JP2024521535A - 特殊分散光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子、及び光学機器 - Google Patents
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Abstract
本発明は特殊分散光学ガラスを提供し、重量％で以下の成分を含む：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％であり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。合理的な成分設計により、本発明で得られた特殊分散光学ガラスは、Ｐｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値が比較的低く、化学安定性が優れる。【選択図】なし
Description
本発明は、光学ガラスに関し、特に特殊分散光学ガラス、及びそれから製造されるガラスプリフォーム、光学素子と光学機器に関するものである。
光学ガラスは光電製品の重要な構成部分であり、近年、スマートフォン、一眼レフカメラ、監視セキュリティなどの光電製品の急速な発展に伴い、光学ガラスの性能に対してより高い要求を提出している。例えば、光学設計において期待される光学ガラスは二次スペクトルの残留分散を除去またはできるだけ除去する性能を実現するには、光学ガラスの相対部分分散（Ｐｇ，Ｆ）と相対部分分散偏差値（ΔＰｇ，Ｆ）が比較的低いでなければならない。また、光学ガラスを加工、洗浄又は使用するときに酸、アルカリ、水などの物質に接触するので、優れた化学安定性がなければ、光学ガラスの使用寿命を短縮する場合がある。
したがって、Ｐｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値が比較的低く、化学安定性に優れた光学ガラスを開発することは、科学研究者の新たな課題となった。
本発明が解決しようとする技術的課題は、Ｐｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値が比較的低く、優れた化学安定性を有する光学ガラスを提供することである。
本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は次のとおりである。
（１） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％であり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０であり、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。
（２） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。
（３） 重量％で以下の成分をさらに含む、（１）又は（２）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（４） 重量％でＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５とアルカリ土類金属酸化物を含む特殊分散光学ガラスであり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０、前記特殊分散光学ガラスの屈折率ｎｄは１．６８～１．８２、アッベ数ｖｄは３１～４０、Ｐｇ，Ｆ値は０．７０００以下、ΔＰｇ，Ｆ値は０以下である。
（５） 重量％で以下の成分を含む、（４）に記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２０～４０％、及び／又はＺｒＯ２：２～１４％、及び／又はＲＯ：１～２５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～２５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：０～２０％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（６） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％、ＺｎＯ：０～１０％、ＷＯ３：０～５％、Ｂ２Ｏ３：０～８％、ＴｉＯ２：０～５％、Ａｌ２Ｏ３：０～５％、Ｔａ２Ｏ５：０～５％、清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（７） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（６）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．７５～１．８、好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．８～１．５、より好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．９～１．３である。
（８） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（７）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｎｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は０．８～８．０、好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．０～６．０、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．２～４．０、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．５～３．０である。
（９） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（８）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は２．０以下、好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０５～１．５、より好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０８～１．０、さらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１～０．５である。
（１０） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（９）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯは０．０２～８．０、好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．０５～５．０、より好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．１～３．０、さらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．２～１．０である。
（１１） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） は０．０５～０．８、好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．１～０．６、より好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．１５～０．５、さらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．２～０．４である。
（１２） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１１）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｌｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏは０．３～１．０、好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４～０．９、より好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４５～０．８、さらに好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．５～０．７５である。
（１３） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１２）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）は１．０～２０．０、好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．５～１５．０、より好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．０～１０．０、さらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．５～５．０である。
（１４） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１３）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．３以下、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．２以下、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１５以下、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１以下である。
