CN110028238A - 光学玻璃和光学元件 - Google Patents

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CN110028238A CN201811567353.4A CN201811567353A CN110028238A CN 110028238 A CN110028238 A CN 110028238A CN 201811567353 A CN201811567353 A CN 201811567353A CN 110028238 A CN110028238 A CN 110028238A
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Abstract

本发明涉及光学玻璃和光学元件。一种光学玻璃，SiO2的含量为10～50质量％，Nb2O5的含量为10～50质量％，TiO2和BaO的合计含量[TiO2+BaO]为10质量％以下，B2O3的含量与SiO2的含量的质量比[B2O3/SiO2]为0.15以下。根据本发明，能够提供具有期望的光学常数、比重和部分色散比Pg,F小、进而再加热时的稳定性优异的光学玻璃以及包含上述光学玻璃的光学元件。

Description

光学玻璃和光学元件
技术领域
本发明涉及具有期望的光学常数的光学玻璃和光学元件。
背景技术
专利文献1中公开了具有规定的折射率nd和阿贝数νd的光学玻璃。专利文献1所记载的光学玻璃的特征在于在再加热试验中，玻璃内部不会失透。然而，近年来，在再加热时要求更高的稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-105703号公报。
发明要解决的问题
除上述那样的再加热时的更高的稳定性以外，对于自动聚焦方式的光学系统中搭载的光学元件，为了降低在驱动自动聚焦时的消耗电力，要求轻量化。如果能够降低玻璃的比重，则能够减少透镜等光学元件的重量。进而，为了校正色像差，要求部分色散比Pg,F小。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供具有期望的光学常数、比重和部分色散比Pg,F小、进而在再加热时的稳定性优异的光学玻璃，以及包含上述光学玻璃的光学元件。
用于解决问题的方案
本发明的要旨如下所述。
(1)一种光学玻璃，其中，SiO2的含量为10～50质量％，
Nb2O5的含量为10～50质量％，
TiO2和BaO的合计含量[TiO2+BaO]为10质量％以下，
B2O3的含量与SiO2的含量的质量比[B2O3/SiO2]为0.15以下。
(2)根据(1)所述的光学玻璃，满足(a)～(g)中任意的1个以上。
(a)La2O3的含量为15质量％以下，
(b)ZrO2的含量与Nb2O5的含量的质量比[ZrO2/Nb2O5]大于0.1，
(c)Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量与B2O3和SiO2的合计含量的质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]小于1.7，
(d)MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量R'O与Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O的质量比[R’O/R2O]为5以下，
(e)Ta2O5的含量与Nb2O5和TiO2的合计含量的质量比[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]为0.15以下，
(f)TiO2的含量与Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量的质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]大于0且小于0.3，
(g)Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O大于0质量％。
(3)根据(1)或(2)所述的光学玻璃，其中，
折射率nd为1.69～1.77，
阿贝数νd为34～37。
(4)一种光学玻璃，其中，
比重为3.45以下，
部分色散比Pg,F的偏差ΔPg,F为-0.0015以下，
液相线温度LT为1250℃以下，
在玻璃化转变温度Tg加热10分钟、进而在比该Tg高180～200℃的温度加热10分钟时的每1g所观察到的晶体数为20个以下，
折射率nd为1.69～1.77，
阿贝数νd为34～37。
(5)一种光学元件，是由上述(1)～(4)的任一项所述的光学玻璃形成的。
发明效果
根据本发明，能够提供具有期望的光学常数、比重和部分色散比Pg,F小、进而在再加热时的稳定性优异的光学玻璃，以及包含上述光学玻璃的光学元件。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。另外，在本发明和本说明书中，光学玻璃的玻璃组成只要没有特别说明则以氧化物基准表示。在此“氧化物基准的玻璃组成”是指玻璃原料在熔融时全部分解、作为在玻璃中以氧化物的形式存在的物质进行换算而得到的玻璃组成，各玻璃成分的表示依据惯例，记载为SiO2、TiO2等。玻璃成分的含量和合计含量只要没有特别说明则为质量基准，“％”表示“质量％”。
玻璃成分的含量能够通过公知的方法例如电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等方法定量。此外，在本说明书和本发明中，构成成分的含量为0％表示实质上不含该构成成分，允许在不可避免的杂质水平包含该成分。
此外，在本说明书中，折射率只要没有特别记载，是指氦的d线(波长587.56nm)处的折射率nd。
