WO2022255336A1 - 光学ガラス、近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子 - Google Patents

光学ガラス、近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子 Download PDF

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optical
optical glass
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勝之 向川
孫権 小熊
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Hoya株式会社
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    • G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection

Definitions

  • the present invention provides an optical glass having excellent transmittance of light in the visible region and excellent absorption of light in the near-infrared region, a near-infrared cut filter, a glass element for press molding, an optical element blank, and an optical element comprising the same. Regarding.
  • the LiDAR system is one of the remote sensing technologies that use light. It irradiates an object with a laser that emits pulsed light and measures the scattered light. It analyzes properties.
  • Such LiDAR systems generally use lasers in the 900 nm wavelength band (eg, 905 nm, 940 nm, 970 nm) because they are less sensitive to ambient light and direct sunlight.
  • autonomous driving of automobiles requires functions for safe autonomous driving on highways and general roads. Imaging devices incorporating solid-state imaging devices such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) are often used.
  • an imaging device since the solid-state imaging device has spectral sensitivity ranging from the near-ultraviolet region to the near-infrared region, when used with the LiDAR system, good color reproducibility is achieved due to the influence of the laser light of the LiDAR system. is not obtained. For this reason, an imaging device has been proposed that includes a near-infrared cut filter (optical filter) for blocking the laser light of the LiDAR system.
  • a near-infrared cut filter optical filter
  • a dielectric multilayer film is formed on a glass substrate, and light of a predetermined wavelength (near infrared rays) is reflected by the dielectric multilayer film.
  • a structure in which an absorption layer that absorbs near-infrared rays is formed on a glass substrate and light of a predetermined wavelength (near-infrared rays) is absorbed by the absorption layer has been put to practical use. .
  • this reflected light becomes noise in the LiDAR system, will affect the measurement accuracy of
  • the optical path length becomes long, phase shift occurs, the spectral transmittance curve shifts to the short wavelength side, and ripples occur in the spectral transmittance curve.
  • ripples occur in the spectral transmittance curve.
  • the absorbing layer described in Patent Document 2 contains a near-infrared absorbing dye and a transparent resin, and has problems of poor durability, heat resistance, and weather resistance.
  • in-vehicle LiDAR systems require high reliability from the standpoint of outdoor use and safety. Much higher durability, heat resistance, and weather resistance are required.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to maintain a flat and high transmittance in the visible light range while maintaining excellent oblique incidence characteristics (that is, incident angle dependence optical glass with a near-infrared absorption function, a near-infrared cut filter, a glass element for press molding, an optical element blank, and an optical element equipped with the optical glass with a near-infrared absorbing function, which is excellent in durability, heat resistance and weather resistance. to provide.
  • oblique incidence characteristics that is, incident angle dependence optical glass with a near-infrared absorption function, a near-infrared cut filter, a glass element for press molding, an optical element blank, and an optical element equipped with the optical glass with a near-infrared absorbing function, which is excellent in durability, heat resistance and weather resistance.
  • the present inventors have made intensive studies, focusing on the absorption of Yb (ytterbium) in the 900 nm band, and increasing the amount of Yb added.
  • Yb ytterbium
  • the present invention has been made based on such findings.
  • the optical glass of the present invention is an optical glass based on a glass composition containing at least Yb 2 O 3 and B 2 O 3 as essential components, wherein the Yb 2 O 3 content is 5 to 60
  • the content of B 2 O 3 is 10 to 50% by mass, and the average transmittance in the wavelength range of 925 to 955 nm is 0 to 70 when the thickness of the optical glass is 2.5 mm. %, and the average transmittance in the wavelength range of 965 to 985 nm is 0 to 50%.
  • the average transmittance in the wavelength range of 400 to 800 nm is 80 to 92%.
  • the first wavelength when the transmittance decreases to 50% is 860 to 940 nm
  • the second wavelength when the transmittance increases to 50% is 970 to 940 nm. 1040 nm is desirable.
  • the thickness of the optical glass is 0.5 to 5.0 mm.
  • the liquidus temperature of the optical glass is 1350°C or less.
