CN102674689A - 光学玻璃、光学元件以及预成型坯 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性更高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而具备高折射率、低色散性(高阿贝数)，此外磨耗度比以往的玻璃低，易于进行研磨加工。一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。

Description

光学玻璃、光学元件以及预成型坯

技术领域

本发明涉及光学玻璃、光学元件以及预成型坯。

背景技术

光学设备的透镜系统通常通过组合具有不同光学性质的多个玻璃透镜而设计。近年来，光学设备的透镜系统所要求的特性呈现多样化，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瞩目的光学特性的光学玻璃。其中，具有特征性的反常色散性(Δθg，F)的光学玻璃由于对像差的颜色校正(colorcorrection)起到显著的效果而受到瞩目。

例如专利文献1～3中提出了一种光学玻璃，其除了以往所必须的高折射率和低色散性以及加工性优异这样的性质以外，还具有高反常色散性；作为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

发明要解决的课题

然而，专利文献1～3所记载的那样的以往的光学玻璃，其加工性不良。换言之，期望开发出可维持高反常色散性，且具备加工性的光学玻璃。

本发明的目的在于解决这样的课题。

即本发明的目的在于，提供一种光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而磨耗度比以往的玻璃低、易于进行研磨加工。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，从而完成本发明。

本发明为以下的(1)～(8)。

(1)一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。

(2)根据上述(1)所述的光学玻璃，其折射率(nd)为1.40～1.60，阿贝数(vd)为70～90。

(3)根据上述(1)或(2)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％(摩尔％)表示，

P⁵⁺的含有率为20～50％、

Al³⁺的含有率为8～30％、

Mg²⁺的含有率为2～25％、

Ca²⁺的含有率为5～30％、

Sr²⁺的含有率为5～30％、

Ba²⁺的含有率为0～20％、

Zn²⁺的含有率为0.5～15％。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的光学玻璃，其中，F^-的含有率以阴离子％(摩尔％)表示为41～80％。

(5)一种光学元件，其由上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃形成。

(6)一种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其由上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃形成。

(7)一种光学元件，其通过将上述(6)所述的预成型坯研磨而成。

(8)一种光学元件，其通过将上述(6)所述的预成型坯精密压制而成。

发明的效果

根据本发明，可提供一种光学玻璃、光学元件以及预成型坯，其反常色散性高，从而可高精度地补偿玻璃透镜的色像差，进而磨耗度比以往的玻璃低、易于进行研磨加工。

附图说明

图1是在以部分色散比(θg，F)为纵轴、以阿贝数(vd)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。

本发明为一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。

以下也将这样的光学玻璃称为“本发明的光学玻璃”。

<玻璃成分>

对构成本发明的光学玻璃的各成分进行说明。

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％或者阴离子％表示。此处，“阳离子％”以及“阴离子％”为如下组成：将本发明的光学玻璃的玻璃构成成分分离为阳离子成分和阴离子成分，以合计比例作为100摩尔％来分别表示玻璃中含有的各成分。

予以说明，为方便起见，各成分的离子价使用代表值，不与其他的离子价进行区分。光学玻璃中存在的各成分的离子价可能为代表值以外的离子价。例如P通常以离子价为5的状态存在于玻璃中，因而在本说明书中表示为“P⁵⁺”，但也可能以其他离子价的状态存在。像这样，严格的说，各成分也以其他离子价的状态存在，但在本说明书中，将各成分视为以代表值的离子价存在于光学玻璃中。

[关于阳离子成分]

<P⁵⁺>

本发明的光学玻璃包含P⁵⁺。P⁵⁺为玻璃形成成分，具有抑制玻璃的失透、提高折射率的性质。

由于这样的性质强，因而P⁵⁺的含有率优选为20.0～50.0％。另外，更优选为24.0％以上，进一步优选为26.0％以上。另外，更优选为40.0％以下，进一步优选为35.0％以下，再进一步优选为32.0％以下，再进一步优选为30.0％以下。

