CN103864293A - 光学玻璃、预成型坯以及光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学玻璃、预成型坯以及光学元件。本发明的课题在于，提供能够更廉价地获得折射率和阿贝数处于期望的范围内、并且部分色散比小的玻璃的光学玻璃和光学元件。其解决方案是一种光学玻璃，其中，按质量%计含有5.0～60.0%的SiO₂成分，Ta₂O₅成分的含量为20.0%以下，部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间在ν_d≤25的范围满足（-0.00160×ν_d＋0.63460）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系，在ν_d＞25的范围满足（-0.00250×ν_d＋0.65710）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系。

Description

光学玻璃、预成型坯以及光学元件

技术领域

本发明涉及光学玻璃、预成型坯以及光学元件。

背景技术

数码相机、摄像机等的光学系统虽然其有大有小，但都带有被称为像差的渗色。该像差被分类为单色像差和色像差，尤其色像差强烈依赖于光学系统中使用的透镜的材料特性。

通常，色像差通过组合低色散的凸透镜和高色散的凹透镜来校正，但通过该组合仅能够校正红色区域和绿色区域的像差，会残留蓝色区域的像差。将该没有除尽的蓝色区域的像差称为二级光谱。对于校正二级光谱而言，需要进行考虑了蓝色区域的g射线（435.835nm）的动向的光学设计。此时，作为在光学设计上着眼的光学特性的指标，使用部分色散比（θg，F）。在上述的组合了低色散的透镜和高色散的透镜的光学系统中，通过在低色散侧的透镜处使用部分色散比大的光学材料、在高色散侧的透镜处使用部分色散比小的光学材料，可良好地校正二级光谱。

部分色散比（θg，F）由下式（1）表示。

θg，F＝（n_g-nF）/（nF-nC）······（1）

在光学玻璃中，在表示短波长域的部分色散性的部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间，存在大致线性的关系。表示该关系的直线在采用部分色散比为纵轴、采用阿贝数为横轴的直角坐标上用将对NSL7和PBM2的部分色散比及阿贝数作图而得到的2点连接的直线表示，被称为基准线（参照图1）。虽然作为基准线的基准的基准玻璃根据每个光学玻璃制造商的不同而不同，但各公司都是以几乎相同的斜率和截距进行定义的。（NSL7和PBM2为小原株式会社制造的光学玻璃，PBM2的阿贝数（ν_d）为36.3，部分色散比（θg，F）为0.5828，NSL7的阿贝数（ν_d）为60.5，部分色散比（θg，F）为0.5436。）

此处，作为部分色散比小的玻璃，已知例如专利文献1～3中所示那样的光学玻璃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-297198号公报

专利文献2：国际公开第2001/072650号小册子

专利文献3：日本特开平10-265238号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1～3中公开的玻璃由于折射率（n_d）低且阿贝数（ν_d）高因而是低色散的，因此用作校正上述二级光谱的透镜是不适合的。即，寻求兼具小的部分色散比、与高折射率和高色散的光学特性的光学玻璃。

另外，为了降低光学玻璃的材料成本，期望构成光学玻璃的各成分的原料费尽可能廉价。另外，为了降低光学玻璃的制造成本，期望原料的熔解性高、即以更低的温度进行熔解。然而，专利文献1～3中记载的玻璃组合物很难说充分地应对了这些要求。

本发明是鉴于上述问题点而进行的，其目的在于，更廉价地获得折射率和阿贝数处于期望的范围内、并且部分色散比小的光学玻璃、使用了其的预成型坯以及光学元件。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题，反复进行了深入试验研究，结果发现，通过组合使用SiO₂成分和Ta₂O₅成分，并调整它们的含量，由此玻璃的部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间具有期望的关系，并且，通过降低Ta₂O₅成分的含量，从而玻璃的材料成本得以降低，由此完成了本发明。具体而言，本发明提供如下内容。

（1）一种光学玻璃，其中，按质量%计，含有5.0～60.0%的SiO₂成分，Ta₂O₅成分的含量为20.0%以下，部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间在ν_d≤25的范围满足（-0.00160×ν_d＋0.63460）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系，在ν_d＞25的范围满足（-0.00250×ν_d＋0.65710）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系。

（2）根据（1）所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

ZrO₂成分0～25.0%

Nb₂O₅成分0～60.0%。

（3）根据（1）或（2）所述的光学玻璃，其中，质量比ZrO₂/Nb₂O₅为0.01以上。

（4）根据（1）～（3）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量和ZrO₂＋Nb₂O₅为25.0～65.0%。

（5）根据（1）～（4）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量比Nb₂O₅/（Ta₂O₅＋SiO₂）为0.30以上且3.00以下。

（6）根据（1）～（5）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

TiO₂成分0～20.0%

Li₂O成分0～25.0%。

（7）根据（1）～（6）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量比（Nb₂O₅＋TiO₂）/（Ta₂O₅＋ZrO₂＋Li₂O）为10.00以下。

（8）根据（1）～（7）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量比ZrO₂/（Nb₂O₅＋TiO₂）为0.05以上。

（9）根据（1）～（8）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量比TiO₂/（Nb₂O₅＋Ta₂O₅）为0.01以上。

（10）根据（1）～（9）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量和ZrO₂＋Li₂O为5.0%以上且35.0%以下。

（11）根据（1）～（10）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

Na₂O成分0～30.0%

K₂O成分0～15.0%。

（12）根据（1）～（11）中任一项所述的光学玻璃，其中，Rn₂O成分（式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上）的质量和为30.0%以下。

