TWI564263B - Optical glass, optical elements and preforms - Google Patents

Description

光學玻璃、光學元件及預成形體

本發明係關於一種光學玻璃、光學元件及預成形體。

近年來，使用光學系統之機器正向數位化及高精細化方向急速發展，對於以數位相機及視訊攝影機等攝影器材為首之各種光學儀器所使用的透鏡等光學元件之高精度化、輕量化及小型化之要求日漸提高。

尤其是以研削及研磨法製作非球面透鏡時，成本高且效率低，因此作為非球面透鏡之製造方法，對切斷、研磨玻璃膏球(gob)或玻璃磚(glass block)而成之預成形材料進行加熱並使之軟化，利用具有高精度之面之成形模具對其進行加壓成形，藉此省略研削、研磨步驟，而實現低成本、大量生產。

作為此種加壓成形所使用之光學玻璃，例如已知有專利文獻1中所代表之玻璃。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-234753號公報

然而，記載於專利文獻1之光學玻璃中，於進行加壓成形時會大量產生玻璃之破裂及裂痕。此處，加壓成形後產生破裂及裂痕之玻璃 已無法用作光學元件。因此，期待開發出一種可減少加壓成形時之破裂及裂痕之光學玻璃。

本發明係鑒於上述問題而成者，其目的在於提供一種可減少加壓成形時之玻璃之破裂及裂痕，進而可提高光學元件之生產性的光學玻璃、以及使用其之預成形體及光學元件。

本發明者等人為了解決上述課題而反覆努力試驗研究，結果發現：藉由使用玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間之溫度範圍內的線膨脹係數之最大值(α_max)較小之光學玻璃，可減少加壓成形時之玻璃之破裂及裂痕，從而完成本發明。具體而言，本發明提供以下內容。

(1)一種光學玻璃，其於玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間之溫度範圍內的線膨脹係數之最大值(α_max)為1500×10^-7 K^-1以下。

(2)如(1)之光學玻璃，其含有P⁵⁺、Al³⁺及Ca²⁺作為陽離子成分且含有O^2-及F^-作為陰離子成分。

(3)如(1)或(2)之光學玻璃，其含有以陽離子%(莫耳%)表示而為15.0~55.0%之P⁵⁺、5.0~30.0%之Al³⁺及0.1~35.0%之Ca²⁺。

(4)如(1)至(3)中任一項之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Mg²⁺之含有率為0~20.0%，Li⁺之含有率為0~10.0%。

(5)如(1)至(4)中任一項之光學玻璃，其中Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計量(陽離子%)為20.0%以下。

(6)如(1)至(5)中任一項之光學玻璃，其中以陰離子%(莫耳%)表示，F^-之含有率為30.0~80.0%，O^2-之含有率為20.0~70.0%。

(7)如(1)至(6)中任一項之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Sr²⁺之含有率為0~30.0%，Ba²⁺之含有率為0~30.0%。

(8)如(1)至(7)中任一項之光學玻璃，其中Sr²⁺含有率及Ba²⁺含有率之合計相對於Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計的比((Sr²⁺+Ba²⁺)/(Mg²⁺+Li⁺))為10.0以下。

(9)如(1)至(8)中任一項之光學玻璃，其中選自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(R²⁺：陽離子%)為30.0~70.0%。

(10)如(1)至(9)中任一項之光學玻璃，其中Ca²⁺之含有率相對於選自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(R²⁺：陽離子%)的比(Ca²⁺/R²⁺)為0.10以上。

(11)如(1)至(10)中任一項之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，La³⁺之含有率為0~10.0%，Gd³⁺之含有率為0~10.0%，Y³⁺之含有率為0~10.0%，Yb³⁺之含有率為0~10.0%。

(12)如(1)至(11)中任一項之光學玻璃，其中選自由La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(Ln³⁺：陽離子%)為0~20.0%。

(13)如(1)至(12)中任一項之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Na⁺之含有率為0~10.0%，K⁺之含有率為0~10.0%。

(14)如(1)至(13)中任一項之光學玻璃，其中選自由Li⁺、Na⁺及K⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(Rn⁺：陽離子%)為20.0%以下。

(15)如(1)至(14)中任一項之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Si⁴⁺之含有率為0~10.0%，B³⁺之含有率為0~15.0%，Zn²⁺之含有率為0~30.0%，Ti⁴⁺之含有率為0~10.0%，Nb⁵⁺之含有率為0~10.0%，W⁶⁺之含有率為0~10.0%，Zr⁴⁺之含有率為0~10.0%，Ta⁵⁺之含有率為0~10.0%，Ge⁴⁺之含有率為0~10.0%，Bi³⁺之含有率為0~10.0%，Te⁴⁺之含有率為0~15.0%。

(16)一種光學元件，其包含如(1)至(15)中任一項之光學玻璃。

(17)一種研磨加工用及/或精密加壓成形用之預成形體，其包含如(1)至(15)中任一項之光學玻璃。

(18)一種光學元件，其係將如(17)之預成形體精密加壓而成者。

根據本發明，加壓成形後玻璃變得難以產生破裂及裂痕，因此可提供可提高光學元件之生產性的光學玻璃、以及使用其之預成形體及光學元件。

本發明之光學玻璃於玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)為1500×10^-7 K^-1以下。藉此，即使加熱至高於玻璃轉移點之溫度進行加壓成形，加壓成形後之玻璃亦變得難以破裂，亦變得難以產生裂痕。因此，尤其於光學元件之製作步驟中之將玻璃加壓成形之步驟中，可減少破裂或產生裂痕之玻璃，藉此可提高光學元件之生產性。

以下，對本發明之光學玻璃進行說明。本發明並不限定於以下之態樣，可於本發明目的之範圍內施加適當改變而實施。再者，對於重複說明之處有時適當省略，但並非限制發明之主旨。

<玻璃成分>

本發明之光學玻璃藉由使玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)為特定值以下，可解決預期之課題，因此從本質上而言並非由其組成所限定。即，並不限定於如以下特定之氟磷酸鹽玻璃，例如即使為含有B₂O₃或SiO₂、P₂O₅等作為玻璃構成成分之類的包含其他組成系之玻璃，只要具有所需之線膨脹係數之最大值(α_max)，則含有於本案發明之光學玻璃中。

其中，本發明者等人此次發現：對於含有P⁵⁺、Al³⁺及Ca²⁺作為陽離子成分且含有O^2-及F^-作為陰離子成分的氟磷酸鹽玻璃，尤其是藉由含有Ca²⁺作為陽離子成分且減少作為陰離子成分之O^2-，可使線膨脹係數之最大值成為特定值以下。

即，較佳為使用此種氟磷酸鹽玻璃作為本案發明之光學玻璃。藉此，可獲得線膨脹係數之最大值較小之玻璃，因此可減少加壓成形後之玻璃之破裂及裂痕。

以下，對構成較佳地用作線膨脹係數之最大值為特定值以下之玻璃的氟磷酸鹽玻璃之各成分進行說明。

於本說明書中，各成分之含有率只要無特別說明，則均以基於莫耳比之陽離子%或陰離子%表示。此處，「陽離子%」及「陰離子%」(以下，有時表記為「陽離子%(莫耳%)」及「陰離子%(莫耳%)」)係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，對於各自成分將合計比率設為100莫耳%，而表記玻璃中所含之各成分之含有率的組成。

再者，各成分之離子價僅僅是為方便起見而使用代表值，因此並非與其他離子價加以區分者。光學玻璃中所存在之各成分之離子價可能為代表值以外。例如，P通常以離子價為5價之狀態存在於玻璃中，因此於本說明書中表示為「P⁵⁺」，但可能會以其他離子價狀態而存在。如此，即使嚴格而言係以其他離子價狀態存在者，於本說明書中，亦視為各成分以代表值之離子價存在於玻璃中。

[關於陽離子成分]

P⁵⁺由於為玻璃形成成分，故而作為必須成分應含有超過0%。尤其是藉由含有15.0%以上之P⁵⁺，可形成穩定之玻璃，藉此可進一步提高玻璃之耐失透性。因此，P⁵⁺之含有率之下限較佳為15.0%，更佳為20.0%，進而較佳為23.0%。

另一方面，藉由將P⁵⁺之含有率設為55.0%，可抑制由P⁵⁺引起之折射率及阿貝數之降低。因此，P⁵⁺之含有率之上限較佳為55.0%，更佳為48.0%，進而較佳為40.0%，進而較佳為35.0%，進而較佳為32.0%。

P⁵⁺可使用Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、Zn(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作為原料。

Al³⁺藉由有助於形成玻璃之微細構造之骨架而提高耐失透性，因此作為必須成分應含有超過0%。尤其是藉由含有5.0%以上之Al³⁺，可進一步提高玻璃之耐失透性。因此，Al³⁺之含有率之下限較佳為 5.0%，更佳為10.0%，進而較佳為13.0%，進而較佳為16.0%。

另一方面，藉由將Al³⁺之含有率設為30.0%以下，可抑制由Al³⁺引起之折射率及阿貝數之降低。因此，Al³⁺之含有率之上限較佳為30.0%，更佳為25.0%，進而較佳為23.0%。

Al³⁺可使用Al(PO₃)₃、AlF₃、Al₂O₃等作為原料。

Ca²⁺由於可降低玻璃之線膨脹係數之最大值，使玻璃之耐失透性提高，且抑制折射率之降低，因此作為必須成分應含有超過0%。因此，Ca²⁺之含有率較佳為超過0%，更佳為以0.1%為下限，亦可進而較佳為超過1.0%，進而較佳為超過4.0%，進而較佳為超過5.0%，進而較佳為超過7.0%，進而較佳為超過10.0%，進而較佳為超過12.0%，進而較佳為超過15.0%，進而較佳為超過20.0%。

另一方面，藉由將Ca²⁺之含有率設為35.0%以下，可抑制由過量含有Ca²⁺所引起的玻璃之耐失透性及折射率之降低。因此，Ca²⁺之含有率之下限較佳為35.0%，更佳為30.0%，進而較佳為28.0%。又，Ca²⁺之含有率之上限亦可較佳為22.0%，更佳為18.0%，進而較佳為15.0%，進而較佳為12.0%。

Ca²⁺可使用Ca(PO₃)₂、CaCO₃、CaF₂等作為原料。

Mg²⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之耐失透性的任意成分。

另一方面，藉由將Mg²⁺之含有率設為20.0%以下，可降低玻璃之線膨脹係數之最大值，且抑制玻璃之折射率之降低。因此，Mg²⁺之含有率之上限較佳為20.0%，更佳為15.0%，進而較佳為13.0%，進而較佳為11.0%。

Mg²⁺可使用MgO及MgF₂等作為原料。

Li⁺係於含有超過0%之情形時可將形成玻璃時之耐失透性維持為較高，並且降低玻璃轉移點之任意成分。

另一方面，藉由將Li⁺之含有率設為10.0%以下，可降低玻璃之線膨脹係數之最大值。又，可抑制折射率之降低及化學耐久性之惡化。因此，Li⁺之含有率更佳為以10.0%為上限，更佳為未達7.0%，進而較佳為未達4.0%，進而較佳為未達1.0%。

Li⁺可使用Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作為原料。

Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計量較佳為20.0%以下。

尤其是藉由將該合計量設為20.0%以下，可降低玻璃之線膨脹係數之最大值，且可提高玻璃之可見光透射率從而減少著色。因此，陽離子%之合計量(Mg²⁺+Li⁺)之上限較佳為20.0%，更佳為18.0%，進而較佳為15.0%，進而較佳為11.0%。

Sr²⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之耐失透性，且抑制折射率之降低的任意成分。因此，Sr²⁺之含有率之下限亦可較佳為超過0%，更佳為1.0%，進而較佳為5.0%，進而較佳為8.0%。

另一方面，藉由將Sr²⁺之含有率設為30.0%以下，可抑制由過量含有Sr²⁺所引起的玻璃之耐失透性及折射率之降低。因此，Sr²⁺之含有率之上限較佳為30.0%，更佳為25.0%，進而較佳為21.0%。

Sr²⁺可使用Sr(NO₃)₂、SrF₂等作為原料。

Ba²⁺係於含有超過0%之情形時一面提高玻璃之耐失透性，一面維持低分散性，且提高折射率之任意成分。因此，Ba²⁺之含有率之下限亦可較佳為超過0%，更佳為1.0%，進而較佳為2.0%，進而較佳為4.0%。

另一方面，藉由將Ba²⁺之含有率設為30.0%以下，可抑制由過量含有Ba²⁺所引起的玻璃之耐失透性之降低。因此，Ba²⁺之含有率較佳為將30.0%設為上限，更佳為未達20.0%，進而較佳為未達15.0%，進而較佳為未達10.0%，進而較佳為未達9.0%。

Ba²⁺可使用Ba(PO₃)₂、BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等作為原料。

本發明之光學玻璃中，Sr²⁺含有率及Ba²⁺含有率之合計相對於Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計的比較佳為10.0以下。藉此，可降低玻璃之線膨脹係數之最大值，且可提高玻璃之耐失透性。因此，陽離子比(Sr²⁺+Ba²⁺)/(Mg²⁺+Li⁺)之上限較佳為10.0，更佳為8.0，進而較佳為6.18，進而較佳為6.0，進而較佳為4.0。

於本發明中，R²⁺係指選自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一種。於本發明之光學玻璃中，藉由將R²⁺之合計含有率設為70.0%以下，可降低由過量含有R²⁺所引起之失透。因此，R²⁺之合計含有率之上限較佳為70.0%，更佳為65.0%，更佳為60.0%，進而較佳為55.0%。

另一方面，藉由包含30.0%以上之R²⁺，可獲得耐失透性更高之玻璃。因此，R²⁺之合計含有率之下限較佳為30.0%，更佳為40.0%，進而較佳為45.0%，進而較佳為48.0%，進而較佳為50.0%。

於本發明之光學玻璃中，Ca²⁺之含有率相對於R²⁺之合計含有率的比較佳為0.10以上。藉此，可一面維持高耐失透性，一面降低玻璃之線膨脹係數之最大值。因此，陽離子比(Ca²⁺/R²⁺)之下限較佳為0.10，更佳為0.20，進而較佳為0.30，進而較佳為0.40。

另一方面，該比率之上限亦可為1.00，但就進一步提高耐失透性之觀點而言，上限亦可較佳為0.90、更佳為0.80，進而較佳為0.70。又，該比率之上限亦可較佳為0.44，更佳為0.38，進而較佳為0.27，進而較佳為0.24。

又，於本發明之光學玻璃中，Ca²⁺之含有率相對於Sr²⁺之含有率的比較佳為1.00以上。藉此，可一面維持高耐失透性，一面降低玻璃之線膨脹係數之最大值。因此，陽離子比(Ca²⁺/Sr²⁺)之下限亦可較佳為1.00，更佳為1.05，進而較佳為1.18。

另一方面，就進一步提高耐失透性之觀點而言，該比率之上限 亦可較佳為3.00，更佳為2.00，進而較佳為1.50。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺係於其中至少任一者含有超過0%之情形時一面維持高折射率及高阿貝數，一面提高耐失透性之任意成分。

另一方面，藉由將La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺之各自之含有率設為10.0%以下，因昂貴之該等成分之含有率減少，故而可降低玻璃之材料成本。又，可降低由過量含有該等成分所引起之失透。因此，La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺之各自之含有率較佳為以10.0%為上限，更佳為以5.0%為上限，進而較佳為未達3.0%，進而較佳為未達1.0%，進而較佳為以0.5%上限。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺可使用La₂O₃、LaF₃、Gd₂O₃、GdF₃、Y₂O₃、YF₃及Yb₂O₃等作為原料。

於本發明中，Ln³⁺係指選自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺及Yb³⁺所組成之群中之至少1種。於本發明之光學玻璃中，藉由將Ln³⁺之合計含有率設為20.0%以下，因昂貴之Ln³⁺之含有率減少，故而可降低玻璃之材料成本。又，可降低由過量含有Ln³⁺所引起之失透。因此，Ln³⁺之合計含有率較佳為以20.0%為上限，更佳為以10.0%為上限，進而較佳為未達3.0%，進而較佳為未達1.0%，進而較佳為未達0.6%。

再者，亦可不含有Ln³⁺，但為了一面維持高折射率及高阿貝數一面提高耐失透性，亦可含有超過0%之Ln³⁺。

Na⁺及K⁺係於含有超過0%之情形時一面將玻璃之耐失透性維持為較高，一面降低玻璃轉移點之任意成分。

另一方面，藉由將Na⁺及K⁺之各自之含有率設為10.0%以下，可抑制折射率之降低及化學耐久性之惡化。因此，Na⁺及K⁺之各自之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Na⁺及K⁺可使用Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆、K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂及K₂SiF₆等作為原料。

於本發明中，Rn⁺係指選自由Li⁺、Na⁺及K⁺所組成之群中之至少一種。於本發明之光學玻璃中，藉由將Rn⁺之合計含有率設為20.0%以下，可抑制玻璃之折射率之降低及化學耐久性之惡化。因此，Rn⁺之合計含有率之上限較佳為20.0%，更佳為10.0%，進而較佳為5.0%。

另一方面，亦可不含有Rn⁺，但藉由含有超過0%之Rn⁺，可提高耐失透性，且降低玻璃轉移點。因此，Rn⁺之合計含有率亦可較佳為超過0%，更佳為以0.1%為下限，進而較佳為以0.3%為下限。

Si⁴⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之耐失透性，提高折射率，且降低磨耗度之任意成分。

另一方面，藉由將Si⁴⁺之含有率設為10.0%以下，可降低由過量含有Si⁴⁺所引起之失透。因此，Si⁴⁺之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Si⁴⁺可使用SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作為原料。

B³⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之折射率與耐失透性之任意成分。

另一方面，藉由將B³⁺之含有率設為15.0%以下，可抑制化學耐久性之惡化。因此，B³⁺之含有率之上限較佳為15.0%，更佳為10.0%，進而較佳為5.0%。

B³⁺可使用H₃BO₃、Na₂B₄O₇及BPO₄等作為原料。

Zn²⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之耐失透性之任意成分。

另一方面，藉由將Zn²⁺之含有率設為30.0%以下，可抑制折射率之降低。因此，Zn²⁺之含有率之上限較佳為30.0%，更佳為25.0%，進而較佳為10.0%，進而較佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Zn²⁺可使用Zn(PO₃)₂、ZnO、ZnF₂等作為原料。

Nb⁵⁺、Ti⁴⁺及W⁶⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之折射率 之任意成分。並且，Nb⁵⁺係於含有超過0%之情形時可提高化學耐久性之成分。又，W⁶⁺係於含有超過0%之情形時可降低玻璃轉移點之成分。

另一方面，藉由將Nb⁵⁺、Ti⁴⁺及W⁶⁺各自之含有率設為10.0%以下，可抑制阿貝數之降低，且可抑制由玻璃之著色引起之可見光透射率之降低。因此，Nb⁵⁺、Ti⁴⁺及W⁶⁺之各自之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Nb⁵⁺、Ti⁴⁺及W⁶⁺可使用Nb₂O₅、TiO₂、WO₃等作為原料。

Zr⁴⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之折射率之任意成分。

另一方面，藉由將Zr⁴⁺之含有率設為10.0%，可抑制由玻璃中之成分之揮發而引起的玻璃之條紋。因此，Zr⁴⁺之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Zr⁴⁺可使用ZrO₂、ZrF₄等作為原料。

Ta⁵⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之折射率之任意成分。

另一方面，藉由將Ta⁵⁺之含有率設為10.0%以下，可降低玻璃之失透。因此，Ta⁵⁺之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Ta⁵⁺可使用Ta₂O₅等作為原料。

Ge⁴⁺係於含有超過0%之情形時提高玻璃之折射率，且提高耐失透性之任意成分。

另一方面，藉由將Ge⁴⁺之含有率設為10.0%以下，因昂貴之Ge⁴⁺之含有率減少，故而可降低玻璃之材料成本。因此，Ge⁴⁺之含有率較佳為設為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。

Ge⁴⁺可使用GeO₂等作為原料。

Bi³⁺及Te⁴⁺係於含有超過0%之情形時可提高玻璃之折射率，且降 低玻璃轉移點之任意成分。

另一方面，藉由將Bi³⁺之含有率設為10.0%以下，及/或將Te⁴⁺之含有率設為15.0%以下，可抑制玻璃之失透及由著色引起之可見光透射率之降低。因此，Bi³⁺之含有率之上限較佳為10.0%，更佳為5.0%，進而較佳為3.0%。又，Te⁴⁺之含有率之上限較佳為15.0%，更佳為10.0%，進而較佳為5.0%。

Bi³⁺及Te⁴⁺可使用Bi₂O₃、TeO₂等作為原料。

[關於陰離子成分]

本發明之光學玻璃含有F^-。尤其是藉由含有30.0%以上之F^-，可提高玻璃之阿貝數，且提高玻璃之耐失透性。因此，F^-之含有率較佳為設為30.0%，更佳為40.0%，進而較佳為50.0%，進而較佳為55.0%，進而較佳為60.0%。

另一方面，藉由將F^-之含有率設為80.0%以下，可抑制玻璃之磨耗度之降低。因此，F^-之含有率之上限較佳為80.0%，更佳為75.0%，更佳為70.0%，進而較佳為67.0%。

F^-可使用AlF₃、MgF₂、BaF₂等各種陽離子成分之氟化物作為原料。

本發明之光學玻璃含有O^2-。尤其是藉由含有20.0%以上之O^2-，可抑制玻璃之失透及磨耗度之上升。因此，O^2-之含有率較佳為設為20.0%，更佳為25.0%，進而較佳為30.0%，進而較佳為33.0%。

另一方面，藉由將O^2-之含有率設為70.0%以下，可將玻璃之線膨脹係數之最大值抑制為較低，且可容易地獲得由其他陰離子成分產生之效果。因此，O^2-之含有率之上限較佳為70.0%，更佳為60.0%，進而較佳為50.0%，進而較佳為45.0%，進而較佳為40.0%。

又，就抑制玻璃之失透之觀點而言，O^2-之含有率與F^-之含有率之合計量較佳為以98.0%為下限，更佳為以99.0%為下限，進而較佳 為設為100%。

O^2-可使用Al₂O₃、MgO、BaO等各種陽離子成分之氧化物，及Al(PO)₃、Mg(PO)₂、Ba(PO)₂等各種陽離子成分之磷酸鹽等作為原料。

[關於其他成分]

於本發明之光學玻璃中，在不損害本案發明玻璃之特性之範圍內可視需要添加其他成分。

[關於不應含有之成分]

其次，對不應含有於本發明光學玻璃之成分、及含有於本發明光學玻璃中欠佳之成分進行說明。

除了Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb及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而少量含有之情形時，亦會使玻璃著色，對可見光範圍之特定波長產生吸收的性質，因此尤其於使用可見光範圍之波長之光學玻璃中較佳為實質上不包含。

Pb、As、Th、Cd、Tl、Os、Be及Se之陽離子近年來存在作為有害化學物質而控制使用之傾向，不僅對於玻璃之製造步驟，甚至對於加工步驟及製品化後之處理，亦需要環境對策方面之措施。因此，於重視環境方面之影響之情形時，較佳為排除不可避免之混入，而實質上不含有該等。藉此，光學玻璃中變得實質上不包含污染環境之物質。因此，即使不謀求特別之環境對策方面之措施，亦可製造、加工及廢棄該光學玻璃。

Sb及Ce之陽離子作為消泡劑有用，但近年來存在作為對環境產生不利影響之成分而設法使光學玻璃中不包含該等之傾向。因此，本發明之光學玻璃就該方面而言較佳為不包含Sb及Ce。

[製造方法]

本發明之光學玻璃之製造方法並無特別限定。例如，可藉由以下之方法製造：將上述原料以使各成分達到特定之含有率之範圍內之方式均勻地混合，將製成之混合物投入至石英坩堝或氧化鋁坩堝或鉑坩堝中粗熔融後，再加入至鉑坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中，於900~1200℃之溫度範圍內熔融2~10小時，攪拌均質化並進行消泡等之後，降至850℃以下之溫度，然後進行最終攪拌而去除條紋，澆鑄至模具中進行緩慢冷卻。

[物性]

於本發明之光學玻璃中，於玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)較佳為1500×10^-7 K^-1以下。藉此，即使加熱至高於玻璃轉移點的溫度並進行加壓成形，玻璃亦變得難以破裂，因此可提高光學元件之生產性。如此，作為玻璃變得難以破裂之原因，例如可列舉：加熱玻璃使之軟化時及將軟化後之玻璃加壓成形並冷卻時，根據玻璃內部之溫度差，於玻璃內部分為線膨脹係數較大之玻璃轉移點以上之高溫部與線膨脹係數較小之玻璃轉移點以下之低溫部時，高溫部之熱膨脹及熱收縮變小，藉此因高溫部之熱膨脹及熱收縮，而使對低溫部所施加之力減小。

因此，於本發明之光學玻璃中，玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)之上限較佳為1500×10^-7 K^-1，更佳為1450×10^-7 K^-1，進而較佳為1400×10^-7 K^-1。另一方面，該線膨脹係數之最大值(α_max)之下限亦可較佳為500×10^-7 K^-1，更佳為600×10^-7 K^-1，進而較佳為700×10^-7 K^-1。

再者，於本說明書中，有時將玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值僅記載為「線膨脹係數之最大值」。

本發明之光學玻璃由於藉由使玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間 之溫度範圍內的線膨脹係數之最大值(α_max)為特定值以下，可解決預期之課題，故而就本質而言不受其光學常數所限定。但是，此次發現線膨脹係數之最大值為特定值以下的含有上述P⁵⁺及F^-之氟磷酸鹽玻璃中，較佳為具有特定之折射率與較低之分散性(高阿貝數)。

尤其是本發明之光學玻璃之折射率(nd)之下限較佳為1.40，更佳為1.43，進而較佳為1.45。該折射率之上限亦可較佳為2.00，更佳為1.80，進而較佳為1.60。藉由具有此種折射率，即使謀求光學元件之薄型化，亦可獲得較大之光折射量。

又，本發明之光學玻璃之阿貝數(νd)之下限較佳為60，更佳為63，進而較佳為66。該阿貝數之上限亦可較佳為90，更佳為88，進而較佳為85。藉由具有此種低分散，即使為單透鏡亦可使由光之波長引起之焦點之偏差(色像差)變小。

再者，折射率(nd)及阿貝數(νd)係基於日本光學玻璃工業會標準JOGIS01-2003而測得之值。

本發明之光學玻璃較佳為製作玻璃時之耐失透性(於說明書中，有時僅稱為「耐失透性」)較高。藉此，可抑制製作玻璃時由玻璃之結晶化等引起之透射率之降低，因此可將該光學玻璃較佳地用於透鏡等使可見光透射之光學元件。再者，作為表示製作玻璃時之耐失透性較高的尺度，例如可列舉液相溫度較低。

