DE102008048330A1

DE102008048330A1 - Optisches Glas

Info

Publication number: DE102008048330A1
Application number: DE102008048330A
Authority: DE
Inventors: Michiko Sagamihara Ogino
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-04-09
Also published as: CN101397189A; CN101397189B; US8207076B2; JP5594807B2; JP2009073716A; US20090082190A1

Abstract

Ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und niedriger Dispersion, welches eine kleine Änderung der Abbildungseigenschaften infolge einer Änderung der Temperatur der Einsatzumgebung aufweist, speziell eines, welches einen Absolutwert der Multiplikation (alpha x beta) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (alpha) bei -30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (beta) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 130 x 10-12°C-1 x nm x cm-1 x Pa-1 erzielen kann, wird hergestellt, ohne große Mengen an Bestandteilen einzusetzen, welche die Umwelt stark belasten, oder knappe Bodenschätze einzusetzen. Das optische Glas gemäß der Erfindung weist einen Absolutwert der Multiplikation (alpha x beta) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (alpha) bei -30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (beta) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 130 x 10-12°C-1 x nm x cm-1 x Pa-1 auf; und enthält mehr als 0% Si02, B2O3 und La2O3, mehr als 13% und weniger als 20% (ZrO2 + Nb2O5), und weniger als 2,0% ZnO, in % der Masse auf Oxid-Grundlage.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion, speziell ein optisches Glas, das einen Brechungsindex (nd) von 1,75 oder mehr aufweist, und eine Abbe'sche Zahl (νd) von 35 oder mehr, sowie ein optisches Element, das durch Einsatz dieses optischen Glases erhalten wird, beispielsweise eine Linse oder ein Prisma. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion, das für Projektorlinsen oder Prismen optischer Instrumente vorzuziehen ist, repräsentiert durch eine Kamera oder einen Projektor, die sehr exakte Abbildungseigenschaften aufweisen müssen, sowie ein optisches Element und ein optisches Instrument, die aus derartigem optischen Glas hergestellt werden.
In der jüngeren Vergangenheit haben die Digitalisierung und die hohe Auflösung optischer Instrumente Fortschritte gemacht, und müssen optische Elemente, die nicht nur für abbildende Instrumente wie beispielsweise Digitalkameras oder Videokameras eingesetzt werden sollen, sondern auch bei Bildwiedergabe- oder Projektor-Instrumenten, beispielsweise Projektoren oder Projektor-Fernsehgeräten, eine hohe Leistung aufweisen. Insbesondere besteht ein starkes Bedürfnis nach einem Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion als Material für optische Elemente wie verschiedene Linsen, und ist ein besonders großer Bedarf in Bezug auf ein optisches Glas vorhanden, das einen Brechungsindex (nd) von 1,75 oder mehr aufweist, und eine Abbe'sche Zahl (νd) von 35 oder mehr.
In Bezug auf die Eigenschaften, die für das optische Glas erforderlich sind, ist es häufig nicht nur erforderlich, dass ein bestimmter Brechungsindex, eine bestimmte Abbe'sche Zahl und ein Ausmaß an Färbung vorhanden sind, sondern auch Schwankungen der Eigenschaften in der tatsächlichen Einsatzumgebung gering sind. Dies liegt daran, dass in einem Fall, bei welchem sich die Abbildungseigenschaften in der tatsächlichen Einsatzumgebung wesentlich ändern, ein optisches Element wie beispielsweise eine Linse oder ein Prisma durch ein Werkzeug in einem optischen Instrument befestigt wird, und daher eine Wärmeausdehnung des optischen Elements hervorgerufen wird, infolge einer Änderung der Temperatur der Einsatzumgebung (beispielsweise einer Änderung der Temperatur im Inneren eines Gehäuses, infolge eines Einsatzes bei hoher Temperatur, usw.), wodurch eine mechanische Spannung in dem optischen Element hervorgerufen wird, infolge eines unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu jenem eines Befestigungswerkzeugs, so dass Doppelbrechung in dem optischen Element erzeugt wird, und so eine Änderung der Abbildungseigenschaften hervorgerufen wird.
Daher werden Abbildungseigenschaften, die konstruktiv auf Grundlage optischer Konstanten festgelegt werden, die im Zustand mit fester Temperatur erhalten werden (hauptsächlich bei Zimmertemperatur), beispielsweise Brechungsindex oder Abbe'sche Zahl, in der tatsächlichen Einsatzumgebung nicht erreicht. Daher muss die Konstruktion so erfolgen, dass eine Einsatzumgebung angenommen wird, und komplizierte Schwankungen der Eigenschaften erwartet werden, zum Zeitpunkt der optischen Konstruktion. Dies ist vom Gesichtspunkt der optischen Konstruktion aus unvorteilhaft.
Darüber hinaus wird es in Bezug auf die optische Konstruktion seit einiger Zeit immer mehr gefordert, dass die Umweltbelastung zum Zeitpunkt der Herstellung eines optischen Glases oder der Bearbeitung eines optischen Elements gering ist.
Wenn ein optisches Glas einen unter Umweltgesichtspunkten schädlichen Bestandteil wie beispielsweise Verbindungen von Blei (Pb) oder Arsen (As) aufweist, sind spezielle Maßnahmen dazu erforderlich, um das Eindringen eines Schadstoffes in die Luft oder das Wasser zu verhindern. Weiterhin tritt bei der Verwendung unschädlicher Bestandteile, jedoch einer großen Menge knapper Bodenschätze, repräsentiert durch Tantal (Ta) oder dergleichen, der Nachteil auf, dass nicht nur die Herstellungskosten hoch sind, sondern auch Kosten oder Arbeit für die Rohstoffaufbereitung auftreten.
Optische Gläser, die einen Brechungsindex (nd) von 1,75 oder mehr aufweisen, und eine Abbe'sche Zahl (νd) von 35 oder mehr, sind beispielsweise beschrieben in der JP-A-2005-306732 , der JP-A-2002-284542 , der JP-A-2004-161506 , und der JP-A-2006-248897 .
Obwohl die Gläser, die in der JP-A-2005-306732 , der JP-A-2002-284542 , der JP-A-2004-161506 und der JP-A-2006-248897 beschrieben werden, keine Verbindung von Blei (Pb) oder Arsen (As) in ihrer Glaszusammensetzung aufweisen, berücksichtigen alle diese Patentdokumente nicht eine Schwankung der Abbildungseigenschaften in der tatsächlichen Einsatzumgebung. Weiterhin beschreibt die JP-A-2002-284542 ein Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion mit verringertem An teil an Tautal (Ta). Da dieses Glas eine große Menge an ZnO enthalten muss, ist jedoch die Schwankung der Abbildungseigenschaften groß, so dass vom Standpunkt der optischen Konstruktion her leicht ein Nachteil hervorgerufen wird. Weiterhin gibt es seit einiger Zeit in Bezug auf ZnO ein Umweltproblem in Bezug auf die Wasserqualität, das berücksichtigt werden muss.
Unter diesen Umständen besteht ein Vorteil der Erfindung in der Bereitstellung eines optischen Glases mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion, das eine kleine Änderung der Abbildungseigenschaften infolge einer Temperaturänderung der Einsatzumgebung aufweist, ohne Verwendung großer Mengen an Bestandteilen, welche die Umwelt hoch belasten, und von knappen Bodenschätzen.
Um den voranstehend geschilderten Vorteil zu erreichen, haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche und intensive Untersuchungen durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass durch Vorsehen von SiO₂, B₂O₃ und La₂O₃ als wesentliche Bestandteile und Einstellen des Verhältnisses der Bestandteile ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion hergestellt werden kann, das eine geringe Änderung der Abbildungseigenschaften infolge einer Änderung der Temperatur der Einsatzumgebung aufweist, speziell eines, welches einen Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der Wärmeausdehnung (α) bei zwischen –30 und +70°C und einer fotoelektrischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 130 × 10^–12°C^-1 × nm × cm^–1 × Pa^–1 erzielen kann, ohne große Mengen an Bestandteilen einzusetzen, welche die Umwelt stark belasten, oder von knappen Bodenschätzen, wodurch die Erfindung erzielt wird.

