JP2017057121A - 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分を含有するガラスにおいて、Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）とすることにより、Ｔａ２Ｏ５成分やＧｄ２Ｏ３成分などの高価なガラス材料の含有量を低減しても、所望の光学恒数を達成し、耐失透性が良好でありながら、より安価な光学ガラスを提供する。【解決手段】光学ガラスは、酸化物換算組成の質量％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％〜３０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を１５．０〜５０．０％、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０含有し、屈折率が１．７８〜１．９０であり、アッベ数が３０〜４５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、１．７８以上１．９０以下の屈折率（ｎｄ）を有し、３０以上４５以下のアッベ数（νｄ）を有する高屈折率低分散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低分散ガラスとしては、特許文献１及び２に代表されるようなガラス組成物が知られている。
光学系で用いられるレンズには球面レンズと非球面レンズがあり、非球面レンズを利用すれば光学素子の枚数を削減することができる。また、レンズ以外の各種光学素子にも複雑な形状をした面を備えたものが知られている。しかしながら、従来の研削、研磨工程で非球面や複雑な形状をした面を得ようとすると、高コストで且つ複雑な作業工程が必要であった。そこで、ゴブ又はガラスブロックから得られたプリフォーム材を、超精密加工された金型で直接プレス成形して光学素子の形状を得る方法、すなわち精密モールドプレス成形する方法が現在主流である。
また、プリフォーム材を精密モールドプレス成形する方法の他に、ガラス材料から形成されたゴブ又はガラスブロックを再加熱して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形体を研削及び研磨する方法も知られている。
こうした精密モールドプレス成形やリヒートプレス成形に用いられるプリフォーム材の製造方法としては、滴下法によって熔融ガラスから直接製造する方法、ガラスブロックをリヒートプレスし、或いはボール形状に研削加工して得られた加工品を研削研磨する方法によって作製される。いずれの方法であっても、熔融ガラスを所望の形状に成形して光学素子を得るためには、形成されるガラスの失透を低減することが求められる。
また、光学ガラスの材料コストを低減するために、光学ガラスを構成する諸成分の原料費は、なるべく安価であることが望まれる。また、光学ガラスの製造コストを低減するために、原料の熔解性が高いこと、すなわちより低い温度で熔解することが望まれる。ところが、特許文献１〜２に記載されたガラス組成物は、これらの諸要求に十分応えるものとは言い難い。
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（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）が所望の範囲内にありながら、耐失透性が高いプリフォーム材を、より安価に得ることにある。
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、Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分を含有するガラスにおいて、Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）とすることにより、Ｔａ２Ｏ５成分やＧｄ２Ｏ３成分などの高価なガラス材料の含有量を低減しても、所望の光学恒数を達成し、耐失透性が良好でありながら、より安価な光学ガラスを得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
（１）酸化物換算組成の質量％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％〜３０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を１５．０〜５０．０％、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０含有し、屈折率が１．７８〜１．９０であり、アッベ数が３０〜４５であることを特徴とする光学ガラス。
（２）酸化物換算組成の質量％で、
ＺｎＯ成分 １０．０〜３０．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜２０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
ＷＯ３成分 ０〜３０．０％、
ＴｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％、
ＣａＯ成分 ０〜１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％、
ＢａＯ成分 ０〜１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１０．０％、
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０〜１０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
ＴｅＯ２成分 ０〜５．０％、及び
ＳｎＯ２成分 ０〜１．０％を含有し
外割りの質量％でＳｂ２Ｏ３成分 ０〜１．０％
である（１）の光学ガラス。
ＺｎＯ成分 １０．０〜３０．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜２０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
ＷＯ３成分 ０〜３０．０％、
ＴｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％、
ＣａＯ成分 ０〜１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％、
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Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
ＴｅＯ２成分 ０〜５．０％、及び
ＳｎＯ２成分 ０〜１．０％を含有し
外割りの質量％でＳｂ２Ｏ３成分 ０〜１．０％
である（１）の光学ガラス。
（３）酸化物基準の質量％で、Ｌｎ２Ｏ３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１５．０〜６０．０％、Ｒｎ2Ｏ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０〜１５．０％以下、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０〜１５．０％である（１）から（２）のいずれか記載の光学ガラス。
（４）分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４３０ｎｍ以下である（１）から（３）のいずれか記載の光学ガラス。
（５）ガラス転移点（Ｔｇ）が６５０℃以下であり、屈伏点（Ａｔ）が７００℃以下である（１）から（４）のいずれか記載の光学ガラス。
（６）比重が５．００以下である（１）から（５）のいずれか記載の光学ガラス。
（７）（１）から（６）のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
（８）（１）から（７）いずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
（９）（８）記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。
本発明によれば、Ｂ２Ｏ３成分及びＬａ２Ｏ３成分を含有するガラスにおいて、Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）とすることにより、Ｔａ２Ｏ５成分やＧｄ２Ｏ３成分などの高価なガラス材料の含有量を低減しても、所望の光学恒数を達成し、耐失透性が良好でありながら、より安価な光学ガラスを得ることができる。
