光學玻璃及光學元件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及光學玻璃及光學元件。本發明的課題在于更廉價地獲得折射率(nd)及阿貝數(νd)在所期望的范圍內、并且耐失透性高的光學玻璃及光學元件。本發明的光學玻璃,以質量%計,含有10.0~40.0%的B2O3成分、25.0~55.0%的La2O3成分、及大于0%的Y2O3成分,質量比Y2O3/(Y2O3+Gd2O3)為0.500以上,所述光學玻璃具有39以上的阿貝數(νd)。本發明的光學元件以該光學玻璃為基材。
【專利說明】光學玻璃及光學元件
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光學玻璃及光學元件。
【背景技術】
[0002] 近年來,使用光學系統的設備的數字化和高精密化迅速發展,在數碼相機、攝像機 等攝影設備、投影機、投影電視等圖像播放(投影)設備等各種光學設備領域中,對減少光 學系統中使用的透鏡、棱鏡等光學元件的個數,使光學系統整體輕質化及小型化的要求日 趨強烈。
[0003] 在制作光學元件的光學玻璃中,特別是可實現光學系統整體的輕質化及小型化的 具有1. 70 W上的折射率(nd)且具有39 W上60 W下的阿貝數(V d)的高折射率低分散玻 璃的需求非常高。作為上述高折射率低分散玻璃,已知W專利文獻1?4為代表那樣的玻 璃組合物。
[0004] [專利文獻1]日本特開昭58 - 058669號公報
[0005] [專利文獻2]日本特開平11 - 071129號公報
[0006] [專利文獻3]日本特開2008 - 001551號公報
[0007] [專利文獻4]日本特開2011 - 093780號公報
【發明內容】
[000引作為由光學玻璃制作光學元件的方法,已知W下方法;例如,對由光學玻璃形成的 料塊(gob)或玻璃塊(glass block)進行磨削及研磨而得到光學元件的形狀的方法,將對 由光學玻璃形成的料塊或玻璃塊進行再加熱并成型(再熱壓成型)而得到的玻璃成型體進 行磨削及研磨的方法,及使用經超精密加工過的模具將由料塊或玻璃塊得到的預成型體材 料進行成型(精密模壓成型)而得到光學元件的形狀的方法。所有方法均要求由烙融了的 玻璃原料形成料塊或玻璃塊時可得到穩定的玻璃。此處,構成得到的料塊或玻璃塊的玻璃 相對于失透的穩定性(耐失透性)降低而在玻璃的內部發生結晶時,已經無法得到適合作 為光學兀件的玻璃。
[0009] 另外,為了降低光學玻璃的材料成本,期望構成光學玻璃的各成分的原料費盡量 廉價。另外,為了降低光學玻璃的制造成本,期望原料的烙融性高,在更低溫度下烙融。可 是,專利文獻1?4中記載的玻璃很難說充分滿足上述各要求。
[0010] 本發明是鑒于上述問題而完成的,其目的在于更廉價地獲得折射率(nd)及阿貝 數(Vd)在所期望的范圍內、并且耐失透性高的玻璃。
[0011] 本發明人等為了解決上述課題而反復進行了潛也試驗研究,結果發現,通過在Bs化 成分及La2〇3成分中并用Y203成分,并且,將質量比Y2O3/ (Y2〇3+Gd2〇3)設定在規定的范圍內, 由此玻璃的材料成本降低,并且玻璃的液相溫度變低,從而完成了本發明。具體而言,本發 明提供如下所述的的方案。
[0012] (1) 一種光學玻璃,其中,W質量%計,含有10.0?40.0%的B203成分、25.0? 55. O %的La2〇3成分、及大于O %的Y203成分,質量比Y2O3/化〇3+Gd2〇3)為0. 500 W上,所述 光學玻璃具有39 W上的阿貝數(V d)。
[001引 似如(1)所述的光學玻璃,其中,W質量%計,Gda化成分的含量小于10. 0%。
[0014] 做如(1)或似所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0015] LiaO 成分為 0 ?10. 0%,
[001引 ZnO成分為0?25. 0%。
[0017] (4)如(1)至做中任一項所述的光學玻璃,其中,Si化成分的含量為30.0%W 下。
[001引 妨如(1)至(4)中任一項所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0019] Ta2〇5 成分為 0 ?18. 0%,
[0020] Yb2〇3 成分為 0 ?20. 0 %。
[0021] 做如(1)至妨中任一項所述的光學玻璃,其中,咕〇3成分(式中,Ln為選自 La、GcU Y、孔中的一種W上)的質量和為25. 0% W上75. 0% W下。
[002引 (7)如(1)至做中任一項所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0023] MgO 成分為 0 ?20. 0 %,
[0024] CaO 成分為 0 ?20. 0 %,
[00巧]SrO成分為0?20. 0 %,
[0026] BaO 成分為 0 ?25. 0 %。
