CN105481244A - 光学玻璃、透镜预成型体及光学元件 - Google Patents
光学玻璃、透镜预成型体及光学元件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、且玻璃化转变温度低、适于加压成型、且耐失透性高的光学玻璃、和使用该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。对于本发明的光学玻璃而言,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分、以及0.5%以上30.0%以下的选自Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少任一种,且具有1.80以上的折射率(nd)。
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越来越强。
在制作光学元件的光学玻璃中,尤其是,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)、而且具有较低的阿贝数(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以上且具有35以下的阿贝数的光学玻璃,已知有专利文献1~5中所公开那样的玻璃。
[专利文献1]日本特开2005-206433号公报
[专利文献2]日本特开2011-121831号公报
[专利文献3]日本特开2011-195358号公报
[专利文献4]日本特开2012-036091号公报
[专利文献5]日本特开平06-345481号公报
发明内容
然而,对于专利文献1~5中公开的玻璃而言,虽然阿贝数低,但不能说稳定性高,可能发生失透等。另外,专利文献1~5中公开的玻璃的玻璃化转变温度高,不能说是适于加压成型的玻璃。
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、玻璃化转变温度低、适于加压成型、且耐失透性高的光学玻璃、和使用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而反复进行了深入试验研究,结果发现,对于并用了P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及碱金属成分(Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少任一种)的玻璃,能够得到玻璃化转变温度低的稳定的玻璃,从而完成了本发明。
尤其是,本发明人等发现,对于并用了P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及Li2O成分的玻璃,能够得到玻璃化转变温度低的稳定的玻璃,从而完成了关于第1光学玻璃的发明。
另外,本发明人等发现,对于并用了P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及Na2O成分的玻璃,能够得到玻璃化转变温度低的稳定的玻璃,从而完成了关于第2光学玻璃的发明。
另外,本发明人等发现,对于并用了P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及K2O成分的玻璃,能够得到玻璃化转变温度低的稳定的玻璃,从而完成了关于第3光学玻璃的发明。
具体而言,本发明提供下述方案。
(1)一种光学玻璃,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分、以及0.5%以上30.0%以下的选自Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少任一种,且具有1.80以上的折射率(nd)。
(2)如(1)所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
Li2O成分为0~30.0%,
Na2O成分为0~30.0%,
K2O成分为0~30.0%。
(3)如(1)或(2)所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的Li2O成分,玻璃化转变温度为650℃以下。
(4)如(1)或(2)所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的Na2O成分。
(5)如(1)或(2)所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的K2O成分。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
TiO2成分为0~40.0%,
B2O3成分为0~15.0%,
MgO成分为0~25.0%,
CaO成分为0~25.0%,
SrO成分为0~25.0%,
BaO成分为0~25.0%,
Bi2O3成分为0~10.0%,
WO3成分为0~10.0%,
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%,
SiO2成分为0~10.0%,
GeO2成分为0~10.0%,
Al2O3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%,
SnO成分为0~10.0%,
Sb2O3成分为0~3.0%。
(7)如(1)~(6)中任一项所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
R2O成分的含量的和为30.0%以下,
MO成分的含量的和为30.0%以下,
Ln2O3成分的含量的和为15.0%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,Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上)。
(8)如(1)~(7)中任一项所述的光学玻璃,其中,摩尔和(ZnO+R2O)为10.0%以上50.0%以下(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,摩尔比TiO2/ZnO为2.00以下。
(10)如(1)~(9)中任一项所述的光学玻璃,其中,摩尔和(TiO2+Nb2O5)为50.0%以下。
(11)如(1)~(10)中任一项所述的光学玻璃,其中,摩尔比(ZnO+R2O)/(TiO2+Nb2O5)为0.30以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上)。
(12)如(1)~(11)中任一项所述的光学玻璃,其中,摩尔和(SiO2+Al2O3)为10.0%以下。
(13)如(1)~(12)中任一项所述的光学玻璃,其中,摩尔比B2O3/(SiO2+Al2O3)为0.50以上,或摩尔和(SiO2+Al2O3)为0。
(14)如(1)~(13)中任一项所述的光学玻璃,所述光学玻璃具有35以下的阿贝数(νd),且分光透射率显示为70%的波长(λ70)为440nm以下。
(15)如(1)~(14)中任一项所述的光学玻璃,所述光学玻璃的玻璃化转变温度为650℃以下。
