光学玻璃、精密压模预制体及其制备方法、和光学元件及其制备方法
阅读：295发布：2023-02-23
专利汇可以提供光学玻璃、精密压模预制体及其制备方法、和光学元件及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且光学玻璃、精密压模预制体及其制备方法、和光学元件及其制备方法本 发明 提供了一种具有高折射率和低屈伏 温度 和具有低温 软化 性质能够精密压膜的光学玻璃，该光学玻璃包含，以mol％计，5～50％的B2O3，3～50％的SiO2，5～40％的TiO2，1～40％的ZnO，5～20％的La2O3，0～10％的Gd2O3，0～15％的Nb2O5，0～10％的ZrO2，0～5％的Ta2O5，0～10％的Bi2O3，0～10％MgO，0～8％的CaO，0～10％的SrO，0～10％的BaO，条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量为15％或更少，0～20％的Li2O，和0～5％的Na2O，任选地包含Sb2O3作为 澄清剂 ，和具有折射率(nd)为1.8或更高和阿贝数(υd)为35或更小。，下面是光学玻璃、精密压模预制体及其制备方法、和光学元件及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种精密压模预制体，其由下述光学玻璃形成，所述光学玻璃作为玻璃成分，按mol％计，含有：
5～25.37％的B2O3，
3～50％的SiO2，
5～40％的TiO2，
10.45～40％的ZnO，
5～20％的La2O3，
0～10％的Gd2O3，
0～15％的Nb2O5，
0～10％的ZrO2，
0～5％的Ta2O5，
0～10％的Bi2O3，
0～10％的MgO，
0～8％的CaO，
0～10％的SrO，
0～10％的BaO
条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量为15％以下，
0～20％的Li2O，和
0～5％的Na2O，
同时任选地包含Sb2O3作为澄清剂，折射率(nd)为大于1.88，阿贝数(υd)为35以下，玻璃转化温度为620℃以下。
2.根据权利要求1中叙述的精密压模预制体，其由含有大于27重量％的La2O3的光学玻璃形成。
3.根据权利要求1中叙述的精密压模预制体，其由含有16重量％以下的TiO2的光学玻璃形成。
4.一种精密压模预制体，其由下述光学玻璃形成，所述光学玻璃按mol％计，含有：
5～25.37％的B2O3，
3～50％的SiO2，
5～40％的TiO2，
10.45～40％的ZnO，
5～20％的La2O3，
0～10％的Gd2O3，
0～15％的Nb2O5，
0～10％的ZrO2，
0～5％的Ta2O5，
0～10％的Bi2O3，
0～10％的MgO，
0～8％的CaO，
0～10％的SrO，
0～10％的BaO，BaO的含量小于13重量％，
条件是MgO、CaO、SrO和BaO的总含量为小于15重量％，
0～20％的Li2O，
0～5％的Na2O，
0～1％的Sb2O3，
同时折射率(nd)大于1.88，阿贝数(υd)为35以下，玻璃转化温度为620℃以下。
5.根据权利要求1或4中叙述的精密压模预制体，其由CaO的含量小于5重量％的光学玻璃形成。
6.根据权利要求1或4中叙述的精密压模预制体，其由屈伏温度为670℃以下的光学玻璃形成。
7.一种制备精密压模预制体的方法，其包括分离流动的熔融玻璃，在冷却所述熔融玻璃期间使熔融玻璃成型为预制体，
其中得到的预制体是权利要求1～6中任一项叙述的预制体。
8.一种制备光学元件的方法，其包括加热由玻璃形成的精密压模预制体，用压模精密压模，其特征在于，
使用权利要求1～6中任一项叙述的预制体。
9.一种制备光学元件的方法，其包括加热由玻璃形成的精密压模预制体，用压模精密压模，其特征在于，
由权利要求7的方法制备预制体，使用上述预制体。
10.根据权利要求8或9中叙述的制备光学元件的方法，其中将压模和预制体一起加热，用上述压模精密压模预制体。
11.根据权利要求8或9中叙述的制备光学元件的方法，其中预热压模，预制体与压模分开预热，将其引入预热的压模来进行精密压模。
光学玻璃、精密压模预制体及其制备方法、和光学元件及其
制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光学玻璃、由上述光学玻璃形成的精密压模预制体、制备该预制体的方法，由上述光学玻璃形成的光学元件和制备该元件的方法。
背景技术
[0002] 高折射率低色散的玻璃作为光学元件如各种透镜的材料需求很大。作为具有这些光学性质的玻璃，已知一种重钽火石玻璃TaSF17等等，在由小川博司和小川晋永著的“Glass Composition Handbook”并由日本玻璃制品工业协会于1991年出版的第106页中对其进行了描述。
发明内容
[0003] 近些年，随着数码相机、摄像机等的快速普遍使用，因此作为部件的玻璃透镜被大量需求。另一方面，随着相机像素的增加，要求光学元件如玻璃透镜具有高性能，和要求高生产率生产由玻璃形成的具有高形状精度的光学元件。
[0004] 精密压模方法是已知的一种用于高产率制备由玻璃形成的具有高形状精度的光学元件的方法。任何一种传统玻璃如TaSF17具有高玻璃转化温度，因此它们不适合于精密压模。
[0005] 为了克服上述传统玻璃的问题，本发明的第一目的是提供一种具有高折射率并具有低屈伏温度和低温软化性质使其能够精密压模的光学玻璃。
[0006] 另外，本发明的第二和第三目的是提供一种达到上述目的的光学玻璃形成的精密压模以及提供一种制备这种精密压模预制体的方法。
[0007] 而且，本发明的第四和第五目的是提供一种由达到上述目的的光学玻璃形成的光学元件和制备这种光学元件的方法。
[0008] 本发明者做了锐意的研究，结果发现上述目的能够通过包含作为必需组分同时存在的B2O3、SiO2、TiO2、ZnO和La2O3以及这些组分和其它任选组分的含量在预定范围的光学玻璃而实现，从而完成了本发明。
[0009] 即，本发明提供
[0010] (1)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0011] 5～50％的B2O3，
[0012] 3～50％的SiO2，
[0013] 5～40％的TiO2，
[0014] 1～40％的ZnO，
[0015] 5～20％的La2O3，
[0016] 0～10％的Gd2O3，
[0017] 0～15％的Nb2O5，
[0018] 0～10％的ZrO2，
[0019] 0～5％的Ta2O5，
[0020] 0～10％的Bi2O3，
[0021] 0～10％的MgO，
[0022] 0～8％的CaO，
[0023] 0～10％的SrO，
[0024] 0～10％的BaO
[0025] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量为15％或更少，
[0026] 0～20％的Li2O，和
[0027] 0～5％的Na2O，
[0028] 任选地包含作为澄清剂的Sb2O3，且具有1.8或更高的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃1”)，
[0029] (2)光学玻璃，其包含，以mol％计，
[0030] 5～50％的B2O3，
[0031] 3～50％的SiO2，
[0032] 5～40％的TiO2，
[0033] 1～40％的ZnO，
[0034] 5～20％的La2O3，
[0035] 0～10％的Gd2O3，
[0036] 0～15％的Nb2O5，
[0037] 0～10％的ZrO2，
[0038] 0～5％的Ta2O5，
[0039] 0～10％的Bi2O3，
[0040] 0～10％MgO，
[0041] 0～8％的CaO，
[0042] 0～10％的SrO，
[0043] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0044] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO的总含量为15wt％或更小，
[0045] 0～20％的Li2O，
[0046] 0～5％的Na2O，
[0047] 0～1％Sb2O3，
[0048] 且具有大于1.88的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃2”)，
[0049] (3)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0050] 5～50％的B2O3，
[0051] 3～50％的SiO2，
[0052] 5～40％的TiO2，
[0053] 1～40％的ZnO，
[0054] 5～20％的La2O3，
[0055] 0～10％的Gd2O3，
[0056] 0～15％的Nb2O5，
[0057] 0～10％的ZrO2，
[0058] 0～5％的Ta2O5，
