的非球面玻璃透镜。

工业上的利用可能性

本发明用于玻璃光学元件的制造领域。

Claims

1.一种厚度确定方法，其是精密模压成型法用玻璃坯料的中心厚度确定方法，其特征在于，

在至少2种不同的模压负荷下实施以下工序：

进行测试模压成型，其中，对测试用玻璃坯料进行模压成型，使之达到想要得到的玻璃成型体的中心厚度，所述测试用玻璃坯料由与通过精密模压成型想要得到的玻璃成型体相同的玻璃料构成，所述测试用玻璃坯料具有与该玻璃成型体相同的体积，并且所述测试用玻璃坯料的中心厚度比该玻璃成型体厚；

通过最小二乘法拟合来作出近似直线，所述近似直线表示所述测试模压成型中的厚度变形量与变形速度的相关关系，

作出至少2种所述近似直线，将所作出的近似直线的交点处的厚度变形量的值与想要得到的玻璃成型体的中心厚度相加，将所述精密模压成型用玻璃坯料的中心厚度确定为大于或等于所述相加得到的值。

2.一种精密模压成型用玻璃坯料的制造方法，该方法是通过对原料玻璃进行成型来制造精密模压成型用玻璃坯料的方法，其中，

通过权利要求1所述的方法来确定精密模压成型用玻璃坯料的中心厚度，

在所述成型中，制作具有已确定的中心厚度的精密模压成型用玻璃坯料。

3.一种玻璃光学元件的制造方法，该制造方法包括以下工序：

通过权利要求2所述的制造方法来制作精密模压成型用玻璃坯料；

通过对制作出的精密模压成型用玻璃坯料进行加热，并对软化后的所述玻璃坯料进行精密模压成型，从而得到玻璃成型体。

4.如权利要求3所述的玻璃光学元件的制造方法，该制造方法包括通过磨削加工来除去所得到的玻璃成型体的外周部的工序。