CN102260043B - 光学玻璃、光学元件和预成型坯 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学玻璃、光学元件和预成型坯，该光学玻璃的反常色散性更高，从而可以高精度地修正玻璃透镜的色像差，进而其具备高折射率、低色散性。一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺和Al³⁺，作为阴离子成分含有F^-和O^2-，折射率(nd)为1.50以上，阿贝数(νd)为65以上。

Description

光学玻璃、光学元件和预成型坯

技术领域

本发明涉及光学玻璃、光学元件和预成型坯。

背景技术

光学仪器的透镜系统通常是将具有不同光学性质的多个玻璃透镜组合来设计的。近年来，光学仪器的透镜系统所要求的特性呈多样化，为了进一步拓展其设计的自由度，正在开发具备以往未受到关注的光学特性的光学玻璃。其中，反常色散性(Δθg，F)高的光学玻璃作为对像差的颜色修正具有显著效果的光学玻璃而受到关注。

例如专利文献1～3中提出了一种光学玻璃，其除了具有以往所需的高折射率和低色散性以及加工性优异的性质以外，还具有较高的反常色散性，对于该光学玻璃，例如作为阳离子成分包含P⁵⁺、Al³⁺、碱土金属离子等，作为阴离子成分包含F^-和O^2-。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-55883号公报

专利文献2：日本特开2008-137877号公报

专利文献3：国际公开第2008/111439号小册子

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1～3所记载的这种现有的光学玻璃，其反常色散性程度不充分，期望开发具备更高反常色散性的光学玻璃。

本发明以解决这样的问题为目的。

即本发明的目的在于，提供光学玻璃、光学元件和预成型坯，该光学玻璃的反常色散性更高，从而可高精度地修正玻璃透镜的色像差，进而其具备高折射率、低色散性。

用于解决问题的方案

本发明人等为解决上述问题进行了深入研究，从而完成了本发明。

本发明为以下(1)～(11)。

(1)一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺和Al³⁺，作为阴离子成分含有F^-和O^2-，折射率(nd)为1.50以上，阿贝数(νd)为65以上。

(2)根据上述(1)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，P⁵⁺的含有率为22.0～38.0％，Al³⁺的含有率为11.0～23.0％。

(3)根据上述(2)所述的光学玻璃，其中，磨耗度为600以下。

(4)根据上述(2)或(3)所述的光学玻璃，其中，通过粉末法评价的耐酸性为1级或2级。

(5)根据上述(2)～(4)中的任一项所述的光学玻璃，其中，作为阳离子成分进一步含有R²⁺(R²⁺是选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种物质)和Ln³⁺(Ln³⁺是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种物质)，

以阳离子％表示，R²⁺的总含有率为30.0～70.0％、Ln³⁺的总含有率为0～10.0％。

(6)根据上述(1)所述的光学玻璃，其中，作为阳离子成分进一步包含R²⁺(R²⁺是选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种物质)，

以阳离子％表示，Ca²⁺的含有率为14.0～24.0％、R²⁺的含有率为32.0～58.0％。

(7)根据上述(6)所述的光学玻璃，其中，作为阳离子成分进一步含有Ln³⁺(Ln³⁺是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种物质)，

以阳离子％表示，Ln³⁺的总含有率为0～10.0％。

(8)根据上述(1)～(7)中的任一项所述的光学玻璃，其中，以阴离子％表示，F^-的含有率为20.0～95.0％。

(9)一种光学元件，其由上述(1)～(8)中的任一项所述的光学玻璃形成。

(10)一种预成型坯，其为研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，且该预成型坯由上述(1)～(8)中的任一项所述的光学玻璃形成。

(11)一种光学元件，其对上述(10)所述的预成型坯进行精密压制而成。

发明的效果

根据本发明，可提供光学玻璃、光学元件和预成型坯，该光学玻璃的反常色散性更高，从而可高精度地修正玻璃透镜的色像差，进而其具备高折射率、低色散性。

附图说明

图1是在以部分色散比(θg，F)为纵轴、以阿贝数(νd)为横轴的直角坐标中表示的基准线的图。

具体实施方式

对本发明进行说明。

本发明的光学玻璃，作为阳离子成分含有P⁵⁺和Al³⁺，作为阴离子成分含有F^-和O^2-，折射率(nd)为1.50以上，阿贝数(νd)为65以上。

以下，也将这种光学玻璃称为“本发明的光学玻璃”。

优选的是，本发明的光学玻璃以阳离子％表示，P⁵⁺的含有率为22.0～38.0％、Al³⁺的含有率为11.0～23.0％。以下，也将这种优选实施方式的本发明的光学玻璃称为“本发明的第一光学玻璃”。