阿贝数νd用作表示色散相关的性质的值，用下述式表示。在此，nF是蓝色氢的F线(波长486.13nm)处的折射率，nC是红色氢的C线(波长656.27nm)处的折射率。
νd＝(nd-1)/(nF-nC)
部分色散比Pg,F使用g线、F线、C线处的各折射率ng、nF、nC表示如下。
Pg,F＝(ng-nF)/(nF-nC)
在将横轴设为阿贝数νd、纵轴设为部分色散比Pg,F的平面中，法线通过下式所示。
Pg,F(0)＝0.6483-(0.0018×νd)
进而，距离法线的部分色散比Pg,F的偏差ΔPg,F如下所示。
ΔPg,F＝Pg,F-Pg,F(0)
以下，作为第1实施方式，基于玻璃组成对本发明的光学玻璃进行说明，作为第2实施方式，基于物性值对本发明的光学玻璃进行说明。
第1实施方式
第1实施方式的光学玻璃中，
SiO2的含量为10～50质量％，
Nb2O5的含量为10～50质量％，
TiO2和BaO的合计含量[TiO2+BaO]为10质量％以下，
B2O3的含量与SiO2的含量的质量比[B2O3/SiO2]为0.15以下。
在第1实施方式的光学玻璃中，SiO2的含有量为10～50％。SiO2的含量的下限优选为15％，进而依次更优选为20％、25％、30％。此外，SiO2的含量的上限优选为47％，进而依次更优选为45％、43％。当SiO2的含量过少时，玻璃化变得困难。当SiO2的含量过多时，难以得到期望的光学常数。
在第1实施方式的光学玻璃中，Nb2O5的含量为10～50％。Nb2O5的含量的下限优选为14％，进而依次更优选为16％、18％、20％。此外，Nb2O5的含量的上限优选为44％，进而依次更优选为41％、38％、35％。当Nb2O5的含量过少时，可能不能实现作为目标的高折射率化。当Nb2O5的含量过多时，热稳定性可能下降，此外，玻璃的原料成本可能增加。
在第1实施方式的光学玻璃中，TiO2和BaO的合计含量[TiO2+BaO]为10％以下。合计含量[TiO2+BaO]的上限优选为9％，进而依次更优选为8％、7％、6％。合计含量[TiO2+BaO]优选小，其下限优选为0％。合计含量[TiO2+BaO]也可以为0％。TiO2为使部分色散比Pg,F增加的成分，从外，BaO为使比重增加的成分。因此，通过将合计含量[TiO2+BaO]设为上述范围，从而能够抑制部分色散比Pg,F和比重的增加。
在第1实施方式的光学玻璃中，B2O3的含量与SiO2的含量的质量比[B2O3/SiO2]为0.15以下。质量比[B2O3/SiO2]的上限优选为0.14，进而依次更优选为0.13、0.12、0.11。质量比[B2O3/SiO2]的下限优选为0，进而依次更优选为0.01、0.02、0.03。当质量比[B2O3/SiO2]过大时，在将玻璃原料熔融而熔液化、将玻璃熔液成型而玻璃化时、玻璃化后将玻璃加热、软化而再成型时，晶体可能析出。
在第1实施方式中，优选满足以下的(a)～(g)中任意的1项以上。
(a)La2O3的含量为15％以下。
(b)ZrO2的含量与Nb2O5的含量的质量比[ZrO2/Nb2O5]大于0.1。
(c)Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量与B2O3和SiO2的合计含量的质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]小于1.7。
(d)MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量R’O与Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O的质量比[R’O/R2O]为5以下。
(e)Ta2O5的含量与Nb2O5和TiO2的合计含量的质量比[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]为0.15以下。
(f)TiO2的含量与Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量的质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]大于0且小于0.3。
(g)Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O大于0％。
以下，对上述(a)～(g)进行详述。
在第1实施方式的光学玻璃中，La2O3的含量的上限优选为15％，进而依次更优选为13％、11％、9％。此外，La2O3的含量的下限优选为0％，进而依次更优选为0.5％、1.0％、1.5％。La2O3的含有量也可以是0％。通过将La2O3的含量的上限设为上述范围，从而能够抑制比重的增大。
(b)在第1实施方式的光学玻璃中，ZrO2的含量与Nb2O5的含量的质量比[ZrO2/Nb2O5]优选大于0.1，更优选大于0.3。此外，质量比[ZrO2/Nb2O5]的上限优选为0.8，进而依次更优选为0.7、0.6、0.5。通过将质量比[ZrO2/Nb2O5]的下限设为上述范围，从而能够降低部分色散比Pg,F和ΔPg,F。通过将质量比[ZrO2/Nb2O5]的上限设为上述范围，从而可稳定地得到玻璃。
(c)在第1实施方式的光学玻璃中，Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量与B2O3和SiO2的合计含量的质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]优选小于1.7，进而依次更优选1.5以下、1.4以下、1.3以下。此外，质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]的下限优选为0.5，进而依次更优选为0.6、0.7、0.8。通过将质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]设为上述范围，从而可得到具有期望的光学常数的光学玻璃。
