WO2017006505A1 - 光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品 - Google Patents

光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品 Download PDF

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WO2017006505A1
WO2017006505A1 PCT/JP2016/002450 JP2016002450W WO2017006505A1 WO 2017006505 A1 WO2017006505 A1 WO 2017006505A1 JP 2016002450 W JP2016002450 W JP 2016002450W WO 2017006505 A1 WO2017006505 A1 WO 2017006505A1
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less
optical glass
glass
present
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PCT/JP2016/002450
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宏一 土谷
利紀 柚木
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株式会社住田光学ガラス
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron

Definitions

  • the present invention relates to an optical glass, a glass preform, and an optical component.
  • Patent Document 1 discloses that SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , ZnO, ZrO 2 and F ⁇ are essential components, and the composition is within a predetermined range, whereby a refractive index of 1.70 or more is obtained. And an optical glass having an Abbe number of 48 or more is disclosed.
  • Patent Document 2 contains specific amounts of SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Li 2 O and F as essential components, and substantially does not contain As 2 O 3 . It discloses that optical glass has high refractive index and low dispersibility and is excellent in internal quality.
  • Patent Document 3 discloses that B 2 O 3 , Li 2 O, Gd 2 O 3, and LaF 3 are essential components and the composition is within a predetermined range, whereby high refractive index and low dispersibility (Abbe number ( ⁇ d ) In the Cartesian coordinate system with the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis, A (1.700, 58.5), B (1.700, 47.5), C (1.765, 47). 5), it is disclosed that an optical glass having a refractive index and an Abbe number within a range surrounded by three points can be obtained.
  • Abbe number ( ⁇ d ) In the Cartesian coordinate system with the x-axis and the refractive index (nd) as the y-axis, A (1.700, 58.5), B (1.700, 47.5), C (1.765, 47). 5), it is disclosed that an optical glass having a refractive index and an Abbe number within a range surrounded by three points can be obtained.
  • JP 59-169952 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-170782 JP-A-3-016932
  • the optical glass disclosed in Patent Document 1 actually has an Abbe number of about 53 at most, there is room for improvement at least in terms of low dispersibility.
  • the optical glass disclosed in Patent Document 2 actually has an Abbe number of about 53 at most, and such a relatively high Abbe number has a Yb 2 O absorption in the near infrared region. This is achieved by including three . Therefore, the glass disclosed in Patent Document 2 has room for improvement at least in terms of low dispersibility and transmittance in the near infrared region.
  • the optical glass disclosed in Patent Document 3 has an insufficient refractive index when the Abbe number is relatively large (close to the point A in the orthogonal coordinate system), and the Abbe number It is hard to say that it is large enough. Therefore, the optical glass disclosed in Patent Document 3 has room for improvement at least in terms of the balance between refractive index and dispersibility.
  • the present invention advantageously solves the above problems, and an object thereof is to provide an optical glass having a high refractive index and low dispersibility and high transmittance in the near infrared region. To do. Another object of the present invention is to provide a high-performance glass preform and optical component using such optical glass.
  • the inventor has B 2 O 3 and LaF 3 as essential components, and does not contain Zn components and components having absorption in the near infrared region, and La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y Optimizing the total content of 2 O 3 and the total content of LaF 3 , GdF 3, and YF 3 to achieve high refractive index, low dispersibility, and high transmittance in the near infrared region It was found that glass was obtained.
  • the optical glass of the present invention is in mass%, SiO 2 : 0% or more and 8% or less, B 2 O 3 : 15% or more and 35% or less, La 2 O 3 : 0% or more and 50% or less, Gd 2 O 3 : 0% or more and 50% or less, Y 2 O 3 : 0% or more and 20% or less, LaF 3 : 10% or more and 60% or less, GdF 3 : 0% or more and 20% or less, YF 3 : 0% or more and 20% or less, Li 2 O: 0% or more and less than 3%, LiF: 0% or more and 5% or less, NaF: 0% or more and 3% or less, BaO: 0% or more and 5% or less, MgF 2 : 0% or more and 5% or less, CaF 2 : 0% or more and 10% or less, SrF 2 : 0% or more and 25% or less, BaF 2 : 0% to 30%, AlF 3 : 0% or more and 5% or less
  • the optical glass of the present invention has an Abbe number ( ⁇ d) and a refractive index (nd) in an orthogonal coordinate system in which the Abbe number ( ⁇ d) is an x axis and the refractive index (nd) is a y axis. 56.0, 1.755), B point (54.0, 1.755), C point (60.0, 1.650), and D point (63.0, 1.650) were connected in a straight line. It is preferably in the region surrounded by the line segments AB, BC, CD, DA. Such an optical glass has a high refractive index and is very low in dispersibility.
  • the glass preform of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention. Such glass preforms have high performance.
  • the optical component of the present invention is characterized by using the optical glass of the present invention. Such optical components have high performance.
  • an optical glass having a high refractive index, low dispersibility, and high transmittance in the near infrared region.
  • the high performance glass preform and optical component which used this optical glass can be provided.
  • optical glass (Optical glass)
  • the optical glass of the present invention will be specifically described.
  • SiO 2 is an optional component in the optical glass of the present invention, and is a component that forms a glass network structure. Further, by introducing a small amount of SiO 2 , there is an effect of increasing the devitrification resistance. However, when the proportion of SiO 2 in the optical glass exceeds 8%, the melting temperature becomes high, and there is a possibility that quality is deteriorated by volatilization at the time of melting. Therefore, the ratio of SiO 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 8% or less. From the same viewpoint, the proportion of SiO 2 in the optical glass of the present invention is preferably 7% or less, and more preferably 6% or less.
  • B 2 O 3 is an essential component in the optical glass of the present invention, and is a main component that forms a glass network structure.
  • B 2 O 3 is effective for improving the devitrification resistance of the optical glass.
  • the proportion of B 2 O 3 in the optical glass exceeds 35%, the quality deteriorates due to volatilization, or when the glass coexists with the fluorine, the amount of change in refractive index with time during glass production becomes remarkably large. Problem arises.
  • the proportion is less than 15%, the devitrification resistance is not sufficiently improved. Therefore, the ratio of B 2 O 3 in the optical glass of the present invention is set to 15% or more and 35% or less.
  • the proportion of B 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 16% or more, more preferably 16.5% or more, and 30% or less. Is preferable, and it is more preferable that it is less than 25%.
  • the total ratio of SiO 2 and B 2 O 3 is preferably 32% or less.
  • the balance between high refractive index and low dispersibility can be achieved at a higher level, and the demand can be met.
