CN111183122B - 光学玻璃、预成形体以及光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明可得到一种折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)在所需的范围内，并且部分色散比(θg，F)小的光学玻璃。该光学玻璃，以质量％计，含有：15.0％～45.0％的SiO₂成分，10.0％～40.0％的Nb₂O₅成分，大于0且小于等于20.0％的Na₂O成分，并且质量和(ZrO₂+Li₂O)为5.0％～20.0％，质量比(BaO/MgO+CaO+SrO+BaO)为0.90以下，部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系，相对折射率(589.29nm)的温度系数(40～60℃)处于+6.0×10^－6～‑5.0×10^－6(℃^－1)的范围内。

Description

光学玻璃、预成形体以及光学元件

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃以及光学元件。

背景技术

在数字相机以及摄影机等光学系统中，虽然程度大小不同，但是存在被称作像差的模糊不清。该像差被分类成单色像差和色像差，特别是色像差，强烈依赖于光学系统所使用的透镜的材料特性。

通常，色像差可以组合低色散的凸透镜和高色散的凹透镜来进行校正，但是通过该组合，仅仅可以校正红色区域和绿色区域的像差，仍然残留有蓝色区域的像差。将该没有完全除去的蓝色区域的像差称作二级光谱。为了对二级光谱进行校正，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，作为在光学设计中关注的光学特性的指标，使用部分色散比(θg，F)。在上述的将低色散的透镜与高色散的透镜进行组合的光学系统中，通过低色散侧的透镜使用部分色散比(θg，F)较大的光学材料，高色散侧的透镜使用部分色散比(θg，F)较小的光学材料，能够良好地校正二级光谱。

部分色散比(θg，F)，用下式(1)表示。

θg，F＝(n_g－n_F)/(n_F－n_C)······ (1)

光学玻璃中，表示短波长区域的部分色散性的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间，存在近乎直线的关系。表示该关系的直线，使用在纵轴为部分色散比(θg，F)且横轴为阿贝数(ν_d)的直交坐标上，绘制NSL7与PBM2的部分色散比以及阿贝数，并将2点相连的直线表示，并将其称作标准线(参照图1)。作为标准线的基准的标准玻璃取决于光学玻璃制造商而各不相同，但是各公司均使用大致相同的斜率和截距进行定义。(NSL7和PBM2是株式会社小原公司制造的光学玻璃，PBM2的阿贝数(ν_d)为36.3，部分色散比(θg，F)为0.5828，NSL7的阿贝数(ν_d)为60.5，部分色散比(θg，F)为0.5436。)

近年，根据光学设计中的需求，作为部分色散比(θg，F)较小的光学材料，经常使用具有30以上且45以下的阿贝数(ν_d)的玻璃。

另外，近年，组装在车载相机等车载用光学设备中的光学元件、或是组装在投影仪、复印机、激光打印机及播放用设备等这类会大量发热的光学设备中的光学元件，被用于更高温的环境中的情况增多。在这样的高温环境下，构成光学系统的光学元件，其使用时的温度容易大幅度变化，而该温度达到100℃以上的情况亦常发生。此时，因温度变化对光学系统的成像特性等造成的负面影响，已大到无法忽视的程度，因此，需要构成一种光学系统，其即使出现温度变化也难以对成像特性等造成影响。

在构成温度变化难以对成像性能等产生影响的光学系统时，一起使用由温度升高时折射率变低、相对折射率的温度系数为负值的玻璃所构成的光学元件，与由温度升高时折射率变高、相对折射率的温度系数为正值的玻璃所构成的光学元件，能够校正温度变化对成像特性等造成的影响，故优选。

另一方面，在部分色散比(θg，F)较小的光学材料中，为了得到具有各种优良的光学特性而含有的成分(例如，Nb₂O₅成分、La₂O₃成分等)和碱金属的含有量较少，因此存在相对折射率的温度系数增大的倾向。作为这样的光学玻璃，已知专利文献1～2中示出的玻璃组成物。

进一步，近年使用的车载用透镜、可更换透镜等通常要在各种各样的环境下使用，因此需要部分色散比(θg，F)小并且相对折射率的温度系数小的光学玻璃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-245140号公报

专利文献2：日本特昭58-125637号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，专利文献1中公开的玻璃，使部分色散比增大的BaO成分的含有量较多，使部分色散比减小的Nb₂O₅成分的含有量较少，因此部分色散比增大，在用作校正所述二级光谱的透镜时，无法充分校正。另外，对可见光的透射率差，因此不能说可得到充分的光学特性。另外，专利文献2中公开的玻璃，虽然La₂O₃成分的含有量多，但是Nb₂O₅的含有量少，所以部分色散比增大，不能说是碱金属的含有量少且相对折射率的温度系数小。

