TWI793345B - 光學玻璃以及光學元件 - Google Patents

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TWI793345B
TWI793345B TW108123702A TW108123702A TWI793345B TW I793345 B TWI793345 B TW I793345B TW 108123702 A TW108123702 A TW 108123702A TW 108123702 A TW108123702 A TW 108123702A TW I793345 B TWI793345 B TW I793345B
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荻野道子
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日商小原股份有限公司
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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Abstract

本發明提供一種光學玻璃，其具有高折射率低分散之光學特性，且具有異常分散性(△θg,F)低之值，可有助於改善色像差。光學玻璃以質量%計含有：2.0%以上至25.0%以下之SiO2成分；3.0%以上至25.0%以下之B2O3成分；超過0%至30.0%以下之Nb2O5成分；以及10.0%以上至60.0%以下之BaO成分；且合計含有10.0%以上至50.0%以下之Ln2O3成分(式中，Ln選自由La、Gd、Y、Yb所組成之群組中的一種以上)，折射率(nd)為1.75以上，阿貝數(νd)為30以上至40以下，於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向上之偏移之大小(異常分散性(△θg,F))為+0.001以下。

Description

光學玻璃以及光學元件
本發明係關於一種光學玻璃以及光學元件。
作為構成光學系統之光學元件之材料，對具有1.75以上之折射率(nd)及30以上至40以下之阿貝數(νd)的高折射率低分散玻璃之需求大大增加。
作為這種高折射率低分散玻璃，已知例如由專利文獻1所代表之玻璃組成物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2018/003582號。
近年來，於將高折射率低分散玻璃搭載於數位相機等光學製品之情形時，期望光學玻璃之部分分散比小，用以改善色像差。
光學玻璃中，表示短波長範圍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。表示該關係之直線由連結兩點的直線表示，且被稱作法線(normal line)，該兩點係於將部分分散比採用為縱軸、阿貝數採用為橫軸之正交座標上，繪製NSL7與PBM2之部分分散比及阿貝數而成。作為法線之基準的普通玻璃(normal glass)根據每個光學玻璃製造商而不同，但各公司由幾乎相同之傾斜率與截距定義。(NSL7與PBM2為小原(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。)
近年來，從光學設計方面之觀點考慮，在具有高折射率低分散之玻璃中，部分分散比(θg,F)通常具有高於法線之值，但為了改善色像差，期望阿貝數(ν4)與部分分散比(θg,F)之組合至少在正方向上接近法線，更佳為在負方向上遠離。
本發明鑒於上述光學設計上之要求而完成，其目的在於提供光學玻璃以及使用該光學玻璃之光學元件，該光學玻璃具有高折射率低分散之光學特性且具有異常分散性(△θg,F)低之值，可有助於改善色像差。
本發明者係為了解決上述課題反覆進行了積極試驗研究，結果發現：並用SiO2成分、B2O3成分、Nb2O5成分及BaO成分、Ln2O3成分中的至少任一者，並調整各成分之含量，藉此可具有所期望之折射率及阿貝數，且具有異常分散性低之值，從而完成了本發明。具體而言，本發明提供如下。