(1) Ein optisches Glas mit einem Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei zwischen –30 und +70°C und einer fotoelastischen Konstante (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 130 × 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1; welches mehr als 0% an SiO₂, B₂O₃ und La₂O₃ enthält, mehr als 13% und weniger als 20% an (ZrO₂ + Nb₂O₅), und weniger als 2,0% an ZnO, bezogen auf % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(2) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) angegeben, welches optische Konstanten eines Brechungsindex (nd) im Bereich zwischen 1,75 bis 2,00 und einer Abbe'schen Zahl (νd) im Bereich von 35 bis 55 aufweist.
(3) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) oder (2) angegeben, welches mehr als 1% und weniger als 12% an SiO₂ enthält, zwischen 8,0 bis 35,0% an B₂O₃, und zwischen 25,0 bis 50,0% an La₂O₃, in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(4) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (3) angegeben, das ein Verhältnis von SiO₂/B₂O₃ von mehr als 0 und weniger als 0,6 aufweist, und ein Verhältnis von (ZnO + Y₂O₃/La₂O₃ von weniger als 0,5 in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(5) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (4) angegeben, welches 0,0 bis 40,0% an Ge₂O₃ und/oder 0,0 bis 15,0% an Y₂O₃ und/oder 0,0 bis 15,0% an ZrO₂ und/oder 0,0 bis 25,0% an Ta₂O₅ und/oder 0,0 bis 18,0% an Nb₂O₃ und/oder 0,0 bis 10,0% an WO₃ enthält, in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(6) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (5) angegeben, welches 0,0 bis 0,1% an GeO₂ und/oder 0,0 bis 1,0% an Yb₂O₃ und/oder 0,0 bis 1,0% an Ga₂O₃ und/oder 0,0 bis 1,0% an Bi₂O₃ enthält, in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage; und keinen Bleibestandteil einschließlich PbO oder einen Arsenbestandteil einschließlich As₂O₃ enthält.
(7) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (6) angegeben, welches einen Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei zwischen –30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstante (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 110 × 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1 aufweist.
(8) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (7) angegeben, das ein Verhältnis von (Ta₂O₅ + Nb₂O₅ WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃) von mehr als 0,05 und weniger als 1,30 aufweist, in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(9) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (8) angegeben, enthaltend 0 bis 5,0% Li₂O und/oder 0 bis 5,0% Na₂O und/oder 0 bis 5,0% K₂O und/oder 0 bis 5,0% Cs₂O und/oder 0 bis 5,0% MgO und/oder 0 bis 5,0% CaO und/oder 0 bis 5,0% SrO und/oder 0 bis 5,0% BaO und/oder 0 bis 3,0% TiO₂ und/oder 0 bis 3,0% SnO₂ und/oder 0 bis 3,0% Al₂O₃ und/oder 0 bis 5,0% P₂O₅ und/oder 0 bis 5,0% Lu₂O₃ und/oder 0 bis 3,0% TeO₂ und/oder 0 bis 2,0% Sb₂O₃ und/oder 0 bis 3,0% F, insgesamt an Fluoriden, die durch Substituieren eines Teils eines oder zweier oder mehrerer dieser Metalloxide oder insgesamt erhalten werden, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(10) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (9) angegeben, welches weniger als 3,5% Y₂O₃ in Bezug auf % der Masse auf Oxid-Grundlage enthält.
(11) Das optische Glas wie voranstehend bei (1) bis (10) angegeben, wobei (2 x ZnO + TiO₂ + WO₃) kleiner ist als 4 auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
(12) Optisches Glas, welches mehr als 1,5% und weniger als 11% SiO₂ enthält, zwischen 9,0 bis 28,0% B₂O₃, zwischen 30,0 bis 50,0% La₂O₃, zwischen 0 bis 3,0% Y₂O₃, zwischen 0 bis 30% Gd₂O₃, zwischen 0 bis 10,0% ZrO₂, zwischen 0 oder mehr und weniger als 2,0% ZnO, und zwischen 5,0 bis 16,0% Nb₂O₅ und/oder zwischen 0,1 bis 1,5% Sb₂O₃ und/oder zwischen 0,0 bis 2,0% Al₂O₃, anhand von % der Masse auf Oxid-Grundlage; welches optische Konstanten eines Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,80 bis 1,90 und einer Abbe'schen Zahl (νd) im Bereich von 37 bis 45 aufweist; und einen Absolutwert der Multiplikation (α x β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei zwischen –30 und +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 105 × 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1 aufweist.
(13) Optisches Element, welches das optische Glas wie voranstehend unter (1) bis (12) geschildert als Matrix aufweist.
(14) Optisches Element, hergestellt durch Umschmelz-Pressformen des Glases wie voranstehend unter (1) bis (12) geschildert.
(15) Optisches Instrument mit dem optischen Element wie voranstehend unter (13) oder (14) geschildert.

