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TWI687385B - 光學玻璃及光學元件 - Google Patents

光學玻璃及光學元件 Download PDF

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TWI687385B
TWI687385B TW107110484A TW107110484A TWI687385B TW I687385 B TWI687385 B TW I687385B TW 107110484 A TW107110484 A TW 107110484A TW 107110484 A TW107110484 A TW 107110484A TW I687385 B TWI687385 B TW I687385B
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佐佐木勇人
塩田勇樹
池西幹男
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日商Hoya股份有限公司
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Abstract

本發明提供光學玻璃和光學元件,上述光學玻璃包含P5+ 、Al3+ 、Nb5+ 、O2- 及F- 作為必要成分,Al3+ 的含量相對於P5+ 的含量的莫耳比(Al3+ /P5+ )為0.30以上,Nb5+ 的含量為1.0陽離子%以上,O2- 含量為10~85陰離子%、F- 的含量為15~90陰離子%、O2- 的含量相對於P5+ 和Nb5+ 的合計含量的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))為3.0以上。

Description

光學玻璃及光學元件
本發明關於一種光學玻璃和光學元件。
包含磷、氧及氟的氟磷酸鹽玻璃作為色散低、顯示出正的異常色散性的光學玻璃廣為人知。 因為氟磷酸鹽玻璃具有上述的優異的光學特性,因此作為用於校正高階的色像差的光學元件材料的利用價值高。 這樣的氟磷酸鹽玻璃的例子在專利文獻1~4中有所記載。
[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1:日本特開2005-112717號公報。 專利文獻2:日本特開2013-151410號公報。 專利文獻3:日本特開昭51-114412號公報。 專利文獻4:日本特開昭58-217451號公報。
[發明所欲解決的問題]
雖然像這樣之氟磷酸鹽玻璃具有優異的光學特性,但是在對玻璃進行熔融、成型的高溫步驟中顯示出明顯的揮發性。在熔融、成型過程中發生從玻璃熔融液中揮發的情況可能會成為玻璃的變質、光學特性的變動、玻璃的均勻性降低這類現象產生的原因。
此外,在對由光學玻璃形成的玻璃材料進行研磨、拋光,製作透鏡、棱鏡等光學元件的過程中,通常會對拋光後的玻璃進行清洗。另一方面,在被拋光的玻璃的表面,通常存在目視無法辨認,被稱為潛在傷痕的微小傷痕。但是,當由於清洗而玻璃的表面受到侵蝕時,有時潛在傷痕擴大、顯現出來而成為光的散射源,則玻璃的表面品質降低。此外,有時亦由於清洗所導致的玻璃表面的變質而使玻璃的表面品質降低。 對於氟磷酸鹽玻璃,為了抑制上述那樣的玻璃表面品質的降低,期望提高氟磷酸鹽玻璃的化學耐久性。
本發明的一實施態樣的目的在於提供於高溫步驟中的氟磷酸鹽玻璃揮發性低減的同時,部分分散比大、適於色像差校正的光學玻璃;以及由上述光學玻璃形成的光學元件。
此外,本發明的另外一實施態樣的目的在於提供具有優異的化學耐久性,且部分分散比大、適於色像差校正的由氟磷酸鹽玻璃形成的光學玻璃;以及由上述光學玻璃形成的光學元件。 [用以解決問題的技術手段]
本發明的一實施態樣涉及一種光學玻璃(以下,也記載為「光學玻璃1」),包含P5+ 、Al3+ 、Nb5+ 、O2- 及F- 作為必要成分; Al3+ 的含量相對於P5+ 的含量的莫耳比(Al3+ /P5+ )為0.30以上; Nb5+ 的含量為1.0陽離子%以上; O2- 的含量為10~85陰離子%; F- 的含量為15~90陰離子%; O2- 的含量相對於P5+ 和Nb5+ 的合計含量的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))為3.0以上。
上述光學玻璃較佳具有正的異常色散性。 作為正的異常色散性的指標,可使用部分分散比Pg,F。部分分散比Pg,F使用F線(波長486.13nm)處的折射率nF、C線(波長656.27nm)處的折射率nC以及g線(波長435.84nm)處的折射率ng,如下式這樣表示。 Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC) ・・・(1)式 已知玻璃中包含的Nb在紫外區域的固有吸收波長接近於可見光區域,此外吸收強度也大。由此,折射率的波長色散顯示出高色散化的傾向。亦即,顯示出F線與C線的折射率差nF-nC增大、阿貝數νd減小的傾向。另一方面,g線與F線的折射率差ng-nF也增大。 在此,如果增大ng-nF的效果大於增大nF-nC的效果,則根據(1)式可知,Pg,F增大。 本發明人著眼於該點,發現導入Nb作為玻璃成分,能夠在將低色散性(νd大)維持在與現有的氟磷酸鹽玻璃同程度的範圍的情況下,大幅增加部分分散比Pg,F。 然而,含有Nb的氟磷酸鹽玻璃在其熔融過程中,Nb易於從玻璃熔融液中揮發。當在熔融過程中Nb和F結合時,會生成氟化鈮。氟化鈮的蒸汽壓高,易於從玻璃熔融液中揮發。 為了讓用於提高部分分散比而導入的Nb不助長揮發,本發明人進行了深入研究,結果得到了以下的見解。 一般認為P5+ 在玻璃中以-O-P-O-的結構存在,有助於玻璃的網路形成。亦認為與P5+ 價數相等的Nb5+ 也藉由在-O-P-O-結構中佔據P的位置從而有助於玻璃的網路形成。 一般認為當Nb5+ 被引入到網路結構中時,不易產生蒸汽壓高的氟化鈮,其結果是玻璃的揮發性降低。 但是,為了將Nb5+ 引入到網路結構中,需要充足數量的O2- 。當考慮Nb5+ 存在的情況時,如果O2- 的含量相對於構成網路的陽離子(P5+ 和Nb5+ )的合計含量的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))為3.0以上,則Nb5+ 易於被引入到網路中,由此能夠抑制揮發性的增大。 本發明人基於上述的見解,完成了關於上述本發明的一實施態樣的光學玻璃。
本發明的另一實施態樣涉及一種光學玻璃,由氟磷酸鹽玻璃形成; 浸漬於NaOH水溶液中15小時情況下的每單位面積的質量減少量DNaOH 小於0.25mg/(cm2 ・15h);且 阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足下述(4)式: Pg,F>-0.0004νd+0.5718 ・・・(4)式。 [發明功效]
