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光學玻璃及光學元件的制作方法

文檔序號:10621515閱讀:699來源:國知局
光學玻璃及光學元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低原材料費等生產成本、熔融性和熱穩(wěn)定性優(yōu)秀、并且具有低溫軟化性的高折射率低色散的光學玻璃。一種光學玻璃,所述光學玻璃為氧化物玻璃,其中,以陽離子%表示,合計含量[B3++Si4++La3++Gd3++Y3++Yb3+]為65%以上,陽離子比α為0.30~0.70,陽離子比β不足1且不包含0,合計含量[Nb5++Ti4++W6++Ta5++Bi3+]不足7%,陽離子比γ為0.5以上,值L為24以上,阿貝數(shù)νd為43.5~47,相對于所述阿貝數(shù)νd,折射率nd滿足下述(1)式,nd≥2.25?0.01×νd···(1)。
【專利說明】
光學玻璃及光學元件
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及可降低制造成本、熔融性和熱穩(wěn)定性優(yōu)秀的高折射率低色散的光學玻 璃。此外,本發(fā)明涉及由這樣的光學玻璃構成的光學元件。
【背景技術】
[0002] 通常,高折射率低色散的光學玻璃含有氧化硼和氧化鑭等稀土類元素的氧化物。 在這樣的光學玻璃中,為了在不使阿貝數(shù)減小的情況下提高折射率,需要提高稀土類元素 的氧化物的含量。但是,在這樣的光學玻璃中,當提高稀土類元素的氧化物的含量時,存在 玻璃的熱穩(wěn)定性降低、在制造玻璃的過程中玻璃會晶化、難以得到透明的玻璃(玻璃失透) 的問題。
[0003] 另一方面,在光學系統(tǒng)的設計中,折射率高且阿貝數(shù)大的光學玻璃在校正色像差、 使光學系統(tǒng)高功能化、緊湊化方面利用價值高。特別是,具有在光學特性圖(也稱為nd-vd圖 表或阿貝圖表)中位于連接(阿貝數(shù)vd、折射率nd)為A (45、1.80)和B (40、1.85)的2點的直線 C上以及折射率nd的范圍高于直線C的光學特性的玻璃在光學設計上利用價值高。
[0004] 在具有上述高折射率低色散特性的光學玻璃中,玻璃化轉變溫度Tg(以下,有時僅 稱為"Tg"。)低、適合于精密壓制成型的玻璃包含大量的Zn、Li,使得在低溫軟化(專利文獻1 ~5)。但是,包含大量的Zn、Li和稀土類元素的氧化物的玻璃的熱穩(wěn)定性會降低,在制造過 程中會析出晶體,變得容易失透。
[0005] 為了不使折射率、熱穩(wěn)定性隨著玻璃化轉變溫度Tg的下降而下降,現(xiàn)有技術中需 要作為玻璃成分而含有大量的氧化鉭。但是,氧化鉭稀少且價值高,作為玻璃原料不容易得 到穩(wěn)定的供給。因此,氧化鉭的價格極高,成為使光學玻璃的制造成本(原材料費)上升的原 因。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開平6-305769號公報;
[0009] 專利文獻2:日本特開平8-026765號公報;
[0010] 專利文獻3:日本特開2005-272194號公報;
[0011] 專利文獻4:日本特開昭56-54251號公報;
[0012] 專利文獻5:日本特開2002-249337號公報;

【發(fā)明內容】

[0013] 發(fā)明要解決的課題
[0014] 本發(fā)明是鑒于這樣的實際情況而完成的,其目的在于提供能夠降低原材料費等生 產成本、熔融性和熱穩(wěn)定性優(yōu)秀并且具有低溫軟化性的高折射率低色散的光學玻璃。進而, 本發(fā)明的目的在于提供由這樣的光學玻璃構成的光學元件及光學玻璃材料。
[0015] 用于解決課題的方案
[0016]本發(fā)明人為了達到上述目的而進行了反復的深入研究,結果發(fā)現(xiàn)通過降低作為比 較昂貴的材料的氧化鉭的使用量并且調整構成玻璃的各種成分的含有比率的平衡,從而可 達到該目的,基于該認識完成了本發(fā)明。
[0017]即,本發(fā)明的要點如下。
[0018] [ 1 ] -種光學玻璃,所述光學玻璃為氧化物玻璃,其中,以陽離子%表示,
[0019] 83+、514+、1^3+、6(1 3+、¥3+及¥133+的合計含量[83++51 4++1^3++6(13++¥3++¥133+]為65%以 上,
[0020] 1^3+、6(13+、¥3+、及¥13 3+的合計含量相對于83+、514+及413+的合計含量的陽離子比€ [= [(La3++Gd3++Y3++Yb 3+)/(B3++Si4++Al3+)]為0 ? 30 ~0 ? 70,
[0021] La3+的含量相對于La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計含量的陽離子比f3=[La37(La3++Gd 3+ +Y3++Yb3+)]不足1且不包含0,
[0022] 他5+、114+、16+、了35+及祀 3+的合計含量[恥5++114++16^^5++81 3+]不足7%,
[0023] Nb5+的含量相對于Nb5+和Ta5+的合計含量的陽離子比y =[Nb5+/(Nb5++Ta5+)]為0.5 以上,
[0024] Li +的含量的6倍與Zn2+的含量的2倍的合計減去Si4+的含量的值L=[(6XLi+) + (2 XZn2+)-Si4+]為 24 以上,
[0025] 阿貝數(shù)vd為43.5~47,
[0026] 相對于所述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式。
[0027] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0028] [2]如上述[1]所述的光學玻璃,其中,Zr4+的含量為0.1~10陽離子%。
[0029] [3]一種光學玻璃,其中,作為必要成分包含B2〇3、La2〇3及Nb2〇5,
[0030]值RE'相對于值NWF'的比[RE'/NWF']為0.30~0.70,
[0031] 值HR'相對于值RE'的比[HR'/RE' ]為0? 30以下,
[0032] La2〇3的含量相對于La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3及Yb2〇3的合計含量的質量比0w= [La203/ (La203+Gd203+Y203+Yb203)]不足 1 且不包含 0,
[0033] Nb205的含量相對于Nb205和Ta 205的合計含量的質量比y w=[Nb205/(Nb205+Ta20 5)] 為2/3以上,
[0034]值L,為-0.10 以上,
[0035] 阿貝數(shù)vd為43.5~47,
[0036] 相對于所述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式。
[0037] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0038] 其中,
[0039] 將 B2〇3、Si〇2、Al2〇3、La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3、Yb2〇3、Nb2〇5、Ti〇2、W〇3、Bi2〇3、Li2〇、Na2〇、K2〇 及ZnO的各分子量分別表示為M(B 2〇3)、M(Si02)、M(Al2〇3)、M(La 2〇3)、M(Gd2〇3)、M(Y2〇 3)、M (Yb2〇3)、M(Nb2〇5)、M(Ti02)、M(TO 3)、M(Bi2〇3)、M(Li20)、M(Na20)、M(K 20)及M(ZnO),
[0040]在將上述各成分的含量用以質量%表不的上述各成分的含有比率的值來表不的 情況下,
[0041 ]上述值NWF '為將B2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (B2〇3)的值、將S i 〇2的含量的數(shù)值除 以M( Si02)的值及將Al2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M(Al2〇 3)的值的合計值,
[0042]上述值RE '為將La203的含量的數(shù)值的2倍除以M (La203)的值、將Gd203的含量的數(shù)值 的2倍除以M (Gd2〇3)的值、將Y2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (Y2〇3)的值及將Yb2〇3的含量的數(shù) 值的2倍除以M( Yb2〇3)的值的合計值,
[0043]上述值HR'為將Nb2〇5的含量的數(shù)值的2倍除以M(Nb2〇 5)的值、將Ti02的含量的數(shù)值 除以M(Ti02)的值、將W03的含量的數(shù)值除以M(W03)的值及將Bi 2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (Bi2〇3)的值的合計值,
[0044]上述值L'為將Li20的含量的數(shù)值的12倍除以M(Li20)的值、將Na 20的含量的數(shù)值的 4倍除以M(Na20)的值、將K20的含量的數(shù)值的2倍除以M(K20)的值及將ZnO的含量的數(shù)值的2 倍除以M(ZnO)的值的合計值減去將Si0 2的含量的數(shù)值的2倍除以M(Si02)的值、將Al2〇3的含 量的數(shù)值的2倍除以M( A12〇3)的值及將B2〇3的含量的數(shù)值除以M (B2〇3)的值的合計值的值。 [0045] [4]如上述[3]所述的光學玻璃,其中,Zr02的含量為0.1~15質量%。
[0046] [5]如上述[1]~[4]的任一項所述的光學玻璃,其中,Sb2〇3的含量不足1質量%。 [0047] [6]-種光學元件,由上述[1]~[5]的任一項所述的光學玻璃構成。
[0048] [7]-種精密壓制成型用預制件,由上述[1]~[5]的任一項所述的光學玻璃構成。
[0049] 發(fā)明效果
[0050] 根據本發(fā)明,能夠提供可降低生產成本、熔融性和熱穩(wěn)定性優(yōu)秀并且具有低溫軟 化性的高折射率低色散的光學玻璃以及使用該光學玻璃的光學元件。
【附圖說明】
[0051] 圖1是對公知的玻璃將橫軸設為值L、將縱軸設為玻璃化轉變溫度Tg而繪制的圖 表。在圖1中,L意味著6\1^++2\2112 +-314+。另外兒還可取負的值。此外,各成分的含量為以 陽咼子%表不的值。
[0052] 圖2是對公知的玻璃將橫軸設為值L'、將縱軸設為玻璃化轉變溫度Tg而繪制的圖 表。在圖2中,L'意味著[12XLi20/M(Li20)] + [4XNa20/M(Na20)] + [2XK20/M(K20)] + [2X Zn0/M(Zn0) ]-{[2 X Si02/M(Si02) ] + [2 X Al203/M(Al203) ] + [B203/M(B203) ]}。另外,L' 還可取 負的值。此外,各成分的含量是以換算為氧化物的質量%表示的值,M是各成分的分子量。
【具體實施方式】
[0053]以下,對用于實施本發(fā)明的方式(以下,僅稱為"實施方式")進行詳細說明。以下的 本實施方式是用于說明本發(fā)明的例示,其主旨不在于將本發(fā)明限定為以下的內容。本發(fā)明 能夠在其主旨的范圍內進行適宜的變形而實施。進而,關于說明重復的地方,有時會適當省 略說明,但是不限定發(fā)明的主旨。另外,在本說明書中,不限定光學玻璃的形態(tài)、大小。此外, 在本說明書中,光學玻璃有時僅稱為"玻璃"。
[0054] 第1實施方式
[0055] 本實施方式的光學玻璃為氧化物玻璃,其特征在于,以陽離子%表示,
[0056] 83+、514+、1^3+、6(1 3+、¥3+及¥133+的合計含量[83++51 4++1^3++6(13++¥3++¥133+]為65%以 上,
[0057] 1^3+、6(13+、¥3+、及¥13 3+的合計含量相對于83+、514+及六13+的合計含量的陽離子比€ [=
[(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(B 3++Si4++Al3+)]為0 ? 30 ~0 ? 70,
[0058] La3+的含量相對于La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計含量的陽離子比f3=[La3+/(La3++Gd 3+ +Y3++Yb3+)]不足1且不包含0,
[0059] 恥5+、114+、16+、135+及祀 3+的合計含量[恥5++114++16++135++81 3+]不足7%,他5+的含 量相對于Nb5+和Ta5+的合計含量的陽離子比y = [Nb5+/(Nb5++Ta5+)]為0.5以上,
[0060] Li +的含量的6倍與Zn2+的含量的2倍的合計減去Si4+的含量的值L=[(6XLi+) + (2 XZn2+)-Si4+]為 24 以上,
[0061 ] 阿貝數(shù)vd為43.5~47,
[0062] 相對于所述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式。
[0063] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0064] 另外,在本實施方式中,作為本發(fā)明的第1觀點,基于以陽離子%表示的各成分的 含有比率,對本發(fā)明的光學玻璃進行說明。因此,以下只要沒有特別說明,各含量以陽離 子%表不。
[0065] 此外,在本說明書中,像眾所周知的那樣,以陽離子%表示指的是,將全部陽離子 成分的含量的合計設為100%時的摩爾百分率。此外,合計含量指的是多種陽離子成分的含 量(也包括含量為0%的情況)的合計量。此外,陽離子比指的是以陽離子%表示時陽離子成 分彼此的含量(也包括多種陽離子成分的合計含量)的比例(比)。
[0066] 此外,陽離子成分的價數(shù)(例如,B3+的價數(shù)為+3,Si4+的價數(shù)為+4,La3+的價數(shù)為+3) 為按常規(guī)確定的值,與在以氧化物為基準表示作為玻璃成分的B、Si、La時表示為B 2〇3、Si02、 La2〇3是同樣的。因此,在分析玻璃組成時,也可以不分析陽離子成分的價數(shù)。此外,陰離子成 分的價數(shù)(例如,(^的價數(shù)為-2)也是按常規(guī)確定的值,與像上述那樣將以氧化物為基準的 玻璃成分表不為例如B2〇3、Si〇2、La2〇3是同樣的。因此,在分析玻璃組成時,也可以不分析陰 離子成分的價數(shù)。
[0067] 以下,對本實施方式的光學玻璃進行詳細說明。
[0068] 在本實施方式的光學玻璃中,83+、514+、1^ 3+、6(13+、¥3+及¥133+的合計含量[8 3++314++ La3++Gd3++Y 3++Yb3+ ]為65 % 以上。
[0069]上述成分中,B3+和Si4+為網絡形成成分,有助于維持玻璃的熱穩(wěn)定性。此外,La 3+、 Gd3+、Y3+及Yb3+為稀土類成分,具有在不使阿貝數(shù)vd大幅下降的情況下提高折射率nd的作 用。
[0070]因此,在本實施方式的光學玻璃中,為了在將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài) 的同時實現(xiàn)所需的光學特性(折射率nd和阿貝數(shù)Vd),合計含量[B3++Si4++La 3++Gd3++Y3++Yb3 + ]滿足上述范圍是前提條件。
[0071] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,La3+、Gd3+、Y3+及Yb 3+的合計含量RE=[La3++Gd3+ +Y3++Yb3+]相對于B3+、Si4+及Al 3+的合計含量NWF=[B3++Si4++Al3+]的比例,即陽離子比a = [RE/NWF]為0.30~0.70。
[0072] La3+、Gd3+、Y3+及Yb3+具有在抑制阿貝數(shù)vd的減小的同時提高折射率的作用,因此當 陽離子比a過小時,難以實現(xiàn)所需的光學特性。另一方面,B3+、Si4+及Al3+有助于維持玻璃的 熱穩(wěn)定性,因此當陽離子比a過大時,玻璃的熱穩(wěn)定性會下降,此外玻璃化轉變溫度Tg也會 上升。因此,在本實施方式的光學玻璃中,為了在維持熱穩(wěn)定性的同時實現(xiàn)所需的光學特 性,使陽離子比a為上述范圍。另外,因為像上述那樣定義陽離子比a,所以合計含量NWF不包 含0% o
[0073]此外,在本實施方式的光學玻璃中,La3+的含量相對于La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計 含量RE的比例,即陽離子比0= [La3+/RE]不足1且不包含0。