  • La 2 O 3 is an effective component for simultaneously achieving a high refractive index and low dispersibility.
  • the ratio of La 2 O 3 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 50% or less. From the same viewpoint, the ratio of La 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 40% or less, and more preferably 35% or less.
  • Gd 2 O 3 is an effective component for simultaneously achieving high refractive index and low dispersibility, like La 2 O 3 .
  • the ratio of Gd 2 O 3 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 50% or less. From the same viewpoint, the ratio of Gd 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 45% or less, and more preferably 43% or less.
  • Y 2 O 3 is an effective component for simultaneously achieving a high refractive index and low dispersibility, like La 2 O 3 and Gd 2 O 3 .
  • the ratio of Y 2 O 3 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 20% or less.
  • the proportion of Y 2 O 3 in the optical glass of the present invention is preferably 17% or less, and more preferably 15% or less.
  • the ratio of Y 2 O 3 in the optical glass of the present invention is 0.1% or more. Preferably there is.
  • the optical glass of the present invention requires that the total ratio of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 is 10% or more and 62% or less. If the total ratio is less than 10%, it is difficult to achieve high refractive index and low dispersibility. On the other hand, if the total ratio exceeds 62%, the devitrification resistance deteriorates.
  • the total ratio of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 in the optical glass of the present invention is 11% or more from the viewpoint of more reliably achieving a good refractive index and dispersibility. From the viewpoint of further suppressing the deterioration of devitrification resistance, it is preferably 60% or less, and more preferably 59% or less.
  • LaF 3 is an essential component in the optical glass of the present invention. Since LaF 3 has a rare earth component (La), it is effective in achieving high refractive index and low dispersibility. In addition, LaF 3 has fluorine. However, although fluorine tends to lower the refractive index as compared with oxygen, the dispersibility can be further reduced. In addition, fluorine has a remarkably high effect of maintaining the devitrification resistance of glass containing a large amount of rare earth components as compared with oxygen. As a result, it is possible to obtain an effect of improving devitrification resistance by increasing the content of the rare earth component while suppressing the content of oxides such as SiO 2 and B 2 O 3 forming the glass.
  • oxides such as SiO 2 and B 2 O 3
  • the ratio of LaF 3 in the optical glass needs to be 10% or more, and in order to obtain the above-described effect more reliably, it is preferably 11% or more, More preferably, it is 12% or more.
  • the LaF 3 ratio in the optical glass needs to be 60% or less, preferably 56% or less, and preferably 54% or less. More preferred.
  • GdF 3 is an effective component for achieving a high refractive index and low dispersion.
  • the ratio of GdF 3 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 20% or less. From the same viewpoint, the ratio of GdF 3 in the optical glass of the present invention is preferably 18% or less, and more preferably 15% or less.
  • YF 3 is an effective component for achieving a high refractive index and low dispersibility, like LaF 3 and GdF 3 .
  • the ratio of YF 3 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 20% or less. From the same viewpoint, the ratio of YF 3 in the optical glass of the present invention is preferably 18% or less, and more preferably 15% or less.
  • the optical glass of the present invention requires that the total ratio of LaF 3 , GdF 3 and YF 3 is 10% or more and 60% or less. If the total ratio is less than 10%, at least the ratio of LaF 3 is also less than 10%, so that a high refractive index and low dispersion glass with good devitrification resistance cannot be produced efficiently. On the other hand, if the total ratio exceeds 60%, the devitrification resistance is adversely affected.
  • the total ratio of LaF 3 , GdF 3 and YF 3 in the optical glass of the present invention is 11% or more from the viewpoint of efficiently producing a high refractive index and low dispersion glass having good devitrification resistance. Preferably, it is 12% or more, and from the viewpoint of further suppressing deterioration of devitrification resistance, it is preferably 58% or less, and more preferably 55% or less.
  • Li 2 O is an optional component in the optical glass of the present invention, and is an effective component for increasing the meltability of the glass and lowering the glass transition temperature (Tg).
  • Tg glass transition temperature
  • the ratio of Li 2 O in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and less than 3%.
  • the Li 2 O ratio in the optical glass of the present invention is preferably 2.5% or less, and more preferably 2% or less.
  • LiF is a component that has the same effect as Li 2 O and also serves as a fluorine supply source.
  • the proportion of LiF in the optical glass exceeds 5%, it becomes difficult to obtain a desired refractive index and dispersibility (Abbe number). Therefore, the LiF ratio in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the LiF ratio in the optical glass of the present invention is preferably 4.8% or less, and more preferably 4.6% or less.
  • NaF NaF is a component that has the same effect as Li 2 O and also serves as a fluorine supply source.
  • the ratio of NaF in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 3% or less.
  • the LiF ratio in the optical glass of the present invention is preferably 2% or less, and more preferably 1% or less.
  • [BaO] BaO is an optional component in the optical glass of the present invention, and is an effective component for adjusting the meltability and refractive index of the glass.
  • the ratio of BaO in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the proportion of BaO in the optical glass of the present invention is preferably 4.5% or less, and more preferably 4% or less.
  • MgF 2 is an optional component in the optical glass of the present invention, which is effective for enhancing the meltability of the glass and adjusting the refractive index, and also serves as a fluorine supply source.
  • the ratio of MgF 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the proportion of MgF 2 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, and more preferably 3% or less.
  • CaF 2 is also an optional component in the optical glass of the present invention, which is effective for enhancing the meltability of the glass and adjusting the refractive index, and also serves as a fluorine supply source.
  • the ratio of CaF 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 10% or less. From the same viewpoint, the ratio of CaF 2 in the optical glass of the present invention is preferably 8% or less, and more preferably 7% or less.
  • SrF 2 is also an optional component in the optical glass of the present invention, which is effective for enhancing the meltability of the glass and adjusting the refractive index, and also serves as a fluorine supply source.
  • the ratio of SrF 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 25% or less. From the same viewpoint, the ratio of SrF 2 in the optical glass of the present invention is preferably 23% or less, and more preferably 21% or less.
  • BaF 2 is also an optional component in the optical glass of the present invention, which is effective for enhancing the meltability of the glass and adjusting the refractive index, and also serves as a fluorine supply source.
  • the ratio of BaF 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 30% or less. From the same viewpoint, the ratio of BaF 2 in the optical glass of the present invention is preferably 27% or less, and more preferably 25% or less.
  • AlF 3 is an optional component in the optical glass of the present invention and also serves as a fluorine source.
  • the AlF 3 ratio in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less.
  • the proportion of AlF 3 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, and more preferably 2.5% or less.
