CN117209145A - 光学玻璃及光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供玻璃化转变温度低、具有低色散性、且热稳定性优异的光学玻璃。本发明的光学玻璃以阳离子％表示具有以下玻璃组成：S⁶⁺含量超过0.0％且为30.0％以下、Al³⁺含量超过0.0％且为30.0％以下、P⁵⁺含量为5.0％以上且50.0％以下、Li⁺含量为0.0％以上且51.0％以下、Na⁺含量为0.0％以上且44.0％以下、K⁺含量为0.0％以上且45.0％以下，Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺为5.0％以上，将Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量设为R²⁺，R²⁺相对于Al³⁺与R²⁺的合计含量的阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))为0.56以下，以阴离子％表示具有以下玻璃组成：O^2‑含量为10.0％以上且95.0％以下，F^‑含量为10.0％以上且90.0％以下，并且上述光学玻璃在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上。

Description

光学玻璃及光学元件

技术领域

本发明涉及光学玻璃及光学元件。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了低玻璃化转变温度的光学玻璃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2003/037813

发明内容

发明所要解决的问题

玻璃化转变温度低的玻璃能够在低温下成型，从由加热导致的成型模具的劣化少的方面、能够使用耐热性低且价格低廉的成型模具的方面等考虑，能够在低温下成型是优选的。

在摄像光学***、投影仪等投射光学***中，通过将色散性不同的透镜组合而制成接合透镜，能够补偿色差，并且实现光学***的小型化。低色散性一般容易通过塑料透镜来实现，因此，具有低色散性的光学玻璃作为构成摄像光学***、投影仪等投射光学***的光学元件用材料是有用的。

鉴于以上情况，本发明人对玻璃化转变温度低、且具有低色散性的光学玻璃进行了研究，结果查明了可期待热稳定性的进一步改善。

本发明的一个实施方式的目的在于，提供玻璃化转变温度低、具有低色散性、并且热稳定性优异的光学玻璃。

解决问题的方法

本发明的一个实施方式涉及一种光学玻璃，其在以阳离子％表示的玻璃组成中，

S⁶⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0阳离子％以下，

Al³⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0阳离子％以下，

P⁵⁺含量为5.0阳离子％以上且50.0阳离子％以下，

Li⁺含量为0.0阳离子％以上且51.0阳离子％以下，

Na⁺含量为0.0阳离子％以上且44.0阳离子％以下，

K⁺含量为0.0阳离子％以上且45.0阳离子％以下，

Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺为5.0阳离子％以上，

将Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量设为R²⁺，R²⁺相对于Al³⁺与R²⁺的合计含量的阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))为0.56以下，

在以阴离子％表示的玻璃组成中，

O^2-含量为10.0阴离子％以上且95.0阴离子％以下，

F^-含量为10.0阴离子％以上且90.0阴离子％以下，

并且光学玻璃在上述波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上。

上述光学玻璃通过具有上述玻璃组成，可以具有低玻璃化转变温度及低色散性，并且可以显示出优异的热稳定性。

发明的效果

根据本发明的一个实施方式，能够提供玻璃化转变温度低、具有低色散性、并且热稳定性优异的光学玻璃。另外，根据本发明的一个实施方式，可以提供包含该光学玻璃的光学元件。

具体实施方式

[光学玻璃]

在本发明及本说明书中，只要没有特别记载，则阳离子成分的含量及合计含量以阳离子％表示，只要没有特别记载，则阴离子成分的含量及合计含量以阴离子％表示。

这里，“阳离子％”是以“(所关注的阳离子的个数/玻璃成分的阳离子的总数)×100”而算出的值，其表示的是所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，“阴离子％”是以“(所关注的阴离子的个数/玻璃成分的阴离子的总数)×100”而算出的值，其表示的是所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与所关注的阳离子成分的以阳离子％表示的含量之比相等。

各成分的含量可通过公知的方法、例如电感耦合等离子体发射光谱分析法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱分析法(ICP-MS)、离子色谱法等进行定量。

关于阳离子成分，例如像Al³⁺、P⁵⁺这样表示，阳离子成分的价数(例如，Al³⁺的价数为+3，P⁵⁺的价数为+5)是按照习惯而确定的值，与以氧化物基准将Al、P等表示为Al₂O₃、P₂O₅等同样。关于以氧化物基准表示为A_mO_n(A表示阳离子，O表示氧，m及n是化学计量地确定的整数)的成分，阳离子A表示为A^s+，其中，s＝2n/m。因此，例如，对玻璃组成进行分析、定量时，可以不分析阳离子成分的价数。以上几点对于阴离子成分也同样，在对玻璃组成进行分析、定量时，可以不分析阴离子成分的价数。

另外，在本发明及本说明书中，构成成分的含量为0.0％、0.00％、不含有、或者不导入是指实质上不包含该构成成分，该构成成分的含量为杂质水平程度以下，杂质水平程度以下是指例如小于0.01％。

