CN109415239B - 光学玻璃、预成型坯及光学组件 - Google Patents

光学玻璃、预成型坯及光学组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有中折射率低分散的光学特性，且具有良好化学耐久性及小比重的光学玻璃、和使用该光学玻璃的预成型坯及光学组件。光学玻璃以摩尔％计：摩尔和(SiO2+B2O3)为40.0～75.0％；Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上)的摩尔和为3.0％～25.0％；Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)的摩尔和为大于0％～25.0％以下，玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)的乘法运算d×RA值为15.0以下，具有1.58以上1.80以下的折射率(nd)，且具有35以上65以下的阿贝数(νd)。

Description

光学玻璃、预成型坯及光学组件
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃、预成型坯及光学组件。
背景技术
近年来，使用光学***的机器的数字化及高精细化正在高速发展，在数字相机或摄影机等摄影机器、投影仪或投影电视等图像播放(投影)机器等各种光学机器领域，减少光学***中使用的透镜或棱镜等光学组件的数量，使光学***整体更轻盈及更小巧的需求日益增强。
在制作光学组件的光学玻璃中，特别是对可实现光学***整体更轻盈、更小巧及色差修正需求的，具有1.60以上折射率(nd)且具有35以上65以下阿贝数(νd)的中折射率低分散玻璃的需求日益升高。
作为这种中折射率低分散玻璃，众所周知是以专利文献1～2为代表的玻璃组成物。但是，这些由B2O3－La2O3类构成的玻璃组成物在通常使用的玻璃成分的特性上，大多易受水或酸影响，耐久性不足。因此，在进行玻璃的抛光加工时，有时会发生玻璃劣化，有时会在制造工序上产生问题。
此外，对于近年来需求逐步扩大的监控摄像头或车载用摄像头等，因为经常在室外使用，所以多暴露在风雨或大气中的水蒸气等中。在使用传统玻璃组成物制成的撮像组件时，以能在室外长期使用为前提来看，专利文献1～2所记载的玻璃组成的耐久性还不足以胜任。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭55－080736号公报
专利文献2：日本特开平11－139844号公报
发明内容
发明要解决的问题
鉴于上述问题，本发明的目的在于，获得具有上述规定范围的光学常数，具备良好的化学耐久性及小比重的光学玻璃。
用于解决问题的方案
本发明者等为解决上述课题而反复进行了深入试验研究，结果发现，可通过具备特定组成来获得解决上述课题的玻璃，最终完成本发明。具体而言，本发明提供如下技术方案。
(1)一种光学玻璃，
以摩尔％计，
摩尔和(SiO2+B2O3)为40.0～75.0％；
Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上)的摩尔和为3.0％～25.0％；
Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)的摩尔和为大于0％～25.0％以下；
玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)的乘法运算d×RA值为15.0以下，所述光学玻璃具有1.58以上1.80以下的折射率(nd)，且具有35以上65以下的阿贝数(νd)。
(2)根据(1)所述的光学玻璃，其中，
以摩尔％计，
SiO2成分5.0～60.0％
B2O3成分0～70.0％
Al2O3成分0～25.0％、
La2O3成分0～25.0％、
Y2O3成分0～25.0％、
Gd2O3成分0～25.0％、
Lu2O3成分0～5.0％、
Yb2O3成分0～5.0％、
ZrO2成分0～10.0％、
TiO2成分0～10.0％、
Nb2O5成分0～10.0％、
Ta2O5成分0～5.0％、
WO3成分0～5.0％、
ZnO成分0～30.0％、
MgO成分0～30.0％、
CaO成分0～35.0％、
SrO成分0～30.0％、
BaO成分0～30.0％、
Li2O成分0～20.0％、
Na2O成分0～15.0％、
K2O成分0～15.0％、
GeO2成分0～10.0％、
Ga2O3成分0～10.0％、
P2O5成分0～10.0％、
Bi2O3成分0～5.0％、
TeO2成分0～5.0％、
SnO2成分0～3.0％、
Sb2O3成分0～1.0％。
(3)根据(1)或(2)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔比(SiO2+Al2O3)/B2O3为0.1以上。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔和(SiO2+Al2O3)为8.0～65.0％。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔比(Ln2O3/Rn2O)为0.3以上。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔和(ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+TeO2)为0～20.0％。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔比(Ln2O3+SiO2+Al2O3)/(RO+Rn2O+B2O3)为0.2～3.0。
(8)根据(1)～(7)中任一项所述的光学玻璃，其中，摩尔积(BaO×Gd2O3)低于5.0％。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的光学玻璃，其中，粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)具有1级～4级。
