CN111434634A

CN111434634A - 光学玻璃、光学元件以及预制件

Info

Publication number: CN111434634A
Application number: CN202010022875.7A
Authority: CN
Inventors: 野岛浩人; 小栗史裕
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2020-07-21
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: CN111434634B; US11236010B2; EP3680222A1; US20200223743A1

Abstract

本发明提供一种具有高折射率及低色散的光学特性，且可以更加减少失透而稳定地获得的光学玻璃，以及使用该光学玻璃的预制件及光学元件。所述光学玻璃，以阳离子摩尔％表示，含有17.0％以上42.0％以下的P⁵⁺、7.0％以上30.0％以下的Al³⁺、大于0％且22.0％以下的Mg²⁺、大于0％且25.0％以下的Ca²⁺、大于0％且30.0％以下的Sr²⁺、大于0％且35.0％以下的Ba²⁺，以阴离子摩尔％表示，F^‑的含有率为37.0～64.0％、O^2‑的含有率为36.0～63.0％，并且，折射率n_d为1.48以上1.58以下，具有70以上88以下的阿贝数ν_d，液相线温度为800℃以下。

Description

光学玻璃、光学元件以及预制件

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃、光学元件以及预制件。

背景技术

近年来，使用光学系统的设备的数字化和高清化在飞速发展，在数码照相机与摄像机等摄影器材、投影仪与投影电视等视频播放(投影)设备等各种光学仪器领域中，对减少在光学系统中使用的透镜或棱镜等光学元件的数量，并将整个光学系统轻量化以及小型化的要求越来越高。

作为构成光学系统的光学元件的材料，对具有1.48以上1.58以下的折射率(n_d)与70以上88以下的阿贝数(ν_d)的高折射率低色散玻璃的需求变得非常高。作为这种高折射率低色散的玻璃，例如，如专利文献1～3所述的玻璃组合物被广为人知。

【专利文献1】日本专利文献特开2007-55883号公报

【专利文献2】日本专利文献特开2011-37637号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，如在专利文献1和专利文献2所述的氟磷酸盐玻璃，在制造特殊的玻璃或将玻璃加热成型时，可能会产生失透。因此，需要一种可以更加减少失透而稳定地获得的高折射率低色散玻璃。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种具有高折射率及低色散的光学特性，且可以更加减少失透而稳定地获得的光学玻璃，以及使用该光学玻璃的预制件及光学元件。

解决问题的技术手段

本发明的发明人等为了解决上述问题，在反复进行深入的实验和研究的结果，发现通过使P⁵⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺以及Ba²⁺作为阳离子成分包含于玻璃，并调整各成分的含量，可以获得不仅具有所要求的折射率及阿贝数，而且液相线温度较低的稳定的玻璃，从而完成了本发明。具体地说，本发明提供如下所述的光学玻璃。

(1)、一种光学玻璃，以阳离子％(摩尔％)表示，含有，

17.0％以上42.0％以下的P⁵⁺，

7.0％以上30.0％以下的Al³⁺，

大于0％且22.0％以下的Mg²⁺，

大于0％且25.0％以下的Ca²⁺，

大于0％且30.0％以下的Sr²⁺，

大于0％且35.0％以下的Ba²⁺，

以阴离子％(摩尔％)表示，

F^-的含有率为37.0～64.0％，

O^2-的含有率为36.0～63.0％，

并且，折射率(n_d)为1.48以上1.58以下，具有70以上88以下的阿贝数(ν_d)，液相线温度为800℃以下。

(2)、根据上述(1)所述的光学玻璃，其中，

选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺构成的群的一种以上的总含有率(R²⁺：阳离子％)为37.0～63.0％。

(3)、根据上述(1)或(2)所述的光学玻璃，以阳离子％(摩尔％)表示，

La³⁺的含有率为0～10.0％，

Gd³⁺的含有率为0～12.0％，

Y³⁺的含有率为0～12.0％，

Yb³⁺的含有率为0～10.0％，

Lu³⁺的含有率为0～10.0％。

(4)、根据上述(1)至(3)的任意一项所述的光学玻璃，其中，

选自由La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺构成的群的一种以上的总含有率(Ln³⁺：阳离子％)为13.0％以下。