[0074]與Gd3+、Y3+及Yb3+相比,La3+是即使大量含有也不易使玻璃的熱穩(wěn)定性下降、熔融性 下降的成分。因此,當在La3+、Gd3+、Y3+及Yb3+中La 3+的比例過少時,玻璃的熱穩(wěn)定性會下降、 熔融性會下降。但是,當La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的各含量均為0%時,難以得到高折射率低色散 特性。另一方面,當想要通過含有其它的成分而得到高折射率低色散特性時,玻璃的熱穩(wěn)定 性會下降。因此,在本實施方式的光學玻璃中,將La 3+作為必要成分,進而,為了良好地維持 熱穩(wěn)定性、熔融性,使陽離子比0為上述范圍。
[0075] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,他5+、114+、16+、1 &5+及扮3+的合計含量冊=[他5+ +Ti4++W6++Ta5++Bi3+]不足7%。
[0076]他5+、114+、16+、1& 5+及扮3+為具有提高折射率的作用的成分,通過適量地含有,從而 還具有改善玻璃的熱穩(wěn)定性的作用。此外,當這些成分的含量增多時,阿貝數(shù)vd會下降。因 此,這些成分稱為高折射率高色散化成分。因此,當這樣的成分的合計含量HR過多時,阿貝 數(shù)vd會下降,難以實現(xiàn)所需的光學特性。因此,在本實施方式的光學玻璃中,為了實現(xiàn)所需 的光學特性,使合計含量HR為上述范圍。
[0077] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+的含量相對于Nb5+和Ta5+的合計含量的比 例,即陽離子比T =[Nb5+/(Nb5++Ta5+)]為0.5以上。
[0078] 本發(fā)明的主要目的在于,提供在削減Ta5+的含量的同時具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和所 需的光學特性(折射率nd和阿貝數(shù)vd)的光學玻璃。因此,本發(fā)明人為了將光學特性和熱穩(wěn) 定性維持為良好的狀態(tài),對含有Ta 5+以外的高折射率高色散化成分的光學玻璃進行了研究。
[0079] 在高折射率高色散化成分中,Ti4+、W6+在進行精密壓制成型時容易與壓制成型模 的成型面進行反應,因此在壓制成型后的光學玻璃中,存在玻璃表面的透明度下降(或白 濁)、在玻璃表面產生氣泡(發(fā)泡)的風險。此外,W 6+、Bi3+具有使玻璃的著色增大的傾向。
[0080] 因此,為了提供用于制作著色少、表面品質好的光學元件的玻璃,本實施方式的光 學玻璃含有Nb5+。而且,其含量根據上述陽離子比Y通過與Ta 5+的關系來確定。
[0081 ]與Ta5+相比,Nb5+是改善玻璃的熔融性的作用大且雖不及Ta5+但具有改善熱穩(wěn)定性 的作用的成分。此外,Nb5+比Ta5+容易得到原料,原料成本也低。因此,當Nb5+的含量比Ta 5+的 含量少(陽離子比Y不足0.5)時,難以以低成本穩(wěn)定地供給在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀 態(tài)的同時具有所需的光學特性和良好的熔融性的玻璃。因此,在本實施方式的光學玻璃中, 為了穩(wěn)定地制造具有良好的熱穩(wěn)定性和所需的光學特性的玻璃,使陽離子比Y為上述范 圍。
[0082]此外,在本實施方式的光學玻璃中,Li +的含量的6倍與Zn2+的含量的2倍的合計減 去Si4+的含量的值1=[(6\1^+) + (2\2112+)-514+]為24以上。規(guī)定值1的意義如下。
[0083]在陽離子成分中,Li+是使玻璃化轉變溫度Tg下降的作用大的成分。此外,Zn2+具有 在維持折射率nd的同時使玻璃化轉變溫度Tg下降的作用。此外,Si4+為具有使玻璃化轉變溫 度Tg上升的作用的成分。
[0084]基于這樣的認識,本發(fā)明人進行了深入研究,結果發(fā)現(xiàn)能夠通過上述值L=[(6X Li+) + (2XZn2+)-Si4+]將上述成分對玻璃化轉變溫度Tg產生的相對影響的大小進行數(shù)值化。
[0085] 即,在將全部的陽離子成分的含量的合計設為100%時(以陽離子%換算),上述值 L能夠由Li+的含量的6倍的值、Zn 2+的含量的2倍的值及Si4+的含量的-1倍的值的合計值[(6 X Li+) + (2 X Zn2+) -Si4+ ]導出。值L成為玻璃的低溫軟化性的基準。
[0086] 圖1是對公知的玻璃將橫軸設為值L、將縱軸設為玻璃化轉變溫度Tg而繪制的圖 表。從圖1可清楚地看出,值L與Tg之間存在相關關系。
[0087]像這樣,通過將值L提高至24以上,從而能夠得到使Tg下降、適合于精密壓制成型 的玻璃,即,能夠得到具有低溫軟化性的光學玻璃。此外,通過使值L增加,從而還可改善玻 璃的熔融性,即,玻璃原料不會有熔融殘留,容易制作均質的玻璃。
[0088] 此外,通過改善玻璃的熔融性,從而能夠對玻璃的可見光區(qū)域的透射率和澄清性 期待優(yōu)選的改善效果。具體如下。
[0089] 首先,說明改善熔融性對可見光區(qū)域的透射率的影響。
[0090] 通常,在玻璃的熔融性差的情況下,玻璃原料的熔融殘留會成為問題。這樣的熔融 殘留會導致玻璃組成的改變,導致玻璃的均勻性變差。因此,通常會提高熔融溫度、延長熔 融時間來制造玻璃,使得不會產生玻璃原料的熔融殘留。
[0091] 但是,雖然只要提高熔融溫度、延長熔融時間就能夠消除玻璃原料的熔融殘留的 問題,但是會導致熔融容器劣化、生產成本增大的新問題。特別是,熔融玻璃對熔融容器的 侵蝕成為大問題。
[0092] 通常,在熔融像光學玻璃那樣要求高均質性的玻璃時,作為熔融容器而廣泛使用 鉑制坩堝等貴金屬制坩堝。貴金屬制的坩堝與由其它材料構成的坩堝相比,比較難以受到 熔融玻璃的侵蝕。但是如上所述,在制造熔融性差的玻璃的情況下,高溫的熔融玻璃會長時 間地與坩堝接觸,因此即使是貴金屬制的坩堝也會受到熔融玻璃的侵蝕。
[0093]例如,在鉑制坩堝的情況下,有時會由于熔融玻璃的侵蝕而使構成坩堝的鉑作為 固態(tài)物質混入到熔融玻璃中。這樣的固態(tài)物質在光學玻璃中成為雜質,成為光的散射源。此 外,當坩堝被輕微地侵蝕而使鉑作為離子溶入到熔融玻璃時,由于鉑離子的光吸收,光學玻 璃的著色變強、可見光區(qū)域的透射率下降。
[0094] 另一方面,如果是熔融性優(yōu)秀的玻璃,則不易產生玻璃原料的熔融殘留的問題。因 此,無需提高熔融溫度、延長熔融時間就能夠抑制熔融玻璃對熔融容器的侵蝕。進而,還能 夠抑制由于熔融時間的延長導致的玻璃的透射率下降。
[0095] 即,通過改善熔融性,從而能夠改善玻璃的均質性,并且能夠抑制可見光區(qū)域的透 射率下降。
[0096] 接著,說明改善熔融性對澄清性的影響。
[0097] 通常,在將批料原料(調配了多種化合物的原料)粗恪解(rough melt)而制作碎玻 璃原料、將碎玻璃原料再熔融(remelt)而制造光學玻璃的方法(粗熔解-再熔融方式)中,在 改善再熔融中的熔融玻璃的消泡(即,改善澄清性)時,優(yōu)選碎玻璃含有多的氣體成分,即, 優(yōu)選澄清前的熔融玻璃中的氣體成分的溶解量高。
[0098] 在此,氣體成分例如是批料原料所包含的硼酸、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、氫氧化物 等被加熱、分解而產生的水分、C0X、N0 X及S0X等氣體。
[0099] 如上所述,在制造熔融性差的玻璃時,需要提高熔融溫度、延長熔融時間來制造玻 璃,使得不會產生玻璃原料的熔融殘留。特別地,當升高粗熔解的批料原料的熔融溫度時, 容易從批料原料的熔融物中釋放來自原料的氣體,進而當延長粗熔解的時間時,在碎玻璃 中不會殘留充分的氣體成分。
[0100] 通常,通過將碎玻璃再熔融,從而殘留在碎玻璃中的氣體成分在熔融玻璃中成為 氣泡,微小的氣泡聚在一起變成大氣泡,在熔融玻璃中上浮的速度增大,在短時間內排出到 熔融玻璃外。但是,在像上述的那樣玻璃的熔融性差的情況下,碎玻璃中不會殘留充分的量 的氣體成分,因此難以產生能夠帶著微小的氣泡上浮的大氣泡,微小的氣泡難以排出到熔 融玻璃外。因此,不能夠進行充分的澄清,導致在光學玻璃中殘留微小的氣泡的問題。
[0101] 另一方面,在熔融性優(yōu)秀的玻璃的粗熔解中,能夠以比較低的溫度將批料原料熔 融。因此,能夠以在熔融物中溶入有氣體成分的狀態(tài)制作碎玻璃。通過將碎玻璃再熔融,從 而殘留在碎玻璃中的氣體成分在熔融玻璃中成為氣泡,微小的氣泡聚在一起上浮而排出到 熔融玻璃外,能夠高效率地去除氣泡。其結果是,能夠以比較短的時間使玻璃澄清。
[0102] 即,通過改善熔融性,從而能夠改善玻璃的澄清性,能夠增加每單位時間的玻璃的 生產量。
[0103] 像以上說明的那樣,通過改善熔融性,從而還能夠改善玻璃的可見光區(qū)域的透射 率和澄清性。此外,通過改善熔融性,從而能夠降低玻璃的熔融所消耗的能量,還能夠縮短 熔融時間,因此還能夠期待生產成本的降低、生產性的提高。像這樣,可以說改善熔融性是 非常有益的。
[0104] 如上所述,在本實施方式中確定的值L=[6XLi++2XZn2+-Si4+]是低溫軟化性的指 標,此外,在改善熔融性方面也是有效的指標。因此在本實施方式的光學玻璃中,為了得到 適合于精密壓制成型的低溫軟化性并且改善玻璃的熔融性,值L=[6XLi++2XZn 2+-Si4+]為 24以上。另外,值L是對上述的3種成分的含量作為系數(shù)乘以各成分對玻璃化轉變溫度的影 響度并相加的數(shù),因此其沒有單位。
[0105] 進而,在本實施方式的光學玻璃中,阿貝數(shù)Vd為43.5~47。當阿貝數(shù)Vd為43.5以上 時,作為光學元件的材料對校正色像差是有效的。此外,當阿貝數(shù)vd比47大時,如果不使折 射率nd下降,則玻璃的熱穩(wěn)定性顯著下降,在制造玻璃的過程中容易失透。因此,在本實施 方式的光學玻璃中,為了在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時實現(xiàn)作為光學元件的材料 有效的光學特性,使阿貝數(shù)vd的范圍為上述范圍。
[0106] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,相對于上述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1) 式。
[0107] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0108] 折射率nd相對于阿貝數(shù)vd處于由上述(1)式決定的范圍,由此可得到在光學設計 上利用價值高的光學玻璃。此外,當過度提高折射率nd時,示出熱穩(wěn)定性下降的傾向。因此, 在本實施方式的光學玻璃中,為了在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時實現(xiàn)作為光學元 件的材料有效的光學特性,使折射率nd的范圍為上述范圍。
[0109]像以上說明的那樣,本實施方式的光學玻璃具有如上所述的特征,從而能夠提供 在削減Ta5+的含量的同時熱穩(wěn)定性優(yōu)秀、具有低溫軟化性的高折射率低色散玻璃。
[0110] 〈玻璃組成〉
[0111] 以下,對玻璃組成進行詳細說明。另外,只要沒有特別說明,各種構成成分的含量 等以陽離子%或者陰離子%來表示。本實施方式的光學玻璃為氧化物玻璃,通過確定陽離 子成分的含有比率,從而能夠確定玻璃組成。
[0112] 在本實施方式的光學玻璃中,優(yōu)選含有B3+、La3、選自Gd3+、Y 3+及Yb3+的任1種以上、 Nb5+、選自Li+和Zn2+的任1種以上。
[0113] 在本實施方式的光學玻璃中,83+、514+、1^ 3+、6(13+、¥3+及¥133+的合計含量[8 3++314++ La3++Gd3++Y 3++Yb3+]為65% 以上。通過使合計含量[B3++Si4++La3++Gd3++Y 3++Yb3+]為上述范圍, 從而可以在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時實現(xiàn)所需的折射率nd和阿貝數(shù)vd。
[0114] 合計含量[B3++Si4++La3++Gd 3++Y3++Yb3+]的上限優(yōu)選為90%,進而依次更優(yōu)選為 88 ? 0 %、86 ? 0 %、84 ? 0 %。此外,合計含量[B3++Si4++La3++Gd3++Y 3++Yb3+ ]的下限為65 %,優(yōu)選 為68.0%,進而依次更優(yōu)選為70.0%、72.0%、74.0%。
[0115] 通過合計含量[B3++Si4++La3++Gd3++Y 3++Yb3+]的上限滿足上述優(yōu)選值,從而能夠制 作在將玻璃化轉變溫度Tg保持得低、將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時具有所需的折射 率nd和阿貝數(shù)vd的玻璃。此外,通過合計含量[B 3++Si4++La3++Gd3++Y3++Yb 3+]的下限滿足上述 優(yōu)選值,從而可得到在將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時具有所需的折射率nd和 阿貝數(shù)vd的玻璃。
[0116] 在本實施方式的光學玻璃中,B3+、Si4+及Al 3+的合計含量NWF=[B3++Si4++Al3+]的上 限優(yōu)選為62 %,進而依次更優(yōu)選為61.0 %、58.0 %。此外,合計含量NWF的下限優(yōu)選為40 %, 進而依次更優(yōu)選為 42.0%、44.0%、46.0%、48.0%、50.0%、52.0%、54.0%。
[0117] B3+、Si4+及Al3+為玻璃的網絡形成成分,這些成分的含量的比率會影響玻璃的耐失 透性、玻璃化轉變溫度Tg、熔融性、成型性等。通過合計含量NWF的下限為上述的值,從而能 夠將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)、能夠抑制制造過程中的玻璃晶化(析出晶體)。即, 能夠改善玻璃的耐失透性、抑制液相線溫度的上升。
[0118] 通常,當液相線溫度上升時,為了防止熔融時的玻璃的失透,需要提高熔融溫度。 當提高熔融溫度時,玻璃的著色會增大,在熔融過程中玻璃成分的揮發(fā)量會增加,容易引起 組成改變。其結果是,玻璃的特性特別是折射率、阿貝數(shù)等光學特性產生大的改變。因此,為 了在防止玻璃制造時的失透的同時抑制玻璃的著色、組成改變、謀求玻璃的特性的穩(wěn)定化, 也期望改善玻璃的熱穩(wěn)定性、抑制液相線溫度的上升。
[0119] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計含量RE=[La3++Gd3+ +Y3++Yb3+ ]的上限優(yōu)選為34%,進而依次更優(yōu)選為32 ? 0 %、28 ? 0%、27 ? 0 %、26 ? 0 %、25 ? 0 %。 此外,合計含量RE的下限優(yōu)選為16%,進而依次更優(yōu)選為18.0%、20.0%、21.0%、22.0%。
[0120] La3+、Gd3+、Y3+及Yb 3+為具有在抑制阿貝數(shù)vd的減小的同時提高折射率的作用的稀 土類成分。此外,這些成分可改善玻璃的化學耐久性、耐候性,但也具有提高玻璃化轉變溫 度Tg的作用。因此,當合計含量RE增多時,示出玻璃的熱穩(wěn)定性下降的傾向,有玻璃化轉變 溫度Tg上升的傾向。此外,在將玻璃熔融時,玻璃原料容易有熔融殘留。另一方面,當合計含 量RE減少時,示出折射率nd下降、阿貝數(shù)vd下降、化學耐久性下降的傾向。因此,為了在良好 地維持玻璃的熱穩(wěn)定性、熔融性及抑制玻璃化轉變溫度Tg的上升的同時抑制折射率nd和阿 貝數(shù)vd的下降、維持化學耐久性,優(yōu)選合計含量RE為上述范圍。
[0121] 在本實施方式的光學玻璃中,La3+、Gd3+、Y3+及Yb3+的合計含量RE相對于B 3+、Si4+及 Al3+的合計含量NWF的比例,即陽離子比a = [RE/NWF]為0.30~0.70。通過滿足上述范圍,從 而可在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時實現(xiàn)所需的折射率nd和阿貝數(shù)vd。
[0122] 陽離子比a的上限為〇. 70,優(yōu)選為0.60,進而依次更優(yōu)選為0.50、0.45、0.44、0.43。 陽離子比a的下限為0.30,優(yōu)選為0.32,進而依次更優(yōu)選為0.34、0.36、0.37、0.38、0.39。
[0123] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,B3+的含量的上限優(yōu)選為62%,進而依次更優(yōu)選 為60.0 %、58.0 %、57.0 %。此外,B3+的含量的下限優(yōu)選為40 %,進而依次更優(yōu)選為42.0 %、 44.0%、46.0%、48.0%、50.0%、51.0%。
