CN107867799A - 一种光学玻璃、预制件以及光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明能够以更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的光学玻璃。光学玻璃,以质量%计算,含有B2O3成分为6.0%以上30.0%以下、La2O3成分为25.0%以上55.0%以下、TiO2成分为6.0%以上25.0%以下、BaO成分为4.0%以上27.0%以下,ZnO成分含量为23.0%以下,并且,具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35以下的阿贝数(νd)。
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字化以及高清化在飞速发展,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以及棱镜等光学元件的数量,并将整个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1.85以上的较高折射率(nd)以及25以上35以下的较低阿贝数(νd)的高折射率高色散玻璃的需求非常高。作为此类高折射率低色散的玻璃,如专利文献1所述的玻璃成分广为人知。
【专利文献1】日本专利文献特开2015-020913号公报
发明所要解决的技术问题
为了减少光学玻璃的材料成本,要求光学玻璃的原料成本尽可能低廉。然而,专利文献1所述的玻璃难以充分满足这样的要求。
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的光学玻璃。
发明内容
本发明的发明人等为了解决上述问题,在反复进行深入的实验和研究结果,发现了在除了B2O3成分及La2O3成分之外至少将TiO2成分及BaO成分并用时,在获得所要求的高折射率及高色散的同时,还可以获得降低了材料成本的光学玻璃,从而完成了本发明。
具体而言,本发明提供以下构成的光学玻璃。
(1)一种光学玻璃,以质量%计算含有,
B2O3成分为6.0%以上30.0%以下,
La2O3成分为25.0%以上55.0%以下,
TiO2成分为6.0%以上25.0%以下,
BaO成分为4.0%以上27.0%以下,
ZnO成分含量为23.0%以下,
并且,具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35以下的阿贝数(νd)。
(2)上述(1)所述的光学玻璃,以质量%计算,
SiO2成分为0~13.0%,
Gd2O3成分为0~10.0%,
Y2O3成分为0~20.0%,
Yb2O3成分为0~10.0%,
Nb2O5成分为0~15.0%,
WO3成分为0~20.0%,
ZrO2成分为0~15.0%,
Ta2O5成分为0~5.0%,
MgO成分为0~5.0%,
CaO成分为0~10.0%,
SrO成分为0~10.0%,
Li2O成分为0~5.0%,
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0~10.0%,
Ga2O3成分为0~10.0%,
Bi2O3成分为0~10.0%,
TeO2成分为0~10.0%,
SnO2成分为0~3.0%,
Sb2O3成分为0~1.0%,
并且,与上述元素的一种或者两种以上氧化物的一部分或全部置换后的氟化物的F的含量为0~10.0质量%。
(3)上述(1)或(2)所述的光学玻璃,质量之和(SiO2+B2O3)为10.0%以上30.0%以下。
(4)上述(1)至(3)的任意一项所述的光学玻璃,质量之和(TiO2+ZnO)为10.0%以上45.0%以下。
(5)上述(1)至(4)的任意一项所述的光学玻璃,质量之和(BaO+ZnO)为10.0%以上40.0%以下。
(6)上述(1)至(5)的任意一项所述的光学玻璃,质量比TiO2/SiO2为1.00以上。
(7)上述(1)至(6)的任意一项所述的光学玻璃,质量比(TiO2+ZnO+BaO)/La2O3为1.50以下。
(8)上述(1)至(7)的任意一项所述的光学玻璃,质量比BaO/Ln2O3(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)为0.0400以上0.5000以下。
(9)上述(1)至(8)的任意一项所述的光学玻璃,质量比(SiO2+BaO)/ZnO为8.00以下。
(10)上述(1)至(9)的任意一项所述的光学玻璃,质量比(Ln2O3+TiO2+ZnO)/(SiO2+B2O3)为2.00以上5.00以下(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)。
(11)上述(1)至(10)的任意一项所述的光学玻璃,质量之和(TiO2+Nb2O5+WO3)为5.0%以上25.0%以下。
(12)上述(1)至(11)的任意一项所述的光学玻璃,质量比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)为0.600以上1.000以下。
(13)上述(1)至(12)的任意一项所述的光学玻璃,质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3)为1.00以上3.00以下,质量比(B2O3+ZnO)/SiO2为1.50以上5.00以下。
(14)上述(1)至(13)的任意一项所述的光学玻璃,质量之和(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5)为10.0%以下。
(15)上述(1)至(14)的任意一项所述的光学玻璃,质量比(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5)/(TiO2+ZnO)为0.500以下。
(16)上述(1)至(15)的任意一项所述的光学玻璃,质量之和(CaO+SrO)为10.0%下。
(17)上述(1)至(16)的任意一项所述的光学玻璃,以质量%计算,
RO成分(式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn组成的群中选择的一种以上)的含量为10.0%以上40.0%以下,
Rn2O成分(式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的一种以上)的含量为10.0%以下,
Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)的含量之和为25.0%以上54.0%以下。
(18)一种预制件,其由上述(1)至(17)的任意一项所述的光学玻璃构成。
(19)一种光学元件,其由上述(1)至(17)的任意一项所述的光学玻璃构成。
(20)一种光学仪器,其具备上述(19)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的光学玻璃。
另外,根据本发明,还能够获得一种折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,稳定性较高,可见光的透光率较高,并且比重较小的光学玻璃。
附图说明
图1是关于本发明实施例(No.A1~No.A29)的玻璃的折射率(nd)与阿贝数(νd)的关系示意图。