根據本發明的一實施態樣,能夠提供在高溫步驟中的氟磷酸鹽玻璃的揮發性降低的同時,部分分散比大、適於色像差校正的光學玻璃;能夠提供由上述光學玻璃形成的光學元件。 此外,根據本發明的另一實施態樣,能夠提供作為氟磷酸鹽玻璃,部分分散比大、適於色像差校正且具有優異的化學耐久性的光學玻璃;能夠提供由上述光學玻璃形成的光學元件。
在本發明和本說明書中,陽離子成分的含量和合計含量只要沒有特別記述以陽離子%表示,陰離子成分的含量和合計含量只要沒有特別記述以陰離子%表示。 在此,「陽離子%」是指按照「(關注的陽離子的個數/玻璃成分中的陽離子的總數)×100」算出的值,意為關注的陽離子量相對於陽離子成分的總量的莫耳百分率。 此外,「陰離子%」是指按照「(關注的陰離子的個數/玻璃成分中的陰離子的總數)×100」算出的值,意為關注的陰離子量相對於陰離子成分的總量的莫耳百分率。 陽離子成分彼此的含量的莫耳比等於關注的陽離子成分的以陽離子%表示的含量的比,陰離子成分彼此的含量的莫耳比等於關注的陰離子成分的以陰離子%表示的含量的比。 陽離子成分的含量和陰離子成分的含量的莫耳比為將全部的陽離子成分和全部的陰離子成分的總量設為100莫耳%時的關注的成分彼此的含量(莫耳%表示)的比率。 另外,各成分的含量能夠藉由公知的方法例如感應耦合電漿發射光譜分析法(ICP-AES)、感應耦合電漿質譜分析法(ICP-MS)、離子層析法等進行定量。
此外,在本發明和本說明書中,「氟磷酸鹽玻璃」是指至少包含磷、氧及氟作為構成玻璃的元素的玻璃。
[光學玻璃1] <玻璃成分> 以下,對本發明的一實施態樣的光學玻璃1進行說明。 P5+ 具有作為網路形成成分的作用。Al3+ 為發揮維持玻璃的熱穩定性、改善化學耐久性、加工性的作用的成分。從良好地維持玻璃的熱穩定性的方面出發,Al3+ 的含量相對於P5+ 的含量的莫耳比(Al3+ /P5+ )為0.30以上。在維持阿貝數的狀態下,提高折射率,將莫耳比(Al3+ /P5+ )設為0.30以上是有效的。 莫耳比(Al3+ /P5+ )的較佳的下限為0.5。另一方面,從良好地維持玻璃的熱穩定性的方面出發,莫耳比(Al3+ /P5+ )的較佳的上限為2,更較佳的上限為1。
Nb5+ 具有與P5+ 一起作為網路形成成分而維持玻璃的熱穩定性並且使部分分散比增加的作用。為了得到這樣的效果,Nb5+ 的含量為1.0%以上。Nb5+ 的含量的較佳的下限為1.5%,更佳的下限為2%,進一步較佳的下限為2.5%,更進一步較佳的下限為3%。另一方面,當Nb5+ 的含量過剩時,玻璃熔融時的揮發性變得顯著,產生玻璃的均勻性降低的傾向。因此,Nb5+ 的含量的較佳的上限為15%,更佳的上限為13%,進一步較佳的上限為10%。另外,關於Nb5+ 和玻璃的化學耐久性的關係如後所述。
從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,P5+ 和Nb5+ 的合計含量(P5+ +Nb5+ )較佳為15%以上。P5+ 和Nb5+ 的合計含量(P5+ +Nb5+ )的較佳的下限為20%。
O2- 具有維持玻璃的熱穩定性的作用。為了得到這樣的作用,O2- 的含量為10陰離子%以上。當O2- 的含量比85陰離子%多時,F- 的含量不足,難以得到低色散性。因此,O2- 的含量為10~85陰離子%。O2- 的含量的較佳的下限為20%,更佳的下限為30%,較佳的上限為80%,更佳的上限為75%,進一步較佳的上限為70.93%,更進一步較佳的上限為70%。
F- 具有使玻璃低色散化並且賦予異常色散性的作用、使玻璃化轉變溫度降低、改善化學耐久性的作用。當F- 的含量比15陰離子%少時,難以得到上述效果。另一方面,當F- 的含量超過90陰離子%時,難以維持玻璃的熱穩定性。此外,當F- 的含量過剩時,顯示出後述的DNaOH 、DSTPP 、D0 的各值增加的傾向。 從以上的觀點出發,F- 的含量為15~90陰離子%。F- 的含量的較佳的下限為20%,更佳的下限為25%,進一步較佳的下限為28.86%,更進一步較佳的下限為30%,較佳的上限為80%,更佳的上限為70%。
如上述那樣,從降低由於導入Nb5+ 而導致的從玻璃熔融液中的揮發增大的方面出發,O2- 的含量相對於P5+ 和Nb5+ 的合計含量的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))為3.0以上。莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))的較佳的下限為3.2。從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))的較佳的上限為4.0,更佳的上限為3.8。
鹼土金屬成分即Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 及Ba2+ 為發揮調節玻璃的黏性、折射率,使熱穩定性提高的作用的成分。為了得到上述效果,較佳鹼土金屬成分的合計含量R2+ (Mg2+ +Ca2+ +Sr2+ +Ba2+ )為20陽離子%以上,更佳為30%以上,進一步較佳為35%以上。 另一方面,由於當鹼土金屬成分的合計含量R2+ 過剩時顯示出熱穩定性降低的傾向,因此較佳鹼土金屬成分的合計含量R2+ 為50%以下。R2+ 更佳的上限為45%,進一步較佳的上限為40%。
上述光學玻璃也可以包含一種以上的選自La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 及Yb3+ 中的稀土成分。 抑制玻璃的比重增大的同時並且對於一定的折射率降低色散為前提,La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 及Yb3+ 的合計含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )相對於Al3+ 的含量的莫耳比((La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )/Al3+ )較佳為0.3以下。莫耳比((La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )/Al3+ )的更佳的上限為0.2,進一步較佳的上限為0.1。莫耳比((La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )/Al3+ )也可以為0。
接著,對各成分的含量進行說明。
P5+ 是形成玻璃的網路的必要成分。從良好地維持熱穩定性的方面出發,P5+ 的含量的較佳的下限為5%,更佳的下限為10%,進一步較佳的下限為20%。從良好地維持化學耐久性,維持低色散性、反常部分色散性的方面出發,P5+ 的含量的較佳的上限為40%,更佳的上限為38%,進一步較佳的上限為35%。