[0124] B3+改善熔融性、降低玻璃化轉變溫度Tg的作用比Si4+、A1 3+優(yōu)秀。當B3+的含量少時, 示出玻璃的熱穩(wěn)定性和熔融性下降的傾向。另一方面,當B 3+的含量多時,示出折射率nd、化 學耐久性下降的傾向。因此,為了改善玻璃的耐失透性、熔融性及成型性等并將折射率nd、 阿貝數(shù)vd維持在上述(1)式的范圍內,B 3+的含量優(yōu)選為上述范圍。
[0125] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Si4+的含量的上限優(yōu)選為10%,進而依次更優(yōu) 選為8.0%、7.0%、6.0%、5.0%。此外,31 4+的含量的下限優(yōu)選為0%,進而依次更優(yōu)選為 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%〇
[0126] Si4+具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性、提高熔融時的玻璃的粘性的作用。當Si 4 +的含量少時,示出玻璃的熱穩(wěn)定性、化學耐久性下降的傾向。另一方面,當Si4+的含量多時, 示出玻璃的熱穩(wěn)定性、低溫軟化性下降的傾向。因此,為了改善玻璃的耐失透性、熔融性、成 型性及低溫軟化性等,Si 4+的含量優(yōu)選為上述范圍。
[0127] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Al3+的含量的上限優(yōu)選為10%,進而依次更優(yōu) 選為8.0%、7.0%、5.0%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。 此外,Al3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,Al3+的含量也可以為0%。
[0128] Al3+為具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性的作用的成分。但是,當Al 3+的含量增 多時,容易產生折射率nd下降、玻璃的熱穩(wěn)定性下降、玻璃化轉變溫度Tg上升、熔融性下降 等問題。為了避免這樣的問題,Al 3+的含量優(yōu)選為上述范圍。
[0129] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,B3+的含量相對于B3+、Si4+及Al 3+的合計含量NWF 的比例,即陽離子比[B3+/NWF]的上限優(yōu)選為1,進而依次更優(yōu)選為0.99、0.97、0.96、0.95。此 外,陽離子比[B 3+/NWF]的下限優(yōu)選為0.5,進而依次更優(yōu)選為0.60、0.68、0.70、0.76、0.77、 0.80、0.85、0.90、0.91、0.92。
[0130] 當陽離子比[B3+/NWF]小時,有玻璃的熔融性下降并且玻璃化轉變溫度Tg上升的傾 向。此外,雖然也能夠將陽離子比[B 3+/NWF]設為1,但是通過含有少量Si4+,容易使成型時的 玻璃的粘度變成適合于成型的粘度。因此,為了在維持良好的熔融性、玻璃的低溫軟化性的 同時改善成型性,[B 3+/NWF]的上限優(yōu)選為上述范圍。
[0131]此外,在本實施方式的光學玻璃中,La3+為必要成分。La3+為即使大量含有也難以 使玻璃的熱穩(wěn)定性、熔融性下降的成分。La3+的含量的上限優(yōu)選為25%,進而依次更優(yōu)選為 23 %、22 %、21 %、20 %。此外,La3+的含量的下限優(yōu)選為5 %,進而依次更優(yōu)選為7 %、8 %、 9%、10%〇
[0132] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Gd3+的含量的上限優(yōu)選為20%,進而依次更優(yōu) 選為18.0%、16.0%、15.0%、14.0%。此外,Gd 3+的含量的下限優(yōu)選為0%,進而依次更優(yōu)選 為0.1%、0.5%、1.0%、2.0%〇
[0133] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Y3+的含量的上限優(yōu)選為15%,進而依次更優(yōu)選 為 12.0%、10.0%、9.0%、8.0%、6.0%、5.0%、4.0%。此外,丫3+的含量的下限優(yōu)選為0%,進 而依次更優(yōu)選為0.1%、0.5%、1.0%。
[0134] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Yb3+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選 為4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.01%。此外,丫13 3+的含 量的下限優(yōu)選為0%。另外,Yb3+的含量也可以為0%。
[0135] 在本實施方式的光學玻璃中,La3+的含量相對于La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計含量RE 的比例,即陽離子比0=[La3+/RE]不足1且不包含0。通過使陽離子比P為上述范圍,從而能夠 良好地維持熱穩(wěn)定性和熔融性。
[0136] 陽離子比0不足1,其上限優(yōu)選為0.95,進而依次更優(yōu)選為0.90、0.85、0.84、0.83、 〇.82。此外,陽離子比0的下限優(yōu)選為〇.2,進而依次更優(yōu)選為〇.3、〇.35、〇.4、〇.41、〇.42、 0.43、0.44。當6(1 3+、¥3+及¥133+的各含量過少時,有玻璃的熱穩(wěn)定性下降的傾向。此外,當6(1 3+、 Y3+及Yb3+的各含量過多時,有玻璃的熱穩(wěn)定性、熔融性下降的傾向。
[0137] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Gd3+及Y3+的合計含量相對于La3+、Gd 3+、Y3+及Yb3 +的合計含量RE的比例,即陽離子比[(Gd3++Y3+)/RE]的上限優(yōu)選為0.8,進而依次更優(yōu)選為 0.7、0.65、0.6、0.59、0.58、0.57、0.56。此外,陽離子比[(6(1 3++¥3+)/1^]優(yōu)選超過0,其下限 依次更優(yōu)選為 0.05、0.1、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19。
[0138] 在La3+、Gd3+、Y3+及Yb3+中,Yb 3+的原子量大,會使玻璃的比重增加,但是提高折射率 的作用小。可是,透鏡的光焦度(屈光力)由構成透鏡的材料的折射率和透鏡面(透鏡的光學 功能面)的曲率決定。因此,在具有固定的光焦度的透鏡中,越是提高透鏡材料的折射率,就 越能夠減小透鏡面的曲率的絕對值,也越能夠使透鏡的厚度變薄。因此,為了減小透鏡的重 量,使用折射率高且比重小的玻璃是有效的。相反,在不能充分提高玻璃的折射率或者不能 抑制比重的增加的情況下,光學元件的重量會增大。例如,若將重量大的單透鏡組裝到自動 對焦式的攝像鏡頭中,則在自動對焦時驅動鏡頭所需的功率會增大,電池的消耗會增大。與 La3+、Gd3+及Y3+相比,Yb3+不僅提高折射率的作用差,而且抑制比重的增加的作用也差。因此, 期望降低Yb 3+的含量、抑制光學元件的比重的增大。此外,Yb3+對近紅外區(qū)域進行吸收。因 此,Yb 3+的含量多的玻璃對近紅外區(qū)域的光吸收強,作為要求使近紅外光透射的光學系統(tǒng)例 如監(jiān)控攝像機、夜視攝像機等所使用的光學元件用的玻璃材料是不優(yōu)選的。
[0139] 此外,Gd3+和Y3+通過在玻璃中與La3+共存,從而具有大幅改善玻璃的熱穩(wěn)定性的作 用。因此,為了得到在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時不對近紅外線的透射產生不良 影響且具有所需的光學特性的玻璃,陽離子比[(Gd 3++Y3+)/RE]優(yōu)選為上述范圍。
[0140] 在本實施方式的光學玻璃中,他5+、114+、1 6+、了&5+及扮3+的合計含量服=[他 5++114++ W6++Ta5++Bi 3+]不足7%。通過使合計含量HR為上述范圍,從而能夠在維持玻璃的熱穩(wěn)定性的 同時抑制阿貝數(shù)vd的下降,能夠實現(xiàn)所需的光學特性。
[0141] 合計含量HR不足7%,其上限優(yōu)選為6.0%,進而依次更優(yōu)選為5.0%、4.0%。此外, 合計含量HR的下限優(yōu)選為0%,進而依次更優(yōu)選為0.1 %、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。
[0142] 在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+的含量相對于Nb5+和Ta5+的合計含量的比例,即 陽離子比Y=[Nb 5+/(Nb5++Ta5+)]為0.5以上。通過使陽離子比Y為上述范圍,從而能夠穩(wěn)定 地制造具有良好的熱穩(wěn)定性和所需的光學特性的玻璃。
[0143] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,陽離子比y的上限優(yōu)選為1。此外,陽離子比y 的下限為0.5,優(yōu)選為0.6,進而依次更優(yōu)選為0.70、0.80、0.90、0.95、0.98。另外,陽離子比 y也可以為1。
[0144] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+、Ti4+及W6+的合計含量相對于Nb 5+、Ti4+、W6 +、Ta5+及Bi3+的合計含量HR的比例,即陽離子比[(Nb5++Ti 4++W6+)/HR]的上限優(yōu)選為1。此外, 陽離子比[(Nb5++Ti 4++W6+)/HR]的下限優(yōu)選為0.5,進而依次更優(yōu)選為0.60、0.70、0.80、 0.90、0.95。另外,陽離子比[(Nb 5++Ti4++W6+)/HR]也可以為1。在高折射率高色散化成分之 中,Ta 5+由于前述理由,Bi3+由于是原子量大且會使玻璃的比重增大并且使玻璃的著色增大 的成分,因此優(yōu)選降低這些成分的含量。
[0145] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+、Ti4+及W6+的合計含量[Nb 5++Ti4++W6+]優(yōu)選 不足7 %,其上限依次更優(yōu)選為6.0%、5.0%、4.0%。此外,合計含量[Nb5++Ti4++W 6+]優(yōu)選超 過〇,其下限依次更優(yōu)選為〇 .1%、〇.5%、1.0%、1.5%、2.0%。通過使合計含量[Nb5++Ti4++W 6 + ]為上述范圍,從而可在削減Ta5+、Bi3+的含量的同時得到高折射率高色散化成分的作用、效 果。
[0146] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+的含量相對于Nb5+、Ta5+及W 6+的合計含量的 比例,即陽離子比[Nb5+/(Nb5++Ta 5++W6+)]的上限優(yōu)選為1。此外,陽離子比[Nb5+/(Nb5++Ta 5++ 訥+)]的下限優(yōu)選為0.3,進而依次更優(yōu)選為0.40、0.50、0.55、0.60、0.70、0.80、0.90。另外, 陽離子比[Nb 5+/(Nb5++Ta5++W6+)]也可以為1。通過使陽離子比[Nb 5+/(Nb5++Ta5++W6+)]為上述 范圍,從而可得到在削減Ta 5+的含量的同時著色少、熱穩(wěn)定性優(yōu)秀的玻璃。
[0147] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+的含量相對于Nb5+和W6+的合計含量的比 例,即陽離子比[Nb 5+/(Nb5++W6+)]的上限優(yōu)選為1。此外,陽離子比[Nb5+/(Nb 5++W6+)]的下限 優(yōu)選為0.3,進而依次更優(yōu)選為 0.40、0.50、0.60、0.68、0.70、0.80、0.84、0.86、0.88、0.90、 0.95。另外,陽離子比[Nb 5+/(Nb5++W6+)]也可以為1。通過使陽離子比[Nb5+/(Nb 5++W6+)]為上 述范圍,從而可得到在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時著色少的玻璃。
[0148] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Ti4+、W6+及Bi3+的合計含量[Ti 4++W6++Bi3+]優(yōu)選 不足 4.25%,其上限依次更優(yōu)選為4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、 0.2%、0.1%。此外,合計含量[!^ 4++16++813+]的下限優(yōu)選為0%。另外,合計含量[114++¥ 6++ Bi3+]也可以為0%。
[0149] 當合計含量[Ti4++W6++Bi3+]增多時,會產生如下不良,即,玻璃的著色增大,在進行 精密壓制成型時由于玻璃與壓制成型模的反應而使玻璃的表面品質下降,容易產生玻璃與 壓制成型模的熔著等。因此,為了在抑制阿貝數(shù)vd的大幅減小和玻璃的著色的同時維持精 密壓制成型時的玻璃的表面品質、防止玻璃與壓制成型模的熔著,優(yōu)選合計含量[Ti 3++W6++ Bi3+]為上述范圍。
[0150] 在本實施方式的光學玻璃中,Nb5+為必要成分。Nb5+的含量優(yōu)選不足7%,其上限依 次更優(yōu)選為6.0%、5.5%、5.0%、4.0%。此外,Nb 5+的含量的下限優(yōu)選為0.1 %,進而依次更 優(yōu)選為 〇.5%、0.8%、1.0%、1.1%、1.5%。
[0151] 在本實施方式的光學玻璃中,Ti4+的含量優(yōu)選不足4.25%,其上限依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,11 4+的含量的下限優(yōu)選為 0%。另外,Ti4+的含量也可以為0%。
[0152]在本實施方式的光學玻璃中,W6+的含量優(yōu)選不足4.25%,其上限依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.2%、1.0%。此外,16+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外, w6+的含量也可以為0%。
[0153] 在本實施方式的光學玻璃中,Ta5+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%、0.55%、0.1%。此外,了& 5+的含量的下限優(yōu)選為0%。另 外,Ta5+的含量也可以為0%。
[0154] 在本實施方式的光學玻璃中,Bi3+的含量優(yōu)選不足4.25%,其上限依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%、0.55%、0.1%。此外,81 3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另 外,Bi3+的含量也可以為0%。
[0155] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,La3+、Gd3+、Y3+及Yb 3+的合計含量RE相對于Nb5+、 Ti4+、W6+、Ta 5+及Bi3+的合計含量HR的比例,即陽離子比[RE/HR]的上限優(yōu)選為21,進而依次更 優(yōu)選為19.0、17.0、15.0、13.0、12.0、11.0。此外,陽離子比[RE/HR]的下限優(yōu)選為1,進而依 次更優(yōu)選為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0。
[0156] 當陽離子比[RE/HR]減小時,示出阿貝數(shù)vd減小的傾向。另一方面,當陽離子比 [RE/HR]增大時,示出玻璃化轉變溫度Tg上升、玻璃的熱穩(wěn)定性下降的傾向。因此,為了實現(xiàn) 所需的光學特性,優(yōu)選陽離子比[RE/HR]為上述范圍。
[0157] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,他5+、1^4+、16+、了 &5+及扮3+的合計含量冊相對于 B3+、Si 4+和Al3+的合計含量NWF的比例,即陽離子比[HR/NWF]的上限優(yōu)選為0.5,進而依次更 優(yōu)選為〇.30、0.20、0.10、0.08、0.07、0.06。陽離子比[冊/麗?]的下限優(yōu)選為0.01,進而依次 更優(yōu)選為 0.02、0.03、0.04、0.05。
