本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃、預(yù)制件以及光學(xué)元件。
背景技術(shù):
數(shù)碼照相機(jī)與攝像機(jī)等光學(xué)系統(tǒng),或多或少地有被稱作像差的彩色邊紋(colorfringing)現(xiàn)象。這種像差分為單色像差和色像差,特別是色像差在很大程度上取決于光學(xué)系統(tǒng)中所使用的透鏡的材料特性。
通常色像差由組合低色散的凸透鏡和高色散的凹透鏡進(jìn)行校正,但這種組合僅可以校正紅色區(qū)域和綠色區(qū)域的像差,而殘留藍(lán)色區(qū)域的像差。這種無法去除的藍(lán)色區(qū)域的像差稱為二級光譜。校正二級光譜在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮藍(lán)色區(qū)域的g線(435.835nm)的動(dòng)向。此時(shí),作為在光學(xué)設(shè)計(jì)中備受矚目的光學(xué)特性的指標(biāo),采用部分色散比(θg,f)。在上述組合了低色散的透鏡和高色散的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中,通過在低色散一側(cè)的透鏡中使用部分色散比(θg,f)較大的光學(xué)材料,而在高色散一側(cè)的透鏡中使用部分色散比(θg,f)較小的光學(xué)材料,從而良好地校正了二級光譜。
部分色散比(θg,f)由以下公式(1)表示。
θg,f=(ng-nf)/(nf-nc)……(1)
在光學(xué)玻璃中,在表示短波長區(qū)域的部分色散性的部分色散比(θg,f)和阿貝數(shù)(νd)之間,具有大致線性關(guān)系。表示這種關(guān)系的直線在以部分色散比(θg,f)為縱軸、以阿貝數(shù)(νd)為橫軸的直角坐標(biāo)上,用連接標(biāo)繪nsl7和pbm2的部分色散比以及阿貝數(shù)的兩點(diǎn)的直線表示,稱為標(biāo)準(zhǔn)線(參照圖1)。作為標(biāo)準(zhǔn)線的基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃,雖然根據(jù)光學(xué)玻璃制造廠家的不同而不同,但是每個(gè)廠家均采用相同的傾斜度和截距來進(jìn)行定義(nsl7和pbm2是小原株式會(huì)社制造的光學(xué)玻璃,pbm2的阿貝數(shù)(νd)為36.3,部分色散比(θg,f)為0.5828,nsl7的阿貝數(shù)(νd)為60.5,部分色散比(θg,f)為0.5436。)。
在這里,作為具有30以上42以下的阿貝數(shù)(νd)的玻璃,例如專利文獻(xiàn)1、2所述的光學(xué)玻璃廣為人知。
【專利文獻(xiàn)1】日本專利文獻(xiàn)特開2002-029777號公報(bào)
【專利文獻(xiàn)2】日本專利文獻(xiàn)特開2008-239478號公報(bào)
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
然而,專利文獻(xiàn)1所公開的玻璃,部分色散并不小,不足以作為校正所述二級光譜的透鏡而使用。另外,專利文獻(xiàn)2所公開的玻璃,雖然具有相對較小的部分色散比,但是阿貝數(shù)較大,故需要一種阿貝數(shù)更小的玻璃。
本發(fā)明鑒于上述問題而完成,其目的在于獲得一種折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)均在所要求的范圍內(nèi),并且部分色散比(θg,f)較小的光學(xué)玻璃。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述問題,在反復(fù)進(jìn)行深入試驗(yàn)和研究之結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了在含有sio2成分及nb2o5成分的玻璃中,可以獲得具有所要求的范圍內(nèi)的高折射率以及低阿貝數(shù)(高色散)和低部分色散比的玻璃,從而完成了本發(fā)明。
具體而言,本發(fā)明提供如下所述的光學(xué)玻璃。
(1)一種光學(xué)玻璃,其特征在于,以質(zhì)量%計(jì)算,
含有sio2成分為10.0~70.0%,
nb2o5成分為1.0~50.0%,以及,
na2o成分為1.0~30.0%,
并且,具有1.62以上1.75以下的折射率(nd),
30以上42以下的阿貝數(shù)(νd),
0.594以下的部分色散比(θg,f)。
(2)根據(jù)上述(1)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,以質(zhì)量%計(jì)算,b2o3成分的含量在25.0%以下。
(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,質(zhì)量比(li2o+na2o)/(zro2)為0.50以上。
(4)根據(jù)上述(1)至(3)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,以質(zhì)量%計(jì)算,li2o成分的含量在20.0%以下。
(5)根據(jù)上述(1)至(4)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,質(zhì)量比(sio2)/(sio2+b2o3)為0.50以上。
(6)根據(jù)上述(1)至(5)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,質(zhì)量比(sio2)/(sio2+b2o3)為0.95以下。
(7)根據(jù)上述(1)至(6)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,以質(zhì)量%計(jì)算,zro2成分的含量在25.0%以下。
(8)根據(jù)上述(1)至(7)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,以質(zhì)量%計(jì)算,
k2o成分為0~20.0%,
tio2成分為0~20.0%,
mgo成分為0~10.0%,
cao成分為0~10.0%,
sro成分為0~10.0%,
bao成分為0~20.0%,
ta2o5成分為0~10.0%,
la2o3成分為0~10.0%,
gd2o3成分為0~10.0%,
y2o3成分為0~20.0%,
yb2o3成分為0~10.0%。
p2o5成分為0~10.0%,
geo2成分為0~10.0%,
al2o3成分為0~15.0%,
ga2o3成分為0~10.0%,
wo3成分為0~10.0%,
bi2o3成分為0~10.0%,
zno成分為0~30.0%,
teo2成分為0~15.0%,
sno2成分為0~5.0%,
sb2o3成分為0~1.0%。
(9)根據(jù)上述(1)至(8)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,rn2o成分的質(zhì)量之和為1.0%以上30.0%以下,其中,rn為從由li、na、k組成的群中選擇的1種以上。
(10)根據(jù)上述(1)至(9)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,質(zhì)量比li2o/rn2o為0.01以上。
(11)根據(jù)上述(1)至(10)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,ro成分的質(zhì)量之和為25.0%以下,其中,r為從由mg、ca、sr、ba組成的群中選擇的1種以上。
(12)根據(jù)上述(1)至(11)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其特征在于,ln2o3成分的質(zhì)量之和為20.0%以下,其中,ln為從由y、la、gd、yb組成的群中選擇的1種以上。
(13)一種拋光處理用以及/或者精密沖壓成型用的預(yù)制件,其特征在于,由上述(1)至(12)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
