CN101397187A

CN101397187A - 光学玻璃

Info

Publication number: CN101397187A
Application number: CNA2007101517956A
Authority: CN
Inventors: 铃木顺子; 荻野道子; 小野泽雅浩
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: CN101397187B

Abstract

本发明提供不易受到使用环境的温度变化导致的成像特性影响的、折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃。通过含有SiO₂、B₂O₃、La₂O₃作为必要成分、并调节组成成分的比例，从而得到实现－30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为130×10^－12℃^－1×nm×cm^－1×Pa^－1以下的光学玻璃。

Description

光学玻璃

技术领域

本发明涉及折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃、以及利用该光学玻璃得到的透镜、棱镜等光学元件，尤其涉及对要求高精度的成像特性的以照相机或摄像机、投影仪为代表的光学机器的投影透镜、棱镜中适用的高折射率低分散光学玻璃和由其制得的光学元件及光学机器。

背景技术

高折射率低分散玻璃作为各种透镜等光学元件用材料的需求非常高，作为折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的光学玻璃，已知有专利文献1～3所代表那样的各种玻璃组合物。

近年来，光学机器的数字化、高精细化在发展，要求用于数字照相机、摄像机等摄像机器、以及投影仪、投影电视等图像再生(投影)机器中的光学元件具有高性能。其性能不仅是折射率、阿贝数、着色度这些从以往开始就对光学玻璃要求的特性，还包括在实际使用环境中特性变动少、光学玻璃制造、光学元件加工时环境负荷小。

在实际使用环境中成像特性发生变化的原因，被推测是透镜、棱镜等光学元件被夹具等固定在光学机器中，随着使用环境的温度变化(壳体内部的温度变化、在高温下被使用等)，产生光学元件的热膨张，由于与固定夹具的膨张系数不同，光学元件中产生应力，结果，在光学元件中产生双折射，成像特性发生变化。

如上所述，以基于一定温度(主要是室温程度)取得的折射率、阿贝数等光学常数设计的成像特性无法在实际使用环境中实现时，产生不利影响，即，必须在光学设计时假定使用环境，并预测复杂的特性变动来进行设计。

在光学玻璃制造、光学元件加工时，若包含铅(Pb)化合物、砷(As)化合物等环境负荷高的成分，则会产生为了防止污染物质对大气、水质的扩散而需要特别措施等不利影响。另外，大量使用钽(Ta)等所代表的稀有矿物资源不仅生产成本变高、而且需要用于资源回收的成本、劳动力。

对于在玻璃组成中不含环境负荷高的成分的高折射率低分散光学玻璃，如专利公报1～3所代表的那样公开了各种玻璃组合物，但关于实际使用环境中成像特性的变动并未考虑。

专利文献1：日本特开2005-306732号公报

专利文献2：日本特开2002-284542号公报

专利文献3：日本特开2004-161506号公报

专利文献4：日本特开昭56-160340号公报

专利文献5：日本特开昭52-14607公报

发明内容

本发明所要解决的问题

本发明基于这样的事实，提供不易受到由使用环境的温度变化导致的成像特性影响、且折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃，而无需大量使用环境负荷高的成分及稀有矿物资源。

用于解决问题的方法

本发明人们为了达成前述目标反复进行深入研究，结果发现通过含有SiO₂、B₂O₃、La₂O₃作为必须成分，并且调整组成成分的比例，可制造实现-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下的高折射率低分散光学玻璃而无需大量使用环境负荷高的成分和稀有矿物资源，并达成前述目的，从而完成了本发明。其组成如下所示。

组成1

一种光学玻璃，其特征在于，该光学玻璃的-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下，其中，以氧化物为基准，含有大于1.0质量％且不足12.0质量％的SiO₂，含有8.0～35.0质量％的B₂O₃，并且质量％之比SiO₂/B₂O₃大于0且不足0.6，含有25.0～50.0质量％的La₂O₃。

组成2

根据组成1所述的光学玻璃，其特征在于，其具有折射率(nd)为1.75～2.00、阿贝数(νd)为35～55的范围的光学常数。

组成3

根据组成1或2所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，还含有0.0～40.0质量％Gd₂O₃、0.0～15.0质量％Y₂O₃、0.0～15.0质量％ZrO₂、0.0～25.0质量％Ta₂O₅、0.0～18.0质量％Nb₂O₅、0.0～10.0质量％WO₃。

组成4

根据组成1～3中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有

0.0～0.1质量％GeO₂和/或

0.0～1.0质量％Yb₂O₃和/或

0.0～1.0质量％Ga₂O₃和/或

0.0～1.0质量％Bi₂O₃，

不含有PbO等铅化合物和As₂O₃等砷化合物。

组成5

根据组成1～4中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为100×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

组成6

根据组成1～5中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

组成7

根据组成1～6中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准的质量％之比(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)大于0.05且不足1.30。

组成8

根据组成1～7中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以基于氧化物的质量％表示，含有

0～5.0％Li₂O和/或

0～5.0％Na₂O和/或

0～5.0％K₂O和/或

0～5.0％Cs₂O和/或

0～5.0％MgO和/或

0～5.0％CaO和/或

0～5.0％SrO和/或

0～5.0％BaO和/或

0～3.0％TiO₂和/或

0～3.0％SnO₂和/或

0～3.0％Al₂O₃和/或

0～5.0％P₂O₅和/或

0～10.0％ZnO和/或

0～5.0％Lu₂O₃和/或

0～3.0％TeO₂和/或

0～2.0％Sb₂O₃和/或

0～3.0％F。

组成9

根据组成1～8中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足2.0质量％的ZnO。

组成10

根据组成1～9中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足3.5质量％的Y₂O₃。

组成11

根据组成1～10中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，质量％之比(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)不足1.00。

组成12

根据组成1～11中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足3.5质量％的Y₂O₃，质量％之比(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃大于0且不足0.5，质量％之和ZrO₂+Nb₂O₅大于5.0％且不足13.0％。

组成13

一种光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，该玻璃含有

大于1.0质量％且不足10.0质量％的SiO₂、

15.0～28.0质量％B₂O₃、

28.0～35.0质量％La₂O₃、

25.0～35.0质量％Gd₂O₃、

5.0～9.0质量％ZrO₂和

0.1～不足2.0质量％的ZnO、以及

0.0～6.0质量％Ta₂O₅和/或

0.0～5.0质量％Nb₂O₅和/或

0.0～1.0质量％Sb₂O₃和/或

0.0～不足1.0质量％的Al₂O₃，

并且，ZrO₂+Nb₂O₅的总计大于5.0质量％且不足13.0质量％，该光学玻璃具有折射率(nd)为1.78～1.83、阿贝数(νd)为44～48的范围的光学常数，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

组成14

透镜、棱镜等光学元件，其将组成1～13的玻璃作为原材料。

组成15

透镜、棱镜等光学元件，其通过对组成1～14的玻璃进行再热压制加工而制成。

组成16

照相机或摄像机、投影仪等光学机器，其使用以组成1～15的玻璃制成的光学元件和光学基板材料。

发明效果

通过采用上述形态，可提供不易受到由使用环境的温度变化导致的成像特性影响的、折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃。

