CN108947240A - 光学玻璃、预成型坯及光学元件 - Google Patents

光学玻璃、预成型坯及光学元件 Download PDF

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明为光学玻璃、预成型坯及光学元件。本发明的课题在于，获得一种玻璃，其部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，满足(‑0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(‑0.00162×νd+0.660)的关系，且耐酸性高。该玻璃，以质量％计，含有P2O5成分20.0～60.0％，BaO成分5.0～45.0％，Ln2O3成分大于0～15.0％；部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，满足(‑0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(‑0.00162×νd+0.660)的关系；以粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～5级。

Description

光学玻璃、预成型坯及光学元件
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃、预成型坯及光学元件
背景技术
近年，使用光学系统仪器的数字化及高清晰化正急速地发展，在数码相机或摄影机等摄影仪器、投影机或投影电视机等图像回放(投影)仪器等的各种光学仪器领域，对于提高加工产率的需求增强。
此外，作为光学设计上所著重的光学特性指针，使用部分色散比(θg,F)。为了能够良好地校正次级光谱，需求在低色散一侧的透镜上使用部分色散比较大的光学材料。
一般而言，色像差是通过组合低色散的凸透镜与高色散的凹透镜来进行校正，但以这种组合只能校正红色领域与绿色领域的像差，蓝色领域的像差却依旧存在。这种无法完全去除的蓝色领域像差被称为次级光谱。在校正次级光谱的情况下，必须考虑加入蓝色领域的g线(435.835nm)动向的光学设计。此时，作为光学设计上所著重的光学特性指针，而使用部分色散比(θg,F)。在上述组合低色散的透镜与高色散的透镜的光学系统中，在低色散一侧的透镜上使用部分色散比(θg,F)较大的光学材料，在高色散部分的透镜上使用部分色散比(θg,F)较小的光学材料，借此次级光谱将得以良好地被校正。
部分色散比(θg,F)可由下述式(1)表示。
θg,F＝(ng-nF)/(nF-nC) (1)
在光学玻璃中，表示短波长领域的部分色散性的部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，有着近乎直线的关系。表示该关系的直线，则被称为正规线，以下述直线来表示：在采用部分色散比(θg,F)为纵轴，阿贝数(νd)为横轴的直角坐标上，以NSL7与PBM2的部分色散比及阿贝数描绘出2点，再连结该2点所成的直线(请参考第1图)。作为正规线基准的标准玻璃，虽然会随着每个光学玻璃制造商而有所不同，但各公司是以几乎相同的倾斜度与截距来加以定义。(NSL7与PBM2是小原股份有限公司制造的光学玻璃，PBM2的阿贝数(νd)是36.3，部分色散比(θg,F)是0.5828，NSL7的阿贝数(νd)是60.5，部分色散比(θg,F)是0.5436)
此外，在玻璃制造步骤中进行加工时，若玻璃的加工性差，在研削/研磨步骤或洗净步骤时等情况下，玻璃的表面会变得容易产生变色损伤或混浊。此时，为了不使玻璃内部出现变色损伤或混浊，则会增加对玻璃表面进行研削/研磨的步骤，故会在加工步骤上花费大量的时间。
特别是，低色散一侧(例如阿贝数为50以上70以下)的领域中，以P2O5成分为主成分且含有BaO成分的光学玻璃，一般而言，其耐酸性或磨损度容易恶化，且玻璃的加工性不佳，故期望一种耐酸性良好的光学玻璃。
进而，在组装于投影机等会发热的光学仪器的光学元件中，期望能构成一种光学系统，其不易因为使用环境的温度变动而对光学系统成像特性等产生影响。
在制作光学元件的光学玻璃中，特别是对于下述加工性改良或部分色散比大的玻璃材料需求增加：具有折射率(nd)是1.57～1.65，阿贝数(νd)是50以上70以下的高阿贝数，且不含氟的磷酸系玻璃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-202418号公报
发明内容
为了将光学玻璃应用于各种光学仪器上，会进行研磨或洗净等步骤。研磨步骤中会使用研磨材，且洗净步骤中会使用洗剂等，若玻璃的化学耐久性差，特别是耐酸性差的话，则容易使玻璃受到损伤。
此外，在进行光学设计时，优选是于低色散一侧使用部分色散比较大的更加理想。进而，在构成不易因为温度变动而影响成像性能等的光学系统时，优选是并用下述两种光学元件：于温度上升时折射率变低，相对折射率的温度系数为负值的玻璃所构成的光学元件；于温度变高时折射率变高，相对折射率的温度系数为正值的玻璃所构成的光学元件，由此能校正温度变化对成像特性等所造成的影响。已知该相对折射率的温度系数是与线性膨胀系数相关，作为低色散一侧的磷酸系玻璃，优选是线性膨胀系数较小的玻璃。
