光學(xué)玻璃、光學(xué)元件、光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)玻璃，其包括以重量百分比為單位的如下成分：SiO215～36％、B2O313～31％、Al2O34～27％、Ta2O50～19％、ZrO20～10％、以及Nb2O50～10％，其中，Ta2O5+Nb2O5+ZrO2≧7.1％；并且，該光學(xué)玻璃具有折射率nd在1.54～1.61(小于1.61)范圍，阿貝值νd在50～57范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且表示異常分散性的△Pg，F(xiàn)在-0.004以下。
【專利說明】光學(xué)玻璃、光學(xué)元件、光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃、光學(xué)元件、光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]以往已知有一種光學(xué)玻璃，其不含有PbO，具有規(guī)定的光學(xué)常數(shù)，折射率nd為1.52?1.58，阿貝值VdS 50?57，并且具有負(fù)的異常分散性(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0003]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0004]【專利文獻(xiàn)】
[0005]【專利文獻(xiàn)I】日本專利第4610046號公報(bào)【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]【發(fā)明所要解決的問題】
[0007]然而，由于并不存在一種光學(xué)玻璃，其從可見光區(qū)域的短波長側(cè)的區(qū)域直至紫外區(qū)域具有負(fù)的異常分散性且化學(xué)耐久性充分，所以該區(qū)域的色光仍存在無法進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，充分去除二次光譜中顯示出的殘留色像差這樣的問題。
[0008]【用于解決問題的手段】
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第I實(shí)施方式，光學(xué)玻璃中，以重量百分比計(jì)，所含有的S12S 15?36%、B2O3 為 13 ?31%、Al2O3 為 4 ?27%、Ta2O5 為 O ?19%、ZrO2S O?10%、Nb2O5 為O?10%，其中，Ta205+Nb205+Zr02 ^ 7.1 并且所具有的光學(xué)常數(shù)中，折射率nd為L 54?小于1.61、阿貝值〃，在50?57范圍；表示異常分散性的APg,F為-0.004以下。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式,優(yōu)選其是如第I實(shí)施方式的光學(xué)玻璃,其中,所含有的 Li2O 為 O ?5%、Na2O 為 O ?4%、K2O 為 O ?7%、MgO 為 O ?5%、CaO 為 O ?8%、SrO為 O ?15%、BaO 為 O ?27%、ZnO 為 O ?12%，MgO+CaO+SrO+BaO ^ 29%。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式,優(yōu)選其是如第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃,其中，以基于氧化物的重量百分比計(jì)，(B2O3成分的含量)/(Si02成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X2.5)的值為0.25以上0.62以下。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式,優(yōu)選其是如第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃,其中，以基于氧化物的重量百分比計(jì)，(B2O3成分的含量)/(Si02成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X 2.5)的值為0.25以上0.62以下；并且，具有的化學(xué)耐水性基于“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)”(日本光學(xué)玻璃行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS06 - 2008)測定的耐水性等級為3級以上。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施方式,優(yōu)選其是入第3實(shí)施方式的光學(xué)玻璃,其中，具有的化學(xué)耐水性基于“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)”(日本光學(xué)玻璃行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS06 - 2008)測定的耐水性等級為3級以上。