  • Ta 2 O 5 is an optional component in the optical glass of the present invention, and is a component that can improve the chemical durability and increase the refractive index while maintaining a certain degree of low dispersibility.
  • the ratio of Ta 2 O 5 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less.
  • the proportion of Ta 2 O 5 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, and more preferably 3% or less.
  • ZrO 2 ] ZrO 2 is an optional component in the optical glass of the present invention and, like Ta 2 O 5 , is a component that can improve the chemical durability and increase the refractive index while maintaining a certain degree of low dispersibility.
  • the ratio of ZrO 2 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 5% or less. From the same viewpoint, the proportion of ZrO 2 in the optical glass of the present invention is preferably 4% or less, and more preferably 3% or less.
  • Nb 2 O 5 is an optional component in the optical glass of the present invention, and is a component that can greatly increase the refractive index.
  • the ratio of Nb 2 O 5 in the optical glass of the present invention is set to 0% or more and 3% or less. From the same viewpoint, the ratio of Nb 2 O 5 in the optical glass of the present invention is preferably 2% or less, and more preferably 1.5% or less.
  • the optical glass of this invention requires that the ratio of the total of Li ⁇ +> and Na ⁇ +> is 0% or more and 1.35% or less by the mass% display.
  • the ratio of the cation is expressed as a mass ratio of the cation to the whole glass. If the total ratio exceeds 1.35%, it is difficult to achieve desired refractive index and dispersibility (Abbe number).
  • the total proportion of Li + and Na + in the optical glass of the present invention is preferably 1.3% or less from the viewpoint of more reliably obtaining a desired refractive index and dispersibility (Abbe number). More preferably, it is 25% or less.
  • Li + can be contained in the optical glass by using Li 2 O, LiF or the like as a raw material.
  • Na + can be contained in the optical glass by using Na 2 O, NaF or the like.
  • the percentage of F ⁇ is preferably 9% or less in terms of anion%.
  • the ratio of the anion is expressed as a mass ratio of the anion to the whole glass. When the said ratio is 9% or less, it can have a higher refractive index, maintaining low dispersibility.
  • F ⁇ is contained in the optical glass by using fluorides such as LaF 3 , GdF 3 , YF 3 , LiF, NaF, MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , and AlF 3 as raw materials. Can be made.
  • the optical glass of the present invention is cationic and does not contain Zn 2+ .
  • the optical glass of the present invention does not contain a component composed of Zn. This is because when the optical glass has Zn 2+ in spite of having the above-described composition, the low dispersibility is not sufficiently good.
  • the optical glass contains Zn 2+ , the light transmittance at a short wavelength, for example, 300 to 400 nm may be deteriorated.
  • Zn 2+ can usually be contained in the optical glass by using components such as ZnO and ZnF 2 as raw materials. Therefore, the optical glass of the present invention can be obtained without using components such as ZnO and ZnF 2 as raw materials.
  • the optical glass of the present invention does not contain a component having absorption in the near infrared region. This is because if the optical glass contains a component having absorption in the near infrared region, the transmittance in the near infrared region is lowered, and the optical glass does not have desired properties.
  • specific examples of the component having absorption in the near infrared region include Yb 2 O 3 , CoO, CuO, Fe 2 O 3 , NiO and the like. Yb 2 O 3 does not absorb in the visible range.
  • optical glass of the present invention departs from the object of the present invention, components other than those described above, such as MgO, are used for adjusting the refractive index and Abbe number, improving meltability, and improving devitrification resistance.
  • CaO, SrO, Na 2 O, K 2 O, KF, Al 2 O 3 , WO 3 , GeO 2 and the like may be contained.
  • the Abbe number ( ⁇ d) and the refractive index (nd) are orthogonal coordinate systems in which the Abbe number ( ⁇ d) is the x axis and the refractive index (nd) is the y axis.
  • Point A (56.0, 1.755)
  • point B (54.0, 1.755)
  • point C (60.0, 1.650)
  • point D (63.0, 1.650) It is preferable to be within a region surrounded by line segments AB, BC, CD, DA that are sequentially connected by straight lines.
  • An optical glass having an Abbe number and a refractive index in the above-described region has a high refractive index and can be said to have very low dispersibility. Normally, the above-mentioned essential requirements for the components are satisfied, and the total ratio of SiO 2 and B 2 O 3 is set to 32% or less so that the Abbe number and refractive index of the optical glass are within the above region. Is possible. Furthermore, the optical glass of the present invention has an Abbe number ( ⁇ d) and a refractive index (nd) of point A (56.0, 1.755) and point B (54.0, 1.755) in the orthogonal coordinate system.
  • the optical glass having an Abbe number and a refractive index in the above-mentioned region balances a high refractive index and a low dispersibility at a very high level.
  • the ratio of the total of SiO 2 and B 2 O 3 is set. For example, the content is 32% or less, and the ratio of F ⁇ is 9% or less.
  • the optical glass of the present invention preferably has a high transmittance in the near-infrared region from the viewpoint of use in the production of surveillance camera lenses and the like.
  • the light transmittance at a wavelength of 800 to 1100 nm at a thickness of 5 mm is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more.
  • the light transmittance of the optical glass can be set in the above-described region by satisfying the essential requirements regarding the above-described components.
  • the optical glass of this invention should just satisfy the requirements regarding the component mentioned above, and what is necessary is just to follow the conventional manufacturing method, without being specifically limited about the manufacturing method.
  • corresponding oxides, hydroxides, fluorides, carbonates, nitrates, etc. are prepared, and these are weighed to a predetermined ratio and mixed sufficiently to prepare glass preparation raw materials
  • this raw material is put into a heat-resistant container that is not reactive with the glass raw material or the like, for example, a platinum crucible, heated to 1000 to 1200 ° C. in an electric furnace, and stirred while being melted to clarify and homogenize.
  • the optical glass of this invention can be manufactured by gradually cooling in an electric furnace.
  • an industrially well-known defoaming component such as a very small amount (for example, 0.1% or less) of Sb 2 O 3 can be added to the raw material.
  • the glass preform of the present invention is obtained using the optical glass of the present invention.
  • the glass preform refers to a glass material that is subjected to mold press molding and is preformed into a suitable shape prior to press molding.
  • the glass preform of the present invention has high performance because it is obtained by using an optical glass having high refractive index and low dispersibility and high transmittance in the near infrared region.
  • the shape of the glass preform is not particularly limited.
