專利名稱：光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種光學(xué)玻璃，更具體地，本發(fā)明涉及一種具有高色散特性并 且適于校正色差的光學(xué)玻璃，涉及由上述玻璃形成的壓制成型用玻璃材料和光學(xué)元件以及 它們的生產(chǎn)方法，并且涉及用于制造光學(xué)元件坯體的方法。
背景技術(shù)：
為了校正色差，需要高色散玻璃形成的透鏡和低色散玻璃形成的透鏡。當(dāng)非球面 透鏡被用作上述透鏡時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)性能更高、緊湊的光學(xué)系統(tǒng)。量產(chǎn)上述透鏡需要具有低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的玻璃，其中磷酸鹽玻璃可用作其典型的 實(shí)例。此外，正如JP 2004-161598A、再次公開的W02004/110942以及JP 2002-87841A中所 公開的，已經(jīng)提出了含有少量硅石的玻璃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在攝像光學(xué)系統(tǒng)或投影光學(xué)體系中，為了高階消色差性，組合使用由低色散玻璃 形成的透鏡和由高色散玻璃形成的透鏡是有效的。然而，因?yàn)樵S多低色散側(cè)的玻璃具有很 高的部分色散比，所以為了高階色差校正，組合使用由上述玻璃形成的透鏡和由不僅具有 高色散特性還具有低部分色散比的玻璃形成的透鏡更有效。高色散磷酸鹽玻璃是用于精密 壓制成型的主流玻璃，其具有較高的部分色散比，因而磷酸鹽玻璃難以適用于上述目的。另一方面，JP 2004-161598A和再次公布的W02004/110942中公開的含硅石玻璃 具有較低的玻璃穩(wěn)定性，在進(jìn)行攪拌以獲得均勻的熔融玻璃期間晶體會(huì)沉淀出來或者在將 熔融玻璃澆鑄以成型成玻璃期間晶體也會(huì)沉淀出來，因而它們不適于量產(chǎn)。此外，JP 2002-87841A中公開的含硅石玻璃具有較大的部分色散比，其作為高階 消色差材料應(yīng)用時(shí)需要改善。本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)玻璃，其克服了上述問題，還具有高色散性，并 且該光學(xué)玻璃適于高階消色差，具有優(yōu)異的玻璃穩(wěn)定性；由上述玻璃形成的壓制成型用玻 璃材料；由上述玻璃形成的光學(xué)元件；以及用于生產(chǎn)光學(xué)元件坯體和光學(xué)元件的方法。解決問題的手段作為克服上述問題的手段，本發(fā)明提供了 (1) 一種光學(xué)玻璃，其包含，以質(zhì)量％計(jì)，12 至 40% 的 Si02，15%或更高但小于42%的Nb205，2%或更高但小于18%的Ti02 (附加條件是Nb205/Ti02大于0. 6)，0. 1 至 20% 的 Li20，0. 1 至 15% 的 Na20，和0. 1 至 25%的1(20，
所述光學(xué)玻璃具有20至30的阿貝數(shù)vd，0.016或更小的A Pg，F(xiàn)和1200°C或更 低的液相線溫度；(2)如上述(1)所述的光學(xué)玻璃，其包含如下可選組分0 至 10%的403，0 至 20% 的 &02，0 至 22% 的 W03，0 至 17% 的 CaO，0 至 13% 的 SrO，0至20%的Ba0(附加條件是CaO、SrO和BaO的總含量為0至25% )，0 至 13% 的 ZnO，0 至 3%的 La203，0 至 3%的 Gd203，0 至 3%的丫203，0 至 3%的 Yb203，0 至 10% 的 Ta205，0 至 3%的 Ge02，0 至 10% 的 Bi203，和0 至 10% 的 A1203，Nb205和Ti02的總含量為35至65%, Li20, Na20和K20的總含量為1至30%，所述光學(xué)玻璃具有1. 82或更高但小于1. 87的折射率nd ；(3)如上述(1)所述的光學(xué)玻璃，其包含如下可選組分0 至 10% 的 B203，0 至 20% 的 Zr02，0 至 20% 的 W03，0 至 13% 的 CaO，0 至 13% 的 SrO，0至20%的Ba0(附加條件是CaO、SrO和BaO的總含量為0至25% )，0 至 13% 的 ZnO，0 至 3%的 La203，0 至 3%的 Gd203，0 至 3%的丫203，0 至 3%的 Yb203，0 至 10% 的 Ta205，0 至 3%的 Ge02，0 至 10% 的 Bi203，禾口0 至 10% 的 A1203，Nb205 禾口 Ti02 的總含量為 35 至 65%,K20 的總含量為 0. 1 至 15%，Li20、Na20 禾口 K20 的總含量為1至25%，所述光學(xué)玻璃具有1. 87至1. 90的折射率；(4)如上述(1)至(3)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其包含含量為0至2%的Sb203和含量為0至2%的SnO2，這些含量基于除Sb2O3和SnO2以外的玻璃組分；(5)如上述(1)至(4)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有0. 580至0. 620的部分 色散比，Pg，F(xiàn);(6)如上述(1)至(5)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有小于600°C的玻璃轉(zhuǎn)變
溫度；(7) 一種壓制成型用玻璃材料，其由上述(1)至(6)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形 成；(8) 一種光學(xué)元件，其由上述(1)至(6)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成；(9) 一種生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法，其包括在加熱下將上述(7)所述的玻璃材料 軟化；和對(duì)所述玻璃材料進(jìn)行壓制成型；(10) 一種生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法，其包括將熔融玻璃供應(yīng)到壓制模具中，和 對(duì)所述熔融玻璃進(jìn)行壓制成型，其中，將為得到上述(1)至(6)中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃而準(zhǔn)備的玻璃原料在 加熱下熔融，并將所得熔融玻璃壓制成型；(11) 一種用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括對(duì)通過上述(9)或(10)中所 述的方法生產(chǎn)的光學(xué)元件坯體進(jìn)行研磨和拋光；(12) 一種用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括對(duì)上述(7)中所述的壓制成 型用玻璃材料進(jìn)行加熱，并且采用壓制模具對(duì)其進(jìn)行精密壓制成型；(13)如上述(12)所述的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括將所述玻璃材 料引入所述壓制模具中，然后一起加熱所述模具和所述玻璃材料；和(14)如上述(12)所述的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括加熱所述玻璃 材料，然后將所述玻璃材料引入經(jīng)預(yù)加熱的壓制模具中，以實(shí)施所述精密壓制成型。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種具有高色散特性、適于高階消色差并且具有優(yōu)異玻璃 穩(wěn)定性的光學(xué)玻璃，以及提供由上述玻璃形成的壓制成型用玻璃材料和由上述玻璃形成的 光學(xué)元件。此外，還可以提供一種用于生產(chǎn)由上述玻璃形成的光學(xué)元件坯體的方法，以及用 于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式[光學(xué)玻璃]首先，解釋本發(fā)明的光學(xué)玻璃。通常，高色散玻璃具有正反常色散(positive anomalous dispersion)。當(dāng)高色散 玻璃的部分色散特性接近部分色散比Pg，f-阿貝數(shù)Vd圖中的標(biāo)準(zhǔn)線(normal line)，同時(shí) 該高色散玻璃維持高色散特性并保持較小的部分色散比Pg，F(xiàn)的時(shí)候，這種玻璃材料當(dāng)與 由低色散玻璃形成的透鏡組合時(shí)對(duì)于高階色差的校正非常有效。為了使上述玻璃材料得以實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明人已使用有利于使部分色散特性接近標(biāo)準(zhǔn) 線的含硅石的組合物作為基料，并且為了有利于賦予高折射率、高色散特性，還已經(jīng)引入了 Nb2O5和TiO2作為必要組分?；诒景l(fā)明人得到的發(fā)現(xiàn)，Nb2O5起到比TiO2更好的抑制部分色散比的作用。因 此，決定通過調(diào)節(jié)Nb2O5和TiO2的比值來控制部分色散比。