(10)根据(1)～(9)中任一项所述的光学玻璃，其中，RO成分(式中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba所成群组中的1种以上)的摩尔和为40.0％以下。
(11)一种预成型坯，由(1)～(10)中任一项的光学玻璃构成。
(12)一种光学组件，由(1)～(10)中任一项的光学玻璃构成。
(13)一种光学机器，具备(12)所述的光学组件。
通过本发明，能够获得具有规定范围内的光学常数及良好化学耐久性的玻璃。
具体实施方式
以下，将对本发明的玻璃的实施方式进行详细说明，但本发明不受以下实施方式的任何限制，在本发明的目的范围内，可对本发明加以适当的变更而进行实施。此外，对于重复说明的部分，有时会进行适当省略，但其并不限制本发明的主旨。
[玻璃成分]
以下将对构成本发明的光学玻璃各成分的组成范围进行说明。在本说明书中，各成分的含有量在没有特别说明时，均用氧化物换算组成相对玻璃总体物质的摩尔％来表示。这里的“氧化物换算组成”，在作为本发明玻璃构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全部分解且变成氧化物的情况下，用所有氧化物换算组成相对全摩尔数的摩尔％来表示。
摩尔和(SiO2+B2O3)为40.0％以上时，容易获得提高抗失透性效果。
如此，(SiO2+B2O3)的摩尔和的下限优选40.0％、更优选45.0％、进一步优选50.0％。
另一方面，通过使该摩尔和在75.0％以下，可以抑制玻璃原料的熔融性劣化及粘性的过度上升。因此，(SiO2+B2O3)的摩尔和上限优选75.0％、更优选70.0％、进一步优选65.0％。
Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上)含有量的和(摩尔和)优选为3.0％以上25.0％以下。
特别是，通过使该和在3.0％以上，提高了玻璃的折射率及阿贝数，由此能够轻易获取具有所需折射率及阿贝数的玻璃。因此，Ln2O3成分的摩尔和下限优选3.0％、更优选6.0％、进一步优选8.0％、最优选10％。
另一方面，通过使该和在25.0％以下，玻璃的液相温度降低，由此可以降低玻璃的失透。因此，Ln2O3成分的摩尔和上限优选25.0％、更优选20.0％、进一步优选18.0％。
Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)含有量的和(摩尔和)优选为25.0％以下。由此，可抑制因过量含有而导致的化学耐久性劣化。因此上述总体的含有量上限优选25.0％、更优选20.0％、进一步优选15.0％、更进一步优选10.0％、再进一步优选5.0％、最优选3.0％。
另一方面，通过将该和设为大于0％，可抑制熔融性劣化及粘性的过度上升。因此，Rn2O成分的摩尔和下限优选大于0％，更优选0.5％、进一步优选1.0％。
SiO2成分是提高抗失透性或化学耐久性的必须成分。SiO2成分的含有量下限优选5.0％、更优选10.0％、进一步优选15.0％。
另一方面，通过使SiO2成分的含有量在60.0％以下，能够轻易获得更大的折射率，抑制熔融性的劣化及粘性的过度上升。因此，SiO2成分的含有量上限优选60.0％以下、更优选50.0％、进一步优选40.0％、更进一步优选30.0％、最优选20.0％。
SiO2成分可以使用SiO2、K2SiF6、Na2SiF6等作为原料。
B2O3成分为能有效提高熔融性，提高抗失透性的任意成分。B2O3成分的含有量下限优选大于0％，更优选5.0％，进一步优选10.0％、更进一步优选15.0％、再优选20.0％、再进一步优选30.0％、最优选40.0％。
另一方面，通过使B2O3成分的含有量在70.0％以下，可抑制玻璃化学耐久性的劣化。因此，B2O3成分的含有量上限优选70.0％、更优选60.0％、进一步优选55.0％、最优选50.0％。
B2O3成分可以使用H3BO3、Na2B4O7、Na2B4O7·10H2O、BPO4等作为原料。
Al2O3成分为能有效提高抗失透性或化学耐久性的任意成分。Al2O3成分的含有量下限优选大于0％，更优选0.5％、进一步优选1.0％。
特别是，通过使Al2O3成分的含有量在5.0％以上，在大量含有Rn2O成分的情况下，可以显著地提高化学耐久性。因此，Al2O3成分的含有量下限优选5.0％、更优选10.0％、最优选15.0％。
另一方面，通过使Al2O3成分的含有量在25.0％以下，抑制了因过量含有而导致的抗失透性劣化及折射率降低。因此，Al2O3成分的含有量上限优选25.0％、更优选20.0％、最优选18.0％。
Al2O3成分可以使用Al2O3、Al(OH)3、AlF3、Al(PO3)3等作为原料。
La2O3成分为提高玻璃折射率，且提高玻璃阿贝数的任意成分。因此，La2O3成分的含有量下限优选大于0％，更优选1.0％、进一步优选3.0％、更进一步优选5.0％、最优选8.0％。
另一方面，通过使La2O3成分的含有量在25.0％以下，提高了玻璃的稳定性从而降低失透。因此，La2O3成分的含有量上限优选25.0％、更优选20.0％、进一步优选15.0％、最优选12.0％。
La2O3成分可以使用La2O3、La(NO3)3·XH2O(X为任意的整数)等作为原料。
Y2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，在维持高折射率及高阿贝数的同时，降低玻璃的材料成本，且相比其他稀土类成分可进一步降低玻璃比重的任意成分。因此，Y2O3成分的含有量下限优选大于0％，更优选1.0％、进一步优选2.5％、最优选3.5％。
另一方面，通过使Y2O3成分的含有量在25.0％以下，可提高玻璃的抗失透性。因此，Y2O3成分的含有量上限优选25.0％、更优选20.0％、进一步优选15.0％、更进一步优选10.0％、最优选5.0％。