(14)一種光學(xué)元件,其特征在于,由上述(1)至(12)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得一種折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)均在所要求的范圍內(nèi),并且部分色散比(θg,f)較小的光學(xué)玻璃。
附圖說明
圖1是以部分色散比(θg,f)為縱軸、以阿貝數(shù)(νd)為橫軸的直角坐標(biāo)中所表示的標(biāo)準(zhǔn)線的示意圖。
圖2是關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例的部分色散比(θg,f)與阿貝數(shù)(νd)的關(guān)系示意圖。
圖3是關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例的折射率(nd)與阿貝數(shù)(νd)的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,以質(zhì)量%計(jì)算,含有sio2成分10.0~70.0%、nb2o5成分1.0~50.0%以及na2o成分1.0~30.0%,具有1.62以上1.75以下的折射率(nd)、30以上42以下的阿貝數(shù)(νd)和0.594以下的部分色散比(θg,f)。
在含有sio2成分及nb2o5成分的玻璃中,可以獲得具有所要求范圍內(nèi)的高折射率和低阿貝數(shù)(高色散)以及低部分色散比的玻璃。
其中,第一光學(xué)玻璃,以質(zhì)量%計(jì)算,含有sio2成分10.0~70.0%、nb2o5成分1.0~50.0%以及na2o成分1.0~30.0%,b2o3成分的含量為20.0%以下,具有1.62以上1.75以下的折射率(nd)、30以上42以下的阿貝數(shù)(νd)和0.594以下的部分色散比(θg,f)。
在含有sio2成分及nb2o5成分的玻璃中,即使降低b2o3成分的含量,也可以獲得具有所要求范圍內(nèi)的高折射率和低阿貝數(shù)(高色散)以及低部分色散比的玻璃。
另外,第二光學(xué)玻璃,以質(zhì)量%計(jì)算,含有sio2成分10.0~70.0%、nb2o5成分1.0~50.0%以及na2o成分1.0~25.0%,質(zhì)量比(li2o+na2o)/(zro2)為0.50以上,具有1.64以上1.70以下的折射率(nd)、31以上42以下的阿貝數(shù)(νd)和0.590以下的部分色散比(θg,f)。
在含有sio2成分及nb2o5成分的玻璃中,特別是在含有na2o成分,并且質(zhì)量比(li2o+na2o)/(zro2)較大的情況下,也可以獲得具有所要求范圍內(nèi)的高折射率和低阿貝數(shù)(高色散)以及低部分色散比的玻璃。
另外,第三光學(xué)玻璃,以質(zhì)量%計(jì)算,含有sio2成分10.0~70.0%、nb2o5成分1.0~50.0%、na2o成分1.0~25.0%以及l(fā)i2o成分0.1~20.0%,具有1.62以上1.75以下的折射率(nd)、30以上40以下的阿貝數(shù)(νd)和0.594以下的部分色散比(θg,f)。
在含有sio2成分以及nb2o5成分的玻璃中,特別是在含有na2o成分以及l(fā)i2o成分的情況下,也可以獲得具有所要求范圍內(nèi)的高折射率和低阿貝數(shù)(高色散)以及低部分色散比的玻璃。
因此,能夠獲得一種不僅具有所要求的高折射率(nd)以及低阿貝數(shù)(νd)并且部分色散比(θg,f)較小且有助于降低光學(xué)系統(tǒng)的色像差的光學(xué)玻璃。
另外,還能夠獲得一種因比重較小而有助于光學(xué)設(shè)備的輕量化,因?qū)梢姽獾耐干渎瘦^高而可以較佳地使用于使可見光透射的用途,并且還由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低而可以降低再熱壓制成型時(shí)的加熱溫度的光學(xué)玻璃。
以下,對本發(fā)明的光學(xué)玻璃的實(shí)施方式進(jìn)行具體說明,但本發(fā)明并不受以下實(shí)施方式的任何限定,在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi),可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更而實(shí)施。此外,對于說明重復(fù)的部分,有時(shí)會(huì)適當(dāng)?shù)厥÷云湔f明,但并不限定發(fā)明的宗旨。
[玻璃成分]
以下,對構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍進(jìn)行說明。在本說明書中,如果沒有特別說明,各成分的含量均以相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量%表示。在這里,“氧化物換算組成”是指,在假設(shè)作為本發(fā)明玻璃組成成分的原料而使用的氧化物、復(fù)合鹽、金屬氟化物等在熔融時(shí)全部分解并轉(zhuǎn)化成氧化物的情況下,將該生成氧化物的總質(zhì)量作為100質(zhì)量%,表示玻璃中所含有的各成分的組成。
<關(guān)于必需成分、任意成分>
sio2成分是,促進(jìn)穩(wěn)定的玻璃形成,并降低對光學(xué)玻璃不良的失透(結(jié)晶體的產(chǎn)生)的必需成分。
特別是,通過使sio2成分含量為10.0%以上,不必大幅提高部分色散比,即可以減少失透。另外,據(jù)此可以減少再加熱時(shí)的失透和著色。因此,sio2成分的含量,比較理想的是10.0%以上,更為理想的是大于20.0%,更加理想的是大于25.0%,更為理想的是大于30.0%,更加理想的是大于32.0%,更為理想的是大于34.0%,更加理想的是大于35.0%。
另一方面,通過使sio2成分的含量在70.0%以下,使折射率難以下降而可以較容易地獲得所要求的高折射率,并且,還可以抑制部分色散比的上升。另外,據(jù)此還可以抑制玻璃原料的熔融性下降。因此,sio2成分的含量,比較理想的是70.0%以下,更為理想的是小于60.0%,更加理想的是小于50.0%,更為理想的是小于45.0%,更加理想的是小于43.0%,更為理想的是小于40.0%。
sio2成分,作為原料可以使用sio2、k2sif6、na2sif6等。
nb2o5成分是,可以通過使其含量1.0%以上,提高玻璃的折射率,從而降低阿貝數(shù)以及部分色散比的必需成分。因此,nb2o5成分的含量,比較理想的是1.0%以上,更為理想的是大于4.0%,更加理想的是大于7.0%,更為理想的是大于10.0%,更加理想的是大于15.0%,更為理想的是大于20.0%,更加理想的是大于23.0%,更為理想的是大于24.0%,更加理想的是大于25.0%,更為理想的是大于26.0%。
另一方面,通過使nb2o5成分的含量在50.0%以下,可以減少玻璃的材料成本。另外,可以抑制制造玻璃時(shí)熔解溫度的上升,并且能夠減少由于nb2o5成分含量過多引起的失透。因此,nb2o5成分的含量,比較理想的是50.0%以下,更為理想的是小于40.0%,更加理想的是小于35.0%,更為理想的是小于31.0%,更加理想的是小于30.0%。
nb2o5成分,作為原料可以使用nb2o5等。
na2o成分是,通過使其含量1.0%以上,可以降低玻璃的部分色散比,提高再熱壓制成型性,降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,并且可以提高玻璃原料的熔融性的必需成分。因此,na2o成分的含量,比較理想的是1.0%以上,更為理想的是大于3.0%,更加理想的是大于5.0%,更為理想的是大于6.0%,更加理想的是大于8.5%,更為理想的是大于10.0%,更加理想的是大于11.0%,更為理想的是大于12.0%。
另一方面,通過使na2o成分的含量為30.0%以下,可以抑制玻璃折射率的降低,使化學(xué)耐久性難以下降,并且還可以減少因含量過多引起的失透。
因此,na2o成分的含量,比較理想的是30.0以下,更為理想的是25.0%以下,更加理想的是小于20.0%,更為理想的是小于18.0%,更加理想的是小于15.0%,更為理想的是小于13.0%。
