光学玻璃及光学元件的制作方法

本公开涉及一种光学玻璃及光学元件，特别是涉及一种折射率在比传统玻璃相对较低的范围内并且具有颜色变化程度低的颜色特性指数的光学玻璃，该光学玻璃成型性优越，制造工艺中的稳定性高，在广泛领域内具有优越的色彩校正性能，并涉及一种使用该光学玻璃的光学元件。

背景技术：

1、以往，在制造光学元件时，光学玻璃被用作其原材料。但是，作为从光学玻璃制造光学元件的方法，传统上已知的方法有，例如，对由光学玻璃形成的熔块或玻璃块进行研磨和抛光以获得光学元件形状的方法(例如，日本特开2001－1661 17号公报)，对由光学玻璃形成的熔块或玻璃块重新加热成型(再热压成型)并对所得的玻璃成型体进行研磨和抛光的方法(例如，日本特开2001－19446号公报)，以及通过将从熔块或玻璃块获得的预成型材料在超精密加工的模具中成型(精密模压成型)以获得光学元件形状的方法(例如，日本特开2005－281106号公报)等。

2、此外，作为近年来制造光学元件的方法，还有一种方法是对由光学玻璃形成的玻璃板进行研磨并涂层后叠加，然后经过切割工序、清洗工序、研磨工序、成型工序等来制造光学元件的方法。

3、然而，当通过多个工序从光学玻璃制造光学元件时，会发生光学玻璃原有特性的变化，结果会影响作为光学元件的各种物理特性。特别是，切割工序和成型工序不仅对光学元件的各种物理特性影响较大，还容易产生裂纹和碎裂。基于这些原因，需要具有优越成型性和在制造工艺中稳定性高的光学玻璃。

4、另外，近年来，光学元件越来越多地应用于ar(增强现实)、vr(虚拟现实)、mr(混合现实)等的可穿戴应用和移动设备应用中。例如，用于可穿戴应用的带投影仪的眼镜、眼镜型或护目镜型显示器、虚拟现实增强现实显示设备、虚像显示设备等，以及用于移动设备用途的手机和智能手机等。

5、作为公开用于可穿戴用途的光学玻璃发明的例子，例如，特表2019－511449号公报公开了一种在波长λ＝587.6nm下折射率超过1.65的高折射率光学玻璃，该玻璃可用于虚拟或增强现实设备。此外，特开2021－102549号公报公开了一种玻璃组成含有从tio2及nb2o5中选择的至少一种并包含b2o3的，折射率nd在1.95以上的光学玻璃的发明。另外，特开2021－31378号公报公开了一种在氧化物基准的摩尔百分比表示中含有sio2：9.0～11.0％、b2o3：22.0～24.0％、la2o3：18.0～20.0％、tio2：30.0～31.0％的，折射率在1.90～2.10范围内的高折射率光学玻璃的发明。

6、这些发明都是从可穿戴用途的光学玻璃需要高折射率的观点出发，提供了具有高折射率的光学玻璃的发明。然而，为了提高折射率，需要在玻璃中高比例地含有显著提高玻璃折射率的成分如tio2或nb2o5。如果玻璃中含有高比例的显着提高玻璃折射率的成分，则玻璃化会变得不稳定，因此需要高比例地在玻璃中含有b2o3以稳定玻璃化。例如，在上述特开2021－31378号公报中，在氧化物基准的摩尔百分比表示中含有30.0～31.0％的tio2，并且进一步含有22.0～24.0％的b2o3，从而获得了折射率在1.90～2.10范围内的高折射率光学玻璃。

7、然而，根据用于可穿戴设备或移动设备的光学元件的结构和设计自由度，不一定需要高折射率。而且，用于生产不需要高折射率的光学元件的光学玻璃不一定必须具有高折射率，如果光学玻璃不需要高折射率，就不需要在玻璃中高比例地含有显著提高玻璃折射率的成分如tio2或nb2o5，其结果是也不需要为了稳定玻璃化而高比例地在玻璃中含有b2o3。

