CN113912290A - 光学玻璃和光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学玻璃，该光学玻璃是折射率的温度系数dn/dT小于0℃^‑1、玻璃化转变温度Tg为550℃以下、且阿贝数νd小于50的氟磷酸盐玻璃。

Description

光学玻璃和光学元件

本申请是申请号为201910383878.0的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日为2019年5月9日，发明名称为“光学玻璃和光学元件”。

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃和光学元件。

背景技术

例如在文献1～4中记载了包含磷、氧以及氟的氟磷酸盐玻璃的例子。

专利文献1：日本特开2005-112717号公报；

专利文献2：日本特开2013-151410号公报；

专利文献3：日本特开昭51-114412号公报；

专利文献4：日本特开昭58-217451号公报。

发明内容

发明要解决的课题

氟磷酸盐玻璃作为用于修正色像差的光学元件材料的利用价值很高。本发明的一个方式的目的在于进一步提高这种氟磷酸盐玻璃的作为光学元件材料的利用价值。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式涉及一种光学玻璃，该光学玻璃是折射率的温度系数dn/dT小于0℃^-1、玻璃化转变温度Tg为550℃以下、且阿贝数νd小于50的氟磷酸盐玻璃。

所述光学玻璃的折射率的温度系数dn/dT小于0℃^-1。即，所述光学玻璃的折射率的温度系数dn/dT是负值。

本发明和本说明书中的折射率的温度系数dn/dT(以下，也简单记载为“dn/dT”。)是日本光学玻璃工业协会标准JOGIS18-2008“光学玻璃的折射率的温度系数的测量方法”中规定的波长632.8nm时的相对折射率的温度系数，是通过干涉法测量的值。

在成像元件系统、投影光学系统等各种光学系统中，为了修正色像差，制作多个由具有不同的光学特性的光学玻璃构成的透镜，并组合这些透镜而构成光学系统。若仅使用由dn/dT为正值的光学玻璃构成的透镜来构成这样的光学系统，则因为构成各透镜的光学玻璃的折射率相对于温度变化而示出同样的增减倾向，所以难以用各个透镜抵消光学系统整体的温度变化的影响。与此相对，由dn/dT为负值的光学玻璃构成的透镜通过与由dn/dT为正值的光学玻璃构成的透镜进行组合，从而能够用各个透镜来抵消光学系统整体的温度变化的影响。其结果是，能够相对于温度变化将光学系统的性能(例如成像性能等)维持在良好的状态。在这一点上，dn/dT为负值的所述光学玻璃作为光学元件材料是有用的。例如，在将具有正屈光力的多个透镜组合构成的光学系统中，若所有透镜的折射率的温度系数为正，则因为随着温度的上升，焦点距离变短，所以发生失焦而导致成像性能下降。与此相对，若多个透镜中包含折射率的温度系数为负的透镜，则因为该透镜随着温度上升而焦距变长，所以能够抵消或减少作为光学系统整体的焦点距离的变化。

另外，以往的氟磷酸盐玻璃的色散低。与此相对，所述光学玻璃是具有小于50的阿贝数νd的高色散氟磷酸盐玻璃。从像这样具有以往的氟磷酸盐玻璃难以实现的高色散特性的方面出发，所述光学玻璃作为光学元件材料是有用的。

发明效果

根据本发明的一个方式，能够提供一种光学玻璃和由该光学玻璃构成的光学元件，所述光学玻璃是作为光学元件材料而言利用价值高的氟磷酸盐玻璃。

具体实施方式

[光学玻璃]

