TWI529151B - Optical glass, preform and optical element - Google Patents

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Description

光學玻璃、預成形體及光學元件
本發明係關於一種光學玻璃、預成形體及光學元件。
數位相機或攝像機等光學系統雖具有其大小，但包含被稱為像差之模糊(blur)。該像差可分為單色像差(monochromatic aberration)與色像差(chromatic aberration)，特別是色像差強烈地依賴於光學系統中所使用之透鏡之材料特性。
通常，色像差係組合低分散之凸透鏡與高分散之凹透鏡進行修正。然而，該等透鏡之組合僅可修正紅色區域與綠色區域之像差，而剩下藍色區域之像差。將該無法澈底去除之藍色區域之像差稱為二級光譜(secondary spectrum)。為了修正二級光譜，需要進行已加入藍色區域之g線(435.835 nm)之動向的光學設計。此時，作為光學設計中所關注之光學特性之指標，係使用部分分散比(θg，F)。特別是具有特異之部分分散比(θg，F)之光學玻璃對像差之修正發揮顯著效果，故而為擴大光學設計之自由度，已開發出各種玻璃。於將包含該等異常分散玻璃之透鏡與其他透鏡組合使用之情形時，可於紫外至紅外之寬廣波長範圍內修正色像差。
部分分散比(θg，F)係藉由下式(1)表示。
θg，F=(ng-nF)/(nF-nC)…‥(1)
通常於光學玻璃中，在表示短波長帶之部分分散性之部分分散比(θg，F)與阿貝數(νd)之間存在大致線性關係。表示該關係之直線係於將部分分散比(θg，F)用於縱軸且將阿貝數(νd)用於橫軸之正交座標上，利用將描繪NSL7與PBM2之部分分散比及阿貝數之兩點連接而成之直線來表示，該直線被稱為正規線(normal line)(參照圖1)。成為正規線之基準之標準玻璃(normal glass)根據每個光學玻璃廠家而不同，但各公司均係以大致相同之斜度及截距來定義。(NSL7與PBM2係小原(OHARA)股份有限公司製造之光學玻璃，PBM2之阿貝數(νd)為36.3，部分分散比(θg，F)為0.5828，NSL7之阿貝數(νd)為60.5，部分分散比(θg，F)為0.5436。)而且，將光學玻璃之部分分散比及阿貝數之描繪點自該正規線沿縱軸方向偏離多遠，作為光學玻璃之異常分散性之指標。
異常分散玻璃已揭示於各種文獻中。例如，於專利文獻1~5中揭示有部分分散比(θg，F)具有特異值之光學玻璃。具體而言，於專利文獻1~3中揭示有如下光學玻璃：其係SiO2-B2O3-ZrO2-Nb2O5系或SiO2-ZrO2-Nb2O5-Ta2O5系之玻璃，且阿貝數(νd)處於28~55之範圍內，部分分散比(θg，F)處於0.54~0.59之範圍。又，於專利文獻4、5中揭示有如下光學玻璃：其係SiO2-B2O3-TiO2-Al2O3系或Bi2O3-B2O3系之玻璃，且阿貝數(νd)處於32~55之範圍內，部分分散比(θg，F)處於0.55~0.59之範圍。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-130033號公報
[專利文獻2]日本專利特開平10-265238號公報
[專利文獻3]國際公開第01/072650號說明書
[專利文獻4]日本專利特開2003-313047號公報
[專利文獻5]日本專利特開平09-020530號公報
然而，專利文獻1~5所揭示之玻璃之部分分散比係限於0.59以下之較低值。因此，為了更高精度地修正透鏡之色像差，儘管需要具有較高之部分分散比(θg，F)，但該值對高精度地修正色像差而言並不充分。
又，具有較高之部分分散比(θg，F)之玻璃係阿貝數(νd)越低，對可見光之透明性越低(λ70之值越大)，故而不適用於著色成黃色或橙色，使可見區域之光透射之用途。就此而言，專利文獻1~5所揭示之玻璃均為阿貝數(νd)較高之玻璃。
又，於專利文獻1~5所揭示之玻璃中，多是玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT較小者，且該等玻璃之熱穩定性較低。因此，若欲利用該玻璃製作預成形體材，並將預成形體材加熱軟化及成型而製作光學元件，則由於經加熱軟化之玻璃之結晶化，所製作之光學元件會失透，或對光學元件之光學特性產生影響。
本發明係鑒於上述問題研製而成者，其目的在於獲得一種阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，並且可更高精度地修正透鏡之色像差之光學玻璃，使用該光學玻璃之預成形體及光學元件。
又，本發明之目的亦在於獲得一種阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，可更高精度地修正透鏡之色像差，而著色亦較少之光學玻璃，使用該光學玻璃之預成形體及光學元件。
又，本發明之目的亦在於獲得一種阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，可更高精度地修正透鏡之色像差，而具有較高之熱穩定性之光學玻璃，使用該光學玻璃之預成形體及光學元件。
本發明者等人為解決上述課題而潛心反覆試驗研究，結果發現藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及其他成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，玻璃之部分分散比(θg，F)得到提高，從而完成本發明。
又，本發明者等人亦發現藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及鹼金屬成分，並使P2O5成分、Nb2O5成分及鹼金屬成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，玻璃之部分分散比(θg，F)得到提高，且使可見區域內之玻璃之透明性得到提高。
又，本發明者等人亦發現，藉由一面併用P2O5成分及Nb2O5成分，一面使Nb2O5成分及TiO2成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，玻璃之部分分散比(θg，F)得到提高，且於可見區域之玻璃之透明性得到提高。
又，本發明者等人亦發現，藉由併用P2O5成分及Nb2O5成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會處於所期望之範圍內，且玻璃之部分分散比(θg，F)得到提高，並且玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT增大。
具體而言，本發明係提供如下者。
(1)一種光學玻璃，其係相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有未達75.0%之Nb2O5成分及未達40.0%之P2O5成分，具有0.62以上0.69以下之部分分散比(θg，F)，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)。
(2)如(1)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的P2O5成分之含量為17.0%以上。
(3)如(1)或(2)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量為40.0%以下。
(4)如(3)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計TiO2成分之含量為30.0%以下。
(5)如(3)或(4)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量為12.0%以下。
(6)如(3)至(5)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量為0.1%以上。
(7)如(1)至(6)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的WO3成分之含量為30.0%以下。
(8)如(7)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的WO3成分之含量為13.0%以下。
(9)如(7)或(8)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的WO3成分之含量為10.0%以下。
