光學(xué)玻璃及光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃及光學(xué)元件。本發(fā)明提供在具有1.85以上的折射率(nd)及20以上40以下的阿貝數(shù)(νd)的同時，具有高可見光透射率的光學(xué)玻璃及光學(xué)元件。就發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，以質(zhì)量％計，含有總量為5.0～40.0％的SiO2成分及B2O3成分、總量為20.0～70.0％的Ln2O3成分(Ln為選自Y、La、Gd及Yb中的一種以上)，以及，以相對于氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量質(zhì)量％計，含有大于0％～20.0％的F成分，Nb2O5成分及TiO2成分的總量為0～50.0％，折射率為1.85以上，厚10mm時顯示70％的透射率的波長為450nm以下。
【專利說明】光學(xué)玻璃及光學(xué)元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃及光學(xué)元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，使用光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備的數(shù)字化和高精細(xì)化急速發(fā)展，在數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī) 等攝影設(shè)備、投影機(jī)、投影電視等圖像播放（投影）設(shè)備等各種光學(xué)設(shè)備的領(lǐng)域中，減少光 學(xué)系統(tǒng)中使用的透鏡、棱鏡等光學(xué)元件的個數(shù)，使光學(xué)系統(tǒng)整體輕質(zhì)化及小型化的要求增 強(qiáng)。
[0003] 在制作光學(xué)元件的光學(xué)玻璃中，尤其是可實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)整體的輕質(zhì)化及小型化 的、具有1. 85以上的折射率（nd)、具有20以上40以下的阿貝數(shù)（V d)的高折射率玻璃的 需求非常強(qiáng)烈。作為這樣的高折射率玻璃，已知以專利文獻(xiàn)1及2為代表的玻璃組合物。
[0004] [專利文獻(xiàn)1]日本特開2012 - 162448號公報
[0005] [專利文獻(xiàn)2]日本特開2010 - 030879號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 然而，專利文獻(xiàn)1中公開的玻璃，相對于可見光的短波長側(cè)的光的透射率低，因此 玻璃著色為黃色。因此，專利文獻(xiàn)1及2中公開的玻璃不適于使可見光區(qū)域的光透射的用 途。因此，期求不僅具有相對于可見光的短波長側(cè)的光的高透射率、而且折射率較高、并且 具有所期望的阿貝數(shù)的光學(xué)玻璃。
[0007] 本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的，目的在于提供不僅具有1.85以上的折射率 (nd)及20以上40以下的阿貝數(shù)（v d)，而且具有高可見光透射率的光學(xué)玻璃和使用該光學(xué) 玻璃的光學(xué)元件和玻璃成型體的制造方法。
[0008] 本發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了深入的試驗研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過并用 Si02成分或B203成分，和La20 3成分、Gd203成分、Y203成分及Yb 203成分中的至少任一種，并 且使F成分的含量、以及Nb20 5成分及Ti02成分的總量在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而不僅可得到高 折射率、低阿貝數(shù)，而且可減少玻璃的著色，并且可減少玻璃的失透，從而完成了本發(fā)明。
[0009] 具體而言，本發(fā)明提供如下的方案。
[0010] (1) 一種光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有總量為5.0?40.0%的Si02成分及B203成 分、總量為20. 0?70. 0%的Ln203成分（Ln為選自Y、La、Gd及Yb中的一種以上），以及， 以相對于氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量質(zhì)量％計，含有大于〇%?20. 0%的F成分，Nb205成分 及Ti02成分的總量為0?50.0%，折射率為1.85以上，厚10mm時顯示70%的透射率的波 長為450nm以下。
[0011] ⑵⑴所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有5.0?40.0%的B203成分，Si0 2成分的 含量為0?20. 0%。
[0012] (3) (1)或⑵所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有10.0?70.0%的La203成分， Gd203成分的含量為0?30. 0%。。
[0013] (4)⑴?⑶中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，
[0014] Y203 成分為 0 ?30. 0%，
[0015] Yb203 成分為 0 ?30. 0%。
[0016] (5)⑴?⑷中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，Ti02成分的含量為30. 0% 以下。
[0017] (6)⑴?（5)中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，Nb205成分的含量為50. 0% 以下。
[0018] (7) (1)?（6)中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，
[0019] Zr02 成分為 0 ?20. 0 %，
[0020] Ta205 成分為 0 ?20. 0 %。
[0021] (8)⑴?（7)中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，
