JP2015059064A - 光学ガラス及び光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスを提供する。【解決手段】光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２成分が１．０〜２０．０％、Ｂ２Ｏ３成分を１．０〜３０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を３５．０〜６５．０％、ＴｉＯ２成分を１．０〜１０．０％、ＺｎＯ成分を０．１〜２０．０％、ＷＯ３成分を０．５〜２０．０％含有し、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量が０〜５．０％であり、屈折率が１．９０以上であり、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４４０ｎｍ以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。

近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器や、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の画像再生（投影）機器等の各種光学機器の分野では、光学系で用いられるレンズやプリズム等の光学素子の枚数を削減し、光学系全体を軽量化及び小型化する要求が強まっている。

光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学系全体の軽量化及び小型化を図ることが可能な、１．９０以上の屈折率（ｎ_ｄ）を有し、２０以上４０以下のアッベ数（ν_ｄ）を有する高屈折率ガラスの需要が非常に高まっている。このような高屈折率ガラスとしては、特許文献１〜３に代表されるようなガラス組成物が知られている。

特開２０１０−０３０８７９号公報 特開２０１２−１６２４４８号公報 国際公開第２００８／０５０５９１号

しかしながら、特許文献１〜３で開示されたガラスでは、可視光の短波長側の光に対する透過率が低いため、ガラスが黄色に着色しており、可視領域の光を透過させる用途には適さない。そのため、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながらも、可視光の短波長側の光に対する高い透過率を有する光学ガラスが求められていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分及びＴｉＯ_２成分を含有するガラスにおいて、ＺｎＯ成分及びＷＯ_３成分を含有させることで、ガラスの溶融性が高められること等により、ガラスの可視光透過率が高められることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 質量％で、ＳｉＯ_２成分が１．０〜２０．０％、Ｂ_２Ｏ_３成分を１．０〜３０．０％、Ｌａ_２Ｏ_３成分を３５．０〜６５．０％、ＴｉＯ_２成分を１．０〜１０．０％、ＺｎＯ成分を０．１〜２０．０％、ＷＯ_３成分を０．５〜２０．０％含有し、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量が０〜５．０％であり、屈折率が１．９０以上であり、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４４０ｎｍ以下である光学ガラス。

（２） 質量％で、ＷＯ_３成分及びＺｎＯ成分を合計で１．０〜３０．０％含有する（１）記載の光学ガラス。

（３） 質量比（ＷＯ_３＋ＺｎＯ）／ＴｉＯ_２が０．１０以上３．００以下である（１）又は（２）記載の光学ガラス。

（４） 質量％で、
Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。

（５） 質量和（Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）が２０．０％以下である（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。

（６） Ｌｎ_２Ｏ_３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が３５．０％以上７０．０％以下である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。

（７） 質量％で、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が１５．０％以下である（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラス。

（８） 質量％で
ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％
ＣａＯ成分 ０〜１０．０％
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％
ＢａＯ成分 ０〜１０．０％
である（１）から（７）のいずれか記載の光学ガラス。

（９） ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の質量和が１０．０％以下である（１）から（８）のいずれかに記載の光学ガラス。

（１０） 質量％で
Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
である（１）から（９）のいずれかに記載の光学ガラス。

（１１） Ｒｎ_２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１０．０％以下である（１）から（１０）のいずれかに記載の光学ガラス。

（１２） 質量％で、
Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％
ＧｅＯ_２成分 ０〜１０．０％
ＺｒＯ_２成分 ０〜２０．０％、
Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％
Ｂｉ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％
ＴｅＯ_２成分 ０〜１０．０％
ＳｎＯ_２成分 ０〜５．０％
Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１．０％
である（１）から（１１）のいずれか記載の光学ガラス。

（１３） ２０以上４０以下のアッベ数（νｄ）を有する（１）から（１２）のいずれか記載の光学ガラス。

（１４） ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つＰｔ^２＋の割合が８０％以下である（１）から（１３）のいずれか記載の光学ガラス。

