专利名称：光学玻璃、光学元件以及精密加压成形用预成形品的制作方法
光学玻璃、光学元件以及精密加压成形用预成形品技术区域本发明涉及光学玻璃、光学元件以及精密加压成形用预成形品。
背景技术：
近年来，随着使用光学系统的仪器向数字化和高精细化的急速发展，以数码相机 和摄像机(video camera)等摄影器材为代表的、对用于光学系统中的透镜等光学元件的高 精度化、轻量化及小型化的要求也越来越高。在制作光学元件的光学玻璃中，特别是对能够实现光学元件的轻量化及小型化且 具有1. 85以上2. 20以下的高折射率(IId)的玻璃的需求非常高。作为这种高折射率的玻 璃，已知例如专利文献1所代表的折射率(nd)为1. 886以上1. 963以下的亚碲酸玻璃，以 及专利文献2所代表的折射率(nd)为1. 971以上2. 021以下的亚碲酸玻璃。专利文献1 国际公开第2006/001346号小册子专利文献2 日本特开2006-182577号公报
发明内容
专利文献1和2公开的玻璃虽然折射率大，但是对透过不同波长光的折射率差异 较大。因此，由这种玻璃形成的光学元件色差大。已知光学元件的色差与部分色散比(θ g，F)密切相关。以下，如式(1)所示，为表 示短波长区域的部分色散性的部分色散比(θ g，F)。θ g, F = (ng-nF) / (nF_nc)……(1)(ng是指光源为水银时玻璃对波长为435. 835nm的光谱线的折射率，nF是指光 源为氢时玻璃对波长为486. 13nm的光谱线的折射率，是指光源为氢时玻璃对波长为 656. 27nm的光谱线的折射率。)光学玻璃中表示短波长区域部分色散性的部分色散比(θ g，F)与阿贝数(Vd)之 间大致呈直线关系。表示二者关系的直线，在以部分色散比(θ g，F)为纵轴、阿贝数(Vd)为 横轴的正交坐标上，用将对NSL7与PBM2的部分色散比和阿贝数作图得到的两点连接而成 的直线表示，称为标准线(normal line)(参照图1)。作为标准线基准的标准玻璃(normal glass)，根据光学玻璃制造商的不同而不同，但各公司均以大致相等的倾斜度和切片来定 义标准玻璃。(NSL7和PBM2为株式会社才〃，公司制的光学玻璃。其中，PBM2的阿贝数 (Vd)为36. 3、部分色散比(θ g，F)为0. 5828，NSL7的阿贝数(vd)为60. 5、部分色散比(θ g， F)为 0. 5436。)然而，特别在高色散(低阿贝数(Vd))的玻璃中，玻璃的部分色散比(θ g，F)为偏 离标准线的值。因此，使用这些高色散的玻璃制造光学元件时，光学元件中会产生色差，因 此需要修正该色差。本发明是鉴于上述问题点而完成的，目的在于得到折射率(Iid)和阿贝数(Vd)处于 期望范围内、且色差降低的光学玻璃，以及使用该光学玻璃的光学元件和精密加压成形用预成形品。本发明人为了解决上述课题进行了反复深入研究，结果发现通过并用TeA成分和 化03成分作为必要成分，并且将1^02成分以及化03成分的含量控制在特定的范围内，可以使 玻璃的部分色散比(9g，F)与阿贝数(Vd)之间具有期望的关系，从而完成了本发明。具体 而言，本发明提供以下技术方案。(1) 一种光学玻璃，其含有TeO2成分和化03成分作为必要成分，部分色散比 (θ g，F)与阿贝数(vd)之间，在vd彡25的范围内满足(-0. 0016Xvd+0. 6346)彡(θ g， F) ( (-0. 0058Xvd+0. 7539)的关系，在vd > 25的范围内满足 (-0. 0025Xvd+0. 6576) ^ ( θ g, F) ^ (-0. 0020Xvd+0. 6590)的关系。(2)上述(1)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，含有以下各成分TeO2 成分 10. 0 95. 0%和B2O3成分大于0%且为50.0%以下。(3)上述⑴或⑵所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质 的量，以摩尔％计，以下成分的含量为MgO 成分 0 15. 0%和 / 或
Y2O3 成分 0 30. 0 % 和 / 或ZrO2 成分 0 20. 0 %。(4)上述C3)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，物质的量之和Mg0+A03+^O2为大于0%且为30. 0%以下。(5)上述(1)至中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻 璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为Nb2O5 成分 0 30. 0 % 和 / 或Bi2O3 成分 0 20. 0 %。(6)上述( 所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，物质的量之和TeA+Nb205+Bi203为10. 0%以上70. 0%以下。(7)如权利要求(1)至(6)中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组 成的玻璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为GeO2 成分 0 20. 0 % 和 / 或SiO2 成分 0 20. 0%和 / 或P2O5 成分 0 20. 0%。(8)上述(7)所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的物质的量之比 (Ge02+Si02+P205) / (Te02+B203)为 0. 075 以下。(9)上述(1)至(8)中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻 璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为TiO2 成分 0 10. 0%和 / 或WO3 成分 0 10.0%。(10)上述(9)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，物质的量之和TiA+W03+Bi203为大于0%且为10. 0%以下。