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P⁵⁺含于玻璃内。

<Al³⁺>

本发明的光学玻璃包含Al³⁺。Al³⁺具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。

由于这样的性质强，因而Al³⁺的含有率优选为8.0～30.0％。另外，更优选为15.0％以上，进一步优选为18.0％以上。另外，更优选为25.0％以下，进一步优选为22.0％以下。

可以使用例如Al(PO₃)₃、AlF₃、Al₂O₃等作为原料而使Al3含于玻璃内。

<碱土金属>

本发明的光学玻璃包含碱土金属中的至少一种。即，对于本发明而言，碱土金属是指Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺，因而本发明的光学玻璃包含选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺组成的组中的至少一种。另外有时将Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺表示为R²⁺。另外，R²⁺的合计含有率是指这4种离子的合计含有率(Mg²⁺+Ca²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)。

R²⁺的合计含有率优选为30.0～70.0％。这是由于若为这样的范围的含有率，则可获得更稳定的玻璃。

R²⁺的合计含有率更优选为35.0％以上，进一步优选为40.0％以上。另外，更优选为65.0％以下，进一步优选为60.0％以下，再进一步优选为55.0％以下。

<Mg²⁺>

本发明的光学玻璃存在包含Mg²⁺作为R²⁺(碱土金属)的一种的情况。Mg²⁺具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。

由于这样的性质强，因而Mg²⁺的含有率优选为2.0～25.0％。另外，更优选为3.0％以上，进一步优选为5.0％以上。另外，更优选为20.0％以下，进一步优选为15.0％以下。

可以使用例如MgO、MgF₂等作为原料而使Mg²⁺含于玻璃内。

<Ca²⁺>

本发明的光学玻璃存在包含Ca²⁺作为R²⁺(碱土金属)的一种的情况。Ca²⁺具有提高耐失透性、抑制折射率的降低、降低玻璃的磨耗度的性质。

由于这样的性质强，因而Ca²⁺的含有率优选为5.0％～30.0％。另外，更优选为10.0％以上，进一步优选为15.0％以上。另外，更优选为25.0％以下，进一步优选为20.0％以下。

另外，若Ca²⁺与其它的碱土金属、即选自由Mg²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺组成的组中的至少一种共同存在于玻璃中，则提高玻璃的耐失透性、抑制折射率的降低、降低磨耗度的性质强，特别是提高玻璃的耐失透性这样的性质强。因此本发明的光学玻璃优选包含Ca²⁺以及选自由Mg²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺组成的组中的至少一种。

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

另外，为了特别地提高本发明的光学玻璃的耐失透性，相对于全部碱土金属的总量(合计含有率(摩尔％))，Ca²⁺的含有率(摩尔％)的摩尔比(Ca²⁺/R²⁺)的下限优选为0.001，更优选为0.005，最优选为0.01。另外，其上限优选为0.90，更优选为0.70，最优选为0.50。

<Sr²⁺>

本发明的光学玻璃存在包含Sr²⁺作为R²⁺(碱土金属)的一种的情况。Sr²⁺具有提高玻璃的耐失透性、抑制折射率的降低的性质。

由于这样的性质强，因而Sr²⁺的含有率优选为5.0％～30.0％。另外，更优选为10.0％以上，进一步优选为12.0％以上。另外，更优选为25.0％以下，进一步优选为20.0％以下。

可以使用例如Sr(NO₃)₂、SrF₂等作为原料而使Sr²⁺含于玻璃内。

<Ba²⁺>

本发明的光学玻璃存在包含Ba²⁺作为R²⁺(碱土金属)的一种的情况。Ba²⁺具有在含有规定量时提高玻璃的耐失透性的性质。另外，具有维持低色散性、提高折射率的性质。

由于这样的性质强，因而Ba²⁺的含有率优选为0～20.0％。另外，更优选为15.0％以下，进一步优选为10.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。另外，优选为0.05％以上，更优选为0.1％以上，进一步优选为0.5％以上，再进一步优选为1.0％以上，再进一步优选为1.5％以上，再进一步优选为2.0％以上，再进一步优选为2.5％以上。

