JP5475471B2 - ガラス組成物、それを用いた光学部材及び光学機器 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス組成物、それを用いた光学部材及び光学機器に関する。
光学機器等の分野においては高屈折率の材料の需要が年々高まってきている。例えば、デジタルカメラ等の光学機器においては、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎｄが２．０に迫るガラスが使われ始めている。このような高屈折率材料としては、屈折率を向上させるために酸化テルル（ＴｅＯ２）と酸化鉛（ＰｂＯ）とを含有するガラス組成物等が開示されている。
例えば、特開昭６２−１２８９４６号公報においては、モル％で、ＴｅＯ２が１０〜８５％、Ｐ２Ｏ５が１〜５０％、ＰｂＯが１〜５０％、Ｌｉ２Ｏが０〜３０％、ＺｎＯが０〜４０％、Ｌｉ２ＯとＺｎＯの合計量が１〜４０％、Ｎａ２Ｏが０〜３０％、Ｋ２Ｏが０〜３０％、Ｒｂ２Ｏが０〜２５％、Ｃｓ２Ｏが０〜２０％、Ｎａ２ＯとＫ２ＯとＲｂ２ＯとＣｓ２Ｏとの合計量が０〜３０％、ＭｇＯが０〜２０％、ＣａＯが０〜２０％、ＳｒＯが０〜２０％、ＢａＯが０〜３５％、ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯとの合計量が０〜３５％、Ｔａ２Ｏ５が０〜５％、Ｎｂ２Ｏ５が０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５とＮｂ２Ｏ５との合計量が０〜２０％、ＳｉＯ２が０〜１５％、ＧｅＯ２が０〜２５％、Ｂ２Ｏ３が０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３が０〜１０％、Ｓｂ２Ｏ３が０〜２０％、Ｉｎ２Ｏ３が０〜１５％、Ｌａ２Ｏ３が０〜４％、Ｙ２Ｏ３が０〜４％、Ｇｄ２Ｏ３が０〜４％、Ｙｂ２Ｏ３が０〜４％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｂｉ２Ｏ３が０〜１０％、ＴｉＯ２が０〜２０％、ＷＯ３が０〜７％の組成のガラス組成物が開示されている。
また、特公平５−７３７０２号公報においては、重量％で、ＴｅＯ２が５〜８０％、ＰｂＯが１〜７０％、Ｂ２Ｏ３が１〜４０％、Ｂｉ２Ｏ３が１〜６０％、Ａｌ２Ｏ３が１〜２０％、ＺｎＯが０〜５０％、ＷＯ３が０〜３０％、ＭｇＯが０〜２０％、ＣａＯが０〜２０％、ＳｒＯが０〜３０％及びＢａＯが０〜３０％の組成のガラス組成物が開示されている。
しかしながら、酸化テルル（ＴｅＯ２）と酸化鉛（ＰｂＯ）とを含有する従来のガラス組成物は、可視光領域（約４００〜７００ｎｍ）の光に対する透過率（着色性）が必ずしも十分なものではなく、レンズやプリズム等の光学部品としてほとんど実用化されていなかった。また、このような従来のガラス組成物は、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むため、環境負荷の点においても必ずしも十分なものではなかった。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、酸化鉛を含むことなく、環境負荷を十分に低減させることができ、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対して十分に高い屈折率ｎｄを有するとともに、波長が可視光領域にある光に対して十分に高い透過率を有し、しかも十分な熔解安定性を有するガラス組成物、そのガラス組成物を用いた光学部材及び光学機器を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、下記（Ａ）〜（Ｌ）に示す条件を満たすことによって、得られるガラス組成物が、酸化鉛を含むことなく、環境負荷を十分に低減させることができ、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対して十分に高い屈折率ｎｄを有するとともに、波長が可視光領域にある光に対して十分に高い透過率を有し、しかも十分な熔解安定性を有するものとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のガラス組成物は、下記（Ａ）〜（Ｋ）の成分：
（Ａ）含有比率が５５．４〜８２．９モル％の範囲にあるＴｅＯ ２ 、
（Ｂ）含有比率が５．０〜２４．７モル％の範囲にあるＢ ２ Ｏ ３ 、
（Ｃ）含有比率が３．０〜３５．３モル％の範囲にあるＺｎＯ、
（Ｄ）含有比率が１．０〜１２．１モル％の範囲にあるＢｉ ２ Ｏ ３ 、
（Ｅ）含有比率が０〜１５モル％の範囲にあるＰ ２ Ｏ ５ 、
（Ｆ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＲ ２ Ｏ（式中、ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
（Ｇ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＭＯ（式中、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
