JP7343443B2 - 光学ガラスおよび光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラスおよび光学素子に関する。
屈折率が高い光学ガラスが、例えば特許文献１に開示されている。
屈折率が高い光学ガラスは、例えば、このガラスからなるレンズを分散性が異なるガラスからなる他のレンズと組み合わせて接合レンズとすることにより、色収差を補正しつつ光学系のコンパクト化を可能にすることができる。そのため、かかる光学ガラスは、撮像光学系やプロジェクタ等の投射光学系を構成する光学素子用材料として有用である。
光学ガラスに望まれる物性としては、高硬度であることが挙げられる。高硬度の光学ガラスは、機械的な加工性に優れ、例えば研磨や研削といった機械加工においてクラック、割れ等が発生し難いため、歩留まり向上の観点から好ましい。
以上に鑑み、本発明の一態様は、屈折率および硬度が高い光学ガラスを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、質量基準で、ＳｉＯ２含有量が３．００％以上２０．００％以下、ＴｉＯ２含有量が２０．００％以上４０．００％以下、Ｎｂ２Ｏ５含有量が３．００％以上１５．００％以下、Ｌａ２Ｏ３含有量が２０．００％以上５０．００％以下、ＺｒＯ２含有量が３．００％以上１５．００％以下、Ｌａ２Ｏ３含有量に対するＢ２Ｏ３
含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３）が０．０７０以下、ＳｉＯ２含有量に対するＢ２Ｏ３含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）が０．７００以下、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５との合計含有量の質量比（（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が２．００以上、かつＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量の質量比（（ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が７．００以上である光学ガラスに関する。
上記光学ガラスは、上記ガラス組成を有する。これにより、上記光学ガラスは、屈折率および硬度が高い光学ガラスであることができる。
本発明の一態様によれば、屈折率および硬度が高い光学ガラスを提供することができる。また、本発明の一態様によれば、かかる光学ガラスからなる光学素子も提供できる。
［光学ガラス］
＜ガラス組成＞
本発明および本明細書では、ガラス組成を、酸化物基準のガラス組成で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されてガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、特記しない限り、ガラス組成は質量基準（質量％、質量比）で表示するものとする。
本発明および本明細書におけるガラス組成は、例えばＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ－Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等の方法により求めることができる。定量分析は、ＩＣＰ－ＡＥＳを用い、各元素別に行われる。その後、分析値は酸化物表記に換算される。ＩＣＰ－ＡＥＳによる分析値は、例えば、分析値の±５％程度の測定誤差を含んでいることがある。したがって、分析値から換算された酸化物表記の値についても、同様に±５％程度の誤差を含んでいることがある。
また、本発明および本明細書において、構成成分の含有量が０．００％または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。不純物レベル程度以下とは、例えば、０．０１％未満であることを意味する。
＜ガラス組成＞
本発明および本明細書では、ガラス組成を、酸化物基準のガラス組成で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されてガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいうものとする。また、特記しない限り、ガラス組成は質量基準（質量％、質量比）で表示するものとする。
本発明および本明細書におけるガラス組成は、例えばＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ－Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等の方法により求めることができる。定量分析は、ＩＣＰ－ＡＥＳを用い、各元素別に行われる。その後、分析値は酸化物表記に換算される。ＩＣＰ－ＡＥＳによる分析値は、例えば、分析値の±５％程度の測定誤差を含んでいることがある。したがって、分析値から換算された酸化物表記の値についても、同様に±５％程度の誤差を含んでいることがある。
また、本発明および本明細書において、構成成分の含有量が０．００％または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。不純物レベル程度以下とは、例えば、０．０１％未満であることを意味する。
以下、上記光学ガラスのガラス組成について、更に詳細に説明する。
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ガラスの安定性向上の観点から、ＳｉＯ２含有量は３．００％以上であり、４．００％以上であることが好ましく、５．００％以上、６．００％以上、７．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、ＳｉＯ２含有量は２０．００％以下であり、１９．００％以下であることが好ましく、１８．００％以下、１７．００％以下、１６．００％以下、１５．００％以下、１４．００％以下、１３．００％以下、１２．００％以下の順により好ましい。
ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５は、いずれも屈折率を高める働きをする成分（高屈折率化成分）である。
高屈折率化の観点から、ＴｉＯ２含有量は２０．００％以上であり、２１．００％以上であることが好ましく、２２．００％以上、２３．００％以上、２４．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、ＴｉＯ２含有量は４０．００％以下であり、３９．００％以下であることが好ましく、３８．００％以下、３７．００％以下、３６．００％以下、３５．００％以下、３４．００％以下、３３．００％以下、３２．００％以下、３１．００％以下、３０．００％以下、２９．００％以下の順により好ましい。
高屈折率化の観点から、Ｎｂ２Ｏ５含有量は３．００％以上であり、４．００％以上であることが好ましく、５．００％以上、６．００％以上、７．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、Ｎｂ２Ｏ５含有量は１５．００％以下であり、１４．００％以下であることが好ましく、１３．００％以下、１２．００％以下、１１．００％以下、１０．００％以下、９．００％以下の順により好ましい。
高屈折率化の観点から、ＴｉＯ２含有量は２０．００％以上であり、２１．００％以上であることが好ましく、２２．００％以上、２３．００％以上、２４．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、ＴｉＯ２含有量は４０．００％以下であり、３９．００％以下であることが好ましく、３８．００％以下、３７．００％以下、３６．００％以下、３５．００％以下、３４．００％以下、３３．００％以下、３２．００％以下、３１．００％以下、３０．００％以下、２９．００％以下の順により好ましい。
