透鏡及其製造方法

2023-05-20 21:29:11

專利名稱：：透鏡及其製造方法
技術領域：
：本發明涉及由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡及其製造方法。更具體地，本發明涉及由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其由精密模壓通過壓模的模製表面的形狀轉移而形成，並且具有光學功能表面和定位參考表面，並且本發明涉及通過預製件的精密模壓高效地製造這樣的透鏡的方法。
背景技術：
：低散射玻璃被用於構造用於校正色差的光學系統的透鏡等。典型的低散射玻璃是如JP-A-6-191876所述的氟磷酸鹽玻璃。由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡具有如上所述的高的應用價值，同時當透鏡的光學功能表面是非球面時，可以實現更節省空間的光學系統。精密模壓方法適用於製造這樣的非球面透鏡。精密模壓方法不僅使得非球面透鏡能夠被大規模生產，而且使得難以由拋光方法製造的透鏡也能夠被大規模生產，其中在所述拋光方法中，光學功能表面通過拋光來完成。同時，當透鏡由精密模壓方法製造時，使用如下的方法，在該方法中，透鏡的外部形狀和光學功能表面由精密模壓形成，而光學功能表面的周圍部分被切割或者打磨，以製成透鏡。上述的周圍部分的切割或者打磨被稱為定中和修邊工藝，其中透鏡被製成以確保被稱為圓邊的部分與光軸平行。當進行定中和修邊工藝時，圓邊被切割或者打磨，同時光學功能表面由固定工具夾持。然而，在此情況下，可精密模壓的氟磷酸鹽玻璃具有如下問題，即，因為玻璃的硬度較低，所以在上述的定中和修邊工藝過程中，其光學表面容易被劃傷
發明內容[本發明要解決的問題]本發明的一個目的是提供一種由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其克服了上述現有技術的問題，且其具有光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定透鏡的定位參考表面，因此，上述的光學功能表面不會受到損傷。[解決問題的手段]為了實現上述目的，本發明人進行了細緻研究。結果，已經發現一種如下的透鏡適於上述目的所述透鏡具有光學功能表面和定位參考表面，所述光學功能表面和定位參考表面都是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面，並且還發現，上述透鏡可以通過如下方法製造加熱由氟磷酸鹽玻璃形成的預製件以使其軟化，以及用模具對所述預製件進行精密模壓。在此發現基礎上，相應地完成了本發明。就是說，本發明提供(1)一種由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其具有光學功能表面和定位參考表面，所述定位參考表面用於在固定工具中定位和固定所述透鏡，並且還用於對光軸方向進行定向，所述光學功能表面和定位參考表面都是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面，(2)根據上述(1)所述的透鏡，其整個表面由精密模壓通過所述模具的所述模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面形成，或者由所述轉移表面和一個或者多個自由表面形成，(3)根據上述(1)或(2)所述的透鏡，其中，所述氟磷酸鹽玻璃包含至少1陽離子％的Li+作為陽離子組分，(4)根據上述(1)至(3)中任一項所述的透鏡，所述氟磷酸鹽玻璃的玻璃化轉變溫度為50(TC或者更低，(5)—種製造由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡的方法，所述方法包括加熱所述玻璃的預製件以使其軟化，以及用模具對所述預製件進行精密模壓，其中，所述模具的模製表面的形狀被轉移，以形成光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定所述透鏡的定位參考表面，(6)根據上述(5)所述的透鏡製造方法，其中，所述氟磷酸鹽玻璃包含至少1陽離子％的Li+作為陽離子組分，(7)根據上述(5)或(6)所述的透鏡製造方法，其中，所述氟磷酸鹽玻璃的玻璃化轉變溫度為50(TC或者更低，以及(8)根據上述(5)-(7)中任一項所述的透鏡製造方法，所述方法使用的預製件的整個表面是通過使熔融狀態下的玻璃表面固化所形成的表面。[本發明的效果]根據本發明，可以提供一種由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其具有光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定透鏡的定位參考表面，因此，上述的光學功能表面不會受到損傷，並且可以提供該透鏡的製造方法。圖1示出了沒有進行定中和修邊處理的透鏡的剖視圖，其中，參考標號11和12表示透鏡表面，13a、13b和14表示定位參考表面。