CN115259656A - 光学玻璃、预成型体及光学元件 - Google Patents
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Abstract
光学玻璃、预成型体及光学元件。更廉价地提供光学玻璃，折射率及阿贝数在期望的范围内，适合于有助于光学设备的轻质化稳定的光学元件。光学玻璃按质量％计含有15.0～35.0％的B2O3成分、20.0％～41.58％的La2O3成分，Nb2O5成分的含量为3.0％以下，WO3成分为3.0％以下，Ta2O5成分为0.1％以下，ZrO2成分为6.00％以下，光学玻璃具有1.80以上的折射率、35～40的阿贝数和4.80以下的比重，Ln2O3成分的质量和为20.0％以上41.58％以下，Ln为选自La、Gd、Y、Yb中的1种以上，(Nb2O5+WO3)/(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为0.05以下。
Description
本申请是申请日为2015年10月26日、申请号为2015107034126，发明名称为“光学玻璃、预成型体及光学元件”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光学玻璃、预成型体及光学元件。
背景技术
近年来，使用光学系统的设备的数字化、高精细化快速发展，在数码相机、摄像机等摄影设备、投影仪、投影电视等图像播放(投影)设备等各种光学设备的领域中，削减光学系统中使用的透镜、棱镜等光学元件的个数、使光学系统整体轻质化及小型化的要求增强。
在制作光学元件的光学玻璃中，尤其是对可实现光学系统整体的轻质化及小型化的、具有1.75以上的折射率(nd)、具有30以上40以下的阿贝数(νd)的高折射率低分散玻璃的需求非常大。作为这样的高折射率低分散玻璃，已知以专利文献1～3为代表的那样的玻璃组合物。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本特开昭52－103412号公报
[专利文献2]日本特开2008－120677号公报
[专利文献3]日本特开2014－047099号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了降低光学玻璃的材料成本，期望光学玻璃的原料尽可能廉价。然而，虽然专利文献1～3中记载的玻璃组合物尽可能少地含有原料昂贵的成分Ta2O5成分，但另一方面，大量地含有Nb2O5成分、WO3以及Gd2O3成分、Yb2O3成分等稀土类成分，仍然含有昂贵的原料，因此很难说充分满足上述要求。
另外，也可考虑代替这些昂贵的成分，较多地含有TiO2成分这样的较廉价的高折射率成分，得到所期望的折射率等光学特性。然而，较多地含有这样的廉价的高折射率成分的玻璃发生着色的情况较多，不适合用于透过可见光的透镜、棱镜等光学元件的用途。
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于更廉价地获得一种光学玻璃，所述光学玻璃不仅折射率(nd)及阿贝数(νd)在所期望的范围内，而且适合于能有助于光学设备的轻质化的稳定的光学元件。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而反复进行了深入试验研究，结果发现，在含有B2O3成分及La2O3成分的玻璃中，即使使Nb2O5成分为5.0％以下，并且使WO3成分为5.0％以下，即尽量不含有昂贵的原材料Nb2O5成分、WO3成分，也可维持所期望的折射率及阿贝数，并且玻璃的比重减小，从而完成了本发明。具体而言，本发明提供以下这样的方案。
(1)一种光学玻璃，其特征在于，按质量％计，含有15.0～35.0％的B2O3成分、20.0％～60.0％的La2O3成分，Nb2O5成分的含量为5.0％以下，WO3成分的含量为5.0％以下，所述光学玻璃具有1.75以上的折射率(nd)、和4.80以下的比重。
(2)如(1)所述的光学玻璃，其特征在于，按质量和计，(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为25.0～60.0％。
(3)如(1)或(2)所述的光学玻璃，其特征在于，按质量比计，(Nb2O5+WO3)/(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为0.25以下。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，按质量比计，ZnO/BaO大于0且为5.0以下。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，按质量和计，(Nb2O5+WO3+TiO2)大于0且为20.0％以下。
(6)如(1)～(5)中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
Gd2O3成分为0～20.0％，
Y2O3成分为0～20.0％，
Yb2O3成分为0～10.0％，
Lu2O3成分为0～5.0％，
Ta2O5成分为0～5.0％。