（13）根据（1）～（12）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

MgO成分0～20.0%

CaO成分0～20.0%

SrO成分0～20.0%

BaO成分0～20.0%

ZnO成分0～30.0%。

（14）根据（1）～（13）中任一项所述的光学玻璃，其中，RO成分（式中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn组成的组中的1种以上）的质量和为20.0%以下。

（15）根据（1）～（14）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

Y₂O₃成分0～10.0%

La₂O₃成分0～10.0%

Gd₂O₃成分0～10.0%

Yb₂O₃成分0～10.0%。

（16）根据（1）～（15）中任一项所述的光学玻璃，其中，Ln₂O₃成分（式中，Ln为选自由Y、La、Gd、Yb组成的组中的1种以上）的质量和为20.0%以下。

（17）根据（1）～（16）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

B₂O₃成分0～30.0%

P₂O₅成分0～10.0%

GeO₂成分0～10.0%

Al₂O₃成分0～15.0%

Ga₂O₃成分0～15.0%

WO₃成分0～20.0%

Bi₂O₃成分0～20.0%

TeO₂成分0～20.0%

Sb₂O₃成分0～3.0%。

（18）根据（1）～（17）中任一项所述的光学玻璃，其中，按质量%计的ZrO₂成分、ZnO成分以及Nb₂O₅成分的含量满足ZrO₂＋（ZnO/Nb₂O₅）≥3.00的关系。

（19）根据（1）～（18）中任一项所述的光学玻璃，其中，质量比（Ta₂O₅＋SiO₂＋ZnO）/Nb₂O₅为0.30以上。

（20）根据（1）～（19）中任一项所述的光学玻璃，其具有1.75以上且2.00以下的折射率（nd），具有20以上且40以下的阿贝数（νd）。

（21）根据（1）～（20）中任一项所述的光学玻璃，其光谱透射率显示为70%的波长（λ₇₀）为500nm以下。

（22）一种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其是由（1）～（21）中任一项所述的光学玻璃形成的。

（23）一种光学元件，其是将（1）～（21）中任一项所述的光学玻璃进行磨削和/或研磨而成的。

（24）一种光学元件，其是将（1）～（21）中任一项所述的光学玻璃进行精密压制成型而成的。

发明的效果

根据本发明，能够更廉价地获得折射率和阿贝数处于期望的范围内、并且部分色散比小的光学玻璃、使用了其的预成型坯以及光学元件。

附图说明

图1为示出部分色散比（θg，F）为纵轴且阿贝数（ν_d）为横轴的直角坐标中所示的基准线的图。

图2为示出关于本申请的实施例的玻璃的部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）的关系的图。

具体实施方式

本发明的光学玻璃按质量%计含有5.0～60.0%的SiO₂成分，Ta₂O₅成分的含量为20.0%以下，部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间在ν_d≤25的范围满足（-0.00160×ν_d＋0.63460）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系，在ν_d＞25的范围满足（-0.00250×ν_d＋0.65710）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系。通过组合使用SiO₂成分和Ta₂O₅成分，并调整它们的含量，玻璃的部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间具有期望的关系。与此同时，通过降低Ta₂O₅成分的含量，玻璃的材料成本得以降低。因此，能够更廉价地获得折射率和阿贝数处于期望的范围内、并且部分色散比小的光学玻璃、使用了其的预成型坯以及光学元件。

以下，对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明，本发明不受以下的实施方式的任何限定，在本发明的目标范围内，可适当地加以变更来实施。需要说明的是，对于说明重复的地方，有适当地省略说明的情况，但并非限定发明的主旨。

[玻璃成分]

下面叙述构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围。在本说明书中，只要没有特别注明，各成分的含量全部为用相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量%表示的含量。此处，“氧化物换算组成”是指在假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等熔融时全部分解而变成氧化物的情况下，将该生成氧化物的总质量设为100质量%来表述玻璃中所含有的各成分的组成。

＜关于必须成分、任选成分＞

SiO₂成分为玻璃形成氧化物，是用于形成玻璃的骨架而有用的成分。即，通过含有5.0%以上的SiO₂成分，从而玻璃的网格结构增加至能够获得稳定的玻璃的程度，因此能够提高耐失透性。因此，SiO₂成分的含量优选设5.0%、更优选设7.0%、进一步优选设9.0%、进一步优选设11.0%、进一步优选设14.0%为下限。

另一方面，通过将SiO₂成分的含量设为60.0%以下，能够抑制玻璃的折射率的降低。因此，SiO₂成分的含量优选设60.0%、更优选设45.0%、进一步优选设35.0%、进一步优选设29.5%为上限。

SiO₂成分作为原料可以使用SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等。

Ta₂O₅成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、能够降低部分色散比、能够提高可见光透射率、且能够降低液相温度的任选成分。

另一方面，通过将Ta₂O₅成分的含量设为20.0%以下，能够抑制由Ta₂O₅成分的过量含有而导致的材料成本的上升，且能够降低失透、脉纹。因此，Ta₂O₅成分的含量优选设20.0%、更优选设18.0%、进一步优选设17.0%为上限。

Ta₂O₅成分作为原料可以使用Ta₂O₅等。

ZrO₂成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、且能够降低部分色散比的任选成分。需要说明的是，ZrO₂成分也可以不含有，但为了容易地获得具有高折射率和低部分色散比的玻璃，对于ZrO₂成分的含量，可以优选含有超过0%、更优选含有超过1.0%、进一步优选含有超过2.5%、进一步优选含有超过4.0%、进一步优选含有超过5.0%、进一步优选含有超过6.5%、进一步优选含有超过8.0%。