na2o成分,作為原料可以使用na2co3、nano3、naf、na2sif6等。
b2o3成分是,在含量超過0%時(shí),可以促進(jìn)穩(wěn)定的玻璃形成而減少失透,并且還可以提高玻璃原料的熔融性的任意成分。因此,b2o3成分的含量,比較理想的是大于0%,更為理想的是大于1.0%,更加理想的是大于3.0%,更為理想的是大于4.0%,更加理想的是大于5.5%,更為理想的是大于7.5%,更加理想的是也可以大于10.0%。
另一方面,通過使b2o3成分的含量在25.0%以下,可以抑制折射率的降低以及阿貝數(shù)的上升,并且還可以抑制部分色散比的上升。因此,b2o3成分的含量,比較理想的是25.0%以下,更為理想的是20.0%以下,更加理想的是小于20.0%,更為理想的是小于16.0%,更加理想的是小于15.0%,更為理想的是小于12.5%。
b2o3成分,作為原料可以使用h3bo3、na2b4o7、na2b4o7·10h2o、bpo4等。
相對于zro2成分的含量,li2o成分以及na2o成分的總量比例(質(zhì)量比)在0.50以上為佳。據(jù)此,可以提高玻璃原料的熔融性,減少玻璃的失透,并且還可以提高玻璃的再熱壓制成型性。因此,該質(zhì)量比(li2o+na2o)/(zro2),比較理想的是以0.50為下限,更為理想的是以1.00為下限,更加理想的是以1.30為下限,更為理想的是以1.70為下限,更加理想的是以1.78為下限。
另一方面,該質(zhì)量比(li2o+na2o)/(zro2)的上限可以為1,但從減少玻璃的失透,提高玻璃原料的熔融性的角度考慮,比較理想的是小于15.00,更為理想的是小于12.00,更加理想的是也可以小于11.00。
zro2成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高玻璃的折射率,降低阿貝數(shù),降低部分色散比,并且還可以減少失透的任意成分。另外,據(jù)此可以減少再加熱時(shí)的失透以及著色。因此,zro2成分的含量,比較理想的是大于0%,更為理想的是大于1.0%,更加理想的是大于1.5%,更為理想的是大于3.0%,更加理想的是大于4.0%,更為理想的是大于5.0%,更加理想的是也可以大于7.0%。
另一方面,通過使zro2成分的含量在25.0%以下,可以減少失透,并且還可以很容易地獲得更加均勻的玻璃。因此,zro2成分的含量,比較理想的是25.0%以下,更為理想的是小于20.0%,更加理想的是小于18.0%,更為理想的是小于16.0%,更加理想的是小于15.0%,更為理想的是小于13.0%,更加理想的是小于10.0%,更為理想的是小于8.0%。
zro2成分,作為原料可以使用zro2、zrf4等。
li2o成分是,在其含量大于0%時(shí),可以降低玻璃的部分色散比,提高再熱壓制成型性,降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,并且還可以提高玻璃原料的熔融性的任意成分。特別是,在第三光學(xué)玻璃中,li2o成分是,通過使其含量在0.1%以上,可以降低玻璃的部分色散比,提高再熱壓制成型性,降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,并且還可以提高玻璃原料的熔融性的必需成分。本發(fā)明的光學(xué)玻璃中l(wèi)i2o成分的含量,比較理想的是0.1%以上,更為理想的是大于0.5%,更加理想的是大于1.0%,更為理想的是大于2.0%,更加理想的是也可以大于2.5%。
另一方面,通過使li2o成分的含量為20.0%以下,可以抑制折射率的降低,使化學(xué)耐久性難以下降,并且還可以減少因含量過多引起的失透。
因此,li2o成分的含量,比較理想的是20.0%以下,更為理想的是小于10.0%,更加理想的是小于8.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.4%。
li2o成分,作為原料可以使用li2co3、lino3、lif等。
k2o成分是,在含量超過0%時(shí),可以降低折射率,提高玻璃原料的熔融性,并且還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
另一方面,通過使k2o成分的含量為20.0%以下,可以抑制部分色散比的上升,減少失透,并且還可以使化學(xué)耐久性難以下降。另外,可以抑制再熱壓制成型性的降低。因此,k2o成分的含量,比較理想的是20.0%以下,更為理想的是15.0%以下,更加理想的是小于15.0%,更為理想的是小于12.0%,更加理想的是小于11.0%,更為理想的是小于10.0%,更加理想的是小于8.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%。
k2o成分,作為原料可以使用k2co3、kno3、kf、khf2、k2sif6等。
tio2成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高折射率,降低阿貝數(shù),并且還可以減少失透的任意成分。
另一方面,通過使tio2成分的含量為20.0%以下,可以減少玻璃的著色,提高內(nèi)部透射率。另外,據(jù)此可以使部分色散比難以上升,因此容易獲得所要求的低部分色散比。因此,tio2成分的含量,比較理想的是20.0%以下,更為理想的是小于15.0%,更加理想的是小于10.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.1%。
tio2成分,作為原料可以使用tio2等。
mgo成分是,在含量超過0%時(shí),可以降低玻璃的熔解溫度的任意成分。
另一方面,通過使mgo成分的含量在10.0%以下,可以抑制折射率的降低以及阿貝數(shù)的上升,并且還可以減少失透。因此,mgo成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%。
mgo成分,作為原料可以使用mgo、mgco3、mgf2等。
cao成分是,在含量超過0%時(shí),不僅可以減少玻璃的材料成本,減少失透,并且還可以提高玻璃原料的熔融性的任意成分。
另一方面,通過使cao成分的含量在10.0%以下,可以抑制折射率的降低以及阿貝數(shù)的上升、部分色散比的上升,并且還可以減少失透。因此,cao成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.9%,更加理想的是小于0.5%。
cao成分,作為原料可以使用caco3、caf2等。
sro成分是,在含量超過0%時(shí),可以減少玻璃的失透,并且還可以提高折射率的任意成分。
特別是,通過使sro成分的含量在10.0%以下,不僅可以抑制阿貝數(shù)的上升,還可以抑制化學(xué)耐久性的下降。因此,sro成分的含量,比較理想的是10.0%以下、更為理想的是小于5.0%、更加理想的是小于3.0%、更為理想的是小于1.0%。
sro成分,作為原料可以使用sr(no3)2、srf2等。
bao成分是,在含量超過0%時(shí),可以減少失透,提高折射率以及玻璃原料的熔融性,并且與其他堿土類成分相比還可以減少玻璃材料成本的任意成分。另外,還是可以抑制再熱壓制成型性下降的成分。
另一方面,通過使bao成分的含量在20.0%以下,不僅可以抑制阿貝數(shù)的上升,并且還可以抑制化學(xué)耐久性的下降以及失透。因此,bao成分的含量,比較理想的是20.0%以下、更為理想的是小于15.0%、更加理想的是小于10.0%、更為理想的是小于5.0%。
bao成分,作為原料可以使用baco3、ba(no3)2等。
ta2o5成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高玻璃的折射率,降低部分色散比,并且還可以減少玻璃的失透的任意成分。
另一方面,通過使ta2o5成分的含量在10.0%以下,減少稀有礦產(chǎn)資源ta2o5成分的使用量,并且由于玻璃更容易在較低溫度下熔融,所以可以減少玻璃的材料成本以及生產(chǎn)成本。另外,據(jù)此可以減少因ta2o5成分含量過多引起的玻璃的失透以及阿貝數(shù)的上升。因此,ta2o5成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%,更加理想的是小于0.5%。特別是,從降低玻璃的材料成本的角度考慮,ta2o5成分的含量也可以小于0.1%。
