CN109641781A - 玻璃、压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件及光学元件 - Google Patents
玻璃、压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件及光学元件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种玻璃,为氧化物玻璃,阿贝数vd为35.5以上且小于39.0,并且满足nd≥‑1.0000×10‑2×vd+2.2726的关系,在阳离子%表示的玻璃组成中,B3+和Si4+的合计含量、La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量、Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量、阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}、{Zn2+/(B3++Si4+)}、(B3+/La3+)、{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}、{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}、{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}、{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}、{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}、{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}、{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}分别为规定范围,并且对于表1记载的阳离子成分,各阳离子成分的含量乘以表1记载的系数的值得到的合计A相对于折射率nd满足规定式。
Description
关联申请的相互参照
本申请要求2016年8月31日申请的日本特愿2016-169586号的优先权,在此作为公开特别引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及玻璃、压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件及光学元件。
背景技术
由高折射率低色散玻璃形成的透镜通过与由超低色散玻璃形成的透镜等进行组合而制成接合透镜,从而能够校正色像差、并且使光学系统紧凑化。因此,高折射率低色散玻璃作为构成摄像光学系统、投影仪等投影光学系统的光学元件,占据着非常重要的位置。例如,在日本特开2014-062024号公报(在此作为公开特别引用其全部内容)中公开了这样的高折射率低色散玻璃。
发明内容
对于光学元件用的玻璃,为了示出光学特性的分布,广泛地使用光学特性图(也称为阿贝图)。光学特性图可以按如下方式而制作:将横轴取为阿贝数νd、纵轴取为折射率nd,阿贝数νd从横轴右侧向左侧增加,折射率从纵轴下方向上方增加。应予说明的是,以下折射率、阿贝数只要没有特别记述,是指对于氦的d线(波长587.56mm)的折射率nd、对于氦的d线(波长587.56mm)的阿贝数νd。
在光学特性图中,高折射率低色散玻璃(高nd高νd玻璃)的光学特性通常显示出上升分布,即当阿贝数变小时折射率增加、当阿贝数增加时折射率降低。这可以认为是由于在现有的高折射率低色散玻璃中,抑制想要用作光学元件材料的玻璃的失透并且将阿贝数和折射率一同提高是困难的。
另一方面,在光学系统的设计中,折射率高、阿贝数也大(色散低)的玻璃是对于色像差的校正、光学系统的高功能化、紧凑化极其有效的光学元件用的材料。因此,在光学特性图上设定一条上升的直线,提供在该直线上以及折射率比该直线更高(在图上位于直线的左侧的区域)的玻璃的意义非常大。
另外,期望将构成摄像光学系统、投影仪等投影光学系统的光学元件轻质化。这是因为,将光学元件轻质化关系到安装了该光学元件的摄像光学系统、投影光学系统的轻质化。例如,当在自动对焦式照相机中安装重的光学元件时,驱动自动对焦时的功耗会增加,电池消耗快。对此,如果将光学元件轻质化,则能够将驱动自动对焦时的功耗降低、延长电池寿命。
本发明人关于以上的点反复进行了研究,明确了:对于高折射率低色散玻璃,通过现有已知的玻璃的组成调节,存在难以同时满足高折射化、低色散化和低比重化这3个特性的区域。这样的区域是指,阿贝数νd为35.5以上且小于39.0,并且在光学特性图中在上升的直线-1.0000×10-2×νd+2.2726的直线上以及折射率比该直线更高的区域。即得到阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系、且有助于光学元件的轻质化的玻璃,在现有技术中是困难的。
本发明的一个方式提供一种玻璃,其阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、且满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系,并且有助于光学元件的轻质化。
本发明的一个方式涉及一种玻璃,其为氧化物玻璃,
阿贝数νd为35.5以上且小于39.0,折射率nd相对于阿贝数νd满足式(1),
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726···(1)
在以阳离子%表示的玻璃组成中,
B3+和Si4+的合计含量为35.0~53.0%的范围,
La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量为30.0~50.0%的范围,
Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量为3.0~20.0%的范围,
La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(La3 ++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.56~5.20的范围,
Zn2+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}为0.001~0.200的范围,
B3+含量与La3+含量的阳离子比(B3+/La3+)为1.165以下,
Gd3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.10以下,
Y3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.03~0.50的范围,
Ti4+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20~0.70的范围,
Ta5+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.10以下,
W6+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20以下,
B3+和Si4+的合计含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为1.40以下,
B3+和Si4+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.50~5.70的范围,并且
对于以下示出的表1中记载的阳离子成分,各阳离子成分的含量乘以表1中记载的系数得到的值的合计A相对于折射率nd满足下述式(2),
A≤137.778×nd-175.033···(2)。
以满足上述的合计含量和阳离子比的方式进行玻璃的组成调节,能够有助于玻璃高折射化和低色散化。本发明人对于满足上述合计含量和阳离子比的玻璃组成中的各阳离子成分给予玻璃比重的影响,重复了相当数量的试错。其结果是对于各阳离子成分确定了表1中示出的系数。在满足上述的合计含量和阳离子比的玻璃组成中,以使用这样的系数而算出的合计A满足式(2)的方式进行组成调节,由此能够将阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、且满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系的玻璃低比重化。即、能够提供阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、且满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系、并且能够有助于光学元件的轻质化的玻璃。
根据本发明的一个方式,能够提供具有在光学系统中有用的光学特性、并且能够有助于光学元件的轻质化的玻璃。进而,根据本发明的一种方式,能够提供由上述玻璃形成的压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件和光学元件。
附图说明
图1为将实施例1的各玻璃的比重取为横轴,将各阳离子成分的含量乘以表1中记载的系数得到的值的合计A取为纵轴的图表。
具体实施方式
[玻璃]
以下,对本发明的一个方式涉及的玻璃进一步详细地说明。
本发明和本说明书中的玻璃组成能够通过例如ICP-AES(Inductively CoupledPlasma-Atomic Emission Spectrometry)等的方法而进行定量。使用ICP-AES求出的分析值有时会包含分析值±5%左右的测定误差。此外,在本发明和本说明书中,构成成分的含量为0%或不含有或者不导入是指实质上不包含该构成成分、该构成成分的含量为杂质水平程度以下。
在本发明和本说明书中,对于阳离子成分,用阳离子%来表示玻璃组成。阳离子%如公知的那样是将玻璃中包含的全部的阳离子成分的合计含量作为100%时的百分率。
以下,只要没有特别记述,阳离子成分的含量、多种阳离子成分的含量的合计(合计含量)用阳离子%表示。进而,在阳离子%表示中,将阳离子成分彼此的含量(也包含多种阳离子成分的合计含量)的比称为阳离子比。
<阿贝数νd、折射率nd>
上述玻璃是阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、并且折射率nd相对于阿贝数νd满足式(1)的玻璃。