具体实施方式

对于本发明的光学玻璃进行说明。

前述组成1的光学玻璃，其特征在于，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为130×10^-12℃×nm×cm^-1×Pa^-1以下，该α×β的指标表示使用环境下成像特性的变化量。更具体地说明，平均线膨胀系数α越大，意味着相对于使用环境的温度变化，光学元件的膨张率(体积变化)越大，因而，意味着在用夹具等固定的光学元件中会产生较大的热应力。另外，光弹性常数β越大，意味着由产生的热应力产生的双折射越大，因此也就是启示出，α×β越小，则使用环境下的成像特性的变化越少。

另外，通过α×β为130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下，存在如下优点：即使在实际使用环境中产生温度变化的情况下也易实现光学设计时所期望的成像特性。

为了实现高折射率低分散光学玻璃的乘积α×β为130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下，组成1中，其特征在于，含有大于1.0质量％且不足12.0质量％的SiO₂，含有8.0～35.0质量％B₂O₃，并且，质量％之比SiO₂/B₂O₃大于0且不足0.6，含有25.0～50.0质量％La₂O₃。

若对各个成分进行说明，则SiO₂成分具有促进形成稳定的玻璃，并抑制光学玻璃不优选的失透(结晶物的出现)、脉理(玻璃内部的不均匀性)的效果，但过剩含有SiO₂成分时，则存在折射率(nd)易变小、光弹性常数β显著增大的倾向，其结果是难以得到所期望的特性，因而，其上限为不足12.0质量％、更优选为11.5质量％、最优选为11.0质量％，其下限优选大于1.0质量％、更优选为1.2质量％以上、最优选为1.4质量％以上。SiO₂成分可以以任意的原料形态含有，优选以氧化物(SiO₂)、K₂SiF₆、Na₂SiF₆的形态导入。

B₂O₃成分与SiO₂成分同样是为了促进形成稳定的玻璃、并实现小的平均线膨胀系数所不可缺少的成分。但是，若其量过少，则存在不易得到稳定的玻璃的倾向，若其量过多，则存在折射率(nd)易变小、光弹性常数β显著增大的倾向，其结果是不易得到所期望的特性。其上限优选为35质量％、更优选为34质量％、最优选为33质量％，下限优选为8.0质量％、更优选为8.5质量％、最优选为9.0质量％。B₂O₃成分可以H₃BO₃、Na₂B₄O₇、Na₂B₄O₇·10H₂O、BPO₄等原料形态含有，优选以H₃BO₃的形态导入。

另外，通过使质量％之比SiO₂/B₂O₃大于0且不足0.6，不仅可得到原料的熔融性和玻璃的稳定性增加的效果，而且还可得到抑制平均线膨胀系数α增大的效果。当超过上限时，不仅平均线膨胀系数α增大，而且玻璃熔融时会产生熔渣(主要是包含SiO₂的难熔融性结晶)，生产率变差，对内部品质产生不良影响。更优选的质量％之比的范围为0.03～0.59、最优选为0.05～0.58的范围。

La₂O₃成分除了具有提高折射率、减小分散(阿贝数变大)效果以外，还有使光弹性常数β减小的效果。然而，当过剩含有时，玻璃显著不稳定而易失透。因此，上限优选为50质量％、更优选为49.5质量％、最优选为49.0质量％，下限优选为25质量％、更优选为25.5质量％、最优选为26质量％。La₂O₃成分可以以任意的原料形态含有，但优选以氧化物(La₂O₃)、硝酸盐及硝酸盐水合物(La(NO₃)₃·XH₂O(X是任意整数))的形态导入。

前述组成2的光学玻璃，其特征在于，其具有折射率(nd)为1.75～2.00、阿贝数(νd)为35～55的范围的光学常数，该光学玻璃对各种光学元件及光学设计有用。

上述光学常数特别是从光学体系可小型化(折射率为1.75以上的高折射率的特性使得即便是薄片透镜也可得到较大的光的折射量。阿贝数为35以上的低分散特性使得即便是单透镜也可减小光的波长导致的焦点的偏离(色差)。)的理由出发，在光学设计上有用。

在前述组成1和2的光学玻璃中，Gd₂O₃成分与La₂O₃成分同样具有提高折射率、减小分散的效果，但若过剩含有，则与La₂O₃成分同样，易发生失透。因此，其上限值优选为40质量％、更优选为39质量％、最优选为38质量％。Gd₂O₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Gd₂O₃)或氟化物(GdF₃)的形态导入。

Y₂O₃成分具有调节折射率和分散的效果，当过剩含有时，可能得不到所期望的光学常数。其上限值优选为15质量％、更优选为14.5质量％、最优选为14.0质量％。Y₂O₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Y₂O₃)或氟化物(YF₃)的形态导入。

另外，若在前述范围则在技术上无特殊的不良影响，但由于Y₂O₃是在可实现高折射率低分散特性的成分中是最稀有的矿物资源，因而考虑到制造成本的情况下，优选不足3.5质量％。

ZrO₂成分可得到提高折射率(nd)、提高耐失透性的效果，但由于ZrO₂成分是难熔融成分，因而当过剩含有时，制造玻璃时必须在高温下熔解，能源损耗容易成为问题。另一方面，通过以规定量含有，也会得到抑制失透的效果。因此，上限优选为15质量％、更优选为13质量％、最优选为12质量％，下限优选为1质量％、更优选为2质量％、最优选为3质量％。另外，在即使不添加ZrO₂成分也不会在玻璃中产生失透的情况下，可以不含有ZrO₂成分。ZrO₂成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(ZrO₂)及氟化物(ZrF₄)的形态导入。

Ta₂O₅成分可得到提高折射率、并使玻璃稳定的效果，因此可任意含有。但是，Ta₂O₅成分是稀有矿物资源，并且原料价格高、为难熔融成分，制造玻璃时必须高温熔解，因而不仅生产成本增加、而且具有使光弹性常数β增大的特性，因而，其含量的上限优选为25质量％。更优选的上限值为22质量％、最优选的上限值为19质量％。Ta₂O₅成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Ta₂O₅)的形态导入。

Nb₂O₅成分与Ta₂O₅成分同样，可得到提高折射率、并使玻璃稳定的效果，因此可以以0～18质量％的范围任意含有。但是，由于Nb₂O₅成分是难熔融成分，制造玻璃时必须高温熔解，因而不仅生产成本增加，而且还具有使光弹性常数β增大的特性，因此，其含量的上限优选为18质量％。更优选的上限值为16质量％、最优选的上限值为14质量％。Nb₂O₅成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Nb₂O₅)的形态导入。

WO₃成分具有调节折射率和分散、并提高玻璃的耐失透性的效果。但是，若过剩含有，则玻璃的着色变得显著，特别是可见-短波长区域(不足500nm)的透过率变低，故不优选。因此，上限优选为10质量％、更优选为8质量％、最优选为6质量％。WO₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(WO₃)的形态导入。

在前述组成4的光学玻璃中，为了调节折射率及调节熔融玻璃的粘性，GeO₂成分可在0.0～0.1质量％的范围任意添加，但由于其为稀有矿物资源且价格高，因此优选完全不含有。为了调节折射率可任意添加Yb₂O₃、Ga₂O₃、Bi₂O₃各成分，但由于其具有使光弹性常数β增大的性质，因此其上限为1.0质量％。然而，由于这些成分也是稀有矿物资源，因而更优选的上限值为0.5质量％、最优选为完全不含有。GeO₂、Yb₂O₃、Ga₂O₃、Bi₂O₃各成分可以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(GeO₂、Yb₂O₃、Ga₂O₃、Bi₂O₃)的形态导入。

