CN103958427A

CN103958427A - 光学玻璃、预成型体及光学元件

Info

Publication number: CN103958427A
Application number: CN201280059731.2A
Authority: CN
Inventors: 土渊菜那
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-07-30
Also published as: JP5854956B2; TW201331146A; JP2013139372A; WO2013084706A1; TWI612019B

Abstract

本发明更廉价地提供不仅折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)在所期望的范围内而且相对于可见光的透明性高的光学玻璃。本发明的光学玻璃中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，含有5.0％～40.0％的B₂O₃成分、10.0％～40.0％的La₂O₃成分、10.0％～40.0％的ZnO成分，具有1.75以上的折射率(nd)，具有30以上40以下的阿贝数(νd)。

Description

光学玻璃、预成型体及光学元件

技术领域

本发明涉及光学玻璃、预成型体及光学元件。

背景技术

近年来，使用光学***的设备的数字化和高精细化急速发展，在数码相机、摄像机等摄影设备、投影机、投影电视等图像播放(投影)设备等各种光学设备的领域中，减少光学***中使用的透镜、棱镜等光学元件的个数，使光学***整体轻质化及小型化的要求增强。

在制作光学元件的光学玻璃中，尤其是可实现光学***整体的轻质化及小型化的、具有1.75以上的折射率(nd)，具有30以上40以下的阿贝数(νd)的高折射率低分散玻璃的需求非常强烈。作为这样的高折射率低分散玻璃，已知以专利文献1～3为代表那样的玻璃组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭48－059116号公报

专利文献2：日本特开昭52－103412号公报

专利文献3：日本特开2004－161506号公报

发明内容

为了降低光学玻璃的材料成本，期望光学玻璃的原料尽可能廉价。但是，专利文献1～3所记载的玻璃组合物含有大量原料昂贵的成分即Ta₂O₅成分、Nb₂O₅成分、以及Gd₂O₃成分、Yb₂O₃成分等稀土成分，因此很难说充分满足了上述要求。

也可考虑大量含有TiO₂成分这样的比较廉价的高折射率成分代替这些昂贵的成分，来得到所期望的折射率等光学特性。但是，大量含有这样的廉价的高折射率成分的玻璃多发生着色，不适于用于使可见光透过的透镜、棱镜等光学元件的用途。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于更廉价地得到不仅折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)在所期望的范围内，而且适用于使可见光透过的光学元件的光学玻璃。

本发明人等为了解决上述问题，而重复进行了深入的试验研究，结果发现，通过相对于含有B₂O₃成分及La₂O₃成分的玻璃，含有10.0％以上的ZnO成分，从而不仅可利用较廉价的ZnO成分降低玻璃的材料成本，而且可维持所期望的折射率及阿贝数，并且可降低玻璃的着色，从而完成本发明。具体而言，本发明提供如下方案。

(1)一种光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，含有5.0～40.0％的B₂O₃成分、10.0～40.0％的La₂O₃成分及10.0～40.0％的ZnO成分，具有1.75以上的折射率(nd)，具有30以上40以下的阿贝数(ν_d)。

(2)(1)所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

Gd₂O₃成分为0～5.0％，

Y₂O₃成分为0～5.0％，

Yb₂O₃成分为0～5.0％，

Lu₂O₃成分为0～5.0％，

Ta₂O₅成分为0～15.0％。

(3)(1)或(2)所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+Lu₂O₃+Ta₂O₅)为15.0％以下。

(4)(1)～(3)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Nb₂O₅成分的含量为20.0％以下。

(5)(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln₂O₃成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb、Lu中的一种以上)的质量和为10.0％以上40.0％以下。

(6)(1)～(5)中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比ZnO/(Ln₂O₃+Ta₂O₅+Nb₂O₅)为0.31以上。

(7)(1)～(6)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

TiO₂成分为0～20.0％，

WO₃成分为0～25.0％。

(8)(1)～(7)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)为20.0％以下。

(9)(1)～(8)中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比TiO₂/(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)为0.50以下。

(10)(1)～(9)中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)/Ln₂O₃为0.16以上。

(11)(1)～(10)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SiO₂成分的含量为15.0％以下。

(12)(1)～(11)中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比SiO₂/B₂O₃小于1.00。

(13)(1)～(12)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Li₂O成分的含量为5.0％以下。

(14)(1)～(13)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

MgO成分为0～10.0％，

CaO成分为0～10.0％，

SrO成分为0～10.0％，

BaO成分为0～10.0％。

(15)(1)～(14)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分(式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的一种以上)的质量和小于15.0％。

(16)(1)～(15)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

Na₂O成分为0～5.0％，

K₂O成分为0～5.0％，

Cs₂O成分为0～5.0％。

(17)(1)～(16)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn₂O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K、Cs中的一种以上)的质量和为10.0％以下。