  • a manufacturing method of a glass preform It does not specifically limit as a manufacturing method of a glass preform, It can select suitably according to the objective, For example, (1) The method of obtaining a glass preform by passing through a heating, softening, and dripping process, ( 2) A method of obtaining a glass preform by passing through a cutting and polishing step, (3) A method of obtaining a glass preform by passing through a heating, softening, and dropping step, and further through a cutting and polishing step. . Further, by using the optical glass of the present invention, for example, a preformed glass material used in a known precision press molding method, that is, a glass preform for mold press molding can be suitably obtained. In addition, it is preferable that the glass preform of this invention satisfy
  • the optical component of the present invention is obtained using the optical glass of the present invention.
  • the optical component of the present invention has high performance because it is obtained by using an optical glass having high refractive index and low dispersibility and high transmittance in the near infrared region.
  • Such optical components are not particularly limited, but typical examples include aspheric lenses, spherical lenses, plano-concave lenses, plano-convex lenses, biconcave lenses, biconvex lenses, convex meniscus lenses, concave meniscus lenses, and other lenses, micro lenses, Examples thereof include a lens array, a microlens array, a lens with a diffraction grating, a prism, and a prism with a lens function.
  • a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, a biconvex lens, a biconcave lens, a planoconvex lens, a planoconcave lens, a prism, and a diffraction grating can be exemplified.
  • Each of the lenses may be an aspheric lens or a spherical lens.
  • the optical component of the present invention can be a lens or prism constituting an imaging optical system such as a surveillance camera or an in-vehicle camera, or a lens or prism constituting a projection optical system such as a projector. .
  • the optical glass of this invention can be used suitably for manufacturing the lens and prism which comprise a surveillance camera.
  • the optical component of the present invention is, for example, a cold material such as grinding and polishing for a strip material (plate-like hot-formed product) formed from the optical glass of the present invention or the glass preform of the present invention described above. It can be obtained by processing or mold press molding.
  • the optical component of this invention satisfy
  • optical glass of the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
  • Example 15 the refractive index (nd) and the Abbe number ((nu) d) were measured. Moreover, about the optical glass of Example 13 and Comparative Example 1, the light transmittance was measured. Further, for Examples 15 and 16, the time required from when the platinum crucible was put into an electric furnace to start heating until the raw material mixture in the crucible was completely melted was measured while visually confirming. As a result, while it was 10 minutes in Example 15, in Example 16, a part of unmelted portion was still seen after 10 minutes, and it took 15 minutes to completely melt.
  • the refractive index and the Abbe number were measured using “KPR-2000” manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the light transmittance was measured by preparing an optical glass sample with both sides of 30 mm ⁇ 13 mm and 5 mm optically polished, using “U-4100” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and setting the wavelength range to 300 to 1200 nm. went.
  • the measurement results of the refractive index and the Abbe number are shown in Tables 1 to 3, and the results plotted in an orthogonal coordinate system are shown in FIG. Moreover, the measurement result of light transmittance is shown in FIG.
  • each of the optical glasses of Examples 1 to 41 according to the present invention has a high refractive index and low dispersibility.
  • these optical glasses have an A point (56.0, 1.755) in an orthogonal coordinate system in which the Abbe number is the x axis and the refractive index is the y axis.
  • Lines AB, BC connecting point B (54.0, 1.755), point C (60.0, 1.650), and point D (63.0, 1.650) in a straight line , CD, and DA are within the region enclosed.
  • the optical glass of Comparative Example 1 is at least found to be inferior in low dispersibility.
  • the optical glass of Comparative Example 1 has a significantly deteriorated light transmittance at 300 to 400 nm, as shown in FIG. These are considered to be due to the inclusion of ZnO.
  • the optical glass of Comparative Example 2 does not have a good balance between high refractive index and low dispersibility. This is considered to be due to the excessive inclusion of Li 2 O.
  • the optical glass of Comparative Example 3 is inferior in low dispersibility. This is considered to be due to the fact that ZnO is contained, the LaF 3 content is insufficient, the total ratio of LaF 3 , GdF 3 and YF 3 is insufficient.
  • optical glasses of Examples 1 to 41 according to the present invention do not contain a component having absorption in the near infrared region, it can be recognized that the transmittance in the near infrared region is high. This is because, in FIG. 2, the optical glass of Comparative Example 1 containing Yb 2 O 3 , which has an absorption component in the near-infrared region, has a significant drop in light transmittance at a wavelength of 800 to 1100 nm. The optical glass of Example 13 which does not contain a component having absorption in the near infrared region is also clear from the fact that the light transmittance is stably maintained at 85% or more.
  • Example 15 and Example 16 differ in whether or not Y 2 O 3 is contained. From the comparison of the time until these raw material mixtures are completely melted, Y 2 O 3 It can be seen that the use of can accelerate complete melting and improve workability and ease of manufacture.
  • an optical glass having a high refractive index, low dispersibility, and high transmittance in the near infrared region.
  • the high performance glass preform and optical component which used this optical glass can be provided.