具體實施方式本發明的透鏡是由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，並且具有光學功能表面和定位參考表面，所述定位參考表面用於將透鏡定位和固定在固定工具中(還用於確定光軸的方向)，光學功能表面和定位參考表面兩者都是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面。本文所用的光學功能表面是指要被控制的光可以通過其的表面，艮口，使光折射的表面。氟磷酸鹽玻璃在光學玻璃中屬於具有低硬度的一類玻璃。而且，適於精密模壓的玻璃需要具有較低的玻璃化轉變溫度。氟磷酸鹽玻璃在精密模壓過程中容易在其玻璃表面上與模具的模製表面發生反應。當在精密模壓過程中溫度很高時，由於上述的反應在光學功能表面中產生氣泡，並且透鏡生產的產率容易下降。為了克服上面的問題，採用了一些手段來降低玻璃化轉變溫度。然而，在此情況下，玻璃的硬度被進一步降低，並且在定中和修邊工藝過程中光學功能表面更容易由於對其進行固定而被損傷(劃傷)。就算防止了在精密模壓過程中形成氣泡，在定中和修邊工藝過程中光學功能表面也會被損傷，這意味著透鏡的功能被損害。同時，對於可精密模壓並且具有低的玻璃化轉變溫度的氟磷酸鹽玻璃，玻璃在較寬溫度範圍內是可精密模壓的(即使模壓溫度被設定為稍高的水平，玻璃也不會形成氣泡)。因此，玻璃的粘度可以被設定為低的水平，並且玻璃可以被充分地壓制並且由精密模壓在模具的空間中延展。因此，通過模具的模製表面的形狀轉移，不僅可以精密地形成光學功能表面，而且可以精密地形成圍繞該光學功能表面的非光學功能表面。在本發明中，此非光學功能表面被用作定位參考表面。上述定位參考表面是指被用於在定位工具中定位和固定透鏡以構造光學系統的參考表面。例如，當多個透鏡的光軸被排齊在一直線上時，將透鏡的定位參考表面接觸固定工具，並且可以將透鏡固定。理想地，透鏡具有用於確定透鏡光軸方向在固定工具中的位置的定位參考表面和用於確定在垂直於光軸的方向上的位置的定位參考表面，來作為定位參考表面。當使用這樣的透鏡時，可以將多個透鏡固定到固定工具，以保證透鏡以精確的間距間隔布置，並且上述的透鏡還可以被布置和固定成其光軸被排齊在一直線上。本發明的透鏡具有如下優點，即，其光學功能表面不可能被劃傷，光學功能表面和定位參考表面可以通過進行精密模壓一次形成，以及透鏡的光軸和定位參考表面的位置和角度可以被精確地設定。透鏡優選是如下的透鏡，其整個表面由由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的多個轉移表面形成，或者由多個轉移表面和一個或者多個自由表面形成。理想地，在其整個表面由多個轉移表面和一個或者多個自由表面形成的透鏡中，多個轉移表面彼此相交的邊緣或者多個邊緣彼此相交的角部由自由表面形成。上述的構造用於防止透鏡的碎裂，並且用於防止當透鏡被固定到固定工具時透鏡的邊緣或者角部刮擦固定工具而產生的粉塵的出現。上述的透鏡還具有另一個優點，即，其沒有任何切割或者打磨表面，即，上述的透鏡具有如下優點，即，因為其沒有切割或者打磨劃傷，所以其具有高的機械強度。[氟磷酸鹽玻璃]用於構造本發明的透鏡的氟磷酸鹽玻璃包括包含Li+作為陽離子組分的氟磷酸鹽玻璃和具有50(TC或者更低的玻璃化轉變溫度的氟磷酸鹽玻璃。理想地，氟磷酸鹽玻璃中的Li+的含量按佔陽離子的百分比計(陽離子％)為1%或者更大，以降低玻璃化轉變溫度。下面將說明上述玻璃的具體實例。作為第一實施例(此後稱為"光學玻璃I")的是如下的光學玻璃，其包含pS+和A產作為必要組分，包含至少兩種選自Mg2+、Ca2+、S嚴和B^+的二價陽離子組分(R2+)以及Li+，並且包含10-45陽離子％的P5+，5-30陽離子％的Al3+，0-20陽離子X的Mg"，0-25陽離子％的Ca2+，0-30陽離子％的Sr2+，0-33陽離子％的Ba2+，1-30陽離子％的Li+，0-10陽離子X的Na+，0-10陽離子X的K+，0-5陽離子％的￥3+，以及0-15陽離子。％的B3+，其中，F—的含量與F—和02—的總含量的摩爾比，F7(F+02—)，為0.25至U0.85，所述光學玻璃的折射率(nd)為1.40到1.58，阿貝數"d)為67到90。光學玻璃I優選為如下的光學玻璃，所述光學玻璃包含Ca2+、S產和B^+中的至少兩種二價陽離子組分作為二價陽離子組分(R2+)。此外，光學玻璃I優選為如下的光學玻璃，所述光學玻璃的Mg2+、Ca2+、S產和B^+的總含量為1陽離子％或者更大，並且更優選地為如下的光學玻璃，其中，Mg"含量、Ca^含量、S嚴含量和B,含量分別為1陽離子％或更大。下面將詳細說明上述光學玻璃I的組成。按％計的陽離子組分含量表示基於陽離子組分的摩爾比的陽離子。X，並且按％計的陰離子組分含量表示基於陰離子組分的摩爾比的陰離子％。光學玻璃I主要地被分類成光學玻璃Ia和光學玻璃Ib，其中，在所述光學玻璃Ia中，F的含量與F鄰C^-的總含量的摩爾比，F7(F+02—)，優選為0.50到0.85，其阿貝數"d)大致為75到90，在所述光學玻璃Ib中，摩爾比？