TWI537227B - Optical glass, optical components and preforms - Google Patents

Description

光學玻璃、光學元件及預製件

本發明係關於一種光學玻璃、光學元件及預製件。

光學設備之透鏡系統通常係將具有不同光學性質之複數個玻璃透鏡加以組合而設計。近年來，對光學設備之透鏡系統所要求之特性正在多樣化，使得其設計之自由度進一步擴大，因此已開發出具備先前未曾受到關注之光學特性之光學玻璃。其中尤以異常色散性(Δθg，F)為特徵之光學玻璃，作為對像差之色彩修正發揮顯著效果者而備受關注。

例如專利文獻1~3中，作為除先前所必需之高折射率及低色散性以及加工性優異之性質以外，且異常色散性亦高之光學玻璃，提出有例如含有P⁵⁺、Al³⁺、鹼土金屬離子等作為陽離子成分，且含有F^-及O^2-作為陰離子成分之光學玻璃。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]　日本專利特開2007-55883號公報

[專利文獻2]　日本專利特開2008-137877號公報

[專利文獻3]　國際公開第2008/111439號小冊子

然而，如專利文獻1~3所記載之先前之光學玻璃中，異常色散性之程度並不充分，業界期望開發出具備更高異常色散性之光學玻璃。

本發明之目的在於解決如上所述之問題。

亦即，本發明之目的在於提供一種光學玻璃、光學元件及預製件，其因異常色散性更高而可高精度地修正玻璃透鏡之色差，進而具備高折射率、低色散性(高阿貝數)，此外，磨損度較低而等於或超過先前者，從而容易進行研磨加工。

本發明者等人為解決上述課題而積極研究，從而完成本發明。

本發明係以下之(1)~(11)。

(1)　一種光學玻璃，其作為陽離子成分，含有選自由P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺係選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺所組成之群中之至少一者)以及Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者；Ln³⁺之總含有率以陽離子百分比表示為大於1.1%且10.0%以下；作為陰離子成分，含有F^-；折射率(nd)≧1.55，阿貝數(νd)≧55。

(2)　如上述(1)之光學玻璃，其中作為陽離子成分，以陽離子百分比表示，含有：

P⁵⁺：25~50%

Al³⁺：5~15%

Ca²⁺：1~8%

R²⁺：30~70%

(R²⁺係指Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)；Gd³⁺：大於0%且10.0%以下；作為陰離子成分，以陰離子百分比表示，含有：F^-：15~40%。

(3)　如上述(1)或(2)之光學玻璃，其中Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺之各陽離子成分之含有率滿足如下關係：Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)>0.74。

(4)　如上述(1)至(3)中任一項之光學玻璃，其中R²⁺之總含有率以陽離子百分比表示為33~70%。

(5)　如上述(1)至(4)中任一項之光學玻璃，其中不含Sb。

(6)　如上述(1)至(5)中任一項之光學玻璃，其中不含Y。

(7)　如上述(1)至(6)中任一項之光學玻璃，其中磨損度為510以下。

(8)　一種光學元件，其包含如上述(1)至(7)中任一項之光學玻璃。

(9)　一種研磨加工用及/或精密壓製成形用之預製件，其包含如上述(1)至(7)中任一項之光學玻璃。

(10)　一種光學元件，其係研磨如上述(9)之預製件而成者。

(11)　一種光學元件，其係精密壓製如上述(9)之預製件而成者。

根據本發明，可提供一種光學玻璃、光學元件及預製件，其因異常色散性更高而可高精度地修正玻璃透鏡之色像差，進而具備高折射率、低色散性(高阿貝數)，此外，磨損度較低而等於或超過先前者，從而容易進行研磨加工。

對本發明進行說明。

本發明係一種光學玻璃，其作為陽離子成分，含有選自由P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺係選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺所組成之群中之至少一者)以及Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者，Ln³⁺之總含有率以陽離子百分比表示為大於1.1%且10.0%以下，作為陰離子成分含有F^-，且折射率(nd)≧1.55，阿貝數(νd)≧55。

