WO2018021221A1 - 光学ガラスおよび光学部品 - Google Patents

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glass
optical glass
optical
refractive index
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伸一 安間
長嶋　達雄
周作 秋葉
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旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical glass and an optical component.
  • Glasses used for wearable devices such as glasses with projectors, glasses-type and goggles-type displays, virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, etc., widening the angle of images, increasing brightness and contrast, improving light guide characteristics, A high refractive index is required from the viewpoint of ease of processing of the diffraction grating.
  • imaging glass lenses that are small and have a wide imaging angle of view have been used for applications such as in-vehicle cameras and robot vision sensors. Therefore, a high refractive index is required.
  • optical glass used for the above-mentioned applications in order to make the user's wearing feeling preferable, automobiles and robots are required to be lightweight, and in order to reduce the weight of the entire apparatus, low density is required. . Furthermore, in consideration of use in an external environment, it is also important that there is little surface deterioration and alteration due to acid rain and chemicals such as detergents and waxes used in cleaning.
  • glass lenses for in-vehicle use for example, by using a lens glass material for in-vehicle cameras having a predetermined acid resistance, an attempt is made to increase the refractive index and strength, and further improve the acid resistance and water resistance.
  • Patent Document 1 For example, refer to Patent Document 1).
  • glass that is formed into a plate shape may be used for wearable devices, and may be produced by a molding method such as a float method, a fusion method, or a roll-out method with high manufacturing efficiency.
  • a molding method such as a float method, a fusion method, or a roll-out method with high manufacturing efficiency.
  • the relationship between the manufacturing temperature and the viscosity of the glass is important.
  • the visible light transmittance is also an important parameter, and in the case of a high refractive index glass, when it is melted at a high temperature, the visible light transmittance particularly on the short wavelength side may be lowered. When the viscosity curve is steep, it becomes difficult to control the viscosity in manufacturing.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical glass having a high refractive index and a low density and good manufacturing characteristics.
  • the optical component of the present invention uses the optical glass of the present invention.
  • the optical glass of the present invention has a predetermined refractive index (n d ), density (d), and dissolution characteristics as described above. Each of these characteristics will be described in turn.
  • the optical glass of the present invention has a high refractive index (n d ) in the range of 1.68 to 1.85. Since the refractive index (n d ) is 1.68 or more, the optical glass of the present invention is an optical glass used for wearable devices, widening the image, increasing the brightness and contrast, improving the light guide characteristics, and processing the diffraction grating. It is suitable in terms of ease.
  • a small imaging glass lens having a wide imaging angle of view which is used for applications such as an in-vehicle camera and a robot vision sensor, is suitable for photographing a wider range.
  • This refractive index (n d ) is preferably 1.70 or more, more preferably 1.73 or more, still more preferably 1.74 or more, and even more preferably 1.75 or more.
  • glass having a refractive index (n d ) exceeding 1.85 tends to have a high density and a high devitrification temperature.
  • This refractive index (n d ) is preferably 1.83 or less, more preferably 1.82 or less, still more preferably 1.81 or less, and still more preferably 1.80 or less.
  • the optical glass of the present invention has a density (d) of 4.0 g / cm 3 or less.
  • the density (d) of is preferably 3.8 g / cm 3 or less, more preferably 3.6 g / cm 3 or less, more preferably 3.5 g / cm 3 or less, still more preferably 3.4 g / cm 3 It is as follows.
  • the density (d) is preferably 2.0 g / cm 3 or more in order to make it difficult to damage the glass surface. More preferably, it is 2.2 g / cm 3 or more, still more preferably 2.3 g / cm 3 or more, and still more preferably 2.4 g / cm 3 or more.
  • T 2 are a reference temperature of solubility, the T 2 of the glass is too high, since it becomes necessary to dissolve at elevated temperature, in the case of the high refractive index glass, possibly especially visible light transmittance on the short wavelength side decreases is there.
  • T 2 is preferably 1180 ° C. or lower, more preferably 1150 ° C. or lower, further preferably 1130 ° C. or lower, and still more preferably 1110 ° C. or lower.
  • T 2 is preferably 970 ° C. or higher, more preferably 990 ° C. or higher, further preferably 1010 ° C. or higher, and still more preferably 1030 ° C. or higher.
  • the optical glass of the present invention preferably has a devitrification temperature of 1200 ° C. or lower. With such characteristics, devitrification of the glass at the time of molding can be suppressed, and the moldability is good.
  • This devitrification temperature is more preferably 1175 ° C. or less, further preferably 1150 ° C. or less, even more preferably 1125 ° C. or less, and particularly preferably 1100 ° C. or less.
  • the devitrification temperature is the lowest temperature at which crystals having a long side or a long diameter of 1 ⁇ m or more are not observed on the glass surface and inside when the heated and melted glass is cooled by natural cooling.
  • the glass of the present invention may have a lower transmittance on the shorter wavelength side than 400 nm by melting at a high temperature. is there.
  • in-vehicle cameras and robot vision sensors sometimes use near-ultraviolet images to recognize objects that are difficult to distinguish with visible light, and the glass used in the optical system has transmittance in the near-ultraviolet region. Is required to be high. Therefore, when the optical glass of the present invention is a glass plate having a thickness of 1 mm, the light transmittance (T 360 ) at a wavelength of 360 nm is preferably 40% or more.
  • T 360 is more preferably 50% or more, still more preferably 60% or more, still more preferably 65% or more, and particularly preferably 70% or more. T 360 can be measured, for example, using a spectrophotometer for glass plates obtained by mirror polishing both surfaces having a thickness of 1 mm.
  • the Young's modulus (E) is preferably 60 GPa or more. With such characteristics, there is an advantage that there is little deflection when used in a wearable device as a thin glass plate, or when used as a lens in a vehicle-mounted camera, a robot vision sensor, or the like. In particular, when the light guide is attached to a frame of glasses or a display device, it is possible to prevent ghost phenomenon and distortion of images and videos.
  • This E is more preferably 70 GPa or more, further preferably 80 GPa or more, still more preferably 85 GPa or more, and particularly preferably 90 GPa or more.
  • the water resistance (RW) measured in accordance with the method of measuring chemical durability (powder method) of JOGIS06-2008 optical glass, which is the Japan Optical Glass Industry Association standard is preferably grade 2 or higher. .
  • RW is measured as follows. For a glass powder having a particle size of 420 to 600 ⁇ m, a mass reduction ratio (%) when immersed in 80 mL of pure water at 100 ° C. for 1 hour is measured. A predetermined grade is given according to the mass reduction rate. The smaller the numerical value, the better the RW.
  • the acid resistance (RA) measured according to the chemical durability measurement method (powder method) of JOGIS06-2008 optical glass is preferably grade 1 or higher.
  • RA is measured as follows. For a glass powder having a particle size of 420 to 600 ⁇ m, a mass reduction ratio (%) when immersed in 80 mL of a 0.01 N nitric acid aqueous solution at 100 ° C. for 1 hour is measured. A predetermined grade is given according to the mass reduction rate. The smaller the numerical value, the better the RA.
  • the glass transition point (Tg) is preferably in the range of 500 to 700 ° C. Since the optical glass of the present invention has Tg in the above-described range, the moldability in press molding and redraw molding is good.
  • the Tg is more preferably 520 ° C. to 680 ° C., further preferably 540 ° C. to 660 ° C., still more preferably 560 ° C. to 640 ° C., and particularly preferably 570 ° C. to 620 ° C.
  • Tg can be measured by, for example, a thermal expansion method.
  • the optical glass of the present invention preferably has an Abbe number (v d ) of 50 or less.
  • v d is more preferably 46 or less, still more preferably 42 or less, still more preferably 38 or less, and particularly preferably 34 or less.
  • the lower limit of the Abbe number of the optical glass of the present invention is not particularly limited, but is generally about 10 or more, specifically 15 or more, and more specifically 20 or more.
  • the thermal expansion coefficient ( ⁇ ) at 50 to 350 ° C. is preferably in the range of 50 to 150 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K). Since the optical glass of the present invention has ⁇ in the above-described range, expansion matching with peripheral members is good.
  • This ⁇ is more preferably 60 to 135 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K), still more preferably 70 to 120 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K), still more preferably 80 to 105 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K). ), Particularly preferably 90 to 100 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / K).
  • the optical glass of the present invention is preferably a glass plate having a thickness of 0.01 to 2.0 mm. If the thickness is 0.01 mm or more, damage during handling or processing of the optical glass can be suppressed. Moreover, the deflection
  • the area of one main surface is preferably 8 cm 2 or more. If this area is 8 cm 2 or more, a large number of optical elements can be arranged and productivity is improved. This area is more preferably 30 cm 2 or more, further preferably 170 cm 2 or more, still more preferably 300 cm 2 or more, and particularly preferably 1000 cm 2 or more. On the other hand, if the area is 6500 cm 2 or less, handling of the glass plate is facilitated, and breakage during handling or processing of the glass plate can be suppressed. The area is more preferably not 4500Cm 2 or less, further preferably not more 4000 cm 2 or less, more further preferably 3000 cm 2 or less, particularly preferably 2000 cm 2 or less.
  • the LTV “Local Thickness Variation) at 25 cm 2 on one main surface is preferably 2 ⁇ m or less.
  • a nanostructure having a desired shape can be formed on one main surface using an imprint technique or the like, and desired light guide characteristics can be obtained.