Durch Einsatz der voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird ermöglicht, ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und geringer Dispersion zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Abbildungseigenschaften kaum durch eine Änderung der Temperatur der Einsatzumgebung beeinflusst werden, und welches einen Brechungsindex (nd) von 1,75 oder mehr und eine Abbe'sche Zahl (νd) von 35 oder mehr aufweist, ohne große Mengen an Bestandteilen zu verwenden, welche die Umwelt stark belasten, oder knappe Bodenschätze.
Wie voranstehend geschildert, weist das optische Glas gemäß der Erfindung das charakteristische Merkmal auf, dass der Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) zwischen –30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm einen extrem kleinen Wert annimmt. Dieser Index (α × β) ist ein Parameter, der ein Indexwert wird, der einen Wert der Änderung der Abbildungseigenschaften in der Einsatzumgebung zeigt. Hiermit ist gemeint, dass mit wachsendem Wert des mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) ein Koeffizient der Expansion (Volumenänderung) eines optischen Elements in Abhängigkeit von der Temperaturänderung in der Einsatzumgebung desto größer wird. Dies bedeutet daher, dass eine erhebliche mechanische Wärmebeanspruchung in dem optischen Element hervorgerufen wird, das durch ein Werkzeug oder dergleichen befestigt werden soll. Weiterhin bedeutet dieses, dass je größer der Wert der fotoelastischen Konstanten (β) ist, die durch die erzeugte thermische mechanische Beanspruchung erzeugte Doppelbrechung desto größer ist. Daher wird vorgeschlagen, dass die Änderung der Abbildungseigenschaften in der Einsatzumgebung desto kleiner ist, je kleiner der Wert von (α × β) ist. Da die Abbildungseigenschaften in der tatsächlichen Einsatzumgebung dem optischen Konstruktionswert entsprechen, der auf Grundlage von Werten physikalischer Eigenschaften in der Nähe von Zimmertemperatur berechnet wird, ist der Vorteil vorhanden, dass es nicht erforderlich ist, eine komplizierte optische Simulation in Bezug auf die Annahme verschiedener Einsatzumgebungen durchzuführen.
Es ist angestrebt, dass das optische Glas gemäß der Erfindung hauptsächlich bei Kameras oder Projektoren eingesetzt werden kann. Damit die Abbildungseigenschaften, die zum Zeitpunkt der optischen Konstruktion gewünscht werden, einfach selbst in jenem Fall erzielt werden können, in welchem eine Änderung der Temperatur in der tatsächlichen Einsatzumgebung hervorgerufen wird, beträgt der Absolutwert von (α × β) vorzugsweise nicht mehr als 130 × 10^–12°C^-1 × nm × cm^–1 × Pa^–1; bevorzugter nicht mehr als 110 × 10^–12°C^-1 × nm × cm^–1 × Pa^–1, und am bevorzugtesten nicht mehr als 105 × 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1.
Zusätzlich zu den voranstehend geschilderten Abbildungseigenschaften und der Belastung der Umwelt bei der tatsächlichen Einsatzumgebung ist es unter Gesichtspunkten der optischen Konstruktion vorzuziehen, dass das optische Glas gemäß der Erfindung einen hohen Brechungsindex und ein geringes Dispersionsvermögen aufweist. Insbesondere beträgt der Brechungsindex vorzugsweise 1,75 oder mehr, bevorzugter 1,80 oder mehr, und am bevorzugtesten 1,81 oder mehr. Obwohl es für die Obergrenze des Brechungsindex keine spezielle Grenze gibt, beträgt dieser im Allgemeinen nicht mehr als 2,00, bevorzugter nicht mehr als 1,90, und am bevorzugtesten nicht mehr als 1,85.
Die Abbe'sche Zahl beträgt vorzugsweise 35 oder mehr, bevorzugter 37 oder mehr, und am bevorzugtesten 40 oder mehr. Ob wohl es keine spezielle Obergrenze für die Abbe'sche Zahl gibt, beträgt diese im Allgemeinen nicht mehr als 55, bevorzugter nicht mehr als 45, und am bevorzugtesten nicht mehr als 44.
Die Bestandteile, die in dem optischen Glas gemäß der Erfindung enthalten sein sollen, werden nachstehend geschildert.
Der Anteil jedes der Bestandteile, die bei der Erfindung eingesetzt werden sollen, wird auf Oxid-Grundlage angegeben. Unter der Annahme, dass Oxide, zusammengesetzte Salze, Metallfluoride und dergleichen, die als Rohmaterialien der Bestandteile des Glases gemäß der Erfindung eingesetzt werden, zum Zeitpunkt des Schmelzens sämtlich zersetzt und in Oxide umgewandelt werden, ist der hier verwendete Begriff auf Oxid-Grundlage als Massen-% eines erzeugten Oxids jedes der Bestandteile relativ zur gesamten Zusammensetzung zu verstehen. Allerdings ist der Anteil eines Fluorbestandteils als Masse eines F-Atoms, das tatsächlich enthalten ist, in Bezug auf den Prozentsatz der Masse relativ zu 100% der Gesamtmasse auf Oxid-Grundlage zu verstehen.
Ein SiO₂-Bestandteil ist ein wesentlicher Bestandteil, der solche Auswirkungen hat, dass er die stabile Ausbildung eines Glases beschleunigt, und eine Entglasung und eine Schlierenbildung unterdrückt, die bei einem optischen Glas unerwünscht sind, und die Viskosität eines Glases erhöhen kann. Wenn der SiO₂-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, kann leicht der Brechungsindex (nd) klein werden, und wird bei der fotoelastischen Konstante (β) festgestellt, dass sie deutlich zunimmt. Daher können gewünschte Eigenschaften nur schwer erhalten werden. Dies führt dazu, dass die Obergrenze des Gehalts des SiO₂-Bestandteils vorzugsweise kleiner ist als 12 Massen-%, bevorzugter kleiner als 11 Massen-%, und am bevorzugtesten kleiner als 10 Massen-%.
Bei der Erfindung gibt es keine spezielle Untergrenze für den Anteil des SiO₂-Bestandteils. Unter dem Gesichtspunkt, dass die Eluierung von ZnO, welche die Wasserverschmutzung beeinflusst, selektiv gesteuert werden kann, und die Viskosität in Abhängigkeit von der Entglasungstemperatur erhöht werden kann, ist SiO₂ vorzugsweise in einem Anteil von mehr als 1,0 Massen-% vorhanden, bevorzugter in einer Menge von mehr als 1,5 Massen-%, und am bevorzugtesten in einer Menge von mehr als 1,6 Massen-%. Obwohl der SiO₂-Bestandteil in einer beliebigen Rohmaterialform vorhanden sein kann, ist es vorzuziehen, den SiO₂-Bestandteil in Form eines Oxids (SiO₂) zuzuführen, in Form von K₂SiF₆ oder von Na₂SiF₆.
Ähnlich wie der SiO₂-Bestandteil ist ein B₂O₃-Bestandteil ein unverzichtbarer Bestandteil für die Zwecke der Beschleunigung der stabilen Ausbildung eines Gases, und zur Erzielung eines kleinen mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten. Wenn der Anteil des B₂O₃-Bestandteils zu hoch ist, wird jedoch leicht der Brechungsindex (nd) klein; neigt die fotoelastische Konstante (β) dazu, deutlich zuzunehmen; nimmt die Viskosität ab; und wird leicht die Ausbeute verschlechtert. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des B₂O₃-Bestandteils 35 Massen-%, bevorzugter 28 Massen-%, und am bevorzugtesten 27 Massen-%. Obwohl es keine spezielle Untergrenze für den B₂O₃-Anteil gibt, ist zu dem Zweck, das Glas einfach zu stabilisieren, B₂O₃ vorzugsweise in einem Anteil von 8 Massen-% oder mehr vorhanden, bevorzugter in einem Anteil von 9 Massen-% oder mehr, und am bevorzugtesten in einem Anteil von 10 Massen-% oder mehr. Obwohl der B₂O₃-Bestandteil in Rohmaterial form wie H₃BO₃, Na₂B₄O₇, Na₂B₄O₇·10H₂O oder BPO₄ vorhanden sein kann, ist es vorzuziehen, dass er in Form von H₃BO₃ zugeführt wird.
Weiterhin gibt es durch Einstellung eines Massenprozent-Verhältnisses von SiO₂/B₂O₃ auf einen vorbestimmten Wert nicht nur die Auswirkung, die Löslichkeit der Rohmaterialien zu erhöhen, und die Stabilität des erhältlichen Glases, sondern auch die Auswirkung, den mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) zu erhöhen. Da die Viskosität auf einen konstanten Wert gesteuert wird, während die Stabilität sichergestellt wird, stellt darüber hinaus dieses Verhältnis ein sehr wesentliches Verhältnis dar, welches auch in vorteilhafter Weise die Ausbeute beeinflusst. Wenn dieser Wert zu groß ist, nimmt nicht nur der mittlere Koeffizient der linearen Expansion (α) zu, sondern wird auch ein Schmelzrest (hauetsächlich ein schlecht schmelzbarer Kristall, der SiO₂ enthält) einfach zum Zeitpunkt des Schmelzens des Glases erzeugt, und wird die Produktivität beeinträchtigt, wodurch möglicherweise die Qualität des inneren Materials beeinträchtigt wird. Daher beträgt das Massenprozent-Verhältnis von SiO₂/B₂O₃ vorzugsweise mehr als 0 und weniger als 0,6, liegt bevorzugter im Bereich von 0,03 bis 0,59, und am bevorzugtesten im Bereich von 0,05 bis 0,58.
Ein La₂O₃-Bestandteil ist ein wesentlicher Bestandteil, der zusätzlich zu der Auswirkung, den Brechungsindex zu erhöhen, und für eine geringe Dispersion zu sorgen (die Abbe'sche Zahl zu erhöhen) die Auswirkung hat, dass die fotoelastische Konstante (β) klein wird. Wenn der La₂O₃-Bestandteil in zu hohem Ausmaß vorhanden ist, wird jedoch das Glas deutlich instabil, wodurch einfach eine Entglasung hervorgerufen wird. Daher be trägt die Obergrenze für den Anteil des La₂O₃-Bestandteils vorzugsweise 50 Massen-%, bevorzugter 49,5 Massen-%, und am bevorzugtesten 49,0 Massen-%. Obwohl es keine spezielle Untergrenze für den La₂O₃-Bestandteil gibt, ist zu dem Zweck, einfach einen hohen Brechungsindex und eine geringe Dispersion zu erzielen, La₂O₃ vorzugsweise in einer Menge von 25 Massen-% oder mehr vorgesehen, bevorzugter in einer Menge von 30 Massen-% oder mehr, und am bevorzugtesten in einer Menge von 35 Massen-% oder mehr. Obwohl der La₂O₃-Bestandteil in einer beliebigen Rohmaterialform vorhanden sein kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (La₂O₃) oder eines Nitrats oder eines Nitrathydrats (La(NO₃)₃·XH₂O (X ist eine frei wählbare positive ganze Zahl)) zugeführt.
Ein ZnO-Bestandteil hat die Auswirkung, die Schmelzeigenschaften eines Glases zu verbessern. Allerdings führt speziell der ZnO-Bestandteil dazu, dass der Wert von β groß wird, und führt dies zu einer abrupten Erhöhung des Werts von (α × β), wodurch einfach in der Hinsicht ein Nachteil hervorgerufen wird, dass eine Änderung der Abbildungseigenschaften in der Einsatzumgebung vergrößert wird.
Weiterhin gibt es seit einigen Jahren in Bezug auf ZnO Befürchtungen in Bezug auf den Einfluss auf die Wasserqualität, ebenso wie bei Blei und Kupfer. Bei dem optischen Glas ist es problematisch, dass der ZnO-Bestandteil in Abwasser oder dergleichen eluiert wird, was zu einer Wasserverschmutzung führt. Daher ist es vorzuziehen, dass unter Umweltsgesichtspunkten der Anteil des ZnO-Bestandteils klein ist. Daher beträgt der Bereich für den Anteil des ZnO-Bestandteils vorzugsweise weniger als 2,0 Massen-%, und bevorzugter weniger als 1 Massen-%. Es ist am ehesten vorzuziehen, dass kein ZnO-Bestandteil vorhanden ist.
Ähnlich wie der La₂O₃-Bestandteil ist ein Gd₂O₃-Bestandteil ein frei wählbarer Bestandteil, welcher die Auswirkung hat, den Brechungsindex zu erhöhen, und die Dispersion klein werden zu lassen. Wenn der Gd₂O₃-Bestandteil zusammen mit dem La₂O₃-Bestandteil vorhanden ist, hat darüber hinaus der Gd₂O₃-Bestandteil die Auswirkung, die Entglasungstemperatur zu verringern, und kann daher in frei wählbarem Ausmaß vorhanden sein. Wenn jedoch der Gd₂O₃-Bestandteil in übermäßigem Ausmaß vorhanden ist, wird einfach eine Entglasung hervorgerufen, ähnlich wie im Falle des La₂O₃-Bestandteils. Daher beträgt ein Obergrenzenwert für den Anteil des La₂O₃-Bestandteils vorzugsweise 40 Massen-%, bevorzugter 30 Massen-%, und am bevorzugtesten 25 Massen-%. Obwohl der Gd₂O₃-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (Gd₂O₃) oder eines Fluorids (GdF₃) zugegeben.
Ein Y₂O₃-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, den Brechungsindex und die Dispersion einzustellen. Wenn jedoch der Y₂O₃-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, nimmt die Entglasungstemperatur zu, sinkt die Ausbeute abrupt ab, und besteht die Möglichkeit, dass gewünschte optische Konstanten nicht erhalten werden können. Der Obergrenzenwert für den Anteil des Y₂O₃-Bestandteils beträgt vorzugsweise 15 Massen-%, bevorzugter 3,5 Massen-%, und am bevorzugtesten 3 Massen-%. Obwohl der Y₂O₃-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (Y₂O₃) oder eines Fluorids (YF₃) zugeführt. Soweit der Anteil des Y₂O₃-Bestandteils innerhalb des voranstehend angegebenen Be reichs liegt, gibt es keinen speziellen technischen Nachteil. Allerdings stellt Y₂O₃ den knappsten Bodenschatz der Bestandteile dar, welche einen hohen Brechungsindex und die Eigenschaften einer niedrigen Dispersion zur Verfügung stellen können, und daher liegt unter Berücksichtigung der Herstellungskosten der Anteil des Y₂O₃-Bestandteils vorzugsweise im Bereich von weniger als 2,9 Massen-%.
Ein ZrO₂-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkungen hat, den Brechungsindex (nd) zu erhöhen, und den Widerstand gegen eine Entglasung zu verbessern. Allerdings stellt der ZrO₂-Bestandteil einen kaum schmelzbaren Bestandteil dar, so dass dann, wenn er in zu großem Ausmaß vorhanden ist, eine Auflösung bei hoher Temperatur zum Zeitpunkt der Herstellung eines Glases unvermeidlich ist, und der Energieverlust leicht groß werden kann. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des ZrO₂-Bestandteils vorzugsweise 15 Massen-%, bevorzugter 10 Massen-%, und am bevorzugtesten 8 Massen-%; und beträgt die Untergrenze für den Anteil des ZrO₂-Bestandteils vorzugsweise 1 Massen-%, bevorzugter 2 Massen-%, und am bevorzugtesten 3 Massen-%. In einem Fall, in welchem selbst dann, wenn der ZrO₂-Bestandteil nicht vorhanden ist, eine Entglasung eines Glases nicht hervorgerufen wird, spielt es keine Rolle, dass kein ZrO₂-Bestandteil vorhanden ist. Obwohl der ZrO₂-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (ZrO₂) oder eines Fluorids (ZrF₄) zugegeben.
Ein Ta₂O₅-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, den Brechungsindex zu erhöhen, und ein Glas zu stabilisieren. Allerdings stellt der Ta₂O₅-Bestandteil einen knappen Bodenschatz dar, und sind dessen Rohmate rialkosten hoch. Daher ist es vorzuziehen, dass sein Anteil so klein wie möglich ist. Da der Ta₂O₅-Bestandteil einen schlecht schmelzbaren Bestandteil darstellt, ist nicht nur eine Auflösung bei hoher Temperatur zum Zeitpunkt der Herstellung von Glas unvermeidbar, sondern weist auch der Ta₂O₅-Bestandteil Eigenschaften zur Erhöhung der fotoelastischen Konstante (β) auf. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des Ta₂O₅-Bestandteils vorzugsweise 25 Massen-%, und bevorzugter 20 Massen-%. Es ist besonders zu bevorzugen, dass kein Ta₂O₅-Bestandteil vorhanden ist. Obwohl der Ta₂O₅-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (Ta₂O₅) zugegeben.
Ein Nb₂O₅-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der den Brechungsindex erhöhen kann, ohne das Durchlassvermögen zu beeinträchtigen, und die Auswirkung hat, ein Glas zu stabilisieren. Da der Nb₂O₅-Bestandteil einen schlecht schmelzbaren Bestandteil darstellt, ist nicht nur eine Auflösung bei hoher Temperatur zum Zeitpunkt der Herstellung eines Glases unvermeidbar, sondern weist der Nb₂O₅-Bestandteil auch die Eigenschaft auf, die fotoelastische Konstante (β) zu vergrößern. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des Nb₂O₅-Bestandteils vorzugsweise 18 Massen-%, bevorzugter 16 Massen-%, und am bevorzugtesten 12 Massen-%. Bei der Erfindung spielt es keine Rolle, ob der Nb₂O₅-Bestandteil vorhanden ist, jedoch kann zum Zweck der Einstellung des Brechungsindex der Nb₂O₅-Bestandteil vorzugsweise in einem Anteil von 1 Massen-% vorhanden sein, bevorzugter in einem Anteil von 5 Massen-%, und am bevorzugtesten in einem Anteil von 7 Massen-%, als Untergrenze. Weiterhin kann zwar der Nb₂O₅-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden, jedoch ist vorzuziehen, dass er in Form eines Oxids (Nb₂O₅) zugegeben wird.
Ein WO₃-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, den Brechungsindex und die Dispersion einzustellen, und den Widerstand gegen eine Entglasung eines Glases zu vergrößern. Wenn der WO₃-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, wird jedoch die Färbung eines Glases deutlich, und kann insbesondere der Transmissionsgrad im Bereich kurzer Wellenlängen im sichtbaren Bereich niedrig werden. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des WO₃-Bestandteils vorzugsweise 10 Massen-%, bevorzugter 8 Massen-%, und am bevorzugtesten 6 Massen-%. Obwohl der WO₃-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (WO₃) zugeführt.