由于PbO等铅化合物和As₂O₃等砷化合物是环境负荷高的成分，因而除了不可避免的混入以外，期望完全不含有。

前述组成5及组成6的光学玻璃中，为了用于更高精度且高精细用途的光学元件，乘积α×β优选为100×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下、最优选为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

该α×β的值越小，则实际使用环境下的成像特性越忠实于基于室温附近的光学物性值算出的光学设计值，因而具有不需要在假定各种使用环境的基础上实施复杂的光学模拟的优点。

在组成7的光学玻璃中，通过将提高分散的效果强的Ta₂O₅、Nb₂O₅、WO₃的总量与可得到减小分散的效果的Gd₂O₃、Y₂O₃的总量的质量％之比(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)控制在大于0.05且不足1.30的范围，容易实现所期望的阿贝数(35～55)，因而优选前述的范围。更优选为0.055～1.29、最优选为0.06～1.28的范围。

在前述组成8的光学玻璃中，通过含有所述范围的成分，可稳定地实现组成1～7所述的特性。对于各个成分的限定理由进行说明。

碱金属氧化物成分(Li₂O、Na₂O、K₂O、Cs₂O)可得到提高玻璃的熔融性的效果，因而可任意含有，但若大量含有，则容易产生平均热膨张系数α增大、折射率容易降低、玻璃不稳定而发生失透等不优选的现象，因而，以质量％表示，分别优选在0.0～5.0％的范围。更优选的上限值是Li₂O成分和Na₂O成分以及K₂O成分为4.5％、Cs₂O成分为4.0％。最优选的上限是Li₂O成分为2.0％、Na₂O、K₂O、Cs₂O成分完全不含有。碱金属氧化物成分可以以碳酸盐(Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Cs₂CO₃)、硝酸盐(LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、CsNO₃)、氟化物(LiF、NaF、KF、KHF₂)、复合盐(Na₂SiF₆、K₂SiF₆)等各种形态导入，但优选以碳酸盐和/或硝酸盐导入。

碱土金属氧化物成分(MgO、CaO、SrO、BaO)可得到调节玻璃的折射率和光弹性常数的效果，因而可任意含有，但若大量含有，则难以实现所期望的光学常数(特别是折射率)，因而以质量％表示，分别优选在0.0～5.0质量％的范围。更优选的上限值是MgO成分和CaO成分为4.0％、SrO成分和BaO成分为4.5％。最优选的上限值是完全不含MgO成分、CaO成分为3.0％、SrO成分和BaO成分为4.0％。碱土金属氧化物成分可以以碳酸盐(MgCO₃、CaCO₃、BaCO₃)、硝酸盐(Sr(NO₃)₂、Ba(NO₃)₂)、氟化物(MgF₂、CaF₂、SrF₂、BaF₂)等各种形态导入，但优选以碳酸盐和/或硝酸盐和/或氟化物的形态导入。

为了调节折射率和阿贝数，可任意含有TiO₂成分，但若过剩含有，则玻璃的着色容易变得显著，存在尤其是可见短波长(500nm以下)的透过率变差的倾向。因此，优选的上限值为3.0质量％、更优选的上限值为2.5质量％、最优选的上限值为2.0质量％。TiO₂成分可以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(TiO₂)的形态导入。

SnO₂成分可得到抑制熔融玻璃的氧化、澄清效果、防止对光照射的透过率变差的效果，因此可任意含有，但若过剩含有，则有可能由于熔融玻璃的还原导致玻璃着色、与熔解设备(特别是Pt等贵金属)合金化。上限优选为3.0质量％、更优选为2.0质量％、最优选为1.0质量％。SnO₂成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(SnO、SnO₂)、氟化物(SnF₂、SnF₄)的形态导入。

Al₂O₃成分可得到提高光学玻璃和光学元件的化学耐久性、提高熔融玻璃的耐失透性的效果，因此可任意含有，但若过剩含有，则折射率显著降低、光弹性常数容易变大。因此，上限优选为3.0质量％、更优选为2.0质量％、最优选为1.0质量％。Al₂O₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Al₂O₃)、氢氧化物(Al(OH)₃)、氟化物(AlF₃)的形态导入。

P₂O₅成分可得到提高玻璃的熔融性的效果，因此可任意含有，但若过剩含有，则玻璃的耐失透性容易显著变差，不易得到无失透的光学玻璃。因此，上限优选为5.0质量％、更优选为1.0质量％、最优选完全不含有。P₂O₅成分可以以任意的原料形态导入，但优选以Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄的形态导入。

ZnO成分提高玻璃的熔融性，另一方面，可得到减小平均热膨张系数α的效果，因而可在0～10.0质量％的范围任意含有，由于具有使光弹性常数β显著增大的性质，因而，若过剩含有，则难以实现所期望的特性。上限更优选的范围是5.0质量％、最优选不足2.0质量％，下限优选为0.1质量％。ZnO成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(ZnO)和/或氟化物(ZnF₂)的形态导入。

Lu₂O₃成分与La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃成分同样，可得到实现高折射率和低分散的效果，因而可在0～5.0质量％的范围任意含有，但由于其是稀有矿物资源，因而不优选过剩含有。更优选的上限值为3.0质量％、最优选完全不含有。Lu₂O₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Lu₂O₃)导入。

TeO₂成分可得到促进玻璃熔融时的澄清作用的效果，因而可在0～3.0质量％的范围任意含有，但若过剩含有，则对玻璃的着色变得显著、透过率容易变差。更优选的上限值为1.5质量％、最优选完全不含有。TeO₂成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(TeO₂)导入。

Sb₂O₃成分可得到作为玻璃的脱泡材料的效果，因而可在0～2.0质量％的范围任意含有，但若含有超过其上限，则玻璃熔融时容易产生过度的发泡、可能与熔解设备(特别是Pt等贵金属)合金化，因而优选含有不超过其上限。Sb₂O₃成分可以以任意的原料形态导入，但优选以氧化物(Sb₂O₃、Sb₂O₅)或Na₂H₂Sb₂O₇·5H₂O的形态导入。

F成分可得到使阿贝数变大的效果、使光弹性常数β减小的效果，因而，可在0～3.0质量％的范围任意含有，但若含有超过其上限，则可能折射率容易变低、平均线膨胀系数α增大。更优选的上限值为2.8质量％、最优选为2.5质量％。在上述各种氧化物的导入中，以氟化物导入原料形态时，F成分被导入到玻璃中。

另外，在本说明书中所使用的各成分的含量以氧化物为基准的表述是表示在假定作为本发明的玻璃组成成分的原料所使用的氧化物、复合盐、金属氟化物等在熔融时完全被分解并变成氧化物的情况下，各成分的该生成氧化物相对于全体组合物的质量％，在氟化物的情况下，以实际含有的F原子质量相对于生成氧化物质量的质量百分比来表示。

除Ti以外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo等各过渡金属成分在分别单独含有或复合少量含有的情况下都进行着色，对可见区的特定波长产生吸收，因而，使用可见区的波长的光学玻璃中优选基本上不含有。另外，对于Pb、Th、Cd、Tl、As、Os、Be、Se各成分，近年来的趋势是作为有害的化学物质控制其使用，不仅在玻璃的制造工序、在加工工序、及制成产品后的处理中也需要环境对策上的处理，在重视环境上的影响的情况下优选基本上不含有。

