玻璃光学元件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃光学元件的制造方法，用成型模把加热软化的玻璃原料冲压成型；把所获得的玻璃成型品和成型模一起，在玻璃成型品的玻璃转变温度以下的温度进行冷却；包括把玻璃成型品从成型模中取出的玻璃光学元件制造方法。把取出的玻璃成型品，在（玻璃应变点－１５０℃）以上，不到应变点温度的范围内进行热处理获取玻璃光学元件的。这种制造方法能够制造出表面精度及折射率都更加精确的、在所希望范围内的玻璃光学元件，并能获得更高的生产效率。

Method for manufacturing glass optical element

The invention discloses a method for manufacturing a glass optical element, by molding the glass raw material forming heating and softening; the obtained glass molding and molding, cooling below glass molding glass transition temperature; including the method of manufacturing glass optical element is removed from the glass into products in the forming die. Take out the glass molding, heat treatment in the range of (glass strain point above 150 DEG C) and less than the strain point temperature to obtain the glass optical element. The method of manufacture can produce glass optical elements with more accurate surface and refractive index within the desired range, and can achieve higher production efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于利用金属成型模，把加热软化的玻璃原料冲压成型，制造玻璃光学元件的、利用铸型冲压法制造。特别是关于制造能够进行微调整玻璃光学元件的折射率，使其具有所要求折射率的玻璃光学元件。
技术介绍
利用成型面被精密加工的成型模具，把加热软化的玻璃原料冲压成型，不需经研磨工序制造摄影镜头等玻璃光学元件的方法(玻璃铸型冲压法)，作为能够廉价大量生产玻璃光学元件的方法而被一直使用着。这种方法为提高生产率，缩短周期时间(制造一个玻璃光学元件所需时间)，而尽量缩短冲压成型后的玻璃成型品的冷却时间。但是，由于冲压成型后的玻璃成型品的冷却条件不同，会出现玻璃成型品的折射率产生变化，得不到具有所希望折射率的玻璃光学元件的情况。因此，我们知道把冲压成型冷却了的玻璃成型品进行退火处理，即，在退火点以下，应变点以上的温度中进行热处理，调整折射率使其获得具有所希望折射率的玻璃光学元件。另外，这里所说的退火点通常是指玻璃粘度为1013dPas时的温度点，应变点通常是指玻璃粘度为1014.6dPas的温度点。对此，在专利文献1(特许3196925号公报)中记载的，作为可省略上述退火工序的方法，用从已成型了的光学玻璃元件所要求的折射率的值中，减去冲压成型所产生的折射率变化部分值的玻璃原料进行成型。另外，在专利文献2(特开平10-7423号公报)中记载的，把光学元件材料加热到可变形的温度使其软化，用对型模加压把模的表面形状复制到光学元件材料上后，使光学元件热变形使其起模的方法。这种方法公开了起模后，为消除光学元件内部变形及折射率分布，进行的退火处理。这种退火处理，是把成型的光学元件加热到退火点并保持一定时间，然后再慢慢冷却到应变点。这样，消除了光学元件的变形，折射率分布也消失了。专利文献1特许3196952号公报专利文献2特开平10-7423号公报
技术实现思路
如上所述，由于利用玻璃铸型冲压，生产出价格便宜光学性能良好的光学元件(例如玻璃透镜)，根据所获得的光学元件形状，使用实施精密加工的金属模的同时，加速冲压工序中的升温、降温工序，极力缩短生产周期的时间，力求连续生产。但是，用这样短的周期时间生产光学元件，并进行快速冷却处现，就会产生下面的问题。作为成型原料使用的玻璃折射率(例如nd)，从玻璃处于粘性流动状态的温度，到固化成光学元件状态的工序中，随着受热过程进行变化。因此，为稳定地连续地获得具有所希望折射率的光学元件，必须严格进行冲压后的冷却工序管理。但是，由于缩短了周期时间，冷却速度提高时，有时会出现比所要求的折射率范围低，不能以更精确的再现性控制冷却速度的情况。其结果，所获得的光学元件未必能达到规定允许范围内的折射率。在专利文献1中记载有，不需要调整退火折射率的方法。