(16)一种光学元件,其由(1)~(15)中任一项所述的光学玻璃形成。
(17)一种研磨加工用及/或精密加压成型用预成型体,其由(1)~(15)中任一项所述的光学玻璃形成。
(18)一种光学元件,是将(17)所述的预成型体精密加压而形成的。
根据本发明,能够提供具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、玻璃化转变温度低、适于加压成型、且耐失透性高的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。
另外,根据本发明,还能够提供具有上述那样的高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、且还具有高可见光透射率的光学玻璃、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
对于本发明的光学玻璃而言,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分、以及0.5%以上30.0%以下的选自Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少任一种,且具有1.80以上折射率(nd)。对于并用了P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及碱金属成分的玻璃而言,通过调整各成分的含量,能够得到玻璃化转变温度低的稳定的玻璃。另外,对于这样的玻璃而言,通过调整各成分的含量,也能够提高对可见光的透射率。
因此,能够提供具有高折射率(nd)和低阿贝数(νd)、玻璃化转变温度低、适于加压成型、耐失透性高、且具有高可见光透射率的光学玻璃、和使用了该光学玻璃的透镜预成型体及光学元件。
其中,对于第1光学玻璃而言,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分及0.5%以上30.0%以下的Li2O成分,且具有1.80以上的折射率(nd),玻璃化转变温度为650℃以下。
另外,对于第2光学玻璃而言,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分及0.5%以上30.0%以下的Na2O成分,且具有1.80以上的折射率(nd)。
另外,对于第3光学玻璃而言,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分及0.5%以上30.0%以下的K2O成分,且具有1.80以上的折射率(nd)。
尤其是,本发明首次发现,对于含有ZnO成分(其一直以来仅少量含有,在文献中也仅有基于“若含量过多则耐失透性降低”等臆测的记载)、且含有碱金属成分的玻璃而言,折射率高,玻璃化转变温度低、适于加压成型,并且能够具有高可见光透射率,能够得到稳定的玻璃。
以下,对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明,但本发明并不受以下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,对于说明重复之处,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摩尔%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,此时,将该生成氧化物的总摩尔数作为100摩尔%,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融温度的必需成分。尤其是,通过使P2O5成分的含量为15.0%以上,可提高玻璃的稳定性及对可见区域的透射率。因此,对于P2O5成分的含量而言,下限优选为15.0%,更优选为19.0%,进一步优选为21.0%,进一步优选为22.5%,进一步优选为23.0%,进一步优选为24.0%。
另一方面,通过使P2O5成分的含量为50.0%以下,能够得到高折射率。因此,对于P2O5成分的含量而言,上限优选为50.0%,更优选为45.0%,进一步优选为40.0%,更优选为35.0%,进一步优选为32.0%,进一步优选为30.0%。
关于P2O5成分,作为原料可以使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等。
Nb2O5成分是提高玻璃的耐失透性、化学耐久性及折射率、降低阿贝数的必需成分。尤其是,通过含有5.0%以上Nb2O5成分,能够得到高折射率,且能够得到期望的低阿贝数。另外,通过含有20.0%以上Nb2O5成分,能够易于得到更低的热膨胀系数,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,对于Nb2O5成分的含量而言,优选为5.0%以上,更优选为大于7.0%,进一步优选为大于10.0%,进一步优选为大于15.0%,进一步优选为大于17.0%,进一步优选为大于19.0%,进一步优选为20.0%以上,进一步优选为21.0%以上。
另一方面,通过使Nb2O5成分的含量为50.0%以下,能够提高玻璃的耐失透性。因此,对于Nb2O5成分的含量而言,上限优选为50.0%,更优选为40.0%,进一步优选为35.0%,进一步优选为33.0%,进一步优选为32.0%,进一步优选小于31.0%。另外,对于Nb2O5成分的含量而言,上限可以为30.0%,上限也可以为26.0%,上限也可以为23.0%。
关于Nb2O5成分,作为原料可以使用Nb2O5等。
ZnO成分为提高玻璃的耐失透性的必需成分。尤其是,通过含有0.1%以上ZnO成分,能够提高玻璃原料的熔融性及耐失透性,降低玻璃化转变温度,提高玻璃对可见光的透射率,降低比重,并且能够提高折射率。另外,ZnO成分由于是降低热膨胀系数的成分,所以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,对于ZnO成分的含量而言,可以优选为0.1%以上,更优选为0.5%以上,进一步优选为大于1.0%,进一步优选为3.0%以上,进一步优选为4.0%以上,进一步优选为大于5.0%,进一步优选为大于6.0%,进一步优选为大于7.0%,进一步优选为大于9.0%,进一步优选为大于10.0%,进一步优选为11.5%以上。
另一方面,ZnO成分的含量的上限优选为35.0%,更优选为33.5%,进一步优选为30.0%,进一步优选为28.0%,进一步优选为27.0%,进一步优选为26.0%,更优选为24.5%,进一步优选为24.0%,进一步优选为23.0%,进一步优选为22.0%,进一步优选为21.0%。
关于ZnO成分,作为原料可以使用ZnO、Zn(PO3)2、ZnSO4、ZnF2等。
本发明中,通过减少Nb2O5成分的含量、且减少ZnO成分的含量,能够维持高折射率、且能够提高玻璃的稳定性、可见光透射率。因此,较优选使Nb2O5成分的含量为50.0%以下、且使ZnO成分的含量为40.0%以下。进一步优选的是,使Nb2O5成分的含量小于30.0%、且使ZnO成分的含量为24.0%以下。