（１５） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１４）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２８～４２％、好ましくはＳｉＯ２：３１～４０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２２～３７％、好ましくはＮｂ２Ｏ５：２６～３３％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ２：５～１０％、及び／又はＲＯ：３～２０％、好ましくはＲＯ：６～１５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：１～２０％、好ましくはＲｎ２Ｏ：２～１５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：１～１５％、好ましくはＬｎ２Ｏ３：２～１０％、及び／又はＺｎＯ：０．１～８％、好ましくはＺｎＯ：０．５～６％、及び／又はＷＯ３：０～３％、好ましくはＷＯ３：０～２％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～４％、好ましくはＢ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＴｉＯ２：０～３％、好ましくはＴｉＯ２：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～２％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：０～１％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～２％、好ましくはＴａ２Ｏ５：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（１６） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１５）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＢａＯ：２～１８％、好ましくはＢａＯ：４～１５％、より好ましくはＢａＯ：５～１２％、及び／又はＣａＯ：０～１８％、好ましくはＣａＯ：０～１６．５％、より好ましくはＣａＯ：０～８％、及び／又はＳｒＯ：０～８％、好ましくはＳｒＯ：０～５％、より好ましくはＳｒＯ：０～２％、及び／又はＭｇＯ：０～８％、好ましくはＭｇＯ：０～５％、より好ましくはＭｇＯ：０～２％、及び／又はＬｉ２Ｏ：１～１２％、好ましくはＬｉ２Ｏ：１～１０％、より好ましくはＬｉ２Ｏ：１～９％、及び／又はＮａ２Ｏ：０～１０％、好ましくはＮａ２Ｏ：０．５～８％、より好ましくはＮａ２Ｏ：１～６％、及び／又はＫ２Ｏ：０～８％、好ましくはＫ２Ｏ：０～５％、より好ましくはＫ２Ｏ：０～４％、及び／又はＬａ２Ｏ３：０～１４％、好ましくはＬａ２Ｏ３：２～１２％、より好ましくはＬａ２Ｏ３：４～１０％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＹ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～３％である。
（１７） 前記成分はＢ２Ｏ３を含まない、及び／又はＴｉＯ２を含まない、及び／又はＷＯ３を含まない、及び／又はＴａ２Ｏ５を含まない、及び／又はＳｒＯを含まない、及び／又はＭｇＯを含まない、及び／又はＣａＯを含まない、及び／又はＧｄ２Ｏ３を含まない、及び／又はＹ２Ｏ３を含まない、（１）～（１６）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（１８） 屈折率ｎｄは１．６８～１．８２、好ましくは１．７０～１．８０、より好ましくは１．７１～１．７９、さらに好ましくは１．７３～１．７７、及び／又はアッベ数ｖｄは３１～４０、好ましくは３２～３８、より好ましくは３３～３７である、（１）～（１７）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（１９） Ｐｇ，Ｆ値は０．７０００以下、好ましくは０．６５００以下、より好ましくは０．６０００以下、及び／又はΔＰｇ，Ｆ値は０以下、好ましくは－０．００１０以下、より好ましくは－０．００２０以下、さらに好ましくは－０．００３０以下である、（１）～（１８）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（２０） 密度ρは３．８０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．７０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．６０ｇ／ｃｍ３以下、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃は１００×１０－７／Ｋ以下、好ましくは９０×１０－７／Ｋ以下、より好ましくは８５×１０－７／Ｋ以下、及び／又は転移温度Ｔｇは６００℃以下、好ましくは５９０℃以下、より好ましくは５８０℃以下、さらに好ましくは５７０℃以下、及び／又はλ８０が４１０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ８０が４００ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ８０が３９５ｎｍ又はその以下、及び／又はλ５が３４０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ５が３３５ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ５が３３０ｎｍ又はその以下、及び／又は耐水安定性ＤＷは２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐酸安定性ＤＡは２類以上、好ましくは１類、及び／又はヌープ硬度ＨＫは５２０×１０７Ｐａ以上、好ましくは５４０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは５５０×１０７Ｐａ以上、さらに好ましくは５７０×１０７Ｐａ以上である、請求項（１）～（１９）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（２１） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラスを用いて製造されるガラスプリフォーム。
（２２） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス、又は（２１）に記載のガラスプリフォームを用いて製造される光学素子。
（２３） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス、又は（２２）に記載の光学素子を含む光学機器。
（１） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％であり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０であり、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。
（２） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。
（３） 重量％で以下の成分をさらに含む、（１）又は（２）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（４） 重量％でＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５とアルカリ土類金属酸化物を含む特殊分散光学ガラスであり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０、前記特殊分散光学ガラスの屈折率ｎｄは１．６８～１．８２、アッベ数ｖｄは３１～４０、Ｐｇ，Ｆ値は０．７０００以下、ΔＰｇ，Ｆ値は０以下である。
（５） 重量％で以下の成分を含む、（４）に記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２０～４０％、及び／又はＺｒＯ２：２～１４％、及び／又はＲＯ：１～２５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～２５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：０～２０％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（６） 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％、ＺｎＯ：０～１０％、ＷＯ３：０～５％、Ｂ２Ｏ３：０～８％、ＴｉＯ２：０～５％、Ａｌ２Ｏ３：０～５％、Ｔａ２Ｏ５：０～５％、清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（７） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（６）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．７５～１．８、好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．８～１．５、より好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．９～１．３である。
（８） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（７）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｎｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は０．８～８．０、好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．０～６．０、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．２～４．０、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．５～３．０である。
（９） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（８）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は２．０以下、好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０５～１．５、より好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０８～１．０、さらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１～０．５である。
（１０） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（９）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯは０．０２～８．０、好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．０５～５．０、より好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．１～３．０、さらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．２～１．０である。
（１１） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） は０．０５～０．８、好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．１～０．６、より好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．１５～０．５、さらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５） が０．２～０．４である。
