TW201923410A - 光學玻璃、光學構件及可穿戴機器 - Google Patents
光學玻璃、光學構件及可穿戴機器 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201923410A TW201923410A TW107135540A TW107135540A TW201923410A TW 201923410 A TW201923410 A TW 201923410A TW 107135540 A TW107135540 A TW 107135540A TW 107135540 A TW107135540 A TW 107135540A TW 201923410 A TW201923410 A TW 201923410A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- less
- glass
- optical glass
- content
- refractive index
- Prior art date
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 55
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 119
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 43
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 34
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 6
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006291 Si—Nb Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000270666 Testudines Species 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 210000002374 sebum Anatomy 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
- C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/02—Goggles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C7/00—Optical parts
- G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C7/00—Optical parts
- G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
- G02C7/022—Ophthalmic lenses having special refractive features achieved by special materials or material structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
本發明之課題係提供一種光學玻璃，其係高折射率之玻璃，與先前相比其強度進一步提高，且製品特性良好。 本發明係一種光學玻璃、使用該光學玻璃之光學構件及可穿戴機器，上述光學玻璃係折射率(nd
)為1.55以上者，上述光學玻璃之假想溫度(Tf)與玻璃轉移溫度(Tg)之差(Tf-Tg)為0℃以上。該光學玻璃之龜裂產生負載L較佳為350 mN以上。
Description
本發明係關於一種光學玻璃、光學構件及可穿戴機器。
作為用於例如附投影機之眼鏡、眼鏡型或護目鏡型顯示器、假想現實誇大現實顯示裝置、虛像顯示裝置等可穿戴機器中之玻璃，就圖像之廣角化、高亮度・高對比化、提高導光特性、繞射光柵之加工容易性等方面而言，要求高折射率。又，先前，小型且攝像視角較廣之攝像玻璃透鏡用於車輛用相機、機器人用視覺感測器等用途，對於此種攝像玻璃透鏡，為了更小型且攝影較廣之範圍，要求高折射率。
假定車輛用相機或機器人於高速移動或嚴酷之環境中使用，故搭載於車輛用相機等之攝像玻璃透鏡比起一般之相機之攝像透鏡需要極高強度。例如，要求車輛用相機不會因由伴隨汽車行駛而產生之衝擊或風壓、以及由於行駛而彈起之沙塵而受到損傷或侵蝕等。
就可穿戴機器而言亦假定使用者誤掉落，或擦拭皮脂或灰塵等污漬之類之場景，故與車輛相機用之透鏡相同，搭載之導光板或附繞射光柵之玻璃、眼鏡透鏡要求高強度之玻璃。
作為此種高折射率之光學玻璃，已知有龜裂起始負載(CIL)或破壞韌性良好之光學玻璃(例如參照專利文獻1)等。
又，已知有藉由提高假想溫度而改善了強度之玻璃基板(例如參照專利文獻2、3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2017/090645號 [專利文獻2]日本專利特開2007-302550號公報 [專利文獻3]日本專利特開2011-108344號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1中記載有主要藉由考慮玻璃組成而改善強度之光學玻璃。又，專利文獻2~3係用於資訊記錄媒體，折射率較低，並非光學玻璃用途。
一般而言，為了用作光學玻璃用途，就確保其特性而言，為了緻密地製造玻璃且為了製成無應變之玻璃，藉由精密徐冷進行製造，該光學玻璃之假想溫度將變得低於玻璃轉移溫度。
本發明係為解決上述課題而進行，其目的在於提供一種光學玻璃，其係高折射率之玻璃，比起先前進而其強度進一步提高，且製品特性良好。 [解決問題之技術手段]
本發明之光學玻璃之特徵在於：其係折射率(nd
)為1.55以上者，上述光學玻璃之假想溫度(Tf)與玻璃轉移溫度(Tg)之差(Tf-Tg)為0℃以上。
又，本發明之光學構件及可穿戴機器之特徵在於使用本發明之光學玻璃。 [發明之效果]
根據本發明之光學玻璃，可提供一種高折射率且高強度之光學玻璃。因此，藉由使用該光學玻璃，光學構件及可穿戴機器可製成抑制了由掉落等導致之破損之製品。
以下，對本發明之光學玻璃、光學構件及可穿戴機器之實施形態進行說明。
如上所述，作為本實施形態之光學玻璃具有特定之折射率(nd
)，且該光學玻璃之假想溫度(Tf)與玻璃轉移溫度(Tg)滿足特定之關係，將對該等各特性依序進行說明。
本實施形態之光學玻璃具有1.55以上之高折射率(nd
)。由於折射率(nd
)為1.55以上，故本實施形態之光學玻璃作為用於可穿戴機器之光學玻璃，於圖像之廣角化、高亮度・高對比化、提高導光特性、繞射光柵之加工容易性等方面較佳。又，作為用於車輛用相機、機器人用視覺感測器等用途之小型且攝像視角較廣之攝像玻璃透鏡，由於更小型且攝影較廣之範圍，故而較佳。該折射率(nd
)較佳為1.60以上，更佳為1.65以上，進而較佳為1.68以上，進而更佳為1.72以上，進而更佳為1.74以上，進而更佳為1.76以上，進而更佳為1.78以上，特佳為1.80以上。
另一方面，折射率(nd
)過大之玻璃存在密度易變高，又，失透溫度亦易變高之傾向，折射率(nd
)較佳為2.20以下，更佳為2.00以下，進而較佳為1.90以下，進而更佳為1.86以下，進而更佳為1.84以下，進而更佳為1.82以下，進而更佳為1.81以下，特佳為1.80以下。
又，本實施形態之光學玻璃之假想溫度(Tf)與玻璃轉移溫度(Tg)之差(Tf-Tg)為0℃以上。藉由設法做到滿足此種關係，將玻璃之構造變得更稀疏，不論向光學玻璃施加何等衝擊，由於玻璃之構造緻密化，故變得易吸收其衝擊。其結果，製成製品時，可獲得能夠抑制由掉落等所導致之破損(強度提高)之光學玻璃。 Tf-Tg≧0之光學玻璃將與假想溫度相關之(Tg+100℃)至(Tg-150℃)附近之溫度區域之冷卻速度設為2℃/min以上即可。較佳為5℃/min以上，更佳為10℃/min以上，進而較佳為20℃/min以上，進而更佳為50℃/min以上，進而更佳為75℃/min以上，特佳為100℃/min以上。雖不需要特別決定上限，但例如設為500℃/min以下即可。藉由調整該冷卻速度，可調整光學玻璃之假想溫度。