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

<Zn²⁺>

本发明的光学玻璃包含Zn²⁺。Zn²⁺具有改善磨耗度、提高折射率的性质。

由于这样的性质强，因而Zn²⁺的含有率优选为0.5％～15.0％。另外，更优选为1.0％以上，进一步优选为2.0％以上。另外，更优选为12.0％以下，进一步优选为10.0％以下。

可以使用例如Zn(PO₃)₂、ZnO、ZnF₂等而使Zn²⁺含于玻璃内。

<Ln³⁺>

在本发明中，Ln³⁺是指选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺组成的组中的至少一种。另外，Ln³⁺的合计含有率是指这5种离子的合计含有率(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)。

本发明的光学玻璃优选以10.0％以下的合计含有率含有Ln³⁺。这是因为，为这样的范围的含有率时，存在玻璃的折射率变高、成为低色散的倾向。另外，优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。予以说明，Ln³⁺由于为任意成分，因而本发明的光学玻璃也可不包含Ln³⁺。

<Y³⁺>

本发明的光学玻璃可包含Y³⁺作为Ln³⁺的一种。Y³⁺具有可维持低色散性、提高折射率、提高耐失透性的性质。但是，由于过量含有时稳定性容易恶化，因而更优选为9.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。另外，即使不包含Y³⁺也可获得本发明的玻璃，因此从这样的观点出发也可不包含Y³⁺。

可以使用例如Y₂O₃、YF₃等作为原料而使Y³⁺含于玻璃内。

<La³⁺>

本发明的光学玻璃可包含La³⁺作为Ln³⁺的一种。La³⁺具有维持低色散性、提高折射率的性质。

由于这样的性质强，因而La³⁺的含有率更优选为9.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。

可以使用例如La₂O₃、LaF₃等作为原料而使La³⁺含于玻璃内。

<Gd³⁺>

本发明的光学玻璃可包含Gd³⁺作为Ln³⁺的一种。Gd³⁺具有维持低色散性、提高折射率、进一步提高耐失透性的性质。

由于这样的性质强，因而Gd³⁺的含有率更优选为9.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。

可以使用例如Gd₂O₃、GdF₃等作为原料而使Gd³⁺含于玻璃内。

<Yb³⁺>

本发明的光学玻璃可包含Yb³⁺作为Ln³⁺的一种。Yb³⁺具有维持低色散性、提高折射率、进一步提高耐失透性的性质。

由于这样的性质强，因而Yb³⁺的含有率更优选为9.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。

可以使用例如Yb₂O₃等作为原料而使Yb³⁺含于玻璃内。

<Lu³⁺>

本发明的光学玻璃可包含Lu³⁺作为Ln³⁺的一种。Lu³⁺具有维持低色散性、提高折射率、进一步提高耐失透性的性质。

由于这样的性质强，因而Lu³⁺的含有率更优选为9.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为7.0％以下。

可以使用例如Lu₂O₃等作为原料而使Lu³⁺含于玻璃内。

<Si⁴⁺>

本发明的光学玻璃可包含Si⁴⁺作为任意成分。Si⁴⁺在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率且使磨耗度降低的性质。

由于这样的性质强，因而Si⁴⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

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

<B³⁺>

本发明的光学玻璃可包含B³⁺作为任意成分。B³⁺在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率且使磨耗度降低、进而使化学耐久性不易恶化的性质。

由于这样的性质强，因而B³⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

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

<Li⁺>

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

由于这样的性质强，因而Li⁺的含有率优选为20.0％以下，更优选为15.0％以下，进一步优选为10.0％以下。

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

<Na⁺>

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

由于这样的性质强，因而Na⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

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

<K⁺>

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

由于这样的性质强，因而K⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

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

<Rn⁺>

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

<Nb⁵⁺>

本发明的光学玻璃可包含Nb⁵⁺作为任意成分。Nb⁵⁺具有提高玻璃的折射率、提高化学耐久性、进而抑制阿贝数的降低的性质。

由于这样的性质强，因而Nb⁵⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如Nb₂O₅等作为原料而使Nb⁵⁺含于玻璃内。

