TWI417266B

TWI417266B - 光學玻璃

Info

Publication number: TWI417266B
Application number: TW096139744A
Authority: TW
Inventors: Jie Fu
Original assignee: Ohara Kk
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2013-12-01
Also published as: CN103102071A; JP2013067558A; JP5551364B2; US8563451B2; CN101583575A; US8187986B2; US20120028785A1; WO2008050591A1; TW200831430A; CN103102071B; US20110065564A1; JPWO2008050591A1; CN101583575B

Description

光學玻璃

本發明係關於一種光學玻璃，尤其係關於一種具有高折射率及高分散特性之光學玻璃。

近年來，因數位攝影機之出現，使得利用光學系統之設備之高積體化、高功能化得以急遽發展，於此過程中，對光學系統之高精度化、輕量化及小型化之要求亦逐漸增強，為了實現此要求，使用非球面透鏡之光學設計正逐漸成為主流。就此，為以低成本大量穩定供應使用高性能玻璃之非球面透鏡，無須研磨拋光之步驟而直接形成光學面之模具成型技術受到關注，對具有高性能(例如，高折射率．低分散/高折射率．高分散等)且適於模具成型之光學玻璃之要求正逐年增加。

玻璃之精密壓製成型，係使用具有特定形狀之模穴(cavity)之成型模具，於高溫下對玻璃成型預備體(玻璃預製件)進行壓製成型，以此獲得具有最終產品之形狀或者極為接近最終產品之形狀及具有表面精度之玻璃成型品，藉由精密壓製成型，能夠高生產性地製造所需形狀之成型品。因此，目前藉由精密壓製成型製造球面透鏡、非球面透鏡、繞射光柵(diffraction grating)等各種光學玻璃零件。當然，為了藉由精密壓製成型獲得光學玻璃零件，如上所述，必須於高溫下對玻璃預製件進行壓製成型，故壓製時所使用之成型模具會暴露於高溫中，且被施加高壓。因此，對於玻璃預製件而言，壓製成型之高溫環境會損傷成型模具自身及設置於成型模具之內側表面之脫模膜，故從抑制該損傷之觀點考慮，業者期望盡量降低玻璃轉移點(Tg)。又，為了製作玻璃預製件，迫切需要耐失透性優良之玻璃。

先前，高折射率、高分散區域之光學玻璃係以大量含有氧化鉛之組成系為代表，該種玻璃之穩定性優良且玻璃轉移點(Tg)低，故可作為精密模壓成型用使用。例如，專利文獻1中揭示有大量含有氧化鉛之精密模壓用之光學玻璃。

然而，由於實施精密模壓成型時之環境，為了防止金屬模具之氧化，而保持於還原氛圍中，因此，在玻璃成分中含有氧化鉛時，則會自玻璃表面析出被還原之鉛，該鉛附著於金屬模具表面，故存在無法維持模具表面之表面精度之問題。又，因氧化鉛對環境有害，故業者期望玻璃成分中不含有氧化鉛。

因應上述要求而開發出以B₂ O₃ 、La₂ O₃ 等為必要成分之各種玻璃，將其作為於高折射率、高分散區域中不含有氧化鉛之壓製成型用光學玻璃，例如於專利文獻2、專利文獻3及專利文獻4等中有所揭示。

然而，該等專利文獻所揭示之玻璃組成中，對於折射率(n_d )為1.78以上且阿貝數v_d 為16以上之於光學設計方面非常有用之組成中，幾乎不含有可有效降低玻璃轉移點之ZnO、或Li₂ O、Na₂ O等鹼金屬氧化物，故玻璃轉移點(Tg)高，對模壓成型之適應性低。

[專利文獻1]日本特開平01－308843號公報。

[專利文獻2]日本特開2000－128570號公報。

[專利文獻3]日本特開2002－362939號公報。

[專利文獻4]日本特開2005－239506號公報。

本發明提供一種新穎之光學玻璃，其折射率(n_d )為1.78~2.2之範圍，阿貝數(v_d )為16以上未滿40之範圍，且玻璃轉移點低，適於精密模壓成型。

為了解決上述問題，本發明者經反覆認真試驗研究後發現：藉由使「B₂ O₃ 」、「TiO₂ 及/或Nb₂ O₃ 」及「WO₃ 」之含量處於特定之範圍時，即使不含有鉛，亦可獲得具有上述規定範圍之光學常數之光學玻璃，而且因該光學玻璃具有可以精密壓製成型之低玻璃轉移點(Tg)，故可容易地獲得適於精密壓製成型之玻璃預製件材料，從而完成本發明。

