CN118026524A - 光学玻璃和光学元件 - Google Patents
光学玻璃和光学元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118026524A CN118026524A CN202311491659.7A CN202311491659A CN118026524A CN 118026524 A CN118026524 A CN 118026524A CN 202311491659 A CN202311491659 A CN 202311491659A CN 118026524 A CN118026524 A CN 118026524A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- less
- component
- glass
- still
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 64
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 17
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 metaphosphoric acid compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
提供折射率(nd)为1.75000~1.85000的范围、同时为轻量、且透射率良好的光学玻璃和光学元件。一种光学玻璃,其以氧化物基准的质量%计,SiO2成分为10.0~40.0%、Nb2O5成分为10.0~50.0%、CaO成分为15.0~35.0%、质量和BaO+Ta2O5+La2O3+Gd2O3+ZnO低于15.0%,所述光学玻璃的折射率(nd)为1.75000~1.85000。
Description
技术领域
本发明涉及光学玻璃、和包含该光学玻璃的光学元件。
背景技术
光学玻璃和光学元件可以用于通过组合不同光学区域的透镜来提高相机、成像装置等的光学特性的用途、搭载在光学设备中以实现各种光学设计的用途等。
特别是使光学玻璃和光学元件轻量化时,与光学设备主体、组件等的小型化、轻量化相关。
另一方面,作为折射率(nd)为1.75000~1.85000的领域的光学玻璃,已知有日本专利申请特开2019-137571号公报(专利文献1)、日本专利申请特开2019-112292号公报(专利文献2)中记载的Si-Nb系的光学玻璃。
Si-Nb系的光学玻璃的Nb2O5成分的含量多,因此,是难以使透射率良好的光学玻璃。
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献1中公开的光学玻璃的BaO成分的含量多,因此,不能说是轻量的光学玻璃。另外,上述专利文献2中公开的光学玻璃的折射率nd为1.69~1.87、阿贝数νd为24~36的范围,记载了为较轻量的光学玻璃,但不能说透射率足够良好。
本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于,得到折射率(nd)为1.75000~1.85000的范围、同时为轻量且透射率良好的光学玻璃。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述课题,反复深入试验研究,结果发现:通过含有SiO2成分、Nb2O5成分、CaO成分、且控制BaO成分、Ta2O5成分、La2O3成分、Gd2O3成分、ZnO成分的含量,从而得到折射率为期望的范围、同时为轻量且透射率良好的光学玻璃,至此完成了本发明。
本发明的主旨如以下所述。
[1]一种光学玻璃,以氧化物基准的质量%计,
SiO2成分为10.0~40.0%、
Nb2O5成分为10.0~50.0%、
CaO成分为15.0~35.0%、
质量和BaO+Ta2O5+La2O3+Gd2O3+ZnO低于15.0%,
所述光学玻璃的折射率(nd)为1.75000~1.85000。
[2]根据[1]所述的光学玻璃,其中,质量比Nb2O5/TiO2为0.50~50.00。
[3]根据[1]或[2]所述的光学玻璃,其中,Rn2O成分(式中,Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上)的含量之和超过0%且为10.0%以下。
[4]一种光学元件,其包含[3]所述的光学玻璃。
发明的效果
根据本发明,可以提供折射率(nd)为1.75000~1.85000的范围、同时为轻量且透射率良好的光学玻璃、以及光学元件。
具体实施方式
以下,对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明。本发明并不限于以下的实施方式,在本发明的目的的范围内可以适当变更来实施。需要说明的是,对于重复说明的部分,有时适当省略说明,但并不限定发明的主旨。
[玻璃成分]