在前述组成11的光学玻璃中，通过将作为难熔融成分的ZrO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅的总量与作为玻璃形成成分的SiO₂、B₂O₃的总量之比控制在质量％之比(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)不足1.00，可得到降低能量消耗而不需要使玻璃熔融温度成为非常高的温度的效果。上述质量％之比大于1.00时，由于Ta₂O₅、Nb₂O₅的各成分是稀有矿物资源，因而该比值越大，则原材料费用越高，而且，玻璃形成成分的含量相对地变少，不仅有可能玻璃不稳定化，而且由于使光弹性常数增大的ZrO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅的相对含量变大、具有使平均线膨胀系数α降低的效果的B₂O₃的相对含量变少，因而有可能乘积α×β增大，从廉价生产所期望的光学玻璃的方面考虑，不优选。

在前述组成12的光学玻璃中，通过在可实现高折射率低分散特性的成分中，使最稀有矿物资源Y₂O₃成分不足3.5质量％，可得到降低制造成本、可稳定且持续地制造玻璃的效果，并且通过使质量％之比(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃大于0且不足0.5，可得到稳定地形成实现所期望的乘积α×β的光学玻璃的效果，另外，通过质量％之和ZrO₂+Nb₂O₅大于5.0质量％且不足13.0质量％，可得到限制难熔融成分的含量、抑制能量消耗、同时实现耐失透性优异的光学玻璃的效果。

在前述组成13的光学玻璃中，写明了上述组成1～12的光学玻璃中最适合的光学玻璃的组成成分比的范围。具体来说，通过将玻璃组成保持在

SiO₂为大于1.0质量％且不足10.0质量％、

B₂O₃为15.0～28.0质量％、

La₂O₃为28.0～35.0质量％、

Gd₂O₃为25.0～35.0质量％、

ZrO₂为5.0～9.0质量％、和

ZnO为0.1～不足2.0质量％、以及

Ta₂O₅为0.0～6.0质量％、和/或

Nb₂O₅为0.0～5.0质量％、和/或

Sb₂O₃为0.0～1.0质量％、和/或

Al₂O₃为0.0～不足1.0质量％，

具有如下优点：可稳定地得到特别是具有折射率(nd)为1.78～1.83、阿贝数(νd)为44～48的范围的光学常数，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下的光学玻璃。如上所述，通过使组成成分和其含量为规定范围的比例，可将难熔融成分、稀有矿物资源的使用抑制到最小限度、且不使用环境负荷高的成分，就可制造出使用环境下成像特性的变化少的、高精度/高精细用途的光学元件。

如组成14～16所述，前述组成1～13所述的光学玻璃作为用于制造透镜、棱镜等光学元件的原材料有用，通过将该光学元件用于照相机或摄像机、投影仪，可实现高精细且高精度的成像及投影特性。

本发明的玻璃组合物，其组成以质量％表示，因而不是直接的表示成mol％的记载，满足本发明所要求的各个特性的玻璃组合物中存在的各成分的以mol％表示的组成大概取以下值。

组成1的范围是SiO₂ 2.0～25.0mol％、B₂O₃ 25～65mol％、mol％之比SiO₂/B₂O₃大于0且不足0.7、La₂O₃ 10～30mol％；

组成3的范围是Gd₂O₃ 0～18mol％、Y₂O₃ 0～10mol％、ZrO₂0～10mol％、Ta₂O₅ 0～10mol％、Nb₂O₅ 0～10mol％、WO₃ 0～5mol％；

组成4的范围是GeO₂ 0.0～0.1mol％、Yb₂O₃ 0.0～1.0mol％、Ga₂O₃ 0.0～1.0mol％、Bi₂O₃ 0.0～1.0mol％；

组成7的范围是mol％之比(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)大于0.03且不足1.25；

组成8的范围是以Mol％表示为Li₂O 0～7.0％、Na₂O 0～5.0％、K₂O 0～5.0％、Cs₂O 0～3.0％、MgO 0～5.0％、CaO 0～5.0％、SrO 0～5.0％、BaO 0～5.0％、TiO₂ 0～5.0％、SnO₂ 0～3.0％、Al₂O₃ 0～3.0％、P₂O₅ 0～3.0％、ZnO 0～7.0％、Lu₂O₃ 0～2.0％、TeO₂ 0～1.0％、Sb₂O₃ 0～1.0％、F 0～10％；

组成9的范围是ZnO不足5.0mol％；

组成10的范围是Y₂O₃不足4.0mol％；

组成11的范围是mol％之比(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)不足0.8；

组成12的范围是Y₂O₃不足4.0mol％、mol％之比(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃大于0且不足1.0、mol％之和ZrO₂+Nb₂O₅大于5.0％且不足13.0％；

组成13的范围是SiO₂ 3～22mol％、B₂O₃ 27～63mol％、La₂O₃ 10～25mol％、Gd₂O₃ 6～15mol％、ZrO₂ 4～10mol％、ZnO0.1～2.0mol％、Ta₂O₅ 0～5.0mol％、Nb₂O₅ 0～3mol％、Sb₂O₃ 0～0.5mol％、Al₂O₃ 0～不足1.0mol％。

实施例

接着，通过实施例对本发明进行进一步详细的说明，但本发明并不限定于该例子。

表1～表8中示出用于得到不易受到使用环境的温度变化导致的成像特性影响的、折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃的合适的实施例(No.1～38)的玻璃组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、-30～+70℃的平均线膨胀系数α、波长546.1nm时的光弹性常数β、乘积α×β、各种成分含有率之比以及含有率之和。

另外，表9中示出公知的光学玻璃的比较例(No.A～C)的玻璃组成和各种物性值。在此，比较例A是日本特开2005-306732号公报的实施例6、比较例B是日本特开2002-284542号公报的实施例1、比较例C是日本特开2004-161506号公报的实施例7。表中的折射率(nd)、阿贝数(νd)是各公报中记载的值。

对于所得的光学玻璃，按如下所述测定折射率(nd)、阿贝数(νd)、-30～+70℃的平均线膨胀系数(α)、波长546.1nm时的光弹性常数(β)。

(1)折射率(nd)和阿贝数(νd)

对于将缓慢冷却降温速度设为-25℃/小时而得到的光学玻璃进行测定。

(2)-30～+70℃的平均线膨胀系数(α)

基于日本光学硝子工业会标准JOGIS16-²⁰⁰³(光学玻璃的常温附近的平均线膨胀系数的测定方法)所记载的方法，进行了测定。作为试验片使用长50mm、直径4mm的试样。

(3)波长546.1nm时的光弹性常数β

光弹性常数(β)是使试样形状为相对研磨得到的直径25mm、厚8mm的圆板状，对规定方向施加压缩负荷，测定在玻璃的中心产生的光程差，通过δ＝β·d·F关系式求得的。546.1nm测定光源使用超高压汞灯。在上述式中，将光程差记为δ(nm)、玻璃的厚度记为d(cm)、应力记为F(Pa)。