Y2O3成分可以使用Y2O3、YF3等作为原料。
Gd2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃的折射率及阿贝数的任意成分。
另一方面，通过使在稀土类元素中也较昂贵的Gd2O3成分在25.0％以下，抑制比重的增加，可降低玻璃的材料成本，由此实现低价制作光学玻璃。因此，Gd2O3成分的含有量上限优选25.0％、更优选20.0％、进一步优选15.0％、更进一步优选10.0％、再优选5.0％、最优选1.0％。从控制材料成本及抑制比重增加的观点出发，也可以不含Gd2O3成分。
Gd2O3成分可以使用Gd2O3、GdF3等作为原料。
Lu2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率及阿贝数的任意成分。
另一方面，通过使Lu2O3成分的含有量分别在5.0％以下，降低了玻璃的材料成本，因此，可以更低价地制作光学玻璃。由此也可提高玻璃的抗失透性。因此，Lu2O3成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％、最优选0.1％。从降低材料成本的观点出发，也可以不含Lu2O3成分。
Lu2O3成分可以使用Lu2O3等作为原料。
Yb2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率及阿贝数的任意成分。
另一方面，通过使Yb2O3成分的含有量在5.0％以下，降低了玻璃的材料成本，因此，可以更低价地制作光学玻璃。由此也可提高玻璃的抗失透性。因此，Yb2O3成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％、最优选0.1％。从降低材料成本的观点出发，也可以不含Yb2O3成分。
Yb2O3成分可以使用Yb2O3等作为原料。
ZrO2成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率及阿贝数，且可提高抗失透性的任意成分。
另一方面，通过使ZrO2成分的含有量在10.0％以下，可降低因ZrO2成分的过量含有而导致的失透。因此，ZrO2成分的含有量上限优选10.0％、更优选5.0％、进一步优选3.0％、最优选1.0％。
ZrO2成分可以使用ZrO2、ZrF4等作为原料。
TiO2成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率的任意成分。
另一方面，通过使TiO2成分的含有量在10.0％以下，可降低因TiO2成分的过量含有而导致的失透，进而抑制玻璃对可见光(特别是波长500nm以下)的透射率的降低。因此，TiO2成分的含有量上限优选10.0％、更优选5.0％、进一步优选3.0％、最优选1.0％。
Nb2O5成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率的任意成分。
另一方面，通过使Nb2O5成分的含有量在10.0％以下，可降低因Nb2O5成分的过量含有而导致的失透，进而抑制玻璃对可见光(特别是波长500nm以下)的透射率的降低。因此，Nb2O5成分的含有量上限优选10.0％、更优选5.0％、进一步优选3.0％、最优选1.0％。
Nb2O5成分可以使用Nb2O5等作为原料。
Ta2O5成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率、提高抗失透性的任意成分。
另一方面，通过使昂贵的Ta2O5成分在5.0％以下，从而降低玻璃的材料成本，由此可以更低价地制作光学玻璃。因此，Ta2O5成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％、最优选0.1％。从降低材料成本的观点出发，也可以不含Ta2O5成分。
Ta2O5成分可以使用Ta2O5等作为原料。
WO3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率、提高抗失透性的任意成分。
另一方面，通过使WO3成分的含有量在5.0％以下，降低因WO3成分而导致的玻璃着色，提高了可见光透射率。因此，WO3成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％。
WO3成分可以使用WO3等作为原料。
ZnO成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高低温熔融性的任意成分。
另一方面，通过使ZnO成分的含有量在30.0％以下，抑制了因过量含有而导致的阿贝数降低及抗失透性降低。因此，ZnO成分的含有量上限优选30.0％、更优选20.0％、进一步优选15.0％、更进一步优选10.0％、再优选5.0％、再进一步优选3.0％、最优选1.0％。
ZnO成分可以使用ZnO、ZnF2等作为原料。
MgO成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高低温熔融性的任意成分。
另一方面，通过使MgO成分的含有量在30.0％以下，可抑制因MgO成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化及抗失透性降低。因此，MgO成分的含有量上限优选30.0％、更优选20.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％、再进一步优选3.0％、最优选1.0％。
MgO成分可以使用MgCO3、MgF2等作为原料。
CaO成分为，在含有量大于0％的情况下，能够轻易获得提高低温熔融性，抑制粘性过度上升的效果。因此，CaO成分的含有量下限优选大于0％，更优选0.5％、进一步优选1.0％。特别是，当Al2O3成分含有量少于5.0％时，抗失透性不足，因此，通过使CaO成分的下限在2.0％以上，可以改善抗失透性。因此，CaO成分下限优选2.0％、更优选3.0％、进一步优选5.0％。