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當(dāng)考慮玻璃的再加熱和軟化期間的成型性時(shí)，引入堿金屬組分，以賦予玻璃低溫 軟化的特性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在引入堿金屬組分時(shí)，如果Li20、Na2O和K2O中的任意一種過多的 話，玻璃的穩(wěn)定性會(huì)大幅下降。因此，本發(fā)明人根據(jù)使Li20、Na2O和K2O共同存在作為玻璃 組分而產(chǎn)生的混雜堿金屬效應(yīng)而成功地大幅改善了玻璃穩(wěn)定性。基于上述發(fā)現(xiàn)，對(duì)組分進(jìn)行了優(yōu)化，并完成了本發(fā)明。也就是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃包含，以質(zhì)量％計(jì)，12 至 40% 的 SiO2,15%或更高但小于42%的Nb2O5，2%或更高但小于18%的TiO2,(附加條件是Nb205/Ti02大于 0. 6)，0. 1 至 20% 的 Li2O,0. 1 至 15% 的 Na2O，和0.1至25%的1(20，所述光學(xué)玻璃具有20至30的阿貝數(shù)，0.580至0.620的部分色散比，0. 016或更 小的APg，F(xiàn)和1200°C或更低的液相線溫度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有例如1. 82至1. 90的高折射率，由該玻璃形成的光學(xué)元件 會(huì)有效降低光學(xué)元件的尺寸。上述部分色散比Pg，F(xiàn)被表示為(叫-1^)/(1^-此)，其中，叫、1^和11(3是8射線、 F射線和c射線的折射率。當(dāng)在作為標(biāo)準(zhǔn)部分色散玻璃的在部分色散比Pg，f-阿貝數(shù)Vd圖中的基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn) 線上的部分色散比當(dāng)被表示為Pg，F(xiàn)(°)時(shí)，該P(yáng)g，F(xiàn)(°)可以通過如下方程利用阿貝數(shù)表示Pg, F = 0. 6483- (0. 0018 X vd)APg, F是部分色散比與上述標(biāo)準(zhǔn)線的偏差，其由如下方程表示APg, F = Pg, F-Pg，F(xiàn)(0)= Pg, F+(0. 0018Xvd)-0. 6483在本說明書中，以％計(jì)的含量和以％計(jì)的總含量表示以質(zhì)量％計(jì)的含量和以質(zhì) 量％計(jì)的總含量，除非另有聲明，含量比也表示質(zhì)量比。本發(fā)明的光學(xué)玻璃在很大程度上分為如下兩個(gè)實(shí)施方式
第一個(gè)實(shí)施方式是含有如下可選組分的光學(xué)玻璃
0 至 10 %的 B2O3,
0 至 20% 的 &02，
0 至 22% 的 WO3,
0 至 17% 的 CaO，
0 至 13% 的 SrO,
0 至 20% 的 BaO，
(附加條件是:CaO、SrO和BaO的總含量為0至25% )，
0 至 13% 的 ZnO,
0 至 3%的 La2O3,
0 至 3%的 Gd2O3，
0 至 3%的 Y2O3，0 至 3%的 Yb2O3，0 至 10% 的 Ta2O5，0 至 3%的 GeO2,0 至 10% 的 Bi2O3，和0 至 10% 的 Al2O3,Nb2O5和TiO2的總含量為35至65%，Li20、Na2O和K2O的總含量為1至30%，所述光學(xué)玻璃具有1. 82或更高但小于1. 87的折射率nd。第二個(gè)實(shí)施方式是折射率高于第一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其包含如下可選組 分0 至 10% 的 B2O3,0 至 20% 的 ZrO2,0 至 20% 的 WO3,0 至 13% 的 CaO,0 至 13% 的 SrO，0 至 20% 的 BaO,(附加條件是:CaO、SrO和BaO的總含量為0至25%)，0 至 13% 的 ZnO,0 至 3%的 La2O3,0 至 3%的 Gd2O3，0 至 3%的 Y2O3,0 至 3%的 Yb2O3，0 至 10% 的 Ta2O5，0 至 3%的 GeO2,0 至 10% 的 Bi2O3，和0 至 10% 的 Al2O3,Nb2O5 和 TiO2 的總含量為 35 至 65%,K2O 的總含量為 0. 1 至 15%，Li20、Na20 禾口 K2O 的總含量為1至25%，所述光學(xué)玻璃具有1. 87至1. 90的折射率。在根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Sb2O3和SnO2的添加量可以 為0至2% (分別都是基于除Sb2O3和SnO2以外的玻璃組分)。如下將解釋上述組分的功能以及對(duì)其組成范圍進(jìn)行限制的原因。SiO2是玻璃網(wǎng)絡(luò)形成氧化物，其是維持玻璃穩(wěn)定性以及熔融玻璃成型性的必要組 分。當(dāng)其含量小于12%時(shí)，玻璃穩(wěn)定性下降，并且化學(xué)耐受性下降。此外，玻璃在形成熔融 玻璃期間的粘度過低，成型性下降。當(dāng)上述含量超過40%時(shí)，液相線溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度升 高，并且耐析晶性和熔融能力也下降。此外，難以實(shí)現(xiàn)所需阿貝數(shù)vd。因此，將SiO2的含 量調(diào)節(jié)至12至40%。SiO2的含量優(yōu)選在15至35%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在18至33%的范圍 內(nèi)，還要更優(yōu)選在20至30 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在22至28 %的范圍內(nèi)。Nb2O5是必要組分，其起到使折射率升高的作用，還起到通過降低液相線溫度來改 善耐析晶性的作用。在賦予高折射率的組分中，其還是使部分色散特性接近標(biāo)準(zhǔn)線的組分，即使APg，F(xiàn)接近零的組分。當(dāng)其含量小于15%時(shí)，導(dǎo)致如下問題難以維持所需折射率等； 以及難以使部分色散特性接近標(biāo)準(zhǔn)線。當(dāng)其含量為42%或更高使，液相線溫度升高，并且耐 析晶性下降。因此，將Nb2O5的含量調(diào)節(jié)至15%或更高但小于42%。Nb2O5含量的下限優(yōu)選 為18%，更優(yōu)選為20%，還要更優(yōu)選為22%，甚至更優(yōu)選為25% ；其上限有限為41. 5%，更 優(yōu)選為41%。TiO2是必要組分，其起到提高折射率和改善耐析晶性和化學(xué)耐受性的作用。當(dāng)其 含量小于2%時(shí)，不再產(chǎn)生上述效果。當(dāng)其含量為18%或更高時(shí)，難以獲得所需的阿貝數(shù) ν d。因此，將TiO2的含量調(diào)節(jié)至2 %或更高但小于18 %。優(yōu)選地，對(duì)于第一實(shí)施方式的光學(xué) 玻璃，TiO2的含量在3%或更高但小于16%的范圍內(nèi)；對(duì)于第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，TiO2 的含量在2%或更高但小于12%的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，對(duì)于第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含 量在4%或更高但小于14%的范圍內(nèi)；對(duì)于第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含量在3%或更高 但小于12%的范圍內(nèi)。還要更優(yōu)選地，對(duì)于第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含量在5%或更高 但小于12%的范圍內(nèi)；對(duì)于第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含量在4%或更高但小于12%的 范圍內(nèi)。甚至更優(yōu)選地，對(duì)于第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含量在6%或更高但小于12%的 范圍內(nèi)；對(duì)于第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其含量在5%或更高但小于12%的范圍內(nèi)。在第二 實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，進(jìn)一步更優(yōu)選的是其含量在6%或更高但小于12%的范圍內(nèi)。對(duì)于控制Δ Pg，F(xiàn)，Nb2O5的含量與TiO2的含量的比值，Nb205/Ti02，起重要作用。當(dāng) 上述比值為0.6或更小時(shí)，部分色散比和APg，F(xiàn)增加，并且高階色差校正效應(yīng)降低。