本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備的數(shù)碼化與高清化在飛速發(fā)展，在數(shù)碼照相機(jī)與攝像機(jī)等攝影器材、投影儀與投影電視等視頻播放(投影)設(shè)備等各種光學(xué)儀器領(lǐng)域中，對(duì)減少在光學(xué)系統(tǒng)中使用的透鏡及棱鏡等光學(xué)元件的數(shù)量，并將整體光學(xué)系統(tǒng)輕量化以及小型化的要求越來(lái)越高。
在用于制造光學(xué)元件的光學(xué)玻璃中，特別是，對(duì)可以實(shí)現(xiàn)整體光學(xué)系統(tǒng)的輕量化以及小型化，并且具有1.75以上2.00以下的折射率(nd)以及23以上45以下的阿貝數(shù)(νd)的高折射率低色散的玻璃的需求變得非常高。作為此類高折射率低色散的玻璃，專利文獻(xiàn)1及2所述的玻璃成分廣為人知。
【專利文獻(xiàn)1】日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)2006-016293號(hào)公報(bào)
【專利文獻(xiàn)2】日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)2011-144069號(hào)公報(bào)
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
作為從光學(xué)玻璃制造光學(xué)元件的方法，已知以下方法：例如，對(duì)由光學(xué)玻璃形成的料塊或者玻璃塊進(jìn)行研削及研磨而獲得光學(xué)元件的形狀的方法；對(duì)由光學(xué)玻璃形成的料塊或者玻璃塊進(jìn)行再熱成型(再熱壓制成型)而獲得玻璃成型體，再對(duì)其進(jìn)行研削及研磨的方法；以及，對(duì)由料塊或者玻璃塊得到的預(yù)制件在超精密加工的模具中進(jìn)行成型(精密模壓成型)而獲得光學(xué)元件的形狀的方法。以上任意一種方法，均要求在從熔融的玻璃原料形成料塊或者玻璃塊時(shí)，能夠獲得穩(wěn)定的玻璃。在這里，構(gòu)成得到的料塊或者玻璃塊的玻璃相對(duì)于失透的穩(wěn)定性(耐失透性)降低而在玻璃內(nèi)部形成結(jié)晶時(shí)，無(wú)法獲得適合作為光學(xué)元件的玻璃。
另外，為了降低光學(xué)玻璃的材料成本，要求構(gòu)成光學(xué)玻璃的各成分的原料成本盡可能低廉。然而，專利文獻(xiàn)1及2所述的玻璃難以充分滿足這樣的要求。
另外，專利文獻(xiàn)1及2所述的玻璃，存在玻璃的比重大、光學(xué)元件的質(zhì)量大的問(wèn)題。也就是說(shuō)，將這些玻璃用在照相機(jī)與投影儀等光學(xué)儀器時(shí)，存在整個(gè)光學(xué)儀器的質(zhì)量容易變大的問(wèn)題。
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于以更低廉的價(jià)格獲得一種折射率以及阿貝數(shù)均在所要求的范圍內(nèi)，并且有助于光學(xué)儀器輕量化且穩(wěn)定的玻璃。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明人，為了解決上述課題，反復(fù)進(jìn)行深入試驗(yàn)及研究之結(jié)果，在含有作為必需成分的B2O3成分及La2O3成分的玻璃中，通過(guò)使其含有所要求的量的ZrO2成分、Nb2O5成分、Ta2O5成分及WO3成分，在獲得具有所要求的高折射率及高阿貝數(shù)的穩(wěn)定的玻璃的同時(shí)，降低了玻璃的材料成本，并且使玻璃的比重變小，鑒于以上見(jiàn)解而完成本發(fā)明。具體地說(shuō)，本發(fā)明提供以下光學(xué)玻璃。
(1)一種光學(xué)玻璃，其特征在于，以氧化物換算組成的質(zhì)量％計(jì)算，含有B2O3為5.0～30.0％，La2O3為30.0～60.0％，氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量之和(ZrO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3)為20.0％以下，折射率nd為1.85以上，阿貝數(shù)νd為30以上，比重為5.00以下。
(2)根據(jù)上述(1)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，以氧化物換算組成的質(zhì)量％計(jì)算，
Y2O3成分為0～20.0％，
Gd2O3成分為0～10.0％，
Yb2O3成分為0～15.0％。
(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，以氧化物換算組成的質(zhì)量％計(jì)算，
SiO2成分為0～15.0％，
TiO2成分為0～30.0％，
ZrO2成分為0～15.0％，
WO3成分為0～10.0％，
ZnO成分為0～20.0％，
MgO成分為0～10.0％，
CaO成分為0～15.0％，
SrO成分為0～15.0％，
BaO成分為0～15.0％，
Li2O成分為0～10.0％，
Na2O成分為0～10.0％，
K2O成分為0～10.0％，
Ta2O5成分為0～10.0％，
Nb2O5成分為0～10.0％，
ZrO2成分為0～15.0％，
P2O5成分為0～10.0％，
GeO2成分為0～10.0％，
Al2O3成分為0～10.0％，
Ga2O3成分為0～10.0％，
Bi2O3成分為0～10.0％，
TeO2成分為0～5.0％，以及
SnO2成分為0～1.0％，
相對(duì)于除Sb2O3成分以外的成分，以質(zhì)量％計(jì)算，Sb2O3成分為0～1.0％。
(4)根據(jù)上述(1)至(3)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％計(jì)算，
