CN104860531A - 光学玻璃、透镜预成型体及光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种不仅具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、而且耐失透性高、具有高的可见光透过率的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。本发明的光学玻璃中,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为30.0%以下的ZnO成分、总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分(R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
Description
技术领域
本发明涉及光学玻璃、透镜预成型体及光学元件。
背景技术
近年来,使用光学系统的设备的数字化、高精细化快速发展,对于以数码相机、摄像机等摄影设备为代表的各种光学设备中使用的透镜等光学元件的高精度化、轻质、及小型化的要求愈发增强。
在制作光学元件的光学玻璃中,尤其是,对于可谋求光学元件的轻质化及小型化的、不仅具有高折射率(nd)、而且具有较低阿贝数(νd)的玻璃的需求非常高。作为具有高折射率和低阿贝数的玻璃,例如,作为折射率(nd)为1.70以上、具有35以下的阿贝数的光学玻璃,已知专利文献1~4中公开那样的玻璃。
[专利文献1]日本特开2011-001259号公报
[专利文献2]日本特开平08-104537号公报
[专利文献3]日本特开平05-270853号公报
[专利文献4]日本特开2006-111499号公报
发明内容
当使用这样的玻璃制作光学元件时,使用了以下方法:对将玻璃加热软化并进行加压成型(再热加压成型)而得到的玻璃成型品进行磨削研磨的方法;对将料块(gob)或玻璃块切断并进行研磨而得到的预成型体材料、或利用公知的漂浮成型等成型得到的预成型体材料进行加热软化,并利用具有高精度的成型面的模具进行加压成型的方法(精密加压成型)。
然而,对于专利文献1~4中公开的玻璃而言,对可见光的短波长侧的光的透过率低,因此,玻璃着色为黄色、橙色。因此,专利文献1~4中公开的玻璃不适于透过可见光区域的光的用途。
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供一种不仅具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、而且耐失透性高、具有高的可见光透过率的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。
本发明人等为了解决上述课题,反复进行了深入研究,结果发现,通过含有P2O5成分及Nb2O5成分、并且含有规定量以上的ZnO成分,不仅可提高玻璃的折射率,而且可提高对可见光的透过率,从而完成了本发明。
另外,本发明人等发现,通过含有P2O5成分及Nb2O5成分、并且含有规定量以上的ZnO成分,从而即使在减少了TiO2成分的含量的情况下也可提高玻璃的折射率,并且可提高对可见光的透过率。
另外,本发明人等发现,通过含有P2O5成分及Nb2O5成分,并且含有规定量以上的ZnO成分,从而即使在含有作为着色成分的TiO2成分的情况下,也可提高对可见光的透过率,并且可提高玻璃的折射率。
具体而言,本发明提供以下那样的方案。
(1)一种光学玻璃,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为30.0%以下的ZnO成分、总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分(R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
(2)如(1)所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有3.5%以上30.0%以下的ZnO成分。
(3)如(1)或(2)所述的光学玻璃,其中,按质量%计,TiO2成分的含量为25.0%。
(4)如(1)所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分,TiO2成分的含量为10.0%以下。
(5)如(1)所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分、1.0%以上25.0%以下的TiO2成分。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
Li2O成分为0~10.0%,
Na2O成分为0~15.0%,
K2O成分为0~15.0%。
(7)如(1)~(6)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,R2O成分的含量的和为20.0%以下(R为选自Li、Na及K中的1种以上)。
(8)如(1)~(7)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/R2O为0.100以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上)。
(9)如(1)~(8)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
MgO成分为0~15.0%,
CaO成分为0~15.0%,
SrO成分为0~15.0%,
BaO成分为0~30.0%。
(10)如(1)~(9)中任一项所述的光学玻璃,其中,MO成分的含量的和为30.0%以下(M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
(11)如(1)~(10)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量比MO/R2O为0.10以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
(12)如(1)~(11)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/(R2O+MO)为0.10以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
(13)如(1)~(12)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,Bi2O3成分的含量为10.0%以下。
(14)如(1)~(13)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量和(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)为30.0%以上70.0%以下。
(15)如(1)~(14)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)为0.05以上。
(16)如(1)~(15)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,WO3成分的含量为15.0%以下。
(17)如(1)~(16)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
SiO2成分为0~10.0%,
B2O3成分为0~10.0%,
Al2O3成分为0~10.0%。
