專利名稱：玻璃光學(xué)元件的制造方法及玻璃坯料的玻璃組成確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高精度玻璃光學(xué)元件的制造方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種通過由具有規(guī)定面精度的成形模加壓成形軟化玻璃坯料，將成形模的成形面轉(zhuǎn)制在上述玻璃坯料上，制造具有期望面精度和光學(xué)特性的玻璃光學(xué)元件的方法。
背景技術(shù)：
近年來，發(fā)展了不需要加壓成形后的研削、研磨工序的精密加壓成形技術(shù)，由該技術(shù)來生產(chǎn)大量透鏡、尤其是非球面透鏡。
在玻璃光學(xué)元件的制造中，光學(xué)特性的管理是不可缺少的。這由適用玻璃光學(xué)元件的光學(xué)制品規(guī)格來確定，通常，通過與允許范圍(公差)一起指定規(guī)定的光學(xué)常數(shù)(通常用折射率n及阿貝數(shù)γ來表示)等來進行管理。x用F線、d線、c線等測定波長來表示折射率n。其中，最好使用d線的nd來作為指標。用下式來表示阿貝數(shù)γd。
式1γd＝(nd-1)/(nF-nc)另外，已知可通過選擇各種玻璃組成來制造具有各種寬范圍光學(xué)常數(shù)的光學(xué)玻璃。
光學(xué)玻璃如上所述，通常高精度地測定近紫外-近紅外各種波長下的折射率，由小數(shù)點以下5進位前的值來表現(xiàn)。但是，即使是相同組成的玻璃，在室溫下測定的玻璃的折射率也因其組成的熔融玻璃變?yōu)楣腆w前受到的熱滯后而變化。例如，即使是保持在玻璃轉(zhuǎn)變點Tg附近某溫度下的同一組成的玻璃坯料，室溫下測定的玻璃的折射率也因適用的冷卻速度不同而不同。通常，若冷卻速度大，則折射率變低，若冷卻速度小，則折射率變高。在通過加壓成形來制造玻璃光學(xué)元件的情況下，光學(xué)元件具有的折射率因加壓成形后的冷卻條件不同而變化。這以所謂偏離期望折射率范圍的形式成為制造上的問題。
在制造玻璃光學(xué)元件時，已知設(shè)置退火工序。在該工序中，雖然對成形的玻璃光學(xué)元件實施規(guī)定的熱處理，但主要目的是去除應(yīng)變和調(diào)整折射率。就折射率調(diào)整而言，為了均勻得到具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件，退火工序是有效的。
在特開昭61-286236號公報中公開了一種玻璃光學(xué)元件的慢冷方法，該方法由將加壓成形后的玻璃光學(xué)元件在大于應(yīng)變點小于玻璃轉(zhuǎn)變點的溫度下保持規(guī)定時間的工序、和在變?yōu)槠谕凵渎实睦鋮s速度下冷卻上述玻璃光學(xué)元件的工序構(gòu)成。根據(jù)該方法，在冷卻工序中，可防止光學(xué)元件間或同一光學(xué)元件內(nèi)產(chǎn)生的溫度不均勻引起的折射率差異，并可在一定范圍內(nèi)調(diào)整為任意折射率。
另外，在特開平7-53320號公報中公開了一種方法，通過‘一種玻璃光學(xué)元件的制造方法，通過熔融、加熱事先選擇組成的玻璃坯料并加壓成形來制造玻璃光學(xué)元件，其特征在于使用折射率值為從成形玻璃光學(xué)元件所需折射率的值中減去將加壓成形工序中生成的玻璃坯料的折射率變化量的玻璃坯料，通過上述加壓成形工序來成形玻璃光學(xué)元件’，由從塊中切下的玻璃坯料或由熔融玻璃制作成透鏡近似形狀的玻璃坯料(半成品)來得到期望折射率的玻璃光學(xué)元件。
在特開平7-330354號公報中公開了一種根據(jù)加熱成形后冷卻工序的折射率變化來控制冷卻中的冷卻速度的方法，使玻璃透鏡的折射率變?yōu)槠谕怠?br> 在加壓成形中，因為冷卻工序中的冷卻速度較大，所以成形的玻璃光學(xué)元件的折射率傾向于變低。因此，以前，通過設(shè)置充分的退火工序，調(diào)整到期望的折射率，或通過低的折射率來進行光學(xué)制品的光學(xué)設(shè)計。
在特開昭61-286236號公報中公開的慢冷方法中，可在一定范圍內(nèi)將玻璃光學(xué)元件的折射率變?yōu)槠谕?。但是，在上述公報圖示的退火用裝置與退火工序中需要大量的時間，所以存在生產(chǎn)效率上的問題。并且，在加壓成形后已沒有光學(xué)設(shè)計上的問題的程度上應(yīng)變量小，即使對于不一定非要去除應(yīng)變的玻璃光學(xué)元件而言，退火工序也是必需的，就這點而言也存在生產(chǎn)效率低下的問題。
另外，特開平7-53320號公報中記載的方法中存在以下問題。
根據(jù)該方法，為了知道加壓成形產(chǎn)生的折射率變化量，必需實測加壓成形前的玻璃坯料的折射率。但是，在從熔融玻璃淬火加壓成形前的玻璃坯料的情況下，應(yīng)變大，折射率測定困難，或差異大，不能測定。
另外，根據(jù)上述公報的實施例1及2，即使對同一組成的玻璃坯料施加同一加壓成形工序，也會由于使用的玻璃坯料折射率的不同，結(jié)果，使得到的玻璃元件的折射率不同。這意味著不能通過加壓成形工序來消除玻璃坯料(半成品)具有的熱滯后，即，玻璃坯料具有的熱滯后影響成形光學(xué)元件的折射率。因此，根據(jù)該方法，用于測定折射率變化量的暫定玻璃坯料和實際上用于制造玻璃元件的玻璃坯料必需具有相同的熱滯后。即，在從熔融狀態(tài)淬火用于測定折射率變化量的玻璃坯料的情況下，也必需在同一條件下淬火組成調(diào)整后用于玻璃元件制造的玻璃坯料，若不能嚴密管理淬火條件，則得到偏離規(guī)定折射率的光學(xué)元件。
另外，本公報實施例1及2中還公開了即使是相同組成的玻璃坯料，若使用因其熱滯后不同而具有不同折射率的玻璃坯料，則在施加同一加壓工序情況下產(chǎn)生的折射率變化量不同，所以為了得到規(guī)定折射率的玻璃元件，必需進行不同內(nèi)容的組成調(diào)整。
在特開平7-330354號公報中記載的方法意圖消除模透鏡的索引下降(index drop)預(yù)測值與實際的偏差，但卻未對下降自身提供任何解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題作出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于在本來作為退火目的的應(yīng)變調(diào)整和折射率調(diào)整中，對折射率的管理提供代替手段，提供制造上的自由度。