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726···(1)
阿贝数νd为35.5以上的玻璃作为光学元件的材料,对色像差的校正是有效的。从色像差的校正的观点出发,阿贝数νd优选为36.0以上,更优选为36.5以上,进一步优选为36.6以上,更进一步优选为36.7以上,再进一步优选为36.8以上,再更进一步优选为36.9以上。此外,就阿贝数νd小于39.0的玻璃而言,玻璃的热稳定性良好,在制造玻璃的过程中的失透倾向少。阿贝数νd优选为38.5以下,更优选为38.0以下,进一步优选为37.8以下,更进一步优选为37.7以下,再进一步优选为37.6以下,再更进一步优选为37.5以下。
上述玻璃的折射率nd相对于阿贝数νd满足式(1)。具有阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、并且折射率nd相对于阿贝数νd满足式(1)的光学特性的玻璃是在光学系统的设计中利用价值高的玻璃。但是在现有技术的玻璃的组成调节中,得到具有这样的光学特性并且能够低比重化的玻璃是困难的。对此,根据本发明的一个方式进行以下详述的玻璃的组成调节,由此能够提供具有上述光学特性并且能够低比重化的玻璃。
从在光学系统的设计中的利用价值的观点出发,式(1)在一个方式中优选为下述式(1-1),更优选为下述式(1-2),进一步优选为下述式(1-3)。
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2727···(1-1)
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2728···(1-2)
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2729···(1-3)
此外,式(1)在一种方式中也优选为下述式(1-4)。式(1-4)更优选为下述式(1-5),进一步优选为下述式(1-6)。
nd≤-1.0000×10-2×νd+2.2950···(1-4)
nd≤-1.0000×10-2×νd+2.2850···(1-5)
nd≤-1.0000×10-2×νd+2.2760···(1-6)
折射率nd的上限由阿贝数νd和上述式而自然决定。折射率nd优选为1.9550以下,更优选为1.9450以下,进一步优选为1.9350以下。此外,从高折射率化的观点出发,折射率nd优选为1.8800以上,更优选为1.8850以上,进一步优选为1.8880以上,更进一步优选为1.8900以上,再进一步优选为1.8950以上,再进一步优选为1.8980以上,再进一步优选为1.8990以上,再更进一步优选为1.89978以上。
对于上述玻璃的玻璃特性,进一步进行后述。
<玻璃组成>
关于玻璃组成,以之前记载的、并且满足以下详述的合计含量和阳离子比的方式,进行玻璃的组成调节,能够有助于玻璃高折射率化和低色散化。进而,在满足上述的合计含量和阳离子比的玻璃组成中,以使用表1记载的系数而算出的合计A满足下述式(2)的方式进行组成调节,由此,能够将阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、并且满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系的玻璃低比重化。这点是作为本发明人经过深入研究的结果而新发现的。
A≤137.778×nd-175.033···(2)
[表1]
阳离子成分 | 系数 |
B<sup>3+</sup> | 0.5503 |
La<sup>3+</sup> | 1.1531 |
Gd<sup>3+</sup> | 1.6109 |
Y<sup>3+</sup> | 1.0314 |
Yb<sup>3+</sup> | 1.8153 |
Si<sup>4+</sup> | O.4009 |
Zn<sup>2+</sup> | 0.9824 |
Zr<sup>4+</sup> | 1.2612 |
Ti<sup>4+</sup> | 0.7643 |
Nb<sup>5+</sup> | 0.7580 |
Ta<sup>5+</sup> | 1.8085 |
W<sup>6+</sup> | 1.5569 |
A1<sup>3+</sup> | 0.2951 |
P<sup>5+</sup> | 0.1896 |
Li<sup>+</sup> | 0.1765 |
Na<sup>+</sup> | 0.5030 |
K<sup>+</sup> | 0.8167 |
Mg<sup>2+</sup> | 0.1722 |
Ca<sup>2+</sup> | 0.4962 |
Sr<sup>2+</sup> | 0.8007 |
Ba<sup>2+</sup> | 0.9795 |
Bi<sup>3+</sup> | 1.6483 |
在表1记载的阳离子成分中,也可以存在上述玻璃中不包含的(即含量为0%的)阳离子成分。
对于式(2)而言,在一个方式中,也优选为下述式(2-1)。式(2-1)优选为下述式(2-2),更优选为下述式(2-3),更进一步优选为下述式(2-4),更进一步优选为下述式(2-5),再进一步优选为下述式(2-6),再更进一步优选为下述式(2-7)。
A≤137.778×nd-177.033···(2-1)
A≤137.778×nd-178.033···(2-2)
A≤137.778×nd-178.333···(2-3)
A≤137.778×nd-178.533···(2-4)
A≤137.778×nd-178.833···(2-5)
A≤137.778×nd-179.433···(2-6)
A≤137.778×nd-179.833···(2-7)
此外,在一个方式中,从玻璃的热稳定性的观点出发,优选合计A为下述式(2-8)。但是合计A的下限没有特别限定,也可以低于由下述式(2-8)而算出的值。
A≥137.778×nd-191.089···(2-8)
上述玻璃进行了满足以下详述的合计含量和阳离子比中满足式(2)的组成调节,由此成为如下玻璃:阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、并且满足nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726的关系,在光学系统的设计中的利用价值高,而且通过低比重化可有助于光学元件的轻质化。
以下对于各种阳离子成分的合计含量和阳离子比等进一步详细地说明。
B3+和Si4+是玻璃的网状结构形成成分。当B3+和Si4+的合计含量(B3++Si4+)为35.0%以上时,能够改善玻璃的热稳定性,抑制制造中玻璃的晶化。另一方面,当B3+的含量和Si4+的合计含量在53.0%以下时,能够抑制折射率nd的降低,因此在制作具有上述光学特性的玻璃的方面是优选的。从以上的观点出发,上述玻璃中的B3+和Si4+的合计含量为35.0~53.0%的范围。B3+和Si4+的合计含量优选为38.0%以上,更优选为39.0%以上,进一步优选为40.0%以上,更进一步优选为41.0%以上。此外,B3+和Si4+的合计含量优选为50.0%以下,更优选为48.0%以下,进一步优选为47.0%以下,更进一步优选为46.0%以下。
La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+是具有抑制阿贝数νd的减少并且提高折射率的功能的成分。此外,这些成分也具有改善玻璃的化学耐久性和/或耐候性、提高玻璃化转变温度的功能。
当La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量(La3++Gd3++Y3++Yb3+)为30.0%以上时,能够抑制折射率nd的降低,因此在制作具有上述光学特性的玻璃的方面是优选的。进而,也能够抑制玻璃的化学耐久性和/或耐候性的降低。另外,当玻璃化转变温度降低时,将玻璃进行机械加工时(切割、切削、研磨、抛光等),玻璃变得容易破损(机械加工性降低),而当La3+、Gd3+、Y3 +和Yb3+的合计含量为30.0%以上时,能够抑制玻璃化转变温度的降低,因此也能够提高机械加工性。另一方面,如果La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的各成分的合计含量为50.0%以下,则能够提高玻璃的热稳定性,因此能够抑制制造玻璃时的晶化、降低熔融玻璃时原料的熔解残留。此外,在抑制比重的上升的方面也是优选的。从以上的观点出发,在上述玻璃中,La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量为30.0~50.0%的范围。La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量优选为33.0%以上,更优选为35.0%以上,进一步优选为36.0%以上,更进一步优选为37.0%以上。此外,La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量优选为48.0%以下,更优选为45.0%以下,进一步优选为44.0%以下,更进一步优选为43.0%以下,再进一步优选为42.0%以下。
Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+是具有提高折射率的功能的成分,通过适量含有,从而也具有改善玻璃的热稳定性的功能。如果Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为3.0%以上,则在维持热稳定性并且实现上述的光学特性的方面是优选的。另一方面,如果Ti4++Nb5++Ta5++W6+的合计含量为20.0%以下,则能够维持玻璃的热稳定性和抑制阿贝数νd的降低。从以上的观点出发,在上述玻璃中,Ti4++Nb5++Ta5++W6+的合计含量为3.0~20.0%的范围。Ti4++Nb5++Ta5++W6+的合计含量优选为5.0%以上,更优选为6.0%以上,进一步优选为7.0%以上,更进一步优选为8.0%以上,再进一步优选为9.0%以上。此外,Ti4++Nb5++Ta5++W6+的合计含量优选为18.0%以下,更优选为15.0%以下,进一步优选为14.0%以下,更进一步优选为13.0%以下,再进一步优选为12.0%以下,再更进一步优选为11.0%以下。