  • the light guide can prevent a ghost phenomenon or distortion due to a difference in optical path length.
  • the LTV is more preferably 1.8 ⁇ m or less, further preferably 1.6 ⁇ m or less, still more preferably 1.4 ⁇ m or less, and particularly preferably 1.2 ⁇ m or less.
  • the warp is preferably 50 ⁇ m or less. If the warpage of the glass plate is 50 ⁇ m or less, a nanostructure having a desired shape can be formed on one main surface using an imprint technique or the like, and desired light guide characteristics can be obtained. When trying to obtain a plurality of light guides, a product with stable quality is obtained.
  • the warp of the glass substrate is more preferably 40 ⁇ m or less, further preferably 30 ⁇ m or less, and particularly preferably 20 ⁇ m or less.
  • the warp is preferably 30 ⁇ m or less. If the warpage of the glass plate is 30 ⁇ m or less, a nanostructure having a desired shape can be formed on one main surface using an imprint technique or the like, and desired light guide characteristics can be obtained. When trying to obtain a plurality of light guides, a product with stable quality is obtained.
  • the warp of the glass plate is more preferably 20 ⁇ m or less, further preferably 15 ⁇ m or less, and particularly preferably 10 ⁇ m or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view when the optical glass of the present invention is a glass plate G1.
  • “Warpage” refers to a reference line G1D of the glass plate G1 and the glass plate G1 in an arbitrary cross section passing through the center of the main surface G1F of the glass plate G1 and orthogonal to the main surface G1F of the glass plate G1.
  • intersection line between the arbitrary cross section orthogonal to the main surface G1F of the glass plate G1 is defined as a bottom line G1A.
  • An intersection line between the arbitrary cross section orthogonal to the other main surface G1G of the glass plate G1 is defined as an upper line G1B.
  • the center line G1C is a line connecting the centers in the thickness direction of the glass plate G1. The center line G1C is calculated by obtaining a midpoint of the bottom line G1A and the top line G1B with respect to the laser irradiation direction described later.
  • the reference line G1D is obtained as follows. First, the bottom line G1A is calculated based on a measurement method that cancels the influence of its own weight. A straight line is obtained from the bottom line G1A by the method of least squares. The obtained straight line is the reference line G1D. A known method is used as a measurement method for canceling the influence due to its own weight.
  • one main surface G1F of the glass plate G1 is supported at three points, a laser is irradiated to the glass plate G1 by a laser displacement meter, the one main surface G1F of the glass plate G1 and another one from an arbitrary reference plane The height of the main surface G1G is measured.
  • the glass plate G1 is inverted, three points of the other one main surface G1G opposite to the three points supporting the one main surface G1F are supported, and one glass substrate G1 from an arbitrary reference plane is supported.
  • the heights of the main surface G1F and the other main surface G1G are measured. By calculating the average height of each measurement point before and after reversal, the influence of its own weight is cancelled.
  • the height of one main surface G1F is measured as described above.
  • the height of the other main surface G1G is measured at a position corresponding to the measurement point of the one main surface G1F.
  • the height of the other main surface G1G is measured before inversion.
  • the height of one main surface G1F is measured at a position corresponding to the measurement point of the other main surface G1G.
  • the warpage is measured by, for example, a laser displacement meter.
  • the surface roughness Ra of one main surface is preferably 2 nm or less.
  • a nanostructure of a desired shape can be formed on one main surface using an imprint technique or the like, and desired light guide characteristics can be obtained.
  • This Ra is more preferably 1.7 nm or less, still more preferably 1.4 nm or less, still more preferably 1.2 nm or less, and particularly preferably 1 nm or less.
  • the surface roughness Ra is an arithmetic average roughness defined in JIS B0601 (2001). In this specification, it is the value which measured the area of 10 micrometers x 10 micrometers using atomic force microscope (AFM).
  • the content ratio of each component is represented by mass% with respect to the total glass mass based on oxide.
  • “substantially does not contain” means that it is not contained except for inevitable impurities.
  • the content of inevitable impurities is 0.1% or less in the present invention.
  • composition satisfying the above-described characteristics in the optical glass of the present embodiment include Nb 2 O 5 : 5% to 55%, BaO, TiO 2 , ZrO 2 , WO 3 , and Ln in terms of mass% based on oxide.
  • 0% to 30% of at least one selected from the group consisting of 2 O 3 (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb and Lu), SiO 2 : 29% to 50 %, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is 2% to 20%, and Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 0.45 or less.
  • another component can be contained as needed.
  • Li 2 O + Na 2 O + K 2 O indicates the total amount of at least one alkali metal oxide component selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O.
  • Each component in this glass composition will be specifically described below.
  • the optical glass of this invention is not limited to the composition of the following embodiment, as long as it has the above-mentioned characteristic.
  • SiO 2 is a glass forming component, and is a component that imparts high strength and crack resistance to the glass and improves the stability and chemical durability of the glass.
  • the content ratio of SiO 2 is 29% or more and 50% or less.
  • the content of SiO 2 is 50% or less, can contain a component for obtaining a high refractive index.
  • the content ratio of SiO 2 is preferably 31% or more, more preferably 32% or more, further preferably 33% or more, and particularly preferably 35% or more. Further, the content ratio of SiO 2 is preferably 45% or less, more preferably 42% or less, and further preferably 40% or less.
  • Nb 2 O 5 is a component that increases the refractive index of the glass and decreases the Abbe number (v d ).
  • the content ratio of Nb 2 O 5 is 5% or more and 55% or less. When the content ratio of Nb 2 O 5 is 5% or more, a high refractive index can be obtained.
  • the content ratio of Nb 2 O 5 is preferably 15% or more, more preferably 25% or more, further preferably 35% or more, and particularly preferably 40% or more. Further, Nb 2 O 5 is easily watermarks too large loss. Therefore, 55% or less is preferable, 52% or less is more preferable, and 49% or less is more preferable.
  • BaO, TiO 2 , ZrO 2 , WO 3 and Ln 2 O 3 are components that increase the refractive index of the glass. is there. The total content of these components is 0% or more and 30% or less.
  • Nb 2 O 5 When Nb 2 O 5 is 15% or less, in order to increase the refractive index of the glass, Nb 2 O 5 and other high refractive index components as BaO, TiO 2 , ZrO 2 , WO 3 and Ln 2 O 3 are included. It is preferable to contain 1% or more of at least one selected from the group consisting of (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb and Lu). The content ratio of these components is more preferably 3% or more, still more preferably 5% or more, and particularly preferably 7% or more. On the other hand, when the other high refractive index components exceed 30%, devitrification is likely to occur. The content ratio of these components is more preferably 25% or less, still more preferably 20% or less, and particularly preferably 15% or less.
  • Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 4% or more, more preferably 6% or more, still more preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more. Further, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 18% or less, more preferably 16% or less, further preferably 14% or less, and particularly preferably 12% or less.
  • Li 2 O is a component that improves the strength of the glass. 2 tends to be low and easily devitrified. Therefore, in the optical glass of the present embodiment, Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 0.45 or less as a ratio value by mass% based on oxide. If Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is more than 0.45, T 2 tends to be low, devitrification tends to occur, and the easy moldability of the glass deteriorates. Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is more preferably 0.4 or less, further preferably 0.35 or less, and particularly preferably 0.3 or less.
  • Li 2 O is an optional component, and is a component that improves the strength of glass, lowers T 2 , lowers Tg, and improves the meltability of glass.
  • the content ratio of Li 2 O is 0% or more and 9% or less.
  • strength (Kc) and crack resistance (CIL) can be improved.
  • Li 2 O is liable watermarks too large loss.
  • the optical glass of the present invention contains Li 2 O, the content ratio is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, and particularly preferably 3% or more.
  • the content ratio of Li 2 O is preferably 8% or less, more preferably 7% or less, further preferably 6% or less, and particularly preferably 5% or less.
  • the content ratio of Li 2 O is preferably 1.0% or more, more preferably 1.5% or more, further preferably 2.5% or more. 5% or more is particularly preferable.
  • Na 2 O is an optional component that suppresses devitrification and lowers Tg.
  • the content ratio of Na 2 O is 0% or more and 10% or less. When Na 2 O is contained, an excellent devitrification suppressing effect is obtained. On the other hand, Na 2 O is too large, strength and crack resistance tends to decrease.
  • the content ratio is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, and particularly preferably 3% or more. Further, the content ratio of Na 2 O is preferably 9% or less, more preferably 8% or less, and further preferably 7% or less.
  • the content ratio of Na 2 O is preferably 1.0% or more, more preferably 1.5% or more, further preferably 2.5% or more. 5% or more is particularly preferable.
  • K 2 O is an optional component, a component that improves the meltability of glass, and a component that suppresses devitrification.
  • the content ratio of K 2 O is 0% or more and 10% or less. When K 2 O is contained, the devitrification suppressing effect is improved. On the other hand, if there is too much K 2 O, the density tends to increase.
  • the content ratio of K 2 O is preferably 0.3% or more, more preferably 0.5% or more, and further preferably 1% or more. Further, the content ratio of K 2 O is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and further preferably 6% or less.
  • B 2 O 3 is an optional component.
  • B 2 O 3 is a component that lowers Tg and improves mechanical properties such as strength and crack resistance of glass, but if the amount of B 2 O 3 is large, the refractive index tends to decrease. Therefore, the content ratio of B 2 O 3 is preferably 0% or more and 10% or less.