另一方面，通过将ZrO₂成分的含量设为25.0%以下，能够降低玻璃的液相温度、提高耐失透性。另外，能够抑制玻璃化转变温度的上升。因此，ZrO₂成分的含量优选设25.0%、更优选设22.0%、进一步优选设18.0%、进一步优选设15.0%、进一步优选设12.0%、进一步优选设9.3%为上限。

ZrO₂成分作为原料可以使用ZrO₂、ZrF₄等。

Nb₂O₅成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、能够降低阿贝数、且能够降低部分色散比的任选成分。因此，对于Nb₂O₅成分，可以优选含有超过0%、更优选含有超过5.0%、进一步优选含有超过10.0%、进一步优选含有超过21.0%。

另一方面，通过将Nb₂O₅成分的含量设为60.0%以下，从而玻璃的液相温度变低，因此能够获得耐失透性高的光学玻璃。另外，由此，能够使玻璃的可见光透射率不易恶化，且能够降低过度曝光。因此，Nb₂O₅成分的含量优选设60.0%、更优选设55.0%、进一步优选设52.0%为上限。

Nb₂O₅成分作为原料可以使用Nb₂O₅等。

ZrO₂成分的含量相对于Nb₂O₅成分的含量的比率（质量比）优选为0.01以上。通过增加该比率，能够减小部分色散比、且能够降低过度曝光。因此，质量比ZrO₂/Nb₂O₅优选设0.01、更优选设0.05、进一步优选设0.09、进一步优选设0.15为下限。

另一方面，从能够进一步提高耐失透性、且提高玻璃原料的熔解性的观点来看，该比率的上限优选设1.00、更优选设0.50、进一步优选设0.30为上限。

ZrO₂成分与Nb₂O₅成分的含量之和优选为25.0～65.0%。

尤其，通过将该和设为25.0%以上，能够减小玻璃的部分色散比、且能够减小阿贝数。因此，质量和（ZrO₂＋Nb₂O₅）优选设25.0%、更优选设30.0%、进一步优选设35.0%、进一步优选设40.0%、进一步优选设46.0%为下限。

另一方面，通过将该和设为65.0%，能够提高玻璃的耐失透性、且能够降低过度曝光。因此，质量和（ZrO₂＋Nb₂O₅）优选设65.0%、更优选设62.0%、进一步优选设60.0%为上限。

Nb₂O₅成分的含量相对于Ta₂O₅成分与SiO₂成分的含量之和的比率（质量比）优选为0.30以上且3.00以下。

尤其，通过将该比率设为0.30以上，作为降低部分色散比的成分的Nb₂O₅成分的含量增加，因此能够进一步降低部分色散比。因此，质量比Nb₂O₅/（Ta₂O₅＋SiO₂）优选设0.30、更优选设0.55、更优选设0.75、进一步优选设1.00、进一步优选设1.20为下限。

另一方面，通过将该比率设为3.00以下，能够进一步提高玻璃的耐失透性。因此，质量比Nb₂O₅/（Ta₂O₅＋SiO₂）优选设3.00、更优选设2.80、进一步优选设2.50为上限。

TiO₂成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、能够降低阿贝数、且能够提高耐失透性的任选成分。因此，TiO₂成分可以优选设超过0%、更优选设0.5%、进一步优选设0.7%、进一步优选设1.0%为下限而含有。

另一方面，通过将TiO₂成分的含量设为20.0%以下，能够降低玻璃的着色，因此能够使可见光透射率不易恶化。另外，由此，能够抑制部分色散比的上升。因此，TiO₂成分的含量优选设20.0%、更优选设15.0%、进一步优选设13.0%、进一步优选设10.0%、进一步优选设7.5%、进一步优选设4.5%、进一步优选设3.3%为上限。

TiO₂成分作为原料可以使用TiO₂等。

Li₂O成分是含有超过0%时降低玻璃的部分色散比、降低液相温度、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。因此，Li₂O成分优选设为超过0%、更优选设为超过1.0%、进一步优选设为超过2.5%、进一步优选设为超过3.0%而含有、进一步优选设5.8%为下限而含有。

另一方面，通过将Li₂O成分的含量设为25.0%以下，能够降低由Li₂O成分的过量含有而导致的玻璃的失透。另外，再加热时的耐失透性得以提高，因此能够提高玻璃的压制成型性。因此，Li₂O成分的含量优选设25.0%、更优选设20.0%、进一步优选设15.0%、进一步优选设11.0%为上限。

Li₂O成分作为原料可以使用Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等。

Nb₂O₅成分和TiO₂成分的总含量相对于Ta₂O₅成分、ZrO₂成分以及Li₂O成分的总含量的比率（质量比）优选为10.00以下。由此，能够降低部分色散比。因此，质量比（Nb₂O₅＋TiO₂）/（Ta₂O₅＋ZrO₂＋Li₂O）优选设10.00、更优选设8.00、进一步优选设6.00、进一步优选设4.00、进一步优选设3.10为上限。