在本发明及本说明书中，“热稳定性”是指熔融状态的玻璃固化时结晶不易析出的程度。

以下，有时将玻璃化转变温度表示为Tg。

以下，对上述光学玻璃(有时简称为“玻璃”)更详细地进行说明。

＜玻璃组成＞

以下，对上述光学玻璃的以阳离子％表示的玻璃组成进行说明。

从玻璃的低Tg化、保持折射率及低色散性、以及提高热稳定性的观点考虑，S⁶⁺含量超过0％，优选为0.5％以上，以1.0％以上、1.2％以上、1.3％以上、1.4％以上、1.5％以上、1.6％以上、1.7％以上、1.8％以上、1.9％以上、2.0％以上、2.1％以上、2.2％以上、2.3％以上、2.4％以上、2.5％以上、2.6％以上、2.7％以上、2.8％以上、2.9％以上、3.0％以上的顺序更优选。

另外，从保持折射率、保持热稳定性及抑制液相温度上升的观点考虑，S⁶⁺含量为30.0％以下，优选为29.0％以下，以28.0％以下、27.0％以下、26.0％以下、25.0％以下、24.0％以下、23.0％以下、22.0％以下、21.0％以下、20.0％以下、19.0％以下、18.0％以下、17.0％以下、16.0％以下、15.0％以下、14.0％以下的顺序更优选。

从提高折射率、并且保持低色散性的观点、以及提高玻璃的热稳定性及保持化学耐久性的观点考虑，Al³⁺含量超过0.0％，优选为1.0％以上，以2.0％以上、3.0％以上、4.0％以上、5.0％以上、6.0％以上、7.0％以上、8.0％以上、9.0％以上、10.0％以上、11.0％以上的顺序更优选。

另外，从抑制Tg上升的观点考虑，Al³⁺含量为30.0％以下，优选为29.0％以下，以28.0％以下、27.0％以下、26.0％以下、25.0％以下、24.0％以下、23.0％以下、22.0％以下、21.0％以下、20.0％以下、19.0％以下、18.0％以下的顺序更优选。

从保持低色散性及提高玻璃的热稳定性的观点考虑，P⁵⁺含量为5.0％以上，优选为7.0％以上，以9.0％以上、11.0％以上、13.0％以上、14.0％以上、15.0％以上、16.0％以上、17.0％以上的顺序更优选。

另外，从保持折射率、提高玻璃的热稳定性及抑制化学耐久性降低的观点考虑，P⁵⁺含量为50.0％以下，优选为48.0％以下，以46.0％以下、44.0％以下、42.0％以下、40.0％以下、38.0％以下、37.0％以下、36.0％以下、35.0％以下、34.0％以下、33.0％以下、32.0％以下的顺序更优选。

从提高折射率、并且保持低色散性的观点、以及玻璃的低Tg化、提高玻璃的熔融性及低比重化的观点考虑，Li⁺含量为0.0％以上，优选为1.0％以上，以2.0％以上、4.0％以上、5.5％以上、7.0％以上、8.5％以上、10.0％以上、12.0％以上、13.5％以上、15.0％以上、16.5％以上、17.0％以上、18.5％以上、20.0％以上的顺序更优选。

另外，从提高玻璃的热稳定性及抑制化学耐久性降低的观点考虑，Li⁺含量为51.0％以下，优选为48.0％以下，以45.0％以下、43.0％以下、41.0％以下、40.0％以下、39.0％以下、38.0％以下、37.0％以下、36.0％以下、35.0％以下、34.0％以下、33.0％以下、32.0％以下、31.0％以下的顺序更优选。

从保持折射率、保持低色散性、玻璃的低Tg化、提高玻璃的熔融性及低比重化的观点考虑，Na⁺含量为0.0％以上，优选为1.0％以上，以2.0％以上、3.0％以上、4.0％以上、5.0％以上、6.0％以上、7.0％以上、8.0％以上、9.0％以上的顺序更优选。

另外，从提高玻璃的热稳定性及抑制化学耐久性降低的观点考虑，Na⁺含量为44.0％以下，优选为42.0％以下，以40.0％以下、38.0％以下、36.0％以下、34.0％以下、32.0％以下、30.0％以下、28.0％以下、26.0％以下、24.0％以下、22.0％以下、20.0％以下、19.0％以下的顺序更优选。

从保持折射率、保持低色散性、玻璃的低Tg化、提高玻璃的熔融性及低比重化的观点考虑，K⁺含量为0.0％以上，优选为1.0％以上，以2.0％以上、3.0％以上、4.0％以上、5.0％以上、6.0％以上的顺序更优选。

另外，从提高玻璃的热稳定性、抑制化学耐久性降低及低比重化的观点考虑，K⁺含量为45.0％以下，以43.0％以下、40.0％以下、38.0％以下、36.0％以下、34.0％以下、32.0％以下、30.0％以下、28.0％以下、26.0％以下、25.0％以下、24.0％以下、23.0％以下、22.0％以下、21.0％以下、20.0％以下、19.0％以下、18.0％以下、17.0％以下、16.0％以下、15.0％以下的顺序更优选。

