CN101993195A - 光学玻璃、光学元件以及预成形体 - Google Patents

Abstract

本发明提供不仅具有特定的高折射率以及低色散(高阿贝数)，而且易进行研磨加工，并且可更高精度地修正透镜的色散的光学玻璃、光学元件以及预成形体。本发明的光学玻璃含有P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分，含有O和F作为阴离子成分；并且具有1.50以上1.65以下的折射率(n_d)，具有60以上77以下的阿贝数(ν_d)。本发明还提供由该光学玻璃制成的光学元件。

Description

光学玻璃、光学元件以及预成形体

技术领域

本发明涉及光学玻璃、光学元件以及预成形体。

背景技术

通常，光学仪器的透镜系统是将多个具有不同光学性质的玻璃透镜组合而设计的。近年来，为了进一步扩大多样化的光学仪器透镜系统的设计自由度，将具有以往不能使用的光学特性的光学玻璃，作为球面以及非球面透镜等光学元件而使用。特别是正在开发，进行光学设计时为了减小整个光学系统的色差而具有各种折射率、色散倾向的玻璃。其中，由具有高部分色散比(θg，F)的光学玻璃制成的光学元件，具有较高的如下所述的反常色散性(Δθg，F)，因此可起到显著的修正色差的效果，并且可扩大光学设计的自由度。

在制作光学元件的光学玻璃中，特别是对具有以下性质的玻璃的需求非常高，即能够实现光学元件的轻量化及小型化，具有1.50以上1.65以下的高折射率(n_d)，并且60以上77以下的高阿贝数(ν_d)的玻璃。作为这种高折射率低色散的玻璃，已知例如专利文献1所代表的折射率(n_d)为1.54以上且不足1.60、并且阿贝数(ν_d)为70以上80以下的玻璃。

其中，已知光学元件的色差与部分色散比(θg，F)密切相关。表示短波长区域部分色散性的部分色散比(θg，F)如式(1)所示。

θg，F＝(n_g-n_F)/(n_F-n_C)……(1)

通常的光学玻璃中，表示短波长区域的部分色散性的部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间大致呈线性关系。在以部分色散比(θg，F)为纵轴、以阿贝数(ν_d)为横轴的正交坐标上，用将NSL7及PBM2的部分色散比和阿贝数作图(plot)得到的两点连接而成的直线，来表示部分色散比(θg，F)与阿贝数(ν_d)之间关系，称作标准线(normal line)(参照图1)。作为标准线基准的标准玻璃(normal glass)，根据光学玻璃制造商的不同而不同，但各公司均以大致相等的倾斜度和切片来定义标准线(NSL7和PBM2为株式会社オハラ社制的光学玻璃。其中，PBM2的阿贝数(ν_d)为36.3，部分色散比(θg，F)为0.5828，NSL7的阿贝数(ν_d)为60.5、部分色散比(θg，F)为0.5436)。光学玻璃的反常色散性(Δθg，F)是将光学玻璃的部分色散比(θg，F)和阿贝数(ν_d)的曲线(plot)从上述标准线向纵轴方向偏离多少作为指标。由具有反常色散性(Δθg，F)的玻璃制成的光学元件，在紫外线至红外线的宽波长范围内，可以修正因其它透镜而产生的色差。

但是，专利文献1中公开的玻璃，虽然具有反常色散性(Δθg，F)，但是其反常色散性(Δθg，F)大多不够充分。因此，难以对例如照相机的小型且高倍率的变焦距透镜、小型投影机的透镜所产生的较大色差进行高精度地修正。因此需要可以高精度地修正透镜色差的玻璃。

并且，使用专利文献1中公开的玻璃，在对再加热加压成形后的玻璃成形品进行研磨加工得到光学元件的情况、在对料滴(gob)或者玻璃块进行研磨加工的情况下，由于玻璃容易损伤，因此玻璃的处理困难。因此，需要更易进行研磨加工的玻璃。