(18)(1)～(17)中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

P₂O₅成分为0～10.0％，

GeO₂成分为0～10.0％，

Bi₂O₃成分为0～10.0％，

ZrO₂成分为0～15.0％，

Al₂O₃成分为0～5.0％，

Ga₂O₃成分为0～5.0％，

TeO₂成分为0～15.0％，

SnO₂成分为0～1.0％，

Sb₂O₃成分为0～1.0％。

(19)一种光学元件，是由(1)～(18)中任一项所述的光学玻璃形成的。

(20)一种精密加压成型用预成型体，是由(1)～(18)中任一项所述的光学玻璃形成的。

(21)一种光学元件，是将(20)所述的精密加压成型用预成型体精密加压成型而得到的。

(22)一种玻璃成型体的制造方法，使(1)～(18)中任一项所述的光学玻璃软化，在模具内进行加压成型。

通过本发明，可以更廉价地得到不仅折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)在所期望的范围内而且适用于使可见光透过的光学元件的光学玻璃。

具体实施方式

本发明的光学玻璃中，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，含有5.0～40.0％的B₂O₃成分、10.0～40.0％的La₂O₃成分及10.0～40.0％的ZnO成分，具有1.75以上的折射率(nd)，具有30以上40以下的阿贝数(νd)。通过相对于含有B₂O₃成分及La₂O₃成分的玻璃，含有10.0％以上的ZnO成分，由此，不仅可利用较廉价的ZnO成分降低玻璃的材料成本，而且可维持所期望的折射率及阿贝数，并且可减少玻璃的着色从而可提高可见光透过率。同时，通过以B₂O₃成分及La₂O₃成分为基础，从而变得容易得到不仅具有1.75以上的折射率(n_d)及30以上的阿贝数(ν_d)，而且着色更少、可见光透过率高的玻璃。因此，可更廉价地得到不仅折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)在所期望的范围内而且适用于使可见光透过的光学元件的光学玻璃。

以下，详细说明本发明的光学玻璃的实施方式。本发明不受以下的实施方式的任何限定，可在本发明的目的范围内进行适当改变来实施。需要说明的是，对于说明重复之处，有时适当省略说明，但不限定发明的主旨。

[玻璃成分]

构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围如下所述。在本说明书中，只要没有特别说明，各成分的含量均以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量％表示。此处，“氧化物换算组成”是指如下组成：假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复盐、金属氟化物等在熔融时全部分解而转化为氧化物，此时，将该生成氧化物的总质量作为100质量％，来表示玻璃中含有的各成分的组成。

＜关于必需成分、任选成分＞

B₂O₃成分是玻璃形成成分，是本发明的光学玻璃所必需的成分。

尤其是，通过含有5.0％以上的B₂O₃成分，可促进形成稳定的玻璃，减少失透，并且可提高玻璃的热稳定性。因此，B₂O₃成分的含量的下限优选为5.0％、更优选为6.0％、进一步优选为7.0％、进一步优选为9.0％。需要说明的是，B₂O₃成分的含量可以为15.0％以上，可以大于17.0％。

另一方面，通过使B₂O₃成分的含量为40.0％以下，可抑制玻璃的折射率的降低，并且可抑制化学耐久性的恶化。因此，B₂O₃成分的含量的上限优选为40.0％、更优选为30.0％、进一步优选为25.0％。

关于B₂O₃成分，作为原料可使用H₃BO₃、Na₂B₄O₇、Na₂B₄O₇·10H₂O、BPO₄等。

La₂O₃成分是通过以10.0％以上的量含有而提高玻璃的折射率及阿贝数的成分。另外，是在稀土元素中比较廉价，有效抑制玻璃的材料成本的上升的成分。因此，La₂O₃成分是应当在本发明的光学玻璃中含有的成分。因此，关于La₂O₃成分的含量，下限优选为10.0％、更优选为15.0％，进一步优选大于17.0％，下限进一步优选为20.0％，进一步优选大于25.0％。

另一方面，通过使La₂O₃成分的含量为40.0％以下，可减少玻璃的失透。因此，La₂O₃成分的含量的上限优选为40.0％、更优选为38.0％、进一步优选为36.0％。

关于La₂O₃成分，作为原料可使用La₂O₃、La(NO₃)₃·XH₂O(X为任意的整数)等。

ZnO成分是在本发明的折射率及阿贝数的范围内即使以10.0％以上的量含有对折射率及阿贝数的影响也小的成分。因此，本申请发明人等发现，通过以10.0％以上的量含有ZnO成分，不仅可维持所期望的折射率及阿贝数，而且可降低玻璃的材料成本，并且可减少玻璃的失透。即，ZnO成分是本发明的光学玻璃应含有的成分。此外，ZnO成分是提高玻璃的熔融性还降低玻璃的制造成本的成分。因此，ZnO成分的含量的下限优选为10.0％，更优选大于15.0％，下限进一步优选为16.5％，进一步优选大于20.0％。