[0158] 當陽離子比[HR/NWF]減小時,示出折射率nd下降、玻璃的熱穩(wěn)定性改善的傾向。此 外,當陽離子比[HR/NWF]增大時,示出阿貝數(shù)vd下降、玻璃的熱穩(wěn)定性下降的傾向。因此,為 了得到將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)、具有所需的光學特性的光學玻璃,優(yōu)選陽離 子比[HR/NWF]為上述范圍。
[0159] 在本實施方式的光學玻璃中,Li +的含量的6倍與Zn2+的含量的2倍的合計減去Si4+ 的含量的值1=[(6\1^+) + (2\2112+)-314+]為24以上。通過使值1為上述范圍,從而能夠得到 適合于精密壓制成型的低溫軟化性,并且能夠改善玻璃的熔融性。
[0160] 值L的上限優(yōu)選為45,進而依次更優(yōu)選為44.0、43.0。此外,值L的下限為24,進而依 次優(yōu)選為 24.5、25.0、25.5、26.5、27.5。
[0161] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,為了使玻璃化轉變溫度Tg下降,Li+的含量的6 倍的值與Zn2+的含量的2倍的值的合計值[(6XLi+) + (2XZn2+)]優(yōu)選滿足以下范圍。值[(6X 1^+) + (2\2112+)]的上限優(yōu)選為45,進而依次更優(yōu)選為44.0、43.0、42.0、40.0、38.0。此外,值 [(6\1^+) + (2\2112+)]的下限優(yōu)選為24,進而依次更優(yōu)選為24.5、25.0、26.0。
[0162] 另外,本實施方式的光學玻璃優(yōu)選至少含有Zn2+。
[0163] 在本實施方式的光學玻璃中,Zn2+的含量的上限優(yōu)選為25%,進而依次更優(yōu)選為 22.0%、20.0%、18.0%、17.0%、16.0%。此外,Zn 2+的含量的下限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu) 選為8.0%、9.0%、10.0%、11.0%。
[0164] Zn2+為具有在維持折射率的同時使玻璃化轉變溫度Tg下降的作用和在將玻璃熔融 時促進玻璃的原料的熔化的作用(即,改善熔融性的作用)的成分。此外,與堿土類金屬等其 它的二價金屬成分相比,Zn2+改善玻璃的熱穩(wěn)定性、使液相線溫度下降的作用強。但是,當 Zn 2+的含量增多時,阿貝數(shù)vd減小,不容易得到所需的光學特性。因此,為了維持所需的光學 特性、使玻璃化轉變溫度Tg下降、改善玻璃的熔融性和熱穩(wěn)定性,優(yōu)選Zn2+的含量為上述范 圍。
[0165] 本實施方式的光學玻璃優(yōu)選含有選自Li+、Na+及K+的任1種以上。
[0166] 在本實施方式的光學玻璃中,Li +的含量的上限優(yōu)選為10%,進而依次更優(yōu)選為 8.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%。此外,1^ + 的含量的下限優(yōu)選為 0%,進而依次更優(yōu)選為0.1%、0.3%、0.5%、1.0%。
[0167] Li+是使玻璃化轉變溫度Tg下降的作用強、對得到低溫軟化性有用的成分。此外, Li+還發(fā)揮改善玻璃的熔融性的作用。此外,當Li+的含量增多時,示出折射率nd下降的傾向。 因此,為了維持所需的光學特性、使玻璃化轉變溫度Tg下降,優(yōu)選Li+的含量為上述范圍。
[0168] 在本實施方式的光學玻璃中,Na+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,他+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,他+的含 量也可以為0%。
[0169] 在本實施方式的光學玻璃中,K+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,1( +的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1(+的含量 也可以為〇%。
[0170] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Li+、Na+及K+的合計含量[Li++Na++K+]的上限優(yōu) 選為10%,進而依次更優(yōu)選為 8.0%、6.0%、5.0%、4%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%。此外, 合計含量[Li ++Na++K+ ]的下限優(yōu)選為0 %,進而依次更優(yōu)選為0.1%、0.3%、0.5%、1.0%。 [0171] Na+和K+均具有改善玻璃的熔融性的作用,但是當它們的含量增多時,折射率nd、玻 璃的熱穩(wěn)定性、化學耐久性、耐候性會下降。因此,Na+和K+的各含量優(yōu)選分別為上述范圍。
[0172] 此外,本實施方式的光學玻璃也可以含有Rb+和Cs+的任1種以上。
[0173] 在本實施方式的光學玻璃中,Rb+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,仙 +的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,仙+的含量也可以為 0%〇
[0174] 在本實施方式的光學玻璃中,Cs +的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,08+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,08+的含量也可以為 0%〇
[0175] Rb+和Cs+均具有改善玻璃的熔融性的作用,但是當它們的含量增多時,折射率nd、 玻璃的熱穩(wěn)定性、化學耐久性、耐候性會下降。因此,Rb+和Cs+的各含量優(yōu)選分別為上述范 圍。
[0176]此外,與Li+、Na+、K+相比,Rb+、Cs+為昂貴的成分,是不適合于通用的玻璃的成分。因 此,在本實施方式的光學玻璃中,Rb+和Cs+的合計含量[Rb++Cs+]的上限優(yōu)選為3%,進而依 次更優(yōu)選為2.0%、1.0%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.01%。此外,合計含量[仙 ++08+]的 下限優(yōu)選為0%。另外,合計含量[Rb++Cs+]也可以為0%。
[0177]本實施方式的光學玻璃優(yōu)選進一步含有Zr4+。
[0178]在本實施方式的光學玻璃中,Zr4+的含量的上限優(yōu)選為10%,進而依次更優(yōu)選為 9.0%、8.0%、7.0%、6.5%、6.0%、5.5%、5.0%、4.5%。此外,2^+的含量的下限優(yōu)選為 0%,進而依次更優(yōu)選為0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1.0%、1.5%。
[0179] Zr4+為具有提高折射率nd并且改善玻璃的熱穩(wěn)定性的作用的成分。但是,當Zr4+的 含量變多時,玻璃的熱穩(wěn)定性下降,玻璃化轉變溫度Tg上升,此外,玻璃原料容易產生熔融 殘留。因此,為了在抑制玻璃化轉變溫度Tg的上升、良好地維持玻璃的熔融性、實現(xiàn)所需的 光學特性的同時改善玻璃的熱穩(wěn)定性,優(yōu)選Zr 4+的含量為上述范圍。
[0180] 本實施方式的光學玻璃也可以根據需要還含有下述的成分。
[0181] 在本實施方式的光學玻璃中,Mg2+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,]\^ 2+的含量的下限優(yōu)選為 0%。另外,Mg2+的含量也可以為0%。
[0182] 在本實施方式的光學玻璃中,Ca2+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,03 2+的含量的下限優(yōu)選為 0%。另外,Ca2+的含量也可以為0%。
[0183] 在本實施方式的光學玻璃中,Sr2+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,5¥+的含量的下限優(yōu)選為 0%。另外,Sr 2+的含量也可以為0%。
[0184] 在本實施方式的光學玻璃中,Ba2+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,8& 2+的含量的下限優(yōu)選為 0%。另外,Ba2+的含量也可以為0%。
[0185] Mg2+、Ca2+、Sr2+及Ba 2+均為具有改善玻璃的熔融性的作用的成分。但是,當這些成分 的含量增多時,玻璃的熱穩(wěn)定性會下降,變得容易失透。
[0186] 在本實施方式的光學玻璃中,Mg2+、Ca2+、Sr 2+及Ba2+的合計含量[Mg2++Ca2++Sr 2++Ba2 + ]的上限優(yōu)選為6%,進而依次更優(yōu)選為5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、 0.1 %。此外,合計含量[Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+]的下限優(yōu)選為0 %。通過使合計含量[Mg2++Ca2++ Sr2++Ba 2+]為上述范圍,從而能夠將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)。另外,合計含量[Mg2 ++Ca 2++Sr2++Ba2+]也可以為0%。
[0187] 在本實施方式的光學玻璃中,Ga3+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,6 &3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,6&3+的含量也可以為 0%〇
[0188] 在本實施方式的光學玻璃中,In3+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,111 3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1113+的含量也可以為 0%〇
[0189] 在本實施方式的光學玻璃中,Sc3+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,Sc 3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,Sc3+的含量也可以為 0%〇
[0190] 在本實施方式的光學玻璃中,Hf4+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.0%、1.0%、0.5%、0.1%、0.05%、0.01%。此外,批 4+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1^4+ 的含量也可以為0%。
[0191] Ga3+、In3+、Sc3+及Hf 4+均具有提高折射率nd的作用。但是,這些成分昂貴,不是達到 發(fā)明目的所必須的成分。因此,優(yōu)選6& 3+、11!3+、5(33+14+的各含量分別為上述范圍。
[0192] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Lu3+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選 為2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外兒11 3+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外兒113+的含量也可以 為0%丄1!3+具有提高折射率nd的作用,但也是使玻璃的比重增加的成分。此外,與Yb3+同樣 地,Lu3+的原子量大,所以優(yōu)選降低Lu3+的含量。
[0193] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Ge4+的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選 為2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,66 4+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,664+的含量也可以 為〇%。(^ 4+具有提高折射率nd的作用,但是在通常使用的玻璃成分中是極其昂貴的成分。為 了降低玻璃的制造成本,優(yōu)選Ge 4+的含量為上述范圍。
[0194] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,P5+的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選 為4.0%、3.0%、2.0%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,? 5+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,?5+的 含量也可以為〇%15+為使折射率nd下降的成分,還是使玻璃的熱穩(wěn)定性下降的成分。為了 制作具有所需的光學特性、熱穩(wěn)定性優(yōu)秀的玻璃,P 5+的含量優(yōu)選為上述范圍。但是,P5+具有 在對玻璃熔液進行冷卻時抑制晶體的析出、防止失透的效果,因此為了得到這樣的防失透 效果,P 5+的含量的下限優(yōu)選為0.1 %,進而依次更優(yōu)選為0.3%、0.5%。
[0195] 對于本實施方式的光學玻璃,優(yōu)選陽離子成分主要由上述的陽離子成分構成,上 述的陽離子成分的合計含量[B3++Si 4++Al3++La3++Gd3++Y3++Yb 3++Nb5++Ti4++W6++Ta5++Bi 3++Zn2+ +Li++Na++K++Rb++Cs++Zr 4++Mg2++Ca2++Sr2++Ba2++Ga 3++In3++Sc3++Hf4++Lu3++Ge 4++P5+]優(yōu)選大于 95 %,更優(yōu)選大于98.0 %,進一步優(yōu)選大于99.0 %,再進一步優(yōu)選大于99.5 %,更進一步優(yōu) 選大于99.9%。
[0196]此外,在本實施方式的光學玻璃中,Te4+的含量的上限優(yōu)選為3 %,進而依次更優(yōu)選 為2.0%、1.0%、0.5%、0.1%、0.05%,0.01%。此外,164+的含量的下限優(yōu)選為0%。另外, Te 4+的含量也可以為OH'#為提高折射率nd的成分,但是具有毒性,因此優(yōu)選減少Te4+的 含量。
[0197] Pb、As、Cd、n、Be、Se都具有毒性。因此,優(yōu)選不含有這些元素,即,優(yōu)選不將這些元 素作為玻璃成分而包含在玻璃中。
[0198] U、Th、Ra均為放射性元素。因此,優(yōu)選不含有這些元素,即,優(yōu)選不將這些元素作為 玻璃成分而包含在玻璃中。
[0199] V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce 會成為玻璃的著色 增大的原因、熒光的發(fā)生源,不優(yōu)選作為包含在光學玻璃中的元素。因此,優(yōu)選不含有這些 元素,即,優(yōu)選不將這些元素作為玻璃成分而包含在玻璃中。
[0200] Sb、Sn為作為澄清剤發(fā)揮功能的能夠任選地添加的元素。其中,Sb的氧化性強,在 精密壓制成型時會氧化壓制成型模的成型面。因此,在反復進行壓制成型期間,成型面會顯 著劣化而變得不能進行精密壓制成型。此外,成型的光學元件的表面品質會下降。因此,關 于Sb的含量,在將其換算成Sb 2〇3并將Sb2〇3以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時 優(yōu)選為不足1質量%,進而依次更優(yōu)選為0.5質量%以下、0.1質量%以下、0.08質量%以下、 0.05質量%以下。另一方面,在通過添加Sb來改善玻璃的澄清性的情況下,關于Sb的含量, 在將其換算成Sb 2〇3并將Sb2〇3以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時優(yōu)選為0.01 質量%以上,進而依次更優(yōu)選為0.02質量%以上、0.04質量%以上。
