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TWI735451B - 玻璃、光學玻璃、抛光用玻璃材料、壓製成型用玻璃材料及光學元件 - Google Patents

玻璃、光學玻璃、抛光用玻璃材料、壓製成型用玻璃材料及光學元件 Download PDF

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TWI735451B
TWI735451B TW105121508A TW105121508A TWI735451B TW I735451 B TWI735451 B TW I735451B TW 105121508 A TW105121508 A TW 105121508A TW 105121508 A TW105121508 A TW 105121508A TW I735451 B TWI735451 B TW I735451B
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金子将士
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日商Hoya股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種玻璃,該玻璃在採用熱處理來降低還原色時能夠縮短其熱處理時間。一種玻璃,其是阿貝數(v d)為18.10以下;TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕為30質量%以上;及Bi2O3的含量為38質量%以下的磷酸鹽玻璃;Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值為0.015~0.770。

Description

玻璃、光學玻璃、拋光用玻璃材料、壓製成型用玻璃材料及光學元件
本發明關於一種能夠容易地降低還原色的玻璃、光學玻璃、拋光用玻璃材料、壓製成型用玻璃材料、及光學元件。
近年來,作為對攝影光學系統、投射光學系統等裝置的高功能化、緊湊化有效的光學元件的材料,高色散玻璃的需要正在增加。例如高色散玻璃製的透鏡通過與低色散玻璃製的透鏡組合製成對透鏡而用於色像差的校正。
高色散玻璃通常大量含有TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等成分(以下有時記成“高色散成分”)作為玻璃成分。這些高色散成分在玻璃的熔融過程中易被還原。如果高色散成分被還原,則吸收可見光區域的短波長側的光而使玻璃發生著色(以下有時稱為“還原色”)。
專利文獻1中,通過對玻璃進行熱處理來降低這樣的玻璃的著色。可認為這是由於還原狀態的Ti、Nb、W、Bi等離子通過加熱被氧化而使可見光吸收減弱。
亦即,對於大量含有TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等高色散成分作為玻璃成分的高色散玻璃,採用熱處理而降低 還原色,由此能夠獲得需要的透明性。但是,該熱處理需要長時間對玻璃進行加熱,因此,從生產性和經濟性的觀點考慮而要求改善。特別是對於阿貝數(Abbe number,v d)為18.1以下的高色散玻璃,著色更濃,因此用於降低著色的熱處理需要長時間。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開平6-345481號公報。
本發明是鑒於這樣的實際情況而完成的,其目的在於提供一種在採用熱處理來降低還原色時能夠縮短其熱處理時間的玻璃。
本案發明人為了實現上述目的而進行了反復深入研究,結果發現,對於高色散成分,以規定的比率含有Li2O,由此可實現該目的,基於該見解,以至完成了本發明。
如果包含Li2O作為玻璃成分,則阿貝數(v d)升高,此外玻璃的熱穩定性降低。因此,高色散玻璃中通常不含有Li2O。
對於本發明的高色散玻璃,使阿貝數(v d)降低而維持高色散性,並且含有Li2O作為玻璃成分,由此能夠縮短降低由TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間。
如果含有Li2O等鹼金屬氧化物作為玻璃成分,則熔融溫度降低,與其相伴地玻璃化轉變溫度(glass transition temperature,Tg)也降低。在以往的精密壓製用玻璃中,有時為了降低玻璃化轉變溫度(Tg)易於加工而含有Li2O。在此,對於為了使玻璃化轉變溫度(Tg)降低而含有Li2O的玻璃,由於熔融溫度低在熔融過程中基本上不進行高色散成分的還原反應,因此玻璃的著色的程度輕,不需要長時間的熱處理。所以,在像以往的玻璃那樣為了使熔融溫度降低而含有Li2O的情況下,不需要對生產製程帶來影響的程度的長時間的熱處理,因此,沒有認識到縮短使還原色降低所需要的熱處理時間的課題。
本發明是基於發現了在由TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等高色散成分引起的還原色成為問題的高色散玻璃中,通過含有通常沒有作為高色散玻璃的玻璃成分含有的Li2O從而能夠縮短降低還原色所需要的熱處理時間的發明,是作為通過含有Li2O作為玻璃成分而獲得的效果,利用了極其嶄新的效果的發明。
亦即,本發明的主旨如下。
[1]一種玻璃,其是阿貝數(v d)為18.10以下;TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕為30質量%以上;及Bi2O3的含量為38質量%以下的磷酸鹽玻璃。
Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值為0.015 ~0.770。
[2]一種玻璃,其是阿貝數(v d)為18.10以下;包含選自TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3中的至少一種氧化物的磷酸鹽玻璃。
在將在大氣氣氛下以比液相線溫度(LT)高110~120℃的溫度再熔融90分鐘並成型、在大氣氣氛下以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘、以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述保持溫度低120℃的溫度而得的玻璃加工為長17mm、寬13mm、厚10mm的玻璃中;在將俯視時處於距縱向一端為0~5mm的距離、且距橫向一端為0~5mm的距離的範圍的部分設為玻璃端部、將俯視時處於距縱向一端為6~11mm的距離、且距橫向一端為4~9mm的距離的範圍的部分設為玻璃中心部的情況下;將在大氣氣氛下以100℃/h的升溫速度加熱並以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度保持的熱處理和以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述熱處理溫度低120℃的溫度的緩冷處理進行一次或重複進行多次,直到與厚度方向平行地入射光時的波長656nm時的上述玻璃端部的外部透射率(TA)和上述玻璃中心部的外部透射率(TB)為由下述式(2)計算的值(T1)以上、且上述玻璃端部的外部透射率(TA)與上述玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下,此時上述熱處理中以上述熱處理溫度保持的時間的合計為48小時以內。
T1=0.83×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(2)
[式(2)中,nC是進行上述熱處理和緩冷處理直到上述玻璃 端部的外部透射率(TA)與上述玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下的情況下的波長656.27nm時的折射率。]
[3]根據[1]或[2]所述的玻璃,其中Li2O的含量為0.010質量%以上。
[4]根據[1]至[3]中任一項所述的玻璃,其中Li2O的含量為0.640質量%以下。
[5]根據[1]至[4]中任一項所述的玻璃,其中下述式(1)表示的βOH的值為0.05mm-1以上。
βOH=-〔ln(D/C)〕/t...式(1)
[式(1)中,t表示外部透射率的測定中使用的上述玻璃的厚度(mm),C表示對上述玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2500nm時的外部透射率(%),D表示對上述玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2900nm時的外部透射率(%)。]
[6]根據[1]至[5]中任一項所述的玻璃,其中包含Nb2O5作為玻璃成分。
[7]根據[1]至[6]中任一項所述的玻璃,其中包含TiO2作為玻璃成分。
[8]一種光學玻璃,由上述[1]至[7]中任一項所述的玻璃形成。
[9]一種拋光用玻璃材料,由上述[1]至[7]中任一項所述的玻璃形成。
[10]一種壓製成型用玻璃材料,由上述[1]至[7]中任一項所述的玻璃形成。
[11]一種拋光用玻璃材料,由上述[8]所述的光學 玻璃形成。
[12]一種壓製成型用玻璃材料,由上述[8]所述的光學玻璃形成。
[13]一種光學元件,由上述[1]至[7]中任一項所述的玻璃形成。
[14]一種光學元件,由上述[8]所述的光學玻璃形成。
[15]一種光學元件,由上述[9]或[11]所述的拋光用玻璃材料形成。
[16]一種光學元件,由上述[10]或[12]所述的壓製成型用玻璃材料形成。
根據本發明,在對於高色散玻璃採用熱處理來降低還原色時能夠縮短其熱處理時間。
以下,對於用於實施本發明的方式(以下簡稱為“實施形態”)詳細地進行說明。以下的本實施形態是用於說明本發明的例示,其宗旨不是將本發明限定為以下的內容。本發明能夠在該主旨的範圍內適當地變形而實施。進而,對於重複說明的部分有時會適當地省略說明,但其並不限定發明的宗旨。應予說明,在本說明書中,“玻璃”是包含多種玻璃構成成分(玻璃成分)的玻璃組合物,只要沒有特別說明,作為與形狀(塊狀、 板狀、球狀等)、用途(光學元件用材料、光學元件等)、大小無關的統稱來使用。亦即,對玻璃的形狀、用途、大小沒有限定,任何形狀的玻璃、另外任何用途的玻璃、進而任何大小的玻璃均包含在本發明的玻璃中。
另外,在本說明書中,有時使用(數值1)以“(數值1)以下”的方式來表示數值範圍。這樣表示的範圍是小於(數值1)的數值範圍加上(數值1)的數值範圍。以“不足(數值1)”表示的數值範圍是小於(數值1)的數值範圍,不包含(數值1)。有時使用(數值2)以“(數值2)以上”的方式來表示數值範圍。這樣表示的範圍是大於(數值2)的數值範圍加上(數值2)的數值範圍。有時以“超過(數值2)”的方式來表示數值範圍。這樣表示的範圍是大於(數值2)的數值範圍,不包含(數值2)。
對於本發明,第1實施形態中,主要基於以質量%表示的各玻璃成分的含量進行說明,第2實施形態中,基於熱處理時的透射率進行說明。以下,只要沒有特別說明,“%”為質量%。另外,對於一部分的玻璃成分,也記載以陽離子%表示的含量。
在本說明書中,所謂以質量%表示是指對於以氧化物、氟化物表示的各玻璃成分,將在將全部的玻璃成分的合計含量設為100質量%時的各玻璃成分的含量用質量百分率來表示。另外,所謂以質量%表示的合計含量是指多種玻璃成分的含量(也包含含量為0%的情況)的合計量。另外,所謂質量比是指以質量%表示的玻璃成分的含量(也包含多種成分的合計含量)彼此的比例(比)。
另外,在本說明書中,所謂以陽離子%表示是指將全部的陽離子成分的含量的合計設為100%時的莫耳百分率。所謂以陽離子%表示的合計含量是指多種陽離子成分的含量(也包含含量為0%的情況)的合計量。另外,所謂陽離子比是指在以陽離子%表示時陽離子成分彼此的含量(也包含多種陽離子成分的合計含量)的比例(比)。
應予說明,陽離子成分的價數(例如P5+的價數為+5,Si4+的價數為+4,La3+的價數為+3)是根據常規確定的值,以氧化物基準表述作為玻璃成分的P、Si、La時,與表述成P2O5、SiO2、La2O3是同樣的。因此,分析玻璃組成時,可以不分析陽離子成分的價數。另外,陰離子成分的價數(例如O2-的價數為-2)也是根據常規確定的值,與像上述那樣將氧化物基準的玻璃成分表述為例如P2O5、SiO2、La2O3是同樣的。因此,分析玻璃組成時,可以不分析陰離子成分的價數。
如後所述,有時在玻璃中少量添加Sb2O3、SnO2、CeO2作為澄清劑。但是,在本說明書中,全部的玻璃成分的合計含量中不包含Sb2O3、SnO2、CeO2的各含量。亦即,玻璃成分中的Sb2O3、SnO2、CeO2的各含量表示為Sb2O3、SnO2及CeO2以外的全部的玻璃成分的合計含量中的Sb2O3、SnO2、CeO2的各含量。在本說明書中將這樣的表述稱為外加。
在本發明的實施形態所涉及的玻璃中,Li2O的含量通過ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)來定量,Li2O以外的玻璃成分的含量通過ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)來定量。通過 ICP-AES求出的分析值有時包含例如分析值的±5%左右的測定誤差。另外,在本說明書和本發明中,所謂玻璃的構成成分的含量為0%或不包含意味著基本上不包含該構成成分,指的是該構成成分的含量為雜質水平程度以下。
第1實施形態
本發明的第1實施形態的玻璃是阿貝數(v d)為18.10以下;TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕為30質量%以上;及Bi2O3的含量為38質量%以下的磷酸鹽玻璃,其中Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值為0.015~0.770。
