專利名稱：制造玻璃光學(xué)元件的裝置和方法及由此制造的玻璃光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造諸如透鏡的、由光學(xué)玻璃制造的光學(xué)元件的方法和裝置，特別是涉及用于通過使用與光學(xué)元件的所需形狀相一致精確成形的成形模擠壓成形或者加壓模制被加熱和軟化的玻璃材料而產(chǎn)生玻璃光學(xué)元件的方法和裝置。此發(fā)明也涉及通過所述方法和裝置所制造的玻璃光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
為了制造光學(xué)元件，諸如光學(xué)玻璃透鏡，以使用在諸如照相機(jī)和光學(xué)拾起元件的光學(xué)裝置中，最近已經(jīng)提出了多種方法，其中被加熱和軟化的玻璃材料通過由金屬或者陶瓷所制造的成形模而被擠壓成形或者加壓模制。在此情況下，玻璃材料可能被形成不同的形狀(即，預(yù)成形預(yù)先成形的)，諸如球形形狀、桿形形狀和扁平球形形狀。在這些形狀的玻璃材料被用于形成光學(xué)元件時(shí)，可能將引起將被描述的問題。參照圖1，根據(jù)玻璃材料W的形狀和成形模的形狀之間的關(guān)系，即將被成形的光學(xué)元件的形狀(例如，如果玻璃材料W的曲率半徑大于成形模的成形表面的近軸曲率半徑)，空間S有時(shí)形成在下模2和玻璃材料W之間。如果擠壓成形在被捕獲(trapped)在空間S的氣體沒有被釋放的狀態(tài)下執(zhí)行，通過擠壓成形(press-forming)所獲得的光學(xué)元件的玻璃表面將不利地具有形成在對應(yīng)氣體保持被捕獲的空間S的部分上的凹陷，稱為氣體捕獲痕跡(gas trapmark)。結(jié)果，通過擠壓成形所獲得的光學(xué)性能和表面質(zhì)量受到負(fù)面影響。
為了移除上述問題，已經(jīng)提出了不同的傳統(tǒng)的技術(shù)。
日本未審查專利申請出版物(JP-A)No.H6-9228(參考文件1)公開了一種包括如下步驟的成形方法在加熱的過程中，通過用至少一次減小或者釋放的擠壓壓力加熱和擠壓材料來成形總變形量的大致一半，此后通過冷卻和擠壓所述材料而擠壓成形剩余部分的總變形量。
日本未審查專利申請出版物(JP-A)No.H8-325023(參考文件2)公開了一種方法，其中在擠壓成形扁平的玻璃材料時(shí)，出現(xiàn)在成形表面和玻璃材料之間的氣體被允許通過形成在成形表面的外周的最頂部部分上所形成的突起或者槽而逃逸到外部。
日本未審查專利申請出版物(JP-A)No.H11-236226(參考文件3)公開了一種方法，其中成形室在擠壓步驟中被排空。
日本未審查專利申請出版物(JP-A)No.H8-245224(參考文件3)公開了一種方法，其中緊隨被加熱和軟化玻璃材料被擠壓成形之前，圍繞玻璃材料的空間壓力被減小。
但是，上述方法的缺點(diǎn)在于下述方面。
在參考文件1所公開的方法中，擠壓壓力在加熱的過程中被減小或者釋放，這樣捕獲在所述空間中的空氣回到普通的壓力狀態(tài)下。但是，在此方法中，根據(jù)所述空間的形狀或者體積，氣體趨于保持捕獲在所述空間中。為了完全釋放所述氣體，擠壓壓力必須反復(fù)增加和減小。此外，在擠壓成形溫度上的模具釋放可能導(dǎo)致玻璃熔接或者通過擠壓成形所獲得的光學(xué)元件的缺陷的出現(xiàn)。
在參考文件2所公開的方法中，槽或者突起被形成在成形表面的外周的最上部分上移允許出現(xiàn)在成形表面和玻璃材料之間的氣體向外逃逸。但是，在此方法中，槽或者突起的形狀被傳輸?shù)酵ㄟ^擠壓成形所獲得光學(xué)元件上。結(jié)果，光學(xué)元件在將被連接到光學(xué)裝置的連接部分上例如具有被變形部分。在一些情況下，需要移除被變形部分的后處理步驟。
在參考文件3中所公開的方法中，在排空成形室移釋放捕獲在所述空間中的氣體之后，執(zhí)行加熱。但是，在此方法中，不可能利用通過成形室中的空氣作為介質(zhì)的熱傳導(dǎo)以加熱成形模和預(yù)成形件，因?yàn)槌尚问冶慌趴諡檎婵?。結(jié)果，熱效率不足。此外，將模具和預(yù)成形件達(dá)到均勻的溫度的均熱是比較困難的，并且溫度控制是不穩(wěn)定的。
在參考文件4中所公開的方法中，玻璃材料被加熱到不低于軟化點(diǎn)的溫度并且此后通過傳輸部件傳輸?shù)缴稀⑾履Ｖg的位置。在圍繞玻璃材料的空間壓力被減小之后，玻璃材料被擠壓成形。在此方法中，在玻璃材料被加熱到適于擠壓成形之后玻璃材料被傳輸?shù)缴舷履＞咧g的位置。結(jié)果，玻璃材料具有較低的粘性(viscosity)并不可避免地變形以在玻璃材料被傳輸之后在玻璃材料和下模之間捕獲氣體。因此，氣體不能被清除或者移除，即使此后執(zhí)行壓力減小。
這樣，在上述的參考文件1-4所描述的傳統(tǒng)的方法中，不可能完全從成形模和預(yù)成形件之間的空間中排除氣體。
同時(shí)，在與用于記錄和/或者再現(xiàn)信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)一起使用的光學(xué)拾起件中，具有更高的分辨率的物鏡的記錄密度需要增加。因此，在光學(xué)拾起件中，需要使用具有較短的波長的光源和具有較大的數(shù)值孔徑(NA)的物鏡。同樣，作為光通訊的耦合透鏡，需要較大的NA透鏡以提高耦合效率。
但是，在較高的NA透鏡中，表面傾斜角(形成在垂直于透鏡表面和光軸之間的角度)在其周邊趨于較大。例如，表面傾斜角度可能超過40度，有時(shí)可能達(dá)到50度到63度。此外，可作為高NA透鏡的透鏡區(qū)域具有較小的近軸曲率半徑。此外，為了保證制造公差或者為了減小波像差(wavefrontaberration)，較高NA的透鏡在中心厚度上可以增加。結(jié)果，玻璃材料體積增加。