表1

质量％	1	2	3	4	5
质量％	1	2	3	4	5	SiO₂	2.62	2.60	2.60	2.60	2.60
B₂O₃	31.20	31.22	31.22	29.22	30.21	SiO₂	2.62	2.60	2.60	2.60	2.60
B₂O₃	31.20	31.22	31.22	29.22	30.21	Al₂O₃
P₂O₅						Al₂O₃
P₂O₅						Y₂O₃	11.70	10.70	10.70	10.70	10.75
La₂O₃	44.31	45.31	44.31	45.31	45.19	Y₂O₃	11.70	10.70	10.70	10.70	10.75
La₂O₃	44.31	45.31	44.31	45.31	45.19	Gd₂O₃
Yb₂O₃						Gd₂O₃
Yb₂O₃						Lu₂O₃			1.00
TiO₂						Lu₂O₃			1.00
TiO₂						ZrO₂	6.60	6.60	6.60	6.50	6.60
SnO₂						ZrO₂	6.60	6.60	6.60	6.50	6.60
SnO₂						TeO₂				0.10
Nb₂O₅	1.62	1.62	1.62	1.62	2.71	TeO₂				0.10
Nb₂O₅	1.62	1.62	1.62	1.62	2.71	Ta₂O₅
WO₃						Ta₂O₅
WO₃						ZnO	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90
MgO						ZnO	0.90	0.90	0.90	0.90	0.90
MgO						CaO
SrO	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	CaO
SrO	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	BaO
Li₂O						BaO
Li₂O						Na₂O				1.00
K₂O						Na₂O				1.00
K₂O						Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.05	0.05	0.05	0.04	Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.05	0.05	0.05	0.04	F				1.00
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F				1.00
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	62	62	62	64	62
β	1.44	1.43	1.43	1.40	1.42	α	62	62	62	64	62
β	1.44	1.43	1.43	1.40	1.42	α×β	89.28	88.66	88.66	89.60	88.04
nd	1.772	1.773	1.773	1.773	1.780	α×β	89.28	88.66	88.66	89.60	88.04
nd	1.772	1.773	1.773	1.773	1.780	νd	49.6	49.6	49.6	50.0	48.5
SiO₂/B₂O₃	0.084	0.083	0.083	0.089	0.086	νd	49.6	49.6	49.6	50.0	48.5
SiO₂/B₂O₃	0.084	0.083	0.083	0.089	0.086	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.138	0.151	0.151	0.151	0.252
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.243	0.243	0.243	0.255	0.284	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.138	0.151	0.151	0.151	0.252
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.243	0.243	0.243	0.255	0.284	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.284	0.256	0.262	0.256	0.258
ZrO₂+Nb₂O₅	8.22	8.22	8.22	8.12	9.31	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.284	0.256	0.262	0.256	0.258

表2

质量％	6	7	8	9	10
质量％	6	7	8	9	10	SiO₂	2.00	2.60	2.60	2.32	2.60
B₂O₃	29.00	29.20	29.20	27.87	28.20	SiO₂	2.00	2.60	2.60	2.32	2.60
B₂O₃	29.00	29.20	29.20	27.87	28.20	Al₂O₃
P₂O₅	0.54					Al₂O₃
P₂O₅	0.54					Y₂O₃		8.80	10.80		10.80
La₂O₃	29.49	47.06	45.06	39.02	45.06	Y₂O₃		8.80	10.80		10.80
La₂O₃	29.49	47.06	45.06	39.02	45.06	Gd₂O₃	26.97			18.89
Yb₂O₃						Gd₂O₃	26.97			18.89
Yb₂O₃						Lu₂O₃
TiO₂		0.50				Lu₂O₃
TiO₂		0.50				ZrO₂	6.71	6.60	6.60	6.66	6.60
SnO₂						ZrO₂	6.71	6.60	6.60	6.66	6.60
SnO₂						TeO₂	0.05			0.04
Nb₂O₅	2.96	3.30	3.80	3.75	3.80	TeO₂	0.05			0.04
Nb₂O₅	2.96	3.30	3.80	3.75	3.80	Ta₂O₅	2.28
WO₃					0.50	Ta₂O₅	2.28
WO₃					0.50	ZnO		0.90	0.90	0.95	0.90
MgO						ZnO		0.90	0.90	0.95	0.90
MgO						CaO
SrO		1.00	1.00		0.50	CaO
SrO		1.00	1.00		0.50	BaO
Li₂O				0.50		BaO
Li₂O				0.50		Na₂O
K₂O					1.00	Na₂O
K₂O					1.00	Cs₂O
Sb₂O₃		0.04	0.04		0.04	Cs₂O
Sb₂O₃		0.04	0.04		0.04	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	60	61	61	61	61
β	1.46	1.38	1.40	1.42	1.40	α	60	61	61	61	61
β	1.46	1.38	1.40	1.42	1.40	α×β	87.60	84.18	85.40	86.62	85.40
nd	1.783	1.788	1.788	1.788	1.789	α×β	87.60	84.18	85.40	86.62	85.40
nd	1.783	1.788	1.788	1.788	1.789	νd	47.3	47.4	47.4	48.1	47.3
SiO₂/B₂O₃	0.069	0.089	0.089	0.083	0.092	νd	47.3	47.4	47.4	48.1	47.3
SiO₂/B₂O₃	0.069	0.089	0.089	0.083	0.092	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.194	0.375	0.352	0.199	0.398
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.385	0.311	0.327	0.345	0.338	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.194	0.375	0.352	0.199	0.398
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.385	0.311	0.327	0.345	0.338	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0	0.206	0.260	0.024	0.260
ZrO₂+Nb₂O₅	9.67	9.90	10.40	10.41	10.40	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0	0.206	0.260	0.024	0.260

表3

质量％	11	12	13	14	15
质量％	11	12	13	14	15	SiO₂	2.60	2.30	2.00	2.00	2.00
B₂O₃	29.00	27.87	26.54	26.54	26.54	SiO₂	2.60	2.30	2.00	2.00	2.00
B₂O₃	29.00	27.87	26.54	26.54	26.54	Al₂O₃			0.10
P₂O₅						Al₂O₃			0.10
P₂O₅						Y₂O₃	12.86	5.40
La₂O₃	43.00	38.76	32.49	32.49	32.49	Y₂O₃	12.86	5.40
La₂O₃	43.00	38.76	32.49	32.49	32.49	Gd₂O₃		13.50	26.98	26.97	26.97
Yb₂O₃						Gd₂O₃		13.50	26.98	26.97	26.97
Yb₂O₃						Lu₂O₃
TiO₂						Lu₂O₃
TiO₂						ZrO₂	6.60	6.66	7.29	6.71	6.71
SnO₂						ZrO₂	6.60	6.66	7.29	6.71	6.71
SnO₂						TeO₂
Nb₂O₅	3.80	3.38	3.56	2.96	3.56	TeO₂
Nb₂O₅	3.80	3.38	3.56	2.96	3.56	Ta₂O₅		1.14		0.28
WO₃						Ta₂O₅		1.14		0.28
WO₃						ZnO	1.10	0.45	1.00	2.00	1.00
MgO		0.50				ZnO	1.10	0.45	1.00	2.00	1.00
MgO		0.50				CaO
SrO	1.00					CaO
SrO	1.00					BaO					0.68
Li₂O						BaO					0.68
Li₂O						Na₂O
K₂O						Na₂O
K₂O						Cs₂O
Sb₂O₃	0.04	0.04	0.04	0.05	0.05	Cs₂O
Sb₂O₃	0.04	0.04	0.04	0.05	0.05	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	61	60	61	61	63
β	1.43	1.43	1.43	1.43	1.40	α	61	60	61	61	63
β	1.43	1.43	1.43	1.43	1.40	α×β	87.23	85.80	87.23	87.23	88.20
nd	1.789	1.796	1.799	1.800	1.801	α×β	87.23	85.80	87.23	87.23	88.20
nd	1.789	1.796	1.799	1.800	1.801	νd	47.3	47.0	46.3	47.0	46.7
SiO₂/B₂O₃	0.090	0.083	0.075	0.075	0.075	νd	47.3	47.0	46.3	47.0	46.7
SiO₂/B₂O₃	0.090	0.083	0.075	0.075	0.075	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.295	0.239	0.132	0.120	0.132
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.329	0.371	0.380	0.349	0.360	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.295	0.239	0.132	0.120	0.132
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.329	0.371	0.380	0.349	0.360	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.325	0.151	0.031	0.062	0.031
ZrO₂+Nb₂O₅	10.40	10.04	10.85	9.67	10.27	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.325	0.151	0.031	0.062	0.031