(d)在第1实施方式的光学玻璃中，MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量R’O与Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O的质量比[R’O/R2O]的上限优选为5，进而依次更优选为4.0、3.5、3.0。此外，质量比[R’O/R2O]的下限优选为0，进而依次更优选为0.2、0.4、0.6。质量比[R’O/R2O]可以为0。通过将质量比[R’O/R2O]设为上述范围，从而可得到低比重且高色散的光学玻璃。
(e)在第1实施方式的光学玻璃中，Ta2O5的含量与Nb2O5和TiO2的合计含量的质量比[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]的上限优选为0.15，进而依次更优选为0.12、0.10、0.08、0.06。质量比[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]优选小，其下限优选为0。此外，质量比[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]也可以为0。通过将[Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)]设为上述范围，从而能够抑制比重的增大，此外能够降低玻璃的原料成本。
(f)在第1实施方式的光学玻璃中，TiO2的含量与Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量的质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]优选大于0，进而依次更优选为0.01以上、0.02以上、0.03以上。此外，质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]优选小于0.3，进而依次更优选为0.25以下、0.20以下、0.15以下。通过将质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]设为上述范围，从而能够抑制比重的增大，此外能够降低部分色散比Pg,F。此外，能够降低玻璃的原料成本。
(g)在第1实施方式的玻璃中，Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O[Li2O+Na2O+K2O]优选大于0％，进而依次更优选为3.0％以上、6.0％以上、8.0％以上。此外，合计含量R2O优选为30％以下，进而依次更优选为25％以下、23％以下、20％以下。通过将合计含量R2O设为上述范围，从而能够改善玻璃的熔融性和热稳定性，降低液相线温度LT。
以下对第1实施方式的光学玻璃中除上述以外的玻璃成分进行详述。
在第1实施方式的光学玻璃中，B2O3的含量的上限优选为10％，进而依次更优选为8.0％、6.0％、5.0％。此外，B2O3的含量的下限优选为0％，进而依次更优选1.0％、1.5％、2.0％。B2O3的含量也可以为0％。通过将B2O3的含量设为上述范围，从而能够使玻璃的比重下降且改善玻璃的热稳定性。
在第1实施方式的光学玻璃中，P2O5的含量的上限优选为10％，进而依次更优选为8.0％、6.0％、5.0％。此外，P2O5的含量的下限优选为0％。P2O5的含量也可以为0％。通过将P2O5的含量设为上述范围，从而能够抑制部分色散比Pg,F的增加，保持玻璃的热稳定性。
在第1实施方式的玻璃中，Al2O3的含量的上限优选为10％，进而依次更优选为8.0％、6.0％、5.0％。Al2O3的含量也可以为0％。通过将Al2O3的含量设为上述范围，从而能够保持玻璃的耐失透性和热稳定性。
在第1实施方式的玻璃中，ZrO2的含量的下限优选为1.0％，进而依次更优选为2.0％、2.5％、3.0％。此外，ZrO2的含量的上限优选为15％，进而依次更优选为14％、13％、12％。通过将ZrO2的含量设为上述范围，从而能够实现期望的光学常数且降低部分色散比Pg,F。
在第1实施方式的光学玻璃中，TiO2的含量的上限优选为10％，进而依次更优选9.0％、8.0％、7.0％。此外，TiO2的含量的下限优选为0.5％，进而依次更优选1.0％、1.5％、2.0％。TiO2的含量也可以为0％。通过将TiO2的含量设为上述范围，从而能够实现期望的光学常数，抑制比重的增大且降低玻璃的原料成本。
在第1实施方式的玻璃中，WO3的含量的上限优选为5％，进而依次更优选4％、3％、2％。WO3的含量也可以为0％。通过将WO3的含量设为上述范围，从而能够提高透射率且降低部分色散比Pg,F和比重。
在第1实施方式的玻璃中，Bi2O3的含量的上限优选为5％，进而依次更优选4％、3％、2％。此外，Bi2O3的含量的下限优选为0％。通过将Bi2O3的含量设为上述范围，从而能够提改善玻璃的热稳定性且降低部分色散比Pg,F和比重。
在第1实施方式的玻璃中，Li2O的含量的上限优选为12％，进而依次更优选10％、9.0％、8.0％。此外，Li2O的含量的下限优选为1.0％，进而依次更优选2.0％、3.0％、4.0％。
在第1实施方式的玻璃中，Na2O的含量的上限优选为20％，进而依次更优选18％、16％、14％。Na2O的含量的下限优选为0％，进而依次更优选1.0％、1.5％、2.0％。
在第1实施方式的玻璃中，K2O的含量的上限优选为10％，进而依次更优选5.0％、3.0％、2.0％。K2O的含量的下限优选为0％，进而依次更优选0.2％、0.4％、0.6％。
