光学玻璃、光学玻璃坯件、压制成型用玻璃材料、光学元件、及它们的制造方法
【专利说明】光学玻璃、光学玻璃坯件、压制成型用玻璃材料、光学元件、 及它们的制造方法
[0001] 相关申请的相互参照
[0002] 本申请要求2013年2月19日申请的日本特愿2013-030211号和日本特愿 2013-030212号、2013年9月30日申请的日本特愿2013-205432号、以及2014年1月14 日申请的日本特愿2014-004423号的优先权，在这里特别引用其全部记载作为公开。
技术领域
[0003] 本发明涉及光学玻璃、光学玻璃坯件、压制成型用玻璃材料、光学元件、及它们的 制造方法。详细地说，涉及耐失透性优秀的具有高折射率、高色散特性的磷酸盐类光学玻 璃、由该光学玻璃构成的光学玻璃坯件、压制成型用玻璃材料、光学元件、及它们的制造方 法。
【背景技术】
[0004] 作为包含许多磷酸盐作为玻璃的网络形成体的所谓磷酸盐类光学玻璃，已知有像 在专利文献1~8记载的那样具有各种各样的折射率的磷酸盐类光学玻璃。在它们之中， 具有高折射率的同时具有高色散特性（低阿贝数）的光学玻璃作为各种透镜等光学元件材 料其需求尤其高。这是因为，例如能够通过与高折射率低色散性的透镜相组合而构成紧凑 且高功能的色像差修正用的光学系统。进而，通过使高折射率高色散特性的透镜的光学功 能面非球面化，从而能够谋求各种光学系统的进一步的高功能化、紧凑化。
[0005] 专利文献1 :日本特开平5-270853号公报；
[0006] 专利文献2 :日本特开平6-345481号公报；
[0007] 专利文献3 :日本特开平8-157231号公报；
[0008] 专利文献4 :日本特开2003-238197号公报；
[0009] 专利文献5 :日本特开2003-160355号公报；
[0010] 专利文献6 :日本特开2008-303112号公报；
[0011] 专利文献7 :日本特开2009-96649号公报；
[0012] 专利文献8 :日本特开2012-17261号公报。
【发明内容】
[0013] 可是，作为制作透镜等光学元件的方法已知有如下方法，即，制作与光学元件的形 状近似的被称为光学元件坯件的中间产品，对该中间产品实施研磨、抛光加工来制造光学 元件。作为这样的中间产品的制作方法的一个方式，有对适量的熔融玻璃进行压制成型而 制成中间产品的方法（称为直接压制法）。此外，作为其它方式，有如下的方法：将熔融玻 璃浇铸到铸模而成型为玻璃板，将该玻璃板切断而制成多个玻璃片，将该玻璃片再加热、软 化并通过压制成型制成中间产品的方法；以及将适量的熔融玻璃成型为被称为玻璃料滴的 玻璃块，在对该玻璃块实施滚筒抛光后将其再加热、软化并进行压制成型，得到中间产品的 方法等。相对于直接压制法，将玻璃再加热、软化并进行压制成型的方法被称为再加热压制 法。
[0014] 此外，作为制作光学元件的方法，还已知有如下的方法（称为精密压制成型法）， 即，用熔融玻璃制作压制成型用玻璃材料，利用成型模对该压制成型用玻璃材料进行精密 压制成型，由此得到光学元件。在精密压制成型法中，通过转印成型模成型面形状，从而能 够在不经过抛光、研磨等机械加工的情况下形成光学元件的光学功能面。
[0015] 无论在以上记载的直接压制法、再加热压制法、精密压制成型法的哪一种中，如果 在制造过程中在玻璃中析出了晶体，则难以得到具有优秀的透明性的光学元件。因此，要求 抑制了析晶的即耐失透性高的光学玻璃。
[0016] 然而，包含许多磷酸盐作为玻璃的网络形成体并且包含赋予高折射率的成分和赋 予高色散性的成分的组成的光学玻璃通常失透倾向强。因此，一直以来都难以提高具有高 折射率、高色散特性的磷酸盐类光学玻璃中的耐失透性。
[0017] 本发明的一个方式提供具有高折射率、高色散特性并且耐失透性优秀的磷酸盐类 光学玻璃。
[0018] 进而，根据本发明的一个方式，还提供由上述的光学玻璃构成的光学玻璃坯件、压 制成型用玻璃材料、光学元件、及它们的制造方法。
[0019] 本发明的一个方式（以下，记载为"方式1"）涉及一种光学玻璃，在以氧化物为基 准的玻璃组成中，
[0020] P2O5含量为20~34质量％，
[0021] B2O3含量超过0质量％且为10质量％以下，
[0022] 质量比（B2O3A32O 5)超过0且不足0· 39，