图2是关于本发明实施例(No.B1~No.B30)的玻璃的折射率(nd)与阿贝数(νd)的关系示意图。
具体实施方式
本发明的光学玻璃,以质量%计算,含有B2O3成分为6.0%以上30.0%以下、La2O3成分为25.0%以上55.0%以下、TiO2成分为6.0%以上25.0%以下、BaO成分为4.0%以上27.0%以下,ZnO成分含量为23.0%以下,并且,具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35以下的阿贝数(νd)。
其中,第一光学玻璃,以质量%计算,含有B2O3成分为6.0%以上30.0%以下、La2O3成分为25.0%以上50.0%以下、TiO2成分为6.0%以上25.0%以下、ZnO成分为2.0%以上23.0%以下、BaO成分为4.0%以上22.0%以下,并且,可以具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35以下的阿贝数(νd)。
另外,第二光学玻璃,以质量%计算,含有B2O3成分为7.0%以上30.0%以下、La2O3成分为25.0%以上55.0%以下、TiO2成分为7.0%以上25.0%以下、BaO成分为超过6.0%并在27.0%以下,ZnO成分含量为16.0%以下,并且,可以具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35以下的阿贝数(νd)。
根据本发明,在除了B2O3成分及La2O3成分之外,至少将TiO2成分及BaO成分并用时,在获得所要求的高折射率及高色散的同时,还可以获得降低了材料成本的玻璃。
以下,对本发明的光学玻璃的实施方式进行具体说明,但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,对于说明中重复之处,有时会适当地进行省略,但并不限定发明的宗旨。
[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,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玻璃总质量的质量%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被分解并转化成氧化物的情况下,将该生成氧化物的总物质量作为100质量%,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不可或缺的必需成分。
特别是,通过含有6.0%以上的B2O3成分,可以提高玻璃的耐失透性,并且可以减小比重。因此,B2O3成分含量,比较理想的是6.0%以上,更加理想的是7.0%以上,更加理想的是超过8.5%,更加理想的是超过10.0%,更加理想的是超过10.5%,更加理想的是超过12.0%。
另一方面,通过使B2O3成分的含量在30.0%以下,可以抑制折射率的降低和阿贝数的升高,并且可以抑制化学耐久性的降低。因此,B2O3成分含量,比较理想的是30.0%以下,更为理想的是27.0%以下,更加理想的是24.0%以下,更加理想的是23.0%以下,更加理想的是低于20.0%,更为理想的是低于18.0%,更为理想的是低于15.5%,更为理想的是低于15.0%。
B2O3成分,作为原料可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
La2O3成分是通过使其含有25.0%以上,可以提高折射率的必需成分。另外,通过含有La2O3成分,减少会使比重增大的其他稀土类元素的含量,因此可以更加容易地获得比重较小的玻璃。因此,La2O3成分含量,比较理想的是25.0%以上,更加理想的是超过28.0%,更加理想的是超过31.0%,更加理想的是超过34.0%,更加理想的是超过35.0%,更加理想的是超过36.0%。
另一方面,通过使La2O3成分的含量为55.0%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上升。因此,La2O3成分含量,比较理想的是55.0%以下,更为理想的是50.0%以下,更加理想的是低于50.0%,更为理想的是低于46.0%,更为理想的是低于43.0%,更为理想的是低于42.0%,更为理想的是低于40.0%。
La2O3成分,作为原料可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意整数)等。
TiO2成分是通过使其含有6.0%以上,可以提高折射率,可以降低阿贝数,可以减少比重,并且可以改善耐失透性的必需成分。因此,TiO2成分含量,比较理想的是6.0%以上,更加理想的是7.0%以上,更加理想的是超过7.0%以上,更加理想的是超过8.0%,更加理想的是超过11.0%,更加理想的是超过13.0%。
另一方面,通过使TiO2成分的含量在25.0%以下,可以减少玻璃的着色并提高可见光透射率,并且可以抑制玻璃的阿贝数的过度降低。另外,可以抑制由于TiO2成分的含量过高引起的失透。因此,TiO2成分含量,比较理想的是25.0%以下,更为理想的是低于20.0%,更为理想的是低于18.0%,更为理想的是低于17.0%,更加理想的是低于16.0%。
TiO2成分,作为原料可以使用TiO2等。
BaO成分是通过使其含有4.0%以上,在提高玻璃的折射率的同时抑制材料成本,并提高玻璃原料的熔融性和耐失透性,并且可以降低玻璃化转变温度的必需成分。因此,BaO成分含量,比较理想的是4.0%以上,更加理想的是超过5.0%,更加理想的是6.0%以上,更加理想的是超过6.6%,更加理想的是超过7.0%,更加理想的是超过8.0%,更加理想的是10.5%以上,更加理想的是12.0%以上。
另一方面,通过使BaO成分含量在27.0%以下,可以抑制含量过多引起的失透和比重的上升。因此,BaO成分含量,比较理想的是27.0%以下,更为理想的是低于24.0%,更为理想的是22.0%以下,更加理想的是低于20.0%,更为理想的是低于18.0%,更为理想的是低于15.0%,更为理想的是低于13.0%。
BaO成分,作为原料可以使用BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等。
ZnO成分是,在含量超过0%时,可以降低玻璃化转变温度,并减小比重,并且可以提高化学耐久性的任意成分。特别是,可作为第一光学玻璃的必须成分。因此,ZnO成分含量,比较理想的是超过0%,更为理想的是超过1.5%,更加理想的是2.0%以上,更加理想的是3.0%以上,更加理想的是超过3.0%,更加理想的是超过5.0%,更加理想的是超过6.5%。
另一方面,通过使ZnO成分含量在23.0%以下,可以减少折射率的降低和失透。另外,由于据此可以提高熔融态玻璃的粘度,故可以减少玻璃条纹的发生。因此,ZnO成分含量,比较理想的是23.0%以下,更为理想的是低于20.0%,更为理想的是16.0%以下,更加理想的是低于15.0%,更为理想的是低于13.0%,更为理想的是低于11.0%,更为理想的是10.5%以下,更加理想的是9.5%以下,更加理想的是低于8.0%。
ZnO成分,作为原料可以使用ZnO、ZnF2等。
SiO2成分是,在含量超过0%时,可以提高熔融态玻璃的粘度,减少玻璃的着色,并且可以提高耐失透性的任意成分。因此,SiO2成分含量,比较理想的是超过0%,更为理想的是超过1.0%,更加理想的是超过2.0%,更加理想的是超过3.0%,更加理想的是超过4.5%,更加理想的是超过6.3%以上,更加理想的是也可以在6.6%以上。