表4

质量％	16	17	18	19	20
质量％	16	17	18	19	20	SiO₂	2.15	2.00	2.04	2.00	7.49
B₂O₃	26.54	26.54	26.54	26.54	17.71	SiO₂	2.15	2.00	2.04	2.00	7.49
B₂O₃	26.54	26.54	26.54	26.54	17.71	Al₂O₃
P₂O₅						Al₂O₃
P₂O₅						Y₂O₃				5.00
La₂O₃	32.49	32.45	32.99	37.48	29.81	Y₂O₃				5.00
La₂O₃	32.49	32.45	32.99	37.48	29.81	Gd₂O₃	26.98	27.00	26.97	15.98	31.06
Yb₂O₃						Gd₂O₃	26.98	27.00	26.97	15.98	31.06
Yb₂O₃						Lu₂O₃
TiO₂						Lu₂O₃
TiO₂						ZrO₂	6.71	6.72	6.72	6.71	7.04
SnO₂					0.60	ZrO₂	6.71	6.72	6.72	6.71	7.04
SnO₂					0.60	TeO₂
Nb₂O₅	4.09	2.96	3.69	2.96		TeO₂
Nb₂O₅	4.09	2.96	3.69	2.96		Ta₂O₅		2.28		2.28	2.25
WO₃						Ta₂O₅		2.28		2.28	2.25
WO₃						ZnO	1.00		1.00		1.00
MgO						ZnO	1.00		1.00		1.00
MgO						CaO
SrO						CaO
SrO						BaO					3.00
Li₂O						BaO					3.00
Li₂O						Na₂O
K₂O						Na₂O
K₂O						Cs₂O				1.00
Sb₂O₃	0.04	0.05	0.05	0.05	0.04	Cs₂O				1.00
Sb₂O₃	0.04	0.05	0.05	0.05	0.04	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	59	60	61	61	65
β	1.48	1.42	1.41	1.41	1.30	α	59	60	61	61	65
β	1.48	1.42	1.41	1.41	1.30	α×β	87.32	85.20	86.01	86.01	84.50
nd	1.803	1.804	1.804	1.805	1.806	α×β	87.32	85.20	86.01	86.01	84.50
nd	1.803	1.804	1.804	1.805	1.806	νd	45.9	46.6	46.6	46.5	47.4
SiO₂/B₂O₃	0.081	0.075	0.077	0.075	0.423	νd	45.9	46.6	46.6	46.5	47.4
SiO₂/B₂O₃	0.081	0.075	0.077	0.075	0.423	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.152	0.194	0.137	0.250	0.072
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.376	0.419	0.364	0.419	0.369	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.152	0.194	0.137	0.250	0.072
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.376	0.419	0.364	0.419	0.369	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.031	0	0.030	0.133	0.034
ZrO₂+Nb₂O₅	10.80	9.68	10.41	9.67	7.04	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.031	0	0.030	0.133	0.034

表5

质量％	21	22	23	24	25
质量％	21	22	23	24	25	SiO₂	7.49	7.51	7.52	7.52	7.50
B₂O₃	17.71	18.33	18.02	17.94	17.76	SiO₂	7.49	7.51	7.52	7.52	7.50
B₂O₃	17.71	18.33	18.02	17.94	17.76	Al₂O₃
P₂O₅						Al₂O₃
P₂O₅						Y₂O₃	3.00
La₂O₃	29.81	32.41	31.75	31.34	29.71	Y₂O₃	3.00
La₂O₃	29.81	32.41	31.75	31.34	29.71	Gd₂O₃	31.06	31.66	31.52	31.45	31.08
Yb₂O₃						Gd₂O₃	31.06	31.66	31.52	31.45	31.08
Yb₂O₃						Lu₂O₃
TiO₂						Lu₂O₃
TiO₂						ZrO₂	7.04	7.06	7.07	7.07	7.05
SnO₂					0.60	ZrO₂	7.04	7.06	7.07	7.07	7.05
SnO₂					0.60	TeO₂
Nb₂O₅		1.98	1.32	0.99		TeO₂
Nb₂O₅		1.98	1.32	0.99		Ta₂O₅	2.25		1.75	2.63	5.25
WO₃						Ta₂O₅	2.25		1.75	2.63	5.25
WO₃						ZnO	1.00	1.00	1.00	1.01	1.00
MgO						ZnO	1.00	1.00	1.00	1.01	1.00
MgO						CaO	0.60
SrO						CaO	0.60
SrO						BaO
Li₂O						BaO
Li₂O						Na₂O
K₂O						Na₂O
K₂O						Cs₂O
Sb₂O₃	0.04	0.05	0.05	0.05	0.05	Cs₂O
Sb₂O₃	0.04	0.05	0.05	0.05	0.05	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	64	64	63	64	63
β	1.36	1.29	1.32	1.26	1.37	α	64	64	63	64	63
β	1.36	1.29	1.32	1.26	1.37	α×β	87.04	82.56	83.16	80.64	86.31
nd	1.812	1.814	1.816	1.816	1.816	α×β	87.04	82.56	83.16	80.64	86.31
nd	1.812	1.814	1.816	1.816	1.816	νd	47.4	46.6	46.6	46.6	46.6
SiO₂/B₂O₃	0.423	0.410	0.417	0.419	0.422	νd	47.4	46.6	46.6	46.6	46.6
SiO₂/B₂O₃	0.423	0.410	0.417	0.419	0.422	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.066	0.063	0.097	0.115	0.169
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.369	0.350	0.397	0.420	0.487	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.066	0.063	0.097	0.115	0.169
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.369	0.350	0.397	0.420	0.487	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.134	0.031	0.031	0.032	0.034
ZrO₂+Nb₂O₅	7.04	9.04	8.39	8.06	7.05	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.134	0.031	0.031	0.032	0.034