（１２） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１１）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｌｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏは０．３～１．０、好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４～０．９、より好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４５～０．８、さらに好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．５～０．７５である。
（１３） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１２）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）は１．０～２０．０、好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．５～１５．０、より好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．０～１０．０、さらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．５～５．０である。
（１４） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１３）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．３以下、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．２以下、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１５以下、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１以下である。
（１５） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１４）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２８～４２％、好ましくはＳｉＯ２：３１～４０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２２～３７％、好ましくはＮｂ２Ｏ５：２６～３３％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ２：５～１０％、及び／又はＲＯ：３～２０％、好ましくはＲＯ：６～１５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：１～２０％、好ましくはＲｎ２Ｏ：２～１５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：１～１５％、好ましくはＬｎ２Ｏ３：２～１０％、及び／又はＺｎＯ：０．１～８％、好ましくはＺｎＯ：０．５～６％、及び／又はＷＯ３：０～３％、好ましくはＷＯ３：０～２％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～４％、好ましくはＢ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＴｉＯ２：０～３％、好ましくはＴｉＯ２：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～２％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：０～１％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～２％、好ましくはＴａ２Ｏ５：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
（１６） 重量％で以下の成分を含む、（１）～（１５）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス：ＢａＯ：２～１８％、好ましくはＢａＯ：４～１５％、より好ましくはＢａＯ：５～１２％、及び／又はＣａＯ：０～１８％、好ましくはＣａＯ：０～１６．５％、より好ましくはＣａＯ：０～８％、及び／又はＳｒＯ：０～８％、好ましくはＳｒＯ：０～５％、より好ましくはＳｒＯ：０～２％、及び／又はＭｇＯ：０～８％、好ましくはＭｇＯ：０～５％、より好ましくはＭｇＯ：０～２％、及び／又はＬｉ２Ｏ：１～１２％、好ましくはＬｉ２Ｏ：１～１０％、より好ましくはＬｉ２Ｏ：１～９％、及び／又はＮａ２Ｏ：０～１０％、好ましくはＮａ２Ｏ：０．５～８％、より好ましくはＮａ２Ｏ：１～６％、及び／又はＫ２Ｏ：０～８％、好ましくはＫ２Ｏ：０～５％、より好ましくはＫ２Ｏ：０～４％、及び／又はＬａ２Ｏ３：０～１４％、好ましくはＬａ２Ｏ３：２～１２％、より好ましくはＬａ２Ｏ３：４～１０％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＹ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～５％、より好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～３％である。
（１７） 前記成分はＢ２Ｏ３を含まない、及び／又はＴｉＯ２を含まない、及び／又はＷＯ３を含まない、及び／又はＴａ２Ｏ５を含まない、及び／又はＳｒＯを含まない、及び／又はＭｇＯを含まない、及び／又はＣａＯを含まない、及び／又はＧｄ２Ｏ３を含まない、及び／又はＹ２Ｏ３を含まない、（１）～（１６）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（１８） 屈折率ｎｄは１．６８～１．８２、好ましくは１．７０～１．８０、より好ましくは１．７１～１．７９、さらに好ましくは１．７３～１．７７、及び／又はアッベ数ｖｄは３１～４０、好ましくは３２～３８、より好ましくは３３～３７である、（１）～（１７）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（１９） Ｐｇ，Ｆ値は０．７０００以下、好ましくは０．６５００以下、より好ましくは０．６０００以下、及び／又はΔＰｇ，Ｆ値は０以下、好ましくは－０．００１０以下、より好ましくは－０．００２０以下、さらに好ましくは－０．００３０以下である、（１）～（１８）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（２０） 密度ρは３．８０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．７０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．６０ｇ／ｃｍ３以下、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃は１００×１０－７／Ｋ以下、好ましくは９０×１０－７／Ｋ以下、より好ましくは８５×１０－７／Ｋ以下、及び／又は転移温度Ｔｇは６００℃以下、好ましくは５９０℃以下、より好ましくは５８０℃以下、さらに好ましくは５７０℃以下、及び／又はλ８０が４１０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ８０が４００ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ８０が３９５ｎｍ又はその以下、及び／又はλ５が３４０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ５が３３５ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ５が３３０ｎｍ又はその以下、及び／又は耐水安定性ＤＷは２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐酸安定性ＤＡは２類以上、好ましくは１類、及び／又はヌープ硬度ＨＫは５２０×１０７Ｐａ以上、好ましくは５４０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは５５０×１０７Ｐａ以上、さらに好ましくは５７０×１０７Ｐａ以上である、請求項（１）～（１９）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス。
（２１） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラスを用いて製造されるガラスプリフォーム。
（２２） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス、又は（２１）に記載のガラスプリフォームを用いて製造される光学素子。
（２３） （１）～（２０）のいずれか一つに記載の特殊分散光学ガラス、又は（２２）に記載の光学素子を含む光学機器。
本発明の有益な効果は、以下の通りである。合理的な成分設計により、本発明により得られる特殊分散光学ガラスは、Ｐｇ，ＦとΔＰｇ，Ｆ値が比較的低いであるとともに、化学安定性が優れる。
以下、本発明に係る特殊分散光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で適宜変形して実施することが可能である。さらに、適宜省略はあるものの、記載を繰り返すことによって本発明の主旨が限定されるものではなく、以下では、本発明の特殊分散光学ガラスを単に光学ガラス又はガラスと称することもある。
［特殊分散光学ガラス］
以下に、本発明の特殊分散光学ガラスの各構成要素（成分）の範囲について説明する。本説明書において、各成分の含有量および合計含有量は、特に指定のない限り、重量パーセント（ｗｔ％）で表すものとする。すなわち、各成分の含有量、合計含有量は、酸化組成物に換算するガラス物質の総重量に対する重量パーセントで表すことである。ここでいう「酸化物組成物に換算した」とは、本発明の光学ガラスの組成物の原料として用いた酸化物、錯塩、水酸化物等が溶融時に分解して酸化物に変換された場合の酸化物物質の総重量を１００％とした場合のことである。
以下に、本発明の特殊分散光学ガラスの各構成要素（成分）の範囲について説明する。本説明書において、各成分の含有量および合計含有量は、特に指定のない限り、重量パーセント（ｗｔ％）で表すものとする。すなわち、各成分の含有量、合計含有量は、酸化組成物に換算するガラス物質の総重量に対する重量パーセントで表すことである。ここでいう「酸化物組成物に換算した」とは、本発明の光学ガラスの組成物の原料として用いた酸化物、錯塩、水酸化物等が溶融時に分解して酸化物に変換された場合の酸化物物質の総重量を１００％とした場合のことである。