(7)如(1)～(6)中任一项所述的光学玻璃，其中，Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb中的1种以上)的质量和为15.0％以上60.0％以下。
(8)如(1)～(7)中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
SiO2成分为0～15.0％，
TiO2成分为0～20.0％，
ZrO2成分为0～10.0％。
(9)如(1)～(8)中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
CaO成分为0～15.0％，
BaO成分为0～15.0％，
MgO成分为0～10.0％，
SrO成分为0～10.0％，
ZnO成分为0～25.0％。
(10)如(1)～(9)中任一项所述的光学玻璃，其中，RO成分(式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的1种以上)的质量和为30.0％以下。
(11)如(1)～(10)中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
Li2O成分为0～5.0％，
Na2O成分为0～5.0％，
K2O成分为0～5.0％。
(12)如(1)～(11)中任一项所述的光学玻璃，其中，Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K中的1种以上)的质量和为5.0％以下。
(13)如(1)～(12)中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
P2O5成分为0～10.0％，
GeO2成分为0～10.0％，
Bi2O3成分为0～10.0％，
TeO2成分为0～5.0％，
Al2O3成分为0～5.0％，
Ga2O3成分为0～5.0％，
SnO成分为0～3.0％，
Sb2O3成分为0～3.0％。
(14)如(1)～(13)中任一项所述的光学玻璃，其具有30～45的阿贝数(νd)。
(15)如(1)～(14)中任一项所述的光学玻璃，其中，分光透射率显示70％的波长(λ70)为450nm以下。
(16)一种研磨加工用及/或精密加压成型用的预成型体，其是由(1)～(15)中任一项所述的光学玻璃形成的。
(17)一种光学元件，其是对(1)～(15)中任一项所述的光学玻璃进行磨削及/或研磨而形成的。
(18)一种光学元件，其是对(16)所述的预成型体进行精密加压成型而形成的。
发明的效果
通过本发明，可更廉价地得到一种光学玻璃，所述光学玻璃不仅折射率(nd)及阿贝数(νd)在所期望的范围内，而且适合于可有助于光学设备的轻质化的稳定的光学元件。
具体实施方式
对于本发明的光学玻璃而言，相对于换算为氧化物的组成的玻璃总质量，按质量％计，含有15.0～35.0％的B2O3成分，20.0～60.0％的La2O3成分，Nb2O5成分的含量为5.0％以下，WO3成分的含量为5.0％以下，具有1.75以上的折射率(nd)、和4.5以下的比重。在含有B2O3成分及La2O3成分的玻璃中，即使尽可能不含有昂贵的原材料Nb2O5成分、WO3成分，也可得到具有1.75以上的折射率(nd)、并且比重为4.5以下的光学玻璃，另外，可提供更廉价的光学玻璃。
以下，详细地说明本发明的光学玻璃的实施方式，但本发明不受以下实施方式的任何限制，可在本发明的目的的范围内进行适当的变更来实施。需要说明的是，说明重复之处，有时适当省略说明，但不限定发明的主旨。
[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所述。在本说明书中，只要没有特别说明，则各成分的含量均按照相对于换算为氧化物的组成的玻璃总质量的质量％来表示。此处，“换算为氧化物的组成”是指如下组成：假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复盐、金属氟化物等在熔化(melt)时全部分解而转化为氧化物，此时，将该生成氧化物的总质量作为100质量％，来表示玻璃中含有的各成分。
＜必需成分、任选成分＞
B2O3成分是玻璃形成成分、是本发明的光学玻璃所必需的成分。
尤其是，通过含有15.0％以上的B2O3成分，不仅可减小比重，而且可促进稳定的玻璃的形成、降低失透，并且可提高玻璃的热稳定性。因此，B2O3成分的含量的下限优选为15.0％、更优选为17.0％、进一步优选为20.0％。
另一方面，通过使B2O3成分的含量为35.0％以下，可抑制玻璃的折射率的降低，并且可抑制化学耐久性的恶化。因此，B2O3成分的含量的上限优选为35.0％、更优选为33.0％、进一步优选为28.0％。
关于B2O3成分，作为原料可使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
La2O3成分是以20.0％以上的量含有时能提高玻璃的折射率及阿贝数的成分。而且是在稀土类元素中较廉价、有效地抑制玻璃材料成本的上升的成分。因此，La2O3成分是应当在本发明的光学玻璃中含有的成分。因此，La2O3成分的含量的下限优选为20.0％、更优选为25.0％、进一步优选为30.0％、更进一步优选为33.0％。