因此， 將Nb2O5的含量與TiO2的含量的比值，Nb205/Ti02，調(diào)節(jié)至大于0. 6。上述比值Nb205/Ti02優(yōu) 選在0. 70或更高的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 80或更高的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0. 90或更高的 范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在1. 0或更高的范圍內(nèi)。Li2O起到改善熔融能力以及降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的作用。在堿金屬組分中，Li2O具 體起到更好地降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的作用，其還是可以相對(duì)維持高折射率的組分。此外，由于 其與Na2O和K2O同時(shí)存在而產(chǎn)生的混雜堿金屬效應(yīng)，所以玻璃穩(wěn)定性被改善了。當(dāng)Li2O的 含量低于0. 時(shí)，不能獲得上述效果。當(dāng)其含量超過20%時(shí)，液相線溫度升高，并且耐析 晶性下降。因此，將Li2O的含量調(diào)節(jié)至0. 1至20%。Li2O的含量優(yōu)選在0. 1至17%的范 圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 1至15%的范圍內(nèi)。在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Li2O的含量還要更 優(yōu)選在1至10%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在1至5%的范圍內(nèi)。在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃 中，Li2O的含量還要更優(yōu)選在1至12%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在1至10%的范圍內(nèi)。Na2O起到改善熔融能力和降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的作用。此外，該Na2O當(dāng)與Li2O — 起混合時(shí)由于混雜的堿金屬效應(yīng)而起到大幅改善玻璃穩(wěn)定性的作用。當(dāng)Na2O的含量小于 0. 時(shí)，不能產(chǎn)生上述效果。當(dāng)其含量超過15%時(shí)，液相線溫度升高了，并且耐析晶性下降 了。因此，將Na2O的含量調(diào)節(jié)至0. 1至15%。Na2O的含量優(yōu)選在0.1至12%的范圍內(nèi)，更 優(yōu)選在0.5至10%的范圍內(nèi)。在根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Na2O的含量還要更優(yōu)選在0. 5至9%的范圍 內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0. 5至8%的范圍內(nèi)。在根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Na2O的含量還 要更優(yōu)選在0. 5至7 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0. 5至5 %的范圍內(nèi)。K2O也起到改善熔融能力和降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度的作用。此外，該K2O當(dāng)與Li2O和 Na2O 一起混合時(shí)由于混雜的堿金屬效應(yīng)而起到大幅改善玻璃穩(wěn)定性的作用。當(dāng)K2O的含量
9小于0. 時(shí)，不能產(chǎn)生上述效果。當(dāng)其含量超過25%時(shí)，液相線溫度升高了，并且耐析晶 性下降了。因此，將Na2O的含量調(diào)節(jié)至0. 1至25%。在根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，K20的含量優(yōu)選在0. 1至22%的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在0. 5至20 %的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0. 5至17 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0. 5至15 % 的范圍內(nèi)。在根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，K2O的含量優(yōu)選在0. 1至15%的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在0. 1至12 %的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0. 5至10 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0. 5至7 %的 范圍內(nèi)，進(jìn)一步更優(yōu)選在0. 5至5%的范圍內(nèi)。本發(fā)明光學(xué)玻璃(包括根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃)的阿貝數(shù) vd為20至30。對(duì)了進(jìn)一步改善耐析晶性和實(shí)現(xiàn)所需部分色散特性，阿貝數(shù)vd優(yōu)選在21 至29的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在22至29的范圍內(nèi)。本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有0. 016或更小的APg，F(xiàn)。為了更容易地改善上述各種性 質(zhì)，APg，F(xiàn)優(yōu)選為0. 015或更小，更優(yōu)選為0. 014或更小，還要更優(yōu)選為0. 013或更小，甚 至更優(yōu)選為0. 012或更小。對(duì)APg，F(xiàn)的下限沒有特別限定，但其通常為0或更高，并且為 了更容易地改善上述各種性質(zhì)，APg，F(xiàn)優(yōu)選為0. 001或更大，更優(yōu)選為0. 002或更大，還要 更優(yōu)選為0. 005或更大，甚至更優(yōu)選為0. 007或更大。為了更容易地改善上述各種性質(zhì)，優(yōu)選地，將部分色散比Pg，F(xiàn)調(diào)節(jié)至0. 580至 0.620。Pg，F(xiàn)更優(yōu)選在0.585至0.620的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0. 590至0. 619的范圍內(nèi)， 甚至更優(yōu)選在0. 595至0. 618的范圍內(nèi)，進(jìn)一步更優(yōu)選在0. 600至0. 618的范圍內(nèi)。本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有1200°C或更低的液相線溫度，并具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。液相 線溫度優(yōu)選在1180°C或更低的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1160°C或更低的范圍內(nèi)。下面將解釋可選組分。B2O3是用于形成玻璃網(wǎng)絡(luò)的氧化物，其起到改善熔融能力以及降低液相線溫度的 作用，此外，其還是有效實(shí)現(xiàn)低色散性的組分。然而，當(dāng)其引入量超過10%時(shí)，折射率下降， 并且化學(xué)耐受性下降。因此，將B2O3的含量調(diào)節(jié)至0至10%。B2O3的含量優(yōu)選在0至8% 的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至7 %的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至6 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0至 5%的范圍內(nèi)。ZrO2起到提高折射率和改善化學(xué)耐受性的作用。然而，當(dāng)其含量超過20%時(shí)，耐 析晶性下降，并且玻璃轉(zhuǎn)變溫度升高。因此，將&02的含量調(diào)節(jié)至0至20%。&02的含量 優(yōu)選在0至16%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至14%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至12%的范圍內(nèi)， 甚至更優(yōu)選在0至10%的范圍內(nèi)。