具体的には、本明細書に記載されている数値範囲には、上限値および下限値が含まれ、「以上」および「以下」には端点値、ならびに範囲に含まれるすべての整数および分数が含まれ、範囲が限定されている場合に記載されている具体的な値に限定されるものではない。本明細書で「及び／又は」と呼ばれるものは包括的であり、例えば「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、またはＡとＢの両方を意味する。
＜必須成分とオプション成分＞
ＳｉＯ２はガラスの化学安定性を改善し、溶融ガラスの成形に適した粘度を維持し、耐火物や白金容器への浸食を低減することができ、本発明では、上記の効果を得るために２３％以上のＳｉＯ２を添加しており、好ましくはＳｉＯ２の含有量が２８％以上、より好ましくはＳｉＯ２の含有量が３１％以上である。ＳｉＯ２の含有量が高すぎると、ガラスの溶融が難しくなり、ガラスの転移温度を下げるのにも不利である。したがって、本発明においては、ＳｉＯ２の含有量の上限値が４５％、好ましくは上限値が４２％、より好ましくは上限値が４０％である。
ＳｉＯ２はガラスの化学安定性を改善し、溶融ガラスの成形に適した粘度を維持し、耐火物や白金容器への浸食を低減することができ、本発明では、上記の効果を得るために２３％以上のＳｉＯ２を添加しており、好ましくはＳｉＯ２の含有量が２８％以上、より好ましくはＳｉＯ２の含有量が３１％以上である。ＳｉＯ２の含有量が高すぎると、ガラスの溶融が難しくなり、ガラスの転移温度を下げるのにも不利である。したがって、本発明においては、ＳｉＯ２の含有量の上限値が４５％、好ましくは上限値が４２％、より好ましくは上限値が４０％である。
Ｎｂ２Ｏ５は高屈折で高分散成分であり、ガラスの屈折率と耐失透性を高め、ガラスの相対部分分散Ｐｇ，Ｆと相対部分分散偏差値ΔＰｇ，Ｆを下げることができ、本発明では、上記の効果を得るために２０％以上のＮｂ２Ｏ５を添加しており、好ましくはＮｂ２Ｏ５の含有量の下限値が２２％、より好ましくは下限値が２６％である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が４０％を超えると、ガラスの熱安定性と化学安定性が低下し、光透過率が低下するので、本発明では、Ｎｂ２Ｏ５の含有量の上限値が４０％、好ましくは上限値が３７％、より好ましくは上限値が３３％である。
発明者らは大量の実験研究を重ねた結果、本発明のいくつかの実施形態において、ＳｉＯ２の含有量とＮｂ２Ｏ５の含有量との比ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を０．６５～２．０以内に制御することにより、本発明の光学ガラスは所望の光学定数を得るとともに、ガラスのＰｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値を低下し、ガラスの化学安定性を向上させることができることを見出した。したがって、好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．６５～２．０、より好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．７５～１．８、さらに好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．８～１．５、よりさらに好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．９～１．３である。
ＺｒＯ２はガラスの屈折率を高め、分散を調整し、ガラスのＰｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値を低下し、ガラスの耐アルカリ性を最適化することができ、本発明では、上記の効果を得るために、２％以上のＺｒＯ２を含有しており、好ましくはを３％以上のＺｒＯ２を含有し、より好ましくは５％以上のＺｒＯ２を含有する。ＺｒＯ２の含有量が１４％を超えると、ガラスの溶融難度が増加し、溶融温度が上昇し、ガラス内部に介在物が発生し、光透過率が低下する。したがって、ＺｒＯ２の含有量は１４％以下、好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下である。
ＺｎＯはガラスの屈折率と分散を調整し、ガラスの安定性を高める同時に、ＺｎＯはガラスの高温粘度と転移温度を下げることができ、ガラスが比較的低い温度で溶融することができるようにし、ガラスの光透過率を高めることができる。また、ＺｎＯの含有量が高すぎると、ガラスの成形難度が増加し、耐結晶性が悪くなる。従って、ＺｎＯの含有量が１０％以下、好ましくは０．１～８％、より好ましくは０．５～６％である。
アルカリ土類金属酸化物はガラスの光学定数を調整し、ガラスの耐失透性を改善することができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの化学安定性が低下する。したがって、アルカリ土類金属酸化物であるＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量ＲＯは１～２５％、好ましくは３～２０％、より好ましくは６～１５％である。
ＢａＯは本発明に添加することでガラスの耐失透性と硬度を高め、ガラスの屈折率、温度係数と熱膨張係数を下げることができ、本発明では、上記の効果を得るために２％以上のＢａＯを添加しており、好ましくはＢａＯの含有量が４％以上、より好ましくはＢａＯの含有量が５％以上である。また、ＢａＯの含有量を１８％以下に制御することにより、ＢａＯの含有量が高すぎることによる化学安定性の低下を防止することができ、好ましくはＢａＯの含有量が１５％以下、より好ましくはＢａＯの含有量が１２％以下である。
本発明のいくつかの実施形態において、ＳｉＯ２の含有量とＢａＯとＺｎＯの合計含有量（ＢａＯ＋ＺｎＯ）との比ＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）を１．０～２０．０以内に制御することにより、ガラスのガラス形成安定性と光透過率を最適化するとともに、ガラスの熱膨張係数を低減することができる。したがって、好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．０～２０．０、より好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．５～１５．０、さらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．０～１０．０、よりさらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．５～５．０である。
ＣａＯはガラスの光学定数を調整し、ガラスの加工性を改善するのに役立つが、ＣａＯの含有量が多すぎると、ガラスの光学定数が要求を満たさなくなり、耐結晶性が悪くなる。従って、ＣａＯの含有量が０～１８％、好ましくは０～１６．５％、より好ましくは０～８％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＣａＯを含まないことである。
ＳｒＯはガラスに添加することでガラスの屈折率と分散を調整することができるが、含有量が多すぎるとガラスの化学安定性が低下するとともに、ガラスのコストも急速に上昇する。従って、ＳｒＯの含有量が０～８％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＳｒＯを含まないことである。
ＭｇＯはガラスの密度と溶融温度の低下に有利であるが、ＭｇＯ含有量が多すぎるとガラスの屈折率が設計要求を満たさなくなり、ガラスの耐結晶性と安定性が低下する。従って、ＭｇＯの含有量が０～８％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＭｇＯを含まないことである。
アルカリ金属酸化物はガラスの転移温度を下げ、ガラスの溶融性を最適化することができるが、その含有量が多すぎると、ガラスの化学安定性と耐失透性が低下する。したがって、本発明におけるアルカリ金属酸化物Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量Ｒｎ２Ｏは２５％以下、好ましくは１～２０％、より好ましくは２～１５％である。
Ｌｉ２Ｏはガラスの溶融性を著しく改善し、ガラスにおけるＺｒＯ２の溶解度を増大させ、ガラスの転移温度を低下させ、ガラスの屈折率を調整することができるが、その含有量が高すぎるとガラスの耐酸安定性と熱膨張係数に不利である。従って、本発明においては、Ｌｉ２Ｏの含有量が１～１２％、好ましくは１～１０％、より好ましくは１～９％である。
Ｎａ２Ｏはガラスの溶融性を改善し、ガラスの転移温度を下げることができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの化学安定性と耐候性が低下する。従って、Ｎａ２Ｏの含有量が０～１０％、好ましくは０．５～８％、より好ましくは１～６％である。
本発明のいくつかの実施形態において、ＣａＯとＮａ２Ｏの合計含有量（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）とＢａＯの含有量のとの比（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯを０．０２～８．０以内に制御することにより、光学ガラスの化学安定性を向上させるとともに、ガラスの密度を低下することができ、光学系の軽量化を図るのに有利である。したがって、好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯは０．０２～８．０、より好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯは０．０５～５．０である。さらに、（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯを０．１～３．０以内に制御することにより、ガラスの硬度もさらに最適化することができる。したがって、さらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．１～３．０、よりさらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．２～１．０である。
本発明のいくつかの実施形態において、ＢａＯの含有量とＮａ２ＯとＮｂ２Ｏ５の合計含有量（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）との比ＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．０５～０．８以内に制御することにより、ガラスの硬度を高めるとともに、ガラスの光透過率を最適化することができる。したがって、好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）は０．０５～０．８、より好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）は０．１～０．６、さらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）は０．１５～０．５、よりさらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）は０．２～０．４である。