(5)、根据上述(1)至(4)的任意一项所述的光学玻璃，以阳离子％(摩尔％)表示，

Li⁺的含有率为0～10.0％，

Na⁺的含有率为0～10.0％，

K⁺的含有率为0～10.0％。

(6)、根据上述(1)至(5)的任意一项所述的光学玻璃，其中，

选自由Li⁺、Na⁺以及K⁺构成的群的一种以上的总含有率(Rn⁺：阳离子％)为10.0％以下。

(7)、根据上述(1)至(6)的任意一项所述的光学玻璃，以阳离子％(摩尔％)表示，

Si⁴⁺的含有率为0～10.0％，

B³⁺的含有率为0～10.0％，

Zn²⁺的含有率为0～10.0％，

Ti⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Nb⁵⁺的含有率为0～10.0％，

W⁶⁺的含有率为0～10.0％，

Zr⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Ta⁵⁺的含有率为0～10.0％，

Ge⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Bi³⁺的含有率为0～10.0％，

Te⁴⁺的含有率为0～10.0％。

(8)、一种光学元件，其由上述(1)至(7)的任意一项所述的光学玻璃构成。

(9)、一种抛光处理用和/或精密模压成型用的预制件，其由上述(1)至(7)的任意一项所述的光学玻璃构成。

发明效果

根据本发明，可以获得一种具有高折射率及低色散的光学特性，且可以很难失透而稳定地获得的光学玻璃，以及使用该光学玻璃的预制件及光学元件。

具体实施方式

本发明的光学玻璃，以阳离子％(摩尔％)表示，含有17.0％以上42.0％以下的P⁵⁺、7.0％以上30.0％以下的Al³⁺、大于0％且22.0％以下的Mg²⁺、大于0％且25.0％以下的Ca²⁺、大于0％且30.0％以下的Sr²⁺、大于0％且35.0％以下的Ba²⁺，以阴离子％(摩尔％)表示，F^-的含有率为37.0～64.0％、O^2-的含有率为36.0～63.0％，并且，折射率(n_d)为1.48以上1.58以下，具有70以上88以下的阿贝数(ν_d)，液相线温度为800℃以下。通过使P⁵⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺以及Ba²⁺作为阳离子成分包含于玻璃，并调整各成分的含量，可以获得一种具有高折射率及低色散的光学特性，且液相线温度较低的光学玻璃，从而可以获得一种可以很难失透而稳定地获得的光学玻璃。

以下，详细说明本发明的光学玻璃的实施方式。本发明并不受以下实施方式的任何限定，在本发明的目的的范围内，可以适当地进行变更而实施。此外，对于说明重复的部分，有时会适当地省略其说明，但并不限定发明的宗旨。

[玻璃成分]

以下，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，如果没有特别说明，各成分的含有率均以基于摩尔比的阳离子％或阴离子％表示。在这里，“阳离子％”和“阴离子％”(以下，有表示为“阳离子％”(摩尔％)和“阴离子％”(摩尔％)的情况)是，将本发明的光学玻璃的玻璃构成成分分离成阳离子成分和阴离子成分，以各自中的总比率为100摩尔％，表示包含于玻璃中的各成分的含有率的组成。

此外，各成分的离子价只是为了方便使用代表值，并不是为了与其他离子价进行区别。存在于光学玻璃中的各成分的离子价，可能是代表值以外的值。例如，P通常以离子价为5价的状态存在于玻璃中，因此，在本说明书中表示为“P⁵⁺”，但是也可以以其他的离子价状态存在。这样，严格地说，即使以其他离子价的状态存在，在本说明书中，也处理成各成分以代表值的离子价存在于玻璃中。

[关于阳离子成分]

P⁵⁺是玻璃形成成分，其具有使玻璃的液相线温度降低而减少失透，并提高折射率的性质。因此，P⁵⁺的含有率，比较理想的是17.0％以上，更为理想的是大于20.0％，更加理想的是大于23.0％，更为理想的是大于26.0％，更加理想的是28.0％以上。

另一方面，通过使P⁵⁺的含有率减少至42.0％以下的范围内，可以提高阿贝数。因此，P⁵⁺的含有率，比较理想的是以42.0％为上限，更为理想的是小于39.0％，更加理想的是小于36.0％，更为理想的是小于33.0％。

Al³⁺具有使玻璃的液相线温度降低而减少失透、提高阿贝数以及降低磨损度的性质。因此，Al³⁺的含有率，比较理想的是7.0％以上，更为理想的是大于10.0％，更加理想的是大于13.0％，更为理想的是大于15.0％。

另一方面，通过使Al³⁺的含有率减少至30.0％以下的范围内，可以提高折射率。因此，Al³⁺的含有率，比较理想的是以30.0％为上限，更为理想的是小于27.0％，更加理想的是小于25.0％，更为理想的是小于23.0％，更加理想的是小于21.0％。

