JP2005170782A - 光学ガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】高屈折率低分散性を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、内部品質の優れた光学ガラスを提供する。
【解決手段】アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する光学ガラスであって、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｆを含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラス。
【選択図】図１
【解決手段】アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する光学ガラスであって、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｆを含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラス。
【選択図】図１
Description
本発明は、低いガラス転移温度（Ｔｇ）及び高屈折率低分散性を有し、ガラスの内部品質に優れ、リヒートプレス成形及び／又は精密モールドプレス成形に適した光学ガラスに関する。
光学ガラスの特徴の一つに、内部品質（ガラス中の脈理、泡、異物）が良好であることが挙げられる。この内部品質の優劣はガラス組成に起因する場合と製造条件に起因する場合がある。光学ガラスの製造においては、より高均質なガラスを歩留まり良く生産しようとする場合、少なくともガラス融液と接する一部分又は全部が白金又は白金合金材料で構成された熔融装置を用いることが一般的である。（例えば、白金又は白金合金製の坩堝、槽、撹拌羽や軸を用いるということが挙げられる。）これらの装置を用いて、熔融温度を高温にしたり、熔融時間を長くしたりすると、熔融ガラス中に溶け込む白金量が多くなり、過飽和状態を経た後に再結晶化して異物（結晶、失透）を析出したり、或いは白金また白金合金が前記熔融装置から剥がれ落ちるなどして異物となる場合がある。
酸化ランタンなどの希土類酸化物を多量に含有する光学ガラスは、一般に脱泡性が悪いため、熔融温度を高温にしたり、熔融時間を長くして脱泡させる傾向にある。前述したように、このような熔融条件ではガラス中に存在する異物が多くなる。従って、酸化ランタンなどの希土類酸化物を多量に含有する光学ガラスは泡、異物などの内部品質が悪くなる場合が多い。
組成面でこのような問題点を回避する方法としては、脱泡剤として非常に有効性の高いＡｓ2Ｏ3を添加して比較的低温で脱泡し、ガラス中の異物量を低減化させることができるが、Ａｓ2Ｏ3は非常に環境負荷が高い成分であるため、近年では使用されない。
組成面でこのような問題点を回避する方法としては、脱泡剤として非常に有効性の高いＡｓ2Ｏ3を添加して比較的低温で脱泡し、ガラス中の異物量を低減化させることができるが、Ａｓ2Ｏ3は非常に環境負荷が高い成分であるため、近年では使用されない。
光学系を構成するレンズには一般に球面レンズと非球面レンズがある。多くの球面レンズは、ガラス材料をリヒートプレス成形して得られたガラス成形品を研削研磨することによって製造される。一方、非球面レンズは、加熱軟化したレンズプリフォーム材を、高精度な成形面をもつ金型でプレス成形し、金型の高精度な成形面の形状をレンズプリフォーム材に転写して得る方法、すなわち、精密モールドプレス成形によって製造されることが主流となっている。
リヒートプレス成形によってガラス成形品を製造する場合、非常に高い温度を必要とするため、熱処理炉の早期劣化をもたらし、安定生産に支障がある。このため、ガラス材料の粘性流動温度が低いほど、すなわちガラス転移温度（Ｔｇ）が低いほど低温でリヒートプレス成形が可能であり、熱処理炉に対する負荷を低減できる。ここで、「粘性流動温度」とは、おおよそガラス転移温度と同じ温度になることが当業界において公知である。
精密プレス成形によって、非球面レンズのようなガラス成形品を得るにあたっては、金型の高精度な成形面をレンズプリフォーム材に転写するために、加熱軟化させたレンズプリフォーム材を高温環境下でプレス成形することが必要であるので、この際使用する金型も高温に曝され、また、金型に高いプレス圧力が加えられる。そのため、レンズプリフォーム材を加熱軟化させる際及びレンズプリフォーム材をプレス成形する際に、金型の成形面が酸化、侵食されたり、金型成形面の表面に設けられている離型膜が損傷したりして金型の高精度な成形面が維持できなくなることが多く、また、金型自体も損傷し易い。そのようになると、金型を交換せざるを得ず、金型の交換回数が増加して、低コスト、大量生産を実現できなくなる。そこで、精密プレス成形に使用するガラス及び精密プレス成形に使用するレンズプリフォーム材のガラスは、上記損傷を抑制し、金型の高精度な成形面を長く維持し、かつ、低いプレス圧力での精密プレス成形を可能にするという観点から、できるだけ低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが望まれている。
以上の理由より、光学設計上の有用性という観点で従来から高屈折率低分散性を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、内部品質の優れた光学ガラスが強く求められている。
特に、アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標図におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）（以下、上記範囲内を特定範囲内という）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する高屈折率低分散性の光学ガラスが強く求められている。
高屈折率低分散性の光学ガラスは光学設計上非常に有用であるため、古くから種々のガラスが提案されている。
例えば、特開２００２−１２８５３９号公報には、Ｂ2Ｏ3−Ｌｎ2Ｏ3（ＬｎはＹ、Ｌａ及びＧｄから選ばれる１種又は２種以上）系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されている。 しかしこの公報に具体的に開示されている上記特定範囲内の光学定数を有するガラスは、低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点がある。
特開昭５３−４０２３号公報には、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＨｆＯ2系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、このガラスは原料価格が著しく高いＨｆＯ2を必須成分として含有しているため、非常に生産コストが高くなり実用性に乏しい。また、公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有しているガラスは、低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開平８−２１７４８４号公報には、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｌｕ2Ｏ3系の光学ガラスが開示されているが、このガラスは原料価格が著しく高いＬｕ2Ｏ3を必須成分としているため、非常に生産コストが高くなり実用性に乏しい。また、公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有しているガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開昭５５−３３２９号公報には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3−ＳｎＯ2系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、必須成分であるＳｎＯ2は熔融雰囲気が還元状態になると金属錫となり、熔融装置に使用されている白金などを合金化させて侵食し、ガラス漏れ事故を引き起こすため、実用性に乏しい。