以下,對於第1實施形態所涉及的玻璃詳細地進行說明。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,阿貝數(v d)為18.10以下。阿貝數(v d)的上限較佳為18.05,進而依次更佳為18.00、17.90、17.80、17.70、17.60、17.50、17.40、17.30、17.20、17.10、17.00、16.90、16.80、16.78。另外,阿貝數的下限較佳為15.00,進而依次更佳為15.10、15.20、15.25、15.30、15.35、15.40、15.45、15.50、15.52、15.54、15.56、15.58、15.60。
通過將阿貝數(v d)設為18.10以下,從而在與低色散玻璃製透鏡組合製成對透鏡時,阿貝數的差變大,在色像差校正中起到高效果。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,TiO2、Nb2O5、 WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕為30%以上。合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的下限較佳為35%,進而依次更佳為36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%。另外,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的上限較佳為90%,進而依次更佳為88%、86%、85%、84%、83%、82%、81%、80%、79%、78%、77%。
TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3有助於玻璃的高色散化。另外,通過使其適量含有,從而還具有改善玻璃的熱穩定性的作用。因此,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的下限較佳為上述範圍。另一方面,TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3會使玻璃的著色增加。因此,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的上限較佳為上述範圍。
另外,在第1實施形態所涉及的玻璃中,如果以陽離子%表示玻璃成分的含量,則Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+的合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的上限較佳為75.00陽離子%,進而依次更佳為74.50陽離子%、74.00陽離子%、73.50陽離子%、73.00陽離子%、72.50陽離子%、72.00陽離子%、71.50陽離子%、71.00陽離子%、70.50陽離子%。合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的下限較佳為52.00陽離子%,進而依次更佳為52.10陽離子%、52.15陽離子%、52.20陽離子%、52.25陽離子%、52.30陽離子%。
Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+有助於玻璃的高色散化。另外,通過使其適量含有,還具有改善玻璃的熱穩定性的作 用。因此,合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的下限較佳為上述範圍。另一方面,Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+使玻璃的著色增加。因此,合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的上限較佳為上述範圍。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,Bi2O3的含量為38%以下。Bi2O3的含量的上限較佳為35%,進而依次更佳為33%、30%、28%、25%、23%、20%。另外,Bi2O3的含量的下限較佳為0%。Bi2O3的含量可以為0%。
Bi2O3是有助於高色散化的成分。另外,通過將Bi2O3的含量設為上述範圍,從而能夠抑制比重的增大和玻璃化轉變溫度(Tg)的降低。當玻璃的比重增大時,光學元件的質量會增大。例如,如果將質量大的鏡頭組裝到自動對焦式的攝影鏡頭,則在自動對焦時驅動鏡頭所需的功率就會增大,電池的消耗加劇。因此,較佳將Bi2O3的含量設為上述範圍。
另外,Bi2O3與其它高色散成分TiO2、Nb2O5、WO3相比,具有使折射率大幅升高的作用。如果折射率大幅升高,則與折射率低的低色散玻璃製透鏡組合用於校正色像差的情況下,折射率差大,因此易於強烈表現像場彎曲。所以,較佳將Bi2O3的含量設為上述範圍。
另外,在第1實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Bi3+的含量的上限較佳為10.00陽離子%,進而依次更佳為9.00陽離子%、8.00陽離子%、7.00陽離子%、6.00陽離子%、5.00陽離子%、4.50陽離子%、4.00陽離子%、3.50陽離子%、3.00陽離子%、2.50陽離子%、2.00 陽離子%、1.50陽離子%、1.00陽離子%。Bi3+的含量可以為0陽離子%。
Bi3+是有助於高色散化的成分。另外,通過將Bi3+的含量設為上述範圍,從而能夠抑制比重的增大和玻璃化轉變溫度(Tg)的降低。當玻璃的比重增大時,光學元件的質量會增大。例如,如果將質量大的鏡頭組裝到自動對焦式的攝影鏡頭,則在自動對焦時驅動鏡頭所需的功率就會增大,電池的消耗加劇。因此,較佳將Bi3+的含量設為上述範圍。
另外,Bi3+與其它高色散成分Ti4+、Nb5+、W6+相比,具有使折射率大幅升高的作用。如果折射率大幅升高,則與折射率低的低色散玻璃製透鏡組合用於校正色像差的情況下,折射率差大,因此易於強烈表現像場彎曲。所以,較佳將Bi3+的含量設為上述範圍。
第1實施形態所涉及的玻璃是磷酸鹽玻璃。所謂磷酸鹽玻璃是指主要包含磷酸鹽作為玻璃的網絡形成成分的玻璃。因此,第1實施形態所涉及的玻璃主要包含磷酸鹽作為網絡形成成分,其含量作為P2O5的含量表示。作為玻璃的網絡形成成分,已知P2O5、Al2O3、B2O3、SiO2等。在此,玻璃的所謂主要包含磷酸鹽作為網絡形成成分,意味著以質量%表示的P2O5的含量多於Al2O3、B2O3、SiO2中的任一種的含量的玻璃。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,P2O5的含量的下限較佳為7.0%,進而依次更佳為8.0%、9.0%、10.0%、11.0%、12.0%、13.0%、14.0%、15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%、 20.0%。另外,P2O5的含量的上限較佳為37.0%,進而依次更佳為36.0%、35.0%、34.5%、34.0%、33.5%、33.0%、32.5%、32.0%、31.5%、31.0%、30.5%、30.0%。
P2O5是為了使玻璃大量含有高色散成分而必需的成分。另一方面,如果過量包含P2O5,則熔融性會變差。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,較佳將P2O5的含量設為上述範圍。
另外,在第1實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,P5+的含量的上限較佳為42.00陽離子%,進而依次更佳為41.50陽離子%、41.00陽離子%、40.50陽離子%、40.00陽離子%、39.50陽離子%、39.00陽離子%、38.50陽離子%、38.00陽離子%、37.50陽離子%、37.00陽離子%、36.50陽離子%、36.00陽離子%。P5+的含量的下限較佳為25.00陽離子%,進而依次更佳為25.50陽離子%、26.00陽離子%、26.50陽離子%、27.00陽離子%、27.50陽離子%、28.00陽離子%、28.50陽離子%、29.00陽離子%、29.30陽離子%。
P5+是為了抑制折射率nd的升高、在玻璃中大量含有高色散成分而必需的成分。另一方面,如果過量包含P5+,則熔解性會變差。因此,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,較佳將P5+的含量設為上述範圍。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值為0.015~0.770。質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值的下限較佳為 0.017,進而依次更佳為0.019、0.021、0.023、0.025、0.027、0.030。另外,質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值的上限較佳為0.750,進而依次更佳為0.730、0.710、0.700、0.680、0.650、0.600、0.550。
通過將質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值設為上述範圍,從而可充分促進採用熱處理進行的著色的降低。如果質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值超過0.750,則無法獲得所希望的高色散特性,而且會損害玻璃的穩定性。
在第1實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,在W6+的含量超過0陽離子%的情況下,Ba2+的含量與W6+的含量的陽離子比〔Ba2+/W6+〕的上限較佳為0.14,進而依次更佳為0.13、0.12、0.11、0.10。
Ba2+是有助於低色散化的成分。因此,在第1實施形態所涉及的玻璃中,通過相對於Ba2+的含量使作為高色散成分的W6+以成為上述陽離子比的方式含有,從而能夠維持所希望的高色散性。
另外,在第1實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,在W6+的含量為0陽離子%、Ba2+的含量超過0陽離子%的情況下,Ti4+和Bi3+的合計含量〔Ti4++Bi3+〕的上限較佳為35.00陽離子%,進而依次更佳為34.00陽離子%、33.00陽離子%、32.50陽離子%、32.30陽離子%、32.00陽離子%、31.80陽離子%、31.60陽離子%、31.40陽離子%、31.20陽離子%、31.00陽離子%、30.80陽離子%、30.60 陽離子%、30.40陽離子%、30.20陽離子%、30.10陽離子%、30.00陽離子%。合計含量〔Ti4++Bi3+〕的下限較佳為21.00陽離子%,進而依次更佳為21.20陽離子%、21.40陽離子%、21.60陽離子%、21.80陽離子%、22.00陽離子%、22.20陽離子%、22.40陽離子%、22.60陽離子%、22.80陽離子%、23.00陽離子%、23.10陽離子%、23.20陽離子%、23.30陽離子%、23.40陽離子%、23.50陽離子%。
在W6+的含量為0陽離子%、Ba2+的含量超過0陽離子%的情況下,通過將高色散成分中僅次於W6+對高色散化貢獻大的Ti4+、和具有改善熱穩定性的作用的Bi3+的合計含量設為上述範圍,從而能夠抑制由Ba2+導致的低色散化。
(玻璃成分)
將上述第1實施形態所涉及的玻璃的較佳的方式詳述於下。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Li2O的含量的下限較佳為0.010%,進而依次更佳為0.012%、0.014%、0.016%、0.018%、0.020%。Li2O的含量的上限較佳為0.640%,進而依次更佳為0.630%、0.620%、0.610%、0.600%、0.580%、0.560%、0.540%、0.520%、0.500%、0.490%、0.480%、0.470%、0.460%、0.450%、0.440%、0.430%、0.420%、0.410%、0.400%、0.390%、0.380%、0.370%、0.360%、0.350%、0.340%。
通過將Li2O的含量設為上述範圍,從而能夠縮短降低由TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間。而且能夠抑制玻璃化轉變溫度(Tg)的 降低。另一方面,如果Li2O的含量過多,則阿貝數(v d)升高,有可能玻璃的熱穩定性降低。
在本實施形態所涉及的玻璃中,由下述式(1)表示的βOH的值的下限較佳為0.05mm-1,進而依次更佳為0.10mm-1、0.15mm-1、0.20mm-1、0.25mm-1、0.30mm-1、0.35mm-1。另外,βOH的值的上限較佳為4.00mm-1,進而依次更佳為3.90mm-1、3.80mm-1、3.70mm-1、3.60mm-1、3.50mm-1、3.40mm-1、3.30mm-1、3.20mm-1、3.10mm-1、3.00mm-1、2.90mm-1、2.80mm-1、2.70.mm-1、2.60mm-1、2.50mm-1、2.40mm-1、2.30mm-1、2.25mm-1、2.20mm-1、2.10mm-1、2.00mm-1
βOH=-〔ln(D/C)〕/t...式(1)
在此,上述式(1)中,t表示外部透射率的測定中使用的上述玻璃的厚度(mm),C表示對上述玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2500nm時的外部透射率(%),D表示對上述玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2900nm時的外部透射率(%)。另外,ln是自然對數。βOH的單位是mm-1
應予說明,所謂“外部透射率”是指透射玻璃的透射光的強度(Iout)相對於入射到玻璃的入射光的強度(Iin)之比(Iout/Iin),亦即,是也考慮了玻璃的表面的表面反射的透射率。透射率可通過使用分光光度計測定透射光譜而獲得。作為分光裝置,能夠使用“UV-3100(島津)”。