Mg²⁺具有使玻璃的液相线温度降低而减少失透，并降低磨损度的性质。因此，Mg²⁺的含有率的下限，比较理想的是大于0％、更为理想的是大于1.0％，更加理想的是大于3.0％，更为理想的是大于5.0％，更加理想的是5.7％以上。

另一方面，通过使Mg²⁺的含有率减少至22.0％以下的范围内，可以减少由含量过高引起的失透，并可以较容易获得所要求的高折射率。因此，Mg²⁺的含有率，比较理想的是以22.0％为上限，更为理想的是小于20.0％，更加理想的是小于17.0％，更为理想的是小于15.0％，更加理想的是小于13.0％。

Ca²⁺具有使玻璃的液相线温度降低而减少失透、抑制折射率的降低以及降低磨损度的性质。因此，Ca²⁺的含有率的下限，比较理想的是大于0％、更为理想的是大于1.0％，更加理想的是大于3.0％，更为理想的是大于5.0％。

另一方面，通过使Ca²⁺的含有率减少至25.0％以下的范围内，可以减少由含量过高引起的失透，并可以较容易获得所要求的高折射率。因此，Ca²⁺的含有率，比较理想的是以25.0％为上限，更为理想的是小于22.0％，更加理想的是小于20.0％，更为理想的是小于17.0％。

Sr²⁺，在含量大于0％时，具有使玻璃的液相线温度降低而减少失透，并抑制折射率的降低的性质。因此，Sr²⁺的含有率，比较理想的是大于0％、更为理想的是大于1.0％，更加理想的是大于3.0％，更为理想的是大于5.0％。

另一方面，通过使Sr²⁺的含有率减少至30.0％以下的范围内，可以减少由含量过高引起的失透，并可以较容易获得所要求的高折射率。因此，Sr²⁺的含有率，比较理想的是以30.0％为上限，更为理想的是小于27.0％，更加理想的是小于24.0％，更为理想的是小于21.0％。

Ba²⁺具有提高玻璃的耐失透性、保持低色散性以及提高折射率的性质。因此，Ba²⁺的含有率，比较理想的是大于0％、更为理想的是大于1.0％，更加理想的是大于3.0％，更为理想的是大于5.0％，更加理想的是大于8.0％。

另一方面，通过使Ba²⁺的含有率减少至35.0％以下的范围内，可以提高玻璃的耐失透性，并可以减小比重。因此，Ba²⁺的含有率，比较理想的是以35.0％为上限，更为理想的是小于32.0％，更加理想的是小于30.0％，更为理想的是小于27.0％，更加理想的是小于25.0％。

R²⁺是选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺构成的群的一种以上。另外，R²⁺的总含有率是选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺构成的群的一种以上的总计。

在这里，通过使R²⁺的总含有率在37.0～63.0％的范围内，可以获得一种液相线温度更低，并且耐失透性较高的玻璃。

因此，R²⁺的总含有率的下限，比较理想的是37.0％以上，更为理想的是大于40.0％，更加理想的是大于43.0％，更为理想的是大于46.0％。另外，R²⁺的总含有率的上限，比较理想的是63.0％以下，更为理想的是小于60.0％，更加理想的是小于57.0％，更为理想的是小于54.0％。

本发明的光学玻璃，R²⁺的总含有率(阳离子％)相对于Al³⁺含有率(阳离子％)的比(R²⁺/Al³⁺)为1.50以上6.00以下为佳。

特别是，通过使该比(R²⁺/Al³⁺)在1.50以上，可以提高玻璃的折射率。因此，该比(R² ⁺/Al³⁺)，比较理想的是以1.50为下限，更为理想的是以1.80为下限，更加理想的是以2.10为下限，更为理想的是以2.40为下限。

另一方面，通过使该比(R²⁺/Al³⁺)在6.00以下，可以抑制折射率上升至所需以上，同时可以使阿贝数变大。因此，该比(R²⁺/Al³⁺)，比较理想的是以6.00为上限，更为理想的是以5.40为上限，更加理想的是以4.80为上限，更为理想的是以4.20为上限，更加理想的是以3.70为上限，更为理想的是以3.30为上限。

另外，本发明的光学玻璃，Ba²⁺含有率(阳离子％)相对于Al³⁺含有率(阳离子％)的比(Ba²⁺/Al³⁺)在2.50以下为佳。通过使该比(Ba²⁺/Al³⁺)减小，可以抑制折射率上升至所需以上。因此，该比(Ba²⁺/Al³⁺)，比较理想的是以2.50为上限，更为理想的是以2.00为上限，更加理想的是以1.80为上限，更为理想的是以1.50为上限，更加理想的是以1.30为上限。