本发明的光学玻璃中,以0.5%以上30.0%以下的范围含有Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少任一种。由此,能够抑制折射率的降低、抑制阿贝数的上升,并且能够降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度。
Li2O成分是以大于0%的量含有时能降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度的任选成分。尤其是,在第1光学玻璃中,是通过含有0.5%以上而能够降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度的必需成分。因此,关于Li2O成分的含量,下限可以优选为0.5%,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%。
另一方面,通过使Li2O成分的含量为30.0%以下,能够抑制折射率的降低、阿贝数的上升,且能够提高耐失透性。因此,关于Li2O成分的含量,上限优选为30.0%,更优选为20.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选小于15.0%,进一步优选小于12.0%,进一步优选小于9.0%,进一步优选小于8.0%,进一步优选小于5.0%。尤其是,在第3光学玻璃中,Li2O成分的含量可以小于2.0%。
关于Li2O成分,作为原料可以使用Li2CO3、LiPO3、LiNO3、LiF等。
Na2O成分是以大于0%的量含有时能够降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度、且能够提高耐失透性的任选成分。尤其是,在第2光学玻璃中,是通过含有0.5%以上而能够降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度、且能够提高耐失透性的必需成分。因此,关于Na2O成分的含量,可以优选为0.5%以上,更优选为大于1.0%,进一步优选为大于3.0%,进一步优选为大于4.0%,进一步优选为大于5.0%。
另一方面,通过使Na2O成分的含量为30.0%以下,能够抑制折射率的降低、阿贝数的上升。因此,关于Na2O成分的含量,上限优选为30.0%,更优选为25.0%,进一步优选为21.0%,进一步优选为20.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选为14.0%,进一步优选小于14.0%,进一步优选小于13.0%,进一步优选小于10.0%,进一步优选为9.5%以下,进一步优选小于9.0%。尤其是,在第1光学玻璃中,关于Na2O成分的含量,可以为6.5%以下,也可以为5.5%以下。
关于Na2O成分,作为原料可以使用Na2CO3、NaH2PO4、NaNO3、NaF、Na2SiF6等。
K2O成分是以大于0%的量含有时能够降低玻璃原料的熔融温度及玻璃化转变温度的成分,并且也是与上述Li2O成分、Na2O成分相比更能够提高耐失透性的任选成分。尤其是,在第3光学玻璃中,是通过含有0.5%以上而能够起到上述作用的必需成分。因此,关于K2O成分的含量,可以优选为大于0%,更优选为0.5%以上,进一步优选为大于1.0%,进一步优选为2.0%以上,进一步优选为大于2.0%,进一步优选为大于3.0%,进一步优选为大于5.0%。
另一方面,通过使K2O成分的含量为30.0%以下,由于含有更多的Na2O成分、Li2O成分成为可能等,所以能够降低玻璃化转变温度。另外,能够提高对可见光的透射率,提高耐失透性,且能够抑制折射率的降低、阿贝数的上升。因此,关于K2O成分的含量,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17.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选为13.0%,进一步优选为10.0%,进一步优选为7.0%。
关于K2O成分,作为原料可以使用K2CO3、KH2PO4、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等。
TiO2成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的熔融性、耐失透性及折射率、能够降低阿贝数、且能够提高化学耐久性的任选成分。另外,由于TiO2成分为能够降低热膨胀系数的成分,所以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,关于TiO2成分的含量,下限优选大于0%,更优选为1.0%,进一步优选为2.0%,进一步优选为3.0%,进一步优选为5.0%。
另一方面,通过使TiO2成分的含量为40.0%以下,能够抑制对可见光的透射率的降低,抑制耐失透性的降低。因此,关于TiO2成分的含量,上限优选为40.0%,更优选为35.0%,进一步优选为32.0%,进一步优选为30.0%,进一步优选为29.0%,进一步优选为25.0%,进一步优选为21.0%,进一步优选为20.0%,进一步优选为18.0%,进一步优选为16.0%,进一步优选为13.0%。
关于TiO2成分,作为原料可以使用TiO2等。
B2O3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃原料的熔融性、促进形成稳定的玻璃从而能够提高耐失透性的成分,是玻璃中的任选成分。因此,对于B2O3成分的含量而言,下限优选大于0%,更优选为0.5%,进一步优选为0.8%,进一步优选为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%,也可以进一步优选大于3.0%,进一步优选为3.6%以上。
另一方面,通过使B2O3成分的含量为15.0%以下,能够抑制耐失透性的降低、且能够提高对可见光的透射率。因此,对于B2O3成分的含量而言,优选为15.0%以下,更优选为12.0%以下,进一步优选为10.0%以下,进一步优选小于8.0%,进一步优选小于7.0%,进一步优选小于6.0%。
关于B2O3成分,作为原料可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
MgO成分、CaO成分及SrO成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃原料的熔融性及耐失透性的任选成分。尤其是MgO成分是能够降低玻璃的热膨胀系数、且与其他碱土成分、特别是BaO成分相比能够降低比重的成分。
另一方面,通过使MgO成分、CaO成分及SrO成分的各自的含量为25.0%以下,能够抑制耐失透性的降低及玻璃化转变温度的上升,且也能够提高玻璃的热稳定性。
因此,对于MgO成分、CaO成分及SrO成分的各自的含量而言,上限优选为25.0%,更优选为20.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选小于10.0%,进一步优选小于5.0%。
关于MgO成分、CaO成分及SrO成分,作为原料可以使用MgO、MgCO3、Mg(PO3)2、MgF2、CaCO3、Ca(PO3)2、CaF2、SrCO3、Sr(NO3)2、SrF2等。
BaO成分是以大于0%的量含有时通过与ZnO成分并用从而能够进一步提高折射率及对可见光的透射率的任选成分。