本发明的第一光学玻璃的特征之一在于，分别以特定量含有P⁵⁺和Al³⁺。

本发明人发现，与现有的玻璃相比，分别以特定量含有P⁵⁺和Al³⁺、并含有F^-和O^2-(优选特定量)、且折射率和阿贝数为特定值以上的光学玻璃，其反常色散性(Δθg，F)高、可高精度地修正玻璃透镜的色像差，且其具备高折射率、低色散性，进而其磨耗度低至现有玻璃的同等水平以上、容易进行研磨加工，并且其耐酸性优异，从而完成了本发明的第一光学玻璃。

另外，优选的是，本发明的光学玻璃，作为阳离子成分含有P⁵⁺和Al³⁺，作为阴离子成分含有F^-和O^2-，且折射率(nd)为1.50以上，阿贝数(νd)为65以上，进而，作为阳离子成分包含R²⁺(R²⁺是选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种物质)，以阳离子％表示，Ca²⁺的含有率为14.0～24.0％，R²⁺的含有率为32.0～58.0％。以下，也将这种优选实施方式的本发明的光学玻璃称为“本发明的第二光学玻璃”。

本发明的第二光学玻璃的特征之一在于，以特定量含有R²⁺，进而以特定量含有属于R²⁺的Ca²⁺。

本发明人发现，与现有的玻璃相比，含有P⁵⁺和Al³⁺、分别以特定量含有R²⁺和Ca²⁺、并含有F^-和O^2-(优选特定量)、且折射率和阿贝数为特定值以上的光学玻璃，其反常色散性(Δθg，F)高、可高精度地修正玻璃透镜的色像差，且其具备高折射率、低色散性，进而其耐失透性(devitrificationresistance)优异，从而完成了本发明的第二光学玻璃。

以下，在仅记作“本发明的光学玻璃”的情况下，是表示“本发明的第一光学玻璃”和“本发明的第二光学玻璃”这两者的意思。

玻璃成分

对构成本发明的光学玻璃的各成分进行说明。

在本说明书中，只要没有特别声明，各成分的含有率全部以基于摩尔比的阳离子％或阴离子％表示。在此，“阳离子％”和“阴离子％”是指将本发明的光学玻璃的玻璃构成成分分为阳离子成分和阴离子成分、并将各自的总比例作为100摩尔％来表示玻璃中所含有的各成分的组成。

关于阳离子成分

P ⁵⁺

本发明的第一光学玻璃包含22.0～38.0％的P⁵⁺。本发明的第二光学玻璃包含P⁵⁺。P⁵⁺是玻璃形成成分，具有抑制失透、提高玻璃的折射率、抑制阿贝数降低的性质。

由于这样的性质会增强，所以本发明的第一光学玻璃中的P⁵⁺的含有率的下限优选为23.0％、更优选为24.0％、更优选为25.0％、进一步优选为25.5％，其上限优选为37.0％、更优选为36.0％、更优选为35.0％、进一步优选为34.0％。

另外，本发明的第二光学玻璃中的P⁵⁺的含有率优选为22.0～55.0％。本发明的第二光学玻璃中的P⁵⁺的含有率的下限优选为24.0％、更优选为26.0％、更优选为27.0％、进一步优选为28.0％，其上限优选为52.0％、更优选为50.0％、更优选为49.0％、进一步优选为48.0％。

可以使用例如Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、Zn(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作为原料而使玻璃内含有P⁵⁺。

Al ³⁺

本发明的第一光学玻璃包含11.0～23.0％的Al³⁺。本发明的第二光学玻璃包含Al^{3 +}。Al³⁺具有提高玻璃的耐失透性、折射率和阿贝数、降低磨耗度、进而提高加工性的性质。

由于这样的性质会增强，所以本发明的第一光学玻璃中的Al³⁺的含有率的下限优选为11.5％、更优选为12.0％、进一步优选为12.4％，其上限优选为22.0％、更优选为21.5％、进一步优选为21.0％。