表6

质量％	26	27	28	29	30
质量％	26	27	28	29	30	SiO₂	7.49	2.43	5.17	1.94	2.38
B₂O₃	17.96	24.96	20.66	24.64	24.02	SiO₂	7.49	2.43	5.17	1.94	2.38
B₂O₃	17.96	24.96	20.66	24.64	24.02	Al₂O₃
P₂O₅						Al₂O₃
P₂O₅						Y₂O₃		1.50			1.50
La₂O₃	31.81	38.46	37.63	41.88	42.90	Y₂O₃		1.50			1.50
La₂O₃	31.81	38.46	37.63	41.88	42.90	Gd₂O₃	31.05	17.57	21.31	16.34	12.26
Yb₂O₃						Gd₂O₃	31.05	17.57	21.31	16.34	12.26
Yb₂O₃						Lu₂O₃
TiO₂						Lu₂O₃
TiO₂						ZrO₂	7.04	6.63	6.80	6.50	5.57
SnO₂						ZrO₂	7.04	6.63	6.80	6.50	5.57
SnO₂						TeO₂				0.100
Nb₂O₅	3.00	4.98	3.63	5.55	7.40	TeO₂				0.100
Nb₂O₅	3.00	4.98	3.63	5.55	7.40	Ta₂O₅		2.92	4.24		2.92
WO₃	0.60			3.00		Ta₂O₅		2.92	4.24		2.92
WO₃	0.60			3.00		ZnO	1.00	0.50	0.51		1.00
MgO						ZnO	1.00	0.50	0.51		1.00
MgO						CaO
SrO						CaO
SrO						BaO
Li₂O						BaO
Li₂O						Na₂O
K₂O						Na₂O
K₂O						Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	63	62	63	64	62
β	1.34	1.36	1.29	1.34	1.31	α	63	62	63	64	62
β	1.34	1.36	1.29	1.34	1.31	α×β	84.42	84.32	81.27	85.76	81.22
nd	1.819	1.819	1.825	1.826	1.834	α×β	84.42	84.32	81.27	85.76	81.22
nd	1.819	1.819	1.825	1.826	1.834	νd	45.5	44.7	44.7	43.4	42.6
SiO₂/B₂O₃	0.417	0.097	0.250	0.079	0.099	νd	45.5	44.7	44.7	43.4	42.6
SiO₂/B₂O₃	0.417	0.097	0.250	0.079	0.099	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.116	0.414	0.369	0.523	0.750
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.394	0.530	0.568	0.453	0.602	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	0.116	0.414	0.369	0.523	0.750
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.394	0.530	0.568	0.453	0.602	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.031	0.052	0.014	0.000	0.058
ZrO₂+Nb₂O₅	10.04	11.61	10.43	12.05	12.97	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.031	0.052	0.014	0.000	0.058

表7

质量％	31	32	33	34	35
质量％	31	32	33	34	35	SiO₂	2.82	7.39	4.61	6.43	5.89
B₂O₃	23.38	14.96	17.67	11.67	12.46	SiO₂	2.82	7.39	4.61	6.43	5.89
B₂O₃	23.38	14.96	17.67	11.67	12.46	Al₂O₃
P₂O₅						Al₂O₃
P₂O₅						Y₂O₃	3.00			1.33
La₂O₃	43.92	39.99	41.96	42.11	40.00	Y₂O₃	3.00			1.33
La₂O₃	43.92	39.99	41.96	42.11	40.00	Gd₂O₃	8.17	15.38	12.08	13.54	15.38
Yb₂O₃			1.00			Gd₂O₃	8.17	15.38	12.08	13.54	15.38
Yb₂O₃			1.00			Lu₂O₃
TiO₂			0.50		0.30	Lu₂O₃
TiO₂			0.50		0.30	ZrO₂	6.54	5.99	6.27	6.00	5.99
SnO₂		0.50		0.33		ZrO₂	6.54	5.99	6.27	6.00	5.99
SnO₂		0.50		0.33		TeO₂
Nb₂O₅	6.27	1.00	3.14	0.50	1.00	TeO₂
Nb₂O₅	6.27	1.00	3.14	0.50	1.00	Ta₂O₅	5.85	14.69	12.27	15.82	17.38
WO₃						Ta₂O₅	5.85	14.69	12.27	15.82	17.38
WO₃						ZnO				1.90	1.00
MgO						ZnO				1.90	1.00
MgO						CaO
SrO				0.30		CaO
SrO				0.30		BaO
Li₂O						BaO
Li₂O						Na₂O			0.50
K₂O					0.50	Na₂O			0.50
K₂O					0.50	Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.10		0.07	0.10	Cs₂O
Sb₂O₃	0.05	0.10		0.07	0.10	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	α	62	62	64	65	67
β	1.31	1.38	1.31	1.31	1.33	α	62	62	64	65	67
β	1.31	1.38	1.31	1.31	1.33	α×β	81.22	85.56	83.84	85.15	89.11
nd	1.835	1.847	1.859	1.878	1.881	α×β	81.22	85.56	83.84	85.15	89.11
nd	1.835	1.847	1.859	1.878	1.881	νd	42.7	42.7	41.8	41.2	40.7
SiO₂/B₂O₃	0.121	0.494	0.261	0.551	0.473	νd	42.7	42.7	41.8	41.2	40.7
SiO₂/B₂O₃	0.121	0.494	0.261	0.551	0.473	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.085	1.020	1.276	1.098	1.195
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.712	0.970	0.973	1.233	1.328	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.085	1.020	1.276	1.098	1.195
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	0.712	0.970	0.973	1.233	1.328	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.068	0.000	0.000	0.077	0.025
ZrO₂+Nb₂O₅	12.81	6.99	9.41	6.50	6.99	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.068	0.000	0.000	0.077	0.025

表8

质量％	36	37	38
质量％	36	37	38	SiO₂	6.39	5.92	6.42
B₂O₃	11.96	12.50	11.65	SiO₂	6.39	5.92	6.42
B₂O₃	11.96	12.50	11.65	Al₂O₃
P₂O₅				Al₂O₃
P₂O₅				Y₂O₃			1.33
La₂O₃	39.99	40.47	42.02	Y₂O₃			1.33
La₂O₃	39.99	40.47	42.02	Gd₂O₃	15.39	15.46	13.51
Yb₂O₃				Gd₂O₃	15.39	15.46	13.51
Yb₂O₃				Lu₂O₃
TiO₂		0.25		Lu₂O₃
TiO₂		0.25		ZrO₂	5.99	6.03	5.99
SnO₂	0.50		0.50	ZrO₂	5.99	6.03	5.99
SnO₂	0.50		0.50	TeO₂
Nb₂O₅	1.00	1.00	0.50	TeO₂
Nb₂O₅	1.00	1.00	0.50	Ta₂O₅	18.68	17.62	15.79
WO₃			2.19	Ta₂O₅	18.68	17.62	15.79
WO₃			2.19	ZnO		0.65
MgO				ZnO		0.65
MgO				CaO
SrO				CaO
SrO				BaO
Li₂O				BaO
Li₂O				Na₂O
K₂O				Na₂O
K₂O				Cs₂O
Sb₂O₃	0.10	0.10	0.10	Cs₂O
Sb₂O₃	0.10	0.10	0.10	F
总计	100.00	100.00	100.00	F
总计	100.00	100.00	100.00	α	66	68	67
β	1.30	1.32	1.34	α	66	68	67
β	1.30	1.32	1.34	α×β	85.80	89.76	89.78
nd	1.883	1.883	1.883	α×β	85.80	89.76	89.78
nd	1.883	1.883	1.883	νd	40.8	40.8	40.7
SiO₂/B₂O₃	0.534	0.474	0.551	νd	40.8	40.8	40.7
SiO₂/B₂O₃	0.534	0.474	0.551	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.279	1.204	1.245
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	1.399	1.338	1.233	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.279	1.204	1.245
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	1.399	1.338	1.233	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0	0.016	0.032
ZrO₂+Nb₂O₅	6.99	7.03	6.49	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0	0.016	0.032