7『+02—)優選為0.25到0.50，其阿貝數"d)大致為67到小於75。這些光學玻璃Ia和Ib在光學玻璃Ia和Ib中的陽離子組分的含量的優選範圍方面不同。pS+是作為玻璃的網絡形成劑的必要的陽離子組分。當其含量小於10%時，玻璃的穩定性下降。當其超過45%時，因為pS+需要作為氧化物原料被引入，所以氧的含量增大，並且玻璃不能滿足所希望的光學性能。因此，pS+的含量優選為10-45%。為了獲得光學玻璃Ia，pS+的含量優選為10-40%，更優選10-35%,還更優選12-35%，甚至更優選20-35%，進一步更優選20-30%。為了獲得光學玻璃Ib，pS+的含量優選為25-45%,更優選25-40%，還更優選30-40%。當引入pS+時，使用PCls是不合適的，因為其腐蝕鉑並具有強烈的揮發性，因此其妨礙了穩定的生產。優選的是，以磷酸鹽的形式引入pS+。A產是提高氟磷酸鹽玻璃的穩定性的組分。當其含量小於5%時，玻璃的穩定性下降。當其超過30%時，玻璃化轉變溫度(Tg)和液相溫度(LT)大大地提高，因而模製溫度提高，並且在模製過程中由於表面揮發而大量產生細溝。因此，不再能夠製造均質的玻璃成型材料，特別是模壓預製件。因此，優選的是，將A產的含量限制為5-30%。為了獲得光學玻璃Ia，A產的含量範圍優選為7-30%，更優選8-30%，還更優選10-30%，甚至更優選15-25%。為了獲得光學玻璃Ib，A產的含量範圍優選為5-20%,更優選5-12%。當Mg2+、Ca2+、S^和B^+作為二價陽離子組分(R2+)被引入時，其用於提高玻璃的穩定性，並且它們中的兩種或者更多種組分被引入，或者更優選的是，弓l入Ca2+、S一+和Bf中的兩種或者更多種。為了進一步提高由引入二價陽離子組分(R2+)產生的效果，優選的是，將Mg2+、Ca2+、S+和B,總含量調節至1陽離子X或者更大。當它們以超過其自身的上限的量被引入時，穩定性顯著下降。ca21nS一+可以以較大的量引入。當Mg"和Ba"以大的量引入時，穩定性明顯下降。然而，因為Ba2+是可以在保持低散射的同時實現高的折射率的組分，所以優選的是，在穩定性不受損害的前提下引入大量的B^+。因此，優選的是，將Mg^的含量限制為0-20%。為了獲得光學玻璃Ia，Mg^的含量優選為1-20%,更優選3-17%，還更優選3-15%，甚至更優選5-15%，進一步更優選5-10%。為了獲得光學玻璃Ib，MgS+的含量優選為0-15X，更優選0-12%，還更優選1隱10%。此外，Ca"的含量優選為0-25%。為了獲得光學玻璃Ia，Ca"的含量優選為1-25%，更優選3-24%，還更優選3-20%，甚至更優選5-20%，尤其優選5-16%。為了獲得光學玻璃Ib，C^+的含量優選為0-15%，更優選l-腦。此外，S一+的含量優選為0-30。％。為了獲得光學玻璃Ia，S+的含量優選為1-30%，更優選5-25%，還更優選7-25%,甚至更優選8-23%，進一步更優選9-22%，尤其優選10-20。％。為了獲得光學玻璃Ib，S^+的含量優選為0-15%，更優選1-15%，還更優選1-10%。BZ的含量優選為0-33%。為了獲得光學玻璃Ia，B^+的含量優選為0-30%，更優選0-25%，還更優選1-25%，甚至更優選1-20%，進一步更優選3-18%，還進一步更優選5-15%，尤其優選8-15%。為了獲得光學玻璃Ib，Ba^的含量優選為0-30%，更優選10-30%，還更優選15-30%，甚至更優選15-25%。Li+是降低玻璃化轉變溫度(Tg)而不損害穩定性的重要組分。當其含量小於1%時，上述的效果不充分。當其超過30%時，玻璃的耐久性受到損害，並且同時，玻璃的加工性下降。因此，其含量優選為1-30%,更優選2-30%，還更優選3-30%，甚至更優選4-30%。為了獲得光學玻璃Ia，Li+的含量優選為4-25%，更優選5-25%，還更優選5-20%。為了獲得光學玻璃Ib，Li+的含量優選為5-30X，更優選10-25%。Na+和K+像Li+—樣具有降低玻璃化轉變溫度(Tg)的效果，而較之Li+它們往往同時在很大程度上增大熱膨脹係數。此外，NaF和KF較之LiF在水中具有更大的溶解度，由此降低了玻璃的耐水性，因而優選的是，將Na+和K+中的每一種的含量限制為0-10%。在光學玻璃Ia和Ib中，Na+和K+中的每一種的含量優選為0-5%，並且更優選的是，不引入它們中的任何一種。￥3+具有提高玻璃的穩定性和耐久性的效果。然而，當其含量超過5%時，穩定性反而下降，並且玻璃化轉變溫度(Tg)有很大程度的升高。因此，優選的是，將其含量限制為0-5%。為了獲得光學玻璃Ia，￥3+的含量優選為0-3%,更優選0.5-3%。為了獲得光學玻璃Ib，￥3+的含量優選為0-4%，更優選0-3%，還更優選0.5-3%。B^是玻璃形成組分，因而具有穩定玻璃的效果。當其被過量引入時，其降低了穩定性，並且隨著BS+含量的增大，玻璃中的02—的含量增大，因此難以獲得所希望的光學性能。因此，B"的含量優選被調節為0-15%。然而，在熔融過程中其容易以BF3的形式揮發，這導致細溝。在光學玻璃Ia和Ib兩者中，B"的含量優選為0-10%，更優選0-5%。