另一方面,通过使SiO2成分含量在13.0%以下,可以抑制折射率的降低,并抑制玻璃化转变温度的上升,并且可以减小比重。因此,SiO2成分含量,比较理想的是13.0%以下,更为理想的是低于10.0%,更为理想的是低于8.0%。
SiO2成分,作为原料可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等。
Gd2O3成分、Y2O3成分以及Yb2O3成分是,在至少任意一种的含量超过0%时,可以提高玻璃的折射率并且提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使Gd2O3成分以及Yb2O3成分的各自含量在10.0%以下,可以减少由于这些成分含量过高引起的失透,并且可以抑制阿贝数的上升,抑制玻璃的材料成本。因此,Gd2O3成分以及Yb2O3成分的含量,比较理想的是分别在10.0%以下,更为理想的是分别低于7.0%,更为理想的是分别低于4.0%,更为理想的是分别低于2.0%,更为理想的是分别低于1.0%。
另外,通过使Y2O3成分含量在20.0%以下,可以减少由于这些成分含量过高引起的失透,并且可以抑制阿贝数的上升。因此,Y2O3成分含量,比较理想的是20.0%以下,更为理想的是低于10.0%,更为理想的是低于5.0%。
Gd2O3成分、Y2O3成分及Yb2O3成分,作为原料可以使用Gd2O3、GdF3、Y2O3、YF3、Yb2O3等。
Nb2O5成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率,降低阿贝数,并且可以提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使Nb2O5成分含量在15.0%以下,可以抑制由于Nb2O5成分的含量过高引起的耐失透性的降低以及可见光的透射率的降低。另外,由此可以减小玻璃的比重,并且抑制材料成本。因此,Nb2O5成分含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是10.0%以下,更加理想的是低于10.0%,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
Nb2O5成分,作为原料可以使用Nb2O5等。
WO3成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率降低阿贝数,并可以降低玻璃化转变温度,并且提高耐失透性的任意成分。因此,WO3成分含量,比较理想的是超过0%,更为理想的是超过0.3%,更加理想的是超过0.5%。
另一方面,通过使WO3成分含量在20.0%以下,可以使玻璃对于可见光的透射率难以降低,并且抑制材料成本。因此,WO3成分含量,比较理想的是20.0%以下,更为理想的是15.0%以下,更加理想的是10.0%以下,更加理想的是低于10.0%,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.5%。
WO3成分,作为原料可以使用WO3等。
ZrO2成分是,在含量超过0%时,可以为玻璃的高折射率做出贡献,并且提高耐失透性的任意成分。因此,ZrO2成分含量,比较理想的是超过0%,更为理想的是超过0.5%,更加理想的是超过1.0%,更加理想的是超过2.0%,更加理想的是也可以超过4.0%。
另一方面,通过使ZrO2成分含量在15.0%以下,可以抑制由于ZrO2成分的含量过高引起的阿贝数的升高和耐失透性的降低。因此,ZrO2成分含量,比较理想的是15.0%以下,更为理想的是低于10.0%,更为理想的是低于8.0%。
ZrO2成分,作为原料可以使用ZrO2、ZrF4等。
Ta2O5成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率,提高耐失透性,并且可以提高熔融态玻璃的粘度的任意成分。
另一方面,通过使Ta2O5成分含量在5.0%以下,减少稀有矿产资源Ta2O5成分的使用量,可以减少玻璃的材料成本。另外,由此可以减小比重。因此,Ta2O5成分含量,比较理想的是5.0%以下,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%,最佳为不含有。
Ta2O5成分,作为原料可以使用Ta2O5等。
MgO成分、CaO成分以及SrO成分是,在至少任意一种的含量超过0%时,可以提高玻璃原料的熔融性和玻璃的耐失透性的任意成分。特别是,MgO成分以及CaO成分也是通过含有而可以减小比重的成分。
另一方面,通过使MgO成分含量在5.0%以下,可以减少这些成分的含量过高引起的折射率的降低和失透。另外,通过使CaO成分以及SrO成分的各自含量在10.0%以下,可以减少这些成分的含量过高引起的折射率的降低和失透。因此,MgO成分含量,比较理想的是5.0%以下,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。另一方面,通过使CaO成分以及SrO成分的各自含量,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
MgO成分、CaO成分以及SrO成分,作为原料可以使用MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2等。
Li2O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成分含量在5.0%以下,可以减少折射率的降低和失透,并且可以提高化学耐久性。另外,由于据此可以提高熔融态玻璃的粘度,故可以减少玻璃条纹的发生。因此,Li2O成分含量,比较理想的是5.0%以下,更为理想的是低于3.0%以下,更为理想的是低于1.0%,更为理想的是低于0.5%。
Li2O成分,作为原料可以使用Li2CO3、LiNO3、LiF等。
Na2O成分及K2O成分是,在至少任意一种的含量超过0%时,可以改善玻璃原料的熔融性,提高耐失透性,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Na2O成分以及K2O成分的各自含量在10.0%以下,可以使折射率难以降低,并且还可以减少因过度含有引起的失透。因此,Na2O成分以及K2O成分的各自含量,较为理想的在10.0%以下,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
Na2O成分以及K2O成分,作为原料可以使用Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等。
P2O5成分是,在含量超过0%时,可以提高耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使P2O5成分含量在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成分含量,比较理想的是10.0%以下,更为理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
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以及耐失透性的任意成分。
