TWI594966B - Optical glass, preform and optical element - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光學玻璃、預成形材及光學元件。
近年來,使用光學系統之機器之數位化或高精細化正得到快速發展,於數位相機或攝影機等攝影機器、或者投影儀或投影電視等圖像播放(投影)機器等各種光學機器之領域中,業界正強烈要求削減光學系統所使用之透鏡或稜鏡等光學元件之個數而使光學系統整體輕量化及小型化。
於製作光學元件之光學玻璃中,尤其是可謀求光學系統整體之輕量化及小型化的具有1.75以上之折射率(nd)且具有30以上50以下之阿貝數(νd)之可精密模壓成形之高折射率低色散玻璃之需求變得非常高。作為此種高折射率低色散玻璃,已知有如以專利文獻1~2為代表之玻璃組合物。
[專利文獻1]日本專利特開2001-348244號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-001551號公報
光學系統所使用之透鏡有球面透鏡與非球面透鏡,若利用非球面透鏡,則可削減光學元件之個數。又,於除透鏡以外之各種光學元件中,亦已知有具備形成複雜之形狀之面者。然而,若欲利用先前之磨削、研磨步驟而獲得非球面或形成複雜之形狀之面,則成本高且需要複雜之操作步驟。因此,利用經超精密加工之模具對由玻璃膏球或玻璃磚所獲得之預成形材進行直接加壓成形而獲得光學元件之形狀之方法、即精密模壓成形之方法目前為主流。
又,除對預成形材進行精密模壓成形之方法以外,亦已知有對將由玻璃材料所形成之玻璃膏球或玻璃磚再加熱並使其成形(再加熱加壓成形)而獲得之玻璃成形體進行磨削及研磨之方法。
作為此種精密模壓成形或再加熱加壓成形所使用之預成形材之製造方法,存在藉由滴下法而由熔融玻璃直接製造之方法、或者對將玻璃磚再加熱加壓或磨削加工成球形而獲得之加工品進行磨削研磨之方法。無論任一方法,為了使熔融玻璃成形為所期望之形狀而獲得光學元件,均要求降低所形成之玻璃之失透。
又,為了降低光學玻璃之材料成本,業界期望構成光學玻璃之各成分之原料費用儘可能廉價。又,為了降低光學玻璃之製造成本,業界期望原料之熔解性較高,即於更低之溫度下熔解。然而,專利文獻1~2所記載之玻璃組合物並不可謂充分適合該等各種要求者。
本發明係鑒於上述問題點而成者,其目的在於更廉價地獲得折射率(nd)及阿貝數(νd)於所期望之範圍內並且耐失透性較高之預成形材。
本發明者等人為了解決上述課題而反覆潛心地進行了試驗研究,結果發現,藉由於含有B2O3成分及La2O3成分之玻璃中含有TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分中之至少任一者作為必需成分,而即便降低昂貴且熔融性較差之Ta2O5成分,亦可獲得所期望之光學常數,從而完成本發明。具體而言,本發明提供如下者。
(1)一種光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計含有B2O3成分10.0~50.0%及La2O3成分5.0~30.0%,並且莫耳和(TiO2+WO3+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為0.1~30.0%。
(2)如上述(1)之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,WO3成分之含量以莫耳%計為20.0%以下。
(3)如上述(1)之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,WO3成分之含量以莫耳%計為未達7.0%。
(4)如上述(1)至(3)中任一項之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:TiO2成分 0~20.0%及/或Nb2O5成分 0~20.0%。
(5)如上述(4)之光學玻璃,其中莫耳和(TiO2+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為2.0%以上30.0%以下。
(6)如上述(1)至(5)中任一項之光學玻璃,其中氧化物換算組成之莫耳比WO3/(TiO2+Nb2O5+WO3)為0.600以下。
(7)如(1)至(6)中任一項之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Li2O成分之含量以莫耳%計為20.0%以下。
(8)如上述(7)之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Li2O成分之含量以莫耳%計為0.1%以上。
(9)如上述(1)至(8)中任一項之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:Gd2O3成分 0~30.0%及/或Y2O3成分 0~10.0%及/或Yb2O3成分 0~10.0%及/或Lu2O3成分 0~10.0%。
(10)如上述(1)至(9)中任一項之光學玻璃,其中Ln2O3成分(式中,Ln為選自由La、Gd、Y、Yb、Lu所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為10.0%以上40.0%以下。
(11)如上述(1)至(10)中任一項之光學玻璃,其含有上述Ln2O3成分中之兩種以上之成分。
(12)如上述(1)至(11)中任一項之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Ta2O5成分之含量以莫耳%計為20.0%以下。
(13)如上述(12)之光學玻璃,其中氧化物換算組成之莫耳比Ta2O5/WO3為1.0以上10.0以下。
(14)如上述(1)至(13)中任一項之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,SiO2成分之含量以莫耳%計為25.0%以下。
(15)如上述(14)之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,SiO2成分之含量以莫耳%計為19.0%以下。
(16)如上述(1)至(15)中任一項之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:Na2O成分 0~15.0%及/或K2O成分 0~10.0%。
(17)如上述(16)之光學玻璃,其中Rn2O成分(式中,Rn為選自由Li、Na、K所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為20.0%以下。
(18)如上述(1)至(17)中任一項之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:MgO成分 0~10.0%及/或CaO成分 0~10.0%及/或SrO成分 0~10.0%及/或BaO成分 0~10.0%。
(19)如上述(18)之光學玻璃,其中RO成分(式中,R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為11.0%以下。