由上述式(1)表示的βOH基於由羥基引起的光吸收導致透射率變化而規定。因此,通過評價βOH,從而能夠評價玻璃中所包含的水(及/或氫氧化物離子)的濃度。亦即,βOH高 的玻璃意味著玻璃中所包含的水(及/或氫氧化物離子)的濃度高。
通過將βOH的值設為上述範圍,從而能夠降低來自玻璃的熔融容器等的鉑等貴金屬溶入到玻璃中的量,而且,能夠改善降低還原色後即熱處理後的透射率。進而,能夠進一步縮短降低還原色所需要的熱處理時間。另一方面,如果βOH的值過大,則有可能玻璃的耐失透性降低,而且有可能使來自熔融玻璃的揮發物量增加。
提高玻璃的βOH的值的方法,沒有特別限定,較佳舉出在熔融製程中提高熔融玻璃中的水分量的方法。作為提高熔融玻璃中的水分量的方法,可舉出進行例如對熔融氣氛附加水蒸氣的處理、在熔融玻璃內對包含水蒸氣的氣體進行起泡的處理等。
本實施形態所涉及的玻璃較佳含有Nb2O5。在本實施形態所涉及的玻璃中,Nb2O5的含量的下限較佳為5.0%,進而依次更佳為5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%、10.0%、10.5%、11.0%、11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.5%、16.0%、16.5%、17.0%、17.5%、18.0%、18.5%、19.0%、19.5%、20.0%、20.5%、21.0%、21.5%、22.0%、22.5%、23.0%。另外,Nb2O5的含量的上限較佳為60.0%,進而依次更佳為59.0%、58.0%、57.0%、56.0%、55.0%、54.0%、53.0%、52.0%、51.0%、50.0%、49.0%、48.0%、47.0%、46.0%、45.0%、44.0%、43.0%、42.0%、41.0%、40.0%、39.0%、38.0%、37.0%。
Nb2O5是有助於高色散化的成分。而且,還是改善玻璃的熱穩定性和化學耐久性的玻璃成分。另一方面,如果Nb2O5的含量過多,則存在玻璃的熱穩定性降低、而且玻璃的著色增強的傾向。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,Nb2O5的含量較佳設為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Nb5+的含量的上限較佳為30.00陽離子%,進而依次更佳為29.00陽離子%、28.50陽離子%、28.00陽離子%、27.50陽離子%、27.00陽離子%、26.50陽離子%、26.00陽離子%、25.50陽離子%、25.00陽離子%、24.50陽離子%。Nb5+的含量的下限較佳為10.00陽離子%,進而依次更佳為11.00陽離子%、12.00陽離子%、12.50陽離子%、13.00陽離子%、13.50陽離子%、14.00陽離子%、14.50陽離子%、15.00陽離子%、15.50陽離子%、16.00陽離子%、16.50陽離子%、17.00陽離子%、17.50陽離子%。
Nb5+是有助於高色散化的成分。而且,還是改善玻璃的熱穩定性和化學耐久性的玻璃成分。另一方面,如果Nb5+的含量過多,則存在玻璃的熱穩定性降低、而且玻璃的著色增強的傾向。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,Nb5+的含量較佳設為上述範圍。
本實施形態所涉及的玻璃較佳含有TiO2。在本實施形態所涉及的玻璃中,TiO2的含量的下限較佳為5.0%,進而依次更佳為6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%、11.0%、12.0%、13.0%、14.0%、15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%。另外, TiO2的含量的上限較佳為50.0%,進而依次更佳為49.0%、48.0%、47.0%、46.0%、45.0%、44.0%、43.0%、42.0%、41.0%、40.0%、39.0%、38.0%、37.0%、36.0%、35.0%、34.0%、33.0%、32.0%、31.0%。
TiO2與Nb2O5、WO3和Bi2O3同樣大大有助於高色散化。另一方面,TiO2比較易於增大玻璃的著色。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,TiO2的含量較佳設為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ti4+的含量的上限較佳為40.00陽離子%,進而依次更佳為39.00陽離子%、38.00陽離子%、37.50陽離子%、37.00陽離子%、36.50陽離子%、36.00陽離子%、35.50陽離子%、35.00陽離子%、34.50陽離子%。Ti4+的含量的下限較佳為20.00陽離子%,進而依次更佳為21.00陽離子%、21.50陽離子%、22.00陽離子%、22.50陽離子%、23.00陽離子%、23.50陽離子%、24.00陽離子%、24.50陽離子%、25.00陽離子%。
Ti4+與Nb5+、W6+和Bi3+同樣大大有助於高色散化。另一方面,Ti4+比較易於增大玻璃的著色。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,Ti4+的含量較佳設為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,TiO2的含量與Nb2O5的含量的質量比〔TiO2/Nb2O5〕的下限較佳為0.16,進而依次更佳為0.17、0.18、0.19、0.20、0.23。另外,質量比〔TiO2/Nb2O5〕的上限較佳為4.50,進而依次更佳為4.40、4.30、4.20、4.10、4.00、3.80、3.60。
TiO2易於使玻璃的熔解性降低,使液相線溫度升高。另一方面,Nb2O5抑制液相線溫度的降低和折射率的升高,有助於高色散化。因此,通過使Nb2O5相對於TiO2以一定比例含有,從而能夠抑制玻璃的熔解性的降低和液相線溫度的升高。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,陽離子比〔TiO2/Nb2O5〕較佳設為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ti4+的含量與Nb5+的含量的陽離子比〔Ti4+/Nb5+〕的上限較佳為6.00,進而依次更佳為5.90、5.80、5.70、5.65、5.60。陽離子比〔Ti4+/Nb5+〕的下限較佳為0.40,進而依次更佳為0.41、0.42。
Ti4+易於使玻璃的熔解性降低、使液相線溫度升高。另一方面,Nb5+抑制液相線溫度的降低和折射率的升高,有助於高色散化。因此,使Nb5+相對於Ti4+以一定比例含有,從而能夠抑制玻璃的熔解性的降低和液相線溫度的升高。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,陽離子比〔Ti4+/Nb5+〕較佳設為上述範圍。
本實施形態所涉及的玻璃作為P2O5以外的玻璃的網絡形成成分能夠包含B2O3、SiO2、Al2O3
在本實施形態所涉及的玻璃中,B2O3的含量的上限較佳為8.0%,進而依次更佳為7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。B2O3的含量可以為0%。
B2O3是玻璃的網絡形成成分,具有改善玻璃的熔融性的作用。另一方面,如果B2O3的含量多,則存在抑制阿 貝數的減少而妨礙高色散化、而且化學耐久性降低的傾向。因此,從改善玻璃的熱穩定性、熔融性和成型性等的觀點考慮,B2O3的含量的上限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,SiO2的含量的上限較佳為8.0%,進而依次更佳為7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%。SiO2的含量可以為0%。
SiO2是玻璃的網絡形成成分,具有改善玻璃的熱穩定性、化學耐久性及耐候性、提高熔融玻璃的黏性、易於將熔融玻璃成型的作用。另一方面,如果SiO2的含量多,則存在玻璃的熔融性降低、玻璃原料熔融殘留的傾向。因此,從改善玻璃的熔融性的觀點考慮,SiO2的含量的上限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Al2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%。Al2O3的含量可以為0%。
Al2O3是具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性的作用的玻璃成分,可以考慮作為網絡形成成分。另一方面,當Al2O3的含量增多時,玻璃的熱穩定性降低,玻璃化轉變溫度(Tg)升高,熔融性易降低。因此,Al2O3的含量的上限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,作為玻璃的網絡形成成分的P2O5、B2O3、SiO2和Al2O3的合計含量〔P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3〕的上限較佳為45.0%,進而依次更佳 為44.0%、43.0%、42.0%、41.0%、40.0%、39.0%、38.0%、37.0%、36.0%、35.0%、34.0%、33.0%、32.0%、31.0%、30.0%。另外,合計含量〔P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3〕的下限較佳為10.0%,進而依次更佳為11.0%、12.0%、13.0%、14.0%、15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%、20.0%。
通過將合計含量〔P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3〕設為上述範圍,從而能夠改善玻璃的熱穩定性,抑制玻璃的失透(Devitrification)。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,P2O5的含量相對於P2O5、B2O3、SiO2和Al2O3的合計含量的質量比〔P2O5/(P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3)〕的下限較佳為0.55,進而依次更佳為0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95。也能夠將質量比〔P2O5/(P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3)〕設為1.00。
如果質量比〔P2O5/(P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3)〕小,則玻璃的熱穩定性降低,而且熔融性也降低。因此,從維持玻璃的高色散化、良好的熔融性的觀點考慮,質量比〔P2O5/(P2O5+B2O3+SiO2+Al2O3)〕的下限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,TiO2的含量與P2O5的含量的質量比〔TiO2/P2O5〕的上限較佳為4.50,進而依次更佳為4.00、3.50、3.00、2.50、2.00、1.50。另外,質量比〔TiO2/P2O5〕的下限較佳為0.04,進而依次更佳為0.08、0.12、0.16、0.20、0.24、0.28、0.32、0.36、0.40、0.44、0.48、0.52。
在本實施形態所涉及的玻璃中,由於包含TiO2, 因而會產生促進玻璃內的結晶生成、玻璃的透明性降低(白濁)的問題。通過使作為網絡形成成分的P2O5相對於TiO2以上述範圍的比例含有,從而能夠消除該問題。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ti4+的含量與P5+的含量的陽離子比〔Ti4+/P5+〕的上限較佳為1.50,進而依次更佳為1.40、1.30、1.29、1.28、1.27、1.26、1.25、1.24、1.23、1.22。陽離子比〔Ti4+/P5+〕的下限較佳為0.50,進而依次更佳為0.51、0.52、0.53。
在本實施形態所涉及的玻璃中,由於包含Ti4+,因而會產生促進玻璃內的結晶生成、玻璃的透明性降低(白濁)的問題。通過使作為網絡形成成分的P5+相對於Ti4+以上述範圍的比例含有,從而能夠消除該問題。
在本實施形態所涉及的玻璃中,WO3的含量的上限較佳為50.0%,進而依次更佳為49.0%、48.0%、47.0%、46.0%、45.0%、44.0%、43.0%、42.0%、41.0%、40.0%、39.0%、38.0%、37.0%、36.0%、35.0%、34.0%、33.0%、32.0%、31.0%、30.0%。另外,WO3的含量的下限較佳為0.01%,進而依次更佳為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、1.0%。WO3的含量可以為0%。
WO3雖然大大有助於高色散化,但與TiO2、Nb2O5和Bi2O3相比易於成為玻璃的著色的原因,使透射率變差。因此,WO3的含量較佳設為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,W6+的含量的上限較佳為20.00陽離子%,進而依次更佳為19.00陽離子%、18.50陽離子%、18.00 陽離子%、17.50陽離子%、17.00陽離子%、16.50陽離子%、16.00陽離子%、15.50陽離子%、15.00陽離子%、14.50陽離子%、14.00陽離子%、13.50陽離子%。W6+的含量的下限較佳為0.40陽離子%,進而依次更佳為0.20陽離子%、0.10陽離子%。W6+的含量可以為0陽離子%。
