TWI756192B - 玻璃、壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件和光學元件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種玻璃，其為氧化物玻璃，以陽離子%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上，阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5，折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足下述關係：nd

2.0927-0.0058×νd，且對於表1中記載的陽離子成分，各陽離子成分的含量乘以表1記載的係數的值的合計D相對於折射率(nd)滿足下述(B)式。

Description

玻璃、壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件和光學元件

本發明關於一種玻璃、壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件和光學元件。

藉由將由高折射率低色散玻璃形成的透鏡與由超低色散玻璃形成的透鏡等進行組合而製成膠合透鏡，從而能夠校正色像差並且使光學系統的緊湊化成為可能。因此，高折射率低色散玻璃作為構成攝像光學系統、投影機等投影光學系統的光學元件而佔有非常重要的位置。這樣的高折射率低色散玻璃記載於例如專利文獻1~20中。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2007-063071號公報。

專利文獻2：日本特開2007-230835號公報。

專利文獻3：日本特開2007-249112號公報。

專利文獻4：日本特開2007-261826號公報。

專利文獻5：日本特開2003-267748號公報。

專利文獻6：日本特開2009-203083號公報。

專利文獻7：日本特開2011-230992號公報。

專利文獻8：日本特開2012-025638號公報。

專利文獻9：日本特開昭54-090218號公報。

專利文獻10：日本特開昭56-160340號公報。

專利文獻11：日本特開2001-348244號公報。

專利文獻12：日本特開2008-001551號公報。

專利文獻13：日本特表2013-536791號公報。

專利文獻14：WO10/053214。

專利文獻15：日本特開2012-180278號公報。

專利文獻16：日本特開2012-236754號公報。

專利文獻17：日本特開2014-084235號公報。

專利文獻18：日本特開2014-062025號公報。

專利文獻19：日本特開2014-062026號公報。

專利文獻20：日本特開2011-93780號公報。

對於光學元件用的玻璃，為了示出光學特性的分佈，廣泛地使用光學特性圖(或者也稱為阿貝圖表)。光學特性圖將阿貝數(Abbe number，νd)取在橫軸、將折射率(nd)取在縱軸，以阿貝數(νd)自橫軸的右側向左側依次增加、折射率自縱軸的下方向上方依次增加的方式作成。應予說明的是，以下只要沒有特別的記載，折射率、阿貝數是指對於氦的d線(波長587.56nm)的折射率(nd)、對於氦的d線(波長587.56nm)的阿貝數(νd)。

光學特性圖中，高折射率低色散玻璃(高nd高νd玻璃)的光學特性一般顯示出當阿貝數變小時折射率增加、當 阿貝數增加時折射率降低的所謂的向右上升的分佈。這可認為是由於以下的理由。

高折射率低色散玻璃大多含有氧化硼和氧化鑭等稀土氧化物。在這樣的玻璃中，為了在不減少阿貝數的情況下提高折射率就要提高稀土氧化物的含量。但是，在先前技術的高折射率低色散玻璃中，當提高稀土氧化物的含量時，玻璃的熱穩定性下降，在製造玻璃的過程中玻璃會顯示出失透的傾向。因此，在先前技術的高折射率低色散的玻璃中，難以在抑制想要用作光學元件材料的玻璃的失透的同時使阿貝數和折射率一同提高。這點被認為是先前技術的高折射率低色散玻璃在光學特性圖中顯示出上述這樣的分佈的理由。

另一方面，在光學系統的設計中，折射率高、阿貝數也大(色散低)的玻璃是對於色像差的校正、光學系統的高功能化、緊湊化極其有效的光學元件用的材料。因此，在光學特性圖上設定向右上升的直線，提供這條直線上和比直線折射率高(圖上位於直線左側的區域)的玻璃的意義非常大。

從以上的方面出發，阿貝數(νd)為39.5~41.5、相對於該阿貝數、折射率(nd)為用2.0927-0.0058×νd求得的值以上的玻璃即滿足nd

2.0927-0.0058×νd的關係的玻璃是在光學系統中有用的高折射率低色散玻璃。

另外，構成攝像光學系統、投影機等投影光學系統的光學元件期望輕量化。這是因為將光學元件輕量化關係到安裝該光學元件的攝像光學系統、投影光學系統的輕量化。例如，當將重的光學元件安裝在自動對焦式的照相機中時，驅動 自動對焦時消耗的電耗增加，電池會很快地消耗。相對於此，如果將光學元件進行輕量化，則驅動自動對焦時的電耗降低，能夠延長電池的壽命。

但是，本發明者認為，專利文獻1~20中記載的玻璃中使用阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5、滿足nd

2.0927-0.0058×νd的關係的高折射率低色散玻璃而製作的光學元件有變重的傾向。這是因為，在專利文獻1~20中記載的用於高折射率低色散化的組成調整中，有玻璃的比重增大的傾向。

本發明的一個方式的目的在於提供一種阿貝數(νd)為39.5~41.5、滿足nd

2.0927-0.0058×νd的關係、且可有助於光學元件的輕量化的玻璃。

本發明的一個方式關於一種玻璃，其為氧化物玻璃，以陽離子%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上，阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5，相對於阿貝數(νd)，折射率(nd)滿足下述(1)式：

對於下述所示的表1中記載的陽離子成分，相對於折射率(nd)，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D滿足下記(B)式：

在上述玻璃中，以陽離子%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺(以下，稱這些陽離子成分為“主要陽離子成分”)的合計含量為90%以上。本發明人在為了實現上述目的而反復深刻研究中，著眼於上述主要陽離子成分給予玻璃的比重的影響各自不同。而且，重複了相當多次數的試驗，結果對於各主要陽離子成分決定了如表1所示的係數。藉由以使用這些係數計算的合計D滿足(B)式的方式進行組成調整，從而能夠提供可有助於在阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5中滿足nd

2.0927-0.0058×νd的關係的高折射率低分散玻璃的低比重化即光學元件的輕量化的玻璃。

根據本發明的一個方式，能夠提供具有在光學系統中有用的光學特性且可有助於光學元件的輕量化的玻璃。進而，根據本發明的一個方式，能夠提供由上述玻璃形成的壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件和光學元件。

圖1是將實施例1的各玻璃和比較例1~4的各玻璃的比重取在橫軸、將各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D取在縱軸的圖表。

圖2是將實施例1的各玻璃和比較例1~4的各玻璃的阿貝數(νd)取在橫軸、將根據後述的(A)式算出的值A取在縱軸的圖表。

[玻璃]

本發明的一個方式的玻璃是如下的氧化物玻璃，亦即，以陽離子%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上，阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5，相對於阿貝數(νd)，折射率(nd)滿足上述(1)式，且對於下述所示的表1中記載的陽離子成分，相對於折射率(nd)，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D滿足上述(B)式。