[0201] 此外,關于Sn的添加量,在將其換算成Sn02并將Sn02以外的玻璃成分的含量的合計 設為100質量%時優(yōu)選為〇~2質量%,進而依次更優(yōu)選為0~1質量%、0~0.5質量%、0~ 〇.1質量%、〇~〇.〇5質量%。
[0202] 本發(fā)明的玻璃為氧化物玻璃。作為陰離子成分的02_的含量的范圍優(yōu)選為95~100 陰離子%,更優(yōu)選為97.0~100陰離子%。進一步優(yōu)選為99.0~100陰離子%,再進一步優(yōu)選 為99.5~100陰離子%,更進一步優(yōu)選為99.9~100陰離子%、再更進一步優(yōu)選為100陰離 子% 〇
[0203] 另外,本實施方式的光學玻璃也可以含有02_以外的陰離子成分。作為02_以外的陰 離子成分,能夠例示例如F'Cl'Br'r。但是,F(xiàn)'Cl'Br'r在玻璃的熔融中均容易揮發(fā)。由 于這些成分的揮發(fā),會產生玻璃的特性改變、玻璃的均質性下降、熔融設備的損耗變得顯著 等問題。因此,優(yōu)選將F'Cl'Brir的含量的合計抑制為從100陰離子%中減去吵的含量 的量。
[0204] 另外,像眾所周知的那樣,陰離子%指的是將全部的陰離子成分的含量的合計設 為100%時的摩爾百分率。
[0205] 另外,本實施方式的光學玻璃優(yōu)選基本上由上述成分構成,但是也能夠在不妨礙 本發(fā)明的作用效果的范圍內含有其它的成分。此外,在本發(fā)明中,并不排除含有不可避免的 雜質。
[0206] 另外,本實施方式的光學玻璃的玻璃組成能夠通過例如ICP-AES(電感耦合等離子 體原子發(fā)身才光譜法,Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)等方 法來定量。通過ICP-AES求出的分析值有時包含例如分析值的± 5 %左右的測定誤差。此外, 在本說明書和本發(fā)明中,玻璃的構成成分的含量為〇%、不包含或者不導入意味著實質上不 包含該構成成分,指的是該構成成分的含量為雜質水平程度以下。
[0207]〈光學玻璃的特性〉
[0208]以下,按各特性對本實施方式的光學玻璃的特性進行說明。
[0209](光學特性)
[0210]在本實施方式的光學玻璃中,阿貝數(shù)vd為43.5~47,折射率nd滿足下述(1)式。 [0211] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0212]當阿貝數(shù)vd為43.5以上時,作為光學元件的材料對于色像差的校正是有效的。此 外,當阿貝數(shù)vd比47大時,如果不使折射率nd下降,則玻璃的熱穩(wěn)定性會顯著下降,在制造 玻璃的過程中容易失透。因此,阿貝數(shù)的上限為47,優(yōu)選為46.5,更優(yōu)選為46.0。此外,阿貝 數(shù)的下限為43.5,優(yōu)選為44.0,更優(yōu)選為44.5。
[0213] 此外,通過使折射率nd相對于阿貝數(shù)vd在用上述(1)式決定的范圍內,從而成為在 光學設計上利用價值高的光學玻璃。折射率nd的上限根據上述的玻璃的組成范圍而自然而 然地確定。當過度提高折射率nd時,示出熱穩(wěn)定性下降的傾向。為了得到維持熱穩(wěn)定性、不 容易失透的玻璃,折射率nd優(yōu)選滿足下述(2)式。
[0214] ncK 2.35-0.01 Xvd ??? (2)
[0215](玻璃化轉變溫度Tg)
[0216]本實施方式的光學玻璃的玻璃化轉變溫度Tg的上限優(yōu)選為620°C,進而依次更優(yōu) 選為618 °C、617 °C、615 °C。此外,玻璃化轉變溫度Tg的下限優(yōu)選為550 °C,進而依次更優(yōu)選為 560°C、570°C、580°C。通過使玻璃化轉變溫度Tg的上限滿足上述范圍,從而在精密壓制成型 時即使不過度地提高壓制成型模的溫度、玻璃的溫度也能夠進行高精度的精密壓制成型。 其結果是,能夠降低壓制成型模的損耗,能夠延長壓制成型模的壽命。此外,通過使玻璃化 轉變溫度Tg下降,從而能夠抑制精密壓制成型時的玻璃與壓制成型模的成型面的反應,能 夠使通過壓制成型得到的光學元件的表面品質良好。
[0217] (玻璃的光線透射性)
[0218] 在本實施方式中,光線透射性能夠通過著色度A5、A80來評價。
[0219] 使用具有相互平行且進行了光學拋光的2個平面的玻璃(厚度為10.0mm±0.1mm), 從一側的平面對該平面垂直入射光線。然后,算出從另一側平面射出的透射光的強度lout 與入射光的強度Iin的比(I 〇ut/Iin),即,算出外部透射率。使用分光光度計,一邊在280~ 700nm的范圍掃描入射光的波長一邊測定外部透射率,由此得到光譜透射率曲線。
[0220] 外部透射率隨著入射光的波長從玻璃的短波長側的吸收端向長波長側移動而增 加,示出高的值。
[0221] A5為外部透射率成為5 %的波長,A80為外部透射率成為80 %的波長。在280~ 700nm的波長區(qū)域中,在A5的長波長側,玻璃的外部透射率示出比5%大的值。此外,在上述 波長區(qū)域中,在入8〇的長波長側,玻璃的外部透射率不出比80%大的值。
[0222] 關于A80,通過使其短波長化,從而能夠提供可理想地再現(xiàn)顏色的光學元件。此外 關于A5,通過使其短波長化,從而在使用紫外線固化型粘接劑來粘接玻璃制光學元件時,能 夠充分地確保玻璃的紫外光的透射量(粘接劑的固化所需的量)。
[0223] 由于這樣的理由,從0的優(yōu)選的范圍為420nm以下,更優(yōu)選的范圍為410nm以下,進 一步優(yōu)選的范圍為400nm以下。A80的下限的目標為例如350nm。此外,A5的優(yōu)選的范圍為 335nm以下,更優(yōu)選的范圍為330nm以下。A5的下限的目標為例如290nm。
[0224] (玻璃的比重)
[0225] 本實施方式的光學玻璃雖然是高折射率低色散玻璃,但是比重不大。通常,如果能 夠降低玻璃的比重,就能夠減小透鏡的重量。其結果是,能夠降低驅動搭載有透鏡的照相機 鏡頭的自動對焦的功耗。另一方面,當過度減小比重時,會導致折射率nd的下降、熱穩(wěn)定性 的下降。因此,玻璃的比重d的上限優(yōu)選為4.9,更優(yōu)選為4.85,進一步優(yōu)選為4.8。此外,玻璃 的比重d的下限優(yōu)選為4.2,更優(yōu)選為4.25,進一步優(yōu)選為4.3。
[0226] (液相線溫度)
[0227] 本實施方式的光學玻璃的液相線溫度的上限優(yōu)選為1200°C,進而依次更優(yōu)選為 1180°C、1170°C、1160°C、1150°C。此外,液相線溫度的下限優(yōu)選為950°C,進而依次更優(yōu)選為 970°C、980°C、990°C。根據本實施方式的光學玻璃,可改善玻璃的熱穩(wěn)定性,因此可得到在 削減Ta的含量的同時玻璃化轉變溫度Tg低的高折射率低色散玻璃。
[0228] 像以上說明的那樣,本發(fā)明的實施方式的光學玻璃的折射率和阿貝數(shù)大、均質、著 色少、玻璃化轉變溫度Tg也低。這樣的光學玻璃特別能夠適宜地用作精密壓制成型用光學 玻璃。
[0229] 第2實施方式
[0230]作為本發(fā)明的另一觀點,本實施方式的光學玻璃的特征在于,
[0231 ] 作為必要成分包含B2〇3、La2〇3及Nb2〇5,
[0232] 值RE' 相對于值NWF' 的比[RE'/NWF' ]為0? 30~0? 70,
[0233] 值HR'相對于值RE'的比[HR'/RE' ]為0.30以下,
[0234] La2〇3的含量相對于La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3及Yb2〇3的合計含量的質量比0w= [La203/ (La203+Gd203+Y203+Yb203)]不足 1 且不包含 0,
[0235] Nb205的含量相對于Nb20 5和Ta205的合計含量的質量比y w=[Nb205/(Nb205+Ta20 5)] 為2/3以上,
[0236] 值L'為-0.10 以上,
[0237] 阿貝數(shù)vd為43.5~47,相對于上述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式。
[0238] nd> 2.25-0.01 Xvd ? ? ? (1)
[0239] 其中,
[0240] 將 B2〇3、Si〇2、Al2〇3、La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3、Yb2〇3、Nb2〇5、Ti〇2、W〇3、Bi2〇3、Li2〇、Na2〇、K2〇 及ZnO的各分子量分別表示為M(B 2〇3)、M(Si02)、M(Al2〇3)、M(La 2〇3)、M(Gd2〇3)、M(Y2〇 3)、M (Yb2〇3)、M(Nb2〇5)、M(Ti02)、M(TO 3)、M(Bi2〇3)、M(Li20)、M(Na20)、M(K 20)及M(ZnO),
[0241 ]在將上述各成分的含量用以質量%表不的上述各成分的含有比率的值來表不的 情況下,
[0242] 上述值NWF '為將B203的含量的數(shù)值的2倍除以M (B203)的值、將S i 02的含量的數(shù)值除 以M( Si02)的值及將Al2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M(Al2〇 3)的值的合計值,
[0243] 上述值RE'為將La203的含量的數(shù)值除以M(La203)的值、將Gd 203的含量的數(shù)值除以M (Gd2〇3)的值、將Y 2〇3的含量的數(shù)值除以M(Y2〇3)的值及將Yb 2〇3的含量的數(shù)值除以M(Yb2〇3)的 值的合計值的2倍的值,
[0244]上述值HR'為將Nb2〇5的含量的數(shù)值的2倍除以M(Nb 2〇5)的值、將Ti02的含量的數(shù)值 除以M(Ti02)的值、將W03的含量的數(shù)值除以M(W03)的值及將Bi 2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (Bi2〇3)的值的合計值,
[0245] 上述值L'為將Li20的含量的數(shù)值的12倍除以M(Li20)的值、將Na20的含量的數(shù)值的 4倍除以M(Na 20)的值、將K20的含量的數(shù)值的2倍除以M(K20)的值及將ZnO的含量的數(shù)值的2 倍除以M(ZnO)的值的合計值減去將Si0 2的含量的數(shù)值的2倍除以M(Si02)的值、將Al2〇3的含 量的數(shù)值的2倍除以M( A12〇3)的值及將B2〇3的含量的數(shù)值除以M (B2〇3)的值的合計值的值。
[0246] g卩,當將以質量%表示的B2〇3、Si〇2、Al2〇3、La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3、Yb2〇3、Nb2〇5、Ti〇2、W〇3、 81 203、1^20、恥20、1(20及2110的各含量的值分別僅表示為8 203、3102^1203、1^ 203、6(1203、¥20 3、 丫匕2〇3、他2〇5、!1〇2、冊3、812〇3、1^2〇、恥2〇、1(2〇、211〇時,麗卩'、1?'、冊'、1/能夠表示如下。
[0247] NWF' = [2 XB203/M(B203) ] + [Si02/M(Si02) ] + [2 X Al203/M(Al203)]
[0248] RE,=2 X {[La203/M(La203) ] + [Gd203/M(Gd203) ] + [Y203/M(Y203) ] + [Yb203/M (Yb203)]}
[0249] HR' = [2 XNb205/M(Nb205) ] + [Ti02/M(Ti02) ] + [W03/M(W03) ] + [2 XBi203/M(Bi203)]
[0250] L' = [12XLi20/M(Li20)] + [4XNa20/M(Na20)] + [2XK20/M(K20)] + [2XZnO/M (ZnO) ]-{[2 X Si02/M(Si02) ] + [2 X Al203/M(Al203) ] + [B203/M(B203) ]}
[0251] 另外,在上述式中,表示為B2〇3、Si〇2、Al2〇3、La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3、Yb2〇3、Nb2〇5、Ti〇2、 冊 3、81203、1^20、他20、1( 20及2110的各成分的含量本來是以質量%表示的各成分的含有比率, 但是在此僅作為數(shù)值處理,表示時不附加質量%或%等單位。此外,分子量為無量綱的數(shù)。 因此,NWF'、RE'、HR'、L'也僅為數(shù)值,表示時不附加質量%或%等單位。因此,在本實施方式 中將L'的下限表示為-0.10。
[0252] 在本實施方式中,作為本發(fā)明的第2觀點,基于以質量%表示的各成分的含有比率 對本發(fā)明的光學玻璃進行說明。因此,以下只要沒有特別說明,各含量以質量%表示。
[0253] 另外,在本說明書中,像眾所周知的那樣,以質量%表示指的是將所有成分的換算 為氧化物的含量的合計設為100%時的質量百分率。此外,合計含量指的是多種成分的換算 為氧化物的含量(也包括含量為〇%的情況)的合計量。此外,質量比指的是以質量%表示的 各成分彼此的換算為氧化物的含量(也包含多種的成分的以氧化物換算的合計含量)的比 例(比)。
[0254] 以下,對本實施方式的光學玻璃進行詳細說明。
[0255] 本實施方式的光學玻璃作為必要成分包含B2〇3、La2〇3及Nb2〇5。
[0256] 在本實施方式的光學玻璃中,值RE'相對于值NWF'的比[RE'/NWF' ]為0.30以上。通 過使比[RE'/NWF']滿足上述范圍,從而能夠得到所需的折射率、阿貝數(shù)。此外,通過比[RE'/ NWF ']為0.70以下,從而能夠得到將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)、在制造過程中不易 析出晶體的玻璃。另外,比[RE'/NWF' ]的上限優(yōu)選為0.60,進而依次更優(yōu)選為0.50、0.45、 0.44、0.43。此外,比[1^7爾?']的下限優(yōu)選為0.32,進而依次更優(yōu)選為0.34、0.36、0.37、 0.38、0.39〇
[0257]在本實施方式的光學玻璃中,值NWF'為以質量%表不的作為網絡形成成分的B2O3、 Si〇2及AI2O3的各含量的數(shù)值分別除以各成分的分子量、再分別乘以各分子中包含的陽尚子 的數(shù)的值的合計值(值 NWF' = [2XB203/M(B203)] + [Si02/M(Si02)] + [2XAl203/M(Al203)])。 當值NWF'增大時,可改善玻璃的熱穩(wěn)定性,在制造過程中不易析出晶體,但是折射率下降。
[0258] 另外,在本實施方式的光學玻璃中比[2 XB203/M(B203) ]: [Si02/M(Si02) ] : [2 X Al203/M(Al203)]與以陽離子%表示的比B 3+:Si4+:Al3+相同。此外,值NWF'對應于第1實施方 式的光學玻璃中的以陽離子%表示的合計含量NWF。
[0259] 在本實施方式的光學玻璃中,值NWF'的優(yōu)選的上限為1.0,進而依次更優(yōu)選為 0.95、0.90、0.85、0.80。值麗?'的優(yōu)選的下限為0.30,進而依次更優(yōu)選為0.35、0.40、0.45、 0.50、0.55、0.60、0.62、0.65。
[0260] 在本實施方式的光學玻璃中,值RE'為以質量%表示的作為高折射率低色散化成 分的1^2〇3、6(12〇3、¥2〇3、¥&2〇3的各含量的數(shù)值分別除以各成分的分子量、再分別乘以各分子 中所包含的陽離子的數(shù)的值的合計值(值RE' = [2XLa203/M(La203)] + [2XGd203/M(Gd203)] + [2 X Y203/M(Y203) ] + [2 X Yb203/M(Yb203)])。當值RE '增大時,在維持低色散特性的同時折射 率會上升,但是玻璃的熱穩(wěn)定性會下降,在制造過程中易析出晶體。
[0261] 另外,在本實施方式的光學玻璃中,比[2 XLa203/M(La203) ]: [2 XGd203/M(Gd203)]: [2 X Y203/M(Y203) ]: [ 2 X Yb203/M(Yb203)]與以陽離子 % 表示的比 La3+: Gd3+: Y3+: Yb3+相同。此 外,值RE'對應于第1實施方式的光學玻璃中的以陽離子%表示的合計含量RE。
[0262] 在本實施方式的光學玻璃中,值RE'的優(yōu)選的上限為0.6,進而依次更優(yōu)選為0.55、 0.50、0.45、0.40、0.35。值1^'的優(yōu)選的下限為0.1,進而依次更優(yōu)選為0.15、0.20、0.22、 0.25〇
