WO2013081027A1 - 光学ガラス、光学素子、および光学機器 - Google Patents

光学ガラス、光学素子、および光学機器 Download PDF

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杉山　僚
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光ガラス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical glass, an optical element, and an optical apparatus that can be used for an optical element used in an optical apparatus such as a camera.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-265288 for which it applied on December 2, 2011, and uses the content here.
  • the optical glass which is one embodiment of the present invention is based on the total amount of SiO 2 : 9% by mass to 18% by mass, B 2 O 3 : 3% by mass to 10% by mass, BaO: 20% by mass to 40% by mass. %, Na 2 O: 0.5% by mass or more and 5% by mass or less, K 2 O: 1% by mass or more and 3% by mass or less, ZrO 2 : 1% by mass or more and 6% by mass or less, TiO 2 : 22% by mass or more 28 wt% or less, Nb 2 O 5: containing 8 wt% to 13 wt% or less.
  • the optical glass may contain Al 2 O 3 : 1% by mass or less, CaO: 4% by mass or less, ZnO: 5% by mass or less, and La 2 O 3 : 1% by mass or less.
  • the optical glass may contain less than 1% by mass of rare earth elements in terms of total oxide equivalent.
  • the rare earth elements include La, Gd, Y, Yb, Sc, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Lu.
  • the optical glass may not substantially contain the rare earth element.
  • being substantially free of rare earth elements means that it is not contained as a substantial component of the glass composition beyond the concentration inevitably contained as impurities.
  • the optical glass may have a refractive index (nd) of 1.85 to 1.91 and an Abbe number ( ⁇ d) of 23.5 to 26.0.
  • nd refractive index
  • ⁇ d Abbe number
  • the above optical glass, based on the total amount of the optical glass, Sb 2 O 3: may contain 1 wt% or less.
  • the above optical glass, based on the total amount of the optical glass, WO 3: may contain 1 wt% or less.
  • An optical element according to another aspect of the present invention uses the optical glass as a base material.
  • An optical apparatus according to another aspect of the present invention includes the optical element.
  • an optical glass, an optical element, and an optical apparatus having a high refractive index and high dispersion it is possible to provide an optical glass, an optical element, and an optical apparatus having a high refractive index and high dispersion.
  • the optical glass of the present embodiment includes SiO 2, B 2 O 3, BaO, Na 2 O, K 2 O, ZrO 2, TiO 2, and Nb 2 O 5 as an essential component.
  • the content of each component is 9% to 18% by mass of SiO 2 , 3% to 10% by mass of B 2 O 3 , and 20% to 40% by mass of BaO with respect to the total amount of the optical glass.
  • Na 2 O is 0.5 mass% to 5 mass%
  • K 2 O is 1 mass% to 3 mass%
  • ZrO 2 is 1 mass% to 6 mass%
  • TiO 2 is 22 mass% to 28 mass%.
  • Nb 2 O 5 is 8% by mass or more and 13% by mass or less.
  • the optical glass of the present embodiment may contain one or more of Al 2 O 3 , CaO, ZnO, and La 2 O 3 as optional components in addition to the essential components.
  • each component is such that Al 2 O 3 is 1% by mass or less, CaO is 4% by mass or less, ZnO is 5% by mass or less, and La 2 O 3 is less than 1% by mass with respect to the total amount of the optical glass. .
  • the content of each component is shown on an oxide basis.
  • the oxide standard notation is based on the assumption that the oxide, composite salt, metal fluoride, etc. used as the raw material of the optical glass of the present embodiment are all decomposed and changed to oxide during melting. It represents the mass% of the product oxide of each component.
  • SiO 2 content can be 16 wt% or less 11% by mass or more. If the SiO 2 content is too low, devitrification of the optical glass may easily occur. In addition, the viscosity at the time of melting the glass may be reduced, making it difficult to form. Moreover, if the SiO 2 content is too high, the optical glass may be easily colored. Moreover, it may be difficult to obtain a high refractive index.
  • B 2 O 3 is, by more than 10 wt% 3 wt% or more content, increase devitrification stability, and can be molded excellently. In addition, a high refractive index can be achieved. Further, by the content of B 2 O 3 ratio to a value within the above range, it may be possible to improve the coloring properties of the optical glass. If the content of B 2 O 3 is too low, the meltability deteriorates and the glass tends to devitrify, and if it is too high, it may not be easy to increase the refractive index. In addition, the viscosity at the time of melting may decrease and molding may not be easy.