具體而言，本發(fā)明的目的在于提供一種即使供給加壓成形工序的玻璃坯料在熔解后受到某種熱滯后，仍能以一定規(guī)則簡便、精度高地制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法。并且，本發(fā)明提供一種因為總能根據(jù)一定基準來把握玻璃光學(xué)元件折射率，從而可容易管理的下班光學(xué)元件的制造方法。
本發(fā)明如下所示。
(1)一種通過成形工序來制造具有期望折射率n3的玻璃光學(xué)元件的方法(下面，稱為第1制造方法)，該成形工序包含使用成形模，加壓成形軟化的玻璃坯料，并進行冷卻，其特征在于使用由規(guī)定組成構(gòu)成的玻璃坯料，測定通過上述加壓成形工序得到的暫定光學(xué)元件的折射率n2；
求在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成的玻璃時的標準折射率n1與上述暫定光學(xué)元件的折射率n2之差；準備在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃；使用由準備的玻璃構(gòu)成的玻璃坯料，通過上述加壓成形工序得到玻璃光學(xué)元件。
(2)根據(jù)(1)所述的制造方法，其特征在于在上述加壓成形工序之前，在規(guī)定條件下處理具有規(guī)定組成的玻璃，求出折射率n1。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的制造方法，其特征在于通過調(diào)整上述規(guī)定組成的玻璃的組成，得到具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃；(4)根據(jù)(1)-(3)之一所述的制造方法，其特征在于設(shè)在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成玻璃時的標準阿貝數(shù)為γ1，上述暫定光學(xué)元件的阿貝數(shù)為γ2，期望光學(xué)元件的阿貝數(shù)為γ3時，上述準備的玻璃在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將(γ1-γ2)×0.9～(γ1-γ2)×1.1的值與γ3相加的阿貝數(shù)。
(5)根據(jù)(1)-(4)之一所述的制造方法，其特征在于上述具有規(guī)定組成的玻璃具有在n3±0.01范圍內(nèi)的標準折射率、和在γ3±1范圍內(nèi)的標準阿貝數(shù)。
(6)根據(jù)(1)-(5)之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的期望折射率n3等于具有上述規(guī)定組成玻璃的標準折射率n1。
(7)根據(jù)(1)-(6)之一所述的制造方法，其特征在于至少在從軟化點開始(應(yīng)變點-50度)范圍內(nèi)以300度-1500度/分的冷卻速度冷卻用于制造上述玻璃光學(xué)元件的玻璃坯料。
(8)根據(jù)(1)-(7)之一所述的制造方法，其特征在于用于制造上述玻璃光學(xué)元件的玻璃坯料的折射率比該組成的標準折射率低500×10-5以上。
(9)一種通過包含加壓成形玻璃坯料、冷卻的加壓成形工序來制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法(以下，稱為第2制造方法)，其特征在于變化冷卻速度，冷卻置于實質(zhì)消除玻璃具有的熱滯后條件下的玻璃，對具有規(guī)定組成的玻璃求出得到玻璃的折射率與冷卻速度的相關(guān)；根據(jù)上述相關(guān)求出在規(guī)定條件下處理具有上述規(guī)定組成玻璃時得到的玻璃的折射率(下面，將該折射率稱為折射率A)，作為對應(yīng)于規(guī)定條件下處理的冷卻速度的折射率；確定上述加壓成形工序中的冷卻速度，根據(jù)上述相關(guān)求出對應(yīng)于該冷卻速度的具有上述規(guī)定組成玻璃的折射率(下面，將該折射率稱為折射率B)；當(dāng)設(shè)上述期望折射率為C時，確定在上述規(guī)定條件下進行處理情況下表示將其值為從上述折射率A中減去上述折射率B后的折射率差與上述折射率C相加的折射率的玻璃組成；將具有上述確定組成的玻璃用作上述玻璃坯料。
(10)根據(jù)(1)-(9)之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的光軸方向的應(yīng)變小于60nm。
(11)根據(jù)(1)-(10)之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的光軸方向的應(yīng)變大于2nm。
(12)根據(jù)(1)-(11)之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件為凹彎月形透鏡、雙凹透鏡或平凹透鏡。
(13)一種用于通過成形工序來制造玻璃光學(xué)元件的方法中的上述玻璃坯料的玻璃組成確定方法，該成形工序包含使用成形模，加壓成形軟化的玻璃坯料，并進行冷卻，其特征在于使用由規(guī)定組成構(gòu)成的玻璃坯料，測定通過上述加壓成形工序得到的暫定光學(xué)元件的折射率n2；求在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成的玻璃時的標準折射率n1與上述暫定光學(xué)元件的折射率n2之差；將在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃組成作為上述玻璃坯料的玻璃組成。
附圖的簡要說明

圖1是表示某種特定組成的玻璃坯料的折射率與冷卻速度的相關(guān)關(guān)系的說明圖。
發(fā)明的
具體實施例方式
下面，詳細說明本發(fā)明的玻璃光學(xué)元件的制造方法。
本發(fā)明的第1玻璃光學(xué)元件的制造方法(權(quán)利要求1中所述)是一種通過成形工序來制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法，該成形工序包含使用成形模，加壓成形玻璃坯料，并進行冷卻。
