WO2020017274A1

WO2020017274A1 - 光学ガラス及び光学素子

Info

Publication number: WO2020017274A1
Application number: PCT/JP2019/025751
Authority: WO
Inventors: 道子荻野
Original assignee: 株式会社オハラ
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-01-23
Also published as: CN112424134B; TW202012328A; TWI793345B; JP7354109B2; JPWO2020017274A1; CN112424134A

Abstract

高屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）が低い値をとり、色収差の改善に寄与できる光学ガラスを提供する。　光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２成分を２．０％以上２５．０％以下、Ｂ_２Ｏ_３成分を３．０％以上２５．０％以下、Ｎｂ_２Ｏ_５成分を０％超３０．０％以下、ＢａＯ成分を１０．０％以上６０．０％以下含有し、Ｌｎ_２Ｏ_３成分を合計で１０．０％以上５０．０％以下含有し（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、屈折率（ｎ_ｄ）が１．７５以上、アッベ数（ν_ｄ）が３０以上４０以下であり、アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向に関するずれの大きさ（異常分散性（Δθｇ，Ｆ））が＋０．００１以下である。

Description

光学ガラス及び光学素子

　本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。

　光学系を構成する光学素子の材料として、１．７５以上の屈折率（ｎ_ｄ）と３０以上４０以下のアッベ数（ν_ｄ）を有する高屈折率低分散ガラスの需要が非常に高まっている。

　このような高屈折率低分散ガラスとしては、例えば特許文献１に代表されるようなガラス組成物が知られている。

国際公開第２０１８／００３５８２号

　近年、高屈折率低分散ガラスをデジタルカメラ等の光学製品に搭載する場合、色収差を改善するために、光学ガラスの部分分散比が小さいことが望まれている。

　光学ガラスには、短波長域の部分分散性を表す部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（ν_ｄ）との間に、およそ直線的な関係がある。この関係を表す直線は、部分分散比を縦軸に、アッベ数を横軸に採用した直交座標上で、ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線で表され、ノーマルラインと呼ばれている。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している。（ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（ν_ｄ）は３６．３，部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（ν_ｄ）は６０．５、部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５４３６である。）

　近年、光学設計上の観点から、高屈折率低分散を有するガラスにおいては、部分分散比（θｇ，Ｆ）がノーマルラインよりも高い値にあることが多いが、色収差を改善するために、少なくとも正の方向にノーマルラインに近く、より好ましくは負の方向に離れているアッベ数（ν_ｄ）と部分分散比（θｇ，Ｆ）の組合せを有することが望まれる。

　本発明は、上記光学設計上の要求に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高屈折率低分散の光学特性を有し、且つ、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）が低い値をとり、色収差の改善に寄与できる光学ガラスと、これを用いた光学素子を提供することにある。

　本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ_２成分、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＢａＯ成分と、Ｌｎ_２Ｏ_３成分のうち少なくともいずれかを併用し、各成分の含有量を調整することによって、所望の屈折率及びアッベ数を有しながらも、異常分散性が低い値をとり得ることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１）　質量％で、
ＳｉＯ_２成分を２．０％以上２５．０％以下、
Ｂ_２Ｏ_３成分を３．０％以上２５．０％以下、
Ｎｂ_２Ｏ_５成分を０％超３０．０％以下、
ＢａＯ成分を１０．０％以上６０．０％以下
含有し、
Ｌｎ_２Ｏ_３成分を合計で１０．０％以上５０．０％以下含有し（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、
　屈折率（ｎ_ｄ）が１．７５以上、アッベ数（ν_ｄ）が３０以上４０以下であり、
　アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向に関するずれの大きさ（異常分散性（Δθｇ，Ｆ））が＋０．００１以下である光学ガラス。

（２）　－３０～７０℃における平均線膨張係数（α）が７５×１０^－７／℃～１００×１０^－７／℃である（１）に記載の光学ガラス。

（３）　（１）又は（２）に記載の光学ガラスからなる光学素子。

（４）　（３）に記載の光学素子を備える光学機器。

　本発明によれば、高屈折率低分散の光学特性を有し、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）が小さい値をとり、色収差が低減された光学ガラスと、これを用いた光学素子を得ることができる。

