CN107879619B - 光学玻璃、预成型坯、光学元件和光学设备 - Google Patents

光学玻璃、预成型坯、光学元件和光学设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学玻璃、预成型坯、光学元件和光学设备。一种光学玻璃，其含有B2O3成分，具有1.70以上的折射率(nd)和39以上的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(‑0.00170×νd+0.63750)或(θg，F)≥(‑2.0×10‑3×νd+0.6498)的关系。

Description

光学玻璃、预成型坯、光学元件和光学设备
本申请是申请日为2011年7月26日，申请号为201110210679.3，发明名称为“光学玻璃、预成型坯和光学元件”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光学玻璃、预成型坯和光学元件。
背景技术
数码相机、摄像机等的光学系统虽然其程度会不一样，但都含有被称为像差的渗色。该像差分类为单色像差和色像差，尤其色像差较强地依赖于光学系统中使用的透镜的材料特性。
一般色像差通过组合低色散的凸透镜和高色散的凹透镜来修正，但用该组合仅能修正红色区域和绿色区域的像差，蓝色区域的像差会残留。该无法完全去除的蓝色区域的像差被称为二级光谱。修正二级光谱需要进行考虑了蓝色区域的g线(435.835nm)的动向的光学设计。此时，作为在光学设计中着眼的光学特性的指标，使用部分色散比(θg，F)。在上述组合了低色散的透镜和高色散的透镜的光学系统中，低色散侧的透镜使用部分色散比(θg，F)大的光学材料，高色散侧的透镜使用部分色散比(θg，F)小的光学材料，由此可以将二级光谱修正良好。
部分色散比(θg，F)以下式(1)表示。
θg，F＝(ng-nF)/(nF-nC)······(1)
(ng是指玻璃相对于光源为汞且波长为435.835nm的光谱线的折射率，nF是指玻璃相对于光源为氢且波长为486.13nm的光谱线的折射率，nC是指玻璃相对于光源为氢且波长为656.27nm的光谱线的折射率。)
在光学玻璃中，表示短波长域的部分色散性的部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间大致成线性关系。关于表示该关系的直线，在采用部分色散比(θg，F)为纵轴、采用阿贝数(νd)为横轴的直角坐标上，以连接描出NSL7和PBM2的部分色散比和阿贝数的两点的直线表示，称为标准线(参照图1)。作为标准线的基准的标准玻璃根据各个光学玻璃制造商而不同，但各公司均以基本相同的斜率和截距来定义。(NSL7和PBM2为株式会社小原制造的光学玻璃，PBM2的阿贝数(νd)为36.3，部分色散比(θg，F)为0.5828，NSL7的阿贝数(νd)为60.5，部分色散比(θg，F)为0.5436。)
在此，作为具有1.73以上的高折射率(nd)和45以上的高阿贝数(低色散)的玻璃，例如已知有如专利文献1～3所示的光学玻璃。
另外，作为具有1.70以上的高折射率(nd)和39以上且小于52的高阿贝数(低色散)的玻璃，例如已知有如专利文献4～6所示的含有大量的La2O3成分等稀土元素成分的光学玻璃。
另外，作为具有1.60以上且1.70以下的高折射率(nd)和50以上的高阿贝数(νd)的玻璃，例如已知有如专利文献7～10所示的光学玻璃。
另外，作为具有1.57以上的高折射率(nd)和50以上的高阿贝数(νd)的玻璃，例如已知有如专利文献11～19所示的含有大量的La2O3成分等稀土元素成分的光学玻璃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-261877号公报
专利文献2：日本特开2009-084059号公报
专利文献3：日本特开2009-242210号公报
专利文献4：日本特开2005-170782号公报
专利文献5：日本特开2006-016295号公报
专利文献6：国际公开第2004/054937号小册子
专利文献7：日本特开昭56-096747号公报
专利文献8：日本特开昭62-087433号公报
专利文献9：日本特开平11-157868号公报
专利文献10：日本特开2006-117504号公报
专利文献11：日本特开2007-261877号公报
专利文献12：日本特开2009-084059号公报
专利文献13：日本特开2009-242210号公报
专利文献14：日本特开2006-117503号公报
专利文献15：日本特开平11-139844号公报
专利文献16：日本特开昭62-100449号公报
专利文献17：日本特开2005-170782号公报
专利文献18：日本特开2006-016295号公报
专利文献19：国际公开第2004/054937号小册子
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1～19的光学玻璃的部分色散比并不大，不足以作为修正前述二级光谱的透镜使用。即，需要低色散(高阿贝数)且部分色散比(θg，F)大的光学玻璃。更具体而言，需要具有高折射率(nd)和高阿贝数(νd)并且部分色散比(θg，F)也大的光学玻璃。
尤其，专利文献5～13中公开的玻璃具有在制作玻璃时易于发生失透的问题。由一旦发生了失透的玻璃来制作光学元件、特别是控制可见区域的光这样的光学元件是困难的。
本发明是鉴于上述问题点而做出的，其目的在于得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且可优选用于修正色像差的光学玻璃、和使用其的透镜预成型坯。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而反复进行了深入的试验研究，结果发现，通过组合使用B2O3成分和La2O3成分，可实现玻璃的高折射率和低色散化，并且玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间也具有所需关系，从而完成了本发明。尤其还发现，通过含有F成分，即使含有降低部分色散比的作用强的La2O3成分等稀土元素成分，也能使玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd))之间具有所需关系。
另外还发现，通过组合使用B2O3成分和F成分，可实现玻璃的低色散化，并且可提高部分色散比而得到与阿贝数(νd)之间的所需关系。
另外，通过将B2O3成分和La2O3成分与Al2O3成分和F成分组合使用，可实现玻璃的高折射率和低色散化，并且即使含有降低部分色散比的作用强的La2O3成分等稀土元素成分，也可提高部分色散比而得到与阿贝数(νd)之间的所需关系，并且可提高玻璃的液相温度。
具体而言，本发明提供如下技术方案。
(1)一种光学玻璃，其含有B2O3成分，具有1.70以上的折射率(nd)和39以上的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.63750)或(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。
(2)根据(1)所述的光学玻璃，其进一步含有La2O3成分，具有1.73以上的折射率(nd)和45以上的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.63750)的关系。
(3)根据(1)所述的光学玻璃，其进一步含有La2O3成分和F成分，具有39以上且小于52的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。
(4)根据(1)所述的光学玻璃，其进一步含有F成分，在以阿贝数(νd)为x轴、以折射率(nd)为y轴的xy直角坐标中，具有被A(50，1.70)、B(60，1.60)、C(63，1.60)、D(63，1.70)4点包围的范围的阿贝数和折射率。
(5)根据(2)～(4)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，B2O3成分为5.0～50.0％，La2O3成分的含量为55.0％以下。
(6)根据(5)所述的光学玻璃，其相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，含有5.0％以上的La2O3成分。
(7)根据(5)或(6)所述的光学玻璃，其相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，含有10.0％以上的La2O3成分。
(8)根据(5)～(7)中的任一项所述的光学玻璃，其相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，La2O3成分的含量为50.0％以下。
(9)根据(1)～(8)中的任一项所述的光学玻璃，其在氧化物换算组成中进一步含有Al2O3成分。
(10)根据(1)～(9)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Al2O3成分的含量为20.0％以下。
(11)根据(10)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，含有0.1％以上且20.0％以下的Al2O3成分。
(12)根据(1)～(11)中的任一项所述的光学玻璃，其中，以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，F成分的含量为30.0％以下。
(13)根据(12)所述的光学玻璃，其中，以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，含有大于0％的F成分。
(14)根据(12)或(13)所述的光学玻璃，其中，以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，含有0.1％以上的F成分。
(15)根据(1)～(14)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，SiO2成分的含量为40.0％以下。
(16)根据(15)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，SiO2成分的含量为25.0％以下。
(17)根据(15)或(16)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有SiO2成分且其含量为25.0％以下。
(18)根据(1)～(17)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(SiO2+B2O3)为40.0％以下。
(19)根据(1)～(18)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，
Gd2O3成分为0～40.0％和/或
Y2O3成分为0～20.0％和/或
Yb2O3成分为0～20.0％和/或
Lu2O3成分为0～20.0％。
(20)根据(19)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～40.0％Gd2O3成分和/或
0～20.0％Y2O3成分和/或
0～20.0％Yb2O3成分和/或
0～10.0％Lu2O3成分的各成分。
(21)根据(19)或(20)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～30.0％Gd2O3成分和/或
0～20.0％Y2O3成分和/或
0～20.0％Yb2O3成分和/或
0～10.0％Lu2O3成分的各成分。
(22)根据(1)～(21)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Gd2O3的含量为29.5％以下。
(23)根据(1)～(22)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)的质量和为80.0％以下。
(24)根据(23)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)的质量和为20.0％以上。