  • Al 2 O 3 is a component effective for improving the devitrification resistance and chemical durability of glass, and can be blended with an upper limit of 1% by mass. There is a possibility that the colorability of the optical glass can be improved by the addition of Al 2 O 3 . When the content of Al 2 O 3 exceeds 1% by weight, the devitrification resistance of the optical glass may be affected.
  • the Al 2 O 3 content can be set to 0.6% by mass or less.
  • BaO has an effect as an excellent flux, and improves the devitrification stability by increasing its content to 20% by mass or more and 40% by mass or less, and increases the refractive index without coloring the glass. Can do. If the content of BaO is too low, the above effect may not be sufficiently exhibited. If the content of BaO is too high, the chemical durability of the optical glass may be affected. Moreover, devitrification stability may be reduced.
  • CaO has the effect of reducing the specific gravity of glass and improving chemical durability and devitrification stability, and can be blended with an upper limit of 4% by mass. Moreover, there is a possibility that the colorability of the optical glass can be improved by adjusting the CaO content. If the CaO content exceeds 4% by weight, the meltability and devitrification stability may deteriorate.
  • the CaO content can be 1% by mass or more and 2.4% by mass or less.
  • Both Na 2 O and K 2 O are useful for improving the meltability of the glass.
  • the Na 2 O content can be 0.5 mass% or more and 3 mass% or less. If the Na 2 O content is too low, the above effects cannot be obtained. If it is too high, the chemical durability is lowered, the volatilization amount is increased at the time of pressing or melting, and the moldability is lowered due to the decrease in viscosity at the time of melting. Or, devitrification stability may decrease.
  • K 2 O content can be 1% by mass or more and 1.5% by mass or less.
  • Na 2 O and K 2 O can have a total content of 1.5% by mass or more and 8% by mass or less.
  • La 2 O 3 has an effect of increasing the refractive index and improving the devitrification stability, and can be blended with the content of less than 1% by mass. If the content of La 2 O 3 is too high, the meltability deteriorates and devitrification tends to occur. La 2 O 3 may not be substantially contained.
  • ZrO 2 has an effect of increasing the refractive index and dispersion, and by setting the content thereof to 1% by mass or more and 6% by mass or less, the refractive index and dispersion can be increased without coloring the glass. If the ZrO 2 content is too low, the effect of increasing the refractive index and dispersion will be low. If it is too high, the meltability will deteriorate and the devitrification stability may deteriorate.
  • the ZrO 2 content can be 3.6% by mass or more and 6% by mass or less.
  • TiO 2 has the effect of increasing the refractive index and dispersion of the glass. By setting the content to 22% by mass or more and 28% by mass or less, the refractive index and dispersion of the glass are increased and the glass is not colored. The permeability stability can be improved. If the TiO 2 content is too low, the effect of increasing the refractive index and dispersion is not sufficiently exhibited, and the devitrification stability may be lowered. If the TiO 2 content is too high, the glass may be easily colored.
  • Nb 2 O 5 by setting the content of 8 wt% or more 13 wt% or less, increasing the refractive index and dispersion of the glass, and it is possible to improve the devitrification stability.
  • Nb 2 O 5 may affect the colorability of the optical glass. If the content of Nb 2 O 5 is too low, the effects of increasing the refractive index and dispersion are not sufficiently exhibited, and if it is too high, the devitrification stability may be lowered.
  • Nb 2 O 5 content can be 10.5 mass% or less 8 mass% or more.
  • the optical glass of this embodiment may contain Sb 2 O 3 as an optional component.
  • the content of Sb 2 O 3 content of may be 1% by mass or less with respect to the total amount of the optical glass (e.g. 0.1 wt% or less).
  • the optical glass of this embodiment may contain WO 3 as an optional component.
  • WO 3 has the effect of increasing the refractive index and dispersion of glass and improving devitrification stability.
  • the content of WO 3 can be 1% by mass or less (for example, 0.1% by mass or less) with respect to the total amount of the optical glass.
  • Li 2 O 3 mass% or less, Ta 2 O 5 3 mass% or less, MgO 10 mass% or less, SrO 10 mass% or less, Y 2 O 3 1 mass% or less, Gd 2 O 3 1 mass % Or less and Yb 2 O 3 can be 1% by mass or less.
  • As 2 O 3 can also be added to the optical glass of this embodiment as a defoaming agent.