另一方面，比(Ba²⁺/Al³⁺)的下限，比较理想的是大于0，更为理想的是大于0.20，更加理想的是大于0.40。

另外，本发明的光学玻璃，Ba²⁺含有率(阳离子％)相对于Mg²⁺含有率(阳离子％)的比(Ba²⁺/Mg²⁺)在5.00以下为佳。据此，可以获得一种液相线温度较低且耐失透性较高的玻璃。因此，该比(Ba²⁺/Mg²⁺)，比较理想的是以5.00为上限，更为理想的是以4.50为上限，更加理想的是以4.00为上限，更为理想的是以3.80为上限，更加理想的是以3.50为上限，更为理想的是以3.20为上限，更加理想的是以3.00为上限。

此外，比(Ba²⁺/Mg²⁺)的下限，比较理想的是大于0，更为理想的是大于0.50，更加理想的是大于0.70，更为理想的是大于0.90。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺，在至少任意一种的含量大于0％时，是具有保持低色散性(高阿贝数)、提高折射率以及提高耐失透性的性质的任意成分。特别是，Gd³⁺及Y³⁺的一种或两种的含有率，比较理想的是大于0％、更为理想的是大于0.5％，更加理想的是大于1.0％。

另一方面，通过使La³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺中的至少任意一种的含有率减少至10.0％以下的范围内，以及使Gd³⁺及Y³⁺的一种或两种的含有率减少至12.0％以下的范围内，可以减少由这些成分的含量过高引起的失透。因此，La³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺的含有率，比较理想的是分别以10.0％为上限，更为理想的是分别小于5.0％，更加理想的是分别小于3.0％。另外，Gd³⁺及Y³⁺的一种或两种的含有率，比较理想的是以12.0％为上限，更为理想的是小于10.0％，更加理想的是小于7.0％，更为理想的是小于4.0％，更加理想的是小于2.0％，更为理想的是小于1.5％。

Ln³⁺是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺构成的群的一种以上。另外，Ln³⁺的总含有率是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺构成的群的一种以上的总计。

在这里，通过使Ln³⁺的总含有率减少至13.0％以下的范围内，可以使玻璃很难失透。因此，Ln³⁺的总含有率，比较理想的是以13.0％为上限，更为理想的是小于10.0％，更加理想的是小于7.0％，更为理想的是小于4.0％，更加理想的是小于2.0％。

另一方面，从更加提高折射率及阿贝数的角度考虑，Ln³⁺的总含有率的下限，比较理想的是大于0％，更为理想的是大于0.5％，更加理想的是大于1.0％。

Li⁺、Na⁺以及K⁺，在至少任意一种的含量大于0％时，是具有保持玻璃形成时的耐失透性，并降低玻璃化转变温度(Tg)的性质的任意成分。

另一方面，通过使Li⁺、Na⁺以及K⁺中的至少任意一种的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少玻璃的磨损度，并可以提高化学耐久性。因此，Li⁺、Na⁺以及K⁺的含有率，比较理想的是分别以10.0％为上限，更为理想的是分别小于5.0％，更加理想的是分别小于3.0％，更为理想的是分别小于2.0％，更加理想的是分别小于1.0％，更为理想的是分别为0.3％以下。另外，也可以不含有Li⁺、Na⁺以及K⁺中的至少任意一种。

Rn⁺是选自由Li⁺、Na⁺以及K⁺构成的群的一种以上。另外，Rn⁺的总含有率是选自由Li⁺、Na⁺以及K⁺构成的群的一种以上的总计。

在这里，通过使Rn⁺的总含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少玻璃的磨损度，并可以提高化学耐久性。因此，Rn⁺的总含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％，更加理想的是0.3％以下。

Si⁴⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率以及降低磨损度的性质的任意成分。

另一方面，通过使Si⁴⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少由Si⁴⁺的含量过高引起的玻璃的失透。因此，Si⁴⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％，最为理想的是不含有。

B³⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率以及降低磨损度的性质的任意成分。

另一方面，通过使B³⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以提高玻璃的化学耐久性。因此，B³⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％，最为理想的是不含有。