即，使用某種暫定的、由規(guī)定組成構(gòu)成的玻璃坯料，測定通過加壓成形工序得到的暫定光學(xué)元件的折射率n2；求在規(guī)定條件下處理相同規(guī)定組成的玻璃時的折射率(下面，將在規(guī)定條件下處理時的玻璃折射率稱為標準備折射率)n1與上述暫定光學(xué)元件的折射率n2之差；準備在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將該差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃；通過上述加壓成形工序，制造具有期望折射率n3的玻璃光學(xué)元件。
其中，所謂差或基本上等于差的量意味著作為計算值的差的0.9倍-1.1倍的范圍。如后所述，因為除制造光學(xué)元件所需的折射率(例如nd)外，阿貝數(shù)(例如γd)也設(shè)在規(guī)定范圍內(nèi)，所以當(dāng)進行上述加法時，在該范圍內(nèi)進行適當(dāng)調(diào)整。
換言之，使用具有其值為將(n1-n2)×0.9～(n1-n2)×1.1的值與n3相加的標準折射率的玻璃坯料。
n1是具有規(guī)定組成的玻璃的標準折射率。
n2是從具有上述規(guī)定組成的玻璃坯料經(jīng)上述加壓成形工序得到的暫定玻璃光學(xué)元件的折射率。
n3是上述玻璃光學(xué)元件的期望折射率。
另外，折射率n1、n2、n3意味著F線、d線、c線等測定波長中任意規(guī)定波長的折射率，但最好使用d線的nd。
在本發(fā)明的第1玻璃光學(xué)元件制造方法中，例如，在上述加壓成形工序前，在規(guī)定條件下處理具有規(guī)定組成的玻璃，實施求出折射率n1的階段。因此，若在加壓成形工序前僅事先求出一次折射率n1和n2，則后面通過使用具有上述規(guī)定標準折射率的玻璃坯料的加壓成形工序，可連續(xù)制造具有期望折射率n3的玻璃光學(xué)元件。
因此，本發(fā)明的第1制造方法中，通過包含使用成形模來加壓成形玻璃坯料的加壓成形工序，并在該加壓成形工序中通過使用具有其值為將(n1-n2)×0.9～(n1-n2)×1.1的值與n3相加的標準折射率(其中，所謂標準折射率是在規(guī)定條件下處理的玻璃的折射率)的玻璃坯料，制造具有期望折射率n3的玻璃光學(xué)元件，其中，在上述加壓成形工序之前，包含在規(guī)定條件下處理具有規(guī)定組成的玻璃，對得到的玻璃求出折射率n1的階段；及從具有與上述規(guī)定組成相同組成的玻璃坯料經(jīng)上述加壓成形工序得到玻璃光學(xué)元件，對得到的玻璃光學(xué)元件求出折射率n2的階段。
如上所述，由于在熔融玻璃變?yōu)楣腆w前受到的熱滯后，即使是具有相同組成的玻璃，在室溫下測定的折射率也不同。因此，在本發(fā)明中，為了管理對應(yīng)于組成的玻璃坯料的折射率，在標準條件下、即在規(guī)定條件下處理具有規(guī)定組成的玻璃，并使用該玻璃的折射率。在規(guī)定條件下進行處理，將玻璃的折射率稱為標準折射率。另外，用n1表示具有規(guī)定組成的玻璃的標準折射率。若玻璃的組成不同，則標準折射率表示不同值。另外，若規(guī)定條件不同，則即使是具有相同組成的玻璃，也表示不同值。
在本說明書中，所謂規(guī)定條件意味著在實質(zhì)消除玻璃具有的過去熱滯后的溫度及時間下保持玻璃，并在之后以規(guī)定的冷卻速度進行冷卻構(gòu)成的條件。通過對應(yīng)于玻璃組成來選擇適宜的溫度和保持時間，實質(zhì)消除玻璃具有的熱滯后。具體而言，所謂‘在實質(zhì)消除玻璃具有的過去熱滯后的溫度及時間下保持玻璃坯料’意味著例如在大于玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg的溫度下，保持直到玻璃整體的溫度實質(zhì)變?yōu)橐欢?。從較高精度且較好效率來求出折射率的觀點來看，最好在Tg-Tg+30度的一定溫度下保持玻璃大于15分鐘的一定時間，并且最好保持大于30分鐘小于5小時的時間。
另外，所謂‘規(guī)定冷卻速度下的冷卻’意味著在一定條件下的冷卻，使提供給玻璃的熱滯后變?yōu)橐欢ǎ唧w而言，最好是在不產(chǎn)生應(yīng)變或折射率差異程度的緩慢、實質(zhì)一定的冷卻速度下的冷卻，以不影響室溫下的折射率測定。最好是，在50度/小時以下、例如30度/小時的冷卻速度下，至少冷卻到應(yīng)變點-30度，最好是-50度。
即，上述規(guī)定條件下的處理最好是在玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)-Tg+30范圍的一定溫度下保持15分鐘以上的一定時間，接著，以50度/小時以下的一定速度冷卻到應(yīng)變點-30度的處理。
在本發(fā)明的第1制造方法中，通過使用具有規(guī)定組成、且在‘規(guī)定條件’下處理(保持及冷卻)的玻璃的折射率n1，可客觀把握和管理折射率值。并且，即使在使用組成相同但以不同制法制作的玻璃坯料，加壓成形玻璃光學(xué)元件的情況下，若事先把握上述折射率n1，則不用每次測定各玻璃坯料的折射率，就可得到具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件。
上述保持溫度及時間或冷卻速度等規(guī)定條件不限于上述數(shù)值范圍。但是，通過經(jīng)常適用一定條件，標準折射率僅隨玻璃組成變化，容易確定玻璃坯料的折射率。另外，在本發(fā)明中，折射率意味著在室溫(23度±3度)下測定的值。
在本發(fā)明的第1制造方法中，對‘具有規(guī)定組成的玻璃’實施上述‘規(guī)定條件’下的處理‘保持及冷卻’，求出折射率n1。不限制‘規(guī)定組成’，但包含作為目的的玻璃光學(xué)元件組成必需的成分，結(jié)果雖然是接近最終組成的物品，但最終適合于確定目的玻璃坯料的組成。
接著，在本發(fā)明的第1制造方法中，向?qū)嶋H的玻璃光學(xué)元件制造方法中使用的加壓成形工序提供具有與求出的折射率n1相同組成的玻璃，制造暫定玻璃光學(xué)元件，求出得到的暫定玻璃光學(xué)元件的折射率n2。
如上所述，玻璃即使具有相同組成，也對應(yīng)于熱滯后而具有不同的折射率。在玻璃光學(xué)元件的制造方法中，若加壓成形工序中采用的加壓成形溫度及冷卻條件不同，則即使使用具有相同組成的玻璃坯料，得到的玻璃光學(xué)元件的折射率有時也不同。因此，在本發(fā)明的第1制造方法中，通過求出折射率n1和對具有相同組成的玻璃求出折射率n2，可把握在實際制造方法的加壓成形工序下玻璃受到的熱滯后的影響。
