[发明专利]光学器件用成型模具及其制造方法和光学器件

说明书

技术领域

本发明涉及为了由冲压加工制造光学器件的光学器件成型用模具及其制造方法，和使用该模具制造的光学器件。

技术背景

要直接冲压成型高精度的光学器件，就必须有用来使光学器件材料冲成成型的光学器件成型用模具。

作为用来冲压成型光学器件材料的光学器件成型用模具，有把超硬合金、金属陶瓷或玻璃用做光学器件成型用模具的材料。

但是，光学器件成型用模具，必须使冲压面和光学器件的形状吻合起来进行加工，在把超硬合金或金属陶瓷用做材料的情况下，超硬合金或金属陶瓷的精密加工是困难的，存在着加工时间长，加工价格也非常昂贵的问题。此外，由于加工难度大，故模具的形状的不均一性大，其结果是在成型后的光学器件上也会发生形状的不均一，存在着光学器件的光学性能会变得不稳定的问题。

为此，人们提出了把玻璃用做光学器件成型用模具的材料的提案。作为把玻璃用做光学器件成型用的模具的材料时，人们提出了通过采用把冲压面的形状精密加工成与光学器件的形状为同一形状的母模具冲压玻璃材料的办法得到的光学器件成型用模具的提案(参看特开昭64-33022号公报、特开平1-239031号公报)，此外还提出了由仅仅用玻璃材料构成的模具本体和在其冲压面上形成的薄膜构成的光学器件成型用模具(参看特开平1-148714号公报)。此外，还提出了采用使由玻璃构成的成型用模具本体和具有耐热性的金属或陶瓷构成的接合体熔融粘接接合的办法得到的光学器件成型用模具(参看特开平2-102136号公报)。

但是，对于光学器件成型用的材料使用通常的玻璃的上述现有的光学器件成型用模具中，存在着不能在作为材料使用的玻璃的玻化转变温度以上的温度下冲压成型光学器件材料的问题。就是说，若在作为光学器件成型用模具的材料所使用的玻璃的玻化温度以上的温度下进行冲压成型时，则存在着光学器件成型用模具的冲压面会因成型时的高温气氛而变形的问题。

为此，在以必须在高温下成型的玻璃(例如，无铅玻璃系玻璃：BK7，软化点642℃)作为光学器件材料的情况下，对于将成为光学器件成型用模具的材料的玻璃而言，必须使用具有比光学器件成型温度(成型温度大体上在软化点附近)还高的高温度的玻化点的玻璃。

此外，在制造使用通常的玻璃的光学器件成型用模具的情况下，由于必须在高温下进行利用母模具进行的冲压复制，故存在着在冷却行程中进行的玻璃的收缩量大，成型后的光学器件成型用模具冲压面的形状精度不好的问题。

发明的公开

为了解决上述问题，本发明的目的是提供冲压面的精密加工容易且可以在高温下冲压成型光学器件的光学器件成型用模具，其制造方法和使用该模具的光学器件。

为了实现上述目的，本发明的光学器件成型用模具，是一种用来冲压成型光学器件材料的光学器件成型用模具，它包括具有用来冲压光学器件材料的冲压面的冲压构件，而该冲压构件是由结晶化玻璃构成。在上述光学器件成型用模具中，由于冲压构件由结晶化玻璃构成，故可以用冲压成型加工冲压面。因此，对于上述光学器件成型用模具而言，冲压面的精密加工是容易的。此外，结晶化玻璃由于结晶化而使软化点比结晶化之前的玻璃(以下，叫做母玻璃)更高温化，故可以在比将成为冲压构件的材料的母玻璃的玻化转变点还高的温度下冲压成型光学器件。因此，倘采用本发明的光学器件成型用模具，则可以在高温下冲压成型光学器件。

在上述光学器件成型用模具中，理想的是在冲压面上边配备对于光学器件材料来说呈现惰性(不与光学器件材料熔融粘接，易于脱模的材料)的保护膜。倘采用上述构成，则在冲压成型光学器件之际，可以防止光学器件材料熔融粘接到冲压面上边。

在上述光学器件成型用模具中，理想的是含有从Pt(白金)、Pd(钯)、Ir(铱)、Rh(铑)、Os(锇)、Ru(钌)、Re(铼)、W(钨)和Ta(钽)内选出来的至少一种金属。借助于上述构成，并可以提高冲压构件的耐氧化性，并可以防止冲压构件与玻璃材料之间的熔融粘接。

在上述光学器件成型用模具中，在冲压构件和保护膜之间，理想的是还具备用来防止保护膜的剥离的中间膜。采用上述构造，则即便是在反复冲压成型光学器件的情况下，也可以防止保护膜剥离。

在上述光学器件成型用模具中，中间膜理想的是含有在冲压构件中所含有的成分或在保护膜中所含有的成分。采用上述构成，则可以防止保护膜的剥离。