(20)如上述(1)至(19)中任一項之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:GeO2成分 0~10.0%及/或P2O5成分 0~10.0%及/或ZrO2成分 0~15.0%及/或ZnO成分 0~50.0%及/或Bi2O3成分 0~15.0%及/或TeO2成分 0~15.0%及/或Al2O3成分 0~15.0%及/或Ga2O3成分 0~15.0%及/或Sb2O3成分 0~1.0%;且與上述各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部置換之氟化物以F計之含量為0~6.0%。
(21)如上述(1)至(20)中任一項之光學玻璃,其具有1.75以上1.95以下之折射率(nd),且具有30以上50以下之阿貝數(νd)。
(22)如上述(1)至(21)中任一項之光學玻璃,其具有680℃以下之玻璃轉移點(Tg)。
(23)如上述(1)至(22)中任一項之光學玻璃,其具有1250℃以下之液相溫度。
(24)一種預成形材,其包含如上述(1)至(23)中任一項之光學玻璃。
(25)一種光學元件,其係對如上述(24)之預成形材進行加壓成形而製作。
(26)一種光學元件,其係將如上述(1)至(23)中任一項之光學玻璃設為母材。
(27)一種光學機器,其具備如上述(25)或(26)之光學元件。
根據本發明,藉由對於含有B2O3成分及La2O3成分之玻璃含有選自由TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分所組成之群中之一種以上,可以更廉價之成分獲得所期望之光學常數。因此,可廉價地獲得可提供折射率(nd)及阿貝數(νd)於所期望之範圍內並且耐失透性較高之預成形材之光學玻璃。
本發明之光學玻係相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計含有B2O3成分10.0~50.0%及La2O3成分5.0~30.0%,莫耳和(TiO2+WO3+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為0.1~30.0%。藉由含有選自由TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分所組成之群中之一種以上,而即便降低昂貴且熔融性較差之Ta2O5成分,亦可獲得所期望之光學常數。與此同時,藉由將B2O3成分及La2O3成分設為基底,而具有1.75以上1.95以下之折射率(nd)及30以上50以下之阿貝數(νd),並且液相溫度容易變低。因此,可廉價地獲得可提供折射率(nd)及阿貝數(νd)於所期望之範圍內並且耐失透性較高之預成形材之光學玻璃。
本發明之光學玻璃含有選自由TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分所組成之群中之一種以上作為必需成分。將含有該等TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分中之至少TiO2成分及/或Nb2O5成分之玻璃作為第1光學玻璃進行說明。又,將含有TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分中之至少WO3成分之玻璃作為第2光學玻璃進行說明。再者,本發明之光學玻璃亦可含有TiO2成分及/或Nb2O5成分與WO3成分兩者。
以下,對本發明之光學玻璃之實施形態進行詳細地說明。本發明不受以下實施形態之任何限定,可於本發明之目的之範圍內適當進行變更而實施。再者,對於重複說明之處,有時適當省略說明,但並不限定發明之主旨。
對構成本發明之光學玻璃之各成分之組成範圍進行以下說明。於本說明書中,於未特別說明之情形時,各成分之含量均設為以相對於氧化物換算組成之玻璃總質量之莫耳%表示者。此處,「氧化物換算組成」係指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全部分解而轉變為氧化物之情形時,將該生成氧化物之總質量設為100莫耳%而記載玻璃中所含有之各成分之組成。
<關於必需成分、任意成分>
B2O3成分於含有較多之稀土類氧化物之本發明之光學玻璃中,為作為玻璃形成氧化物所必需之成分。尤其是藉由將B2O3成分之含量設為10.0%以上,可提高玻璃之耐失透性,並且可減少玻璃之色散。因此,B2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為下限,更佳為將15.0%設為下限,最佳為將20.0%設為下限。另一方面,藉由將B2O3成分之含量設為50.0%以下,可容易地獲得更大之折射率,並且可抑制化學耐久性之惡化。因此,B2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將50.0%設為上限,更佳為將48.0%設為上限,最佳為將46.0%設為上限。B2O3成分可使用例如H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7‧10H2O、BPO4等作為原料而包含於玻璃內。
La2O3成分為提高玻璃之折射率,並且減少玻璃之色散,增大玻璃之阿貝數之成分。尤其是藉由將La2O3成分之含量設為5.0%以上,可提高玻璃之折射率。因此,La2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將5.0%設為下限,更佳為將8.0%設為下限,最佳為將10.0%設為下限。另一方面,藉由將La2O3成分之含量設為30.0%以下,可藉由提高玻璃之穩定性而降低失透。因此,La2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將30.0%設為上限,更佳為將25.0%設為上限,進而較佳為將20.0%設為上限,最佳為將18.0%設為上限。La2O3成分可使用例如La2O3、La(NO3)3‧XH2O(X為任意之整數)等作為原料而包含於玻璃內。
本發明之光學玻璃較佳為選自由TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分所組成之群中之一種以上之莫耳和為0.1%以上30.0%以下。尤其是藉由該莫耳和為0.1%以上,而即便減少Ta2O5成分,亦可獲得所期望之光學常數,故而可更廉價地製作具有所期望之光學特性之光學玻璃。另一方面,藉由該莫耳和為30.0%以下,可抑制因含有過剩之該等成分而引起之液相溫度之上升,故而可更穩定地製作光學玻璃。因此,該等成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將0.1%設為下限,更佳為將1.0%設為下限,最佳為將1.5%設為下限。另一方面,該等成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將30.0%設為上限,更佳為將28.0%設為上限,進而較佳為將26.0%設為上限,最佳為設為未達11.0%。尤其是於第2光學玻璃中,就進一步提高折射率與耐失透性之觀點而言,該等成分之莫耳和亦可較佳為將20.0%設為上限,更佳為將18.0%設為上限,進而較佳為將15.0%設為上限。
