本發(fā)明涉及折射率(nd)為1.625～1.680、阿貝值(vd)為58～65的磷酸鹽光學(xué)玻璃。另外，本發(fā)明涉及由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)元件以及光學(xué)玻璃原材料。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，伴隨著數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)控相機(jī)等攝像機(jī)器的普及，搭載于這些裝置上的光學(xué)元件的需求也正在提高。特別是，具有規(guī)定的折射率和低色散性的磷酸鹽光學(xué)玻璃有效用作這些攝像機(jī)器等的光學(xué)元件材料。例如已知有專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃。
基于這種磷酸鹽光學(xué)玻璃欲實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高折射率化和低色散化的情況下，玻璃成分的選擇是重要的。
于是，光學(xué)玻璃廣泛用作光學(xué)透鏡等光學(xué)元件或光學(xué)元件用的光學(xué)玻璃原材料。玻璃在玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg(以下有時(shí)僅稱(chēng)為“玻璃轉(zhuǎn)變溫度”、“tg”或“溫度tg”。)以上為粘性體，其具有隨著溫度上升粘度下降的性質(zhì)、即通過(guò)加熱至高于tg的溫度軟化的性質(zhì)。利用該性質(zhì)，作為光學(xué)元件的成型方法，已知有壓制成型法，其中，對(duì)加熱軟化后的玻璃進(jìn)行壓制而成型為所期望的形狀。若將這種壓制成型法大致區(qū)分，則可以舉出直接壓制成型法、再加熱壓制成型法以及精密壓制成型法(也稱(chēng)為模壓成型法)這3種方法。
在這些成型方法中，直接壓制成型法和再加熱壓制成型法為下述方法：以短時(shí)間對(duì)熔融或軟化后的玻璃原材料進(jìn)行壓制成型，對(duì)近似于作為目標(biāo)的光學(xué)元件形狀的光學(xué)元件坯料進(jìn)行成型，之后，對(duì)該光學(xué)元件坯料進(jìn)行磨削/研磨加工，從而精加工為光學(xué)元件。另一方面，精密壓制成型法為下述方法：在非氧化性氣氛中將精密加工后的成型面形狀轉(zhuǎn)印至軟化后的玻璃，從而制作作為目標(biāo)的光學(xué)元件，該方法中，不需要成型品的磨削/研磨。
另外，直接壓制成型法為不制作玻璃原材料而對(duì)熔融的玻璃進(jìn)行壓制的方法，與此相對(duì)，再加熱壓制成型法和精密壓制成型法為下述方法：暫時(shí)將熔融玻璃冷卻使其固化，對(duì)該固化的玻璃原材料進(jìn)行成型，之后對(duì)該玻璃原材料進(jìn)行再加熱使其軟化，進(jìn)行壓制成型。
一般而言，如再加熱壓制法或精密壓制成型法這樣對(duì)暫時(shí)固化的玻璃原材料再加熱而使其軟化的方法的情況下，若加熱溫度過(guò)高，則在壓制后的成型品中有時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)晶化導(dǎo)致的不良。因此，避免玻璃的結(jié)晶化而過(guò)度地降低加熱溫度時(shí)，玻璃的粘度高，因此有時(shí)在壓制成型時(shí)發(fā)生玻璃的變形量的不足導(dǎo)致的形狀不良、或用于使玻璃變形的壓制壓力的增加導(dǎo)致的玻璃的破裂這樣的缺陷。
與精密壓制成型法相比，這些問(wèn)題在再加熱壓制成型法的情況下變得更為顯著，上述精密壓制成型法中，在精密的溫度控制下在非氧化性氣氛中以較低的溫度長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行壓制成型，上述再加熱壓制成型法中，在開(kāi)放的大氣中難以進(jìn)行精密的溫度控制且在較高溫度(例如相當(dāng)于玻璃的粘度為104～106dpa·s的溫度)對(duì)玻璃原材料進(jìn)行加熱，在高溫狀態(tài)下短時(shí)間進(jìn)行壓制成型。
需要說(shuō)明的是，玻璃的結(jié)晶存在多產(chǎn)生于玻璃表面的表面結(jié)晶、和從玻璃表面到內(nèi)部整體性發(fā)生的內(nèi)部結(jié)晶。對(duì)于光學(xué)玻璃，優(yōu)選表面結(jié)晶和內(nèi)部結(jié)晶這兩者不存在或極少。
特別是，關(guān)于磷酸鹽光學(xué)玻璃，確保制造光學(xué)元件時(shí)的玻璃的熱穩(wěn)定性是重要的。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，玻璃的熱穩(wěn)定性包括對(duì)玻璃熔液進(jìn)行成型時(shí)的耐失透性、和對(duì)暫時(shí)固化的玻璃進(jìn)行再加熱時(shí)的耐失透性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:專(zhuān)利第4533069號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2004-168593號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問(wèn)題
然而，對(duì)于磷酸鹽光學(xué)玻璃而言，實(shí)現(xiàn)高折射率化和低色散化與確保玻璃的熱穩(wěn)定性處于權(quán)衡(trade-off)的關(guān)系。不考慮這種權(quán)衡關(guān)系，例如大量導(dǎo)入用于提高折射率的玻璃成分，則存在容易產(chǎn)生玻璃的內(nèi)部結(jié)晶的傾向，因此導(dǎo)致玻璃產(chǎn)品的品質(zhì)下降。
本發(fā)明人為了解決上述課題反復(fù)進(jìn)行了深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了具有高折射率和低色散性且具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性的磷酸鹽光學(xué)玻璃。具體而言，發(fā)明了優(yōu)先確保在再加熱壓制成型時(shí)不產(chǎn)生玻璃的內(nèi)部結(jié)晶的程度的熱穩(wěn)定性、并且具有高折射率的磷酸鹽光學(xué)玻璃。
本發(fā)明的目的在于提供折射率nd較高、且熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的磷酸鹽光學(xué)玻璃。進(jìn)一步，本發(fā)明的目的在于提供由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)元件以及光學(xué)玻璃原材料。
即，本發(fā)明的要點(diǎn)如下。
[1]一種光學(xué)玻璃，其是p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]為55質(zhì)量％以下的玻璃，其中，
該光學(xué)玻璃包含：
bao、
選自mgo、cao、zno以及sro的任意1種以上、和
選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上，
p2o5的含量相對(duì)于b2o3的含量的質(zhì)量比[p2o5/b2o3]為超過(guò)1～15.0，
bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下，
p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量的質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/(gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3)]為4.80以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
[2]如上述[1]所述的光學(xué)玻璃，其中，gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量[gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3]為0.5質(zhì)量％～11質(zhì)量％。
[3]如上述[1]或[2]所述的光學(xué)玻璃，其中，p2o5的含量為25質(zhì)量％～43質(zhì)量％。
[4]如上述[1]～[3]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，bao的含量為15質(zhì)量％～45質(zhì)量％。
[5]如上述[1]～[4]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，zno的含量相對(duì)于bao的含量的質(zhì)量比[zno/bao]為0.10～0.33。
[6]一種光學(xué)玻璃，其是p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為65陽(yáng)離子％以下的氧化物玻璃，其中，
該光學(xué)玻璃包含：
ba2+、
選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的任意1種以上、和
選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上，
p5+的含量相對(duì)于b3+的含量的陽(yáng)離子比[p5+/b3+]為超過(guò)1～10.0，
ba2+的含量相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下，
p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量的陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/(gd3++y3++la3++yb3+)]為14.0以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
[7]如上述[6]所述的光學(xué)玻璃，其中，gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量[gd3++y3++la3++yb3+]為0.1陽(yáng)離子％～5.0陽(yáng)離子％。
[8]如上述[6]或[7]所述的光學(xué)玻璃，其中，p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為49陽(yáng)離子％～65陽(yáng)離子％。
[9]如上述[6]～[8]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，p5+的含量為20陽(yáng)離子％～50陽(yáng)離子％。
[10]如上述[6]～[9]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，ba2+的含量為5陽(yáng)離子～30陽(yáng)離子％。
[11]如上述[6]～[10]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，zn2+的含量相對(duì)于ba2+的含量的陽(yáng)離子比[zn2+/ba2+]為0.1～0.6。
[12]如上述[6]～[11]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，所述陽(yáng)離子比β2為14.1～120.0。
[13]一種光學(xué)元件，其由上述[1]～[12]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
[14]一種光學(xué)玻璃原材料，其由上述[1]～[12]任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，可以得到一種光學(xué)玻璃，其是具有較高的折射率(折射率nd為1.625以上)的光學(xué)玻璃，其因優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，從而即使在苛刻的條件下進(jìn)行再加熱的情況下也難以發(fā)生結(jié)晶化。另外，可以到由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)元件、光學(xué)玻璃原材料。
附圖說(shuō)明
圖1是示出光學(xué)玻璃的差示掃描熱量曲線的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式(以下僅稱(chēng)為“本實(shí)施方式”。)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下的本實(shí)施方式是用于說(shuō)明本發(fā)明的示例，并不意味著將本發(fā)明限定為以下內(nèi)容。本發(fā)明在其要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變形實(shí)施。
((第1實(shí)施方式)
本實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的第1觀點(diǎn)，基于以質(zhì)量％表示的各成分的含有比例對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃進(jìn)行說(shuō)明。在第1實(shí)施方式中，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則各含量以質(zhì)量％表示。
光學(xué)玻璃
第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃是p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]為55質(zhì)量％以下的玻璃，其特征在于，該光學(xué)玻璃包含bao、選自mgo、cao、zno以及sro的任意1種以上、選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上，p2o5的含量相對(duì)于b2o3的含量的質(zhì)量比[p2o5/b2o3]為超過(guò)1～15.0，bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下，p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量的質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/(gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3)]為4.80以上，折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
一般而言，構(gòu)成玻璃的成分可以大致區(qū)分為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分、和控制玻璃的特性的修飾成分。其中的網(wǎng)絡(luò)成分主要有助于玻璃的穩(wěn)定性(例如結(jié)構(gòu)方面的穩(wěn)定性或熱穩(wěn)定性、玻璃的熔融性)。因此，從得到穩(wěn)定的玻璃的觀點(diǎn)出發(fā)，期望使玻璃中的網(wǎng)絡(luò)成分的比例較多。
另一方面，修飾成分主要有助于玻璃的功能性(例如折射率/色散性等光學(xué)特性或耐候性等化學(xué)耐久性)。因此，期望根據(jù)玻璃所要求的功能和特性適宜地選擇、調(diào)節(jié)修飾成分的種類(lèi)和其添加量從而進(jìn)行添加。但是，若玻璃中的修飾成分的比例增加，結(jié)果會(huì)使網(wǎng)絡(luò)成分的比例下降，因此有可能導(dǎo)致作為玻璃的穩(wěn)定性下降。另外，即使修飾成分從特性提高的觀點(diǎn)出發(fā)是有效的，但存在少量添加會(huì)使玻璃的穩(wěn)定性顯著下降的物質(zhì)。
如此，網(wǎng)絡(luò)成分和修飾成分的平衡會(huì)較大地影響玻璃的穩(wěn)定性和功能性。
以往，磷酸鹽玻璃因示出了高折射率和低色散性而期待作為光學(xué)透鏡等光學(xué)元件的利用，但耐候性低，無(wú)法用作壓制成型用玻璃。為了解決這種不良情況，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的參考例1中，添加bao作為修飾成分、并使玻璃中的bao的比例較多，從而在確保了高折射率(折射率nd為1.625以上)的同時(shí)提高了耐候性。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的發(fā)明中，大量導(dǎo)入bao和zno作為修飾成分，從而可以確保較高的折射率、并提高耐候性。
但是，這種光學(xué)玻璃提高了耐候性，適合作為精密壓制成型用玻璃，但是變得容易產(chǎn)生因大量導(dǎo)入的修飾成分(例如bao)所導(dǎo)致的結(jié)晶化，存在玻璃的熱穩(wěn)定性惡化的問(wèn)題。因此，即使為暫時(shí)良好固化的玻璃，若再次在苛刻的條件下使其軟化，則有時(shí)在冷卻后的玻璃中產(chǎn)生結(jié)晶，這種玻璃不適合于再加熱壓制成型法這樣的光學(xué)元件的制法。
特別是，光學(xué)玻璃中的網(wǎng)絡(luò)成分(例如p2o5等)的比例降低、修飾成分(例如提高耐候性的成分或提高折射率的成分等)的比例增加時(shí)，玻璃的熱穩(wěn)定性存在惡化的傾向。因此，發(fā)生因再加熱壓制成型中的再加熱導(dǎo)致的玻璃的結(jié)晶化，難以得到耐候性和熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的高折射率磷酸鹽玻璃。這種問(wèn)題在欲得到較高的折射率(折射率nd為1.625以上、進(jìn)一步為1.630以上)時(shí)明顯地表現(xiàn)出來(lái)。