(11)上述(1)至(10)中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的 玻璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为La2O3 成分 0 30. 0 % 和 / 或Gd2O3 成分 0 30. 0 % 和 / 或Ta2O5 成分 0 20. 0 % 和 / 或
Ga2O3 成分 0 20. 0 % 和 / 或In2O3 成分 0 20. 0 %。(12)上述(11)所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的物质的量之比M/ (Te02+B203)为 0.050 以上 0. 240 以下，式中，M 为选自 Ti02、W03、Bi203、La2O3> Gd2O3> Y2O3> Ta2O5^Ga2O3以及In2O3中的一种以上。(13)上述(1)至(1 中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的 玻璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为Li2O 成分 0 20. 0 % 和 / 或Na2O 成分 0 20. 0 % 和 / 或K2O 成分 0 20. 0 % 和 / 或Cs2O 成分 0 20. 0 % 和 / 或CaO 成分 0 20. 0 % 和 / 或SrO 成分 0 20. 0 % 和 / 或
BaO 成分 0 30. 0 % 和 / 或ZnO 成分 0 50. 0 % 和 / 或Al2O3 成分 0 20. 0 % 和 / 或Yb2O3 成分 0 20. 0 %。(14)上述(1)至(1 中任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的 玻璃总物质的量，以摩尔％计，以下成分的含量为Sb2O3 成分 0 1.0%和 / 或CeO2 成分 0 1. 0%。(15)上述(1)至(14)中任一项所述的光学玻璃，其具有1. 70以上2. 20以下的折 射率(nd)，并且具有10以上40以下的阿贝数(Vd)，光谱透射比显示为70%时的波长(λ 7(|) 为500nm以下。(16) 一种光学元件，其是对上述(1)至(1 中任一项所述的光学玻璃进行精密加 压成形而得。(17) 一种精密加压成形用预成形品，其由上述(1)至(1 中任一项所述的光学玻 璃制成。(18) 一种光学元件，其是对上述(17)所述的精密加压成形用预成形品进行精密 加压成形而得。根据本发明，通过并用TeA成分和化03成分作为必要成分，并且将TeA成分以及 化03成分的含量控制在特定的范围内，可以使折射率( )和阿贝数(Vd)具有期望的关系， 从而减小异常部分色散。因此，可以得到折射率(nd)和阿贝数(Vd)处于期望范围内并且色 差降低的光学玻璃、以及使用该光学玻璃的光学元件和精密加压成形用预成形品。
图1是在以部分色散比(θ g，F)为纵轴、阿贝数(Vd)为横轴的正交坐标中显示的 标准线的示意图。图2是表示本发明实施例及比较例的玻璃的部分色散比(θ g，F)与阿贝数(Vd)关 系的图。
具体实施例方式本发明的光学玻璃，含有TeA成分以及B2O3成分作为必要成分，部分色散比 (θ g, F)与阿贝数(vd)之间，在Vd彡25的范围内满足(-0. 0016Xvd+0. 6346)彡(θ g， F) ( (-0. 0058Xvd+0. 7539)的关系，在vd > 25的范围内满足 (-0. 0025Xvd+0. 6576)彡(θ g，F)彡(-0. 0020Xvd+0. 6590)的关系。通过并用 TeO2 成分 和化03成分作为必要成分，并且将TeA成分以及化03成分的含量控制在特定的范围内，可 以使玻璃的折射率(nd)和阿贝数(Vd)具有期望的关系，从而减小异常部分色散。并且，通 过将TeO2成分以及化03成分的含量控制在上述范围内，可提高玻璃对可见光的透明性。因 此，可以得到折射率(nd)和阿贝数(Vd)处于期望范围内、色差小且着色少的光学玻璃。以下，对本发明光学玻璃的实施方式进行详细说明，但本发明不受以下实施方式 的任何限制，可以在本发明目的的范围内加以适当改变进行实施。另外，对于重复说明之 处，有时适当省略说明，但不能限制发明的主旨。[玻璃成分]组成本发明光学玻璃各成分的组成范围如下所述。本说明书中只要没有特别说 明，各成分的含量全部用相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量的摩尔％来表示。其中， “氧化物换算组成”是指，在假设作为本发明玻璃组成成分的原料而使用的氧化物、复合盐 和金属氟化物等在熔融时全部分解转化成氧化物的情况下，以该生成氧化物的总物质的量 为100摩尔％，玻璃中所含的各成分的组成。<关于必要成分、任选成分>TeO2成分是构成玻璃网状结构、提高玻璃折射率、降低玻璃部分色散比(θ g，F)的 成分。特别是，通过使TeO2成分的含量为10.0%以上，能够容易进行玻璃化。另一方面，通 过使TeA成分的含量为95. 0%以下，能够提高玻璃的耐失透性。因此，相对于氧化物换算 组成的玻璃总物质的量，TeO2成分的含量的下限值优选为10. 0%、更优选为20. 0%、最优选 为40. 0%，上限值优选为95. 0%、更优选为85. 0%、最优选为70. 0%。可使用例如等 作为原料，使玻璃内含有1^ 成分。化03成分是构成玻璃网状结构的成分，并且是提高玻璃部分色散比(9g，F)的 成分。特别是，通过含有大于0%的化03成分，能够进一步提高玻璃的稳定性。另一方面， 通过使化03成分的含量为50. 0 %以下，能够使玻璃的折射率不易降低，提高玻璃的稳定 性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，B2O3成分的含量的下限值优选为大于 0%、更优选为3.0%、最优选为5.0%，上限值优选为50.0%、更优选为40.0%、最优选为 30. 0%。可使用例如H3B03、Na2B4O7, Na2B4O7 · IOH2O, BPO4等作为原料，使玻璃内含有化03成 分。