从保持低色散性、玻璃的低Tg化、低比重化及降低液相温度的观点考虑，Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺为5.0％以上，优选为10.0％以上，以15.0％以上、20.0％以上、23.0％以上、25.0％以上、28.0％以上、30.0％以上、33.0％以上、35.0％以上、37.0％以上、40.0％以上、42.0％以上的顺序更优选。

另外，从保持低色散性、保持玻璃的热稳定性及抑制化学耐久性降低的观点考虑，Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺优选为65.0％以下，以64.0％以下、63.0％以下、62.0％以下、61.0％以下、60.0％以下、59.0％以下的顺序更优选。

Cs⁺含量可以为0.0％，也可以为0.0％以上，还可以超过0.0％。从玻璃的低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，Cs⁺含量可以为0.0％以上，优选为0.1％以上，以0.2％以上、0.3％以上、0.4％以上、0.5％以上、0.6％以上的顺序更优选。

另外，从提高玻璃的热稳定性及抑制化学耐久性降低的观点考虑，Cs⁺含量优选为10.0％以下，以8.0％以下、6.0％以下、4.0％以下、2.0％以下、1.5％以下、1.0％以下的顺序更优选。

从抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，将Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量设为R²⁺，在上述光学玻璃中，R²⁺相对于Al³⁺与R²⁺的合计含量的阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))为0.56以下，优选为0.55以下，以0.54以下、0.53以下、0.52以下、0.51以下、0.50以下、0.49以下、0.48以下、0.47以下、0.46以下、0.45以下、0.44以下、0.43以下、0.42以下、0.41以下、0.40以下、0.39以下、0.38以下、0.37以下的顺序更优选。

另外，阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))可以为0.00以上或超过0.00，从玻璃的低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，优选为0.01以上，以0.02以上、0.03以上的顺序更优选。

Be²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，Be²⁺含量优选为15.0％以下、更优选为10.0％以下，以5.0％以下、2.5％以下、1.5％以下、1.0％以下、0.5％以下的顺序进一步优选。

Mg²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，Mg²⁺含量优选为15.0％以下、更优选为14.0％以下，以13.0％以下、12.0％以下、11.0％以下、10.0％以下的顺序进一步优选。

Ca²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，Ca²⁺含量优选为15.0％以下、更优选为14.0％以下，以13.0％以下、12.0％以下、11.0％以下、10.0％以下、9.0％以下、8.0％以下、7.0％以下、6.0％以下、5.0％以下的顺序进一步优选。

Sr²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，Sr²⁺含量优选为10.0％以下、更优选为9.0％以下，以8.0％以下、7.0％以下、6.0％以下、5.0％以下、4.0％以下的顺序进一步优选。

Ba²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、提高玻璃的熔融性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，Ba²⁺含量优选为10.0％以下、更优选为9.0％以下，以8.0％以下、7.0％以下、6.0％以下、5.0％以下、4.0％以下、3.0％以下、2.0％以下的顺序进一步优选。

Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量R²⁺可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。从保持折射率、保持低色散性、抑制Tg的上升及保持玻璃的热稳定性的观点考虑，合计含量R²⁺优选为20.0％以下、更优选为19.0％以下，以18.0％以下、17.0％以下、16.0％以下、15.0％以下、14.0％以下、13.0％以下、12.0％以下、11.0％以下、10.0％以下的顺序进一步优选。

Zn²⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。Zn²⁺发挥保持折射率、并且提高热稳定性的作用，但如果过量含有，则存在色散变高的倾向。从上述观点考虑，Zn²⁺含量优选为20.0％以下、更优选为19.0％以下，以18.0％以下、17.0％以下、16.0％以下、15.0％以下、14.0％以下、13.0％以下、12.0％以下、11.0％以下、10.0％以下的顺序进一步优选。

Zr⁴⁺含量可以为0.0％、0.0％以上或超过0.0％。Zr⁴⁺是提高折射率的成分，但如果过量含有，则存在色散变高的倾向，存在Tg上升的倾向。从上述观点考虑，Zr⁴⁺含量优选为10.0％以下、更优选为9.0％以下，以8.0％以下、7.0％以下、6.0％以下、5.0％以下、4.0％以下、3.0％以下、2.0％以下的顺序进一步优选。

从保持低色散性、玻璃的热稳定性的进一步提高、玻璃的进一步低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，P⁵⁺含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为0.30以上、更优选为0.35以上，以0.40以上、0.45以上、0.50以上的顺序进一步优选。

另外，从保持折射率及保持化学耐久性的观点考虑，阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为0.85以下、更优选为0.83以下，以0.81以下、0.80以下、0.79以下、0.78以下、0.77以下、0.76以下、0.75以下、0.74以下、0.73以下、0.72以下、0.71以下的顺序进一步优选。

从高折射率化、玻璃的进一步低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，Li⁺含量相对于R⁺与R²⁺的合计的阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))优选为0.00以上、更优选为0.05以上，以0.10以上、0.13以上、0.15以上、0.17以上、0.20以上、0.23以上、0.25以上、0.27以上、0.30以上、0.33以上、0.35以上、0.37以上、0.40以上的顺序进一步优选。