[0059] 0～10％的Bi2O3，
[0060] 0～10％MgO，
[0061] 0～8％的CaO，
[0062] 0～10％的SrO，
[0063] 0～10％的BaO，
[0064] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于6wt％，
[0065] 0～20％的Li2O，
[0066] 0～5％的Na2O，和
[0067] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0068] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃3”(原文有误))，
[0069] (4)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0070] 25～50％的B2O3，B2O3的含量大于15wt％，
[0071] 3～50％的SiO2，
[0072] 5～40％的TiO2，
[0073] 1～40％的ZnO，
[0074] 5～20％的La2O3，
[0075] 0～10％的Gd2O3，
[0076] 0～15％的Nb2O5，
[0077] 0～10％的ZrO2，
[0078] 0～5％的Ta2O5，
[0079] 0～10％的Bi2O3，
[0080] 0～10％的MgO，
[0081] 0～8％的CaO，
[0082] 0～10％的SrO，
[0083] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0084] 条件是MgO、GaO、SrO和BaO总含量小于15wt％，
[0085] 0～20％的Li2O，
[0086] 0～5％的Na2O，和
[0087] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0088] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃4”)，
[0089] (5)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0090] 5～50％的B2O3，
[0091] 3～50％的SiO2，
[0092] 5～40％的TiO2，
[0093] 1～40％的ZnO，
[0094] 5～20％的La2O3，
[0095] 0～10％的Gd2O3，
[0096] 0～15％的Nb2O5，
[0097] 0～10％的ZrO2，
[0098] 0～5％的Ta2O5，
[0099] 0～10％的Bi2O3，
[0100] 0～10％的MgO，
[0101] 0～8％的CaO，
[0102] 0～10％的SrO，
[0103] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0104] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于15wt％，
[0105] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0106] 0～5％的Na2O，和
[0107] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0108] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为小于35或更小(以下称作“玻璃5”)，
[0109] (6)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0110] 25～50％的B2O3，B2O3的含量大于17wt％，
[0111] 3～50％的SiO2，
[0112] 5～40％的TiO2，
[0113] 1～40％的ZnO，
[0114] 5～20％的La2O3，
[0115] 0～10％的Gd2O3，
[0116] 0～15％的Nb2O5，
[0117] 0～10％的ZrO2，
[0118] 0～5％的Ta2O5，
[0119] 0～10％的Bi2O3，
[0120] 0～10％的MgO，
[0121] 0～8％的CaO，
[0122] 0～10％的SrO，
[0123] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0124] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0125] 0～5％的Na2O，和
[0126] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0127] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃6”)，
[0128] (7)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0129] 5～50％的B2O3，
[0130] 3～50％的SiO2，
[0131] 12～40％TiO2，TiO2的含量为大于12wt％但不超过30wt％，
[0132] 1～40％的ZnO，
[0133] 5～20％的La2O3，
[0134] 0～10％的Gd2O3，
[0135] 0～15％的Nb2O5，
[0136] 0～10％的ZrO2，
[0137] 0～5％的Ta2O5，
[0138] 0～10％的Bi2O3，
[0139] 0～10％的MgO，
[0140] 0～8％的CaO，
[0141] 0～10％的SrO，
[0142] 0～10％的BaO，BaO的含量为小于13wt％，
[0143] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO的总含量小于6wt％，
[0144] 0～20％的Li2O，
[0145] 0～5％的Na2O，和
[0146] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为小于1wt％，
[0147] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃7”)，
[0148] (8)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0149] 5～50％的B2O3，
[0150] 3～20％SiO2，SiO2的含量为小于8wt％，
[0151] 5～40％的TiO2，
[0152] 1～40％的ZnO，
[0153] 5～20％的La2O3，
[0154] 0～10％的Gd2O3，
[0155] 0～15％的Nb2O5，
[0156] 0～10％的ZrO2，
[0157] 0～5％的Ta2O5，
[0158] 0～10％的Bi2O3，
[0159] 0～10％的MgO，
[0160] 0～8％的CaO，
[0161] 0～10％的SrO，
[0162] 0～10％的BaO，BaO的含量为小于13wt％，
[0163] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0164] 0～5％的Na2O，和
[0165] 0～1％Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0166] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃8”)，
[0167] (9)光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0168] 5～50％的B2O3，
[0169] 3～20％SiO2，SiO2的含量为小于8wt％，
[0170] 5～40％的TiO2，
[0171] 1～40％的ZnO，
[0172] 5～20％的La2O3，
[0173] 0～10％的Gd2O3，
[0174] 0～15％的Nb2O5，
[0175] 0～10％的ZrO2，
[0176] 0～5％的Ta2O5，
[0177] 0～10％的Bi2O3，
[0178] 0～10％的MgO，
[0179] 0～8％的CaO，
[0180] 0～10％的SrO，
[0181] 0～10％的BaO，BaO的含量为小于13wt％，
[0182] 0～20％的Li2O，
[0183] 0～5％的Na2O，和
[0184] 0～1％Sb2O3，
[0185] 且具有大于1.88的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小(以下称作“玻璃9”)，
[0186] (10)上述(1)、(2)、(3)、(4)、(7)和(9)中任一项的光学玻璃，其包含1～20mol％的Li2O，
[0187] (11)上述(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)中任一项的光学玻璃，其包含大于27wt％的La2O3，