  • the powder method water resistance of the optical glass is grade 1, 2 or 3.
  • the glass composition is expressed in mass %, SiO 2 : 0 to 30%, Al 2 O 3 : 0 to 15%, MgO: 0 to 10%, CaO: 0 to 20%, SrO: 0 to 10%. , BaO: 0-25%, ZnO: 0-25%, TiO 2 : 0-15%, Nb 2 O 5 : 0-15%, Ta 2 O 5 : 0-7%, WO 3 : 0-10% , ZrO 2 : 0-10%, La 2 O 3 : 0-30%, Y 2 O 3 : 0-30%, Gd 2 O 3 : 0-30%, Sb 2 O 3 : 0-0.05% , SO 3 : 0 to 0.3%.
  • the content of Yb 2 O 3 with respect to the sum of Ln 2 O 3 components is in the range of 0.6 to 1.0. is desirable.
  • a near-infrared cut filter of the present invention is characterized by comprising any one of the above optical glasses.
  • the press-molding glass element of the present invention is characterized by comprising any one of the above optical glasses.
  • an optical element blank of the present invention is characterized by comprising any one of the above optical glasses.
  • an optical element of the present invention is characterized by comprising any one of the above optical glasses.
  • the present invention since it does not have a conventional dielectric multilayer film or absorption layer, it has excellent oblique incidence characteristics (that is, the incidence angle dependency is extremely small), durability, heat resistance, and weather resistance.
  • An optical glass having a near-infrared absorption function which has excellent properties, maintains a flat and high transmittance in the visible light range, and is realized. Further, it is possible to provide a near-infrared cut filter, a press-molding glass element, an optical element blank, and an optical element comprising such an optical glass.
  • FIG. 1 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 1) of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a spectral transmittance curve of optical glass according to an embodiment (Example 2) of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 3) of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 4) of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 5) of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 6) of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 7) of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 8) of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 9) of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 10) of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 10) of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 11) of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a spectral transmittance curve of the optical glass according to the embodiment (Example 12) of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 13) of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to an embodiment (Example 14) of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a spectral transmittance curve of an optical glass according to a comparative example (comparative example 1) of the present invention.
  • An optical glass according to an embodiment of the present invention is glass based on a glass composition containing at least Yb 2 O 3 as an essential component, and selectively absorbs near-infrared light in the 900 nm band among incident light. It has a near-infrared absorption function (that is, a bandstop filter function).
  • the glass composition contains Yb 2 O 3 and B 2 O 3 as essential components, and optionally SiO 2 , Al 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO , ZnO , TiO2 , Nb2O5 , Ta2O5 , WO3, ZrO2 , La2O3 , Y2O3 , Gd2O3 can be further included. Desirable composition ranges of each component constituting the glass composition are as follows.
  • Yb 2 O 3 5-60%, B2O3 : 10-50%, SiO2 : 0-30%, Al 2 O 3 : 0-15%, Li 2 O: 0-10%, Na2O : 0-10%, K2O : 0-10%, MgO: 0-10%, CaO: 0-20%, SrO: 0-10%, BaO: 0-25%, ZnO: 0-25%, TiO2 : 0-15%, Nb2O5 : 0-15 %, Ta 2 O 5 : 0-7%, WO3 : 0-10%, ZrO2 : 0-10%, La2O3 : 0-30 %, Y 2 O 3 : 0 to 30%, Gd2O3 : 0-30 %, Sb 2 O 3 : 0-0.05%, SO3 : 0-0.3%, In addition, when the content of Yb 2 O 3 is 25% or more, it is desirable to contain Al 2 O 3 and
  • the content of Yb 2 O 3 is 30% or more, in addition to Al 2 O 3 and SiO 2 , it is desirable to contain alkali metals (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O) as essential components. In this case, it is desirable to contain at least one of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O so that the total content is 10% or less.
  • the content of Yb 2 O 3 with respect to the sum of rare earth Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one or more selected from the group consisting of Yb, La , Y and Gd) is 0.6 to 1 A range of .0 is desirable.
  • the content of each component is all indicated by mass % with respect to the total mass of the glass in terms of oxide composition.
  • the oxide-equivalent composition means that, when it is assumed that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the constituent components of the glass of the present invention are all decomposed and changed into oxides during melting, It is a composition in which each component contained in the glass is expressed with the total mass of oxides as 100% by mass.
  • the glass composition in the present invention can be quantified by a method such as ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry).
  • ICP-AES Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry
  • Analytical values obtained by ICP-AES may contain a measurement error of about ⁇ 5% of the analytical value.
  • the content of a component is 0%, or it does not contain or is not introduced means that this component is substantially not included, and the content of this component is at the impurity level It means that it is below the degree.
  • the (more) preferable lower limit and the (more) preferable upper limit may be shown in a table and described with respect to the numerical range.
  • the lower the value, the more preferable, and the lowest value is the most preferable.
  • the (more) preferable lower limit means that it is (more) preferable that it is at least the stated value
  • the (more) preferable upper limit means that it is less than or equal to the stated value. It means something that is (more) preferable.
  • Numerical ranges can be defined by arbitrarily combining the numerical values described in the (more) preferable lower limit column and the numerical values described in the (more) preferable upper limit column in the table.
  • Yb 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 work to improve the chemical durability and weather resistance of the glass and raise the glass transition point.
  • Yb 2 O 3 is a rare earth element that absorbs near infrared rays with a wavelength of 860 to 1030 nm. If the content of Yb 2 O 3 is less than 5%, the near-infrared absorption function is significantly reduced, but if it is 5% or more, the near-infrared absorption function can be obtained according to the content, so that the optical properties described above are obtained. It becomes possible to produce glass.
  • the preferred range of Yb 2 O 3 in the above glass is 5 to 60%, more preferred range is 10 to 57%, more preferred range is 13 to 55%, more preferred range is 16 to 53%, more preferred range is 18-51%, more preferably 20-50%.
  • rare earth Ln 2 O 3 components (wherein Ln is one selected from the group consisting of Yb, La, Y, Gd The content of Yb 2 O 3 with respect to the sum of the above) is adjusted to be in the range of 0.6 to 1.0.
  • B 2 O 3 is a component that works to improve the thermal stability and meltability of glass.
  • the content of B 2 O 3 increases, the viscosity tends to decrease when the molten glass is formed.
  • the preferred range of B 2 O 3 is 10 to 50%, more preferred range is 12 to 48%, still more preferred range. is 14-46%.
  • SiO 2 is an effective component for improving the thermal stability and chemical durability of glass and for adjusting the viscosity during molding of molten glass.
  • the content of SiO 2 increases, the glass raw material tends to remain unmelted during melting, that is, the meltability of the glass tends to decrease.
  • the preferred range of SiO 2 is 0 to 30%, more preferred range is 0 to 28%, and still more preferred range is 0. ⁇ 25% and the content of SiO 2 can be 0%.
  • Al 2 O 3 is a component that can serve to improve the thermal stability and chemical durability of the glass.
  • the preferred range of Al 2 O 3 is 0 to 15%, and the more preferred range is 0. ⁇ 13%, more preferably 0 ⁇ 11%, the content of Al 2 O 3 can be 0%.
  • Li 2 O works to improve the meltability of the glass and the formability of the glass. On the other hand, when the content of Li 2 O increases, the thermal stability of the glass may deteriorate. Therefore, the Li 2 O content is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 6%, and still more preferably 0 to 5%.
  • Na 2 O works to improve the meltability of glass and the formability of glass.
  • the thermal stability of the glass may deteriorate. Therefore, the preferred range of Na 2 O content is 0 to 10%, more preferred range is 0 to 8%, more preferred range is 0 to 6%, and still more preferred range is 0 to 5%.
  • K 2 O has the function of improving the meltability of glass.
  • the thermal stability of the glass may deteriorate. Therefore, the preferred range of the K 2 O content is 0 to 10%, more preferred range is 0 to 8%, more preferred range is 0 to 6%, and still more preferred range is 0 to 5%.
  • MgO is a component that works to improve the meltability of glass.
  • the preferred range of the MgO content is 0 to 10%, the more preferred range is 0 to 9%, the still more preferred range is 0 to 8%, and the MgO content can be 0%.
  • the CaO is a component that works to improve the meltability of glass.
  • the CaO content is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 18%, still more preferably 0 to 15%, and the CaO content can be 0%.
  • the SrO content is preferably in the range of 0 to 10%, more preferably in the range of 0 to 9%, still more preferably in the range of 0 to 8%, and the SrO content can be 0%.
  • BaO is a component that works to improve the meltability of glass.
  • the BaO content is preferably 0 to 25%, more preferably 0 to 22%, still more preferably 0 to 19%, and the BaO content can be 0%.
  • ZnO is a component that has the function of improving the meltability of glass raw materials when melting glass, and improves mechanical workability.
  • the content of ZnO increases, the viscosity tends to decrease when the molten glass is formed. Therefore, the preferred range of the ZnO content is 0 to 25%, the more preferred range is 0 to 22%, the still more preferred range is 0 to 19%, and the ZnO content can be 0%.
  • TiO 2 is a component that works to improve the thermal stability of glass.
  • the content of TiO 2 increases, the light absorption edge on the short wavelength side of the spectral transmittance shifts to the long wavelength side. As a result, the wavelength of the light absorption edge on the short wavelength side is lengthened. Therefore, the preferred range of the TiO 2 content is 0-15%, the more preferred range is 0-13%, the still more preferred range is 0-11%, and the TiO 2 content can be 0%.
  • Nb 2 O 5 is a component that works to improve the thermal stability of the glass, and is a component that is less likely to lengthen the light absorption edge on the short wavelength side of the glass compared to TiO 2 and WO 3 . Therefore , the preferred range of the Nb 2 O 5 content is 0 to 15%, the more preferred range is 0 to 13%, and the even more preferred range is 0 to 11%. can also
  • Ta 2 O 5 is an expensive component and serves to increase the specific gravity of the glass. Therefore, by suppressing the production cost of glass, the glass can be provided more stably and the increase in specific gravity can be suppressed.
  • the content of Ta 2 O 5 is 13%, more preferably 0 to 11%, and the content of Ta 2 O 5 can be 0%.
  • WO3 is a component that works to improve the thermal stability of the glass.
  • the content of WO 3 increases, the light absorption edge on the short wavelength side of the spectral transmittance shifts to the long wavelength side. As a result, the wavelength of the light absorption edge on the short wavelength side is lengthened. Therefore, the preferred range of the WO 3 content is 0-10%, the more preferred range is 0-8%, the still more preferred range is 0-6%, and the WO 3 content can be 0%.
  • ZrO 2 is a component that works to improve the thermal stability of glass. In addition, by increasing the glass transition point, it has the function of making the glass less likely to break during mechanical processing. On the other hand, when the amount of ZrO 2 added is large, crystallization and unmelted portions occur during glass production. Therefore, the preferred range of the ZrO 2 content is 0-10%, the more preferred range is 0-9%, the still more preferred range is 0-8%, and the ZrO 2 content can be 0%.
  • La 2 O 3 is a component whose thermal stability is less likely to decrease even when the content is increased compared to Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Yb 2 O 3 .
  • it is also a rare earth component that does not absorb near-infrared rays with a wavelength of 860 to 1030 nm like Yb 2 O 3 . Therefore, the La 2 O 3 content is preferably in the range of 0 to 30%, more preferably in the range of 0 to 27%, more preferably in the range of 0 to 25%, and still more preferably in the range of 0 to 23%.
  • the content of 3 can also be 0%.
  • Y 2 O 3 is a component that works to improve the thermal stability of the glass. On the other hand, it is also a rare earth component that does not absorb near-infrared rays with a wavelength of 860 to 1030 nm like Yb 2 O 3 . Therefore, the preferred range of the Y 2 O 3 content is 0 to 30%, the more preferred range is 0 to 27%, the more preferred range is 0 to 25%, and the further preferred range is 0 to 23%. The content of 3 can also be 0%.