另一方面,通过使BaO成分的含量为25.0%以下,能够进一步降低玻璃化转变温度,且能够提高耐失透性。另外,能够抑制比重的上升。因此,对于BaO成分的含量而言,上限优选为25.0%,更优选为20.0%,进一步优选为17.0%,进一步优选小于14.0%,进一步优选小于11.0%,进一步优选为10.0%以下,进一步优选为7.0%以下。
关于BaO成分,作为原料可以使用BaCO3、Ba(PO3)2、BaSO4、Ba(NO3)2、BaF2等。
Bi2O3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率和玻璃原料的熔融性、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。
另一方面,通过使Bi2O3成分的含量为10.0%以下,能够抑制耐失透性的下降,且能够抑制对可见光的透射率的下降。另外,可以抑制由Bi2O3成分的还原而导致的槽(pot)受到侵蚀的问题。因此,对于Bi2O3成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。
WO3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率及耐失透性、降低阿贝数、且能够提高玻璃原料的熔融性的任选成分。另外,WO3成分是能够降低热膨胀系数的成分,所以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。
另一方面,通过使WO3成分的含量为10.0%以下,能够提高耐失透性、且能够抑制对可见光的透射率的降低。因此,对于WO3成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于WO3成分,作为原料可以使用WO3等。
Y2O3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的耐失透性、折射率及透射率的任选成分。
另一方面,通过使Y2O3成分的含量为10.0%以下,能够抑制耐失透性的降低、玻璃化转变温度的上升。因此,对于Y2O3成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。
关于Y2O3成分,作为原料可以使用Y2O3、YF3等。
对于La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分,分别是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的耐失透性、折射率及透射率的任选成分。
另一方面,通过使La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的各自的含量为10.0%以下,能够抑制玻璃化转变温度的上升,且能够抑制耐失透性的下降。因此,对于La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的各自的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。
关于La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分,作为原料可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意的整数)、Gd2O3、GdF3、Yb2O3等。
SiO2成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃对可见光的透射率且能够降低着色、并且通过促进形成稳定的玻璃而提高玻璃的耐失透性的任选成分。
另一方面,通过使SiO2成分的含量为10.0%以下,能够抑制由SiO2成分导致的耐失透性的降低,所以能够易于得到稳定性高的玻璃。因此,对于SiO2成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选为4.5%以下,进一步优选小于3.0%,进一步优选为2.0%以下。
关于SiO2成分,作为原料可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等。
GeO2成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率及耐失透性的任选成分。
另一方面,通过使GeO2成分的含量为10.0%以下,能够降低玻璃的材料成本。因此,对于GeO2成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。
关于GeO2成分,作为原料可以使用GeO2等。
Al2O3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的熔融性、耐失透性及化学耐久性、且能够提高玻璃熔融时的粘度的任选成分。
尤其是,通过使Al2O3成分的含量为10.0%以下,能够提高玻璃原料的熔融性,提高耐失透性。因此,对于Al2O3成分的含量而言,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于Al2O3成分,作为原料可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3等。
TeO2成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃原料的熔融性、提高玻璃的折射率、降低阿贝数、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。
另一方面,通过使TeO2成分的含量为15.0%以下,能够提高玻璃的耐失透性,且能够抑制由TeO2成分的还原导致的槽受到侵蚀。因此,关于TeO2成分的含量,优选为15.0%以下,更优选小于10.0%,进一步优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于TeO2成分,作为原料可以使用TeO2等。
ZrO2成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率及耐失透性、且能够提高对可见光的透射率的任选成分。另外,ZrO2成分是能够降低热膨胀系数的成分,所以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。
另一方面,通过使ZrO2成分的含量为10.0%以下,能够抑制耐失透性的降低。因此,关于ZrO2成分的含量,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于ZrO2成分,作为原料可以使用ZrO2、ZrF4等。
Ta2O5成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率的任选成分。
另一方面,通过使Ta2O5成分的含量为10.0%以下,能够提高玻璃的耐失透性。因此,关于Ta2O5成分的含量,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于Ta2O5成分,作为原料可以使用Ta2O5等。