　また、本発明によれば、低分散ガラスに近い熱膨張性を有する光学ガラスと、これを用いた光学素子を得ることができる。

　本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２成分を２．０％以上２５．０％以下、Ｂ_２Ｏ_３成分を３．０％以上２５．０％以下、ＢａＯ成分を１０．０％以上６０．０％以下、Ｎｂ_２Ｏ_５成分を１．０％以上３０．０％以下、Ｌｎ_２Ｏ_３成分を合計で１０．０％以上５０．０％以下（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）含有し、１．７５以上の屈折率（ｎ_ｄ）と３０以上４０以下のアッベ数（ν_ｄ）を有し、アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向に関するずれの大きさ（異常分散性（Δθｇ，Ｆ））が＋０．００１以下である。ＳｉＯ_２成分、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＢａＯ成分と、Ｌｎ_２Ｏ_３成分のうち少なくともいずれかを併用し、各成分の含有量を調整することによって、所望の屈折率及びアッベ数を有しながらも、異常分散性が低い値をとる。そのため、デジタルカメラ等のレンズユニットとして使用された際の色収差の改善に寄与することが可能な光学ガラスを得ることができる。

　また、ＳｉＯ_２成分、Ｂ_２Ｏ_３成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分及びＢａＯ成分と、Ｌｎ_２Ｏ_３成分のうち少なくともいずれかを併用し、各成分の含有量を調整することによって、フツリン酸ガラス等の低分散ガラスに近い熱膨張性を有する、高屈折率低分散の光学ガラスが得られる。本発明にあるような高屈折率低分散ガラスは、色収差を低減させる等の目的で、低分散ガラスと接合させてレンズユニットに用いることがある。そして、このようなレンズユニットでは、使用環境や照射される光によって温度変化が生じることが多い。この場合であっても、本発明の高屈折率低分散ガラスが低分散ガラスに近い熱膨張性を有するため、低分散ガラスとの接合性を良好に維持することができる。

　以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［ガラス成分］
　本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量数を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。

＜必須成分、任意成分について＞
　ＳｉＯ_２成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分であり、化学的耐久性を高められ、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの着色を低減できる。また、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くできる。さらに、平均線膨張係数を低くする効果がある。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは４．０％を下限とする。
　他方で、屈折率の低下を抑えるため、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２３．０％、さらに好ましくは２０．０％を上限とする。

　Ｂ_２Ｏ_３成分は、ガラス形成酸化物として必須の成分であり、ガラスの失透を低減でき、且つガラスのアッベ数を高められる。従って、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３．０％、より好ましくは４．０％、さらに好ましくは５．０％を下限とする。
　他方で、より大きな屈折率を得易くでき、相対屈折率の温度係数を小さくでき、且つ化学的耐久性の悪化を抑えるため、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２２．０％、さらに好ましくは２０．０％を上限とする。

　Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、分散を大きくしつつ異常分散性を低くする必須の成分である。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．３％以上、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは４．０％以上、さらに好ましくは７．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上とする。
　他方で、その量が少なすぎるとその効果が不十分となり、多すぎると逆に耐失透性が悪くなり、可視光短波長域の透過率も悪化しやすくなる。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、さらに好ましくは２６．０％、さらに好ましくは２２．０％を上限とする。

　ＢａＯ成分は、ガラス原料の熔融性を高められ、ガラスの失透を低減でき、屈折率を高められ、相対屈折率の温度係数を小さくできる必須成分である。また、平均線膨張係数を高くする効果がある。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１４．０％、さらに好ましくは１８．０％を下限とする。
　特に低い異常分散性と、フツリン酸塩ガラスに近い平均線膨張係数を実現しやすくするためには、１９％以上を下限とすることが好ましい。
　他方で、ガラスの屈折率の低下や、化学的耐久性の低下、失透を低減させるため、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％、さらに好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４０．０％を上限とする。

　Ａｌ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。また、平均線膨張係数を低くする効果がある。
　他方で、失透を低減させる観点から、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とし、さらに好ましくは１．０％未満とする。

　Ｙ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、高屈折率及び高アッベ数を維持しながらも、他の希土類元素に比べてガラスの材料コストを抑えられ、且つ、他の希土類成分よりもガラスの比重を低減できる任意成分である。また、異常分散性を高くし、平均線膨張係数を低くする効果がある。
　他方で、Ｙ_２Ｏ_３成分を過剰に含有すると、ガラスの安定性が低下し、ガラス原料の熔解性も悪化する。従って、Ｙ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２７．０％、さらに好ましくは２５．０％、さらに好ましくは２１．０％を上限とする。

