CN106927675A - 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 - Google Patents
一种光学玻璃、预制件以及光学元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106927675A CN106927675A CN201610965483.8A CN201610965483A CN106927675A CN 106927675 A CN106927675 A CN 106927675A CN 201610965483 A CN201610965483 A CN 201610965483A CN 106927675 A CN106927675 A CN 106927675A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composition
- less
- glass
- optical glass
- compositions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/10—Melting processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明能够以更低廉的价格得到一种折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且耐失透性较高的光学玻璃。所述光学玻璃,以摩尔%计算,含有B2O3成分5.0%以上55.0%以下,La2O3成分5.0%以上30.0%以下,摩尔之和(Nb2O5+WO3)小于10.0%,并且具有1.70以上的折射率(nd),25以上50以下的阿贝数(νd)。该光学玻璃,可使用于各种光学元件以及光学设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃、预制件以及光学元件。
背景技术
近年来,使用光学系统的设备的数码化与高清化在飞速发展,在数码照相机与摄像机等摄影器材、投影仪与投影电视等视频播放(投影)设备等各种光学仪器领域中,对减少在光学系统中使用的透镜及棱镜等光学元件的数量,并将整体光学系统轻量化以及小型化的要求越来越高。
在用于制造光学元件的光学玻璃中,特别是,对可以实现整体光学系统的轻量化以及小型化的具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)的高折射率低色散的玻璃的需求变得非常高。作为此类高折射率低色散的玻璃,如专利文献1~8所述的玻璃成分广为人知。
【专利文献1】日本专利文献特开2011-178571号公报
【专利文献2】日本专利文献特开2014-047099号公报
【专利文献3】日本专利文献特开2013-067558号公报
【专利文献4】日本专利文献特开2012-214350号公报
【专利文献5】日本专利文献特开2011-093781号公报
【专利文献6】日本专利文献特开2009-203155号公报
【专利文献7】日本专利文献特开2011-173783号公报
【专利文献8】日本专利文献特开2011-225383号公报
发明所要解决的技术问题
作为一种从光学玻璃制造光学元件的方法,已知以下方法:例如,对由光学玻璃形成的料块或者玻璃块进行研削及研磨而获得光学元件的形状的方法;对由光学玻璃形成的料块或者玻璃块进行再热成型(再热压制成型)而获得的玻璃成型体,进行研削及研磨的方法;以及对由料块或者玻璃块得到的预制件在超精密加工的模具中进行成型(精密模压成形)而获得光学元件的形状的方法。任意一种方法,均要求在从熔融的玻璃原料形成料块或者玻璃块时,能够获得稳定的玻璃。在这里,构成所得到的料块或者玻璃块的玻璃相对于失透的稳定性(耐失透性)降低而在玻璃内部形成结晶时,已经无法获得适合作为光学元件的玻璃。
另外,为了降低光学玻璃的材料成本,要求构成光学玻璃的各成分的原料成本尽可能低廉。另外,在批量生产光学玻璃时,要求在制造玻璃时不易产生失透。但是,专利文献1~8所述的玻璃组合物难以充分满足这些各种要求。
本发明鉴于上述问题而完成,其目的在于以更加低廉的价格获得一种折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且耐失透性较高的玻璃。
发明内容
本发明人等为了解决上述问题,在反复进行深入的试验与研究之结果,发现了在含有B2O3成分及La2O3成分的玻璃中,折射率(nd)以及阿贝数(νd)在所要求的范围内,并且使材料成本较高的成分的含量减少,特别是使Nb2O5成分及WO3成分的含量减少,还使玻璃的液相温度降低,从而完成了本发明。
具体地说,本发明提供如下所述的光学玻璃。
(1)一种光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,含有B2O3成分5.0%以上55.0%以下,La2O3成分5.0%以上30.0%以下,摩尔之和(Nb2O5+WO3)小于10.0%,并且,具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)。
(2)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,具有1.75以上的折射率(nd)以及25以上48以下的阿贝数(νd)。
(3)根据上述(1)或(2)所述的光学玻璃,其特征在于,具有1.70以上1.90以下的折射率(nd)以及30以上50以下的阿贝数(νd)。
(4)根据上述(1)至(3)任意一项所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,且总量大于0%小于30.0%。
(5)根据权利要求(1)至(4)任意一项所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,
SiO2成分为0~25.0%,
ZnO成分为0~45.0%,
ZrO2成分为0~15.0%。
(6)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,
Nb2O5成分为0~小于10.0%,
WO3成分为0~小于10.0%,
Gd2O3成分为0~小于4.0%,
Yb2O3成分为0~小于4.0%
Ta2O5成分为0~小于5.0%,
TiO2成分为0~小于40.0%,
Y2O3成分为0~25.0%,
MgO成分为0~10.0%,
CaO成分为0~10.0%,
SrO成分为0~10.0%,
BaO成分为0~25.0%,
Li2O成分为0~10.0%,
Na2O成分为0~10.0%,
K2O成分为0~10.0%,
P2O5成分为0~10.0%,
GeO2成分为0~10.0%,
Al2O3成分为0~15.0%,
Ga2O3成分为0~15.0%,
Bi2O3成分为0~15.0%,
TeO2成分为0~15.0%,
SnO2成分为0~3.0%,
Sb2O3成分为0~1.0%,
并且,与上述各金属元素的一种或者两种以上的氧化物的一部分或全部置换后的氟化物的F的含量为0~15.0摩尔%。
(7)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比SiO2/B2O3为0.13以上1.70以下。
(8)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔之和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3+Yb2O3小于10.0%。
(9)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比ZnO/(La2O3+Y2O3)为0.10以上4.00以下。
(10)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,Ln2O3成分的摩尔之和为5.0%以上40.0%以下,式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的1种以上,RO成分的摩尔之和为25.0%以下,式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上,Rn2O成分的摩尔之和为10.0%以下,式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的1种以上。
(11)根据上述(1)所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比(RO+ZnO)/Ln2O3大于0.30,式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的1种以上。
(12)一种预制件,其由上述(1)至(11)的任意一项所述的光学玻璃构成。
(13)一种光学元件,其由上述(1)至(11)的任意一项所述的光学玻璃构成。
(14)一种光学仪器,其具备上述(12)或者(13)所述的光学元件。
发明效果
根据本发明,能够以更加低廉的价格获得一种折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且耐失透性较高的玻璃。
具体实施方式
本发明的光学玻璃,以摩尔%计算,含有B2O3成分5.0%以上55.0%以下,La2O3成分5.0%以上30.0%以下,摩尔之和(Nb2O5+WO3)小于10.0%,具有1.70以上的折射率(nd),25以上50以下的阿贝数(νd)。