例如，在作為玻璃材料的預(yù)成形件具有球形形狀的情況下，RM/RL大于1，并具有值在1.0＜RM/RL≤1.6的范圍內(nèi)，特別是1.1≤RM/RL≤1.6，RM表示玻璃材料的曲率半徑，RL表示透鏡的近軸曲率半徑(成形模的成形表面的近軸曲率半徑)。這樣，玻璃材料在玻璃材料的外徑不超過透鏡的外徑的范圍之內(nèi)體積增加。如果這樣形狀的透鏡被形成，在成形表面和玻璃材料之間不可避免地形成空間。
但是，即使在RM/RL如上所述較大時(shí)，需要形成光學(xué)性能和表面質(zhì)量優(yōu)良的透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的時(shí)提供一種能夠制造沒有殘余氣體痕跡(此后成為氣體捕獲痕跡)的表面質(zhì)量優(yōu)良的玻璃光學(xué)元件的裝置和方法，即使允許殘余氣體出現(xiàn)的空間可以形成在成形模和玻璃材料(預(yù)成形件)之間。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于通過在擠壓載荷下擠壓成形玻璃材料而制造玻璃光學(xué)元件的裝置，所述裝置包括成形模，所述成形模包括上模和下模，所述上模和下模至少之一可以移動；載荷施加裝置，所述載荷施加裝置包括彈簧部件，用于將載荷施加到上模和下模至少之一上，以將上、下模的成形表面與玻璃材料通過所述彈簧部件相接觸，所述載荷小于擠壓載荷并通過將擠壓載荷施加到上?；蛘呦履６鴶D壓成形所述玻璃材料；用于密閉成形模的室；用于加熱成形模的加熱器；用于從室抽吸氣體的抽吸裝置；以及用于將氣體供給到室中的氣體供給器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，此發(fā)明提供了一種用于通過在擠壓載荷下擠壓成形玻璃材料而制造玻璃光學(xué)元件的裝置，所述裝置包括成形模，所述成形模包括上模和下模，所述上模和下模至少之一可以移動；用于將載荷施加到上模和下模至少之一上的載荷施加裝置，以將上、下模的成形表面與玻璃材料相接觸，所述載荷小于擠壓載荷；用于密閉成形模的室；用于加熱成形模的加熱器；用于從室抽吸氣體的抽吸裝置；以及用于將氣體供給到室中的氣體供給器。
優(yōu)選地，載荷施加裝置包括彈簧部件。例如，當(dāng)上模使用小于擠壓載荷的載荷與玻璃材料相接觸時(shí)，可以使用設(shè)置在上模和上模支撐部件之間的彈簧部件。優(yōu)選地，所述裝置具有設(shè)置在上模和上模支撐部件之間的蓋部件并在其上端上設(shè)有突起并適于與上模支撐部件點(diǎn)接觸。
使用具有上述結(jié)構(gòu)的裝置，即使由于成形模和玻璃材料的形狀的關(guān)系，在它們相接觸時(shí)在成形模和玻璃材料之間形成空間，可以在空間的壓力被減小時(shí)通過在擠壓模上施加載荷來密封所述空間，此后供給空氣，并在存在氣體的情況下執(zhí)行加熱或者均熱，并擠壓成形。這樣通過使用簡單的裝置，就可能在沒有氣體捕獲痕跡的情況下以很高的精度制造光學(xué)元件。
當(dāng)擠壓載荷被施加時(shí)，優(yōu)選地，上模通過設(shè)有形成在其上端具有突起的蓋部件而被擠壓。因此，就可以獲得偏心率精度優(yōu)良的光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明，也提供了一種通過使用包括至少之一可以移動的上、下模的成形模、在室中通過擠壓成形玻璃材料而制造玻璃光學(xué)元件的方法，當(dāng)上、下模與玻璃材料相接觸時(shí)，被圍繞的空間被形成在玻璃材料和上模和下模至少之一之間，所述方法包括在成形模中放置玻璃材料；在放置在成形模的玻璃材料被加熱到擠壓成形溫度之前減小室內(nèi)的壓力；密封當(dāng)玻璃材料和上、下模的至少一個(gè)的成形表面相接觸時(shí)所形成的空間；將氣體引入到室內(nèi)；在氣體中加熱玻璃材料；以及在擠壓載荷之下擠壓成形所述玻璃材料。
安置玻璃材料指的是將其安置在下模上。在此階段，上?？梢曰蛘卟慌c玻璃材料相接觸。在室內(nèi)減小壓力可以在空間被形成在上模和下模至少之一和玻璃材料之間時(shí)被執(zhí)行，這樣所述空間中的氣體被釋放。在此方面，在空間被形成在上模和玻璃材料之間的情況下，減小室內(nèi)的壓力可以在上模和玻璃材料被接觸以形成空間時(shí)而被執(zhí)行，這樣氣體從所述空間被排放，或者也可以在它們沒有接觸時(shí)而被執(zhí)行。
優(yōu)選地，上述方法還包括在減小壓力之前，將玻璃材料加熱到低于擠壓成形溫度的預(yù)定溫度。
在上述的方法中，密封所述空間包括通過成形模將小于擠壓載荷的載荷施加到玻璃材料上。
根據(jù)本發(fā)明的擠壓成形溫度是適于將玻璃材料變形到光學(xué)元件的形狀的溫度。這樣的溫度可以根據(jù)玻璃的成分或者光學(xué)元件的所需的形狀而選擇。
優(yōu)選地，擠壓成形的溫度對應(yīng)于不小于106dPa·S和小于108.5dPa·S范圍之內(nèi)的玻璃粘性。
同時(shí)，在氣體中加熱所述玻璃材料包括均熱所述玻璃材料以讓所述玻璃材料達(dá)到均勻的溫度。
優(yōu)選地，密封所述空間包括從當(dāng)玻璃材料和上、下模的至少一個(gè)的成形表面相接觸時(shí)所形成的空間釋放氣體。
當(dāng)RM/RL＞1.0的關(guān)系被滿足時(shí)，本發(fā)明的效果特別顯著，RM表示玻璃材料的曲率半徑，RL表示玻璃光學(xué)元件表面之一的近軸曲率半徑。
使用上述的方法，就可以可靠地在沒有氣體捕獲痕跡的情況下用較高的精度制造光學(xué)元件。
一種根據(jù)本發(fā)明的玻璃光學(xué)元件可以是具有數(shù)值孔徑NA為0.7或者更大、以及在380-450nm的可用波長上具有總的波像差WFE為0.06λrms的物鏡。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有作為彎曲表面的第一表面和第二表面的玻璃光學(xué)元件，玻璃光學(xué)元件具有體積V并滿足RM’/RL＞1.0的關(guān)系，RL表示第一或者第二表面的近軸曲率半徑，RM’表示滿足(4/3)π(RM’)3＝V的值，其中可以形成在玻璃光學(xué)元件的表面的附近中的氣體捕獲痕跡直徑不大于200μm。