然而,由于GeO2其原料价格较高,如果其量较多会使材料成本增加,因此可以降低由于含有TiO2成分及ZnO成分、BaO成分等而引起的减少成本效果。因此,GeO2成分含量,比较理想的是10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%,最佳为不含有。
GeO2成分,作为原料可以使用GeO2等。
Al2O3成分以及Ga2O3成分是,在至少任意一种的含量超过0%时,可以提高化学耐久性和耐失透性的任意成分。
另一方面,通过使Al2O3成分以及Ga2O3成分的含量各自在10.0%以下,可以减少由于过度含有引起的失透。因此,Al2O3成分以及Ga2O3成分的含量,比较理想的是分别为10.0%以下,更为理想的是分别低于5.0%,更为理想的是分别低于3.0%,更为理想的是分别低于1.0%。
Al2O3成分,作为原料可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3等。
Bi2O3成分是,在含量超过0%时,可以提高折射率降低阿贝数,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成分含量在10.0%以下,可以提高玻璃的耐失透性,并且,可以减少玻璃的着色并提高可见光透射率。因此,Bi2O3成分含量,比较理想的是在10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于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,通过使TeO2成分含量在10.0%以下,可以降低玻璃的着色,提高可见光透射率。另外,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熔融玻璃原料时,存在能够与铂金合金化的问题。因此,TeO2成分含量,比较理想的是10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于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,减少熔融态玻璃的氧化而使其清澈的同时,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成分含量在3.0%以下,可以减少由于熔融态玻璃的还原引起的玻璃的着色以及玻璃的失透。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成分含量,比较理想的是3.0%以下,更加理想的是低于1.0%,更为理想的是低于0.5%。
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的含量过高,会导致可见光区域的短波长区域中的透射率下降。因此,Sb2O3成分含量,比较理想的是1.0%以下,更加理想的是低于0.5%,更为理想的是低于0.1%。
Sb2O3成分,作为原料可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
因此,作为使玻璃澄清且脱泡的成分,并不限于上述的Sb2O3成分,可以使用在玻璃制造领域众所周知的澄清剂或者脱泡剂,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。
然而,F成分的含量,即上述元素的一种或者两种以上氧化物的一部分或全部置换后的氟化物的F的总量超过10.0%,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成分含量,比较理想的是10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
F成分,作为原料可以使用例如ZrF4、AlF3、NaF、CaF2等,从而可以使其包含在玻璃中。
B2O3成分以及SiO2成分的含量之和(质量之和),以10.0%以上30.0%以下为佳。
特别是,通过使其和在10.0%以上,可以抑制由于B2O3成分或者SiO2成分的缺乏引起的失透。因此,质量之和(B2O3+SiO2),比较理想的是10.0%以上,更加理想的是超过12.0%,更加理想的是超过15.0%,更加理想的是超过17.0%,更加理想的是超过18.0%以上。
另一方面,通过使其和在30.0%以下,可以抑制这些成分的含量过高引起的折射率的降低。因此,质量之和(B2O3+SiO2),比较理想的是30.0%以下,更加理想的是低于28.0%,更为理想的是低于25.0%,更为理想的是22.5%以下,更加理想的是低于22.0%以下。
相对于B2O3成分的含量,SiO2成分的含量的比例(质量比),比较理想的是低于1.00。由此,可以抑制玻璃化转变温度的上升,因此可以在更低的温度下较容易成型。因此,质量比SiO2/B2O3,比较理想的是低于1.00,更为理想的是低于0.80,更为理想的是低于0.56,更为理想的是低于0.55。
另一方面,该质量比SiO2/B2O3,也可以超过0。据此,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比SiO2/B2O3,比较理想的是超过0,更为理想的是0.1以上,更加理想的是0.35以上,更加理想的是也可以在0.45以上。
相对于B2O3成分的含量,La2O3成分的含量的比例(质量比),比较理想的是超过0.60。据此,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比La2O3/B3O3,比较理想的是超过0.60,更加理想的是超过0.80,更加理想的是超过1.00,更加理想的是超过1.10,更加理想的是超过1.50,更加理想的是超过1.70,更加理想的是超过2.00,更加理想的是超过2.30,更加理想的是超过2.60。
另一方面,该质量比La2O3/B2O3,比较理想的是低于10.00,更加理想的是低于7.00,更加理想的是低于5.00,更加理想的是低于4.00,更加理想的是低于3.70,更加理想的是低于3.50,更加理想的是低于3.40。
TiO2成分以及ZnO成分的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以上45.0%以下。
特别是,通过使其和在10.0%以上,可以提高玻璃的稳定性,并且提高折射率。因此,质量之和(TiO2+ZnO),比较理想的是10.0%以上,更加理想的是超过12.0%,更加理想的是超过16.0%,更加理想的是超过16.5%,更加理想的是超过17.0%,更加理想的是超过18.5%,更加理想的是超过19.0%以上。
另一方面,该质量之和(TiO2+ZnO),比较理想的是45.0%以下,更加理想的是40.0%以下,更加理想的是35.0%以下,更加理想的是30.0%以下,更加理想的是低于30.0%,更为理想的是低于28.0%以下,更为理想的是也可以低于25.0%。
BaO成分以及ZnO成分的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以上40.0%以下。
特别是,通过使其和在10.0%以上,可以提高玻璃的稳定性,并且提高折射率。因此,质量之和(BaO+ZnO),比较理想的是10.0%以上,更加理想的是超过13.0%,更加理想的是超过15.0%,更加理想的是超过16.0%,更加理想的是超过19.0%。
另一方面,该质量之和(BaO+ZnO),从减少这些成分的含量过高引起的失透的观点出发,比较理想的是40.0%以下,更加理想的是低于35.0%,更为理想的是低于30.0%,更为理想的是低于25.0%,更为理想的是低于23.0%。