(10)如(1)至(9)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的質量和(Nb2O5+TiO2+WO3)為40.0%以上64.0%以下。
(11)如(1)至(10)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計SiO2成分為0~10.0%及/或B2O3成分為0~10.0%。
(12)如(1)至(11)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的質量和(P2O5+SiO2+B2O3)為35.0%以下。
(13)如(1)至(12)中任一項之光學玻璃，其中氧化物換算組成中之質量比(SiO2+B2O3)/(P2O5+SiO2+B2O3)未達0.200。
(14)如(1)至(13)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Y2O3成分為0~10.0%及/或La2O3成分為0~10.0%及/或Gd2O3成分為0~10.0%及/或Yb2O3成分為0~10.0%。
(15)如(14)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ln2O3成分(式中，Ln係選自由Y、La、Gd及Yb所組成之群中之1種以上)之質量和為15.0%以下。
(16)如(14)或(15)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ln2O3成分(式中，Ln係選自由Y、La、Gd及Yb所組成之群中之1種以上)之質量和為0.1%以上15.0%以下。
(17)如(1)至(16)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計MgO成分為0~25.0%及/或CaO成分為0~25.0%及/或SrO成分為0~25.0%及/或BaO成分為0~25.0%及/或ZnO成分為0~25.0%。
(18)如(17)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的RO成分(式中，R係選自由Mg、Ca、Sr、Ba及Zn所組成之群中之1種以上)之質量和為30.0%以下。
(19)如(17)或(18)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的RO成分(式中，R係選自由Mg、Ca、Sr、Ba及Zn所組成之群中之1種以上)之質量和為15.0%以下。
(20)如(1)至(19)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Li2O成分為0~10.0%及/或Na2O成分為0~20.0%及/或K2O成分為0~20.0%及/或Cs2O成分為0~10.0%。
(21)如(20)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)之質量和為30.0%以下。
(22)如(20)或(21)之光學玻璃，其中於氧化物換算組成中，含有多於0%之Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)。
(23)如(20)至(22)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)之質量和為0.1%以上30.0%以下。
(24)如(20)至(23)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)之質量和多於1.0%。
(25)如(20)至(24)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)之質量和多於7.0%。
(26)(1)至(25)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Bi2O3成分為0~20.0%及/或TeO2成分為0~15.0%。
(27)如(1)至(26)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Al2O3成分為0~10.0%及/或ZrO2成分為0~15.0%及/或Ta2O5成分為0~15.0%及/或CeO2成分為0~10.0%。
(28)如(1)至(27)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的GeO2成分之含量為15.0%以下。
(29)如(1)至(28)中任一項之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量為1.0%以下。
(30)如(29)之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量未達0.1%。
(31)如(30)之光學玻璃，其中玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT為90℃以上。
(32)如(1)至(31)中任一項之光學玻璃，其中部分分散比(θg，F)與阿貝數(νd)之間滿足(-4.21×10-3×νd+0.7207)≦(θg，F)≦(-4.21×10-3×νd+0.7507)之關係。
(33)如(1)至(32)中任一項之光學玻璃，其中顯示分光透射率為70%之波長(λ70)為500 nm以下。
(34)一種研磨加工用及/或精密壓製成形用之預成形體，其包含如(1)至(33)中任一項之光學玻璃。
(35)一種光學元件，其係對如(34)之預成形體進行研磨而成。
(36)一種光學元件，其係對如(34)之預成形體進行精密壓製成形而成。
根據本發明，藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及其他成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，可獲得一種光學玻璃、使用該光學玻璃之預成形體及光學元件，該光學玻璃係阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，且可更高精度地修正透鏡之色像差，並且自熔融狀態形成玻璃時之耐失透性較高，於可見區域之透射波長範圍較廣。
又，根據本發明，藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及鹼金屬成分，並使P2O5成分、Nb2O5成分及鹼金屬成分之含量處於特定範圍內，可獲得一種光學玻璃、使用該光學玻璃之預成形體及光學元件，該光學玻璃係阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，且可更高精度地修正透鏡之色像差，並且自熔融狀態形成玻璃時之耐失透性較高，於可見區域之透射波長範圍較廣且著色較少。
又，根據本發明，藉由一面併用P2O5成分及Nb2O5成分，一面使Nb2O5成分及TiO2成分之含量處於特定範圍內，可獲得一種光學玻璃、使用該光學玻璃之預成形體及光學元件，該光學玻璃係阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，且可更高精度地修正透鏡之色像差，並且自熔融狀態形成玻璃時之耐失透性較高，於可見區域之透射波長範圍較廣且著色較少。
又，根據本發明，藉由併用P2O5成分及Nb2O5成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，可獲得一種光學玻璃、使用該光學玻璃之預成形體及光學元件，該光學玻璃係阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，且可更高精度地修正透鏡之色像差，並且具有較高之熱穩定性，且於可見區域之透射波長範圍較廣，著色較少。
本發明之光學玻璃係相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有未達75.0%之Nb2O5成分及未達40.0%之P2O5成分，具有0.62以上0.69以下之部分分散比(θg，F)，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)。藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及其他成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，且玻璃之部分分散比[θg，F]得到提高。因此，可獲得阿貝數(νd)處於15以上27以下之範圍內，並且可更高精度地修正透鏡之色像差之光學玻璃。
