TWI396671B - Optical glass - Google Patents

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Description

光學玻璃
本發明係關於一種折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下、部分色散比(θg，F)為0.620以下之高折射率高色散光學玻璃；及利用該光學玻璃而獲得之透鏡、稜鏡等之光學元件。
高折射率高色散玻璃用作各種透鏡等之光學元件用材料之需求非常多，作為折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下之光學玻璃，已知有專利文獻1~3中所代表之玻璃組合物。
使用該等光學玻璃之光學系統搭載於數位攝影機等之光學製品中，為了改善色差，較理想的是高折射率高色散區域之光學玻璃之部分色散比較小。
鑒於以上原因，自光學設計上之有用性之觀點考慮，自先前便開始強烈地需求具有高折射率高色散，且部分色散比較小之光學玻璃。
特別是強烈地需求具有折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下之範圍的光學常數之高折射率高色散之光學玻璃。
於專利文獻1~3之公報中，揭示有滿足上述光學常數之光學玻璃。然而，該等公報中所具體揭示之光學玻璃並不滿足以下條件，該條件係指含有SiO2 及Nb2 O5 作為必需成分，以質量%之比率計，Nb2 O5 多於40%，K2 O未達2%，TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )未達0.32，且SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量多於90%。
又，數位靜態相機等之光學系統中通常係使用球面透鏡。球面透鏡係藉由使用形狀近似於透鏡形狀之金屬模具進行加熱成形，並對所得之透鏡預成型材進行研磨而製作。特別是對於高折射率高色散之光學玻璃而言，於進行加熱成形(再熱壓成形)時容易產生失透，因此業者期望不易產生失透之光學玻璃。
另一方面，非球面透鏡能夠有效地修正球面像差等。作為廉價且大量地製造非球面透鏡之方法，已知有精密擠壓成形。精密擠壓成形係對成為透鏡預成型材之玻璃進行加熱而使之軟化，並藉由對金屬模具進行加壓而轉印高精度之金屬模具表面的方法。由於金屬模具曝露於高溫環境下，因此於多數情形下，金屬模具之成形面會受到氧化、侵蝕，或金屬模具成形面之表面上所設置之脫模膜受損，從而無法維持金屬模具之高精度之成形面，且金屬模具自身亦容易受損。如此，則必需更換金屬模具，金屬模具之更換次數增加，從而無法實現低成本及大量生產。因此，自可抑制上述損傷，長久地維持金屬模具之高精度成形面，且可實現於低壓製壓力下進行精密擠壓成形之觀點考慮，精密擠壓成形中使用之成為透鏡預成型材之玻璃較理想的是具有儘可能低之玻璃轉移溫度(Tg)。
[專利文獻1]日本專利特開昭52-25812號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-161598號公報
[專利文獻3]WO2004/110942號公報
本發明之目的在於綜合性地消除於上述背景技術中已揭示之光學玻璃中所發現之各缺點，提供具有上述光學常數且部分色散比較小之光學玻璃。
本發明者為了解決上述問題，反覆進行了銳意試驗研究，結果獲得了藉由含有特定量之SiO2 、Nb2 O5 而具有上述光學常數，且部分色散比較小之光學玻璃。
本發明之第1構成係一種光學玻璃，其特徵在於：具有折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下、部分色散比(θg，F)為0.620以下之範圍之光學常數，並含有SiO2 、Nb2 O5 作為必需成分，且以質量%之比率計，Nb2 O5 多於40%。
本發明之第2構成係如上述構成1之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%之比率計，K2 O未達2%，TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )未達0.32，且SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量多於90%。
本發明之第3構成係如上述構成1~2之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%計，含有下列各成分：SiO2 　10~40%、Nb2 O5 　多於40%且為65%以下、以及B2 O3 　0~20%及/或GeO2 　0~10%及/或Al2 O3 　0~10%及/或TiO2 　0~15%及/或ZrO2 　0~15%及/或WO3 　0~15%及/或ZnO　0~15%及/或SrO　0~15%及/或Li2 O　0~15%及/或Na2 O　0~20%及/或Sb2 O3 　0~1%。
本發明之第4構成係如上述構成1~3之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%計，含有下列各成分：Gd2 O3 　0~10%及/或Y2 O3 　0~10%及/或MgO　0~15%及/或CaO　0~15%及/或BaO　0~15%及/或Ga2 O3 　0~10%及/或CeO2 　0~10%及/或TeO2 　0~10%及/或Bi2 O3 　0~10%。
本發明之第5構成係如上述構成1~4之光學玻璃，其中玻璃轉移點(Tg)為650℃以下。
本發明之第6構成係一種透鏡預成型材，其包含如上述構成1~5中任一項之光學玻璃。