再者，由於先前之光學玻璃於其製造過程中藉由精密徐冷進行徐冷，固化後製成製品，故一般而言其Tf變低，變得比Tg低。於本實施形態中，對該Tf進行研究，發現藉由將其設為Tg以上，即，將光學玻璃之Tf與Tg之差(Tf-Tg)設為0℃以上，可提高光學玻璃本身之強度，可抑制由掉落等所導致之破損。該差(Tf-Tg)較佳為5℃以上，更佳為10℃以上，進而較佳為15℃以上，進而更佳為20℃以上，進而更佳為25℃以上，進而更佳為30℃以上，進而更佳為40℃以上，特佳為50℃以上。為了獲得強度提高之效果，雖不需要特別設定該差(Tf-Tg)之上限，但只要該差(Tf-Tg)為100℃以下，則可將玻璃之冷卻速度抑製得較低，改善玻璃之翹曲或板厚偏差。於亦需要改善該玻璃之翹曲或板厚偏差之情形時，該差(Tf-Tg)較佳為70℃以下，更佳為50℃以下，進而較佳為40℃以下，特佳為30℃以下。
玻璃於高溫下黏性低，且為液體狀，此時之玻璃之構造為粗糙之狀態，若進行冷卻，則玻璃之構造將變得緊密，且固化。該玻璃之構造變化係由於玻璃於該溫度下欲轉移為最穩定之狀態而引起。但是，若玻璃之冷卻速度較快，則玻璃之構造將於變成對應該溫度之緊密之構造之前固化，於高溫側之狀態下玻璃之構造將被固定。將相當於該已固化之玻璃之構造的溫度稱作假想溫度。即，即便完全相同組成之玻璃，Tf亦會由於其製造過程之熱處理而有所不同。如此，根據其熱處理，玻璃之構造不同，其物理性質亦不同。
該Tf可藉由熱量測定方法或熱收縮之測定等眾所周知之測定方法而求出。於本說明書中，藉由實施例對實際進行之Tf之測定方法進行詳細地說明。
又，該光學玻璃之Tg例如可藉由熱膨脹法等眾所周知之方法而求出。
其次，本實施形態之光學玻璃之Tg較佳為800℃以下。若將本實施形態之光學玻璃設為上述範圍之Tg，則加壓成型及再拉成形之成形性良好。該Tg更佳為760℃以下，進而較佳為720℃以下，進而更佳為680℃以下，特佳為640℃以下。
又，本實施形態之光學玻璃之Tg較佳為500℃以上。若將本實施形態之光學玻璃設為上述範圍之Tg，則易加快Tg附近之冷卻速度，且容易使假想溫度升高。該Tg更佳為520℃以上，進而較佳為540℃以上，進而更佳為560℃以上，特佳為580℃以上。
進而，就藉由滿足上述特性以提高強度之觀點而言，較佳為本實施形態之光學玻璃具有以下特性。
本實施形態之光學玻璃之楊氏模數(E)較佳為60 GPa以上。若具有此種特性，則作為薄玻璃板用於可穿戴機器時，或作為透鏡用於車輛用相機、機器人用視覺感測器等情形時，有撓曲較少之優點。
就減少玻璃之撓曲量之觀點而言，該E更佳為70 GPa以上，進而較佳為80 GPa以上，進而更佳為85 GPa以上，特佳為90 GPa以上。又，若本實施形態之光學玻璃之楊氏模數(E)為140 GPa以下，則為了獲得較高之假想溫度而以較快之冷卻速度進行冷卻之情形時將變得不易破碎。就使玻璃不易破碎之觀點而言，該E更佳為120 GPa以下，進而較佳為100 GPa以下，進而更佳為95 GPa以下，特佳為90 GPa以下。
又，本實施形態之光學玻璃之於50~350℃之熱膨脹係數(α)較佳為50(×10-7
/K)以上。本實施形態之光學玻璃若設為上述範圍之α，則與周邊構件之膨脹匹配性良好。該α更佳為60(×10-7
/K)以上，進而較佳為70(×10-7
/K)以上，進而更佳為80(×10-7
/K)以上，特佳為90(×10-7
/K)以上。
又，本實施形態之光學玻璃之α較佳為150(×10-7
/K)以下。本實施形態之光學玻璃若設為上述範圍之α，則由於不易發生冷卻時之破碎，故而可提高冷卻速度。其結果，能夠將光學玻璃之Tf與Tg之差(Tf-Tg)設為0℃以上，即，能夠使玻璃之Tf比Tg高，將玻璃之構造變得更稀疏，不論向光學玻璃施加何等衝擊，由於玻璃之構造緻密化，故變得易吸收其衝擊。其結果，可提高光學玻璃本身之強度，抑制由掉落等所導致之破損。該α更佳為120(×10-7
/K)以上，進而較佳為110(×10-7
/K)以下，進而更佳為100(×10-7
/K)以下，特佳為95(×10-7
/K)以下。
本實施形態之光學玻璃若最大厚度為2.0 mm以下，則將易加快冷卻速度，且容易提高假想溫度。該厚度更佳為1.5 mm以下，進而較佳為1.0 mm以下，進而更佳為0.8 mm以下，特佳為0.6 mm以下。為了加快冷卻速度並提高假想溫度，雖不需要特別設定厚度之下限，但若最大厚度為0.01 mm以上，則可抑制由光學玻璃之自重所導致之撓曲。該厚度更佳為0.1 mm以上，進而較佳為0.3 mm以上，進而更佳為0.5 mm以上，特佳為0.7 mm以上。
本實施形態之光學玻璃較佳為玻璃板之形狀，於係玻璃板之情形時，其一主表面之面積較佳為8 cm2
以上。若該面積為8 cm2
以上，則可配置多數之光學元件而提高生產性。該面積更佳為30 cm2
以上，進而較佳為170 cm2
以上，進而更佳為300 cm2
以上，特佳為1000 cm2
以上。另一方面，若面積為6500 cm2
以下，則玻璃板容易操作，且可抑制玻璃板之操作時或加工時之破損。該面積更佳為4500 cm2
以下，進而較佳為4000 cm2
以下，進而更佳為3000 cm2
以下，特佳為2000 cm2
以下。
又，本實施形態之光學玻璃之一主表面之表面粗糙度Ra較佳為2 nm以下。若設為該範圍之Ra，則對一主表面使用壓印技術等可形成所需形狀之奈米構造，又，可獲得所需之導光特性。該Ra更佳為1.7 nm以下，進而較佳為1.4 nm以下，進而更佳為1.2 nm以下，特佳為1.0 nm以下。此處，表面粗糙度Ra係JIS B0601(2001年)中所定義之算術平均粗糙度。本說明書中，其為使用原子力顯微鏡(AFM)測定10 μm×10 μm之不同之3個區域之結果之平均值。
本實施形態之光學玻璃的玻璃板之剖面之折射率之最大值與最小值之差(Δn)較佳為5.0×10-5
以下。 於本說明書中，玻璃板之剖面係指於自玻璃板之一主表面至另一主表面之板厚方向切割而露出之剖面，且係指後述Δn之測定中、對自成形體以特定之大小切出之樣品進而進行研磨所獲得之測定試樣之已研磨之側面。
Δn之測定可使用眾所周知之方法，例如使用透過型二光束干涉顯微鏡按照以下之順序進行測定。
[Δn之測定方法] ＜測定試樣之準備＞ 獲得光學玻璃作為板狀之成形體，以成形體與樣品之重心(G1)位置一致，且成形體之長邊方向與樣品之寬方向平行之方式自該成形體切出寬30 mm、深10 mm之樣品(板厚保持原樣)(參照圖1)。將切出之樣品示於圖2，將沿其寬方向延伸之2個側面分別作為A面、B面。
其次，使用金剛石磨輪作為研削磨石研削樣品之A面及B面。如表1所示，該研削一面變更A面及B面之研削量、及金剛石磨輪之網眼尺寸，一面依序自1階段至4階段分4階段進行。
接著，使用金剛石漿料對研削後之樣品之A面、B面進行鏡面研磨，獲得測定試樣。此時之研磨量為10 μm以上，金剛石漿料例如使用網眼尺寸#14000之含有0.1質量%之單晶金剛石之漿料。
本發明之一實施態樣之玻璃板之剖面對應於按照上述順序所獲得之測定試樣之A面或B面。
[表1]
＜Δn之測定＞ Δn之測定中使用透過型二光束干涉顯微鏡。後述實施例中，使用溝尻光學工業所(股)製造之透過型二光束干涉顯微鏡(TD系列)，測定波長係使用546 nm(光源：氙氣燈，單色過濾器：546 nm)，空間分辨率為9.1 μm×9.1 μm(電荷耦合(CCD，Charge Coupled Device)相機4像素)，以如下方式測定出測定試樣之板厚方向之Δn。
測定微小之折射率差時，需要將有使測定精度惡化之虞之要因排除在外。例如需要進行裝置周邊之溫度變動之抑制、振動之防止、外界光(例如照明)之遮斷。
又，根據使用之物鏡，存在測定精度不同之情形，或於測定面內具有精度之分佈之情形。因此，以於光程上無一物之狀態下測定相位差分佈(平面傾斜修正)，進行平面傾斜修正以使測定面內之最大值與最小值之差成為1/100 λ以下(5 nm以下)。
繼而，以深度方向成為光程之方式放置測定試樣，於上述條件(平面傾斜修正)下測定相位差分佈。測定試樣之深度(自A面至B面之長度)係利用測微計進行測定，自相位差分佈算出折射率分佈(=相位差分佈/深度)。該深度設為A面之重心(G2)上之長度。 於經過鏡面研磨之A面，沿著通過A面之重心(G2)且與主表面垂直之線(板厚方向)算出折射率分佈，將其最大值與最小值之差設為Δn。
