光學(xué)玻璃、預(yù)成型坯以及光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種折射率（nd）處于期望的范圍內(nèi)、并且阿貝數(shù)（νd）小、部分色散比（θg，F(xiàn)）小、并且相對于可見光的透明性高的光學(xué)玻璃。光學(xué)玻璃相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾%計(jì)含有25.0%以上且55.0%以下的B2O3成分、6.0%以上且30.0%以下的Ln2O3成分（式中，Ln為選自由La、Gd、Y、Yb組成的組中的1種以上）、以及超過0%且25.0%以下的Nb2O5成分，ZrO2成分的含量為15.0%以下，部分色散比（θg，F(xiàn)）與阿貝數(shù)（νd）之間在νd≤31的范圍滿足（-0.00162×νd＋0.63822）≤（θg，F(xiàn)）≤（-0.00275×νd＋0.68125），在νd＞31的范圍滿足（-0.00162×νd＋0.63822）≤（θg，F(xiàn)）≤（-0.00162×νd＋0.64622）。
【專利說明】光學(xué)玻璃、預(yù)成型坯以及光學(xué)元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃、預(yù)成型坯以及光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等光學(xué)系統(tǒng)雖然其有大有小，但都帶有被稱為像差的滲色。該像差被分類成單色像差和色像差，尤其色像差強(qiáng)烈依賴于光學(xué)系統(tǒng)中使用的透鏡的材料特性。
[0003]通常，色像差通過組合低色散的凸透鏡和高色散的凹透鏡來校正，但通過該組合僅能夠校正紅色區(qū)域和綠色區(qū)域的像差，會殘留藍(lán)色區(qū)域的像差。將該沒有除盡的藍(lán)色區(qū)域的像差稱為二級光譜。對于校正二級光譜而言，需要進(jìn)行考慮了藍(lán)色區(qū)域的g射線(435.835nm)的動向的光學(xué)設(shè)計(jì)。此時(shí)，作為在光學(xué)設(shè)計(jì)上著眼的光學(xué)特性的指標(biāo)，使用部分色散比(Θ g，F(xiàn))。在上述的組合了低色散的透鏡和高色散的透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，通過在低色散側(cè)的透鏡處使用部分色散比(9g，F(xiàn))大的光學(xué)材料、在高色散側(cè)的透鏡處使用部分色散比(Θ g，F(xiàn))小的光學(xué)材料，可良好地校正二級光譜。
[0004]部分色散比(Θ g，F(xiàn))由下式(I)表示。
[0005]Θ g, F= (ng-nF) / (nF_nc)......(I)
[0006]在光學(xué)玻璃中，在表示短波長域的部分色散性的部分色散比(Θ g, F)與阿貝數(shù)(vd)之間，存在大致線性的關(guān)系。表示該關(guān)系的直線用在以部分色散比(0g，F(xiàn))為縱軸、以阿貝數(shù)(V d)為橫軸的直角坐標(biāo)上將對NSL7和PBM2的部分色散比及阿貝數(shù)作圖而得到的2點(diǎn)連接的直線表示，被稱為基準(zhǔn)線(參照圖1)。雖然作為基準(zhǔn)線的基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃根據(jù)每個(gè)光學(xué)玻璃制造商的不同而不同，但各公司都是以幾乎相等的斜率和截距進(jìn)行定義的。(NSL7和PBM2為小原株式會 社制造的光學(xué)玻璃，PBM2的阿貝數(shù)(v d)為36.3，部分色散比(9g，F(xiàn))為 0.5828，NSL7 的阿貝數(shù)(v d)為 60.5，部分色散比(Θ g，F(xiàn))為 0.5436。)
[0007]此處，作為具有高色散的玻璃，已知例如專利文獻(xiàn)I-3中所示的那樣的光學(xué)玻
3? ο
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-179142號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-247613號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-254197號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]然而，專利文獻(xiàn)I-3中公開的玻璃的部分色散比不小，用作校正前述二級光譜的透鏡時(shí)不充分。另外，專利文獻(xiàn)I-3中公開的玻璃相對于可見光的透明性不高，尤其在透射可見光的用途中使用時(shí)不充分。即，需要阿貝數(shù)(vd)小而高色散、部分色散比(0g，F(xiàn))小、并且相對于可見光的透明性高的光學(xué)玻璃。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而進(jìn)行的，其目的在于得到折射率(nd)處于期望的范圍內(nèi)、并且阿貝數(shù)(vd)小、部分色散比(0g，F(xiàn))小、并且相對于可見光的透明性得到提高的光學(xué)玻璃、和使用了其的預(yù)成型坯以及光學(xué)元件。
[0016]用于解決問題的方案
[0017]本發(fā)明人等為了解決上述問題，反復(fù)進(jìn)行了深入試驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在稀土類成分(Ln2O3成分)和Nb2O5成分的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要組合使用ZrO2成分，并將它們的含量設(shè)在規(guī)定的范圍內(nèi)，可謀求玻璃的高折射率化，并且玻璃的部分色散比(Θ g，F(xiàn))與阿貝數(shù)(vd)之間具有期望的關(guān)系。另外，通過將B2O3成分、稀土類成分(Ln2O3成分)和ZrO2成分的含量設(shè)在規(guī)定的范圍內(nèi)，玻璃的穩(wěn)定性得到提高，并且降低玻璃的著色，從而完成本發(fā)明。
[0018]與此同時(shí)，發(fā)現(xiàn)通過加入B2O3成分、根據(jù)需要組合使用ZrO2成分、并將它們的含量設(shè)在規(guī)定的范圍內(nèi)，在將玻璃再加熱時(shí)不易產(chǎn)生著色、失透。
[0019]具體而言，本發(fā)明提供如下所述的方案。
