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TWI891725B - 光學玻璃及光學元件 - Google Patents

光學玻璃及光學元件

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TWI891725B
TWI891725B TW110104661A TW110104661A TWI891725B TW I891725 B TWI891725 B TW I891725B TW 110104661 A TW110104661 A TW 110104661A TW 110104661 A TW110104661 A TW 110104661A TW I891725 B TWI891725 B TW I891725B
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三上修平
成田和浩
藤原康裕
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日商Hoya股份有限公司
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Abstract

本發明的課題係在於提供提供在波長460nm的內部穿透率高,折射率高的光學玻璃及光學元件。 本發明的解決手段係一種光學玻璃,其BaO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與CaO、SrO及Y 2O 3的共計含量的質量比[(BaO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(CaO+SrO+Y 2O 3)]為2.0以下,B 2O 3及P 2O 5的共計含量與SiO 2及Al 2O 3的共計含量的質量比[(B 2O 3+P 2O 5)/(SiO 2+Al 2O 3)]為0.10以下,Li 2O、Na 2O及K 2O的共計含量[Li 2O+Na 2O+K 2O]為10質量%以下,Al 2O 3的含量和SiO 2及ZrO 2的共計含量的質量比[Al 2O 3/(SiO 2+ZrO 2)]大於0。

Description

光學玻璃及光學元件
本發明係關於光學玻璃及光學元件。
近幾年,伴隨AR(擴增實境)技術的進展,作為AR裝置,有護目鏡型或眼鏡型等的顯示裝置的開發。例如,在護目鏡型的顯示裝置,使用平面透鏡,而高折射率、高穿透率、且低比重的透鏡,而可適用於如此的透鏡的玻璃的需求升高。在此之穿透率,係指光穿透玻璃內部時的內部穿透率,與包含反射損失的外部穿透率有所區別。
一般玻璃的折射率,當穿透玻璃的光與玻璃中的電子雲的相互作用越大越高。因此,為提升玻璃折射率,選擇玻璃成分使更多的電子填充在玻璃中。即,選擇原子序大卻離子半徑小而多含電子的玻璃成分,以增加玻璃的單位體積當量的電子密度(大多為氧數密度)。作為其一例,可舉出硼酸-鑭系的玻璃。但是,硼酸-鑭系的玻璃比重大,使用於護目鏡型的AR顯示裝置時透鏡變重成了問題。
作為維持低比重而提高折射率的玻璃成分,可舉出在近紫外區域具有吸收的Nb2O5或TiO2等。但是,增加如此的玻璃成分的含量,則光的吸收區域有不只是近紫外區域,而有擴大到可見短波長區域(藍色區域)的問題。此外,增加Nb2O5或TiO2的含量,則由於可對Nb離子或Ti離子供給氧的其他離子的比例會相對降低,而使Nb離子或Ti離子的一部分被還原著色,而有降低玻璃在可見光的內部穿透率的問題。
此外,玻璃穿透率下降的主要原因之一,有混入來自於玻璃熔解爐的白金(Pt)入。例如,欲提高玻璃的折射率,而增加Nb2O5或TiO2等的含量,則玻璃的熔解溫度上升,而需要以高溫加熱玻璃原料。此時高溫的熔融玻璃與白金(Pt)接觸,則Pt離子溶入熔融玻璃,而固溶在玻璃。Pt在紫外區域具有吸收,但在玻璃中的Pt量變多,則光的吸收區域不只是紫外區域,亦會擴大到可見光區域。結果會降低玻璃在可見光區域的內部穿透率。
另一方面,可用使用耐火磚的熔解爐熔融玻璃,抑制混入來源於熔解爐的白金(Pt)。作為可以使用耐火磚的熔解爐熔融的玻璃,可舉出例如SiO2-TiO2系玻璃。此系的玻璃,已知可將折射率nd提升到1.85左右,且可將比重降到3.5左右,穿透率亦相對較優良(專利文獻1)。
在此所謂耐火磚,係以ZrO2或Al2O3及/或SiO2作為主要成分的磚(例如專利文獻2)。各成分的含有比率,例如有ZrO2:Al2O3:SiO2=4:5:1、或3:6:1程度者,例如https://www.an.shimadzu.co.jp/apl/material/chem0502005.htm所示,亦存在大致不含Al2O3與SiO2的耐火磚。惟如專利文獻2,欲提高熱衝擊耐性或耐腐蝕性,則大多含有一定量的Al2O3
但是,要適用於AR顯示裝置透鏡,需要進一步提升折射率。例如,在專利文獻3,揭示折射率nd在1.86~1.99的範圍,且阿貝數νd在21~29的範圍的SiO2-TiO2系的玻璃。但是,該玻璃的熔解溫度高,會侵蝕熔解爐的耐火磚的玻璃質部分,結果有耐火磚的成分容易混入玻璃中的問題。在玻璃,固溶來源於耐火磚的成分,特別是在玻璃中固溶多量ZrO2成分或SiO2成分,則玻璃組成會變化,而難以維持玻璃的穩定性或維持高折射率。此外,耐火磚的主要成分的如Al2O3或ZrO2等的結晶成分以異物混入玻璃中會損及玻璃的均質性。因此,如此的玻璃,需以白金製的容器熔融,但以白金製的容器熔融玻璃,則如上所述Pt被導入玻璃,而有降低內部穿透率的問題。
以含有Nb2O5或TiO2等的SiO2系的玻璃,而可使用耐火磚的熔解爐熔融的玻璃,則可維持高折射率,以提升穿透率。如此的玻璃,有用於AR顯示裝置的透鏡。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本專利第2535407號公報
〔專利文獻2〕日本特表2018-537387號公報
〔專利文獻3〕日本特開2012-229135號公報
本發明係有鑑於如此實情所完成,以提供在波長460nm的內部穿透率高,折射率高的光學玻璃及光學元件為目標。
本發明的要點係如下所示。
(1)一種光學玻璃,其BaO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與CaO、SrO及Y2O3的共計含量的質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]為2.0以下,B2O3及P2O5的共計含量與SiO2及Al2O3的共計含量的質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]為0.10以下,Li2O、Na2O及K2O的共計含量[Li2O+Na2O+K2O]為10質量%以下,Al2O3的含量和SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。
(2)一種光學玻璃,其 TiO2及Nb2O5的共計含量[TiO2+Nb2O5]為20質量%以上,Al2O3的含量與SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。
(3)如(2)之光學玻璃,其中B2O3及P2O5的共計含量與SiO2及Al2O3的共計含量的質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]為0.15以下。
(4)如(2)或(3)之光學玻璃,其中TiO2、Nb2O5及ZrO2的共計含量與B2O3、SiO2、Al2O3及GeO2的共計含量的質量比[(TiO2+Nb2O5+ZrO2)/(B2O3+SiO2+Al2O3+GeO2)]為1.8以上, BaO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與CaO、SrO及Y2O3的共計含量的質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)為3.0以下。
(5)如(2)至(4)之任何一項之光學玻璃,其中TiO2、Nb2O5及ZrO2的共計含量與B2O3、SiO2、Al2O3及GeO2的共計含量的質量比[(TiO2+Nb2O5+ZrO2)/(B2O3+SiO2+Al2O3+GeO2)]為1.8以上, B2O3、ZnO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與SiO2、CaO、TiO2及Nb2O5的共計含量的質量比[(B2O3+ZnO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(SiO2+CaO+TiO2+Nb2O5)]為0.15以下。
(6)一種光學元件,其係以(1)至(5)之任何一項之光學玻璃所構成。
根據本發明,可提供在波長460nm的內部穿透率高,折射率高的光學玻璃及光學元件。
〔圖1〕係關於本實施形態的光學玻璃的一例,表示內部穿透率的圖表,表示作為內部穿透率呈90%的波長λτ90。
〔圖2〕係表示在實施例2,磚試料的侵蝕試驗結果的照片。
〔圖3〕係表示在實施例2的侵蝕試驗,測定磚試料直徑的位置之圖。
以下,說明關於本發明的一態樣。再者,在本發明及本說明書,玻璃組成,若無特別提及,係以氧化物基準表示。在此所謂「氧化物基準的玻璃組成」,係指玻璃原料在熔融時全部分解而在玻璃中以氧化物存在換算而得之玻璃組成,各玻璃成分的記述仿效慣例,記載為SiO2、TiO2等。玻璃成分的含量及共計含量,若無特別提及係質量基準,「%」係指「質量%」。
玻璃成分的含量,可以習知的方法,例如以感應耦合電漿放射光譜分析法(ICP-AES)、感應耦合電漿質譜分析法(ICP-MS)等方法定量。此外,在本說明書及本發明,構成成分的含量0%係意指實質上不含在構成成分,容許以不可避免的雜質水準包含該成分。
以下,將本發明的光學玻璃分成第1實施形態及第2實施形態說明。再者,在第2實施形態的各玻璃成分的作用、效果與在第1實施形態的各玻璃成分的作用、效果相同。因此,在第2實施形態,關於與第1實施形態的說明重複的事項將適當省略。
第1實施形態