另外，本发明的第二光学玻璃中的Al³⁺的含有率优选为3.0～15.0％。本发明的第二光学玻璃中的Al³⁺的含有率的下限优选为4.0％、更优选为5.0％、进一步优选为6.0％，其上限优选为13.0％、更优选为11.0％、进一步优选为10.0％。

可以使用例如Al(PO₃)₃、AlF₃、Al₂O₃等作为原料而使玻璃内含有Al³⁺。

R ²⁺

本发明的第一光学玻璃优选包含R²⁺，且优选为30.0～70.0％。若含有率在这样的范围，则可以获得稳定的玻璃。本发明的第一光学玻璃中，R²⁺的含有率的下限更优选为35.0％、进一步优选为38.0％，其上限更优选为65.0％、进一步优选为60.0％。

本发明的第二光学玻璃包含32.0～58.0％的R²⁺。另外，如后述那样，对于本发明的第二光学玻璃，必须含有R²⁺中的Ca²⁺。若R²⁺为这样的范围、并且Ca²⁺为后述的特定范围，则与现有的玻璃相比较，可以获得反常色散性(Δθg，F)高、可高精度地修正玻璃透镜的色像差、且具有高折射率、低色散性、进而耐失透性优异的光学玻璃。另外，若R²⁺的含有率为这样的范围，则可以获得稳定的玻璃。

在本发明的第二光学玻璃中，R²⁺的含有率的下限更优选为34.0％、更优选为35.0％、更优选为36.0％、更优选为37.0％、进一步优选为38.0％，其上限优选为57.5％、更优选为57.0％、更优选为56.5％、进一步优选为56.0％。

R²⁺是指选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种物质。R²⁺的含有率指这四种离子的总含有率。

Ca ²⁺

本发明的第一光学玻璃有包含作为R²⁺之一的Ca²⁺的情况。在本发明的第一光学玻璃中，Ca²⁺具有提高玻璃的耐失透性、抑制折射率降低、降低玻璃磨耗度的性质。由于这样的性质会增强，所以本发明的第一光学玻璃中的Ca²⁺的含有率优选为0％～20.0％。本发明的第一光学玻璃中的Ca²⁺的含有率的下限更优选为2.0％、进一步优选为3.0％，其上限更优选为19.0％、进一步优选为18.0％。

本发明的第二光学玻璃包含14.0～24.0％的Ca²⁺。若Ca²⁺的含有率为这样的范围、且R²⁺的含有率为如上所述的特定范围，则与现有的玻璃相比较，可以获得反常色散性(Δθg，F)高、可高精度地修正玻璃透镜的色像差、具备高折射率、低色散性、进而耐失透性优异的本发明的第二光学玻璃。由于这样的性质会增强，所以在本发明的第二光学玻璃中，Ca²⁺的含有率的下限更优选为14.5％、更优选为15.0％、进一步优选为16.0％，其上限更优选为23.5％、更优选为23.0％、更优选为22.0％、进一步优选为21.0％。

可以使用例如Ca(PO₃)₂、CaCO₃、CaF₂等作为原料而使玻璃内含有Ca²⁺。

Mg ²⁺

本发明的光学玻璃有包含作为R²⁺之一的Mg²⁺的情况。Mg²⁺具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。

由于这样的性质会增强，所以Mg²⁺的含有率优选为1.0～20.0％。Mg²⁺的含有率的下限更优选为3.0％、进一步优选为5.0％，其上限更优选为17.0％、更优选为15.0％、更优选为12.0％、更优选为10.0％、进一步优选为9.0％。

可以使用例如MgO、MgF₂等作为原料而使玻璃内含有Mg²⁺。

Sr ²⁺

本发明的光学玻璃有包含作为R²⁺之一的Sr²⁺的情况。Sr²⁺具有提高玻璃的耐失透性、抑制玻璃折射率降低的性质。

由于这样的性质会增强，所以Sr²⁺的含有率优选为0％～20.0％。Sr²⁺的含有率的上限更优选为10.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Sr(NO₃)₂、SrF₂等作为原料而使玻璃内含有Sr²⁺。

Ba ²⁺

本发明的光学玻璃有包含作为R²⁺之一的Ba²⁺的情况。Ba²⁺具有维持较低的色散性、提高折射率的性质。另外，在本发明的第一光学玻璃中，Ba²⁺在以规定量含有时，具有提高玻璃的耐失透性的性质。另外，在本发明的第二光学玻璃中，Ba²⁺会提高玻璃的稳定性。