表9

质量％	比较例A	比较例B	比较例C
质量％	比较例A	比较例B	比较例C	SiO₂	6.70	1.00	6.00
B₂O₃	10.80	24.00	34.50	SiO₂	6.70	1.00	6.00
B₂O₃	10.80	24.00	34.50	Al₂O₃
P₂O₅				Al₂O₃
P₂O₅				Y₂O₃	3.80	2.18
La₂O₃	41.80	40.68	30.00	Y₂O₃	3.80	2.18
La₂O₃	41.80	40.68	30.00	Gd₂O₃	9.60	12.68
Yb₂O₃				Gd₂O₃	9.60	12.68
Yb₂O₃				Lu₂O₃
TiO₂				Lu₂O₃
TiO₂				ZrO₂	5.20	6.00	5.00
SnO₂				ZrO₂	5.20	6.00	5.00
SnO₂				TeO₂
Nb₂O₅	1.30	7.75		TeO₂
Nb₂O₅	1.30	7.75		Ta₂O₅	15.90
WO₃				Ta₂O₅	15.90
WO₃				ZnO	4.50	5.75	22.00
MgO				ZnO	4.50	5.75	22.00
MgO				CaO			2.00
SrO				CaO			2.00
SrO				BaO			0.50
Li₂O	0.20			BaO			0.50
Li₂O	0.20			Na₂O
K₂O				Na₂O
K₂O				Cs₂O
Sb₂O₃	0.20			Cs₂O
Sb₂O₃	0.20			F
总计	100.00	100.04	100.00	F
总计	100.00	100.04	100.00	α	71	67	51
β	1.28	1.50	2.55	α	71	67	51
β	1.28	1.50	2.55	α×β	90.88	100.50	130.05
nd	1.88	1.834	1.783	α×β	90.88	100.50	130.05
nd	1.88	1.834	1.783	νd	40.9	42.7	47.7
SiO₂/B₂O₃	0.620	0.042	0.174	νd	40.9	42.7	47.7
SiO₂/B₂O₃	0.620	0.042	0.174	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.284	0.522
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	1.280	0.550	0.123	(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)	1.284	0.522
(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)	1.280	0.550	0.123	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.199	0.195	0.733
ZrO₂+Nb₂O₅	6.50	13.75	5.00	(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃	0.199	0.195	0.733

表1～8所记载的本发明的实施例的玻璃是如下获得的，即，都使用分别对应的氧化物、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原料作为各成分的原料，以规定的比例进行称量、混合后，放入到铂坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度在电炉中于1200～1400℃的温度范围熔融3～4小时，搅拌均匀化后，降温到适当温度，然后浇铸到模具等中，缓慢冷却，由此得到本发明实施例的玻璃。

如表1～8所示，可知本发明的优选实施例中都可实现所期望的光学常数、乘积α×β。另一方面，表9所示的比较例中，比较例A可实现较小的α×β，但若与光学常数接近的实施例36～34相比，则质量％之比SiO₂/B₂O₃比大于0.6，因此，平均线膨胀系数α变大、乘积α×β大于90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1。另外，在比较例B中，若与光学常数接近的实施例30～32相比，则由于大量含有ZnO，因此光弹性常数β变大，乘积α×β大于100×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1。另外，由于SiO₂含量少、质量％之比SiO₂/B₂O₃比不足0.05，因此玻璃的耐失透性不充分、浇铸玻璃时候，几乎在玻璃表面整体产生了结晶。另外，在比较例C中，ZnO的含量显著变多、质量％之比(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃为0.733，是大的值，因而光弹性常数β增大、乘积α×β大于130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1。

另外，对表1～8所记载的实施例的玻璃进行冷加工或再热压制(reheat press)加工，结果发现可不产生失透等问题地稳定加工成各种透镜、棱镜形状。

将如上述那样制得的透镜、棱镜装在照相机或摄像机、投影仪上，确认成像特性，结果发现利用在室温得到的光学常数进行的光学设计所期望的成像特性即使在高温(50～70℃左右)工作时也可再现。

以上，出于例示的目的，对本发明进行了详细说明，但本实施例终究仅是用于例示，可以理解本领域技术人员可在不脱离本发明的思想和范围内进行更多改变而完成。

产业上的可利用性

根据本发明，可提供不易受到使用环境的温度变化导致的成像特性影响的、折射率(nd)为1.75以上、并且阿贝数(νd)为35以上的高折射率低分散光学玻璃，使用该光学玻璃，可稳定地制造高精度的照相机或摄像机等摄像机器和投影仪等图像投影(再生)机器的透镜、棱镜。

Claims

1.一种光学玻璃，其特征在于，该光学玻璃的-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为130×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下，其中，以氧化物为基准，含有大于1.0质量％且不足12.0质量％的SiO₂，含有8.0～35.0质量％的B₂O₃，并且质量％之比SiO₂/B₂O₃大于0且不足0.6，含有25.0～50.0质量％的La₂O₃。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其具有折射率(nd)为1.75～2.00、阿贝数(vd)为35～55的范围的光学常数。

3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，还含有0.0～40.0质量％Gd₂O₃、0.0～15.0质量％Y₂O₃、0.0～15.0质量％ZrO₂、0.0～25.0质量％Ta₂O₅、0.0～18.0质量％Nb₂O₅、0.0～10.0质量％WO₃。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有

0～0.1质量％GeO₂和/或

0～1.0质量％Yb₂O₃和/或

0～1.0质量％Ga₂O₃和/或

0～1.0质量％Bi₂O₃，

不含有PbO等铅化合物和As₂O₃等砷化合物。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为100×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，质量％之比(Ta₂O₅+Nb₂O₅+WO₃)/(Gd₂O₃+Y₂O₃)大于0.05且不足1.30。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以基于氧化物的质量％表示，含有

0～5.0％Li₂O和/或

0～5.0％Na₂O和/或

0～5.0％K₂O和/或

0～5.0％Cs₂O和/或

0～5.0％MgO和/或

0～5.0％CaO和/或

0～5.0％SrO和/或

0～5.0％BaO和/或

0～3.0％TiO₂和/或

0～3.0％SnO₂和/或

0～3.0％Al₂O₃和/或

0～5.0％P₂O₅和/或

0～10.0％ZnO和/或

0～5.0％Lu₂O₃和/或

0～3.0％TeO₂和/或

0～2.0％Sb₂O₃和/或

0～3.0％F。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足2.0质量％的ZnO。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足3.5质量％的Y₂O₃。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，质量％之比(ZrO₂+Ta₂O₅+Nb₂O₅)/(SiO₂+B₂O₃)不足1.00。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，含有不足3.5质量％的Y₂O₃，质量％之比(ZnO+Y₂O₃)/La₂O₃大于0且不足0.5，质量％之和ZrO₂+Nb₂O₅大于5.0％且不足13.0％。

13.一种光学玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，该玻璃含有

大于1.0质量％且不足10.0质量％的SiO₂、

15.0～28.0质量％B₂O₃、

28.0～35.0质量％La₂O₃、

25.0～35.0质量％Gd₂O₃、

5.0～9.0质量％ZrO₂和

1～不足2.0质量％的ZnO、以及

0～6.0质量％Ta₂O₅和/或

0～5.0质量％Nb₂O₅和/或

0～1.0质量％Sb₂O₃和/或

0～不足1.0质量％的Al₂O₃，

并且，ZrO₂+Nb₂O₅的总计大于5.0质量％且不足13.0质量％，该光学玻璃具有折射率(nd)为1.78～1.83、阿贝数(vd)为44～48的范围的光学常数，-30～+70℃的平均线膨胀系数α与波长546.1nm时的光弹性常数β的乘积α×β为90×10^-12℃^-1×nm×cm^-1×Pa^-1以下。

14.透镜、棱镜等光学元件，其将权利要求1～13的玻璃作为原材料。

15.透镜、棱镜等光学元件，其通过对权利要求1～14的玻璃进行再热压制加工制成。

16.照相机或摄像机、投影仪等光学机器，其使用以权利要求1～15的玻璃制成的光学元件和光学基板材料。