另一方面，通过使La2O3成分的含量为60.0％以下，可降低玻璃的失透。因此，La2O3成分的含量的上限优选为60.0％、更优选为50.0％、进一步优选为45.0％。
关于La2O3成分，作为原料可使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意的整数)等。
通过使Nb2O5成分的含量为5.0％以下，可减少昂贵的Nb2O5成分的使用，可降低玻璃的材料成本。另外，由于可抑制玻璃制造时的溶解(dissolve)温度的上升，所以也可降低玻璃的制造成本。另外，可抑制因Nb2O5成分而导致的玻璃的可见光透射率的降低。因此，Nb2O5成分的含量的上限优选为5.0％、更优选为4.0％、进一步优选为3.0％，最优选不含有。
关于Nb2O5成分，作为原料可使用Nb2O5等。
通过使WO3成分的含量为5.0％以下，可减少昂贵的WO3成分的使用，因而可降低玻璃的材料成本。另外，可减少因WO3成分而导致的玻璃的着色，提高可见光透射率，而且可减小比重。因此，WO3成分的含量的上限优选为5.0％、更优选为4.0％、进一步优选为3.0％，最优选不含有。
关于WO3成分，可使用WO3等作为原料而包含在玻璃内。
本发明的光学玻璃中的La2O3成分、Gd2O3成分及Ta2O5成分的总量优选为25.0％以上60.0％以下。尤其是，通过使质量和(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为25.0％以上，可得到具有所期望的折射率及阿贝数的玻璃，可稳定地获得玻璃。因此，质量和的下限优选为25.0％，下限更优选为30.0％、进一步优选为35.0％。
另一方面，通过使质量和(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为60.0％以下，可降低材料成本。因此，质量和(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)的上限优选为60.0％、更优选为55.0％、进一步优选为50.0％、最优选为45.0％。
本发明的光学玻璃中的Nb2O5成分和WO3成分的含量相对于La2O3成分、Gd2O3成分和Ta2O5成分的含量的比率(质量比)优选为0.25以下。由此，不仅可得到具有所期望的折射率及阿贝数的玻璃，而且可减小比重，另外，可降低因Nb2O5、WO3等而提高的原料的成本。因此，质量比(Nb2O5+WO3)/(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)优选为0.25以下、更优选为0.15以下、进一步优选为0.10以下、最优选为0.05以下。
本发明的光学玻璃中的ZnO成分的含量相对于BaO成分的比率(质量比)优选大于0且为5.0以下。通过使(ZnO)/(BaO)的质量比大于0，可提高玻璃成型时的稳定性。因此，该质量比可以优选大于0，其下限更优选为0.1，进一步优选大于0.5。
另一方面，通过使(ZnO)/(BaO)的质量比为5.0以下，可减小玻璃的比重。因此，该质量比的上限优选为5.0、更优选为4.9、进一步优选为4.8。
本发明的光学玻璃中的Nb2O5成分、WO3成分及TiO2成分的总量大于0％时，可向高折射率及高分散方面调整，因此容易得到所期望的光学常数。因此，质量和(Nb2O5+WO3+TiO2)可以优选大于0％，其下限更优选为3.0％、进一步优选为6.0％。
另一方面，通过使质量和(Nb2O5+WO3+TiO2)为20.0％以下，可降低玻璃的着色，可提高玻璃的可见光透射率。因此，质量和(Nb2O5+WO3+TiO2)的上限优选为20.0％、更优选为15.0％、进一步优选为12.5％。
Gd2O3成分、Y2O3成分、Yb2O3及Lu2O3成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的折射率及阿贝数、且降低失透的任选成分。
另一方面，通过使Gd2O3成分、Y2O3成分的含量分别为20.0％以下、使Yb2O3成分的含量为10.0％以下、而且使Lu2O3成分的含量为5.0％以下，可减少这些昂贵的成分的使用，因而可降低玻璃的材料成本。另外，可抑制因这些成分的过量含有而导致的玻璃的阿贝数的超出必要的上升、失透。因此，对于Gd2O3成分、Y2O3成分的含量而言，上限优选为20.0％、更优选为15.0％、进一步优选为10.0％，进一步优选小于5.0％、更进一步优选小于3.0％。另外，对于Yb2O3成分的含量而言，上限优选为10.0％，更优选小于5.0％、进一步优选小于3.0％。另外，对于Lu2O3成分的含量而言，上限优选为5.0％，更优选小于3.0％、进一步优选小于1.0％。
关于Gd2O3成分、Y2O3成分、Yb2O3及Lu2O3成分，可使用Gd2O3、GdF3、Y2O3、YF3、Yb2O3、Lu2O3等作为原料而包含在玻璃内。
Ta2O5成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的折射率、并且能降低失透的任选成分。