另外，从玻璃的进一步低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))优选为1.00以下、更优选为0.95以下，以0.92以下、0.90以下、0.88以下、0.85以下、0.83以下、0.80以下、0.78以下、0.75以下、0.72以下、0.70以下、0.67以下、0.65以下、0.63以下、0.60以下的顺序进一步优选。

从保持低色散性、玻璃的进一步低Tg化、提高玻璃的熔融性及低比重化的观点考虑，R⁺相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为0.93以上、更优选为0.95以上、进一步优选为0.97以上、0.99以上、1.01以上、1.03以上、1.05以上、1.07以上、1.09以上、1.11以上、1.13以上、1.14以上、1.15以上、1.16以上。

另外，从保持折射率、保持低色散性、保持玻璃的热稳定性的观点考虑，阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为2.00以下、更优选为1.98以下，以1.96以下、1.94以下、1.92以下、1.90以下、1.88以下、1.87以下、1.86以下、1.85以下的顺序进一步优选。

从保持低色散性、玻璃的进一步低Tg化、提高玻璃的熔融性及低比重化的观点考虑，Li⁺与K⁺的合计含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为0.56以上、更优选为0.58以上，以0.60以上、0.62以上、0.64以上、0.66以上、0.68以上、0.70以上、0.72以上、0.74以上、0.76以上、0.78以上、0.80以上的顺序进一步优选。

另外，从保持折射率、保持低色散性、保持热稳定性的观点考虑，阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))优选为1.40以下、更优选为1.38以下，以1.36以下、1.34以下、1.32以下、1.30以下、1.28以下、1.27以下、1.26以下、1.25以下的顺序进一步优选。

从玻璃的进一步低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，Li⁺与Na⁺的合计含量相对于Li⁺与K⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))优选为0.50以上、更优选为0.55以上，以0.60以上、0.65以上、0.70以上、0.75以上、0.80以上、0.85以上、0.86以上、0.87以上、0.88以上、0.89以上、0.90以上的顺序进一步优选。

从玻璃的进一步低Tg化及提高玻璃的熔融性的观点考虑，阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))优选为1.59以下、更优选为1.57以下，以1.55以下、1.53以下、1.51以下、1.49以下、1.47以下、1.45以下、1.43以下、1.41以下、1.39以下、1.37以下、1.35以下、1.33以下、1.31以下、1.29以下、1.28以下、1.27以下、1.26以下、1.25以下、1.24以下的顺序进一步优选。

Pb、As、Cd、Tl、Be及Se分别具有毒性，因此，优选不含这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。

U、Th及Ra均为放射性元素，因此，优选不含这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。

V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Ce可能导致玻璃的着色增加、或成为荧光的发生源，因此，不优选作为光学元件用的玻璃中所含的元素。因此，优选不含这些元素、即不将这些元素作为玻璃成分导入玻璃中。

Sb及Sn是作为澄清剂发挥功能的可任选添加的元素。

以将玻璃的质量设为100时的Sb₂O₃的质量分率(％)计，上述光学玻璃的Sb含量例如可以为0.40％以下、0.20％以下、0.10％以下、0.05％以下、0.02％以下、0.01％以下。另一方面，以将玻璃的质量设为100时的Sb₂O₃的质量分率(％)计，Sb含量可以为0.00％以上，也可以为0.00％。

以将玻璃的质量设为100时的SnO₂的质量分率(％)计，上述光学玻璃的Sn含量例如可以为0.40％以下、0.20％以下、0.10％以下、0.05％以下、0.02％以下、0.01％以下。另一方面，以将玻璃的质量设为100时的SnO₂的质量分率(％)计，Sn含量可以为0.00％以上，也可以为0.00％。

以上，对阳离子成分进行了说明。接下来，对阴离子成分进行说明。

上述光学玻璃至少包含O^2-及F^-作为阴离子成分。

从玻璃的高折射率化及提高热稳定性的观点考虑，O^2-含量为10.0％以上、优选为15.0％以上，以17.5％以上、20.0％以上、22.5％以上、25.0％以上、27.5％以上、30.0％以上、32.5％以上、35.0％以上、37.5％以上、40.0％以上、42.5％以上、45.0％以上、48.0％以上、49.0％以上、50.0％以上、51.0％以上、52.0％以上、53.0％以上、54.0％以上、55.0％以上、56.0％以上、57.0％以上、58.0％以上、59.0％以上的顺序更优选。

另外，从保持低色散性及抑制玻璃的Tg上升的观点考虑，O^2-含量为95.0％以下、优选为88.5％以下，以86.0％以下、83.5％以下、82.0％以下、81.0％以下、80.0％以下、79.0％以下、78.0％以下、77.0％以下的顺序更优选。

从保持玻璃的低色散性及低Tg化的观点考虑，F^-含量为10.0％以上、优选为11.00％以上，以12.00％以上、13.00％以上、14.00％以上、15.00％以上、16.00％以上、17.00％以上、18.00％以上、19.00％以上、20.00％以上、21.00％以上、22.00％以上、23.00％以上的顺序更优选。