  • the content ratio of B 2 O 3 is more preferably 8.5% or less, still more preferably 6.5% or less, and particularly preferably 5% or less. Further, the content ratio of B 2 O 3 is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • MgO is an optional component.
  • MgO is a component that improves the meltability of glass, suppresses devitrification, and adjusts optical constants such as the Abbe number and refractive index of glass.
  • the content ratio of MgO is preferably 0% or more and 10% or less.
  • the content ratio of MgO is more preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less.
  • the content ratio of MgO is preferably 0.3% or more, more preferably 0.5% or more, and further preferably 1% or more.
  • CaO is an optional component. CaO is a component that suppresses devitrification. However, if the amount of CaO is large, the crack resistance tends to decrease. Therefore, the content ratio of CaO is preferably 0% or more and 15% or less. The content ratio of CaO is more preferably 12% or less, and particularly preferably 10% or less. Further, the content ratio of CaO is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • SrO is an optional component.
  • SrO is a component that improves the meltability of the glass, suppresses devitrification, and adjusts the optical constant of the glass. On the other hand, when the amount of SrO increases, devitrification is promoted. Therefore, the content ratio of SrO is preferably 0% or more and 15% or less.
  • the content ratio of SrO is more preferably 12% or less, and particularly preferably 10% or less. Further, the content ratio of SrO is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • BaO is an optional component.
  • BaO is a component that suppresses devitrification, but if the amount of BaO is large, the density tends to increase. Therefore, when BaO is contained, 0% or more and 15% or less are preferable.
  • the content ratio of BaO is more preferably 10% or less, further preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less. Further, the content ratio of BaO is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • Al 2 O 3 is an optional component.
  • Al 2 O 3 is a component that improves chemical durability, but when the amount of Al 2 O 3 increases, the glass tends to devitrify. Therefore, the content ratio of Al 2 O 3 is preferably 0% or more and 5% or less.
  • the content ratio of Al 2 O 3 is more preferably 3% or less, and particularly preferably 2% or less. Further, the content ratio of Al 2 O 3 is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • TiO 2 is an optional component, and is a component that increases the refractive index of the glass and increases the dispersion of the glass. Further, by containing TiO 2, it is possible to improve the refractive index. On the other hand, when TiO 2 is too much, it is easy to be colored and the transmittance is lowered. Therefore, the content ratio of TiO 2 is preferably 0% or more and 15% or less. When TiO 2 is contained, the content ratio is more preferably 0.5% or more, further preferably 1% or more, and particularly preferably 1.5% or more. Further, the content ratio of TiO 2 is more preferably 12% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 8% or less.
  • WO 3 is an optional component. Addition of WO 3 suppresses the devitrification of the glass. However, if the amount of WO 3 is too large, the glass tends to be devitrified. Therefore, the content ratio of WO 3 is preferably 0% or more and 15% or less. The content ratio of WO 3 is more preferably 12% or less, further preferably 9% or less, and particularly preferably 5% or less. Further, the content ratio of WO 3 is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • ZrO 2 is an optional component, and is a component that increases the refractive index of the glass and increases the chemical durability of the glass. By containing ZrO 2 , crack resistance can be improved. On the other hand, if the ZrO 2 is too large, it tends to be devitrified. Therefore, the content ratio of ZrO 2 is preferably 0% or more and 15% or less. When ZrO 2 is contained, the content ratio is more preferably 0.5% or more, further preferably 1% or more, and particularly preferably 2% or more. The content ratio of ZrO 2 is more preferably 15% or less, further preferably 12% or less, and particularly preferably 10% or less.
  • ZnO is an optional component and is a component that improves mechanical properties such as strength and crack resistance of glass.
  • the content rate is 0-15%.
  • the content ratio of ZnO is more preferably 13% or less, further preferably 12% or less, and particularly preferably 10% or less. Further, the content ratio of ZnO is more preferably 0.3% or more, further preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more.
  • La 2 O 3 is an optional component.
  • La 2 O 3 is a component that improves the refractive index of the glass, but if the amount of La 2 O 3 is too large, the mechanical properties are lowered. Therefore, the content ratio of La 2 O 3 is preferably 0% or more and 12% or less. The content ratio of La 2 O 3 is more preferably 10% or less, and further preferably 8% or less. It is preferable that La 2 O 3 is not substantially contained.
  • Ln 2 O 3 (Ln is one or more selected from the group consisting of Y, La, Gd, Yb, and Lu) improves the refractive index of the glass.
  • Ln 2 O 3 is preferably 15% or less in total, more preferably 10% or less, and particularly preferably 7% or less. It is preferable that Ln 2 O 3 is not substantially contained.
  • the optical glass of this embodiment contains at least one of Sb 2 O 3 and SnO 2 .
  • Sb 2 O 3 and SnO 2 are not essential components, they can be added for the purpose of adjusting refractive index characteristics, improving meltability, suppressing coloring, improving transmittance, clarifying, and improving chemical durability.
  • the total is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less.
  • the optical glass of this embodiment contains F.
  • F is not essential, it can be added for the purpose of improving solubility, improving transmittance, and improving clarity. When it contains F, 5% or less is preferable and 3% or less is more preferable.
  • the optical glass of the present embodiment containing an alkali metal oxide of Li 2 O or Na 2 O is chemically converted by replacing Li ions with Na ions or K ions and Na ions with K ions.
  • the optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, first, raw materials are weighed so as to have the predetermined glass composition and mixed uniformly. The prepared mixture is put into a platinum crucible, a quartz crucible or an alumina crucible and roughly melted. Then put in a gold crucible, platinum crucible, platinum alloy crucible, reinforced platinum crucible or iridium crucible and melt for 2-10 hours at a temperature range of 1200-1400 ° C, homogenize by defoaming, stirring, etc. After that, it is cast into a mold and slowly cooled. Thereby, the optical glass of the present invention is obtained.
  • this optical glass can be made into a glass plate by forming molten glass into a plate shape by a molding method such as a float method, a fusion method, or a roll-out method.
  • a glass molded object can be produced using means, such as reheat press molding and precision press molding, for example. That is, a lens preform for mold press molding is manufactured from optical glass, and after reheat press molding is performed on the lens preform, a polishing process is performed to manufacture a glass molded body, or a polishing process is performed, for example.
  • the glass preform can be produced by precision press-molding the lens preform.
  • the means for producing the glass molded body is not limited to these means.
  • Residual bubbles of the optical glass of the present invention produced as described above are preferably 10 (10 pieces / kg) or less per kg, more preferably 7 pieces / kg or less, further preferably 5 pieces / kg or less. Part / kg or less is particularly preferable.
  • the glass plate is formed by the above-described method, a glass plate free from bubbles can be efficiently formed as long as the residual bubbles are 10 / kg or less.
  • the diameter of the circle of the minimum size in which the residual bubbles are enclosed is the individual size of the residual bubbles
  • the individual size of the residual bubbles is preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less, and even more preferably 40 ⁇ m or less. 20 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • L 2 / L 1 is preferably 0.90 or more, more preferably 0.92 or more, and further preferably 0.95 or more.
  • L 2 / L 1 is 0.90 or more, the residual bubbles are in a state close to a perfect circle (true sphere), and even if residual bubbles are included, the glass is less than the elliptical residual bubbles.
  • the anisotropic scattering of light incident on the glass plate can be suppressed as compared with elliptical residual bubbles.
  • the size and shape of the residual bubbles can be obtained from values measured by a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation: VK-X100).
  • Optical members such as glass plates and glass molded articles produced in this way are useful for various optical elements.
  • wearable devices such as glasses with projectors, glasses and goggles
  • Light guides used in displays, virtual reality augmented reality display devices, virtual image display devices, filters, lenses, etc.
  • Lenses and cover glasses used in in-vehicle cameras, robot vision sensors, etc. .
  • it is also suitably used for applications such as an organic EL glass substrate, a wafer level lens array substrate, a lens unit substrate, a lens forming substrate by etching, and an optical waveguide.
  • the optical glass of the present embodiment described above has a high refractive index and a low density and good manufacturing characteristics, and is suitable as an optical glass for wearable devices, in-vehicle use, and robot mounting.
  • the raw materials were weighed so as to have chemical compositions (mass% in terms of oxide) shown in Tables 1 to 7.
  • the raw materials are all high-purity raw materials used for ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphate compounds corresponding to the raw materials of each component. Selected and used.
  • R 2 O represents the total content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O.
  • Refractive index (n d ) Sample glass was processed into a triangular prism having a side of 30 mm and a thickness of 10 mm, and measured with a refractometer (manufactured by Kalnew, instrument name: KPR-2000). Density (d): Measured according to JIS Z8807 (1976, measurement method for weighing in liquid). Devitrification temperature: About 5 g of a sample was put in a platinum dish, and each sample was held for 1 hour in increments of 10 ° C. from 1000 ° C. to 1400 ° C. After cooling by natural cooling, the presence or absence of crystal precipitation was observed with a microscope. The lowest temperature at which crystals having a long side or long diameter of 1 ⁇ m or more were not recognized was defined as the devitrification temperature.
  • Glass transition point (Tg) A value measured using a differential thermal dilatometer (TMA), and determined according to JIS R3103-3 (2001).