Ga2O3成分是以大于0%的量含有时能够提高玻璃的折射率的任选成分。
另一方面,通过使Ga2O3成分的含量为10.0%以下,能够提高玻璃的耐失透性,并且能够增加玻璃的磨耗度从而容易进行研磨加工。因此,关于Ga2O3成分的含量,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%。
关于Ga2O3成分,作为原料可以使用Ga2O3、GaF3。
SnO2成分是以大于0%的量含有时能够促进玻璃的脱泡、且通过抑制Nb2O5成分、TiO2成分等的还原而能够提高玻璃对可见光的透射率的任选成分。
另一方面,如果SnO2成分的含量大于10.0%,则玻璃变得易于失透,对可见光的透射率也易于降低,并且易于发生SnO2成分与熔融设备(特别是Pt等贵金属)的合金化。因此,关于SnO2成分的含量,优选为10.0%以下,更优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。尤其是,从使SnO2成分与熔融设备的合金化减少的观点考虑,可以不含SnO2成分。
关于SnO2成分,作为原料可以使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4。
Sb2O3成分是以大于0%的量含有时能够促进玻璃的脱泡、且通过抑制Nb2O5成分、TiO2成分等的还原而能够提高玻璃对可见光的透射率的任选成分。
另一方面,如果Sb2O3成分的含量大于3.0%,则对可见光的射率也易于降低,且易于发生Sb2O3成分与熔融设备(特别是Pt等贵金属)的合金化。另外,对于本发明的光学玻璃而言,即使在降低Sb2O3成分的含量的情况下,也能够在即使不对玻璃进行退火的情况下降低由高折射率成分导致的玻璃的着色。因此,能够得到具有期望的折射率、且对可见光的玻璃的透射率高、并且在玻璃表面形成的凹凸、雾气少的玻璃。因此,关于Sb2O3成分的含量,上限优选为3.0%,更优选为1.0%,进一步优选为0.5%,进一步优选为0.1%,进一步优选为0.05%,进一步优选为0.03%,进一步优选为0.01%。
关于Sb2O3成分,作为原料可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
需要说明的是,使玻璃澄清并进行脱泡的成分不限于上述的Sb2O3成分,可使用F成分、S成分作为澄清剂(脱泡剂),或者可以使用玻璃制造领域中的公知的澄清剂、脱泡剂或它们的组合。
R2O成分(R为选自Li、Na及K中的1种以上)的总含量(摩尔和)优选为30.0%以下。由此,能够抑制玻璃折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也可以提高玻璃的耐失透性。因此,关于R2O成分的摩尔和(例如Li2O成分、Na2O成分及K2O成分的总含量),上限优选为30.0%,更优选为27.0%,进一步优选为24.0%,进一步优选为23.5%,进一步优选小于22.0%,进一步优选小于21.0%,进一步优选小于17.0%。
另一方面,可以使其总量大于0%。由此,能够降低玻璃化转变温度(Tg),并且可以提高对可见区域的光的透射率。因此,关于R2O成分的摩尔和,可以优选大于0%,更优选大于0.1%,进一步优选为1.0%以上,进一步优选大于1.0%,进一步优选大于3.0%,进一步优选大于5.0%,进一步优选大于7.0%,进一步优选大于10.0%,进一步优选大于11.0%。
MO成分(M为选自Mg、Ca、Sr及Ba中的1种以上)的含量的和为30.0%以下。由此,能够抑制玻璃化转变温度的上升、由于过量含有而导致的耐失透性的降低。因此,关于MO成分的摩尔和(例如MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分的总含量),上限优选为30.0%,更优选为20.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选小于14.0%,进一步优选为12.0%以下,进一步优选小于11.0%,进一步优选小于8.0%,进一步优选小于6.0%。
另一方面,以总计大于0%的量含有MO成分时,能够提高玻璃原料的熔融性及耐失透性。另外,通过与ZnO成分并用,能够进一步提高折射率及对可见光的透射率且能够提高玻璃的耐失透性。因此,MO成分的摩尔和(例如MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分的总含量)优选大于0%,更优选大于1.0%,进而可以大于2.0%。
Ln2O3成分(Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上)的含量的和(摩尔和)优选为15.0%以下。由此,能够抑制玻璃耐失透性的降低、玻璃化转变温度的上升。因此,关于Ln2O3成分的摩尔和(例如Y2O3成分、La2O3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的总含量),优选为15.0%以下,更优选小于10.0%,进一步优选小于5.0%,进一步优选小于3.0%,进一步优选小于1.0%。
关于ZnO成分及Nb2O5成分的总含量(摩尔和),优选小于55.0%。由此,能够维持高折射率、且能够提高玻璃的稳定性、可见光透射率。因此,摩尔和(ZnO+Nb2O5)优选小于55.0%,更优选小于52.0%,进一步优选小于50.0%,进一步优选为48.0%以下。
ZnO成分及R2O成分的总含量(摩尔和)优选为10.0%以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上)。由此能够降低玻璃化转变温度(Tg)且能够提高对可见区域的光的透射率。因此,摩尔和(ZnO+R2O)的下限优选为10.0%,更优选为13.0%,进一步优选为16.0%,进一步优选为20.0%,进一步优选为23.0%,进一步优选为25.0%。
另一方面,通过使其总量为50.0%以下,能够抑制玻璃折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也能够提高玻璃的耐失透性。因此,摩尔和(ZnO+R2O)的上限优选为50.0%,更优选为45.0%,进一步优选为40.0%,进一步优选为38.0%,进一步优选为36.0%。
尤其是,在第1光学玻璃中,优选ZnO成分及Li2O成分的总含量(摩尔和)为5.0%以上。由此,能够降低玻璃化转变温度(Tg)、且能够提高对可见区域的光的透射率。因此,摩尔和(ZnO+Li2O)的下限优选为5.0%,更优选为6.0%,进一步优选为8.0%,进一步优选为10.0%,进一步优选为12.0%。
另一方面,通过使其总量为40.0%以下,能够抑制玻璃折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也能够提高玻璃的耐失透性。因此,摩尔和(ZnO+Li2O)的上限优选为40.0%,更优选为34.0%,进一步优选为30.0%,进一步优选为28.0%。
另外,第2光学玻璃中,ZnO成分及Na2O成分的总含量(摩尔和)优选为5.0%以上。由此,能够降低玻璃化转变温度(Tg)、且能够提高对可见区域的光的透射率。因此,摩尔和(ZnO+Na2O)的下限优选为5.0%,更优选为8.0%,进一步优选为12.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选为19.0%,进一步优选为23.0%。