Das optische Glas gemäß der vorliegenden Erfindung weist das kennzeichnende Merkmal auf, dass durch Einstellung eines Werts von (ZrO₂ + Na₂O₅) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs anhand von Massen-% auf Oxid-Grundlage ein Glas, das einen höheren Brechungsindex aufweist, und eine niedrigere Entglasungstemperatur, einfach erhalten werden kann. Der Wert von (ZrO₂ + Na₂O₅) liegt vorzugsweise im Bereich von mehr als 13,0% und weniger als 20,0%, bevorzugter im Bereich von 13,05 bis 18,0%, und am bevorzugtesten im Bereich von 13,1 bis 16,0%.
Bei dem optischen Glas gemäß der Erfindung ist es zu dem Zweck, um es einfach zu ermöglichen, eine vorbestimmte Abbe'sche Zahl zu erzielen, vorzuziehen, dass ein Verhältnis von (Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃) in Bezug auf das Massenverhältnis, als ein Verhältnis einer Gesamtsumme von Ta₂O₅, Nb₂O₅ und WO₃, das seinen starken Effekt in Bezug auf die Erhöhung der Dispersion zeigt, zur Gesamtsumme von Gd₂O₃ und Y₂O₃, bei welcher die Auswirkung zur Ausbildung der Dispersion klein ist, auf innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingestellt wird. Das Verhältnis (Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃) liegt bevorzugt im Bereich von mehr als 0,05 und weniger als 1,3, bevorzugter im Bereich von 0,1 bis 1,0, und am bevorzugtesten im Bereich von 0,2 bis 0,9.
Bei dem optischen Glas gemäß der Erfindung kann durch Einstellung eines Verhältnisses von (ZnO + Y₂O₃)/La₂O₃ in Bezug auf %, bezogen auf die Masse, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, ein Effekt zur extrem stabilen Ausbildung eines optischen Glases erzielt werden, welches eine gewünschte Multiplikation (α × β) erzielen kann. Daher beträgt das Verhältnis (ZnO + Y₂O₃)/La₂O₃ vorzugsweise weniger als 0,5, bevorzugter weniger als 0,2, und noch bevorzugter weniger als 0,1.
Ein GeO₂-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der zu dem Zweck zugefügt werden kann, um den Brechungsindex einzustellen, und die Viskosität eines geschmolzenen Glases einzustellen. Da der GeO₂-Bestandteil einen knappen Bodenschatz darstellt und teuer ist, beträgt sein Anteil vorzugsweise nicht mehr als 0,1 Massen-%. Es ist noch eher vorzuziehen, dass der GeO₂-Bestandteil überhaupt nicht vorhanden ist.
Jeder der Bestandteile Y₂O₃, Ga₂O₃ und Bi₂O₃ kann frei wählbar zugefügt werden, zum Zwecke der Einstellung des Brechungsindex, und stellt einen Bestandteil dar, der eine Auswirkung in Bezug auf die Erhöhung der fotoelastischen Konstante (β) aufweist. Da diese Bestandteile ebenfalls einen knappen Bodenschatz darstellen, beträgt die Obergrenze für den Anteil jedes dieser Bestandteile vorzugsweise 1,0 Massen-%, und be vorzugter 0,5 Massen-%. Es ist am ehesten vorzuziehen, dass keines dieser Bestandteile vorhanden ist. Obwohl jeder der Bestandteile Y₂O₃, Ga₂O₃ und Bi₂O₃ in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids zugeführt (Y₂O₃, Ga₂O₃ oder Bi₂O₃)
Da eine Bleiverbindung wie PbO und eine Arsenverbindung wie As₂O₃ einen Bestandteil darstellen, der die Umwelt stark belastet, ist es wünschenswert, dass diese Bestandteile überhaupt nicht vorhanden sind, abgesehen davon, dass dies unbedingt erforderlich wäre.
Bei dem optischen Glas gemäß der Erfindung kann durch Einstellung eines Werts, der durch die Formel: (2 × ZnO + TiO₂ + WO₃) anhand von Massen-% auf Oxidbasis innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ausgedrückt wird, ein Glas, welches eine gewünschte Multiplikation (α × β) erzielt, und hervorragende Abbildungseigenschaften in der tatsächlichen Einsatzumgebung aufweist, erzielt werden, und kann ein stabiles Glas mit einem hervorragenden Transmissionsgrad erzielt werden. Selbst wenn ZnO nicht vorhanden ist, stellt der Wert, der durch die Formel (2 × ZnO + TiO₂ + WO₃), eingestellt wird, einen wesentlichen Faktor zur einfachen Erzielung sowohl eines hohen Brechungsindex und einer niedrigen Dispersion und eines kleinen Werts von (α × β) dar. Weiterhin beträgt der Wert, der durch die Formel (2 × ZnO + TiO₂ + WO₃) ausgedrückt wird, vorzugsweise weniger als 4, bevorzugter weniger als 3,5, und am bevorzugtesten weniger als 3.
Alkalimetalloxid-Bestandteile (beispielsweise Li₂O, Na₂O, K₂O, Cs₂O) stellen einen frei wählbaren Bestandteil dar, welcher die Auswirkung hat, die Schmelzeigenschaften eines Glases zu verbessern. Wenn diese Bestandteile in zu großem Ausmaß vor handen sind, kann jedoch die Dispersion einfach groß werden; kann leicht der mittlere Koeffizient der linearen Expansion (α) zunehmen; kann der Brechungsindex einfach niedrig werden; und wird das Glas instabil, so dass ein unerwünschter Effekt wie das Hervorrufen einer Entglasung hervorgerufen wird. Daher liegt der Anteil jedes dieser Bestandteile vorzugsweise im Bereich von 0,0 bis 5,0%. Die Obergrenze für den Anteil dieser Bestandteile beträgt vorzugsweise 4,5% für die Bestandteile Li₂, Na₂O, und K₂O, und 4,0% für den Bestandteil Cs₂O. Die Obergrenze für den Anteil des Bestandteils LiO₂ beträgt vorzugsweise 2,0%; und es ist besonders zu bevorzugen, dass die Bestandteile Na₂O, K₂O und Cs₂O überhaupt nicht vorhanden sind. Obwohl die Alkalimetalloxid-Bestandteile in verschiedenen Formen zugeführt werden können, beispielsweise als Carbonat (beispielsweise Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, Cs₂CO₃), als Nitrat (beispielsweise LiNO₃, NaNO₃, KNO₃, CsNO₃), als ein Fluorid (beispielsweise LiF, NaF, KF, KHF₂), oder als ein zusammengesetztes Salz (beispielsweise Na₂SiF₆, K_sSiF₆), werden sie vorzugsweise in Form eines Carbonats und/oder eines Nitrats zugegeben.
Erdalkalimetalloxid-Bestandteile (beispielsweise MgO, CaO, SrO, BaO) stellen einen frei wählbaren Bestandteil dar, der die Auswirkung hat, den Brechungsindex und die fotoelastische Konstante eines Glases gering auszubilden. Wenn diese Bestandteile in zu großem Maße vorhanden sind, ist es jedoch schwierig, gewünschte optische Konstanten (insbesondere den Brechungsindex) zu erzielen, und wird insbesondere der Widerstand gegenüber einer Entglasung leicht bei dem Zusammensetzungssystem gemäß der Erfindung beeinträchtigt. Daher liegt der Anteil jedes dieser Bestandteile vorzugsweise im Bereich von 0,0 bis 5,0 Gewichts-%. Die Obergrenze für den Anteil dieser Bestandteile beträgt vorzugsweise 4,0% für die Be standteile MgO und CaO, bzw. 4,5% für die Bestandteile SrO und BaO. Obwohl es besonders zu bevorzugen ist, dass der MaO-Bestandteil überhaupt nicht vorhanden ist, beträgt die Obergrenze besonders bevorzugt 3,0% für den CaO-Bestandteil bzw. 4,0% für die Bestandteile SrO und BaO. Obwohl die Erdalkalimetalloxid-Bestandteile in verschiedenen Formen zugeführt werden können, zum Beispiel als Carbonat (beispielsweise MgCO₃, CaCO₃, BaCO₃), als Nitrat (beispielsweise Sr(NO₃)₂, Ba(NO₃)₂), oder als Fluorid (beispielsweise MgF₂, CaF₂; SrF₂, BaF₂), werden sie vorzugsweise in Form eines Carbonats und/oder eines Nitrats und/oder eines Fluorids zugegeben.
Wenn ein TiO₂-Bestandteil in geringer Menge zugefügt wird, hat dies die Auswirkung, die Entglasungstemperatur zu verringern, und kann dieser Bestandteil frei wählbar vorgesehen sein, zu dem Zweck, den Brechungsindex und die Abbe'sche Zahl einzustellen. Wenn der TiO₂-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, wird jedoch einfach die Färbung eines Glases bemerkbar, und neigt insbesondere der Transmissionsgrad bei einer kurzen Wellenlänge im sichtbaren Bereich (nicht größer als 500 nm) dazu, beeinträchtigt zu werden. Daher beträgt vorzugsweise die Obergrenze für den Anteil des TiO₂-Bestandteils 3,0 Massen-%, und bevorzugter 2,0 Massen-%. Es ist am ehesten zu bevorzugen, dass überhaupt kein TiO₂-Bestandteil vorhanden ist. Obwohl der TiO₂-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (TiO₂) zugeführt.
Ein SnO₂-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, eine Oxidation oder Klärung geschmolzenen Glases zu verhindern, sowie die Auswirkung, eine Beeinträchtigung des Transmissionsgrades bei Bestrahlung mit Licht zu verhindern. Wenn jedoch der SnO₂-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, besteht die Möglichkeit, dass eine Färbung eines Glases hervorgerufen wird, infolge einer Reduzierung des geschmolzenen Glases, oder infolge der Möglichkeit, dass das Glas eine Legierung zusammen mit einer Auflösungseinrichtung (speziell einem Edelmetall wie beispielsweise Pt) bildet, wodurch die Einrichtung zerstört wird. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil an SnO₂ vorzugsweise 3,0 Massen-%, bevorzugter 2,0 Massen-%, und am bevorzugtesten 1,0 Massen-%. Obwohl der SnO₂-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (beispielsweise SnO, SnO₂) oder eines Fluorids (beispielsweise SnF₂, SnF₄) zugeführt.
Ein Al₂O₃-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, die chemische Standfestigkeit eines optischen Glases und eines optischen Elements zu erhöhen, und das Widerstandsvermögen gegenüber einer Entglasung eines geschmolzenen Glases zu erhöhen. Wenn der Al₂O₃-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, sinkt der Brechungsindex deutlich ab, und kann leicht die fotoelastische Konstante groß werden. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des Al₂O₃-Bestandteils vorzugsweise 3,0 Massen-%, bevorzugter 2,0 Massen-%, und am bevorzugtesten 1,0 Massen-%. Obwohl der Al₂O₃-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise zugeführt in Form eines Oxids (Al₂O₃), eines Hydroxids (Al(OH)₃) oder eines Fluorids (AlF₃).
Ein P₂O₅-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, die Schmelzeigenschaften eines Glases zu verbessern. Wenn der P₂O₅-Bestandteil in zu großem Ausmaß vorhanden ist, wird jedoch leicht das Widerstandsvermögen in Bezug auf eine Entglasung eines Glases beeinträchtigt, in wesentlichem Ausmaß, so dass man kaum ein entglasungsfreies optisches Glas erhalten kann. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des P₂O₅-Bestandteils vorzugsweise 5,0 Massen-%, und bevorzugter 1,0 Massen-%. Es ist am ehesten zu bevorzugen, dass der P₂O₅-Bestandteil überhaupt nicht vorhanden ist. Obwohl der P₂O₅-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise zugeführt in Form von Al(PO₃)₃, Ca(PO₃)₂ _, Ba(PO₃)₂, BPO₄ oder H₃PO₄.
Ähnlich wie die Bestandteile La₂O₃, Gd₂O₃ und Y₂O₃ stellt der Bestandteil Lu₂O₃ einen frei wählbaren Bestandteil dar, der die Auswirkung hat, einen hohen Brechungsindex und eine geringe Dispersion zu erzielen. Da der Bestandteil Lu₂O₃ einen knappen Bodenschatz darstellt, ist es nicht vorzuziehen, dass der Bestandteil Lu₂O₃ in großem Ausmaß vorhanden ist. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des Bestandteils Lu₂O₃ vorzugsweise 5 Massen-%, und bevorzugter 3,0 Massen-%. Es ist am ehesten vorzuziehen, dass der Bestandteil Lu₂O₃ überhaupt nicht vorhanden ist. Obwohl der Bestandteil Lu₂O₃ in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise zugeführt in Form eines Oxids (Lu₂O₃).
Ein TeO₂-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung hat, die Klärung zum Zeitpunkt des Schmelzens des Glases zu beschleunigen. Wenn der Bestandteil TeO₂ in zu großem Ausmaß vorhanden ist, wird jedoch eine Färbung des Glases bemerkbar, und wird der Transmissionsgrad leicht beeinträchtigt. Daher beträgt die Obergrenze für den Anteil des TeO₂-Bestandteils vorzugsweise 3 Massen-%, und bevorzugter 1,5 Massen-%. Es ist am ehesten zu bevorzugen, dass der TeO₂-Bestandteil überhaupt nicht vorhanden ist. Obwohl der TeO₂-Bestandteil in frei wählbarer Rohmaterialform zugeführt wer den kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids (TeO₂) zugeführt.
Ein Sb₂O₃-Bestandteil ist ein frei wählbarer Bestandteil, der die Auswirkung eines Entschäumungsmittels eines Glases aufweist. Wenn der Sb₂O₃-Bestandteil in zu hohem Ausmaß vorhanden ist, kann jedoch leicht ein zu starkes Schäumen zum Zeitpunkt des Schmelzens des Glases auftreten, und besteht die Möglichkeit, dass er eine Legierung zusammen mit einer Auflösungseinrichtung bildet (insbesondere mit einem Edelmetall wie Pt), so dass die Einrichtung zerstört wird. Daher beträgt vorzugsweise die Obergrenze für den Anteil des Sb₂O₃-Bestandteils 2 Massen-%, bevorzugter 1,5 Massen-%, und am bevorzugtesten 1,0 Massen-%. Obwohl der Sb₂O₃-Bestandteil in einer frei wählbaren Rohmaterialform zugeführt werden kann, wird er vorzugsweise in Form eines Oxids zugeführt (beispielsweise Sb₂O₃, Sb₂O₅), oder Na₂H₂Sb₂O₇·5H₂O.
Ein F-Bestandteil kann frei wählbar in einem Ausmaß im Bereich von 0 bis 3,0 Massen-% vorhanden sein, da er die Auswirkung mit sich bringt, die Abbe'sche Zahl zu erhöhen, oder die Auswirkung, die fotoelastische Konstante (β) klein zu machen. Wenn der F-Bestandteil in einem Ausmaß vorhanden ist, welcher die Obergrenze überschreitet, kann jedoch leicht der Brechungsindex niedrig werden, und besteht die Möglichkeit, dass der mittlere Koeffizient der linearen Expansion (α) ansteigt. Die Obergrenze für den Anteil des F-Bestandteils beträgt vorzugsweise 2,8 Massen-%, und am bevorzugtesten 2,5 Massen-%. Der F-Bestandteil wird in ein Glas während des Eingebens eines Fluorids in der Rohmaterialform beim Zuführen der voranstehend genannten, verschiedenen Oxide eingegeben.
Selbst in jenem Fall, in welchem ein kleiner Anteil jedes der Übergangsmetallkomponenten mit Ausnahme von Ti, beispielsweise V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag oder Mo, einzeln oder in Kombination vorhanden ist, tritt eine Färbung auf, so dass eine Absorption bei einer bestimmten Wellenlänge im sichtbaren Bereich hervorgerufen wird. Bei einem optischen Glas, das bei einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich eingesetzt werden soll, ist es vorzuziehen, dass ein derartiger Übergangsmetallbestandteil nicht in wesentlichem Ausmaß vorhanden ist. Weiterhin besteht in Bezug auf jedes der Bestandteile Th, Cd, Ti, Os, Be und Se seit einigen Jahren die Tendenz, dass der Einsatz eines derartigen Bestandteils vermieden wird, auf Grundlage der Überlegung, dass es sich hierbei um eine schädliche chemische Substanz handelt. Es ist erforderlich, Maßnahmen in Bezug auf die Umwelt durchzuführen, nicht nur bei dem Schritt der Herstellung als Glas, sondern auch bei dem Schritt der Bearbeitung und auch bei der Entsorgung nach Herstellung eines Erzeugnisses, so dass es dann, wenn die Einflüsse auf die Umwelt ernsthaft überlegt werden, es vorzuziehen ist, dass diese Bestandteile nicht in wesentlichem Ausmaß vorhanden sind.
Wie voranstehend bei (13) bis (15) geschildert, ist das optische Glas gemäß der Erfindung nützlich als Matrix zur Erzeugung eines optischen Elements, wie beispielsweise von Linsen oder Prismen, und können durch Einsatz dieses optischen Elements bei einem optischen Instrument, wie beispielsweise Kameras oder Projektoren, Eigenschaften mit hoher Auflösung und sehr exakter Abbildung und Projektion erzielt werden. Während die Herstellung eines optischen Elements gemäß einem Verfahren mit Hilfe von Umschmelzpressformen, Schleifen und Polieren erzielt werden kann, wird hierdurch nicht ein Verfahren ausgeschlossen, bei welchem ein Vorformling aus dem optischen Glas gemäß der Erfindung hergestellt wird, und mit dem Vorformling ein exaktes Pressformen durchgeführt wird.
Bei der Glaszusammensetzung gemäß der Erfindung wird deren Zusammensetzung anhand von Massen-% angegeben, so dass sie nicht direkt anhand von Mol-% ausgedrückt wird. Allerdings wird eine Zusammensetzung der jeweiligen Bestandteile, die in Mol-% ausgedrückt werden, auf Grundlage von Oxiden, die in der Glaszusammensetzung vorhanden sind, welche verschiedene Eigenschaften erfüllt, die bei der Erfindung erforderlich sind, nachstehend folgendermaßen angegeben.

