JP6648258B2 - 光学ガラス - Google Patents

Description

本発明は、高屈折低分散光学ガラスに関する。特に、低コストの高屈折低分散光学ガラスと光学素子に関する。

高屈折率低分散光学ガラスからなるレンズと高屈折率高分散光学ガラスからなるレンズを組み合わして、色差を補正することが出来、光学システムがコンパクト化になり、特に屈折率ｎｄが１．８６−１．９２で、アッベ数νｄが３６−４２の高屈折率低分散光学ガラスの市場ニーズが日々増大していく。

日本特開２００１−３４８２４４、特開２００７−２６９５８４、中国ＣＮ１０１３８６４６９Ａでは、全てこれら高折射低分散光学ガラスを開示しており、その明細書実施例では、屈折率が１．８６以上の光学ガラス成分には大量のＴａ_２Ｏ_５が含まれており、Ｔａ_２Ｏ_５は高価な希土類酸化物である。従って、高屈折率低分散光学ガラス原料原価の増加を抑えるために、Ｔａ_２Ｏ_５含有量を減少して欲しいのだ。また、撮影或いは投射等光学システムの光学素子は、光学ガラスの透過率に対する要求が高く、高折射低分散光学ガラスで出来たレンズから透過する明るさが足りないと、光学システムの投射光度が大幅に低減するか極端に減少してしまうので、優れた透過率性能の光学ガラスを望んでいる。

特開２００１−３４８２４４号公報 特開２００７−２６９５８４号公報 中国特許公開ＣＮ１０１３８６４６９Ａ号公報

本発明が解決しようとする課題は、屈折率ｎｄが１．８６−１．９２で、アッベ数νｄが３６−４２の高屈折低分散光学ガラスを提供することにある。当該ガラスはガラス成分のＴａ_２Ｏ_５含有量が低減される場合に優れた透過率を有する。

上記課題を解決するために、本発明は更に上記光学ガラスからなる光学母材と光学素子を提供する。

本発明は、重量百分率における、Ｂ_２Ｏ_３：１−３０％；ＳｉＯ_２：０−２０％を含有する光学ガラスであって、ＳｉＯ_２≦Ｂ_２Ｏ_３；Ｌａ_２Ｏ_３：２５−５５％；Ｇｄ_２Ｏ_３：５−４０％；Ｙ_２Ｏ_３：０−２５％；Ｙｂ_２Ｏ_３：０−１０％；Ｔａ_２Ｏ_５：０−１０％；Ｎｂ_２Ｏ_５：１−３０％；ＴｉＯ_２：０−１０％；ＺｒＯ_２：０．５−２０％；Ｎｂ_２Ｏ_５≧ＺｒＯ_２；Ｎｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４−０．８；ＷＯ_３：０−１０％；ＺｎＯ：０−１５％；Ａｌ_２Ｏ_３：０−１０％；ＧｅＯ_２：０−１０％；Ｂｉ_２Ｏ_３：０−１０％；ＰｂＯとＦを含有しない；屈折率は１．８６−１．９２であり、アッベ数は３６−４２である、光学ガラスを提供する。

上記光学ガラスは、更にＳｂ_２Ｏ_３：０−１％及び／又はＳｎＯ_２：０−１％及び／又はＣｅＯ_２：０−１％を含有しうる。

上記光学ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３：５−２５％及び／又はＳｉＯ_２：０．１−１５％及び／又はＬａ_２Ｏ_３：３０−５２％及び／又はＧｄ_２Ｏ_３：５−３５％及び／又はＹ_２Ｏ_３：１−２０％及び／又はＴａ_２Ｏ_５：０−５％及び／又はＮｂ_２Ｏ_５：２−２５％及び／又はＴｉＯ_２：０．１−５％及び／又はＺｒＯ_２：１−１５％及び／又はＷＯ_３：０−５％及び／又はＺｎＯ：０−１０％及び／又はＲ_２Ｏ：０−５％及び／又はＲＯ：０−５％及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０−５％及び／又はＧｅＯ_２：０−５％及び／又はＢｉ_２Ｏ_３：０−５％及び／又はＳｂ_２Ｏ_３：０−０．５％及び／又はＳｎＯ_２：０−０．５％及び／又はＣｅＯ_２：０−０．５％を含有しうる。

ＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．１−０．４５；及び／又はＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）は、０．０１−０．１５；及び／又はＮｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４５−０．７；及び／又は（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は１より小さい；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲は０．０５−０．３でありうる。

ＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．２５−０．４、及び／又はＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）は０．０５−０．１２、及び／又はＮｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４８−０．６、及び／又は（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．１−０．９、及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲は０．０８−０．１５でありうる。

（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．５−０．８でありうる。

ガラスの屈折率の範囲は１．８７−１．９１でありえ、ガラスのアッベ数の範囲は３７−４１でありうる。

ガラスの屈折率の範囲は１．８８−１．９０でありえ、ガラスのアッベ数の範囲は３８−４０でありうる。

上記の光学ガラスにより製造されるガラス母材である。

上記の光学ガラスにより製造される光学素子である。

本発明の有益な効果：ガラス成分のＴａ_２Ｏ_５含有量を下げ、適量のＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹｂ_２Ｏ_３等高屈折率低分散の希土類酸化物を導入し、また、適量比例のＮｂ_２Ｏ_５或はＴｉＯ_２の１種或いは数種を導入して、これら成分の配合比率を最適化し、且つ、ガラスにはＰｂＯが含まず、そのため優れた透過率の高屈折率低分散の環境にやさしい光学ガラスが得られ、また、記述の光学ガラスからなるガラス母材と光学素子が得られる。

Ｉ．光学ガラス
本明細書において、各組成の含有量、総含有量は特別説明のない限り、重量百分率で示す。更に、ガラス成分の含有量と総含有量の比は重量比で示す。更に、以下の説明において、規定値以下或いは規定値以上の場合も当該規定値を含むものとする。

Ｂ_２Ｏ_３はガラスの網目形成成分であり、ガラスの可溶性を向上して、ガラス状転移温度を下げる役割をする。上記の効果を達成するため、本発明では１％以上或いはもっと多くのＢ_２Ｏ_３を取入れるが、その取入れ量が３０％を超えてしまうと、ガラスの安定性が下がり、屈折率も下がり、本発明の高屈折率ガラスは得られなくなる。従って、１−３０％のＢ_２Ｏ_３を取入れ、好ましくはＢ_２Ｏ_３を５−２５％取り入れ、更に好ましくは７−２０％を取入れる。

ＳｉＯ_２はガラスの熱安定性の役割を有し、ガラス溶融及び形成時の粘度を上げることができる。但し、その含有量が２０％を超えてしまうと、ガラスは溶けにくくなり、本発明の屈折率が得られなくなる。従って、本発明のＳｉＯ_２の含有量は０−２０％とし、好ましくはＳｉＯ_２含有量を０．１−１５％とし、更に好ましくは３−１２％とする。

ガラスの溶融性を改善し、ガラスの安定性及び溶融ガラス成形に適切な粘性を維持するため、本発明で導入するＳｉＯ_２含有量はより小なりイコールＢ_２Ｏ_３の含有量で、即ちＳｉＯ_２≦Ｂ_２Ｏ_３である。

また透過率の高いガラスを得るために、ガラス的溶融温度の上昇を抑制し、溶融ガラスに溶融する白金イオン等着色を悪化させる物質の混入量を減少・抑制し、本発明ガラスのアッベ数範囲を効果的に調整する為、本発明ではＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲を好ましくは０．５以下とし、更に好ましくは０．１−０．４５範囲とし、より更に好ましくは０．２５−０．４範囲とする。

Ｌａ_２Ｏ_３は、本発明の必要な光学特性を得る必須組成である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が２５％より小さい場合は、必要な光学特性は果たせなくなる。但しその含有量が５５％を超えてしまうと、ガラスの耐失透性と溶融性能が全て悪化してしまう。そのため、本発明のＬａ_２Ｏ_３の含有量は２５−５５％とし、好ましくは３０−５２％とし、更に好ましくは３５−５０％とする。

本発明ではＧｄ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３が共存することによって、形成するガラスの安定性を向上することができる。但し、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が５％以下の場合は、上記の効果は明らかでない。その含有量が４０％を超えてしまうと、ガラスの耐失透性が低下し、ガラスの安定性が悪くなってしまう。従って、本発明ではＧｄ_２Ｏ_３の含有量は５−４０％で、好ましくは５−３５％範囲とし、更に好ましくは１０−３０％範囲とする。