另一方面，从能够提高玻璃的折射率、降低阿贝数的观点来看，该比率优选设超过0、更优选设0.50、进一步优选设0.80为下限。

ZrO₂成分的含量相对于TiO₂成分和Nb₂O₅成分的总含量的比率（质量比）优选为0.05以上。由此，使得ZrO₂相对于会带来高色散的Nb₂O₅、TiO₂的含量的比率处于规定的范围内，因此能够兼顾低阿贝数和低部分色散比。因此，质量比ZrO₂/（Nb₂O₅＋TiO₂）优选设0.05、更优选设0.08、进一步优选设0.10、进一步优选设0.15为下限。

另一方面，从提高玻璃的耐失透性的观点来看，该比率可以优选设0.30、更优选设0.20、进一步优选设0.15为上限。

TiO₂成分的含量相对于Nb₂O₅成分和Ta₂O₅成分的总含量的比率（质量比）优选为0.01以上。尤其，在包含大量ZrO₂成分的形态中，通过相对于Nb₂O₅成分和Ta₂O₅成分含有规定以上的TiO₂成分，能够提高玻璃的耐失透性、且能够降低阿贝数。因此，质量比TiO₂/（Nb₂O₅＋Ta₂O₅）优选设0.01、更优选设0.05、进一步优选设0.08、进一步优选设0.10、进一步优选设0.13为下限。

另一方面，从提高玻璃的可见光透射率、部分色散比的观点来看，该比率优选设0.30、更优选设0.25、进一步优选设0.20为上限。

ZrO₂成分和Li₂O成分的含量之和优选为5.0%以上且35.0%以下。

尤其，通过将该和设为5.0%以上，即使尤其在Ta₂O₅成分的含量少的形态中也能够降低部分色散比，因此针对具有期望的小的部分色散比的玻璃，能够容易地谋求材料成本的降低。因此，质量和（ZrO₂＋Li₂O）优选设5.0%、更优选设8.0%、进一步优选设10.0%、进一步优选设12.0%为下限。

另一方面，通过将该和设为35.0%，能够提高玻璃的耐失透性。因此，质量和（ZrO₂＋Li₂O）优选设35.0%、更优选设30.0%、进一步优选设25.0%、进一步优选设20.0%为上限。

Na₂O成分是含有超过0%时能够降低玻璃的部分色散比、能够提高化学耐久性尤其耐水性、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。因此，Na₂O成分的含量可以优选设超过0%、更优选设1.0%、进一步优选设2.1%为下限。

另一方面，通过将Na₂O成分的含量设为30.0%以下，能够抑制玻璃的部分色散比的上升。另外，能够降低由Na₂O成分的过量含有而导致的玻璃的失透，能够提高玻璃的压制成型性，且能够提高化学耐久性。因此，Na₂O成分的含量优选设30.0%、更优选设25.0%、进一步优选设20.0%、进一步优选设18.0%、进一步优选设15.0%为上限。

Na₂O成分作为原料可以使用Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等。

K₂O成分是含有超过0%时能够降低玻璃化转变温度的任选成分。

另一方面，通过将K₂O成分的含量设为15.0%以下，能够降低由K₂O成分的过量含有而导致的玻璃的失透。另外，再加热时的耐失透性得以提高，因此能够提高玻璃的压制成型性。因此，K₂O成分的含量优选设15.0%、更优选设10.0%、进一步优选设5.0%为上限。

K₂O成分作为原料可以使用K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等。

Rn₂O成分（式中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上）的总含量（质量和）优选为30.0%以下。由此，能够提高玻璃的耐失透性，且能够提高化学耐久性、降低高湿度下的起雾。因此，Rn₂O成分的总含量优选设30.0%、更优选设20.0%、进一步优选设16.0%为上限。

另一方面，从进一步提高再加热时的耐失透性的观点来看，Rn₂O成分的总含量可以优选设超过0%、更优选设5.0%、进一步优选设8.0%为下限。

MgO成分是含有超过0%时能够降低玻璃的熔融温度的任选成分。CaO成分、SrO成分以及BaO成分是含有超过0%时能够降低玻璃的液相温度、提高耐失透性的任选成分。其中，BaO成分还是含有超过0%时能够降低玻璃的部分色散比的成分。

另一方面，通过将MgO成分、CaO成分、SrO成分以及BaO的含量分别设为20.0%以下，能够抑制折射率的降低、且能够提高玻璃的耐失透性。另外，通过将MgO成分和CaO成分的含量分别设为20.0%以下，还能够提高玻璃的化学耐久性。

因此，MgO成分、CaO成分、SrO成分以及BaO的含量分别优选设20.0%、更优选设10.0%、进一步优选设5.0%为上限。

MgO成分、CaO成分、SrO成分以及BaO成分作为原料可以使用MgO、MgCO₃、MgF₂、CaCO₃、CaF₂、Sr（NO₃）₂、SrF₂、BaCO₃、Ba（NO₃）₂等。

ZnO成分是含有超过0%时能够降低玻璃的液相温度、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。

另一方面，通过将ZnO成分的含量设为30.0%以下，能够获得期望的高折射率，并且能够提高玻璃的化学耐久性。因此，ZnO成分的含量优选设30.0%、更优选设20.0%、进一步优选设10.0%为上限。

ZnO成分作为原料可以使用ZnO、ZnF₂等。

RO成分（R为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中的1种以上）的总含量（质量和）优选为40.0%以下。由此，能够抑制玻璃的耐失透性的恶化、且能够抑制折射率的降低。因此，RO成分的总含量优选设20.0%为上限，更优选设低于10.0%、进一步优选设低于5.0%、进一步优选设低于2.0%为上限。

