光学玻璃和光学元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有所期望的光学特性、且耐候性优异、量产性优异的光学玻璃。该光学玻璃的特征在于：以氧化物基准的摩尔％计，作为玻璃组成，含有P2O55～40％、SO31～35％、R′2O10～30％(R′为Li、Na或者K)、RO20～50％(R为Mg、Ca、Sr、Ba或者Zn)和CuO+Fe2O3+CoO+CeO20.001～15％。
【专利说明】光学玻璃和光学元件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于数码相机镜头、吸热玻璃、IR/UV吸收玻璃等的光学玻璃和 光学元件。
【背景技术】
[0002] 以往，在用于电子机器等的光学玻璃中，广泛使用磷酸盐系玻璃。磷酸盐系玻璃的 可视域透射率高，另外，根据组成，能够高效吸收近红外?红外域的光。因此，磷酸盐系玻璃 在数码相机镜头、吸热玻璃、IR/UV吸收玻璃等电子领域广泛使用。
[0003] 例如，专利文献1中记载了一种以P205、SnO、ZnO、碱金属氧化物、碱土金属氧化物 作为必须成分含有、具有300°C?340°C的温度范围内的退火点、约1. 605附近的折射率及 145?170X1(T/°C的范围的线热膨胀系数、实质上不含氟的磷酸盐系玻璃。
[0004] 专利文献2中记载了一种以P205、A120 3、以及K20或Li20作为必须成分含有、具有 折射率为1. 45?1. 65且阿贝常数为65以上的光学常数的磷酸盐光学玻璃。
[0005] 现行技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利第3164223号公报
[0008] 专利文献2 :国际公开第2007/049622号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 上述磷酸盐系玻璃的耐候性低，在长期的使用中，其表面容易因为日照或者风化 作用而发生侵蚀，因此缺乏实用性。另外，磷酸盐系玻璃的原料的P 2〇5，在熔融下容易蒸发， 因此p205含量多的配方难以获得均质的玻璃，具有量产性差的问题。
[0011] 鉴于以上原因，本发明以提供一种具有所期望的光学特性且具有优异的耐候性、 优异的量产性的光学玻璃为目的。
[0012] 用于解决课题的方法
[0013] 本发明涉及一种光学玻璃，其特征在于：以氧化物为基准的摩尔％计，作为玻璃组 成，含有 P2055 ?40%、S031 ?35%、R' 2010 ?30% (R'为 Li、Na 或者 K)、R020 ?50% (R 为 Mg，Ca，Sr，Ba 或者 Zn)和 Cu0+Fe203+Co0+Ce020. 001 ?15%。
[0014] 本发明的发明人进行了深入研究，结果发现，在磷酸盐系光学玻璃中，通过在使其 含有S0 3的同时，使其含有规定量的CuO、Fe203、C〇0和Ce02中的任一种以上，由此，能够在 实现所期望的光学特性的同时，提高耐候性，并且使熔融时的玻璃稳定化。
[0015] 另外，Cu0、Fe203、Co0和Ce02具有吸收各自的特定波长区域的光的性质。因此，通 过适当含有这些成分，能够得到吸收所期望的波长区域的光的光学玻璃元件。
[0016] 此外，一般而言，如果在通常的磷酸盐系玻璃中含有CuO、Fe203、C〇0和Ce0 2，则有 玻璃化不稳定的倾向。但是，在磷酸盐系玻璃中，在与上述成分同时含有规定量的so3的情 况下，由于这些成分的协同作用，能够使玻璃化稳定并提高耐候性。
[0017] 第二，本发明的光学玻璃优选在J0GIS耐水性试验中为1?5级。
[0018] 根据该构成，能够形成为在长期的使用中由于日照或风化作用的侵蚀等导致的老 化少的光学玻璃。
[0019] 第三，本发明涉及一种特征在于以由上述任一种光学玻璃构成的光学兀件。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明，能够提供一种具有所期望的光学特性且耐候性优异、量产性优异的 光学玻璃。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是实施例中的No. 4和No. 15试样的耐候性试验后的照片。
[0023] 图2是实施例中的No. 4和No. 13的熔融玻璃成型后的照片。
[0024] 图3是实施例中的No. 2试样的透射率曲线的图表。
[0025] 图4是实施例中的No. 4试样的透射率曲线的图表。