關於第1實施形態的光學玻璃,係BaO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與CaO、SrO及Y2O3的共計含量的質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]為2.0以下,B2O3及P2O5的共計含量與SiO2及Al2O3的共計含量的質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]為0.10以下,Li2O、Na2O及K2O的共計含量[Li2O+Na2O+K2O]為10質量%以下, Al2O3的含量和SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。
在關於第1實施形態的光學玻璃,BaO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與CaO、SrO及Y2O3的共計含量的質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]為2.0以下。該質量比的上限,以1.9為佳,進一步依序以1.8、1.7、1.6為更佳。該質量比的下限,以0.0為佳,進一步依序以0.3、0.5、0.8、1.0、1.2為更佳。
藉由使質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]在上述範圍,可抑制原子量過大的高折射率成分,特別是第6週期元素以後的具有相對提高折射率的作用的元素的含量,或者限制促進氧填充的高折射率成分的使用量,可降低玻璃的比重。另一方面,該質量比過大,則因玻璃比重增大而降低熔融玻璃的動態黏度,難以控制玻璃流等而有使生產性惡化之虞。此外,亦有增大耐火磚的侵蝕之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,B2O3及P2O5的共計含量與SiO2及Al2O3的共計含量的質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]為0.10以下。該質量比的上限,以0.09為佳,進一步依序以0.08、0.07、0.06為更佳。此外,該質量比的下限,以0.00為佳,進一步依序以0.01、0.02、0.03、0.04、0.05為更佳。
藉由使質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]在上述範圍,可抑制耐火磚的玻璃質在玻璃熔融時的侵蝕。該質量比過大,則有耐火磚的侵蝕會變大,降低熔融玻璃的均質性,降低耐失透性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Li2O、Na2O,及K2O的共計含量[Li2O+Na2O+K2O]為10%以下。該共計含量的上限,以8.0%為佳,進一步依序以6.0%、5.0%、4.0%為更佳。此外,該共計含量的下限,以0.01%為佳,進一步依序以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%為更佳。
藉由使共計含量[Li2O+Na2O+K2O]在上述範圍,可適當地維持玻 璃黏度而提高玻璃的生產性。此外,抑制來自Ti或Nb所產生的還原成分的光吸收,再者藉由降低熔解溫度或徐冷促進玻璃中電子缺陷的消除,可提升460nm的內部穿透率。此外,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。另一方面,該共計含量過小,則玻璃原料的熔融性會惡化,而產生需要將原料的熔解溫度設高。結果會促進耐火磚的惡化等使生產率惡化。相反地,該共計含量過大,則玻璃的黏度下降,及隨此引起熱穩定性的降低,而有使生產率惡化之虞。此外,熔融玻璃的比電阻降低,而降低藉由通電加熱熔融玻璃時的加熱效率,結果降低玻璃的熔融性,而亦有使生產率惡化之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Al2O3的含量與SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。該質量比的下限,以0.0001為佳,進一步依序以0.0003、0.0006、0.0010、0.0020、0.0030、0.0040、0.0050、0.0060為更佳。該質量比的上限,以0.3000為佳,進一步依序以0.2000、0.1500、0.1000、0.0500、0.0300、0.0150為更佳。
藉由使質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]在上述範圍,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。此外,該比率與上述範圍外的玻璃相比,有提高熱穩定性、加熱時的失透性,或者冷卻熔融玻璃時延遲結晶析出的效果。另一方面,該質量比過大,則不只是會降低折射率nd,亦有降低熱穩定性,而失透之虞。
以下,關於第1實施形態的光學玻璃,說明較佳的態樣。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2及Nb2O5的共計含量[TiO2+Nb2O5]的下限,以20%為佳,進一步依序以24%、28%、33%、37%、40%、42%為更佳。此外,該共計含量的上限,以70%為佳,進一步依序以60%、55%、50%、46%為更佳。
TiO2及Nb2O5,係不太會提高比重而貢獻於高折射率化的成分。因此,為不過度提高玻璃的比重而得到具有所期望折射率的玻璃,TiO2及Nb2O5 的共計含量以上述範圍為佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2、Nb2O5及ZrO2的共計含量與B2O3、SiO2、Al2O3及GeO2的共計含量的質量比[(TiO2+Nb2O5+ZrO2)/(B2O3+SiO2+Al2O3+GeO2)]的下限,以1.8為佳,進一步依序以2.0、2.1、2.2、2.3為更佳。此外,該質量比的上限,以7.0為佳,進一步依序以6.0、5.0、4.0、3.5、3.0為更佳。
藉由使質量比[(TiO2+Nb2O5+ZrO2)/(B2O3+SiO2+Al2O3+GeO2)]在上述範圍,可提升折射率,使用於作為AR裝置的顯示裝置透鏡時,可實現寬廣的視野角。此外,可得進一步減低比重的光學玻璃。另一方面,該質量比過小,則由於對比重的折射率會降低,故不適於本發明的用途。此外,該質量比過大,則會降低玻璃的穩定性之外,亦有降低穿透率之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,B2O3、ZnO、La2O3、Gd2O3及WO3的共計含量與SiO2、與CaO、TiO2及Nb2O5的共計含量的質量比[(B2O3+ZnO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(SiO2+CaO+TiO2+Nb2O5)]的上限以0.15為佳,進一步依序以0.12、0.10、0.08為更佳。此外與該質量比的下限,以0.01為佳,進一步依序以0.02、0.03、0.04、0.05、0.06為更佳。
藉由使質量比[(B2O3+ZnO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(SiO2+CaO+TiO2+Nb2O5)]在上述範圍,可抑制多含在通常以硼酸作為網路形成劑的型式的玻璃的玻璃成分的含有率,結果,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。結果可抑制玻璃與白金接觸而提升玻璃的內部穿透率。此外,藉由使該質量比在上述範圍,亦成為限制原子量過大的成分、或者限制促進氧填充等的高折射率成分的使用量,故以同樣的折射率降低比重,並且藉由抑制玻璃的動態黏度降低而可提升生產性。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Al2O3的含量的下限,以0.001% 為佳,進一步依序以0.002%、0.003%、0.005%、0.007%、0.010%、0.025%、0.050%、0.075%、0.100%、0.125%、0.150%、0.175%、0.200%為更佳。Al2O3的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以6.0%、3.0%、1.00%、0.50%為更佳。
使用耐火磚的熔解爐熔解玻璃時,來自耐火磚的Al2O3會被導入熔融玻璃。因此,即使在玻璃原料不含Al2O3的情形,在以使用耐火磚的熔解爐熔解製造的玻璃,包含微量的Al2O3。Al2O3的含量在上述範圍時,與Al2O3的含量在上述範圍外的情形相比,熱穩定性高,抑制加熱時的失透,且抑制在冷卻熔融玻璃時的結晶析出。但是,從Al2O3為減低比重的作用很小,且為具有降低折射率的作用的成分來看,從得到高折射率.低比重的玻璃的觀點,Al2O3的含量越少越佳。此外,Al2O3的含量過多,則會使玻璃的耐失透性降低,使玻璃轉移溫度Tg上升,且有降低熱穩定性之虞。另一方面,Al2O3的含量過少,則有增加耐火磚的侵蝕之虞。
關於在關於第1實施形態的光學玻璃的上述以外的玻璃成分的含量及比率,在以下顯示非限制的例子。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2、CaO、SrO及Y2O3的共計含量與BaO、MgO、Nb2O5、Ta2O5、WO3、Bi2O3、La2O3及Gd2O3的共計含量的質量比[(TiO2+CaO+SrO+Y2O3)/(BaO+MgO+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3)]的下限,以0.5為佳,進一步依序以0.6、0.7、0.8、0.9、1.0為更佳。此外,該質量比的上限,以4.0為佳,進一步依序以3.0、2.5、2.0、1.5為更佳。
藉由使質量比[(TiO2+CaO+SrO+Y2O3)/(BaO+MgO+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+La2O3+Gd2O3)]在上述範圍,可得折射率nd高,且降低比重的光學玻璃。該質量比過小,則有無法使高折射率與低比重並存之虞。該質量比過大,則有降低玻璃穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2的含量與Nb2O5的含量的質量比[TiO2/Nb2O5]的下限,以0.5為佳,進一步依序以0.53、0.54、0.55、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0為更佳。此外,質量比[TiO2/Nb2O5]的上限,以4.0為佳,進一步依序以3.0、2.5、2.0、1.5為更佳。