所述光学玻璃是氟磷酸盐玻璃。在本发明和本说明书中，所谓“氟磷酸盐玻璃”指的是至少包含磷、氧和氟作为构成玻璃的元素的玻璃。

以下，对所述光学玻璃进行更详细的说明。

<折射率的温度系数dn/dT>

所述光学玻璃的折射率的温度系数dn/dT小于0℃^-1。如果dn/dT小于0℃^-1，即dn/dT是负值，则利用该光学玻璃，能够如上述那样用每个透镜来抵消或减少光学系统整体的温度变化的影响。在一个方式中，所述光学玻璃的dn/dT可以为-1.0×10^-6℃^-1以下、-2.0×10^-6℃^-1以下、-3.0×10^-6℃^-1以下、-3.5×10^-6℃^-1以下、-4.0×10^-6℃^-1以下、-4.5×10^-6℃^-1以下、或者-5.0×10^-6℃^-1以下。另外，在一个方式中，所述光学玻璃的dn/dT的下限可以为-10.0×10^-6℃^-1以上、-9.0×10^-6℃^-1以上、-8.0×10^-6℃^-1以上、或者-5.0×10^-6℃^-1以上。但是，也可以低于上述例示的下限。

<阿贝数νd>

阿贝数νd是表示关于色散的性质的值，使用d线、F线、C线的各折射率nd、nF、nC而表示为νd＝(nd-1)/(nF-nC)。

所述光学玻璃的阿贝数νd小于50，优选为49以下，更优选为48以下，进一步优选为47以下，更进一步优选为46以下，再进一步优选为45以下。所述光学玻璃在是具有以往的氟磷酸盐玻璃难以实现的上述范围的阿贝数νd的高色散玻璃这一点上，作为光学元件材料是有用的。另外，从良好地维持玻璃的热稳定性的观点出发，所述光学玻璃的阿贝数能够是例如33以上、34以上、35以上、或36以上。

<玻璃化转变温度Tg>

所述光学玻璃是玻璃化转变温度Tg为550℃以下的光学玻璃。若玻璃化转变温度低，则能够降低将玻璃再加热、软化而进行压制成型时的加热温度。其结果是容易抑制玻璃与压制成型模型之间的熔接。另外，因为能够降低加热温度，所以也能够减少玻璃的加热装置、压制成型模型等的热消耗。进而，还能够降低玻璃的退火温度，因此能够延长退火炉的寿命。玻璃化转变温度优选为540℃以下，进一步优选为530℃以下，更进一步优选为520℃以下。另外，玻璃化转变温度Tg可以设为例如400℃以上、450℃以上或480℃以上。

上述范围的dn/dT、阿贝数、以及玻璃化转变温度Tg能够通过如以下详细叙述的那样调整玻璃组成来实现。

<玻璃组成>

在本发明和本说明书中，阳离子成分的含量以及合计含量只要没有特别记载，就以阳离子％表示，阴离子成分的含量及合计含量只要没有特别记载，就以阴离子％表示。

在此，所谓“阳离子％”是指按照“(关注的阳离子的个数/玻璃成分中的阳离子的总数)×100”算出的值，意味着关注的阳离子量相对于阳离子成分的总量的摩尔百分率。

另外，所谓“阴离子％”是指按照“(关注的阴离子的个数/玻璃成分中的阴离子的总数)×100”算出的值，意味着关注的阴离子量相对于阴离子成分的总量的摩尔百分率。

阳离子成分之间的含量的摩尔比等于关注的阳离子成分的以阳离子％表示的含量的比，阴离子成分之间的含量的摩尔比等于关注的阴离子成分的以阴离子％表示的含量的比。

阳离子成分的含量和阴离子成分的含量的摩尔比是将所有阳离子成分和所有阴离子成分的总量设为100摩尔％时的关注的成分之间的含量(摩尔％表示)的比率。

另外，各成分的含量能够通过公知的方法、例如电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、离子色谱法等进行定量。

P⁵⁺具有作为网络形成成分的作用。Al³⁺是发挥维持玻璃的热稳定性，改善化学耐久性、加工性的作用的成分。从良好地维持玻璃的热稳定性的方面出发，优选Al³⁺的含量相对于P⁵⁺的含量的摩尔比(Al³⁺/P⁵⁺)为0.30以上。从在维持阿贝数的状态下提高折射率的方面出发，将摩尔比(Al³⁺/P⁵⁺)设为0.30以上是有效的。