[0263] 在本實施方式的光學玻璃中,值HR'相對于值RE'的比[HR'/RE' ]為0.30以下。通過 使比[HR'/RE']為上述范圍,從而能夠在維持低色散特性的同時提高折射率,因此能夠得到 具有所需的折射率、阿貝數(shù)的玻璃。此外,能夠提高熔融性,使玻璃原料不易產生熔融殘留。 進而,還能夠抑制精密壓制成型時的玻璃與壓制成型模的熔著、壓制成型后的玻璃表面變 得不透明。
[0264] 比[HR'/RE']的上限優(yōu)選為0.24,進而依次更優(yōu)選為0.19、0.17、0.16、0.15。此外, 在玻璃中,為了在將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時提高折射率,優(yōu)選稀土類元 素的氧化物與Nb2〇 5等高折射率高色散化成分共存。為了像這樣謀求在高折射率化的同時維 持良好的熱穩(wěn)定性,比[HR '/RE ']的下限優(yōu)選為0.03,進而依次更優(yōu)選為0.05、0.06、0.07、 0.08〇
[0265] 在本實施方式的光學玻璃中,值HR'為以質量%表示的作為高折射率高色散化成 分的他2〇5、11〇2、1〇3、1^2〇3的各含量的數(shù)值分別除以各成分的分子量、再分別乘以各分子中 所包含的陽離子的數(shù)的值的合計值(值HR ' = [ 2 X Nb205/M(Nb205) ] + [Ti02/M(Ti02) ] + [W03/M (W03) ] + [2 X Bi203/M(Bi203)])。當值HR'增大時,折射率增加并且阿貝數(shù)減小,從而會高折射 率高色散化。此外,當值HR'增加時存在如下風險,即,由于精密壓制成型時的玻璃與壓制成 型模的反應,所以壓制成型了的玻璃的表面變得不透明或者玻璃易熔著于壓制成型模。
[0266] 另外,在本實施方式的光學玻璃中,比[2 X Nb205/M(Nb205) ] : [Ti02/M(Ti02)]: [TO3/M(W03)]:[2XBi203/M(Bi 203)]與以陽離子%表示的比Nb5+:Ti4+:W 6+:Bi3+相同。此外,值 HR'對應于第1實施方式的光學玻璃中的以陽離子%表示的HR。
[0267] 在本實施方式的光學玻璃中,值HR'的優(yōu)選的上限為0.08,進而依次更優(yōu)選為 0.07、0.06、0.05。值冊'的優(yōu)選的下限為0.005,進而依次更優(yōu)選為0.007、0.008、0.01、 0.015〇
[0268] 本實施方式的光學玻璃的玻璃化轉變溫度Tg比較低,適合于例如精密壓制成型。 在此,作為影響玻璃化轉變溫度Tg的成分,著眼于1^ 20、似20、1(20、2110、3102^120 3』203這7種 成分,對于這些成分的含量與玻璃化轉變溫度Tg的關系進行說明。
[0269] 在這7種成分中,具有使玻璃化轉變溫度Tg下降的作用的成分為Li20、Na20、K20、 ZnO這4種成分。相反,具有使玻璃化轉變溫度Tg上升的作用的成分為Si0 2、Al2〇3、B2〇3這3種 成分。
[0270] 本申請發(fā)明人的研究的結果表明,值L'與玻璃化轉變溫度Tg之間有關聯(lián)關系,其 中,值L'為以質量%表不的這7種成分的各含量的數(shù)值分別除以各成分的分子量、再分別乘 以各分子所包含的陽離子的數(shù)、進而再分別乘以作為系數(shù)的各成分對玻璃化轉變溫度Tg的 影響度的值的合計值。另外,以陽離子比為基準,1^ 20、似20、1(20、2110、3102^120 3、8203對玻璃 化轉變溫度Tg的影響度分別為+6、+2、+1、+2、-2、-1、-0.5。
[0271 ]這樣的值L' 能夠表示為L' = [6 X 2 XLi20/M(Li20) ] + [2 X 2 XNa20/M(Na20) ] + [ 1 X 2 XK20/M(K20) ] + [2 X 1 X Zn0/M(Zn0) ] + [-2 X 1 X Si02/M(Si02) ] + [_1 X 2 X Al203/M(Al203) ] + [-0? 5 X 2 XB203/M(B203)]。
[0272] 圖2為將縱軸設為玻璃化轉變溫度Tg、將橫軸設為值L'而對包含B203和La20 3的公 知的玻璃繪制了值L'與Tg的關系的圖表。從圖2可清楚地看出,點基本分布在直線上,在值 L'與Tg之間存在相關關系。
[0273] 因此,通過使值L'為-0.10以上,從而能夠使玻璃化轉變溫度Tg下降,提供適合于 例如精密壓制成型的玻璃。此外,通過使值L'為-0.10以上,從而能夠改善玻璃的熔融性。為 了使玻璃化轉變溫度Tg下降,進而改善玻璃的熔融性,值L'的下限優(yōu)選為-0.09,進而依次 更優(yōu)選為-0.08、-0.06、-0.04、-0.02、0。
[0274] 此外,隨著值L'的增加,示出折射率下降、玻璃的熱穩(wěn)定性下降的傾向,因此為了 在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時得到所需的折射率和阿貝數(shù),值L'的上限優(yōu)選為 1.0,進而依次更優(yōu)選為0.60、0.40、0.30、0.20、0.18。
[0275] 另外,在本實施方式的光學玻璃中,比[2 XLi20/M(Li20) ]: [2 XNa20/M(Na20) ]: [2 XK20/M(K20) ]: [Zn0/M(Zn0) ]: [Si02/M(Si02) ]: [2 X Al203/M(Al203) ]: [2 XB203/M(B203)]與 以陽離子%表示的比Li+: Na+: K+: Zn2+: Si4+: Al3+: B3+相同。此外,值L'對應于第1實施方式的 光學玻璃中的以陽離子%表示的值L。
[0276] 〈玻璃組成〉
[0277] 以下,對玻璃組成進行詳細說明。另外,只要沒有特別說明,對于各種構成成分的 含量等用以氧化物為基準的質量%來表示。此外,在本實施方式中,如上所述,對玻璃組成 進行如下操作,即,對各成分的含量(質量%)乘以氧化物中所包含的陽離子的數(shù),進而將各 成分的含量(質量%)除以各成分的分子量等。但是,關于除此以外的事項,本實施方式的光 學玻璃與第1實施方式的光學玻璃有許多共同的事項。因此,在以下的說明中,對于與第1實 施方式共同的內容(例如,確定玻璃組成的數(shù)值范圍的理由等)將進行部分省略。
[0278] 在本實施方式的光學玻璃中,8203、5102、1^ 203、¥203、6(120 3及¥13203的合計含量[8203 +Si02+La203+Gd203+Y203+Yb203]優(yōu)選為65% 以上。通過使合計含量[B203+Si02+La203+Gd203+ Y20 3+Yb203]為上述范圍,從而容易在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時實現(xiàn)所需的折射 率nd和阿貝數(shù)vd。
[0279] 合計含量[B203+Si02+La203+Gd 203+Y203+Yb20 3]的上限優(yōu)選為90%,進而依次更優(yōu)選 為88.0%、86.0%、84.0%、82.0%、80.0%。此外,合計含量[B203+Si02+La 203+Gd203+Y203+ Yb203]的下限為65%,優(yōu)選為67%,進而依次更優(yōu)選為70.0%、71.0%、72.0%、73.0%。
[0280] 在本實施方式的光學玻璃中,B2〇3、Si02及Al 2〇3的合計含量NWFw= [B203+Si02+ Al20 3]的上限優(yōu)選為35%,進而依次更優(yōu)選為32.0%、30.0%、29.0%。此外,合計含量NWFw 的下限優(yōu)選為15%,進而依次更優(yōu)選為16.0%、18.0%、20.0%、21.0%、22.0%。
[0281] 在本實施方式的光學玻璃中,La2〇3、Y2〇 3、Gd2〇3及Yb2〇3的合計含量REw相對于B 2〇3、 Si〇2及Al2〇3的合計含量NWFw的比例,即質量比aw= [REw/NWFw]優(yōu)選為1.4~2.6。當質量比a w過小時,示出折射率nd、阿貝數(shù)vd下降的傾向。另一方面,當質量比a w過大時,示出玻璃的 熱穩(wěn)定性下降的傾向,還示出玻璃化轉變溫度Tg上升的傾向。
[0282] 質量比aw的上限優(yōu)選為2.6,進而依次更優(yōu)選為2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0。質量 比aw的下限優(yōu)選為1.4,進而依次更優(yōu)選為1.5、1.6。
[0283] 在本實施方式的光學玻璃中,La203、Y20 3、Gd203及Yb203的合計含量REw=[La 203+ Gd203+Y20 3+Yb203]的上限優(yōu)選為61 %,進而依次更優(yōu)選為59.0%、57.0%、55.0%、54.0%、 53.0 %。此外,合計含量REw的下限優(yōu)選為39 %,進而依次更優(yōu)選為42.0 %、45.0 %、46.0 %、 47.0%〇
[0284]在本實施方式的光學玻璃中,B2〇3的含量的上限優(yōu)選為35%,進而依次更優(yōu)選為 32.0%、30.0%、29.0%、28.0%、27.0%。此外,8203的含量的下限優(yōu)選為16%,進而依次更 優(yōu)選為 18.0%、20.0%、21.0%、22.0%。
[0285]在本實施方式的光學玻璃中,Si02的含量的上限優(yōu)選為10%,進而依次更優(yōu)選為 8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%。此外,3102的含量的下限優(yōu)選為0%,進而依次更優(yōu)選為 0.05%、0.1%、0.2%、0.4%、0.5%〇
[0286]在本實施方式的光學玻璃中,A1203的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2%、1.5%、1%、0.5%、0.1%。此外41203的含量的下限優(yōu)選為0%。另外41 203的含 量也可以為0%。
[0287] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,B203的含量相對于B203、Si0 2及A1203的合計含 量NWFw的比例,即質量比[B203/NWFw]的上限優(yōu)選為0.99,進而依次更優(yōu)選為0.98、0.97。此 外,質量比[B 203/NWFw]的下限優(yōu)選為0.5,進而依次更優(yōu)選為0.60、0.65、0.70、0.80、0.85、 0.86〇
[0288] 在本實施方式的光學玻璃中,La2〇3為必要成分。La2〇3的含量的上限優(yōu)選為50%, 進而更優(yōu)選為48.0%、47.0%、45.0%、44.0%、43.0%、42.0%。此外,1^203的含量的下限優(yōu) 選為 10%,進而依次更優(yōu)選為 15.0%、17.0%、19.0%、20.0%、21.0%、22.0%。
[0289]在本實施方式的光學玻璃中,Gd2〇3的含量的上限優(yōu)選為50%,進而依次更優(yōu)選為 45.0%、40.0%、35.0%、33.0%、32.0%、31.0%、30.0%、27.0%。此外,6(1203的含量的下限 優(yōu)選為〇%,進而依次更優(yōu)選為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%。
[0290]在本實施方式的光學玻璃中,Y203的含量的上限優(yōu)選為20%,進而依次更優(yōu)選為 17 ?0%、15.0%、13.0%、12.0%、11.0%、10.0%。此外,Y2〇3 的含量的下限優(yōu)選為 0%。
[0291]在本實施方式的光學玻璃中,Yb203的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%。此外八13203的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,¥13 203的含量 也可以為〇%。
[0292] 在本實施方式的光學玻璃中,La2〇3的含量相對于La2〇3、Y2〇3、Gd2〇3及Yb2〇3的合計 含量REw的比例,即質量比0w= [La203/REw]不足1且不包含0。通過使質量比為上述范圍, 從而能夠將熱穩(wěn)定性、熔融性維持為良好的狀態(tài)。
[0293] 質量比~不足1,其上限優(yōu)選為0 ? 98,進而依次更優(yōu)選為0 ? 95、0 ? 90、0 ? 88、0 ? 87。此 外,質量比Pw的下限優(yōu)選為0.27,進而依次更優(yōu)選為0.30、0.35、0.37、0.39、0.40、0.41。
[0294] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Gd203和Y 203的合計含量相對于La203、Gd20 3、 Y2〇3及Yb2〇3的合計含量REw的比例,即質量比[(Gd 203+Y203)/REw]的上限優(yōu)選為0.8,進而依 次更優(yōu)選為〇 ? 70、0 ? 65、0 ? 61、0 ? 60、0 ? 59。此外,質量比[(Gd203+Y203)/REw]的下限優(yōu)選為0, 進而依次更優(yōu)選為 0.05、0.07、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13。
[0295] 在本實施方式的光學玻璃中,仙205、!^02、10 3、了&205及81203的合計含量冊¥ = [Nb205+Ti02+W03+Ta 205+Bi203]優(yōu)選不足20%。通過使合計含量HRw為上述范圍,從而容易抑 制阿貝數(shù)vd的下降、實現(xiàn)所需的光學特性,并且容易將玻璃的熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)。
[0296] 在本實施方式的光學玻璃中,合計含量HRw優(yōu)選不足20%,其上限依次更優(yōu)選為 14%、10.0%、9.0%、8.0%、7.0%。此外,合計含量111^的下限優(yōu)選為0.1%,進而依次更優(yōu) 選為 0.2%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%。
[0297] 在本實施方式的光學玻璃中,Nb205的含量相對于Nb 205和Ta205的合計含量的比例, 即質量比y w=[Nb205/(Nb205+Ta205)]為2/3以上。通過使質量比y w為上述范圍,從而可穩(wěn) 定地得到具有良好的熱穩(wěn)定性和所需的光學特性的玻璃。
[0298] 質量比y w的下限為2/3,優(yōu)選為0.67,進而依次更優(yōu)選為0.68、0.70、0.80、0.90。 此外,質量比yw的上限優(yōu)選為1。
[0299] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb205、Ti02及W03的合計含量相對于Nb 205、 Ti02、W03、Ta205及Bi2〇 3的合計含量HRw的比例,即質量比[(Nb205+Ti02+W0 3)/HRw]的上限優(yōu) 選為1。此外,質量比[(Nb205+Ti0 2+W03)/HRw]的下限優(yōu)選為0.3,進而依次更優(yōu)選為0.40、 0.50、0.60、0.70、0.80、0.90。另外,質量比[(他205+1102+胃03)/111^]也可以為1。
[0300] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb2〇5、Ti02及W03的合計含量[Nb 205+Ti02+W03] 的上限優(yōu)選為12%,進而依次更優(yōu)選為10.0%、9.0%、8.0%、7.0%、6.0%。此外,合計含量 [Nb20 5+Ti02+W03]的下限優(yōu)選為0.1%,進而依次更優(yōu)選為0.2%、0.5%、1.0%、1.5%、 2.0%、2.5%、3.0%。通過使合計含量[Nb 205+Ti02+W03 ]為上述范圍,從而可在削減Ta2〇5、 Bi2〇3的含量的同時得到高折射率高色散化成分的作用、效果。
[0301] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb2〇5的含量相對于Nb2〇 5、Ta2〇5及W03的合計含 量的比例,即質量比[Nb205/(Nb205+Ta 205+W03)]的上限優(yōu)選為1。此外,質量比[Nb20 5/(Nb205+ 丁&205+10 3)]的下限優(yōu)選為0.1,進而依次更優(yōu)選為0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、 0.90。另外,質量比[Nb 205/(Nb205+Ta20 5+W03)]也可以為1。通過使質量比[Nb205/(Nb 205+ Ta205+W03)]為上述范圍,從而可得到在削減Ta 205的含量的同時著色少、熱穩(wěn)定性優(yōu)秀的玻 璃。