高屈折率化の観点から、Ｎｂ２Ｏ５含有量は３．００％以上であり、４．００％以上であることが好ましく、５．００％以上、６．００％以上、７．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、Ｎｂ２Ｏ５含有量は１５．００％以下であり、１４．００％以下であることが好ましく、１３．００％以下、１２．００％以下、１１．００％以下、１０．００％以下、９．００％以下の順により好ましい。
Ｌａ２Ｏ３は、分散を高めずに（アッベ数を低下させずに）屈折率を高める働きを有する成分である。高屈折率化かつ低分散化の観点から、Ｌａ２Ｏ３含有量は２０．００％以上であり、２２．００％以上であることが好ましく、２４．００％以上、２６．００％以上、２８．００％以上、３０．００％以上、３２．００％以上、３４．００％以上、３６．００％以上、３８．００％以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点から、Ｌａ２Ｏ３含有量は５０．００％以下であり、４８．００％以下であることが好ましく、４６．００％以下、４４．００％以下の順により好ましい。
ＺｒＯ２含有量は、ガラスの安定性向上の観点から３．００％以上１５．００％以下である。ＺｒＯ２含有量は、４．００％以上であることが好ましく、５．００％以上であることがより好ましい。また、ＺｒＯ２含有量は、１３．００％以下であることが好ましく、１１．００％以下であることがより好ましく、９．００%以下であることが更に好ましい。
Ｌａ２Ｏ３含有量に対するＢ２Ｏ３
含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３）は、高屈折率化かつ低分散化の観点から０．０７０以下であり、０．０６９以下であることが好ましく、０．０６８以下、０．０６７以下、０．０６６以下、０．０６５以下、０．０６４以下、０．０６３以下、０．０６２以下、０．０６１以下、０．０６０以下の順により好ましい。質量比（Ｂ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３）は、０．０００以上または０．０００超であることができ、ガラスの安定性向上の観点から０．０１０以上であることが好ましく、０．０１５以上、０．０１８以上、０．０２０以上、０．０２２以上の順により好ましい。
ＳｉＯ２含有量に対するＢ２Ｏ３含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）は、ガラスの硬度を高める観点から、０．７００以下である。また、質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）が０．７００以下であることは、ガラスの安定性向上および高屈折率化の観点からも好ましい。質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）は、０．６００以下であることが好ましく、０．５００以下、０．４００以下の順により好ましい。質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）は、０．０００以上または０．０００超であることができ、ガラスの安定性向上の観点から、０．０５０以上であることが好ましく、０．０７０以上、０．１００以上の順により好ましい。
ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５との合計含有量の質量比（（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））は、高屈折率化の観点から２．００以上であり、２．５０以上であることが好ましく、３．００以上であることがより好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点からは、質量比（（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））は４．５０以下であることが好ましく、４．２５以下、４．００以下、３．７５以下の順により好ましい。
ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量の質量比（（ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））は、高屈折率化の観点から７．００以上であり、７．２０以上であることが好ましく、７．４０以上、７．６０以上、７．８０以上、８．００以上の順により好ましい。また、ガラスの安定性向上の観点からは、質量比（（ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））は１０．００以下であることが好ましく、９．８０以下、９．６０以下、９．４０以下の順により好ましい。
上記光学ガラスのガラス組成について、以下に更により詳細に説明する。
Ｂ２Ｏ３はガラスの安定性および熔融性を改善する働きをする成分であり、その含有量は０．００％以上、０．００％超、０．５０％以上または１．００％以上であることができる。また、ガラスの安定性を維持しつつ屈折率および硬度をより一層高める観点からは、Ｂ２Ｏ３含有量は５．００％以下であることが好ましく、４．５０％以下であることがより好ましく、４．００％以下、３．５０％以下、３．００％以下の順により好ましい。
ＺｎＯは分散（アッベ数）の調整に有効な成分であり、ガラスの熔融性を改善する働きのある成分であり、その含有量は０．００％以上、０．００％超、０．５０％以上または１．００％以上であることができる。ガラスの安定性を維持しつつ屈折率をより一層高める観点からは、ＺｎＯ含有量は３．００％以下であることが好ましく、２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下の順により好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３は、いずれも分散を高めずに（アッベ数を低下させずに）屈折率を高める働きを有する成分である。
Ｇｄ２Ｏ３含有量は、０．００％以上または０．００％超であることができ、０．５０％以上であることが好ましく、１．００％以上、２．００％以上、３．００％以上、４．００％以上、５．００％以上、６．００％以上の順により好ましい。また、Ｇｄ２Ｏ３はガラス成分の中で比重を高める成分であり、また高価な成分でもある。これらの観点から、Ｇｄ２Ｏ３含有量は１０．００％以下であることが好ましく、９．００％以下、８．００％以下、７．００％以下の順により好ましい。
Ｙ２Ｏ３含有量は、０．００％以上、０．００％超、０．１０％以上、０．２０％以上、０．３０％以上または０．４０％以上であることができる。ガラスの安定性をより高める観点からは、Ｙ２Ｏ３含有量は３．００％以下であることが好ましく、２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下の順により好ましい。
Ｙｂ２Ｏ３含有量は、０．００％以上、０．００％超、０．１０％以上、０．２０％以上、０．３０％以上または０．４０％以上であることができる。また、ガラスの比重の増加を抑制する観点からは、Ｙｂ２Ｏ３含有量は３．００％以下であることが好ましく、２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下の順により好ましい。
Ｇｄ２Ｏ３含有量は、０．００％以上または０．００％超であることができ、０．５０％以上であることが好ましく、１．００％以上、２．００％以上、３．００％以上、４．００％以上、５．００％以上、６．００％以上の順により好ましい。また、Ｇｄ２Ｏ３はガラス成分の中で比重を高める成分であり、また高価な成分でもある。これらの観点から、Ｇｄ２Ｏ３含有量は１０．００％以下であることが好ましく、９．００％以下、８．００％以下、７．００％以下の順により好ましい。
Ｙ２Ｏ３含有量は、０．００％以上、０．００％超、０．１０％以上、０．２０％以上、０．３０％以上または０．４０％以上であることができる。ガラスの安定性をより高める観点からは、Ｙ２Ｏ３含有量は３．００％以下であることが好ましく、２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下の順により好ましい。