另一方面，通过使Ta2O5成分的含量为5.0％以下，可减少昂贵的Ta2O5成分的使用，因而可降低玻璃的材料成本。另外，通过减少Ta2O5成分的使用，原料的溶解温度降低，可减少原料溶解所需要的能量，因此也可降低光学玻璃的制造成本。因此，Ta2O5成分的含量的上限优选为5.0％、更优选为3.0％、进一步优选为1.0％、更进一步优选为0.1％，最优选不含有。
关于Ta2O5成分，可使用Ta2O5等作为原料而包含在玻璃内。
本发明的光学玻璃中的Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb中的1种以上)的总量优选为15.0％以上60.0％以下。
尤其是，通过使该总量为15.0％以上，可提高玻璃的阿贝数。因此，Ln2O3成分的总量(质量和)的下限优选为15.0％、更优选为20.0％、进一步优选为25.0％、最优选为30.0％。
另一方面，通过使该总量为60.0％以下，不仅可降低玻璃的失透，而且可减少昂贵的稀土类的使用，因此可降低玻璃的材料成本。因此，Ln2O3成分的质量和的上限优选为60.0％、更优选为50.0％、进一步优选为45.0％。
SiO2成分是以大于0％的量含有时能减小比重、而且能提高玻璃的粘度、并且能降低玻璃的失透的任选成分。因此，SiO2成分的含量可以优选大于1.0％、更优选大于2.0％、进一步优选大于4.0％。
另一方面，通过使SiO2成分的含量为15.0％以下，可抑制玻璃化转变温度的上升，并且可抑制折射率的降低。因此，SiO2成分的含量的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、进一步优选为8.0％。
关于SiO2成分，可使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作为原料而包含在玻璃内。
TiO2成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的折射率、并且能将阿贝数调整为低水平的任选成分。因此，TiO2成分的含量可以优选大于0％，其下限更优选为1.0％、进一步优选为3.0％、更进一步优选为5.0％。
另一方面，通过使TiO2成分的含量为20.0％以下，可抑制因TiO2成分成为结晶核而导致的玻璃的失透，可抑制阿贝数的超出必要的降低，并且可减少因含有TiO2成分而导致的玻璃的着色，可提高可见光透射率。因此，TiO2成分的含量的上限优选为20.0％、更优选为15.0％、进一步优选为12.0％。
关于TiO2成分，可使用TiO2等作为原料而包含在玻璃内。
ZrO2成分是以大于0％的量含有时能有助于玻璃的高折射率及低分散、而且能降低玻璃的失透的任选成分。因此，ZrO2成分的含量可以优选大于0％、更优选大于0.5％、进一步优选大于1.0％、最优选大于3.0％。
另一方面，通过使ZrO2成分的含量为10.0％以下，可通过抑制玻璃制造时的溶解温度的上升，从而抑制玻璃的制造成本的上升。因此，ZrO2成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为9.0％、进一步优选为8.0％。
关于ZrO2成分，作为原料可使用ZrO2、ZrF4等。
CaO成分、BaO成分、MgO成分及SrO成分是以大于0％的量含有时能调整玻璃的折射率、提高玻璃原料的溶解性、而且能降低失透的任选成分。
另一方面，通过使CaO成分、BaO成分的含量分别为15.0％以下，而且使MgO成分、SrO成分的含量分别为10.0％以下，可抑制玻璃的折射率的超出必要的降低、失透。CaO成分、BaO成分的含量的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、进一步优选为8.0％。另外，MgO成分、SrO成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。尤其是，关于BaO成分及SrO成分中的至少任一种，由于可减小比重，所以可以优选大于0％，更优选以1％、进一步优选以2％为下限而含有。
关于MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分，作为原料可使用MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等。
ZnO成分是在本发明的折射率及阿贝数的范围内以大于0％的量含有时能调整玻璃的折射率、能提高玻璃原料的溶解性、并且能降低失透的任选成分。因此，ZnO成分的含量可以优选大于0％、更优选大于3.0％、进一步优选大于5.0％。
另一方面，通过使ZnO成分的含量为25.0％以下，不仅可抑制比重增大，而且可抑制因过量含有ZnO成分而导致的失透。另外，通过抑制熔化玻璃的粘性降低，可减少玻璃中波筋的产生。因此，ZnO成分的含量的上限优选为25.0％、更优选为20.0％、进一步优选为15.0％。
关于ZnO成分，作为原料可使用ZnO、ZnF2等。
本发明的光学玻璃中，RO成分(式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的1种以上)的总量优选为30.0％以下。由此，可抑制因过量含有RO成分而导致的玻璃的折射率的降低、液相温度的上升，可减小比重。因此，RO成分的总量(质量和)的上限优选为25.0％、更优选为20.0％、进一步优选为15.0％。