相对于SiO2成分的含量,TiO2成分的含量的比例(质量比),比较理想的是1.00以上。
特别是,通过使该质量比在1.00以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比TiO2/SiO2,比较理想的是1.00以上,更为理想的是超过1.41,更加理想的是超过1.70,更加理想的是超过1.90,更加理想的是超过2.00。
另一方面,虽然该质量比的上限可以为无限大(即,SiO2成分含量为0),特别是,通过使该质量比在3.00以下,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比TiO2/SiO2,比较理想的是3.00以下,更为理想的是2.50以下,更为理想的是也可以在2.26以下。
相对于La2O3成分的含量,TiO2成分、ZnO成分、BaO成分的含量之和的比例(质量比),1.50以下为佳。据此,可以在不过度降低玻璃的阿贝数的情况下提高折射率。因此,质量比(TiO2+ZnO+BaO)/La2O3,比较理想的是1.50以下,更为理想的是1.30以下,更加理想的是1.08以下,更加理想的是低于1.00,更为理想的是低于0.950。
另一方面,该比例也可以在0.50以上。据此,可以在保持玻璃的稳定性的同时,提高折射率。因此,质量比(TiO2+ZnO+BaO)/La2O3,比较理想的是0.50以上,更加理想的是0.60以上,更加理想的是也可以在0.70以上。
相对于Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)的含量的BaO成分的含量比例(质量比),较佳为0.0400以上0.5000以下。
特别是,通过使该比例在0.0400以上,可以提高玻璃的稳定性,较容易获得所要求的较低阿贝数。因此,质量比BaO/Ln2O3,比较理想的是0.0400以上,更加理想的是0.0600以上,更加理想的是超过0.1000,更加理想的是超过0.1500,更加理想的是超过0.2000。
另一方面,通过使该比例在0.5000以下,可以减少由于BaO成分含量过多引起的失透。因此,质量比BaO/Ln2O3,比较理想的是0.5000以下,更加理想的是0.4800以下,更加理想的是0.4400以下,更加理想的是0.3800以下,更加理想的是0.3433以下。
相对于ZnO成分的含量,SiO2成分以及BaO成分的含量之和的比例(质量比),比较理想的是8.00以下。据此,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比(SiO2+BaO)/ZnO,比较理想的是8.00以下,更加理想的是低于7.20,更为理想的是低于6.50,更为理想的是低于5.50,更为理想的是低于5.30,更为理想的是低于4.80,更为理想的是低于4.00,更为理想的是低于3.50。
相对于BaO成分的含量,TiO2成分以及La2O3成分的含量之和的比例(质量比),比较理想的是2.00以上12.00以下。
特别是,通过使该比例在2.00以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比(TiO2+La2O3)/BaO,比较理想的是2.00以上,更加理想的是2.50以上,更加理想的是3.00以上,更加理想的是3.50以上,更加理想的是4.02以上。
另一方面,通过使该比例在12.00以下,可以提高玻璃的稳定性,减少失透。因此,质量比(TiO2+La2O3)/BaO,比较理想的是12.00以下,更加理想的是10.00以下,更加理想的是8.00以下,更加理想的是7.50以下,更加理想的是7.26以下。
在本发明的光学玻璃中,比较理想的是,特别是在减小质量比(SiO2+BaO)/ZnO的同时,将质量比(TiO2+La2O3)/BaO控制在上述范围之内。据此,可以提高折射率的同时,获得更加稳定的玻璃。
相对于B2O3成分以及SiO2成分的含量之和,Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)和TiO2成分以及ZnO成分的含量之和的比例(质量比),比较理想的是2.00以上5.00以下。
特别是,通过使该比例在2.00以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比(Ln2O3+TiO2+ZnO)/(SiO2+B2O3),比较理想的是2.00以上,更加理想的是2.35以上,更加理想的是2.55以上,更加理想的是2.75以上,更加理想的是2.85以上。
另一方面,通过使该比例在5.00以下,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比(Ln2O3+TiO2+ZnO)/(SiO2+B2O3),比较理想的是5.00以下,更加理想的是4.70以下,更加理想的是4.40以下,更加理想的是4.00以下,更加理想的是3.50以下。
相对于SiO2成分、B2O3成分、BaO成分以及WO3成分的含量之和,TiO2成分的含量的比例(质量比),比较理想的是0.15以上1.00以下。
特别是,通过使该比例在0.15以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比TiO2/(SiO2+B2O3+BaO+WO3),比较理想的是0.15以上,更为理想的是0.25以上,更加理想的是0.35以上,更加理想的是0.39以上。
另一方面,通过使该比例在1.00以下,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比TiO2/(SiO2+B2O3+BaO+WO3),比较理想的是1.00以下,更加理想的是0.80以下,更加理想的是0.70以下,更加理想的是0.60以下。
TiO2成分、Nb2O5成分以及WO3成分的含量之和(质量之和),比较理想的是5.0%以上25.0%以下。
特别是,通过使其和在5.0%以上,提高折射率,降低阿贝数并且提高玻璃的稳定性,所以可以较容易获得高折射率高色散的光学玻璃。因此,质量之和(TiO2+Nb2O5+WO3),比较理想的是5.0%以上,更加理想的是7.0%,更加理想的是超过9.0%,更加理想的是超过11.0%,更加理想的是超过14.0%。
另一方面,通过使其和在25.0%以下,可以减少这些成分的含量过高引起的玻璃的着色和失透。因此,质量之和(TiO2+Nb2O5+WO3),比较理想的是25.0%以下,更加理想的是低于22.0%,更为理想的是低于19.0%,更为理想的是低于17.0%。
相对于TiO2成分、Nb2O5成分以及WO3成分的含量之和,TiO2成分的含量的比例(质量比),比较理想的是0.600以上。据此,可以在获得较高折射率以及较低阿贝数的同时,减少玻璃的材料成本。因此,质量比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3),比较理想的是0.600以上,更加理想的是0.700以上,更加理想的是0.702以上,更加理想的是0.800以上,更加理想的是0.900以上。
另一方面,该质量比的上限可以是1.000。
相对于SiO2成分、Nb2O5成分以及WO3成分的含量之和,TiO2成分的含量的比例(质量比),比较理想的是0.50以上3.00以下。