Li2O、Na2O和K2O为降低部分色散比Pg,F的成分，具有降低液相线温度、改善玻璃的热稳定性的作用，但当这些的含量过多时，化学耐久性、耐候性、再加热时的稳定性下降。因此，Li2O、Na2O和K2O的各含量优选分别为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Cs2O的含量的上限优选为10％，进而依次更优选5％、3％、1％。Cs2O的含量的下限优选为0％。
Cs2O具有改善玻璃的热稳定性的功能，但当含量变多时，化学耐久性、耐候性下降。因此，Cs2O的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，MgO的含量的上限优选为20％，进而依次更优选10％、5％、3％。此外，MgO的含量的下限优选为0％。
在第1实施方式的玻璃中，CaO的含量的上限优选为20％，进而依次更优选18％、16％、14％。此外，CaO的含量的下限优选为0％，进而依次更优选1.0％、1.5％、2.0％。
在第1实施方式的玻璃中，SrO的含量的上限优选为20％，进而依次更优选10％、5％、3％。此外，SrO的含量的下限优选为0％。
在第1实施方式的光学玻璃中，BaO的含量的上限优选为10％，进而依次更优选5.0％、3.0％、2.0％。BaO的含量的下限优选为0％。通过将BaO的含量设为上述范围，从而能够抑制比重的增大。
MgO、CaO、SrO、BaO均为具有改善玻璃的热稳定性和耐失透性的功能的玻璃成分。但是，当这些玻璃成分的含量变多时，比重增加，高色散性受损且玻璃的热稳定性和耐失透性下降。因此，这些玻璃成分的各含量优选分别为上述范围。
此外，在第1实施方式的玻璃中，、MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量R’O[MgO+CaO+SrO+BaO]的上限优选为20％，进而依次更优选18％、16％、14％。此外，合计含量R’O的下限优选为0％，进而依次更优选1.0％、1.5％、2.0％。从抑制比重的增加、且不妨碍高色散化而维持热稳定性的观点出发，合计含有量R’O优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，ZnO的含量的上限优选为10％，进而依次更优选5.0％、3.0％、2.0％。此外，ZnO的含量的下限优选为0％。
ZnO为具有改善玻璃的热稳定性的作用的玻璃成分。但是，当ZnO的含量过多时，比重上升。因此，从改善玻璃的热稳定性并维持期望的光学常数的观点出发，ZnO的含有量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Ta2O5的含量的上限优选为10％，进而依次更优选5.0％、3.0％、2.0％。此外，Ta2O5的含量的下限优选为0％。
Ta2O5为具有改善玻璃的热稳定性的作用的玻璃成分，为使部分色散比Pg,F降低的成分。另一方面，当Ta2O5的含量变多时，玻璃的热稳定性下降，在将玻璃熔融时容易产生玻璃原料的熔融残留。此外，比重上升。因此，Ta2O5的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Y2O3的含量的上限优选为20％，进而依次更优选10％、5％、3％。此外，Y2O3的含量的下限优选为0％。
当Y2O3的含量变得过多时，玻璃的热稳定性下降，玻璃容易在制造中失透。因此，从抑制玻璃的热稳定性下降的观点出发，Y2O3的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的光学玻璃中，Sc2O3的含量优选为2％以下。此外，Sc2O3的含量的下限优选为0％。
在第1实施方式的玻璃中，HfO2的含量优选为2％以下。此外，HfO2的含量的下限优选为0％。
Sc2O3、HfO2具有提高玻璃的高色散性的作用，但为昂贵的成分。因此，Sc2O3、HfO2的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Lu2O3的含量优选为2％以下。此外，Lu2O3的含量的下限优选为0％。
Lu2O3具有提高玻璃的高色散性的作用，但由于分子量大，也是使玻璃的比重增加的玻璃成分。因此，Lu2O3的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，GeO2的含量优选为2％以下。此外，GeO2的含量的下限优选为0％。
GeO2具有提高玻璃的高色散性的作用，但在通常使用的玻璃成分中，为特别昂贵的成分。因此，从降低玻璃的制造成本的观点出发，GeO2的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Gd2O3的含量优选为2％以下。此外，Gd2O3的含量的下限优选为0％。
当Gd2O3的含量变得过多时，玻璃的热稳定性下降。此外，当Gd2O3的含量变得过多时，玻璃的比重增大而不优选。因此，从良好地维持玻璃的热稳定性且抑制比重的增大的观点出发，Gd2O3的含量优选为上述范围。
在第1实施方式的玻璃中，Yb2O3的含量优选为2％以下。此外，Yb2O3的含量的下限优选为0％。
Yb2O3与La2O3、Gd2O3、Y2O3相比分子量大，因此使玻璃的比重增大。当玻璃的比重增大时，光学元件的质量增大。例如，当将质量大的透镜组装到自动对焦式的摄像镜头中时，自动对焦时镜头的驱动需要的电力增大，电池的消耗会变得剧烈。因此，期望降低Yb2O3的含量，抑制玻璃的比重的增大。
此外，当Yb2O3的含量变得过多时，玻璃的热稳定性下降。从防止玻璃的热稳定性下降且抑制比重的增大的观点出发，Yb2O3的含量优选为上述范围。