于是，本發(fā)明人為了解決如上所述的問(wèn)題反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使為增加玻璃中的修飾成分的比例、減少網(wǎng)絡(luò)成分的比例的情況下(p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]為55質(zhì)量％以下)，通過(guò)平衡良好地混配bao和其它二價(jià)成分，可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性，由此完成了本發(fā)明。
即，第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的特征之一在于，在包含bao的同時(shí)，包含選自mgo、cao、zno以及sro的任意1種以上，使bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下。
通過(guò)使質(zhì)量比α1為上述范圍，可以抑制特定的修飾成分(bao)相對(duì)于其它修飾成分過(guò)剩導(dǎo)入，因此可以防止因特定的修飾成分導(dǎo)致的結(jié)晶的發(fā)生。因此，可以確保玻璃的熱穩(wěn)定性。
根據(jù)這種第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，在難以進(jìn)行精密的溫度控制的、大氣氣氛下所進(jìn)行的再加熱壓制成型中，可以有效地防止玻璃的內(nèi)部結(jié)晶的發(fā)生。
另外，第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的特征之一在于，為了維持熱穩(wěn)定性、同時(shí)有效提高折射率(nd)并實(shí)現(xiàn)低色散化，含有選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上的稀土元素，并且，使p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量的質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/(gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3)]為4.80以上。
通過(guò)使網(wǎng)絡(luò)成分(p2o5、b2o3以及al2o3)的總含量相對(duì)于上述稀土元素(gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3)的總含量的比率(質(zhì)量比β1)為上述范圍，適度地保持網(wǎng)絡(luò)成分與上述稀土元素的總含量的平衡，可以提高玻璃的折射率、增大阿貝值，并且可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
這種第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特別適合于使用再加熱壓制成型法來(lái)制作高折射率的光學(xué)元件的情況。
需要說(shuō)明的是，第1實(shí)施方式中的光學(xué)玻璃為包含2種以上的金屬氧化物的玻璃組合物，不論形態(tài)(塊狀、板狀、球狀等)和用途(光學(xué)元件用原材料、光學(xué)元件等)，總稱(chēng)為光學(xué)玻璃。
＜玻璃組成＞
接著，對(duì)第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的構(gòu)成成分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，玻璃組成例如可以通過(guò)icp-aes(電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、inductivelycoupledplasma-atomicemissionspectrometry)等方法求出。
icp-aes分析中，首先根據(jù)個(gè)元素進(jìn)行定量分析，之后基于該定量分析值換算為氧化物表述。通過(guò)icp-aes求出的分析值有時(shí)包括分析值的±5％左右的測(cè)定誤差。因此，關(guān)于由分析值換算的氧化物表述的值，有時(shí)同樣包括±5％左右的誤差。
另外，在第1實(shí)施方式中，構(gòu)成成分的含量(氧化物表述)為0％、或不含有、或未導(dǎo)入意味著實(shí)質(zhì)不含有該該構(gòu)成成分，是指該構(gòu)成成分的含量為雜質(zhì)等級(jí)程度以下。
p2o5為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分，其是使玻璃具有能夠進(jìn)行制造的熱穩(wěn)定性的必要成分。但是，若過(guò)剩地含有p2o5，則存在以下傾向：玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度、玻璃的熔融溫度上升、并且折射率和耐候性下降。另一方面，若p2o5的含量過(guò)少，則存在以下傾向：玻璃的阿貝值(vd)減少而使低色散性受損，并且玻璃的失透傾向變強(qiáng)，玻璃變得不穩(wěn)定。由此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，p2o5的含量的上限優(yōu)選為43％，進(jìn)一步以40％、37％、36％、35％、34％的順序優(yōu)選。另外，p2o5的含量的下限優(yōu)選為25％，進(jìn)一步以27％、29％、30％、31％、32％的順序優(yōu)選。
b2o3為對(duì)于玻璃的熔融性的提高和玻璃的均質(zhì)化非常有效的成分，同時(shí)其是在玻璃的耐失透性和耐候性的提高以及提高折射率、促進(jìn)低色散化方面有效的成分。但是，若過(guò)剩導(dǎo)入b2o3，則有可能產(chǎn)生玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度的上升、耐失透性的惡化、低色散性的損失。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b2o3的含量的上限優(yōu)選為15％，進(jìn)一步以12％、10％、9％、8％、7％的順序優(yōu)選。另外，若b2o3的導(dǎo)入量過(guò)少，則玻璃的熔解性和耐失透性下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b2o3的含量的下限優(yōu)選為2％，進(jìn)一步以3％、4％、4.5％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b2o3與p2o5一同形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，因此從玻璃的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選含有b2o3作為必要成分。
al2o3為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分，為了提高玻璃的耐候性作為有效成分被使用。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)剩，則有可能導(dǎo)致玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度變高，玻璃的穩(wěn)定性和熔融性惡化、折射率也下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，al2o3的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以7％、5％、3％的順序優(yōu)選。另外，al2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、0.5％、1.0％、1.5％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，若p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]超過(guò)55％，則有可能產(chǎn)生折射率的下降、玻璃的熔融溫度的上升、以及玻璃的揮發(fā)導(dǎo)致的品質(zhì)惡化。另一方面，若這些成分的總含量過(guò)少，則耐失透性惡化，難以進(jìn)行玻璃化，除此之外，有可能損害低色散性。在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，總含量[p2o5+b2o3+al2o3]的上限為55％，進(jìn)一步以50％、47％、45％、44％、43％、42％的順序優(yōu)選。另外，總含量[p2o5+b2o3+al2o3]的下限優(yōu)選為33％，進(jìn)一步以35％、37％、39％、40％的順序優(yōu)選。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從兼具向玻璃賦予低色散性和提高熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，使p2o5的含量相對(duì)于b2o3的含量的比例：質(zhì)量比[p2o5/b2o3]為超過(guò)1～15.0。該質(zhì)量比[p2o5/b2o3]的上限為15.0，進(jìn)一步以12.0、10.0、9.0、8.0、7.5的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[p2o5/b2o3]的下限為超過(guò)1，進(jìn)一步以1.7、2.0、3.0、3.5、4.0的順序優(yōu)選。如此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，使對(duì)于玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的形成起支配作用的p2o5和b2o3的比例平衡，從而可以達(dá)成低色散化、同時(shí)得到優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
bao是通過(guò)適量的導(dǎo)入而為了提高玻璃的折射率、提高耐候性非常有效的必要成分。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)多，則存在以下傾向：玻璃的熱穩(wěn)定性顯著受損，另外，玻璃轉(zhuǎn)變溫度上升，并且損害低色散性。另一方面，若其導(dǎo)入量過(guò)少，則無(wú)法得到所期望的折射率，進(jìn)一步會(huì)使耐候性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，bao為必要成分，其含量的上限優(yōu)選為45％，進(jìn)一步以42％、40％、38％、37％、36％的順序優(yōu)選。另外，bao的含量的下限優(yōu)選為15％，進(jìn)一步以20％、23％、26％、28％的順序優(yōu)選。
另外，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性以及耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，bao和p2o5的總含量[bao+p2o5]的上限優(yōu)選為78％，進(jìn)一步以75％、72％、70％的順序優(yōu)選。另外，總含量[bao+p2o5]的下限優(yōu)選為50％，進(jìn)一步以52％、55％、58％、60％的順序優(yōu)選。
進(jìn)一步，從使玻璃低色散化、且提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，bao的含量相對(duì)于b2o3的含量的比例：質(zhì)量比[bao/b2o3]的上限優(yōu)選為10.0，進(jìn)一步以9.0、8.0、7.5、7.0的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[bao/b2o3]的下限優(yōu)選為1.0進(jìn)一步以2.0、3.0、3.5、4.0的順序優(yōu)選。
mgo是為了使玻璃兼具高耐候性和低色散性而導(dǎo)入的成分。通過(guò)少量的mgo的導(dǎo)入，具有降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度或液相溫度的效果。但是，若大量導(dǎo)入，則玻璃的熱穩(wěn)定性顯著惡化，液相溫度反而升高。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，mgo的含量的上限優(yōu)選為8％，進(jìn)一步以6％、5％、4.5％的順序優(yōu)選。另外，mgo的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、1.5％、2.0％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，與b2o3、li2o同樣，mgo對(duì)于玻璃的低色散化發(fā)揮有利的作用。由此，從不損害再加熱壓制成型中的熱穩(wěn)定性而得到所期望的色散的方面出發(fā)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中優(yōu)選導(dǎo)入2％以上的mgo、b2o3以及l(fā)i2o的任意1種成分。特別是，mgo、b2o3以及l(fā)i2o的任意1種成分的含量的下限以3％、4％、5％的順序優(yōu)選。
cao是為了促進(jìn)玻璃的低色散化的同時(shí)，改善玻璃的熱穩(wěn)定性且減低液相溫度而導(dǎo)入的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入cao，則不僅玻璃的化學(xué)耐久性惡化，玻璃的熱穩(wěn)定性也反而會(huì)下降，折射率也有可能降低。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，cao的含量的上限優(yōu)選為12％，進(jìn)一步以10％、9％、8％的順序優(yōu)選。另外，cao的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以2％、3％、4％、5％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，從兼具玻璃的低色散性和熱穩(wěn)定性以及耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的mgo和cao的總含量[mgo+cao]的上限優(yōu)選為20％，進(jìn)一步以17％、15％、12％、11％的順序優(yōu)選。另外，總含量[mgo+cao]的下限優(yōu)選為3％，進(jìn)一步以4％、5％、6％、7％的順序優(yōu)選。
sro為不損害玻璃的低色散性而提高玻璃的折射率的有效成分。另外，作為提高玻璃的耐候性的成分也是有効的。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入sro，則存在以下傾向：液相溫度上升，玻璃的熱穩(wěn)定性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，sro的含量的上限優(yōu)選為8％，進(jìn)一步以6％、5％的順序優(yōu)選。另外，sro的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、1.0％、1.5％的順序優(yōu)選。
zno是通過(guò)適度的導(dǎo)入用于提高玻璃的折射率、改善玻璃的熱穩(wěn)定性、降低液相溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入zno，則低色散性嚴(yán)重受損，并且玻璃的化學(xué)耐久性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，zno的含量的上限優(yōu)選為15％，進(jìn)一步以13％、12％、11％、10％、9％的順序優(yōu)選。另外，若zno的導(dǎo)入量過(guò)少，則液相溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度存在變高的傾向。由此、zno的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步優(yōu)選為為1％，進(jìn)一步以2％、3％、4％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，除了bao之外，含有選自mgo、cao、zno以及sro的1種以上作為二價(jià)成分。此時(shí)，從提高玻璃的耐候性、得到所期望的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，mgo、cao、zno、sro以及bao的總含量r1＝[mgo+cao+zno+sro+bao]的上限優(yōu)選為65％，進(jìn)一步以62％、60％、57％、55％的順序優(yōu)選。另外，總含量r1的下限優(yōu)選為38％，進(jìn)一步以40％、43％、46％、48％的順序優(yōu)選。