本发明的光学玻璃，P⁵⁺、Si⁴⁺以及B³⁺的含有率的总计(阳离子％)在17.0％以上42.0％以下为佳。

在这里，通过使P⁵⁺、Si⁴⁺以及B³⁺的含有率的总计在17.0％以上，可以提高玻璃的折射率。因此，这些含有率之和(P⁵⁺+Si⁴⁺+B³⁺)，比较理想的是以17.0％为下限，更为理想的是以20.0％为下限，更加理想的是以23.0％为下限，更为理想的是以26.0％为下限。

另外，通过使P⁵⁺、Si⁴⁺以及B³⁺的含有率的总计在42.0％以下的范围内，可以提高玻璃的阿贝数。因此，这些含有率之和(P⁵⁺+Si⁴⁺+B³⁺)，比较理想的是以42.0％为上限，更为理想的是以40.0％为上限，更加理想的是以37.0％为上限，更为理想的是以33.0％为上限。

Zn²⁺，在含量大于0％时，具有减小玻璃的膨胀系数、降低玻璃化转变温度以及提高玻璃的耐失透性或耐酸性的性质。

另一方面，通过使Zn²⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以较容易获得所要求的低阿贝数。因此，Zn²⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％，最为理想的是不含有。

Ti⁴⁺、Nb⁵⁺以及W⁶⁺，在至少任意一种的含量大于0％时，是具有提高玻璃的折射率的性质的任意成分。此外，Nb⁵⁺是还具有提高化学耐久性的性质的成分，W⁶⁺是还具有降低玻璃化转变温度的性质的成分。

另一方面，通过使Ti⁴⁺、Nb⁵⁺以及W⁶⁺的至少任意一种的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以较容易获得所要求的高阿贝数。此外，通过使Ti⁴⁺及W⁶⁺的含有率减少至这些范围内，可以减少玻璃的着色。因此，Ti⁴⁺、Nb⁵⁺以及W⁶⁺的含有率，比较理想的是分别以10.0％为上限，更为理想的是分别小于5.0％，更加理想的是分别小于3.0％，更为理想的是分别小于1.0％。

Zr⁴⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的折射率的性质的任意成分。

另一方面，通过使Zr⁴⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少由玻璃中的成分挥发引起的条纹。因此，Zr⁴⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％。

Ta⁵⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的折射率的性质的任意成分。

另一方面，通过使Ta⁵⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少玻璃的失透。因此，Ta⁵⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％。

Ge⁴⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的折射率，并提高耐失透性的性质的任意成分。

另一方面，通过使Ge⁴⁺的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少玻璃的材料成本。因此，Ge⁴⁺的含有率，比较理想的是以10.0％为上限，更为理想的是小于5.0％，更加理想的是小于3.0％，更为理想的是小于1.0％。

Bi³⁺及Te⁴⁺，在含量大于0％时，是具有提高玻璃的折射率，并降低玻璃化转变温度的性质的任意成分。

另一方面，通过使Bi³⁺及Te⁴⁺的至少任意一种的含有率减少至10.0％以下的范围内，可以减少玻璃的着色或失透。因此，Bi³⁺及Te⁴⁺的含有率，比较理想的是分别以10.0％为上限，更为理想的是分别小于5.0％，更加理想的是分别小于3.0％，更为理想的是分别小于1.0％。

[关于阴离子成分]

F^-具有提高玻璃的异常色散性及阿贝数、降低玻璃化转变温度以及使玻璃很难失透的性质。因此，F^-的含有率，比较理想的是37.0％以上，更为理想的是大于40.0％，更加理想的是大于43.0％，更为理想的是大于46.0％。

另一方面，F^-，在含有率较多时，具有过度提高玻璃的阿贝数、降低折射率、降低液相线温度以及降低磨损度的性质。因此，F^-的含有率，比较理想的是64.0％以下，更为理想的是小于60.0％，更加理想的是小于57.0％，更为理想的是小于53.0％。

O^2-具有抑制玻璃的失透，并抑制磨损度上升的性质。因此，O^2-的含有率，比较理想的是36.0％以上，更为理想的是大于40.0％，更加理想的是大于43.0％，更为理想的是大于47.0％。

另一方面，为了较容易获得其他阴离子成分带来的效果，O^2-的含有率，比较理想的是63.0％以下，更为理想的是小于60.0％，更加理想的是小于57.0％，更为理想的是小于54.0％。

另外，从抑制玻璃的失透的角度考虑，O^2-的含有率与F^-的含有率的总计，比较理想的是以98.0％为下限，更为理想的是以99.0％为下限，更加理想的是100％。即，除了O^2-与F^-之外的阴离子成分，例如，选自由Cl^-或Br^-、I^-构成的群的一种以上的含量的总计，比较理想的是以2.0％为上限，更为理想的是以1.0％为上限，最为理想的是0％。