  • RW Water resistance
  • Grade 1 if the mass reduction ratio is less than 0.05%
  • Grade 2 if it is 0.05% or more and less than 0.10%
  • Grade 3 if it is 0.10% or more and less than 0.25%
  • Grade 0.25% or more and 0.60% Less than grade 4, graded 0.60% or more and less than 1.10%, grade 5 and grade 1.6% or more grade 6.
  • Acid resistance Measured according to the measuring method (powder method) of chemical durability of JOGIS06-2008 optical glass. Specifically, the mass reduction rate (%) of a glass powder having a particle size of 420 to 600 ⁇ m when immersed in 80 mL of a 0.01 N nitric acid aqueous solution at 100 ° C. for 1 hour was measured. Grade 1 if the rate of mass reduction is less than 0.20%, Grade 2 if it is 0.20% or more and less than 0.35%, Grade 3, if it is 0.35% or more and less than 0.65%, Grade 3, 0.65% or more and 1.20% Less than 4.20% or more and less than 2.20%, and grade 6 and above 2.20%.
  • LTV The thickness of the glass substrate was measured with a non-contact laser displacement meter (Nanometro manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd.) for a plate-like sample of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 1 mm at intervals of 3 mm, and LTV was calculated.
  • Warpage The height of the two main surfaces of the glass substrate was measured with a non-contact laser displacement meter (Nanometro, manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd.) for a disk-shaped sample having a diameter of 8 inches ⁇ 1 mm and a diameter of 6 inches ⁇ 1 mm at intervals of 3 mm. The warpage was calculated by the method described above with reference to FIG.
  • Ra Surface roughness
  • Abbe number ( ⁇ d ): Calculated by ⁇ d (n d ⁇ 1) / (n F ⁇ n C ) using the sample used for the refractive index measurement.
  • n d is the helium d line
  • n F is the hydrogen F line
  • n C is the refractive index for the hydrogen C line.
  • Thermal expansion coefficient ( ⁇ ) The linear thermal expansion coefficient in the range of 30 to 350 ° C. is measured using a differential thermal dilatometer (TMA), and the average linear thermal expansion coefficient in the range of 30 to 350 ° C. is measured according to JIS R3102 (1995). Asked.
  • the light transmittance (T 360 ) at a wavelength of 360 nm is low. Since the glass of Example 64 has Nb 2 O 5 of more than 55%, the refractive index (n d ) is higher than 1.85, the devitrification temperature is higher than 1200 ° C., and the moldability is poor.
  • the optical glass obtained from the glass in which the glass composition of each of the above Examples (Examples 1 to 56) is melted has no residual bubbles or has one or two residual bubbles having a size of 14 ⁇ m to 54 ⁇ m. included.
  • the aspect ratio (L 2 / L 1 ) of the residual bubbles is approximately 0.9 or more, and includes those having a ratio of 1.0. As described above, even the optical glass containing residual bubbles has a small size and a small number, so that a glass plate free from defects such as bubbles, foreign matter, striae, and phase separation can be obtained.
  • an optical glass having an LTV value of 2 ⁇ m or less, a warp value (round glass plate having a diameter of 6 inches) of 30 ⁇ m or less, and an Ra value of 2 nm or less can be obtained. It can. Furthermore, when the water resistance (RW) rating is grade 2 or higher and the acid resistance (RA) rating is grade 1 or higher, surface degradation during polishing or cleaning can be avoided, so the LTV value is 1. It is considered that the warp value (circular glass plate having a diameter of 6 inches) is 18 ⁇ m or less and the Ra value is 1 nm or less.
  • the LTV values were 1.1, 1.4, 1.3 ⁇ m
  • the warpage values were 45, 36, 42
  • Ra values were 0.276, 0.358, 0.362 were obtained. Therefore, an optical glass having an LTV value of 2 ⁇ m or less, a warp value of 50 ⁇ m or less, and an Ra value of 2 nm or less can be obtained by precisely polishing a glass plate that does not have the above-described drawbacks of the embodiments of the present invention.
  • the glass can be immersed in a melt obtained by heating and melting sodium nitrate salt at 400 ° C. for 30 minutes and subjected to a chemical strengthening treatment to obtain a strengthened glass.
  • the optical glass of the present invention has a high refractive index and a low density and good manufacturing characteristics, and is suitable as an optical glass for wearable devices, in-vehicle use, robot mounting, and the like.

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Abstract

高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好な光学ガラスを提供すること。 屈折率（ｎｄ）が１．６８～１．８５、密度が４．０ｇ／ｃｍ３以下かつガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度が９５０～１２００℃である光学ガラス及び該光学ガラスを用いた光学部品を提供する。この光学ガラスは、高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好であり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、等の光学ガラスとして好適である。

Description

光学ガラスおよび光学部品
　本発明は、光学ガラスおよび光学部品に関する。
　ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに用いられるガラスとしては、画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面から、高屈折率が求められる。また、従来、車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に、小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズが用いられておりこのような撮像ガラスレンズに対しては、より小型で広い範囲を撮影するために、高屈折率が求められる。
　上記用途に用いられる光学ガラスとしては、ユーザーの装着感を好ましいものとするため、また、自動車やロボットは軽量化が求められ、装置全体の重量を減量するために、密度が低いことが求められる。さらに、外部環境での使用を考慮すると、酸性雨や、洗浄の際に使用される洗剤やワックスなどの薬剤による表面劣化や変質の少ないことも重要である。
　このうち車載用のガラスレンズに関しては、例えば、所定の耐酸性を有する車載カメラ用のレンズガラス材を用いることで、屈折率および強度を高め、さらに、耐酸性や耐水性を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１３－２５６４４６号公報
　しかしながら、従来、高屈折率の組成にする場合、屈折率を高めるガラス構成成分として重金属酸化物が使用されることが多い。そのため、一般に、高屈折率ガラスの密度は大きくなっていた。
　また、ウェアラブル機器には板状に成形されたガラスが用いられることがあり、製造効率の高いフロート法、フュージョン法、ロールアウト法といった成型方法によって生産されることがあるが、効率的に製造するためには製造時の温度とガラスの粘性との関係が重要である。