摩尔比(Al³⁺/P⁵⁺)的优选的下限是0.5。另一方面，从良好地维持玻璃的热稳定性的方面出发，摩尔比(Al³⁺/P⁵⁺)的优选的上限为2，更优选的上限为1。

Nb⁵⁺是在对所述光学玻璃赋予高色散特性的方面有用的成分。另外，Nb⁵⁺具有与P⁵⁺一起作为网络形成成分而维持玻璃的热稳定性并且使相对部分色散增加的作用。为了得到这样的效果，优选Nb⁵⁺的含量为8％以上。Nb⁵⁺的含量的更优选的下限是9％，进一步优选的下限是10％，更进一步优选的下限是11％，再进一步优选的下限是12％。另一方面，若Nb⁵⁺的含量过剩，则玻璃熔融时的挥发性变得显著，产生玻璃的均匀性降低的倾向。因此Nb⁵⁺的含量的优选的上限是25％，更优选的上限是23％，进一步优选的上限是20％。

从维持玻璃的热稳定性的方面出发，P⁵⁺及Nb⁵⁺的合计含量(P⁵⁺+Nb⁵⁺)优选为35％以上，更优选为38％，进一步更优选为40％。P⁵⁺和Nb⁵⁺的合计含量(P⁵⁺+Nb⁵⁺)的优选的上限是60％，更优选的上限是58％，进一步优选的上限是55％，再进一步优选的上限是53％。

Al³⁺和Nb⁵⁺均具有有助于使玻璃提高化学耐久性的作用。从对玻璃赋予优异的化学耐久性的方面出发，Al³⁺和Nb⁵⁺的合计含量优选为15％以上，更优选为20％以上，进一步优选为25％以上，再进一步优选为28％以上。从维持热稳定性的方面出发，Al³⁺和Nb⁵⁺的合计含量优选为45％以下，更优选为40％以下。

从得到高色散特性的观点出发，O^2-的含量优选为80％以下，更优选为78％以下，进一步更优选为75％以下。另外，O^2-具有维持玻璃的热稳定性的作用。从维持玻璃的热稳定性的观点出发，O^2-的含量优选为40％以上，更优选为50％以上，进一步优选为60％以上。

F^-具有对玻璃赋予异常色散性的作用、使玻璃化转变温度下降、改善化学耐久性的作用。从得到这些作用的观点出发，F^-的含量优选为20阴离子％以上，更优选为23％以上，进一步优选为25％以上。另一方面，从维持玻璃的热稳定性的观点出发，F^-的含量优选为60％以下，更优选为50％以下，进一步优选为40％以下。

从抑制玻璃熔融时的挥发性的观点出发，O^2-的含量相对于P⁵⁺和Nb⁵⁺的合计含量的摩尔比(O^2-/(P⁵⁺+Nb⁵⁺))优选为2.5以上，更优选为2.6以上，进一步优选为2.7以上。另一方面，从维持玻璃的热稳定性的方面出发，摩尔比(O^2-/(P⁵⁺+Nb⁵⁺))优选为3.5以下，更优选为3.4以下，进一步优选为3.3以下。

碱土金属成分即Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺以及Ba²⁺是具有调整玻璃的粘性、折射率、使热稳定性提高的作用的成分。为了得到上述效果，碱土金属成分的合计含量R²⁺(Mg²⁺+Ca²⁺+Sr²⁺+Ba^{2 +})优选为20％以上，更优选为23％以上，进一步优选为25％以上。

另一方面，因为若碱土金属成分的合计含量R²⁺过剩则示出热稳定性降低的倾向，所以碱土金属成分的合计含量R²⁺优选为50％以下，更优选为45％以下，进一步优选为40％以下，再进一步优选为35％以下。

上述光学玻璃可以包含也可以不包含一种以上的选自La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Lu³⁺以及Yb³⁺中的稀土成分。