Ln2O3成分的質(zhì)量之和為45.0％～70.0％，式中，Ln為從由La、Gd、Y、Yb組成的群中選擇的1種以上；Rn2O成分的質(zhì)量之和為0～15.0％，式中，Rn為從由Li、Na、K組成的群中選擇的1種以上；RO成分的質(zhì)量之和為0～25.0％，式中，R為從由Mg、Ca、Sr、Ba組成的群中選擇的1種以上。
(5)根據(jù)上述(1)至(4)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，表示分光透射率為70％的波長(zhǎng)λ70在480nm以下。
(6)一種光學(xué)元件，其特征在于，由上述(1)至(5)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
(7)一種預(yù)制件，其特征在于，由上述(1)至(5)的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成，且用于拋光加工以及/或精密沖壓成型。
(8)一種光學(xué)元件，其特征在于，對(duì)上述(7)所述的預(yù)制件進(jìn)行精密沖壓加工而成。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠以更低廉的價(jià)格獲得一種折射率以及阿貝數(shù)均在所要求的范圍內(nèi)，并且有助于光學(xué)儀器輕量化且穩(wěn)定的光學(xué)玻璃。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的光學(xué)玻璃，以相對(duì)于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量％計(jì)算，含有B2O3成分為5.0～30.0％以及La2O3成分為30.0～60.0％，通過(guò)使氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量之和(ZrO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3)在20.0％以下，從而即使減少特別是Gd2O3及Yb2O3等昂貴且使玻璃的比重增加的多個(gè)稀土元素，也可以獲得較高的折射率及阿貝數(shù)，并且抑制了液相溫度的上升。因此，能夠以更低廉的價(jià)格獲得一種有助于具有1.85以上的折射率及30以上50以下的阿貝數(shù)的同時(shí)，比重在5.00以下的光學(xué)設(shè)備的輕量化，且耐失透性較高的光學(xué)玻璃。
以下，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不受以下實(shí)施方式的任何限定，在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更而實(shí)施。此外，對(duì)于重復(fù)說(shuō)明的部分，有時(shí)會(huì)適當(dāng)?shù)厥÷云湔f(shuō)明，但并不限定發(fā)明的宗旨。
[玻璃成分]
構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍如下所述。在本說(shuō)明書(shū)中，如果沒(méi)有特別說(shuō)明，各成分的含量均以相對(duì)于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量％表示。在這里，“氧化物換算組成”是指，在假設(shè)作為本發(fā)明玻璃組成成分的原料而使用的氧化物、復(fù)合鹽、金屬氟化物等在熔融時(shí)全部分解并轉(zhuǎn)化成氧化物的情況下，將該生成氧化物的總質(zhì)量作為100質(zhì)量％，表示玻璃中所含有的各成分的組成。
<關(guān)于必需成分、任意成分>
B2O3成分，是一種作為玻璃形成氧化物而不可或缺的必需成分。
特別是，通過(guò)含有5.0％以上的B2O3成分，可以提高玻璃的耐失透性，并且可以減小玻璃的色散。因此，B2O3成分的含量，比較理想的是以5.0％為下限，更為理想的是以5.0％為下限，更加理想的是以8.5％為下限，更為理想的是以10.5％為下限。
另一方面，通過(guò)使B2O3成分的含量在30.0％以下，可以較容易地獲得更大的折射率，并且還可以抑制化學(xué)耐久性的降低。因此，B2O3成分的含量，比較理想的是以30.0％為上限，更為理想的是以25.0％為上限，更加理想的是以20.0％為上限。
B2O3成分，作為原料可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等。
La2O3成分，是可以提高玻璃的折射率，減小色散(增大阿貝數(shù))的成分。特別是，通過(guò)含有30.0％以上的La2O3成分，可以獲得所要求的高折射率。因此，La2O3成分的含量，比較理想的是以30.0％為下限，更為理想的是以35.0％為下限，更加理想的是以37.0％為下限，更為理想的是以40.0％為下限。
另一方面，通過(guò)使La2O3成分的含量在60.0％以下，可以提高玻璃的耐失透性。因此，La2O3成分的含量，比較理想的是以60.0％為上限，更為理想的是以55.0％為上限，更加理想的是以50.0％為上限。
La2O3成分，作為原料可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X為任意整數(shù))等。
在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，ZrO2成分、Nb2O5成分、Ta2O5成分及WO3成分的含量之和(質(zhì)量之和)在20.0％以下較佳。據(jù)此，能夠在保持高折射率及高阿貝數(shù)的同時(shí)，降低比重，并且可以抑制可見(jiàn)光透射率。因此，質(zhì)量之和(ZrO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3)，比較理想的是以20.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限，更加理想的是以7.0％為上限。