（１５） （１）から（１４）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。

（１６） （１）から（１４）のいずれか記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。

本発明によれば、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスを得ることができる。

本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２成分が１．０〜２０．０％、Ｂ_２Ｏ_３成分を１．０〜３０．０％、Ｌａ_２Ｏ_３成分を３５．０〜６５．０％、ＴｉＯ_２成分を１．０〜１０．０％、ＺｎＯ成分を０．１〜２０．０％、ＷＯ_３成分を０．５〜２０．０％含有し、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量が０〜５．０％であり、屈折率が１．９０以上であり、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４４０ｎｍ以下である。Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分及びＴｉＯ_２成分を必須成分として含有させることで、高い屈折率が得られる。また、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｌａ_２Ｏ_３成分及びＴｉＯ_２成分を含有するガラスにおいて、ＺｎＯ成分及びＷＯ_３成分を含有させることで、ガラスの溶融性が高められること等により、ガラスの可視光透過率が高められる。よって、１．９０以上の屈折率及び２０以上４０以下のアッベ数を有しながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスを得ることができる。

以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。

＜必須成分、任意成分について＞
ＳｉＯ_２成分は、１．０％以上含有することで、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの着色を低減でき、且つ耐失透性を高められる必須成分である。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは４．０％を下限とする。
他方で、ＳｉＯ_２成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの溶融性の低下や、ガラス転移点の上昇、屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％、さらに好ましくは８．０％を上限とする。
ＳｉＯ_２成分は、原料としてＳｉＯ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６、Ｎａ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｂ_２Ｏ_３成分は、ガラス形成酸化物として欠かすことの出来ない必須成分である。
特に、Ｂ_２Ｏ_３成分を１．０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つガラスの分散を小さくできる。従って、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは８．０％を下限とする。
他方で、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量を３０．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得易くでき、化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、さらに好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１３．０％を上限とする。
Ｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＨ_３ＢＯ_３、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７、Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ、ＢＰＯ_４等を用いることができる。

Ｌａ_２Ｏ_３成分は、ガラスの屈折率と耐失透性を高め、分散を小さく（アッベ数を大きく）する必須成分である。
特に、Ｌａ_２Ｏ_３成分を３５．０％以上含有することで、所望の高屈折率を得ることができ、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３５．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４３．０％、さらに好ましくは４６．０％を下限とする。
他方で、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量を６５．０％以下にすることで、ガラスの溶融性の低下を抑えられ、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは６５．０％、より好ましくは６０．０％、さらに好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５３．０％を上限とする。
Ｌａ_２Ｏ_３成分は、原料としてＬａ_２Ｏ_３、Ｌａ（ＮＯ_３）_３・ＸＨ_２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いることができる。

ＴｉＯ_２成分は、１．０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高められ、アッベ数を低く調整でき、且つ耐失透性を高められる必須成分である。そのため、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは６．０％を下限とする。
他方で、ＴｉＯ_２の含有量を３０．０％以下にすることで、ガラスの着色を低減して可視光透過率を高め、ガラスのアッベ数の必要以上の低下を抑えられる。また、ＴｉＯ_２成分の過剰な含有による失透を抑えられる。従って、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．８％、さらに好ましくは９．５％を上限とする。
ＴｉＯ_２成分は、原料としてＴｉＯ_２等を用いることができる。

ＺｎＯ成分は、０．１％以上含有することで、ガラスの溶融性を高められ、ガラス転移点を低くでき、且つ化学的耐久性や耐失透性を高められる必須成分である。また、希土類酸化物とほぼ同様に屈折率と分散に寄与するので、ＺｎＯ成分の使用により、高価な希土類酸化物の使用を低減することができる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．３％、さらに好ましくは２．０％、さらに好ましくは４．０％を下限とする。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下や、耐失透性の低下を抑えられる。また、これにより熔融ガラスの粘性が高められるため、ガラスへの脈理の発生を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ_２等を用いることができる。

ＷＯ_３成分は、０．５％以上含有することで、ガラスの溶融性を高められ、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら屈折率を高め、且つガラスの耐失透性を高められる必須成分である。また、ＷＯ_３成分は、ガラス転移点を低くでき、且つＴｉＯ_２成分やＮｂ_２Ｏ_５成分によるアッベ数の低下を抑えられる成分でもある。そのため、ＷＯ_３成分の含有量は、好ましくは０．５％、より好ましくは１．５％、さらに好ましくは３．５％を下限とする。
他方で、ＷＯ_３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ＷＯ_３成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、ＷＯ_３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％、さらに好ましくは７．０％を上限とする。
ＷＯ_３成分は、原料としてＷＯ_３等を用いることができる。

Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、耐失透性を高められ、且つＴｉＯ_２成分によるアッベ数の低下を抑えられる任意成分である。
他方で、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量を５．０％以下にすることで、過剰な含有によるガラスの耐失透性の低下や、可視光の透過率の低下を抑えられる。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．８％、さらに好ましくは４．５％を上限とする。
Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、原料としてＮｂ_２Ｏ_５等を用いることができる。

ＷＯ_３成分及びＺｎＯ成分の含有量の和（質量和）は、１．０％以上２０．０％以下が好ましい。
特に、この和を１．０％以上にすることで、ガラスの熔解性を高められ、さらにはガラスの耐失透性や可視光透過率を高められる。従って、質量和（ＷＯ_３＋ＺｎＯ）は、好ましくは１．０％、より好ましくは２．０％、さらに好ましくは４．０％、さらに好ましくは５．６％、さらに好ましくは８．０％を下限とする。
他方で、この和を３０．０％以下にすることで、これら成分の過剰な含有による耐失透性の低下を抑えられる。従って、質量和（ＷＯ_３＋ＺｎＯ）は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、さらに好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１７．０％を上限とする。

ＴｉＯ_２の含有量に対する、ＷＯ_３成分及びＺｎＯ成分の含有量の和の比率（質量比）は、０．１０以上３．００以下であることが好ましい。
特に、この比率を０．１０以上にすることで、ガラスの溶融性と耐失透性を高められ、且つ、ＴｉＯ_２成分等によるアッベ数や透過率の低下を抑えられる。従って、質量比（ＷＯ_３／Ｎｂ_２Ｏ_５）は、好ましくは０．１０、より好ましくは０．４０、さらに好ましくは０．８０、さらに好ましくは１．００を下限とする。
他方で、この比率は、所望の高屈折率を得易くする観点から、好ましくは３．００、より好ましくは３．００、さらに好ましくは２．８０、さらに好ましくは２．５０を上限としてもよい。

Ｇｄ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高め、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、希土類元素の中でも特に高価なＧｄ_２Ｏ_３成分を２０．０％以下に低減することで、ガラスの材料コストが低減されるため、より安価な光学ガラスを作製できる。また、これによりガラスのアッベ数の必要以上の上昇を抑えられ、ガラスの溶融性の低下を抑えられる。従って、Ｇｄ_２Ｏ_３成分の含有量は、それぞれ好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｇｄ_２Ｏ_３成分は、原料としてＧｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３等を用いることができる。

Ｙ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、耐失透性を高められ、他の希土類成分に比べてガラスの材料コストを抑えられ、且つ比重を低減できる任意成分である。
他方で、Ｙ_２Ｏ_３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの耐失透性を高められる。また、ガラスの溶融性の低下を抑えられ、ガラスの材料コストをより一層抑えられる。従って、Ｙ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｙ_２Ｏ_３成分は、原料としてＹ_２Ｏ_３、ＹＦ_３等を用いることができる。

Ｙｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つ分散を小さくできる任意成分である。
他方で、Ｙｂ_２Ｏ_３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ｙｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｙｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＹｂ_２Ｏ_３等を用いることができる。

また、本発明の光学ガラスでは、Ｇｄ_２Ｏ_３成分、Ｙ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分の含有量の和（質量和）は、２０．０％以下が好ましい。これにより、ガラスの溶融性を高められる。また、これら高価な成分の含有量が低減されるため、ガラスの材料コストを抑えられる。従って、質量和（Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは６．０％、さらに好ましくは４．０％、さらに好ましくは２．０％を上限とする。

Ｌｎ_２Ｏ_３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、３５．０％以上７０．０％以下が好ましい。
特に、この和を３５．０％以上にすることで、ガラスの溶融性や耐失透性を高められ、ガラスの分散を小さくできる。従って、Ｌｎ_２Ｏ_３成分の質量和は、好ましくは３５．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは４３．０％、さらに好ましくは４６．０％を下限とする。
他方で、この和を７０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度が低くなるため、耐失透性を高められる。従って、Ｌｎ_２Ｏ_３成分の質量和は、好ましくは７０．０％、より好ましくは６０．０％、さらに好ましくは５４．０％を上限とする。

Ｔａ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、高価なＴａ_２Ｏ_５成分を１５．０％以下に低減することで、ガラスの材料コストが低減されるため、より安価な光学ガラスを作製できる。また、これにより原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。
Ｔａ_２Ｏ_５成分は、原料としてＴａ_２Ｏ_５等を用いることができる。

ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分の各々の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、原料としてＭｇＣＯ_３、ＭｇＦ_２、ＣａＣＯ_３、ＣａＦ_２、Ｓｒ（ＮＯ_３）_２、ＳｒＦ_２、ＢａＣＯ_３、Ｂａ（ＮＯ_３）_２、ＢａＦ_２等を用いることができる。

ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の合計（質量和）は、１０．０％以下が好ましい。これにより、ＲＯ成分の過剰な含有による、ガラスの屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。

Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善し、且つガラス転移点を低くできる任意成分である。このうちＮａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、ガラスの耐失透性を高められる成分でもある。
他方で、Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つ、耐失透性を高められる。従って、Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の各々の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
特に、Ｌｉ_２Ｏ成分の含有量を３．０％以下にすることで、ガラスの粘性が高くなるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、ガラスの脈理を低減する観点では、Ｌｉ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは０．３％を上限としてもよい。
Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、原料としてＬｉ_２ＣＯ_３、ＬｉＮＯ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＮａＮＯ_３、ＮａＦ、Ｎａ_２ＳｉＦ_６、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＮＯ_３、ＫＦ、ＫＨＦ_２、Ｋ_２ＳｉＦ_６等を用いることができる。

Ｒｎ_２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）の合計量は、１０．０％以下が好ましい。これにより、ガラスの屈折率の低下を抑え、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｒｎ_２Ｏ成分の質量和は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。

Ｐ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｐ_２Ｏ_５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ_３）_３、Ｃａ（ＰＯ_３）_２、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、ＢＰＯ_４、Ｈ_３ＰＯ_４等を用いることができる。

ＧｅＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、ＧｅＯ_２は原料価格が高いため、その量が多いとガラスの材料コストが高くなる。従って、ＧｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
ＧｅＯ_２成分は、原料としてＧｅＯ_２等を用いることができる。

ＺｒＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの高屈折率化及び低分散化に寄与でき、且つガラスの耐失透性を高められる任意成分である。そのため、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは５．０％を下限としてもよい。
他方で、ＺｒＯ_２成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ＺｒＯ_２成分の過剰な含有によるガラスの耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは８．０％を上限とする。
ＺｒＯ_２成分は、原料としてＺｒＯ_２、ＺｒＦ_４等を用いることができる。

Ａｌ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの溶融性及び耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、Ａｌ_２Ｏ_３成分の過剰な含有によるガラスの耐失透性の低下を抑えられる。従って、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ａｌ_２Ｏ_３成分は、原料としてＡｌ_２Ｏ_３、Ａｌ（ＯＨ）_３、ＡｌＦ_３等を用いることができる。

Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げる任意成分である。
他方で、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ、ガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、原料としてＢｉ_２Ｏ_３等を用いることができる。

ＴｅＯ_２成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げる任意成分である。
他方で、ＴｅＯ_２は白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。
ＴｅＯ_２成分は、原料としてＴｅＯ_２等を用いることができる。

ＳｎＯ_２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＳｎＯ_２成分の含有量を５．０％以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、ＳｎＯ_２成分と熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化が低減されるため、熔解設備の長寿命化を図れる。従って、ＳｎＯ_２成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは２．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。
ＳｎＯ_２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＳｎＦ_２、ＳｎＦ_４等を用いることができる。

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡する任意成分である。
他方で、Ｓｂ_２Ｏ_３量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．７％、さらに好ましくは０．５％を上限とする。
Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、原料としてＳｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｈ_２Ｓｂ_２Ｏ_７・５Ｈ_２Ｏ等を用いることができる。

なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ_２Ｏ_３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。

＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。

他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。

さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。

本発明のガラス組成物は、その組成が酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
ＳｉＯ_２成分 ３．０〜３５．０モル％、及び
Ｂ_２Ｏ_３成分 ２．０〜４０．０モル％、
Ｌａ_２Ｏ_３成分 １５．０〜２５．０モル％、
ＴｉＯ_２成分 ２．０〜１５．０モル％、
ＺｎＯ成分 ０．５〜３０．０モル％、
ＷＯ_３成分 ０．５〜１０．０モル％、
並びに
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０〜３．０モル％、
Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜５．０モル％、
Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０モル％、
Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜５．０モル％、
Ｔａ_２Ｏ_５成分 ０〜５．０モル％、
ＭｇＯ成分 ０〜２５．０モル％、
ＣａＯ成分 ０〜２０．０モル％、
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０モル％、
ＢａＯ成分 ０〜１０．０モル％、
Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜３０．０モル％、
Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜２０．０モル％、
Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１５．０モル％、
Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜８．０モル％、
ＧｅＯ_２成分 ０〜１０．０モル％、
ＺｒＯ_２成分 ０〜２０．０モル％、
Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０モル％、
Ｂｉ_２Ｏ_３成分 ０〜５．０モル％、
ＴｅＯ_２成分 ０〜１０．０モル％、
ＳｎＯ_２成分 ０〜５．０モル％、又は
Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜０．５モル％