Y₂O₃成分、La₂O₃成分、Gd₂O₃成分以及Yb₂O₃成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、且能够提高耐失透性的任选成分。

另一方面，通过将Y₂O₃成分、La₂O₃成分、Gd₂O₃成分以及Yb₂O₃成分的各含量设为10.0%以下，能够提高玻璃的耐失透性，且能够使玻璃的色散不易降低。因此，Y₂O₃成分、La₂O₃成分、Gd₂O₃成分以及Yb₂O₃成分的各含量优选设10.0%、更优选设5.0%、进一步优选设3.0%为上限。

Y₂O₃成分、La₂O₃成分、Gd₂O₃成分以及Yb₂O₃成分作为原料可以使用Y₂O₃、YF₃、La₂O₃、La（NO₃）₃·XH₂O（X为任意的整数）、Gd₂O₃、GdF₃、Yb₂O₃等。

Ln₂O₃成分（式中，Ln为选自由La、Gd、Y、Yb组成的组中的1种以上）的总含量（质量和）优选为20.0%以下。由此，能够抑制玻璃的色散的降低，同时能够提高玻璃的耐失透性。因此，Ln₂O₃成分的含量之和优选设20.0%、更优选设10.0%、进一步优选设4.0%为上限。

B₂O₃成分是含有超过0%时能够形成更多玻璃的骨架的任选成分。

另一方面，通过将B₂O₃成分的含量设为30.0%以下，能够抑制玻璃的折射率的降低，且能够抑制可见光的透射率的恶化。另外，能够提高玻璃的压制成型性。因此，B₂O₃成分的含量优选设30.0%、更优选设15.0%、进一步优选设8.0%、进一步优选设4.0%为上限。

B₂O₃成分作为原料可以使用H₃BO₃、Na₂B₄O₇、Na₂B₄O₇·10H₂O、BPO₄等。

P₂O₅成分是含有超过0%时能够提高玻璃的稳定性的任选成分。

另一方面，通过将P₂O₅成分的含量设为10.0%以下，能够降低由P₂O₅成分的过量含有而导致的失透。因此，P₂O₅成分的含量优选设10.0%、更优选设5.0%、进一步优选设3.0%为上限。

P₂O₅成分作为原料可以使用Al（PO₃）₃、Ca（PO₃）₂、Ba（PO₃）₂、BPO₄、H₃PO₄等。

GeO₂成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、能够降低成型时的失透的任选成分。

另一方面，通过将GeO₂成分的含量设为10.0%以下，从而能够降低昂贵的GeO₂成分的使用量，因此能够降低玻璃的材料成本。因此，GeO₂成分的含量优选设10.0%、更优选设5.0%、进一步优选设3.0%为上限。

GeO₂成分作为原料可以使用GeO₂等。

Al₂O₃成分和Ga₂O₃成分是含有超过0%时能够改善玻璃的化学耐久性的任选成分。

另一方面，通过将这些成分的含量分别设为15.0%以下，能够提高玻璃的耐失透性。因此，Al₂O₃成分和Ga₂O₃成分的含量分别优选设15.0%、更优选设10.0%、进一步优选设5.0%为上限。

Al₂O₃成分和Ga₂O₃成分作为原料可以使用Al₂O₃、Al（OH）₃、AlF₃、Ga₂O₃、Ga（OH）₃等。

WO₃成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、能够降低阿贝数、且能够降低液相温度的任选成分。

另一方面，通过将WO₃成分的含量设为20.0%以下，能够使玻璃的部分色散比不易上升、且能够提高可见光透射率。因此，WO₃成分的含量优选设20.0%、更优选设10.0%、进一步优选设5.0%为上限。

WO₃成分作为原料可以使用WO₃等。

Bi₂O₃成分和TeO₂成分是含有超过0%时能够提高玻璃的折射率、且能够降低玻璃化转变温度的任选成分。

另一方面，通过将Bi₂O₃成分和TeO₂成分各自的含量设为20.0%以下，能够降低玻璃的着色，能够抑制可见光透射率的恶化。尤其，通过将Bi₂O₃成分的含量设为20.0%以下，能够使玻璃的部分色散比不易上升。因此，Bi₂O₃成分和TeO₂成分各自的含量优选设20.0%、更优选设10.0%、进一步优选设5.0%为上限。

Bi₂O₃成分和TeO₂成分作为原料可以使用Bi₂O₃、TeO₂等。

Sb₂O₃成分是含有超过0%时能够促进玻璃的脱泡、且能够使玻璃澄清的任选成分。

另一方面，通过将Sb₂O₃成分的含量设为3.0%以下，能够使玻璃熔融时不易产生过度的起泡，能够抑制Sb₂O₃成分与熔融设备（尤其Pt等贵金属）的合金化。因此，Sb₂O₃成分的含量优选设3.0%、更优选设2.0%、进一步优选设1.0%为上限。其中，在重视光学玻璃在环境方面的影响时，优选不含Sb₂O₃成分。

Sb₂O₃成分作为原料可以使用Sb₂O₃、Sb₂O₅、Na₂H₂Sb₂O₇·5H₂O等。

需要说明的是，将玻璃澄清、脱泡的成分不限于上述的Sb₂O₃成分，可使用玻璃制造的领域中公知的澄清剂、脱泡剂或者它们的组合。

本发明的光学玻璃优选按质量%计的ZrO₂成分、ZnO成分以及Nb₂O₅成分的含量满足ZrO₂＋（ZnO/Nb₂O₅）≥3.00的关系。由此，能够进一步降低部分色散比。因此，ZrO₂＋（ZnO/Nb₂O₅）的值优选设3.00、更优选设5.00、进一步优选设6.00为下限。