从维持玻璃的热稳定性并且抑制阿贝数νd的降低的方面出发,优选La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.56以上。另一方面,从抑制折射率的降低并且维持玻璃的热稳定性的方面出发,优选阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为5.20以下。从以上的观点出发,在上述玻璃中,阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.56~5.20的范围。阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为3.60以上,更优选为3.65以上,进一步优选为3.70以上。此外,阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为5.00以下,进一步优选为4.80以下,更进一步优选为4.50以下,再进一步优选为4.30以下,再更进一步优选为4.20以下。
从改善熔融性、防止玻璃原料的熔解残留的观点出发,优选Zn2+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}为0.001以上。另一方面,从抑制玻璃化转变温度(Tg)的降低的观点出发,优选阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}为0.200以下。从以上的观点出发,在上述玻璃中,阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}为0.001~0.200的范围。阳离子比{Zn2+/(B3++Si4 +)}优选为0.002以上,更优选为0.003以上,进一步优选为0.004以上。此外,阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}优选为0.180以下,更优选为0.150以下,进一步优选为0.130以下,更进一步优选为0.100以下。
从兼顾玻璃的高折射率低色散化与低比重化的观点出发,在上述玻璃中,B3+含量与La3+含量的阳离子比(B3+/La3+)为1.165以下。阳离子比(B3+/La3+)优选为1.163以下,更优选为1.160以下,进一步优选为1.158以下,更进一步优选为1.156以下。此外,从维持玻璃的热稳定性、抑制高色散化、低比重化的观点出发,在上述玻璃中,阳离子比(B3+/La3+)优选为0.600以上,进一步优选为0.700以上,更进一步优选为0.800以上,再进一步优选为0.850以上,再更进一步优选为0.900以上。
关于作为稀土类元素的La、Gd、Y和Yb,从玻璃的稳定供给的观点出发,Gd是期望降低在玻璃中的含量的成分。此外,Gd原子量大,也是使玻璃的比重增加的成分。因此,优选降低Gd含量相对于稀土类元素的合计含量的比例。从以上的观点出发,在上述玻璃中,Gd3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.10以下。阳离子比{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.08以下,更优选为0.06以下,进一步优选为0.05以下。此外,也优选在玻璃中不包含Gd。即也优选阳离子比{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0。
此外,对于Y3+,从维持玻璃的热稳定性的观点出发,优选Y3+的含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.03以上。另一方面,从维持玻璃的热稳定性和高折射率化的观点出发,优选阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.50以下。从以上的观点出发,在上述玻璃中,阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.03~0.50的范围。阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.45以下,更优选为0.40以下,进一步优选为0.35以下,更进一步优选为0.30以下,再进一步优选为0.28以下。此外,阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.05以上,更优选为0.08以上,进一步优选为0.10以上,更进一步优选为0.13以上,再进一步优选为0.15以上,再更进一步优选为0.18以上。
此外,从玻璃的高折射率化的观点出发,在上述玻璃中,作为玻璃的网络形成成分的B3+和Si4+的合计含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为1.40以下。阳离子比{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为1.35以下,更优选为1.30以下,进一步优选为1.28以下,更进一步优选为1.26以下,再进一步优选为1.24以下,再更进一步优选为1.22以下。从维持玻璃的热稳定性和低比重化的观点出发,阳离子比{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.70以上,更优选为0.80以上,进一步优选为0.85以上,更进一步优选为0.90以上,再进一步优选为0.95以上。
Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+通过适量含有,从而发挥提高折射率、改善玻璃的热稳定性的功能。关于这些成分,在上述玻璃中,从防止高色散化、维持玻璃的热稳定性和减轻着色的观点出发,优选Ti4+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20~0.70。阳离子比{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.65以下,更优选为0.60以下,进一步优选为0.55以下,更进一步优选为0.53以下,再进一步优选为0.50以下。此外,阳离子比{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.23以上,更优选为0.24以上,进一步优选为0.25以上,更进一步优选为0.26以上。
在Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+之中,Ta5+是虽然具有提高折射率的功能、但极其昂贵的成分。因此,从玻璃的稳定供给的观点出发,不优选积极地使用Ta5+。此外,当Ta5+的含量多时,在熔融玻璃时原料变得容易熔解残留。此外,有玻璃的比重增加的倾向。如此,Ta5+是期望降低含量的成分。因此,在上述玻璃中,对于Ta5+,为了改善玻璃的热稳定性并谋求高折射率低色散化和Ta的使用量削减,Ta5+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.10以下。阳离子比{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.08以下,更优选为0.06以下,进一步优选为0.04以下,更进一步优选为0.02以下,再进一步优选为0.01以下。此外,也优选在玻璃中不包含Ta。即、也优选阳离子比{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6 +)}为0。
对于W6+,从玻璃的着色抑制和低比重化的观点出发,在上述玻璃中,W6+含量与Ti4 +、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20以下。阳离子比{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.18以下,更优选为0.15以下,进一步优选为0.13以下。此外,也优选在玻璃中不包含W。即、也优选阳离子比{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0。
此外,从玻璃的高折射率化的观点出发,优选作为玻璃的网络形成成分的B3+和Si4 +的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6 +)}为5.70以下。另一方面,从抑制玻璃的高色散化和维持热稳定性的观点出发,优选阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.50以上。从以上的观点出发,在上述玻璃中,阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.50~5.70的范围。阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为5.50以下,更优选为4.80以下,进一步优选为4.70以下,更进一步优选为4.60以下,再进一步优选为4.55以下。此外,阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6 +)}优选为3.60以上,更优选为3.80以上,进一步优选为3.90以上。
对于上述玻璃的玻璃组成,以下进一步进行说明。
对于作为玻璃网络形成成分的B3+和Si4+的合计含量等,如上所述。从改善玻璃的耐失透性、熔融性、成型性、化学耐久性、耐候性、机械加工性等的观点出发,对于B3+含量、Si4+含量分别优选的范围为如下所述。
B3+含量优选为14.0%以上,更优选为18.0%以上,进一步优选为20.0%以上,更进一步优选为23.0%以上,再进一步优选为25.0%以上,再更进一步优选为27.0%以上。此外,B3+含量优选为50.0%以下,更优选为45.0%以下,进一步优选为43.0%以下,更进一步优选为40.0%以下,再进一步优选为38.0%以下。
Si4+含量优选为2.0%以上,更优选为4.0%以上,进一步优选为6.0%以上,更进一步优选为7.0%以上,再进一步优选为8.0%以上,再更进一步优选为9.0%以上。此外,Si4+含量优选为39.0%以下,更优选为30.0%以下,进一步优选为25.0%以下,更进一步优选为23.0%以下,再进一步优选为20.0%以下,再进一步优选为18.0%以下,再更进一步优选为15.0%以下。