藉由使質量比[TiO2/Nb2O5]在上述範圍,可邊降低玻璃的比重,邊提升玻璃的穩定性。另一方面,該質量比過小,則有使液相溫度上升,熔解性惡化,而增大耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕之虞。此外,亦有增大製造成本之虞。此外,該質量比過大,則有降低玻璃的耐失透性,而降低玻璃穿透率之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,MgO、CaO、SrO,及BaO的共計含量[MgO+CaO+SrO+BaO]的下限,以5.0%,進一步10.0%、15.0%、18.0%、22.0%、25.0%為更佳。此外,該共計含量的上限,以50.0%為佳,進一步依序以45.0%、40.0%、36.0%、33.0%、30.0%為更佳。
藉由使共計含量[MgO+CaO+SrO+BaO]在上述範圍,可改善玻璃的熔解性,且可提升玻璃的熱穩定性。另一方面,該共計含量過小,則有玻璃的熔融性惡化之虞,亦有增大耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕之虞。此外,該共計含量過大,則有無法得到所期望的光學特性,而降低穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Li2O、Na2O及與K2O的共計含量與MgO、CaO、SrO,及BaO的共計含量的質量比[(Li2O+Na2O+K2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO)]的下限,以0.00020為佳,進一步依序以0.001、0.005、0.010、0.050、0.100為更佳。與該質量比的上限,以2.0為佳,進一步依序以1.5、1.0、0.5、0.3、0.2為更佳。
藉由使質量比[(Li2O+Na2O+K2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO)]在上述範圍,容易降低玻璃的比重。此外,藉由抑制玻璃的還原,容易提高內部穿透率。另一方面該質量比過小,則有使玻璃熔融性惡化之虞,亦有增大耐火磚在玻璃熔 融時的侵蝕之虞。此外,該質量比過大,則有因玻璃成分的揮發或脈理降低玻璃的均質性之虞之外,亦有因黏度的下降而降低穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,將Li2O的含量以29.9相除之值,與將B2O3的含量以69.6相除之值、將Li2O的含量以29.9相除之值、將Na2O的含量以62.0相除之值、及將K2O的含量以94.2相除之值的共計值的比率[(Li2O/29.9)/{(B2O3/69.6+Li2O/29.9+Na2O/62.0+K2O/94.2)}]的下限,以0.10為佳,進一步依序以0.20、0.30、0.40、0.45、0.50為更佳。該比率的上限,以1.00為佳,進一步依序以0.90、0.80、0.70、0.60、0.55為更佳。在此,由於各玻璃成分的含量的除數,相當於各氧化物的分子量,故該比率係表示玻璃中的Li離子的離子數,對Li離子、B離子、Na離子、及K離子的共計離子數的比例。
藉由使比率[(Li2O/29.9)/(B2O3/69.6+Li2O/29.9+Na2O/62.0+K2O/94.2)]在上述範圍,可使玻璃的填充較密,不導入如提升玻璃熔融溫度等的高熔點的高折射率成分,而可得到低比重且高折射的玻璃。再者,Li離子的數量變多的結果,提升藉由通電加熱熔融玻璃時的加熱效率,此外,亦可提升熔融玻璃的流動性。此外,藉由使該比率在上述範圍,有可邊確保玻璃的熔解性,邊抑制在玻璃熔融時可能發生的還原著色而提升內部穿透率的效果。另一方面,該比率過小,則由於會使熔融玻璃的比電阻上升,而在通電熔融需要施加更高的電壓,結果有增大耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕之虞。相反地,該比率過大,則有降低玻璃穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,SiO2的含量的下限,以5.0%,進一步8.0%、11.0%、13.0%、15.0%為更佳。此外SiO2的含量的上限,以35.0%為佳,進一步依序以30.0%、27.0%、25.0%、23.0%、21.0%為更佳
SiO2,係玻璃的網路形成成分,具有可改善玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性,且提高熔融玻璃的黏度的作用。SiO2的含量過少,則有降低 玻璃的耐失透性的傾向。如果SiO2的含量過多,則有使折射率nd降低,黏度增加,且增加部分分散比Pg、F之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,ZrO2的含量的下限,以0%為佳,進一步依序以0.0005%、0.0010%、0.0050%、0.0100%、0.0500%、0.1%、0.5%、1.0%、1.5%為更佳。此外,ZrO2的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%,7.0%、5.0%、3.0%、2.0%為更佳。
使用耐火磚的熔解爐熔解玻璃時,有來自耐火磚的ZrO2導入熔融玻璃的傾向。因此,在玻璃原料不含ZrO2的情形,以使用耐火磚的熔解爐熔解製造的玻璃,有包含微量的ZrO2的情形。此外,亦有因強化白金與玻璃融液的接觸而在玻璃中供給Zr的情形。ZrO2的含量過少,則有增大耐火磚的侵蝕之虞。ZrO2的含量過多,則有玻璃熔融性惡化之虞。藉由使ZrO2的含量在上述範圍,可邊抑制磚的侵蝕,邊得到折射率高的玻璃。此外,可保持玻璃的熔融性及熱穩定性。
在關於第1實施形態的光學玻璃,P2O5的含量的上限,以5.0%為佳,進一步依序以4.0%、3.0%、2.0%、1.0%、0.6%為更佳。此外,P2O5的含量較少為佳,其下限以0.0%為佳,惟為調整玻璃的穩定性及液相溫度,亦可以0.20%以上、或0.40%以上的範圍導入。P2O5的含量以0.0%為佳。
藉由使P2O5的含量在上述範圍,可抑制玻璃的失透,且可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。
在關於第1實施形態的光學玻璃,B2O3的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%、6.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。B2O3的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以0.1%、0.2%、0.4%、0.7%為更佳。
B2O3具有改善玻璃的熱穩定性,提高玻璃熔解性的作用。此外,在玻璃的網路形成成分之中,折射率相對較高,且可使比重變小的成分。藉由使 B2O3的含量在上述範圍,可改善玻璃的熔融性,且可得折射率高,而降低比重的光學玻璃。另一方面,B2O3的含量過少,則有損及高折射率性,而有增大比重之虞。此外,B2O3的含量過多,則在玻璃熔融時有增加玻璃成分的揮發量之虞。此外,有妨礙高分散化,降低有耐失透性的傾向。
在關於第1實施形態的光學玻璃,SiO2及Al2O3的共計含量[SiO2+Al2O3]的下限,以5%為佳,進一步依序以8%、11%、13%為更佳。此外,共計含量[SiO2+Al2O3]的上限,以40%為佳,進一步依序以35%、30%、25%、23%、21%、15%為更佳。
藉由使共計含量[SiO2+Al2O3]在上述範圍,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。惟該共計含量過大,則比重不太下降而在另一方面折射率大幅下降,而有無法得到本發明所要求的折射率之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,B2O3及P2O5的共計含量[B2O3+P2O5]的下限,以0.1%為佳,進一步依序以0.2%、0.4%、0.7%、1%為更佳。此外,共計含量[B2O3+P2O5]的上限,以10%為佳,進一步依序以6%、3%、2%為更佳。
藉由使共計含量[B2O3+P2O5]在上述範圍,可維持玻璃的黏度提高穩定性的同時,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2的含量的下限,以5.0%為佳,進一步依序以10.0%、14.0%、14.2%、14.5%、14.8%、15.0%、18.0%、20.0%為更佳。此外TiO2的含量的上限,以40.0%為佳,進一步依序以35.0%、30.0%、25.0%、22.0%為更佳。
藉由使TiO2的含量在上述範圍,可得折射率高,降低比重的玻璃。此外,亦有降低紫外線穿透率的效果。另一方面,TiO2的含量過少,則有降低折射率,比重增加之虞。此外,TiO2的含量過多,則有降低玻璃的可見區域, 特別是短波長區域的內部穿透率,亦降低耐失透性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Nb2O5的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以5.0%、10.0%、13.0%、15.0%為更佳。此外,Nb2O5的含量的上限,以40.0%為佳,進一步依序以35.0%、30.0%、28.0%、27.0%、26.0%、25.0%、20.0%、17.0%為更佳。
藉由使Nb2O5的含量在上述範圍,可得折射率高,而比重相對減低的光學玻璃。另一方面,Nb2O5的含量過少,則有折射率下降,比重增加之虞。Nb2O5的含量過多,則有降低耐失透性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,TiO2、Nb2O5及ZrO2的共計含量[TiO2+Nb2O5+ZrO2]的下限,以25%為佳,進一步依序以30%、35%、40%、45%為更佳。此外,該共計含量的上限,以75%為佳,進一步依序以70%、60%、55%、52.5%、50%為更佳。