另一方面，通过使CaO成分的含有量在35.0％以下，可抑制因CaO成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化及抗失透性降低。因此，CaO成分的含有量上限优选35.0％、更优选25.0％、进一步优选15.0％、更进一步优选10.0％、再进一步优选5.0％。
CaO成分可以使用CaCO3、CaF2等作为原料。
SrO成分为，在含有量大于0％的情况下，能够轻易获得提高低温熔融性，抑制粘性过度上升的效果。因此，SrO成分的含有量下限优选大于0％、更优选0.5％、进一步优选1.0％。
特别是，在Al2O3成分含有量少于8.0％的情况下，抗失透性不足，因此，通过使SrO成分的下限在2.0％以上，可改善抗失透性。因此，SrO的成分下限优选2.0％、更优选3.0％、进一步优选5.0％。
另一方面，通过使SrO成分的含有量在30.0％以下，可抑制因SrO成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化及抗失透性降低。因此，SrO成分的含有量上限优选30.0％、更优选20.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％。
SrO成分可以使用Sr(NO3)2、SrF2等作为原料。
BaO成分为，在含有量大于0％的情况下，能够轻易获得提高低温溶融性，抑制粘性过度上升的效果。因此，BaO成分的含有量下限优选大于0％，更优选0.5％、进一步优选1.0％。特别是，在Al2O3成分含有量少于8.0％时，抗失透性不足，因此，通过使BaO成分的下限在2.0％以上，可以改善抗失透性。因此，BaO的成分下限优选2.0％、更优选3.0％、进一步优选5.0％。
另一方面，通过使BaO成分的含有量在30.0％以下，可抑制因BaO成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化及抗失透性降低。因此，BaO成分的含有量上限优选30.0％、更优选20.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％。
BaO成分可以使用BaCO3、Ba(NO3)2、BaF2等作为原料。
Li2O成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高低温熔融性及玻璃成形性的任意成分。因此，Li2O成分的含有量下限优选大于0％，更优选大于0.1％，进一步优选0.5％。
另一方面，通过使Li2O成分的含有量在20.0％以下，可抑制因Li2O成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化。因此，Li2O成分的含有量上限优选20.0％、更优选15.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％、再进一步优选3.0％、最优选1.0％。
Li2O成分可以使用Li2CO3、LiNO3、Li2CO3等作为原料。
Na2O成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高低温熔融性及玻璃成形性的任意成分。因此，Na2O成分的含有量下限优选大于0％，更优选大于0.1％，进一步优选0.5％。
另一方面，通过使Na2O成分的含有量在15.0％以下，可抑制因Na2O成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化。因此，Na2O成分的含有量上限优选15.0％、更优选10.0％、进一步优选5.0％、更进一步优选3.0％、最优选1.0％。
Na2O成分可以使用Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6等作为原料。
K2O成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高低温熔融性及玻璃成形性的任意成分。因此，K2O成分的含有量下限优选大于0％，更优选大于0.1％，进一步优选0.5％。
另一方面，通过使K2O成分的含有量在15.0％以下，可抑制因K2O成分的过量含有而导致的化学耐久性劣化。因此，K2O成分的含有量上限优选15.0％、更优选10.0％、进一步优选5.0％、更进一步优选3.0％、最优选1.0％。
K2O成分可以使用K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等作为原料。
GeO2成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率及抗失透性的任意成分。
然而，由于GeO2的原料价格较高，所以其含有量较高时会增加生产成本。因此，GeO2成分的含有量上限优选10.0％、更优选5.0％、进一步优选3.0％、更进一步优选1.0％、再进一步优选0.1％。从降低材料成本的观点出发，也可以不含GeO2成分。
GeO2成分可以使用GeO2等作为原料。
Ga2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃折射率及抗失透性的任意成分。
然而，由于Ga2O3的原料价格较高，所以其含有量较高时会增加生产成本。因此，Ga2O3成分的含有量上限优选10.0％、更优选5.0％、进一步优选3.0％、更进一步优选1.0％、再进一步优选0.1％。从降低材料成本的观点出发，也可以不含Ga2O3成分。
Ga2O3成分可以使用Ga2O3等作为原料。
P2O5成分为，在含有量大于0％的情况下，可降低玻璃的液相温度，提高抗失透性的任意成分。
另一方面，通过使P2O5成分的含有量在10.0％以下，能够抑制玻璃的化学耐久性、特别是能够抑制耐水性的降低。因此，P2O5成分的含有量上限优选10.0％、进一步优选5.0％、最优选1.0％。