  • the addition amount of a defoamer is 0.5 mass% or less with respect to the whole quantity of optical glass, for example.
  • the optical glass of the present embodiment can be configured to contain substantially no rare earth element or to contain rare earth elements in an amount of less than 1% by mass in terms of oxides. According to the glass composition of the present embodiment, an optical glass excellent in transmittance and devitrification resistance with a high refractive index and high dispersion even if it contains substantially no rare earth element or contains only a small amount. As a result, problems such as an increase in raw material costs and instability of raw material availability due to the use of rare earth elements can be avoided.
  • the optical glass of the present embodiment has the above-described configuration, and has a high refractive index (nd) of 1.85 to 1.91 and an Abbe number ( ⁇ d) of 23.5 to 26.0. Dispersion optical glass.
  • the optical glass in the present embodiment can be produced by a usual method.
  • raw materials such as oxides, carbonates and nitrates are prepared so as to have a target composition, and melted at 1100 to 1400 ° C.
  • the mixture is homogenized by stirring and blown out of bubbles, and then cast into a mold.
  • a high-purity product having a low impurity content can be used as the raw material.
  • a high-purity product can be used as one or more of SiO 2 raw material, BaO raw material, and TiO 2 raw material.
  • a high-purity product includes 99.85% by mass or more of its components.
  • the amount of impurities is reduced.
  • the internal transmittance of light having a wavelength of 410 nm or less can be increased.
  • the internal transmittance of light having a wavelength of 410 nm or less can be 80% or more.
  • FIG. 1 shows an image pickup apparatus 1 (optical apparatus) including a lens 4 (optical element) using an optical glass as a base material in the present embodiment.
  • the imaging device 1 is a so-called digital single-lens reflex camera.
  • a lens barrel 3 is detachably attached to a lens mount (not shown) of a camera body 2, and the lens 4 of the lens barrel 3 is attached.
  • the light that has passed through is imaged on the sensor chip (solid-state imaging device) 5 of the multichip module 7 disposed on the back side of the camera body 2.
  • the sensor chip 5 is a bare chip such as a so-called CMOS image sensor.
  • the multichip module 7 is, for example, a COG (Chip On Glass) type module in which the sensor chip 5 is bare-chip mounted on the glass substrate 6.
  • the imaging device is not limited to a digital single-lens reflex camera, and includes various optical devices including imaging means such as other interchangeable lens cameras, compact cameras, industrial cameras, and camera modules for smartphones. Examples of the optical device are not limited to the imaging device, but may include a projector, an interchangeable lens for a camera, a microscope, various laser devices, and the like. As an optical element, not only a lens but a prism can be mentioned.
  • composition example of this embodiment is shown below, this embodiment is not limited to these composition examples.
  • Raw materials such as oxides, carbonates and nitrates are prepared at a predetermined ratio so as to have the composition ratio shown in Table 1, and melted by heating at 1200 to 1400 ° C. in a crucible, and then molded and gradually cooled to form optical glass. I got a product.
  • Tables 1 to 3 show the oxide-based constituent ratios of the respective components in mass%.
  • the refractive index (nd) and Abbe number ( ⁇ d) with respect to d-line of the optical glass were measured.
  • the optical glass was examined for devitrification and coloring.
  • composition example 9 high refractive index (nd) was obtained by addition of rare earth element (La 2 O 3 ), but devitrification occurred.
  • Composition Example 1 which is one embodiment of the present invention, no rare earth element is used, but high refractive index and high dispersion can be achieved without causing devitrification.
  • Composition Example 10 containing BaO exceeding 40% by mass the devitrification stability was lowered.
  • the glass composition of the aspect of the present invention it was possible to achieve high refractive index and high dispersion without using rare earth elements (La 2 O 3 or the like).
  • the amount of expensive rare earth elements used can be suppressed, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • Composition Examples 11 to 13 where the B 2 O 3 content is outside the above range
  • Composition Example 14 where the CaO content is outside the above range
  • the devitrification stability is lower than that in Composition Example 1.