以下，將此種光學玻璃亦稱為「本發明之光學玻璃」。

<玻璃成分>

對構成本發明之光學玻璃之各成分進行說明。

本說明書中，各成分之含有率於並無事先特別聲明之情形時，均設為基於莫耳比以陽離子百分比或陰離子百分比表示者。此處，所謂「陽離子百分比」及「陰離子百分比」，係指將本發明之光學玻璃之玻璃構成成分分離成陽離子成分及陰離子成分，將各自之總比例設為100莫耳%，而表示玻璃中所含之各成分的組成。

再者，各成分之離子價係為方便起見而使用代表值，並非與其他離子價者相區別。光學玻璃中所存在之各成分之離子價有可能為代表值以外之值。例如，P通常係以離子價為5之狀態存在於玻璃中，因此於本說明書中係表示為「P⁵⁺」，但其有可能以其他離子價之狀態存在。如此一來，嚴密而言，即使係以其他離子價之狀態存在者，於本說明書中，各成分亦係作為以代表值之離子價而存在於光學玻璃中者來處理。

[關於陽離子成分] <P⁵+>

本發明之光學玻璃包含P⁵⁺。P⁵⁺係玻璃形成成分，具有抑制玻璃之失透，提高折射率，抑制阿貝數之降低的性質。

由於上述性質較強，因此P⁵⁺之含有率較佳為25.0~50.0%。又，更佳為26.0%以上，進而更佳為28.0%以上。又，更佳為48.0%以下，進而更佳為47.0%以下。

P⁵⁺可使用例如Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、Zn(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作為原料而含於玻璃內。

<Al³⁺>

本發明之光學玻璃含有Al³⁺。Al³⁺具有提高玻璃之耐失透性、折射率及阿貝數，降低磨損度，進而提高加工性之性質。

由於上述性質較強，因此Al³⁺之含有率較佳為5.0~15.0%。又，更佳為6.0%以上，進而更佳為7.0%以上。又，更佳為13.0%以下，進而更佳為12.0%以下。

Al³⁺可使用例如Al(PO₃)₃、AlF₃、Al₂O₃等作為原料而含於玻璃內。

<鹼土金屬>

本發明中，鹼土金屬係指Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺，有時表示為R²⁺。又，所謂R²⁺之總含有率，係指該等四種離子之總含有率(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)。

本發明之光學玻璃中必含R²⁺(鹼土金屬)之一種，進而含有選自由Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者。

又，R²⁺之總含有率較佳為30.0~70.0%，更佳為33.0~70.0%。其原因在於，若含有率在此種範圍內，可獲得更穩定之玻璃。

R²⁺之總含有率更佳為35.0%以上，進而更佳為38.0%以上。又，更佳為65.0%以下，進而更佳為60.0%以下。

<Ca²⁺>

本發明之光學玻璃中必含Ca²⁺。Ca²⁺具有提高耐失透性，抑制折射率之下降，降低玻璃之磨損度之性質。

由於上述性質較強，因此Ca²⁺之含有率較佳為1.0%~8.0%。又，更佳為2.0%以上，進而更佳為3.0%以上。又，更佳為7.0%以下，進而更佳為6.0%以下。

又，Ca²⁺若與其他鹼土金屬，即，選自由Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者並存於玻璃中，則提高玻璃之耐失透性，抑制折射率之下降，降低磨損度的性質，尤其是提高玻璃之耐失透性的性質較強。本發明之光學玻璃係以Ca²⁺為必需成分，進而含有選自由Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者。由於上述之性質較強，故而Ca²⁺之含有率為1.0~8.0%，且R²⁺之總含有率較佳為30.0~70.0%，更佳為33.0~70.0%。

Ca²⁺可使用例如Ca(PO₃)₂、CaCO₃、CaF₂等作為原料而含於玻璃內。

又，為特別提高本發明之光學玻璃之耐失透性，Ca²⁺之含有率相對於所有鹼土金屬之總量(總含有率)之比(Ca²⁺/R²⁺)之下限較佳為0.001，更佳為0.005，最佳為0.01。又，其上限較佳為0.90，更佳為0.70，最佳為0.50。