ta2o5成分,作為原料可以使用ta2o5等。
la2o3成分、gd2o3成分、y2o3成分以及yb2o3成分是,通過使至少任意一種的含量超過0%,可以提高玻璃的折射率,并且還可以減小部分色散比的任意成分。
另一方面,通過使la2o3成分的含量在10.0%以下,可以抑制阿貝數(shù)的上升,減小比重,并且還可以減少失透。因此,la2o3成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%。
另外,通過使y2o3成分的含量在20.0%以下,可以抑制阿貝數(shù)的上升,減小比重,減少失透。因此,y2o3成分的含量,比較理想的是20.0%以下,更為理想的是小于10.0%,更加理想的是小于5.0%,更為理想的是小于3.0%。
另外,通過使gd2o3成分以及yb2o3成分的含量分別在10.0%以下,可以抑制阿貝數(shù)的上升,減小比重,減少失透,并且還可以減少材料成本。因此,gd2o3成分以及yb2o3成分的含量,比較理想的是分別為10.0%以下,更為理想的是分別小于5.0%,更加理想的是分別小于3.0%,更為理想的是分別小于1.0%。
la2o3成分、gd2o3成分、y2o3成分以及yb2o3成分,作為原料可以使用la2o3、la(no3)3·xh2o(x為任意的整數(shù))、y2o3、yf3、gd2o3、gdf3、yb2o3等。
p2o5成分是,在含量超過0%時(shí),可以減少玻璃的失透的任意成分。
另一方面,通過使p2o5成分的含量在10.0%以下,可以減少由于p2o5成分含量過多引起的失透。因此,p2o5成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%。
p2o5成分,作為原料可以使用al(po3)3、ca(po3)2、ba(po3)2、bpo4、h3po4等。
geo2成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高玻璃的折射率,并且還可以減少失透的任意成分。
另一方面,通過使geo2成分的含量在10.0%以下,可以減少較昂貴的geo2成分的使用量,所以可以減少玻璃的材料成本。因此,geo2成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于1.0%。
geo2成分,作為原料可以使用geo2等。
al2o3成分以及ga2o3成分是,在至少任意一種的含量超過0%時(shí),可以提高化學(xué)耐久性,并且還可以減少玻璃的失透的任意成分。
另一方面,通過使al2o3成分的含量為15.0%以下,可以減少由于含量過多引起的失透。因此,al2o3成分的含量,比較理想的是15.0%以下,更為理想的是小于8.0%,更加理想的是小于5.0%,更為理想的是小于3.0%。
另一方面,通過使ga2o3成分的含量為10.0%以下,可以減少由于含量過多引起的失透。因此,ga2o3成分的含量,比較理想的是10.0%以下、更為理想的是小于5.0%、更加理想的是小于3.0%。
al2o3成分以及ga2o3成分,作為原料可以使用al2o3、al(oh)3、alf3、ga2o3、ga(oh)3等。
wo3成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高折射率而降低阿貝數(shù),減少玻璃的失透,并且還可以提高玻璃原料的熔融性的任意成分。
另一方面,通過使wo3成分的含量為10.0%以下,可以使部分色散比難以上升,并且,還可以通過減少玻璃的著色來提高內(nèi)部透射率。因此,wo3成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%。
wo3成分,作為原料可以使用wo3等。
bi2o3成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高折射率而降低阿貝數(shù),并且還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
另一方面,通過使bi2o3成分的含量為10.0%以下,可以使部分色散比難以上升,并且,還可以通過減少玻璃的著色來提高內(nèi)部透射率。因此,bi2o3成分的含量,比較理想的是10.0%以下,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%。
bi2o3成分,作為原料可以使用bi2o3等。
zno成分是,在含量超過0%時(shí),可以減少玻璃的失透,降低部分色散比,并且還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
另一方面,通過使zno成分的含量為30.0%以下,不僅可以減少玻璃再加熱時(shí)的失透以及著色,還可以提高化學(xué)耐久性。因此,zno成分的含量,比較理想的是30.0%以下,更為理想的是小于20.0%,更加理想的是小于10.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于2.0%,更加理想的是小于1.0%。
zno成分,作為原料可以使用zno、znf2等。
teo2成分是,在含量超過0%時(shí),可以提高折射率,降低部分色散比,并且還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
另一方面,通過使teo2成分的含量為15.0%以下,可以減少玻璃的著色并提高內(nèi)部透射率。另外,通過減少較昂貴的teo2成分的使用,可以獲得更廉價(jià)的玻璃。因此,teo2成分的含量,比較理想的是15.0%以下,更為理想的是小于10.0%,更加理想的是小于5.0%,更為理想的是小于3.0%,更加理想的是小于1.0%。
teo2成分,作為原料可以使用teo2等。
sno2成分是,在含量超過0%時(shí),可以使熔融的玻璃變得清澈(脫泡),并且還可以提高玻璃的可見光透射率的任意成分。
另一方面,通過使sno2成分的含量在5.0%以下,可以使由熔融態(tài)玻璃的還原引起的玻璃的著色以及玻璃的失透很難發(fā)生。另外,由于可以減少sno2成分與熔融設(shè)備(特別是pt等貴金屬)的合金化,因此可以實(shí)現(xiàn)熔融設(shè)備較長的使用壽命。因此,sno2成分的含量,比較理想的是5.0%以下、更為理想的是小于3.0%、更加理想的是小于1.0%。
sno2成分,作為原料可以使用sno、sno2、snf2、snf4等。
sb2o3成分是,在含量超過0%時(shí),可以使玻璃清澈的任意成分。
另一方面,通過使sb2o3成分的含量在1.0%以下,在玻璃熔融時(shí)可以使其不易產(chǎn)生過多的發(fā)泡,因此可以使sb2o3成分很難與熔融設(shè)備(特別是pt等貴金屬)合金化。因此,sb2o3成分的含量,比較理想的是以1.0%以下為上限、更為理想的是以小于0.5%為上限、更加理想的是以小于0.1%為上限。但是,在重視光學(xué)玻璃對環(huán)境的影響的情況下,可以不含有sb2o3成分。
sb2o3成分,作為原料可以使用sb2o3、sb2o5、na2h2sb2o7·5h2o等。
此外,作為使玻璃清澈的成分,并不僅限于上述的sb2o3成分,還可以使用在玻璃制造領(lǐng)域眾所周知的澄清劑、或者它們的組合物。
相對于sio2成分以及b2o3成分的總量,sio2成分含量的比例(質(zhì)量比)也可以是0.10以上。據(jù)此,能夠抑制玻璃的阿貝數(shù)的上升。因此,該質(zhì)量比(sio2)/(sio2+b2o3),比較理想的是以0.10為下限,更為理想的是以0.30為下限,更加理想的是以0.50為下限,更為理想的是以0.65為下限,更加理想的是也可以以0.75為下限。
另一方面,該質(zhì)量比(sio2)/(sio2+b2o3)的上限也可以是1,但從抑制玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的上升,減少玻璃的失透,提高玻璃原料的熔融性的角度考慮,比較理想的是小于1,更為理想的是小于0.98,更加理想的是0.95以下,更為理想的是小于0.95,更加理想的是0.93以下,更為理想的是0.90以下,更加理想的是0.88以下,更為理想的是0.83以下,更加理想的是也可以在0.80以下。