由于不需要退火，考虑到因冷却而产生的折射率变化部分这一因素，就必须调制具有这一因素的折射率的玻璃原料。然而，因其周期时间的缩短，使冲压后的冷却速度产生变化，于是，所获得的透镜的折射率就发生了变化。因此，为了在冷却速度变化后也能获得所希望折射率的透镜，必须再一次修改玻璃原料的组成，以便获得具有所希望折射率的透镜。这是非常繁杂的。在专利文献2记载的方法中，利用退火点和应变点之间的温度进行的退火处理，消除因再加热而产生的变形及折射率分布。然而，由于缩短周期时间，成型工序后快速进行冷却时，增大了残留在光学元件内部的应力。当把此光学元件加以上述退火处理时，应力得以缓和，其结果更糟，新产生出象散、曲率不规则，造成表面精度的恶化。即，在成型工序后急速进行冷却处理的光学元件上，用以往进行的在退火点和应变点之间的温度，实施退火处理时，反而表面精度恶化，得不到所希望的玻璃光学元件。本专利技术的目的是解决用玻璃铸型冲压法出现的上述问题。即，本专利技术的目的是提供一种，这种方法能够获得表面精度更高及折射率更精确的所希望的玻璃光学元件，并能提高生产率。如以下所述来解决本专利技术上述的课题(1)本专利技术的制造方法有如下特征用成型模把加热软化的玻璃原料冲压成型；把所获得的玻璃成型品和成型模一起，在玻璃成型品的玻璃转变温度以下的温度进行冷却；把玻璃成型品从成型模中取出；把取出的玻璃成型品，在玻璃应变点-150℃以上，不到应变点温度的范围内进行热处理获得玻璃光学元件。(2)根据上述(1)的制造方法，上述冷却是在，上述玻璃成型品的折射率超过玻璃光学元件希望折射率的允许范围的情况下进行的。(3)根据上述(1)或(2)的制造方法，上述冷却是在，达到玻璃转变温度的平均冷却速度至少在100～300℃/分的范围。(4)根据(1)所述的制造方法，上述热处理是在，使其玻璃成型品的折射率变化，而获得具有希望折射率的玻璃光学元件的。(5)根据(1)所述的制造方法，上述热处理的温度是，根据上述玻璃成型品的折射率和玻璃光学元件希望折射率决定的。(6)根据(1)所述的制造方法，使用成型模的上述玻璃原料的冲压成型，是在相当于玻璃原料的粘度为107～1010泊时的温度下加热的成型模上，用比加热成型模的温度还高的温度，即相当于106～108泊时的温度，供给加热的玻璃原料，直接冲压成型的。本专利技术的优点是能够制造出不但精确控制玻璃光学元件应具有的极为重要性质的折射率，还可防止表面精度恶化的玻璃光学元件。本专利技术还恰当地运用热处理，可极大地缩短成型周期时间，提高生产率。通常，开始制造玻璃光学元件时所采取的步骤是，首先，开发用于精密铸型冲压的玻璃原料的组成，然后，选择用此玻璃原料能最大提高生产效率的冲压程序。并且，在决定冲压程序的过程中，当运用极其短的周期时间(即，更快的淬火速度)时，易降低玻璃成型品的折射率。即使在这种情况下，应用本专利技术的制造方法，由于折射率的低下得以抵补，没有必要新开发玻璃原料的组成，就可以快速地生产具有所希望光学性能的光学元件。附图说明图1为表示本实施例所用的成型模的概略图。图2为表示玻璃光学元件折射率和曲率的评价结果。图3为表示玻璃光学元件折射率和曲率的评价结果。图4为表示从玻璃光学元件所希望折射率值得到的折射率差(Δnd)和热处理温度之间的关系。具体实施例方式本专利技术的有如下特征(1)用成型模把加热软化的玻璃原料冲压成型；(2)把所获得的玻璃成型品和成型模一起，在玻璃成型品的玻璃转变温度以下的温度进行冷却；(3)包括把玻璃成型品从成型模中取出。并且，本专利技术的制造方法，是在把取出的玻璃成型品，在(玻璃应变点-150℃)以上，不到应变点温度的范围内进行加热处理(以下也称热处理)获取玻璃光学元件的。专利技术人发现了把冲压成型后被冷却的玻璃成型品，特别是淬火后的玻璃成型品，保持在(玻璃应变点-150℃)以上，不到应变点温度中进行热处理，可以调整折射率。应变点为，相当于粘度为4×1014dPa·s的温度。在一般情况下，由于不到应变点的温度玻璃不会产生粘性流动，所以，无论怎样快速冷却都不会产生新的变形，并且无论保持多么长时间也都不能去除变形(参照玻璃工学手册)。因此，可以认为在不到此应变点的温度下，实际上不会引起折射率的变动。但是，正如后面所述的实施例中所示那样，专利技术者们找到了即使在不到应变点的温度进行热处理，也能够通过热处理改变折射率，把玻璃成型品的折射率调整到所希望的折射率范围内。并且，专利技术者们还发现了利用这种热处理，不只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃光学元件的制造方法，其特征在于，包括：用成型模把加热软化的玻璃原料冲压成型；把所获得的玻璃成型品和成型模一起，在玻璃成型品的玻璃转变温度以下的温度进行冷却；把玻璃成型品从成型模中取出；把取出的玻璃成型 品，在玻璃应变点－１５０℃以上，不到应变点温度的范围内进行热处理获得玻璃光学元件。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：广田慎一郎，坂井裕之，近江成明，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]