然而，专利文献1所记载的玻璃并无法充分达到这样的需求。
本发明是有鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，使研磨步骤及洗净步骤中的玻璃加工变得容易，且于光学设计方面，在具有低折射率低色散的同时，还具有部分色散比较大的特性。
为了解决上述课题，本发明人等反复进行了锐意试验研究，结果发现通过以P2O5成分为主成分，并将BaO成分及稀土类元素成分作为必要成分，能够获得以粉末法测定时耐酸性良好，且部分色散比较大的玻璃，从而完成了本发明。
具体而言，本发明提供下述内容。
(1)一种光学玻璃，其特征在于，以质量％计，含有P2O5成分20.0～60.0％，BaO成分5.0～45.0％，Ln2O3成分大于0～15.0％；部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，满足(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的关系；以粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～5级。
(2)如(1)所述的光学玻璃，其特征在于，质量比Rn2O/(P2O5+B2O3)不满0.1，式中，Rn是选自Li、Na、K所成群组中的1种以上。
(3)如(1)或(2)所述的光学玻璃，其特征在于，折射率(nd)是1.57以上1.65以下，阿贝数(νd)是50以上70以下。
(4)一种预成型坯，其包括如(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃。
(5)一种光学元件，其包括如(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃。
(6)一种光学仪器，其具备如(5)所述的光学元件。
根据本发明，能够获得一种光学玻璃，其以粉末法测定的化学耐久性良好，且部分色散比较大。
附图说明
第1图是以部分色散比(θg,F)为纵轴，阿贝数(νd)为横轴的直角坐标所表示的正规线示意图；
第2图是示出本发明实施例的部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)关系的示意图。
具体实施方式
本发明的光学玻璃，以质量％计，含有P2O5成分20.0～60.0％，BaO成分5.0～45.0％，Ln2O3成分大于0～15.0％；部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，满足(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的关系；以粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～5级。
根据本发明，通过以P2O5成分为主成分，并将BaO成分及稀土类元素成分作为必要成分，能够获得以粉末法测定时耐酸性良好，且部分色散比较大的玻璃。
以下，对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明。本发明完全不限于以下的实施方式，可在本发明的目的范围内适当加以变更来实施。此外，虽然在说明重复的地方有时会适当省略说明，但并不限定发明的主旨。
[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，除非另有说明，否则各成分的含量都是以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量％来表示。在此，“氧化物换算组成”是指在假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等在溶融时全部分解变成氧化物的情况下，通过将该生成氧化物的总质量设为100质量％来表示玻璃中所含有的各成分的组成。
<关于必要成分、任意成分>
本发明的光学玻璃中，P2O5成分为必要成分，其是形成玻璃的主要成分的同时，还是可以提高玻璃黏性，提高玻璃稳定性的成分。
另一方面，若P2O5成分的含量过少，有可能会有随着玻璃变得不稳定而使得黏性变低的担忧，或是有玻璃稳定性恶化的担忧，因此，本发明的光学玻璃中，P2O5成分的含量，优选为20.0％以上，更优选为25.0％以上，进一步优选为30.0％以上。
此外，若P2O5成分的含量过多，则会使折射率降低，部分色散比变小，因此，P2O5成分的含量，优选为60.0％以下，更优选为56.0％以下，进一步优选为53.0％以下，更进一步优选为50.0％以下。
P2O5成分，可使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等作为原料。
BaO成分，是本发明的必要成分，具有提高玻璃的折射率并能够提高玻璃稳定化的效果，且能使部分色散比变大。
因此，BaO成分的含量，优选为5.0％以上，更优选为8.0％以上，进一步优选为10.0％以上。
