光学玻璃及使用该光学玻璃的精密模压成型用预成型体和光学元件制造技术

技术编号:5451401 阅读:266 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的目的在于提供具有高折射率、低色散性的光学特性,成型温度低、耐失透性高、成型性优良、并且比重小的精密模压用光学玻璃。本发明专利技术的光学玻璃,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示含有以下各成分:B2O3:10~20%,SiO2:0.5~12%,La2O3:25~50%,Gd2O3:0~20%,Y2O3:0~20%,其中La2O3+Gd2O3+Y2O3:35~60%,ZnO:5~20%,Li2O:0.2~3%,ZrO2:0~0.5%,Ta2O5:3~18%,WO3:3~20%,并且具有折射率nd为1.84~1.86、阿贝数vd为37~42的光学常数,玻璃化转变温度(Tg)为630℃以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高折射率、低色散性的光学玻璃,以及使用该光学玻璃的精密模压成 型用预成型体及光学元件。
技术介绍
近年来,随着高清晰度并且小型的数码相机以及带有照相机的手机等的普及,光 学系统的轻量化和小型化的要求快速提高。为了应对这些要求,使用高功能性玻璃制非球 面透镜的光学设计成为主流。特别是使用显示高折射率和低色散特性的玻璃的大口径非球 面透镜,在光学设计上非常重要。高功能性玻璃制非球面透镜,通过以模压成型直接形成光学面,不需要磨削、研磨 工序的模具成型方法来生产。该成型方法是将玻璃成型预备体(预成型体)在高温下进行 加压成型。因此,预成型体和模具暴露在高温高压的环境下。因此,期望将预成型体的玻璃 化转变温度(Tg)和屈服温度(Ts)控制在低值。作为显示高折射率和低色散特性的玻璃,现有已知以B203、La203为主成分的玻璃, 但是其一般成型温度高,因此存在碳化钨(WC)基模具母材上形成的贵金属保护膜的寿命 短、成型模具的耐久性短的问题,并且存在成型周期长、生产率低的问题。为了解决上述问题,已知除了 B2O3和La2O3以外含有Li2O作为主成分的玻璃,但 是,由于含有大量的La2O3等稀土元素,因此存在当欲实现高折射率化时不能得到稳定的玻 璃的问题。为了解决上述问题,在专利文献1中提出了以B2O3-SiO2-La2O3-Gd2O3-ZnO-Li2Ojr O2作为主成分的玻璃,但是,实施例中未具体公开折射率为1.79以上的高折射率玻璃的组 成,并且存在成型温度高的问题。另外,在专利文献2、3、4 中提出 了 以 B2O3-SiO2-La2O3-ZnO-Li2OIrO2-Ta2O5 作为主 成分、nd = 1. 84以上、阿贝数Vd为35以上、Tg为630°C以下的模压成型用光学玻璃。但 是,这些玻璃含有过量的Ta2O5或Gd2O3,因此在低比重化和高折射率化、低成本化方面存在 问题。专利文献1 日本特开2003-201143号公报专利文献2 日本特开2003-267748号公报专利文献3 日本特开2006-016293号公报专利文献4 日本特开2006-016295号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供具有高折射率、低色散性的光学特性,成型温度低,耐失透 性高,成型性优良,并且比重小的精密模压用光学玻璃。本专利技术的第一方式的光学玻璃,其特征在于,以氧化物基准的质量%表示含有以下各成分B203 10 20%,SiO2 0. 5 12% ,La2O3 25 50% ,Gd2O3 0 20% ,Y2O3 0 20%,其中 La203+Gd203+Y203 35 60%, ZnO 5 20%, Li2O 0. 2 3%, ZrO2 :0 0. 5%, Ta2O5 :3 18%, WO3 :3 20%,并且具有折射率 为1. 84 1. 86、阿贝数Vd为37 42 的光学常数,玻璃化转变温度(Tg)为630°C以下。本专利技术的第二方式的光学玻璃,其特征在于,以氧化物基准的摩尔%表示,含有以 下各成分B203 20 40%,SiO2 1 30%,La2O3 10 25%,ZnO 10 35%,Ta2O5 1 8%,Li2O 0. 5 15%,W03 1 15%,Gd203 0 10%,Y203 0 15%,和 &02 0 0. 5%, La203+Gd203+Y203的含量为15 30%,并且折射率 为1. 84 1. 86,阿贝数Vd为37 42, 玻璃化转变温度(Tg)为630°C以下。专利技术效果本专利技术的光学玻璃(以下称为本玻璃)具有高折射率,对d线的折射率%为 1. 84 1. 86,阿贝数Vd为37 42。另外,本玻璃作为该光学常数范围的玻璃材料比重小,为5. 34以下,有助于光学 系统的轻量化。具体实施例方式以下,对设定本玻璃的各成分范围的理由进行说明。另外,以下说明中,含量是表 示以组成中所含的氧化物的总量为基准的含量。本玻璃中,B2O3是形成玻璃骨架、并且降低液相温度IY的成分,为必要成分。