WO3起到升高折射率nd、降低液相線溫度和改善耐析晶性的作用。然而，當(dāng)其在第 一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量超過22%時(shí)，或者當(dāng)其在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含 量超過20%時(shí)，液相線溫度升高，并且耐析晶性下降。此外，玻璃的著色被強(qiáng)化。因此，將 WO3在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量調(diào)節(jié)至0至22%，將WO3在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻 璃中的含量調(diào)節(jié)至0至20%。WO3在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量優(yōu)選在0至20%的 范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至17%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在1至15%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在1至 12%的范圍內(nèi)。WO3在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量優(yōu)選在0至17%的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在0至15%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在1至12%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在1至10%的范圍內(nèi)。CaO起到改善熔融能力和提高透光率的作用。此外，當(dāng)其以碳酸鹽材料或硝酸鹽 材料形式引入玻璃時(shí)，還可以產(chǎn)生消泡作用。然而，當(dāng)其在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含 量超過17%時(shí)，或者當(dāng)其在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量超過13%時(shí)，液相線溫度升 高，并且耐析晶性降低。此外，折射率也降低。因此，將CaO在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的 含量調(diào)節(jié)至0至17%，將CaO在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量調(diào)節(jié)至0至13%。CaO 在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量優(yōu)選在0至15%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至12%的范圍 內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至10%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0至8%的范圍內(nèi)。CaO在第二實(shí)施方 式的光學(xué)玻璃中的含量優(yōu)選在0至12 %的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至10%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu) 選在0至7%的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0至5%的范圍內(nèi)。SrO也起到改善熔融能力和提高透光率的作用。當(dāng)其以碳酸鹽材料或硝酸鹽材料 形式引入玻璃時(shí)，還可以產(chǎn)生消泡作用。然而，當(dāng)其含量超過13%時(shí)，液相線溫度升高，并且 耐析晶性下降。此外，折射率也降低。因此，將SrO的含量調(diào)節(jié)至0至13%。SrO的含量優(yōu) 選在0至12%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至10%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至7%的范圍內(nèi)，甚 至更優(yōu)選在0至5%的范圍內(nèi)。BaO也起到改善熔融能力和提高透光率的作用。此外，當(dāng)其以碳酸鹽材料或硝酸鹽 材料形式引入玻璃時(shí)，還可以產(chǎn)生消泡作用。然而，當(dāng)其含量超過20%時(shí)，液相線溫度升高， 并且耐析晶性下降。此外，折射率也降低。因此，將BaO的含量調(diào)節(jié)至0至20%。BaO的含 量優(yōu)選在0至17%的范圍內(nèi)，其含量在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中更優(yōu)選在0至15%的范 圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至12 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0至10 %的范圍內(nèi)。在根據(jù)第二實(shí) 施方式的光學(xué)玻璃中，BaO的含量更優(yōu)選在1至15%的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在2至12%的 范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在3至10%的范圍內(nèi)。為了防止液相線溫度升高，并且為了改善耐析晶性，理想的是，將CaO、SrO和BaO 的總含量調(diào)節(jié)至0至25%。Ca0、Sr0和BaO的總含量更優(yōu)選在1至22%的范圍內(nèi)，還要更 優(yōu)選在2至20 %的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在3至17 %的范圍內(nèi)，進(jìn)一步更優(yōu)選在5至15 %的 范圍內(nèi)。ZnO也其起到改善熔融能力和提高透光率的作用。此外，當(dāng)其以碳酸鹽材料或硝酸 鹽材料形式引入玻璃時(shí)，還可以產(chǎn)生消泡作用。然而，當(dāng)其含量超過13%時(shí)，液相線溫度升 高，并且耐析晶性下降。此外，折射率也降低。因此，將ZnO的含量調(diào)節(jié)至0至13%。ZnO 的含量優(yōu)選在0至12 %的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至10 %的范圍內(nèi)，還要更優(yōu)選在0至7 %的范 圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0至5%的范圍內(nèi)。La203、Gd203、Y2(^n Yb2O3起到升高折射率和化學(xué)耐受性的作用。然而，當(dāng)其中任意 一種的引入量超過3%時(shí)，液相線溫度升高，而且耐析晶性下降。因此，將La203、Gd203、Y2O3 和Yb2O3中各自的含量調(diào)節(jié)至0至3%。La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中各自的含量優(yōu)選在0至 2 %的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至1 %的范圍內(nèi)。還要更優(yōu)選地，未引入La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3。Ta2O5也起到升高折射率和改善化學(xué)耐受性的作用。然而，當(dāng)其引入量超過10% 時(shí)，液相線溫度升高，而且耐析晶性下降。因此，將Ta2O5的含量調(diào)節(jié)至0至10%。Ta2O5的 含量優(yōu)選在0至7 %的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0至5 %的范圍內(nèi)。GeO2是網(wǎng)絡(luò)形成氧化物，其也起到升高折射率的作用。然而，因?yàn)樗前嘿F的組分，所以將GeO2的含量調(diào)節(jié)至0至3 %，更優(yōu)選調(diào)節(jié)至0至2 %。還要更優(yōu)選地，不引入GeO2。Bi2O3不僅起到升高折射率的作用，還起到改善玻璃穩(wěn)定性的作用。然而，當(dāng)其含 量超過10%時(shí)，玻璃的著色被強(qiáng)化。因此，將Bi2O3的含量調(diào)節(jié)至0至10%，更優(yōu)選調(diào)節(jié)至 0至5%。