本発明の光学ガラスは、酸化物換算組成の質量％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％〜３０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を１５．０〜５０．０％、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０含有し、屈折率が１．７８〜１．９０であり、アッベ数が３０〜４５を有する。
本発明によれば、Ｂ２Ｏ３成分及びＬｎ２Ｏ３成分に加えて、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０が所定の範囲内にあるガラスにおいて、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を調整することにより、所望の高屈折率及び高分散を得られながらも、ガラス転移点が低く、安定性の高いガラスを得ることができる。
本発明によれば、Ｂ２Ｏ３成分及びＬｎ２Ｏ３成分に加えて、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０が所定の範囲内にあるガラスにおいて、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を調整することにより、所望の高屈折率及び高分散を得られながらも、ガラス転移点が低く、安定性の高い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。
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＞
Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ比重を小さくできる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１４．０％、さらに好ましくは１６．０％を下限とする。
一方、Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、さらに好ましくは２６．０％を上限とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ比重を小さくできる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１４．０％、さらに好ましくは１６．０％を下限とする。
一方、Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、さらに好ましくは２６．０％を上限とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高め、分散を小さく（アッベ数を大きく）する成分である。特に、Ｌａ２Ｏ３成分を１５．０％以上含有することで、所望の高屈折率を得ることができる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは３０．０％を下限とする。
一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を５０．０％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、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４７．０％、さらに好ましくは４５．０％を上限とする。
Ｌａ２Ｏ３成分は、原料としてＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いることができる。
一方、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を５０．０％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、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４７．０％、さらに好ましくは４５．０％を上限とする。
Ｌａ２Ｏ３成分は、原料としてＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）等を用いることができる。
Ｌｎ２Ｏ３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、１５．０％以上６０．０％以下が好ましい。
特に、この和を１５．０％以上にすることで、ガラスの分散を小さくできる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは１５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは２５．０％、さらに好ましくは３０．０％を下限とする。
一方で、この和を６０．０％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、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％を上限とする。
特に、この和を１５．０％以上にすることで、ガラスの分散を小さくできる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは１５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは２５．０％、さらに好ましくは３０．０％を下限とする。
一方で、この和を６０．０％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、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％を上限とする。
Ｒｎ２Ｏ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）の含有量の和は、１５．０％以下が好ましい。
この和を１５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、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％を上限とする。
他方で、この和を０超％としてもよい。これにより、ガラスの熔融性を改善するとともに、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げることができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．１％を下限とする。
この和を１５．０％以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くすることができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は、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％を上限とする。
他方で、この和を０超％としてもよい。これにより、ガラスの熔融性を改善するとともに、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げることができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和は０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．１％を下限とする。
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）の含有量の合計は、１５．０％以下が好ましい。
この和を１５．０％以下にすることで、所望の屈折率を得易くすることができる。従って、ＲＯ成分の質量和は１５．０％以下、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
他方で、この和を０％超含有としてもよい。これにより、ガラスの溶融性を向上することができる。従って、ＲＯ成分の質量和は０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
この和を１５．０％以下にすることで、所望の屈折率を得易くすることができる。従って、ＲＯ成分の質量和は１５．０％以下、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
他方で、この和を０％超含有としてもよい。これにより、ガラスの溶融性を向上することができる。従って、ＲＯ成分の質量和は０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