通过将B2O3成分及La2O3成分作为基底成分,特别容易得到具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)的稳定的玻璃。另外,本申请的发明人发现,特别是在具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)的玻璃中,即使在降低材料成本较高的成分的含量,特别是降低Nb2O5成分及WO3成分的含量的情况下,也能够使玻璃的液相温度降低,特别是能够降低制造玻璃时的失透。据此,能够以更加低廉的价格获得一种折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且耐失透性较高的光学玻璃。
另外,本发明的光学玻璃,由于对可见光的透射率较高,故可以较佳地用于透射可见光。
其中,可以将具有1.75以上的折射率(nd)以及25以上48以下的阿贝数(νd)的光学玻璃作为第一光学玻璃。另外,也可以将具有1.70以上1.90以下的折射率(nd)以及30以上50以下的阿贝数(νd)的光学玻璃作为第二光学玻璃。
另外,还可以将含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,且总量大于0%小于30.0%的光学玻璃作为第三光学玻璃。通过使其含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,很容易获得具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)且更加稳定的玻璃。另外,特别是通过使其含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,不仅可以获得所要求的较高的折射率,还可以提高对可见光的短波长一侧光的透射率。另外,除了Nb2O5成分及WO3成分以外,通过降低稀土类成分的总量,还可以进一步降低成本。
下面,对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明。本发明并不受以下实施方式的任何限定,在本发明的目的的范围内,可以适当地进行变更而实施。此外,对于重复说明的部分,有时会适当地省略其说明,但并不限定发明的宗旨。
[玻璃成分]
以下,对构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围进行说明。在本说明书中,如果没有特别说明,各成分的含量均以相对于氧化物换算组成的总摩尔数的摩尔%表示。在这里,“氧化物换算组成”是指,在假设作为本发明玻璃组成成分的原料而使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等在熔融时全部分解并转化成氧化物的情况下,将该氧化物的总摩尔数作为100摩尔%,表示玻璃中所含有的各成分的组成。
<关于必需成分、任意成分>
B2O3成分,在含有较多稀土氧化物的本发明的光学玻璃中,是作为玻璃形成氧化物而必需的成分。特别是,通过使B2O3成分的含量为5.0%以上,可以提高玻璃的耐失透性,并且还可以提高玻璃的阿贝数。因此,B2O3成分的含量,比较理想的是5.0%以上,更为理想的是10.0%以上,更加理想的是大于10.0%,更为理想的是大于14.0%,更加理想的是15.0%以上,更为理想的是大于15.0%,更加理想的是大于19.0%,更为理想的是20.0%以上,更加理想的是大于20.0%,更为理想的是25.0%以上。
另一方面,通过使B2O3成分的含量为55.0%以下,可以较容易地获得更大的折射率,并且还可以抑制化学耐久性的降低。因此,B2O3成分的含量,比较理想的是55.0%以下,更为理想的是小于51.0%,更加理想的是50.0%以下,更为理想的是小于47.0%,更加理想的是小于45.0%,更为理想的是小于42.0%,更加理想的是小于40.0%,更为理想的是小于38.0%。
B2O3成分,作为原料可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
La2O3成分,是可以提高玻璃的折射率以及阿贝数的必需成分。因此,La2O3成分的含量,比较理想的是5.0%以上,更为理想的是大于7.0%,更加理想的是大于8.0%,更为理想的是大于10.0%。
另一方面,通过使La2O3成分的含量为30.0%以下,可以提高玻璃的稳定性而减少失透,并且还可以抑制阿贝数的过度上升。另外,可以提高玻璃原料的熔融性。因此,La2O3成分的含量,比较理想的是30.0%以下,更为理想的是小于25.0%,更加理想的是小于22.0%,更为理想的是小于21.0%,更加理想的是小于20.0%,更为理想的是19.5%以下,更加理想的是17.5%以下,更为理想的是16.5%以下,更加理想的是14.5%以下。
La2O3成分,作为原料可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意整数)等。
Nb2O5成分及WO3成分的总量,比较理想的是小于10.0%。据此,降低了这些较昂贵的成分的含量,故可以降低玻璃的材料成本。因此,摩尔之和(Nb2O5+WO3),比较理想的是小于10.0%,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于2.0%,更加理想的是小于1.5%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%,更为理想的是小于0.1%。
优选地,含有总量为0%以上30.0%以下的CaO成分以及BaO成分中至少任意一种成分。
特别是,通过使该和大于0%,可以提高玻璃的折射率以及可见光的透射率。另外,据此可以降低稀土类成分的含量,故还可以进一步降低成本。因此,摩尔之和(CaO+BaO),比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是大于2.0%。
另一方面,通过使该和为30.0%以下,可以降低玻璃的液相温度,故可以降低玻璃的失透。因此,摩尔之和(CaO+BaO),比较理想的是30.0%以下,更为理想的是小于25.0%,更加理想的是小于20.0%,更为理想的是小于15.0%。
SiO2成分是,在含量超过0%时,可以提高熔融态玻璃的粘度,减少玻璃的染色的任意成分。另外,也是提高玻璃的稳定性并较容易地制得适于批量生产的玻璃的成分。因此,SiO2成分的含量,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是大于5.0%,更为理想的是大于8.0%,更加理想的是大于10.2%,更为理想的是也可以大于10.5%。
另一方面,通过使SiO2成分的含量为25.0%以下,可以抑制玻璃化转变温度的上升,以及折射率的降低。因此,SiO2成分的含量,比较理想的是25.0%,更为理想的是小于22.0%,更加理想的是小于20.0%,更为理想的是小于18.0%,更加理想的是小于15.5%,更为理想的是小于14.0%。
SiO2成分,作为原料可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等。
ZnO成分是,在含量超过0%时,可以提高原料的熔融性,并促进熔融态玻璃的脱泡,并且可以提高玻璃稳定性的任意成分。另外,也是可以通过缩短熔融时间等而降低玻璃的染色的任意成分。此外,也是可以降低玻璃化转变温度并且可以改善化学耐久性的任意成分。因此,ZnO成分的含量,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是大于2.2%,更为理想的是大于2.5%,更加理想的是大于4.2%,更为理想的是大于4.5%,更加理想的是大于5.0%,更为理想的是大于5.5%,更加理想的是大于6.5%,更为理想的是大于8.5%,更加理想的是大于10.0%,更为理想的是也可以大于15.0%。
另一方面,通过使ZnO成分的含量为45.0%以下,可以抑制玻璃的折射率的降低,并且还可以减少因粘度过度下降引起的失透。因此,ZnO成分的含量,比较理想的是45.0%以下,更为理想的是小于40.0%,更加理想的是小于35.0%,更为理想的是小于33.0%,更加理想的是小于32.0%。
ZnO成分,作为原料可以使用ZnO、ZnF2等。
ZrO2成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率以及阿贝数,并且可以提高耐失透性的任意成分。因此,ZrO2成分的含量,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是2.0%以上,更为理想的是也可以大于2.0%。
另一方面,通过使ZrO2成分的含量为15.0%以下,可以减少由于ZrO2成分含量过多引起的失透。因此,ZrO2成分的含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是小于12.0%,更加理想的是小于10.0%,更为理想的是小于6.9%,更加理想的是小于6.0%。
ZrO2成分,作为原料可以使用ZrO2、ZrF4等。