[0188] (12)上述(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)中任一项的光学玻璃，其包含16wt％或更少的TiO2，
[0189] (13)上述(1)、(3)、(4)和(7)中任一项的光学玻璃，其包含大于27wt％的La2O3和1～20mol％的Li2O，
[0190] (14)上述(1)～(12)中任一项的光学玻璃，其中CaO的含量小于5wt％，[0191] (15)上述(1)～(13)中任一项的光学玻璃，其具有670℃或更低的屈伏温度，[0192] (16)上述(1)～(14)中任一项的光学玻璃，其在精密压模中使用，[0193] (17)由上述(15)的光学玻璃形成的精密压模预制体，
[0194] (18)制备由玻璃形成的精密压模预制体方法，其包括从流动的玻璃中分离熔融玻璃和在冷却熔融玻璃期间使熔融玻璃成型为预制体，
[0195] 其中所述的玻璃为上述(15)的光学玻璃，
[0196] (19)由上述(1)～(15)的任一项的光学玻璃形成的光学元件，
[0197] (20)制备光学元件的方法，其包括加热由玻璃形成的精密压模预制体和用压模精密压模预制体，
[0198] 其中上述(17)的预制体用作精密压模的预制体，
[0199] (21)制备光学元件的方法，其包括加热由玻璃形成的精密压模预制体和用压模精密压模预制体，
[0200] 其中由上述(18)的方法制备的预制体用作精密压模的预制体，
[0201] (22)如在上述(20)或(21)中叙述的制备光学元件的方法，其中将压制铸模和预制体一起加热来用压模精密压模预制体，和
[0202] (23)如上述(20)或(21)中叙述的制备光学元件的方法，其中预热压制铸模，和压模分开预热预制体，和将其引入预热的压模来用压子精密压模预制体。
[0203] 发明效果
[0204] 根据本发明，可以获得具有高折射率和低屈伏温度并具有低温软化性质能够精密压模的光学玻璃，和可以获得由上述光学玻璃形成的精密压模预制体和由上述光学玻璃形成的光学元件。
[0206] 图1是实施例中使用的精密压模装置的示意图。
具体实施方式
[0207] 光学玻璃
[0208] 首先将说明本发明的光学玻璃。
[0209] 本发明的光学玻璃是具有折射率(nd)为1.8或更大和阿贝数(υd)为35或更小，且具有适合于精密压模的低温软化性质的高折射率玻璃。而且，当从其熔融玻璃直接成型为用于精密压模的玻璃预制体时，本发明的光学玻璃不易于结晶并具有优异的玻璃稳定性。
[0210] 为了实现上述的各种性质，本发明的光学玻璃包含作为形成玻璃网络的必需组分的B2O3和SiO2，包含作为提高折射率的必需组分的TiO2和La2O3并包含作为给予光学玻璃低温软化性质同时保持高折射率的必需组分作为ZnO。本发明的光学玻璃具有上述的B2O3-SiO2-TiO2-ZnO-La2O3组成体系，其中限制碱土金属氧化物如MgO、CaO、SrO和BaO的含量并使二价组分(MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO等)的含量被ZnO的含量占有，并优选被ZnO和Li2O的含量占有。
[0211] 以下将详细说明构成本发明的光学玻璃所包括的玻璃1～9的玻璃组分。其每一组分含量和每一总含量的百分比(％)将以mol％表示，除非另有具体说明。
[0212] B2O3是用于光学玻璃的玻璃网络的必需组分。当引入其至过量时，会降低折射率(nd)。因此，在玻璃1～3、5和7～9中，B2O3的含量为5～50％，优选10～40％，更优选10～38％。在玻璃4和6中，B2O3的含量为25～50％(然而，调整其在玻璃4中的含量以至其大于15wt％，和调整其在玻璃6中的含量以至其大于17wt％)。
[0213] SiO2是用于改善光学玻璃稳定性的必需组分。当引入其至过量时，会降低折射率，并提高屈伏温度。因此，在玻璃1～7中SiO2的含量为3～50％，优选5～20％，更优选5～18％，在玻璃8和9中SiO2含量为3～20％(然而，调整其含量以至其小于8wt％)。
[0214] 另外，本发明光学玻璃的一个目是具有适合精密压模的低温软化性质，在这点上B2O3的效果优于SiO2的效果，以致于优选按重量比调整B2O3和SiO2的含量以至B2O3的含量大于SiO2的含量。更优选地调整B2O3的含量/SiO2含量的重量比到1.2或更大，和更优选地调整上述重量比到1.3或更大。上述性质对于本发明的光学玻璃中所包含的玻璃1～9是共同的。引入B2O3和SiO2以满足上述关系，且在这种情况中，也可以获得较少着色的和在可见光范围内具有高透光率的玻璃。
[0215] TiO2是用于增加折射率的必需组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性和使其着色。因此，在玻璃1～6、8和9中TiO2的含量为5～40％，优选10～40％，更优选10～35％，再更优选10～32％。在玻璃7中TiO2的含量为12-40％(然而，调整其含量以至其大于12wt％但不大于30wt％)。而且，在玻璃1和3～8中TiO2的含量优选为16wt％或更小。
[0216] 为了给予光学玻璃低温软化性质同时保持高折射率，引入ZnO以至其含量为1％或更大。当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，因此将ZnO的含量限制在40％或更小。ZnO的含量优选为3～35％，更优选5～32％。
[0217] 为了给予光学玻璃高折射率和低色散性质，引入La2O3以至其含量为5％或更大。当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，因此将La2O3的含量限制在20％或更小。
La2O3的含量优选为5～18％，更优选5～17％。La203是增加折射率但不使光学玻璃着色的相关组分。因此，为了获得具有折射率(nd)为1.8或更大的光学玻璃，或者特别是玻璃
1和3～8，优选调整其含量以至其大于27wt％，更优选将其调整到30wt％或更大。
La2O3的含量优选为5～18％，更优选5～17％。La203是增加折射率但不使光学玻璃着色的相关组分。因此，为了获得具有折射率(nd)为1.8或更大的光学玻璃，或者特别是玻璃
1和3～8，优选调整其含量以至其大于27wt％，更优选将其调整到30wt％或更大。
[0218] Gd2O3是给予光学玻璃高折射率低色散性质的任选组分。当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，因此将Gd2O3的含量限制在0～10％。Gd2O3的含量优选为0～8％，更优选0.5～5％。
[0219] Nb2O5是增加折射率的任选组分。当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，和升高液相线温度，因此将Nb2O5的含量限制在0～15％。Nb2O5的含量优选为1～10％，更优选1～8％。
[0220] ZrO2是用于增加折射率的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，和升高液相线温度，因此将ZrO2的含量限制在0～10％。ZrO2的含量优选为1～8％，更优选1～5％。
[0221] Ta2O5是增加折射率的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，因此将Ta2O5的含量限制在0～5％。Ta2O5的含量优选为0～4％，更优选0～3％。
[0222] Bi2O3是提高折射率和改善光学玻璃稳定性的任选组分。然而，当引入其至过量时，会将光学玻璃着色，因此将Bi2O3的含量限制在0～10％。Bi2O3的含量优选为0～6％，更优选0～4％。
[0223] MgO是用于改善玻璃可熔性的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低玻璃的折射率和稳定性，因此将MgO的含量限制在0～10％。MgO的含量优选为0～8％，更优选0～6％。
[0224] CaO用于改善玻璃的可熔性并且是用于调整光学常数的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的折射率和稳定性，因此将CaO的含量限制在0～8％。CaO的含量优选小于5wt％，更优选为4wt％或更小，再更优选0～6％。
[0225] SrO是用于改善光学玻璃的可熔性的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的折射率和稳定性，因此将SrO的含量限制在0～10％。SrO的含量优选为0～8％，更优选0～6％。
[0226] BaO是用于增加折射率的任选组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的稳定性，因此将BaO的含量限制在0～10％。BaO的含量优选为1～8％，更优选1～6％。在玻璃2和4～9中，将BaO的含量限制在小于13wt％。