Ｙｂ２Ｏ３含有量は、０．００％以上、０．００％超、０．１０％以上、０．２０％以上、０．３０％以上または０．４０％以上であることができる。また、ガラスの比重の増加を抑制する観点からは、Ｙｂ２Ｏ３含有量は３．００％以下であることが好ましく、２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下の順により好ましい。
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３および合計含有量（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、更なる高屈折率化の観点および低分散化の観点からは３５．００％以上であることが好ましく、３７．５０％以上、４０．００％以上、４２．５０％以上、４５．００％以上の順により好ましい。合計含有量（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、ガラスの安定性向上の観点からは６０．００％以下であることが好ましく、５７．５０％以下、５５．００％以下、５２．５％以下、５０．００％以下の順により好ましい。
ＴｉＯ２含有量に対するＳｉＯ２含有量の質量比（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２）は、ガラスの安定性向上の観点からは０．２７０以上であることが好ましく、０．２８０以上、０．２９０以上、０．３００以上の順により好ましい。質量比（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２）は、更なる高屈折率化の観点からは、０．４６０以下であることが好ましく、０．４５０以下、０．４４０以下、０．４３０以下、０．４２０以下の順により好ましい。
ＷＯ３含有量は０．００％以上または０．００％超であることができる。ＷＯ３を多く含むガラスは、分光透過率の短波長側の光吸収端が長波長化するため、紫外線の透過率が著しく低い。一方、カメラレンズ等の撮像光学系やプロジェクタ等の投射光学系等の光学系では、色収差を補正するために、異なる光学特性を有する光学ガラスからなる光学素子（レンズ）同士を接合することがある。レンズ同士が接合された接合レンズの作製は、一般に、以下のように行われる。まずレンズ同士の接合面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、レンズ同士を貼り合せる。その後、レンズを通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させる。ここで、レンズを構成する光学ガラスの紫外線透過率が低いと、接着剤の硬化に時間がかかるか、または、硬化が困難となる。したがって、上記光学系に用いられる光学ガラスとしては、分光透過率の短波長側の光吸収端を短波長化された、接合レンズの作製に好適な吸収特性を有する光学ガラスが望ましい。この点から、ＷＯ３含有量は２．００％以下であることが好ましく、１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下、０．１０％以下の順により好ましく、０．００％であることがより一層好ましい。
Ｔａ２Ｏ５含有量は０．００％以上または０．００％超であることができる。Ｔａ２Ｏ５は、高屈折率化成分の中でも高価な成分であり、ガラスの比重を増加させる成分でもある。したがって、ガラスの生産コストを抑えることによりガラスをより安定に供給するとともに比重の増加を抑える観点から、Ｔａ２Ｏ５含有量は５．００％以下であることが好ましく、４．００％以下、３．００％以下、２．００％以下、１．００％以下、０．５０％以下、０．１０％以下の順により好ましく、０．００％であることがより一層好ましい。
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏは、ガラスの熔融性を改善する働きを有するが、多量の導入により屈折率が低下することやガラスの安定性が低下することがある。したがって、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＣｓ２Ｏの合計含有量は５．００％以下であることが好ましく、２．００%以下、１．００％以下、０．８０％以下の順により好ましく、０．００％であってもよい。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、ガラスの熔融性を改善する働きを有するが、多量の導入により屈折率が低下することやガラスの安定性が低下することがある。したがって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量は０．００％以上５．００％以下であることが好ましく、２．００%以下、１．００％以下、０．８０％以下の順により好ましく、０．００％であってもよい。
ＧｅＯ２は、ネットワークを形成する成分であり、屈折率を高める働きもするため、ガラスの安定性を維持しつつ屈折率を高めることができる成分である。しかし、ＧｅＯ２は非常に高価な成分であるため、その含有量を控えることが望まれる成分でもある。ＧｅＯ２含有量は０．００％以上２．００％以下であることが好ましく、１．００％以下、０．８０％以下の順により好ましく、０．００％であってもよい。
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高めるとともにガラスの安定性も高める働きをする。分光透過率の短波長側の吸収端をより短波長化する観点からは、Ｂｉ２Ｏ３含有量は０．００％以上２．００％以下であることが好ましく、１．００％以下、０．８０％以下の順により好ましく、０．００％であってもよい。
Ａｌ２Ｏ３含有量は０．００％以上２．００％以下であることが好ましく、１．００％以下、０．８０％以下の順により好ましく、０．００％であってもよい。Ａｌ２Ｏ３は、少量の導入によりガラスの安定性および化学的耐久性を改善する働きをすることができる成分である。
Ｓｂ２Ｏ３は、清澄剤として添加可能な成分である。少量の添加でＦｅ等の不純物混入による光線透過率の低下を抑える働きをすることもできるが、Ｓｂ２Ｏ３の添加量を多くすると、ガラスの着色が増加傾向を示す。したがって、Ｓｂ２Ｏ３の添加量は、外割りで０．００％以上０．１０％以下であることが好ましく、より好ましくは０．００%以上０．０５％以下、更に好ましくは０．００％以上０．０３％以下である。外割りによるＳｂ２Ｏ３含有量とは、Ｓｂ２Ｏ３以外のガラス成分の含有量の合計を１００質量％としたときの質量％表示によるＳｂ２Ｏ３の含有量を意味する。
ＳｎＯ２も清澄剤として添加可能であるが、外割りで１．００％を超えて添加するとガラスが着色したり、ガラスを加熱、軟化してプレス成形等の再成形をする際に、Ｓｎが結晶核生成の起点となって失透傾向が生じる。したがって、ＳｎＯ２の添加量を外割りで０．００％以上１．００％以下とすることが好ましく、０．００％以上０．５０％以下とすることがより好ましく、添加しないことが特に好ましい。外割りによるＳｎＯ２含有量とは、ＳｎＯ２以外のガラス成分の含有量の合計を１００質量％としたときの質量％表示によるＳｎＯ２の含有量を意味する。
上記光学ガラスは、Ｌｕ、Ｈｆといった成分を含有させることなく作製することができる。Ｌｕ、Ｈｆは高価な成分であるため、Ｌｕ２Ｏ３、ＨｆＯ２の含有量をそれぞれ０．００％以上２．００％以下に抑えることが好ましく、それぞれ０．００％以上１．００％以下に抑えることがより好ましく、それぞれ０．００％以上０．８０％以下に抑えることが更に好ましく、それぞれ０．００％以上０．１０％以下に抑えることが一層好ましく、Ｌｕ２Ｏ３を導入しないこと、ＨｆＯ２を導入しないことがそれぞれ特に好ましい。
また、環境影響に配慮し、Ａｓ、Ｐｂ、Ｕ、Ｔｈ、Ｔｅ、Ｃｄも導入しないことが好ましい。
更に、ガラスの優れた光線透過性を活かす観点から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
また、環境影響に配慮し、Ａｓ、Ｐｂ、Ｕ、Ｔｈ、Ｔｅ、Ｃｄも導入しないことが好ましい。
更に、ガラスの優れた光線透過性を活かす観点から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。