专利文献1：日本专利特开2003-160356号公报

发明内容

本发明是鉴于以上问题而完成的，目的在于提供具有特定的高折射率以及低色散(高阿贝数)，同时易进行研磨加工，并且可以更高精度地修正透镜的色差的光学玻璃、光学元件以及预成形体。

为了解决上述课题，本发明人等进行了反复深入的试验研究，结果发现通过含有特定量的P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分，并且含有特定量的O和F作为阴离子成分，不但可提高折射率、抑制色散降低，而且可降低玻璃的磨损度，并且可提高玻璃的部分色散比，从而完成了本发明。具体而言，本发明提供以下内容。

(1)光学玻璃，其含有P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分；含有O和F作为阴离子成分；并且具有1.50以上1.65以下的折射率n_d、60以上77以下的阿贝数ν_d。

(2)如(1)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，含有20.0～50.0％的P⁵⁺、1.0～30.0％的Mg²⁺、以及15.0～40.0％的Ba²⁺。

(3)如(2)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Ba²⁺的含量为17.0％以上。

(4)如(1)至(3)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Al³⁺0～15.0％和/或

Si⁴⁺0～15.0％和/或

B³⁺0～15.0％。

(5)如(1)至(4)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Li⁺0～20.0％和/或

Na⁺0～10.0％和/或

K⁺0～10.0％。

(6)如(1)至(5)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Ca²⁺0～30.0％和/或

Sr²⁺0～30.0％和/或

Zn²⁺0～30.0％

(7)如(1)至(6)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的总量为30.0～55.0％。

(8)如(7)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的总量为60.0％以下。

(9)如(1)至(8)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Y³⁺0～15.0％和/或

La³⁺0～15.0％和/或

Gd³⁺0～15.0％和/或

Yb³⁺0～15.0％和/或

Lu³⁺0～15.0％。

(10)如(1)至(9)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺的总量为0.1～15.0％。

(11)如权利要求(1)至(10)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Nb⁵⁺0～10.0％和/或

Ti⁴⁺0～10.0％和/或

Zr⁴⁺0～10.0％和/或

Ta⁵⁺0～10.0％和/或

W⁶⁺0～10.0％和/或

Ge⁴⁺0～10.0％和/或

Bi³⁺0～10.0％和/或

Te⁴⁺0～10.0％。

(12)如(1)至(11)所述的光学玻璃，其中，以阴离子％表示，F^-的含量为25.0～70.0％。

(13)如(1)至(12)所述的光学玻璃，其中，反常色散性(Δθg，F)为0.010以上。

(14)如(1)至(13)所述的光学玻璃，其中，按照《JOGIS10-1994光学玻璃的磨损度的测定方法》测定的磨损度为600以下。

(15)由上述(1)至(14)中任一项所述光学玻璃制成的光学元件。

(16)由上述(1)至(14)中任一项所述光学玻璃制成的研磨加工用和/或精密加压成形用的预成形体。

(17)对(16)所述的预成形体进行研磨而得的光学元件。

(18)对(16)所述的预成形体进行精密加压成形而得的光学元件。

根据本发明，通过含有特定量的P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分，并且含有特定量的O和F作为阴离子成分，可提高折射率、抑制色散降低，同时减小玻璃的磨损度，并且提高玻璃的部分色散比。因此可提供具有特定的高折射率以及低色散(高阿贝数)，同时易进行研磨加工，并且可更高精度地修正透镜的色散的光学玻璃、光学元件以及预成形体。

附图说明

图1是在以部分色散比[θg，F]为纵轴、以阿贝数(ν_d)为横轴的正交坐标中显示的标准线的示意图。

具体实施方式

本发明的光学玻璃含有P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分，并且含有O和F作为阴离子成分；并且具有1.50以上1.65以下的折射率(n_d)以及60以上77以下的阿贝数(ν_d)。通过含有特定量的P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分，并且含有特定量的O和F作为阴离子成分，可提高折射率、抑制色散降低，同时减小玻璃的磨损度，并且提高玻璃的部分色散比。因此可提供具有特定的高折射率以及低色散(高阿贝数)，同时易进行研磨加工，并且可高精度地修正透镜的色差的光学玻璃、光学元件以及预成形体。