本发明，鉴于上述技术问题而提出，其目的在于，得到一种折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)在所需的范围内，并且部分色散比(θg，F)小，且相对折射率的温度系数小的光学玻璃。

解决技术问题的方法

本发明人，为了解决上述技术问题而进行反复试验研究，结果发现，在含有SiO₂成分以及Nb₂O₅成分的玻璃中，通过含有Na₂O成分，可得到具有所需范围内的高折射率和阿贝数(高色散)，具有较低的部分色散，且相对折射率的温度系数小的光学玻璃，从而完成本发明。

(1)一种光学玻璃，以质量％计，含有：

15.0％～45.0％的SiO₂成分；

10.0％～40.0％的Nb₂O₅成分；

大于0且小于等于20.0％的Na₂O成分，并且

质量和(ZrO₂+Li₂O)为5.0％～20.0％，

质量比(BaO/MgO+CaO+SrO+BaO)为0.90以下，

部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系，

相对折射率(589.29nm)的温度系数(40℃～60℃)处于+6.0×10^－6～－5.0×10^－6(℃^－1)的范围内。

(2)如(1)所述的光学玻璃，其特征在于，质量比(Li₂O/Li₂O+Na₂O+K₂O)为1.00以下。

(3)如(1)或(2)所述的光学玻璃，其特征在于，折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)满足(－0.01×ν_d+2.01)≤n_d≤(－0.01×ν_d+2.12)的关系。

(4)一种由(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃制成的预成形体。

(5)一种由(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃制成的光学元件。

(6)一种具备如(5)所述的光学元件的光学设备。

根据本发明，能够得到一种折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)在所需的范围内，并且具有低的部分色散比，且相对折射率的温度系数小的光学玻璃。

附图说明

图1是示出在纵轴为部分色散比(θg，F)且横轴为阿贝数(ν_d)的正交坐标系中表示的标准线的图。

图2是示出本发明的实施例的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)的关系的图。

图3是示出本发明的实施例的折射率(n_d)与阿贝数(ν_d)的关系的图。

具体实施方式

本发明的光学玻璃的特征是，以氧化物换算组成的质量％计，含有15.0％～45.0％的SiO₂成分，10.0％～40.0％的Nb₂O₅成分，大于0且小于等于20.0％的Na₂O成分，并且部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间，满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系，并且相对折射率的温度系数小。

在含有规定量的SiO₂成分、Nb₂O₅成分，并且含有Na₂O的光学玻璃中，能够得到具有在所需的范围内的高折射率和阿贝数(高色散)，以及低部分色散比的玻璃，特别地，通过含有大于0且小于等于20.0％的Na₂O，能够在保持部分色散比(θg，F)较小的同时，降低相对折射率的温度系数。

因此，能够得到具有所需的高折射率(n_d)以及低阿贝数(ν_d)，并且部分色散比(θg，F)小，可在光学系的色像差的降低上发挥作用，并且相对折射率的温度系数小的光学玻璃。

以下，详细说明本发明的光学玻璃的实施方式，但是本发明不限于以下的实施方式，在本发明的目的的范围内，能够进行适当改变并实施。需要说明的是，对于说明重复的部分有时会适当省略说明，这不会限定发明的趣旨。

[玻璃成分]

构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围，如下文所述。在本说明书中，在没有特别否定的情况下，各成分的含有量全部用与氧化物换算组成的玻璃总质量相比的质量％表示。这里，“氧化物换算组成”是指，在假设被用作本发明的玻璃组成成分的原料的氧化物、复合盐，金属氟化物等在熔融时全部分解且变成氧化物的情况下，将该生成氧化物的总质量记做100质量％，来表示玻璃中含有的各成分的组成。

＜关于必须成分、任意成分＞

SiO₂成分是必须成分，其能够促进稳定的玻璃形成，并且能够降低液相温度，因此作为光学玻璃能够降低不优选的失透(结晶物的产生)。

特别地，通过使得SiO₂成分的含有量为15.0％以上，可得到部分色散比不会大幅升高，且耐失透性优良的玻璃。另外，能够减少失透和着色。因此，SiO₂成分的含有量，其下限优选为15.0％以上，更优选为18.0％以上，还更优选为20.0％以上，进一步优选为25.0％以上。

另一方面，通过使SiO₂成分的含有量为45.0％以下，可使得折射率难以降低，因此容易得到所需的高折射率，并且，可抑制部分色散比的上升。另外，由此可抑制玻璃原料的熔解性的降低。因此，SiO₂成分的含有量，其上限优选为45.0％以下，更优选为43.0％以下，还更优选为41.5％以下，最优选为40.0％以下。