WO3成分為提高玻璃之折射率並且提高玻璃之耐失透性之成分。另一方面,藉由將WO3成分之含量設為20.0%以下,可形成抑制高色散化,並且兼具較高之折射率與耐失透性之玻璃。又,藉由將WO3成分之含量設為20.0%以下,尤其是可使可見光-短波長區域(未達500 nm)下之穿透率難以降低。因此,WO3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將15.0%設為上限,進而較佳為將10.0%設為上限,最佳為設為未達7.0%。尤其是於第1光學玻璃中,就為難以提高玻璃之折射率之成分之觀點而言,WO3成分之含量亦可較佳為將4.0%設為上限,更佳為將3.0%設為上限,最佳為設為未達1.0%。再者,雖然本發明之光學玻璃即便不含WO3成分,亦可獲得具有所期望之光學常數及耐失透性之玻璃,但藉由含有WO3成分,可獲得較高之折射率,並且可進一步降低玻璃轉移點。因此,尤其是第2光學玻璃中之WO3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將0.1%設為下限,更佳為將0.5%設為下限,進而較佳為將1.0%設為下限,最佳為將1.5%設為下限。WO3成分可使用例如WO3等作為原料而包含於玻璃內。
TiO2成分為將玻璃之折射率及阿貝數調整為較高並且改善耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,若TiO2過多,則耐失透性反而會變差,可見光短波長(500 nm以下)下之玻璃之穿透率亦惡化。因此,TiO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將15.0%設為上限,最佳為將12.0%設為上限。再者,雖然即便不含TiO2成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但藉由含有TiO2成分,可不降低玻璃之穩定性而獲得較高之折射率。又,亦可降低玻璃之液相溫度而提高穩定性。因此,尤其是於第1光學玻璃中,TiO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,亦可較佳為將0.1%設為下限,更佳為將3.0%設為下限,進而較佳為將5.0%設為下限,最佳為設為多於8.0%。TiO2成分可使用例如TiO2等作為原料而包含於玻璃內。
Nb2O5成分為將玻璃之折射率及色散調整為較高之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Nb2O5成分之含量設為20.0%以下,可抑制因含有過剩之Nb2O5成分而引起之玻璃之耐失透性之惡化,並且可抑制玻璃對於可見光之穿透率之降低。因此,Nb2O5成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將15.0%設為上限,進而較佳為將10.0%設為上限,最佳為將7.0%設為上限。再者,雖然即便不含Nb2O5成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但藉由含有Nb2O5成分,可不降低玻璃之穩定性而獲得較高之折射率。又,亦可降低玻璃之液相溫度而提高穩定性。因此,尤其是第1光學玻璃中之Nb2O5成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,亦可較佳為將0.1%設為下限,更佳為設為多於2.0%,進而較佳為將5.0%設為下限,最佳為設為多於8.0%。Nb2O5成分可使用例如Nb2O5等作為原料而包含於玻璃內。
於本發明之第1光學玻璃中,TiO2成分及Nb2O5成分之含量之和較佳為2.0%以上30.0%以下。尤其是藉由將該和設為2.0%以上,可降低玻璃之液相溫度,並且可獲得較高之折射率。因此,第1光學玻璃中之氧化物換算組成之莫耳和(TiO2+Nb2O5)較佳為將2.0%設為下限,更佳為將5.0%設為下限,進而較佳為將8.0%設為下限。另一方面,藉由將該和設為30.0%以下,可抑制因含有過剩之該等成分而引起之玻璃之耐失透性之惡化。因此,莫耳和(TiO2+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將30.0%設為上限,更佳為將25.0%設為上限,最佳為將20.0%設為上限。
又,於本發明之第1光學玻璃中,WO3成分之含量相對於TiO2成分、Nb2O5成分及WO3成分之和之比率較佳為0.600以下。藉由縮小該比率,可確保玻璃所期望之阿貝數,並且容易提高折射率,故而可容易地獲得具有所期望之折射率及阿貝數之玻璃。又,由於具有提高玻璃之折射率與色散兩者之作用之TiO2成分、Nb2O5成分及WO3成分之整體之需求量降低,故而可降低因含有過剩之該等成分而引起之液相溫度之上升、即失透。因此,第1光學玻璃中之氧化物換算組成之莫耳比WO3/(TiO2+Nb2O5+WO3)較佳為將0.600設為上限,更佳為將0.500設為上限,最佳為將0.370設為上限。另一方面,氧化物換算組成中之莫耳比WO3/(TiO2+Nb2O5+WO3)之下限亦可為0。
Li2O成分為降低玻璃轉移點之成分。尤其是藉由將Li2O成分之含量設為20.0%以下,可降低玻璃之液相溫度而降低失透。因此,Li2O成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將15.0%設為上限,最佳為將10.0%設為上限。再者,雖然即便不含Li2O成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但藉由含有Li2O成分而使降低玻璃轉移點之作用變大,故而可容易地獲得易進行加壓成形之光學玻璃。因此,Li2O成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將0.1%設為下限,更佳為將0.3%設為下限,最佳為將0.5%設為下限。
Gd2O3成分為提高玻璃之折射率並且提高阿貝數之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Gd2O3成分之含量設為30.0%以下,可容易地獲得具有所期望之光學常數之玻璃,抑制因含有過剩之Gd2O3成分而引起之玻璃轉移點(Tg)之上升,並可提高玻璃之耐失透性。因此,Gd2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,分別較佳為將30.0%設為上限,更佳為將20.0%設為上限,最佳為將10.0%設為上限。再者,雖然即便不含Gd2O3成分,於技術上亦無不利,但藉由將La2O3成分之一部分置換為Gd2O3成分,而與不含Gd2O3成分之情形相比,存在玻璃之液相溫度變低之情況,且存在可進一步提高耐失透性之情況。因此,Gd2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為設為多於0%,更佳為將2.0%設為下限,進而較佳為設為多於5.0%。Gd2O3成分可使用例如Gd2O3、GdF3等作為原料而包含於玻璃內。