　さらに光学部品として用いられる場合、可視光透過率も重要なパラメータであり、高屈折率ガラスの場合、高い温度で溶解すると、特に短波長側の可視光透過率が低下するおそれがあり、一方で粘性カーブが急峻であると、製造するにあたり粘性の制御が困難になる。
　本発明は、上述のような課題を解消するためになされたものであり、高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好な光学ガラスの提供を目的とする。
　本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６８～１．８５、密度が４．０ｇ／ｃｍ３以下かつガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０～１２００℃であることを特徴とする。
　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。
光学ガラスの反りを説明するための断面図である。
　以下、本発明の光学ガラスおよび光学部品の実施形態について説明する。
　本発明の光学ガラスは、上記のように所定の屈折率（ｎｄ）、密度（ｄ）および溶解特性を有しており、これら各特性について順番に説明する。
　本発明の光学ガラスは１．６８～１．８５の範囲の高い屈折率（ｎｄ）を有する。屈折率（ｎｄ）が１．６８以上であるので、本発明の光学ガラスは、ウェアラブル機器に用いる光学ガラスとして画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上、回折格子の加工容易性などの面で好適である。また車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどの用途に用いられる小型で撮像画角の広い撮像ガラスレンズとしては、より小型で広い範囲を撮影するために好適である。この屈折率（ｎｄ）は好ましくは、１．７０以上であり、より好ましくは１．７３以上、さらに好ましくは１．７４以上、よりさらに好ましくは１．７５以上である。
　一方で屈折率（ｎｄ）が１．８５を超えるガラスは密度が高くなりやすく、また失透温度が高くなりやすい傾向がある。この屈折率（ｎｄ）は好ましくは、１．８３以下であり、より好ましくは１．８２以下、さらに好ましくは１．８１以下、よりさらに好ましくは１．８０以下である。
　また、本発明の光学ガラスは、４．０ｇ／ｃｍ３以下となる密度（ｄ）を有する。本発明の光学ガラスは、上記した範囲の密度を有することで、ウェアラブル機器に用いられた場合にユーザーの装着感を好ましいものにでき、車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどに用いられた場合に、装置全体の重量を減量できる。この密度（ｄ）は好ましくは３．８ｇ／ｃｍ３以下であり、より好ましくは３．６ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは３．５ｇ／ｃｍ３以下、よりさらに好ましくは３．４ｇ／ｃｍ３以下である。
　一方で本発明の光学ガラスにおいて、ガラス表面に傷を付けにくくするためには、密度（ｄ）は、２．０ｇ／ｃｍ３以上が好ましい。より好ましくは２．２ｇ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは２．３ｇ／ｃｍ３以上であり、よりさらに好ましくは２．４ｇ／ｃｍ３以上である。
　また、本発明の光学ガラスは、ｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０～１２００℃の範囲となるガラスの粘性を有する（ここで、ηはずり応力が０のときの粘度である）。Ｔ２は溶解性の基準温度であり、ガラスのＴ２が高すぎると、高温で溶解する必要が生じるため、高屈折率ガラスの場合、特に短波長側の可視光透過率が低下するおそれがある。このＴ２は好ましくは１１８０℃以下であり、より好ましくは１１５０℃以下、さらに好ましくは１１３０℃以下、よりさらに好ましくは１１１０℃以下である。
　一方でＴ２が低すぎると、粘性カーブが急峻になり、製造するにあたり粘性の制御が困難になる問題がある。本発明の光学ガラスは、上記した範囲のＴ２を有することで、製造特性を良好にできる。このＴ２は好ましくは、９７０℃以上であり、より好ましくは９９０℃以上、さらに好ましくは１０１０℃以上、よりさらに好ましくは１０３０℃以上である。
　また、本発明の光学ガラスは、失透温度は１２００℃以下が好ましい。このような特性を有すると、成形時におけるガラスの失透を抑制でき、成形性が良好である。この失透温度は、より好ましくは１１７５℃以下、さらに好ましくは１１５０℃以下、さらにより好ましくは１１２５℃以下、特に好ましくは１１００℃以下である。ここで、失透温度とは、加熱、溶融したガラスを自然放冷により冷却する際に、ガラス表面および内部に長辺又は長径で１μｍ以上の結晶の認められない最も低い温度である。
　また、ウェアラブル機器では、光学ガラスを通して得られる可視光線の透過率の低下を抑えることが求められるが、本発明のガラスは高温で溶解することによって４００ｎｍより短波長側で透過率が低下することがある。また、車載用カメラやロボットの視覚センサーでは、可視光では判別しにくい対象物を認識するために近紫外線画像を用いることがあり、その光学系に用いられるガラスには近紫外域での透過率が高いことが求められる。そのため、本発明の光学ガラスは、厚さ１ｍｍのガラス板にしたときの、波長３６０ｎｍにおける光の透過率（Ｔ３６０）は４０％以上が好ましい。このような特性を有すると、ウェアラブル機器や車載カメラに用いるガラスとして好適である。特に、ウェアラブル機器の中で画像や映像を表示させる導光体では、導波する光路長が長くなるため短波長側の光量ロスが大きくなってしまう。本発明では短波長側の透過率が４０％以上と高いため、上記のような短波長側での光量ロスが抑制されるので、可視域全体の透過率を低下させることなく所望とする色を再現しやすくなる。また、映像や画像の輝度が低下することが無い。このＴ３６０は、より好ましくは５０％以上であり、さらに好ましくは６０％以上、さらにより好ましくは６５％以上、特に好ましくは７０％以上である。Ｔ３６０は、例えば、厚さ１ｍｍの両表面を鏡面研磨したガラス板について、分光光度計を用いて測定できる。
　また、本発明の光学ガラスにおいて、ヤング率（Ｅ）は６０ＧＰａ以上が好ましい。このような特性を有すると、薄いガラス板としてウェアラブル機器に用いた際や、レンズとして車載用カメラ、ロボット用視覚センサーなどに用いられた場合に、たわみが少ないという利点がある。特に、導光体ではメガネのフレームや表示装置に取り付けたときに、画像や映像のゴースト現象や歪みを防止できる。このＥは、より好ましくは７０ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは８０ＧＰａ以上、よりさらに好ましくは８５ＧＰａ以上、特に好ましくは９０ＧＰａ以上である。
　本発明の光学ガラスにおいて、日本光学硝子工業会規格であるＪＯＧＩＳ０６－２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定される耐水性（ＲＷ）は等級２以上が好ましい。ＲＷは、具体的には、次のように測定される。粒径が４２０～６００μｍのガラス粉末について、１００℃の純水８０ｍＬ中に１時間浸漬したときの質量減少割合（％）を測定する。質量減少割合に応じて、所定の等級が付される。等級は数値の小さい方が、ＲＷが良好であることを示す。
　また、本発明の光学ガラスにおいて、ＪＯＧＩＳ０６－２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定される耐酸性（ＲＡ）は等級１以上が好ましい。ＲＡは、具体的には、次のように測定される。粒径が４２０～６００μｍのガラス粉末について、１００℃の０．０１規定の硝酸水溶液８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定する。質量減少割合に応じて、所定の等級が付される。等級は数値の小さい方が、ＲＡが良好であることを示す。
　また、本発明の光学ガラスにおいて、ガラス転移点（Ｔｇ）は５００～７００℃の範囲が好ましい。本発明の光学ガラスは、上記した範囲のＴｇを有することで、プレス成型およびリドロー成形における成形性が良好である。このＴｇは、より好ましくは５２０℃～６８０℃であり、さらに好ましくは５４０℃～６６０℃、さらにより好ましくは５６０℃～６４０℃、特に好ましくは５７０℃～６２０℃である。Ｔｇは、例えば熱膨張法によって測定できる。
　また、本発明の光学ガラスは、５０以下のアッベ数（ｖｄ）を有することが好ましい。具体的には、本発明の光学ガラスを導光板のようなガラス板に適用する場合は、上記した範囲の低いｖｄを有することで、ウェアラブル機器の光学設計が容易になり、色収差の改善もしやすくなるので、きれいな画像や映像を再現できる。ｖｄは、より好ましくは４６以下であり、さらに好ましくは４２以下、よりさらに好ましくは３８以下、特に好ましくは３４以下である。
　本発明の光学ガラスのアッベ数の下限は特に限定しないが、概ね１０以上、具体的には１５以上、より具体的には２０以上であることが多い。
　また、本発明の光学ガラスにおいて、５０～３５０℃における熱膨張係数（α）は５０～１５０（×１０－７／Ｋ）の範囲が好ましい。本発明の光学ガラスは、上記した範囲のαを有することで、周辺部材との膨張マッチングが良好である。このαは、より好ましくは６０～１３５（×１０－７／Ｋ）であり、さらに好ましくは７０～１２０（×１０－７／Ｋ）、さらにより好ましくは８０～１０５（×１０－７／Ｋ）、特に好ましくは９０～１００（×１０－７／Ｋ）である。
　本発明の光学ガラスは、厚さが０．０１～２．０ｍｍのガラス板が好ましい。厚さが０．０１ｍｍ以上であれば、光学ガラスの取り扱い時や加工時の破損を抑制できる。また、光学ガラスの自重によるたわみを抑えられる。この厚さは、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上であり、よりさらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。一方で厚さが２．０ｍｍ以下であれば、光学ガラスを用いた光学素子を軽量にできる。この厚さは、より好ましくは１．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下であり、よりさらに好ましくは０．８ｍｍ以下である。
　本発明の光学ガラスがガラス板である場合においては、一の主表面の面積は８ｃｍ２以上が好ましい。この面積が８ｃｍ２以上であれば、多数の光学素子を配置でき生産性が向上する。この面積はより好ましくは３０ｃｍ２以上であり、さらに好ましくは１７０ｃｍ２以上であり、よりさらに好ましくは３００ｃｍ２以上であり、特に好ましくは１０００ｃｍ２以上である。一方で面積が６５００ｃｍ２以下であればガラス板の取り扱いが容易になり、ガラス板の取り扱い時や加工時の破損を抑制できる。この面積はより好ましくは４５００ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは４０００ｃｍ２以下であり、よりさらに好ましくは３０００ｃｍ２以下であり、特に好ましくは２０００ｃｍ２以下である。
　本発明の光学ガラスがガラス板である場合においては、一の主表面の２５ｃｍ２におけるＬＴＶ（Ｌｏｃａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）は２μｍ以下が好ましい。この範囲の平坦度を有することで、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性を得ることができる。特に、導光体では光路長の差異によるゴースト現象や歪みを防止できる。このＬＴＶは、より好ましくは１．８μｍ以下であり、さらに好ましくは１．６μｍ以下であり、よりさらに好ましくは１．４μｍ以下であり、特に好ましくは１．２μｍ以下である。
　本発明の光学ガラスを直径８インチの円形のガラス板としたとき、反りは５０μｍ以下が好ましい。このガラス板の反りが５０μｍ以下であれば、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性が得られる。複数の導光体を得ようとするとき、品質の安定したものが得られる。このガラス基板の反りはより好ましくは４０μｍ以下であり、さらに好ましくは３０μｍ以下であり、特に好ましくは２０μｍ以下である。
　また、直径６インチの円形のガラス板としたとき、反りは３０μｍ以下が好ましい。このガラス板の反りは３０μｍ以下であれば、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性が得られる。複数の導光体を得ようとするとき、品質の安定したものが得られる。このガラス板の反りはより好ましくは２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１５μｍ以下であり、特に好ましくは１０μｍ以下である。