(18)如(1)~(17)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量和(SiO2+B2O3+Al2O3)为0.1%以上20.0%以下。
(19)如(1)~(18)中任一项所述的光学玻璃,其中,质量比B2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)为0.90以下。
(20)如(1)~(19)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
Y2O3成分为0~10.0%,
La2O3成分为0~10.0%,
Gd2O3成分为0~10.0%,
Yb2O3成分为0~10.0%。
(21)如(1)~(20)中任一项所述的光学玻璃,其中,Ln2O3成分的含量的和为15.0%以下(Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上)。
(22)如(1)~(21)中任一项所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
GeO2成分为0~10.0%,
TeO2成分为0~15.0%,
ZrO2成分为0~10.0%,
Ta2O5成分为0~10.0%,
Ga2O3成分为0~10.0%,
SnO2成分为0~10.0%,
Sb2O3成分为0~3.0%。
(23)如(1)~(22)中任一项所述的光学玻璃,其具有1.70以上的折射率(nd),具有35以下的阿贝数(νd)。
(24)如(1)~(23)中任一项所述的光学玻璃,其中,分光透射率为70%的波长(λ70)为490nm以下。
(25)如(1)~(24)中任一项所述的光学玻璃,其中,玻璃化转变温度为680℃以下。
(26)一种光学元件,其由(1)~(25)中任一项所述的光学玻璃形成。
(27)一种研磨加工用及/或精密加压成型用的预成型体,其由(1)~(25)中任一项所述的光学玻璃形成。
(28)一种光学元件,其是将(27)所述的预成型体精密加压而形成的。
通过本发明,可提供一种不仅具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、而且耐失透性高、具有高的可见光透过率的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。
具体实施方式
本发明的光学玻璃中,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为30.0%以下的ZnO成分,含有总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分。
其中,第1光学玻璃中,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、3.5%以上30.0%以下的ZnO成分,含有总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分。
另外,第2光学玻璃中,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分,含有总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分,TiO2成分的含量为10.0%以下。
另外,第3光学玻璃中,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分、1.0%以上25.0%以下的TiO2成分,含有总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分。
通过含有P2O5成分及Nb2O5成分,并且含有规定量以上的ZnO成分,可提高玻璃的折射率,并且可提高对可见光的透过率。另外,通过将P2O5成分、Nb2O5成分及ZnO成分、与R2O成分及MO成分中的至少任一种并用,可提高玻璃的耐失透性。因此,可提供不仅具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、而且耐失透性高、具有高的可见光透过率的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。
尤其是,本发明新发现了,通过含有规定量以上的ZnO成分(对于ZnO成分,以往仅含有少量,在文献中也仅是基于“若含量过多则耐失透性降低”等臆测进行记载),从而可提高折射率,可提高对可见光的透过率,并且可降低比重。尤其是,在第2光学玻璃中发现了,即使在减少曾主要作为提高折射率的成分使用的TiO2成分的含量的情况下,也可提高折射率。另外,在第3光学玻璃中发现了,即使含有作为对玻璃着色的成分的TiO2成分,也可提高对可见光的透过率。
以下,针对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明,但本发明不受以下的实施方式的任何限定,可在本发明的目的范围内,进行适当变更来实施。需要说明的是,对于重复说明之处,有时适当省略说明,但不限定发明的主旨。
[玻璃成分]
构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围如下所述。在本说明书中,只要没有特别说明,各成分的含量均以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量%表示。此处,“氧化物换算组成”是指如下组成:假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复盐、金属氟化物等在熔融时全部分解而转化为氧化物时,将该生成氧化物的总质量作为100质量%,来表示玻璃中含有的各成分的组成。
<关于必需成分、任选成分>
P2O5成分是玻璃形成成分、并且是降低玻璃原料的熔化温度的必需成分。尤其是,通过使P2O5成分的含量为5.0%以上,可提高玻璃的稳定性及可见光区域的透过率。因此,P2O5成分的含量的下限优选为5.0%、更优选为13.0%、进一步优选为18.0%、进一步优选为20.0%、进一步优选为22.0%、进一步优选为23.0%。
另一方面,通过使P2O5成分的含量为40.0%以下,可得到高折射率。因此,P2O5成分的含量的上限优选为40.0%、更优选为35.0%、进一步优选为33.0%、进一步优选为32.0%、进一步优选为30.0%。
关于P2O5成分,作为原料可使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等。
Nb2O5成分是提高玻璃的折射率、降低阿贝数的必需成分。尤其是,通过含有20.0%以上的Nb2O5成分,可得到高折射率,并且可得到所期望的低阿贝数。另外,通过含有20.0%以上的Nb2O5成分,能容易得到较低的热膨胀系数,具有防止在精密加压等伴随着温度变化的加工工序中的玻璃破裂的效果。因此,Nb2O5成分的含量的下限优选为20.0%、更优选为24.0%、进一步优选为26.0%、进一步优选为31.0%、进一步优选为36.0%、进一步优选为39.0%、进一步优选为41.0%。
另一方面,通过使Nb2O5成分的含量为60.0%以下,可提高玻璃的耐失透性。因此,Nb2O5成分的含量的上限优选为60.0%、更优选为55.0%、进一步优选为50.0%。
关于Nb2O5成分,作为原料可使用Nb2O5等。
ZnO成分是提高玻璃的耐失透性的必需成分。尤其是,通过含有大于0.5%的ZnO成分,可提高玻璃的原料的熔融性及耐失透性,可降低玻璃化转变温度,可提高玻璃的对可见光的透过率,可降低比重,并且可提高折射率。另外,ZnO成分是降低热膨胀系数的成分,因此,具有防止在精密加压等伴随着温度变化的加工工序中的玻璃破裂的效果。因此,ZnO成分的含量优选为大于0.5%,下限更优选为1.5%、进一步优选为2.0%、进一步优选为3.0%、进一步优选为3.5%、进一步优选为4.0%、进一步优选为5.0%、进一步优选为6.5%、进一步优选为7.5%。尤其是,第1光学玻璃中,ZnO成分的含量可以大于8.0%,可以大于10.0%,可以大于13.0%,可以大于15.0%。