[0020](I) 一種光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)含有25.0%以上且55.0%以下的B2O3成分、6.0%以上且30.0%以下的Ln2O3成分(式中，Ln為選自由La、Gd、Y、Yb組成的組中的I種以上)、以及多于0%且25.0%以下的Nb2O5成分，ZrO2成分的含量為15.0%以下，部分色散比(Θ g，F(xiàn))與阿貝數(shù)(vd)之間在vd≤31的范圍滿足(-0.00162X vd + 0.63822) ( Θ g，F(xiàn))≤(-0.00275 X vd + 0.68125)的關(guān)系，在 vd>31 的范圍滿足(-0.00162X vd + 0.63822)≤(Θ g，F(xiàn))≤(-0.00162X v d + 0.64622)的關(guān)系。
[0021](2)根據(jù)(I)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)ZrO2成分的含量為10.0%以下。
[0022](3)根據(jù)(I )或(2)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)含有:
[0023]La2O3 成分 O ~30.0% 和 / 或
[0024]Gd2O3 成分 O ~15.0% 和 / 或
[0025]Y2O3 成分 O ~15.0% 和 / 或
[0026]Yb2O3 成分 O ~15.0%。
[0027](4)根據(jù)(I)~(3)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成中的摩爾比 La203/Ln203 為 0.5 以上。
[0028](5)根據(jù)(I)~(4)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Nb2O5成分與ZrO2成分的含量之和多于4.6%且為30.0%以下。
[0029](6)根據(jù)(I)~(5)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，摩爾和(Nb2O5 + ZrO2 + La2O3)為15.0%以上。
[0030](7)根據(jù)(I)~(6)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)TiO2成分的含量為20.0%以下。
[0031](8)根據(jù)(I)~(7)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成的摩爾比TiO2/ (Nb2O5 + ZrO2)為 1.00 以下。
[0032](9)根據(jù)(I)~(8)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Nb2O5成分與TiO2成分的含量之和多于6.5%且為35.0%以下。
[0033]( 10)根據(jù)(I)-(9)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)WO3成分的含量為30.0%以下。
[0034]( 11)根據(jù)(I)-(10 )中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，TiO2成分與WO3成分的摩爾和為35.0%以下。
[0035](12)根據(jù)(I)-(11)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成中的摩爾比(TiO2 + WO3) / (ZrO2 + B2O3)為 0.700 以下。
[0036](13)根據(jù)(I)-(12)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為:
[0037]Li2O 成分 O -25.0% 和 / 或
[0038]Na2O 成分 O -25.0% 和 / 或
[0039]K2O 成分 O -25.0% 和 / 或
[0040]Cs2O 成分 O -10.0%。
[0041 ] (14)根據(jù)(I)-(13)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Rn2O成分(式中，Rn為選自由L1、Na、K、Cs組成的組中的I種以上)的摩爾和為30.0%以下。
[0042](15)根據(jù)(I)-(14)中的任`一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成的摩爾比(B2O3 + ZrO2) / (Ln2O3 + WO3 + Rn2O)為 0.70 以上。
[0043](16)根據(jù)(I)-(15)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成
的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為:
[0044]
MgO成分O-15.0%和/或
CaO成分O-20.0%和/或
SrO成分O-20.0%和/或
BaO成分O-20.0%和/或

ZnO 成分 O-35.0%。
[0045](17)根據(jù)(I)-(16)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，RO成分(式中，R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn組成的組中的I種以上)的摩爾和為35.0%以下。
[0046](18)根據(jù)(I)-(17)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成
的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)含有25.0%以上且55.0%以下的B2O3成分、6.0%以上且30.0%以下的Ln2O3成分、以及多于0%且25.0%以下的Nb2O5成分，式Ln2O3中,Ln為選自由La、Gd、Y、Yb組成的組中的I種以上，ZrO2成分的含量為15.0%以下，部分色散比(Θ g，F(xiàn))與阿貝數(shù)(vd)之間在vd≤31的范圍滿足(-0.00162X vd + 0.63822) ≤ ( Θ g，F(xiàn))≤(-0.00275 X vd + 0.68125)的關(guān)系，在 vd>31 的范圍滿足(-0.00162X vd + 0.63822)≤(Θ g，F(xiàn))≤(-0.00162X v d + 0.64622)的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)ZrO2成分的含量為10.0%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)含有: La2O3成分 O~30.0%和/或 Gd2O3成分 O~15.0%和/或 Y2O3成分 