P2O5成分可以使用Al(PO3)3、Ca(PO3)2、Ba(PO3)2、BPO4、H3PO4等作为原料。
Bi2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，降低玻璃化转变温度的任意成分。
另一方面，通过使Bi2O3成分的含有量在5.0％以下，可抑制玻璃着色，提高抗失透性。因此，Bi2O3成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％、最优选0.1％。
Bi2O3成分可以使用Bi2O3等作为原料。
TeO2成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高折射率，降低玻璃化转变温度的任意成分。
另一方面，TeO2在铂制坩锅、或与熔融玻璃相接部分由铂形成的熔融槽中熔融玻璃原料时，存在可能与铂产生合金化的问题。因此，TeO2成分的含有量上限优选5.0％、更优选3.0％、进一步优选1.0％、最优选0.1％。
TeO2成分可以使用TeO2等作为原料。
SnO2成分为，在含有量大于0％的情况下，可降低熔融玻璃的氧化而使玻璃更清澈，且可提高玻璃的可见光透射率的任意成分。
另一方面，通过使SnO2成分的含有量在3.0％以下，可降低熔融玻璃因还原而导致的玻璃着色、玻璃失透。此外，因降低了SnO2成分与熔解设备(特别是Pt等贵金属)的合金化，可实现熔解设备使用寿命的延长。因此，SnO2成分的含有量上限优选3.0％、更优选1.0％、进一步优选0.5％、最优选0.1％。
SnO2成分可以使用SnO、SnO2、SnF2、SnF4等作为原料。
Sb2O3成分为，在含有量大于0％的情况下，能够使熔融玻璃脱泡的任意成分。
另一方面，如果Sb2O3量过多，可见光区域中短波长区域的透射率就会变差。因此，Sb2O3成分的含有量上限优选1.0％、更优选0.7％、进一步优选0.5％、更进一步优选0.2％、最优选0.1％。
Sb2O3成分可以使用Sb2O3、Sb2O5、Na2H2Sb2O7·5H2O等作为原料。
此外，将玻璃澄清、脱泡的成分不限于上述Sb2O3成分，还可以使用玻璃制造领域中的公知的澄清剂、脱泡剂或它们的组合。
F成分为，在含有量大于0％的情况下，可提高玻璃阿贝数，降低玻璃化转变温度，且可提高抗失透性的任意成分。
然而，当F成分的含有量、即与上述各金属元素的1种或2种以上氧化物的一部分或全部进行了置换后，成为氟化物的F的总量大于15.0％时，因F成分的挥发量增多，而难以获得稳定的光学常数，难以得到均质的玻璃。
因此，F成分的含有量上限优选15.0％、更优选12.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％、再进一步优选3.0％、最优选1.0％。
F成分通过使用如ZrF4、AlF3、NaF、CaF2等作为原料，可包含于玻璃内。
RO成分(式中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba所成群组中的1种以上)的含有量的和(摩尔和)优选为40.0％以下。由此，可抑制因过量含有而导致的化学耐久性劣化或抗失透性降低。因此，RO成分的摩尔和上限优选40.0％、更优选30.0％、进一步优选25.0％、更进一步优选20.0％、再进一步优选15.0％、再更进一步优选10.0％、最优选5.0％。
另一方面，通过使其大于0％，能够轻易获得提高玻璃原料的熔融性及抑制粘性过度上升的效果。因此，RO成分的摩尔和下限优选大于0％，更优选0.5％、进一步优选1.0％。
特别是，在Al2O3成分含有量少于8.0％的情况下，抗失透性不足，因此，通过使RO成分下限为2.0％以上，可以改善抗失透性。由此，RO的成分下限优选2.0％、更优选3.0％，进一步优选5.0％。
摩尔比(SiO2+Al2O3)/(B2O3)为0.1以上时，能够轻易获得提高玻璃化学耐久性的效果。因此，(SiO2+Al2O3)/(B2O3)的摩尔比下限优选0.1、更优选0.2、进一步优选0.3、更进一步优选0.4、最优选0.5。
另一方面，通过使该摩尔比在10.0以下，能够抑制玻璃原料熔融性的劣化及粘性的过度上升。因此，(SiO2+Al2O3)/(B2O3)的摩尔比上限也可以优选10.0、更优选8.0、进一步优选6.0、更进一步优选4.0、再进一步优选3.0。
此外，在不含有B2O3成分时，将(SiO2+Al2O3)/(B2O3)值设为无限大。
摩尔和(SiO2+Al2O3)为8.0％以上时，容易获得提高玻璃化学耐久性的效果。因此，(SiO2+Al2O3)的摩尔和下限优选8.0％、更优选10.0％、进一步优选15.0％、进一步优选20.0％、最优选25.0％。
另一方面，通过使该摩尔和在65.0％以下，可抑制玻璃原料熔融性的劣化及粘性的过度上升。因此，(SiO2+Al2O3)的摩尔和上限优选65.0％、更优选60.0％、进一步优选50.0％、更进一步优选45.0％、最优选40.0％。
摩尔比(Ln2O3/Rn2O)为0.3以上时，容易获得提高玻璃化学耐久性的效果。因此，(Ln2O3/Rn2O)的摩尔比下限优选0.3、更优选0.5、最优选0.7。
特别是，通过使摩尔比(Ln2O3/Rn2O)在8.0以下，能够抑制玻璃原料熔融性的劣化及粘性的过度上升。因此，上限优选8.0、更优选5.0、进一步优选3.0。
此外，在不含有Rn2O成分时，将(Ln2O3/Rn2O)值设为无限大。
摩尔和(ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+TeO2)为20.0％以下时，容易获得提高抗失透性的效果，此外，容易抑制阿贝数的过度降低来获得低分散性能。因此，(ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+TeO2)的摩尔和上限优选20.0％、更优选15.0％、进一步优选10.0％、更进一步优选5.0％、再进一步优选3.0％、再更进一步优选1.0％、最优选0.1％。