Al3+ 為發揮使熱穩定性、化學耐久性、加工性提高的作用的必要成分,也發揮提高折射率的作用。從上述的觀點出發,Al3+ 的含量的較佳的下限為5%,更佳的下限為7%,進一步較佳的下限為9%,更進一步較佳的下限為11%。從上述的觀點出發,Al3+ 的含量的較佳的上限為40%,更佳的上限為38%,進一步較佳的上限為36%,更進一步較佳的上限為34%。
在以原子%表示的玻璃組成中,O2- 的含量相對於Al3+ 的含量的比O2- /Al3+ 較佳小於12,更佳小於10,進一步較佳小於8。當O2- 的含量過多時,F- 的含量相對減少,顯示出玻璃化轉變溫度上升的傾向。另一方面,如上所述,為使熱穩定性、化學耐久性、加工性提高,具有期望的光學特性,Al3+ 是有用的成分。為了在充分得到Al3+ 的效果的情況下抑制玻璃化轉變溫度的上升,較佳以原子%表示的玻璃組成中的O2- 的含量相對於Al3+ 的含量的比O2- /Al3+ 為上述範圍。從抑制由於Al3+ 的含量相對增加而導致的耐失透性降低的觀點出發,關於上述的比O2- /Al3+ 的下限,能夠將例如2以上或3以上作為基準。 另外,以原子%表示的玻璃組成中的各成分的含量,可作為將全部陽離子成分和全部陰離子成分的合計含量設為100莫耳%時的將各成分的含量以莫耳百分率表示的值而算出。
Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 的各成分的較佳的含量如下所述。 Mg2+ 的含量的較佳的範圍為0~10%,更佳的範圍為0~8%。 Ca2+ 的含量的較佳的範圍為0~20%,更佳的範圍為0~15%。 Sr2+ 的含量的較佳的範圍為0~40%,更佳的範圍為0~30%。 Ba2+ 的含量的較佳的下限為5%,更佳的下限為10%,較佳的上限為50%,更佳的上限為40%。
La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 的各較佳的含量如下所述。 La3+ 的含量的較佳的範圍為0~5%,更佳的範圍為0~3%。 Gd3+ 的含量的較佳的範圍為0~5%,更佳的範圍為0~3%。 Y3+ 的含量的較佳的範圍為0~5%,更佳的範圍為0~3%。 Lu3+ 的含量的較佳的範圍為0~5%,更佳的範圍為0~3%。
Yb3+ 由於在紅外區域具有光吸收,因此不較佳用於基於紅外光的成像。因此,Yb3+ 的含量較佳使用與其他稀土成分的合計含量的莫耳比(Yb3+ /(La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ ))按照以下的方法進行限制。亦即,較佳將Yb3+ 的含量相對於La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 及Yb3+ 的合計含量的莫耳比(Yb3+ /(La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ ))設為0.5以下,更佳設為0.1以下,進一步較佳設為0(Yb3+ 的含量為0%)。
Zn2+ 具有在維持折射率的情況下使熱穩定性提高的作用。但當過量含有時,色散變高,難以得到期望的光學特性。因此,Zn2+ 的含量較佳設為0~10%的範圍。為了得到上述效果,Zn2+ 的含量的更佳的上限為8%,進一步較佳的上限為5%。Zn2+ 的含量也可以為0%。
鹼金屬成分為具有調節玻璃的黏性、使熱穩定性提高的作用的陽離子成分。當鹼金屬成分的合計含量R+ 過剩時,熱穩定性降低。因此,鹼金屬成分的合計含量R+ 的較佳的範圍為0~30%。從上述的觀點出發,R+ 的更佳的範圍為0~20%,進一步較佳的範圍為0~15%。R+ 的上限進一步較佳為10%,更進一步較佳為8%,更進一步較佳為7%。此外,當鹼金屬成分的合計含量R+ 過剩時,後述的DSTPP 和D0 的各值顯示出增加的傾向。因此,從對玻璃賦予優異的化學耐久性的方面出發,R+ 較佳為上述的範圍。 另一方面,從降低玻璃化轉變溫度的觀點出發,R+ 的較佳的下限為1%,更佳的下限為2%,進一步較佳的下限為3%。 作為鹼金屬成分R+ ,能夠示出Li+ 、Na+ 、K+ 、Rb+ 、Cs+ 。Rb+ 、Cs+ 與其它鹼金屬成分相比,易於引起玻璃的比重增大。 因此,Rb+ 的含量較佳為0~3%,更佳為0~2%,進一步較佳為0~1%,也可以為0%。 Cs+ 的含量較佳為0~3%,更佳為0~2%,進一步較佳為0~1%,也可以為0%。 從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,Li+ 的含量的較佳的範圍為0~30%,更佳的範圍為2~20%,進一步較佳的範圍為4~10%。 從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,Na+ 的含量的較佳的範圍為0~10%,更佳的範圍為0~8%,進一步較佳的範圍為0~6%。 從維持玻璃的熱穩定性的方面出發,K+ 的含量的較佳的範圍為0~10%,更佳的範圍為0~8%,進一步較佳的範圍為0~6%。
Si4+ 當少量時也能夠含有,但如果使其含有過量,則熔融性、熱穩定性降低。因此,Si4+ 的含量較佳設為0~5%的範圍,更佳設為0~3%的範圍,進一步較佳設為0~1%的範圍,也可以設為0%。
B3+ 即使少量含有也顯示出顯著的揮發性。為了不助長揮發,較佳將B3+ 的含量設為2%以下。B3+ 的含量的較佳的範圍為0~1%,更佳的範圍為0~0.1%,進一步較佳為0%。
在熔融玻璃從安裝於玻璃熔融裝置的管中流出時,為了抑制玻璃熔融液向管外周的潤濕、抑制由於潤濕而導致的玻璃的品質降低,含有Cl- 是有效的。Cl- 的含量的較佳的範圍為0~1%,更佳的範圍為0~0.5%,進一步較佳的範圍為0~0.3%。Cl- 也具有作為澄清劑的效果。
除此以外,也能夠少量添加Sb3+ 、Ce4+ 等作為澄清劑。澄清劑的總量能夠為0%以上,較佳設為小於1%。例如,Sb3+ 和Ce4+ 的合計含量能夠為0%以上,較佳小於1%。
Pb、Cd、As、Th為擔心造成環境負擔的成分。 因此,上述光學玻璃1較佳實質上不包含Pb、Cd、As及Th中的至少一種。 Pb2+ 的含量較佳為0~0.5%,更佳為0~0.1%,進一步較佳為0~0.05%,特別較佳實質上不包含Pb2+ 。 Cd2+ 的含量較佳為0~0.5%,更佳為0~0.1%,進一步較佳為0~0.05%,特別較佳實質上不包含Cd2+ 。 As3+ 的含量較佳為0~0.1%,更佳為0~0.05%,進一步較佳為0~0.01%,特別較佳實質上不包含As3+ 。 Th4+ 的含量較佳為0~0.1%,更佳為0~0.05%,進一步較佳為0~0.01%,特別較佳實質上不包含Th4+