另一方面，通过使ZnO成分的含量为40.0％以下，可抑制因ZnO成分的过量含有而导致的失透。另外，通过抑制熔融玻璃的粘性的降低，可减少玻璃中波筋的产生。因此，ZnO成分的含量的上限优选为40.0％、更优选为35.0％、进一步优选为32.0％。

关于ZnO成分，作为原料可使用ZnO、ZnF₂等。

Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分、Yb₂O₃及Lu₂O₃成分是以大于0％的量含有时提高玻璃的折射率及阿贝数、并且降低失透的任选成分。

另一方面，通过使这些成分各自的含量为5.0％以下，可减少这些昂贵的成分的使用，因此可降低玻璃的材料成本。另外，可抑制因这些成分的过量含有而导致的玻璃的阿贝数的超出必要的上升、失透。因此，这些成分的各自的含量的上限优选为5.0％，更优选小于3.0％，进一步优选小于1.6％，进一步优选小于0.5％，进一步优选小于0.3％。

关于Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分、Yb₂O₃及Lu₂O₃成分，作为原料可使用Gd₂O₃、GdF₃、Y₂O₃、YF₃、Yb₂O₃、Lu₂O₃等在玻璃内含有。

Ta₂O₅成分是以大于0％的量含有时提高玻璃的折射率、并且降低失透的任选成分。

另一方面，通过使Ta₂O₅成分的含量为15.0％以下，可减少昂贵的Ta₂O₅成分的使用，因此可减少玻璃的材料成本。另外，通过减少Ta₂O₅成分的使用，可使原料的熔化温度降低，可减少原料的熔化所需要的能量，因此也可降低光学玻璃的制造成本。因此，Ta₂O₅成分的含量的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、进一步优选为5.0％，进一步优选小于2.0％、进一步优选小于1.0％。

关于Ta₂O₅成分，作为原料可使用Ta₂O₅等在玻璃内含有。

本发明的光学玻璃中的Gd₂O₃成分、Y₂O₃成分、Yb₂O₃成分、Lu₂O₃成分及Ta₂O₅成分的总量优选为15.0％以下。由此，不仅维持所期望的折射率及阿贝数，而且可减少这些昂贵的成分的使用，因此可降低玻璃的材料成本。因此，质量和(Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+Lu₂O₃+Ta₂O₅)的上限优选为15.0％，更优选小于7.0％，进一步优选小于2.0％。

Nb₂O₅成分是以大于0％的量含有时提高玻璃的折射率，降低失透，并且可将阿贝数调整为低值的任选成分。因此，Nb₂O₅成分的含量可以优选大于0％、更优选大于0.5％、进一步优选大于1.0％。

另一方面，通过使Nb₂O₅成分的含量为20.0％以下，可减少昂贵的Nb₂O₅成分的使用，因此，可降低玻璃的材料成本。另外，可抑制玻璃制造时的熔化温度的上升，因此也可降低玻璃的制造成本。另外，可抑制因Nb₂O₅成分而导致的玻璃的可见光透过率的降低。因此，Nb₂O₅成分的含量的上限优选为20.0％、更优选为15.0％、进一步优选为10.0％。

关于Nb₂O₅成分，作为原料可使用Nb₂O₅等。

本发明的光学玻璃中的Ln₂O₃成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb、Lu中的一种以上)的总量优选为10.0％以上40.0％以下。

尤其是，通过使该总量为10.0％以上，可提高玻璃的阿贝数。因此，Ln₂O₃成分的总量(质量和)的下限优选为10.0％、更优选为20.0％、进一步优选为25.0％。

另一方面，通过使该总量为40.0％以下，不仅可降低玻璃的失透，而且可减少昂贵的稀土的使用，因此可降低玻璃的材料成本。因此，Ln₂O₃成分的质量和的上限优选为40.0％、更优选为38.0％、进一步优选为35.0％。

本发明的光学玻璃中，Ln₂O₃成分、Ta₂O₅成分及Nb₂O₅成分的总量相对于ZnO成分的含量的比率优选为0.31以上。由此，通过增加材料成本便宜，并且难以对折射率、阿贝数造成影响的成分即ZnO成分的含量，可减少具有所期望的折射率及阿贝数的玻璃的材料成本。因此，氧化物换算组成的质量比ZnO/(Ln₂O₃+Ta₂O₅+Nb₂O₅)的下限优选为0.31、更优选为0.35、进一步优选为0.38。

需要说明的是，对于该质量比的上限没有特别限定，但可以优选为2.00、更优选为1.50、进一步优选为1.00。

TiO₂成分是以大于0％的量含有时可提高玻璃的折射率，并且可将阿贝数调整为低值的任选成分。因此，TiO₂成分的含量可以优选大于0％、更优选大于0.5％、进一步优选大于1.0％。