摩尔比(Ln2O3+SiO2+Al2O3)/(RO+Rn2O+B2O3)为0.2以上时，容易获得提高玻璃化学耐久性的效果。因此，(Ln2O3+SiO2+Al2O3)/(RO+Rn2O+B2O3)的摩尔比下限优选0.2、更优选0.3、进一步优选0.4、最优选0.5。
另一方面，通过使该摩尔比在3.0以下，能够抑制玻璃原料熔融性的劣化及粘性的过度上升。因此，(Ln2O3+SiO2+Al2O3)/(RO+Rn2O+B2O3)的摩尔比上限优选3.0、更优选2.0、进一步优选1.5。
此外，在不含有RO、Rn2O、B2O3成分时，将(Ln2O3+SiO2+Al2O3)/(RO+Rn2O+B2O3)值设为无限大。
摩尔比(Ln2O3/RO)为0.1以上时，容易获得提高玻璃化学耐久性的效果。因此，(Ln2O3/RO)的摩尔比下限优选0.1、更优选0.2、进一步优选0.3。
此外，在不含有RO成分时，将(Ln2O3/RO)值设为无限大。
摩尔积(BaO×Gd2O3)低于5.0时，容易获得同时抑制玻璃比重和成本的效果。因此，(BaO×Gd2O3)的摩尔积上限优选低于5.0，更优选3.0、进一步优选2.0、更进一步优选1.0、最优选0.1。
＜关于不应含有的成分＞
以下，将对本发明光学玻璃中不应含有的成分、及不优选含有的成分进行说明。
在不损害本申请发明的玻璃特性的范围内，可根据需要添加其他成分。然而，除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各个过渡金属成分不论是以分别单独或复合形式，即使少量含量，玻璃也会着色，且其具有对可见区的特定波长产生吸收的性质，因此，特别在使用可见区域波长的光学玻璃中，推荐实质上不含有。
Nd2O3成分对玻璃着色影响较强，因此推荐实质上不含有，也就是说除不可避免的混入外，完全不含有。
Er2O3成分对玻璃着色影响较强，因此推荐实质上不含有，也就是说除不可避免的混入外，完全不含有。
此外，PbO等铅化合物的成分，因环境负担较重，因此推荐实质上不含有，也就是说除不可避免的混入外，完全不含有。
此外，As2O3等砷化合物之类的成分，因环境负担较重，因此推荐实质上不含有，也就是说除不可避免的混入外，完全不含有。
进而，Th、Cd、Tl、Os、Be、及Se的各成分，近年来作为有害化学物质而被控制使用，在此趋势下，不仅在玻璃的制造工序中，在加工工序及产品化后的处置中，皆需要采取维护环境保护的措施。因此，在重视环境影响的情况下，推荐实质上不含有这些成分。
[物理性质]
本发明的光学玻璃优选具备中折射率及高阿贝数(低分散)。特别是，本发明的光学玻璃折射率(nd)下限优选1.58、更优选1.60、进一步优选1.62、更进一步优选1.63、最优选1.64。该折射率(nd)上限优选1.80、更优选1.75、进一步优选1.70、最优选1.68。
此外，本发明的光学玻璃阿贝数(νd)下限优选35、更优选38、进一步优选40、更进一步优选45、最优选50。该阿贝数(νd)上限优选65，但优选64、更优选63，进一步优选62、更进一步优选61、最优选60。
通过具有这种中折射率，即使追求光学组件的薄型化，也能获得较大的光折射量。此外，通过具有这种低分散，在作为单透镜使用时能够减小因光的波长而引起的焦点偏差(色差)。因此，在与具有高分散(阿贝数较低)的光学组件组合而构成光学***时，能够作为该光学***的整体使像差减少，进而追求更高的成像特性等。
如此，本发明的光学玻璃在光学设计上有益，特别是在构成光学***时，能够在实现较高成像特性等的同时，实现光学***的小型化，扩大光学设计的自由度。
本发明的光学玻璃优选小比重。具体而言，本发明的光学玻璃比重在5.00以下。由此可降低光学组件及使用其的光学设备的质量，有助于使光学设备更轻盈。因此，本发明的光学玻璃比重上限优选5.00、更优选4.70、进一步优选4.50。此外，本发明的光学玻璃比重大多在2.80以上，更详细而言为3.00以上，进一步详细而言为3.20以上。
本发明的光学玻璃比重基于日本光学玻璃工业会标准JOGIS05－1975的“光学玻璃比重的测定方法”进行测定。
玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)的乘法运算(d×RA)值优选低值。更具体而言，本发明的(d×RA)乘法运算值为15.0以下。
由此，能够制作具有良好耐酸性，且比重较轻的透镜，从而更容易制作适用于车载或监控摄像头等用途的更轻盈且对酸雨等具有耐性的光学组件。
因此，本发明的(d×RA)的乘法运算值上限优选15.0、更优选14.0、进一步优选13.0、更进一步优选12.0、再进一步优选11.0、再更进一步优选10.5、最优选10.0。
此外，对本发明的光学玻璃的(d×RA)乘法运算值的下限值没有特别限定，但大多为3.0以上，更详细而言为5.0以上，进一步详细而言为6.5以上。
本发明的光学玻璃优选具有较高耐酸性。特别是，以JOGIS06－1999为基准的基于玻璃粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)优选为1～4级，更优选为1～3级。
由此，除了改善光学玻璃的加工性外，在车载等用途的使用中，由于减少了因酸雨等导致的玻璃模糊，因此源自玻璃的光学组件的制作变得更加方便。
此处的“耐酸性”是指，对于玻璃酸侵蚀的耐久性，该耐酸性可以通过日本光学玻璃工业会标准“光学玻璃化学耐久性的测定方法”JOGIS06－1999进行测定。此外，“粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～3级”是指，基于JOGIS06－1999标准所进行的化学耐久性(耐酸性)，在测定前后试样质量的减量率低于0.65质量％。
此外，化学耐久性(耐酸性)的“1级”是指测定前后试样质量的减量率低于0.20质量％，“2级”是指测定前后试样质量的减量率为0.20质量％以上且低于0.35质量％，“3级”是指测定前后试样质量的减量率为0.35质量％以上且低于0.65质量％，“4级”是指测定前后试样质量的减量率为0.65质量％以上且低于1.20质量％，“5级”是指测定前后试样质量的减量率为1.20质量％以上且低于2.20质量％，“6级”是指测定前后试样质量的减量率为2.20质量％以上。