若上述Δn為5.0×10-5
以下，則本實施形態之光學玻璃作為用於可穿戴機器之導光板使用時，於圖像之鮮明化、高亮度・高對比化、導光特性提高、繞射光柵之加工容易性等方面較佳。該折射率之最大值與最小值之差更佳為3.0×10-5
以下。進而較佳為2.0×10-5
以下，進而更佳為1.0×10-5
以下，特佳為0.5×10-5
以下。
又，於如上所述獲得之測定試樣之剖面，可以如下方式算出折射率指標值N。即，於該測定試樣之剖面，可使用下述式(1)算出折射率指標值N，算出之折射率指標值N之最大值(Nmax
)與最小值(Nmin
)之差較佳為5.0×10-3
以下。再者，如式(1)所示，該折射率指標值N係取決於其組成(含有氧化物之濃度)者。
N=ASi
×CSi
+AAl
×CAl
+APt
×CPt
+AZr
×CZr
…(1) (其中，式中，CSi
：SiO2
之濃度(莫耳%)，CAl
：Al2
O3
之濃度(莫耳%)，CPt
：PtO2
之濃度(莫耳%)，CZr
：ZrO2
之濃度(莫耳%)，ASi
=1.4，AAl
=1.4，APt
=5.0，AZr
=2.0)。
該折射率指標值N係於為測定上述Δn所獲得之測定試樣之A面，沿著通過A面之重心(G2)且垂直於主表面之線(板厚方向)，對於板厚方向等分之每個區間向與上述相位差分佈之光程相同之方向照射電子束，測定數值(參照圖2)所獲得之值。再者，區間之數目最小為20，為提高分辨率可任意增加。又，CSi
、CAl
、CPt
及CZr
係將藉由電子探針微分析儀(EPMA)對每個元素測定之值換算成各氧化物之莫耳%濃度所得之數值。又，ASi
、AAl
、APt
及AZr
係用以分別算出各氧化物之折射率指標值N之修正值。
若N之最大值與最小值之差為5.0×10-3
以下，則本實施形態之光學玻璃於作為用於可穿戴機器之導光板使用時，於圖像之鮮明化、高亮度・高對比化、導光特性提高、繞射光柵之加工容易性等方面較佳。該折射率之最大值與最小值之差較佳為3.0×10-3
以下。更佳為2.0×10-3
以下，進而較佳為1.0×10-3
以下，特佳為5.0×10-4
以下。
又，本實施形態之光學玻璃較佳為龜裂產生負載L為350 mN以上。此處，本實施形態之龜裂產生負載可藉由以下之方法而獲得。
於保持為濕度30%、溫度25℃之恆溫恆濕槽內，用15秒將設定為負載10、25、50、100、200 g之維氏壓頭打入至玻璃表面(光學研磨面)，該15秒後計算自壓痕之4角產生之龜裂之數目(每個壓痕最大設為4)。利用各負載將此反覆實施20次(即，打入壓頭20次)，計算總龜裂數後，用總龜裂產生數/80求出龜裂產生率。對於負載，對獲得之龜裂產生率進行繪圖，將藉由最小平方法擬合S型函數時之龜裂產生率為50%之負載作為龜裂產生負載L。
繼而，本實施形態之光學玻璃之龜裂產生負載L與組成和上述光學玻璃相同且熔融後進行精密徐冷所獲得之玻璃之龜裂產生負載L0相比較時之差(L-L0)較佳為98 mN以上，更佳為150 mN以上，進而較佳為200 mN以上，進而更佳為250 mN以上，特佳為300 mN以上。
此處，龜裂產生負載L0係對組成與上述光學玻璃相同且熔融後進行精密徐冷所獲得之玻璃進行與上述龜裂產生負載L之算出相同之試驗所獲得之值。 再者，此處之精密徐冷係，將光學玻璃放入箱型電爐並升溫至Tg+30℃(比玻璃轉移溫度高30℃之溫度)，保持一小時後，藉由程式控制以0.1℃/min之冷卻速度冷卻至Tg-150℃(比玻璃轉移溫度低150℃之溫度)，其後進行自然放冷者。
[玻璃成分] 其次，對本實施形態之光學玻璃所能夠含有之各成分之組成範圍之一實施形態進行詳細地說明。於本說明書中，只要沒有特別說明，各成分之含量係以氧化物基準之相對於玻璃母組成之總質量之質量%表示。此處，玻璃母組成係除了Sb2
O3
及SnO2
以外之成分。
作為滿足本實施形態之光學玻璃之折射率高且光透過率良好、進而熔解性高之特性之母組成，例如，以氧化物基準之質量%表示，作為玻璃形成成分，可列舉含有以下之組成：選自由SiO2
、B2
O3
及P2
O5
所組成之群中之至少1種5~80質量%，選自由MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Li2
O、Na2
O、K2
O、Cs2
O、Ln2
O3
(Ln係選自由Y、La、Gd、Yb及Lu所組成之群中之至少1種)所組成之群中之至少1種氧化物作為改質氧化物合計5~70質量%，選自由Al2
O3
、TiO2
、ZrO2
、WO3
、Bi2
O3
、TeO2
、Ta2
O5
、Nb2
O5
所組成之群中之至少1種氧化物作為中間氧化物合計0~50質量%。
作為此種光學玻璃之組成，具體而言，可列舉(1)La-B系、(2)SiO2
系、(3)P2
O5
系之光學玻璃。再者，玻璃組成之含量之說明中，除了特別進行說明之情形外，「%」「ppm」之表記僅指「質量%」「質量ppm」。
作為(1)La-B系，例如可例示將母組成之合計設為100%時，含有5~70%之La2
O3
、5~70%之B2
O3
之玻璃。
藉由含有La2
O3
成分5%以上，可形成所需之高折射率，且可減小分散(增大阿貝數)。因此，La2
O3
成分之含量之下限較佳為10%，更佳為15%，進而較佳為20%，進而更佳為30%。
另一方面，藉由將La2
O3
成分之含量設為70%以下，可抑制玻璃之熔融性之降低，可提高玻璃之耐失透性。因此，La2
O3
成分之含量之上限較佳為60%，更佳為50%，進而較佳為40%，進而更佳為30%。
B2
O3
係玻璃形成成分，將母組成之合計設為100%時，B2
O3
之含量較佳為5~70%。
藉由含有B2
O3
成分5%以上，可提高玻璃之耐失透性，且可減小玻璃之分散。因此，B2
O3
成分之含量之下限較佳為10%，更佳為20%，進而較佳為35%。
另一方面，藉由將B2
O3
成分之含量設為70%以下，可易獲得更大之折射率，可抑制化學耐久性之惡化。因此，B2
O3
成分之含量之上限較佳為60%，更佳為50%，進而較佳為40%，進而更佳為30%。
MgO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，MgO之含量較佳為0~20%。藉由含有MgO成分，可提高玻璃之機械強度。MgO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為8%以上。若MgO之含量為20%以下，則可降低失透溫度，獲得較佳之製造特性。MgO之含量更佳為15%以下，進而較佳為10%以下，進而更佳為5%以下，特佳為3%以下。
CaO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，CaO之含量較佳為0~30%。藉由含有CaO成分，可提高玻璃之化學耐久性。CaO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若CaO之含量為30%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。CaO之含量更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，進而更佳為10%以下，特佳為5%以下。
SrO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，SrO之含量較佳為0~30%。藉由含有SrO成分，可提高玻璃之折射率。SrO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若SrO之含量為30%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。SrO之含量更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，進而更佳為10%以下，特佳為5%以下。
BaO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，BaO之含量較佳為0~40%。藉由含有BaO成分，可提高玻璃之折射率。BaO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若BaO之含量為40%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。BaO之含量更佳為30%以下，進而較佳為20%以下，進而更佳為15%以下，特佳為10%以下。