Bi2O3在第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量還要更優(yōu)選在0至4%的范圍內(nèi)，Bi2O3 在第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中的含量還要更優(yōu)選在0至3%的范圍內(nèi)。Al2O3當(dāng)被少量引入時(shí)起到改善玻璃穩(wěn)定性和化學(xué)耐受性的作用。然而，當(dāng)其含量 超過10%時(shí)，液相線溫度升高，耐析晶性下降。因此，將Al2O3的含量調(diào)節(jié)至0至10%，更優(yōu) 選調(diào)節(jié)至0至5 %，還要更優(yōu)選調(diào)節(jié)至0至3 %。 在根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Nb2O5和TiO2的總含量被調(diào)節(jié)至35 %至65 %， 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至38 %至62 %，更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至40至62 %，還要更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至43 %至60 %， 甚至更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至45至58 %。在根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Nb2O5和TiO2的總含量被調(diào)節(jié)至30 %至60 %， 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至33 %至59 %，更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至35至58 %，還要更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至38 %至57 %， 甚至更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至40至55 %。在根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的任意一種光學(xué)玻璃中，當(dāng)Nb2O5和TiO2的 總含量過小時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的光學(xué)性質(zhì)。當(dāng)上述總含量過高時(shí)，液相線溫度升高，并且耐 析晶性下降。在根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Li2CKNa2O和K2O的總含量被調(diào)節(jié)至1至30%， 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至2至27 %，更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至3至25 %，還要更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至4至22 %，甚至更 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至5至20%。在根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，Li2CKNa2O和K2O的總含量被調(diào)節(jié)至1至25%， 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至2至22 %，更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至3至20 %，還要更優(yōu)選被調(diào)節(jié)至4至18 %，甚至更 優(yōu)選被調(diào)節(jié)至5至15%。在根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式的任意一種光學(xué)玻璃中，當(dāng)Li2CKNa2O和K2O 的總含量過小時(shí)，玻璃轉(zhuǎn)變溫度升高，并且熔融能力下降。當(dāng)上述總含量過高時(shí)，液相線溫 度升高，并且耐析晶性下降。根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有1. 82或更高但小于1. 87的高折射率nd，優(yōu)選 具有1. 82至1. 865的高折射率，更優(yōu)選具有1. 82至1. 860的高折射率，而該折射率對(duì)于本 發(fā)明的光學(xué)玻璃來說相對(duì)較低。另一方面，根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有1.87至1.90的折射率，優(yōu)選具有 1. 87至1. 895的折射率，更優(yōu)選具有1. 87至1. 89的折射率，或者該光學(xué)玻璃對(duì)應(yīng)于本發(fā)明 光學(xué)玻璃中具有相對(duì)較高折射率的玻璃。本發(fā)明的玻璃不需包含諸如Lu和Hf的組分。因?yàn)長u和Hf也都是昂貴的組分，因 此優(yōu)選將Lu2O3和HfO2各自的含量限定為0至1 %，更優(yōu)選將各自的含量限定為0至0. 5 %。 特別優(yōu)選地是，Lu2O3和HfO2都不引入。考慮到對(duì)環(huán)境的不利影響，還優(yōu)選的是As、Pb、U、Th、Te和Cd都不引入。此外，為了利用玻璃的優(yōu)異透光性，優(yōu)選不引入會(huì)使玻璃著色的物質(zhì)，諸如Cu、Cr、 V、Fe、Ni、Co 等。在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，Sb2O3和SnO2的添加量基于除Sb2O3和SnO2以外的玻璃組成分別為0至2質(zhì)量％。這些添加劑起到澄清劑的作用，除此以外，Sb2O3可以抑制玻璃著 色，上述玻璃著色是由包含諸如Fe的雜質(zhì)引起的。Sb2O3和SnO2各自的添加量基于除這些 組分以外的玻璃組成優(yōu)選為0至1質(zhì)量％，更優(yōu)選為0至0. 5質(zhì)量％。本發(fā)明的玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選小于600°C，更優(yōu)選為590°C或更低，還要更優(yōu) 選為580°C或更低。具有上述低玻璃轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃不僅適于精密壓制成 型，而且在再加熱玻璃使其軟化以進(jìn)行成型期間具有優(yōu)異的成型能力。因?yàn)槿缟纤霾Ａ?轉(zhuǎn)變溫度較低，所以在成型期間的加熱溫度也可以保持相對(duì)較低。因此，玻璃和諸如壓制模 具之間的模具等之間不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果可以形成具有清澄、平滑表面的玻璃成型 材料。此外，可以抑制模具的劣化。上述光學(xué)玻璃可以通過如下得到將氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等 作為原料稱重并配制，以獲得預(yù)期的玻璃組成；將配制后的原料充分混合以制備批料混合 物；將批料混合物在熔融容器中通過加熱熔融；實(shí)施消泡和攪拌以制成均勻的、無泡的熔 融玻璃；以及使熔融玻璃成型。具體地，其可以通過實(shí)施已知熔融方法制成。[壓制成型用玻璃材料]如下將解釋本發(fā)明的壓制成型用玻璃材料本發(fā)明的壓制成型用玻璃材料以由上述本發(fā)明的光學(xué)玻璃形成為特征。上述玻璃材料指，將被壓制成型的玻璃塊。玻璃材料的實(shí)例包括質(zhì)量相當(dāng)于壓制 成型產(chǎn)品的質(zhì)量的玻璃塊，諸如精密壓制成型用預(yù)制件、光學(xué)元件坯體的壓制成型用玻璃 坯。以下將解釋上述玻璃材料的實(shí)例。精密壓制成型用預(yù)制件(此后有時(shí)簡稱為“預(yù)制件”)指預(yù)先成型的玻璃材料，其 將通過加熱進(jìn)行精密壓制成型。眾所周知的，上述精密壓制成型也被稱為光學(xué)成型，其是一 種通過轉(zhuǎn)移壓制模具的成型表面的形式來形成光學(xué)元件的光學(xué)表面的方法。光學(xué)功能表 面指這樣的表面，其會(huì)折射、反射或衍射受控的光線，或者允許受控光線進(jìn)入或離開光學(xué)元 件，其中透鏡的透鏡表面相當(dāng)于光學(xué)功能表面。為了防止玻璃和壓制模具的成型表面之間發(fā)生反應(yīng)和熔合，同時(shí)為了確保玻璃沿 著成型表面很好地延伸，優(yōu)選地，預(yù)制件的表面用脫模膜(release film)涂布。脫模膜的 類型包括 貴金屬(鉬、鉬合金)， 氧化物(Si、Al、Zr、La、Y 的氧化物)，·氮化物(B、Si、Al的氧化物)， 含碳膜含碳膜優(yōu)選為包含碳作為主要組分的膜(碳含量高于任意其它元素含量的膜，其 中膜中元素含量用原子％表示)。具體地，碳膜、烴膜等可以作為實(shí)例。用于形成含碳膜地 方法可以選自利用碳材料的已知方法，諸如真空氣相沉積方法、濺射方法、離子電鍍方法等 等；利用諸如烴的材料氣的諸如熱分解等的已知方法。