以下，對上述玻璃的細節進行說明。

本發明中的玻璃組成能夠藉由例如ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)等方法進行定量。藉由ICP-AES求得的分析值有時包含分析值的±5%左右的測定誤差。應予說明的是，本說明書和本發明中，構成成分的含量為0%、不包含或者不導入意味著基本上不含該構成成分，指的是該構成成分的含量為雜質水平程度以下。

本發明中，對於陽離子成分用陽離子%來表示玻璃組成。陽離子%眾所周知是將含在玻璃中的全部的陽離子成分的合計含量設為100%的百分率。

以下，只要沒有特別的記載，陽離子成分的含量、多種陽離子成分的含量的合計(合計含量)用陽離子%表示。進而，在陽離子%表示中，將陽離子成分彼此的含量(也含多種陽離子成分的合計含量)的比稱為陽離子比。

以下，對於數值範圍，有時將(更佳)較佳的下限和(更佳)較佳的上限示於表中記載。表中越記載於下方的數值越佳，記載於最下方的數值最佳。此外，只有沒有特別的記載，(更佳)較佳的下限是指記載值以上的值(更佳)較佳，(更佳)較佳的上限是指記載值以下的值(更佳)較佳。能夠使表中的(更佳)較佳的下限的列記載的數值和(更佳)較佳的上限的列記載的數值任意地組合來規定數值範圍。

<玻璃組成>

對於上述玻璃，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、 Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺(主要陽離子成分)的合計含量為90%以上。上述玻璃中，含有的陽離子成分可以僅為主要陽離子成分(亦即主要陽離子成分的合計含量為100%)，也可以除了主要陽離子成分之外含有1種以上的其它陽離子成分。主要陽離子成分的合計含量的較佳的下限如下表2所示。

在上述玻璃的玻璃組成中，對於主要陽離子成分的各種陽離子成分，以相對於折射率(nd)各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D滿足下述(B)式：

的方式進行調整。由此能夠實現阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5、且折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足上述(1)式的高折射率低分散玻璃的輕量化。這點是本發明人經過深入研究，結果新發現的。應予說明的是，對於上述合計D的細節如下，下 述含量的單位為陽離子%。

D=B³⁺含量×0.032 +Si⁴⁺含量×0.029 +La³⁺含量×0.066 +Y³⁺含量×0.053 +Gd³⁺含量×0.093 +Yb³⁺含量×0.094 +Nb⁵⁺含量×0.049 +Ti⁴⁺含量×0.045 +Ta⁵⁺含量×0.104 +W⁶⁺含量×0.111 +Zr⁴⁺含量×0.080 +Zn²⁺含量×0.051 +Mg²⁺含量×0.030 +Ca²⁺含量×0.024 +Sr²⁺含量×0.043 +Ba²⁺含量×0.055 +Li⁺含量×0.031 +Na⁺含量×0.021 +K⁺含量×0.012 +Al³⁺含量×0.034 +Bi³⁺含量×0.090

上述(B)式較佳為下述(B-1)式，更佳為下述(B-2)式，進一步較佳為下述(B-3)式，再進一步較佳為下述(B-4)式， 更進一步較佳為下述(B-5)式，再更進一步較佳為下述(B-6)式，進而再更進一步較佳為下述(B-7)式，再進而再更進一步較佳為下述(B-8)式，更進而再更進一步較佳為下述(B-9)式。

在上述玻璃的玻璃組成中，只要是主要陽離子成分的合計含量是90%以上且滿足(B)式即可，主要陽離子成分中也可以有上述玻璃中所不含(亦即含量為0%)的陽離子成分。對於各陽離子成分的含量的較佳的範圍等，在後面會進一步敘述。但是，本發明並不限定在下述的較佳的範圍。

B³⁺、Si⁴⁺是玻璃的網絡形成成分。當B³⁺和Si⁴⁺的合計含量(B³⁺+Si⁴⁺)為43%以上時，能夠提高玻璃的熱穩定性，抑制製造中的玻璃的晶化。另一方面，當B³⁺和Si⁴⁺的合計含量為65%以下時，能夠抑制折射率(nd)的降低，因此從製作具有上述的光學特性的玻璃的方面考慮較佳。因此，上述玻璃中的B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍較佳設為43~65%。B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的更佳的下限和更佳的上限如下表3所示。

La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺是具有抑制阿貝數(νd)的減少並且提高折射率的作用的成分。此外，這些成分也具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性、提高玻璃化轉變溫度的作用。

當La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)為25%以上時，能夠抑制折射率(nd)的降低，因此從製作具有上述的光學特性的玻璃的方面考慮較佳。進而也能夠抑制玻璃的化學耐久性、耐候性的降低。另外，當玻璃化轉變溫度降低時，在對玻璃進行機械加工(切斷、切削、研磨、拋光等)時，玻璃變得易於破損(機械加工性的降低)，當La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量為25%以上時，能夠抑制玻璃化轉變溫度的降低，因此也能夠提高機械加工性。另一方面，當La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量為50%以下時，因為能夠提高玻璃的熱穩定性，所以也能夠抑制製造玻璃時的晶化，降低熔融玻璃時的原料的熔融殘留。此外，從抑制比重的上升方面考慮亦較佳。因此，在上述玻璃中，La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍較佳設為25~50%。La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的更佳的下限和更佳的上限如下表4所 示。

Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺是具有提高折射率的作用的成分，藉由使其適量含有從而還具有改善玻璃的熱穩定性的作用。當Ti⁴⁺、Nb⁵⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)為3%以上時，從維持熱穩定性並且實現上述的光學特性方面考慮較佳。另一方面，當Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量為12%以下時，能夠抑制熱穩定性的降低和阿貝數(νd)的降低。因此，在上述玻璃中，較佳將Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍設為3~12%。Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的更佳的下限和更佳的上限如下表5所示。

Zr⁴⁺是具有提高折射率的作用的成分，藉由使其適 量含有從而還具有改善玻璃的熱穩定性的作用。此外，Zr⁴⁺還具有藉由提高玻璃化轉變溫度從而在機械加工時使玻璃難以破損的作用。為了良好地得到這些效果，較佳在上述玻璃中將Zr⁴⁺的含量設為2%以上。另一方面，當Zr⁴⁺的含量為8%以下時，因為能改善玻璃的熱穩定性，所以能夠抑制玻璃製造時的晶化、玻璃熔融時的熔融殘留的產生。因此，上述玻璃中的Zr⁴⁺的含量的範圍較佳設為2~8%。Zr⁴⁺含量的更佳的下限和更佳的上限如下表6所示。

為了實現阿貝數(νd)為39.5~41.5、折射率(nd)和阿貝數(νd)滿足上述(1)式的關係的光學特性，較佳在上述玻璃中將Zr⁴⁺含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{Zr⁴⁺含量/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的範圍設為0.48~2.20。從抑制玻璃化轉變溫度的降低(由此改善機械加工性)的觀點出發，亦較佳上述陽離子比的範圍為0.48~2.20。此外，從熱穩定性的提高和玻璃的低色散化的觀點出發，亦較佳上述陽離子比為0.48以上。另一方面，從熔解性的改善和晶化的抑制的觀點出發，亦較佳上述陽離子比為2.20以下。陽離子比{Zr⁴⁺含量/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的更佳的下限和更佳的上 限如下表7所示。