SiO₂成分，能够使用SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作为原料。

Nb₂O₅成分是必须成分，其能够提高折射率，并且能够降低阿贝数以及部分色散比，并且可提高耐失透性。

特别地，通过使得Nb₂O₅成分的含有量为10.0％以上，可将折射率升高到目标光学常数，并且通过在本发明的范围的成分内进行调节能够降低异常色散性。因此，Nb₂O₅成分的含有量，其下限优选为10.0％以上，更优选为12.0％以上，还更优选为15.0％以上。

另一方面，通过使得Nb₂O₅成分的含有量为40.0％以下，能够降低玻璃的材料成本。另外，可抑制在制造玻璃时的熔解温度上升，并且能够降低Nb₂O₅成分的过量含有导致的失透。进一步，还能够改善玻璃的化学的耐久性的恶化。因此，Nb₂O₅成分的含有量，其上限优选为40.0％，更优选为38.0％以下，还更优选为35.0％以下。

Nb₂O₅成分，能够使用Nb₂O₅等作为原料。

TiO₂成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率、降低阿贝数，并且可提高耐失透性。因此，TiO₂成分的含有量，优选大于0％，更优选大于1.0％，还更优选大于2.5％。

另一方面，在含有超过20.0％的情况下，会成为增大部分色散比的成分。因此，通过使得TiO₂成分的含有量为20.0％以下，能够降低玻璃的着色，可提高内部透射率。另外，因此部分色散比难以上升，所以能够容易地得到接近标准线的所需的低部分色散比。因此，TiO₂成分的含有量，其上限优选为20.0％以下，更优选为15.0％以下，还更优选为12.0％以下，进一步优选小于10.0％。

TiO₂成分，能够使用TiO₂等作为原料。

K₂O成分是任意成分，其能够增大热膨胀系数，并且降低相对折射率的温度系数。

因此，K₂O成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.3％，还更优选大于0.5％。

另一方面，通过使得K₂O成分的含有量为10.0％以下，能够抑制部分色散比的上升，并且能够减少失透。因此，K₂O成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于8.0％，进一步优选小于5.0％。

K₂O成分，能够使用K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等作为原料。

B₂O₃成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可促进稳定的玻璃形成，并且能够降低液相温度，因此可提高耐失透性，并且可提高玻璃原料的熔解性。因此，B₂O₃成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.5％，还更优选大于1.0％，进一步优选大于1.5％。

另一方面，通过使得B₂O₃成分的含有量为15.0％以下，可抑制折射率的降低，并且可抑制部分色散比的上升。进一步，能够改善玻璃的化学的耐久性的恶化。因此，B₂O₃成分的含有量，其上限优选为15.0％以下，更优选为14.0％以下，还更优选为12.0％以下。

B₂O₃成分，能够使用H₃BO₃、Na₂B₄O₇、Na₂B₄O₇·10H₂O、BPO₄等作为原料。

Li₂O成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够降低部分色散比、改善透射率，能够降低液相温度，并且可提高玻璃原料的熔解性。因此，Li₂O成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.5％，还更优选大于1.0％，进一步优选大于1.5％。

另一方面，通过使得Li₂O成分的含有量为15.0％以下，可抑制折射率的降低，并且能够降低过量含有导致的失透。

因此，Li₂O成分的含有量，优选为15.0％以下，更优选为10.0％以下，还更优选小于8.0％。

Li₂O成分，能够使用Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作为原料。

Na₂O成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够降低部分色散比，可增大热膨胀系数，并且可减小相对折射率的温度系数。因此，Na₂O成分的含有量的下限，优选大于0％，更优选大于0.5％，还更优选大于1.0％。

另一方面，通过使得Na₂O成分的含有量为20.0％以下，可抑制折射率的降低，并且能够降低过量含有导致的失透。

因此，Na₂O成分的含有量，优选为20.0％以下，更优选为19.0％以下，还更优选小于18.0％。

Na₂O成分，能够使用Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等作为原料。

Rn₂O成分(式中，Rn是从Li、Na、K所构成的群组中选择的1种以上)是任意成分，在其含有量之和(质量和)大于0的情况下，能够降低相对折射率的温度系数。因此，Rn₂O成分之和，其下限优选大于0％，更优选大于3.0％，还更优选大于5.0％。

另一方面，通过使得Rn₂O成分的含有量之和为30.0％以下，能够使得玻璃中的粘性变硬，能够改善成形性。因此，其上限优选为30.0％以下，更优选为28.0％以下，还更优选为26.0％以下。

ZrO₂成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃的折射率以及阿贝数、降低部分色散比，并且能够提高耐失透性。另外，能够减少失透和着色。因此，ZrO₂成分的含有量的下限，优选大于0％，更优选大于1.0％，还更优选大于3.0％。

