TW202246192A - 光學玻璃以及光學元件 - Google Patents

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    • C03C3/00—Glass compositions
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Abstract

本發明係提供一種相對於折射率為低比重、但穩定性高的光學玻璃和光學元件。 一種光學玻璃，以氧化物基準的質量%計，Ln 2O 3成分為10.0%以下(Ln為選自由La、Y、Gd、Yb所組成之群中之1種以上)，質量比TiO 2/RO為0.5以上至1.5以下(R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之1種以上)，質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3為18.0%以下，質量比BaO/RO為0.30以上至0.95以下，將比重設為d、折射率設為n d時，滿足d≤6.17×n d-7.694的關係。

Description

光學玻璃以及光學元件
本發明涉及光學玻璃、光學元件。
光學玻璃、光學元件可以用於組合不同光學領域的透鏡來改善照相機、視訊裝置等的光學特性的用途、搭載於光學設備中實現各種光學設計的用途等。 特別是，對光學玻璃、光學元件進行輕量化關係到光學設備主體、模塊等的緊湊化、輕量化。例如，在數位照相機等拍攝設備中，藉由組合多個透鏡能夠實現色像差校正且還具有變焦功能、自動調焦功能的照相機中，輕巧的光學元件使致動器與透鏡之間的動力傳遞更順暢，可以提高性能。
另一方面，作為折射率高的玻璃，已知專利文獻1中記載的La系的玻璃、專利文獻2中記載的P-Nb系的玻璃，專利文獻3和專利文獻4中記載了著眼於使光學設備輕量化的發明。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-035037號公報。 [專利文獻2]日本特開2012-171848號公報。 [專利文獻3]WO2018/235725號公報。 [專利文獻4]日本特開2006-219365號公報。
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1中公開的玻璃中，包含大量與其它成分相比比重大的稀土氧化物；專利文獻2中，具有高折射率作用的成分中使比重增大的Nb的含量較多。 作為提高折射率的作用較大的成分，可列舉出稀土氧化物、TiO 2成分、Nb 2O 5成分、WO 3成分、Bi 2O 3成分。
若想得到折射率高的光學玻璃時，需要增加前述成分的含量，但前述成分是與其它成分相比時均是比重較大的成分。前述成分中，雖然TiO 2成分是比重最小的成分，但TiO 2成分的比重雖小，卻也是損害穩定性、容易引起失透的成分。
在製作玻璃時，有增加提高折射率的成分的含量、折射率越高，比重越容易變大的傾向。 專利文獻3中公開的玻璃的比重相對於折射率的大小較大，因此不能說光學玻璃的輕量化是充分的。進而，專利文獻4中公開的玻璃的目的在於：藉由將折射率(n d)設為Y、玻璃比重設為X時滿足Y≥0.175X+1.137，從而得到相對於折射率為低比重的玻璃。
本發明是鑒於上述問題而完成的，其目的在於得到相對於折射率為低比重但穩定性高的玻璃。 [用以解決課題之手段]
本發明人為了解決上述課題而進行了深入試驗研究，結果發現：藉由抑制稀土氧化物和Nb 2O 5成分、WO 3成分、Bi 2O 3成分的含量、並調節TiO 2成分和RO成分的含量，且將比重設為d、折射率設為n d時設為d≤6.17×n d-7.694的關係，從而得到相對於折射率為低比重但穩定性高的玻璃，以至完成了本發明。
具體而言，本發明提供以下那樣的發明。 (1) 一種光學玻璃，以氧化物基準的質量%計：Ln 2O 3成分為10.0%以下(Ln為選自由La、Y、Gd、Yb所組成之群中之1種以上)；質量比TiO 2/RO為0.5以上至1.5以下(R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之1種以上)；質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3為18.0%以下；質量比BaO/RO為0.30以上至0.95以下；將比重設為d、折射率設為n d時，滿足d≤6.17×n d-7.694的關係。
(2) 如(1)所記載之光學玻璃，其中，以氧化物基準的質量%計：Nb 2O 5成分為0至18.0%、WO 3成分為0至15.0%、La 2O 3成分為0至10.0%。
(3) 如(1)或(2)所記載之光學玻璃，其中，RO成分的含量總和為20.0%以上。
(4) 一種光學元件，係包含如(1)至(3)中任一項所記載之光學玻璃。 [發明功效]
根據本發明，可以提供相對於折射率為低比重但穩定性高的光學玻璃、及光學元件。
以下對本發明的光學玻璃的實施方式進行詳細地說明。本發明不受以下的實施方式的任何限定，在本發明的目的的範圍內，可以加入適宜變更地實施。需要說明的是，有時對說明重複的內容適宜省略說明，但並不用於限定發明的主旨。