本発明の高屈折低分散作用の組成では、好ましくはＹ_２Ｏ_３を取入れる事によって、ガラスの溶融性、耐失透性を改善することが出来、更にガラスの結晶上限温度を下げることができるが、その含有量が２５％を超えてしまうと、ガラスの安定性、耐失透性が下がってしまう。そのため、Ｙ_２Ｏ_３の含有量の範囲は０−２５％とし、好ましくは０−２０％範囲とし、更に好ましくは２−１５％範囲とする。

Ｙｂ_２Ｏ_３も高屈折、低分散性能の組成を付与された物で、その取入れ量が１０％超えてしまうと、ガラスの耐結晶性能が下がるので、その含有量を好ましくは０−１０％とする。更にＹｂ_２Ｏ_３はＧｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３に比べて比較的に高価であり、ガラスの溶融性能の改善に作用は少ないので、好ましくは導入しない。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３とＹｂ_２Ｏ_３において、ガラスの屈折率を向上して、且つガラスの安定性を維持する一番大きな成分はＬａ_２Ｏ_３である。但し、本発明の光学ガラスはＬａ_２Ｏ_３のみ使う場合は、充分なガラスの安定性を保証することが難しい。従って、本発明ではＬａ_２Ｏ_３成分の導入量が一番多く、更にＬａ_２Ｏ_３とＧｄ_２Ｏ_３を共存させる。或いは好ましくはＬａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３とＹ_２Ｏ_３を共存させる。更に好ましくはＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）を０．２以下とし、より更に好ましくはＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）を０．０１−０．１５とし、更に一歩好ましくはＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）を０．０５−０．１２とすることで、すぐれるガラス安定性を有する高屈折率低分散のガラスが得られ、同時にガラスは着色し難い。

Ｎｂ_２Ｏ_５はガラスの屈折率と分散を向上する役割を有し、ガラスの耐結晶性と化学耐久性を向上する役割を有する。但しＮｂ_２Ｏ_５の含有量が１％未満の場合は、上記の効果は得られなくなる。その含有量が３０％を超えてしまうと、ガラスの分散が向上され、本発明のガラスの光学特性は果たせなく、耐失透性も悪化してしまう。そのため、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量の範囲は１−３０％とし、好ましくは２−２５％範囲とし、更に好ましくは３−２０％範囲とし、より更に好ましくは４−１５％範囲とする。

Ｔａ_２Ｏ_５はガラスの屈折率を向上する役割を有し、同時にガラスの低分散を維持する役割がＮｂ_２Ｏ_５より優れる。ガラスの安定性を更に改善する必要がある場合は、少量のＴａ_２Ｏ_５を導入することで一部のＮｂ_２Ｏ_５を代替することができる。但しその他の成分と比べＴａ_２Ｏ_５は非常に高価であるため、本発明の実用性及び原価から勘案してその使用量を減少した。本発明のＴａ_２Ｏ_５含有量は０−１０％で、好ましくは０−５％範囲で、更に好ましくは導入しない。

ＴｉＯ_２もガラス屈折率を向上する役割を有し、更にガラス網目形成に参加し、適量な導入はガラスが更に安定させる。但し、その含有量があまりにも多くなると、ガラス分散が明らかに増やし、同時にガラスの可視光エリアの短波部分の透射率が低下され、ガラスの着色傾向が増加される。そのため、本発明では好ましくはＴｉＯ_２の含有量を０−１０％とし、更に好ましくはＴｉＯ_２の含有量を０．１−５％とし、より更に好ましくは０．５−３％範囲とする。

本発明ガラス成分にＴａ_２Ｏ_５の導入量が低下或いは導入しない場合は、Ｎｂ_２Ｏ_５或いはＴｉＯ_２を導入することによって、好ましくはＴｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５をガラス成分として共存させ、更に好ましくはＴｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５を０．３以下に抑制し、より更に好ましくはＴｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５を０．２５以下とし、より一歩更に好ましくはＴｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５を０．２以下とすることで、高屈折低分散を実現し、ガラス着色度を抑制すると同時に、ガラスの安定性が優れる。