　Ｌａ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。また、異常分散性を低くする効果がある。そのため、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは５．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上としてもよい。
　他方で、Ｌａ_２Ｏ_３成分を過剰に含有すると、ガラスの安定性が低下し、ガラス原料の熔解性も悪化する。従って、Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４０．０％、さらに好ましくは３２．０％、さらに好ましくは２８．０％、さらに好ましくは２５．０％を上限とする。

　Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
　他方で、Ｇｄ_２Ｏ_３成分及びＹｂ_２Ｏ_３成分は希土類の中でも原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなる。また、Ｇｄ_２Ｏ_３成やＹｂ_２Ｏ_３成分の含有量を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｇｄ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３０．０％を上限とする。また、Ｙｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　ＴｉＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つガラスの失透を低減できる任意成分である。また、異常分散性を高くし、平均線膨張係数を低くする効果がある。
　他方で、過剰な含有による失透を低減し、ガラスの可視光（特に波長５００ｎｍ以下）に対する透過率の低下を抑えるため、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１２．５％、さらに好ましくは１０．０％、さらに好ましくは６．０％を上限とする。

　ＺｒＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高め、且つ失透を低減できる任意成分である。また、異常分散性を低くする効果がある。
　他方で、過剰に含有すると耐失透性が悪化する。従って、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．０％、さらに好ましくは８．０％、さらに好ましくは６．０％を上限とする。

　Ｔａ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、且つ耐失透性を高められる任意成分である。また、異常分散性を低くする効果がある。
　しかしながら、Ｔａ_２Ｏ_５成分は原料価格が高く、ガラス融液の溶解温度を高める成分であるため、その含有量が多いと生産コストが上昇する。従って、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。特に材料コストを低減させる観点では、Ｔａ_２Ｏ_５成分を含有しないことが最も好ましい。

　ＷＯ_３成分は、０％超含有する場合に、他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、ガラス転移点を低くでき、且つ失透を低減できる任意成分である。
　他方で、アッベ数の低下を抑え、ガラスの着色を低減させる観点から、ＷＯ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。

　ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、原料の熔解性を高め、溶解したガラスからの脱泡を促進し、また、ガラスの安定性を高められる任意成分である。また、平均線膨張係数を低くする効果がある。また、ガラス転移点を低くでき、且つ化学的耐久性を改善できる成分でもある。
　他方で、屈折率の低下を抑えて、ガラスの安定性を高める観点から、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは６．０％、さらに好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率や熔融性、耐失透性を調整できる任意成分である。
　他方で、屈折率の低下を抑えて、ガラスの安定性を高める観点から、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。また、同様の理由により、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１５．０％、より好ましくは１４．０％、さらに好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１０．０％、さらに好ましくは７．０％を上限とする。

　Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。また、いずれも異常分散性を低くし、平均線膨張係数を高くする効果がある。
　他方で、Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の含有量を低減させることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。また、特にＬｉ_２Ｏ成分の含有量を低減させることで、ガラスの粘性が高められるため、ガラスの脈理を低減できる。従って、Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分及びＫ_２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは６．０％、さらに好ましくは４．０％、さらに好ましくは２．０％を上限とする。

　Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
　他方で、過剰に含有させると、可視光領域の短波長領域における透過率の低下や、ガラスのソラリゼーション、内部品質の低下を招く恐れがある。
従って、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％、さらに好ましくは０．２％を上限とする。

　なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ_２Ｏ_３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。

　ＳｎＯ_２成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
　他方で、過剰に含有すると、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透が生じることがある。従って、ＳｎＯ_２成分の含有量は、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは０．５％を上限とする。

　Ｐ_２Ｏ_５成分は任意成分であり、その含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　ＧｅＯ_２成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
　しかしながら、ＧｅＯ_２は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなる。従って、ＧｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げ得る任意成分である。
　他方で、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　ＴｅＯ_２成分は、０％超含有する場合に、屈折率を高め、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
　他方で、ＴｅＯ_２は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化し得る問題がある。従って、ＴｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　Ｆ成分は、０％超含有する場合に、ガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
　しかし、Ｆ成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の１種又は２種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のＦとしての合計量が１０．０％を超えると、Ｆ成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
　従って、Ｆ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。