（Ｈ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＴｉＯ ２ 、
（Ｉ）含有比率が０〜１０モル％の範囲にあるＮｂ ２ Ｏ ５ 、
（Ｊ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＴａ ２ Ｏ ５ 、
（Ｋ）含有比率が０〜１１モル％の範囲にあるＬ ２ Ｏ ３ （式中、Ｌはイットリウム及びランタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
からなり、かつ、下記条件（Ｌ）：
（Ｌ）上記（Ｅ）〜（Ｋ）に示すＰ２Ｏ５、Ｒ２Ｏ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３の総量の含有比率が０〜１５モル％の範囲にあること、
を満たすガラス組成物であり、
波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎ ｄ が２．０以上であり、波長４５０ｎｍの可視光に対する透過率が７５％以上であり、下記条件（Ｍ）及び（Ｎ）：
（Ｍ）該ガラス組成物の原料を８００〜９５０℃の温度条件で１０分加熱して熔解させてガラス融液を得た場合に、前記ガラス融液中に前記原料の熔け残りがないこと、
（Ｎ）前記ガラス融液を、温度３００〜３５０℃に加熱した縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍの大きさの型に鋳込んだ後、２０時間かけて２５℃まで徐冷した場合に得られるガラス組成物の試料に結晶相が残っていないこと、
を満たす熔解安定性を有する、ものである。なお、前記熔解安定性の条件（Ｍ）及び（Ｎ）は、目視にて観察して評価する。
（Ａ）含有比率が５５．４〜８２．９モル％の範囲にあるＴｅＯ ２ 、
（Ｂ）含有比率が５．０〜２４．７モル％の範囲にあるＢ ２ Ｏ ３ 、
（Ｃ）含有比率が３．０〜３５．３モル％の範囲にあるＺｎＯ、
（Ｄ）含有比率が１．０〜１２．１モル％の範囲にあるＢｉ ２ Ｏ ３ 、
（Ｅ）含有比率が０〜１５モル％の範囲にあるＰ ２ Ｏ ５ 、
（Ｆ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＲ ２ Ｏ（式中、ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
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からなり、かつ、下記条件（Ｌ）：
（Ｌ）上記（Ｅ）〜（Ｋ）に示すＰ２Ｏ５、Ｒ２Ｏ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３の総量の含有比率が０〜１５モル％の範囲にあること、
を満たすガラス組成物であり、
波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎ ｄ が２．０以上であり、波長４５０ｎｍの可視光に対する透過率が７５％以上であり、下記条件（Ｍ）及び（Ｎ）：
（Ｍ）該ガラス組成物の原料を８００〜９５０℃の温度条件で１０分加熱して熔解させてガラス融液を得た場合に、前記ガラス融液中に前記原料の熔け残りがないこと、
（Ｎ）前記ガラス融液を、温度３００〜３５０℃に加熱した縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍの大きさの型に鋳込んだ後、２０時間かけて２５℃まで徐冷した場合に得られるガラス組成物の試料に結晶相が残っていないこと、
を満たす熔解安定性を有する、ものである。なお、前記熔解安定性の条件（Ｍ）及び（Ｎ）は、目視にて観察して評価する。
上記本発明のガラス組成物においては、前記ＴｅＯ２の含有比率が７５〜９５モル％であることが好ましい。
上記本発明のガラス組成物においては、前記Ｂ２Ｏ３の含有比率が３〜１５モル％であることが好ましい。
上記本発明のガラス組成物においては、前記ＺｎＯの含有比率が３〜１５モル％であることが好ましい。
上記本発明のガラス組成物においては、前記Ｂｉ２Ｏ３の含有比率が１〜１０モル％であることが好ましい。
本発明の光学部材は、上記本発明のガラス組成物からなるものである。更に、本発明の光学機器は、上記本発明のガラス組成物からなる光学部材を備えるものである。
本発明によれば、酸化鉛を含むことなく、環境負荷を十分に低減させることができ、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対して十分に高い屈折率ｎｄを有するとともに、波長が可視光領域にある光に対して十分に高い透過率を有し、しかも十分な熔解安定性を有するガラス組成物、そのガラス組成物を用いた光学部材及び光学機器を提供することが可能となる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
先ず、本発明のガラス組成物について説明する。すなわち、本発明のガラス組成物は、上述の（Ａ）〜（Ｌ）に示す条件を満たすものである。以下、各条件に沿って本発明のガラス組成物について説明する。