W6+雖然大大有助於高色散化,但與Ti4+、Nb5+和Bi3+相比易於成為玻璃的著色的原因,使透射率變差。因此,W6+的含量較佳設為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,TiO2和WO3的合計含量與Nb2O5含量的質量比〔(TiO2+WO3)/Nb2O5〕的下限較佳為0.15,進而依次更佳為0.17、0.19、0.20、0.21、0.23、0.25、0.26、0.28、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65。另外,質量比〔(TiO2+WO3)/Nb2O5〕的上限較佳為8.00,進而依次更佳為7.90、7.80、7.70、7.60、7.40、7.20、7.00。
通過將質量比〔(TiO2+WO3)/Nb2O5〕的值設為上述範圍,從而能夠獲得抑制折射率的升高、並且具有適於色像差校正的高色散性的玻璃。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ti4+和W6+的合計含量與Nb5+的含量的陽離子比〔(Ti4++W6+)/Nb5+〕的上限較佳為7.70,進而依次更佳為7.60、7.50、7.40、7.35、7.30、7.28、7.26。陽離子比〔(Ti4++W6+)/Nb5+〕的下限較佳為0.40,進而依次更佳為0.41、0.42。
通過將陽離子比〔(Ti4++W6+)/Nb5+〕的值設為上述範圍,從而能夠獲得抑制折射率的升高、並且具有適於色像差校正的高色散性的玻璃。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Na2O的含量的上限較佳為10.0%,進而依次更佳為9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%。Na2O的含量可以為0%。
另外,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Na+的含量的上限較佳為13.00陽離子%,進而依次更佳為12.00陽離子%、11.50陽離子%、11.00陽離子%、10.50陽離子%、10.00陽離子%、9.50陽離子%、9.00陽離子%、8.50陽離子%、8.00陽離子%。Na+的含量的下限較佳為1.50陽離子%,進而依次更佳為1.30陽離子%、1.00陽離子%、0.70陽離子%、0.50陽離子%、0.30陽離子%。Na+的含量可以為0陽離子%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,K2O的含量的上限較佳為15.0%,進而依次更佳為14.0%、13.0%、12.0%、11.0%、10.0%、9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%。另外,K2O的含量的下限較佳為0.01%,進而依次更佳為0.1%、0.3%、0.4%。K2O的含量可以為0%。
另外,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,K+的含量的上限較佳為15.00陽離子%,進而依次更佳為14.50陽離子%、14.00陽離子%、13.50陽離子%、13.00陽離子%、12.50陽離子%、12.00陽離子%、11.50陽離子%、11.00陽離子%。K+的含量的下限較佳 為1.00陽離子%,進而依次更佳為0.70陽離子%、0.50陽離子%、0.30陽離子%。K+的含量可以為0陽離子%。
Na2O和K2O、或者Na+和K+具有幫助縮短降低由高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間的效果。在Na2O和K2O中,Na2O的效果高,在Na+和K+中,Na+的效果高。另外,它們的含量越多,其效果越增大,但含量過多時,玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性會降低。因此,Na2O和K2O、Na+和K+的各含量較佳分別設為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Li2O、Na2O和K2O的合計含量〔Li2O+Na2O+K2O〕的上限較佳為20.0%,進而依次更佳為19.0%、18.0%、17.0%、16.0%、15.0%、14.0%、13.0%、12.0%、11.0%、10.0%、9.0%、8.0%、7.0%、6.0%。另外,合計含量〔Li2O+Na2O+K2O〕的下限較佳為0.01%,進而依次更佳為0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%。
Li2O、Na2O和K2O具有使降低由高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間縮短、而且改善玻璃的熔融性的作用。但是,它們的含量變多時,玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性會降低。因此,Li2O、Na2O和K2O的合計含量〔Li2O+Na2O+K2O〕較佳為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Li+、Na+和K+的合計含量〔Li++Na++K+〕的上限較佳為22.00陽離子%,進而依次更佳為21.00陽離子%、20.00陽離子%、19.00陽離子%、18.00陽離 子%、17.00陽離子%、16.50陽離子%、16.00陽離子%、15.50陽離子%、15.00陽離子%、14.50陽離子%、14.00陽離子%、13.50陽離子%、13.00陽離子%、12.50陽離子%、12.00陽離子%、11.50陽離子%。合計含量〔Li++Na++K+〕的下限較佳為1.00陽離子%,進而依次更佳為0.70陽離子%、0.50陽離子%、0.30陽離子%。合計含量〔Li++Na++K+〕可以為0陽離子%。
Li+、Na+和K+具有使降低由高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間縮短、而且改善玻璃的熔融性的作用。但是,它們的含量變多時,玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性會降低。因此,Li+、Na+和K+的合計含量〔Li++Na++K+〕較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Li2O的含量與Li2O、Na2O和K2O的合計含量的質量比〔Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)〕的下限較佳為0.0012,進而依次更佳為0.0013、0.0014、0.0015、0.0016、0.0017、0.0018、0.0019、0.0020、0.0021、0.0022、0.0023、0.0024、0.0025、0.0026、0.0027、0.0028、0.0029、0.0030、0.0032、0.0035、0.0037、0.0040。質量比〔Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)〕的上限較佳為1.00,進而依次更佳為0.80、0.60、0.50、0.40、0.30、0.20、0.18、0.16。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Rb2O的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.0%、3.0%、2.0%、1.0%、0.7%、0.5%、0.3%、0.1%。另外,Rb2O的含量的下限較佳為0%。Rb2O的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Cs2O的含量的上 限較佳為10.0%,進而依次更佳為9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.5%、4.0%、3.5%、3.0%。另外,Cs2O的含量的下限較佳為0%。Cs2O的含量可以為0%。
Rb2O和Cs2O與Na2O和K2O同樣地具有幫助縮短降低由高色散成分引起的還原色所需要的熱處理時間的效果,但其效果比Na2O和K2O小。另外,它們的含量變多時,玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性會降低。因此,Rb2O和Cs2O的各含量較佳分別設為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,MgO的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,MgO的含量的下限較佳為0%。MgO的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,CaO的含量的上限較佳為6.0%,進而依次更佳為5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,CaO的含量的下限較佳為0%。CaO的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,SrO的含量的上限較佳為7.0%,進而依次更佳為6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,SrO的含量的下限較佳為0%。SrO的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,BaO的含量的上限較佳為10.0%,進而依次更佳為9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,BaO的含量的下限較佳為0%。BaO的含量可以為0%。
MgO、CaO、SrO、BaO均是具有使玻璃的熱穩定 性、熔融性改善的作用的玻璃成分。但是這些玻璃成分的含量變多時,會損害高色散性,而且玻璃的熱穩定性降低,玻璃變得易失透。因此,這些玻璃成分的各含量較佳分別為上述範圍。
另外,在本實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ba2+的含量的上限較佳為10.00陽離子%,進而依次更佳為9.00陽離子%、8.00陽離子%、7.00陽離子%、6.00陽離子%、5.00陽離子%、4.50陽離子%、4.00陽離子%、3.50陽離子%、3.00陽離子%、2.50陽離子%、2.00陽離子%、1.50陽離子%、1.00陽離子%、0.70陽離子%。另外,Ba2+的含量的下限較佳為0陽離子%。Ba2+的含量可以為0陽離子%。
Ba2+是具有使玻璃的熱穩定性、熔融性改善的作用的玻璃成分。但是這些玻璃成分的含量變多時,會損害高色散性,而且玻璃的熱穩定性降低,玻璃變得易失透。因此,這些玻璃成分的各含量較佳分別為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,從在不妨礙高色散化的情況下維持熱穩定性的觀點考慮,MgO、CaO、SrO和Ba0的合計含量〔MgO+CaO+SrO+BaO〕的上限較佳為17.0%,進而依次更佳為16.0%、15.0%、14.0%、13.0%、12.0%、11.0%、10.0%、9.0%、8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,合計含量〔MgO+CaO+SrO+BaO〕的下限較佳為0%。合計含量〔MgO+CaO+SrO+BaO〕可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,ZnO的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。 另外,ZnO的含量的下限較佳為0%。ZnO的含量可以為0%。
ZnO是在將玻璃熔融時具有促進玻璃原料的熔融的作用(亦即改善熔融性的作用)的玻璃成分。另外,ZnO與鹼土金屬等其它二價金屬成分相比,改善玻璃的熱穩定性、使液相線溫度降低的作用強。因此,從改善玻璃的熔融性、熱穩定性的觀點考慮,ZnO的含量的下限較佳為上述範圍。另外,從抑制玻璃的低色散化、玻璃化轉變溫度Tg的降低的觀點考慮,ZnO的含量的上限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,ZrO2的含量的上限較佳為6.0%,進而依次更佳為5.0%、4.0%、3.0%、2.0%。另外,ZrO2的含量的下限較佳為0%。ZrO2的含量可以為0%。
ZrO2是具有改善玻璃的熱穩定性的作用的玻璃成分。但是,ZrO2的含量過多時,示出玻璃的熱穩定性降低的傾向。另外,玻璃原料變得易於熔融殘留。因此,從良好地維持玻璃的熔融性、熱穩定性、並實現所需要的光學特性的觀點考慮,ZrO2的含量的上限較佳為上述範圍。另一方面,從實現所需要的光學特性、並且改善玻璃的熱穩定性的觀點考慮,ZrO2的含量的下限較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Ta2O5的含量的上限較佳為9.0%,進而依次更佳為8.0%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%。另外,Ta2O5的含量的下限較佳為0%。Ta2O5的含量可以為0%。