8、对于不一定需要高折射率的可穿戴设备或移动设备制造用的光学玻璃，比起折射率本身，更需要的是具有低颜色变化程度的颜色特性指数，并且在广泛区域内(宽广范围内)具有优越的颜色校正性能。

9、现有技术文献

10、专利文献

11、专利文献1：日本特开2001-166117号公报

12、专利文献2：日本特开2001-19446号公报

13、专利文献3：日本特开2005-281106号公报

14、专利文献4：日本特表2019-511449号公报

15、专利文献5：日本特开2021-102549号公报

16、专利文献6：日本特开2021-31378号公报

17、专利文献7：日本特许第4537317号说明书

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种折射率(nd)相对较低但具有低颜色变化程度的颜颜色特性指数的光学玻璃，该光学玻璃具有优异的成型性和制造工艺中的高稳定性，并且在广泛区域内具有优越的颜色校正性能。同时，本发明还提供了使用该光学玻璃的光学元件。

3、用于解决问题的方案

4、为了解决上述问题，本发明提供一种光学玻璃，其特征在于，在氦气的d线波长(587.6nm)处的折射率(nd)在1.45000至1.65000的范围内，iso颜色特性指数iso/cci中，蓝色(b)为0.00，绿色(g)为0.80以下，红色(r)为0.80以下的范围内，由下述公式(1)计算得出的s值为在0.70×10＾6以上且小于1.03×10＾6(pa/℃)的范围内。其中：e：杨氏模量(单位：gpa)，α：在100℃至300℃温度范围内的平均线膨胀系数(单位：10＾－7℃＾－1)，ν：泊松比。

5、s＝e·α/(1－ν)……公式(1)

6、优选所述折射率(nd)的上限值为1.64000。

7、优选所述iso颜色特性指数iso/cci中，蓝色(b)为0.00，绿色(g)为0.70以下，红色(r)为0.70以下的范围内。

8、优选所述s值的范围为0.73×10＾6以上且小于1.00×10＾6(pa/℃)。

9、优选按氧化物基准的摩尔百分比中，tio2成分、nb2o5成分、bi2o3成分和wo3成分的总含量在10.0％以下。

10、优选按氧化物基准的摩尔百分比中，含有30.0～80.0％的sio2成分，以及0.00～30.0％的b2o3成分，并且，sio2成分和b2o3成分的总和不超过100.0％。

11、本发明的光学元件由上述光学玻璃构成。

12、所述光学元件同时使用透明树脂板或固化性树脂材料。

13、所述光学元件适用于可穿戴设备或移动设备。

14、发明效果

15、根据本发明，提供了一种折射率(nd)在比常规玻璃相对较低的范围内，并且具有颜色变化程度低的颜色特性指数的光学玻璃，该光学玻璃具有优异的成型性和制造工艺中的高稳定性，并且在广泛区域内具有优越的颜色校正性能。这种光学玻璃非常适合用于ar(增强现实)、vr(虚拟现实)、mr(混合现实)等的可穿戴应用以及移动设备应用。

技术特征：

1.一种光学玻璃，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

5.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

6.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

7.一种光学元件，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的光学元件，其中，

9.根据权利要求7所述的光学元件，其中，

技术总结
本发明提供一种具有优异成形性、在制造过程中稳定性高、在广泛区域内具有优异的色彩校正功能的光学玻璃，以及使用该光学玻璃的光学元件。本发明的光学玻璃为在氦气的d线波长(587.6nm)处的折射率(nd)在1.45000～1.65000的范围内，ISO颜色特性指数ISO/CCI中，蓝色(B)为0.00，绿色(G)为0.80以下，红色(R)为0.80以下的范围内，由公式S＝E·α/(1－ν)计算得出的S值为在0.70×10＾6以上且小于1.03×10＾6(Pa/℃)的范围内的光学玻璃。其中，E为杨氏模量(单位：GPa)，α为100℃～300℃温度范围内的平均线膨胀系数(单位：10＾－7℃＾－1)，ν为泊松比。

技术研发人员：永岛莉那,小栗史裕
受保护的技术使用者：株式会社小原
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20