另一方面,ZnO成分的含量的上限优选为30.0%、更优选为25.0%、进一步优选为22.0%。尤其是,第2及第3光学玻璃中,ZnO成分的含量可以以10.0%为上限,可以以9.5%为上限,可以以9.0%为上限,可以以8.5%为上限。
关于ZnO成分,作为原料可使用ZnO、Zn(PO3)2、ZnSO4、ZnF2等。
R2O成分及MO成分的总含量(质量和)为0.1%以上40.0%以下(R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)。
尤其是,通过使该总含量为0.1%以上,可降低玻璃原料的熔化温度,可降低玻璃化转变温度,并且可提高玻璃的耐失透性及对可见光区域的光的透过率。因此,质量和(R2O+MO)的下限优选为0.1%、更优选为1.0%、进一步优选为1.5%、进一步优选为2.0%、进一步优选为2.5%、进一步优选为3.0%、进一步优选为6.0%、进一步优选为6.2%、进一步优选为7.0%、进一步优选为10.0%。
另一方面,通过使该总含量为40.0%以下,可抑制折射率的降低、阿贝数的上升。因此,质量和(R2O+MO)的上限优选为40.0%、更优选为30.0%、进一步优选为26.0%、进一步优选为25.0%、进一步优选为20.0%。
TiO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高耐失透性及折射率、可降低阿贝数,并且可提高化学耐久性。尤其是,在第3光学玻璃中,是必需成分。因此,尤其是,第3光学玻璃中的TiO2成分的含量可以优选为2.0%以上、更优选为大于3.0%、进一步优选为大于5.0%。
另一方面,通过使TiO2成分的含量为25.0%以下,可抑制对可见光的透过率的降低,可抑制耐失透性的降低。因此,TiO2成分的含量的上限优选为25.0%、更优选为20.0%、进一步优选为18.0%、进一步优选为17.0%、进一步优选为16.0%、进一步优选为15.0%、进一步优选为11.0%、进一步优选为10.0%、进一步优选为8.0%、进一步优选为7.0%。尤其是,第2光学玻璃中,TiO2成分的含量可以以5.5%为上限,可以以4.3%为上限,可以以小于3.0%为上限。
关于TiO2成分,作为原料可使用TiO2等。
Li2O成分是任选成分,以大于0%的量含有时可降低玻璃原料的熔化温度及玻璃化转变温度。
另一方面,通过使Li2O成分的含量为10.0%以下,可抑制折射率的降低、阿贝数的上升,并且可提高耐失透性。因此,Li2O成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为5.0%、进一步优选为2.3%、进一步优选为1.5%。
关于Li2O成分,作为原料可使用Li2CO3、LiPO3、LiNO3、LiF等。
Na2O成分是任选成分,以大于0%的量含有时可降低玻璃原料的熔化温度及玻璃化转变温度、可提高耐失透性。
另一方面,通过使Na2O成分的含量为15.0%以下,可抑制折射率的降低、阿贝数的上升。因此,Na2O成分的含量的上限优选为15.0%、更优选为10.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为5.0%
关于Na2O成分,作为原料可使用Na2CO3、NaH2PO4、NaNO3、NaF、Na2SiF6等。
K2O成分是任选成分,是以大于0%的量含有时可降低玻璃原料的熔化温度及玻璃化转变温度的成分,并且比上述的Na2O成分更能提高耐失透性。因此,K2O成分的含有率优选为大于0%,下限可以更优选为1.0%、进一步优选为1.5%、进一步优选为2.0%。
另一方面,通过使K2O成分的含量为15.0%以下,可抑制折射率的降低、阿贝数的上升。因此,K2O成分的含量的上限优选为15.0%、更优选为14.0%、进一步优选为10.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为5.0%。
关于K2O成分,作为原料可使用K2CO3、KH2PO4、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等。
R2O成分(R为选自Li、Na及K中的1种以上)的总含量(质量和)优选为20.0%以下。由此,可抑制玻璃的折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也可提高玻璃的耐失透性。因此,R2O成分的总含量的上限优选为20.0%、更优选为15.0%、进一步优选为12.0%、进一步优选为10.0%、进一步优选为8.0%、进一步优选为6.0%、进一步优选为5.2%。
另一方面,可使该总量为大于0%。由此,可降低玻璃化转变温度(Tg),并且可提高对可见光区域的光的透过率。因此,R2O成分的质量和优选为大于0%,下限可以更优选为0.5%、进一步优选为1.0%、进一步优选为1.5%、进一步优选为2.0%。
ZnO成分的含量相对于R2O成分的总含量的比率(质量比)优选为0.100以上。由此,可提高玻璃的耐失透性、折射率、对可见光的透过率,并且可减小平均线膨胀系数。因此,质量比ZnO/R2O的下限优选为0.10、更优选为0.20、进一步优选为0.25、进一步优选为0.43、进一步优选为0.45、进一步优选为0.70、进一步优选为0.90。
另一方面,该比率的上限可以优选为30.00、更优选为20.00、进一步优选为15.00、进一步优选为10.00、进一步优选为5.00、进一步优选为3.00。
MgO成分、CaO成分及SrO成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃原料的熔融性及耐失透性。尤其是,MgO成分是可减小(降低)玻璃的热膨胀系数、并且与其他的碱土金属成分尤其是BaO成分相比可降低比重的成分。
另一方面,通过使MgO成分的含量为15.0%以下,可抑制耐失透性的降低及玻璃化转变温度的上升。因此,MgO成分的含量的上限优选为15.0%、更优选为10.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为5.0%、进一步优选为3.0%。
另外,通过使CaO成分及SrO成分的各自的含量为15.0%以下,可抑制耐失透性的降低及玻璃化转变温度的上升,并且也可提高玻璃的热稳定性。因此,CaO成分及SrO成分的各自的含量的上限优选为15.0%、更优选为10.0%,进一步优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%。
关于MgO成分、CaO成分及SrO成分,作为原料可使用MgO、MgCO3、Mg(PO3)2、MgF2、CaCO3、Ca(PO3)2、CaF2、SrCO3、Sr(NO3)2、SrF2等。
BaO成分是任选成分,以大于0%的量含有时,通过并用ZnO成分从而可进一步提高折射率及对可见光的透过率,并且可提高玻璃的耐失透性。因此,BaO成分的含有率优选为大于0%,下限可以更优选为1.0%、进一步优选为4.0%、进一步优选为5.0%、进一步优选为6.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为9.0%。
另一方面,通过使BaO成分的含量为30.0%以下,可抑制玻璃化转变温度及比重的上升、并且可抑制因过量含有而导致的耐失透性的降低。因此,BaO成分的含量的上限优选为30.0%、更优选为25.0%、进一步优选为20.0%、进一步优选为16.0%、进一步优选为15.0%、进一步优选为12.0%。