為了實現改善玻璃的熱穩定性並且阿貝數(νd)為39.5~41.5、折射率(nd)和阿貝數(νd)滿足上述(1)式的關係的光學特性，較佳在上述玻璃中將B³⁺和Si⁴⁺的合計含量相對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的陽離子比{B³⁺+Si⁴⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}設為0.70~1.75。當陽離子比((B³⁺+Si⁴⁺)/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺))為0.70以上時，因為能夠改善玻璃的熱穩定性，所以能夠抑制玻璃的失透。此外，從抑制玻璃的比重的增大的方面考慮亦較佳。另一方面，陽離子比((B³⁺+Si⁴⁺)/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺))為1.75以下從實現上述的光學特性的方面考慮較佳。陽離子比{(B³⁺+Si⁴⁺)/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表8所示。

為了實現改善玻璃的熱穩定性並且抑制折射率(nd)的降低的上述的光學特性，較佳在上述玻璃中將B³⁺和Si⁴⁺的合計含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{(B³⁺+Si⁴⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為9.00以下。

為了抑制阿貝數(νd)的減少並且改善玻璃的熱穩定性，較佳將陽離子比{(B³⁺+Si⁴⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為5.00以上。進一步地從低比重化的觀點出發，亦較佳將陽離子比{(B³⁺+Si⁴⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為5.00以上。

陽離子比{(B³⁺+Si⁴⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表9所示。

從改善玻璃的熱穩定性、抑制玻璃的晶化並且使玻璃低比重化的觀點出發，較佳將W⁶⁺含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{W⁶⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為0.50以下。此外，從玻璃的高折射率化、著色降低的觀點出發，亦較佳陽離子比{W⁶⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}為0.50以下。陽離子比{W⁶⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表10所示。

為了改善玻璃的熱穩定性、抑制玻璃的晶化並且實現上述的光學特性，較佳在上述玻璃中將Zn²⁺含量相對於 La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的陽離子比{Zn²⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}設為小於0.2。此外，從抑制玻璃化轉變溫度的降低(由此改善機械加工性)和提高化學耐久性的觀點出發，亦較佳陽離子比{Zn²⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}小於0.20。從改善熔融性的觀點出發，陽離子比{Zn²⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}較佳為0%以上，更佳大於0%。陽離子比{Zn²⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的較佳的下限和較佳的上限如下表11所示。

在稀土元素La、Y、Gd和Yb中，Gd屬於重稀土元素，從玻璃的穩定供給的觀點出發，其為要求降低玻璃中的含量的成分。此外，Gd也是原子量大、使玻璃的比重增加的成分。

Yb也屬於重稀土元素、且原子量大。此外，Yb在近紅外線區域有吸收。另一方面，單反照相機用的交換透鏡、監控攝 像機的透鏡期望在近紅外線區域的光線透射率高。因此，位於成為對於這些透鏡的製作有用的玻璃，期望將Yb的含量降低。

與此相對，La、Y不對近紅外區域的光線透射率帶來不良影響，藉由相對於稀土元素的合計含量適量分配從而改善熱穩定性並且抑制比重的增大，是從提供高折射率低色散玻璃的方面考慮有用的成分。

因此，在上述玻璃中，較佳對於La³⁺，將La³⁺含量相對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的陽離子比{La³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的範圍設為0.50~0.95。陽離子比{La³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表12所示。

此外，對於Y³⁺，較佳將Y³⁺的含量相對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的陽離子比{Y³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的範圍設為0.10~0.50。陽離子比{Y³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表13所示。

如上述記載，從玻璃的穩定供給的觀點出發，Gd³⁺是應該降低玻璃中的含量的成分。從穩定供給具有上述的光學特性的高折射率低色散玻璃的觀點出發，較佳在上述玻璃中將Gd³⁺的含量相對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的陽離子比{Gd³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}設為0.10以下。滿足上述陽離子比還可有助於玻璃的低比重化。陽離子比{Gd³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表14所示。

對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量，以及La³⁺含量、Y³⁺含量、Gd³⁺含量相對於該合計含量的陽離子比，如上所述。La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺的各成分的含量的較佳的下限和較佳的上限如下表15~18所示。另外，對於Y³⁺的含量，從 改善玻璃的熱穩定性和熔融性的觀點出發，亦較佳下表15~18所示的下限。

對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺，藉由適量含有，從而發揮提高折射率、改善玻璃的熱穩定性的作用。但是，Ta⁵⁺儘管具有提高折射率的作用，但是它是極其昂貴的成分。因此，從玻璃的穩定供給的觀點出發，不是較佳積極地使用Ta⁵⁺。此外，當Ta⁵⁺的含量多時，熔融玻璃時原料變得容易熔融殘留。此外，玻璃的比重增加。總之，Ta⁵⁺是應該降低含量的成分。因此，不是較佳積極地使用Ta⁵⁺。為了改善玻璃的熱穩定性並且謀求高折射率低色散化和Ta的使用量削減，對於Ta⁵⁺，較佳Ta⁵⁺的含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{Ta⁵⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為0.2以下。陽離子比{Ta⁵⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的較佳的下限和更佳的上限如下表19所示。

此外，對於Nb⁵⁺，為了提供為了能夠穩定供給玻璃而降低Gd³⁺、Ta⁵⁺的含量、較佳與Gd³⁺、Ta⁵⁺一同降低Yb³⁺的含量並且熱穩定性優異的高折射率低色散玻璃，在考慮Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺的上述作用的基礎上，較佳將Nb⁵⁺的含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{Nb⁵⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為0.2以上。此外，與Ta⁵⁺、W⁶⁺相比，Nb⁵⁺是具有能夠在不使比重增大的情況下提高折射率的傾向的成分。因此，為了抑制比重的增大，較佳陽離子比{Nb⁵⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}增大。陽離子比{Nb⁵⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的更佳的下限和較佳的上限如下表20所示。

進而，從防止高色散化的觀點和著色的觀點出發，較佳將Ti⁴⁺含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{Ti⁴⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}設為0.6以下。陽離 子比{{Ti⁴⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的較佳的下限和更佳的上限如下表21所示。

為了維持玻璃的熱穩定性並且抑制阿貝數(νd)的降低，較佳使La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)的陽離子比{(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的下限為下表所示的較佳的下限的值。

另一方面，為了抑制折射率的降低並且維持玻璃的熱穩定性，較佳使陽離子比{(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的上限為下表22所示的較佳的上限的值。

