TW202028141A - 光學玻璃、壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料及光學元件 - Google Patents

光學玻璃、壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料及光學元件 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種在玻璃組成中高價的玻璃成分所占的比例低、折射率高、且具有低色散性的光學玻璃。在所述光學玻璃的以陽離子%表示的玻璃組成中,Ta5+ 含量為0~5陽離子%,陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.60~1.00,陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為0.30~2.40,陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~34.00,陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~33.00,陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為0.00~1.50,陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為0.00~1.00,陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))為0.000~0.100,該光學玻璃的折射率nd為1.9000~2.1500、且阿貝數νd為20.0~35.0。

Description

光學玻璃、壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料及光學元件
本發明涉及光學玻璃、壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料及光學元件。
折射率高且具有低色散性的光學玻璃(高折射率低色散玻璃)作為光學元件用材料是有用的。這樣的高折射率低色散玻璃例如已被專利文獻1公開。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2009-203155號公報
[發明要解決的問題]
如專利文獻1所公開那樣的高折射率低色散玻璃可藉由將由該玻璃形成的透鏡與由超低色散玻璃形成的透鏡等組合並製成接合透鏡,從而補正色差,同時實現光學系統的小型化。 然而,對於專利文獻1中記載的光學玻璃,在各種玻璃成分中大量含有價格較高的成分(例如Ta2 O5 )。然而,為了實現由高折射率低色散玻璃形成的光學元件的低成本化,期望在光學玻璃的玻璃組成中,減少高價的玻璃成分所占的比例。
本發明的一個實施方式提供在玻璃組成中高價的玻璃成分所占的比例低、折射率高、且具有低色散性的光學玻璃。 [解決問題的方法]
本發明的一個實施方式涉及一種光學玻璃,其在以陽離子%表示的玻璃組成中, Ta5+ 含量為0~5陽離子%的範圍, Ti4+ 含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.60~1.00的範圍, Si4+ 與B3+ 的總含量相對於La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為0.30~2.40的範圍, Si4+ 與B3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~34.00的範圍, La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~33.00的範圍, Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為0.00~1.50的範圍, Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為0.00~1.00的範圍, Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量相對於Si4+ 、B3+ 、Zn2+ 、La3+ 、Y3+ 、Zr4+ 及Ti4+ 的總含量的陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))為0.000~0.100的範圍, 該光學玻璃的折射率nd為1.9000~2.1500的範圍,且阿貝數νd為20.0~35.0的範圍。
在光學玻璃的原料化合物中,Ta化合物、Gd化合物、Nb化合物及W化合物價格較高。相對於此,上述光學玻璃中,Ta5+ 含量被抑制於上述範圍。進而,Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 在玻璃組成中所占的比例也得到了抑制。詳細而言,關於Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ ,陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))在上述範圍內。即,在上述光學玻璃的玻璃組成中,作為高價的玻璃成分的Ta5+ 、Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 所占的比例低。藉由在這樣的玻璃組成中,以滿足上述各種陽離子比的方式進行玻璃組成的調整,可以得到具有上述範圍的高折射率nd和上述範圍的阿貝數νd(即低色散性)的光學玻璃。 發明的效果
根據本發明的一個實施方式,可提供作為光學元件用材料,具有有用的光學特性(nd及νd)、且可有助於光學元件的低成本化的光學玻璃。另外,根據一個實施方式,可提供還進一步具有高玻璃穩定性、低比重及低著色(高透射率)中的一種以上物性的光學玻璃。此外,根據本發明的一個實施方式,可提供由上述光學玻璃形成的壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料、及光學元件。
[光學玻璃] 在本發明及本說明書中,只要沒有特別記載,則陽離子成分的含量及總含量以陽離子%表示,只要沒有特別記載,則陰離子成分的含量及總含量以陰離子%表示。 此處,「陽離子%」是以「(所關注的陽離子的個數/玻璃成分的陽離子的總數)×100」而算出的值,表示的是所關注的陽離子量相對於陽離子成分的總量的摩爾百分率。 另外,「陰離子%」是以「(所關注的陰離子的個數/玻璃成分的陰離子的總數)×100」而算出的值,表示的是所關注的陰離子量相對於陰離子成分的總量的摩爾百分率。 陽離子成分彼此的含量的摩爾比與所關注的陽離子成分的以陽離子%表示的含量之比相等,陰離子成分彼此的含量的摩爾比與所關注的陰離子成分的以陰離子%表示的含量之比相等。 陽離子成分的含量與陰離子成分的含量的摩爾比是將全部陽離子成分與全部陰離子成分的總量設為100摩爾%時,所關注的成分彼此的含量(以摩爾%表示)的比率。 各成分的含量可藉由公知的方法、例如電感耦合電漿發射光譜分析法(ICP-AES)、電感耦合電漿質譜分析法(ICP-MS)、離子色譜法等進行定量。 另外,在本發明及本說明書中,構成成分的含量為0%或不含有、不導入是指實質上不包含該構成成分,該構成成分的含量為雜質水準程度以下。雜質水準程度以下是指例如小於0.01%。
以下,對上述光學玻璃(有時簡稱為「玻璃」)更詳細地進行說明。
<玻璃組成> 上述光學玻璃中,Ta5+ 含量在0~5陽離子%的範圍,作為高價的玻璃成分的Ta5+ 含量少。從光學元件的更進一步低成本化的觀點考慮,Ta5+ 含量較佳為4%以下,更佳為3%以下,進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下,更進一步較佳不含Ta5+
上述光學玻璃中,Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量相對於Si4+ 、B3+ 、Zn2+ 、La3+ 、Y3+ 、Zr4+ 及Ti4+ 的總含量的陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ + La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))為0.000~0.100的範圍。即,上述光學玻璃的玻璃組成中Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 所占的比例低。從光學元件的更進一步低成本化的觀點考慮,上述陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))較佳為0.090以下,更佳為0.080以下,進一步較佳為0.070以下,更進一步較佳為0.060以下,更進一步較佳為0.050以下,更進一步較佳為0.040以下,更進一步較佳為0.030以下,更進一步較佳為0.025以下、0.020以下、0.015以下、0.010以下、0.007以下、0.005以下、0.004以下、0.003以下、0.002以下、或0.001以下,更進一步較佳為0.000。即,更進一步較佳不含Gd3+ 、Nb5+ 及W6+