本發(fā)明第1制造方法中的加壓成形工序是除用規(guī)定溫度的成形模來加壓可通過成形模加壓變形的具有粘度的玻璃坯料，轉(zhuǎn)錄成形模具有的光學(xué)功能面的工序(稱為加壓成形工序)外，還包含玻璃坯料的加熱軟化、上述加壓成形后的冷卻工序等一連串工序。這里，所謂‘玻璃坯料’是供給成形的玻璃坯料，除事先將重量或形狀近似為成形形狀的扁平球形狀、球形等預(yù)制坯或從塊狀玻璃切下的外，還包含使熔融玻璃從流出管流下狀態(tài)的凝塊。
如后所述，玻璃坯料與其在熔解后經(jīng)過的熱滯后無關(guān)，可適用于本發(fā)明。即，可以具有任何熱滯后及源于其的折射率。也可是在不從熔解玻璃上分割的程度下淬火，生產(chǎn)效率好。此時，玻璃坯料的折射率相對低，雖有時因情況使應(yīng)變大而不能測定折射率，但對實現(xiàn)本發(fā)明的效果沒有任何障礙。在調(diào)制玻璃坯料時，最好在從熔解玻璃流出時，雖為10-1000泊的粘度，但至少在從軟化點到(應(yīng)變點-50)度的范圍內(nèi)，在300度/分鐘以上的速度下進行冷卻。最好是，為提高生產(chǎn)效率，使用300-1500度/分鐘的冷卻速度，最好是400-1000度/分鐘的冷卻速度。
另外，玻璃坯料的折射率在比該組成的標準折射率低500×10-5以上時，有利于得到本發(fā)明的效果。
在加壓成形工序中，例如適于作為相當(dāng)于其粘度為105.5-109泊的溫度，使用將加壓成形的玻璃坯料預(yù)到表示107-1012泊的粘度的溫度的成形模來加壓成形玻璃坯料。通過使玻璃坯料的溫度處于上述范圍，可在短時間內(nèi)實質(zhì)消除玻璃坯料具有的熱滯后。
加壓成形后，或與加壓成形開始同時或在加壓成形途中，進行成形后或成形中的玻璃坯料的冷卻。可從以下方面來確定加壓成形工序中的冷卻速度。在生產(chǎn)效率上，冷卻速度最好大。但是，若淬火，則玻璃光學(xué)元件中殘留相當(dāng)部分的應(yīng)變，并阻礙光學(xué)性能。該應(yīng)變的允許殘留量困適用的光學(xué)制品的用途或精度而不同。因此，對應(yīng)于適用的光學(xué)制品中允許的應(yīng)變量，在該范圍內(nèi)確定冷卻速度。最好是以例如10-250度/分鐘、最好是30-100度/分鐘的冷卻速度冷卻到小于Tg的溫度。
即使是使用同一組成的玻璃坯料，但若制造的玻璃元件的形狀或大小變化，則即使適用相同的加壓成形和冷卻，加壓成形品受到的實質(zhì)冷卻速度也變化，得到的玻璃光學(xué)元件的折射率稍稍變化。因此，在必需嚴密控制的情況下，最好對與目的玻璃光學(xué)元件形狀或大小相同的玻璃求出折射率n1、n2及n3?；蛘?，為了防止冷卻速度因形狀、大小不同而稍稍變化，可控制玻璃光學(xué)元件的實質(zhì)冷卻速度，微調(diào)冷卻方法，以滿足期望折射率的允許范圍。另外，上述加壓成形工序中的冷卻速度的些許差異對折射率的影響較輕微。
在本發(fā)明的第1制造方法中，當(dāng)設(shè)作為最終制品的玻璃光學(xué)元件應(yīng)表示的折射率為n3時，使用具有其值為將(n1-n2)×0.9～(n1-n2)×1.1的值與n3相加的標準折射率的玻璃坯料。即，使用規(guī)定條件下處理的玻璃坯料表示的折射率為上述范圍的玻璃坯料。通過例如調(diào)整玻璃組成來調(diào)制具有其值為將(n1-n2)×0.9～(n1-n2)×1.1的值與n3相加的標準折射率的玻璃坯料。
具體而言，具有上述范圍的標準折射率的玻璃坯料對于上述規(guī)定組成的玻璃，可通過增加或減少規(guī)定組成中包含的折射率調(diào)整成分的量、或按適當(dāng)比率混合具有近似具有上述范圍標準折射率的玻璃坯料標準折射率的標準折射率的硝材來進行調(diào)制。作為折射率調(diào)整成分，在鋇硼系酸鹽玻璃的情況下，最好主要以B2O3、SiO2、BaO的質(zhì)量比來進行調(diào)整。另外，也可使用其它公知的折射率調(diào)整成分。對于玻璃坯料的組成調(diào)整，可適當(dāng)采用以前進行的方法來進行調(diào)整玻璃組成的nd的微調(diào)整。另外，也可適當(dāng)采用現(xiàn)有進行的方法來進行后述的γd的微調(diào)整。
本發(fā)明還包含通過包含使用成形模加壓成形玻璃坯料的加壓成形工序，制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法中使用的上述玻璃坯料的玻璃組成的確定方法(權(quán)利要求13所述)。
該方法的特征在于求出具有規(guī)定組成并在規(guī)定條件下處理的玻璃折射率n1及從具有與上述規(guī)定組成相同組成的玻璃坯料經(jīng)上述加壓成形工序得到的暫定玻璃光學(xué)元件的折射率n2，設(shè)上述玻璃坯料的玻璃組成為具有其值為將(n1-n2)×0.9～(n1-n2)×1.1的值與上述玻璃光學(xué)元件的期望折射率n3相加的標準折射率的玻璃組成。
規(guī)定條件、標準折射率、折射率n1、折射率n2、玻璃坯料的玻璃組成調(diào)整、加壓成形工序等含義與本發(fā)明第1制造方法相同。
本發(fā)明的第1制造方法及權(quán)利要求13所述的玻璃坯料的玻璃組成的確定方法中，作為用作玻璃坯料的玻璃，不特別限制，各種光學(xué)玻璃都可有效適用于本發(fā)明。例如，可例舉出鋇硼系酸鹽玻璃。例如鋇硼系酸鹽玻璃的最佳組成中，作為玻璃成分，SiO2為30-55wt％，B2O3為5-30wt％，
其中，SiO2與B2O3的總量為56-70wt％，SiO2/B2O3的重量比為1.3-12.0，Li2O為7-12wt％(其中，不含7wt％)，Na2O為0-5wt％，K2O為0-5wt％，其中，Li2a與Na2O及K2O的總量為7-12wt％(其中，不含7wt％)，BaO為10-30wt％，MgO為0-10wt％，CaO為0-20wt％，SrO為0-20wt％，ZnO為0-20wt％，一種光學(xué)玻璃，其特征在于其中，含有BaO與MgO及CaO及SrO及ZnO的總量為10-30wt％，上述玻璃成分中，SiO2、B2O3、Li2O和BaO的總量大于72wt％，不含有TeO2，另外，作為上述玻璃，最好適用含有Al2O3為1-7.5wt％，P2O5為0-3wt％，La2O3為0-15wt％，Y2O3為0-5wt％，Gd2O3為0-5wt％，TiO2為0-3wt％，Nb2O5為0-3wt％，ZrO2為0-5wt％，PbO為0-5wt％的玻璃。