SiO₂: mehr als 1,0 Mol-% und weniger als 20,0 Mol-%;
B₂O₃: 20,0 bis 70,0 Mol-%;
La₂O₃: 15,0 bis 30,0 Mol-%;
Gd₂O₃: 0,0 bis 30,0 Mol-%; und/oder
Y₂O₃: 0,0 bis 10,0 Mol-%; und/oder
ZrO₂: 0,0 bis 20 Mol-%; und/oder
Ta₂O₅: 0,0 bis 10,0 Mol-%; und/oder
Nb₂O₅: 0,0 bis 12,0 Mol-%; und/oder
WO₃: 0,0 bis 8,0 Mol-%; und/oder
GeO₂: 0,0 bis 0,1 Mol-%; und/oder
Yb₂O₃: 0,0 bis 0,5 Mol-%; und/oder
Ga₂O₃: 0,0 bis 1,0 Mol-%; und/oder
Bi₂O₃: 0,0 bis 0,5 Mol-%; und/oder
Li₂O: 0 bis 20,0 Mol-%; und/oder
Na₂O: 0 bis 10,0 Mol-%; und/oder
K₂O: 0 bis 8,0 Mol-%; und/oder
Cs₂O: 0 bis 3,0 Mol-%; und/oder
MgO: 0 bis 15,0 Mol-%; und/oder
CaO: 0 bis 10,0 Mol-%; und/oder
SrO: 0 bis 8,0 Mol-%; und/oder
BaO: 0 bis 5,0 Mol-%; und/oder
TiO₂: 0 bis 5,0 Mol-%; und/oder
SnO₂: 0 bis 3,0 Mol-%; und/oder
Al₂O₃: 0 bis 4,0 Mol-%; und/oder
P₂O₅: 0 bis 5,0 Mol-%; und/oder
ZnO: 0 bis 15,0 Mol-%; und/oder
Lu₂O₃: 0 bis 2,0 Mol-%; und/oder
TaO₂: 0 bis 3,0 Mol-%; und/oder
Sb₂O₃: 0 bis 1,0 Mol-%; und/oder
F. 0 bis 10 Mol-%.