[玻璃成分] 以下說明構成本發明的光學玻璃的各成分的組成範圍。本說明書中只要沒有特別聲明，則各成分的含量由全部氧化物換算組成相對於玻璃全部物質量的質量%表示。此處，“氧化物換算組成”是指：假設在用作本發明的玻璃構成成分的原料的氧化物、複合鹽、金屬氟化物等熔融時全部分解變為氧化物時，將該生成氧化物的總質量作為100質量%，記為玻璃中含有的各成分的組成。
SiO 2成分是藉由將含量設為5.0%以上藉此促進形成穩定的玻璃而提高玻璃的耐失透性的成分。特別是，藉由使SiO 2成分的含量為35.0%以下，從而可抑制由SiO 2成分所致的折射率的降低。因此，SiO 2成分的含量較佳為35.0%以下、更佳為33.0%以下、又更佳為30.0%以下、又更佳為28.0%以下、尤佳為25.0%以下作為上限。另一方面，SiO 2成分的含量較佳為5.0%以上、更佳為6.0%以上、又更佳為7.0%以上、尤佳為8.0%以上作為下限。
TiO 2成分是藉由使其含量設為21.0%以上而提高玻璃的折射率和阿貝數的成分，是本發明的必需成分。另一方面，藉由使TiO 2成分的含量為40.0%以下，從而能夠抑制過量含有所致的失透。因此，TiO 2成分的含量較佳為40.0%以下、更佳為39.0%以下、尤佳為38.0%以下作為上限。TiO 2成分的含量較佳為21.0%以上、更佳為22.0%以上、又更佳為23.0%以上、又更佳為24.0%以上、尤佳為25.0%以上作為下限。
Nb 2O 5成分是在含有超過0%時提高玻璃的折射率和阿貝數、與TiO 2成分一同含有而提高穩定性的任意成分。另一方面，藉由使Nb 2O 5成分的含量為18.0%以下，從而能夠減小比重、提高耐失透性。因此，Nb 2O 5成分的含量較佳為18.0%以下、更佳為15.0%以下、更佳為12.0%以下、更佳為11.0%以下、尤佳為10.0%以下作為上限。另一方面，從提高穩定性的觀點來看，Nb 2O 5成分的含量較佳為1.0%以上、更佳為2.0%以上、又更佳為3.0%以上、又更佳為4.0%以上、尤佳為5.0%以上作為下限，但可以為0%。
WO 3成分、Bi 2O 3成分是含有超過0%時提高玻璃的折射率的成分，但含量多時，導致玻璃的著色、比重變大。WO 3成分、Bi 2O 3成分的較佳範圍如下所述。
WO 3成分的含量較佳為15.0%以下、更佳為10.0%以下、更佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限。
Bi 2O 3成分的含量較佳為3.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.8%以下、又更佳為0.5%以下、又更佳為0.3%以下、尤佳為0.1%以下作為上限。
B 2O 3成分是含有超過0%時促進形成穩定的玻璃而提高耐失透性的成分，是任意成分。特別是，藉由使B 2O 3成分的含量為20.0%以下，從而可抑制B 2O 3成分所致的折射率的降低，因此能夠容易地得到高折射率。因此，B 2O 3成分的含量較佳為20.0%以下、更佳為17.0%以下、又更佳為15.0%以下、尤佳為12.0%以下作為上限。另一方面，B 2O 3成分的含量較佳為大於0%、更佳為0.5%以上、又更佳為0.8%以上、尤佳為1.0%以上作為下限，但可以為0%。
BaO成分是含有超過0%時提高玻璃的穩定性、使研磨/研削時的加工性變得良好的成分。特別是，藉由使BaO成分的含量為35.0%以下，從而能夠減小比重。因此，BaO成分的含量較佳為35.0%以下、更佳為33.5%以下、尤佳為32.0%以下作為上限。另一方面，BaO成分的含量較佳為10.0%以上、更佳為12.0%以上、又更佳為14.0%以上、尤佳為15.0%以上作為下限。
CaO成分是含有超過0%時能夠減小比重的成分。特別是，藉由使CaO成分的含量為15.0%以下，從而能夠提高耐失透性。因此，CaO成分的含量較佳為15.0%以下、更佳為14.0%以下、尤佳為13.0%以下作為上限。另一方面，CaO成分的含量較佳為0.5%以上、更佳為1.0%以上、又更佳為2.0%以上、尤佳為3.0%以上作為下限，但可以為0%。
MgO成分、SrO成分是含有超過0%時提高玻璃的耐失透性的成分，但含量多時，難以維持折射率和阿貝數。MgO成分、SrO成分的較佳範圍如下所述。
MgO成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為7.0%以下、又更佳為5.0%以下、尤佳為3.0%以下作為上限，但可以為0%。
SrO成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為7.0%以下、又更佳為5.0%以下、尤佳為3.0%以下作為上限，但可以為0%。
La 2O 3成分、Y 2O 3成分、Gd 2O 3成分、Yb 2O 3成分是含有超過0%時提高玻璃的折射率、使研磨時的玻璃的磨耗量降低、不易發生玻璃的裂紋、破裂、輪廓不均勻度(profile irregularity)惡化的成分，但含量多時，損害穩定性、比重變大。La 2O 3成分、Y 2O 3成分、Gd 2O 3成分、Yb 2O 3成分的較佳範圍如下所述。