當優先減少玻璃的揮發時，優選將其含量限制為0-0.5%，並且更優選的是，不引入任何B3+。為了穩定地製造高品質的光學玻璃，在光學玻璃Ia和Ib中的每一種中的P"、Al3+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Li+以及￥3+的按陽離子％計的總含量優選超過95%，更優選超過98%，還更優選超過99%，甚至更優選100%。除了上述陽離子組分外，光學玻璃I還可以包含Ti、Zr、Zn或者諸如La、Gd的鑭系元素等作為陽離子組分，其含量處於不損害預定性能的範圍。此外，S產可以被引入來穩定玻璃。然而，因為其熔融溫度高，所以當其被過量引入時，可能留下不溶部分，或者在熔融過程中發生更大的揮發，這會損害生產穩定性。因此，在光學玻璃Ia和Ib的每一種中，S產的含量優選為0-10%，更優選0-8%，還更優選0-5%。對於陰離子組分的含量，F的含量與F和02-的總含量的摩爾比，F/(F—+02-)，被調節為0.25到0.85，以獲得具體實現預定光學性能並且同時具有優異的穩定性的光學玻璃。在光學玻璃Ia中，上述摩爾比優選為0.50-0.85，並且在光學玻璃Ib中，上述摩爾比優選為0.25至小於0.50，更優選0.27-0.45，還更優選0.3-0.45。在光學玻璃Ia和Ib中的任何一種中，陰離子中的F—和02—的總含量優選為100%。光學玻璃I的折射率(nd)大致為1.40到1.58，阿貝數"d)大致為67到90，優選70-90。此外，光學玻璃Ia的上述阿貝數"d)大致為75到90，優選78-89，並且光學玻璃Ib的上述阿貝數(Pd)大致為67到小於75。除了當添加著色劑之外，光學玻璃I在可見光區具有高的透射率。當由上述的光學玻璃I製備具有兩個彼此平行的平坦表面的10mm厚的樣品，並且當使得光沿垂直於上述兩個表面的方向進入樣品時，光學玻璃I對于波長為400至2000nm的光具有的透射率(排除了樣品表面上的反射損耗)大致為80%或者更大，優選95%或者更大。因為光學玻璃I具有預定的Li+含量，所以光學玻璃I將具有的玻璃化轉變溫度(Tg)大致為47(TC或者更低，優選43(TC或者更低。此外，因為鹼金屬離子中的Li+肯定被引入到光學玻璃I中，所以光學玻璃I具有較小的熱膨脹係數，並且表現出較優異的耐水性。上述性能對於在通過拋光玻璃形成精密模壓預製件時為玻璃表面提供光滑和優質的最終工序是有利的。因為光學玻璃I具有優異的耐水性和化學耐久性，所以可以獲得其表面不容易蝕變(alternation)並且長時間不會發生霧化的透鏡。與光學常數等於光學玻璃I的光學常數並且不包含Li的玻璃相比，光學玻璃I的玻璃熔融溫度可以低大約50°C，因此，可以減少或者克服在熔融過程中由鉑從容器熔融到玻璃中所導致的一些問題，諸如玻璃的染色、氣泡的夾雜以及細溝的出現。氟磷酸鹽玻璃一般在其流出時具有高的粘度，並且具有下述缺陷，即在預定質量的熔融玻璃坯從流出並被成型的熔融玻璃分離時，玻璃從分離部分起形成細絲，並且此絲狀部分保留在被成型的玻璃坯中，形成突起。當試圖通過減小流出的玻璃的粘度來克服上述缺陷時，需要提高使得玻璃流出時的溫度，並且如已經描述的，這導致氟從玻璃表面揮發加劇，從而增加了細溝的問題。為了降低適於成型熔融玻璃的溫度以克服上述問題，光學玻璃I的玻璃組成被確定為保證其表現出預定粘度的溫度低於常規氟磷酸鹽玻璃表現出該粘度的溫度。玻璃化轉變溫度是遠低於對熔融玻璃進行成型所用溫度的溫度，並且當玻璃具有低的玻璃化轉變溫度時，玻璃的上述成型溫度可以被設定為較低的溫度。因此，為了減輕或者克服絲形成、細溝等問題，玻璃組成被調節使得玻璃將具有處於上述範圍中的玻璃化轉變溫度。當玻璃化轉變溫度降低時，在預製件的模壓(特別是在預製件的精密模壓)中用於加熱玻璃的溫度可以被降低，可以產生如下效果，即，玻璃和壓模之間的反應被緩解，並且壓模的使用壽命可以被延長。因此，光學玻璃I適於作為用於模壓的玻璃材料，特別是用於精密模壓的玻璃材料。光學玻璃I可以由如下獲得製備磷酸鹽原料、氟化物原料等；稱重和混合這些原料；將這樣製備的混合物供應到由鉑合金製成的熔融容器中；迸行加熱、熔融、提煉以及均化；使得熔融玻璃流出管道以及成型玻璃。下面將說明第二實施例(此後稱為"光學玻璃n")。作為光學玻璃II的是如下的玻璃，其為氟磷酸鹽玻璃並且在70(TC或者更低的溫度下具有30dPas的粘度。在光學玻璃II中，類似地，優選含有1-30陽離子％的Li+的玻璃，更優選含有2-30陽離子％的Li+的玻璃，還更優選含有3-30陽離子％的Li+的玻璃，甚至更優選含有4-30陽離子X的Li+的玻璃。理想地，光學玻璃II類似地包含Mg2+、Ca2+、S一+和Ba"中的一種、兩種或者更多種作為二價陽離子組分(R2+)。Mg2+、Ca2+、Sr2lBB^+的總含量為1陽離子％或者更大的光學玻璃II是優選的，並且M^+含量、Ca^含量、S一+含量和B^+含量分別為1陽離子％或更大的光學玻璃II是更優選的。包含Mg2+、Ca2+、S一+和B^+中的兩種或者更多種的光學玻璃II是更理想的。