本發明之第7構成係一種模壓成形用透鏡預成型材，其包含如上述構成1~5中任一項之光學玻璃。
本發明之第8構成係一種光學元件，其包含如上述構成1~5中任一項之光學玻璃。
對本發明之光學玻璃之各成分加以說明。以下，若無特別之限定，則各成分之含有率係表示氧化物基準之質量%。
SiO2 成分於本發明之光學玻璃中係作為玻璃形成氧化物成分且為不可欠缺之成分，可有效地提高玻璃之黏度，使耐失透性及化學耐久性提高。然而，若其量過少，則其效果並不充分，若過多則反而會造成耐失透性、熔融性易於惡化。因此，較好的是可含有10%作為下限，更好的是可含有12%作為下限，最好的是可含有14%作為下限，且較好的是可含有40%作為上限，更好的是可含有35%作為上限，最好的是可含有30%作為上限。
SiO2 成分係使用例如SiO2 等作為原料而導入至玻璃內。
B2 O3 成分係作為玻璃形成氧化物而起作用之任意成分，可有效地降低玻璃轉移點(Tg)。然而，若其量過多，則化學耐久性易於惡化。因此，較好的是可含有20%作為上限，更好的是可含有15%作為上限，最好的是可含有10%作為上限。
B2 O3 係使用例如H3 BO3 、B2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
GeO2 成分係具有提高折射率，使耐失透性提高之效果的任意成分，且作為玻璃形成氧化物而起作用。然而，若其量過多，則原料非常昂貴，因此成本變高。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，GeO2 成分係使用例如GeO2 等作為原料而導入至玻璃內。
Al2 O3 成分係可有效地改善化學耐久性之任意成分。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Al2 O3 成分係使用例如Al2 O3 、Al(OH)3 等作為原料而導入至玻璃內。
TiO2 成分具有提高折射率，增大色散之效果。然而，若其量過多，則會使可見光短波長域之透射率惡化，部分色散比亦會變大。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有12%作為上限，最好的是可含有9%作為上限。再者，TiO2 為任意成分，因此即使並未含有TiO2 亦可製造本發明之玻璃，但為了容易發揮上述效果，較好的是超過0%，更好的是以0.1%為下限，最好的是以1%為下限。
TiO2 成分係使用例如TiO2 等作為原料而導入至玻璃內。
ZrO2 成分具有提高折射率，減小部分色散比，使化學耐久性提高之效果。然而，若其量過多，則反而會造成耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有13%作為上限，最好的是可含有12%作為上限。再者，ZrO2 為任意成分，因此即使並未含有ZrO2 ，亦可製造本發明之玻璃，但為了容易發揮上述效果，較好的是超過0%，更好的是以0.1%為下限，最好的是以1%為下限。
又，ZrO2 成分係使用例如ZrO2 等作為原料而導入至玻璃內。
Nb2 O5 成分係可有效地提高折射率，增大色散且減小部分色散比，改善化學耐久性及耐失透性之必需成分。然而，若其量過少，則其效果變得不充分，若過多則反而會造成耐失透性變差，且可見光短波長域之透射率亦容易惡化。因此，較好的是多於40%，更好的是可含有41%作為下限，最好的是可含有42%作為下限，且較好的是可含有65%作為上限，更好的是可含有60%作為上限，最好的是可含有56%作為上限。
又，Nb2 O5 成分係使用例如Nb2 O5 等作為原料而導入至玻璃內。
Sb2 O3 成分係可任意添加用於玻璃熔融時之消泡，當若其量過多，則可見光區域之短波長域之透射率易於惡化。因此，較好的是可含有1%作為上限，更好的是可含有0.5%作為上限，最好的是可含有0.2%作為上限。
Ta2 O5 成分具有提高折射率，改善化學耐久性及耐失透性之效果。然而，若其量過多，則反而會造成耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有12%作為上限，最好的是可含有10%作為上限。
又，Ta2 O5 成分係使用例如Ta2 O5 等作為原料而導入至玻璃內。
WO3 成分具有調整光學常數，改善耐失透性之效果。然而，若其量過多，則反而會造成耐失透性或可見光區域之短波長域的光線透過率變差，且部分色散比變大。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有12%作為上限，最好的是可含有10%作為上限。
又，WO3 成分係使用例如WO3 等作為原料而導入至玻璃內。
La2 O3 成分係用以提高玻璃之折射率之有效成分。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化，且變得難以高色散化。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
La2 O3 成分係使用例如La2 O3 、硝酸鑭或其水合物等作為原料而導入至玻璃內。
Gd2 O3 成分具有提高玻璃之折射率之效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化，且變得難以高色散化。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Gd2 O3 係使用例如Gd2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
