JP2011178571A - 光学ガラス - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、屈折率１．９０〜２．１０、アッベ数１５〜２７の範囲の光学定数を有するような高屈折率高分散領域で、部分分散比が小さい光学ガラスを提供することにある。
【解決手段】酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を１０．０〜５０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を５．０〜３０．０％、Ｔａ２Ｏ５成分を０．５〜１５．０％含有し、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）の関係を満たし、νｄ＞２５の範囲において（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）の関係を満たす光学ガラス。
【選択図】図１

Description

本発明は、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上、２．１０以下の屈折率を有し、アッベ数（νｄ）が１５〜２７で、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）の関係を満たし、νｄ＞２５の範囲において（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）の関係を満たす光学ガラスについての発明に関する。
近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの光学製品は、小型軽量化だけではなく、高倍率化、広角化の需要が高まっている。
特に、高屈折率高分散領域における光学ガラスは、デジタルカメラやビデオカメラ、携帯電話のカメラ等のレンズに使用され、レンズ設計上、高倍率で広角化である特性を有するため、光学系の市場で必要不可欠となっている。
しかしながら、デジタルカメラ等の光学製品に搭載されるレンズは、色収差が問題となることがあり、特に上記性能を有する光学ガラスは、色収差が起こりやすい。
高屈折率高分散領域の光学ガラスにおいて、色収差を改善するためには、部分分散比が小さいことが望まれている。
したがって、光学設計上の有用性という観点で従来から高屈折率高分散を有し、部分分散比が小さい光学ガラスが強く求められている。
特に、屈折率１．９０〜２．１０、アッベ数１５〜２７の範囲の光学定数を有し、異常分散が小さい光学ガラスが強く求められている
高屈折率高分散性を有するガラスとして、以下の特許文献１〜８のようなＢ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系もしくはＰ−Ｔｉ系の光学ガラスが開示されている。しかし、これらの公報に具体的に開示されている光学ガラスは部分分散比が十分に小さいとはいえない。
特開２００５−１７９１４２号公報 特開２００６−１５１７５８号公報 特開２００７−１５３７３４号公報 特開２００８−２５４９５３号公報 特開２００８−２７３７５０号公報 特開２００８−２７３７５１号公報 特開２００９−１６７０７８号公報 特開２００９−２０３１５５号公報
光学ガラスには、短波長域の部分分散性を表す部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）との間に、およそ直線的な関係がある。この関係を表す直線は、部分分散比（θｇ，Ｆ）を縦軸に、アッベ数（νｄ）を横軸に採用した直交座標上で、ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線で表され、ノーマルラインと呼ばれている（図１参照）。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している。（ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（νｄ）は３６．３，部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（νｄ）は６０．５、部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５４３６である。）
しかしながら、特に高分散（低アッベ数（νｄ））のガラスは、ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）がノーマルラインから離れた値をとる。そのため、これら高分散のガラスを用いて光学素子を作製する場合、光学素子には色収差が生じるため、色収差を補正する必要が生じる。
本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、屈折率１．９０〜２．１０、アッベ数１５〜２７の範囲の光学定数を有するような高屈折率高分散領域で、部分分散比が小さい光学ガラスを提供することにある。
本発明の第１の構成は、酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を１０．０〜５０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を５．０〜３０．０％、Ｔａ２Ｏ５成分を０．５〜１５．０％含有し、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）の関係を満たし、νｄ＞２５の範囲において（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）の関係を満たす光学ガラスである。
本発明の第２の構成は、１．９０以上２．１０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、１５以上２７以下のアッベ数（νｄ）を有し、分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４８０ｎｍ未満である前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第３の構成は、酸化物基準のモル％で、
ＳｉＯ２ ０〜２０％及び／又は
ＧｅＯ２ ０〜４０％及び／又は
ＺｒＯ２ ０〜３０％及び／又は
ＴｅＯ２ ０〜２０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜３０％及び／又は
Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｐ２Ｏ５ ０〜１０％及び／又は
ＢａＯ ０〜２０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜１０％及び／又は
ＣａＯ ０〜１０％及び／又は
ＭｇＯ ０〜１０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
ＷＯ３ ０〜１０％及び／又は
ＴｉＯ２ ０〜３０％及び／又は
ＳｎＯ２ ０〜１％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第４の構成は、酸化物基準のモル％で、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下、物質量比（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｌａ２Ｏ３が１．４５以上である前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、酸化物基準のモル％で、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下、物質量比（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）の物質量比が１．２７以上を含有する前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ２成分を０〜１５％、Ｂ２Ｏ３成分を１０〜３３％含有する前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第７の構成は、酸化物基準のモル％で、ＷＯ３成分を０〜４％含有する前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第８の構成は、酸化物基準のモル％で、ＴｅＯ２成分を８％以下含有する前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第９の構成は、酸化物基準のモル％で、Ｔａ２Ｏ５成分を０．７％以上含有する前記構成要素記載の光学ガラスである。