又，本發明之光學玻璃亦可為如下者：相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有未達75.0%之Nb2O5成分、未達40.0%之P2O5成分、及Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)，具有0.62以上0.69以下之部分分散比[θg，F]，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)。藉由併用P2O5成分、Nb2O5成分及Rn2O成分，並使P2O5成分、Nb2O5成分及Rn2O成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，玻璃之部分分散比[θg，F]得到提高，且對可見區域之波長之光之玻璃的透明性得到提高。因此，可獲得阿貝數(νd)於15以上27以下之範圍內，並且可更高精度地修正透鏡之色像差且著色較少之光學玻璃。
又，本發明之光學玻璃亦可為如下者：相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有未達75.0%之Nb2O5成分、未達40.0%之P2O5成分、及含量為30.0%以下之TiO2成分，具有0.62以上0.69以下之部分分散比[θg，F]，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)。藉由一面併用P2O5成分及Nb2O5成分，一面使Nb2O5成分及TiO2成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，且玻璃之部分分散比[θg，F]得到提高，並且由TiO2成分所導致之對可見區域之波長之光的玻璃的透明性之下降得到抑制。因此，可獲得阿貝數(νd)處於15以上27以下之範圍內，並且可更高精度地修正透鏡之色像差且著色較少之光學玻璃。
又，本發明之光學玻璃亦可為如下者：相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有未達75.0%之Nb2O5成分及未達40.0%之P2O5成分，具有0.62以上0.69以下之部分分散比[θg，F]，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)，玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT為90℃以上。藉由併用P2O5成分及Nb2O5成分，並使P2O5成分及Nb2O5成分之含量處於特定範圍內，玻璃之分散會成為所期望之範圍內，玻璃之部分分散比[θg，F]得到提高，且玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT增大。因此，可獲得阿貝數(νd)處於15以上27以下之範圍內，並且可更高精度地修正透鏡之色像差，且具有較高熱穩定性之光學玻璃。
以下，對本發明之光學玻璃之實施形態進行詳細說明，但本發明並不受以下實施形態之任何限定，而可於本發明之目的之範圍內施加適當變更來實施。再者，關於說明重複之部位，有時會適當省略說明，但並不限定發明之主旨。
[玻璃成分]
以下說明構成本發明之光學玻璃之各成分的組成範圍。於本說明書中，各成分之含量在無特別聲明之情形時，全部設為以相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的質量%表示者。此處，所謂「氧化物換算組成」，係指於假設作為本發明之玻璃構成成分之原料使用之氧化物、複合鹽、金屬氟化物等在熔融時全部被分解而變成氧化物之情形時，將該生成氧化物之總質量作為100質量%，而表述玻璃中所含之各成分之組成。
<關於必需成分、任意成分>
Nb2O5成分係提高玻璃之折射率及分散之成分。特別是藉由將Nb2O5成分作為必需成分而含有，可提高玻璃之部分分散比(θg，F)，從而可一面提高玻璃對可見區域之波長之光的透明性，一面提高玻璃之折射率及分散。又，藉由使Nb2O5成分之含量未達75.0%，可提高玻璃之耐失透性。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Nb2O5成分之含量，作為下限較佳為0.1%，更佳為1.0%，進而更佳為10.0%，最佳為25.0%，且較佳為未達75.0%，更佳為將70.0%，最佳為將65.0%作為上限。Nb2O5成分可使用例如Nb2O5等作為原料而含於玻璃內。
P2O5成分係玻璃形成成分，且係降低玻璃之溶解溫度之成分。特別是藉由將P2O5成分作為必需成分而含有，可一面提高玻璃對可見區域之波長之光的透明性，一面提高玻璃之耐失透性。另一方面，藉由使P2O5成分之含量未達40.0%，可使玻璃之部分分散比(θg，F)難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的P2O5成分之含量，作為下限較佳為0.1%，更佳為5.0%，進而更佳為10.0%，再進而更佳為17.0%，最佳為15.0%，且較佳為未達40.0%，更佳為將35.0%，最佳為將33.0%作為上限。P2O5成分可使用例如Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等作為原料而含於玻璃內。
TiO2成分係提高玻璃之折射率及分散之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。藉由使TiO2成分之含量為40.0%以下，可提高玻璃之耐失透性。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量，作為上限較佳為40.0%，更佳為35.0%，最佳為30.0%。此處，就一面獲得特別高之折射率及分散，一面使玻璃對可見區域之波長之光的透明性特別地提高之方面而言，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為22.0%，最佳為20.0%。
特別是於獲得玻璃對可見區域之波長之光的透明性較高之玻璃之情形時，藉由使TiO2成分之含量為30.0%以下，可提高玻璃之耐失透性。因此，於此情形時相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量，作為上限較佳為30.0%，更佳為25.0%，最佳為20.0%。此處，就一面變得容易獲得特別高之折射率及分散，一面使玻璃對可見區域之波長之光的透明性特別地提高之方面而言，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量，作為上限較佳為15.0%，更佳為12.0%，最佳為10.0%。
再者，本發明之光學玻璃亦可不含TiO2成分，但藉由含有0.1%以上之TiO2成分，可進一步提高玻璃之部分分散比(θg，F)。因此，於此情形時相對於氧化物換算組成之玻璃總物質質量的TiO2成分之含量，作為下限較佳為0.1%，更佳為2.0%，最佳為5.5%。TiO2成分可使用例如TiO2等作為原料而含於玻璃內。
WO3成分係提高玻璃之部分分散比(θg，F)，並且提高玻璃之折射率及分散之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使WO3成分之含量為30.0%以下，可一面降低玻璃之再加熱時之失透，一面抑制對可見區域之波長之光的透明性之降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的WO3成分之含量，作為上限較佳為30.0%，更佳為20.0%，更佳為13.0%，再更佳為12.0%，再進而更佳為10.0%，最佳為7.0%，再最佳為5.0%。WO3成分可使用例如WO3等作為原料而含於玻璃內。
本發明之光學玻璃中，Nb2O5成分、TiO2成分及WO3成分之含量之質量和較佳為40.0%以上。藉由使該質量和為40.0%以上，可更進一步提高部分分散比(θg，F)，從而容易獲得具有所期望之部分分散比(θg，F)之光學玻璃。另一方面，藉由使該質量和為64.0%以下，可提高玻璃之耐失透性。因此，關於該質量和(Nb2O5+TiO2+Bi2O3)，作為下限較佳為40.0%，更佳為45.0%，最佳為50.0%，且作為上限較佳為64.0%，更佳為63.5%，最佳為63.0%。