　図１は、本発明の光学ガラスをガラス板Ｇ１としたときの断面図である。「反り」とは、ガラス板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆの中心を通り、ガラス板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆに対して直交する任意の断面において、ガラス板Ｇ１の基準線Ｇ１Ｄとガラス板Ｇ１の中心線Ｇ１Ｃとの垂直方向の距離の最大値Ｂと最小値Ａとの差Ｃである。
　前記直交する任意の断面とガラス板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆとの交線を、底線Ｇ１Ａとする。前記直交する任意の断面とガラス板Ｇ１の他の一の主表面Ｇ１Ｇとの交線を、上線Ｇ１Ｂとする。ここで、中心線Ｇ１Ｃは、ガラス板Ｇ１の板厚方向の中心を結んだ線である。中心線Ｇ１Ｃは、底線Ｇ１Ａと上線Ｇ１Ｂとの後述するレーザ照射の方向に対しての中点を求めることにより算出される。
　基準線Ｇ１Ｄは、以下のように求められる。まず、自重の影響をキャンセルする測定方法のもとに、底線Ｇ１Ａを算出する。該底線Ｇ１Ａから、最小自乗法により直線を求める。求められた直線が、基準線Ｇ１Ｄである。自重による影響をキャンセルする測定方法としては公知の方法が用いられる。
　例えば、ガラス板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆを３点支持し、レーザ変位計によりガラス板Ｇ１にレーザを照射し、任意の基準面からの、ガラス板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆおよび他の一の主表面Ｇ１Ｇの高さを測定する。
　次に、ガラス板Ｇ１を反転させ、一の主表面Ｇ１Ｆを支持した３点に対向する他の一の主表面Ｇ１Ｇの３点を支持し、任意の基準面からの、ガラス基板Ｇ１の一の主表面Ｇ１Ｆおよび他の一の主表面Ｇ１Ｇの高さを測定する。
　反転前後における各測定点の高さの平均を求めることで自重による影響がキャンセルされる。例えば、反転前に、上述のとおり、一の主表面Ｇ１Ｆの高さを測定する。ガラス板Ｇ１を反転後、一の主表面Ｇ１Ｆの測定点に対応する位置で、他の一の主表面Ｇ１Ｇの高さを測定する。同様に、反転前に、他の一の主表面Ｇ１Ｇの高さを測定する。ガラス板Ｇ１を反転後、他の一の主表面Ｇ１Ｇの測定点に対応する位置で、一の主表面Ｇ１Ｆの高さを測定する。
　反りは、例えば、レーザ変位計により測定される。
　また、本発明の光学ガラスにおいて、一の主表面の表面粗さＲａは２ｎｍ以下が好ましい。この範囲のＲａを有することで、一の主表面にインプリント技術等を用いて所望形状のナノ構造を形成でき、また所望の導光特性が得られる。特に、導光体では界面での乱反射が抑制されてゴースト現象や歪を防止できる。このＲａは、より好ましくは１．７ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１．４ｎｍ以下、さらにより好ましくは１．２ｎｍ以下、特に好ましくは１ｎｍ以下である。ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１（２００１年）で定義された算術平均粗さである。本明細書では、１０μｍ×１０μｍのエリアを、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した値である。
［ガラス成分］
　次に、本発明の光学ガラスが含有し得る各成分の組成範囲の一実施形態について詳細に説明する。本明細書において、各成分の含有割合は、特に断りのない限り、酸化物基準のガラス全質量に対する質量％で示す。また、本発明の光学ガラスにおいて、「実質的に含有しない」とは、不可避不純物を除き含有しないことを意味する。不可避不純物の含有量は、本発明において０．１％以下である。
　本実施形態の光学ガラスにおける上記特性を満たす組成としては、例えば、酸化物基準の質量％表示で、Ｎｂ２Ｏ５：５％～５５％、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３、およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である）からなる群から選ばれる少なくとも１種を０％～３０％、ＳｉＯ２：２９％～５０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２％～２０％であり、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．４５以下となるものが挙げられる。また、その他の成分を必要に応じて含有させることができる。「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」はＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属酸化物成分の合量を示すものである。
　このガラス組成における各成分について、以下具体的に説明する。なお、本発明の光学ガラスは、上記した特性を有する限り、下記実施形態の組成に限定されない。
　ＳｉＯ２は、ガラス形成成分であり、ガラスに高い強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上させる成分である。ＳｉＯ２の含有割合は、２９％以上５０％以下である。ＳｉＯ２の含有割合が２９％以上で、ガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２を好ましい範囲にできる。一方、ＳｉＯ２の含有割合が５０％以下で、高い屈折率を得るための成分を含有させることができる。ＳｉＯ２の含有割合は、３１％以上が好ましく、３２％以上がより好ましく、３３％以上がさらに好ましく、３５％以上が特に好ましい。また、ＳｉＯ２の含有割合は、４５％以下が好ましく、４２％以下がより好ましく、４０％以下がさらに好ましい。
　Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの屈折率を高めるとともに、アッベ数（ｖｄ）を小さくする成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有割合は、５％以上５５％以下である。Ｎｂ２Ｏ５の含有割合が５％以上で、高い屈折率を得ることができる。Ｎｂ２Ｏ５の含有割合は、１５％以上が好ましく、２５％以上がより好ましく、３５％以上がさらに好ましく、４０％以上が特に好ましい。
　また、Ｎｂ２Ｏ５は、多すぎると失透し易くなる。そのため、５５％以下が好ましく、５２％以下がより好ましく、４９％以下がさらに好ましい。
　ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）は、ガラスの屈折率を高める成分である。これら成分の含有割合は合量で０％以上３０％以下である。
　Ｎｂ２Ｏ５が、１５％以下である場合、ガラスの屈折率を高めるために、Ｎｂ２Ｏ５とともに、その他の高屈折率成分としてＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である。）からなる群から選ばれる少なくとも１種を１％以上含有することが好ましい。これら成分の含有割合は、より好ましくは３％以上であり、さらに好ましくは５％以上であり、特に好ましくは７％以上である。一方でその他の高屈折率成分が３０％超であると失透しやすくなる。これら成分の含有割合は、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは２０％以下であり、特に好ましくは１５％以下である。
　また、本実施形態の光学ガラスにおいては、アルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を含有させるが、このアルカリ金属成分を多くすることでＴｇを低くできる。しかし、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが多くなりすぎると、Ｔ２が低くなり易く、粘性カーブが急峻になり製造特性が低下する。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが少なすぎると、Ｔ２が高くなり易く、溶解温度が高くなり着色する恐れがある。そのため、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、２％以上２０％以下である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、４％以上が好ましく、６％以上がより好ましく、８％以上がさらに好ましく、１０％以上が特に好ましい。また、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、１８％以下が好ましく、１６％以下がより好ましく、１４％以下がさらに好ましく、１２％以下が特に好ましい。
　本実施形態の光学ガラスにおいて、アルカリ金属成分（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）のなかでも、Ｌｉ２Ｏは、ガラスの強度を向上させる成分であるが、その量が多いとＴ２が低くなり易く、失透し易くなる。そこで、本実施形態の光学ガラスでは、酸化物基準の質量％による比の値で、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．４５以下である。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．４５超では、Ｔ２が低くなり易く、失透し易くなりガラスの易成形性が悪化する。Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、０．４以下がより好ましく、０．３５以下がさらに好ましく、０．３以下が特に好ましい。
　Ｌｉ２Ｏは、任意成分であり、ガラスの強度を向上させるとともに、Ｔ２を低下させ、Ｔｇを低下させ、ガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｌｉ２Ｏの含有割合は０％以上９％以下である。Ｌｉ２Ｏを含有させると、強度（Ｋｃ）およびクラック耐性（ＣＩＬ）を向上させることができる。一方、Ｌｉ２Ｏは、多すぎると失透し易くなる。本発明の光学ガラスがＬｉ２Ｏを含有する場合、その含有割合は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましい。また、Ｌｉ２Ｏの含有割合は、８％以下が好ましく、７％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。
　本実施形態の光学ガラスを化学強化する場合には、Ｌｉ２Ｏの含有割合は、１．０％以上が好ましく、１．５％以上がより好ましく、２．５％以上がさらに好ましく、３．５％以上が特に好ましい。
　Ｎａ２Ｏは、任意成分であり、失透を抑制し、Ｔｇを低くする成分である。Ｎａ２Ｏの含有割合は０％以上１０％以下である。Ｎａ２Ｏを含有させると、優れた失透抑制効果が得られる。一方、Ｎａ２Ｏは、多すぎると、強度およびクラック耐性が低下し易い。本発明の光学ガラスがＮａ２Ｏを含有する場合、その含有割合は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましい。また、Ｎａ２Ｏの含有割合は、９％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、７％以下がさらに好ましい。
　本実施形態の光学ガラスを化学強化する場合には，Ｎａ２Ｏの含有割合は、１．０％以上が好ましく、１．５％以上がより好ましく、２．５％以上がさらに好ましく、３．５％以上が特に好ましい。
　Ｋ２Ｏは、任意成分であり、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、失透を抑制する成分である。Ｋ２Ｏの含有割合は０％以上１０％以下である。Ｋ２Ｏを含有させると、失透抑制効果が向上される。一方、Ｋ２Ｏは、多すぎると、密度が増加し易い。Ｋ２Ｏの含有割合は、０．３％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。また、Ｋ２Ｏの含有割合は、１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましい。
　Ｂ２Ｏ３は、任意成分である。Ｂ２Ｏ３は、Ｔｇを低くし、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分であるが、Ｂ２Ｏ３の量が多いと屈折率が低下し易い。そのため、Ｂ２Ｏ３の含有割合は、０％以上１０％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有割合は、８．５％以下がより好ましく、６．５％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。また、Ｂ２Ｏ３の含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　ＭｇＯは、任意成分である。ＭｇＯは、ガラスの溶融性を向上させ、失透を抑制し、ガラスのアッベ数や屈折率等の光学恒数を調整する成分である。一方、ＭｇＯの量が多くなると、かえって失透を促進してしまう。そのため、ＭｇＯの含有割合は、０％以上１０％以下が好ましい。ＭｇＯの含有割合は、８％以下がより好ましく、６％以下が特に好ましい。また、ＭｇＯの含有割合は、０．３％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましい。