从抑制玻璃的比重的增大并且对于一定的折射率而提高色散的方面出发，Al³⁺的含量相对于La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Lu³⁺以及Yb³⁺的合计含量(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺+Lu³⁺+Yb³⁺)的摩尔比((La^{3 +}+Gd³⁺+Y³⁺+Lu³⁺+Yb³⁺)/Al³⁺)优选为0.3以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.1。摩尔比((La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺+Lu³⁺+Yb³⁺)/Al³⁺)也可以是0。

接下来，对各个成分的含量进行说明。

P⁵⁺是在氟磷酸盐玻璃中形成玻璃的网络的必要成分。从良好地维持热稳定性的方面出发，P⁵⁺的含量的优选的下限是5％，更优选的下限是10％，进一步优选的下限是20％。从良好地维持化学耐久性，维持低色散性和异常部分色散性的方面出发，P⁵⁺的含量的优选的上限是40％，更优选的上限是38％，进一步优选的上限是35％。

Al³⁺是具有提高热稳定性、化学耐久性、加工性的作用的成分，还具有提高折射率的作用。从上述的观点出发，Al³⁺的含量的优选的下限是5％，更优选的下限是7％，进一步优选的下限是9％，再进一步优选的下限是11％。从上述的观点出发，Al³⁺的含量的优选的上限是40％，更优选的上限是38％，进一步优选的上限是36％，再进一步优选的上限是34％。

在以原子％表示的玻璃组成中，O^2-的含量相对于Al³⁺的含量的比O^2-/Al³⁺优选小于12，更优选小于10，进一步优选小于9，再进一步优选小于8。若O^2-的含量增多，则F^-的含量相对减少，玻璃化转变温度示出上升倾向。另一方面，如上所述从使热稳定性、化学耐久性和加工性提高，具有所希望的光学特性的方面出发，Al³⁺是有用的成分。为了在充分获得Al³⁺的效果的同时抑制玻璃化转变温度的上升，优选以原子％表示的玻璃组成中的O^2-的含量相对于Al³⁺的含量的比O^2-/Al³⁺为上述范围。关于所述的比O^2-/Al³⁺的下限，从抑制由于Al³⁺的含量相对增加而导致的耐失透射性的降低的观点出发，能够将例如2以上或3以上作为基准。

另外，以原子％表示的玻璃组成中的各成分的含量，作为将各成分的含量以摩尔百分率所表示的值而算出，所述各成分的含量是将全部阳离子成分和全部阴离子成分的合计含量设为100摩尔％时的各成分的含量。

Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺的各成分的优选的含量如下所述。

Mg²⁺的含量的优选的范围是0～10％，更优选的范围是0～8％。

Ca²⁺的含量的优选的范围是0～20％，更优选的范围是0～15％。

Sr²⁺的含量的优选的范围是0～40％，更优选的范围是0～30％。

Ba²⁺的含量，优选的下限是5％，更优选的下限是10％，优选的上限是50％，更优选的上限是40％。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Lu³⁺的各个的优选含量如下所述。

La³⁺的含量的优选的范围是0～5％，更优选的范围是0～3％。

Gd³⁺的含量的优选的范围是0～5％，更优选的范围是0～3％。

Y³⁺的含量的优选的范围是0～5％，更优选的范围是0～3％。

Lu³⁺的含量的优选的范围是0～5％，更优选的范围是0～3％。

Yb³⁺因为在红外区域具有光吸收，所以不优选用于基于红外光的成像。因此，Yb³⁺的含量优选使用与其他稀土成分的合计含量的摩尔比(Yb³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺+Lu³⁺+Yb³⁺))像以下那样进行限制。即，优选将Yb³⁺的含量相对于La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、Lu³⁺以及Yb³⁺的合计含量的摩尔比(Yb³⁺/(La³⁺+Gd³⁺+Y³⁺+Lu³⁺+Yb³⁺))设为0.5以下，更优选设为0.1以下，进一步优选设为0(Yb³⁺的含量为0％)。