[0227] 将玻璃1中的MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到15％或更小，将在玻璃2、4和5中的每一个上述总含量限制到小于15wt％，将玻璃3和7中的每一个上述总含量限制在小于6wt％。因为以下原因将这些条件施加在光学玻璃上。限制二价组分如上述碱土金属氧化物和ZnO的总含量，和在这些二价组分中，ZnO单独作用以降低光学玻璃屈伏温度。因此，虽然限制了总含量，但要确保必需量的ZnO来保持或改善光学玻璃的稳定性。另外，在玻璃1、6、8和9中，也优选将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于15wt％，更优选，到
14wt％或更小。
14wt％或更小。
[0228] Li2O是高效降低玻璃转化温度的组分。然而，当引入其至过量时，不仅会降低折射率，而且会降低光学玻璃的稳定性。因此，在玻璃1～4、7和9的每一个中将Li2O的含量限制到0～20％，优选1～20％，更优选2～20％，再更优选4～15％，并将玻璃5、6和8的每一个中的含量限制到2～20％(然而，调整Li2O的含量以至其大于2wt％)。而且，在玻璃1、3、4和7中，优选，调整La2O3的含量以至其大于27wt％，和调整Li2O的含量到1～20％。
[0229] Na2O是用于改善光学玻璃可熔性的组分。然而，当引入其至过量时，会降低光学玻璃的折射率和稳定性，因为将Na2O的含量限制到0～5％。Na2O的含量优选为0～4％，更优选0～3％。
[0230] 碱金属氧化物如Li2O、Na2O、K2O等，都用于改善光学玻璃的可熔性。然而，在降低玻璃转化温度的效果上Li2O、Na2O和K2O显著不同，当引入Li2O时上述效果最大。除这些之外，ZnO也是在降低玻璃转化温度方面有作用的组分。ZnO和Li2O两者都改善低温软化性质而不降低折射率。在本发明的光学玻璃中，因此，可以将引入ZnO和碱金属氧化物的方法大致分为两种类型。
[0231] 在第一种类型中，主要通过ZnO来达到玻璃转化温度的降低，并抑制Li2O、Na2O和K2O的总含量。上述总含量(Li2O+Na2O+K2O)优选小于1.5wt％，更优选为1wt％或更小。可以说第一种类型构成玻璃1、2、3、4、7和9的优选实施方案。
[0232] 在第二种类型中，ZnO用作必需组分并调整Li2O的含量以致其在碱金属氧化物中最大。优选其中就重量比计Li2O的含量大于Na2O含量和K2O含量中的每一个的光学玻璃，和其中就重量比计Li2O的含量大于Na2O和K2O的总含量的光学玻璃。可以说第二种类型构成了玻璃1、2、3、4、7和9(含有Li2O，即按重量百分比和mol％两者计Li2O含量都大于0％)和玻璃5、6和8的优选实施方案。
[0233] Sb2O3是澄清剂可以按要求添加。在玻璃2～9中，Sb2O3的量为0～1％。在玻璃3～8中，将Sb2O3的量限制到1wt％或更小以阻止在精密压模过程中通过氧化导致的压模的模制表面的损坏。在玻璃1、2和9中，也优选限制Sb2O3的量到1wt％或更小。
[0234] 为了获得有关上述光学玻璃的各种性质的更优选的性质，优选调整上述玻璃组分的总含量和Sb2O3量的总量到至少98％，更优选调整上述总量为大于99％，还更优选调整上述总量到100％。
[0235] 在本发明的光学玻璃中，WO3是不希望引入的组分中的一个。那是因为认为WO3的引入会降低光学玻璃的稳定性。
[0236] 另外，也希望不引入产生环境有害作用的组分如PbO和As2O3进入本发明的光学玻璃。这些组分对精密压模也是不理想的。在含有PbO的玻璃中，在精密压模过程中使玻璃表面的PbO在非氧化气氛中(尤其，含有还原气体如氢气或类似物的还原气氛)还原来将其淀析在玻璃表面上，而且淀析物附着在压模导致精密压模产品的表面精度降低。As2O3氧化压模的模制表面导致模制表面损坏。
[0237] 另外，除了通过使其着色给予光学玻璃在特定波长区域中吸收光的功能的情况，理想地不引入如Cu，Fe，Cd，Cr，Ni，Co等组分。
[0239] 以下将说明本发明的光学玻璃所包含的玻璃1～9的组成。
[0240] (玻璃1)
[0241] 玻璃1是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0242] 5～50％的B2O3，
[0243] 3～50％的SiO2，
[0244] 5～40％的TiO2，
[0245] 1～40％的ZnO，
[0246] 5～20％的La2O3，
[0247] 0～10％的Gd2O3，
[0248] 0～15％的Nb2O5，
[0249] 0～10％的ZrO2，
[0250] 0～5％的Ta2O5，
[0251] 0～10％的Bi2O3，
[0252] 0～10％MgO，
[0253] 0～8％的CaO，
[0254] 0～10％的SrO，
[0255] 0～10％的BaO
[0256] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量为15％或更小，
[0257] 0～20％的Li2O，和
[0258] 0～5％的Na2O，
[0259] 任选包含Sb2O3作为澄清剂，和具有折射率(nd)为1.8或更高和阿贝数(υd)为35或更少。
[0260] 在玻璃1中，使二价组分如MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量处于保持玻璃稳定性的范围，调整二价组分含量使其主要由对改进低温软化性质作主要贡献的ZnO占据。因此，将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到15％或更小，优选13％或更小，并且将在碱土金属氧化物中对高折射率没有贡献的MgO和CaO含量分别限制到10％或更小和8％或更小。将适量的Sb2O3结合到上述玻璃组成中，不是作为玻璃组分而是作为澄清剂。作为标准量Sb2O3的量可以为1％或更小，Sb2O3的量优选0～1wt％。
[0261] (玻璃2)
[0262] 玻璃2是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0263] 5～50％的B2O3，
[0264] 3～50％的SiO2，
[0265] 5～40％的TiO2，
[0266] 1～40％的ZnO，
[0267] 5～20％的La2O3，
[0268] 0～10％的Gd2O3，
[0269] 0～15％的Nb2O5，
[0270] 0～10％的ZrO2，
[0271] 0～5％的Ta2O5，
[0272] 0～10％的Bi2O3，
[0273] 0～10％MgO，
[0274] 0～8％的CaO，
[0275] 0～10％的SrO，
[0276] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13％，按重量计，
[0277] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量为15wt％或更小，
[0278] 0～20％的Li2O，
[0279] 0～5％的Na2O，
[0280] 0～1％的Sb2O3，
[0281] 和折射率(nd)为大于1.88和阿贝数(υd)为35或更小。
[0282] 在玻璃2中，也将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于15wt％，优选14wt％或更小，和将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小，从而实现具有折射率(nd)大于1.88的高折射率玻璃，优选1.89或更大，同时保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质。BaO在碱土金属氧化物中为对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。
[0283] (玻璃3)
[0284] 玻璃3是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0285] 5～50％的B2O3，
[0286] 3～50％的SiO2，
[0287] 5～40％的TiO2，
[0288] 1～40％的ZnO，
[0289] 5～20％的La2O3，
[0290] 0～10％的Gd2O3，
[0291] 0～15％的Nb2O5，
[0292] 0～10％的ZrO2，
[0293] 0～5％的Ta2O5，
[0294] 0～10％的Bi2O3，
[0295] 0～10％MgO，
[0296] 0～8％的CaO，
[0297] 0～10％的SrO，
[0298] 0～10％的BaO，
[0299] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于6wt％，
[0300] 0～20％的Li2O，
[0301] 0～5％的Na2O，和