以下，对本发明的光学玻璃的实施方式进行详细说明，本发明不受以下实施方式的任何限定，在本发明目的的范围内可以进行适当变更而加以实施。应予说明，对于重复说明之处有时适当省略说明，但本发明的主旨不受限定。

[玻璃成分]

构成本发明光学玻璃各成分的组成范围如下所述。本说明书中各成分的含量如没有特别说明，则各成分的组成范围均以阳离子％或者阴离子％表示。其中，“阳离子％”以及“阴离子％”表示将本发明的玻璃构成成分分为阳离子成分以及阴离子成分，将各自的比例作为100％时，玻璃中含有的各成分的组成。

<关于阳离子成分>

P⁵⁺是玻璃形成成分。特别是，通过使P⁵⁺的含量为20.0％以上，可抑制玻璃的失透，并且可提高玻璃的折射率，因此可容易得到具有高折射率的稳定的玻璃。另一方面，通过使P⁵⁺的含量为50.0％以下，可抑制玻璃的失透，并且可抑制玻璃阿贝数的降低，因此可容易得到具有低色散的稳定的玻璃。因此，以阳离子％表示的P⁵⁺的含量下限值优选为20.0％、更优选为23.0％、最优选为25.0％，上限值优选为50.0％、更优选为47.0％、最优选为45.0％。可使用例如Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作为原料，使玻璃内含有P⁵⁺。

Mg²⁺是当含有特定量时可提高玻璃耐失透性的成分。特别是，通过使Mg²⁺的含量为1.0％以上，可降低玻璃的磨损度，因此可得到研磨加工性高的玻璃。另一方面，通过使Mg²⁺的含量为30.0％以下，可抑制折射率的降低，因此可容易得到具有期望的高折射率的光学玻璃。因此，以阳离子％表示的Mg²⁺的含量的下限值优选为1.0％、更优选为3.0％、最优选为5.0％，上限值优选为30.0％、更优选为27.0％、最优选为25.0％。可使用例如MgCO₃、MgF₂等作为原料，使玻璃内含有Mg²⁺。

Ba²⁺是当含有特定量时可提高玻璃耐失透性的成分。特别是，通过使Ba²⁺的含量为15.0％以上，不但可维持玻璃的低色散，而且可提高玻璃的折射率，因此可得到具有期望的高折射率以及具有低色散的玻璃。另一方面，通过使Ba²⁺的含量为40.0％以下，可抑制玻璃磨损度的增加，因此可容易得到具有期望的加工性的玻璃。因此，以阳离子％表示的Ba²⁺的含量的下限值优选为15.0％、更优选为16.0％、最优选为17.0％，上限值优选为40.0％、更优选为37.0％、最优选为35.0％。可使用例如BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等作为原料，使玻璃内含有Ba²⁺。

Al³⁺是当含有特定量时可提高玻璃耐失透性的成分，并且是提高玻璃阿贝数的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Al³⁺的含量为15.0％以下，可抑制玻璃折射率的降低，因此可容易得到具有期望的高折射率的光学玻璃。并且，由此可抑制玻璃化点(Tg)以及玻璃液相温度的上升。因而可容易进行加压成形，并且可减小玻璃的失透倾向。因此，以阳离子％表示的Al³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为10.0％、最优选为8.0％。可使用例如Al₂O₃、AlF₃等作为原料，使玻璃内含有Al³⁺。

Si⁴⁺是当含有特定量时可提高玻璃耐失透性的成分，并且是提高玻璃折射率、同时降低玻璃磨损度、提高加工性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Si⁴⁺的含量为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的Si⁴⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为13.0％、最优选为10.0％。可使用例如SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作为原料，使玻璃内含有Si⁴⁺。