本発明のガラス組成物は、酸化テルル（ＴｅＯ２）の含有比率が５０〜９５モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ａ））。このような量のＴｅＯ２は、本発明のガラス組成物の組成系においてガラス形成酸化物として作用する。また、ＴｅＯ２を添加することによって、得られる組成物の波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎｄを十分に高く（好ましくはｎｄが２．０以上）することが可能である。このようなＴｅＯ２の含有比率が５０モル％未満では、十分な屈折率を有するガラス組成物が得られなくなる。他方、前記含有比率が９５モル％を超えると、得られる組成物の熔解安定性が低下し、良質のガラスを得ることが困難になる。また、本発明のガラス組成物においては、屈折率ｎｄをより向上（好ましくはｎｄを２．０以上に向上）させるという観点からは、ＴｅＯ２の含有比率を７５〜９５モル％とすることが好ましい。
また、本発明のガラス組成物は、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）の含有比率が１〜３３モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｂ））。このようなＢ２Ｏ３は、本発明のガラス組成物の組成系において、ガラス形成酸化物として作用し、熔解安定性を十分に向上させるために含有させる成分である。また、Ｂ２Ｏ３を添加することによって、得られるガラス組成物の可視光に対する透過率を向上させることが可能である。このようなＢ２Ｏ３の含有比率が１モル％未満では、得られる組成物の熔解安定性と透過率とが十分なものとならない。他方、Ｂ２Ｏ３の含有比率が３３モル％を超えると、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対して十分な屈折率ｎｄ（好ましくはｎｄが２．０以上）を有するガラス組成物が得られなくなる。また、本発明のガラス組成物においては、高透過率を維持しつつ屈折率ｎｄをより向上（好ましくはｎｄを２．０以上に向上）させるという観点からは、Ｂ２Ｏ３の含有比率を３〜１５モル％とすることが好ましい。
また、本発明のガラス組成物は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の含有比率が１〜３７モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｃ））。このようなＺｎＯは、本発明のガラス組成物の熔解安定性と化学的耐久性を向上させるとともに、高透過率を維持することを可能とするものである。このようなＺｎＯの含有比率が１モル％未満では、ガラス組成物の熔解安定性と化学的耐久性とが十分なものとはならなくなり、他方、３７モル％を超えると高屈折率を維持することが困難になる。また、本発明のガラス組成物においては、より安定でより高透過率を維持するという観点からは、ＺｎＯの含有比率を３〜１５モル％とすることが好ましい。
また、本発明のガラス組成物は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）の含有比率が１〜１８モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｄ））。このようなＢｉ２Ｏ３は、高屈折率を維持しつつ熔解安定性及び化学的耐久性を十分に高くすることを可能とするものである。このようなＢｉ２Ｏ３が１モル％未満では、ガラス組成物の熔解安定性と化学的耐久性とが十分なものとはならなくなり、他方、１８モル％を超えると、透過率が低下するとともに、光学的に高分散なものとなってしまう。また、本発明のガラス組成物においては、可視光に対する透過率をより向上（好ましくは代表値としての波長４５０ｎｍにおける透過率を７５％以上に向上）させるという観点からは、Ｂｉ２Ｏ３の含有比率を１〜１０モル％とすることが好ましい。
さらに、本発明のガラス組成物は、酸化リン（Ｐ２Ｏ５）の含有比率が０〜１５モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｅ））。このようなＰ２Ｏ５は、ガラス組成物の屈折率と透過率を十分に高度に維持するのに有効な成分である。このようなＰ２Ｏ５の含有比率が１５モル％を超えると、ガラス組成物の耐失透性が低下する。また、本発明のガラス組成物においては、可視光に対する屈折率と透過率をより向上（好ましくは代表値としての波長４５０ｎｍにおける透過率を７５％以上に向上）させるという観点からは、Ｐ２Ｏ５の含有比率を０〜１０モル％とすることが好ましい。
また、本発明のガラス組成物は、式：Ｒ２Ｏ（式中、ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）で表される化合物の含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｆ））。このようなＲ２Ｏで表される化合物は、ガラス組成物の熔解安定性を向上させるのに有効な成分である。また、このような式中のＲは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫの中から選択される少なくとも１種の元素である。また、Ｒ２Ｏで表される化合物の総量の含有比率が１３モル％を超えると、屈折率が低下するとともに、十分に安定したガラス組成物が得られなくなる。なお、このようなＲ２Ｏで表される化合物は１種を単独で含有していてもよく、あるいは２種以上が混合された状態で含有されていてもよい。