MgO成分是提高玻璃的稳定性的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过是MgO成分的含量为15. 0%以下，能够容易形成玻璃，并能够降低熔解温度以及玻璃 化点(Tg)。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，MgO成分的含量的上限值优选 为15.0%、更优选为10.0%、最优选为5.0%。可使用例如MgC03、MgF2等作为原料，使玻璃 内含有MgO成分。IO3成分是提高玻璃的折射率及色散的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特 别是，通过使IO3成分的含量为30. 0%以下，能够容易进行玻璃化，并能够使熔解温度不易 升高。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，IO3成分的含量的上限值优选为 30. 0%、更优选为20. 0%、最优选为10. 0%。应予说明，即使不含Y2O3成分也不会对技术不 利，但通过使IO3成分的含量大于0%，能够提高玻璃成形时的耐失透性。因此，相对于氧化 物换算组成的玻璃总物质的量，IO3成分的含量的下限值优选为大于0%、更优选为0.5%、 最优选为1.0%。可使用例如103、YF3等作为原料，使玻璃内含有^O3成分。ZrO2成分是提高玻璃折射率、抑制玻璃从熔融状态冷却的过程中失透的成分，并 且是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是通过使^O2成分的含量为20. 0%以下，使玻璃 容易在更低温度下熔解，因而可以减少制造玻璃时的能量损失。因此，相对于氧化物换算组 成的玻璃总物质的量，成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、最优选 为10.0%。应予说明，即使不含成分也不会对技术不利，通过使&02成分的含量大于 0%，能够提高玻璃的耐失透性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，ZrO2成分 的含量的下限值优选为大于0%、更优选为0.5%、最优选为1.0%。可使用例如&02、&F4 等作为原料，使玻璃内含有^O2成分。本发明的光学玻璃中，MgO成分J2O3成分以及&02成分的含量的物质的量之和优 选为大于0%且为30.0%以下。通过使该物质的量之和大于0%，能够抑制玻璃的部分色散 比(eg，F)的升高，因而能够得到具有期望的部分色散比(eg，F)的光学玻璃。并且，通过 使该物质的量之和为30. 0%以下，能够抑制阿贝数(Vd)的降低、同时提高玻璃的稳定性，因 此能够得到兼具高阿贝数和耐失透性的光学玻璃。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总 物质的量，物质的量之和(Mg0+Y203+&02)的下限值优选为大于0%、更优选为1.0%、最优 选为2.0%，上限值优选为30.0%、更优选为20.0%、最优选为10.0%。Nb2O5成分是提高玻璃折射率和色散，提高玻璃的部分色散比(θ g，F)的成分，是 本发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Nb2O5成分的含量为30. 0%以下，能够降低 玻璃成形时的失透。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，Nb2O5成分的含量的 上限值优选为30.0%、更优选为20.0%、最优选为10.0%。可使用例如Nb2O5等作为原料， 使玻璃内含有Nb2O5成分。Bi2O3成分是提高玻璃折射率，提高玻璃的部分色散比(θ g，F)的成分，是本发明 光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Bi2O3成分的含量为20.0%以下，可提高玻璃的稳 定性，因此能够使玻璃相对于可见光的内部透射比难以降低。因此，相对于氧化物换算组成 的玻璃总物质的量，Bi2O3成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为10.0%、最优选为 5. 0%。可使用例如Bi2O3等作为原料，使玻璃内含有Bi2O3成分。本发明的光学玻璃中，TeO2成分、Nb2O5成分以及Bi2O3成分的含量的物质的量之和 优选为10.0%以上70.0%以下。通过使该物质的量之和为10.0%以上，能够容易得到期望的高折射率。另一方面，通过使该物质的量之和为70.0%以下，玻璃的色散减小而阿贝 数(Vd)增大，因此能够得到具有期望的高阿贝数(Vd)的光学玻璃。因此，相对于氧化物换 算组成的玻璃总物质的量，物质的量之和(Te02+Nb205+Bi203)的下限值优选为10.0%、更优 选为20.0%、最优选为40.0%，上限值优选为70.0%、更优选为65.0%、最优选为63.0%。