(25)根据(23)或(24)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)的质量和为20.0％以上且80.0％以下。
(26)根据(1)～(25)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)的质量和大于43.0％且为80.0％以下。
(27)根据(26)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb组成的组中的一种以上)的质量和为63.5％以下。
(28)根据(26)或(27)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb组成的组中的一种以上)的质量和小于53.0％。
(29)根据(1)～(28)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Gd2O3+Yb2O3)为26.0％以下。
(30)根据(1)～(29)中的任一项所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成中的质量比Ln2O3/(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5)为1.7以上且25.0以下。
(31)根据(1)～(30)中的任一项所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的质量比Ln2O3/(SiO2+B2O3)为1.00以上(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)。
(32)根据(1)～(31)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～10.0％Bi2O3成分和/或
0～15.0％TiO2成分和/或
0～20.0％Nb2O5成分的各成分。
(33)根据(1)～(32)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～15.0％WO3成分和/或
0～10.0％K2O成分的各成分。
(34)根据(1)～(33)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)为0.1％以上且30.0％以下。
(35)根据(34)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)为1.0％以上。
(36)根据(1)～(35)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5)为20.0％以下。
(37)根据(36)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5)为10.0％以下。
(38)根据(1)～(37)中的任一项所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成中的质量比F/(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)为0.36以上且1.00以下。
(39)根据(1)～(38)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～15.0％ZrO2成分和/或
0～25.0％Ta2O5成分。
(40)根据(39)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～15.0％ZrO2成分和/或
0～15.0％Ta2O5成分的各成分。
(41)根据(1)～(40)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(WO3+La2O3+ZrO2+Ta2O5)为10.0％以上且60.0％以下。
(42)根据(1)～(41)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5)大于0％。
(43)根据(1)～(42)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Li2O成分的含量为15.0％以下。
(44)根据(43)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Li2O成分的含量为10.0％以下。
(45)根据(44)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Li2O成分的含量为5.0％以下。
(46)根据(1)～(45)中的任一项所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成中的质量比(Ta2O5+ZrO2+Li2O)/(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)为2.00以下。
(47)根据(1)～(46)中的任一项所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的质量比(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)/(Ta2O5+ZrO2+Li2O)为0.50以上。
(48)根据(47)所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的质量比(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)/(Ta2O5+ZrO2+Li2O)为1.3以上。
(49)根据(1)～(48)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～20.0％MgO成分和/或
0～40.0％CaO成分和/或
0～40.0％SrO成分和/或
0～55.0％BaO成分的各成分。
(50)根据(49)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～10.0％MgO成分和/或
0～25.0％CaO成分和/或
0～25.0％SrO成分和/或
0～55.0％BaO成分的各成分。
(51)根据(49)或(50)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，
MgO成分为0～10.0％和/或
CaO成分为0～15.0％和/或
SrO成分为0～15.0％和/或
BaO成分为0～25.0％。
(52)根据(1)～(51)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分(式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的一种以上)的质量和为55.0％以下。
(53)根据(52)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分(式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的一种以上)的质量和为25.0％以下。
(54)根据(52)或(53)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分(式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的一种以上)的质量和为20.0％以下。
(55)根据(1)～(54)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Na2O成分的含量为20.0％以下。
(56)根据(55)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，Na2O成分的含量为10.0％以下。
(57)根据(1)～(56)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn2O成分(式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的一种以上)的质量和为25.0％以下。
(58)根据(57)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn2O成分(式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的一种以上)的质量和为15.0％以下。
(59)根据(1)～(58)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，ZnO成分的含量为30.0％以下。
(60)根据(59)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，ZnO成分的含量为25.0％以下。
(61)根据(59)或(60)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，ZnO成分的含量为15.0％以下。
(62)根据(1)～(61)中的任一项所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，进一步含有
0～10.0％GeO2成分和/或
0～10.0％P2O5成分和/或
0～10.0％Ga2O3成分和/或
0～10.0％TeO2成分和/或
0～5.0％SnO2成分和/或
0～1.0％Sb2O3成分的各成分。
(63)根据(62)所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，
GeO2成分为0～10.0％和/或
P2O5成分为0～10.0％和/或
Ga2O3成分为0～10.0％和/或
TeO2成分为0～10.0％和/或
SnO2成分为0～1.0％和/或
Sb2O3成分为0～1.0％。
(64)根据(1)～(63)中的任一项所述的光学玻璃，其具有1.57以上的折射率(nd)和45以上的阿贝数(νd)。
(65)根据(1)～(64)中的任一项所述的光学玻璃，其中，阿贝数(νd)与折射率(nd)之间满足νd≥-100×nd+220的关系。
(66)根据(1)～(65)中的任一项所述的光学玻璃，其中，阿贝数(νd)与折射率(nd)之间满足νd≥-125×nd+265的关系。
(67)一种预成型坯材，其是由(1)～(66)中的任一项所述的光学玻璃形成的。
(68)一种光学元件，其是将(67)所述预成型坯材压制成型来制作的。
(69)一种光学元件，其以(1)～(66)中的任一项所述的光学玻璃为母材。
(70)一种光学设备，其具备(68)或(69)中的任一项所述的光学元件。
发明的效果
根据本发明，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且可优选用于修正色像差的光学玻璃、和使用其的预成型坯以及光学元件。
附图说明
图1为示出表示在部分色散比(θg，F)为纵轴、阿贝数(νd)为横轴的直角坐标中的标准线的图。
具体实施方式
本发明的光学玻璃含有B2O3成分，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.63750)或(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。通过使部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足规定的关系，从而减小由光学玻璃形成的光学元件的色像差。因此，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且可优选用于修正色像差的光学玻璃、和使用其的预成型坯以及光学元件。
尤其，第一实施方式的光学玻璃(以下称为第一光学玻璃。)含有B2O3成分、La2O3成分，具有1.73以上的折射率(nd)和45以上的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.63750)的关系。尤其，在第一光学玻璃中，通过含有B2O3成分和La2O3成分，可提高玻璃的折射率并减小色散。另外，通过使部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足规定的关系，可降低由光学玻璃形成的光学元件的色像差。因此，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且着色少、可优选用于修正色像差的光学玻璃、和使用其的预成型坯以及光学元件。