第1实施方式的玻璃优选主要由上述的玻璃成分，即，作为必要成分的B2O3和La2O5，作为任意成分的La2O3、B2O3、P2O5、Al2O3、ZrO2、TiO2、WO3、Bi2O3、Li2O、Na2O、K2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、Ta2O5、Y2O3、Sc2O3、HfO2、Lu2O3、GeO2、Gd2O3和Yb2O3所构成，上述的玻璃成分的合计含量优选设为多于95％，更优选设为多于98％，进一步优选设为多于99％，进而优选设为多于99.5％。
另外，第1实施方式的玻璃优选基本由上述玻璃成分构成，但在不妨碍本发明的作用效果的范围内，也能够含有其他的成分。此外，在本发明中，不排除含有不可避免的杂质。
(其他成分)
除上述成分以外，上述光学玻璃能够少量含有Sb2O3、CeO2等作为澄清剂。优选澄清剂的总量(外部添加量)设为0％以上且小于1％，更优选设为0％以上且0.5％以下。
外部添加量是指将除澄清剂以外的全部玻璃成分的合计含量设为100％时，将澄清剂的添加量用重量百分比表示的添加量。
Pb、Cd、As、Th等为产生环境负担的成分。因此，PbO、CdO、ThO2各自的含量均优选为0～0.1％，更优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，特别优选为实质上不含PbO、CdO、ThO2。
As2O3的含量优选为0～0.1％，更优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，特别优选为实质上不含As2O3。
进而，上述光学玻璃可在可见区域的广范围得到高的透射率。为了活用这样的长处，优选不含着色性的元素。作为着色性的元素能够例示Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V等。任一元素均优选小于100质量ppm，更优选为0～80质量ppm，进一步优选为0～50质量ppm，特别优选实质上不包含。
此外，Ga、Te、Tb等为不需要导入的成分，也是昂贵的成分。因此，通过质量％表示的Ga2O3、TeO2、TbO2的含量范围各自均优选为0～0.1％，更优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，更进一步优选为0～0.005％更进一步优选0～0.001％，特别优选实质上不包含。
(玻璃特性)
<折射率nd>
在第1实施方式的光学玻璃中，折射率nd优选为1.69～1.77。折射率nd也能够设为1.695～1.765或1.70～1.76。折射率nd能够通过适当调节各玻璃成分的含量而成为期望的值。具有相对地提高折射率nd的作用的成分(高折射率化成分)为Nb2O5、TiO2、ZrO2、Ta2O5、La2O3等。另一方面，具有相对地降低折射率nd的作用的成分(低折射率化成分)为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等。此外，能够通过例如使高折射率化成分Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量(Nb2O5+TiO2+ZrO2)与低折射率成分B2O3和SiO2的合计含量的质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]增加从而提高折射率nd，能够通过降低质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)])从而使折射率nd下降。
<阿贝数νd>
在第1实施方式的光学玻璃中，阿贝数νd优选为34～37。阿贝数νd也能够设为34.3～36.7或34.5～36.5。阿贝数νd能够通过适当调节各玻璃成分的含量而成为期望的值。相对地降低阿贝数νd的成分即高色散化成分为Nb2O5、TiO2、ZrO2、Ta2O5等。另一方面，相对地提高阿贝数νd的成分即低色散化成分为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、La2O3、BaO、CaO、SrO等。在高色散化成分Nb2O5、TiO2、ZrO2中，TiO2降低阿贝数νd的作用(高色散化作用)尤其大，因此通过使TiO2的含量与Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量的质量比([TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)])增加从而能够降低阿贝数νd(高色散化)，通过使质量比([TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)])减少从而能够增加阿贝数νd(低色散化)。
<玻璃的比重>
第1实施方式的光学玻璃的比重优选为3.45g/cc以下，进而依次更优选为3.40g/cc以下、3.35g/cc以下。
相对地提高比重的成分为BaO、La2O3、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5等。另一方面，相对地降低比重的成分为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等。能够通过适当调节这些成分的含量而控制比重。
<部分色散比Pg,F>
在第1实施方式的光学玻璃中，部分色散比Pg,F的上限优选为0.5870，进而依次更优选0.5856、0.5851、0.5846。通过将部分色散比Pg,F设为上述范围，从而可得到适合高次的色像差校正的光学玻璃。另一方面，部分色散比Pg,F的下限没有特别限定，将0.5717设为目标。
此外，在第1实施方式的光学玻璃中，偏差ΔPg,F的上限优选为-0.0015，进而依次更优选-0.0020、-0.0025。通过将偏差ΔPg,F设为上述范围，从而可得到适合高次的色像差校正的光学玻璃。另一方面，偏差ΔPg,F的下限没有特别限定，将-0.0080设为目标。