另一方面,通过使其总量为48.0%以下,能够抑制玻璃折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也能够提高玻璃的耐失透性。因此,摩尔和(ZnO+Na2O)的上限优选为48.0%,更优选为45.0%,进一步优选为43.0%,进一步优选为40.0%。
另外,第3光学玻璃中,ZnO成分及K2O成分的总含量(摩尔和)优选为5.0%以上。由此,能够降低玻璃化转变温度(Tg),且能够提高对可见区域的光的透射率。因此,摩尔和(ZnO+K2O)的下限优选为5.0%,更优选为11.0%,进一步优选为15.0%,进一步优选为18.0%,进一步优选为21.0%。
另一方面,通过使其总量为45.0%以下,能够抑制玻璃折射率的降低、阿贝数的上升。另外,也能够提高玻璃的耐失透性。因此,摩尔和(ZnO+K2O)的上限优选为45.0%,更优选为43.0%,进一步优选为40.0%,进一步优选为38.0%。
TiO2的总含量相对于ZnO成分的含量的比率(摩尔比)优选为2.00以下。由此,玻璃化转变温度进一步降低,因此能够得到适于加压成型的光学玻璃。另外,即使不进行Sb2O3成分的添加、对玻璃的热处理,也能够提高对可见光的透射率,且能够提高玻璃的折射率及稳定性。因此,摩尔比TiO2/ZnO的上限可以优选为2.00,更优选为1.70,进一步优选为1.50,进一步优选为1.30,进一步优选为1.20,进一步优选为1.00。
TiO2成分及Nb2O5成分的含量的和(摩尔和)优选为50.0%以下。由此,能够进一步降低玻璃化转变温度,且能够提高耐失透性。因此,摩尔和(TiO2+Nb2O5)的上限可以优选为50.0%,更优选为45.0%,进一步优选为42.0%,进一步优选为41.0%,进一步优选为40.0%、进一步优选为38.0%。
另一方面,通过使其总量为5.0%以上,能够提高玻璃折射率,降低阿贝数。另外,也能够提高玻璃耐失透性。因此,摩尔和(TiO2+Nb2O5)的下限可以优选为5.0%,更优选为15.0%,进一步优选为22.0%,进一步优选为25.0%,进一步优选为26.5%,进一步优选为27.5%,进一步优选为28.5%,进一步优选为30.0%。
TiO2成分及Nb2O5成分的总量相对于ZnO成分及R2O成分的总量的比率(摩尔比)优选为0.30以上(R为选自Li、Na及K中的1种以上)。由此,玻璃化转变温度进一步降低,因此能够得到适于加压成型的光学玻璃。因此,摩尔比(ZnO+R2O)/(TiO2+Nb2O5)的下限优选为0.30,更优选为0.45,进一步优选为0.55,进一步优选为0.65。
另一方面,通过减小该比率,能够提高玻璃的耐失透性、折射率。因此,摩尔比(ZnO+R2O)/(TiO2+Nb2O5)的上限可以优选为10.00,更优选为5.00,进一步优选为3.00,进一步优选为1.50,进一步优选为1.30。
尤其是,在第1光学玻璃中,TiO2成分及Nb2O5成分的总量相对于ZnO成分及Li2O成分的总量的比率(摩尔比)优选为0.30以上。由此,玻璃化转变温度进一步降低,因此能够得到适于加压成型的光学玻璃。因此,摩尔比(ZnO+Li2O)/(TiO2+Nb2O5)的下限优选为0.30,更优选为0.45,进一步优选为0.35,进一步优选为0.38。
另一方面,通过减小该比率,能够提高玻璃的耐失透性、折射率。因此,摩尔比(ZnO+Li2O)/(TiO2+Nb2O5)的上限可以优选为5.00,更优选为3.00,进一步优选为2.00,进一步优选为1.50。
另外,在第2光学玻璃中,TiO2成分及Nb2O5成分的总量相对于ZnO成分及Na2O成分的总量的比率(摩尔比)优选为0.30以上。由此,玻璃化转变温度进一步降低,因此能够得到适于加压成型的光学玻璃。因此,摩尔比(ZnO+Na2O)/(TiO2+Nb2O5)的下限优选为0.30,更优选为0.35,进一步优选为0.45,进一步优选为0.60。
另一方面,通过减小该比率,能够提高玻璃的耐失透性、折射率。因此,摩尔比(ZnO+Na2O)/(TiO2+Nb2O5)的上限可以优选为10.00,更优选为5.00,进一步优选为3.00,进一步优选为1.50,进一步优选为1.30。
另外,第3光学玻璃中,TiO2成分及Nb2O5成分的总量相对于ZnO成分及K2O成分的总量的比率(摩尔比)优选为0.30以上。由此,玻璃化转变温度进一步降低,因此能够得到适于加压成型的光学玻璃。因此,摩尔比(ZnO+K2O)/(TiO2+Nb2O5)的下限优选为0.30,更优选为0.40,进一步优选为0.45,进一步优选为0.50,进一步优选为0.60。
另一方面,通过减小该比率,能够提高玻璃的耐失透性、折射率。因此,摩尔比(ZnO+K2O)/(TiO2+Nb2O5)的上限可以优选为10.00,更优选为5.00,进一步优选为3.00,进一步优选为1.50。
SiO2成分及Al2O3成分的总含量(摩尔和)优选为10.0%以下。由此,能够降低玻璃化转变温度,且能够提高耐失透性。因此,摩尔和(SiO2+Al2O3)的上限优选为10.0%,更优选为6.0%,进一步优选为4.5%,进一步优选为2.0%。
B2O3成分的含量相对于SiO2成分及Al2O3成分的总量的比率优选为0.50以上。由此,能够降低玻璃化转变温度,且能够提高耐失透性。因此,摩尔比B2O3/(SiO2+Al2O3)的下限优选为0.50,更优选为1.00,进一步优选为1.30,进一步优选为1.60,进一步优选为5.00。
需要说明的是,摩尔比B2O3/(SiO2+Al2O3)的上限可以无限大,此时摩尔和(SiO2+Al2O3)为0。
<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、及不期望含有的成分进行说明。
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,对于V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各过渡金属成分而言,具有即使分别单独含有少量或复合含有少量时也会导致玻璃着色、在可见区域的特定波长处产生吸收、从而抵消本申请发明的提高可见光透射率的效果的性质,因此,尤其是在使可见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需要环境对策方面的措施。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。
[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,均匀地混合上述原料使各成分在规定的含量范围内,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。
对于本发明的光学玻璃而言,即使不对所制作的玻璃进行用于提高对可见光的透射率的特别加热处理,也能够得到具有后述那样的优异物性的玻璃。
[物性]
对于本发明的光学玻璃而言,对可见光的透射率、特别是对可见光中短波长侧的光的透射率高,从而着色少。