[0026] 图5是实施例中的No. 11试样的透射率曲线的图表。
【具体实施方式】
[0027] 以下，说明将本发明的光学玻璃的组成如上限定的理由。此外，以下的各成分的说 明中，如果没有特别说明，则" ％ "表示"摩尔％ "。
[0028] P205是为了形成玻璃骨格所不可缺少的成分。P205的含量为5?40 %，优选为10? 30%，更优选为15?25%，更加优选为15?20%。若P205的含量过少，则有玻璃化不稳定 的倾向。另一方面，若p 2〇5的含量过多，则耐候性容易降低。
[0029] S03是为了维持光学特性且提高耐候性的有效成分。另外，也具有使玻璃化稳定 的效果。S03的含量为1?35%，优选为5?30%，更优选为10?25%，更加优选为15? 20%。若S0 3的含量过少，则难以获得上述效果。另一方面，若S03的含量过多，则有玻璃化 不稳定的倾向。
[0030] V 2〇叱为Li、Na或者K)是使玻璃化稳定的成分。R' 20的含量为10?30%， 优选为12?28%，更优选为15?23%。若1^ 20的含量过少，则有玻璃化不稳定的倾向。 另一方面，若V 2〇的含量过多，则在玻璃化变得不稳定的同时，还有耐候性降低的倾向。作 为…2〇,可以含有Li 20、Na20或者K20中的任一种，也可以含有2种以上。含有2种以上 的情况下，需要以总量计满足上述范围。
[0031] 此外，R' 20的各成分的含量优选如下所示。
[0032] Li20的含量优选为0?5 %，更优选为0?3 %。若Li20的含量过多，则有分相而 使玻璃化变得不稳定的倾向。
[0033] Na20是通过其离子半径和配位体场的影响赋予最稳定的玻璃化区域的成分。因 此，通过在V 2〇中积极含有Na20,容易地享受使玻璃化的稳定效果。因此，Na20的含量优 选为5?30%，更优选为12?28%，更加优选为15?23%。
[0034] K20能够以调整粘性的目的而含有。但是，若其含量过多，则有使玻璃化不稳定、分 相的倾向。因此，κ 20的含量优选为0?10%，更优选为0?8%。
[0035] R0(R为1%、0&、51^&或者211)也是为了获得稳定的玻璃化而不可缺少的成分。另 外有提高耐候性的效果。R0的含量为20?50 %，优选为25?48 %，更优选为30?45 %。 若R0的含量过少，则有玻璃化不稳定的倾向。另外，有耐候性差的倾向。另一方面，若R0 的含量过多，则反而有玻璃化不稳定的倾向。作为R0,可以含有1 80、0&0、51〇、8&0或者2110 中的任一种，也可以含有2种以上。含有2种以上的情况下，需要以总量计满足上述范围。
[0036] 此外，R0的各成分的含量优选如下所示。
[0037] CaO、SrO、BaO和MgO的含量分别优选为0?20%，更优选为0?10%，特别优选 为0· 1?8%。
[0038] ZnO是R0中特别是对于玻璃化的稳定和耐候性的提高的效果高成分。ZnO的含量 优选为10?50 %，更优选为20?48 %，更加优选为25?48 %，特别优选为30?45 %。
[0039] 另外，通过在本发明的光学玻璃中含有Cu0、Fe203、C 〇0和Ce02中的任一种以上，能 够使其吸收特定的波长区域的光。另外，这些成分与so 3共存，具有强化玻璃的磷酸盐系网 格、提高耐候性的效果。CuO、Fe203、C〇0和Ce0 2的含量以总量计为0· 001?15%，优选为 0.01?12%，更优选为0. 1?10%，更加优选为0. 1?9%。若这些成分的含量过少，则难 以获得上述效果。另一方面，若这些成分过多，则玻璃化时有不稳定的倾向。
[0040] 此外，Cu0、Fe203、Co0和Ce02的各成分的含量优选为0?15 %，更优选为0?12 %， 更加优选为0.001?10%，特别优选为〇. 1?9%。此外，为了获得后述的光学特性，CuO含 量优选为1?9%，更加优选为2?8%。
[0041] CuO、Fe203、C〇0和Ce02中的金属元素在玻璃中作为离子存在，分别吸收特定的波 长区域的光。因为吸收波长区域根据离子的价数或配位状态而改变，因此为了赋予其所期 望的光吸收作用，有必要控制玻璃中的价数或者配合状态。一般而言，这些离子的氧化数越 大，则在红外域或者紫外域中的吸收强度有越高的倾向。因此，为了获得所期望的光吸收特 性，在玻璃中添加锑（Sb)等氧化剂。相对于此，本发明的光学玻璃的特征在于，由于其氧化 性强，即使不添加氧化剂也可以获得良好的光吸收特性。因此，通过适当添加上述的成分， 能够得到吸收所期望的波长区域的光的光学玻璃元件。