更具體而言，本發明提供如下光學玻璃：(1)一種光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有25~60%之B₂ O₃ 、總量為2~45%之TiO₂ 及/或Nb₂ O₅ 、1~25%之WO₃ ，且折射率(n_d )為1.78~2.2，阿貝數(v_d )為16以上未滿40。

根據該態樣，本發明之光學玻璃成為熔融性、穩定性及耐失透性優良，且具有高折射率與高分散之光學玻璃。其原因在於，該光學玻璃中大量含有B₂ O₃ ，該B₂ O₃ 作為玻璃形成氧化物係不可欠缺之成分，可有效地提高玻璃之失透性及與液相溫度相應之黏性，並且，作為必要成分，上述光學玻璃還含有可有效提高玻璃之折射率、實現高分散化之TiO₂ 、Nb₂ O₅ 及WO₃ 。

(2)如(1)所記載之光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有5~35%之La₂ O₃ 、及/或1~40%之ZnO。

根據該態樣，本發明之光學玻璃成為熔融性、穩定性及耐失透性得到進一步改善之玻璃，進而具有更大範圍之折射率與分散，且玻璃轉移點(Tg)亦低，精密壓製成型性更優良。其原因在於，除上述(1)之玻璃成分之外，還含有La₂ O₃ 成分及/或ZnO成分，La₂ O₃ 成分可有效提高玻璃之折射率，並賦予玻璃更大範圍之分散；ZnO成分可有效降低玻璃轉移點(Tg)。

(3)一種光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有：0~15%之Rn₂ O(Rn表示選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上之元素)、及/或0~20%之RO(R表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg所組成之群中之1種以上之元素)、及/或0~20%之GeO₂ 、及/或0~10%之P₂ O₅ 、及/或0~20%之Yb₂ O₃ 、及/或0~10%之Ta₂ O₅ 、及/或0~10%之ZrO₂ 、及/或0~30%之TeO₂ 、及/或0~10%之Bi₂ O₃ 、及/或總量為0~5%之Sb₂ O₃ 及/或As₂ O₃ ，且該光學玻璃具有折射率(n_d )為1.78~2.2、阿貝數(v_d )為16以上未滿40之範圍之光學常數，玻璃轉移點(Tg)為700℃以下。

藉由含有Rn₂ O(Rn表示選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上之元素)及RO(R表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg所組成之群中之1種以上之元素)等成分，玻璃之熔融性更優良，且具有更低之玻璃轉移點(Tg)。又，Yb₂ O₃ 、Ta₂ O₅ 、ZrO₂ 、TeO₂ 、Ta₂ O₅ 、Bi₂ O₃ 等可使玻璃之折射率及高分散化進一步改善。因此，根據該態樣，本發明之光學玻璃成為玻璃之熔融性、耐失透性及化學耐久性等更優良、玻璃之折射率及高分散化得到進一步改善、玻璃轉移點亦降低之光學玻璃。

(4)如(1)至(3)中任一項所記載之光學玻璃，其中不含有SiO₂ 及Ga₂ O₃ 。

根據該態樣，因上述SiO₂ 及Ga₂ O₃ 成分會使玻璃之穩定性降低，藉由不含有該等成分，可獲得更佳之穩定性。

(5)如(1)至(4)中任一項所記載之光學玻璃，其中玻璃轉移點(Tg)為700℃以下。

根據該態樣，因玻璃轉移點(Tg)為700℃以下，故可於較低溫度時進行精密壓製成型。由此，可減少因壓製成型之高溫環境對精密壓製成型中所使用之成型模具造成之損傷，且可減少設置於成型模具之內側表面之脫模膜之損傷。