また、公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有しているガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開昭５６−７８４４７号公報には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、脱泡、均質化する際の熔融温度が１３５０〜１６００℃と高温を要するため、前述した異物が発生し易い。この公報に具体的に開示されているガラスのうち、比較的低温で熔融可能なアルカリ酸化物を含有する組成が存在するが、これら具体例は全て環境負荷の非常に大きな成分であるＡｓ2Ｏ3を含有している。また、上記特定範囲内の光学定数を有するガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開昭５２−１４６０７号公報には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、この公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有するガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点がある。
特開昭５９−１６９９５２号公報には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＺｒＯ2−Ｆ系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、この公報に具体的に開示されているガラスのうち、１例以外全てに環境負荷の非常に大きな成分であるＡｓ2Ｏ3を含有している。
特開昭５７−３４０４４号公報には、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3−Ｆ系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、この公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有するガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分、弗素成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点がある。
特開平８−２５９２５７号公報には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ２Ｏ−−ＺｎＯ−Ｌａ2Ｏ3系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されているが、この公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有するガラスは、Ａｓを含有しているため環境上好ましくなく、また、異物発生しやすいという欠点がある。
特開平８−２６７６５号公報、特開平６−３０５７６９号公報、特開昭６０−２２１３３８号公報及び特開昭５６−１６９１５０号公報には、ガラス転移点（Ｔｇ）の低い光学ガラスが開示されている。しかしこれら公報に具体的に開示されている光学ガラスは上記特定範囲内の光学定数を有しておらず、上述した光学設計上の要求を満たすことができない。
特開平７−１１８０３３号公報、特開２０００−１６８３１号公報、特開２００３−２３８１９８号公報、特開２００３−２５２６４７号公報、特開２００３−２０１１４３号公報に具体的に開示されているガラスは、上記特定範囲内の光学定数を有しておらず、上述した光学設計上の要求を満たしていない。
以上のように、公知の技術文献にはガラス転移点（Ｔｇ）が低いが上記特定範囲内の光学定数を満足しないか或いは上記特定範囲内の光学定数を満足してもガラス転移点（Ｔｇ）の高いガラスしか知られておらず、本発明の目的とする光学ガラスが存在しないのが現状である。
特開２００２−１２８５３９号公報
特開昭５３−４０２３号公報
特開平８−２１７４８４号公報
特開昭５５−３３２９号公報
特開昭５６−７８４４７号公報
特開昭５２−１４６０７号公報
特開昭５９−１６９９５２号公報
特開昭５７−３４０４４号公報
特開平８−２５９２５７号公報
特開平８−２６７６５号公報
特開平６−３０５７６９号公報
特開昭６０−２２１３３８号公報
特開昭５６−１６９１５０号公報
特開平７−１１８０３３号公報
特開２０００−１６８３１号
特開２００３−２３８１９８号公報
特開２００３−２５２６４７号公報
特開２００３−２０１１４３号公報
本発明の目的は、前記背景技術に記載した光学ガラスに見られる諸欠点を総合的に解消し、前記特定範囲の光学定数を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、ガラスの内部品質に優れ、リヒートプレス成形及び／又は精密モールドプレス成形に適した光学ガラスを提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、特定量のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ及びＦを含有させることにより、前記特定範囲の光学定数を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、ガラスの内部品質に優れ、リヒートプレス成形及び／又は精密モールドプレス成形に適した光学ガラスが得られた。
すなわち、前記目的を達成するための本発明の第１の構成は、アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する光学ガラスであって、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｆを含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第２の構成は、質量％で、
ＳｉＯ2 ０．１〜１０％未満、
Ｂ2Ｏ3 １５〜３５％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜５５％、
Ｇｄ2Ｏ3 １〜４０％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜３％未満、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％、及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜１０％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
ＺｒＯ2 ０〜１０％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％及び／又は
ＷＯ3 ０〜１０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の酸化物換算組成の各成分を含有し、かつ上記酸化物の一部又は全部を弗化物置換したＦの合計量が、酸化物換算組成１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲の各成分を含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラスである。
ＳｉＯ2 ０．１〜１０％未満、
Ｂ2Ｏ3 １５〜３５％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜５５％、
Ｇｄ2Ｏ3 １〜４０％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜３％未満、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％、及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜１０％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