作為其它最佳玻璃種類，例如鑭系光學(xué)玻璃，例如，重量％上含有Ba2O325-42％、La2O314-30％、Y2O32-13％、SiO22-20％、Li2O大于2％小于9％、CaO0.5-20％、ZnO2-20％、Gd2O30-8％、ZrO20-8％、Gd2O3+ZrO20.5-12％、且這些成分的合計含有量大于90％，并且根據(jù)情況具有Na2O0-5％、K2O0-5％、MgO0-5％、SrO0-5％、BaO0-10％、Ta2O50-5％、Al2O30-5％、Yb2O30-5％、Nb2O50-5％、As2O30-2％及Sb2O30-2％。
在本發(fā)明的第1制造方法中，玻璃坯料最好是具有其值為將(n1-n2)×0.95～(n1-n2)×1.05的值與n3相加的標準折射率的玻璃坯料。
在本發(fā)明的第1制造方法中，對于幾個不同組成的玻璃的每一個，通過事先求出標準折射率，有時容易選擇玻璃坯料。另外，通過選擇標準折射率在n3±0.01范圍內(nèi)的玻璃作為具有規(guī)定組成的玻璃，因為與為了得到期望折射率的光學(xué)元件所用玻璃坯料的性質(zhì)類似，所以可高精度地得到期望折射率的光學(xué)元件。
并且，玻璃光學(xué)元件的期望折射率n3最好等于具有規(guī)定組成的玻璃的標準折射率n1。
在玻璃光學(xué)元件的制造方法中，除折射率外，阿貝數(shù)也在期望范圍內(nèi)在光學(xué)設(shè)計上是重要的。因此，在本發(fā)明的第1制造方法中，為了得到期望的光學(xué)元件，在確定組成時，除折射率外，阿貝數(shù)γ最好也在下述的規(guī)定范圍內(nèi)。即，用于加壓成形工序中的玻璃坯料通過具有其值為將(γ1-γ2)×0.9～(γ1-γ2)×1.1的值與γ3相加的阿貝數(shù)，可得到具有期望阿貝數(shù)γ3的光學(xué)元件。
其中，標準阿貝數(shù)為規(guī)定條件下處理的玻璃的阿貝數(shù)，γ1為具有規(guī)定組成的玻璃的標準阿貝數(shù)，γ2為從具有與規(guī)定組成相同組成的玻璃坯料經(jīng)上述加壓成形工序得到的暫定玻璃光學(xué)元件的阿貝數(shù)，γ3為玻璃光學(xué)元件的期望阿貝數(shù)。
上述‘規(guī)定條件下的處理’、‘具有規(guī)定組成的玻璃’、‘加壓成形工序’與對折射率的說明一樣。另外，具有上述范圍的標準阿貝數(shù)的玻璃坯料可用與折射率的情況相同的方法進行調(diào)制，例如，可通過對上述規(guī)定組成的玻璃半加或減少規(guī)定組成中包含的折射率調(diào)整分量的量來進行調(diào)制。玻璃坯料最好具有其值為將(γ1-γ2)×0.95～(γ1-γ2)×1.05的值與γ3相加的阿貝數(shù)。
另外，雖阿貝數(shù)γ1、γ2、γ3最好使用下式所示d線的阿貝數(shù)γd，但即使是其它波長的阿貝數(shù)，實質(zhì)上也無障礙。
式2γd＝(nd-1)/(nF-nc)折射率nd與阿貝數(shù)γd通常稱為光學(xué)常數(shù)，作為光學(xué)設(shè)計上的指標。
如上所述，在本發(fā)明的第1制造方法中，最好選擇標準折射率在n3±0.01范圍內(nèi)的玻璃作為具有規(guī)定組成的玻璃，同樣，最好選擇標準阿貝數(shù)在γ3±1范圍內(nèi)的玻璃作為具有規(guī)定組成的玻璃。因為用于得到具有期望折射率和阿貝數(shù)的玻璃坯料的性質(zhì)類似，所以可高精度地得到期望折射率及阿貝數(shù)的光學(xué)元件。
作為本發(fā)明的一最佳形態(tài)，將特定組成的熔融玻璃塊在Tg+30度下保持2小時，并以30度/小時的冷卻速度冷卻到小于應(yīng)變點-50度，之后，把握室溫下測定的標準折射率(n1)與加壓成形后的暫定光學(xué)元件在室溫下的折射率(n2)之差，使用其值為將差(n1-n2)×1.0與光學(xué)元件的期望折射率(n3)相加的折射率作為其標準折射率的組成的玻璃坯料，可由同一加壓成形工序制造光學(xué)元件。此時，特定組成的玻璃坯料具有n3±0.01范圍內(nèi)的折射率和γ3±1范圍內(nèi)的阿貝數(shù)。
本發(fā)明的第2制造方法(權(quán)利要求9所述)與本發(fā)明的第1制造方法一樣，是通過向加壓成形工序提供玻璃坯料來制造具有規(guī)定折射率的玻璃光學(xué)元件。其中，本發(fā)明的第2制造方法利用將規(guī)定組成的玻璃坯料從一定加熱狀態(tài)冷卻時的冷卻速度與冷卻后的折射率的相關(guān)。
首先，對于具有規(guī)定組成的玻璃，將玻璃放置在實質(zhì)消除其熱滯后的充分條件下。另外，以幾個不同冷卻速度冷卻，測定冷卻后的玻璃的各折射率，求出冷卻速度與折射率的相關(guān)。該處理除使冷卻速度變化外，與上述本發(fā)明的第1制造方法說明的規(guī)定條件的處理一樣。
在玻璃組成一定的情況下，若將玻璃暫時保持在消除熱滯后的充分條件(溫度及時間)下，則僅依靠冷卻速度來確定冷卻后玻璃所示的折射率。具體而言，冷卻速度的對數(shù)(橫軸)與折射率(縱軸)的相關(guān)如圖1所示變?yōu)橹本€關(guān)系。由玻璃的組成來確定該直線的傾角。因此，對于具有某特定組成的玻璃，若事先求出上述相關(guān)，則若確定加壓工序中的冷卻速度，就可算出加壓成形并冷卻具有該組成的玻璃坯料所得到的玻璃光學(xué)元件的折射率。
另外，在本發(fā)明的第2制造方法中，首先，對于具有與事先求出冷卻速度與折射率關(guān)系的玻璃相同組成的玻璃，由規(guī)定條件的冷卻速度根據(jù)上述相關(guān)求出規(guī)定條件下處理時的折射率(折射率A)。這里，所謂‘規(guī)定條件’與本發(fā)明第1制造方法中的處理意思相同。
接著，確定加壓成形工序中的冷卻速度，根據(jù)上述相關(guān)求出對應(yīng)于該冷卻速度的、具有與事先求出冷卻速度與折射率關(guān)系的玻璃相同組成的玻璃的折射率(折射率B)。該冷卻速度可設(shè)為玻璃光學(xué)元件中允許的應(yīng)變量范圍內(nèi)的速度。
若上述規(guī)定條件下的處理中的冷卻速度與上述確定的冷卻速度不同，則求出該折射率差，作為從折射率A中減去折射率B的值。另外，確定在上述規(guī)定條件下進行處理情況下表示其值為將該折射率差與期望折射率C相加的折射率的玻璃組成。另外，最好期望折射率C等于折射率A。
例如，在圖1中，若設(shè)‘規(guī)定條件下處理’的冷卻速度例如為30度/小時，則求出‘在規(guī)定條件下處理’玻璃情況下的折射率A，作為圖1的na。另外，在冷卻速度例如為4800度/小時的情況下，求出對應(yīng)于實際制造方法中采用的冷卻速度的折射率B，作為折射率nb。
另外，確定在‘規(guī)定條件下處理’時表示將從折射率A中減去折射率B后的折射率差(na-nb)與期望折射率Cnc相加后的折射率的玻璃組成。