Nb2O5成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率,并且可以通过降低玻璃的液相温度来提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使Nb2O5成分的含量小于10.0%,可以控制玻璃的材料成本。另外,可以减少由于Nb2O5成分含量过多引起的失透,并且还可以抑制玻璃对可见光(特别是波长500nm以下)的透射率的降低。另外,据此还可以抑制阿贝数的降低。因此,Nb2O5成分的含量,比较理想的是小于10.0%,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于2.0%,更加理想的是小于1.4%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%,更为理想的是小于0.1%。特别是,从降低材料成本的角度考虑,最为理想的是不含有Nb2O5成分。
Nb2O5成分,作为原料可以使用Nb2O5等。
WO3成分是,在含量超过0%时,可以减少由其他高折射率成分引起的玻璃的染色,同时可以提高折射率,降低玻璃化转变温度,并且可以提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使WO3成分的含量小于10.0%,可以控制玻璃的材料成本。另外,可以通过减少由WO3成分引起的玻璃的染色来提高可见光的透射率。因此,WO3成分的含量,比较理想的是小于10.0%,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%,更为理想的是小于0.1%。特别是,从降低材料成本的角度考虑,最为理想的是不含有WO3成分。
WO3成分,作为原料可以使用WO3等。
Gd2O3成分及Yb2O3成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率的任意成分。
然而,由于Gd2O3成分及Yb2O3成分的原料价格较高,如果其含量较多会使生产成本增加,因此可以降低由于减少Nb2O5成分及WO3成分等而引起的效果。另外,通过降低Gd2O3成分及Yb2O3成分的含量,可以抑制玻璃的阿贝数的上升。因此,Gd2O3成分及Yb2O3成分的各个含量,比较理想的是分别小于4.0%,更为理想的是分别小于2.0%,更加理想的是分别小于1.0%,更为理想的是分别小于0.5%,更加理想的是分别小于0.1%。特别是,从降低材料成本的角度考虑,最为理想的是不含有这些成分。
Gd2O3成分及Yb2O3成分,作为原料可以使用Gd2O3、GdF3、Yb2O3等。
Ta2O5成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率以及耐失透性的任意成分。
然而,由于Ta2O5成分的原料价格较高,如果其量较多会使生产成本增加,因此可以降低由于减少Nb2O5成分及WO3成分等而引起的效果。另外,由于通过使Ta2O5成分的含量小于5.0%,使得原料的熔融温度降低,原料熔融所需的能量降低,故也能够降低光学玻璃的制造成本。因此,Ta2O5成分的含量,比较理想的是小于5.0%,更为理想的是小于3.0%,更加理想的是小于1.0%,更为理想的是小于0.5%,更加理想的是小于0.1%。特别是,从降低材料成本的角度考虑,最为理想的是不含有Ta2O5成分。
Ta2O5成分,作为原料可以使用Ta2O5等。
TiO2成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率,并且通过降低玻璃的液相温度而提高稳定性的任意成分。因此,TiO2成分的含量,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.1%,更加理想的是大于4.0%,更为理想的是大于5.0%,更加理想的是也可以大于6.5%。
另一方面,通过使TiO2成分的含量小于40.0%,可以减少由于TiO2成分含量过多引起的失透,并且还可以抑制玻璃对可见光(特别是波长500nm以下)的透射率的降低。另外,据此还可以抑制阿贝数的降低。因此,TiO2成分的含量,比较理想的是小于40.0%,更为理想的是小于37.0%,更加理想的是小于35.0%,更为理想的是小于30.0%,更加理想的是小于26.0%,更为理想的是小于25.0%,更加理想的是小于23.0%,更为理想的是小于20.0%,更加理想的是小于15.0%。
TiO2成分,作为原料可以使用TiO2等。
Y2O3成分是,在含量超过0%时,与其他希土元素相比,在保持高折射率及高阿贝数的同时,可以控制玻璃的材料成本,并且与其他稀土成分相比更能够降低玻璃比重的任意成分。因此,Y2O3成分的含量,比较理想的是大于0%、更为理想的是大于1.0%、更加理想的是大于1.5%、更为理想的是也可以大于2.0%。
另一方面,通过使Y2O3成分的含量为25.0%以下,可以抑制玻璃的折射率的降低,并且还可以提高玻璃的稳定性。另外,可以抑制玻璃原料的熔融性的下降。因此,Y2O3成分的含量,比较理想的是25.0%以下,更为理想的是小于20.0%,更加理想的是小于10.0%,更为理想的是小于8.0%,更加理想的是小于7.0%。
Y2O3成分,作为原料可以使用Y2O3、YF3等。
MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分是,在含量超过0%时,可以调整玻璃的折射率和熔融性以及耐失透性的任意成分。特别是,BaO成分也是可以提高折射率以及玻璃原料的熔融性的成分。因此,BaO成分的含量,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是也可以大于2.0%。
另一方面,通过使MgO成分、CaO成分及SrO成分的含量分别为10.0%以下,可以抑制折射率的降低,并且还可以减少由于含有过多的这些成分而引起的失透。因此,MgO成分、CaO成分及SrO成分的含量,比较理想的是分别为10.0%以下,更为理想的是分别小于5.0%,更加理想的是分别小于3.0%,更为理想的是分别小于1.0%。
另外,通过使BaO成分的含量为25.0%以下,也可以较容易地获得所要求的折射率,并且可以减少由于含有过多的这些成分而引起的失透。因此,BaO成分的含量,比较理想的是25.0%以下,更为理想的是小于20.0%,更加理想的是小于15.0%。
MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分,作为原料可以使用MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等。
Li2O成分、Na2O成分及K2O成分是,在含量超过0%时,可以改善玻璃的熔融性,并且可以降低玻璃化转变温度的任意成分。
另一方面,通过使Li2O成分、Na2O成分以及K2O成分的各含量为10.0%以下,可以使玻璃的折射率难以降低,并且可以减少玻璃的失透。另外,特别是由于通过降低Li2O成分的含量,可以提高玻璃的粘性,故可以减少玻璃的条纹。因此,Li2O成分、Na2O成分及K2O成分的各含量,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%,更为理想的是小于0.1%。
Li2O成分、Na2O成分及K2O成分,作为原料可以使用Li2CO3、LiNO3、Li2CO3、Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等。
P2O5成分是,在含量超过0%时,可以降低玻璃的液相温度,并且可以提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使P2O5成分的含量为10.0%以下,可以抑制玻璃的化学耐久性,特别是耐水性的降低。因此,P2O5成分的含量,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%。
P2O5成分,作为原料可以使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等。
GeO2成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率,并且可以提高耐失透性的任意成分。
然而,由于GeO2其原料价格较高,如果其含量较多会使生产成本增加,因此可以降低由于减少Gd2O3成分及Ta2O5成分等而引起的效果。因此,GeO2成分的含量,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.1%。从降低材料成本的角度考虑,也可以不含有GeO2成分。
GeO2成分,作为原料可以使用GeO2等。
Al2O3成分及Ga2O3成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的化学耐久性以及熔融态玻璃的耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使Al2O3成分及Ga2O3成分的各含量为15.0%以下,可以降低玻璃的液相温度并提高耐失透性。因此,Al2O3成分及Ga2O3成分的各含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是小于10.0%,更加理想的是小于5.0%,更为理想的是小于3.0%。
Al2O3成分及Ga2O3成分,作为原料可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3、Ga2O3、Ga(OH)3等。
Bi2O3成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率,并且可以降低玻璃化转变温度的任意成分。
另一方面,通过使Bi2O3成分的含量为15.0%以下,可以降低玻璃的液相温度并提高耐失透性。因此,Bi2O3成分的含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是小于10.0%,更加理想的是小于5.0%,更为理想的是小于3.0%,更加理想的是小于1.0%。