Yb2 O3 成分具有提高玻璃之折射率之效果。然而，若其量過多，則耐失透性及化學耐久性易於惡化，且變得難以高色散化。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Yb2 O3 成分係使用例如Yb2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
Y2 O3 成分具有提高玻璃之折射率之效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化，且變得難以高色散化。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Y2 O3 成分係使用例如Y2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
ZnO成分具有降低玻璃轉移溫度(Tg)，改善化學耐久性之效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有10%作為上限，最好的是可含有5%作為上限。
又，ZnO成分係使用例如ZnO等作為原料而導入至玻璃內。
MgO成分可有效地調整光學常數。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有10%作為上限，最好的是可含有5%作為上限。
MgO成分係使用例如MgO或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
CaO成分可有效地調整光學常數。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有10%作為上限，最好的是可含有5%作為上限。
CaO成分係使用例如CaO或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
SrO成分可有效地調整光學常數。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有10%作為上限，最好的是可含有5%作為上限。
SrO成分係使用例如SrO或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
BaO成分可有效地調整光學常數。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有10%作為上限，最好的是可含有5%作為上限。
BaO成分係使用例如BaO或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
Li2 O成分具有減小部分色散比，使玻璃轉移溫度(Tg)大幅度地下降，且促進已混合之玻璃原料之熔融的效果，且於本發明之成分系統中具有抑制再熱壓成型時之失透的效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於急遽惡化。因此，較好的是可含有15%作為上限，更好的是可含有13%作為上限，最好的是可含有11%作為上限。再者，Li2 O為任意成分，因此即使並未含有Li2 O亦可製造本發明之玻璃，但為了容易發揮上述效果，較好的是超過0%，更好的是以0.1%為下限，最好的是以1%為下限。
又，Li2 O成分係使用例如Li2 O或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
Na2 O成分具有降低玻璃轉移溫度(Tg)，促進已混合之玻璃原料之熔融的效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於急遽惡化。因此，較好的是可含有20%作為上限，更好的是可含有15%作為上限，最好的是可含有13%作為上限。再者，Na2 O為任意成分，因此即使並未含有Na2 O亦可製造本發明之玻璃，但為了容易發揮上述效果，較好的是超過0%，更好的是以0.1%為下限，最好的是以4%為下限。
又，Na2 O成分係使用例如Na2 O或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
K2 O成分具有降低玻璃轉移溫度(Tg)，促進已混合之玻璃原料之熔融的效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於急遽惡化，於本發明之成分系統中，再熱壓成型時之失透性易於急遽惡化。因此，較好的是未達2%，更好的是可含有1.5%作為上限，最好的是可含有1%作為上限。
又，K2 O成分係使用例如K2 O或其碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等作為原料而導入至玻璃內。
Bi2 O3 成分具有提高折射率，降低玻璃轉移溫度(Tg)之效果。然而，若其量過多，則耐失透性易於惡化，從而增大部分色散比變。因此，較好的是可含有10%作為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Bi2 O3 成分係使用例如Bi2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
TeO2 成分係具有提高折射率之效果的成分，但由於在鉑製之坩堝或與熔融玻璃相接之部分由鉑形成之熔融槽中熔融玻璃原料時，碲與鉑會合金化，成為合金之部位之耐熱性易變差，因此擔心引起於該部位開孔，熔融玻璃流出之事故的危險性。因此，較好的是以10%為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，TeO2 成分係使用例如TeO2 等作為原料而導入至玻璃內。