[0027] 做如(1)至(7)中任一項所述的光學玻璃,其中,RO成分(式中,R為選自Mg、 Ca、Sr、Ba中的一種W上)的質量和為25. 0% W下。
[002引 (9)如(1)至做中任一項所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0029] Ti〇2 成分為 0 ?15. 0%,
[0030] 佩2〇5 成分為 0 ?20. 0 %,
[00;31] W〇3 成分為 0 ?20. 0%。
[00礎 (10)如(1)至(9)中任一項所述的光學玻璃,其中,Ti02成分、佩205成分及W03成 分的含量的和為30. 0 % W下。
[003引 (11)如(1)至(10)中任一項所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0034] 化2〇成分為0?10. 0 %,
[00巧]馬0成分為0?10. 0 %,
[0036] Cs2〇 成分為 0 ?10. 0%。
[0037] (。)如(1)至(11)中任一項所述的光學玻璃,其中,化2〇成分(式中,化為選自 Li、化、K、Cs中的一種W上)的質量和為15. 0% W下。
[003引(蝴如(1)至中任一項所述的光學玻璃,其中,W質量%計,
[0039] P2O5 成分為 0 ?10. 0 %,
[0040] Ge〇2 成分為 0 ?10. 0 %,
[0041] Zr〇2 成分為 0 ?15. 0%,
[0042] AI2O3 成分為 0 ?10. 0 %,
[0043] Ga2〇3 成分為 0 ?10. 0 %,
[0044] Bi2〇3 成分為 0 ?10. 0 %,
[0045] Te〇2 成分為 0 ?20. 0 %,
[0046] Sn〇2 成分為 0 ?1.0%,
[0047] Sb2〇3 成分為 0 ?1. 0%。
[004引 (14)如(1)至(蝴中任一項所述的光學玻璃,具有1. 70 W上的折射率(nd),具 有39 W上60 W下的阿貝數(Vd)D
[004引(切如(1)至(14)中任一項所述的光學玻璃,具有130(TC W下的液相溫度。
[0050] (16)如(1)至(巧)中任一項所述的光學玻璃,具有5. 50 W下的比重。
[005。 (17) -種光學元件,W (1)至(16)中任一項所述的光學玻璃為基材。
[005引 (18) -種光學儀器,具有(17)所述的光學元件。
[0053] 根據本發明,可W更廉價地獲得折射率(nd)及阿貝數(Vd)在所期望的范圍內、 并且耐失透性高的玻璃。
【具體實施方式】
[0054] 本發明的光學玻璃,W質量%計,含有10. 0?40. 0%的Bs化成分、25. 0?55. 0% 的La2〇3成分、及大于0%的Y203成分,質量比Y2O3/化〇3+Gd2〇3)為0. 500 W上,所述光學玻 璃具有39 W上的阿貝數(Vd)D通過在Bs化成分及Las化成分中并用Ys化成分,并且,將質 量比Y2O3/化〇3+Gd2〇3)設定在規定的范圍內,由此即使作為昂貴成分的Gd2〇3成分、Ta2〇5成 分的使用量少,也能容易地得到穩定的玻璃。并且,通過W B203成分及La2〇3成分為基礎, 從而具有39 W上的阿貝數(Vd),并且液相溫度也容易降低。因此,可W更廉價地獲得折射 率(nd)及阿貝數(Vd)在所期望的范圍內、并且耐失透性高的光學玻璃和使用其的光學元 件。
[0055] W下,詳細地說明本發明的光學玻璃的實施方式,但本發明不受W下實施方式的 任何限定,在本發明的目的的范圍內,可W進行適當改變來實施。需要說明的是,對于重復 說明之處,有時適當省略說明,但不限制發明的主旨。
[005引[玻璃成分]
[0057] 構成本發明的光學玻璃的各成分的組成范圍如下所述。本說明書中,關于各成分 的含量,只要沒有特別說明,均為W相對于換算為氧化物的組成的玻璃總質量的質量%表 示的含量。此處,所謂"換算為氧化物的組成"是指,假定作為本發明的玻璃構成成分的原 料而使用的氧化物、復鹽、金屬氣化物等在烙融時全部被分解而轉化為氧化物,此時,W該 生成氧化物的總質量為100質量%,來表示玻璃中含有的各成分的組成。
[0058] <關于必需成分、任選成分>
[0059] Bs化成分是作為玻璃形成氧化物而不可缺少的必需成分。
[0060] 特別是,通過含有10. 0% W上的B203成分,可提高玻璃的耐失透性,并且,可減 小玻璃的分散。因此,Bs化成分的含量的下限優選為10.0%、較優選為11.0%、更優選為 15. 0%。
[0061] 另一方面,通過使Bs化成分的含量為40.0% W下,能容易得到更大的折射率,可抑 制化學耐久性的惡化。因此,B203成分的含量的上限優選為40. 0%、較優選為38. 0%、更優 選為36. 0%。
[00間 對于B203成分,作為原料可使用H3BO3、NasB^、NasB^ ? 10&0、BP04等。