(1)一種光學玻璃，以質量%計含有：2.0%以上至25.0%以下之SiO2成分；3.0%以上至25.0%以下之B2O3成分；超過0%至30.0%以下之Nb2O5成分；以及10.0%以上至60.0%以下之BaO成分；且合計含有10.0%以上至50.0%以下之Ln2O3成分(式中，Ln選自由La、Gd、Y、Yb所組成之群組中的一種以上)，折射率(nd)為1.75以上，阿貝數(νd)為30以上至40以下，於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向上之偏移之大小(異常分散性(△θg,F))為+0.001以下。
(2)如(1)所記載之光學玻璃，其中-30℃至70℃時之平均線性 膨脹係數(α)為75×10-7/℃至100×10-7/℃。
(3)一種光學元件，係由如(1)或(2)所記載之光學玻璃所構成。
(4)一種光學機器，係具備如(3)所記載之光學元件。
根據本發明，能夠獲得如下之光學玻璃以及使用該光學玻璃之光學元件，該光學玻璃具有高折射率低分散之光學特性且具有異常分散性(△θg,F)小之值，色像差得以減少。
而且，根據本發明，可獲得具有接近低分散玻璃之熱膨脹性之光學玻璃以及使用該光學玻璃之光學元件。
本發明之光學玻璃以質量%計含有：2.0%以上至25.0%以下之SiO2成分，3.0%以上至25.0%以下之B2O3成分，10.0%以上至60.0%以下之BaO成分，1.0%以上至30.0%以下之Nb2O5成分，合計含有10.0%以上至50.0%以下之Ln2O3成分(式中，Ln選自由La、Gd、Y、Yb所組成之群組中的一種以上)，具有1.75以上之折射率(nd)及30以上至40以下之阿貝數(νd)，於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向上之偏移之大小(異常分散性(△θg,F))為+0.001以下。藉由將SiO2成分、B2O3成分、Nb2O5成分及BaO成分來和Ln2O3成分中的至少任一者併用，且調整各成分之含量，可具有所期望之折射率及阿貝數，並具有異常分散性低之值。因此，可獲得能夠有助於改善用作數位相機等之透鏡單元時之色像差的光學玻璃。
而且，藉由將SiO2成分、B2O3成分、Nb2O5成分及BaO成分來和Ln2O3成分中的至少任一者併用，且調整各成分之含量，可獲得具有接近氟磷酸玻璃等低分散玻璃之熱膨脹性的高折射率低分散之光學玻璃。本發明中之高折射率低分散玻璃為了減少色像差等，有時與低分散玻璃接合而用於透鏡單元。而且，這種透鏡單元中，多數情況下根據使用環境或所照射之光而產生溫度變化。即便於該情形時，因本發明之高折射率低分散玻璃具有接近低分散玻璃之熱膨脹性，故可良好地維持與低分散玻璃之接合性。
以下，對本發明之光學玻璃之實施形態進行詳細說明。本發明不受以下之實施形態任何限定，可於本發明之目的之範圍內適當添加變更而加以實施。再者，關於說明重複之部分，有時會適當地省略說明，但並不限定發明之主旨。
〔玻璃成分〕
以下將描述構成本發明之光學玻璃之各成分之組成範圍。本說明書中，只要不作特別說明，則各成分之含量均以相對於氧化物換算組成之總質量的質量%表示。此處，「氧化物換算組成」係假定當用作本發明之玻璃構成成分之原料的氧化物、複合鹽、金屬氟化物等熔融時全部分解並轉化為氧化物時，將該生成氧化物之總質量數設為100質量%，描述玻璃中含有之各成分的組成。
<關於必需成分、任意成分>
SiO2成分係作為玻璃形成氧化物之必需成分，可提高化學耐久性，提高熔融玻璃之黏度，減少玻璃之著色。而且，可提高玻璃之穩定性而容易獲得可承受量產之玻璃。進而，具有降低平均線性膨脹係數之效果。因此，SiO2成分之含量較佳為以2.0%，更佳為以3.0%，又更佳為以4.0%為下限。
另一方面，為了抑制折射率之降低，SiO2成分之含量較佳為以25.0%，更佳為以23.0%，又更佳為以20.0%為上限。
B2O3成分係作為玻璃形成氧化物之必需成分，可減少玻璃之失透，且提高玻璃之阿貝數。因此，B2O3成分之含量較佳為以3.0%，更佳為以4.0%，又更佳為以5.0%為下限。
另一方面，為了容易獲得更大之折射率，可縮小相對折射率之溫度係數，且抑制化學耐久性之劣化，B2O3成分之含量較佳為以25.0%，更佳為以22.0%，又更佳為以20.0%為上限。
Nb2O5成分係於含有超過0%之情形時，提高折射率，增大分散且降低異常分散性之必需成分。
因此，Nb2O5成分之含量較佳為超過0%，更佳為0.3%以上，更佳為1.0%以上，又更佳為4.0%以上，又更佳為7.0%以上，又更佳為10.0%以上。
另一方面，若其含量過少，則其效果不充分，若含量過多，則相反耐失透性會變差，可見光短波長範圍之透過率亦容易劣化。
因此，Nb2O5成分之含量較佳為以30.0%，更佳為以28.0%，又更佳為以26.0%，又更佳為以22.0%為上限。