特别是,通过使该质量比在1.00以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3),比较理想的是0.50以上,更加理想的是1.00以上,更加理想的是1.30以上,更加理想的是1.50以上,更加理想的是1.81以上。
另一方面,通过使该质量比在3.00以下,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3),比较理想的是3.00以下,更加理想的是2.80以下,更加理想的是2.50以下,更加理想的是2.24以下,更加理想的是2.04以下。
相对于SiO2成分的含量,B2O3成分以及ZnO成分的含量之和的比率(质量比),比较理想的是1.50以上5.00以下。
特别是,通过使该质量比在1.50以上,可以提高玻璃的折射率。因此,质量比(B2O3+ZnO)/SiO2,比较理想的是1.50以上,更为理想的是1.80以上,更加理想的是2.00以上,更加理想的是2.37以上。
另一方面,虽然该质量比的上限可以为无限大(即,SiO2成分含量为0),特别是,通过使该质量比在5.00以下,可以提高玻璃的稳定性。因此,质量比(B2O3+ZnO)/SiO2,比较理想的是5.00以下,更加理想的是4.50以下,更加理想的是4.00以下,更加理想的是3.50以下,更加理想的是3.17以下。
在这里,可以增大质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3),并且减小质量比(B2O3+ZnO)/SiO2。据此,可以获得更高的折射率。
另外,可以减小质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3),并且增大质量比(B2O3+ZnO)/SiO2。据此,可以获得稳定性更高的玻璃。
因此,通过将质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3)以及质量比(B2O3+ZnO)/SiO2控制在所要求的范围内,可以获得折射率更高,并且稳定性较高的玻璃。
Ta2O5成分、Gd2O3成分以及Nb2O5成分的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以下。据此,可以减少成本较高材料,故可以减少玻璃的材料成本。因此,质量之和(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5),比较理想的是10.0%以下,更为理想的是低于7.0%,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于2.0%,更加理想的是低于1.0%。
此外,在对材料成本的要求不太高的情况下,这些3种成分之中,可以将Ta2O5成分、Gd2O3成分的质量之和抑制在上述范围内。
相对于TiO2成分以及ZnO成分的含量之和,Ta2O5成分、Gd2O3成分以及Nb2O5成分的含量之和的比例(质量比),比较理想的是0.500以下。据此,在可以提高折射率的成分中,相对于材料成本低廉的TiO2成分以及ZnO成分的含量,可以减少材料成本较高的成分,因此可以减少玻璃的材料成本。因此,质量比(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5)/(TiO2+ZnO),比较理想的是0.500以下,更加理想的是0.400以下,更加理想的是0.290以下,更加理想的是0.230以下,更加理想的是0.190以下,更加理想的是低于0.100。
CaO成分以及SrO成分的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以下。据此,可以抑制折射率的降低。因此,质量之和(CaO+SrO),比较理想的是10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.5%。
RO成分(式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn组成的群中选择的一种以上)的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以上40.0%以下。
特别是,通过使其和在10.0%,可以提高玻璃原料的熔融性和玻璃的耐失透性。因此,RO成分的总体含量,比较理想的是10.0%以上,更加理想的是超过13.0%,更加理想的是超过15.0%,更加理想的是以超过17.0%,更加理想的是以超过18.0%。
另一方面,通过使该和在40.0%以下,可以减少由于这些成分含量过高引起的失透,并且可以抑制折射率的降低。因此,RO成分的总体含量,比较理想的是40.0%以下,更加理想的是低于35.0%,更为理想的是低于30.0%,更为理想的是低于25.0%,更为理想的是低于23.0%。
Rn2O成分(式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的一种以上)的含量之和(质量之和),比较理想的是10.0%以下。据此,可以抑制玻璃的折射率的降低,并且可以减少失透。因此,Rn2O成分含量的质量之和,比较理想的是10.0%以下,更加理想的是低于5.0%,更为理想的是低于3.0%,更为理想的是低于1.0%。
Ln2O3成分(式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上)的含量之和(质量之和),比较理想的是25.0%以上54.0%以下。
特别是,通过使该质量之和在25.0%以上,可以提高玻璃的折射率,因此可以较容易地获得高折射率的玻璃。因此,Ln2O3成分的质量之和,比较理想的是25.0%以上,更加理想的是27.0%以上,更加理想的是超过30.0%,更加理想的是超过35.0%,更加理想的是超过36.0%,更加理想的是超过37.0%。
另一方面,通过使该和在54.0%以下,可以降低玻璃的液相线温度,因此可以提高耐失透性。另外,据此可以抑制阿贝数的上升,并且抑制玻璃的材料成本。因此,Ln2O3成分的含量的质量之和,比较理想的是54.0%以下,更加理想的是52.0%以下,更加理想的是低于51.0%,更为理想的是低于49.0%,更为理想的是低于45.0%,更为理想的是低于43.0%以下,更为理想的是低于40.0%。
<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着色,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,实际上不含有较佳。
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,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、石英坩埚或氧化铝坩埚中进行预熔融之后,放入铂金坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚中并在1100~1400℃的温度范围内熔融1~5小时,均匀搅拌并进行消泡等,然后将温度降低至1000~1300℃后进行最终搅拌而去除条纹,并浇铸到模具使其缓慢冷却,从而进行制造。
【物理性质】
本发明的光学玻璃具有高折射率以及高阿贝数(低色散)。