BEISPIELE
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
Gläser der Beispiele und Gläser von Vergleichsbeispielen gemäß der Erfindung, wie in den Tabellen 1 bis 4 angegeben, wurden dadurch erhalten, dass übliche Rohmaterialien für optisches Glas eingesetzt wurden, einschließlich entsprechender Oxide, Hydroxide, Carbonate, Nitrate, Fluoride, Hydroxide und Metaphosphate als Rohmaterialien für jeweilige Bestandteile; durch Wägen und Mischen von ihnen in einem vorbestimmten Anteil; Einbringen der Mischung in ein Platinschiffchen; Schmelzen der eingebrachten Mischung in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur im Bereich zwischen 1200 bis 1400°C über 3 bis 4 Stunden, in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Schwierigkeit, eine Glaszusammensetzung aufzulösen; Rühren der Schmelze, damit sie homogen wird; nach Absinken auf eine geeignete Temperatur, Gießen der homogenisierten Schmelze in eine Form; und dann allmähliches Abkühlen von dieser.
Das erhaltene optische Glas wurde gemessen in Bezug auf den Brechungsindex (nd), die Abbe'sche Zahl (νd), einen mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei zwischen –30 bis +70°C, und eine fotoelastische Konstante (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm, auf die nachstehend geschilderte Art und Weise.
(1) Brechungsindex (nd) und Abbe'sche Zahl (νd):
Die Messung wurde in Bezug auf ein optisches Glas durchgeführt, das dadurch erhalten wurde, dass eine Temperaturabsenkrate durch allmähliche Abkühlung um –25°C/Stunde eingestellt wurde.
(2) Mittlerer Koeffizient der linearen Expansion (α) im Bereich von –30 bis +70°C^–1 (10^–7°C¹):
Die Messung wurde entsprechend einem Verfahren durchgeführt, das in den japanischen Standards der optischen Glas-Industriegesellschaft JOGIS 16-2003 beschrieben wird (ein Messverfahren für den mittleren Koeffizienten der linearen Expansion optischen Glases in der Nähe von Zimmertemperatur). Eine Probe, die eine Länge von 50 mm und einen Durchmesser von 4 mm aufwies, wurde als Versuchsgegenstand eingesetzt.
(3) Fotoelastische Konstante (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm (10^–5 × nm × cm^–1 × Pa^–1):
Eine Probe wurde doppelseitig poliert, so dass sie die Form einer Scheibe aufwies, mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 8 mm, und eine Kompressionsbelastung wurde auf die sich ergebende Probe in einer vorbestimmten Richtung aufgebracht, um die Differenz eines optischen Weges zu messen, die im Zentrum des Glases hervorgerufen wird, und so eine fotoelastische Konstante (β) entsprechend der Beziehung: δ = β·d·F zu bestimmen. Eine Hochdruck-Quecksilberdampflampe mit äußerst hohem Druck wurde als Lichtquelle für die Messung bei 546,1 nm eingesetzt. In dem voranstehend angegebenen Ausdruck wird eine optische Wegdifferenz durch δ (nm) angegeben; die Dicke des Glases durch d (cm) angegeben; und eine mechanische Spannung durch F (Pa) angegeben.
(4) Wert von (α × β) (× 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1)