另一方面，通过使得ZrO₂成分的含有量为10.0％以下，能够减少失透，并且，能够容易地得到更均匀的玻璃。因此，ZrO₂成分的含有量的上限，优选为10.0％以下，更优选为9.0％以下，还更优选为8.5％以下。

ZrO₂成分，能够使用ZrO₂、ZrF₄等作为原料。

MgO成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够降低玻璃的熔解温度。

另一方面，通过使得MgO成分的含有量为10.0％以下，能够抑制折射率的降低，并能够减少失透。因此，MgO成分的含有量，其下限优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，进一步优选小于3.0％。

MgO成分，能够使用MgO、MgCO₃、MgF₂等作为原料。

CaO成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够降低玻璃的材料成本，能够降低阿贝数，能够减少失透，并且，可提高玻璃原料的熔解性。因此，CaO成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.3％，还更优选大于0.5％。

另一方面，通过使得CaO成分的含有量为10.0％以下，可抑制折射率的降低和阿贝数的上升，可抑制部分色散比的上升，并且能够减少失透。因此，CaO成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于8.0％，进一步优选小于6.0％。

CaO成分，能够使用CaCO₃、CaF₂等作为原料。

SrO成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，并且可提高耐失透性。

特别地，通过使得SrO成分的含有量为10.0％以下，可抑制化学耐久性变差。因此，SrO成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于8.0％，还更优选小于6.0％，进一步优选小于5.0％。

SrO成分，能够使用Sr(NO₃)₂、SrF₂等作为原料。

BaO成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够提高折射率、提高耐失透性、增大热膨胀系数，并且能够减小相对折射率的温度系数。因此，BaO成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.3％，还更优选大于0.5％。

特别地，通过使得BaO成分的含有量为10.0％以下，可抑制折射率的降低和阿贝数的上升，可抑制部分色散比的上升，并且能够减少失透。因此，BaO成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于9.0％，还更优选小于8.5％，进一步优选小于8.0％。

BaO成分，能够使用BaCO₃、Ba(NO₃)₂等作为原料。

ZnO成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下下，价格低廉并且能够提高耐失透性，并且可降低玻璃转移点。因此，ZnO成分的含有量，优选大于0％，更优选大于0.3％，还更优选大于0.5％。

另一方面，通过使得ZnO成分的含有量为10.0％以下，能够减少失透和着色。因此，ZnO成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，还更优选小于5.5％。

La₂O₃成分、Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分以及Yb₂O₃成分是任意成分，通过使至少一种的含有量大于0％，能够提高折射率，并且能够减小部分色散比。

特别地，通过使得La₂O₃成分、Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分以及Yb₂O₃成分的含有量分别为10.0％以下，可抑制阿贝数的上升，能够减少失透，并且能够降低材料成本。因此，La₂O₃成分、Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分以及Yb₂O₃成分的含有量，其上限分别优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，还更优选小于7.0％。

La₂O₃成分、Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分以及Yb₂O₃成分，能够使用La₂O₃、La(NO₃)₃·XH₂O(X为任意的整数)、Y₂O₃、YF₃、Gd₂O₃、GdF₃、Yb₂O₃等作为原料。

Ta₂O₅成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，降低阿贝数以及部分色散比，并且可提高耐失透性。

另一方面，通过使得Ta₂O₅成分的含有量为10.0％以下，可减小作为稀有矿物资源的Ta₂O₅成分的使用量，并且玻璃容易在更低的温度下熔解，因此可降低玻璃的生产成本。另外，由此能够减少Ta₂O₅成分的过量含有导致的玻璃的失透。因此，Ta₂O₅成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，还更优选小于3.0％，进一步优选小于1.0％。特别地，基于降低玻璃的材料成本的观点，可以不含有Ta₂O₅成分。

Ta₂O₅成分，能够使用Ta₂O₅等作为原料。

WO₃成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率并降低阿贝数，可提高耐失透性，并且可提高玻璃原料的熔解性。

另一方面，通过使得WO₃成分的含有量为10.0％以下，能够使得玻璃的部分色散比难以上升，并且，可降低玻璃的着色并提高内部透射率。因此，WO₃成分的含有量，其上限优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，还更优选小于3.0％，进一步优选小于1.0％。

WO₃成分，能够使用WO₃等作为原料。

P₂O₅成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃的稳定性。

另一方面，通过使得P₂O₅成分的含有量为10.0％以下，能够减少P₂O₅成分过量含有导致的失透。因此，P₂O₅成分的含有量，优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，还更优选小于3.0％。

P₂O₅成分，能够使用Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作为原料。

GeO₂成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，并且能够减少失透。

另一方面，通过使得GeO₂成分的含有量为10.0％以下，能够减少昂贵的GeO₂成分的使用量，因此能够降低玻璃的材料成本。因此，GeO₂成分的含有量，优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，还更优选小于3.0％。