<Ti⁴⁺>

本发明的光学玻璃可包含Ti⁴⁺作为任意成分。Ti⁴⁺具有提高玻璃的折射率的性质。

由于这样的性质强，因而Ti⁴⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如TiO₂等作为原料而使Ti⁴⁺含于玻璃内。

<Zr⁴⁺>

本发明的光学玻璃可包含Zr⁴⁺作为任意成分。Zr⁴⁺具有提高玻璃的折射率的性质。

由于这样的性质强，因而Zr⁴⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如ZrO₂、ZrF₄等作为原料而使Zr⁴⁺含于玻璃内。

<Ta⁵⁺>

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

由于这样的性质强，因而Ta⁵⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如Ta₂O₅等作为原料而使Ta⁵⁺含于玻璃内。

<W⁶⁺>

本发明的光学玻璃可包含W⁶⁺作为任意成分。W⁶⁺具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度的性质。

由于这样的性质强，因而W⁶⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如WO₃等作为原料而使W⁶⁺含于玻璃内。

<Ge⁴⁺>

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

由于这样的性质变得显著，因而Ge⁴⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如GeO₂等作为原料而使Ge⁴⁺含于玻璃内。

<Bi³⁺>

本发明的光学玻璃可包含Bi³⁺作为任意成分。Bi³⁺具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度的性质。

由于这样的性质强，因而Bi³⁺的含有率优选为10.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如Bi₂O₃等作为原料而使Bi³⁺含于玻璃内。

<Te⁴⁺>

本发明的光学玻璃可包含Te⁴⁺作为任意成分。Te⁴⁺具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变温度、抑制着色的性质。

由于这样的性质强，因而Te⁴⁺的含有率优选为15.0％以下，更优选为10.0％以下，进一步优选为8.0％以下，再进一步优选为5.0％以下。

可以使用例如TeO₂等作为原料而使Te⁴⁺含于玻璃内。

[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以及阿贝数，进一步使玻璃难以失透的性质。

由于这样的性质强，因而F^-的含有率以阴离子％(摩尔％)表示优选为41.0～80.0％。另外，更优选为45.0％以上，进一步优选为50.0％以上。另外，更优选为75.0％以下，进一步优选为70.0％以下。

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F^-含于玻璃内。

<O^2->

本发明的光学玻璃包含O^2-。O^2-具有抑制玻璃的磨耗度的升高的性质。

由于这样的性质强，因而O^2-的含有率以阴离子％(摩尔％)表示优选为20.0～60.0％。另外，更优选为25.0％以上，进一步优选为30.0％以上。另外，更优选为55.0％以下，进一步优选为50.0％以下。

另外，O^2-的含有率与F^-的含有率的合计以阴离子％表示优选为98.0％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为100％。这是因为可获得稳定的玻璃。

可以使用例如Al₂O₃、MgO、BaO等各种阳离子成分的氧化物，Al(PO₃)₃、Mg(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂等各种阳离子成分的磷酸盐等作为原料而使O^2-含于玻璃内。

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

[关于不应该含有的成分]

下面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。

即使分别单独或复合地含有少量的除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等过渡金属的阳离子时，由于具有玻璃着色、在可视区域的特定的波长处产生吸收的性质，因此特别是在使用可视区域的波长的光学玻璃中优选实质上不包含这些成分。

另外，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的阳离子近年来存在有作为有害化学物质而控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造工序，以至在加工工序和产品化后的处理中需要采取环境对策上的措施。因此，在重视环境上的影响的情况下，除了不可避免的混入外，优选实质上不包含这些成分。由此，使得光学玻璃中实质上不包含污染环境的物质。因此，即使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。

另外，Sb虽然作为脱泡剂(defoaming agent)是有用的，但是近年来Sb作为对环境造成不利的成分而具有使其不包含在光学玻璃中的倾向，从这样的观点出发优选不包含Sb。