Ta2O5是具有改善玻璃的熱穩定性的作用的玻璃成分。另一方面,Ta2O5使玻璃低色散化。另外,Ta2O5與其它 玻璃成分相比是極其高價的成分,Ta2O5的含量增多,則玻璃的生產成本會增大。並且,Ta2O5與其它玻璃成分相比分子量大,因此會使玻璃的比重增大,結果使玻璃製光學元件的重量增大。另外,Ta2O5的含量變多時,玻璃的熔融性會降低,易於在將玻璃熔融時發生玻璃原料的熔融殘留。因此,Ta2O5的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Ga2O3的含量的上限較佳為4.0%,進而依次更佳為3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。另外,Ga2O3的含量的下限較佳為0%。Ga2O3的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,In2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%。另外,In2O3的含量的下限較佳為0%。In2O3的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Sc2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.0%、3.0%、2.0%、1.0%。另外,Sc2O3的含量的下限較佳為0%。Sc2O3的含量可以為0%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,HfO2的含量的上限較佳為8.0%,進而依次更佳為7.0%、6.5%、6.0%、5.5%、5.0%、4.5%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。另外,HfO2的含量的下限較佳為0%。HfO2的含量可以為0%。
Ga2O3、In2O3、Sc2O3、HfO2均是高價的成分。因此,Ga2O3、In2O3、Sc2O3、HfO2的各含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Lu2O3的含量的上 限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%。另外,Lu2O3的含量的下限較佳為0%。Lu2O3的含量可以為0%。
Lu2O3由於分子量大,因而也是使玻璃的比重增加的玻璃成分。因此,較佳降低Lu2O3的含量,Lu2O3的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,GeO2的含量的上限較佳為6.0%,進而依次更佳為5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。另外,GeO2的含量的下限較佳為0%。GeO2的含量可以為0%。
GeO2是在通常使用的玻璃成分中突出高價的成分。因此,從降低玻璃的製造成本的觀點考慮,GeO2的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,La2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%。另外,La2O3的含量的下限較佳為0%。La2O3的含量可以為0%。
La2O3的含量變多時,玻璃的熱穩定性降低,在製造中玻璃變得易失透。因此,從抑制玻璃的熱穩定性的降低的觀點考慮,La2O3的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Gd2O3的含量的上限較佳為8.0%,進而依次更佳為7.0%、6.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.5%、1.0%。另外,Gd2O3的含量的下限較佳為0%。Gd2O3的含量可以為0%。
Gd2O3的含量變得過多時,玻璃的熱穩定性降低, 在製造中玻璃變得易失透。另外,Gd2O3的含量變得過多時,玻璃的比重增大,從而不較佳。因此,從良好地維持玻璃的熱穩定性、並且抑制比重的增大的觀點考慮,Gd2O3的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Y2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%。另外,Y2O3的含量的下限較佳為0%。Y2O3的含量可以為0%。
Y2O3的含量變得過多時,玻璃的熱穩定性降低,在製造中玻璃變得易失透。因此,從抑制玻璃的熱穩定性的降低的觀點考慮,Y2O3的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,Yb2O3的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。另外,Yb2O3的含量的下限較佳為0%。Yb2O3的含量可以為0%。
Yb2O3與La2O3、Gd2O3、Y2O3相比分子量大,因此使玻璃的比重增大。當玻璃的比重增大時,光學元件的質量會增大。因此,希望使Yb2O3的含量降低來抑制玻璃的比重的增大。
另外,Yb2O3的含量過多時,玻璃的熱穩定性降低,在製造中玻璃變得易失透。從防止玻璃的熱穩定性的降低、抑制比重的增大的觀點考慮,Yb2O3的含量較佳為上述範圍。
本實施形態所涉及的玻璃較佳主要由上述的玻璃 成分、即選自P2O5、B2O3、SiO2、Al2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、ZrO2、Ta2O5、Ga2O3、In2O3、Sc2O3、HfO2、Lu2O3、GeO2、La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的成分構成,上述的玻璃成分的合計含量較佳超過95%,更佳超過98%,進一步較佳超過99%,更進一步較佳超過99.5%。
在本實施形態所涉及的玻璃中,TeO2的含量的上限較佳為5.0%,進而依次更佳為4.5%、4.0%、3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%、0.5%、0.1%。另外,TeO2的含量的下限較佳為0%。TeO2的含量可以為0%。
TeO2由於具有毒性,因而較佳使TeO2的含量降低。因此,TeO2的含量較佳為上述範圍。
在本實施形態所涉及的玻璃中,陰離子成分(亦即anion成分)主要是氧離子,作為其它陰離子,能夠少量含有鹵素離子,例如氯離子、碘離子、溴離子等。
即使在含有鹵化物作為玻璃成分的情況下,也較佳少量保留鹵化物的含量以使全部玻璃成分中的氧化物的比例(質量比)不成為95質量%以下。
另外,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,鹵素離子的含量的上限較佳為4陰離子%,進而依次更佳為3陰離子%、2陰離子%、1陰離子%、0.5陰離子%。鹵素離子的含量可以為0陰離子%。所謂陰離子%,是將玻璃所含的全部的陰離子成分的含量的合計設為100%時的莫耳百分率。
亦即,在本實施形態所涉及的玻璃中,全部玻璃 成分中的氧化物的含量較佳多於95質量%。進而,全部玻璃成分中的氧化物的含量的下限依次更佳為97質量%、99質量%、99.5質量%、99.9質量%、99.95質量%、99.99質量%,全部玻璃成分中的氧化物的含量可以為100質量%。全部玻璃成分中的氧化物的含量為100質量%的玻璃實質上不含鹵化物。
應予說明,本實施形態所涉及的玻璃較佳基本上由上述玻璃成分構成,但也可以在不妨礙本發明的作用效果的範圍含有其它成分。另外,在本發明中,不排除不可避免的雜質的含有。
<其它成分組成>
Pb、As、Cd、Tl、Be、Se均具有毒性。因此,本實施形態所涉及的玻璃較佳不含有這些元素作為玻璃成分。
U、Th、Ra均為放射性元素。因此,本實施形態所涉及的玻璃較佳不含有這些元素作為玻璃成分。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm會使玻璃的著色增加,可能成為螢光的產生源。因此,較佳本實施形態所涉及的玻璃不含有這些元素作為玻璃成分。
Sb(Sb2O3)、Sn(SnO2)、Ce(CeO2)為作為澄清劑發揮功能的能夠任選添加的元素。其中,Sb(Sb2O3)為澄清效果大的澄清劑。但是,Sb(Sb2O3)的氧化性強,如果使Sb(Sb2O3)的添加量增多,則由Sb離子引起的光吸收導致玻璃的著色增加,從而不較佳。另外,如果在將玻璃熔融時熔融物中有Sb,則會促進構成玻璃熔融坩堝的鉑向熔融物中溶出,玻璃中的鉑 濃度增高。如果在玻璃中鉑作為離子存在,則由於光的吸收而導致玻璃的著色增加。另外,如果在玻璃中鉑作為固體物存在,則成為光的散射源,使玻璃的質量降低。Sn(SnO2)、Ce(CeO2)與Sb(Sb2O3)相比,澄清效果小。當Sn(SnO2)、Ce(CeO2)大量添加時,玻璃的著色會增強。因此,添加澄清劑的情況下,較佳注意添加量同時添加Sb(Sb2O3)。
Sb2O3的含量以外加方式來表示。亦即,將Sb2O3、SnO2及CeO2以外的全部玻璃成分的合計含量設為100質量%時的Sb2O3的含量的範圍較佳為不足1質量%,更佳為不足0.5質量%,進一步較佳為不足0.1質量%。Sb2O3的含量可以為0質量%。
SnO2的含量也以外加方式來表示。亦即,將SnO2、Sb2O3及CeO2以外的全部玻璃成分的合計含量設為100質量%時的SnO2的含量的範圍較佳為不足2質量%,更佳為不足1質量%,進一步較佳為不足0.5質量%,再進一步較佳為不足0.1質量%。SnO2的含量可以為0質量%。通過將SnO2的含量設為上述範圍,從而能夠改善玻璃的澄清性。
CeO2的含量也以外加方式來表示。亦即,將CeO2、Sb2O3、SnO2以外的全部玻璃成分的合計含量設為100質量%時的CeO2的含量的範圍較佳為不足2質量%,更佳為不足1質量%,進一步較佳為不足0.5質量%,再進一步較佳為不足0.1質量%。CeO2的含量可以為0質量%。通過將CeO2的含量設為上述範圍,從而能夠改善玻璃的澄清性。
(玻璃特性)
<玻璃化轉變溫度Tg>
本實施形態所涉及的玻璃的玻璃化轉變溫度(Tg)的上限較佳為750℃,進而依次更佳為740℃、730℃、720℃、710℃、700℃。另外,玻璃化轉變溫度(Tg)的下限較佳為500℃,進而依次更佳為510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃。
通過玻璃化轉變溫度(Tg)的上限滿足上述範圍,從而能夠抑制玻璃的熱處理溫度的升高,能夠減輕退火設備,例如被稱為“lehr”的連續式退火爐、分批式退火爐的熱損害。另外,還能夠控制爐的功耗。
通過玻璃化轉變溫度(Tg)的下限滿足上述範圍,從而易於維持所希望的阿貝數,並且易於良好地維持玻璃的熱穩定性。
<折射率nd>
在本實施形態所涉及的玻璃中,波長587.56nm時的折射率(nd)的上限較佳為2.1500,進而依次更佳為2.1400、2.1300、2.1200、2.1100、2.1000、2.0900、2.0800、2.0700、2.0600、2.0500、2.0400。另外,nd的下限較佳為1.8800,進而依次為1.8900、1.9000、1.9100、1.9200、1.9300、1.9350、1.9400、1.9450、1.9500、1.9600、1.9700越大的值越佳。
<折射率nC>
在本實施形態所涉及的玻璃中,波長656.27nm時的折射率nC的上限較佳為2.1350,進而依次更佳為2.1250、2.1150、2.1050、2.0950、2.0850、2.0750、2.0650、2.0550、2.0450、 2.0350、2.0250、2.0150。另外,折射率的下限較佳為1.8650,進而依次為1.8750、1.8850、1.8950、1.9050、1.9150、1.9200、1.9250、1.9350、1.9400、1.9450、1.9550越大的值越佳。
<玻璃的光線透射性>
在本實施形態中,光線透射性能夠通過著色度(λ5)來評價。
使用具有2個互相平行的進行了光學拋光的平面的玻璃(厚度為10.0mm±0.1mm),從上述2個平面中的一個平面使光線與該平面垂直地入射。然後,計算從另一個平面射出的透射光的強度(Iout)與入射光的強度(Iin)的比(Iout/Iin),亦即,計算外部透射率。使用分光光度計,一邊在例如280~700nm的範圍掃描入射光的波長一邊測定外部透射率,由此得到光譜透射率曲線。
外部透射率隨著入射光的波長從玻璃的短波長側的吸收端向長波長側移動而增加,示出高的值。
λ5為外部透射率成為5%的波長,在280~700nm的波長區域中,比λ5長的長波長側的玻璃的外部透射率示出大於5%的值。
通過使用將λ5短波長化的玻璃,從而能夠提供可理想地再現色彩的光學元件。
出於這樣的理由,λ5的上限較佳為460nm,進而依次更佳為455nm、450nm、445nm、440nm、435nm、430nm、425nm、420nm。λ5的下限的目標是360nm。
<玻璃的比重>
本實施形態所涉及的玻璃為高色散玻璃且比重不大。通 常,只要能夠降低玻璃的比重,就能夠減小透鏡的重量。其結果是,能夠降低搭載透鏡的攝像機鏡頭的自動對焦驅動的功耗。另一方面,當使比重過度減小時,會導致熱穩定性的降低。因此,比重(d)的上限較佳為5.60,進而依次更佳為5.50、5.40、5.30、5.20、5.10、5.00、4.90、4.80、4.70、4.60、4.50、4.40、4.30、4.20、4.10、4.00、3.90、3.80、3.70。另外,從改善熱穩定性的觀點考慮,比重(d)的下限較佳為2.80,進而依次更佳為2.90、3.00、3.10、3.20。
<液相線溫度>
本實施形態所涉及的玻璃的液相線溫度的上限較佳為1400℃,進而依次更佳為1390℃、1380℃、1370℃、1360℃、1350℃、1340℃、1330℃、1320℃、1310℃、1300℃。另外,液相線溫度的下限較佳為1000℃,進而依次更佳為1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃。根據本實施形態所涉及的玻璃,可得到改善了玻璃的熱穩定性的高色散玻璃。
應予說明,液相線溫度按以下的方式確定。將10cc(10ml)的玻璃投入到鉑坩堝中,在1250℃~1350℃下熔融20~30分鐘後冷卻到玻璃化轉變溫度(Tg)以下,將玻璃連同鉑坩堝一起放入到規定溫度的熔解爐中保持2小時。將保持溫度設為在1000℃以上以每5℃或10℃為刻度,保持2小時後冷卻,用100倍的光學顯微鏡觀察玻璃內部的結晶的有無。將沒有結晶的析出的最低溫度設為液相線溫度。
(玻璃的製造)
本發明的實施形態所涉及的玻璃只要以成為上述規定的組成的方式調配玻璃原料並按照公知的玻璃製造方法使用調配的玻璃原料進行製作即可。例如,調配多種化合物並充分混合而制成批料原料,在將批料原料放入到熔融容器中進行熔融、澄清、均質化後將熔融玻璃成型、緩冷而得到玻璃。或者將批料原料放入到熔融容器中進行粗熔解(rough melt)。將通過粗熔解得到的熔融物驟冷、粉碎而製作碎玻璃。進而將碎玻璃放入到熔融容器中進行加熱、再熔融(remelt)而製成熔融玻璃,進而在進行澄清、均質化後將熔融玻璃成型、緩冷也能夠得到玻璃。熔融玻璃的成型、緩冷只要應用公知的方法進行即可。