GeO₂成分，能够使用GeO₂等作为原料。

Al₂O₃成分以及Ga₂O₃成分是任意成分，在任一者的含有量大于0％的情况下，可提高折射率，并且能够提高耐失透性。

另一方面，通过使得Al₂O₃成分以及Ga₂O₃成分的含有量分别为10.0％以下，能够降低Al₂O₃成分、Ga₂O₃成分过量含有导致的失透。因此，Al₂O₃成分以及Ga₂O₃成分分别的含有量，均优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，进一步优选小于3.0％。

Al₂O₃成分以及Ga₂O₃成分，能够使用Al₂O₃、Al(OH)₃、AlF₃、Ga₂O₃、Ga(OH)₃等作为原料。

Bi₂O₃成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够提高折射率并降低阿贝数，并且能够降低玻璃转移点。

另一方面，通过使得Bi₂O₃成分的含有量为10.0％以下，能够使得部分色散比难以上升，并且能够降低玻璃的着色并提高内部透射率。因此，Bi₂O₃成分的含有量，优选为10.0％以下，更优选小于5.0％，还更优选小于3.0％，进一步优选小于1.0％。

Bi₂O₃成分，能够使用Bi₂O₃等作为原料。

TeO₂成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，能够降低部分色散比，并且能够降低玻璃转移点。

另一方面，通过使得TeO₂成分的含有量为5.0％以下，能够减少玻璃的着色并提高内部透射率。另外，通过减少昂贵的TeO₂成分的使用，可得到材料成本更加低廉的玻璃。因此，TeO₂成分的含有量，优选为5.0％以下，更优选小于3.0％，进一步优选小于1.0％。

TeO₂成分，能够使用TeO₂等作为原料。

SnO₂成分是任意成分，在含有量大于0％的情况下，能够使得熔解的玻璃澄清(消泡)，并且可提高玻璃的可见光透射率。

另一方面，通过使得SnO₂成分的含有量为1.0％以下，能够使得熔融玻璃的还原导致的玻璃的着色、玻璃的失透难以发生。另外，由于能够降低SnO₂成分与熔解设备(特别是Pt等贵金属)的合金化，因此可实现熔解设备的长寿命化。因此，SnO₂成分的含有量，优选为1.0％以下，更优选小于0.5％，还更优选小于0.1％。

SnO₂成分，能够使用SnO、SnO₂、SnF₂、SnF₄等作为原料。

Sb₂O₃成分是本发明的光学玻璃中的任意成分，在含有量大于0％的情况下，可促进玻璃的消泡，使得玻璃澄清。通过使得Sb₂O₃成分与玻璃总质量相比的含有量为1.0％以下，能够使得玻璃熔融时难以产生过度的发泡，并且使得Sb₂O₃成分难以与熔融设备(特别是Pt等贵金属)进行合金化。因此，与氧化物换算组成的玻璃总质量相比的Sb₂O₃成分的含有率，其上限优选为1.0％以下，更优选为0.8％以下，进一步优选为0.6％以下。

Sb₂O₃成分，能够使用Sb₂O₃、Sb₂O₅、Na₂H₂Sb₂O₇·5H₂O等作为原料。

需要说明的是，使得玻璃澄清并消泡的成分，不限于上述的Sb₂O₃成分，能够使用玻璃制造领域公知的澄清剂、脱泡剂或其组合。

ZrO₂与Li₂O的质量和优选为5.0％以上。由此，能够得到部分色散比小的玻璃。因此，质量和(ZrO₂+Li₂O)的下限，选为5.0％以上，更优选为7.0％以上，进一步优选为8.0％以上。

另一方面，质量和(ZrO₂+Li₂O)优选为20.0％以下。由此，能够减少过量含有导致的失透，并且能够抑制再次热压时的失透。因此，优选为20.0％以下，更优选为18.0％以下，还更优选为16.0％以下。

ZrO₂与Nb₂O₅的质量和优选为18.0％以上。由此，能够得到部分色散比小并且透射率优良的玻璃。因此，质量和ZrO₂+Nb₂O₅，其下限优选为18.0％以上，更优选为19.0％以上，进一步优选为21.1％以上。

另一方面，质量和ZrO₂+Nb₂O₅优选为45.0％以下。由此，能够减少过量含有导致的失透，并且能够抑制再次热压时的失透。因此，优选为45.0％以下，更优选为44.0％以下，还更优选为43.0％以下，进一步优选为42.0％以下。

在BaO与MgO、CaO、SrO、BaO的质量和之比大于0的情况下，能够得到所需的折射率以及色散。因此，质量比BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)，优选大于0，更优选为0.05以上，进一步优选为0.09以上。