[0022] Li20 成分為 0 ?10. 0%，
[0023] Na20 成分為 0 ?15. 0%，
[0024] K20 成分為 0 ?15. 0%。
[0025] (9)⑴?⑶中任一項所述的光學(xué)玻璃，R20成分（式中，R為選自Li、Na、K中的 一種以上）的質(zhì)量和為20. 0%以下。
[0026] (10)⑴?（9)中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，
[0027] MgO 成分為 0 ?10. 0 %，
[0028] CaO 成分為 0 ?15. 0%，
[0029] SrO 成分為 0 ?15. 0%，
[0030] BaO 成分為 0 ?20. 0 %，
[0031] ZnO 成分為 0 ?20. 0%。
[0032] (11)(1)?（10)中任一項所述的光學(xué)玻璃，M0成分（式中，Μ為選自Mg、Ca、Sr、 Ba及Zn中的一種以上）的質(zhì)量和為20. 0%以下。
[0033] (12) (1)?（11)中任一項所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，
[0034] P205 成分為 0 ?10. 0 %，
[0035] Ge02 成分為 0 ?10. 0 %，
[0036] A1203 成分為 0 ?15. 0%，
[0037] Ga203 成分為 0 ?15. 0%，
[0038] W03 成分為 0 ?20. 0 %，
[0039] Bi203 成分為 0 ?30. 0 %，
[0040] Te02 成分為 0 ?30. 0 %，
[0041] Sn02 成分為 0 ?10. 0 %，
[0042] Sb203 成分為 0 ?1. 0%。
[0043] (13) (1)?（12)中任一項所述的光學(xué)玻璃，具有20以上40以下的阿貝數(shù)（vd)。
[0044] (14) (1)?（13)中任一項所述的光學(xué)玻璃，Pt相對于玻璃質(zhì)量的含量為20ppm以 下，并且Pt2+的比例為80%以下。
[0045] (15) -種光學(xué)元件，由⑴?（14)中任一項所述的光學(xué)玻璃形成。
[0046] (16) -種玻璃成型體的制造方法，使用（1)?（14)中任一項所述的光學(xué)玻璃，對 軟化了的上述光學(xué)玻璃在模具內(nèi)進(jìn)行加壓成型。
[0047] 通過本發(fā)明，可得到不僅具有1. 85以上的折射率（nd)及20以上40以下的阿貝 數(shù)（v d)，而且具有高可見光透射率的光學(xué)玻璃，進(jìn)而可提供使用了該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件 及玻璃成型體的制造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] [圖1]為比較實施例12和比較例1的玻璃的光譜透射率的圖。

【具體實施方式】
[0049] 就本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，以質(zhì)量％計，含有總量為5. 0?40. 0 %的Si02成分及 BA成分，總量為20. 0?70. 0%的Ln203成分（Ln為選自Y、La、Gd及Yb中的一種以上）， 以及，以相對于氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量質(zhì)量％計，含有大于〇%?20. 0%的F成分，Nb205 成分及Ti02成分的總量為0?50.0%，折射率為1.85以上，厚10mm時顯示70%的透射率 的波長為450nm以下。通過含有F成分，可減少玻璃的著色，從而可提高內(nèi)部透射率。另外， 通過以Si0 2成分及B203成分中的至少任一種為基礎(chǔ)，并且調(diào)整Ln20 3成分的總量、和Nb205 成分及Ti02成分的總量，可得到具有所期望的折射率（nd)及阿貝數(shù)（vd)的穩(wěn)定的玻璃。 因此，可得到不僅具有1.85以上的折射率（n d)及20以上40以下的阿貝數(shù)（vd)，而且具 有高可見光透射率的光學(xué)玻璃。
[0050] 以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的光學(xué)玻璃的實施方式，但本發(fā)明不受以下的實施方式的 任何限制，可在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)改變來實施。需要說明的是，對于說明重復(fù) 之處，有時適當(dāng)省略說明，但不限定發(fā)明的主旨。
[0051] [玻璃成分]
[0052] 構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍如下所述。在本說明書中，只要沒有 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。此處， "氧化物換算組成"是指如下組成：假設(shè)作為本發(fā)明的玻璃構(gòu)成成分的原料使用的氧化物、 復(fù)鹽、金屬氟化物等在熔融時全部分解而轉(zhuǎn)化為氧化物，此時，將該生成氧化物的總質(zhì)量作 為100質(zhì)量％，來表示玻璃中含有的各成分的組成。
[0053] B203成分及Si02成分的總含量為5. 0?40. 0%。
[0054] 尤其是，通過使它們的含量的和為5.0%以上，可抑制由B203成分、Si0 2成分的 缺乏而導(dǎo)致的耐失透性的降低。因此，質(zhì)量和（B203+Si0 2)的下限優(yōu)選為5.0%、更優(yōu)選為 8. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為12. 0%。
[0055] 另一方面，通過使該和為40. 0 %以下，可抑制由于這些成分的過量含有而導(dǎo)致的 折射率的降低，因此可容易得到所期望的高折射率。因此，質(zhì)量和（B20 3+Si02)的上限優(yōu)選 為40. 0%、更優(yōu)選為35. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為30. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為23. 0%。
[0056] Ln203成分（式中，Ln為選自La、Gd、Y、Yb中的一種以上）的含量的和（質(zhì)量和） 為20. 0%以上70. 0%以下。