Y2O3成分、Yb2O3成分、及Lu2O3成分為提高玻璃之折射率並且減少色散之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Y2O3成分、Yb2O3成分及/或Lu2O3成分之含量分別設為10.0%以下,可容易地獲得玻璃之所期望之光學常數,並且可提高玻璃之耐失透性。因此,Y2O3、Yb2O3及Lu2O3之各成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,分別較佳為將10.0%設為上限,更佳為將8.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。尤其是就獲得玻璃轉移點(Tg)較低之玻璃之觀點而言,亦可將Y2O3之含量設為1.3%以下。Y2O3、Yb2O3及Lu2O3之各成分可使用例如Y2O3、YF3、Yb2O3、Lu2O3等作為原料而包含於玻璃內。
本發明之光學玻璃較佳為Ln2O3成分(式中,Ln為選自由La、Gd、Y、Yb、Lu所組成之群中之一種以上)之莫耳和為10.0%以上40.0%以下。尤其是藉由將Ln2O3成分之莫耳和設為10.0%以上而使玻璃之折射率及阿貝數之任一者提高,故而可容易地獲得具有所期望之折射率及阿貝數之玻璃。因此,Ln2O3成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為下限,更佳為將12.0%設為下限,最佳為將15.0%設為下限。另一方面,藉由將Ln2O3成分之莫耳和設為40.0%以下而使玻璃之液相溫度變低,故而可降低玻璃之失透。因此,Ln2O3成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將40.0%設為上限,更佳為將35.0%設為上限,進而較佳為將30.0%設為上限,最佳為將27.0%設為上限。
本發明之光學玻璃較佳為含有上述之Ln2O3成分中之兩種以上之成分。藉此,玻璃之液相溫度進一步變低,故而可形成耐失透性更高之玻璃。尤其是就可容易地降低玻璃之液相溫度之方面而言,較佳為含有包含La2O3成分與Gd2O3成分之兩種以上之成分作為Ln2O3成分。
Ta2O5成分為提高玻璃之折射率並且提高玻璃之耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Ta2O5成分之含量設為20.0%以下,可降低因含有過剩之Ta2O5成分而產生之失透。又,藉由減少Ta2O5成分之含量,可降低昂貴之Ta2O5成分之含量,並且可降低熔解原料之溫度,故而可降低光學玻璃之原料及製造所花費之成本。因此,Ta2O5成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將10.0%設為上限,最佳為將8.0%設為上限。尤其是於第1光學玻璃中,Ta2O5成分之含量亦可為4.5%以下。再者,雖然即便不含Ta2O5成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但尤其是於第2光學玻璃中,藉由含有Ta2O5成分,可提高玻璃之折射率,並且可藉由降低玻璃之液相溫度而提高耐失透性。因此,第2光學玻璃中之Ta2O5成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量較佳為設為多於0%,更佳為將1.0%設為下限,最佳為將2.0%設為下限。Ta2O5成分可使用例如Ta2O5等作為原料而包含於玻璃內。
本發明之第2光學玻璃較佳為Ta2O5成分之含量相對於WO3成分之含量之比率為1.0以上。尤其是藉由將該比率設為1.0以上,可維持玻璃之可見光穿透性,且可提高折射率,並且可抑制玻璃之色散之上升。又,藉由玻璃之液相溫度變低,可提高玻璃之耐失透性。因此,第2光學玻璃中之氧化物換算組成之莫耳比Ta2O5/WO3較佳為將1.0設為下限,更佳為將2.0設為下限,進而較佳為將2.1設為下限,最佳為將2.5設為下限。另一方面,該比率之上限並無特別限定,亦可為無限大(即不含WO3成分)。然而,藉由將該比率設為10.0以下,可降低昂貴之Ta2O5成分之含量,故而可降低光學玻璃之原料及製造所花費之成本。因此,第2光學玻璃中之氧化物換算組成之莫耳比Ta2O5/WO3較佳為將10.0設為上限,更佳為將7.0設為上限,最佳為將4.0設為上限。
SiO2成分係提高熔融玻璃之黏度,並且藉由促使穩定之玻璃之形成而降低光學玻璃之欠佳之失透(結晶物之產生)的成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將SiO2成分之含量設為25.0%以下,可抑制玻璃轉移點(Tg)之上升,並且可容易地獲得作為本發明之目標之高折射率。因此,SiO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將25.0%設為上限,更佳為將19.0%設為上限,進而較佳為將17.5%設為上限,最佳為將13.0%設為上限。再者,雖然即便不含SiO2成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但尤其是於第2光學玻璃中,藉由含有SiO2成分而使玻璃之液相溫度變低,故而可降低玻璃之失透。又,藉由提高熔融玻璃之黏性,可容易地進行玻璃之成形。因此,SiO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量較佳為設為多於0%,更佳為設為多於1.0%,最佳為設為多於4.0%。SiO2成分可使用例如SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作為原料而包含於玻璃內。
Na2O成分及K2O成分為改善玻璃之熔融性,降低玻璃轉移點,並且提高玻璃之耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Na2O成分之含量設為15.0%以下,及/或將K2O成分之含量設為10.0%以下,可使玻璃之折射率難以降低,並且可提高玻璃之穩定性而降低失透等之產生。因此,Na2O成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將15.0%設為上限,更佳為將10.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。又,K2O成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為上限,更佳為將8.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。Na2O成分及K2O成分可使用例如Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等作為原料而包含於玻璃內。
Rn2O成分(式中,Rn為選自由Li、Na、K所組成之群中之一種以上)為改善玻璃之熔融性,並且降低玻璃之失透之成分。此處,藉由將Rn2O成分之含量設為20.0%以下,可使玻璃之折射率難以降低,並且可提高玻璃之穩定性而降低失透等之產生。因此,Rn2O成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將20.0%設為上限,更佳為將15.0%設為上限,最佳為將10.0%設為上限。
MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分為調整玻璃之折射率或熔融性、失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分各自之含量設為10.0%以下,可容易地獲得所期望之折射率,並且可降低因含有過剩之該等成分而產生之玻璃之失透。因此,MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分各自之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為上限,更佳為將8.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。MgO成分可使用例如MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等作為原料而包含於玻璃內。
本發明之光學玻璃較佳為RO成分(式中,R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之一種以上)之含量之合計為11.0%以下。藉此,可容易地獲得所期望之折射率。因此,RO成分之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將11.0%設為上限,更佳為將8.0%設為上限,進而較佳為將5.0%設為上限。
GeO2成分為具有提高玻璃之折射率並且提高耐失透性之效果之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,GeO2由於原料價格較高,故而若其量較多,則生產成本變高,因此會削弱由降低Ta2O5成分所產生之效果。因此,GeO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為上限,更佳為將5.0%設為上限,最佳為將1.0%設為上限。GeO2成分例如可使用GeO2等作為原料而包含於玻璃內。
P2O5成分為具有降低玻璃之液相溫度而使耐失透性提高之效果之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將P2O5成分之含量設為10.0%以下,可抑制玻璃之化學耐久性、尤其是耐水性之降低。因此,P2O5成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將10.0%設為上限,更佳為將8.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。P2O5成分可使用例如Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等作為原料而包含於玻璃內。
ZrO2成分為有助於玻璃之高折射率及低色散,並且提高耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,若ZrO2量過多,則耐失透性反而惡化。因此,ZrO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將15.0%設為上限,更佳為將12.0%設為上限,進而較佳為將10.0%設為上限。再者,雖然即便不含ZrO2成分,亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但藉由含有ZrO2成分,可容易地獲得高折射率低色散之性能,並且可容易地獲得提高耐失透性之效果。因此,尤其是於第2光學玻璃中,ZrO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為設為多於0%。更佳為將1.0%設為下限,最佳為將3.0%設為下限。ZrO2成分可使用例如ZrO2、ZrF4等作為原料而包含於玻璃內。
ZnO成分為降低玻璃轉移溫度(Tg),並且改善化學耐久性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,若含有較多之ZnO成分,則玻璃之耐失透性容易惡化。因此,ZnO成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將50.0%設為上限,更佳為將45.0%設為上限,進而較佳為將40.0%設為上限。尤其是就可提高玻璃之穩定性而降低液相溫度之觀點而言,ZnO成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量可設為27.0%以下,亦可設為未達24.0%。再者,雖然即便不含ZnO成分亦可獲得具有所期望之特性之玻璃,但藉由含有ZnO成分而使玻璃轉移點變低,故而可容易地獲得更易進行加壓成形之光學玻璃。因此,ZnO成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為多於0%,更佳為將5.0%設為下限,最佳為將10.0%設為下限。ZnO成分可使用例如ZnO、ZnF2等作為原料而包含於玻璃內。
Bi2O3成分為提高折射率,並且降低玻璃轉移點(Tg)之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Bi2O3成分之含量設為15.0%以下,可抑制液相溫度之上升,故而可抑制玻璃之耐失透性之降低。因此,Bi2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將15.0%設為上限,更佳為設為未達10.0%,最佳為設為未達5.0%。Bi2O3成分可使用例如Bi2O3等作為原料而包含於玻璃內。
TeO2成分為提高折射率,並且降低玻璃轉移點(Tg)之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,TeO2於在白金製坩堝、或與熔融玻璃相接之部分由白金所形成之熔融槽中使玻璃原料熔融時,存在可與白金合金化之問題。因此,TeO2成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將15.0%設為上限,更佳為設為未達10.0%,最佳為設為未達5.0%。TeO2成分可使用例如TeO2等作為原料而包含於玻璃內。
Al2O3成分及Ga2O3成分為提高玻璃之化學耐久性,並且提高熔融玻璃之耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。尤其是藉由將Al2O3成分及Ga2O3成分各自之含量設為15.0%以下,可藉由提高玻璃之穩定性而減弱玻璃之失透傾向。因此,Al2O3成分及Ga2O3成分各自之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將15.0%設為上限,更佳為將10.0%設為上限,最佳為將5.0%設為上限。Al2O3成分及Ga2O3成分可使用例如Al2O3、Al(OH)3、AlF3、Ga2O3、Ga(OH)3等作為原料而包含於玻璃內。