[0063] La,化成分是提高玻璃的折射率、并且減小分散(增大阿貝數)的成分。特別是, 通過含有25. 0% W上的La2〇3成分,能得到所期望的高折射率。因此,La2〇3成分的含量的下 限優選為25. 0%、較優選為28. 0%、更優選為31. 0%、更優選為34. 0%、更優選為36. 0%、 更優選為39. 0 %、更優選為42. 0 %、更優選為45. 0 %。
[0064] 另一方面,通過使La2〇3成分的含量為55.0% W下,可提高玻璃的耐失透性。因此, Las化成分的含量的上限優選為55. 0%、較優選為52. 0%、更優選為50. 0%。
[006引對于La203成分,作為原料可使用La203、La(N03)3 ? XHsO狂為任意的整數)等。
[0066] Ys化成分是含量大于0%時,可在維持高折射率及高阿貝數的同時,抑制玻璃的 材料成本,并且可降低比重的成分。因此,Ys化成分的含量優選為大于〇%、下限較優選為 2. 0%、更優選為4. 0%、更優選為4. 5%、更優選為6. 5%、更優選為8. 0%。
[0067] 另一方面,通過使Y203成分的含量為30.0% W下,可抑制玻璃的折射率的降低,并 且,提高玻璃的耐失透性。因此,Y203成分的含量的上限優選為30.0%、較優選為25.0%、 更優選為20.0%、更優選為15.0%。
[006引對于Y203成分,作為原料可使用Y203、化等。
[0069] Gds化成分是含量大于0%時,可提高玻璃的折射率、并且可提高阿貝數的任選成 分。
[0070] 另一方面,通過使稀±類元素中特別昂貴的Gd2〇3成分降低至小于10.0%,可W 將玻璃的比重抑制為低水平,并且,可W抑制玻璃的材料成本。另外,由此可W抑制玻璃的 阿貝數的超出必要的上升。因此,Gds化成分的含量分別優選為小于10. 0%、較優選為小于 8. 0%、更優選為小于5. 0%。
[00川對于Gd203成分,作為原料,可使用Gd203、GdF3等。
[007引 Y203成分的含量相對于Y203成分及Gd203成分的總量的比率優選為0. 500 W上。 由此,通過與La203成分組合配合而含有多種稀±類成分,由此在容易獲得穩定的玻璃的 同時,可將玻璃的比重抑制在低水平,并且,可抑制玻璃的材料成本。因此,質量比Y2O3/ (Y203+Gd203)的下限優選為0. 500、較優選為0. 600、更優選為0. 700。
[0073] 需要說明的是,該質量比的上限可W為1.000。
[0074] 對于叫0成分,是W大于0%的量含有時,能夠改善玻璃的烙融性,并且能夠降低 玻璃化溫度的任選成分。
[00巧]另一方面,通過使LisO成分的含量為10.0% W下,可提高玻璃的粘性,因此能夠減 少玻璃的波筋。另外,由此能夠不易降低玻璃的折射率,能夠提高玻璃的化學耐久性,并且, 可提高耐失透性。因此,LisO成分的含量的上限優選為10.0%、較優選為5.0%,更優選為 小于3. 0%、更優選為小于2. 0%、更優選為小于1. 0%。
[007引 對于叫0成分,作為原料可使用Li2C03、LiN03、Li2C03等。
[0077] ZnO成分是W大于0%的量含有時,能夠降低玻璃化溫度、并且能夠提高化學耐久 性的任選成分。因此,ZnO成分的含量優選為大于0%,下限可W較優選為1.0%、更優選為 1. 5%。
[0078] 另一方面,通過使ZnO成分的含量為25.0% W下,可抑制玻璃的折射率的降低、 耐失透性的降低。另外,由此可提高烙融玻璃的粘性,因此可減少玻璃的波筋的產生。因 此,ZnO成分的含量的上限優選為25.0%、較優選為20.0%、更優選為15.0%、更優選為 10. 0%,更優選為小于5. 0%。
[0079] 對于ZnO成分,作為原料可使用化0、化Fs等。
[0080] Si〇2成分是W大于0%的量含有時,可提高烙融玻璃的粘度,可降低玻璃的著色, 并且,可提高耐失透性的任選成分。因此,Si化成分的含量優選為大于0%,下限較優選為 1.0%、更優選為1.3%、更優選為2.0%。
[0081] 另一方面,通過使Si〇2成分的含量為30. 0 % W下,可抑制玻璃化溫度的升高,并 且,可抑制折射率的降低。因此,Si〇2成分的含量的上限優選為30. 0%、較優選為20. 0%、 更優選為15. 0%,更優選小于10. 0%、更優選小于8. 0%。
[00礎對于Si02成分,作為原料可使用Si02、K2SiFe、Na2SiFe等。
[0083] Ta2〇5成分是W大于0 %的量含有時,可提高玻璃的折射率,可提高耐失透性,并 且,可提高烙融玻璃的粘性的任選成分。
[0084] 另一方面,通過使昂貴的Ta2〇5成分的含量為18.0% W下,可降低玻璃的材料成 本,因此可制作更廉價的光學玻璃。另外,由此,原料的烙融溫度降低,原料烙融所需的能量 被減少,因此也可降低光學玻璃的制造成本。因此,Ta2〇e成分的含量的上限優選為18. 0%、 較優選為16.0%、更優選為13.0%、更優選為9.0%。
[00財對于Ta205成分,作為原料可使用Ta205等。
[008引孔203成分是W大于0 %的量含有時,可提高玻璃的折射率,并且,可減小分散的任 選成分。