BaO成分係提高玻璃原料之熔融性，可減少玻璃之失透，提高折射率，且可縮小相對折射率之溫度係數之必需成分。而且，具有提高平均線性膨脹係數之效果。因此，BaO成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以12.0%，又更佳為以14.0%，又更佳為以18.0%為下限。
尤其為了容易實現低異常分散性及接近氟磷酸鹽玻璃之平均線性膨脹係數，較佳為以19%以上為下限。
另一方面，為了減少玻璃之折射率之降低或化學耐久性之降低、失透，BaO成分之含量較佳為以60.0%，更佳為以55.0%，又更佳為以50.0%，又更佳為以45.0%，又更佳為以40.0%為上限。
Al2O3成分係於含有超過0%之情形時，可提高玻璃之化學耐久性且可提高熔融玻璃之耐失透性之任意成分。而且，具有降低平均線性膨脹係數之效果。
另一方面，從減少失透之觀點考慮，Al2O3成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以8.0%，又更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%為上限，又更佳為小於1.0%。
Y2O3成分係於含有超過0%之情形時，可在維持高折射率及高阿貝數之同時與其他稀土類元素相比抑制玻璃之材料成本，且，與其他稀土類成分相比可減輕玻璃之比重之任意成分。而且，具有提高異常分散性且降低平均線性膨脹係數之效果。
另一方面，若過剩地含有Y2O3成分，則玻璃之穩定性下降，玻璃原料之熔解性亦劣化。因此，Y2O3成分之含量較佳為以30.0%，更佳為以27.0%，又更佳為以25.0%，又更佳為以21.0%為上限。
La2O3成分係於含有超過0%之情形時，提高玻璃之折射率及阿貝數之任意成分。而且，具有降低異常分散性之效果。因此，La2O3成分之含量較佳為可超過0%，更佳為1.0%以上，又更佳為5.0%以上，又更佳為10.0%以上。
另一方面，若過剩地含有La2O3成分，則玻璃之穩定性下降，玻璃原料之熔解性亦劣化。因此，La2O3成分之含量較佳為以50.0%，更佳為以45.0%，又更佳為以40.0%，又更佳為以32.0%，又更佳為以28.0%，又更佳為以25.0%為上限。
Gd2O3成分及Yb2O3成分係於含有超過0%之情形時，提高玻璃之折射率之任意成分。
另一方面，Gd2O3成分及Yb2O3成分於稀土類中原料價格高，若其含量多則生產成本提高。而且，藉由減少Gd2O3成分或Yb2O3成分之含量，而抑制玻璃之阿貝數之上升。因此，Gd2O3成分之含量較佳為以50.0%，更佳為以45.0%，又更佳為以35.0%，又更佳為以30.0%為上限。而且，Yb2O3成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
TiO2成分係於含有超過0%之情形時，可提高玻璃之折射率且減少玻璃之失透之任意成分。而且，具有提高異常分散性且降低平均線性膨脹係數之效果。
另一方面，為了減少因過剩地含有所引起之失透且抑制玻璃之透過率相對於可見光(尤其波長500nm以下)之降低，TiO2成分之含量較佳為以20.0%，更佳為以15.0%，又更佳為以12.5%，又更佳為以10.0%，又更佳為以6.0%為上限。
ZrO2成分係於含有超過0%之情形時，可提高玻璃之折射率及阿貝數且可減少失透之任意成分。而且，具有降低異常分散性之效果。
另一方面，若過剩地含有ZrO2成分則耐失透性劣化。因此，ZrO2成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以9.0%，又更佳為以8.0%，又更佳為以6.0%為上限。
Ta2O5成分係於含有超過0%之情形時，提高玻璃之折射率且提高耐失透性之任意成分。而且，具有降低異常分散性之效果。
然而，Ta2O5成分係原料價格高且提高玻璃融液之溶解溫度之成分，因而若其含量多則生產成本上升。因此，Ta2O5成分之含量較佳為以5.0%，更 佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。尤其從降低材料成本之觀點考慮，最佳為不含有Ta2O5成分。
WO3成分係於含有超過0%之情形時，可在減少由其他高折射率成分引起之玻璃之著色之同時，提高折射率，降低玻璃轉移點，且可減少失透之任意成分。