本玻 璃中,B2O3含量为10 20质量%。B2O3含量如果低于10质量%则难以玻璃化,因此不优 选。为了得到耐失透性良好的玻璃,将B2O3含量设定为10质量%以上。B2O3含量更优选为 11质量%以上,进一步优选为12质量%以上。B2O3含量如果为13质量%以上,液相温度降 低并且可以提高阿贝数,因此特别优选。另一方面,本玻璃中,B2O3含量如果超过20质量%则有可能折射率nd下降,或者 耐水性等化学耐久性下降。本玻璃中,B2O3含量为20质量%以下。在想提高折射率%的 情况下,优选将B2O3含量设定为19质量%以下,进一步优选将B2O3含量设定为18质量%以 下。另外,本玻璃中的B2O3含量以摩尔%表示为20 40摩尔%。在此,摩尔%表示的含量范围与质量%表示的含量范围不一定具有映像的关系, 有时存在相互不重叠的范围。本专利技术中,相互重叠的范围是最好的范围,但是,即使是不重 叠的范围也可以实现本专利技术的效果(以下,对于其它含量也是同样的情况)。本玻璃中,ZnO是使玻璃稳定、降低成型温度和熔化温度的成分,为必要成分。本玻 璃中,ZnO含量为5 20质量%。ZnO含量如果低于5质量%则有可能玻璃不稳定或者成 型温度变高。ZnO含量为5质量%以上。ZnO含量进一步优选为6质量%以上。另一方面, 本玻璃中,ZnO含量如果超过20质量%则玻璃的稳定性变差,并且有可能化学耐久性也下 降。ZnO含量优选为19质量%以下,进一步优选为18质量%以下。另外,本玻璃中的ZnO 含量以摩尔%表示为10 35摩尔%。本玻璃中,La2O3是提高对d线(587. 6nm)的折射率(以下称为折射率nd)、提高阿 贝数vd、并且提高化学耐久性的成分,为必要成分。本玻璃中,La2O3含量为25 50质量%。 La2O3含量如果低于25质量%则有可能折射率nd过低。La2O3含量优选为28质量%以上,进一步优选为30质量%以上。另一方面,当La2O3含量超过50质量%时难以玻璃化,有可能成型温度变高或者液 相温度 Υ提高。La2O3含量优选为48质量%以下,更优选为46质量%以下。另外,本玻璃 中,La2O3含量以摩尔%表示为10 25摩尔%。本玻璃中,ZrO2不是必要成分,其含量也限制在0 0. 5质量%。本专利技术人发现, ZrO2含量超过0. 5质量%时,如果Ta2O5的含量少,则无法提高La2O3的含量比例,如果Gd2O3 含量不在20质量%以上则不能得到稳定的玻璃。而且,本专利技术人发现,通过将ZrO2含量设 定为0. 5质量%以下,即使减少稀土类成分中式量大的Gd2O3含量以及稀少且高价的原料 Ta2O5的含量,也可以提高La2O3的含量比例。S卩,将&02含量限制为0. 5质量%以下对于得到低成本且低比重的高折射率低色 散精密模压用光学玻璃是重要的,ZrO2含量限制为0 0. 5质量%。另外,优选实质上不含 有。另外,本玻璃中的&02含量以摩尔%表示为0 0.5摩尔%。如上所述,将&02含量 限定为0. 5摩尔%以下对于得到低成本且低比重的高折射率低色散精密本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光学玻璃,以氧化物基准的质量%表示含有以下各成分:  B↓[2]O↓[3]:10~20%,SiO↓[2]:0.5~12%,La↓[2]O↓[3]:25~50%,Gd↓[2]O↓[3]:0~20%,Y↓[2]O↓[3]:0~20%,其中La↓[2]O↓[3]+Gd↓[2]O↓[3]+Y↓[2]O↓[3]:35~60%,ZnO:5~20%,Li↓[2]O:0.2~3%,ZrO↓[2]:0~0.5%,Ta↓[2]O↓[5]:3~18%,WO↓[3]:3~20%,并且  具有折射率n↓[d]为1.84~1.86、阿贝数v↓[d]为37~42的光学常数,  玻璃化转变温度(T↓[g])为630℃以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-6 2007-316425一种光学玻璃,以氧化物基准的质量%表示含有以下各成分B2O310~20%,SiO20.5~12%,La2O325~50%,Gd2O30~20%,Y2O30~20%,其中La2O3+Gd2O3+Y2O335~60%,ZnO5~20%,Li2O0.2~3%,ZrO20~0.5%,Ta2O53~18%,WO33~20%,并且具有折射率nd为1.84~1.86、阿贝数vd为37~42的光学常数,玻璃化转变温度(Tg)为630℃以下。2.如权利要求1所述的光学玻璃,其中,以氧化物基准的质量%表示,Gd2O3与Ta2O5的 总量为25%以下。3.如权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,比重为5.3...

【专利技术属性】
技术研发人员:留野晓笹井淳大川博之今北健二近藤裕己
申请(专利权)人:旭硝子株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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