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第6實(shí)施方式，優(yōu)選其是如第I?5實(shí)施方式的任意一個實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，在所述光學(xué)玻璃的厚度設(shè)為1mm的情況下，內(nèi)部透射率為80%的光線的波長在380nm以下。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第7實(shí)施方式，光學(xué)元件由第I?6實(shí)施方式的任意一個實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第8實(shí)施方式,光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為包括第7實(shí)施方式的光學(xué)兀件。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第9實(shí)施方式,優(yōu)選光學(xué)裝置具備第8實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)。
[0018]【發(fā)明效果】
[0019]根據(jù)本發(fā)明，S12 — B2O3 — Al2O3 — (Ta2O5, ZrO2,Nb2O5)類的光學(xué)玻璃可以具有折射率nd為1.54?小于1.61、阿貝值v d在50?57范圍的光學(xué)常數(shù)以及負(fù)的異常分散性。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0020]圖1是示出本發(fā)明的第I?第6實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0021]圖2是示出本發(fā)明的第7?第12實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0022]圖3是示出本發(fā)明的第13?第18實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0023]圖4是示出本發(fā)明的第19?第24實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0024]圖5是說明第I?第24實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)的圖。
[0025]圖6是示出第3?第24實(shí)施方式的化學(xué)耐久性的圖。
[0026]圖7是示出第I?第6比較例的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0027]圖8是示出第7?第11比較例的光學(xué)玻璃特性的圖。
[0028]圖9是示出具有本發(fā)明的光學(xué)玻璃的光學(xué)裝置的一例的圖。
[0029]圖10是示出具有本發(fā)明的光學(xué)玻璃的光學(xué)裝置的一例的圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0030]以下，參照附圖對本發(fā)明實(shí)施方式的光學(xué)玻璃進(jìn)行說明。本發(fā)明的光學(xué)玻璃是一種S12 - B2O3 - Al2O3 - (Ta2O5, ZrO2,Nb2O5)類的特定組成范圍的光學(xué)玻璃，其實(shí)質(zhì)上不含有作為污染環(huán)境物質(zhì)的PbO和As203。這里所說的實(shí)質(zhì)上不含有是指不以超過作為雜質(zhì)不可避免含有的濃度而對玻璃組成物的特性造成影響的的實(shí)質(zhì)性構(gòu)成成分的形式含有。這種光學(xué)玻璃具有較高的化學(xué)耐久性，并從可見區(qū)域的短波長側(cè)直至紫外區(qū)域示出了較大的負(fù)的異常分散性。在以下說明中，nd表不玻璃對于波長587.562nm的光的折射率。另外，v d用下述公式(I)進(jìn)行表示。需要說明的是，nF表示玻璃對于波長486.133nm的光的折射率，nc表示玻璃對于波長656.273nm的光的折射率。折射率都是在22 °C的值。
[0031]V d = (nd — I) / (nF — nc)…(I)
[0032]部分分散比(Pg,F)表不部分分散(ng — nF)相對于主分散((nF — nc)的比,用下述公式(2)進(jìn)行表示。需要說明的是，ng表示玻璃對于波長為435.835nm的光的折射率。
[0033](Pg, F) = (ng — nF) / (nF — nc)…(2)