另一方面，從抑制阿貝數之降低且減少玻璃之著色之觀點考慮，WO3成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以8.0%，又更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%為上限。
ZnO成分係於含有超過0%之情形時，提高原料之熔解性，促進從溶解之玻璃之消泡，且提高玻璃之穩定性之任意成分。而且，具有降低平均線性膨脹係數之效果。而且，亦係可降低玻璃轉移點且改善化學耐久性之成分。
另一方面，從抑制折射率之降低且提高玻璃之穩定性之觀點考慮，ZnO成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以6.0%，又更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
MgO成分、CaO成分及SrO成分係於含有超過0%之情形時，可調整玻璃之折射率或熔融性、耐失透性之任意成分。
另一方面，從抑制折射率之降低且提高玻璃之穩定性之觀點考慮，MgO成分之含量較佳為以5.0%，更佳為以4.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。而且，基於同樣之理由，CaO成分及SrO成分之含量分別較佳為以15.0%，更佳為以14.0%，又更佳為以12.0%，又更佳為以10.0%，又更佳為以7.0%為上限。
Li2O成分、Na2O成分及K2O成分係於含有超過0%之情形時，可改善玻璃之熔融性且可降低玻璃轉移點之任意成分。而且，均具有 降低異常分散性且提高平均線性膨脹係數之效果。
另一方面，藉由減少Li2O成分、Na2O成分及K2O成分之含量，可使玻璃之折射率不易降低且可減少玻璃之失透。而且，尤其藉由減少Li2O成分之含量，可提高玻璃之黏性，因而可減少玻璃之脈紋。因此，Li2O成分、Na2O成分及K2O成分之含量分別較佳為以10.0%，更佳為以8.0%，又更佳為以6.0%，又更佳為以4.0%，又更佳為以2.0%為上限。
Sb2O3成分係於含有超過0%之情形時可使熔融玻璃消泡之任意成分。
另一方面，若過剩地含有Sb2O3成分，則有引起可見光區域之短波長區域中之透過率之降低或玻璃之曝曬作用、內部品質之降低之虞。
因此，Sb2O3成分之含量較佳為以1.0%，更佳為以0.5%，又更佳為以0.2%為上限。
再者，使玻璃澄清並消泡之成分不限定於上述Sb2O3成分，可使用玻璃製造領域中之公知之澄清劑、消泡劑或該些之組合。
SnO2成分係於含有超過0%之情形時減少熔融玻璃之氧化並澄清且提高玻璃之可見光透過率之任意成分。
另一方面，若過剩地含有SnO2成分，則有時會產生由熔融玻璃之還原引起之玻璃之著色或玻璃之失透。因此，SnO2成分之含量較佳為以3.0%，更佳為以1.0%，又更佳為以0.5%為上限。
P2O5成分係任意成分，藉由將其含量設為10.0%以下，而降低玻璃之液相溫度且提高耐失透性。因此，P2O5成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
GeO2成分係於含有超過0%之情形時，可提高玻璃之折射率且可提高耐失透性之任意成分。
然而，GeO2原料價格高，若其含量多則生產成本增高。因此，GeO2成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
Bi2O3成分係於含有超過0%之情形時，可提高折射率且降低玻璃轉移點之任意成分。
另一方面，藉由將Bi2O3成分之含量設為10.0%以下，降低玻璃之液相溫度且提高耐失透性。因此，Bi2O3成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
TeO2成分係於含有超過0%之情形時，可提高折射率且降低玻璃轉移點之任意成分。
另一方面，TeO2係當在鉑製坩堝或與熔融玻璃接觸之部分由鉑形成之熔融槽中熔融玻璃原料時，存在可能與鉑合金化之問題。因此，TeO2成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
F成分係於含有超過0%之情形時，可提高玻璃之阿貝數、降低玻璃轉移點且提高耐失透性之任意成分。
然而，若F成分之含量，亦即作為與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置換而成的氟化物之F之合計量超過10.0%，則F成分之揮發量增多，因而難以獲得穩定之光學常數，難以獲得均質之玻璃。而且，阿貝數超出必要地上升。