其它膜可以通過使用氣相沉積方法、 濺射方法、離子電鍍方法、溶膠_凝膠方法等形成。如下制造預(yù)制件。第一個(gè)制造實(shí)例指如下方法，其中，從熔融玻璃中分出具有預(yù)定重量的玻璃塊，然后將其冷卻，以成型成質(zhì)量相當(dāng)于熔融玻璃塊質(zhì)量的預(yù)制件。例如，將玻璃原料熔融、精練 和勻化，從而制成均勻的熔融玻璃，使熔融玻璃流出溫度可調(diào)的由鉬或鉬合金制成的流出 嘴或流出管。當(dāng)小尺寸的預(yù)制件或球形預(yù)制件被成型時(shí)，熔融玻璃以具有所需質(zhì)量的熔融 玻璃液滴形式從流出嘴滴下，被預(yù)制件成型模具接收，并成型成預(yù)制件。或者，使具有所需 質(zhì)量的熔融玻璃液滴從流出嘴滴入液氮等中，以成型成預(yù)制件。當(dāng)生產(chǎn)具有中等尺寸或大 型尺寸的預(yù)制件時(shí)，使熔融玻璃流從流出管向下流出，用預(yù)制件成型模具接收熔融玻璃流 的前端，在噴嘴和預(yù)制件成型模具之間的熔融玻璃流中形成窄部，然后預(yù)制件成型模具快 速垂直向下移動(dòng)，使得熔融玻璃流在窄部中分?jǐn)?，然后采用接收?gòu)件接收具有所需質(zhì)量的 分出的熔融玻璃塊并成型成預(yù)制件。為了生產(chǎn)不具有劃痕、污垢、褶皺、變化表面等的光滑表面的預(yù)制件(例如具有自 由表面的預(yù)制件)，采用如下幾種方法，在一種方法中，在對(duì)熔融玻璃塊施加氣壓使其漂浮 在預(yù)制件成型模具上的同時(shí)，使熔融玻璃塊成型成預(yù)制件；或者在一種方法中，將熔融玻璃 液滴引入諸如液氮的介質(zhì)中，該介質(zhì)是通過將在大氣壓下、在室溫下為氣體的物質(zhì)進(jìn)行冷 卻而制成的液體。在熔融玻璃塊在漂浮的同時(shí)被成型成預(yù)制件的情況下，向熔融玻璃塊吹氣(也被 稱為“漂浮氣體”)以對(duì)該熔融玻璃塊施加向上的氣壓。在這種情況下，當(dāng)熔融玻璃塊的粘 度過小時(shí)，漂浮氣體進(jìn)入該玻璃并以氣泡形式保留在該玻璃中。然而，當(dāng)熔融玻璃塊的粘度 被調(diào)節(jié)至3至60dPa · s時(shí)，可以使玻璃塊漂浮，而沒有任何漂浮氣體進(jìn)入該玻璃?？捎糜谙蝾A(yù)制件施加的漂浮氣體的氣體包括空氣、N2氣、O2氣、Ar氣、He氣、水蒸 氣等等。氣壓并未特別限定，只要可以使預(yù)制件漂浮而不與成型模具表面等接觸即可。因?yàn)橛深A(yù)制件制造的許多精密壓制成型制品(例如光學(xué)元件)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸， 所以預(yù)制件優(yōu)選具有包含旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的形狀。其形狀的具體實(shí)例包括球形和具有一個(gè)旋轉(zhuǎn) 對(duì)稱軸的形狀。具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的形狀包括，具有平滑輪廓線并且在包含上述旋轉(zhuǎn)對(duì) 稱軸的橫截面中無凸角或凹陷的形狀，諸如輪廓線為橢圓形的形狀(其短軸相當(dāng)于上述橫 截面中的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸)，或者通過壓扁球體而得到的形狀(即通過如下成型的形狀確定一 個(gè)通過球體中心的軸，沿著該軸的方向壓縮該球體)。預(yù)制件的第二個(gè)制造實(shí)例指這樣的方法，其中，將均勻的熔融玻璃澆鑄在模具上， 然后對(duì)成型材料進(jìn)行退火以去除應(yīng)力，然后將其切割或分割成預(yù)定尺寸或形狀，由此制造 出多塊玻璃片，然后對(duì)玻璃片進(jìn)行拋光以平滑其表面并形成各自具有預(yù)定質(zhì)量的預(yù)制件。 由此生產(chǎn)的預(yù)制件優(yōu)選在其表面上涂布了含碳膜之后使用。作為玻璃材料的光學(xué)元件坯體的壓制成型用玻璃坯指，在對(duì)通過研磨和拋光形成 光學(xué)元件的光學(xué)元件坯體進(jìn)行壓制成型時(shí)，使用的玻璃塊。光學(xué)元件坯體具有通過將加工 裕量添加到光學(xué)元件的形狀而獲得的形狀，所述加工裕量通過研磨和拋光除去。上述玻璃坯的生產(chǎn)實(shí)例指這樣的方法，在該方法中，將均勻的熔融玻璃澆鑄到模 具中，然后對(duì)成型材料進(jìn)行退火以去除應(yīng)力，然后將其切割或分割成預(yù)定尺寸或形狀以制 造多塊玻璃片，然后對(duì)玻璃片進(jìn)行滾筒拋光以使各玻璃片的邊緣圓滑，結(jié)果玻璃坯的質(zhì)量 被調(diào)節(jié)，以與光學(xué)元件坯體的質(zhì)量相等。滾筒拋光后的玻璃坯具有粗糙的表面，這個(gè)表面上 容易施加粉末形式的壓制成型用脫模試劑。在第二個(gè)玻璃坯生產(chǎn)實(shí)例中，采用玻璃坯成型模具接收流出的熔融玻璃前端，在熔融玻璃流的中間形成窄部，玻璃坯成型模具快速垂直向下移動(dòng)，從而通過表面張力使熔 融玻璃在窄部處分?jǐn)?。以這種方式，得到具有所需質(zhì)量的熔融玻璃塊，在通過對(duì)玻璃塊噴射 氣體而對(duì)其施加向上氣壓的同時(shí)，使該玻璃塊成型。將由此得到的玻璃塊退火，然后滾筒拋 光，從而得到具有所需質(zhì)量的玻璃坯。[光學(xué)元件]下面將解釋本發(fā)明的光學(xué)元件。本發(fā)明的光學(xué)元件以由上述本發(fā)明的光學(xué)玻璃形 成為特征。具體地，其實(shí)例包括非球面透鏡，球面透鏡，或諸如平凸透鏡、平凹透鏡、雙凸面 透鏡、雙凹面透鏡、凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡等等的透鏡，顯微透鏡，透鏡陣列，具有衍 射光柵的透鏡，棱鏡，具有透鏡功能的棱鏡等。在光學(xué)元件的表面上可以提供抗反射薄膜， 對(duì)波長敏感的部分反射膜等。因?yàn)楸景l(fā)明的光學(xué)元件由具有高色散特性但具有小部分色散比的玻璃形成，所以 該光學(xué)元件當(dāng)與由其它玻璃形成的光學(xué)元件組合時(shí)可以進(jìn)行高階色差校正。此外，因?yàn)楸?發(fā)明的光學(xué)元件由具有高折射率的玻璃形成，所以當(dāng)其用在圖像傳感光學(xué)系統(tǒng)和投影儀光 學(xué)系統(tǒng)中時(shí)可以降低上述光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。[用于生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法]以下將解釋本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法。用于生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的第一種方法是一種這樣的方法，在這種方法中，在加熱 下，對(duì)本發(fā)明的上述壓制成型用玻璃材料進(jìn)行軟化，然后壓制成型。如上所述，將粉末形式 的脫模劑(諸如氮化硼等)均勻地施加到玻璃材料的表面上，將玻璃材料置于耐火容器中， 引入加熱爐中并加熱，直到該玻璃被軟化，然后將其引入壓制模具中，并壓制成型。然后，使 壓制成型的產(chǎn)品脫離模具，然后退火以去除應(yīng)力并調(diào)節(jié)諸如折射率等的光學(xué)性質(zhì)，使得其 具有所需數(shù)值。用于生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的第二種方法是一種這樣的方法，在這種方法中，將熔融 玻璃供應(yīng)到壓制模具中使其成型成光學(xué)元件坯體，其中，加熱熔融為了得到本發(fā)明的上述 光學(xué)玻璃而準(zhǔn)備的玻璃原料，然后將熔融的玻璃進(jìn)行壓制成型。首先，使均勻的熔融玻璃流 到其成型表面上均勻地涂覆有粉末狀脫模劑(諸如氮化硼等)的下部模具構(gòu)件中，然而，采 用被稱為剪刀的切割刀片切斷熔融玻璃流，該熔融玻璃流的下端部被下部模具構(gòu)件支撐。 以這種方式，在下部模具構(gòu)件的成型表面上得到具有所需質(zhì)量的熔融玻璃塊。然后，將其上 帶有熔融玻璃塊的下部模具構(gòu)件移送到位于在另一位置上待用的上部模具部件垂直正下 方的位置，接著采用上部模具構(gòu)件和下部模具構(gòu)件擠壓該熔融玻璃塊，從而使其以光學(xué)元 件坯體形式成型。然后，使壓制成型的產(chǎn)品脫離模具，然后退火以去除應(yīng)力并調(diào)節(jié)諸如折射 率等的光學(xué)性質(zhì)，使其具有所需數(shù)值。上述兩種生產(chǎn)方法可以在大氣下實(shí)施。此外，對(duì)于成型條件、壓制模具的材質(zhì)、用 于加熱軟化的爐子以及其上放置用于加熱軟化的玻璃坯的容器，可以使用已知的條件和已 知的工具等。[用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法]本發(fā)明所提供的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的第一種方法包括對(duì)本發(fā)明上述方法所生產(chǎn) 的光學(xué)元件坯體進(jìn)行研磨、拋光?？