また、本発明のガラス組成物は、式：ＭＯ（式中、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）で表される化合物の含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｇ））。このようなＭＯで表される化合物は、ガラス組成物の熔解安定性を向上させるのに有効な成分である。また、このような式中のＭは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素である。また、ＭＯで表される化合物の総量の含有比率が１３モル％を超えると、屈折率が低下するとともに、十分に安定したガラス組成物が得られなくなる。なお、このようなＭＯで表される化合物は１種を単独で又は２種以上を混合して含有していてもよい。
さらに、本発明のガラス組成物は、酸化チタン（ＴｉＯ２）の含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｈ））。また、本発明のガラス組成物は、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の含有比率が０〜１０モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｉ））。更に、本発明のガラス組成物は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｊ））。また、本発明のガラス組成物は、式：Ｌ２Ｏ３（式中、Ｌはイットリウム及びランタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）で表される化合物の含有比率が０〜１１モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｋ））。このような条件（Ｈ）〜（Ｋ）に示すＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３で表される化合物は、屈折率を十分に高く保ちながら、組成物中に含有される成分の分散性を制御するのに有効なものである。また、このような条件（Ｈ）〜（Ｋ）に示す化合物の含有比率が前記上限を超えると、得られるガラス組成物が着色して光の透過率が低下する。更に、条件（Ｋ）に示す一般式中のＬは、イットリウム及びランタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素である。
上述のように、本発明のガラス組成物は、上記（Ａ）〜（Ｄ）に示すＴｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯ及びＢｉ２Ｏ３を必須成分として含有し、上記（Ｅ）〜（Ｋ）に示すＰ２Ｏ５、Ｒ２Ｏ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３は任意成分として含有するものである。また、本発明のガラス組成物は、前記任意成分（Ｐ２Ｏ５、Ｒ２Ｏ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３）の総量の含有比率が０〜１５モル％の範囲にあるという条件を満たすものである（条件（Ｌ））。このような任意成分の総量の比率が前記上限を超えると、屈折率、熔解安定性又は透過率が低下して目的とするガラス組成物が得られない。なお、本発明のガラス組成物は、酸化鉛（ＰｂＯ）を含有しないものである。このようにＰｂＯを含まないことから、本発明のガラス組成物は環境負荷を十分に低減することが可能なものとなる。
また、本発明のガラス組成物としては、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎｄが、２．０以上（より好ましくは２．１以上）となるものがより好ましい。また、本発明のガラス組成物としては、アッベ数が１７．０以上（より好ましくは２０．０以上）であることが好ましい。このような屈折率の測定方法としては、底面の一辺の長さが４０ｍｍ、高さが１５ｍｍの正三角柱（プリズム）形状の試料を調製し、前記試料に対して株式会社ニコン製のスペクトメータを用いて最小偏角法により測定する方法を採用することができる。また、アッベ数は、前述のようにして測定される屈折率の値から算出することができる。
さらに、本発明のガラス組成物としては、波長４５０ｎｍの可視光に対する透過率が７５％以上となるものが好ましい。なお、このような可視光透過率を測定する方法としては、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さが７ｍｍの試料及び、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試料を調製し、前記試料と、透過率測定機器（バリアン社製の商品名「ＣＡＲＹ５００」）とを用いて測定する方法を採用することができる。