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Abstract

本発明は、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することを目的とする。本発明の光学ガラスは、Ｂ2Ｏ3及びＬａＦ3を必須成分とし、Ｚｎ成分及び近赤外域に吸収を有する成分を含有させない上、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の含有量の合計、並びにＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の含有量の合計の適正化が図られていることを特徴とする。

Description

光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品
　本発明は、光学ガラス、ガラスプリフォーム、及び光学部品に関する。
　近年のカメラ等の光学製品の高画質化に伴い、高精度な光学系の要求が高まっている。この要求を達成するために必要なものの一つとして、中～高屈折率で且つ低分散性のガラスを用いることが挙げられる。
　また、近年、セキュリティーシステムの需要が増大しており、それに伴って監視カメラ用レンズの需要が高まっている。ここで、監視カメラ用レンズに用いられるガラスは、その用途上、近赤外領域での透過率が高いことが重要である。
　かかる状況下、上述した優れた性質を有するガラスを量産化させるため、様々な検討がなされている。
　例えば、特許文献１は、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｒＯ2及びＦ-を必須成分とし、組成を所定の範囲内とすることにより、屈折率１．７０以上、及びアッベ数４８以上の光学ガラスが得られることを開示している。
　また、特許文献２は、特定量のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ及びＦを必須成分として含有し、実質的にＡｓ2Ｏ3を含まない光学ガラスが、高屈折率低分散性を有し、内部品質にも優れることを開示している。
　更に、特許文献３は、Ｂ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｇｄ2Ｏ3及びＬａＦ3を必須成分とし、組成を所定の範囲内とすることにより、高屈折率低分散性（アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ（１．７００、５８．５）、Ｂ（１．７００、４７．５）、Ｃ（１．７６５、４７．５）の３点で囲まれた範囲内の屈折率及びアッベ数）を有する光学ガラスが得られることを開示している。
特開昭５９－１６９９５２号公報 特開２００５－１７０７８２号公報 特開平３－０１６９３２号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された光学ガラスは、実際には、アッベ数の値がせいぜい５３程度であるため、少なくとも低分散性の点で、改善の余地があった。
　また、特許文献２に開示された光学ガラスは、実際には、アッベ数の値がせいぜい５３程度である上、そのような比較的高いアッベ数は、近赤外領域に吸収を有するＹｂ2Ｏ3を含めることで達成されている。従って、特許文献２に開示されたガラスは、少なくとも、低分散性の点及び近赤外領域での透過率の点で、改善の余地があった。
　更に、特許文献３に開示された光学ガラスは、アッベ数の値が比較的大きい（上記直交座標系においてＡ点に近傍する）場合には屈折率が不十分であり、また、アッベ数の値自体も、十分に大きなものであるとはいい難い。従って、特許文献３に開示された光学ガラスは、少なくとも屈折率及び分散性のバランスの点で、改善の余地があった。
　そこで、本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる光学ガラスを用いた、高性能なガラスプリフォーム及び光学部品を提供することを目的とする。
　発明者は、鋭意研究を重ねた結果、Ｂ2Ｏ3及びＬａＦ3を必須成分とし、Ｚｎ成分及び近赤外域に吸収を有する成分を含有させない上、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の含有量の合計、並びにＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の含有量の合計の適正化を図ることにより、高屈折率低分散性で且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスが得られることを見出した。
　即ち、本発明の光学ガラスは、質量％で、
　ＳｉＯ2：０％以上８％以下、
　Ｂ2Ｏ3：１５％以上３５％以下、
　Ｌａ2Ｏ3：０％以上５０％以下、
　Ｇｄ2Ｏ3：０％以上５０％以下、
　Ｙ2Ｏ3：０％以上２０％以下、
　ＬａＦ3：１０％以上６０％以下、
　ＧｄＦ3：０％以上２０％以下、
　ＹＦ3：０％以上２０％以下、
　Ｌｉ2Ｏ：０％以上３％未満、
　ＬｉＦ：０％以上５％以下、
　ＮａＦ：０％以上３％以下、
　ＢａＯ：０％以上５％以下、
　ＭｇＦ2：０％以上５％以下、
　ＣａＦ2：０％以上１０％以下、
　ＳｒＦ2：０％以上２５％以下、
　ＢａＦ2：０％以上３０％以下、
　ＡｌＦ3：０％以上５％以下、
　Ｔａ2Ｏ5：０％以上５％以下、
　ＺｒＯ2：０％以上５％以下、
　Ｎｂ2Ｏ5：０％以上３％以下、
の組成を有し、
　Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の合計の割合が１０％以上６２％以下であり、
　ＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の合計の割合が１０％以上６０％以下であり、
　質量％表示で、Ｌｉ+及びＮａ+の合計の割合が０％以上１．３５％以下であり、
　Ｚｎ2+を含有せず、
　近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない、
ことを特徴とする。かかる光学ガラスは、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い。
　また、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ－Ｂ、Ｂ－Ｃ、Ｃ－Ｄ、Ｄ－Ａで囲まれた領域内にあることが好ましい。かかる光学ガラスは、高い屈折率を有する上、分散性が非常に低いといえる。
　本発明のガラスプリフォームは、本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。かかるガラスプリフォームは、高性能である。
　本発明の光学部品は、本発明の光学ガラスを用いたことを特徴とする。かかる光学部品は、高性能である。
　本発明によれば、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、高性能なガラスプリフォーム及び光学部品を提供することができる。
本発明の一実施形態の光学ガラスが有するアッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）の範囲を示す図である。 本発明の一実施形態の光学ガラス及び一比較例の光学ガラスの、光線透過率の測定結果を示す図である。
（光学ガラス）
　以下、本発明の光学ガラスを具体的に説明する。
＜成分＞
　まず、本発明において、光学ガラスの組成を上記の所定の範囲に限定した理由について説明する。なお、成分に関する「％」表示は、特に断らない限り、質量％を意味するものとする。
［ＳｉＯ2］
　ＳｉＯ2は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの網目構造を形成する成分である。また、ＳｉＯ2を少量だけ導入することにより、耐失透性を上げる効果がある。しかしながら、光学ガラスにおけるＳｉＯ2の割合が８％を超えると、溶融温度が高くなり、溶融時に揮発することで品質の悪化を招く虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ2の割合は、０％以上８％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＳｉＯ2の割合は、７％以下であることが好ましく、６％以下であることがより好ましい。
［Ｂ2Ｏ3］
　Ｂ2Ｏ3は、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの網目構造を形成する主成分である。また、Ｂ2Ｏ3は、光学ガラスの耐失透性の向上に有効である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢ2Ｏ3の割合が３５％を超えると、揮発により品質が悪化したり、フッ素と共存する場合に、ガラス製造時における屈折率の経時的な変化量が著しく大きくなったりするといった問題が生じる。一方、その割合が１５％未満であると、耐失透性が十分に向上しない。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢ2Ｏ3の割合は、１５％以上３５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢ2Ｏ3の割合は、１６％以上であることが好ましく、１６．５％以上であることがより好ましく、また、３０％以下であることが好ましく、２５％未満であることがより好ましい。
　なお、本発明の光学ガラスは、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の割合が３２％以下であることが好ましい。ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の割合が３２％以下であることにより、高屈折率と低分散性のバランスをより高いレベルで取ることができ、要求に応えることができる。
［Ｌａ2Ｏ3］
　Ｌａ2Ｏ3は、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬａ2Ｏ3の割合が５０％を超えると、耐失透性が悪化して、光学ガラスの工業化が困難になる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬａ2Ｏ3の割合は、０％以上５０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬａ2Ｏ3の割合は、４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。