关于BaO成分,作为原料可使用BaCO3、Ba(PO3)2、BaSO4、Ba(NO3)2、BaF2等。
MO成分(M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)的含量的和优选为30.0%以下。由此,可抑制玻璃化转变温度的上升、可抑制因过量含有而导致的耐失透性的降低。因此,质量和(MgO+CaO+SrO+BaO)的上限优选为30.0%、更优选为25.0%、进一步优选为22.0%、进一步优选为20.0%、进一步优选为16.0%、进一步优选为15.0%、进一步优选为12.0%。
另一方面,可以使该总量大于0%。由此,可提高玻璃的折射率及耐失透性。因此,质量和(MgO+CaO+SrO+BaO)优选为大于0%,下限可以更优选为1.0%、进一步优选为4.0%、进一步优选为6.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为9.0%。
MgO成分及ZnO成分的总含量(质量和)优选为大于0.5%且为30.0%以下。
尤其是,通过使该总含量为大于0.5%,可减小玻璃的热膨胀系数,可提高耐失透性、折射率、对可见光的透过率,可抑制玻璃化转变温度的上升,并且可降低比重。因此,质量和(MgO+ZnO)优选为大于0.5%,下限更优选为1.5%、进一步优选为2.0%、进一步优选为3.0%、进一步优选为3.5%、进一步优选为5.0%、进一步优选为6.5%、进一步优选为7.5%。尤其是,在第1光学玻璃中,质量和(MgO+ZnO)可以大于10.0%,可以大于13.0%,可以大于15.0%。
另一方面,该总含量的上限优选为30.0%、更优选为25.0%、进一步优选为22.0%。尤其是,在第2及第3光学玻璃中,质量和(MgO+ZnO)可以以20.0%为上限,可以以15.0%为上限,可以以11.0%为上限。
MO成分的总含量相对于R2O成分的总含量的比率(质量比)优选为0.10以上。由此,可提高折射率及耐失透性。因此,质量比MO/R2O的下限优选为0.10、更优选为0.30、进一步优选为0.50、进一步优选为0.90、进一步优选为1.00、进一步优选为1.50、进一步优选为1.80。
另一方面,该比率的上限可以优选为20.00、更优选为15.00、进一步优选为10.00。
ZnO成分的含量相对于R2O成分及MO成分的总含量的比率(质量比)优选为0.10以上。由此,可提高耐失透性、折射率、对可见光的透过率,并且可减小平均线膨胀系数α。因此,质量比ZnO/(R2O+MO)的下限优选为0.10、更优选为0.12、进一步优选为0.14、进一步优选为0.15、进一步优选为0.20、进一步优选为0.22、进一步优选为0.25、进一步优选为0.30、进一步优选为0.35。
另一方面,该比率的上限可以优选为20.00、更优选为15.00、进一步优选为10.00、进一步优选为5.00、进一步优选为1.00。
Bi2O3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率和玻璃原料的熔融性。
另一方面,通过使Bi2O3成分的含量为10.0%以下,可抑制耐失透性的降低,并且可抑制对可见光的透过率的降低。另外,可抑制因Bi2O3成分的还原而侵蚀容器的问题。因此,Bi2O3成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为7.0%,进一步优选为小于5.0%,进一步优选为小于3.0%。
TiO2成分、Nb2O5成分及Bi2O3成分的总含量(质量和)优选为30.0%以上70.0%以下。
尤其是,通过使该总量为30.0%以上,可提高玻璃的折射率,并且可降低阿贝数。因此,质量和(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)的下限优选为30.0%、更优选为35.0%、进一步优选为38.0%、进一步优选为40.0%、进一步优选为45.0%、进一步优选为48.0%。
另一方面,通过使该总量为70.0%以下,可提高对可见光的透过率,减少着色。另外,由于由此可得到着色少的稳定的玻璃,所以可得到可用于模具加压的玻璃。因此,质量和(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)的上限优选为70.0%、更优选为63.0%、进一步优选为58.0%、进一步优选为54.0%。
ZnO成分的含量相对于TiO2成分、Nb2O5成分及Bi2O3成分的总含量的比率(质量比)优选为0.05以上。由此,可抑制耐失透性的降低,可提高对可见光的透过率。因此,质量比ZnO/(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)优选为0.05以上、更优选为大于0.06、进一步优选为大于0.08、进一步优选为大于0.09、进一步优选为大于0.10、进一步优选为大于0.12、进一步优选为大于0.13。
另一方面,该比率的上限可以优选为1.00、更优选为0.80、进一步优选为0.50、进一步优选为0.30、进一步优选为0.20。
WO3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率及耐失透性、可降低阿贝数,并且可提高玻璃原料的熔融性。
另一方面,通过使WO3成分的含量为15.0%以下,可提高耐失透性,并且可抑制对可见光的透过率的降低。因此,WO3成分的含量的上限优选为15.0%、更优选为10.0%、进一步优选为7.0%、进一步优选为5.0%,进一步优选为小于3.0%,进一步优选为小于1.0%。
关于WO3成分,作为原料可使用WO3等。
SiO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时,可提高玻璃的对可见光的透过率、可减少着色,并且通过促进稳定的玻璃形成而可提高玻璃的耐失透性。尤其是,通过允许含有SiO2成分,从而SiO2成分溶出到熔融玻璃中的石英坩埚的使用成为可能,因此可得到透过率更高的玻璃。在SiO2成分、和后述的B2O3成分及Al2O3成分中,SiO2成分的提高耐失透性的效果特别高,因而通过与B2O3成分或Al2O3成分组合使用,可使其效果更显著。因此,SiO2成分的含量优选为大于0%,下限可以更优选为0.1%、进一步优选为0.3%。
另一方面,通过使SiO2成分的含量为10.0%以下,可抑制因SiO2成分而导致的耐失透性的降低,因而可容易得到稳定性高的玻璃。因此,SiO2成分的含量优选为10.0%以下,更优选为小于5.0%,进一步优选为小于2.0%,进一步优选为小于1.3%。
关于SiO2成分,作为原料可使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等。
B2O3成分是以大于0%的量含有时可提高玻璃原料的熔融性、通过促进稳定的玻璃的形成从而可提高耐失透性的成分,是玻璃中的任选成分。
另一方面,通过使B2O3成分的含量为10.0%以下,可抑制耐失透性的降低,并且可提高对可见光的透过率。因此,B2O3成分的含量优选为10.0%以下,更优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%、进一步优选为2.6%以下,进一步优选为小于2.0%。
关于B2O3成分,作为原料可使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
Al2O3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的熔融性、耐失透性及化学耐久性,可提高玻璃熔融时的粘度。
尤其是,通过使Al2O3成分的含量为10.0%以下,可提高玻璃原料的熔融性,可提高耐失透性。因此,Al2O3成分的含量优选为10.0%以下,更优选为小于5.0%、进一步优选为小于2.0%。