<液相线温度LT>
第1实施方式的光学玻璃的液相线温度LT优选为1250℃以下，进而依次更优选1220℃以下、1200℃以下。通过将液相线温度LT设为上述范围，从而能够使玻璃的熔融、成型温度下降且能够降低熔融工序中的玻璃熔融器具(例如坩埚、熔融玻璃的搅拌器具等)的侵蚀。液相线温度LT由全部的玻璃成分的含量的平衡所决定。其中，SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等的含量对液相线温度LT的影响大。
另外，液相线温度如下确定。将10cc(10ml)的玻璃投入铂坩埚中，在1250℃～1350℃熔融20～30分钟后，冷却到玻璃化转变温度Tg以下，将玻璃连同坩埚放入规定温度的融解炉，保持2小时。保持温度在1000℃以上每次改变5℃或10℃，保持2小时后进行冷却，用100倍的光学显微镜观察玻璃内部的晶体的有无。将晶体没有析出的最低温度设为液相线温度。
<再加热时的稳定性>
在第1实施方式的光学玻璃中，在玻璃化转变温度Tg加热10分钟，进而在比该Tg高180～200℃的温度加热10分钟时的每1g所观察到的晶体数优选为20个以下、更优选为10个以下。
另外，再加热时的稳定性如下测定。将1cm×1cm×1cm大小的玻璃试样在设定为该玻璃试样的玻璃化转变温度Tg的第1试验炉中加热10分钟，进而在设定为比该玻璃化转变温度Tg高180～200℃的温度的第2试验炉加热10分钟后，用光学显微镜(观察倍率：10～100倍)确认晶体的有无。然后，测定每1g的晶体数。此外，目视确认玻璃的白浊的有无。
<玻璃化转变温度Tg>
第1实施方式的光学玻璃的玻璃化转变温度Tg的上限优选为650℃，进而依次更优选620℃、600℃、580℃。此外，玻璃化转变温度Tg的下限优选为450℃，进而依次更优选480℃、500℃、520℃。玻璃化转变温度Tg能够通过对各个进行调节而控制。
相对地降低玻璃化转变温度Tg的成分为Li2O、Na2O、K2O等。相对地提高玻璃化转变温度Tg的成分为La2O3、ZrO2、Nb2O5等。能够通过适当调节这些成分的含量而控制玻璃化转变温度Tg。
<玻璃的透光性>
第1实施方式的光学玻璃的透光性能够通过着色度λ80、λ70进行评价。
对厚度10.0mm±0.1mm的玻璃试样在波长200～700nm的范围测定光谱透射率，将外部透射率为80％的波长设为λ80，将外部透射率为70％的波长设为λ70，将外部透射率为5％的波长设为λ5。
第1实施方式的光学玻璃的λ80优选为500nm以下，更优选为470nm以下，进一步优选为450nm以下。λ70优选为450nm以下，更优选为420nm以下，进一步优选为400nm以下。此外，λ5优选为370nm以下，更优选为360nm以下，进一步优选为350nm以下。
(光学玻璃的制造)
就第1实施方式的光学玻璃而言，以成为上述规定的组成的方式调配玻璃原料，使用调配的玻璃原料按照公知的玻璃制造方法制作即可。例如，调配多种化合物，充分混合而制成批料，将批料加入石英坩埚、铂坩埚中进行粗融解(rough melt)。对通过粗融解得到的熔融物进行急剧冷却、粉碎，制作碎玻璃。进而将碎玻璃加入铂坩埚中，进行加热、再熔融(remelt)而形成熔融玻璃，再进一步进行澄清、均质化后对熔融玻璃进行成型，缓慢冷却而得到光学玻璃。熔融玻璃的成型、缓慢冷却能够适用公知的方法。
另外，如果能够以期望的含量将期望的玻璃成分导入玻璃中，则在调配批料时使用的化合物没有特别限定，作为这样的化合物，可举出：氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物、氟化物等。
(光学元件等的制造)
对于使用第1实施方式的光学玻璃制作光学元件，适用公知的方法即可。例如，在上述光学玻璃的制造中，将熔融玻璃流入铸模中成型为板状，制作由本发明的光学玻璃形成的玻璃材料。对得到的玻璃材料适当进行切断、研磨、抛光，制作适于压制成型的大小、形状的切片。将切片加热、软化，用公知的方法进行压制成型(二次热压)，制作与光学元件的形状近似的光学元件坯件。对光学元件坯件进行退火，用公知的方法进行研磨、抛光而制作光学元件。
在制作的光学元件的光学功能面，可以根据使用目的涂覆防反射膜、全反射膜等。
根据本发明的一种方式，能够提供由上述光学玻璃形成的光学元件。作为光学元件的种类，能够例示球面透镜、非球面透镜等透镜、棱镜、衍射光栅等。作为透镜的形状，能够例示双凸透镜、平凸透镜、双凹透镜、平凹透镜、凸镜型凹凸透镜、凹镜型凹凸透镜等各种形状。光学元件能够通过包含对由上述光学玻璃形成的玻璃成型体进行加工的工序的方法而制造。作为加工，能够示例切断、切削、粗研磨、精研磨、抛光等。在进行这样的加工时，通过使用上述玻璃从而能够减少破损、稳定地供给高品质的光学元件。
第2实施方式
第2实施方式的光学玻璃中，
比重为3.45以下，
部分色散比Pg,F的偏差ΔPg,F为-0.0015以下，
液相线温度LT为1250℃以下，
在玻璃化转变温度Tg加热10分钟，进而在比该Tg高180～200℃的温度加热10分钟时的每1g所观察到的晶体数为20个以下，
折射率nd为1.69～1.77，
阿贝数νd为34～37。
在第2实施方式的光学玻璃中，折射率nd为1.69～1.77。折射率nd也能够设为1.695～1.765或1.70～1.76。折射率nd能够通过调节质量比[(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)]而进行控制。
此外，相对地提高折射率nd的成分为Nb2O5、TiO2、ZrO2、Ta2O5、La2O3。相对地降低折射率的成分为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O。能够通过适当调节这些成分的含量而控制折射率nd。