通常在包含B和稀土类元素的高折射率低色散玻璃中,会有熔融时玻璃的粘性低的倾向。但是,如果熔融时玻璃粘性低则容易晶化。就玻璃制造时的晶化而言,晶化比无定形状态(非晶质状态)更稳定,以构成玻璃的离子在玻璃中移动而以具有晶体结构的方式进行排序,由此产生。因此,通过以熔融时粘性变高的方式将B3+和Si4的各成分的含量的比率进行调节,从而使构成玻璃的离子难以以具有晶体结构的方式进行排序,能够进一步抑制玻璃的晶化、进一步改善玻璃的耐失透性。
从以上的观点出发,B3+的含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}的优选范围如下所示。
B3+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}优选为0.40以上,更优选为0.50以上,进一步优选为0.55以上,更进一步优选为0.60以上,再进一步优选为0.65以上,再更进一步优选为0.68以上。从改善玻璃的熔融性的观点出发,优选阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}为上述例示的下限以上。此外,阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}优选为0.95以下,更优选为0.90以下,进一步优选为0.85以下,更进一步优选为0.83以下,再进一步优选为0.80以下,再更进一步优选为0.78以下。阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}为上述例示的上限以下在提高熔融时的玻璃的粘性的方面也是优选的。进而,为了降低熔融时的挥发引起的玻璃组成的变动和降低由此引起的光学特性的变动,并且从改善玻璃的化学耐久性、耐候性和机械加工性中1者以上的观点出发,也优选阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}为上述例示的上限以下。
关于Zn2+,为了改善玻璃的热稳定性、抑制玻璃的晶化并且实现上述光学特性,在上述玻璃中优选Zn2+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Zn2+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.400以下。此外,从抑制玻璃化转变温度的降低(由此改善机械加工性)和提高化学性耐久性的观点出发,也优选阳离子比{Zn2+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.400以下。阳离子比{Zn2+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}更优选为0.300以下,进一步优选为0.250以下,更进一步优选为0.200以下,再进一步优选为0.150以下,再更进一步优选为0.100以下。从改善熔融性的观点出发,阳离子比{Zn2+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0%以上,更优选超过0%。阳离子比{Zn2+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}进一步优选为0.001以上,更进一步优选为0.005以上,再进一步优选为0.010以上,再更进一步优选为0.015以上。
从进一步改善玻璃的热稳定性,抑制玻璃化转变温度的降低(由此改善机械加工性)、改善化学耐久性的观点出发,优选Zn2+与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的含量的阳离子比{Zn2+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.550以下。阳离子比{Zn2+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}更优选为0.500以下,进一步优选为0.450以下,更进一步优选为0.430以下,再进一步优选为0.400以下。阳离子比{Zn2+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}也可以为0,从提高熔融性的观点出发,优选超过0。阳离子比{Zn2+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}更优选为0.001以上,进一步优选为0.005以上,更进一步优选为0.010以上,再进一步优选为0.015以上。
从改善玻璃的熔融性、热稳定性、成型性、机械加工性等、实现上述光学特性的观点出发,Zn2+含量的优选范围如下所述。
Zn2+含量优选超过0%,更优选为0.1%以上,进一步优选为0.2%以上。此外,Zn2+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为7.0%以下,更进一步优选为6.0%以下,再进一步优选为5.0%以下,再更进一步优选为4.0%以下。
对于La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量等如上所述。La3+改善热稳定性并且抑制比重增大,是在提供高折射率低色散玻璃方面有用的成分。因此在上述玻璃中,对于La3+,La3+的含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{La3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.50以上,更优选为0.55以上,进一步优选为0.65以上,更进一步优选为0.68以上,再进一步优选为0.70以上,再进一步优选为0.71以上,再更进一步优选为0.72以上。此外,阳离子比{La3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}优选为0.97以下,更优选为0.95以下,进一步优选为0.93以下,更进一步优选为0.90以下,再进一步优选为0.88以下,再进一步优选为0.85以下,再更进一步优选为0.82以下。
关于La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的各成分的含量,优选范围为如下所述。
La3+含量优选为15.0%以上,更优选为18.0%以上,进一步优选为20.0%以上,更进一步优选为23.0%以上,再进一步优选为25.0%以上。此外,La3+含量优选为48.5%以下,更优选为45.0%以下,进一步优选为43.0%以下,更进一步优选为40.0%以下,再进一步优选为38.0%以下,再更进一步优选为35.0%以下。
Gd3+含量优选为4.0%以下,更优选为3.0%以下,进一步优选为2.5%以下,更进一步优选为2.0%以下。Gd3+含量优选为0%以上,从玻璃的稳定供给和使低比重化容易的观点出发,特别优选Gd3+含量为0%,即不包含Gd3+。
从玻璃的热稳定性和改善熔融性的观点出发,Y3+含量优选为0.9%以上,更优选为2.0%以上,进一步优选为5.0%以上,更进一步优选为6.0%以上,再进一步优选为6.5%以上,再更进一步优选为7.0%以上。此外,Y3+含量优选为25.0%以下,更优选为23.0%以下,进一步优选为20.0%以下,更进一步优选为18.0%以下,再进一步优选为15.0%以下,再进一步优选为13.0%以下,再更进一步优选为12.0%以下。
Yb在稀土类元素中原子量大而有使玻璃的比重增加的倾向。此外,Yb在近红外区有吸收。另一方面,单镜头反光式照相机用的交换透镜、监控照相机的透镜期望在近红外区的光线透射率高。因此,要成为可用于制作这些透镜的玻璃,期望将Yb的含量降低。从以上的观点出发,Yb3+含量优选为4.0%以下,更优选为3.0%以下,进一步优选为2.0%以下,更进一步优选为1.0%以下。此外,Yb3+含量能够为0%以上,特别优选为0%、即不包含Yb3+。
对于Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量等如上所述。在这些成分中,对于Nb5+,为了提供热稳定性优异的高折射率低色散玻璃,优选Nb5+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Nb5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.30以上。此外,与Ta5、W6+相比,Nb5+是有着能够不使比重变大而提高折射率的倾向的成分。因此,为了抑制比重增大,优选使阳离子比{Nb5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}增大。阳离子比{Nb5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}更优选为0.35以上,进一步优选为0.40以上,更进一步优选为0.45以上,再进一步优选为0.48以上,再更进一步优选为0.49以上。此外,阳离子比{Nb5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.80以下,更优选为0.75以下,进一步优选为0.73以下,更进一步优选为0.71以下,再进一步优选为0.70以下,再更进一步优选为0.69以下。
关于Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的各成分的含量,优选范围为如下所述。
Ti4+含量优选为15.0%以下,更优选为13.0%以下,进一步优选为11.0%以下,更进一步优选为9.0%以下,再进一步优选为7.0%以下,再进一步优选为6.0%以下,再更进一步优选为5.0%以下。此外,Ti4+含量优选为0.6%以上,更优选为1.0%以上,进一步优选为1.5%以上,更进一步优选为2.0%以上,再进一步优选为2.5%以上。
Nb5+含量优选为16.0%以下,更优选为14.0%以下,进一步优选为12.0%以下,更进一步优选为10.0%以下,再进一步优选为9.0%以下,再更进一步优选为8.0%以下。此外,Nb5+含量能够为0%以上,优选为1.0%以上,更优选为2.0%以上,进一步优选为3.0%以上,更进一步优选为4.0%以上,再进一步优选为4.5%以上。
Ta5+含量优选为4.0%以下,更优选为3.0%以下,进一步优选为2.0%以下,更进一步优选为1.0%以下,再进一步优选为0.5%以下。Ta5+含量能够为0%以上,在一个方式中,优选为0%、即不包含Ta5+。