[0087] 另一方面,通過使孔2化成分的含量為20.0% W下,可降低玻璃的材料成本,因此 可制作更廉價的光學玻璃。另外,由此可提高玻璃的耐失透性。因此,孔2化成分的含量優 選為20. 0% W下,較優選為小于10. 0%、更優選為小于5. 0%、更優選為小于3. 0%、更優選 為小于1. 0%、最優選為不含有。
[008引對于孔203成分,作為原料可使用孔203等。
[008引咕03成分(式中,Ln為選自La、Gt Y、孔中的一種W上)的含量的和(質量和) 優選為25. 0% W上75. 0% W下。
[0090] 特別是通過使該和為25.0% W上,可減小玻璃的分散。因此,山2〇3成分的質量 和的下限優選為25. 0%、較優選為30. 0%、更優選為36. 0%、更優選為41. 0%、更優選為 44. 0 %、更優選為47. 0 %、更優選為50. 0 %、更優選為53. 0 %。
[0091] 另一方面,通過使該和為75.0% W下,玻璃的液相溫度變低,因此可提高耐失透 性。因此,山2化成分的質量和的上限優選為75. 0%、較優選為70. 0%、更優選為65. 0%、更 優選為61.0%。
[009引 La203成分的含量相對于La203成分、Y203成分、Gd203成分及孔203成分的總量 的比率優選為0.600 W上0.900 W下。通過使該比率在0.600 W上0.900 W下的范圍 內,即使在山203成分的總量較多的情況下,也可W提高耐失透性。因此,質量比La203/ (La203+Y203+Gd203+Yb203)的下限優選為0. 600、較優選為0. 650、更優選為0. 700、更優選為 0. 750。另一方面,該質量比的上限優選為0. 900、較優選為0. 880、更優選為0. 850。
[0093] MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分是W大于0%的量含有時,可提商玻璃原 料的烙融性、玻璃的耐失透性的任選成分。
[0094] 另一方面,通過使MgO成分、CaO成分及SrO成分各自的含量為20. 0% W下、及/ 或使BaO成分的含量為25. 0% W下,由此可抑制由過量含有上述成分而導致的折射率的降 低、耐失透性的降低。因此,MgO成分、CaO成分及SrO成分各自的含量的上限優選為20. 0%、 較優選為15.0%、更優選為10.0%、更優選為7.0%、更優選為4. 5%、更優選為3.0%。另 夕F,BaO成分的含量的上限優選為25.0%、較優選為15.0%、更優選為10.0%、更優選為 5. 0%、更優選為3. 0%。
[009引對于MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分,作為原料可使用MgC03、M化、CaC03、 CaFg、Sr (N03) 2、SrFg、BaC03、Ba (N03) 2、BaFg 等。
[009引 RO成分(式中,R為選自Mg、Ca、Sr、Ba中的一種W上)的含量的總計(質量和) 優選為25.0% W下。由此,可抑制由過量含有RO成分而導致的玻璃折射率的降低、耐失透 性的降低。因此,RO成分的質量和的上限優選為25.0%、較優選為15.0%,更優選為小于 10.0%,更優選為8. 5% W下,更優選為5.0% W下。
[0097] Ti化成分是W大于0%的量含有時,可提高玻璃的折射率,將阿貝數調整得較低, 并且,可提高耐失透性的任選成分。
[0098] 另一方面,通過使Ti〇2的含量為15.0% W下,可降低玻璃的著色,提高可見光透射 率,并且,可抑制阿貝數的超出必要的降低。另外,可抑制由過量含有Ti化成分而導致的失 透。因此,Ti〇2成分的含量的上限優選為15.0%、較優選為10.0%、更優選為5.0%、更優 選為3.0%。
[009引對于Ti02成分,作為原料可使用Ti02等。
[0100] 佩2〇。成分是W大于0%的量含有時,可提高玻璃的折射率,并且,可提高耐失透性 的任選成分。
[0101] 另一方面,通過使佩2〇5成分的含量為20. 0% W下,可抑制由過量含有佩2〇5成分 而導致的玻璃的耐失透性的降低、可見光的透射率的降低。因此,佩2〇。成分的含量的上限 優選為20.0%、較優選為15.0%、更優選為10.0%、更優選為8.0%。
[010引對于佩205成分,作為原料可使用佩205等。
[0103] W〇3成分是W大于0%的量含有時,可降低由其他高折射率成分導致的玻璃的著 色,同時可提高折射率,并且,可提高玻璃的耐失透性的任選成分。另外,W〇3成分也是能夠 降低玻璃化溫度的成分。
[0104] 另一方面,通過使W〇3成分的含量為20.0% W下,能夠降低由W〇3成分導致的玻璃 的著色,提高可見光透射率。因此,W〇3成分的含量的上限優選為20. 0%、較優選為10. 0%、 更優選為5. 0 %、更優選為3. 0 %。
[010引對于W03成分,作為原料可使用W03等。