本发明的光学玻璃，F^-含有率(阴离子％)相对于P⁵⁺含有率(阳离子％)的比(F^-/P⁵ ⁺)在1.00以上为佳。通过使该比(F^-/P⁵⁺)变大，可以提高玻璃的阿贝数。因此，该比(F^-/P⁵⁺)，比较理想的是以1.00为下限，更为理想的是以1.20为下限，更加理想的是以1.40为下限。

另一方面，从提高玻璃的液相线温度而减少失透的角度考虑，比(F^-/P⁵⁺)的上限，比较理想的是3.00以下，更为理想的是小于2.50，更加理想的是小于2.20，更为理想的是2.05以下，更加理想的是1.95以下。

本发明的光学玻璃，Ba²⁺的含有率(阳离子％)与F^-的含有率(阴离子％)的总计(Ba²⁺+F^-)在87.0％以下为佳。据此，可以通过提高玻璃的液相线温度而减少失透。因此，Ba²⁺的含有率与F^-的含有率之和(Ba²⁺+F^-)，比较理想的是以87.0％为上限，更为理想的是以85.0％为上限，更加理想的是以82.0％为上限，更为理想的是以80.0％为上限，更加理想的是以77.7％为上限。

此外，Ba²⁺的含有率与F^-的含有率之和(Ba²⁺+F^-)的下限，比较理想的是大于37.0％，更为理想的是大于45.0％，更加理想的是大于50.0％，更为理想的是大于55.0％，更加理想的是大于58.0％。

[关于其他成分]

本发明的光学玻璃中的其他成分，可以在不破坏本申请发明的玻璃特性的范围内，根据需要进行添加。

[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含有为佳的成分进行说明。

除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu之外，Cu、Nd、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ag以及Mo等各过渡金属阳离子，具有即使在单独或者混合地含有少量各个成分的情况下玻璃也会着色，并对可见区域的特定波长进行吸收的特性，因此特别是在使用可见区域的波长的光学玻璃中，实际上不含有为佳。

Pb、As、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的阳离子，近年来有作为有害化学物质限制其使用的趋势，不仅在玻璃的生产工艺中，而且在加工工艺以及直至产品化以后的处理上，都需要环境保护措施。另外，S(硫磺)的阳离子，也可以生成有害化学物质(SO_x等)。因此，在重视对环境的影响的情况下，在这些中一种以上的含量，比较理想的是小于1.0％，更为理想的是小于0.5％，最为理想的是实际上不含有这些中的一种以上。

此外，本说明书中的“实际上不含有”是指，除了比较理想的含量为小于0.1％，更为理想的是作为不可避免的杂质而含有的物质之外不含有。

Sb或Ce的阳离子，作为脱泡剂而有益，但近年来作为对环境带来不利的成分，具有使其不包含于光学玻璃的趋势。因此，从这种角度考虑，在本发明的光学玻璃中，实际上也不含有Sb或Ce为佳。

[制造方法]

本发明的光学玻璃的制造方法并不受特殊限制。例如，可以通过为使各成分在规定的含有率范围内而均匀地混合上述原料，在将所制造的混合物放入石英坩埚或氧化铝坩埚或铂金坩埚中进行预熔融之后，放入铂金坩埚、铂合金坩埚或铱坩埚中，并在900～1200℃的温度范围内熔融2～10小时，均匀搅拌并进行消泡等，然后将温度降低至850℃以下之后进行最终搅拌而去除条纹，并将其浇入模具内使其缓慢冷却而进行制造。

[物理性质]

本发明的光学玻璃，可以通过更加减少失透而稳定地获得。特别是，本发明的光学玻璃中的液相线温度，比较理想的是以800℃为上限，更为理想的是以780℃、760℃、740℃、720℃、700℃以及680℃的任意温度为上限。据此，在获得玻璃或对所获得的玻璃进行加热成型时，玻璃很难失透，因此可以稳定地获得一种具有所要求的光学特性的透明的光学玻璃。

本发明中的液相线温度是指，在向容量为50ml的铂金坩埚中添加25cc的碎玻璃状的玻璃试样并盖上氧化铝制的盖子，在950℃下使其完全熔融，降温至在900℃～600℃内按照每10℃设定的任意温度并保持4小时，从炉中取出，冷却后立即观察玻璃表面及内部有无结晶时，未发现结晶的最低温度。

