[发明专利]压制成型用玻璃材料、以及使用该玻璃材料的玻璃光学元件的制造方法、以及玻璃光学元件

说明书

本申请是申请日为2010年5月9日、申请号为201080021918.4、发明名称为“压制成型用玻璃材料、以及使用该玻璃材料的玻璃光学元件的制造方法、以及玻璃光学元件”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。 

技术领域

本发明涉及用于通过精密模压获得玻璃光学元件的玻璃材料、使用该玻璃材料的玻璃光学元件的制造方法、以及通过相关制造方法而获得的玻璃光学元件。 

特别是，虽然本发明中使用的是含有在压制成型时的高温下与成型模具的反应活性高的组分的玻璃材料，但是本发明能够适用于：既抑制这些组分在成型表面上的反应，其中主要是防止成型体表面的粘连、模糊、条纹状反应痕迹，又稳定高效地生产出具有充分光学性能的光学元件，同时延长成型模具的寿命。 

背景技术

众所周知，通过使用成型模具使加热软化的玻璃材料压制成型，将成型表面形状复制到玻璃材料从而获得玻璃透镜等光学元件。通过压制成型形成的光学元件的光学功能面不必进行研磨等机械加工即具有所期望的光学性能。 

专利文献1中明确提出以下压制透镜的制造方法：通过将表面覆盖有氧化硅膜的玻璃材料（被成型体）放入成型模具内，在该玻璃材料处于软化状态的温度下对其加压成型。文献中记载，根据这种方法可以防止加压成型时模具与玻璃之间的粘连，同时通过易还原组分PbO的还原还可以防 止析出还原晶粒。根据该专利文献1所记载的发明，氧化硅膜厚度的实用范围为 （5nm～200nm），一旦不足 （5nm）则难以达到由形成氧化硅膜产生的效果，一旦超过 则加压成型时易产生裂纹等缺陷，致使透过率和折射率等光学质量降低。 

专利文献2中明确提出如下光学玻璃元件的成型方法：事先在玻璃材料的中央部形成以SiO₂为主体的薄膜，将此玻璃材料填入成型模具内压制成型。根据这种方法，避免产生表层裂纹的同时，光学元件的中心部不产生模糊，可以获得具有优良光学功能面的光学元件。根据该专利文献2所记载的发明，以SiO₂为主体的薄膜厚度为 不足 （10nm）则不具备防止模糊的效果， 以上则产生表层裂纹。 

专利文献3中明确提出如下光学玻璃元件及其制造方法：该光学元件是在预成型的芯玻璃的表面形成两层表面层，靠近芯玻璃的第一表面层为在减压状态且玻璃转移点以上的温度下使芯玻璃原料在芯玻璃表面形成膜状，远离芯玻璃的第二表面层为通过溅射法等使蒸镀用玻璃原料在第一表面层上形成膜状。作为用于形成第二表面层的蒸镀用玻璃原料，使用的是含有SiO₂、Na₂O、Al₂O₃、B₂O₃的玻璃原料。根据这种发明，即使是使用强反应性的玻璃和具有易挥发的玻璃组分的玻璃作为玻璃原料的情况，也能够获得表面不生成裂纹且不发生粘连和模糊的光学元件。根据该专利文献3所记载的发明，以SiO₂为主要组分的第二表面层的厚度为5nm～50nm，不足5nm则判定会降低防止（模具与玻璃之间的）粘连的效果，50nm以上则判定会产生裂纹。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：特公平2-1779号公报 

专利文献2：特开平7-118025号公报 

专利文献3：特开平8-198631号公报 

专利文献1～3的全部内容结合于此作为参照。 

发明内容

发明所要解决的课题 

近年，要求以数码相机和带有相机的便携式终端机为代表的摄像设备既维持高画质，又小型化、轻量化。虽然通过使用非球面透镜减少光学系统的透镜个数，可以一定程度上达到光学仪器的小型化、轻量化，但是为了进一步小型化，有必要对光学系统中使用的每一个透镜进行改良。因此，作为制作安装于这种摄像设备的光学透镜的光学玻璃材料，具有高折射率的玻璃较为合适。为了提高折射率，使光学玻璃材料含有W、Ti、Bi、Nb中的任意组分的方法为众人所知。 

但是，使用含有这些组分的光学玻璃材料，通过模压成型来制造非球面光学透镜时，由于W、Ti、Bi、Nb是易还原组分，所以在作为玻璃组分存在的同时可形成多种化合价，因此容易产生氧化还原反应，在压制成型工序中，在被挤压在成型模具产生形变的过程中发生种种界面反应，与成型模具粘连，或者出现玻璃成型体表面模糊、留下条纹状的反应痕迹。另外也已经判明，由于粘连使成型面变得粗糙，会由于将其复制而使成型体表面产生凹凸并且也易于产生观察到模糊的现象。