[0057] 尤其是,通過使該和為20. 0%以上，可減小玻璃的分散。因此,Ln203成分的質(zhì)量和 的下限優(yōu)選為20. 0%、更優(yōu)選為30. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為40. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為48. 0%。
[0058] 另一方面，通過使該和為70.0%以下，由于玻璃的液相溫度變低，因此可提高耐 失透性。因此，Ln203成分的質(zhì)量和的上限優(yōu)選為70.0%、更優(yōu)選為65.0%、進(jìn)一步優(yōu)選為 62. 0%。
[0059] 通過含有大于0%的F成分，可抑制后述的來自Ti02成分的Ti離子（Ti 4+)、后述 鉬離子（Pt4+)的還原，因此，可減少玻璃的著色，提高內(nèi)部透射率。另外，F(xiàn)成分兼有降低玻 璃的熔化溫度，提高玻璃的穩(wěn)定性，并且減小分散（提高阿貝數(shù)）效果。因此，以相對于氧 化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量比例計的F成分的含量優(yōu)選大于0%，更優(yōu)選大于0. 10%，進(jìn)一步優(yōu) 選大于0. 20%。
[0060] 另一方面，通過使F成分的含量為20. 0%以下，可減少玻璃中波筋的產(chǎn)生，并且可 使玻璃不易失透。因此，以相對于氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量比例計的F成分的含量的上限 優(yōu)選為20. 0%、更優(yōu)選為10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為6. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為3. 0%。
[0061] 關(guān)于 F 成分，例如可使用 ZrF4、AlF3、NaF、CaF2、K2SiF 6、Na2SiF6、LaF3 等作為原料而 在玻璃內(nèi)含有。
[0062] 本說明書中的F成分的含量如下得到：假設(shè)由構(gòu)成玻璃的陽離子成分全部與電荷 平衡的量的氧結(jié)合而得到的氧化物形成，以由這些氧化物形成的玻璃整體的質(zhì)量為100%， 以質(zhì)量％來表示F成分的質(zhì)量（相對于氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量質(zhì)量％)。
[0063] Nb205成分及1102成分的總含量為50. 0%以下。由此，可減少玻璃的著色，提高可 見光透射率，并且可抑制玻璃的阿貝數(shù)的超出必要的降低。另外，可抑制由于這些成分的過 量含有而導(dǎo)致的失透。因此，質(zhì)量和（Nb 205+Ti02)的上限優(yōu)選為50. 0%、更優(yōu)選為40. 0%、 進(jìn)一步優(yōu)選為30. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為24. 0%。
[0064] 另一方面，可含有合計大于0%的Nb205成分及Ti0 2成分。由此，可提高玻璃的折 射率，可將阿貝數(shù)調(diào)整為低值，并且可提高耐失透性。因此，質(zhì)量和（Nb20 5+Ti02)優(yōu)選大于 〇%、更優(yōu)選大于2. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選大于4. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選大于7. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選大于 9. 0%。
[0065] B203成分是以大于0%而含有時可提高玻璃的耐失透性、并且可減小玻璃的分散 的任選成分。因此，B203成分的含量的下限優(yōu)選大于0%、更優(yōu)選為5.0%、進(jìn)一步優(yōu)選為 8. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為9. 0%。
[0066] 另一方面，通過使B203成分的含量為40. 0%以下，可容易得到較大的折射率，可抑 制化學(xué)耐久性的惡化。因此，B203成分的含量的上限優(yōu)選為40. 0%、更優(yōu)選為30. 0%、進(jìn)一 步優(yōu)選為20. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為17. 0%。
[0067] 關(guān)于 B203 成分，作為原料可使用 H3B03、Na2B407、Na 2B407 · 10Η20、ΒΡ04 等。
[0068] Si02成分是以大于0%而含有時可提高熔融玻璃的粘度、可減少玻璃的著色、并且 可提高耐失透性的任選成分。因此，Si0 2成分的含量可以優(yōu)選大于0%、更優(yōu)選大于1.0%、 進(jìn)一步優(yōu)選大于2.0%。
[0069] 另一方面，通過使Si02成分的含量為20. 0%以下，可抑制玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的升高， 并且可抑制折射率的降低。因此，Si02成分的含量的上限優(yōu)選為20. 0%、更優(yōu)選為15. 0%、 進(jìn)一步優(yōu)選為10. 〇%、進(jìn)一步優(yōu)選為7. 0%。
[0070] 關(guān)于Si02成分，作為原料可使用Si02、K2SiF 6、Na2SiF6等。
[0071] La203成分是以大于0%而含有時可提高玻璃的折射率、可減小分散（增大阿貝數(shù)） 的任選成分。因此，La203成分的含量的下限可以優(yōu)選為10. 0%、更優(yōu)選為20. 0%、進(jìn)一步 優(yōu)選為25. Ο %、進(jìn)一步優(yōu)選為30. Ο %、進(jìn)一步優(yōu)選為35. Ο %、進(jìn)一步優(yōu)選為41. Ο %、進(jìn)一步 優(yōu)選為45.0%。
[0072] 另一方面，通過使La203成分的含量為70. 0%以下，可提高玻璃的耐失透性。因此， La203成分的含量的上限優(yōu)選為70. 0%、更優(yōu)選為60. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為55. 0%、進(jìn)一步優(yōu) 選為52. 0%。