Ｆは、熔融時のガラスの揮発性を著しく高め、ガラスの光学特性の安定性および均質性を低下させる原因になる成分である。Ｆ含有量は、先に記載したように求められる酸化物基準のガラス組成の合計含有量１００質量％に対するＦ元素の外割での含有量（単位：質量％）で規定することができる。上記光学ガラスにおいて、こうして規定されるＦ含有量は０．１０％未満であることが好ましく、０．０８％未満であることがより好ましく、０．０５％未満であることが更に好ましい。Ｆ含有量は０．００％以上であることができ、０．００％であってもよい。
＜ガラス物性＞
（屈折率ｎｄ）
上記光学ガラスは、屈折率の高いガラスであることができる。上記光学ガラスの屈折率ｎｄは、２．０００以上であることが好ましく、２．０２０以上、２．０４０以上、２．０６０以上の順により好ましい。上記光学ガラスの屈折率ｎｄは、例えば、２．１６０以下、２．１５０以下、２．１４０以下または２．１３０以下であることができる。本発明および本明細書において、「屈折率」は、「屈折率ｎｄ」を意味する。
（屈折率ｎｄ）
上記光学ガラスは、屈折率の高いガラスであることができる。上記光学ガラスの屈折率ｎｄは、２．０００以上であることが好ましく、２．０２０以上、２．０４０以上、２．０６０以上の順により好ましい。上記光学ガラスの屈折率ｎｄは、例えば、２．１６０以下、２．１５０以下、２．１４０以下または２．１３０以下であることができる。本発明および本明細書において、「屈折率」は、「屈折率ｎｄ」を意味する。
（アッベ数νｄ）
アッベ数νｄは分散性に関する性質を表す値であり、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における各屈折率ｎｄ、ｎＦ、ｎＣを用いてνｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）と表される。光学素子用材料としての有用性の観点から、上記光学ガラスのアッベ数νｄは、２１．００以上であることが好ましく、２１．５０以上、２２．００以上、２２．２５以上、２２．５０以上、２３．００以上、２３．５０以上、２４．００以上、２４．５０以上、２５．００以上の順により好ましい。
アッベ数νｄは分散性に関する性質を表す値であり、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線における各屈折率ｎｄ、ｎＦ、ｎＣを用いてνｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）と表される。光学素子用材料としての有用性の観点から、上記光学ガラスのアッベ数νｄは、２１．００以上であることが好ましく、２１．５０以上、２２．００以上、２２．２５以上、２２．５０以上、２３．００以上、２３．５０以上、２４．００以上、２４．５０以上、２５．００以上の順により好ましい。
（ビッカース硬度Ｈｖ）
上記光学ガラスは、高硬度のガラスであることができる。硬度の指標としては、ビッカース硬度Ｈｖを挙げることができる。本発明および本明細書におけるビッカース硬度Ｈｖは、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に記載の測定方法に準じ、実施例について後述する方法によって求められる値である。
上記光学ガラスのビッカース硬度Ｈｖは、７８０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上であることが好ましく、７９０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上、８００ｋｇｆ・ｍｍ－２以上、８１０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上の順により好ましい。上記光学ガラスのビッカース硬度Ｈｖは、例えば９１０ｋｇｆ・ｍｍ－２以下、９００ｋｇｆ・ｍｍ－２以下または８９０ｋｇｆ・ｍｍ－２以下であることができるが、ビッカース硬度Ｈｖの値が大きいことは機械加工におけるクラック、割れ等の発生を抑制する観点から好ましいため、上記光学ガラスのビッカース硬さＨｖについて、上限は特に限定されない。
上記光学ガラスは、高硬度のガラスであることができる。硬度の指標としては、ビッカース硬度Ｈｖを挙げることができる。本発明および本明細書におけるビッカース硬度Ｈｖは、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に記載の測定方法に準じ、実施例について後述する方法によって求められる値である。
上記光学ガラスのビッカース硬度Ｈｖは、７８０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上であることが好ましく、７９０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上、８００ｋｇｆ・ｍｍ－２以上、８１０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上の順により好ましい。上記光学ガラスのビッカース硬度Ｈｖは、例えば９１０ｋｇｆ・ｍｍ－２以下、９００ｋｇｆ・ｍｍ－２以下または８９０ｋｇｆ・ｍｍ－２以下であることができるが、ビッカース硬度Ｈｖの値が大きいことは機械加工におけるクラック、割れ等の発生を抑制する観点から好ましいため、上記光学ガラスのビッカース硬さＨｖについて、上限は特に限定されない。
（比重）
光学系を構成する光学素子では、光学素子を構成するガラスの屈折率と光学素子の光学機能面（制御しようとする光線が入射、出射する面）の曲率によって、屈折力が決まる。光学機能面の曲率を大きくしようとすると、光学素子の厚みも増加する。その結果、光学素子が重くなる。これに対し、屈折率の高いガラスを使用すれば、光学機能面の曲率を大きくしなくても大きな屈折力を得ることができる。
以上より、ガラスの比重の増加を抑えつつ、屈折率を高めることができれば、一定の屈折力を有する光学素子の軽量化が可能となる。
以上の観点から、上記光学ガラスの比重は、５．２０以下であることが好ましく、５．１５以下、５．１０以下の順により好ましい。比重が低いほど光学素子の軽量化の観点から好ましいため、上記光学ガラスの比重について、下限は特に限定されない。一形態では、比重は、４．７５以上、４．８０以上または４．８５以上であることができる。
光学系を構成する光学素子では、光学素子を構成するガラスの屈折率と光学素子の光学機能面（制御しようとする光線が入射、出射する面）の曲率によって、屈折力が決まる。光学機能面の曲率を大きくしようとすると、光学素子の厚みも増加する。その結果、光学素子が重くなる。これに対し、屈折率の高いガラスを使用すれば、光学機能面の曲率を大きくしなくても大きな屈折力を得ることができる。
以上より、ガラスの比重の増加を抑えつつ、屈折率を高めることができれば、一定の屈折力を有する光学素子の軽量化が可能となる。
以上の観点から、上記光学ガラスの比重は、５．２０以下であることが好ましく、５．１５以下、５．１０以下の順により好ましい。比重が低いほど光学素子の軽量化の観点から好ましいため、上記光学ガラスの比重について、下限は特に限定されない。一形態では、比重は、４．７５以上、４．８０以上または４．８５以上であることができる。
（着色度λ５）
ガラスの光線透過性、詳しくは、短波長側の光吸収端の長波長化が抑制されていることは、着色度λ５および／または着色度λ７０によって評価することができる。着色度λ５とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ１０ｍｍのガラスの分光透過率（表面反射損失を含む）が５％となる波長を表す。着色度λ７０とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ１０ｍｍのガラスの分光透過率（表面反射損失を含む）が７０％となる波長を表す。後述の実施例に示すλ５およびλ７０は、２５０～７００ｎｍの波長域において測定された値である。分光透過率とは、例えばより詳しくは、１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な平面を有するガラス試料を用い、上記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、上記ガラス試料に入射する光の強度をＩｉｎ、上記ガラス試料を透過した光の強度をＩｏｕｔとしたときのＩｏｕｔ／Ｉｉｎのことである。