关于Al2O3成分,作为原料可使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3等。
SiO2成分、B2O3成分及Al2O3成分的总含量(质量和)优选为0.1%以上20.0%以下。
尤其是,通过使该总量为0.1%以上,从而通过提高玻璃的稳定性而可提高耐失透性。因此,质量和(SiO2+B2O3+Al2O3)的下限优选为0.1%、更优选为0.3%、进一步优选为0.5%、进一步优选为1.0%、进一步优选为1.2%、进一步优选为1.3%、进一步优选为1.5%。
另一方面,通过使该总量为20.0%以下,可抑制玻璃的折射率及耐失透性的降低。因此,质量和(SiO2+B2O3+Al2O3)优选为20.0%以下,更优选为15.0%以下,进一步优选为小于15.0%、进一步优选为10.0%以下,进一步优选为7.5%以下,进一步优选为7.0%以下,进一步优选为小于5.0%、进一步优选为4.0%以下,进一步优选为小于3.0%。
B2O3成分的含量相对于SiO2成分、B2O3成分及Al2O3成分的总含量的比率(质量比)优选为0.90以下。由此,可提高玻璃的耐失透性。因此,质量比B2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)的上限优选为0.90、更优选为0.80、进一步优选为0.70。
Y2O3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率及化学耐久性。
另一方面,通过使Y2O3成分的含量为10.0%以下,可抑制耐失透性的降低、玻璃化转变温度的上升。因此,Y2O3成分的含量优选为10.0%以下,更优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%、进一步优选为小于1.0%。
关于Y2O3成分,作为原料可使用Y2O3、YF3等。
La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分分别是任选成分,分别以大于0%的量含有时,可提高玻璃的折射率及化学耐久性。
另一方面,通过使La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的含量各自为10.0%以下,可抑制玻璃的阿贝数的上升、并且可抑制耐失透性的降低。因此,La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的各自的含量优选为10.0%以下,更优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%、进一步优选为小于1.0%。
关于La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分,作为原料可使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意的整数)、Gd2O3、GdF3、Yb2O3等。
Ln2O3成分(Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上)的含量的和(质量和)优选为15.0%以下。由此,可抑制玻璃的阿贝数的上升。因此,质量和(Y2O3+La2O3+Gd2O3)优选为15.0%以下,更优选为10.0%以下,进一步优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%、进一步优选为小于1.0%。
GeO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率及耐失透性。
另一方面,通过使GeO2成分的含量为10%以下,可降低玻璃的材料成本。因此,GeO2成分的含量优选为10.0%以下,更优选为5.0%以下,进一步优选为小于3.0%、进一步优选为小于1.0%。
关于GeO2成分,作为原料可使用GeO2等。
TeO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃原料的熔化性、可提高玻璃的折射率、可降低阿贝数、并且可提高对可见光的透过率。
另一方面,通过使TeO2成分的含量为15.0%以下,可提高玻璃的耐失透性、并且可抑制因TeO2成分的还原而侵蚀容器的问题。因此,TeO2成分的含量优选为15.0%以下,更优选为小于10.0%、进一步优选为小于5.0%、进一步优选为小于3.0%。
关于TeO2成分,作为原料可使用TeO2等。
ZrO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率及耐失透性、并且可提高对可见光的透过率。
另一方面,通过使ZrO2成分的含量为10.0%以下,可抑制折射率的降低。因此,ZrO2成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为5.0%、进一步优选为3.0%。
关于ZrO2成分,作为原料可使用ZrO2、ZrF4等。
Ta2O5成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率。
另一方面,通过使Ta2O5成分的含量为10.0%以下,可提高玻璃的耐失透性。因此,Ta2O5成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为5.0%、进一步优选为3.0%。
关于Ta2O5成分,作为原料可使用Ta2O5等。
Ga2O3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的折射率。
另一方面,通过使Ga2O3成分的含量为10.0%以下,不仅提高玻璃的耐失透性、而且提高玻璃的磨耗度而能容易进行研磨加工。因此,Ga2O3成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为5.0%、进一步优选为3.0%。
关于Ga2O3成分,作为原料可使用Ga2O3、GaF3。
SnO2成分是任选成分,以大于0%的量含有时通过减少熔融玻璃的氧化而能使熔融玻璃澄清、并且能使玻璃的对可见光的透过率难以恶化。
另一方面,通过使SnO2成分的含量为10.0%以下,可抑制因熔融玻璃的还原而导致的玻璃的着色、玻璃的失透。另外,可减少SnO2成分与熔化设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化,因此,可谋求熔化设备的长寿命化。因此,SnO2成分的含量的上限优选为10.0%、更优选为5.0%、进一步优选为3.0%。
关于SnO2成分,作为原料可使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4。
Sb2O3成分是任选成分,以大于0%的量含有时可提高玻璃的对可见光的透过率、并且对于熔融玻璃起到脱泡效果。
另一方面,通过使Sb2O3成分的含量为3.0%以下,从而变得在玻璃熔融时不易发生过度的发泡、并且可抑制Sb2O3成分与熔化设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化。另外,通过减少Sb2O3成分(为附着于模具的杂质的主成分)的含量,可减少附着于模具的杂质,因此,可减少在玻璃成型体的表面上形成的凹凸及模糊。因此,Sb2O3成分的含量的上限优选为3.0%、更优选为1.0%、进一步优选为0.5%。
关于Sb2O3成分,作为原料可使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
F成分是任选成分,通过以大于0%的量含有,可促进玻璃的脱泡、减少玻璃的着色、可提高内部透过率,并且即使进一步增多ZnO成分、MO成分的含量也可降低玻璃的失透。