rn2o成分(式中,rn為從由li、na、k組成的群中選擇的一種以上)的含量之和(質(zhì)量之和),比較理想的是1.0%以上30.0%以下。
特別是,通過使該質(zhì)量之和在1.0以上,可以提高玻璃原料的熔融性,并且還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此,rn2o成分的總含量,比較理想的是1.0%以上、更為理想的是大于5.0%、更加理想的是大于10.0%、更為理想的是也可以大于12.0%。
另一方面,通過使該質(zhì)量之和在30.0%以下,可以使玻璃的折射率難以降低,并且還可以減少形成玻璃時(shí)的失透。因此,rn2o成分的總含量,比較理想的是30.0%以下,更為理想的是小于25.0%,更加理想的是小于23.0%,更為理想的是小于21.0%,更加理想的是小于20.0%,更為理想的是小于18.0%。
質(zhì)量比li2o/rn2o,較為理想的是0.01以上。據(jù)此,可以降低玻璃的部分色散比,提高再熱壓制成型性,還可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此,該質(zhì)量比li2o/rn2o,比較理想的是0.01以上,更為理想的是大于0.05,更加理想的是大于0.10,更為理想的是大于0.14。
另一方面,該質(zhì)量比li2o/rn2o的上限,從減少玻璃的失透的角度考慮,比較理想的是0.60,更為理想的是0.50,更加理想的是也可以為0.40。
ro成分(式中,r為從由mg、ca、sr、ba組成的群中選擇的一種以上)的含量之和(質(zhì)量之和),比較理想的是在25.0%以下。據(jù)此,可以抑制阿貝數(shù)的上升,并且還可以減少由于這些成分的含量過多引起的玻璃的失透。因此,ro成分的質(zhì)量之和,比較理想的是25.0%以下,更為理想的是小于15.0%,更加理想的是小于10.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于2.0%。
ln2o3成分(式中,ln為從由la、gd、y、yb組成的群中選擇的1種以上)的含量之和(質(zhì)量之和),比較理想的是在20.0%以下。據(jù)此,可以減少玻璃的失透,抑制阿貝數(shù)的上升,并且還可以減少材料成本。因此,ln2o3成分的質(zhì)量之和,比較理想的是20.0%以下,更為理想的是小于15.0%,更加理想的是小于10.0%,更為理想的是小于5.0%,更加理想的是小于3.0%,更為理想的是小于1.0%。
<關(guān)于不應(yīng)該含有的成分>
其次,對本發(fā)明的光學(xué)玻璃中不應(yīng)該含有的成分以及不含有為佳的成分進(jìn)行說明。
對于其他成分,可以在不破壞本申請發(fā)明的玻璃特性的范圍內(nèi),根據(jù)需要進(jìn)行添加。但是,除了ti、zr、nb、w、la、gd、y、yb、lu之外,v、cr、mn、fe、co、ni、cu、ag以及mo等各種過渡金屬成分,具有即使在單獨(dú)或者混合地含有少量各個(gè)成分的情況下玻璃也會(huì)著色,對可見區(qū)域的特定波長進(jìn)行吸收的特性,因此特別是在使用可見區(qū)域的波長的光學(xué)玻璃中,實(shí)際上不含有為佳。
另外,pbo等鉛化合物以及as2o3等砷化合物,由于是環(huán)境負(fù)擔(dān)較高的成分,因此實(shí)際上不含有為佳,即除了不可避免的混入之外一律不含有為佳。
此外,th、cd、tl、os、be以及se的各個(gè)成分,近年有作為有害化學(xué)物質(zhì)限制其使用的趨勢,不僅在玻璃的生產(chǎn)工序中,而且在加工工序以及直至產(chǎn)品化以后的處理上,都需要環(huán)境保護(hù)措施。因此,在重視對環(huán)境的影響的情況下,實(shí)際上不含有這些成分為佳。
[制造方法]
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,例如,如下進(jìn)行制造。也就是說,為使各成分在規(guī)定的含量范圍內(nèi)而均勻地混合上述原料,在將所制造的混合物放入鉑金坩堝、石英坩堝或氧化鋁坩堝中進(jìn)行預(yù)熔融之后,放入金坩堝、鉑金坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中并在1100~1400℃的溫度范圍內(nèi)熔融3~5小時(shí),均勻攪拌并進(jìn)行消泡等,然后將溫度降低至1000~1400℃之后進(jìn)行最終攪拌而去除條紋,并將其澆入模具內(nèi)使其緩慢冷卻而進(jìn)行制造。
此時(shí),作為玻璃原料,比較理想的是使用熔融性較高的材料。據(jù)此,由于能夠在更低的溫度及更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熔融,故能提高玻璃的生產(chǎn)效率,并降低生產(chǎn)成本。另外,由于能夠降低成分的揮發(fā)以及與坩堝等的反應(yīng),故能夠較容易地獲得著色較少的玻璃。
<物理性質(zhì)>
本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有高折射率以及規(guī)定范圍內(nèi)的阿貝數(shù)。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率(nd),比較理想的是以1.62為下限,更為理想的是以1.63為下限,更加理想的是以1.64為下限,更為理想的是以1.65為下限。該折射率的上限,比較理想的是1.75,更為理想的是1.74、更加理想的是1.72、更為理想的是1.70,更加理想的是也可以為1.68。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(νd),比較理想的是在42以下,更為理想的是在40以下,更加理想的是39以下,更為理想的是38以下。另一方面,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(νd),比較理想的是以30為下限,更為理想的是以32為下限,更加理想的是以33為下限,更為理想的是以34為下限。
具有這樣的折射率以及阿貝數(shù)的本發(fā)明的光學(xué)玻璃有益于光學(xué)設(shè)計(jì),特別是,不僅可以實(shí)現(xiàn)較高的成像特性等以及光學(xué)系統(tǒng)的小型化,還可以擴(kuò)展光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度
在這里,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd),比較理想的是滿足(-0.012νd+2.04)≦nd≦(-0.012νd+2.16)的關(guān)系。本發(fā)明的特定組成的玻璃,通過使折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)滿足該關(guān)系,即可以獲得更難以產(chǎn)生失透的玻璃。
因此,在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd),比較理想的是滿足nd≧(-0.012νd+2.04)的關(guān)系,更為理想的是滿足nd≧(-0.012νd+2.05)的關(guān)系,更加理想的是滿足nd≧(-0.012νd+2.06)的關(guān)系,更為理想的是滿足nd≧(-0.012νd+2.08)的關(guān)系。
另一方面,在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd),比較理想的是滿足nd≦(-0.012νd+2.16)的關(guān)系,更為理想的是滿足nd≦(-0.012νd+2.14)的關(guān)系,更加理想的是滿足nd≦(-0.012νd+2.13)的關(guān)系,更為理想的是滿足nd≦(-0.012νd+2.12)的關(guān)系。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,具有較低的部分色散比(θg,f)。