Bi2O3成分,作为原料可以使用Bi2O3等。
TeO2成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率,并且可以降低玻璃化转变温度的任意成分。
另一方面,TeO2在铂金坩埚、以及与熔融态玻璃接触的部分由铂金形成的熔融槽内使玻璃原料熔融时,存在能够与铂金合金化的问题。因此,TeO2成分的含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是小于10.0%,更加理想的是小于5.0%,更为理想的是小于3.0%,更加理想的是小于1.0%。
TeO2成分,作为原料可以使用TeO2等。
SnO2成分是,在含量超过0%时,不仅可以减少熔融态玻璃的氧化而使其清澈,又可以提高玻璃的可见光透射率的任意成分。
另一方面,通过使SnO2成分的含量为3.0%以下,可以减少由于熔融态玻璃的还原引起的玻璃的染色以及玻璃的失透。另外,由于可以减少SnO2成分与熔融设备(特别是Pt等贵金属)的合金化,因此可以实现熔融设备较长的使用寿命。因此,SnO2成分的含量,比较理想的是3.0%以下、更为理想的是小于1.0%、更加理想的是小于0.5%、更为理想的是小于0.1%。
SnO2成分,作为原料可以使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等。
Sb2O3成分是,在含量超过0%时,可以使熔融态玻璃脱泡的任意成分。
另一方面,如果Sb2O3量过多,会导致可见光区域的短波长区域中的透射率下降。因此,Sb2O3成分的含量,比较理想的是1.0%以下、更为理想的是小于0.5%、更加理想的是小于0.3%。
Sb2O3成分,作为原料可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
此外,使玻璃清澈及脱泡的成分,并不仅限于上述Sb2O3成分,也可以使用玻璃制造领域中广为人知的澄清剂以及脱泡剂或者它们的组合。
F成分是,在含量超过0%时,可以提高玻璃的阿贝数,降低玻璃化转变温度,并且可以提高耐失透性的任意成分。
但是,F成分的含量,即如果与上述的各金属元素的一种或者两种以上的氧化物的一部分或全部置换后的氟化物的F的总量超过15.0%,则F成分的挥发量增加,因此难以获得稳定的光学常数以及均质的玻璃。另外,阿贝数会过度的上升。
因此,F成分的含量,比较理想的是15.0%以下、更为理想的是小于10.0%、更加理想的是小于5.0%、更为理想的是小于3.0%。
F成分,作为原料可以使用例如ZrF4、AlF3、NaF、CaF2等,使其含在玻璃中。
相对于B2O3成分的含量,SiO2成分的含量的比率(摩尔比),比较理想的是0.13以上1.70以下。
特别是,通过使该摩尔比为0.13以上,可以减少失透并较容易地获得适于批量生产的稳定的玻璃。因此,摩尔比SiO2/B2O3,比较理想的是0.13以上,更为理想的是0.15以上,更加理想的是0.17以上,更为理想的是0.18以上,更加理想的是大于0.20,更为理想的是大于0.24,更加理想的是大于0.28,更为理想的是大于0.32。
另一方面,通过使该摩尔比为1.70以下,可以抑制玻璃化转变温度的上升。因此,摩尔比SiO2/B2O3,比较理想的是1.70以下,更为理想的是1.50以下,更加理想的是1.30以下,更为理想的是小于1.30,更加理想的是小于1.20,更为理想的是小于1.00,更加理想的是小于0.85,更为理想的是小于0.80,更加理想的是小于0.70。
Ta2O5成分、Nb2O5成分、WO3成分、Gd2O3成分及Yb2O3成分的总量(摩尔之和),比较理想的是小于10.0%。据此,由于降低了这些较昂贵的成分的含量,故可以降低玻璃的材料成本。因此,摩尔之和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3+Yb2O3,比较理想的是小于10.0%,更为理想的是小于8.0%,更加理想的是小于5.0%,更为理想的是小于3.0%,更加理想的是小于2.0%,更为理想的是小于1.0%。特别是,从获得材料成本较低廉的玻璃的角度考虑,更加理想的是使摩尔之和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3+Yb2O3小于0.1%,最为理想的是0%。
相对于La2O3成分及Y2O3成分的含量,ZnO成分的含量的比率(摩尔比),比较理想的是0.10以上4.00以下。
特别是,通过使该摩尔比为0.10以上,可以提高玻璃原料的熔融性,并较容易地获得更稳定的玻璃。因此,摩尔比ZnO/(La2O3+Y2O3),比较理想的是以0.10为下限,更为理想的是以0.15为下限,更加理想的是以0.20为下限,更为理想的是以0.24为下限,更加理想的是大于0.26,更为理想的是以0.27为下限,更加理想的是以0.32为下限,更为理想的是以0.35为下限。
另一方面,通过使该摩尔比在4.00以下,可以降低液相温度,并且可以减少由于玻璃化转变温度的过度下降引起的失透。因此,摩尔比ZnO/(La2O3+Y2O3),比较理想的是以4.00为上限,更为理想的是以3.50为上限,更加理想的是以3.00为上限,更为理想的是以2.50为上限。
Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的一种以上)的含量之和(摩尔之和),比较理想的是5.0%以上40.0%以下。
特别是,通过使该和为5.0%以上,可以提高玻璃的折射率以及阿贝数,因此可以较容易地获得具有所要求的折射率及阿贝数的玻璃。因此,Ln2O3成分的摩尔之和,比较理想的是5.0%以上,更为理想的是大于8.0%,更加理想的是大于10.0%,更为理想的是大于11.0%,更加理想的是大于12.0%。
另一方面,通过使该和在40.0%以下,可以降低玻璃的液相温度,因此可以减少玻璃的失透。另外,可以抑制阿贝数的过度的上升。因此,Ln2O3成分的摩尔之和,比较理想的是40.0%以下,更为理想的是小于35.0%,更加理想的是小于30.0%,更为理想的是小于27.0%,更加理想的是小于25.0%,更为理想的是小于22.0%,更加理想的是小于20.0%,更为理想的是小于18.0%,更加理想的是小于16.5%。
特别是,在第三光学玻璃中,通过含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,即使Ln2O3成分含量更少,也能够获得所要求的高折射率的玻璃,因此可以进一步降低玻璃的材料成本。
RO成分(式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上)的含量之和(摩尔之和),比较理想的是25.0%以下。据此,可以抑制折射率的降低,并且可以提高玻璃的稳定性。因此,RO成分的摩尔之和,比较理想的是25.0%以下,更为理想的是小于20.0%,更加理想的是小于15.0%。
另一方面,RO成分的摩尔之和,比较理想的是大于0%,更为理想的是大于1.0%,更加理想的是也可以大于2.0%。
Rn2O成分(式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的1种以上)的含量之和(摩尔之和),比较理想的是10.0%以下。据此,可以抑制熔融态玻璃的粘性的降低,使玻璃的折射率难以降低,并且可以减少玻璃的失透。因此,Rn2O成分的摩尔之和,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更为理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%,更为理想的是小于0.1%。
相对于Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的1种以上)的总含量,RO成分(式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上)及ZnO成分的总含量的比率(摩尔比),比较理想的是大于0.30。
据此,可以进一步降低玻璃的材料成本,并且可以提高玻璃的稳定性。因此,摩尔比(RO+ZnO)/Ln2O3,比较理想的是大于0.30,更为理想的是大于0.45,更加理想的是大于0.50,更为理想的是大于0.80,更加理想的是大于1.00。
另一方面,从抑制折射率降低的角度考虑,该摩尔比,比较理想的是小于7.00,更为理想的是小于5.00,更加理想的是也可以小于4.00。
相对于ZnO成分的含量,BaO成分的含量的比率(摩尔比),比较理想的是5.00以下。据此,可以提高玻璃原料的熔融性以及玻璃的稳定性。因此,摩尔比BaO/ZnO,比较理想的是以5.00为上限,更为理想的是以4.00为上限,更加理想的是以3.00为上限,更为理想的是以2.80为上限,更加理想的是以2.50为上限。
相对于RO成分(式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上)的总含量,BaO成分的含量比(摩尔比),比较理想的是0.50以上。据此,可以提高玻璃的折射率。因此,摩尔比BaO/RO,比较理想的是以0.50为下限,更为理想的是以0.70为下限,更加理想的是也可以以0.80为下限。
此外,该摩尔比的上限也可以是1.00。
<关于不应该含有的成分>
其次,对本发明的光学玻璃中不应该含有的成分以及不含有为佳的成分进行说明。