特别是,本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限,比较理想的是1.85以上,更为理想的是以1.87以上,更加理想的是超过1.88,更加理想的是超过1.89,更加理想的是超过1.90。该折射率的上限,比较理想的是2.20以下,更加理想的是低于2.10,更为理想的是低于2.00,更为理想的是也可以低于1.95。另外,本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的下限,比较理想的是25以上,更为理想的是27以上,更加理想的是超过30。该阿贝数的上限,比较理想的是35以下,更为理想的是低于34,更加理想的是低于33。
本发明的光学玻璃,由于具有这样的折射率以及阿贝数,故有益于光学设计,特别是,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。
在这里,本发明的光学玻璃,折射率(nd)以及阿贝数(νd),比较理想的是满足(-0.01νd+2.15)≦nd≦(-0.01νd+2.25)的关系。在本发明所特定的组成的玻璃中,通过使折射率(nd)以及阿贝数(νd)满足该关系,即可以获得更稳定的玻璃。
因此,在本发明的光学玻璃中,折射率(nd)以及阿贝数(νd),比较理想的是满足nd≧(-0.01νd+2.15)的关系,更为理想的是满足nd≧(-0.01νd+2.17)的关系,更加理想的是满足nd≧(-0.01νd+2.19)的关系。
另一方面,在本发明的光学玻璃中,折射率(nd)以及阿贝数(νd),比较理想的是满足nd≦(-0.01νd+2.25)的关系,更为理想的是满足nd≦(-0.01νd+2.24)的关系,更加理想的是满足nd≦(-0.01νd+2.23)的关系。
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,并且着色更加少为佳。
特别是,在本发明的光学玻璃中,如果以玻璃的透射率进行表示,则在厚度10mm的样本中光谱透射率显示70%的波长(λ70),比较理想的是以450nm为上限,更为理想的是以430nm为上限,更加理想的是以420nm为上限。
另外,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370nm为上限。
据此,玻璃的吸收端位于紫外区域附近,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,以比重较小为佳。更具体地说,本发明的光学玻璃的比重在5.00以下为佳。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4.80为上限,更加理想的是以4.70为上限。此外,本发明的光学玻璃的比重,大概在3.00以上,更具体的是3.50以上,更为具体的是4.00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JOGIS05-2015“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
本发明的光学玻璃,具有较高的耐失透性为佳,更具体的是,具有较低的液相线温度为佳。即,本发明的光学玻璃的液相线温度,比较理想的是以1200℃为上限,更为理想的是以1180℃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,因此通过抑制玻璃成型时的能量消耗,可以减少玻璃的制造成本。另一方面,不对本发明的光学玻璃的液相线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线温度,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,本说明书中的“液相线温度”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,降温至规定的温度并保持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,未发现结晶的最低温度。在这里,降温时的规定的温度是指,1200℃~800℃之间每隔10℃的温度。
[玻璃成型体以及光学元件]
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磨以及抛光等机械加工而制造玻璃成型体,或者在对利用光学玻璃制造的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,制造玻璃成形体的方法,并不限定于这些方法。
这样,由本发明的光学玻璃形成的玻璃成型体,有益于各种光学元件以及光学设计,特别是,以用于透镜或棱镜等光学元件为佳。据此,可以形成较大口径的玻璃成型体,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1~8中,表示本发明实施例(No.A1~No.A29、No.B1~No.B30)的组成,以及折射率(nd)、阿贝数(νd)、液相线温度、光谱透射率显示5%以及70%的波长(λ5、λ70)以及比重。其中,实施例(No.A1~No.A29)可以作为第一玻璃的实施例,实施例(No.B1~No.B30)可以作为第二玻璃的实施例。
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。
实施例的玻璃,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以及比较例的组成比例称量并均匀地混合后,投入铂金坩埚中,并根据玻璃组成的熔融难易度用电炉在1100℃~1400℃的温度范围内熔融1~5小时之后,搅拌均匀并进行消泡等,然后将温度降低至1000~1300℃后搅拌均匀浇入模具中,使其缓慢冷却从而制造了玻璃。
实施例的玻璃折射率(nd)以及阿贝数(νd),以对于氦灯的d线(587.56nm)的测定值表示。另外,阿贝数(νd),使用上述d线的折射率、对于氢灯的F线(486.13nm)的折射率(nF)、对于C线(656.27nm)的折射率(nC)的值,从公式阿贝数(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]算出。并且,根据所求折射率(nd)以及阿贝数(νd)的值,在关系式nd=-a×νd+b中,求得倾斜度a在0.01时的截距b。此外,在本测定中所使用的玻璃,使用了将缓慢冷却降温速度设为-25℃/hr并用退火炉进行处理的玻璃。
实施例的玻璃的液相线温度是指,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,求得未发现结晶的最低温度。
实施例的玻璃的透射率,按照日本光学玻璃工业协会标准JOGIS02-2003进行测定。此外,在本发明中,通过测定玻璃的透射率,求得了玻璃的着色与否及其程度。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)以及λ70(透射率70%时的波长)。
实施例的玻璃的比重,按照日本光学玻璃工业协会标准JOGIS05-2015“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
如这些表所示,本发明的实施例的光学玻璃,折射率(nd)均在1.85以上,更具体地说是在1.89以上的同时,该折射率(nd)在2.20以下,更具体地说是在1.91以下,在所要求的范围内。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,阿贝数(νd)均在25以上,更具体地说是在30以上,并且该阿贝数(νd)在35以下,更具体地说是在33以下,均在所要求的范围内。