B³⁺是当含有特定量时可提高玻璃耐失透性的成分，并且，是提高玻璃折射率、同时降低玻璃磨损度、提高加工性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使B³⁺的含量为15.0％以下，可使玻璃的化学耐久性难以变差，并且可减少玻璃脉纹的形成。因此，以阳离子％表示的B³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为13.0％、最优选为10.0％。可使用例如H₃BO₃、Na₂B₄O₇、BPO₄等作为原料，使玻璃内含有B³⁺。

Li⁺是维持玻璃形成时的耐失透性并且降低玻璃化点(Tg)的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Li⁺的含量为20.0％以下，可使玻璃的化学耐久性难以变差。因此，以阳离子％表示的Li⁺的含量的上限值优选为20.0％、更优选为17.0％、最优选为15.0％。可使用例如Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作为原料，使玻璃内含有Li⁺。

Na⁺是维持玻璃形成时的耐失透性并且降低玻璃化点(Tg)的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Na⁺的含量为10.0％以下，可使玻璃的化学耐久性、尤其是耐水性难以变差。因此，以阳离子％表示的Na⁺的含量的上限值优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等作为原料，使玻璃内含有Na⁺。

K⁺是维持玻璃形成时的耐失透性并且降低玻璃化点(Tg)的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使K⁺的含量为10.0％以下，可使玻璃的化学耐久性、尤其是耐水性难以变差。因此，以阳离子％表示的相对于玻璃总质量的K⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等作为原料，使玻璃内含有K⁺。

本发明的光学玻璃中，Rn⁺(Rn⁺为选自Li⁺、Na⁺、K⁺中的一种以上离子)含量的质量和优选为20.0％以下。由此，玻璃的化学耐久性难以变差，从而可减少研磨加工时或屋外使用时玻璃的变色及变质。因此，以阳离子％表示的Rn⁺含量的质量和的上限值优选为20.0％、更优选为17.0％、最优选为15.0％。

Ca²⁺是提高玻璃耐失透性、降低玻璃磨损度的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Ca²⁺的含量为30.0％以下，可在提高玻璃的耐失透性的同时，抑制玻璃折射率的降低。因此，以阳离子％表示的Ca²⁺的含量的上限值优选为30.0％、更优选为27.0％、最优选为25.0％。可使用例如CaCO₃、CaF₂等作为原料，使玻璃内含有Ca²⁺。

Sr²⁺是提高玻璃耐失透性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Sr²⁺的含量为30.0％以下，可在提高玻璃耐失透性的同时，抑制玻璃折射率的降低。因此，以阳离子％表示的Sr²⁺的含量的上限值优选为30.0％、更优选为27.0％、最优选为25.0％。可使用例如Sr(NO₃)₂、SrF₂等作为原料，使玻璃内含有Sr²⁺。

Zn²⁺是提高玻璃耐失透性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Zn²⁺的含量为30.0％以下，可提高玻璃耐失透性，抑制玻璃折射率的降低。因此，以阳离子％表示的Zn²⁺的含量的上限值优选为30.0％、更优选为27.0％、最优选为25.0％。可使用例如ZnO、ZnF₂等作为原料，使玻璃内含有Zn²⁺。

本发明的光学玻璃中，R²⁺(R²⁺为选自Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺中的一种以上离子)含量的质量和，优选为30.0％以上60.0％以下。通过使R²⁺的质量和处于该范围内，可在提高玻璃耐失透性的同时，将玻璃折射率调整到特定范围内，从而可得到具有期望的高折射率的透明玻璃。因此，以阳离子％表示的R²⁺含量的质量和的下限值优选为30.0％、更优选为32.0％、最优选为35.0％，上限值优选为60.0％、更优选为58.0％、最优选为56.0％。

Y³⁺是提高玻璃折射率、并且使玻璃的反常色散性不易降低的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Y³⁺的含量为15.0％以下，可抑制玻璃化点(Tg)的升高，并且可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的Y³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。可使用例如Y₂O₃、YF₃等作为原料，使玻璃内含有Y³⁺。