在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從提高折射率、同時(shí)提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，使bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的比例：質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下。另外，質(zhì)量比α1的優(yōu)選的上限為2.9，進(jìn)一步以2.8、2.7、2.6、2.5的順序優(yōu)選。另外，從提高玻璃的耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，質(zhì)量比α1的下限優(yōu)選為1.0，進(jìn)一步以1.2、1.3、1.4、1.5的順序優(yōu)選。通過(guò)滿足這種條件，bao的含量相對(duì)于其它二價(jià)成分的含量不會(huì)明顯地被過(guò)剩導(dǎo)入，因此可以抑制起因于bao的結(jié)晶的析出。因此，通過(guò)如此平衡良好地混配bao和其它二價(jià)成分，即使為增加了提高折射率的成分、并減少了形成網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的成分的情況，也能夠提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
另外，關(guān)于質(zhì)量比α1滿足3.0以下的本發(fā)明的光學(xué)玻璃，后述的結(jié)晶化峰值溫度tc(以下有時(shí)僅稱(chēng)為“結(jié)晶化峰值溫度”、“tc”或“溫度tc”。)與玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg的溫度差(tc-tg)較大、tc-tg均為150℃以上。通過(guò)將該質(zhì)量比α1設(shè)定為上述范圍內(nèi)，其結(jié)果，tc-tg變大，將玻璃再軟化時(shí)，可以在低于溫度tc的溫度下進(jìn)行軟化，因此玻璃不會(huì)結(jié)晶化，可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
進(jìn)一步，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，bao的含量相對(duì)于mgo和sro的總含量的比例：質(zhì)量比[bao/(mgo+sro)]的上限優(yōu)選為45，進(jìn)一步以42、40、38的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[bao/(mgo+sro)]的下限優(yōu)選為1，進(jìn)一步以2、3、4、5的順序優(yōu)選。
另外，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性和得到所期望的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，sro和bao的總含量相對(duì)于mgo和cao的總含量的比例：質(zhì)量比[(sro+bao)/(mgo+cao)]的上限優(yōu)選為8，進(jìn)一步以7、6、5、4.5的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[(sro+bao)/(mgo+cao)]的下限優(yōu)選為1.0，進(jìn)一步以2.0、2.5、3.0的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，由mgo、cao、zno、sro以及bao構(gòu)成的二價(jià)成分中，bao可有效提高玻璃的折射率以及耐候性，但因過(guò)剩的導(dǎo)入會(huì)顯著損害玻璃的熱穩(wěn)定性。另一方面，zno可改善玻璃的熱穩(wěn)定性，但因過(guò)剩的導(dǎo)入會(huì)使低色散性大幅受損。于是，從得到玻璃的熱穩(wěn)定性和所期望的光學(xué)常數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，zno的含量相對(duì)于bao的含量的比例：質(zhì)量比[zno/bao]的上限優(yōu)選為0.33，進(jìn)一步以0.30、0.28、0.27的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[zno/bao]的下限優(yōu)選為0.10，進(jìn)一步以0.15、0.18、0.20的順序優(yōu)選。
gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3均是改善玻璃的耐候性、有助于高折射率化的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入這些成分，則有可能使玻璃的熱穩(wěn)定性或均質(zhì)性惡化，使低色散性顯著受損。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，gd2o3的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以9.0％、8.5％、8.0％的順序優(yōu)選。另外，gd2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、0.5％、1.0％、2.0％、3.0％的順序優(yōu)選。y2o3的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以8％、7％、6％的順序優(yōu)選。另外，y2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％的順序優(yōu)選。la2o3的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以7％、5％、4％的順序優(yōu)選。另外，la2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，更優(yōu)選為0.05％。yb2o3的含量的上限優(yōu)選為7％，進(jìn)一步以5％、2％、1％的順序優(yōu)選。另外，yb2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，更優(yōu)選為0.05％。需要說(shuō)明的是，yb2o3在近紅外區(qū)域具有吸收性，因此在利用近紅外區(qū)域的光線的情況下，優(yōu)選不導(dǎo)入yb2o3。
需要說(shuō)明的是，從有效提高折射率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選對(duì)gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3這樣的稀土元素進(jìn)行適度的導(dǎo)入。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃含有選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入這些成分，存在下述傾向：玻璃的熱穩(wěn)定性存在惡化的傾向、并且顯著損害低色散性。因此gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量re1＝[gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3]的上限優(yōu)選為11％，進(jìn)一步以9.0％、8.5％、8.0％的順序優(yōu)選。另外，總含量re1的下限優(yōu)選為0.5％，進(jìn)一步以0.7％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，與導(dǎo)入單一的稀土元素相比，提高導(dǎo)入2種以上的稀土元素，有時(shí)可以改善玻璃的熱穩(wěn)定性。因此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意2種以上的稀土元素。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從使上述質(zhì)量比α1為規(guī)定范圍同時(shí)確保玻璃的熱穩(wěn)定性、有效提高折射率的觀點(diǎn)出發(fā)，使p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于稀土元素的總含量re1的比例：質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/re1]為4.80以上。質(zhì)量比β1的下限為4.80，進(jìn)一步以4.90、4.95、5.00、5.05、5.10的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，后述的本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃中，稀土元素的總含量re1最少的試料35a包含1.12質(zhì)量％的gd2o3(分子量：362)，質(zhì)量比β1的值為37.73。一般而言，容易將某種稀土元素取代為其它稀土元素。質(zhì)量比β1是表示p2o5+b2o3+al2o3與re1之間的相對(duì)關(guān)系的值，因此，選擇y2o3等較輕的稀土元素作為re1的情況下，β1的值相對(duì)變大。例如，將試料35a的gd2o3取代為分子量小的y2o3(分子量：225.8)時(shí)，質(zhì)量比β1的值為60左右。從這種觀點(diǎn)考慮，質(zhì)量比β1的上限優(yōu)選為65，進(jìn)一步以60、50、40、30、20、15、12、10、8的順序優(yōu)選。
本發(fā)明中，從得到所期望的光學(xué)特性并且提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，質(zhì)量比α1和質(zhì)量比β1存在密切的關(guān)系。以下進(jìn)行其說(shuō)明。
稀土元素雖然了有效提升玻璃的折射率，但有可能因過(guò)剩的導(dǎo)入而損害熱穩(wěn)定性，因此在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)先考慮了提高玻璃的熱穩(wěn)定性，而使稀土元素的總含量re1較少。具體而言，抑制作為質(zhì)量比β1的分母的稀土元素的總含量re1，從而按照質(zhì)量比β1為4.80以上的方式進(jìn)行成分調(diào)整，從而改善熱穩(wěn)定性。
另一方面，通過(guò)將質(zhì)量比β1限定為規(guī)定范圍，改善玻璃的熱穩(wěn)定性，但與稀土元素的總含量re1減少相對(duì)應(yīng)，折射率會(huì)降低。于是，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，通過(guò)使bao的導(dǎo)入量較多，有效地體現(xiàn)bao的作用而實(shí)現(xiàn)折射率的提高。但是，若bao相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的導(dǎo)入量過(guò)多，則反而會(huì)使熱穩(wěn)定性受損，由此在本發(fā)明中，限定質(zhì)量比α1的上限(質(zhì)量比α1為3.0以下)。
如此，通過(guò)按照質(zhì)量比α1和質(zhì)量比β1為規(guī)定范圍內(nèi)的方式對(duì)玻璃組成進(jìn)行調(diào)整，可以得到所期望的光學(xué)特性，同時(shí)提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
sio2是對(duì)于維持低色散性同時(shí)提高化學(xué)耐久性而有效的成分。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)多，則存在下述傾向：玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度升高，并且折射率下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，sio2的含量的上限優(yōu)選為3％，更優(yōu)選為2％，進(jìn)一步優(yōu)選為1％、更進(jìn)一步優(yōu)選為0.5％。需要說(shuō)明的是，sio2與p2o5、b2o3、al2o3同為網(wǎng)絡(luò)成分，但在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中可以不必須導(dǎo)入sio2。
li2o是對(duì)于降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度、以及低色散化而有效的成分。尤其是，為了玻璃的低色散化，使p2o5、b2o3以及l(fā)i2o共存是非常有效的。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入li2o，則玻璃的化學(xué)耐久性(耐候性、耐堿性等)惡化，折射率也存在急劇下降的傾向。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，li2o的含量的上限優(yōu)選為6％，進(jìn)一步以5％、4％、3％、2％、1.8％、1.5％的順序優(yōu)選。另外，li2o的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.3％、0.5％、1.0％、1.3％的順序越小越為優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，使用再加熱壓制成型法制作光學(xué)元件的情況下，可以實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入li2o。
na2o和k2o均是為了提高玻璃的耐失透性、降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度、弛垂溫度、液相溫度、改善玻璃的熔融性而導(dǎo)入的任意成分。適當(dāng)量的na2o和k2o的導(dǎo)入可改善玻璃的穩(wěn)定性，并牽涉液相溫度和轉(zhuǎn)變溫度的降低，但若過(guò)剩地導(dǎo)入，則化學(xué)耐久性顯著惡化，折射率也存在下降的傾向。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，na2o的含量的上限優(yōu)選為5％，進(jìn)一步以3％、2％、1.5％的順序優(yōu)選。另外，k2o的含量的上限優(yōu)選為3％，進(jìn)一步以2％、1％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入na2o和k2o。
若li2o、na2o和k2o的總含量過(guò)少，則玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度上升，并且熔融性惡化。因此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，li2o、na2o以及k2o的總含量r21＝[li2o+na2o+k2o]的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以7％、5％、3％、2％、1.8％、1.5％的順序優(yōu)選。另外，總含量r21的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、0.5％、1.0％的順序越小越為優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，使用再加熱壓制成型法制作光學(xué)元件的情況下，li2o、na2o以及k2o的總含量r21優(yōu)選為2.0％以下、再優(yōu)選為1.0％以下、更優(yōu)選為0.5％以下、進(jìn)一步優(yōu)選為0.3％以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為0.1％以下、特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，作為堿金屬氧化物的cs2o的導(dǎo)入并非一定是必要的，從原料成本的方面考慮是不利的，因此寧可不需要。另外，cs2o會(huì)降低折射率、顯著損害耐候性，因此優(yōu)選不導(dǎo)入cs2o。
需要說(shuō)明的是，從兼具玻璃的熔融性和熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，p2o5含量相對(duì)于堿金屬氧化物的總含量r21的比例：質(zhì)量比[p2o5/r21]的上限優(yōu)選為120，進(jìn)一步以110、100、90的順序優(yōu)選。另外，質(zhì)量比[p2o5/r21]的下限優(yōu)選為7，進(jìn)一步以10、15、17、20的順序優(yōu)選。
另外，從降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有pb、as、cd、u、th、tl。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，可以含有鹵素即f、cl、br、i作為任意成分。其含量可以以陰離子的質(zhì)量分率(例如[f/(o+f)])表示。f的含量的上限優(yōu)選為8％，進(jìn)一步以5％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％的順序優(yōu)選。另外，cl、br、i的含量的上限分別優(yōu)選為5％，進(jìn)一步以3％、2％、1％、0.5％、0.1％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，在玻璃中含有鹵素的情況下，為了抑制玻璃的揮發(fā)，優(yōu)選使玻璃中的b2o3的上限為8％，進(jìn)一步以5％、3％、1％的順序優(yōu)選，最優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有。但是，以1％以下的少量添加鹵素時(shí)不受此限。特別是，為了抑制成分從玻璃的揮發(fā)而提高玻璃的均質(zhì)性，優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有鹵素。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，可以含有由wo3、tio2、bi2o3和nb2o5構(gòu)成的易還原成分作為任意成分。這些易還原成分是為了提高折射率而有效的成分。然而，w、ti、bi、nb會(huì)使玻璃的阿貝值(vd)顯著減少。于是，上述易還原成分的含量的上限優(yōu)選為4％，進(jìn)一步以3％、2％、1％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入上述易還原成分。