Y2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，在保持高折射率及高阿貝數(shù)的同時(shí)，能夠抑制玻璃的材料成本，并且可以降低比重的任意成分。該Y2O3成分，由于在希土元素中材料成本較低，且與其他的希土元素相比易于降低比重，故對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃是一種有益成分。因此，Y2O3成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是大于1.0％，更加理想的是大于3.0％，更為理想的是也可以大于5.0％。
另一方面，通過(guò)使Y2O3成分的含量在20.0％以下，可以抑制玻璃的折射率的降低，并且可以提高玻璃的耐失透性。因此，Y2O3成分的含量，比較理想的是以20.0％為上限，更為理想的是以15.0％為上限，更加理想的是以13.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限。
Y2O3成分，作為原料可以使用Y2O3、YF3等。
Gd2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率，并且可以提高阿貝數(shù)的任意成分。
另一方面，在希土元素中，特別是通過(guò)使較昂貴的Gd2O3成分含量降低至10.0％以下，從而由于玻璃的材料成本降低，故能夠制造更廉價(jià)的光學(xué)玻璃。另外，從而能夠抑制玻璃的阿貝數(shù)的過(guò)度的上升。因此，Gd2O3成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以9.0％為上限，更加理想的是以8.0％為上限。
特別是，通過(guò)使Gd2O3成分的含量在3.0％以下，能夠有助于進(jìn)一步降低成本和比重。因此，若需進(jìn)一步降低材料成本時(shí)，Gd2O3成分的含量，比較理想的是以3.0％為上限，更加理想的是以小于1.0％為上限。
Gd2O3成分，作為原料可以使用Gd2O3、GdF3等。
Yb2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率，并且可以減少色散的任意成分。
另一方面，通過(guò)使Yb2O3成分的含量在10.0％以下，可以提高玻璃的耐失透性。因此，Yb2O3成分的含量，比較理想的是以9.0％為上限，更加理想的是以8.0％為上限。
特別是，通過(guò)使Yb2O3成分的含量在3.0％以下，能夠有助于進(jìn)一步降低成本和比重。因此，若需進(jìn)一步降低材料成本時(shí)，Yb2O3成分的含量，比較理想的是以3.0％為上限，更加理想的是也可以以小于1.0％為上限。
Yb2O3成分，作為原料可以使用Yb2O3等。
Ln2O3成分的含量之和(質(zhì)量之和)在45.0％以上70.0％以下較佳，式中，Ln為從由La、Gd、Y、Yb組成的群中選擇的1種以上。
特別是，通過(guò)使該質(zhì)量之和在45.0％以上，可以減小玻璃的色散。因此，Ln2O3成分的質(zhì)量之和，比較理想的是以45.0％為下限，更為理想的是以48.0％為下限，更加理想的是以50.0％為下限，更為理想的是以54.0％為下限。
另一方面，通過(guò)使該和在70.0％以下，可以降低玻璃的液相線溫度，因此可以提高耐失透性。因此，Ln2O3成分的質(zhì)量之和，比較理想的是以70.0％為上限，更為理想的是以65.0％為上限，更加理想的是以60.0％為上限。
Ta2O5成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率以及耐失透性的任意成分。
另一方面，通過(guò)使較昂貴的Ta2O5成分含量降低至10.0％以下，從而由于玻璃的材料成本降低，故能夠制造更廉價(jià)的光學(xué)玻璃。另外，由于原料的熔解溫度降低，而導(dǎo)致原料熔解時(shí)需要的能量降低，故也能夠降低光學(xué)玻璃的制造成本。因此，Ta2O5成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以9.0％為上限，更加理想的是以8.0％為上限。特別是，在制造更低比重且廉價(jià)的光學(xué)玻璃的觀點(diǎn)中，Ta2O5成分的含量，比較理想的是以5.0％為上限，更為理想的是以4.0％為上限，更加理想的是小于1.0％，最為理想的是不含有。
Ta2O5成分，作為原料可以使用Ta2O5等。
WO3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以減少由于其他的高折射率成分引起的玻璃的染色并可以提高折射率以及玻璃的耐失透性的任意成分。因此，WO3成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是以0.1％為下限，更加理想的是也可以以0.5％為下限。
另一方面，通過(guò)使WO3成分的含量在10.0％以下，能夠有助于減少由于WO3成分引起的玻璃的染色并提高可見(jiàn)光透射率，并且降低成本和比重。因此，WO3成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以3.0％為上限。
WO3成分，作為原料可以使用WO3等。
Nb2O5成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率以及耐失透性的任意成分。另外，由于在降低比重的同時(shí)，降低了玻璃的材料成本，故能夠制造更廉價(jià)的光學(xué)玻璃。