尤其是,对于本发明的光学玻璃而言,以厚10mm的样品显示70%的分光透射率的最短波长(λ70)的上限优选为440nm,更优选为425nm,进一步优选为420nm,进一步优选为415nm。另外,对于本发明的光学玻璃而言,以厚10mm的样品显示5%的分光透射率的最短波长(λ5)的上限优选为400nm,更优选为390nm,进一步优选为385nm。
对于本发明的光学玻璃而言,利用合适的公知的制法制作玻璃时,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区域尤其是短波长侧的光的透明性,由此可减少玻璃向黄色、橙色的着色。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在具有高折射率的同时,还具有较高的色散(低阿贝数)。
本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限优选为1.80,更优选为1.81,进一步优选大于1.82。折射率(nd)的上限优选为2.20,更优选为2.00,进一步优选为1.93,进一步优选为1.90。通过具有这样的高折射率,从而即使进一步谋求元件的薄型化,也能获得较大的光折射量。
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,进一步优选小于27,进一步优选小于25。阿贝数(νd)的下限优选为10,更优选为15,进一步优选为17,进一步优选为19,进一步优选为20。通过具有这样的低阿贝数,例如在与具有高阿贝数的光学元件组合时,可实现高成像特性等。
因此,通过将这样的高折射率高色散的光学玻璃例如用于光学元件的用途,不仅可实现高成像特性等,而且能扩展光学设计的自由度。
本发明的光学玻璃优选具有650℃以下的玻璃化转变温度。由此,玻璃在较低的温度下软化,因此能够在较低的温度下将玻璃模压成型。另外,也能够降低模压成型中使用的模具的氧化,实现模具的长寿命化。因此,关于本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度,上限优选为650℃,更优选为630℃,进一步优选为620℃,进一步优选为600℃,进一步优选为580℃。
需要说明的是,本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度的下限没有特别限定,但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℃。
本发明的光学玻璃优选具有700℃以下的屈服点(At)。屈服点与玻璃化转变温度同样地是表示玻璃的软化性的指标之一,是表示与加压成型温度接近的温度的指标。因此,通过使用屈服点为700℃以下的玻璃,在较低的温度下的加压成型成为可能,因而能够较容易地进行加压成型。因此,本发明的光学玻璃的屈服点的上限优选为700℃,更优选为680℃,进一步优选为660℃,进一步优选为650℃。
需要说明的是,本发明的光学玻璃的屈服点没有特别限定,但优选下限为500℃,更优选为520℃,进一步优选为550℃。
本发明的光学玻璃优选平均线膨胀系数(α)小。尤其是,本发明的光学玻璃的平均线膨胀系数的上限优选为90×10-7K-1,更优选为80×10-7K-1,进一步优选为75×10-7K-1,进一步优选为73×10-7K-1,进一步优选为70×10-7K-1。由此,在成型模中将光学玻璃加压成型时,玻璃的由温度变化导致的膨胀、收缩的总量减小。因此,加压成型时能够使光学玻璃不易破裂,能够提高光学元件的生产率。
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射率的降低,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尺度,可举出例如液相温度低。
[预成型体及光学元件]
使用例如再热压成型(reheatpressmoulding)、精密加压成型等模压成型的方法,由制成的光学玻璃,可制作玻璃成型体。即,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压成型,然后进行研磨加工,可制作玻璃成型体,或者对进行研磨加工而制成的预成型体、利用公知的上浮成型等成型的预成型体进行精密加压成型,可制作玻璃成型体。需要说明的是,制作玻璃成型体的手段不限于这些手段。
像这样制作的玻璃成型体对于多种光学元件及光学设计有用。特别优选使用精密加压成型等方法由本发明的光学玻璃制作透镜、棱镜、反射镜(mirror)等光学元件。由此,当用于照相机、投影仪等那样的使可见光透过光学元件的光学设备时,能实现高精细且高精度的成像特性,并且能实现这些光学设备中的光学系统的小型化。
[实施例]
本发明的实施例(No.A1~No.A22、No.B1~No.B16、No.C1~No.C21)及比较例(No.a)的玻璃的组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、分光透射率显示为5%及70%的波长(λ5、λ70)、玻璃化转变温度(Tg)、屈服点(At)、以及平均线膨胀系数(α)示于表1~表9。其中,实施例(No.A1~No.A22)是作为第1光学玻璃的例子记载的,实施例(No.B1~No.B16)是作为第2光学玻璃的例子记载的,实施例(No.C1~No.C21)是作为第3光学玻璃的例子记载的,但只要满足上述的其他光学玻璃的要件,则也可以成为其他光学玻璃的例子。另外,比较例(No.a)的玻璃是JournalofNon-CrystallineSolids、2000年、第263&264卷、p.263-270(作者为J.R.Martinelli及其他2人)中记载的PNBK30-30-30-10玻璃。
需要说明的是,以下的实施例仅用于举例说明,本发明不仅限于这些实施例。
上述实施例的玻璃均按照如下方式制作:作为各成分的原料,选择分别相当的氧化物、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用于光学玻璃中的高纯度原料,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,然后放入白金坩埚中在1200~1350℃的温度范围内熔融2~10小时,搅拌均匀并进行除泡等,然后将温度降低至1300℃以下,搅拌均匀后注入到模具中并进行缓慢冷却,从而制作了玻璃。
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进行测定。
实施例的玻璃的可见光透射率基于日本光学硝子工业会标准JOGIS02进行测定。需要说明的是,本发明中,通过测定玻璃的可见光透射率,求出了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(透射率70%时的波长)和λ5(透射率5%时的波长)。
关于实施例的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)及屈服点(At),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”、通过热膨胀曲线(其通过测定温度与试样的伸长率的关系而得到)而求出。