從光學元件的低成本化及玻璃的低比重化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,Gd3+ 與W6+ 的總含量(Gd3+ +W6+ )較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。上述總含量(Gd3+ +W6+ )可以為0%以上,特佳為0%。
另外,在上述光學玻璃中,Gd3+ 與W6+ 的總含量相對於Si4+ 、B3+ 、Zn2+ 、La3+ 、Y3+ 、Zr4+ 及Ti4+ 的總含量的陽離子比((Gd3+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ + La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))較佳為0.000~0.080的範圍。從光學元件的更進一步低成本化的觀點及玻璃的低比重化的觀點考慮,上述陽離子比((Gd3+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))較佳為0.070以下,更佳為0.060以下,進一步較佳為0.050以下,更進一步較佳為0.045以下,更進一步較佳為0.040以下,更進一步較佳為0.035以下,更進一步較佳為0.030以下,更進一步較佳為0.025以下,更進一步較佳為0.020以下,更進一步較佳為0.015以下,更進一步較佳為0.010以下,特佳為0.007以下,更特佳為0.005以下,進一步特佳為0.004以下,更進一步特佳為0.003以下,更進一步特佳為0.002以下,更進一步特佳為0.001以下。上述陽離子比((Gd3+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))特佳為0.000。即,上述光學玻璃特佳不包含Gd3+ 及W6+
Si4+ 及B3+ 為玻璃的網絡形成成分。從提高玻璃穩定性的觀點考慮,Si4+ 與B3+ 的總含量(Si4+ +B3+ )較佳為25%以上,更佳為27%以上,進一步較佳為28%以上,更進一步較佳為29%以上,更進一步較佳為30%以上,更進一步較佳為31%以上。另一方面,從抑制折射率的降低的觀點考慮,上述總含量(Si4+ +B3+ )較佳為55%以下,更佳為45%以下,進一步較佳為40%以下,更進一步較佳為37%以下,更進一步較佳為35%以下,更進一步較佳為34%以下。
從更進一步提高作為高折射率低色散玻璃的上述光學玻璃的玻璃穩定性的觀點、及進一步提高折射率的觀點考慮,B3+ 含量相對於Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比(B3+ /(Si4+ +B3+ ))較佳為0.20以上,更佳為0.30以上,進一步較佳為0.40以上,更進一步較佳為0.50以上,更進一步較佳為0.55以上,更進一步較佳為0.60以上,更進一步較佳為0.61以上,更進一步較佳為0.62以上,更進一步較佳為0.63以上,更進一步較佳為0.64以上,更進一步較佳為0.65以上。另外,從同樣的觀點考慮,上述陽離子比(B3+ /(Si4+ +B3+ ))較佳為0.95以下,更佳為0.90以下,進一步較佳為0.85以下,更進一步較佳為0.83以下,更進一步較佳為0.80以下,更進一步較佳為0.79以下,更進一步較佳為0.78以下,更進一步較佳為0.77以下,更進一步較佳為0.76以下,更進一步較佳為0.75以下。從玻璃的熔融性改善的觀點考慮,也優選上述陽離子比(B3+ /(Si4+ +B3+ ))為上述例示的下限以上。在提高熔融時的玻璃的黏性的方面,也優選上述陽離子比(B3+ /(Si4+ +B3+ ))為上述例示的上限以下。此外,從減少由熔融時的揮發導致的玻璃組成的變化及由此導致的光學特性的變化的觀點考慮,從改善玻璃的化學耐久性、耐候性及機械加工性中的一種以上的觀點考慮,從減少著色的觀點考慮,均優選上述陽離子比(B3+ /(Si4+ +B3+ ))為上述例示的上限以下。
關於作為玻璃的網絡形成成分的Si4+ 與B3+ 的總含量等,如前所述。從改善玻璃的穩定性、熔融性、成形性、化學耐久性、耐候性、機械加工性等的觀點及減少著色的觀點出發,Si4+ 含量及B3+ 含量各自的較佳範圍如下所述。 Si4+ 含量較佳為2%以上,更佳為3%以上,進一步較佳為4%以上,更進一步較佳為5%以上,更進一步較佳為6%以上,更進一步較佳為7%以上。另外,Si4+ 含量較佳為20%以下,更佳為18%以下,進一步較佳為16%以下,更進一步較佳為14%以下,更進一步較佳為12%以下。 B3+ 含量較佳為10%以上,更佳為15%以上,進一步較佳為16%以上,更進一步較佳為17%以上,更進一步較佳為18%以上,更進一步較佳為19%以上。另外,B3+ 含量較佳為40%以下,更佳為40%以下,進一步較佳為35%以下,更進一步較佳為30%以下,更進一步較佳為26%以下,更進一步較佳為25%以下,更進一步較佳為24%以下,更進一步較佳為23%以下。
La3+ 、Gd3+ 及Y3 是具有抑制阿貝數的降低並提高折射率的作用的成分。另外,這些成分也具有改善玻璃的化學耐久性和/或耐候性、提高玻璃化轉變溫度的作用。 從抑制折射率的降低的觀點考慮,La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ )較佳為20%以上,更佳為22%以上,進一步較佳為24%以上,更進一步較佳為26%以上,更進一步較佳為28%以上,更進一步較佳為30%以上,更進一步較佳為32%以上,更進一步較佳為33%以上,更進一步較佳為34%以上,更進一步較佳為35%以上,更進一步較佳為36%以上。此外,從抑制玻璃的化學耐久性和/或耐候性的降低的觀點、以及抑制玻璃化轉變溫度的降低的觀點考慮,也優選上述總含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ )為上述例示的下限以上。如果玻璃化轉變溫度降低,則對玻璃進行機械性加工(切割、切削、磨削、拋光等)時,玻璃變得容易破損(機械加工性的降低)。因此,抑制玻璃化轉變溫度的降低會帶來機械加工性的提高。從以上的觀點考慮,也優選上述總含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ )為上述例示的下限以上。 另一方面,從提高玻璃穩定性的觀點考慮,上述總含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ )較佳為60%以下,更佳為55%以下,進一步較佳為50%以下,更進一步較佳為47%以下,更進一步較佳為45%以下,更進一步較佳為44%以下,更進一步較佳為43%以下,更進一步較佳為42%以下,更進一步較佳為41%以下,更進一步較佳為40%以下,更進一步較佳為39%以下。
從提高玻璃穩定性的觀點及低比重化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,相對於La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量,作為玻璃的網絡形成成分的Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為0.30以上,較佳為0.50以上,更佳為0.60以上,進一步較佳為0.65以上,更進一步較佳為0.70以上,更進一步較佳為0.75以上,更進一步較佳為0.77以上,更進一步較佳為0.79以上,更進一步較佳為0.80以上。 從高折射率化的觀點考慮,上述陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為2.40以下,較佳為2.00以下,更佳為1.50以下,進一步較佳為1.30以下,更進一步較佳為1.10以下,更進一步較佳為1.05以下,更進一步較佳為1.00以下,更進一步較佳為0.95以下,更進一步較佳為0.94以下,更進一步較佳為0.93以下,更進一步較佳為0.92以下,更進一步較佳為0.91以下,特佳為0.90以下。
關於La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的各成分的含量,較佳的範圍如下所述。 La3+ 含量較佳為20%以上,更佳為21%以上,進一步較佳為22%以上,更進一步較佳為23%以上,更進一步較佳為24%以上,更進一步較佳為25%以上,更進一步較佳為26%以上,更進一步較佳為27%以上。另外,La3+ 含量較佳為60%以下,更佳為57%以下,進一步較佳為55%以下,更進一步較佳為53%以下,更進一步較佳為50%以下,更進一步較佳為47%以下,更進一步較佳為45%以下,更進一步較佳為43%以下,更進一步較佳為40%以下,更進一步較佳為37%以下,更進一步較佳為35%以下,特佳為34%以下,更特佳為33%以下,進一步特佳為32%以下,更進一步特佳為31%以下,更進一步特佳為30%以下,更進一步特佳為29%以下。 Gd3+ 含量較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。Gd3+ 含量可以為0%以上,從光學元件的更進一步低成本化及低比重化的觀點考慮,特佳Gd3+ 含量為0%、即不含Gd3+ 。 從改善熔融性及提高玻璃穩定性的觀點考慮,Y3+ 含量較佳為0%以上,更佳為1%以上,進一步較佳為2%以上,更進一步較佳為4%以上,更進一步較佳為6%以上,更進一步較佳為7%以上,更進一步較佳為8%以上,更進一步較佳為9%以上。另外,Y3+ 含量較佳為30%以下,更佳為25%以下,進一步較佳為20%以下,更進一步較佳為17%以下,更進一步較佳為15%以下,更進一步較佳為14%以下,更進一步較佳為13%以下,更進一步較佳為12%以下,更進一步較佳為11%以下。