SiO2成分係擴大於可見區域之玻璃之透射波長範圍，促進玻璃穩定形成而提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使SiO2成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之部分分散比(θg，F)或折射率難以降低，且可抑制玻璃轉移點(Tg)之上升。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的SiO2成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。SiO2成分可使用例如SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作為原料而含於玻璃內。
B2O3成分係促進玻璃穩定形成而提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使B2O3成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之部分分散比(θg，F)或折射率難以降低，且可抑制玻璃轉移點(Tg)之上升。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的B2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。B2O3成分可使用例如H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7‧10H2O、BPO4等作為原料而含於玻璃內。
本發明之光學玻璃中，P2O5成分、SiO2成分及B2O3成分之含量之質量和較佳為35.0%以下。藉由使該質量和為35.0%以下，部分分散比(θg，F)或分散會變得難以降低，故而可容易獲得具有所期望之部分分散比(θg，F)及阿貝數(νd)之光學玻璃。因此，關於該質量和(P2O5+SiO2+B2O3)，作為上限較佳為35.0%，更佳為32.0%，進而更佳為30.0%，進而更佳為29.0%，再進而佳為27.0%，最佳為26.3%。另一方面，該質量和之下限並無特別限定，但就促進玻璃穩定形成而提高玻璃之耐失透性之觀點而言，作為下限較佳為0.1%，更佳為5.0%，進而更佳為10.0%，最佳為15.0%。
於本發明之光學玻璃中，質量和(SiO2+B2O3)對質量和(P2O5+SiO2+B2O3)之比例較佳為未達0.200。藉此，於玻璃形成成分中亦可降低提高玻璃轉移點(Tg)之成分即SiO2成分及B2O3成分之比例，故而可擴大所獲得之玻璃之玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT，從而可提高玻璃之熱穩定性。因此，氧化物換算組成中之質量比(SiO2+B2O3)/(P2O5+SiO2+B2O3)較佳為未達0.200，更佳為未達0.100，進而更佳為未達0.080，最佳為未達0.060。
Y2O3成分係提高玻璃之折射率，並且提高玻璃之化學耐久性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Y2O3成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之分散難以降低，並且使玻璃之耐失透性難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Y2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。Y2O3成分可使用例如Y2O3、YF3等作為原料而含於玻璃內。
La2O3成分係提高玻璃之折射率，並且提高玻璃之化學耐久性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使La2O3成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之分散難以降低，並且可使玻璃之耐失透性難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的La2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。La2O3成分可使用例如La2O3、La(NO3)3‧XH2O(X為任意整數)等作為原料而含於玻璃內。
Gd2O3成分係提高玻璃之折射率，並且提高玻璃之化學耐久性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Gd2O3成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之分散難以降低，並且可使玻璃之耐失透性難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Gd2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。Gd2O3成分可使用例如Gd2O3、GdF3等作為原料而含於玻璃內。
Yb2O3成分係提高玻璃之折射率，並且提高玻璃之化學耐久性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Yb2O3成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之分散難以降低，並且可使玻璃之耐失透性難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Yb2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。Yb2O3成分可使用例如Yb2O3等作為原料而含於玻璃內。
本發明之光學玻璃中，Ln2O3成分(式中，Ln係選自由Y、La、Gd、Yb所組成之群中之1種以上)之含量之質量和較佳為15.0%以下。藉由使該質量和為15.0%以下，使Ln2O3成分之阿貝數之上升得到抑制，故可容易獲得所期望之高分散。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ln2O3成分之含量之質量和，作為上限較佳為15.0%，更佳為12.0%，最佳為10.0%。再者，Ln2O3成分亦可均不含有，但藉由含有0.1%以上之Ln2O3成分之至少任一者，可進一步提高玻璃之部分分散比(θg，F)。因此，於此情形時相對於氧化物換算組成之玻璃總物質質量的RO成分之含量之質量和，作為下限較佳為0.1%，更佳為0.5%，最佳為1.0%。
此處，特別是藉由一面含有Ln2O3成分及WO3成分，一面降低(P2O5+SiO2+B2O3)之質量和，可藉由Ln2O3成分及WO3成分提高部分分散比(θg，F)，並且藉由降低(P2O5+SiO2+B2O3)之含量而抑制部分分散比(θg，F)之降低，故可獲得具有所期望之較高部分分散比(θg，F)之光學玻璃。
MgO成分係降低玻璃之液相溫度，並且提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使MgO成分之含量為25.0%以下，可使玻璃之折射率及分散難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的MgO成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為20.0%，最佳為15.0%。MgO成分可使用例如MgCO3、MgF2等作為原料而含於玻璃內。
CaO成分係降低玻璃之液相溫度，並且提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使CaO成分之含量為25.0%以下，可使玻璃之折射率及分散難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的CaO成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為20.0%，最佳為15.0%。CaO成分可使用例如CaCO3、CaF2等作為原料而含於玻璃內。