更具體地說,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的部分色散比(θg,f),比較理想的是以0.594為上限,更為理想的是以0.592為上限,更加理想的是以0.590為上限,更加理想的是以0.588為上限。該部分色散比(θg,f)的下限,比較理想的是0.570、更為理想的是0.573、更加理想的是0.575,更為理想的是0.576,更加理想的是也可以為0.577。
另外,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的部分色散比(θg,f)與阿貝數(shù)(νd)之間,比較理想的是滿足(-0.00162×νd+0.630)≦(θg,f)≦(-0.00162×νd+0.652)的關(guān)系。
據(jù)此,由于能夠獲得具有較低的部分色散比(θg,f)的光學(xué)玻璃,故由該光學(xué)玻璃形成的光學(xué)元件能夠有助于降低光學(xué)系統(tǒng)的色像差。
因此,在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中,部分色散比(θg,f)以及阿貝數(shù)(νd),比較理想的是滿足θg,f≧(-0.00162×νd+0.630)的關(guān)系,更為理想的是滿足θg,f≧(-0.00162×νd+0.632)的關(guān)系,更加理想的是滿足θg,f≧(-0.00162×νd+0.634)的關(guān)系。
另一方面,在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中,部分色散比(θg,f)以及阿貝數(shù)(νd),比較理想的是滿足θg,f≦(-0.00162×νd+0.652)的關(guān)系,更為理想的是滿足θg,f≦(-0.00162×νd+0.650)的關(guān)系,更加理想的是滿足θg,f≦(-0.00162×νd+0.648)的關(guān)系,更為理想的是滿足θg,f≦(-0.00162×νd+0.646)的關(guān)系,更加理想的是滿足θg,f≦(-0.00162×νd+0.643)的關(guān)系。
此外,在上述的部分色散比(θg,f)以及阿貝數(shù)(νd)的關(guān)系式中,通過使用傾斜度與標(biāo)準(zhǔn)線相同的直線規(guī)定這些關(guān)系,顯示出能夠獲得與普通玻璃相比部分色散比(θg,f)更小的玻璃。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,以比重較小為佳。更具體地說,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重在3.80(g/cm3)以下為佳。據(jù)此,由于可以減輕光學(xué)元件以及使用光學(xué)元件的光學(xué)儀器的質(zhì)量,因此可以幫助實(shí)現(xiàn)光學(xué)儀器的輕量化。因此,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重,比較理想的是以3.80為上限,更為理想的是以3.50為上限,更加理想的是以3.30為上限,更為理想的是以3.10為上限,更加理想的是以3.00為上限。此外,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重,大概以2.50以上,更具體的是2.70以上,更為具體的是2.80以上居多。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重,基于日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis05-1975“光學(xué)玻璃的比重的測定方法”進(jìn)行測定。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,以著色較少為佳。
特別是,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,在厚度10mm的樣本中光譜透射率顯示為5%的波長(λ5),比較理想的是在400nm以下,更為理想的是在380nm以下,更加理想的是在350nm以下。
另外,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,在厚度10mm的樣本中光譜透射率顯示為80%的波長(λ80),比較理想的是在450nm以下,更為理想的是在420nm以下,更加理想的是在400nm以下。
據(jù)此,玻璃的吸收端將會(huì)位于紫外區(qū)域附近,提高可見區(qū)域中玻璃的透明度,因此可以將這種光學(xué)玻璃較佳地作為透鏡等光學(xué)元件的材料使用。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,較為理想的是具有650℃以下的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。據(jù)此,玻璃在更低的溫度下軟化,因此可以在更低的溫度下對玻璃進(jìn)行模壓成型。另外,還可以通過降低使用模壓成型的模具的氧化來實(shí)現(xiàn)延長模具的使用壽命。因此,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,比較理想的是以650℃為上限,更為理想的是以620℃為上限,更加理想的是以600℃為上限,更為理想的是以580℃為上限,更加理想的是以550℃為上限。
此外,雖然對本發(fā)明的光學(xué)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的下限不進(jìn)行特別限定,但本發(fā)明的光學(xué)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,較為理想的是以460℃為下限,更為理想的是以480℃為下限,更加理想的是也可以500℃為下限。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,較為理想的是具有720℃以下的屈服點(diǎn)(at)。屈服點(diǎn),與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一樣,是一種表示玻璃的軟化性的指標(biāo),也是表示與沖壓成型溫度相接近的溫度的指標(biāo)。因此,通過使用屈服點(diǎn)在720℃以下の玻璃,能夠在更低的溫度下進(jìn)行模壓成型,因此可以更容易地進(jìn)行模壓成型。因此,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的屈服點(diǎn),比較理想的是以720℃為上限,更為理想的是以700℃為上限,更加理想的是以690℃為上限,更為理想的是以680℃為上限,更加理想的是以660℃為上限,更為理想的是以650℃為上限,更加理想的是以630℃為上限。
此外,雖然對本發(fā)明的光學(xué)玻璃的屈服點(diǎn)不進(jìn)行特別限定,但比較理想的是以500℃為下限,更為理想的是以530℃為下限,更加理想的是也可以以560℃為下限。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,以平均線膨脹系數(shù)(α)較小為佳。特別是,本發(fā)明的光學(xué)玻璃的平均線膨脹系數(shù),比較理想的是以150×10-7k-1為上限,更為理想的是以120×10-7k-1為上限,更加理想的是以115×10-7k-1為上限,更為理想的是以110×10-7k-1為上限,更加理想的是以100×10-7k-1為上限。據(jù)此,在使用成型模具對光學(xué)玻璃進(jìn)行沖壓成型時(shí),可以減少由于玻璃的溫度變化引起的膨脹以及收縮的總量。因此,沖壓成型時(shí)可以使光學(xué)玻璃很難碎裂,可以提高光學(xué)元件的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,以再熱壓制成型性良好為佳。更具體地說,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,即使在再加熱試驗(yàn)(落模試驗(yàn))的前后也不發(fā)生失透及乳白為較佳。據(jù)此,由于在用于模擬再熱壓制成型加工的再加熱試驗(yàn)中也難以發(fā)生失透及著色,玻璃的光線透射率難以損失,因此能夠較容易地對玻璃進(jìn)行代表再熱壓制成型加工的再熱處理。也就是說,由于能夠通過壓制成型制造形狀復(fù)雜的光學(xué)元件,故可以實(shí)現(xiàn)制造成本較低廉,并且生產(chǎn)效率較佳的光學(xué)元件的制造。