GeO2成分是提高玻璃的内部透射比和折射率的成分，也是构成玻璃网状结构、使 玻璃稳定化、减少成形时的失透的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使 GeO2成分的含量为20.0%以下，能够降低玻璃化点(Tg)以及熔解温度。因此，相对于氧化 物换算组成的玻璃总物质的量，GeO2成分的含量的上限值优选为20. 0%、更优选为15. 0%, 最优选为10. 0%。可使用例如GeA等作为原料，使玻璃内含有GeA成分。SiO2成分是促进形成稳定的玻璃，降低玻璃的失透的成分，也是降低玻璃的部分 色散比(9g，F)的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使SiO2成分的含 量为20.0%以下，能够容易得到期望的玻璃折射率。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃 总物质的量，SiO2成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、最优选为10.0%。 可使用例如Si02、K2SiF6、Na2SiF6等作为原料，使玻璃内含有S^2成分。P2O5成分是构成玻璃网状结构的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使P2O5成分的含量为20. 0%以下，能够降低失透倾向，提高玻璃的稳定性。因此，相对 于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，P2O5成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为 15. 0%、最优选为 10.0%o 可使用例如 Al (PO3) 3、Ca (PO3) 2、Ba (PO3) 2、BPO4、H3PO4 等作为原 料，使玻璃内含有P2O5成分。本发明的光学玻璃中，物质的量之和(GeA+SiA+P205)相对于物质的量之和 (Te02+B203)的物质的量之比，优选为0. 075以下。认为通过使该物质的量之比为0. 075以 下，熔融玻璃中晶核的形成以及结晶的成长减少，玻璃化点(Tg)与晶化温度(Tx)之差ΔΤ 增大，因此能够提高玻璃的耐失透性。此外，认为TeA成分的还原被抑制，因此能够提高 可见光区域的玻璃的透明性，能够减小玻璃的着色。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃 总物质的量，物质的量之比(Ge02+SiA+P205)/(Te02+B203)的上限值优选为0. 075、更优选为 0. 073、最优选为0. 070。TiO2成分是提高玻璃的折射率的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使TW2成分的含量为 ο. 以下，能够抑制由TW2成分所导致的玻璃内部透射比的 降低，因此能够得到具有高折射率且具有期望的高透射比的玻璃。因此，相对于氧化物换算 组成的玻璃总物质的量，TiO2成分的含量的上限值优选为10.0%、更优选为8.0%、最优选 为5.0%。可使用例如TiA等作为原料，使玻璃内含有TiA成分。WO3成分是提高玻璃折射率和色散，提高玻璃的部分色散比(θ g，F)的成分，是本 发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使WO3成分的含量为10.0%以下，能够降低玻璃 暴露于紫外光时玻璃的着色。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，WO3成分的 含量的上限值优选为10.0%、更优选为8.0%、最优选为5.0%。特别是，如果含有WO3成 分，则在可见光区域的特定波长容易产生吸收，因此从玻璃的着色方面出发，优选实质上不 含WO3成分。可使用例如WO3等作为原料，使玻璃内含有WO3成分。本发明的光学玻璃中，TW2成分、WO3成分以及Bi2O3成分的含量的物质的量之和 优选为大于0%且为10.0%以下。通过使该物质的量之和大于0%，能够提高玻璃的内部透射比，并维持期望的玻璃折射率。并且，通过使该物质的量之和为10.0%以下，能够提高 玻璃的折射率，维持期望的玻璃的内部透射比。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质 的量，物质的量之和(Ti02+W03+Bi203)的下限值优选为大于0%、更优选为1.0%、最优选为 2.0%，上限值优选为10.0%、更优选为8.0%、最优选为5.0%。La2O3成分是提高玻璃折射率、并且抑制玻璃成形时失透的成分，是本发明光学玻 璃中的任选成分。特别是，通过使La2O3成分的含量为30. 0%以下，能够维持良好的耐失 透性，抑制熔解温度的上升。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，La2O3成分 的含量的上限值优选为30.0%、更优选为20.0%、最优选为10.0%。可使用例如La203、 La(NO3)3 · XH2O (X为任意整数)等作为原料，使玻璃内含有Lii2O3成分。Gd2O3成分是提高玻璃折射率、并且抑制玻璃成形时失透的成分，是本发明光学玻 璃中的任选成分。特别是，通过使Gd2O3成分的含量为30.0%以下，能够维持良好的耐失透 性，并且能够抑制熔解温度的上升。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，Gd2O3 成分的含量的上限值优选为30. 0%、更优选为20. 0%、最优选为10. 0%。可使用例如Gd203、 GdF3等作为原料，使玻璃内含有Gd2O3成分。Ta2O5成分是提高玻璃的折射率的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使Ta2O5成分的含量为20. 