如上所述的本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選基本由選自p2o5、b2o3、sio2、al2o3、li2o、na2o、k2o、mgo、cao、zno、sro、bao、gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的成分構(gòu)成。這些成分的總含量[p2o5+b2o3+sio2+al2o3+li2o+na2o+k2o+mgo+cao+zno+sro+bao+gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3]優(yōu)選為95％以上、進(jìn)一步優(yōu)選為98％以上、更優(yōu)選為99％以上、更進(jìn)一步優(yōu)選為100％。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選基本由上述成分構(gòu)成，但在不妨礙本發(fā)明的作用効果的范圍，也能夠?qū)肫渌煞帧Ａ硗?，本發(fā)明中，并非排除不可避免的雜質(zhì)的含有。
需要說(shuō)明的是，“實(shí)質(zhì)不含有”是指，可以將含量小于0.2質(zhì)量％作為基準(zhǔn)。實(shí)質(zhì)不含有的成分或添加劑優(yōu)選不含有于玻璃中，因此其含量?jī)?yōu)選小于0.1質(zhì)量％、更優(yōu)選為小于0.08質(zhì)量％、進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.05質(zhì)量％、更進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.01質(zhì)量％、再更進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.005質(zhì)量％。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃由上述成分構(gòu)成且總量為100質(zhì)量％時(shí)，可以以外加方式導(dǎo)入4質(zhì)量％以?xún)?nèi)的sb2o3、sno2、ceo2等澄清劑。sb2o3的含量的上限優(yōu)選為4質(zhì)量％，進(jìn)一步以3質(zhì)量％、2質(zhì)量％、1質(zhì)量％、0.5質(zhì)量％、0.1質(zhì)量％的順序優(yōu)選。另外，sb2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以、0.01質(zhì)量％、0.02質(zhì)量％、0.04質(zhì)量％的順序優(yōu)選。另外，sno2、ceo2有可能使玻璃的透過(guò)率惡化，因此優(yōu)選1質(zhì)量％以下的導(dǎo)入，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入。
＜光學(xué)玻璃的光學(xué)特性(折射率、阿貝值)＞
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率nd的上限為1.680，進(jìn)一步以1.670、1.665、1.660的順序優(yōu)選。另外，折射率nd的下限為1.625，進(jìn)一步以1.630、1.635的順序優(yōu)選。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿貝值vd的上限為65，進(jìn)一步以63、62.5的順序優(yōu)選。另外，阿貝值vd的下限為58，進(jìn)一步以59、60的順序優(yōu)選。
使用由這種高折射率/低分散的光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)元件、構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，從而能夠進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的小型化、高功能化、色差的改善。
＜光學(xué)玻璃的熱穩(wěn)定性＞
玻璃的熱穩(wěn)定性存在對(duì)玻璃熔液進(jìn)行成型時(shí)的耐失透性和對(duì)暫時(shí)固化的玻璃進(jìn)行再加熱時(shí)的耐失透性。對(duì)玻璃熔液進(jìn)行成型時(shí)的耐失透性將液相溫度作為基準(zhǔn)，液相溫度越低則具有越優(yōu)異的耐失透性。對(duì)于液相溫度高的玻璃，為了防止失透，必須將玻璃熔液的溫度保持在高溫，由此有時(shí)會(huì)導(dǎo)致玻璃成分的揮發(fā)引起的品質(zhì)的惡化或生產(chǎn)率的下降。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的液相溫度優(yōu)選為1350℃以下、更優(yōu)選為1300℃以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1250℃以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為1200℃以下、再更進(jìn)一步優(yōu)選為1100℃以下。
另一方面，關(guān)于對(duì)暫時(shí)固化的玻璃進(jìn)行再加熱時(shí)的耐失透性，結(jié)晶化峰值溫度tc和玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg的溫度差(tc-tg)越大則耐失透性越優(yōu)異。例如，在再加熱壓制成型法中，需要在高于溫度tg的溫度對(duì)光學(xué)玻璃原材料進(jìn)行加熱而使其軟化為適度的粘度(104～106dpa·s左右)。但是，若加熱后的玻璃原材料的溫度達(dá)到溫度tc，則產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)晶，因此溫度差(tc-tg)小的玻璃在進(jìn)行再加熱壓制成型方面是不利的。與此相對(duì)，溫度差(tc-tg)大的玻璃在低于溫度tc的溫度容易軟化，因此能夠在玻璃不失透的狀態(tài)下進(jìn)行再加熱壓制成型。
需要說(shuō)明的是，一般而言、玻璃的“軟化點(diǎn)(softeningpoint)”是玻璃因自重而開(kāi)始顯著變形的溫度，為相當(dāng)于約107.6dpa·s的粘度的溫度。另一方面，在再加熱壓制成型法中，“玻璃軟化的溫度tp”(以下有時(shí)僅稱(chēng)為“玻璃軟化的溫度”、“tp”或“溫度tp”。)為高于“軟化點(diǎn)”的溫度，為玻璃的粘度相當(dāng)于104～106dpa·s的粘度的溫度。需要說(shuō)明的是，相當(dāng)于104～106dpa·s的溫度可以通過(guò)粘性曲線毫無(wú)疑義地求出。
關(guān)于作為玻璃的熱穩(wěn)定性的指標(biāo)的玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg、結(jié)晶化峰值溫度tc以及伴隨玻璃轉(zhuǎn)變的吸熱峰值溫度tk(以下有時(shí)僅稱(chēng)為“吸熱峰值溫度”、“tk”或“溫度tk”。)、結(jié)晶化起始溫度tx(以下有時(shí)僅稱(chēng)為“結(jié)晶化起始溫度”、“tx”或“溫度tx”。)，參照?qǐng)D1進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為示出光學(xué)玻璃(磷酸鹽光學(xué)玻璃)的差示掃描熱量曲線的示意圖。圖1中的橫軸表示溫度、縱軸表示與玻璃的放熱吸熱對(duì)應(yīng)的差示熱量。玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg、伴隨玻璃轉(zhuǎn)變的吸熱峰值溫度tk、結(jié)晶化起始溫度tx以及結(jié)晶化峰值溫度tc均利用差示掃描熱量計(jì)[dsc(differentialscanningcalorimetry)]來(lái)測(cè)定。
本發(fā)明所指的伴隨玻璃轉(zhuǎn)變的吸熱峰值溫度tk是指，在tg～(tg+100℃)程度附近產(chǎn)生的吸熱反應(yīng)的峰值的溫度。結(jié)晶化峰值溫度tc是指，在將玻璃粉末化以10℃/分鐘的升溫速度從室溫到規(guī)定溫度進(jìn)行差示掃描熱量測(cè)定時(shí)，示出溫度最低的結(jié)晶化放熱峰值的溫度。另外，結(jié)晶化起始溫度tx是指，結(jié)晶化峰的低溫側(cè)的提升溫度。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg優(yōu)選為如下的范圍內(nèi)。即、tg的上限優(yōu)選為650℃，進(jìn)一步以630℃、620℃、610℃、600℃、590℃的順序優(yōu)選。另外，tg的下限沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選為420℃，進(jìn)一步以440℃、460℃、480℃、500℃、530℃、560℃的順序優(yōu)選。
本發(fā)明的光學(xué)玻璃的結(jié)晶化峰值溫度tc優(yōu)選為如下的范圍內(nèi)。即、tc的下限優(yōu)選為650℃，進(jìn)一步以670℃、680℃、690℃、700℃的順序優(yōu)選。另外，tc的上限優(yōu)選為820℃，進(jìn)一步以810℃、800℃、790℃的順序優(yōu)選。
通常，在壓制成型法中，對(duì)玻璃原材料進(jìn)行加熱，從而調(diào)整為適于壓制成型的粘度。特別是對(duì)于再加熱壓制成型法而言，與精密壓制成型法相比，以更短的時(shí)間進(jìn)行玻璃的變形，因此為了能夠進(jìn)行良好的壓制成型，通常在較高的溫度下進(jìn)行再加熱，充分降低玻璃的粘度。
短時(shí)間的壓制成型的情況下，若加熱溫度不充分且玻璃的粘度高，則因壓制時(shí)的壓力會(huì)在成型品產(chǎn)生破裂，并且有時(shí)發(fā)生因變形量的不足導(dǎo)致的形狀不良，良品率有可能下降。因此，為了進(jìn)行良好的壓制成型，尤其是在再加熱壓制成型法中，需要對(duì)玻璃原材料進(jìn)行充分加熱，調(diào)整為適度的溫度(玻璃粘度相當(dāng)于104～106dpa·s的溫度)。
另一方面，若在對(duì)玻璃進(jìn)行加熱時(shí)加熱至高于玻璃的結(jié)晶化峰值溫度tc的溫度，則壓制成型后的玻璃成型品發(fā)生結(jié)晶(內(nèi)部結(jié)晶和表面結(jié)晶)，有可能成為不良品。因此，在對(duì)玻璃原材料進(jìn)行加熱時(shí)，需要在為適于壓制成型的粘度的溫度、且低于溫度tc的溫度下進(jìn)行。
但是，對(duì)于在再加熱壓制成型法中容易結(jié)晶化的玻璃而言，多數(shù)情況下，tg和tc的溫度差小，若加熱至為適于壓制成型的粘度的溫度，則有時(shí)會(huì)超過(guò)溫度tc。
因此，溫度tc和溫度tg的溫度差(tc-tg)越大則越難以發(fā)生玻璃的結(jié)晶化。如后述的實(shí)施例所示，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的tc-tg均為150℃以上，不會(huì)發(fā)生再加熱導(dǎo)致的內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異。即，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，溫度tc與溫度tg相比處于足夠高的溫度，因此，在再加熱壓制成型時(shí)，玻璃原材料在低于結(jié)晶化峰值溫度tc的溫度下軟化，不會(huì)發(fā)生結(jié)晶。
換而言之，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的結(jié)晶化峰值溫度tc相比于玻璃軟化的溫度tp足夠高。如后述的實(shí)施例所示，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的任一試料均未產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)晶。因此，只要使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃，就能夠良好地進(jìn)行苛刻的再加熱條件下的再加熱壓制成型。
進(jìn)一步，若觀察溫度差(tc-tg)和溫度差(tc-tp)的關(guān)系，則溫度tp高于溫度tg，因此溫度差(tc-tg)大于溫度差(tc-tp)，這些溫度差均是越大越為優(yōu)選。本發(fā)明的光學(xué)玻璃通過(guò)為上述的玻璃組成，適度地確保了溫度差(tc-tg)、提高了熱穩(wěn)定性，同時(shí)增大了溫度差(tc-tg)，從而改善了再加熱壓制成型的生產(chǎn)率(例如容易進(jìn)行溫度控制)。
需要說(shuō)明的是，對(duì)于本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，溫度tc和溫度tg的溫度差(tc-tg)優(yōu)選為150℃以上、更優(yōu)選為160℃以上、進(jìn)一步優(yōu)選為180℃以上、特別優(yōu)選為200℃以上。
另外，溫度tc和溫度tp的溫度差(tc-tp)優(yōu)選為1℃以上，進(jìn)一步，溫度差(tc-tp)優(yōu)選為10℃以上、進(jìn)一步優(yōu)選為20℃以上、更優(yōu)選為30℃以上、更進(jìn)一步優(yōu)選為50℃以上、再更進(jìn)一步優(yōu)選為70℃以上。
對(duì)于本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，在再加熱壓制成型法中，在低于結(jié)晶化峰值溫度tc的溫度充分軟化，因此可以有效防止內(nèi)部結(jié)晶的發(fā)生，該再加熱壓制成型法中，在高于tg的溫度對(duì)玻璃原材料進(jìn)行加熱而使玻璃原材料軟化為適度的粘度(104～106dpa·s左右)。另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，因此適用于難以進(jìn)行精密的溫度控制的、在開(kāi)放的大氣中的再加熱壓制成型法。
需要說(shuō)明的是，由差示掃描熱量計(jì)(dsc)得到的玻璃的熱穩(wěn)定性也可以通過(guò)結(jié)晶化的峰值強(qiáng)度⊿評(píng)價(jià)。具體而言，結(jié)晶化的放熱峰越小，則玻璃變化至結(jié)晶的傾向越小，因此玻璃的熱穩(wěn)定性越高，對(duì)于本發(fā)明的玻璃而言是優(yōu)選的。對(duì)于結(jié)晶化的峰值強(qiáng)度⊿而言，考慮到裝置靈敏度，將該tk和tg的熱量差的絕對(duì)值設(shè)為a、將tx和tc的熱量差的絕對(duì)值設(shè)為b時(shí)，能夠按照以a為基準(zhǔn)的b的倍率、即峰值強(qiáng)度⊿＝b/a(倍)這樣的相對(duì)值的方式表示。需要說(shuō)明的是，結(jié)晶化峰的高度也可以由峰值溫度處的熱量和差示掃描熱量計(jì)的基線(baseline)的差分來(lái)計(jì)算，但在該情況下，依賴(lài)于基線的描繪方式，因此在本申請(qǐng)實(shí)施方式中，利用前者的方法算出了結(jié)晶化的峰值強(qiáng)度⊿。
越是熱穩(wěn)定性高、難以產(chǎn)生結(jié)晶化的玻璃，玻璃轉(zhuǎn)變至結(jié)晶時(shí)的放熱越小，因此峰值強(qiáng)度⊿越小。因此，峰值強(qiáng)度⊿優(yōu)選為10以下、更優(yōu)選為8以下、進(jìn)一步優(yōu)選為6以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為4以下、再更進(jìn)一步優(yōu)選為2以下、又再更進(jìn)一步優(yōu)選為1以下。最優(yōu)選的玻璃中，未觀測(cè)到結(jié)晶化峰，無(wú)法定義峰值強(qiáng)度。需要說(shuō)明的是，即使為峰值強(qiáng)度⊿較小的情況下，只要溫度tc和溫度tg的溫度差[tc-tg]為150℃以上，則即使使玻璃為更高的溫度而使粘性下降也不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶化，因此再加熱壓制成型中的結(jié)晶化難以發(fā)生。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的耐候性?xún)?yōu)異。玻璃的耐候性可以以霧度值(haze)作為指標(biāo)表示。霧度值是指，在高溫高濕度的環(huán)境下將玻璃保持規(guī)定時(shí)間時(shí)的玻璃的模糊程度。具體而言，霧度值以％表示在使白色光垂直透射經(jīng)雙面光學(xué)研磨的玻璃平板的研磨面時(shí)散射光強(qiáng)度相對(duì)于全透射光強(qiáng)之比、即“散射光強(qiáng)度/透射光強(qiáng)度”。本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選為10以下的霧度值、更優(yōu)選為5以下的霧度值、進(jìn)一步優(yōu)選為2以下的霧度值、更進(jìn)一步優(yōu)選為霧度值小于1。霧度值大的玻璃為所謂的化學(xué)耐久性低的玻璃，這種玻璃容易因附著于玻璃的水滴或水蒸氣以及使用環(huán)境中的各種化學(xué)成分而使玻璃受到侵蝕，并且容易在玻璃表面生成反應(yīng)物。相反，如本發(fā)明的光學(xué)玻璃這樣霧度值小的玻璃是化學(xué)耐久性(耐候性)高的玻璃。
(第2實(shí)施方式)