藉由使共計含量[TiO2+Nb2O5+ZrO2]在上述範圍,可邊抑制比重的增加,而得到折射率高,且在既定波長的內部穿透率高的光學玻璃。
在關於第1實施形態的光學玻璃,WO3的含量的上限,以5.0%為佳,進一步依序以3.0%、2.0%、1.0%、0.5%為更佳。WO3的含量的下限,以0.0%為佳。WO3的含量亦可為0.0%。
藉由使WO3的含量在上述範圍,可得減低比重,且減低紫外線穿透率的光學玻璃。另一方面,WO3的含量過多,則有部分色散比Pg、F上升,內部穿透率下降,比重增加之虞。此外,有降低可見區域,特別是短波長區域的穿透率,使玻璃不安定化之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Bi2O3的含量的上限,以5.0%為佳,進一步依序以3.0%、2.0%、1.0%、0.5%為更佳。Bi2O3的含量的下限,以0.0%為佳。Bi2O3的含量亦可為0.0%。
藉由使Bi2O3的含量在上述範圍,可得減低比重,且降低紫外線穿透率的光學玻璃。另一方面,Bi2O3的含量過多,則會使部分分散比Pg、F上升,比重增加,且因Bi離子吸收特定波長的光,加上短波長區域的穿透率,亦有降低內部穿透率之虞。此外,亦有增加玻璃對白金的侵蝕量而增加玻璃著色之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,WO3及Bi2O3的共計含量[WO3+Bi2O3],以3%以下為佳,進一步依序以2.4%以下、1.9%以下、1.4%以下、0.9%以下,0.4%以下為更佳。以不含WO3及Bi2O3特別為佳。
藉由使共計含量[WO3+Bi2O3]在上述範圍,特別是可抑制可見光區域的內部穿透率的下降。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Li2O的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%、7.0%、5.0%、3.0%、2.0%為更佳。Li2O的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以0.1%、0.5%、1.0%、1.5%為更佳。
藉由使Li2O的含量在上述範圍,可提升玻璃結構的填充率,而得到折射率高,降低比重的光學玻璃。此外,可提升玻璃的熔融性,而降低熔融玻璃的比電阻。再者,亦有抑制玻璃在熔融時可能發生的還原著色的效果。另一方面,Li2O的含量過少,則有降低玻璃穿透率之虞。Li2O的含量過多,則有降低化學耐久性、降低耐候性,降低再加熱時的穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Na2O的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%、7.0%、5.0%、3.0%、2.0%為更佳。Na2O的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以0.1%、0.5%、1.0%、1.5%為更佳。
藉由使Na2O的含量在上述範圍,可得降低比重光學玻璃。此外,可提升玻璃的熔融性,而降低熔融玻璃的比電阻。另一方面,Na2O的含量過少,則有降低玻璃熔解性之虞。Na2O的含量過多,則有降低折射率之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,K2O的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。K2O的含量較少為佳,其下限,以0.0%為佳,進一步依序以0.1%、0.3%、0.6%、0.9%為更佳。
藉由使K2O的含量在上述範圍,有改善含有TiO2的玻璃的穩定性的效果。此外,可提升玻璃的熔融性。另一方面,K2O的含量過多,則有顯著地降低折射率之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Cs2O的含量的上限,以15.0%為佳,進一步依序以10.0%、5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。Cs2O的含量的下限,以0.0%為佳。Cs2O的含量亦可為0.0%。
Cs2O有提升玻璃的熔融性,而改善熱穩定性的作用。另一方面Cs2O的含量過多,則有顯著地降低折射率,使玻璃的化學耐久性惡化之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,MgO的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。此外,MgO的含量較少為佳,其下限以0.0%為佳。MgO的含量亦可為0.0%。
藉由使MgO的含量在上述範圍,可提升玻璃的穩定性,而降低玻璃的著色。另一方面,MgO的含量過多,則有無法使高折射率與低比重共存之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,CaO的含量的上限,以30.0%為佳,進一步依序以25.0%、20.0%、16.0%、13.0%為更佳。此外CaO的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以3.0%、6.0%、8.0%、10.0%為更佳。
藉由使CaO的含量在上述範圍,可得折射率高,降低比重,熔融性提升的光學玻璃。另一方面,CaO的含量過少,則有無法使高折射率與低比重共存之虞。此外,CaO的含量過多,則有增大磚的侵蝕量,無法維持高分散性, 玻璃的熱穩定性下降,且耐失透性下降之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,SrO的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以7.0%、5.0%、3.0%、2.5%、2.0%為更佳。此外,SrO的含量較少為佳,其下限,以0.0%為佳,進一步依序以0.1%、0.5%、1.0%、1.5%越少越佳。
藉由使SrO的含量在上述範圍,可提升熔融性。另一方面,SrO的含量過多,則有比重增加,無法維持高分散性,玻璃的熱穩定性下降,此外有耐失透性下降之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,BaO的含量的上限,以30.0%為佳,進一步依序以25.0%、20.0%、16.0%、13.0%為更佳。此外BaO的含量的下限,以0.0%為佳,進一步依序以3.0%、6.0%、8.0%、10.0%為更佳。BaO的含量亦可為0.0%。
藉由使BaO的含量在上述範圍,可提升熔融性。另一方面,BaO的含量過少,則有降低玻璃穩定性之虞。此外,BaO的含量過多,則有比重大幅增加,無法維持高分散性、玻璃的熱穩定性下降,且耐失透性下降之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,ZnO的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。此外,ZnO的含量較少為佳,其下限,以0.0%為佳。ZnO的含量亦可為0.0%。
ZnO的含量在上述範圍,可使玻璃轉移溫度Tg下降。另一方面,ZnO的含量過多,則會增加比重之外,亦有損及玻璃穩定性之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,La2O3的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。此外,La2O3的含量的下限,以0.0%為佳。
藉由使La2O3的含量在上述範圍,不會使玻璃的內部穿透率惡化, 而可得到高折射率的光學玻璃。另一方面,La2O3的含量少,則有使折射率降低的傾向。此外,La2O3的含量過多,則有比重增加,使玻璃熱穩定性下降之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Gd2O3的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以5.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。此外Gd2O3的含量較少為佳,其下限,以0.0%為佳。
藉由使Gd2O3的含量在上述範圍,不會使玻璃的內部穿透率惡化而可得高折射率的光學玻璃。另一方面,Gd2O3的含量過多,則有玻璃的熱穩定性下降,比重增加之虞。亦有使玻璃的製造成本上升之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Y2O3的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以8.0%、5.0%、3.0%、2.0%、1.5%為更佳。此外Y2O3的含量的下限,以0.0%為佳。
藉由將Y2O3,例如代替ZrO2或Nb2O5在上述範圍內導入,則不會使玻璃的內部穿透率惡化,而可得高折射率,且比重小的光學玻璃。另一方面,Y2O3的含量少,有使折射率下降的傾向。此外,Y2O3的含量過多,則有使玻璃的熱穩定性下降,使耐失透性下降之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,GeO2的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以6.0%、4.0%、3.0%、2.0%、1.0%為更佳。此外GeO2的含量較少為佳,其下限,以0.0%為佳。
GeO2係高價的玻璃成分,故GeO2的含量過多,有增加製造成本之虞。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Ta2O5的含量的上限,以5%為佳,進一步依序以3%、2%、1%為更佳。此外Ta2O5的含量的下限,以0%為佳。
Ta2O5係不會使玻璃的內部穿透率惡化而提升折射率的作用的玻璃成分,亦係使部分分散比Pg、F下降的成分。另一方面,Ta2O5係高價的玻璃 成分,Ta2O5的含量變多,有增加製造成本之虞。此外,有使比重上升之虞。因此,Ta2O5的含量以上述範圍為佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Sc2O3的含量,以2%以下為佳。此外,Sc2O3的含量的下限,以0%為佳。