另外，从提高玻璃的热稳定性及抑制熔融时的玻璃挥发的观点考虑，F^-含量为90.0％以下、优选为85.0％以下，以80.0％以下、75.0％以下、70.0％以下、65.0％以下、63.0％以下、60.0％以下、57.0％以下、55.0％以下、54.0％以下、52.0％以下、50.0％以下、49.0％以下、48.0％以下、47.0％以下、46.0％以下、45.0％以下、44.0％以下、43.0％以下的顺序更优选。

作为除O^2-及F^-以外的阴离子成分，例如可示例出Cl^-、Br^-及I^-。

Cl^-含量例如可以为0.0％、0.0％以上、超过0.0％、0.10％以上、0.20％以上，另外，例如可以为5.0％以下、4.0％以下、3.0％以下、2.0％以下、1.0％以下、0.50％以下。

Br^-含量例如可以为0.0％、0.0％以上、超过0.0％、0.10％以上、0.20％以上，另外，例如可以为5.0％以下、4.0％以下、3.0％以下、2.0％以下、1.0％以下、0.5％以下。

I^-含量例如可以为0.0％、0.0％以上、超过0.0％、0.10％以上、0.20％以上，另外，例如可以为5.0％以下、4.0％以下、3.0％以下、2.0％以下、1.0％以下、0.5％以下。

＜玻璃物性＞

(阿贝数νd)

上述光学玻璃通过具有上述玻璃组成，可以显示出低色散性。对于作为色散性的指标的阿贝数νd，使用d射线、F射线、C射线下的各折射率nd、nF、nC表示为νd＝(nd－1)/(nF－nC)。从作为光学元件用材料的有用性的观点考虑，上述光学玻璃的阿贝数νd优选为70.00以上、更优选为70.50以上，以71.00以上、71.50以上、72.00以上、72.50以上、73.00以上的顺序进一步优选。另外，上述光学玻璃的阿贝数νd例如可以为82.00以下。

(折射率nd)

从作为光学元件用材料的有用性的观点考虑，上述光学玻璃的折射率nd例如可以为1.420以上、1.425以上、1.430以上、1.435以上、1.440以上、1.445以上、1.446以上、1.447以上、1.448以上、1.449以上、1.450以上，另外，例如可以为1.510以下、1.505以下、1.500以下、1.4950以下、1.490以下、1.489以下、1.488以下、1.487以下、1.486以下、1.485以下、1.484以下、1.483以下、1.482以下。在本发明及本说明书中，“折射率”是指“折射率nd”，折射率nd是指波长587.56nm下的折射率。

(玻璃化转变温度Tg)

上述光学玻璃通过具有上述玻璃组成，可以具有低的玻璃化转变温度。上述光学玻璃的玻璃化转变温度Tg优选为350℃以下、更优选为340℃以下，以330℃以下、320℃以下、310℃以下、300℃以下、290℃以下、280℃以下、270℃以下、260℃以下的顺序进一步优选。另外，上述光学玻璃的玻璃化转变温度Tg例如可以为150℃以上、160℃以上、170℃以上、180℃以上、190℃以上、200℃以上。玻璃化转变温度Tg通过后面叙述的方法而求出。

(比重)

从光学元件的轻质化的观点考虑，优选上述光学玻璃的比重低。上述光学玻璃的比重例如可以为3.10以下、3.05以下、3.00以下、2.95以下、2.90以下、2.85以下。另外，上述光学玻璃的比重例如可以为2.55以上，比重越低越优选，因此，下限没有特别限定。

(透射率特性)

上述光学玻璃在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上。“在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上”是指，在波长500nm～1000nm的整个波长范围中换算成厚度10.0mm的外部透射率为80％以上。上述光学玻璃在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm可以为80％以上且100％以下。具有该透射率特性的光学玻璃作为光学元件用材料是有用的。例如，通过制成不含Cu²⁺作为阳离子成分的玻璃，能够实现上述透射率特性。

上述的玻璃的透射率特性通过以下的方法求出。

将玻璃样品加工成具有相互平行且经过了光学抛光的平面，测定在波长500～1000nm下的外部透射率。外部透射率中也包括试样表面的光线的反射损失。

另外，在测定对象的玻璃不是所换算的厚度的玻璃的情况下，可以将该玻璃的厚度设为d，通过下式A换算在各波长λ下的透射率，并通过换算求出透射率特性。

式A：T(λ)＝(1－R(λ))²×exp(log_e((T₀(λ)/100)/(1－R(λ))²)×d/d₀)×100

式A中，T(λ)：波长λ下的换算透射率(％)，T₀(λ)：波长λ下的实测透射率(％)，d：被换算的厚度(mm)，d₀：玻璃的厚度(mm)，R(λ)＝((n(λ)－1)/(n(λ)+1))²表示波长λ下的反射率，n(λ)：波长λ下的折射率。对于波长λ下的折射率n(λ)，按照日本工业标准(JIS标准)JISB 7071-1“光学玻璃的折射率测定法-第1部：最小偏角法”，测定各波长下的折射率。