本實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的第2觀點(diǎn)，基于以陽(yáng)離子％表示的各成分的含有比例對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃進(jìn)行說(shuō)明。在第2實(shí)施方式中，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，各含量以陽(yáng)離子％表示。
第2實(shí)施方式中，陽(yáng)離子％以摩爾百分率表示個(gè)別的陽(yáng)離子相對(duì)于玻璃中含有的全部陽(yáng)離子的比例。另外，第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃為氧化物玻璃，因此陰離子主要為氧(o2-)，但一部分也可以取代為氧以外的陰離子(例如鹵素)。
光學(xué)玻璃
第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃為p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為65％以下的氧化物玻璃，其特征在于，含有ba2+、選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的任意1種以上、和選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上，p5+的含量相對(duì)于b3+的含量的陽(yáng)離子比[p5+/b3+]為超過(guò)1～10.0，ba2+的含量相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下，p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量的陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/(gd3++y3++la3++yb3+)]為14.0以上，折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
一般而言，構(gòu)成玻璃的成分可以大致區(qū)分為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分、和控制玻璃的特性的修飾成分。其中的網(wǎng)絡(luò)成分主要有助于玻璃的穩(wěn)定性(例如結(jié)構(gòu)方面的穩(wěn)定性或熱穩(wěn)定性、玻璃的熔融性)。因此，從得到穩(wěn)定的玻璃的觀點(diǎn)出發(fā)，期望使玻璃中的網(wǎng)絡(luò)成分的比例較多。
另一方面，修飾成分主要有助于玻璃的功能性(例如折射率/色散性等光學(xué)特性或耐候性等化學(xué)耐久性)。因此，期望根據(jù)玻璃所要求的功能和特性適宜地選擇、調(diào)節(jié)修飾成分的種類(lèi)和其添加量從而進(jìn)行添加。但是，若玻璃中的修飾成分的比例增加，結(jié)果會(huì)使網(wǎng)絡(luò)成分的比例下降，因此有可能導(dǎo)致作為玻璃的穩(wěn)定性下降。另外，即使修飾成分從特性提高的觀點(diǎn)出發(fā)是有效的，但存在少量添加會(huì)使玻璃的穩(wěn)定性顯著下降的物質(zhì)。
如此，網(wǎng)絡(luò)成分和修飾成分的平衡會(huì)較大地影響玻璃的穩(wěn)定性和功能性。
以往，磷酸鹽玻璃因示出了高折射率和低色散性而期待作為光學(xué)透鏡等光學(xué)元件的利用，但耐候性低，無(wú)法用作壓制成型用玻璃。為了解決這種不良情況，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的參考例1中，添加ba2+作為修飾成分、并使玻璃中的ba2+的比例較多，從而在確保了高折射率(折射率nd為1.625以上)的同時(shí)提高了耐候性。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的發(fā)明中，大量導(dǎo)入了ba2+和zn2+作為修飾成分，從而可以確保較高的折射率、并提高耐候性。
但是，這種光學(xué)玻璃提高了耐候性，適合作為精密壓制成型用玻璃，但是變得容易產(chǎn)生因大量導(dǎo)入的修飾成分(例如ba2+)所導(dǎo)致的結(jié)晶化，存在玻璃的熱穩(wěn)定性惡化的問(wèn)題。因此，即使為暫時(shí)良好固化的玻璃，若再次在苛刻的條件下使其軟化，則有時(shí)在冷卻后的玻璃中產(chǎn)生結(jié)晶，這種玻璃不適合于再加熱壓制成型法這樣的光學(xué)元件的制法。
特別是，光學(xué)玻璃中的網(wǎng)絡(luò)成分(例如p5+等)的比例降低、修飾成分(例如提高耐候性的成分或提高折射率的成分等)的比例增加時(shí)，玻璃的熱穩(wěn)定性存在惡化的傾向。因此，發(fā)生因再加熱壓制成型中的再加熱導(dǎo)致的玻璃的結(jié)晶化，難以得到耐候性和熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的高折射率磷酸鹽玻璃。這種問(wèn)題在欲得到較高的折射率(折射率nd為1.625以上、進(jìn)一步為1.630以上)時(shí)明顯地表現(xiàn)出來(lái)。
于是，本發(fā)明人為了解決如上所述的問(wèn)題反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使為增加玻璃中的修飾成分的比例、減少網(wǎng)絡(luò)成分的比例的情況下(p5+、b3+和al3+的總含量[p5++b3++al3+]為65％以下)，通過(guò)平衡良好地混配ba2+和其它二價(jià)成分，可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性，由此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的特征之一在于，在包含ba2+的同時(shí)，包含選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的任意1種以上，使ba2+的含量相對(duì)于、mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的質(zhì)量比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下。
通過(guò)使陽(yáng)離子比α2為上述范圍，可以抑制特定的修飾成分(ba2+)相對(duì)于其它修飾成分過(guò)剩導(dǎo)入，因此可以防止因特定的修飾成分導(dǎo)致的結(jié)晶的發(fā)生。因此，可以確保玻璃的熱穩(wěn)定性。
根據(jù)這種本發(fā)明的光學(xué)玻璃，在難以進(jìn)行精密的溫度控制的、大氣氣氛下所進(jìn)行的再加熱壓制成型中，可以有效地防止玻璃的內(nèi)部結(jié)晶的發(fā)生。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的特征之一在于，為了維持熱穩(wěn)定性、同時(shí)有效提高折射率(nd)并實(shí)現(xiàn)低色散化，含有選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上的稀土元素，并且，使p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量的陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/(gd3++y3++la3++yb3+)]為14.0以上。
通過(guò)使網(wǎng)絡(luò)成分(p5+、b3+以及al3+)的總含量相對(duì)于上述稀土元素(gd3+、y3+、la3+以及yb3+)的總含量的比率(陽(yáng)離子比β2)為上述范圍，適度地保持網(wǎng)絡(luò)成分與上述稀土元素的總含量的平衡，可以提高玻璃的折射率、增大阿貝值，并且可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
這種第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃特別適合于使用再加熱壓制成型法來(lái)制作高折射率的光學(xué)元件的情況。
需要說(shuō)明的是，第2實(shí)施方式中的光學(xué)玻璃為包含2種以上的金屬氧化物的玻璃組合物，不論形態(tài)(塊狀、板狀、球狀等)和用途(光學(xué)元件用原材料、光學(xué)元件等)，總稱(chēng)為光學(xué)玻璃。
＜玻璃組成＞
接著，對(duì)第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃的玻璃組成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。玻璃的構(gòu)成成分的含有率例如可以通過(guò)icp-aes(電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、inductivelycoupledplasma-atomicemissionspectrometry)等方法測(cè)定。
需要說(shuō)明的是，基于icp-aes分析分別對(duì)各元素進(jìn)行定量分析而求出的分析值(例如原子％表述)有時(shí)包含分析值的±5％左右的測(cè)定誤差。另外，基于上述分析值，可以換算為氧化物表述的值，另外，可以將玻璃中的陽(yáng)離子成分換算為陽(yáng)離子％表述的值，其換算方法在之后敘述。
另外，在第2實(shí)施方式中，構(gòu)成成分的含量為0％、或不含有、或未導(dǎo)入意味著實(shí)質(zhì)不含有該該構(gòu)成成分，是指該構(gòu)成成分的含量為雜質(zhì)等級(jí)程度以下。
p5+為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分，其是使玻璃具有能夠進(jìn)行制造的熱穩(wěn)定性的必要成分。但是，若過(guò)剩地含有p5+，則存在以下傾向：玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度、玻璃的熔融溫度上升、并且折射率和耐候性下降。另一方面，若p5+的含量過(guò)少，則存在以下傾向：玻璃的阿貝值(vd)減少而使低色散性受損，并且玻璃的失透傾向變強(qiáng)，玻璃變得不穩(wěn)定。由此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，p5+的含量的上限優(yōu)選為50％，進(jìn)一步以45％、42％、40％、39％、38％的順序優(yōu)選。另外，p5+的含量的下限優(yōu)選為20％，進(jìn)一步以25％、27％、30％、32％、34％的順序優(yōu)選。
b3+為對(duì)于玻璃的熔融性的提高和玻璃的均質(zhì)化非常有效的成分，同時(shí)其是在玻璃的耐失透性和耐候性的提高以及提高折射率、促進(jìn)低色散化方面有效的成分。但是，若過(guò)剩導(dǎo)入b3+，則有可能產(chǎn)生玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度的上升、耐失透性的惡化、低色散性的損失。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b3+的含量的上限優(yōu)選為25％，進(jìn)一步以22％、20％、18％、17％、16％的順序優(yōu)選。另外，若b3+的導(dǎo)入量過(guò)少，則玻璃的熔解性和耐失透性下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b3+的含量的下限優(yōu)選為1％，進(jìn)一步以2.0％、3.0％、5.0％、8.0％、10％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，b3+與p5+一同形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，因此從玻璃的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選含有b3+作為必要成分。
al3+為形成玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)成分，為了提高玻璃的耐候性作為有效成分被使用。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)剩，則有可能導(dǎo)致玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度變高，玻璃的穩(wěn)定性和熔融性惡化、折射率也下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，al3+的含量的上限優(yōu)選為13％，進(jìn)一步以10％、8％、7％，6％的順序優(yōu)選。另外，al3+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、0.5％、1.0％、2.0％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，若p5+、b3+以及al3+的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]超過(guò)65％，則有可能產(chǎn)生折射率的下降、玻璃的熔融溫度的上升、以及玻璃的揮發(fā)導(dǎo)致的品質(zhì)惡化。另一方面，若這些成分的總含量過(guò)少，則耐失透性惡化，難以進(jìn)行玻璃化，除此之外，有可能損害低色散性。在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，總含量[p5++b3++al3+]的上限為65％，進(jìn)一步以60％、58％、57％、56％的順序優(yōu)選?？偤縖p5++b3++al3+]的下限優(yōu)選為40％，進(jìn)一步以45％、47％、49％、50％的順序優(yōu)選。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從兼具向玻璃賦予低色散性和提高熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，使p5+的含量相對(duì)于b3+的含量的比例：陽(yáng)離子比[p5+/b3+]為超過(guò)1～10.0。另外，陽(yáng)離子比[p5+/b3+]的優(yōu)選的上限為8.0，進(jìn)一步以6.0、5.0、4.5、4.0、3.7的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[p5+/b3+]的優(yōu)選的下限為1.2，進(jìn)一步以1.5、2.0的順序優(yōu)選。如此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，使對(duì)于玻璃的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的形成起支配作用的p5+和b3+的比例平衡，從而可以達(dá)成低色散化、同時(shí)得到優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
ba2+是通過(guò)適量的導(dǎo)入而為了提高玻璃的折射率、提高耐候性非常有效的必要成分。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)多，則存在以下傾向：玻璃的熱穩(wěn)定性顯著受損，另外，玻璃轉(zhuǎn)變溫度上升，并且損害低色散性。另一方面，若其導(dǎo)入量過(guò)少，則無(wú)法得到所期望的折射率，進(jìn)一步會(huì)使耐候性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，ba2+為必要成分，其含量的上限優(yōu)選為30％，進(jìn)一步以27％、25％、22％、20％、19％、18％的順序優(yōu)選。另外，ba2+的含量的下限優(yōu)選為5.0％，進(jìn)一步以8.0％、10％、12％、14％的順序優(yōu)選。
另外，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性以及耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，ba2+和p5+的總含量[ba2++p5+]的上限優(yōu)選為65％，進(jìn)一步以60％、58％、56％的順序優(yōu)選。另外，總含量[ba2++p5+]的下限優(yōu)選為40％，進(jìn)一步以42％、45％、48％、50％的順序優(yōu)選。
進(jìn)一步，從使玻璃低色散化、且提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，b3+的含量相對(duì)于ba2+的含量的比例：陽(yáng)離子比[ba2+/b3+]的上限優(yōu)選為3.0，進(jìn)一步以2.5、2.0、1.8、1.7的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[ba2+/b3+]的下限優(yōu)選為0.5，進(jìn)一步以0.6、0.8、1.0的順序優(yōu)選。
mg2+是為了使玻璃兼具高耐候性和低色散性而導(dǎo)入的成分。通過(guò)少量的mg2+的導(dǎo)入，具有降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度或液相溫度的效果。但是，若大量導(dǎo)入，則玻璃的熱穩(wěn)定性顯著惡化，液相溫度反而升高。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，mg2+的含量的上限優(yōu)選為20％，進(jìn)一步以15％、12％、10％、9％的順序優(yōu)選。另外，mg2+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、1.5％、2.0％的順序優(yōu)選。