　ＣａＯは、任意成分である。ＣａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＣａＯの量が多いと、クラック耐性が低下し易い。そのため、ＣａＯの含有割合は、０％以上１５％以下が好ましい。ＣａＯの含有割合は、１２％以下がより好ましく、１０％以下が特に好ましい。また、ＣａＯの含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　ＳｒＯは、任意成分である。ＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させ、失透を抑制し、ガラスの光学恒数を調整する成分である。一方、ＳｒＯの量が多くなると、かえって失透を促進してしまう。そのため、ＳｒＯの含有割合は、０％以上１５％以下が好ましい。ＳｒＯの含有割合は１２％以下がより好ましく、１０％以下が特に好ましい。また、ＳｒＯの含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　ＢａＯは、任意成分である。ＢａＯは、失透を抑制する成分であるが、ＢａＯの量が多いと、密度が大きくなりやすい。そのため、ＢａＯが含有される場合には、０％以上１５％以下が好ましい。ＢａＯの含有割合は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましい。また、ＢａＯの含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３は、任意成分である。Ａｌ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させる成分であるが、Ａｌ２Ｏ３が多くなると、ガラスが失透し易くなる。そのため、Ａｌ２Ｏ３の含有割合は０％以上５％以下が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有割合は３％以下がより好ましく、２％以下が特に好ましい。またＡｌ２Ｏ３の含有割合は０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　ＴｉＯ２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの分散を大きくする成分である。また、ＴｉＯ２を含有することで、屈折率を向上させることができる。一方、ＴｉＯ２は多すぎると着色しやすく、また、透過率が低下する。そのため、ＴｉＯ２の含有割合は、０％以上１５％以下が好ましい。ＴｉＯ２を含有する場合、その含有割合は、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、１．５％以上が特に好ましい。また、ＴｉＯ２の含有割合は、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましい。
　ＷＯ３は、任意成分である。ＷＯ３を添加することでガラスの失透を抑制させるが、ＷＯ３の量が多すぎると、かえってガラスが失透し易くなる。そのため、ＷＯ３の含有割合は０％以上１５％以下が好ましい。ＷＯ３の含有割合は、１２％以下がより好ましく、９％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。また、ＷＯ３の含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　ＺｒＯ２は、任意成分であり、ガラスの屈折率を高め、ガラスの化学的耐久性を高める成分である。ＺｒＯ２を含有することで、クラック耐性を向上させることができる。一方、ＺｒＯ２が多すぎると、失透しやすくなる。そのため、ＺｒＯ２の含有割合は、０％以上１５％以下が好ましい。ＺｒＯ２を含有する場合、その含有割合は、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましい。ＺｒＯ２の含有割合は、１５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。
　ＺｎＯは、任意成分であり、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分である。一方、ＺｎＯの量が多いと失透し易くなるため、その含有割合は０％以上１５％以下が好ましい。ＺｎＯの含有割合は、１３％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。また、ＺｎＯの含有割合は、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１％以上が特に好ましい。
　Ｌａ２Ｏ３は、任意成分である。Ｌａ２Ｏ３は、ガラスの屈折率を向上させる成分であるが、Ｌａ２Ｏ３の量が多すぎると機械的特性が低下する。そのため、Ｌａ２Ｏ３の含有割合は、０％以上１２％以下が好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有割合は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。Ｌａ２Ｏ３は、実質的に含有しないことが好ましい。
　Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選ばれる１種以上である。）は、ガラスの屈折率を向上させる。一方、Ｌｎ２Ｏ３の量が多くなると、ガラスの分散が低下し、また失透し易くなる。そのため、Ｌｎ２Ｏ３は、合計で１５％以下が好ましく、１０％以下がさらに好ましく、７％以下が特に好ましい。Ｌｎ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。
　Ａｓ２Ｏ３は、有害な化学物質であるため、近年使用を控える傾向にあり、環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、実質的に含有しないことが好ましい。
　さらに本実施形態の光学ガラスには、Ｓｂ２Ｏ３およびＳｎＯ２のうちの少なくとも一種が含有されることが好ましい。これらは必須の成分ではないが、屈折率特性の調整、溶融性の向上、着色の抑制、透過率の向上、清澄、化学的耐久性の向上などの目的で添加できる。これらの成分を含有させる場合、合計で、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましく、１％以下が特に好ましい。
　さらに本実施形態の光学ガラスには、Ｆが含有されることが好ましい。Ｆは必須ではないが、溶解性の向上、透過率の向上、清澄性向上などの目的で添加できる。Ｆを含有させる場合は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
　また、本実施形態の光学ガラスでＬｉ２ＯやＮａ２Ｏのアルカリ金属酸化物を含有するものは、ＬｉイオンをＮａイオンまたはＫイオンに、ＮａイオンをＫイオンに置換することで、化学的に強化できる。すなわち、化学強化処理すれば、光学ガラスの強度を向上させることができる。
［光学ガラスおよびガラス成形体の製造方法］
　本発明の光学ガラスは、例えば以下のように製造される。すなわち、まず、上記所定のガラス組成となるように原料を秤量し、均一に混合する。作製した混合物を白金坩堝、石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融する。その後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝、強化白金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１２００～１４００℃の温度範囲で２～１０時間溶融し、脱泡、撹拌などにより均質化して泡切れ等を行った後、金型に鋳込んで徐冷する。これにより本発明の光学ガラスが得られる。
　さらに、この光学ガラスは、溶融したガラスをフロート法、フュージョン法、ロールアウト法といった成型方法によって板状に成形することでガラス板にもできる。また、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、ガラス成形体を作製できる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のレンズプリフォームを作製し、このレンズプリフォームに対してリヒートプレス成形した後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したレンズプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりできる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
　上記のように製造される本発明の光学ガラスの残留泡は、１ｋｇ当たり１０個（１０個／ｋｇ）以下が好ましく、７個／ｋｇ以下がより好ましく、５個／ｋｇ以下がさらに好ましく、３個／ｋｇ以下が特に好ましい。上記した方法でガラス板を成形する場合、残留泡が１０個／ｋｇ以下であれば、泡の含まれないガラス板を効率よく成形できる。また、残留泡が内部に包まれる最小サイズの円の直径を残留泡の個々の大きさとしたとき、残留泡の個々の大きさは８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下がさらに好ましく、２０μｍ以下が特に好ましい。
　また、前記直径を残留泡の縦方向の長さＬ１とし、この直径と垂直に交わる直線で残留泡の最大長さとなる直線の長さを残留泡の横方向の長さＬ２としたとき、残留泡の形状を縦横比で表すとＬ２／Ｌ１は０．９０以上が好ましく、０．９２以上がより好ましく、０．９５以上がさらに好ましい。このようにＬ２／Ｌ１が０．９０以上であれば、残留泡は真円（真球）に近い状態となり、例え残留泡が含まれていたとしても、楕円の残留泡と比べるとガラスの強度低下が抑えられ、ガラス板を作成するときに、残留泡が起点となる割れの発生を抑制できる。また、ガラス基板に残留泡が存在しても、楕円の残留泡と比べるとガラス板に入射する光の異方散乱が抑えられる効果も有する。残留泡の大きさや形状は、レーザ顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ－Ｘ１００）によって測定された値から得られる。
　このようにして作製されるガラス板やガラス成形体のような光学部材は、様々な光学素子に有用であるが、その中でも特に、（１）ウェアラブル機器、例えばプロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実拡張現実表示装置、虚像表示装置などに使われる導光体、フィルターやレンズ等、（２）車載用カメラ、ロボット用視覚センサーに使われるレンズやカバーガラス等、に好適に用いられる。車載用カメラのような過酷な環境に曝される用途であっても好適に用いられる。また、有機ＥＬ用ガラス基板，ウエハーレベルレンズアレイ用基板、レンズユニット用基板、エッチング法によるレンズ形成基板、光導波路といった用途にも好適に用いられる。
　以上説明した本実施形態の光学ガラスは高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好であり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、の光学ガラスとして好適である。
　表１～７に示す化学組成（酸化物換算の質量％）となるように原料を秤量した。原料は、いずれも、各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、フッ化物、水酸化物、メタリン酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定して使用した。なお、表中、Ｒ２ＯはＬｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏの含有割合の合計量を表している。
　秤量した原料を均一に混合し、内容積約３００ｍＬの白金ルツボ内に入れて、約１２００℃で約２時間溶融、清澄、撹拌後、１２００℃で０．５時間保持し、およそ６５０℃に予熱した縦５０ｍｍ×横１００ｍｍの長方形のモールドに鋳込み後、約１℃／分で徐冷して例１～５４、５６～５７のサンプルとした。例５５のガラスについては、粘度ηがｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が１２００℃以上と高く、ガラスを十分に清澄・均質化するため溶融温度を１４００℃とした。なお、ここで例１～５６が実施例、例５７～６６が比較例である。
［評価］