對於上述玻璃的玻璃組成，以下進一步進行說明。

對於作為玻璃的網絡形成成分的B³⁺和Si⁴⁺的合計含量等，如上所述。對於B³⁺和Si⁴⁺，B³⁺比Si⁴⁺改善熔融性的作用優異，但熔融時易發揮。另一方面，Si⁴⁺具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性、機械加工性或者提高熔融時的玻璃的黏性的作用。

一般地，在含B³⁺和La³⁺等稀土元素的高折射率低分散玻璃中，熔融時的玻璃的黏性低。但是，當熔融時的玻璃的黏性低時就會變得容易晶化。對於玻璃製造時的晶化，相比於無定形狀態(非晶質狀態)，晶化的狀態更穩定，其是藉由構成玻璃的離子在玻璃中移動而以具有晶體結構的方式進行排列從而產生。因此，藉由以熔融時的黏性增加的方式調節B³⁺和Si⁴的各成分的含量的比率，從而使上述離子難以以具有晶體結構的方式進行配列，能夠進一步抑制玻璃的晶化，進一步改善玻璃的耐失透性。

從以上的觀點出發，B³⁺的含量相對於B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的陽離子比{B³⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}的較佳的下限和較佳的上限如下表23所示。設為下表所示的下限以上從改善玻璃的熔融性的觀點出發亦較佳。此外，設為下表23所示的上限以下從提高熔融時的玻璃的黏性考慮亦較佳。進而，為了降低因熔融時的揮發引起的玻璃組成的變動和由此引起的光學特性的變動，此外從改善玻璃的化學耐久性、耐候性和機械加工性的一個以上的觀點出發，設為下表23所示的上限以下亦較佳。

從改善玻璃的耐失透性、熔融性、成型性、化學耐久性、耐候性、機械加工性等觀點出發，對於B³⁺含量、Si⁴⁺含量，各自較佳的下限和較佳的上限如下表24~25所示。

Zn²⁺具有在熔融玻璃時促進玻璃原料的熔融的作用、即改善熔融性的作用。此外，也具有對折射率(nd)、阿貝數(νd)進行調整、降低玻璃化轉變溫度的作用。從抑制阿貝數(νd)的降 低、改善玻璃的熱穩定性、抑制玻璃化轉變溫度的降低(由此改善機械加工性)、玻璃的低比重化的觀點出發，較佳將Zn²⁺的含量除以B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的值即陽離子比{Zn²⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}設為0.15以下。另外，因為上述玻璃中Zn是可以含有也可以不含有的任選成分，所以較佳陽離子比{Zn²⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}為0以上，但為了提高熔融性、容易地製作均質的玻璃，更佳含有Zn來使陽離子比{Zn²⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}大於0。陽離子比{Zn²⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表26所示。

從改善玻璃的熔融性、熱穩定性、成型性、機械加工性等，實現上述的光學特性的觀點出發，Zn²⁺含量的較佳的下限和較佳的上限如下表27所示。

從進一步改善玻璃的熱穩定性、抑制玻璃化轉變溫度的降低(由此改善機械加工性)、改善化學耐久性的觀點出發，較佳Zn²⁺含量相對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的陽離子比{Zn²⁺/(Ti⁴⁺+Nb⁵⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}為1.0以下。另一方面，由於Zn是任選成分，因此較佳陽離子比{Zn²⁺/(Nb⁵⁺+Ti⁴⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的下限為0，但是從提高熔融性的觀點出發，更佳大於0。考慮到以上的方面，陽離子比{Zn²⁺/(Ti⁴⁺+Nb⁵⁺+Ta⁵⁺+W⁶⁺)}的更佳的下限和更佳的上限如下表28所示。

在考慮到上述作用、效果的基礎上，對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺，Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺的各成分的含量的較佳的範圍如下表29~32所示。

接著，對以上說明了的成分以外的任選成分進行說明。

Li⁺因為使玻璃化轉變溫度降低的作用很強，所以當其含量變多時，示出機械加工性降低的傾向。此外，化學耐久性、耐候性也顯示出降低的傾向。因此，較佳將Li⁺含量設為5%以下。Li⁺的含量的較佳的下限和更佳的上限如下表33 所示。Li⁺的含量也可以為0%。

Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺均具有改善玻璃的熔融性的作用，但當這些含量增加時，顯示出玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性、機械加工性降低的傾向。因此，較佳Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺的各含量的下限和上限分別如下表34~37所示。

從維持玻璃的熱穩定性、化學耐久性、耐候性、機械加工性並且改善玻璃的熔融性的觀點出發，Li⁺、Na⁺和K⁺的合計含量(Li⁺+Na⁺+K⁺)的較佳的下限和較佳的上限如下表38所示。

Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺均是具有改善玻璃的熔融性的作用的成分。但是，當這些成分的含量增加時，玻璃的熱穩定性降低，顯示出失透傾向。因此，這些成分的各自的含量分 別較佳設為下表39~42所示的下限以上，較佳設為上限以下。

此外，從維持玻璃的熱穩定性的觀點出發，較佳Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺的合計含量(Mg²⁺+Ca²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)設為下表43所示的下限以上，較佳設為上限以下。

Al³⁺是具有改善玻璃的化學耐久性、耐候性的作用的成分。但是，當Al³⁺的含量增加時，有時顯示出折射率(nd)的降低傾向、玻璃的熱穩定性的降低傾向，熔融性的降低傾向。考慮以上的方面，較佳Al³⁺的含量為下表44所示的下限以上，較佳為上限以下。

Ga³⁺、In³⁺、Sc³⁺、Hf⁴⁺均具有提高折射率(nd)的作用。但是，這些成分價格昂貴，從得到上述光學玻璃的角度考慮不是必需的成分。因此，Ga³⁺、In³⁺、Sc³⁺、Hf⁴⁺的各含量較佳設為下表45~48所示的下限以上，較佳設為上限以下。

Lu³⁺具有提高折射率(nd)的作用，但也是會使玻璃 的比重增加的成分。此外，Lu與Gd、Yb同樣，是重稀土元素，因此較佳降低Lu的含量。從以上的方面出發，Lu³⁺的含量的較佳的下限和較佳的上限如下表49所示。

Ge⁴⁺是具有提高折射率(nd)的作用，但在通常使用的玻璃成分中是極其昂貴的成分。從降低玻璃的製造成本的觀點出發，Ge⁴⁺的含量的較佳的下限和較佳的上限如下表50所示。

Bi³⁺是提高折射率(nd)並且使阿貝數(νd)降低的成分。此外，也是易於使比重、著色增大的成分。為了製作具有上述的光學特性、且著色少、比重低的玻璃，Bi³⁺含量的較佳的下限和較佳的上限如下表51所示。

為了良好地得到以上說明的各種作用、效果，以上記載的陽離子成分的各含量的合計(合計含量)較佳大於95%，更佳大於98%，進一步較佳大於99%，更進一步較佳大於99.5%。