ca2+是為了促進(jìn)玻璃的低色散化的同時(shí)，改善玻璃的熱穩(wěn)定性且減低液相溫度而導(dǎo)入的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入ca2+，則不僅玻璃的化學(xué)耐久性惡化，玻璃的熱穩(wěn)定性也反而會(huì)下降，折射率也有可能降低。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，ca2+的含量的上限優(yōu)選為22％，進(jìn)一步以18％、15％、12％、11％、10％的順序優(yōu)選。另外，ca2+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以1.0％、3.0％、5.0％、6.0％、7.0％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，從兼具玻璃的低色散化和熱穩(wěn)定性以及耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的mg2+和ca2+的總含量[mg2++ca2+]的上限優(yōu)選為30％，進(jìn)一步以27％、25％、22％、20％、18％的順序優(yōu)選。另外，總含量[mg2++ca2+]的下限優(yōu)選為2％，進(jìn)一步以3.0％、5.0％、8.0％、10％的順序優(yōu)選。
sr2+為不損害玻璃的低色散性而提高玻璃的折射率的有效成分。另外，作為提高玻璃的耐候性的成分也是有効的。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入sr2+，則存在以下傾向：液相溫度上升，玻璃的熱穩(wěn)定性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，sr2+的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以8％、5％、4％、3％的順序優(yōu)選。另外，sr2+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、1.5％、2.0％的順序優(yōu)選。
zn2+是通過(guò)適度的導(dǎo)入用于提高玻璃的折射率、改善玻璃的熱穩(wěn)定性、降低液相溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入zn2+，則低色散性嚴(yán)重受損，并且玻璃的化學(xué)耐久性惡化。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，zn2+的含量的上限優(yōu)選為15％，進(jìn)一步以13％、12％、10％、9％的順序優(yōu)選。另外，zn2+的導(dǎo)入量過(guò)少，則液相溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度存在變高的傾向。由此，zn2+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、2.0％、3.0％的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，除了ba2+之外，含有選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的1種以上作為二價(jià)成分。此時(shí)，從提高玻璃的耐候性、得到所期望的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，mg2+、ca2+、zn2+、sr2+以及ba2+的總含量r2＝[mg2++ca2++zn2++sr2++ba2+]的上限優(yōu)選為53％，進(jìn)一步以50％、47％、45％、43％的順序優(yōu)選。另外，總含量r2的下限優(yōu)選為25％，進(jìn)一步以28％、31％、33％、35％的順序優(yōu)選。
在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從提高折射率、同時(shí)提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，使ba2+的含量相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的比例：陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下。另外，陽(yáng)離子比α2的優(yōu)選的上限為1.4，進(jìn)一步以1.2、1.1、1.0的順序優(yōu)選。另外，從提高玻璃的耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，陽(yáng)離子比α2優(yōu)選為超過(guò)0，進(jìn)一步，陽(yáng)離子比α2的下限以0.1、0.2、0.3、0.5、0.6的順序優(yōu)選。通過(guò)滿足這種條件，ba2+的含量相對(duì)于其它二價(jià)成分的含量不會(huì)明顯地被過(guò)剩導(dǎo)入，因此可以抑制起因于ba2+的結(jié)晶的析出。因此，通過(guò)如此平衡良好地混配ba2+和其它二價(jià)成分，即使為增加了提高折射率的成分、并減少了形成網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的成分的情況，也能夠提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
另外，關(guān)于陽(yáng)離子比α2滿足1.50以下的本發(fā)明的光學(xué)玻璃，結(jié)晶化峰值溫度tc)與玻璃轉(zhuǎn)變溫度tg的溫度差(tc-tg)較大、tc-tg均為150℃以上。通過(guò)將該陽(yáng)離子比α2設(shè)定為上述范圍內(nèi)，其結(jié)果，tc-tg變大，將玻璃再軟化時(shí)，可以在低于溫度tc的溫度下進(jìn)行軟化，因此玻璃不會(huì)結(jié)晶化，可以提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
進(jìn)一步，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，ba2+的含量相對(duì)于mg2+和sr2+的總含量的比例：陽(yáng)離子比[ba2+/(mg2++sr2+)]的上限優(yōu)選為3.0，進(jìn)一步以2.5、2.0、1.8、1.7的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[ba2+/(mg2++sr2+)]的下限優(yōu)選為0.3，進(jìn)一步以0.5、0.7、0.8的順序優(yōu)選。
另外，從提高玻璃的熱穩(wěn)定性、得到所期望的光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，sr2+和ba2+的總含量相對(duì)于mg2+和ca2+的總含量的比例：陽(yáng)離子比[(sr2++ba2+)/(mg2++ca2+)]的上限優(yōu)選為3.0，進(jìn)一步以2.5、2.0、1.8、1.7的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[(sr2++ba2+)/(mg2++ca2+)]的下限優(yōu)選為0.3，進(jìn)一步以0.5、0.7、0.8、1.0的順序優(yōu)選。
需要說(shuō)明的是，由mg2+、ca2+、zn2+、sr2+以及ba2+構(gòu)成的二價(jià)成分中，ba2+可有效提高玻璃的折射率以及耐候性，但因過(guò)剩的導(dǎo)入會(huì)顯著損害玻璃的熱穩(wěn)定性。另一方面，zn2+可改善玻璃的熱穩(wěn)定性，但因過(guò)剩的導(dǎo)入會(huì)使低色散性大幅受損。于是，從得到玻璃的熱穩(wěn)定性和所期望的光學(xué)常數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，zn2+的含量相對(duì)于ba2+的含量的比例：陽(yáng)離子比[zn2+/ba2+]的上限優(yōu)選為0.60，進(jìn)一步以0.55、0.50的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[zn2+/ba2+]的下限優(yōu)選為0.10，進(jìn)一步以0.15、0.20、0.25的順序優(yōu)選。
gd3+、y3+、la3+以及yb3+均是改善玻璃的耐候性、有助于高折射率化的成分。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入這些成分，則有可能使玻璃的熱穩(wěn)定性或均質(zhì)性惡化，使低色散性顯著受損。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，gd3+的含量的上限的含量的上限優(yōu)選為13％，進(jìn)一步以10％、7％、5％、4％的順序優(yōu)選。另外，gd3+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、2.0％的順序優(yōu)選。y3+的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以7.0％、5.0％、4.0％、3.0％的順序優(yōu)選。另外，y3+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％的順序優(yōu)選。la3+的含量的上限優(yōu)選為10％，進(jìn)一步以7.0％、5.0％、3.0％、2.0％的順序優(yōu)選。另外，la3+的含量的下限優(yōu)選為0％，更優(yōu)選為0.05％。yb3+的含量的上限優(yōu)選為5.0％，進(jìn)一步以3.0％、2.0％、1.5％、1.0％的順序優(yōu)選。另外，yb3+的含量的下限優(yōu)選為0％，更優(yōu)選為0.05％。需要說(shuō)明的是，yb3+在近紅外區(qū)域具有吸收性，因此在利用近紅外區(qū)域的光線的情況下，優(yōu)選不導(dǎo)入yb3+。
需要說(shuō)明的是，從有效提高折射率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選對(duì)gd3+、y3+、la3+以及yb3+這樣的稀土元素進(jìn)行適度的導(dǎo)入。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃含有選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入這些成分，則存在以下傾向：玻璃的熱穩(wěn)定性惡化、并且使低色散性顯著受損。于是，gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量re2＝[gd3++y3++la3++yb3+]的上限優(yōu)選為5.0％，進(jìn)一步以4.5％、4.0％、3.5％的順序優(yōu)選。另外，總含量re2的下限優(yōu)選為0.1％，進(jìn)一步以0.2％、0.4％、1.0％、1.5％、2.0％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，與導(dǎo)入單一的稀土元素相比，提高導(dǎo)入2種以上的稀土元素，有時(shí)可以改善玻璃的熱穩(wěn)定性。因此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有選自gd3+、y3+、la3以及yb3+的任意2種以上的稀土元素。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，從上述陽(yáng)離子比α2為規(guī)定范圍同時(shí)確保玻璃的熱穩(wěn)定性、有效提高折射率的觀點(diǎn)出發(fā)，使p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于稀土元素的總含量re2的比例：陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/re2]為14.0以上。另外，陽(yáng)離子比β2的優(yōu)選的下限為14.1，進(jìn)一步以14.2、14.4、14.6、14.8、15.0的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比β2的上限優(yōu)選為120.0，進(jìn)一步以90.0、70.0、50.0、40.0、30.0、20.0的順序優(yōu)選。
本發(fā)明中，從得到所期望的光學(xué)特性并且提高玻璃的熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，陽(yáng)離子比α2和陽(yáng)離子比β2存在密切的關(guān)系。以下進(jìn)行其說(shuō)明。
稀土元素雖然了有效提升玻璃的折射率，但有可能因過(guò)剩的導(dǎo)入而損害熱穩(wěn)定性，因此在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)先考慮了提高玻璃的熱穩(wěn)定性，而使稀土元素的總含量re2較少。具體而言，抑制作為陽(yáng)離子比β2的分母的稀土元素的總含量re2，從而按照陽(yáng)離子比β2為14.0以上的方式進(jìn)行成分調(diào)整，從而改善熱穩(wěn)定性。
另一方面，通過(guò)將陽(yáng)離子比β2限定為規(guī)定范圍，改善玻璃的熱穩(wěn)定性，但與稀土元素的總含量re2減少相對(duì)應(yīng)，折射率會(huì)降低。于是，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，通過(guò)使ba2+的導(dǎo)入量較多，由此有效地體現(xiàn)ba2+的作用而實(shí)現(xiàn)折射率的提高。但是，若ba2+相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的導(dǎo)入量過(guò)多，則反而會(huì)使熱穩(wěn)定性受損，由此在本發(fā)明中，限定陽(yáng)離子比α2的上限(陽(yáng)離子比α2為1.50以下)。
如此，通過(guò)按照陽(yáng)離子比α2和陽(yáng)離子比β2為規(guī)定范圍內(nèi)的方式對(duì)玻璃組成進(jìn)行調(diào)整，可以得到所期望的光學(xué)特性，同時(shí)提高玻璃的熱穩(wěn)定性。
si4+是對(duì)于維持低色散性同時(shí)提高化學(xué)耐久性而有效的成分。但是，若其導(dǎo)入量過(guò)多，則存在下述傾向：玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度升高，并且折射率下降。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，si4+的含量的上限優(yōu)選為3.0％，進(jìn)一步以2.0％、1.5％、1.0％、0.5％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，si4+與p5+、b3+、al3+同為網(wǎng)絡(luò)成分，但在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中可以不必須導(dǎo)入si4+。
li+是對(duì)于降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度、以及低色散化而有效的成分。尤其是，為了玻璃的低色散化，使p5+、b3+以及l(fā)i+共存是非常有效的。但是，若過(guò)剩地導(dǎo)入li+，則玻璃的化學(xué)耐久性(耐候性、耐堿性等)惡化，折射率也存在急劇下降的傾向。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，li+的含量的上限優(yōu)選為26％，進(jìn)一步以23％、20％、17％、15％、10％、8％、5％、3％的順序優(yōu)選。另外，li+的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.1％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％的順序越小越為優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，使用再加熱壓制成型法制作光學(xué)元件的情況下，可以實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入li+。
na+和k+均是為了提高玻璃的耐失透性、降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度、弛垂溫度、液相溫度、改善玻璃的熔融性而導(dǎo)入的任意成分。適當(dāng)量的na+和k+的導(dǎo)入可改善玻璃的穩(wěn)定性，并牽涉液相溫度和轉(zhuǎn)變溫度的降低，但若過(guò)剩地導(dǎo)入，則化學(xué)耐久性顯著惡化，折射率也存在下降的傾向。由此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，na+和k+的含量的上限分別優(yōu)選為8.0％，進(jìn)一步以5.0％、4.0％、3.0％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入na+和k+。