本发明的光学玻璃优选抗失透性高，具体而言，优选具有较低液相温度。
即，本发明的光学玻璃液相温度上限优选1200℃、更优选1150℃、进一步优选1100℃。如此，即使熔解后的玻璃在更低温度下流出，也可降低所制作的玻璃的结晶化，由此可降低从熔融状态形成玻璃时的失透，减少对玻璃所构成的光学组件的光学特性的影响。此外，即使降低玻璃的熔解温度，也能使玻璃成形，因此，通过抑制玻璃成形时所消耗的能量，可以降低玻璃的制造成本。
另一方面，对本发明的光学玻璃液相温度的下限没有特别限定，但通过本发明所得到的玻璃液相温度大致在800℃以上，具体为850℃以上，更具体为900℃以上。此外，本说明书中的“液相温度”是指在具备1000℃～1150℃温度梯度的温度倾斜炉中保持30分钟后，取出到炉外进行冷却，然后用倍率100倍的显微镜观察有无结晶时看不到结晶的最低温度。
[制造方法]
本发明的光学玻璃可以如下方法来制作。即，将上述原料在各成分的规定含有量范围内均匀混合，然后将制成的混合物放入铂坩锅中，根据玻璃组成的熔融难易度放入电炉在1100～1340℃的温度范围内熔融2～6小时后，搅拌均匀并降温至适当温度，然后浇铸到模型中进行缓冷最终制成。
[玻璃成形]
本发明的玻璃可通过公知方法进行熔解成形。此外，对玻璃熔融体的成形方法没有限定。
[玻璃成形体及光学组件]
本发明的玻璃可使用磨削及抛光加工方法等来制作玻璃成形体。即，可对玻璃进行磨削及抛光等机械加工而制作玻璃成形体。此外，制作玻璃成形体的方法不限于上述方法。
因此，由本发明的玻璃形成的玻璃成形体，因为具有良好的耐久性所以加工性良好，且因酸雨等而导致的玻璃劣化较小，可使用于车载等用途中。
实施例
表1～表10示出本发明的玻璃实施例、比较例的组成及该类玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)、比重(d)、粉末法耐酸性等级(RA)及液相温度。此外，以下实施例仅作为示例用，本发明并不限定于这些实施例。
本发明的实施例及比较例的玻璃均如下制作：作为各成分原料，分别选定相当的氧化物、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光学玻璃所使用的高纯度原料，称重并均匀混合，使其达到表中所示的各实施例的组成比例，然后放入铂坩锅中，根据玻璃组成的熔融难易度放入电炉中，在1100～1350℃温度范围内熔融2～5小时后，搅拌均匀后浇铸到模型等中，最后进行缓冷制作玻璃。
此处，实施例及比较例的玻璃折射率及阿贝数基于日本光学玻璃工业会标准JOGIS01－2003进行测定。此处的折射率及阿贝数，是通过对经－25℃/hr的缓冷降温速度而得到的玻璃进行测定而求出的。
实施例及比较例的玻璃的比重基于日本光学玻璃工业会标准JOGIS05－1975的“光学玻璃比重测定方法”进行测定。
实施例及比较例的玻璃耐酸性以日本光学玻璃工业会标准的“光学玻璃化学耐久性测定方法”JOGIS06－1999为标准进行测定。即，将被粉碎为粒度425～600μm的玻璃试样置于比重瓶，放入铂金笼中。将铂金笼放入加入了0.01N硝酸水溶液的石英玻璃制圆底长颈瓶中，于沸水中处理60分钟。计算处理后玻璃试样的减量率(质量％)，将该减量率(质量％)低于0.20的情况设为1级，将减量率为0.20～低于0.35的情况设为2级，将减量率为0.35～低于0.65的情况设为3级，将减量率为0.65～低于1.20的情况设为4级，将减量率为1.20～低于2.20的情况设为5级，将减量率为2.20以上的情况设为6级。此时，级数越小，意味着玻璃耐酸性越优异。
实施例及比较例的玻璃液相温度，是在具备1000℃～1150℃温度梯度的温度倾斜炉中保持30分钟，取出到炉外进行冷却后，用倍率100倍的显微镜观察有无结晶时看不到结晶时求出的最低温度。
此外，记载为“1000℃以下”的情况是指至少在1000℃时看不到结晶。
[表1]
Figure GDA0003162406510000181
[表2]
Figure GDA0003162406510000191
[表3]
Figure GDA0003162406510000192
Figure GDA0003162406510000201
[表4]
Figure GDA0003162406510000202
Figure GDA0003162406510000211
[表5]
Figure GDA0003162406510000212
Figure GDA0003162406510000221
[表6]
Figure GDA0003162406510000222
Figure GDA0003162406510000231
[表7]
Figure GDA0003162406510000232
Figure GDA0003162406510000241
[表8]
Figure GDA0003162406510000242
Figure GDA0003162406510000251
[表9]
Figure GDA0003162406510000252
Figure GDA0003162406510000261
[表10]
Figure GDA0003162406510000262
Figure GDA0003162406510000271
如表所示，本发明实施例的光学玻璃因为摩尔和(SiO2+B2O3)为40.0～75.0％，Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上)的摩尔和为3.0％～25.0％，Rn2O成分(式中，Rn为选自Li、Na、K所成群组中的1种以上)的摩尔和为大于0％～25.0％以下，所以能够获得具有优秀耐久性，且具有所希望光学常数的光学玻璃。
此外，本发明实施例的光学玻璃，折射率(nd)均在1.60以上，更详细而言为1.64以上，同时该折射率(nd)在1.80以下，处于所希望的范围内。