另一方面，从提高玻璃原料的溶解性、并且降低失透的观点考虑，RO成分的质量和可以优选大于0％、更优选为1.0％以上、进一步优选为3.0％以上。
Li2O成分是以大于0％的量含有时能改善玻璃原料的溶解性、并且能降低对玻璃进行再加热时的失透、能减小比重的任选成分。
另一方面，通过使Li2O成分的含量为5.0％以下，从而难以降低玻璃的折射率，并且可降低因过量含有Li2O成分而导致的玻璃的失透。尤其是，含有Li2O成分的玻璃的折射率容易降低，阿贝数容易升高。因此，Li2O成分的含量的上限优选为5.0％、更优选为3.0％、进一步优选为1.0％，进一步优选小于0.5％、进一步优选小于0.35％、进一步优选小于0.3％。
关于Li2O成分，作为原料可使用Li2CO3、LiNO3、LiF等。
Na2O成分、K2O成分及Cs2O成分是以大于0％的量含有时能改善玻璃原料的溶解性、而且能降低对玻璃进行再加热时的失透、能减小比重的任选成分。
另一方面，通过使这些成分含量分别为5.0％以下，从而难以降低玻璃的折射率、并且可降低因过量含有这些成分而导致的失透。因此，Na2O成分、K2O成分及Cs2O成分的各自的含量的上限优选为5.0％、更优选为3.0％、进一步优选为1.0％。
关于Na2O成分、K2O成分及Cs2O成分，作为原料可使用NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6、Cs2CO3、CsNO3等。
本发明的光学玻璃中，Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K及Cs中的1种以上)的总量优选为5.0％以下。由此，难以降低玻璃的折射率，而且可降低因过量含有Rn2O成分而导致的失透。因此，Rn2O成分的总量(质量和)的上限优选为5.0％、更优选为3.0％，进一步优选小于1.0％。
P2O5成分是以大于0％的量含有时能降低玻璃的液相温度、降低失透的任选成分。
另一方面，通过使P2O5成分的含量为10.0％以下，可抑制玻璃的化学耐久性、尤其是耐水性的降低。因此，P2O5成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。
关于P2O5成分，作为原料可使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等。
GeO2成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的折射率、能降低玻璃的液相温度的任选成分。
另一方面，通过减少昂贵的GeO2成分，可提高能降低本发明的玻璃的材料成本的效果。因此，GeO2成分的含量优选为10.0％以下，其上限更优选为5.0％、进一步优选为1.0％。
关于GeO2成分，作为原料可使用GeO2等。
Bi2O3成分是以大于0％的量含有时能提高折射率、且能降低玻璃化转变温度的任选成分。
另一方面，通过使Bi2O3成分的含量为10.0％以下，可通过降低玻璃的失透并且降低玻璃的着色，从而提高玻璃的可见光透射率。因此，Bi2O3成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。
关于Bi2O3成分，作为原料可使用Bi2O3等。
TeO2成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的折射率、并且能降低玻璃化转变温度的任选成分。
另一方面，通过使TeO2成分的含量为5.0％以下，能减少TeO2成分与溶解设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化，因而可实现溶解设备的长寿命化。另外，通过减少昂贵的TeO2成分，可降低玻璃的材料成本。因此，对于TeO2成分的含量而言，上限优选为5.0％，更优选小于3.0％、进一步优选小于1.0％。
关于TeO2成分，作为原料可使用TeO2等。
Al2O3成分及Ga2O3成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的化学耐久性、并且能降低玻璃原料溶解时的失透的任选成分。尤其是，当以大于0％的量含有Al2O3成分时，可提高玻璃成型时的稳定性。因此，Al2O3成分的含量可以优选大于0％，其下限更优选为0.5％，进一步优选大于1.0％。
另一方面，通过使Al2O3成分及Ga2O3成分的含量分别为5.0％以下，可降低因过量含有这些成分而导致的玻璃的失透。另外，通过减少昂贵的Ga2O3成分，可降低玻璃的材料成本。因此，对于Al2O3成分及Ga2O3成分的各自的含量而言，上限优选为5.0％，更优选小于3.0％，进一步优选小于2.0％。
关于Al2O3成分及Ga2O3成分，作为原料可使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3、Ga2O3、Ga(OH)3等。
SnO2成分是以大于0％的量含有时能使熔化玻璃澄清、并且能提高玻璃的可见光透射率的任选成分。
另一方面，通过使SnO2成分的含量为3.0％以下，可使得因熔化玻璃的还原而导致的玻璃的着色、玻璃的失透难以产生。另外，由于可减少SnO2成分与溶解设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化，因而可实现溶解设备的长寿命化。因此，SnO2成分的含量的上限优选为3.0％、更优选为1.0％、进一步优选为0.5％。