另外,本发明的实施例的光学玻璃,其折射率(nd)与阿贝数(νd)之间满足(-0.01νd+2.15)≦nd≦(-0.01νd+2.25)的关系,更具体地说,满足(-0.02νd+2.20)≦nd≦(-0.02νd+2.23)的关系。并且,本申请的实施例的玻璃的折射率(nd)以及阿贝数(νd)的关系,如图1以及图2所示。
因此,可以明确本发明的实施例的光学玻璃,在至少含有对高折射率做出贡献的成分中材料成本较低的TiO2成分和BaO成分时,折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,并且,可以获得稳定性较高的光学玻璃。
另外,本发明实施例的光学玻璃,均未失透,液相线温度均在1200℃以下,更具体地说是在1110℃以下,即在所要求的范围内。
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4.70以下,在所要求的范围内。
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450nm以下,更具体地说是在430nm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370nm以下。因此,可以明确本发明的实施例的光学玻璃对于可见光的透射率高不易着色。
因此,根据本发明的实施例的光学玻璃,可以明确能够以更加低廉的价格获得折射率(nd)以及阿贝数(νd)均在所要求的范围内,稳定性较高,对可见光的透射率较高,并且比重较小的光学玻璃。
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 (20)
1.一种光学玻璃,其特征在于,以质量%计算,
含有B2O3成分6.0%以上30.0%以下,
La2O3成分25.0%以上55.0%以下,
TiO2成分6.0%以上25.0%以下,
BaO成分4.0%以上27.0%以下,
ZnO成分含量为23.0%以下,
并且,具有1.85以上的折射率(nd)以及25以上35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,以质量%计算,
SiO2成分为0~13.0%,
Gd2O3成分为0~10.0%,
Y2O3成分为0~20.0%,
Yb2O3成分为0~10.0%,
Nb2O5成分为0~15.0%,
WO3成分为0~20.0%,
ZrO2成分为0~15.0%,
Ta2O5成分为0~5.0%,
MgO成分为0~5.0%,
CaO成分为0~10.0%,
SrO成分为0~10.0%,
Li2O成分为0~5.0%,
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0~10.0%,
Ga2O3成分为0~10.0%,
Bi2O3成分为0~10.0%,
TeO2成分为0~10.0%,
SnO2成分为0~3.0%,
Sb2O3成分为0~1.0%,
并且,与上述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0~10.0质量%。
3.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量之和(SiO2+B2O3)为10.0%以上30.0%以下。
4.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量之和(TiO2+ZnO)为10.0%以上45.0%以下。
5.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量之和(BaO+ZnO)为10.0%以上40.0%以下。
6.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(TiO2/SiO2)为1.00以上。
7.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(TiO2+ZnO+BaO)/La2O3为1.50以下。
8.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(BaO/Ln2O3)为0.0400以上0.5000以下,式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上。
9.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(SiO2+BaO)/ZnO为8.00以下。
10.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(Ln2O3+TiO2+ZnO)/(SiO2+B2O3)为2.00以上5.00以下,式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb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,质量之和(TiO2+Nb2O5+WO3)为5.0%以上25.0%以下。
12.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)为0.600以上1.000以下。
13.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比TiO2/(SiO2+Nb2O5+WO3)为1.00以上3.00以下,质量比(B2O3+ZnO)/SiO2为1.50以上5.00以下。
14.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量之和(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5)为10.0%以下。
15.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量比(Ta2O5+Gd2O3+Nb2O5)/(TiO2+ZnO)为0.500以下。
16.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,质量之和(CaO+SrO)为10.0%以下。
17.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,以质量%计算,
RO成分的含量为10.0%以上40.0%以下,式中,R为从由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn组成的群中选择的一种以上;
Rn2O成分的含量为10.0%以下,式中,Rn为从由Li、Na、K组成的群中选择的一种以上;
Ln2O3成分的含量之和为25.0%以上54.0%以下,式中,Ln为从由La、Gd、Y、Yb组成的群中选择的1种以上。
18.一种预制件,其特征在于,由权利要求1至17的任意一项所述的光学玻璃构成。
19.一种光学元件,其特征在于,由权利要求1至17的任意一项所述的光学玻璃构成。
20.一种光学仪器,其特征在于,具备权利要求19所述的光学元件。
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