上述玻璃光學(xué)元件不具有降低光學(xué)性能的氣體捕獲痕跡，并且由此可以作為與用于記錄或者再現(xiàn)信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)一起使用的高精度物鏡。
如上所述，通過根據(jù)本發(fā)明的制造玻璃光學(xué)元件的方法，就可以從形成在玻璃材料和形成形模之間的空間排放被捕獲的氣體并密封地密封所述空間，而沒有負(fù)面影響玻璃光學(xué)元件的形狀。此外，可以有效地加熱和均熱空氣中的玻璃材料。


圖1是顯示玻璃材料和成形模之間形成空間的狀態(tài)下的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的制造玻璃光學(xué)元件的裝置的示意橫截面視圖；圖3是其中玻璃光學(xué)元件通過圖2所示的裝置所制造的第一示例中的擠壓過程的視圖；圖4是用于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例制造玻璃光學(xué)元件的示意橫截面視圖；以及圖5是其中玻璃光學(xué)元件通過圖4所示的裝置制造的第二示例中的擠壓過程的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制造玻璃光學(xué)元件的裝置包括成形模，所述成形模包括上模1和下模2以及保持上模1和下模2的襯套(sleeve)3。上模1和襯套3的上部容納在上模加熱部件6中以相對彼此可移動。下模2和襯套3的下部被固定在下模加熱部件7中。襯套3設(shè)有多個(gè)窄孔3a以從形成在上下模1、2之間的襯套3內(nèi)以及玻璃材料W和下模2之間的空間S將捕獲的空氣清除到襯套3的外部。
壓縮彈簧4被設(shè)置在上模1和上模支撐部件8的下表面8a之間。蓋部件5被設(shè)置在壓縮彈簧4和各上模1和襯套3的上端表面之間。在上模1和上模支撐部件8的下表面8a之間，間隙被形成以防止壓縮彈簧4擠壓上模1，同時(shí)成形沒有被執(zhí)行。
蓋部件5具有處理為具有寬度適于與上模1和襯套3的上端表面相接觸的扁平形狀的下表面。蓋部件5具有形成在其上端的突起5a并適于與上模支撐部件8的下表面8a相點(diǎn)接觸。
上模加熱部件6被固定到上模支撐部件8。上模支撐部件8被固定到上模軸10。這樣上模支撐部件8通過上模加熱部件6支撐上模1和襯套3。另一方面，下模加熱部件7被固定到下模支撐部件9。下模支撐部件9通過可移動下模軸11被連接到電機(jī)(未示出)并通過電機(jī)所驅(qū)動以在垂直方向上下移動。當(dāng)上、下模1、2被加熱時(shí)，上模和下模加熱部件6和7被安置在上模和下模加熱部件6和7分別覆蓋上、下模1、2的位置上。
當(dāng)下模2通過下模軸11向上推動時(shí)，上模1在上模加熱部件6內(nèi)向上移動。直到蓋部件5與上模支撐部件8的下表面8a相對接，玻璃材料W通過上模1承受較弱的載荷，因?yàn)閴嚎s彈簧4被推動并壓縮。通過壓縮彈簧4所施加的較弱載荷是小于擠壓載荷的載荷。擠壓載荷是足以使得玻璃材料變形為所需的光學(xué)元件形狀的玻璃材料的載荷，其根據(jù)所述材料的組成和光學(xué)元件的形狀來選擇。上述小于擠壓載荷的載荷不損壞成形?；蛘叻蛛x膜，即使玻璃材料W在其被加熱到適于擠壓成形的溫度之前或者在其被均熱或者到達(dá)均勻的溫度之前具有相對較高的粘性。優(yōu)選地，通過壓縮彈簧4所施加的較弱的載荷大約等于擠壓載荷的1/1000-1/50。壓縮彈簧4理想地具有被確定的彈簧常數(shù)，這樣壓縮彈簧4的壓縮量通過位置傳感器(未示出)所檢測，上模1的移動距離很容易被控制。
當(dāng)下模2被進(jìn)一步升高，且上模1在上模加熱部件6內(nèi)向上移動，蓋部件5的突起5a與上模支撐部件8的下表面8a相接觸。當(dāng)下模2仍然升高，蓋部件5擠壓上模1的上端表面，這樣擠壓載荷被傳輸?shù)缴?、下?、2。當(dāng)下模2和襯套3被升高，如前所述，蓋部件5的下表面與襯套3的上端表面在接觸位置相接觸，擠壓在作為上模擠壓端位置的接觸位置上完成。這樣，玻璃材料W的厚度可以被控制。
蓋部件5的上端上的突起5a具有角度部分或者弧形部分。使用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)突起5a與上模支撐部件8的下表面8a相接觸時(shí)，擠壓載荷總是施加在垂直的方向上。這樣，就可以防止作為成品的光學(xué)元件的偏心率的精度由于載荷的施加方向的傾斜而下降。
上模1、下模2和襯套3的每個(gè)由諸如金剛砂或者氮化硅的陶瓷、硬質(zhì)合金等所形成。上、下模1、2的成形表面根據(jù)將被形成的光學(xué)元件的形狀而精確成形來獲得。
在此實(shí)施例中，作為將被形成為光學(xué)元件的玻璃材料W的預(yù)成形件具有球形形狀。但是，預(yù)成形件可以具有任何其它的合適的形狀，諸如橫截面是橢圓形狀或者矩形形狀。玻璃材料W可以是玻璃雜石(gob)等而不是預(yù)成形件所形成。
高頻感應(yīng)線圈20圍繞上模和下模加熱部件6、7被安置以加熱上、下模1、2。此處，各上模和下模加熱部件6、7由通過高頻波很容易感應(yīng)加熱的材料，例如鐵、鈷、鎳或者鎢所形成。如果成形模由陶瓷所形成，各上模和下模加熱部件6、7優(yōu)選地由具有相似的熱膨脹系數(shù)的鎢合金所形成。
優(yōu)選地，各上、下模1、2的成形表面具有分離膜(parting film)。作為分離膜，可以使用下述薄膜形成鉆石狀的碳薄膜(此后稱為DLC)、氫化的鉆石狀的碳薄膜(此后DLC:H)，四面體不定形碳薄膜(此后ta-C)、氫化的四面體不定形碳薄膜(此后ta-C:H)、不定形碳薄膜(此后a-C)、氫化的不定形碳薄膜(此后a-C:H)、諸如含氮的碳薄膜的碳基薄膜以及包含從包括鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、銠(Rh)、鋨(Os)、釕(Ru)、錸(Re)、鎢(W)、鉭(Ta)所形成的組中選擇的至少一個(gè)金屬的合金薄膜。特別地，保護(hù)碳作為主要成分的分離膜是優(yōu)選的，因?yàn)槊撃Ｊ莾?yōu)良的。