关于SnO2成分，作为原料可使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等。
Sb2O3成分是以大于0％的量含有时能提高玻璃的可见光透射率、而且能在将玻璃原料溶解时进行脱泡的任选成分。
另一方面，通过使Sb2O3成分的含量为3.0％以下，可抑制玻璃原料溶解时的过度的发泡。另外，通过使Sb2O3成分与溶解设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化变难，可实现溶解设备的长寿命化。另外，若Sb2O3成分的含量过多，则玻璃的可见光透射率反而降低。因此，对于Sb2O3成分的含量而言，上限优选为3.0％、更优选为2.0％，进一步优选小于1.0％、最优选小于0.5％。
关于Sb2O3成分，作为原料可使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
需要说明的是，使玻璃澄清、进行脱泡的成分不限于上述的Sb2O3成分，可使用玻璃制造领域中已知的澄清剂、脱泡剂或它们的组合。
＜关于不应含有的成分＞
接下来，对本发明的光学玻璃中不应含有的成分、及含有时不理想的成分进行说明。
根据需要，可在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内添加其他成分。但是，Ce、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各过渡金属成分，具有即使分别单独含有少量或复合含有少量时也会导致玻璃着色、在可见区域的特定波长处产生吸收、从而抵消本申请发明的提高可见光透射率的效果的性质，因此，尤其是在使可见区域的波长透过的光学玻璃中，优选实质上不含有上述成分。
此外，PbO等铅化合物、及Th、Cd、Tl、Os、Be、Se各成分近年来作为有害的化学物质有控制其使用的倾向，不只是在玻璃的制造工序、而且直至加工工序、及产品化后的处理中，需要环境对策方面的措施。因此，在重视环境方面的影响的情况下，除了不可避免的混入以外，优选实质上不含有上述成分。由此，光学玻璃中实质上不含有污染环境的物质。因此，即使不采取特别的环境对策方面的措施，也能对该光学玻璃进行制造、加工、及废弃。
本发明中的各成分的含量范围以相对于换算为氧化物的组成的玻璃总质量而言的质量％来表示，因而并不直接以摩尔％的记载来表示，但满足本发明中要求的各物性的玻璃组合物中存在的各成分的基于摩尔％表示的组成以换算为氧化物的组成计大致取以下的值。
B2O3成分为5.0～70.0摩尔％，
La2O3成分为3.0～40.0摩尔％，及
Nb2O5成分为0～20.0摩尔％，
WO3成分为0～25.0摩尔％，
以及，
Gd2O3成分为0～10.0摩尔％，
Y2O3成分为0～10.0摩尔％，
Yb2O3成分为0～10.0摩尔％，
Lu2O3成分为0～5.0摩尔％，
Ta2O5成分为0～10.0摩尔％，
SiO2成分为0～30.0摩尔％，
TiO2成分为0～40.0摩尔％，
ZrO2成分为0～30.0摩尔％，
CaO成分为0～40.0摩尔％，
BaO成分为0～35.0摩尔％，
MgO成分为0～20.0摩尔％，
SrO成分为0～20.0摩尔％，
ZnO成分为0～60.0摩尔％，
Li2O成分为0～30.0摩尔％，
Na2O成分为0～25.0摩尔％，
K2O成分为0～20.0摩尔％，
Cs2O成分为0～10.0摩尔％，
P2O5成分为0～15.0摩尔％，
GeO2成分为0～10.0摩尔％，
Bi2O3成分为0～5.0摩尔％，
TeO2成分为0～25.0摩尔％，
Al2O3成分为0～15.0摩尔％，
Ga2O3成分为0～5.0摩尔％，
SnO2成分为0～0.3摩尔％，或
Sb2O3成分为0～1.0摩尔％，
[制造方法]
本发明的光学玻璃例如可按照以下方式制造。即，均匀混合上述原料，使各成分在规定的含量范围内，将制作的混合物投入到铂坩埚中，根据玻璃组成的溶解难易度，在电炉中在1200～1400℃的温度范围内进行3～4小时溶解，搅拌均匀后，降低至适当的温度，然后注入到模具中，缓慢冷却，由此制作。
[物性]
本发明的光学玻璃优选具有高折射率及高阿贝数(低分散)。尤其是，本发明的光学玻璃的折射率(nd)的下限优选为1.75、更优选为1.78、进一步优选为1.80。该折射率的上限可以优选为1.95、更优选为1.90、进一步优选为1.88。另外，本发明的光学玻璃的阿贝数(νd)的下限优选为30、更优选为33、进一步优选为35，上限优选为45、更优选为43、进一步优选为40、最优选为39.5。
通过具有这样的高折射率，从而即使谋求光学元件的薄型化也可得到大的光的折射量。另外，通过具有这样的低分散，从而即使是单透镜，因光波长不同而造成的焦点偏移(色差)也小。此外，通过具有这样的低分散，当例如与具有高分散(低阿贝数)的光学元件组合时，可实现高成像特性等。
因此，本发明的光学玻璃在光学设计上是有用的，尤其是，可在谋求高成像特性等的同时，谋求光学系统的小型化，可扩展光学设计的自由度。