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Abstract

　光学ガラスであって、前記光学ガラスの全量に対して、ＳｉＯ２：９質量％以上１８質量％以下、Ｂ２Ｏ３：３質量％以上１０質量％以下、ＢａＯ：２０質量％以上４０質量％以下、Ｎａ２Ｏ：０．５質量％以上５質量％以下、Ｋ２Ｏ：１質量％以上３質量％以下、ＺｒＯ２：１質量％以上６質量％以下、ＴｉＯ２：２２質量％以上２８質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５：８質量％以上１３質量％以下、を含む。

Description

光学ガラス、光学素子、および光学機器
　本発明は、例えばカメラなどの光学機器に用いられる光学素子に使用可能な光学ガラス、光学素子、および光学機器に関する。
　本願は、２０１１年１２月２日に出願された特願２０１１－２６５２８８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、光学機器の高機能化が進み、レンズ等の光学素子にも高い性能が要求されている。このため、例えば高屈折率かつ高分散等の特性を有する光学素子に適した光学ガラスが求められている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００７－２５４１９７号公報
　しかしながら、従来の光学ガラスでは、高屈折率化を図るための成分調整によって失透安定性が低下することがあった。また、高分散を得るための成分調整によって、ガラスが着色しやすくなることがあった。
　本発明の態様は、高屈折率かつ高分散であり、失透安定性に優れ、しかも着色の問題が生じない光学ガラス、光学素子、および光学機器を提供することを目的とする。
　本発明の一態様である光学ガラスは、全量に対して、ＳｉＯ２：９質量％以上１８質量％以下、Ｂ２Ｏ３：３質量％以上１０質量％以下、ＢａＯ：２０質量％以上４０質量％以下、Ｎａ２Ｏ：０．５質量％以上５質量％以下、Ｋ２Ｏ：１質量％以上３質量％以下、ＺｒＯ２：１質量％以上６質量％以下、ＴｉＯ２：２２質量％以上２８質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５：８質量％以上１３質量％以下を含む。
　上記光学ガラスは、Ａｌ２Ｏ３：１質量％以下、ＣａＯ：４質量％以下、ＺｎＯ：５質量％以下、Ｌａ２Ｏ３：１質量％未満を含んでもよい。
　上記光学ガラスは、希土類元素を酸化物換算の合計量で１質量％未満含んでも良い。ここで希土類元素にはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕが含まれる。
　上記光学ガラスは、前記の希土類元素を実質的に含有しなくてもよい。ここで希土類元素を実質的に含有しないとは、不純物として不可避的に含有される濃度を超えて、ガラス組成物の実質的な構成成分として含有されないことを意味する。
　上記光学ガラスは、前記屈折率（ｎｄ）が１．８５以上１．９１以下、アッベ数（νｄ）が２３．５以上２６．０以下であってもよい。
　上記光学ガラスは、前記光学ガラスの全量に対して、Ｓｂ２Ｏ３：１質量％以下を含有しても良い。
　上記光学ガラスは、前記光学ガラスの全量に対して、ＷＯ３：１質量％以下を含有しても良い。
　本発明の別の態様である光学素子は、前記光学ガラスを母材とする。
　本発明の別の態様である光学機器は、前記光学素子を備える。
　本発明の態様によれば、高屈折率かつ高分散な光学ガラス、光学素子、および光学機器を提供することができる。
本発明の光学ガラスの一実施形態を用いた光学素子を備えた撮像装置の斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　本実施形態の光学ガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、およびＮｂ２Ｏ５を必須成分として含む。
　各成分の含有率は、光学ガラスの全量に対して、ＳｉＯ２が９質量％以上１８質量％以下、Ｂ２Ｏ３が３質量％以上１０質量％以下、ＢａＯが２０質量％以上４０質量％以下、Ｎａ２Ｏが０．５質量％以上５質量％以下、Ｋ２Ｏが１質量％以上３質量％以下、ＺｒＯ２が１質量％以上６質量％以下、ＴｉＯ２が２２質量％以上２８質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５が８質量％以上１３質量％以下である。
　本実施形態の光学ガラスは、前記必須成分に加え、任意成分として、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＺｎＯ、Ｌａ２Ｏ３のうち１または２以上を含んでも良い。
　各成分の含有率は、光学ガラスの全量に対して、Ａｌ２Ｏ３が１質量％以下、ＣａＯが４質量％以下、ＺｎＯが５質量％以下、Ｌａ２Ｏ３が１質量％未満である。