具體地，包含Mg^和Ca^的玻璃、包含S一+和Bf的玻璃、包含Ca"和S產的玻璃、包含Mg"和B,的玻璃、包含Mg"和S一+的玻璃、包含Ca^和Ba"的玻璃、包含Mg2+、Ca"和S,的玻璃、包含Mg2+、Ca"和Ba"的玻璃、包含Mg2+、Sr"和Ba"的玻璃、包含Ca2+、S產和B,的玻璃以及包含Mg^、Ca2+、S一+和B^+的玻璃是優選的。在上述包含Mg2+、Ca2+、S+和B^+中的一種或者多種的玻璃的每一種中，優選將每一種這樣的二價陽離子組分的含量調節至0.5陽離子％或者更大，並且更優選的是，將其每一種的含量調節至1陽離子％或者更大。在具有這樣的組成的情況下，上述玻璃的穩定性可以被改善。光學玻璃II具有與光學玻璃I相同的優選組成和光學常數。因此，光學玻璃II也具有合適的玻璃組分、玻璃組分含量、光學常數以及其它與上述光學玻璃I相同的性能。此外，光學玻璃II不必滿足光學玻璃I對於玻璃組分和玻璃組分含量的要求。但優選地，光學玻璃II滿足光學玻璃I對於玻璃組分和玻璃組分含量的要求中的任何一個，更優選地，光學玻璃II滿足光學玻璃I的所有要求。通過光學玻璃II，可以克服諸如在熔融玻璃的成型過程中形成絲、細溝等的問題。通過提高用於將熔融玻璃成型為預製件的溫度(剛剛被流出之後的玻璃溫度)，使得玻璃的粘度減小，可以克服在成型過程中上述形成絲的問題。另一方面，通過降低用於將熔融玻璃成型為預製件的溫度，可以減輕或者防止成型過程中的細溝。常規的氟磷酸鹽玻璃難以滿足這兩個要求。然而，本發明人已經發現，預製件成型溫度(剛剛被流出之後的玻璃溫度)的下限對應於玻璃具有30dPa's的粘度的溫度，並且提供了一種在700。C或者更低溫度下具有上述的30dPas的粘度的光學玻璃，由此在防止形成絲的同時，減少或者防止了細溝的出現。類似地，光學玻璃I優選為在70(TC或者更低的溫度下具有30dPas的粘度的玻璃，並且光學玻璃I和光學玻璃II都更優選為在68(TC或者更低的溫度下具有30dPas的粘度的玻璃。[精密模壓預製件及其製造方法]本發明的精密模壓預製件的第一實施例(此後稱為"預製件I")是由上述的光學玻璃形成的預製件。本文所用的精密模壓預製件是指通過將質量等於模壓產品的質量的玻璃預成型為適於精密模壓的形狀所獲得的材料。例如，當製造諸如透鏡的模壓產品(所述模壓產品具有一個旋轉對稱軸，並且對於圍繞該旋轉對稱軸的任何旋轉角度是對稱的)時，其預製件優選具有一個旋轉對稱軸，並且對於圍繞該旋轉對稱軸的任何旋轉角度是對稱的，或者優選地具有球面形狀。此外，當進行精密模壓時，可能在環境氣體被滯留在壓模的模製表面和預製件表面之間的狀態下對預製件進行壓制，因此可能降低模壓產品的形成精度。理想的是，將壓模的模製表面的曲率考慮進來以確定預製件表面的曲率，從而可以不發生上述的形成精度降低。當使用上述精密模壓預製件時，已知的各種用於在精密模壓過程中在壓模中充分延展玻璃的膜以及已知的各種用於改善脫模性的膜中的任何一種可以被形成在預製件的整個表面上。用於本發明的精密模壓預製件的第二實施例(此後稱為"預製件II")是由具有450。C或者更低的玻璃化轉變溫度的氟磷酸鹽玻璃光學玻璃形成的預製件。在用於本發明的預製件II中，其玻璃化轉變溫度優選為44(TC或者更低，更優選43(TC或者更低，還更優選42(TC或者更低，甚至更優選41(TC或者更低，進一步更優選40(TC或者更低。氟磷酸鹽玻璃通常具有低的玻璃化轉變溫度，並且在氟磷酸鹽玻璃中，構成預製件II的氟磷酸鹽玻璃尤其具有更低的玻璃化轉變溫度。因為氟磷酸鹽玻璃通常具有低的玻璃化轉變溫度，所以其原本被認為對於精密模壓不會有什麼明顯問題。然而，難以由其通過精密模壓以高的產率製造透鏡。其原因如下。一般的氟磷酸鹽玻璃具有高於46(TC但不高於600°C的玻璃化轉變溫度，並且這樣的氟磷酸鹽玻璃具有的適於精密模壓的溫度範圍較窄。當在精密模壓過程中該玻璃的溫度稍微降低時，玻璃就開裂，並且當上述溫度稍微升高時，玻璃就形成氣泡，並且不再能夠獲得高品質的透鏡。相反，根據上述的預製件II，其玻璃化轉變溫度被控制為45(TC或者更低。因此，設定用於精密模壓的溫度範圍可以被增寬，並且可以穩定地製造沒有裂紋或者沒有形成氣泡的透鏡。此外，當玻璃化轉變溫度被降低到較低的水平時，用於在精密模壓後進行退火的溫度可以被設定為較低的溫度。因為退火在(玻璃化轉變溫度-IO)到(玻璃化轉變溫度-50)。C的範圍內進行，所以退火過程中的最佳溫度隨著玻璃化轉變溫度變化。當退火溫度高時，存在於精密模壓產品的表面上的氟的一部分被大氣中的氧置換，因而透鏡表面上的折射率稍微增大。此現象受到退火溫度是高還是低的影響。當諸如抗反射膜之類的光學多層膜被形成在透鏡上時，即使設計了最佳的光學多層膜來使其適於玻璃的光學性能，光學多層膜的塗層也會由於上述表面層上的折射率變化而不再是最佳的。然而，當使用上述的預製件II時，退火溫度可以被降低，並且上述氧對氟的置換可以被抑制，以使得透鏡表面上的折射率保持不變，從而可以基於玻璃的光學性能優化光學多層膜的設計。此外，當使用預製件II時，用於精密模壓的溫度可以被降低，因此在精密模壓之前升高預製件溫度所需的時間長度以及在精密模壓之後降低玻璃模製產品溫度所需的時間長度可以被縮短，這也可以實現生產效率的提高。