Ｙ２Ｏ３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、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。このＹ２Ｏ３成分は、希土類元素の中でも材料コストが安く、他の希土類元素に比べて比重を低減し易いため、本発明の光学ガラスにとって有用である。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは１．０％を下限とする。
一方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％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。従って、Ｙ２Ｏ３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８．０％を上限とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
一方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％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。従って、Ｙ２Ｏ３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８．０％を上限とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）が０超〜２．０以下にすることで、ガラスの比重が低減し、且つ、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。
従って、この質量比は、好ましくは０超、より好ましくは０．０３、さらに好ましくは０．０４、さらに好ましくは０．０５を下限とする。
一方で、この質量比を好ましくは２．０以下、より好ましくは１．０以下、さらに好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．３を上限とする。
従って、この質量比は、好ましくは０超、より好ましくは０．０３、さらに好ましくは０．０４、さらに好ましくは０．０５を下限とする。
一方で、この質量比を好ましくは２．０以下、より好ましくは１．０以下、さらに好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．３を上限とする。
ＺｎＯ成分は、１０．０％以上含有することで、所望の屈折率及びアッベ数を維持することができる。また、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。
従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１１．０％、さらに好ましくは１２．０％を下限としてもよい。
一方で、ＺｎＯ成分の含有量を３０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率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３０．０％、より好ましくは２５．０％、さらに好ましくは２０．０％を上限とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いることができる。
従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１１．０％、さらに好ましくは１２．０％を下限としてもよい。
一方で、ＺｎＯ成分の含有量を３０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率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３０．０％、より好ましくは２５．０％、さらに好ましくは２０．０％を上限とする。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いることができる。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高めることができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を好ましくは０％超、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは５．０％を下限としてもよい。
一方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を２０．０％以下にすることで、Ｎｂ２Ｏ５成分の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ることができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５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。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
一方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を２０．０％以下にすることで、Ｎｂ２Ｏ５成分の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ることができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５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。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
ＷＯ３成分は、０％超含有することで、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ることができる。特に１０．０％を下限とすることにより、ガラス転移点を下げるのに効果的である。従って、ＷＯ３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％、最も好ましくは１０．０％を下限としてもよい。
一方で、ＷＯ３成分の含有量を３０．０％以下にすることで、ＷＯ３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、低コスト・低比重化に寄与することができる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１８．０％を上限とする。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
一方で、ＷＯ３成分の含有量を３０．０％以下にすることで、ＷＯ３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、低コスト・低比重化に寄与することができる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１８．０％を上限とする。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
ＴｉＯ２成分は、０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を低く調整することができる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％を下限としてもよい。
一方で、ＴｉＯ２の含有量を１５．０％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。
従って、ＴｉＯ２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％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
一方で、ＴｉＯ２の含有量を１５．０％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。
従って、ＴｉＯ２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％未満とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
Ｇｄ２Ｏ３成分は、０％以上含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つアッベ数を高めることができる。
一方で、ガラスの比重を増加させるＧｄ２Ｏ３成分を１５．０％以下にすることで、ガラスの比重を低減することができる。従って、Ｇｄ２Ｏ３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％を上限とする。