本発明は少量のＺｒＯ_２を導入することによって、ガラス屈折率と安定性を向上し、０．５％或いはもっと多くのＺｒＯ_２を導入することができる。但し、ＺｒＯ_２導入量が２０％を超えてしまうと、ガラスは溶け難く、均一なガラスが得られなくなる。そのため、本発明のＺｒＯ_２の含有量の範囲は０．５−２０％とし、好ましい含有量の範囲は１−１５％とし、更に好ましい範囲は３−１０％とする。

本発明では好ましくはガラス成分にＮｂ_２Ｏ_５の導入量を大なりイコールＺｒＯ_２とし、即ちＮｂ_２Ｏ_５≧ＺｒＯ_２とし、ガラスの着色を効果的に抑制し、且つガラスの耐失透性能を向上する。本発明更に好ましくはＮｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４−０．８とし、更に好ましくは０．４５−０．７とし、より更に好ましくは０．４８−０．６とし、ガラスの着色をより良く抑制し、ガラスの透過率を向上する事ができる。

本発明では好ましくはＮｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５とＺｒＯ_２の合計量を抑制している。（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）とＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３の合計量（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の比で、好ましくは（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の比を１より小さくし、更に好ましくは０．１−０．９範囲とし、より更に好ましくは０．５−０．８範囲として、本発明で好ましく選定した屈折率とアッベ数範囲を実現すると同時に、ガラスの着色を効果的に抑制し、ガラスの熱安定性と耐失透性能を向上する。

ＷＯ_３は屈折率を向上する役割をするが、その含有量が１０％を超えてしまうと、分散が著しく高くなり、かつ、ガラスの可視光エリアの短波の長い側の投射率を低下させ、着色の増加傾向があるため、本発明ではＷＯ_３の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは０−３％とし、より一歩好ましくは導入しないことである。

適量のＺｎＯはガラスの安定性或いは溶融性を改善し、加圧成形を改善する役割をするが、その含有量が余りにも高くなると、屈折率が下がって、本発明の要求を満たさず、ガラスの耐失透性も下がり、液相温度が上昇してしまう。そのため、本発明ではＺｎＯの含有量を０−１５％とし，好ましくはＺｎＯの含有量は０−１０とし、更に好ましくはＺｎＯの含有量を０−５％とし、より更に好ましくは導入しない。

本発明のガラス成分の好ましくは（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲を０．５以下とし、更に好ましくは０．０５−０．３範囲とし、より更に好ましくは０．０８−０．１５範囲とし、ガラス安定性と転移温度の低下改善に更に有利である。

Ｒ_２Ｏ（Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ或いはＫ_２Ｏの１種或いは数種）はガラスの熔融性を改善して、ガラス化転移温度を下げることができるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラス安定性が悪くなり、屈折率が大幅に低下してしまうので、本発明ではＲ_２Ｏの含有量を好ましくは０−１０とし、更に好ましくは含有量範囲を０−５％とし、より更に好ましくは導入しない。

ＲＯ（ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ或いはＭｇＯの１種或いは数種）はガラスの熔融性を改善して、ガラス化転移温度を低減することができるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラスの耐失透性下がるため、本発明ではＲＯの含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％範囲で、より更に好ましくは導入しない。

少量のＡｌ_２Ｏ_３の導入はガラスの安定性と化学安定性を改善できるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラスの溶融性が悪くなり、耐失透性が低下する傾向があり、そのため、本発明では、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。

Ｂｉ_２Ｏ_３はガラス屈折率を向上する事ができるが、過量に含有する場合は、可視光エリアの短波の長い側の投射率が低下してしまう場合があって、ガラスに着色の傾向が発生してしまうので、本発明ではＢｉ_２Ｏ_３含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。

ＧｅＯ_２もガラスの安定性と耐失透性を改善する役割をするが、ＧｅＯ_２は高価な成分であるため、ＧｅＯ_２の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。

少量なＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２成分を添加することにより、ガラスの澄清効果があるが、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が１％を超えてしまうと、ガラスの澄清性能が低下する傾向があり、強い酸化作用によって成形型の悪化を促すので、本発明ではＳｂ_２Ｏ_３の添加量を好ましくは０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。ＳｎＯ_２も澄清剤として添加できるが、その含有量が１％を超えてしまうと、ガラスは着色することが出来、或いはガラスを加熱、難化してモールド成形等二次成形を行う際、Ｓｎは結晶核生成のスタートポイントとなり、失透の傾向が生じてしまう。そのため、本発明のＳｎＯ_２の含有量は好ましくは０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。ＣｅＯ_２の役割及び添加量比例はＳｎＯ_２と一致し、その含有量は好ましくは、０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。