Zn²⁺具有在维持折射率的同时提高热稳定性的作用，其含量优选设为0～10％的范围。Zn²⁺的含量的更优选的上限是8％，进一步优选的上限是5％。Zn²⁺的含量也可以是0％。

碱金属成分是具有调整玻璃的粘性、提高热稳定性的作用的阳离子成分。若碱金属成分的合计含量R⁺过剩则热稳定性降低。因此，优选碱金属成分的合计含量R⁺为0～30％。从所述的观点出发，R⁺的更优选的范围是0～20％，进一步优选的范围是0～15％。R⁺的上限更优选为10％，更进一步优选为8％，再进一步优选为7％。另外，从对玻璃赋予优异的化学耐久性的方面出发，优选将R⁺设为所述的范围。

另一方面，从降低玻璃化转变温度的观点出发，R⁺的优选的下限是1％，更优选的下限是2％，进一步优选的下限是3％。

作为碱金属成分R⁺能够示出Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺。Rb⁺、Cs⁺与其他碱金属成分相比，容易导致玻璃的比重增大。

因此，Rb⁺的含量优选为0～3％，更优选为0～2％，进一步优选为0～1％，也可以是0％。

Cs⁺的含量优选为0～3％，更优选为0～2％，进一步优选为0～1％，也可以是0％。

从维持玻璃的热稳定性出发，Li⁺的含量的优选的范围是0～30％，更优选的范围是2～20％，进一步优选的范围是3～10％，更进一步优选的范围是3～7％，再进一步优选的范围是3～5％。

从维持热玻璃的热稳定性的方面出发，Na⁺的含量的优选的范围是0～10％，更优选的范围是0～8％，进一步优选的范围是0～6％。

从维持热玻璃的热稳定性的方面出发，K⁺的含量的优选的范围是0～10％，更优选的范围是0～8％，进一步优选的范围是0～6％。

如果是少量，则能够含有Si⁴⁺、Ti⁴⁺、W⁶⁺、Bi³⁺、Zr⁴⁺，但如果过量地含有，则熔融性和热稳定性下降。因此，Si⁴⁺、Ti⁴⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺的含量分别优选设为0～5％的范围，更优选设为0～3％的范围，进一步优选设为0～1％的范围，也可以是0％。

B³⁺即使少量含有也显示出显著的挥发性。为了不助长挥发，优选将B³⁺的含量设为2％以下。B³⁺的含量的优选的范围是0～1％，更优选的范围是0～0.1％，进一步优选为0％。

在从安装在玻璃熔融装置的管道中流出熔融玻璃时，为了抑制玻璃熔融液向管道外周的润湿，抑制因润湿而造成的玻璃品质降低，含有Cl^-是有效的。Cl^-的含量的优选的范围是0～1％，更优选的范围是0～0.5％，进一步优选的范围是0～0.3％。Cl^-也具有作为清澄剂的效果。

除此之外，作为清澄剂也可以少量添加Sb³⁺、Ce⁴⁺等。清澄剂的总量能够是0％以上，优选设为1％以下。例如，Sb³⁺和Ce⁴⁺的合计含量优选能够为0％以上，优选小于1％。

Pb、Cd、As、Th是担心造成环境负担的成分。

因此，所述光学玻璃优选实质上不包含Pb、Cd、As以及Th中的至少一个。

Pb²⁺的含量优选为0～0.5％，更加优选为0～0.1％，进一步优选为0～0.05％，特别优选实质上不包含Pb²⁺。

Cd²⁺的含量优选为0～0.5％，更加优选为0～0.1％，进一步优选为0～0.05％，特别优选实质上不包含Cd²⁺。

As³⁺的含量优选为0～0.1％，更加优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，特别优选实质上不包含As³⁺。

Th⁴⁺的含量优选为0～0.1％，更加优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，特别优选实质上不包含Th⁴⁺。