La 2O 3成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為8.0%以下、又更佳為5.0%以下、又更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限。
Y 2O 3成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為8.0%以下、又更佳為5.0%以下、又更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限。
Gd 2O 3成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、又更佳為2.0%以下、又更佳為1.0%以下、尤佳為0.5%以下作為上限。
Yb 2O 3成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、又更佳為2.0%以下、又更佳為1.0%以下、尤佳為0.5%以下作為上限。
ZrO 2成分是含有超過0%時促進形成穩定的玻璃且提高玻璃的耐失透性的成分，是任意成分。另一方面，藉由使ZrO 2成分的含量為10.0%以下，從而變得容易進行藉由研磨/研削等的玻璃加工。因此，ZrO 2成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為9.0%以下、又更佳為8.0%以下、尤佳為7.0%以下作為上限。另一方面，ZrO 2成分的含量較佳為0.1%以上、更佳為0.2%以上、又更佳為0.3%以上，但可以為0%。
Li 2O成分、K 2O成分、Na 2O成分是含有超過0%時降低玻璃的熔解溫度的成分，但含量多時，損害穩定性、變得容易失透。Li 2O成分、K 2O成分、Na 2O成分的較佳範圍如下所述。
Li 2O成分的含量較佳為7.0%以下、更佳為5.0%以下、又更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限。
K 2O成分的含量較佳為7.0%以下、更佳為5.0%以下、又更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限。
Na 2O成分的含量較佳為10.0%以下、更佳為8.0%以下、又更佳為6.0%以下、尤佳為4.0%以下作為上限。另一方面，Na 2O成分的含量較佳為0.1%以上、更佳為0.3%以上、尤佳為0.5%以上作為下限，但可以為0%。
Al 2O 3成分是含有超過0%時改善玻璃的化學耐久性的同時提高玻璃熔融時的黏度的成分，是任意成分。特別是，藉由使Al 2O 3成分的含量為5.0%以下，從而能夠在提高玻璃的熔融性的同時減弱玻璃的失透傾向。因此，Al 2O 3成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限，但可以為0%。
ZnO成分是含有超過0%時降低玻璃的液相溫度、且提高玻璃的耐失透性的成分，是任意成分。特別是，藉由使ZnO成分的含量為5.0%以下，從而能夠容易地得到高折射率和低分散。因此，ZnO成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、尤佳為1.0%以下作為上限，但可以為0%。
Ta 2O 5成分是藉由含用超過0%藉此提高玻璃的折射率、且提高玻璃的耐失透性的成分，是任意成分。另一方面，藉由使Ta 2O 5成分的含量為5.0%以下，從而減少作為稀有礦產資源的Ta 2O 5成分的用量、且玻璃容易在更低溫下熔解，因此能夠降低玻璃的生產成本。另外，藉此能夠降低由Ta 2O 5成分的過量含有所致的玻璃的失透。因此，Ta 2O 5成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、又更佳為1.0%以下作為上限，但可以為0%。
P 2O 5成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下作為上限，但可以為0%。
F成分的含量較佳為5.0%以下、更佳為3.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下、又更佳為0.3%以下作為上限，但可以為0%。
TeO 2成分的含量較佳為3.0%以下、更佳為2.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下作為上限，但可以為0%。
GeO 2成分的含量較佳為3.0%以下、更佳為2.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下作為上限，但可以為0%。
CeO 2成分的含量較佳為3.0%以下、更佳為2.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下作為上限，但可以為0%。
Er 2O 3成分、Pr 2O 3成分的含量較佳為1.0%以下、更佳為0.5%以下、更佳為0.1%以下、尤佳係實質上不含有。
SnO 2成分的含量較佳為2.0%以下、更佳為1.0%以下、又更佳為0.5%以下作為上限，但可以為0%。