Ga2 O3 成分係具有提高折射率之效果的成分，但原料非常昂貴，因此，較好的是以10%為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，Ga2 O3 成分係使用例如Ga2 O3 等作為原料而導入至玻璃內。
CeO2 成分係具有改善耐失透性之效果的成分，但若其量過多，則短波長域之光線透過率易於惡化。因此，較好的是以10%為上限，更好的是可含有5%作為上限，最好的是可含有3%作為上限。
又，CeO2 成分係使用例如CeO2 等作為原料而導入至玻璃內。
再者，用以導入上述玻璃中存在之各成分所使用之原料，係以例示為目的而揭示者，並不限定於上述已列舉之氧化物等。因此，可適宜地根據玻璃製造之條件的各種變更而自公知之原料中選擇。
本發明者發現：藉由於上述範圍內之光學常數中，將TiO2 成分之含量與ZrO2 成分、Nb2 O5 成分之合計含量的比調整為特定值，可獲得部分色散比(θg，F)較小之玻璃。即，TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )之值較好的是未達0.32，更好的是能夠以0.2為上限，最好的是能夠以0.15為上限。
又，本發明者發現：藉由調整SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之各成分之合計含量，可獲得具有高折射率高色散特性，部分色散比小，且抑制了再熱壓成型時之失透的玻璃。即，SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量之值，較好的是多於90%，更好的是能夠以91%為下限，最好的是能夠以94%為下限。
進而，為了獲得可維持所期望之光學常數，部分色散比(θg，F)小且廉價之玻璃，較好的是將TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )之值，及SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量之值同時設於上述特定之較佳範圍內。
可含有Lu2 O3 、SnO2 、BeO之各成分，但存在如下之問題：Lu2 O3 為昂貴之原料，因此原料成本會變高且於實際之製造中並不現實；SnO2 之危險性在於，在鉑製之坩堝或與熔融玻璃相接之部分係由鉑形成之熔融槽中，熔融玻璃原料時，於錫與鉑合金化而成為合金之部位之耐熱性變差，會於該部位開孔，引起熔融玻璃流出之事故；BeO係會對環境造成有害之影響，且對環境造成之負擔非常大之成分。因此，較好的是未達0.1%，更好的是含有0.05%作為上限，最好的是並不含有上述各成分。
繼而，對本發明之光學玻璃中不應含有之成分加以說明。
鉛化合物存在如下問題：其係不僅於玻璃之製造，而且於研磨等之玻璃之冷加工及玻璃之廢棄方面，均需要環境對策上之措施，且對環境造成之負擔較大的成分，因此本發明之光學玻璃中不應含有鉛化合物。
As2 O3 、鎘及釷均係會對環境造成有害之影響，且對環境造成之負擔非常大之成分，因此本發明之光學玻璃中不應含有As2 O3 、鎘及釷。
進而，較好的是於本發明之光學玻璃中不含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Eu、Nd、Sm、Tb、Dy、Er等之著色成分。然而，此處所謂之不含有，排除作為雜質而混入之情形，係表示並不人為性地使其含有。
再者，本說明書中所使用之各成分之含量以氧化物基準的表述，於假設用作本發明之玻璃構成成分之原料的氧化物、複合鹽、金屬氟化物等，於熔融時完全分解而變化為氧化物之情形時，係表示各成分之相應生成氧化物相對於組成物整體之質量%，於氟化物之情形時，係以質量百分率來表示實際含有之F原子之質量相對於生成氧化物之質量者。
本發明之玻璃組成物係以質量%表示其組成，因此並非直接表示為莫耳%之形式者，滿足本發明所要求之各特性的玻璃組成物中存在之各成分以莫耳%表示的組成，係以氧化物基準而大約取以下之值。
SiO2 　20~50%、Nb2 O5 　10~30%以下、以及B2 O3 　0~20%及/或GeO2 　0~10%及/或Al2 O3 　0~10%及/或TiO2 　0~15%及/或ZrO2 　0~15%及/或WO3 　0~10%及/或ZnO　0~10%及/或SrO　0~10%及/或Li2 O　0~40%及/或Na2 O　0~30%及/或Sb2 O3 　0~1%Gd2 O3 　0~10%及/或Y2 O3 　0~10%及/或MgO　0~15%及/或CaO　0~15%及/或BaO　0~15%及/或Ga2 O3 　0~10%及/或CeO2 　0~10%及/或TeO2 　0~10%及/或Bi2 O3 　0~10%繼而對本發明之光學玻璃之物性加以說明。
如上所述，本發明之光學玻璃自光學設計上之有用性之觀點考慮，折射率(nd )較好的是以1.78為下限，更好的是以1.8為下限，最好的是以1.82為下限，且較好的是以1.95為上限，更好的是以1.92為上限，最好的是以1.9為上限。
又，本發明之光學玻璃自光學設計上之有用性之觀點考慮，阿貝數(νd )較好的是以18為下限，更好的是以20為下限，最好的是以22為下限，且較好的是以30為上限，更好的是以28為上限，最好的是以27為上限。
又，本發明之光學玻璃自光學設計上之有用性之觀點考慮，部分色散比(θg，F)較好的是以0.598為下限，更好的是以0.600為下限，最好的是以0.602為下限，且較好的是以0.620為上限，更好的是以0.619為上限，最好的是以0.618為上限。
本發明之光學玻璃中，若玻璃轉移點(Tg)變得過高，則如上所述於進行精密擠壓成形之情形時，變得容易引起成形模之劣化等。因此，本發明之光學玻璃之Tg較好的是以650℃為上限，更好的是以620℃為上限，最好的是以600℃為上限。