SrO成分係降低玻璃之液相溫度，並且提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使SrO成分之含量為25.0%以下，可一面使部分分散比(θg，F)難以降低，一面使玻璃之折射率及分散難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的SrO成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為20.0%，最佳為15.0%。SrO成分可使用例如Sr(NO3)2、SrF2等作為原料而含於玻璃內。
BaO成分係提高玻璃之折射率及分散之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使BaO成分之含量為25.0%以下，可增大玻璃之比重，使部分分散比(θg，F)難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的BaO成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為20.0%，最佳為15.0%。BaO成分可使用BaCO3、Ba(NO3)2等作為原料而含於玻璃內。
ZnO成分係降低玻璃之液相溫度，並且提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使ZnO成分之含量為25.0%以下，可使部分分散比(θg，F)難以降低，使得玻璃之折射率及分散難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的ZnO成分之含量，作為上限較佳為25.0%，更佳為20.0%，最佳為15.0%。ZnO成分可使用例如ZnO、ZnF2等作為原料而含於玻璃內。
本發明之光學玻璃中，RO成分(式中，Rn係選自由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn所組成之群中之1種以上)之含量之質量和較佳為30.0%以下。藉由使該質量和為30.0%以下，使部分分散比(θg，F)或阿貝數(νd)變得難以降低，故而可容易獲得所期望之部分分散比(θg，F)及阿貝數(νd)。因此，關於RO成分之含量之質量和，作為上限較佳為30.0%，更佳為20.0%，進而更佳為15.0%，再進而更佳為10.0%，最佳設為未達8.0%。再者，亦可不含有RO成分，但藉由含有RO成分，可提高玻璃之耐失透性，進一步提高對短波長之可見光之玻璃之透射率，降低玻璃轉移點(Tg)。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的RO成分之含量之質量和，作為下限較佳為0.1%，更佳為0.2%，進而更佳為0.5%。特別是就可進一步降低玻璃轉移點(Tg)而進一步增大與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT之觀點而言，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的RO成分之含量之質量和更佳為將1.0%設為下限，最佳為大於2.0%。
Li2O成分係降低玻璃轉移點(Tg)，提高玻璃之耐失透性，並且提高對可見區域之波長之光的玻璃之透明性的成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Li2O成分之含量為10.0%以下，可一面使部分分散比(θg，F)難以降低，一面抑制因過量含有Li2O成分所導致之玻璃的耐失透性降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Li2O成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。Li2O成分可使用例如Li2CO3、LiNO3、LiF等作為原料而含於玻璃內。
Na2O成分係降低玻璃轉移點(Tg)，提高玻璃之耐失透性，並且提高對可見區域之波長之光的玻璃之透明性的成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Na2O成分之含量為20.0%以下，可一面使部分分散比(θg，F)難以降低，一面抑制因過量含有Na2O成分所導致之玻璃的耐失透性降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Na2O成分之含量，作為上限較佳為20.0%，更佳為17.0%，最佳為15.0%。Na2O成分可使用例如Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等作為原料而含於玻璃內。
K2O成分係降低玻璃轉移點(Tg)，提高玻璃之耐失透性，並且提高對可見區域之波長之光的玻璃之透明性的成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使K2O成分之含量為20.0%以下，可一面使部分分散比(θg，F)難以降低，一面抑制因過量含有K2O成分所導致之玻璃的耐失透性降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的K2O成分之含量，作為上限較佳為20.0%，更佳為17.0%，最佳為15.0%。K2O成分可使用例如K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等作為原料而含於玻璃內。
Cs2O成分係降低玻璃轉移點(Tg)，提高玻璃之耐失透性，並且提高對可見區域之波長之光的玻璃之透明性的成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Cs2O成分之含量為10.0%以下，可一面使部分分散比(θg，F)難以降低，一面抑制因過量含有Cs2O成分所導致之玻璃的耐失透性降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Cs2O成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為將7.0%，最佳為將5.0%。Cs2O成分可使用例如Cs2CO3、CsNO3等作為原料而含於玻璃內。
本發明之光學玻璃中，Rn2O成分(式中，R係選自由Li、Na、K、Cs所組成之群中之1種以上)之含量之質量和較佳為30.0%以下。藉由使該質量和為30.0%以下，部分分散比(θg，F)或阿貝數(νd)會變得難以降低，故而可容易獲得所期望之部分分散比(θg，F)及阿貝數(νd)。因此，氧化物換算組成中之Rn2O成分之含量之質量和，作為上限較佳為30.0%，更佳為25.0%，最佳為20.0%。再者，本發明之光學玻璃亦可不含有Rn2O成分，但藉由含有0.1%以上之Rn2O成分之至少任一者，可一面降低玻璃轉移點(Tg)，一面提高玻璃對可見區域之波長之光的透明性，且可提高玻璃之耐失透性。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分之含量之質量和，作為下限較佳為0.1%，更佳為0.2%，進而更佳為0.5%。
此處，就更進一步提高玻璃對可見區域之波長之光的透明性之觀點而言，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分之含量之質量和，作為下限較佳為1.0%，更佳為5.0%，最佳為含有多於7.0%。
又，藉由含有多於1.0%的Rn2O成分之至少任一者，不僅可提高玻璃之對可見光之透明性或耐失透性，而且玻璃之玻璃轉移點(Tg)變低，並且玻璃之結晶化開始溫度(Tx)得到提高，故而可藉由提高該等玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT來提高玻璃之熱穩定性。因此，特別是就提高玻璃之熱穩定性之觀點而言，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分之含量之質量和，作為下限較佳為多於1.0%，更佳為3.0%，進而更佳為5.0%，最佳為含有多於7.0%。
Bi2O3成分係提高玻璃之部分分散比(θg，F)，提高玻璃之折射率，並且降低玻璃轉移點(Tg)之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Bi2O3成分之含量為20.0%以下，可提高玻璃之耐失透性，並且擴大玻璃之於可見區域之透射波長範圍。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Bi2O3成分之含量，作為上限較佳為20.0%，更佳為15.0%，進而更佳為11.5%，再進而更佳為10.0%，再進一步更佳為設為未達10.0%，最佳為將9.0%作為上限。Bi2O3成分可使用例如Bi2O3等作為原料而含於玻璃內。