总结以上所述，示出本发明的光学玻璃的优选实施方式。

本发明的光学玻璃优选为如下光学玻璃，其中，

作为阳离子成分，以阳离子％(摩尔％)表示，

P⁵⁺的含有率为20～50％、

Al³⁺的含有率为8～30％、

Mg²⁺的含有率为2～25％、

Ca²⁺的含有率为5～30％、

Sr²⁺的含有率为5～30％、

Ba²⁺的含有率为0～20％、

Zn²⁺的含有率为0.5～15％，

作为阴离子成分，以阴离子％(摩尔％)表示，

F^-的含有率为41～80％，

其折射率(nd)为1.40～1.60，阿贝数(vd)为70～90，磨耗度为440以下。

[制造方法]

本发明的光学玻璃的制造方法没有特别限定。例如可如下地制造：将上述原料按照各成分在规定的含有率的范围内的方式进行均匀混合，将制备的混合物投入到石英坩埚或氧化铝坩埚或铂坩埚进行粗熔融(rough melting)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，进行消泡等后，降低至850℃以下的温度，然后进行后加工搅拌除去条纹，浇注到模具中缓慢冷却从而制造。

[物性]

本发明的光学玻璃的部分色散比(θg，F)是特征性的。因此，可以获得高精度地补偿色像差的光学玻璃。

部分色散比(θg，F)优选为0.493以上，更优选为0.494以上，进一步优选为0.595以上，再进一步优选为0.596以上。

予以说明，部分色散比(θg，F)是指根据日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003而测定得到的值。

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补偿色像差的透镜。

反常色散性(Δθg，F)优选为0.005以上，更优选为0.006以上，进一步优选为0.007以上，再进一步优选为0.008以上。

此处，对部分色散比(θg，F)以及反常色散性(Δθg，F)进行说明，然后对本发明的光学玻璃的物性上的特征进行更详细的说明。

首先，对部分色散比(θg，F)进行说明。

部分色散比(θg，F)为表示在折射率的波长依赖性中某2个波长区域中的折射率差值的比值，用下式(1)表示。

θg，F＝(n_g-n_F)/(n_F-n_c)            ......式(1)

此处，n_g是g射线(435.83nm)的折射率，n_F是指F射线(486.13nm)的折射率，nc是指C射线(656.27nm)的折射率。

并且，若在XY图上标绘该部分色散比(θg，F)与阿贝数(vd)的关系时，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。基准线是指：在采用部分色散比(θg，F)为纵轴、采用阿贝数(vd)为横轴的XY图上(直角坐标上)，将标绘了NSL7和PBM2的部分色散比及阿贝数的2个点连接而得到的斜率为正的直线(参照图1)。作为基准线的基准的标准玻璃，虽然因每个光学玻璃厂家而异，但各公司均以几乎相等的斜率和截距进行定义(NSL7和PBM2为株式会社小原制的光学玻璃，其NSL7的阿贝数(vd)为60.5，部分色散比(θg，F)为0.5436，PBM2的阿贝数(vd)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)是表示部分色散比(θg，F)与阿贝数(vd)的标绘在纵轴方向上以何种程度偏离基准线。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可以补偿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(vd)越大则反常色散性(Δθg，F)越大的倾向。进而，具有难以使磨耗度为440以下并且使反常色散性维持在高位的倾向。

本发明人进行深入研究，成功地开发出相对于阿贝数(vd)的反常色散性(Δθg，F)的值高，且加工性良好的光学玻璃。

例如，若为后面实施例所示的优选实施方式的光学玻璃，在磨耗度为400以下且阿贝数(vd)为78～81左右的情况下，可获得部分色散比(θg，F)为0.530以上且反常色散性(Δθg，F)也达到0.008以上的光学玻璃。

本发明的光学玻璃具有高折射率(nd)，并且具有低色散性(高阿贝数)。

对于本发明的光学玻璃而言，折射率(nd)优选为1.40～1.60。折射率(nd)优选为1.45以上，更优选为1.48以上。另外，优选为1.55以下，更优选为1.52以下。