Sc2O3係具有提升玻璃折射率的作用,但為高價的成分。因此,Sc2O3的含量以上述範圍為佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,HfO2的含量的上限,以2%為佳,進一步依序為1.5%、1.0%、0.5%、0.3%為更佳。此外,HfO2的含量的下限,以0%為佳,進一步依序以0.005%、0.01%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%為更佳。
再者,HfO2有在ZrO2的原料包含一定量的情形。因此,含有ZrO2的玻璃,有時會含有一定量的HfO2。因此,在關於第1實施形態的光學玻璃,HfO2的含量對ZrO2的含量的質量比[HfO2/ZrO2]亦可成為既定範圍。例如,該質量比[HfO2/ZrO2]的下限,可為0.005,進一步依序可為0.010、0.013、或0.015。另一方面,該質量比的上限,可為0.05,進一步依序可為0.040、0.030、0.020、或0.018。從抑制耐火磚的成分在玻璃中熔出的觀點,玻璃含有少量的ZrO2為佳,為此HfO2的含量以上述範圍為佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Lu2O3的含量,以2%以下為佳。此外,Lu2O3的含量的下限,以0%為佳。
Lu2O3,具有調整玻璃的折射率的作用,但從分子量大來看,係為使玻璃增加比重的玻璃成分。因此,Lu2O3的含量以上述範圍為佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,Yb2O3的含量,以2%以下為佳,以1%以下為更佳,進一步以0.5%以下為佳。此外,Yb2O3的含量的下限,以0%為佳。
Yb2O3,有調整玻璃的折射率的作用,惟從分子量大來看,會使 玻璃的比重增大。玻璃的比重增大,則光學元件的質量就會增大。因此,減低Yb2O3的含量,抑制玻璃比重的增大為佳。
此外,Yb2O3的含量過多,則玻璃的熱穩定性會下降。再者,會在紅外區域帶來吸收。從防止玻璃的熱穩定性下降,抑制比重增大的觀點,Yb2O3的含量以上述範圍為佳。
關於第1實施形態的光學玻璃,主要是以上述玻璃成分,即以Al2O3、SiO2、ZrO2、P2O5、B2O3、TiO2、Nb2O5、WO3、Bi2O3、Li2O、Na2O、K2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2O3、Gd2O3、Y2O3、GeO2、Ta2O5、Sc2O3、HfO2、Lu2O3及Yb2O3構成為佳,上述玻璃成分的共計含量,以95%以上為佳,以98%以上為更佳,進一步以99%以上為佳,進一步以99.5%以上為更佳。
再者,關於第1實施形態的光學玻璃,基本上以上述玻璃成分構成為佳,在不妨礙本發明的作用效果的範圍,亦可含有其他的成分。此外,在本發明並非排除含有不可避免雜質。
(其他的成分)
Pb、As、Cd、Tl、Be、Se均具有毒性。因此,關於本實施形態的光學玻璃,以不含該等元素作為玻璃成分為佳。
U、Th、Ra均為放射性元素。因此,關於本實施形態的光學玻璃,以不含該等元素作為玻璃成分為佳。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm,會增大玻璃的著色,可能成為螢光的發生源。因此,關於本實施形態的光學玻璃,以不含該等元素作為玻璃成分為佳。惟關於不會使本發明的目標的460nm附近的穿透率惡化的元素,在可解決本發明的課題的範圍導入。
Sb(Sb2O3)、Ce(CeO2)係作用作為清澈劑而可任意添加的元素。其中,Sb(Sb2O3)係清澈效果很大的清澈劑。Ce(CeO2)與Sb(Sb2O3)相比,清澈效果 較小。當Ce(CeO2),添加多量則有增強玻璃著色的傾向。
Sb2O3的含量,係以外部百分比表示。即,以Sb2O3及CeO2以外的全玻璃成分的共計含量作為100質量%時的Sb2O3含量,以1.0質量%以下為佳,進一步依序以0.4質量%以下、0.2質量%以下、0.1質量%以下、0.05質量%以下、0.03質量%以下、0.02質量%以下、0.01質量%以下為更佳。Sb2O3的含量亦可為0質量%。
CeO2的含量,亦係以外部百分比表示。即,以CeO2、Sb2O3以外的全玻璃成分的共計含量作為100質量%時的CeO2含量,以2質量%以下為佳,以1質量%以下為更佳,進一步以0.5質量%以下為佳,進一步以0.1質量%以下為更佳。CeO2的含量亦可為0質量%。可藉由使CeO2的含量在上述範圍,可改善玻璃的清澈性。
(玻璃的特性)
<折射率nd>
在關於第1實施形態的光學玻璃,折射率nd的上限,可為2.50,亦可進一步為2.20、2.10、2.05、2.00或1.98。此外,折射率nd的下限,可為1.85,亦可進一步為1.87、1.89、1.90。折射率,可藉由調整可貢獻於高折射率化的玻璃成分的TiO2、Nb2O5、ZrO2、Y2O3等的含量,或調整SiO2、Al2O3、B2O3等低折射率成分的含量,或藉由導入Li2O或CaO等修飾成分控制。
<阿貝數νd>
在關於第1實施形態的光學玻璃,阿貝數νd的上限,可為30.0,進一步依序可為28.0、26.0、25.0或24.5。此外,阿貝數νd的下限,可為15.0,進一步依序可為18.0、20.0、22.0或23.0。阿貝數νd在上述範圍,可得具有所期望的色散性的玻璃。阿貝數νd,可藉由調整可貢獻於高色散化的玻璃成分的TiO2、Nb2O5、WO3、ZrO2及Bi2O3的含量等控制。
<玻璃的比重>
雖然關於第1實施形態的光學玻璃為高折射率玻璃,但比重並不大。只要可減低玻璃的比重,則可減少透鏡的重量。另一方面,比重過小,則會招致熱穩定性的下降。
因此,在關於第1實施形態的光學玻璃,比重的上限以7.0為佳,進一步依序以6.0、5.0、4.5、4.0為更佳。比重的下限以2.5為佳,進一步依序以3.0、3.5為更佳。
比重,取決於包含在玻璃中的構成成分的原子量,與該原子的佔有體積。例如導入包含第六週期元素或原子序57以上的原子序很大的元素的氧化物時有增加比重的傾向,該元素的佔有體積亦大時,有時可抑制比重的增加。
但元素的佔有體積過大,則折射率會下降。此外,元素的佔有體積並非固有,根據別的玻璃成分的存在亦多少會變化。可藉由調整如此的各成分的共計量與比率調整控制比重值。再者,各元素的佔有體積,根據玻璃的徐冷條件亦多少會變化。
<玻璃轉移溫度Tg>
在關於第1實施形態的光學玻璃的一例,玻璃轉移溫度Tg的上限並無特別限制,考慮徐冷所需時間等生產率,則以850℃為佳,進一步依序以800℃、750℃、700℃、650℃為更佳。此外,玻璃轉移溫度Tg的下限並無特別限制,從具備適於光學玻璃的耐熱性的觀點,以100℃為佳,進一步依序以200℃、300℃、400℃、500℃為更佳。
玻璃轉移溫度Tg,可藉由在導入玻璃成分中,導入已知可使Tg下降的成分的Li或Zn等成分之外,藉由調整玻璃形成成分的增減、各成分的比率等而控制。
藉由使玻璃轉移溫度Tg的上限滿足上述,可抑制在將玻璃再加 熱壓製時的成型溫度及退火溫度的上升,可減輕對再加熱壓製成形設備及退火設備的熱損傷。
藉由使玻璃轉移溫度Tg的下限滿足上述,可容易邊維持所期望的阿貝數、折射率,邊良好地維持再加熱壓製成形性及玻璃的熱穩定性。
<液相溫度LT>
關於第1實施形態的光學玻璃的液相溫度LT的上限,從盡量減少用於玻璃熔融的能量的觀點,以1450℃為佳,進一步依序以1400℃、1350℃、1300℃、1250℃、1200℃為更佳。此外,液相溫度的下限並無特別限制,從得到一定的穩定性的觀點,以800℃為佳,進一步依序以900℃、1000℃、1050℃、1100℃為更佳。藉由使液相溫度在上述範圍,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。
再者,液相溫度係如下決定。將10cc(10ml)的玻璃投入白金坩堝中以1250℃~1450℃熔融20~30分鐘之後,冷卻到玻璃轉移溫度Tg以下,將玻璃連帶白金坩堝放入既定溫度的熔解爐保持2小時。保持溫度為800℃以上以5℃或10℃間隔,保持2小時之後,冷卻,以100倍的光學顯微鏡觀察玻璃內部有無結晶。將沒有結晶析出的最低溫度作為液相溫度。
<Pt含量>
在關於第1實施形態的光學玻璃,Pt含量的上限,以10.0質量ppm為佳,進一步依序以8.0質量ppm、7.0質量ppm、6.0質量ppm、5.0質量ppm為更佳。Pt的含量較少為佳,其下限,以4.0質量ppm為佳,進一步依序以3.0質量ppm、2.0質量ppm、0.0質量ppm越少越好。
在熔解爐的一部分,特別是在將批次原料加熱,熔解的部位使用耐火磚的熔解爐所製造的玻璃,比以白金爐製造的玻璃,可減低Pt的含量。藉由使Pt的含量在上述範圍,可得穿透率優良的光學玻璃。
<τ460、τ440>
在關於第1實施形態的光學玻璃,以厚度10.0mm±0.1mm在波長460nm的內部穿透率τ460的下限,以88.0%為佳,進一步依序以90.0%、91.0%、92.0%、93.0%、94.0%、95.0%為更佳。該內部穿透率越高越好,以100.0%為佳,其上限,依序以99.0%、98.0%、97.0%、96.0%越高越好。再者,使用關於本實施形態的光學玻璃的玻璃產品的厚度(光路長),可按照其用途適當選定,並不限定於10.0mm,可例如為15mm以上、進一步可為20mm以上、30mm以上,亦可根據用途作成8mm以下、6mm以下、4mm以下。
此外,在關於第1實施形態的光學玻璃,以厚度10.0mm±0.1mm在波長440nm的內部穿透率τ440的下限,以85.0%為佳,進一步依序以88.0%、90.0%、91.0%、92.0%、93.0%、94.0%為更佳。該內部穿透率越高越好,以100.0%為佳,其上限,依序以99.0%、98.0%、97.0%、96.0%、95.0%越高越好。
內部穿透率(τ),係去除在入射側及出射側的表面反射損失的穿透率。關於厚度不同的兩個玻璃試料,使用包含分別在波長460nm或440nm的表面反射損失的穿透率的測定值,以下式求得內部穿透率。玻璃試料的厚度d1、d2,分別為2.0mm±0.1mm及10.0mm±0.1mm。
在此
τ:在試料的厚度d2的玻璃的內部穿透率
△d:試料的厚度差[d2-d1]
T1:以試料的厚度d1所得包含表面反射損失的穿透率