又，變形點(At)較好的是700℃以下，更好的是670℃以下，最好的是650℃以下。
本發明之光學玻璃可用作精密擠壓成形用預成型材。於用作預成型材之情形時，其製造方法及精密擠壓成形方法並無特別之限定，可使用公知之製造方法及成形方法。例如，可由熔融玻璃直接製造預成型材，亦可對已成形為板狀之玻璃進行冷加工而進行製造。
再者，於使用本發明之光學玻璃，使熔融玻璃滴下而製造預成型體之情形時，若熔融玻璃之黏度過低，則變得容易於玻璃預成型體上產生條紋，若過高則難以利用自重與表面張力來切斷玻璃。
因此，為了高品質且穩定地進行生產，液相溫度下之黏度(dPa‧s)的對數logη值較好的是0.3~2.0、更好的是0.4~1.8、最好的是0.5~1.6之範圍。
[實施例]
以下，對本發明之實施例加以描述，但本發明並不限定於該等實施例。
將本發明之玻璃之實施例(No. 1~No. 66)之組成，與該等玻璃之折射率(nd )、阿貝數(νd )、部分色散比(θg，F)、玻璃轉移溫度(Tg)、變形點(At)及失透試驗一併表示於表1~表9中。於表中，各成分之組成係以質量%表示者。
又，將比較例之玻璃(No.A~No.C)之組成，與該等玻璃之折射率(nd )、阿貝數(νd )、部分色散比(θg，F)、玻璃轉移溫度(Tg)、變形點(At)及失透試驗一併表示於表10中。於表中，各成分之組成係以質量%表示者。
表1~表9中所示之本發明之實施例之光學玻璃(No. 1~No. 66)可藉由如下方式而獲得：以使氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等之通常之光學玻璃用原料成為表1~表9中所示之各實施例之組成比例的方式進行稱量，並加以混合，投入至鉑坩堝中，根據組成之熔融性而於1100~1400℃下進行3~5小時之熔融、澄清、攪拌而使其均質化之後，將其澆鑄至金屬模具等中而進行緩冷。
折射率(nd )及阿貝數(νd )係針對將緩冷降溫速度設為-25℃/小時而獲得之光學玻璃進行測定。
部分色散比(θg，F)係針對將緩冷降溫速度設為-25℃/小時而獲得之光學玻璃測定C線(波長為656.27nm)下之折射率(nC)、F線(波長為486.13nm)下之折射率(nF)、g線(波長為435.835nm)下之折射率(ng)，並藉由θg，F=(ng-nF)/(nF-nC)之式而計算出。
玻璃轉移溫度(Tg)係藉由日本光學玻璃工業會規格JOGIS08-2003 (光學玻璃之熱膨脹之測定方法)中揭示之方法進行測定。其中，使用長度為50mm、直徑為4mm之試料作為試片。
變形點(At)係以與上述玻璃轉移溫度(Tg)相同之測定方法進行測定，且設為玻璃停止延伸、開始收縮之溫度。
失透試驗係將玻璃塊切斷為10~40mm之大小者作為玻璃試料，於電爐內以1~3小時升溫至特定溫度為止，於特定溫度下保持30分鐘之後，於爐內放置冷卻。其後，對玻璃試料進行雙面研磨，以目視及顯微鏡觀察玻璃中之失透。觀察之結果，將無失透者記為○，將存在失透者記為×。
如表1~表9所示，本發明之實施例之光學玻璃(No. 1~No. 66)均具有上述範圍內之光學常數(折射率(nd )及阿貝數(νd ))，部分色散比(θg，F)為0.620以下，且於660℃之失透試驗中，並未在玻璃內部產生失透。又，玻璃轉移溫度(Tg)為650℃以下，因此適於精密模壓成形。
相對於此，關於表10中所示之組成的比較例A~C之各試料，以與上述實施例相同之條件製作玻璃，藉由相同之評價方法對所製作之玻璃進行評價。如比較例A~B所示，處於以質量%之比率計，K2 O未達2%之範圍外，因此於失透試驗中產生了失透。又，如比較例C所示，處於TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )未達0.32，且SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量多於90%之範圍外，因此部分色散比(θg，F)並不滿足為0.620以下。因此，無法於工業上加以利用。
 [產業上之可利用性]
如以上所述，本發明之光學玻璃係組成為SiO2 -Nb2 O5 系，且以質量%之比率計Nb2 O5 多於40%之玻璃，具有折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下、部分色散比(θg，F)為0.620以下之範圍的光學常數，因此於光學設計上非常有用；又，玻璃轉移溫度(Tg)為650℃以下，因此適於精密成形擠壓成形，於產業上非常有用。

Claims (9)

  1. 一種光學玻璃，其特徵在於：具有折射率(nd )為1.78以上、阿貝數(νd )為30以下、部分色散比(θg，F)為0.620以下之範圍之光學常數，含有SiO2 、Nb2 O5 作為必需成分，且以質量%之比率計，Nb2 O5 多於40%。
  2. 如請求項1之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%之比率計，K2 O未達2%，TiO2 /(ZrO2 +Nb2 O5 )未達0.32，且SiO2 、B2 O3 、TiO2 、ZrO2 、Nb2 O5 、WO3 、ZnO、SrO、Li2 O、Na2 O之合計含量多於90%。
  3. 如請求項1之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%計，含有下列各成分：SiO2 　10~40%、Nb2 O5 　多於40%且為65%以下、以及B2 O3 　0~20%及/或GeO2 　0~10%及/或Al2 O3 　0~10%及/或TiO2 　0~15%及/或ZrO2 　0~15%及/或WO3 　0~15%及/或ZnO　0~15%及/或SrO　0~15%及/或Li2 O　0~15%及/或Na2 O　0~20%及/或Sb2 O3 　0~1%。