この他、ガラス原料は、硝酸塩、炭酸塩或いは硫酸塩の形で導入し、脱泡性も向上することができる。本発明において、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２或いはＣｅＯ_２の１種或いは数種と前述の硝酸塩、炭酸塩或いは硫酸塩の１種或いは数種の組み合わせによって使用することも出来、全て効果がある。

Ｆは低分散化、ガラス化転移温度を低下する有効な成分であるが、過量に含有する場合は、ガラス屈折率が著しく低下、或いはガラス溶液の揮発性が増大し、ガラス溶液が成形の際に縞が発生し、或いは揮発により屈折率の変動が増大する傾向が生じる。Ｆは、原料としてＹＦ_３、ＬａＦ_３、ＹｂＦ_３、ＺｒＦ_４、ＺｎＦ_２、アルカリ金属フッ化物或いはアルカリ性金属フッ化物を導入することができる。本発明のＦの好ましい含有量は０−１０％とし、更に好ましくは０−５％で、より更に好ましくは導入しないことである。

［光学ガラスの光学特性］
以下、本発明の光学ガラスの特性について詳細に説明する。

本発明の光学ガラスは高屈折率・低分散ガラスであり、高屈折率・低分散ガラスより製造されたレンズの多くは高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正に用いる。本発明の光学ガラスは、光学特性を与えられた角度から勘案して、ガラスの屈折率ｎｄの範囲を１．８６−１．９２とし、好ましくは１．８７−１．９１とし、更に好ましくは１．８８−１．９０とし、より更に好ましくは１．８８−１．８９とする；本発明のガラスのアッベ数ν_ｄの範囲は３６−４２で、好ましくは３７−４１とし、更に好ましくは３８−４０とする。

［光学ガラスの着色］
本発明ガラスの短波透射スペクトル特性は着色度（λ_７０／λ_５）で表す。λ_７０とは、ガラス透過率が７０％達する時に対応する波長の事を指し、λ_５とは、ガラス透過率が５％達する時に対応する波長の事を指す。その内、λ_７０の測定は相互並行して且つ、光学研磨の二つの相対平面で厚さが１０±０．１ｍｍのガラスを使って、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域内の分光透過率を測定して、且つ透過率７０％の波長を表す。所謂分光透過率或いは透過率とは、ガラスの上記表面に強度Ｉ_ｉｎの光を垂直に入射して、ガラスを透過して、異なる平面から強度Ｉ_ｏｕｔの光を入射する状況において、Ｉ_ｏｕｔ／Ｉ_ｉｎによって表示する量であり、また、ガラスの上記表面上の表面反射損失の透過率を含んだ。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失は大きい。そのため、高屈折率ガラスにおいては、λ_７０の値が小さければ、ガラス自体の着色は極めて少ない。

本発明の光学ガラスのλ_７０は、４１０ｎｍより小か等しい、好ましくはλ_７０の範囲は４００ｎｍより小か等しい、更に好ましくはλ_７０の範囲は３８５ｎｍより小か等しい、より更に好ましくはλ_７０の範囲は３７８−３８５ｎｍで、より一層更に好ましくはλ_７０の範囲は３７８−３８０ｎｍである。

λ_７０を４１０ｎｍより小か等しくさせることにより、色彩バランスが優れる撮影光学系統或いは投射光学系統の光学素子が得られる。この他、着色が少なく、かつ、高屈折率低分散性が有るため、撮影光学系統と投射光学系統のコンパクト化させることができる。これにより、本発明の光学ガラスは、撮影光学系統と投射光学系統を構成する光学素子の材料に適切し、特に、一眼レフカメラの交換レンズの光学素子用材料に適合する。

［光学ガラスの転移温度］
光学ガラスは、ある温度区間で徐々に固体状態から可塑態変わる。転移温度とは、ガラス試料が室温から撓み温度まで昇温し、その低温エリアと高温エリアの直線部分の延長線が交差する接点が対応する温度を言う。

