TW202342387A - 光學玻璃及光學元件 - Google Patents

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TW202342387A TW112111705A TW112111705A TW202342387A TW 202342387 A TW202342387 A TW 202342387A TW 112111705 A TW112111705 A TW 112111705A TW 112111705 A TW112111705 A TW 112111705A TW 202342387 A TW202342387 A TW 202342387A
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井平敦士
根岸智明
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日商Ｈｏｙａ股份有限公司
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Abstract

本發明提供折射率高、並且熱穩定性優異的光學玻璃。該光學玻璃以質量基準計，B 2O 3含量為5.0%以上且30.0%以下，SiO 2含量為1.0%以上且15.0%以下，Nb 2O 5含量為15.0%以下，La 2O 3含量為5.0%以上且70.0%以下，ZnO含量為0.1%以上，Li 2O含量為0.4%以下，TiO 2含量為5.0%以下，質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3) /(SiO 2+B 2O 3))為2.50以上且5.30以下，質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(La 2O 3+ Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.15以下，質量比(SiO 2/B 2O 3)為0.20以上且0.60以下，質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為0.35以下，質量比(ZnO/(La 2O 3+ Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.14以下，質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+W+O 3Ta 2O 5+ Nb 2O 5))為0.45以下，質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+ WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為3.50以下，並且質量比(Gd 2O 3/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.10以上且0.45以下。

Description

光學玻璃及光學元件
本發明關於光學玻璃及光學元件。
由折射率高的光學玻璃製成的透鏡例如公開於專利文獻1中。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2002-284542號公報
發明所要解決的問題
折射率高的光學玻璃例如可藉由將由該玻璃製成的透鏡與由色散性不同的玻璃製成的其它透鏡組合而得到接合透鏡，從而補正色差，同時實現光學系統的小型化。因此，這樣的光學玻璃作為構成攝像光學系統、投影儀等投射光學系統的光學元件用材料是有用的。
熱穩定性低的玻璃存在容易結晶化的傾向。因此，作為光學玻璃所期望的物性，可舉出熱穩定性優異的性質。
鑒於以上情況，本發明的一個方式的目的在於提供折射率高、並且熱穩定性優異的光學玻璃。 解決問題的方法
本發明的一個方式關於一種光學玻璃，其中，以質量基準計，B 2O 3含量為5.0%以上且30.0%以下，SiO 2含量為1.0%以上且15.0%以下，Nb 2O 5含量為15.0%以下，La 2O 3含量為5.0%以上且70.0%以下，ZnO含量為0.1%以上，Li 2O含量為0.4%以下，TiO 2含量為5.0%以下，La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3)/ (SiO 2+B 2O 3))為2.50以上且5.30以下，TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/ (La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.15以下，SiO 2含量相對於B 2O 3含量的質量比(SiO 2/B 2O 3)為0.20以上且0.60以下，TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為0.35以下，ZnO含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(ZnO/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.14以下，Ta 2O 5+WO 3相對於TiO 2+WO 3+ Ta 2O 5+Nb 2O 5的質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+WO 3+Ta 2O 5+Nb 2O 5))為0.45以下，La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3、Yb 2O 3、TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+ WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為3.50以下，並且，Gd 2O 3含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(Gd 2O 3/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.10以上且0.45以下。 發明的效果