另一方面，通過(guò)使Nb2O5成分的含量在10.0％以下，可以抑制由于Nb2O5成分的含量過(guò)高引起的玻璃的耐失透性的降低以及可見(jiàn)光的透射率的降低。因此，Nb2O5成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以8.0％為上限，更加理想的是以5.0％為上限。
Nb2O5成分，作為原料可以使用Nb2O5等。
TiO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率，調(diào)低阿貝數(shù)，并且可以提高耐失透性的任意成分。因此，TiO2成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是以3.0％為下限，更加理想的是也可以以5.0％為下限。
另一方面，通過(guò)使TiO2的含量在30.0％以下，可以減少玻璃的染色并提高可見(jiàn)光透射率，并且可以抑制玻璃的阿貝數(shù)的過(guò)度的降低。另外，可以抑制由于TiO2成分的含量過(guò)高引起的失透。因此，TiO2成分的含量，比較理想的是以30.0％為上限，更為理想的是以20.0％為上限，更加理想的是以15.0％為上限，更為理想的是小于13.0％。
TiO2成分，作為原料可以使用TiO2等。
SiO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高熔融態(tài)玻璃的粘度，減少玻璃的染色，并且可以提高耐失透性的任意成分。因此，SiO2成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是以3.0％為下限，更加理想的是也可以以5.0％為下限。
另一方面，通過(guò)使SiO2成分的含量在15.0％以下，可以抑制玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的上升，以及折射率的降低。因此，SiO2成分的含量，比較理想的是以15.0％為上限，更為理想的是以13.0％為上限，更加理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以8.0％為上限。
SiO2成分，作為原料可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等。
另外，相對(duì)于B2O3成分，SiO2成分的含量的比率(質(zhì)量比)在0.40以上0.80以下較佳。
特別是，通過(guò)使該比率在0.40以上，可以提高玻璃的耐失透性。因此，質(zhì)量比(SiO2)/(B2O3)，比較理想的是以0.40為下限，更加理想的是以0.50為下限，更為理想的是以0.55為下限。
另一方面，通過(guò)使該比率在0.80以下，能夠容易地獲得更高的折射率。因此，質(zhì)量比(SiO2)/(B2O3)，比較理想的是以0.80為上限，更為理想的是以0.75為上限，更加理想的是以0.70為上限。
另外，相對(duì)于La2O3成分、Gd2O3成分以及Y2O3成分，Y2O3成分、TiO2成分以及ZnO成分的含量的比率(質(zhì)量比)在0.40以上1.00以下較佳。
特別是，通過(guò)使該比率在0.40以上，可以降低比重。因此，質(zhì)量比(Y2O3+TiO2+ZnO)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)，比較理想的是以0.30為下限，更為理想的是以0.35為下限，更加理想的是以0.40為下限。
另一方面，通過(guò)使該比率在0.80以下，可以抑制由于含量過(guò)高引起的染色、粘性的降低、以及條紋的產(chǎn)生。因此，質(zhì)量比(Y2O3+TiO2+ZnO)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)，比較理想的是以0.80為上限，更為理想的是以0.70為上限，更加理想的是以0.60為上限。
另外，相對(duì)于TiO2成分、ZrO2成分、Nb2O5成分、Ta2O5成分以及WO3成分，WO3成分的含量的比率(質(zhì)量比)在0.03以上0.22以下較佳。
特別是，通過(guò)使該比率在0.03以上，可以提高玻璃的耐失透性。因此，質(zhì)量比(WO3)/(TiO2+ZrO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3)，比較理想的是以0.03為下限，更為理想的是以0.035為下限，更加理想的是以0.04為下限。
另一方面，通過(guò)使該比率在0.22以下，可以抑制由于高折射率成分的含量過(guò)高引起的玻璃的染色。因此，質(zhì)量比(WO3)/(TiO2+ZrO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3)，比較理想的是以0.22為上限，更為理想的是以0.20為上限，更加理想的是以0.10為上限，最為理想的是以0.08為上限。
MgO成分、CaO成分、SrO成分以及BaO成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃原料的熔融性以及玻璃的耐失透性的任意成分。
另一方面，通過(guò)使BaO成分、CaO成分以及SrO成分的各含量在15.0％以下，以及/或者，通過(guò)使MgO成分的含量在10.0％以下，可以抑制由于這些成分的含量過(guò)高引起的折射率的降低以及耐失透性的降低。因此，BaO成分、CaO成分以及SrO成分的各含量，比較理想的是以15.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限，更加理想的是以5.0％為上限。因此，MgO成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以3.0％為上限。