ZnO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，ZnO之含量較佳為0~30%。藉由含有ZnO成分，可提高玻璃之折射率。ZnO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若ZnO之含量為30%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。ZnO之含量更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，進而更佳為10%以下，特佳為5%以下。
Li2
O為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Li2
O之含量較佳為0~15%。若含有Li2
O，則可提高強度(Kc)及龜裂耐性(CIL)。Li2
O之含量更佳為0.5%以上，進而較佳為1%以上，進而更佳為3%以上，特佳為5%以上。另一方面，若Li2
O之含量為15%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。Li2
O之含量較佳為10%以下，更佳為7%以下，進而較佳為5%以下，特佳為4%以下。
Na2
O為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Na2
O之含量為0~20%。若Na2
O之含量為20%以下，則可獲得良好之龜裂耐性。Na2
O之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為7%以下，特佳為5%以下。本實施形態之光學玻璃含有Na2
O之情形時，失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性，其含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上，特佳為3%以上。
K2
O為任意成分。將母組成之合計設為100%時，K2
O之含量為0~20%。若K2
O之含量為20%以下，則可獲得良好之龜裂耐性。K2
O之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為7%以下。本實施形態之光學玻璃含有K2
O之情形時，失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。其含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上，特佳為3%以上。
又，於本實施形態之光學玻璃中，可含有鹼金屬成分(Li2
O+Na2
O+K2
O)作為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Li2
O+Na2
O+K2
O之含量為0~20%。若Li2
O+Na2
O+K2
O為2%以上，則玻璃之黏性成為logη=2之溫度T2
將易於變低，熔解溫度將變低，而可抑制著色。Li2
O+Na2
O+K2
O較佳為4%以上，更佳為6%以上，進而較佳為8%以上，特佳為10%以上。又，藉由將Li2
O+Na2
O+K2
O之含量設為20%以下，則可降低失透溫度，獲得較佳之製造特性。Li2
O+Na2
O+K2
O之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為8%以下，特佳為6%以下。
於本實施形態之光學玻璃中，鹼金屬成分(Li2
O、Na2
O、K2
O)之中，Li2
O係提高玻璃之強度之成分，若其量較多，則T2
將易變低，變得易於失透。因此，本實施形態之光學玻璃中，氧化物基準之質量%之比之值中，Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)較佳為0.45以下。藉由將Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)設為0.45以下，則T2
將易變高，變得不易失透，玻璃之易成形性提高。Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)更佳為0.4以下，進而更佳為0.35以下，特佳為0.3以下。
Cs2
O為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Cs2
O之含量為0~20%。若Cs2
O之含量超過0%，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。本實施形態之光學玻璃含有Cs2
O之情形時，其含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上，特佳為3%以上。另一方面，若Cs2
O之含量為20%以下，則可獲得良好之龜裂耐性。Cs2
O之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為7%以下。
Ln2
O3
(Ln為選自由Y、La、Gd、Yb及Lu所組成之群中之至少1種)為任意成分。將母組成之合計設為100%時，作為Ln2
O3
之合量之含量為0~55%。若含有Ln2
O3
，則可提高玻璃之折射率。作為Ln2
O3
之合量之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若Ln2
O3
之含量為55%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。因此，作為合量之含量較佳為55%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
Al2
O3
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Al2
O3
之含量為0~55%以下。若含有Al2
O3
，則可提高玻璃之強度，且提高玻璃之穩定性。Al2
O3
之含量較佳為1%以上，更佳為3%以上，進而較佳為5%以上，特佳為8%以上。
又，若Al2
O3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。Al2
O3
之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為8%以下，特佳為5%以下。
TiO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，TiO2
之含量為0~55%。若含有TiO2
，則可提高玻璃之折射率，且提高玻璃之穩定性。TiO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若TiO2
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，且可抑制玻璃之著色。TiO2
之含量較佳為35%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
ZrO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，ZrO2
之含量為0~55%。若含有ZrO2
，則可提高玻璃之折射率，且提高化學耐久性。ZrO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若ZrO2
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，而可獲得較佳之製造特性。ZrO2
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
WO3
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，WO3
之含量為0~55%。若含有WO3