本発明の第１０の構成は、前記構成要素の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材である。
本発明の第１１の構成は、前記構成要素のいずれか１項の光学ガラスからなる光学素子である。
本発明の光学ガラスは、上記構成要素を採用することにより、高屈折率高分散領域において所定の光学定数を有し、部分分散比が小さい光学ガラスを実現することができた。
部分分散比（θｇ，Ｆ）が縦軸でアッベ数（νｄ）が横軸の直交座標に表されるノーマルラインを示す図である。 本願の実施例及び比較例のガラスについての部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）の関係を示す図である。
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酸化物基準のモル％を意味する。ここで「酸化物基準」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、金属フッ化物等が溶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、当該生成酸化物の物質量の総和を１００モル％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。
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、その量が少なすぎると耐失透性が不十分となりやすく、多すぎると屈折率が低くなって目的とする光学定数の範囲から外れ、化学的耐久性が悪くなりやすい。従って、好ましくは１０％、より好ましくは１２％、最も好ましくは１３％を下限として含有することができ、好ましくは５０％、より好ましくは４５％、最も好ましくは４０％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。
Ｌａ２Ｏ３成分は、部分分散比を低く維持しつつ、ガラスの屈折率を高める効果がある。その量が少なすぎるとガラスの光学定数の値を前記範囲内に維持し難く、多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは５％、より好ましくは７％、最も好ましくは８％を下限として含有することができ、好ましくは３０％、より好ましくは２８％、最も好ましくは２６％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等を使用してガラス内に導入される。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、高屈折率高分散化させ、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、その量が少なすぎるとその効果が不十分となりやすく、多すぎると逆に耐失透性が悪くなりやすくなり、可視光短波長域の透過率も悪化しやすくなる。従って、好ましくは５％、より好ましくは７％、最も好ましくは８％を下限として含有することができ、好ましくは３０％、より好ましくは２８％、最も好ましくは２６％を上限として含有することができる。
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、その量が少なすぎるとその効果が不十分となり、多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは０．７％、最も好ましくは１％を下限として含有することができ、好ましくは１５％、より好ましくは１４％、最も好ましくは１３％を上限として含有することができる。
なお、Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２Ｏ３系の光学ガラスにおいて、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を０．７％以上含有させると、特に化学的耐久性及び耐失透性を両立できる。
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。
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、耐失透性および化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性、溶融性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
なお、ＳｉＯ２成分とＢ２Ｏ３成分の含有量が、ＳｉＯ２１５％以下、かつＢ２Ｏ３成分１０〜３３％を同時に満たすことにより、耐失透性及び化学的耐久性がより一層向上する。
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。
ＧｅＯ２成分は、屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果を有する必須成分であり、ガラス形成酸化物として作用する。しかし、その量が少なすぎるとその効果が不十分となりやすく、多すぎると原料が非常に高価であるため、コストが高くなってしまう。従って、好ましくは４０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは３０％を上限として含有することができる。
また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。
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、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは２５％、最も好ましくは２０％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等を使用してガラス内に導入される。
ＴｅＯ２成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、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化しやすくなるため、その箇所に穴が開き、溶融ガラスが流出する事故がおこる危険性が憂慮される。従って、好ましくは２０％を上限とし、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有できる。
なお、ＴｅＯ２成分の含有量を８％以下とすることで、ガラスの安定性を向上させ、ガラス転移点を低下させやすくなる。
またＴｅＯ２は、原料として例えばＴｅＯ２等を使用してガラス内に導入される。
Ａｌ２Ｏ３成分は、化学的耐久性の改善に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
またＡｌ２Ｏ３は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３等を使用してガラス内に導入される。
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がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、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Ｌｉ２Ｏは、原料として例えばＬｉ２Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１７％、最も好ましくは１５％を上限として含有することができる。
またＮａ２Ｏは、原料として例えばＮａ２Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｋ２Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１７％、最も好ましくは１５％を上限として含有することができる。