W6+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.5%以下。W6+含量能够为0%以上,在一种方式中,优选为0%、即不包含W6+。
此外,从低比重化的观点出发,优选提高在Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量中Ti4+和Nb5+的合计含量所占的比例。从该观点出发,Ti4+和Nb5+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(Ti4++Nb5+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}优选为0.70以上,更优选为0.75以上,进一步优选为0.80以上,更进一步优选为0.85以上,阳离子比{(Ti4++Nb5+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}能够为1.00以下,特别优选为1.00、即不包含Ta5+和W6+。
接下来,对除上述说明的成分以外的成分进行说明。
Zr4+是具有提高折射率功能的成分,通过适量含有,也具有改善玻璃热稳定性的功能。此外,Zr4+也具有通过提高玻璃化转变温度而在机械加工时使玻璃难以破损的功能。为了良好地得到这些效果,在上述玻璃中,Zr4+含量优选为2.0%以上,更优选为2.5%以上,进一步优选为3.0%以上,更进一步优选为3.5%以上,再进一步优选为4.0%以上,再更进一步优选为4.5%以上。另一方面,从改善玻璃的热稳定性的观点出发,优选Zr4+含量为10.0%以下。通过改善热稳定性,从而能够抑制玻璃制造时的晶化、玻璃熔融时的熔解残留的产生。上述玻璃中的Zr4+含量更优选为8.0%以下,进一步优选为7.5%以下,更进一步优选为7.0%以下,再进一步优选为6.5%以下,再进一步优选为6.0%以下,再更进一步优选为5.5%以下。
对于Zr4+,从抑制阿贝数降低的观点出发,优选Zr4+含量与作为提高折射率成分的Ti4+和Nb5+的合计含量的阳离子比{Zr4+/(Ti4++Nb5+)}为0.40以上。阳离子比{Zr4+/(Ti4++Nb5 +)}更优选为0.42以上,进一步优选为0.44以上,更进一步优选为0.45以上,再进一步优选为0.46以上,再更进一步优选为0.47以上。此外,从通过改善熔融性而抑制玻璃的熔解残留的观点、抑制玻璃的失透的观点出发,阳离子比{Zr4+/(Ti4++Nb5+)}优选为0.60以下,更优选为0.58以下,进一步优选为0.56以下,更进一步优选为0.55以下。
Li+使玻璃化转变温度降低的作用强,因此当其含量变多时,示出机械加工性降低的倾向。此外,也显示出化学耐久性、耐候性降低的倾向。因此,Li+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Li+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Na+、K+、Rb+、Cs+均具有改善玻璃熔融性的功能,但当这些含量变多时,会示出玻璃的热稳定性、化学耐久性、耐候性、机械加工性降低的倾向。因此,Na+、K+、Rb+、Cs+的各含量的优选范围为如下所述。
Na+含量优选为8.0%以下,更优选为6.0%以下,进一步优选为4.0%以下,更进一步优选为2.0%以下。此外,Na+含量能够为0%以上,也可以为0%。
K+含量优选为8.0%以下,更优选为6.0%以下,进一步优选为4.0%以下,更进一步优选为2.0%以下。此外,K+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Rb+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Rb+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Cs++含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Cs+含量能够为0%以上,也可以为0%。
从维持玻璃的热稳定性、化学耐久性、耐候性、机械加工性、并且改善玻璃的熔融性的观点出发,Li+、Na+和K+的合计含量(Li++Na++K+)的优选范围为如下所述。
Li+、Na+和K+的合计含量(Li++Na++K+)优选为8.0%以下,更优选为6.0%以下,进一步优选为4.0%以下,更进一步优选为2.0%以下。此外,Li+、Na+和K+的合计含量(Li++Na++K+)能够为0%以上,也可以为0%。
Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+均为具有使玻璃熔融性改善的功能的成分。但是,当这些成分的含量增加时,玻璃的热稳定性降低,显示失透倾向。从以上的观点出发,这些成分各自的含量的优选范围为如下所述。
Mg2+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Mg2+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Ca2+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Ca2+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Sr2+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Sr2+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Ba2+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Ba2+含量能够为0%以上,也可以为0%。
此外,从维持玻璃的热稳定性的观点出发,Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+的合计含量(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+的合计含量(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)能够为0%以上,也可以为0%。
Al3+是具有改善玻璃的化学耐久性、耐候性的功能的成分。但是,当Al3+的含量变多时,有时显示出折射率nd降低的倾向、玻璃的热稳定性降低的倾向、熔融性降低的倾向。考虑到以上的点,Al3+的含量的优选范围为如下所述。
Al3+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Al3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
P5+是使折射率nd降低的成分,也是使玻璃的热稳定性降低的成分,但有时如果导入极少量则可改善玻璃的热稳定性。从制作具有上述光学特性且热稳定性优异的玻璃的方面出发,P5+含量的优选范围为如下所述。
P5+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,P5+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Bi3+是提高折射率nd并且使阿贝数νd降低的成分。此外,也是容易使比重、着色增大的成分。为了制作具有上述光学特性、着色少且低比重的玻璃,Bi3+含量的优选范围为如下所述。
Bi3+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Bi3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Ga3+、In3+、Sc3+、Hf4+均具有提高折射率nd的功能。但是这些成分价格昂贵,不是为了得到上述玻璃而必需的成分。因此,Ga3+、In3+、Sc3+、Hf4+的各含量的优选范围为如下所述。
Ga3+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Ga3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
In3+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,In3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Sc3+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Sc3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Sc3+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Sc3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Hf4+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Hf4+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Lu3+具有提高折射率nd的功能,但也是会使玻璃的比重增加的成分。此外,Lu和Gd、Yb同样是重稀土类元素,因此从玻璃的稳定供给的观点出发,期望降低玻璃中的含量。从以上的观点出发,Lu3+含量优选为10.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Lu3+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Ge4+具有提高折射率nd的功能,但也是在通常使用的玻璃成分中突出地昂贵的成分。从降低玻璃的制造成本的观点出发,Ge4+含量优选为0.0%以下,更优选为8.0%以下,进一步优选为6.0%以下,更进一步优选为4.0%以下,再进一步优选为2.0%以下。此外,Ge4+含量能够为0%以上,也可以为0%。
Te4+是提高折射率nd的成分,但从对环境的考虑等观点出发,优选减少Te4+的含量。Te4+含量优选为5.0%以下,更优选为4.0%以下,进一步优选为3.0%以下,更进一步优选为2.0%以下,再进一步优选为1.0%以下。此外,Te4+含量能够为0%以上,也可以为0%。