La³⁺是提高玻璃折射率、并且使玻璃的反常色散性不易降低的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使La³⁺的含量为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的La³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。可使用例如La₂O₃等作为原料，使玻璃内含有La³⁺。

Gd³⁺是提高玻璃折射率、并且使玻璃的反常色散性不易降低的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Gd³⁺的含量为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的Gd³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。可使用例如Gd₂O₃、GdF₃等作为原料，使玻璃内含有Gd³⁺。

b³⁺是提高玻璃折射率、并且使玻璃的反常色散性不易降低的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Yb³⁺的含量为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的Yb³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。可使用例如Yb₂O₃等作为原料，使玻璃内含有Yb³⁺。

Lu³⁺是提高玻璃折射率、并且使玻璃的反常色散性不易降低的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Lu³⁺的含量为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性。因此，以阳离子％表示的Lu³⁺的含量的上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。可使用例如Lu₂O₃等作为原料，使玻璃内含有Lu³⁺。

本发明的光学玻璃，Ln³⁺(Ln³⁺为选自Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺中的一种以上离子)含量的质量和优选为0.1％以上15.0％以下。通过使该质量和为0.1％以上，可提高玻璃的折射率，并且使玻璃的反常色散性不易降低。通过使该质量和为15.0％以下，可提高玻璃的耐失透性，并且容易得到期望的磨损度。因此，以阳离子％表示的Ln³⁺含量的质量和的下限值，优选为0.1％、更优选为0.5％、最优选为1.0％，上限值优选为15.0％、更优选为12.0％、最优选为10.0％。

Nb⁵⁺是提高玻璃折射率、并且提高玻璃化学耐久性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Nb⁵⁺的含量为10.0％以下，可抑制玻璃阿贝数的降低。并且，由于可抑制玻璃熔融温度的升高，故可减少因玻璃中所含成分挥发而导致的脉纹的产生。因此，以阳离子％表示的Nb⁵⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如Nb₂O₅等作为原料，使玻璃内含有Nb⁵⁺。

Ti⁴⁺是提高玻璃的折射率的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Ti⁴⁺的含量为10.0％以下，可抑制玻璃阿贝数的降低，并且减少玻璃的着色。因此，以阳离子％表示的Ti⁴⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如TiO₂等作为原料，使玻璃内含有Ti⁴⁺。

Zr⁴⁺是提高玻璃折射率、并且提高玻璃的机械强度的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Zr⁴⁺的含量为10.0％以下，可抑制玻璃熔融温度的升高，故可减少因玻璃中所含成分挥发而导致的脉纹的产生。因此，以阳离子％表示的Zr⁴⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如ZrO₂、ZrF₄等作为原料，使玻璃内含有Zr⁴⁺。

Ta⁵⁺是提高玻璃的折射率的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Ta⁵⁺的含量为10.0％以下，可使玻璃难以失透。因此，以阳离子％表示的Ta⁵⁺的含量的上限值优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如Ta₂O₅等作为原料，使玻璃内含有Ta⁵⁺。

W⁶⁺是提高玻璃折射率的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使W⁶⁺的含量为10.0％以下，可抑制玻璃阿贝数的降低，并且减少玻璃的着色。因此，以阳离子％表示的W⁶⁺的含量的上限值优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如WO₃等作为原料，使玻璃内含有W⁶⁺。

Ge⁴⁺是提高玻璃折射率、提高玻璃耐失透性的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Ge⁴⁺的含量为10.0％以下，可减小玻璃的材料成本。因此，以阳离子％表示的Ge⁴⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如GeO₂等作为原料，使玻璃内含有Ge⁴⁺。

Bi³⁺是提高玻璃折射率的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Bi³⁺的含量为10.0％以下，可使玻璃难以失透。因此，以阳离子％表示的Bi³⁺的含量的上限值优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如Bi₂O₃等作为原料，使玻璃内含有Bi³⁺。