Ｇｄ２Ｏ３成分は、原料としてＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３等を用いることができる。
一方で、ガラスの比重を増加させるＧｄ２Ｏ３成分を１５．０％以下にすることで、ガラスの比重を低減することができる。従って、Ｇｄ２Ｏ３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％を上限とする。
Ｇｄ２Ｏ３成分は、原料としてＧｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３等を用いることができる。
Ｙｂ２Ｏ３成分は、０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高め、且つ分散を小さくすることができる。
一方で、Ｙｂ２Ｏ３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る。従って、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、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。
Ｙｂ２Ｏ３成分は、原料としてＹｂ２Ｏ３等を用いることができる。
一方で、Ｙｂ２Ｏ３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る。従って、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、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。
Ｙｂ２Ｏ３成分は、原料としてＹｂ２Ｏ３等を用いることができる。
ＳｉＯ２成分は、０％以上含有することで、熔融ガラスの粘度を高め、ガラスの着色を低減でき、且つ耐失透性を高めることができる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは１．５％を下限としてもよい。
一方で、ＳｉＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑え、且つ屈折率の低下を抑えることができる。従って、ＳｉＯ２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８．０％を上限とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
一方で、ＳｉＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラス転移点の上昇を抑え、且つ屈折率の低下を抑えることができる。従って、ＳｉＯ２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８．０％を上限とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
ＺｒＯ２成分は、０％以上含有することで、ガラスの高屈折率化及び低分散化することができる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは２．０％を下限としてもよい。
一方で、ＺｒＯ２成分を１５．０％以下にすることで、ＺｒＯ２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、ＺｒＯ２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８．０％を上限とする。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いることができる。
一方で、ＺｒＯ２成分を１５．０％以下にすることで、ＺｒＯ２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、ＺｒＯ２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８．０％を上限とする。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４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％以上含有することで、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高めることができる。
一方で、ＭｇＯ成分、ＢａＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ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、ＢａＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ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ＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
一方で、ＭｇＯ成分、ＢａＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ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、ＢａＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ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ＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分は、０％以上含有することで、ガラスの熔融性を改善し、且つガラス転移点を低くすることができる。このうち、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの耐失透性を高めることができ、特にＬｉ２Ｏ成分は、少量でガラスの熔融性を改善し、且つガラス転移点を低くすることができ、従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．１％を下限としてもよい。
一方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ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し、且つ、耐失透性を高められる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ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。Ｌｉ２Ｏ成分は、０％超含有することで、少量でガラスの熔融性を改善し、且つガラス転移点を低くすることができる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．1％を下限としてもよい。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分及びＣｓ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣｓＮＯ３等を用いることができる。
一方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ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し、且つ、耐失透性を高められる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ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。Ｌｉ２Ｏ成分は、０％超含有することで、少量でガラスの熔融性を改善し、且つガラス転移点を低くすることができる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．1％を下限としてもよい。
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分及びＣｓ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｃｓ２ＣＯ３、ＣｓＮＯ３等を用いることができる。
Ｔａ２Ｏ５成分は、０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高め、且つ耐失透性を高めることができる。