Ｋ２Ｏはガラスの熱安定性と溶融性を改善することができるが、Ｋ２Ｏの含有量が８％を超えると、ガラスの耐失透性が低下する。したがって、Ｋ２Ｏの含有量上限値は８％、好ましくは５％、より好ましくは４％である。
発明者らは大量の実験研究を重ねた結果、本発明のいくつかの実施形態において、Ｌｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏを０．３～１．０以内に制御することにより、ガラスの耐失透性を最適化し、ガラスの耐水性を向上させることができることを見出した。したがって、好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．３～１．０、より好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４～０．９である。さらに、Ｌｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏを０．４５～０．８以内に制御することにより、ガラスの耐候性の向上にも有利である。したがって、さらに好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４５～０．８、よりさらに好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．５～０．７５である。
Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量）はガラスの屈折率を高めることができるが、その含有量が２０％を超えると、ガラスの耐失透性が低下する。したがって、Ｌｎ２Ｏ３の含有量が２０％以下、好ましくは１～１５％、より好ましくは２～１０％である。
Ｌａ２Ｏ３は、ガラスの屈折率を効果的に向上させ、ガラスの化学安定性と機械的強度を強化すると同時に、ガラスのＰｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値を著しく大きくしないが、その含有量が１４％を超えると、ガラスの耐失透性が悪くなる。従って、本発明のガラスにおいては、Ｌａ２Ｏ３の含有量が０～１４％、好ましくは２～１２％、より好ましくは４～１０％である。
発明者らは大量の実験研究を重ねた結果、本発明のいくつかの実施形態において、Ｎｂ２Ｏ５の含有量とＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計含有量（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）との比Ｎｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）を０．８～８．０以内に制御することにより、ガラスＰｇ，Ｆ値及びΔＰｇ，Ｆを低下するとともに、ガラスの熱膨張係数と二次プレス成形の耐結晶性を最適化することができることを見出した。したがって、好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．８～８．０、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．０～６．０、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．２～４．０、よりさらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．５～３．０である。
本発明のいくつかの実施形態において、ＺｎＯの含有量とＢａＯとＬａ２Ｏ３の合計含有量（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）との比ＺｎＯ／（ＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）を２．０以下に制御することにより、ガラス硬度の低下を防止することができる。したがって、好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が２．０以下、より好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０５～１．５である。さらに、ＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）を０．０８～１．０以内に制御することにより、ガラスの耐結晶性と摩耗度をさらに最適化し、ガラス熱膨張係数が大きくなるのを防止することもできる。したがって、さらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０８～１．０、よりさらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１～０．５である。
Ｇｄ２Ｏ３は屈折率を高めることができるが、その含有量が１０％を超えるとガラスの耐失透性が低下し、転移温度が上昇する傾向がある。したがって、本発明におけるＧｄ２Ｏ３の含有量は１０％以下、好ましくは０～５％、より好ましくは０～３％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＧｄ２Ｏ３を含まないことである。
Ｙ２Ｏ３はガラスの溶融性と耐結晶性を改善し、ガラスの化学安定性を高めることができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの安定性と耐失透性が低下する。したがって、Ｙ２Ｏ３の含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～３％、さらに好ましくはＹ２Ｏ３を含まないことである。
Ｙｂ２Ｏ３はガラスの屈折率を高めることができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの安定性と耐失透性が低下する。したがって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が０～１０％、好ましくは０～５％、より好ましくは０～３％、さらに好ましくはＹｂ２Ｏ３を含まないことである。
ＷＯ３はガラスの屈折率と機械的強度を高めることができるが、ＷＯ３の含有量が５％を超えると、ガラスの熱安定性が低下し、透過率と耐失透性が低下する。したがって、ＷＯ３の含有量上限値は５％、好ましくは３％、より好ましくは２％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＷＯ３を含まないことである。
Ｂ２Ｏ３は本発明のガラスにおいてガラスネットワーク生成体として機能することができ、ガラスのＰｇ，Ｆ値及びΔＰｇ，Ｆ値の低下に有利である。Ｂ２Ｏ３の含有量が８％を超えると、ガラスの化学安定性が悪くなり、ガラスの高温粘度が小さくなり、ガラス透過率と二次プレス成形の耐結晶性が悪くなる。したがって、Ｂ２Ｏ３の含有量は、８％以下、好ましくは４％以下、より好ましくは２％以下に限定される。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＢ２Ｏ３を含まないことである。
本発明のいくつかの実施形態において、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２を０．３以下に制御することにより、ガラスの耐結晶性と化学安定性を向上させることができる。したがって、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．３以下、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．２以下である。さらに、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２を０．１５以下に制御することにより、ガラスの硬度向上にも有利である。したがって、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１５以下、よりさらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１以下である。
ＴｉＯ２はガラスの屈折率と分散を高める作用があり、適量に添加することでガラスをより安定させ、ガラスの粘度を下げることができるが、ＴｉＯ２の存在はガラスのＰｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値を著しく大きくするので、本発明におけるＴｉＯ２の含有量は５％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＴｉＯ２を含まないことである。
Ａｌ２Ｏ３はガラスの化学安定性を改善することができるが、その含有量が５％を超えると、ガラスの溶融性と光透過率が悪くなる。従って、本発明においては、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０～５％、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％である。いくつかの実施形態では、さらに好ましくはＡｌ２Ｏ３を含まないことである。
Ｔａ２Ｏ５はガラスの屈折率を高め、ガラスのＰｇ，Ｆ値とΔＰｇ，Ｆ値を下げ、ガラスの耐失透性を高めることができるが、その含有量が高すぎると、ガラスの化学安定性が低下し、ガラスの表面張力が増大し、気泡除去が困難になる。また、Ｔａ２Ｏ５は他の成分に比べて非常に高価であり、実用的かつコスト的な観点から、使用量をできるだけ減らす必要がある。したがって、本発明においては、Ｔａ２Ｏ５の含有量は０～５％、好ましくは０～２％、より好ましくは０～１％に限定され、さらに好ましくはＴａ２Ｏ５を含まないことである。
本発明は、清澄剤として０～１％のＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の１種又は複数種の成分を添加することにより、ガラスの清澄効果を高めることができ、好ましくは清澄剤の含有量が０～０．５％である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が１％を超えると、ガラスの清澄性能が低下する傾向があるとともに、その強い酸化作用はガラス溶融用白金又は白金合金容器の腐食及び成形金型の劣化を促進するので、本発明におけるＳｂ２Ｏ３の含有量は好ましくは０～１％、より好ましくは０～０．５％である。ＳｎＯとＳｎＯ２も清澄剤として使用できるが、その含有量が１％を超えるとガラスの着色傾向が増加し、ガラスを加熱、軟化してプレス成形などで再成形するとき、Ｓｎが結晶核生成の始点となり、失透する傾向がある。したがって、本発明におけるＳｎＯ２の含有量は好ましくは０～１％、より好ましくは０～０．５％、ＳｎＯの含有量は好ましくは０～１％、より好ましくは０～０．５％である。ＣｅＯ２の作用及び含有量の比率はＳｎＯ２と一致し、その含有量は、好ましくは０～１％、より好ましくは０～０．５％、よりさらに好ましくはＣｅＯ２を含まないことである。