Te⁴⁺是提高玻璃折射率的成分，是本发明的光学玻璃中的任选成分。特别是，通过使Te⁴⁺的含量为15.0％以下，可使玻璃难以失透，并且可抑制玻璃的着色。因此，以阳离子％表示的Te⁴⁺的含量的上限值，优选为10.0％、更优选为8.0％、最优选为5.0％。可使用例如TeO₂等作为原料，使玻璃内含有Te⁴⁺。

<关于阴离子成分>

F^-是提高玻璃阿贝数、并且提高玻璃的反常色散性的成分。特别是，通过使F^-的含量为25.0％以上，可提高玻璃的阿贝数，并且提高玻璃的部分色散比，因此可容易得到期望的阿贝数以及反常色散性(Δθg，F)。另一方面，通过使F^-的含量为70.0％以下，可在抑制玻璃阿贝数过度升高的同时，抑制玻璃磨损度的增加，从而可容易地得到期望的阿贝数，并且可确保玻璃的加工性。因此，以阴离子％表示的F^-的含量的下限值，优选为25.0％、更优选为28.0％、最优选为30.0％，上限值优选为70.0％、更优选为67.0％、最优选为65.0％。可使用例如AlF₃、MgF₂、BaF₂等各种阳离子成分的氟化物作为原料，使玻璃内含有F^-。

O^2-是用于使玻璃的阳离子成分形成氧化物的必要成分。其中，O^2-的含量和F^-的含量的总量优选为98.0％以上。由此，可得到难以失透的稳定的玻璃。因此，以阴离子％表示的O^2-和F^-的总含量优选为98.0％以上、更优选为99.0％以上、最优选为100％。可使用例如Al₂O₃、MgO、BaO等各种阳离子成分的氧化物，Al(PO)₃、Mg(PO)₂、Ba(PO)₂等各种阳离子成分的磷酸盐等作为原料，使玻璃内含有O^2-。

<关于不应该含有的成分>

接着，对本发明的光学玻璃中不应该含有的成分、以及不优选含有的成分进行说明。

在不损害本发明玻璃特性的范围内，根据需要，可在本发明的光学玻璃中添加其它成分。

但是，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb及Lu以外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等各过渡金属的阳离子，无论在单独含有或复合含有少量的情况下，均会使玻璃着色，具有在可见区域的特定波长产生吸收的性质。因此特别是在使用可见区域波长的光学玻璃中，优选实质上不含有上述过渡金属的阳离子。

并且，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be及Se的阳离子，近年来作为有害化学物质而倾向于控制其使用，不仅在玻璃的制造工序中，甚至加工工序及产品化后的处理中都需要在环境对策方面采取措施。因此，在重视环境方面的影响的情况下，除不可避免的混入，优选实质上不含这些成分。由此，由于光学玻璃中实质上不含污染环境的物质，因此即使不在环境对策方面采取特殊措施，也可对该光学玻璃进行制造、加工以及废弃。

[制造方法]

本发明的光学玻璃例如可采用以下方法制作。即，将上述原料均匀混合以使各成分的含量达到特定范围内，再将制成的混合物放入石英坩埚或氧化铝坩埚中进行粗熔融。接着，将粗熔融的物质放入铂坩埚、铂合金坩埚或者铱坩埚中，在900～1200℃的温度范围内熔融2～10小时，搅拌均质化后进行消泡等。然后，降温至850℃以下后进行精搅拌(仕上げ攪拌)以除去脉纹，铸入模具中缓慢冷却。

[物理性质]

本发明的光学玻璃具有高折射率(n_d)的同时，具有低色散。特别是，本发明的光学玻璃的折射率(n_d)的下限值优选为1.50、更优选为1.52、最优选为1.54，上限值优选为1.65、更优选为1.62、最优选为1.60。并且，本发明的光学玻璃的阿贝数(ν_d)的下限值优选为60、更优选为62、最优选为65，上限值优选为77、更优选为76、最优选为75。由此，扩大了光学设计的自由度，因而元件进一步薄型化也可得到较大的光的折射量。