一方で、高価なＴａ２Ｏ５成分を１０．０％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、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をも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．０％、さらに好ましくは８．０％を上限とする。特に、より低比重でかつ安価な光学ガラスを作製する観点では、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％を上限とし、さらに好ましくは１．０％未満、最も好ましくは含有しないとする。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
一方で、高価なＴａ２Ｏ５成分を１０．０％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、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をも低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．０％、さらに好ましくは８．０％を上限とする。特に、より低比重でかつ安価な光学ガラスを作製する観点では、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％を上限とし、さらに好ましくは１．０％未満、最も好ましくは含有しないとする。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
Ｐ２Ｏ５成分は、０％以上含有することで、ガラスの耐失透性を高めることができる。特に、Ｐ２Ｏ５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、Ｐ２Ｏ５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。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
ＧｅＯ２成分は、０％以上含有することで、ガラスの屈折率を高め、且つ耐失透性を向上できる。しかしながら、ＧｅＯ２は原料価格が高いため、その量が多いと材料コストが高くなることで、Ｔａ２Ｏ５成分を低減することによるコスト低減の効果が減殺される。従って、ＧｅＯ２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１．０％を上限とし、最も好ましくは含有しない。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、０％以上含有することで、ガラスの化学的耐久性を高め、且つガラスの耐失透性を高めることができる。
一方で、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、これら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、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量は、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。
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３等を用いることができる。
一方で、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量を１０．０％以下にすることで、これら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、Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分の各々の含有量は、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。
Ａｌ２Ｏ３成分及びＧａ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｇａ（ＯＨ）３等を用いることができる。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０％以上含有することで、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げることができる。
一方で、Ｂｉ２Ｏ３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、Ｂｉ２Ｏ３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。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料としてＢｉ２Ｏ３等を用いることができる。
一方で、Ｂｉ２Ｏ３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、Ｂｉ２Ｏ３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。
Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料としてＢｉ２Ｏ３等を用いることができる。
ＴｅＯ２成分は、０％以上含有することで、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げることができる。
しかしながら、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熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％未満を上限とし、さらに好ましくは含有しない。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
しかしながら、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熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％未満を上限とし、さらに好ましくは含有しない。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
ＳｎＯ２成分は、０％以上含有することで、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ることができる。
一方で、ＳｎＯ２成分の含有量を１．０％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、ＳｎＯ２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、ＳｎＯ２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。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いることができる。
一方で、ＳｎＯ２成分の含有量を１．０％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、ＳｎＯ２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、ＳｎＯ２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。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４等を用いることができる。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、０％以上含有することで、熔融ガラスを低温で脱泡することができるため、白金製の坩堝からの白金の溶出を抑制し可視光透過率の低下を抑えることができる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．０５％、さらに好ましくは０．０７％、最も好ましくは０．１％を下限としてもよい。
一方で、Ｓｂ２Ｏ３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、Ｓｂ２Ｏ３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。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
一方で、Ｓｂ２Ｏ３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、Ｓｂ２Ｏ３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。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ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Ｓｂ２Ｏ３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。