[0034]異常分散性((Δ Pg,F)表示相對于以具有正常分散性的玻璃F2和K7這2種玻璃為基準(zhǔn)的部分分散比標(biāo)準(zhǔn)線的偏離。也就是說，在以部分分散比(Pg,F)為縱軸，以阿貝值Vd為橫軸的坐標(biāo)上，連接2種玻璃的直線與作為比較對象的玻璃的值在縱坐標(biāo)上的差值即為部分分散比的偏離，即異常分散性(APg,F)。在上述坐標(biāo)系中，當(dāng)部分分散比的值位于比標(biāo)準(zhǔn)的連接玻璃種類的直線靠上側(cè)位置的情況下，玻璃示出正的異常分散性(+ Δ Pg, F)，當(dāng)部分分散比的值位于靠下側(cè)位置的情況下，玻璃示出負(fù)的異常分散性(一APg,F)。本發(fā)明的光學(xué)玻璃如下述那樣形成為負(fù)的異常分散性(一 APg,F)滿足(APg, F) = — 0.004。另夕卜，在以下的說明中，在表示異常分散性(APg,F)的值的絕對值較大的情況下，將其記載為異常分散性較大。
[0035]內(nèi)部透射率為80%的光線透射厚度為1mm的玻璃時的波長被稱作λ 80。這是依據(jù)日本光學(xué)玻璃工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)“光學(xué)玻璃的內(nèi)部透射率的測定方法”(J0GIS)表示的在不包括玻璃表面的反射損失的情況下，內(nèi)部透射率為80%進(jìn)行透射的光線的波長。λ 80的值越小，光線波長區(qū)域的短波長側(cè)的玻璃的光線透射率越良好。
[0036]圖1?圖4示出了本發(fā)明的第I?第24實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的組成和光學(xué)常數(shù)。首先，對第I?第24實(shí)施方式的各光學(xué)玻璃的成分的組成范圍進(jìn)行說明。
[0037]S12是作為玻璃形成氧化物不可缺少的成分。當(dāng)S12的含量，即其重量百分比相對光學(xué)玻璃的重量小于15%的情況下，光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性不充足。另外，當(dāng)S12的含量為36%以上的情況下，光學(xué)玻璃的異常分散性沒有達(dá)到目標(biāo).因此，作為光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性和異常分散性均良好的范圍，S12的含量被設(shè)定在15%?36%。從以上觀點(diǎn)來看，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，S12的含量的下限值可以被設(shè)為17%，其上限值可以被設(shè)為28%。
[0038]與S12相同，B2O3也是作為玻璃形成氧化物不可缺少的成分。以重量百分比計(jì)，在B2O3的含量小于13%的情況下，光學(xué)玻璃的熔融時粘性變高，同時光學(xué)玻璃的異常分散性被抑制。另外，當(dāng)B2O3的含量超過31%，光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性降低。因此，作為光學(xué)玻璃的異常分散性、熔融時粘度以及化學(xué)耐久性均良好的范圍，B2O3的含量被設(shè)定在13%?31%。從以上觀點(diǎn)來看，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，B2O3的含量的上限值可以被設(shè)為30%。
[0039]ZrO2具有如下效果:可以在提高光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的同時提高折射率，并且增強(qiáng)異常分散性。然而，以重量百分比計(jì)，ZrO2的含量大于10%時，光學(xué)玻璃容易發(fā)生失透。因此，作為光學(xué)玻璃不發(fā)生失透且可以進(jìn)行穩(wěn)定制造的范圍，21<)2的含量被設(shè)定在O?10%的范圍。從以上觀點(diǎn)來看，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，ZrO2的含量的下限值可以被設(shè)為0.5%，其上限值可以被設(shè)為6%。
[0040]Nb2O5具有增強(qiáng)光學(xué)玻璃的異常分散性的效果。另外，Nb2O5是用于調(diào)整光學(xué)玻璃的折射率和阿貝值的有效成分。然而，以重量百分比計(jì)，Nb2O5的含量大于10%時，光學(xué)玻璃容易發(fā)生失透。因此，作為光學(xué)玻璃不發(fā)生失透且可以進(jìn)行穩(wěn)定制造的范圍，Nb2O5的含量被設(shè)定在O?10%。從以上觀點(diǎn)來看，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，Nb2O5的含量的下限值可以被設(shè)為1.5%，其上限值可以被設(shè)為6%。
[0041]Li2O是促進(jìn)光學(xué)玻璃的熔融的成分，以重量百分比計(jì)，Li2O的含量大于5%時，光學(xué)玻璃的失透性有增大的趨勢。因此，作為本發(fā)明的一個實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，可以將Li2O的含量的上限設(shè)為5%。并且，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，Li2O的含量的下限值可以被設(shè)為1%，其上限值可以被設(shè)為3%。Na2O和K2O均為促進(jìn)光學(xué)玻璃的熔融的成分，但也是使光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性降低的成分。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，將Na2O的含量設(shè)定為4%以內(nèi)；以重量百分比計(jì)，將K2O的含量設(shè)定為7%以內(nèi)。從以上觀點(diǎn)來看，作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，Na2O的含量的下限值可以被設(shè)為2%，其上限值可以被設(shè)為3%。另外，以重量百分比計(jì)，K2O的含量的下限值可以被設(shè)為2%，其上限值可以被設(shè)為6%。