T2:以試料的厚度d2所得包含表面反射損失的穿透率
內部穿透率,係不依折射率的素材的穿透率,可藉由調整包含在玻璃的元素所具有的固有光吸收、或來自以Pt為首的雜質的光吸收、甚至是在玻璃骨架中所產生的著色中心的吸收等而控制。
從上述觀點,例如藉由調整WO3、Bi2O3等會使內部穿透率下降的成分的含量,可將內部穿透率控制在上述範圍。此外,調整Sb2O3及Pt等微量成分的含量亦有效。再者,調製βOH、Li2O、Na2O、及K2O等鹼性成分的含量,容易減低還原著色亦有效。
<λτ90、λτ80、λτ5>
在關於第1實施形態的光學玻璃,光線穿透性亦可藉由λτ90、λτ80、λτ5評價。例如,λτ90,係如圖1所示係內部穿透率成為90%的波長。同樣地,λτ80、λτ5,係分別內部穿透率成為80%、5%的波長。內部穿透率,可以上式求得。
在關於第1實施形態的光學玻璃,λτ90的上限,從提高在所期望波長的穿透率的觀點,以500nm為佳,進一步依序以470nm、450nm、430nm、420nm為更佳。關於λτ90的下限並無特別限制,從減低會對人體造成不良影響的短波長光的穿透率的觀點,以150nm為佳,進一步依序以200nm、250nm、300nm、350nm為更佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,λτ80的上限,從提高在所期望波長的穿透率的觀點,以450nm為佳,進一步依序以440nm、430nm、420nm、410nm為更佳。關於λτ80的下限並無特別限制,從減低會對人體造成不良影響的短波長光的穿透率的觀點,以150nm為佳,進一步依序以200nm、250nm、300nm、350nm為更佳。
在關於第1實施形態的光學玻璃,λτ5的上限,從提高在所期望波長的穿透率的觀點,以390nm為佳,進一步依序以380nm、370nm、365nm、360nm為更佳。關於λτ5的下限並無特別限制,從減低會對人體造成不良影響的 短波長光的穿透率的觀點,以150nm為佳,進一步依序以250nm、300nm、330nm、350nm、355nm為更佳。
<λ70>
在關於第1實施形態的光學玻璃,λ70的上限,從提高在所期望波長的穿透率的觀點,以435nm為佳,進一步依序以430nm、425nm、420nm、415nm、410nm、405nm、400nm為更佳。關於λ70的下限並無特別限制,從謀求與高折射率並存的觀點,以300nm為佳,進一步依序以310nm、320nm、330nm、340nm、350nm為更佳。
70%的外部穿透率的λ70,由於取決於玻璃的內部穿透率及折射率,故並非表示本發明的玻璃性質的最佳指標。但是,作為標準具有上述範圍的λ70為佳。
(光學玻璃的製造)
關於本發明的實施形態的光學玻璃,將玻璃原料調配成上述既定組成,以調配的玻璃原料遵照習知的玻璃製造方法製作即可。例如,調配複數種化合物,充分混合作成批次原料,將批次原料放入由耐火磚構成的坩堝加熱,作成熔融玻璃,進一步清澈,均質化之後,將熔融玻璃成形,徐冷得到光學玻璃。清澈或均質化的步驟亦可以適當的白金製坩堝進行熔解。以白金製的坩堝進行熔融時,為抑制白金的氧化,亦可在非氧化性氣氛,即氮氣氛或水蒸氣氛等之中熔解。熔融玻璃的成形、徐冷,使用習知的方法即可。再者,在玻璃原料以可使用將以耐火磚及石英坩堝等粗熔解的熔融玻璃急冷而得的碎玻璃作為原料。
再者,只要可將所期望的玻璃成分以所期望的含量導入玻璃中,調配批次原料時所使用的化合物並無特別限定,惟作為如此的化合物,可舉出氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化合物、水和物、氟化物、氯化物等。
其他,作為抑制因有時從白金坩堝導入的Pt使玻璃成分氧化的 手段之一,亦可控制玻璃中的羥基的量。關於本實施形態的光學玻璃,由於係以矽酸鹽作為主體的玻璃來看,藉由導入過剩的羥基切斷玻璃結構,有時會降低玻璃的熱穩定性。該熱穩定性,會影響到將熔融玻璃徐冷時所產生的結晶析出的程度之外,亦會影響再加熱玻璃時的結晶析出。關於本實施形態的光學玻璃時,從後者的影響較大來看,適當控制該羥基的量為佳。
玻璃中的羥基的量,可以βOH之值表示。在關於第1實施形態的光學玻璃,下式(1)所示βOH之值的下限,以0.1mm-1為佳,進一步依序以0.2mm-1、0.3mm-1、0.4mm-1為更佳。此外βOH之值的上限,以1.5mm-1為佳,進一步依序以1.2mm-1、1.0mm-1、0.9mm-1、0.8mm-1、0.7mm-1、0.6mm-1為更佳。
βOH=-[ln(B/A)]/t...(1)
在此,式(1)中,t係表示用於測定外部穿透率的上述玻璃的厚度(mm),A係表示使光對上述玻璃以與其厚度方向平行入射時,在波長2500nm的外部穿透率(%),B係表示使光對上述玻璃以與其厚度方向平行入射時,在波長2900nm的外部穿透率(%)。此外1n係自然對數。
再者,所謂「外部穿透率」,係穿透玻璃的穿透光強度Iout對入射玻璃的入射光強度Iin的比(Iout/Iin),即亦考慮玻璃表面的表面反射的穿透率,穿透率可藉由使用光譜儀,測定穿透光譜而得。
藉由評價βOH,可評價在玻璃的水(及/或氫氧化合物離子,以下僅稱為「水」。)含量。即,βOH高的玻璃,意指在玻璃的水含量高。
藉由使βOH之值在上述範圍,可抑制失透,而得到穿透率高的光學玻璃。另一方面,在本發明βOH之值過高,則有降低將玻璃再加熱到玻璃轉移點以上時的熱穩定性的傾向。此外,在玻璃的徐冷步驟,即以較應變點附近高溫且在降伏點附近以下的分鐘單位或小時單位的保持,有促進玻璃的白濁.失透之虞。
控制βOH值的方法,並無特別限定,可舉出例如使用含水的原料作為玻璃原料,在熔融步驟對熔融氣氛附加水蒸氣等。此外,以使用耐火磚的熔解爐熔解玻璃時,熔融玻璃係以氣體燃燒器間接加熱,此時將氣體燃燒器的燃燒所產生的水導入熔融玻璃。藉此可適當地提升熔融玻璃中的水分量,而使βOH之值在上述範圍。
(光學元件等的製造)
使用關於本發明的實施形態的光學玻璃製作光學元件,只要使用習知的方法即可。例如,在上述光學玻璃的製造時,將熔融玻璃倒入模具形成板狀,製作由關於本發明的光學玻璃所組成的玻璃材料。將所得玻璃材料適當裁切、研削、研磨,製作成適合壓製成形的大小、形狀的切片。將切片加熱,使之軟化,以習知的方法壓製成形(再加熱壓製),製作形狀近似光學元件的光學元件胚料。將光學元件胚料退火,以習知的方法研削、研磨製作光學元件。
所製作的光學元件的光學功能面,亦可依照使用目的,做抗反射膜、全反射膜等塗層。
根據本發明的一態樣,可提供由上述光學玻璃組成的光學元件。光學元件的種類,可例示平面透鏡、球面透鏡、非球面透鏡等的透鏡、三棱鏡、繞射光柵等。透鏡的形狀,可例示雙凸透鏡、平凸透鏡、雙凹透鏡、平凹透鏡、凸彎月形透鏡、凹彎月形透鏡等的諸形狀。光學元件,可藉由包含將由上述光學玻璃組成的玻璃成形體加工的步驟的方法製造。加工,可例示裁切、切削、粗研削、精研削、研磨等。進行如此的加工時,藉由使用上述玻璃,可減輕破損,而可穩定提供高品質的光學元件。
第2實施形態
關於本發明的第2實施形態的光學玻璃,TiO2及Nb2O5的共計含量[TiO2+Nb2O5]為20%以上, Al2O3的含量與SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。
在關於第2實施形態的光學玻璃,TiO2及Nb2O5的共計含量[TiO2+Nb2O5]為20%以上。該共計含量的下限,以22%為佳,進一步依序以24%、26%、28%、33%、37%、40%、42%為更佳。此外,該共計含量的上限,以70%為佳,進一步依序以60%、57%、55%、53%、50%、46%為更佳。
TiO2及Nb2O5,係不太會提高比重而貢獻於高折射率化的成分。因此,為得所期望的比重與折射率特性並存的玻璃,TiO2及Nb2O5的共計含量以上述範圍為佳。
在關於第2實施形態的光學玻璃,Al2O3的含量與SiO2及ZrO2的共計含量的質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]大於0。該質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]的下限,以0.0001為佳,進一步依序以0.0003、0.0005、0.0007、0.0010、0.0050、0.0100、0.0200、0.0250、0.0350、0.0450為更佳。與該質量比的上限,以0.3000為佳,進一步依序以0.2500、0.2000、0.1500、0.1000為更佳。
藉由使質量比[Al2O3/(SiO2+ZrO2)]在上述範圍,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。此外,與該比率在上述範圍外的玻璃相比,有提高熱穩定性、加熱時的失透性,或者冷卻熔融玻璃時延遲結晶析出的效果。另一方面,該質量比過大,則不只是會降低折射率nd,亦有降低熱穩定性,而失透之虞。
以下,關於第2實施形態的光學玻璃,說明較佳的態樣。
在關於第2實施形態的光學玻璃,B2O3及P2O5的共計含量與SiO2及Al2O3的共計含量的質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]的上限,以0.30為佳,進一步依序以0.26、0.21、0.18、0.16、0.15、0.14、0.12、0.10、0.90、0.08為更佳。此外與該質量比的下限,以0.00為佳,進一步依序以0.01、0.02、0.03、0.04、0.05為更佳。
藉由使質量比[(B2O3+P2O5)/(SiO2+Al2O3)]在上述範圍,可抑制耐 火磚的玻璃質在玻璃熔融時的侵蝕。該質量比過大,則有耐火磚的侵蝕會變大,降低熔融玻璃的均質性,降低耐失透性之虞。
在關於第2實施形態的光學玻璃,BaO、La2O3、與Gd2O3及WO3的共計含量與CaO、SrO、及Y2O3的共計含量的質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]的上限以3.0為佳,進一步依序以2.7、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6為更佳。與該質量比的下限,以0.0為佳,進一步依序以0.5、0.8、1.0、1.2為更佳。