以下,对构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围进行说明。在本说明书中,只要没有特别说明,则各成分的含量均以相对于换算成氧化物组成的玻璃的总物质量的质量%来表示。在此,“换算成氧化物组成”是指,假设作为本发明的光学玻璃的构成成分的原料所使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等在熔融时全部被分解而变为氧化物时,将该生成氧化物的总质量设为100质量%,对玻璃中所含的各成分进行记载的组成。
SiO2成分是通过使含量为10.0%以上,从而可以促进稳定的玻璃形成、进一步提高玻璃的耐失透性的成分。另一方面,通过使SiO2成分的含量为40.0%以下,从而基于SiO2成分的折射率的降低被抑制。因此,SiO2成分的含量的上限优选设为40.0%以下、更优选设为38.0%以下、进一步优选设为35.0%以下、进一步优选设为33.0%以下。另一方面,SiO2成分的含量的下限优选设为10.0%以上、更优选设为11.0%以上、进一步优选设为12.0%以上、进一步优选设为13.0%以上、进一步优选设为15.0%以上、进一步优选设为18.0%以上、进一步优选设为20.0%以上,进一步优选设为22.0%以上。
Nb2O5成分是通过使含量为10.0%以上,从而可以提高玻璃的折射率和阿贝数的成分。另一方面,通过使Nb2O5成分的含量为50.0%以下,从而可以减小比重、可以提高透射率。因此,Nb2O5成分的含量的上限优选设为50.0%以下、更优选设为45.0%以下、进一步优选设为40.0%以下、进一步优选设为35.0%以下、进一步优选设为30.0%以下。另一方面,Nb2O5成分的含量的下限优选设为10.0%以上、更优选设为12.0%以上、进一步优选设为15.0%以上、进一步优选设为18.0%以上。
CaO成分是通过使含量为15.0%以上,从而可以减小玻璃的比重的成分。CaO成分是碱土金属中能够减小比重且最能够提高玻璃的稳定性的成分。特别是通过使CaO成分的含量为35.0%以下,从而可以提高耐失透性。因此,CaO成分的含量的上限优选设为35.0%以下、更优选设为33.0%以下、进一步优选设为30.0%以下,进一步优选设为28.0%。另一方面,CaO成分的含量的下限优选设为15.0%以上、更优选设为16.0%以上、进一步优选设为18.0%以上、进一步优选设为20.0%以上。
BaO成分是含有超过0%的情况下提高玻璃的稳定性、使研磨/磨削时的加工性良好的成分。特别是通过使BaO成分的含量低于15.0%,从而可以减小比重。因此,BaO成分的含量的上限优选设为低于15.0%、更优选设为低于10.0%、进一步优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
MgO成分是含有超过0%的情况下减轻比重的成分,但为含量如果多则耐失透性恶化的成分。MgO成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
SrO成分是含有超过0%的情况下提高耐失透性的成分,但为含量如果多则会提高玻璃的比重的成分。SrO成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
Li2O成分、K2O成分、Na2O成分是含有超过0%的情况下降低玻璃的熔解温度的成分,但为含量如果多则再热压制成型性恶化、变得容易失透的成分。Li2O成分、K2O成分、Na2O成分的优选的范围如以下所述。
Li2O成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下。另一方面,Li2O成分的的含量的下限优选设为超过0%、更优选设为0.1%以上、进一步优选设为0.5%以上、进一步优选设为1.0%以上。
K2O成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下。
Na2O成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下。
ZrO2成分是含有超过0%的情况下提高折射率、且促进稳定的玻璃形成而提高玻璃的耐失透性的成分。另一方面,通过使ZrO2成分的含量为15.0%以下,从而可以减小比重。因此,ZrO2成分的含量的上限优选设为15.0%以下、更优选设为13.0%以下、进一步优选设为12.0%以下、进一步优选设为11.0%以下、进一步优选设为10.0%以下。另一方面,ZrO2成分的含量优选设为超过0%、更优选设为0.2%以上、进一步优选设为0.3%以上,但也可以为0%。
TiO2成分是含有含量超过0%的情况下可以提高玻璃的折射率和阿贝数的成分。另一方面,通过使TiO2成分的含量为20.0%以下,从而可以抑制过剩的含有所导致的失透、透射率的恶化。因此,TiO2成分的含量的上限优选设为20.0%以下、更优选设为18.0%以下、进一步优选设为15.0%以下、进一步优选设为13.0%以下、进一步优选设为12.0%以下。TiO2成分的含量的下限优选设为超过0%、更优选设为1.0%以上、进一步优选设为2.0%以上、进一步优选设为3.0%以上,但也可以为0%。