　各成分の含有率は酸化物基準で示す。酸化物基準の表記は、本実施形態の光学ガラスの原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物などが、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、組成物全体に対する各成分の当該生成酸化物の質量％を表すものである。
　ＳｉＯ２は、含有率を９質量％以上１８質量％以下とすることによって、失透安定性を高め、かつ成形性を良好にし、しかも光学ガラスの着色を防止できる。また、高屈折率化を図ることができる。
　ＳｉＯ２含有率は、１１質量％以上１６質量％以下とすることができる。
　ＳｉＯ２含有率は、低すぎれば光学ガラスの失透が起こりやすくなることがある。また、ガラスの溶融時の粘性が低下して成形が困難となることがある。また、ＳｉＯ２含有率が高すぎれば、光学ガラスが着色しやすくなることがある。また、高屈折率とすることが難しくなることがある。
　Ｂ２Ｏ３は、含有率を３質量％以上１０質量％以下とすることによって、失透安定性を高め、かつ成形性を良好にできる。また、高屈折率化を図ることができる。また、Ｂ２Ｏ３含有率を前記範囲とすることによって、光学ガラスの着色性を改善できる可能性がある。
　Ｂ２Ｏ３の含有率は、低すぎれば溶融性が悪化するとともにガラスが失透し易くなり、高すぎれば高屈折率化が容易でなくなることがある。また溶融時の粘性が低下して成形が容易でなくなることがある。
　Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐失透性および化学的耐久性の向上に有効な成分であり、含有率１質量％を上限として配合することができる。Ａｌ２Ｏ３の添加によって、光学ガラスの着色性を改善できる可能性がある。Ａｌ２Ｏ３は含有率１重量％を越えると光学ガラスの耐失透性に影響が及ぶことがある。Ａｌ２Ｏ３含有率は、０．６質量％以下とすることができる。
　ＢａＯは、優れた融材としての作用があり、その含有率を２０質量％以上４０質量％以下とすることによって、失透安定性を向上させ、かつガラスを着色することなく屈折率を高めることができる。
　ＢａＯの含有率は、低すぎれば前記効果が充分発揮されないことがある。ＢａＯの含有率は、高すぎれば光学ガラスの化学的耐久性に影響が及ぶことがある。また、失透安定性が低下することがある。
　ＣａＯは、ガラスの比重を軽くし、かつ化学的耐久性および失透安定性を向上させる効果を有し、含有率４質量％を上限として配合することができる。また、ＣａＯ含有率の調整によって、光学ガラスの着色性を改善できる可能性がある。ＣａＯは含有率４重量％を越えると溶融性および失透安定性が低下することがある。ＣａＯ含有率は、１質量％以上２．４質量％以下とすることができる。
　ＺｎＯは、ガラスの溶融性を向上させる効果を有し、またプレス成形温度を低下させプレス型の劣化を防ぐなどの効果が期待できる。ＺｎＯは含有率５質量％を上限として配合することができる。ＺｎＯの含有率が５重量％を越えると失透安定性が低下することがある。ＺｎＯ含有率は、１．４質量％以下とすることができる。
　Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、いずれもガラスの溶融性を向上させるのに有用である。
　Ｎａ２Ｏの含有率は、０．５質量％以上５質量％以下とすることによって、ガラス溶融性を向上させるとともに、プレス成形温度を低下させプレス型の劣化を防ぐなどの効果が期待できる。Ｎａ２Ｏ含有率は０．５質量％以上３質量％以下とすることができる。
　Ｎａ２Ｏの含有率は、低すぎれば前記効果が得られず、高すぎれば化学的耐久性の低下、プレス時や溶融時の揮発量増大、溶融時の粘性の低下により成形性が低下する、あるいは失透安定性が低下することがある。
　Ｋ２Ｏの含有率は、１質量％以上３質量％以下とすることによって、ガラス溶融性を向上させるとともに、プレス成形温度を低下させ、プレス型の劣化を防ぐなどの効果が期待できる。
　Ｋ２Ｏの含有率は、低すぎれば前記効果が得られず、高すぎれば化学的耐久性の低下、プレス時や溶融時の揮発量増大、溶融時の粘性の低下により成形性が低下する、あるいは失透安定性が低下することがある。Ｋ２Ｏ含有率は１質量％以上１．５質量％以下とすることができる。
　Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、合計含有率を１．５質量％以上８質量％以下とすることができる。
　Ｌａ２Ｏ３は、屈折率を高めるとともに、失透安定性を向上させる効果を有し、含有率を１質量％未満として配合することができる。
　Ｌａ２Ｏ３の含有率が高すぎれば溶融性が悪化し、失透が起こりやすくなる。Ｌａ２Ｏ３は、実質的に含まれていなくてもよい。
　ＺｒＯ２は、屈折率および分散を高める効果があり、その含有率を１質量％以上６質量％以下とすることによって、ガラスを着色することなく屈折率および分散を高めることができる。
　ＺｒＯ２の含有率が低すぎると屈折率および分散を高める効果が低くなり、高すぎれば溶融性が悪化するとともに、失透安定性が低下することがある。ＺｒＯ２含有率は３．６質量％以上６質量％以下とすることができる。