在以上記載的陽離子成分以外的陽離子成分中，P⁵⁺是使折射率(nd)降低的成分，也是使玻璃的熱穩定性降低的成分，但是如果極少量的導入時，有時使玻璃的熱穩定性提高。為了製作具有上述的光學特性並且熱穩定性優異的玻璃，P⁵⁺含量的較佳的下限和較佳的上限如下表52所示。

Te⁴⁺是提高折射率(nd)的成分，但是因為是具有毒性的成分，所以較佳減少Te⁴⁺的含量。Te⁴⁺的含量的較佳的下限和較佳的上限如下表53所示。

應予說明的是，上述的各表中記載為(更佳)較佳的下限或0%的成分亦較佳含量是0%。對於多種成分的合計含量也是同樣。

對於以上記載的各種陽離子成分，本發明者經過反復研究，著眼於考慮各陽離子成分給予玻璃的色散(阿貝數)的影響各自不同。而且，本發明人進一步反復研究，結果認為，對於各陽離子成分規定考慮給予玻璃的色散的影響的係數以由下述(A)式算出的值A成為8.5000~11.000的範圍的方式進行組成調整，為了實現阿貝數(νd)為39.5~41.5、折射率(nd)和阿貝數(νd)滿足上述(1)式的關係的光學特性而較佳。

(A)式A=0.01×Si⁴⁺含量+0.01×B³⁺含量+0.05×La³⁺含量+0.07×Y³⁺含量+0.07×Yb³⁺含量+0.085×Zn²⁺含量+0.3×Zr⁴⁺含量 +0.5×Ta⁵⁺含量+0.8×Nb⁵⁺含量+0.9×W⁵⁺含量+0.95×Ti⁴⁺含量

由上述(A)式算出的值A的更佳的下限和更佳的上限如下表54所示。

此外，在以上記載的各種陽離子成分中，對於Nb⁵⁺、Ti⁴⁺和Gd³⁺，Nb⁵⁺和Ti⁴⁺是具有提高折射率的作用的成分，並且與Gd³⁺相比是使比重增加的作用小的成分。因此，為了抑制比重的增大並且提高折射率，較佳使Nb⁵⁺和Ti⁴⁺的合計含量與Gd³⁺的含量平衡。從該方面出發，對於上述玻璃，在以陽離子%表示的玻璃組成中，較佳由下述(C)式算出的值C為-1.000以上。此外，從高折射率低分散化的觀點出發，由下述(C)式算出的值C較佳為6.720以下。

(C)式C=0.567×(Nb⁵⁺含量+Ti⁴⁺含量)-1.000×Gd³⁺含量

由(C)式算出的值C的更佳的下限和更佳的上限如下表55所示。

Pb、As、Cd、Tl、Be、Se各自具有毒性。因此，較佳不含這些元素，亦即，不將這些元素導入玻璃中作為玻璃成分。

U、Th、Ra均是放射性元素。因此，較佳不含這些元素，亦即，不將這些元素成分導入玻璃中作為玻璃。

V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr,Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce或使玻璃的著色增大，或成為螢光的產生源，不是較佳作為含在光學元件用的玻璃中的元素。因此，較佳不含這些元素，亦即，不將這些元素導入玻璃中作為玻璃成分。

Sb、Sn是作為澄清劑發揮功能的能夠任意地添加的元素。

對於Sb的添加量，換算成Sb₂O₃，在將Sb₂O₃以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時，較佳的範圍為0~0.11質量%，更佳的範圍為0.01~0.08質量%，進一步較佳的範圍為0.02~0.05質量%。

對於Sn的添加量，換算成SnO₂，在將SnO₂以外的玻璃成分的含量的合計設為100質量%時，較佳的範圍為0~0.5質量%，更佳的範圍為0~0.2質量%，進一步較佳的範圍為0質量%。

以上，對陽離子成分進行了說明。接下來，對陰離子成分進行說明。

上述玻璃因為是氧化物玻璃，所以含有O^2-作為陰離子成分。O^2-的含量的較佳的下限如下表56所示。

作為O^2-以外的陰離子成分，可以例示F^-、Cl^-、Br^-、I^-。但是，F^-、Cl^-、Br^-、I^-在玻璃的熔融中均容易發揮。由於這些成分的揮發，有玻璃的特性變動而玻璃的均質性降低、熔融設備的消耗變得顯著的傾向。因此，較佳將F^-、Cl^-、Br^-和I^-的合計含量控制在從100陰離子%中減去O^2-的含量的量。

應予說明的是，陰離子%眾所周知是指將含在玻璃中的全部的陰離子成分的合計含量設為100%時的百分率。

<玻璃特性>

(玻璃的光學特性)

上述玻璃是阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5、且相對於阿貝數(νd)，折射率(nd)滿足下述(1)式的玻璃。

阿貝數(νd)為39.5以上的玻璃作為光學元件的材料在校正色像差方面是有效的。另一方面，當阿貝數(νd)大於41.5時，如果不使折射率降低的話，則玻璃的熱穩定性會顯著降低，製造玻璃的過程中變得容易失透。阿貝數(νd)的較佳的下限和較佳的上限如下表57所示。

在上述玻璃中，相對於阿貝數(νd)，折射率(nd)滿足(1)式。阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5、且折射率(nd)滿足(1)式的玻璃是在光學系統的設計中利用價值高的玻璃。

折射率(nd)的上限由玻璃組成自然而然地確定。為了得到改善熱穩定性、難以失透的玻璃，較佳折射率(nd)滿足下述(2)式。

相對於阿貝數(νd)的折射率(nd)的較佳的下限和更佳的上 限如下表58所示。

此外，折射率(nd)亦較佳為下表59所示的下限以上，亦較佳為上限以下。

(部分色散特性)

從校正色像差的觀點出發，較佳上述玻璃是在將阿貝數(νd)固定時相對部分色散小的玻璃。

在此，部分分散比(Pg,F)使用在g線、F線、c線中的各折射率(ng)、折射率(nF)、折射率(nc)，表示為(ng-nF)/(nF-nc)。

為了提供適合於高階的色像差校正的玻璃，上述玻璃的相對部分色散(Pg,F)的較佳的下限和較佳的上限如下表60所示。

(玻璃化轉變溫度)

上述玻璃的玻璃化轉變溫度沒有特別的限定，較佳為640℃以上。藉由將玻璃化轉變溫度(glass transition temperature，Tg)設為640℃以上，從而在對玻璃進行切斷、切削、研磨、拋光等機械加工時，能夠使玻璃難以破損。此外，因為也可以不大量含有使玻璃化轉變溫度降低的作用強的Li、Zn等成分，所以即使較少的含有Gd、Ta，進一步較少的含有Yb，也容易提高熱穩定性。

另一方面，當玻璃化轉變溫度過高時，必須在高溫下對玻璃進行退火，會顯著地消耗退火爐。此外，在對玻璃進行成型時，必須以高的溫度進行成型，成型所使用的模具的消耗會變得顯著。