所述光学玻璃优选能够在可见区域的宽范围显示高透过率。为了有效利用这种特点，优选所述光学玻璃不包含着色剂。作为着色剂，能够例示Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V等。所述光学玻璃优选实质上不包含Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er以及V中的至少一个。以阳离子％表示的Cu、Co、Ni、Fe、Cr、Eu、Nd、Er、V的含量的范围优选任一元素都小于100ppm，更优选为0～80ppm，进一步优选为0～50ppm，特别优选实质上不包含。在此，所谓ppm是阳离子ppm。

另外，Hf、Ga、Ge、Te、Tb是昂贵的成分。因此，光学玻璃优选实质上不包含Hf、Ga、Ge、Te以及Tb中的至少一个。以阳离子％表示的Hf、Ga、Ge、Te、Tb的含量的范围任一元素优选为0～0.1％，更优选为0～0.05％，进一步优选为0～0.01％，更进一步优选为0～0.005％，再进一步优选为0～0.001％，特别优选实质上不包含。

所述光学玻璃能够在不导入Hf、Ga、Ge、Te、Tb的情况下显示各种特性。

<玻璃特性>

关于玻璃特性，所述光学玻璃具有小于0℃^-1的dn/dT、550℃以下的玻璃化转变温度Tg以及小于50的阿贝数νd。以下，进一步说明所述光学玻璃可具有的玻璃特性。

(相对部分色散Pg，F)

所述光学玻璃优选具有正的异常色散性。

作为正的异常色散性的指标，使用相对部分色散Pg，F。相对部分色散Pg，F使用F线(波长486.13nm)的折射率nF、C线(波长656.27nm)的折射率nC以及g线(波长435.84nm)的折射率ng，表示为下式。

Pg，F＝(ng-nF)/(nF-nC)…(1)

所述光学玻璃在一个方式中优选阿贝数νd和相对部分色散Pg，F满足下面(2)式。

Pg，F＞-0.0004vd+0.5718…(2)

阿贝数νd和相对部分色散Pg，F满足所述(2)式的光学玻璃适合作为高阶的色像差修正用的光学玻璃。

(透过率)

所述光学玻璃优选着色极少，适合作为照相机镜头等成像用的光学元件、投影仪等投射用的光学元件的材料。

所述光学玻璃的优选的方式是波长400nm～700nm、厚度10mm时的内部透过率为96.5％以上的玻璃。

所述内部透过率的优选的范围为97％以上，更优选的范围为98％以上，进一步优选的范围为99％以上。

另外，激光用玻璃等包含发光离子例如Nd、Eu、Er、V等玻璃，因为在可见区域具有吸收，所以不适合于照相机镜头等拍摄用的光学元件或投影仪等投射用的光学元件的材料。

(液相线温度)

所述光学玻璃的优选的方式是液相线温度为1000℃以下的光学玻璃。若液相线温度低，则能够降低玻璃的熔融、成型温度。其结果是，能够降低熔融、成型时的玻璃的挥发性，能够抑制条纹的产生、光学特性的变动。

液相线温度的更优选的范围为950℃以下，进一步优选的范围为900℃以下。

(比重)

所述光学玻璃能够不依赖于使相对部分色散增加但也使比重增加的稀土，而是主要通过含有Nb⁵⁺来提高相对部分色散，在相对部分色散大的氟磷酸盐玻璃中具有相对小的比重。

所述光学玻璃的优选的方式是比重为4.3以下的光学玻璃。通过减小比重，能够实现光学元件的轻量化。

比重的更优选的范围为4.2以下，进一步优选的范围为4.1以下。比重能够是例如3.5以上。

(折射率nd)

所述光学玻璃的折射率nd不特别限定。在一个方式中，折射率nd能够是例如1.58以上，优选为1.60以上，更优选为1.62以上。另外，折射率nd能够为例如1.70以下，但也能够高于该值。