，則可提高玻璃之折射率。WO3
之含量較佳為1%以上，更佳為3%以上，進而較佳為5%以上，特佳為10%以上。
又，若WO3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，且可抑制玻璃之著色。WO3
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
Bi2
O3
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Bi2
O3
之含量為0~55%。若含有Bi2
O3
，則可提高玻璃之折射率。Bi2
O3
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，特佳為10%以上。
又，若Bi2
O3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，且可抑制玻璃之著色。Bi2
O3
之含量較佳為35%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
TeO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，TeO2
之含量為0~30%。若含有TeO2
，則可提高玻璃之折射率。TeO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若TeO2
之含量為55%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。TeO2
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
Ta2
O5
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Ta2
O5
之含量為0~30%。若含有Ta2
O5
，則可提高玻璃之折射率。Ta2
O5
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若Ta2
O5
之含量為30%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。Ta2
O5
之含量較佳為25%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
Nb2
O5
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Nb2
O5
之含量為0~55%。若含有Nb2
O5
，則可提高玻璃之折射率。Nb2
O5
之含量較佳為5%以上，更佳為10%以上，進而較佳為15%以上，特佳為30%以上。
又，若Nb2
O5
之含量為55%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。Nb2
O5
之含量較佳為35%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
作為(2)SiO2
系，例如可例示含有10~70%之SiO2
，且作為高折射率成分含有選自由Nb2
O5
、Ta2
O5
、Li2
O、SrO、BaO、TiO2
、ZrO2
、WO3
、Bi2
O3
、TeO2
及Ln2
O3
(Ln為選自由Y、La、Gd、Yb及Lu所組成之群中之至少1種)所組成之群中之至少1種1%以上之玻璃。
SiO2
為玻璃形成成分。將母組成之合計設為100%時，SiO2
之含量為10~70%。SiO2
之含量為10%以上，使玻璃之黏性成為logη=2之溫度T2
處於較佳之範圍，向玻璃賦予高強度與龜裂耐性，提高玻璃之穩定性及化學耐久性。SiO2
之含量較佳為15%以上，更佳為20%以上，進而較佳為25%以上。另一方面，SiO2
之含量為70%以下，則可含有用以獲得高折射率之成分。SiO2
之含量較佳為60%以下，更佳為50%以下，進而較佳為40%以下。
Nb2
O5
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，藉由將Nb2
O5
之含量設為5%以上，可提高玻璃之折射率，並且減小阿貝數(vd
)。Nb2
O5
之含量更佳為15%以上，進而較佳為25%以上，特佳為30%以上。
又，若Nb2
O5
之含量為70%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。Nb2
O5
之含量較佳為60%以下，更佳為55%以下，進而較佳為50%以下。
Ta2
O5
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Ta2
O5
之含量為0~30%。藉由將Ta2
O5
之含量設為1%以上，可提高折射率。Ta2
O5
之含量更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若Ta2
O5
之含量為30%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。Ta2
O5
之含量較佳為25%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
又，於本實施形態之光學玻璃中，可含有鹼金屬成分(Li2
O+Na2
O+K2
O)作為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Li2
O+Na2
O+K2
O之含量為0~20%。若Li2
O+Na2
O+K2
O為2%以上，則T2
將易變低，熔解溫度將變低，而可抑制著色。Li2
O+Na2
O+K2
O之含量較佳為4%以上，更佳為6%以上，進而較佳為8%以上，特佳為10%以上。又，藉由將Li2
O+Na2
O+K2
O之含量設為20%以下，可降低失透溫度，獲得較佳之製造特性。Li2
O+Na2
O+K2
O之含量較佳為15%以下，更佳為10%以下，進而較佳為8%以下，特佳為6%以下。
於本實施形態之光學玻璃中，鹼金屬成分(Li2
O、Na2
O、K2
O)中，Li2
O係提高玻璃之強度之成分，若其量較多，則T2
將易變低，變得易失透。因此，本實施形態之光學玻璃中，氧化物基準之質量%之比之值中，Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)較佳為0.45以下。藉由將Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)設為0.45以下，T2
將易變高，變得不易失透，且玻璃之易成形性提高。Li2
O/(Li2
O+Na2
O+K2
O)更佳為0.4以下，進而較佳為0.35以下，特佳為0.3以下。
Li2
O為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Li2
O之含量較佳為0~15%。若含有Li2
O，則可提高強度(Kc)及龜裂耐性(CIL)。Li2
O之含量更佳為0.5%以上，進而較佳為1%以上，進而更佳為3%以上，特佳為5%以上。另一方面，若Li2
O之含量為15%以下，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。Li2
O之含量較佳為10%以下，更佳為7%以下，進而較佳為5%以下，特佳為4%以下。
SrO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，SrO之含量較佳為0~30%。藉由含有SrO成分，可提高玻璃之折射率。SrO之含量更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若該含量為30%以下，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。SrO之含量更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，進而更佳為10%以下，特佳為5%以下。