Der Wert für (α × β) wurde dadurch berechnet, dass die Werte der voranstehenden Beziehungen (2) und (3) multipliziert wurden. Tabelle 1

1	1	2	3	4	5	6
SiO₂	1.80	1.90	4.75	5.00	2.00	1.90
B₂O₃	24.49	23.42	21.91	20.64	24.57	23.13
Y₂O₃	1.00	1.00	1.28	2.30	3.00
La₂O₃	39.21	41.92	42.61	42.55	39.30	43.69
Gd₂O₃	17.00	16.33	14.60	14.66	16.53	16.10
TiO₂
ZrO₂	6.50	5.63	6.59	6.00	5.60	6.64
Nb₂O₅	8.00	8.50	8.26	8.80	9.00	8.50
WO₃	2.00
ZnO		0.30
CaO		0.50
SrO		0.50
BaO
Sb₂O₃				0.05		0.06
Bi₂O₃
GeO₂
Yb₂O₃
Na₂O
Al₂O₃
F
P₂O₅
Gesamt
ZrO₂ + Nb₂O₅	14.50	14.13	14.85	14.80	14.60	15.13
SiO₂/B₂O₃	0.07	0.08	0.22.	0.24	0.08	0.08
(ZnO + Y₂O₃)/(La₂O₃)	0.03	0.03	0.03	0.05	0.08	0.00
(Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃)	0.56	0.49	0.52	0.52	0.46	0.53
2ZnO + TiO₂ + WO₃	2.000	0.600	0.000	0.000	0.000	0.000
n_d	1.833	1.818	1.831	1.837	1.831	1.843
ν_d	41.5	43.2	42.9	42.5	42.7	42.3
α	74.00	75.00	72.00	71.00	74.00	75.00
β	1.30	1.29	1.27	1.23	1.29	1.19
α × β	96	97	92	87	95	89

Tabelle 2

	7	8	9	10	11	12
SiO₂	4.62	3.00	1.91	1.70	2.00	1.94
B₂O₃	22.13	23.66	24.66	24.73	24.60	24.63
Y₂O₃	2.61	2.81			0.13
La₂O₃	43.32	42.61	38.00	39.92	41.95	41.92
Gd₂O₃	12.80	13.07	20.25	16.57	16.20	16.22
TiO₂				1.90		0.30
ZrO₂	6.54	6.59	6.64	6.64	4.70	7.00
Nb₂O₅	7.92	821	8.50	8.50	10.37	7.24
WO₃
ZnO
CaO						0.70
SrO
BaO
Sb₂O₃	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
Bi₂O₃
GeO₂
Yb₂O₃
Na₂O
Al₂O₃
F
P₂O₅
Gesamt
ZrO₂ + Nb₂O₅	14.46	14.80	15.13	15.13	15.07	14.24
SiO₂/B₂O₃	0.21	0.13	0.08	0.07	0.08	0.08
(ZnO + Y₂O₃)/(La₂O₃)	0.06	0.07	0.00	0.00	0.00	0.00
(Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃)	0.51	0.52	0.42	0.51	0.64	0.45
2ZnO + TiO₂ + WO₃	0.000	0.000	0.000	1.900	0.000	0.300
n_d	1.830	1.831	1.831	1.844	1.835	1.830
ν_d	43.0	42.8	42.7	40.2	41.9	43.4
α	73.00	74.00	74.00	75.00	76.00	76.00
β	1.26	1.26	1.31	1.31	1.29	1.27
α × β	92	93	97	98	98	96

Tabelle 3

	13	14	15	16	17	18
SiO₂	1.90	3.00	4.78	4.78	4.78	3.25
B₂O₃	26.67	22.40	21.43	21.07	21.43	22.38
Y₂O₃		2.62	2.30	2.30	2.00	1.28
La₂O₃	39.92	41.59	42.03	42.03	41.80	42.61
Gd₂O₃	16.33	14.60	14.60	14.60	14.43	14.60
TiO₂
ZrO₂	6.54	6.50	6.59	6.59	6.59	6.80
Nb₂O₅	8.50	8.54	8.21	8.21	8.21	7.92
wO₃
ZnO
CO
SrO
BaO						1.00
Sb₂O₃	0.05	0.03	0.06	0.06	0.06
Bi₂O₃		0.50		0.06
GeO₂				0.10
Yb₂O₃				0.20
Li₂O						0.15
Na₂O					0.50
Al₂O₃					0.10
F					0.10
P₂O₅		0.22
Gesamt
ZrO₂ + Nb₂O₅	15.13	15.04	14.80	14.80	14.80	14.72
SiO₂/B₂O₃	0.07	0.13	0.22	0.23	0.22	0.15
(ZnO + Y₂O₃)/(La₂O₃)	0.00	0.06	0.05	0.05	0.05	0.03
(Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃)	0.52	0.50	0.49	0.49	0.50	0.50
2ZnO + TiO₂ + WO₃	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
n_d	1.820	1.837	1.834	1.831	1.832	1.836
ν_d	43.1	42.6	42.8	42.9	42.9	42.7
α	75.00	74.00	75.00	71.00	76.00	74.00
β	1.31	1.26	1.29	1.27	1.30	1.23
α × β	98	93	97	90	99	91