在本實施形態所涉及的玻璃的製造中,將批料原料進行粗熔解(rough melt)製作碎玻璃的情況下的、粗熔解時的熔融溫度的下限較佳為1000℃,進而依次更佳為1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃。另外,熔融溫度的上限較佳為1500℃,進而依次更佳為1450℃、1400℃、1350℃。
將上述碎玻璃進行熔融、澄清、成型製造本實施形態所涉及的玻璃的情況下的、碎玻璃的熔融溫度的下限較佳為1000℃,進而依次更佳為1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃。另外,熔融溫度的上限較佳為1500℃,進而依次更佳為1450℃、1400℃、1350℃。
在不經過碎玻璃製程將批料原料進行熔融、澄清、成型製造本實施形態所涉及的玻璃的情況下的、批料原料 的熔融溫度的下限較佳為1000℃,進而依次更佳為1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃。另外,熔融溫度的上限較佳為1500℃,進而依次更佳為1450℃、1400℃、1350℃。
在本實施形態所涉及的玻璃的製造中,對熔融玻璃進行澄清時的澄清溫度的下限較佳為1000℃,進而依次較佳為1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃。另外,澄清溫度的上限較佳為1500℃,進而依次較佳為1450℃、1400℃、1350℃。
在本實施形態所涉及的玻璃的製造中,使熔融玻璃流出成型模時的流出溫度的下限較佳為1000℃,進而依次較佳為1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃。另外,流出溫度的上限較佳為1500℃,進而依次較佳為1450℃、1400℃、1350℃。
應予說明,只要能夠在玻璃中以成為所希望的含量的方式導入所希望的玻璃成分,在調配批料原料時使用的化合物就沒有特別限定,作為這樣的化合物,可舉出氧化物、正磷酸、偏磷酸鹽、五氧化二磷、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、氟化物等。
(光學玻璃的製造)
作為本發明的實施形態所涉及的光學玻璃,能夠直接使用本發明的實施形態所涉及的玻璃。
在本發明的實施形態所涉及的玻璃呈現還原色的情況下,能夠對本實施形態所涉及的玻璃進行熱處理使還原色 降低來製成光學玻璃。作為熱處理的方法,能夠使用公知的方法。可舉出例如將玻璃加熱到比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~20℃的溫度並保持直到著色充分降低的方法。應予說明,熱處理後通過進行緩冷處理能夠去除玻璃的應力。作為緩冷的方法,能夠使用公知的方法。可舉出例如緩緩降溫直到比上述熱處理的加熱溫度低100~150℃的溫度的方法。
(拋光用玻璃材料和壓製成型用玻璃材料的製造)
本發明的實施形態所涉及的拋光用玻璃材料和壓製成型用玻璃材料能夠由本實施形態所涉及的玻璃和光學玻璃中的任一個製造。
拋光用玻璃材料能夠如下製造:將玻璃或光學玻璃進行細分而製作裁片,根據需要地對各裁片進行粗拋光加工(滾筒拋光)而將重量均等化並且使脫模劑易於附著在表面,進行再加熱,將軟化的玻璃壓製成型成所希望的形狀。或者,也可以在玻璃或光學玻璃的製造製程中,將規定重量的熔融玻璃分離到成型模上直接進行壓製成型來製造。
壓製成型用玻璃材料能夠將玻璃或光學玻璃以規定體積進行細分、對表面進行磨削和拋光來製造。或者,也可以在玻璃或光學玻璃的製造製程中滴加熔融玻璃、將該熔融玻璃滴成型來製造。
在拋光用玻璃材料和壓製成型用玻璃材料的製造中,也可以進行用於使還原色降低的熱處理。熱處理的方法與上述光學玻璃的製造中的熱處理的方法是同樣的。熱處理能夠在成型後、或磨削和拋光的前後任一階段進行。
(光學元件等的製造)
本發明的實施形態所涉及的光學元件能夠由上述本發明的實施形態所涉及的玻璃、光學玻璃、拋光用玻璃材料和壓製成型用玻璃材料中的任一種來製造。
本發明的實施形態所涉及的光學元件能夠將玻璃或光學玻璃以規定體積進行細分、對表面進行磨削和拋光來製造。另外,也能夠如下製造:將玻璃或光學玻璃進行細分而製作裁片,根據需要地對各裁片進行粗拋光加工(滾筒拋光)而將重量均等化並且使脫模劑易於附著在表面,進行再加熱,將軟化的玻璃壓製成型成與所希望的光學元件的形狀近似的形狀,最後進行磨削、拋光。或者,也可以在玻璃或光學玻璃的製造製程中,將規定重量的熔融玻璃分離到成型模上直接進行壓製成型,最後進行磨削和拋光來製造。
本發明的實施形態所涉及的光學元件能夠對上述拋光用玻璃材料進行磨削和拋光來製造。另外,本發明的實施形態所涉及的光學元件能夠通過將上述壓製成型用玻璃材料進行精密壓製來製造。也可以將上述壓製成型用玻璃材料在加熱後進行精密壓製來製造。
在本發明的實施形態所涉及的光學元件的製造中,可以進行用於使還原色降低的熱處理。熱處理的方法與上述光學玻璃的製造中的熱處理的方法是同樣的。熱處理能夠在壓製成型後或精密壓製後進行,另外,也能夠在磨削和拋光的前後的任一階段進行。
另外,在本發明的實施形態所涉及的光學元件的 製造中,也可以根據需要進行定心磨邊加工。
對於製作的光學元件的光學功能面,能夠根據使用目的塗覆防反射膜、全反射膜等。
作為光學元件,能夠例示非球面透鏡、微透鏡、透鏡陣列等各種透鏡、衍射光柵等。
第2實施形態
本發明的第2實施形態的玻璃是阿貝數(v d)為18.10以下;包含選自TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3中的至少一種氧化物的磷酸鹽玻璃。
在將在大氣氣氛下以比液相線溫度(LT)高110~120℃的溫度再熔融90分鐘並成型、在大氣氣氛下以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘、以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述保持溫度低120℃的溫度而得的玻璃加工為長17mm、寬13mm、厚10mm的玻璃中;在將俯視時處於距縱向一端為0~5mm的距離、且距橫向一端為0~5mm的距離的範圍的部分設為玻璃端部、將俯視時處於距縱向一端為6~11mm的距離、且距橫向一端為4~9mm的距離的範圍的部分設為玻璃中心部的情況下;將在大氣氣氛下以100℃/h的升溫速度加熱並以比玻璃化轉變溫度Tg低5~15℃的熱處理溫度保持的熱處理和以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述熱處理溫度低120℃的溫度的緩冷處理進行一次或重複進行多次,直到與厚度方向平行地入射光時的波長656nm時的上述玻璃端部的外部透射率(TA)和上述玻璃中心部的外部透射率(TB)為由下述式(2)計算的值(T1)以上且 上述玻璃端部的外部透射率(TA)與上述玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下,此時上述熱處理中以上述熱處理溫度保持的時間的合計為48小時以內。
T1=0.83×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(2)
[式(2)中,nC是進行上述熱處理和緩冷處理直到上述玻璃端部的外部透射率(TA)與上述玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下的情況下的波長656.27nm時的折射率。]
以下,對於第2實施形態所涉及的玻璃詳細地進行說明。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,阿貝數(νd)為18.10以下。阿貝數(νd)的上限較佳為18.05,進而依次更佳為18.00、17.90、17.80、17.70、17.60、17.50、17.40、17.30、17.20、17.10、17.00、16.90、16.80、16.78、16.76、16.74、16.72、16.70、16.68、16.66、16.64、16.62、16.60、16.58、16.56、16.54、16.52、16.50。另外,阿貝數的下限較佳為15.00,進而依次更佳為15.10、15.20、15.25、15.30、15.35、15.40、15.45、15.50、15.52、15.54、15.56、15.58、15.60。
第2實施形態所涉及的玻璃包含選自TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3中的至少一種氧化物。
第2實施形態所涉及的玻璃是磷酸鹽玻璃。因此,第2實施形態所涉及的玻璃主要包含磷酸鹽作為網絡形成成分,其含量作為P2O5的含量表示。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,P2O5的含量的下限較佳為7.0%,進而依次更佳為8.0%、9.0%、10.0%、11.0%、 12.0%、13.0%、14.0%、15.0%、16.0%、17.0%、18.0%、19.0%、20.0%。另外,P2O5的含量的上限較佳為37.0%,進而依次更佳為36.0%、35.0%、34.5%、34.0%、33.5%、33.0%、32.5%、32.0%、31.5%、31.0%、30.5%、30.0%。
P2O5是為了使玻璃大量含有高色散成分而必需的成分。另一方面,如果過量包含P2O5,則熔融性會變差。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,較佳將P2O5的含量設為上述範圍。
另外,在第2實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,P5+的含量的上限較佳為42.00陽離子%,進而依次更佳為41.50陽離子%、41.00陽離子%、40.50陽離子%、40.00陽離子%、39.50陽離子%、39.00陽離子%、38.50陽離子%、38.00陽離子%、37.50陽離子%、37.00陽離子%、36.50陽離子%、36.00陽離子%。P5+的含量的下限較佳為25.00陽離子%,進而依次更佳為25.50陽離子%、26.00陽離子%、26.50陽離子%、27.00陽離子%、27.50陽離子%、28.00陽離子%、28.50陽離子%、29.00陽離子%、29.30陽離子%。
P5+是為了抑制折射率nd的升高、在玻璃中大量含有高色散成分所必需的成分。另一方面,如果過量包含P5+,則熔解性會變差。因此,在本實施形態所涉及的光學玻璃中,較佳將P5+的含量設為上述範圍。
第2實施形態所涉及的玻璃是能夠比較均勻地降低由TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3等高色散成分引起的還原色、而且能夠縮短降低還原色所需要的熱處理時間的玻璃。具體而 言,是以規定的操作對玻璃進行熱處理的情況下的、能夠將還原色降低到沒有問題的程度的在熱處理溫度的保持時間(以下有時記成“褪色時間”)為48小時以內的玻璃。詳述如下。
在用於降低還原色的熱處理中,直到玻璃的透射率成為規定範圍的褪色時間根據玻璃的著色狀態、玻璃的大小而不同。
因此,在第2實施形態中,利用將本實施形態所涉及的玻璃在一定條件下還原來進行著色、以規定的大小加工而得的還原玻璃樣品來評價褪色時間。測定中使用的還原玻璃樣品是如下獲得的:將對本實施形態所涉及的玻璃在大氣氣氛下以比液相線溫度(LT)高110~120℃的溫度再熔融90分鐘並成型、同樣地在大氣氣氛下以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘、以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述保持溫度低120℃的溫度而得的玻璃加工為長17mm、寬13mm、厚10mm。
對於在大氣氣氛下以比液相線溫度(LT)高110~120℃的溫度對玻璃進行再熔融,只要將玻璃放入到鉑坩堝中進行加熱、再熔融(remelt)製成熔融玻璃即可。此時,發生由高色散成分引起的著色。
使上述熔融玻璃流入到鑄模成型成板狀。將其在大氣氣氛下以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘,以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述保持溫度低120℃的溫度,去除玻璃的應力。
將去除了應力的玻璃進行細分、拋光,加工為長 17mm、寬13mm、厚10mm的大小。此時,對上表面和下表面(長17mm、寬13mm的表面)進行光學拋光,獲得還原玻璃樣品。
對於這樣得到的還原玻璃樣品,在以下條件下進行熱處理和緩冷處理,評價褪色時間。
亦即,在大氣氣氛下進行熱處理和緩冷處理,該熱處理是以100℃/h的升溫速度進行加熱並以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度進行保持,該緩冷處理是以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述熱處理溫度低120℃的溫度。通過上述熱處理,從而降低由高色散成分引起的著色。
進行上述熱處理和緩冷處理直到還原玻璃樣品褪色到沒有實用上問題的程度。亦即,進行上述熱處理和緩冷處理直到與處理後的樣品的厚度方向平行地入射光時的波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由下述式(2)計算的值(T1)以上且玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下。
T1=0.83×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(2)