[0073] 關(guān)于La203成分，作為原料可使用La20 3、La(N03)3 · ΧΗ20(Χ為任意的整數(shù)）等。
[0074] Gd203成分為以大于0%而含有時可提高玻璃的折射率、并且可提高阿貝數(shù)的任選 成分。
[0075] 另一方面，通過將稀土類元素中特別昂貴的Gd203成分減少至30.0%以下，可降低 玻璃的材料成本，因此可制作更廉價的光學(xué)玻璃。另外，由此，可抑制玻璃的阿貝數(shù)的超出 必要的升高。因此，Gd 203成分的含量的上限分別優(yōu)選為30. 0%、更優(yōu)選為20. 0%、進(jìn)一步 優(yōu)選為10. 0%。
[0076] 關(guān)于Gd203成分，作為原料可使用Gd20 3、GdF3等。
[0077] Y203成分是以大于0%而含有時可提高阿貝數(shù)、并且可抑制玻璃的材料成本的上 升的任選成分。因此，Υ 2〇3成分的含量的下限可以優(yōu)選大于〇%、更優(yōu)選為2.0%、進(jìn)一步優(yōu) 選為4. 0%。
[0078] 另一方面，通過使Υ203成分的含量為30.0%以下，可抑制玻璃的折射率的降低，并 且可提高玻璃的耐失透性。因此，Υ 2〇3成分的含量的上限優(yōu)選為30. 0%、更優(yōu)選為20. 0%、 進(jìn)一步優(yōu)選為13. 0%。
[0079] 關(guān)于Υ203成分，作為原料可使用Y20 3、YF3等。
[0080] Yb203成分是以大于0%而含有時可提高玻璃的折射率、并且可減小分散的任選成 分。
[0081] 另一方面,通過使Yb203成分的含量為30. 0%以下，可提高玻璃的耐失透性。因此， Yb203成分的含量優(yōu)選以30. 0%為上限，更優(yōu)選小于20. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一 步優(yōu)選小于5. 0%。
[0082] 關(guān)于Yb203成分，作為原料可使用Yb20 3等。
[0083] Ti02成分是以大于0%而含有時可提高玻璃的折射率、可將阿貝數(shù)調(diào)整為低值、可 提高耐失透性的任選成分。尤其是，Ti0 2成分是即使在大量含有稀土類成分尤其是Ln203成 分時也可提高耐失透性的成分，因此是能有助于進(jìn)一步提高玻璃折射率的成分。因此，Ti0 2 成分的含量可以優(yōu)選大于〇%、更優(yōu)選大于1. 〇%、進(jìn)一步優(yōu)選大于2. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選大于 2. 5%、進(jìn)一步優(yōu)選大于4. 0%。
[0084] 另一方面，通過使Ti02的含量為30. 0%以下，可減少玻璃的著色，可提高可見光透 射率，并且可抑制阿貝數(shù)的超出必要的降低。另外，可抑制由于Ti〇2成分的過量含有而導(dǎo) 致的失透。因此，Ti0 2成分的含量的上限優(yōu)選為30. 0%、更優(yōu)選為25. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為 20. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為18. 0%。
[0085] 關(guān)于Ti02成分，作為原料可使用Ti02等。
[0086] Nb205成分是以大于0%而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。因此，Nb 205成分的含量可以優(yōu)選大于0%、更優(yōu)選大于1.0%、進(jìn)一步優(yōu)選大于 2. 0%。
[0087] 另一方面，通過使Nb205成分的含量為50. 0%以下，可抑制由于Nb205成分的過量 含有而導(dǎo)致的玻璃的耐失透性的降低、可見光的透射率的降低。因此，Nb 205成分的含量的 上限優(yōu)選為50. 0 %、更優(yōu)選為40. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選為30. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選為25. 0 %、進(jìn)一步 優(yōu)選為18. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為14. 0%。
[0088] 關(guān)于Nb205成分，作為原料可使用Nb20 5等。
[0089] Zr02成分是以大于0%而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，21〇 2成分的含量可優(yōu)選大于0%、更優(yōu)選大于1.0%、進(jìn)一步優(yōu) 選大于3. 0%。
[0090] 另一方面，通過使Zr02成分為20. 0%以下，可抑制由于Zr02成分的過量含有而 導(dǎo)致的玻璃的耐失透性的降低。因此，Zr02成分的含量的上限優(yōu)選為20. 0%、更優(yōu)選為 15. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為9. 0%。
[0091] 關(guān)于Zr02成分，作為原料可使用Zr02、ZrF 4等。
[0092] Ta205成分是以大于0%而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。
[0093] 另一方面，通過將昂貴的Ta205成分減少至20. 0%以下，可降低玻璃的材料成本， 因此，可制作更廉價的光學(xué)玻璃。另外，由此，原料的熔化溫度變低，可減少原料的熔化 所需要的能量，因此也可降低光學(xué)玻璃的制造成本。因此，Ta 205成分的含量的上限優(yōu)選 為20. 0%、更優(yōu)選為15. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為8. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為 5. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為3. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為1. 0%。
[0094] 關(guān)于Ta205成分，作為原料可使用Ta20 5等。