根據本發明的一個方式，能夠提供折射率高、並且熱穩定性優異的光學玻璃。另外，根據本發明的一個方式，還可以提供由這樣的光學玻璃製成的光學元件。
[光學玻璃] ＜玻璃組成＞ 在本發明及本說明書中，用氧化物基準的玻璃組成來表示玻璃組成。此處，「氧化物基準的玻璃組成」是指，按照玻璃原料在熔融時全部分解而在玻璃中以氧化物的形式存在的物質進行換算而得到的玻璃組成。另外，只要沒有特別記載，則玻璃組成以質量基準(質量%、質量比)表示。 本發明及本說明書中的玻璃組成可以藉由例如ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry，電感耦合等離子體原子發射光譜法)等方法求出。定量分析使用ICP-AES，對各元素分別進行。然後，將分析值換算成以氧化物表示。基於ICP-AES的分析值有時會包含例如分析值的±5%左右的測定誤差。因此，對於由分析值換算得到的以氧化物表示的值，有時也同樣地包含±5%左右的誤差。 另外，在本發明及本說明書中，構成成分的含量為0.0%、或不含有、或者不導入，是指實質上不包含該構成成分，該構成成分的含量為雜質水準程度以下，雜質水準程度以下是指例如小於0.01%。
以下，對上述光學玻璃的玻璃組成更詳細地進行說明。
B 2O 3是起到改善玻璃的熱穩定性的作用的成分，其含量為5.0%以上，較佳為6.0%以上，以7.0%以上、8.0%以上、9.0%以上、10.0%以上、11.0%以上、12.0%以上的順序更佳。從高折射率化的觀點出發，B 2O 3含量為30.0%以下，較佳為28.0%以下，以26.0%以下、24.0%以下、22.0%以下、20.0%以下、18.0%以下、16.0%以下的順序更佳。
SiO 2也是起到改善玻璃的熱穩定性的作用的成分，其含量為1.0%以上，較佳為2.0%以上，以3.0%以上、4.0%以上、5.0%以上、6.0%以上的順序更佳。從高折射率化的觀點出發，SiO 2含量為15.0%以下，較佳為14.0%以下，以13.0%以下、12.0%以下、11.0%以下、10.0%以下的順序更佳。
從玻璃的熱穩定性提高的觀點出發，SiO 2含量相對於B 2O 3含量的質量比(SiO 2/B 2O 3)為0.20以上且0.60以下。從熱穩定性的進一步提高的觀點出發，質量比(SiO 2/B 2O 3)較佳為0.35以上、更佳為0.40以上、又更佳為0.50以上。從同樣的觀點出發，質量比(SiO 2/B 2O 3)較佳為0.55以下。
從高折射率玻璃的低色散化的觀點出發，Nb 2O 5含量為15.0%以下，較佳為14.0%以下，以13.0%以下、12.0%以下、11.0%以下、10.0%以下、9.0%以下、8.0%以下、7.0%以下的順序更佳。Nb 2O 5含量例如可以為0.0%以上、超過0.0%、1.0%以上、2.0%以上、3.0%以上、4.0%以上或5.0%以上。
從實現高折射率低色散、並且熱穩定性優異的玻璃的觀點出發，La 2O 3含量為5.0%以上且70.0%以下。從上述觀點考慮，La 2O 3含量較佳為10.0%以上，以15.0%以上、20.0%以上、25.0%以上、30.0%以上、35.0%以上的順序更佳。另外，從熱穩定性的進一步提高的觀點出發，La 2O 3含量較佳為65.0%以下，以60.0%以下、55.0%以下、50.0%以下、45.0%以下的順序更佳。
從高折射率化及玻璃的熱穩定性提高的觀點出發，Gd 2O 3含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(Gd 2O 3/(La 2O 3+Gd 2O 3+ Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.10以上且0.45以下。從進一步高折射率化的觀點出發，質量比(Gd 2O 3/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))較佳為0.15以上、更佳為0.18以上、又更佳為0.20以上。另外，從熱穩定性的進一步提高的觀點出發，質量比(Gd 2O 3/ (La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))較佳為0.40以下。
從高折射率化的觀點出發，Gd 2O 3與La 2O 3的合計含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比((Gd 2O 3+La 2O 3)/(La 2O 3+Gd 2O 3+ Y 2O 3+Yb 2O 3))較佳為0.40以上、更佳為0.50以上、又更佳為0.60以上。質量比((Gd 2O 3+La 2O 3)/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))例如可以為1.00以下或0.95以下。