WO3成分、Bi2O3成分是含有超过0%的情况下提高玻璃的折射率的成分,但含量如果多则导致玻璃的着色、比重会变大。WO3成分、Bi2O3成分的优选的范围如以下所述。
WO3成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
Bi2O3成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
B2O3成分是含有超过0%的情况下促进稳定的玻璃的形成从而提高耐失透性的成分。特别是通过使B2O3成分的含量为10.0%以下,从而基于B2O3成分的折射率的降低被抑制,因此,可以容易得到高折射率。因此,B2O3成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为7.0%以下、进一步优选设为5.0%以下。另一方面,B2O3成分的含量的下限优选设为超过0%、更优选设为0.5%以上、进一步优选设为1.0%以上、进一步优选设为2.0%以上,但也可以为0%。
La2O3成分、Y2O3成分、Gd2O3成分、Yb2O3成分是含有超过0%的情况下提高玻璃的折射率、减少研磨时的玻璃的摩耗量、不易产生玻璃的裂纹、破损、面精度的恶化的成分,但含量如果多则破坏稳定性,比重会变大。La2O3成分、Y2O3成分、Gd2O3成分、Yb2O3成分的优选的范围如以下所述。
La2O3成分的含量的上限优选设为12.0%以下、更优选设为低于10.0%、进一步优选设为8.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
Y2O3成分的含量的上限优选设为10.0%以下、更优选设为8.0%以下、进一步优选设为5.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、最优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
Gd2O3成分的含量的上限优选设为低于5.0%、更优选设为4.0%以下、进一步优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下、最优选设为0.5%以下,但也可以为0%。
Yb2O3成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、进一步优选设为2.0%以下、进一步优选设为1.0%以下、最优选设为0.5%以下,但也可以为0%。
Al2O3成分是含有超过0%的情况下提高玻璃的化学耐久性、且提高玻璃熔融时的粘度的成分。特别是通过使Al2O3成分的含量为5.0%以下,从而可以提高玻璃的熔融性、且可以减弱玻璃的失透倾向。因此,Al2O3成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、最优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
ZnO成分是含有超过0%的情况下降低玻璃的液相温度、且提高玻璃的耐失透性的成分。特别是通过使ZnO成分的含量为5.0%以下,从而可以减小比重,可以容易得到高折射率和低分散。因此,ZnO成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、最优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
Ta2O5成分是通过含有超过0%从而提高玻璃的折射率、且提高玻璃的耐失透性的成分。另一方面,通过使Ta2O5成分的含量为5.0%以下,从而作为稀有矿物资源的Ta2O5成分的用量减少,且玻璃变得容易在更低温下熔解,因此,可以减少玻璃的生产成本。另外,由此,可以减少Ta2O5成分的过剩的含有所导致的玻璃的失透和比重。因此,Ta2O5成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、进一步优选设为1.0%以下,但也可以为0%。
P2O5成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下,但也可以设为0%。
F成分的含量的上限优选设为5.0%以下、更优选设为3.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下、进一步优选设为0.3%以下,但也可以设为0%。
TeO2成分的含量的上限优选设为3.0%以下、更优选设为2.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下,但也可以设为0%。
GeO2成分的含量的上限优选设为3.0%以下、更优选设为2.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下,但也可以设为0%。
CeO2成分的含量的上限优选设为3.0%以下、更优选设为2.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下,但也可以设为0%。