Sb2O3成分為使熔融玻璃消泡之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。若Sb2O3量過多,則可見光區域之短波長區域下之穿透率變差。因此,Sb2O3成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將1.0%設為上限,更佳為將0.7%設為上限,最佳為將0.5%設為上限。Sb2O3成分可使用例如Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7‧5H2O等作為原料而包含於玻璃內。
再者,使玻璃澄清並消泡之成分並不限定於上述Sb2O3成分,可使用玻璃製造之領域中之公知之澄清劑、消泡劑或該等之組合。
F成分為降低玻璃之色散,並且降低玻璃轉移點(Tg),提高耐失透性之成分,為本發明之光學玻璃中之任意成分。然而,若F成分之含量、即與上述各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部置換之氟化物以F計之合計量超過6.0%,則F成分之揮發量變多,故而難以獲得穩定之光學常數,難以獲得均質之玻璃。因此,F成分之含量相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,較佳為將6.0%設為上限,更佳為將5.0%設為上限,最佳為將3.0%設為上限。F成分可藉由使用例如ZrF4、AlF3、NaF、CaF2等作為原料而包含於玻璃內。
<關於不應該含有之成分>
繼而,對不應該包含於本發明之光學玻璃中之成分、及較佳為不含有之成分進行說明。
可於不損害本申請案發明之玻璃之特性之範圍內視需要添加其他成分。其中,由於除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外,V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各種過渡金屬成分即便於分別單獨含有或複合含有少量之情形時,亦具有玻璃著色且於可見光範圍之特定波長下產生吸收之性質,故而尤其是於使用可見光區域之波長之光學玻璃中,較佳為實質上不含有。
又,由於PbO等鉛化合物及As2O3等砷化合物為環境負荷較高之成分,故而較理想為實質上不含有,即,除不可避免之混入以外完全不含有。
進而,Th、Cd、Tl、Os、Be及Se各成分近年來有作為有害之化學物資而控制使用之傾向,認為不僅於玻璃之製造步驟,而且直至加工步驟及製品化後之處理為止均需要環境對策上之措施。因此,於重視環境上之影響之情形時,較佳為實質上不含有該等。
本發明之玻璃組合物由於其組成以相對於氧化物換算組成之玻璃總質量之莫耳%表示,故而並非直接以質量%之記載表示,但於本發明中,存在於滿足所要求之各種特性之玻璃組合物中之各成分以質量%表示之組成藉由氧化物換算組成而獲得大致以下值:B2O3成分 5.0~25.0質量%、及La2O3成分 10.0~55.0質量%、WO3成分 0~30.0質量%及/或TiO2成分 0~10.0質量%及/或Nb2O5成分 0~35.0質量%及/或Li2O成分 0~5.0質量%及/或Gd2O3成分 0~55.0質量%及/或Y2O3成分 0~20.0質量%及/或Yb2O3成分 0~25.0質量%及/或Lu2O3成分 0~20.0質量%及/或Ta2O5成分 0~30.0質量%及/或SiO2成分 0~10.0質量%及/或Na2O成分 0~8.0質量%及/或K2O成分 0~8.0質量%及/或MgO成分 0~3.0質量%及/或CaO成分 0~5.0質量%及/或SrO成分 0~8.0質量%及/或BaO成分 0~10.0質量%及/或GeO2成分 0~7.0質量%及/或P2O5成分 0~10.0質量%及/或ZrO2成分 0~12.0質量%及/或ZnO成分 0~30.0質量%及/或Bi2O3成分 0~40.0質量%及/或TeO2成分 0~15.0質量%及/或Al2O3成分 0~12.0質量%及/或Ga2O3成分 0~20.0質量%及/或Sb2O3成分 0~3.0質量%、以及與上述各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部置換之氟化物以F計之合計量0~3.0質量%。
本發明之光學玻璃例如可以如下方式製作。即,藉由以各成分成為特定之含量之範圍內之方式均勻地混合上述原料並將所製作之混合物投入白金坩堝中,根據玻璃組成之熔融難易度利用電爐於1100~1500℃之溫度範圍內熔融2~5小時並使其攪拌均質化後,降低至適當之溫度,其後澆鑄於模具中並緩緩冷卻,而製作。
本發明之光學玻璃具有較高之折射率(nd)及較低之色散。尤其是本發明之光學玻璃之折射率(nd)較佳為將1.75設為下限,更佳為將1.77設為下限,最佳為將1.80設為下限,較佳為將1.95設為上限,更佳為將1.92設為上限,最佳為將1.91設為上限。又,本發明之光學玻璃之阿貝數(νd)較佳為將30設為下限,更佳為將31設為下限,最佳為將32設為下限,較佳為將50設為上限,更佳為將45設為上限,最佳為將40設為上限。藉此,可擴大光學設計之自由度,進而即便謀求元件之薄型化,亦可獲得較大之光之折射量。
又,本發明之光學玻璃較佳為著色較少。尤其是若本發明之光學玻璃以玻璃之穿透率表示,則於厚度為10 mm之樣本中顯示70%之分光穿透率的波長(λ70)為450 nm以下,更佳為430 nm以下,最佳為420 nm以下。又,顯示5%之分光穿透率之波長(λ5)為400 nm以下,更佳為380 nm以下,最佳為370 nm以下。又,顯示80%之分光穿透率之波長(λ30)為550 nm以下,更佳為520 nm以下,進而較佳為500 nm以下,最佳為480 nm以下。藉此,由於玻璃之吸收極限位於紫外線區域附近,可見光範圍之玻璃之透明性提高,故而可將該光學玻璃較佳地用作透鏡等光學元件之材料。
又,本發明之光學玻璃較佳為耐失透性較高。尤其是本發明之光學玻璃較佳為具有1200℃以下之較低之液相溫度。更具體而言,本發明之光學玻璃之液相溫度較佳為將1200℃設為上限,更佳為將1180℃設為上限,最佳為將1160℃設為上限。藉此,即便以更低之溫度流出熔融玻璃,所製作之玻璃之結晶化亦降低,故而可提高自熔融狀態形成玻璃時之耐失透性,可降低對使用玻璃之光學元件之光學特性的影響。又,由於可穩定生產預成形材之溫度之範圍變廣,故而即便降低玻璃之熔解溫度,亦可形成預成形材,可抑制預成形材之形成時所消耗之能量。另一方面,本發明之光學玻璃之液相溫度之下限並無特別限定,但藉由本發明所獲得之玻璃之液相溫度大多情況下大致為500℃以上,具體而言為550℃以上,更具體而言為600℃以上。再者,本說明書中之「液相溫度」係表示,於50 ml之容量之白金製坩堝中,將30 cc之玻璃屑狀之玻璃試樣放入白金坩堝中,使其於1250℃下完全成為熔融狀態,降溫至特定之溫度並保持12小時,取出至爐外並冷卻後立刻觀察玻璃表面及玻璃中之結晶的有無,未觀察到結晶之最低之溫度。此處,所謂特定之溫度,係表示自1180℃至500℃為止以每10℃設定之溫度。