[0042]并且，從玻璃的溶解性的觀點(diǎn)來看，以重量百分比計(jì)，也可以將Li20+Na20+K20的含量的下限值設(shè)為2.5%。
[0043]MgO和CaO是可以提高光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性、調(diào)整折射率和阿貝值的成分。然而，MgO和CaO具有容易使光學(xué)玻璃失透的性質(zhì)。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，將MgO的含量設(shè)定為5%以內(nèi)；以重量百分比計(jì)，將CaO的含量設(shè)定為8%以內(nèi)。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，MgO的含量的下限值可以被設(shè)為0.5%，其上限值可以被設(shè)為4%。另外，以重量百分比計(jì)，CaO的含量的下限值可以被設(shè)為2%，其上限值可以被設(shè)為6%。
[0044]SrO是可以調(diào)整光學(xué)玻璃的折射率和阿貝值的成分，但是其會抑制光學(xué)玻璃的異常分散性。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，將SrO的含量設(shè)定為15%以內(nèi)。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，SrO的含量的下限值可以被設(shè)為3%，其上限值可以被設(shè)為12%。
[0045]BaO是擴(kuò)大玻璃化范圍(熔融法中可變?yōu)椴ＡУ慕M成的范圍)且增強(qiáng)光學(xué)玻璃的異常分散性的成分。然而，由于BaO也是具有使光學(xué)玻璃的折射率增大到需求以上這樣效果的成分，因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，BaO的含量被設(shè)為27%以內(nèi)。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，BaO的含量的下限值可以被設(shè)為4%，其上限值可以被設(shè)為24%。另外，在考慮光學(xué)玻璃的異常分散性和折射率之間的平衡后，以重量百分比計(jì)，上述Mg0、Ca0、Sr0以及BaO的總計(jì)含量可以設(shè)為29%以下。
[0046]ZnO雖然是擴(kuò)大玻璃化范圍的成分，但會抑制光學(xué)玻璃的異常分散性。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，將ZnO的含量設(shè)定為12%以內(nèi)。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，ZnO的含量的下限值可以被設(shè)為2%，其上限值可以被設(shè)為12%。
[0047]Al2O3不僅會降低光學(xué)玻璃的熔融粘度，還是容易引發(fā)失透的成分，但其具有提高光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的效果。因此，以重量百分率計(jì)，Al2O3的含量小于4%的情況下，光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性有減弱的趨勢。另外，Al2O3的含量大于27%的情況下，熔融粘度變大，并且存在容易失透的趨勢。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，為了抑制光學(xué)玻璃的失透并且保持足夠的化學(xué)耐久性，Al2O3的含量被設(shè)定為4%?27%。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，Al2O3的含量的下限值可以設(shè)為6%，其上限值可以設(shè)為26%。
[0048]Ta2O5是可以提高光學(xué)玻璃的折射率且增強(qiáng)異常分散性的成分。然而，Ta2O5在熔融玻璃內(nèi)容易產(chǎn)生未熔融物。因此，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，以重量百分比計(jì)，將Ta2O5的含量設(shè)定為19%以內(nèi)。作為較為優(yōu)選的實(shí)施方式，以重量百分比計(jì)，Ta2O5的含量的下限值可以被設(shè)為2%，其上限值可以被設(shè)為15%。另外，為了使光學(xué)玻璃的異常分散性達(dá)到目標(biāo)值，將Zr02、Nb2O5、以及Ta2O5的總計(jì)含量設(shè)定為7.1%以上。另外，為了進(jìn)行光學(xué)玻璃的脫泡，可以添加作為公知脫泡劑的Sb203。其中，以重量百分比計(jì)，Sb2O3的含量為3%以內(nèi)就足夠了。在本發(fā)明的光學(xué)玻璃的組成物中，即使添加量的重量以重量百分比計(jì)在0.3%以下也可以獲得充分的脫泡效果。