此外，本发明的光学玻璃的液相线温度的下限，并不受特殊限制，将处于熔融状态的玻璃式样降温至600℃也未发现结晶的物质(即，液相线温度为600℃以下物质)，也可以包含于本发明的光学玻璃中。另外，也可以将620℃或650℃作为液相线温度的下限。

本发明的光学玻璃具有高折射率(n_d)及低色散(高阿贝数)。

本发明的光学玻璃，其折射率(n_d)在1.48以上1.58以下为佳。更加具体地说，本发明的光学玻璃，其折射率的下限，比较理想的是1.48，更为理想的是1.50，更加理想的是1.52。另一方面，本发明的光学玻璃，其折射率(n_d)的上限，比较理想的是1.58，更为理想的是1.56，更加理想的是1.54或小于其。

本发明的光学玻璃，其阿贝数(ν_d)在70以上88以下为佳。更加具体地说，本发明的光学玻璃，其阿贝数(ν_d)的下限，比较理想的是70，更为理想的是73，更加理想的是75。另一方面，本发明的光学玻璃，其阿贝数(ν_d)的上限，比较理想的是88，更为理想的是85，更加理想的是82，更为理想的是79。

通过具有这种高折射率，即使可以使光学元件变薄也能获得较大的光折射量。另外，通过具有这种低色散，在作为单透镜使用时，可以减小由光的波长引起的散焦(色像差)。因此，例如，在与具有高色散(低阿贝数)的光学元件组合而构成光学系统的情况下，可以通过使该整个光学系统的像差减少而实现较高的成像特性等。

这样，本发明的光学玻璃，有益于光学设计，特别是，在构成光学系统时，不仅可以实现较高的成像特性等，并且还可以实现光学系统的小型化，扩展光学设计的自由度。

[预制件及光学元件]

在所制造的光学玻璃的基础上，通过利用例如抛光处理的方法，或者再加热加压成型或精密模压成型等加热成型的方法，可以制造出玻璃成形体。即，可以对光学玻璃进行研磨及抛光等机械加工而制造玻璃成形体，或者利用光学玻璃制造模压成型用的预制件，对该预制件进行再加热加压成型之后进行抛光处理而制造玻璃成形体，或者对通过进行抛光处理而制造的预制件或通过众所周知的浮法成型等成型的预制件进行精密模压成型而制造玻璃成形体。此外，制造玻璃成形体的方法，并不限定于这些方法。

这样，本发明的光学玻璃，有益于各种光学元件及光学设计。特别是，利用本发明的光学玻璃形成预制件，并使用该预制件进行再加热加压成型或精密模压成型等，而制造透镜或棱镜等光学元件为佳。据此，可以形成较大口径的预制件，因此不仅可以实现光学元件的大型化，而且在使用于光学仪器时，可以实现高清且高精度的成像特性及投影特性。

由本发明的光学玻璃构成的玻璃成形体，例如，可以使用于透镜、棱镜、反光镜等光学元件的用途，特别是，可以使用于车载用光学仪器、投影仪或复印机等较容易成为高温的仪器。

【实施例】

本发明的光学玻璃的实施例(No.1～No.31)及比较例(No.A)的玻璃的组成(用以阳离子％表示或阴离子％表示的摩尔％表示)、折射率(n_d)、阿贝数(ν_d)以及液相线温度的结果显示在表1～表4。此外，以下实施例始终是以举例说明为目的，并不限定于这些实施例。

在各实施例及比较例中，均选择在分别相当于各成分原料的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、偏磷酸化合物等通常的氟磷酸盐中所使用的高纯度原料，以表中所示的各实施例的组成称量并均匀地混合后，投入铂金坩埚中并用盖子盖上坩埚，用电炉在950℃下加热2小时，溶解原料的同时搅拌均匀并进行消泡等，之后，使温度降低至700℃以下，然后浇入模具中使其缓慢冷却，从而制造了玻璃。通过ICP发光光谱分析法对所获得的玻璃进行元素分析，求得了玻璃组成中的阳离子成分的组成(阳离子％)。另一方面，对于阴离子成分的组成，F^-的含量用离子色谱法、O^2-的含量用红外吸收光谱法分别进行测定，求得了对于这些总计的F^-及O^2-的含量(阴离子％)。所获得的玻璃的组成(分析组成)如表所示。