<Mg²⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Mg²⁺作為R²⁺(鹼土金屬)之一種。Mg²⁺具有提高玻璃之耐失透性，降低磨損度之性質。

由於上述性質較強，因此Mg²⁺之含有率較佳為1.0~20.0%。又，更佳為3.0%以上，進而更佳為5.0%以上。又，更佳為17.0%以下，進而更佳為15.0%以下。

Mg²⁺可使用例如MgO、MgF₂等作為原料而含於玻璃內。

<Sr²⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Sr²⁺作為R²⁺(鹼土金屬)之一種。Sr²⁺具有提高玻璃之耐失透性，抑制折射率之降低的性質。

由於上述性質較強，因此Sr²⁺之含有率較佳為0%~20.0%。又，更佳為10.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Sr²⁺可使用例如Sr(NO₃)₂、SrF₂等作為原料而含於玻璃內。

<Ba²⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Ba²⁺作為R²⁺(鹼土金屬)之一種。Ba²⁺具有於含有特定量時會提高玻璃之耐失透性之性質。並且，其具有維持低色散性，提高折射率之性質。

由於上述性質較強，因此Ba²⁺之含有率較佳為15.0%~40.0%。又，更佳為16.0%以上，進而更佳為17.0%以上。又，更佳為38.0%以下，進而更佳為37.0%以下。

Ba²⁺可使用例如Ba(PO₃)₂、BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等作為原料而含於玻璃內。

<Ln³⁺>

本發明中，Ln³⁺係指選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺所組成之群中之至少一者。又，所謂Ln³⁺之總含有率，係指該等5種離子之總含有率(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)。

本發明之光學玻璃係以大於1.1%且10.0%以下之總含有率而含有Ln³⁺。亦即，本發明之光學玻璃含有選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺所組成之群中之至少一者，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺之各成分之總含有率為大於1.1%且10.0%以下。本發明之光學玻璃係以特定量而含有Ln³⁺，故折射率更高，低色散之性質顯著。

由於上述性質較強，因此Ln³⁺之總含有率較佳為1.5%以上，更佳為2.0%以上。又，較佳為9.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為7.0%以下。

又，相對於Ln³⁺之總含有率的Gd³⁺之含有率較佳為大於0.74。亦即，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺之各陽離子成分之含有率較佳為滿足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)＞0.74之關係。此外，左邊之Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)更佳為0.80以上，進而更佳為0.90以上，再進而更佳為1.00。其原因在於，若滿足上述關係，則存在玻璃之耐失透性更提高、折射率提高之傾向。

<Y³⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Y³⁺。Y³⁺具有可提高玻璃之折射率，並且使玻璃之異常色散性不易降低，抑制玻璃轉移點(Tg)之上升，同時提高玻璃之耐失透性的性質。然而，若過量含有Y³⁺，則穩定性容易惡化，因此更佳為9.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為7.0%以下。又，即使不含Y³⁺亦可獲得本發明之玻璃，故自此方面而言，亦可不含Y^3+‧

Y³⁺可使用例如Y₂O₃、YF₃等作為原料而含於玻璃內。

<La³⁺>

本發明之光學玻璃有時含有La³⁺。La³⁺具有提高玻璃之折射率，並且使異常色散性不易降低之性質。

由於上述性質較強，因此La³⁺之含有率更佳為1.5%以上，進而更佳為2.0%以上。又，更佳為9.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為7.0%以下。

La³⁺可使用例如La₂O₃、LaF₃等作為原料而含於玻璃內。

<Gd³⁺>

本發明之光學玻璃較佳為含有Gd³⁺，更佳為以大於0%且10.0%以下之含有率而含有Gd³⁺。Gd³⁺具有提高玻璃之折射率，並且使異常色散性不易降低，進而提高耐失透性的性質。此種性質有時其他成分(例如Y³⁺、La³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺)亦具有，但本發明者發現，Gd³⁺與其他成分相比，此種性質有更強之傾向。

由於上述性質較強，因此Gd³⁺之含有率更佳為1.5%以上，進而更佳為2.0%以上。又，更佳為9.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為7.0%以下。