BaO為任意成分。將母組成之合計設為100%時，BaO之含量較佳為0~50%。藉由含有BaO成分，可提高玻璃之折射率。更佳為1%以上，進而較佳為3%以上，進而更佳為5%以上，特佳為10%以上。若該含量為50%以下，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。BaO之含量更佳為35%以下，進而較佳為20%以下，進而更佳為15%以下，特佳為10%以下。
TiO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，TiO2
之含量為0~55%。若含有TiO2
，則可提高玻璃之折射率，提高玻璃之穩定性。TiO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若TiO2
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，可抑制玻璃之著色。TiO2
之含量較佳為35%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
ZrO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，ZrO2
之含量為0~55%。若含有ZrO2
，則可提高玻璃之折射率，提高化學耐久性。ZrO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若ZrO2
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。ZrO2
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
WO3
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，WO3
之含量為0~55%。若含有WO3
，則可提高玻璃之折射率。WO3
之含量較佳為1%以上，更佳為3%以上，進而較佳為5%以上，特佳為10%以上。
又，若WO3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，可抑制玻璃之著色。WO3
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
Bi2
O3
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，Bi2
O3
之含量為0~55%。若含有Bi2
O3
，則可提高玻璃之折射率。Bi2
O3
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為5%以上，特佳為10%以上。
又，若Bi2
O3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，可抑制玻璃之著色。Bi2
O3
之含量較佳為35%以下，更佳為25%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
TeO2
為任意成分。將母組成之合計設為100%時，TeO2
之含量為0~30%。若含有TeO2
，則可提高玻璃之折射率。TeO2
之含量較佳為1%以上，更佳為5%以上，進而較佳為10%以上，特佳為15%以上。
又，若TeO2
之含量為55%以下，則可降低失透溫度，而且可降低原料成本。TeO2
之含量較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為15%以下，特佳為10%以下。
藉由含有Ln2
O3
(Ln為選自由Y、La、Gd、Yb、及Lu所組成之群中之1種以上)，可提高玻璃之折射率。Ln2
O3
之含量較佳為1%以上，更佳為3%以上，進而較佳為5%以上，特佳為10%以上。另一方面，將母組成之合計設為100%時，若Ln2
O3
之含量為55%以下，則失透溫度將變低，可獲得較佳之製造特性。Ln2
O3
之含量合計較佳為35%以下，進而較佳為20%以下，特佳為15%以下。
作為(3)P2
O5
系，例如可例示含有P2
O5
10~70質量%，且作為高折射率成分含有選自由Nb2
O5
、Ta2
O5
、Li2
O、SrO、BaO、TiO2
、ZrO2
、WO3
、Bi2
O3
、TeO2
及Ln2
O3
(Ln為選自由Y、La、Gd、Yb及Lu所組成之群中之至少1種)所組成之群中之至少1種1%以上之玻璃。
P2
O5
為構成玻璃之玻璃形成成分，使玻璃具有能夠製造之穩定性，減小玻璃轉移溫度與液相溫度之作用較大。但是，將母組成之合計設為100%時，若P2
O5
之含量未達10%，則不能獲得充分之效果。P2
O5
之含量較佳為15%以上，更佳為20%以上，進而較佳為30%以上，特佳為40%以上。又，若P2
O5
之含量為70%以下，則可獲得良好之化學耐久性。P2
O5
之含量較佳為65%以下，更佳為60%以下，進而較佳為55%以下，特佳為50%以下。
再者，關於高折射率成分，由於與上述(2)SiO2
系相同，故不作說明。
進而，本實施形態之光學玻璃較佳為含有Sb2
O3
及SnO2
中之至少一種。該等並非必要成分，但可為了折射率特性之調整、熔融性之提高、著色之抑制、透過率之提高、澄清、化學耐久性之提高等目的而添加。含有該等成分之情形時，該等之含量合計較佳為5%以下，更佳為3%以下，進而較佳為1%以下，特佳為0.5%以下。
[光學玻璃及玻璃成形體之製造方法] 本實施形態之光學玻璃例如如下所示進行製造。 即，首先，為了成為上述特定之玻璃組成，稱量原料，均勻地進行混合。將獲得之原料混合物投入至連續熔解爐，藉由燃燒器進行加熱使原料混合物熔解，藉由消泡、攪拌等使其均質化後，使其自連續熔解爐流出，進行冷卻，使其固化，可獲得本實施形態之光學玻璃。
該冷卻時，本實施形態中，以光學玻璃之Tf與Tg之差(Tf-Tg)成為0℃以上之方式設定條件。為了滿足此種關係，調整製造條件以提高Tf即可，例如，加快與假想溫度相關之(Tg+100℃)至(Tg-150℃)附近之溫度區域之冷卻速度即可。冷卻速度較佳為2℃/min以上。
進而，若滿足上述條件，則該光學玻璃可藉由利用浮式法、輥壓(roll out)法之類之眾所周知之成型方法將熔融之玻璃成形為板狀而製成玻璃板。又，例如使用再熱加壓成形或精密加壓成形等方法，可製作玻璃成形體。即，可自光學玻璃製作模具加壓成形用之透鏡預型體，對該透鏡預型體進行再熱加壓成形後，進行研磨加工而製作玻璃成形體，或例如可進行研磨加工，對製作之透鏡預型體進行精密加壓成形而製作玻璃成形體。再者，製作玻璃成形體之方法不限定於該等方法。
又，關於熔融方法，上述連續熔融法較適合，但除此以外，亦可藉由先前眾所周知之方法製成光學玻璃。例如，亦可將原料混合後而獲得之混合物投入至鉑坩堝、石英坩堝或氧化鋁坩堝進行粗熔融，其後，放入至金坩堝、鉑坩堝、鉑合金坩堝、強化鉑坩堝或銥坩堝並於1200~1400℃之溫度範圍內熔融2~10小時，藉由脫泡、攪拌等使其均質化，進行消泡等後，澆鑄至模具後進行徐冷而製成光學玻璃。
如此製作之玻璃板或玻璃成形體等光學構件對各種光學元件是有用的，但其中特別適合用於(1)可穿戴機器，例如附投影機之眼鏡、眼鏡型或護目鏡型顯示器、假想現實誇大現實顯示裝置、虛像顯示裝置等中使用之導光體、過濾器或透鏡等；(2)車輛用相機、機器人用視覺感測器中使用之透鏡或覆蓋玻璃等。亦適合使用於車輛用相機等置於嚴酷環境之用途。又，亦適合使用於有機電致發光(EL，electroluminescent)用玻璃基板、晶圓級透鏡陣列用基板、透鏡單元用基板、利用蝕刻法之透鏡形成基板、光波導之類之用途。
以上說明之本實施形態之光學玻璃係高折射率且低密度，並且製造特性良好，適合作為可穿戴機器、車輛用、機器人搭載用之光學玻璃。 [實施例]
使用氧化物等原料使Si-Nb系之玻璃熔融，獲得成形為塊狀之光學玻璃。將該光學玻璃粉碎，作為碎玻璃原料。自該碎玻璃原料稱量用於例1~例7之樣品之必需量，分別放入至鉑容器內，於約1400℃下熔融約5小時，澄清、攪拌後，流出至碳框內，以表2中之保持溫度(Tk)及保持時間進行保持。其後，藉由以表2中之冷卻速度，自保持溫度冷卻至常溫(約25℃)而制成例1~例7之板狀成形體。自該板狀成形體製成厚0.5 mm、寬30 mm、深10 mm之樣品。例1~例4為實施例，例5~例7為比較例。