0%以下，能够降低玻璃成形时的失透。因此，相对于氧化物 换算组成的玻璃总物质的量，Ta2O5成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、 最优选为10.0%。可使用例如Ta2O5等作为原料，使玻璃内含有Ta2O5成分。Ga2O3成分是提高玻璃折射率、提高玻璃的努氏硬度的成分，是本发明光学玻璃中 的任选成分。特别是，通过使Ga2O3成分的含量为20.0%以下，能够提高玻璃的稳定性。并 且，由于Ga2O3成分是非常昂贵的原料，因此从抑制玻璃材料成本的观点出发，理想的是含 有较少的Ga2O3成分。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，Ga2O3成分的含量的 上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、进一步优选为10.0%、最优选为不足5.0%。可使 用例如Ga2O3等作为原料，使玻璃内含有Ga2O3成分。In2O3成分是提高玻璃的折射率的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使M2O3成分的含量为20. 0%以下，能够提高玻璃的稳定性。因此，相对于氧化物换算 组成的玻璃总物质的量，In2O3成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、最优 选为10.0%。可使用例如^i2O3等作为原料使玻璃内含有^i2O3成分。本发明的光学玻璃中，选自Ti02、W03、Bi203、L￡i203、Gd203、Y203、Ta205、G￡i203 以及 In2O3 中的一种以上物质的物质的量之和，相对于物质的量之和(TeA+B203)之比，优选为0.050 以上且为0. 240以下。通过使该物质的量之比为0.050以上，可提高光学玻璃的折射率，因 此能够容易得到期望的具有高折射率的玻璃。并且，认为通过使该物质的量之比为0. 240 以下，玻璃化点(Tg)与晶化温度(Tx)之差△ T增大，因而能够提高玻璃的耐失透性。因此， 上述物质的量之和的比值的下限优选为0. 050、更优选为0. 055、最优选为0. 060，上限优选 为0. 240、更优选为0. 200、最优选为0. 150。Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分，是调整降低玻璃的部分色散比(θ g， F)、降低玻璃的熔解温度以及玻璃化点的任选成分。特别是，通过使这些成分中的一种以上 的含量为20. 0%以下，能够提高玻璃的化学耐久性，尤其能够提高耐水性。因此，相对于氧 化物换算组成的玻璃总物质的量，Li2O成分、妝20成分、K2O成分以及Cs2O成分中的一种以上的各成分的含量的上限值，优选为20.0%、更优选为15.0%、最优选为10.0%。并且，相 对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，Rn2O成分(式中，to为选白Li、Na、K、Cs中的一 种以上)含量的物质的量之和的上限值优选为20. 0%、更优选为15. 0%、最优选为10. 0%o 可使用例如 Li2C03、LiN03、LiF、Na2C03、NaNO3, NaF、Na2SiF6, K2CO3, KNO3, KF、KHF2, K2SiF6, Cs2CO3、CsNO3等作为原料，使玻璃内含有Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分。CaO成分、SrO成分以及BaO成分是提高玻璃稳定性的任选成分。特别是，通过使 CaO成分和/或SrO成分的含量为20. 0%以下，或者，通过使BaO成分的含量为30. 0%以 下，能够容易形成玻璃，提高玻璃在可见光区域的透射比，并且能够降低玻璃的熔解温度以 及玻璃化点(Tg)。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，CaO成分和/或SrO成 分的含量的上限值，优选为20.0%、更优选为15.0%、最优选为10.0%。并且，相对于氧化 物换算组成的玻璃总物质的量，BaO成分的含量的上限值优选为30. 0%、更优选为25. 0%, 最优选为 20. 0%。可使用例如 CaCO3、CaF2、Sr (NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2 等作为原料，使 玻璃内含有CaO成分、SrO成分以及BaO成分。ZnO成分是使玻璃稳定化的任选成分。特别是，通过使ZnO成分的含量为50. 0% 以下，能够维持玻璃的稳定性、提高透射比，并且降低玻璃的熔解温度。因此，相对于氧化物 换算组成的玻璃总物质的量，ZnO成分的含量的上限值优选为50. 0%、更优选为45. 0%、最 优选为40. 0%。应予说明，即使不含SiO成分也不会对技术上不利，但通过使SiO成分的含 量为1. 0%以上，能够提高玻璃的耐失透性，因此尤其能够容易得到透射可见光区域波长的 光的光学玻璃。此时，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，ZnO成分的含量的下限值 优选为1.0%、更优选为3.0%、最优选为5.0%。可使用例如&iO、aiF2等作为原料，使玻璃 内含有ZnO成分。本发明的光学玻璃中，RO成分(式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Si中的一种以上) 含量的物质的量之和，优选为30.0%以下。通过使该物质的量之和为30.0%以下，能够容 易形成玻璃，并且能够降低玻璃的熔解温度以及玻璃化点(Tg)。因此，相对于氧化物换算 组成的玻璃总物质的量，RO成分的含量的物质的量之和的上限值优选为30. 