＜含まれるべきでない成分＞
本発明のガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の遷移金属の酸化物は、単独又は複合的に少量に含まれる場合でも、ガラスが着色され、可視光領域における特定の波長が吸収され、本発明の可視光透過効果を弱めるので、特に可視光領域の波長透過率を要求する光学ガラスは、実際には含まないことが好ましい。
Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ及びＳｅの酸化物は、近年、有害な化学物質として使用を制御する傾向にあり、ガラスの製造工程だけでなく、加工工程及び完成品の処置に至るまで、環境保護への取り組みが必要である。そのため、環境への影響を重視する場合は、不可避な混入以外は、それらを含まないことが好ましい。これにより、光学ガラスは実際に環境を汚染する物質を含まなくなる。したがって、本発明の光学ガラスは、特殊な環境措置を講じなくても、製造、加工及び廃棄が可能である。
環境に配慮するため、本発明の光学ガラスは、Ａｓ２Ｏ３及びＰｂＯを含まないことが好ましい。
本明細書に記載されている「加えない」、「含まない」、「０％」という用語は、この成分を本発明のガラスの原料として意図的に添加しなかったことを意味する。しかし、ガラスを製造するための原料及び／又は設備として、意図的に添加されていない不純物や成分が、最終的なガラス中に少量または微量に存在することがあり、それらも本発明の特許の対象となる。
以下、本発明の特殊分散光学ガラスの性能を説明する。
＜屈折率とアッべ数＞
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１－２０１０』に規定された方法に従って試験されている。
光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッべ数（νｄ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１－２０１０』に規定された方法に従って試験されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の下限値は１．６８、好ましくは下限値が１．７０、より好ましくは下限値が１．７１、さらに好ましくは下限値が１．７３である。いくつかの実施形態において、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の上限値は１．８２、好ましくは上限値が１．８０、より好ましくは上限値が１．７９、さらに好ましくは上限値が１．７７である。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限値は３１、好ましくは下限値が３２、より好ましくは下限値が３３である。いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスのアッベ数（νｄ）の上限値は４０、好ましくは上限値が３８、より好ましくは上限値が３７である。
＜密度＞
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法に従って試験されている。
光学ガラスの密度（ρ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．２０－２０１０』に記載された方法に従って試験されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの密度（ρ）は３．８０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．７０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．６０ｇ／ｃｍ３以下である。
＜熱膨脹係数＞
光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法に従って－３０～７０℃のデータを測定する。
光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に記載された方法に従って－３０～７０℃のデータを測定する。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの熱膨張係数（α－３０／７０℃）は１００×１０－７／Ｋ以下、好ましくは９０×１０－７／Ｋ以下、より好ましくは８５×１０－７／Ｋ以下である。
＜転移温度＞
光学ガラスの転移温度（Ｔｇ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に規定された方法に従って測定されている。
光学ガラスの転移温度（Ｔｇ）は、『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１６－２０１０』に規定された方法に従って測定されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの転移温度（Ｔｇ）は６００℃以下、好ましくは５９０℃以下、より好ましくは５８０℃以下、さらに好ましくは５７０℃以下である。
＜着色度＞
本発明のガラスの短波透過スペクトル特性は着色度（λ８０とλ５）で示している。λ８０とは、ガラス透過率が８０％に達したときに対応する波長を指す。λ８０の測定では、互いに平行で光学研磨された２つの相対平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラスを用い、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域における分光透過率を測定し、透過率８０％の波長を示すことである。分光透過率又は透過率とは、ガラスの前記表面に垂直に強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラスを透過して強度Ｉｏｕｔの光を１つの平面から出射する場合にＩｏｕｔ／Ｉｉｎで表される量であり、ガラスの前記表面における表面反射損失の透過率も含まれる。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失が大きくなる。したがって、高屈折率ガラスでは、λ８０の値が小さいほど、ガラス自体の着色が極めて少なく、光透過率が高いことである。
本発明のガラスの短波透過スペクトル特性は着色度（λ８０とλ５）で示している。λ８０とは、ガラス透過率が８０％に達したときに対応する波長を指す。λ８０の測定では、互いに平行で光学研磨された２つの相対平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラスを用い、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域における分光透過率を測定し、透過率８０％の波長を示すことである。分光透過率又は透過率とは、ガラスの前記表面に垂直に強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラスを透過して強度Ｉｏｕｔの光を１つの平面から出射する場合にＩｏｕｔ／Ｉｉｎで表される量であり、ガラスの前記表面における表面反射損失の透過率も含まれる。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失が大きくなる。したがって、高屈折率ガラスでは、λ８０の値が小さいほど、ガラス自体の着色が極めて少なく、光透過率が高いことである。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスのλ８０が４１０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ８０が４００ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ８０が３９５ｎｍ又はその以下である。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスのλ５が３４０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ５が３３５ｎｍ又はその以下、より好ましくはλ５が３３０ｎｍ又はその以下である。
＜耐水安定性＞
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの耐水安定性（ＤＷ）は２類以上、好ましくは１類である。
＜耐酸安定性＞
光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）（粉末法）は『ＧＢ／Ｔ １７１２９』に規定された方法で試験されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの耐酸安定性（ＤＡ）は２類以上、好ましくは１類である。
＜ヌープ硬度＞
光学ガラスのヌープ硬度（ＨＫ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法に従って試験されている。
光学ガラスのヌープ硬度（ＨＫ）は『ＧＢ／Ｔ ７９６２．１８－２０１０』に規定された試験方法に従って試験されている。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスのヌープ硬度（Ｈｋ）は５２０×１０７Ｐａ以上、好ましくは５４０×１０７Ｐａ以上、より好ましくは５５０×１０７Ｐａ以上、さらに好ましくは５７０×１０７Ｐａ以上である。
＜相対部分分散と相対部分分散偏差値＞
以下の式で相対部分分散（Ｐｇ，Ｆ）と相対部分分散偏差値（ΔＰｇ，Ｆ）の由来を説明する。
波長ｘとｙの相対部分分散は、以下の式（１）で表される：
Ｐｘ，ｙ＝（ｎｘ－ｎｙ）／（ｎＦ－ｎＣ） （１）
以下の式で相対部分分散（Ｐｇ，Ｆ）と相対部分分散偏差値（ΔＰｇ，Ｆ）の由来を説明する。
波長ｘとｙの相対部分分散は、以下の式（１）で表される：
Ｐｘ，ｙ＝（ｎｘ－ｎｙ）／（ｎＦ－ｎＣ） （１）
アッベ数式によれば、いわゆる「正常ガラス」のほとんどについて（以下、Ｈ－Ｋ６とＦ４を「正常ガラス」とする）、下式（２）が成り立つ。
Ｐｘ，ｙ＝ｍｘ，ｙ・ｖｄ＋ｂｘ，ｙ （２）
この直線関係は、Ｐｘ，ｙを縦座標、ｖｄを横座標として表され、式において、ｍｘ，ｙは傾き、ｂｘ，ｙは切片である。
Ｐｘ，ｙ＝ｍｘ，ｙ・ｖｄ＋ｂｘ，ｙ （２）
この直線関係は、Ｐｘ，ｙを縦座標、ｖｄを横座標として表され、式において、ｍｘ，ｙは傾き、ｂｘ，ｙは切片である。
周知のように、二次スペクトルの補正、すなわち２つ以上の波長に対して色差を除去するには、少なくとも上記の式（２）に適合しない１つのガラス（すなわち、そのＰｘ，ｙ値がアッベ経験式から逸脱する）が必要であり、その偏差値はΔＰｘ，ｙで表されると、各Ｐｘ，ｙ－ｖｄポイントは、上記の式（２）に符合する「正常線」に対してΔＰｘ，ｙ量平行移動される。このように、各ガラスのΔＰｘ，ｙ値は次の式（３）で求めることができる：
Ｐｘ，ｙ＝ｍｘ，ｙ・ｖｄ＋ｂｘ，ｙ＋ΔＰｘ，ｙ （３）
したがって、ΔＰｘ，ｙは「正常ガラス」と比較した場合の特殊分散の逸脱特性を定量的に表している。
Ｐｘ，ｙ＝ｍｘ，ｙ・ｖｄ＋ｂｘ，ｙ＋ΔＰｘ，ｙ （３）