另一方面，若BaO成分的含量过多，会使得耐酸性恶化，线性膨胀系数变大，而难以成为本发明光学玻璃所期望的加工性改良或线性膨胀较小的玻璃。因此，BaO成分的含量，优选为45.0％以下，更优选为40.0％以下，进一步优选为36.0％以下。
BaO成分，可使用BaCO3、Ba(NO3)2、Ba(PO3)2、BaF2等作为原料。
Ln2O3成分(式中，Ln是选自La、Gd、Y、Yb所成群组中的1种以上)的含量的和(质量和)，优选为大于0％且15.0％以下。
特别是，通过将该质量和设为大于0％，在可以具有所期望的折射率的同时，还能使粉末法耐酸性的减量率变低。Ln2O3成分含量的质量和，优选为大于0％，更优选为大于1.0％，进一步优选为大于3.0％。
另一方面，通过将该质量和设为15.0％以下，可使得部分色散比不会变得过小，并能提高玻璃的稳定性。因此，Ln2O3成分含量的质量和，优选为15.0％以下，更优选为10.0％以下，进一步优选为8.0％以下。
Rn2O成分(式中，Rn是选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)相对于P2O5成分及B2O3成分的和的质量比，优选为不满0.1。
通过将Rn2O/(P2O5+B2O3)的比率设为适当的数值，可以抑制玻璃折射率的低下，且在玻璃变得稳定的同时，可以使粉末法耐酸性的减量率变低。
因此，Rn2O/(P2O5+B2O3)，优选为不满0.1，更优选为不满0.08，进一步优选为不满0.05。
B2O3成分，在包含稀土类氧化物的本发明光学玻璃中，是作为玻璃形成氧化物所不可或缺的任意成分。特别是本发明的光学玻璃中，通过含有大于0％的B2O3成分，能够提高玻璃的熔融性。因此，B2O3成分的含量，优选为大于0％，更优选为3.0％以上，进一步优选为大于5.0％。
另一方面，通过将B2O3成分的含量设为20.0％以下，可以抑制化学耐久性的恶化。因此，B2O3成分的含量，优选为20.0％以下，更优选为18.0％以下，进一步优选为不满15.0％。
B2O3成分，可使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等作为原料。
SrO成分，其含量大于0％时，在可以维持所期望的折射率与色散的同时，还可以使部分色散比变大。
另一方面，若SrO成分的含量过多，会使得耐酸性恶化，且玻璃会变得不稳定。因此，SrO成分的含量，优选为35.0％以下，更优选为30.0％以下，进一步优选为28.0％以下。
SrO成分，可使用Sr(NO3)2、SrF2、Sr(PO3)2等作为原料。
SiO2成分为任意成分，其含量大于0％时，能够提高熔融玻璃的黏度，且能够提高耐失透性。
另一方面，通过将SiO2成分的含量设为10.0％以下，能够获得稳定的玻璃。因此，SiO2成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％。
SiO2成分，可使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作为原料。
MgO成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高玻璃的稳定化，且能使部分色散比变大。
另一方面，通过将MgO成分的含量设为15.0％以下，能减少因该等成分过量含有所引起的折射率低下或失透。因此，MgO成分的含量，优选为15.0％以下，更优选为不满13.0％，进一步优选为不满10.0％。
MgO成分，可使用MgCO3、MgF2、MgO、4MgCO3.Mg(OH)2等作为原料。
CaO成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高玻璃原料的熔融性或是玻璃的耐失透性。
另一方面，通过将CaO成分的含量设为18.0％以下，能够减少因该等成分过量含有所引起的折射率低下或失透。CaO成分的含量，优选为18.0％以下，更优选为不满15.0％，进一步优选为不满13.0％。
CaO成分，可使用CaCO3、CaF2等作为原料。
ZnO成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高耐失透性，并使比重变小，且能够提高化学耐久性。因此，ZnO成分的含量，优选为大于0％，更优选为大于0.5％，进一步优选也可以大于1.0％。
另一方面，通过将ZnO成分的含量设为20.0％以下，能够维持低色散。因此，ZnO成分的含量，优选为20.0％以下，更优选为15.0％以下，进一步优选为10.0％以下，更进一步优选为8.0％以下。
ZnO成分，可使用ZnO、ZnF2等作为原料。
La2O3成分为任意成分，通过使其含量大于0％，能够降低耐酸性的减量率，并可提高折射率。因此，La2O3成分的含量，优选为大于0％，更优选为大于0.5％，进一步优选也可以大于1.0％。
另一方面，若含量较多的话会使耐失透性恶化，且部分色散比变小，因此，La2O3成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满8.0％，进一步优选为不满5.0％。
La2O3成分，可使用La2O3、La(NO3)3.XH2O(X为任意整数)等作为原料。