為了將上述預製件n的玻璃化轉變溫度控制為45(TC或者更低，優選的是，引入Li陽離子作為玻璃組分，並且更優選的是，將其含量調節到1-30陽離子％。此外，理想的是，確定陰離子組分的含量，保證F的含量與F和02—的總含量的摩爾比，F/(F+02_)，為0.25到0.85。此外，構成上述預製件II的氟磷酸鹽光學玻璃優選為滿足上述光學玻璃I的組分的要求中的一部分的光學玻璃，更優選為滿足所有這樣的要求的光學玻璃。預製件II優選為具有預製件I的構造的預製件，即，由上述的光學玻璃形成的預製件。預製件I和II每一者的整個表面優選為由熔融狀態的玻璃的固化形成的表面。當預製件I和II由下述氟磷酸鹽玻璃構成時，可以通過精密模壓由其製造無色和透明的透鏡，所述氟磷酸鹽玻璃具有如下的透射性能其中厚度為10mm的氟磷酸鹽玻璃在370-700nm的整個波長範圍內的外部透射率為80%或者更大。下面將說明用於本發明的精密模壓預製件的製造方法。在用於本發明的預製件的製造方法的第一實施例(此後稱為"預製件製造方法I")中，使得熔融玻璃流出管道，將具有預定質量的熔融玻璃坯分離，並且在玻璃的冷卻過程中將該坯成型為由上述的光學玻璃形成的預製件。熔融玻璃被以恆定的速率連續地從由鉑合金或者鉑製成的管道中流出，該管道通過電加熱方法或者高頻介電加熱方法或者這兩種加熱方法的組合被加熱到預定溫度。分離熔融玻璃坯，所述熔融玻璃坯的質量等於一個預製件的質量，或者具有通過將待去除的部分(將在後面描述)的質量與一個預製件的質量相加得到的質量。當熔融玻璃坯被分離時，理想的是，不使用切割刀，於是可以不留下切割刀印。例如，優選使用熔融玻璃從管道的出口滴落的方法，或者優選使用如下的方法，所述方法中，正在流出的熔融玻璃流的前端由支撐器支撐，並且支撐器在可以分離具有所希望的質量的熔融玻璃坯時急劇下降，以通過利用熔融玻璃的表面張力從熔融玻璃流分離熔融玻璃坯。當正流出的玻璃的溫度被設定為70(TC或者更低時，在上述熔融玻璃坯的分離過程中，在70(TC或者更低的溫度下具有30dPas的粘度的玻璃中沒有觀察到絲形成現象。這樣分離的熔融玻璃坯在玻璃的冷卻過程中，在預製件成型模具的凹部上面/上方被成型為所期望的形狀。優選地，在此情況下，在通過施加向上的氣壓而使玻璃坯浮在凹部上方的狀態下進行成型，以防止在玻璃的冷卻過程中在預製件表面上形成褶皺並且防止被稱為開裂的玻璃破裂。在玻璃溫度已經下降到通過施加外力不再可以使玻璃變形的溫度範圍之後，將預製件從預製件成型模具中取出，並逐漸冷卻。優選地，為了減小氟從玻璃表面的揮發，在乾燥氣氛(露點為-5(TC或者更低的乾燥氣氛)中使得玻璃流出，並成型預製件。上述的光學玻璃幾乎不出現細溝。當在預製件表面上輕微出現細溝時，細溝局部地存在於預製件的表面層，並且上述的表面層因此通過刻蝕或者拋光被去除，從而可以製成沒有細溝的、光學上高度均質的預製件。當進行上述的刻蝕時，通過將預製件浸入酸或者鹼性刻蝕溶液中，或者通過將刻蝕溶液傾倒在預製件的整個表面上，將預製件的整個表面的表面層去除。在刻蝕之後，對預製件進行清洗和乾燥。當通過拋光去除表面層時，同樣理想的是去除預製件的整個表面的表面層。拋光適於球面預製件或者具有平坦表面的預製件，而刻蝕可以對不管是什麼形狀的各種形成物進行處理。在刻蝕和拋光的任何一種情況下，理想地，分離的熔融玻璃坯具有通過將待去除的玻璃質量與所需預製件質量相加得到的質量，並且將表面層去除以留下所希望的質量。在用於本發明的精密模壓預製件的製造方法的第二實施例(此後稱為"預製件製造方法n")中，熔融玻璃被成型為玻璃成型材料，並且該玻璃成型材料被進行機械加工，以製造由上述光學玻璃形成的預製件。在預製件製造方法I中通過拋光去除預製件的整個表面的方法對應於預製件製造方法n，在預製件製造方法II中，玻璃成型材料受到機械加工。下面將說明沒有在預製件製造方法I中說明的其它方法。首先，使得熔融玻璃連續流出管道，並且使其流入布置在管道下方的模具中。作為模具，使用具有平坦底部和三個圍繞該底部的側壁以及具有一個開口側的模具。模具以如下方式布置和固定與開口側和底面接觸的兩個側壁彼此平行；底部的中心被定位在管道的沿垂直方向的正下方且底表面處於水平面上。使得熔融玻璃流入模具，並且在由側壁所包圍的區域中鋪展，以獲得均一的厚度，在玻璃冷卻之後，將玻璃從開口側以恆定速率水平抽出。被抽出的玻璃成型材料被轉移到退火爐中進行退火。通過上述的方式，獲得具有恆定寬度和恆定厚度的由上述光學玻璃形成的板狀玻璃成型材料。然後，該板狀玻璃成型材料被切割或者分割成多個被稱為切片(piece)的玻璃片，並且這些玻璃片被研磨和拋光，以製成多個分別具有所希望的質量的模壓預製件。在另一種方法中，具有圓柱形通孔的模具以該通孔的中心軸處於垂直方向的方式被布置和固定在管道的沿垂直方向的正下方。優選地，在此情況下，模具被布置成保證通孔的中心軸被定位在管道的沿垂直方向的正下方。並且，使得熔融玻璃以恆定的流率從管道流入到模具通孔中，以在通孔中填充玻璃，並且以恆定速率從通孔的下端出口沿垂直方向抽出固化的玻璃，並且對該固化的玻璃進行逐漸冷卻，以獲得圓棒狀的玻璃成型材料。這樣獲得的玻璃成型材料被退火，然後沿垂直於圓棒中心軸的方向被切割或者分割，以獲得多個玻璃片。