着色度λ５および／またはλ７０によれば、分光透過率の短波長側の吸収端を定量的に評価することができる。接合レンズ作製のためにレンズ同士を紫外線硬化型接着剤により接合する際等には、光学素子を通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させることが行われる。効率よく紫外線硬化型接着剤の硬化を行う観点からは、分光透過率の短波長側の吸収端が短い波長域にあることが好ましい。この短波長側の吸収端を定量的に評価する指標として、着色度λ５および／またはλ７０を用いることができる。上記光学ガラスは、好ましくは４２０ｎｍ以下のλ５を示すことができる。λ５は、４１５ｎｍ以下、４１０ｎｍ以下、４０５ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３９５ｎｍ以下の順により好ましい。また、上記光学ガラスは、好ましくは６００ｎｍ以下のλ７０を示すことができる。λ７０は、５９５ｎｍ以下、５９０ｎｍ以下、５８５ｎｍ以下、５８０ｎｍ以下、５７５ｎｍ以下の順により好ましい。λ５およびλ７０は、低いほど好ましく、下限は特に限定されるものではない。
ガラスの光線透過性、詳しくは、短波長側の光吸収端の長波長化が抑制されていることは、着色度λ５および／または着色度λ７０によって評価することができる。着色度λ５とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ１０ｍｍのガラスの分光透過率（表面反射損失を含む）が５％となる波長を表す。着色度λ７０とは、紫外域から可視域にかけて、厚さ１０ｍｍのガラスの分光透過率（表面反射損失を含む）が７０％となる波長を表す。後述の実施例に示すλ５およびλ７０は、２５０～７００ｎｍの波長域において測定された値である。分光透過率とは、例えばより詳しくは、１０．０±０．１ｍｍの厚さに研磨された互いに平行な平面を有するガラス試料を用い、上記研磨された面に対して垂直方向から光を入射して得られる分光透過率、すなわち、上記ガラス試料に入射する光の強度をＩｉｎ、上記ガラス試料を透過した光の強度をＩｏｕｔとしたときのＩｏｕｔ／Ｉｉｎのことである。
着色度λ５および／またはλ７０によれば、分光透過率の短波長側の吸収端を定量的に評価することができる。接合レンズ作製のためにレンズ同士を紫外線硬化型接着剤により接合する際等には、光学素子を通して接着剤に紫外線を照射し接着剤を硬化させることが行われる。効率よく紫外線硬化型接着剤の硬化を行う観点からは、分光透過率の短波長側の吸収端が短い波長域にあることが好ましい。この短波長側の吸収端を定量的に評価する指標として、着色度λ５および／またはλ７０を用いることができる。上記光学ガラスは、好ましくは４２０ｎｍ以下のλ５を示すことができる。λ５は、４１５ｎｍ以下、４１０ｎｍ以下、４０５ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３９５ｎｍ以下の順により好ましい。また、上記光学ガラスは、好ましくは６００ｎｍ以下のλ７０を示すことができる。λ７０は、５９５ｎｍ以下、５９０ｎｍ以下、５８５ｎｍ以下、５８０ｎｍ以下、５７５ｎｍ以下の順により好ましい。λ５およびλ７０は、低いほど好ましく、下限は特に限定されるものではない。
（ガラス転移温度Ｔｇ）
上記光学ガラスのガラス転移温度Ｔｇは、機械加工性の観点からは、６４０．０℃以上であることが好ましく、６５０．０℃以上であることがより好ましく、６６０．０℃以上であることが更に好ましい。ガラス転移温度が高いガラスは、切断、切削、研削、研磨等のガラスの機械加工を行う際に破損しにくい傾向があり好ましい。一方、アニール炉や成形型への負担軽減の観点からは、ガラス転移温度Ｔｇは、８５０．０℃以下であることが好ましく、８４０．０℃以下、８３０．０℃以下、８２０．０℃以下、８１０．０℃以下の順により好ましい。
上記光学ガラスのガラス転移温度Ｔｇは、機械加工性の観点からは、６４０．０℃以上であることが好ましく、６５０．０℃以上であることがより好ましく、６６０．０℃以上であることが更に好ましい。ガラス転移温度が高いガラスは、切断、切削、研削、研磨等のガラスの機械加工を行う際に破損しにくい傾向があり好ましい。一方、アニール炉や成形型への負担軽減の観点からは、ガラス転移温度Ｔｇは、８５０．０℃以下であることが好ましく、８４０．０℃以下、８３０．０℃以下、８２０．０℃以下、８１０．０℃以下の順により好ましい。
（Ｔｘ－Ｔｇ）
ガラス安定性に関して、結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇとの差（Ｔｘ－Ｔｇ）は、一度固化したガラスを再加熱するときの耐失透性の指標とすることができる。結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｘ－Ｔｇ）が大きいガラスほど、上記の耐失透性に優れると考えることができる。
ガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘは、次のようにして求められる。示差走査熱量分析において、ガラス試料を昇温すると比熱の変化に伴う吸熱挙動、即ち、吸熱ピークが現れ、更に昇温すると発熱ピークが現れる。示差走査熱量分析では横軸を温度、縦軸を試料の発熱吸熱に対応する量とする示差走査熱量曲線（ＤＳＣ曲線）が得られる。この曲線でベースラインから吸熱ピークが現れる際に傾きが最大になる点における接線と前記ベースラインの交点をガラス転移温度Ｔｇとし、発熱ピークが現れる際に傾きが最大になる点における接線と前記ベースラインの交点を結晶化温度Ｔｘとする。 ガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘの測定は、ガラスを乳鉢等で十分粉砕したものを試料とし、示差走査熱量計を使用して、昇温速度を１０℃／分として行うことができる。
ガラス素材を加熱、軟化して所要の形状に成形するリヒートプレス成形法では、ガラス素材をガラス転移温度より高温に加熱する。成形時のガラスの温度が、結晶化温度域に達すると失透するので、（Ｔｘ－Ｔｇ）が小さいガラスは、失透を防止しつつ成形を行う上で不利な傾向がある。反対に（Ｔｘ－Ｔｇ）が大きいガラスは、失透せずに再加熱、軟化して成形を行う上で有利な傾向がある。
上記理由により、結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｘ－Ｔｇ）は、８０．０℃以上であることが好ましく、９０．０℃以上、１００．０℃以上、１１０．０℃以上、１２０．０℃以上の順により好ましい。（Ｔｘ－Ｔｇ）は、例えば、３００．０℃以下、２８０．０℃以下、２６０．０℃以下、２４０．０℃以下、２２０．０℃以下まあは２００．０℃以下であることができるが、ここに例示した値を上回ることもできる。
また、結晶化温度Ｔｘは、耐結晶化性の観点からは、８５０．０℃以上であることが好ましく、８６０．０℃以上、８７０．０℃以上、８８０．０℃以上の順により好ましい。
ガラス安定性に関して、結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇとの差（Ｔｘ－Ｔｇ）は、一度固化したガラスを再加熱するときの耐失透性の指標とすることができる。結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｘ－Ｔｇ）が大きいガラスほど、上記の耐失透性に優れると考えることができる。
ガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘは、次のようにして求められる。示差走査熱量分析において、ガラス試料を昇温すると比熱の変化に伴う吸熱挙動、即ち、吸熱ピークが現れ、更に昇温すると発熱ピークが現れる。示差走査熱量分析では横軸を温度、縦軸を試料の発熱吸熱に対応する量とする示差走査熱量曲線（ＤＳＣ曲線）が得られる。この曲線でベースラインから吸熱ピークが現れる際に傾きが最大になる点における接線と前記ベースラインの交点をガラス転移温度Ｔｇとし、発熱ピークが現れる際に傾きが最大になる点における接線と前記ベースラインの交点を結晶化温度Ｔｘとする。 ガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘの測定は、ガラスを乳鉢等で十分粉砕したものを試料とし、示差走査熱量計を使用して、昇温速度を１０℃／分として行うことができる。