Sb 2O 3成分是將玻璃熔融時促進清澈、脫泡的成分，是任意成分。此處，藉由使Sb 2O 3成分的含量為0.1%以下，從而尤其能夠抑制高折射率玻璃中的著色。另外，藉由設為0.1%以下，從而變得不易發生玻璃熔融時的過度發泡，因此能使Sb 2O 3成分不易與熔解設備(特別是Pt等貴金屬)合金化。因此，Sb 2O 3成分的含量較佳為0.1%以下、更佳為0.08%以下、又更佳為0.05%以下作為上限，但可以為0%。
需要說明的是，將玻璃清澈、脫泡的成分不限定於上述的Sb 2O 3成分，可以使用在製造玻璃的領域中公知的清澈劑、脫泡劑或者它們的組合。
藉由將Ln 2O 3成分(式中，Ln為選自由La、Y、Gd、Yb所組成之群中之1種以上)的含量總和(質量總和)設為10.0%以下，從而抑制過量含有所致的失透、且能夠降低比重。因此，較佳為10.0%以下、更佳為9.0%以下、又更佳為6.0%以下、又更佳為4.0%以下、又更佳為2.0%以下作為上限。
藉由將Rn 2O成分(式中，Rn為選自由Li、Na、K所組成之群中之1種以上)的含量總和設為10.0%以下，從而能夠抑制再熱壓成型性的惡化。因此，Rn 2O成分的含量總和較佳為10.0%以下、更佳為9.0%以下、尤佳為8.0%以下作為上限。另一方面，為了使熔融性變得良好，Rn 2O成分的含量總和較佳為0.5%以上、更佳為0.8%以上、又更佳為1.0%以上作為下限，但可以為0%。
RO成分(式中，R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之1種以上)的含量總和超過0%時，能夠改善玻璃的穩定性。特別是，RO成分具有抑制由TiO 2成分所致的失透的作用。RO成分的含量總和較佳為20.0%以上、更佳為21.5%以上、又更佳為23.0%以上、尤佳為25.0%以上。另一方面，為了抑制折射率的降低，RO成分的含量總和較佳為40.0%以下、更佳為39.0%以下、更佳為38.0%以下、又更佳為37.0%以下、尤佳為36.0%以下作為上限。
藉由將作為TiO 2成分相對於RO成分的比率即質量比TiO 2/RO設為0.50以上至1.50以下，從而能夠製作抑制由TiO 2成分所致的失透且穩定性高的玻璃。製作穩定性高的玻璃有助於批量生產性的改善，因此是有用的。因此，質量比TiO 2/RO較佳為0.50以上、更佳為0.55以上、又更佳為0.60以上、又更佳為0.65以上、尤佳為0.70以上作為下限。另一方面，質量比TiO 2/RO較佳為1.50以下、更佳為1.45以下、又更佳為1.40以下、又更佳為1.35以下、尤佳為1.30以下作為上限。
藉由將作為Nb 2O 5成分、WO 3成分、Bi 2O 3成分的總計量的質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3設為18.0%以下，從而能夠抑制比重的上升。有助於高折射率的成分與其它成分相比比重大者較多，藉由抑制作為有助於高折射率的成分的Nb 2O 5成分、WO 3成分、Bi 2O 3成分的含量，從而可抑制比重的上升，有助於光學設備的小型化、輕量化。因此，質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3較佳為18.0%以下、更佳為15.0%以下、更佳為13.0%以下、又更佳為11.0%以下、又更佳為10.0%以下作為上限。另一方面，從提高折射率和分散的觀點來看，質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3可以為1.0%以上。因此，質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3可以較佳為1.0%以上、2.0%以上、3.0%以上、4.0%以上、5.0%以上、6.0%以上。
藉由將作為BaO成分相對於RO成分的比率的質量比BaO/RO設為0.30以上至0.95以下，從而可以得到穩定性高的玻璃。特別是本發明中BaO成分是在RO成分中最能提高穩定性的成分。另外，能夠防止研磨等加工時的玻璃的裂紋/破裂、輪廓不均勻度惡化。因此，質量比BaO/RO較佳為0.30以上、更佳為0.40以上、又更佳為0.50以上、又更佳為0.55以上作為下限。另一方面，質量比BaO/RO較佳為0.95以下、更佳為0.93以下、又更佳為0.90以下作為上限。
藉由將作為Nb 2O 5成分相對於TiO 2成分的比率的質量比Nb 2O 5/TiO 2設為0.50以下，從而提高折射率、能夠減小比重。質量比Nb 2O 5/TiO 2較佳為0.50以下、更佳為0.48以下、又更佳為0.45以下、又更佳為0.42以下、尤佳為0.40以下作為上限。另一方面，從得到抑制TiO 2所致的失透、穩定性高的玻璃的觀點來看，質量比Nb 2O 5/TiO 2可以為0.05以上。因此，質量比Nb 2O 5/TiO 2較佳為0.05以上、更佳為0.08以上、又更佳為0.10以上、尤佳為0.13以上作為下限。
藉由將作為ZrO 2成分相對於TiO 2成分和Nb 2O 5成分的總計含量的比率的質量比ZrO 2/(TiO 2+Nb 2O 5)設為0.25以下，從而在可提高耐失透性方面是有效的。相對於TiO 2成分和Nb 2O 5成分的總計含量，ZrO 2成分的含量過多時，成為引起失透的原因。質量比ZrO 2/(TiO 2+Nb 2O 5)較佳為0.25以下、更佳為0.20以下、又更佳為0.19以下作為上限。