在這里,再加熱試驗(yàn)(落模試驗(yàn))可以通過以下方法實(shí)施,即,將15mm×15mm×30mm的試驗(yàn)片放在凹型耐火物上并放入電爐中進(jìn)行再加熱,從常溫經(jīng)過150分鐘加熱到高于各個(gè)試樣的轉(zhuǎn)變溫度(tg)80℃~150℃的溫度(落入耐火物的溫度),在該溫度上保溫30分鐘后,冷卻至常溫并取出到爐外,為使其能夠在內(nèi)部觀察到而對相對的兩面進(jìn)行拋光至厚度為10mm,然后對拋光后的玻璃試樣進(jìn)行肉眼觀察。
此外,對于再加熱試驗(yàn)(落模試驗(yàn))的前后有無失透及乳白,可以通過例如肉眼確認(rèn),“未發(fā)生失透及乳白”是指,將例如再加熱試驗(yàn)(落模試驗(yàn))后的試驗(yàn)片對波長為587.56nm的光線(d線)的透射率除以再加熱試驗(yàn)前的試驗(yàn)片對d線的透射率的值大致在0.80以上。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,比較理想的是具有較高的化學(xué)耐久性。更具體地說,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,比較理想的是具有較高的耐水性以及耐酸性。據(jù)此,在對光學(xué)玻璃進(jìn)行拋光處理時(shí),由于降低了清洗液及拋光液引起的玻璃的霧化,故能夠使拋光處理更容易地進(jìn)行。
此外,光學(xué)玻璃的耐水性及耐酸性是指,根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法”jogis06-2008測定的化學(xué)耐久性(耐水性、耐酸性),比較理想的是1~3級,更為理想的是1~2級,更加理想的是1級。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃,較為理想的是在制造玻璃時(shí)難以發(fā)生失透。據(jù)此,在制造玻璃時(shí)可以抑制由玻璃的結(jié)晶化等引起的透射率的降低,因此可以將該光學(xué)玻璃較佳地應(yīng)用于透鏡等使可見光透過的光學(xué)元件中。另外,作為表示制造玻璃時(shí)發(fā)生失透的難易程度的標(biāo)準(zhǔn),例如,可以列舉出液相溫度較低。
[預(yù)制件以及光學(xué)元件]
在所制造的光學(xué)玻璃的基礎(chǔ)上,通過利用例如再熱壓制成型以及精密沖壓成型等模壓成型的方法,可以制造出玻璃成型體。也就是說,可以利用光學(xué)玻璃制造模壓成型用預(yù)制件,并對該預(yù)制件進(jìn)行再熱壓制成型之后進(jìn)行拋光處理而制造玻璃成型體,或者例如對通過進(jìn)行拋光處理而制造的預(yù)制件進(jìn)行精密沖壓成型而制造玻璃成型體。此外,制造玻璃成型體的方法,并不僅限于這些方法。
如此制造的玻璃成型體,有益于各種光學(xué)元件,特別是,以用于透鏡或棱鏡等光學(xué)元件的用途為佳。據(jù)此,在設(shè)有光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)的透射光中,降低了由于色像差引起的彩色邊紋。因此,在將該光學(xué)元件用于照相機(jī)的情況下能夠更準(zhǔn)確地表現(xiàn)出被攝物,在將該光學(xué)元件用于投影儀的情況下能夠更清晰地投射出所要求的影像。
【實(shí)施例】
本發(fā)明的實(shí)施例(no.a1~no.a27、no.b1~no.b11、no.c1~no.c12)的組成、以及折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)、部分色散比(θg,f)、光譜透射率顯示為5%以及80%的波長(λ5、λ80)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)、屈服點(diǎn)(at)、平均線膨脹系數(shù)(α)以及比重的結(jié)果如表1~表8所示。在這里,實(shí)施例(no.a1~no.a27)可以作為第一光學(xué)玻璃的實(shí)施例,實(shí)施例(no.b1~no.b11)可以作為第二光學(xué)玻璃的實(shí)施例,實(shí)施例(no.c1~no.c12)也可以作為第三光學(xué)玻璃的實(shí)施例,但不以此為限。另外,以下實(shí)施例始終是以示例為目的,并不僅限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例的玻璃,均選擇在分別相當(dāng)于各成分原料的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氫氧化物、偏磷酸化合物等通常的光學(xué)玻璃中所使用的高純度原料,以表中所示的各實(shí)施例的組成比例稱量并均勻地混合后,投入鉑金坩堝中,并根據(jù)玻璃原料的熔融難易度用電爐在1100℃~1400℃的溫度范圍內(nèi)熔融3~5小時(shí),攪拌均勻并進(jìn)行消泡等,使溫度下降到1000~1400℃,攪拌均勻,然后澆入模具中使其緩慢冷卻,從而制造了玻璃。
實(shí)施例的玻璃的折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)以及部分色散比(θg,f),按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis01-2003進(jìn)行測定。
并且,根據(jù)所獲得的折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)的值,在關(guān)系式(nd=-a×νd+b)中,求得傾斜度a在0.012時(shí)的截距b。
此外,根據(jù)所獲得的阿貝數(shù)(νd)以及部分色散比(θg,f)的值,在關(guān)系式(θg,f=-a′×νd+b′)中,求得傾斜度a′在0.00162時(shí)的截距b′。
此外,在本測定中所使用的玻璃,使用了將緩慢冷卻降溫速度設(shè)為-25℃/hr并用退火爐進(jìn)行處理的玻璃。
實(shí)施例的玻璃的透射率,按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis02進(jìn)行測定。此外,在本發(fā)明中,通過測定玻璃的透射率,求得了玻璃的著色與否及其程度。具體地說,對厚度10±0.1mm的相對面平行的拋光物,按照jisz8722測定200~800nm的光譜透射率,求得λ5(透射率為5%時(shí)的波長)以及λ80(透射率為80%時(shí)的波長)。
實(shí)施例的玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)以及屈服點(diǎn)(at),按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis08-2003“光學(xué)玻璃的熱膨脹的測定方法”,并從通過測定溫度和試樣的伸展之間的關(guān)系而獲得的熱膨脹曲線求得。
實(shí)施例的玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α),按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis08-2003“光學(xué)玻璃的熱膨脹的測定方法”,求得了100~300℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)。
實(shí)施例的玻璃的比重,按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis05-1975“光學(xué)玻璃的比重的測定方法”進(jìn)行測定。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