［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１１００〜１５００℃の温度範囲で２〜５時間熔融し、攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。

［物性］
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高アッベ数（低分散）を有することが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．９１、さらに好ましくは１．９２を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１０、さらに好ましくは２．００であってもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは２０、より好ましくは２５、さらに好ましくは３０を下限とし、好ましくは４０、より好ましくは３８、さらに好ましくは３５を上限とする。
このような高屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズであっても光の波長による焦点のずれ（色収差）が小さくなる。加えて、このような低分散を有することで、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせた場合に、高い結像特性等を図ることができる。
従って、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。

本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。
特に、本発明の光学ガラスは、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ_７０）は、好ましくは４４０ｎｍ、より好ましくは４３０ｎｍを上限とし、さらに好ましくは４２０ｎｍ未満とする。
これにより、ガラスの吸収端が紫外領域の近傍になり、可視光に対するガラスの透明性が高められるため、この光学ガラスを、レンズ等の光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。
本発明の光学ガラスは高い溶融性を有するため、ガラス成分の還元等による可視光透過率の低下を抑えられる。

また、本発明の光学ガラスは、ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つ、ガラスに含まれる全白金成分のうちＰｔ^２＋の割合が８０％以下であることが好ましい。本発明の光学ガラスは、特に白金坩堝で溶解した場合に、坩堝に含まれる白金がガラス融液と反応することで、Ｐｔ^２＋等の白金イオンがガラスの中に混入することが多いが、Ｐｔの含有量やＰｔ^２＋の割合を上述の範囲内に抑えることにより、ガラスの可視域透過率の低下が抑えられるため、光学素子の材料として好ましい光学ガラスを得ることができる。特に、本願発明では、ガラス原料にフッ化物を用いることで、Ｐｔ^２＋のＰｔ^４＋への酸化が進められるため、Ｐｔの含有量が少なく、且つＰｔ^２＋の割合が少ないガラスを得ることができる。このことが、本発明の光学ガラスにおいて高い可視域透過率が得られる一因であると推察される。
なお、光学ガラスに含まれるＰｔの含有量は、粉砕したガラス試料をＨＦ、ＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３、ＨＣｌ等からなる混酸を用いて分解し、これを加熱蒸発して乾固させることで得られた塩に硝酸を加えたものに対して、ＩＣＰ質量分析装置を用いて分析することで測定できる。
また、Ｐｔ^２＋の割合は、ガラス試料に対して高エネルギー照射し、ＥＸＡＦＳ（広域Ｘ線吸収微細構造）を用いた分析により測定できる。

［ガラス成形体及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスから作製したプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。

このように、本発明の光学ガラスから形成したガラス成形体は、様々な光学素子及び光学設計に有用であるが、その中でも特に、レンズやプリズム等の光学素子に用いることが好ましい。これにより、径の大きなガラス成形体の形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。

本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、及び、分光透過率が７０％を示す波長（λ_７０）の結果を表１に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。

本発明の実施例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１１００〜１５００℃の温度範囲で２〜５時間熔融した後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。

ここで、実施例のガラスの屈折率及びアッベ数は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。ここで、屈折率及びアッベ数は、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。

また、実施例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ_７０（透過率７０％時の波長）を求めた。

本発明の実施例の光学ガラスは、λ_７０（透過率７０％時の波長）がいずれも４４０ｎｍ以下、より詳細には４３０ｎｍ以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、可視光に対する透過率が高く、着色が少ないことが明らかになった。

また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎ_ｄ）が１．９０以上であるとともに、この屈折率は２．２０以下であり、所望の範囲内であった。

また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（ν_ｄ）が４０以下、より詳細には３５以下であるとともに、このアッベ数（ν_ｄ）は２０以上、より詳細には３０以上であり、所望の範囲内であった。