另外，本发明的光学玻璃优选比重小。更具体而言，本发明的光学玻璃的比重为4.80以下。由此，可减少光学元件、使用了该光学元件的光学设备的质量，因而能有助于光学设备的轻质化。因此，本发明的光学玻璃的比重的上限优选为4.80、更优选为4.60、进一步优选为4.30。需要说明的是，本发明的光学玻璃的比重通常大致为3.00以上，更详细地说，为3.50以上，进一步详细地说，为4.00以上。
本发明的光学玻璃的比重基于日本光学硝子工业会标准JOGIS05－1975“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
本发明的光学玻璃优选可见光透射率、尤其是可见光中的短波长侧的光的透射率高，从而着色少。尤其是，用本发明的光学玻璃中的厚度10mm的样品进行测定时分光透射率为5％时的最短波长(λ5)的上限可以优选为400nm、更优选为380nm、进一步优选为360nm。另外，用本发明的光学玻璃中的厚度10mm的样品进行测定时分光透射率为70％的最短波长(λ70)的上限可以优选为450nm、更优选为430nm、进一步优选为400nm，另外，用本发明的光学玻璃中的厚度10mm的样品进行测定时分光透射率为80％的最短波长(λ80)的上限可以优选为500nm、更优选为490nm、进一步优选为480nm。由此，玻璃的吸收端落在可见区域之外，可提高玻璃相对于更广泛的可见区域的波长的光的透明性，因而，可将该光学玻璃合适地用于透镜等使可见光透过的光学元件。
[预成型体及光学元件]
可使用例如再加热加压成型、精密加压成型等模压成型方法，由制作的光学玻璃制作玻璃成型体。即，可利用以下方法，来制作玻璃成型体：对由光学玻璃形成的料块(gob)、玻璃块(glass block)进行磨削及研磨而得到光学元件的形状的方法；磨削及研磨对由光学玻璃形成的料块、玻璃块进行再加热并进行成型(再加热加压成型)而得到的玻璃成型体的方法；以及，利用经超精密加工的模具，将切割料块、玻璃块并进行了研磨的预成型体材料、或利用已知的浮法成型等成型的预成型体材料进行成型(精密加压成型)而得到光学元件的形状的方法。需要说明的是，制作玻璃成型体的方法不限于这些方法。
如上所述地制作的玻璃成型体对于多种光学元件及光学设计是有用的。特别优选的是，使用精密加压成型等方法，由本发明的光学玻璃制作透镜、棱镜、反射镜等光学元件。由此，当用于照相机、投影仪等这样的使可见光透过光学元件的光学设备时，能在实现高精细且高精度的成像特性等的同时、实现这些光学设备中的光学系统的小型化。
实施例
本发明的实施例(No.1～No.8)及比较例(No.A)的组成、以及这些玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)、比重、以及分光透射率为5％、70％、80％的波长(λ5、λ70、λ80)的结果示于表1及表2。需要说明的是，以下的实施例仅为例示目的，并非仅限于这些实施例。
这些实施例及比较例的玻璃均按照如下方式制作：选择作为各成分的原料分别相当的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、氢氧化物、偏磷酸化合物等通常的光学玻璃中使用的高纯度原料，以表1及表2所示的各实施例及比较例的组成的比例进行称量并均匀混合，然后投入到铂坩埚中，根据玻璃组成的溶解难易度，在电炉中在1100～1500℃的温度范围内进行2～5小时溶解后，搅拌均匀并进行除泡等，然后注入到模具中，缓慢冷却，制作玻璃。
此处，实施例及比较例的玻璃的折射率及阿贝数基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01－2003进行测定。需要说明的是，作为本测定中使用的玻璃，使用了在缓慢冷却降温速度为－25℃/hr的退火条件下，在缓慢冷却炉中进行了处理的玻璃。
另外，实施例及比较例的玻璃的比重按照JOGIS05－1975“光学玻璃的比重的测定方法”进行测定。
另外，实施例及比较例的玻璃的可见光透射率按照日本光学硝子工业会标准JOGIS02进行测定。需要说明的是，本发明中，通过测定玻璃的透射率，求出玻璃有无着色以及程度。具体而言，按照JISZ8722，测定厚度为10±0.1mm的对置平行研磨品的200～800nm的分光透射率，求出λ5(透射率5％时的波长)、λ70(透射率70％时的波长)及λ80(透射率80％时的波长)。
[表1]
[表2]
本发明的实施例的光学玻璃的比重为4.80以下，更详细地说，为4.50以下。另一方面，比较例A的玻璃的比重大于4.80。因此，表明本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比，比重小。
本发明的实施例的光学玻璃的λ80(透射率80％时的波长)均为500nm以下，更详细地说，为480nm以下。另外，本发明的实施例的光学玻璃的λ70(透射率70％时的波长)均为450nm以下，更详细地说，为430nm以下。另外，本发明的实施例的光学玻璃的λ5(透射率5％时的波长)均为400nm以下，更详细地说，为380nm以下。
另外，本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)均为1.75以上，更详细地说，为1.80以上，在所期望的范围内。