[0095] Li20成分、Na20成分及K20成分是以大于0%而含有時可改善玻璃的熔融性、并且 可降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任選成分。其中，Na 20成分及Κ20成分也是可提高玻璃的耐失透 性的成分。此處，通過使Li20成分的含量為10.0%以下，及/或使Na 20成分及Κ20成分的 各自的含量為15. 0%以下，可使得難以降低玻璃的折射率，并且可提高耐失透性。因此， Li20成分的含量優(yōu)選為10. 0%以下、更優(yōu)選為8. 0%以下、進(jìn)一步優(yōu)選為5. 0%以下。另外， Na20成分及K20成分的各自的含量優(yōu)選為15.0%以下、更優(yōu)選小于10.0%、進(jìn)一步優(yōu)選小 于 5. 0 %。
[0096] 尤其是，通過使Li20成分的含量為3. 0%以下，由于玻璃的粘性變高，因而即使含 有F成分也可減少玻璃的波筋。因此，尤其是從減少玻璃的波筋的觀點考慮，Li20成分的含 量的上限可以優(yōu)選為3. 0%、更優(yōu)選為1. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5%。
[0097] 關(guān)于Li20成分、Na20成分及K20成分，作為原料可使用Li 2C03、LiN03、Li2C03、NaN0 3、 NaF、Na2SiF6、K2C03、KN0 3、KF、KHF2、K2SiF6 等。
[0098] R20成分（式中，R為選自Li、Na、K中的一種以上）的總量優(yōu)選為20.0%以下。 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，R 2〇成分的質(zhì)量和優(yōu)選為 20. 0%以下，更優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5. 0%。
[0099] MgO成分是以大于0%而含有時可提高玻璃原料的熔融性和玻璃的耐失透性的任 選成分。
[0100] 另一方面，通過使MgO成分的含量為10. 0%以下，可抑制由于成分的過量含有而 導(dǎo)致的折射率的降低和耐失透性的降低。因此，MgO成分的含量的上限優(yōu)選為10.0%、更優(yōu) 選為8. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為5. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為3. Ο%。
[0101] 關(guān)于MgO成分，作為原料可使用MgC03、MgF2等。
[0102] CaO成分、SrO成分及BaO成分是以大于0%而含有時可提高玻璃原料的熔融性和 玻璃的耐失透性的任選成分。
[0103] 另一方面，通過使CaO成分及SrO成分的各自的含量為15. 0 %以下，及/或使 BaO成分的含量為20. 0%以下，可抑制由于這些成分的過量含有而導(dǎo)致的折射率的降低和 耐失透性的降低。因此，CaO成分及SrO成分的各自的含量優(yōu)選為15.0%以下，更優(yōu)選小 于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于8.0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5.0%。另外，BaO成分的含量優(yōu)選為 20. 0%以下，更優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于8. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5. 0%。
[0104] 關(guān)于CaO成分、SrO成分及BaO成分，作為原料可使用CaC03、CaF 2、Sr (N03)2、SrF2、 BaC03、Ba(N03)2、BaF2 等。
[0105] ZnO成分是以大于0%而含有時可降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、并且可提高化學(xué)耐久性 的任選成分。
[0106] 另一方面,通過使ZnO成分的含量為20. 0%以下，可抑制玻璃的折射率的降低和 耐失透性的降低。另外，由此，可提高熔融玻璃的粘性，因此可減少玻璃中波筋的產(chǎn)生。因 此，ZnO成分的含量優(yōu)選為20. 0%以下，更優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于8. 0%。
[0107] 關(guān)于ZnO成分，作為原料可使用ZnO、ZnF2等。
[0108] M0成分（式中，Μ為選自Mg、Ca、Sr、Ba中的一種以上）的含量的合計（質(zhì)量和） 優(yōu)選為20.0%以下。由此，可抑制由于M0成分的過量含有而導(dǎo)致的玻璃的折射率的降低和 耐失透性的降低。因此，M0成分的質(zhì)量和優(yōu)選為20.0%以下、更優(yōu)選為10.0%以下、進(jìn)一 步優(yōu)選為8.0%以下。
[0109] P205成分是以大于0%而含有時可提高玻璃的耐失透性的任選成分。
[0110] 另一方面，通過使P2〇5成分的含量為10. 〇%以下，可抑制玻璃的化學(xué)耐久性尤其 是耐水性的降低。因此，P2〇5成分的含量的上限優(yōu)選為10.0%、更優(yōu)選為8.0%、進(jìn)一步優(yōu) 選為5. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選為3. 0%。
[0111] 關(guān)于 P2〇5 成分，作為原料可使用 A1 (P03) 3、Ca (P03) 2、Ba (P03) 2、ΒΡ04、Η3Ρ04 等。
[0112] Ge02成分是以大于0%而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。
[0113] 另一方面,通過使原料價格高的Ge02的含量為10. 0%以下，可降低玻璃的材料成 本。因此，Ge02成分的含量的上限優(yōu)選為10. 0%、更優(yōu)選為8.0%、進(jìn)一步優(yōu)選為5.0%、進(jìn) 一步優(yōu)選為3. 0%。
[0114] 關(guān)于Ge02成分，作為原料可使用Ge02等。
[0115] A1203成分及Ga203成分是以大于0 %而含有時可提高玻璃的化學(xué)耐久性、并且可提 高玻璃的耐失透性的任選成分。
[0116] 另一方面，通過使A1203成分及Ga20 3成分的各自的含量為15. 0%以下，可抑制由 于它們的過量含有而導(dǎo)致的玻璃的耐失透性的降低。因此，A1203成分及Ga 203成分的各自 的含量優(yōu)選為15.0%以下，更優(yōu)選小于10.0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5.0%。