对于其他成分,可以在不破坏本申请发明的玻璃特性的范围内,根据需要进行添加。但是,除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外,V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等各种过渡金属成分,具有即使在单独或者混合地含有少量各个成分的情况下玻璃也会染色,对可见区域的特定波长进行吸收的特性,因此特别是在使用可见区域的波长的光学玻璃中,实际上不含有为佳。
另外,PbO等铅化合物以及As2O3等砷化合物,由于是环境负担较高的成分,因此实际上不含有为佳,即除了不可避免的混入之外一律不含有为佳。
此外,Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的各个成分,近年有作为有害化学物质限制其使用的趋势,不仅在玻璃的生产工序中,而且在处理工序以及直至产品化以后的处理上,都需要环境保护措施。因此,在重视对环境的影响的情况下,实际上不含有这些成分为佳。
[制造方法]
本发明的光学玻璃,例如,如下进行制造。也就是说,为使各成分在规定的含量范围内而均匀地混合上述原料,在将所制造的混合物放入铂金坩埚,根据玻璃原料的熔融难易度通过电炉在1100~1500℃的温度范围内熔融2~5小时,均匀搅拌后,将温度降低至合适的温度后浇入模具,使其缓慢冷却,从而制造了光学玻璃。
此时,作为玻璃原料,比较理想的是使用熔融性较高的材料。据此,由于能够在更低的温度及更短的时间内熔融,故能提高玻璃的生产效率,并降低生产成本。另外,由于能够降低成分的挥发以及与坩埚等的反应,故能够较容易地获得染色较少的玻璃。
[物理性质]
本发明的光学玻璃,较为理想的是具有高折射率以及高阿贝数(低色散)。
本发明的光学玻璃的折射率(nd),比较理想的是以1.70为下限,更为理想的是以1.72为下限,更加理想的是以1.74为下限,更为理想的是以1.75为下限,更加理想的是以1.78为下限,更为理想的是以1.80为下限。特别是,第一光学玻璃的折射率(nd),比较理想的是以1.75为下限,更为理想的是以1.78为下限、更加理想的是以1.79为下限、更为理想的是也可以以1.80为下限。
另一方面,该折射率(nd),比较理想的是以2.10为上限,更为理想的是以2.00为上限,更加理想的是以1.90为上限,更为理想的是也可以以1.85为上限。特别是,第二光学玻璃的折射率(nd),比较理想的是以1.90为上限,更为理想的是以1.88为上限,更加理想的是也可以以1.85为上限。
本发明的光学玻璃的阿贝数(νd),比较理想的是以25为下限,更为理想的是以27为下限,更加理想的是以28为下限,更为理想的是以30为下限,更加理想的是以32为下限。
另一方面,该阿贝数(νd),比较理想的是以50为上限,更为理想的是以48为上限,更加理想的是以45为上限,更为理想的是以43为上限,更加理想的是以42为上限,更为理想的是以41为上限,更加理想的是以40.5为上限。特别是,第一光学玻璃的阿贝数(νd),比较理想的是以48为上限,更为理想的是以45为上限,更加理想的是以43为上限,更为理想的是也可以以41为上限。
由于具有如此高的折射率,故即使追求光学元件的薄型化也能够获得较大的光的折射量。另外,由于具有如此低的色散,故在作为单镜头使用时,可以减少由于光的波长引起的焦点的偏移(色像差)。因此,例如在与具有高色散(低阿贝数)的光学元件组合而构成光学系统时,能够降低其光学系统整体的像差而获得较高的成像特性。
这样,本发明的光学玻璃,有益于光学设计,特别是在构成光学系统时,不仅可以实现较高的成像特性等以及光学系统的小型化,还可以扩展光学设计的自由度。
本发明的光学玻璃,具有较高的耐失透性为佳,更具体的是,具有较低的液相温度为佳。也就是说,本发明的光学玻璃的液相温度,比较理想的是以1200℃为上限,更为理想的是以1150℃为上限,更加理想的是以1100℃为上限。据此,即使熔融后的玻璃以更低的温度流出,由于所制造的玻璃的结晶化程度降低,故能够减少从熔融状态形成玻璃时的失透,并能够降低对使用玻璃的光学元件的光学特性的影响。另外,即使降低玻璃的熔融温度也可以成型玻璃,因此通过控制玻璃成型时的能量消耗,可以降低玻璃的制造成本。另一方面,不对本发明的光学玻璃的液相温度的下限进行特别限定,但通过本发明获得的玻璃的液相温度,大致在800℃以上,具体地说是在850℃以上,更具体地说是在900℃以上居多。另外,本发明书中的“液相温度”是指,向容量为50ml的铂金坩埚中添加30cc的碎玻璃状的玻璃试样,在1250℃下使其完全熔融,降温至所要求的温度并保持1小时,从炉中取出,冷却后立即观察玻璃表面及内部有无结晶,确认无结晶的最低温度。在这里,降温时所要求的温度是指,1200℃~800℃之间每隔10℃的温度。
本发明的光学玻璃,可见光透射率,特别是可见光中短波长一侧光的透射率较高,并且染色更加少为佳。
在本发明的光学玻璃中,在厚度10mm的样本中光谱透射率显示80%的波长(λ80),比较理想的是以550nm为上限,更为理想的是以520nm为上限,更加理想的是也可以以500nm为上限。
在本发明的光学玻璃中,在厚度10mm的样本中光谱透射率显示70%的波长(λ70),比较理想的是以500nm为上限,更为理想的是以450nm为上限,更加理想的是以420nm为上限,更为理想的是也可以以400nm为上限。
在本发明的光学玻璃中,在厚度10mm的样本中光谱透射率显示5%的最短波长(λ5),比较理想的是以400nm为上限、更为理想的是以380nm为上限、更加理想的是以360nm为上限。
据此,玻璃的吸收端位于紫外区域或者其附近,提高对可见光的玻璃的透明性,因此可以将该光学玻璃较佳地应用于透镜等使光透过的光学元件中。
本发明的光学玻璃,较为理想的是具有700℃以下的玻璃化转变温度(Tg)。
据此,由于光学玻璃具有700℃以下の玻璃化转变温度,可在更低的温度下软化,故即使在将光学玻璃用于冲压成型时,也可以在更低的温度下较容易对玻璃进行冲压成型。因此,本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度,比较理想的是700℃以下,更为理想的是650℃以下,更加理想的是630℃以下。
另一方面,光学玻璃的玻璃化转变温度,也可以为500℃以上。据此,玻璃的稳定性得到提高很难出现结晶,因此可以减少制造玻璃时或冲压成型时的失透,据此能够获得更适于冲压成型的玻璃。因此,本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度,比较理想的是500℃以上,更为理想的是530℃以上,更加理想的是也可以为550℃以上。
本发明的光学玻璃,较为理想的是具有800℃以下的屈服点(At)。屈服点,与玻璃化转变温度一样,是一种表示玻璃的软化性的指标,也是表示与冲压成型温度接近的温度的指标。因此,即使在将光学玻璃用于冲压成型时,通过使用屈服点在800℃以下の玻璃,可以在更低的温度下较容易对玻璃进行冲压成型。因此,本发明的光学玻璃的屈服点,比较理想的是以800℃为上限,更为理想的是以750℃为上限,更加理想的是以700℃为上限。
此外,不对本发明的光学玻璃的屈服点进行特别限定,但比较理想的是以500℃为下限,更为理想的是以550℃为下限,更加理想的是也可以600℃为下限。
本发明的光学玻璃,以比重较小为佳。更具体地说,本发明的光学玻璃的比重为5.00以下。据此,由于可以减轻光学元件以及使用光学元件的光学仪器的质量,因此可以帮助实现光学仪器的轻量化。因此,本发明的光学玻璃的比重,比较理想的是以5.00为上限,更为理想的是以4.70为上限,更加理想的是以4.50为上限。另外,本发明的光学玻璃的比重,大概以3.00以上,更具体的是3.30以上,更为具体的是3.50以上居多。
本发明的光学玻璃的比重,基于日本光学硝子工业会标准JOGIS05-1975“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
本发明的光学玻璃,以平均线膨胀系数(α)较小为佳。特别是,本发明的光学玻璃的平均线膨胀系数,比较理想的是以100×10-7K-1为上限,更为理想的是以90×10-7K-1为上限,更加理想的是以80×10-7K-1为上限。据此,在使用成型模具对光学玻璃进行冲压成型时,可以减少由于玻璃的温度变化引起的膨胀以及收缩的总量。因此,冲压成型时可以使光学玻璃很难碎裂,可以提高光学元件的生产率。
[预制件以及光学元件]
在所制造的光学玻璃的基础上,通过利用例如抛光处理的方法、或者再热冲压成型以及精密冲压成型等模压成型的方法,可以制造出玻璃成型体。也就是说,可以对光学玻璃进行研削及研磨等机械加工而制造玻璃成型体,或者利用光学玻璃制造模压成型用预制件,并对该预制件进行再热冲压成型之后进行抛光处理而制造玻璃成型体,或者对通过进行抛光处理而制造的预制件以及通过众所周知的浮法成型等成型的预制件进行精密冲压成型而制造玻璃成型体。此外,制造玻璃成型体的方法,并不仅限于这些方法。
这样,本发明的光学玻璃,有益于各种光学元件以及光学设计。其中特别是,比较理想的是从本发明的光学玻璃形成预制件,并使用该预制件进行再热压制成型以及精密冲压成型等,来制造透镜以及棱镜等光学元件。据此,可以形成较大口径的预制件,因此不仅可以实现光学元件的大型化,而且在使用于照相机以及投影仪等光学仪器时,可以实现高清且高精度的成像特性以及投影特性。
【实施例】