另一方面，质量比BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)，优选为0.90以下。由此，能够得到部分色散比小并且比重轻的玻璃。

因此，优选为0.90以下，更优选为0.85以下，还更优选为0.80以下。

Li₂O与Li₂O、Na₂O以及K₂O的质量和之比，优选为0.01以上。由此，能够得到部分色散比小的玻璃。因此，质量比Li₂O/(Li₂O+Na₂O+K₂O)，优选为0.01以上，更优选为0.02以上，还更优选为0.03以上。

另一方面，Li₂O与Li₂O、Na₂O以及K₂O的质量和之比，优选为1.00以下。由此，粘性不会过低，可得到容易成型的玻璃。因此，优选为1.00以下，更优选为0.90以下，还更优选为0.70以下。

RO成分(式中，R是从Mg、Ca、Sr、Ba所构成的群组中选择的1种以上)的含有量的合计(质量和)，在大于0％的情况下，能够调节为所需的折射率和色散。因此，RO成分的含有量，其下限优选大于0％，更优选大于0.5％，还更优选大于1.5％。

另一方面，RO成分的含有量的合计，优选小于15.0％。由此，可抑制RO成分过量含有导致的玻璃的折射率的降低和耐失透性的降低。因此，RO成分的质量和，其上限优选小于15.0％，更优选为14.0％以下，还更优选为13.0％以下。

Ln₂O₃成分(式中，Ln是从La、Gd、Y、Yb所构成的群组中选择的1种以上)的含有量的合计(质量和)，优选小于10.0％。由此，可抑制Ln₂O₃成分过量含有导致的玻璃的折射率的降低和耐失透性的降低。因此，Ln₂O₃成分的质量和，其上限优选小于10.0％，更优选为8.5％以下，还更优选为7.0％以下。

＜关于不应当含有的成分＞

接着，说明本发明的光学玻璃不应当含有的成分，以及优选不含有的成分。

在不损害本请发明的玻璃的特性的范围内，能够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以及Mo等各种过渡金属成分，具有分别单独含有或是以复合型态含有时，即便是少量含有仍会使玻璃着色，对可见光区域中特定波长的光进行吸收的性质，因此，特别是在使用可见光区域的波长的光学玻璃中，优选为实质上不含有。

另外，PbO等铅化合物以及As₂O₃等砷化合物，由于是对环境负担高的成分，优选实质上不含有，即除了无法避免的混入之外，完全不含有。

另外，Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se各成分，近年作为有害的化学物质而有避免使用的倾向，不仅是在玻璃制造步骤，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这些成分。

[制造方法]

本发明的光学玻璃，例如能够如下进行制作。即，以各成分在规定的含有量的范围内的方式均匀混合上述原料，并且将制作的混合物投入铂坩埚、石英坩埚或氧化铝坩埚中进行粗熔融后，投入金坩埚、铂坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚中，在1000℃～1400℃的温度范围内熔融3～5小时，并进行搅拌均匀化、消泡等后，下降到900℃～1200℃的温度后进行精细搅拌除去纹理，铸造入模具中进行缓冷，由此制作。

＜物性＞

本发明的光学玻璃，具有高的折射率和规定的范围的阿贝数。

本发明的光学玻璃的折射率(n_d)，其下限优选为1.65以上，更优选为1.67以上，还更优选为1.68以上。该折射率的上限，优选为1.80以下，更优选为1.79以下，还更优选为1.78以下。

本发明的光学玻璃的阿贝数(ν_d)，其下限优选为25.0，更优选为27.0，进一步优选为29.0。另一方面，本发明的光学玻璃的阿贝数(ν_d)，其上限优选为40.0，更优选为39.0，进一步优选为38.0。

具有这样的折射率以及阿贝数的本发明的光学玻璃，可在光学设计上发挥功效，特别地，除了能够实现高成像特性等之外，还能够实现光学系统的小型化，因此能够提高光学设计上的自由度。

本文中，本发明的光学玻璃，折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)优选满足(－0.01×ν_d+2.01)≤n_d≤(－0.01×ν_d+2.12)的关系。本发明中特定的组成的玻璃，折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)满足该关系，可得到稳定的玻璃。

因此，本发明的光学玻璃，折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)优选满足n_d≧(－0.01×ν_d+2.01)的关系，更优选满足n_d≧(－0.01×ν_d+2.03)的关系。

另一方面，本发明的光学玻璃，折射率(n)以及阿贝数(ν_d)优选满足n_d≤(－0.01×ν_d+2.12)的关系，更优选满足n_d≤(－0.01×ν_d+2.11)的关系。

本发明的光学玻璃，具有低的部分色散比(θg，F)。

更具体地，本发明的光学玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间，优选满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系。