[0106] 此處,11〇2成分、佩2〇5成分及胖〇3成分的含量的和(質量和)優選為30.0%^ 下。由此,可抑制阿貝數的降低,因此可容易得到所期望的阿貝數。另外,可降低由過量含 有所述成分而導致的著色,可提高耐失透性。因此,質量和(Ti〇2+Nb2〇e+W〇3)的上限優選為 30. 0%、較優選為20. 0%、更優選為15. 0%、更優選為11. 0%、更優選為8. 0%。
[0107] Na2〇成分、馬0成分及Cs2〇成分是W大于0%的量含有時,可改善玻璃的烙融性,提 高玻璃的耐失透性,并且,降低玻璃化溫度的任選成分。
[010引另一方面,通過使Na20成分、馬0成分及Cs20成分各自的含量為10. 0%W下,難W 降低玻璃的折射率,并且,可提高耐失透性。因此,Na20成分、馬0成分及Cs20成分各自的含 量的上限優選為10.0%、較優選為5.0%、更優選為3.0%。
[010引對于化20成分、馬0成分及Cs20成分,作為原料可使用NaN03、NaF、NaaSiFe、K2CO3、 KNO3、KF、KHF2、KaSiFe、CS2CO3、CsN03 等。
[0110] 化2〇成分(式中,化為選自Li、化、K、Cs中的一種W上)的總量優選為15.0%w 下。由此,可抑制玻璃的折射率的降低,并且,可提高耐失透性。因此,化2〇成分的質量和的 上限優選為15. 0%、較優選為10. 0%、更優選為5.0%、更優選為3.0%。
[0111] P2〇e成分是W大于0%的量含有時,可提高玻璃的耐失透性的任選成分。特別是通 過使P2〇e成分的含量為10.0%W下,可抑制玻璃的化學耐久性、特別是耐水性的降低。因 此,?2〇5成分的含量的上限優選為10.0%、較優選為5.0%、更優選為3.0%。
[01 1引對于P205成分,作為原料可使用Al (P03) 3、化(P03) 2、Ba (P03) 2、BP04、畔04等。
[0113] Ge〇2成分是W大于0%的量含有時,可提高玻璃的折射率,并且,可提高耐失透性 的任選成分。但是,由于Ge化原料價格高,因此若其量多則材料成本升高,由此會削減由減 少Ta2〇5成分等而帶來的成本降低的效果。因此,Ge化成分的含量的上限優選為10. 0%、較 優選為5. 0%、更優選為1. 0%,最優選為不含有。
[0114] 對于Ge化成分,作為原料可使用Ge化等。
[0115] 對于Zr化成分,W大于0%的量含有時,可有助于玻璃的高折射率化及低分散化, 并且,可提高玻璃的耐失透性。因此,Zr化成分的含量優選為大于0%,下限可較優選為 1. 〇%、更優選為3. 0%、更優選為5. 0%。
[0116] 另一方面,通過使Zr化成分為15.0% W下,可抑制由過量含有Zr化成分而導致的 玻璃的耐失透性的降低。因此,Zr〇2成分的含量的上限優選為15. 0%、較優選為10. 0%、更 優選為7.0%。
[0117] 對于Zr〇2成分,作為原料可使用Zr〇2、ZrF4等。
[0118] Ala化成分及Ga2化成分是W大于0 %的量含有時,可提商玻璃的化學耐久性,并且, 可提高玻璃的耐失透性的任選成分。
[0119] 另一方面,通過使Al2〇3成分及Ga2〇3成分各自的含量為10.0% W下,可抑制由過 量含有該些成分而導致的玻璃的耐失透性的降低。因此,Als化成分及Gas化成分各自的含 量的上限優選為10. 〇%、較優選為5. 0%、更優選為3. 0%。
[0120] 對于 AI2O3 成分及 Ga2〇3 成分,作為原料可使用 Al2〇3、Al (OH)3、AlF3、Ga2〇3、Ga(OH)3 等。
[0121] Bi2〇3成分是W大于0%的量含有時,可提高折射率,并且,可降低玻璃化溫度的任 選成分。
[0122] 另一方面,通過使Bi2〇3成分的含量為10.0% W下,可提高玻璃的耐失透性,并且, 可降低玻璃的著色并提高可見光透射率。因此,Bis化成分的含量的上限優選為10. 0%、較 優選為5. 0 %、更優選為3. 0 %。
[0123] 對于Bi2〇3成分,作為原料可使用Bi2〇3等。
[0124] Te〇2成分是W大于0%的量含有時,可提高折射率,并且,可降低玻璃化溫度的任 選成分。
[0125] 但是,對于Te化而言,在笛制的巧巧、或與烙融玻璃接觸的部分由笛形成的烙融 槽中來烙融玻璃原料時,存在可與笛合金化的問題。因此,Te化成分的含量的上限優選為 20.0%、較優選為10.0%、更優選為5.0%,更優選為不含有。
[0126] 對于Te〇2成分,作為原料可使用Te〇2等。
[0127] Sn〇2成分是W大于0%的量含有時,可降低烙融玻璃的氧化,使其澄清,并且,可提 高玻璃的可見光透射率的任選成分。
[012引另一方面,通過使Sn化成分的含量為1. 0% W下,可降低由烙融玻璃的還原導致的 玻璃的著色、玻璃的失透。另外,由于Sn化成分與烙融設備(特別是Pt等貴金屬)的合金 化被減少,因此可謀求烙融設備的長壽命化。因此,Sn化成分的含量的上限優選為1.0%、 較優選為0. 7 %、更優選為0. 5 %。
[0129] 對于Sn〇2成分,作為原料可使用SnO、Sn〇2、SnFa、SnF*等。