上述光學玻璃1較佳能夠在整個可見光區域的寬範圍顯示高的透射率。為了有效利用這樣的優勢,較佳上述光學玻璃不包含著色劑。作為著色劑,能夠例示Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V等。上述光學玻璃1較佳實質上不包含Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er及V中的至少一種。以陽離子%表示的Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V的含量的範圍任一元素均較佳小於100ppm,更佳為0~80ppm,進一步較佳為0~50ppm以下,特別較佳實質上不包含。在此,ppm為陽離子ppm。 此外,Hf、Ga、Ge、Te、Tb為昂貴的成分。因此,光學玻璃1較佳實質上不包含Hf、Ga、Ge、Te及Tb中的至少一種。以陽離子%表示的Hf、Ga、Ge、Te、Tb的含量的範圍任一元素均較佳為0~0.1%,更佳為0~0.05%,進一步較佳為0~0.01%,更進一步較佳為0~0.005%,更進一步較佳為0~0.001%,特別較佳實質上不包含。 上述光學玻璃能夠在不導入Hf、Ga、Ge、Te、Tb的情況下顯示出各種特性。
<玻璃特性> (阿貝數νd、折射率nd) 在上述光學玻璃1中,從有效利用反常部分色散性的方面出發,阿貝數νd較佳為45以上的範圍。 阿貝數νd為表示與分散有關的性質的值,使用d線、F線、C線處的各折射率nd、nF、nC,表示為νd=(nd-1)/(nF-nC)。 阿貝數νd的較佳的上限為80,更佳的上限為70。另一方面,為了有效利用低色散性,阿貝數νd的較佳的下限為45,更佳的下限為50,進一步較佳的下限為55。
進而,藉由使折射率nd為以下的範圍,從而能夠在具有同等的聚光力的情況下,使透鏡的光學功能面的曲率的絕對值減少(緩和棱鏡的光學功能面的彎曲)。無論是精密壓製成型還是研磨、拋光,透鏡的光學功能面的彎曲越緩和則越容易進行製作,因此藉由使用高折射率的玻璃從而能夠提高光學元件的生產率。進而,藉由提高折射率,也能夠提供適合於用於高功能、緊湊的光學體系中的光學元件的玻璃材料。 在上述光學玻璃1中,較佳的折射率nd的範圍為滿足下述(2)式的範圍,更佳的折射率nd的範圍為滿足下述(3)式的範圍。 nd≥1.80653-0.00459×νd ・・・(2)式 nd≥1.84303-0.00459×νd ・・・(3)式
在圖1中,圖示了(2)式和(3)式中各自等號成立時的式子。 上述光學玻璃1較佳顯示出正的異常色散性。異常色散性可使用ΔPg,F定量地表示。部分分散比Pg,F可使用g線、F線、C線處的各折射率ng、nF、nC,藉由先前所示的(1)式(Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC))而算出。 作為阿貝數νd為45以上的市售的低色散玻璃,已知有HOYA制FCD100、FCD515等。 在將橫軸設為阿貝數νd、縱軸設為部分分散比Pg,F的圖中,在坐標(95.1 0.5334)處對FCD100進行作圖,在坐標(68.63 0.5441)處對FCD515進行作圖,研究連接上述2點的直線L。該直線L大致可表示為「Pg,F=-0.0004νd+0.5718」。 在圖2中圖示了直線L。 如圖2所示的那樣,阿貝數νd為45以上的市售的低色散玻璃(現有的玻璃)在阿貝數νd-部分分散比Pg,F的圖中位於直線L的線上或部分分散比Pg,F比直線L小的一側。 就上述光學玻璃1而言,在較佳的實施態樣中,阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足下述(4)式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718 ・・・(4)式 阿貝數νd為45以上且滿足上述(4)式的光學玻璃,相對於特定的阿貝數νd,部分分散比Pg,F大,適合作為高階的色像差校正用的光學玻璃。
(透射率) 上述光學玻璃1較佳為著色極少,適合作為相機鏡頭等成像用的光學元件、投影儀等投射用的光學元件的材料。 上述光學玻璃1的較佳的態樣為波長400nm~700nm、厚度10mm時的內部透射率為96.5%以上的玻璃。 上述內部透射率的較佳的範圍為97%以上,進一步較佳的範圍為98%以上,更進一步較佳的範圍為99%以上。 另外,雷射光用玻璃等包含發光離子例如Nd、Eu、Er、V等的玻璃,由於在可見光區域具有吸收,因此不適合用於相機鏡頭等成像用的光學元件、投影儀等投射用的光學元件的材料。
(玻璃轉換溫度Tg) 上述光學玻璃1的較佳的方式為玻璃轉換溫度Tg為550℃以下的光學玻璃。當玻璃轉換溫度低時,能夠降低將玻璃再加熱、軟化而進行壓製成型時的加熱溫度。其結果是易於抑制玻璃和壓製成型模具的熔接。此外,由於能夠降低加熱溫度,因此也能夠減少玻璃的加熱裝置、壓製成型模具等的熱消耗。進而,還能夠降低玻璃的退火溫度,因此能夠延長退火爐的壽命。玻璃轉換溫度的更佳的範圍為530℃以下,進一步較佳的範圍為500℃以下。
(液相溫度) 上述光學玻璃1的較佳的方式為液相溫度為850℃以下的光學玻璃。當液相溫度低時,能夠使玻璃的熔融、成型溫度降低。其結果是,能夠降低熔融、成型時的玻璃的揮發性,能夠抑制條紋的產生、光學特性的變動。 液相溫度的更佳的範圍為800℃以下,進一步較佳的範圍為750℃以下。
(比重) 上述光學玻璃1能夠不依賴於雖可使部分分散比增加但也使比重增加的稀土,而是主要藉由含有Nb5+ 而提高部分分散比,在部分分散比大的氟磷酸鹽玻璃中比重相對較小。 上述光學玻璃1的較佳的方式為比重為4.2以下的光學玻璃。藉由減小比重,從而能夠將光學元件輕質化。 比重的更佳的範圍為4.1以下,進一步較佳的範圍為4以下。
[光學玻璃2] 以下,對本發明的一實施態樣的光學玻璃2進行說明。
<玻璃特性> 上述光學玻璃2的阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足下述(4)式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718 ・・・(4) 阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足上述(4)式的上述光學玻璃2適合作為高階的色像差校正用的光學玻璃。 此外,在上述光學玻璃2中,從有效利用反常部分色散性的方面出發,較佳阿貝數νd為45以上的範圍。阿貝數νd的較佳的上限為80,更佳的上限為70。另一方面,為了有效利用低色散性,阿貝數νd的更佳的下限為50,進一步較佳的下限為55。