ガラス素材を加熱、軟化して所要の形状に成形するリヒートプレス成形法では、ガラス素材をガラス転移温度より高温に加熱する。成形時のガラスの温度が、結晶化温度域に達すると失透するので、（Ｔｘ－Ｔｇ）が小さいガラスは、失透を防止しつつ成形を行う上で不利な傾向がある。反対に（Ｔｘ－Ｔｇ）が大きいガラスは、失透せずに再加熱、軟化して成形を行う上で有利な傾向がある。
上記理由により、結晶化温度Ｔｘとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｘ－Ｔｇ）は、８０．０℃以上であることが好ましく、９０．０℃以上、１００．０℃以上、１１０．０℃以上、１２０．０℃以上の順により好ましい。（Ｔｘ－Ｔｇ）は、例えば、３００．０℃以下、２８０．０℃以下、２６０．０℃以下、２４０．０℃以下、２２０．０℃以下まあは２００．０℃以下であることができるが、ここに例示した値を上回ることもできる。
また、結晶化温度Ｔｘは、耐結晶化性の観点からは、８５０．０℃以上であることが好ましく、８６０．０℃以上、８７０．０℃以上、８８０．０℃以上の順により好ましい。
（部分分散特性）
色収差補正の観点から、上記光学ガラスは、アッベ数νｄを固定したとき部分分散比が小さいガラスであることが好ましい。
ここで、部分分散比Ｐｇ，Ｆは、ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを用いて、（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎｃ）と表される。高次の色収差補正に好適なガラスを提供する観点から、上記光学ガラスの部分分散比Ｐｇ，Ｆは、０．５５０以上であることが好ましく、０．５７５以上であることがより好ましく、また、０．７１５以下であることが好ましく、０．６９０以下であることがより好ましい。
色収差補正の観点から、上記光学ガラスは、アッベ数νｄを固定したとき部分分散比が小さいガラスであることが好ましい。
ここで、部分分散比Ｐｇ，Ｆは、ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを用いて、（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎｃ）と表される。高次の色収差補正に好適なガラスを提供する観点から、上記光学ガラスの部分分散比Ｐｇ，Ｆは、０．５５０以上であることが好ましく、０．５７５以上であることがより好ましく、また、０．７１５以下であることが好ましく、０．６９０以下であることがより好ましい。
＜光学ガラスの製造方法＞
上記光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物等を秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。
上記光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物等を秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。
［プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、およびそれらの製造方法］
本発明の他の一態様は、
上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材；
上記光学ガラスからなる光学素子ブランク、
に関する。
本発明の他の一態様は、
上記光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材；
上記光学ガラスからなる光学素子ブランク、
に関する。
本発明の他の一態様によれば、
上記光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法；
上記光学ガラスプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法；
上記光学ガラスガラスを光学素子ブランクに成形する工程を備える光学素子ブランクの製造方法、
も提供される。
上記光学ガラスをプレス成形用ガラス素材に成形する工程を備えるプレス成形用ガラス素材の製造方法；
上記光学ガラスプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより光学素子ブランクを作製する工程を備える光学素子ブランクの製造方法；
上記光学ガラスガラスを光学素子ブランクに成形する工程を備える光学素子ブランクの製造方法、
も提供される。
光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、光学素子の形状に研磨しろ（研磨により除去することになる表面層）、必要に応じて研削しろ（研削により除去することになる表面層）を加えた光学素子母材である。光学素子ブランクの表面を研削、研磨することにより、光学素子が仕上げられる。一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスをプレス成形する方法（ダイレクトプレス法と呼ばれる。）により、光学素子ブランクを作製することができる。他の一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスを固化することにより光学素子ブランクを作製することもできる。
また、他の一態様では、プレス成形用ガラス素材を作製し、作製したプレス成形用ガラス素材をプレス成形することにより、光学素子ブランクを作製することができる。
プレス成形用ガラス素材のプレス成形は、加熱して軟化した状態にあるプレス成形用ガラス素材をプレス成形型でプレスする公知の方法により行うことができる。加熱、プレス成形は、ともに大気中で行うことができる。プレス成形後にアニールしてガラス内部の歪を低減することにより、均質な光学素子ブランクを得ることができる。
プレス成形用ガラス素材は、そのままの状態で光学素子ブランク作製のためのプレス成形に供されるプレス成形用ガラスゴブと呼ばれるものに加え、切断、研削、研磨等の機械加工を施してプレス成形用ガラスゴブを経てプレス成形に供されるものも含む。切断方法としては、ガラス板の表面の切断したい部分にスクライビングと呼ばれる方法で溝を形成し、溝が形成された面の裏面から溝の部分に局所的な圧力を加えて、溝の部分でガラス板を割る方法や、切断刃によってガラス板をカットする方法等がある。また、研削、研磨方法としてはバレル研磨等が挙げられる。
プレス成形用ガラス素材は、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込みガラス板に成形し、このガラス板を複数のガラス片に切断することにより作製することができる。または、適量の熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラスゴブを作製することもできる。プレス成形用ガラスゴブを、再加熱、軟化してプレス成形して作製することにより、光学素子ブランクを作製することもできる。ガラスを再加熱、軟化してプレス成形して光学素子ブランクを作製する方法は、ダイレクトプレス法に対してリヒートプレス法と呼ばれる。
［光学素子およびその製造方法］
本発明の他の一態様は、
上記光学ガラスからなる光学素子
に関する。
上記光学素子は、上記光学ガラスを用いて作製される。上記光学素子において、ガラス表面には、例えば、反射防止膜等の多層膜等、一層以上のコーティングが形成されていてもよい。
本発明の他の一態様は、
上記光学ガラスからなる光学素子
に関する。
上記光学素子は、上記光学ガラスを用いて作製される。上記光学素子において、ガラス表面には、例えば、反射防止膜等の多層膜等、一層以上のコーティングが形成されていてもよい。
また、本発明の一態様によれば、