次に、本発明のガラス組成物を製造するための方法について説明する。本発明のガラス組成物を製造するための方法としては、上記（Ａ）〜（Ｌ）に示す条件を満たすガラス組成物を製造することが可能な方法であればよく、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。このような方法としては、例えば、上記条件（Ａ）〜（Ｌ）を満たすようにして、各原料成分をそれぞれ白金るつぼに入れた後、８００〜９５０℃（より好ましくは８２０〜８８０℃）程度の温度条件で５〜１５分加熱し熔解させ、得られた熔解物の攪拌、清澄等を行い、各成分が均一に分散されたガラス融液を得た後、そのガラス融液を３００〜４００℃程度に加熱した型に鋳込み、室温まで徐冷してガラス組成物を得る方法が挙げられる。
以上、本発明のガラス組成物について説明したが、以下、本発明の光学部材及び光学機器について説明する。すなわち、本発明の光学部材は、上記本発明のガラス組成物からなるものである。このような光学部材は上記本発明のガラス組成物からなるため、高屈折率で、しかも高い熔解安定性と透過率とを有するものとなる。そのため、高屈折率及び高透過率を有する材料を必要とする用途（例えば、プリズム、デジタルカメラのレンズ等）に好適に用いることが可能である。また、本発明の光学機器は、上記本発明のガラス組成物からなる光学部材を備えるものである。このような光学機器としては、前記光学部材を備えるものであればよく、他の構成は特に制限されない。また、このような光学機器としては、例えば、デジタルカメラ、光学顕微鏡等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜２９）
表１〜３に示す組成のガラス組成物をそれぞれ製造した。すなわち、先ず、それぞれ表１〜３に示す化合物（原料）を、それぞれ表１〜３に示す組成比で白金るつぼに入れ、８００〜９５０℃の温度条件で１０分加熱して熔解させた後、前記温度条件下で攪拌、清澄し、各化合物が均一に分散したガラス融液を得た。その後、前記ガラス融液を、温度３００〜３５０℃に加熱した型（縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍ）に鋳込んだ後、２０時間かけて室温（２５℃）まで徐冷することによって、本発明のガラス組成物をそれぞれ得た。
表１〜３に示す組成のガラス組成物をそれぞれ製造した。すなわち、先ず、それぞれ表１〜３に示す化合物（原料）を、それぞれ表１〜３に示す組成比で白金るつぼに入れ、８００〜９５０℃の温度条件で１０分加熱して熔解させた後、前記温度条件下で攪拌、清澄し、各化合物が均一に分散したガラス融液を得た。その後、前記ガラス融液を、温度３００〜３５０℃に加熱した型（縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍ）に鋳込んだ後、２０時間かけて室温（２５℃）まで徐冷することによって、本発明のガラス組成物をそれぞれ得た。
（比較例１〜１４）
表４〜５に示す化合物（原料）を用い、表４〜５に示す組成比となるようにした以外は実施例１と同様にして、比較のためのガラス組成物をそれぞれ得た。
表４〜５に示す化合物（原料）を用い、表４〜５に示す組成比となるようにした以外は実施例１と同様にして、比較のためのガラス組成物をそれぞれ得た。
＜各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の特性評価＞
〈熔解安定性の測定〉
各実施例及び各比較例において、製造時のガラス融液中に前記化合物（原料）の熔け残りがあるかを目視にて観察するとともに、冷却後のガラス組成物中に結晶相が残っているかを目視にて観察して、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の熔解安定性を評価した。なお、熔解安定性の評価では、ガラス融液中に熔け残りがなく且つガラス組成物中に結晶相が残らなかったものを良好であると判定し、前記熔け残り又は前記結晶相が残るものを熔解安定性が不良であると判定した。結果を表１〜５に示す。
〈熔解安定性の測定〉
各実施例及び各比較例において、製造時のガラス融液中に前記化合物（原料）の熔け残りがあるかを目視にて観察するとともに、冷却後のガラス組成物中に結晶相が残っているかを目視にて観察して、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の熔解安定性を評価した。なお、熔解安定性の評価では、ガラス融液中に熔け残りがなく且つガラス組成物中に結晶相が残らなかったものを良好であると判定し、前記熔け残り又は前記結晶相が残るものを熔解安定性が不良であると判定した。結果を表１〜５に示す。
〈屈折率及びアッベ数の測定〉
各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の屈折率及びアッベ数を測定した。すなわち、先ず、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物を用いて、底面の一辺の長さが４０ｍｍ、高さが１５ｍｍの正三角柱（プリズム）形状の試料をそれぞれ調製した。次に、各試料に対して株式会社ニコン製のスペクトメータを用いて最小偏角法を採用して、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の屈折率を求めた。また、アッベ数は、このようにして測定された屈折率の値から計算して求めた。得られた結果を表１〜５に示す。なお、表１〜５に示す屈折率は、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎｄである。