另外，第二实施方式的光学玻璃(以下称为第二光学玻璃。)含有B2O3成分、La2O3成分和F成分，具有1.70以上的折射率(nd)和39以上且小于52的阿贝数(νd)，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。尤其，在第二光学玻璃中，通过含有B2O3成分和La2O3成分，可提高玻璃的折射率并减小色散，还可提高对可见光的透明性。另外，通过含有F成分，即使含有降低部分色散比的作用强的La2O3成分等稀土元素成分，通过提高部分色散比(θg，F)，也可降低由光学玻璃形成的光学元件的色像差。因此，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且着色少、可优选用于修正色像差的光学玻璃。
另外，第三实施方式的光学玻璃(以下称为第三光学玻璃。)含有B2O3成分和F成分，在以阿贝数(νd)为x轴、以折射率(nd)为y轴的xy直角坐标中，具有被A(50，1.70)、B(60，1.60)、C(63，1.60)、D(63，1.70)4点包围的范围的阿贝数和折射率，部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥-0.00170×νd+0.6375的关系。尤其，在第三光学玻璃中，通过组合使用B2O3成分和F成分，可实现玻璃的低色散化，并且可提高部分色散比而得到与阿贝数(νd)之间的所需关系。因此，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且可优选用于修正色像差的光学玻璃、和使用其的预成型坯以及光学元件。
另外，第四实施方式的光学玻璃(以下称为第四光学玻璃。)按质量％计含有5.0～55.0％的B2O3成分、10.0～55.0％的La2O3成分，进一步含有Al2O3成分和F成分。尤其，在第四光学玻璃中，通过以规定的含量的范围含有B2O3成分和La2O3成分，可提高玻璃的折射率并减小色散，并且可提高对可见光的透明度。另外，通过将B2O3成分和La2O3成分与Al2O3成分和F成分组合使用，即使含有降低部分色散比的作用强的La2O3成分等稀土元素成分，也可提高部分色散比(θg，F)，并且可提高玻璃的液相温度。因此，能够得到折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且可优选用于修正色像差、且耐失透性高的光学玻璃。
以下，对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明，但本发明不受以下实施方式的任何限定，可以在本发明的目的的范围内加以适当变更来实施。此外，对于重复说明的地方，有时会适当省略说明，但并不限定发明的宗旨。
玻璃成分
以下说明构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围。在本说明书中，在没有特别说明的情况下，各成分的含量全部以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量％表示。在此，“氧化物换算组成”是指，在假定作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等在熔融时全部分解而变成氧化物的情况下，以该生成氧化物的总质量为100质量％来表示的玻璃中含有的各成分时的组成。
关于必要成分、任选成分
B2O3成分为在玻璃内部形成网络结构、促进稳定的玻璃形成的成分。尤其，通过使B2O3成分的含量为5.0％以上，可以使玻璃不容易失透、易于得到稳定的玻璃。另一方面，通过使B2O3成分的含量为55.0％以下，可易于得到期望的折射率和色散性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，B2O3成分的含量优选以5.0％、更优选以8.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以13.0％、最优选以15.0％为下限。另一方面，该B2O3成分的含量优选以55.0％、更优选以50.0％、进一步优选以45.0％、进一步优选以40.0％、进一步优选以35.0％为上限。尤其，在本发明的光学玻璃中，该B2O3成分的含量可以以30.0％为上限。B2O3成分例如可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等作为原料而含有在玻璃内。
La2O3成分为提高玻璃的折射率并减小色散的成分。
尤其，通过使La2O3成分的含量为55.0％以下，可以抑制玻璃分相、使得在制作玻璃时玻璃不容易失透。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，La2O3成分的含量优选以55.0％、更优选以54.0％、进一步优选以53.0％、进一步优选以52.0％、进一步优选以50.0％、最优选以45.0％为上限。此外，La2O3成分的含量的下限可在能得到具有期望的光学特性的玻璃的范围适当设定，通过使La2O3成分的含量为5.0％以上，可易于得到期望的具有高折射率和高阿贝数并且对可见光的透射率的高的玻璃。因此，该La2O3成分含量优选以5.0％、更优选以10.0％为下限，进一步优选大于12.0％，进一步优选以13.0％、进一步优选以15.0％为下限。该La2O3成分的含量可以以20.0％为下限，也可以以25.0％为下限。La2O3成分例如可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意整数)等作为原料而含有在玻璃内。
F成分为提高玻璃的部分色散比的成分，并且为降低玻璃化转变温度(Tg)的成分。尤其，通过使F成分的含量为30.0％以下，可以提高玻璃的稳定性而使其不容易失透。因此，以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，F成分的含量优选以30.0％、更优选以25.0％、进一步优选以20.0％、最优选以15.0％为上限。尤其，在第三光学玻璃中，可以使该F成分的含量为10.0％以下。此外，本发明的光学玻璃即使不含F成分也可得到具有期望的高部分色散比的光学玻璃，而通过含有F成分，能够得到具有高部分色散比并且着色少的光学玻璃。因此，以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，F成分的含量优选大于0％，更优选以0.1％为下限，更优选大于0.5％，进一步优选以1.0％为下限，进一步优选大于1.0％，进一步优选大于2.0％，进一步优选以3.0％为下限，最优选大于3.0％。尤其，在第一和第四光学玻璃中，以该相对于玻璃总质量的增量质量％计，F成分的含量可以以5.0％为下限，可以以6.2％为下限，也可以以6.8％为下限。另外，在第四光学玻璃中，该F成分的含量可以优选以6.0％、进一步优选以7.0％、最优选以8.0％为下限。F成分例如可以使用ZrF4、AlF3、NaF、CaF2、LaF3等作为原料而含有在玻璃内。
此外，对于本说明书中的F成分的含量，假定构成玻璃的阳离子成分全部由与电荷正好平衡的氧结合了的氧化物形成，以由这些氧化物形成的玻璃总体的质量为100％，将F成分的质量以质量％来表示(相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％)。
Al2O3成分为使得易于形成稳定的玻璃的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Al2O3成分的含量为20.0％以下，可以抑制玻璃的阿贝数降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Al2O3成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、进一步优选以10.0％为上限。该Al2O3成分的含量可以优选以8.0％、进一步优选以5.0％、最优选以2.0％为上限。在此，可以不含Al2O3成分，而尤其在第四光学玻璃中，通过含有Al2O3成分，可以抑制玻璃的阿贝数降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Al2O3成分的含量优选大于0％，更优选以0.1％、进一步优选以0.5％、进一步优选以1.0％为下限，进一步优选大于3.0％，最优选大于3.4％。Al2O3成分例如可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3等作为原料而含有在玻璃内。
尤其，在第四光学玻璃中，优选的是，Al2O3成分的含量相对于F成分的含量的比率大于0且为15.0以下。通过使该比率在规定的范围内，可提高玻璃的稳定性，因此能够得到耐失透性更高的玻璃。因此，氧化物换算组成的质量比Al2O3/F优选大于0，更优选以0.1、最优选以0.3为下限。另一方面，该比率的上限优选以15.0、更优选以10.0、进一步优选以5.0、进一步优选以4.0、最优选以3.2为上限。此外，在该含量的比率中，F成分的含量是指以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计的含量，Al2O3成分的含量是指相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的含量。
SiO2成分为促进稳定的玻璃形成并且抑制制作玻璃时的失透(产生结晶物)的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使SiO2成分的含量为40.0％以下，可易于将SiO2成分熔解在熔融玻璃中、避免在高温下熔解。相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SiO2成分的含量优选以40.0％、更优选以30.0％为上限，进一步优选小于28.0％，进一步优选以25.0％为上限，进一步优选小于25.0％，进一步优选以24.0％、进一步优选以20.0％为上限，最优选小于20.0％。尤其，在第一、第二和第四光学玻璃中，该SiO2成分的含量可以以15.0％为上限，也可以以10.0％为上限。此外，即使不含SiO2成分也可得到具有期望的高部分色散比的玻璃，而通过含有SiO2成分，可以提高玻璃的耐失透性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SiO2成分的含量优选大于0％，优选以0.1％、更优选以0.5％、进一步优选以1.0％为下限。尤其，在第三光学玻璃中，该SiO2成分的含量可以以4.0％为下限，也可以大于5.0％。SiO2成分例如可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作为原料而含有在玻璃内。
尤其，第四光学玻璃优选SiO2成分与B2O3成分的质量和为40.0％以下。由此，可抑制玻璃的折射率降低，因此能够得到具有期望的高折射率的光学玻璃。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(SiO2+B2O3)优选以40.0％、更优选以35.0％、最优选以32.0％为上限。此外，从得到稳定性高且耐失透性高的玻璃的观点考虑，该质量和(SiO2+B2O3)优选以5.0％、更优选以10.0％、最优选以15.0％为下限。
Gd2O3成分为提高玻璃的折射率并减小色散的成分。
尤其，通过使Gd2O3成分的含量为40.0％以下，可以抑制玻璃分相、并且使得在制作玻璃时玻璃不容易失透。
因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Gd2O3成分的含量优选以40.0％、更优选以35.0％、进一步优选以30.0％、最优选以29.5％2上限。
尤其，在第三光学玻璃中，该Gd2O3成分的含量可以优选小于28.0％，更优选小于25.0％，最优选小于20.0％。