＜光学玻璃的制造方法＞

上述光学玻璃可以如下所述地得到：称量、调配作为原料的磷酸盐、氟化物、氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物等，使得获得目标的玻璃组成，充分地混合而制成混合母料，在熔融容器内进行加热、熔融、脱泡、搅拌，制作均匀且不含泡的熔融玻璃，对其进行成型而得到光学玻璃。具体可利用公知的熔融法来制作。

[加压成型用玻璃原材料、光学元件坯料、及它们的制造方法]

本发明的另一个实施方式涉及：

包含上述光学玻璃的加压成型用玻璃原材料；和

包含上述光学玻璃的光学元件坯料。

根据本发明的另一个实施方式，还提供：

具备将上述光学玻璃成型为加压成型用玻璃原材料的工序的加压成型用玻璃原材料的制造方法；

具备使用加压成型模具对上述光学玻璃加压成型用玻璃原材料进行加压成型而制作光学元件坯料的工序的光学元件坯料的制造方法；以及

具备将上述光学玻璃成型为光学元件坯料的工序的光学元件坯料的制造方法。

光学元件坯料是指，与目标的光学元件的形状近似、并在光学元件的形状上加上了抛光料(会通过抛光而除去的表面层)、根据需要加上了磨削料(会通过磨削而除去的表面层)的光学元件母材。通过对光学元件坯料的表面进行磨削、抛光而对光学元件进行精加工。在一个实施方式中，可以通过对将适量上述玻璃熔融而得到的熔融玻璃进行加压成型的方法(称作直压法(direct press method))而制作光学元件坯料。在另一个实施方式中，也可以通过将适量熔融上述玻璃而得到的熔融玻璃凝固而制作光学元件坯料。

另外，在另一个实施方式中，可以通过制作加压成型用玻璃原材料、并对制作的加压成型用玻璃原材料进行加压成型而制作光学元件坯料。

加压成型用玻璃原材料的加压成型可通过利用加压成型模具对加热而处于软化的状态的加压成型用玻璃原材料进行加压的公知方法进行。加热、加压成型均可以在大气中进行。通过在加压成型后进行退火而减少玻璃内部的应变，可以得到均匀的光学元件坯料。

就加压成型用玻璃原材料而言，除了保持其原有状态而直接供于用于制作光学元件坯料的加压成型的被称作加压成型用玻璃料滴(glass gob)的原材料以外，还包括在实施切割、磨削、抛光等机械加工并经过加压成型用玻璃料滴后供于加压成型的原材料。作为切割方法，包括下述方法：对玻璃板表面的要切割的部分通过被称作划线的方法形成槽，从形成有槽的一面的背面向槽的部分施加局部的压力，在槽的部分将玻璃板切开的方法；利用切割刀切割玻璃板的方法等。另外，作为磨削、抛光方法，可举出滚筒抛光等。

可以通过例如将熔融玻璃浇铸到铸模中并成型为玻璃板，并将该玻璃板切割成多片玻璃片而制作加压成型用玻璃原材料。或者，也可以将适量的熔融玻璃成型而制作加压成型用玻璃料滴。还可以通过将加压成型用玻璃料滴再加热、软化，进行加压成型而制作，从而制作光学元件坯料。将玻璃再加热、软化、进行加压成型而制作光学元件坯料的方法相对于直压法而言，被称作再热压法(reheat press method)。

[光学元件及其制造方法]

本发明的另一个实施方式涉及：

包含上述光学玻璃的光学元件。

上述光学元件使用上述光学玻璃而制作。在上述光学元件中，可以在玻璃表面形成例如防反射膜等多层膜等一层以上的涂层。

另外，根据本发明的一个实施方式，还可以提供：

具备通过对上述的光学元件坯料进行磨削和/或抛光而制作光学元件的工序的光学元件的制造方法。

在上述光学元件的制造方法中，磨削、抛光等机械加工可以采用公知的方法进行，通过在加工后将光学元件表面充分清洗、干燥等，可以得到内部品质及表面品质高的光学元件。这样一来，可得到由上述光学玻璃形成的光学元件。作为光学元件，可示例出球面透镜、非球面透镜、微透镜等各种透镜、棱镜等。

另外，由上述光学玻璃形成的光学元件也适宜用作构成接合光学元件的透镜。作为接合光学元件，可示例出将透镜彼此接合而成的元件(接合透镜)、将透镜与棱镜接合而成的元件等。例如，接合光学元件可通过下述方法制作：对待接合的2个光学元件的接合面以使它们的形状成为反转形状的方式精密地进行加工(例如球面抛光加工)，涂布用于接合透镜的粘接的紫外线固化型粘接剂，使它们贴合后透过透镜照射紫外线，使粘接剂固化，由此制作接合光学元件。可使用阿贝数νd不同的多种玻璃等分别制作待接合的多个元件，并进行接合，由此制成适于补偿色差的元件。

实施例

以下，结合实施例更详细地说明本发明。然而，本发明并不限定于实施例所示的实施方式。

[实施例1]

＜试样No.1～88＞

以成为下表所示的玻璃组成的方式，分别使用相应的磷酸盐、氟化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等作为用于导入各成分的原料，称量原料，充分混合，制成了调配原料。

