[发明专利]光学元件成形用模具、以及光学元件和该光学元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件成形用模具、以及使用了该光学元件成形用模具的光学元件的制造方法和通过该制造方法得到的光学元件。

背景技术

就作为光学元件的光学玻璃透镜的制造方法而言，已知有直接冲压成形法。所述直接冲压成形法，是在加工成所需的面品质和面精度的光学元件成形用模具上，对作为光学元件材料的玻璃的块状物进行加热，或者对经过预热的玻璃的块状物进行冲压成形，制造光学玻璃透镜的方法。

在上述直接冲压法中使用的光学元件成形用模具中，要使光学元件上不发生裂痕(开裂)，从耐久性、脱模性等观点出发，还要求与光学元件材料的反应性低，光学元件成形用模具的表面与光学元件材料的脱模性良好，光学元件成形用模具的基材与表面层的密合性优异，光学元件成形用模具的冲压面的摩擦系数小，可在短时间内生产光学元件等。

至今为止，在光学玻璃元件的冲压成形中，提出了通过使用将金刚石膜或金刚石状碳膜形成在母材上而构成的光学玻璃元件的冲压成形用模具，能够对氧化铅系玻璃透镜进行良好的冲压成形的技术(例如，参照日本特公平02-047411号公报)。

另外，提出了在冲压成形时，通过使用在与玻璃相接的部分隔着金刚石膜而被覆氢化无定形碳膜的成形用模具，可以与上述日本特公平02-047411号公报相比进一步抑制氧化铅的反应的技术(例如，参照日本特开平02-080330号公报)。

另外，还提出了通过使用在光学元件成形用模具母材界面侧石墨较多、而在表面侧(脱模面侧)石墨少的光学元件成形用模具，从而兼顾脱模性和耐久性的技术(例如，参照日本特开平08-301625号公报)。

另外，提出了通过使用在母材界面侧石墨少、且从与母材的界面至表面(脱模面)石墨增加的光学元件成形用模具，兼顾脱模性和耐久性的技术(例如，参照日本特开平09-12320号公报)。

另外，提出了通过在母材上形成金刚石状碳脱模膜，可大幅抑制裂痕(开裂)的发生的技术(例如，参照Proc.of the XX ICG in Kyoto(2004)“GLASS PREFORM DEFORMATION AND CRACK FORMATION MECHANISM IN MOLDING PROCESS”T.Igari et al.HOYA Corporation)。

另外，提出了通过在母材的成形面上被覆含无定形氢的Si-C(a-C:H:Si)膜，从而能够耐受长期的连续成形且也能充分确保成形品的性能的光学元件成形用模具(例如，参照日本特开平09-194216号公报)。在该方案中，记载了需要将a-C:H:Si膜中Si的含量设定为10mol％～23mol％，将a-C:H:Si膜的厚度设为50nm～150nm的内容。这可以是认为，通过在上述膜中含有Si来赋予柔软性(缓冲性)和润滑性。

另一方面，为了提高母材与a-C:H:Si膜之间的密合性，优选膜的厚度薄。但是，在需要缓冲作用、润滑作用的膜的情况下，若膜的厚度变薄，则变得降低了其作用，因此存在不能使膜的厚度变薄，无法得到充分的密合性的问题。

另外，在这些现有技术的光学元件成形用模具中，作为光学元件材料使用含有高反应性的材料(例如TiO₂、Nb₂O₅、WO₃、Bi₂O₃等)的玻璃时，存在成形时发生熔接的问题，或成形薄的透镜时，产生裂痕(开裂)的问题等，耐久性、脱模性会不充分。另外，既具有充分的耐久性、脱模性且光学元件成形用模具的基材与表面层的密合性又良好的模具，目前还没有得到。

因此，现状就是迫切需要开发出一种耐久性和脱模性优异、且光学元件成形用模具的基材与表面层的密合性也优异的光学元件成形用模具。

发明内容

本发明的课题在于解决以往的上述诸问题，实现以下的目的。即，本发明的目的在于提供一种光学元件成形用模具，其与光学元件材料的反应性低，能够降低光学元件材料与光学元件成形用模具的表面层的摩擦系数，光学元件成形用模具的基材与表面层的密合性优异，且脱模性和耐久性优异。本发明还提供使用了该光学元件成形用模具的光学元件的制造方法和通过该制造方法得到的光学元件。