從降低後述的液相溫度的觀點出發，Y 2O 3含量相對於La 2O 3含量的質量比(Y 2O 3/La 2O 3)較佳為0.80以下、更佳為0.70以下、又更佳為0.60以下。例如可以為0.00以上、超過0.00、或0.10以上。
La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3均是具有提高折射率的作用而不會提高色散(不會導致阿貝數降低)的成分。關於La 2O 3含量，如上所述。 Gd 2O 3含量例如可以為0.0%以上、超過0.0%、1.0%以上、5.0%以上或10.0%以上。Gd 2O 3在玻璃成分中是提高比重的成分，而且也是高價的成分。從這些觀點考慮，Gd 2O 3含量較佳為50.0%以下，以45.0%以下、40.0%以下、35.0%以下、30.0%以下的順序更佳。 Y 2O 3含量可以為0.0%以上、超過0.0%、1.0%以上、或3.0%以上，另外，例如可以為10.0%以下、8.0%以下。 Yb 2O 3含量可以為0.0%以上、超過0.0%、1.0%以上、或3.0%以上，另外，例如可以為10.0%以下、9.0%以下、8.0%以下、7.0%以下、6.0%以下、5.0%以下、或4.0%以下。
從實現高折射率低色散、並且熱穩定性優異的玻璃的觀點出發，La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3)/(SiO 2+B 2O 3))為2.50以上且5.30以下。從高色散化的抑制以及熱穩定性的進一步提高的觀點出發，質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+ Yb 2O 3)/(SiO 2+B 2O 3))較佳為5.00以下，以4.50以下、4.00以下、3.50以下、3.00以下的順序更佳。另外，從進一步的高折射率化的觀點出發，質量比((La 2O 3+ Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3)/(SiO 2+B 2O 3))較佳為2.60以上、更佳為2.70以上。
從抑制玻璃化轉變溫度的上升的觀點出發，ZnO含量為0.1%以上，較佳為0.3%以上、更佳為1.0%以上。ZnO含量例如可以為10.0%以下、9.0%以下、8.0%以下或7.0%以下。
從熱穩定性提高的觀點出發，ZnO含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(ZnO/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.14以下，較佳為0.13以下，以0.12以下、0.11以下、0.10以下、0.09以下、0.08以下、0.07以下、0.06以下的順序更佳。質量比(ZnO/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))例如可以為0.00以上、超過0.00或0.01以上。
從玻璃的熱穩定性的進一步提高的觀點出發，ZnO含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比(ZnO/(SiO 2+B 2O 3))較佳為0.50以下、更佳為0.45以下、又更佳為0.40以下。質量比(ZnO/(SiO 2+B 2O 3))例如可以為0.00以上、超過0.00、0.01以上、或0.02以上。
從熱穩定性提高的觀點出發，Li 2O含量為0.4%以下，較佳為0.3%以下、更佳為0.2%以下、又更佳為0.1%以下。Li 2O含量可以為0.0%、或0.0%以上。從更進一步的低比重化的觀點出發，上述光學玻璃的Li 2O含量較佳為0.0%，即，較佳上述光學玻璃不含Li 2O。
關於作為鹼金屬氧化物的Li 2O、Na 2O、K 2O及Cs 2O中的Li 2O含量，如上所述。 Na 2O、K 2O及Cs 2O各自的含量例如可以為0.0%以上或超過0.0%，另外，例如可以為5.0%以下、4.0%以下、3.0%以下、2.0%以下、1.0%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下或0.1%以下。
從抑制玻璃的著色的觀點出發，TiO 2含量較佳為5.00%以下，4.0%以下，以3.0%以下、2.0%以下、1.0%以下、0.5%以下、0.1%以下、0.0%的順序更佳。
Ta是稀有元素，並且價格高，因此，較佳Ta 2O 5含量少。從上述的觀點以及實現期望的光學常數的觀點出發，Ta 2O 5含量較佳為12.0%以下，以11.0%以下、10.0%以下、9.0%以下、8.0%以下、7.0%以下、6.0%以下、5.10.0%以下、5.0%以下、4.0%以下、3.0%以下、2.0%以下、1.0%以下、0.0%以下的順序更佳。
從抑制玻璃的著色的觀點出發，WO 3含量較佳為1.0%以下、更佳為0.50%以下、又更佳為0.1%以下、更又更佳為0.0%。
從低色散化的觀點出發，TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+ WO 3)/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.15以下，較佳為0.14以下，以0.13以下、0.12以下、0.11以下的順序更佳。另外，質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/ (La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))例如可以為0.00以上、超過0.00、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上或0.05以上。