従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率（ｎ_ｄ）及びアッベ数（ν_ｄ）が所望の範囲内にあり、且つ可視光に対する透過率が高いことが明らかになった。

さらに、本発明の実施例の光学ガラスについて、粉砕したガラス試料をＨＦ、ＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３、ＨＣｌ等からなる混酸を用いて分解し、これを加熱蒸発して乾固させることで得られた塩に硝酸を加えたものに対して、ＩＣＰ質量分析装置を用いて分析することでＰｔ含有量を測定した。その結果、いずれの実施例においても、ガラス質量に対するＰｔの含有量が６ｐｐｍ以下であることが確認された。
また、本発明の実施例の光学ガラスについて、ガラス試料に対して高エネルギー照射し、ＥＸＡＦＳ（広域Ｘ線吸収微細構造）を用いた分析を行うことで、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合を測定した。その結果、いずれの実施例においても、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合は８０％以下であることが確認された。
これらのことから、本発明の光学ガラスのＰｔ含有量が少なく、且つ、全白金成分に含まれるＰｔ^２＋の割合が低いことが、本発明の光学ガラスで可視光に対する透過率が高い一因であることが推察される。

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

Claims (16)

1. 質量％で、ＳｉＯ_２成分が１．０〜２０．０％、Ｂ_２Ｏ_３成分を１．０〜３０．０％、Ｌａ_２Ｏ_３成分を３５．０〜６５．０％、ＴｉＯ_２成分を１．０〜１０．０％、ＺｎＯ成分を０．１〜２０．０％、ＷＯ_３成分を０．５〜２０．０％含有し、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量が０〜５．０％であり、屈折率が１．９０以上であり、厚さ１０ｍｍで７０％の透過率を示す波長が４４０ｎｍ以下である光学ガラス。
2. 質量％で、ＷＯ_３成分及びＺｎＯ成分を合計で１．０〜３０．０％含有する請求項１記載の光学ガラス。
3. 質量比（ＷＯ_３＋ＺｎＯ）／ＴｉＯ_２が０．１０以上３．００以下である請求項１又は２記載の光学ガラス。
4. 質量％で、
   Ｇｄ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
   Ｙ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
   Ｙｂ_２Ｏ_３成分 ０〜２０．０％、
   である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
5. 質量和（Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）が２０．０％以下である請求項１から４のいずれか記載の光学ガラス。
6. Ｌｎ_２Ｏ_３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）の質量和が３５．０％以上７０．０％以下である請求項１から５のいずれか記載の光学ガラス。
7. 質量％で、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が１５．０％以下である請求項１から６のいずれか記載の光学ガラス。
8. 質量％で
   ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％
   ＣａＯ成分 ０〜１０．０％
   ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％
   ＢａＯ成分 ０〜１０．０％
   である請求項１から７のいずれか記載の光学ガラス。
9. ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の質量和が１０．０％以下である請求項１から８のいずれかに記載の光学ガラス。
10. 質量％で
    Ｌｉ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
    Ｎａ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
    Ｋ_２Ｏ成分 ０〜１０．０％
    である請求項１から９のいずれかに記載の光学ガラス。
11. Ｒｎ_２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の質量和が１０．０％以下である請求項１から１０のいずれかに記載の光学ガラス。
12. 質量％で、
    Ｐ_２Ｏ_５成分 ０〜１０．０％
    ＧｅＯ_２成分 ０〜１０．０％
    ＺｒＯ_２成分 ０〜２０．０％、
    Ａｌ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％
    Ｂｉ_２Ｏ_３成分 ０〜１０．０％
    ＴｅＯ_２成分 ０〜１０．０％
    ＳｎＯ_２成分 ０〜５．０％
    Ｓｂ_２Ｏ_３成分 ０〜１．０％
    である請求項１から１１のいずれか記載の光学ガラス。
13. ２０以上４０以下のアッベ数（νｄ）を有する請求項１から１２のいずれか記載の光学ガラス。
14. ガラス質量に対するＰｔの含有量が２０ｐｐｍ以下であり、且つＰｔ^２＋の割合が８０％以下である請求項１から１３のいずれか記載の光学ガラス。
15. 請求項１から１４のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
16. 請求項１から１４のいずれか記載の光学ガラスを用い、軟化した前記光学ガラスに対して金型内でプレス成形を行うガラス成形体の製造方法。