TeO2成分係提高玻璃之折射率之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使TeO2成分之含量為15.0%以下，可擴大玻璃之於可見區域之透射波長範圍，促進玻璃熔融液之澄清。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TeO2成分之含量，作為上限較佳為15.0%，更佳為12.0%，最佳設為未達10.0%。TeO2成分可使用例如TeO2等作為原料而含於玻璃內。
Al2O3成分係提高玻璃之化學耐久性，並且提高熔融玻璃之黏度之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Al2O3成分之含量為10.0%以下，可一面提高玻璃之熔融性，一面削弱玻璃之失透傾向。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Al2O3成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為7.0%，最佳為5.0%。Al2O3成分可使用例如Al2O3、Al(OH)3、AlF3等作為原料而含於玻璃內。
ZrO2成分係擴大於可見區域之玻璃之透射波長範圍，並且提高玻璃之耐失透性之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使ZrO2成分之含量為15.0%以下，可使玻璃之折射率難以降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的ZrO2成分之含量，作為上限較佳為15.0%，更佳為12.0%，最佳為10.0%。ZrO2成分可使用例如ZrO2、ZrF4等作為原料而含於玻璃內。
Ta2O5成分係提高玻璃之折射率之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Ta2O5成分之含量為15.0%以下，可削弱玻璃之失透傾向。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ta2O5成分之含量，作為上限較佳為15.0%，更佳為10.0%，最佳為5.0%。Ta2O5成分可使用例如Ta2O5等作為原料而含於玻璃內。
CeO2成分係調整玻璃之光學常數，並且促進玻璃之消泡之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使CeO2成分之含量為10.0%以下，可使玻璃之曝曬作用(solarization)降低。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的CeO2成分之含量，作為上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，最佳為1.0%。然而，若含有CeO2成分，則對可見區域之特定波長容易產生吸收，故而就玻璃之著色方面而言，較佳為實質上不包含CeO2成分。CeO2成分可使用例如CeO2等作為原料而含於玻璃內。
GeO2成分係一面提高玻璃之耐失透性，一面提高玻璃之折射率之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使GeO2成分之含量為15.0%以下，可降低玻璃之材料成本。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的GeO2成分之含量，作為上限較佳為15.0%，更佳為12.0%，最佳為10.0%。GeO2成分可使用例如GeO2等作為原料而含於玻璃內。
Sb2O3成分係提高對短波長之可見光之玻璃的透射率之成分，並且係對玻璃進行熔融時具有消泡效果之成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是藉由使Sb2O3成分之含量為1.0%以下，可不易產生玻璃熔融時之過度發泡，從而可使Sb2O3成分難以與溶解設備(特別是Pt等貴金屬)合金化。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量，作為上限較佳為1.0%，更佳為0.5%，進而更佳為0.3%，再進而更佳為設為未達0.1%。此處，特別是於獲得對可見區域之波長之光的透明性較高之玻璃之情形時，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量，較佳為未達0.1%，更佳為將0.098%，最佳為將0.096%作為上限。再者，雖然即便不含有Sb2O3亦可使玻璃消泡，而可獲得所期望之光學玻璃，但是藉由使Sb2O3成分之含量為0.010%以上，則不論製法均可發揮消泡效果。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量，作為下限較佳為0.010%，更佳為0.020%，最佳為0.025%。Sb2O3成分可使用例如Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7‧5H2O等作為原料而含於玻璃內。
此處，特別是即便為藉由一面含有Rn2O成分，一面使Sb2O3成分之含量為特定範圍內而使部分分散比(θg，F)得到提高之玻璃，亦藉由Rn2O成分及特定量之Sb2O3成分而提高對短波長之可見光之玻璃的透射率，故可獲得具有所期望之較高部分分散比(θg，F)，並且著色較少而適合用於使可見區域之光透射之用途的光學玻璃。
再者，對玻璃進行澄清並且消泡之成分並不限定於上述Sb2O3成分或CeO2成分，可使用玻璃製造領域中公知之澄清劑、消泡劑或該等澄清劑、消泡劑之組合。
F成分係具有提高玻璃之熔融性之效果及放大阿貝數之效果的成分，且係本發明之光學玻璃中之任意成分。特別是作為已置換為上述各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部的氟化物之F，以合計量含有5.0質量%作為上限，藉此可容易實現所期望之光學常數，提高玻璃之內部品質，降低已進行加熱軟化時之玻璃內部之失透。因此，相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的F成分之含量，作為上限較佳為5.0%，更佳為4.5%，最佳為4.0%。F成分係於上述各種氧化物之導入過程中，將原料形態以氟化物而導入時，導入至玻璃中。
再者，於本說明書中，所謂表示F成分之含量之表述「作為已置換為各金屬元素之一種或兩種以上之氧化物之一部分或全部的氟化物之F的合計量」，係於假設作為本發明之玻璃構成成分之原料使用之氧化物、複合鹽、金屬氟化物等在熔融時全部被分解而變成氧化物之情形時，以質量百分比表示相對於該生成氧化物之總質量的實際含有之F原子之質量。
<關於不應含有之成分>
其次，說明本發明之光學玻璃中所不應含有之成分、及不宜含有之成分。
於本發明之光學玻璃中，可於不破壞本發明之玻璃之特性的範圍內，視需要添加其他成分。
又，除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各過渡金屬成分存在如下性質，即，即使於將各個成分單獨或加以複合而少量含有之情形時，玻璃亦會著色，從而對可見區域之特定波長產生吸收，因此特別是於使用可見區域之波長的光學玻璃中，較佳為實質上不含上述各過渡金屬成分。
此外，PbO等鉛化合物及Th、Cd、Tl、Os、Be、Se之各成分近年來作為有害之化學物質，存在控制使用之傾向，不僅於玻璃之製造步驟，而且於加工步驟、及至產品化後之處置中均需採取環境對策方面之措施。因此，於重視環境方面之影響之情形時，較佳為除不可避免之混入以外，實質上不含有該等成分。藉此，於光學玻璃中實質上不包含污染環境之物質。因此，即便不採取特別的環境對策方面之措施，亦可製造、加工及廢棄該光學玻璃。
本發明之玻璃組合物由於其組成係以相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的質量%來表示，因此並不直接表示為莫耳%之記載，滿足本發明中所要求之諸特性之玻璃組合物中所存在之各成分之藉由莫耳%表示的組成，係以氧化物換算組成大致採用以下值P2O5成分為0.1~30.0%及Nb2O5成分為0.1~45.0%，以及TiO2成分為0~60.0%及/或WO3成分為0~15.0%及/或SiO2成分為0~25.0%及/或B2O3成分為0~25.0%及/或Y2O3成分為0~7.0%及/或La2O3成分為0~7.0%及/或Gd2O3成分為0~7.0%及/或Yb2O3成分為0~7.0%及/或MgO成分為0~60.0%及/或CaO成分為0~50.0%及/或SrO成分為0~40.0%及/或BaO成分為0~25.0%及/或ZnO成分為0~40.0%及/或Li2O成分為0~40.0%及/或Na2O成分為0~45.0%及/或K2O成分為0~30.0%及/或Cs2O成分為0~12.0%及/或Bi2O3成分為0~7.0%及/或TeO2成分為0~15.0%及/或Al2O3成分為0~15.0%及/或ZrO2成分為0~17.0%及/或Ta2O5成分為0~5.0%及/或GeO2成分為0~20.0%及/或Sb2O3成分為0~0.5%。