此外，即使不含Gd2O3成分也可得到具有期望的高部分色散比的玻璃，而通过含有0.1％以上的Gd2O3成分，可易于获得期望的折射率和色散性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Gd2O3成分的含量优选以0.1％、更优选以1.0％、进一步优选以2.0％为下限。尤其，在第一和第四光学玻璃中，该Gd2O3成分的含量可以以5.0％为下限，也可以以7.0％为下限。Gd2O3成分例如可以使用Gd2O3、GdF3等作为原料而含有在玻璃内。
Y2O3成分、Yb2O3成分和Lu2O3成分为提高玻璃的折射率并减小色散的成分。在此，通过使Y2O3成分、Yb2O3成分或Lu2O3成分的含量为20.0％以下，可以使玻璃不容易失透。尤其，通过使Yb2O3成分的含量为10.0％以下，使得玻璃不容易在长波长侧(波长1000nm的附近)产生吸收，因此可以提高玻璃对红外线的耐性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Y2O3成分和Yb2O3成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.0％、进一步优选以5.0％、最优选以4.0％为上限。另外，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Lu2O3成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.0％、进一步优选以5.0％、最优选以3.0％为上限。尤其，从提高玻璃对红外线的耐性的观点考虑，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Yb2O3成分的含量优选小于3.0％，最优选小于1.0％。Y2O3成分、Yb2O3成分和Lu2O3成分例如可以使用Y2O3、YF3、Yb2O3、Lu2O3等作为原料而含有在玻璃内。
本发明的光学玻璃优选Ln2O3成分(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)的含量的质量和为80.0％以下。由此，可以减轻制作玻璃时玻璃的失透。
因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分的含量的质量和优选以80.0％、更优选以78.0％、最优选以75.0％为上限。尤其，在第三光学玻璃中，该Ln2O3成分的含量的质量和可以优选以63.5％、更优选以60.0％、进一步优选以55.0％为上限，最优选小于50.0％。此外，Ln2O3成分的总含量的下限可在能得到期望的特性的光学玻璃的范围适当选择，而通过使其例如大于10.0％，可易于获得期望的高折射率和阿贝数、减少着色、并且减小光弹性常数。尤其，在本发明的光学玻璃中，即使含有大量的稀土类，部分色散比也不容易降低，因此可易于兼具期望的高部分色散比以及高折射率和阿贝数。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分的含量的质量和优选大于10.0％，更优选大于15.0％，进一步优选大于16.0％，进一步优选以20.0％为下限，最优选大于20.0％。尤其，在第一、第二和第四光学玻璃中，该Ln2O3成分的含量的质量和可以优选以30.0％、更优选以40.0％为下限，进一步优选大于43.0％，进一步优选以45.0％、进一步优选以50.0％、最优选以55.0％为下限。
尤其，第三光学玻璃优选Gd2O3成分与Yb2O3成分的和为26.0％以下。由此，可以控制提高折射率的作用强的Gd2O3成分和Yb2O3成分的使用，因此可以提高部分色散比并且易于获得期望的折射率和色散。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Gd2O3+Yb2O3)优选以26.0％、更优选以23.0％、进一步优选以20.0％、最优选以15.0％为上限。
另外，本发明的光学玻璃优选Ln2O3的含量相对于质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5)的质量比为1.7以上且25.0以下。由此，相对于降低阿贝数的Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分和Ta2O5成分的总含量，使得提高阿贝数的Ln2O3的总含量在规定的范围内，因此可易于获得期望的阿贝数，进而可以使部分色散比与阿贝数之间具有所需关系。因此，氧化物换算组成中的质量比Ln2O3/(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5)优选以1.7、更优选以3.0、进一步优选以5.0为下限，优选以25.0、更优选以20.0、最优选以16.8为上限。
另外，第四光学玻璃优选的是，Ln2O3(式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上)成分的含量相对于SiO2成分与B2O3成分的质量和的比率为1.00以上。通过使该比率为1.00以上，即使不含Al2O3成分也可进一步提高折射率，因此能够得到具有高部分色散比并且兼具玻璃的稳定性和高折射率的光学玻璃。因此，氧化物换算组成的质量比Ln2O3/(SiO2+B2O3)优选以1.00、更优选以1.25、最优选以1.40为下限。另一方面，该比率的上限只要能得到稳定的玻璃就没有特别限定，但推测在例如大于10.0时有可能变得易于发生失透。因此，氧化物换算组成的质量比Ln2O3/(SiO2+B2O3)优选以10.00、更优选以8.00、最优选以5.00为上限。在Ln2O3成分中，La2O3成分具有更进一步提高玻璃的稳定性的作用，因此特别是从得到耐失透性高的玻璃的观点考虑，使La2O3/(SiO2+B2O3)的比率在上述的范围内是更优选的。另外，从得到更耐失透性高的玻璃的观点考虑，氧化物换算组成的质量比La2O3/B2O3可以优选以10.00、更优选以5.00、进一步优选以3.50、进一步优选以2.30为上限，最优选小于2.00。
Bi2O3成分为提高玻璃的部分色散比的成分，并且为提高玻璃的折射率并降低玻璃化转变温度的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Bi2O3成分的含量为10.0％以下，可以使可见短波长(500nm以下)的光线透射率不容易变差。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Bi2O3成分的含量优选以10.0％、更优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。Bi2O3成分例如可以使用Bi2O3等作为原料而含有在玻璃内。
TiO2成分为提高玻璃的部分色散比的成分，并且为提高玻璃的折射率和色散并提高玻璃的化学耐久性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使TiO2成分的含量为15.0％以下，可易于获得期望的高阿贝数、并且使可见短波长(500nm以下)的光线透射率不容易变差。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，TiO2成分的含量优选以15.0％、更优选以12.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.0％、进一步优选以7.0％、最优选以5.0％为上限。TiO2成分例如可以使用TiO2等作为原料而含有在玻璃内。
Nb2O5成分为提高玻璃的部分色散比的成分，并且为提高玻璃的折射率和色散并提高玻璃的化学耐久性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Nb2O5成分的含量为20.0％以下，可易于获得期望的高阿贝数。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Nb2O5成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、最优选以10.0％为上限。Nb2O5成分例如可以使用Nb2O5等作为原料而含有在玻璃内。
WO3成分为提高玻璃的部分色散比的成分，并且为提高玻璃的折射率和色散并提高玻璃的化学耐久性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使WO3成分的含量为15.0％以下，可易于获得期望的高阿贝数、并且使可见短波长(500nm以下)的光线透射率不容易变差。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，WO3成分的含量优选以15.0％、更优选以12.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。此外，即使不含WO3成分也可得到具有期望的高部分色散比的光学玻璃，而通过使WO3成分的含量为0.1％以上，可提高玻璃的部分色散比，因此可易于得到具有期望的高部分色散比的玻璃。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，WO3成分的含量优选以0.1％、更优选以0.3％、最优选以0.5％为下限。WO3成分例如可以使用WO3等作为原料而含有在玻璃内。
K2O成分为更进一步提高玻璃的部分色散比的成分，并且为改善玻璃的熔融性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使K2O成分的含量为10.0％以下，可以使得玻璃的折射率不容易降低、提高玻璃的稳定性而使失透等不容易发生。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，K2O成分的含量优选以10.0％、更优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。K2O成分例如可以使用K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等作为原料而含有在玻璃内。
在本发明的光学玻璃中，优选选自由F成分、Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分和K2O成分组成的组中的一种以上的含量的和为0.1％以上。通过使该和为0.1％以上，使其必须含有提高部分色散比的成分，因此可易于获得期望的高部分色散比。另外，可提高玻璃的部分色散比，因此可以使部分色散比与阿贝数之间具有所需关系。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选以0.1％、更优选以1.0％、进一步优选以3.0％、进一步优选以4.0％、进一步优选以5.0％、进一步优选以6.2％、最优选以8.0％为下限。另一方面，这些成分的含量的和的上限只要能得到稳定的玻璃就没有特别限定，但推测在例如大于60.0％时有可能变得易于发生失透。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选以60.0％、更优选以50.0％、进一步优选以40.0％为上限。尤其，在第二和第三光学玻璃中，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和可以优选以30.0％、更优选以25.0％、更优选以20.0％、最优选以15.0％为上限。此外，在该含量的和中，F成分的含量是指以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计的含量，Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分和K2O成分的含量是指相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的含量。
在这些成分中，K2O成分具有降低折射率的作用，因此尤其从能够得到折射率高的玻璃的观点考虑，优选含有选自由F成分、Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分和Nb2O5成分组成的组中的一种以上。另外，Nb2O5成分降低阿贝数的作用强，因此尤其从能够得到阿贝数高的玻璃的观点考虑，优选含有选自由F成分、Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分和K2O成分组成的组中的一种以上。另外，Bi2O3成分、TiO2成分和WO3成分将玻璃着色的作用强，因此尤其从能够得到着色少的玻璃的观点考虑，优选含有选自由F成分、Nb2O5成分和K2O成分组成的组中的一种以上。因此，从能够得到具有高部分色散比并且折射率和阿贝数高且着色少的玻璃的观点考虑，在这些成分的中优选使F成分的含量较多。