Yb在稀土元素中,原子量大,存在導致玻璃的比重增加的傾向。另外,Yb在近紅外區具有吸收。另一方面,期望單鏡頭反光相機用的替換鏡頭、監控攝影機的鏡頭在近紅外區的透光率高。因此,為了製成對這些透鏡的製作有用的玻璃,期望Yb3+ 含量少。從以上的觀點考慮,Yb3+ 含量較佳為10%以下,更佳為5%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Yb3+ 含量可以為0%以上,特佳Yb3+ 含量為0%、即不含Yb3+
Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 是具有提高折射率的作用的成分,藉由適量含有,也具有提高玻璃穩定性的作用。從提高玻璃穩定性的觀點考慮,Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ )較佳為0%以上,更佳為5%以上,進一步較佳為10%以上,更進一步較佳為15%以上,更進一步較佳為16%以上,更進一步較佳為17%以上,更進一步較佳為18%以上,更進一步較佳為19%以上,更進一步較佳為20%以上,更進一步較佳為21%以上。另一方面,從保持玻璃穩定性及抑制阿貝數的降低的觀點考慮,Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ )較佳為50%以下,更佳為40%以下,進一步較佳為30%以下,更進一步較佳為29%以下,更進一步較佳為28%以下,更進一步較佳為27%以下,更進一步較佳為26%以下,更進一步較佳為25%以下,更進一步較佳為24%以下。
從保持玻璃穩定性並抑制高色散化的觀點及減少著色的觀點考慮,在上述光學玻璃中,La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30以上,更佳為0.40以上,進一步較佳為0.50以上,更進一步較佳為0.60以上,更進一步較佳為0.70以上,更進一步較佳為0.80以上,更進一步較佳為0.90以上,更進一步較佳為1.00以上,更進一步較佳為1.10以上,更進一步較佳為1.20以上,更進一步較佳為1.30以上,特佳為1.40以上,進一步特佳為1.50以上。另一方面,從抑制折射率的降低並保持玻璃穩定性的觀點及低比重化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,上述陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為33.00以下,較佳為20.00以下,更佳為10.00以下,更進一步較佳為5.00以下,更進一步較佳為4.00以下,更進一步較佳為3.00以下,更進一步較佳為2.50以下,更進一步較佳為2.20以下,更進一步較佳為2.00以下,更進一步較佳為1.90以下,更進一步較佳為1.80以下,特佳為1.70以下。
從高折射率化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量,作為玻璃的網絡形成成分的Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為34.00以下,較佳為30.00以下,更佳為20.00以下,進一步較佳為10.00以下,更進一步較佳為5.00以下,更進一步較佳為4.00以下,更進一步較佳為3.00以下,更進一步較佳為2.50以下,更進一步較佳為2.20以下,更進一步較佳為2.00以下,更進一步較佳為1.90以下,更進一步較佳為1.80以下,特佳為1.70以下,進一步特佳為1.60以下。另一方面,從抑制高色散化、保持玻璃穩定性及減少著色的觀點考慮,上述陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30以上,較佳為0.40以上,更佳為0.50以上,進一步較佳為0.60以上,更進一步較佳為0.70以上,更進一步較佳為0.80以上,更進一步較佳為0.85以上,更進一步較佳為0.90以上,更進一步較佳為0.95以上,更進一步較佳為1.00以上,更進一步較佳為1.05以上,特佳為1.10以上,更特佳為1.15以上,進一步特佳為1.20以上,進一步特佳為1.25以上,更進一步特佳為1.30以上。
從保持玻璃穩定性及減少著色的觀點考慮,在上述光學玻璃中,Ti4+ 含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.60~1.00的範圍。上述陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))較佳為0.70以上,更佳為0.75以上,進一步較佳為0.80以上,更進一步較佳為0.85以上,更進一步較佳為0.90以上,更進一步較佳為0.95以上,更進一步較佳為1.00。
關於Ti4+ 、Nb5+ 及W6+ 的各成分的含量,較佳的範圍如下所述。 Ti4+ 含量較佳為0%以上,更佳為5%以上,進一步較佳為10%以上,更進一步較佳為15%以上,更進一步較佳為16%以上,更進一步較佳為17%以上,更進一步較佳為18%以上,更進一步較佳為19%以上,更進一步較佳為20%以上,更進一步較佳為21%以上。另外,Ti4+ 含量較佳為50%以下,更佳為40%以下,進一步較佳為30%以下,更進一步較佳為29%以下,更進一步較佳為28%以下,更進一步較佳為27%以下,更進一步較佳為26%以下,更進一步較佳為25%以下,更進一步較佳為24%以下。 Nb5+ 含量較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。Nb5+ 含量可以為0%以上,從光學元件的更進一步低成本化的觀點考慮,特佳Nb5+ 含量為0%、即不含Nb5+ 。 W6+ 含量較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。W6+ 含量可以為0%以上,從光學元件的更進一步低成本化、玻璃的低比重化及減少著色的觀點考慮,特佳W6+ 含量為0%、即不含W6+
從光學元件的低成本化及玻璃的低比重化的觀點考慮,Nb5+ 與W6+ 的總含量(Nb5+ +W6+ )較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。上述總含量(Nb5+ +W6+ )可以為0%以上,特佳為0%。
從光學元件的低成本化及玻璃的低比重化的觀點考慮,Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量(Gd3+ +Nb5+ +W6+ )較佳為8%以下,更佳為6%以下,進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。上述總含量(Gd3+ +Nb5+ +W6+ )可以為0%以上,特佳為0%。
Bi3+ 是提高折射率並降低阿貝數的成分。另外,也是容易導致比重、著色增大的成分。從製作具有上述的光學特性、且著色少、低比重的玻璃的方面出發,Bi3+ 含量的較佳範圍如下所述。 Bi3+ 含量較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Bi3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
從保持玻璃穩定性的觀點、以及高折射率化及低色散化的觀點考慮,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 及Ba2+ 的總含量(Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ )較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,上述總含量(Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ )可以為0%以上。在一個實施方式中,上述總含量(Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ )較佳為0%。
從改善玻璃的熔融性、保持玻璃穩定性及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量(Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )較佳為0%以上,更佳為0.05%以上,進一步較佳為0.1%以上。另一方面,從保持玻璃穩定性的觀點、以及高折射率化及低色散化的觀點考慮,上述總含量(Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )較佳為30%以下,更佳為25%以下,進一步較佳為20%以下,更進一步較佳為15%以下,更進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為8%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下。