如這些表所示,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其部分色散比(θg,f)在0.594以下,更具體而言在0.593以下,在所要求的范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其部分色散比(θg,f)在0.590以下。
在這里,本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其部分色散比(θg,f)以及阿貝數(shù)(νd)滿足(-0.00162×νd+0.630)≦(θg,f)≦(-0.00162×νd+0.652)的關(guān)系,特別是,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,滿足(θg,f)≦(-0.00162×νd+0.650)的關(guān)系。另外,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃滿足(θg,f)≦(-0.00162×νd+0.647)的關(guān)系。也就是說,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃的部分色散比(θg,f)與阿貝數(shù)(νd)的關(guān)系,如圖2所示。
因此,可以明確本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃具有較小的部分色散比(θg,f)。
本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃,折射率(nd)均在1.62以上,更具體地說是在1.64以上,即在所要求的范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,折射率(nd)均在1.66以上。
另外,本發(fā)明的光學(xué)玻璃,其折射率(nd)在1.75以下。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其折射率(nd)在1.68以下。
另外,本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃,阿貝數(shù)(νd)均在30以上,并且該阿貝數(shù)(νd)均在42以下,更具體地說是在41以下,均在所要求的范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.a1~no.a27、no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其阿貝數(shù)(νd)均在34以上。另外,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,其阿貝數(shù)(νd)均在39以下。
在這里,本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)滿足(-0.012νd+2.04)≦nd≦(-0.012νd+2.16)的關(guān)系,更具體地說滿足(-0.012νd+2.08)≦nd≦(-0.012νd+2.16)的關(guān)系。特別是,實(shí)施例(no.a1~no.a27)的光學(xué)玻璃,其折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)滿足(-0.012νd+2.08)≦nd≦(-0.012νd+2.13)的關(guān)系。另外,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)滿足(-0.012νd+2.08)≦nd≦(-0.012νd+2.11)的關(guān)系。另外,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)滿足(-0.012νd+2.09)≦nd≦(-0.012νd+2.16)的關(guān)系。此外,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃的折射率(nd)與阿貝數(shù)(νd)的關(guān)系,如圖3所示。
因此,可以明確實(shí)施例的光學(xué)玻璃是,折射率(nd)以及阿貝數(shù)(νd)在所要求的范圍內(nèi),并且部分色散比(θg,f)較小的光學(xué)玻璃。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,λ5(透射率為5%時(shí)的波長)均在400nm以下,更具體地說是在350nm以下。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,λ5(透射率為5%時(shí)的波長)均在340nm以下。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,λ80(透射率為80%時(shí)的波長)均在450nm以下,更具體地說是在440nm以下。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,λ80(透射率為80%時(shí)的波長)均在390nm以下。另外,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,λ80(透射率為80%時(shí)的波長)均在420nm以下。
因此,還可以明確實(shí)施例的光學(xué)玻璃對于可見光的透射率較高、著色少。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,比重均在3.80以下,更具體地說是在3.60以下,即在所要求的范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.a1~no.a27)的光學(xué)玻璃,其比重在3.30nm以下。另外,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其比重在3.00nm以下。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在650℃以下,更具體地說是在630℃以下。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在600℃以下。另外,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在550℃以下。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其屈服點(diǎn)均在700℃以下,即在所要求的范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11)的光學(xué)玻璃,其屈服點(diǎn)在670℃以下。另外,實(shí)施例(no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,其屈服點(diǎn)在620℃以下。
據(jù)此,可以推測出能夠在更低的溫度下對玻璃進(jìn)行模壓成型。
另外,實(shí)施例的光學(xué)玻璃,其平均線膨脹系數(shù)(α)在150×10-7k-1以下,更具體地說是在140×10-7k-1以下,即在所要求范圍內(nèi)。特別是,實(shí)施例(no.b1~no.b11,no.c1~no.c12)的光學(xué)玻璃,其平均線膨脹系數(shù)(α)在110×10-7k-1以下。
此外,在使用實(shí)施例的光學(xué)玻璃形成透鏡預(yù)制件,并對該透鏡預(yù)制件進(jìn)行模壓成型的結(jié)果,沒有發(fā)生失透及乳白,可以加工成各種各樣的透鏡形狀。
以上,對本發(fā)明以示例的目的進(jìn)行了具體說明,但是本實(shí)施例始終僅以示例為目的,應(yīng)該理解的是,在不脫離本發(fā)明的思想以及范圍的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變更。