本発明ガラスの転移温度Ｔｇは７３５℃以下で、好ましくは、７１０−７３５℃とし、更に好ましくは７１５−７２５℃とする。

［光学ガラスの化学安定性］
光学ガラス素子は製造及び使用において、その研磨表面が各種の侵蝕介在作用を抵抗する能力を光学ガラスの化学安定性と称する。

本発明ガラスの耐水作用安定性Ｄ_Ｗ（粉末法）、耐酸作用安定性Ｄ_Ａ（粉末法）は全て２類以上で、好ましくは１類以上である。

上記耐水作用安定性Ｄ_Ｗ（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する：

Ｄ_Ｗ＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ−Ａ）＊１００
式において：Ｄ_Ｗ−ガラス浸出百分率（％）
Ｂ−ろ過器と試料の質量（ｇ）
Ｃ−ろ過器と侵蝕後試料の質量（ｇ）
Ａ−ろ過器質量（ｇ）
により計算して得られる浸出百分率は、光学ガラス耐水作用安定Ｄ_Ｗを６類に分類し、詳細は下表による。

上記耐酸作用安定性Ｄ_Ａ（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する：

Ｄ_Ａ＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ−Ａ）＊１００
式において：Ｄ_Ａ−ガラス浸出百分率（％）
Ｂ−ろ過器と試料の質量（ｇ）
Ｃ−ろ過器と侵蝕後試料の質量（ｇ）
Ａ−ろ過器質量（ｇ）
計算によって得られる浸出百分率は、光学ガラス耐酸作用安定Ｄ_Ａを６類に分類し、詳細は下表による。

［光学ガラスの密度］
光学ガラス密度は、温度が２０℃際の単位体積の質量で、単位はｇ／ｃｍ^３で表示する。

本発明ガラスの密度は、５．３ｇ／ｃｍ^３以下で、好ましくは５．１５−５．３ｇ／ｃｍ^３とし、更に好ましくは５．１５−５．２ｇ／ｃｍ^３とする。

II．光学母材及び光学素子
以下、本発明の光学母材と光学素子を説明する。

本発明の光学母材と光学素子は、全て上記本発明の光学ガラスからなる。本発明の光学母材は、高屈折率・低分散特性を有する。本発明の光学素子は、高屈折率・低分散特性を有し、低コストで光学価値の高い各種レンズ、プリズム等光学素子を提供することができる。

レンズの例として、レンズ面が球面或いは非球面の凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等各種レンズがある。

これらレンズは、高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正をすることができ、色差校正用のレンズに適切する。また、光学体系のコンパクト化にも非常に有效なレンズである。

プリズムにとっては、屈折率が高い為、撮影光学体系に組合せすることによって、屈曲光路を経由して、必要とする方向へ向けば、即ち、コンパクトで、広角の光学体系を実現できる。

本発明の課題を解決するための手段として、以下、実施例を挙げて本発明の光学ガラスを更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られない。

［光学ガラス実施例］
先ず、表１〜表４で示す成分のガラスＮｏ．１−３５を得るために、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等を原料とし、光学ガラス成分が対応する原料を比例によって計量して、充分に混合の後配合原料となり、当該配合原料をプラチナるつぼに入れて、１３８０〜１４５０℃まで加熱し、かつ、３〜５時間澄清撹拌後、均一な熔融ガラスとなり、更に、当該溶融ガラスを予熱した金型へ流し込み、６５０〜７００℃で２〜４時間保持後、除冷し、ガラスＮｏ．１−３５の各光学ガラス得る。

更に、以下に示す方法で本発明の各ガラスの特性を定義するものとし、測定結果を表１〜表４に示す。

（１） 屈折率ｎｄとアッベ数νｄ
屈折率とアッベ数は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１−２０１０によって測定する。

（２） ガラス着色度（λ_７０、λ_５）
相互相対の二つの光学平面を研磨した厚さ１０±０．１ｍｍのガラスサンプルで、分光透過率を測定し、その結果によって算出する。

（３） ガラス転移温度（Ｔｇ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．１６−２０１０規定によって測定する。

（４） ガラスの密度（ρ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．２０−２０１０規定によって測定する。

（５） 化学安定性Ｄ_Ｗ、Ｄ_Ａ
ＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する。

［光学母材実施例］
表１における実施例１〜１０で得られた光学ガラスを予定の大きさにカットして、更にその表面に離型剤を均一に塗布してから、加熱・軟化の後、加圧成形して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等各種レンズ、プリズムの母材を制作する。