[0049]下面，參考圖5對本發(fā)明的光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)進(jìn)行說明。圖5示出了光學(xué)玻璃的異常分散性。在圖5中，縱軸為部分分散比(Pg,F)，橫軸為阿貝值Vdo實(shí)線表示的直線LI是連接F2和K2這兩種玻璃的直線。另外，F(xiàn)2以及K2的阿貝值vd和部分分散比(Pg,F)如下所示。
[0050]F2:阿貝值 Vd = 36.33、部分分散比(Pg,F) = 0.5834
[0051]K2:阿貝值 Vd = 60.47、部分分散比(Pg,F) = 0.5429
[0052]在圖5中，描繪示出了各實(shí)施方式的各光學(xué)玻璃的部分分散性。如圖5所示，各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的部分分散性位于直線LI的下部。也就是說，光學(xué)玻璃具有負(fù)的異常分散性。圖中以虛線示出的直線L2表示異常分散性((APg,F)為-0.004。因此，實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的異常分散性((Λ Pg,F)在-0.004以下。
[0053]圖1中示出了含有上述組成范圍的成分且具有上述負(fù)的異常分散性以及光學(xué)常數(shù)的第I和第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃。也就是說，第I和第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有折射率nd在1.54?1.61范圍，阿貝值v d在50?57范圍的光學(xué)特性，其異常分散性(APg,F) 0.004。另外，由于第I和第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的λ 80在380nm以下，因此從可見光線波長區(qū)域直至紫外線波長區(qū)域的光線透射率良好。
[0054]將圖7示出的第3和第5比較例的光學(xué)玻璃與第I和第2實(shí)施例的光學(xué)玻璃進(jìn)行比較。第3比較例的光學(xué)玻璃中異常分散性(Λ Pg, F)的值為-0.0036，第5比較例的光學(xué)玻璃中異常分散性((APg,F)的值為-0.0026。也就是說，上述比較例的光學(xué)玻璃的異常分散性((APg,F)不是-0.004以下，其異常分散性并不大。
[0055]使用上述異常分散性不充分的光學(xué)玻璃構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)時，會存在如下問題:由具有不同阿貝值Vd且正和負(fù)的異常分散性不充分的光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中，即使可以消除2色光的色像差，也無法在2色光以外的其他色光中完全去除作為二級光譜表示的殘留色像差。
[0056]與之相對，如果采用異常分散性較大的光學(xué)玻璃構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，那么具有如下的作用效果。通過組合正和負(fù)的異常分散性足夠大的光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中，在紫外區(qū)域不僅上述2色光的色像差可以去除，2色光以外的其他色光的殘留色像差也可以去除。因此，不需要含有如PbO和As2O3這樣對環(huán)境有害的化合物且負(fù)的異常分散性較大的第I和第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的開發(fā)在各種光學(xué)透鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上十分有用。
[0057]第3?第24的實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的結(jié)構(gòu)如圖1?4所示。第3?第24的各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成為除了具有第I和第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有的特性之外，而且以基于氧化物的重量百分比計(jì)滿足如下公式(3)。結(jié)果，第3?第24的實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有較高的化學(xué)耐久性。另外，在以下說明中，評價光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的指標(biāo)采用根據(jù)“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)”(日本光學(xué)玻璃工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS06-2008)所測定的光學(xué)玻璃的耐水性(以下稱之為粉末法耐水性)。