[製造方法]
本發明之光學玻璃係例如以如下方式製作。即，藉由如下方式製作：將上述原料以各成分成為特定含量之範圍內之方式均勻地進行混合，於將所製作之混合物投入至鉑坩堝、石英坩堝或氧化鋁坩堝而進行粗熔融後，放入至鉑坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中於1100~1350℃之溫度範圍進行3~4小時熔融，經攪拌均質化而進行消泡等後，降至1200℃以下之溫度後進行精加工攪拌而去除條紋，並澆鑄至模具中進行緩冷卻。
[物性]
本發明之光學玻璃需要具有所期望之分散(阿貝數)。特別是本發明之光學玻璃之阿貝數(νd)，作為下限較佳為15，更佳為16，最佳為17，且作為上限較佳為27，更佳為25，最佳為23。藉此，可大幅地擴大將本發明之光學玻璃用於光學元件時之光學設計之自由度。
又，本發明之光學玻璃具有較高之部分分散比(θg，F)。更具體而言，本發明之光學玻璃之部分分散比(θg，F)，作為下限較佳為0.62，更佳為0.625，最佳為0.63。藉此，可獲得具有較大之異常部分分散(Δθg，F)之光學玻璃，因此可對光學元件之色像差之修正發揮顯著效果，從而可擴大光學設計之自由度。再者，本發明之光學玻璃之部分分散比(θg，F)之上限並未特別限定，但多為大約0.69以下，更具體而言為0.68以下，進而更具體而言為0.67以下。
又，本發明之光學玻璃於與阿貝數(νd)之關係式中具有所期望之部分分散比(θg，F)，可更高精度地修正透鏡之色像差。更具體而言，本發明之光學玻璃之部分分散比(θg，F)與阿貝數(νd)之間滿足(-4.21×10-3×νd+0.7207)≦(θg，F)≦(-4.21×10-3×νd+0.7507)之關係。藉此，可獲得具有所期望之異常分散之光學玻璃，因此可高精度地修正光學機器中之透鏡之色像差。此處，光學玻璃之部分分散比(θg，F)於與阿貝數(νd)之間，作為下限較佳為(-4.21×10-3×νd+0.7207)，更佳為(-4.21×10-3×νd+0.7227)，最佳為(-4.21×10-3×νd+0.7247)。另一方面，光學玻璃之部分分散比(θg，F)於與阿貝數(νd)之間，作為上限較佳為(-4.21×10-3×νd+0.7507)，更佳為(-4.21×10-3×νd+0.7487)，最佳為(-4.21×10-3×νd+0.7467)。
又，本發明之光學玻璃具有較高之熱穩定性。特別是玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT，作為下限較佳為90℃，更佳為95℃，最佳為100℃。藉此，即便將本發明之光學玻璃製作成精密壓製成形用預成形體等之預成形體材，並將其加熱軟化而製作成光學元件，亦可抑制在玻璃內部之結晶核之生成及結晶之成長，故可降低以因玻璃之結晶化而導致之失透為首的對光學元件之光學特性之影響。再者，本發明之光學玻璃之ΔT之上限並未特別限定，且其上限係根據技術水準而適當設定。此處，根據本發明所獲得之玻璃之ΔT大多為大約300℃以下，具體而言為250℃以下，更具體而言為200℃以下。
又，本發明之光學玻璃宜著色較少。特別是本發明之光學玻璃若以玻璃之透射率表示，則於厚度為10 mm之樣本中，顯示分光透射率為70%之波長(λ70)為500 nm以下，更佳為480 nm以下，最佳為450 nm以下。又，顯示分光透射率為5%之波長(λ5)為450 nm以下，更佳為420 nm以下，最佳為400 nm以下。藉此，玻璃之吸收端變得位於紫外區域或其附近，於可見區域之玻璃之透明性提高，故可適合使用該光學玻璃作為透鏡等光學元件之材料。
又，本發明之光學玻璃宜具有750℃以下之玻璃轉移點(Tg)。藉此，於使玻璃成形時，玻璃於更低之溫度下軟化，故可於更低之溫度使玻璃成形。又，特別是使玻璃精密壓製成形時，亦可降低模具之氧化而使模具之壽命延長。因此，本發明之光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)，作為上限較佳為750℃，更佳為740℃，最佳為730℃。再者，本發明之光學玻璃之玻璃轉移點(Tg)之下限並未特別限定，其上限係根據技術水準而適當設定。此處，根據本發明所獲得之玻璃之玻璃轉移點(Tg)多為大約100℃以上，具體而言為150℃以上，更具體而言為200℃以上。
又，本發明之光學玻璃宜具有所期望之折射率。更具體而言，本發明之光學玻璃之折射率(nd)，作為下限較佳為1.75，更佳為1.77，最佳為1.80。藉此，光學設計之自由度擴大，即便進而使元件薄型化，亦可獲得較大之光折射量。再者，本發明之光學玻璃之折射率(nd)之上限並未特別限定，但多為大約2.20以下，更具體而言為2.15以下，進而更具體而言為2.10以下。
[預成形體及光學元件]
本發明之光學玻璃適用於各種光學元件及光學設計。其中，特佳為利用本發明之光學玻璃，使用精密壓製成形等步驟而製作透鏡、稜鏡、鏡面等光學元件。藉此，當用於如相機或投影機等使可見光透射光學元件之光學機器中時，既可實現高精細且高精度之成像特性，又可使該等光學機器中之光學系統小型化。又，藉由使用該光學玻璃之光學元件可降低色像差，故而當用於相機或投影機等光學機器時，即便不藉由具有不同之部分分散比(θg，F)之光學元件進行修正，亦可實現高精細且高精度之成像特性。
此處，為製作包含本發明之光學玻璃之光學元件，可使用對由光學玻璃形成之條狀材料(板狀之熱成形品)、或者藉由使條狀材料壓製成形而形成之研磨加工用預成形體，進行研削研磨等冷加工而製造之方法，亦可將熔融狀態之玻璃自鉑等之流出管之流出口滴下而製作球狀等之精密壓製成形用預成形體，並對該精密壓製成形用預成形體進行精密壓製成形。特別是利用自本發明之光學玻璃形成研磨加工用之預成形體，可降低由使條狀材料壓製成形時之再加熱所導致之失透，故可藉由對研磨加工用預成形體進行冷加工，獲得適合於使可見光透射之用途之光學元件。又，藉由利用本發明之光學玻璃形成精密壓製成形用預成形體，可降低由使該預成形體精密壓製成形時之再加熱所導致之失透，故可獲得適合於使可見光透射之用途之光學元件。
[實施例]
將本發明之實施例(No.1~No.36)及比較例(No.A)之玻璃之組成，以及該等玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)、部分分散比(θg，F)、玻璃轉移點(Tg)、結晶化開始溫度(Tx)、玻璃轉移點與結晶化開始溫度之差(ΔT)，以及顯示分光透射率為70%及5%之波長(λ70、λ5)之結果示於表1~表8。又，將實施例(No.1~No.36)之玻璃中之阿貝數(νd)及部分分散比(θg，F)之關係示於圖2。再者，以下之實施例始終為例示之目的，並不僅限於該等實施例。
本發明之實施例(No.1~No.36)之光學玻璃及比較例(No.A)之玻璃均係選擇分別相當之氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氫氧化物、偏磷酸化合物等通常之光學玻璃中所使用之高純度原料作為各成分之原料，且以成為表1~表8所示之各實施例之組成之比例的方式秤量而均勻地混合後，投入至石英坩堝或鉑坩堝，並根據玻璃組成之熔融難易度，利用電爐於1100~1350℃之溫度範圍內進行3~4小時熔融，經攪拌均質化而進行消泡等後，降至1200℃以下之溫度後進行精加工攪拌而去除條紋，並澆鑄至模具進行緩冷卻而製作玻璃。
此處，實施例(No.1~No.36)之光學玻璃及比較例(No.A)之玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)及部分分散比(θg，F)，係藉由對將緩冷卻降溫速度設為-25℃/h而獲得之玻璃，根據日本光學玻璃工業會標準JOGIS(Japan Optical Glass Industry Specifications)01-2003進行測定而求出。而且，對所求出之阿貝數(νd)及部分分散比(θg，F)之值，求出關係式(θg，F)=-a×νd+b中之斜度a為0.00421時之截距b。