Tabelle 4

	Vergleich A	Vergleich B
SiO₂	6.00	6.30
B₂O₃	19.26	12.70
Y₂O₃	2.65
La₂O₃	41.25	33.60
Gd₂O₃	13.15
TiO₂		5.00
ZrO₂	6.00	6.50
NB₂O₅	7.75	2.00
WO₃
ZnO	4.08	2.50
CaO
SrO
BaO		31.40
Sb₂O₃
Bl₂O₃
GeO₂
Yb₂O₃
Na₂O
Al₂O₃
F
P₂O₅
Gesamt	100.04	100.00
ZrO₂ + Nb₂O₅	13.75	8.50
SiO₂/B₂O₃	0.31	0.50
(ZnO + Y₂O₃)/(La₂O₃)	0.16	0.07
(Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/(Gd₂O₃ + Y₂O₃)	0.49
2ZnO + TiO₂ + WO₃	8.160	10.000
n_d	1.83104	1.82546
ν_d	43.1	38.6
α	80	82
β	1.64	1.61
α × β	131	132

Weiterhin wurde bei den Gläsern der Beispiele gemäß den Tabellen 1 bis 3 eine Verarbeitung in kaltem Zustand oder ein Umschmelz-Pressformen durchgeführt. Daher konnten sie stabil zu verschiedenen Linsen- oder Prismenformen verarbeitet werden, ohne Probleme, wie beispielsweise eine Entglasung, hervorzurufen.
Die so erhaltenen optischen Gläser gemäß der Erfindung wiesen einen sehr kleinen Wert von (α × β) auf, und wiesen eine kleine Änderung der Abbildungseigenschaften infolge der Außenumgebung, wie beispielsweise der Feuchte, auf. Darüber hinaus wurden die so hergestellten Linsen oder Prismen in einer Kamera oder einem Projektor angebracht, und wurden ihre Abbildungseigenschaften überprüft. Es zeigte sich, dass die Abbildungseigenschaften, die bei einer optischen Konstruktion erwartet werden konnten, bei welcher optische Konstanten eingesetzt wurden, die bei Zimmertemperatur erhalten wurden, auch zum Zeitpunkt des Betriebs bei hoher Temperatur reproduziert werden konnten (bei etwa 50 bis 70°C).
Andererseits wiesen die Vergleichsbeispiele A und B eine große Menge an ZnO auf, wiesen eine hohe Konstante (α × β) auf, und wiesen unzureichende Abbildungseigenschaften auf, beim Einsatz in der tatsächlichen Umgebung, so dass sie nicht zufriedenstellend in Bezug auf die Anbringung in einem optischen Instrument wie beispielsweise einem Projektor waren. Weiterhin tritt bei diesen Vergleichsbeispielen A und B eine hohe Möglichkeit für das Eluieren von ZnO auf, so dass sie unter Umweltgesichtspunkten nachteilig sind. Weiterhin war beim Vergleichsbeispiel B eine große Menge an TiO₂ vorhanden, und war dieses deutlich schlecht in Bezug auf den Transmissionsgrad, bei visueller Untersuchung, so dass es zum Einsatz als optisches Element nicht vorgezogen werden konnte.
Zwar wurde die Erfindung im Einzelnen und unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen von ihr geschildert, jedoch wissen Fachleute auf diesem Gebiet, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-306732 A [0007, 0008]
- JP 2002-284542 A [0007, 0008, 0008]
- JP 2004-161506 A [0007, 0008]
- JP 2006-248897 A [0007, 0008]

Claims

Optisches Glas, das einen Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei –30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 130 × 10^–12°C^–1 × nm × cm ¹ × Pa^–1 aufweist; und mehr als 0% SiO₂, B₂O₃ und La₂O₃ enthält, mehr als 13% und weniger als 20% (ZrO₂ + Nb₂O₅), und weniger als 2,0% ZnO, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es optische Konstanten eines Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,75 bis 2,00 und einer Abbe'sche Zahl (νd) im Bereich von 35 bis 55 aufweist.
Optisches Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als 1,0% und weniger als 12,0% SiO₂ enthält, 8,0 bis 35,0% B₂O₃, und 25,0 bis 50,0% La₂O₃, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verhältnis SiO₂/B₂O₃ von mehr als 0 und weniger als 0,6 aufweist, und ein Verhältnis (ZnO + Y₂O₃)/La₂O₃ von weniger als 0,5, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,0 bis 40,0% Gd₂O₃ und/oder 0,0 bis 15,0% Y₂O₃ und/oder 0,0 bis 15,0% ZrO₂ und/oder 0,0 bis 25,0 Ta₂O₅ und/oder 0,0 bis 18,0% Nb₂O₅ und/oder 0,0 bis 10,0% WO₃ enthält, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,0 bis 0,1% GeO₂ und/oder 0,0 bis 1,0% Yb₂O₃ und/oder 0,0 bis 1,0% Ga₂O₃ und/oder 0,0 bis 1,0 Bi₂O₃ enthält, auf Grundlage von % der Masse auf Oxid-Grundlage; und nicht eine Bleiverbindung einschließlich PbO und nicht eine Arsenverbindung einschließlich As₂O₃ enthält.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei –30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 110 × 10^–12°C^-1 × nm × cm ¹ × Pa^–1 aufweist.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verhältnis (Ta₂O₅ + Nb₂O₅ + WO₃)/ (Gd₂O₃ + Y₂O₃) von mehr als 0,05 und weniger als 1,30 aufweist, in % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es 0 bis 5,0% Li₂O aufweist und/oder 0 bis 5,0% Na₂O und/oder 0 bis 5,0% K₂O und/oder 0 bis 5,0% Cs₂O und/oder 0 bis 5,0% MgO und/oder 0 bis 5,0% CaO und/oder 0 bis 5,0% SrO und/oder 0 bis 5,0% BaO und/oder 0 bis 3,0% TiO₂ und/oder 0 bis 3,0% SnO₂ und/oder 0 bis 3,0% Al₂O₃ und/oder 0 bis 5,0% P₂O₅ und/oder 0 bis 5,0% Lu₂O₃ und/oder 0 bis 3,0% TeO₂ und/oder 0 bis 2,0% Sb₂O₃ und/oder 0 bis 3,0% F an Fluoriden insgesamt, erhalten durch Substi tuieren eines Teils oder insgesamt eines, zweier oder mehrerer dieser Metalloxide, in % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 3,5% Y₂O₃ in % der Masse auf Oxid-Grundlage enthält.
Optisches Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass (2 × ZnO + TiO₂ + WO₃) kleiner ist als 4, in % der Masse auf Oxid-Grundlage.
Optisches Glas, welches mehr als 1,5% und weniger als 11,0% SiO₂ enthält, 9,0 bis 28,0% B₂O₃, 30,0 bis 50,0% La₂O₃, 0 bis 3,0% Y₂O₃, 0 bis 30,0% Gd₂O₃, 0 bis 10,0% ZrO₂, 0 oder mehr und weniger als 2,0% ZnO, und 5,0 bis 16,0% Nb₂O₅ und/oder 0,0 bis 1,5% Sb₂O₃ und/oder 0,0 bis 2,0% Al₂O₃, in % der Masse auf Oxid-Grundlage; optische Konstanten eines Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,80 bis 1,90 und einer Abbe'schen Zahl (νd) im Bereich von 37 bis 45 aufweist; und einen Absolutwert der Multiplikation (α × β) eines mittleren Koeffizienten der linearen Expansion (α) bei –30 bis +70°C und einer fotoelastischen Konstanten (β) bei einer Wellenlänge von 546,1 nm von nicht mehr als 105 × 10^–12°C^–1 × nm × cm^–1 × Pa^–1 aufweist.
Optisches Element, welches das optische Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als eine Matrix aufweist.
Optisches Element, hergestellt durch Umschmelz-Pressformen des Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Optisches Instrument, welches das optische Element nach Anspruch 13 oder 14 einsetzt.