對於作為Nb 2O 5成分和WO 3成分的總計含量相對於TiO 2成分、Nb 2O 5成分、WO 3成分的總計含量的比率的質量比(Nb 2O 5+WO 3)/(TiO 2+Nb 2O 5+WO 3)，為了抑制由Nb 2O 5和WO 3所致的比重的上升，較佳為0.50以下。質量比(Nb 2O 5+WO 3)/(TiO 2+Nb 2O 5+WO 3)較佳為0.50以下、更佳為0.40以下、又更佳為0.30以下、又更佳為0.28以下。另一方面，從提高折射率和分散的觀點來看，質量比(Nb 2O 5+WO 3)/(TiO 2+Nb 2O 5+WO 3)可以為0.05以上。質量比(Nb 2O 5+WO 3)/(TiO 2+Nb 2O 5+WO 3)較佳為0.05以上、更佳為0.07以上、又更佳為0.08以上、又更佳為0.10以上作為下限。
＜關於不應含有的成分＞ 接著，對本發明的光學玻璃中不應含有的成分、和不優選含有的成分進行說明。
可以在不損害本申請發明的玻璃的特性的範圍內根據需要添加其它成分。其中，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外，Nd、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo等各過渡金屬成分，在分別單獨少量含有或複合而少量含有的情況下，也具有玻璃發生著色、在可見光區域的特定波長出現吸收的性質，因此尤其在使用可見光區域的特定波長的光學玻璃中，較佳係實質上不包含。
另外，PbO等鉛化合物和As 2O 3等砷化合物是環境負荷高的成分，因此期望的是實質上不含有、即除不可避免的混入之外完全不含有。
進而，Th、Cd、Tl、Os、Be、和Se的各成分近些年作為有害的化學物質而趨於限制使用，不僅玻璃的製造工序中，在加工工序、及產品化後的處置中也需要採取應對環境的措施。因此，在看重環境影響的情況下，較佳係實質上不含有這些。
[物性] 本發明的光學玻璃的折射率(n d)較佳依序為1.80500以上、1.81000以上、1.82000以上、1.83000以上、1.84000以上、1.85000以上、1.86000以上、1.87000以上、1.88000以上、1.89000以上、1.90000以上。另一方面，該折射率(n d)可以為2.00000以下、1.99000以下、1.98000以下、1.97000以下、1.96000以下。本發明的阿貝數(ν d)較佳依序為17.00以上、18.00以上、19.00以上、20.00以上、21.00以上。另一方面，該阿貝數(ν d)較佳依序為30.00以下、28.00以下、27.00以下、26.00以下。
本發明的光學玻璃的比重(d)較佳依序為4.43以下、4.30以下、4.20以下、4.10以下、4.05以下。 除上述以外，本發明的光學玻璃的比重(d)優選相對於折射率(n d)滿足d≤6.17×n d-7.694的關係。在製作玻璃時，除其它成分之外，提高折射率的成分的比重大，因此有增加提高折射率的成分的含量且折射率越高、比重越容易變大的傾向。本發明人發現：藉由滿足d≤6.17×n d-7.694的關係，從而減小相對於折射率的比重，在光學設計方面變得有用。比重(d)相對於折射率(n d)優選滿足d≤6.17×n d-7.694的關係、更佳滿足d≤6.17×n d-7.800的關係、又更佳滿足d≤6.17×n d-7.914。 如圖1所示，證實了：與專利文獻4中記載的Y≥0.175X+1.137相比時，藉由使本發明的滿足d≤6.17×n d-7.694的關係是表示相對於折射率為低比重的玻璃的式子。
[製造方法] 本發明的光學玻璃例如可以如下製作。即，將上述原料以各成分在規定的含量範圍內的方式均勻地混合，將製得的混合物投入鉑坩堝中，根據玻璃原料的熔解難易度在電爐中在1100℃至1500℃的溫度範圍下熔解2小時至5小時，進行攪拌均質化後，降低至適合的溫度後澆鑄至模具中，進行緩慢冷卻，從而製作。
[玻璃的成型] 本發明的玻璃可以利用公知的方法熔解成型。需要說明的是，將玻璃熔融體成型的裝置沒有限定。
[光學元件] 由製得的光學玻璃，使用例如研磨加工的裝置；或者再熱壓成型、精密衝壓成型等模壓成型的裝置，可以製作玻璃成型體。即，可以藉由對光學玻璃進行研削和研磨等機械加工而製作玻璃成型體。需要說明的是，製作玻璃成型體的裝置不限定於這些裝置。
如此，本發明的光學玻璃對於各種光學元件和光學設計是有用的。其中，特別是，優選製作透鏡、稜鏡等光學元件。藉此，除了光學元件的輕量化之外，在用於照相機、投影儀等光學設備中時，能夠實現高精細且高精度的成像特性和投影特性。 [實施例]
將本發明的玻璃的實施例和比較例的組成、及這些玻璃的折射率(n d)、阿貝數(ν d)、比重(d)、以及6.17×n d-7.694、6.17×n d-7.800、6.17×n d-7.914的值示於表1、表2。比較例B是WO2018/235725的實施例13。