(6)一種精密壓製成型用預製件，其係由(1)至(5)中任一項所記載之光學玻璃所構成者。

(7)一種光學元件，其係將(6)所記載之精密壓製成型用預製件精密壓製成型而成者。

根據(6)及(7)之態樣，因(1)至(5)中所記載之光學玻璃具有可進行精密壓製成型之低玻璃轉移點(Tg)，故可有效地作為精密壓製成型用之預製件，因此容易製造將精密壓製成型用預製件精密壓製成型而得之光學元件。

本發明可獲得具有如下光學常數之光學玻璃，即，折射率(n_d )為1.68~2.2、阿貝數(v_d )為16以上未滿40之範圍，進而，因該光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)為700℃以下，故適宜用作精密壓製成型中所使用之玻璃預製件材料，並適於精密壓製成型。又，與先前之光學玻璃相比，本發明之光學玻璃之穩定性高，阿貝數(v_d )小，亦即分散性高，可滿足上述近年來對光學設計方面提出之要求，因此對產業非常有用。

以下對本發明進行具體說明。

以下說明本發明之光學玻璃中可含有之成分，只要未作特別說明，則以莫耳%來表示各成分之含有率。

本發明之光學玻璃所含之換算為氧化物之各組成成分為，作為必要成分之25~60%之B₂ O₃ 、總量為2~45%之TiO₂ 及/或Nb₂ O₅ 、1~25%之WO₃ ，更佳為含有5~35%之La₂ O₃ 、及/或1~40%之ZnO。又，進而更佳為含有任意成分：0~15%之Rn₂ O(Rn表示選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上之元素)、及/或0~20%之RO(R表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg所組成之群中之1種以上之元素)、及/或0~20%之GeO₂ 、及/或0~10%之P₂ O₅ 、及/或0~20%之Yb₂ O₃ 、及/或0~10%之Ta₂ O₅ 、及/或0~10%之ZrO₂ 、及/或0~30%之TeO₂ 、及/或0~10%之Bi₂ O₃ 、及/或總量為0~5%之Sb₂ O₃ 及/或As₂ O₃ ，且本發明之光學玻璃具有如下光學常數，即，折射率(n_d )為1.78~2.2、阿貝數(v_d )為16以上未滿40之範圍，玻璃轉移點(Tg)為700℃以下。

[玻璃成分]

以下說明構成本發明之光學玻璃之各成分之組成範圍。本說明書中，只要未作特別說明，則均以莫耳%來表示各成分之含有率。再者，本申請案說明書中，以%表示之玻璃之玻璃組成，均係以氧化物基準之莫耳%表示者。此處，所謂「氧化物基準」，係指當假定用作構成本發明之玻璃構成成分之原料之氧化物、硝酸鹽等於熔融時均被分解而變為氧化物時，將所生成之氧化物之質量總和作為100莫耳%，所表示之玻璃中含有之各成分之組成。

上述本發明之玻璃中，B₂ O₃ 成分係作為玻璃形成氧化物而不可缺少之成分，其可有效改善玻璃之失透性，且可提高液相溫度時之黏性。然而，若B₂ O₃ 之含量過少，則耐失透性不足，而若B₂ O₃ 之含量過多，則難以獲得目標折射率。因此，B₂ O₃ 含量之下限以25%為佳，更佳為30%，最佳為35%，並且B₂ O₃ 含量之上限以60%為佳，更佳為55%，最佳為50%。

La₂ O₃ 成分係有助於提高玻璃之穩定性、進而有效提高折射率、擴大分散範圍之任意成分。然而，若La₂ O₃ 之含量過少，則上述效果不明顯，而若La₂ O₃ 之含量過多，則耐失透性易急遽惡化。因此，為了獲得目標光學常數及良好之耐失透性，La₂ O₃ 含量之下限以5%為佳，更佳為8%，最佳為9%，並且La₂ O₃ 含量之上限以35%為佳，更佳為30%，最佳為25%。

ZnO成分係可有效地改善玻璃之穩定性、進而降低玻璃轉移點(Tg)之成分，但若其含量過多，則難以維持目標折射率，且耐失透性亦容易惡化。因此，為了於維持良好耐失透性之同時降低玻璃轉移點(Tg)，ZnO含量之下限以1%為佳，更佳為3%，最佳為6%，並且ZnO含量之上限以40%為佳，更佳為30%，最佳為未滿22%。