0%、更优选为 25. 0%、最优选为20. 0%oAl2O3成分是提高玻璃耐失透性的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使Al2O3成分的含量为20. 0%以下，能够容易得到期望的折射率。因此，相对于氧化物 换算组成的玻璃总物质的量，Al2O3成分的含量的上限值优选为20.0%、更优选为15.0%、 最优选为10. 0%。可使用例如A1203、A1 (OH) 3> AlF3等作为原料，使玻璃内含有Al2O3成分。%203成分是提高玻璃折射率的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是， 通过使％203成分的含量为20. 0%以下，能够维持期望的光学常数，并且容易维持良好的耐 失透性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，％203成分的含量的上限值优选 为20.0%、更优选为15.0%、最优选为10.0%。可使用例如％203等作为原料，使玻璃内含 有％203成分。Sb2O3成分是促进玻璃脱泡的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通过 使Sb2O3成分的含量为1. 0%以下，能够使玻璃熔融时不易发生过度起泡，能够使Sb2O3成分 不易与熔解设备(特别是Pt等贵重金属)发生合金化。因此，相对于氧化物换算组成的玻 璃总物质的量，Sb2O3成分的含量的上限值优选为1. 0%、更优选为0. 9%、最优选为0. 8%0可使用例如SId203、Sb2O5, Na2H2Sb2O7 · 5H20等作为原料，使玻璃内含有SId2O3成分。CeO2成分是对玻璃澄清有效的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。特别是，通 过使CeO2成分的含量为1.0%以下，能够得到内部品质良好的光学玻璃。因此，相对于氧化 物换算组成的玻璃总物质的量，CeO2成分的含量的上限值优选为1. 0%、更优选为0. 9%、最 优选为0. 8%。但是，如果含有( 成分，则在可见光区域的特定波长容易产生吸收，因此 从玻璃的着色方面出发，优选实质上不含CeO2成分。可使用例如( 等作为原料，使玻璃 内含有CeO2成分。应予说明，使玻璃澄清、脱泡的成分不限于上述Sb2O3成分、CeO2成分，可以使用玻 璃制造领域中公知的澄清剂、脱泡剂或者它们的组合。<关于不应该含有的成分>接着，对本发明光学玻璃中不应该含有的成分、以及不优选含有的成分进行说明。在不损害本发明的玻璃特性的范围内，可以根据需要添加其它成分。但是，除了 La、Gd、Y以外的Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Mo及Er等各过渡金属成分，无论在分别 单独含有或复合含有少量的情况下，均会使玻璃着色，具有在可见区域的特定波长产生吸 收的性质，因此特别是在使用可见区域波长的光学玻璃中，优选实质上不含有上述金属成 分。并且，Nb2O5成分在含量较多时也具有使玻璃着色的性质，因此尤其在透射可见光区域 波长的光的光学玻璃中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，Nb2O5成分的含量的上 限值优选为10.0%、更优选为8.0%、最优选为5.0%。此外，由于PbO等铅化合物及As2O3等砷化合物、以及Th、Cd、Tl、Os、Be、Se各成
分，近年来作为有害化学物质而倾向于控制其使用，不仅在玻璃的制造工序中，甚至加工工 序和产品化后的处理中都需要在环境对策方面采取措施。因此，在重视环境方面的影响的 情况下，除不可避免的混入，优选实质上不含这些成分。由此，可以使光学玻璃中实质上不 含污染环境的物质。因此，即使不在环境对策方面采取特殊措施，也可以制造、加工和废弃 该光学玻璃。本发明的玻璃组合物，其组成用相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量的摩 尔％来表示，而不是直接用质量％来表示，但满足本发明所要求的各种特性的玻璃组合物 中存在的各成分，其用质量％表示的组成，以氧化物换算组成计大致为以下值。TeO2成分10. 0 95. 0质量％禾口
B2O3成分大于0质量％且为30. 0质量％以下
以及，
MgO成分0 -5. 0质量％和/]或
Y2O3成分0 乂 40. 0质量％和/'或
ZrO2成分0 --15. 0质量％和./或
Nb2O5 成分 0 ‘ 40. 0质量％和/或
Bi2O3 成分 0 , 50. 0质量％和/或
GeO2成分0 --15. 0质量％和./或
SiO2成分0 --10. 0质量％和./或
P2O5成分0 乂 20. 0质量％和/'或
TiO2成分0 --6. 0质量％和/或
WO3成分0 15. 0质量％和/或La2O3成分0 45. 0质量％和/或Gd2O3成分0 45. 0质量％和/或Ta2O5成分0 45. 0质量％和/或Ga2O3成分0 35.0质量％和/或In2O3成分0 45. 0质量％和/或Li2O成分0 5. 0质量％和/或Nei2O成分0 10. 0质量％和/或K2O成分0 15. 0质量％和/或Cs2O成分0 30.0质量％和/或CaO成分0 8. 0质量％和/或SrO成分0 13. 0质量％和/或BaO成分0 30. 0质量％和/或ZnO成分0 25. 0质量％和/或Al2O3成分0 13. 0质量％和/或Yb2O3成分0 40.0质量％和/或Sb2O3成分0 1. 0质量％禾口 /或CeO2 成分 0 1. 0 质量 ％。[制造方法]本发明的光学玻璃例如可采用以下方式制作。即，将上述原料混合均勻使各成分 的含量达到特定范围内，将制成的混合物放入石英坩埚或铝坩埚内粗熔融后，再放入金坩 埚、钼坩埚、钼合金坩埚或铱坩埚中在700 1200°C的温度范围内熔融，搅拌均化并进行除 泡等之后，通过降至适当温度后浇铸到模具中，缓慢冷却而制成。