从良好地得到以上说明的各种作用和效果的观点出发,在上述玻璃中,B3+、La3+、Gd3+、Y3+、Yb3+、Si4+、Zn2+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Al3+、P5+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+和Bi3+的合计含量优选为90.0%以上,更优选为92.0%以上,进一步优选为94.0%以上,更进一步优选为96.0%以上,再进一步优选为98.0%以上,再进一步优选为99.0%以上,再更进一步优选为99.5%以上。此外,B3+、La3+、Gd3+、Y3+、Yb3+、Si4+、Zn2+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Al3+、P5+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+和Bi3+的合计含量能够为100%以下,也可以为100%。
Pb、As、Cd、Tl、Be、Se分别具有毒性。因此,优选不含有这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分而导入玻璃中。
U、Th、Ra均为放射性元素。因此,优选不含有这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分而导入玻璃中。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr,Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce中有的使玻璃着色、有的成为荧光的发生源,不优选作为光学元件用玻璃中含有的元素。因此,优选不含有这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分而导入玻璃中。
Sb、Sn是作为澄清剂而发挥功能的能够任意添加的元素。
Sb的添加量换算为Sb2O3,在氧化物换算的玻璃组成中,将Sb2O3以外的玻璃成分含量的合计设为100质量%时的含有率(以下也将这样的含有率称为“外加添加量”。)优选为0~0.11质量%的范围,更优选为0.01~0.08质量%的范围,进一步优选为0.02~0.05质量%的范围。
Sn的添加量换算为SnO2,在氧化物换算的玻璃组成中,将SnO2以外的玻璃成分含量的合计设为100质量%时的含有率(外加添加量)优选为0~0.5质量%的范围,更优选为0~0.2质量%的范围,进一步优选为0质量%。
以上,对阳离子成分进行了说明。接下来,对阴离子成分进行说明。
上述玻璃为氧化物玻璃,因此包含作为阴离子成分的O2-。O2-含量优选为95.0阴离子%以上,更优选为97.0阴离子%以上,进一步优选为98.0阴离子%以上,更进一步优选为99.0阴离子%以上,再进一步优选为99.5阴离子%以上,再更进一步优选为100阴离子%。
作为O2-以外的阴离子成分,能够例示F-、Cl-、Br-、I-。但是,F-、Cl-、Br-、I-均容易在玻璃的熔融中挥发。由于这些成分的挥发,会有玻璃的特性发生变动、玻璃的均质性降低、熔融设备的消耗变得显著的倾向。因此,优选将F-、Cl-、Br-和I-的合计含量控制在从100阴离子%中减去O2-含量的量。
应予说明的是,阴离子%如公知那样,是指将玻璃中包含的全部阴离子成分的合计含量作为100%时的百分率。
<玻璃特性>
(部分色散特性)
从色像差校正的观点出发,上述玻璃优选是在将阿贝数νd固定时相对部分色散小的玻璃。
在此,相对部分色散Pg,F使用g线、F线、c线的各折射率ng、nF、nc,用(ng-nF)/(nF-nc)表示。
从提供适于高阶的色像差校正的玻璃的观点出发,上述玻璃的相对部分色散Pg,F的优选范围如下所述。
相对部分色散Pg,F优选为0.590以下,更优选为0.588以下,进一步优选为0.586以下,更进一步优选为0.584以下,再进一步优选为0.583以下,再更进一步优选为0.582以下。此外,相对部分色散Pg,F优选为0.564以上,更优选为0.566以上,进一步优选为0.568以上,更进一步优选为0.570以上,再进一步优选为0.572以上,再进一步优选为0.573以上,再更进一步优选为0.574以上。
(玻璃化转变温度)
上述玻璃的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限定,优选为670℃以上。通过将玻璃化转变温度设定为670℃以上,从而在进行切割、切削、研磨、抛光等玻璃的机械加工时,能够使玻璃难以破损。此外,由于可以不使降低玻璃化转变温度的功能强的Li、Zn等成分大量含有,因此即使将从玻璃的稳定供给的观点出发而期望降低使用量的Gd、Ta的含量减少、进而即使还减少Yb的含量,也易于改善热稳定性。
另一方面,当玻璃化转变温度过高时,必须将玻璃在高温下进行退火,退火炉消耗显著。此外,在将玻璃进行成型时,必须在高温下进行成型,成型时使用的模具的消耗也变得显著。
从改善机械加工性、减轻对退火炉、成型模具的负担的观点出发,玻璃化转变温度的优选范围为如下所述。
玻璃化转变温度优选为670℃以上,更优选为680℃以上,进一步优选为690℃以上,更进一步优选为695℃以上,再进一步优选为700℃以上。此外,玻璃化转变温度优选为790℃以下,更优选为780℃以下,进一步优选为770℃以下,更进一步优选为760℃以下,再进一步优选为750℃以下,再更进一步优选为745℃以下。
(玻璃的比重)
构成光学系统的光学元件(透镜)根据构成透镜的玻璃的折射率和透镜的光学功能面(要控制的光线入射、出射的面)的曲率而决定屈光力。当使光学功能面的曲率增大时,透镜的厚度也会增加。其结果是透镜变重。对此,如果使用折射率高的玻璃,那么即使不增大光学功能面的曲率,也能够得到大的屈光力。
由以上可知,如果能够抑制玻璃比重增加且提高折射率,则能够使具有固定屈光力的光学元件轻质化。
关于折射率nd的对屈光力的贡献,能够取玻璃的比重d与从玻璃的折射率nd中减去作为真空中的折射率的1的值(nd-1)的比值d/(nd-1),作为谋求光学元件轻质化时的指标。即,将d/(nd-1)作为谋求光学元件轻质化时的指标,通过降低该值,从而能够谋求透镜的轻质化。
上述玻璃通过上述的合计A相对于折射率nd满足上述式(2)、从而既是高折射率低色散的玻璃又能够低比重化。因此,上述玻璃的d/(nd-1)例如能够为5.80以下,优选为5.70以下,更优选为5.65以下,进一步优选为5.60以下。但当使d/(nd-1)过度减少时,会示出玻璃的热稳定性降低的倾向。因此,d/(nd-1)优选为4.50以上,更优选为4.80以上,进一步优选为5.00以上,更进一步优选为5.10以上,再进一步优选为5.20以上,再更进一步优选为5.30以上。
此外,也优选比重d相对于折射率nd满足下述式(3)。
d≤14.00×nd-21.69···(3)
进而,上述玻璃的比重d优选为5.30以下,更优选为5.25以下,进一步优选为5.23以下,更进一步优选为5.20以下,再进一步优选为5.15以下,再更进一步优选为5.10以下。从由该玻璃形成的光学元件的轻质化的观点出发,优选将比重d设为上述例示的上限以下。此外,玻璃的比重越低则从光学元件的轻质化的观点出发越优选,因此对于上述玻璃的比重d,没有特别限定下限。从例如进一步改善玻璃的热稳定性的观点出发,上述玻璃的比重d优选为4.00以上。
(液相线温度)
液相线温度是玻璃的热稳定性的指标之一。从抑制玻璃制造时的晶化、失透的观点出发,优选液相线温度LT为1400℃以下,更优选为1380℃以下,进一步优选为1360℃以下,更进一步优选为1340℃以下。液相线温度LT例如能够为1150℃以上。但是,优选液相线温度低,因此液相线温度也可以低于1150℃,下限没有特别限定。
(玻璃的光线透过性)
玻璃的光线透过性、详细而言抑制短波长侧的光学吸收限的长波长化的性质能够通过着色度λ5从而进行评价。着色度λ5表示从紫外区到可见区、厚度为10mm的玻璃的光谱透射率(包含表面反射损失)成为5%的波长。于后述的实施例示出的λ5为在250~700nm的波长区域中测定的值。例如更详细而言,光谱透射率是指,使用抛光成10.0±0.1mm的厚度的具有相互平行的平面的玻璃试样,从相对于上述抛光了的面的垂直方向将光入射而得到的光谱透射率,即将入射上述玻璃试样的光的强度设为Iin、将透过上述玻璃试样的光的强度设为Iout时的Iout/Iin。
根据着色度λ5,能够定量地评价光谱透射率的短波长侧的吸收限。为了制作接合透镜而将透镜彼此通过紫外线固化型粘接剂而接合时等,可以进行通过光学元件照射紫外线于粘接剂而使粘接剂固化。从高效地进行紫外线固化型粘接剂的固化的观点出发,优选光谱透射率的短波长侧的吸收限处于短的波长区域。能够使用着色度λ5作为定量评价该短波长侧的吸收限的指标。上述玻璃通过如上所述的组成调节,从而能够示出优选370nm以下,更优选360nm以下,进一步优选355nm以下,更进一步优选350nm以下,再进一步优选349nm以下的λ5。λ5的下限作为一个例子能够将315nm设为基准,但越低越优选,没有特别限定。
另一方面,也可举出着色度λ70作为玻璃的着色度的指标。λ70表示通过对于λ5记载的方法而测定的光谱透射率成为70%时的波长。从制成着色少的玻璃的观点出发,λ70的优选范围为450nm以下,更优选的范围为440nm以下,进一步优选的范围为430nm以下,更进一步优选的范围为420nm以下。λ70的下限的基准为360nm,但越低越优选,没有特别限定。
以上说明的本发明的一个方式的玻璃的折射率nd和阿贝数νd大(即为高折射率低色散玻璃),作为光学元件用的玻璃材料是有用的。进而,通过如上所述的组成调节,从而还能够使玻璃均质化和低比重化。因此,上述玻璃作为提供更轻质的光学元件的光学玻璃是优选的。
<玻璃的制造方法>
上述玻璃能够以得到目标的玻璃组成的方式,将作为原料的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物等进行称量、调合,充分混合制成混合批料,在熔融容器内进行加热、熔融、脱泡、搅拌,制造均质且不含泡的熔融玻璃,将其成型,由此得到。具体而言,能够使用公知的熔融法而制作。上述玻璃是具有上述光学特性的高折射率低色散玻璃,并且热稳定性优异,因此,能够使用公知的熔融法、成型法而稳定的制造。
[压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件及它们的制造方法]
本发明的另一种方式涉及:
由上述玻璃形成的压制成型用玻璃原材料;以及
由上述玻璃形成的光学元件坯件。
根据本发明的另一方式,还可以提供:
压制成型用玻璃原材料的制造方法,其具有将上述玻璃成型为压制成型用玻璃原材料的工序;