另一方面,通过使F成分的含量为5.0%以下,可减少玻璃中波筋的产生、并且能使玻璃不易失透。因此,以相对于氧化物基准的质量的外比例计,F成分的含量的上限优选为5.0%、更优选为3.0%、进一步优选为1.0%。
关于F成分,作为原料可使用ZrF4、AlF3、NaF、CaF2、K2SiF6、Na2SiF6、LaF3等。
S(硫)成分是任选成分,通过以大于0%的量含有,从而可促进玻璃的脱泡、减少玻璃的着色、可提高内部透过率,并且即使进一步增多ZnO成分、MO成分的含量也可减少玻璃的失透。
另一方面,通过使S成分的含量为5.0%以下,从而能在玻璃熔融时不易产生过度的发泡。因此,以相对于氧化物基准的质量的外比例计,S成分的含量的上限优选为5.0%、更优选为3.0%、进一步优选为1.0%。
关于S成分,作为原料优选使用硫酸盐,例如可使用Li2SO4·H2O、Na2SO4、K2SO4、MgSO4、CaSO4·1/2H2O、SrSO4、ZnSO4·7H2O、La2(SO4)3·9H2O等。
本说明书中的F成分及S成分的含量如下得到:假设由构成玻璃的阳离子成分全部与电荷平衡的量的氧结合而得到的氧化物形成,以由这些氧化物形成的玻璃整体的质量为100%时,以质量%(相对于氧化物基准的质量的外比例质量%。以下,有时简称为“外比例质量%”。)单位来表示F成分及S成分的质量。
需要说明的是,使玻璃澄清并脱泡的成分不限于上述的Sb2O3成分、F成分、S成分,可使用玻璃制造领域中公知的澄清剂、脱泡剂或它们的组合。
<关于不应含有的成分>
接下来,对本发明的光学玻璃中不应含有的成分、及含有时不理想的成分进行说明。
根据需要,可在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内添加上文未说明的成分。但是,除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各过渡金属成分,具有如下性质:即使分别单独含有少量或复合含有少量时也会发生玻璃着色、在可见光区域的特定波长处产生吸收、从而削减本申请发明的提高可见光透过率的效果,因此,尤其是在使可见光区域的波长透过的光学玻璃中,优选实质上不含有上述成分。
另外,PbO等铅化合物及As2O3等砷化合物是环境负担重的成分,因此期望实质上不含有,即,除了不可避免的混入以外,完全不含有。
进而,Th、Cd、Tl、Os、Be、及Se各成分近年来作为有害的化学物质有控制其使用的倾向,当使用时,不只是在玻璃的制造工序,而且直至加工工序、及制品化后的处理中都需要环境对策上的处置。因此,在重视环境方面的影响的情况下,优选实质上不含有上述成分。
就本发明的玻璃组合物而言,其组成以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量%来表示,因此,并不直接以摩尔%的记载表示,但满足本发明中要求的各特性的玻璃组合物中存在的各成分的基于摩尔%表示的组成,以氧化物换算组成计大致取以下的值。
P2O5成分为5.0~40.0mol%,
Nb2O5成分为15.0~50.0mol%,及
ZnO成分为1.0~40.0mol%,
以及,
TiO2成分为0~35.0mol%,
Li2O成分为0~35.0mol%,
Na2O成分为0~30.0mol%,
K2O成分为0~20.0mol%,
MgO成分为0~35.0mol%,
CaO成分为0~30.0mol%,
SrO成分为0~20.0mol%,
BaO成分为0~25.0mol%,
Bi2O3成分为0~5.0mol%,
WO3成分为0~10.0mol%,
SiO2成分为0~20.0mol%,
B2O3成分为0~20.0mol%,
Al2O3成分为0~15.0mol%,
Y2O3成分为0~5.0mol%,
La2O3成分为0~5.0mol%,
Gd2O3成分为0~5.0mol%,
Yb2O3成分为0~5.0mol%,
GeO2成分为0~15.0mol%,
TeO2成分为0~15.0mol%,
ZrO2成分为0~10.0mol%,
Ta2O5成分为0~3.0mol%,
Ga2O3成分为0~10.0mol%,
SnO2成分为0~10.0mol%,
Sb2O3成分为0~1.5mol%,
F成分为0~20.0mol%,
S成分为0~10.0mol%,
尤其是,第1光学玻璃的组合物中存在的各成分的基于摩尔%表示的组成,以氧化物换算组成计大致取以下的值。
P2O5成分为5.0~40.0mol%,
Nb2O5成分为15.0~50.0mol%,及
ZnO成分为10.0~40.0mol%,
以及,
TiO2成分为0~35.0mol%,
Li2O成分为0~30.0mol%,
Na2O成分为0~30.0mol%,
K2O成分为0~20.0mol%,
MgO成分为0~35.0mol%,
CaO成分为0~30.0mol%,
SrO成分为0~15.0mol%,
BaO成分为0~25.0mol%,
Bi2O3成分为0~5.0mol%,
WO3成分为0~10.0mol%,
SiO2成分为0~20.0mol%,
B2O3成分为0~20.0mol%,
Al2O3成分为0~10.0mol%,
Y2O3成分为0~5.0mol%,
La2O3成分为0~5.0mol%,
Gd2O3成分为0~5.0mol%,
Yb2O3成分为0~5.0mol%,
GeO2成分为0~10.0mol%,
TeO2成分为0~10.0mol%,
ZrO2成分为0~10.0mol%,
Ta2O5成分为0~3.0mol%,
Ga2O3成分为0~10.0mol%,
SnO2成分为0~10.0mol%,
Sb2O3成分为0~1.5mol%,
F成分为0~20.0mol%,
S成分为0~10.0mol%,
另外,第2光学玻璃的组合物中存在的各成分的基于摩尔%表示的组成,以氧化物换算组成计大致取以下的值。
P2O5成分为10.0~40.0mol%,
Nb2O5成分为15.0~50.0mol%,及
ZnO成分为1.0~20.0mol%,
以及,
TiO2成分为0~20.0mol%,
Li2O成分为0~35.0mol%,
Na2O成分为0~30.0mol%,
K2O成分为0~20.0mol%,
MgO成分为0~35.0mol%,
CaO成分为0~30.0mol%,
SrO成分为0~20.0mol%,
BaO成分为0~25.0mol%,
Bi2O3成分为0~5.0mol%,
WO3成分为0~10.0mol%,
SiO2成分为0~20.0mol%,
B2O3成分为0~20.0mol%,
Al2O3成分为0~15.0mol%,
Y2O3成分为0~5.0mol%,
La2O3成分为0~5.0mol%,
Gd2O3成分为0~5.0mol%,
Yb2O3成分为0~5.0mol%,
GeO2成分为0~15.0mol%,
TeO2成分为0~15.0mol%,
ZrO2成分为0~10.0mol%,
Ta2O5成分为0~3.0mol%,
Ga2O3成分为0~10.0mol%,
SnO2成分为0~10.0mol%,
Sb2O3成分为0~1.5mol%,
F成分为0~20.0mol%,
S成分为0~10.0mol%。
另外,第3光学玻璃的组合物中存在的各成分的基于摩尔%表示的组成以氧化物换算组成计大致取以下的值。
P2O5成分为10.0~40.0mol%,
Nb2O5成分为15.0~50.0mol%,
ZnO成分为1.0~20.0mol%,及
TiO2成分为3.0~35.0mol%,
以及,
Li2O成分为0~35.0mol%,
Na2O成分为0~30.0mol%,
K2O成分为0~20.0mol%,
MgO成分为0~35.0mol%,
CaO成分为0~30.0mol%,
SrO成分为0~20.0mol%,
BaO成分为0~25.0mol%,
Bi2O3成分为0~3.0mol%,
WO3成分为0~10.0mol%,
SiO2成分为0~20.0mol%,