  4. 如請求項1之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%計，含有下列各成分：Gd2 O3 　0~10%及/或Y2 O3 　0~10%及/或MgO　0~15%及/或CaO　0~15%及/或BaO　0~15%及/或Ga2 O3 　0~10%及/或CeO2 　0~10%及/或TeO2 　0~10%及/或Bi2 O3 　0~10%。
  5. 如請求項3之光學玻璃，其中以氧化物基準之質量%計，含有下列各成分：Gd2 O3 　0~10%及/或Y2 O3 　0~10%及/或MgO　0~15%及/或CaO　0~15%及/或BaO　0~15%及/或Ga2 O3 　0~10%及/或CeO2 　0~10%及/或TeO2 　0~10%及/或Bi2 O3 　0~10%。
  6. 如請求項1之光學玻璃，其中玻璃轉移點(Tg)為650℃以下。
  7. 一種透鏡預成型材，其包含如請求項1~6中任一項之光學玻璃。
  8. 一種模壓成形用透鏡預成型材，其包含如請求項1~6中任一項之光學玻璃。
  9. 一種光學元件，其包含如請求項1~6中任一項之光學玻璃。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5357429B2 (ja) * 2008-01-31 2013-12-04 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材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
JP5545917B2 (ja) * 2008-01-31 2014-07-09 株式会社オハラ 光学ガラス
DE102008013702C5 (de) * 2008-03-11 2015-10-22 Carl Zeiss Sports Optics Gmbh Objektiv
JP2011037660A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Ohara Inc 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子
JP5731388B2 (ja) * 2009-08-07 2015-06-10 株式会社オハラ 光学ガラス
JP5813926B2 (ja) * 2010-03-31 2015-11-17 Hoya株式会社 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子、それらの製造方法、及び撮像装置
CN102367198A (zh) * 2010-06-23 2012-03-07 株式会社小原 光学玻璃、预成型坯及光学元件
JP5721534B2 (ja) * 2010-06-23 2015-05-20 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP6014301B2 (ja) * 2010-06-24 2016-10-25 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
TWI594966B (zh) * 2010-10-08 2017-08-11 Ohara Kk Optical glass, preform and optical element
JP5794412B2 (ja) * 2011-01-26 2015-10-14 日本電気硝子株式会社 光学ガラス
CN103476722A (zh) * 2011-03-29 2013-12-25 株式会社小原 光学玻璃、预成型坯以及光学元件
US8852745B2 (en) * 2012-10-12 2014-10-07 Hoya Corporation Optical glass, press-molding glass material, optical element and method of manufacturing the same, and bonded optical element
JP6325189B2 (ja) * 2012-10-22 2018-05-16 株式会社オハラ 光学ガラス
JP5863745B2 (ja) * 2012-12-07 2016-02-17 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN103043899B (zh) * 2013-01-11 2015-06-24 湖北新华光信息材料有限公司 光学玻璃
JP6611299B2 (ja) * 2013-04-30 2019-11-27 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP6675772B2 (ja) * 2014-10-29 2020-04-01 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN108290771A (zh) * 2015-11-24 2018-07-17 旭硝子株式会社 光学玻璃
EP3381871A4 (en) * 2015-11-24 2019-07-10 AGC Inc. OPTICAL GLASS
JP7195040B2 (ja) * 2015-12-07 2022-12-23 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN106830677A (zh) * 2015-12-07 2017-06-13 株式会社小原 一种光学玻璃、预制件以及光学元件