TiO₂ 成分及/或Nb₂ O₅ 成分係可有效提高玻璃之折射率、有助於實現高分散且可有效地改善玻璃之失透性及化學耐久性之成分，但若其含量過多，則反而易導致玻璃熔融性與穩定性趨於惡化。因此，TiO₂ 及Nb₂ O₅ 之總量之下限以2%為佳，更佳為3%，最佳為5%，並且TiO₂ 及Nb₂ O₅ 之總量之上限以45%為佳，更佳為40%，最佳為35%。即使將上述兩種成分單獨導入玻璃中，亦可達成本發明之目的，但因Nb₂ O₅ 更為有效，故以含有Nb₂ O₅ 為佳。

TiO₂ 成分係可有效地提高玻璃之折射率、有助於實現高分散、且可有效地降低液相溫度之成分，但若其含量過多，則反而會使玻璃之失透性趨於加強。因此，在向玻璃中導入TiO₂ 時，其含量之下限以2%為佳，更佳為3%，最佳為4%，並且其含量之上限以35%為佳，更佳為25%，最佳為20%。

Nb₂ O₅ 成分係可有效地提高玻璃之折射率、有助於實現高分散、且可有效地改善玻璃之失透性之成分，但若其含量過多，則玻璃之熔融性趨於惡化。因此，在向玻璃中導入Nb₂ O₅ 時，其含量之下限以2%為佳，更佳為3%，最佳為5%，並且其含量之上限以35%為佳，更佳為30%，最佳為25%。

WO₃ 成分係可有效地改善玻璃之穩定性、提高折射率、有助於高分散、且可有效地降低玻璃轉移點(Tg)之任意成分，但若其含量過多，則易使玻璃分相之趨勢加強。因此，WO₃ 含量之下限以1%為佳，更佳為3%，最佳為5%，並且WO₃ 含量之上限以25%為佳，更佳為22%，最佳為20%。

Rn₂ O(Rn表示選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上之元素)成分係可有效地大幅降低玻璃轉移點(Tg)、且促進所混合之玻璃原料熔融之任意成分。然而，若其含量過多，則耐失透性易急遽惡化。因此，為了維持良好之玻璃轉移點(Tg)或耐失透性，Rn₂ O含量之上限以15%為佳，更佳為12%，最佳為8%。

RO(R表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg所組成之群中之1種以上之元素)成分係可有效地提高玻璃之熔融性、耐失透性及化學耐久性之任意成分。然而，若其含量過多，則玻璃之穩定性易急遽惡化。因此，為了容易維持玻璃之穩定性，RO含量之上限以20%為佳，更佳為15%，最佳為10%。

GeO₂ 成分係可有效地提高玻璃之穩定性與折射率，進而有助於高分散之任意成分，以部分取代B₂ O₃ 之方式將其導入玻璃中為較佳。然而，因GeO₂ 價格高，且為了容易地將Tg維持於500~700℃，GeO₂ 含量之上限以20%為佳，更佳為15%，最佳為10%。

P₂ O₅ 成分係可有效地提高玻璃之穩定性並降低玻璃轉移點之任意成分。然而，若其含量過多，則易使玻璃分相之趨勢加強。因此，P₂ O₅ 含量之上限以10%為佳，更佳為5%，最佳為3%。

Yb₂ O₃ 成分係可有效地提高玻璃之折射率並實現高分散之任意成分。然而，若其含量過多，則會使玻璃之耐失透性惡化。因此，為容易地於維持本發明中所期望之光學常數之同時維持良好之耐失透性，Yb₂ O₃ 含量之上限以20%為佳，更佳為10%，最佳為5%。

Ta₂ O₅ 成分係可有效地提高玻璃之折射率並改善玻璃化學耐久性之任意成分。然而，若其含量過多，則易使玻璃分相之趨勢加強。因此，為容易地於維持本發明中所期望之光學常數之同時維持良好之化學耐久性，Ta₂ O₅ 含量之上限以10%為佳，更佳為5%，最佳為不含有Ta₂ O₅ 成分。