B2O3成分为0~20.0mol%,
Al2O3成分为0~15.0mol%,
Y2O3成分为0~5.0mol%,
La2O3成分为0~5.0mol%,
Gd2O3成分为0~5.0mol%,
Yb2O3成分为0~5.0mol%,
GeO2成分为0~10.0mol%,
TeO2成分为0~10.0mol%,
ZrO2成分为0~10.0mol%,
Ta2O5成分为0~3.0mol%,
Ga2O3成分为0~10.0mol%,
SnO成分为0~10.0mol%,
Sb2O3成分为0~1.5mol%,
F成分为0~20.0mol%,
S成分为0~10.0mol%。
[制造方法]
本发明的光学玻璃例如可按照以下方式来制作。即,以各成分在规定的含量范围内的量均匀混合上述原料,将制作的混合物投入到石英坩埚或氧化铝坩埚中,将其粗熔融,然后放入到铂坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚中,在1000~1400℃的温度范围内进行2~10小时熔融,进行搅拌均匀化并进行除泡等,然后降低至1300℃以下的温度,然后进行精细搅拌,除去波筋,注入到模具中,缓慢冷却,由此制作。而后,针对制作出的玻璃,根据组成不同,通过在500℃~700℃的范围内进行1~100小时退火,可得到具有后述那样的优异的物性的玻璃。
[物性]
本发明的光学玻璃不仅具有高折射率、而且具有较高的分散(低阿贝数)。
本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限优选为1.70、更优选为1.75、进一步优选为1.80。另外,本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限可以是1.86。另一方面,折射率(nd)的上限优选为2.20、更优选为2.00、进一步优选为1.92。通过具有这样的高折射率,从而即使在进一步谋求元件的薄型化时也可得到大的光折射量。
另外,本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的上限优选为35、更优选为30,进一步优选为小于28、进一步优选为小于26。阿贝数(νd)的下限可以优选为10、更优选为15、进一步优选为17。通过具有这样的低阿贝数,从而例如在与具有高阿贝数的光学元件组合时,可谋求高成像特性。
因此,通过将这样的高折射率高分散的光学玻璃用于例如光学元件的用途,从而可在谋求高的成像特性等的同时,扩展光学设计的自由度。
对于本发明的光学玻璃而言,优选对可见光的透过率、尤其是对可见光中短波长侧的光的透过率高、从而着色少。尤其是,本发明的光学玻璃中,在厚10mm的样品中显示分光透射率70%的最短波长(λ70)的上限优选为490nm、更优选为480nm、进一步优选为460nm、进一步优选为450nm。由此,玻璃的吸收端位于紫外区域或其附近,可进一步提高玻璃的对可见光区域尤其是短波长侧的光的透明性,由此可减少黄色、橙色对玻璃的着色,因此,可优选将该光学玻璃用于透镜等使可见光透过的光学元件的材料。
本发明的光学玻璃优选具有680℃以下的玻璃化转变温度。由此,玻璃能在较低的温度下软化,因而能在较低的温度对玻璃进行模压成型。另外,可减少用于模压成型的模具的氧化、谋求模具的长寿命化。因此,本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度的上限优选为680℃、更优选为660℃、进一步优选为640℃。
需要说明的是,对于本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度的下限没有特别限制,本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度的下限可以优选为460℃、更优选为500℃、进一步优选为520℃。
对于本发明的光学玻璃而言,优选玻璃制作时的耐失透性(说明书中,有时也简称为“耐失透性”。)高。由此,可抑制因玻璃制作时的玻璃的结晶化等而导致的透过率的降低,因此,可优选将该光学玻璃用于透镜等使可见光透过的光学元件。需要说明的是,作为表示玻璃制作时的耐失透性高的标准,可举出例如液相温度低。
[预成型体及光学元件]
由制作的光学玻璃,使用例如再热加压成型、精密加压成型等模压成型的方法,可制作玻璃成型体。即,可由光学玻璃制作模压成型用的预成型体,对该预成型体进行再热加压成型,然后进行研磨加工,来制作玻璃成型体,或者,对进行研磨加工而制作出的预成型体、利用公知的漂浮成型等成型得到的预成型体进行精密加压成型,来制作玻璃成型体。需要说明的是,制作玻璃成型体的方法不限于这些方法。
如上所述地制作的玻璃成型体对于各种光学元件及光学设计有用。尤其是,优选由本发明的光学玻璃,使用精密加压成型等方法,来制作透镜、棱镜、反射镜等光学元件。由此,当用于照相机、投影仪等那样的使光学元件透过可见光的光学设备时,不仅可高精细地实现高精度的成像特性等、而且可谋求这些光学设备中的光学系统的小型化。
[实施例]
将本发明的实施例(No.A1~No.A52、No.B1~No.B26、No.C1~No.C33)及比较例(No.a)的玻璃的组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、分光透射率为70%的波长(λ70)、以及玻璃化转变温度(Tg)示于表1~表18。其中,实施例(No.A1~No.A52)为第1光学玻璃的实施例,实施例(No.B1~No.B26)为第2光学玻璃的实施例,实施例(No.C1~No.C33)为第3光学玻璃的实施例。另外,比较例(No.a)的玻璃为日本特开2006-111499号公报的实施例5的玻璃。需要说明的是,以下的实施例仅为例示目的,本发明不限于这些实施例。
这些实施例及比较例的玻璃均按照如下方式制作:作为各成分的原料分别选择相当的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、氢氧化物、偏磷酸化合物等通常的光学玻璃中使用的高纯度原料,以表中所示的各实施例及比较例的组成的比例进行称量并均匀混合,然后将制作的混合物投入到石英坩埚中,根据玻璃组成的熔融难易度,使用电炉在1200~1350℃的温度范围内进行粗熔融,然后投入到铂坩埚中,在1200~1350℃的温度范围内进行2~10小时熔融,进行搅拌均匀化并进行除泡等,然后将温度降低至1300℃以下,进行搅拌均匀化,然后注入到模具中,缓慢冷却,制作了玻璃。而后,针对得到的玻璃,根据组成不同,在550℃~650℃的范围内进行2~60小时退火。
此处,实施例的玻璃的折射率及阿贝数基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003测定。
另外,实施例的玻璃的可见光透过率基于日本光学硝子工业会标准JOGIS02测定。需要说明的是,本发明中,通过测定玻璃的可见光透过率,从而求出玻璃有无着色以及程度。具体而言,针对厚10±0.1mm的对面平行研磨品,按照JISZ8722,测定200~800nm的分光透射率,求出λ70(透过率70%时的波长)。
另外,对于实施例的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)而言,按照日本光学硝子工业会标准JOGIS08-2003“光学玻璃的热膨胀的测定方法”,由热膨胀曲线而求出,该热膨胀曲线通过测定温度与试样的伸长率之间的关系而得到。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
[表18]
如表1~表18所示,λ70(透过率70%时的波长)均为500nm以下,更详细地说,为460nm以下,在所期望的范围内。尤其是,实施例(No.B1~No.B26、No.C1~No.C33)的光学玻璃的λ70均为450nm以下。