对于本发明的光学玻璃而言，阿贝数(vd)优选为70～90。阿贝数优选为75以上，更优选为77以上，进一步优选为78以上。另外，优选为85以下，更优选为82以下。

予以说明，折射率(nd)及阿贝数(vd)是指根据日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003而测定得到的值。

本发明的光学玻璃的磨耗度特别低，优选为440以下。因此，可减低光学玻璃不必要的磨耗或损伤，使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。

磨耗度更优选为430以下，进一步优选为420以下，再进一步优选为410以下，再进一步优选为400以下。

另一方面，磨耗度过低时反而存在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。

予以说明，磨耗度是指基于“JOGIS10-1994光学玻璃的磨耗度的测定方法”而测定得到的值。

另外，本发明的光学玻璃优选可以在更宽的温度范围获得所希望的成像特性等光学特性。

近年来，安装于投影仪、复印机、激光打印机以及广播用机械材料等那样的光学设备的光学元件在更严酷的温度环境下的使用情况在增加。例如在投影仪中，为了应对小型化以及高分辨率化的要求，需要使用高亮度的光源、高精密化的光学系统。尤其是在使用高亮度的光源的情况下，由于光源所发出的热的影响，构成光学系统的光学元件的使用时的温度容易发生较大变动，其温度达到100℃以上的情况也多。此时，若使用高精密化的光学系统，则温度的变动对光学系统的成像特性等的影响变大至无法忽视的程度，因此寻求构成一种不因温度变动而引起光学特性的变动的光学系统。

另外，如具有高分辨率的光学设备的光学系统那样，对折射率要求极高精度的光学系统有时也无法忽视使用温度对成像特性等的影响。

本发明的光学玻璃优选为可以在更宽的温度范围内获得所希望的成像特性等光学特性的光学玻璃。

本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)优选接近0。具体而言，本发明的光学玻璃的相对折射率(589.29nm)的温度系数(20～40℃)的下限优选为-6.0×10^-6℃^-1，更优选为-5.5×10^-6℃^-1，进一步优选为-5.0×10^-6℃^-1。由此，即使在光学元件的温度发生较大变动那样的环境下，折射率的变动也变小，因此可以在更宽的温度范围内高精度地发挥所希望的光学特性。

另一方面，相对折射率的温度系数如果在正的方向过大，则由光学元件的温度变化导致的折射率的变化反而变大。因此，本发明的光学玻璃的相对折射率的温度系数的上限更优选为6.0×10^-6℃^-1，更优选为5.5×10^-6℃^-1，进一步优选为5.0×10^-6℃^-1。本发明的光学玻璃具有的相对折射率的温度系数的绝对值更优选为小，最优选为0。

予以说明，相对折射率的温度系数如下表示：在与光学玻璃相同的温度的空气中，一边照射波长589.29nm的光一边使光学玻璃的温度变化时，平均1℃温度的折射率的变化量(×10^-6℃^-1)。

[预成型坯以及光学元件]

本发明的光学玻璃可用于各种光学元件和光学设计，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或精密压制成型等手段，制作透镜、棱镜、镜子等光学元件。由此，在用于照相机、投影仪等那样的使可见光透过光学元件的光学设备时，可实现高精细且高精度的成像特性。此处，预成型坯材的制造方法没有特别限定，可采用例如日本特开平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以及制造装置那样地由熔融玻璃直接制造预成型坯材的方法，另外，也可采用对由光学玻璃形成的带料进行研削研磨等冷加工而制造的方法。

另外，若为可以在更宽的温度范围内获得所希望的成像特性等光学特性的本发明的光学玻璃，则可获得使用了该光学玻璃的更优选的预成型坯以及光学元件，因而优选。

实施例

作为本发明的光学玻璃的实施例1～6和比较例1的玻璃的组成(以阳离子％表示或者以阴离子％表示的摩尔％来表示)、折射率(nd)、阿贝数(vd)、部分色散比(θg，F)、反常色散性(Δθg，F)以及磨耗度示于表1。