[0058]0.25含(B2O3成分的含有比)/(S12成分的含有比+Al2O3成分的含有比X2+Zr02成分的含有比X2.5) ^ 0.62…公式(3)
[0059]本發(fā)明的發(fā)明人在推導(dǎo)出上述公式(3)時，進(jìn)行如下推論，即B2O3是降低光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的成分，S12^Al2O3以及ZrO2是提高光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的成分，并進(jìn)行了如下考察。
[0060]考慮了根據(jù)B2O3相對于Si02、Al2O3以及ZrO2的含量求得的某一指標(biāo)與光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性以及失透之間是否相關(guān)的問題。因此，針對通過對B203、S12^Al2O3以及ZrO2的各含量的權(quán)重(系數(shù))進(jìn)行各種變更而求得的指標(biāo)與粉末法耐水性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):以上述公式(3)示出的(B2O3成分的含量)/(S12成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X2.5)為指標(biāo)，當(dāng)指標(biāo)值在0.62以下的情況下，粉末法耐水性達(dá)到第3等級，在指標(biāo)值超過0.62的情況下，粉末法耐水性達(dá)到第4等級。
[0061]針對第3?第24的實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，對上述指標(biāo)與粉末法耐水性實(shí)驗(yàn)的等級之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。其結(jié)果如圖6所示。圖6中，橫軸為(B2O3成分的含量)/(S12成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X 2.5)，縱軸為粉末法耐水性等級。如圖6所示，對于B2O3含量與Si02、Al203以及ZrO2的總計(jì)含量之比，第3等級的繪圖(黑色)和第4等級的繪圖(白色)無重復(fù)地排列為階梯狀。也就是說，示出了通過將(B2O3成分的含量/ (S12成分的含量+Al2O3成分的含量X 2+Zr02成分的含量X 2.5)設(shè)為0.62以下，可以獲得粉末耐水性等級為第3級的光學(xué)玻璃，并且可以將其與第4級的光學(xué)玻璃分開。
[0062]另一方面，了解到當(dāng)(B2O3成分的含量)/ (S12成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X2.5)的值小于0.25時，所生成的光學(xué)玻璃容易失透。因此，考慮到所生成的光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性和對失透的抑制，將(B2O3成分的含量)/(S12成分的含量+Al2O3成分的含量X2+Zr02成分的含量X 2.5)的值的下限值設(shè)為0.25。也就是說，將(B2O3成分的含量)/ (S12成分的含量+Al2O3成分的含量X 2+Zr02成分的含量X 2.5)的值設(shè)定在0.25以上0.62以下的范圍作為滿足光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性和抑制失透的指標(biāo)值的范圍。
[0063]圖1?圖4不出的第3?第24的各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有折射率nd在1.54?1.61范圍、阿貝值▽(1在50?57范圍的光學(xué)特性，且其異常分散性(APg,F)蘭一 0.004。并且，第3?第24的各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的λ 80在380nm以下，因此從可見光線波長區(qū)域直至紫外線波長區(qū)域的光線透射率良好。
[0064]再者，第3?第24的各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的粉末法耐水性等級為第3等級。也就是說，與圖7、8所示的第1，2，4，6?11比較例中的光學(xué)玻璃的粉末法耐水性等級為第4級相比，第2?第24的各實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有較高的化學(xué)耐久性。因此，由于可以形成下述光學(xué)玻璃，即所述光學(xué)玻璃不需要含有如PbO和As2O3這樣對環(huán)境有害的化合物,且具有與以往的光學(xué)玻璃相同或在其以上的化學(xué)耐久性，并且負(fù)的異常分散性增強(qiáng)，因此在各種光學(xué)透鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上有效。