另一方面，通过使TiO₂成分的含量为20.0％以下，可抑制因TiO₂成分形成晶核而导致的玻璃的失透，可抑制阿贝数的超出必要的降低，并且可减少因含有TiO₂成分而导致的玻璃的着色，可提高可见光透过率。因此，TiO₂成分的含量的上限优选为20.0％、更优选为10.0％、进一步优选为6.0％、进一步优选为5.0％、进一步优选为4.2％，进一步优选小于3.94％。

关于TiO₂成分，作为原料可使用TiO₂等在玻璃内含有。

WO₃成分是以大于0％的量含有时不仅可减少因其他高折射率成分而导致的玻璃的着色而且可提高折射率、将阿贝数调整为低值、并且可降低玻璃的失透的任选成分。因此，WO₃成分的含量可以优选大于0％、更优选大于1.0％、进一步优选大于2.0％。

另一方面，通过使WO₃成分的含量为25.0％以下，可减少因WO₃成分而导致的玻璃的着色，可提高可见光透过率。因此，WO₃成分的含量的上限优选为25.0％、更优选为20.0％、进一步优选为13.0％，进一步优选小于10.65％，进一步优选小于9.0％。

关于WO₃成分，作为原料可使用WO₃等在玻璃内含有。

本发明的光学玻璃中的TiO₂成分、WO₃成分及Nb₂O₅成分的总量优选为20.0％以下。由此，可抑制因这些成分的过量含有而导致的玻璃的可见光透过率的降低、失透。因此，质量和(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)的上限优选为20.0％、更优选为17.5％、进一步优选为16.0％。

需要说明的是，质量和(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)的下限可以为0％，但优选大于0％。通过以质量和(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)大于0％的量含有，从而即使为了降低玻璃的材料成本而降低Ta₂O₅成分、稀土的含量，也会由于能够提高玻璃的折射率及分散而变得可容易地确保40以下的阿贝数。另外，由此可降低玻璃的失透。因此，质量和(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)优选大于0％、更优选大于5.0％、进一步优选大于10.0％。

本发明的光学玻璃中的TiO₂成分的含量相对于TiO₂成分、Nb₂O₅成分及WO₃成分的总量的比率优选为0.50以下。因此，即使含有使透过率恶化的TiO₂成分，也可降低着色，提高可见光透过率。因此，氧化物换算组成的质量比TiO₂/(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)的上限优选为0.50、更优选为0.48、进一步优选为0.45。

本发明的光学玻璃中的TiO₂成分、Nb₂O₅成分及WO₃成分的总量相对于Ln₂O₃成分的含量的比率优选为0.16以上。由此，由于可使提高折射率的成分中的降低阿贝数的TiO₂成分、Nb₂O₅成分及WO₃成分的比率提高，因而可在提高玻璃的折射率的同时降低阿贝数。因此，氧化物换算组成的质量比(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)/Ln₂O₃的下限优选为0.16、更优选为0.20、进一步优选为0.25。需要说明的是，对于该质量比的上限没有特别限定，但可以优选为2.00、更优选为1.50、进一步优选为1.00。

SiO₂成分是以大于0％的量含有时可提高熔融玻璃的粘度、并且可降低玻璃的失透的任选成分。因此，SiO₂成分的含量可以优选大于1.0％、更优选大于2.0％、进一步优选大于4.0％。尤其是，通过含有SiO₂成分并且降低Li₂O成分的含量，可提高玻璃的耐失透性。

另一方面，通过使SiO₂成分的含量为15.0％以下，可抑制玻璃化转变温度的上升，并且可抑制折射率的降低。因此，SiO₂成分的含量的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、进一步优选为8.0％。

关于SiO₂成分，作为原料可使用SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等在玻璃内含有。

本发明的光学玻璃中的SiO₂成分的含量相对于B₂O₃成分的含量的比率优选小于1.00。因此，可降低因SiO₂成分的过量含有而导致的玻璃的失透。因此，氧化物换算组成的质量比SiO₂/B₂O₃优选小于1.00，更优选小于0.90，进一步优选小于0.80。需要说明的是，从通过含有SiO₂成分而可降低玻璃的失透的观点考虑，该质量比SiO₂/B₂O₃的下限可以优选为0.05、更优选为0.10、进一步优选为0.20。

Li₂O成分是以大于0％的量含有时可改善玻璃的熔融性，并且可降低将玻璃再加热时的失透的任选成分。

另一方面，通过使Li₂O成分的含量为5.0％以下，可使得难以降低玻璃的折射率，并且可降低因Li₂O成分的过量含有而导致的玻璃的失透。尤其是，对于含有Li₂O成分的玻璃来说，折射率容易变低，阿贝数容易变高。因此，在含有Li₂O成分的玻璃中，为了提高折射率且降低阿贝数，多含有虽然具有提高玻璃化转变温度的性质但材料成本高的成分即以Nb₂O₅成分为代表的高折射率成分(提高折射率的成分)。本申请发明的光学玻璃中，为了减少这样的高折射率成分的含量，得到具有可耐受加压成型的玻璃化转变温度而且具有所期望的折射率及阿贝数的玻璃，优选降低Li₂O成分的含量。因此，Li₂O成分的含量的上限优选为5.0％、更优选为3.0％、进一步优选为1.0％，进一步优选小于0.5％，进一步优选小于0.35％，进一步优选小于0.3％。