Gd³⁺可使用例如Gd₂O₃、GdF₃等作為原料而含於玻璃內。

<Yb³⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Yb³⁺。Yb³⁺具有提高玻璃之折射率，並且使異常色散性不易降低，進而提高耐失透性的性質。

由於上述性質較強，因此Yb³⁺之含有率更佳為1.5%以上，進而更佳為2.0%以上。又，更佳為9.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為7.0%以下。

Yb³⁺可使用例如Yb₂O₃等作為原料而含於玻璃內。

<Lu³⁺>

本發明之光學玻璃有時含有Lu³⁺。Lu³⁺具有提高玻璃之折射率，並且使異常色散性不易降低，進而提高耐失透性的性質。

由於上述性質較強，因此Lu³⁺之含有率更佳為1.5%以上，進而更佳為2.0%以上。又，更佳為9.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為7.0%以下。

Lu³⁺可使用例如Lu₂O₃等作為原料而含於玻璃內。

<Zn²⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Zn²⁺作為任意成分。Zn²⁺具有抑制磨損度，提高折射率之性質。然而，若過量含有Zn²⁺，則玻璃之穩定性容易惡化，因此較佳為6.5%以下，更佳為6.0%以下，進而更佳為5.5%以下。又，即使不含Zn²⁺亦可獲得本發明之玻璃，因此自此方面而言，亦可不含Zn²⁺。

Zn²⁺可使用例如Zn(PO₃)₂、ZnO、ZnF₂等作為原料而含於玻璃內。

<Si⁴⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Si⁴⁺作為任意成分。Si⁴⁺具有於含有特定量時會提高玻璃之耐失透性，提高折射率，並且使磨損度降低而提高加工性之性質。

由於上述性質增強，因此Si⁴⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Si⁴⁺可使用例如SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作為原料而含於玻璃內。

<B³⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有B³⁺作為任意成分。B³⁺具有於含有特定量時會提高玻璃之耐失透性，提高折射率，並且使磨損度降低而提高加工性，進而使化學耐久性不易惡化，減少玻璃上紋理之形成的性質。

由於上述性質較強，因此B³⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

B³⁺可使用例如H₃BO₃、Na₂B₄O₇、BPO₄等作為原料而含於玻璃內。

<Li⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Li⁺作為任意成分。Li⁺具有維持玻璃形成時之耐失透性，並且降低玻璃轉移點(Tg)之性質。

由於上述性質較強，因此Li⁺之含有率較佳為20.0%以下，更佳為15.0%以下，進而更佳為10.0%以下。

Li⁺可使用例如Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作為原料而含於玻璃內。

<Na⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Na⁺作為任意成分。Na⁺具有維持玻璃形成時之耐失透性，並且降低玻璃轉移點(Tg)之性質。

由於上述性質較強，因此Na⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Na⁺可使用例如Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等作為原料而含於玻璃內。

<K⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有K⁺作為任意成分。K⁺具有維持玻璃形成時之耐失透性，並且降低玻璃轉移點(Tg)之性質。

由於上述性質較強，因此K⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

K⁺可使用例如K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等作為原料而含於玻璃內。

<Rn⁺>

本發明之光學玻璃中，Rn⁺(Rn⁺係選自由Li⁺、Na⁺及K⁺所組成之群中之至少一者)之總含有率較佳為20.0%以下，更佳為15.0%以下，進而更佳為10.0%以下。

<Nb⁵⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Nb⁵⁺作為任意成分。Nb⁵⁺具有提高玻璃之折射率，提高化學耐久性，進而抑制阿貝數降低，且抑制熔融溫度上升之性質。

由於上述性質較強，因此Nb⁵⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Nb⁵⁺可使用例如Nb₂O₅等作為原料而含於玻璃內。

<Ti⁴⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Ti⁴⁺作為任意成分。Ti⁴⁺具有提高玻璃之折射率，降低著色的性質。

由於上述性質較強，因此Ti⁴⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Ti⁴⁺可使用例如TiO₂等作為原料而含於玻璃內。

<Zr⁴⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Zr⁴⁺作為任意成分。Zr⁴⁺具有提高玻璃之折射率，提高玻璃之機械強度之性質。

由於上述性質較強，因此Zr⁴⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Zr⁴⁺可使用例如ZrO₂、ZrF₄等作為原料而含於玻璃內。

<Ta⁵⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Ta⁵⁺作為任意成分。Ta⁵⁺具有提高玻璃之折射率的性質。

由於上述性質較強，因此Ta⁵⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Ta⁵⁺可使用例如Ta₂O₅等作為原料而含於玻璃內。

<W⁶⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有W⁶⁺作為任意成分。W⁶⁺具有提高玻璃之折射率，進而抑制阿貝數降低之性質。

由於上述性質較強，因此W⁶⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

W⁶⁺可使用例如WO₃等作為原料而含於玻璃內。

<Ge⁴⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Ge⁴⁺作為任意成分。Ge⁴⁺具有提高玻璃之折射率，且提高玻璃之耐失透性之性質。

由於上述性質變得顯著，因此Ge⁴⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Ge⁴⁺可使用例如GeO₂等作為原料而含於玻璃內。

<Bi³⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Bi³⁺作為任意成分。Bi³⁺具有提高玻璃之折射率，降低玻璃轉移點之性質。

由於上述性質較強，因此Bi³⁺之含有率較佳為10.0%以下，更佳為8.0%以下，進而更佳為5.0%以下。

Bi³⁺可使用例如Bi₂O₃等作為原料而含於玻璃內。

<Te⁴⁺>

本發明之光學玻璃亦可含有Te⁴⁺作為任意成分。Te⁴⁺具有可提高玻璃之折射率，不易失透，且抑制著色的性質。

由於上述性質較強，因此Te⁴⁺之含有率較佳為15.0%以下，更佳為10.0%以下，進而更佳為8.0%以下，再進而更佳為5.0%以下。

Te⁴⁺可使用例如TeO₂等作為原料而含於玻璃內。

[關於陰離子成分] <F^->

本發明之光學玻璃含有F^-。F^-具有提高玻璃之異常色散性及阿貝數，進而使玻璃不易失透之性質。

由於上述性質較強，因此F^-之含有率以陰離子百分比表示，較佳為15.0~40.0%。又，更佳為18.0%以上，進而更佳為20.0%以上。又，更佳為35.0%以下，進而更佳為33.0%以下。

F^-可使用例如AlF₃、MgF₂、BaF₂等之各種陽離子成分之氟化物作為原料而含於玻璃內。

<O^2->

本發明之光學玻璃含有O^2-。O^2-具有抑制玻璃之磨損度之性質且為形成網目構造所必需之成分。

O^2-之含有率與F^-之含有率之總以陰離子百分比表示，較佳為98.0%以上，更佳為99.0%以上，進而更佳為100%。係因為可獲得穩定玻璃之故。

O^2-可使用例如Al₂O₃、MgO、BaO等之各種陽離子成分之氧化物，Al(PO)₃、Mg(PO)₂、Ba(PO)₂等之各種陽離子成分之磷酸鹽等作為原料而含於玻璃內。

於本發明之光學玻璃中，可於不損及本發明之玻璃特性之範圍內，視需要添加其他成分。

[關於不應含有之成分]

其次，說明本發明之光學玻璃中所不應含有之成分、以及不宜含有之成分。

除Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Lu以外，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及Mo等過渡金屬之陽離子具有即使於分別單獨或複合地含有少量之情形時玻璃亦會著色，從而於可見光區域內之特定波長產生吸收之性質，因此特別是於使用可見光區域之波長之光學玻璃中，實質上不含為宜。

又，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be及Se之陽離子，近年來作為有害化學物質而處於控制使用之傾向，不僅玻璃之製造步驟，而且加工步驟，乃至製品化後之處理，均必需採取環境保護方面之措施。因此，於注重環境方面之影響之情形時，除不可避免之混入以外，實質上不含該等物質為宜。藉此，光學玻璃中實質上不含污染環境之物質。因此，即使不採取特殊之環境保護方面之措施，亦可製造、加工及廢棄該光學玻璃。

又，Sb雖然可有效用作消泡劑，但是近年來，Sb作為會對環境造成不利影響之成分而存在不含於光學玻璃中之傾向，自此方面而言，不含Sb為宜。

綜上所述，揭示本發明之光學玻璃之較佳態樣。

本發明之光學玻璃較佳為如下者：作為陽離子成分，以陽離子百分比表示，含有：

P⁵⁺：25~50%

Al³⁺：5~15%

Ca²⁺：1~8%

R²⁺：30~70%

Gd³⁺：大於0%且10.0%以下

Ln³⁺：大於1.1%且10.0%以下；作為陰離子成分，以陰離子百分比表示，含有：F^-：15~40%；折射率(nd)≧1.55，阿貝數(νd)≧55。

又，進而，更佳為Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺之各陽離子成分之含有率滿足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)>0.74之關係的光學玻璃。

[製造方法]

對本發明之光學玻璃之製造方法並無特別限定。例如，可藉由如下方法製造：將上述原料以使得各成分為特定含有率之範圍內之方式加以均勻混合，將所製作之混合物投入至石英坩堝或氧化鋁坩堝或鉑坩堝中加以粗熔融後，置入鉑坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中於900~1200℃之溫度範圍熔融2~10小時，經攪拌均質化而進行消泡處理等之後，降至850℃以下之溫度，隨後進行精細攪拌去除紋理，並澆入於模具中加以緩冷。

[物性]

本發明之光學玻璃中，以局部色散比(θg，F)為特徵。因此，容易獲得可高精度地修正色差之光學玻璃。

局部色散比(θg，F)較佳為0.535以上，更佳為0.538以上，進而更佳為0.540以上，再進而更佳為0.542以上。

再者，局部色散比(θg，F)係指根據日本光學玻璃工業會標準JOGIS01-2003測定所得之值。

又，本發明中所謂之局部色散比，係指於短波長區域內之局部色散比。

本發明之光學玻璃中，異常色散性(Δθg，F)較高。因此，容易獲得可高精度地修正色差之透鏡。

異常色散性(Δθg，F)較佳為0.006以上，更佳為0.008以上，進而更佳為0.010以上，進而更佳為0.011以上，進而更佳為0.012以上，再進而更佳為0.013以上。

此處，對局部色散比(θg，F)及異常色散性(Δθg，F)進行說明，其後，更詳細地說明本發明之光學玻璃之物性中之特徵。

首先，說明局部色散比(θg，F)。

所謂局部色散比(θg，F)，係表示折射率之波長依存性中某兩個波長區域內的折射率之差之比例者，可由下式(1)表示。

θg，F=(n_g-n_F)/(n_F-n_C)......　式(1)

此處，n_g係指於g線(435.83 nm)之折射率，n_F係指於F線(486.13 nm)之折射率，n_C係指於C線(656.27 nm)之折射率。

並且，若將該局部色散比(θg，F)與阿貝數(νd)之關係繪製於XY圖表上，則於一般之光學玻璃之情形時，大致係繪製於被稱為正規線之直線上。所謂正規線，係指於將局部色散比(θg，F)作為縱軸，且將阿貝數(νd)作為橫軸之XY圖表上(正交座標上)，對NSL7與PBM2之局部色散比及阿貝數作圖將兩點向右上連結之直線(參照圖1)。成為正規線之基準的正規玻璃(normal glass)會因每個光學玻璃製造商而不同，但各公司均係以大致相等之斜率及截矩進行定義(NSL7與PBM2為Ohara股份有限公司製造之光學玻璃，NSL7之阿貝數(νd)為60.5，局部色散比(θg，F)為0.5436，PBM2之阿貝數(νd)為36.3，局部色散比(θg，F)為0.5828)。

相對於如上所述之局部色散比(θg，F)，所謂異常色散性(Δθg，F)，係表示局部色散比(θg，F)及阿貝數(νd)之作圖自正規線沿縱軸方向相離何種程度者。由異常色散性(Δθg，F)較大之玻璃所成之光學元件具有可在藍色附近之波長範圍，修正因其他透鏡所產生之色差之性質。

又，於中低色散區域(阿貝數為55左右以上之區域)中，先前存在阿貝數(νd)越大，異常色散性(Δθg，F)越大之傾向。進而，存在難以使磨損度為510以下，並且使異常色散性維持在高程度之傾向。

本發明者經積極研究，已成功開發出異常色散性(Δθg，F)相對於阿貝數(νd)之值較先前者更高之光學玻璃。

例如，若為後文中作為實施例而揭示之較佳態樣之光學玻璃，則可獲得於阿貝數(νd)為66~68左右之情形時，局部色散比(θg，F)為0.545以上，異常色散性(Δθg.F)亦為0.013以上之光學玻璃。如此之局部色散比(θg，F)及異常色散性(Δθg，F)之值，與具有同等程度之阿貝數(νd)之先前者相較，顯然為更高之值。

本發明之光學玻璃具有高折射率(nd)，並且具有低色散性(高阿貝數)。

折射率(nd)為1.55以上，較佳為1.56以上，更佳為1.57以上。

阿貝數(νd)為55以上，較佳為58以上，更佳為60以上，進而更佳為66以上。

本發明之光學玻璃由於具備如上所述之折射率(nd)及阿貝數(νd)，故光學設計之自由度擴大，進而即便使元件體型變薄，亦可獲得較大之光折射量。

再者，折射率(nd)及阿貝數(νd)係指根據日本光學玻璃工業會標準JOGIS01-2003測定所得之值。

本發明之光學玻璃的磨損度較低。因此，可降低光學玻璃之超出所需之磨損或損傷，使得對光學玻璃之研磨加工中之處理變得容易，從而易於進行研磨加工。

磨損度較佳為510以下，更佳為500以下，進而更佳為490以下，進而更佳為480以下，進而更佳為470以下，進而更佳為460以下，進而更佳為450以下，進而更佳為440以下，進而更佳為430以下，再進而更佳為420以下。

另一方面，若磨損度過低，則反而存在研磨加工困難之傾向。因此，磨損度較佳為80以上，更佳為100以上，進而更佳為120以上。

再者，所謂磨損度，係指依據「JOGIS10-1994光學玻璃之磨損度之測定方法」測定所得之值。

[預製件及光學元件]

本發明之光學玻璃適用於各種光學元件及光學設計，其中特佳為由本發明之光學玻璃形成預製件，對該預製件使用研磨加工或精密壓製成形等之方法，製作透鏡、稜鏡、平面鏡等之光學元件。藉此，在用於如照相機或投影儀等之於光學元件透射可見光之光學設備時，可實現高精細且高精度之成像特性，並且可實現該等光學設備中之光學系統小型化。此處，對製造預製件材之方法並無特別限定，既可使用如例如日本專利特開平8-319124中所記載之玻璃坯之成形方法、或者日本專利特開平8-73229中所記載之光學玻璃之製造方法及製造裝置般由熔融玻璃直接製造預製件材之方法，又，亦可使用對由光學玻璃所形成之條狀材料進行磨削研磨等之冷加工而製造之方法。

[實施例]

表1表示作為本發明之光學玻璃的實施例1~5之玻璃之組成、折射率(nd)、阿貝數(νd)、局部色散比(θg，F)、異常色散性(Δθg，F)、磨損度及比重(g/cm³)。

本發明之實施例1~5之光學玻璃均係選擇各自相當之氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、偏磷氧化物等之通常之氟磷酸鹽玻璃中所使用之高純度原料作為各成分之原料，以成為表1所示之各實施例之組成之比例的方式進行秤量並均勻混合後，投入至鉑坩堝，根據玻璃組成之熔融難易度在電爐內於900~1200℃之溫度範圍熔解2~10小時，經攪拌均質化而進行消泡處理等之後，將溫度降至850℃以下，隨後澆鑄至模具進行緩冷而製作玻璃。