從改善機械加工性、減輕退火爐、成型模的負擔的觀點出發，玻璃化轉變溫度的較佳的下限和較佳的上限如下表61所示。

(玻璃的比重)

在構成光學系統的光學元件(透鏡)中，根據構成透鏡的玻璃的折射率和透鏡的光學功能面(要控制的光線入射、出射面)的曲率決定屈光力。當要使光學功能面的曲率增大時，透鏡的厚度也會增加。結果是透鏡會變重。與此相對，如果使用折射率高的玻璃，則即使光學功能面的曲率不增大，也能夠得到大的屈光力。

由此，只要能抑制玻璃的比重的增加並且提高折射率，就能夠使具有固定的屈光力的光學元件輕量化。

關於賦予折射率(nd)的屈光力，藉由取玻璃的比重(d)相對於從玻璃的折射率(nd)中減去真空中的折射率(1)的值(nd-1)的比，能夠作為謀求光學元件的輕量化時的指標。亦即，將d/(nd-1)作為謀求將光學元件輕量化時的指標，藉由降低該值，從而能夠謀求透鏡的輕量化。

上述玻璃藉由將上述的合計D相對於折射率(nd)滿足上述(B)式從而能夠一邊成為高折射率低分散玻璃一邊低比重化。因此，上述玻璃的d/(nd-1)能夠例如為5.70以下。但是，當使d/(nd-1)過度減少時，顯示玻璃的熱穩定性降低的傾向。因此， 較佳d/(nd-1)設為5.00以上。d/(nd-1)的更佳的下限和更佳的上限如下表62所示。

而且，上述玻璃的比重(d)的較佳的下限和較佳的上限如下表63所示。從由該玻璃形成的光學元件的輕量化的觀點出發，較佳將比重(d)設為下表63所示的上限以下。此外，為了進一步改善玻璃的熱穩定性，較佳將比重設為下表63所示的下限以上。

(液相線溫度)

液相線溫度是玻璃的熱穩定性的指標之一。為了抑制玻璃製造時的晶化、抑制失透，較佳液相線溫度(LT)為1350℃以下，更佳為1330℃以下，進一步較佳為1300℃以下，更進一步較佳為1250℃以下。液相線溫度(LT)的下限作為一個例子是1100℃以上，但是較佳液相線溫度(LT)的下限低，並沒有特別 的限定。

對於以上說明的本發明的一個方式的玻璃，折射率(nd)和阿貝數(νd)大，作為光學元件用的玻璃材料是有用的。進而，藉由進行在先記載的組成調整，從而還能夠使玻璃均質化和低比重化。因此，上述玻璃作為賦予更輕量的光學元件的光學玻璃是合適的。

<玻璃的製造方法>

上述玻璃能夠藉由以下方式得到，亦即，以能夠得到目標的玻璃組成的方式，稱量、調配作為原料的氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等，充分混合製成混合批料，在熔融容器內進行加熱、熔融，進行脫泡、攪拌，製造均質且不含泡沫的熔融玻璃，將其成型。具體地能夠使用公知的熔融法來製作。上述玻璃具有上述的光學特性的高折射率低色散玻璃並且熱穩定性優異，因此能夠使用公知的熔融法、成型法穩定地製造。

[壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件、及它們的製造方法]

本發明的另一個方式關於一種由上述的玻璃形成的壓製成型用的玻璃材料。

一種由上述的玻璃形成的光學元件坯件。

根據本發明的另一個方式，還可提供下述者。

一種具有將上述的玻璃成型為壓製成型用玻璃材料的步驟的壓製成型用玻璃材料的製造方法。

一種具有藉由將上述的壓製成型用玻璃材料使用壓製成 型模進行壓製成型而製作光學元件坯件的步驟的光學元件坯件的製造方法。

一種具有將上述的玻璃成型為光學元件坯件的步驟的光學元件坯件的製造方法。

光學元件坯件是與設為目標的光學元件的形狀近似、在光學元件形狀上增加了拋光餘量(藉由拋光而會除去的表面層)、根據需要增加了研磨餘量(藉由研磨而會除去的表面層)的光學元件母材。藉由將光學元件坯件的表面研磨、拋光，從而製作完成了光學元件。在一個方式中，能夠藉由對將上述玻璃進行適量熔融而得到的熔融玻璃壓製成型的方法(被稱為直接壓製法)，從而製作光學元件坯件。在另一個方式中，也能夠藉由對將上述玻璃適量熔融而得到的熔融玻璃進行固化而製作光學元件坯件。

此外，在另一個方式中，能夠藉由製作壓製成型用玻璃材料，將製作的壓製成型用玻璃材料進行壓製成型而製作光學元件坯件。

壓製成型用玻璃材料的壓製成型能夠藉由將加熱後呈軟化狀態的壓製成型用玻璃材料用壓製成型模進行壓製的公知的方法進行。加熱、壓製成型均能夠在大氣中進行。能夠藉由壓製成型後進行退火來降低玻璃內部的應力，從而得到均質的光學元件坯件。

壓製成型用玻璃材料除了以原本的狀態提供給用於光學元件坯件製作的壓製成型的被稱為壓製成型用玻璃料滴的壓製成型用玻璃材料以外，還包含施加切斷、研磨、拋光 等機械加工，經過壓製成型用玻璃料滴而供給到壓製成型的壓製成型用玻璃材料。作為切斷方法，具有：在玻璃板的表面的想要切斷的部分使用被稱為刻劃的方法形成槽，從形成的槽的面的背面對槽的部分施加局部壓力，在槽的部分切斷玻璃板的方法；用切斷刃切斷玻璃板的方法等。此外，作為研磨、拋光方法可列舉為滾筒拋光等。

壓製成型用玻璃材料能夠藉由例如將熔融玻璃澆鑄入鑄模中，成型成玻璃板，將該玻璃板切斷成多個玻璃片從而製作。或者，也能夠將適量的熔融玻璃進行成型，製作壓製成型用玻璃料滴。還能夠藉由將壓製成型用玻璃料滴進行再加熱、軟化，進行壓製成型從而製作光學元件坯件。將玻璃再加熱，軟化，進行壓製成型而製作光學元件坯件的方法相對於直接壓製法被稱為再加熱壓製法。

[光學元件及其製造方法]

本發明的另一個方式關於一種由上述的玻璃形成的光學元件。

上述光學元件使用上述的玻璃製作。在上述光學元件中，也可以在玻璃表面形成例如防反射膜等多層膜等一層以上的塗層膜。

此外，根據本發明的一個方式還可提供具有藉由將上述的光學元件坯件進行研磨及/或拋光而製作光學元件的步驟的光學元件的製造方法。

在上述光學元件的製造方法中，研磨、拋光只要應用公知的方法即可，能夠藉由在加工後對光學元件表面充分 洗淨、使其乾燥等來得到內部質量和表面質量高的光學元件。這樣，能夠得到由上述玻璃形成的光學元件。作為光學元件，能夠例示球面透鏡、非球面透鏡、微透鏡等各種的透鏡、棱鏡等。