從提高玻璃的熱穩定性的觀點出發，TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/ (SiO 2+B 2O 3))為0.35以下，以0.34以下、0.33以下、0.32以下、0.31以下、0.30以下、0.29以下的順序更佳。質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))例如可以為0.00以上、超過0.00、0.01以上、0.03以上、0.05以上、0.07以上、或0.10以上。
從抑制玻璃的著色及低比重化的觀點出發，Ta 2O 5與WO 3的合計含量相對於TiO 2、WO 3、Ta 2O 5及Nb 2O 5的合計含量的質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+ W+O 3Ta 2O 5+Nb 2O 5))為0.45以下，較佳為0.40以下，以0.35以下、0.30以下、0.25以下、0.20以下、0.15以下的順序更佳。質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+W+ O 3Ta 2O 5+Nb 2O 5))例如可以為0.00以上、超過0.00、或0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上或0.05以上。
從低色散化的觀點出發，TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於ZnO含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/ZnO)較佳為30.00以下、更佳為25.00以下。質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/ZnO)例如可以為0.00以上、超過0.00、0.50以上、1.00以上、1.50以上或1.70以上。
Nb 2O 5含量相對於TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3的合計含量的質量比(Nb 2O 5/(TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3))例如可以為1.00以下或小於1.00。質量比(Nb 2O 5/(TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3))例如可以為0.00以上、超過0.00、0.10以上或0.50以上。
從實現期望的光學常數以及提高玻璃的熱穩定性的觀點出發，La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3、Yb 2O 3、TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+ WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為3.50以下，較佳為3.40以下，以3.30以下、3.20以下的順序更佳。質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+ B 2O 3))例如可以超過0.00、0.10以上、0.50以上、1.50以上或2.00以上。
從玻璃的熱穩定性的進一步提高的觀點出發，ZrO 2含量較佳為13.0%以下、更佳為12.0%以下，以11.0%以下、10.0%以下、9.0%以下、8.0%以下的順序更佳。ZrO 2含量例如可以為0.0%以上、超過0.0%、0.1%以上、0.5%以上、1.0%以上、2.0%以上、3.0%以上、4.0%以上或5.0%以上。
上述光學玻璃可以包含、也可以不含Al 2O 3。上述光學玻璃的Al 2O 3含量例如可以為0.0%以上、超過0.0%、0.1%以上、0.5%以上或1.0%以上。另外，上述光學玻璃的Al 2O 3含量例如可以為5.0%以下、4.0%以下或3.0%以下。
上述光學玻璃可以包含鹼土金屬氧化物中的一種以上，也可以不含。在上述光學玻璃中，MgO、CaO、SrO及BaO各自的含量例如可以為0.0%以上、超過0.0%、0.1%以上、0.5%以上或1.0%以上，另外，例如可以為5.0%以下、4.0%以下或3.0%以下。
Sb 2O 3是可以作為澄清劑添加的成分。藉由少量的添加就可以發揮抑制由Fe等雜質混入導致的透光率的降低的作用，但如果增加Sb 2O 3的添加量，則玻璃的著色顯示出增加的傾向。因此，Sb 2O 3的添加量以外加比例計較佳為0.00%以上且0.10%以下、更佳為0.00%以上且0.05%以下、又更佳為0.00%以上且0.03%以下。基於外加比例的Sb 2O 3含量是指，將Sb 2O 3以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時以質量%表示的Sb 2O 3的含量。
SnO 2也可以作為澄清劑添加，但以外加比例計超過1.00%而添加時，會導致玻璃著色，或在對玻璃進行加熱、軟化而進行加壓成型等再成型時導致Sn成為晶核生成的起點而產生失透傾向。因此，以外加比例計，較佳將SnO 2的添加量設為0.00%以上且1.00%以下、更佳設為0.00%以上且0.50%以下、特別較佳不添加。基於外加比例的SnO 2含量是指，將SnO 2以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時以質量%表示的SnO 2的含量。