［Ｇｄ2Ｏ3］
　Ｇｄ2Ｏ3は、Ｌａ2Ｏ3と同様に、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＧｄ2Ｏ3の割合が５０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＧｄ2Ｏ3の割合は、０％以上５０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＧｄ2Ｏ3の割合は、４５％以下であることが好ましく、４３％以下であることがより好ましい。
［Ｙ2Ｏ3］
　Ｙ2Ｏ3は、Ｌａ2Ｏ3やＧｄ2Ｏ3と同様に、高屈折率と低分散性とを同時に達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＹ2Ｏ3の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＹ2Ｏ3の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹ2Ｏ3の割合は、１７％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。また、原料混合物の溶融性を高め、溶融時間を短縮することで、作業性及び製造容易性を向上させる観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹ2Ｏ3の割合は、０．１％以上であることが好ましい。
　ここで、本発明の光学ガラスは、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の合計の割合が１０％以上６２％以下であることを要する。上記合計の割合が１０％未満であると、高い屈折率及び低分散性を達成することが困難となる。一方、上記合計の割合が６２％を超えると、耐失透性が悪化する。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の合計の割合は、良好な屈折率及び分散性をより確実に達成する観点から、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましく、また、耐失透性の悪化をより抑制する観点から、６０％以下であることが好ましく、５９％以下であることがより好ましい。
［ＬａＦ3］
　ＬａＦ3は、本発明の光学ガラスにおける必須成分である。ＬａＦ3は、希土類成分（Ｌａ）を有するため、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効である。また、ＬａＦ3は、フッ素を有するところ、フッ素は、酸素に比べ、屈折率を下げる傾向にあるものの、分散性をより低くすることができる。また、フッ素は、酸素に比べ、希土類成分を多く含有するガラスの耐失透性を保つ効果が飛躍的に高い。その結果として、ガラス質を形成するＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3等の酸化物の含有量を少なく抑えながらも、希土類成分の含有量を増やすことで耐失透性を向上させる効果が得られるため、ＬａＦ3を用いることで、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造することができる。なお、上述の効果を得るためには、光学ガラスにおけるＬａＦ3の割合は、１０％以上である必要があり、上述の効果をより確実に得るためには、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましい。一方、耐失透性に悪影響が生じないようにするため、光学ガラスにおけるＬａＦ3の割合は、６０％以下である必要があり、５６％以下であることが好ましく、５４％以下であることがより好ましい。
［ＧｄＦ3］
　ＧｄＦ3は、ＬａＦ3と同様に、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＧｄＦ3の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＧｄＦ3の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＧｄＦ3の割合は、１８％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
［ＹＦ3］
　ＹＦ3は、ＬａＦ3やＧｄＦ3と同様に、高屈折率及び低分散性を達成するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＹＦ3の割合が２０％を超えると、耐失透性が悪化する問題が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＹＦ3の割合は、０％以上２０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＹＦ3の割合は、１８％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
　ここで、本発明の光学ガラスは、ＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の合計の割合が１０％以上６０％以下であることを要する。上記合計の割合が１０％未満であると、少なくともＬａＦ3の割合も１０％未満であるため、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造することができない。一方、上記合計の割合が６０％を超えると、耐失透性に悪影響が生じる。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の合計の割合は、耐失透性が良好な高屈折率低分散ガラスを効率よく製造する観点から、１１％以上であることが好ましく、１２％以上であることがより好ましく、また、耐失透性の悪化をより抑制する観点から、５８％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましい。
［Ｌｉ2Ｏ］
　Ｌｉ2Ｏは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させたりするのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬｉ2Ｏの割合が３％以上であると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）、特には分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ2Ｏの割合は、０％以上３％未満とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ2Ｏの割合は、２．５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましい。
［ＬｉＦ］
　ＬｉＦは、Ｌｉ2Ｏと同等の効果を有する上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＬｉＦの割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、４．８％以下であることが好ましく、４．６％以下であることがより好ましい。
［ＮａＦ］
　ＮａＦも、Ｌｉ2Ｏと同等の効果を有する上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＮａＦの割合が３％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＮａＦの割合は、０％以上３％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＬｉＦの割合は、２％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。
［ＢａＯ］
　ＢａＯは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性や屈折率を調整するのに有効な成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢａＯの割合が５％を超えると、十分に高い屈折率を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢａＯの割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢａＯの割合は、４．５％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましい。
［ＭｇＦ2］
　ＭｇＦ2は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＭｇＦ2の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＭｇＦ2の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＭｇＦ2の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
［ＣａＦ2］
　ＣａＦ2も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＣａＦ2の割合が１０％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＣａＦ2の割合は、０％以上１０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＣａＦ2の割合は、８％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましい。
［ＳｒＦ2］
　ＳｒＦ2も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＳｒＦ2の割合が２５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＳｒＦ2の割合は、０％以上２５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＳｒＦ2の割合は、２３％以下であることが好ましく、２１％以下であることがより好ましい。