因此，F成分之含量較佳為以10.0%，更佳為以5.0%，又更佳為以3.0%，又更佳為以1.0%為上限。
Ln2O3成分(式中，Ln選自由La、Gd、Y、Yb所組成之群組中的一種以上)係玻璃之折射率及阿貝數高，可容易獲得具有所期望之折射率 及阿貝數之玻璃。因此，Ln2O3成分之含量之和(質量和)較佳為以10.0%，更佳為以12.0%，又更佳為以14.0%為下限。
另一方面，藉由將Ln2O3成分之質量和設為50.0%以下，可減少玻璃之失透，抑制阿貝數之超出必要之上升。因此，Ln2O3成分之質量和較佳為以50.0%，更佳為以45.0%，又更佳為以40.0%，又更佳為以35.0%，又更佳為以31.0%為上限。
RO成分(式中，R為選自Mg、Ca、Sr、Ba所組成之群組中的一種以上)之含量之和(質量和)較佳為5.0%以上至60.0%以下。
尤其，藉由將RO成分之質量和設為5.0%以上，可減少玻璃之失透，且，可縮小相對折射率之溫度係數。因此，RO成分之質量和較佳為以5.0%，更佳為以10.0%，又更佳為以12.0%，又更佳為以15.0%，又更佳為以20.0%，又更佳為以25.0%為下限。
另一方面，藉由將RO成分之質量和設為60.0%以下，可抑制折射率之降低，而且，可提高玻璃之穩定性。因此，RO成分之質量和較佳為以60.0%，更佳為以55.0%，又更佳為以50.0%為上限。
Rn2O成分(式中，Rn為選自由Li、Na、K所組成之群組中的一種以上)之含量之和(質量和)較佳為10.0%以下。藉此，可抑制熔融玻璃之黏性之降低，可使玻璃之折射率不易降低，且可減少玻璃之失透。因此，Rn2O成分之質量和較佳為以10.0%，更佳為以7.0%，又更佳為以4.0%為上限。
<關於不應含有之成分>
接下來，對本發明之光學玻璃中不應含有之成分及含有則欠佳之成分進行說明。
於不破壞本申請案發明之玻璃之特性的範圍內，可視需要添 加其他成分。其中，排除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各過渡金屬成分，即便是各自單獨地或複合地含有少量之情形時，亦具有玻璃著色而於可見區域之特定波長產生吸收之性質，因而尤其在使用可見區域之波長之光學玻璃中，較佳為實質上不含有這些其他成分。
而且，PbO等鉛化合物及As2O3等砷化合物係環境負荷高之成分，因而較佳係實質上不含有，亦即，除不可避免地混入外根本不含有PbO等鉛化合物及As2O3等砷化合物。
進而，Th、Cd、Tl、Os、Be、及Se之各成分近年來有作為有害化學物質而限制使用之傾向，不僅在玻璃之製造步驟中，且在加工步驟、及製品化後之處理中均需要採取環境措施。因此，於重視環境影響之情形時，較佳為實質上不含有該些成分。
再者，本說明書中之「實質上不含有」係指較佳為含量小於0.1%，更佳為除不可避免的雜質外不含有。此處，作為不可避免的雜質而含有之成分的含量例如小於0.01%或小於0.001%，但不限定於此。
〔製造方法〕
本發明之光學玻璃例如按照以下方式製作。亦即，將作為上述各成分之原料的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、偏磷酸化合物等通常之光學玻璃中所使用之高純度原料以各成分處於預定含量之範圍內的方式均勻地混合，將製作出之混合物投入至鉑坩堝中，根據玻璃原料之熔解難度，於電爐中在1000℃至1500℃之溫度範圍內熔解2小時至5小時並攪拌均質化後，降低至適當溫度後澆鑄至模具中，進行緩冷，藉此製作。
<物性>
本發明之光學玻璃具有高折射率及高阿貝數(低分散)。
尤其本發明之光學玻璃之折射率(nd)較佳為以1.75，更佳為以1.77，又更佳為以1.78為下限。該折射率(nd)可較佳為以2.00，更佳為以1.95，又更佳為以1.90，又更佳為以1.85為上限。
而且，本發明之光學玻璃之阿貝數(νd)較佳為以30，更佳為以31，又更佳為以32，又更佳為以34為下限。該阿貝數(νd)可較佳為以50，更佳為以45，更佳為以43，又更佳為以42，又更佳為以40為上限。
藉由具有這種高折射率，即便實現光學元件之薄型化亦可獲得較大之光之折射量。而且，藉由具有這種低分散，當用作單透鏡時可減少光之波長所引起之焦點之偏移(色像差)。因此，例如於與具有高分散(低阿貝數)之光學元件組合而構成光學系統之情形時，可減少該光學系統之整體之像差並實現高成像特性等。
這樣，本發明之光學玻璃於光學設計上有用，尤其於構成光學系統時，在可實現高成像特性等之同時，可實現光學系統之小型化，可擴大光學設計之自由度。