　Ｌｎ_２Ｏ_３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）は、ガラスの屈折率及びアッベ数が高め、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを得易くする。従って、Ｌｎ_２Ｏ_３成分の含有量の和（質量和）は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１４．０％を下限とする。
　他方で、Ｌｎ_２Ｏ_３成分の質量和を５０．０％以下にすることで、ガラスの失透を低減し、アッベ数の必要以上の上昇を抑えることができる。従って、Ｌｎ_２Ｏ_３成分の質量和は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは４０．０％％、さらに好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３１．０％を上限とする。

　ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、５．０％以上６０．０％以下が好ましい。
　特に、ＲＯ成分の質量和を５．０％以上にすることで、ガラスの失透を低減でき、且つ、相対屈折率の温度係数を小さくできる。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは５．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは１２．０％、さらに好ましくは１５．０％、さらに好ましくは２０．０％、さらに好ましくは２５．０％を下限とする。
　他方で、ＲＯ成分の質量和を６０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えられ、また、ガラスの安定性を高められる。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５５．０％、さらに好ましくは５０．０％を上限とする。

　Ｒｎ_２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和（質量和）は、１０．０％以下が好ましい。これにより、溶融ガラスの粘性の低下を抑えられ、ガラスの屈折率を低下し難くでき、且つガラスの失透を低減できる。従って、Ｒｎ_２Ｏ成分の質量和は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、さらに好ましくは４．０％を上限とする。

＜含有すべきでない成分について＞
　次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。

　他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

　また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。

　さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで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、これらを実質的に含有しないことが好ましい。

　なお、本明細書における「実質的に含有しない」とは、好ましくは含有量を０．１％未満にすることであり、より好ましくは不可避不純物を除いて含有しないことである。ここで、不可避不純物として含まれる成分の含有量は、例えば０．０１％未満や０．００１％未満であるが、これに限定されない。

［製造方法］
　本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐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、各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１０００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。

＜物性＞
　本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高アッベ数（低分散）を有する。
　特に、本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは１．７５、より好ましくは１．７７、さらに好ましくは１．７８を下限とする。この屈折率（ｎ_ｄ）は、好ましくは２．００、より好ましくは１．９５、さらに好ましくは１．９０、さらに好ましくは１．８５を上限としてもよい。
　また、本発明の光学ガラスのアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは３０、より好ましくは３１、さらに好ましくは３２、さらに好ましくは３４を下限とする。このアッベ数（ν_ｄ）は、好ましくは５０、より好ましくは４５、より好ましくは４３、さらに好ましくは４２、さらに好ましくは４０を上限としてもよい。
　このような高屈折率を有することで、光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。また、このような低分散を有することで、単レンズとして用いたときに光の波長による焦点のずれ（色収差）を小さくできる。そのため、例えば高分散（低いアッベ数）を有する光学素子と組み合わせて光学系を構成した場合に、その光学系の全体として収差を低減させて高い結像特性等を図ることができる。
　このように、本発明の光学ガラスは、光学設計上有用であり、特に光学系を構成したときに、高い結像特性等を図りながらも、光学系の小型化を図ることができ、光学設計の自由度を広げることができる。

　また、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、部分分散比（θｇ，Ｆ）が好ましくは０．５５０、より好ましくは０．５５５、さらに好ましくは０．５６０、さらに好ましくは０．５６５、さらに好ましくは０．５７０を下限とし、好ましくは０．６２０、より好ましくは０．６１５、さらに好ましくは０．６１０、さらに好ましくは０．６００、さらに好ましくは０．５９０を上限とする。

　本発明の光学ガラスは、アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向（θｇ，Ｆ方向）に関する大きさ（本明細書において、「異常分散性（Δθｇ，Ｆ）」という。）が＋０．００１以下であることが好ましい。すなわち、アッベ数（ν_ｄ）と部分分散比（θｇ，Ｆ）の組合せが、この直線上の値からｙ軸方向に＋０．００１又はそれよりもｙ軸方向について負の方向の値であることが好ましい。これにより、上述の（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線、すなわちノーマルラインの近傍か、それよりも低い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する光学ガラスが得られる。そのため、ガラスの高屈折率及び低分散化を図りながらも、この光学ガラスから形成される光学素子の色収差を低減できる。ここで、光学ガラスの異常分散性（Δθｇ，Ｆ）は、好ましくは＋０．００１０以下、より好ましくは＋０．０００８以下、さらに好ましくは＋０．０００５以下を上限とする。他方で、光学ガラスの異常分散性（Δθｇ，Ｆ）の下限値は、特に限定されないが、例えば－０．０３００であってもよく、－０．０１００であってもよい。