关于Li₂O成分，作为原料可使用Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等。

MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分是以大于0％的量含有时可调整玻璃的折射率，提高玻璃的熔融性，并且可降低失透的任选成分。

另一方面，通过使这些成分各自的含量为10.0％以下，可抑制玻璃的折射率的超出必要的降低、失透。因此，MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分的各自的含量的上限优选为10.0％、更优选为7.5％，进一步优选小于3.5％，进一步优选小于3.0％。

关于MgO成分、CaO成分、SrO成分及BaO成分，作为原料可使用MgCO₃、MgF₂、CaCO₃、CaF₂、Sr(NO₃)₂、SrF₂、BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等。

本发明的光学玻璃中，RO成分(式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的一种以上)的总量优选小于15.0％。由此，可抑制因过量含有RO成分而导致的玻璃的折射率的降低、液相温度的上升。因此，RO成分的总量(质量和)优选小于15.0％、更优选小于10.0％、进一步优选小于7.0％。

Na₂O成分、K₂O成分及Cs₂O成分是以大于0％的量含有时可改善玻璃的熔融性，并且可降低将玻璃再加热时的失透的任选成分。

另一方面，通过使这些成分的各自的含量为5.0％以下，可使得难以降低玻璃的折射率，并且可降低因过量含有这些成分而导致的失透。因此，Na₂O成分、K₂O成分及Cs₂O成分的各自的含量的上限优选为5.0％、更优选为3.0％、进一步优选为1.0％。

关于Na₂O成分、K₂O成分及Cs₂O成分，作为原料可使用NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆、K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆、Cs₂CO₃、CsNO₃等。

本发明的光学玻璃中，Rn₂O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K及Cs中的1种以上)的总量优选为10.0％以下。由此，可使得难以降低玻璃的折射率，并且可降低因过量含有Rn₂O成分而导致的失透。因此，Rn₂O成分的总量(质量和)的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。

P₂O₅成分是以大于0％的量含有时可降低玻璃的液相温度，降低失透的任选成分。

另一方面，通过使P₂O₅成分的含量为10.0％以下，可抑制玻璃的化学耐久性、尤其是耐水性的降低。因此，P₂O₅成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。

关于P₂O₅成分，作为原料可使用Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等。

GeO₂成分是以大于0％的量含有时可提高玻璃的折射率，降低玻璃的液相温度的任选成分。

另一方面，通过减少昂贵的GeO₂成分，可提高下述效果：可降低本发明中的玻璃的材料成本的效果。因此，GeO₂成分的含量的上限优选为10.0％以下、更优选为5.0％、进一步优选为1.0％。

关于GeO₂成分，作为原料可使用GeO₂等。

Bi₂O₃成分是以大于0％的量含有时可提高折射率，并且可降低玻璃化转变温度的任选成分。

另一方面，通过使Bi₂O₃成分的含量为10.0％以下，可降低玻璃的失透且减少玻璃的着色，从而可提高玻璃的可见光透过率。因此，Bi₂O₃成分的含量的上限优选为10.0％、更优选为5.0％、进一步优选为3.0％。

关于Bi₂O₃成分，作为原料可使用Bi₂O₃等。

ZrO₂成分是以大于0％的量含有时可以有助于玻璃的高折射率及低分散，并且可降低玻璃的失透的任选成分。因此，ZrO₂成分的含量可以优选大于0％，下限可以更优选为0.1％、进一步优选为0.5％、进一步优选为1.0％。

另一方面，通过使ZrO₂成分的含量为15.0％以下，可通过抑制玻璃制造时的熔化温度的上升而抑制玻璃的制造成本的上升。因此，ZrO₂成分的含量的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、进一步优选为5.0％。

关于ZrO₂成分，作为原料可使用ZrO₂、ZrF₄等。

Al₂O₃成分及Ga₂O₃成分是以大于0％的量含有时可提高玻璃的化学耐久性，并且可降低玻璃熔融时的失透的任选成分。

另一方面，通过使Al₂O₃成分及Ga₂O₃成分的各自的含量为5.0％以下，可降低因过量含有这些成分而导致的玻璃的失透。另外，通过减少昂贵的Ga₂O₃成分，可降低玻璃的材料成本。因此，对于Al₂O₃成分及Ga₂O₃成分的各自的含量来说，上限优选为5.0％，更优选小于3.0％，上限进一步优选为1.0％。