［ＢａＦ2］
　ＢａＦ2も、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの溶融性を高めたり、屈折率を調整したりするのに有効である上、フッ素の供給源にもなる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＢａＦ2の割合が３０％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＢａＦ2の割合は、０％以上３０％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＢａＦ2の割合は、２７％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。
［ＡｌＦ3］
　ＡｌＦ3は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、フッ素の供給源にもなる。しかしながら、光学ガラスにおけるＡｌＦ3の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＡｌＦ3の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＡｌＦ3の割合は、４％以下であることが好ましく、２．５％以下であることがより好ましい。
［Ｔａ2Ｏ5］
　Ｔａ2Ｏ5は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、化学的耐久性を向上させるとともに、ある程度の低分散性を保ちつつ屈折率を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＴａ2Ｏ5の割合が５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を達成することが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＴａ2Ｏ5の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＴａ2Ｏ5の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
［ＺｒＯ2］
　ＺｒＯ2は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、Ｔａ2Ｏ5と同様、化学的耐久性を向上させるとともに、ある程度の低分散性を保ちつつ屈折率を高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＺｒＯ2の割合が５％を超えると、溶融時に融け残りが生じて、所望の性質を有する光学ガラスとならない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＺｒＯ2の割合は、０％以上５％以下とした。なお、同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＺｒＯ2の割合は、４％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
［Ｎｂ2Ｏ5］
　Ｎｂ2Ｏ5は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、屈折率を大きく高めることができる成分である。しかしながら、光学ガラスにおけるＮｂ2Ｏ5の割合が３％を超えると、高分散化するため、所望の低分散性のガラスを得ることが困難となる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるＮｂ2Ｏ5の割合は、０％以上３％以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるＮｂ2Ｏ5の割合は、２％以下であることが好ましく、１．５％以下であることがより好ましい。
［Ｌｉ+及びＮａ+の合計］
　そして、本発明の光学ガラスは、質量％表示で、Ｌｉ+及びＮａ+の合計の割合が０％以上１．３５％以下であることを要する。ここで、本明細書において、カチオンの割合は、ガラス全体に対する当該カチオンの質量比として表されるものである。上記合計の割合が１．３５％を超えると、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）を達成することが困難となる。なお、本発明の光学ガラスにおけるＬｉ+及びＮａ+の合計の割合は、所望の屈折率及び分散性（アッベ数）をより確実に得る観点から、１．３％以下であることが好ましく、１．２５％以下であることがより好ましい。
　ここで、Ｌｉ+は、原料としてＬｉ2Ｏ、ＬｉＦ等を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。また、Ｎａ+は、Ｎａ2Ｏ、ＮａＦ等を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。
［Ｆ-］
　また、本発明の光学ガラスは、アニオン％表示で、Ｆ-の割合が９％以下であることが好ましい。ここで、本明細書において、アニオンの割合は、ガラス全体に対する当該アニオンの質量比として表されるものである。上記割合が９％以下であることにより、低分散性を保持しつつより高い屈折率を有することができる。
　ここで、Ｆ-は、原料としてＬａＦ3、ＧｄＦ3、ＹＦ3、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＳｒＦ2、ＢａＦ2、ＡｌＦ3等のフッ化物を用いることにより、光学ガラス内に含有させることができる。
［Ｚｎ2+］
　なお、本発明の光学ガラスは、カチオン表示で、Ｚｎ2+を含有しない。言い換えれば、本発明の光学ガラスは、Ｚｎで構成される成分を含有しない。光学ガラスが、上述した組成を有するにもかかわらずＺｎ2+を含有する場合には、低分散性が十分に良好なものとならないためである。更に、光学ガラスがＺｎ2+を含有すると、短波長、例えば３００～４００ｎｍでの光線透過率が悪化する虞がある。
　ここで、Ｚｎ2+は、通常、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ2等の成分を用いることにより、光学ガラス内に含有し得る。よって、本発明の光学ガラスは、原料としてＺｎＯ、ＺｎＦ2等の成分を用いることなく得られる。
［近赤外域に吸収をもつ成分］
　更に、本発明の光学ガラスは、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない。光学ガラスが近赤外域に吸収をもつ成分を含有すると、近赤外領域での透過率が低下して、所望の性質を有する光学ガラスとならないためである。
　ここで、近赤外域に吸収をもつ成分として、具体的には、Ｙｂ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ等が挙げられる。なお、Ｙｂ2Ｏ3は、可視域に吸収をもたない。
［その他の成分］
　本発明の光学ガラスは、本発明の目的から外れない限り、屈折率及びアッベ数の調整、溶融性の改善、耐失透性の向上などのために、上述した成分以外の成分、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＫＦ、Ａｌ2Ｏ3、ＷＯ3、ＧｅＯ2等を含有してもよい。
＜アッベ数及び屈折率＞
　そして、上述した組成を有する本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ－Ｂ、Ｂ－Ｃ、Ｃ－Ｄ、Ｄ－Ａで囲まれた領域内にあることが好ましい。アッベ数及び屈折率が上記領域内にある光学ガラスは、高い屈折率を有する上、分散性が非常に低いといえる。なお、通常は、上述した成分に関する必須要件を満たすとともに、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の割合を３２％以下とすることにより、光学ガラスのアッベ数及び屈折率を上記領域内とすることが可能である。
　更に、本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、上記直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｅ点（５５．８，１．７２４）、Ｆ点（５８．０，１．７２０）を順次直線で結んだ線分Ａ－Ｂ、Ｂ－Ｅ、Ｅ－Ｆ、Ｆ－Ａで囲まれた領域内にあることがより好ましい。アッベ数及び屈折率が上記領域内にある光学ガラスは、高屈折率と低分散性とが、極めて高いレベルでバランスしているといえる。なお、光学ガラスのアッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）を上記領域内とする方法としては、例えば、上述した成分に関する必須要件を満たすとともに、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計の割合を３２％以下とし、且つ、Ｆ-の割合を９％以下とすることが挙げられる。
＜近赤外領域での透過率＞
　また、本発明の光学ガラスは、監視カメラ用レンズ等の製造に用いる観点から、近赤外領域での透過率が高いことが好ましい。具体的には、本発明の光学ガラスは、厚み５ｍｍにおける波長８００～１１００ｎｍでの光線透過率が、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。なお、通常は、上述した成分に関する必須要件を満たすことにより、光学ガラスの光線透過率を上記領域内とすることが可能である。
＜製造方法＞
　本発明の光学ガラスは、上述した成分に関する要件を満足すればよく、その製造方法については、特に限定されることなく、従来の製造方法に従えばよい。
　例えば、各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩及び硝酸塩などを用意し、これらを所定の割合となるように秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない耐熱容器、例えば白金坩堝に投入して、電気炉にて１０００～１２００℃に加熱して溶融しながら適時撹拌し、清澄、均質化する。そして、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷することで、本発明の光学ガラスを製造することができる。なお、ガラスの着色改善や脱泡のため、ごく少量（例えば、０．１％以下）のＳｂ2Ｏ3など、工業的に周知である脱泡成分を原料に加えることができる。
