光学玻璃、模压成型用玻璃坯料和光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种光学玻璃，该光学玻璃具有高折射率高分散特性，折射率nd为2.02以上、阿贝值νd为19.0以下，同时具有适于高品质的光学元件的制造的机械特性。所述光学玻璃是氧化物玻璃，以阳离子%表示，其含有P5+14%～36%、Bi3+12%～34%、Nb5+12%～34%、Ti4+5%～20%、W6+0%～22%，并且Bi3+、Nb5+、Ti4+和W6+的总含量为50%以上，努氏硬度为370以上，折射率nd为2.02以上，阿贝值νd为19.0以下。本发明专利技术涉及由该光学玻璃构成的模压成型用玻璃坯料和光学元件。本发明专利技术涉及一种模压成型用玻璃坯料的制造方法，该制造方法具备对该光学玻璃进行机械加工的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学玻璃、模压成型用玻璃坯料和光学元件
本专利技术涉及光学玻璃、模压成型用玻璃坯料和光学元件。
技术介绍
近年来，伴随着摄像装置的小型化，高折射率高分散玻璃制透镜的需求正在提高。作为这种透镜材料，可以使用日本特开2006-111499号公报(专利文献1)和日本特开2007-15904号公报(专利文献2)所公开的以磷酸盐系的组成作为基料的高折射率高分散光学玻璃。
技术实现思路
为了提供高变焦比、广角的透镜，折射率nd为2.02以上、阿贝值为19以下这样的超高折射率的高分散玻璃是有效的。另一方面，作为对光学玻璃所要求的特性，可以举出玻璃设计者等、使用者所要求的光学特性，例如折射率特性和透过率特性，为了以良好的生产率制造作为工业制品的光学玻璃，将决定玻璃制造工序的搬运中的耐擦伤性的机械特性提高到一定水准是不可欠缺的。例如在通过研磨而形成光学元件的光学功能面时，通过切削或磨削等机械加工，玻璃表面伴随着弹性应变、塑性应变和裂纹生成等而被除去。接着，通过表面的除去量少的研磨工序和化学蚀刻工序，形成光滑的光学功能面。此处，若光学玻璃的机械强度过小，则切削或磨削工序中的表面损伤过于剧烈，导致光学面残存无法利用研磨工序除去的损伤。或者，由于玻璃柔软，在表面的除去量相对小的研磨工序、对玻璃进行清洗的超声波清洗工序中，也会因粗大磨粒的滚动或超声波的气穴等略微的机械作用而产生损伤等，透镜表面受伤的可能性提高。由上述分析可知，经过研磨工序的玻璃需要高机械强度。在通过精密模压成型等而形成光学功能面时，也同样地需要机械强度的提高。在通过研磨制作供于精密模压成型的成型前体(预型件)时，因为与由研磨所制作的透镜同样的问题，预型件会产生损伤，若对其进行精密模压成型，则会有一部分或全部的损伤残存于透镜的光学功能面。此外，在不对预型件进行研磨而通过熔融玻璃的滴下等成型时，虽然能够省去预型件的研磨工序，但是会增加在清洗预型件、或者搬运/位置校准至模压成型模具时预型件表面与清洗夹具、搬运器具、位置校准器具等接触的工序数。其结果，在预型件表面产生物理性损伤的可能性提高。若如上所述对产生了损伤的预型件进行精密模压成型，则会有一部分或全部的损伤残存于光学元件的光学功能面。进而，无论研磨工序/精密模压成型工序，在经过退火、清洗、取芯(centeringandedging)、成膜、检查工序而将形成了光学功能面的玻璃制成透镜制品时，与用于这些工序的器具的接触，也会使光学功能面产生损伤。伴随着光学玻璃的高折射率高分散化，这种问题逐渐变得显著。本专利技术的目的在于，解决上述问题，提供一种光学玻璃，该光学玻璃具有高折射率高分散特性，折射率nd为2.02以上、阿贝值νd为19.0以下，同时具有适于高品质的光学元件的制造的机械特性。另外，本专利技术的目的在于，提供由该光学玻璃构成的模压成型用玻璃坯料和光学元件。此外，本专利技术的目的在于，提供由该光学玻璃的模压成型用玻璃坯料的制造方法。作为解决上述问题的方案，本专利技术提供以下方案。[1]一种光学玻璃，其是氧化物玻璃，该光学玻璃的特征在于，以阳离子%表示，其含有P5+14%～36%、Bi3+12%～34%、Nb5+12%～34%、Ti4+5%～20%、W6+0%～22%，并且Bi3+、Nb5+、Ti4+和W6+的总含量为50%以上，努氏硬度为370以上，折射率nd为2.02以上，阿贝值νd为19.0以下。[2]如[1]所述的光学玻璃，其中，K+和Ba2+的总含量为16%以下。[3]如[1]或[2]所述的光学玻璃，其中，K+、Ba2+和B3+的总含量为22%以下。