MgO成分、CaO成分、SrO成分以及BaO成分，作為原料可以使用MgCO3、MgF2、CaCO3、CaF2、Sr(NO3)2、SrF2、BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等。
RO成分的含量之和(質(zhì)量之和)在25.0％以下較佳，式中，R為從由Mg、Ca、Sr、Ba組成的群中選擇的一種以上。據(jù)此，可以抑制由于RO成分的含量過(guò)高引起的玻璃的折射率以及耐失透性的降低。因此，RO成分的質(zhì)量之和，比較理想的是以25.0％為上限，更為理想的是以15.0％為上限，更加理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限。
Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以改善玻璃的熔融性，并且可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。其中Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分也是，可以提高玻璃的耐失透性的成分。在這里，通過(guò)使Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分的各含量在10.0％以下，可以使玻璃的折射率難以降低，并且可以提高耐失透性。因此，Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分的各含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以8.0％為上限，更加理想的是以5.0％為上限。
特別是，通過(guò)使Li2O成分的含量在3.0％以下，由于可以提高玻璃的粘性，故可以減少玻璃的條紋。因此，在減少玻璃的條紋的觀點(diǎn)中，Li2O成分的含量，比較理想的是以3.0％為上限，更為理想的是以1.0％為上限，更加理想的是也可以以0.3％為上限。
Li2O成分、Na2O成分、K2O成分以及Cs2O成分，作為原料可以使用Li2CO3、LiNO3、Li2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6、Cs2CO3、CsNO3等。
Rn2O成分的含量之和在15.0％以下較佳，式中，Rn為從由Li、Na、K、Cs組成的群中選擇的一種以上。據(jù)此，可以抑制玻璃的折射率的降低，并且可以提高耐失透性。因此，Rn2O成分的質(zhì)量之和，比較理想的是以15.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限，更加理想的是以5.0％為上限。
P2O5成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的耐失透性的任意成分。特別是，通過(guò)使P2O5成分的含量在10.0％以下，可以抑制玻璃的化學(xué)耐久性、特別是耐水性的降低。因此，P2O5成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以3.0％為上限。
P2O5成分，作為原料可以使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等。
GeO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的折射率，并且可以提高耐失透性的任意成分。然而，由于GeO2其原料的價(jià)格較高，如果其量較多會(huì)使材料成本增加，因此會(huì)抵消由于減少Gd2O3成分和Ta2O5成分等而引起的降低成本的效果。因此，GeO2成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以1.0％為上限，更為理想的是不含有。
GeO2成分，作為原料可以使用GeO2等。
ZrO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以幫助實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化以及低色散化，并且可以提高玻璃的耐失透性。因此，ZrO2成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是以1.0％為下限，更加理想的是也可以以3.0％為下限。
另一方面，通過(guò)使ZrO2成分在15.0％以下，可以抑制由于ZrO2成分的含量過(guò)高引起的玻璃的耐失透性的降低。因此，ZrO2成分的含量，比較理想的是以15.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限，更加理想的是以8.0％為上限。
ZrO2成分，作為原料可以使用ZrO2、ZrF4等。
ZnO成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以在保持所要求的折射率以及阿貝數(shù)的同時(shí)，并且可以提高化學(xué)耐久性的任意成分。另外，由于降低了玻璃的材料成本，故能夠制造更廉價(jià)的光學(xué)玻璃。因此，ZnO成分的含量，比較理想的是大于0％，更為理想的是以3.0％為下限，更加理想的是以5.0為下限，最為理想的是也可以以6.5％為下限。
另一方面，通過(guò)使ZnO成分的含量在20.0％以下，可以抑制玻璃的折射率以及耐失透性的降低。另外，由于據(jù)此可以提高熔融態(tài)玻璃的粘度，故可以減少玻璃條紋的發(fā)生。因此，ZnO成分的含量，比較理想的是以20.0％為上限，更為理想的是以18.0％為上限，更加理想的是以15.0％為上限，更為理想的是以10.0％為上限。
ZnO成分，作為原料可以使用ZnO、ZnF2等。
Al2O3成分以及Ga2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高玻璃的化學(xué)耐久性以及玻璃的耐失透性的任意成分。