因此，本发明的光学玻璃，部分色散比(θg，F)以及阿贝数(ν_d)，优选满足θg，F≥(－0.00162×ν_d+0.620)的关系，更优选满足θg，F≥(－0.00162×ν_d+0.630)的关系。

另一方面，本发明的光学玻璃，部分色散比(θg，F)以及阿贝数(ν_d)，优选满足θg，F≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系，更优选满足θg，F≤(－0.00162×ν_d+0.650)的关系。

由此，由于可得到具有低部分色散比(θg，F)的光学玻璃，因此由该光学玻璃形成的光学元件，可发挥降低光学系统的色像差的作用。

需要说明的是，特别是在阿贝数(ν_d)较小的区域中，通常的玻璃的部分色散比(θg，F)的值比标准线更高，当横轴为阿贝数(ν_d)且纵轴为部分色散比(θg，F)时，通常的玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)的关系，可以用斜率比标准线更大的曲线表示。在上述的部分色散比(θg，F)以及阿贝数(ν_d)的关系式中，由于使用斜率比标准线更大的直线来规定该关系，因此表示可得到与通常的玻璃相比部分色散比(θg，F)更小的玻璃。

需要说明的是，本发明的光学玻璃，相对折射率的温度系数(dn/dT)的值较低。

更具体地，本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数，上限值优选为+6.0×10^－6℃^－1，更优选为+5.5×10^－6℃^－1，进一步优选为+5.0×10^－6℃^－1，能够取该上限值或者比该上限值更低(减小侧)的值。

另一方面，本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数，下限值优选为-2.0×10^－6℃^－1，更优选为-1.0×10^－6℃^－1，进一步优选为-0.5×10^－6℃^－1，能够取该下限值或者比该下限值更高(增大侧)的值。

其中，在具有1.65以上的折射率(n_d)，并且具有20以上且35以下的阿贝数(ν_d)的玻璃中，相对折射率的温度系数较低的玻璃的存在不常见，对温度变化导致的成像失焦等进行校正的选择变多，能够更容易地进行该校正。因此，通过使得相对折射率的温度系数在这样的范围，能够有助于校正温度变化导致的成像失焦等。

本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数，是指光学玻璃在同样温度的空气中的折射率(589.29nm)的温度系数，通过将温度从40℃变化至60℃时，每1℃所对应的变化量(℃^-1)来表示。

本发明的光学玻璃，100℃～300℃下的平均线性热膨胀系数α优选为75(10^－7℃^－1)以上。即，本发明的光学玻璃在100℃～300℃下的平均线性热膨胀系数α，其下限优选为75(10^－7℃^－1)以上，更优选为80(10^－7℃^－1)以上，还更优选为85(10^－7℃^－1)以上。

通常，若平均线性热膨胀系数α大，则在加工玻璃时容易产生裂纹，因此平均线性热膨胀系数α的值较小是更优选的。另一方面，基于与相对折射率的温度系数低，并且平均线性热膨胀系数α的值大的玻璃材料进行组合并结合的观点，优选平均线性热膨胀系数α的值与该玻璃材料相同或近似。

其中，在具有1.65以上的折射率(n_d)并且具有25以上且40以下的阿贝数(ν_d)的玻璃中，平均线性热膨胀系数α大的玻璃材料较少，在与低折射率低色散玻璃材料组合进行使用的情况下，像本发明这样的平均线性热膨胀系数α具有较大的值的玻璃更有用。

[预成形体以及光学元件]

可使用例如再次热压成形、精密压制成形等模压成形的方法，由制成的光学玻璃来制作出玻璃成形体。即，可以由光学玻制作模压成形用的预成形体，并对该预成形体进行再次热压成形后进行研磨加工，从而制作玻璃成形体；或者能够对例如通过研磨加工制作的预成形体进行精密压制成形，从而制作玻璃成形体。需要说明的是，制作玻璃成形体的方法，不限于这些方法。

如此制作的玻璃成形体，能够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，能够降低设置有光学元件的光学系统中，透射光的色像差导致的颜色的模糊不清。因此，在将该光学元件用于相机的情况下能够更加准确地表现撮影对象物，在将该光学元件用于投影仪的情况下能够以更高的色彩鲜明度投影所需的影像。

实施例

本发明的实施例(No.1～No.13)以及比较例的组成，以及，折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)、部分色散比(θg，F)、平均线性热膨胀系数(100℃－300℃)、玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)，在表1～表2中示出。需要说明的是，以下的实施例仅仅用于示例，本发明不限于这些实施例。