　ＴｉＯ２は、ガラスの屈折率および分散を高める効果を有し、含有率を２２質量％以上２８質量％以下とすることによって、ガラスを着色することなくガラスの屈折率および分散を高め、かつ失透安定性を良好にすることができる。
　ＴｉＯ２含有率は、低すぎれば屈折率および分散を高める効果が充分には発揮されないことに加え、失透安定性が低下することがある。また、ＴｉＯ２含有率は高すぎると、ガラスが着色し易くなることがある。
　Ｎｂ２Ｏ５は、含有率を８質量％以上１３質量％以下とすることによって、ガラスの屈折率及び分散を高め、かつ失透安定性を向上させることができる。Ｎｂ２Ｏ５は、光学ガラスの着色性にも影響を与える可能性がある。
　Ｎｂ２Ｏ５の含有率は低すぎれば屈折率および分散を高める効果が充分には発揮されず、高すぎれば失透安定性が低下することがある。Ｎｂ２Ｏ５含有率は８質量％以上１０.５質量％以下とすることができる。
　本実施形態の光学ガラスは、任意成分として、Ｓｂ２Ｏ３を含んでも良い。
　Ｓｂ２Ｏ３の含有率は、光学ガラスの全量に対し１質量％以下（例えば０．１質量％以下）とすることができる。
　本実施形態の光学ガラスは、任意成分として、ＷＯ３を含んでも良い。
　ＷＯ３は、ガラスの屈折率及び分散を高め、かつ失透安定性を向上させる効果を有する。ＷＯ３の含有率は、光学ガラスの全量に対し１質量％以下（例えば０.１質量％以下）とすることができる。
　本実施形態の光学ガラスは、任意成分として、Ｌｉ２Ｏ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＳｒＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のうち１または２以上を含んでも良い。
　Ｌｉ２Ｏは、溶融性を向上させるのに有用で、またプレス成形温度を低下させプレス型の劣化を防ぐなどの効果が期待できる。
　Ｔａ２Ｏ５は、ガラスの屈折率を高め、かつ化学的耐久性を向上させる効果を有する。
　ＭｇＯおよびＳｒＯは、ガラスの光学恒数値の調整に有用である。
　Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３はいずれもガラスの化学的耐久性を向上させ、かつガラスを着色することなく屈折率を高める効果を有する。
　Ｌｉ２Ｏは３質量％以下、Ｔａ２Ｏ５は３質量％以下、ＭｇＯは１０質量％以下、ＳｒＯは１０質量％以下、Ｙ２Ｏ３は１質量％以下、Ｇｄ２Ｏ３は１質量％以下、Ｙｂ２Ｏ３は１質量％以下とすることができる。
　本実施形態の光学ガラスには、Ａｓ２Ｏ３を脱泡剤として添加することもできる。脱泡剤の添加量は、例えば光学ガラスの全量に対し、０．５質量％以下である。
　本実施形態の光学ガラスは、希土類元素を実質的に含有しないか、又は希土類元素を酸化物換算の総量で１質量％未満を含む構成とすることができる。本実施形態のガラス組成によれば、希土類元素を実質的に含有しないか又は少量しか含有しない場合であっても、高屈折率かつ高分散で透過率や耐失透性に優れた光学ガラスが得られるので、希土類元素を使用することによる原料コストの上昇や原料入手の不安定性という問題を回避することができる。
　本実施形態の光学ガラスは、前記構成を有し、かつ屈折率（ｎｄ）が１．８５以上１．９１以下、アッベ数（νｄ）が２３．５以上２６．０かつである高屈折率高分散光学ガラスである。
　本実施形態の光学ガラスは、その他必要に応じて、清澄、着色、消色や光学恒数値の微調整などの目的で、公知の清澄剤や着色剤、フッ素化合物、Ｐ２Ｏ５などの成分を前記ガラス組成に適量添加することができる。
　本実施形態における光学ガラスは、通常の方法で製造することができ、例えば、酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの原料を目標組成となるように調合し、１１００～１４００℃にて溶融させて、攪拌して均一化し、泡切れを行った後、金型に流し成形する製造方法を採用できる。
　前記原料は、不純物の含有量が少ない高純度品を使用することができる。例えば、ＳｉＯ２原料、ＢａＯ原料、ＴｉＯ２原料のうち１または２以上として高純度品を使用することができる。高純度品とは、その成分を９９．８５質量％以上含むものである。
　高純度品の使用によって、不純物量が少なくなる結果、例えば波長４１０ｎｍ以下の光の内部透過率を高くできる。例えば、波長４１０ｎｍ以下の光の内部透過率を８０％またはそれ以上とすることができる。
　図１は、本実施形態における光学ガラスを母材とするレンズ４（光学素子）を備えた撮像装置１（光学機器）を示している。
　この撮像装置１は、いわゆるデジタル一眼レフカメラであり、この撮像装置１は、カメラボディ２のレンズマウント（不図示）にレンズ鏡筒３が着脱自在に取り付けられ、このレンズ鏡筒３のレンズ４を通した光がカメラボディ２の背面側に配置されたマルチチップモジュール７のセンサチップ（固体撮像素子）５上に結像される。このセンサチップ５は、いわゆるＣＭＯＳイメージセンサ等のベアチップである。