CN109476529A (zh) * 2016-07-28 2019-03-15 Ａｇｃ株式会社 光学玻璃和光学部件
CN106630594B (zh) * 2016-09-05 2019-12-03 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃和光学元件
RU2642679C1 (ru) * 2017-03-28 2018-01-25 Юлия Алексеевна Щепочкина Хрустальное стекло
JP6927758B2 (ja) * 2017-06-14 2021-09-01 光ガラス株式会社 光学ガラス、これを用いた光学素子、光学系、レンズ鏡筒、対物レンズ及び光学装置
JPWO2019151316A1 (ja) * 2018-01-31 2021-01-28 Ａｇｃ株式会社 光学ガラスおよび光学部品
JP7433830B2 (ja) * 2019-10-02 2024-02-20 光ガラス株式会社 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法
CN110590154A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃
WO2021193176A1 (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 株式会社 オハラ 化学強化光学ガラス
JP2023526619A (ja) 2020-05-18 2023-06-22 コーニング インコーポレイテッド 高い屈折率及び低い密度を有するガラス組成物
CN111960666A (zh) * 2020-07-23 2020-11-20 北方夜视技术股份有限公司 龙虾眼光学器件皮料玻璃及其制备方法
CN112125511B (zh) * 2020-09-28 2022-04-12 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃
CN112142321B (zh) * 2020-09-28 2022-04-15 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、光学元件和光学仪器
CN112707640B (zh) * 2021-01-21 2022-02-11 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐光学玻璃、光学元件及光学仪器
CN114907009B (zh) * 2022-06-22 2023-08-01 成都光明光电有限责任公司 光学玻璃和光学元件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5952256A (en) * 1997-03-25 1999-09-14 Kabushiki Kaisha Ohara Optical glass having a negative anomalous dispersion
US20040220040A1 (en) * 2002-04-02 2004-11-04 Susumu Uehara Optical glass
US20050026768A1 (en) * 2003-06-10 2005-02-03 Koji Shimizu Optical glass
US20070027016A1 (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Ohara Inc. Optical glass

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3460954A (en) * 1964-05-21 1969-08-12 Bendix Corp Bao-nb2o5-sio2 glass compositions for use in fiber-optics
US3870531A (en) * 1971-07-28 1975-03-11 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Optical flint glass with relatively low refractive indices and high dispersion
US3785833A (en) * 1971-08-05 1974-01-15 Owens Illinois Inc Glasses of the na2o-k2o-nb2o5-sio2 system and glass ceramics made therefrom
DE2159759C3 (de) * 1971-12-02 1974-11-14 Ernst Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar Nb tief 2 0 tief 5 -haltige Borosilikatgläser mittlerer bis hoher Brechzahl, relativ großer Dispersion und hoher chemischer Beständigkeit, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