分離膜可以通過等離子CVD，諸如DC-等離子CVD、RF-等離子CVD、微波等離子CVD和ECR-等離子CVD、光學(xué)CVD、激光CVD、電離沉積、濺射、離子電鍍、蒸氣沉積和FCA(濾波陰極弧)來沉積。
上模溫度傳感熱電偶12和下模溫度傳感熱電偶13被分別插入到成形膜的上模加熱部件6和下模加熱部件7。參照熱電偶12、13的測量結(jié)果，在上、下模1、2之間的溫度平衡被監(jiān)測，并且高頻感應(yīng)線圈20的加熱溫度被控制。
氣體供給路徑15通過上模支撐部件8、上模軸10、下模支撐部件9和下模軸11所形成，并連接到后面將說明的氮?dú)怏w供給單元102。成形室100具有設(shè)有形成在真空室101的下部上的排放路徑16的真空室101并連接到后面將說明的真空泵104。
如圖2中所示，成形模被設(shè)置在包括通過石英管所形成的真空室101的成形室100中，具體而言，成形模被密閉或者密封在可以被密封的真空室101中。真空室101在上、下側(cè)面上可打開并通過機(jī)器人(未示出)等可以向上提起。通過傳送臂(未示出)等，玻璃材料W被供給到下模2上。
成形室100從氮?dú)怏w供給單元102通過氮?dú)怏w供給閥103和氣體供給通路15供給氮?dú)?。氣體供給路徑15包括通過上模軸10和上模加熱部件6的上部用于供給氮?dú)獾纳喜柯窂胶屯ㄟ^下模軸11和下模加熱部件7的下表面用于供給氮?dú)獾南虏柯窂健怏w供給路徑15設(shè)有流速控制器(未示出)。
真空泵104和真空閥(排放閥)105被連接到成形室100以將成形室100排空為真空。成形室100設(shè)有用于從內(nèi)部排放氣體的排放路徑16。排放路徑16通過真空閥105被連接到真空泵104。
為了從成形室100排放氣體，氮?dú)怏w供給閥103和泄漏閥106被關(guān)閉同時(shí)排放真空閥105被打開，并且真空泵104被操作。為了用氮?dú)猸h(huán)境來填充成形室100，真空閥105被關(guān)閉，氮?dú)怏w供給閥103和泄漏閥106被打開。
接著，將通過使用具有上述結(jié)構(gòu)的裝置描述形成玻璃光學(xué)元件的過程。
首先，真空室101被向上移動。在下模2被安置在高頻感應(yīng)線圈20之下，上模1和襯套3被升高。玻璃材料W被安置在下模2的成形表面上，上模1和襯套3被設(shè)置。此時(shí)，空間S被形成在下模2的成形表面和玻璃材料W之間，因?yàn)镽M/RL＞1.0的關(guān)系被滿足，RM表示玻璃材料W的曲率半徑，RL表示下模2的成形表面的近軸曲率半徑(即，光學(xué)元件的近軸曲率半徑)。
接著，真空室101被降低，成形室100被轉(zhuǎn)到閉合的空間中。下模加熱部件7被升高到下模加熱部件7通過高頻感應(yīng)線圈20被加熱的位置。此時(shí)，壓縮彈簧4的上端被安置在壓縮彈簧4與上模支撐部件8的下表面8a脫離接觸的位置上。在此狀態(tài)下，成形室100反復(fù)進(jìn)行排空，通過閥操作氮引入大約三次。此后，成形室100被保持在常壓或者正壓力。在成形室100以上述的方式填充氮?dú)?，高頻感應(yīng)線圈20被通電以加熱上模和下模加熱部件6、7。這樣，上、下模1、2、襯套3和安置在上、下模1、2之間的玻璃材料W被加熱(參看圖3中的1)。
接著，上模和下模溫度傳感熱電偶12、13分別監(jiān)測上、下模1、2的溫度。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)，控制器(未示出)控制對高頻感應(yīng)線圈20的激勵(lì)以開始保持恒定的溫度。
緊隨溫度保持恒定之前的時(shí)間上，真空閥105被打開以從成形室100抽吸氣體。此時(shí)，玻璃材料W的溫度被降低到擠壓成形溫度，優(yōu)選地，不低于玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)并且低于擠壓成形溫度。更為優(yōu)選地，玻璃材料W的溫度不低于對應(yīng)玻璃粘性1011dPa·S的溫度并且低于對應(yīng)108.5dPa·S的溫度。此處，擠壓成形溫度是對應(yīng)106-108.5dPa·S粘性范圍的溫度范圍內(nèi)的預(yù)定溫度。
成形室100的真空程度優(yōu)選地盡可能地低。但是，大約0.04MPa的真空程度或者更小足以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。在此情況下，通過在開始擠壓成形時(shí)降低下模2的升高速率，捕獲在空間S內(nèi)的空氣可以被排放。例如，在真空程度等于0.04MPa，且在擠壓時(shí)下模2的升高速率是0.5mm/sec或者更小時(shí)，沒有氣體捕獲痕跡在通過擠壓成形所獲得光學(xué)元件中觀察到。有利地，真空程度是10kPa或者更小，優(yōu)選地1kPa或者更小。通過上述排空，空間S中的被捕獲的氣體被釋放。
此后，下模2向上移動并且壓縮彈簧4在蓋部件5和上模加熱部件6之間被壓縮。此時(shí)，壓縮量被確定以施加載荷，這樣空間S通過下模2的成形表面和玻璃材料W的表面所關(guān)閉。特別地，壓縮量被確定以將10-500gf的載荷，優(yōu)選地100-300gf施加到玻璃材料W。在保持上述狀態(tài)預(yù)定的時(shí)間周期之后(例如大約10秒)，成形室100被再次供給氮?dú)猓@樣成形室100的環(huán)境再次被保持在常壓或者正壓力。即使在此情況下，沒有氣體進(jìn)入到空間S中，因?yàn)橄履?和玻璃材料W彼此保持緊密接觸。
可選地，通過微調(diào)下模2的載荷或者移動距離，就可以對上模1施加載荷，這樣空間S通過下模2的成形表面和玻璃材料W的表面所關(guān)閉。在此情況下，壓縮彈簧4可以被省略。蓋部件5被設(shè)置在上模1的上端表面和下模支撐部件8的下表面8a之間，而其間沒有設(shè)置壓縮彈簧4。