從保持玻璃穩定性、高折射率化及低色散化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為1.500以下,較佳為1.000以下,更佳為0.800以下,進一步較佳為0.500以下,更進一步較佳為0.400以下,更進一步較佳為0.300以下,更進一步較佳為0.250以下,更進一步較佳為0.200以下,更進一步較佳為0.150以下,更進一步較佳為0.100以下,更進一步較佳為0.080以下,更進一步較佳為0.060以下,更進一步較佳為0.040以下,特佳為0.020以下,更特佳為0.010以下,進一步特佳為0.007以下,更進一步特佳為0.005以下。另外,上述陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為0.00以上,從改善玻璃的熔融性、保持玻璃穩定性及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,較佳為0.00以上,更佳為0.001以上,進一步較佳為0.003以上,更進一步較佳為0.005以上。
從保持玻璃穩定性及低比重化的觀點考慮,在上述光學玻璃中,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為1.000以下,較佳為0.900以下,更佳為0.800以下,進一步較佳為0.700以下,更進一步較佳為0.600以下,更進一步較佳為0.550以下,更進一步較佳為0.500以下,更進一步較佳為0.450以下,更進一步較佳為0.400以下,更進一步較佳為0.350以下,更進一步較佳為0.300以下,更進一步較佳為0.250以下,更進一步較佳為0.200以下,特佳為0.150以下,更特佳為0.100以下,進一步特佳為0.090以下。另外,上述陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為0.00以上,從改善玻璃的熔融性及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,較佳為0.001以上,更佳為0.003以上,進一步較佳為0.005以上。
Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 及Ba2 +均為具有改善玻璃的熔融性的作用的成分。然而,這些成分的含量變多時,存在玻璃穩定性降低的傾向。從以上的觀點考慮,這些成分各自的含量的較佳範圍如下所述。 Mg2+ 含量較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Mg2+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Ca2 +含量較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Ca2 +含量可以為0%以上,也可以為0%。 Sr2 +含量較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Sr2 +含量可以為0%以上,也可以為0%。 Ba2 +含量較佳為20%以下,更佳為15%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為5%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Ba2 +含量可以為0%以上,也可以為0%。
從改善玻璃的熔融性、穩定性、成形性、機械加工性等,實現上述的光學特性的觀點考慮,Zn2+ 含量的較佳範圍如下所述。 Zn2+ 含量可以為0%以上,較佳為0.03%以上,更佳為0.05%以上,進一步較佳為0.08%以上,更進一步較佳為0.1%以上。另外,Zn2+ 含量較佳為30%以下,更佳為25%以下,進一步較佳為20%以下,更進一步較佳為15%以下,更進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為8%以下,更進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下。
關於Zn2+ ,從改善玻璃穩定性並實現上述的光學特性的觀點考慮,Zn2+ 含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比(Zn2+ /(La3+ +Y3 ))較佳為0.66以下,更佳為0.50以下,進一步較佳為0.40以下,更進一步較佳為0.30以下,更進一步較佳為0.25以下,更進一步較佳為0.20以下,更進一步較佳為0.15以下,更進一步較佳為0.13以下,更進一步較佳為0.12以下,更進一步較佳為0.11以下,更進一步較佳為0.10以下,特佳為0.090以下,更特佳為0.085以下,進一步特佳為0.080以下。另外,從抑制玻璃化轉變溫度的降低(基於此的機械加工性的改善)及提高化學耐久性的觀點考慮,也優選上述陽離子比(Zn2+ /(La3+ +Y3+ ))小。上述陽離子比(Zn2+ /(La3+ +Y3+ ))可以為0.00%以上,從改善熔融性及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,較佳大於0.00%。上述陽離子比(Zn2+ /(La3+ +Y3+ ))更佳為0.001以上,進一步較佳為0.003以上,更進一步較佳為0.005以上。
從改善玻璃穩定性並實現上述的光學特性的觀點考慮,Zn2+ 與Ba2+ 的總含量相對於La3+ 含量的陽離子比((Zn2+ +Ba2+ )/La3+ )較佳為0.00以上,更佳為0.001以上,進一步較佳為0.003以上,更進一步較佳為0.005以上,更進一步較佳為0.008以上。從改善熔融性、低比重化及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,上述陽離子比((Zn2+ +Ba2+ )/La3+ )較佳為0.66以下,更佳為0.50以下,進一步較佳為0.40以下,更進一步較佳為0.30以下,更進一步較佳為0.25以下,更進一步較佳為0.20以下,更進一步較佳為0.16以下,更進一步較佳為0.14以下,更進一步較佳為0.13以下,更進一步較佳為0.12以下,更進一步較佳為0.11以下,特佳為0.100以下,進一步特佳為0.090以下。
從改善玻璃穩定性並實現上述的光學特性的觀點考慮,Zn2+ 與Ba2+ 的總含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比((Zn2+ +Ba2+ )/(La3+ +Y3+ ))較佳為0.00以上,更佳為0.001以上,進一步較佳為0.003以上,更進一步較佳為0.005以上。從改善熔融性、低比重化及抑制玻璃化轉變溫度的過度上升的觀點考慮,上述陽離子比((Zn2+ +Ba2+ )/(La3+ +Y3+ ))較佳為0.66以下,更佳為0.50以下,進一步較佳為0.40以下,更進一步較佳為0.30以下,更進一步較佳為0.25以下,更進一步較佳為0.20以下,更進一步較佳為0.15以下,更進一步較佳為0.13以下,更進一步較佳為0.12以下,更進一步較佳為0.11以下,更進一步較佳為0.10以下,特佳為0.090以下,更特佳為0.085以下,進一步特佳為0.080以下。
Li+ 的降低玻璃化轉變溫度的作用強,因此,其含量變多時,機械加工性表現出降低的傾向。另外,玻璃穩定性、化學耐久性及耐候性也表現出降低的傾向。因此,Li+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Li+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Na+ 、K+ 、Rb+ 及Cs+ 均具有改善玻璃的熔融性的作用,但它們的含量變多時,玻璃穩定性、化學耐久性、耐候性、機械加工性表現出降低的傾向。因此,Na+ 、K+ 、Rb+ 及Cs+ 的各含量的較佳範圍如下所述。 Na+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Na+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 K+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,K+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Rb+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Rb+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Cs+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Cs+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Al3+ 是具有改善玻璃的化學耐久性及耐候性的作用的成分。然而,Al3+ 的含量變多時,有時會觀察到折射率降低的傾向、玻璃穩定性降低的傾向、熔融性降低的傾向。考慮到以上的方面,Al3+ 含量的較佳範圍如下所述。 Al3+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Al3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Zr4+ 是具有提高折射率的作用的成分,藉由適量含有,也具有改善玻璃穩定性的作用。另外,Zr4+ 藉由提高玻璃化轉變溫度,也具有使玻璃在機械加工時不易破損的作用。從良好地得到這些作用的觀點考慮,Zr4+ 含量較佳為0%以上,更佳為1%以上,進一步較佳為2%以上,更進一步較佳為3%以上,更進一步較佳為4%以上。從改善玻璃穩定性的觀點考慮,Zr4+ 含量較佳為15%以下,更佳為13%以下,進一步較佳為10%以下,更進一步較佳為9%以下,更進一步較佳為8%以下,更進一步較佳為7%以下,更進一步較佳為6%以下。