另一方面，该值优选设15.00、更优选设12.00、进一步优选设10.00为上限。

Ta₂O₅成分、SiO₂成分以及ZnO成分的总含量相对于Nb₂O₅成分的含量的比率（质量比）优选为0.30以上。由此，能够提高耐失透性，且能够进一步降低部分色散比。因此，质量比（Ta₂O₅＋SiO₂＋ZnO）/Nb₂O₅优选设0.30、更优选设0.40、进一步优选设0.50、进一步优选设0.567为下限。

另一方面，该质量比优选设1.50、更优选设1.20、进一步优选设1.00为上限。

＜关于不应含有的成分＞

接着，对本发明的光学玻璃中不应含有的成分、以及不优选含有的成分进行说明。

可以在无损本申请发明的玻璃的特性的范围内根据需要添加未在上述提及的其他成分。其中，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等各过渡金属成分即使在分别单独或复合地少量含有的情况下，也会使玻璃着色，在可见区域的特定波长处产生吸收，从而具有使可见光透射率降低的性质，因此尤其在使可见区域的波长透射的光学玻璃中，优选基本上不包含。

另外，PbO等铅化合物和As₂O₃等砷化合物是环境负担高的成分，因此期望基本上不含有、即除了不可避免的混入之外根本不含有。

此外，Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的各成分近年来作为有害的化学物资而存在控制使用的倾向，在使用的情况下，不仅在玻璃的制造工序，就连加工工序以及形成产品后的处理上都需要环境对策上的措施。因此，在重视对环境方面的影响的情况下，优选基本上不含它们。

关于本发明的玻璃组合物，其组成用相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量%表示，因此并非直接地用摩尔%的记载表示，在本发明中满足所要求的各特性的玻璃组合物中存在的各成分的基于摩尔%表示的组成按氧化物换算组成计大概取以下的值。

SiO₂成分10.0～70.0摩尔%

以及

Ta₂O₅成分0～10.0摩尔%

ZrO₂成分0～30.0摩尔%

Nb₂O₅成分0～30.0摩尔%

TiO₂成分0～35.0摩尔%

Li₂O成分0～50.0摩尔%

Na₂O成分0～40.0摩尔%

K₂O成分0～25.0摩尔%

MgO成分0～50.0摩尔%

CaO成分0～40.0摩尔%

SrO成分0～25.0摩尔%

BaO成分0～20.0摩尔%

ZnO成分0～40.0摩尔%

Y₂O₃成分0～8.0摩尔%

La₂O₃成分0～5.0摩尔%

Gd₂O₃成分0～5.0摩尔%

Yb₂O₃成分0～5.0摩尔%

B₂O₃成分0～50.0摩尔%

P₂O₅成分0～10.0摩尔%

GeO₂成分0～10.0摩尔%

Al₂O₃成分0～25.0摩尔%

Ga₂O₃成分0～7.0摩尔%

WO₃成分0～15.0摩尔%

Bi₂O₃成分0～7.0摩尔%

TeO₂成分0～20.0摩尔%

Sb₂O₃成分0～2.0摩尔%

[制造方法]

本发明的光学玻璃可例如如下所示地制作。即，将上述原料按各成分处于规定的含量的范围内的方式均匀地混合，将制作的混合物投入铂坩埚、石英坩埚或矾土坩埚并粗熔融，然后放入金坩埚、铂坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚在1100～1400℃的温度范围下进行3～5小时熔融，搅拌均质化并进行消泡等，然后降至1000～1300℃的温度，然后进行最终搅拌除去脉纹，浇铸至模具并缓冷，由此制作。

＜物性＞

本发明的光学玻璃具有低的部分色散比（θg，F）。更具体而言，本发明的光学玻璃的部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间在ν_d≤25的范围满足（-0.00160×ν_d＋0.63460）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系，在ν_d＞25的范围满足（-0.00250×ν_d＋0.65710）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系。由此，能够获得具有高色散且低部分色散比的光学玻璃，因此能够降低由该光学玻璃形成的光学元件的色像差。

此处，ν_d≤25的光学玻璃的部分色散比（θg，F）的下限优选为（-0.00160×ν_d＋0.63460）、更优选为（-0.00160×ν_d＋0.63660）、进一步优选为（-0.00160×ν_d＋0.63860）。

另外，ν_d＞25的光学玻璃的部分色散比（θg，F）的下限优选为（-0.00250×ν_d＋0.65710）、更优选为（-0.00250×ν_d＋0.65910）、进一步优选为（-0.00250×ν_d＋0.66110）。

另一方面，关于光学玻璃的部分色散比（θg，F）的上限，ν_d＞25和ν_d≤25的光学玻璃这两者均优选为（-0.00421×ν_d＋0.72070）、更优选为（-0.00421×ν_d＋0.71970）、进一步优选为（-0.00421×ν_d＋0.71870）。

需要说明的是，尤其在阿贝数（ν_d）小的区域，一般的玻璃的部分色散比处于比基准线高的值，一般的玻璃的部分色散比与阿贝数（ν_d）的关系以曲线表示。然而，由于该曲线难以近似，因此在本发明中，使用以ν_d＝25为界而具有不同斜率的直线来表示与一般的玻璃相比部分色散比低的情况。