若li+、na+和k+的總含量過(guò)少，則玻璃轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度上升，并且熔融性惡化。因此，在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，li+、na+和k+的總含量r22＝[li++na++k+]的上限優(yōu)選為26％，進(jìn)一步以23％、20％、17％、15％、10％、8％、5％的順序優(yōu)選。另外，總含量r22的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、3.0％的順序越小越為優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，使用再加熱壓制成型法制作光學(xué)元件的情況下，li+、na+和k+的總含量r22優(yōu)選為10.0％以下、再優(yōu)選為5.0％以下、更優(yōu)選為3％以下、進(jìn)一步優(yōu)選為2％以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為1％以下、特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入它們。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，作為堿金屬成分的cs+的導(dǎo)入并非一定是必要的，從原料成本的方面考慮是不利的，因此寧可不需要。另外，cs+會(huì)降低折射率、顯著損害耐候性，因此優(yōu)選不導(dǎo)入cs+。
需要說(shuō)明的是，從兼具玻璃的熔融性和熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，p5+含量相對(duì)于堿金屬成分的總含量r22的比例：陽(yáng)離子比[p5+/r22]的上限優(yōu)選為50，進(jìn)一步以40、30、25、20、15、10的順序優(yōu)選。另外，陽(yáng)離子比[p5+/r22]的下限優(yōu)選為1.0，進(jìn)一步以1.2、1.5、1.8、2.0的順序優(yōu)選。
另外，從降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有pb、as、cd、u、th、tl。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，可以含有鹵素即f-、cl-、br-、i-作為任意成分。其含量可以以陰離子的陰離子分率(例如[f-/(o2-+f-)])表示。f-的含量的上限優(yōu)選為7％，進(jìn)一步以5％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％的順序優(yōu)選。另外，cl-、br-、i-的含量的上限分別優(yōu)選為5％，進(jìn)一步以3％、2％、1％、0.5％、0.1％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，在玻璃中含有鹵素的情況下，為了抑制玻璃的揮發(fā)，優(yōu)選使玻璃中的b3+的上限為15％，進(jìn)一步以10％、5％、3％、1％的順序優(yōu)選，最優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有。但是，以1％以下的少量添加鹵素時(shí)不受此限。特別是，為了抑制成分從玻璃的揮發(fā)而提高玻璃的均質(zhì)性，優(yōu)選實(shí)質(zhì)不含有鹵素。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，可以含有由w6+、ti4+、bi3+和nb5+構(gòu)成的易還原成分作為任意成分。這些易還原成分是為了提高折射率而有效的成分。然而，w6+、ti4+、bi3+和nb5+會(huì)使玻璃的阿貝值(vd)顯著減少。于是，上述易還原成分的總含量[w6++ti4++bi3++nb5+]的上限優(yōu)選為4.0％，進(jìn)一步以3.0％、2.0％、1.0％、0.5％的順序優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入上述易還原成分。
如上所述的本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選基本由選自p5+、b3+、si4+、al3+、li+、na+、k+、mg2+、ca2+、zn2+、sr2+、ba2+、gd3+、y3+、la3+和yb3+的成分構(gòu)成。這些成分的總含量[p5++b3++si4++al3++li++na++k++mg2++ca2++zn2++sr2++ba2++gd3++y3++la3++yb3+]優(yōu)選為95％以上、進(jìn)一步優(yōu)選為98％以上、更優(yōu)選為99％以上、更進(jìn)一步優(yōu)選為100％。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選基本由上述成分構(gòu)成，但在不妨礙本發(fā)明的作用効果的范圍，也能夠?qū)肫渌煞?。另外，本發(fā)明中，并非排除不可避免的雜質(zhì)的含有。
需要說(shuō)明的是，“實(shí)質(zhì)不含有”是指，可以將含量小于0.2％作為基準(zhǔn)。實(shí)質(zhì)不含有的成分或添加劑優(yōu)選不含有于玻璃中，因此其含量?jī)?yōu)選小于0.1％、更優(yōu)選為小于0.08％、進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.05％、更進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.01％、再更進(jìn)一步優(yōu)選為小于0.005％。
另外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃由上述成分構(gòu)成且總量為100質(zhì)量％時(shí)，可以以外加方式導(dǎo)入4質(zhì)量％以?xún)?nèi)的sb2o3、sno2、ceo2等澄清劑。sb2o3的含量的上限優(yōu)選為4質(zhì)量％，進(jìn)一步以3質(zhì)量％、2質(zhì)量％、1質(zhì)量％、0.5質(zhì)量％、0.1質(zhì)量％的順序優(yōu)選。另外，sb2o3的含量的下限優(yōu)選為0％，進(jìn)一步以、0.01質(zhì)量％、0.02質(zhì)量％、0.04質(zhì)量％的順序優(yōu)選。另外，sno2、ceo2有可能使玻璃的透過(guò)率惡化，因此優(yōu)選1質(zhì)量％以下的導(dǎo)入，特別優(yōu)選實(shí)質(zhì)不導(dǎo)入。
在第2實(shí)施方式中，主要以陽(yáng)離子％表示對(duì)光學(xué)玻璃的玻璃組成進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于由icp-aes分析等分別對(duì)各成分進(jìn)行定量分析而求出的分析值，可以利用如下的方法換算為陽(yáng)離子％表示。
關(guān)于玻璃組成的定量分析的結(jié)果，由陽(yáng)離子和陰離子構(gòu)成的玻璃成分中的陽(yáng)離子元素的含有率有時(shí)以原子％的百分率表示?？梢岳美缦率龅姆椒▽⑦@種組成表示換算為本發(fā)明的陽(yáng)離子％表示。
即，將定量后的玻璃成分的各陽(yáng)離子的含有率(原子％)分別除以特有的原子量從而求出各陽(yáng)離子的摩爾百分率，將所要求出的陰離子相對(duì)于含有的全部陽(yáng)離子的比例以摩爾百分率示出，由此換算為陽(yáng)離子％表示。
例如，通過(guò)定量分析，n個(gè)陽(yáng)離子的含有率(原子％)定量為m1,m2,…,mi,…,mn，各陽(yáng)離子的原子量為m1,m2,…,mi,…,mn時(shí)，1成分(mi,mi)的陽(yáng)離子含有率(陽(yáng)離子％)可以通過(guò)下式求出。
[(mi/mi)/{(m1/m1)+(m2/m2)+…+(mi/mi)+…+(mn/mn)}]×100
需要說(shuō)明的是，有時(shí)也利用定量分析對(duì)陰離子元素的含有率(原子％)進(jìn)行定量，但可以利用與上述同樣的要領(lǐng)換算為陰離子的陰離子含有率(陰離子％)。
另外，關(guān)于玻璃組成的定量分析的結(jié)果，玻璃成分有時(shí)以氧化物基準(zhǔn)表示，玻璃成分的含量以質(zhì)量％表示。這種組成的表示可以例如通過(guò)如下的方法換算為陽(yáng)離子％表示。
由陽(yáng)離子a和氧構(gòu)成的氧化物標(biāo)記為“amon”。m和分別為化學(xué)計(jì)量所確定的整數(shù)。例如，b3+的情況下，基于氧化物基準(zhǔn)的標(biāo)記為b2o3，m＝2、n＝3，si4+的情況下，為sio2，m＝1、n＝2。
首先，將以質(zhì)量％表示的amon的含量除以amon的分子量，進(jìn)一步乘以m。將該值作為q。并且，對(duì)玻璃成分的全部所涉及的q進(jìn)行合計(jì)。設(shè)q的合計(jì)值為σq時(shí)，按照σq為100％的方式對(duì)各玻璃成分的q的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所得到的值為陽(yáng)離子％表示的as+的含量。需要說(shuō)明的是，s為2n/m。
需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式光學(xué)玻璃的特性(光學(xué)特性、熱穩(wěn)定性)與第1實(shí)施方式中說(shuō)明的情況相同。因此，在本實(shí)施方式中省略說(shuō)明。
光學(xué)玻璃的制造
本發(fā)明的光學(xué)玻璃可以按照為上述規(guī)定的組成將原料混配、根據(jù)公知的玻璃制造方法來(lái)制作。
需要說(shuō)明的是，作為玻璃中的各成分的原料(玻璃原料)沒(méi)有特別限定，可以舉出各金屬的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等。
光學(xué)元件等的制造
為了使用本發(fā)明的光學(xué)玻璃制作光學(xué)元件，適用公知的方法即可。例如，將本發(fā)明的光學(xué)玻璃熔融，對(duì)板狀的玻璃原材料進(jìn)行成型，將該板狀的玻璃原材料細(xì)分化為規(guī)定體積，從而制作壓制成型用玻璃原材料?；蛘?，由將本發(fā)明的光學(xué)玻璃熔融的狀態(tài)連續(xù)地對(duì)規(guī)定體積的玻璃塊進(jìn)行成型，從而制作壓制成型用玻璃原材料。接著，對(duì)該玻璃原材料進(jìn)行再加熱、壓制成型(再加熱壓制成型)，制作光學(xué)元件坯料。進(jìn)一步，利用包括研磨的工序?qū)鈱W(xué)元件坯料進(jìn)行加工，從而制作光學(xué)元件、或精密壓制成型用玻璃原材料。
或者，對(duì)熔融玻璃進(jìn)行熱成型，制作精密壓制成型用玻璃原材料(預(yù)成形件(perform))，對(duì)該玻璃原材料進(jìn)行加熱、精密壓制成型，從而制作光學(xué)元件。
或者，對(duì)熔融玻璃進(jìn)行直接成型(直接壓制成型)，制作玻璃成型體，對(duì)該成型體進(jìn)行研磨加工，從而制作光學(xué)元件。
在所制作的光學(xué)元件的光學(xué)功能面，根據(jù)使用目的涂布防反射膜、反射防止膜、全反射膜等。
作為光學(xué)元件，可以示例出球面透鏡、非球面透鏡、微透鏡、透鏡陣列等各種透鏡、棱鏡、衍射光柵等。
以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施方式的任何限定，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)能夠以各種各樣的方式來(lái)實(shí)施，這自不必而論。
實(shí)施例
以下，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
(實(shí)施例1a和比較例1a)
表1～5示出了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的實(shí)施例的光學(xué)玻璃(試料1a～50a)，表6示出了本發(fā)明的比較例的光學(xué)玻璃(試料ref1a)。需要說(shuō)明的是，表6所示的試料2a和19a與表1和表2所示的試料相同，為了進(jìn)行實(shí)施例和比較例的比較而一并記載。
這些光學(xué)玻璃按照以下的步驟制作，進(jìn)行了各種評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表1～6。
[光學(xué)玻璃的制造]
首先，準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)于玻璃的構(gòu)成成分的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和硝酸鹽作為原材料，按照得到的光學(xué)玻璃的玻璃組成為各表所示的各組成的方式對(duì)上述原材料進(jìn)行稱(chēng)量、調(diào)制，將原材料充分混合。將如此得到的調(diào)制原料(批次原料)投入鉑坩堝，根據(jù)原材料的熔融性利用電爐在1200～1400℃的溫度范圍進(jìn)行熔融、攪拌，實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化，澄清后，利用流出噴嘴使熔融玻璃流出，澆鑄至預(yù)熱為適當(dāng)?shù)臏囟鹊哪＞摺茶T的玻璃投入緩冷爐，以規(guī)定的緩冷計(jì)劃冷卻至室溫，得到各光學(xué)玻璃。
[光學(xué)玻璃的評(píng)價(jià)]
關(guān)于得到的光學(xué)玻璃，利用以下所示的方法進(jìn)行了玻璃組成的確認(rèn)、折射率(nd)、阿貝值(vd)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)、結(jié)晶化起始溫度(tx)、結(jié)晶化峰值溫度(tc)和內(nèi)部結(jié)晶有無(wú)的評(píng)價(jià)。另外，關(guān)于一部分的試料，也測(cè)定了結(jié)晶化峰值強(qiáng)度(⊿)，另外，進(jìn)行了耐候性(dh)試驗(yàn)。
[1]玻璃組成的確認(rèn)
適量采取如上所述得到的各光學(xué)玻璃，對(duì)其進(jìn)行酸和堿處理，使用電感耦合等離子體質(zhì)量分析法(icp-aes法)對(duì)各成分的含量進(jìn)行定量，從而進(jìn)行測(cè)定，確認(rèn)到與各表所示的各試料的氧化物組成一致。
[2]折射率(nd)和阿貝值(vd)
利用日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的折射率測(cè)定法，將冷卻至室溫的光學(xué)玻璃再次保持于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(tg)～弛垂溫度(ts)之間的溫度，以-30℃/小時(shí)的降溫速度進(jìn)行降溫，從而去除玻璃中的變形(distortion)，關(guān)于由此得到的光學(xué)玻璃，測(cè)定了折射率(nd)和阿貝值(vd)〔使用(株)島津device制造販賣(mài)的“gmr-1”〕。
[3]玻璃轉(zhuǎn)變溫度(tg)、結(jié)晶化峰值溫度(tc)和峰值強(qiáng)度(⊿)
利用bruker·axs株式會(huì)社制的差示掃描熱量計(jì)，使升溫速度為10℃/分鐘，進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)一步，由所測(cè)定的tg和tc算出溫度差(tc-tg)。另外，基于差示掃描熱量計(jì)所示的示差走査熱量曲線算出了峰值強(qiáng)度(⊿)。
[4]內(nèi)部結(jié)晶的有無(wú)
在大氣中，由熔融狀態(tài)將玻璃澆鑄(cast)至鑄模，制作了上表面具有平坦的自由表面的玻璃成型體，對(duì)該玻璃成型體進(jìn)行切斷，得到1×1×1cm3的立方體狀的玻璃試料。將該玻璃試料投入加熱爐，在溫度tg保持10分鐘(一次加熱)后，在玻璃軟化的溫度(tp)保持10分鐘(二次加熱)，將玻璃試料從加熱爐取出，放置冷卻。接著，對(duì)玻璃試料進(jìn)行研磨加工，從研磨面利用顯微鏡觀察玻璃內(nèi)部有無(wú)內(nèi)部結(jié)晶。通過(guò)該觀察，不存在直徑0.1μm以上的結(jié)晶的情況評(píng)價(jià)為“無(wú)結(jié)晶”、存在直徑0.1μm以上的結(jié)晶的情況評(píng)價(jià)為“有結(jié)晶”。需要說(shuō)明的是，溫度tp因各試料而存在個(gè)體差異，但在(tg+約130℃)～(tg+約180℃)的范圍內(nèi)的溫度確認(rèn)到了全部試料均軟化。
[5]耐候性(dh)試驗(yàn)
關(guān)于得到的光學(xué)玻璃，根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)jogis07，對(duì)主表面經(jīng)對(duì)面研磨的玻璃試料(30×30×3mm)進(jìn)行成型，在高溫高濕度的溫度循環(huán)環(huán)境下進(jìn)行48小時(shí)處理。之后，使用(有)東京電色制的霧度計(jì)(tc-hiiidpk)，測(cè)定了玻璃試料的霧度值。需要說(shuō)明的是，霧度值可以通過(guò)散射光強(qiáng)度/透射光強(qiáng)度×100(單位：％)求出。結(jié)果如后所述。
如表1～5所示，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃(試料1a～50a)為下述玻璃：折射率nd為1.625～1.680、阿貝值vd處于58～65的范圍，特別是，質(zhì)量比[p2o5/b2o3]、質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]以及質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/re1]處于所期望的范圍內(nèi)([p2o5/b2o3]為超過(guò)1～15.0、質(zhì)量比α1為3.0以下、進(jìn)一步質(zhì)量比β1為4.80以上)。