本发明的光学玻璃优选这些成分中的Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分和Nb2O5成分的含量的和为20.0％以下。由此，可减少会导致色散增高的成分，因此可易于得到具有期望的色散的玻璃。另外，可抑制由过量含有这些成分导致的玻璃的稳定性降低，因此可以更进一步提高玻璃的耐失透性。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5)优选以20.0％、更优选以15.0％、最优选以10.0％为上限。尤其，第三光学玻璃中的该质量和可以以8.0％为上限，也可以以5.0％为上限。此外，尤其从能够得到色散小的玻璃的观点考虑，该质量和可以小于0.5％。另一方面，即使不含这些成分中的任意一种也可得到具有期望的高部分色散比的光学玻璃，而通过使这些成分的质量和为0.1％以上，可提高玻璃的部分色散比，因此可易于得到具有期望的高部分色散比的玻璃。因此，从获得高部分色散比的观点考虑，该质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5)可以优选以0.1％、更优选以0.5％、进一步优选以0.8％为下限。
尤其，第三光学玻璃优选的是，F成分的含量相对于F成分、Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分与K2O成分的含量的和的比率为0.36以上。尤其，通过使该比率为0.36以上，可提高部分色散比并且含有大量的着色少的成分，因此能够得到具有期望的部分色散比的透明的玻璃。因此，氧化物换算组成中的质量比F/(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)优选以0.36、更优选以0.40、进一步优选以0.50为下限。此外，该质量比最优选为1.00，从想要得到更稳定的玻璃的观点考虑，可以小于1.00。
ZrO2成分为提高玻璃的折射率、提高制作玻璃时的耐失透性成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使ZrO2成分的含量为15.0％以下，可以抑制玻璃的部分色散比降低。另外，通过使ZrO2成分的含量为15.0％以下，可以抑制玻璃的阿贝数降低、并且避免在玻璃的制造时的高温下的熔解、减小玻璃制造时的能量损失。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，ZrO2成分的含量优选以15.0％、更优选以10.0％、进一步优选以8.0％、进一步优选以7.0％、进一步优选以5.0％为上限，最优选小于4.0％。此外，即使不含ZrO2成分也能得到具有期望的光学特性的玻璃，而通过使ZrO2成分的含量为0.1％以上，可以提高玻璃的耐失透性。因此，在含有ZrO2成分的情况下，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，ZrO2成分的含量选以0.1％、更优选以0.5％、进一步优选以1.0％为下限。ZrO2成分例如可以使用ZrO2、ZrF4等作为原料而含有在玻璃内。
Ta2O5成分为在提高玻璃的折射率同时使玻璃稳定化的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Ta2O5成分的含量为25.0％以下，可以抑制玻璃的部分色散比降低。另外，通过使Ta2O5成分的含量为25.0％以下，可以降低玻璃的材料成本、并且避免在高温下的熔解而降低玻璃制造时的能量损失。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ta2O5成分的含量优选以25.0％为上限，更优选小于16.5％，进一步优选以15.0％、进一步优选以10.0％、最优选以5.0％为上限。Ta2O5成分例如可以使用Ta2O5等作为原料而含有在玻璃内。
在本发明的光学玻璃中，优选WO3成分、La2O3成分、ZrO2成分和Ta2O5的含量的和为10.0％以上。通过使该和为10.0％以上，可以在减轻玻璃的着色的同时进一步提高折射率。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选以10.0％、更优选以20.0％、进一步优选以25.0％、最优选以30.0％为下限。另一方面，这些成分的含量的和的上限只要能得到稳定的玻璃就没有特别限定，但推测在例如大于65.0％时有可能变得易于发生失透。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选以65.0％、更优选以60.0％、进一步优选以55.0％、最优选以50.0％为上限。
尤其，在第二光学玻璃中，优选的是，选自由Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分和Ta2O5成分组成的组中的一种以上的含量的和大于0％。由此，使得玻璃的阿贝数变小，因此可易于得到具有期望的范围的阿贝数的光学玻璃。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选大于0％，更优选以1.0％、最优选以2.0％为下限。另一方面，这些成分的含量的和的上限只要能得到稳定的玻璃就没有特别限定，但推测在例如大于25.0％时有可能变得易于发生失透。因此，相对于氧化物换算组成的质量，这些成分的含量的和优选以25.0％、更优选以15.0％、最优选以10.0％为上限。
Li2O成分为改善玻璃的熔融性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Li2O成分的含量为15.0％以下，可抑制玻璃的部分色散比降低，从而可以使部分色散比与阿贝数保持所需关系。另外，通过使Li2O成分的含量为15.0％以下，可以在抑制玻璃的折射率的降低的同时使得由过量含有Li2O成分导致的失透不容易发生。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Li2O成分的含量优选以15.0％、更优选以10.0％、进一步优选以8.0％、进一步优选以5.0％、更优选以4.0％、进一步优选以3.0％为上限，进一步优选小于3.0％，进一步优选以2.3％为上限。尤其，从可易于得到具有更高部分色散比的光学玻璃的观点考虑，该Li2O成分的含量可以为0.5％以下，可以为0.4％以下，可以小于0.1％，也可以基本不含有。Li2O成分例如可以使用Li2CO3、LiNO3、LiF等作为原料而含有在玻璃内。
本发明的光学玻璃优选的是，Ta2O5成分、ZrO2成分与Li2O成分的含量的和相对于F成分、Bi2O3成分、TiO2成分、WO3成分、Nb2O5成分与K2O成分的含量的和的比率为2.00以下。由此，使得具有降低部分色散比的作用的成分的含量低于具有提高部分色散比的作用的成分，因此能够得到具有更高部分色散比的玻璃。因此，氧化物换算组成中的质量比(Ta2O5+ZrO2+Li2O)/(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)优选以2.00、更优选以1.40、更优选以1.00、最优选以0.80为上限。此外，该质量比可以为0，而通过使该质量比为0.10以上，可以进一步提高玻璃的耐失透性。因此，氧化物换算组成中的质量比(Ta2O5+ZrO2+Li2O)/(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)优选以0.10、更优选以0.20、最优选以0.30为下限。
另外，在本发明的光学玻璃中，优选的是，(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)的质量和相对于(Ta2O5+ZrO2+Li2O)的质量和为0.50以上。由此，使得提高部分色散比的成分的含量多于大幅降低部分色散比的成分的含量，因此即使加入更多的稀土类也可易于得到期望的高部分色散比。即，可易于兼具高部分色散比和高阿贝数。因此，氧化物换算组成中的质量比(F+Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+K2O)/(Ta2O5+ZrO2+Li2O)优选以0.50、更优选以1.00、进一步优选以1.32、进一步优选以1.70为下限。尤其，在第一光学玻璃中，该含量的比率可以优选以1.3、更优选以1.5、最优选以2.0为下限。另一方面，对该含量的比率的上限没有特别限定，可以是无限大(即Ta2O5+ZrO2+Li2O＝0％)，而从进一步提高玻璃的稳定性的观点考虑，该比率可以为100.0以下。
MgO成分、CaO成分、SrO成分和BaO成分为改善玻璃的熔融性并提高耐失透性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使MgO成分的含量为20.0％以下、CaO成分或SrO成分的含量为40.0％以下、或BaO成分的含量为55.0％以下，可以使得玻璃的折射率不容易降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，MgO成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。另外，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，CaO成分的含量优选以40.0％、更优选以30.0％、进一步优选以25.0％、进一步优选以20.0％、进一步优选以15.0％、进一步优选以12.0％、进一步优选以10.0％为上限，最优选小于10.0％。另外，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SrO成分的含量优选以40.0％、更优选以30.0％、进一步优选以25.0％、进一步优选以20.0％为上限，进一步优选小于16.0％，进一步优选以15.0％为上限。另外，该SrO成分的含量可以更优选以12.0％、进一步优选以10.0％为上限。另外，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，BaO成分的含量优选以55.0％、更优选以45.0％、进一步优选以40.0％、进一步优选以35.0％为上限，进一步优选小于30.0％。另外，该BaO成分的含量可以优选以25.0％、更优选以20.0％、进一步优选以15.0％为上限。尤其，在第二光学玻璃中，该BaO成分的含量可以以10.0％为上限，也可以小于6.0％。MgO成分、CaO成分、SrO成分和BaO成分例如可以使用MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2等作为原料而含有在玻璃内。
在本发明的光学玻璃中，优选的是，RO成分(式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的一种以上)的含量的质量和为55.0％以下。由此，可以减轻由过量含有RO成分导致的玻璃失透、并且使玻璃的折射率不容易降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分的含量的质量和优选以55.0％、更优选以45.0％、进一步优选以40.0％、最优选以35.0％为上限。另外，该RO成分的含量的质量和可以优选以25.0％、更优选以20.0％、进一步优选以15.0％、最优选以10.0％为上限。
Na2O成分为改善玻璃的熔融性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Na2O成分的含量为20.0％以下，可以使玻璃的折射率不容易降低、提高玻璃的稳定性而使失透等不容易发生。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Na2O成分的含量优选以20.0％、更优选以15.0％、进一步优选以10.0％、更优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。Na2O成分例如可以使用Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等作为原料而含有在玻璃内。