实施例及比较例的玻璃的折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)，依据JIS B 7071-2：2018所规定的V型块法进行测定。在这里，折射率(n_d)，以相对于氦灯的d线(587.56nm)的测定值表示。另外，阿贝数(ν_d)，使用相对于氦灯的d线的折射率、相对于氢灯的F线(486.13nm)的折射率(n_F)、相对于C线(656.27nm)的折射率(n_C)的值，从式子阿贝数(ν_d)＝[(n_d-1)/(n_F-n_C)]算出。这些折射率(n_d)及阿贝数(ν_d)，通过对将缓慢冷却降温速度设为-25℃/hr而获得的玻璃进行测定而求得。

作为实施例及比较例的玻璃的液相线温度，向容量为50ml的铂金坩埚中添加25cc的碎玻璃状的玻璃试样并盖上氧化铝制的盖子，在950℃下使其完全熔融，降温至在900℃～600℃内按照每10℃设定的任意温度并保持4小时，从炉中取出，冷却后立即观察玻璃表面及内部有无结晶，求得未发现结晶的最低温度。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

如表1-表4所示，本发明的实施例的光学玻璃，其液相线温度均在800℃以下，即在所要求的范围内。另一方面，比较例的光学玻璃，其液相线温度超过了800℃。因此，可以明确本发明的实施例的光学玻璃的液相线温度低于比较例的液相线温度。

另外，本发明的实施例的光学玻璃，其折射率均在1.48以上，更加具体地说，均在1.52以上，即在所要求的范围内。另外，本发明的实施例的光学玻璃，其阿贝数均在70以上，更加具体地说，均在75以上，即在所要求的范围内。

因此，可以明确本发明的实施例的光学玻璃，其折射率及阿贝数均在所要求的范围内，且液相线温度较低。由此可以推测，本发明的实施例的光学玻璃，可以很难失透而更加稳定地获得。

此外，使用本发明的实施例的光学玻璃，在形成抛光处理用预制件后进行研磨及抛光，从而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，在形成精密模压成型用预制件后对该预制件进行精密模压成型加工，从而加工成透镜及棱镜的形状。在任何情况下，均可以加工成各种各样的透镜及棱镜的形状。

以上，对本发明以举例说明的目的进行了具体说明，但是本实施例始终仅以举例说明为目的，应该理解的是，在不脱离本发明的思想及范围的情况下，本领域的一般技术人员可以进行各种变更。

Claims

1.一种光学玻璃，其特征在于，

以阳离子％，摩尔％表示，含有，

17.0％以上42.0％以下的P⁵⁺，

7.0％以上30.0％以下的Al³⁺，

大于0％且22.0％以下的Mg²⁺，

大于0％且25.0％以下的Ca²⁺，

大于0％且30.0％以下的Sr²⁺，

大于0％且35.0％以下的Ba²⁺，

以阴离子％，摩尔％表示，

F^-的含有率为37.0～64.0％，

O^2-的含有率为36.0～63.0％，

并且，折射率n_d为1.48以上1.58以下，具有70以上88以下的阿贝数ν_d，液相线温度为800℃以下。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，

选自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺构成的群的一种以上的总含有率，R²⁺：阳离子％为37.0～63.0％。

3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，

以阳离子％，摩尔％表示，

La³⁺的含有率为0～10.0％，

Gd³⁺的含有率为0～12.0％，

Y³⁺的含有率为0～12.0％，

Yb³⁺的含有率为0～10.0％，

Lu³⁺的含有率为0～10.0％。

4.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，

选自由La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Yb³⁺以及Lu³⁺构成的群的一种以上的总含有率，Ln³⁺：阳离子％为13.0％以下。

5.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，

以阳离子％，摩尔％表示，

Li⁺的含有率为0～10.0％，

Na⁺的含有率为0～10.0％，

K⁺的含有率为0～10.0％。

6.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，

选自由Li⁺、Na⁺以及K⁺构成的群的一种以上的总含有率，Rn⁺：阳离子％为10.0％以下。

7.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，

以阳离子％，摩尔％表示，

Si⁴⁺的含有率为0～10.0％，

B³⁺的含有率为0～10.0％，

Zn²⁺的含有率为0～10.0％，

Ti⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Nb⁵⁺的含有率为0～10.0％，

W⁶⁺的含有率为0～10.0％，

Zr⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Ta⁵⁺的含有率为0～10.0％，

Ge⁴⁺的含有率为0～10.0％，

Bi³⁺的含有率为0～10.0％，

Te⁴⁺的含有率为0～10.0％。

8.一种光学元件，其特征在于，

由权利要求1至7中任意一项所述的光学玻璃构成。

9.一种抛光处理用和/或精密模压成型用的预制件，其特征在于，

由权利要求1至7中任意一项所述的光学玻璃构成。