[0065]針對上述本發(fā)明的光學(xué)玻璃的生成方法進(jìn)行說明。在制造光學(xué)玻璃時，上述氧化物、碳酸鹽和硝酸鹽等通常的光學(xué)玻璃原料被按照一定比例稱量混合。玻璃原料的混合物被投入到鉬坩堝，根據(jù)玻璃組成的熔融難易度，在1300度?1450度的溫度下融合3?4小時左右。接著，將熔融后的玻璃原料均勻攪拌后，將其冷卻至適當(dāng)?shù)臏囟炔沧⑦M(jìn)模具等緩慢冷卻。由此，形成了光學(xué)玻璃。
[0066]將本發(fā)明的光學(xué)玻璃加工為期望的形狀，可以形成透鏡和棱鏡、衍射光柵、菲涅耳透鏡以及復(fù)眼透鏡等光學(xué)元件。另外，也可以根據(jù)需要在這些光學(xué)元件的表面實(shí)施各種涂裝。由于光學(xué)玻璃具有上述的λ 80，因此可以形成在可見區(qū)域的短波長側(cè)直至紫外區(qū)域光線透射率良好的光學(xué)元件。
[0067]再者，將上述光學(xué)兀件與其他光學(xué)玻璃組合后可以構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。如上所述，光學(xué)元件在可見區(qū)域的短波長側(cè)直至紫外區(qū)域均具有負(fù)的異常分散性，因此所形成的光學(xué)系統(tǒng)在從可視區(qū)域到紫外區(qū)域的波長范圍內(nèi)可以減少色像差。
[0068]利用使用本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)可以制造如下光學(xué)裝置，如使用從可見區(qū)域直至紫外區(qū)域的較廣波長范圍的光的攝像裝置、顯微鏡、激光裝置、曝光裝置等。更具體而言，例如在使用了 h波長線(405nm)的激勵光的共焦熒光顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)中利用時，可以獲得色像差減少的高清晰度且高品位的樣品圖像。
[0069]圖9示出了一種攝像裝置1，作為具有使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件的透鏡的光學(xué)裝置的一例。攝像裝置I即為所謂的數(shù)碼單鏡反光相機(jī)，其構(gòu)成為在主體2的鏡頭接口(未圖示)以可裝卸的方式安裝有攝像透鏡3。攝像透鏡3由作為多個光學(xué)元件的透鏡4和固定這些透鏡4的透鏡鏡筒5構(gòu)成。使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件的透鏡被編入作為這些多個光學(xué)元件的透鏡4中的至少I個的攝像透鏡3中。
[0070]主體2的內(nèi)部設(shè)置有多芯片模塊8。多芯片模塊8是CMOS圖像傳感器和CXD圖像傳感器等傳感器芯片(固體攝像元件)6安裝在玻璃基板7上的COG (ChipOn Glass)類型的模塊。該攝像裝置I中，來自被攝體的光束透過安裝在透鏡鏡筒5的透鏡4在多芯片模塊8的傳感器芯片6上成像。結(jié)果，可以拍攝出色像差減少的高畫質(zhì)的圖像。另外，攝像裝置I并不限于數(shù)碼單鏡反光相機(jī)，也包括具有可換鏡頭相機(jī)以及緊湊型相機(jī)、工業(yè)相機(jī)和智能手機(jī)用相機(jī)模塊等攝像單元的各種光學(xué)裝置。
[0071]圖10示出了一種共焦顯微鏡10的主要配置，作為具有使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件的透鏡的光學(xué)裝置的一例。另外，為了便于說明，如圖所示設(shè)定了由X軸和y軸構(gòu)成的坐標(biāo)系。共焦顯微鏡10具有光源11、照明光學(xué)系統(tǒng)12、分束器13、針孔掩膜14、物鏡光學(xué)系統(tǒng)15、中繼光學(xué)系統(tǒng)16以及光檢測器17。照明光學(xué)系統(tǒng)12、物鏡光學(xué)系統(tǒng)15以及中繼光學(xué)系統(tǒng)16分別具有作為多個光學(xué)元件的透鏡。使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)兀件的透鏡被編入構(gòu)成照明光學(xué)系統(tǒng)12、物鏡光學(xué)系統(tǒng)15以及中繼光學(xué)系統(tǒng)16的透鏡中至少I個透鏡。尤其是從減少色像差這一點(diǎn)看來，編入構(gòu)成物鏡光學(xué)系統(tǒng)15的透鏡的一部分較為優(yōu)選。
[0072]光源11射出Ar激光、He — Ne激光、Kr-Ar激光等激光。該激光照入x軸+方向，通過照明光學(xué)系統(tǒng)12被導(dǎo)入至分束器13，反射到y(tǒng)軸-方向。由分束器13反射的激光在通過設(shè)置在針孔掩膜14的針孔14h后，通過物鏡光學(xué)系統(tǒng)15在被檢測物18的I點(diǎn)處聚光，對被檢測物18進(jìn)行照射。被照射的激光作為來自被檢測物18的返回光照入y軸+方向，通過物鏡光學(xué)系統(tǒng)15被導(dǎo)入針孔掩膜14。該返回光中包括來自被檢測物18的反射光、熒光以及拉曼散射光。