另外，本发明的光学玻璃优选具有规定的折射率和色散（阿贝数）。更具体而言，本发明的光学玻璃的折射率（n_d）优选设1.75、更优选设1.77、进一步优选设1.78为下限。另一方面，本发明的光学玻璃的折射率（n_d）的上限可以优选为2.00以下、更优选为1.95以下、进一步优选为1.90以下。另外，本发明的光学玻璃的阿贝数（ν_d）优选设40、更优选设35、进一步优选设30为上限。另一方面，本发明的光学玻璃的阿贝数（ν_d）的下限没有特别限定，可以优选为20以上、更优选为23以上、进一步优选为25以上。通过这些，光学设计的自由度变广，即使进一步谋求元件的薄型化也能够获得大的光折射量。

另外，本发明的光学玻璃优选着色少、可见光透射率高。尤其，本发明的光学玻璃以玻璃的透射率表示时，在厚度10mm的样品中光谱透射率显示为70%的波长（λ₇₀）为500nm以下，更优选为460nm以下，进一步优选为420nm以下。另外，本发明的光学玻璃在厚度10mm的样品中光谱透射率显示为5%的波长（λ₅）为440nm以下，更优选为400nm以下，进一步优选为380nm以下。由此，使得玻璃的吸收端位于紫外区域附近，对于比可见区域更宽的波长的光的玻璃的透射率得以提高，因此着色得以降低，由此作为使可见光透射并校正二级光谱的光学元件的材料，可以优选地使用该光学玻璃。

另外，本发明的光学玻璃的过度曝光优选为5.0%以下。由此，组入了光学玻璃的设备即使长时间使用，色彩平衡也不易变差，因此能够更长时间地进行高精度的二级光谱的校正。尤其，由于使用温度越高则过度曝光变得越大，因此在车载用途等在高温下使用的情况下，本发明的光学玻璃是特别有效的。因此，本发明的光学玻璃的过度曝光优选设5.0%、更优选设4.5%、进一步优选设4.0%为上限。需要说明的是，本说明书中，“过度曝光”是表示向玻璃照射紫外线时的450nm下的光谱透射率的劣化量，具体而言，通过按照日本光学硝子工业会标准JOGIS04-1994“光学玻璃的过度曝光的测定方法”，分别测定照射高压汞灯的光的前后的光谱透射率来求出。

[预成型坯和光学元件]

可以由所制作的光学玻璃使用例如再热压制成型、精密压制成型等模压成型的方法制作玻璃成型体。即，可以由光学玻璃制作模压成型用的预成型坯，对该预成型坯进行再热压制成型，然后进行研磨加工来制作玻璃成型体，或者可以对进行研磨加工来制作的预成型坯、利用公知的浮法成型等来成型的预成型坯进行精密压制成型来制作玻璃成型体。需要说明的是，制作玻璃成型体的方法不限定于这些方法。

这样操作而制作的玻璃成型体在各种各样的光学元件和光学设计中是有用的。尤其，本发明的光学玻璃优选在透镜、棱镜等光学元件的用途中使用。由此，可降低设置有光学元件的光学系统的透射光中的由色像差导致的颜色的渗色。因此，在将该光学元件用于照相机的情况下，能够更准确地捕捉摄影对象物，在将该光学元件用于投影仪的情况下，能够更高光彩地投影期望的映像。

[实施例]

本发明的实施例（No.1～No.27）和比较例（No.A）的组成、以及折射率（n_d）、阿贝数（ν_d）、部分色散比（θg，F）、过度曝光、以及光谱透射率显示为5%和70%的波长（λ₅、λ₇₀）示于表1～表4。需要说明的是，以下的实施例不过是示例的目的，本发明并非仅仅限定于这些实施例。

本发明的实施例和比较例的玻璃中，作为各成分的原料，均选定各自相应的氧化物、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所使用的高纯度的原料，按形成表中所示的各实施例和比较例的组成的比例的方式称量并均匀混合，然后投入铂坩埚，与玻璃组成的熔融难易度相应地通过电炉在1100～1400℃的温度范围进行3～5小时熔解，搅拌均质化并进行消泡等，然后降温至1000～1300℃并搅拌均质化，再浇铸至模具，缓冷来制作玻璃。

实施例和比较例的玻璃的折射率、阿贝数以及部分色散比基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003测定。而且，对于所求得阿贝数和部分色散比的值，求出关系式（θg，F）＝-a×ν_d＋b中的斜率a为0.00160、0.00250、0.00421时的截距b。需要说明的是，本测定中使用的玻璃使用将缓冷降温速度设为-25℃/hr、通过缓冷炉进行了处理的玻璃。

实施例和比较例的玻璃的可见光透射率依据日本光学硝子工业会标准JOGIS02-2003测定。需要说明的是，在本发明中，通过测定玻璃的可见光透射率，求出玻璃的着色的有无和程度。具体而言，将厚度10±0.1mm的对面平行研磨品依据JISZ8722测定200～800nm的光谱透射率，求出λ₅（透射率5%时的波长）和λ₇₀（透射率70%时的波长）。

实施例和比较例的玻璃的过度曝光依据日本光学硝子工业会标准JOGIS04-1994“光学玻璃的过度曝光的测定方法”，测定光照射前后的波长450nm的透光率的变化（%）。此处，光的照射如下进行：将光学玻璃试样加热至150℃，使用超高压汞灯照射3小时波长450nm的光。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