[0302] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Nb205的含量相對于Nb20 5和W03的合計含量的比 例,即質量比[Nb205/(Nb205+W0 3)]的上限優(yōu)選為1。此外,質量比[Nb205/(Nb20 5+W03)]的下限 優(yōu)選為0.1,進而依次更優(yōu)選為0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.65、0.70、0.80、0.90。另外, 質量比[Nb 205/(Nb205+W03)]也可以為1。通過使質量比[Nb 205/(Nb205+W03)]為上述范圍,從 而可得到在將熱穩(wěn)定性維持為良好的狀態(tài)的同時著色少的玻璃。
[0303] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Ti02、W03及Bi2〇3的合計含量[Ti0 2+W03+Bi203] 優(yōu)選不足 10,其上限依次更優(yōu)選為 9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、 1.0%、0.5%、0.2%、0.1 %。此外,合計含量[Ti02+W03+Bi203]的下限優(yōu)選為0%。
[0304] 在本實施方式的光學玻璃中,Nb2〇5為必要成分。Nb2〇5的含量的上限優(yōu)選為12%, 進而依次更優(yōu)選為10.0%、8.0%、7.0%、6.0%。此外,他205的含量的下限優(yōu)選為0.1%,進 而依次更優(yōu)選為0.5%、1.0%、1.5%。
[0305]在本實施方式的光學玻璃中,Ti02的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.0%、1.5%。此外,1102的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1102的含量也可以為 0%〇
[0306]在本實施方式的光學玻璃中,W03的含量的上限優(yōu)選為12%,進而依次更優(yōu)選為 10.0%、7.0%、5.0%、4.0%。此外,103的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,103的含量也可以為 0%〇
[0307]在本實施方式的光學玻璃中,Ta2〇5的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.9%、0.7%、0.5%、0.1%。此外,丁&2〇5的含量的下限優(yōu)選為 〇%。另外,Ta2〇5的含量也可以為0%。
[0308]在本實施方式的光學玻璃中,Bi203的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,812〇3的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,812〇3 的含量也可以為0%。
[0309] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,La203、Y203、Gd 203及Yb203的合計含量REw相對于 恥205、1102、103、了320 5及祀203的合計含量111^的比例,即質量比[1^¥/111^]的上限優(yōu)選為25, 進而依次更優(yōu)選為20.0、19.0、18.0、17.0。此外,質量比[REw/HRw]的下限優(yōu)選為3,進而依 次更優(yōu)選為4.0、5.0、6.0。
[0310] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,胸05、1102、103、1 &205及犯203的合計含量111^相 對于B2〇3、Si02及Al2〇3的合計含量NWFw的比例,即質量比[HRw/NWFw]的上限優(yōu)選為0.4,進而 依次更優(yōu)選為〇. 35、0.30、0.25。質量比[HRw/NWFw]的下限優(yōu)選為0.05,進而依次更優(yōu)選為 0.07、0.08、0.09、0.10、0.11〇
[0311]本實施方式的光學玻璃優(yōu)選進一步含有ZnO。
[0312]在本實施方式的光學玻璃中,ZnO的含量的上限優(yōu)選為25%,進而依次更優(yōu)選為 22.0%、20.0%、19.0%、18.0%、17.0%。此外,ZnO的含量的下限優(yōu)選為4%,進而依次更優(yōu) 選為 5.0%、8.0%、9.0%、10.0%。
[0313] 本實施方式的光學玻璃優(yōu)選含有選自Li20、Na20及K20的任1種以上。
[0314] 在本實施方式的光學玻璃中,Li20的含量的上限優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.8%、0.6%。此外,1^20的含量的下限優(yōu)選為 0%〇
[0315] 在本實施方式的光學玻璃中,Na20的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,恥20的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,恥 20的 含量也可以為0%。
[0316]在本實施方式的光學玻璃中,K20的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,1(20的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1(20的含 量也可以為0%。
[0317] 在本實施方式的光學玻璃中,Li20、Na20及K20的合計含量[Li 20+Na20+K20]的上限 優(yōu)選為5%,進而依次更優(yōu)選為 4.0%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此 外,合計含量[Li20+Na 20+K20]的下限優(yōu)選為0 %。
[0318] 此外,本實施方式的光學玻璃也可以含有Rb20和Cs20的任1種以上。
[0319] 在本實施方式的光學玻璃中,Rb20的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,肋 20的含量的下限優(yōu)選為0%。
[0320] 在本實施方式的光學玻璃中,Cs20的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外{820的含量的下限優(yōu)選為0%。
[0321] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Rb20和Cs20的合計含量[Rb 20+Cs20]的上限優(yōu) 選為3%,進而依次更優(yōu)選為2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,合計含量 [Rb 20+Cs20]的下限優(yōu)選為0%。另外,合計含量[Rb20+Cs20]也可以為0%。
[0322] 本實施方式的光學玻璃優(yōu)選還含有Zr02。
[0323]在本實施方式的光學玻璃中,Zr02的含量的上限優(yōu)選為15%,進而依次更優(yōu)選為 12.0%、10.0%、9.0%、8.5%、8.0%。此外,2抑2的含量的下限優(yōu)選為0%,進而依次更優(yōu)選 為0.1%、0.3%、0.5%、0.6%、0.7%、1.0%〇
[0324] 本實施方式的光學玻璃也可以根據需要進一步含有下述的成分。
[0325] 在本實施方式的光學玻璃中,MgO的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.7%。此外,1^0的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1^0的含量也 可以為0%。
[0326] 在本實施方式的光學玻璃中,CaO的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%。此外,030的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,030的含量也 可以為0%。
[0327] 在本實施方式的光學玻璃中,SrO的含量的上限優(yōu)選為4%,進而依次更優(yōu)選為 3.5%、3.0%、2.5%、1.0%、0.5%。此外,5抑的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,510的含量也 可以為0%。
[0328] 在本實施方式的光學玻璃中,BaO的含量的上限優(yōu)選為7%,進而依次更優(yōu)選為 6.0%、5.0%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%。此外,8&0的含量的 下限優(yōu)選為〇%。另外,BaO的含量也可以為0%。
[0329] 在本實施方式的光學玻璃中,Mg0、Ca0、Sr0及BaO的合計含量[MgO+CaO+SrO+BaO] 的上限優(yōu)選為7%,進而依次更優(yōu)選為6.0%、5.0%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、 1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,合計含量[Mg0+Ca0+Sr0+Ba0]的下限優(yōu)選為0%。另外,合 計含量[Mg0+Ca0+Sr0+Ba0]也可以為0%。
[0330]在本實施方式的光學玻璃中,Ga203的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,6&2〇3的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,6&2〇3 的含量也可以為0%。
[0331]在本實施方式的光學玻璃中,ln203的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,1112〇3的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,1112〇3 的含量也可以為0%。
[0332]在本實施方式的光學玻璃中,Sc2〇3的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,5〇2〇3的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,5〇2〇3 的含量也可以為0%。
[0333]在本實施方式的光學玻璃中,Hf02的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu)選為 2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,11?)2的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,11?)2的 含量也可以為0%。
[0334] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Lu2〇3的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu) 選為2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外兒112〇3的含量的下限優(yōu)選為0%。另外, Lll2〇3的含量也可以為0%。
[0335] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,Ge02的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu) 選為2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,660 2的含量的下限優(yōu)選為0%。另外, Ge02的含量也可以為0%。
[0336] 此外,在本實施方式的光學玻璃中,P2O5的含量的上限優(yōu)選為2%,進而依次更優(yōu)選 為1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,? 205的含量的下限優(yōu)選為0%。另外,?205的含量也可以 為0% 〇
[0337] 本實施方式的光學玻璃優(yōu)選主要由上述的成分構成,上述的成分的合計含量優(yōu)選 大于95 %,更優(yōu)選大于98.0 %,進一步優(yōu)選大于99.0 %,再進一步優(yōu)選大于99.5 %。
[0338]此外,在本實施方式的光學玻璃中,Te02的含量的上限優(yōu)選為3%,進而依次更優(yōu) 選為2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。此外,1602的含量的下限優(yōu)選為0%。另外, Te02的含量也可以為0%。
[0339] 另外,關于Pb、As、Cd、Tl、Be、Se、U、Th、Ra、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、 已11、113、0 7、11〇4^1'111、(^以及513和511的含量,與第1實施方式的以陽離子%表示的玻璃組成 的說明相同。
[0340] 此外,本實施方式的光學玻璃優(yōu)選基本上由上述成分構成,但在不妨礙本發(fā)明的 作用效果的范圍內,也能夠含有其它的成分。此外,在本發(fā)明中,并不排除含有不可避免的 雜質。
[0341] 此外,本實施方式的光學玻璃的玻璃組成能夠通過例如ICP-AES等方法進行定量。 通過ICP-AES求出的分析值有時包含例如分析值的±5%左右的測定誤差。此外,在本說明 書和本發(fā)明中,玻璃的構成成分的含量為〇%、不包含、不導入意味著實質上不包含該構成 成分,指的是該構成成分的含量為雜質水平程度以下。
[0342] 另外,本實施方式的光學玻璃的特性(光學特性、玻璃化轉變溫度Tg、玻璃的光線 透射性、玻璃的比重和液相線溫度)與在第1實施方式中說明的相同。因此,在本實施方式中 省略說明。
[0343] 光學玻璃的制造
[0344] 上述2個實施方式的光學玻璃只要以成為上述規(guī)定的組成的方式調配原料并按照 公知的玻璃制造方法來制作即可。例如,調配多種化合物,充分混合而制成批料原料,將批 料原料放入到鉑坩堝中進行粗熔解(rough melt)。將通過粗熔解得到的熔融物驟冷、粉碎 而制作碎玻璃。進一步調配這樣制作的碎玻璃,放入到鉑坩堝中進行加熱、再熔融(remelt) 而制成熔融玻璃,進而澄清、均質化后對熔融玻璃進行成型、緩冷而得到光學玻璃。熔融玻 璃的成型只要應用公知的方法即可。
[0345] 另外,作為玻璃中的各成分的原料(玻璃原料)沒有特別限定,可舉出各金屬的氧 化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、硼酸、硼酸酐、氧化硅等。
[0346] 光學元件等的制造
[0347] 要使用上述2個實施方式的光學玻璃來制作光學元件,只要應用公知的方法即可。 例如,將本發(fā)明的光學玻璃熔融并成型為板狀的玻璃材料,將該板狀的玻璃材料以規(guī)定體 積分成幾部分,接著對進行細分的玻璃進行研磨而制作精密壓制成型用玻璃材料(精密壓 制成型用預制件)?;蛘?,將本發(fā)明的光學玻璃從熔融的狀態(tài)連續(xù)地成型為規(guī)定體積的玻璃 塊而制作精密壓制成型用玻璃材料。接著,將精密壓制成型用玻璃材料(精密壓制成型用預 制件)加熱、精密壓制成型而制作光學元件。
[0348] 也可以根據使用目的而在制作的光學元件的光學功能面鍍覆防反射膜、全反射膜 等。
[0349] 作為光學元件,能夠例示球面透鏡、非球面透鏡、微透鏡、透鏡陣列等各種透鏡、棱 鏡、衍射光柵等。
[0350] 當然,雖然以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但是本發(fā)明并不限定于這樣的 實施方式,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內,可以以多種方式來實施。
[0351 ]此外,在本說明書中,"光學玻璃"為包含多種金屬氧化物的玻璃組成物,與形狀 (塊狀、板狀、球狀等)、用途(光學元件用材料、光學元件等)無關,作為總稱來使用。
[0352]此外,在本說明書中,對光學玻璃的玻璃組成用陽離子%表示和質量%表示來進 行了說明,但是各表示方法能夠通過例如后述的那樣的換算方法來互相變更表示方法。