P5+ 是降低折射率的成分,也是降低玻璃穩定性的成分,但如果是極少量的導入,則有時會改善玻璃穩定性。從得到具有上述的光學特性且玻璃穩定性優異的玻璃的方面出發,P5+ 含量的較佳範圍如下所述。 P5+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,P5+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Ga3+ 、In3+ 、Sc3+ 及Hf4+ 均具有提高折射率的作用。然而,這些成分不是得到上述玻璃所必須的成分。Ga3+ 、In3+ 、Sc3+ 及Hf4+ 的各含量的較佳範圍如下所述。 Ga3+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Ga3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 In3+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,In3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Sc3+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Sc3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Sc3+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Sc3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。 Hf4+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為2%以下。另外,Hf4+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Lu3+ 具有提高折射率的作用,但也是導致玻璃的比重增加的成分。另外,Lu與Gd及Yb同樣是重稀土元素,因此,從玻璃的穩定供給的觀點考慮,期望Lu3+ 含量少。從以上的觀點考慮,Lu3+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為2%以下。另外,Lu3+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Ge4+ 具有提高折射率的作用,但從光學元件的更進一步低成本化的觀點考慮,Ge4+ 含量較佳為10%以下,更佳為8%以下,進一步較佳為6%以下,更進一步較佳為4%以下,更進一步較佳為2%以下。另外,Ge4+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Te4+ 是提高折射率的成分,但從對環境的擔憂等的觀點考慮,優選Te4+ 含量少。Te4+ 含量較佳為5%以下,更佳為4%以下,進一步較佳為3%以下,更進一步較佳為2%以下,更進一步較佳為1%以下。另外,Te4+ 含量可以為0%以上,也可以為0%。
Pb、As、Cd、Tl、Be及Se分別具有毒性。因此,優選不含這些元素、即不將這些元素作為玻璃成分導入玻璃中。 U、Th及Ra均為放射性元素。因此,優選為不含這些元素、即不將這些元素作為玻璃成分導入玻璃中。 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr,Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Ce會導致玻璃的著色增加、或成為螢光的發生源,不優選作為光學元件用的玻璃中所含的元素。因此,優選為不含這些元素、即不將這些元素作為玻璃成分導入玻璃中。
Sb及Sn是作為澄清劑發揮功能的可任選添加的元素。 上述光學玻璃的Sb含量以Sb3+ 的含量計例如可以為0.40%以下、0.20%以下、0.10%以下、0.05%以下、0.02%以下、0.01%以下。Sb3+ 含量可以為0.00%以上,也可以為0.00%。 上述光學玻璃的Sn含量以Sn2+ 的含量計例如可以為0.40%以下、0.20%以下、0.10%以下、0.05%以下、0.02%以下、0.01%以下。Sb3+ 含量可以為0.00%以上,也可以為0.00%。
以上,對陽離子成分進行了說明。接下來,對陰離子成分進行說明。
上述光學玻璃可以是氧化物玻璃,可含有O2- 作為陰離子成分。O2- 含量較佳為95.0陰離子%以上,更佳為97.0陰離子%以上,進一步較佳為98.0陰離子%以上,更進一步較佳為99.0陰離子%以上,更進一步較佳為99.5陰離子%以上,更進一步較佳為100陰離子%。
作為除O2- 以外的陽離子成分,可例示出F- 、Cl- 、Br- 及I- 。然而,F- 、Cl- 、Br- 及I- 均容易在玻璃的熔融中揮發。由於這些成分的揮發,存在導致玻璃的物性發生變化、玻璃的均質性降低、或熔融設備的消耗變得明顯的傾向。因此,優選將F- 、Cl- 、Br- 及I- 的總含量抑制為從100陰離子%中減去了O2- 的含量的量。
<玻璃物性> (折射率nd、阿貝數νd) 上述光學玻璃是折射率nd為1.9000~2.1500的範圍、且阿貝數νd為20.0~35.0的範圍的高折射率低色散玻璃。從作為光學元件用材料的有用性的觀點考慮,折射率nd及阿貝數νd的較佳範圍如下所述。 折射率nd為1.9000以上,較佳為1.9500以上,更佳為1.9600以上,進一步較佳為1.9700以上,更進一步較佳為1.9800以上,更進一步較佳為1.9850以上,更進一步較佳為1.9900以上,更進一步較佳為1.9950以上,更進一步較佳為2.0000以上。另外,折射率nd為2.1500以下,較佳為2.1000以下,更佳為2.0500以下,進一步較佳為2.0300以下,更進一步較佳為2.0100以下,更進一步較佳為2.0020以下。 阿貝數νd是表示與色散相關的性質的值,使用d射線、F射線、C射線下的各折射率nd、nF、nC表示為νd=(nd-1)/(nF-nC)。阿貝數為35.0以下,較佳為34.0以下,更佳為33.0以下,進一步較佳為32.0以下,更進一步較佳為31.0以下,更進一步較佳為30.5以下,更進一步較佳為30.0以下,更進一步較佳為29.5以下。另外,阿貝數νd為20.0以上,較佳為21.0以上,更佳為22.0以上,進一步較佳為23.0以上,更進一步較佳為24.0以上,更進一步較佳為25.0以上,更進一步較佳為26.0以上,更進一步較佳為27.0以上,更進一步較佳為27.5以上,更進一步較佳為28.0以上,更進一步較佳為28.3以上。 另外,較佳折射率nd與阿貝數νd滿足下述關係式中的一個以上。 nd≥2.3700-0.0140×νd nd≥2.1450-0.0070×νd nd≥2.3900-0.0140×νd nd≥2.1510-0.0070×νd nd≥2.3960-0.0140×νd nd≥2.1550-0.0070×νd nd≥2.4000-0.0140×νd nd≥2.1600-0.0070×νd nd≥2.1700-0.0070×νd nd≥2.0715-0.0380×νd nd≥2.0915-0.0380×νd nd≥2.1015-0.0380×νd nd≤2.4900-0.0140×νd nd≤2.4500-0.0140×νd nd≤2.4300-0.0140×νd nd≤2.4200-0.0140×νd 在本發明及本說明書中,只要沒有特別記載,「折射率」是指「折射率nd」,「阿貝數」是指「阿貝數νd」。
(部分色散特性Pg,F) 從色差補正的觀點考慮,上述光學玻璃優選為將阿貝數νd固定時,部分色散比小的玻璃。 此處,部分色散比Pg,F可使用g射線、F射線、c射線下的各折射率ng、nF、nc而表示為(ng-nF)/(nF-nc)。 從提供適於高階的色差補正的高折射率低色散玻璃的觀點考慮,上述光學玻璃的部分色散比Pg,F的較佳範圍如下所述。 部分色散比Pg,F較佳為0.6500以下,更佳為0.6300以下,進一步較佳為0.6200以下,更進一步較佳為0.6100以下,更進一步較佳為0.6000以下。另外,部分色散比Pg,F較佳為0.5700以上,更佳為0.5800以上,進一步較佳為0.5820以上,更進一步較佳為0.5850以上,更進一步較佳為0.590以上。
(液相溫度LT) 從抑制玻璃製造時的結晶化的觀點考慮,上述光學玻璃的液相溫度LT較佳為1400℃以下,更佳為1380℃以下,進一步較佳為1360℃以下,更進一步較佳為1340℃以下,更進一步較佳為1320℃以下,更進一步較佳為1310℃以下,更進一步較佳為1300℃以下,更進一步較佳為1290℃以下,更進一步較佳為1280℃以下,更進一步較佳為1270℃以下,更進一步較佳為1260℃以下。液相溫度LT可以為例如1150℃以上。需要說明的是,優選為液相溫度低,因此,液相溫度也可以小於1150℃,其下限沒有特別限定。