（ガラスプリフォーム）
　本発明のガラスプリフォームは、本発明の光学ガラスを用いて得られるものである。ここで、ガラスプリフォームとは、モールドプレス成形に供されるガラス素材であって、プレス成形に先立って、好適な形状に予備成形されたガラス素材を指す。そして、本発明のガラスプリフォームは、高屈折率低分散性であり且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを用いて得られるため、高性能である。
　かかるガラスプリフォームの形状としては、特に限定されない。また、ガラスプリフォームの製造方法としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）加熱、軟化、滴下工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、（２）切削、研磨工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、（３）加熱、軟化、滴下工程を経た後、更に切削、研磨工程を経ることによりガラスプリフォームを得る方法、などが挙げられる。
　また、本発明の光学ガラスを用いることで、例えば、周知の精密プレス成形法に用いられる予備成形されたガラス素材、即ちモールドプレス成形用ガラスプリフォームを好適に得ることができる。
　なお、本発明のガラスプリフォームは、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、成分に関する必須要件、ひいては好ましいとされる要件を満たすことが好ましい。
（光学部品）
　本発明の光学部品は、本発明の光学ガラスを用いて得られるものである。そして、本発明の光学部品は、高屈折率低分散性であり且つ近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを用いて得られるため、高性能である。かかる光学部品としては、特に限定されないが、典型的なものとして、非球面レンズ、球面レンズ、平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、マイクロレンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズム、などが挙げられる。光学部品として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは、非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。
　また、用途の観点からは、本発明の光学部品は、監視カメラ、車載カメラ等の撮像光学系を構成するレンズやプリズム、プロジェクタ等の投射光学系を構成するレンズやプリズム等とすることができる。そして、本発明の光学ガラスは、これらの中でも、監視カメラを構成するレンズやプリズムを製造するのに好適に用いることができる。
　そして、本発明の光学部品は、例えば、本発明の光学ガラスから形成したストリップ材（板状の熱間成形品）、又は上述した本発明のガラスプリフォームに対して、研削研磨等の冷間加工や、モールドプレス成形を行うことで得ることができる。
　なお、本発明の光学部品は、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて既述した、成分に関する必須要件、ひいては好ましいとされる要件を満たすことが好ましい。
　以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表１～３に記載の組成比となるように、それぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩及び硝酸塩等を各成分の原料として、ガラス化した後に１００ｇとなるように秤量し、十分混合して、白金坩堝に投入し、電気炉にて１０００～１２００℃に加熱して１～２時間溶融しながら、適時撹拌して均質化を図った。次いで、清澄した溶融物を、予熱した金型内に鋳込み、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、実施例１～４１及び比較例１～３の光学ガラスをそれぞれ得た。
　そして、それぞれの光学ガラスについて、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）の測定を行った。
　また、実施例１３及び比較例１の光学ガラスについては、光線透過率の測定を行った。
　更に、実施例１５及び１６については、白金坩堝を電気炉に投入して加熱を開始してから、坩堝内の原料混合物が完全溶融するまでに要した時間を、目視で確認しながら計測した。その結果、実施例１５では１０分であったのに対し、実施例１６では、１０分後には依然として一部の融け残りが見られ、完全溶融するまでに１５分を要した。
　ここで、屈折率及びアッベ数の測定は、株式会社島津デバイス製「ＫＰＲ－２０００」を用いて行った。
　また、光線透過率の測定は、３０ｍｍ×１３ｍｍ、厚み５ｍｍの両面が光学研磨された光学ガラスサンプルを用意し、株式会社日立ハイテクノロジーズ製「Ｕ－４１００」を用い、波長範囲を３００～１２００ｎｍとして行った。
　屈折率及びアッベ数の測定結果を表１～３に示すとともに、当該結果を直交座標系にプロットしたものを図１に示す。また、光線透過率の測定結果を図２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１～３に示すように、本発明に従う実施例１～４１の光学ガラスは、いずれも、高屈折率を有し且つ低分散性であることが分かる。具体的にいうと、これらの光学ガラスは、図１に示すように、アッベ数をｘ軸とし、屈折率をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ－Ｂ、Ｂ－Ｃ、Ｃ－Ｄ、Ｄ－Ａで囲まれた領域内にあることが分かる。
　これに対して、比較例１の光学ガラスは、低分散性に劣ることが少なくとも分かる。加えて、比較例１の光学ガラスは、図２に示されるように、３００～４００ｎｍでの光線透過率が著しく悪化していることも分かる。これらは、ＺｎＯを含んでいること等に因るものと考えられる。
　また、比較例２の光学ガラスは、高屈折率及び低分散性のバランスが良好ではないことが少なくとも分かる。これは、Ｌｉ2Ｏを過剰に含んでいること等に因るものと考えられる。
　更に、比較例３の光学ガラスは、低分散性に劣ることが少なくとも分かる。これは、ＺｎＯを含んでいること、ＬａＦ3の含有量が不十分であること、ＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の合計の割合が不十分であること等に因るものと考えられる。
　また、本発明に従う実施例１～４１の光学ガラスは、いずれも、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しないため、近赤外領域での透過率が高いものと認めることができる。このことは、図２において、近赤外域に吸収をもつ成分であるＹｂ2Ｏ3を含有する比較例１の光学ガラスは、波長８００～１１００ｎｍでの光線透過率が大きく落ち込んでいるのに対し、近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない実施例１３の光学ガラスは、安定して光線透過率が８５％以上で維持されていることからも、明らかである。
　なお、実施例１５と実施例１６とでは、Ｙ2Ｏ3を含有するか否かの点で相違しているところ、これらの原料混合物が完全溶融するまでの時間の比較から、Ｙ2Ｏ3を用いることにより、完全溶融が早まり、作業性及び製造容易性を向上させることができることが分かる。
　本発明によれば、高屈折率を有し且つ低分散性である上、近赤外領域での透過率が高い光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、高性能なガラスプリフォーム及び光学部品を提供することができる。

Claims (4)

  1. 　質量％で、
    　ＳｉＯ2：０％以上８％以下、
    　Ｂ2Ｏ3：１５％以上３５％以下、
    　Ｌａ2Ｏ3：０％以上５０％以下、
    　Ｇｄ2Ｏ3：０％以上５０％以下、
    　Ｙ2Ｏ3：０％以上２０％以下、
    　ＬａＦ3：１０％以上６０％以下、
    　ＧｄＦ3：０％以上２０％以下、
    　ＹＦ3：０％以上２０％以下、
    　Ｌｉ2Ｏ：０％以上３％未満、
    　ＬｉＦ：０％以上５％以下、
    　ＮａＦ：０％以上３％以下、
    　ＢａＯ：０％以上５％以下、
    　ＭｇＦ2：０％以上５％以下、
    　ＣａＦ2：０％以上１０％以下、
    　ＳｒＦ2：０％以上２５％以下、
    　ＢａＦ2：０％以上３０％以下、
    　ＡｌＦ3：０％以上５％以下、
    　Ｔａ2Ｏ5：０％以上５％以下、
    　ＺｒＯ2：０％以上５％以下、
    　Ｎｂ2Ｏ5：０％以上３％以下、
    の組成を有し、
    　Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3の合計の割合が１０％以上６２％以下であり、
    　ＬａＦ3、ＧｄＦ3及びＹＦ3の合計の割合が１０％以上６０％以下であり、
    　質量％表示で、Ｌｉ+及びＮａ+の合計の割合が０％以上１．３５％以下であり、
    　Ｚｎ2+を含有せず、
    　近赤外域に吸収をもつ成分を含有しない、
    ことを特徴とする、光学ガラス。
  2. 　アッベ数（νｄ）及び屈折率（ｎｄ）が、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系において、Ａ点（５６．０，１．７５５）、Ｂ点（５４．０，１．７５５）、Ｃ点（６０．０，１．６５０）、Ｄ点（６３．０，１．６５０）を順次直線で結んだ線分Ａ－Ｂ、Ｂ－Ｃ、Ｃ－Ｄ、Ｄ－Ａで囲まれた領域内にある、請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 　請求項１又は２に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする、ガラスプリフォーム。
  4. 　請求項１又は２に記載の光学ガラスを用いたことを特徴とする、光学部品。
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