[0302] 0～1％Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0303] 具有折射率(nd)1.8或更大和阿贝数(υd)为35或更小。
[0304] 在玻璃3中，为了实现具有折射率(nd)为1.8或更大同时保持玻璃稳定性并使其具有低温软化性质的高折射率玻璃，也将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于6wt％，优选5wt％或更小，也分别将MgO和CaO的含量限制到10％或更小和8％或更小。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化引起的压模的模制表面损坏。
[0305] (玻璃4)
[0306] 玻璃4是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0307] 25～50％的B2O3，B2O3的含量大于15wt％，
[0308] 3～50％的SiO2，
[0309] 5～40％的TiO2，
[0310] 1～40％的ZnO，
[0311] 5～20％的La2O3，
[0312] 0～10％的Gd2O3，
[0313] 0～15％的Nb2O5，
[0314] 0～10％的ZrO2，
[0315] 0～5％的Ta2O5，
[0316] 0～10％的Bi2O3，
[0317] 0～10％MgO，
[0318] 0～8％的CaO，
[0319] 0～10％的SrO，
[0320] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0321] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于15wt％，
[0322] 0～20％的Li2O，
[0323] 0～5％的Na2O，和
[0324] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0325] 且光学玻璃具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小。
[0326] 在玻璃4中，将作为网络形成组分的B2O3的含量限制到25～50％(然而，其含量大于15wt％)以提高玻璃稳定性。B2O3的含量优选28～50％(然而，其含量是15.5wt％或更大)，更优选30～47％(然而，其含量为16wt％或更大)。B2O3的含量的上限特别优选40％。另外，为了实现高折射率玻璃同时保持玻璃稳定性，具有低温软化性质和折射率(nd)为1.8或更大，将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于15wt％，优选到14wt％或更小，将MgO的含量限制到10％或更小，将CaO的含量限制到8％或更小，和ZnO用作必需组分。BaO是在碱土金属氧化物中对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，和优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。另外，将作为澄清剂任选添加的Sb2O3的量限定到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化导致的压模的模制表面损坏。
[0327] (玻璃5)
[0328] 玻璃5是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0329] 5～50％的B2O3，
[0330] 3～50％的SiO2，
[0331] 5～40％的TiO2，
[0332] 1～40％的ZnO，
[0333] 5～20％的La2O3，
[0334] 0～10％的Gd2O3，
[0335] 0～15％的Nb2O5，
[0336] 0～10％的ZrO2，
[0337] 0～5％的Ta2O5，
[0338] 0～10％的Bi2O3，
[0339] 0～10％MgO，
[0340] 0～8％的CaO，
[0341] 0～10％的SrO，
[0342] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0343] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于15wt％，
[0344] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0345] 0～5％的Na2O，和
[0346] 0～1％Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0347] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小。
[0348] 在玻璃5中，为了实现高折射率玻璃同时保持玻璃稳定性，具有低温软化性质和折射率(nd)为1.8或更大，也将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于15wt％，优选14wt％或更小，和将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小。BaO是在碱土金属氧化物中对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。在玻璃5中，从通过降低玻璃屈伏温度而实现更适合于精密压模的玻璃并同时保持高折射率的观点考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O。另外，将作为澄清剂任选添加Sb2O3的量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化导致的压模的模制表面损坏。
[0349] (玻璃6)
[0350] 玻璃6是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0351] 25～50％的B2O3，B2O3的含量大于17wt％，
[0352] 3～50％的SiO2，
[0353] 5～40％的TiO2，
[0354] 1～40％的ZnO，
[0355] 5～20％的La2O3，
[0356] 0～10％的Gd2O3，
[0357] 0～15％的Nb2O5，
[0358] 0～10％的ZrO2，
[0359] 0～5％的Ta2O5，
[0360] 0～10％的Bi2O3，
[0361] 0～10％MgO，
[0362] 0～8％的CaO，
[0363] 0～10％的SrO，
[0364] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0365] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0366] 0～5％的Na2O，和
[0367] 0～1％Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0368] 具有折射率(nd)为1.8或更大和阿贝数(υd)为35或更小。
[0369] 在玻璃6中，将B2O3作为网络形成组分含量限制到25～50％(然而，大于17wt％)以提高玻璃稳定性。优选B2O3的含量为28～50％(然而，其含量为17.5wt％或更大)，更优选30～50％(然而，其含量为18wt％或更大)。特别优选B2O3的含量的上限为40％。另外，为了实现具有折射率(nd)为1.8或更大同时保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质的高折射率玻璃，将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小，和将ZnO作为必需组分。BaO在碱土金属氧化物中为对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为
12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。从实现通过降低玻璃的屈伏温度而更适合于精密压模同时保持高折射率的玻璃考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O，并优选，引入2.5wt％或更多的Li2O。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由于氧化导致的压模模制表面损坏。
12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。从实现通过降低玻璃的屈伏温度而更适合于精密压模同时保持高折射率的玻璃考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O，并优选，引入2.5wt％或更多的Li2O。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由于氧化导致的压模模制表面损坏。