[特性] 對上述獲得之各樣品，以如下方式測定假想溫度(Tf)、玻璃轉移溫度(Tg)、熱膨脹係數(α)、折射率(nd
)、龜裂產生負載、精密徐冷之龜裂產生負載、折射率之最小值與最大值之差、折射率指標值N之最小值與最大值之差。將獲得之結果合併示於表2。再者，空欄係未測定之特性。
假想溫度(Tf)：製成複數個與上述各例之樣品組成相同、形狀相同之試驗片，放入至紅外聚光加熱爐，升溫至玻璃之構造於短時間內緩和之溫度(例如玻璃轉移溫度+100℃以上)並維持，其後，冷卻至比上述加熱溫度低之特定之保持溫度(Tk)，以該Tk保持1小時左右後，急冷至室溫(例如100℃/min左右之冷卻速度)。 將Tk設為不同之複數個溫度(例如(Tg+60℃)、(Tg+30℃)、(Tg))以進行上述試驗，測定此時獲得之各者之玻璃之折射率。進而，以Tk將各試驗片保持2小時左右後，以與上述相同之冷卻速度進行急冷，確認沒有折射率之變化(確認Tf為Tk)。繼而，若能夠確認沒有折射率之變化，則自上述獲得之各試驗片之Tf與折射率之關係製成校正曲線。能夠看到折射率之變化之情形時，則延長Tk之保持時間直至折射率不再變化。 其次，關於上述獲得之各例之樣品，進行折射率之測定，使用上述製成之校正曲線求出Tf。
玻璃轉移溫度(Tg)：使用示差熱膨脹計(TMA)測定之值，藉由JIS R3103-3(2001年)求出。
熱膨脹係數(α)：使用示差熱膨脹計(TMA)測定30~350℃之範圍之線熱膨脹係數，藉由JIS R3102(1995年)求出30~350℃之範圍之平均線熱膨脹係數。
折射率(nd
)：將於各例所獲得之成形體之玻璃加工成一邊為30 mm、厚度為10 mm之三角形狀稜鏡，藉由折射率計(Kalnew公司製造，機器名：KPR-2000)測定。
龜裂產生負載：於保持為濕度30%、溫度25℃之恆溫恆濕槽內，用15秒將設定為負載10、25、50、100、200 g之維氏壓頭打入至玻璃表面(光學研磨面)，該15秒後計算自壓痕之4角產生之龜裂之數目(每個壓痕最大設為4)。以各負載將此反覆實施20次(即，打入壓頭20次)，計算總龜裂數後，用總龜裂產生數/80求出龜裂產生率。對於負載，對獲得之龜裂產生率進行繪圖，將藉由最小平方法擬合S型函數時之龜裂產生率為50%之負載作為龜裂產生負載。
精密徐冷之龜裂產生負載：使用對與各例組成相同之原料進行熔融後進行精密徐冷而獲得之玻璃作為樣品，除此以外藉由與上述相同之方法求出龜裂產生負載。
再者，此處，精密徐冷係將光學玻璃放入箱型電爐且升溫至Tg+30℃(比玻璃轉移溫度高30℃之溫度)，保持一小時後，藉由程式控制以0.1℃/min之冷卻速度冷卻至Tg-150℃(比玻璃轉移溫度低150℃之溫度)，其後自然放冷後進行。
折射率之最小值與最大值之差(Δn)：如上述詳細說明中所記載，自板狀之成形體切出樣品，對側面進行研磨而製成測定試樣。算出測定試樣A面之折射率分佈，求出最小值與最大值之差。
折射率指標值N之最小值與最大值之差：於上述測定試樣之A面，沿著通過A面之重心且與主表面垂直之方向，對每個等分之區間測定數值，使用上述式(1)算出折射率指標值N。於獲得之各區間之折射率指標值N中求出最小值與最大值之差。
[表2]
上述各實施例(例1~例4)之光學玻璃均係折射率(nd
)為1.55以上之高折射率。又，該等光學玻璃係(Tf-Tg)為0℃以上，且能夠提高強度者。因此，適合用於可穿戴機器或車輛用相機或機器人用視覺中使用之光學玻璃。 另一方面，作為比較例之例5~例7之光學玻璃由於(Tf-Tg)為0℃以下，故強度較低。 使用上述碎玻璃原料，以與例1相同之條件製成板狀成形體，製成厚0.5 mm、寬40 mm、深25 mm之樣品，測定龜裂產生負載，係850 mN，為超過350 mN之值。
藉由以上，本實施例之光學玻璃係高折射率，並且提高強度者，適合用作可穿戴機器、車輛用、機器人搭載用等用途之光學玻璃。
10‧‧‧成形體
50‧‧‧樣品
A面‧‧‧樣品向其寬方向延伸之一個側面
B面‧‧‧樣品向其寬方向延伸之另一側面
G1‧‧‧重心
GA‧‧‧A面之重心
圖1係光學玻璃特性之測定時，用以說明測定試樣之圖。 圖2係光學玻璃特性之測定時，用以說明測定試樣之圖。
Claims (9)
- 一種光學玻璃，其特徵在於：其係折射率(nd )為1.55以上者， 上述光學玻璃之假想溫度(Tf)與玻璃轉移溫度(Tg)之差(Tf-Tg)為0℃以上。
- 如請求項1之光學玻璃，其中上述光學玻璃之龜裂產生負載L為350 mN以上。
- 如請求項1或2之光學玻璃，其中上述光學玻璃之龜裂產生負載L比組成與上述光學玻璃相同且熔融後以0.1℃/min進行徐冷所獲得之玻璃之龜裂產生負載L0大98 mN以上。
- 如請求項1至3中任一項之光學玻璃，其中上述光學玻璃之折射率(nd )超過1.74。
- 如請求項1至4中任一項之光學玻璃，其係上述光學玻璃之最大厚度為2 mm以下之板狀或透鏡狀。
- 如請求項5之光學玻璃，其中上述光學玻璃具備具有第1主表面及第2主表面之主表面、以及以分別與上述第1主表面及上述第2主表面鄰接之方式形成之側面；且上述主表面之至少一方之算術平均粗糙度(Ra)為2 nm以下。
- 如請求項6之光學玻璃，其中上述光學玻璃為板狀，且上述主表面之至少一方之面積為8 cm2 以上。
- 一種光學構件，其特徵在於使用如請求項1至7中任一項之光學玻璃。
- 一種可穿戴機器，其特徵在於使用如請求項1至7中任一項之光學玻璃。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017-206156 | 2017-10-25 | ||
| JP2017206156 | 2017-10-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201923410A true TW201923410A (zh) | 2019-06-16 |
| TWI808102B TWI808102B (zh) | 2023-07-11 |
Family
ID=66246396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107135540A TWI808102B (zh) | 2017-10-25 | 2018-10-09 | 光學玻璃、光學構件及可穿戴機器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200247712A1 (zh) |
| EP (1) | EP3702335A4 (zh) |
| JP (1) | JPWO2019082616A1 (zh) |
| CN (1) | CN111263737A (zh) |
| TW (1) | TWI808102B (zh) |
| WO (1) | WO2019082616A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024034360A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Ａｇｃ株式会社 | ガラス基板 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10133763C1 (de) * | 2001-07-11 | 2002-08-14 | Schott Glas | Bleifreie optische Schwerflint-Gläser |
| US7528083B2 (en) * | 2003-06-10 | 2009-05-05 | Kabushiki Kaish Ohara | Optical glass |
| CN1331792C (zh) * | 2003-08-06 | 2007-08-15 | Hoya株式会社 | 玻璃模制透镜的生产方法 |
| JP4957249B2 (ja) * | 2004-07-01 | 2012-06-20 | 旭硝子株式会社 | ＴｉＯ２を含有するシリカガラスおよびその製造方法 |
| JP4923556B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2012-04-25 | 日本電気硝子株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板 |