光学元件坯件的制造方法,其具有将上述压制成型用玻璃原材料使用压制成型模具进行压制成型、由此制作光学元件坯件的工序;
光学元件坯件的制造方法,其具有将上述玻璃成型为光学元件坯件的工序。
光学元件坯件是与作为目标的光学元件的形状近似,对光学元件的形状添加了抛光余量(因抛光而去除的表面层)、根据需要的研磨余量(因研磨而去除的表面层)的光学元件基材。通过将光学元件坯件的表面进行研磨、抛光,从而完成光学元件。在一个方式中,通过将适量熔融上述玻璃而得到的熔融玻璃进行压制成型的方法(被称为直接压制法),从而能够制作光学元件坯件。在另一方式中,通过将适量熔融上述玻璃而得到的熔融玻璃进行固化,从而能够制作光学元件坯件。
此外,在另一方式中,通过制作压制成型用玻璃原材料,将制作的压制成型用玻璃原材料进行压制成型,从而能够制作光学元件坯件。
压制成型用玻璃原材料的压制成型能够通过将加热而在软化状态的压制成型用玻璃原材料通过压制成型模具进行压制的公知的方法从而进行。加热、压制成型能够一起在大气中进行。通过在压制成型后进行退火而降低玻璃内部的应力,从而能够得到均质的光学元件坯件。
压制成型用玻璃原材料除了包含以原本的状态提供给用于光学元件坯件制作的压制成型的、被称为压制成型用玻璃料滴的压制成型用玻璃原材料之外,还包含施加切割、研磨、抛光等机械加工、经过压制成型用玻璃料滴而提供给压制成型的压制成型用玻璃原材料。作为切割方法有下述方法:在玻璃板表面欲切割的部分以被称为刻划的方法形成槽,对于从形成的槽的面的背面至槽的部分施加局部的压力,在槽的部分将玻璃分割的方法;用切割刀切割玻璃板的方法等。此外,作为研磨、抛光方法可举出滚筒抛光等。
压制成型用玻璃原材料能够通过例如将熔融玻璃浇铸入铸模中,成型为玻璃板,将该玻璃板切割成多个玻璃片,从而制作。此外,也能够将适量的熔融玻璃进行成型而制作压制成型用玻璃料滴。也能够通过将压制成型用玻璃料滴再加热、软化,压制成型而进行制作,从而制作光学元件坯件。将玻璃再加热、软化,压制成型而制作光学元件坯件的方法,相对于直接压制法,被称为再加热压制法。
[光学元件及其制造方法]
本发明的另一方式涉及:
由上述玻璃形成的光学元件。
上述光学元件可以使用上述的玻璃而制作。在上述光学元件中,可以在玻璃表面形成一层以上的涂层,例如防反射膜等的多层膜等。
此外,根据本发明的一种方式,还提供:
光学元件的制造方法,其具有将上述光学元件坯件进行研磨和/或抛光从而制作光学元件的工序。
在上述光学元件的制造方法中,研磨、抛光应用公知的方法即可,通过在加工后将光学元件表面充分清洗、使之干燥等,从而能够得到内部品质和表面品质高的光学元件。以这样的方式能够得到由上述玻璃形成的光学元件。作为光学元件能够例示球面透镜、非球面透镜、微透镜等各种透镜、棱镜等。
此外,由上述玻璃形成的光学元件也适于作为构成接合光学元件的透镜。作为接合光学元件,能够例示将透镜彼此接合的接合光学元件(接合透镜)、将透镜与棱镜接合的接合光学元件等。例如,接合光学元件能够将接合的2个光学元件的接合面以形状成为反转形状的方式精密地加工(例如球面抛光加工),涂敷用于接合透镜的粘接的紫外线固化型粘接剂,进行贴合后通过透镜照射紫外线,使粘接剂固化,由此制作。为了以这样的方式制作接合光学元件,优选上述玻璃。使用阿贝数νd不同的多种玻璃分别制作接合的多个光学元件,进行接合,从而能够制成适于校正色像差的元件。
对于玻璃组成的定量分析的结果,有时玻璃成分以氧化物基准表示,玻璃成分的含量表示为质量%。如此以氧化物基准表示为质量%的组成例如能够以以下这样的方法换算为阳离子%、阴离子%表示的组成。
在玻璃中包含N种玻璃成分的情况下,以A(k)mOn表述第k个的玻璃成分。其中,k为1以上且N以下的任意整数。
A(k)为阳离子,O为氧,m与n为由化学计量而确定的整数。例如,在基于氧化物基准的表述为B2O3的情况下,m=2、n=3,在SiO2的情况下,m=1、n=2。
接下来,将A(k)mOn的含量设为X(k)[质量%]。在此,当将A(k)的原子量设为P(k)、氧O的原子序数设为Q时,A(k)mOn的形式上的分子量R(k)为:
R(k)=P(k)×m+Q×n。
进而,当设为B=100/{∑[m×X(k)/R(k)]}时,阳离子成分A(k)s+的含量(阳离子%)为[X(k)/R(k)]×m×B(阳离子%)。在此,∑是指从k=1至k=N为止的m×X(k)/R(K)的合计。m根据k而变化。s为2n/m。
此外,分子量R(k)可以使用以将小数点后第4位数四舍五入、保留至小数点后第3位数表示的值而计算。应予说明的是,对于几种玻璃成分、添加剂,于下述的表2示出基于氧化物基准的表述的分子量。
[表2]
氧化物 | 分子量 | 氧化物 | 分子量 |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 69.621 | Cs<sub>2</sub>O | 281.810 |
SiO<sub>2</sub> | 60.084 | ZnO | 81.389 |
La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 325.809 | MgO | 40.304 |
Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 225.810 | CaO | 56.077 |
Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 362.498 | SrO | 81.389 |
Yb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 394.084 | BaO | 153.326 |
Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 265.810 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 101.961 |
TiO<sub>2</sub> | 79.882 | Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 187.444 |
WO<sub>3</sub> | 231.839 | In<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 277.634 |
Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 441.893 | Sc<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 137.910 |
Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 465.959 | HfO2 | 210.489 |
ZrO<sub>2</sub> | 123.223 | Lu<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 397.932 |
Li<sub>2</sub>O | 29.882 | GeO<sub>2</sub> | 104.629 |
Na<sub>2</sub>O | 61.979 | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 141.945 |
K<sub>2</sub>O | 94.196 | TeO<sub>2</sub> | 159.599 |
Rb<sub>2</sub>O | 186.935 | Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 291.518 |
实施例
以下,基于本发明的实施例进一步进行说明。但是,本发明不限定于实施例示出的方式。
(实施例1)
以得到具有下述表中示出的组成的玻璃的方式,称量作为原料的氧化物、硼酸等化合物,充分混合而制作批料原料。
将该批料原料放入铂坩埚中,连同坩埚一起加热至1350~1450℃的温度,历经2~3小时将玻璃熔融,澄清。在搅拌熔融玻璃而进行均质化后,将熔融玻璃浇铸入预热了的成型模具中,放置冷却至玻璃化转变温度附近,立即将成形模具与玻璃一起放入退火炉中。之后,在玻璃化转变温度附近退火约1小时。在退火后,在退火炉内放置冷却至室温。
观察以这样的方式而制作的玻璃,结果没有确认到晶体析出、气泡、纹理、原料的熔解残留。以这样的方式能够制作均质性高的玻璃。
关于表3(表3-1~表3-5)示出的各玻璃的阴离子成分,O2-含量为100阴离子%。
将得到的玻璃的玻璃特性用以下示出的方法进行测定。测定结果示于下述的表中。
(1)折射率nd、nF、nc、ng、阿贝数νd
对于以降温速度-30℃/小时进行降温而得到的玻璃,根据日本光学玻璃工业协会标准的折射率测定法,测定折射率nd、nF、nc、ng。使用折射率nd、nF、nc、ng的各测定值,算出阿贝数νd。
(2)玻璃化转变温度Tg
使用差示扫描热量分析装置(DSC),将升温速度设为10℃/分钟,进行测定。
(3)比重
根据阿基米德法测定。
(4)相对部分色散Pg,F
由在上述(1)中测定的nF、nc、ng的值算出。
(5)液相线温度LT
将玻璃放入加热至规定温度的炉内,保持2小时,冷却后,用100倍的光学显微镜观察玻璃内部,根据晶体的有无决定液相线温度LT。
(6)着色度λ5、λ70
使用具有彼此相对的2个光学抛光的平面的厚度为10±0.1mm的玻璃试样,利用分光光度计,从相对于抛光的面的垂直方向使强度为Iin的光入射,测定透过玻璃试样的光的强度Iout,算出光谱透射率Iout/Iin,将光谱透射率成为5%的波长设为λ5,光谱透射率成为70%的波长设为λ70。
[表3-1]
[表3-2]
[表3-3]
[表3-4]
[表3-5]
图1为将实施例1的各玻璃的比重取为横轴,将各阳离子成分的含量乘以表1中记载的系数得到的值的合计A取为纵轴的图像。
如图1示出那样,对于实施例1的各玻璃,各阳离子成分的含量乘以表1记载的系数得到的值的合计A与比重示出了良好的相关关系。从该结果出发,能够确认:基于合计A、以满足式(2)式的方式进行组成调节,从而可以得到低比重的玻璃。
(实施例2)
使用实施例1中得到的各种玻璃,制作压制成型用玻璃块(玻璃料滴)。将该玻璃块在大气中加热、软化,用压制成型模具进行压制成型,制作透镜坯件(光学元件坯件)。将制作的透镜坯件从压制成型模具取出,退火,进行包含抛光的机械加工,制作由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。