JPS5225812A (en) * 1975-08-20 1977-02-26 Sumita Optical Glass Optical flint glass of low density
JPS5316718A (en) * 1976-07-31 1978-02-16 Sumita Optical Glass Optical glass without lead
JPS54112915A (en) * 1978-02-24 1979-09-04 Nippon Chemical Ind Optical glass
JPS6054247B2 (ja) * 1978-10-05 1985-11-29 ミノルタ株式会社 光学ガラス
JP2561835B2 (ja) * 1987-04-23 1996-12-11 株式会社 オハラ 光学ガラス
JPH01219036A (ja) * 1988-02-29 1989-09-01 Hoya Corp 光学ガラス
JP2700512B2 (ja) * 1992-03-19 1998-01-21 株式会社オハラ 高分散性光学ガラス
WO2001072650A1 (fr) * 2000-03-29 2001-10-04 Kabushiki Kaisha Ohara Verre optique et element optique
JP4663166B2 (ja) * 2000-07-14 2011-03-30 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、精密プレス成形用素材および光学部品
WO2002014235A1 (fr) * 2000-08-15 2002-02-21 Kabushiki Kaisha Ohara Verre optique a faible fluorescence
EP1350770A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-08 Kabushiki Kaisha Ohara Optical glass
JP4169622B2 (ja) * 2002-04-02 2008-10-22 株式会社オハラ 光学ガラス
JP3995641B2 (ja) * 2003-08-29 2007-10-24 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法
JP4065856B2 (ja) * 2004-01-23 2008-03-26 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法
WO2006075785A2 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Kabushiki Kaisha Ohara Glass
DE102007008300B4 (de) * 2006-08-12 2011-08-25 Schott Ag, 55122 Bleifreies optisches Glas der Schwerflint- und Lanthanschwerflintlage sowie dessen Herstellung und Verwendung
JP5357429B2 (ja) * 2008-01-31 2013-12-04 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材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
JP5545917B2 (ja) * 2008-01-31 2014-07-09 株式会社オハラ 光学ガラス

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5952256A (en) * 1997-03-25 1999-09-14 Kabushiki Kaisha Ohara Optical glass having a negative anomalous dispersion
US20040220040A1 (en) * 2002-04-02 2004-11-04 Susumu Uehara Optical glass
US20050026768A1 (en) * 2003-06-10 2005-02-03 Koji Shimizu Optical glass
US20070027016A1 (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Ohara Inc. Optical glass

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Publication number Publication date
US8030233B2 (en) 2011-10-04
CN102320738A (zh) 2012-01-18
JP5545917B2 (ja) 2014-07-09
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JP2009179538A (ja) 2009-08-13
CN101497494B (zh) 2013-04-24
US8664133B2 (en) 2014-03-04
TW200938503A (en) 2009-09-16
US20110269617A1 (en) 2011-11-03
EP2105417A1 (en) 2009-09-30

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