各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の屈折率及びアッベ数を測定した。すなわち、先ず、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物を用いて、底面の一辺の長さが４０ｍｍ、高さが１５ｍｍの正三角柱（プリズム）形状の試料をそれぞれ調製した。次に、各試料に対して株式会社ニコン製のスペクトメータを用いて最小偏角法を採用して、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の屈折率を求めた。また、アッベ数は、このようにして測定された屈折率の値から計算して求めた。得られた結果を表１〜５に示す。なお、表１〜５に示す屈折率は、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎｄである。
〈透過率の測定〉
各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の可視光透過率を測定した。すなわち、先ず、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物を用いて、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さが７ｍｍの試料及び、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試料を調製した。次に、前記試料と、透過率測定機器（バリアン社製の商品名「ＣＡＲＹ５００」）とを用いて、可視光透過率を測定した。なお、透過率の評価に際しては、波長７００〜３００ｎｍの範囲の光に対する透過率を測定し、波長４５０ｎｍの光の透過率が７５％以上のものを良好と判定し、７５％未満となるものを不良と判定した。このような透過率の判定結果及び波長４５０ｎｍの光に対する各ガラス組成物の透過率（％）の値を表１〜５に示す。また、実施例１、４、９、１１及び１４で得られたガラス組成物並びに比較例１３及び１４で得られたガラス組成物の可視光透過率のグラフを図１に示す。
各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物の可視光透過率を測定した。すなわち、先ず、各実施例及び各比較例で得られたガラス組成物を用いて、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さが７ｍｍの試料及び、縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試料を調製した。次に、前記試料と、透過率測定機器（バリアン社製の商品名「ＣＡＲＹ５００」）とを用いて、可視光透過率を測定した。なお、透過率の評価に際しては、波長７００〜３００ｎｍの範囲の光に対する透過率を測定し、波長４５０ｎｍの光の透過率が７５％以上のものを良好と判定し、７５％未満となるものを不良と判定した。このような透過率の判定結果及び波長４５０ｎｍの光に対する各ガラス組成物の透過率（％）の値を表１〜５に示す。また、実施例１、４、９、１１及び１４で得られたガラス組成物並びに比較例１３及び１４で得られたガラス組成物の可視光透過率のグラフを図１に示す。
表１〜３に示す結果からも明らかなように、本発明のガラス組成物（実施例１〜２９）は、いずれも熔解安定性が十分に高いことが確認された。また、本発明のガラス組成物（実施例１〜２９）は、いずれも屈折率ｎｄが２．０以上であり、十分に高い屈折率を有するものであることが確認された。さらに、本発明のガラス組成物においては、波長４５０ｎｍにおける透過率がいずれも７５％以上であることが確認された。
一方、表４〜５に示す結果からも明らかなように、比較例１、７及び８で得られたガラス組成物においては、それぞれＢ２Ｏ３、ＺｎＯ又はＢｉ２Ｏ３の含有比率が１．０モル％未満となっていたため、十分な熔解安定性が得られなかった。また、比較例２で得られたガラス組成物においては、Ｂ２Ｏ３が過剰に含有されていたため、十分な熔解安定性は得られるものの、屈折率ｎｄが２．０未満となった。更に、比較例３及び５で得られたガラス組成物においては、ＺｎＯ又はＢｉ２Ｏ３が過剰に含まれていたため、十分な熔解安定性が得られなかった。また、比較例４で得られたガラス組成物においては、ＴｅＯ２の含有比率も５０モル％未満であり且つＢｉ２Ｏ３が過剰に含まれていたため、十分な熔解安定性が得られなかった。また、比較例６で得られたガラス組成物においては、ＴｅＯ２が過剰に含まれるため、十分な熔解安定性が得られなかった。また、比較例９〜１２で得られたガラス組成物においては、それぞれ任意成分のうちのＰ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５又はＬａ２Ｏ３（Ｌ２Ｏ３）が過剰に含有されていたため、十分な熔解安定性が得られなかった。更に、比較例１３で得られたガラス組成物においては、Ｂ２Ｏ３の含有比率が１．０モル％未満であるが、任意成分のＰ２Ｏ５を１０モル％含有することで十分な熔解安定性と、十分に高い屈折率とが得られていた。しかしながら、比較例１３で得られたガラス組成物においては、Ｂ２Ｏ３の含有比率が１．０モル％未満であったため、透過率が十分なものにはならなかった。また、比較例１４で得られたガラス組成物においては、十分な熔解安定性と、十分に高い屈折率とを示した。しかしながら、比較例１４で得られたガラス組成物においては、ＰｂＯが含有されており、透過率が十分なものにはならなかった。