[0042] 例如，在本发明的光学玻璃中，通过含有CuO,能够维持可视域中的高透射率，且急 剧地阻隔近红外域的光。因此，形成适用于近红外阻隔滤镜的光学玻璃。具体而言，能够得 到以2. 5mm厚在波长500nm中具有70%以上的透射率、且在波长700nm具有50%以下的透 射率的光学玻璃。优选能够得到以〇. 5mm厚在波长500?700nm的范围内中显示透射率 50%波长范围（入5(|)位于590?65011111(更优选为600?63011111)的范围、在50011111中的透 射率为75 %以上（更优选为80 %以上）、在700nm中的透射率为30 %以下（更优选为10% 以下）、且波长l〇〇〇nm中的透射率为25 %以下（更优选为20 %以下）的光学玻璃。
[0043] 另外，在本发明的光学玻璃中，通过含有Fe203，能够急剧地阻隔紫外域的光，因此， 适合作为UV阻隔玻璃。具体而言，能够得到在波长300?500nm的范围中以2. 5mm厚显示 70%的透射率的波长入7(|和显示5%的透射率的波长入5之差（入 7(|-入5)低于1〇〇11111的光 学玻璃。
[0044] 在本发明的光学玻璃中，除了上述成分以外，还能够含有下述成分。
[0045] A1203是以少量添加有助于提高耐候性并且提高耐酸性、耐水性等化学耐久性的成 分。A1 203的含量优选为0?10%，更优选为0?5%。另一方面，若A1203的含量过多，贝1J 有玻璃化不稳定的倾向。
[0046] W03是稳定玻璃化、提高耐候性的成分。W03的含量优选为0?5%，更优选为0? 2%。若W0 3的含量过多，则玻璃化易不稳定从而容易透明消失，其结果是，有降低可视域的 透射率的倾向。
[0047] 此外，也可以在不损害本发明效果的范围内含有Bi203、La 203、Y203、Gd20 3、Te02、 Si02、Ta205、Nb205、Ti0 2、Zr02或者Sb203等。具体而言，这些成分的含量分别优选为0?3%， 更优选为〇?1%。
[0048] 此外，若原料中U成分或者Th成分作为杂质大量含有，从玻璃有α射线发出。因 此，在发光率修正滤镜、色彩调整滤镜的用途中使用时，存在因 α射线导致CCD或CMOS的 信号发生不良状况的担心。因此，本发明的光学玻璃中的U和Th的含量分别优选有20ppb 以下。另外，从本发明的光学玻璃发出的α射线量优选为LOc/cm2·}!以下。
[0049] 本发明的光学玻璃优选具有1. 5?1. 7、更优选1. 52?1. 65左右的折射率（nd)， 优选具有50?70、更优选55?65左右的阿贝常数（v d)。
[0050] 另外，本发明的光学玻璃优选满足400°C以下、更优选350°C以下的玻璃化转变点 (Tg)。由此，具有例如能够在低温进行模压成型等的优点。
[0051] 另外，本发明的光学玻璃优选在J0GIS耐水性试验中为1?5级，更加优选为1? 4级。由此，在高温多湿的环境下长期暴露也不易老化。
[0052] 接着，对于使用本发明的光学玻璃制造光学镜片等的光学元件的方法进行阐述。
[0053] 首先，调和玻璃原料为所期望的组成之后，在玻璃熔融炉中熔融。接着，对熔融玻 璃进行急冷铸造，制成玻璃块，通过进行研削、研磨、清洗，得到光学元件。或者，也可以通过 使用进一步实施了精密加工的模具进行模压成型，制作具有所期望形状的光学元件。
[0054] 实施例
[0055] 以下，基于实施例详细说明本发明的光学玻璃，但本发明不受这些实施例限定。
[0056] (1)各试样的制作
[0057] 表1表不本发明的实施例（No. 1?11)，表2表不比较例（No. 12?16)。
[0058] [表 1]
[0059]
【权利要求】
1. 一种光学玻璃，其特征在于： 以氧化物基准的摩尔％计，作为玻璃组成，含有p2055?40%、S031?35%、R' 2010? 30%、R020 ?50%和 Cu0+Fe203+Co0+Ce020 . 001 ?15%，其中，R'为 Li、Na 或者 K，R 为 Mg、
2. 如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于： 在JOGIS耐水性试验中为1?5级。
3. -种光学元件，其特征在于： 由权利要求1或2所述的光学玻璃构成。
【文档编号】G02B1/00GK104203853SQ201380016244
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年4月25日 优先权日:2012年5月7日
【发明者】此下聪子, 坂本明彦, M·沃 申请人:日本电气硝子株式会社