將具有如此確定組成的玻璃用作玻璃坯料。
玻璃坯料通過包含調(diào)合并熔融玻璃原料的方法得到，通過調(diào)整玻璃原料的組成，可得到具有上述確定組成的玻璃。
上述玻璃坯料及玻璃原料中折射率的調(diào)整也可進行對應(yīng)于上述折射率差的玻璃組成的調(diào)整。玻璃組成的調(diào)整可使用與上述本發(fā)明第1制造方法中說明相同的手段。
根據(jù)本發(fā)明的第2制造方法，即使實測規(guī)定組成的玻璃坯料經(jīng)加壓成形工序后的光學(xué)元件的折射率，也可通過規(guī)定的加壓成形工序得到具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件。即，本發(fā)明的第2制造方法可用簡便的手段將加壓成形得到的玻璃光學(xué)元件的折射率調(diào)整到期望值。因此，可對應(yīng)于光學(xué)制品要求的應(yīng)變的允許范圍，省略或縮短退火工序。另外，在該制造方法中，最好在應(yīng)變點-30度以前，以上述確定的冷卻速度進行得到光學(xué)元件用的加壓成形工序的冷卻。
本發(fā)明的第1和第2制造方法著眼于即使殘留制造玻璃光學(xué)元件的光軸方向的應(yīng)變，只要在一定程度的范圍內(nèi)，在實用上就無阻礙的光學(xué)系統(tǒng)，可省略或縮短在后工序的退火，并增大加壓成形工序中的冷卻速度，可提高生產(chǎn)效率。上述光學(xué)系統(tǒng)例如是攝像機用、數(shù)字相機用光學(xué)系統(tǒng)。光軸方向的應(yīng)變最好大于2nm小于60nm，最好是大于2nm小于40nm。
即，本發(fā)明包含通過包含使用成形模來加壓成形玻璃坯料的加壓成形工序，制造具有期望折射率、且應(yīng)變?yōu)?-60nm的玻璃光學(xué)元件的方法。
本發(fā)明的制造方法所得光學(xué)元件的形狀只要應(yīng)變不過大則不特別限定。最好適用具有凹面的光學(xué)元件、具有凸面的光學(xué)元件之一。
例如，最好用于應(yīng)變?yōu)?-60nm、最好是2-40nm的雙凸透鏡、凸彎月透鏡、平凸透鏡，凸彎月透鏡尤其好。
另一方面，以前在加壓成形后設(shè)置退火工序的情況下，凹彎月透鏡、雙凹透鏡、平凹透鏡存在由于退火而形狀精度易惡化的問題。本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)這些形狀的透鏡、尤其是凹彎月透鏡在成形后的殘留應(yīng)變特別是在光軸方向上非常小。通過本發(fā)明，省略退火工序，可高效生產(chǎn)期望光學(xué)常數(shù)及低應(yīng)變的凹彎月透鏡、雙凹透鏡和平凹透鏡。
例如，作為在加壓成形工序中，以10-250度/分鐘的冷卻速度至少冷卻到Tg，之后實質(zhì)不經(jīng)過退火工序就制造出的光學(xué)元件，例如殘留2-8nm的光軸方向的應(yīng)變，最好殘留2-5nm的凹變月透鏡。它們除已述的光學(xué)系統(tǒng)的用途外，還可用于銀鹽相機用、尤其是一個透鏡反光照相機用光學(xué)系統(tǒng)中。
本發(fā)明還包含上述本發(fā)明制造方法得到的光學(xué)元件，該光學(xué)元件的光學(xué)有效直徑最好小于φ20mm，最好小于φ15mm。
實施例下面，邊求出最佳實施例，邊進一步詳細說明本發(fā)明。
在以下的實施例中，使用折射率nd、阿貝數(shù)γd作為光學(xué)常數(shù)。
參考例1使用鋇硼系酸鹽系光學(xué)玻璃(基本組成SiO237.8wt％、B2O324.0wt％、Al2O35.3wt％、Li2O8.5wt％、CaO5.0wt％、BaO16.1wt％、La2O33.3wt％、As2O30.5wt％、Sb2O30.2wt％、Tg500度)，制造玻璃透鏡。
熔融上述鋇硼系酸鹽玻璃，從流出管中流下，切斷后冷卻(大氣下淬火)，得到扁平球形狀的預(yù)制件(加壓成形用玻璃坯料)。該預(yù)制件的應(yīng)變大，不能測定折射率，但推定為相當(dāng)?shù)偷闹?。在Tg+30度下保持2小時，以30度/小時的冷卻速度冷卻到應(yīng)變點-50度以下，在室溫下測定折射率(nd1.58900、γd61.30)。將其稱為標準折射率和標準阿貝數(shù)。
將上述淬火的預(yù)制件送到加壓成形工序，進行加壓成形。上模、下模由碳化系(クィ)素構(gòu)成，使用由碳素膜覆蓋其表面的公知玻璃模模透鏡用成形模，成形玻璃光學(xué)元件。即，將上述預(yù)制件設(shè)置成模，以非氧化性氣氛氣中與成形模一起加熱預(yù)制件到相當(dāng)于玻璃粘度為107.6泊的溫度，在該溫度下，以98MPa(100kg/cm2)的壓力加壓50秒，之后，在成形模內(nèi)以80度/分鐘的冷卻速度冷卻到(應(yīng)變點-30度)，取出得到的透鏡。該透鏡為施壓直徑為14mm、中心壁厚為3mm的凸彎月透鏡，測定光軸方向的應(yīng)變最大為20nm。折射率nd為1.58600，阿貝數(shù)γd為61.25。
接著，事先將上述淬火的預(yù)制件在Tg+30度下保持2小時，以30度/小時的冷卻速度冷卻到應(yīng)變點-50度以下(該在Tg+30度下保持2小時，以30度/小時的冷卻速度冷卻到應(yīng)變點-50度以下相當(dāng)于‘規(guī)定條件下的處理’)的預(yù)制件送到加壓成形工序，在與上述相同條件下進行加壓成形和冷卻。得到的透鏡在光軸方向的應(yīng)變最大為20nm，nd為1.58600，阿貝數(shù)γd為61.25，具有與加壓成形上述淬火預(yù)制件時完全相同的光學(xué)常數(shù)。
因此，通過在加壓成形工序中提高溫度直到玻璃粘度變?yōu)?07.6泊，消除加壓工序前的熱滯后影響，只要是相同組成的玻璃，則可知在經(jīng)過一定的加壓成形后，變?yōu)橄嗤恼凵渎?及阿貝數(shù))。
實施例1實施參考例1所示在Tg+30度下保持2小時，及在30度/小時冷卻速度下的冷卻(規(guī)定條件下的處理)的預(yù)制件折射率nd1.58900及阿貝數(shù)γd61.30為標準折射率和標準阿貝數(shù)，是由n1及γ1表示的折射率及阿貝。
另外，在參考例1中，通過將上述組成的玻璃在上述條件下進行加壓成形，變?yōu)閚d1.58600、阿貝數(shù)γd61.25。即，n2為nd1.58600，γ2為γd61.25。
即，n1-n2為300×10-5，γ1-γ2為0.05。
并且，作為透鏡設(shè)計的期望值(n3及γ3)，選擇與n1及γ1相同的nd1.58900及γd61.30，嘗試透鏡成形。