在表1~表26中,表示本发明的实施例(No.A1~No.A73、No.B1~No.B78、No.C1~No.C38、No.D1~No.D6)及比较例(No.X)的组成,以及这些玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)、玻璃化转变温度(Tg)、屈服点(At)、液相温度、光谱透射率显示5%、70%、80%的波长(λ5、λ70、λ80)、比重以及平均线膨胀系数(α)的结果。在这里,实施例(No.A1~No.A73、No.D1~No.D6),主要是表示第一光学玻璃的实施例。另外,实施例(No.B1~No.B78、No.D1~No.D6),主要是表示第二光学玻璃的实施例。另外,实施例(No.C1~No.C38),主要是表示第三光学玻璃的实施例。
另外,以下实施例始终是以示例为目的,并不仅限于这些实施例。
本发明的实施例以及比较例的玻璃,均选择在分别相当于各成分原料的氧化物、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所使用的高纯度原料,以表中所示的各实施例的组成比例称量并均匀地混合后,投入铂金坩埚中,并根据玻璃原料的熔融难易度用电炉在1100℃~1500℃的温度范围内熔融2~5小时之后,搅拌均匀,然后浇入模具中使其缓慢冷却,从而制造了玻璃。
在这里,实施例以及比较例的玻璃的折射率(nd)以及阿贝数(νd),按照日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003进行测定。在这里,折射率(nd)、阿贝数(νd),对以-25℃/hr的降温速度进行缓慢冷却而得到的玻璃进行测定。
实施例以及比较例的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)以及屈服点(At),使用卧式膨胀测定仪进行测定。在这里,用于进行测定的样品直径为φ4.8mm、长度为50~55mm,升温速度为4℃/min。
实施例以及比较例的玻璃的透射率,按照日本光学硝子工业会标准JOGIS02进行测定。此外,在本发明中,通过测定玻璃的透射率,求得了玻璃的染色与否及其程度。具体地说,对厚度10±0.1mm的相对平行抛光品,按照JISZ8722,测定200~800nm的光谱透射率,求得λ5(透射率5%时的波长)、λ70(透射率70%时的波长)以及λ80(透射率80%时的波长)。
实施例以及比较例的玻璃的液相温度是指,向容量为50ml的铂金坩埚中添加30cc的碎玻璃状的玻璃试样,在1250℃下使其完全熔融,降温至在1200℃~800℃内按照每10℃设定的任一温度并保持1小时,从炉中取出,冷却后立即观察玻璃表面及内部有无结晶,求得确认无结晶的最低温度。
实施例以及比较例的玻璃的比重,按照日本光学硝子工业会标准JOGIS05-1975“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
实施例以及比较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”,求得了-30~+70℃时的平均线膨胀系数。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
表16
表17
表18
表19
表20
表21
表22
表23
表24
表25
表26
如表所示,本发明的实施例的光学玻璃,由于其摩尔之和(Nb2O5+WO3)小于10.0%,故可以更廉价地制得。另一方面,比较例(No.X)的玻璃,由于其摩尔之和(Nb2O5+WO3)为11.53%,故其材料成本较高。
本发明的实施例的光学玻璃,折射率(nd)均在1.70以上,即在所要求的范围内。特别是,实施例(No.A1~No.A73、No.D1~No.D6)的光学玻璃,折射率(nd)均在1.75以上,更具体地说是在1.78以上。另外,实施例(No.B1~No.B78)的光学玻璃,折射率(nd)均在1.74以上。另外,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,折射率(nd)均在1.80以上。
另一方面,本发明的实施例的光学玻璃,折射率(nd)均在2.10以下。特别是,实施例(No.A1~No.A73、No.D1~No.D6)的光学玻璃,折射率(nd)均在2.00以下。另外,实施例(No.B1~No.B78、No.D1~No.D6)的光学玻璃,折射率(nd)均在1.90以下。另外,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,折射率(nd)均在2.00以下。
本发明的实施例的光学玻璃,阿贝数(νd)均在50以下,即在所要求的范围内。特别是,实施例(No.A1~No.A73、No.D1~No.D6)的光学玻璃,阿贝数(νd)均在48以下,更具体地说是在45以下。另外,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,阿贝数(νd)均在41以下。
另一方面,本发明的实施例的光学玻璃,阿贝数(νd)均在25以上,即在所要求的范围内。特别是,实施例(No.A1~No.A73、No.D1~No.D6)的光学玻璃,阿贝数(νd)均在26以上。另外,实施例(No.B1~No.B78、No.D1~No.D6)的光学玻璃,阿贝数(νd)均在30以上,更具体地说是在32以上。另外,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,阿贝数(νd)均在26以上。
另外,本发明的光学玻璃,形成稳定的光学玻璃,并在制造玻璃时不易产生失透。这一点还可以通过本发明的光学玻璃的液相温度在1250℃以下,更具体地说是在1210℃以下来推测出。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,λ80(透射率80%时的波长)均在550nm以下,更具体地说是在490nm以下。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,λ70(透射率70%时的波长)均在500nm以下,更具体地说是在490nm以下。特别是,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,λ70均在450nm以下。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,λ5(透射率5%时的波长)均在400nm以下,更具体地说是在380nm以下,即在所要求的范围内。另外,实施例(No.C1~No.C38)的光学玻璃,λ5均在370nm以下。
因此,可以明确本发明的实施例的光学玻璃,折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且对可见光短波长的透射率较高,耐失透性较高。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,玻璃化转变温度(Tg)在700℃以下,更具体地说是在620℃以下。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,屈服点(At)在800℃以下,更具体地说是在670℃以下。
通过上述内容也可以推测出本发明的实施例的光学玻璃的玻璃化转变温度以及屈服点较低。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,比重均在5.00以下,更具体地说是在4.50以下。特别是,本发明的实施例(No.B1~No.B78、No.D1~No.D6)的光学玻璃,比重均在4.50以下。
另外,实施例的光学玻璃,平均线膨胀系数(α)在100×10-7K-1以下,更具体地说是在80×10-7K-1以下。
此外,使用本发明的实施例的光学玻璃,形成玻璃块,对该玻璃块进行研削及研磨,而加工成镜片及预制件的形状。其结果,可以稳定地加工成各种各样的镜片及预制件的形状。
以上,对本发明以示例为目的进行了具体说明,但是本实施例始终仅以示例为目的,应该理解的是,在不脱离本发明的思想以及范围的情况下,本领域的技术人员可以进行各种变更。
Claims (14)
1.一种光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,
含有B2O3成分5.0%以上55.0%以下,La2O3成分5.0%以上30.0%以下,
摩尔之和(Nb2O5+WO3)小于10.0%,
并且,具有1.70以上的折射率(nd)以及25以上50以下的阿贝数(νd)。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,具有1.75以上的折射率(nd)以及25以上48以下的阿贝数(νd)。
3.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,具有1.70以上1.90以下的折射率(nd)以及30以上50以下的阿贝数(νd)。
4.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,含有CaO成分及BaO成分中至少任意一种成分,且总量大于0%小于30.0%。
5.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,
SiO2成分为0~25.0%,
ZnO成分为0~45.0%,
ZrO2成分为0~15.0%。
6.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,以摩尔%计算,
Nb2O5成分为0~小于10.0%,
WO3成分为0~小于10.0%,
Gd2O3成分为0~小于4.0%,