またＫ２Ｏは、原料として例えばＫ２Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＺｎＯ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くし、化学的耐久性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは２５％、最も好ましくは２０％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等を使用してガラス内に導入できる。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、屈折率を高め、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げる効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
またＢｉ２Ｏ３は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３等を使用してガラス内に導入される。
Ｐ２Ｏ５成分は、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、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
またＰ２Ｏ５は、原料として例えばＨ３ＰＯ４等を使用してガラス内に導入される。
ＢａＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。
ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＳｒＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＣａＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＭｇＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
ＭｇＯ成分は、原料として例えばＭｇＯ又はその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
Ｙ２Ｏ３は、原料として例えばＹ２Ｏ３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、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％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効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
またＹｂ２Ｏ３は、原料として例えばＹｂ２Ｏ３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、その量が多すぎ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化しやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。なお、ＷＯ３成分は任意成分であり、含有しなくとも本発明のガラスを製造することは可能であるが、前記効果を発揮させやすくするためにも、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは１％を下限とする。
なお、ＷＯ３成分の含有量を４％以下とすることで耐失透性が飛躍的に向上する。
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。
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、その量が少なすぎるとその効果が不十分となりやすく、多すぎると可視光短波長域の透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは３０％、より好ましくは２８％、最も好ましくは２６％を上限として含有することができる。なお、ＴｉＯ２成分は任意成分であり、含有しなくとも本発明のガラスを製造することは可能であるが、前記効果を発揮させやすくするためにも、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは１％を下限とする。
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。
Ｈｆ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＢｅＯの各成分は含有させることは可能であるが、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、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。従って、好ましくは０．１％未満、より好ましくは０．０５％を上限として含有することができ、最も好ましくは含有しない。
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化しやすくなる。従って、好ましくは１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．２％を上限として含有できる。
ＳｎＯ２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化しやすくなる。従って、好ましくは１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．２％を上限として含有できる。
ＳｎＯ２成分はＳｎＯとしての形態もとり得るが、本明細書中ではＳｎＯ２として表す。
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、公知の原料から選択できる。
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、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。
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。
本発明は高屈折率高分散領域において、特に透過率がいい光学ガラスを所望している。具体的には、屈折率が好ましくは１．９０、より好ましくは１．９２、最も好ましくは１．９３を上限とし、好ましくは２．１０、より好ましくは２．０９、最も好ましくは２．１０を下限とする。アッベ数については、好ましくは１５、より好ましくは１７、最も好ましくは１９を下限とし、好ましくは２７を上限とする。
また、本発明の光学ガラスは、部分分散比（θｇ，Ｆ）がノーマルラインに近い必要が
ある。より具体的には、本発明の光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、アッベ数（ν
ｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において（−０．００１６×νｄ＋０．６３４６）≦（
θｇ，Ｆ）≦（−０．００５８×νｄ＋０．７５３９）の関係を満たし、且つ、νｄ＞２
５の範囲において（−０．００２５×νｄ＋０．６５７６）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．０
０２０×νｄ＋０．６５９０）の関係を満たす。これにより、高分散を有しながらも部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）とのプロットの位置が図１のノーマルライン（Ｎｏｒｍａｌ Ｌｉｎｅ）に近付けられる。そのため、この光学ガラスを用いた光学素子による色収差が低減されることが推論できる。ここで、νｄ≦２５における光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）、より好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３６６０）、最も好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３８６０）を下限とし、好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）、より好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７５３６３）、更に好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７５１６３）、最も好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７４９６２）を上限とする。