(实施例3)
用压制成型模具将期望量的实施例1中制作的熔融玻璃进行压制成型,制作透镜坯件(光学元件坯件)。将制作的透镜坯件从压制成型模具取出,退火,进行包含抛光的机械加工,制作由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。
(实施例4)
将实施例1中制作的熔融玻璃固化而制作的玻璃块(光学元件坯件)退火,进行包含抛光的机械加工,制作由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。
(实施例5)
使实施例2~4中制作的球面透镜贴合于由其它种类的玻璃形成的球面透镜,制作接合透镜。实施例2~4中制作的球面透镜的接合面为凸面,由其它种类的玻璃形成的球面透镜的接合面为凹面。以相互曲率半径的绝对值相等的方式制作上述2个接合面。在接合面涂敷光学元件接合用的紫外线固化型粘接剂,使2个透镜接合面彼此贴合。之后,通过实施例2~4中制作的球面透镜对涂敷于接合面的粘接剂照射紫外线,使粘接剂固化。
以上述的方式制作接合透镜。
在最后,对上述的各方式进行总结。
根据一个方式,可以提供一种玻璃,其为氧化物玻璃,阿贝数νd为35.5以上且小于39.0,折射率nd相对于阿贝数νd满足上述式(1),在阳离子%表示的玻璃组成中,B3+和Si4+的合计含量为35.0~53.0%的范围,La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量为30.0~50.0%的范围,Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量为3.0~20.0%的范围,La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.56~5.20的范围,Zn2+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{Zn2+/(B3++Si4+)}为0.001~0.200的范围,B3+含量与La3+含量的阳离子比(B3+/La3+)为1.165以下,Gd3+含量与La3 +、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.10以下,Y3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为0.03~0.50的范围,Ti4+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20~0.70的范围,Ta5+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.10以下,W6+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为0.20以下,B3+和Si4+的合计含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)}为1.40以下,B3+和Si4+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比{(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)}为3.50~5.70的范围,并且对于表1记载的阳离子成分,各阳离子成分的含量乘以表1记载的系数得到的值的合计A相对于折射率nd满足上述式(2)。
上述玻璃是阿贝数νd为35.5以上且小于39.0并且满足式(1)的玻璃,是在光学系统中有用的高折射率低色散玻璃。进而,上述玻璃能够有助于光学元件的轻质化。
在一个方式中,优选上述玻璃的Zr4+的含量为2.0~10.0阳离子%的范围。
在一个方式中,优选上述玻璃的B3+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比{B3+/(B3++Si4+)}为0.40~0.95的范围。
在一个方式中,优选上述玻璃的B3+、La3+、Gd3+、Y3+、Yb3+、Si4+、Zn2+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Al3+、P5+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+和Bi3+的合计含量为90.0阳离子%以上。
能够由以上说明的玻璃制作压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件和光学元件。即,根据其它的方式,可以提供由上述玻璃形成的压制成型用玻璃原材料、光学元件坯件和光学元件。
此外,根据其它的方式,可以提供一种压制成型用玻璃原材料的制造方法,其具有将上述玻璃成型为压制成型用玻璃原材料的工序。
进而,根据其它的方式,可以提供一种光学元件坯件的制造方法,其具有将上述压制成型用玻璃原材料使用压制成型模具进行压制成型、由此制作光学元件坯件的工序。
进而,根据其它的方式,提供一种光学元件坯件的制造方法,其具有将上述玻璃成型为光学元件坯件的工序。
进而,根据其它的方式,提供一种光学元件的制造方法,其具有将上述光学元件坯件进行研磨和/或抛光、从而制作光学元件的工序。
本说明书记载的各种方式能够以任意的组合将2个以上进行组合。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而并非限制。本发明的范围是由专利请求保护的范围而不是上述的说明所示出的,意在包含与专利请求保护的范围等同的含义以及范围内的全部变更。
例如,对于上述例示的玻璃组成,进行说明书中记载的组成调节,从而能够制作本发明的一个方式的光学玻璃。
此外,当然能够将2个以上说明书中例示或作为优选范围而记载的事项任意地进行组合。
本发明的一个方式在各种光学元件的制造领域中是有用的。
Claims (7)
1.一种玻璃,为氧化物玻璃,其阿贝数νd为35.5以上且小于39.0、折射率nd相对于阿贝数νd满足下述式(1),
nd≥-1.0000×10-2×νd+2.2726···(1)
在以阳离子%表示的玻璃组成中,
B3+和Si4+的合计含量为35.0~53.0%的范围,
La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量为30.0~50.0%的范围,
Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量为3.0~20.0%的范围,
La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比即(La3++Gd3++Y3++Yb3+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为3.56~5.20的范围,
Zn2+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比即Zn2+/(B3++Si4+)为0.001~0.200的范围,
B3+含量与La3+含量的阳离子比即B3+/La3+为1.165以下,
Gd3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比即Gd3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)为0.10以下,
Y3+含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比即Y3+/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)为0.03~0.50的范围,
Ti4+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比即Ti4+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为0.20~0.70的范围,
Ta5+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比即Ta5+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为0.10以下,
W6+含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比即W6+/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为0.20以下,
B3+和Si4+的合计含量与La3+、Gd3+、Y3+和Yb3+的合计含量的阳离子比即(B3++Si4+)/(La3++Gd3++Y3++Yb3+)为1.40以下,
B3+和Si4+的合计含量与Ti4+、Nb5+、Ta5+和W6+的合计含量的阳离子比即(B3++Si4+)/(Ti4++Nb5++Ta5++W6+)为3.50~5.70的范围,并且
对于下述表1中记载的阳离子成分,各阳离子成分的含量乘以表1中记载的系数得到的值的合计A相对于折射率nd满足下述式(2),
A≤137.778×nd-175.033···(2)
[表1]
。
2.根据权利要求1所述的玻璃,其中,Zr4+的含量为2.0~10.0阳离子%的范围。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃,其中,B3+含量与B3+和Si4+的合计含量的阳离子比即B3 +/(B3++Si4+)为0.40~0.95的范围。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的玻璃,其中,B3+、La3+、Gd3+、Y3+、Yb3+、Si4+、Zn2+、Zr4 +、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Al3+、P5+、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+和Bi3+的合计含量为90.0阳离子%以上。
5.一种压制成型用玻璃原材料,由权利要求1~4中任一项所述的玻璃形成。
6.一种光学元件坯件,由权利要求1~4中任一项所述的玻璃形成。
7.一种光学元件,由权利要求1~4中任一项所述的玻璃形成。
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