［光学素子実施例］
上記光学母材実施例から得られたこれらの母材をアニーリングし、ガラス内部の変形を低下すると同時に、微調整を行い、屈折率等光学特性が予期の必要値を達成させる。

次に、各母材を研削、研磨して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等各種レンズ、プリズムを制作する。得られる光学素子の表面には反射防止フィルムを塗布することができる。

本発明は低コストで透過率の優れる高屈折低分散性の光学ガラスで、屈折率は１．８６−１．９２で、アッベ数は３６−４２で、及び記述のガラスから成る光学素子は、現代の新型の光電製品のニーズを満足することができる。

Claims (10)

1. 重量百分率における、Ｂ_２Ｏ_３：１−２０％；ＳｉＯ_２：０−２０％を含有する光学ガラスであって、ＳｉＯ_２≦Ｂ_２Ｏ_３；Ｌａ_２Ｏ_３：２５−５５％；Ｇｄ_２Ｏ_３：５−４０％；Ｙ_２Ｏ_３：０−２５％；Ｙｂ_２Ｏ_３：０−１０％；Ｔａ_２Ｏ_５：０−５％；Ｎｂ_２Ｏ_５：１−１５％；ＴｉＯ_２：０超−３％；ＺｒＯ_２：０．５−２０％；ＴｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５の範囲は０．０３６−０．２５；Ｎｂ_２Ｏ_５≧ＺｒＯ_２；Ｎｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４−０．８；ＺｎＯ：０−１５％；Ａｌ_２Ｏ_３：０−１０％；ＧｅＯ_２：０−１０％；Ｂｉ_２Ｏ_３：０−１０％；ＰｂＯとＦとＷＯ_３とを含有しない；屈折率は１．８６−１．９２であり、アッベ数は３６−４２である、光学ガラス。
2. 更にＳｂ_２Ｏ_３：０−１％及び／又はＳｎＯ_２：０−１％及び／又はＣｅＯ_２：０−１％及び／又はＲ_２Ｏ：０−１０％［その内Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ或いはＫ_２Ｏの１種或いは数種］；及び／又はＲＯ：０−１０％［その内ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ或いはＣａＯの１種或いは数種］を含有する請求項１に記載の光学ガラス。
3. 更にＢ_２Ｏ_３：５−２０％及び／又はＳｉＯ_２：０．１−１５％及び／又はＬａ_２Ｏ_３：３０−５２％及び／又はＧｄ_２Ｏ_３：５−３５％及び／又はＹ_２Ｏ_３：１−２０％及び／又はＮｂ_２Ｏ_５：２−１５％及び／又はＴｉＯ_２：０．１−３％及び／又はＺｒＯ_２：１−１５％及び／又はＺｎＯ：０−１０％及び／又はＲ_２Ｏ：０−５％及び／又はＲＯ：０−５％及び／又はＡｌ_２Ｏ_３：０−５％及び／又はＧｅＯ_２：０−５％及び／又はＢｉ_２Ｏ_３：０−５％及び／又はＳｂ_２Ｏ_３：０−０．５％及び／又はＳｎＯ_２：０−０．５％及び／又はＣｅＯ_２：０−０．５％を含有する請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
4. ＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．５以下；及び或いはＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３＋Ｙｂ_２Ｏ_３）は０．２以下；及び／又はＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）は０．０１−０．１５；及び／又はＮｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４５−０．７；及び／又は（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は１より小さい；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲は０．５以下である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
5. ＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．１−０．４５；及び／又はＹ_２Ｏ_３／（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｙ_２Ｏ_３）は０．０５−０．１２；及び／又はＮｂ_２Ｏ_５／（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２）の範囲は０．４８−０．６；及び／又は（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．１−０．９；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲は０．０５−０．３である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
6. ＳｉＯ_２／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．２５−０．４；及び／又は（Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＺｒＯ_２）／（ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３）の範囲は０．５−０．８；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ_２Ｏ_３）／Ｌａ_２Ｏ_３の範囲は０．０８−０．１５である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
7. 屈折率の範囲は１．８７−１．９１であり；アッベ数の範囲は３７−４１である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
8. 屈折率の範囲は１．８８−１．９０であり；アッベ数の範囲は３８−４０である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラスから製造されるガラス母材。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラスから製造される光学素子。