對(duì)于這種本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃而言，溫度tg和溫度tc的溫度差(tc-tg)的平均值為約185℃，任一試料的溫度tp均低于結(jié)晶化峰值溫度tc(即處于tp＜tc的關(guān)系)，確認(rèn)到固化后的玻璃未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性高。
特別是，關(guān)于表2和表6的試料19a，確認(rèn)到如下內(nèi)容：其為試料1a～50a之中溫度差(tc-tg)最小的試料，即使為該情況，未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性高。
另外，關(guān)于表1和表6的試料2a，確認(rèn)到如下內(nèi)容：從折射率和阿貝值的觀點(diǎn)出發(fā)，是非常接近于表6的試料ref1a(比較例)的試料，即便如此，溫度差(tc-tg)也為178℃，未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，與其它試料同樣，熱穩(wěn)定性高。
與此相對(duì)，關(guān)于作為本發(fā)明的比較例的光學(xué)玻璃的表6的試料ref1a，其溫度差(tc-tg)為139℃，在遠(yuǎn)高于結(jié)晶化峰值溫度tc(667℃)的溫度tp(710℃)軟化。即，該試料ref1a的溫度tp和溫度tc為tp＞tc的關(guān)系。并且，在固化后的試料ref1a的玻璃確認(rèn)到了發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性差。
作為產(chǎn)生上述差異的理由如下：作為比較例的光學(xué)玻璃的表6的試料ref1a的質(zhì)量比α1為3.0以下，但是作為玻璃的熱穩(wěn)定性的指標(biāo)的質(zhì)量比β1未在規(guī)定的范圍內(nèi)(4.80以上)。
如上，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃的溫度差(tc-tg)足夠大。因此，可以在低于溫度tc的溫度tp使玻璃確實(shí)地軟化。因此，可以將本發(fā)明的光學(xué)玻璃適用于難以進(jìn)行精密的溫度控制的再加熱壓制成型。
另一方面，比較例的光學(xué)玻璃(表6的試料ref1a)的溫度差(tc-tg)較小，軟化的溫度tp高于結(jié)晶化峰值溫度tc，因此使比較例的光學(xué)玻璃軟化時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)晶，難以將比較例的光學(xué)玻璃適用于再加熱壓制成型。
另外，關(guān)于耐候性(dh)試驗(yàn)的結(jié)果，確認(rèn)到了本實(shí)施例的光學(xué)玻璃(表1和表6的試料2a)在高溫高濕度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間處理后，沒(méi)有表面變質(zhì)，透明度優(yōu)異。另外，霧度值為0.1％。
由這些結(jié)果可以確認(rèn)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有優(yōu)異的耐候性。
(實(shí)施例1b和比較例1b)
表7～10示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的實(shí)施例的光學(xué)玻璃(試料1b～47b)、表11示出本發(fā)明的比較例的光學(xué)玻璃(試料ref1b)。需要說(shuō)明的是，表11所示的試料16b和25b與表8所示的試料相同，為了進(jìn)行實(shí)施例和比較例的比較而一并記載。
這些光學(xué)玻璃按照與上述實(shí)施例1a和比較例1b同樣的步驟制作，進(jìn)行了上述同樣的各種評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表7～11。
如表7～11所示，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃(試料1b～47b)為下述玻璃：折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd處于58～65的范圍，特別是，陽(yáng)離子比[p5+/b3+]、陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]和陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/re2]處于所期望的范圍內(nèi)(陽(yáng)離子比[p5+/b3+]為超過(guò)1～10.0、陽(yáng)離子比α2/1.50以下、進(jìn)一步陽(yáng)離子比β2為14.0以上)。
對(duì)于這種本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃而言，溫度tg和溫度tc的溫度差(tc-tg)的平均值為約185℃，任一試料的溫度tp均低于結(jié)晶化峰值溫度tc(即處于tp＜tc的關(guān)系)，確認(rèn)到固化后的玻璃未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶、熱穩(wěn)定性高。
特別是，關(guān)于表8和表11的試料16b，確認(rèn)到了如下內(nèi)容：其為試料1b～47b之中溫度差(tc-tg)最小的試料，即使為該情況，未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性高。
另外，關(guān)于表8和表11的試料25b，確認(rèn)到如下內(nèi)容：從折射率和阿貝值的觀點(diǎn)出發(fā)，是非常接近于表11的試料ref1b(比較例)的試料，即便如此，溫度差(tc-tg)也為178℃，未發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，與其它試料同樣，熱穩(wěn)定性高。
與此相對(duì)，關(guān)于作為本發(fā)明的比較例的光學(xué)玻璃的表11的試料ref1b，其溫度差(tc-tg)為139℃，在遠(yuǎn)高于結(jié)晶化峰值溫度tc(667℃)的溫度tp(710℃)軟化。即，該試料ref1b的溫度tp和溫度tc為tp＞tc的關(guān)系。并且，在固化后的試料ref1b的玻璃確認(rèn)到了發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶，熱穩(wěn)定性差。
作為產(chǎn)生上述差異的理由如下：作為比較例的光學(xué)玻璃的表11的試料ref1b的陽(yáng)離子比α2為1.50以下，但是作為玻璃的熱穩(wěn)定性的指標(biāo)的陽(yáng)離子比β2未在規(guī)定的范圍內(nèi)(14.0以上)。
如上，本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)玻璃的溫度差(tc-tg)足夠大。因此，可以在低于溫度tc的溫度tp使玻璃確實(shí)地軟化。因此，可以將本發(fā)明的光學(xué)玻璃適用于難以進(jìn)行精密的溫度控制的再加熱壓制成型。
另一方面，比較例的光學(xué)玻璃(表11的試料ref1b)的溫度差(tc-tg)較小，軟化的溫度tp高于結(jié)晶化峰值溫度tc，因此使比較例的光學(xué)玻璃軟化時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)晶，難以將比較例的光學(xué)玻璃適用于再加熱壓制成型。
另外，關(guān)于耐候性(dh)試驗(yàn)的結(jié)果，確認(rèn)到了本實(shí)施例的光學(xué)玻璃(表8和表11的試料25b)在高溫高濕度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間處理后，沒(méi)有表面變質(zhì)，透明度優(yōu)異。另外，霧度值為0.1％。
由這些結(jié)果可以確認(rèn)，本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有優(yōu)異的耐候性。
(實(shí)施例2)
使用在實(shí)施例1a和實(shí)施例1b中制作的光學(xué)玻璃(試料1a～50a和試料1b～47b)，制作了光學(xué)透鏡。具體而言，將實(shí)施例1a和實(shí)施例1b的各光學(xué)玻璃加工為規(guī)定形狀，制作了光學(xué)玻璃原材料。接著，對(duì)該光學(xué)玻璃原材料進(jìn)行加熱、軟化，壓制成型為近似于目標(biāo)的透鏡形狀的形狀，壓制成型后，對(duì)玻璃進(jìn)行燒鈍(退火)，利用包括研磨工序的加工工序，精加工為光學(xué)透鏡。需要說(shuō)明的是，玻璃的壓制成型法、退火的方方法、加工工序只要適宜適用公知的方法即可。
對(duì)于如此得到的光學(xué)透鏡而言，確認(rèn)到了如下內(nèi)容：即使在再加熱壓制成型時(shí)以較高的溫度進(jìn)行加熱的情況下，玻璃不會(huì)結(jié)晶化，可以得到良好的光學(xué)透鏡。
(比較例2)
利用與實(shí)施例2同樣的方法，使用比較例1a和比較例b中制作的光學(xué)玻璃(表6的試料ref1a和表11的試料ref1b)，嘗試了光學(xué)透鏡的制作。
然而，比較例的光學(xué)玻璃中，確認(rèn)到了如下內(nèi)容：熱穩(wěn)定性低，因再加熱壓制成型時(shí)的加熱而產(chǎn)生了結(jié)晶化，在得到的光學(xué)透鏡中發(fā)生內(nèi)部結(jié)晶。
以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行總結(jié)。
如表1～5所示，第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃(試料1a～50a)是p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]為55質(zhì)量％以下的玻璃，其滿足如下條件：
該光學(xué)玻璃包含bao、
選自mgo、cao、zno以及sro的任意1種以上、和
選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上，
p2o5的含量相對(duì)于b2o3的含量的質(zhì)量比[p2o5/b2o3]為超過(guò)1～15.0，
bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下，
p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量的質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/(gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3)]為4.80以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
進(jìn)一步，上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃滿足gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量[gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3]為0.5～11質(zhì)量％。
進(jìn)一步，上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選p2o5的含量為25～43質(zhì)量％。
另外，上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選為bao的含量為15～45質(zhì)量％。
另外，上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選zno的含量相對(duì)于bao的含量的質(zhì)量比[zno/bao]為0.10～0.33。
另外，上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選li2o的含量為0～2.0質(zhì)量％。
從另一觀點(diǎn)出發(fā)，光學(xué)元件由上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
進(jìn)一步，從另一觀點(diǎn)出發(fā)，光學(xué)玻璃原材料由上述第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
另一方面，第1實(shí)施方式的光學(xué)玻璃(試料1a～50a)是p2o5、b2o3以及al2o3的總含量[p2o5+b2o3+al2o3]為55質(zhì)量％以下的玻璃，其滿足如下條件：
該光學(xué)玻璃包含bao、
選自mgo、cao、zno以及sro的任意1種以上、和
選自gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的任意1種以上，
zno的含量為15質(zhì)量％以下，
bao的含量相對(duì)于mgo、cao、zno以及sro的總含量的質(zhì)量比α1[bao/(mgo+cao+zno+sro)]為3.0以下，
p2o5、b2o3以及al2o3的總含量相對(duì)于gd2o3、y2o3、la2o3以及yb2o3的總含量的質(zhì)量比β1[(p2o5+b2o3+al2o3)/(gd2o3+y2o3+la2o3+yb2o3)]為4.80以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
另外，如表7～10所示，第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃(試料1b～47b)是p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為65陽(yáng)離子％以下的玻璃，其滿足如下條件：
該光學(xué)玻璃包含ba2+、
選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的任意1種以上、和
選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上，
p5+的含量相對(duì)于b3+的含量的陽(yáng)離子比[p5+/b3+]為超過(guò)1～10.0，
ba2+的含量相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下，
p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量的陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/(gd3++y3++la3++yb3+)]為14.0以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
進(jìn)一步，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃滿足gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量[gd3++y3++la3++yb3+]為0.1～5.0陽(yáng)離子％。
進(jìn)一步，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為49～65陽(yáng)離子％。
進(jìn)一步，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選p5+的含量為20～50陽(yáng)離子％。
另外，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選ba2+的含量為5～30陽(yáng)離子％。
另外，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選zn2+的含量相對(duì)于ba2+的含量的陽(yáng)離子比[zn2+/ba2+]為0.10～0.60。
另外，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選上述陽(yáng)離子比β2為14.1～120.0。
另外，上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選li+的含量為0～10.0陽(yáng)離子％。
從另一觀點(diǎn)出發(fā)，光學(xué)元件由上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
進(jìn)一步，從另一觀點(diǎn)出發(fā)，光學(xué)玻璃原材料由上述第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃構(gòu)成。
另一方面，第2實(shí)施方式的光學(xué)玻璃(試料1b～47b)是p5+、b3+以及al3+的總含量[p5++b3++al3+]為65陽(yáng)離子％以下的玻璃，其滿足如下條件：
該光學(xué)玻璃包含ba2+、
選自mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的任意1種以上、和
選自gd3+、y3+、la3+以及yb3+的任意1種以上，
zn2+的含量為15陽(yáng)離子％以下，
ba2+的含量相對(duì)于mg2+、ca2+、zn2+以及sr2+的總含量的陽(yáng)離子比α2[ba2+/(mg2++ca2++zn2++sr2+)]為1.50以下，
p5+、b3+以及al3+的總含量相對(duì)于gd3+、y3+、la3+以及yb3+的總含量的陽(yáng)離子比β2[(p5++b3++al3+)/(gd3++y3++la3++yb3+)]為14.0以上，
折射率nd為1.625～1.680，阿貝值vd為58～65。
符號(hào)說(shuō)明
tg玻璃轉(zhuǎn)變溫度
tk吸熱峰值溫度
tx結(jié)晶化起始溫度
tc結(jié)晶化峰值溫度
atk與tg的熱量差的絕對(duì)值
btx與tc的熱量差的絕對(duì)值