另一方面，通過(guò)使Al2O3成分以及Ga2O3成分的各含量在10.0％以下，可以抑制由于它們的含量過(guò)高引起的玻璃耐失透性的降低。因此，Al2O3成分以及Ga2O3成分的各含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以3.0％為上限。
Al2O3成分以及Ga2O3成分，作為原料可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3、Ga2O3、Ga(OH)3等。
Bi2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高折射率，并且可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
另一方面，通過(guò)使Bi2O3成分的含量在10.0％以下，可以提高玻璃的耐失透性，并且，可以減少玻璃的染色并提高可見(jiàn)光透射率。因此，Bi2O3成分的含量，比較理想的是以10.0％為上限，更為理想的是以5.0％為上限，更加理想的是以3.0％為上限。
Bi2O3成分，作為原料可以使用Bi2O3等。
TeO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以提高折射率，并且可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的任意成分。
然而，TeO2在鉑金坩堝、以及與熔融態(tài)玻璃接觸的部分由鉑金形成的熔融槽內(nèi)熔融玻璃原料時(shí)，存在能夠與鉑金合金化的問(wèn)題。因此，TeO2成分的含量，比較理想的是以5.0％為上限，更為理想的是以3.0％為上限，更加理想的是以小于1.0％為上限，更為理想的是不含有。
TeO2成分，作為原料可以使用TeO2等。
SnO2成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，不僅可以減少熔融態(tài)玻璃的氧化而使其清澈，又可以提高玻璃的可見(jiàn)光透射率的任意成分。
另一方面，通過(guò)使SnO2成分的含量在1.0％以下，可以減少由于熔融態(tài)玻璃的還原引起的玻璃的染色以及玻璃的失透。另外，由于可以減少SnO2成分與熔融設(shè)備(特別是Pt等貴金屬)的合金化，因此可以實(shí)現(xiàn)熔融設(shè)備較長(zhǎng)的使用壽命。因此，SnO2成分的含量，比較理想的是以1.0％為上限，更為理想的是以0.7％為上限，更加理想的是以0.5％為上限。
SnO2成分，作為原料可以使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等。
Sb2O3成分是，在含量超過(guò)0％時(shí)，可以使熔融態(tài)玻璃脫泡的任意成分。Sb2O3成分是，相對(duì)于除Sb2O3成分以外的成分，以質(zhì)量％計(jì)算。
另一方面，如果Sb2O3的含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致可見(jiàn)光區(qū)域的短波長(zhǎng)區(qū)域中的透射率下降。因此，Sb2O3成分的含量，比較理想的是以1.0％為上限，更為理想的是以0.7％為上限，更加理想的是以0.5％為上限。
Sb2O3成分，作為原料可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等。
另外，使玻璃清澈及脫泡的成分，并不只限于上述Sb2O3成分，也可以使用玻璃制造領(lǐng)域中廣為人知的澄清劑以及脫泡劑、或者它們的組合。
<關(guān)于不應(yīng)該含有的成分>
其次，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃中不應(yīng)該含有的成分以及不含有較佳的成分進(jìn)行說(shuō)明。
對(duì)于其他成分，可以在不破壞本申請(qǐng)發(fā)明的玻璃特性的范圍內(nèi)，根據(jù)需要進(jìn)行添加。但是，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等各過(guò)渡金屬成分，具有即使在單獨(dú)或者混合地含有少量各個(gè)成分的情況下玻璃也會(huì)染色，對(duì)可見(jiàn)區(qū)域的特定波長(zhǎng)進(jìn)行吸收的特性，因此特別是在使用可見(jiàn)區(qū)域的波長(zhǎng)的光學(xué)玻璃中，實(shí)際上不含有較佳。
另外，PbO等鉛化合物以及As2O3等砷化合物，由于是環(huán)境負(fù)擔(dān)較高的成分，因此實(shí)際上不含有，即除了不可避免的混入之外一律不含有較佳。
此外，Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的各成分，近年有作為有害化學(xué)物質(zhì)限制其使用的趨勢(shì)，不僅在玻璃的生產(chǎn)工序中，而且在處理工序以及直至產(chǎn)品化以后的處理上，都需要環(huán)境保護(hù)措施。因此，在重視對(duì)環(huán)境的影響的情況下，實(shí)際上不含有這些成分較佳。
本發(fā)明的玻璃成分，由于其組成是以相對(duì)于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量％表示而不是直接以摩爾％表示，在滿足本發(fā)明中要求的各項(xiàng)特性的玻璃成分中存在的各成分摩爾％表示的組成，以氧化物換算組成計(jì)算大概為以下各值。
B2O3成分為2.0～55.0摩爾％，以及
La2O3成分為5.0～30.0摩爾％，以及
Y2O3成分為0～20.0摩爾％，
Gd2O3成分為0～20.0摩爾％，
Yb2O3成分為0～10.0摩爾％，
Ta2O5成分為0～10.0摩爾％，
WO3成分為0～20.0摩爾％，
Nb2O5成分為0～15.0摩爾％，
TiO2成分為0～40.0摩爾％，