此外，本发明实施例的光学玻璃，阿贝数(νd)均在65以下，同时该阿贝数(νd)为35以上，更详细而言为40以上，处于所希望的范围内。
此外，本发明的光学玻璃可形成稳定的玻璃，在制作玻璃时不易引起失透。这些效果也可通过本发明的光学玻璃液相温度为1150℃以下，更详细而言为1100℃以下来推测。
此外，本发明实施例的光学玻璃，比重均在5.00以下，更详细而言为3.60以下。由此可知本发明实施例的的光学玻璃比重较小。
此外，本发明实施例的光学玻璃，粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)均为1～4级，处于所希望的范围内。
进而，本发明实施例的光学玻璃，玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)乘法运算d×RA值均为15.0以下。
因此，本发明实施例的光学玻璃，折射率(nd)及阿贝数(νd)处于所希望范围内，同时比重值均具有5.00以下的值，且粉末法测定的化学耐久性(耐酸性)为1～4级，玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)的乘法运算d×RA值处于所希望范围内。由此可知本发明实施例的光学玻璃在更轻盈的同时具有良好的化学耐久性。
另一方面，比较例的光学玻璃中，Ln2O3成分(式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上)的摩尔和低于3.0％，玻璃比重(d)和粉末法耐酸性等级(RA)的乘法运算d×RA值大于15.0，因此，比重较轻，无法获得具有良好化学耐久性的玻璃材料。
进而，使用本发明实施例的光学玻璃形成玻璃块，对该玻璃块进行磨削及抛光，加工成透镜及棱镜形状。其结果可以稳定地加工成各种透镜及棱镜形状。
以上，以例示目的对本发明详细地进行了说明，然而要理解，本实施例的目的仅用于例示，本领域的技术人员可以在不脱离本发明思想及范围的情况下，对其进行多种改变。

Claims (12)

1.一种光学玻璃，
以摩尔％计：
SiO2成分5.0～21.24％；
B2O3成分为44.51％以上；
ZnO成分为0～5.0％；
La2O3成分为4.05～25.0％；
摩尔和SiO2＋B2O3为50.0～75.0％；
Ln2O3成分的摩尔和为4.05％～25.0％，式中，Ln为选自La、Gd、Y、Lu所成群组中的1种以上；
Rn2O成分的摩尔和为大于0％～10.0％以下，式中，Rn为选自Li、Na、K所成群组中的1种以上；
摩尔和SiO2＋Al2O3为16.32～50.0％；
玻璃比重（d）和粉末法耐酸性等级（RA）的乘法运算d×RA值为15.0以下，
所述光学玻璃具有1.58以上1.67以下的折射率（nd），且具有35以上65以下的阿贝数（νd）。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，
以摩尔％计：
Al2O3成分0～25.0％、
Y2O3成分0～20.0％、
Gd2O3成分0～20.0％、
Lu2O3成分0～5.0％、
Yb2O3成分0～5.0％、
ZrO2成分0～10.0％、
TiO2成分0～10.0％、
Nb2O5成分0～10.0％、
Ta2O5成分0～5.0％、
WO3成分0～5.0％、
MgO成分0～30.0％、
CaO成分0～35.0％、
SrO成分0～30.0％、
BaO成分0～30.0％、
Li2O成分0～10.0％、
Na2O成分0～10.0％、
K2O成分0～10.0％、
GeO2成分0～10.0％、
Ga2O3成分0～10.0％、
P2O5成分0～10.0％、
Bi2O3成分0～5.0％、
TeO2成分0～5.0％、
SnO2成分0～3.0％、
Sb2O3成分0～1.0％。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
摩尔比（SiO2＋Al2O3）/B2O3为0.1以上。
4.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
摩尔比Ln2O3/Rn2O为0.5以上。
5.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
摩尔和ZrO2＋TiO2＋Nb2O5＋Ta2O5＋WO3＋Bi2O3＋TeO2为0～20.0％。
6.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
摩尔比（Ln2O3＋SiO2＋Al2O3）/（RO＋Rn2O＋B2O3）为0.2～3.0，式中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba所成群组中的1种以上。
7.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
摩尔积BaO×Gd2O3低于5.0％。
8.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
粉末法耐酸性等级（RA）为1级～4级。
9.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，
RO成分的摩尔和为40.0％以下，式中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba所成群组中的1种以上。
10.一种预成型坯，由权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃构成。
11.一种光学组件，由权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃构成。
12.一种光学机器，具备权利要求11所述的光学组件。
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