[0370] (玻璃7)
[0371] 玻璃7是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0372] 5～50％的B2O3，
[0373] 3～50％的SiO2，
[0374] 12～40％TiO2，TiO2的含量大于12wt％但不大于30wt％，
[0375] 1～40％的ZnO，
[0376] 5～20％的La2O3，
[0377] 0～10％的Gd2O3，
[0378] 0～15％的Nb2O5，
[0379] 0～10％的ZrO2，
[0380] 0～5％的Ta2O5，
[0381] 0～10％的Bi2O3，
[0382] 0～10％的MgO，
[0383] 0～8％的CaO，
[0384] 0～10％的SrO，
[0385] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0386] 条件是MgO、CaO、SrO和BaO总含量小于6wt％，
[0387] 0～20％的Li2O，
[0388] 0～5％的Na2O，和
[0389] 0～1％Sb2O3，Sb2O3的量小于1wt％，
[0390] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小。
[0391] 在玻璃7中，将作为用于提高折射率的组分TiO2含量限制到12～40％(然而，将其含量限制到大于12wt％但不大于30wt％)，优选，12.5wt％或更大但不大于30wt％，更优选13wt％或更大但是不大于30wt％。优选TiO2的含量下限按mol％计为12％。另外，为了实现具有折射率(nd)为1.8或更大同时保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质的高折射率玻璃，将MgO、CaO、SrO和BaO的总含量限制到小于6wt％，优选5.5wt％或更小，将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小，和ZnO用作必需组分。BaO在碱土金属氧化物中为对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。从实现通过降低屈伏温度更适合于精密压模同时保持高折射率的玻璃来考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化导致的压模的模制表面损坏。
[0392] (玻璃8)
[0393] 玻璃8是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0394] 5～50％的B2O3，
[0395] 3～20％SiO2，SiO2的含量小于8wt％，
[0396] 5～40％的TiO2，
[0397] 1～40％的ZnO，
[0398] 5～20％的La2O3，
[0399] 0～10％的Gd2O3，
[0400] 0～15％的Nb2O5，
[0401] 0～10％的ZrO2，
[0402] 0～5％的Ta2O5，
[0403] 0～10％的Bi2O3，
[0404] 0～10％MgO，
[0405] 0～8％的CaO，
[0406] 0～10％的SrO，
[0407] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0408] 2～20％的Li2O，Li2O的含量大于2wt％，
[0409] 0～5％的Na2O，和
[0410] 0～1％的Sb2O3，Sb2O3的量为1wt％或更小，
[0411] 且具有1.8或更大的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小。
[0412] 在玻璃8中，为了提高折射率将SiO2的含量调整到3～20％(然而，其含量小于8wt％)。然而，优选SiO2的含量为3～18％(然而，其含量为7.5wt％或更小)，更优选5～
16％(然而，其含量为7wt％或更小)。另外，为了实现具有折射率(nd)为1.8或更大同时保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质的高折射率玻璃，将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小，和ZnO用作必需组分。BaO在碱土金属氧化物中为对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。从实现通过降低屈伏温度更适合于精密压模同时保持高折射率的玻璃来考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化导致的压模模制表面损坏。
16％(然而，其含量为7wt％或更小)。另外，为了实现具有折射率(nd)为1.8或更大同时保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质的高折射率玻璃，将MgO和CaO的含量分别限制到10％或更小和8％或更小，和ZnO用作必需组分。BaO在碱土金属氧化物中为对较高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。从实现通过降低屈伏温度更适合于精密压模同时保持高折射率的玻璃来考虑，引入2～20％(然而，大于2wt％)的Li2O。另外，将作为澄清剂任选加入的Sb2O3量限制到1wt％或更小以防止在精密压模过程中由氧化导致的压模模制表面损坏。
[0413] (玻璃9)
[0414] 玻璃9是一种光学玻璃，其包含，按mol％计，
[0415] 5～50％的B2O3，
[0416] 3～20％的SiO2，SiO2的含量小于8wt％，
[0417] 5～40％的TiO2，
[0418] 1～40％的ZnO，
[0419] 5～20％的La2O3，
[0420] 0～10％的Gd2O3，
[0421] 0～15％的Nb2O5，
[0422] 0～10％的ZrO2，
[0423] 0～5％的Ta2O5，
[0424] 0～10％的Bi2O3，
[0425] 0～10％MgO，
[0426] 0～8％的CaO，
[0427] 0～10％的SrO，
[0428] 0～10％的BaO，BaO的含量小于13wt％，
[0429] 0～20％的Li2O，
[0430] 0～5％的Na2O，和
[0431] 0～1％Sb2O3，
[0432] 且具有大于1.88的折射率(nd)和阿贝数(υd)为35或更小。
[0433] 在玻璃9中，为了实现具有折射率(nd)大于1.88、优选1.89或更大的高折射率玻璃，将SiO2的含量调整到3～20％(然而，其含量小于8wt％)，和优选SiO2的含量为3～18％(然而，其含量为7.5wt％或更小)，更优选5～16％。优选SiO2含量的下限为5％。
另外，为了保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质，将MgO和CaO的含量分别限制到
10％或更小和8％或更小。BaO在碱土金属氧化物中为对高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。
另外，为了保持玻璃稳定性和使玻璃具有低温软化性质，将MgO和CaO的含量分别限制到
10％或更小和8％或更小。BaO在碱土金属氧化物中为对高折射率有贡献的组分。然而，为了实现低温软化性质同时保持玻璃稳定性，将BaO的含量限制到小于13wt％，优选BaO的含量为12.5wt％或更小，更优选12wt％或更小。
[0434] 在玻璃1～4、7和9中Li2O为任选组分，优选使Li2O和其他必需组分同时存在以进一步降低屈伏温度和进一步改善低温软化性质。在这种情况中，优选Li2O的含量为1～20％，更优选2～20％。
[0435] 将参考它们的性质说明玻璃1～9。
[0436] 玻璃1和3～8具有1.8或更大的折射率(nd)，优选1.82或更大，更优选大于1.88，和玻璃2和9折射率(nd)为大于1.88。还更优选玻璃1～9具有折射率(nd)为
1.89或更大的范围，更优选1.9或更大的范围。不特别限定折射率(nd)的上限。然而，当增加折射率(nd)过度时，可能会削弱其他性质，以致优选使用折射率(nd)为2.2或更小作为上限标准值用于调制每种玻璃组成。
1.89或更大的范围，更优选1.9或更大的范围。不特别限定折射率(nd)的上限。然而，当增加折射率(nd)过度时，可能会削弱其他性质，以致优选使用折射率(nd)为2.2或更小作为上限标准值用于调制每种玻璃组成。
[0437] 玻璃1～9具有上述折射率(nd)并且也显示了由阿贝数(υd)为35或更小、优选小于35、更优选34或更小代表的色散性质。不特别限定阿贝数(υd)的下限。然而，当阿贝数(υd)降低过度时，可能削弱其他性质，以致调制每一玻璃组成时优选阿贝数(υd)为23或更大作为下限标准值。