此后，上、下模1、2，襯套3通過余熱加熱并均熱或者到達(dá)均勻的溫度。加熱持續(xù)直到玻璃材料W到達(dá)適于擠壓成形的溫度范圍。
在成形時(shí)，優(yōu)選地上、下模1、2的成形表面和玻璃材料W被保持在對應(yīng)108.5-107.5dPa·S的粘性范圍的范圍之內(nèi)的溫度上。此時(shí)，在具有普通壓力或者正壓力的環(huán)境空氣出現(xiàn)在成形室100內(nèi)并作為介質(zhì)以有效地執(zhí)行熱傳導(dǎo)。此外，使用熱電偶進(jìn)行的溫度控制可以被穩(wěn)定地執(zhí)行(參看圖3中II)。
此后，下模2被進(jìn)一步升高，直到蓋部件5的突起5a與上模支撐部件8的下表面8a相接觸。然后，開始擠壓。
在擠壓時(shí)的下模2的升高的速率優(yōu)選地在0.001-1mm/sec，更為優(yōu)選地0.01-0.5mm/sec。擠壓載荷優(yōu)選地為50-300kgf/cm2，更為優(yōu)選地是100-200kgf/cm2。當(dāng)蓋部件5的下表面擠壓下模1的上端表面時(shí)，并與襯套3的上端表面相接觸(當(dāng)擠壓被執(zhí)行到端部)，此狀態(tài)被保持預(yù)定的時(shí)間周期(例如，大約20秒)(參看圖3中的III)。
此后，執(zhí)行冷卻。冷卻通過在30-200℃/min的速率上慢冷來執(zhí)行，優(yōu)選50-100℃/min，在不高于轉(zhuǎn)變點(diǎn)的500℃上釋放載荷，然后開始速冷。速冷的冷卻速率是高于慢冷的大約100-300℃/min。冷卻速率(慢冷、速冷)通過使用流速控制器(未示出)控制被引入的氮?dú)獾牧魉俣{(diào)整(參看圖3中的IV)。
在冷卻的過程中，被形成的光學(xué)元件被熱收縮。此時(shí)，光學(xué)元件與襯套3和上、下模1、2的熱膨脹系數(shù)不同?？紤]到這點(diǎn)，在上模1的凸緣和襯套3的臺階部分之間保留公差以防止在擠壓到端部時(shí)其間的相互接觸以使得上、下模1、2的成形表面在冷卻的過程中沒有分離，上模1順應(yīng)光學(xué)元件的熱收縮。使用此結(jié)構(gòu)，就可以防止光學(xué)元件中的縮痕的出現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)良好的表面精度。
當(dāng)溫度被降低到預(yù)定的溫度，例如100℃，下模2被降低到高頻感應(yīng)線圈20之下。氮?dú)獾囊氡煌Ｖ?，真空?01被向上移動。上模1和襯套3被升高，通過擠壓成形所獲得的光學(xué)元件被取出。此后，新的玻璃材料W被提供，上模1和襯套3被設(shè)置。然后，擠壓循環(huán)被重復(fù)。
在前述的實(shí)施例中，擠壓通過移動下模2而被執(zhí)行?？蛇x地，上模1可以被移動。此外，上、下模1、2可以被移動。引入到成形室100中的氣體是非氧化氣體，所述氣體可以是氦氣、氮?dú)夂秃獾幕旌衔?例如，氮?dú)獾谋嚷适?5％或者更多)，等而不是氮?dú)狻?br> 可選地，玻璃材料W可以在成形模之外加熱到不低于轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度，優(yōu)選地至高于對應(yīng)1011dPa·S的溫度的溫度，并此后被供給到成形模中。
在此實(shí)施例中，形成在成形表面和玻璃材料W之間的空間S安置在下模2的側(cè)面上?？蛇x地，空間可以被形成在上模1的側(cè)面上或者上、下模1、2的兩個(gè)側(cè)面上。根據(jù)將被形成的光學(xué)元件和玻璃材料W之間的形狀關(guān)系，在空間S被形成在任一側(cè)面上的情況下，空間S優(yōu)選地位于下模2的側(cè)面上。
如果上模1太重，當(dāng)上模1在玻璃材料W被供給之后設(shè)置時(shí)，空間S通過上模1的重量被關(guān)閉。因此，即使成形室100的壓力被減小，被捕獲的氣體沒有從空間S釋放。因此，通過上模1的重量施加到玻璃材料W上的載荷被調(diào)整，這樣當(dāng)成形室100被排空時(shí)，上模1通過空間S中的被捕獲氣體的壓力稍微升高。
用于本發(fā)明中的玻璃材料W的尺寸沒有特別限制。但是，重量精度較高的球形預(yù)制件被優(yōu)選地使用。此外，通過滴下熔融的玻璃而產(chǎn)生的熱成形預(yù)成形件是最為優(yōu)選的。這樣的預(yù)成形件優(yōu)選地具有在5-70mm3的范圍內(nèi)的體積。
本發(fā)明的效果是顯著的，如果RM/RL＞1.0，優(yōu)選地1.0＜RM/RL≤1.6，更為優(yōu)選地，1.2≤RM/RL≤1.6被滿足，RM表示玻璃材料W的曲率半徑，RL表示光學(xué)元件的任一表面的近軸曲率半徑。
本發(fā)明在光學(xué)元件的任一表面具有非球形的情況下可以被有利地實(shí)施。但是，所述形狀不限于此，而且可以是球形。在此情況下，RL表示球形表面的曲率半徑。
此外，本發(fā)明可以被有利地實(shí)施，如果玻璃材料W具有球形形狀，但是可以應(yīng)用到扁平球形(雙凸形狀)。在此情況下，RM表示對應(yīng)光學(xué)元件的近軸區(qū)域的扁平球的曲率半徑。
光學(xué)元件優(yōu)選地具有外徑為5mm或者更小。
如果光學(xué)元件具有形狀使得關(guān)系1＜d/f＜3被滿足，那么本發(fā)明的效果是顯著的，d表示光軸上的光學(xué)元件的厚度，f表示焦距。這是因?yàn)樯鲜霾ＡР牧系捏w積和光學(xué)元件的形狀之間的關(guān)系很容易導(dǎo)致氣體捕獲痕跡發(fā)生。
所述氣體捕獲痕跡不會對光學(xué)元件的光學(xué)性能造成嚴(yán)重的影響，如果它足夠小的話。理想地，氣體捕獲痕跡的直徑小于200μm，優(yōu)選地小于100μm。根據(jù)本發(fā)明的方法，即使成形模和玻璃材料具有關(guān)系，這樣關(guān)閉的空間被形成在成形模和玻璃材料之間，這就可能在不具有直徑不小于200μm并出現(xiàn)在通過擠壓成形所獲得的光學(xué)元件的表面附近的氣體捕獲痕跡的情況下形成光學(xué)元件。