又,本發明之光學玻璃具有680℃以下之玻璃轉移點(Tg)。藉此,由於玻璃於更低之溫度下軟化,故而可於更低之溫度下容易地對玻璃進行加壓成形。又,亦可減少加壓成形所使用之模具之氧化而謀求模具之長壽命化。因此,本發明之光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)較佳為將680℃設為上限,更佳為將650℃設為上限,最佳為將630℃設為上限。再者,本發明之光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)之下限並無特別限定,藉由本發明所獲得之玻璃之玻璃轉移點(Tg)大多情況下大致為100℃以上,具體而言為150℃以上,更具體而言為200℃以上。
又,本發明之光學玻璃較佳為具有720℃以下之變形點(At)。變形點(At)為與玻璃轉移點(Tg)同樣地表示玻璃之軟化性之指標之一,為表示接近加壓成形溫度之溫度之指標。因此,藉由使用變形點(At)為720℃以下之玻璃,可於更低之溫度下進行加壓成形,故而可更容易地進行加壓成形。因此,本發明之光學玻璃之變形點(At)較佳為將720℃設為上限,更佳為將700℃設為上限,最佳為將680℃設為上限。再者,本發明之光學玻璃之變形點(At)之下限並無特別限定,藉由本發明所獲得之玻璃之變形點(At)大多情況下大致為150℃以上,具體而言為200℃以上,更具體而言為250℃以上。
又,本發明之光學玻璃較佳為具有較低之部分色散比(θg,F)。更具體而言,本發明之光學玻璃之部分色散比(θg,F)與阿貝數(νd)之間滿足(-2.50×10-3×νd+0.6571)≦(θg,F)≦(-2.50×10-3×νd+0.6971)之關係。藉此,可獲得部分色散比(θg,F)較小之光學玻璃,故而可降低由該光學玻璃所形成之光學元件之色差。本發明之光學玻璃之部分色散比(θg,F)較佳為將(-2.50×10-3×νd+0.6571)設為下限,更佳為將(-2.50×I0-3×νd+0.6591)設為下限,最佳為將(-2.50×10-3×νd+0.6611)設為下限。另一方面,本發明之光學玻璃之部分色散比(θg,F)較佳為將(-2.50×10-3×νd+0.6971)設為上限,更佳為將(-2.50×10-3×νd+0.6921)設為上限,最佳為將(-2.50×10-3×νd+0.6871)設為上限。
可利用所製作之光學玻璃使用例如再加熱加壓成形或精密加壓成形等模壓成形之手段而製作玻璃成形體。即,可利用光學玻璃製作模壓成形用預成形物,對該預成形物進行再加熱加壓成形後進行研磨加工而製作玻璃成形體,或者對進行研磨加工所製作之預成形物或藉由公知之浮起成形等所成形之預成形物進行精密加壓成形而製作玻璃成形體。再者,製作玻璃成形體之手段並不限定於該等手段。
如此,本發明之光學玻璃可用於各種光學元件及光學設計中。其中尤佳為利用本發明之光學玻璃形成預成形材,使用該預成形材進行再加熱加壓成形或精密加壓成形等而製作透鏡或稜鏡等光學元件。藉此,由於可形成直徑較大之預成形材,故而可謀求光學元件之大型化,並且於用於相機或投影儀等光學機器時,可實現高精細且高精度之成像特性及投影特性。
將本發明之實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之組成、以及該等玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)、部分色散比(θg,F)、玻璃轉移點(Tg)、變形點(At)、液相溫度、分光穿透率顯示5%、70%及80%之波長(λ5、λ70及λ80)之結果示於表1~表14。再者,實施例(No. 1~No. 12)係關於第1光學玻璃之實施例,實施例(No. 1~No. 2、No. 13~No. 105)係關於第2光學玻璃之實施例。又,以下之實施例僅為例示之目的,並非僅限定於該等實施例。
本發明之實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之玻璃係藉由如下方式而製作:均選定各自適合之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氫氧化物、偏磷酸化合物等通常之光學玻璃所使用之高純度原料作為各成分之原料,以成為表1~表14所示之各實施例之組成之比例之方式稱量並均勻地混合後,投入至白金坩堝中,根據玻璃組成之熔融難易度利用電爐於1100~1500℃之溫度範圍中熔融2~5小時後使其攪拌均質化,其後澆鑄至模具等中並緩緩冷卻。
此處,實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)及部分色散比(θg,F)係基於日本光學硝子工業會規格JOGIS01-2003而測定。並且,對於所求得之阿貝數(νd)及部分色散比(θg,F)之值,求出關係式(θg,F)=-a×νd+b中之斜率a為0.0025時之截距b。此處,折射率(nd)、阿貝數(νd)、及部分色散比(θg,F)係藉由對將緩冷降溫速度設為-25℃/hr而獲得之玻璃進行測定而求出。
又,實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之玻璃之玻璃轉移點(Tg)及變形點(At)係藉由使用橫置式膨脹測定器進行測定而求出。此處,進行測定時之樣本係使用Φ4.8 mm、長度為50~55 mm者,將升溫速度設為4℃/min。
又,實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之玻璃之穿透率係基於日本光學硝子工業會規格JOGIS02而測定。再者,於本發明中,藉由測定玻璃之穿透率而求出玻璃之著色之有無與程度。具體而言,對厚度為10±0.1 mm之面面平行研磨品,基於JISZ8722測定200~800 nm之分光穿透率,求出λ5(穿透率為5%時之波長)、λ70(穿透率為70%時之波長)及λ80(穿透率為80%時之波長)。
又,實施例(No. 1~No. 105)及比較例(No. A)之玻璃之液相溫度係於50 ml之容量之白金製坩堝中,將30 cc之玻璃屑狀之玻璃試樣放入白金坩堝中並使其於1250℃下完全成為熔融狀態,降溫至1180℃~1000℃中以每10℃設定之任一溫度為止並保持12小時,取出至爐外並冷卻後,立刻觀察玻璃表面及玻璃中之結晶之有無,求出未觀察到結晶之最低之溫度。
如表1~表14所示,本發明之實施例之光學玻璃係液相溫度均為1200℃以下,更詳細而言為1160℃以下,於所期望之範圍內。另一方面,比較例(No. A)之玻璃之液相溫度高於1200℃。作為如上述般液相溫度不同之原因,可列舉:本發明之實施例之光學玻璃與比較例(No. A)不同,含有TiO2成分、WO3成分及Nb2O5成分中之至少一者之方面。因此,可知本發明之實施例之光學玻璃與比較例(No. A)相比,液相溫度較低。
又,本發明之實施例之光學玻璃係λ70(穿透率為70%時之波長)均為450 nm以下,更詳細而言為413 nm以下。又,本發明之實施例之光學玻璃係λ5(穿透率為5%時之波長)均為400 nm以下,更詳細而言為361 nm以下。又,本發明之實施例之光學玻璃係λ80(穿透率為80%時之波長)均為550 nm以下,更詳細而言為530 nm以下。因此,可知本發明之實施例之光學玻璃於可見光短波長下之穿透率較高,難以著色。
又,本發明之實施例之光學玻璃係玻璃轉移點(Tg)均為680℃以下,更詳細而言為630℃以下,於所期望之範圍內。又,本發明之實施例(No. 8)之光學玻璃係變形點(At)為720℃以下,更詳細而言為680℃以下,於所期望之範圍內。