由于这样的性质会增强，所以本发明的光学玻璃中的Ba²⁺的含有率优选为0％～40％、更优选为15.0％～40.0％。本发明的光学玻璃中，Ba²⁺的含有率的下限更优选为2.0％、更优选为3.0％、更优选为16.0％、进一步优选为17.0％，其上限更优选为38.0％、更优选为37.0％、更优选为29.0％、更优选为23.0％、更优选为20.0％、更优选为19.0％、进一步优选为18.0％。

可以使用例如Ba(PO₃)₂、BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等作为原料而使玻璃内含有Ba²⁺。

Ln ³⁺

本发明的光学玻璃优选包含Ln³⁺。Ln³⁺是指选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种物质。Ln³⁺的含有率是指这5种离子的总含有率。

Ln³⁺的含有率优选为0～10.0％。这是因为含有率为这样的范围时，会提高玻璃折射率、并变成低色散。Ln³⁺的含有率的下限更优选为1.5％、进一步优选为2.0％，其上限更优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

Y ³⁺

本发明的光学玻璃有包含作为Ln³⁺之一的Y³⁺的情况。Y³⁺具有提高玻璃的折射率、且使反常色散性难以降低、抑制玻璃化转变点(Tg)的上升、且提高耐失透性的性质。

由于这样的性质会增强，所以Y³⁺的含有率的下限优选为1.5％、更优选为2.0％，其上限优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

可以使用例如Y₂O₃、YF₃等作为原料而使玻璃内含有Y³⁺。

La ³⁺

本发明的光学玻璃有包含作为Ln³⁺之一的La³⁺的情况。La³⁺具有提高玻璃的折射率、且使反常色散性难以降低的性质。

由于这样的性质会增强，所以La³⁺的含有率的下限优选为1.5％、更优选为2.0％，其上限优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

可以使用例如La₂O₃、LaF₃等作为原料而使玻璃内含有La³⁺。

Gd ³⁺

本发明的光学玻璃有包含作为Ln³⁺之一的Gd³⁺的情况。Gd³⁺具有提高玻璃的折射率、且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。

由于这样的性质会增强，所以Gd³⁺的含有率的下限优选为0.5％、更优选为1.0％、更优选为1.5％、进一步优选为2.0％，其上限优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

可以使用例如Gd₂O₃、GdF₃等作为原料而使玻璃内含有Gd³⁺。

Yb ³⁺

本发明的光学玻璃有包含作为Ln³⁺之一的Yb³⁺的情况。Yb³⁺具有提高玻璃的折射率、且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。

由于这样的性质会增强，所以Yb³⁺的含有率的下限优选为1.5％、更优选为2.0％，其上限优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

可以使用例如Yb₂O₃等作为原料而使玻璃内含有Yb³⁺。

Lu ³⁺

本发明的光学玻璃有包含作为Ln³⁺之一的Lu³⁺的情况。Lu³⁺具有提高玻璃的折射率、且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。

由于这样的性质会增强，所以Lu³⁺的含有率的下限优选为1.5％、更优选为2.0％，其上限优选为9.0％、更优选为8.0％、进一步优选为7.0％。

可以使用例如Lu₂O₃等作为原料而使玻璃内含有Lu³⁺。

Si ⁴⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Si⁴⁺。Si⁴⁺在以规定量含有时，具有提高耐失透性、提高折射率、且降低磨耗度而提高加工性的性质。

由于这样的性质会增强，所以Si⁴⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作为原料而使玻璃内含有Si⁴⁺。

B ³⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的B³⁺。B³⁺在以规定量含有时，具有提高耐失透性、提高折射率、且降低磨耗度而提高加工性、进而使玻璃的化学耐久性难以恶化、降低玻璃上的条纹形成的性质。

由于这样的性质会增强，所以B³⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如H₃BO₃、Na₂B₄O₇、BPO₄等作为原料而使玻璃内含有B³⁺。

Rn ⁺

在本发明的光学玻璃中，Rn⁺(Rn⁺为选自由Li⁺、Na⁺和K⁺组成的组中的至少一种物质)的总含有率优选为20.0％以下、更优选为15.0％以下、进一步优选为10.0％以下。