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Ａｓ２Ｏ３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。
Ｂ２Ｏ３成分 ２０．０〜６０．０％、及び
Ｌａ２Ｏ３成分 ５．０〜２５．０％、
並びに
ＺｎＯ成分 １５．０〜３５．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＷＯ３成分 ０〜２０．０％、
ＴｉＯ２成分 ０〜２５．０％、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜５．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜３５．０％、
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＭｇＯ成分 ０〜３０．０％、
ＣａＯ成分 ０〜２５．０％、
ＳｒＯ成分 ０〜２０．０％、
ＢａＯ成分 ０〜１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜４０．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％、
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜５．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０〜１５．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜５．０％、
ＴｅＯ２成分 ０〜５．０％、及び
ＳｎＯ２成分 ０〜１．０％を含有し
外割りの質量％でＳｂ２Ｏ３成分 ０〜０．５％
Ｂ２Ｏ３成分 ２０．０〜６０．０％、及び
Ｌａ２Ｏ３成分 ５．０〜２５．０％、
並びに
ＺｎＯ成分 １５．０〜３５．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＷＯ３成分 ０〜２０．０％、
ＴｉＯ２成分 ０〜２５．０％、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜５．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜３５．０％、
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＭｇＯ成分 ０〜３０．０％、
ＣａＯ成分 ０〜２５．０％、
ＳｒＯ成分 ０〜２０．０％、
ＢａＯ成分 ０〜１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜４０．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１５．０％、
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜５．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０〜１５．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜５．０％、
ＴｅＯ２成分 ０〜５．０％、及び
ＳｎＯ２成分 ０〜１．０％を含有し
外割りの質量％でＳｂ２Ｏ３成分 ０〜０．５％
［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。
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（ｎｄ）は、好ましくは１．７８、より好ましくは１．７９、さらに好ましくは１．８０を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．８９、さらに好ましくは１．８８であってもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは３２、さらに好ましくは３３、さらに好ましくは３４を下限とし、好ましくは４５、より好ましくは４０、最も好ましくは３８未満を上限とする。
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、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（ｎｄ）は、好ましくは１．７８、より好ましくは１．７９、さらに好ましくは１．８０を下限とする。この屈折率の上限は、好ましくは１．９０、より好ましくは１．８９、さらに好ましくは１．８８であってもよい。また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは３２、さらに好ましくは３３、さらに好ましくは３４を下限とし、好ましくは４５、より好ましくは４０、最も好ましくは３８未満を上限とする。
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。
また、本発明の光学ガラスは、比重が小さいことが好ましい。より具体的には、本発明の光学ガラスの比重は５．００［ｇ／ｃｍ３］以下である。これにより、光学素子やそれを用いた光学機器の質量が低減されるため、光学機器の軽量化に寄与することができる。従って、本発明の光学ガラスの比重は、好ましくは５．００、より好ましくは４．９５、好ましくは４．９０を上限とする。なお、本発明の光学ガラスの比重は、概ね３．００以上、より詳細には３．５０以上、さらに詳細には４．００以上であることが多い。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
本発明の光学ガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定する。
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における厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）本発明の光学ガラスは、好ましくは５２０ｎｍ、より好ましくは５１０ｎｍ、さらに好ましくは５００ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）本発明の光学ガラスは、好ましくは４３０ｎｍ、より好ましくは４２０ｎｍ、さらに好ましくは４１０ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは３９０ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３７０ｎｍを上限とする。
これらにより、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。
特に、本発明の光学ガラスにおける厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率８０％を示す波長（λ８０）本発明の光学ガラスは、好ましくは５２０ｎｍ、より好ましくは５１０ｎｍ、さらに好ましくは５００ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す波長（λ７０）本発明の光学ガラスは、好ましくは４３０ｎｍ、より好ましくは４２０ｎｍ、さらに好ましくは４１０ｎｍを上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率５％を示す最も短い波長（λ５）は、好ましくは３９０ｎｍ、より好ましくは３８０ｎｍ、さらに好ましくは３７０ｎｍを上限とする。
これらにより、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、６５０℃以下のガラス転移点を有することが好ましい。これにより、ガラスがより低い温度で軟化するため、より低い温度でガラスをモールドプレス成形できる。また、モールドプレス成形に用いる金型の酸化を低減して金型の長寿命化を図ることもできる。従って、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは６５０℃、より好ましくは６３０℃、さらに好ましくは６２０℃を上限とする。
なお、本発明の光学ガラスのガラス転移点の下限は特に限定されないが、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは４６０℃、より好ましくは４８０℃、さらに好ましくは５００℃を下限としてもよい。