此外，由上述玻璃形成的光學元件作為構成膠合光學元件的透鏡而較佳。作為膠合光學元件，能夠例示將透鏡彼此進行膠合的膠合光學元件(膠合透鏡)、將透鏡和棱鏡膠合的膠合光學元件等。例如，膠合光學元件可以藉由以下方式製作，亦即，將膠合的2個光學元件的膠合面以形狀成為反轉形狀的方式進行精密地加工(例如球面拋光加工)，塗布膠合透鏡的黏接所使用的紫外線固化型黏接劑，使其貼合後，藉由透鏡照射紫外線，使黏接劑硬化。為了製作這樣的膠合光學元件，較佳上述玻璃。藉由使用阿貝數(νd)不同的多種玻璃分別製作膠合的多個光學元件、進行膠合，從而能成為適合於色像差校正的元件。

對於玻璃組成的定量分析，結果有時玻璃成分以氧化物基準表示、玻璃成分的含量以質量%表示。這樣用氧化物基準以質量%表示的組成能夠按照例如下列的方法換算成以陽離子%、陰離子%表示的組成。

玻璃中含有N種玻璃成分的情況下，將第k種的玻璃組成用A(k)_mO_n表示。但是，k為1以上、N以下的任意整數。

A(k)是陽離子、O是氧、m和n是化學計量法所確定的整數。例如，基於氧化物基準表示為B₂O₃的情況下，m=2、n=3；表示為SiO₂的情況下，m=1、n=2。

接著，將A(k)_mO_n的含量用X(k)[質量%]表示。在此，將A(k)的原子量設為P(k)、將氧O的原子序數設為Q時，A(k)_mO_n的形式上的分子量R(k)為R(k)=P(k)×m+Q×n。

進而，當B=100/{Σ[m×X(k)/R(k)]}時，陽離子成分A(k)^s+的含量(陽離子%)為(X(k)/R(k))×m×B(陽離子%)。在此，Σ是指從k=1至N的m×X(k)/R(K)的合計。m根據k變化。s是2n/m。

此外，分子量R(k)只要使用將小數點後第4位進行四捨五入、小數點後3位表示的值計算即可。應予說明的是，對於若干個玻璃成分、添加劑，依據氧化物基準表示的分子量如下表64表示。

[實施例]

以下，基於實施例對本發明進行進一步說明。但是，本發明並不限定於實施例所示的方式。

(實施例1)

以可得到具有下述的表所示的組成的玻璃的方式，稱量作為原料的氧化物、硼酸等化合物，充分混合，製作批量原料。

將該批量原料放入鉑坩堝中，連同坩堝一起加熱到1350~1450℃，歷經2~3小時，將玻璃熔融、澄清。將熔融玻璃進行攪拌而均質化後，將熔融玻璃澆鑄到經預熱的成型模中，放置冷卻至玻璃化轉變溫度附近，然後立刻將玻璃連同成型模一起放入退火爐內。然後，在玻璃化轉變溫度附近進行約1小時的退火處理。退火處理之後，在退火爐內放置冷卻至室溫。

觀察這樣製作的玻璃，結果沒有發現晶體的析出、氣泡、紋理、原料的熔融殘留。由此，能夠製作均質性高的玻璃。

(比較例1~4)

以可得到具有下述的表所示的比較例1~4的各組成的玻璃的方式，稱量作為原料的氧化物、硼酸等化合物，充分混合，製作批量原料，除此之外，用與實施例1同樣的方法得到玻璃。

比較例1的組成是將專利文獻20的玻璃No.11的組成換算成以陽離子%表示的玻璃組成的組成。

比較例2是將專利文獻20的玻璃No.25的組成換算成以陽離子%表示的玻璃組成的組成。

比較例3是將專利文獻20的玻璃No.45的組成換算成以陽離子%表示的玻璃組成的組成。

比較例4是將專利文獻20的玻璃No.49的組成換算成以陽離子%表示的玻璃組成的組成。

將得到的玻璃的玻璃特性，用以下所示的方法進 行了測定。測定結果如下表所示。

(1)折射率(nd)、折射率(nF)、折射率(nc)、折射率(ng)、阿貝數(νd)

對於以-30℃/小時的降溫速度進行降溫而得到的玻璃，根據日本光學玻璃工業會標準的折射率測定法，對折射率(nd)、折射率(nF)、折射率(nc)、折射率(ng)進行測定。使用折射率(nd)、折射率(nF)、折射率(nc)的各測定值算出阿貝數(νd)。

(2)玻璃化轉變溫度(Tg)

使用差示掃描熱量分析裝置(DSC)，以10℃/分鐘的升溫速度進行測定。

(3)比重

根據阿基米德法進行測定。

(4)相對部分色散(Pg,F)

根據由上述(1)測定的nF、nc、ng的值算出。

(5)液相線溫度

將玻璃放入已加熱到規定溫度的爐內，保持2小時，冷卻後，用100倍的光學顯微鏡觀察玻璃內部，根據有無結晶來決定液相線溫度。

圖1是將實施例1的各玻璃和比較例1~4的各玻璃的比重取在橫軸、將各陽離子成分的含量乘以表1記載的係數的值的合計D取在縱軸的圖表。

如圖1所示，顯示出各陽離子成分的含量乘以表1記載的係數的值的合計D與比重有良好的相關關係。從該結果能夠確認，藉由以滿足基於合計D的(B)式的方式進行組成調整從而可得到低比重的玻璃。

圖2是將實施例1的各玻璃和比較例1~4的各玻璃的阿貝數(νd)取在橫軸、將由上述(A)式算出的值A取在縱軸的圖表。

如圖2所示，由上述(A)式算出的值A顯示出與阿貝數良好的相關關係。從該結果能夠確認，進行基於值A的組成調整從對阿貝數進行調整的方面考慮較佳。

(實施例2)

使用實施例1中得到的各種玻璃，製作壓製成型用玻璃塊(玻璃料滴)。將該玻璃塊在大氣中加熱、軟化、用壓製成型模進行壓製成型，製作透鏡坯件(光學元件坯件)。將製作的透鏡坯件從壓製成型模中取出，進行退火，進行含拋光的機械加工，製作由實施例1製作的各種玻璃形成的球面透鏡。

(實施例3)

將所需量的在實施例1中製作的熔融玻璃用壓製成型模進行壓製成型，製作透鏡坯件(光學元件坯件)。將製作的透鏡坯件從壓製成型模中取出，進行退火，進行含拋光的機械加工，製作由實施例1製作的各種玻璃形成的球面透鏡。

(實施例4)