实施例以及比较例的玻璃，作为各成分的原料，均选择与其相应的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常的光学玻璃所使用的高纯度原料，再将这些原料以成为表中所示的各个实施例以及比较例的组成的比例的方式进行秤重并均匀地混合后，投入石制坩埚(取决于玻璃的熔解性，也可以使用铂坩埚、氧化铝坩埚)，并根据玻璃组成的熔解难易程度使用电炉在1100℃～1400℃的温度范围内熔解0.5～5小时后，转移到铂坩埚中进行搅拌使其均匀化并消泡后，将温度下降到1000℃～1200℃并搅拌使其均匀化，再浇铸于铸模中，加以缓冷却，从而制作出玻璃。

实施例以及比较例的玻璃的折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)以及部分色散比(θg，F)，基于日本光学玻璃工业会标准JOGIS01―2003进行测量。

实施例以及比较例的玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)，是根据日本光学玻璃工业会标准JOGIS18-2008“光学玻璃的折射率的温度系数的测量方法”中所记载方法中的干涉法，对于波长589.29nm的光，测量出的40℃至60℃范围内的相对折射率的温度系数的值。

另外，实施例以及比较例的玻璃的平均线性热膨胀系数(100℃－300℃)，是根据日本光学玻璃工业会标准JOGIS08－2003“光学玻璃的热膨胀的测量方法”，测量温度与试料的伸长率的关系而得到热膨胀曲线，并根据热膨胀曲线求出的。

【表1】

【表2】

本发明的实施例的光学玻璃，折射率(n_d)均为1.65以上，更详细而言均为1.67以上，并且该折射率(n_d)为1.80以下，在所需的范围内。

另外，本发明的实施例的光学玻璃，阿贝数(ν_d)均为25以上，更详细而言均为29以上，并且该阿贝数(ν_d)为40以下，在所需的范围内。

如这些表所示，本发明的实施例的光学玻璃，部分色散比(θg，F)以及阿贝数(ν_d)，满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系，更详细而言，满足(－0.00162×ν_d+0.650)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.630)的关系。即，本发明的实施例的玻璃的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)的关系，如图2所示。

另一方面，比较例的光学玻璃，满足(－0.00162×ν_d+0.620)≤(θg，F)≤(－0.00162×ν_d+0.657)的关系。

另外，本发明的实施例的光学玻璃，折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)，满足(－0.01×ν_d+2.01)≤n_d≤(－0.01×ν_d+2.12)的关系，更详细而言满足(－0.01×ν_d+2.03)≤n_d≤(－0.01×ν_d+2.11)的关系。即，本发明的实施例的玻璃的折射率(n_d)以及阿贝数(ν_d)的关系，如图3所示。

如表所示，实施例的光学玻璃，相对折射率的温度系数均在+6.0×10^－6～－0.5×10^－6(℃^－1)的范围内，在所需的范围内。

此外，本发明的光学玻璃在100℃～300℃下的平均线性热膨胀系数α为80(10^－7℃^－1)以上。

进一步，使用本发明的实施例的光学玻璃形成玻璃块，对该玻璃块进行磨削以及研磨，加工成透镜以及棱镜的形状。其结果是，能够加工成稳定的各种各样的透镜以及棱镜的形状。

以上，虽然以例示的目的来详细地说明了本发明，但本实施例的目的仅在于作为例示，应能充分理解在不脱离本发明的思想及范围的情况下，本领域技术人员可对本发明进行许多变更。

Claims (6)

1.一种光学玻璃，以质量%计，含有：

15.0%～29.59%的SiO₂成分；

10.0%～29.89%的Nb₂O₅成分；

2.5%～20.0%的TiO₂成分；

12.0%以下的B₂O₃成分；和

大于0且小于等于20.0%的Na₂O成分，并且

质量和（ZrO₂＋Li₂O）为5.0%～20.0%，

质量比（BaO／MgO＋CaO＋SrO＋BaO）为0.459以上且0.90以下，

具有1.65以上且1.80以下的折射率（n_d），具有32.6以上且40.0以下阿贝数（ν_d）；

部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间满足（－0.00162×ν_d＋0.620）≤（θg，F）≤（－0.00162×ν_d＋0.657）的关系，

所述光学玻璃的589.29nm的相对折射率在40℃～60℃下的温度系数处于＋6.0×10^－6～－5.0×10^－6（℃^－1）的范围内。

2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，质量比（Li₂O／Li₂O＋Na₂O＋K₂O）为1.00以下。

3.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，折射率（n_d）以及阿贝数（ν_d）满足（－0.01×ν_d＋2.01）≤n_d≤（－0.01×ν_d＋2.12）的关系。

4.一种由如权利要求1至3中任一项所述的光学玻璃制成的预成形体。

5.一种由如权利要求1至3中任一项所述的光学玻璃制成的光学元件。

6.一种具备如权利要求5所述的光学元件的光学设备。

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