Yb2O3成分为0~小于4.0%
Ta2O5成分为0~小于5.0%,
TiO2成分为0~小于40.0%,
Y2O3成分为0~25.0%,
MgO成分为0~10.0%,
CaO成分为0~10.0%,
SrO成分为0~10.0%,
BaO成分为0~25.0%,
Li2O成分为0~10.0%,
Na2O成分为0~10.0%,
K2O成分为0~10.0%,
P2O5成分为0~10.0%,
GeO2成分为0~10.0%,
Al2O3成分为0~15.0%,
Ga2O3成分为0~15.0%,
Bi2O3成分为0~15.0%,
TeO2成分为0~15.0%,
SnO2成分为0~3.0%,
Sb2O3成分为0~1.0%,
并且,与上述各金属元素的一种或者两种以上的氧化物的一部分或全部置换后的氟化物的F的含量为0~15.0摩尔%。
7.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比SiO2/B2O3为0.13以上1.70以下。
8.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔之和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3+Yb2O3小于10.0%。
9.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比ZnO/(La2O3+Y2O3)为0.10以上4.00以下。
10.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,
Ln2O3成分的摩尔之和为5.0%以上40.0%以下,式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的1种以上,
RO成分的摩尔之和为25.0%以下,式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上,
Rn2O成分的摩尔之和为10.0%以下,式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的1种以上。
11.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,摩尔比(RO+ZnO)/Ln2O3大于0.30,式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba组成的群中选择的1种以上,Ln为从由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的群中选择的1种以上。
12.一种预制件,其由权利要求1至11的任意一项所述的光学玻璃构成。
13.一种光学元件,其由权利要求1至11的任意一项所述的光学玻璃构成。
14.一种光学仪器,其具备权利要求12或者13所述的光学元件。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410208486.1A CN117865468A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
CN202410208532.8A CN117865469A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Applications Claiming Priority (14)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015218904 | 2015-11-06 | ||
JP2015218906 | 2015-11-06 | ||
JP2015-218906 | 2015-11-06 | ||
JP2015-218904 | 2015-11-06 | ||
JP2015218905 | 2015-11-06 | ||
JP2015-218905 | 2015-11-06 | ||
JP2016-137865 | 2016-07-12 | ||
JP2016137865A JP6808385B2 (ja) | 2015-11-06 | 2016-07-12 | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 |
JP2016137864 | 2016-07-12 | ||
JP2016-137864 | 2016-07-12 | ||
JP2016-210892 | 2016-10-27 | ||
JP2016210891A JP6903373B2 (ja) | 2015-11-06 | 2016-10-27 | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 |
JP2016210892A JP6866012B2 (ja) | 2015-11-06 | 2016-10-27 | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 |
JP2016-210891 | 2016-10-27 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410208486.1A Division CN117865468A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
CN202410208532.8A Division CN117865469A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106927675A true CN106927675A (zh) | 2017-07-07 |
Family
ID=59444462
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410208486.1A Pending CN117865468A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
CN201610965483.8A Pending CN106927675A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
CN202410208532.8A Pending CN117865469A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410208486.1A Pending CN117865468A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410208532.8A Pending CN117865469A (zh) | 2015-11-06 | 2016-11-04 | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (3) | CN117865468A (zh) |
TW (1) | TWI743061B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110316960A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-11 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7325927B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2023-08-15 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
WO2021038691A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Agc株式会社 | 光学ガラス |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60122749A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-07-01 | Hoya Corp | 光学ガラス |
US20060234850A1 (en) * | 2002-03-18 | 2006-10-19 | Hoya Corporation | Optical glass for precision press molding, preform for precission press molding, and process for the production thereof |
CN103449720A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-18 | 成都尤利特光电科技有限公司 | 高折射、低色散光学玻璃及其制造方法 |
CN103459339A (zh) * | 2011-03-29 | 2013-12-18 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型坯以及光学元件 |
CN104250063A (zh) * | 2008-01-30 | 2014-12-31 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、玻璃坯、光学元件、光学元件坯体及其制造方法 |