[0130] 訊2化成分是W大于0%的量含有時,可將烙融玻璃脫泡的任選成分。
[013。 另一方面,若訊2化量過多,則可見光區域的短波長區域中的透射率變差。因此, 訊203成分的含量的上限優選為1. 0%、較優選為0. 7%、更優選為0. 5%。
[01礎 對于訊203成分,作為原料可使用訊203、Sb205、化2&56207 ? 5&0等。
[0133] 需要說明的是,使玻璃澄清并進行脫泡的成分不限于上述訊2化成分,可使用玻璃 制造領域中的公知的澄清劑、脫泡劑或它們的組合。
[0134] <關于不應含有的成分>
[0135] 接著,說明不應在本發明的光學玻璃中含有的成分和若含有則不理想的成分。
[0136] 可W在不損害本申請發明的玻璃的特性的范圍內根據需要添加其他成分。其中, 除了 Ti、Zr、佩、W、La、GcU Y、孔、Lu W外的 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ciu Ag 及 Mo 等各過渡金 屬成分具有如下該樣的性質,因此,尤其是在使用可見區域的波長的光學玻璃中,優選實質 上不含有,所述性質是,即使在分別單獨含有少量或復合含有少量時,玻璃也會發生著色, 在可見光區域的特定的波長處產生吸收。
[0137] 另外,PbO等鉛化合物及As2化等神化合物是環境負擔大的成分,因此,期望實質上 不含有,即,除了不可避免的混入W外,完全不含有。
[0138] 進而,TK CcU T1、化、Be及Se各成分作為有害的化學物質,近年來有控制其使用 的傾向。不僅在玻璃的制造工序,而且在加工工序W及直至產品化后的處分,需要環境對策 上的措施。因此,當重視環境上的影響時,優選實質上不含有該些。
[0139] 就本發明的玻璃組合物而言,其組成W相對于換算為氧化物組成的玻璃總質量的 質量%表示,因此,不直接W摩爾%的記載表示,但在滿足本發明中要求的各特性的玻璃組 合物中存在的各成分的基于摩爾%表示的組成,W換算為氧化物組成計,大致取W下的值。
[0140] B203 成分為 25. 0 ?60. 0 摩爾%,
[01川 La203成分為10. 0?30. 0摩爾%,及
[0142] Y203成分為大于0%?15.0摩爾%,
[014引 W及
[0144] Gd2〇3成分為0?5. 0摩爾%,
[0145] LigO成分為0?30. 0摩爾%,
[014引 ZnO成分為0?30. 0摩爾%,
[0147] Si〇2成分為0?45. 0摩爾%,
[014引 Ta205成分為0?5. 0摩爾%,
[0149] 孔2化成分為0?5.0摩爾%,
[0150] MgO成分為0?25. 0摩爾%,
[0151] CaO成分為0?25. 0摩爾%,
[015引 SrO成分為0?15. 0摩爾%,
[0153] BaO成分為0?20. 0摩爾%,
[0154] Ti〇2成分為0?20. 0摩爾%,
[0155] 佩2〇日成分為0?10. 0摩爾%,
[015引 W03成分為0?10. 0摩爾%,
[0157] 化2〇成分為0?20. 0摩爾%,
[015引 馬0成分為0?10. 0摩爾%,
[0159] Cs2〇成分為0?5. 0摩爾%,
[0160] 口2〇5成分為0?10. 0摩爾%,
[0161] Ge〇2成分為0?10. 0摩爾%,
[0162] Zr〇2成分為0?15. 0摩爾%,
[0163] AI2O3成分為0?10. 0摩爾%,
[0164] Ga2〇3成分為0?5. 0摩爾%,
[0165] Bi2〇3成分為0?5. 0摩爾%,
[0166] Te〇2成分為0?15. 0摩爾%,
[0167] Sn〇2成分為0?1.0摩爾%,或
[016引 Sb203成分為0?0. 5摩爾%。
[0169] [制造方法]
[0170] 本發明的光學玻璃例如按照W下的方式制作。目P,均勻混合上述原料,使各成分在 規定的含量的范圍內,將制作的混合物投入到笛巧巧中,根據玻璃組成的烙融難易度,在電 爐中在1100?150(TC的溫度范圍內進行2?5小時烙融,并攬拌均質化,然后降低至適當 的溫度,然后德鑄至模具中,緩慢冷卻。由此制作。
[0171] [物性]
[0172] 本發明的光學玻璃優選具有高折射率及高阿貝數(低分散)。特別是本發明的光 學玻璃的折射率(?)的下限優選為1. 70、較優選為1. 73、更優選為1. 75。該折射率的上限 可W優選為2. 20、較優選為2. 10、更優選為2. 00。另外,本發明的光學玻璃的阿貝數(Vd) 的下限優選為39、較優選為40、更優選為42,上限優選為60、較優選為58、更優選為55。
[0173] 另夕b本發明的光學玻璃的阿貝數(Vd)與折射率(?)之間,優選滿足 (Vd) > ( - 125Xna+260)的關系,較優選滿足(Vd) > ( - 125Xna+26W的關系,更優選 滿足(Vd) > ( _ 125Xnd+267)的關系,進一步優選滿足(Vd) > ( _ 125Xnd+270)的關 系。