Gd2O3成分为任意成分，通过将其含量设为大于0％，会使得在稀土类元素中耐失透性良好，且能够降低耐酸性的减量率。因此，Gd2O3成分的含量，优选为大于0％，更优选为大于1.0％，进一步优选也可以大于1.5％。
另一方面，若含量较多的话会使得耐失透性恶化，且部分色散比变小，因此，Gd2O3成分的含量，优选为15.0％以下，更优选为不满13.0％，进一步优选为不满8.0％。
Gd2O3成分，可使用Gd2O3、GdF3等作为原料。
Y2O3成分与Yb2O3成分为任意成分，至少其中一方的含量大于0％时，能够在维持所期望的阿贝数的同时提高玻璃的折射率，且可提高耐失透性。
另一方面，通过将Y2O3成分与Yb2O3成分个别的含量设为10.0％以下，能够减少因该等成分过量含有所引起的失透，并可降低玻璃的材料成本。因此，Y2O3成分与Yb2O3成分的个别含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％。
Y2O3成分与Yb2O3成分，可使用Y2O3、YF3、Yb2O3等作为原料。
ZrO2成分为任意成分，其含量大于0％时，可降低耐酸性的减量率。
另一方面，通过将ZrO2成分的含量设为10.0％以下，能够维持所期望的阿贝数，且可抑制因ZrO2成分过量含有所引起的耐失透性的低下。因此，ZrO2成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％。
ZrO2成分，可使用ZrO2、ZrF4等作为原料。
Nb2O5成分为任意成分，其含量大于0％时，会改善耐酸性，并提高部分色散比。
另一方面，通过将Nb2O5成分的含量设为10.0％以下，能够维持较低的阿贝数，且可降低耐酸性的减量率，因此，优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为不满5.0％，更进一步优选为不满3.0％。
Nb2O5成分，可使用Nb2O5等作为原料。
WO3成分为任意成分，其含量大于0％时，能够提高折射率及部分色散比，且可提高耐失透性。
另一方面，通过将WO3成分的含量设为10.0％以下，则不易使玻璃相对于可见光的透射率低下，且能够降低材料成本。因此，WO3成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为不满5.0％，更进一步优选为不满3.0％。
WO3成分，可使用WO3等作为原料。
TiO2成分为任意成分，其含量大于0％时，可降低耐酸性的减量率，并提高部分色散比。
另一方面，通过将TiO2成分的含量设为10.0％以下，能够维持所期望的阿贝数，并获得稳定的玻璃。因此，TiO2成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％。
TiO2成分，可使用TiO2等作为原料。
Ta2O5成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高折射率，并提高耐失透性，且能够提高熔融玻璃的黏性。
另一方面，通过将Ta2O5成分的含量设为5.0％以下，可减少稀少矿物资源的Ta2O5成分的使用量，故能够降低玻璃的材料成本。因此，Ta2O5成分的含量，优选为5.0％以下，更优选为不满3.0％，进一步优选为不满1.0％，最优选为不含有。
Ta2O5成分，可使用Ta2O5等作为原料。
Li2O成分为任意成分，其含量大于0％时，可改善玻璃的熔融性，且提高折射率。因此，Li2O成分的含量，优选为大于0％，更优选为大于0.5％，进一步优选为大于1.0％。
另一方面，通过将Li2O成分的含量设为10.0％以下，可减少失透，并提高玻璃的黏性，故能够减少产生玻璃纹路。因此，Li2O成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满8.0％，进一步优选为不满5.0％，更进一步优选为不满3.0％。
Li2O成分，可使用Li2CO3、LiNO3、Li2F等作为原料。
Na2O成分及K2O成分为任意成分，至少其中一方的含量大于0％时，可改善玻璃原料的熔融性，并能够提高耐失透性。
另一方面，通过将Na2O成分及K2O成分的个别含量设为10.0％以下，则不易使折射率低下，且能够减少因过量含有所引起的失透。因此，Na2O成分及K2O成分个别的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满8.0％，进一步优选为不满5.0％，更进一步优选为不满3.0％。
Na2O成分及K2O成分，可使用Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等作为原料。
GeO2成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高玻璃的折射率，且能够提高耐失透性。
然而，由于GeO2的原料价格昂贵，若其使用量过大则会造成材料成本变高。因此，GeO2成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％，更进一步优选为不满1.0％，最优选为不含有。
GeO2成分，可使用GeO2等作为原料。