O~15.0%和/或 Yb2O3 成分 O ~15.0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成中的摩爾比La203/Ln203 為 0.5 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Nb2O5成分與ZrO2成分的含量之和多于4.6%且為30.0%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，摩爾和(Nb2O5 + ZrO2 + La2O3)為15.0%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)TiO2成分的含量為20.0%以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成的摩爾比TiO2/ (Nb2O5 + ZrO2)為 1.00 以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Nb2O5成分與TiO2成分的含量之和多于6.5%且為35.0%以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)WO3成分的含量為30.0%以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，TiO2成分與WO3成分的摩爾和為35.0%以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成中的摩爾比(TiO2 + WO3) / (ZrO2 + B2O3)為 0.700 以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~12中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為: Li2O成分 O~25.0%和/或 Na2O成分 O~25.0%和/或 K2O成分 O~25.0%和/或 Cs2O 成分 O ~10.0%。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，Rn2O成分的摩爾和為30.0%以下，式Rn2O中，Rn為選自由L1、Na、K、Cs組成的組中的I種以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，氧化物換算組成的摩爾比(B2O3 + ZrO2) / (Ln2O3 + WO3 + Rn2O)為 0.70 以上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為:MgO成分O-15.0%和/或CaO成分O-20.0%和/或SrO成分O-20.0%和/或BaO成分O-20.0%和/或
ZnO 成分 O-35.0%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，RO成分的摩爾和為35.0%以下，式RO中，R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn組成的組中的I種以上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總物質(zhì)量，按摩爾％計(jì)為:
SiO2成分 O-20.0%和/或P2O5成分0-30.0%和/或GeO2成分O-20.0%和/或Ta2O5成分O-7.5%和/或Bi2OWt 分O -15.0% 和/或
TeO2成分O-30.0%和/或
Al2O3成分 O-15.0%和/或

Sb2O3 成分 O-1.0% ο
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有1.80以上且2.00以下的折射率(nd)，且具有20以上且40以下的阿貝數(shù)(vd)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其光譜透射率顯不為70%的波長(λ 70)為500nm以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，下述再加熱試驗(yàn)(A)前的試驗(yàn)片的透射率成為70%的波長λ 70與所述再加熱試驗(yàn)后的試驗(yàn)片的λ 70之差為20nm以下，再加熱試驗(yàn)(A):將試驗(yàn)片15mmX 15mmX 30mm再加熱,從室溫用150分鐘升溫至比各試樣的轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高80°C的溫度，在比所述光學(xué)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高80°C的溫度下保溫30分鐘，然后自然冷卻至常溫，在將試驗(yàn)片的相對的兩面研磨至厚度IOmm后進(jìn)行目視觀察。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，再加熱試驗(yàn)(A)后的試驗(yàn)片的波長587.56nm的光線(d射線)的透射率除以所述再加熱試驗(yàn)前的試驗(yàn)片的d射線的透射率而得到的值為0.95以上， 再加熱試驗(yàn)(A):將試驗(yàn)片15mmX 15mmX 30mm再加熱,從室溫用150分鐘升溫至比各試樣的轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高80°C的溫度，在比所述光學(xué)玻璃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高80°C的溫度下保溫30分鐘，然后自然冷卻至常溫，在將試驗(yàn)片的相對的兩面研磨至厚度IOmm后進(jìn)行目視觀察。
23.一種研磨加工用和/或精密壓制成型用的預(yù)成型坯，其是由權(quán)利要求1-22中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成的。
24.一種光學(xué)元件，其是將權(quán)利要求1-22中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃進(jìn)行磨削和/或研磨而成的。
25.—種光學(xué)兀件,其是將權(quán)利要求1-22中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃進(jìn)行精密壓制成型而成的。`
【文檔編號】C03C3/155GK103459339SQ201280015842
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】津田哲也 申請人:株式會社小原