ＺｒＯ2 ０〜１０％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％及び／又は
ＷＯ3 ０〜１０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の酸化物換算組成の各成分を含有し、かつ上記酸化物の一部又は全部を弗化物置換したＦの合計量が、酸化物換算組成１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲の各成分を含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラスである。
なお、本明細書中において「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すべ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重量を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。
本発明の第３の構成は、光学ガラス組成物中の全構成原子を基準として、モル％で、
Ｓｉ ０．１〜６ｍｏｌ％
Ｂ １２〜３２ｍｏｌ％
Ｌａ ２〜１２ｍｏｌ％
Ｇｄ ０．２〜８ｍｏｌ％
Ｌｉ ０．１〜６．５ｍｏｌ％及び
Ｏ ４０〜６５ｍｏｌ％
並びに
Ｙ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｙｂ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｇｅ ０〜３．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｔｉ ０〜２ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｒ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｎｂ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｗ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｎ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｃａ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｒ ０〜４ｍｏｌ％及び／又は
Ｂａ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ ０〜０．２ｍｏｌ％、並びに
Ｆ ０．１〜２０ｍｏｌ％
の各成分を含有し、実質的にＡｓを含まないことを特徴とする光学ガラスである。
Ｓｉ ０．１〜６ｍｏｌ％
Ｂ １２〜３２ｍｏｌ％
Ｌａ ２〜１２ｍｏｌ％
Ｇｄ ０．２〜８ｍｏｌ％
Ｌｉ ０．１〜６．５ｍｏｌ％及び
Ｏ ４０〜６５ｍｏｌ％
並びに
Ｙ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｙｂ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｇｅ ０〜３．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｔｉ ０〜２ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｒ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｎｂ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｗ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｎ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｃａ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｒ ０〜４ｍｏｌ％及び／又は
Ｂａ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ ０〜０．２ｍｏｌ％、並びに
Ｆ ０．１〜２０ｍｏｌ％
の各成分を含有し、実質的にＡｓを含まないことを特徴とする光学ガラスである。
なお、本明細書中において、本発明の光学ガラスの組成をｍｏｌ％表示にて表す場合、光学ガラス中に存在する全原子の物質量の合計に対する各原子の物質量の割合をモル百分率で表示するものである。
本発明の第４の構成は、アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有することを特徴とする前記構成２〜３の光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、（Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）／Ｌａ2Ｏ3の値（式中、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3は酸化物換算組成における質量％で表された各成分含有率を表す）が０．４〜２であることを特徴とする前記構成１〜４の光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、（Ｌｉ2Ｏ＋ＺｎＯ）／ＳｉＯ2の値（式中、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ及びＳｉＯ2は酸化物換算組成における質量％で表された各成分含有率を表す）が０．０５〜７であることを特徴とする前記構成１〜５の光学ガラスである。
本発明の第７の構成は、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、ＺｒＯ2、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯの合計量が酸化物換算組成で９４質量％以上である前記構成１〜６の光学ガラスである。
本発明の第８の構成は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲であることを特徴とする前記構成１〜７の光学ガラスである。
なお、本明細書中において「ガラス転移温度（Ｔｇ）」とは、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載される「転移温度（Ｔｇ）」を意味する。ただし、本発明においては測定方法において使用する試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用する。
本発明の第９の構成は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６６０℃の範囲であることを特徴とする前記構成１〜７の光学ガラスである。
本発明の第１０の構成は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃の範囲であることを特徴とする前記構成１〜７の光学ガラスである。
本発明の第１１の構成は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６１０℃の範囲であることを特徴とする前記構成１〜７の光学ガラスである。
本発明の第１２の構成は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１２−１９９４（光学ガラスの泡の測定方法）の表１に示されている１００ｍｌのガラス中における泡の断面積の総和が級１〜級４であり、かつ、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１３−１９９４（光学ガラスの異物の測定方法）の表１に示されている１００ｍｌのガラス中における異物の断面積の総和が級１〜級４であることを特徴とする前記構成１〜１１の光学ガラスである。
本発明の第１３の構成は、前記構成１〜１２のガラスからなるレンズプリフォーム材である。
本発明の光学ガラスの各成分について説明する。以下、特に断らない限り各成分の含有率は質量％を意味する。
ＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラスの粘度を高め、耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が０．１％未満ではその効果が不十分であり、１０％以上ではガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなり、熔解温度が高くなって異物が発生し易くなり内部品質が悪くなる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは０．１％、より好ましくは１％、最も好ましくは１．５％を下限として含有することができ、好ましくは１０％未満、より好ましくは９％、最も好ましくは８％を上限として含有することができる。
ＳｉＯ２は、原料として例えばＳｉＯ２等を使用してガラス内に導入される。
Ｂ2Ｏ3成分は、ランタン系ガラスである本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１５％未満では耐失透性が不十分となり、３５％を超えると化学的耐久性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１５％、より好ましくは１６％、最も好ましくは１８％を下限として含有することができ、好ましくは３５％、より好ましくは３３％、最も好ましくは３０％を上限として含有することができる。
Ｂ2Ｏ3は、原料として例えばＨ3ＢＯ3、Ｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が２％を超えると耐失透性が急激に悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは２％を上限とし、より好ましくは１％、最も好ましくは含有しない。
Ｙ2Ｏ3は、原料として例えばＹ2Ｏ3、ＹＦ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙ2Ｏ3は、原料として例えばＹ2Ｏ3、ＹＦ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効であり高屈折率低分散性を有する本発明のガラスに欠かすことのできない成分である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１５％未満では、ガラスの光学定数の値を前記特定範囲内に維持し難く、また、５５％を超えると耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１５％、より好ましくは１８％、最も好ましくは２０％を下限として含有することができ、好ましくは５５％、より好ましくは５３％、最も好ましくは５０％を上限として含有することができる。
Ｌａ2Ｏ3は、原料として例えばＬａ2Ｏ3、硝酸ランタン又はその水和物、ＬａＦ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させると共に耐失透性を向上させるのに有効である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１％未満ではその効果が不十分であり、４０％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１％、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限として含有することができ、好ましくは４０％、より好ましくは３８％、最も好ましくは３５％を上限として含有することができる。
またＧｄ2Ｏ3は、原料として例えばＧｄ2Ｏ3、ＧｄＦ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が２５％を超えると耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは２５％、より好ましくは２４％、最も好ましくは２３％を上限として含有することができる。
Ｙｂ2Ｏ3は、原料として例えばＹｂ2Ｏ3、ＹｂＦ3等を使用してガラス内に導入される。
ＧｅＯ2成分は、屈折率を高め、耐失透性向上させる効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率は好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは２％未満、最も好ましくは含有しない。
ＧｅＯ2は、原料として例えばＧｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＴｉＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が５％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは５％、より好ましくは１％、最も好ましくは０．５％を上限として含有することができる。
ＴｉＯ2は、原料として例えばＴｉＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＺｒＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善し、化学的耐久性を向上させる効果がある、しかし酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１０％を超えると逆に耐失透性が悪くなるうえ、ガラス転移温度（Ｔｇ）を所望の低い値に維持し難くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１０％、より好ましくは９％、最も好ましくは８％を上限として含有することができる。
またＺｒＯ2は、原料として例えばＺｒＯ2、ＺｒＦ4等を使用してガラス内に導入される。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が５％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率は、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは３．５％、最も好ましくは含有しない。
またＮｂ2Ｏ5は、原料として例えばＮｂ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
Ｔａ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１０％を超えると上記特定範囲の光学定数を維持し難くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１０％、より好ましくは７．５％、最も好ましくは６．５％を上限として含有することができる。
またＴａ2Ｏ5は、原料として例えばＴａ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
ＷＯ3成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１０％を超えると逆に耐失透性や可視光領域の短波長域の光線透過率が悪くなる。従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率は、好ましくは１０％を上限とし、より好ましくは０．５％未満であり、最も好ましく含有しない。
またＷＯ3は、原料として例えばＷＯ3等を使用してガラス内に導入される。
ＺｎＯ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くする効果が大きい成分である。しかし酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１５％を超えると耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１５％、より好ましくは１３％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