[0117] 關(guān)于 A1203 成分及 Ga203 成分，作為原料可使用 A1203、A1 (0H)3、AlF3、Ga203、Ga(0H) 3 等。
[0118] W03成分是以大于0%而含有時可提高折射率、可降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、并且可提 高耐失透性的任選成分。因此，W0 3成分的含量可以優(yōu)選大于0%、更優(yōu)選大于0. 5%、進(jìn)一 步優(yōu)選大于〇. 6%。
[0119] 另一方面，通過使W03成分的含量為20. 0%以下，可減少由W03成分導(dǎo)致的玻璃的 著色提高可見光透射率。因此，W03成分的含量優(yōu)選為20.0%以下，更優(yōu)選小于10.0%、進(jìn) 一步優(yōu)選小于5. 0%。
[0120] 關(guān)于W03成分，作為原料可使用W03等。
[0121] Bi203成分是以大于0%而含有時可提高折射率、并且可降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任 選成分。
[0122] 另一方面，通過使Bi203成分的含量為30. 0%以下，可提高玻璃的耐失透性，并且 可減少玻璃的著色，可提高可見光透射率。因此，Bi203成分的含量優(yōu)選為30. 0%以下，更優(yōu) 選小于20. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5. 0%。
[0123] 關(guān)于Bi203成分，作為原料可使用Bi20 3等。
[0124] Te02成分是以大于0%而含有時可提高折射率、并且可降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任 選成分。
[0125] 然而，關(guān)于Te02，存在當(dāng)在鉬制的坩堝或與熔融玻璃接觸的部分由鉬形成的熔融 槽中將玻璃原料熔融時可與鉬進(jìn)行合金化的問題。因此，Te0 2成分的含量優(yōu)選為30.0%以 下，更優(yōu)選小于20. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于10. 0%、進(jìn)一步優(yōu)選小于5. 0%。
[0126] 關(guān)于Te02成分，作為原料可使用Te02等。
[0127] Sn02成分是以大于0%而含有時可減少熔融玻璃的氧化而使其澄清、并且可提高 玻璃的可見光透射率的任選成分。
[0128] 另一方面，通過使Sn02成分的含量為10.0%以下，可減少由于熔融玻璃的還原而 導(dǎo)致的玻璃的著色、玻璃的失透。另外，可減少Sn0 2成分與熔化設(shè)備（尤其是Pt等貴金屬） 的合金化，因此可實現(xiàn)熔化設(shè)備的長壽命化。因此，Sn02成分的含量的上限優(yōu)選為10.0%、 更優(yōu)選為5. 0 %、進(jìn)一步優(yōu)選為3. 0 %。
[0129] 關(guān)于Sn02成分，作為原料可使用SnO、Sn02、SnF 2、SnF4等。
[0130] Sb203成分是以大于0%而含有時可將熔融玻璃消泡的任選成分。
[0131] 另一方面，若Sb203量過多，則可見光區(qū)域的短波長區(qū)域中的透射率變差。因此， Sb203成分的含量的上限優(yōu)選為1. 0%、更優(yōu)選為0. 7%、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5%。
[0132] 關(guān)于 Sb203 成分，作為原料可使用 Sb203、Sb205、Na2H 2Sb207 · 5H20 等。
[0133] 需要說明的是，作為使玻璃澄清并消泡的成分，不限于上述的Sb203成分，可使用 玻璃制造領(lǐng)域中公知的澄清劑、消泡劑或它們的組合。
[0134] <關(guān)于不應(yīng)含有的成分>
[0135] 接下來，說明本發(fā)明的光學(xué)玻璃不應(yīng)含有的成分及含有時不理想的成分。
[0136] 根據(jù)需要，可以在不損害本申請發(fā)明的玻璃的特性的范圍內(nèi)添加其他成分。但不 包括 Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu，關(guān)于 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag 及 Mo 等各過渡金屬成 分，具有即使單獨或復(fù)合含有少量各成分時，玻璃也會著色，在可見光范圍的特定的波長處 發(fā)生吸收的性質(zhì)，因此，尤其是在使用可見光區(qū)域的波長的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選實質(zhì)上不含有 上述成分。
[0137] 另外，PbO等鉛化合物及As203等砷化合物是環(huán)境負(fù)擔(dān)重的成分，因此期望實質(zhì)上 不含有，即，除了不可避免的混入以外，完全不含有。
[0138] 進(jìn)而，Th、Cd、Tl、Os、Be及Se各成分近年來作為有害的化學(xué)物質(zhì)有控制其使用的 傾向，不只是在玻璃的制造工序，而且直至加工工序、及制品化后的處理中需要環(huán)境對策上 的處置。因此，在重視環(huán)境方面的影響的情況下，優(yōu)選實質(zhì)上不含有上述成分。
[0139] 就本發(fā)明的玻璃組合物而言，其組成以相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì) 量％來表示，因此，并不直接以摩爾％的記載表示，但滿足本發(fā)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％表示的組成以氧化物換算組成計通常取以下的值。
[0140] B203成分為10. 0?55. 0摩爾％，及
[0141] La203 成分為 5. 0 ?35. 0 摩爾 ％，
[0142] 以及
[0143] Si02成分為0?45. 0摩爾％，
[0144] Gd203成分為0?15. 0摩爾％，
[0145] Nb205成分為0?25. 0摩爾％，
[0146] Ti02成分為0?45. 0摩爾％，
[0147] Y203成分為0?20. 0摩爾％，
[0148] Yb203成分為0?15. 0摩爾％，
[0149] Zr02成分為0?25. 0摩爾％，
[0150] Ta205成分為0?8. 0摩爾％，