Rn2O成分(式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的一种以上)为改善玻璃的熔融性并且降低玻璃化转变温度、减轻玻璃的失透的成分。在此，通过使Rn2O成分的含量为25.0％以下，可以使玻璃的折射率不容易降低、提高玻璃的稳定性而减少失透等的发生。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn2O成分的质量和优选以25.0％、更优选以20.0％、最优选以15.0％为上限。尤其，在第四光学玻璃中，该质量和可以以10.0％为上限，也可以以5.0％为上限。
ZnO成分为改善玻璃的熔融性、降低玻璃化转变温度、并且使得易于形成稳定的玻璃的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。
尤其，通过使ZnO成分的含量为30.0％以下，可以将光学玻璃的光弹性常数抑制得较低。因此，可以提高光学玻璃的透射光的偏光特性，进而可以提高在投影仪、照相机中的演色性。
因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，ZnO成分的含量优选以30.0％、更优选以25.0％、进一步优选以20.0％、进一步优选以15.0％、进一步优选以12.0％、进一步优选以10.0％、进一步优选以8.7％、进一步优选以7.7％为上限。尤其，在第一光学玻璃中，该ZnO成分的含量可以以5.0％为上限。ZnO成分例如可以使用ZnO、ZnF2等作为原料而含有在玻璃内。
GeO2成分为具有提高玻璃的折射率、提高耐失透性的效果的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。然而，GeO2成分的原料价格高，因此如果其量多则材料成本会变高，因而所得玻璃会变得不实用。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，GeO2成分的含量优选以10.0％、更优选以8.0％、进一步优选以5.0％、进一步优选以2.0％为上限，最优选小于2.0％。GeO2成分例如可以使用GeO2等作为原料而含有在玻璃内。
P2O5成分为具有降低玻璃的液相温度并提高耐失透性的效果的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使P2O5成分的含量为10.0％以下，可以抑制玻璃的化学耐久性、特别是耐水性的降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，P2O5成分的含量优选以10.0％、更优选以8.0％、进一步优选以5.0％、最优选以2.0％为上限。P2O5成分例如可以使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等作为原料而含有在玻璃内。
Ga2O3成分为使得易于形成稳定的玻璃的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Ga2O3成分的含量为10.0％以下，可以抑制玻璃的阿贝数降低。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ga2O3成分的含量各优选以10.0％、更优选以8.0％、进一步优选以5.0％、最优选以2.0％为上限。Ga2O3成分例如可以使用Ga2O3、Ga(OH)3等作为原料而含有在玻璃内。
TeO2成分为提高折射率、降低玻璃化转变温度(Tg)的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。然而，TeO2具有下述问题：在铂制的坩埚、接触熔融玻璃的部分是由铂形成的熔融槽中将玻璃原料熔融时，会与铂发生合金化。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，TeO2成分的含有率优选以10.0％、更优选以8.0％、最优选以5.0％为上限。TeO2成分例如可以使用TeO2等作为原料而含有在玻璃内。
SnO2成分为减轻熔融玻璃的氧化并使熔融玻璃澄清、并且使玻璃对光照射的透射率不容易变差的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使SnO2成分的含量为5.0％以下，可以使得由熔融玻璃的还原导致的玻璃着色、玻璃失透不容易发生。另外，可减轻SnO2成分与熔解设备(特别是Pt等贵金属)的合金化，因此可以实现熔解设备的长寿命化。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SnO2成分的含量优选以5.0％、更优选以3.0％、进一步优选以1.0％、更优选以0.7％、最优选以0.5％为上限。SnO2成分例如可以使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等作为原料而含有在玻璃内。
Sb2O3成分为将熔融玻璃脱泡的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。尤其，通过使Sb2O3成分的含量为1.0％以下，可以使得玻璃熔融时的过度发泡不容易发生，并可以使Sb2O3成分不容易与熔解设备(特别是Pt等贵金属)发生合金化。因此，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Sb2O3成分的含量优选以1.0％、更优选以0.8％、最优选以0.5％为上限。Sb2O3成分例如可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等作为原料而含有在玻璃内。
此外，使玻璃澄清、脱泡的成分并不限定于上述Sb2O3成分，可以使用玻璃制造领域中公知的澄清剂、脱泡剂或它们的组合。
关于不应含有的成分
接着，说明本发明的光学玻璃中不应含有的成分和含有是不优选的成分。
在本发明的光学玻璃中，可以在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内根据需要而添加其他成分。不过，GeO2成分会提高玻璃的色散性，因此优选基本不含有。
另外，除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo等各过渡金属成分具有即使在各自以单独或复合的形式而少量含有的情况下也会使玻璃着色、对可见区域的特定的波长发生吸收的性质，因此，特别是在使用可见区域的波长的光学玻璃中，优选基本不含有。
进而，PbO等铅化合物和As2O3等砷化合物、以及Th、Cd、Tl、Os、Be、Se的各成分在近年来作为有害化学物质而存在控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造工序中，甚至在加工工序和产品化后的处理中都需要环境治理上的措施。因此，在重视对环境的影响的情况下，除了不可避免的混入的情况，优选基本不含这些成分。由此，使得光学玻璃中基本不含会污染环境的物质。因此，即使不采取特别的环境治理上的措施，也可以制造、加工和废弃该光学玻璃。
本发明的玻璃组合物的组成是以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量％来表示的，因此不是直接以摩尔％的记载来表示的，而在满足本发明所要求的各种特性的玻璃组合物中存在的各成分的以摩尔％表示的组成按氧化物换算组成计，大致为以下值。
10.0～75.0mol％B2O3成分
和
0～25.0mol％La2O3成分和/或
0～4.0mol％Bi2O3成分和/或
0～30.0mol％TiO2成分和/或
0～10.0mol％WO3成分和/或
0～10.0mol％Nb2O5成分和/或
0～15.0mol％K2O成分和/或
0～10.0mol％Ta2O5成分和/或
0～25.0mol％ZrO2成分和/或
0～40.0mol％Li2O成分和/或
0～20.0mol％Gd2O3成分和/或
0～15.0mol％Y2O3成分和/或
0～10.0mol％Yb2O3成分和/或
0～10.0mol％Lu2O3成分和/或
0～50.0mol％MgO成分和/或
0～50.0mol％CaO成分和/或
0～50.0mol％SrO成分和/或
0～55.0mol％BaO成分和/或
0～70.0mol％SiO2成分和/或
0～30.0mol％ZnO成分和/或
0～20.0mol％GeO2成分和/或
0～10.0mol％P2O5成分和/或
0～40.0mol％Al2O3成分和/或
0～8.0mol％Ga2O3成分和/或
0～25.0mol％Na2O成分和/或
0～8.0mol％TeO2成分和/或
0～5.0mol％SnO2成分和/或
0～1.0mol％SnO2成分和/或
0～0.5mol％Sb2O3成分
和0～75.0mol％的作为与上述各金属元素中的一种或两种以上的氧化物的一部分或全部进行了置换的氟化物的按F计的总量。
尤其，第一光学玻璃的以摩尔％表示的组成按氧化物换算组成计，优选为：
5.0～25.0mol％La2O3成分
和
0～5.0mol％Ta2O5成分和/或
0～25.0mol％Li2O成分和/或
0～35.0mol％MgO成分和/或
0～35.0mol％CaO成分和/或
0～25.0mol％SrO成分和/或
0～25.0mol％BaO成分和/或
0～60.0mol％SiO2成分和/或
0～20.0mol％Al2O3成分和/或
0～1.0mol％SnO2成分。
另外，第二光学玻璃的以摩尔％表示的组成按氧化物换算组成计，优选为：
5.0～25.0mol％La2O3成分
和
0～30.0mol％Li2O成分和/或
0～5.0mol％Lu2O3成分和/或
0～35.0mol％MgO成分和/或
0～35.0mol％CaO成分和/或
0～25.0mol％SrO成分和/或
0～25.0mol％BaO成分和/或
0～60.0mol％SiO2成分和/或
0～20.0mol％Al2O3成分和/或
0～1.0mol％SnO2成分。
尤其，第三光学玻璃的以摩尔％表示的组成按氧化物换算组成计，优选为：
0～15.0mol％Gd2O3成分和/或
0～3.0mol％Ta2O5成分和/或
0～25.0mol％ZnO成分和/或
0～20.0mol％Al2O3成分
和大于0mol％且为75.0mol％以下的、作为与上述各金属元素中的一种或两种以上的氧化物的一部分或全部进行了置换的氟化物的按F计的总量。
另外，第四光学玻璃的以摩尔％表示的组成按氧化物换算组成计，优选为：
10.0～75.0mol％B2O3成分、
10.0～25.0mol％La2O3成分和
大于0mol％且为40.0mol％以下Al2O3成分
和
0～4.0mol％Ta2O5成分和/或
0～15.0mol％Li2O成分和/或
0～35.0mol％MgO成分和/或
0～50.0mol％CaO成分和/或
0～35.0mol％SrO成分和/或
0～50.0mol％BaO成分和/或
0～25.0mol％ZnO成分
和大于0mol％且为75.0mol％以下的、作为与上述各金属元素中的一种或两种以上的氧化物的一部分或全部进行了置换的氟化物的按F计的总量。
制造方法
本发明的光学玻璃例如可以如下制作。即，均匀混合上述原料使得各成分在规定的含量的范围内，将所制作的混合物投入铂坩埚、石英坩埚或氧化铝坩埚来进行粗熔融，然后放入金坩埚、铂坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚在900～1400℃的温度范围内熔融1～5小时，搅拌均化并进行消泡等，然后在降至1200℃以下的温度后进行终搅拌来除去波筋，使用成型模具来成型，由此制作。在此，作为使用成型模具来得到成型的玻璃的方法，可列举出：在成型模具的一端流下熔融玻璃，同时在成型模具的另一端侧拉出成型的玻璃的方法；通过所谓的直压(direct press)来形成玻璃成型体的方法；如所谓的浮法成型那样将熔融玻璃铸入模具、退火来形成玻璃成型体的方法。
物性
本发明的光学玻璃优选具有规定的折射率和色散(阿贝数)。