另外，調(diào)制標準折射率比n3高300×10-5的玻璃坯料作為預(yù)制件(玻璃坯料)，使加壓成形工序后，玻璃光學(xué)元件具有期望的折射率n3。即，通過置換玻璃組成來準備標準折射率為(n1-n2)+n3＝nd1.59200的預(yù)制件(玻璃坯料)。即，為了相當(dāng)于折射率差(n1-n2)的折射率調(diào)整，增加BaO1.0wt％，分別減少SiO20.5wt％、B2O30.4wt％、Al2O30.1wt％。在實施上述規(guī)定條件下的處理后測定該組成玻璃的結(jié)果，求出標準折射率為nd1.59200、標準阿貝數(shù)γd61.35。
熔融該組成的玻璃，制作預(yù)制件，在與參考例1相同條件的加壓成形工序中成形玻璃光學(xué)元件。結(jié)果，得到的玻璃光學(xué)元件的折射率為nd1.58900，阿貝數(shù)為γd61.30。
上述各折射率的關(guān)系如下表1所示，上述各阿貝數(shù)的關(guān)系如下表2所示。
表1

表2

實施例2在實施例1中，通過加壓成形工序，得到nd1.58900、γd61.30的透鏡。相反，若使用相同玻璃組成的預(yù)制件加壓成形，并將加壓成形工序中的冷卻速度從80度/分鐘變更為120度/分鐘，則折射率降低為nd1.58815，γd61.28，可知偏離期望的光學(xué)常數(shù)(折射率及阿貝數(shù))的規(guī)格。即，n2為nd1.58815，γ2為γd61.28，n1-n2為385×10-5，γ1-γ2為0.02。
因此，為了使標準折射率變?yōu)閚d1.59285，γd61.37，使玻璃組成相對原始的上述基本組成增加BaO1.2wt％，分別減少SiO20.6wt％、B2O30.48wt％、Al2O30.12wt％，熔解該組成的玻璃，制作預(yù)制件。使用該預(yù)制件實施加壓成形工序的結(jié)果，得到期望的光學(xué)常數(shù)nd1.58900、γd61.30。
上述各折射率的關(guān)系如下表3所示，上述各阿貝數(shù)的關(guān)系如下表4所示。表3

表4

在實施例2中，作為結(jié)果，通過加快冷卻速度，縮短周期，提高生產(chǎn)性。應(yīng)變?yōu)?0nm，為本光學(xué)設(shè)計的允許范圍。面精度也良好。另外，SiO2、B2O3、Al2O3、BaO置換引起的光學(xué)常數(shù)調(diào)整中，玻璃轉(zhuǎn)變點、屈服點基本沒變化，也未損害玻璃的化學(xué)持久性。
實施例3熔融作為鑭系光學(xué)玻璃的基本組成SiO27.0，B2O334.0，Li2O3.5，CaO7.5，ZnO9.0，La2O324.0，Y2O38.0，Gd2O33.0ZrO24.0wt％的玻璃(Tg530度、Ts570度)，從流出管中流下，切斷后進行冷卻(大氣下淬火)，得到扁平球形狀的預(yù)制件。該預(yù)制件的應(yīng)變大，不能測定折射率，但推定為比后述的標準低很多的值。在Tg+30度下保持2小時，以30度/小時的冷卻速度冷卻到應(yīng)變點-50度以下，在室溫下測定折射率。為折射率nd1.69750、阿貝數(shù)γd53.60。將其稱為標準折射率。
將上述淬火的預(yù)制件送到加壓成形工序，進行加壓成形。模材料雖與實施例1相同，但這里，成形施壓直徑為15mm、中心壁厚為1.1mm的凹彎月透鏡。在浮選皿上通過氣流使上述預(yù)制件浮選后加熱，軟化，設(shè)玻璃粘度為106.7泊，移送到預(yù)熱到相當(dāng)于玻璃粘度為108.7泊溫度的成形模的下模上，之后，在98MPa(100kg/cm2)的壓力下加壓20秒，之后，減壓，原樣保持加壓狀態(tài)，以60度/分鐘的冷卻速度冷卻到Tg以下，之后脫模，之后，僅冷卻取出透鏡。測定該透鏡光軸方向的應(yīng)變?yōu)?nm。折射率nd為1.69350，阿貝數(shù)γd為53.40。
即，n2為nd1.69350，γ2為γd53.40，n1-n2為400×10-5，γ1-γ2為0.20。
將光學(xué)設(shè)計中的期望光學(xué)常數(shù)設(shè)為折射率nd1.69750，阿貝數(shù)γd53.60，如下調(diào)整玻璃組成，使加壓后的光學(xué)常數(shù)變?yōu)樵撝?。即，相對基本組成，以wt％為單位分別減少SiO21.0，Li2O0.5，CaO2.5，ZnO1.5，ZrO20.5，增加B2O31.5，La2O33.5，Gd2O31.0。在Tg+30度下保持該玻璃(Tg540度、Ts580度)2小時，以30度/小時的冷卻速度冷卻到應(yīng)變點-50度以下，在室溫下測定的標準折射率為折射率nd1.70150，阿貝數(shù)γd53.80。
熔融玻璃，從流出管中流下，切斷后進行冷卻(大氣下淬火)，得到扁平球形狀的預(yù)制件。將該淬火預(yù)制件送到加壓成形工序，進行加壓成形。即，模材料設(shè)為實施例1，成形施壓直徑為15mm、中心壁厚為1.1mm的凹彎月透鏡。與上述一樣，在浮選皿上通過氣流使上述預(yù)制件浮選后加熱，軟化，設(shè)玻璃粘度為106.7泊，移送到預(yù)熱到相當(dāng)于玻璃粘度為108.7泊溫度的成形模的下模上，之后，在98MPa(100kg/cm2)的壓力下加壓20秒，減壓，原樣保持加壓狀態(tài)，以60度/分鐘的冷卻速度冷卻到Tg以下，之后脫模，之后，僅冷卻取出透鏡。測定該透鏡光軸方向的應(yīng)變?yōu)?nm。折射率nd為1.69750，阿貝數(shù)γd為53.60，得到期望的光學(xué)常數(shù)透鏡。
上述各折射率的關(guān)系如下表5所示，上述各阿貝數(shù)的關(guān)系如下表6所示。表5

表6

在本發(fā)明的第1制造方法中，在得到期望折射率的玻璃光學(xué)元件的情況下，不必實測加壓成形工序前后的折射率，通常只要把握標準折射率(規(guī)定條件下處理的玻璃的折射率)與特定折射率(通過與實際加壓成形工序相同條件得到的暫定玻璃光學(xué)元件的折射率)的關(guān)系即可。
本發(fā)明的加壓成形工序在實質(zhì)消除玻璃坯料具有的熱滯后的溫度下，通過提供玻璃坯料，可不依賴玻璃坯料的折射率，并且不必測定，就可通過一定規(guī)則得到具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件。