上述の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法、
も提供される。
上述の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより光学素子を作製する工程を備える光学素子の製造方法、
も提供される。
上記光学素子の製造方法において、研削、研磨等の機械加工は公知の方法を適用して行うことができ、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させる等することにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。このようにして、上記ガラスからなる光学素子を得ることができる。光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ等の各種のレンズ、プリズム等を例示することができる。
また、上記光学ガラスからなる光学素子は、接合光学素子を構成するレンズとしても好適である。接合光学素子としては、レンズ同士を接合したもの（接合レンズ）、レンズとプリズムを接合したもの等を例示することができる。例えば、接合光学素子は、接合する２つの光学素子の接合面を形状が反転形状となるように精密に加工（例えば、球面研磨加工）し、接合レンズの接着に使用される紫外線硬化型接着剤を塗布し、貼り合わせてからレンズを通して紫外線を照射し接着剤を硬化させることで作製することができる。このように接合光学素子を作製するために、上記ガラスは好ましい。接合する複数個の光学素子を、アッベ数νｄが相違する複数種のガラスを用いてそれぞれ作製し、接合することにより、色収差の補正に好適な素子とすることができる。
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に示す実施形態に限定されるものではない。
（実施例１）
以下の表に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当する硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等を用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とした。
この調合原料を白金製坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、表１（表１－１～表１－３）に示す各光学ガラスを得た。
このようにして得られた光学ガラスの諸物性を以下の表に示す。
光学ガラスの諸物性は、以下に示す方法により測定した。
以下の表に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当する硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等を用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とした。
この調合原料を白金製坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、表１（表１－１～表１－３）に示す各光学ガラスを得た。
このようにして得られた光学ガラスの諸物性を以下の表に示す。
光学ガラスの諸物性は、以下に示す方法により測定した。
＜光学ガラスの物性評価＞
（１）屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ
降温速度－３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを測定した。
（１）屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ
降温速度－３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを測定した。
（２）ビッカース硬度Ｈｖ
互いに対向する光学研磨された２つの平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラス試料について、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に記載の測定方法に準拠し、試験力０．３ｋｇｆ（２．９４２Ｎ）、保持時間１５秒にて測定を行った。測定は５回行い、得られた測定値の算術平均を、測定対象のガラスのビッカース硬度ｖとした。
互いに対向する光学研磨された２つの平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラス試料について、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に記載の測定方法に準拠し、試験力０．３ｋｇｆ（２．９４２Ｎ）、保持時間１５秒にて測定を行った。測定は５回行い、得られた測定値の算術平均を、測定対象のガラスのビッカース硬度ｖとした。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ
ガラスを乳鉢で十分粉砕したものを試料とし、ＮＥＴＺＳＣＨ社製の示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ３３００ＳＡ）を使用し、昇温速度を１０℃／分にしてガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘを測定した。
ガラスを乳鉢で十分粉砕したものを試料とし、ＮＥＴＺＳＣＨ社製の示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ３３００ＳＡ）を使用し、昇温速度を１０℃／分にしてガラス転移温度Ｔｇおよび結晶化温度Ｔｘを測定した。
（４）比重
アルキメデス法により比重を測定した。
アルキメデス法により比重を測定した。
（５）着色度λ５、λ７０
互いに対向する２つの光学研磨された平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラス試料を用い、分光光度計により、研磨された面に対して垂直方向から強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラス試料を透過した光の強度Ｉｏｕｔを測定し、分光透過率Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎを算出し、分光透過率が５％になる波長をλ５とし、分光透過率が７０％になる波長をλ７０とした。
互いに対向する２つの光学研磨された平面を有する厚さ１０±０．１ｍｍのガラス試料を用い、分光光度計により、研磨された面に対して垂直方向から強度Ｉｉｎの光を入射し、ガラス試料を透過した光の強度Ｉｏｕｔを測定し、分光透過率Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎを算出し、分光透過率が５％になる波長をλ５とし、分光透過率が７０％になる波長をλ７０とした。
（６）部分分散比Ｐｇ，Ｆ
降温速度－３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎＦ、ｎｃ、ｎｇを測定し、測定結果から部分分散比Ｐｇ，Ｆを算出した。
降温速度－３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎＦ、ｎｃ、ｎｇを測定し、測定結果から部分分散比Ｐｇ，Ｆを算出した。
（実施例２）
実施例１で得られた各種ガラスを使用し、プレス成形用ガラス塊（ガラスゴブ）を作製した。このガラス塊を大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク（光学素子ブランク）を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
実施例１で得られた各種ガラスを使用し、プレス成形用ガラス塊（ガラスゴブ）を作製した。このガラス塊を大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク（光学素子ブランク）を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