Li ⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Li⁺。Li⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性、且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质会增强，所以Li⁺的含有率的上限优选为20.0％、更优选为15.0％、进一步优选为10.0％。

可以使用例如Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作为原料而使玻璃内含有Li⁺。

Na ⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Na⁺。Na⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性、且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质会增强，所以Na⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等作为原料而使玻璃内含有Na⁺。

K ⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的K⁺。K⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性、且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质会增强，所以K⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等作为原料而使玻璃内含有K⁺。

Zn ²⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Zn²⁺。Zn²⁺在以规定量含有时，具有提高玻璃的耐失透性的性质。另外，具有抑制玻璃的磨耗度的性质。

由于这样的性质会增强，所以Zn²⁺的含有率优选为0％～40.0％。Zn²⁺的含有率的下限更优选为1.0％、更优选为15.0％、更优选为16.0％、进一步优选为17.0％，其上限更优选为38.0％、进一步优选为37.0％、更优选为7.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Zn(PO₃)₂、ZnO、ZnF₂等作为原料而使玻璃内含有Zn²⁺。

Nb ⁵⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Nb⁵⁺。Nb⁵⁺具有提高玻璃的折射率、提高化学耐久性、进而抑制阿贝数降低、抑制熔融温度上升的性质。

由于这样的性质会增强，所以Nb⁵⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Nb₂O₅等作为原料而使玻璃内含有Nb⁵⁺。

Ti ⁴⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Ti⁴⁺。Ti⁴⁺具有提高玻璃的折射率、降低着色的性质。

由于这样的性质会增强，所以Ti⁴⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如TiO₂等作为原料而使玻璃内含有Ti⁴⁺。

Zr ⁴⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Zr⁴⁺。Zr⁴⁺具有提高玻璃的折射率、提高玻璃的机械强度的性质。

由于这样的性质会增强，所以Zr⁴⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如ZrO₂、ZrF₄等作为原料而使玻璃内含有Zr⁴⁺。

Ta ⁵⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Ta⁵⁺。Ta⁵⁺具有提高玻璃的折射率的性质。

由于这样的性质会增强，所以Ta⁵⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Ta₂O₅等作为原料而使玻璃内含有Ta⁵⁺。

W ⁶⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的W⁶⁺。W⁶⁺具有提高玻璃的折射率、进而抑制阿贝数降低的性质。

由于这样的性质会增强，所以W⁶⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如WO₃等作为原料而使玻璃内含有W⁶⁺。

Ge ⁴⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Ge⁴⁺。Ge⁴⁺具有提高玻璃的折射率、提高玻璃的耐失透性的性质。

由于这样的性质会变得显著，所以Ge⁴⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如GeO₂等作为原料而使玻璃内含有Ge⁴⁺。

Bi ³⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Bi³⁺。Bi³⁺具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变点的性质。

由于这样的性质会增强，所以Bi³⁺的含有率的上限优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如Bi₂O₃等作为原料而使玻璃内含有Bi³⁺。

Te ⁴⁺

本发明的光学玻璃可以包含作为任意成分的Te⁴⁺。Te⁴⁺具有能够提高玻璃的折射率、使玻璃难以失透、抑制玻璃着色的性质。

由于这样的性质会增强，所以Te⁴⁺的含有率的上限优选为15.0％、更优选为10.0％、更优选为8.0％、进一步优选为5.0％。

可以使用例如TeO₂等作为原料而使玻璃内含有Te⁴⁺。

关于阴离子成分

F ^-

本发明的光学玻璃包含F^-。F^-具有提高玻璃的反常色散性和阿贝数、进而使玻璃难以失透的性质。

由于这样的性质会增强，所以，以阴离子％表示，F^-的含有率优选为20.0～95.0％。

另外，在本发明的第一光学玻璃中，F^-的含有率的下限优选为25.0％、更优选为30.0％、更优选为33.0％、进一步优选为35.0％，其上限优选为70.0％、更优选为65.0％、更优选为60.0％、更优选为58.0％。

另外，在本发明的第二光学玻璃中，F^-的含有率的下限优选为22.0％、更优选为23.0％、更优选为24.0％，其上限优选为70.0％、更优选为65.0％、更优选为60.0％、更优选为59.0％、更优选为58.0％。