ZrO₂ 成分係可有效地提高玻璃之折射率並改善玻璃化學耐久性之任意成分，但因ZrO₂ 易使玻璃之穩定性降低，故其含量多則以10%為佳，更佳為5%以下，最佳為不含有ZrO₂ 成分。

TeO₂ 成分係可有效地大幅擴大玻化範圍(vitrification range)、且降低玻璃轉移點並提高折射率之任意成分。然而，若其含量過多，則會使玻璃之熱膨脹係數趨於增大。又，使用鉑製坩堝，或者與熔融玻璃接觸之部分係由鉑形成之熔融槽熔融玻璃原料時，碲與鉑易形成合金，若碲與鉑成為合金，則形成合金之部位之耐熱性降低，擔心會有於該部位開孔進而發生熔融玻璃流出事故之危險性。因此，TeO₂ 含量之上限以30%為佳，更佳為20%，最佳為15%。

Bi₂ O₃ 成分係有效地提高玻璃之穩定性，實現高折射率、高分散化、並降低玻璃轉移點(Tg)之任意成分。然而，若其含量過多，則玻璃穩定性受損。因此，Bi₂ O₃ 含量之上限以10%為佳，更佳為8%，最佳為5%。

可任意添加Sb₂ O₃ 及/或As₂ O₃ 成分，以消除玻璃熔融時之氣泡，但Sb₂ O₃ 及/或As₂ O₃ 成分之含量至多為5%。尤其在對玻璃進行製造、加工及廢棄處理時，必須採取保護環境之措施，因此以不含有As₂ O₃ 成分為佳。

再者，以不含有SiO₂ 、Ga₂ O₃ 、Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 成分為佳。

SiO₂ 成分可有效地提高化學耐久性與黏性，但即使添加少量之SiO₂ ，亦容易使玻璃之穩定性降低，且使玻璃轉移點(Tg)升高，因此於添加SiO₂ 成分時，SiO₂ 含量之上限以4%為佳，更佳為2%，最佳為實際上不含有SiO₂ 成分。此處，所謂「實際上不含有SiO₂ 成分」，係指除了SiO₂ 成分作為雜質而混入玻璃之情形外，不會人為地使玻璃含有SiO₂ 成分。

又，Ga₂ O₃ 成分可有效地提高折射率，但易使玻璃之穩定性顯著受損，故以實際上不含有Ga₂ O₃ 成分為佳。

又，Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 成分係可有效地提高玻璃之折射率且調整分散之成分。然而，因Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 使玻璃之穩定性降低，且易使玻璃轉移點(Tg)升高，故於添加Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 成分時，其含量之上限以5%以下為佳，更佳為3%，最佳為實質不含有Gd₂ O₃ 、Y₂ O₃ 成分。

<關於不應含有之成分>

其次說明本發明之光學玻璃中不應含有之成分。

鉛化合物係於精密壓製成型時容易因熔融而附著於模具之成分，不僅於玻璃製造時，而且自研磨等玻璃冷加工處理直至廢棄玻璃為止，均必須採取環境保護措施。由於上述鉛化合物係對環境造成較大負荷之成分，故本發明之光學玻璃以不含有鉛化合物為佳。

鎘及釷均係對環境有不良影響、環境負荷極大之成分，因此，不應使本發明之光學玻璃中含有鎘及釷。

進而，本發明之光學玻璃以不含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Eu、Nd、Sm、Tb、Dy、Er等著色成分為佳。但此處所謂之「不含有」，係指除了該成分作為雜質混入之情形之外，不人為地使光學玻璃含有上述成分。

<物性>

其次說明本發明之光學玻璃之物性。

本發明之光學玻璃用於需要上述範圍之光學常數之用途，進而亦用作玻璃預製件材料，該玻璃預製件材料經加熱軟化後，藉由精密壓製成型而獲得玻璃成型品。因此，為了減少此時所用模具損傷及劣化，長期維持金屬模具之高精度成型面，且為使低溫精密壓製成型成為可能，本發明之光學玻璃以具有盡可能低之玻璃轉移點(Tg)為佳。因此，藉由使用上述特定範圍之組成可實現所期望之玻璃轉移點(Tg)。