對於本發明的實施例和比較例的玻璃，作為各成分的原料均選擇各自對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、偏磷酸化合物等通常的光學玻璃中使用的高純度原料，以成為表所示的各實施例的組成比例的方式進行稱量，均勻地混合後，投入鉑坩堝中，根據玻璃原料的熔解難易度在電爐中在1100℃至1400℃的溫度範圍內進行2小時至5小時熔解後，進行攪拌均質化後澆鑄至模具等中，緩慢冷卻而製作。
實施例和比較例的玻璃的折射率(n d)、阿貝數(ν d)依據JIS B 7071-2：2018中規定的V塊法進行測定。此處，折射率(n d)用相對於氦燈的d線(587.56nm)的測定值表示。另外，對於阿貝數(ν d)，使用相對於氦燈的d線的折射率(n d)、及相對於氫燈的F線(486.13nm)的折射率(n F)、相對於C線(656.27nm)的折射率(n C)的值，由阿貝數(ν d)=[(n d-1)/(n F-n C)]式計算出。這些折射率(n d)、阿貝數(ν d)藉由對將緩慢冷卻降溫速度設為-25℃/小時而得到的玻璃進行測定而求出。
實施例的玻璃中的比重基於藉由JISZ8807：2012的液體中稱量法的密度和比重的測定方法進行。
[表1]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12
SiO 2 15.84 10.48 10.65 10.49 10.33 17.56 17.28 17.83 16.28 19.11 18.00 26.39
TiO 2 29.06 31.81 33.26 32.74 31.63 33.10 32.59 33.61 37.38 34.75 34.75 31.50
Nb 2O 5 9.32 7.30 7.42 7.31 9.30 7.39 7.27 7.50 5.70 7.31 7.31 7.80
WO 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.89 0.00 0.00 0.00
Bi 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
B 2O 3 5.21 10.34 10.51 10.35 10.19 2.40 2.36 2.44 1.19 0.00 2.31 1.70
BaO 21.48 17.86 25.43 25.04 24.67 25.31 24.92 25.70 28.00 30.43 30.43 20.54
CaO 10.56 10.44 8.66 8.52 8.40 8.61 8.48 6.11 6.84 4.20 4.20 3.92
MgO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.90 0.00 0.00 0.00 0.00
SrO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
La 2O 3 0.00 7.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Y 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Gd 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ZrO 2 6.38 2.55 2.59 2.55 2.52 2.58 2.54 2.62 0.78 1.19 0.00 0.50
Li 2O 0.00 1.45 1.47 0.00 0.00 0.00 0.00 0.74 0.00 0.00 0.00 0.00
Na 2O 0.90 0.00 0.00 3.01 2.96 3.04 0.00 1.54 2.82 3.01 3.01 4.97
K 2O 1.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.55 0.00 0.00 0.00 0.00 2.68
ZnO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Sb 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00
總量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Ln 2O 3 0.00 7.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Rn 2O 2.15 1.45 1.47 3.01 2.96 3.04 4.55 2.29 2.82 3.01 3.01 7.65
RO 32.04 28.30 34.09 33.56 33.06 33.93 33.40 33.71 34.92 34.63 34.63 24.46
TIO 2/RO 0.01 1.12 0.98 0.98 0.96 0.98 0.98 1.00 1.07 1.00 1.00 1.29
Nb 2O 5+WO 3+BI 2O 3 9.32 7.30 7.42 7.31 9.30 7.39 7.27 7.50 6.59 7.31 7.31 7.80
BaO/RO 0.67 0.63 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.76 0.80 0.88 0.88 0.84