关于Al₂O₃成分及Ga₂O₃成分，作为原料可使用Al₂O₃、Al(OH)₃、AlF₃、Ga₂O₃、Ga(OH)₃等。

TeO₂成分是以大于0％的量含有时可提高玻璃的折射率，并且可降低玻璃化转变温度的任选成分。

另一方面，通过使TeO₂成分的含量为15.0％以下，可减少TeO₂成分与熔化设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化，因而可谋求熔化设备的长寿命化。另外，通过减少昂贵的TeO₂成分，可降低玻璃的材料成本。因此，对于TeO₂成分的含量来说，上限优选为15.0％，更优选小于11.9％，进一步优选小于7.0％。

关于TeO₂成分，作为原料可使用TeO₂等。

SnO₂成分是以大于0％的量含有时可使熔融玻璃澄清，并且可提高玻璃的可见光透过率的任选成分。

另一方面，通过使SnO₂成分的含量为1.0％以下，可使得难以发生因熔融玻璃的还原而导致的玻璃的着色、玻璃的失透。另外，可减少SnO₂成分与熔化设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化，因此可谋求熔化设备的长寿命化。因此，SnO₂成分的含量的上限优选为1.0％、更优选为0.5％、进一步优选为0.3％。

关于SnO₂成分，作为原料可使用SnO、SnO₂、SnF₂、SnF₄等。

CeO₂成分是以大于0％的量含有时可使熔融玻璃澄清化的任选成分。

另一方面，通过使CeO₂成分的含量为1.0％以下，可抑制因着色而导致的可见光透过率的降低。因此，CeO₂成分的含有率的上限优选为1.0％、更优选为0.5％、进一步优选为0.3％。

关于CeO₂成分，作为原料可使用CeO₂、Ce(OH)₃等。

Sb₂O₃成分是以大于0％的量含有时可提高玻璃的可见光透过率，并且可在将玻璃熔融时进行脱泡的任选成分。

另一方面，通过使Sb₂O₃成分的含量为1.0％以下，可抑制玻璃熔融时的过度的发泡。另外，由于难以进行Sb₂O₃成分与熔化设备(尤其是Pt等贵金属)的合金化，可谋求熔化设备的长寿命化。另外，若Sb₂O₃成分的含量过多，则玻璃的可见光透过率反而降低。因此，对于Sb₂O₃成分的含量来说，上限优选为1.0％、更优选为0.5％，进一步优选小于0.1％。

关于Sb₂O₃成分，作为原料可使用Sb₂O₃、Sb₂O₅、Na₂H₂Sb₂O₇·5H₂O等。

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

＜关于不应含有的成分＞

接下来，说明本发明的光学玻璃不应含有的成分及含有时不理想的成分。

根据需要，可以在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内添加其他成分。但关于除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各过渡金属成分，具有即使单独或复合含有少量各成分时，玻璃也会着色，在可见光范围的特定的波长处发生吸收的性质，因此，尤其是在使用可见光区域的波长的光学玻璃中，优选实质上不含有上述成分。

进而，关于PbO等铅化合物、及Th、Cd、Tl、Os、Be、Se各成分，近年作为有害的化学物质有控制其使用的倾向，不只是在玻璃的制造工序，而且直至加工工序、及制品化后的处理中需要环境对策上的处置。因此，在重视环境方面的影响的情况下，除了不可避免地混入以外，优选实质上不含有上述成分。由此，成为光学玻璃中实质上不含有污染环境的物质。因此，即使不进行特别的环境对策上的处置，也可制造、加工及废弃该光学玻璃。

本发明中的各成分的含量的范围以相对于氧化物换算组成的玻璃总质量的质量％表示，因此，并不直接以摩尔％的记载表示，但满足本发明中要求的各特性的玻璃组合物中存在的各成分的基于摩尔％表示的组成以氧化物换算组成计通常取以下的值。

B₂O₃成分为5.0～70.0摩尔％，

La₂O₃成分为3.0～20.0摩尔％，及

ZnO成分为15.0～60.0摩尔％，

以及，

Gd₂O₃成分为0～3.0摩尔％，

Y₂O₃成分为0～5.0摩尔％，

Yb₂O₃成分为0～3.0摩尔％，

Lu₂O₃成分为0～3.0摩尔％，

Ta₂O₅成分为0～7.0摩尔％，

Nb₂O₅成分为0～20.0摩尔％，

TiO₂成分为0～40.0摩尔％，

WO₃成分为0～25.0摩尔％，

SiO₂成分为0～30.0摩尔％，

Li₂O成分为0～30.0摩尔％，

MgO成分为0～50.0摩尔％，

CaO成分为0～40.0摩尔％，

SrO成分为0～30.0摩尔％，

BaO成分为0～35.0摩尔％，

Na₂O成分为0～25.0摩尔％，

K₂O成分为0～20.0摩尔％，

Cs₂O成分为0～10.0摩尔％，

P₂O₅成分为0～15.0摩尔％，

GeO₂成分为0～10.0摩尔％，

Bi₂O₃成分为0～5.0摩尔％，

ZrO₂成分为0～18.0摩尔％，

Al₂O₃成分为0～15.0摩尔％，

Ga₂O₃成分为0～5.0摩尔％，

TeO₂成分为0～25.0摩尔％，

SnO₂成分为0～0.3摩尔％，或

Sb₂O₃成分为0～1.0摩尔％。

[制造方法]