又，實施例(No. 1~No. 36)之光學玻璃及比較例(No.A)之玻璃之ΔT係藉由使用示差熱測定裝置(Netchigeretebau公司製STA 409 CD)而測定之玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差而求出。此時之樣本粒度係設為425~600 μm，升溫速度係設為10℃/min。
又，關於實施例(No. 1~No. 36)之光學玻璃及比較例(No.A)之玻璃之透射率，係依據日本光學玻璃工業會標準JOGIS02進行測定。再者，於本發明中，藉由測定玻璃之透射率，求出玻璃著色之有無及程度。具體而言，依據JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)Z8722，對厚度為10±0.1 mm之對面平行研磨品測定200~800 nm之分光透射率，並求出λ70(透射率為70%時之波長)與λ5(透射率為5%時之波長)。
如表1~表8所示，本發明之實施例之光學玻璃的阿貝數(νd)均為15以上，更詳細而言為18以上，並且該阿貝數(νd)均為27以下，更詳細而言為23以下，故處於所期望之範圍內。
又，本發明之實施例之光學玻璃的部分分散比(θg，F)均為0.62以上，更具體而言為0.63以上，並且該部分分散比(θg，F)均為0.69以下，更具體而言為0.66以下，故處於所期望之範圍內。如圖2所示，該部分分散比(θg，F)之值就與阿貝數(νd)之關係而言，均為(-4.21×10-3×νd+0.7207)以上，更詳細而言為(-4.21×10-3×νd+0.725)以上，並且該部分分散比(θg，F)均為(-4.21×10-3×νd+0.7507)以下，更詳細而言為(-4.21×10-3×νd+0.735)以下，故處於所期望之範圍內。
又，本發明之實施例之光學玻璃的玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差ΔT均為90℃以上，更詳細而言為100℃以上，可知熱穩定性較高。
又，本發明之實施例之光學玻璃的λ70(透射率為70%時之波長)均為500 nm以下，更詳細而言為440 nm以下。特別是除本發明之實施例(No.1、No.3)以外之光學玻璃的λ70均為435 nm以下，可知著色更少。
又，本發明之實施例之光學玻璃的玻璃轉移點(Tg)均為750℃以下，更詳細而言為725℃以下。
又，本發明之實施例之光學玻璃係折射率(nd)均為1.75以上，更詳細而言為1.81以上，並且該折射率(nd)均為2.20以下，更詳細而言為1.95以下。
因此可知，本發明之實施例之光學玻璃係阿貝數(νd)處於所期望之範圍內，並且具有較高之熱穩定性，著色較少，且色像差較小。
另外，使用本發明之實施例之光學玻璃形成精密壓製成形用預成形體，並對精密壓製成形用預成形體進行精密壓製成形加工後，結果可穩定地加工成各種透鏡形狀。
以上以例示之目的對本發明進行了詳細說明，但可理解，本實施例始終僅為例示之目的，本領域之技術人員可不脫離本發明之思想及範圍而完成多種改變。
圖1係表示縱軸為部分分散比(θg，F)，橫軸為阿貝數(νd)之正交座標上之正規線的圖；及
圖2係表示關於本案之實施例之玻璃的部分分散比(θg，F)與阿貝數(νd)之關係的圖。
(無元件符號說明)

Claims (24)

  1. 一種光學玻璃，其係相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計含有10.0%以上70.0%以下之Nb2O5成分及10.0%以上35.0%以下之P2O5成分，質量和(P2O5+SiO2+B2O3)為24.242%以上35.0%以下，質量比(SiO2+B2O3/P2O5+SiO2+B2O3)為0.0800以下，RO成分(式中，R係選自由Mg、Ca、Sr、Ba及Zn所組成之群中之1種以上)之質量和未達8.0%，具有0.62以上0.69以下之部分分散比(θg，F)，並且具有15以上27以下之阿貝數(νd)。
  2. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的P2O5成分之含量為17.0%以上。
  3. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量為40.0%以下。
  4. 如請求項3之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的TiO2成分之含量為0.1%以上。
  5. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的WO3成分之含量為30.0%以下。
  6. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的質量和(Nb2O5+TiO2+WO3)為40.0%以上64.0%以下。
  7. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計SiO2成分為0~2.311%及/或 B2O3成分為0~1.653%。
  8. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Y2O3成分為0~10.0%及/或La2O3成分為0~10.0%及/或Gd2O3成分為0~10.0%及/或Yb2O3成分為0~10.0%。
  9. 如請求項8之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ln2O3成分(式中，Ln係選自由Y、La、Gd及Yb所組成之群中之1種以上)之質量和為15.0%以下。
  10. 如請求項8之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Ln2O3成分(式中，Ln係選自由Y、La、Gd及Yb所組成之群中之1種以上)之質量和為0.1%以上15.0%以下。
  11. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計CaO成分為0~5.436%及/或SrO成分為0~5.436%及/或BaO成分為0~6.797%及/或ZnO成分為0~25.0%。
  12. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Li2O成分為0~10.0%及/或Na2O成分為0~20.0%及/或 K2O成分為0~20.0%及/或Cs2O成分為0~10.0%。
  13. 如請求項12之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)之質量和為30.0%以下。
  14. 如請求項12之光學玻璃，其中於氧化物換算組成中，含有多於0%之Rn2O成分(式中，Rn係選自由Li、Na、K及Cs所組成之群中之1種以上)。
  15. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Bi2O3成分為0~20.0%及/或TeO2成分為0~15.0%。
  16. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量，以質量%計Al2O3成分為0~10.0%及/或ZrO2成分為0~15.0%及/或Ta2O5成分為0~15.0%及/或CeO2成分為0~10.0%。
  17. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的GeO2成分之含量為15.0%以下。
  18. 如請求項1之光學玻璃，其中相對於氧化物換算組成之玻璃總質量的Sb2O3成分之含量為1.0%以下。
  19. 如請求項18之光學玻璃，其中玻璃轉移點(Tg)與結晶化開始溫度(Tx)之差△T為90℃以上。
  20. 如請求項1之光學玻璃，其中部分分散比(θg，F)與阿貝數(νd)之間滿足(-4.21×10-3×νd+0.7207)≦(θg，F)≦(-4.21×10-3×νd+0.7507)之關係。
  21. 如請求項1之光學玻璃，其中顯示分光透射率為70%之波長(λ70)為500nm以下。
  22. 一種研磨加工用及/或精密壓製成形用之預成形體，其包含如請求項1至21中任一項之光學玻璃。
  23. 一種光學元件，其係對如請求項22之預成形體進行研磨而成。
  24. 一種光學元件，其係對如請求項22之預成形體進行精密壓製成形而成。
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