またＺｎＯは、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ2等を使用してガラス内に導入できる。
ＲＯ成分（ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分から選ばれる１種又は２種以上の成分）は光学定数の調整に有効である。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が１０％を超えると耐失透性が悪くなる。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは１０％、より好ましくは６％、最も好ましくは４．５％を上限として含有することができる。
ＲＯ成分は、原料として例えばＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
なお、ＳｒＯ成分及びＣａＯ成分については実質的に含まないことが好ましい。
Ｌｉ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果を有する。しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が０．１％未満ではその効果が不十分であり、３％以上では耐失透性が急激に悪化する。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは０．１％、より好ましくは０．１％より多く、最も好ましくは０．１５％を下限として含有することができ、好ましくは３％未満、より好ましくは２．５％、最も好ましくは２．５％未満を上限として含有することができる。
Ｌｉ2Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ2Ｏ、Ｌｉ2ＣＯ3、ＬｉＦ、ＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ3等を使用してガラス内に導入できる。
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡のために任意に添加しうるが、その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、酸化物換算組成のガラス全質量に対して１％、好ましくは０．６％、最も好ましくは０．４％を上限として含有できる。
Ｆ成分は、混合したガラス原料の溶融を促進する効果を有し、低分散化しつつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させ、耐失透性を向上させるために有効であり、特にＦ成分をＬａ2Ｏ3成分と共存させることにより、前記特定範囲内の光学定数を有し、かつ、低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、高屈折率低分散性の光学ガラスを得ることができることを見出した点で、Ｆ成分は、本発明において非常に重要な成分である。通常、Ｆ成分を含有させると低分散化するが、同時に屈折率も低下してしまうため、前記特定範囲内の高屈折率を維持しているという点が特に重要である。
またＦ成分は原料として例えばＹＦ3、ＬａＦ3、ＧｄＦ3、ＹｂＦ3、ＺｒＦ4、ＺｎＦ2、アルカリ金属の弗化物、アルカリ土類金属の弗化物等の形態で導入できる。
なお、本発明のガラス組成物中において、F成分は各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物の形態で存在し、当該各酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての含有率が、光学ガラスの酸化物換算の全質量を１００重量部とした場合に、０．１重量部未満ではＦ成分の上記諸効果が不十分であり、１０重量部を超えるとＦの揮発量が多くなり、均質なガラスを得にくくなる。
従って、本発明の光学ガラスにおいては、当該条件において、好ましくは０．１重量部、より好ましくは０．５重量部、最も好ましくは１重量部を下限として含有し、好ましくは１０重量部、より好ましくは１０重量部未満、最も好ましくは９．５重量部を上限としてＦを含有することができる。
なお、上記ガラス中に存在する各成分を導入させるために使用される原料は、例示の目的で記載したものであり、上記列挙された酸化物、弗化物等に限定されるものではない。従って、ガラス製造の条件の諸変更に適宜対応させて、公知の材料から選択できる。
本発明者は、前記特定範囲内の光学定数において、上記ガラス中のＬａ2Ｏ3含有率に対するＹ2Ｏ3成分、Ｇｄ2Ｏ3成分、Ｙｂ2Ｏ3成分の合計量の比、すなわち（Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）／Ｌａ2Ｏ3値を特定の範囲の値にすることにより顕著に液相温度を低下させることができることを今般見出した。すなわち、当該値を０．４〜２の範囲内にすることで熔融温度を低下させ、異物の発生量を低減できることを見出した。
従って、本発明においては前記（Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）／Ｌａ2Ｏ3値は、好ましくは０．４、より好ましくは０．５、最も好ましくは０．５５を下限とし、好ましくは２、より好ましくは１．５、最も好ましくは１．２７を上限とする。
さらに本発明者は、前記特定範囲内の光学定数において、ＳｉＯ2成分量に対するＬｉ2Ｏ成分、ＺｎＯ成分の合計量の比（Ｌｉ2Ｏ＋ＺｎＯ）／ＳｉＯ2値を特定の範囲の値にすることで熔融温度を低下させ、異物発生量を低減できることを今般見出した。
従って、本発明においては前記（Ｌｉ2Ｏ＋ＺｎＯ）／ＳｉＯ2値は、好ましくは０．０５、より好ましくは０．１、最も好ましくは０．１５を下限とし、好ましくは７、より好ましくは４、最も好ましくは３を上限とする。
さらに、本発明者は（Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）／Ｌａ2Ｏ3値及び（Ｌｉ2Ｏ＋ＺｎＯ）／ＳｉＯ2値を同時に上記所定の好ましい範囲内にすることにより、特に著しい異物発生量の低減を示すことを見出した。
また、本発明者はＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、ＺｒＯ2、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯの合計量を９４質量％以上にすることにより、所定の光学定数を有するガラスを得ることができ、かつそのガラスのガラス転移温度を低下させ、異物発生量を減少させることに十分寄与することを見出した。前記効果を奏するために、本発明においては、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、ＺｒＯ2、Ｙｂ2Ｏ3及びＺｎＯの合計量が好ましくは９４質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは９８質量％以上の値をとる。
Ａｌ2Ｏ3成分は、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分であるが、しかし、酸化物換算組成のガラス全質量に対する含有率が３％を超えると耐失透性が急激に悪化する。
従って、酸化物換算組成のガラス全質量に対して好ましくは３％、より好ましくは１％、最も好ましくは含有しない。
Ｌｕ2Ｏ3、Ｈｆ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｇａ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｅＯの各成分は含有させることは可能であるが、Ｌｕ2Ｏ3、Ｈｆ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3は高額原料であるため原料コストが高くなり実際の製造においては現実的ではなく、ＳｎＯ2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溶融する際に錫と白金が合金化して合金となった箇所は耐熱性が悪くなり、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮され、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｅＯは、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分である、という問題がある。したがって酸化物換算組成のガラス全質量に対し、好ましくは０．１％未満、より好ましくは０．０５％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