Al2O3成分为任意成分，其含量大于0％时，能够降低耐酸性的减量率，并提高耐失透性。因此，Al2O3成分的含量，优选为大于0％，更优选为大于0.5％，进一步优选也可以大于1.0％。
另一方面，通过将Al2O3成分的含量设为10.0％以下，能够减少因过量含有所引起的失透。因此，Al2O3成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满9.0％，进一步优选为不满8.0％。
Al2O3成分，可使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3等作为原料。
Ga2O3成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高化学耐久性及耐失透性。
另一方面，通过将Ga2O3成分的含量设为10.0％以下，能够减少因过量含有所引起的失透。因此，Ga2O3成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％，更进一步优选为不满1.0％。
Ga2O3成分，可使用Ga2O3等作为原料。
Bi2O3成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高折射率并降低阿贝数，且能够降低玻璃化转变温度。
另一方面，通过将Bi2O3成分的含量设为10.0％以下，可提高玻璃的耐失透性，且能够减少玻璃的着色而提高可见光的透射率。因此，Bi2O3成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％，更进一步优选为不满1.0％。
Bi2O3成分，可使用Bi2O3等作为原料。
TeO2成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高折射率，且能够降低玻璃化转变温度。
另一方面，通过将TeO2成分的含量设为10.0％以下，能够减少玻璃的着色而提高可见光透射率。此外，通过白金制的坩埚、或是通过与熔融玻璃接触的部分是以白金所形成的熔融槽来熔融玻璃原料时，存在TeO2可能会与白金进行合金化的问题。因此，TeO2成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％，更进一步优选为不满1.0％。
TeO2成分，可使用TeO2等作为原料。
SnO2成分为任意成分，其含量大于0％时，可通过减少熔融玻璃的氧化，一边抑制白金溶入，一边促进熔融玻璃清澈。
另一方面，通过将SnO2成分的含量设为3.0％以下，则能够减少因熔融玻璃的还原所造成的玻璃着色、或是玻璃失透。此外，由于SnO2成分与熔解设备(特别是Pt等贵金属)之间的合金化减少，可期望延长熔融设备的使用年限。因此，SnO2成分的含量，优选为3.0％以下，更优选为不满1.0％，进一步优选为不满0.5％。
SnO2成分，可使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等作为原料。
Sb2O3成分为任意成分，其含量大于0％时，能够使熔融玻璃消泡。
另一方面，若Sb2O3成分的含量过多，会使得可见光范围中短波长范围的透射率变差。因此，Sb2O3成分的含量，优选为1.0％以下，更优选为不满0.5％，进一步优选为不满0.1％。
Sb2O3成分，可使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等作为原料。
此外，使玻璃清澈且消泡的成分，并不限于上述的Sb2O3成分，可使用玻璃制造领域中公知的澄清剂、消泡剂或该等的组合。
F成分为任意成分，其含量大于0％时，可提高玻璃的阿贝数，降低玻璃化转变温度，且能够提高耐失透性。
然而，F成分的含量，即，取代了上述元素的1种或2种以上的氧化物的一部分或全部的，氟化物的F的合计量若大于10.0％，则F成分的挥发量变多，因此会变得难以获得稳定的光学常数，而难以获得均匀的玻璃。此外，阿贝数会上升至所需以上。
因此，F成分的含量，优选为10.0％以下，更优选为不满5.0％，进一步优选为不满3.0％，更进一步优选为不满1.0％，再更进一步优选为不含有。
F成分，可通过使用例如ZrF4、AlF3、NaF、CaF2等作为原料，将其包含于玻璃内。
RO成分(式中，R是选自Mg、Ca、Sr、Ba所成群组中的1种以上)的含量的和(质量和)，优选为10.0％以上且50.0％以下。
特别是，通过将该和设为10.0％以上，可提高折射率，并能够提高玻璃的耐失透性。因此，RO成分的合计含量，优选为10.0％以上，更优选为15.0％以上，进一步优选为20.0％以上，更进一步优选为25.0％以上，再更进一步优选为28.0％以上。
另一方面，通过将该和设为50.0％以下，可减少因该等成分过量含有所引起的失透，而能够获得耐酸性的减量率或是磨损度较低的玻璃。因此，RO成分的合计含量，优选为50.0％以下，更优选为不满48.0％，进一步优选为不满45.0％。
Rn2O成分(式中，Rn是选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)含量的和(质量和)，优选为10.0％以下。由此，能够抑制玻璃的折射率低下，且可减少失透。因此，Rn2O成分，其下限优选为大于0％，更优选为大于0.05％，进一步优选为大于0.10％。