本发明的光学玻璃例如按照以下的方式制作。即，按照使各成分在规定的含量的范围内的方式均匀混合上述原料，将制成的混合物投入到铂坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度，在电炉中在1200～1400℃的温度范围内进行3～4小时熔融，并搅拌均质化，然后降低至适当的温度，然后浇铸至模具中，缓慢冷却，由此制作。

[物性]

本发明的光学玻璃优选具有高折射率及高阿贝数(低分散)。尤其是，本发明的光学玻璃的折射率(n_d)的下限优选为1.75、更优选为1.78、进一步优选为1.80。该折射率的上限可以优选为2.20、更优选为2.10、进一步优选为2.00。另外，本发明的光学玻璃的阿贝数(ν_d)的下限优选为30、更优选为32、进一步优选为35，上限优选为40、更优选为39.8、进一步优选为39.5。

通过具有这样的高折射率，从而即使谋求光学元件的薄型化也可得到大的光折射量。另外，通过具有这样的低分散，从而即使为单透镜也可减小光的波长不同导致的焦点偏差(色差)。而且，通过具有这样的低分散，从而例如在与具有高分散(低阿贝数)的光学元件组合时，可谋求高的成像特性等。

因此，本发明的光学玻璃在光学设计上有用，不仅可实现特别高的成像特性等，而且可实现光学***的小型化，可扩展光学设计的自由度。

本发明的光学玻璃优选可见光透过率、尤其是可见光中短波长侧的光的透过率高，从而着色少。尤其是，在本发明的光学玻璃的厚10mm的样品中显示5％的光谱透射率的最短波长(λ₅)的上限可以优选为400nm、更优选为380nm、进一步优选为360nm。另外，在本发明的光学玻璃的厚10mm的样品中显示80％的光谱透射率的最短波长(λ₈₀)的上限可以优选为500nm、更优选为490nm、进一步优选为480nm。由此，玻璃的吸收端位于可见光区之外，可提高相对于更宽的可见光区域的波长的光的玻璃的透明性，可将该光学玻璃合适地用于透镜等使可见光透过的光学元件。

[预成型体及光学元件]

可使用例如再热加压成型、精密加压成型等模压成型的方法，从制成的光学玻璃制作玻璃成型体。即，可利用下述方法来制作玻璃成型体：对由光学玻璃形成的料块、玻璃块进行磨削及研磨来得到光学元件的形状的方法；将对由光学玻璃形成的料块、玻璃块进行再加热而将其成型(再热加压成型)而得到的玻璃成型体进行磨削及研磨的方法；以及利用超精密加工成的模具将切断料块、玻璃块并进行研磨而得到的预成型体材料、或利用公知的浮法成型等而成型得到的预成型体材料成型(精密加压成型)而得到光学元件的形状的方法。需要说明的是，制作玻璃成型体的方法不限于上述方法。

如上所述制作的玻璃成型体对于多种光学元件及光学设计有用。尤其是，优选使用精密加压成型等方法由本发明的光学玻璃制作透镜、棱镜、镜子等光学元件。由此，当使用照相机、投影仪等这样的使光学元件中透过可见光的光学设备时，不仅可实现高精细且高精度的成像特性等，而且可谋求这些光学设备中的光学***的小型化。

[实施例]

本发明的实施例(No.1～No.72)及比较例(No.A)的组成、以及这些玻璃的折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)、以及光谱透射率显示5％及80％的波长(λ₅及λ₈₀)的结果示于表1～表10。需要说明的是，以下的实施例仅为例示目的，并不仅限于这些实施例。

这些实施例及比较例的玻璃均按照如下方式制作：选择作为各成分的原料分别相当的氧化物、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中使用的高纯度原料，以表1～表10中所示的各实施例及比较例的组成的比例进行称量并均匀混合，然后投入到铂坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度，使用电炉在1100～1500℃的温度范围内进行2～5小时熔融，然后搅拌均质化，进行除泡等，然后浇铸至模具中，缓慢冷却，由此制成玻璃。

此处，实施例及比较例的玻璃的折射率及阿贝数基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01－2003测定。需要说明的是，作为本测定中使用的玻璃，使用以缓慢冷却降低速度为－25℃/hr的退火条件，在缓慢冷却炉中进行了处理的玻璃。

另外，实施例及比较例的玻璃的可见光透过率基于日本光学硝子工业会标准JOGIS02测定。需要说明的是，本发明中，通过测定玻璃的透过率，求出玻璃着色的有无及程度。具体而言，基于JISZ8722，对于厚10±0.1mm的对置平行研磨品，测定200～800nm的光谱透射率，求出λ₅(透过率5％时的波长)及λ₈₀(透过率80％时的波长)。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