應予說明,上述式(2)中的nC是進行熱處理和緩冷處理直到玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下的情況下的波長656.27nm時的折射率。折射率(nC)基於日本光學硝子工業會標準(JOGIS 01-2003)來測定。
上述熱處理和緩冷處理可以為一次,另外,也可 以進行多次。多次進行上述熱處理和緩冷處理的情況下的褪色時間可以各次不同。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,上述熱處理的褪色時間的合計為48小時以內,較佳為46小時以內,進而依次更佳為44小時以內、42小時以內、40小時以內、38小時以內、36小時以內、34小時以內、32小時以內、30小時以內、29小時以內、28小時以內、27小時以內、26小時以內、25小時以內、24小時以內。
所謂褪色時間的合計,在進行了一次上述熱處理和緩冷處理的情況下,是該一次的褪色時間,在進行了多次上述熱處理和緩冷處理的情況下,是各次的褪色時間的合計。例如在第一次的褪色時間為12小時、第2次的褪色時間為6小時的情況下,褪色時間的合計為18小時。
應予說明,在上述熱處理中,考慮到將玻璃化轉變溫度(Tg)不同的多個玻璃一起進行熱處理的情況,將熱處理溫度設為比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的溫度。因此,在本實施形態所涉及的玻璃中,只要將上述那樣得到的還原玻璃樣品以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度進行熱處理,就能夠在48小時以內的褪色時間充分降低還原色,亦即,只要以至少比玻璃化轉變溫度(Tg)低15℃的熱處理溫度進行熱處理,就能夠在48小時以內的褪色時間充分降低還原色。
在此,所謂玻璃端部是在俯視時處於距縱向一端為0~5mm的距離、且距橫向一端為0~5mm的距離的範圍的部分,所謂玻璃中心部是在俯視時處於距縱向一端為6~11mm 的距離、且距橫向一端為4~9mm的距離的範圍的部分。
進行熱處理和緩冷處理直到與厚度方向平行地入射光時的波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由下述式(2)計算的值(T1)以上。波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)較佳為由下述式(3)計算的值(T2)以上,更佳為由下述式(4)計算的值(T3)以上,進一步較佳為由下述式(5)計算的值T4以上。
T2=0.84×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(3)
T3=0.85×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(4)
T4=0.86×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(5)
另外,所謂玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下意味著玻璃整體的還原色幾乎均勻地降低。
在熱處理中,玻璃的還原色的降低以從玻璃的表面到中心部的方式進行。因此,在進行熱處理的過程中,與玻璃端部相比,玻璃中心部著色濃。玻璃中心部的還原色與玻璃端部相同程度地降低時,亦即還原色均勻降低時,玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,進行熱處理和緩冷處理直到玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下,較佳4%以下,更佳3%以下,進一步較佳2%以下,再進一步較佳1%以下,再更進一 步較佳0.5%以下。
亦即,在第2實施形態所涉及的玻璃中,進行熱處理和緩冷處理直到波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由上述式(2)計算的值(T1)以上、差(TA-TB)為5%以下。較佳進行熱處理和緩冷處理直到外部透射率(TA)和外部透射率(TB)為由上述式(2)計算的值(T1)以上、差(TA-TB)為4%以下,進而為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下。差(TA-TB)越小越佳。
另外,較佳在第2實施形態所涉及的玻璃中,進行熱處理和緩冷處理直到波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由上述式(3)計算的值(T2)以上、差(TA-TB)為5%以下。更佳進行熱處理和緩冷處理直到外部透射率(TA)和外部透射率(TB)為由上述式(3)計算的值(T2)以上、差(TA-TB)為4%以下,進而為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下。差(TA-TB)越小越佳。
較佳在第2實施形態所涉及的玻璃中,進行熱處理和緩冷處理直到波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由上述式(4)計算的值(T3)以上、差(TA-TB)為5%以下。更佳進行熱處理和緩冷處理直到外部透射率(TA)和外部透射率(TB)為由上述式(4)計算的值(T3)以上、差(TA-TB)為4%以下,進而為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下。差(TA-TB)越小越佳。
較佳在第2實施形態所涉及的玻璃中,進行熱處理和緩冷處理直到波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA) 和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由上述式(5)計算的值(T4)以上、差(TA-TB)為5%以下。更佳進行熱處理和緩冷處理直到外部透射率TA和外部透射率TB為由上述式(5)計算的值(T4)以上、差(TA-TB)為4%以下,進而為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下。差(TA-TB)越小越佳。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,褪色時間越短越佳。因此,在最佳的方式中,在熱處理和緩冷處理中,褪色時間為24小時以內,波長656nm時的玻璃端部的外部透射率(TA)和玻璃中心部的外部透射率(TB)為由上述式(5)計算的值(T4)以上、差(TA-TB)為0.5%以下。
外部透射率基於日本光學硝子工業會標準(JOGIS 02-2003)來測定。在外部透射率的測定中,入射光垂直地照射到上表面(長17mm、寬13mm的面)。另外,入射光照射到上述玻璃端部和玻璃中心部的區域即以收聚在5mm×5mm的範圍的方式照射。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的下限較佳為35%,進而依次更佳為36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%。另外,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的上限較佳為90%,進而依次更佳為88%、86%、85%、84%、83%、82%、81%、80%、79%、78%、77%。
TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3有助於玻璃的高色散化。另外,通過使其適量含有,從而還具有改善玻璃的熱穩定 性的作用。因此,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的下限較佳為上述範圍。另一方面,TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3會使玻璃的著色增加。因此,合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕的上限較佳為上述範圍。
另外,在第2實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+的合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的下限較佳為52.00陽離子%,進而依次更佳為52.10陽離子%、52.15陽離子%、52.20陽離子%、52.25陽離子%、52.30陽離子%。合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的上限較佳為75.00陽離子%,進而依次更佳為74.50陽離子%、74.00陽離子%、73.50陽離子%、73.00陽離子%、72.50陽離子%、72.00陽離子%、71.50陽離子%、71.00陽離子%、70.50陽離子%。
Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+有助於玻璃的高色散化。另外,通過使其適量含有,從而還具有改善玻璃的熱穩定性的作用。因此,合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的下限較佳為上述範圍。另一方面,Ti4+、Nb5+、W6+和Bi3+會使玻璃的著色增加。因此,合計含量〔Ti4++Nb5++W6++Bi3+〕的上限較佳為上述範圍。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,Bi2O3的含量的上限較佳為38%,進而依次更佳為35%、33%、30%、28%、25%、23%、20%。另外,Bi2O3的含量的下限較佳為0%。Bi2O3的含量可以為0%。
Bi2O3是有助於高色散化的成分。另外,通過將 Bi2O3的含量設為上述範圍,從而能夠抑制比重的增大和玻璃化轉變溫度(Tg)的降低。當玻璃的比重增大時,光學元件的質量會增大。例如,如果將質量大的鏡頭組裝到自動對焦式的攝影鏡頭,則在自動對焦時驅動鏡頭所需的功率就會增大,電池的消耗加劇。因此,較佳將Bi2O3的含量設為上述範圍。
另外,在第2實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,Bi3+的含量的上限較佳為10.00陽離子%,進而依次更佳為9.00陽離子%、8.00陽離子%、7.00陽離子%、6.00陽離子%、5.00陽離子%、4.50陽離子%、4.00陽離子%、3.50陽離子%、3.00陽離子%、2.50陽離子%、2.00陽離子%、1.50陽離子%、1.00陽離子%。Bi3+的含量可以為0陽離子%。
Bi3+是有助於高色散化的成分。另外,通過將Bi3+的含量設為上述範圍,從而能夠抑制比重的增大和玻璃化轉變溫度(Tg)的降低。當玻璃的比重增大時,光學元件的質量會增大。例如,如果將質量大的鏡頭組裝到自動對焦式的攝影鏡頭,則在自動對焦時驅動鏡頭所需的功率就會增大,電池的消耗加劇。因此,較佳將Bi3+的含量設為上述範圍。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值的下限較佳為0.017,進而依次更佳為0.019、0.021、0.023、0.025、0.027、0.030。另外,質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值的上限較佳為0.750,進而依次更佳為0.730、0.710、0.700、0.680、 0.650、0.600、0.550。
在第2實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,W6+的含量超過0陽離子%的情況下,Ba2+的含量與W6+的含量的陽離子比〔Ba2+/W6+〕的上限較佳為0.14,進而依次更佳為0.13、0.12、0.11、0.10。
Ba2+是有助於低色散化的成分。因此,在第2實施形態所涉及的玻璃中,通過相對於Ba2+的含量使作為高色散成分的W6+以成為上述陽離子比的方式含有,從而能夠維持所希望的高色散性。
另外,在第2實施形態所涉及的玻璃中,以陽離子%表示玻璃成分的含量時,在W6+的含量為0陽離子%、Ba2+的含量超過0陽離子%的情況下,Ti4+和Bi3+的合計含量〔Ti4++Bi3+〕的上限較佳為35.00陽離子%,進而依次更佳為34.00陽離子%、33.00陽離子%、32.50陽離子%、32.30陽離子%、32.00陽離子%、31.80陽離子%、31.60陽離子%、31.40陽離子%、31.20陽離子%、31.00陽離子%、30.80陽離子%、30.60陽離子%、30.40陽離子%、30.20陽離子%、30.10陽離子%、30.00陽離子%。合計含量〔Ti4++Bi3+〕的下限較佳為21.00陽離子%,進而依次更佳為21.20陽離子%、21.40陽離子%、21.60陽離子%、21.80陽離子%、22.00陽離子%、22.20陽離子%、22.40陽離子%、22.60陽離子%、22.80陽離子%、23.00陽離子%、23.10陽離子%、23.20陽離子%、23.30陽離子%、23.40陽離子%、23.50陽離子%。
在W6+的含量為0陽離子%、Ba2+的含量超過0陽 離子%的情況下,通過將高色散成分中僅次於W6+對高色散化貢獻大的Ti4+、和具有改善熱穩定性的作用的Bi3+的合計含量設為上述範圍,從而能夠抑制由Ba2+導致的低色散化。
第2實施形態中的其它玻璃成分能夠與第1實施形態相同。另外,第2實施形態中的玻璃特性、玻璃、光學玻璃、拋光用玻璃材料、壓製成型用玻璃材料和光學元件等的製造也能夠與第1實施形態相同。
以上,對於本發明的實施形態進行了說明,但本發明不受這樣的實施形態的任何限定,可以在不脫離本發明的主旨的範圍內以各種方式進行實施。
實施例
以下,對於本發明通過實施例進行說明,但本發明不僅限定於以下的實施例。
實施例1、實施例2是與第1實施形態相對應的實施例,實施例3、實施例4是與第2實施形態相對應的實施例。
在此,在實施例1中,表1A以質量%表示、表1B以陽離子%表示來表示玻璃樣品A~D的玻璃組成。亦即,表1A和表1B中,玻璃組成的表示方法不同,但相同編號的玻璃具有相同的組成。因此,表1A和表1B實質上示出相同的玻璃。