因此，Rn2O成分的含量的质量和，优选为10.0％以下，更优选为不满8.0％，进一步优选为不满5.0％，更进一步优选为不满3.0％。
ZnO成分相对于BaO成分的质量比，优选为0.01以上。由此，能够使线性膨胀系数变小。该质量比(ZnO/BaO)，优选为0.01以上，更优选为0.025以上，进一步优选为0.05以上，更进一步优选为大于0.1。
另一方面，通过将质量比(ZnO/BaO)设为1.0以下，可在维持低色散的同时，保持所期望的折射率。因此，质量比(ZnO/BaO)，其上限优选为1.0以下，更优选为0.8以下，进一步优选为0.5以下。
P2O5成分与B2O3成分的和(质量和)，优选为30.0％以上。由此，能够使玻璃稳定，且容易导入使粉末法耐酸性变得良好的成分，或是使部分色散比变大的成分。P2O5与B2O3的质量和，优选为30.0％以上，更优选为35.0％以上，进一步优选为40.0％以上。
另一方面，若该质量和过大，则难以获得所期望的折射率及阿贝数，因此，优选为不满65.0％，更优选为不满63.0％，进一步优选为不满60.0％，更进一步优选为不满56.0％。
通过将SrO成分相对于BaO成分的质量比设为2.00以下，可降低粉末法耐酸性的减量率，且能够使线性膨胀系数变小。因此，质量比(SrO/BaO)，其上限优选为2.00以下，更优选为1.80以下，进一步优选为1.60以下。
La2O3成分及Gd2O3成分的含量的和(质量和)，优选为大于0％。由此能够获得粉末法耐酸性为良好的玻璃。故该质量和优选为大于0％，更优选为大于1.0％，进一步优选为大于3.0％。
另一方面，该质量和(La2O3+Gd2O3)，优选为不满15.0％。若含有15.0％以上的话，会使失透性恶化，而难以获得稳定的玻璃。故该质量和优选为不满15.0％，更优选为不满13.0％，进一步优选为不满8.0％。
SrO成分、CaO成分、MgO成分相对于BaO成分的质量比，优选为0.20以上。由此，能够降低粉末法耐酸性的减量率，且使线性膨胀系数变小。故该质量比优选为0.20以上，更优选为0.22以上，进一步优选为0.24以上。
另一方面，通过将该质量比(SrO+CaO+MgO)/BaO设为3.00以下，可以在具有所期望的折射率的同时，使玻璃保持稳定。故该质量比优选为3.00以下，更优选为2.50以下，进一步优选为2.20以下。
<关于不应该含有的成分>
接下来，对本发明光学玻璃中不应该含有的成分，以及不适合含有的成分进行说明。
在不损害本发明的玻璃特性的范围内，可根据需要添加其他成分。然而，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Mo等各种过渡金属成分分别以单独或是复合型态含有时，即便是少量含有仍会使玻璃着色，而会发生对可见光范围中特定波长的光进行吸收这样的性质，因此，特别是在使用可见光范围的波长的光学玻璃中，优选为实质上不含有。
此外，PbO等铅化合物及As2O3等砷化合物，由于是环境负荷高的成分，理想是实质上不含有，即，除了无法避免的混入之外，为完全不含有。
进而，Th、Cd、Tl、Os、Be、Se各成分，近年来，被视为有害的化学物质，而有避免使用的倾向，不仅是在玻璃的制造步骤，甚至在加工步骤以及到制品化后的废弃处理为止，都必须有环境对策上的措施。因此，在重视环境上的影响的情况下，优选为实质上不含有该等成分。
[制造方法]
本发明的光学玻璃，例如能够以下述方式加以制作。即，使各成分在指定的含量范围内，将上述原料均匀地混合，再将制备的混合物投入白金坩埚、石英坩埚或铝氧坩埚中进行初步熔融之后，再放入白金坩埚、白金合金坩埚、或铱坩埚中，于1100～1400℃的温度范围下熔融1～5小时，搅拌使其均匀并进行消泡等步骤后，降温至900～1300℃的温度后，进行最终阶段的搅拌以去除纹路，再浇铸于铸模中，加以缓冷，由此制作而成。
[物性]
本发明的光学玻璃，具有所期望的折射率及高阿贝数(低色散)。
特别是，本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限，优选为1.57以上，更优选为1.58以上，进一步优选为1.59以上。
另一方面，该折射率的上限，优选为1.65以下，更优选为1.64，进一步优选为1.63。此外，本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的下限，优选为50以上，更优选为52以上，进一步优选为54以上。该阿贝数的上限，优选为70以下，更优选为不满68，进一步优选为65以下。
本发明的光学玻璃，由于具有这样的折射率及阿贝数，故可于光学设计上发挥功效，特别是在谋求高度的成像特性等同时，能够实现光学系统的小型化，可扩展光学设计的自由度。
本发明的光学玻璃，优选具有高部分色散比(θg,F)。
更具体而言，本发明的光学玻璃的部分色散比(θg,F)，其与阿贝数(νd)之间的关系，优选为满足(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的关系。