| JP5088670B2 (ja) * | 2006-04-11 | 2012-12-05 | 日本電気硝子株式会社 | ディスプレイ用ガラス基板 |
| DE102007025601B4 (de) * | 2007-05-31 | 2009-04-30 | Schott Ag | Optische Gläser der Bariumschwerflintlage, deren Verwendung und Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements |
| JP2010105902A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-05-13 | Ohara Inc | 光学ガラス及び分光透過率の劣化抑制方法 |
| JP2010265124A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Olympus Corp | ガラス光学部材の熱処理方法およびガラス光学素子の製造方法 |
| JP5267436B2 (ja) | 2009-11-20 | 2013-08-21 | 旭硝子株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板および磁気ディスク |
| EP2554522B1 (en) * | 2010-03-30 | 2018-01-03 | Asahi Glass Company, Limited | Method for strengthening glass sheet, and device thereof |
| JP2013256439A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-12-26 | Ohara Inc | 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム |
| CN104125935A (zh) * | 2012-06-08 | 2014-10-29 | 日本电气硝子株式会社 | 强化玻璃、强化玻璃板以及强化用玻璃 |
| WO2014196407A1 (ja) * | 2013-06-06 | 2014-12-11 | 旭硝子株式会社 | 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法 |
| US10077205B2 (en) * | 2014-05-15 | 2018-09-18 | Corning Incorporated | Aluminosilicate glasses |
| US11097974B2 (en) * | 2014-07-31 | 2021-08-24 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
| CN106536436B (zh) * | 2014-09-05 | 2019-07-26 | 株式会社尼康 | 光学玻璃、使用有光学玻璃的光学元件、光学装置 |
| DE102014013550A1 (de) * | 2014-09-12 | 2016-03-31 | Schott Ag | Beschichtetes chemisch vorgespanntes flexibles dünnes Glas |
| CN107108331A (zh) * | 2014-12-26 | 2017-08-29 | 旭硝子株式会社 | 玻璃以及化学强化玻璃 |
| CN107108346B (zh) * | 2014-12-31 | 2020-03-27 | 康宁股份有限公司 | 对玻璃制品进行热处理的方法 |
| US10315949B2 (en) * | 2015-02-26 | 2019-06-11 | Corning Incorporated | Fast ion-exchangeable boron-free glasses with low softening point |
| CN106673423A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-05-17 | 旭硝子株式会社 | 风冷强化用玻璃及风冷强化玻璃 |
| CN108290768A (zh) * | 2015-11-24 | 2018-07-17 | 旭硝子株式会社 | 光学玻璃 |
| JP6340390B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-06-06 | 株式会社フジクラ | 光ファイバの製造方法 |
-
2018
- 2018-10-03 JP JP2019550918A patent/JPWO2019082616A1/ja active Pending
- 2018-10-03 EP EP18869938.3A patent/EP3702335A4/en active Pending
- 2018-10-03 CN CN201880069074.7A patent/CN111263737A/zh active Pending
- 2018-10-03 WO PCT/JP2018/037092 patent/WO2019082616A1/ja unknown
- 2018-10-09 TW TW107135540A patent/TWI808102B/zh active
-
2020
- 2020-04-20 US US16/853,023 patent/US20200247712A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111263737A (zh) | 2020-06-09 |
| EP3702335A4 (en) | 2021-08-18 |
| JPWO2019082616A1 (ja) | 2020-11-19 |
| TWI808102B (zh) | 2023-07-11 |
| WO2019082616A1 (ja) | 2019-05-02 |
| EP3702335A1 (en) | 2020-09-02 |
| US20200247712A1 (en) | 2020-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6321312B1 (ja) | 光学ガラスおよび光学部品 | |
| TWI816870B (zh) | 光學玻璃及光學構件 | |
| JP4590386B2 (ja) | 光学ガラス | |
| JP5558755B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム | |
| JP2010235429A (ja) | 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム | |
| WO2009133889A1 (ja) | 光学ガラス | |
| JP7371722B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学部品 | |
| US20200325063A1 (en) | Optical glass and optical member | |
| TWI635064B (zh) | Optical glass, optical components and preforms | |
| JP6537781B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム | |
| TW202142507A (zh) | 玻璃 | |
| US20200247712A1 (en) | Optical glass, optical member, and wearable device | |
| JP5589929B2 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成型用プリフォーム、及び光学素子 |