梢酝ㄟ^應(yīng)用已知方法來實(shí)施研磨、拋光。本發(fā)明所提供的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的第二種方法包括對(duì)本發(fā)明上述壓制成型用玻璃材料進(jìn)行加熱，然后采用壓制模具對(duì)其進(jìn)行精密壓制成型。上述玻璃材料指預(yù)制件。加熱壓制模具和預(yù)制件以及壓制的步驟優(yōu)選在非氧化氣氛下實(shí)施，諸如在含有氮 氣的氣氛下實(shí)施，或者在氮?dú)夂蜌錃獾臍怏w混合物下實(shí)施，以防壓制模具的成型表面或者 上述成型表面上提供的脫模膜發(fā)生氧化。在非氧化氣氛下，涂布所述預(yù)制件表面的含碳膜 不會(huì)氧化，其保留在通過精密壓制成型得到的成型制品的表面上。該膜被最后除去，為了相 對(duì)容易、完全地除去含碳膜，可以在氧化氣氛下(例如在大氣中)對(duì)精密壓制成型制品進(jìn)行 加熱。通過氧化去除含碳膜的過程需要在這樣的溫度下實(shí)施，在該溫度下，精密壓制成型的 制品在加熱下不會(huì)變形。具體地，優(yōu)選在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下實(shí)施。精密壓制成型使用各個(gè)成型表面被預(yù)先高度精確地加工成具有所需形狀的壓制 模具，并且可以在成型表面上形成脫模膜，以防在加工期間玻璃熔合。這種脫模膜包括含碳 膜、氮化物膜、貴金屬膜，其中，作為含碳膜，優(yōu)選氫化碳膜、碳膜等。在精密壓制成型中，將 預(yù)制件加料至一對(duì)上部模具構(gòu)件和下部模具構(gòu)件之間，這二個(gè)模具構(gòu)件的成型表面在形狀 上被精確加工并且二者彼此面對(duì)，然后將模具和預(yù)制件二者加熱至對(duì)應(yīng)于IO5至109dpa · S 玻璃粘度的溫度以軟化預(yù)制件，接著對(duì)預(yù)制件進(jìn)行壓制成型，從而可以將模具成型表面的 形狀精確地轉(zhuǎn)移到玻璃上。或者，將預(yù)制件的溫度預(yù)先升高至對(duì)應(yīng)于IO4至108dPa · s玻璃粘度的溫度，然后 將其加料至一對(duì)上部模具構(gòu)件和下部模具構(gòu)件之間，這二個(gè)模具構(gòu)件具有在形狀上被精確 加工的成型表面并且彼此面對(duì)，接著對(duì)預(yù)制件進(jìn)行壓制成型，從而可以將模具成型表面的 形狀精確地轉(zhuǎn)移到玻璃上?？紤]到玻璃的粘度等，可以根據(jù)需要確定加工的壓力和時(shí)間段，例如壓力可以設(shè) 定為約5至15MPa，擠壓時(shí)間段可以設(shè)定為10至30秒?？梢栽诠秶鷥?nèi)根據(jù)需要確定諸 如擠壓時(shí)間段和壓力等的擠壓條件，這取決于成型制品的形狀和尺寸。此后，冷卻模具和精密壓制成型的產(chǎn)品，優(yōu)選地，當(dāng)其溫度達(dá)到應(yīng)變點(diǎn)或更低時(shí)， 將精密壓制成型的制品與模具分離，并取出。此外，為了將光學(xué)性質(zhì)精確調(diào)節(jié)至所需數(shù)值， 可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)冷卻期間成型制品的退火條件，諸如退火速度等。上述用于生產(chǎn)光學(xué)元件的第二種方法大體上可以分成如下兩種方法。第一種方法 指這樣的生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，其中將玻璃材料引入壓制模具中，并將模具和玻璃材料一 起加熱，在重點(diǎn)是改善成型精度(諸如表面精度、偏心度精度等)的情況下，推薦這種方法。 第二種方法指這樣的生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，其中將玻璃材料加熱，引入經(jīng)預(yù)加熱的壓制模 具中并壓制成型，在重點(diǎn)是改善生產(chǎn)率的情況下，推薦這種方法。此外，還可以生產(chǎn)本發(fā)明的光學(xué)元件，而不需實(shí)施壓制成型步驟。例如，光學(xué)元件 可以通過如下得到將均勻的熔融玻璃澆鑄到模具中以形成玻璃塊，對(duì)其退火以取出壓力 并通過調(diào)節(jié)退火條件來調(diào)節(jié)光學(xué)性質(zhì)，使得該玻璃的折射率具有所需數(shù)值，然后切割或分 割玻璃塊，以制備玻璃片，進(jìn)一步地對(duì)玻璃片進(jìn)行研磨和拋光，從而形成光學(xué)元件。實(shí)施例采用如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，但本發(fā)明不應(yīng)局限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1使用氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料以引入各種用于得到 表1或2所示的玻璃組合物的組分，對(duì)各原料進(jìn)行稱重，并充分混合，從而制備配制原料，接
16著，將配制原料放置在鉬坩堝中，并加熱熔融。熔融后，將熔融玻璃澆鑄到模具中，然后逐步 冷卻到接近其玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度。然后，將玻璃放置到退火爐中，在玻璃轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi) 退火大約1小時(shí)，然后在該爐中冷卻至室溫。以這種方式，得到光學(xué)玻璃No. 1至17。表1 中的玻璃No. 1至11是根據(jù)第一實(shí)施方式的玻璃，玻璃No. 12至17是根據(jù)第二實(shí)施方式的 玻璃。在由此得到的光學(xué)玻璃中，沒有可通過顯微鏡觀察到的晶體沉淀出來。表3示出了由此得到的光學(xué)玻璃的各種性質(zhì)。通過如下方法測(cè)定光學(xué)玻璃的性質(zhì)。(1)折射率nd, ng, nF和nc和阿貝數(shù)ν d根據(jù)日本光學(xué)玻璃工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(Japan Optical Glass Industrial Society Standard)中的折射率測(cè)量方法測(cè)定以-30°C /小時(shí)的降溫速率降溫而得到的玻璃的折射 率nd, ng, nF和nc和阿貝數(shù)ν d。(2)液相線溫度LT將玻璃放置到在預(yù)定溫度下加熱2小時(shí)的烘箱中，冷卻，然后采用放大倍數(shù)100倍 的光學(xué)顯微鏡觀察玻璃的內(nèi)部?；谑欠翊嬖诰w來確定液相線溫度。(3)玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg采用差示掃描量熱儀(DSC)以10°C /分鐘的升溫速率進(jìn)行測(cè)量。(4)部分色散比Pg，F(xiàn)由折射率ng、nF和nc計(jì)算。(5)部分色散比與標(biāo)準(zhǔn)線的偏差A(yù)Pg，F(xiàn)由標(biāo)準(zhǔn)線上的部分色散比Pg，F(xiàn)to)計(jì)算，該比值由部分色散比Pg，F(xiàn)和阿貝數(shù)vd計(jì)算。表 1 (注釋 1) Nb205+Ti02 表示 Nb2O5 和 TiO2 的總含量(注釋2)Nb205/Ti02表示Nb2O5的含量除以TiO2的含量得到的數(shù)值(注釋3) R2O表示Li20、Na2O和K2O的總含量(注釋4) RO表示CaO、SrO和BaO的總含量(注釋5)LT表示液相線溫度(注釋6)Tg表示玻璃轉(zhuǎn)變溫度(注釋7)玻璃1至11是根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃表2 (注釋1) Nb205+Ti02 表示 Nb2O5 和 TiO2 的總含量(注釋2)Nb205/Ti02表示Nb2O5的含量除以TiO2的含量得到的數(shù)值(注釋3) R2O表示Li20、Na2O和K2O的總含量(注釋4) RO表示CaO、SrO和BaO的總含量(注釋5)LT表示液相線溫度(注釋6)Tg表示玻璃轉(zhuǎn)變溫度(注釋7)玻璃12至17是根據(jù)第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃表3 (注釋1)LT表示液相線溫度(注釋2)Tg表示玻璃轉(zhuǎn)變溫度(注釋3)玻璃1至11是根據(jù)第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，玻璃12至17是根據(jù)第二 實(shí)施方式的光學(xué)玻璃。