例如，假設(shè)光學(xué)元件具有第一和第二表面作為彎曲表面，且光學(xué)元件具有體積V。然后，如果RM’/RL＞1.0被滿足，RL表示第一或者第二表面的近軸曲率半徑，RM’表示滿足(4/3)π(RM’)3＝V的值，那么就可能制造玻璃光學(xué)元件，其中具有直徑大于200μm的氣體捕獲痕跡沒有出現(xiàn)在光學(xué)元件的表面附近中。
此處，光學(xué)元件的表面附近中的氣體捕獲痕跡包括在學(xué)元件的表面之下的氣泡和形成在所述表面上的凹陷。特別地，此發(fā)明的效果在關(guān)系1.0＜RM’/RL＜1.6被滿足時(shí)是顯著的。
通過根據(jù)本發(fā)明的擠壓成形所獲得的光學(xué)元件沒有特別限制。但是，如果本發(fā)明可以應(yīng)用到預(yù)用于記錄/再現(xiàn)信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)一起使用的較高NA物鏡或者光通訊用的高NA透鏡，本發(fā)明的效果是顯著的。這是因?yàn)?，在較高的NA透鏡中，就光學(xué)性能，具有較大表面傾斜角度或者較小的第一表面的曲率半徑的形狀是有利的。此外，與透鏡的厚度的關(guān)系是，球形預(yù)制件的曲率半徑變得大于透鏡的近軸曲率半徑(即，上?；蛘呦履５某尚伪砻娴慕S曲率半徑)，這樣氣體捕獲問題趨于頻繁發(fā)生。
作為光學(xué)元件，在擠壓成形之后不需要對中步驟的非對中透鏡是優(yōu)選的。在此情況下，體積等于透鏡的預(yù)制件可以被使用，步驟的數(shù)目不需要增加。
特別地，本發(fā)明的效果在玻璃光學(xué)元件的任一光學(xué)功能表面(優(yōu)選地第一表面)具有數(shù)值孔徑NA為0.7或者更大，優(yōu)選地為0.8或者更大。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的玻璃光學(xué)元件具有至少一個(gè)非球形表面。本發(fā)明最適于雙側(cè)非球形透鏡。
非球形透鏡可以在光學(xué)拾起裝置中被使用。特別地，非球形透鏡可以是與物鏡一起使用的單透鏡并具有數(shù)值孔徑NA為0.7或者更大，優(yōu)選地為0.8或者更大，總的波像差WFE在380-450nm的可用波長上為0.06λrms或者更小，優(yōu)選地為0.04λrms或者更小。上述物鏡可以使用在用于在高密度光學(xué)信息記錄介質(zhì)上記錄/再現(xiàn)信息的光學(xué)拾起裝置中。
例如，對于上述的光學(xué)拾起裝置，裝置具有光源和用于將光通量從光源會聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)的物鏡。在所述裝置中，光源具有波長700nm或者更小，優(yōu)選地500nm或者更小。
第一示例現(xiàn)在將使用圖2中所示的裝置描述第一示例。
圖3顯示了第一示例中的擠壓過程。
在此示例中，玻璃材料W具有球形形狀并通過拋光具有nd＝1.69350，vd＝53.20，軟化點(diǎn)為560℃，以及轉(zhuǎn)變點(diǎn)為520℃的光學(xué)玻璃材料形成為直徑2.7mm。
玻璃材料W被安置在下模2的成形表面之上。成形表面具有近軸曲率半徑1.1mm。接著，上模1和襯套3被設(shè)置。空間S被形成在下模2和玻璃材料W之間。空間S的最大高度在中心為75μm。在圖2中，空間S的尺寸出于顯示方便而被強(qiáng)調(diào)。
下模2和玻璃材料W彼此相接觸的接觸部分具有直徑2.2mm。在擠壓成形之后的光學(xué)元件(透鏡)具有外徑3.1mm，厚度2.0mm。
此后，將使用具有上述結(jié)構(gòu)的裝置來描述本擠壓過程。
在玻璃材料W被設(shè)置在成形室100的成形模中之后，閥103、105和106被操作以相對成形室100重復(fù)排空和氮引入三次。此后，當(dāng)成形室100被填充氮?dú)?，高頻感應(yīng)線圈20被通電以加熱上模和下模加熱部件6、7。結(jié)果，上、下模1、2、襯套3以及玻璃材料W被加熱。溫度通過上模和下模溫度傳感熱電偶12、13來監(jiān)測(實(shí)際上，玻璃材料的溫度在從模具的溫度實(shí)際被測量的一個(gè)小延遲之后上升(參看圖3))。當(dāng)溫度到達(dá)對應(yīng)粘性1011dPa·S的溫度530℃，成形室100被排空直到成形室10中的真空程度變得等于大約50Pa。
此后，下模2向上移動，壓縮彈簧4以1mm收縮以將大約250gf的載荷施加到玻璃材料W。在此狀態(tài)被保持大約10秒之后，氮?dú)獗灰氲匠尚问?00中以在成形室100中形成正壓力。然后，當(dāng)?shù)竭_(dá)對應(yīng)粘性108.0dPa·S的溫度590℃時(shí)，此溫度被開始以保持恒定和均勻。保持模具溫度恒定和均勻的均熱持續(xù)30秒。此后，下模2以0.03mm/sec的速率被升高，擠壓開始。擠壓載荷150kgf。在擠壓結(jié)束時(shí)，此狀態(tài)被保持20秒。此后，在慢冷速率90℃執(zhí)行冷卻。在不高于轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度500℃上，所述載荷被釋放，并開始迅速冷卻。在冷卻之后，下模2被降低到高頻感應(yīng)線圈20之下。氮引入被停止。真空室101被向上移動。上模1和襯套3被移除，通過擠壓成形的光學(xué)元件(透鏡)被取出。
通過上述過程所產(chǎn)生的光學(xué)元件(透鏡)的外觀被觀察。結(jié)果，沒有任何氣體捕獲痕跡被觀察到，成形表面被完全移動。就透鏡的光學(xué)性能，象差(aberration)被測量。結(jié)果，總的波像差在被測量的波長405nm上為0.02-0.03λrms。