SiO2成分為0～50.0摩爾％，
MgO成分為0～50.0摩爾％，
CaO成分為0～40.0摩爾％，
SrO成分為0～30.0摩爾％，
BaO成分為0～35.0摩爾％，
Li2O成分為0～30.0摩爾％，
Na2O成分為0～25.0摩爾％，
K2O成分為0～20.0摩爾％，
Cs2O成分為0～10.0摩爾％，
P2O5成分為0～15.0摩爾％，
GeO2成分為0～10.0摩爾％，
ZrO2成分為0～20.0摩爾％，
ZnO成分為0～50.0摩爾％，
Al2O3成分為0～20.0摩爾％，
Ga2O3成分為0～10.0摩爾％，
Bi2O3成分為0～10.0摩爾％，
TeO2成分為0～20.0摩爾％，
SnO2成分為0～0.3摩爾％，或者
Sb2O3成分為0～0.5摩爾％。
[制造方法]
本發(fā)明的光學(xué)玻璃，例如，如下進(jìn)行制造。也就是說(shuō)，為使各成分在規(guī)定的含量范圍內(nèi)而均勻地混合上述原料，再將所制造的混合物放入鉑金坩堝，根據(jù)玻璃組成的熔融難易度通過(guò)電爐在1100～1500℃的溫度范圍內(nèi)熔融2～5小時(shí)，均勻攪拌后，將溫度降低至合適的溫度后澆入模具，使其緩慢冷卻，從而制造了玻璃。
【物理性質(zhì)】
本發(fā)明的光學(xué)玻璃，較為理想的是具有高折射率以及高阿貝數(shù)(低色散)。特別是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率(nd)，比較理想的是以1.85為下限，更為理想的是以1.87為下限，更加理想的是以1.88為下限。該折射率的上限，比較理想的是2.20、更為理想的是2.15、更加理想的是也可以是2.10。另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(νd)，比較理想的是以30為下限，更為理想的是以32為下限，更加理想的是以33為下限，更為理想的是以34為下限，比較理想的是以50為上限，更為理想的是以45為上限，更加理想的是以40為上限，最為理想的是以小于38為上限。
由于具有這樣的高的折射率，故即使追求光學(xué)元件的薄型化也能夠獲得較大的光的折射量。另外，由于具有這樣的低的色散，故即使是單鏡頭，由于光的波長(zhǎng)引起的焦點(diǎn)的偏移(色像差)也會(huì)減小。此外，由于具有這樣的低的色散，例如，在與具有高色散(低阿貝數(shù))的光學(xué)元件組合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)較高的成像特性。
因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃，有益于光學(xué)設(shè)計(jì)，特別是，不僅可以實(shí)現(xiàn)較高的成像特性等以及光學(xué)系統(tǒng)的小型化，還可以擴(kuò)展光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃，以比重較小較佳。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重在5.00(g/cm3)以下。據(jù)此，由于可以減輕光學(xué)元件以及使用光學(xué)元件的光學(xué)儀器的重量，因此可以幫助實(shí)現(xiàn)光學(xué)儀器的輕量化。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重，比較理想的是以5.00為上限，更為理想的是以4.95為上限，更加理想的是以4.90為上限。另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重，大概在3.00以上、更具體的是在3.50以上、更為具體的是在4.00以上居多。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的比重，基于日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS05-1975“光學(xué)玻璃的比重的測(cè)定方法”進(jìn)行測(cè)定。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃，可見(jiàn)光透射率，特別是可見(jiàn)光中短波長(zhǎng)一側(cè)光的透射率較高，因此以染色較少較佳。
特別是，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，在厚度10mm的樣本中光譜透射率顯示80％的波長(zhǎng)(λ80)，比較理想的是以520nm為上限，更為理想的是以510nm為上限，更加理想的是以500nm為上限。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，在厚度10mm的樣本中光譜透射率顯示70％的波長(zhǎng)(λ70)，比較理想的是以480nm為上限，更為理想的是以450nm為上限，更加理想的是以430nm為上限。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，在厚度10mm的樣本中光譜透射率顯示5％的最短波長(zhǎng)(λ5)，比較理想的是以440nm為上限，更為理想的是以420nm為上限，更加理想的是以400nm為上限，更為理想的是以380nm為上限。
據(jù)此，玻璃的吸收端位于紫外區(qū)域附近，提高對(duì)可見(jiàn)光的玻璃的透明性，因此可以將該光學(xué)玻璃較佳地應(yīng)用于透鏡等使光透過(guò)的光學(xué)元件中。
[玻璃成型體以及光學(xué)元件]