（実施例３）
実施例１において作製した熔融ガラスを所望量、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク（光学素子ブランク）を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
実施例１において作製した熔融ガラスを所望量、プレス成形型でプレス成形し、レンズブランク（光学素子ブランク）を作製した。作製したレンズブランクをプレス成形型から取り出し、アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
（実施例４）
実施例１において作製した熔融ガラスを固化して作製したガラス塊（光学素子ブランク）アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
実施例１において作製した熔融ガラスを固化して作製したガラス塊（光学素子ブランク）アニールし、研磨を含む機械加工を行い、実施例１で作製した各種ガラスからなる球面レンズを作製した。
（実施例５）
実施例２～４において作製した球面レンズを、他種のガラスからなる球面レンズと貼り合せ、接合レンズを作製した。実施例２～４において作製した球面レンズの接合面は凸面、他種のガラスからなる球面レンズの接合面は凹面であった。上記２つの接合面は、互いに曲率半径の絶対値が等しくなるように作製した。接合面に光学素子接合用の紫外線硬化型接着剤を塗布し、２つのレンズを接合面同士で貼り合せた。その後、実施例２～４において作製した球面レンズを通して、接合面に塗布した接着剤に紫外線を照射し、接着剤を固化させた。
上記のようにして接合レンズを作製した。接合レンズの接合強度は十分高く、光学性能も十分なレベルのものであった。
実施例２～４において作製した球面レンズを、他種のガラスからなる球面レンズと貼り合せ、接合レンズを作製した。実施例２～４において作製した球面レンズの接合面は凸面、他種のガラスからなる球面レンズの接合面は凹面であった。上記２つの接合面は、互いに曲率半径の絶対値が等しくなるように作製した。接合面に光学素子接合用の紫外線硬化型接着剤を塗布し、２つのレンズを接合面同士で貼り合せた。その後、実施例２～４において作製した球面レンズを通して、接合面に塗布した接着剤に紫外線を照射し、接着剤を固化させた。
上記のようにして接合レンズを作製した。接合レンズの接合強度は十分高く、光学性能も十分なレベルのものであった。
最後に、前述の各態様を総括する。
一態様によれば、質量基準で、ＳｉＯ２含有量が３．００％以上２０．００％以下、ＴｉＯ２含有量が２０．００％以上４０．００％以下、Ｎｂ２Ｏ５含有量が３．００％以上１５．００％以下、Ｌａ２Ｏ３含有量が２０．００％以上５０．００％以下、ＺｒＯ２含有量が３．００％以上１５．００％以下、Ｌａ２Ｏ３含有量に対するＢ２Ｏ３
含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３）が０．０７０以下、ＳｉＯ２含有量に対するＢ２Ｏ３含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）が０．７００以下、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５との合計含有量の質量比（（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が２．００以上、かつＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量の質量比（（ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が７．００以上である光学ガラスが提供される。
上記光学ガラスは、屈折率および硬度が高い光学ガラスであることができる。
一形態では、上記光学ガラスのＴｉＯ２含有量に対するＳｉＯ２含有量の質量比（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２）は、０．２８０以上０．４３０以下であることができる。
一形態では、上記光学ガラスのＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の合計含有量（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、４０．００％以上５５．００％以下であることができる。
一形態では、上記光学ガラスの屈折率ｎｄは、２．０００以上であることができる。
一形態では、上記光学ガラスのビッカース硬度Ｈｖは、７８０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上であることができる。
一形態では、上記光学ガラスのアッベ数νｄは、２２．００以上であることができる。
一態様によれば、上記光学ガラスからなる光学素子が提供される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを得ることができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを得ることができる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
Claims (7)
- 質量基準で、
ＳｉＯ２含有量が３．００％以上２０．００％以下、
ＴｉＯ２含有量が２０．００％以上４０．００％以下、
Ｎｂ２Ｏ５含有量が３．００％以上１５．００％以下、
Ｌａ２Ｏ３含有量が２０．００％以上５０．００％以下、
ＺｒＯ２含有量が３．００％以上１５．００％以下、
Ｌａ２Ｏ３含有量に対するＢ２Ｏ３ 含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３）が０．０７０以下、
ＳｉＯ２含有量に対するＢ２Ｏ３含有量の質量比（Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２）が０．７００以下、
ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５との合計含有量の質量比（（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が２．００以上、かつ
ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３との合計含有量に対するＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＴｉＯ２の合計含有量の質量比（（ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３））が７．００以上、
である光学ガラス。 - ＴｉＯ２含有量に対するＳｉＯ２含有量の質量比（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２）が０．２８０以上０．４３０以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
- Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の合計含有量（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）が４０．００質量％以上５５．００質量％以下である、請求項１または２に記載の光学ガラス。
- 屈折率ｎｄが２．０００以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- ビッカース硬度Ｈｖが７８０ｋｇｆ・ｍｍ－２以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- アッベ数νｄが２２．００以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
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