這些玻璃片被研磨和拋光，以製成多個分別具有所希望的質量的模壓預製件。預製件製造方法I和II都可以製造具有高品質和高質量精度的預製件，因此適於作為製造精密模壓預製件的方法。[透鏡的製造方法]本發明的透鏡是由上述的氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其具有光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定透鏡的定位參考表面，光學功能表面和定位參考表面都是通過由精密模壓的模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面。當光學功能表面和定位參考表面都通過上述的精密模壓形成時，不必在壓制光學功能表面的同時處理透鏡。因此，即使在由可精密模壓的氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡中，也可以防止光學功能表面的損傷。本發明的透鏡不僅包括非球面透鏡，還包括球面透鏡。當基於形狀進行分類時，本發明的透鏡包括具有凸彎月形狀、雙凸形狀、平凸形狀、凹彎月形狀、雙凹形狀和平凹形狀的透鏡。此外，本發明還包括這樣的透鏡該透鏡的光學功能表面具有用於通過衍射來控制光的精細圖案。從用途來看，本發明的透鏡包括用於構造圖像感測系統的透鏡，諸如數位相機用透鏡、數碼攝像機用透鏡、用於單鏡頭反光相機等的可互換透鏡、安裝在諸如蜂窩電話的行動裝置等上的相機所用的圖像感測透鏡、車載相機用透鏡、光學記錄介質用拾取透鏡、準直器透鏡、光通信用透鏡等。安裝在諸如蜂窩電話的行動裝置等上的相機所用的透鏡、拾取透鏡和光通信用透鏡具有如下問題，即，因為其尺寸很小，所以其定中和修邊工藝是困難的。根據本發明的透鏡，通過精密模壓還可以形成定位參考表面，所以上述小尺寸的透鏡可以被高精度地固定到固定工具。透鏡的光學功能表面可以設置有諸如抗反射膜的光學多層膜或者單層膜。下面將說明由本發明提供的透鏡製造方法。本發明提供的透鏡製造方法是用於製造由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡的方法，並且包括如下步驟加熱所述玻璃的預製件以使其軟化，並且用模具精密模壓該預製件，其中，所述模具的模製表面的形狀被轉移，以形成光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定透鏡的定位參考表面。因為精密模壓方法本身是已知的，所以對其的說明將被省略。根據上述方法，可以製造本發明的透鏡。此方法具有與已經被說明的本發明的透鏡的優點相似的優點。所使用的氟磷酸鹽玻璃和適於作為製造對象的透鏡也與己經被說明的那些相似。具有典型形狀的沒有進行定中和修邊處理的透鏡包括在圖1(a)到圖1(d)中示出的透鏡。在圖1(a)到圖1(d)中，參考標號11和12表示透鏡表面，13a、13b和14表示定位參考表面。(實例)下面將參考實例進一步詳細說明本發明，然而本發明不應受到這些實例的限制。對應於玻璃組分的磷酸鹽、氟化物等被用作玻璃原料，並且這些原料被稱重，以獲得具有表1-1或者表1-2所示組成成分的玻璃，並且這些原料被充分混合，然後將混合物裝入鉑金坩鍋中，在電爐中在大氣中在850。C至950。C的溫度範圍下加熱攪拌熔融1至3小時。將經均化和提煉的玻璃熔融物澆鑄到由碳製成的40X70X15mm的模具中。使澆鑄的玻璃冷卻到轉變溫度，並且之後立即將經冷卻的玻璃轉移到退火爐中，在轉變溫度附近退火1小時，並且在退火爐中逐漸冷卻到室溫。以上述方式獲得表1-l和表l-2所示的光學玻璃。當通過顯微鏡對其進行放大來觀察這樣獲得的玻璃中的每一種時，沒有發現晶體沉澱，也沒有發現任何原料的未熔融殘餘物。通過下面的方法，測量上面獲得的光學玻璃的每一種的折射率(nd)、阿貝數(〃d)、玻璃化轉變溫度(Tg)以及每一種玻璃具有30dPas的粘度時的溫度，並且表1-1和表l-2示出了結果。(1)折射率(nd)和阿貝數"d)須懂以-3(TC/小時的逐漸冷卻降溫速率獲得的光學玻璃。(2)玻璃化轉變溫度(Tg)用由RigakuCorporation提供的熱力學分析設備(ThermoPlusTMA8310)以4"C/分鐘的升溫速率進行測量。(3)具有30dPas的粘度時的溫度用於此測量的方法如下。按照根據JISStandardZ8803的粘度測量方法，利用由TokyoKogyouKabushikiKaisha提供的同軸雙轉筒旋轉粘度計(高溫粘度測量設備RHEOTRONICII(升級型))進行測量。為了確定玻璃具有30dPas的粘度時的溫度，採用如下方法是簡單和容易的，在該方法中，改變玻璃的溫度，在每一個被改變的溫度下測量玻璃粘度，製備示出粘度和溫度之間的關係的圖線，並且使用該圖線來讀取玻璃具有30dPa*s的粘度時的溫度。表1-1tableseeoriginaldocumentpage20表l-2tableseeoriginaldocumentpage21如表1-1和表1-2所示，所獲得的所有玻璃具有期望的折射率、阿貝數和玻璃化轉變溫度，並且表現出低溫軟化性能和可熔性，並且它們適於作為用於精密模壓的光學玻璃。