将该调配原料放入铂制坩埚，在设定为700～1100℃的炉内加热，进行了90分钟熔融。对熔融玻璃进行搅拌而均质化后，将熔融玻璃注入进行了预热的铸模，自然冷却至玻璃化转变温度附近后立即放入退火炉中，在玻璃化转变温度左右的温度下保持约30分钟后，以缓慢冷却速度-30℃/小时缓慢冷却4小时，然后在炉内自然冷却至室温，由此得到了以下的表中所示的试样No.1～88的各光学玻璃。

[比较例A、比较例B]

以成为下表所示的玻璃组成的方式，分别使用相应的磷酸盐、氟化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等作为用于导入各成分的原料，称量原料，充分混合，制成了调配原料。

将该调配原料放入铂制坩埚，在设定为700～1100℃的炉内加热，进行了90分钟熔融。对熔融玻璃进行搅拌而均质化后，将熔融玻璃注入进行了预热的铸模，自然冷却至玻璃化转变温度附近后立即放入退火炉中，在玻璃化转变温度左右的温度下保持约30分钟后，以缓慢冷却速度-30℃/小时缓慢冷却4小时，然后在炉内自然冷却至室温，由此得到了以下的表中所示的比较例A、比较例B的各光学玻璃。比较例A相当于WO2003/037813(专利文献1)的实施例33，比较例B相当于WO2003/037813(专利文献1)的实施例35。

＜物性评价＞

通过以下所示的方法测定了以下的表中所示的各光学玻璃的各物性。

(1)折射率nd、阿贝数νd

对于各光学玻璃，通过日本光学硝子工业会标准的折射率测定法，测定了折射率nd及阿贝数νd。关于比较例A，由于玻璃发生了失透，因此无法测定折射率nd及阿贝数νd。

(2)玻璃化转变温度Tg

将玻璃用研钵充分粉碎，作为试样，使用铂制的池作为试样容器，通过NETZSCHJAPAN公司制造的差示扫描量热分析装置(DSC3300SA)，将升温速度设为10℃/分，测定了玻璃化转变温度Tg。

(3)比重

通过阿基米德法测定了比重。

(4)透射率特性

从所得到的玻璃切出试验片，对两面进行镜面抛光，加工成具有相互平行且经过了光学抛光的平面，使厚度达到10.0mm后，使用分光光度计对波长500～1000nm下的外部透射率进行了测定。

在试样No.1～88、比较例A及比较例B中的任意实例中均确认了波长500nm～1000nm下的外部透射率在厚度为10.0mm时为80％以上且100％以下。

＜热稳定性的评价＞

对于试样No.1～88、比较例A及比较例B，分别以成为下表所示的玻璃组成的方式，分别使用相应的磷酸盐、氟化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等作为用于导入各成分的原料，称量原料，充分混合，制成了调配原料。

将该调配原料放入铂制坩埚，在设定为700～1100℃的炉内加热，进行了90分钟熔融。对熔融玻璃进行搅拌而均质化后，将熔融玻璃铸入成型模具，进行成型，缓慢冷却，得到了块状的玻璃样品。

对于所得到的玻璃样品，通过光学显微镜进行了玻璃中的结晶的观察。将光学显微镜的倍率设为40～100倍。在未在玻璃块中确认到结晶的情况下判定为A，在平均每1cm³确认到了1个以上且15个以下结晶的情况下判定为B，在平均每1cm³确认到了16个以上且40个以下结晶的情况下判定为C，在平均每1cm³确认到了超过40个结晶的情况下判定为D。关于A、B、C，热稳定性按照C→B→A的顺序变高，A的热稳定性最高。如果是A、B、C，则作为在制造上玻璃中所含的结晶数的内部品质是允许范围的结果。判定结果为D的玻璃缺乏热稳定性，是在制造上内部品质差的玻璃。

如以下的表中所示，确认了试样No.1～88的玻璃的热稳定性优异(判定结果A、B或C)。

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(实施例2)

使用实施例1中得到的各种玻璃制作了加压成型用玻璃块(玻璃料滴)。将该玻璃料滴在大气中加热、软化，用加压成型模具加压成型，制作了透镜坯料(光学元件坯料)。将制作的透镜坯料从加压成型模具中取出，进行退火，并进行包括抛光的机械加工，制作了由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。

(实施例3)

对期望量的实施例1中制作的熔融玻璃，用加压成型模具进行加压成型，制作了透镜坯料(光学元件坯料)。将制作的透镜坯料从加压成型模具中取出，退火，进行包括抛光的机械加工，制作了由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。

(实施例4)

对使实施例1中制作的熔融玻璃凝固而制作的玻璃块(光学元件坯料)进行退火，进行包括抛光的机械加工，制作了由实施例1中制作的各种玻璃形成的球面透镜。

最后，总结上述的各实施方式。

[1]一种光学玻璃，其在以阳离子％表示的玻璃组成中，

S⁶⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0阳离子％以下，

Al³⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0阳离子％以下，

P⁵⁺含量为5.0阳离子％以上且50.0阳离子％以下，

Li⁺含量为0.0阳离子％以上且51.0阳离子％以下，

Na⁺含量为0.0阳离子％以上且44.0阳离子％以下，

K⁺含量为0.0阳离子％以上且45.0阳离子％以下，

Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺为5.0阳离子％以上，

将Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量设为R²⁺，R²⁺相对于Al³⁺与R²⁺的合计含量的阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))为0.56以下，