なお、本発明の光学ガラスのガラス転移点の下限は特に限定されないが、本発明の光学ガラスのガラス転移点は、好ましくは４６０℃、より好ましくは４８０℃、さらに好ましくは５００℃を下限としてもよい。
また、本発明の光学ガラスは、７００℃以下の屈伏点（Ａｔ）を有することが好ましい。屈伏点は、ガラス転移点と同様にガラスの軟化性を示す指標の一つであり、プレス成形温度に近い温度を示す指標である。そのため、屈伏点が低いガラスを用いることにより、より低い温度でのプレス成形が可能になるため、より容易にプレス成形を行うことができる。従って、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは７００℃、より好ましくは６７０℃、さらに好ましくは６５０℃を上限とする。
なお、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは１５０℃、より好ましくは２５０℃、さらに好ましくは３５０℃を下限としてもよい。
なお、本発明の光学ガラスの屈伏点は、好ましくは１５０℃、より好ましくは２５０℃、さらに好ましくは３５０℃を下限としてもよい。
［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。
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．５５）及び比較例（Ｎｏ．Ａ）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、分光透過率が５％、７０％、８０％を示す波長（λ５、λ7０、λ8０）並びに比重の結果を表１〜表６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。
本発明の実施例及び比較例のガラスは、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、実施例及び比較例のガラスの屈折率、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。
また、実施例及び比較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、λ５（透過率５％時の波長）、λ７０（透過率７０％時の波長）、λ8０（透過率８０％時の波長）を求めた。
また、実施例及び比較例のガラスの比重は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０５−１９７５「光学ガラスの比重の測定方法」に基づいて測定した。
実施例及び比較例のガラスのガラス転移点（Ｔｇ）及び屈伏点（Ａｔ）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」に従い、温度と試料の伸びとの関係を測定することで得られる熱膨張曲線より求めた。
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも比重が５．００以下であった。他方で、比較例のガラスは、比重が５．００を超えている。
そのため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて比重が小さいことが明らかとなった。
そのため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて比重が小さいことが明らかとなった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ8０（透過率８０％時の波長）がいずれも５２０ｎｍ以下、より詳細には５００ｎｍ以下であった。また、λ７０（透過率７０％時の波長）がいずれも４３０ｎｍ以下、より詳細には４１０ｎｍ以下であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、λ５（透過率５％時の波長）がいずれも３９０ｎｍ以下、より詳細には３７０ｎｍ以下であった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７８以上、より詳細には１．８０以上であるとともに、この屈折率は１．９０以下、より詳細には１．８８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（νｄ）が３０以上、より詳細には３４以上であるとともに、このアッベ数は４５以下、より詳細には４０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、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）が６５０℃以下、より詳細には６３０℃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、いずれも屈伏点（Ａｔ）が７００℃以下、より詳細には６７０℃以下であり、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、屈折率及びアッベ数が所望の範囲内にありながらも安価に作製でき、耐失透性が高く、着色が少なく、且つ比重が小さ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を用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。
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 (9)
- 酸化物換算組成の質量％で、Ｂ２Ｏ３成分を１０．０％〜３０．０％、Ｌａ２Ｏ３成分を１５．０〜５０．０％、質量比Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）を０超〜２．０含有し、屈折率が１．７８〜１．９０であり、アッベ数が３０〜４５であることを特徴とする光学ガラス。
- 酸化物換算組成の質量％で、
ＺｎＯ成分 １０．０〜３０．０％、
Ｎｂ２Ｏ５成分 ０〜２０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
ＷＯ３成分 ０〜３０．０％、
ＴｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＺｒＯ２成分 ０〜１５．０％、
ＭｇＯ成分 ０〜１０．０％、
ＣａＯ成分 ０〜１０．０％、
ＳｒＯ成分 ０〜１０．０％、
ＢａＯ成分 ０〜１０．０％、
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１０．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜１０．０％、
Ｋ２Ｏ成分 ０〜１０．０％、
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
Ｐ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％、
ＧｅＯ２成分 ０〜１０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％、
ＴｅＯ２成分 ０〜５．０％、及び
ＳｎＯ２成分 ０〜１．０％を含有し
外割りの質量％でＳｂ２Ｏ３成分 ０〜１．０％
である請求項１記載の光学ガラス。 - 酸化物基準の質量％で、Ｌｎ２Ｏ３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１５．０〜６０．０％、Ｒｎ２Ｏ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０〜１５．０％以下、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０〜１５．０％である請求項１又は２いずれか記載の光学ガラス。
- 分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が４３０ｎｍ以下である請求項１から３のいずれか記載の光学ガラス。
- ガラス転移点（Ｔｇ）が６５０℃以下であり、屈伏点（Ａｔ）が７００℃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。
- ガラスの比重が５．００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。
- 請求項１から６のいずれか記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項１から７いずれか記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。
- 請求項８記載のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。
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