在第2实施方式的光学玻璃中，阿贝数νd优选为34～37。阿贝数νd也能够设为34.3～36.7或34.5～36.5。阿贝数νd能够通过调节质量比[TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)]而进行控制。
此外，相对地降低阿贝数νd的成分为Nb2O5、TiO2、ZrO2、Ta2O5。相对地提高阿贝数νd的成分为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O、La2O3、BaO、CaO、SrO。能够通过适当调节这些成分的含量而控制阿贝数νd。
在第2实施方式的光学玻璃中，比重为3.45以下，优选为3.40以下，更优选为3.35以下。
相对地提高比重的成分为BaO、La2O3、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5等。相对地降低比重的成分为SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等。能够通过适当调节这些成分的含量而控制比重。
在第2实施方式的光学玻璃中，偏差ΔPg,F为-0.0015以下，优选为-0.0020以下，更优选为-0.0025以下。此外，偏差ΔPg,F的下限优选为-0.0100，进而依次更优选-0.0080、-0.0060、-0.0050。通过将偏差ΔPg,F设为上述范围，从而可得到适合高次的色像差校正的光学玻璃。另外，偏差ΔPg,F能够用与第1实施方式同样的方法算出。
在第2实施方式的光学玻璃中，液相线温度LT为1250℃以下，优选为1220℃以下，更优选为1200℃以下。通过将液相线温度LT设为上述范围，从而能够使成型温度下降、且能够降低熔融工序中的玻璃熔融器具(例如坩埚、熔融玻璃的搅拌器具等)的侵蚀。液相线温度LT由全部的玻璃成分的含量的平衡所决定。其中，SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等的含量对液相线温度LT的影响大。另外，液相线温度LT能够用与第1实施方式同样的方法测定。
在第2实施方式的光学玻璃中，在玻璃化转变温度Tg加热10分钟，进而在比该Tg高180～200℃的温度加热10分钟时的每1g所观察到的晶体数为20个以下、优选为10个以下。
另外，上述晶体数能够用与第1实施方式中的再加热时的稳定性同样的方法进行测定。
在第2实施方式中，部分色散比Pg,F、玻璃化转变温度Tg和玻璃的透光性能够设为与第1实施方式相同。
(玻璃成分)
在第2实施方式的光学玻璃中，、SiO2的含量的下限优选为10％，进而依次更优选15％、20％、25％、30％。此外，SiO2的含量的上限优选为50％，进而依次更优选为48％、46％、44％、43％。当SiO2的含量过少时，玻璃化变得困难。当SiO2的含量过多时，难以得到期望的光学常数。
在第2实施方式的光学玻璃中，Nb2O5的含量的下限优选为10％，进而依次更优选14％、16％、18％、20％。此外，Nb2O5的含量的上限优选为50％，进而依次更优选为44％、41％、38％、35％。当Nb2O5的含量过少时，玻璃的高折射率化受到抑制。当Nb2O5的含量过多时，热稳定性可能下降，此外，玻璃的原料成本可能增加。
在第2实施方式的光学玻璃中，TiO2和BaO的合计含量[TiO2+BaO]的上限优选为10％，进而依次更优选9％、8％、7％、6％。优选合计含量[TiO2+BaO]少，其下限优选为0％。合计含量[TiO2+BaO]也可以为0％。TiO2为使部分色散比Pg,F增加的成分，从外，BaO为使比重增加的成分。因此，通过将合计含量[TiO2+BaO]设为上述范围，从而能够抑制部分色散比Pg,F和比重的增加。
在第2实施方式的光学玻璃中，B2O3的含量与SiO2的含量的质量比[B2O3/SiO2]的上限优选为0.15，进而依次更优选0.14、0.13、0.12、0.11。质量比[B2O3/SiO2]的下限优选为0，进而依次更优选为0.01、0.02、0.03。当质量比[B2O3/SiO2]过大时，在将玻璃原料熔融而熔液化、将玻璃熔液成型而玻璃化时、玻璃化后将玻璃加热、软化而再成型时，晶体可能析出。
在第2实施方式的光学玻璃中，除上述以外的玻璃成分和组成比能够设为与第1实施方式相同。
此外，第2实施方式的光学玻璃的制造和光学元件等的制造能够设为与第1实施方式相同。
[实施例]
以下，通过实施例对本发明进行更加详细的说明。但是，本发明并不受实施例中所示的方式的限制。
(实施例1)
以如下步骤制作具有表1-1～1-2以及表2-1～2-2所示的玻璃组成的玻璃样品，进行各种评价。
[光学玻璃的制造]
首先，准备对应于玻璃的构成成分的氧化物、氢氧化物、碳酸盐以及硝酸盐作为原材料，以得到的光学玻璃的玻璃组成成为表1-1～1-2所示的各组成的方式将上述原材料进行称量、调配，充分地混合原材料。将像这样进行所得到的调配原料(批料)投入铂坩埚，在1350℃～1400℃加热2～4小时，形成熔融玻璃，搅拌以使其均质化，澄清后，将熔融玻璃流入预热到适当的温度的模具中。将流入的玻璃在玻璃化转变温度Tg～比Tg低100℃之间的任意的温度处理30分钟，在炉内放置冷却到室温，由此得到玻璃样品。
[玻璃成分组成的确认]
用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)对得到的玻璃样品测定各玻璃成分的含量，确认为如表1-1～1-2所示的各组成。
[再加热时的稳定性]
将得到的玻璃样品切断为1cm×1cm×1cm的大小，在设定为该玻璃样品的玻璃化转变温度Tg的第1试验炉中加热10分钟，进而在设定为比该玻璃化转变温度Tg高180～200℃的温度的第2试验炉中加热10分钟。然后，用光学显微镜(观察倍率：10～100倍)确认晶体的有无。然后，测定每1g的晶体数。目视确认玻璃的白浊的有无。每1g的晶体数为20个以下且没有确认到白浊的情况判定为○(良)，确认到每1g的晶体数多于20个或者白浊中的一者的情况判定为×(不良)。