可以使用例如AlF₃、MgF₂、BaF₂等各种阳离子成分的氟化物作为原料而使玻璃内含有F^-。

O ^2-

本发明的光学玻璃包含O^2-。O^2-具有抑制磨耗度上升的性质，另外，对于形成网络结构而言是必需成分。

以阴离子％表示，O^2-的含有率与F^-的含有率的总和优选为98.0％以上、更优选为99.0％以上、进一步优选为100％。这是因为这样可以获得稳定的玻璃。

可以使用例如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而使玻璃内含有O^2-。

关于不应该含有的成分

下面，对本发明的光学玻璃不应该含有的成分和不优选含有的成分进行说明。

根据需要，可以在不损害本申请发明的玻璃的特性的范围内向本发明的光学玻璃中添加其他成分。

另外，除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外，哪怕还分别单独或复合地少量含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo等过渡金属的阳离子的情况，也会产生玻璃着色、对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的波长的光学玻璃中优选基本上不含有这些成分。

此外，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be和Se的阳离子近年来有作为有害化学物质而控制使用的倾向，不仅在玻璃制造工序，以至在加工工序和成为产品后的处理中都需要采取环境对策上的措施。因此，在重视环境上的影响时，除了不可避免的混入外，优选基本不含有这些成分。由此，使得光学玻璃中基本不含有污染环境的物质。因此，即便不采取特别的环境对策上的措施，也可以制造、加工、以及废弃该光学玻璃。

制造方法

本发明的光学玻璃的制造方法没有特别限定。例如可如下制造：均匀混合上述原料以使得各成分在规定的含有率的范围内，将调制的混合物投入到石英坩埚或氧化铝坩埚或铂坩埚中进行粗熔融，然后放入到铂坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚中，在900～1200℃的温度范围下熔融2～10小时，搅拌均质化，进行消泡等，然后降低到850℃以下的温度，然后进行后加工搅拌除去条纹，浇注到模具中缓冷，从而制造。

物性

本发明的光学玻璃的特征在于部分色散比(θg，F)。因此，容易得到可高精度地修正色像差的光学玻璃。

部分色散比(θg，F)为0.530以上、优选为0.533以上、更优选为0.538以上、进一步优选为0.540以上。

此外，部分色散比(θg，F)是指基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003进行测定得到的值。

另外，本发明所说的部分色散比是指短波长区域下的部分色散比。

本发明的光学玻璃的反常色散性(Δθg，F)高。因此，容易获得可高精度地修正色像差的透镜。

反常色散性(Δθg，F)优选为0.006以上、更优选为0.008以上、更优选为0.010以上、更优选为0.011以上、更优选为0.012以上、进一步优选为0.013以上。

在此，对部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)进行说明，然后，对本发明的光学玻璃的物性中的特征进行更为详细的说明。

首先，对部分色散比(θg，F)进行说明。

部分色散比(θg，F)表示在折射率的波长依赖性中某2个波长区域下的折射率的差的比值，以下式(1)表示。

θg，F＝(n_g-n_F)/(n_F-n_C)……式(1)

这里，n_g表示g线(435.83nm)的折射率、n_F表示F线(486.13nm)的折射率、n_C表示C线(656.27nm)的折射率。

并且，若将该部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)的关系在XY图表上作图，则通常的光学玻璃的情况是基本落在被称为基准线的直线上。所谓基准线是指：在采用部分色散比(θg，F)为纵轴、阿贝数(νd)为横轴的XY图表上(直角坐标上)，对NSL7与PBM2的部分色散比和阿贝数作图，连结所得到的2点的向上倾斜的直线(参照图1)。虽然作为基准线的基准的标准玻璃根据每个光学玻璃制造商的不同而不同，但各公司都是以几乎相同的斜率和截距进行定义的(NSL7与PBM2是株式会社小原制造的光学玻璃，NSL7的阿贝数(νd)为60.5、部分色散比(θg，F)为0.5436，PBM2的阿贝数(νd)为36.3、部分色散比(θg，F)为0.5828)。

相对于这样的部分色散比(θg，F)，反常色散性(Δθg，F)是表示由部分色散比(θg，F)和阿贝数(νd)所作出的图从基准线向纵轴方向偏离到何种程度。由反常色散性(Δθg，F)大的玻璃形成的光学元件具有在蓝色附近的波长范围内可以修正由其他的透镜所产生的色像差的性质。