Nb 2O 5/TIO 2 0.32 0.23 0.22 0.22 0.29 0.22 0.22 0.22 0.15 0.21 0.21 0.25
ZrO 2/(TIO 2+Nb 2O 5) 0.17 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.02 0.03 0.00 0.01
(Nb 2O 5+WO 3)/(TIO 2+Nb 2O 5+WO 3) 0.24 0.19 0.18 0.18 0.23 0.18 0.18 0.18 0.15 0.17 0.17 0.20
折射率(n d) 1.91880 1.94487 1.94368 1.92367 1.92687 1.92663 1.90567 1.93920 1.95845 1.94086 1.93582 1.85345
阿貝數(ν d) 23.96 23.58 22.94 23.06 22.99 23.15 23.72 22.82 21.82 22.3 22.24 24.08
比重(d) 3.80 3.85 3.81 3.78 3.80 3.83 3.76 3.81 3.92 3.94 3.90 3.52
6.17×n d-7.694 4.15 4.31 4.30 4.18 4.19 4.19 4.06 4.27 4.39 4.28 4.25 3.74
6.17×n d-7.800 4.04 4.20 4.19 4.07 4.09 4.09 3.96 4.16 4.28 4.18 4.14 3.64
6.17×n d-7.914 3.93 4.09 4.08 3.96 3.97 3.97 3.84 4.05 4.17 4.06 4.03 3.52
[表2]
實施例13 實施例14 實施例15 實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例 20 實施例21 比較例A 比較例B
SiO 2 23.29 23.29 8.66 9.11 8.92 15.93 16.09 16.20 16.28 19.28 14
TiO 2 28.97 29.97 32.52 30.87 30.23 27.38 29.51 29.72 25.38 37.38 23
Nb 2O 5 8.80 8.80 6.86 5.50 5.39 9.37 9.46 9.53 17.70 5.70 3
WO 3 0.00 0.00 0.00 0.86 0.84 0.00 0.00 0.00 0.89 0.89 0
Bi 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
B 2O 3 2.80 2.80 9.57 10.33 10.12 5.24 5.29 5.33 1.19 9.19 24
BaO 21.00 21.00 20.14 16.57 19.52 21.60 21.81 18.37 28.08 19.08 10
CaO 3.90 3.90 9.24 10.30 8.88 11.91 12.03 12.12 6.84 4.84 6
MgO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
SrO 0.00 0.00 0.00 2.20 2.16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
La 2O 3 0.00 0.00 9.25 8.06 7.89 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14
Y 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
Gd 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
ZrO 2 3.66 2.66 2.40 6.17 6.04 6.41 3.61 6.52 0.78 0.78 6
Li 2O 0.00 0.00 1.36 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
Na 2O 6.90 6.90 0.00 0.00 0.00 0.91 0.92 0.93 2.82 2.82 0
K 2O 0.68 0.68 0.00 0.00 0.00 1.25 1.26 1.27 0.00 0.00 0
ZnO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1
Sb 2O 3 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 0
總量 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Ln 2O 3 0.00 0.00 9.25 8.06 7.89 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 14.00