另外，在本發(fā)明的制造方法中，用于一定加壓成形工序的特定玻璃元件即使是在玻璃熔解后受到某種熱滯后的元件，即，即使是流下、淬火的預(yù)制件(即使是不可測定折射率的淬火坯料)，即使從塊中切出，只要其玻璃組成一定，對于一定加壓成形工序，就可通過一定手段，高精度地得到期望折射率的玻璃光學(xué)元件。
并且，通過光學(xué)制品允許的應(yīng)變量，選擇退火工序省略或縮短，并可高精度制造具有期望折射率的光學(xué)元件。因此，對由于退火而形狀精度易受損形狀的光學(xué)元件尤為有利。
另外，因為通常根據(jù)一定標準把握玻璃光學(xué)元件的折射率，所以容易管理。即，若把握玻璃坯料的標準折射率、由加壓成形工序得到的玻璃光學(xué)元件的折射率、及玻璃光學(xué)元件中期望的折射率的關(guān)系，則不必根據(jù)使用玻璃坯料的熱滯后，或不必逐一實側(cè)加壓成形前后的折射率變化量，就可得到具有期望折射率的光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種通過成形工序來制造具有期望折射率n3的玻璃光學(xué)元件的方法，該成形工序包含使用成形模，加壓成形軟化的玻璃坯料，并進行冷卻，其特征在于使用由規(guī)定組成構(gòu)成的玻璃坯料，測定通過上述加壓成形工序得到的暫定光學(xué)元件的折射率n2；求在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成的玻璃時的標準折射率n1與上述暫定光學(xué)元件的折射率n2之差；準備在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃；使用由準備的玻璃構(gòu)成的玻璃坯料，通過上述加壓成形工序得到玻璃光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于在上述加壓成形工序之前，在規(guī)定條件下處理具有規(guī)定組成的玻璃，求出折射率n1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于通過調(diào)整上述規(guī)定組成的玻璃的組成，得到具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的制造方法，其特征在于設(shè)在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成玻璃時的標準阿貝數(shù)為γ1，上述暫定光學(xué)元件的阿貝數(shù)為γ2，期望光學(xué)元件的阿貝數(shù)為γ3時，上述準備的玻璃在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將(γ1-γ2)×0.9～(γ1-γ2)×1.1的值與γ3相加的阿貝數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的制造方法，其特征在于上述具有規(guī)定組成的玻璃具有在n3±0.01范圍內(nèi)的標準折射率、和在γ3±1范圍內(nèi)的標準阿貝數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的期望折射率n3等于具有上述規(guī)定組成玻璃的標準折射率n1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的制造方法，其特征在于至少在從軟化點開始(應(yīng)變點-50度)范圍內(nèi)以300度-1500度/分的冷卻速度冷卻用于制造上述玻璃光學(xué)元件的玻璃坯料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的制造方法，其特征在于用于制造上述玻璃光學(xué)元件的玻璃坯料的折射率比該組成的標準折射率低500×10-5以上。
9.一種通過包含加壓成形玻璃坯料、冷卻的加壓成形工序來制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法，其特征在于變化冷卻速度，冷卻置于實質(zhì)消除玻璃具有的熱滯后條件下的玻璃，對具有規(guī)定組成的玻璃求出得到玻璃的折射率與冷卻速度的相關(guān)；根據(jù)上述相關(guān)求出在規(guī)定條件下處理具有上述規(guī)定組成玻璃時得到的玻璃的折射率(下面，將該折射率稱為折射率A)，作為對應(yīng)于規(guī)定條件下處理的冷卻速度的折射率；確定上述加壓成形工序中的冷卻速度，根據(jù)上述相關(guān)求出對應(yīng)于該冷卻速度的具有上述規(guī)定組成玻璃的折射率(下面，將該折射率稱為折射率B)；當(dāng)設(shè)上述期望折射率為C時，確定在上述規(guī)定條件下進行處理情況下表示將其值為從上述折射率A中減去上述折射率B后的折射率差與上述折射率C相加的折射率的玻璃組成；將具有上述確定組成的玻璃用作上述玻璃坯料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的光軸方向的應(yīng)變小于60nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件的光軸方向的應(yīng)變大于2nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11之一所述的制造方法，其特征在于上述玻璃光學(xué)元件為凹彎月形透鏡、雙凹透鏡或平凹透鏡。
13.一種用于通過成形工序來制造玻璃光學(xué)元件的方法中的上述玻璃坯料的玻璃組成確定方法，該成形工序包含使用成形模，加壓成形軟化的玻璃坯料，并進行冷卻，其特征在于使用由規(guī)定組成構(gòu)成的玻璃坯料，測定通過上述加壓成形工序得到的暫定光學(xué)元件的折射率n2；求在規(guī)定條件下處理上述規(guī)定組成的玻璃時的標準折射率n1與上述暫定光學(xué)元件的折射率n2之差；將在上述規(guī)定條件下進行處理時具有值為將上述差或基本上等于該差的量與期望折射率n3相加的折射率的玻璃組成作為上述玻璃坯料的玻璃組成。
全文摘要
提供一種即使供給加壓成形工序的玻璃坯料在熔解后受到某種熱滯后，仍能以一定規(guī)則簡便、精度高地制造具有期望折射率的玻璃光學(xué)元件的方法。一種通過成形工序來制造具有期望折射率n
文檔編號C03B11/08GK1440942SQ03104229
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者廣田慎一郎, 佐藤浩一 申請人:保谷株式會社