したがって、ΔＰｘ，ｙは「正常ガラス」と比較した場合の特殊分散の逸脱特性を定量的に表している。
したがって、上記のように、相対部分分散（Ｐｇ，Ｆ）と相対部分分散偏差値（ΔＰｇ，Ｆ）の計算式は、次の式（４）と（５）になる：
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ） （４）
ΔＰｇ，Ｆ＝Ｐｇ，Ｆ－０．６４５７＋０．００１７０３ｖｄ （５）
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ） （４）
ΔＰｇ，Ｆ＝Ｐｇ，Ｆ－０．６４５７＋０．００１７０３ｖｄ （５）
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの相対部分分散（Ｐｇ，Ｆ）は０．７０００以下、好ましくは０．６５００以下、より好ましくは０．６０００以下である。
いくつかの実施形態において、本発明の特殊分散光学ガラスの相対部分分散偏差値（ΔＰｇ，Ｆ）は０以下、好ましくは－０．００１０以下、より好ましくは－０．００２０以下、さらに好ましくは－０．００３０以下である。
＜耐結晶性＞
耐結晶性の試験方法は以下の通りである。試料ガラスを２０×２０×１０ｍｍに切断し、Ｔｇ＋（２００～２５０）℃の温度のマッフル炉に入れて１５～３０分間保温し、取り出して冷却した後、ガラス表面及び内部に結晶があるか、乳濁が発生しているかを観察する。ガラス試料に乳濁と結晶がなければ、ガラスの耐結晶性が優れることを示す。この試験方法は、本発明のガラスの二次プレスの耐結晶性の特徴を付けるために用いられる。
耐結晶性の試験方法は以下の通りである。試料ガラスを２０×２０×１０ｍｍに切断し、Ｔｇ＋（２００～２５０）℃の温度のマッフル炉に入れて１５～３０分間保温し、取り出して冷却した後、ガラス表面及び内部に結晶があるか、乳濁が発生しているかを観察する。ガラス試料に乳濁と結晶がなければ、ガラスの耐結晶性が優れることを示す。この試験方法は、本発明のガラスの二次プレスの耐結晶性の特徴を付けるために用いられる。
［特殊分散光学ガラスの製造方法］
本発明の特殊分散光学ガラスの製造方法は以下の通りである：酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、メタリン酸塩を含むがこれらに限定されない一般原料と従来の工程で製造され、常法により混合した後、調製した炉材を１２００℃～１４００℃の溶融炉（白金又は白金合金坩堝）に投入して溶融する。その後、清澄、均一化して、気泡及び未溶解物質のない均質な溶融ガラスを得るとともに、この溶融ガラスを金型に入れて鋳造し、焼きなましする。当業者であれば、実際の必要に応じて、原料、製法およびプロセスパラメータを適宜選択することができる。
本発明の特殊分散光学ガラスの製造方法は以下の通りである：酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、メタリン酸塩を含むがこれらに限定されない一般原料と従来の工程で製造され、常法により混合した後、調製した炉材を１２００℃～１４００℃の溶融炉（白金又は白金合金坩堝）に投入して溶融する。その後、清澄、均一化して、気泡及び未溶解物質のない均質な溶融ガラスを得るとともに、この溶融ガラスを金型に入れて鋳造し、焼きなましする。当業者であれば、実際の必要に応じて、原料、製法およびプロセスパラメータを適宜選択することができる。
［ガラスプリフォーム及び光学素子］
直接滴下成形や研磨加工手段、又は熱プレス成形などのプレス成形手段を用いて作製された特殊分散光学ガラスでガラスプリフォームを製造することができる。すなわち、直接精密滴下成形により溶融光学ガラスを精密なガラスプリフォームに製造するか、研削や研磨などの機械加工によりガラスプリフォームを製造するか、光学ガラスを使用してプレス成形用のプリフォームブランクを作製し、このプリフォームブランクを熱プレス加工して研磨し、ガラスプリフォームを作製することができる。なお、光学プリフォームの製造手段は上記手段に限定されないことを説明されたい。
直接滴下成形や研磨加工手段、又は熱プレス成形などのプレス成形手段を用いて作製された特殊分散光学ガラスでガラスプリフォームを製造することができる。すなわち、直接精密滴下成形により溶融光学ガラスを精密なガラスプリフォームに製造するか、研削や研磨などの機械加工によりガラスプリフォームを製造するか、光学ガラスを使用してプレス成形用のプリフォームブランクを作製し、このプリフォームブランクを熱プレス加工して研磨し、ガラスプリフォームを作製することができる。なお、光学プリフォームの製造手段は上記手段に限定されないことを説明されたい。
上記のように、本発明の特殊分散光学ガラスは様々な光学素子及び光学設計に有用であり、その中でも特に好ましくは、本発明の特殊分散光学ガラスでプリフォームを形成し、このプリフォームを用いて再熱プレス成形、精密プレス成形などを行ってレンズ、プリズムなどの光学素子を製造することである。
本発明のガラスプリフォーム及び光学素子は、いずれも本発明の上記特殊分散光学ガラスから形成される。本発明のガラスプリフォームは特殊分散光学ガラスが有する優れた特性を有し、本発明の光学素子は、特殊分散光学ガラスが有する優れた特性を有し、光学的価値の高い様々なレンズ、プリズム等の光学素子を提供することができる。
レンズの例としては、レンズ表面が球面または非球面の凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズが挙げられる。
［光学機器］
本発明の特殊分散光学ガラスにより形成される光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置及び監視装置などの光学機器を製造することができる。
本発明の特殊分散光学ガラスにより形成される光学素子は、写真装置、撮像装置、投影装置、表示装置、車載装置及び監視装置などの光学機器を製造することができる。
＜光学ガラス実施例＞
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
本発明の技術的解決策をさらに明確に説明するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
本実施例は、上記特殊分散光学ガラスの製造方法を用いて、表１～表５に示す成分を有する光学ガラスを得る。また、各ガラスの特性を本発明に記載の試験方法により測定し、その結果を表１～表５に表した。表１～表５の耐結晶性試験において、前記試験方法によれば、ガラスに乳濁がなく、内部に結晶性粒子がないものに「Ａ」、乳濁がないが内部に結晶性粒子が１～１０個あるものに「Ｂ」、乳濁がないが内部に結晶性粒子が１０～２０個あるものに「Ｃ」、乳濁が発生するか内部に密集の析出粒子があるものに「×」を付ける。
＜ガラスプリフォーム実施例＞
特殊分散光学ガラスの実施例１～３２で得られたガラスを、研磨加工手段、又は再熱プレス成形、精密プレス成形などのプレス成形手段を用いて、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの様々なレンズ、プリズムなどのプリフォームを製造する。
特殊分散光学ガラスの実施例１～３２で得られたガラスを、研磨加工手段、又は再熱プレス成形、精密プレス成形などのプレス成形手段を用いて、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの様々なレンズ、プリズムなどのプリフォームを製造する。
＜光学素子実施例＞
上記ガラスプリフォームの実施例で得られたこれらのプリフォームをアニールし、屈折率などの光学特性が所望の値に達するようにガラス内部の応力を低下させながら屈折率を微調整する。
上記ガラスプリフォームの実施例で得られたこれらのプリフォームをアニールし、屈折率などの光学特性が所望の値に達するようにガラス内部の応力を低下させながら屈折率を微調整する。
次に、各プリフォームを研削し、研磨し、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのさまざまなレンズ、プリズムを作製する。得られた光学素子の表面には反射防止膜を塗布することもできる。
＜光学機器実施例＞
上記光学素子の実施例で製造された光学素子は、光学設計により、１つまたは複数の光学素子を用いて光学部品または光学コンポーネントを形成することにより、撮像装置、センサ、顕微鏡、医薬技術、デジタル投影、通信、光学通信技術／情報伝送、自動車分野における光学／照明、フォトリソグラフィ技術、エキシマレーザ、ウエハ、コンピュータチップ及びこのような回路及びチップを含む集積回路及び電子デバイスに用いることができる。
上記光学素子の実施例で製造された光学素子は、光学設計により、１つまたは複数の光学素子を用いて光学部品または光学コンポーネントを形成することにより、撮像装置、センサ、顕微鏡、医薬技術、デジタル投影、通信、光学通信技術／情報伝送、自動車分野における光学／照明、フォトリソグラフィ技術、エキシマレーザ、ウエハ、コンピュータチップ及びこのような回路及びチップを含む集積回路及び電子デバイスに用いることができる。
Claims (13)
- 重量％で以下の成分を含む、特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、Ｎｂ２Ｏ５：２０～４０％、ＺｒＯ２：２～１４％、ＲＯ：１～２５％、Ｒｎ２Ｏ：０～２５％、Ｌｎ２Ｏ３：０～２０％であり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０であり、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量である。
- 重量％で以下の成分をさらに含む、請求項１に記載の特殊分散光学ガラス：ＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
- 重量％でＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５とアルカリ土類金属酸化物を含む特殊分散光学ガラスであり、そのうち、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．６５～２．０、前記特殊分散光学ガラスの屈折率ｎｄは１．６８～１．８２、アッベ数ｖｄは３１～４０、Ｐｇ，Ｆ値は０．７０００以下、ΔＰｇ，Ｆ値は０以下である。
- 重量％で以下の成分をさらに含む、請求項３に記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２３～４５％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２０～４０％、及び／又はＺｒＯ２：２～１４％、及び／又はＲＯ：１～２５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：０～２５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：０～２０％、及び／又はＺｎＯ：０～１０％、及び／又はＷＯ３：０～５％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～８％、及び／又はＴｉＯ２：０～５％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～５％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～５％、及び／又は清澄剤：０～１％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、前記清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