(玻璃化轉變溫度Tg) 上述光學玻璃的玻璃化轉變溫度Tg沒有特別限定,但從機械加工性的觀點考慮,較佳為630℃以上。藉由使玻璃化轉變溫度為630℃以上,可以在進行切割、切削、磨削、拋光等玻璃的機械加工時,使玻璃不易發生破損。從機械加工性的觀點考慮,玻璃化轉變溫度Tg較佳為640℃以上,進一步較佳為700℃以上,更進一步較佳為710℃以上,更進一步較佳為720℃以下,更進一步較佳為730℃以上,更進一步較佳為740℃以上,更進一步較佳為745℃以上。另一方面,從減輕對退火爐、成形模具的負擔的觀點考慮,玻璃化轉變溫度Tg較佳為800℃以下,更佳為790℃以下,進一步較佳為780℃以下,更進一步較佳為775℃以下,更進一步較佳為770℃以下,更進一步較佳為765℃以下,更進一步較佳為760℃以下。
(比重、比重/nd) 在構成光學系統的光學元件(透鏡)中,折射力由構成透鏡的玻璃的折射率和透鏡的光學功能面(想要控制的光線入射、出射的面)的曲率決定。而如果想要提高光學功能面的曲率,則透鏡的厚度也要增加。其結果是導致透鏡變重。與此相對,如果使用折射率高的玻璃,則即使不增加光學功能面的曲率也能夠得到大的折射力。 可見,如果可以在抑制玻璃比重的增加的同時提高折射率,則可實現具有一定折射力的光學元件的輕質化。 從以上的觀點考慮,上述光學玻璃的比重較佳為5.40以下,更佳為5.35以下,進一步較佳為5.30以下,更進一步較佳為5.25以下,更進一步較佳為5.20以下,更進一步較佳為5.15以下,更進一步較佳為5.10以下,更進一步較佳為5.05以下,更進一步較佳為5.00以下。比重越低,從光學元件的輕質化的觀點考慮越佳,因此,對於上述光學玻璃的比重的下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的比重可以為例如4.30以上、4.40以上、4.50以上、4.60以上、4.70以上、4.75以上、4.77以上、4.80以上或4.85以上。 另外,從同樣的觀點考慮,用上述光學玻璃的比重除以折射率nd而得到的值(比重/nd)較佳為2.80以下,更佳為2.70以下,進一步較佳為2.65以下,更進一步較佳為2.60以下,更進一步較佳為2.56以下,更進一步較佳為2.54以下,更進一步較佳為2.52以下,更進一步較佳為2.51以下,更進一步較佳為2.50以下。「比重/nd」的值越小,從光學元件的輕質化的觀點考慮越佳,因此,對上述光學玻璃的「比重/nd」的值的下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的「比重/nd」可以為例如2.20以上、2.30以上、2.35以上、2.36以上、2.37以上、2.38以上、2.39以上、2.40以上、2.41以上、2.42以上或2.43以上。
(著色度λ5、λ70) 可根據著色度λ5來評價玻璃的透光性、具體是指抑制了短波長側的光吸收端的長波長化。著色度λ5是指,從紫外區至可見區、厚度10mm的玻璃的分光透射率(包括表面反射損失)達到5%的波長。後述的實施例中所示的λ5是在250~700nm的波長區測定得到的值。更詳細而言,分光透射率是指,例如使用拋光成10.0±0.1mm的厚度的具有相互平行的平面的玻璃試樣,對上述經拋光的面從垂直方向入射光而得到的分光透射率,即,是在將入射至上述玻璃試樣的光的強度設為Iin、將透過上述玻璃試樣後的光的強度設為Iout時的Iout/Iin。 根據著色度λ5,可以定量地評價分光透射率的短波長側的吸收端。在為了製作接合透鏡而藉由紫外線固化型黏接劑將透鏡彼此接合時等,可進行下述操作:透過光學元件對黏接劑照射紫外線,使黏接劑固化。從高效地進行紫外線固化型黏接劑的固化的觀點考慮,優選為分光透射率的短波長側的吸收端在短的波長區域內。作為定量地評價該短波長側的吸收端的指標,可使用著色度λ5。上述光學玻璃可顯示出較佳400nm以下、更佳390nm以下、進一步較佳385nm以下、更佳380nm以下、更進一步較佳378nm以下、更進一步較佳376nm以下、更進一步較佳374nm以下、更進一步較佳372nm以下、更進一步較佳370nm以下的λ5。λ5越低越佳,其下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ5可以為330nm以上、340nm以上、345nm以上、350nm以上、355nm以上、356nm以上、357nm以上、358nm以上、359nm以上、360nm以上、361nm以上、362nm以上或363nm以上。
另一方面,作為玻璃的著色度的指標,還可舉出著色度λ70。λ70表示藉由針對λ5記載的方法測定的分光透射率達到70%的波長。從製成著色少的玻璃的觀點考慮,λ70較佳為500nm以下、更佳為490nm以下、進一步較佳為480nm以下、更佳為470nm以下、更進一步較佳為460nm以下、更進一步較佳為457nm以下、更進一步較佳為455nm以下、更進一步較佳為450nm以下、更進一步較佳為445nm以下、更進一步較佳為440nm以下。λ70越低越佳,其下限沒有特别限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ70可以為370nm以上、380nm以上、390nm以上、400nm以上、410nm以上、420nm以上、425nm以上、430nm以上、或435nm以上。
(λ5/nd、λ5/νd、λ70/nd、λ70/νd) 關於著色度,優選為可抑制玻璃的著色度的上升並提高折射率。另外,也優選為可抑制玻璃的著色度的上升並低色散化。 從以上的觀點考慮,用上述光學玻璃的λ5除以折射率nd而得到的值(λ5/nd)較佳為195.00nm以下,更佳為190.00nm以下,進一步較佳為188.00nm以下,更進一步較佳為187.50nm以下,更進一步較佳為187.00nm以下,更進一步較佳為186.50nm以下,更進一步較佳為186.00nm以下,更進一步較佳為185.55nm以下,更進一步較佳為185.00nm以下。另外,λ5/nd越低越佳,其下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ5/nd可以為160.00nm以上、170.00nm以上、171.00nm以上、172.00nm以上、173.00nm以上、174.00nm以上、175.00nm以上、176.00nm以上、177.00nm以上、或178.00nm以上。 用上述光學玻璃的λ5除以阿貝數νd而得到的值(λ5/νd)較佳為20.00nm以下,更佳為15.00nm以下,進一步較佳為14.00nm以下,更進一步較佳為13.00nm以下,更進一步較佳為12.90nm以下,更進一步較佳為12.80nm以下,更進一步較佳為12.70nm以下。另外,λ5/νd越低越佳,其下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ5/νd可以為8.00nm以上、8.50nm以上、9.00nm以上、9.50nm以上、10.00nm以上、10.50nm以上、11.00nm以上、11.50nm以上、11.70nm以上、12.00nm以上、12.10nm以上、12.20nm以上、12.30nm以上、12.40nm以上或12.50nm以上。 用上述光學玻璃的λ70除以折射率nd而得到的值(λ70/nd)較佳為270.00nm以下,更佳為260.00nm以下,進一步較佳為250.00nm以下,更進一步較佳為240.00nm以下,更進一步較佳為235.00nm以下,更進一步較佳為230.00nm以下,更進一步較佳為227.00nm以下,更進一步較佳為225.00nm以下。另外,λ70/nd越低越佳,其下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ70/nd可以為190.00nm以上、200.00nm以上、205.00nm以上、210.00nm以上、212.00nm以上、214.00nm以上、216.00nm以上、218.00nm以上、或220.00nm以上。 用上述光學玻璃的λ70除以阿貝數νd而得到的值(λ70/νd)較佳為25.00nm以下,更佳為22.00nm以下,進一步較佳為20.00nm以下,更進一步較佳為19.00nm以下,更進一步較佳為18.00nm以下,更進一步較佳為17.00nm以下,更進一步較佳為16.00nm以下。另外,λ70/νd越低越佳,其下限沒有特別限定。在一個實施方式中,上述光學玻璃的λ70/νd可以為8.00nm以上、9.00nm以上、10.00nm以上、11.00nm以上、12.00nm以上、13.00nm以上、14.00nm以上或15.00nm以上。
<玻璃的製造方法> 上述光學玻璃可藉由例如以得到所需的特性的方式對玻璃原料進行調配、熔融、成形而得到。作為玻璃原料,使用例如磷酸鹽、氟化物、鹼金屬化合物、鹼土類金屬化合物等即可。關於玻璃的熔融法、成形法,利用公知的方法即可。
[壓製成形用玻璃原材料、光學元件坯料、及它們的製造方法] 本發明的另一個實施方式涉及: 由上述光學玻璃形成的壓製成形用玻璃原材料;以及 由上述光學玻璃形成的光學元件坯料。