如此一来，相较于以往公知的含有大量稀土类元素成分的玻璃，本发明的光学玻璃具有更高的部分色散比(θg,F)。因此，在谋求玻璃的高折射率及低色散化的同时，还能够将该光学玻璃所形成的光学元件适用于色像差的校正。
在此，本发明的光学玻璃的部分色散比(θg,F)，其下限优选为(-0.00162×νd+0.625)，更优选为(-0.00162×νd+0.630)，进一步优选为(-0.00162×νd+0.632)。
另一方面，本发明的光学玻璃的部分色散比(θg,F)，其上限大多为(-0.00162×νd+0.660)以下，更具体而言为(-0.00162×νd+0.658)以下，再更具体而言为(-0.00162×νd+0.656)以下。本发明特定组成的玻璃中，其部分色散比(θg,F)及阿贝数(νd)只要是满足该关系，便能够获得稳定的玻璃。
本发明的光学玻璃，优选具有高耐酸性。特别是，根据JOGIS06－2009玻璃粉末法所测定的化学耐久性(耐酸性)，优选为5级以上，更优选为4级以上，进一步优选为3级以上。
在此，「耐酸性」是指对于因酸所引起的玻璃腐蚀的耐久性，该耐酸性可通过日本光学硝子工业会标准JOGIS06－2009「光学玻璃的化学耐久性测定方法(粉末法)」来加以测定。此外，「以粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)是1级～3级」指的是，根据JOGISO6－2009进行的化学耐久性(耐酸性)，在测定前后的样品的质量减量率上，为不满0.65质量％。
此外，化学耐久性(耐酸性)的「1级」，是指测定前后的样品的质量减量率为不满0.20质量％，「2级」是指测定前后的样品的质量减量率为0.20质量％以上且不满0.35质量％，「3级」是指测定前后的样品的质量减量率为0.35质量％以上且不满0.65质量％，「4级」是指测定前后的样品的质量减量率为0.65质量％以上且不满1.20质量％，「5级」是指测定前后的样品的质量减量率为1.20质量％以上且不满2.20质量％，「6级」是指测定前后的样品的质量减量率为2.20质量％以上。
本发明的光学玻璃，100～300℃时的平均线性热膨胀系数α，优选为130(10-7℃-1)以下。
即，本发明的光学玻璃，100～300℃时的平均线性热膨胀系数α，其上限优选为130(10-7℃-1)以下，更优选为125(10-7℃-1)以下，进一步优选为120(10-7℃-1)以下。
本发明的光学玻璃，可见光透射率较高，特别是可见光中短波长一侧的光的透射率较高，由此使得着色情况少，因此优选。
特别是，本发明的光学玻璃，若以玻璃的透射率来表示的话，在厚度为10mm样品中表示光谱透射率80％的波长(λ80)，其上限优选为420nm，更优选为400nm，进一步优选为380nm。
此外，本发明的光学玻璃中，在厚度为10mm样品中表示光谱透射率5％的最短波长(λ5)，其上限优选为380nm，更优选为370nm，进一步优选为360nm。
由此，玻璃的吸收端位于紫外光领域附近，可提高玻璃对可见光的透明性，故该光学玻璃可适用于如透镜这类使光透过的光学元件上。
[玻璃成型体及光学元件]
可以使用例如研磨加工的方法、或再热压成型、精密冲压成型等模压成型的方法，由制成的光学玻璃来制作玻璃成型体。即，可以通过对光学玻璃进行研削和研磨等机械加工来制作玻璃成型体，或通过对由光学玻璃制成的预成型坯进行再热压成型后再进行研磨加工来制作玻璃成型体，或通过对进行研磨加工而制成的预成型坯或对利用公知的漂浮成型等成型的预成型坯进行精密冲压成型来制作玻璃成型体。应该注意的是，制备玻璃成型体的方法不限于上述方法。
如上所述，由本发明的光学玻璃形成的玻璃成型体对于各种光学元件和光学设计是有用的，其中特别优选用于透镜或棱镜等光学元件。由此，能够形成大口径的玻璃成型体，因此，在谋求光学元件的大型化的同时，在使用于照相机或投影仪等光学仪器时，可实现高清晰度且高精度的成像特性和投影特性。
[实施例]
本发明的实施例(No.1～No.32)及比较例A、B的组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、部分色散比(θg,F)、耐酸性、玻璃的线性膨胀系数(100～300℃)、及表示光谱透射率5％与80％的波长(λ5、λ80)，均示于表1～表6。
此外，以下的实施例仅用于例示的目的，本发明并不限于该等实施例。
本发明的实施例及比较例的玻璃，各成分的原料，都是选择与其相应的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等一般光学玻璃所使用的高纯度原料，再将该等原料以成为表中所示的各实施例及比较例的组成比例来秤重并均匀地混合后，投入石英坩埚或白金坩埚中，并依照玻璃组成的熔融难易度，用电炉在1100～1400℃的温度范围下，熔解1～5小时，再搅拌使其均匀并进行消泡等步骤后，降温至1000～1300℃后，再次搅拌使其均匀，再浇铸于铸模中，加以缓冷，制成玻璃。
实施例及比较例的玻璃折射率(nd)及阿贝数(νd)，以相对于氦灯的d谱线(587.56nm)的测定值来表示。此外，阿贝数(νd)，是使用上述d谱线的折射率、相对于氢灯的F谱线(486.13nm)的折射率(nF)、相对于C谱线(656.27nm)的折射率(nC)的值，根据阿贝数(νd)＝[(nd-1)/(nF-nC)]的数式来计算出该阿贝数。