次に、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない成分について説明する。
鉛化合物は、精密プレス成形時に金型と融着しやすい成分であるという問題並びにガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ａｓ2Ｏ3、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ｐ2Ｏ5は、本発明の光学ガラスに含有させると、耐失透性を悪化させやすいのでＰ2Ｏ5を含有させることは好ましくない。
ＴｅＯ2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溶融する際、テルルと白金が合金化し、合金となった箇所は耐熱性が悪くなるため、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮されるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、含有しないことが好ましい。ただし、ここでいう含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
また、本発明のガラス組成物は、その組成が質量％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元素のモル％表示による組成は、概ね以下の値をとる。
Ｓｉ ０．１〜６ｍｏｌ％
Ｂ １２〜３２ｍｏｌ％
Ｌａ ２〜１２ｍｏｌ％
Ｇｄ ０．２〜８ｍｏｌ％
Ｌｉ ０．１〜６．５ｍｏｌ％
Ｏ ４０〜６５ｍｏｌ％
Ｙ ０〜１ｍｏｌ％
Ｙｂ ０〜６ｍｏｌ％
Ｇｅ ０〜３．５ｍｏｌ％
Ｔｉ ０〜２ｍｏｌ％
Ｚｒ ０〜３ｍｏｌ％
Ｎｂ ０〜１ｍｏｌ％
Ｔａ ０〜１．５ｍｏｌ％
Ｗ ０〜１．５ｍｏｌ％
Ｚｎ ０〜６ｍｏｌ％
Ｃａ ０〜６ｍｏｌ％
Ｓｒ ０〜４ｍｏｌ％
Ｂａ ０〜３ｍｏｌ％
Ｓｂ ０〜０．２ｍｏｌ％
Ｆ ０．１〜２０ｍｏｌ％
Ｓｉ ０．１〜６ｍｏｌ％
Ｂ １２〜３２ｍｏｌ％
Ｌａ ２〜１２ｍｏｌ％
Ｇｄ ０．２〜８ｍｏｌ％
Ｌｉ ０．１〜６．５ｍｏｌ％
Ｏ ４０〜６５ｍｏｌ％
Ｙ ０〜１ｍｏｌ％
Ｙｂ ０〜６ｍｏｌ％
Ｇｅ ０〜３．５ｍｏｌ％
Ｔｉ ０〜２ｍｏｌ％
Ｚｒ ０〜３ｍｏｌ％
Ｎｂ ０〜１ｍｏｌ％
Ｔａ ０〜１．５ｍｏｌ％
Ｗ ０〜１．５ｍｏｌ％
Ｚｎ ０〜６ｍｏｌ％
Ｃａ ０〜６ｍｏｌ％
Ｓｒ ０〜４ｍｏｌ％
Ｂａ ０〜３ｍｏｌ％
Ｓｂ ０〜０．２ｍｏｌ％
Ｆ ０．１〜２０ｍｏｌ％
なお、本発明の光学ガラス中において、Ｓｉ成分はガラスの粘度を高め、耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは６ｍｏｌ％、より好ましくは６ｍｏｌ％未満、最も好ましくは５．５ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．１ｍｏｌ％、より好ましくは０．２ｍｏｌ％、最も好ましくは０．５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｂ成分はガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分であり耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは３２ｍｏｌ％、より好ましくは３０ｍｏｌ％、最も好ましくは２８ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは１２ｍｏｌ％、より好ましくは１３ｍｏｌ％、最も好ましくは１５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｙ成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは１ｍｏｌ％、より好ましくは０．８ｍｏｌ％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｌａ成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは１２ｍｏｌ％、より好ましくは１２ｍｏｌ％未満、最も好ましくは１１．５ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは２ｍｏｌ％、より好ましくは２ｍｏｌ％より多く、最も好ましくは２．５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｇｄ成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させると共に耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは８ｍｏｌ％、より好ましくは７．５ｍｏｌ％、最も好ましくは７ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．２ｍｏｌ％、より好ましくは０．３ｍｏｌ％、最も好ましくは０．５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｙｂ成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは６ｍｏｌ％、より好ましくは５．５ｍｏｌ％、最も好ましくは５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｇｅ成分は屈折率を高め、耐失透性向上させる効果があり、好ましくは３．５ｍｏｌ％を上限とし、より好ましくは３ｍｏｌ％、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｔｉ成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果があり、好ましくは２ｍｏｌ％、より好ましくは１ｍｏｌ％、最も好ましくは０．５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｚｒ成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善し、化学的耐久性を向上させる効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％、より好ましくは２．５ｍｏｌ％、最も好ましくは２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｎｂ成分は屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果があり、好ましくは１ｍｏｌ％を上限とし、より好ましくは０．８ｍｏｌ％、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｔａ成分は屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果があり、好ましくは１．５ｍｏｌ％、より好ましくは１．３ｍｏｌ％、最も好ましくは１ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｗ成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果があり、好ましくは１．５ｍｏｌ％を上限とし、より好ましくは１ｍｏｌ％、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｚｎ成分はガラス転移温度（Ｔｇ）を低くする効果があり、好ましくは６ｍｏｌ％、より好ましくは５．