另一方面,比较例的玻璃的λ70为498nm。
因此,本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比,具有对可见光的高透过率。
可知本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)均为1.70以上,更详细地说,为1.80以上,因而具有所期望的高折射率。
另外可知,本发明的实施例的光学玻璃的阿贝数(νd)均为35以下,更详细地说,为27以下,因而具有所期望的低阿贝数(νd)。
此外,本发明的实施例的光学玻璃均为未失透的稳定的玻璃。
由此可知,本发明的实施例的光学玻璃不仅具有高折射率(nd)、而且具有较低阿贝数(νd),耐失透性高,并且具有对可见光的高透过率。
另外,本发明的实施例的光学玻璃的玻璃化转变温度为680℃以下,更详细地说,为630℃以下,因此,推测可在较低的温度下将玻璃模压成型。尤其是,实施例(No.B1~No.B26)的光学玻璃的玻璃化转变温度均为610℃以下。
进而,使用本发明的实施例的光学玻璃形成透镜预成型体,对该透镜预成型体进行模压成型,结果,可稳定地加工成多种透镜形状。
以上,出于例示目的详细地说明了本发明,但本实施例仅仅用于举例说明,应当理解在不超出本发明的思想及范围的情况下本领域技术人员可进行多种改变。
Claims (28)
1.一种光学玻璃,按质量%计,含有5.0%以上40.0%以下的P2O5成分、20.0%以上60.0%以下的Nb2O5成分、大于0.5%且为30.0%以下的ZnO成分、总计0.1%以上40.0%以下的R2O成分及MO成分,
R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上。
2.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有3.5%以上30.0%以下的ZnO成分。
3.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,TiO2成分的含量为25.0%。
4.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分,TiO2成分的含量为10.0%以下。
5.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,含有大于0.5%且为10.0%以下的ZnO成分、1.0%以上25.0%以下的TiO2成分。
6.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
Li2O成分为0~10.0%,
Na2O成分为0~15.0%,
K2O成分为0~15.0%。
7.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,R2O成分的含量的和为20.0%以下,R为选自Li、Na及K中的1种以上。
8.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/R2O为0.100以上,R为选自Li、Na及K中的1种以上。
9.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
MgO成分为0~15.0%,
CaO成分为0~15.0%,
SrO成分为0~15.0%,
BaO成分为0~30.0%。
10.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,MO成分的含量的和为30.0%以下,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上。
11.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比MO/R2O为0.10以上,R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上。
12.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/(R2O+MO)为0.10以上,R为选自Li、Na及K中的1种以上,M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上。
13.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,Bi2O3成分的含量为10.0%以下。
14.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,TiO2+Nb2O5+Bi2O3的质量和为30.0%以上70.0%以下。
15.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比ZnO/(TiO2+Nb2O5+Bi2O3)为0.05以上。
16.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,WO3成分的含量为15.0%以下。
17.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
SiO2成分为0~10.0%,
B2O3成分为0~10.0%,
Al2O3成分为0~10.0%。
18.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,SiO2+B2O3+Al2O3的质量和为0.1%以上20.0%以下。
19.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比B2O3/(SiO2+B2O3+Al2O3)为0.90以下。
20.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
Y2O3成分为0~10.0%,
La2O3成分为0~10.0%,
Gd2O3成分为0~10.0%,
Yb2O3成分为0~10.0%。
21.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,Ln2O3成分的含量的和为15.0%以下,Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上。
22.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,按质量%计,
GeO2成分为0~10.0%,
TeO2成分为0~15.0%,
ZrO2成分为0~10.0%,
Ta2O5成分为0~10.0%,
Ga2O3成分为0~10.0%,
SnO2成分为0~10.0%,
Sb2O3成分为0~3.0%。
23.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,所述光学玻璃具有1.70以上的折射率(nd),具有35以下的阿贝数(νd)。
24.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,分光透射率为70%的波长(λ70)为490nm以下。
25.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,玻璃化转变温度为680℃以下。
26.一种光学元件,其由权利要求1~25中任一项所述的光学玻璃形成。
27.一种研磨加工用及/或精密加压成型用的预成型体,其由权利要求1~25中任一项所述的光学玻璃形成。
28.一种光学元件,其是将权利要求27所述的预成型体精密加压而形成的。
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