在此，本发明的光学玻璃的折射率(nd)优选以1.50、更优选以1.51、进一步优选以1.52为下限。尤其，第一和第二光学玻璃的折射率(nd)可以优选以1.70、更优选以1.73、进一步优选以1.75、最优选以1.77为下限。另外，第四光学玻璃的折射率(nd)可以优选以1.57、更优选以1.60、最优选以1.65为下限。另一方面，对本发明的光学玻璃的折射率(nd)的上限没有特别限定，通常，大约为2.20以下，更具体为2.10以下，进一步具体为2.00以下。尤其，第三光学玻璃的折射率(nd)的上限可以优选以1.70为上限，更优选小于1.70，最优选以1.69为上限。
本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)优选以39、更优选以40、进一步优选以41为下限。尤其，第一和第四光学玻璃的阿贝数(νd)可以优选以45、更优选以47、最优选以49为下限。另外，第三光学玻璃的阿贝数(νd)可以优选以50、更优选以52、最优选以53为下限。另一方面，对本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的上限没有特别限定，通常，大约为63以下，更具体为61以下，进一步具体为60以下，进一步具体为58以下，进一步具体为57以下。尤其，本发明的第二光学玻璃的阿贝数(νd)可以优选以52、更优选以51、最优选以50为上限。
在此，本发明的第二光学玻璃的阿贝数(νd)与折射率(nd)之间优选满足(νd)≥(-125×nd+265)的关系，更优选满足(νd)≥(-125×nd+266)的关系，最优选满足(νd)≥(-125×nd+267)的关系。
另外，本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)与折射率(nd)之间优选满足(νd)≥(-100×nd+220)的关系，更优选满足(νd)≥(-100×nd+222)的关系，最优选满足(νd)≥(-100×nd+223)的关系。尤其，在第三光学玻璃中，优选的是，在以阿贝数(νd)为x轴、以折射率(nd)为y轴的xy直角坐标中，具有被A(50，1.70)、B(60，1.60)、C(63，1.60)、D(63，1.70)4点包围的范围的阿贝数和折射率。
通过这些，使得光学设计的自由度增大，即使进一步谋求元件的薄型化也可以获得大的光折射量。
另外，本发明的光学玻璃具有高部分色散比(θg，F)。更具体而言，本发明的光学玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.6375)或(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。本发明的光学玻璃即使含有大量的稀土元素成分也能得到具有比现有公知的玻璃高的部分色散比(θg，F)的光学玻璃。因此，可以在实现玻璃的高折射率和低色散化的同时减小由该光学玻璃形成的光学元件的色像差。
在此，第一光学玻璃的部分色散比(θg，F)的下限优选为(-0.00170×νd+0.63750)，更优选为(-0.00170×νd+0.63950)，最优选为(-0.00170×νd+0.64150)。另一方面，对第一光学玻璃的部分色散比(θg，F)的上限没有特别限定，通常例如为(-0.00170×νd+0.65750)、更优选为(-0.00170×νd+0.65550)、最优选为(-0.00170×νd+0.653750)。
另外，第二光学玻璃的部分色散比(θg，F)的下限优选为(-2.0×10-3×νd+0.6498)，更优选为(-2.0×10-3×νd+0.6518)，最优选为(-2.0×10-3×νd+0.6558)。另一方面，对第二光学玻璃的部分色散比(θg，F)的上限没有特别限定，通常例如为(-2.0×10-3×νd+0.6950)、更优选为(-2.0×10-3×νd+0.6930)、最优选为(-2.0×10-3×νd+0.6910)。此外，在将第二光学玻璃的部分色散比与阿贝数(νd)的关系以与标准线平行的直线进行定义时，部分色散比(θg，F)通常例如为(-1.7×10-3×νd+0.63450)以上、更具体为(-1.7×10-3×νd+0.63750)以上、进一步具体为(-1.7×10-3×νd+0.63950)以上、进一步具体为(-1.7×10-3×νd+0.64150)以上，通常例如为(-1.7×10-3×νd+0.67750)以下、更具体为(-1.7×10-3×νd+0.67550)以下、进一步具体为(-1.7×10-3×νd+0.67350)以下。
另外，第三光学玻璃的部分色散比(θg，F)的下限优选为(-0.00170×νd+0.6375)，更优选为(-0.00170×νd+0.6395)，最优选为(-0.00170×νd+0.6415)。另一方面，对第三光学玻璃的部分色散比(θg，F)的上限没有特别限定，通常大约为(-0.00170×νd+0.6575)、更具体为(-0.00170×νd+0.6555)、进一步具体为(-0.00170×νd+0.6535)。
另外，第四光学玻璃的部分色散比(θg，F)的下限优选为(-0.00170×νd+0.6375)，更优选为(-0.00170×νd+0.6395)，最优选为(-0.00170×νd+0.6415)。另一方面，对第四光学玻璃的部分色散比(θg，F)的上限没有特别限定，通常大约为(-0.00170×νd+0.6800)以下、更具体为(-0.00170×νd+0.6790)以下、进一步具体为(-0.00170×νd+0.6780)以下。此外，本发明的部分色散比的优选范围会根据光学玻璃的阿贝数而变动，因此使用与标准线平行的直线来表示。
本发明的光学玻璃的部分色散比(θg，F)基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003来测定。此外，本测定所用的玻璃使用以-25℃/小时的退火降温速度在退火炉中进行过处理的玻璃。
另外，本发明的光学玻璃优选具有650℃以下的玻璃化转变温度(Tg)。由此，可以在更低的温度下进行压制成型，因此还可以减轻模压成型所用的模具的氧化而谋求模具的长寿命化。因此，本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)优选以650℃、更优选以620℃、最优选以600℃为上限。此外，对本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)的下限没有特别限定，根据本发明得到的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)通常大约为100℃以上、具体为150℃以上、进一步具体为200℃以上。
本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)通过进行使用差示热测定装置(NETZSCH-
Figure BDA0001478888990000421
GmbH制造的STA 409CD)的测定来求出。在此，进行测定时样品粒度为425～600μm，升温速度为10℃/分钟。
另外，本发明的光学玻璃优选着色少。本发明的光学玻璃以玻璃的透射率表示时，厚度10mm的样品显示70％光谱透射率的波长(λ70)为500nm以下，更优选为480nm以下，最优选为450nm以下。本发明的光学玻璃特别优选的是，厚度10mm的样品显示80％光谱透射率的波长(λ80)为500nm以下，更优选为480nm以下，最优选为450nm以下。另外，本发明的光学玻璃的厚度10mm的样品显示5％光谱透射率的波长(λ5)为450nm以下，更优选为430nm以下，最优选为410nm以下。由此，使得玻璃的吸收端位于紫外区域的附近，可提高可见区域中的玻璃的透明性，因此可以使用该光学玻璃作为透镜等光学元件的材料。
本发明的光学玻璃的透射率依据日本光学硝子工业会标准JOGIS02来测定。具体而言，依据JISZ8722来测定厚度10±0.1mm的相对面平行研磨品的200～800nm的光谱透射率，求出λ80(透射率为80％时的波长)、λ70(透射率为70％时的波长)和λ5(透射率为5％时的波长)。
另外，本发明的光学玻璃优选光弹性常数小。尤其，本发明的光学玻璃在波长546.1nm下的光弹性常数(β)为2.0×10-5nm·cm-1·Pa-1以下，更优选为1.5×10-5nm·cm-1·Pa-1以下，进一步优选为1.0×10-5nm·cm-1·Pa-1以下，最优选为0.7×10-5nm·cm-1·Pa-1以下。由此，可提高光学玻璃的部分色散比、并且可提高透射光的偏光特性，因此在将光学玻璃用于投影仪、照相机(特别是具备偏光滤光器的)的光学系统时，可降低色像差并且可抑制光学元件内部的光的散射。即，可以更进一步提高这些投影仪、照相机的演色性。
关于本发明的光学玻璃的光弹性常数(β)，使用相对面研磨过的直径25mm、厚度8mm的圆片形状的试样，测定沿规定方向加载F[Pa]的压缩负荷时在玻璃中心产生的波长546.1nm的光的光程差δ[nm]。接着，使用所得F和δ的值以及玻璃的厚度d[cm]的值，由δ＝β×d×F的关系式求出光弹性常数β[10-5nm·cm-1·Pa-1]。此外，波长546.1nm的测定光源使用超高压汞灯。
另外，本发明的光学玻璃优选耐失透性高。尤其，本发明的光学玻璃优选具有1200℃以下的低液相温度。更具体而言，本发明的光学玻璃的液相温度优选以1200℃、更优选以1180℃、最优选以1150℃为上限。由此，可提高玻璃的稳定性而减少晶化，因此可以提高由熔融状态形成玻璃时的耐失透性，可以减轻对使用玻璃的光学元件的光学特性的影响。另一方面，对本发明的光学玻璃的液相温度的下限没有特别限定，根据本发明得到的玻璃的液相温度通常大约为500℃以上、具体为550℃以上、进一步具体为600℃以上。此外，本说明书中的“保温试验”为了确认玻璃的耐失透性是否高，如下进行：将玻璃原料放入30cc的铂制的坩埚，加盖在1200℃～1250℃的炉内熔解10～20分钟左右，搅拌均化之后，将所得玻璃在设定为1000～1150℃的炉内加盖保持2小时，观察玻璃的表面和内部以及与坩埚的内壁的接触面所析出的晶体，由此进行。
预成型坯以及光学元件
可以使用例如再热压制成型、精密压制成型等模压成型的方法来由所制作的光学玻璃制作玻璃成型体。即，可以由光学玻璃制作模压成型用的预成型坯、在对该预成型坯进行再热压制成型之后进行研磨加工来制作玻璃成型体；或者，可以对例如进行研磨加工而制作的预成型坯进行精密压制成型来制作玻璃成型体。此外，制作玻璃成型体的方法不限定于这些方法。
这样制作的玻璃成型体可用于各种各样的光学元件，其中，特别优选用于透镜、棱镜等光学元件的用途。由此，可以减轻设置有光学元件的光学系统的透射光的由色像差导致的渗色。因此，在将该光学元件用于照相机时，可以更正确地显示拍摄对象物，在将该光学元件用于投影仪时，可以以更高色彩投影期望的画面。
实施例
本发明的实施例(No.A1～No.A13、No.B1～No.B23、No.C1～No.C6、No.D1～No.D36)和比较例(No.a1、No.c1、No.d1)的组成以及它们的玻璃的折射率(nd)和阿贝数(νd)、部分色散比(θg、F)、玻璃化转变温度(Tg)、透射率为80％时的波长(λ80)、透射率为5％时的波长(λ5)和液相温度的值示于表1～表11。此外，以下实施例仅仅是以例示为目的的，本发明并不仅限定于这些实施例。
本发明的实施例(No.A1～No.A13、No.B1～No.B23、No.C1～No.C6、No.D1～No.D36)的光学玻璃和比较例(No.a1、No.c1、No.d1)的玻璃均如下制作：作为各成分的原料，分别选定相应的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、氢氧化物、偏磷酸化合物等在通常的光学玻璃中使用的高纯度原料，按表1～表11所示的各实施例和比较例的组成的比例进行秤量并均匀混合，然后投入铂坩埚，根据玻璃组成的熔融难易度用电炉在1000～1400℃的温度范围内熔解1～6小时，搅拌均化并进行消泡等，然后在降至1200℃的温度并搅拌均化后浇注到模具中，退火来制作玻璃。
在此，实施例(No.A1～No.A13、No.B1～No.B23、No.C1～No.C6、No.D1～No.D36)和比较例(No.a1、No.c1、No.d1)的玻璃的折射率(nd)和阿贝数(νd)以及部分色散比(θg，F)基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003来测定。接着，对于所求出的阿贝数(νd)和部分色散比(θg，F)的值，求出在关系式(θg，F)＝-a×νd+b中的斜率a为0.0017和0.0020时的截距b。另外，对于所求出的折射率(nd)的值，求出关系式-100×nd+220的值。此外，本测定所用的玻璃使用以-25℃/小时的退火降温速度在退火炉中进行过处理的玻璃。