５ｍｏｌ％、最も好ましくは５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｃａ成分は光学定数の調整に効果があり、好ましくは６ｍｏｌ％、より好ましくは５ｍｏｌ％、最も好ましくは４ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｓｒ成分は光学定数の調整に効果があり、好ましくは４ｍｏｌ％、より好ましくは３ｍｏｌ％、最も好ましくは２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｂａ成分は光学定数の調整に効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％、より好ましくは２．５ｍｏｌ％、最も好ましくは２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｌｉ成分はガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果があり、好ましくは６．５ｍｏｌ％、より好ましくは６ｍｏｌ％、最も好ましくは５．５ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．１ｍｏｌ％、より好ましくは０．１ｍｏｌ％より多く、最も好ましくは０．１５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｓｂ成分はガラス溶融時の脱泡に効果があり、好ましくは０．２ｍｏｌ％、より好ましくは０．１５ｍｏｌ％、最も好ましくは０．１ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｆ成分は混合したガラス原料の溶融を促進する効果を有し、低分散化しつつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させ、耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは２０ｍｏｌ％、より好ましくは１９ｍｏｌ％、最も好ましくは１８ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．１ｍｏｌ％、より好ましくは０．５ｍｏｌ％、最も好ましくは１ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
Ａｓ、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
次に本発明の光学ガラスの物性について説明する。
前述のとおり、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、好ましくはアッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）（以下、上記範囲内を特定範囲内という）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有するが、より好ましくは同一座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４８．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５５．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びB点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）（以下、上記範囲内を特定範囲内という）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する。
さらに好ましくは、ｎd＝１．７５より高く１．７８以下、かつνd＝５０．０〜５３．５の範囲である。最も好ましくはｎd＝１．７５より高く、１．７７以下であり、かつνd＝５０〜５３．５の範囲である。
また、ガラス中の泡については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１２−１９９４（光学ガラスの泡の測定方法）の表１に示されている１００ｍｌのガラス中における泡の断面積の総和（ｍｍ２）により級別して級１〜４、より好ましくは級１〜３であり、最も好ましくは級１〜２である。異物は日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１３−１９９４（光学ガラスの異物の測定方法）により測定し、１００ｍｌのガラス中の異物の断面積の総和（ｍｍ２）により級別して、好ましくは級１〜４、より好ましくは級１〜３であり、最も好ましくは級１〜２である。
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．５３）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び異物評価結果（級）とともに表１〜表６に示した。表中、各成分の組成は質量%で表示するものとする。
また、比較例のガラス（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｆ）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び異物評価結果（級）とともに表７に示す。
表１〜表６に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．５３）は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物等の通常の光学ガラス用原料を表１〜表６に示した各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合し、白金るつぼに投入し、組成による熔融性に応じて、１１００〜１３００℃で、３〜５時間溶融、清澄、攪拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより得ることができた。
屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）は日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法により測定した。ただし試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用した。
異物評価は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１３−１９９４「光学ガラスの異物の測定方法」により行い、上記規格の表１に基づき１００ｍｌのガラス中の異物の断面積の総和（ｍｍ２）により級別した結果である。上記規格でいう異物とは、微結晶、例えば失透や白金フシ（白金の微結晶）、微小泡及びこれに準ずる異質物である。級１は異物の断面積の総和が０．０３ｍｍ２未満、級２は０．０３〜０．１ｍｍ２未満、級３は０．１〜０．２５ｍｍ２未満、級４は０．２５〜０．５ｍｍ２未満、級５は０．５ｍｍ２以上のガラスである。
表１〜表６に見られるとおり、本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．５３）はすべて、上記特定範囲内の光学定数（屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd））を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲にあるため、リヒートプレス成形及び／又は精密モールドプレス成形に適しており、更には異物評価結果が良好であるので内部品質にも優れていた。
これに対し、表７に示す組成の比較例Ａ〜Ｅの各試料については熔融温度を熔融性に応じて１２００〜１４００℃に、比較例Ｆについては上記実施例と同一の熔融温度１１００〜１３００℃にて溶解させた以外には上記実施例と同じ条件にてガラスを作製し、同一の評価方法によりガラスを評価した。比較例Ｎｏ．Ａ〜Ｄの組成を有するガラスは、転移温度（Ｔｇ）が６８０℃を超えており、精密プレス成形が困難なガラスであった。さらに、比較例Ｂ及びＣにおいて作成されたガラスは異物評価が５であったため、本発明において要求される性能を満たすものではなかった。比較例Ｎｏ．Ｅ及びＦの組成は、ガラス融液を金型等に鋳込んだ際に結晶化したため上記条件でガラスを得ることができず、諸特性を評価できなかった。