對將在實施例1中製作的熔融玻璃進行固化而製成的玻璃塊(光學元件坯件)進行退火，進行含拋光的機械加工，製作由實施例1製作的各種玻璃形成的球面透鏡。

(實施例5)

將在實施例2~4中製作的球面透鏡與由其它種類的玻璃形成的球面透鏡貼合，製作膠合透鏡。在實施例2~4中製作的球面透鏡的膠合面是凸面，由其它種類的玻璃形成的球面透鏡的膠合面是凹面。上述2個膠合面以相互曲率半徑的絕對值成為相等的方式而製作。在膠合面塗布光學元件膠合用的紫外線固化型黏接劑，使2個透鏡在膠合面之間黏合。之後，藉由在實施例2~4中製作的球面透鏡，對在膠合面塗布的黏接劑照射紫外線，使黏接劑固化。

按照上述這樣製作膠合透鏡。膠合透鏡的膠合強度足夠高，是光學性能也足夠高的膠合透鏡。

最後，對上述的各方式進行總結。

根據一個方式，能夠提供一種玻璃，其為氧化物玻璃，以陽離子%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺、和Bi³⁺的合計含量為90%以上，阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5，相對於阿貝數(νd)，折射率(nd)滿足上述(1)式，且對於上述表1中記載的陽離子成分，相對於折射率(nd)，各陽離子成分的含量乘以表1記載的係數的值的合計D滿足上述(B)式。

上述玻璃是阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5、且滿足(1)式的玻璃，是在光學系統中有用的高折射率低色散玻璃。進而，上述玻璃能夠有助於光學元件的輕量化。

在一個方式中，上述玻璃較佳B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍為43~65陽離子%。

在一個方式中，上述玻璃較佳La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍為25~45%。

在一個方式中，上述玻璃較佳Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍為3~12%。

在一個方式中，上述玻璃較佳在以陽離子%表示的玻璃組成中由上述(C)式算出的值C的範圍為-1.000~6.720。

根據以上說明的玻璃能夠製作壓製成型用玻璃元件、光學元件坯件和光學元件。亦即，根據另一個方式，還可提供一種由上述玻璃形成的壓製成型用玻璃材料、光學元件坯件和光學元件。

此外，根據另一個方式，還可提供一種具有將上述玻璃成型為壓製成型用玻璃材料的步驟的壓製成型用玻璃材料的製造方法。

進而，根據另一個方式，還可提供一種具有藉由將上述壓製成型用玻璃材料使用壓製成型模進行壓製成型而製作光學元件坯件的步驟的光學元件坯件的製造方法。

進而，根據另一個方式，還可提供一種具有將上述玻璃成型為光學元件坯件的步驟的光學元件坯件的製造方法。

進而，根據另一個方式，還可提供一種具有藉由將上述光學元件坯件進行研磨及/或拋光從而製作光學元件的步驟的光學元件的製造方法。

應該認為，這次公開的實施形態在全部的方面是例示，並不是限制。本發明的範圍不是藉由上述的說明而是藉由申請專利範圍的範圍來表示，意圖包含與申請專利範圍的範圍同等的意思和範圍內的全部的變更。

例如，藉由對於上述的例示的玻璃組成進行說明書中記載的組成調整，從而能夠得到本發明的一個方式的玻璃。

此外，當然能夠使說明書中例示或者作為較佳的範圍記載的事項的2個以上進行任意地組合。

(產業利用性)

本發明在各種光學元件的製造領域中是有用的。

Claims (8)

1. 一種玻璃，是氧化物玻璃，其中，以陽離子莫耳%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上；B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍為43~57%；La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍為25~50%；Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍為3~12%；Zr⁴⁺的含量的範圍為2~8%；Zn²⁺的含量的範圍為0~10.00%；Zn²⁺的含量相對於B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的陽離子比{Zn²⁺/(B³⁺+Si⁴⁺)}的範圍為0.073以下；阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5；折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足下述(1)式：

   

   比重(d)相對於[折射率(nd)-1]的值(d/(nd-1))為5.7以下；及對於表1中記載的陽離子成分，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D相對於折射率(nd)滿足下述(B)式：

   

   [表1]

   

   。
2. 一種玻璃，是氧化物玻璃，其中，以陽離子莫耳%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上；B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍為43~57%；La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍為25~50%；Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍為3~12%；Zr⁴⁺的含量的範圍為2~8%；Zn²⁺的含量的範圍為0~10.00%；阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5； 折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足下述(1)式：

   

   比重(d)相對於[折射率(nd)-1]的值(d/(nd-1))為5.7以下；及對於表1中記載的陽離子成分，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D相對於折射率(nd)滿足下述(B)式：

   

   

   ； 由下述(C)式算出的值C為-1.000以上：(C)式C=0.567×(Nb⁵⁺的含量+Ti⁴⁺的含量)-1.000×Gd³⁺的含量。
3. 一種玻璃，是氧化物玻璃，其中，以陽離子莫耳%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上；B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍為43~57%；La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍為25~50%；Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍為3~12%；Zr⁴⁺的含量的範圍為2~8%；Zn²⁺的含量的範圍為0~10.00%；Gd³⁺的含量的範圍為3%以下；阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5；折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足下述(1)式：

   

   比重(d)相對於[折射率(nd)-1]的值(d/(nd-1))為5.7以下；及對於表1中記載的陽離子成分，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D相對於折射率(nd)滿足下述(B)式：

   

   [表1]

   

   。
4. 一種玻璃，是氧化物玻璃，其中，以陽離子莫耳%表示，B³⁺、Si⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Al³⁺和Bi³⁺的合計含量為90%以上；B³⁺和Si⁴⁺的合計含量的範圍為43~57%；La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量的範圍為25~50%；Nb⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺和W⁶⁺的合計含量的範圍為3~12%；Zr⁴⁺的含量的範圍為2~8%；Zn²⁺的含量的範圍為0~10.00%；Gd³⁺的含量相對於La³⁺、Y³⁺、Gd³⁺和Yb³⁺的合計含量之陽 離子比{Gd³⁺/(La³⁺+Y³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺)}的範圍為0.10以下；阿貝數(νd)的範圍為39.5~41.5；折射率(nd)相對於阿貝數(νd)滿足下述(1)式：

   

   比重(d)相對於[折射率(nd)-1]的值(d/(nd-1))為5.7以下；及對於表1中記載的陽離子成分，各陽離子成分的含量乘以表1中記載的係數的值的合計D相對於折射率(nd)滿足下述(B)式：

   

   

   。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之玻璃，其中玻璃轉移溫度Tg為702℃以上。
6. 一種壓製成型用玻璃材料，由申請專利範圍第1至5項中任一項所述之玻璃形成。
7. 一種光學元件坯件，由申請專利範圍第1至5項中任一項所述之玻璃形成。
8. 一種光學元件，由申請專利範圍第1至5項中任一項所述之玻璃形成。

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