并且，本发明的光学玻璃优选具有较高的反常色散性(Δθg，F)。更具体而言，本发明的光学玻璃的反常色散性(Δθg，F)的下限值优选为0.010、更优选为0.015、最优选为0.020。由此，可更高精度地修正光学仪器中透镜的色散。应予说明，本发明的光学玻璃的反常色散性(Δθg，F)的上限值没有特殊限定，多数情况下，根据本发明而得的玻璃的反常色散性(Δθg，F)大概为0.050以下、具体为0.040以下、更具体为0.030以下。

并且，本发明的光学玻璃具有特定的磨损度。特别是，按照光学玻璃的《JOGIS10-1994光学玻璃的磨损度的测定方法》而测定的磨损度的上限值优选为600、更优选为580、最优选为550。由此，可减少光学玻璃的磨损和损伤，因此可容易地对光学玻璃进行研磨加工中的处理，从而容易进行研磨加工。应予说明，本发明的光学玻璃的磨损度的下限没有特殊限定，多数情况下，根据本发明而得的玻璃的磨损度大概为100以上、具体为200以上、更具体为300以上。

[预成形体以及光学元件]

本发明的光学玻璃能够用于各种光学元件以及光学设计。其中特别优选为，由本发明的光学玻璃形成预成形体，对该预成形体采用研磨加工、精密加压成形等方法，制作透镜、棱镜、反射镜等光学元件。由此，在用于照相机、投影机等这种使可见光透射光学元件的光学仪器时，可实现高精细且高精度的成像特性，同时可实现这些光学仪器中光学系统的小型化。其中，制造预成形体材料的方法没有特殊限定，例如可使用日本特开平8-319124所记载的玻璃料滴的成形方法，日本特开平8-73229所记载的光学玻璃的制造方法以及制造装置，由熔融玻璃制造直接预成形体材料。并且，对于由光学玻璃形成的条状材料(Strip Material)，也可使用通过进行研削研磨等冷加工来制造的方法。

[实施例]

本发明的实施例(No.1～No.5)以及比较例(No.1)的玻璃的组成、折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)、部分色散比(θg，F)、反常色散性(Δθg，F)以及磨损度如表1所示。应予说明，以下实施例只是以示例为目的，本发明不仅限于这些实施例。

本发明实施例(No.1～No.5)的光学玻璃及比较例(No.1)的玻璃，选定与各成分相当的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常的氟磷酸盐玻璃中所使用的高纯度原料作为各成分的原料，按照表1所示各实施例及比较例的组成比例称量并混合均匀。然后将原料的混合物投入铂坩埚，根据玻璃组成的熔融难易度，在电炉中于900～1200℃的温度范围内熔融2～10小时，搅拌均质化，进行消泡等，然后降温至850℃以下，搅拌均质化后铸入模具，缓慢冷却，制得玻璃。

其中，实施例(No.1～No.5)以及比较例(No.1)的玻璃的折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)以及部分色散比(θg，F)，基于日本光学硝子工业会规格JOGIS01-2003进行测定。应予说明，本测定中，使用将退火条件中的缓慢冷却降温速度设为-25℃/Hr，用退火炉进行处理的玻璃。并且，由在所测定的阿贝数(ν_d)中位于图1的标准线上的部分色散比(θg，F)的值，与所测定的部分色散比(θg，F)的值之差，求出玻璃的反常色散性(Δθg，F)。

并且，磨损度按照“JOGIS10-1994光学玻璃的磨损度的测定方法”进行测定。即，将30×30×10mm大小的玻璃角板的试样，放置在每分钟水平旋转60转的铸铁制平皿(250mmφ)上距离平皿中心80mm的位置。接着，一边由平皿向试样垂直施加9.8N(1kgf)的负荷，一边将在水20ml中添加了10g#800(平均粒径20μm)研磨材料(氧化铝质A磨粒)的研磨液同样供给平皿5分钟，同时，使试样与平皿进行摩擦。对研磨前后试样的质量进行测定，求出试样的损耗质量。按照同样方法求出日本光学硝子工业会指定的标准试样的损耗质量，按照下式进行计算：