[0151] Li20成分為0?40. 0摩爾％，
[0152] Na20成分為0?30. 0摩爾％，
[0153] K20成分為0?25. 0摩爾％，
[0154] MgO成分為0?35. 0摩爾％，
[0155] CaO成分為0?35. 0摩爾％，
[0156] SrO成分為0?30. 0摩爾％，
[0157] BaO成分為0?20. 0摩爾％，
[0158] ZnO成分為0?30. 0摩爾％，
[0159] P205成分為0?10. 0摩爾％，
[0160] Ge02成分為0?15. 0摩爾％，
[0161] A1203成分為0?20. 0摩爾％，
[0162] Ga203成分為0?15. 0摩爾％，
[0163] W03成分為0?15. 0摩爾％，
[0164] Bi203成分為0?10. 0摩爾％，
[0165] Te02成分為0?25. 0摩爾％，
[0166] Sn02成分為0?10. 0摩爾％，或
[0167] Sb203成分為0?0· 8摩爾％，
[0168] 代替上述各金屬元素的一種或兩種以上的氧化物的一部分或全部而含有的氟化 物中所具有的F的總量為大于0%?30摩爾％。
[0169] [制造方法]
[0170] 本發(fā)明的光學(xué)玻璃例如按照以下的方式制作。即，按照使各成分在規(guī)定的含量的 范圍內(nèi)的方式均勻混合上述原料，將制成的混合物投入到鉬坩堝中，根據(jù)玻璃組成的熔融 難易度，在電爐中在1100?1500°c的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行2?5小時熔融，并攪拌均質(zhì)化，然后 降低至適當(dāng)?shù)臏囟龋缓鬂茶T至模具中，緩慢冷卻，由此制作。
[0171] [物性]
[0172] 就本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，可見光透射率尤其是可見光中短波長側(cè)的光的透射率 高，由此著色少。
[0173] 尤其是，就本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，若以玻璃的內(nèi)部透射率表不，貝1J在l〇mm厚 的光學(xué)玻璃的樣品中顯示光譜透射率70%的波長（λ 7(ι)的上限優(yōu)選為450nm、更優(yōu)選為 440nm、進(jìn)一步優(yōu)選為430nm。由此，玻璃的吸收端位于紫外區(qū)域附近，尤其是可提高相對于 可見光范圍的短波長側(cè)的光的玻璃的透射率（透明性），因此，可優(yōu)選將該光學(xué)玻璃作為透 鏡等光學(xué)元件的材料使用。
[0174] 本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選具有高折射率和規(guī)定的范圍的阿貝數(shù)。尤其是，本發(fā)明的 光學(xué)玻璃的折射率（n d)的下限優(yōu)選為1. 85、更優(yōu)選為1. 88、進(jìn)一步優(yōu)選為1. 90。該折射率 的上限可以優(yōu)選為2. 20、更優(yōu)選為2. 10、進(jìn)一步優(yōu)選為2. 00。另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿 貝數(shù)（vd)的下限優(yōu)選為20、更優(yōu)選為23、進(jìn)一步優(yōu)選為27,上限優(yōu)選為40、更優(yōu)選為38、 進(jìn)一步優(yōu)選為37。
[0175] 具有這樣的折射率及阿貝數(shù)的本發(fā)明的光學(xué)玻璃在光學(xué)設(shè)計上有用，尤其是不僅 可實現(xiàn)高成像特性等，而且可實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化，因此，能擴(kuò)展光學(xué)設(shè)計的自由度。
[0176] 本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選從熔融狀態(tài)至形成玻璃時的耐失透性高。由此，可提高玻 璃的穩(wěn)定性降低結(jié)晶化，因此，能減少對由玻璃制作的光學(xué)元件的光學(xué)特性尤其是透射率 的不良影響。
[0177] 本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選Pt相對于玻璃質(zhì)量的含量為20ppm以下，并且，玻璃中 含有的所有鉬成分中Pt 2+的比例為80%以下。就本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，尤其是用鉬坩堝 熔化時，坩堝中含有的鉬與玻璃熔液反應(yīng)，從而Pt 2+等鉬離子混入到玻璃中的情況較多，但 通過將Pt的含量和Pt2+的比例抑制在上述范圍內(nèi)，可抑制玻璃的可見光范圍透射率的降 低，因此可得到優(yōu)選作為光學(xué)元件的材料的光學(xué)玻璃。尤其是，本申請發(fā)明中，通過在玻璃 原料中使用氟化物，可促進(jìn)Pt 2+向Pt4+的氧化，因此可得到Pt的含量少并且Pt2+的比例少 的玻璃。推測這是在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中可得到高可見光范圍透射率的原因之一。
[0178] 需要說明的是，光學(xué)玻璃中含有的Pt的含量可通過如下方式測定：使用包含HF、 HC104、HN03、HC1等的混酸分解粉碎后的玻璃試樣，將其加熱蒸發(fā)而使其為干燥固體，向由此 得到的鹽中加入硝酸，使用ICP質(zhì)譜儀對所得物進(jìn)行分析，從而測定Pt的含量。
[0179] 另外，Pt2+的比例可通過向玻璃試樣進(jìn)行高能量照射，利用EXAFS (廣延X射線吸 收精細(xì)結(jié)構(gòu)）進(jìn)行分析來測定。
[0180] [玻璃成型體及光學(xué)元件]
[0181] 可使用例如研磨加工方法、或重?zé)峒訅撼尚突蚓芗訅撼尚偷饶撼尚偷姆椒ǎ?從制成的光學(xué)玻璃制作玻璃成型體。即，可以對光學(xué)玻璃進(jìn)行磨削及研磨等機(jī)械加工來制 作玻璃成型體，或在對由光學(xué)玻璃制成的預(yù)成型體進(jìn)行重?zé)峒訅撼尚秃筮M(jìn)行研磨加工來制 作玻璃成型體，或?qū)M(jìn)行研磨加工而制成的預(yù)成型體、利用公知的浮法成型等而成型得到 的預(yù)成型體進(jìn)行精密加壓成型來制作玻璃成型體。需要說明的是，制作玻璃成型體的方法 不限于上述方法。