　上記で得られた各サンプルについて、屈折率（ｎｄ）、密度（ｄ）、失透温度、粘度（粘度ηがｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２）、厚さ１ｍｍのガラス板にしたときの波長３６０ｎｍにおける光の透過率（Ｔ３６０）、耐水性（ＲＷ）、耐酸性（ＲＡ）を次のように測定した。得られた結果を表１～７に併せて示した。
　屈折率（ｎｄ）：サンプルのガラスを一辺が３０ｍｍ、厚さが１０ｍｍの三角形状プリズムに加工し、屈折率計（Ｋａｌｎｅｗ社製、機器名：ＫＰＲ－２０００）により測定した。
　密度（ｄ）：ＪＩＳ　Ｚ８８０７（１９７６、液中で秤量する測定方法）に準じて測定した。
　失透温度：白金皿にサンプル約５ｇを入れ、１０００℃～１４００℃まで１０℃刻みにてそれぞれ１時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、長辺又は長径で１μｍ以上の結晶の認められない最低温度を失透温度とした。
　温度Ｔ２：サンプルを加熱したときの粘度は、回転粘度計を用いて測定し、粘度ηがｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２（溶解性の基準温度）を測定した。
　光透過率（Ｔ３６０）：１０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ１ｍｍの板状に加工し、両表面を鏡面研磨したサンプルについて、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製　Ｕ－４１００）で波長３６０ｎｍにおける光の透過率を測定した。
　ガラス転移点（Ｔｇ）：示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定した値であり、ＪＩＳ　Ｒ３１０３－３（２００１年）により求めた。
　ヤング率（Ｅ）：２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍの板状のサンプルについて、超音波精密板厚計（ＯＬＹＭＰＡＳ社製、ＭＯＤＥＬ　３８ＤＬ　ＰＬＵＳ）を用いて測定した（単位：ＧＰａ）。
　耐水性（ＲＷ）：ＪＯＧＩＳ０６－２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定した。具体的には、粒径が４２０～６００μｍのガラス粉末について、１００℃の純水８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定した。質量減少割合が０．０５％未満では等級１、０．０５％以上０．１０％未満では等級２、０．１０％以上０．２５％未満では等級３、０．２５％以上０．６０％未満では等級４、０．６０％以上１．１０％未満では等級５、１．１０％以上では等級６とした。
　耐酸性（ＲＡ）：ＪＯＧＩＳ０６－２００８光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）に準拠して測定した。具体的には、粒径が４２０～６００μｍのガラス粉末について、１００℃の０．０１規定の硝酸水溶液８０ｍＬ中に１時間浸漬した時の質量減少割合（％）を測定した。質量減少割合が０．２０％未満では等級１、０．２０％以上０．３５％未満では等級２、０．３５％以上０．６５％未満では等級３、０．６５％以上１．２０％未満では等級４、１．２０％以上２．２０％未満では等級５、２．２０％以上では等級６とした。
　ＬＴＶ：ガラス基板の板厚を非接触レーザ変位計（黒田精工製ナノメトロ）により、５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状のサンプルについて、３ｍｍ間隔で測定し、ＬＴＶを算出した。
　反り：ガラス基板の２つの主表面の高さを非接触レーザ変位計（黒田精工製ナノメトロ）により、直径８インチ×１ｍｍおよび直径６インチ×１ｍｍの円板状のサンプルについて、３ｍｍ間隔で測定し、図１を参照して説明した上記方法により反りを算出した。
　表面粗さ（Ｒａ）：２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍの板状のサンプルについて、１０μｍ×１０μｍのエリアを、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（オクスフォードインストゥルメンツ社製）を用いて測定した値である。
　アッベ数（νｄ）：上記屈折率測定に使用したサンプルを用いて、νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）により算出する。ｎｄはヘリウムｄ線、ｎＦは水素Ｆ線、およびｎＣは水素Ｃ線に対する屈折率である。これらの屈折率も上記した屈折率計を使用して測定した。
　熱膨張係数（α）：示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて３０～３５０℃の範囲における線熱膨張係数測定し、ＪＩＳ　Ｒ３１０２（１９９５年）により３０～３５０℃の範囲における平均線熱膨張係数を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　上記各実施例（例１～５６）の光学ガラスは、いずれも、屈折率（ｎｄ）が１．６８以上と高屈折率である。また、密度が４．０ｇ／ｃｍ３以下と低い。またガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度が９５０～１２００℃であるため製造特性が良好である。そのため、ウェアラブル機器や車載用カメラやロボット用視覚に用いられる光学ガラスに好適である。
　一方、比較例である例５７から例６１のガラスは、いずれもＳｉＯ２が２９％より少ないためｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０℃より低く製造特性が劣る。例６２のガラスは、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．４５より大きいため、ｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０℃より低く製造特性が劣る。例６３のガラスは、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２％より少ないため、ｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が１２００℃より高くガラスの清澄・均質化のために溶融温度は１４００℃としたため、厚さ１ｍｍのガラス板にしたときの、波長３６０ｎｍにおける光の透過率（Ｔ３６０）が低い。例６４のガラスは、Ｎｂ２Ｏ５が５５％より多いため、屈折率（ｎｄ）が１．８５より高く、失透温度が１２００℃より高く成形性に劣る。例６５のガラスは、ＳｉＯ２が５０％より多いため、屈折率（ｎｄ）が１．６８より低い。例６６のガラスは、ＳｉＯ２が２９％より少ないため、ｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０℃より低い。
　上記各実施例（例１～５６）のガラス組成を溶融したガラスから得られる光学ガラスには、残留泡のないものや、１４μｍ～５４μｍの大きさの残留泡が１個または２個あるものが含まれる。この残留泡の縦横比（Ｌ２／Ｌ１）は、ほぼ０．９以上であり、１．０となるものも含まれる。このように残留泡が含まれている光学ガラスでも、その大きさは小さく個数も少ないので、泡、異物、脈理、分相等の欠点が存在しないガラス板が得られる。したがって、上記したような大きさのサンプルを形成するとＬＴＶの値は２μｍ以下、反りの値（直径６インチの円形のガラス板）は３０μｍ以下、Ｒａの値は２ｎｍ以下の光学ガラスを得ることができる。さらに、耐水性（ＲＷ）の評価が等級２以上、耐酸性（ＲＡ）の評価が等級１以上のものは、研磨時や洗浄時での表面劣化を避けることができるため、ＬＴＶの値は１．５μｍ以下、反りの値（直径６インチの円形のガラス板）は１８μｍ以下、Ｒａの値は１ｎｍ以下を実現できると考えられる。
本実施例の上記欠点が存在しない３種のガラス板を精密研磨したところ、ＬＴＶの値は１．１、１．４、１．３μｍ，反りの値は４５、３６、４２，Ｒａの値は０．２７６、０．３５８、０．３６２が得られた。よって本発明の実施例の上記の欠点が存在しないガラス板を精密研磨することでＬＴＶの値は２μｍ以下、反りの値は５０μｍ以下、Ｒａの値は２ｎｍ以下の光学ガラスを得ることができる。
　本発明のガラスを化学強化する際には、たとえば硝酸ナトリウム塩を４００℃に加熱し溶融した融液に、ガラスを３０分浸漬し、化学強化処理を行って強化ガラスを得ることができる。
　以上より、本発明の光学ガラスは、高屈折率かつ低密度であるとともに、製造特性が良好であり、ウェアラブル機器、車載用、ロボット搭載用、等の光学ガラスとして好適である。

Claims (15)

  1. 　屈折率（ｎｄ）が１．６８～１．８５、
    　密度（ｄ）が４．０ｇ／ｃｍ３以下、
    　かつガラスの粘性がｌｏｇη＝２となる温度Ｔ２が９５０～１２００℃であることを特徴とする光学ガラス。
  2. 　酸化物基準の質量％表示で、
    　Ｎｂ２Ｏ５：　５％～５５％、
    　ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＷＯ３、およびＬｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、ＹｂおよびＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種である）からなる群から選ばれる少なくとも１種を０％～３０％、
    　ＳｉＯ２：　２９％～５０％、
    　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２％～２０％であり、
    　Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．４５以下である請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 　酸化物基準の質量％表示で、
    　Ｂ２Ｏ３：　０％～１０％、
    　ＭｇＯ：　０％～１０％、
    　ＣａＯ：　０％～１５％、
    　ＳｒＯ：　０％～１５％、
    　ＢａＯ：　０％～１５％、
    　Ｌｉ２Ｏ：　０％～９％、
    　Ｎａ２Ｏ：　０％～１０％、
    　Ｋ２Ｏ：　０％～１０％、
    　Ａｌ２Ｏ３：　０％～５％、
    　ＴｉＯ２：　０％～１５％、
    　ＷＯ３：　０％～１５％、
    　ＺｒＯ２：　０％～１５％、
    　ＺｎＯ：　０％～１５％、
    　Ｌａ２Ｏ３：　０％～１２％、
    　を含有する請求項２に記載の光学ガラス。
  4. 　失透温度が１２００℃以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  5. 　厚さ１ｍｍのガラス板にしたときの、波長３６０ｎｍにおける光の透過率（Ｔ３６０）が４０％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。
  6. 　ヤング率（Ｅ）が６０ＧＰａ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。
  7. 　日本光学硝子工業会規格に準拠して測定される耐水性が等級２以上であり、耐酸性が等級１以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  8. 　ガラス転移点（Ｔｇ）が５００～７００℃、アッベ数（ｖｄ）が５０以下、５０～３５０℃での熱膨張係数αが５０～１５０×１０－７／Ｋである、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  9. 　板厚が０．０１～２ｍｍの板状であることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  10. 　一の主表面の面積が８ｃｍ２以上である請求項１～９のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  11. 　対向する主表面は両面に研磨が施され、一の主表面の面積が２５ｃｍ２のガラス板としたとき、そのガラス基板のＬＴＶが２μｍ以下である請求項１～１０のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  12. 　直径８インチの円形のガラス板としたとき、一の主表面の反りが５０μｍ以下である請求項１～１１のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  13. 　表面粗さＲａが２ｎｍ以下である請求項１～１２のいずれか１項に記載の光学ガラス。
  14. 　請求項９～１３のいずれか１項に記載の板状の光学ガラスを有することを特徴とする光学部品。
  15. 　前記板状の光学ガラスの表面に反射防止膜を有する請求項１４に記載の光学部品。
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