根據本發明的另一個實施方式,還提供: 具備將上述光學玻璃成形為壓製成形用玻璃原材料的製程的壓製成形用玻璃原材料的製造方法; 具備使用壓製成形模具對上述壓製成形用玻璃原材料進行壓製成形而製作光學元件坯料的製程的光學元件坯料的製造方法;以及 具備將上述光學玻璃成形為光學元件坯料的製程的光學元件坯料的製造方法。
光學元件坯料是指,與目標的光學元件的形狀近似、並在光學元件的形狀上加上了拋光料(會藉由拋光而除去的表面層)、根據需要加上了磨削料(會藉由磨削而除去的表面層)的光學元件母材。藉由對光學元件坯料的表面進行磨削、拋光,從而對光學元件進行精加工。在一個實施方式中,可以藉由對將上述光學玻璃適量熔融而得到的熔融玻璃進行壓製成形的方法(稱作直壓法(direct press method)),從而製作光學元件坯料。在另一個實施方式中,也可以藉由將上述玻璃適量熔融而得到的熔融玻璃凝固,從而製作光學元件坯料。
另外,在另一個實施方式中,可以藉由製作壓製成形用玻璃原材料、並對製作的壓製成形用玻璃原材料進行壓製成形,從而製作光學元件坯料。
壓製成形用玻璃原材料的壓製成形可藉由利用壓製成形模具對加熱而處於軟化的狀態下的壓製成形用玻璃原材料進行壓製的公知方法進行。加熱、壓製成形均可以在大氣中進行。藉由在壓製成形後進行退火而減少玻璃內部的應變,可以得到均質的光學元件坯料。
就壓製成形用玻璃原材料而言,除了保持其原有狀態而直接供於用於製作光學元件坯料的壓製成形的被稱作壓製成形用玻璃料滴(glass gob)的原材料以外,還包括在實施切割、磨削、拋光等機械加工並經過壓製成形用玻璃料滴後供於壓製成形的原材料。作為切割方法,包括下述方法:對玻璃板表面的要切割的部分藉由被稱作劃線(Scribing)的方法形成槽,從形成有槽的一面的背面向槽的部分施加局部的壓力,在槽的部分將玻璃板切開的方法;或利用切割刀切割玻璃板的方法等。另外,作為磨削、拋光方法,可舉出滾筒拋光等。
可以藉由例如將熔融玻璃澆鑄到鑄模中並成形為玻璃板,將該玻璃板切割成多片玻璃片,從而製作壓製成形用玻璃原材料。或者,也可以將適量的熔融玻璃成形而製作壓製成形用玻璃料滴。還可以藉由將壓製成形用玻璃料滴再加熱、軟化,進行壓製成形而製作,從而製作光學元件坯料。將玻璃再加熱、軟化、進行壓製成形從而製作光學元件坯料的方法相對於直壓法而言,被稱作再熱壓法(reheat press method)。
[光學元件及其製造方法] 本發明的另一個實施方式涉及: 由上述光學玻璃形成的光學元件。 上述光學元件使用上述光學玻璃而製作。在上述光學元件中,可以在玻璃表面形成例如防反射膜等的多層膜等一層以上的塗層。
另外,根據本發明的一個實施方式,還可以提供: 具備藉由對上述光學元件坯料進行磨削和/或拋光而製作光學元件的製程的光學元件的製造方法。
在上述光學元件的製造方法中,磨削、拋光採用公知的方法即可,藉由在加工後將光學元件表面充分清洗、乾燥等,從而可以得到內部品質及表面品質高的光學元件。這樣一來,可得到由上述光學玻璃形成的光學元件。作為光學元件,可例示出球面透鏡、非球面透鏡、微透鏡等各種透鏡、棱鏡等。
另外,由上述光學玻璃形成的光學元件也適宜用作構成接合光學元件的透鏡。作為接合光學元件,可例示出將透鏡彼此接合而成的元件(接合透鏡)、將透鏡與棱鏡接合而成的元件等。例如,接合光學元件可藉由下述方法製作:對待接合的2個光學元件的接合面以使它們的形狀成為反轉形狀的方式精密地進行加工(例如球面拋光加工),塗佈用於接合透鏡的黏接的紫外線固化型黏接劑,使它們貼合後透過透鏡照射紫外線,使黏接劑固化,由此製作接合光學元件。作為用於如此地製作接合光學元件的光學元件用材料,優選為上述光學玻璃。可使用阿貝數νd不同的多種光學玻璃分別製作待接合的多個光學元件,並藉由接合,由此可製成適於補正色差的元件。
對於玻璃組成的定量分析的結果,有時將玻璃成分以氧化物基準表示,將玻璃成分的含量表示為質量%。如此地以氧化物為基準且表示為質量%的組成可藉由例如如下所述的方法換算成以陽離子%、陰離子%表示的組成。 在玻璃中包含N種玻璃成分時,將第k個玻璃成分表示為A(k)m On 。其中,k為1以上且N以下的任意整數。 A(k)為陽離子,O為氧,m和n為可藉由化學計量方式確定的整數。例如,在按照氧化物基準而記作B2 O3 的情況下,為m=2、n=3,SiO2 的情況下,為m=1、n=2。 接下來,將A(k)m On 的含量設為X(k)[質量%]。這裡,將A(k)的原子量設為P(k)、將氧O的原子序數設為Q時,A(k)m On 的形式上的分子量R(k)為 R(k)=P(k)×m+Q×n。 進而,設為B=100/{Σ[m×X(k)/R(k)]}時,陽離子成分A(k)s+ 的含量(陽離子%)為[X(k)/R(k)]×m×B(陽離子%)。這裡,Σ表示k=1至N的m×X(k)/R(K)的總和。m根據k而變化。s為2n/m。 另外,對於分子量R(k),將小數點後第4位四捨五入、利用表示至小數點後第3位的值來計算即可。需要說明的是,關於幾種玻璃成分、添加劑,將以氧化物為基準的寫法中的分子量示於下述表1。
Figure 02_image001
[實施例]
以下,結合實施例更詳細地說明本發明。然而,本發明並不限定於實施例所示的方案。
<實施例1> 以成為下表所示的玻璃組成的方式,分別使用相應的硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氧化物、硼酸等作為用於導入各成分的原料,稱量原料,充分混合,製成了調配原料。 將該調配原料放入鉑製坩堝,進行了加熱、熔融。熔融後,將熔融玻璃注入鑄模,自然冷卻至玻璃化轉變溫度附近後立即放入退火爐,在玻璃化轉變溫度範圍內進行約1小時的退火處理後,在爐內自然冷卻至室溫,由此得到了表1所示的各光學玻璃(氧化物玻璃)。 關於以下的表所示的各光學玻璃的陰離子成分,O2- 含量為100陰離子%。 利用光學顯微鏡對得到的光學玻璃進行放大觀察時,未觀察到結晶的析出、鉑粒子等異物、泡,也未觀察到條痕。 將如此得到的光學玻璃的各種物性示於下表。 藉由以下所示的方法測定了光學玻璃的各物性。
<光學玻璃的物性評價> (1) 折射率nd、ng、nF、nC及阿貝數νd 對以降溫速度-30℃/小時降溫而得到的玻璃,藉由日本光學硝子工業會標準的折射率測定法,測定了折射率nd、ng、nF、nC、阿貝數νd。
(2) 部分色散比Pg,F 根據藉由上述(1)求出的折射率ng、nF、nC,計算出了部分色散比Pg,F。
(3) 玻璃化轉變溫度Tg 使用NETZSCH公司製造的差示掃描量熱分析裝置(DSC3300),將升溫速度設為10℃/分,測定了玻璃化轉變溫度Tg。
(4) 液相溫度LT 將由下表所示的各玻璃形成的玻璃試樣(體積:10cm3 )放入鉑製坩堝內,在設定為1400℃的玻璃熔解爐內保持20分鐘,使玻璃試樣充分熔融而成為熔融狀態後,將鉑製坩堝從玻璃熔解爐中取出,在鉑製坩堝內,將玻璃試樣放置冷卻、直到玻璃試樣的溫度達到500℃以下。然後,將上述鉑製坩堝放入設定為溫度T℃的玻璃熔解爐內並保持2小時,取出至爐外後,立即(在8秒以內)將放入有玻璃試樣的鉑製坩堝置於室溫的耐火物(磚等)上,將玻璃試樣冷卻至室溫。這裡的室溫是-10~80℃的範圍的溫度。然後,藉由肉眼觀察玻璃試樣的表面及內部,確認了結晶的有無。在1100~1350℃的範圍內以10℃幅度改變上述的溫度T℃並重複進行上述實驗,將在玻璃試樣的表面及內部未確認到結晶的最低溫度設為液相溫度LT。
(5) 比重、比重/nd 藉由阿基米德法測定了比重。 計算出用測定的比重除以藉由上述(1)求出的折射率nd而得到的值(比重/nd)。
(6) 著色度λ5、λ70 使用具有相互對置的2個經光學拋光的平面的厚度10±0.1mm的玻璃試樣,藉由分光光度計,相對於經拋光的面從垂直方向入射強度Iin的光,測定透過玻璃試樣後的光的強度Iout,計算出分光透射率Iout/Iin,將分光透射率達到5%的波長設為λ5,將分光透射率達到70%的波長設為λ70。
(7) λ5/nd、λ5/νd、λ70/nd、λ70/νd 根據上述求出的nd、νd、λ5及λ70計算出λ5/nd、λ5/νd、λ70/nd及λ70/νd。
將以上的結果示於以下的表2(表2-1~2-6)。
[表2-1]
Figure 02_image003
[表2-2]
Figure 02_image005
[表2-3]
Figure 02_image007
[表2-4]
Figure 02_image009
[表2-5]
Figure 02_image011
[表2-6]
Figure 02_image013
<玻璃穩定性的評價> 藉由將熔融玻璃成形而得到玻璃。玻璃穩定性低時,將熔融玻璃注入鑄模並成形而得到的玻璃中所含的晶粒的數量增加。因此,玻璃穩定性、特別是將玻璃熔液成形時的耐失透性可藉由在一定的條件下經熔融、成形後的玻璃中所含的結晶的數量來評價。以下示出評價方法的一例。 使用硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氧化物、硼酸等作為原料,稱量各原料粉末並充分混合,製成調配原料,將該調配原料放入容量為300ml的鉑製坩堝,在設定為1400℃的玻璃熔解爐內中加熱、熔融2小時,從而製作均質的熔融玻璃150g。在此期間,將熔融玻璃攪拌、振動數次。 經過2小時後,將放入有熔融玻璃的坩堝從上述的爐中取出,攪拌、振動15~20秒鐘後,向碳製的鑄模(50mm×40mm×8mm~12mm)中注入熔融玻璃,放入徐冷爐內消除應變。 使用光學顯微鏡(倍率100倍)觀察得到的玻璃內部,計數析出的結晶的數量,計算出每1kg玻璃所含的結晶數量,作為結晶的數量密度(個/kg)。 藉由上述方法評價的結晶的數量密度較佳為2000個/kg以下,更佳為1000個/kg以下,進一步較佳為800個/kg以下,更進一步較佳為600個/kg以下,更進一步較佳為400個/kg以下,更進一步較佳為200個/kg以下,更進一步較佳為100個/kg以下,更進一步較佳為50個/kg以下,更進一步較佳為30個/kg以下,特佳為0個/kg。 藉由上述方法評價的上述表2所示的各玻璃的結晶的數量密度全部為0個/kg。