上述光學玻璃可以不含有Lu、Hf這樣的成分而進行製作。Lu、Hf是高價的成分，因此，較佳將Lu 2O 3、HfO 2的含量分別抑制為0.00%以上且2.00%以下、更佳分別抑制為0.00%以上且1.00%以下、又更佳分別抑制為0.00%以上且0.80%以下、更又更佳分別抑制為0.00%以上且0.10%以下、特別較佳不導入Lu 2O 3、不導入HfO 2。 另外，考慮到環境影響，較佳不導入Pb，較佳也不導入As、U、Th、Te、Cd。 此外，從發揮玻璃優異的透光性的觀點出發，較佳不導入Cu、Cr、V、Fe、Ni、Co等成為著色的主要原因的物質。
F是會顯著提高熔融時的玻璃的揮發性、成為導致玻璃的光學特性的穩定性及均質性降低的原因的成分。F含量可以用如前面記載的那樣求出的氧化物基準的F元素相對於玻璃組成的合計含量100質量%的以外加比例計的含量(單位：質量%)來規定。在上述光學玻璃中，如此規定的F含量較佳小於0.10%、更佳小於0.08%、又更佳小於0.05%。F含量可以為0.00%以上，也可以為0.00%。
＜玻璃物性＞ (折射率nd) 上述光學玻璃可以是折射率高的玻璃。上述光學玻璃的折射率nd較佳為1.70以上、更佳為1.75以上，以1.80以上、1.81以上、1.82以上、1.83以上、1.84以上、1.85以上的順序又更佳。上述光學玻璃的折射率nd例如可以為1.90以下、1.89以下或1.88以下。在本發明及本說明書中，「折射率」是指「折射率nd」。
(阿貝數νd) 阿貝數νd是表示與色散性相關的性質的值，使用d射線、F射線、C射線下的各折射率nd、nF、nC而表示為νd＝(nd－1)／(nF－nC)。從作為光學元件用材料的有用性的觀點出發，上述光學玻璃較佳為低色散玻璃。從上述觀點考慮，上述光學玻璃的阿貝數νd較佳為40.0以上、更佳為40.5以上、又更佳為41.0以上。上述光學玻璃的阿貝數νd例如可以為44.0以下。
在一個方式中，上述光學玻璃可以是折射率nd為1.70以上且1.90以下、並且阿貝數νd為40.0以上且44.0以下的高折射率低色散玻璃。
另外，從作為光學元件用材料的有用性的觀點出發，較佳上述光學玻璃的折射率nd和阿貝數νd滿足下述式(1)。 式(1)： nd＞-0.05＊νd＋3.94
(比重) 在構成光學系統的光學元件中，折射力取決於構成光學元件的玻璃的折射率和光學元件的光學功能面(想要控制的光線入射、出射的面)的曲率。如果想要增大光學功能面的曲率，則光學元件的厚度也要增加。其結果是，光學元件變重。與此相對，如果使用折射率高的玻璃，則即使不增加光學功能面的曲率也能夠得到大的折射力。 由此，只要能夠在抑制玻璃的比重的增加的同時提高折射率，就可以實現具有一定的折射力的光學元件的輕質化。 從以上的觀點出發，上述光學玻璃的比重較佳為5.20以下，以5.15以下、5.10以下的順序更佳。比重越低，從光學元件的輕質化的觀點考慮越較佳，因此，對於上述光學玻璃的比重的下限沒有特別限定。在一個方式中，比重可以為4.40以上、4.50以上、或4.60以上。
(著色度λ5、λ70、λ80) 關於玻璃的著色抑制，玻璃的透光性、具體是指抑制短波長側的光吸收端的長波長化可以藉由著色度λ5、λ70及λ80中的一種以上來評價。著色度λ5表示，從紫外區至可見區、厚度10mm的玻璃的光譜透射率(包括表面反射損失)達到5%的波長。λ70表示通對λ5記載的方法測定的光譜透射率達到70%的波長。λ80表示藉由對λ5記載的方法測定的光譜透射率達到80%的波長。後述的實施例一欄中顯示的λ5、λ70及λ80是在250~700nm的波長範圍測定得到的值。需要說明的是，對於具有經過了光學拋光後的2個相互平行的平面的玻璃試樣，將垂直入射至這樣的平面中的一面的光的強度設為I in，將透過玻璃試樣並從另一面射出的光的強度設為I out時，本發明及本說明書中的玻璃的光譜透射率T(%)以T(%)＝I out/I in×100表示。 根據著色度λ5、λ70及λ80，可以定量地評價光譜透射率的短波長側的吸收端。在為了製作接合透鏡而藉由紫外線固化型黏接劑將透鏡彼此接合時等，可進行下述操作：透過光學元件對黏接劑照射紫外線，使黏接劑固化。從高效地進行紫外線固化型黏接劑的固化的觀點出發，較佳光譜透射率的短波長側的吸收端在短的波長範圍內。作為定量地評價該短波長側的吸收端的指標，可使用著色度λ5、λ70及λ80中的一種以上。 上述光學玻璃較佳可以顯示出340nm以下的λ5，更佳可以顯示出335nm以下的λ5。另外，上述光學玻璃較佳可以顯示出400nm以下的λ70，更佳可以顯示出390nm以下的λ70。λ80較佳為480nm以下，更佳為475nm以下。λ5、λ70及λ80越低則越較佳，下限沒有特別限定。
(玻璃化轉變溫度Tg) 從減輕對退火爐、成型模具的負擔的觀點出發，上述光學玻璃的玻璃化轉變溫度Tg較佳為800℃以下，以790℃以下、780℃以下、770℃以下、760℃以下、750℃以下的順序更佳。另一方面，從機械加工性的觀點考慮(詳細而言，從進行切斷、切削、磨削、拋光等對玻璃的機械加工時不易發生破損的觀點考慮)，上述光學玻璃的玻璃化轉變溫度Tg較佳為640℃以上、更佳為650℃以上、又更佳為660℃以上。玻璃化轉變溫度Tg可藉由後述的方法求出。
(熱穩定性) 玻璃的熱穩定性包括將玻璃熔液成型時的耐失透性、和對暫時發生了凝固的玻璃進行再加熱時的耐失透性。