如上所述，通過在圍繞擠壓成形溫度的溫度上通過排空成形室100，捕獲在形成在玻璃材料W和下模2之間的空間S中的氣體被釋放。此后，通過在通過壓縮彈簧4所施加的弱載荷之下擠壓玻璃材料W，玻璃材料W和下模2之間的接觸部分被密封。因此，即使氮?dú)庠谏鲜鰻顟B(tài)中被再次引入，氮?dú)庖膊粫M(jìn)入空間S。此外，通過在氮?dú)庠谂趴罩蟊灰氲臓顟B(tài)中均熱，玻璃材料W完全達(dá)到擠壓可變形粘性并可以在較高的壓力載荷之下被擠壓(此處，150kgf)。
比較示例第一比較示例為了比較，在排空的過程中通過壓縮彈簧4所施加的較弱的載荷通過等于擠壓載荷的載荷所代替。結(jié)果，玻璃材料W變成碎片，下模2的模具材料SiC受到損壞。
第二比較示例與傳統(tǒng)方面相似，成形室100在玻璃材料W通過均熱達(dá)到成形溫度之后被排空，此后，執(zhí)行擠壓。結(jié)果，通過擠壓成形所獲得的光學(xué)元件(透鏡)具有氣體捕獲痕跡。原因如下。通過均熱，玻璃材料W的粘性被降低以允許甚至在較弱的載荷的情況下進(jìn)行變形。因此，玻璃材料W與下模2的成形表面相緊密接觸。盡管成形室100被排空，被捕獲的氣體沒有從空間S排放。
第三比較示例上述成形過程在沒有通過壓縮彈簧施加較弱載荷時(shí)執(zhí)行。結(jié)果，氣體捕獲痕跡被形成在光學(xué)元件(透鏡)上。這是因?yàn)楫?dāng)?shù)獨(dú)庠谂趴罩蟊辉俅我霑r(shí)進(jìn)入到空間S。
第四比較示例加熱和擠壓在成形室保持真空時(shí)被執(zhí)行。在用于溫度測量的熱電偶檢測擠壓成形溫度之后，需要均熱時(shí)間并執(zhí)行擠壓。結(jié)果，玻璃材料W沒有被充分加熱，這樣玻璃材料W破裂，成形模受到損壞。
在本發(fā)明的第一示例中，在擠壓之前的排空可以在當(dāng)模具的溫度不高于玻璃材料的轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)的時(shí)間上被開始。但是，為了縮短成形循環(huán)時(shí)間，在玻璃材料W靠近成形溫度之后開始排空是有利的。通過排空將在成形室中達(dá)到的真空的程度優(yōu)選地盡可能低，但是0.04MPa或者更少就足夠了。這是因?yàn)?，如果玻璃材料W的溫度不高于對應(yīng)粘性5×106dPa·S的溫度，且下模的升高速率(擠壓速率)不高于0.5mm/sec，捕獲在空間S中的氣體即使在小量的空氣保留在成形室中時(shí)被釋放。
在排空的過程中較弱的載荷優(yōu)選地在玻璃材料W和成形模之間的接觸部分具有直徑2.2mm的情況下為50gf或者更大。較小的載荷導(dǎo)致氣體捕獲痕跡產(chǎn)生。在排空之后引入氮?dú)庵蟮木鶡釙r(shí)間是10秒或者更大，優(yōu)選地為30秒或者更大。
參照圖4，將根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例描述用于制造玻璃光學(xué)元件的裝置。
在此實(shí)施例中，成形室100具有擠壓室101a、加熱爐室101b以及冷卻爐室101c。成形模具在圖4成形室100中從左向右通過未示出的軌道或者旋轉(zhuǎn)臺移動。各成形室100的室101a-101c首先通過真空泵104排空。在閉合閥105a、105b和105c之后，氮引入閥103a、103b和103c被打開以通過氮?dú)馓鎿Q真空。各加熱爐室101a和冷卻爐室101c通過電阻加熱器(未示出)保持在恒定的溫度上。
成形室100在相對的端部設(shè)有關(guān)閉器(shutter)112、115。在關(guān)閉器112、115之外，分別設(shè)置臨時(shí)室(未示出)。在臨時(shí)室中交換空氣和氮?dú)庵螅尚文１灰氩某尚问?00取出。這樣，成形室100(包括擠壓室101a、加熱爐室101b以及冷卻室101c)被保持在氮?dú)猸h(huán)境中。此外，關(guān)閉器113、114被分別安置在擠壓室101a和加熱爐室101b之間和擠壓室101a和冷卻爐室101c之間。使用此結(jié)構(gòu)，排空和氮?dú)庖氇?dú)立于加熱爐室101b和冷卻爐室101c在擠壓室101a中執(zhí)行。
第二示例此后，將使用圖4中所示的裝置來描述本發(fā)明的第二示例。
圖5顯示了第二示例中的擠壓程序。
玻璃材料的種類和光學(xué)元件(透鏡)的形狀和成形模與第一示例中的相似。
第二示例中的加壓過程如下。
使用模具組裝/卸裝單元(未示出)，玻璃材料W被安置在下模2上。接著，上模1被插入到襯套3中。包括上模和下模1、2的成形模被安置在模具支撐件17上并加載到與加熱爐室101b相鄰的臨時(shí)室(未示出)中。在排空之后，氮?dú)獗灰氲脚R時(shí)室中以執(zhí)行氣體交換。在完成氣體交換為氮?dú)庵螅P(guān)閉器112被打開。成形模與模具支撐件17被轉(zhuǎn)移到加熱爐室101b中。加熱爐室101b的第一加熱爐101b被保持在700℃。在第一加熱爐101b-1加熱100秒之后，成形模被移動到第二加熱爐101b-2中。第二加熱爐101b-2被保持在630℃。在第二加熱爐101b-2加熱100秒之后，模具支撐件17被加熱到對應(yīng)粘性108.5dPa·S的溫度580℃。
接著，關(guān)閉器113被打開，成形模與模具支撐件17被移動到保持在640℃上的擠壓室101a中。關(guān)閉器113被閉合。此時(shí)，關(guān)閉器114也被閉合。然后，閥105b被打開以排空擠壓室101a，這樣真空度等于大約50Pa。結(jié)果，被捕獲的氣體在下模2中從空間S排放。
然后，擠壓頭10(上模軸)被降低到壓縮彈簧4以1mm壓縮的位置上。下降距離通過位置傳感器111測量。彈簧常數(shù)是250gf/mm，這樣250gf的擠壓載荷被施加。在此狀態(tài)中保持大約10秒，氮?dú)庖腴y103b被打開以將氮?dú)庖氲綌D壓室101a中。此時(shí)，玻璃材料W和下模2被彼此密封，這樣沒有氣體進(jìn)入到空間S中。當(dāng)?shù)竭_(dá)對應(yīng)粘性108.0dPa·S的590℃溫度時(shí)，用于保持模具溫度恒定和均勻的均熱被執(zhí)行30秒。此后，擠壓頭10在0.03mm/sec的速率上被降低以開始擠壓。擠壓載荷是150kgf。在擠壓端位置上，擠壓頭10被保持20秒。