また、図１に示す結果からも明らかなように、本発明のガラス組成物（実施例１、４、９、１１及び１４）においては、比較のためのガラス組成物（比較例１３及び１４）と比較して、可視光に対する透過率が、十分に高いものであることが確認された。
以上説明したように、本発明によれば、酸化鉛を含むことなく、環境負荷を十分に低減させることができ、波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対して十分に高い屈折率ｎｄを有するとともに、波長が可視光領域にある光に対して十分に高い透過率を有し、しかも十分な熔解安定性を有するガラス組成物、そのガラス組成物を用いた光学部材及び光学機器を提供することが可能となる。したがって、本発明のガラス組成物は、屈折率と透過率とに優れるため、高屈折率と高透過率を必要とするデジタルカメラのレンズ等の光学部材等に好適に用いることができる。
Claims (7)
- 下記（Ａ）〜（Ｋ）の成分：
（Ａ）含有比率が５５．４〜８２．９モル％の範囲にあるＴｅＯ ２ 、
（Ｂ）含有比率が５．０〜２４．７モル％の範囲にあるＢ ２ Ｏ ３ 、
（Ｃ）含有比率が３．０〜３５．３モル％の範囲にあるＺｎＯ、
（Ｄ）含有比率が１．０〜１２．１モル％の範囲にあるＢｉ ２ Ｏ ３ 、
（Ｅ）含有比率が０〜１５モル％の範囲にあるＰ ２ Ｏ ５ 、
（Ｆ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＲ ２ Ｏ（式中、ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
（Ｇ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＭＯ（式中、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
（Ｈ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＴｉＯ ２ 、
（Ｉ）含有比率が０〜１０モル％の範囲にあるＮｂ ２ Ｏ ５ 、
（Ｊ）含有比率が０〜１３モル％の範囲にあるＴａ ２ Ｏ ５ 、
（Ｋ）含有比率が０〜１１モル％の範囲にあるＬ ２ Ｏ ３ （式中、Ｌはイットリウム及びランタノイドの中から選択される少なくとも１種の元素を示す。）、
からなり、かつ、下記条件（Ｌ）：
（Ｌ）上記（Ｅ）〜（Ｋ）に示すＰ２Ｏ５、Ｒ２Ｏ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＬ２Ｏ３の総量の含有比率が０〜１５モル％の範囲にあること、
を満たすガラス組成物であり、
波長５８７．５６２ｎｍの光（ｄ線）に対する屈折率ｎ ｄ が２．０以上であり、波長４５０ｎｍの可視光に対する透過率が７５％以上であり、下記条件（Ｍ）及び（Ｎ）：
（Ｍ）該ガラス組成物の原料を８００〜９５０℃の温度条件で１０分加熱して熔解させてガラス融液を得た場合に、前記ガラス融液中に前記原料の熔け残りがないこと、
（Ｎ）前記ガラス融液を、温度３００〜３５０℃に加熱した縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、厚み２０ｍｍの大きさの型に鋳込んだ後、２０時間かけて２５℃まで徐冷した場合に得られるガラス組成物の試料に結晶相が残っていないこと、
を満たす熔解安定性を有する、ガラス組成物。 - 前記ＴｅＯ２の含有比率が７５〜８２．９モル％である、請求項１に記載のガラス組成物。
- 前記Ｂ２Ｏ３の含有比率が５．０〜１５モル％である、請求項１又は２に記載のガラス組成物。
- 前記ＺｎＯの含有比率が３．０〜１５モル％である、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のガラス組成物。
- 前記Ｂｉ２Ｏ３の含有比率が１．０〜１０モル％である、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のガラス組成物。
- 請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のガラス組成物からなる、光学部材。
- 請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のガラス組成物からなる光学部材を備える、光学機器。
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