Rn 2O 7.58 7.58 1.36 0.00 0.00 2.16 2.18 2.20 2.82 2.82 0.00
RO 24.90 24.90 29.38 29.07 30.56 33.51 33.84 30.49 34.92 23.92 16.00
TIO 2/RO 1.16 1.20 1.11 1.06 0.99 0.82 0.87 0.97 0.73 1.56 1.44
Nb 2O 5+WO 3+BI 2O 3 8.80 8.80 6.86 6.36 6.23 9.37 9.46 9.53 18.59 6.59 3.00
BaO/RO 0.84 0.84 0.69 0.57 0.64 0.64 0.64 0.60 0.80 0.80 0.63
Nb 2O 5/TIO 2 0.30 0.29 0.21 0.18 0.18 0.34 0.32 0.32 0.70 0.15 0.13
ZrO 2/(TIO 2+Nb 2O 5) 0.10 0.07 0.06 0.17 0.17 0.17 0.09 0.17 0.02 0.02 0.23
(Nb 2O 5+WO 3)/(TIO 2+Nb 2O 5+WO 3) 0.23 0.23 0.17 0.17 0.17 0.25 0.24 0.24 0.42 0.15 0.12
折射率(n d) 1.86178 1.86598 1.96407 1.95275 1.95195 1.90610 1.91107 1.91962 1.93307 1.91
阿貝數(ν d) 24.35 24.04 23.14 23.76 23.83 24.8 24.19 23.89 23.44
比重(d) 3.61 3.60 3.96 3.96 4.01 3.80 3.77 3.74 4.05 失透 4.5
6.17×n d-7.694 3.79 3.82 4.42 4.35 4.35 4.07 4.10 4.15 4.23 4.09
6.17×n d-7.800 3.69 3.71 4.32 4.25 4.24 3.96 3.99 4.04 4.13 3.98
6.17×n d-7.914 3.57 3.60 4.20 4.13 4.13 3.85 3.88 3.93 4.01 3.87
如表所示，對於本發明的實施例的玻璃，均是折射率(n d)為1.80500以上、更詳細而言為1.85000以上、同時該折射率(n d)為2.00000以下、更詳細而言為1.97000以下，是在期望的範圍內。
對於本發明的實施例的玻璃，均是阿貝數(ν d)為17.00以上、更詳細而言為21.00以上、同時該阿貝數(ν d)為30.00以下、更詳細而言為26.00以下，是在期望的範圍內。
本發明的實施例的玻璃均未發生失透而是穩定性高的玻璃。另一方面，質量比TiO 2/RO超過1.50的比較例A發生失透，未實現玻璃化。
本發明的實施例的玻璃均滿足d≤6.17×n d-7.694的關係、更詳細而言滿足d≤6.17×n d-7.800。另一方面，如圖1所示，日本特開2006-219365號的實施例11、實施例13、實施例19、實施例22的玻璃、如圖2所示比較例B的玻璃不滿足d≤6.17×n d-7.694的關係，從產品重量的輕量化的觀點來看是較差的。
因此，證實了：本發明的實施例的光學玻璃相對於折射率為低比重、且是穩定性高的玻璃。
以上，出於示例性目的對本發明進行了詳細地說明，但應當理解，本實施例僅僅是出於示例性的目的，所屬技術領域中具有通常知識者能夠在不脫離本發明的主旨和範圍的情況下進行多種變更。
[圖1]是同時記載了關於本申請的實施例的玻璃的將比重設為d、折射率設為n d時的表示d≤6.17×n d-7.694的關係的式子、以及將專利文獻4中記載的折射率(n d)設為Y、玻璃比重設為X時的表示Y≥0.175X+1.137的關係的式子(以下有時記為Y≥0.175X+1.137。)的圖。圖1中記載的標記是日本特開2006-219365號(專利文獻4)的實施例11、實施例13、實施例19、實施例22。 [圖2]是顯示關於本申請的實施例的玻璃的將比重設為d、折射率設為n d時的關係的圖。

Claims (4)

  1. 一種光學玻璃，以氧化物基準的質量%計： Ln 2O 3成分為10.0%以下； 其中，Ln為選自由La、Y、Gd、Yb所組成之群中之1種以上； 質量比TiO 2/RO為0.5以上至1.5以下； 其中，R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之1種以上； 質量總和Nb 2O 5+WO 3+Bi 2O 3為18.0%以下； 質量比BaO/RO為0.30以上至0.95以下； 將比重設為d、折射率設為n d時，滿足d≤6.17×n d-7.694的關係。
  2. 如請求項1所記載之光學玻璃，其中以氧化物基準的質量%計： Nb 2O 5成分為0至18.0%； WO 3成分為0至15.0%； La 2O 3成分為0至10.0%。
  3. 如請求項1或2所記載之光學玻璃，其中，RO成分的含量總和為20.0%以上。
  4. 一種光學元件，係包含如請求項1至3中任一項所記載之光學玻璃。
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