而且，從光學設計上之實用性之觀點考慮，本發明之光學玻璃係部分分散比(θg,F)較佳為以0.550，更佳為以0.555，又更佳為以0.560，又更佳為以0.565，又更佳為以0.570為下限，較佳為以0.620，更佳為以0.615，又更佳為以0.610，又更佳為以0.600，又更佳為以0.590為上限。
本發明之光學玻璃於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向(θg,F方向)上之大小(本說明書中，稱作「異常分散性(△θg,F)」。)較佳為+0.001以下。亦即，阿貝數(νd)與部分分散比(θg,F)之組合較佳為在y軸方向上從該直線上之值+0.001或y軸方向上的負方向之值。藉此，獲得具有如下部分分散比(θg,F)之光學玻璃，即，該部分分散比 (θg,F)接近或低於連結上述(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線，亦即法線。因此，可實現玻璃之高折射率及低分散化，且可減少由該光學玻璃形成之光學元件之色像差。此處，光學玻璃之異常分散性(△θg,F)較佳為以+0.0010以下，更佳為以+0.0008以下，又更佳為以+0.0005以下為上限。另一方面，光學玻璃之異常分散性(△θg,F)之下限值未作特別限定，例如可為-0.0300，亦可為-0.0100。
本發明之光學玻璃之-30℃至70℃時之平均線性膨脹係數(α)較佳為處於70×10-7K-1至110×10-7K-1之範圍內。尤其，本發明之光學玻璃之平均線性膨脹係數更佳為以75×10-7K-1，又更佳為以80×10-7K-1為下限，更佳為以105×10-7K-1，又更佳為以103×10-7K-1為上限。藉此，於使本發明之光學玻璃與氟磷酸玻璃等膨脹相對較大之玻璃接合之情形時，即便周圍之溫度變化，亦可良好地維持兩材料之接合性。
〔預型體及光學元件〕
可由所製作之光學玻璃，例如使用研磨加工之方法、或者使用再加熱加壓成形或精密加壓成形等模壓成形之方法來製作玻璃成形體。亦即，可對光學玻璃進行研削及研磨等機械加工而製作玻璃成形體；或者可由光學玻璃製作模壓成形用預型體，對該預型體進行再加熱加壓成形後進行研磨加工而製作玻璃成形體；或者可對進行研磨加工製作而成的預型體或藉由公知之浮動成形等成形的預型體進行精密加壓成形而製作玻璃成形體。再者，製作玻璃成形體之方法不限定於該些方法。
這樣，本發明之光學玻璃可用於各種光學元件及光學設計。其中，尤佳為由本發明之光學玻璃形成預型體，使用該預型體進行再加熱加壓成形或精密加壓成形等，製作透鏡或稜鏡等光學元件。藉此，因能夠形成直徑大之預型體，故可實現光學元件之大型化，且用於光學機器時可 實現高精細且高精度的成像特性及投影特性。
由本發明之光學玻璃所構成之玻璃成形體可用於例如透鏡、稜鏡、反射鏡等光學元件之用途，典型的是可用於車載用光學機器或投影機或影印機等容易變得高溫之機器。
[實施例]
將本發明之實施例(No.1至No.118)之組成、以及該些玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)及異常分散性(△θg,F)、-30℃至70℃時之平均線性膨脹係數(α)之結果表示於表1至表15。再者，以下之實施例僅用於例示，且不限於該些實施例。
Figure 108123702-A0305-02-0017-1
Figure 108123702-A0305-02-0018-2
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Figure 108123702-A0305-02-0020-7
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Figure 108123702-A0305-02-0021-10
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Figure 108123702-A0305-02-0022-12
Figure 108123702-A0305-02-0022-13
[表10]
Figure 108123702-A0305-02-0023-14
Figure 108123702-A0305-02-0023-15
Figure 108123702-A0305-02-0024-16
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Figure 108123702-A0305-02-0025-19