[物性]本发明的光学玻璃既具有高折射率( )也具有高色散。特别地，本发明光学玻璃 的折射率(nd)的下限值优选为1. 70、更优选为1. 75、最优选为1. 80，上限值优选为2. 20、更 优选为2. 15、最优选为2. 10。并且，本发明的光学玻璃的阿贝数(Vd)的下限值优选为10、 更优选为15、进一步优选为20、最优选为23，上限值优选为40、更优选为35、最优选为30。 由此，可以增加光学设计的自由度，并且即使将元件变薄也可以得到很大的光折射量。另外，本发明的光学玻璃的部分色散比(9g，F)接近标准线。更具体而言， 本发明的光学玻璃的部分色散比(9g，F)与阿贝数(Vd)之间，在25的范围内 满足(-0. 0016Xvd+0. 6346)彡(θ g, F)彡(-0. 0058Xvd+0. 7539)的关系，且在 Vd > 25 的范围内满足(-0. 0025Xvd+0. 6576) ^ ( θ g，F) ^ (-0. 0020Xvd+0. 6590) 的关系。由此，虽然具有高色散但部分色散比(9g，F)与阿贝数(Vd)作图的位置 靠近图1的标准线(Normal Line)，异常部分色散比降低。因此可以推断使用该 光学玻璃的光学元件降低了色差。其中，25时光学玻璃的部分色散比(eg， F)的下限值，优选为(-0. 0016Xvd+0. 6346)、更优选为(-0. 0016Xvd+0. 6366)、最 优选为(-0. 0016Xvd+0. 6386)，上限值优选为(-0. 0058Xvd+0. 7539)、更优选为 (-0. 0058Xvd+0. 7519)、最优选为(-0. 0058Xvd+0. 7499)。并且，vd> 25 时光学玻璃的部分色散比(θ g,F)的下限值优选为(-0. 0025Xvd+0. 6576)、更优选为(-0. 0025Xvd+0. 6596)、 最优选为(-0. 0025Xvd+0. 6616)，上限值优选为(-0. 0020Xvd+0. 6590)、更优选为 (-0. 0020Xvd+0. 6580)、最优选为(-0. 0020Xvd+0. 6570)。应予说明，特别是在阿贝数(Vd) 小的区域内，普通玻璃的部分色散比(9g，F)具有比标准线高的值，并且普通玻璃的部分 色散比(9g，F)与阿贝数(Vd)的关系用曲线(图2中右上方的曲线)来表示。然而，该曲 线难以近似，因此本发明中用以Vd = 25为分界线具有不同斜度的直线来表示部分色散比 (θ g, F)低于普通玻璃的情况。并且，本发明的光学玻璃优选着色少。特别是如果用玻璃的透射比来表示着色，则 本发明的光学玻璃厚度为IOmm的样品中光谱透射比显示为70%时的波长(λ 7(|)为450nm 以下、更优选为445nm以下、最优选为440nm以下。由此，可提高可见光区域玻璃的透明性， 因而作为用于可见光区域波长的光的透镜等光学元件的材料，可以优选使用该光学玻璃。 同样地，在厚度为IOmm的样品中，光谱透射比显示为5%时的波长(λ 5)优选为405nm以下、 更优选为400nm以下、最优选为395nm以下。[预成形品和光学元件]本发明的光学玻璃可用于各种光学元件和光学设计，其中特别优选用于像透镜、 棱镜和镜子等这样的使可见光透射玻璃内的光学元件。由此，可以降低使用该光学玻璃的 光学元件的色差。因此，将该光学元件用于相机和投影仪等光学仪器时，即使不对具有不同 部分色散比(9g，F)的光学元件进行修正，也可以实现高精细且高精密度的成像特性。在 此，制作由本发明的光学玻璃构成的光学元件时，可以省略切削加工和研磨加工。因而，优 选将熔融状态的玻璃从钼等流出管的流出口滴下制成球状等精密加压成形用预成形品，再 对该精密加压成形用预成形品进行精密加压成形。实施例本发明的实施例(No. 1 No. 8)以及比较例(No. 1 No. 2)的组成、以及这些玻 璃的玻璃折射率(nd)、阿贝数(Vd)、部分色散比(θ g，F)、以及光谱透射比显示为70%和5% 时的波长(λ 7(1、λ 5)的结果如表1所示。并且，实施例(No. 1 No. 8)以及比较例(No. 1 No. 2)的玻璃中，阿贝数(Vd)以及部分色散比(θ g，F)的关系如图2所示。应予说明，以下 实施例是为了举例说明，本发明不仅限于这些实施例。本发明实施例(No. 1 No. 8)的光学玻璃和比较例(No. 1 No. 2)的玻璃均选择 分别相当于各成分原料的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、氢氧化物和偏磷酸化 合物等常用于光学玻璃的高纯度原料，按照表1所示各实施例的组成的比例进行称量并混 合均勻后，放入石英坩埚或钼坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度用电炉在700 1000°C 的温度范围内熔融，通过搅拌均化后浇铸到模具中，缓慢冷却而制成。实施例(No. 1 No. 8)的光学玻璃和比较例(No. 1 No. 2)的玻璃的折射率(nd)、 阿贝数(Vd)和部分色散比(θ g，F)根据日本光学硝子工业会规格J0GIS01-2003进行测定。 对于得到的阿贝数(Vd)和部分色散比(θ g，F)的值，求出在关系式(θ g，F) = -aXvd+b中 倾斜度a为0. 0016,0. 0020,0. 0025和0. 0058时的切片b。另外，作为本测定使用的玻璃， 使用以_25°C /hr的缓慢冷却速度作为退火条件、在退火炉中进行处理得到的玻璃。实施例(No. 1 No. 8)的光学玻璃和比较例(No. 1 No. 2)的玻璃的透射比，按 照日本光学硝子工业会规格J0GIS02进行测定。另外，本发明中通过测定玻璃的透射比来求出玻璃有无着色以及着色的程度。具体而言，按照JISZ8722测定厚度为10士0. Imm的对 面平行研磨品在200 SOOnm波长下的光谱透射比，求出λ 7(1 (透射比为70%时的波长)和 λ 5(透射比为5%时的波长)。[表1]