关于实施例的玻璃的平均线膨胀系数(α),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”求出-30~+70℃的平均线膨胀系数。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
如表1~表9所示,本发明的实施例的光学玻璃的玻璃化转变温度为650℃以下,更详细而言为620℃以下。尤其是,实施例(No.A1~No.A22)的光学玻璃的玻璃化转变温度为580℃以下。另外,实施例(No.B1~No.B16)的光学玻璃的玻璃化转变温度为600℃以下。因此,可以推测,本发明的实施例的光学玻璃能够在较低的温度下将玻璃模压成型。
另一方面,比较例的玻璃的玻璃化转变温度大于650℃。
因此可知,本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比,玻璃化转变温度低,适于加压成型。
另外,本发明的实施例的光学玻璃的屈服点均为700℃以下,更详细而言为680℃以下,在期望的范围内。尤其是,实施例(No.A1~No.A22)的光学玻璃的屈服点为650℃以下。另外,实施例(No.B1~No.B16)的光学玻璃的屈服点为660℃以下。
本发明的实施例的光学玻璃的λ70(透射率70%时的波长)均为440nm以下,更详细而言为425nm以下,在期望的范围内。尤其是,实施例(No.A1~No.A22、No.C1~No.C21)的光学玻璃的λ70(透射率70%时的波长)为420nm以下。
另外,本发明的实施例的光学玻璃的λ5(透射率5%时的波长)均为400nm以下,更详细而言为390nm以下,在期望的范围内。
因此可知,本发明的实施例的光学玻璃对可见光具有高透射率。
本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)均为1.80以上。尤其是,实施例(No.A1~No.A22)的光学玻璃的折射率(nd)为1.82以上。因此可知,本发明的实施例的光学玻璃具有期望的高折射率。
另外,本发明的实施例的光学玻璃的阿贝数(νd)均为35以下,更详细而言为25以下。尤其是,实施例(No.B1~No.B16)的光学玻璃的阿贝数(νd)为24以下。因此可知,本发明的实施例的光学玻璃具有期望的低阿贝数(νd)。
并且,本发明的实施例的光学玻璃均为不失透的稳定的玻璃。
因此可知,本发明的实施例的光学玻璃在具有高折射率(nd)的同时,还具有较低的阿贝数(νd),耐失透性高,且玻璃化转变温度低而适于加压成型。
另外可知,本发明的实施例的光学玻璃在具有高折射率(nd)的同时,也具有较低的阿贝数(νd),耐失透性高,且即使不对所得的玻璃进行退火也具有对可见光的高透射率。
并且,本发明的实施例的光学玻璃的平均线膨胀系数(α)为90×10-7K-1以下,更详细而言为80×10-7K-1以下。尤其是,实施例(No.C1~No.C21)的光学玻璃的平均线膨胀系数(α)为70×10-7K-1以下。因此,本发明的实施例的光学玻璃具有期望的低平均线膨胀系数。另一方面,比较例的玻璃的平均线膨胀系数(α)大于90×10-7K-1。因此可知,本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比,平均线膨胀系数小。
进而,使用本发明的实施例的光学玻璃形成透镜预成型体,针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 (18)
1.一种光学玻璃,以摩尔%计,含有15.0%以上50.0%以下的P2O5成分、5.0%以上50.0%以下的Nb2O5成分、0.1%以上35.0%以下的ZnO成分、以及0.5%以上30.0%以下的选自Li2O成分、Na2O成分及K2O成分中的至少一种,且具有1.80以上的折射率(nd)。
2.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
Li2O成分为0~30.0%,
Na2O成分为0~30.0%,
K2O成分为0~30.0%。
3.如权利要求2所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的Li2O成分,且玻璃化转变温度为650℃以下。
4.如权利要求2所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的Na2O成分。
5.如权利要求2所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,含有0.5%以上30.0%以下的K2O成分。
6.如权利要求1~5中任一项所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
TiO2成分为0~40.0%,
B2O3成分为0~15.0%,
MgO成分为0~25.0%,
CaO成分为0~25.0%,
SrO成分为0~25.0%,
BaO成分为0~25.0%,
Bi2O3成分为0~10.0%,
WO3成分为0~10.0%,
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%,
SiO2成分为0~10.0%,
GeO2成分为0~10.0%,
Al2O3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%,
SnO成分为0~10.0%,
Sb2O3成分为0~3.0%。
7.如权利要求1~6中任一项所述的光学玻璃,其中,以摩尔%计,
R2O成分的含量的和为30.0%以下,
MO成分的含量的和为30.0%以下,
Ln2O3成分的含量的和为15.0%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,Ln为选自Y、La、Gd及Yb中的1种以上。
8.如权利要求1~7中任一项所述的光学玻璃,其中,ZnO+R2O的摩尔和为10.0%以上50.0%以下,R为选自Li、Na及K中的1种以上。
9.如权利要求1~8中任一项所述的光学玻璃,其中,TiO2/ZnO的摩尔比为2.00以下。
10.如权利要求1~9中任一项所述的光学玻璃,其中,TiO2+Nb2O5的摩尔和为50.0%以下。
11.如权利要求1~10中任一项所述的光学玻璃,其中,(ZnO+R2O)/(TiO2+Nb2O5)的摩尔比为0.30以上,R为选自Li、Na及K中的1种以上。
12.如权利要求1~11中任一项所述的光学玻璃,其中,SiO2+Al2O3的摩尔和为10.0%以下。
13.如权利要求1~12中任一项所述的光学玻璃,其中,B2O3/(SiO2+Al2O3)的摩尔比为0.50以上,或SiO2+Al2O3的摩尔和为0。
14.如权利要求1~13中任一项所述的光学玻璃,所述光学玻璃具有35以下的阿贝数(νd),且分光透射率显示为70%的波长(λ70)为440nm以下。
15.如权利要求1~14中任一项所述的光学玻璃,所述光学玻璃的玻璃化转变温度为650℃以下。
16.一种光学元件,其由权利要求1~15中任一项所述的光学玻璃形成。
17.一种研磨加工用及/或精密加压成型用预成型体,其由权利要求1~15中任一项所述的光学玻璃形成。
18.一种光学元件,是将权利要求17所述的预成型体精密加压而形成的。
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