　マルチチップモジュール７は、例えばセンサチップ５がガラス基板６上にベアチップ実装されたＣＯＧ（Chip On Glass）タイプのモジュールである。
　撮像装置はデジタル一眼レフカメラに限られず、その他のレンズ交換式カメラやコンパクトカメラ、工業用カメラ、スマートフォン用カメラモジュール等の撮像手段を備えた種々の光学機器が含まれる。
　光学機器としては、撮像装置に限らず、プロジェクタ、カメラ用交換レンズ、顕微鏡、各種レーザ機器等を挙げることができる。光学素子としては、レンズに限らず、プリズムを挙げることができる。
　本実施形態によれば、希土類元素を多量に使用せずに高屈折率化および高分散化を図ることができる。高価な希土類元素の使用量を抑えることができるため、製造コスト低減が可能となる。
　本実施形態によれば、前記各成分を含有させることによって、失透安定性を高め、かつ着色を防止できる。さらには、内部透過率を良好にすることができる。
　以下に本実施形態の組成例を示すが、本実施形態はこれら組成例に限定されるものではない。
　酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの原料を表１に示す組成比となるように所定の割合で調合し、坩堝にて１２００～１４００℃で加熱熔解し、成形、徐冷して光学ガラスの成形品を得た。
　表１～表３に、各成分の酸化物基準の構成割合を質量％で示す。
　光学ガラスのｄ線に対する屈折率（ｎｄ）およびアッベ数（νｄ）を測定した。
　光学ガラスの失透および着色の有無を調べた。また、光学ガラスを熱間プレス加工（７６０℃）した際の失透（プレス時失透）の有無を、７６０℃３０分間の等温保持試験により調べた。結果を併せて表１～表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　組成例９では、希土類元素（Ｌａ２Ｏ３）の添加によって高い屈折率（ｎｄ）が得られたが、失透が生じた。
　これに対し、本発明の一態様である組成例１では、希土類元素を使用しないが、失透を起こさせずに高屈折率化および高分散化が可能となった。４０質量％を越えるＢａＯを配合した組成例１０では、失透安定性が低下した。
　このように、本発明の態様のガラス組成を採用することによって、希土類元素（Ｌａ２Ｏ３など）を使用せずに高屈折率化および高分散化を実現することができた。前記組成の採用により、高価な希土類元素の使用量を抑えることができるため、製造コスト低減が可能となる。
　Ｂ２Ｏ３含有率が前記範囲を外れる組成例１１～１３、およびＣａＯ含有率が前記範囲を外れる組成例１４では、組成例１に比べて失透安定性が低くなった。
　組成例１～８は、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、またはＺｎＯの含有率が前記範囲を外れる組成例１６～１８に比べ、失透安定性に優れていた。
　ＳｉＯ２含有率が高い組成例１９ではガラスの着色の問題が生じ、ＳｉＯ２含有率が低い組成例２０では失透の問題が生じたが、組成例１～８では、着色を生じさせずに失透安定性を高めることができた。
　また、組成例１～８は、ＴｉＯ２含有率が低い組成例２１に比べて失透安定性が優れていた。
（組成例２２、２３）
　組成例２２では、組成例１～８を参考にして成分を微調整した光学ガラスを作製し、内部透過率が８０％となる光の波長を調べた。各成分の原料には通常純度品を用いた。前記光の波長は４２０ｎｍであった。
　組成例２３では、ＳｉＯ２、ＢａＯ、ＴｉＯ２の原料として高純度品を使用すること以外は組成例２２と同様にして光学ガラスを作製し、内部透過率が８０％となる光の波長を調べたところ、前記光の波長は４０２ｎｍであった。
　高純度品とは、当該成分を９９．８５質量％以上含むものである。
　組成例２２、２３の結果より、原料（ＳｉＯ２、ＢａＯ、ＴｉＯ２）として高純度品を使用することにより、内部透過率を改善できたことがわかる。
１・・・撮像装置（光学機器）、４・・・レンズ（光学素子）。

Claims (7)

  1. 　光学ガラスであって、前記光学ガラスの全量に対して、
    　必須成分として、
    　ＳｉＯ２：９質量％以上１８質量％以下、
    　Ｂ２Ｏ３：３質量％以上１０質量％以下、
    　ＢａＯ：２０質量％以上４０質量％以下、
    　Ｎａ２Ｏ：０．５質量％以上５質量％以下、
    　Ｋ２Ｏ：１質量％以上３質量％以下、
    　ＺｒＯ２：１質量％以上６質量％以下、
    　ＴｉＯ２：２２質量％以上２８質量％以下、
    　Ｎｂ２Ｏ５：８質量％以上１３質量％以下、
    　を含むことを特徴とする光学ガラス。
  2. 　任意成分として、
    　Ａｌ２Ｏ３：１質量％以下、
    　ＣａＯ：４質量％以下、
    　ＺｎＯ：５質量％以下、
    　Ｌａ２Ｏ３：１質量％未満、
    　を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 　任意成分として、希土類元素を酸化物換算の合計量で１質量％未満含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