另外，在中低色散区域(阿贝数为55左右以上的区域)中，以往具有阿贝数(νd)越大、反常色散性(Δθg，F)越大的倾向。进而，有难以降低磨耗度(特别是在本发明的第一光学玻璃中，使磨耗度为600以下)、且难以将反常色散性维持在高位的倾向。

本发明人进行深入研究，成功地开发出了与现有的玻璃相比较，相对于阿贝数(νd)的反常色散性(Δθg，F)的值更高的光学玻璃。

例如，若为后述实施例示出的更优选实施方式的光学玻璃，则在本发明的第一光学玻璃的情况下，可以获得在阿贝数(νd)为70～78左右时部分色散比(θg，F)为0.530以上、且反常色散性(Δθg，F)也为0.010以上的光学玻璃。另外，在本发明的第二光学玻璃的情况下，可以获得在阿贝数(νd)为68～75左右时部分色散比(θg，F)为0.54以上、且反常色散性(Δθg，F)也为0.011以上的光学玻璃。

这样的部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)的值与具有同等程度阿贝数(νd)的以往的玻璃相比是明显的高值。

本发明的光学玻璃具有高折射率(nd)，并且具有较低的色散(高阿贝数)。

折射率(nd)为1.50以上、优选为1.51以上、更优选为1.52以上、进一步优选为1.524以上。

阿贝数(νd)为65以上、优选为66以上、更优选为68以上、更优选为70以上、进一步优选为71以上。

本发明的光学玻璃由于具备这样的折射率(nd)和阿贝数(νd)，因此光学设计的自由度扩大，即使进一步谋求元件的薄型化也可以获得较大的光折射量。

此外，折射率(nd)和阿贝数(νd)是指基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003进行测定获得的值。

本发明的第一光学玻璃的磨耗度低。因此，可以减少光学玻璃不必要的磨耗、损伤，使对光学玻璃的研磨加工中的处理变得容易，易于进行研磨加工。

本发明的第一光学玻璃中的磨耗度更优选为600以下、更优选为580以下、更优选为535以下、更优选为510以下、更优选为500以下、更优选为490以下、更优选为480以下、更优选为470以下、更优选为460以下、进一步优选为450以下。

另一方面，磨耗度过低时反而有研磨加工变难的倾向。因此，磨耗度优选为80以上、更优选为100以上、进一步优选为120以上。

其中，磨耗度是指基于“JOGIS10-1994光学玻璃的磨耗度的测定方法”进行测定获得的值。

本发明的第一光学玻璃的耐酸性优异。因此，可以容易地清洗从而品质优异。另外，可以使用强酸清洗因因而品质优异。

本发明的第一光学玻璃通过粉末法评价的耐酸性优选为2级以上、更优选为1级。

本发明的第二光学玻璃的耐失透性优异。因此，即使在压制成型时进行再加热也难以失透。

由于本发明的第二光学玻璃的耐失透性优异，因此观测不到由DTA(差热分析法)测定的结晶温度(Tc)。

预成型坯和光学元件

本发明的光学玻璃在各种光学元件和光学设计上是有用的，其中特别优选由本发明的光学玻璃形成预成型坯，并对该预成型坯采用研磨加工、精密压制成型等方法来制作透镜、棱镜、镜子等光学元件。由此，在用于相机、投影仪等之类的使可见光透过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，而且可谋求这些光学仪器中的光学系统的小型化。这里，对预成型坯材的制造方法没有特别的限定，例如可以使用日本特开平8-319124中记载的玻璃料滴的成型方法、日本特开平8-73229中记载的光学玻璃的制造方法和制造装置那样的由熔融玻璃直接制造预成型坯材的方法，另外，也可以使用对由光学玻璃形成的板状玻璃进行研削研磨等冷加工来制造的方法。

实施例

第1表和第2表中示出本发明的实施例(No.1～No.14)的玻璃的组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、部分色散比(θg，F)、反常色散性(Δθg，F)、磨耗度和比重。

本发明的实施例(No.1～No.14)的光学玻璃均为如下制作的：作为各成分的原料选定各自相应的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常用于氟磷酸盐玻璃的高纯度原料，按照第1表和第2表所示的各实施例的组成的比例进行秤量，均匀混合后投入铂坩埚，根据玻璃组成的熔融难易程度，用电炉在900～1200℃的温度范围熔解2～10小时，搅拌均质化进行消泡等，然后将温度降至850℃以下再浇注到模具中，缓冷来制作玻璃。