對(duì)比例將為具有JP2004-161598A中的實(shí)例1至14的組成而準(zhǔn)備的玻璃原料根據(jù)該文獻(xiàn) 中所述方法熔融。在實(shí)例1和2中，熔體在攪拌時(shí)析晶，在實(shí)例4至13中，未形成玻璃。在 實(shí)例3中，玻璃通過將熔體澆鑄到模具中而形成，但是內(nèi)部可觀察到晶體沉淀。實(shí)施例2將為得到與實(shí)施例1中制成的那些相同的光學(xué)玻璃而準(zhǔn)備的原料熔融、精煉、并 勻化，以制成熔融玻璃，將熔融玻璃分別從鉬制噴嘴中滴出，滴液采用預(yù)制件成型模具接 收，然而在通過施加氣壓使上述液滴漂浮的同時(shí)使其成型成由上述各種玻璃形成的球形預(yù) 制件。此外，上述熔融玻璃分別從鉬制流出管中流出，其下端由預(yù)制件成型模具接收，熔 融玻璃流中形成窄部，預(yù)制件成型模具快速垂直向下移動(dòng)以使窄部以下的熔融玻璃分離， 采用預(yù)制件成型模具接收分離出的熔融玻璃塊，并且在通過施加氣壓使上述玻璃快漂浮的 同時(shí)使其成型成由上述各種玻璃形成的球形預(yù)制件。實(shí)施例3將實(shí)施例2中制成的熔融玻璃分別連續(xù)澆鑄到模具中，并成型成玻璃塊，然后對(duì) 每塊玻璃塊進(jìn)行退火，將其進(jìn)行切割，從而得到玻璃片。對(duì)這些玻璃片進(jìn)行研磨和拋光，從 而得到由上述各種玻璃形成的預(yù)制件。實(shí)施例4將實(shí)施例2中制成的熔融玻璃分別連續(xù)澆鑄到模具中，并成型成玻璃塊，然后對(duì) 每塊玻璃塊進(jìn)行退火，將其進(jìn)行切割，從而得到玻璃片。對(duì)這些玻璃片進(jìn)行滾筒拋光，從而 得到由上述各種玻璃形成的壓制成型玻璃坯。實(shí)施例5將含碳膜涂布到實(shí)施例2和3中制備的各預(yù)制件的表面上，然后將各預(yù)制件分別 引入具有成型表面的壓制模具中，該壓制模具包含上部模具構(gòu)件、下部模具構(gòu)件和襯套構(gòu) 件，所述成型表面上提供由含碳脫模膜。將模具和各預(yù)制件在氮?dú)夥障录訜嵋攒浕A(yù)制件， 然后對(duì)預(yù)制件進(jìn)行精密壓制成型，從而形成各種由上述各種玻璃形成的透鏡，諸如非球面 凸彎月形透鏡、非球面凹彎月形透鏡、非球面雙凸面透鏡、非球面雙凹面透鏡。實(shí)施例6將氮化硼粉末脫模劑均勻地施加到實(shí)施例4中所得到的每個(gè)玻璃坯的表面上，然 后在大氣下加熱軟化上述玻璃坯，并采用壓制模具壓制成型，從而生成各種透鏡(諸如球 面凸彎月形透鏡、球面凹彎月形透鏡、球面雙凸面透鏡、球面雙凹面透鏡等等)的坯體。以 上述方式生產(chǎn)由上述各種玻璃形成的透鏡坯體。實(shí)施例7使實(shí)施例2中制成的各種熔融玻璃流出，用剪刀切斷各個(gè)熔融玻璃流，從而分離 成熔融玻璃塊，然后用壓制模具對(duì)各個(gè)塊體進(jìn)行壓制成型，從而生成各種由各種玻璃形成 的透鏡，諸如球面凸彎月形透鏡、球面凹彎月形透鏡、球面雙凸面透鏡、球面雙凹面透鏡。以 上述方式生產(chǎn)由上述各種玻璃形成的透鏡坯體。實(shí)施例8對(duì)實(shí)施例6和7中得到的透鏡坯體進(jìn)行退火以去除應(yīng)力，并且將其折射率調(diào)節(jié)至所需數(shù)值，然后對(duì)坯體進(jìn)行研磨和拋光，從而得到各種由上述各種玻璃形成的透鏡，諸如球 面凸彎月形透鏡、球面凹彎月形透鏡、球面雙凸面透鏡、球面雙凹面透鏡。以上述方式生產(chǎn) 由上述各種玻璃形成的透鏡坯體。實(shí)施例9使實(shí)施例2中制成的熔融玻璃流出，并澆鑄到模具中，從而生成玻璃塊，切割這些 玻璃塊，然后對(duì)所得切割片進(jìn)行研磨和拋光，從而得到各種球面透鏡和棱鏡。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有高色散特性，并適于校正高階色差，并且該光學(xué)玻璃適用 于生產(chǎn)諸如精密壓制成型預(yù)制件等的壓制成型用玻璃材料、光學(xué)元件坯體和光學(xué)元件。
2權(quán)利要求
一種光學(xué)玻璃，其包含，以質(zhì)量％計(jì)，12至40％的SiO2，15％或更高但小于42％的Nb2O5，2％或更高但小于18％的TiO2，附加條件是Nb2O5/TiO2大于0.6，0.1至20％的Li2O，0.1至15％的Na2O，和0.1至25％的K2O，所述光學(xué)玻璃具有20至30的阿貝數(shù)νd，0.016或更小的ΔPg，F(xiàn)和1200℃或更低的液相線溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其包含如下可選組分 0 至 10% 的 B2O3，`0 至 20% 的 &02， 0 至 22% 的 W03， 0 至 17% 的 CaO， 0 至 13% 的 SrO,`0至20%的BaO，附加條件是CaO、SrO和BaO的總含量為0至25%， 0 至 13% 的 ZnO, 0 至 3%的 La2O3, 0 至 3%的 Gd2O3， 0 至 3%的 Y2O3, 0 至 3%的 Yb2O3, 0 至 10% 的 Ta2O5， 0 至 3%的 GeO2, 0 至 10% 的 Bi2O3，和 0 至 10% 的 Al2O3,Nb2O5和TiO2的總含量為35至65%，Li20、Na20和K2O的總含量為1至30%， 所述光學(xué)玻璃具有1. 82或更高但小于1. 87的折射率nd。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其包含如下可選組分 0 至 10% 的 B2O3'`0 至 20% 的 &02， 0 至 20% 的 WO3, 0 至 13% 的 CaO, 0 至 13% 的 SrO,`0至20%的BaO，附加條件是CaO、SrO和BaO的總含量為0至25%， 0 至 13% 的 ZnO, 0 至 3%的 La2O3, 0 至 3%的 Gd2O3， 0 至 3%的 Y2O3， 0 至 3%的 Yb2O3,0 至 10% 的 Ta2O5，0 至 3%的 GeO2,0 至 10% 的 Bi2O3，和0 至 10% 的 Al2O3,Nb2O5和TiO2的總含量為30至60%, K2O的總含量為0. 1至15%，Li2O, Na2O和K2O的 總含量為1至25%，所述光學(xué)玻璃具有1. 87至1. 90的折射率。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其包含含量為0至2%的Sb2O3和含 量為0至2%的SnO2，這些含量基于除Sb2O3和SnO2以外的玻璃組分。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有0.580至0. 620的部分色散 比，Pg, F。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有小于600°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
7.一種壓制成型用玻璃材料，其由權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成。
8.一種光學(xué)元件，其由權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成。
9.一種生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法，其包括在加熱下將權(quán)利要求7所述的玻璃材料軟 化；以及對(duì)所述玻璃材料進(jìn)行壓制成型。
10.一種生產(chǎn)光學(xué)元件坯體的方法，其包括將熔融玻璃供應(yīng)到壓制模具中；以及對(duì)所 述熔融玻璃進(jìn)行壓制成型，其中，將為得到權(quán)利要求ι至6中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃而準(zhǔn)備的玻璃原料在加熱 下熔融，并將所得熔融玻璃壓制成型。
11.一種用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括對(duì)通過權(quán)利要求9或10中所述的 方法生產(chǎn)的光學(xué)元件坯體進(jìn)行研磨和拋光。
12.一種用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括對(duì)權(quán)利要求7中所述的壓制成型用 玻璃材料進(jìn)行加熱，并且采用壓制模具對(duì)其進(jìn)行精密壓制成型。
13.如權(quán)利要求12所述的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括將所述玻璃材料 引入所述壓制模具中，然后一起加熱所述模具和所述玻璃材料。
14.如權(quán)利要求12所述的用于生產(chǎn)光學(xué)元件的方法，所述方法包括加熱所述玻璃材 料，然后將所述玻璃材料引入經(jīng)預(yù)加熱的壓制模具中，以實(shí)施所述精密壓制成型。全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)玻璃，其包含，以質(zhì)量％計(jì)，12至40％的SiO2，15％或更高但小于42％的Nb2O5，2％或更高但小于18％的TiO2，(附加條件是Nb2O5/TiO2大于0.6)，0.1至20％的Li2O，0.1至15％的Na2O，和0.1至25％的K2O，所述光學(xué)玻璃具有20至30的阿貝數(shù)νd，0.016或更小的ΔPg，F(xiàn)和1200℃或更低的液相線溫度。
文檔編號(hào)C03C3/066GK101932532SQ200980103884
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者鄒學(xué)祿, 野島由雄, 高澤洋樹 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社