Er2O3成分、Pr2O3成分的含量优选1.0%以下、更优选0.5%以下、更优选0.1%以下、最优选实质上不含有。
SnO2成分的含量的上限优选设为2.0%以下、更优选设为1.0%以下、进一步优选设为0.5%以下,但也可以设为0%。
Sb2O3成分是在将玻璃熔融时促进澄清、消泡的成分,是任选成分。在此,通过将Sb2O3成分的含量设定为0.20%以下,特别是能够抑制在高折射率玻璃中的着色。另外,通过设为0.20%以下,玻璃熔融时不易发生过度的发泡,因此可以使得Sb2O3成分不易与熔融设备(特别是Pt等贵金属)合金化。因此,Sb2O3成分的含量的上限优选设为0.20%以下、更优选设为0.10%以下、进一步优选设为0.08%以下,也可以设为0%。
需要说明的是,使玻璃澄清和消泡的成分不限于上述Sb2O3成分,可以使用玻璃制造领域中公知的澄清剂、消泡剂或它们的组合。
C成分是能够使铂坩埚内部保持还原气氛、抑制铂因氧化而混入玻璃中、并且提高透射率的成分,但是含量较多时,玻璃中的阳离子成分还原,玻璃产生着色。因此,C成分的含量的上限优选设为10.0%以下,更优选设为8.0%以下,更优选设为6.0%以下,最优选设为5.0%以下。另一方面,C成分的含量的下限优选设为大于0%,更优选设为0.5%以上,进一步优选设为1.0%以上,最优选设为2.0%以上,可以为0%。
S成分是能够使铂坩埚内部保持还原气氛、抑制铂因氧化而混入玻璃中、并且提高透射率的成分,但是含量较多时,玻璃中的阳离子成分还原,玻璃产生着色。因此,S成分的含量的上限优选设为10.0%以下,更优选设为8.0%以下,更优选设为6.0%以下,最优选设为5.0%以下。另一方面,S成分的含量的下限优选设为大于0%,更优选设为0.5%以上,进一步优选设为1.0%以上,最优选设为2.0%以上,可以为0%。
蔗糖等有机物成分是能够使铂坩埚内部保持还原气氛、抑制铂因氧化而混入玻璃中、并且提高透射率的成分,但是含量较多时,玻璃中的阳离子成分还原,玻璃产生着色。因此,蔗糖等有机物成分的含量的上限优选设为10.0%以下,更优选设为8.0%以下,更优选设为6.0%以下,最优选设为5.0%以下。另一方面,蔗糖等有机物成分的含量的下限优选设为大于0%,更优选设为0.5%以上,进一步优选设为1.0%以上,最优选设为2.0%以上,可以为0%。
通过将Ln2O3成分(式中,Ln为选自由La、Y、Gd、Yb组成的组中的1种以上)的含量之和(质量和)设为12.0%以下,从而可以抑制过剩的含有所导致的失透,减少比重。因此,上限优选设为12.0%以下、更优选设为10.0%以下、进一步优选设为8.0%以下、进一步优选设为6.0%以下、进一步优选设为4.0%以下、进一步优选设为2.0%以下,但也可以为0%。
通过将Rn2O成分(式中,Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上)的含量之和设为10.0%以下,从而可以抑制再热压制成型性的恶化。因此,Rn2O成分的含量之和的上限优选设为10.0%以下、更优选设为8.0%以下、进一步优选设为6.0%以下、进一步优选设为低于4.0%。另一方面,从使熔融性良好、而且可以维持折射率而不提高比重的方面出发,Rn2O成分的含量之和的下限优选设为超过0%、更优选设为0.3%以上、进一步优选设为0.5%以上、进一步优选设为0.8%以上。
RO成分(式中,R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的1种以上)的含量之和设为超过0%的情况下,可以提高玻璃的稳定性。RO成分的含量之和优选设为15.0%以上、更优选设为16.0%以上、进一步优选设为18.0%以上、进一步优选设为20.0%以上。另一方面,为了抑制折射率的降低,RO成分的含量之和的上限优选设为40.0%以下、更优选设为38.0%以下、进一步优选设为35.0%以下、进一步优选设为33.0%以下、进一步优选设为30.0%以下。
通过将BaO成分、Ta2O5成分、La2O3成分、Gd2O3成分、ZnO成分的总量即质量和BaO+Ta2O5+La2O3+Gd2O3+ZnO设为低于15.0%,从而可以抑制比重的上升。通过抑制BaO成分、Ta2O5成分、La2O3成分、Gd2O3成分、ZnO成分的含量,从而比重的上升被抑制,关系到光学设备的小型化、轻量化。因此,质量和BaO+Ta2O5+La2O3+Gd2O3+ZnO的上限优选设为低于15.0%、更优选设为13.0%以下、进一步优选设为10.0%以下。
通过将Nb2O5成分相对于TiO2成分的比率即质量比Nb2O5/TiO2设为50.0以下,从而能够提高折射率,同时能够改善透射率且减小比重。质量比Nb2O5/TiO2的上限优选设为50.0以下、更优选设为20.0以下、进一步优选设为15.0以下、进一步优选设为10.0以下、进一步优选设为6.0以下。另一方面,从抑制源自TiO2的失透、得到稳定性高的玻璃的观点出发,质量比Nb2O5/TiO2可以设为0.50以上。因此,质量比Nb2O5/TiO2的下限优选设为0.50以上、更优选设为0.80以上、进一步优选设为1.10以上、进一步优选设为1.40以上、最优选设为1.70以上,