Figure 108123702-A0305-02-0025-20
Figure 108123702-A0305-02-0026-21
本發明之實施例之玻璃均係選定氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、偏磷酸化合物等通常之光學玻璃中使用的高純度原料作為各自對應之各成分之原料，以成為表中所示之各實施例之組成比例的方式秤重並均勻地混合，然後投入至鉑坩堝中，根據玻璃原料之熔解難度於電爐中在1000℃至1500℃之溫度範圍內熔解2小時至5小時後，攪拌均質化並澆鑄至模具等中，進行緩冷以製作。
實施例及比較例之玻璃之折射率(nd)係由依據JIS B 7071-2：2018規定之V槽塊法針對氦燈之d線(587.56nm)的測定值來表示。而且，阿貝數(νd)係使用上述d線之折射率、相對於氫燈之F線(486.13nm) 之折射率(nF)、相對於C線(656.27nm)之折射率(nC)之值，且根據阿貝數(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]之式而算出。
而且，部分分散比係測定C線(波長656.27nm)中之折射率nC、F線(波長486.13nm)中之折射率nF、g線(波長435.835nm)中之折射率ng，並藉由(θg,F)=(ng-nF)/(nF-nC)之式而算出。
再者，本測定中使用之玻璃使用的是將緩冷降溫速度設為-25℃/hr且由緩冷爐進行處理而成。
關於異常分散性△θg,F，關於所求出之阿貝數(νd)及部分分散比(θg,F)之值，係於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，求出從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向上之偏移之大小。
玻璃之平均線性膨脹係數(α)係根據日本光學玻璃工業標準JOGIS16-2003「光學玻璃之常溫附近之平均線性膨脹係數之測定方法」，求出-30℃至70℃時之平均線性膨脹係數。
如表1至表15所示，所有實施例之光學玻璃之折射率(nd)為1.75以上，更詳細而言為1.78以上，在所期望之範圍內。
而且，本發明之實施例之光學玻璃均係阿貝數(νd)處於30以上至50以下之範圍內，更詳細而言處於32以上至42以下之範圍內，在所期望之範圍內。
而且，本發明之實施例之光學玻璃之異常分散性△θg,F處於+0.0100以下之範圍內，在所期望之範圍內。
另一方面，比較例中，異常分散性△θg,F無法滿足本發明所期望之範圍。
而且，本發明之實施例之光學玻璃在-30℃至70℃時之平均線性膨脹係數(α)處於75×10-7/℃至100×10-7/℃之範圍內，在所期望之範圍內。
而且，實施例之光學玻璃形成穩定之玻璃，在玻璃製作時不易引起失透。
進而，使用本發明之實施例之光學玻璃形成玻璃塊，並對該玻璃塊進行研削及研磨，加工成透鏡及稜鏡之形狀。其結果，可穩定地加工成各種透鏡及稜鏡之形狀。
以上，以例示之目的詳細說明了本發明，但應當理解，本實施例僅為例示之目的，所屬技術領域中具有通常知識者可在不脫離本發明之思想及範圍的情況下進行許多修改。

Claims (4)

  1. 一種光學玻璃，以質量%計含有：2.0%以上至25.0%以下之SiO2成分；3.0%以上至25.0%以下之B2O3成分；11.71%以上至30.0%以下之Nb2O5成分；28.20%以上至60.0%以下之BaO成分；以及3.77%以下之TiO2成分；且合計含有10.0%以上至50.0%以下之Ln2O3成分，式中，Ln選自由La、Gd、Y、Yb所組成之群組中的一種以上；折射率(nd)為1.75以上，阿貝數(νd)為30以上至40以下；於將阿貝數(νd)設為x軸、部分分散比(θg,F)設為y軸之座標系中，從連結(x,y)=(36.3,0.5828)與(60.5,0.5436)之兩點之直線開始的y軸方向上之偏移之大小(異常分散性(△θg,F))為+0.001以下。
  2. 如請求項1所記載之光學玻璃，其中-30℃至70℃時之平均線性膨脹係數(α)為75×10-7/℃至100×10-7/℃。
  3. 一種光學元件，係由如請求項1或2所記載之光學玻璃所構成。
  4. 一種光學機器，係具備如請求項3所記載之光學元件。
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