这里，基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003对实施例(No.1～No.14)的光学玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)和部分色散比(θg，F)进行测定。其中，作为在本测定中使用的玻璃，使用以-25℃/hr的缓冷降温速度为退火条件，在缓冷炉中进行过处理的玻璃。并且，由所测定的阿贝数(νd)中的、处于图1的基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)的值之差来求得反常色散性(Δθg，F)。

以“JOGIS10-1994光学玻璃的磨耗度的测定方法”为基准对磨耗度进行测定。即，将30×30×10mm大小的方形玻璃板试样水平放置在每分钟60次旋转的铸铁制平面皿的距中心80mm的固定位置，边垂直施加9.8N(1kgf)的负载，边在5分钟的时间内同样地供给在20mL水中添加有10g#800(平均粒径20μm)的研磨材料(氧化铝质A磨粒)的研磨液进行摩擦，测定研磨前后的试样质量来求出磨耗质量。用同样方法求出日本光学硝子工业会指定的标准试样的磨耗质量，由下式计算：

磨耗度＝{(试样的磨耗质量/比重)/(标准试样的磨耗质量/比重)}×100。

比重以JISZ8807(固体比重测定方法)为基准。

耐失透性通过用DTA测定是否观测到结晶温度(Tc)来判断。若未观测到Tc，则即使为了压制成型而进行再加热也不会失透，即，认为再热压制的稳定性优异。

表1

第1表

如第1表所示，相当于本发明的第一光学玻璃的实施例1～8的光学玻璃的部分色散比(θg，F)均为0.533以上、折射率(nd)均为1.52以上。另外，反常色散性(Δθg，F)均为0.017以上。

这样的部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)的值与具有同等程度阿贝数(νd)的以往的玻璃相比为明显的高值。

另外，磨耗度均为600以下。

另外，耐酸性均为1级或2级。

表2

第2表

如第2表所示，相当于本发明的第二光学玻璃的实施例9～14的光学玻璃的部分色散比(θg，F)均为0.540以上、折射率(nd)均为1.54以上。另外，反常色散性(Δθg，F)均为0.011以上。

这样的部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)的值与具有同等程度阿贝数(νd)的以往的玻璃相比为明显的高值。

另外，均未观测到结晶温度(Tc)。

进而，使用本发明实施例1～14的光学玻璃形成研磨加工用预成型坯，然后进行研削和研磨，加工成透镜和棱镜的形状。另外，使用本发明实施例的光学玻璃形成精密压制成型用预成型坯，对精密压制成型用预成型坯进行精密压制成型加工来加工成透镜和棱镜的形状。在任一情况下，均可以加工成各种透镜和棱镜的形状。

Claims (8)

1.一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Gd³⁺，

作为阴离子成分含有F^-和O^2-，

将光学玻璃的玻璃构成成分分为阳离子成分和阴离子成分、将全部阳离子成分和全部阴离子成分的总比例分别设为100摩尔％来将玻璃中所含有的各成分表示为阳离子％和阴离子％时，

以阳离子％表示，P⁵⁺的含有率为22.0～38.0％、Al³⁺的含有率为11.0～23.0％、Ba²⁺的含有率为16％～22.2％、Ca²⁺的含有率为8.8％～11.1％、Sr²⁺的含有率为13.2％～20％、Gd^{3 +}的含有率为0.9％～9.0％，

Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺的总含有率为51.0～70.0％，

折射率nd为1.50以上，阿贝数νd为70～78，部分色散比为0.530以上且反常色散性为0.010以上。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，磨耗度为600以下。

3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，通过粉末法评价的耐酸性为1级或2级。

4.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，作为阳离子成分进一步含有选自由Y³⁺、La³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种物质，

以阳离子％表示，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的总含有率为0.9～10.0％。

5.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，以阴离子％表示，F^-的含有率为20.0～95.0％。

6.一种光学元件，其由权利要求1～5中的任一项所述的光学玻璃形成。

7.一种预成型坯，其为研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，且该预成型坯由权利要求1～5中的任一项所述的光学玻璃形成。

8.一种光学元件，其对权利要求7所述的预成型坯进行精密压制而成。