また、νｄ＞２５における光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）、より好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６５９１０）、最も好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６６１１０）を下限とし、好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）、より好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７８００）、更に好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７６００）、最も好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７４００）を上限とする。なお、特にアッベ数（νｄ）が小さい領域では、一般的なガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）はノーマルラインよりも高い値にあり、一般的なガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）の関係は曲線で表される。しかしながら、この曲線の近似が困難であるため、本発明では、一般的なガラスよりも部分分散比（θｇ，Ｆ）が低いことを、νｄ＝２５を境に異なった傾きを有する直線を用いて表した。
また、透過率については、分光透過率が７０％となる波長λ７０が４８０ｎｍ未満であることが好ましく、より好ましくは４７５ｎｍ以下、最も好ましくは４７０ｎｍ以下である。
本発明は、市場のニーズにより、前記範囲内の光学定数において、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において好ましくは、（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）、より好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７５３６３）、更に好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７５１６３）、最も好ましくは（−０．００５６２×νｄ＋０．７４９６２）を上限とし、好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）、より好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３６６０）、最も好ましくは（−０．００１６０×νｄ＋０．６３８６０）を下限とする。
νｄ＞２５の範囲において、好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）、より好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７８００）、更に好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７６００）、最も好ましくは（−０．００２６０×νｄ＋０．６７４００）を上限とし、好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）、より好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６５９１０）、最も好ましくは（−０．００２５０×νｄ＋０．６６１１０）を下限とする。
また、本発明は、前記範囲内の光学定数において、ＴｉＯ２成分とＮｂ２Ｏ５成分の含有量と、Ｌａ２Ｏ３成分との物質量比を所定の値に調整することにより、従来よりも透過率が良好で、かつアッベ数がより低いガラスが得られることを見出した。すなわち、（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｌａ２Ｏ３の値が、好ましくは１．４５、より好ましくは１．４６、最も好ましくは１．４７を下限とすることができる。上限は特に限定しないが、３以下であれば本願の目的を容易に達成することができる。
上記効果は特に、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下であるときに顕著である。
さらに、本発明は、前記範囲内の光学定数において、ＴｉＯ２成分とＮｂ２Ｏ５成分の含有量と、Ｌａ２Ｏ３成分とＧｄ２Ｏ３成分の和の物質量比を所定の値に調整することでも、従来よりも透過率が良好で、かつアッベ数がより低いガラスが得られることを見出した。すなわち、（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）の値が、好ましくは１．２７、より好ましくは１．２８、最も好ましくは１．３０を下限とすることができる。上限は特に限定しないが、３以下であれば本願の目的を容易に達成することができる。
上記効果は特に、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下であるときに顕著である。
本発明の光学ガラスは精密プレス成形用のプリフォーム材としても使用することができる。プリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。例えば、熔融ガラスから直接プリフォーム材を製造することもでき、また板状に成形されたガラスを冷間加工して製造しても良い。
本発明の光学ガラスを成形することにより得られる光学素子はカメラ、ビデオ用のレンズ、顕微鏡や望遠鏡用のレンズなどに使用できることはもちろんであるが、その用途は限定されない。
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６０）及び参考例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）の組成、及び、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、並びに分光透過率が７０％及び５％を示す波長（λ７０、λ５）の結果を表１〜９に示す。また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６０）及び比較例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）のガラスにおける、アッベ数（νｄ）及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の関係を図２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。
本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６０）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、透過率（λ７０）と共に表１〜８に示した。表中、各成分の組成はモル％で表示するものとする。
また、比較例のガラス（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、透過率（λ７０）と共に表９に示した。表中、各成分の組成はモル％で表示するものとする。
屈折率及びアッベ数については、ガラス転移点付近で２時間保持した後、徐冷降温速度を−２５℃／Ｈｒとして得られたガラスを、ＪＯＧＩＳ０１−２００３に基づき測定した。
部分分散比（θｇ，Ｆ）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Ｃライン（波長 ６５６．２７ｎｍ）における屈折率（ｎＣ）、Ｆライン（波長 ４８６．１３ｎｍ）における屈折率（ｎＦ）、ｇライン（波長 ４３５．８３５ｎｍ）における屈折率（ｎｇ）を測定し、θｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）による式にて算出した。
透過率測定については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて行った。尚、本発明においては、着色度ではなく肉厚１０ｍｍのガラスにおいて７０％の透過率を示す波長（λ７０％）を示した。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、透過率７０％時の波長（λ７０％）を求めた。