通过将ZrO2成分相对于TiO2成分与Nb2O5成分的总含量的比率即质量比ZrO2/(TiO2+Nb2O5)设为1.20以下,从而在提高压制时的耐失透性且低比重化的方面是有效的。相对于TiO2成分与Nb2O5成分的总含量,如果ZrO2成分的含量过多,则成为引起失透的原因。质量比ZrO2/(TiO2+Nb2O5)的上限优选设为1.20以下、更优选设为1.00以下、进一步优选设为0.80以下、进一步优选设为0.60以下、进一步优选设为0.50以下、进一步优选设为0.40以下。另一方面,通过将质量比ZrO2/(TiO2+Nb2O5)设为超过0,从而能够改善透射率,减小色像差中的部分分散比。质量比ZrO2/(TiO2+Nb2O5)的下限优选设为超过0、更优选设为0.10以上、进一步优选设为0.15以上、进一步优选设为0.20以上。
通过将BaO成分与ZnO成分的总量即质量和BaO+ZnO设为20.0%以下,从而能够减轻比重,改善压制时的失透性。因此,质量和BaO+ZnO的上限优选设为20.0%以下、更优选设为15.0%以下、更优选设为10.0%以下、进一步优选设为3.0%以下。
Rn2O成分的含量之和相对于Nb2O5成分、TiO2成分、WO3成分、Bi2O3成分的总含量的比率即质量比Rn2O/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)能够提高熔融性,且使透射率良好。
质量比Rn2O/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)的下限优选设为超过0、更优选设为0.01以上、进一步优选设为0.02以上。另一方面,质量比Rn2O/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)的上限优选设为0.80以下、更优选设为0.50以下、进一步设为0.18以下、进一步优选设为低于0.15。
<关于不应含有的成分>
接下来,对本发明的光学玻璃中不应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的特性的范围内,可以根据需要添加其他成分。不过,除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外,对于Nd、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo等各种过渡金属成分具有如下性质:即使是在分别单独少量含有或将其复合而少量含有的情况下,玻璃也会着色并在可见区域的特定波长处产生吸收,因此,尤其是在使用可见区域的波长的光学玻璃中,优选实质上不含有。
另外,PbO等铅化合物、As2O3等砷化合物是环境负荷高的成分,因此优选实质上不含有,即除了不可避免的混入以外一概不含有。
进而,Th、Cd、Tl、Os、Be和Se的各成分近年来有作为有害化学物质控制其使用的倾向,不仅在玻璃的制造工序中需要采取环保措施,在加工工序以及产品化后的处置中也需要采取环保措施。因此,当重视环境上的影响时,优选实质上不含这些成分。
[物性]
本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限优选设为1.75000以上、更优选设为1.76000以上、进一步优选设为1.77000以上、进一步优选设为1.78000以上。另一方面,该折射率(nd)的上限优选设为1.85000以下、更优选设为1.84000以下、进一步优选设为1.83000以下。本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的下限优选设为20.00以上、更优选设为22.00以上、进一步优选设为25.00以上、进一步优选设为28.00以上。另一方面,该阿贝数(νd)的上限优选设为40.00以下、更优选设为38.00以下、进一步优选设为37.00以下、进一步优选设为36.00以下。
另外,本发明的光学玻璃优选着色少。特别是本发明的光学玻璃用玻璃的透射率表示时,厚度10mm的样品显示出光谱透射率80%的波长(λ80)的上限优选设为480nm以下、更优选设为470nm以下、进一步优选设为465nm以下、进一步优选设为460nm以下、进一步优选设为455nm以下、进一步优选设为450nm以下。另外,显示出光谱透射率5%的波长(λ5)的上限优选设为390nm以下、更优选设为385nm以下、进一步优选设为380nm以下。
本发明的光学玻璃的比重(d)的上限优选设为3.80以下、更优选设为3.70以下、进一步优选设为3.65以下、进一步优选设为3.60以下。
[制造方法]
本发明的光学玻璃例如可以按照如下方式制造。即,将上述原料均匀混合以使各成分在规定的含量范围内,将制备好的混合物加入至铂坩埚中,根据玻璃原料的熔解难易度在电炉中以1100~1500℃的温度范围熔解2~5小时,搅拌均质化后,降温至适合的温度后,浇铸至模具中,进行缓慢冷却,从而制作。熔解可以在用石英坩埚进行熔解后进行基于铂坩埚的熔解。