权利要求
1.一种光学玻璃，其含有1^02成分和化03成分作为必要成分，部分色散比(0g， F)与阿贝数(vd)之间，在vd彡25的范围内满足(-0. 0016Xvd+0. 6346)彡(θ g， F) ( (-0. 0058Xvd+0. 7539)的关系，在vd > 25的范围内满足 (-0. 0025Xvd+0. 6576) ^ ( θ g, F) ^ (-0. 0020Xvd+0. 6590)的关系。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，含有以下各成分TeO2 成分 10. 0 95. 0%和 B2O3成分大于0%且为50. 0%以下。
3.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，以下成分的含量为MgO成分0 15. 0%和/或 Y2O3成分0 30. 0%和/或 ZrO2 成分 0 20. 0%。
4.如权利要求3所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，物质的量之和Mg0+Y203+ZiO2为大于0 %且为30. 0 %以下。
5.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，以下成分的含量为Nb2O5成分0 30. 0%和/或 Bi2O3 成分 0 20. 0%。
6.如权利要求5所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，物质的量之和iTeAiNb2OfBi2O3为10. 0%以上70. 0%以下。
7.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，以下成分的含量为GeO2成分0 20. 0%和/或 SiO2成分0 20. 0%和/或 P2O5 成分 0 20. 0%。
8.如权利要求7所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的物质的量之比 (Ge02+Si02++P205)/(Te02++B203)为 0. 075 以下。
9.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量，以 摩尔％计，以下成分的含量为TiO2成分0 10. 0%和/或 WO3 成分 0 10. 0%。
10.如权利要求9所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，物质的量之和TiA++W03++Bi203为大于0%且为10. 0%以下。
11.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，以下成分的含量为La2O3成分0 30. 0%和/或 Gd2O3成分0 30. 0%和/或 Ta2O5成分0 20. 0%和/或Ga2O3成分0 20. 0%和/或 In2O3 成分 0 20. 0%。
12.如权利要求11所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的物质的量之比M/ (Te02++B203)为 0. 050 以上 0. 240 以下，式中，M 为选自 TiO2, WO3> Bi203、La2O3> Gd2O3> Y2O3> Ta2O5^Ga2O3以及In2O3中的一种以上。
13.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，以下成分的含量为Li2O成分0 -- 20. 0%和丨/或Na2O成分0广-20. 0%和,/或K2O成分0 20. 0%和 /或Cs2O成分0 -- 20. 0%和,/或CaO成分0 乂 20. 0%和 /或SrO成分0 乂 20. 0%和 /或BaO成分0 乂 30. 0%和 /或ZnO成分0 乂 50. 0%和 /或Al2O3成分0 20. 0%和/或Yb2O3成分0 20. 0%。
14.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总物质的量， 以摩尔％计，以下成分的含量为Sb2O3成分0 1.0%和/或 CeO2 成分 0 1. 0%。
15.如权利要求1所述的光学玻璃，其具有1.70以上2. 20以下的折射率(rid)，具有10 以上40以下的阿贝数(vd)，光谱透射比显示为70%时的波长(λ7。)为500nm以下。
16.一种光学元件，其是对权利要求1至15中任一项所述的光学玻璃进行精密加压成 形而得。
17.一种精密加压成形用预成形品，其是由权利要求1至15中任一项所述的光学玻璃 制成。
18.一种光学元件，其是对权利要求17所述的精密加压成形用预成形品进行精密加压 成形而得。
全文摘要
本发明的课题在于提供折射率(nd)以及阿贝数(vd)处于期望的范围内，并且色差减小的光学玻璃、使用该光学玻璃的光学元件以及精密加压成形用预成形品。本发明的光学玻璃含有TeO2成分和B2O3成分作为必要成分，部分色散比(θg，F)与阿贝数(vd)之间，在vd≤25的范围内满足(-0.0016×vd+0.6346)≤(θg，F)≤(-0.0058×vd+0.7539)的关系，在vd＞25的范围内满足(-0.0025×vd+0.6576)≤(θg，F)≤(-0.0020×vd+0.6590)的关系。
文档编号C03C3/155GK102070298SQ20101054009
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月30日
发明者津田哲也 申请人:株式会社小原