<實施例2> 使用實施例1中得到的各種玻璃,製作了壓製成形用玻璃塊(玻璃料滴)。將該玻璃塊在大氣中加熱、軟化,用壓製成形模具壓製成形,製作了透鏡坯料(光學元件坯料)。將製作的透鏡坯料從壓製成形模具中取出,進行退火,並進行包括拋光的機械加工,製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
<實施例3> 對期望量的在實施例1中製作的熔融玻璃,用壓製成形模具進行壓製成形,製作了透鏡坯料(光學元件坯料)。將製作的透鏡坯料從壓製成形模具中取出,退火,進行包括拋光的機械加工,製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
<實施例4> 對使在實施例1中製作的熔融玻璃凝固而製作的玻璃塊(光學元件坯料)進行退火,進行包括拋光的機械加工,製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
<實施例5> 使在實施例2~4中製作的球面透鏡與由其它種類的玻璃形成的球面透鏡貼合,製作了接合透鏡。在實施例2~4中製作的球面透鏡的接合面為凸面,由其它種類的光學玻璃形成的球面透鏡的接合面為凹面。以使曲率半徑的絕對值相互相等的方式製作了上述2個接合面。在接合面上塗佈光學元件接合用的紫外線固化型黏接劑,使2個透鏡在接合面彼此貼合。然後,透過在實施例2~4中製作的球面透鏡,向塗佈於接合面的黏接劑照射紫外線,使黏接劑凝固。 如上所述地製作了接合透鏡。
最後,總結上述的各實施方式。
根據一個實施方式,可提供一種光學玻璃,在以陽離子%表示的玻璃組成中,Ta5+ 含量為0~5陽離子%的範圍,Ti4+ 含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.60~1.00的範圍,Si4+ 與B3+ 的總含量相對於La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為0.30~2.40的範圍,Si4+ 與B3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~34.00的範圍,La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~33.00的範圍,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為0.00~1.50的範圍,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為0.00~1.00的範圍,Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量相對於Si4+ 、B3+ 、Zn2+ 、La3+ 、Y3+ 、Zr4+ 及Ti4+ 的總含量的陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ +Zr4+ +Ti4+ ))為0.000~0.100的範圍,該光學玻璃的折射率nd為1.9000~2.1500的範圍、且阿貝數νd為20.0~35.0的範圍。
上述光學玻璃具有作為光學元件用材料有用的光學特性(nd及νd)。此外,上述光學玻璃中,作為高價的玻璃成分的Ta5+ 、Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 所占的比例低,因此,其是可有助於光學元件的低成本化的光學玻璃。
在一個實施方式中,上述光學玻璃中Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量可以為0~30陽離子%的範圍。
在一個實施方式中,上述光學玻璃中Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量可以為0~8陽離子%的範圍。
在一個實施方式中,上述光學玻璃中La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量可以為20~60陽離子%的範圍。
根據一個實施方式,可提供由上述光學玻璃形成的壓製成形用玻璃原材料。
根據一個實施方式,可提供由上述光學玻璃形成的光學元件坯料。
上述壓製成形用玻璃原材料及光學元件坯料由作為高價的玻璃成分的Ta5+ 、Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 所占的比例低的上述光學玻璃形成,因此,可有助於光學元件的低成本化。
根據一個實施方式,可提供由上述光學玻璃形成的光學元件。
上述光學元件由作為高價的玻璃成分的Ta5+ 、Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 所占的比例低的上述光學玻璃形成,因此,可以以低成本製造。
應該理解的是,本次公開的實施方式全部是示例性的,並不構成限制。本發明的範圍由發明申請專利範圍、而不是上述的說明界定,旨在包括與發明申請專利範圍等同的含義及範圍內的全部變形。 例如,對於上述例示的玻璃組成,藉由進行說明書中記載的組成調整,可得到本發明的一個實施方式的光學玻璃。 另外,當然可以將說明書中例示出的或作為較佳的範圍記載的事項中的2個以上任意組合。
無。
無。

Claims (7)

  1. 一種光學玻璃,其在以陽離子%表示的玻璃組成中, Ta5+ 含量為0~5陽離子%的範圍, Ti4+ 含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比(Ti4+ /(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.60~1.00的範圍, Si4+ 與B3+ 的總含量相對於La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(La3+ +Gd3+ +Y3+ ))為0.30~2.40的範圍, Si4+ 與B3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((Si4+ +B3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~34.00的範圍, La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量相對於Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量的陽離子比((La3+ +Gd3+ +Y3+ )/(Ti4+ +Nb5+ +W6+ +Bi3+ ))為0.30~33.00的範圍, Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於La3+ 與Y3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(La3+ +Y3+ ))為0.00~1.50的範圍, Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 及Zn2+ 的總含量相對於Si4+ 與B3+ 的總含量的陽離子比((Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ +Zn2+ )/(Si4+ +B3+ ))為0.00~1.00的範圍, Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量相對於Si4+ 、B3+ 、Zn2+ 、La3+ 、Y3+ 、Zr4+ 及Ti4+ 的總含量的陽離子比((Gd3+ +Nb5+ +W6+ )/(Si4+ +B3+ +Zn2+ +La3+ +Y3+ + Zr4+ +Ti4+ ))為0.000~0.100的範圍, 該光學玻璃的折射率nd為1.9000~2.1500的範圍、且阿貝數νd為20.0~35.0的範圍。
  2. 如請求項1所述的光學玻璃,其中, Ti4+ 、Nb5+ 、W6+ 及Bi3+ 的總含量為0~30陽離子%的範圍。
  3. 如請求項1或2所述的光學玻璃,其中, Gd3+ 、Nb5+ 及W6+ 的總含量為0~8陽離子%的範圍。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的光學玻璃,其中, La3+ 、Gd3+ 及Y3+ 的總含量為20~60陽離子%的範圍。
  5. 一種壓製成形用玻璃原材料,其由如請求項1至4中任一項所述的光學玻璃形成。
  6. 一種光學元件坯料,其由如請求項1至4中任一項所述的光學玻璃形成。
  7. 一種光學元件,其由如請求項1至4中任一項所述的光學玻璃形成。
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