[玻璃的成型]
本发明的光学玻璃可以利用公知的方法熔解成型。需要说明的是,将玻璃熔融体成型的手段没有限定。
[光学元件]
由制得的光学玻璃,使用例如研磨加工的手段,或者使用再热压成型、精密压制成型等模压成型的手段,可以制作玻璃成型体。即,可以通过对光学玻璃进行研削和研磨等机械加工而制作玻璃成型体。需要说明的是,制作玻璃成型体的手段不限定于这些手段。
如此,本发明的光学玻璃对于各种光学元件和光学设计是有用的。其中,特别优选制作透镜、棱镜等光学元件。由此,除光学元件的轻量化之外,用于相机、投影仪等光学设备时,可以实现高精细且高精度的成像特性和投影特性。
实施例
接着,举出实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限定于这些实施例。
将本发明的光学玻璃的实施例和比较例的组成、及这些玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)、光谱透射率显示5%和80%的波长(λ5、λ80)、比重(d)的值示于表1~8。需要说明的是,比较例1的玻璃为日本特开2019-112292的实施例10。
对于本发明的实施例的光学玻璃,作为各成分的原料均选择各自相当的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常的光学玻璃中使用的高纯度原料,以成为表中所示的各实施例的组成比例的方式进行称量,均匀地混合后,投入铂坩埚中,根据玻璃原料的熔解难易度在电炉中以1100~1400℃的温度范围熔解2~5小时后,进行搅拌均质化后浇铸至模具等中,缓慢冷却而制作。
实施例的玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)依据JIS B 7071-2:2018中规定的V块法(V-block method)进行测定。此处,折射率(nd)用对于氦灯的d射线(587.56nm)的测定值表示。另外,对于阿贝数(νd),使用对于氦灯的d射线的折射率(nd)、及对于氢灯的F射线(486.13nm)的折射率(nF)、对于C射线(656.27nm)的折射率(nC)的值,由阿贝数(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]式计算出。这些折射率(nd)、阿贝数(νd)通过对将缓慢冷却降温速度设为-25℃/小时而得到的玻璃进行测定而求出。
实施例的光学玻璃的透射率根据日本光学硝子工业协会标准(JOGIS02-2019光学玻璃的着色度的测定方法)进行测定。需要说明的是,本发明中,通过测定玻璃的透射率来求出玻璃有无着色及程度。具体而言,对于厚度为10±0.1mm的对面平行研磨品,根据JISZ8722,测定200~700nm的光谱透射率,并求出λ80(透射率80%时的波长)和λ5(透射率5%时的波长)。
实施例的光学玻璃中的比重基于根据JISZ8807:2012的液中称量法的密度和比重的测定方法而进行。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
如表所示,本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)均为1.75000以上,且其折射率(nd)为1.85000以下,为期望的范围内。
本发明的实施例的光学玻璃的波长(λ80)均为480nm以下、更详细地均为450nm以下,且波长(λ5)均为390nm以下、更详细地均为360nm以下,为期望的范围内。
另一方面,不能说不满足权利要求书的比较例1的透射率是充分的值。
本发明的实施例的光学玻璃的比重(d)均为3.80以下、更详细地均为3.65以下,为期望的范围内。
以上,出于示例性目的详细地对本发明进行了说明,但应当理解,本实施例仅仅是出于示例性的目的,本领域技术人员能够在不脱离本发明的主旨和范围的情况下进行多种变更。
Claims (4)
1.一种光学玻璃,以氧化物基准的质量%计,
SiO2成分为10.0~40.0%、
Nb2O5成分为10.0~50.0%、
CaO成分为15.0~35.0%、
质量和BaO+Ta2O5+La2O3+Gd2O3+ZnO低于15.0%,
所述光学玻璃的折射率(nd)为1.75000~1.85000。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃,其中,质量比Nb2O5/TiO2为0.50~50.00。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃,其中,Rn2O成分的含量之和超过0%且为10.0%以下,式中,Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上。
4.一种光学元件,其包含权利要求3所述的光学玻璃。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181311A JP2024070680A (ja) | 2022-11-11 | 2022-11-11 | 光学ガラス及び光学素子 |