[0174] 通過具有該樣的高折射率,從而即使謀求光學元件的薄型化,也可得到較大的光 折射量。另外,通過具有該樣的低分散,從而即使是單透鏡,由于光的波長不同而導致的焦 點偏差(色差)也變小。而且,通過具有該樣的低分散,例如在與具有高分散(低阿貝數) 的光學元件組合時,可謀求高的成像特性等。
[0175] 因此,本發明的光學玻璃在光學設計上有用,尤其是,不僅可實現高的成像特性 等,而且還可實現光學系統的小型化,可擴展光學設計的自由度。
[0176] 本發明的光學玻璃優選耐失透性高,更具體而言,優選具有低液相溫度。目P,本發 明的光學玻璃的液相溫度的上限優選為130(TC、較優選為128(TC、更優選為125(TC。由此, 即使在較低溫度下流出烙融玻璃,制成的玻璃的結晶化也被降低,因此,特別是可降低由烙 融狀態形成玻璃時的失透,可降低對使用了玻璃的光學元件的光學特性的影響。另外,由于 即使降低玻璃的烙融溫度也能夠成型玻璃,因此通過抑制玻璃的成型時消耗的能量,可降 低玻璃的制造成本。另一方面,本發明的光學玻璃的液相溫度的下限沒有特別限定,通過本 發明得到的玻璃的液相溫度的下限可W優選為50(TC、較優選為60(TC、更優選為70(TC。需 要說明的是,本說明書中的"液相溫度"表示如下的溫度;向50ml的容量的笛制巧巧中裝入 30CC的碎玻璃狀的玻璃試樣,放入笛巧巧中并在135CTC下制成完全烙融狀態,降溫至規定 的溫度,保持12小時,取出至爐外,將其冷卻,然后立即觀察玻璃表面及玻璃中有無結晶, 將未確認到結晶的最低溫度作為"液相溫度"。此處,降溫時的規定的溫度是直至130(TC為 止的每l〇°C的溫度。
[0177] 對于本發明的光學玻璃,優選可見光透射率尤其是可見光中短波長側的光的透射 率高,由其產生的著色少。
[017引特別是,對于本發明的光學玻璃,若W玻璃的透射率表示,則W厚度IOmm的樣品 計,顯示光譜透射率80%的波長(AJ的上限優選為500nm、較優選為450nm、更優選為 420nm。
[0179] 另外,本發明的光學玻璃中的、W厚度IOmm的樣品計,顯示光譜透射率5%的最短 的波長(A g)的上限優選為400皿、較優選為380皿、更優選為360皿。
[0180] 由此,玻璃的吸收端在紫外區域附近,玻璃相對于可見光的透明性提高,因此,可 優選將該光學玻璃用于透鏡等使光透過的光學元件。
[0181] 本發明的光學玻璃優選比重小。更具體而言,本發明的光學玻璃的比重優選為 5. 50[g/cm3] W下。由此,光學元件、使用其的光學儀器的質量被降低,因此可W有助于光學 儀器的輕質化。因此,本發明的光學玻璃的比重的上限優選為5. 50、較優選為5. 30、更優選 為5. 20、更優選為4. 90。需要說明的是,本發明的光學玻璃的比重通常大致在3. 00 W上, 更詳細而言在3. 50 W上,更詳細而言在4. 00 W上。
[0182] 本發明的光學玻璃的比重基于日本光學硝子工業會標準J0GIS05 - 1975"光學玻 璃的比重的測定方法"進行測定。
[0183] [玻璃成型體及光學元件]
[0184] 由制作的光學玻璃,使用例如研磨加工的方法、或再熱壓成型、精密加壓成型等模 壓成型的方法,可制作玻璃成型體。目P,對光學玻璃進行磨削及研磨等機械加工制作玻璃成 型體,或者對由光學玻璃制成的預成型體進行再熱壓成型后進行研磨加工來制作玻璃成型 體,或者對進行研磨加工制成的預成型體、利用公知的浮法成型等而被成型的預成型體進 行精密加壓成型,可制作玻璃成型體。需要說明的是,制作玻璃成型體的方法不限于該些方 法。
[0185] 由此,由本發明的光學玻璃形成的玻璃成型體對于多種光學元件及光學設計有 用,其中特別優選用于透鏡、棱鏡等光學元件。由此,可形成直徑大的玻璃成型體,因此,可 實現光學元件的大型化,而且,在用于照相機、投影機等光學儀器時可實現高精細且高精度 的成像特性及投影特性。
[0186] [實施例]
[0187] 將本發明的實施例(No. 1?No. 9)及比較例(No. A)的組成、W及該些玻璃的折射 率(叫)、阿貝數(Vd)、液相溫度、光譜透射率顯示5%及80%的波長(入5及AJ W及比重 的結果示于表1?表2。需要說明的是,W下的實施例僅為例示目的,并不僅限于所述實施 例。
[018引本發明的實施例及比較例的玻璃均按照如下方式制作;選擇作為各成分的原料分 別相當的氧化物、氨氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氣化物、氨氧化物、偏磯酸化合物等通常的光 學玻璃中使用的高純度原料,W成為表中所示的各實施例的組成的比例的方式進行稱量并 均勻混合后,投入到笛巧巧中,根據玻璃組成的烙融難易度,使用電爐在1100?150(TC的 溫度范圍內進行2?5小時烙融,然后攬拌均質化,然后德鑄至模具等中,緩慢冷卻,制作玻 璃。
[0189] 此處,實施例及比較例的玻璃的折射率及阿貝數基于日本光學硝子工業會標準 J0GIS01-2003進行測定。此處,折射率及阿貝數通過對使緩慢冷卻降溫速度為一25C Ar 而得到的玻璃進行測定而求出。