[0438] 上述玻璃1～9具有适合于精密压模的低温软化性质，其由屈伏温度(Ts)为670℃或更低，优选650℃或更低代表。每种玻璃具有的玻璃转化温度(Tg)为620℃或更低，优选600℃或更低。不特别限定屈伏温度(Ts)和玻璃转化温度(Tg)中每个的下限。然而，这些温度过度降低，可能削弱其他性质，以致优选使用屈伏温度(Ts)为450℃或更高和玻璃转化温度(Tg)为400℃或更高作为下限标准值用于调制每种玻璃组成。
[0439] 如下制备本发明的光学玻璃：调制与玻璃组成相应的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐等作为玻璃原料，称量原料以获得预目的玻璃组成，充分混合原材料，然后，在如铂容器和类似物的熔融容器中加热、熔融、澄清和均化原材料，来获得熔融态玻璃和促使熔融态玻璃流出和成型。可以在大气中进行上述步骤的每一个，可以从已知方法中选择制备光学玻璃的方法。
[0440] [精密压模预制体和制备预制体的方法]
[0441] 以下将说明本发明的精密压模的预制体。本发明的精密压模预制体(以下称为“预制体”)特点在于由本发明的光学玻璃形成。
[0443] 包括上述球状体形状的预制体的形状优选是具有一个旋转对称轴的形状。上述具有一个旋转对称轴的形状包括具有无角的光滑轮廓和在包含上述旋转对称轴的横截面里的凹痕的形状，例如其轮廓是其次轴在上述横截面中与旋转对称轴对准的椭圆形状。另外，优选以下形状。当将由连接上述横截面中预制体轮廓上的任何点到旋转对称轴上的预制体的重心的线和在上述轮廓上的点处与该轮廓的切线形成的角的一个作为θ时，和当上述点起始于旋转对称轴并沿轮廓移动时，角θ从90°单调增加，然后单调减少和然后单调增加，在轮廓和旋转对称轴相交的另一点处变成90°。
[0444] 上述预制体根据需要可以在其表面上具有薄膜如脱模薄膜。脱模薄膜的例子包括含碳薄膜，自组织薄膜等。上述预制体可以通过压模提供具有预定光学常数的光学元件。
[0445] 以下将说明本发明提供的制备预制体的方法。
[0446] 本发明提供的制备预制体的方法，是用于制备由玻璃形成的精密压模预制体的方法，其包括从流动玻璃分离熔融玻璃和在熔融玻璃冷却过程中使熔融玻璃成型为预制体，[0447] 其中所述玻璃为本发明的光学玻璃。
[0448] 在上述制备方法中，在将熔融玻璃冷却的步骤中使预制体成型，和能够使玻璃处于在玻璃固化之后就能将成型玻璃用作预制体而无需机械加工的状态中，以便上述制备方法具有无需机械加工方法诸如切削、研磨、抛光等的优点。由本发明提供的制备预制体方法中，另外，能够成型具有平滑表面的预制体，并且整个预制体的表面是通过固化熔融态玻璃形成的表面，以便表面平滑和免受由研磨引起的细小划痕潜在划痕。另一方面，由本发明提供的制备预制体方法中，直接从熔融玻璃成型无缺陷诸如失透等的预制体。因此要求方法中使用的玻璃具有这样优异的稳定性使得玻璃从使玻璃流出的步骤到使玻璃成型为预制体的步骤不经受结晶化。具有上述极好的稳定性，本发明的光学玻璃适合用于由本发明提供的制备预制体的方法中。
[0449] 理想地，预制体在表面上无称作切痕的切割痕迹。当用切割刀片切割正流出的熔融玻璃时切痕出现。当切痕在将预制体模制成精确模压产品的阶段中保留时，这种切痕的部分构成缺陷。因此优选在预制体阶段排除切痕。使用无切割刀片分离熔融玻璃以致不引起任何切痕的方法包括：使熔融玻璃从流管中滴下的方法和支持熔融玻璃流流出流体管的前端并在当能将具有预定重量的熔融玻璃块分离的时刻去除支持的方法(以下称作“下降切割法”descent cuttingmethod)。在下降切割法中，在狭窄的由熔融玻璃流前端侧与流体管侧之间产生的部分处分离玻璃，由此能够获得具有预定重量的熔融玻璃块。
[0450] 然后，当其处于软化状态时使由此获得的熔融玻璃块成型为适合压模的形状，由此能获得预制体。作为使上述熔融玻璃块成型为预制体的方法，优选采用当使分离的具有预定重量的玻璃块漂浮，或大部分漂浮时使预制体成型以便减少其与成型模具相接触的方法(以下称作“浮法成型”“float shaping”)，其中所述漂浮通过向熔融玻璃块施加气压来实现。浮法成型能减少高温玻璃与成型模具的接触，以便能防止预制体破裂。另外，能使其成型为整个表面由自由表面形成的预制体。
[0451] 除了上述方法，通过从熔融玻璃形成玻璃块和然后处理的方法能够制备预制体。通过这种方法也能制备本发明的光学玻璃形成的预制体。在上述方法中，可以采用一种构成，其中通过将熔融玻璃浇注到框架中形成本发明光学玻璃形成的玻璃块并机械加工该玻璃块获得具有预定重量的预制体。在机械加工之前，优选，为了防止玻璃破裂通过退火玻璃充分进行除应力处理。
[0452] 上述方法中的任何一个中，能通过利用熔融态的本发明的光学玻璃而成型不含诸如失透、条纹、擦痕、裂纹等缺陷的高质量预制体成型，因为本发明的光学玻璃具有高稳定性。
[0453] [光学元件和其制备方法]
[0454] 以下将说明本发明的光学元件。
[0455] 本发明光学元件特点在于由本发明的上述光学玻璃形成。由于本发明的光学玻璃具有的光学性质，能获得各种光学元件如本发明的光学元件。光学元件的例子包括各种透镜诸如球面透镜、非球面透镜、显微透镜等、衍射光栅、带有衍射光栅的透镜、透镜阵列、棱镜等。
[0456] 本发明的光学元件可以有光学薄膜诸如抗反射膜、全反射膜、局部反射膜、具有光谱特征的膜等。
[0457] 以下将说明由本发明提供的制备光学元件的方法。
[0458] 本发明提供的制备光学元件的方法，包括加热由玻璃形成的精密压模预制体和用压模精密压模预制体，其中上述的预制体用作精密压模预制体。
[0459] 本发明提供的制备光学元件的方法，包括加热由玻璃构成的精密压模预制体和用压模精密压模预制体，其中上述的制备方法制备的预制体用作精密压模预制体。
[0460] 上述精密压模也称作模具光学模制(mold optics molding)并且为本发明技术领域所熟知的。在光学元件中，透射、折射、衍射或反射光的表面称作光学功能表面(例如，透镜的透镜表面，如同光学功能表面相应的非球面透镜的非球面表面或球面透镜的球面表面)。根据精密压模，将压模的模制表面形状精确传递给玻璃，以便能通过压模形成光学功能表面，并且不再为了完成光学功能表面而需要采用机械加工方法诸如研磨、抛光等。
[0461] 因此，本发明提供的制备光学元件的方法，适合于制备光学元件诸如透镜、透镜阵列、衍射光栅、棱镜等，尤其适合于作为用于高产制备非球面透镜方法。
[0462] 根据本发明提供的制备光学元件的方法，能够制备所有上述具有上述光学性质的光学元件。另外，因为光学玻璃具有低玻璃转换温度(Tg)，能够降低压模温度，以致能减少对压模的模制表面上的损害，而且能因此延长压模的寿命。另外，因为构成预制体的光学玻璃具有高稳定性，在再加热和压制步骤中能够有效防止光学玻璃失透。另外，能够高产地进行一系列以熔融光学玻璃开始和以获得最终产品结束的步骤。
[0463] 作为用于精密压模的压模，可以使用已知的压模，诸如由耐火陶瓷模具材料诸如碳化硅、氧化锆、氧化铝、或相似物形成的压模并且在模具材料的模制表面上提供脱模薄膜。首先，优选碳化硅形成的压模，含碳薄膜或相似物能作为脱模薄膜。从耐久性和成本的角度尤其优选碳膜。
[0464] 在精密压模中，理想地，为了保持压模的模制表面处于良好状况在精密压模期间采用非氧化气氛作为气氛。作为非氧化气体，优选氮气、氮气和氢气混合物、或相似物。
[0465] 本发明提供的用于制备光学元件的方法中所使用的精密压模，包括以下两个具体实施方案，精密压模1和精密压模2。
[0466] (精密压模1)
[0467] 精密压模1是一种方法，其中将压模和预制体一块加热并用压模将预制体精密压模。
[0468] 在精密压模1中，优选，通过将压模和上述预制体一块加热到构成预制体的玻璃6 12
显示出粘度为10 ～10 dPa·s的温度进行精密压模。
显示出粘度为10 ～10 dPa·s的温度进行精密压模。
[0469] 另外，理想地，在精密压模制品冷却到上述玻璃显示出粘度为1012dPa·s或更高，14 16
更优选10 dPa·s或更高，还更优选10 dPa·s或更高的温度之后把它们产品从压模中取出。
更优选10 dPa·s或更高，还更优选10 dPa·s或更高的温度之后把它们产品从压模中取出。
[0470] 在上述条件下，不但能更精确地将压模的模制表面的形状传递给玻璃，而且能不引起任何变形将精密压模产品取出。
[0471] (精密压模2)
[0472] 精密压模2是一种方法，其中将单独已经预热的预制体从压模中引入已经预热的压模中并且精密压模预制体。
[0473] 在精密压模2中，在将其引入压模之前加热上述的预制体，以便减少循环时间，和同时能制备出无表面缺陷并具有极好的表面精度的光学元件。
[0474] 优选，设定预热压模温度在比预热预制体温度更低的温度。以这种方式将预热压模温度设定在更低的温度，以便能减少压模的磨损。
[0475] 在精密压模2中，优选，预热上述预制体到构成预制体的玻璃显示出粘度为9
10dPa·s或更小的温度。
10dPa·s或更小的温度。
[0476] 另外，当引起其漂浮时优选预热上述预制体。另外，优选预热上述预制体到构成55 9 55
预制体的玻璃显示出粘度为10 ～10dPa·s，更优选粘度为10 dPa·s或更高但低于
9
10dPa·s。