擠壓頭10被升高，關(guān)閉器114被打開。模具支撐件17被移動到冷卻爐室101c。冷卻爐室101c的第一冷卻爐(慢冷爐)101c-1被保持在450℃上。在第一冷卻爐101c上冷卻100秒之后，模具支撐件17被移動到第二冷卻爐(速冷爐)101c-2。在經(jīng)過100秒之后，在通過臨時(shí)室(未示出)之后成形模被卸裝，作為玻璃光學(xué)元件的透鏡被取出。
通過上述過程所制造的光學(xué)元件(透鏡)的外觀被觀察。結(jié)果，沒有任何氣體捕獲痕跡被形成，成形表面被完全移動。就光學(xué)元件(透鏡)的光學(xué)性能，象差被測量。結(jié)果，總的波像差在被測量的波長405nm上為0.02-0.03λrms。
與第一示例中相似，排空在低于上述條件上的條件上執(zhí)行。但是，在此情況下，循環(huán)時(shí)間被加長。
如上所述，在第二示例中，沒有氣體捕獲痕跡的表面質(zhì)量優(yōu)良的光學(xué)元件可以與第一示例中相似來獲得。如果成形模以一一對應(yīng)被同時(shí)設(shè)置在各爐中，就可以在不長于100秒的成形周期內(nèi)制造光學(xué)元件。此外，通過在各爐中設(shè)置多個(gè)成形模，并使用多個(gè)數(shù)目等于成形模的擠壓頭，就可以較低的成本實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明也可以應(yīng)用到形成需要較高的成形精度的產(chǎn)品的擠壓成形中，尤其是用于數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)透鏡以及用于在諸如DVD的光學(xué)記錄介質(zhì)上記錄和再現(xiàn)信息用光學(xué)拾起器的擠壓成形中。
盡管對本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行了說明，普通技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的精神和原則的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行修改和變化，其范圍由所附權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種制造玻璃光學(xué)元件的方法，所述方法通過使用成形模在室中擠壓成形玻璃材料而制造所述玻璃光學(xué)元件，所述成形模包括上模和下模，所述上模和下模至少其中之一可以移動，當(dāng)上、下模與玻璃材料相接觸時(shí)，在玻璃材料和上模和下模至少之一之間形成被圍繞的空間，所述方法包括在成形模中放置玻璃材料；在放置在成形模中的玻璃材料被加熱到擠壓成形溫度之前減小所述室內(nèi)的壓力；密封當(dāng)玻璃材料和上、下模中的至少一個(gè)的成形表面相接觸時(shí)所形成的空間；將氣體引入到所述室內(nèi)；在氣體中加熱所述玻璃材料；以及在擠壓載荷之下擠壓成形所述玻璃材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在減小壓力之前，將玻璃材料加熱到低于擠壓成形溫度的預(yù)定溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于密封所述空間包括通過成形模將小于擠壓載荷的載荷施加到所述玻璃材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于擠壓成形溫度對應(yīng)于不小于106dPa·S和小于108.5dPa·S范圍之內(nèi)的玻璃粘性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，密封所述空間包括從當(dāng)玻璃材料和上、下模的至少一個(gè)的成形表面相接觸時(shí)所形成的空間釋放氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于RM/RL＞1.0的關(guān)系被滿足，RM表示玻璃材料的曲率半徑，RL表示玻璃光學(xué)元件表面之一的近軸曲率半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過成形模施加用于玻璃材料的載荷等于所述擠壓載荷的1/1000至1/50，所述載荷小于所述擠壓載荷。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法制造的玻璃光學(xué)元件，其特征在于玻璃光學(xué)元件是具有數(shù)值孔徑NA為0.7或者更大、以及在380-450nm的可用波長上具有總的波像差WFE為0.06λrms的物鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造玻璃光學(xué)元件的方法，所述方法通過使用成形模在室中擠壓成形玻璃材料而制造所述玻璃光學(xué)元件，所述成形模包括上模和下模，所述上模和下模至少其中之一可以移動，當(dāng)上、下模與玻璃材料相接觸時(shí)，在玻璃材料和上模和下模至少之一之間形成被圍繞的空間，所述方法包括在成形模中放置玻璃材料；在放置在成形模中的玻璃材料被加熱到擠壓成形溫度之前減小所述室內(nèi)的壓力；密封當(dāng)玻璃材料和上、下模中的至少一個(gè)的成形表面相接觸時(shí)所形成的空間；將氣體引入到所述室內(nèi)；在氣體中加熱所述玻璃材料；以及在擠壓載荷之下擠壓成形所述玻璃材料。
文檔編號C03B11/08GK1966430SQ20061016241
公開日2007年5月23日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者米田靖弘 申請人:Hoya株式會社