JP2022-181311 | 2022-11-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118026524A true CN118026524A (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=90992116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311491659.7A Pending CN118026524A (zh) | 2022-11-11 | 2023-11-10 | 光学玻璃和光学元件 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024070680A (zh) |
CN (1) | CN118026524A (zh) |
-
2022
- 2022-11-11 JP JP2022181311A patent/JP2024070680A/ja active Pending
-
2023
- 2023-11-10 CN CN202311491659.7A patent/CN118026524A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024070680A (ja) | 2024-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6740422B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
TWI585056B (zh) | Optical glass and optical components | |
JP6033486B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP6409039B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP5917791B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP7325927B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
WO2013094619A1 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2012229148A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP6095356B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
CN106167354B (zh) | 一种光学玻璃以及光学元件 | |
JP6188553B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
WO2012014839A1 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
JP2014210695A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
TWI621599B (zh) | Optical glass, preforms and optical components | |
JP6062613B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
CN104926101B (zh) | 光学玻璃、透镜预成型体及光学元件 | |
CN118026524A (zh) | 光学玻璃和光学元件 | |
WO2021090589A1 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
JP6049591B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 | |
CN117510064A (zh) | 光学玻璃、光学元件和光学设备 | |
JP2017057121A (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
TW202317490A (zh) | 光學玻璃、預成形體以及光學元件 | |
JP2022138242A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
CN116444152A (zh) | 光学玻璃以及光学元件 | |
JP6611410B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |