CN102557437B - 光学玻璃、光学元件和预成型坯 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种光学玻璃、光学元件和预成型坯，所述光学玻璃的反常色散性更高，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)，在磨耗度低、易进行研磨加工方面具有与以往的光学玻璃同等以上的性能。一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种)以及选自由Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种；以阳离子％表示，Ln³⁺的总含有率为超过1.1％且10.0％以下，作为阴离子成分含有F^‑，其折射率(nd)≥1.55，阿贝数(νd)≥55。

Description

光学玻璃、光学元件和预成型坯

技术领域

本发明涉及光学玻璃、光学元件和预成型坯。

背景技术

光学仪器的透镜***通常是将具有不同光学性质的多个玻璃透镜组合而设计的。近年来，光学仪器的透镜体系所要求的特性已多样化，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，反常色散性(Δθg，F)为特征的光学玻璃作为对色像差的颜色修正具有显著效果的光学玻璃而受到瞩目。

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的性质以外，还具有较高的反常色散性；作为该光学玻璃，例如阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、碱土金属离子等，阴离子成分含有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

发明要解决的问题

然而，专利文献1～3所记载的那样的以往的光学玻璃，其反常色散性程度不充分，期望开发具备更高的反常色散性的光学玻璃。

本发明的目的是解决这样的课题。

即本发明的目的在于，提供一种光学玻璃、光学元件和预成型坯，所述光学玻璃的反常色散性更高，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)，在磨耗度低、易进行研磨加工方面具有与以往的光学玻璃同等以上的性能。

用于解决问题的方案

本发明人等为解决上述课题进行了深入研究，从而完成了本发明。

本发明为以下的(1)～(11)。

(1)一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺是选自由Y^{3 +}、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种)以及选自由Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种；

以阳离子％表示，Ln³⁺的总含有率为超过1.1％且10.0％以下，

作为阴离子成分含有F^-，

所述光学玻璃的折射率(nd)≥1.55，阿贝数(νd)≥55。

(2)根据上述(1)所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，作为阳离子成分含有：

P⁵⁺：25～50％，

Al³⁺：5～15％，

Ca²⁺：1～8％，

R²⁺：30～70％(R²⁺是指Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)，

Gd³⁺：超过0％且10.0％以下，

以阴离子％表示，作为阴离子成分含有：

F^-：15～40％。

(3)根据上述(1)或(2)所述的光学玻璃，其中，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的各阳离子成分的含有率满足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)＞0.74的关系。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，R²⁺的总含有率为33～70％。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃，其中，不含有Sb。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的光学玻璃，其中，不含有Y。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的光学玻璃，其磨耗度为510以下。

(8)一种光学元件，其由上述(1)～(7)中任一项所述的光学玻璃形成。

(9)一种研磨加工用和/或精密压制成形用的预成型坯，其由上述(1)～(7)中任一项所述的光学玻璃形成。

(10)一种光学元件，其为将上述(9)所述的预成型坯进行研磨而成。

(11)一种光学元件，其为将上述(9)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、光学元件和预成型坯，所述光学玻璃的反常色散性更高，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)，而且，在磨耗度低、易进行研磨加工方面具有与以往的光学玻璃同等以上的性能。

附图说明

图1是在以部分色散比(θg，F)为纵轴、以阿贝数(νd)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。

本发明的光学玻璃，作为阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺(Ln³⁺是选自由Y³⁺、La^{3 +}、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种)以及Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种，以阳离子％表示，Ln³⁺的总含有率为超过1.1％且10.0％以下；作为阴离子成分含有F^-；所述光学玻璃的折射率(nd)≥1.55，阿贝数(νd)≥55。

以下也将这种光学玻璃称为“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％或阴离子％表示。此处，“阳离子％”和“阴离子％”是指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、并各自以总比例作为100摩尔％来表示玻璃中含有的各成分的组成。

另外，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，可能不是代表值。例如P通常以离子价为5的状态存在于玻璃中，因而在本说明书中以“P⁵⁺”表示，但也可能以其他离子价的状态存在。像这样，严格地说，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⁺>

本发明的光学玻璃含有P⁵⁺。P⁵⁺是玻璃形成成分，具有抑制玻璃的失透、提高折射率、抑制阿贝数降低的性质。

由于这样的性质增强，所以P⁵⁺的含有率优选为25.0～50.0％。另外，更优选为26.0％以上，进一步优选为28.0％以上。另外，更优选48.0％以下，进一步优选47.0％以下。

可以通过使用例如Al(PO₃)₃、Ca(PO₃)₂、Ba(PO₃)₂、Zn(PO₃)₂、BPO₄、H₃PO₄等作为原料使P⁵⁺包含在玻璃内。

<Al³⁺>

本发明的光学玻璃含有Al³⁺。Al³⁺具有使玻璃的耐失透性、折射率和阿贝数提高、降低磨耗度、进而提高加工性的性质。

由于这样的性质增强，所以Al³⁺的含有率优选为5.0～15.0％。另外，更优选为6.0％以上，进一步优选为7.0％以上。另外，更优选为13.0％以下，进一步优选为12.0％以下。

可以通过使用例如Al(PO₃)₃、AlF₃、Al₂O₃等作为原料使Al³⁺包含在玻璃内。

<碱土金属>

本发明中碱土金属意味着Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺，有时以R²⁺表示。另外，R²⁺的总含有率是指这4种离子的总含有率(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺)。

本发明的光学玻璃一定含有作为R²⁺(碱土金属)之一的Ca²⁺，此外还含有选自由Mg^{2 +}、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种。

另外，R²⁺的总含有率优选为30.0～70.0％，更优选为33.0～70.0％。这是由于，含有率在这样的范围时，可得到更稳定的玻璃。

R²⁺的总含有率更优选为35.0％以上，进一步优选为38.0％以上。另外，更优选为65.0％以下，进一步优选为60.0％以下。

<Ca²⁺>

本发明的光学玻璃一定含有Ca²⁺。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。

由于这样的性质增强，所以Ca²⁺的含有率优选为1.0％～8.0％。另外，更优选为2.0％以上，进一步优选为3.0％以上。另外，更优选为7.0％以下，进一步优选为6.0％以下。

另外，若Ca²⁺与其他的碱土金属、即选自由Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种同时存在于玻璃中，则其提高玻璃的耐失透性、抑制折射率的降低、降低磨耗度的性质增强，特别是其提高玻璃的耐失透性的性质增强。本发明的光学玻璃以Ca²⁺作为必须成分，此外还含有选自由Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种。由于这样的性质增强，所以Ca²⁺的含有率优选为1.0％～8.0％，并且，R²⁺的总含有率优选为30.0～70.0％，更优选为33.0～70.0％。

可以通过使用例如Ca(PO₃)₂、CaCO₃、CaF₂等作为原料使Ca²⁺包含在玻璃内。

另外，为了特别提高本发明的光学玻璃的耐失透性，Ca²⁺的含有率与全部碱土金属的总量(总含有率)之比(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。

<Mg²⁺>

本发明的光学玻璃具有含有作为R²⁺(碱土金属)之一的Mg²⁺的情形。Mg²⁺具有提高玻璃的耐失透性、降低磨耗度的性质。

由于这样的性质增强，Mg²⁺的含有率优选为1.0～20.0％。另外，更优选3.0％以上，进一步优选为5.0％以上。另外，更优选为17.0％以下，进一步优选为15.0％以下。

可以通过使用例如MgO、MgF₂等作为原料使Mg²⁺包含在玻璃内。

<Sr²⁺>

本发明的光学玻璃具有含有作为R²⁺(碱土金属)之一的Sr²⁺的情形。Sr²⁺具有提高玻璃的耐失透性、抑制折射率降低的性质。

由于这样的性质增强，所以Sr²⁺的含有率优选为0％～20.0％。另外，更优选为10.0％以下，进一步优选为5.0％以下。

可以通过使用例如Sr(NO₃)₂、SrF₂等作为原料使Sr²⁺包含在玻璃内。

<Ba²⁺>

本发明的光学玻璃具有含有作为R²⁺(碱土金属)之一的Ba²⁺的情形。Ba²⁺在含有规定量时具有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。

由于这样的性质增强，所以Ba²⁺的含有率优选为15.0％～40.0％。另外，更优选为16.0％以上，进一步优选为17.0％以上。另外，更优选为38.0％以下，进一步优选为37.0％以下。

可以通过使用例如Ba(PO₃)₂、BaCO₃、Ba(NO₃)₂、BaF₂等作为原料使Ba²⁺包含在玻璃内。

<Ln³⁺>

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

本发明的光学玻璃，以超过1.1％且10.0％以下的总含有率含有Ln³⁺。即，本发明的光学玻璃含有选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种，且Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的各成分的含有率的总和为超过1.1％且10.0％以下。由于本发明的光学玻璃含有特定量的Ln³⁺，因此折射率更高、低色散的性质显著。

由于这样的性质增强，所以Ln³⁺的总含有率优选为1.5％以上，更优选为2.0％以上。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。

另外，相对于Ln³⁺的总含有率的Gd³⁺的含有率优选大于0.74。即，Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的各阳离子成分的含有率优选满足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)＞0.74的关系。此外，左边的Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)更优选为0.80以上，更优选0.90以上，进一步优选为1.00。这是由于，若满足这样的关系，则具有玻璃的耐失透性变高、折射率变高的倾向。

<Y³⁺>

本发明的光学玻璃具有含有Y³⁺的情形。Y³⁺具有不仅提高玻璃的折射率、而且使玻璃的反常色散性难以降低、抑制玻璃化转变点(Tg)的升高、且提高玻璃的耐失透性的性质。但是，若过量含有的话，则稳定性易恶化，因此更优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。另外，由于即使不含Y³⁺也能够得到本发明的玻璃，因此从这点来看，也可以不含Y³⁺。

可以通过使用例如Y₂O₃、YF₃等作为原料使Y³⁺包含在玻璃内。

<La³⁺>

本发明的光学玻璃具有含有La³⁺的情形。La³⁺具有不仅提高玻璃的折射率、而且使反常色散性难以降低的性质。

由于这样的性质增强，所以La³⁺的含有率更优选为1.5％以上，进一步优选为2.0％以上。另外，更优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。

可以通过使用例如La₂O₃、LaF₃等作为原料使La³⁺包含在玻璃内。

<Gd³⁺>

本发明的光学玻璃优选含有Gd³⁺，更优选为以超过0％且10.0％以下的含有率含有Gd³⁺。Gd³⁺具有不仅提高玻璃的折射率、而且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。虽存在其他成分(例如Y³⁺、La³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺)也具有这样的性质的情况，但本发明人发现Gd³⁺与其他成分相比，具有这样的性质更强的倾向。

由于这样的性质增强，所以Gd³⁺的含有率更优选为1.5％以上，进一步优选为2.0％以上。另外，更优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。

可以通过使用例如Gd₂O₃、GdF₃等作为原料使Gd³⁺包含在玻璃内。

<Yb³⁺>

本发明的光学玻璃具有含有Yb³⁺的情形。Yb³⁺具有不仅提高玻璃的折射率、而且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。

由于这样的性质增强，所以Yb³⁺的含有率更优选为1.5％以上，进一步优选为2.0％以上。另外，更优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。

可以通过使用例如Yb₂O₃等作为原料使Yb³⁺包含在玻璃内。

<Lu³⁺>

本发明的光学玻璃具有含有Lu³⁺的情形。Lu³⁺具有不仅提高玻璃的折射率、而且使反常色散性难以降低、进而提高耐失透性的性质。

由于这样的性质增强，所以Lu³⁺的含有率更优选为1.5％以上，进一步优选为2.0％以上。另外，更优选为9.0％以下，更优选为8.0％以下，进一步优选为7.0％以下。

可以通过使用例如Lu₂O₃等作为原料使Lu³⁺包含在玻璃内。

<Zn²⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Zn²⁺。Zn²⁺具有抑制磨耗度、提高折射率的性质。但是，若过量含有的话，则玻璃的稳定性易恶化，因此优选为6.5％以下，更优选为6.0％以下，进一步优选为5.5％以下。另外，由于即使不含Zn²⁺也能够得到本发明的玻璃，因此从这点来看，也可以不含Zn²⁺。

可以通过使用例如Zn(PO₃)₂、ZnO、ZnF₂等作为原料使Zn²⁺包含在玻璃内。

<Si⁴⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Si⁴⁺。Si⁴⁺在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率、而且降低磨耗度而提高加工性的性质。

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

可以通过使用例如SiO₂、K₂SiF₆、Na₂SiF₆等作为原料使Si⁴⁺包含在玻璃内。

<B³⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的B³⁺。B³⁺在含有规定量时具有提高玻璃的耐失透性、提高折射率、而且降低磨耗度而提高加工性、进而使化学耐久性难以恶化、降低玻璃条纹的形成的性质。

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

可以通过使用例如H₃BO₃、Na₂B₄O₇、BPO₄等作为原料使B³⁺包含在玻璃内。

<Li⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Li⁺。Li⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性，而且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如Li₂CO₃、LiNO₃、LiF等作为原料使Li⁺包含在玻璃内。

<Na⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Na⁺。Na⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性、而且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如Na₂CO₃、NaNO₃、NaF、Na₂SiF₆等作为原料使Na⁺包含在玻璃内。

<K⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的K⁺。K⁺具有维持玻璃形成时的耐失透性、而且降低玻璃化转变点(Tg)的性质。

由于这样的性质增强，所以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5.0％以下。

可以通过使用例如K₂CO₃、KNO₃、KF、KHF₂、K₂SiF₆等作为原料使K⁺包含在玻璃内。

<Rn⁺>

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

<Nb⁵⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Nb⁵⁺。Nb⁵⁺具有提高玻璃的折射率、提高化学耐久性、进而抑制阿贝数降低、抑制熔融温度升高的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如Nb₂O₅等作为原料使Nb⁵⁺包含在玻璃内。

<Ti⁴⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Ti⁴⁺。Ti⁴⁺具有提高玻璃的折射率、降低着色的性质。

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

可以通过使用例如TiO₂等作为原料使Ti⁴⁺包含在玻璃内。

<Zr⁴⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Zr⁴⁺。Zr⁴⁺具有提高玻璃的折射率、提高玻璃的机械强度的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如ZrO₂、ZrF₄等作为原料使Zr⁴⁺包含在玻璃内。

<Ta⁵⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Ta⁵⁺。Ta⁵⁺具有提高玻璃的折射率的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如Ta₂O₅等作为原料使Ta⁵⁺包含在玻璃内。

<W⁶⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的W⁶⁺。W⁶⁺具有提高玻璃的折射率、进而抑制阿贝数的降低的性质。

由于这样的性质增强，所以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。

可以通过使用例如WO₃等作为原料使W⁶⁺包含在玻璃内。

<Ge⁴⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Ge⁴⁺。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明显，所以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。

可以通过使用例如GeO₂等作为原料使Ge⁴⁺包含在玻璃内。

<Bi³⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Bi³⁺。Bi³⁺具有提高玻璃的折射率、降低玻璃化转变点的性质。

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

可以通过使用例如Bi₂O₃等作为原料使Bi³⁺包含在玻璃内。

<Te⁴⁺>

本发明的光学玻璃还可以含有作为任意成分的Te⁴⁺。Te⁴⁺具有能够提高玻璃的折射率、难以失透、抑制着色的性质。

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

可以通过使用例如TeO₂等作为原料使Te⁴⁺包含在玻璃内。

关于阴离子成分

<F^->

本发明的光学玻璃含有F^-。F^-具有提高玻璃的反常色散性和阿贝数、进而使玻璃难以失透的性质。

由于这样的性质增强，所以，以阴离子％表示，F^-的含有率优选为15.0～40.0％。另外，更优选为18.0％以上，进一步优选为20.0％以上。另外，更优选为35.0％以下，进一步优选为33.0％以下。

可以通过使用例如AlF₃、MgF₂、BaF₂等各种阳离子成分的氟化物作为原料使F^-包含在玻璃内。

<O^2->

本发明的光学玻璃含有O^2-。O^2-是对于具有抑制玻璃的磨耗度上升的性质、以及形成网状结构所必需的成分。

以阴离子％表示，O^2-的含有率与F^-的含有率的总和优选为98.0％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为100％。这是由于这样可得到稳定的玻璃。

可以通过使用例如Al₂O₃、MgO、BaO等各种阳离子成分的氧化物，Al(PO)₃、Mg(PO)₂、Ba(PO)₂等各种阳离子成分的磷酸盐等作为原料使O^2-包含在玻璃内。

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和Mo等过渡金属的阳离子时，由于具有玻璃着色、对可见区域特定的波长产生吸收的性质，所以特别是在使用可见区域的波长的光学玻璃中优选实际上不含有这些成分。

另外，Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be和Se的阳离子近年来有作为有害化学物质而控制使用的倾向，不仅在玻璃制造工序，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时，除了不可避免的混入外，优选实际上不含有这些成分。由此，使得光学玻璃中不含有污染环境的物质。因此，即便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虽然作为脱泡剂是有用的，但是，近年来S b作为给环境带来不利的成分而具有使其不包含在光学玻璃中的倾向，从这点来看，优选不含有Sb。

总结以上所述，示出本发明的光学玻璃的优选方式。

本发明的光学玻璃优选为如下的光学玻璃：以阳离子％表示，作为阳离子成分含有：

P⁵⁺：25～50％，

Al³⁺：5～15％，

Ca²⁺：1～8％，

R²⁺：30～70％，

Gd³⁺：超过0％且10.0％以下，

Ln³⁺：超过1.1％且10.0％以下；

以阴离子％表示，作为阴离子成分含有：

F^-：15～40％，

所述光学玻璃的折射率(nd)≥1.55，阿贝数(νd)≥55。

另外，进而更优选Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的各阳离子成分的含有率满足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)＞0.74的关系的光学玻璃。

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中进行粗熔融后，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，搅拌均匀化，进行消泡等后，降低到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

本发明的光学玻璃以部分色散比(θg，F)为特征。因此，容易得到可高精度地补偿色像差的光学玻璃。

部分色散比(θg，F)优选为0.535以上，更优选为0.538以上，更优选为0.540以上，进一步优选为0.542以上。

另外，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。

另外，本发明所说的部分色散比是指短波长区域中的部分色散比。

本发明的光学玻璃的反常色散性(Δθg，F)高。因此，容易得到可高精度地补偿色像差的透镜。

反常色散性(Δθg，F)优选为0.006以上，更优选为0.008以上，更优选为0.010以上，更优选为0.011以上，更优选为0.012以上，进一步优选为0.013以上。

这里，对部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)进行说明，然后，对本发明的光学玻璃的物性中的特征进行更详细地说明。

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个波长区域的折射率差值的比值，用以下式(1)表示。

θg，F＝(n_g-n_F)/(n_F-n_C) ……式(1)

这里，n_g是g射线(435.83nm)的折射率，n_F是F射线(486.13nm)的折射率，n_C是C射线(656.27nm)的折射率。

并且，若将该部分色散比(θg，F)与阿贝数(νd)的关系在XY图表上作图，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、阿贝数(νd)为横轴的XY图表上(直角坐标上)，连接将部分色散比和阿贝数作图而得的NSL7与PBM2这2点且斜率为正的直线(参照图1)。作为基准线的基准的标准玻璃，虽然根据每个光学玻璃制造商的不同而不同，但各公司都是以几乎相等的斜率和截距进行定义的(NSL7与PBM2是株式会社小原制造的光学玻璃，NSL 7的阿贝数(νd)为60.5，部分色散比(θg，F)为0.5436，PBM2的阿贝数(νd)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(νd)作出的图从基准线向纵轴方向偏离到何种程度。由反常色散性(Δθg，F)大的玻璃构成的光学元件具有在蓝色附近的波长范围内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)，以往具有阿贝数(νd)越大、反常色散性(Δθg，F)越大的倾向。进而，有难以使磨耗度为510以下同时使反常色散性维持在高位的倾向。

本发明人进行深入研究，成功地开发出了与以往的光学玻璃相比相对于阿贝数(νd)的反常色散性(Δθg，F)的值更高的光学玻璃。

例如，若为后面实施例所示的优选方式的光学玻璃，则可以得到阿贝数(νd)为66～68左右时，部分色散比(θg，F)为0.545以上、且反常色散性(Δθg，F)为0.013以上的光学玻璃。这样的部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)的值与具有同程度的阿贝数(νd)的以往的光学玻璃相比，为明显的高值。

本发明的光学玻璃不仅具有高的折射率(nd)，而且具有低的色散性(高阿贝数)。

折射率(nd)为1.55以上，优选为1.56以上，更优选为1.57以上。

阿贝数(νd)为55以上，优选为58以上，更优选为60以上，进一步优选为66以上。

本发明的光学玻璃由于具备这样的折射率(nd)和阿贝数(νd)，所以光学设计的自由度扩大，进而即便谋求元件的薄型化也可以得到大的光学折射量。

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

本发明的光学玻璃磨耗度低。因此，可减少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。

磨耗度优选为510以下，更优选为500以下，更优选为490以下，更优选为480以下，更优选为470以下，更优选为460以下，更优选为450以下，更优选为440以下，更优选为430以下，进一步优选为420以下。

另一方面，若磨耗度过低反而有研磨加工变困难的倾向。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。

另外，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。

“预成型坯和光学元件”

本发明的光学玻璃在各种光学元件和光学设计上是有用的，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形等方法，制作透镜、棱镜、镜子等光学元件。由此，在用于照相机、投影仪等之类的使可见光透过光学元件的光学仪器时，可实现高精细且高精度的成像特性，而且可谋求这些光学仪器中的光学体系的小型化。这里，制造预成型坯材的方法没有特别限定，可采用例如由日本特开平8-319124中记载的玻璃料滴的成形方法或日本特开平8-73229中记载的光学玻璃的制造方法和制造装置那样的由熔融玻璃直接制造预成型坯材的方法，另外，也可以采用对由光学玻璃形成的带料进行研削研磨等冷加工来制造的方法。

实施例

作为本发明的光学玻璃的实施例1～5的玻璃组成、折射率(nd)、阿贝数(νd)、部分色散比(θg，F)、反常色散性(Δθg，F)、磨耗度和比重(g/cm³)示于表1中。

本发明的实施例1～5的光学玻璃，均选择各自相应的氧化物、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示出的各实施例的组成的比例进行称量，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℃的温度范围内熔解2～10小时，搅拌均匀，进行消泡等后，使温度下降到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1～5的光学玻璃的折射率(nd)、阿贝数(νd)和部分色散比(θg，F)。另外，作为本测定中使用的玻璃，使用以退火条件设定成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(νd)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(250mmφ)的距中心80mm的固定位置，边垂直施加9.8N(1kgf)的荷重，边在5分钟的时间内同样地供给向水20mL中添加了10g#800(平均粒径20μm)研磨材料(氧化铝质A磨粒)的研磨液进行摩擦，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，比重表示相对于+4℃的纯水的值，由阿基米德法求得。

表1

如表1所示，本发明的实施例的光学玻璃，其折射率(nd)均为1.55以上，阿贝数(νd)为55以上。

另外，具体而言，在所有的实施例中，折射率(nd)也均为1.59以上，并且阿贝数(νd)为66以上。另外，部分色散比(θg，F)为0.545以上，反常色散性(Δθg，F)为0.013以上。

这样的部分色散比(θg，F)和反常色散性(Δθg，F)的值与具有同程度的阿贝数(νd)的以往的光学玻璃相比，是明显高的值。

进而，所有实施例的磨耗度均为510以下。

另外，比重为4.22以下。

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，进行研削和研磨，加工成透镜和棱镜的形状。另外，使用本发明实施例的光学玻璃，形成精密压制成形用预成型坯，并将精密压制成形用预成型坯进行精密压制成形加工而加工成透镜和棱镜的形状。在任一情况下，都可以加工成各种透镜或棱镜的形状。

Claims (10)

1.一种光学玻璃，其中，作为阳离子成分含有P⁵⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Ln³⁺以及选自由Mg²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺组成的组中的至少一种，其中，Ln³⁺是选自由Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺组成的组中的至少一种；

以阳离子％表示，含有31.65～40.0％的Ba²⁺，

以阳离子％表示，Ln³⁺的总含有率为超过1.1％且10.0％以下，

Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺和Lu³⁺的各阳离子成分的含有率满足Gd³⁺/(Y³⁺+La³⁺+Gd³⁺+Yb³⁺+Lu³⁺)＞0.74的关系，

其中，阳离子％是指将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、并以阳离子的总比例作为100摩尔％来表示玻璃中含有的各成分的组成，

作为阴离子成分含有F^-，

所述光学玻璃的折射率nd≥1.55，阿贝数νd≥55。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，作为阳离子成分含有：

P⁵⁺：25～50％，

Al³⁺：5～15％，

Ca²⁺：1～8％，

R²⁺：30～70％，其中，R²⁺是指Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺+Ba²⁺，

Gd³⁺：超过0％且10.0％以下；

以阴离子％表示，作为阴离子成分含有：

F^-：15～40％，

其中，阴离子％是指将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、并以阴离子的总比例作为100摩尔％来表示玻璃中含有的各成分的组成。

3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，以阳离子％表示，R²⁺的总含有率为33～70％，

其中，R²⁺的总含有率是指以阳离子％表示的Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺这4种离子的总含有率。

4.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，不含有Sb。

5.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，不含有Y。

6.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其磨耗度为510以下。

7.一种光学元件，其由权利要求1～6中任一项所述的光学玻璃形成。

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

9.一种光学元件，其为将权利要求8所述的预成型坯进行研磨而成。

10.一种光学元件，其为将权利要求8所述的预成型坯精密压制而成。