本发明的实施例1～6和比较例1的光学玻璃，均选择各自相当的氧化物、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所使用的高纯度原料作为各成分的原料，按照表1所示的各实施例和各比较例1的组成比例进行称量，均匀混合后，投入到铂坩埚中，根据玻璃组成的熔融难易度用电炉在900～1200℃的温度范围熔解2～10小时，搅拌均质化，进行消泡等后，使温度降至850℃以下再浇注到模具中，缓慢冷却后制作玻璃。

此处，基于日本光学硝子工业会标准JOGIS01-2003测定了实施例1～6和比较例1的光学玻璃的折射率(nd)、阿贝数(vd)以及部分色散比(θg，F)。予以说明，作为本测定中使用的玻璃，使用以退火条件设定为缓慢冷却降温速度为-25℃/hr的缓慢冷却炉进行处理的玻璃。而且，由测得的阿贝数(vd)中的、位于图1的基准线上的部分色散比(θg，F)的值与测得的部分色散比(θg，F)的值之差，求出反常色散性(Δθg，F)。

另外，磨耗度基于“JOGIS10-1994光学玻璃的磨耗度的测定方法”进行测定。即，将30×30×10mm大小的方形玻璃板试样水平放在每分钟旋转60次的铸铁制平面皿(

)的距中心80mm的固定位置，边垂直地施加9.8N(1kgf)的荷重、边一样地供给5分钟研磨液并使其摩擦，所述研磨液是通过向20mL水中添加10g的#800(平均粒径20μm)的研磨材料(lap material)(氧化铝质A磨料)而得到的。测定研磨前后的试样质量，求出磨耗质量。同样操作，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：

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

另外，光学玻璃的相对折射率的温度系数(dn/dT)，通过日本光学硝子工业会规格JOGIS18-1994“光学玻璃的折射率的温度系数的测定方法”所记载的方法中的干涉法来测定。

表1

第1表

如表1中所示的那样，本发明的实施例1～6的光学玻璃中任一个的折射率(nd)均为1.40～1.60，阿贝数(vd)均为70～90。

另外，具体而言，任一个实施例的折射率(nd)均为1.49～1.51，且阿贝数(vd)为78～81。另外，任一个实施例的磨耗度皆为400以下。另外，部分色散比(θg，F)为0.520以上，反常色散性(Δθg，F)为0.013以上。

与此相对作为本发明的范围之外的比较例1的光学玻璃的磨耗度变高。

如表1中所示的那样，实施例1～4的光学玻璃的相对折射率的温度系数(20～40℃)为-6.0×10^-6℃^-1以上，在所希望的范围内。

进而，使用本发明的实施例的光学玻璃，形成研磨加工用预成型坯后，进行研削及研磨，加工成透镜及棱镜的形状。另外，使用本发明的实施例的光学玻璃，形成精密压制成型用预成型坯，并将精密压制成型用预成型坯进行精密压制成型加工而加工成透镜及棱镜的形状。在任一情况下，都可以加工成各种透镜及棱镜的形状。

Claims (8)

1.一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P、Al以及Zn，还含有碱土金属中的至少一种，作为阴离子成分含有O和F，其磨耗度为440以下。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其折射率(nd)为1.40～1.60，阿贝数(vd)为70～90。

3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，以阳离子％(摩尔％)表示，

P⁵⁺的含有率为20～50％、

Al³⁺的含有率为8～30％、

Mg²⁺的含有率为2～25％、

Ca²⁺的含有率为5～30％、

Sr²⁺的含有率为5～30％、

Ba²⁺的含有率为0～20％、

Zn²⁺的含有率为0.5～15％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学玻璃，其中，F^-的含有率以阴离子％(摩尔％)表示为41～80％。

5.一种光学元件，其由权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃形成。

6.一种研磨加工用和/或精密压制成型用的预成型坯，其由权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃形成。

7.一种光学元件，其通过将权利要求6所述的预成型坯研磨而成。

8.一种光学元件，其通过将权利要求6所述的预成型坯精密压制而成。

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