[0182] 像這樣，由本發(fā)明的光學(xué)玻璃形成的玻璃成型體在多種光學(xué)元件及光學(xué)設(shè)計中有 用，但其中特別優(yōu)選用于透鏡、棱鏡等光學(xué)元件。由此，可形成直徑大的玻璃成型體，因此能 在謀求光學(xué)元件的大型化的同時實現(xiàn)在用于照相機(jī)、投影儀等光學(xué)設(shè)備時高精細(xì)且高精度 的成像特性及投影特性。
[0183] [實施例]
[0184] 將本發(fā)明的實施例（No. 1?No. 17)及比較例（No. 1)的組成、以及折射率（nd)、阿 貝數(shù)（vd)、及光譜透射率顯示70%的波長（λ 7(|)示于表1?表3。需要說明的是，以下的 實施例僅為例示目的，本發(fā)明不限于這些實施例。
[0185] 本發(fā)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(dāng)?shù)难趸?、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)玻璃中使用的高純度原料，以表中所示的各實施例的組成的比例進(jìn)行稱量并均勻混合， 然后投入到鉬坩堝中，根據(jù)玻璃組成的熔融難易度，使用電爐在1100?1500°c的溫度范圍 內(nèi)進(jìn)行2?5小時熔融，然后攪拌均質(zhì)化，然后澆鑄至模具等中，緩慢冷卻，由此制成玻璃。
[0186] 實施例及比較例的玻璃的折射率（nd)及阿貝數(shù)（vd)基于日本光學(xué)硝子工業(yè)會 標(biāo)準(zhǔn)J0GIS01 - 2003測定。需要說明的是，本測定中使用的玻璃使用使緩慢冷卻降溫速度 為一 25°C /hr、利用緩慢冷卻爐進(jìn)行了處理的玻璃
[0187] 實施例及比較例的玻璃的透射率基于日本光學(xué)硝子工業(yè)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS02進(jìn)行測 定。需要說明的是，本發(fā)明中，通過測定玻璃的透射率，求出玻璃有無著色及其程度。具體 而言，基于JISZ8722,對厚10±0. 1mm的對面平行研磨品，測定200?800nm的光譜透射率， 求出λ 7Q(透射率70%時的波長）。
[0188] [表 1]
[0189]

【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有總量為5.0?40. Ο %的Si02成分及B203成分、總 量為20. 0?70. 0%的Ln203成分，Ln為選自Y、La、Gd及Yb中的一種以上，以及，以相對于 氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量的增量質(zhì)量％計，含有大于0%?20. 0%的F成分，Nb205成分及Ti02成 分的總量為〇?50.0%，所述光學(xué)玻璃的折射率為1.85以上，厚10mm時顯示70%的透射 率的波長為450nm以下。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有5. 0?40. 0%的B203成分，Si02成 分的含量為〇?20.0%。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，含有10. 0?70. 0%的La203成分，Gd203 成分的含量為〇?30. 0%。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計， Y2〇3成分為〇?30. 0%， Yb203成分為0?30. 0%。
5. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，Ti02成分的含量為30. 0%以下。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計，Nb205成分的含量為50. 0%以下。
7. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計， Zr02成分為0?20.0%， Ta205成分為0?20. 0%。
8. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計， Li20成分為0?10. 0%， Na20成分為0?15. 0%， K20成分為0?15. 0%。
9. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，R20成分的質(zhì)量和為20. 0%以下，R20式中，R為選自 Li、Na、K中的一種以上。
10. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計， MgO成分為0?10. 0%， CaO成分為0?15. 0%， SrO成分為0?15. 0%， BaO成分為0?20. 0%， ZnO成分為0?20. 0%。
11. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，M0成分的質(zhì)量和為20. 0%以下，M0式中，Μ為選自 Mg、Ca、Sr、Ba及Ζη中的一種以上。
12. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，以質(zhì)量％計， Ρ2〇5成分為〇?10.0%， Ge02成分為0?10.0%， A1203成分為0?15. 0%， Ga203成分為0?15. 0%， W03成分為0?20. 0%， Bi203成分為0?30. 0%， Te02成分為0?30.0%， Sn02成分為0?10.0%， Sb203成分為Ο?1. Ο%。
13. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，具有20以上40以下的阿貝數(shù)vd。
14. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，Pt相對于玻璃質(zhì)量的含量為20ppm以下，并且Pt2+ 的比例為80%以下。
15. -種光學(xué)元件，是由權(quán)利要求1?14中任一項所述的光學(xué)玻璃形成的。
16. -種玻璃成型體的制造方法，使用權(quán)利要求1?14中任一項所述的光學(xué)玻璃，在模 具內(nèi)對軟化了的上述光學(xué)玻璃進(jìn)行加壓成型。
【文檔編號】C03C3/068GK104150764SQ201410200522
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】傅杰 申請人:株式會社小原