- 重量％で成分を含み、以下の８つの情状の１つ以上を満たす、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス。
１） ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．７５～１．８、好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．８～１．５、より好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．９～１．３、さらに好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が１～１．２５５、よりさらに好ましくはＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が１．１０２～１．２５５である；
２） Ｎｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．８～８．０、好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．０～６．０、より好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．２～４．０、さらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．５～３．０、よりさらに好ましくはＮｂ２Ｏ５／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が１．５～２．３６４である；
３） ＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）は２．０以下、好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０５～１．５、より好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．０８～１．０、さらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１～０．５、よりさらに好ましくはＺｎＯ／（ＢａＯ＋Ｌａ２Ｏ３）が０．１～０．３３１である；
４） （ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．０２～８．０、好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．０５～５．０、より好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．１～３．０、さらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．２～１．０、よりさらに好ましくは（ＣａＯ＋Ｎａ２Ｏ）／ＢａＯが０．３５７～０．８５７である；
５） ＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．０５～０．８、好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１～０．６、より好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．１５～０．５、さらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．４、よりさらに好ましくはＢａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｎｂ２Ｏ５）が０．２～０．３１３である；
６） Ｌｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏは０．３～１．０、好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４～０．９、より好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．４５～０．８、さらに好ましくはＬｉ２Ｏ／Ｒｎ２Ｏが０．５～０．７５である；
７） ＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．０～２０．０、好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が１．５～１５．０、より好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．０～１０．０、さらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．５～５．０、よりさらに好ましくはＳｉＯ２／（ＢａＯ＋ＺｎＯ）が２．７７４～４．０９である；
８） Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．３以下、好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．２以下、より好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１５以下、さらに好ましくはＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．１以下である； - 重量％で以下の成分を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス：ＳｉＯ２：２８～４２％、好ましくはＳｉＯ２：３１～４０％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：２２～３７％、好ましくはＮｂ２Ｏ５：２６～３３％、及び／又はＺｒＯ２：３～１２％、好ましくはＺｒＯ２：５～１０％、及び／又はＲＯ：３～２０％、好ましくはＲＯ：６～１５％、及び／又はＲｎ２Ｏ：１～２０％、好ましくはＲｎ２Ｏ：２～１５％、及び／又はＬｎ２Ｏ３：１～１５％、好ましくはＬｎ２Ｏ３：２～１０％、及び／又はＺｎＯ：０．１～８％、好ましくはＺｎＯ：０．５～６％、及び／又はＷＯ３：０～３％、好ましくはＷＯ３：０～２％、及び／又はＢ２Ｏ３：０～４％、好ましくはＢ２Ｏ３：０～２％、及び／又はＴｉＯ２：０～３％、好ましくはＴｉＯ２：０～２％、及び／又はＡｌ２Ｏ３：０～２％、好ましくはＡｌ２Ｏ３：０～１％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０～２％、好ましくはＴａ２Ｏ５：０～１％、及び／又は清澄剤：０～０．５％、前記ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの合計含有量であり、Ｒｎ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合計含有量であり、Ｌｎ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量であり、清澄剤はＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の一種又は複数種である。
- 重量％で以下の成分を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス：ＢａＯ：２～１８％、好ましくはＢａＯ：５～１２％、及び／又はＣａＯ：０～１８％、好ましくはＣａＯ：０～８％、及び／又はＳｒＯ：０～８％、好ましくはＳｒＯ：０～２％、及び／又はＭｇＯ：０～８％、好ましくはＭｇＯ：０～２％、及び／又はＬｉ２Ｏ：１～１２％、好ましくはＬｉ２Ｏ：１～９％、及び／又はＮａ２Ｏ：０～１０％、好ましくはＮａ２Ｏ：１～６％、及び／又はＫ２Ｏ：０～８％、好ましくはＫ２Ｏ：０～４％、及び／又はＬａ２Ｏ３：０～１４％、好ましくはＬａ２Ｏ３：４～１０％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＧｄ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹ２Ｏ３：０～３％、及び／又はＹｂ２Ｏ３：０～１０％、好ましくはＹｂ２Ｏ３：０～３％である。
- 前記成分はＢ２Ｏ３を含まない、及び／又はＴｉＯ２を含まない、及び／又はＷＯ３を含まない、及び／又はＴａ２Ｏ５を含まない、及び／又はＳｒＯを含まない、及び／又はＭｇＯを含まない、及び／又はＣａＯを含まない、及び／又はＧｄ２Ｏ３を含まない、及び／又はＹ２Ｏ３を含まない、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス。
- 前記特殊分散光学ガラスの屈折率ｎｄは１．７０～１．８０、好ましくは１．７３～１．７７、及び／又はアッベ数ｖｄは３１～４０、好ましくは３３～３７である、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス。
- 前記特殊分散光学ガラスのＰｇ，Ｆ値は０．７０００以下、好ましくは０．６０００以下、及び／又はΔＰｇ，Ｆ値は－０．００１０以下、好ましくは－０．００３０以下、及び／又は密度ρは３．８０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．６０ｇ／ｃｍ３以下、及び／又は熱膨張係数α－３０／７０℃は１００×１０－７／Ｋ以下、好ましくは８５×１０－７／Ｋ以下、及び／又は転移温度Ｔｇは６００℃以下、好ましくは５８０℃以下、及び／又はλ８０が４１０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ８０が３９５ｎｍ又はその以下、及び／又はλ５が３４０ｎｍ又はその以下、好ましくはλ５が３３０ｎｍ又はその以下、及び／又は耐水安定性ＤＷは２類以上、好ましくは１類、及び／又は耐酸安定性ＤＡは２類以上、好ましくは１類、及び／又はヌープ硬度ＨＫは５４０×１０７Ｐａ以上、好ましくは５７０×１０７Ｐａ以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラスを用いて製造される、ガラスプリフォーム。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス、又は請求項１１に記載の、ガラスプリフォームを用いて製造される、光学素子。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の特殊分散光学ガラス、又は請求項１２に記載の光学素子を含む、光学機器。
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