<玻璃的制造方法>

所述光学玻璃能够通过例如以能够获得所期望的特性的方式将玻璃原料进行调合、熔融、成型而获得。作为玻璃原料，可以使用例如磷酸盐、氟化物、碱金属化合物、碱土金属化合物等。关于玻璃的熔融法、成型法，可以使用公知的方法。

[压制成型用玻璃材料及其制造方法以及玻璃成型体的制造方法]

根据本发明的一个方式，能够提供由所述光学玻璃构成的压制成型用玻璃材料、由所述光学玻璃构成的玻璃成型体、以及它们的制造方法。

压制成型用玻璃材料是指加热而供给至压制成型的玻璃块的意思。作为压制成型用玻璃材料的例子，能够示出：精密压制成型用预制件、用于压制成型光学元件坯件的玻璃材料(压制成型用玻璃料滴)等具有与压制成型品的质量相当的质量的玻璃块。

压制成型用玻璃材料经过加工玻璃成型体的工序而制作。玻璃成型体能够如上所述对玻璃原料进行加热、熔融，将得到的熔融玻璃成型而制作。作为玻璃成型体的加工方法，能够例示切割、研磨、抛光等。

[光学元件坯件与该制造方法]

根据本发明的一个方式，能够提供由所述光学玻璃构成的光学元件坯件。光学元件坯件是具有与想要制造的光学元件的形状近似的形状的玻璃成型体。光学元件坯件采用将玻璃成型为在想要制造的光学元件的形状上加上通过加工而去除的加工余量的形状的方法等来制作即可。能够通过例如对压制成型用玻璃材料进行加热、软化而压制成型的方法(二次压制法)、使用公知的方法将熔融玻璃块供给到压制成型模具而进行压制成型的方法(直接压制法)等来制作光学元件坯件。

[光学元件及其制造方法]

根据本发明的一个方式，能够提供由所述光学玻璃构成的光学元件。作为光学元件的种类，能够示例出球面透镜、非球面透镜等透镜、棱镜、衍射栅格等。作为透镜的形状，能够示例双凸透镜、平凸透镜、双凹透镜、平凹透镜、凸镜性凹凸透镜、凹镜性凹凸透镜等各种形状。光学元件能够通过包含对由所述光学玻璃构成的玻璃成型体进行加工的工序的方法来制造。作为加工，能够示例切割、切削、粗研磨、精研磨、抛光等。通过所述光学元件，能够构成相对于温度变化的性能(例如成像性能等)的变化少的光学系统。

[实施例]

以下，通过实施例更详细地说明本发明。但是，本发明不限于实施例所示的方式。

(实施例1)

以成为表1所示的玻璃组成的方式，使用与各玻璃组成分别相当的磷酸盐、氟化物、氧化物等作为用于导入各成分的原料，称量原料，充分混合而制成调合原料。

将这种调合原料放入铂制的坩埚中，进行加热、熔融。熔融后，将熔融玻璃流入铸模，放置冷却至玻璃化转变温度附近后立即放入退火炉，在玻璃化转变温度范围内进行约1小时退火处理后，在炉内放置冷却至室温，由此得到表1所示的各光学玻璃。

使用光学显微镜对得到的光学玻璃进行放大观察，结果没有发现结晶的析出、铂粒子等异物、气泡，也没有发现条纹。

在表1中示出像这样得到的光学玻璃的各特性。

光学玻璃的各特性通过以下所示方法测量。

(1)折射率nd、ng、nF、nC以及阿贝数νd

对以降温速度-30℃/小时进行降温而得到的玻璃，使用日本光学玻璃工业协会标准的折射率测量法，测量了折射率nd、ng、nF、nC、以及阿贝数νd。

(2)相对部分色散Pg，F

根据用所述(1)求出的折射率ng、nF、nC，计算出相对部分色散Pg，F。

(3)玻璃化转变温度Tg

使用NETZSCH公司制的示差扫描热量分析装置(DSC3300)，以升温速度为10℃/分测量了玻璃化转变温度Tg。

(4)折射率的温度系数dn/dT

制作直径20mm、厚度5mm的圆板形状的试样，使用He-Ne气体激光，按照日本光学玻璃工业协会标准JOGIS18-2008“光学玻璃的折射率的温度系数的测量方法”，利用干涉法测量了波长632.8nm时的相对折射率的温度系数dn/dT。详细来说，将试样温度以20℃间隔从-40℃升温到80℃(升温速度:约1℃/分)，连续测量试样温度和干扰条纹的移动数量，根据该测量而得到的结果，求出了在温度20～40℃时的折射率的温度系数dn/dT。