CN104341101A (zh) * | 2013-07-31 | 2015-02-11 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型体材料及光学元件 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55121925A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-19 | Ohara Inc | Optical glass |
DE10227494C1 (de) * | 2002-06-19 | 2003-12-04 | Schott Glas | Blei- und vorzugsweise Arsen-freie Lanthan-Schwerflint-Gläser sowie ihre Verwendung |
EP1433757B1 (en) * | 2002-12-27 | 2017-02-01 | Hoya Corporation | Optical glass, press-molding glass gob and optical element |
JP4361004B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2009-11-11 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法ならびに光学素子およびその製造方法 |
JP4322217B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2009-08-26 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、光学部品、ガラス成形体の製造方法および光学部品の製造方法 |
JP4756554B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2011-08-24 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、および光学素子とその製造方法 |
JP2008233547A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Hoya Corp | 車載カメラ用レンズ硝材及び車載カメラ用レンズ |
TWI594966B (zh) * | 2010-10-08 | 2017-08-11 | Ohara Kk | Optical glass, preform and optical element |
JP5854956B2 (ja) * | 2011-12-07 | 2016-02-09 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
-
2016
- 2016-11-04 TW TW105136050A patent/TWI743061B/zh active
- 2016-11-04 CN CN202410208486.1A patent/CN117865468A/zh active Pending
- 2016-11-04 CN CN201610965483.8A patent/CN106927675A/zh active Pending
- 2016-11-04 CN CN202410208532.8A patent/CN117865469A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60122749A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-07-01 | Hoya Corp | 光学ガラス |
US20060234850A1 (en) * | 2002-03-18 | 2006-10-19 | Hoya Corporation | Optical glass for precision press molding, preform for precission press molding, and process for the production thereof |
CN104250063A (zh) * | 2008-01-30 | 2014-12-31 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、玻璃坯、光学元件、光学元件坯体及其制造方法 |
CN103459339A (zh) * | 2011-03-29 | 2013-12-18 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型坯以及光学元件 |
CN104341101A (zh) * | 2013-07-31 | 2015-02-11 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型体材料及光学元件 |
CN103449720A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-18 | 成都尤利特光电科技有限公司 | 高折射、低色散光学玻璃及其制造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110316960A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-11 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117865469A (zh) | 2024-04-12 |
CN117865468A (zh) | 2024-04-12 |
TW201731785A (zh) | 2017-09-16 |
TWI743061B (zh) | 2021-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106630595A (zh) | 光学玻璃、预成型体材料及光学元件 | |
CN107986616A (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
CN107285622A (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
CN107879621A (zh) | 光学玻璃、预成型坯及光学元件 | |
CN106167354B (zh) | 一种光学玻璃以及光学元件 | |
CN107721160A (zh) | 光学玻璃、预成型材料及光学元件 | |
CN101935164B (zh) | 光学玻璃、预成形材料及光学元件 | |
CN102241478A (zh) | 光学玻璃及抑制光谱透过率劣化的方法 | |
JP7076192B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP6366628B2 (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 | |
CN104341101A (zh) | 光学玻璃、预成型体材料及光学元件 | |
JP2020019711A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
CN103958427A (zh) | 光学玻璃、预成型体及光学元件 | |
JP2018035037A (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランクおよび光学素子 | |
CN102712523A (zh) | 光学玻璃、预成型坯和光学元件 | |
JP2022050507A (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 | |
JP6363141B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP5875572B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
CN106927675A (zh) | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 | |
CN105565659A (zh) | 光学玻璃、预成型体及光学元件 | |
JP6808555B2 (ja) | ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子 | |
JP7446052B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
CN115784608A (zh) | 光学玻璃、加压成形用玻璃原材料、光学元件毛坯及光学元件 | |
TWI621599B (zh) | Optical glass, preforms and optical components | |
CN107867799A (zh) | 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |