TW201908258A - 光學玻璃及光學元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種降低還原色的光學玻璃及光學元件。本發明的光學玻璃包含1~45質量%的B2 O3 、10~60質量%的La2 O3 ,包含選自由TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 而成之群組中的至少一個氧化物,且下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 。βOH=-[ln(B/A)]/t ···(2)。

Description

光學玻璃及光學元件
本發明關於光學玻璃及光學元件。
近年來,隨著成像光學系、投影光學系等裝置的高性能化、緊湊化,作為有效的光學元件的材料,高折射率的光學玻璃的需求正在增高。
如專利文獻1所記載般之高折射率的光學玻璃通常大量地含有Ti、Nb、W、Bi等高折射率成分作為玻璃成分。此等成分在玻璃的熔融過程中容易被還原,被還原的此等成分因吸收可見光區域的短波長側的光,故成為玻璃的著色(以下,有時稱為「還原色」)的原因。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2007-112697號公報。
[發明所欲解決的問題]
本發明係鑑於此種實際情況而完成,目的在於提供降低還原色的光學玻璃及光學元件。 [用以解決問題的手段]
本發明的要旨如下所述。 [1]一種光學玻璃,其包含1~45質量%的B2 O3 、10~60質量%的La2 O3 , 包含選自由TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 而成之群組中的至少一個氧化物, 下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 。 βOH=-[ln(B/A)]/t …(2) [式(2)中,t表示外部透射率的測定中使用的前述玻璃的厚度(mm),A表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2500nm之外部透射率(%),B表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2900nm之外部透射率(%)。並且,ln為自然對數。]
[2]如[1]所記載之光學玻璃,其中,包含0.1~25質量%的SiO2
[3]如[1]所記載之光學玻璃,其中,包含0.5~15質量%的SiO2 、1~30質量%的B2 O3 、20~60質量%的La2 O3
[4]如[1]~[3]中任一項所記載之光學玻璃,其中,以質量%表示,B2 O3 的含量大於SiO2 的含量。
[5]如[1]~[4]中任一項所記載之光學玻璃,其中,TiO2 的含量相對於B2 O3 及La2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]為0.030以上。
[6]如[1]~[5]中任一項所記載之光學玻璃,其中,阿貝數νd為20~45,折射率nd為1.75~2.50。
[7]一種光學元件,其係由上述[1]~[6]中任一項所記載之光學玻璃而成。 [發明功效]
根據本發明,可提供降低還原色的光學玻璃及光學元件。
以下,針對本發明的一態樣進行說明。此外,在本發明及本說明書中,玻璃組成只要沒有特別說明,則以氧化物基準表示。於此,所謂「氧化物基準的玻璃組成」係指作為在熔融時玻璃原料全部分解而在玻璃中以氧化物的形式存在的物質進行換算而得到的玻璃組成,各玻璃成分的符號依據慣例,記載為SiO2 、TiO2 等。玻璃成分的含量及合計含量只要沒有特別說明則為質量基準,「%」意指「質量%」,「ppm」意指「質量ppm」。
玻璃成分的含量可藉由習知的方法,例如感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP-AES)、感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)等方法定量。並且,在本說明書及本發明中,所謂構成成分的含量為0%,意指實質上不包含此構成成分,允許以不可避免的雜質等級包含該成分。
在本說明書中,只要沒有特別記載,則折射率係指在氦的d射線(波長587.56nm)之折射率nd。
阿貝數νd係用作為表示色散相關的性質的值,以下述式(1)表示。於此,nF為在藍色氫的F射線(波長486.13nm)之折射率,nC為在紅色氫的C射線(波長656.27nm)之折射率。 νd=(nd-1)/(nF-nC) …(1)
本發明的實施形態之光學玻璃, 包含1~45質量%的B2 O3 、10~60質量%的La2 O3 , 包含選自由TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 而成之群組中的至少一個氧化物, 下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 。 βOH=-[ln(B/A)]/t …(2) [式(2)中,t表示外部透射率的測定中使用的前述玻璃的厚度(mm),A表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2500nm之外部透射率(%),B表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2900nm之外部透射率(%)。並且,ln為自然對數。]
以下,針對本實施形態之光學玻璃(以下,有時僅記載為為「玻璃」。)進行詳細說明。
本實施形態之玻璃含有1~45%的B2 O3 。B2 O3 的含量的下限較佳為2%,進而依序更佳為3%、4%、6%。並且,B2 O3 的含量的上限較佳為30%,進而依序更佳為25%、20%、15%。
B2 O3 為玻璃的網狀形成成分,具有維持低色散性、改善玻璃的熱穩定性的作用。另一方面,若B2 O3 的含量多,則有玻璃熔融時玻璃成分的揮發量增加之虞。並且,有耐失透性下降的傾向。因此,B2 O3 的含量較佳為上述範圍。
本實施形態之玻璃含有10~60%的La2 O3 。La2 O3 的含量的下限較佳為20%,進而依序更佳為22%、24%、27%、30%。並且,La2 O3 的含量的上限較佳為57%,進而依序更佳為55%、53%。
La2 O3 具有提高折射率nd的作用。並且,亦具有提高化學耐久性的作用。另一方面,若La2 O3 的含量變多則比重增加,並且玻璃的熱穩定性下降。因此,較佳為將La2 O3 的含量設為上述範圍。
本實施形態之玻璃包含選自由TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 而成之群組中的至少一個氧化物。TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 皆為有助於高折射率化的成分,藉由包含此等成分,而能得到高折射率的光學玻璃。
在本實施形態之玻璃中,下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 。βOH的值的下限較佳為0.2mm-1 ,進而依序更佳為0.25mm-1 、0.3mm-1 、0.35mm-1 。並且,βOH的值的上限較佳為1.8mm-1 ,進而依序更佳為1.6mm-1 、1.5mm-1 、1.4mm-1 、1.2mm-1 。 βOH=-[ln(B/A)]/t …(2)
於此,在上述式(2)中,t表示外部透射率的測定中使用的上述玻璃的厚度(mm),A表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2500nm之外部透射率(%),B表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2900nm之外部透射率(%)。並且,在上述式(2)中,ln為自然對數。βOH的單位為mm-1
此外,所謂「外部透射率」,係指透過玻璃的透射光的強度Iout相對於入射到玻璃的入射光的強度Iin之比(Iout/Iin),亦即,係亦考慮到在玻璃的表面之表面反射的透射率,透射率能藉由使用分光光度計測定透射光譜而得。
上述式(2)所示的βOH意指由羥基導致的吸光度。因此,藉由評價βOH,而可評價玻璃中的水(及/或氫氧化物離子,以下,簡稱為「水」。)的含量。亦即,βOH高的玻璃意指玻璃中的水的含量高。
藉由提高玻璃中的水的含量、提高βOH的值,而可降低還原色,縮短退火處理時間。並且,能得到脫泡、澄清效果。另一方面,若βOH的值過高,則有來自熔融玻璃的揮發物量增加的傾向。因此,較佳為將βOH的值設為上述範圍。
提高玻璃的βOH的方法沒有特別限定,但可舉出例如:在熔融步驟中進行提高熔融玻璃中的水分量的操作等。作為提高熔融玻璃中的水分量的操作,可舉出例如:在熔融氣體環境中附加水蒸氣的處理、在熔融物內用包含水蒸氣的氣體進行鼓泡的處理等。
(玻璃成分) 以下針對本實施形態中之除上述以外的玻璃成分進行詳述。
在本實施形態之玻璃中,SiO2 的含量的下限較佳為0.1%,進而依序更佳為0.5%、1%、1.5%、2%、3%。並且,SiO2 的含量的上限較佳為25%,進而依序更佳為15%、10%、8%、7%。
SiO2 係玻璃的網狀形成成分,具有改善玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性的作用。另一方面,若SiO2 的含量多,則有玻璃的耐失透性下降之虞。因此,較佳為將SiO2 的含量設為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,P2 O5 的含量較佳小於7%,進而依序更佳為5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下。P2 O5 的含量亦可為0%。
P2 O5 為使折射率nd下降的成分,亦為使玻璃的熱穩定性下降的成分。因此,較佳為將P2 O5 的含量設為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Al2 O3 的含量較佳為5%以下,進而依序更佳為4%以下、3%以下、2%以下、1%以下。Al2 O3 的含量亦可為0%。
Al2 O3 係具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性之作用的玻璃成分,可當作網狀形成成分。另一方面,若Al2 O3 的含量變多,則玻璃的耐失透性下降。並且,容易產生玻璃轉換溫度Tg上升、熱穩定性下降等問題。因此,Al2 O3 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,SiO2 及B2 O3 的合計含量[SiO2 +B2 O3 ]的下限較佳為2%,進而依序更佳為4%、6%、8%、10%。並且,合計含量[SiO2 +B2 O3 ]的上限較佳為35%,進而依序更佳為30%、26%、24%、22%。
SiO2 及B2 O3 為玻璃的網狀形成成分,為改善玻璃的熱穩定性及耐失透性的成分。因此,SiO2 及B2 O3 的合計含量[SiO2 +B2 O3 ]較佳為上述範圍。
並且,在本實施形態之玻璃中,以質量%表示,較佳為B2 O3 的含量[B2 O3 ]大於SiO2 的含量[SiO2 ]([B2 O3 ]>[SiO2 ])。更佳為B2 O3 的含量大於SiO2 的含量的1.3倍([B2 O3 ]>[SiO2 ]×1.3)。 藉由使B2 O3 的含量大於SiO2 的含量,而可增大阿貝數。
在本實施形態之玻璃中,ZnO的含量的上限較佳為30%,進而依序更佳為25%、20%、15%、10%、7%、5%。並且, ZnO的含量較佳為超過0%,其下限更佳為0.1%,進而依序更佳為0.3%、0.5%、1%。
ZnO為具有改善玻璃的熱穩定性且改善玻璃的熔融性、化學耐久性的作用的玻璃成分。另一方面,若ZnO的含量過多則比重上升。因此,ZnO的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,BaO的含量的上限較佳為20%,進而依序更佳為19%、18%、17%、16%。並且,BaO的含量的下限較佳為0%,進而依序更佳為2%、5%、10%。
BaO為有效維持高折射率的玻璃成分,並且,亦具有改善玻璃的熱穩定性及耐失透性的作用。另一方面,若含量變多,則比重增加,耐失透性下降。因此,BaO的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,MgO的含量的上限較佳為5%,進而依序更佳為4%、3%、2%、1%。並且,MgO的含量的下限較佳為0%。
在本實施形態之玻璃中,CaO的含量的上限較佳為10%,進而依序更佳為8%、6%、4%、2%。並且,CaO的含量的下限較佳為0%。
在本實施形態之玻璃中,SrO的含量的上限較佳為7%,進而依序更佳為5%、4%、3%、1%。並且,SrO的含量的下限較佳為0%。
MgO、CaO、SrO皆為具有改善玻璃的熱穩定性及耐失透性之作用的玻璃成分。另一方面,若此等玻璃成分的含量變多,則比重增加,高色散性受損,並且,玻璃的熱穩定性及耐失透性下降。因此,此等玻璃成分的各自含量分別較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Gd2 O3 的含量的上限較佳為35%,進而依序更佳為30%、25%、20%、17%、12%。並且,Gd2 O3 的含量的下限較佳為0%,進而依序更佳為1%、3%、4%、5%。
在本實施形態之玻璃中,Y2 O3 的含量的上限較佳為25%,進而依序更佳為20%、15%、10%、7%、5%。並且,Y2 O3 的含量的下限較佳為0%,進而依序更佳為1%、2%、3%。
Gd2 O3 及Y2 O3 皆為有助於耐候性的改善、高折射率化的成分。另一方面,若含量變得過多,則玻璃的熱穩定性下降,玻璃變得容易在製造中失透。因此,此等玻璃成分的各自含量分別較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Y2 O3 的含量的上限較佳為5%,進而依次更佳為4%、3%、2%、1%。並且,Yb2 O3 的含量的下限較佳為0%。
Yb2 O3 為有助於耐候性的改善、高折射率化的成分。另一方面,Yb2 O3 因與La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 相比分子量大,故使玻璃的比重增大。若玻璃的比重增大,則光學元件的質量增大。例如,若將質量大的透鏡組裝到自動對焦式的攝影機鏡頭中,則在自動對焦時,鏡頭的驅動所需要的電力增大,電池的消耗會變得劇烈。因此,期望降低Yb2 O3 的含量,抑制玻璃的比重的增大。
在本實施形態之玻璃中,ZrO2 的含量的上限較佳為18%,進而依序更佳為15%、12%、10%、8%、7%。並且,ZrO2 的含量的下限較佳為0%,進而依序更佳為1%、2%、3%。
ZrO2 為有助於高折射率化的成分,為具有改善玻璃的熱穩定性及耐失透性的作用的玻璃成分。另一方面,若ZrO2 的含量過多,則表現出熱穩定性下降的傾向。因此,ZrO2 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,TiO2 的含量較佳為超過0%,其下限更佳為0.1%,進而依序更佳為1%、3%、4%、5%。並且,TiO2 的含量的上限較佳為30%,進而依序更佳為25%、23%、21%、20%。
TiO2 為有助於高折射率化的成分,並且,為發揮改善化學耐久性之作用的成分。另一方面,若TiO2 的含量過多,則有耐失透性下降之虞。因此,較佳為將TiO2 的含量設為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Nb2 O5 的含量的下限較佳為0.1%,進而依序更佳為1%、3%、4%、5%。並且,Nb2 O5 的含量的上限較佳為35%,進而依序更佳為30%、25%、20%、16%、15%、14%、12%。
Nb2 O5 為有助於高折射率化的成分,並且,具有改善玻璃的熱穩定性及化學耐久性之作用。另一方面,若Nb2 O5 的含量過多,則有玻璃的熱穩定性下降之虞,並且,有玻璃的著色增強的傾向。因此,較佳為將Nb2 O5 的含量設為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Nb2 O5 及TiO2 的合計含量[Nb2 O5 +TiO2 ]的下限較佳為13%,進而依序更佳為13.5%、14%、14.5%、15%。並且,合計含量[Nb2 O5 +TiO2 ]的上限較佳為40%,進而依序更佳為35%、32%、31%、30%。
Nb2 O5 及TiO2 為有助於高折射率化的成分。另一方面,若Nb2 O5 的含量過多,則玻璃的熱穩定性及耐失透性下降。因此,Nb2 O5 及TiO2 的合計含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,WO3 的含量的上限較佳為25%,進而依序更佳為20%、15%、10%、5%。WO3 的含量的下限較佳為0%。
WO3 具有使玻璃轉換溫度Tg下降的作用。另一方面,若WO3 的含量變得過多,則玻璃的著色增大且比重增加。因此,WO3 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態中,Bi2 O3 的含量的上限較佳為20%,進而依序更佳為15%、10%、5%、3%。並且,Bi2 O3 的含量的下限較佳為0%。
Bi2 O3 具有藉由適量含有而改善玻璃的熱穩定性的作用。另一方面,若提高Bi2 O3 的含量,則玻璃的著色增大且比重增加。因此,Bi2 O3 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 的合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]的上限較佳為40%,進而依序更佳為37%、35%、33%、32%。並且,合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]的下限較佳為1.0%,進而依序更佳為1.5%、5%、10%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%。
TiO2 、WO3 及Bi2 O3 與Nb2 O5 皆為有助於高折射率化的成分。因此,合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,TiO2 的含量相對於B2 O3 及La2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]較佳為小,其下限較佳為0.030,進而依序更佳為0.035、0.040、0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070、0.075、0.080、0.085、0.090、0.095、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50。並且,質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]的上限較佳為1.5,進而依序更佳為1.0、0.8、0.6。
在Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 中,質量%表示之每單位含量的折射率nd增加作用最大的成分為TiO2 。並且,TiO2 在熔融的過程中容易被還原,若TiO2 被還原時,則可見短波長區域的透射率容易大幅下降。另一方面,本實施形態之玻璃中,為主要成分的B2 O3 及La2 O3 不會產生此種因還原所致之問題。因此,較佳為相對於使可見短波長區域中之透射率大幅下降的TiO2 的含量,不會產生此種問題的B2 O3 及La2 O3 的合計含量大,亦即,質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]小。
在本實施形態之玻璃中,TiO2 的含量相對於Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]的下限較佳為0.05,進而依序更佳為0.25、0.30、0.40、0.45。並且,質量比[TiO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]的上限較佳為1.00,進而亦可設為0.90、0.80、0.75。
如上所述,TiO2 在熔融的過程中容易被還原,若TiO2 被還原,則可見短波長區域中之透射率容易大幅下降。於本實施形態,即使在Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 等有助於高折射率化的成分中尤以容易成為著色的原因之TiO2 的含量多,亦即,質量比[TiO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]為上述範圍之情況中,藉由在熔融步驟中在氣體環境中導入氣體、在熔融物中用氣體鼓泡,亦可抑制著色的增大。
在本實施形態之玻璃中,Ta2 O5 的含量的上限較佳為25%,進而依序更佳為20%、16%、12%、8%、4%。並且,Ta2 O5 的含量的下限較佳為0%。
Ta2 O5 為有助於高折射率化的成分,亦具有改善玻璃的熱穩定性之作用。另一方面,若Ta2 O5 的含量變多,則玻璃的熱穩定性下降,在熔融玻璃時,變得容易產生玻璃原料的熔融殘留。因此,Ta2 O5 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Li2 O的含量的上限較佳為10%,進而依序更佳為7%、5%、4%、3%、2%、1%。Li2 O的含量的下限較佳為0%。
在本實施形態之玻璃中,Na2 O的含量的上限較佳為10%,進而依序更佳為7%、5%、4%、2%、1%。Na2 O的含量的下限較佳為0%。
在本實施形態之玻璃中,K2 O的含量的上限較佳為10%,進而依序更佳為7%、5%、4%、2%、1%。K2 O的含量的下限較佳為0%。
Li2 O、Na2 O及K2 O皆具有降低液相溫度、改善玻璃的熱穩定性之作用,但若此等含量變多,則化學耐久性、耐候性下降。因此,Li2 O、Na2 O及K2 O的各含量分別較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Cs2 O的含量的上限較佳為5%,進而依序更佳為4%、3%、2%、1%。Cs2 O的含量的下限較佳為0%。
Cs2 O具有改善玻璃的熱穩定性之作用,但若此等含量變多,則化學耐久性、耐候性下降。因此,Cs2 O的各含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O的合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O]的上限較佳為15%,進而依序更佳為10%、7%、5%、3%、1%。並且,合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O]的下限較佳為0%。
[0081]藉由合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O]的下限滿足上述,而可改善玻璃的熔融性及熱穩定性,降低液相溫度。並且,藉由合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O]的上限滿足上述,而可抑制耐失透性的下降。
在本實施形態之玻璃中,Sc2 O3 的含量較佳為2%以下。並且,Sc2 O3 的含量的下限較佳為0%。
在本實施形態之玻璃中,HfO2 的含量的上限較佳為2%以下,進而依序更佳為1%、0.5%、0.1%。並且,HfO2 的含量的下限較佳為0%。
Sc2 O3 、HfO2 具有提高玻璃的高色散性之作用,但為昂貴的成分。因此,Sc2 O3 、HfO2 的各含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,Lu2 O3 的含量較佳為2%以下。並且,Lu2 O3 的含量的下限較佳為0%。
Lu2 O3 具有提高玻璃的高色散性之作用,但由於分子量大,故亦為使玻璃的比重增加的玻璃成分。因此,Lu2 O3 的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態之玻璃中,GeO2 的含量較佳為2%以下。並且,GeO2 的含量的下限較佳為0%。
GeO2 具有提高玻璃的高色散性之作用,但在通常使用的玻璃成分中,為特別昂貴的成分。因此,從降低玻璃的製造成本的觀點而言,GeO2 的含量較佳為上述範圍。
本實施形態之玻璃,較佳為主要由上述的成分,亦即,作為必需成分的B2 O3 及La2 O3 ,作為任意成分的SiO2 、P2 O5 、Al2 O3 、ZnO、BaO、MgO、CaO、SrO、Gd2 O3 、Y2 O3 、Yb2 O3 、ZrO2 、TiO2 、Nb2 O5 、WO3 、Bi2 O3 、Ta2 O5 、Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、Sc2 O3 、HfO2 、Lu2 O3 及GeO2 構成,上述的玻璃成分的合計含量較佳為設為大於95%,更佳為設為大於98%,再佳為設為大於99%,進而較佳為設為大於99.5%。
在本實施形態中,作為進一步較佳的方式,可舉出: 光學玻璃,其包含1~45%的B2 O3 、10~60%的La2 O3 、超過0%的TiO2 、超過0%的ZnO; TiO2 的含量相對於Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]為0.4以上;且 下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 。 βOH=-[ln(B/A)]/t …(2) [式(2)中,t表示用於外部透射率的測定之前述玻璃的厚度(mm),A表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2500nm之外部透射率(%),B表示對前述玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2900nm之外部透射率(%)。並且,ln為自然對數。]
針對上述進一步較佳的態樣中之B2 O3 、La2 O3 、TiO2 及ZnO的含量、質量比[TiO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]以及βOH的值,可應用前述的更佳的數值範圍。並且,針對其他玻璃成分的含量及質量比,亦可適當應用前述的較佳的數值範圍。
在本實施形態之玻璃中,鉑Pt的含量較佳小於10ppm,進而依序更佳為8ppm以下、7ppm以下、5ppm以下。Pt的含量的下限沒有特別限定,但不可避免地包含0.001ppm左右。
藉由將Pt的含量設為上述範圍,而可降低由Pt導致之玻璃的著色,改善透射率。
本實施形態之玻璃,在其製造步驟中,在非氧化性氣體環境中熔融玻璃原料。作為非氧化性氣體環境,可舉出例如:氮、二氧化碳、氬、氦等非活性氣體、水蒸氣。通常,熔融氣體環境中的氧與為熔融容器(坩堝等)等材料之鉑進行反應,生成二氧化鉑、鉑離子(Pt4+ ),其溶入熔融玻璃中,由此產生著色。於本實施方式,藉由降低熔融氣體環境中的氧分壓,可抑制鉑的氧化,降低溶入熔融玻璃中的Pt量。其結果,可降低來自Pt的著色。
<其他成分組成> Pb、As、Cd、Tl、Be、Se皆具有毒性。因此,較佳為本實施形態的光學玻璃不含有此等元素作為玻璃成分。
U、Th、Ra皆為放射性元素。因此,較佳為本實施形態的光學玻璃不含有此等元素作為玻璃成分。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr,Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce能增大玻璃的著色,成為螢光的發生源。因此,較佳為本實施形態的光學玻璃不含有此等元素作為玻璃成分。
硫酸鹽為發揮作為澄清劑功能之能任意地添加的氧化劑。硫酸鹽藉由加熱而分解生成澄清氣體SO2 及O2 。作為硫酸鹽沒有特別限定,但可舉出例如硫酸鋅、硫酸鋯等。
硫酸鹽的含量表示為外加比例。亦即,在將除硫酸鹽以外的全部玻璃成分的合計含量作為100質量%時之硫酸鹽的含量較佳為小於1質量%,更佳為小於0.5質量%,再佳為小於0.3質量%。硫酸鹽的含量亦可為0質量%。
Sb(Sb2 O3 )亦為發揮作為澄清劑功能之能任意地添加的元素。但是,Sb(Sb2 O3 )氧化性強,若增多添加量,則有促進來自鉑坩堝的鉑的氧化之虞。並且,在精密壓製成型時,玻璃所含的Sb(Sb2 O3 )將壓製成型模具的成型面進行氧化,因此在反復精密成型時,有成型面顯著劣化而無法精密壓製成型之虞。其結果,成型的光學元件的表面品質下降。因此,本實施形態之玻璃較佳為不含Sb(Sb2 O3 )。
另外,本實施形態之玻璃,較佳為基本上由上述玻璃成分構成,但在不妨礙本發明的作用效果的範圍內,亦能含有其他的成分。並且,在本發明中,並不排除含有不可避免的雜質。
(玻璃特性) <折射率nd> 在本實施形態之玻璃中,折射率nd較佳為1.75以上,再者,亦可為1.77以上、1.80以上。並且,折射率nd較佳為2.50以下,再者,亦可為2.20以下、2.10以下。折射率nd可藉由增加Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 的合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]而提高,並且可藉由增加SiO2 的含量而降低。
<阿貝數νd> 在本實施形態之玻璃中,阿貝數νd為20以上。阿貝數νd亦可為20~45或21~45的範圍。阿貝數νd可藉由增加La2 O3 的含量而提高,並且可藉由增加B2 O3 的含量而降低。
<玻璃的透光性> 在本實施形態之光學玻璃的透光性可藉由著色度λ70進行評價。 針對厚度10.0mm±0.1mm的玻璃試樣,在波長200~700nm的範圍測定光譜透射率,將外部透射率成為70%的波長設為λ70。
本實施形態之光學玻璃的λ70較佳為480nm以下,更佳為470nm以下,再佳為450nm以下,特佳為440nm以下。λ70可藉由降低鉑Pt含量而降低。
並且,本實施形態之光學玻璃的λ70較佳為滿足下述式(3)。 λ70≤a×b+373 ···(3) 式(3)中,a較佳為200,進而依序更佳為195、190、185、180、175。 並且,b為TiO2 的含量相對於B2 O3 及La2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]。
若質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]增加,則可見短波長區域的透射率降低,著色度λ70增大。於本實施形態之光學玻璃,降低了還原色,可將λ70抑制在上述式(3)所示的範圍。
<T450> 本實施形態之光學玻璃的透光性可藉由T450進行評價。 在本實施形態中,T450係換算成厚度10.0mm時的在波長450nm之外部透射率。所謂「外部透射率」係指針對經以具有相互平行且經光學拋光的平面之方式進行加工玻璃試樣,在經光學拋光的一個平面垂直地入射,透過玻璃的透射光的強度Iout相對於入射光的強度Iin之比(Iout/Iin),亦即,亦考慮到玻璃的表面之表面反射的透射率。透射率能藉由使用分光光度計測定透射光譜而得到。 此外,測定時的玻璃的厚度可為10.0mm,但在厚度不為10.0mm之情況中,亦可用習知的方法換算成厚度10.0mm之透射率。
本實施形態之光學玻璃的T450較佳為65%以上,更佳為70%以上,進一步較佳為75%以上。T450可藉由降低玻璃的還原色而提高。
<T400> 本實施形態之光學玻璃的透光性亦可藉由T400進行評價。 針對厚度為10.0mm±0.1mm的玻璃試樣,以分光光度計測定在波長400nm之外部透射率T400。亦可用習知的方法換算成厚度10.0mm之透射率。T400的值越大,意指透射率越優異,玻璃的著色越降低。
本實施形態之光學玻璃的T400較佳為50%以上,更佳為60%以上,再佳為70%以上。T400可藉由降低玻璃的還原色而提高。
<τ400> 本實施形態之光學玻璃的透光性亦可藉由τ400進行評價。 針對厚度為10.0mm±0.1mm的玻璃試樣,以分光光度計測定在波長400nm之內部透射率τ400。亦可用習知的方法換算成厚度10.0mm之透射率。τ400的值越大,意指透射率越優異,玻璃的著色越降低。
本實施形態之光學玻璃的τ400較佳為50%以上,更佳為60%以上,再佳為70%以上。τ400可藉由降低玻璃的還原色而提高。
<玻璃的比重> 在本實施形態之玻璃中,比重較佳為7以下,進而依序更佳為6.5以下、6以下。並且,比重較佳為2.5以上,進而依序更佳為3以上、3.5以上。如可降低玻璃的比重,則可減少透鏡的重量。其結果,可降低搭載透鏡的攝影機鏡頭的自動對焦驅動的消耗電力。另一方面,若過度減少比重,則會導致熱穩定性下降。
<玻璃轉換溫度Tg> 本實施形態之光學玻璃的玻璃轉換溫度Tg較佳為800℃以下,進而依序更佳為770℃以下、750℃以下。並且,玻璃轉換溫度Tg較佳為300℃以上,進而依序更佳為350℃以上、400℃以上。玻璃轉換溫度Tg可藉由增加Li2 O、Na2 O及K2 O的合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O]而降低。
藉由玻璃轉換溫度Tg的上限滿足上述範圍,而可抑制玻璃的成型溫度及退火溫度的上升,可減輕對壓製成型用設備及退火設備的熱損傷。並且,藉由玻璃轉換溫度Tg的下限滿足上述範圍,而變得容易在維持期望的阿貝數、折射率的同時良好地維持玻璃的熱穩定性。
(光學玻璃的品質) 通常作為光學玻璃的缺點,有泡、渣滓(異物)、條紋。 此等缺點的評價能藉由測定每單位量的玻璃中所含的缺點的多少而進行。阻礙透光性的比例會依據玻璃的每單位截面積的泡、渣滓的存在量而變化。
然而,在評價缺點的單位(評價單位)極小之情形,若選定不存在泡、渣滓的區域,則會成為該範圍中不存在光學缺點。但是,在作為通常使用的工業製品的光學玻璃中,不僅要求例如1mm×1mm般的微小範圍的均質性,亦要求例如100mm×100mm左右的截面積或具有規定以上的體積之玻璃的均質性。
而且,不僅評價單位,亦應該討論光學玻璃的生產單位。 於製作1ml的玻璃之情形與製作1000kg的玻璃之情形,即使要求的均質性相同,製造的難易度亦為天壤之別。亦即,即使在使同一原料熔融、玻璃化之情形,需要的熱量亦會依據玻璃量而變化,例如即使為熔融溫度1250℃、熔融時間2小時的條件,在製作1ml的玻璃之情形可製作出沒有泡、渣滓的熔液(熔融玻璃),相對於此,在製作1000kg的玻璃之情形甚至無法充分融解原料。
依據玻璃的量,不僅玻璃化所需要的條件會變化,脫泡(澄清)所需要的溫度、時間亦需要變化。若玻璃量增加,則玻璃化所需要的熱量增加,熔融時間、澄清時間亦變長。其結果,構成坩堝的鉑Pt在熔融玻璃中的溶出量增加。
亦即,在生產為工業製品的光學玻璃之情形,需要將玻璃容量設為規定以上,與實驗、小規模的玻璃製作比較,熔融條件、澄清條件、從生產裝置(坩堝等)混入到玻璃中的Pt的量亦會變化。
針對條紋,均質度更是重要的特性。所謂「條紋」的缺點,本來就是討論規定體積的光學均質性(空間的折射率分布)時的缺點,因此,評價單位自然需要為規定以上。即使在製作相同的1000ml的玻璃之情形,於一次製作1000ml的熔液之情形與製作100次10ml的玻璃熔液之情形,折射率的均一性亦不同。 通常在製作光學玻璃之情形,一次製作1000ml的玻璃熔液可得到均質性優異的玻璃。
如以上般,作為工業製品處理的光學玻璃被針對在製作規定以上的容量之情形進行討論,在該範圍生產高品質的光學玻璃的困難度與對應於其製造方法的光學玻璃的特性、品質被密不可分地討論。
針對極小規模(例如小規模的實驗)的玻璃融解進行討論的技術,並非可直接適用於工業製品等級的玻璃融解者。而且,在玻璃製作規模不同之情形,無法一概地比較以各自的方法所製作之玻璃的特性、品質。
於本實施形態,為了區別此等實驗等級的玻璃的特性、品質與工業等級的玻璃的特性、品質,而導入所謂玻璃的均質度之概念。玻璃的均質度可藉由折射率分布而進行評價。
<折射率分布> 本實施形態之光學玻璃的折射率分布較佳為0.00050以內,再佳為0.00030以內,再佳為0.00010以內,再佳為0.00007以內,再佳為0.00005以內。折射率分布係針對具有100ml以上的玻璃體積的連續體進行測定。並且,折射率測定中使用的試樣的玻璃容量設為1ml以上。 此外,玻璃的體積例如只要測定玻璃的質量,並根據測定結果與比重算出即可。
具體而言,準備100ml以上的玻璃a,測定任意的位置A以及與A完全相對的位置B此二處的折射率。 並且,如有已知折射率的部位,則將該部位設為A,測定距離A最遠的部位B的折射率。從玻璃a取得合計二處以上的玻璃片,進行折射率測定。 於本實施形態,折射率分布的評價使用折射率nd進行,但亦可適當使用在其他波長之折射率進行評價。
(光學玻璃的製造) 本發明的實施形態之光學玻璃,只要以成為上述規定的組成之方式調合玻璃原料,並使用調合的玻璃原料按照習知的玻璃製造方法進行製作即可。例如,調合多種化合物,充分混合而製成批料,並將批料置入鉑坩堝中進行粗融解(熔解步驟)。
在本實施形態之玻璃的融解步驟中,可在玻璃原料中添加還原劑。作為還原劑,沒有特別限定,但可舉出例如:Al、Si、Ti、W、H2、CO、C等表現還原性的物質。更具體而言,作為表現還原性的物質,可例示碳化合物、活性碳C。藉由在玻璃原料中添加還原劑,而在玻璃原料玻璃化時產生的反應活性高的氧與還原劑進行反應,抑制來自鉑坩堝的鉑的氧化反應。其結果,可降低玻璃中的Pt含量。
本實施形態之玻璃的融解步驟中之熔融氣體環境較佳為非氧化性氣體環境。藉由在非氧化氣體環境中進行融解步驟,而降低熔融氣體環境中的氧分壓,抑制來自鉑坩堝的鉑的氧化,而可降低熔融玻璃中溶入的Pt量。
作為非氧化性氣體環境沒有特別限定,但可舉出例如:氮、二氧化碳、氬、氦等非活性氣體氣體環境、附加水蒸氣的氣體環境。為了提高最終得到之玻璃的βOH,較佳為附加水蒸氣的氣體環境。
藉由在熔融氣體環境中附加水蒸氣,而可提高最終得到之光學玻璃的βOH的值,並且可有效地防止Pt等溶入玻璃,且可對玻璃供給足以改善脫泡性及澄清性的溶存氣體。
在熔融氣體環境中附加水蒸氣的方法沒有特別限定,但可舉出例如:從熔融裝置中設定的開口部將連結管插入坩堝內,並依據需要經由此管向坩堝內的空間供給水蒸氣之方法等。
於融解步驟,以攪拌熔融物為目的,亦可伴隨鼓泡。融解時的鼓泡可在熔融調合材料後亦繼續進行。藉由在熔融步驟中攪拌熔融物,而進行玻璃成分的氧化,另一方面抑制來自鉑坩堝的鉑的氧化。其原因在於,玻璃成分有比鉑更容易被氧化的傾向。其結果,抑制玻璃成分的還原反應而降低還原色,並且抑制鉑溶入熔融物而亦降低來自鉑的著色。
用於鼓泡的氣體並無特別限定,可使用習知的氣體。可舉出例如:氮、二氧化碳、氬、氦等非活性氣體、空氣、以及包含水蒸氣之此等氣體。
藉由使用包含水蒸氣的氣體作為用於鼓泡的氣體,而可提高最終得到之光學玻璃的βOH的值,有效地防止鉑溶入玻璃中,且可對玻璃供給足以改善脫泡性及澄清性的溶存氣體。
此種包含水蒸氣的氣體中之水蒸氣的含量較佳為10體積%以上,更佳為20體積%以上,再佳為30體積%以上,進而較佳為40體積%以上,進而更佳為50體積%以上,進而再佳為60體積%以上,再進而較佳為70體積%以上,特佳為80體積%以上,進而特佳為90體積%以上。水蒸氣的含量越高越佳,特別是藉由設為上述範圍,而可提高最終得到之光學玻璃的βOH的值。
將藉由粗融解而得到的熔融物進行急冷、粉碎,而製作碎玻璃。進而將碎玻璃置入鉑坩堝中,進行加熱、再熔融(remelt)而製成熔融玻璃,進一步進行澄清、均質化後,將熔融玻璃進行成型,緩慢冷卻而得到光學玻璃。熔融玻璃的成型、緩慢冷卻只要應用習知的方法即可。
此外,如可將期望的玻璃成分以成為期望的含量之方式導入玻璃中,則在調合批料時使用的化合物沒有特別限定,但作為此種化合物,可舉出:氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、氟化物等。
(光學元件等的製造) 為了使用本發明的實施形態之光學玻璃製作光學元件,只要應用習知的方法即可。例如,藉由將上述的熔融玻璃流入鑄模中而成型為板狀,製作由本發明的光學玻璃而成之玻璃素材。將所得到的玻璃素材適當進行切斷、研磨、拋光,製作適於壓製成型的大小、形狀的切片。
將切片進行加熱、軟化,以習知的方法進行壓製成型(二次熱壓),製作與光學元件的形狀近似的光學元件坯料。可將光學元件坯料進行退火,以習知的方法進行研磨、拋光,而製作光學元件。
亦可將切片進行粗拋光加工(滾筒拋光)而將重量均等化,且使脫模劑容易附著在表面上,將進行再加熱而軟化的玻璃壓製成型為與期望的光學元件的形狀相近的形狀,最後進行研磨、拋光而製作光學元件。
或者,亦可將規定重量的熔融玻璃從成型模上分離而直接壓製成型,最後進行研磨及拋光而製造光學元件。
在所製作之光學元件的光學功能面,亦可依據使用目的而塗覆抗反射膜、全反射膜等。 [實施例]
以下,藉由實施例而更詳細地說明本發明。但是,本發明並不受實施例中所示之態樣的限制。
以如下順序製作具有表1所示之玻璃組成的玻璃樣品,進行各種評價。