此外，部分色散比，是测定C谱线(波长656.27nm)中的折射率nC、F谱线(波长486.13nm)中的折射率nF、g谱线(波长435.835nm)中的折射率ng，再通过(θg,F)＝(ng-nF)/(nF-nC)的数式，计算出该部分色散比。
此外，实施例及比较例的玻璃的耐酸性，根据日本光学硝子工业会标准「光学玻璃的化学耐久性测定方法(粉末法)」JOGIS06－2009来加以测定。即，以比重克数来秤取已粉碎成粒径为425～600μm的玻璃样品，再将其投入白金制的筐中。将该白金制的筐置于已加入0.01N硝酸水溶液的石英玻璃制的圆底烧瓶内，进行60分钟的沸腾水浴处理。计算出处理后的玻璃样品的减量率(质量％)，该减量率(质量％)不满0.20时为1级，减量率0.20～不满0.35时为2级，减量率0.35～不满0.65时为3级，减量率0.65～不满1.20时为4级，减量率1.20～不满2.20时为5级，减量率2.20以上时为6级。此时，级数越小表示玻璃的耐酸性越好。
此外，实施例及比较例的玻璃的线性膨胀系数(100～300℃)，根据日本光学硝子工业会标准JOGIS08－2003「光学玻璃的热膨胀测定方法」，测定温度与样品的伸展程度之间的关系，由此获得热膨胀曲线，再由该热膨胀曲线求出玻璃的线性膨胀系数。
此外，实施例及比较例的玻璃透射率，根据日本光学硝子工业会标准JOGIS02－2003来测定。此外，在本发明中，通过测定玻璃的透射率，可求得玻璃有无着色及其着色程度。具体而言，是将厚度为10±0.1mm的对面平行的研磨品，根据JISZ8722，测定200～800nm的光谱透射率，求出λ5(透射率5％时的波长)及λ80(透射率80％时的波长)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
如表所示，本发明实施例的光学玻璃，其折射率(nd)均为1.57以上，同时该折射率(nd)亦为1.65以下，皆在所期望的范围内。
此外，本发明实施例的光学玻璃，其阿贝数(νd)均为50以上，同时该阿贝数(νd)亦为70以下，皆在所期望的范围内。
此外，本发明实施例的光学玻璃，其部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，皆满足(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的关系。
此外，本发明实施例的光学玻璃，其耐酸性皆为5级以上。另一方面，比较例A的光学玻璃的耐酸性为6级，可清楚得知其为加工性不良的玻璃。
此外，本发明实施例的光学玻璃，其玻璃线性膨胀系数(100～300℃)，皆为130(10-7℃-1)以下。
此外，本发明实施例的光学玻璃，其λ80(透射率80％时的波长)皆为420nm以下。再者，本发明实施例的光学玻璃，其λ5(透射率5％时的波长)皆为380nm以下。因此，可清楚得知本发明实施例的光学玻璃，对于可见光的透射率高，且难以着色。
此外，本发明实施例的光学玻璃，并未失透，为稳定的玻璃。
另一方面，比较例的光学玻璃B有失透的情况，故未进行玻璃化。
因此，可清楚得知，本发明实施例的光学玻璃，其部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，在(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的范围内，且能够获得耐酸性为3～5级的光学玻璃。
以上，以例示的目的对本发明进行了详细说明，但本实施例仅用于例示的目的，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的思想及范围的情况下可以进行各种改变。

Claims (6)

1.一种光学玻璃，其特征在于，
以质量％计，含有P2O5成分20.0～60.0％，BaO成分5.0～45.0％，Ln2O3成分大于0～15.0％；
部分色散比(θg,F)与阿贝数(νd)之间，满足(-0.00162×νd+0.625)≦(θg,F)≦(-0.00162×νd+0.660)的关系；
以粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～5级。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，
质量比Rn2O/(P2O5+B2O3)不满0.1，式中，Rn是选自Li、Na、K所成群组中的1种以上。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，
折射率(nd)是1.57以上1.65以下，阿贝数(νd)是50以上70以下。
4.一种预成型坯，其特征在于，
包括如权利要求1至3中任一项所述的光学玻璃。
5.一种光学元件，其特征在于，
包括如权利要求1至3中任一项所述的光学玻璃。
6.一种光学仪器，其特征在于，
具备如权利要求5所述的光学元件。
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