预制体的玻璃显示出粘度为10 ～10dPa·s，更优选粘度为10 dPa·s或更高但低于
9
10dPa·s。
[0477] 优选，开始压制或在压制期间同时开始玻璃冷却。
[0478] 设定压模温度在比预热上述预制体温度更低的温度，并且可以采用上述玻璃显示9 12
出粘度为10 ～10 dPa·s的温度作为标准值。
出粘度为10 ～10 dPa·s的温度作为标准值。
[0479] 在上述方法中，优选，在将其冷却到上述玻璃显示出粘度为1012dPa·s或更高的温度之后把精密压模产品从模具中取出。
[0480] 把通过精密压模获得的光学元件从压模中取出，将其如所需地逐渐冷却。当模制产品为光学元件诸如透镜、或相似物，需要时可以用光学薄膜涂覆光学元件的表面。
[0481] 实施例
[0482] 以下将参考实施例更具体地说明本发明。本发明不应该受到这些实施例的限制。
[0483] 作为玻璃原料使用相应于玻璃组成的氧化物、氢氧化物、碳酸盐和硝酸盐等，称量玻璃原料以便获得表1-1～1-5所示组合物的每一个并充分混合，和彼此分离地将混合物的每一个置于铂坩埚中和在大气中搅拌在电炉中1200～1250℃温度范围加热2～4小时条件下熔融。分别将每个均匀的和澄清的熔融玻璃浇铸到40×70×15mm碳质模具中并让其逐渐冷却到其玻璃转化温度。此后立即，将每份玻璃置于退火炉中并将其在玻璃转化温度附近退火1小时。在炉中，然后，使每份玻璃逐渐冷却到室温，得到表1-1～1-5中示出的编号1～34的光学玻璃。
[0484] 当通过显微镜将其放大观察每份获得的玻璃时，发现无晶体淀析，也没有未熔融残留物。
[0485] 测量每份由此获得的玻璃，折射率(nd)、阿贝数(υd)、转化温度(Tg)和屈伏温度(Ts)如下，表2显示了结果。
[0486] (1)折射率(nd)和阿贝数(υd)
[0487] 测量通过设定逐渐冷却温度为-30℃/小时获得的光学玻璃。
[0488] (2)玻璃转化温度(Tg)和屈伏温度(Ts)
[0489] 以4℃/分升温速率用由理化公司提供的用于热力学分析的装置测量。
[0490] 如表2所示，所有玻璃具有理想的折射率、阿贝数(υd)、屈伏温度(Ts)并显示出极好的低温软化性质和可熔性，以致它们适合作为精密压模用光学玻璃。
[0491] 分别使每份具有表1-1～1-5所示的编号1～34组成的精制和均匀的熔融玻璃以恒定速率流出铂合金构成的管，将该管温度调节到玻璃稳定流动不失透的温区，通过滴加法(dropping method)或下降切割法将每份具有如最终产品的预制体重量的熔融玻璃分离。用底部具有气体喷射口的接收模具分别接收每份熔融玻璃块，和当通过从气体喷射口喷射气体使玻璃块漂浮时使每份玻璃块成型为压模预制体。通过调整和设定熔融玻璃的分离时刻以球或扁平的球的形状使预制体成型。由此获得的预制体的重量是精确地与相应设定值一致，并且所有预制体具有平滑的表面。
[0492] 独立地，将每份熔融玻璃浇铸框架来形成板状玻璃，并将板状玻璃退火然后将其切割来获得玻璃块。研磨和抛光每块表面来使预制体的整个表面光滑。
[0493] 用图1所示的压制机器精密压模由此获得的通过固化熔融状态的玻璃形成其整个表面的预制体和通过研磨和抛光玻璃块表面获得的预制体，得到非球面透镜。具体地，将预制体4置于下模具部件2和上模具部件1之间，该部件和套管部件一起构成压模，然后，将氮气气氛引入石英管11，用电力给加热器12供电来加热内部的石英管11。将压模温度8 10
设定在将模制的玻璃显示粘度为10 ～10 dPa·s的温度，并且当保持这个温度同时，通过向下移动压制杆13压制上部模具部件1来压制设置在压模中的预制体。在8MPa压力下进行30秒压制。压制之后，除掉压制压力，在下部模具部件和上部模具部件彼此相接触的状
12
态下将模制玻璃产品逐渐冷却到上述玻璃显示粘度为10 dPa·s或更高的温度。然后，迅速将模制玻璃产品冷却到室温并且将其从压模中取出来得到非球面透镜。以上述方式获得的非球面透镜具有非常高的表面精度。
设定在将模制的玻璃显示粘度为10 ～10 dPa·s的温度，并且当保持这个温度同时，通过向下移动压制杆13压制上部模具部件1来压制设置在压模中的预制体。在8MPa压力下进行30秒压制。压制之后，除掉压制压力，在下部模具部件和上部模具部件彼此相接触的状
12
态下将模制玻璃产品逐渐冷却到上述玻璃显示粘度为10 dPa·s或更高的温度。然后，迅速将模制玻璃产品冷却到室温并且将其从压模中取出来得到非球面透镜。以上述方式获得的非球面透镜具有非常高的表面精度。
[0494] 需要时，每个通过上述精密压模获得的非球面透镜可以具有抗反射薄膜。
[0495] 然后，通过其它方法精密压模与上述预制体相同的预制体。在这种方法中，当使8
预制体漂浮时，预热预制体到构成预制体的玻璃显示粘度为10dPa·s的温度。单独地，
9
加热具有上部模具部件、下部模具部件和套管部件的压模到上述玻璃显示粘度为10 ～
12
10 dPa·s的温度，并将上述预热预制体引入压模的空腔来在10MPa压力下进行预制体的精密压模。一旦开始压制，就开始一块冷却玻璃和压模，持续冷却直到模制玻璃具有粘度至少
12
10 dPa·s，然后将模制产品从模具中取出来得到非球面透镜。以上述方式获得的非球面透镜是具有非常高的表面精确度的透镜。
预制体漂浮时，预热预制体到构成预制体的玻璃显示粘度为10dPa·s的温度。单独地，
9
加热具有上部模具部件、下部模具部件和套管部件的压模到上述玻璃显示粘度为10 ～
12
10 dPa·s的温度，并将上述预热预制体引入压模的空腔来在10MPa压力下进行预制体的精密压模。一旦开始压制，就开始一块冷却玻璃和压模，持续冷却直到模制玻璃具有粘度至少
12
10 dPa·s，然后将模制产品从模具中取出来得到非球面透镜。以上述方式获得的非球面透镜是具有非常高的表面精确度的透镜。
[0496] 需要时，可以为每个通过上述精密压模获得的非球面透镜提供抗反射薄膜。
[0497] 在上述方式中，高产率、高精度地制成了由具有高内部质量的玻璃构成的光学元件。
[0498] 工业实用性
[0499] 根据本发明，能够获得一种具有高折射率和低屈伏温度并具有能精密压模的低温软化性质的光学玻璃，和通过上述光学玻璃能制备出精密压模预制体和光学元件诸如各种透镜等。
[0500] [表1-1]
[0501]
[0502] (注释)RO代表MgO，CaO，srO和BaO的总含量
[0503] [表1-2]
[0504]
[0505] (注释)RO代表MgO，CaO，srO和BaO的总含量
[0506] [表1-3]
[0507]
[0508] (注释)RO代表MgO，CaO，srO和BaO的总含量
[0509] [表1-4]
[0510]
[0511] (注释)RO代表MgO，CaO，srO和BaO的总含量
[0512] [表1-5]
[0513] 表1-5
[0514]
[0515] (注释)RO代表MgO，CaO，srO和BaO的总含量
[0516] 表2
[0517]序号 折射率 阿贝数 玻璃转化温度 屈伏温度
(nd) (υd) (Tg) (TS)
1 1.90996 31.39 628 678
2 1.91491 30.55 624 674
3 1.91870 30.35 618 668
4 1.92306 30.00 615 664
5 1.92181 29.99 616 664
6 1.93390 28.51 606 654
7 1.91623 30.13 606 655
8 1.92175 30.01 605 654
9 1.91507 30.13 593 644
10 1.92393 29.98 602 651
11 1.92937 29.88 600 651
12 1.91394 30.22 590 640
13 1.91224 30.27 583 634
14 1.90840 30.22 600 647
15 1.91131 30.23 579 634
16 1.90866 30.12 575 627
17 1.90336 30.34 571 624
18 1.91418 30.07 566 622
19 1.91949 30.01 564 619
20 1.92439 29.92 561 617
21 1.91646 29.97 568 622
22 1.91795 30.10 573 626
23 1.91944 30.40 578 631
24 1.90521 30.60 561 615
25 1.89323 31.40 552 608
26 1.87618 29.13 544 595
27 1.91261 29.54 556 612
28 1.87167 32.22 569 619
29 1.90800 29.72 553 604
30 1.91119 30.36 572 627
31 1.90548 30.78 576 631
32 1.90829 30.06 565 618
33 1.90336 30.34 571 624
34 1.92439 29.92 561 617
(nd) (υd) (Tg) (TS)
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