液相溫度LT 將玻璃熔液成型時的耐失透性可以以液相溫度(LT：liquidus temperature)作為指標。越是液相溫度低的玻璃，越可以認為是具有優異的耐失透性的玻璃。對於液相溫度高的玻璃，為了防止失透，必須將玻璃熔液、即熔融玻璃的溫度保持為高溫，而這會導致如下現象發生：產生易揮發成分的揮發；坩堝的侵蝕受到促進；特別是對於貴金屬製坩堝的情況，貴金屬離子熔入至玻璃熔熔液中而導致玻璃著色；成型時的黏性變低而難以成型均勻性高的玻璃等。因此，上述光學玻璃的液相溫度LT較佳為1320℃以下，以1310℃以下、1300℃以下、1290℃以下、1280℃以下、1270℃以下、1260℃以下的順序更佳。液相溫度LT例如可以為1000℃以上或1100℃以上，較佳液相溫度LT低，因此，也可以高於這裡示例出的值。
本發明及本說明書中的「液相溫度」藉由以下的方法求出。 將加入有5cc的玻璃的鉑製坩堝蓋上蓋，在加熱至給定溫度的爐內保持2小時，冷卻後，用光學顯微鏡(倍率：100倍)觀察玻璃內部，根據結晶的有無來確定液相溫度。溫度以10℃幅度變化。
Tx－Tg 關於對暫時發生了凝固的玻璃進行再加熱時的耐失透性，結晶峰值溫度Tx與玻璃化轉變溫度Tg之差(Tx－Tg)越大，則越可以認為耐失透性優異。 玻璃化轉變溫度Tg及結晶峰值溫度Tx如下所述地求出。在差示掃描量熱分析中，如果將玻璃試樣升溫，則出現伴隨著比熱的變化的吸熱行為、即吸熱峰，進一步升溫時，出現放熱峰。在差示掃描量熱分析中，可得到以溫度為橫軸、以對應於試樣的放熱吸熱的量為縱軸的差示掃描量熱曲線(DSC曲線)。在該曲線中，將從基線至出現吸熱峰時斜率達到最大的點處的切線與上述基線的交點作為玻璃化轉變溫度Tg，將出現放熱峰時斜率達到最大的點處的切線與上述基線的交點作為結晶峰值溫度Tx。玻璃化轉變溫度Tg及結晶溫度Tx的測定可以如下所述地進行：將玻璃用研缽等充分粉碎後作為試樣，使用鉑製池作為試樣容器，藉由差示掃描量熱儀，將升溫速度設為10℃/分。 如果成型時的玻璃的溫度達到結晶溫度區，則會發生失透，因此，(Tx－Tg)小的玻璃在防止失透的同時進行成型的方面是不利的。相反，(Tx－Tg)大的玻璃不會失透，在進行再加熱、軟化而進行成型的方面是有利的。根據上述理由，結晶峰值溫度Tx與玻璃化轉變溫度Tg之差(Tx－Tg)較佳為70℃以上。(Tx－Tg)例如可以為300℃以下、280℃以下、260℃以下、240℃以下、220℃以下或200℃以下，但由於(Tx－Tg)大是較佳的，因此，也可以高於這裡示例出的值。
＜光學玻璃的製造方法＞ 上述光學玻璃可以如下所述地得到：以獲得目標的玻璃組成的方式稱量、調配作為原料的氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等，充分地混合而製成混合批料，在熔融容器內進行加熱、熔融，並進行脫泡、攪拌，製作均質且不含泡的熔融玻璃，對該熔融玻璃進行成型而得到光學玻璃。具體而言，可利用公知的熔融法來製作。
[加壓成型用玻璃原材料、光學元件坯料、及它們的製造方法] 本發明的另一個方式關於： 由上述光學玻璃形成的加壓成型用玻璃原材料； 由上述光學玻璃形成的光學元件坯料。
根據本發明的另一個方式，還提供： 一種加壓成型用玻璃原材料的製造方法，該方法具備：將上述光學玻璃成型為加壓成型用玻璃原材料的步驟； 一種光學元件坯料的製造方法，該方法具備：使用加壓成型模具對上述光學玻璃加壓成型用玻璃原材料進行加壓成型，由此製作光學元件坯料的步驟； 一種光學元件坯料的製造方法，該方法具備：將上述光學玻璃成型為光學元件坯料的步驟。
光學元件坯料是指，與目標的光學元件的形狀近似、並對光學元件的形狀加上了拋光料(會藉由拋光而除去的表面層)、根據需要加上了磨削料(會藉由磨削而除去的表面層)的光學元件母材。藉由對光學元件坯料的表面進行磨削、拋光，可對光學元件進行精加工。在一個方式中，可以藉由對將適量上述玻璃熔融而得到的熔融玻璃進行加壓成型的方法(稱作直壓法(direct press method))來製作光學元件坯料。在另一個實施方式中，也可以藉由使將適量上述玻璃熔融而得到的熔融玻璃凝固來製作光學元件坯料。
另外，在另一個方式中，可以藉由製作加壓成型用玻璃原材料，並對所製作的加壓成型用玻璃原材料進行加壓成型而製作光學元件坯料。
加壓成型用玻璃原材料的加壓成型可藉由用加壓成型模具對經加熱而處於軟化的狀態下的加壓成型用玻璃原材料進行加壓的公知方法進行。加熱、加壓成型均可以在大氣中進行。藉由在加壓成型後進行退火而減少玻璃內部的應變，可以得到均質的光學元件坯料。
就加壓成型用玻璃原材料而言，除了保持其原有狀態而直接供於用於製作光學元件坯料的加壓成型的被稱作加壓成型用玻璃料滴(glass gob)的原材料以外，還包括在實施切割、磨削、拋光等機械加工並經過加壓成型用玻璃料滴後供於加壓成型的原材料。作為切割方法，包括下述方法：對玻璃板表面的要切割的部分藉由被稱作劃線的方法形成溝槽，從形成有溝槽的一面的背面向溝槽的部分施加局部的壓力，在溝槽的部分將玻璃板切開的方法；利用切割刀切割玻璃板的方法等。另外，作為磨削、拋光方法，可舉出滾筒拋光等。
可以藉由例如將熔融玻璃澆鑄到鑄模中並成型為玻璃板，將該玻璃板切割成多片玻璃片，從而製作加壓成型用玻璃原材料。或者，也可以成型為適量的熔融玻璃而製作加壓成型用玻璃料滴。還可以藉由將加壓成型用玻璃料滴再加熱、軟化，進行加壓成型而製作，從而製作光學元件坯料。將玻璃再加熱、軟化、進行加壓成型從而製作光學元件坯料的方法相對於直壓法而言，被稱作再熱壓法(reheat press method)。
[光學元件及其製造方法] 本發明的另一個方式關於一種包含上述光學玻璃的光學元件。 上述光學元件使用上述光學玻璃而製作。在上述光學元件中，可以在玻璃表面形成例如防反射膜等的多層膜等一層以上的塗層。
另外，根據本發明的一個方式，還提供一種光學元件的製造方法，該方法具備：藉由對上述的光學元件坯料進行磨削及/或拋光而製作光學元件的步驟。
在上述光學元件的製造方法中，磨削、拋光等機械加工可以應用公知的方法進行，藉由在加工後對光學元件表面充分地進行清洗、乾燥等，可以得到內部品質及表面品質高的光學元件。這樣一來，可得到由上述光學玻璃形成的光學元件。作為光學元件，可示例出球面透鏡、非球面透鏡、微透鏡等各種透鏡、稜鏡等。