磨损度＝{(试样的磨损质量/比重)/(标准试样的磨损质量/比重)}×100

[表1]

如表1所示，本发明的实施例的光学玻璃，磨损度均为600以下，更详细为540以下。另一方面，比较例的玻璃，磨损度均大于600。因此可知，本发明的实施例的光学玻璃的磨损度小于比较例的玻璃。

并且，本发明的实施例的光学玻璃，反常色散性(Δθg，F)均为0.010以上、更详细为0.020以上，处于期望范围内。

并且，本发明的实施例的光学玻璃，折射率(nd)均为1.50以上、更详细为1.54以上，并且其折射率(nd)为1.65以下、更详细为1.60以下，处于期望范围内。

并且，本发明的实施例的光学玻璃，阿贝数(νd)均为60以上、更详细为67以上，并且其阿贝数(νd)为77以下、更详细为76以下，处于期望范围内。

因此可知，本发明的实施例的光学玻璃，不仅折射率(nd)以及阿贝数(νd)处于期望的范围内，而且易进行研磨加工，并且，可更高精度地修正透镜的色散。

此外，用本发明的实施例的光学玻璃，在形成研磨加工用预成形体后进行研削及研磨，加工为透镜和棱镜的形状。并且，用本发明的实施例的光学玻璃，形成精密加压成形用预成形体，对该精密加压成形用预成形体进行精密加压成形加工，加工成透镜和棱镜的形状。无论哪种情况下，均可加工成各种透镜和棱镜的形状。

以上，以示例为目的对本发明进行了详细说明，本实施例仅以示例为目的，可以理解为本领域技术人员能够不超出本发明的思想及范围而进行许多改变。

Claims (18)

1.光学玻璃，其含有P、至少两种以上碱土金属元素和一种以上稀土元素作为阳离子成分；

含有O和F作为阴离子成分；

并且具有1.50以上1.65以下的折射率、60以上77以下的阿贝数。

2.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，含有20.0～50.0％的P⁵⁺、1.0～30.0％的Mg²⁺、以及15.0～40.0％的Ba²⁺。

3.如权利要求2所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Ba²⁺的含量为17.0％以上。

4.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Al³⁺0～15.0％和/或

Si⁴⁺0～15.0％和/或

B³⁺0～15.0％。

5.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Li⁺0～20.0％和/或

Na⁺0～10.0％和/或

K⁺0～10.0％。

6.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Ca²⁺0～30.0％和/或

Sr²⁺0～30.0％和/或

Zn²⁺0～30.0％。

7.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的总量为30.0～55.0％。

8.如权利要求7所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的总量为60.0％以下。 

9.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Y³⁺0～15.0％和/或

La³⁺0～15.0％和/或

Gd³⁺0～15.0％和/或

Yb³⁺0～15.0％和/或

Lu³⁺0～15.0％。

10.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺的总量为0.1～15.0％。

11.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，其进一步含有以下各阳离子成分：

Nb⁵⁺0～10.0％和/或

Ti⁴⁺0～10.0％和/或

Zr⁴⁺0～10.0％和/或

Ta⁵⁺0～10.0％和/或

W⁶⁺0～10.0％和/或

Ge⁴⁺0～10.0％和/或

Bi³⁺0～10.0％和/或

Te⁴⁺0～10.0％。

12.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阴离子％表示，F^-的含量为25.0～70.0％。

13.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，反常色散性为0.010以上。

14.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，按照《JOGIS10-1994光学玻璃的磨损度的测定方法》测定的磨损度为600以下。

15.由权利要求1至14中任一项所述光学玻璃制成的光学元件。

16.由权利要求1至14中任一项所述光学玻璃制成的研磨加工用和/或精密加压成形用的预成形体。

17.对权利要求16所述的预成形体进行研磨而得的光学元件。 

18.对权利要求16所述的预成形体进行精密加压成形而得的光学元件。 

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