本發明之光學玻璃較佳為具有550℃以下之玻璃轉移點。藉此，玻璃於更低之溫度下軟化，因此可於更低之溫度下將玻璃加壓成形。又，亦可減少用於加壓成形之模具之氧化，而謀求模具之長壽命化。因此，本發明之光學玻璃之玻璃轉移點之上限較佳為550℃，更佳為520℃，進而較佳為500℃。再者，本發明光學玻璃之玻璃轉移點之下限並無特別限定，但本發明光學玻璃之玻璃轉移點之下限亦可較佳為100℃，更佳為200℃，進而較佳為300℃。

又，本發明之光學玻璃較佳為具有650℃以下之變形點(At)。變形點係與玻璃轉移點同樣地表示玻璃之軟化性的指標之一，係表示與加壓成形溫度接近之溫度的指標。因此，藉由使用變形點為650℃以下之玻璃，變得可於更低溫度下進行加壓成形，因而可更容易地進行加壓成形。因此，本發明之光學玻璃之變形點之上限較佳為650℃，更佳為620℃，最佳為600℃。再者，本發明之光學玻璃之變形點之下限亦可較佳為150℃，更佳為250℃，進而較佳為350℃。

[預成形體及光學元件]

例如使用再熱加壓成形或精密加壓成形等模壓成形方法，可由所製成之光學玻璃而製作玻璃成形體。即，可由光學玻璃製作模壓成形用之預成形體，然後對該預成形體進行再熱加壓成形後進行研磨加工，而製作玻璃成形體，亦可對進行研磨加工而製作之預成形體或藉由眾所周知之浮法成形等而成形之預成形體進行精密加壓成形而製作玻璃成形體。再者，製作玻璃成形體之方法並不限定於該等方法。

如此而製作之玻璃成形體對於各種光學元件及光學設計有用。尤其是，較佳為使用精密加壓成形等方法，由本發明之光學玻璃製作透鏡及稜鏡、反射鏡等光學元件。藉此，在用於如照相機或投影機等般使可見光透射光學元件之光學儀器時，可實現高精細且高精度之成像特性等，並且可謀求該等光學儀器之光學系統之小型化。

[實施例]

將作為本發明之光學玻璃的實施例(No.1~No.12)及比較例(No.A)之玻璃之組成(以陽離子%表示或陰離子%表示之莫耳%揭示)、折射率(nd)、阿貝數(νd)、玻璃轉移點(Tg)、變形點(At)及線膨脹係數之最大值(α_max)示於表1~表2。再者，以下之實施例終究係基於例示之目的，並不僅限於該等實施例。

本發明之實施例及比較例之光學玻璃均藉由如下方法製成：選 定分別相當於各成分之原料的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、偏磷酸化合物等通常用於氟磷酸鹽玻璃之高純度原料，以成為表中所示之各實施例之組成之比率之方式稱量並混合均勻後，投入鉑坩堝中，根據玻璃組成之熔融難易度而於電爐中在900~1200℃之溫度範圍內熔解2~10小時，攪拌均質化並進行消泡等處理後，降溫至850℃以下，然後澆鑄至模具中並緩慢冷卻而製作玻璃。

此處，實施例及比較例之玻璃之折射率及阿貝數係基於日本光學玻璃工業會標準JOGIS01-2003而測定。再者，作為本測定所使用之玻璃，係使用以緩慢冷卻速度為-25℃/hr之退火條件下於退火爐中進行處理而獲得者。

又，實施例及比較例之玻璃之玻璃轉移點(Tg)及變形點(At)係根據熱膨脹曲線而求得，該熱膨脹曲線係藉由依據日本光學玻璃工業會標準JOGIS08-2003「光學玻璃之熱膨脹之測定方法」測定溫度與試樣之伸長率之關係而獲得。

又，實施例及比較例之玻璃之線膨脹係數之最大值(α_max)係依據日本光學玻璃工業會標準JOGIS08-2003「光學玻璃之熱膨脹之測定方法」而測定，求出玻璃轉移點(Tg)至變形點(At)之間每隔5℃之線膨脹係數之最大值。線膨脹係數之計算係使用5之倍數之溫度下之試樣之長度。

如表所示，關於本發明之實施例之光學玻璃，玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)之上限均為1500×10^-7 K^-1以下，更詳細而言為900×10^-7 K^-1以下，在所需範圍內。另一方面，比較例(No.A)之玻璃之線膨脹係數之最大值(α_max)之上限超過1500×10^-7 K^-1。因此明確，本發明之實施例之光學玻璃線膨脹係數之最大值(α_max)之上限小於比較例之玻璃。

又，本發明之實施例之光學玻璃之折射率均為1.40以上，更詳細而言為1.49以上，並且該折射率為2.00以下，更詳細而言為1.55以下，在所需範圍內。

又，本發明之實施例之光學玻璃之阿貝數均為60以上，更詳細而言為79以上，並且該阿貝數為90以下，更詳細而言為83以下，在所需範圍內。

又，本發明之實施例之光學玻璃之玻璃轉移點均為550℃以下，更詳細而言為470℃以下，在所需範圍內。

又，本發明之實施例之光學玻璃之變形點均為650℃以下，更詳細而言為510℃以下，在所需範圍內。

因此明確，本發明之實施例之光學玻璃之阿貝數在所需範圍內，並且具有所需之折射率，且線膨脹係數之最大值(α_max)之上限較小。

進而，對本發明之實施例之光學玻璃進行加壓成形，而加工成透鏡或稜鏡之形狀。結果明確，對線膨脹係數之最大值較小之實施例(No.7)之光學玻璃進行加壓成形時，成形後之玻璃最難產生破裂。因此，可推測由於與比較例之玻璃相比，本發明實施例之光學玻璃的線膨脹係數之最大值較小，故而其加壓成形後之玻璃中較難以產生破裂。

以上，基於例示之目的而詳細地說明了本發明，但本實施例終 究為基於例示之目的者，應理解從業者可在不脫離本發明之思想及範圍之情況下作出大量改變。

Claims (16)

1. 一種光學玻璃，其含有15.0~55.0%之P⁵⁺、5.0~30.0%之Al³⁺及0.1~35.0%之Ca²⁺作為陽離子成分，其中Ba²⁺之含有率為0~未達20.0%，且含有40.0~80.0%之F^-及20.0~60.0%之O^2-作為陰離子成分，其於玻璃轉移點(Tg)與變形點(At)之間的溫度範圍內之線膨脹係數之最大值(α_max)為1500×10^-7K^-1以下。
2. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Ba²⁺之含有率為18.1%以下。
3. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Mg²⁺之含有率為0~20.0%，Li⁺之含有率為0~10.0%。
4. 如請求項1之光學玻璃，其中Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計量(陽離子%)為20.0%以下。
5. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Sr²⁺之含有率為0~30.0%。
6. 如請求項1之光學玻璃，其中Sr²⁺含有率及Ba²⁺含有率之合計相對於Mg²⁺含有率及Li⁺含有率之合計的比((Sr²⁺+Ba²⁺)/(Mg²⁺+Li⁺))為10.0以下。
7. 如請求項1之光學玻璃，其中選自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(R²⁺：陽離子%)為30.0~70.0%。
8. 如請求項1之光學玻璃，其中Ca²⁺之含有率相對於選自由Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(R²⁺：陽離子%)的比(Ca²⁺/R²⁺)為0.10以上。
9. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示， La³⁺之含有率為0~10.0%，Gd³⁺之含有率為0~10.0%，Y³⁺之含有率為0~10.0%，Yb³⁺之含有率為0~10.0%。
10. 如請求項1之光學玻璃，其中選自由La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺及Yb³⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(Ln³⁺：陽離子%)為0~20.0%。
11. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Na⁺之含有率為0~10.0%，K⁺之含有率為0~10.0%。
12. 如請求項1之光學玻璃，其中選自由Li⁺、Na⁺及K⁺所組成之群中之至少一種之合計含有率(Rn⁺：陽離子%)為20.0%以下。
13. 如請求項1之光學玻璃，其中以陽離子%(莫耳%)表示，Si⁴⁺之含有率為0~10.0%，B³⁺之含有率為0~15.0%，Zn²⁺之含有率為0~30.0%，Ti⁴⁺之含有率為0~10.0%，Nb⁵⁺之含有率為0~10.0%，W⁶⁺之含有率為0~10.0%，Zr⁴⁺之含有率為0~10.0%，Ta⁵⁺之含有率為0~10.0%，Ge⁴⁺之含有率為0~10.0%，Bi³⁺之含有率為0~10.0%，Te⁴⁺之含有率為0~15.0%。
14. 一種光學元件，其包含如請求項1至13中任一項之光學玻璃。
15. 一種研磨加工用及/或精密加壓成形用之預成形體，其包含如請 求項1至13中任一項之光學玻璃。
16. 一種光學元件，其係對如請求項15之預成形體精密加壓而成者。