又,本發明之實施例之光學玻璃係折射率(nd)均為1.75以上,更詳細而言為1.85以上,並且該折射率(nd)為1.95以下,更詳細而言為1.91以下,於所期望之範圍內。
又,本發明之實施例之光學玻璃係阿貝數(νd)均為30以上,更詳細而言為31以上,並且該阿貝數(νd)為50以下,更詳細而言為41以下,於所期望之範圍內。
又,本發明之實施例之光學玻璃係部分色散比(θg,F)均為(-2.50×10-3×νd+0.6571)以上,更詳細而言為(-2.50×10-3×νd+0.6672)以上。另一方面,本發明之實施例之光學玻璃之部分色散比為(-2.50×10-3×νd+0.6971)以下,更詳細而言為(-2.50×10-3×νd+0.6725)以下。因此,可知該等之部分色散比(θg,F)於所期望之範圍內。
因此,可知本發明之實施例之光學玻璃之折射率(nd)及阿貝數(νd)於所期望之範圍內,並且可見光短波長下之穿透率較高,耐失透性較高,且容易利用加熱軟化進行加壓成形。
進而,使用本發明之實施例之光學玻璃進行再加熱加壓成形後,進行磨削及研磨,加工成透鏡及稜鏡之形狀。又,使用本發明之實施例之光學玻璃形成精密加壓成形用預成形物,將精密加壓成形用預成形物精密加壓成形加工成透鏡及稜鏡之形狀。於任一情形時,加熱軟化後之玻璃上均不產生乳白化及失透等問題,並且可穩定地加工成各種透鏡及稜鏡之形狀。
以上,以例示之目的詳細地說明本發明,但業者瞭解,本實施例僅為例示之目的,可於不脫離本發明之思想及範圍內進行多種變更。
Claims (26)
- 一種光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計含有B2O3成分10.0~50.0%及La2O3成分5.0~30.0%,WO3成分之含量未達1.0%,Ga2O3成分之含量為5.0%以下(含有1莫耳%以上之Ga2O3成分者除外),並且莫耳和(TiO2+WO3+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為0.1~30.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:TiO2成分0~20.0%及/或Nb2O5成分0~20.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其中莫耳和(TiO2+Nb2O5)相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為2.0%以上30.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其中氧化物換算組成之莫耳比WO3/(TiO2+Nb2O5+WO3)為0.600以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Li2O成分之含量以莫耳%計為20.0%以下。
- 如請求項5之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Li2O成分之含量以莫耳%計為0.1%以上。
- 如請求項1之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:Gd2O3成分0~30.0%及/或Y2O3成分0~10.0%及/或Yb2O3成分0~10.0%及/或 Lu2O3成分0~10.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其中Ln2O3成分(式中,Ln為選自由La、Gd、Y、Yb、Lu所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為10.0%以上40.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其含有Ln2O3成分(式中,Ln為選自由La、Gd、Y、Yb、Lu所組成之群中之一種以上)中之兩種以上之成分。
- 如請求項1之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,Ta2O5成分之含量以莫耳%計為20.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其中氧化物換算組成之莫耳比Ta2O5/WO3為1.0以上10.0以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,SiO2成分之含量以莫耳%計為25.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,SiO2成分之含量以莫耳%計為19.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:Na2O成分0~15.0%及/或K2O成分0~10.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其中Rn2O成分(式中,Rn為選自由Li、Na、K所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為20.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:MgO成分0~10.0%及/或CaO成分0~10.0%及/或SrO成分0~10.0%及/或BaO成分0~10.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其中RO成分(式中,R為選自由Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群中之一種以上)之莫耳和相對於氧化物換算組成之玻璃總質量為11.0%以下。
- 如請求項1之光學玻璃,其相對於氧化物換算組成之玻璃總質量,以莫耳%計進而含有如下各成分:GeO2成分0~10.0%及/或P2O5成分0~10.0%及/或ZrO2成分0~15.0%及/或ZnO成分0~50.0%及/或Bi2O3成分0~15.0%及/或TeO2成分0~15.0%及/或Al2O3成分0~15.0%及/或Sb2O3成分0~1.0%;且與上述各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部置換之氟化物以F計之含量為0~6.0%。
- 如請求項1之光學玻璃,其具有1.75以上1.95以下之折射率(nd),且具有30以上50以下之阿貝數(νd)。
- 如請求項1之光學玻璃,其具有680℃以下之玻璃轉移點 (Tg)。
- 如請求項1之光學玻璃,其具有1250℃以下之液相溫度。
- 一種預成形材,其包含如請求項1至21中任一項之光學玻璃。
- 一種光學元件,其係對如請求項22之預成形材進行加壓成形而製作。
- 一種光學元件,其將如請求項1至21中任一項之光學玻璃作為母材。
- 一種光學機器,其具備如請求項23之光學元件。
- 一種光學機器,其具備如請求項24之光學元件。
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