藉由使質量比[(BaO+La2O3+Gd2O3+WO3)/(CaO+SrO+Y2O3)]在上述範圍,可限制原子量過大的成分、或者促進氧填充的高折射率成分的使用量,可降低玻璃的比重。另一方面,該質量比過大,則因玻璃比重增大而降低熔融玻璃的動態黏度,難以控制玻璃流等而有使生產性惡化之虞。此外,亦有增大耐火磚的侵蝕之虞。
在關於第2實施形態的光學玻璃,Li2O、Na2O,及K2O的共計含量[Li2O+Na2O+K2O]的上限,以13%為佳,進一步依序以11%、10%、8.0%、6.0%、5.0%、4.0%為更佳。此外,該共計含量的下限,以0.00%為佳,進一步依序以0.01%、0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%為更佳。
由使共計含量[Li2O+Na2O+K2O]在上述範圍,可適當地維持玻璃黏度而提高玻璃的生產性。此外,抑制來自Ti或Nb所產生的還原成分的光吸收,再者藉由降低熔解溫度或徐冷促進玻璃中電子缺陷的消除,可提升460nm的內部穿透率。此外,可抑制耐火磚在玻璃熔融時的侵蝕。另一方面,該共計含量過小,則玻璃原料的熔融性會惡化,而產生需要將原料的熔解溫度設高。結果會促進耐火磚的惡化等使生產率惡化。相反地,該共計含量過大,則玻璃的黏度下降,及隨此引起熱穩定性的降低,而有使生產率惡化之虞。此外,熔融玻璃的比電阻降低,而降低藉由通電加熱熔融玻璃時的加熱效率,結果降低玻璃的熔融 性,而亦有使生產率惡化之虞。Al2O3的含量越大的玻璃,避免上述含量過大地調整為佳。
在關於第2實施形態的光學玻璃,Al2O3的含量的下限,以0.01%為佳,進一步依序以0.05%、0.08%、0.10%、0.13%、0.16%、0.20%、0.30%、0.50%、0.70%、1.0%為更佳。Al2O3的含量的上限,以10.0%為佳,進一步依序以8.0%、6.0%、4.0%、2.0%為更佳。
使用耐火磚的熔解爐熔解玻璃時,來自耐火磚的Al2O3會被導入熔融玻璃。因此,即使在玻璃原料不含Al2O3的情形,在以使用耐火磚的熔解爐熔解製造的玻璃,包含微量的Al2O3。Al2O3的含量在上述範圍時,與Al2O3的含量在上述範圍外的情形相比,熱穩定性高,抑制加熱時的失透,且抑制在冷卻熔融玻璃時的結晶析出。但是,從Al2O3為減低比重的作用很小,且為具有降低折射率的作用的成分來看,從得到高折射率.低比重的玻璃的觀點,Al2O3的含量越少越佳。此外,Al2O3的含量過多,則會使玻璃的耐失透性降低,使玻璃轉移溫度Tg上升,且有降低熱穩定性之虞。另一方面,Al2O3的含量過少,則有增加耐火磚的侵蝕之虞。
在關於第2實施形態的光學玻璃,關於上述以外的玻璃成分的含量及比率,可與第1實施形態相同。此外,關於在第2實施形態的玻璃特性、光學玻璃的製造及光學元件等的製造,亦可與第1實施形態相同。
〔實施例〕
以下,將本發明藉由實施例更詳細地說明。惟,本發明並非限定於實施例所示態樣。
(實施例1)
在如下步驟製作表1、2所示玻璃組成的玻璃樣品,進行各種評價。
[光學玻璃的製作]
首先,準備對應玻璃的構成成分的氧化物、氫氧化合物、碳酸鹽及硝酸鹽作為原材料,將上述原材料,秤量、調配使所得光學玻璃的玻璃組成,成為表1、2所示各組成,充分混合原材料。將如此所得的調配原料(批次原料),投入由耐火氧化物構成的坩堝,以1150℃~1450℃加熱1小時作成熔融玻璃,轉移到白金坩堝之後,攪拌圖謀均質化,清澈之後,將熔融玻璃鑄入預熱為適當溫度的金屬模具。將鑄入的玻璃,以較玻璃轉移溫度Tg低100℃的溫度熱處理30分鐘,藉由在爐內放冷到室溫,得到玻璃樣品。
再者,在實施例,原材料的量係以氧化物基準作成大約150g。
[玻璃成分組成的確認]
關於所得玻璃樣品,以感應耦合電漿放射光譜分析法(ICP-AES)測定各玻璃成分的含量,確認如表1、2所示各組成。
[光學特性的測定]
關於所得玻璃樣品,進一步在玻璃轉移溫度Tg附近退火處理約30分鐘到約2小時之後,在爐內以降溫速度-30℃/小時冷卻到室溫得到退火樣品。關於所得退火樣品,測定折射率nd、ng、nF及nC、阿貝數νd、τ460、τ440、λτ90、λτ80、λτ5、λ70。將結果示於表3。
(i)折射率nd、ng、nF、nC及阿貝數νd
關於上述退火樣品,根據JIS規範JIS B 7071-1的折射率測定法,測定折射率nd、ng、nF、nC,基於下式算出阿貝數νd。
νd=(nd-1)/(nF-nC)
(ii)τ460、τ440
測定在波長460nm、440nm的內部穿透率(τ460、τ440)。
關於厚度不同的兩個玻璃試料,使用包含分別在波長460nm或440nm的表面反射損失的穿透率的測定值,以下式求得內部穿透率。玻璃試料的厚度d1、 d2,分別為2.0mm±0.1mm及10.0mm±0.1mm。
在此
τ:在試料的厚度d2的玻璃的內部穿透率
△d:試料的厚度差[d2-d1]
T1:以試料的厚度d1所得包含表面反射損失的穿透率
T2:以試料的厚度d2所得包含表面反射損失的穿透率
(iii)λτ90、λτ80、λτ5、λ70
測定內部穿透率呈90%的波長(λτ90),內部穿透率呈80%的波長(λτ80),內部穿透率呈5%的波長(λτ5),外部穿透率呈70%的波長(λ70)。內部穿透率係以上述式計算出。
[比重]
比重係以阿基米德法測定。將結果示於表3。
[玻璃轉移溫度Tg]
玻璃轉移溫度Tg,使用NETZSCH JAPAN公司製的示差掃描熱量分析裝置(DSC3300SA),以升溫速度10℃/分測定。將結果示於表3。
[液相溫度LT]
液相溫度LT係如下地決定。將10cc(10ml)的玻璃投入白金坩堝中以1250℃~1450℃熔融20~30分鐘之後,冷卻到玻璃轉移溫度Tg以下,將玻璃連帶白金坩堝放入既定溫度的熔解爐保持2小時。保持溫度為800℃以上以5℃或10℃間隔,保持2小時之後,冷卻,以100倍的光學顯微鏡觀察玻璃內部有無結 晶。將沒有結晶析出的最低溫度作為液相溫度。將結果示於表3。
[Pt含量]
測定Pt含量。測定係以感應耦合電漿放射光譜分析法(ICP-AES)進行。將結果示於表3。
(實施例2)
[耐火磚的侵蝕試驗]
將表1的No.13、26、27、28及比較例A的玻璃組成的玻璃樣品,以與實施例1同樣的步驟製作,以如下程序進行關於耐火磚侵蝕的評價。
將40cc玻璃樣品,以白金坩堝以1280℃加熱30分鐘熔解之。將圓柱形的磚試料(AGC陶瓷製ZB-1711VF,SiO2:ZrO2:Al2O3的比率約1:4:5,直徑20mm,長度100mm),浸漬在熔解在白金坩堝中的玻璃樣品,以1280℃加熱72小時。加熱後,取出磚試料。
將取出的磚試料,以通過試料中心縱剖成一半。在剖面,試料的寬度相當於直徑。將剖面的照片示於圖1。如圖1所示,在比較例,浸漬時在熔解的玻璃樣品的液面部分有如頸縮的損傷。此外,浸漬在熔解的玻璃樣品的部分, 整體被侵蝕而直徑變小。另一方面,在實施例,磚試料並沒有如頸縮的明顯損傷,浸漬在熔解的玻璃樣品的部分侵蝕亦較小。
將取出的磚試料如下評價。首先,在剖面,如圖2所示,測定侵蝕試驗之前的直徑、侵蝕試驗之後在玻璃液面的接觸部附近所發生的直徑的極小值(頸縮位置的直徑),從該頸縮位置的25mm下方的直徑。基於下式,評價侵蝕試驗之後的直徑的增減率(%)、平均增減率△D。再者,在直徑,並不包含附著在磚試料表面的玻璃或玻璃變質部。
增減率DN(%)=([直徑的極小值(頸縮位置的直徑)]-[侵蝕試驗之前的直徑])/[侵蝕試驗之前的直徑]×100
增減率D25(%)=([侵蝕試驗後的頸縮位置的25mm下方的直徑]-[侵蝕試驗之前的直徑])/[侵蝕試驗之前的直徑]×100
平均增減率△D=(增減率DN+增減率D25)/2
在上述式,磚試料的直徑,係以可顯示到0.01mm的數位游標卡尺測量3次,將其平均值(單位:mm)的小數點以下第2位四捨五入求到小數點以下第一位之值。基於平均增減率△D的絕對值(|△D|)之值,以如表4之分類,判定侵蝕的程度。將結果示於表5。
(實施例3)
使用在實施例1所製作的各光學玻璃,以習知的方法製作透鏡胚料,藉由研磨等習知方法將透鏡胚料加工,製作各種透鏡。
製作的光學透鏡,係平面透鏡、雙凸透鏡、兩面凹鏡、平凸透鏡、平凹鏡、凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡等的各種透鏡。在此亦可將光學玻璃不加熱軟化而切斷所得的構件作為透鏡胚料。
各種透鏡,藉由與別種光學玻璃組成的透鏡搭配,可良好地修正二次色差。
此外,由於玻璃為低比重,故各透鏡均較具有同等光學特性、尺寸的透鏡重量小,適於護目鏡型或眼鏡型的AR顯示裝置用。同樣地,使用以實施例1製作的各種光學玻璃製作三棱鏡。
本次揭示的實施形態在所有的點僅為例示應該認為並非限制。本發明的範圍並非上述說明而係專利申請範圍所示,意指包含與專利申請範圍均等的意思及範圍內的所有變更。
例如,對上述例示的玻璃組成,進行說明書所記載的組成調整,可製作關於本發明的一態樣的光學玻璃。
此外,當然可將說明書所例示或作為較佳的範圍所記載的事項組合兩個以上。

Claims (13)

  1. 一種光學玻璃,其 折射率nd為1.87以上, TiO 2的含量為10.0質量%以上, BaO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與CaO、SrO及Y 2O 3的共計含量的質量比[(BaO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(CaO+SrO+Y 2O 3)]為2.0以下, B 2O 3及P 2O 5的共計含量與SiO 2及Al 2O 3的共計含量的質量比[(B 2O 3+P 2O 5)/(SiO 2+Al 2O 3)]為0.10以下, Li 2O、Na 2O及K 2O的共計含量[Li 2O+Na 2O+K 2O]為10質量%以下, Al 2O 3的含量和SiO 2及ZrO 2的共計含量的質量比[Al 2O 3/(SiO 2+ZrO 2)]大於0。
  2. 一種光學玻璃,其 折射率nd為1.87以上, TiO 2的含量為10.0質量%以上, TiO 2及Nb 2O 5的共計含量[TiO 2+Nb 2O 5]為20質量%以上, Al 2O 3的含量與SiO 2及ZrO 2的共計含量的質量比[Al 2O 3/(SiO 2+ZrO 2)]大於0, B 2O 3及P 2O 5的共計含量與SiO 2及Al 2O 3的共計含量的質量比[(B 2O 3+P 2O 5)/(SiO 2+Al 2O 3)]為0.15以下。