在所制造的光學(xué)玻璃的基礎(chǔ)上，通過(guò)利用例如拋光處理的方法、或者再熱沖壓成型以及精密沖壓成型等模壓成型的方法，可以制造出玻璃成型體。也就是說(shuō)，可以對(duì)光學(xué)玻璃進(jìn)行研磨以及拋光等機(jī)械加工而制造玻璃成型體，或者在對(duì)利用光學(xué)玻璃制造的預(yù)制件進(jìn)行再熱沖壓成型之后進(jìn)行拋光處理而制造玻璃成型體，或者對(duì)通過(guò)進(jìn)行拋光處理而制造的預(yù)制件以及通過(guò)眾所周知的浮法成型等成型的預(yù)制件進(jìn)行精密沖壓成型而制造玻璃成型體。此外，制造玻璃成型體的方法，并不僅限于這些方法。
這樣，由本發(fā)明的光學(xué)玻璃形成的玻璃成型體，有益于各種光學(xué)元件以及光學(xué)設(shè)計(jì)，其中特別是，以用于透鏡或棱鏡等光學(xué)元件較佳。據(jù)此，可以形成較大口徑的玻璃成型體，因此不僅可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的大型化，而且在使用于照相機(jī)以及投影儀等光學(xué)儀器時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高清且高精度的成像特性以及投影特性。
【實(shí)施例】
在表1～表4中顯示，本發(fā)明的實(shí)施例(No.1～No.31)及比較例(No.A)的組成，以及，這些玻璃的折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)、分光透射率為5％、70％、80％的波長(zhǎng)(λ5、λ70、λ80)，以及，比重的結(jié)果。另外，以下實(shí)施例始終是以示例為目的，并不僅限于這些實(shí)施例。
本發(fā)明的實(shí)施例以及比較例的玻璃，均選擇在分別相當(dāng)于各成分原料的氧化物、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的光學(xué)玻璃中所使用的高純度原料，以表中所示的各實(shí)施例的組成比例稱量并均勻地混合后，投入鉑金坩堝中，并根據(jù)玻璃組成的熔融難易度通過(guò)電爐在1100℃～1500℃的溫度范圍內(nèi)熔融2～5小時(shí)之后，攪拌均勻，然后澆入模具中使其緩慢冷卻，從而制造了玻璃。
在這里，實(shí)施例以及比較例的玻璃的折射率、阿貝數(shù)，按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS01-2003進(jìn)行測(cè)定。
另外，實(shí)施例以及比較例的玻璃的透射率，按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02進(jìn)行測(cè)定。此外，在本發(fā)明中，通過(guò)測(cè)定玻璃的透射率，求得了玻璃的染色與否及其程度。具體地說(shuō)，對(duì)厚度10±0.1mm的相對(duì)平行拋光品，按照J(rèn)ISZ8722，測(cè)定200～800nm的光譜透射率，求得λ5(透射率5％時(shí)的波長(zhǎng))、λ70(透射率70％時(shí)的波長(zhǎng))以及λ80(透射率80％時(shí)的波長(zhǎng))。
另外，實(shí)施例以及比較例的玻璃的比重，按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS05-1975“光學(xué)玻璃的比重的測(cè)定方法”進(jìn)行測(cè)定。
表1
表2
表3
表4
本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，比重均在5.00以下。另一方面，比較例的玻璃，比重超過(guò)5.00。
因此，可以明確本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，相較于比較例的玻璃，比重較低。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，λ80(透射率80％時(shí)的波長(zhǎng))均在520nm以下，更具體地說(shuō)是在500nm以下。另外，λ70(透射率70％時(shí)的波長(zhǎng))均在480nm以下，更具體地說(shuō)是在430nm以下。另外，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，λ5(透射率5％時(shí)的波長(zhǎng))均在440nm以下，更具體地說(shuō)是在380nm以下。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，折射率(nd)均在1.85以上、更具體地說(shuō)是在1.88以上，并且該折射率在2.20以下、更具體地說(shuō)是在2.00以下，均在所要求的范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，阿貝數(shù)(νd)均在30以上、更具體地說(shuō)是在33以上，并且該阿貝數(shù)在50以下、更具體地說(shuō)是在45以下，均在所要求的范圍內(nèi)。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，折射率及阿貝數(shù)在所要求的范圍內(nèi)的同時(shí)可以以低廉的價(jià)格制得，耐失透性較高，染色少，并且比重較小。
此外，使用本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃，形成玻璃塊，對(duì)該玻璃塊進(jìn)行研削及研磨，而加工成鏡片及預(yù)制件的形狀。結(jié)果，可以穩(wěn)定地制造各種的鏡片及預(yù)制件的形狀。
以上，對(duì)本發(fā)明以示例為目的進(jìn)行了具體說(shuō)明，但是本實(shí)施例始終僅以示例為目的，在不脫離本發(fā)明的思想以及范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變更。