Figure 2011178571
Figure 2011178571












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Figure 2011178571




Figure 2011178571













Figure 2011178571












Figure 2011178571












Figure 2011178571













表１〜表８に見られるとおり、実施例の光学ガラス（実施例１〜実施例６０）はすべて、上記特定範囲内の光学恒数、すなわち、屈折率（ｎｄ）が１．９０以上２．１０以下であり、アッベ数（νｄ）が１５以上２７以下、所望の部分分散比を有し、分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４８０ｎｍ未満である光学ガラスを得ることができた。一方、比較例は透過率が悪く、本願発明が所望するような光学素子として使用できるものではない。
また、図２に示すように、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６０）の光学ガラスは、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との関係において、いずれも（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）以上、より詳細には（−０．００２５０×νｄ＋０．６６１１０）以上であるとともに、この部分分散比（θｇ，Ｆ）は（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１０）以下、より詳細には（−０．００２６０×νｄ＋０．６７６００）以下であった。また、比較例（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．３）のガラスは、νｄ＞２５でありながら、部分分散比（θｇ，Ｆ）は（−０．００２６０×νｄ＋０．６７６００）を超えていた。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例（Ｎ０．２〜Ｎｏ．３）のガラスに比べて部分分散比（θｇ，Ｆ）がノーマルラインに近く、色収差が小さいことが明らかになった。
以上、述べたとおり、本発明の光学ガラスは、屈折率１．９０〜２．１０、アッベ数１５〜２７の範囲の光学定数を有するような高屈折率高分散領域で、部分分散比が小さい光学ガラスを提供することにある。

Claims (11)

  1. 酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％でＢ２Ｏ３成分を１０．０〜５０．０％、及びＬａ２Ｏ３成分を５．０〜３０．０％、Ｎｂ２Ｏ５成分を５．０〜３０．０％、Ｔａ２Ｏ５成分を０．５〜１５．０％含有し、部分分散比（θｇ，Ｆ）がアッベ数（νｄ）との間で、νｄ≦２５の範囲において（−０．００１６０×νｄ＋０．６３４６０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００５６２×νｄ＋０．７５６６３）の関係を満たし、νｄ＞２５の範囲において（−０．００２５０×νｄ＋０．６５７１０）≦（θｇ，Ｆ）≦（−０．００２６０×νｄ＋０．６８１００）の関係を満たす光学ガラス。
  2. １．９０以上２．１０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、１５以上２７以下のアッベ数（νｄ）を有し、分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４８０ｎｍ未満である請求項１記載の光学ガラス。
  3. 酸化物基準のモル％で、
    ＳｉＯ２ ０〜２０％及び／又は
    ＧｅＯ２ ０〜４０％及び／又は
    ＺｒＯ２ ０〜３０％及び／又は
    ＴｅＯ２ ０〜２０％及び／又は
    Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
    Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
    Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
    Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
    ＺｎＯ ０〜３０％及び／又は
    Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
    Ｐ２Ｏ５ ０〜１０％及び／又は
    ＢａＯ ０〜２０％及び／又は
    ＳｒＯ ０〜１０％及び／又は
    ＣａＯ ０〜１０％及び／又は
    ＭｇＯ ０〜１０％及び／又は
    Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
    Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
    Ｙｂ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
    ＷＯ３ ０〜１０％及び／又は
    ＴｉＯ２ ０〜３０％及び／又は
    ＳｎＯ２ ０〜１％及び／又は
    Ｓｂ２Ｏ３ ０〜１％
    の各成分を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
  4. 酸化物基準のモル％で、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下、物質量比（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／Ｌａ２Ｏ３が１．４５以上である請求項１〜３いずれかに記載の光学ガラス。
  5. 酸化物基準のモル％で、Ｌａ２Ｏ３成分が２１％以下、物質量比（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）の物質量比が１．２７以上を含有する請求項１〜４いずれかに記載の光学ガラス。
  6. 酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ２成分を０〜１５％、Ｂ２Ｏ３成分を１０〜３３％含有する請求項１〜５いずれかに記載の光学ガラス。
  7. 酸化物基準のモル％で、ＷＯ３成分を０〜４％含有する請求項１〜６いずれかに記載の光学ガラス。
  8. 酸化物基準のモル％で、ＴｅＯ２成分を８％以下含有する請求項１〜７いずれかに記載の光学ガラス。
  9. 酸化物基準のモル％で、Ｔａ２Ｏ５成分を０．７％以上含有する請求項１〜８いずれかに記載の光学ガラス。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１項の光学ガラスからなる光学素子
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