[0073]針孔14h被設(shè)置為與物鏡光學(xué)系統(tǒng)15的焦點(diǎn)位置共軛，具有使來自被檢測物18的返回光中的熒光通過的作用。通過針孔14h的熒光通過分束器13后由中繼光學(xué)系統(tǒng)16被聚光并在光檢測器17上成像。光檢測器17是由CMOS圖像傳感器和CCD圖像傳感器構(gòu)成的攝像元件，其檢測由中繼光學(xué)系統(tǒng)16成像的圖像的光度分布，并將其作為圖像信號輸出。如上所述，共焦顯微鏡10由于具有作為使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制作的光學(xué)元件的透鏡，因此可以獲得色像差減少且高清晰度、高品位的被檢測物的圖像。另外，圖10中示出的共焦顯微鏡10的結(jié)構(gòu)僅僅是一個例子，本發(fā)明的光學(xué)裝置并不限于圖示的結(jié)構(gòu)。
[0074]另外，在不損害本發(fā)明的特征的情況下，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，對于在本發(fā)明的技術(shù)思路范圍內(nèi)考慮到的其他的形態(tài)也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0075]本文引入了下述優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請所公開的內(nèi)容作為引文。
[0076]日本專利申請2012年第102615號(2012年4月27日申請)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)玻璃，其特征在于， 以重量百分比計(jì)，所含有的 S12 為 15 ?36%,
B2O3 為 13 ?31%、
Al2O3 為 4 ?27%、
Ta2O5 為 O ?19%、
ZrO2 為 O ?10%,
Nb2O5 為 O ?10%,
其中，Ta205+Nb205+Zr02 ^ 7.1% ;并且， 所述光學(xué)玻璃具有折射率nd為1.54?小于1.61、阿貝值v d在50?57范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，并且， 表示異常分散性的APg,F在-0.004以下。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中， 所含有的Li2O為O?5%、 Na2O 為 O ?4%、 K2O 為 O ?7%、 MgO 為 O ?5%、 CaO 為 O ?8%、 SrO 為 O ?15%、 BaO 為 O ?27%、 ZnO 為 O ?12%， 并且，MgO+CaO+SrO+BaO 蘭 29%。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃,其中， 以基于氧化物的重量百分比計(jì)， (B2O3成分的含量)/ (S12成分的含量+Al2O3成分的含量X 2+Zr02成分的含量X 2.5)的值為0.25以上0.62以下。
4.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃，其中， 以基于氧化物的重量百分比計(jì)， (B2O3成分的含量)/ (S12成分的含量+Al2O3成分的含量X 2+Zr02成分的含量X 2.5)的值為0.25以上0.62以下；并且，根據(jù)日本光學(xué)玻璃行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS06 — 2008中的“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)”測定耐水性等級時，所述光學(xué)玻璃具有3級以上的化學(xué)耐水性。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)玻璃,其中， 根據(jù)日本光學(xué)玻璃行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)J0GIS06 — 2008中“光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)”測定耐水性等級時，所述光學(xué)玻璃具有3級以上的化學(xué)耐水性。
6.如權(quán)利要求1?5的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其中， 將所述光學(xué)玻璃的厚度設(shè)為1mm的情況下，內(nèi)部透射率為80%的光線的波長為380nm以下。
7.一種光學(xué)兀件，其由權(quán)利要求1?6的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
8.一種光學(xué)系統(tǒng)，其構(gòu)成為包括權(quán)利要求7所述的光學(xué)兀件。
9.一種光學(xué)裝置，其具備權(quán)利要求8所述的光學(xué)系統(tǒng)。
【文檔編號】C03C3/066GK104245611SQ201380021445
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】小出哲也, 山本博史 申請人:株式會社 尼康