<化學耐久性> (DNaOH ) 上述光學玻璃2具有浸漬於NaOH水溶液中15小時情況下的每單位面積的質量減少量DNaOH 小於0.25mg/(cm2 ・15h)的化學耐久性。 上述質量減少量DNaOH 可藉由以下的方法而求得。 首先,準備直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣。直徑43.7mm的相對的2個表面被雙面拋光,對於側面,藉由貼合對下述的氫氧化鈉(NaOH)的水溶液具有化學耐久性的膠帶(例如,聚醯亞胺膠帶等)等的方法進行掩蔽。因此,圓板狀的玻璃試樣的上述2個表面被暴露在下述的氫氧化鈉(NaOH)的水溶液中。這2個表面的面積的合計(以下,記為「玻璃試樣的表面積」。)為30cm2 。 接著,測定玻璃試樣的質量Mbefore 後,在液體溫度50℃、濃度0.01 mol/l的充分攪拌的氫氧化鈉(NaOH)的水溶液中浸漬玻璃試樣15小時,測定浸漬後的玻璃試樣的質量Mafter 。浸漬前後的質量差(Mbefore ‐Mafter )(單位:mg)除以玻璃試樣的表面積的值為DNaOH 。亦即,藉由「(Mbefore ‐Mafter )/30」而求得的值為DNaOH 。 上述光學玻璃2具有DNaOH 小於0.25mg/(cm2 ・15h)的化學耐久性。根據具有上述範圍的DNaOH 的光學玻璃,能夠抑制由於潛在傷痕的顯現等而發生表面品質的降低。從維持高的表面品質的方面出發,DNaOH 較佳小於0.20mg/(cm2 ・15h),更佳小於0.10mg/(cm2 ・15h)。DNaOH 的下限沒有特別限定,能夠考慮將例如0.02mg/(cm2 ・15h)以上作為基準。
(關於DA ) 上述光學玻璃2較佳具有DA 小於0.35%的化學耐久性。 DA 按照日本光學玻璃工業協會標準JOGIS06-2009規定的耐酸性重量減少率Da的測定方法來測定。具體而言,測定方法如下所述。 將與比重相當的質量(Mbefore 、單位:g)的粉末玻璃(粒度425μm~600μm)放入鉑筐中,將其浸漬在石英玻璃製圓底燒瓶內的80ml的濃度0.01 mol/l的硝酸水溶液中,在沸騰水溶中處理60分鐘,測定該處理後的粉末玻璃的質量Mafter (單位:g)。將上述處理前後的粉末玻璃的質量差除以處理前的粉末玻璃的質量的值(Mbefore ‐Mafter )/Mbefore 以百分比表示的結果[(Mbefore ‐Mafter )/Mbefore ]×100為DA 。具有上述範圍的DA 的光學玻璃適合作為要求優異耐酸性的屋外設置的監控攝影機、車載攝影機所配備的光學元件用的玻璃材料。 DA 的下限沒有特別限定,能夠考慮將例如0.20%以上作為基準。
(關於DSTPP ) 上述光學玻璃2較佳具有DSTPP 小於0.40mg/(cm2 ・h)的化學耐久性。 DSTPP 的測定方法如下所述。 首先,準備直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣。直徑43.7mm的相對的2個表面被雙面拋光,對於側面,藉由貼合對下述的三聚磷酸鈉的水溶液具有化學耐久性的膠帶(例如,聚醯亞胺膠帶等)等的方法進行掩蔽。因此,圓板狀的玻璃試樣的上述2個表面被暴露在下述的三聚磷酸鈉的水溶液中。這2個表面的面積的合計(玻璃試樣的表面積)為30cm2 。 接著,測定玻璃試樣的質量Mbefore 後,在液體溫度50℃、濃度0.01 mol/l的充分攪拌的三聚磷酸鈉(Na5 P3 O10 )的水溶液中浸漬1小時,測定浸漬後的玻璃試樣的質量Mafter 。將浸漬前後的質量差(Mbefore ‐Mafter )(單位:mg)除以玻璃試樣的表面積和浸漬時間的值設為DSTPP 。亦即,藉由「(Mbefore ‐Mafter )/(30×1)」而求得的值為DSTPP 。 上述光學玻璃2更佳具有DSTPP 小於0.20mg/(cm2 ・h)的化學耐久性。DSTPP 的下限沒有特別限定,能夠考慮將例如0.02mg/(cm2 ・h)以上作為基準。 藉由使DSTPP 為上述範圍內,從而能夠更進一步抑制發生表面品質的降低。
關於光學玻璃2的其它的玻璃特性,能夠將關於光學玻璃1所記載的上述各種事項的1個或2個以上任意組合而應用。此外,關於光學玻璃1的玻璃特性,能夠將關於光學玻璃2所記載的上述各種事項的1個或2個以上任意組合而應用。
(D0 ) 在上述光學玻璃2中,較佳D0 小於5.0×10-3 mg / (cm2 ・h)。D0 有時也稱為在水中的真正的化學耐久性。 D0 的測定方法如下所述。 首先,準備直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣。直徑43.7mm的相對的2個表面被雙面拋光,對於側面,藉由貼合對下述的純水具有化學耐久性的膠帶(例如,聚醯亞胺膠帶等)等的方法進行掩蔽。因此,圓板狀的玻璃試樣的上述2個表面被暴露在下述的純水中。這2個表面的面積的合計(玻璃試樣的表面積)為30cm2 。 接著,測定玻璃試樣的質量Mbefore 後,將玻璃試樣浸漬在以每分鐘1升的速度藉由離子交換樹脂進行循環、保持在水溫50℃、pH=7.0±0.2、充分攪拌的純水中。測定在上述純水中浸漬20小時以上(較佳40小時以上)後的玻璃試樣的質量Mafter 。將浸漬前後的質量差(Mbefore ‐Mafter )(單位:mg)除以玻璃試樣的表面積和浸漬時間的值設為D0 。亦即,藉由「(Mbefore ‐Mafter )/(30×浸漬時間(單位:小時))」而求得的值為D0 。 藉由使D0 為上述範圍,從而能夠抑制在清洗、高濕環境下的玻璃的表面品質的降低。D0 的下限沒有特別限定,能夠考慮將例如0.4×10-3 mg/(cm2 ・h)以上作為基準。
<玻璃組成> 上述光學玻璃2較佳包含Nb5+ 。 Nb5+ 具有使部分分散比增加並且使化學耐久性提高的作用,尤其具有使DNaOH 和DA 的值降低的作用。從得到這樣的效果的方面出發,Nb5+ 的含量的較佳的範圍為1.0%以上,更佳的範圍為1.5%以上,進一步較佳的範圍為2%以上,更進一步較佳的範圍為2.5%以上,更進一步較佳的範圍為3%以上。此外,藉由含有Nb5+ ,能夠得到維持玻璃的熱穩定性的效果。從抑制玻璃熔融時的揮發性的方面出發,Nb5+ 的含量的較佳的上限為15%。
由於Al3+ 和Nb5+ 均有助於提高化學耐久性,因此從對玻璃賦予優異的化學耐久性的方面出發,Al3+ 和Nb5+ 的合計含量較佳設為10%以上,更佳設為12%以上,進一步較佳設為15%以上。從維持熱穩定性的方面出發,Al3+ 和Nb5+ 的合計含量較佳設為45%以下,更佳設為35%以下。
關於光學玻璃2的其它的玻璃組成,能夠將關於光學玻璃1所記載的上述各種事項的1個或2個以上任意組合而應用。此外,關於光學玻璃1的玻璃組成,能夠將關於光學玻璃2所記載的上述各種事項的1個或2個以上任意組合而應用。
<玻璃的製造方法> 上述光學玻璃1和光學玻璃2能夠藉由例如以可得到期望的特性的方式將玻璃原料進行調合、熔融、成型而得到。作為玻璃原料,可以使用例如磷酸鹽、氟化物、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物等。關於玻璃的熔融法、成型法可以使用公知的方法。