  3. 如請求項2之光學玻璃,其中TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量與B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3及GeO 2的共計含量的質量比[(TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2)/(B 2O 3+SiO 2+Al 2O 3+GeO 2)]為1.8以上, BaO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與CaO、SrO及Y 2O 3的共計含量的質量比[(BaO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(CaO+SrO+Y 2O 3)為3.0以下。
  4. 如請求項2之光學玻璃,其中TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量與B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3及GeO 2的共計含量的質量比[(TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2)/(B 2O 3+SiO 2+Al 2O 3+GeO 2)]為1.8以上, B 2O 3、ZnO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與SiO 2、CaO、TiO 2及Nb 2O 5的共計含量的質量比[(B 2O 3+ZnO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(SiO 2+CaO+TiO 2+Nb 2O 5)]為0.15以下。
  5. 如請求項3之光學玻璃,其中TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量與B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3及GeO 2的共計含量的質量比[(TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2)/(B 2O 3+SiO 2+Al 2O 3+GeO 2)]為1.8以上, B 2O 3、ZnO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與SiO 2、CaO、TiO 2及Nb 2O 5的共計含量的質量比[(B 2O 3+ZnO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(SiO 2+CaO+TiO 2+Nb 2O 5)]為0.15以下。
  6. 如請求項1之光學玻璃,其中Li 2O、Na 2O,及K 2O的共計含量[Li 2O+Na 2O+K 2O]為0.5質量%以上、10質量%以下。
  7. 如請求項1之光學玻璃,其中Al 2O 3的含量為0.005%質量%以上。
  8. 如請求項1之光學玻璃,其中TiO 2及Nb 2O 5的共計含量[TiO 2+Nb 2O 5]為20質量%以上。
  9. 如請求項1之光學玻璃,其中Al 2O 3、SiO 2、ZrO 2、P 2O 5、B 2O 3、TiO 2、Nb 2O 5、WO 3、Bi 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、Cs 2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3、GeO 2、Ta 2O 5、Sc 2O 3、HfO 2、Lu 2O 3及Yb 2O 3的共計含量為95質量%以上。
  10. 如請求項1之光學玻璃,滿足下列任一項以上: SiO 2的含量為35.0質量%以下; Al 2O 3的含量為6.0質量%以下; MgO的含量為5.0質量%以下; SiO 2及Al 2O 3的共計含量[SiO 2+Al 2O 3]為40質量%以下; Al 2O 3的含量與SiO 2及ZrO 2的共計含量的質量比[Al 2O 3/(SiO 2+ZrO 2)]為0.1500以下; TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量與B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3及GeO 2的共計含量的質量比[(TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2)/(B 2O 3+SiO 2+Al 2O 3+GeO 2)]為1.8以上; TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量[TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2]為25質量%以上; TiO 2的含量與Nb 2O 5的含量的質量比[TiO 2/Nb 2O 5]為4.0以下。
  11. 如請求項1之光學玻璃,滿足下列任一項以上: SiO 2的含量為25.0質量%以下; Al 2O 3的含量為3.0質量%以下; B 2O 3的含量為3.0質量%以下; Li 2O的含量為5.0質量%以下; Na 2O的含量為3.0質量%以下; MgO的含量為5.0質量%以下; CaO的含量為6.0質量%以上; La 2O 3的含量為11.76質量%以下; TiO 2的含量為14.5質量%以上; Nb 2O 5的含量為10.0質量%以上; SiO 2及Al 2O 3的共計含量[SiO 2+Al 2O 3]為25質量%以下; B 2O 3及P 2O 5的共計含量[B 2O 3+P 2O 5]為0.1質量%以上; B 2O 3及P 2O 5的共計含量[B 2O 3+P 2O 5]為3質量%以下; Li 2O、Na 2O,及K 2O的共計含量[Li 2O+Na 2O+K 2O]為8.0質量%以下; B 2O 3及P 2O 5的共計含量與SiO 2及Al 2O 3的共計含量的質量比[(B 2O 3+P 2O 5)/(SiO 2+Al 2O 3)]為0.03以上; Al 2O 3的含量與SiO 2及ZrO 2的共計含量的質量比[Al 2O 3/(SiO 2+ZrO 2)]為0.1500以下; TiO 2及Nb 2O 5的共計含量[TiO 2+Nb 2O 5]為33質量%以上; TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量與B 2O 3、SiO 2、Al 2O 3及GeO 2的共計含量的質量比[(TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2)/(B 2O 3+SiO 2+Al 2O 3+GeO 2)]為1.8以上; TiO 2、Nb 2O 5及ZrO 2的共計含量[TiO 2+Nb 2O 5+ZrO 2]為40質量%以上; B 2O 3、ZnO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與SiO 2、CaO、TiO 2及Nb 2O 5的共計含量的質量比[(B 2O 3+ZnO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(SiO 2+CaO+TiO 2+Nb 2O 5)]為0.01以上; B 2O 3、ZnO、La 2O 3、Gd 2O 3及WO 3的共計含量與SiO 2、CaO、TiO 2及Nb 2O 5的共計含量的質量比[(B 2O 3+ZnO+La 2O 3+Gd 2O 3+WO 3)/(SiO 2+CaO+TiO 2+Nb 2O 5)]為0.19以下; TiO 2、CaO、SrO及Y 2O 3的共計含量與BaO、MgO、Nb 2O 5、Ta 2O 5、WO 3、Bi 2O 3、La 2O 3及Gd 2O 3的共計含量的質量比[(TiO 2+CaO+SrO+Y 2O 3)/(BaO+MgO+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3+Bi 2O 3+La 2O 3+Gd 2O 3)]為0.7以上; TiO 2的含量與Nb 2O 5的含量的質量比[TiO 2/Nb 2O 5]為3.0以下; MgO、CaO、SrO,及BaO的共計含量[MgO+CaO+SrO+BaO]為18.0質量%以上; Li 2O、Na 2O及與K 2O的共計含量與MgO、CaO、SrO,及BaO的共計含量的質量比[(Li 2O+Na 2O+K 2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO)]為0.5以下; 將Li 2O的含量以29.9相除之值,將B 2O 3的含量以69.6相除之值、將Li 2O的含量以29.9相除之值、將Na 2O的含量以62.0相除之值、及將K 2O的含量以94.2相除之值的共計值的比率[(Li 2O/29.9)/{(B 2O 3/69.6+Li 2O/29.9+Na 2O/62.0+K 2O/94.2)}]為0.45以上; 將Li 2O的含量以29.9相除之值,將B 2O 3的含量以69.6相除之值、將Li 2O的含量以29.9相除之值、將Na 2O的含量以62.0相除之值、及將K 2O的含量以94.2相除之值的共計值的比率[(Li 2O/29.9)/{(B 2O 3/69.6+Li 2O/29.9+Na 2O/62.0+K 2O/94.2)}]為0.90以下; 阿貝數νd為30.0以下。
  12. 如請求項1之光學玻璃,滿足下列任一項以上: SiO 2的含量為5.0質量%以上、25質量%以下; Al 2O 3的含量為0.005質量%以上、3.0質量%以下; B 2O 3的含量為0.4質量%以上、3.0質量%以下; Li 2O的含量為0.5質量%以上、5.0質量%以下; CaO的含量為6.0質量%以上、30.0質量%以下; TiO 2的含量為10.0質量%以上、40.0質量%以下; Nb 2O 5的含量為10.0質量%以上、35.0質量%以下。
  13. 一種光學元件,其係以請求項1至12項之任何一項之光學玻璃所構成。
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