以上、述べたとおり、本発明の光学ガラスは、組成がＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−Ｆ系であり、かつ、Ａｓ2Ｏ3を含まないガラスであって、前記特定光学定数範囲、すなわち、アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標図である図１に示すＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びＢ点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有し、転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲であるから、リヒートプレス成形及び／又は精密モールドプレス成形に適しており、産業上非常に有用である。
さらに、異物や泡などの内部品質に優れているため、歩留まりが高く生産性にも優れている。
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 (13)
- アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びＢ点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有する光学ガラスであって、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｆを含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラス。
- 質量％で、
ＳｉＯ2 ０．１〜１０％未満、
Ｂ2Ｏ3 １５〜３５％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜５５％、
Ｇｄ2Ｏ3 １〜４０％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜３％未満、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜２５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜１０％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
ＺｒＯ2 ０〜１０％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％及び／又は
ＷＯ3 ０〜１０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の酸化物換算組成の各成分を含有し、かつ上記酸化物の一部又は全部を弗化物置換したＦの合計量が、酸化物換算組成１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲の各成分を含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まないことを特徴とする光学ガラス。 - 光学ガラス組成物中の全構成原子を基準として、モル％で、
Ｓｉ ０．１〜６ｍｏｌ％
Ｂ １２〜３２ｍｏｌ％
Ｌａ ２〜１２ｍｏｌ％
Ｇｄ ０．２〜８ｍｏｌ％
Ｌｉ ０．１〜６．５ｍｏｌ％及び
Ｏ ４０〜６５ｍｏｌ％
並びに
Ｙ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｙｂ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｇｅ ０〜３．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｔｉ ０〜２ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｒ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｎｂ ０〜１ｍｏｌ％及び／又は
Ｔａ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｗ ０〜１．５ｍｏｌ％及び／又は
Ｚｎ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｃａ ０〜６ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｒ ０〜４ｍｏｌ％及び／又は
Ｂａ ０〜３ｍｏｌ％及び／又は
Ｓｂ ０〜０．２ｍｏｌ％、並びに
Ｆ ０．１〜２０ｍｏｌ％
の割合で各成分を含有し、実質的にＡｓを含まないことを特徴とする光学ガラス。 - アッベ数（νd）をｘ軸とし、屈折率（ｎd）をｙ軸とするｘ−ｙ直交座標図におけるＡ点（ｎd＝１．７５、νd＝５０．０）、Ｂ点（ｎd＝１．８０、νd＝４６．０）、Ｃ点（ｎd＝１．８０、νd＝５０．０）及びＤ点（ｎd＝１．７５、νd＝５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内（ただし、Ａ点とＤ点を結ぶ直線及びＢ点とＣ点を結ぶ直線を除く境界線上を含む）の屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd）を有することを特徴とするクレーム２又は３のいずれかの光学ガラス。
- （Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3）／Ｌａ2Ｏ3の値（式中、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3は酸化物換算組成における質量％で表された各成分含有率を表す）が０．４〜２であることを特徴とするクレーム１〜４のいずれかの光学ガラス。
- （Ｌｉ2Ｏ＋ＺｎＯ）／ＳｉＯ2の値（式中、Ｌｉ2Ｏ、ＺｎＯ及びＳｉＯ2は酸化物換算組成における質量％で表された各成分含有率を表す）が０．０５〜７であることを特徴とするクレーム１〜５のいずれかの光学ガラス。
- ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、ＺｒＯ2、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＯの合計量が９４質量％以上であることを特徴とするクレーム１〜６のいずれかの光学ガラス。
- ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲であることを特徴とするクレーム１〜７のいずれかの光学ガラス。
- ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６６０℃の範囲であることを特徴とするクレーム１〜７のいずれか１項の光学ガラス。
- ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃の範囲であることを特徴とするクレーム１〜７のいずれかの光学ガラス。
- ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６１０℃の範囲であることを特徴とするクレーム１〜７のいずれかの光学ガラス。
- 日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１２−１９９４（光学ガラスの泡の測定方法）の表１に示されている１００ｍｌのガラス中における泡の断面積の総和が級１〜級４であり、かつ、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１３−１９９４（光学ガラスの異物の測定方法）の表１に示されている１００ｍｌのガラス中における異物の断面積の総和が級１〜級４であることを特徴とするクレーム１〜１１のいずれかの光学ガラス。
- クレーム１〜１２のいずれかの光学ガラスからなるレンズプリフォーム材。
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