[壓製成型用玻璃材料及其製造方法以及玻璃成型體的製造方法] 根據本發明的一實施態樣,能夠提供由上述光學玻璃1或上述光學玻璃2形成的壓製成型用玻璃材料、由上述光學玻璃形成的玻璃成型體、以及它們的製造方法。 壓製成型用玻璃材料是指加熱而供於壓製成型的玻璃塊的意思。 作為壓製成型用玻璃材料的例子,能夠示出:精密壓製成型用預製件、用於壓製成型光學元件坯件的玻璃材料(壓製成型用玻璃料滴)等具有與壓製成型品的質量相當的質量的玻璃塊。 壓製成型用玻璃材料可經過加工玻璃成型體的步驟而製作。玻璃成型體能夠像上述那樣對玻璃原料進行加熱、熔融,將得到的熔融玻璃成型而製作。作為玻璃成型體的加工法,能夠例示切割、研磨、拋光等。
[光學元件坯件及其製造方法] 根據本發明的一實施態樣,能夠提供由上述光學玻璃1或上述光學玻璃2形成的光學元件坯件。光學元件坯件為具有與想要製造的光學元件的形狀近似的形狀的玻璃成型體。光學元件坯件可以藉由將玻璃成型為在想要製造的光學元件的形狀上加上因加工而除去的加工餘量的形狀的方法等來製作。能夠藉由例如對壓製成型用玻璃材料進行加熱、軟化而壓製成型的方法(二次壓製法);使用公知的方法將熔融玻璃塊供給至壓製成型模具而進行壓製成型的方法(直接壓製法)等而製作光學元件坯件。
[光學元件及其製造方法] 根據本發明的一實施態樣,能夠提供由上述光學玻璃1或上述光學玻璃2形成的光學元件。作為光學元件的種類,能夠例示:球面透鏡、非球面透鏡等透鏡、棱鏡、繞射光柵等。作為透鏡的形狀,能夠例示:雙凸透鏡、平凸透鏡、雙凹透鏡、平凹透鏡、凸凹透鏡、凹凸透鏡等各種形狀。光學元件能夠藉由包含對由上述光學玻璃形成的玻璃成型體進行加工的步驟的方法來製造。作為加工,能夠例示:切割、切削、粗研磨、精研磨、拋光等。在進行這樣的加工時使用上述玻璃,從而能夠減輕破損,能夠穩定地供給高品質的光學元件。
[實施例] 以下,藉由實施例對本發明進一步詳細說明。但是,本發明不限定於實施例所示的方式。
(實施例1) 以成為表1所示的玻璃組成的方式,使用與各玻璃組成分別相當的磷酸鹽、氟化物、氧化物等作為用於導入各成分的原料,稱量原料,充分混合而製成調合原料。 將該調合原料加入到鉑製的坩堝中,進行加熱、熔融。熔融後,將熔融玻璃流入鑄模,放置冷卻至玻璃轉換溫度附近後立刻放入退火爐,在玻璃轉換溫度範圍進行約1小時退火處理後,在爐內放置冷卻至室溫,由此得到表1所示的各光學玻璃。 使用光學顯微鏡放大觀察得到的光學玻璃,結果沒有發現晶體的析出、鉑粒子等異物、氣泡,也沒有觀察到條紋。 像這樣得到的光學玻璃的各特性如表1所示。 光學玻璃的各特性藉由以下所示的方法進行測定。
(1)折射率nd、ng、nF、nC及阿貝數νd 使用日本光學玻璃工業協會標準的折射率測定法,對以降溫速度-30℃/小時進行降溫而得到的玻璃,測定折射率nd、ng、nF、nC、阿貝數νd。 此外,在圖1中,對上述各光學玻璃的阿貝數νd和折射率nd進行製圖。
(2)部分分散比Pg,F以及Pg,F從標準線偏離的偏差ΔPg,F 根據折射率ng、nF、nC算出部分分散比Pg,F,並且算出從根據阿貝數νd算出的標準線上的部分分散比Pg,F(0)偏離的偏差ΔPg,F。 在表1中,示出折射率nd、阿貝數νd以及由ng、nF、nC算出的Pg,F和ΔPg,F。 此外,在圖2中,對上述各光學玻璃的阿貝數νd和部分分散比Pg,F進行製圖。
(3)玻璃轉換溫度Tg 使用NETZSCH公司製造的差示掃描量熱分析裝置(DSC3300),以升溫速度10℃/分鐘測定玻璃轉換溫度Tg。
(4)液相溫度LT 將50g的玻璃放入鉑坩堝內,以蓋上鉑蓋的狀態在1100℃融解20分鐘後,在規定的溫度保持2小時。觀察保持2小時後的玻璃,根據有無晶體的析出而求得液相溫度LT。 對於表1所示的各玻璃,使用上述的方法將玻璃在850℃保持2小時後,進行目視和使用光學顯微鏡的放大觀察(100倍),結果沒有發現晶體的析出。 因此,表1所示的各玻璃的液相溫度LT為850℃以下。
(5)比重 藉由阿基米德法測定比重。
(6)融解中的揮發減少量的評價 使玻璃批料(以收量計為150~200g)填充到鉑坩堝,蓋上鉑蓋,測定質量X,然後在1050℃融解1.5小時。然後,在即將把熔融玻璃澆鑄到鑄模前再次測定內部加入了熔融玻璃的蓋有鉑蓋的鉑坩堝的質量Y,求得質量變化率(X-Y)/X。當以收量成為150g的方式準備玻璃批料時,X為150g,當以收量為200g的方式準備玻璃批料時,X為200g。 在玻璃批料包含碳酸鹽的情況下,在融解中,碳酸鹽中的CO2 被排出。在玻璃批料包含硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物的情況下,SO3 、NO2 、H2 O在融解中被排出。 可以預先算出玻璃批料中包含的CO2 、SO3 、NO2 、H2 O這些氣體成分的質量,以從玻璃批料的質量中減去氣體成分的質量的值成為質量X的方式來製備玻璃批料。 在表1中,質量變化率為2%以下的設為A,質量變化率大於2%且為4%以下的設為B,質量變化率大於4%的設為C。 另外,對表1所示的實施例的各玻璃,按照日本光學玻璃工業協會標準的內部透射率測定(JOGIS-17)測定在厚度10mm的內部透射率,結果在所有的試樣中均具有96.50%以上的透射率。
(7)DNaOH 將直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣(2個表面被雙面拋光)浸漬在液體溫度50℃、濃度0.01 mol/l的充分攪拌的氫氧化鈉(NaOH)的水溶液中15小時,將浸漬前後的質量減少量除以玻璃試樣的表面積的值作為DNaOH
(8)DA 將與比重相當的質量(g)的粉末玻璃(粒度425μm~600μm)放入鉑筐中,將其浸漬在石英玻璃製圓底燒瓶內的80ml的濃度0.01 mol/l的硝酸水溶液中,在沸騰水溶中處理60分鐘,將處理前後的粉末玻璃的質量減少量除以浸漬前的粉末玻璃的質量的值的百分比設為DA
(9)DSTPP 將直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣浸漬在液體溫度50℃、濃度0.01 mol/l的充分攪拌的三聚磷酸鈉(Na5 P3 O10 )的水溶液中1小時,將浸漬前後的質量減少量除以玻璃試樣的表面積和浸漬時間的值作為DSTPP
(10)D0 將直徑43.7mm、厚5mm的圓板狀的玻璃試樣浸漬在以每分鐘1升的速度藉由離子交換樹脂進行循環、保持在水溫50℃、pH=7.0±0.2、充分攪拌的純水中45小時,將浸漬前後的質量差除以玻璃試樣的單位表面積和浸漬的時間的值作為D0
(比較例1) 製作具有表1所示的比較例1的組成的玻璃,按照上述方法,對折射率nd、阿貝數νd、部分分散比Pg,F、玻璃轉換溫度Tg、比重、融解中的揮發減少量進行評價。比較例1為關於光學玻璃1的比較例的玻璃,進行融解中的揮發減少量的評價,結果質量變化率大於4%(評價結果C)。
(比較例2) 製作具有表1所示的比較例2的組成的玻璃,對折射率nd、阿貝數νd、部分分散比Pg,F、玻璃轉換溫度Tg、比重、融解中的揮發減少量、DNaOH 進行評價。評價結果如表1所示。比較例2為關於光學玻璃2的比較例的玻璃,DNaOH 大於0.25mg/(cm2 ・15h),且不滿足(4)式。
以上的結果如表1(表1-1~表1-7)所示。