[0353] 玻璃組成的定量分析的結果、玻璃成分以氧化物為基準來表示,玻璃成分的含量 有時以質量%來表示。這樣的組成表示能夠利用例如下述的方法換算為陽離子%、陰離 子%表不。
[0354] 由陽離子A和氧構成的氧化物表示為Am0n(3m和n分別為通過化學計量法確定的整 數(shù)。例如,B 3+的以氧化物為基準的表示為132〇3,111=2、11 = 3,5;[4+表示為5;[02,111=1、11 = 2。
[0355] 首先,將以質量%表示的Am0n的含量除以Am0n的分子量,進而乘以m。將該值設為P。 然后對所有玻璃成分求出P的總和。當將P的總和設為S P時,以使5: P成為1 〇〇 %的方式對各 玻璃成分的P值進行歸一化的值即為以陽離子%表不的As+的含量。在此,s為2n/m。
[0356] 另外,關于微量的添加劑例如Sb2〇3那樣的澄清剤,可以不包含在2 P中。在這種情 況下,Sb2〇3的含量設為外加的含量。即,將除Sb2〇 3以外的成分的含量的合計設為100%,并 將Sb2〇3的含量表示為相對于100%的值。
[0357] 此外,氧化物的分子量相當于該氧化物的化學式量。關于氧化物的分子量,只要使 用例如將小數(shù)點后第4位進行四舍五入而表示為小數(shù)點后第3位的值進行計算即可。另外, 對于幾種玻璃成分、添加劑,將以氧化物為基準表示的分子量示于下述的表5。
[0358] [表 5]
[0360] [實施例]
[0361] 以下,通過實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明,但是本發(fā)明并不限定于這些實施 例。
[0362] (實施例1)
[0363] 在表1A~3A和表1B~3B示出本發(fā)明的實施例的光學玻璃(試樣1~24)的玻璃組成 及其特性值。
[0364] 在此,表1A~3A以陽離子%表示、表1B~3B以質量%表示試樣1~24的玻璃組成。 即,在表1A~3A和表1B~3B中,玻璃組成的表不方法不同,但是試樣編號相同的光學玻璃意 味著具有相同的組成的相同的光學玻璃。因此,表1A~3A和表1B~3B實質上不出相同的光 學玻璃及其結果,因此,只要以下沒有特別說明,就統(tǒng)稱為"表1~3"。
[0365] 另外,在表1A~3A中,以陽離子%表示來表示玻璃組成,關于陰離子成分,均全部 為02'即,表1A~3A所記載的組成的0 2_的含量均為100陰離子%。
[0366] 此外,這些光學玻璃按以下的步驟制作,并進行了各種評價。
[0367] [光學玻璃的熔解、成型]
[0368] 準備與玻璃的構成成分對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽及硝酸鹽作為原材料,以 使得到的光學玻璃的玻璃組成為表1~3所示的各組成的方式稱量、調配上述原材料,對原 材料進行充分混合。將得到的調配原料(批料原料)投入到鉑坩堝中,連同坩堝一起放入到 根據原材料的熔融性而設定為1250~1350°C的電爐內,一邊進行120~180分的熔融一邊進 行攪拌而謀求均質化和脫泡(澄清)。此后,傾斜鉑坩堝而將熔融玻璃澆鑄到預熱了的模具 中。通過將模具置于將溫度設定為玻璃化轉變溫度Tg附近溫度的電爐中5~10分鐘,從而進 行模具的預熱,在澆鑄熔融玻璃時將模具從電爐取出而進行使用。為了使?jié)茶T的玻璃的形 狀不變形,在將玻璃靜置于鑄模中數(shù)秒~數(shù)十秒后,將玻璃立即轉移到緩冷爐中,在將溫度 設定為玻璃化轉變溫度Tg附近溫度的緩冷爐內進行約1小時的退火,然后緩冷至室溫而得 到各光學玻璃(試樣1~24)。另外,試樣的制備全部在大氣環(huán)境下進行。
[0369] 對這樣得到的光學玻璃進行觀察,結果未發(fā)現(xiàn)晶體的析出、氣泡、條紋、原料的熔 融殘留,可確認得到了均質性高的光學玻璃。
[0370][光學玻璃的評價]
[0371] 用如下的方法對得到的光學玻璃(試樣1~24)確認了玻璃組成并評價了折射率 (11(1)、阿貝數(shù)(¥(1)、玻璃化轉變溫度〇8)、比重(1、著色度沾八80、液相線溫度及熔融性。
[0372] [1]玻璃組成的確認
[0373] 適量選取以上述方式得到的各光學玻璃,對其進行酸處理和堿處理,通過使用電 感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)對各成分的含量進行定量測定,確認了與表1 ~3所示的各試樣的氧化物組成一致。
[0374] [2]折射率(nd)和阿貝數(shù)(vd)
[0375] 以可得到具有能夠充分退火的試樣的形狀(例如,40mm X 40mm以下的方形,厚度為 25mm以下)且足以制作后述的棱鏡的大小的玻璃的方式,切斷緩冷至室溫的光學玻璃,以使 玻璃的溫度能夠追隨于升溫的升溫速度(例如,40~50°C/小時)升溫至玻璃化轉變溫度Tg ~(Tg+30°C )之間的溫度,保持90分鐘~180分鐘而除去玻璃中的應力,以-30°C/小時的降 溫速度進行4個小時的緩冷,然后進行放置冷卻而得到光學玻璃,對該光學玻璃進行加工而 制作棱鏡,根據日本光學玻璃工業(yè)會標準的折射率測定法利用島津儀器制造公司制造的精 密分光計GMR-1 (商品名稱)測定折射率nd、nF、nc。而且,使用折射率nd、nF、nc的各測定值算 出阿貝數(shù)vd。將結果示于表1~3。
[0376] [3]玻璃化轉變溫度(Tg)
[0377] 使用理學公司(Rigaku Corporation)制造的熱機械分析裝置,以4 °C /分鐘的升溫 速度進行測定。將結果示于表1~3。
[0378] [4]比重 d
[0379] 通過阿基米德法進行測定。將結果示于表1~3。
[0380] [5]著色度沾、入8〇
[0381] 對光學玻璃樣品進行加工而準備兩面互相平行且被平坦地進行光學拋光的厚度 為10mm±0.1mm的板狀玻璃試樣。對該板狀玻璃試樣的拋光面從垂直方向入射光,使用分光 光度計在波長280nm~700nm的范圍測定包含表面反射損耗的光譜透射率,將光譜透射率 (外部透射率)為5%和80%的波長分別作為著色度A5和A80J5和A80的值均是越小就意味 著玻璃的著色越少。將結果示于表1~3。
[0382] [6]液相線溫度
[0383] 在將10cc(10ml)的玻璃投入到鉑坩堝中在1250°C~1350°C進行20~30分鐘的熔 融后,冷卻至玻璃化轉變溫度Tg以下,將玻璃連同鉑坩堝一起放入到規(guī)定溫度的熔解爐保 持2小時。保持溫度在1000°C以上,且步長為5°C或10°C,將在保持2小時后沒有析出晶體的 最低溫度定義為液相線溫度。將結果示于表1~3。
[0384] [7]熔融性
[0385] 以可得到具有表1~3所記載的組成的玻璃的方式調配批料原料,將原料放入到鉑 坩堝。放入到坩堝內的原料的量是在熔融時成為l〇ml的玻璃熔液的量。將放入有原料的坩 堝放入到內部加熱為1160°C的玻璃熔融爐內,在大氣環(huán)境中將原料熔融15分鐘。經過15分 鐘后,將坩堝從玻璃熔融爐取出,將玻璃熔液放置冷卻至室溫而得到玻璃。以目視方式對得 到的玻璃觀察是否有熔融殘留,結果在任一組成中均未發(fā)現(xiàn)有原料的熔融殘留。
[0386][表 1A]




[0397]
[0398] 如表1~3所示,可確認雖然是降低了氧化鉭(Ta205,對應于Ta 5+)的含量的組成,但 是熱穩(wěn)定性、低溫軟化性及熔融性優(yōu)秀,能夠實現(xiàn)所需的光學特性。
[0399] (實施例2)
[0400] 使用在實施例1中得到的各種光學玻璃,用公知的方法制作精密壓制成型用預制 件。將得到的預制件在氮環(huán)境中加熱、軟化,用壓制成型模進行精密壓制成型而將光學玻璃 成型為非球面透鏡形狀。
[0401] 此后,將成型了的光學玻璃從壓制成形模中取出,進行退火、定心磨邊而制作由各 種光學玻璃構成的非球面透鏡。
[0402] 在這樣制作的非球面透鏡的表面沒有發(fā)現(xiàn)白濁、氣泡、傷痕等缺陷。
[0403](比較例1)
[0404]接著,在表4A和表4B中示出本發(fā)明的比較例的光學玻璃(試樣25~29)的組成。另 外,表4A以陽離子%表不來表不各個玻璃組成,表4B以質量%表不來表不各玻璃組成,試樣 編號相同的光學玻璃意味著具有相同組成的相同的光學玻璃。此外,表4A所記載的組成的 〇 2_的含量均為100陰離子%。另外,以下只要沒有特別說明,就將表4A和4B統(tǒng)稱為"表4"。 [0405]此外,表4的試樣25為與專利文獻1(日本特開平6-305769)的實施例3所示的玻璃 對應的光學玻璃,試樣26為與專利文獻2(日本特開平8-026765)的實施例9所示的玻璃對應 的光學玻璃,試樣27為與專利文獻3(日本特開2005-272194)的實施例3所示的玻璃對應的 光學玻璃,試樣28為與專利文獻4(日本特開昭56-54251)的在表1中記載為No. 1的玻璃對應 的光學玻璃,試樣29為與專利文獻5(日本特開2002-249337)的實施例26所示的玻璃對應的 光學玻璃。
[0406]在此,作為比較例1對表4所示的光學玻璃用以下的條件進行熔融性的評價實驗。 另外,以下未記載的條件為與實施例1相同的條件。
[0407]首先,以可得到具有表4所記載的各組成的玻璃的方式,調配200g與各試樣對應的 批料原料。而且,將得到的批料原料投入到各自的鉑坩堝中,在規(guī)定的溫度進行固定時間的 加熱、熔融。
[0408]試樣25~27在1160°C進行15分鐘的加熱、熔融。與實施例1的熔融性的評價同樣 地,在經過15分后將坩堝從加熱爐取出,放置冷卻至室溫,取出坩堝中的熔融物進行觀察。 [0409] 此外,對于試樣28和29,在1300°C-邊攪拌一邊進行2小時的加熱、熔融。在經過2 小時后,將坩堝從加熱爐取出,放置冷卻至室溫,取出坩堝中的熔融物進行觀察。
[0410][表 4A]
[0413]
[0414] 上述評價實驗的結果是,試樣25和26在取出的熔融物內部發(fā)現(xiàn)了大量原料的熔融 殘留(未熔解物)。這些試樣的陽離子比Y =[Nb57(Nb5++Ta5+)]不足0.5且質量比yw = [Nb205/(Nb205+Ta205)]不足2/3,特別是試樣25,值L'也不足-0.1,可確認與本發(fā)明的實施例 的試樣相比其熔融性低。另外,對于試樣25和26,將加熱爐內的溫度升高至12KTC再次進行 了同樣的實驗,但是依然在內部發(fā)現(xiàn)了大量原料的熔融殘留(未熔解物)。
[0415] 上述評價實驗的結果是,試樣27在取出的熔融物內部發(fā)現(xiàn)了大量原料的熔融殘留 (未熔解物)。這樣的試樣27的合計含量HR= [Nb5++Ti4++W6++Ta5++Bi 3+]為7陽離子%以上,比 [HR'/RE']超過0.30,可確認與本發(fā)明的實施例的試樣相比其熔融性低。
[0416] 此外,在試樣28中,確認了在取出的熔融物中析出有晶體而產生白濁。這樣的試樣 28的陽離子比0= [La37(La3++Gd3++Y3++Yb 3+)]和質量比0w= [La203/(La203+Gd203+Y203+ Yb20 3)]分別為1 (只包含La、Gd、Y及Yb中的La),可確認與本發(fā)明的實施例的試樣相比玻璃的 熱穩(wěn)定性低。
[0417] 上述評價實驗的結果是,試樣29在取出的熔融物內部發(fā)現(xiàn)了大量原料的熔融殘留 (未熔解物)。這樣的試樣29的值L不足24,值L'不足-0.10,可確認與本發(fā)明的實施例的試樣 相比其熔融性低。
【主權項】
1. 一種光學玻璃,所述光學玻璃為氧化物玻璃,其中, 以陽離子%表示, B3+、Si4+、La3+、Gd3+、Y 3+及Yb3+的合計含量[B3++Si4++La 3++Gd3++Y3++Yb3+ ]為65 % 以上, 1^3+、6(13+、¥3+、及¥133+的合計含量相對于8 3+、514+及六13+的合計含量的陽離子比€[ = [〇^3+ +Gd3++Y3++Yb3+)/(B3++Si 4++Al3+)]為0 · 30 ~0 · 70, La3+的含量相對于La3+、Gd3+、Y3+及Yb 3+的合計含量的陽離子比β = [ La3+/ (La3++Gd3++Y3++ Yb3+)]不足1且不包含0, 恥5+、114+、16+、了35+及祀 3+的合計含量[恥5++114++16^^5++8丨 3+]不足7%, Nb5+的含量相對于Nb5+和Ta5+的合計含量的陽離子比γ =[Nb5+/(Nb5++Ta5+)]為0.5以 上, Li+的含量的6倍與Zn2+的含量的2倍的合計減去Si4+的含量的值L=[(6XLi + ) + (2XZn2 + )_Si4+]為 24 以上, 阿貝數(shù)vd為43.5~47, 相對于所述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式, nd>2.25-0.01Xvd · · · (1)〇2. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中, Zr4+的含量為0.1~10陽離子%。3. -種光學玻璃,其中, 作為必要成分包含B2〇3、La2〇3及Nb2〇5, 值RE'相對于值NWF'的比[RE'/NWF' ]為0.30~0.70, 值HR'相對于值RE'的比[HR'/RE' ]為0 ·30以下, La2〇3的含量相對于La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3及Yb2〇3的合計含量的質量比Pw= [La2〇3/(La2〇3+ Gd2〇3+Y2〇3+Yb2〇 3)]不足 1 且不包含 0, Nb2〇5的含量相對于Nb2〇5和Ta 2〇5的合計含量的質量比γ w= [Nb2〇5/(Nb2〇5+Ta2〇 5)]為2/ 3以上, 值L'為-0.10以上, 阿貝數(shù)vd為43.5~47, 相對于所述阿貝數(shù)vd,折射率nd滿足下述(1)式, nd>2.25-0.01Xvd · · · (1) 其中, 將 B2〇3、Si〇2、Al2〇3、La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3、Yb2〇3、Nb2〇5、Ti〇2、W〇3、Bi2〇3、Li2〇、Na2〇、K2〇&ZnC) 的各分子量分別表示為M(B2〇3)、M(Si02)、M(Al2〇3)、M(La 2〇3)、M(Gd2〇3)、Μ(Υ2〇3)、M(Yb 2〇3)、M (Nb2〇5)、M(Ti02)、M(W〇3)、M(Bi2〇3)、M(Li 20)、M(Na20)、M(K20)及M(ZnO), 在將上述各成分的含量用以質量%表示的上述各成分的含有比率的值來表示的情況 下, 所述值NWF '為將B2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (B2〇3)的值、將S i 02的含量的數(shù)值除以Μ (Si02)的值及將Α12〇3的含量的數(shù)值的2倍除以Μ(Α12〇3)的值的合計值, 所述值RE '為將La2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (La2〇3)的值、將Gd2〇3的含量的數(shù)值的2 倍除以M (Gd2〇3)的值、將Y2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以M (Y2〇3)的值及將Yb2〇3的含量的數(shù)值的 2倍除以M( Yb2〇3)的值的合計值, 所述值HR'為將Nb2〇5的含量的數(shù)值的2倍除以M(Nb2〇 5)的值、將Ti02的含量的數(shù)值除以Μ (Ti02)的值、將W03的含量的數(shù)值除以M(W03)的值及將Bi 2〇3的含量的數(shù)值的2倍除以Μ (Bi2〇3)的值的合計值, 所述值L'為將Li20的含量的數(shù)值的12倍除以M(Li20)的值、將Na20的含量的數(shù)值的4倍 除以M(Na20)的值、將K20的含量的數(shù)值的2倍除以Μ(Κ20)的值及將ZnO的含量的數(shù)值的2倍除 以M(ZnO)的值的合計值減去將Si0 2的含量的數(shù)值的2倍除以M(Si02)的值、將Al2〇3的含量的 數(shù)值的2倍除以M( A12〇3)的值及將B2〇3的含量的數(shù)值除以M (B2〇3)的值的合計值的值。4. 如權利要求3所述的光學玻璃,其中, Zr02的含量為0.1~15質量%。5. 如權利要求1~4的任一項所述的光學玻璃,其中, Sb2〇3的含量不足1質量%。6. -種光學元件,由權利要求1~5的任一項所述的光學玻璃構成。7. -種精密壓制成型用預制件,由權利要求1~5的任一項所述的光學玻璃構成。
【文檔編號】C03C4/00GK105985016SQ201610126959
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月7日
【發(fā)明人】武藤秀樹, 藤原康裕
【申請人】Hoya株式會社
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