[4]如[1]～[3]中任一项所述的光学玻璃，其中，Bi3+的含量相对于Bi3+、Nb5+、Ti4+和W6+的总含量(Bi3++Nb5++Ti4++W6+)的阳离子比(Bi3+/(Bi3++Nb5++Ti4++W6+))为0.6以下。[5]一种模压成型用玻璃坯料，其是由[1]～[4]中任一项所述的光学玻璃构成的。[6]一种光学元件，其是由[1]～[4]中任一项所述的光学玻璃构成的。[7]一种模压成型用玻璃坯料的制造方法，该制造方法具备对[1]～[4]中任一项所述的光学玻璃进行机械加工的工序。[8]一种光学元件的制造方法，该制造方法具有对[5]所述的模压成型用玻璃坯料进行模压成型的工序。[9]一种光学元件的制造方法，该制造方法具备对[1]～[4]中任一项所述的光学玻璃进行机械加工的工序。根据本专利技术，可以提供一种光学玻璃，该光学玻璃具有高折射率高分散特性，折射率nd为2.02以上，阿贝值νd为19.0以下，同时具有适于高品质的光学元件的制造的机械特性。另外，根据本专利技术，可以提供由所述光学玻璃构成的模压成型用玻璃坯料和光学元件。附图说明图1是对于Ti、Nb、W、P和Bi，以P为基准，示出将这些阳离子成分相互置换1阳离子%时的摩尔体积和努氏硬度的变化量的曲线图。图2是对于Li、Na、K、B、Mg、Ca、Sr和Ba，以Mg为基准，示出将这些阳离子成分相互置换1阳离子%时的摩尔体积和努氏硬度的变化量的曲线图。具体实施方式本专利技术人对上述问题进行了深入研究，结果得到了以下见解。将用于实现高折射率光学玻璃所需要的玻璃成分按各成分赋予玻璃的特性的观点进行分类，则可以分类为向玻璃赋予所期望的光学特性的高折射率高分散赋予成分、促进玻璃形成但降低折射率的玻璃网络形成成分和提高玻璃的熔解性但略微降低折射率的修饰成分。高折射率高分散玻璃必须导入大量的Bi、Ti、W、Nb等高折射率高分散化成分作为玻璃成分。特别是，最近在赋予高折射率高分散性的同时能够抑制玻璃的结晶化的Bi的含量具有增多的趋势，另一方面，P、B、Si等使玻璃网络牢固的成分具有减少的趋势。随着这样的玻璃成分的变化，玻璃的机械强度的降低变得无法忽视。玻璃的原子结构可以认为是下述形式：Bi或P等元素在玻璃中以阳离子的形式存在，氧离子或氟离子等阴离子根据各自的价数与其进行多个配位，使一部分的离子群之间通过具有相反电荷的离子群而交联，或者特定的离子群将结合终止。进而还认为其结构中存在少量的H2O或OH-、CO3-或SO42-等离子群，但认为主要结构是由阳离子与阴离子的结合而构成的。因此，可以认为玻璃结构的构成单元由Bi-O、Bi-F、Bi-(SO4)等化学键的集合构成。因此，玻璃内的键的状态成为决定玻璃的机械强度的要素。并且，关于具有价数n1的阳离子M1与具有价数n2的阳离子M2的置换，若玻璃是氧化物，则在玻璃中使平均n1根M1-O键的密度减少，使平均n2根M2-O键增加。本专利技术人认为具有高折射率高分散性的铋-磷酸系玻璃由主要在顶点连结MO6(M=Bi、Nb、W、Ti)的八面体和MO4(M=P、B、Si等)的四面体的无规网络结构构成，是其非结合氧与碱金属成分或碱土金属成分结合的玻璃结构的模型，并且关注于玻璃的硬度与玻璃的摩尔体积的相关关系，发现了将玻璃的摩尔体积作为指标来提高玻璃的硬度。例如，通过将玻璃的网络形成成分中占有体积大的P置换为占有体积更小的B，或者将碱金属成分中离子半径大的K置换为离子半径更小的Na或Li，另外在高折射率成分中将离子半径大的W置换为离子半径更小的Ti，摩尔体积减少而硬度上升。此外，通过将作为碱金属成分的Na置换为网络形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.23 JP 2011-0373491.一种模压成型用玻璃坯料的制造方法，该制造方法具备对光学玻璃进行机械加工而得到模压成型用玻璃坯料的工序，该光学玻璃是氧化物玻璃，以阳离子％表示，该光学玻璃含有P5+14％～36％、Bi3+12％～34％、Nb5+12％～34％、Ti4+5％～20％、W6+0％～22％，并且Bi3+、Nb5+、Ti4+和W6+的总含量为55％以上，努氏硬度为370以上，折射率nd为2.05以上，阿贝值νd为19.0以下，由于所述光学玻璃的努氏硬度为370以上，因此能够得到表面无损伤的模压成型用玻璃坯料。2.一种光学元件的制造方法，该制造方法具有对权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原康裕，野岛由雄，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：
国别省市：