本发明的实施例的光学玻璃的λ₈₀(透过率80％时的波长)均为500nm以下，更详细地说，为450nm以下。另外，本发明的实施例的光学玻璃的λ₅(透过率5％时的波长)均为400nm以下，更详细地说，为350nm以下。由此可知，本发明的实施例的光学玻璃，着色少，可见光透过率高。

另外，本发明的实施例的光学玻璃的折射率(n_d)均为1.75以上，更详细地说，为1.80以上，在所期望的范围内。

另外，本发明的实施例的光学玻璃的阿贝数(ν_d)均为30以上，更详细地说，为35以上，并且，该阿贝数(ν_d)为40以下，更详细地说，为39以下，在所期望的范围内。

另外，本发明的实施例的光学玻璃与比较例(No.A)的玻璃相比，Ta₂O₅成分的含量少，并且ZnO成分的含量多，因此可降低材料成本。

由此可知，本发明的实施例的光学玻璃不仅折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)在所期望的范围内，而且可廉价地制作，并且着色少，可见光透过率高。因此推测，本发明的实施例的光学玻璃可合适地用于使可见光透过的用途。

进而，使用本发明的实施例的光学玻璃，在进行再热加压成型后，进行磨削及研磨，加工成透镜及棱镜的形状。另外，使用本发明的实施例的光学玻璃，形成精密加压成型用预成型体，将精密加压成型用预成型体精密加压成型加工成透镜及棱镜的形状。在所有情况下均未产生下述问题：与成型模具的熔粘问题，以及加热软化后的玻璃中产生乳白化及失透等问题；可稳定地加工成各种透镜及棱镜的形状。

以上，出于例示目的详细地说明了本发明，但本实施例仅为例示目的，应当理解，在不超出本发明的思想及范围的情况下，本领域技术人员可进行多种改变。

Claims

1.一种光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，含有5.0～40.0％的B₂O₃成分、10.0～40.0％的La₂O₃成分及10.0～40.0％的ZnO成分，具有1.75以上的折射率nd，具有30以上40以下的阿贝数νd。

2.如权利要求1所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

Gd₂O₃成分为0～5.0％，

Y₂O₃成分为0～5.0％，

Yb₂O₃成分为0～5.0％，

Lu₂O₃成分为0～5.0％，

Ta₂O₅成分为0～15.0％。

3.如权利要求1或2所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+Lu₂O₃+Ta₂O₅为15.0％以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Nb₂O₅成分的含量为20.0％以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Ln₂O₃成分的质量和为10.0％以上40.0％以下，Ln₂O₃式中，Ln为选自La、Gd、Y、Yb、Lu中的一种以上。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比ZnO/(Ln₂O₃+Ta₂O₅+Nb₂O₅)为0.31以上。

7.如权利要求1～6中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

TiO₂成分为0～20.0％，

WO₃成分为0～25.0％。

8.如权利要求1～7中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，质量和TiO₂+Nb₂O₅+WO₃为20.0％以下。

9.如权利要求1～8中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比TiO₂/(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)为0.50以下。

10.如权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比(TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)/Ln₂O₃为0.16以上。

11.如权利要求1～10中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，SiO₂成分的含量为15.0％以下。

12.如权利要求1～11中任一项所述的光学玻璃，氧化物换算组成的质量比SiO₂/B₂O₃小于1.00。

13.如权利要求1～12中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Li₂O成分的含量为5.0％以下。

14.如权利要求1～13中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

MgO成分为0～10.0％，

CaO成分为0～10.0％，

SrO成分为0～10.0％，

BaO成分为0～10.0％。

15.如权利要求1～14中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，RO成分的质量和小于15.0％，RO式中，R为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的一种以上。

16.如权利要求1～15中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

Na₂O成分为0～5.0％，

K₂O成分为0～5.0％，

Cs₂O成分为0～5.0％。

17.如权利要求1～16中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，Rn₂O成分的质量和为10.0％以下，Rn₂O式中，Rn为选自Li、Na、K、Cs中的一种以上。

18.如权利要求1～17中任一项所述的光学玻璃，相对于氧化物换算组成的玻璃总质量，以质量％计，

P₂O₅成分为0～10.0％，

GeO₂成分为0～10.0％，

Bi₂O₃成分为0～10.0％，

ZrO₂成分为0～15.0％，

Al₂O₃成分为0～5.0％，

Ga₂O₃成分为0～5.0％，

TeO₂成分为0～15.0％，

SnO₂成分为0～1.0％，

Sb₂O₃成分为0～1.0％。

19.一种光学元件，是由权利要求1～18中任一项所述的光学玻璃形成的。

20.一种精密加压成型用预成型体，是由权利要求1～18中任一项所述的光学玻璃形成的。

21.一种光学元件，是将权利要求20所述的精密加压成型用预成型体精密加压成型而得到的。

22.一种玻璃成型体的制造方法，使权利要求1～18中任一项所述的光学玻璃软化，在模具内进行加压成型。