另外，由上述光學玻璃形成的光學元件也適宜用作構成接合光學元件的透鏡。作為接合光學元件，可示例出將透鏡彼此接合而成的元件(接合透鏡)、將透鏡與稜鏡接合而成的元件等。例如，接合光學元件可藉由下述方法製作：對待接合的2個光學元件的接合面以使它們的形狀成為反轉形狀的方式精密地進行加工(例如球面拋光加工)，塗佈用於接合透鏡的黏接的紫外線固化型黏接劑，使它們貼合後透過透鏡照射紫外線，使黏接劑固化，由此製作接合光學元件。上述光學玻璃較佳用於這樣地製作接合光學元件。可使用阿貝數νd不同的多種玻璃分別製作待接合的多個光學元件，並進行接合，由此製成適於色差補正的元件。 實施例
以下，藉由實施例對本發明更詳細地進行說明。但本發明並不限定於實施例所示的實施方式。
(實施例1) ＜實施例No.1~156＞ 以達到下表所示的玻璃組成的方式，分別使用相應的硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氧化物、硼酸等作為用於導入各成分的原料，稱量原料，充分混合，得到了調配原料。 將該調配原料放入鉑製坩堝，在設定為1400℃的爐內進行加熱，熔融2小時。對熔融玻璃進行攪拌而進行均質化後，使熔融玻璃流入經預熱的鑄模中，自然冷卻至玻璃化轉變溫度附近後立即放入退火爐，在玻璃化轉變溫度左右的溫度下保持了約30分鐘後，以緩慢冷卻速度-30℃/小時緩慢冷卻4小時，然後，在爐內自然冷卻至室溫，由此得到了下表所示的No.1~122的各光學玻璃。 將如此得到的光學玻璃的各種物性示於下表。 藉由以下所示的方法測定了光學玻璃的各物性。
＜光學玻璃的物性評價＞ (1) 折射率nd、阿貝數νd 對於所得到的玻璃，藉由日本光學玻璃工業會標準的折射率測定法測定了折射率nd及阿貝數νd。
(2) 玻璃化轉變溫度Tg、結晶溫度Tx 將玻璃用研缽充分粉碎後作為試樣，使用鉑製池作為試樣容器，利用Rigaku公司製造的差示掃描量熱分析裝置(DSC8270)、將升溫速度設為10℃/分而測定了玻璃化轉變溫度Tg及結晶溫度Tx。 根據測定得到的Tg及Tx計算出了「Tg－Tx」。
(3) 比重 藉由阿基米德法測定了比重。
(4) 著色度λ5、λ70、λ80 使用具有彼此相對的2個經過了光學拋光的平面的厚度10±0.1mm的玻璃試樣，利用分光光度計測定了光譜透射率T(%)。將T達到5%的波長(nm)設為λ5，將T達到70%的波長(nm)設為λ70，將T達到80%的波長(nm)設為λ80。
(5) 液相溫度LT 藉由以上記載的方法求出了液相溫度LT。
(實施例2) 使用實施例1中得到的各種玻璃，製作了加壓成型用玻璃塊(玻璃料滴)。將該玻璃料滴在大氣中加熱、軟化，用加壓成型模具加壓成型，製作了透鏡坯料(光學元件坯料)。將製作的透鏡坯料從加壓成型模具中取出，進行退火，並進行包括拋光的機械加工，製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
(實施例3) 對期望量的在實施例1中製作的熔融玻璃，用加壓成型模具進行加壓成型，製作了透鏡坯料(光學元件坯料)。將製作的透鏡坯料從加壓成型模具中取出，退火，進行包括拋光的機械加工，製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
(實施例4) 對使實施例1中製作的熔融玻璃凝固而製作的玻璃塊(光學元件坯料)進行退火，進行包括拋光的機械加工，製作了由實施例1中製作的各種玻璃形成的球面透鏡。
(實施例5) 使實施例2~4中製作的球面透鏡與由其它種類的玻璃形成的球面透鏡貼合，製作了接合透鏡。實施例2~4中製作的球面透鏡的接合面為凸面，由其它種類的玻璃形成的球面透鏡的接合面為凹面。以使曲率半徑的絕對值相互相等的方式製作了上述2個接合面。在接合面上塗佈光學元件接合用的紫外線固化型黏接劑，使2個透鏡在接合面彼此貼合。然後，透過在實施例2~4中製作的球面透鏡向塗佈於接合面的黏接劑照射紫外線，使黏接劑凝固。 如上所述地製作了接合透鏡。接合透鏡的接合強度足夠高，光學性能也為充分的水準。
最後，總結上述的各方式。
[1] 一種光學玻璃，其中，以質量基準計， B 2O 3含量為5.0%以上且30.0%以下， SiO 2含量為1.0%以上且15.0%以下， Nb 2O 5含量為15.0%以下， La 2O 3含量為5.0%以上且70.0%以下， ZnO含量為0.1%以上， Li 2O含量為0.4%以下， TiO 2含量為5.0%以下， La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3)/(SiO 2+B 2O 3))為2.50以上且5.30以下， TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.15以下， SiO 2含量相對於B 2O 3含量的質量比(SiO 2/B 2O 3)為0.20以上且0.60以下， TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為0.35以下， ZnO含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(ZnO/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.14以下， Ta 2O 5與WO 3的合計含量相對於TiO 2、WO 3、Ta 2O 5及Nb 2O 5的合計含量的質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+W+O 3Ta 2O 5+Nb 2O 5))為0.45以下， La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3、Yb 2O 3、TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+ Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為3.50以下，並且， Gd 2O 3含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(Gd 2O 3/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.10以上且0.45以下。 [2] 根據[1]所述的光學玻璃，其折射率nd為1.70以上且1.90以下。 [3] 根據[1]或[2]所述的光學玻璃，其阿貝數νd為40.0以上且44.0以下。 [4] 根據[1]~[3]中任一項所述的光學玻璃，其中，Yb 2O 3含量為10.0質量%以下。 [5] 根據[1]~[4]中任一項所述的光學玻璃，其中，Ta 2O 5含量為12.0質量%以下。 [6] 根據[1]~[5]中任一項所述的光學玻璃，其不含Pb。 [7] 根據[1]~[6]中任一項所述的光學玻璃，其折射率nd和阿貝數νd滿足下述式(1)， 式(1)：nd＞-0.05＊νd＋3.94。 [8] 一種光學元件，其包含[1]~[7]中任一項所述的光學玻璃。
應該理解的是，本次公開的實施方式全部是示例性的，並不構成限制。本發明的範圍由發明申請專利範圍、而不是上述的說明界定，旨在包括與發明申請專利範圍等同的含義及範圍內的全部變形。 例如，藉由對上述示例出的玻璃組成進行說明書中記載的組成調整，可以得到本發明的一個方式的光學玻璃。 另外，當然可以將說明書中示例出的或作為較佳的範圍記載的事項中的2個以上任意組合。
無
無

Claims (9)

  1. 一種光學玻璃，其中，以質量基準計， B 2O 3含量為5.0%以上且30.0%以下， SiO 2含量為1.0%以上且15.0%以下， Nb 2O 5含量為15.0%以下， La 2O 3含量為5.0%以上且70.0%以下， ZnO含量為0.1%以上， Li 2O含量為0.4%以下， TiO 2含量為5.0%以下， La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3)/(SiO 2+B 2O 3))為2.50以上且5.30以下， TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.15以下， SiO 2含量相對於B 2O 3含量的質量比(SiO 2/B 2O 3)為0.20以上且0.60以下， TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((TiO 2+Nb 2O 5+Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為0.35以下， ZnO含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(ZnO/ (La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.14以下， Ta 2O 5與WO 3的合計含量相對於TiO 2、WO 3、Ta 2O 5及Nb 2O 5的合計含量的質量比((Ta 2O 5+WO 3)/(TiO 2+W+O 3Ta 2O 5+Nb 2O 5))為0.45以下， La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3、Yb 2O 3、TiO 2、Nb 2O 5、Ta 2O 5及WO 3的合計含量相對於SiO 2與B 2O 3的合計含量的質量比((La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3+TiO 2+Nb 2O 5+ Ta 2O 5+WO 3)/(SiO 2+B 2O 3))為3.50以下，並且， Gd 2O 3含量相對於La 2O 3、Gd 2O 3、Y 2O 3及Yb 2O 3的合計含量的質量比(Gd 2O 3/ (La 2O 3+Gd 2O 3+Y 2O 3+Yb 2O 3))為0.10以上且0.45以下。
  2. 如請求項1所述的光學玻璃，其折射率nd為1.70以上且1.90以下。
  3. 如請求項1所述的光學玻璃，其阿貝數νd為40.0以上且44.0以下。
  4. 如請求項1所述的光學玻璃，其中， Yb 2O 3含量為10.0質量%以下。
  5. 如請求項1所述的光學玻璃，其中， Ta 2O 5含量為12.0質量%以下。
  6. 如請求項1所述的光學玻璃，其不含Pb。
  7. 如請求項1所述的光學玻璃，其折射率nd和阿貝數νd滿足下述式(1)， 式(1)：nd＞-0.05＊νd＋3.94。
  8. 如請求項1所述的光學玻璃，其中， Yb 2O 3含量為10.0質量%以下， Ta 2O 5含量為12.0質量%以下， 所述光學玻璃不含Pb， 所述光學玻璃的折射率nd為1.70以上且1.90以下，阿貝數νd為40.0以上且44.0以下，並且折射率nd和阿貝數νd滿足下述式(1)， 式(1)：nd＞-0.05＊νd＋3.94。
  9. 一種光學元件，其包含請求項1~8中任一項所述的光學玻璃。
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