另外，实施例(No.D1～No.D36)和比较例(No.d1)的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)通过进行使用差示热测定装置(NETZSCH-
Figure BDA0001478888990000451
GmbH制造STA 409CD)的测定来求出。在此，进行测定时样品粒度为425～600μm，升温速度为10℃/分钟。
另外，关于实施例(No.D1～No.D36)和比较例(No.d1)的玻璃的透射率，依据日本光学硝子工业会标准JOGIS02来测定。此外，在本发明中，通过测定玻璃的透射率来求出玻璃的着色的有无和程度。具体而言，依据JISZ8722来对厚度10±0.1mm的相对面平行研磨品测定200～800nm的光谱透射率，求出λ80(透射率为80％时的波长)和λ5(透射率为5％时的波长)。
另外，实施例(No.D1～No.D36)和比较例(No.d1)的玻璃的液相温度如下测定：将粉碎了的玻璃试样以10mm间隔载置于铂板上，将其在具有800℃～1200℃的温度梯度的炉内保持3分钟之后取出，冷却后在倍率80倍的显微镜下观察玻璃试样中的晶体的有无，从而测定。此时，将光学玻璃粉碎成直径2mm左右的粒状作为样品。
表1
Figure BDA0001478888990000461
表2
Figure BDA0001478888990000471
表3
Figure BDA0001478888990000481
表4
Figure BDA0001478888990000491
表5
Figure BDA0001478888990000501
表6
Figure BDA0001478888990000511
表7
Figure BDA0001478888990000521
表8
Figure BDA0001478888990000531
表9
Figure BDA0001478888990000541
表10
Figure BDA0001478888990000551
表11
Figure BDA0001478888990000561
本发明的实施例的光学玻璃的部分色散比(θg，F)为(-0.00170×νd+0.6375)以上，更具体为(-0.00170×νd+0.6420)以上。尤其，实施例(No.C1～No.C6)的光学玻璃的部分色散比(θg，F)为(-0.00170×νd+0.64486)以上。另外，本发明的实施例(No.A1～No.A13)的光学玻璃的部分色散比(θg，F)也为(-0.00170×νd+0.63750)以上，推测其具有期望的高部分色散比。另一方面，本发明的实施例(No.B1～No.B23)的光学玻璃的部分色散比(θg，F)为(-0.00200×νd+0.64982)以上。因此明确，本发明的实施例的光学玻璃在与阿贝数(νd)的关系式中部分色散比(θg，F)大、在形成光学元件时的色像差小。
本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)均为1.57以上、更详细而言为1.65以上，并且该折射率(nd)均为2.20以下、更详细而言为1.85以下，均在期望的范围内。尤其，本发明的实施例(No.A1～No.A13)的光学玻璃的折射率(nd)均为1.73以上，并且该折射率(nd)均为1.78以下。另外，本发明的实施例(No.B1～No.B23)的光学玻璃的折射率(nd)均为1.70以上、更具体为1.75以上。另外，实施例(No.C1～No.C6)的光学玻璃的折射率(nd)均为1.60以上、更详细而言为1.65以上，并且该折射率(nd)均为1.70以下。另外，实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的折射率(nd)均为1.69以上，并且该折射率(nd)均为1.81以下。
另外，本发明的实施例的光学玻璃的阿贝数(νd)均为39以上、更详细而言为40.7以上，并且该阿贝数(νd)均为63以下、更详细而言为61以下，均在期望的范围内。尤其，本发明的实施例(No.A1～No.A13)的光学玻璃的阿贝数(νd)均为45以上、更详细而言为49以上，并且该阿贝数(νd)均为60以下、更详细而言为54以下。另外，本发明的实施例(No.B1～No.B23)的光学玻璃的阿贝数(νd)均为39以上、更详细而言为40.7以上，并且该阿贝数(νd)均小于52、更详细而言为51.3以下。另外，本发明的实施例(No.C1～No.C6)的光学玻璃的阿贝数(νd)均为50以上、更具体为54以上，并且该阿贝数(νd)均为57以下。另外，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的阿贝数(νd)均为45以上，并且该阿贝数(νd)均为63以下、更详细而言为61以下。
在此，本发明的实施例(No.C1～No.C6)的光学玻璃满足本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)与折射率(nd)之间的(νd)≥(-100×nd+220)的关系。
另外，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为650℃以下、更详细而言为620℃以下，在期望的范围内。另外，可推测本发明的其他实施例的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)也为650℃以下。
另外，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的λ80(透射率为80％时的波长)均为500nm以下、更详细而言为410nm以下。另外，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的λ5(透射率为5％时的波长)均为450nm以下、更详细而言为350nm以下，均在期望的范围内。另外，可推测本发明的其他实施例的光学玻璃也类似，λ70(透射率为70％时的波长)为500nm以下、λ5(透射率为5％时的波长)为450nm以下。
另外，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的液相温度均为1200℃以下、更详细而言为1100℃以下，并且该液相温度均为500℃以上。另一方面，比较例(No.d1)的玻璃的液相温度为1200℃以上。因此明确了，本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比液相温度较低而不容易失透。
另外，可推测本发明的实施例(No.A1～No.A13)的光学玻璃在波长546.1nm下的光弹性常数(β)为2.0×10-5nm·cm-1·Pa-1以下。
因此明确了，本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)和阿贝数(νd)在期望的范围内并且色像差小，易于进行模压成型，对可见区域的波长的光的透明性高。尤其明确了，本发明的实施例(No.D1～No.D36)的光学玻璃的耐失透性高。另外可认为实施例(No.A1～No.A13)的光学玻璃在光学玻璃内部的散射也小。
进而，使用本发明的实施例中得到的光学玻璃进行再热压制成型，然后进行研削和研磨，加工成透镜和棱镜的形状。另外，使用本发明的实施例的光学玻璃形成精密压制成型用预成型坯，对精密压制成型用预成型坯进行精密压制成型加工。在任意一种情况下，加热软化后的玻璃中均未产生乳白化和失透等问题，可以稳定地加工成各种各样的透镜和棱镜的形状。
以上，以例示为目的对本发明进行了详细说明，但本实施例仅仅是以例示为目的的，希望理解本领域技术人员可以在不脱离本发明的思想和范围地进行多种改变。

Claims (12)

1.一种光学玻璃，其相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，含有15.65～30.0％的B2O3成分，25.0～55.0％的La2O3成分，0.5～20.0％的SiO2成分、2.09～20.0％的Y2O3成分以及0.5～20.0％的Al2O3成分，
Yb2O3成分的含量小于1.0％，
Sb2O3成分的含量为1.0％以下，
以相对于氧化物基准的玻璃总质量的增量质量％计，F成分的含量为5.59％以上且20.0％以下，
相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln2O3成分的质量和为40.0％以上且80.0％以下，式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上，
具有1.70以上的折射率nd和39以上的阿贝数νd，部分色散比(θg，F)与阿贝数νd之间满足(θg，F)≥(-0.00170×νd+0.63750)或(θg，F)≥(-2.0×10-3×νd+0.6498)的关系。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，按质量％计，
SiO2成分为0.5～15.0％和/或
Gd2O3成分为0～35.0％和/或
Lu2O3成分为0～10.0％和/或
Bi2O3成分为0～10.0％和/或
TiO2成分为0～15.0％和/或
Nb2O5成分为0～15.0％和/或
WO3成分为0～15.0％和/或
K2O成分为0～10.0％和/或
ZrO2成分为0～15.0％和/或
Ta2O5成分为0～25.0％和/或
Li2O成分为0～10.0％和/或
Na2O成分为0～10.0％和/或
MgO成分为0～10.0％和/或
CaO成分为0～10.0％和/或
SrO成分为0～10.0％和/或
BaO成分为0～15.0％和/或
ZnO成分为0～20.0％和/或
GeO2成分为0～10.0％和/或
P2O5成分为0～10.0％和/或
Ga2O3成分为0～10.0％和/或
TeO2成分为0～10.0％和/或
SnO2成分为0～5.0％。
3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(SiO2+B2O3)为40.0％以下，
相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5)为20.0％以下，
相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分的质量和为55.0％以下，式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba组成的组中的一种以上，
相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn2O成分的质量和为25.0％以下，式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和Gd2O3+Yb2O3为26.0％以下。
5.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成中的质量比Ln2O3/(Bi2O3+TiO2+WO3+Nb2O5+Ta2O5)为1.7以上且25.0以下。
6.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，氧化物换算组成的质量比Ln2O3/(SiO2+B2O3)为1.00以上，式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb、Lu组成的组中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和WO3+La2O3+ZrO2+Ta2O5为25.0％以上且60.0％以下。
8.根据权利要求1所述的光学玻璃，其具有45以上的阿贝数νd。
9.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，阿贝数νd与折射率nd之间满足νd≥-100×nd+220的关系。
10.一种预成型坯材，其是由权利要求1所述的光学玻璃形成的。
11.一种光学元件，其以权利要求1所述的光学玻璃为母材。
12.一种光学设备，其具备权利要求11所述的光学元件。
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