[0023] 质量比[Ti0y(Ti02+Nb205+W03+Bi 203+Ta205)]的范围是 0· 059 ~0· 180，
[0024] 质量比[(P205+B203+Si02) ANa2(HK2CHLi2O)]的范围是 1. 39 ~1. 80 的，
[0025] 折射率nd的范围是1.78~1.83,且阿贝数vd的范围是20~25。
[0026] 方式1的光学玻璃是作为必要成分而包含P2O5的磷酸盐类光学玻璃，其中，作为必 要成分还包含B2O3和TiO2，且满足上述的含量和质量比，由此能够具有1. 78~1. 83的范围 的折射率nd和20~25的范围的阿贝数V d这样的高折射率高色散特性，并且能够示出优 秀的耐失透性。
[0027] 此外，本发明的一个方式（以下，记载为"方式2"）的光学玻璃包括：
[0028] -种光学玻璃（以下，记载为"玻璃2-A"），在以氧化物为基准的玻璃组成中，
[0029] P205、B2O3和 TiO 2为必要成分，SiO 2、Li20、Nb2O5' W03、Bi2O3和 Ta 205为任选成分，
[0030] P2O5含量为20~34质量％，
[0031] B2O3含量超过0质量％且为10质量％以下，
[0032] Li2O含量为0质量％以上且不足0.3质量％，
[0033] 质量比（B2O3A32O 5)超过0且不足0· 39，
[0034] 质量比[(P205+B203) / (Ti02+Nb205+W03+Bi20 3+Ta205)]超过 0· 53，
[0035] 质量比[Ti0y(Ti02+Nb205+W03+Bi 203+Ta205)]的范围是 0· 059 ~0· 96，
[0036] 折射率nd的范围是1. 78~1. 83,且阿贝数V d的范围是20~25，
[0037] 本发明的方式2的光学玻璃还包括：
[0038] -种光学玻璃（以下，记载为"玻璃2-B"），在以氧化物为基准的玻璃组成中，
[0039] P205、B2O3和 TiO 2为必要成分，SiO 2、Li20、Nb205、W03、Bi 2O3和 Ta 205为任选成分，
[0040] P2O5含量为20~34质量％，
[0041] B2O3含量超过0质量％且为10质量％以下，
[0042] Li2O含量为0质量％以上且不足0.3质量％，
[0043] 质量比（B2O3A32O 5)超过0且不足0·邓，
[0044] 质量比[(P205+B203+Si02) ATi02+Nb205+W03+Bi20 3+Ta205)]超过 0· 53，
[0045] 质量比[Si0y(Si02+P205+B20 3)]不足 0· 02，
[0046] 质量比[Ti0y(Ti02+Nb205+W03+Bi 203+Ta205)]的范围是 0· 059 ~0· 96，
[0047] 折射率nd的范围是1.78~1.83,且阿贝数vd的范围是20~25。
[0048] 上述的玻璃2-A和2-B作为必要成分而包含Ρ205、Β 203和TiO 2，能够任选包含Si02、 Li20、Nb205、W03、Bi2O 3和Ta 205。在此基础上，通过满足上述的含量和质量比，从而能够得到 具有1.78~1.83的范围的折射率nd和20~25的范围的阿贝数vd这样的高折射率高 色散特性并且示出优秀的耐失透性的磷酸盐类光学玻璃。
[0049] 根据方式1和方式2,能够提供适合于直接压制法、再加热压制法、精密压制成型 法的任一种的具有高折射率高色散特性的磷酸盐类光学玻璃。根据另一个方式，还可提供 由上述的光学玻璃构成的光学玻璃坯件、压制成型用玻璃材料、及光学元件。
[0050] 可是，上述的精密压制成型法是能够高效地制造非球面透镜等光学元件的方法。 因此，为了高生产性地制造非球面透镜等光学元件，上述的磷酸盐类光学玻璃优选具有高 折射率、高色散特性并且具有适合于精密压制成型的性质（良好的精密压制成型性）。
[0051] 因此，本发明的一个方式提供具有高折射率、高色散特性并且适合于精密压制成 型法的磷酸盐类光学玻璃。
[0052] 进而，根据本发明的一个方式，提供由上述的光学玻璃构成的精密压制成型用预 制件和光学元件，以及对该精密压制成型用预制件进行精密压制成型的光学元件的制造方 法。