此處，關於實施例1~5之光學玻璃之折射率(nd)、阿貝數(νd)及局部色散比(θg，F)，係根據日本光學玻璃工業會標準JOGIS01-2003來測定。再者，作為本測定中所使用之玻璃，係使用退火條件設為緩冷下降速度-25℃/hr，藉由緩冷爐進行處理者。並且，根據所測定之阿貝數(νd)中位於圖1之正規線上之局部色散比(θg，F)之值與所測定之局部色散比(θg，F)之值的差，求出異常色散性(Δθg，F)。

又，磨損度係依據「JOGIS10-1994光學玻璃之磨損度之測定方法」而測定。亦即，將30×30×10 mm之大小之玻璃方板之試樣載置於自水平地每分鐘旋轉60次之鑄鐵製平面盤(250 mmΦ)之距離中心80 mm之固定位置，一面垂直施加9.8 N(1 kgf)之荷重，一面經5分鐘勻速地供給於20 mL之水中添加有10 g之#800(平均粒徑20 μm)之研磨材料(氧化鋁質A研磨粒)之研磨液而使其摩擦，測定研磨前後之試樣質量，求出磨損質量。以相同方式，求出由日本光學玻璃工業會所指定之標準試樣之磨損質量，並根據下式進行計算。

根據磨損度={(試樣之磨損質量/比重)/(標準試樣之磨損質量/比重)}×100

又，比重係表示相對於在+4℃之純水的值，藉由阿基米德法而求出。

如表1所示，本發明之實施例之光學玻璃均係折射率(nd)為1.55以上，阿貝數(νd)為55以上。

又，具體而言，於所有實施例中均係折射率(nd)為1.59以上，且阿貝數(νd)為66以上。又，局部色散比(θg，F)為0.545以上，異常色散性(Δθg，F)為0.013以上。

如此之局部色散比(θg，F)及異常色散性(Δθg，F)之值，相較於具有同等程度之阿貝數(νd)之先前者，為顯著更高之值。

此外，所有實施例之磨損度均為510以下。

又，比重為4.22以下。

進而，使用本發明之實施例之光學玻璃，形成研磨加工用預製件後進行磨削及研磨，加工成透鏡及稜鏡之形狀。又，使用本發明之實施例之光學玻璃形成精密壓製成形用預製件，對精密壓製成形用預製件進行精密壓製成形加工而加工成透鏡及稜鏡之形狀。所有情況均可加工成各種透鏡及稜鏡之形狀。

圖1係表示以局部色散比(θg，F)為縱軸且以阿貝數(νd)為橫軸之正交座標上所表示之正規線之圖。

Claims (9)

1. 一種光學玻璃，其中作為陽離子成分，含有選自由P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺係選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺所組成之群中之至少一者)以及Mg²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一者；Ln³⁺之總含有率以陽離子百分比表示為大於1.1%且10.0%以下；Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺及Lu³⁺之各陽離子成分之含有率滿足如下關係：Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)>0.74；作為陰離子成分，含有F^-；折射率(nd)≧1.55，阿貝數(νd)≧55。
2. 如請求項1之光學玻璃，其中作為陽離子成分，以陽離子百分比表示，含有：P⁵⁺：25~50% Al³⁺：5~15% Ca²⁺：1~8% R²⁺：30~70%(R²⁺係指Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)；Gd³⁺：大於0%且10.0%以下；作為陰離子成分，以陰離子百分比表示，含有：F^-：15~40%。
3. 如請求項1或2之光學玻璃，其中R²⁺之總含有率以陽離子百分比表示為33~70%。
4. 如請求項1或2之光學玻璃，其中不含Sb。
5. 如請求項1或2之光學玻璃，其中不含Y。
6. 如請求項1或2之光學玻璃，其中磨損度為510以下。
7. 一種光學元件，其包含如請求項1至6中任一項之光學玻璃。
8. 一種研磨加工用及/或精密壓製成形用之預製件，其包含如請求項1至6中任一項之光學玻璃。
9. 一種光學元件，其係精密壓製如請求項8之預製件而成者。