　本発明の光学ガラスは、－３０～７０℃における平均線膨張係数（α）が７０～１１０×１０^－７Ｋ^－１の範囲内であることが好ましい。特に、本発明の光学ガラスの平均線膨張係数は、より好ましくは７５×１０^－７Ｋ^－１、さらに好ましくは８０×１０^－７Ｋ^－１を下限とし、より好ましくは１０５×１０^－７Ｋ^－１、さらに好ましくは１０３×１０^－７Ｋ^－１を上限とする。これにより、本発明の光学ガラスをフツリン酸ガラス等の比較的膨張が大きいガラスと接合させた場合に、周囲の温度が変化しても、両材料の接合性を良好に維持することができる。

［プリフォーム及び光学素子］
　作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形された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することができる。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。

　このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。

　本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的には車載用光学機器やプロジェクタやコピー機等の、高温になり易い機器に用いることができる。

　本発明の実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１１８）の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）及び異常分散性（Δθg，Ｆ）、－３０～７０℃における平均線膨張係数（α）の結果を表１～表１５に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。

　本発明の実施例のガラスは、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、弗化物、メタ燐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、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１０００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。

　実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、ＪＩＳ　Ｂ　７０７１－２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じてヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（ν_ｄ）は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｆ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｃ）の値を用いて、アッベ数（ν_ｄ）＝[（ｎ_ｄ－１）／（ｎ_Ｆ－ｎ_Ｃ）]の式から算出した。
　また、部分分散比は、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）における屈折率ｎ_Ｃ、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）における屈折率ｎ_Ｆ、ｇ線（波長４３５．８３５ｎｍ）における屈折率ｎ_ｇを測定し、（θｇ，Ｆ）＝（ｎ_ｇ－ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ－ｎ_Ｃ）の式により算出した。
　なお、本測定に用いたガラスは、徐冷降温速度を－２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。

　異常分散性Δθｇ，Ｆについては、求められたアッベ数（ν_ｄ）及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の値について、アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向に関するずれの大きさを求めた。

　ガラスの平均線膨張係数（α）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ１６－２００３「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」に従って、－３０～７０℃における平均線膨張係数を求めた。

　表１～１５に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎ_ｄ）が１．７５以上、より詳細には１．７８以上であり、所望の範囲内であった。
　また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（ν_ｄ）が３０以上５０以下の範囲内、より詳細には３２以上４２以下の範囲内にあり、所望の範囲内であった。

　また、本発明の実施例の光学ガラスは、異常分散性Δθｇ，Ｆが＋０．０１００以下の範囲内にあり、所望の範囲内であった。
　他方、比較例は、異常分散性Δθｇ，Ｆが本発明において所望の範囲を満たすことができなかった。

　また、本発明の実施例の光学ガラスは、－３０～７０℃における平均線膨張係数（α）が７５×１０^－７／℃～１００×１０^－７／℃の範囲内にあり、所望の範囲内であった。

　また、実施例の光学ガラスは、安定なガラスを形成しており、ガラス作製時において失透が起こり難いものであった。

　さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。

　以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

Claims

　質量％で、
ＳｉＯ_２成分を２．０％以上２５．０％以下、
Ｂ_２Ｏ_３成分を３．０％以上２５．０％以下、
Ｎｂ_２Ｏ_５成分を０％超３０．０％以下、
ＢａＯ成分を１０．０％以上６０．０％以下
含有し、
Ｌｎ_２Ｏ_３成分を合計で１０．０％以上５０．０％以下含有し（式中、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、
　屈折率（ｎ_ｄ）が１．７５以上、アッベ数（ν_ｄ）が３０以上４０以下であり、
　アッベ数（ν_ｄ）をｘ軸、部分分散比（θｇ，Ｆ）をｙ軸にした座標系で、（ｘ、ｙ）＝（３６．３、０．５８２８）と（６０．５、０．５４３６）の２点を結ぶ直線からのｙ軸方向に関するずれの大きさ（異常分散性（Δθｇ，Ｆ））が＋０．００１以下である光学ガラス。
　－３０～７０℃における平均線膨張係数（α）が７５×１０^－７／℃～１００×１０^－７／℃であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
　請求項１又は２に記載の光学ガラスからなる光学素子。
　請求項３に記載の光学素子を備える光学機器。