同樣地,在實施例2中,表3A-1~3A-8以質量%表示、表3B-1~3B-8以陽離子%表示來表示玻璃樣品1~109的玻璃組成。亦即,表3A-1~3A-8和表3B-1~3B-8中,玻璃組成的表示方法不同,但相同編號的玻璃具有相同的組成。因 此,表3A-1~3A-8和表3B-1~3B-8實質上示出相同的玻璃。
應予說明,表1B和表3B-1~3B-8中,以將陰離子成分的全部量設為O2-的情況下的陽離子%表示來表示玻璃組成。亦即,在表1B和表3B-1~3B-8中,O2-的含量均為100陰離子%。
(實施例1)
〔玻璃樣品的製作〕
以得到的玻璃的組成成為表1A和表1B所示的各組成的方式稱量原材料、進行調配,將得到的調配原料(批料原料)投入到鉑坩堝中,以1300~1350℃在大氣氣氛下加熱90分鐘進行熔融,通過攪拌進行均質化,進行澄清,獲得熔融玻璃。將熔融玻璃澆鑄進成型模中進行成型,緩冷,磨削、拋光為長17mm、寬12mm、厚10mm,獲得玻璃樣品。此時,對上表面和下表面(長17mm、寬12mm的面)進行了光學拋光。
得到的玻璃樣品呈現還原色。
〔玻璃樣品的評價〕
對於得到的玻璃樣品,由以下所示的方法測定玻璃組成的確認、折射率(nd和nC)、阿貝數(v d)、玻璃化轉變溫度(Tg)、液相線溫度(LT)、βOH的值,測定充分降低還原色所需要的在熱處理溫度的保持時間和熱處理後的透射率。
〔1〕玻璃組成的確認
選取適量像上述那樣得到的玻璃樣品,對其進行酸和鹼處理,Li2O的含量通過ICP-MS來測定,Li2O以外的玻璃成分的含量通過ICP-AES來測定,確認與表1A和表1B所示的各氧 化物組成一致。
〔2〕折射率(nd和nC)、阿貝數(v d)
將玻璃樣品在大氣氣氛下在玻璃化轉變溫度(Tg)附近保持48小時後,以30℃/小時的降溫速度進行緩冷,其後放冷,使著色降低。將得到的試樣加工製作棱鏡,基於日本光學硝子工業會標準的折射率測定法來測定折射率(nd)、折射率(nF)、折射率(nC)。另外,使用折射率(nd)、折射率(nF)、折射率(nC)的各測定值計算阿貝數(v d)。將結果示於表1A。
〔3〕玻璃化轉變溫度(Tg)
使用株式會社理學(Rigaku Corporation)制的熱機械分析裝置,將升溫速度設為10℃/分鐘進行了測定。將結果示於表1A。
〔4〕液相線溫度
將10cc(10ml)的玻璃樣品投入到鉑坩堝中,在1250℃~1350℃熔融20~30分鐘後,冷卻到玻璃化轉變溫度(Tg)以下,將玻璃連同鉑坩堝一起放入到規定溫度的熔解爐保持2小時。將保持溫度設為在1000℃以上以每10℃為刻度,將保持2小時後沒有結晶的析出的最低溫度設為液相線溫度。將結果設為表1A。
〔5〕βOH
將玻璃樣品加工成兩面被光學拋光成互相平行且平坦的厚度為1mm的板狀。從相對於光學拋光面的垂直方向入射光,使用分光光度計(UV-3100,島津制)測定波長2500nm時的外部透射率C和波長2900nm時的外部透射率D,通過下述式(1) 來計算βOH。
βOH=-〔ln(D/C)〕/t...式(1)
上述式(1)中,ln是自然對數,厚度(t)相當於上述兩個平面的間隔。將結果示於表1A。
〔6〕在熱處理溫度的保持時間
將呈現還原色的上述玻璃樣品進行熱處理。亦即,在大氣氣氛下,以100℃/小時的升溫速度進行加熱,以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度進行規定時間熱處理,以30℃/小時的降溫速度緩冷到比上述熱處理溫度低120℃的溫度。重複熱處理和緩冷直到玻璃樣品的還原色充分降低。將還原色降低色澤變得均勻時評價為還原色充分降低。將還原色充分降低所需要的在熱處理溫度的保持時間的合計示於表2。
〔7〕熱處理後的透射率
對通過熱處理而還原色降低色澤變得均勻的玻璃樣品的外部透射率進行了測定。從相對於進行了光學拋光的面的垂直方向入射光,使用分光光度計(UV-3150,島津制)測定波長656nm時的外部透射率。將結果示於表2。
Figure 105121508-A0202-12-0060-1
Figure 105121508-A0305-02-0063-6
Figure 105121508-A0305-02-0063-7
(實施例2)
〔玻璃樣品的製作〕
以得到的玻璃的組成成為表3A-1~3A-8和表3B-1~3B-8 所示的各組成的方式在熔融氣氛施加水蒸氣而獲得熔融玻璃,除此之外,與實施例1同樣地進行,製作了玻璃樣品。
得到的玻璃樣品呈現還原色。
〔玻璃樣品的評價〕
對於得到的玻璃樣品,用與實施例1同樣的方法測定玻璃組成的確認、折射率(nd和nC)、阿貝數(νd)、玻璃化轉變溫度(Tg)、液相線溫度(LT)、βOH的值,測定充分降低還原色所需要的在熱處理溫度的保持時間和熱處理後的透射率。將結果示於表3A-1~3A-8、表3B-1~3B-8、表4-1~4-8。
Figure 105121508-A0202-12-0063-4
Figure 105121508-A0202-12-0064-5
Figure 105121508-A0202-12-0065-6
Figure 105121508-A0202-12-0066-7
Figure 105121508-A0202-12-0067-8
Figure 105121508-A0202-12-0068-9
Figure 105121508-A0202-12-0069-10
Figure 105121508-A0202-12-0070-11
Figure 105121508-A0202-12-0071-12
Figure 105121508-A0202-12-0072-13
Figure 105121508-A0305-02-0075-1
Figure 105121508-A0305-02-0076-2
Figure 105121508-A0305-02-0077-3
Figure 105121508-A0305-02-0078-4
Figure 105121508-A0202-12-0077-18
Figure 105121508-A0202-12-0078-19
Figure 105121508-A0202-12-0079-20
Figure 105121508-A0202-12-0079-21
Figure 105121508-A0202-12-0079-22
Figure 105121508-A0202-12-0079-23
Figure 105121508-A0202-12-0079-24
Figure 105121508-A0202-12-0079-25
Figure 105121508-A0202-12-0079-26
Figure 105121508-A0202-12-0080-27
(實施例3)
〔還原玻璃樣品的製作〕
將實施例1中得到的玻璃樣品(樣品A~D)以1300℃在大氣氣氛下加熱90分鐘進行再熔融,通過攪拌而均質化,進行澄清,獲得熔融玻璃。將熔融玻璃澆鑄進成型模中進行成型,在大氣氣氛下連同樣品一起以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘,以30℃/h的降溫速度緩冷到比上述保持溫度低120℃的溫度,磨削、拋光為長17mm、寬12mm、厚10mm,獲得還原玻璃樣品。此時,對上表面和下表面(長17mm、寬12mm的面)進行了光學拋光。
得到的還原玻璃樣品呈現還原色。
〔還原玻璃樣品的評價〕
對得到的還原玻璃樣品,在大氣氣氛下,以100℃/小時的升溫速度進行加熱,以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度進行規定時間熱處理,以30℃/小時的降溫速度緩冷處理到比上述熱處理溫度低120℃的溫度。重複熱處理和緩冷處理直到玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下。對於外部透射率(TA)和(TB),從相對於光學拋光了的面的垂直方向入射光,使用分光光度計(UV-3150,島津制)測定波長656nm時的外部透射率。
將玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下為止所需要的在熱處理溫度的保持時間的合計和外部透射率(TA)和(TB)示於表5。
Figure 105121508-A0305-02-0083-5
(實施例4)
〔還原玻璃樣品的製作〕
將實施例2中得到的玻璃樣品(樣品編號1~20、22~32、42、44~52、54、57~80、88~95)用與實施例3同樣的方法進行再熔融,獲得還原玻璃樣品。
得到的還原玻璃樣品呈現還原色。
〔還原玻璃樣品的評價〕
對得到的還原玻璃樣品,用與實施例3同樣的方法測定玻璃端部的外部透射率(TA)與玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下為止所需要的在熱處理溫度的保持時間的合計和外部透射率(TA)和(TB)。將結果示於表6-1~6-6。
Figure 105121508-A0305-02-0083-8
Figure 105121508-A0305-02-0084-9
Figure 105121508-A0305-02-0084-10
Figure 105121508-A0305-02-0084-12
Figure 105121508-A0305-02-0084-11
Figure 105121508-A0305-02-0084-13

Claims (17)

  1. 一種玻璃,其是阿貝數(νd)為18.10以下;及TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量〔TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3〕為30質量%以上;及Bi3+的含量為10陽離子%以下的磷酸鹽玻璃;及Li2O的含量與TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3的合計含量的質量比〔Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)〕乘以100的值為0.015~0.770。
  2. 一種玻璃,其是阿貝數(νd)為18.10以下;及包含選自TiO2、Nb2O5、WO3和Bi2O3中的至少1種氧化物且Bi3+的含量為10陽離子%以下的磷酸鹽玻璃;及在將在大氣氣氛下以比液相線溫度(LT)高110~120℃的溫度再熔融90分鐘並成型、在大氣氣氛下以比玻璃化轉變溫度(Tg)低0~20℃的保持溫度保持15分鐘、以30℃/h的降溫速度緩冷到比該保持溫度低120℃的溫度而得的玻璃加工為長17mm、寬13mm、厚10mm的玻璃中;及在將俯視時處於距縱向一端為0~5mm的距離、且距橫向一端為0~5mm的距離的範圍的部分設為玻璃端部、將俯視時處於距縱向一端為6~11mm的距離、且距橫向一端為4~9mm的距離的範圍的部分設為玻璃中心部的情況下;及將在大氣氣氛下以100℃/h的升溫速度加熱並以比玻璃化轉變溫度(Tg)低5~15℃的熱處理溫度保持的熱處理和以30℃/h的降溫速度緩冷到比該熱處理溫度低120℃的溫度的緩冷處理進行一次或重複進行多次,直到與厚度方向平 行地入射光時的波長656nm時的該玻璃端部的外部透射率(TA)和該玻璃中心部的外部透射率(TB)為由下述式(2)計算的值(T1)以上、且該玻璃端部的外部透射率(TA)與該玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下,此時該熱處理中以該熱處理溫度保持的時間的合計為48小時以內;T1=0.83×{1-{(nC-1)/(nC+1)}2}2×98...式(2)式(2)中,nC是進行該熱處理和緩冷處理直到該玻璃端部的外部透射率(TA)與該玻璃中心部的外部透射率(TB)之差(TA-TB)為5%以下的情況下的波長656.27nm時的折射率。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,其中Li2O的含量為0.010質量%以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,其中Li2O的含量為0.640質量%以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,其中下述式(1)表示的βOH的值為0.05mm-1以上:βOH=-〔ln(D/C)〕/t...式(1)式(1)中,t表示外部透射率的測定中使用的該玻璃的厚度(mm),C表示對該玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2500nm時的外部透射率(%),D表示對該玻璃與其厚度方向平行地入射光時的波長2900nm時的外部透射率(%)。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,其中包含Nb2O5作為玻璃成分。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,其中包含TiO2作為玻璃成分。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃,Bi2O3的含量為20質量%以下。
  9. 一種光學玻璃,由申請專利範圍1至8項中任一項所述之玻璃形成。
  10. 一種拋光用玻璃材料,由申請專利範圍1至8項中任一項所述之玻璃形成。
  11. 一種壓製成型用玻璃材料,由申請專利範圍第1至8項中任一項所述之玻璃形成。
  12. 一種拋光用玻璃材料,由申請專利範圍第9項所述之光學玻璃形成。
  13. 一種壓製成型用玻璃材料,由申請專利範圍第9項所述之光學玻璃形成。
  14. 一種光學元件,由申請專利範圍1至8項中任一項所述之玻璃形成。
  15. 一種光學元件,由申請專利範圍第9項所述之光學玻璃形成。
  16. 一種光學元件,由申請專利範圍第10或12項所述之拋光用玻璃材料形成。
  17. 一種光學元件,由申請專利範圍第11或13項所述之壓製成型用玻璃材料形成。
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