[光学特性的测定]
将得到的玻璃样品进一步在玻璃化转变温度Tg附近退火处理约30分钟到约2小时后，在炉内以降温速度-30℃/小时进行冷却，得到退火样品。对得到的退火样品测定折射率nd、ng、nF和nC、阿贝数νd、部分色散比Pg,F、比重、液相线温度LT、玻璃化转变温度Tg、λ80、λ70和λ5。结果示于表3-1～3-2。
(ⅰ)折射率nd、ng、nF、nC和阿贝数νd
通过JIS标准JIS B7071-1的折射率测定法，对上述退火样品测定折射率nd、ng、nF、nC，基于下述式算出阿贝数νd。
νd＝(nd-1)/(nF-nC)
(ii)部分色散比Pg,F
使用g线、F线、c线处的各折射率ng、nF、nC，基于下述式算出部分色散比Pg,F。
Pg,F＝(ng-nF)/(nF-nC)
(iii)部分色散比Pg,F的偏差ΔPg,F
使用部分色散比Pg,F和阿贝数νd基于下述式算出。
ΔPg,F＝Pg,F+(0.0018×νd)-0.6483
(iv)比重
比重通过阿基米德法测定。
(v)液相线温度LT
将玻璃放入加热到规定温度的炉内保持约2小时，冷却后，用40～100倍的光学显微镜观察玻璃内部，根据晶体的有无确定液相线温度。
(vi)玻璃化转变温度Tg
玻璃化转变温度Tg使用NETZSCHJAPAN公司制造的差示扫描量热分析装置(DSC3300SA)，以升温速度10℃/分钟进行测定。
(vii)λ80、70、λ5
将上述退火样品加工成厚度10mm、具有相互平行且经光学抛光的平面，测定从波长280nm至700nm的波长区域中的光谱透过率。将垂直入射到经光学抛光的一个平面的光线的强度设为强度A，将从另一个平面出射的光线的强度设为强度B，算出光谱透过率B/A。将光谱透过率为80％的波长作为λ80，将光谱透过率为70％的波长作为λ70、将光谱透过率为5％的波长作为λ5。另外，光谱透过率中也包含试样表面处光线的反射损耗。
[表1-1]
[表1-2]
[表2-1]
[表2-2]
[表3-1]
[表3-2]
(实施例2)
使用在实施例1中制作的各光学玻璃，通过公知的方法从而制作透镜坯件，通过将透镜坯件抛光等公知的方法进行加工，制作各种透镜。
制作的光学透镜为双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜、凹镜型凹凸透镜、凸镜型凹凸透镜等各种透镜。
各种透镜通过与由其他种类的光学玻璃形成的透镜组合，从而能够良好地校正二次的色像差。
此外，由于玻璃为低比重，因此比与各透镜具有同等的光学特性、大小的透镜的重量小，适合用于各种摄像器材，特别是由于能够节能的理由等而适合用于自动对焦式的摄像器材。同样地，使用在实施例1制作的各种光学玻璃制作棱镜。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为示例而并非限制。本发明的范围不是通过上述的说明而是通过专利请求的范围来示出的，意在包含与专利请求的范围等同的含义和范围内的全部变更。
例如，对于上述示例的玻璃组成，通过进行说明书中记载的组成调节，从而能够制作本发明的一个方式的光学玻璃。
此外，当然能够将作为说明书中示例或优选的范围而记载的事项的2个以上进行任意组合。

Claims (5)

1.一种光学玻璃，
SiO2的含量为10～50质量％，
Nb2O5的含量为10～50质量％，
TiO2和BaO的合计含量TiO2+BaO为10质量％以下，
B2O3的含量与SiO2的含量的质量比B2O3/SiO2为0.15以下。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，满足(a)～(g)中任意的1个以上，
(a)La2O3的含量为15质量％以下，
(b)ZrO2的含量与Nb2O5的含量的质量比ZrO2/Nb2O5大于0.1，
(c)Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量与B2O3和SiO2的合计含量的质量比(Nb2O5+TiO2+ZrO2)/(B2O3+SiO2)小于1.7，
(d)MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量R’O与Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O的质量比R’O/R2O为5以下，
(e)Ta2O5的含量与Nb2O5和TiO2的合计含量的质量比Ta2O5/(Nb2O5+TiO2)为0.15以下，
(f)TiO2的含量与Nb2O5、TiO2和ZrO2的合计含量的质量比TiO2/(Nb2O5+TiO2+ZrO2)大于0且小于0.3，
(g)Li2O、Na2O和K2O的合计含量R2O大于0质量％。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
折射率nd为1.69～1.77，
阿贝数νd为34～37。
4.一种光学玻璃，
比重为3.45以下，
部分色散比Pg、F的偏差ΔPg,F为-0.0015以下，
液相线温度LT为1250℃以下，
在玻璃化转变温度Tg加热10分钟、进而在比该Tg高180～200℃的温度加热10分钟时的每1g所观察到的晶体数为20个以下，
折射率nd为1.69～1.77，
阿贝数νd为34～37。
5.一种光学元件，是由权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃形成的。
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