此外，由具有表1-1和表1-2所示組成成分的玻璃製造預製件。使得經提煉和均化的熔融玻璃以恆定速率流出由鉑合金製成的管道，對管道進行溫度調節，使其處於玻璃會穩定流出而不會析晶(devitrify)的溫度範圍。並且，通過使得玻璃滴落的方法，或者將玻璃的前端用支撐件支撐然後使得支撐件快速向下移動以分離玻璃坯的方法，分離分別具有所希望的預製件質量的多個熔融玻璃坯。然後，用在其底部具有氣體排出口的接收模具接收這樣獲得的熔融玻璃坯，在通過從氣體排出口排出氣體使得玻璃坯浮動的同時，成型玻璃坯，以製造模壓預製件。通過調節和設定熔融玻璃坯從熔融玻璃分離的間隔，以上述方式獲得的預製件具有球形或者較平球形的形狀。所獲得的預製件具有精確等於設定值的質量，並且所有預製件具有光滑的表面。在另一種方法中，通過對其整個表面進行拋光，去除每一個成型球面預製件的整個表面層，以提供光學上均一的預製件。在另一種方法，熔融玻璃被澆鑄到鑄模中，以將其成型為板狀或者圓棒狀的形狀，並且這些玻璃被退火，然後被切割以獲得玻璃片。每一個玻璃片的表面被研磨和拋光，以提供整個表面光滑的預製件。檢査這樣獲得預製件，以確定其每一個的質量是否精確地等於透鏡的規定質量值，並且只有具有精確相等質量的預製件被用於精密模壓步驟。精密模壓如下進行。提供具有上模構件、下模構件和模套(sleeve)構件的壓模，並且將預製件放置在下模構件和上模構件之間，然後在氮氣氛中與壓模一起被加熱。壓模內的溫度被設為將被成型的玻璃具有108至101QdPas的粘度時的溫度，並且在保持此溫度的同時，將上模構件向下移動，以壓制固定在模具中的預製件。用於壓制的壓力被設為8MPa，並且壓制時間被設為30秒。在壓制之後，卸除壓制壓力，並且在由壓制獲得的玻璃模製產品與下模構件和上模構件接觸的狀態下，將產品逐漸冷卻到上述玻璃具有1012dPa*s的粘度時的溫度。然後，玻璃模製產品被快速冷卻到室溫，並且從模具取出，得到非球面透鏡。在此情況下，控制壓制行程，不讓任何玻璃進入構成壓模的模具構件之間。以上面的方式獲得的非球面透鏡具有很高的表面精度，並且其透鏡表面的外周表面和外緣表面是可用作定位參考表面的表面。根據需要，可以對通過精密模壓獲得的非球面透鏡設置抗反射膜。工業實用性本發明的透鏡是由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，並且具有光學功能表面和定位參考表面，所述光學功能表面和定位參考表面是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面，並且不再需要在壓制光學功能表面的同時處理透鏡。因此，可以防止光學功能表面的損傷。權利要求1.一種由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其具有光學功能表面和定位參考表面，所述定位參考表面用於在固定工具中定位和固定所述透鏡，並且還用於對光軸方向進行定向，所述光學功能表面和所述定位參考表面都是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面。2.根據權利要求1所述的透鏡，其整個表面由精密模壓通過所述模具的所述模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面形成，或者由所述轉移表面和一個或者多個自由表面形成。3.根據權利要求1或2所述的透鏡，其中，所述氟磷酸鹽玻璃包含至少1陽離子％的Li+作為陽離子組分。4.根據權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，所述氟磷酸鹽玻璃的玻璃化轉變溫度為50(TC或者更低。5.—種製造由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡的方法，所述方法包括加熱所述玻璃的預製件以使其軟化，以及用模具對所述預製件進行精密模壓，其中，所述模具的模製表面的形狀被轉移，以形成光學功能表面和用於在固定工具中定位和固定所述透鏡的定位參考表面。6.根據權利要求5所述的透鏡製造方法，其中，所述氟磷酸鹽玻璃包含至少1陽離子％的Li+作為陽離子組分。7.根據權利要求5或6所述的透鏡製造方法，其中，所述氟磷酸鹽玻璃的玻璃化轉變溫度為50(TC或者更低。8.根據權利要求5-7中任一項所述的透鏡製造方法，所述方法使用的預製件的整個表面是通過使熔融狀態下的玻璃表面固化所形成的表面。全文摘要本發明公開了一種由氟磷酸鹽玻璃形成的透鏡，其具有光學功能表面和定位參考表面，所述定位參考表面用於在固定工具中定位和固定所述透鏡(並且還用於確定光軸的方向)，於是，上述的光學功能表面不會被損傷，所述光學功能表面和定位參考表面都是由精密模壓通過模具的模製表面的形狀轉移所形成的轉移表面。文檔編號G02B1/00GK101153918SQ20071015158公開日2008年4月2日申請日期2007年9月28日優先權日2006年9月28日發明者鄒學祿申請人:Hoya株式會社