Figure 02_image001
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image003
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image005
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image007
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image009
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image011
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
Figure 02_image013
(註)在正值的情況下,滿足下式。 Pg,F>-0.0004νd+0.5718
表1中的實施例的以原子%表示的玻璃組成如表2(表2-1~表2-3)所示。
Figure 02_image015
Figure 107110484-A0305-02-0033-1
Figure 02_image021
(實施例2) 使用上述實施例1的各光學玻璃,按照上述的公知的方法製作透鏡坯件。對製作的透鏡坯件進行研磨、拋光,製作各種透鏡(雙凸透鏡、凸凹鏡、凹凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡)。 任一透鏡均為輕質、適合於高階的色像差校正的透鏡。
最後,對上述的各方式進行總結。
根據一實施態樣,可提供光學玻璃1,該光學玻璃1包含P5+ 、Al3+ 、Nb5+ 、O2- 及F- 作為必要成分,Al3+ 的含量相對於P5+ 的含量的莫耳比(Al3+ /P5+ )為0.30以上,Nb5+ 的含量為1.0陽離子%以上,O2- 的含量為10~85陰離子%、F- 的含量為15~90陰離子%、O2- 的含量相對於P5+ 和Nb5+ 的合計含量的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))為3.0以上。
在一實施態樣中,上述光學玻璃1能夠包含至少一種選自Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 及Ba2+ 中的鹼土金屬成分,Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 及Ba2+ 的合計含量為20陽離子%以上。
在一實施態樣中,上述光學玻璃1的P5+ 的含量能夠為5~40陽離子%,Al3+ 的含量能夠為5~30陽離子%。
在一實施態樣中,上述光學玻璃1的莫耳比(O2- /(P5+ +Nb5+ ))能夠為4.0以下。
在一實施態樣中,上述光學玻璃1能夠包含至少一種選自La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 及Yb3+ 中的稀土成分,La3+ 、Gd3+ 、Y3+ 、Lu3+ 及Yb3+ 的合計含量(La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )相對於Al3+ 的含量的莫耳比((La3+ +Gd3+ +Y3+ +Lu3+ +Yb3+ )/Al3+ )能夠為0.3以下。
根據一實施態樣,可提供光學玻璃2,該光學玻璃2由氟磷酸鹽玻璃形成,浸漬於NaOH水溶液中15小時情況下的每單位面積的質量減少量DNaOH 小於0.25mg/(cm2‧15h),且阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足上述(4)式。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的DA能夠小於0.35%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的DSTPP能夠小於0.40mg/(cm2‧h)。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的D0能夠小於5.0×10-3mg/(cm2‧h)。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2能夠包含Nb5+
根據一實施態樣,上述光學玻璃2能夠包含1.0%以上的Nb5+
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Nb5+的含量能夠為15%以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Al3+和Nb5+的合計含量能夠為10%以上。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的P5+的含量能夠為5~40%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Al3+的含量能夠為5~40%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Mg2+的含量能夠為0~10%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Ca2+的含量能夠為0~20%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Sr2+的含量能夠為0~40%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Ba2+的含量能夠為5~40%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的La3+的含量能夠為0~5%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Gd3+的含量能夠為0~5%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Y3+的含量能夠為0~5%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Lu3+的含量能夠為0~5%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Yb3+的含量相對於La3+、Gd3+、Y3+、Lu3+及Yb3+的合計含量的莫耳比(Yb3+/(La3++Gd3++Y3++Lu3++Yb3+))能夠為0.5以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Zn2+ 的含量能夠為0~10%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的鹼金屬成分的合計含量能夠為0~30%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Rb+ 的含量能夠為0~1%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Cs+ 的含量能夠為0~1%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Li+ 的含量能夠為0~30%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Li+ 的含量能夠為2%以上。