另外，本发明的实施例的光学玻璃的阿贝数(νd)均为30以上，更详细地说，为35以上，并且该阿贝数(νd)为40以下，更详细地说，为39.5以下，在所期望的范围内。
另外，本发明的实施例的光学玻璃与比较例的玻璃相比，Nb2O5成分及WO3的含量少，因而材料成本得以降低。
因此，表明本发明的实施例的光学玻璃的折射率(nd)及阿贝数(νd)在所期望的范围内，而且可廉价地制作，比重小，且着色少，可见光透射率高。因此，可推测本发明的实施例的光学玻璃有助于光学设备的轻质化，并且可合适地用于使可见光透过的用途。
此外，使用本发明的实施例的光学玻璃，在进行再加热加压成型后，进行磨削及研磨，加工成透镜及棱镜的形状。另外，使用本发明的实施例的光学玻璃，形成精密加压成型用预成型体，将精密加压成型用预成型体精密加压成型加工成透镜及棱镜的形状。在任一情况下，都不会发生与成型模具的熔粘的问题、在加热软化后的玻璃中产生乳白化及失透等的问题，可稳定地加工成多种透镜及棱镜的形状。
以上，出于例示目的详细地说明了本发明，但本实施例仅为例示目的，应当理解，在不超出本发明的思想及范围的情况下，本领域技术人员可进行多种改变。
Claims (15)
1.一种光学玻璃，其特征在于，按质量％计，含有15.0～35.0％的B2O3成分、20.0％～41.58％的La2O3成分，Nb2O5成分的含量为3.0％以下，WO3成分的含量为3.0％以下，Ta2O5成分的含量为0.1％以下，ZrO2成分的含量为6.00％以下，所述光学玻璃具有1.80以上的折射率(nd)、35～40的阿贝数(νd)和4.80以下的比重，
其中，Ln2O3成分的质量和为20.0％以上41.58％以下，Ln2O3式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb中的1种以上，
按质量比计，(Nb2O5+WO3)/(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为0.05以下。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，按质量和计，(La2O3+Gd2O3+Ta2O5)为25.0～41.58％。
3.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，按质量比计，ZnO/BaO大于0且为5.0以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，按质量和计，(Nb2O5+WO3+TiO2)大于0且为20.0％以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
Gd2O3成分为0～20.0％，
Y2O3成分为0～20.0％，
Yb2O3成分为0～10.0％，
Lu2O3成分为0～5.0％。
6.如权利要求1～5中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
SiO2成分为0～15.0％.
TiO2成分为0～20.0％。
7.如权利要求1～6中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
CaO成分为0～15.0％，
BaO成分为0～15.0％，
MgO成分为0～10.0％，
SrO成分为0～10.0％，
ZnO成分为0～25.0％。
8.如权利要求1～7中任一项所述的光学玻璃，其中，RO成分的质量和为30.0％以下，RO式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的1种以上。
9.如权利要求1～8中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
Li2O成分为0～5.0％，
Na2O成分为0～5.0％，
K2O成分为0～5.0％。
10.如权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃，其中，Rn2O成分的质量和为5.0％以下，Rn2O式中，Rn为选自Li、Na、K中的1种以上。
11.如权利要求1～10中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量％计，
P2O5成分为0～10.0％，
GeO2成分为0～10.0％，
Bi2O3成分为0～10.0％，
TeO2成分为0～5.0％，
Al2O3成分为0～5.0％，
Ga2O3成分为0～5.0％，
SnO成分为0～3.0％，
Sb2O3成分为0～3.0％。
12.如权利要求1～11中任一项所述的光学玻璃，其中，分光透射率显示70％的波长(λ70)为450nm以下。
13.一种研磨加工用及/或精密加压成型用的预成型体，其是由权利要求1～12中任一项所述的光学玻璃形成的。
14.一种光学元件，其是对权利要求1～12中任一项所述的光学玻璃进行磨削及/或研磨而形成的。
15.一种光学元件，其是对权利要求13所述的预成型体进行精密加压成型而形成的。
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