[0053] 本发明的一个方式（以下，记载为"方式3"）涉及一种光学玻璃，在以氧化物为基 准的玻璃组成中，包含：
[0054] 24 ~34 质量％ 的 P2O5，
[0055] 超过0质量％且为4质量％以下的B2O3,
[0056] 合计为12~20质量％的Na20、K2O和Li 20，
[0057] 15 ~30 质量％ 的 Nb2O5，
[0058] 8~15质量％的TiO2，以及
[0059] 4 ~25 质量％ 的 Bi2O3,
[0060] 质量比（Ti02/Nb205)的范围是 0· 36 ~1. 00，
[0061] 质量比（Bi203/Nb205)的范围是 0· 16 ~1. 67，
[0062] 折射率nd为1. 78以上且不足1. 83,且阿贝数V d的范围是20~25。
[0063] 方式3的光学玻璃作为必要成分而包含己05為03、他 205、11021203、碱金属氧化物 (选自Na20、K2O和Li2O的一种以上），并且规定了对于赋予光学玻璃高折射率高色散特性 有用的成分即1102和Nb 205的比率，规定了能够赋予良好的精密压制成型性的成分即Bi 203 和Nb2O5的比率。这样，能够得到具有I. 78以上且不足I. 83的折射率nd和20~25的范围 的阿贝数V d这样的高折射率高色散特性并且适合于精密压制成型的磷酸盐类光学玻璃。 [0064] 根据方式3,能够提供适合于得到精密压制成型用预制件的、具有高折射率高色散 特性的磷酸盐类光学玻璃。根据另一个方式，还可提供由上述的光学玻璃构成的精密压制 成型用预制件和光学元件。
【具体实施方式】 [0065][光学玻璃]
[0066] 如前所述，在本发明中以氧化物为基准表示光学玻璃的玻璃组成。在此，"以氧化 物为基准的玻璃组成"设为通过玻璃原料在熔融时全部被分解而在光学玻璃中作为氧化物 存在来换算而得到的玻璃组成。此外，只要没有特别记载，就设玻璃组成以质量基准来表 不O
[0067] 本发明中的玻璃组成是通过ICP-AES (电感耦合等离子体-原子发射光谱法： Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)求出的。此外，通过本分 析方法求出的分析值包含± 5 %左右的测定误差。
[0068] 此外，在本说明书和本发明中，构成成分的含量为0%意味着实质上不包含该构成 成分，是指该构成成分的含量为杂质水平程度以下。
[0069] 以下，对方式1、方式2及方式3进行说明。只要没有特别记载，关于某个方式的记 载对于其它方式也能够适用。此外，相当于方式1~3的任意2个以上的光学玻璃也包括 在本发明的一个方式的光学玻璃。
[0070] 〈方式 1>
[0071] 方式1的光学玻璃是一种光学玻璃，在以氧化物为基准的玻璃组成中，P2O 5含量 为20~34质量％，B2O3含量超过0质量％且为10质量％以下，质量比（B2O 3A32O5)超过0 且不足 0.39,质量比[Ti(V(Ti02+Nb205+TO3+Bi 203+Ta205)]的范围是 0.059 ~0· 180,质量 比[(P205+B203+Si02) ANa2(HK2CHLi2O)]的范围是 1. 39 ~1. 80,折射率 nd 的范围是 1. 78 ~ 1. 83,且阿贝数V d的范围是20~25。
[0072] 以下，对其细节进行说明。
[0073] P2O5是在磷酸盐类光学玻璃中作为玻璃形成成分而不可缺少的成分。磷酸盐类玻 璃具有能够在比较低的温度熔解玻璃、可见光区域的透射率高的特征。从提高玻璃的耐失 透性的观点出发，P2O5含量的下限为20%以上，优选为21%以上。此外，上限为34%以下， 优选为30 %以下，更优选为24 %以下。
[0074] B2O3是具有通过适量添加到磷酸盐类光学玻璃中而提高耐失透性的作用的成分。 因此在上述的光学玻璃中作为必要成分而导入超过〇%的B203。B2O 3含量优选为2%以上， 更优选为6%以上。但是，当包含过量时，将难以实现高折射率、高色散特性，因此其含量设 为10%以下。优选为9%以下，更优选为8%以下。
[0075] 在此，B2O3含量为0%包括在玻璃中微量含有杂质水平程度的B 2O3的情况。因此， B2O3含量超过0 %指的是含有超过杂质水平程度的B 203。具体地说，例如是700ppm (质量比） 以上或者1000 ppm(质量比）以上。<