  4. 　希土類元素を実質的に含有しないことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  5. 　屈折率（ｎｄ）が１．８５以上１．９１以下、アッベ数（νｄ）が２３．５以上２６．０以下であることを特徴とする請求項１～４のうちいずれか１項に記載の光学ガラス。
  6. 　請求項１～５のうちいずれか１項に記載の光学ガラスを母材とすることを特徴とする光学素子。
  7. 　請求項６に記載の光学素子を備えたことを特徴とする光学機器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017036187A (ja) * 2015-08-11 2017-02-16 光ガラス株式会社 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置
JP2019099395A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
WO2020246544A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 株式会社ニコン 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置
CN113735436A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582537B (zh) * 2021-09-07 2022-12-13 成都光明光电股份有限公司 高折射高色散光学玻璃
CN116514392B (zh) * 2023-06-30 2023-10-24 山东龙光天旭太阳能有限公司 一种耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4928607A (ja) * 1972-07-14 1974-03-14
JP2005263613A (ja) * 2004-02-17 2005-09-29 Asahi Glass Co Ltd ガラススペーサーおよびその製造方法、ならびにフィールドエミッションディスプレイ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5316718A (en) * 1976-07-31 1978-02-16 Sumita Optical Glass Optical glass without lead
JP4322217B2 (ja) * 2005-02-21 2009-08-26 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、光学部品、ガラス成形体の製造方法および光学部品の製造方法
JP4446982B2 (ja) * 2005-09-21 2010-04-07 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、ガラス成形体、光学素子およびそれらの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4928607A (ja) * 1972-07-14 1974-03-14
JP2005263613A (ja) * 2004-02-17 2005-09-29 Asahi Glass Co Ltd ガラススペーサーおよびその製造方法、ならびにフィールドエミッションディスプレイ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017036187A (ja) * 2015-08-11 2017-02-16 光ガラス株式会社 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置
JP2019099395A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP7094095B2 (ja) 2017-11-29 2022-07-01 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
WO2020246544A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 株式会社ニコン 光学ガラス、光学素子、光学系、交換レンズ及び光学装置
CN113924277A (zh) * 2019-06-06 2022-01-11 株式会社尼康 光学玻璃、光学元件、光学系统、更换镜头和光学装置
CN113735436A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器

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