如表所示，实施例的光学玻璃的阿贝数（ν_d）超过25，且部分色散比（θg，F）为（-0.00421×ν_d＋0.72070）以下，更详细而言，为（-0.00421×ν_d＋0.71769）以下。

另一方面，实施例中得到的光学玻璃的部分色散比（θg，F）的下限为（-0.00250×ν_d＋0.65710）以上。因此可知，本发明的实施例的光学玻璃的部分色散比（θg，F）在期望的范围内。

另一方面，比较例（No.A）的玻璃虽然ν_d＞25，但是部分色散比（θg，F）超过了（-0.00421×ν_d＋0.72070）。

因此，可明确：与比较例的玻璃相比，实施例的光学玻璃与阿贝数的关系中部分色散比较小。

另外，实施例的光学玻璃的λ₇₀（透射率70%时的波长）均为500nm以下，更详细而言，为420nm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440nm以下，更详细而言，为360nm以下。因此，可明确：本发明的实施例的光学玻璃不易着色、可见光的透射性高。

另外，实施例的光学玻璃的折射率（n_d）均为1.75以上，更详细而言，均为1.79以上，同时该折射率（n_d）为2.00以下，更详细而言，为1.90以下，为期望的范围内。

另外，实施例的光学玻璃的阿贝数（ν_d）均为20以上，更详细而言，为25以上，同时该阿贝数（ν_d）为40以下，更详细而言，为30以下，为期望的范围内。

因此，可明确：本发明的实施例的光学玻璃的折射率（n_d）和阿贝数（ν_d）处于期望的范围内、并且可见光的透射率高、着色少、且色像差小。

进而，还可明确：本发明的实施例的光学玻璃的过度曝光均为5.0%以下，更详细而言，均为4.5%以下，由紫外线的长时间照射而导致的光学玻璃的过度曝光得以降低。

以上，以示例为目的详细地说明了本发明，但本实施例不过仅是示例的目的，请理解可由本领域技术人员不脱离本发明的思想和范围地进行许多改变。

Claims (24)

1.一种光学玻璃，其中，按质量%计，含有5.0～60.0%的SiO₂成分，Ta₂O₅成分的含量为20.0%以下，部分色散比（θg，F）与阿贝数（ν_d）之间在ν_d≤25的范围满足（-0.00160×ν_d＋0.63460）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系，在ν_d＞25的范围满足（-0.00250×ν_d＋0.65710）≤（θg，F）≤（-0.00421×ν_d＋0.72070）的关系。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

ZrO₂成分0～25.0%

Nb₂O₅成分0～60.0%。

3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比ZrO₂/Nb₂O₅为0.01以上。

4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量和ZrO₂＋Nb₂O₅为25.0～65.0%。

5.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比Nb₂O₅/（Ta₂O₅＋SiO₂）为0.30以上且3.00以下。

6.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

TiO₂成分0～20.0%

Li₂O成分0～25.0%。

7.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比（Nb₂O₅＋TiO₂）/（Ta₂O₅＋ZrO₂＋Li₂O）为10.00以下。

8.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比ZrO₂/（Nb₂O₅＋TiO₂）为0.05以上。

9.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比TiO₂/（Nb₂O₅＋Ta₂O₅）为0.01以上。

10.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量和ZrO₂＋Li₂O为5.0%以上且35.0%以下。

11.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

Na₂O成分0～30.0%

K₂O成分0～15.0%。

12.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，Rn₂O成分的质量和为30.0%以下，式Rn₂O中，Rn为选自由Li、Na、K组成的组中的1种以上。

13.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

MgO成分0～20.0%

CaO成分0～20.0%

SrO成分0～20.0%

BaO成分0～20.0%

ZnO成分0～30.0%。

14.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，RO成分的质量和为20.0%以下，式RO中，R为选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Zn组成的组中的1种以上。

15.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

Y₂O₃成分0～10.0%

La₂O₃成分0～10.0%

Gd₂O₃成分0～10.0%

Yb₂O₃成分0～10.0%。

16.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，Ln₂O₃成分的质量和为20.0%以下，式Ln₂O₃中，Ln为选自由Y、La、Gd、Yb组成的组中的1种以上。

17.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计为：

B₂O₃成分0～30.0%

P₂O₅成分0～10.0%

GeO₂成分0～10.0%

Al₂O₃成分0～15.0%

Ga₂O₃成分0～15.0%

WO₃成分0～20.0%

Bi₂O₃成分0～20.0%

TeO₂成分0～20.0%

Sb₂O₃成分0～3.0%。

18.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，按质量%计的ZrO₂成分、ZnO成分以及Nb₂O₅成分的含量满足ZrO₂＋（ZnO/Nb₂O₅）≥3.00的关系。

19.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，质量比（Ta₂O₅＋SiO₂＋ZnO）/Nb₂O₅为0.30以上。

20.根据权利要求1所述的光学玻璃，其具有1.75以上且2.00以下的折射率（nd），具有20以上且40以下的阿贝数（νd）。

21.根据权利要求1所述的光学玻璃，其光谱透射率显示为70%的波长（λ₇₀）为500nm以下。

22.一种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其是由权利要求1～21中任一项所述的光学玻璃形成的。

23.一种光学元件，其是将权利要求1～21中任一项所述的光学玻璃进行磨削和/或研磨而成的。

24.一种光学元件，其是将权利要求1～21中任一项所述的光学玻璃进行精密压制成型而成的。

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