在以阴离子％表示的玻璃组成中，

O^2-含量为10.0阴离子％以上且95.0阴离子％以下、

F^-含量为10.0阴离子％以上且90.0阴离子％以下，

并且该光学玻璃在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上。

[2]根据[1]所述的光学玻璃，其中，

P⁵⁺含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.30以上且0.85以下。

[3]根据[1]或[2]所述的光学玻璃，其中，

Li⁺含量相对于R⁺与R²⁺的合计的阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))为0.00以上且1.00以下。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的光学玻璃，其中，

R⁺相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.93以上。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的光学玻璃，其中，

Li⁺与K⁺的合计含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.56以上。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的光学玻璃，其中，

Li⁺与Na⁺的合计含量相对于Li⁺与K⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))为0.50以上且1.59以下。

[7]根据[1]～[6]中任一项所述的光学玻璃，其玻璃化转变温度Tg为150℃以上且350℃以下。

[8]根据[1]～[7]中任一项所述的光学玻璃，其阿贝数νd为70.00以上且82.00以下。

[9]根据[1]所述的光学玻璃，其中，

P⁵⁺含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.30以上且0.85以下，

Li⁺含量相对于R⁺与R²⁺的合计的阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))为0.00以上且1.00以下，

R⁺相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.93以上，

Li⁺与K⁺的合计含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.56以上，

Li⁺与Na⁺的合计含量相对于Li⁺与K⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))为0.50以上且1.59以下，

上述光学玻璃的玻璃化转变温度Tg为150℃以上且350℃以下，并且阿贝数νd为70.00以上且82.00以下。

[10]一种光学元件，其包含[1]～[9]中任一项所述的光学玻璃。

应该理解的是，本次公开的实施方式全部是示例性的，并不构成限制。本发明的范围由权利要求书、而不是上述的说明所限定，旨在包括与权利要求等同的含义及范围内的全部变形。

例如，对于上述示例的玻璃组成，通过进行说明书中记载的组成调整，可得到本发明的一个方式的光学玻璃。

另外，当然可以将说明书中示例出的或作为优选的范围记载的事项中的2个以上任意组合。

Claims (10)

1.一种光学玻璃，其在阳离子％表示的玻璃组成中，

S⁶⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0阳离子％以下，

Al³⁺含量超过0.0阳离子％且为30.0％阳离子％以下，

P⁵⁺含量为5.0阳离子％以上且50.0阳离子％以下，

Li⁺含量为0.0阳离子％以上且51.0阳离子％以下，

Na⁺含量为0.0阳离子％以上且44.0阳离子％以下，

K⁺含量为0.0阳离子％以上且45.0阳离子％以下，

Li⁺、Na⁺、K⁺及Cs⁺的合计含量R⁺为5.0阳离子％以上，

将Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺及Ba²⁺的合计含量设为R²⁺，R²⁺相对于Al³⁺与R²⁺的合计含量的阳离子比(R²⁺/(Al³⁺+R²⁺))为0.56以下，

在以阴离子％表示的玻璃组成中，

O^2-含量为10.0阴离子％以上且95.0阴离子％以下，

F^-含量为10.0阴离子％以上且90.0阴离子％以下，

并且，所述光学玻璃在波长500nm～1000nm下的外部透射率换算成厚度10.0mm为80％以上。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

P⁵⁺含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.30以上且0.85以下。

3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

Li⁺含量相对于R⁺与R²⁺的合计的阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))为0.00以上且1.00以下。

4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

R⁺相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.93以上。

5.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

Li⁺与K⁺的合计含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.56以上。

6.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

Li⁺与Na⁺的合计含量相对于Li⁺与K⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))为0.50以上且1.59以下。

7.根据权利要求1所述的光学玻璃，其玻璃化转变温度Tg为150℃以上且350℃以下。

8.根据权利要求1所述的光学玻璃，其阿贝数νd为70.00以上且82.00以下。

9.根据权利要求1所述的光学玻璃，其中，

P⁵⁺含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(P⁵⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.30以上且0.85以下，

Li⁺含量相对于R⁺与R²⁺的合计的阳离子比(Li⁺/(R⁺+R²⁺))为0.00以上且1.00以下，

R⁺相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比(R⁺/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.93以上，

Li⁺与K⁺的合计含量相对于Al³⁺与P⁵⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+K⁺)/(Al³⁺+P⁵⁺))为0.56以上，

Li⁺与Na⁺的合计含量相对于Li⁺与K⁺的合计含量的阳离子比((Li⁺+Na⁺)/(Li⁺+K⁺))为0.50以上且1.59以下，

所述光学玻璃的玻璃化转变温度Tg为150℃以上且350℃以下，并且阿贝数νd为70.00以上且82.00以下。

10.一种光学元件，其包含权利要求1～9中任一项所述的光学玻璃。