本發明之光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)以700℃以下為佳，進而，玻璃轉移點(Tg)之上限為700℃，以660℃為佳，最佳為640℃，玻璃轉移點(Tg)之下限以480℃為佳，更佳為510℃，最佳為540℃。其原因在於，若Tg過低，則化學耐久性易惡化，同時耐失透性亦容易降低，結果難以穩定進行生產。又，若Tg過高，則不僅模壓性易惡化，而且熔融性會降低，從而容易產生熔融殘渣等。進而，當為了防止產生熔融殘渣而提高熔融溫度時，熔融容器之鉑之熔解量增加，光線透過性趨於惡化。

當對本發明之光學玻璃進行模壓成型(精密壓製成型)時，模壓之上限溫度除了與玻璃轉移點相關之外，亦與玻璃變形點(Ts)相關，玻璃變形點(Ts)之溫度越低，則金屬模具之表面氧化進程越會受到抑制，故從金屬模具壽命之觀點而言亦佳。因此，玻璃變形點(Ts)以720℃以下為佳，更佳為690℃以下，最佳為670℃以下。此處，所謂「玻璃變形點(Ts)」，係指使玻璃升溫時，玻璃停止伸長後開始收縮之溫度，於本發明中，利用熱膨脹量測儀，以8℃/min之升溫速度量測。

如上所述，本發明之光學玻璃可用作壓製成型用之玻璃預製件材料，或者亦可對熔融玻璃進行直接壓製。在用作玻璃預製件材料時，對其製造方法及熱成型方法並無特別限定，可使用眾所周知之製造方法及成型方法。作為玻璃預製件材料之製造方法，例如日本特開平8－319124中所記載之玻璃料滴(glass gob)之成型方法或者日本特開平8－73229中所記載之光學玻璃之製造方法及製造裝置，該等方法可藉由熔融玻璃而直接製造玻璃預製件材料，且亦可藉由對條狀材料(strip material)進行冷加工來製造玻璃預製件材料。

再者，玻璃預製件材料之熱成型方法並無特別限定，可使用例如日本特公昭62－41180中所記載之光學元件之成型方法。又，可由本發明之光學玻璃而製作玻璃預製件材料，並對該玻璃預製件材料進行壓製來製造光學元件，或者亦可不將光學玻璃製造成玻璃預製件材料，而是對熔融、軟化後之光學玻璃直接壓製來製造光學元件。再者，所謂光學元件可用作為例如雙凸、雙凹、平凸、平凹、凹凸等各種透鏡、反射鏡、稜鏡、繞射光柵等。

[製造方法]

只要以製造光學玻璃之通常方法來製造本發明之光學玻璃即可，並無特別限定，例如，可藉由以下方法來製造本發明之光學玻璃。

秤量特定量之各種起始原料(氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、氟化鹽等)，並均勻地混合該等起始原料。將經混合之原料投入石英坩堝或鋁坩堝中，經粗略熔融後，投入金坩堝、鉑坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中，於熔解爐中以850~1250℃之溫度熔解1~10小時。其後進行攪拌，使其均質化後，將其溫度降低至適當之溫度並將該原料澆鑄至金屬模具等中，由此製造玻璃。

其次，將製造出之板狀玻璃切割成特定之大小，形成大致為立方體之加工片。將該加工片投入研磨裝置中進行研磨，由此製造研磨球。具體而言，將玻璃切斷成大致立方體，並進行滾磨(barrelling)加工，將大致為立方體之玻璃之角除去。其後，將其投入奧斯卡(Oscar)加工機中，實施粗倒角加工、精倒角加工及研磨處理，由此製造研磨球。

本發明之光學玻璃典型地用於透鏡、稜鏡及反射鏡。又，於製造本發明之光學元件之過程中，亦可藉由使熔融狀態之玻璃自鉑等流出管之流出口滴下而製作所謂球狀之玻璃預製件。利用精密壓製成型法，將研磨球及玻璃預製件製造成所期望形狀之光學元件。

[實施例]