(5)比重

通过阿基米德法测量了比重。

(6)液相线温度LT

在铂坩埚内放入玻璃50g，在盖上了铂盖的状态下以1100℃熔解20分钟之后，在规定的温度保持2小时。观察保持2小时后的玻璃，根据有无晶体的析出而求出液相线温度LT。

关于表1所示的各玻璃，使用所述方法将玻璃在850℃保持2小时后，进行目视和使用光学显微镜的放大观察(100倍)，结果没有发现晶体的析出。

因此，表1所示的各玻璃的液相线温度LT为1000℃以下。

(7)透过率

关于表1所示的实施例的各玻璃，按照日本光学玻璃工业协会标准的内部透过率测量(JOGIS-17)，测量了在厚度10mm的内部透过率，结果所有实施例的玻璃具有96.50％以上的透过率。

在表1(表1-1、表1-2)中示出以上的结果。

[表1-1]

[表1-2]

将表1中的实施例的以原子％表示的玻璃组成在表2(表2-1、表2-2)中示出。

[表2-1]

[表2-2]

(实施例2)

使用所述实施例1的各光学玻璃，按照上述公知的方法，制作了透镜坯件。对制作出的透镜坯件进行研磨、抛光，制作了各种透镜(双凸透镜、凸镜性凹凸透镜、凹镜性凹凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜)。

任一个透镜都是轻质、适合于高阶的色像差修正的透镜。

通过将实施例2的各透镜与由折射率的温度系数dn/dT为正的光学玻璃构成的透镜进行组合，与仅使用dn/dT为正的光学玻璃形成的透镜而构成的光学系统相比，能够构成相对于温度变化的成像性能的变化少、成像性能稳定的光学系统。

最后，总结上述的各方式。

根据一个方式，提供一种光学玻璃，该光学玻璃是折射率的温度系数dn/dT小于0℃^-1、玻璃化转变温度Tg为550℃以下、且阿贝数νd小于50的氟磷酸盐玻璃。

所述光学玻璃的折射率的温度系数dn/dT是负值，且在是具有以往的氟磷酸盐玻璃难以实现的高色散特性的氟磷酸盐玻璃这一点上，作为光学元件材料是有用的。进而，因为所述光学玻璃的玻璃化转变温度Tg为550℃以下，所以适合压制成型。

在一个方式中，所述光学玻璃的Nb⁵⁺的含量能够为8阳离子％以上。

在一个方式中，所述光学玻璃的P⁵⁺和Nb⁵⁺的合计含量(P⁵⁺+Nb⁵⁺)能够为35阳离子％以上。

在一个方式中，所述光学玻璃的摩尔比(O^2-/(P⁵⁺+Nb⁵⁺)能够为3.5以下。

根据一个方式，提供由所述光学玻璃构成的光学元件。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面均是示例而并非限制。本发明的范围由专利请求保护的范围而不是上述的说明所示出的，意在包含与专利请求保护的范围等同的含义和范围内的全部变更。

例如，对于所述的示例的玻璃组成，能够通过进行说明书中记载的组成调整而得到本发明的一个方式的玻璃。

此外，当然能够将两个以上的在说明书中作为示例或优选的范围而记载的事项进行任意组合。

Claims (1)

1.一种光学玻璃，其是折射率的温度系数dn/dT小于0℃^-1、玻璃化转变温度Tg为550℃以下、且阿贝数νd小于50的氟磷酸盐玻璃。