[0190] 另外,實施例及比較例的玻璃的透射率基于日本光學硝子工業會標準J0GIS02測 定。需要說明的是,本發明中,通過測定玻璃的透射率,求出玻璃的著色的有無和程度。具 體而言,對于厚度10 + 0. Imm的對面平行研磨品,依據JISZ8722,測定200?800皿的光譜 透射率,求出A g(透射率5%時的波長)及Aw(透射率80%時的波長)。
[0191] 另外,實施例及比較例的玻璃的液相溫度如下求出:向50ml的容量的笛制巧巧中 裝入30CC的碎玻璃狀的玻璃試樣,在笛巧巧中并在135CTC下使其為完全烙融狀態,降溫至 130(TC?116(TC的每隔IOC設定的任一溫度,保持12小時,取出至爐外,將其冷卻,然后立 即觀察玻璃表面及玻璃中有無結晶,求出未確認到結晶的最低溫度。
[0192] 另外,實施例及比較例的玻璃的比重基于日本光學硝子工業會標準J0GIS05 -1975 "光學玻璃的比重的測定方法"測定。
[0193] [表 1]
[0194]
【權利要求】
1. 一種光學玻璃,其中,以質量%計,含有10. 0?40. 0%的B203成分、25. 0?55. 0% 的La203成分、及大于0%的Y203成分,質量比Y 2(V(Y203+Gd203)為0? 500以上,所述光學玻 璃具有39以上的阿貝數vd。
2. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計,Gd203成分的含量小于10. 0%。
3. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, Li20成分為0?10. 0%, ZnO成分為0?25. 0%。
4. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,Si02成分的含量為30.0%以下。
5. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, Ta205成分為0?18. 0%, Yb203成分為0?20. 0%。
6. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,Ln203成分的質量和為25.0 %以上75.0 %以 下,Ln203式中,Ln為選自La、Gd、Y、Yb中的一種以上。
7. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, MgO成分為0?20. 0%, CaO成分為0?20. 0%, SrO成分為0?20. 0%, BaO成分為0?25. 0%。
8. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,R0成分的質量和為25.0%以下,R0式中,R為 選自Mg、Ca、Sr、Ba中的一種以上。
9. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, Ti02成分為0?15.0%, Nb205成分為0?20. 0%, W03成分為0?20. 0%。
10. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,Ti02成分、Nb205成分及W0 3成分的含量的和 為30. 0%以下。
11. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, Na20成分為0?10. 0%, K20成分為0?10. 0%, Cs20成分為0?10. 0%。
12. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,Rn20成分的質量和為15. 0%以下,Rn20式中, Rn為選自Li、Na、K、Cs中的一種以上。
13. 如權利要求1所述的光學玻璃,其中,以質量%計, P2〇5成分為〇?1〇.〇%, Ge02成分為0?10.0%, Zr02成分為0?15.0%, A1203成分為0?10. 0%, Ga203成分為0?10. 0%, Bi203成分為0?10. 0%, Te02成分為0?20.0%, Sn02成分為0?1.0%, Sb203成分為0?1. 0%。
14. 如權利要求1所述的光學玻璃,具有1. 70以上的折射率nd,具有39以上60以下 的阿貝數vd。
15. 如權利要求1所述的光學玻璃,具有1300°C以下的液相溫度。
16. 如權利要求1所述的光學玻璃,具有5. 50以下的比重。
17. -種光學兀件,以權利要求1?16中任一項所述的光學玻璃為基材。
18. -種光學儀器,具有權利要求17所述的光學元件。
【文檔編號】C03C3/068GK104341102SQ201410366725
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】桃野凈行 申請人:株式會社小原