[光學玻璃的製造] (實施例1-A) 首先,準備對應於玻璃的構成成分之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽及硝酸鹽作為原材料,以所得到之光學玻璃的玻璃組成成為表1所示之各組成的方式,將上述原材料進行秤量、調合,並充分地混合原材料。將如此進行而得到的調合原料(批料)投入到鉑坩堝中,在1250℃~1400℃加熱2小時熔融而製成熔融玻璃(融解步驟),在1300~1400℃攪拌1~2小時以期望均質化,並進行澄清(均質化•澄清步驟)。將熔融玻璃澆鑄到已預熱成適當溫度的模具中。將鑄入的玻璃在比玻璃轉換溫度Tg低100℃的溫度進行熱處理30分鐘,在爐內放置冷卻至室溫,藉此得到玻璃樣品。
於融解步驟、均質化•澄清步驟,進行下述的操作。
將鉑製管從熔融爐外插入到配置於爐內的鉑製坩堝內,經由此鉑製管,向鉑製坩堝內的空間供給水蒸氣。供給的水蒸氣的流量設為25cc/min。
並且,經由上述鉑製管向鉑制坩堝內的空間供給氮,並且從設置於坩堝下部的管,在熔融物中用水蒸氣進行鼓泡。所供給的氮及水蒸氣的流量設為氮30L/min,水蒸氣0.1cc/min。
進而,將添加材料的有無、融解步驟及均質化•澄清步驟的條件如表2~4所示般進行變更,製作玻璃樣品。具體而言如下所述。
(實施例1-B) 將對應於表1所記載之No.1的調合原料與表2所示之添加材料一起投入到鉑坩堝中,以表2所示之條件1-1~條件1-9的各條件進行加熱、熔融而製成熔融玻璃(融解步驟),進行攪拌以期望均質化並進行澄清(均質化•澄清步驟),除此以外,與實施例1-A同樣地得到玻璃樣品。
(實施例1-C) 將對應於表1所記載之No.2的調合原料與表3所示之添加材料一起投入到鉑坩堝中,以表3所示之條件2-1~條件2-4的各條件進行加熱、熔融而製成熔融玻璃(融解步驟),進行攪拌以期望均質化並進行澄清(均質化•澄清步驟),除此以外,與實施例1-A同樣地得到玻璃樣品。
(實施例1-D) 將對應於表1所記載之No.4的調合原料與表4所示之添加材料一起投入到鉑坩堝中,以表4所示之條件4-1~條件4-5的各條件進行加熱、熔融而製成熔融玻璃(融解步驟),進行攪拌以期望均質化並進行澄清(均質化•澄清步驟),除此以外,與實施例1-A同樣地得到玻璃樣品。
[玻璃成分組成的確認] 針對所得到之玻璃樣品,以感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP-AES)測定各玻璃成分的含量,確認為如表1所示之各組成。
[玻璃中的Pt量的測定] 利用感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS),將玻璃中的鉑Pt的含量進行定量。將定量結果揭示於表1~4。
[脫泡•澄清效果的確認] 針對所得到之玻璃樣品,計數玻璃內部所觀察到的氣泡數量,算出每單位質量(kg)所含之氣泡(殘留泡)的數量。將計算結果揭示於表2~4。
[光學特性的測定] 針對所得到之玻璃樣品,測定βOH、λ70、T400及T450。並且,將所得到之玻璃樣品進一步在710℃退火處理72小時後,在爐內以降溫速度-30℃/小時冷卻至室溫,製作退火樣品,測定折射率nd、ng、nF及nC、阿貝數νd、λ70及T400。
(i)折射率nd、ng、nF、nC及阿貝數νd 針對上述退火樣品,藉由JIS標準JIS B7071-1的折射率測定法,測定折射率nd、ng、nF、nC,並基於式(1)計算阿貝數νd。將結果揭示於表1。 νd=(nd-1)/(nF-nC)  ···(1)
(ii)βOH 將上述玻璃樣品加工成厚度為1mm之具有相互平行且經光學拋光的平面之板狀玻璃試樣。在此板狀玻璃試樣的拋光面從垂直方向入射光,使用分光光度計分別測定在波長2500nm之外部透射率A及在波長2900nm之外部透射率B,藉由下述式(2)算出βOH。將結果揭示於表1~4。 βOH=-[ln(B/A)]/t ··· (2)
上述式(2)中,ln為自然對數,厚度t相當於上述二個平面的間隔。並且,外部透射率也包含在玻璃試樣表面的反射損耗,為透射光的強度相對於入射到玻璃試樣的入射光的強度之比(透射光強度/入射光強度)。
(iii)λ70 將實施例1-A所得到的玻璃樣品,以厚度為10mm、具有相互平行且經光學拋光的平面之方式進行加工,測量在從波長280nm至700nm為止的波長區域之光譜透射率。將在經光學拋光的一個平面垂直入射之光線的強度設為強度A,將從另一個平面出射之光線的強度設為強度B,算出光譜透射率B/A。將光譜透射率成為70%的波長設為λ70。此外,光譜透射率中亦包含在試料表面之光線的反射損耗。將結果揭示於表1。
針對實施例1-B~1-D所得到之玻璃樣品,與上述同樣地測定退火處理前(熱處理前)及退火處理後(熱處理後)的λ70。在表2~4中,揭示退火處理前(熱處理前)及退火處理後(熱處理後)的λ70。
(iv)T400 針對實施例1-B所得到之玻璃樣品,測定退火處理前(熱處理前)及退火處理後(熱處理後)的T400。具體而言,將玻璃樣品或退火樣品,以厚度為10mm、具有相互平行且經光學拋光的平面之方式進行加工,測量在波長400nm之光譜透射率。此外,光譜透射率中亦包含在試樣表面之光線的反射損耗。 表2中,揭示在退火處理前(熱處理前)及退火處理後(熱處理後)之T400。
(v)T450 將實施例1-A所得到之玻璃樣品,以厚度為10mm、具有相互平行且經光學拋光的平面之方式進行加工,測量在波長450nm之光譜透射率。此外,光譜透射率中亦包含在試樣表面之光線的反射損耗。將結果揭示於表1。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
根據表1的結果,在熔融氣體環境中導入水蒸氣、或在熔融玻璃中用水蒸氣進行鼓泡而提高βOH的值的結果,可得到著色少、在波長450nm之光譜透射率高的光學玻璃。
根據表2~4的結果可知,藉由提高玻璃的βOH的值,而在玻璃成型後,能在未於氧化性氣體環境中進行長時間加熱處理之情況下,得到著色少、可見區域的透射率高的光學玻璃。
(實施例2) 製作由具有表1所示之No.1的組成且藉由表2的條件1-1所製作之玻璃而成的15mm×175mm×1500mm的玻璃塊,將其切斷而進行5等分,取得5個15mm×175mm×300mm的玻璃塊。使用5等分的各玻璃塊製作5個折射率測定用試樣1~5,測定各試樣的折射率nd。以位於切斷前的二個端部中之一者的試樣1的折射率為基準,試樣2~5的折射率分布如下所述。
從與試樣1相鄰的部位採取的試樣2的折射率nd與試樣1的折射率nd的差為+0.00001,從中央部採取的試樣3的折射率nd與試樣1的折射率nd的差為+0.00002,從與試樣3相鄰的部位採取的試樣4的折射率與試樣1的折射率的差為0.00000,從切斷前的二個端部中的與試樣1的完全相對的端部採取的試樣5的折射率與試樣1的折射率的差為-0.00003。 如以上般,5處的折射率分布為0.00005。
用同樣的方法對具有表1所示的No.1的組成且根據表2的條件1-2~條件1-9而製作的玻璃測定折射率分布,結果5處的折射率分布為0.00005以內。
進而,用同樣的方法亦對具有表1所示的No.2~17的各組成且根據實施例1-A的條件而製作的玻璃測定折射率分布,結果5處的折射率分布為0.00005以內。
(實施例3) 使用在實施例1-A~1-D中製作的各光學玻璃,藉由習知的方法製作透鏡坯料,將透鏡坯料藉由拋光等習知的方法進行加工而製作各種透鏡。 製作的光學透鏡為雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡、凹彎月透鏡、凸彎月透鏡等各種透鏡。 各種透鏡藉由與由其他種類的光學玻璃而成之透鏡組合,而可良好地校正二次的色像差。
並且,由於玻璃為低比重,因此比與各透鏡具有同等的光學特性、大小的透鏡的重量小,適合用於各種攝影設備,特別是由於能節能的理由等而適合用於自動對焦式的攝影設備。同樣地進行,使用在實施例1-A~1-D製作的各種光學玻璃製作棱鏡。
應當認為本發明揭露的實施方式在所有方面皆為例示而並非限制性的。本發明的範圍不是藉由上述的說明而是藉由申請專利範圍而表示,意在包含與申請專利範圍等同的含義及範圍內的全部變更。
例如,對於上述例示的玻璃組成,進行說明書中記載的組成調節,藉此可製作本發明的一態樣之光學玻璃。 並且,當然能將作為說明書中例示或較佳的範圍中記載的二個以上的事項任意組合。
無。
無。

Claims (7)

  1. 一種光學玻璃,其包含1~45質量%的B2 O3 、10~60質量%的La2 O3 ,包含選自由TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 而成之群組中的至少一個氧化物, 下述式(2)所示的βOH的值為0.1~2.0mm-1 , βOH=-[ln(B/A)]/t ···(2) 式(2)中,t表示外部透射率的測定中使用的該光學玻璃的厚度(mm),A表示對該光學玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2500nm之外部透射率(%),B表示對該光學玻璃以與其厚度方向平行地入射光時的在波長2900nm之外部透射率(%),並且ln為自然對數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學玻璃,其中,包含0.1~25質量%的SiO2
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學玻璃,其中,包含0.5~15質量%的SiO2 、1~30質量%的B2 O3 、20~60質量%的La2 O3
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光學玻璃,其中,以質量%表示,B2 O3 的含量大於SiO2 的含量。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之光學玻璃,其中,TiO2 的含量相對於B2 O3 及La2 O3 的合計含量之質量比[TiO2 /(B2 O3 +La2 O3 )]為0.030以上。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之光學玻璃,其中,阿貝數νd為20~45,折射率nd為1.75~2.50。
  7. 一種光學元件,其係由如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之光學玻璃而成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021075444A (ja) * 2019-10-31 2021-05-20 日本電気硝子株式会社 光学ガラス板
JPWO2021205927A1 (zh) * 2020-04-06 2021-10-14
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DE112022003929T5 (de) 2021-08-12 2024-05-29 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Optische glasplatte

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4322217B2 (ja) * 2005-02-21 2009-08-26 Hoya株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、光学部品、ガラス成形体の製造方法および光学部品の製造方法
JP2009073674A (ja) * 2006-09-04 2009-04-09 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラスの製造方法
JP5180758B2 (ja) * 2008-09-30 2013-04-10 Hoya株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法
KR101679443B1 (ko) * 2009-02-03 2016-11-24 호야 가부시키가이샤 광학 유리, 정밀 프레스 성형용 프리폼, 광학 소자
JP5917791B2 (ja) * 2009-06-30 2016-05-18 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム材及び光学素子
TWI490181B (zh) * 2012-06-22 2015-07-01 Hoya Corp Glass, optical glass, glass material for compression molding and optical components
WO2013191271A1 (ja) * 2012-06-22 2013-12-27 Hoya株式会社 ガラス、光学ガラス、プレス成形用ガラス素材および光学素子
JP6164923B2 (ja) * 2013-05-14 2017-07-19 株式会社オハラ 光学ガラス及び光学素子
CN104445922A (zh) * 2013-09-18 2015-03-25 株式会社小原 光学玻璃及光学元件
KR102142175B1 (ko) * 2013-09-30 2020-08-06 호야 가부시키가이샤 광학 유리 및 그 제조 방법
US10717670B2 (en) * 2015-02-10 2020-07-21 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass for laser processing and method for producing perforated glass using same

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