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Li+ 的含量能夠為4~10%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Na+ 的含量能夠為0~10%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的K+ 的含量能夠為0~10%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Si4+ 的含量能夠為0~5%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的B3+ 的含量能夠為2%以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Cl- 的含量能夠為0~1%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的Sb3+ 和Ce4+ 的合計含量能夠為0%以上,能夠小於1%。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2能夠實質上不包含Pb、Cd、As及Th中的至少一種。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2能夠實質上不包含Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er及V中的至少一種。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2能夠實質上不包含Hf、Ga、Ge、Te及Tb中的至少一種。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的阿貝數νd能夠為45以上。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的阿貝數νd能夠為80以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的折射率nd和阿貝數νd能夠滿足下述(2)式。 nd≥1.80653-0.00459×νd ・・・(2)式
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的折射率nd和阿貝數νd能夠滿足下述(3)式。 nd≥1.84303-0.00459×νd ・・・(3)式
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的波長400nm~700nm、厚度10mm時的內部透射率能夠為96.5%以上。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的玻璃轉換溫度Tg能夠為550℃以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的液相溫度能夠為850℃以下。
根據一實施態樣,上述光學玻璃2的比重能夠為4.2以下。
進而根據另一實施態樣,可提供由上述光學玻璃1或上述光學玻璃2形成的光學元件。
應當認為本次公開的實施方式在所有方面均為例示而並非限制。本發明的範圍是由專利請求保護的範圍而不是上述的說明所示出的,意在包含與專利請求保護的範圍等同的含義和範圍內的全部變更。 例如,對於上述例示的玻璃組成,能夠藉由進行說明書中記載的組成調整而得到本發明的一實施態樣的光學玻璃。 此外,當然能夠將2個以上的說明書中作為例示或較佳的範圍而記載的事項進行任意組合。
無。
圖1表示於阿貝數νd-折射率nd圖中,實施例之光學玻璃的光學特性。 圖2表示於阿貝數νd-部分分散比Pg,F圖中,實施例的光學玻璃的光學特性和現有的光學玻璃的光學特性。

Claims (7)

  1. 一種光學玻璃,包含P5+、Al3+、Nb5+、O2-及F-作為必要成分;Al3+的含量相對於P5+的含量的莫耳比(Al3+/P5+)為0.30以上;Nb5+的含量為1.0陽離子%以上;O2-的含量為10~85陰離子%;F-的含量為15~90陰離子%;O2-的含量相對於P5+和Nb5+的合計含量的莫耳比(O2-/(P5++Nb5+))為3.0以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學玻璃,其中,包含至少一種選自Mg2+、Ca2+、Sr2+及Ba2+中的鹼土金屬成分;Mg2+、Ca2+、Sr2+及Ba2+的合計含量為20陽離子%以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學玻璃,其中,P5+的含量為5~40陽離子%;Al3+的含量為5~30陽離子%。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光學玻璃,其中,莫耳比(O2-/(P5++Nb5+))為4.0以下。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光學玻璃,其中,包含至少一種選自La3+、Gd3+、Y3+、Lu3+及Yb3+中的稀土成分;La3+、Gd3+、Y3+、Lu3+及Yb3+的合計含量(La3++Gd3++Y3++Lu3++Yb3+)相對於Al3+的含量的莫耳比((La3++Gd3++Y3++Lu3++Yb3+)/Al3+)為0.3以下。
  6. 一種光學玻璃,由氟磷酸鹽玻璃形成,其中包含Nb5+作為必要成分且O2-的含量相對於P5+和Nb5+的合計含量的莫耳比(O2-/(P5++Nb5+))為3.0以上,浸漬於NaOH水溶液中15小時情況下的每單位面積的質量減少量DNaOH小於0.25mg/(cm2‧15h);且阿貝數νd和部分分散比Pg,F滿足下述(4)式: Pg,F>-0.0004νd+0.5718 (4)式。
  7. 一種光學元件,係由申請專利範圍第1至6項中任一項所述之光學玻璃形成。
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