以下說明本發明之實施例，但下述實施例僅為例示之目的，本發明並不受限於該等實施例。

<實施例1~實施例34>

本發明之光學玻璃之實施例(No.1~No.34)之組成以及該等玻璃之折射率(n_d )、阿貝數(v_d )、玻璃轉移點(Tg)及玻璃變形點(Ts)一併記於表一~表四中。使用適當之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物等通常之光學玻璃用原料作為本發明光學玻璃之各成分之原料，依各實施例之組成比例來秤量、混合該等原料，製成調合原料，並將該調合原料投入鉑坩堝中，根據各組成之熔融性，以1000~1350℃之溫度進行3~5小時之熔融、澄清及攪拌，使上述調和原料均質化後，將其澆鑄至金屬模具等中並緩慢冷卻，由此製造本發明之光學玻璃。再者，表中各成分之組成以莫耳%表示。

折射率(n_d )及阿貝數(v_d )係根據日本光學玻璃工業會規格JOGIS 01－2003(光學玻璃之熱膨脹量測方法)，對以下述方式製成之玻璃進行量測而得，即，將溫度保持於玻璃轉移點(Tg)附近2小時後，使緩慢冷卻降溫速度為－25℃/Hr。

玻璃轉移點(Tg)及玻璃變形點(Ts)係根據日本光學玻璃工業會規格JOGIS 08－2003(光學玻璃之熱膨脹量測方法)中所記載之方法量測(利用熱膨脹量測儀，以8℃/min之升溫速度進行量測)。其中，使用長度為50 mm、直徑為4 mm之試料作為試料片。

<比較例1>

又，對比較例1之光學玻璃折射率(n_d )、阿貝數(v_d )、玻璃轉移點(Tg)及玻璃變形點(Ts)進行量測，並將量測結果與該光學玻璃之組成一併記於表四中。比較例1之光學玻璃與實施例相同，使用適當之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物等通常之光學玻璃用原料作為各成分之原料，依比較例1之組成比例來秤量、混合該等原料後，製成調合原料，並將該調合原料投入鉑坩堝中，於1380℃之溫度下進行2小時之熔融、澄清及攪拌，使調和原料均質化後，將其澆鑄至模具等中並緩慢冷卻，由此製造比較例1之光學玻璃。

再者，以與實施例相同之方法量測折射率(n_d )、阿貝數(v_d )、玻璃轉移點(Tg)及玻璃變形點(Ts)。

如表一~表四所示，可確認本發明之實施例之所有光學玻璃(No.1~No.34)均具有上述特定範圍內之光學常數，即，折射率(n_d )為1.78~2.2，阿貝數(v_d )為16以上未滿40，又，玻璃轉移點(Tg)為700℃以下，玻璃變形點(Ts)為700℃以下，因此適宜用作精密壓製成型中所使用之玻璃預製件材料，以及適宜進行精密壓製成型。

Claims

一種光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有25~60%之B₂ O₃ 、總量為2~45%之TiO₂ 及/或Nb₂ O₅ 、1~25%之WO₃ ，且折射率(n_d )為1.78~2.2，阿貝數(ν_d )為16以上未滿40(但含有1莫耳%以上Gd₂ O₃ 之物除外)。
如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有5~35%之La₂ O₃ 、及/或1~40%之ZnO。
如申請專利範圍第1項或第2項之光學玻璃，其中以氧化物基準之莫耳%，含有：0~15%之Rn₂ O(Rn表示選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上元素)、及/或0~20%之RO(R表示選自由Ba、Sr、Ca、Mg所組成之群中之1種以上元素)、及/或0~20%之GeO₂ 、及/或0~10%之P₂ O₅ 、及/或0~20%之Yb₂ O₃ 、及/或0~10%之Ta₂ O₅ 、及/或0~10%之ZrO₂ 、及/或0~30%之TeO₂ 、及/或0~10%之Bi₂ O₃ 、及/或總量為0~5%之Sb₂ O₃ 及/或As₂ O₃ 。
如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中不含有SiO₂ 及Ga₂ O₃ 。
如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中玻璃轉移點 (Tg)為700℃以下。
一種精密壓製成型用預製件，其係由申請專利範圍第1項之光學玻璃所構成者。
一種光學元件，其係將申請專利範圍第6項之精密壓製成型用預製件精密壓製成型而成者。