  • Gd 2 O 3 is a component that works to improve the thermal stability of glass. On the other hand, it is a component that increases the specific gravity of the glass among glass components, and is a rare earth component that does not absorb near infrared rays with a wavelength of 860 to 1030 nm like Yb 2 O 3 . Therefore, the preferred range of the content of Gd 2 O 3 is 0 to 30%, the more preferred range is 0 to 27%, the more preferred range is 0 to 25%, and the further preferred range is 0 to 23 %. The content of 3 can also be 0%.
  • Pb, As, Cd, Tl, Be and Se each have toxicity. Therefore, it is preferable not to contain these elements, that is, not to introduce these elements into the glass as glass components.
  • U, Th and Ra are all radioactive elements. Therefore, it is preferable not to contain these elements, that is, not to introduce these elements into the glass as glass components.
  • V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Ce increase the coloration of the glass or become a source of fluorescence.
  • Sb 2 O 3 is a component that can be added as a refining agent. Addition of a small amount of Sb 2 O 3 can suppress a decrease in light transmittance due to contamination of impurities such as Fe, but when the amount of Sb 2 O 3 added is increased, the coloration of the glass tends to increase. Therefore, the preferred range of the Sb 2 O 3 content is 0 to 0.5 % , the more preferred range is 0 to 0.4%, and the more preferred range is 0 to 0.3 %. It can also be set to 0%.
  • S is a component that can be added as a clarifier.
  • the content of S is preferably in the range of 0 to 0.3%, more preferably in the range of 0 to 0.2%, more preferably in the range of 0 to 0.1%.
  • the amount can also be 0%.
  • a small amount of Ce oxide, Sn oxide, nitrate, chloride, or fluoride can also be added as a clarifier.
  • the optical glass according to some embodiments of the present invention is based on a glass composition containing at least Yb 2 O 3 and B 2 O 3 as essential components, and the other components described above as optional components.
  • the content of Yb 2 O 3 increases (for example, 25% or more)
  • the content of Yb 2 O 3 is increased by decreasing the total content of Al 2 O 3 and SiO 2 .
  • the total content of Al2O3 and SiO2 (that is, the sum of the Al2O3 content and the SiO2 content) is 32 % It is configured as follows. This can improve the thermal stability of the glass and prevent the glass from easily devitrifying during glass production.
  • the preferred range of the total content of Al 2 O 3 and SiO 2 is over 0% to 32%, more preferably over 2% to 30%, and even more preferably 4 % to 25%.
  • the optical glass according to the present embodiment is based on a glass composition containing at least Yb 2 O 3 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 and SiO 2 as essential components, and the other components described above. Although it is contained as an optional component, when the content of Yb 2 O 3 increases (for example, when it exceeds 30%), there is a problem that the devitrification tendency further increases. Therefore, in some embodiments of the present invention, the content of Yb 2 O 3 is increased by adding alkali metals (Li 2 O, K 2 O, Na 2 O).
  • the meltability of the glass can be improved and the content of Yb 2 O 3 can be increased.
  • the content of Yb 2 O 3 is 30% or more, at least one selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is contained as an essential component, and Li 2 O , the total content of Na 2 O and K 2 O (that is, the sum of the content of Li 2 O, the content of Na 2 O and the content of K 2 O) is 10% or less. . This can improve the thermal stability of the glass and prevent the glass from easily devitrifying during glass production.
  • the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O preferably ranges from 0 to 10%, more preferably from 0 to 9%, more preferably from 0 to 8%, more preferably from 0 to 8%. is greater than 0 to 5%.
  • Yb 2 O 3 is an effective component in providing a glass having a near-infrared absorption function while improving thermal stability by distributing an appropriate amount with respect to the total content of rare earth elements. .
  • the mass ratio of the Yb 2 O 3 content to the total content of Yb 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 ⁇ Yb 2 O 3 /( Yb 2 O 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 ) ⁇ preferably ranges from 0.35 to 1%, more preferably from 0.5 to 1%, still more preferably from 0.60 ⁇ 1%, more preferably 0.7-1%.
  • the optical glass of this embodiment contains a rare earth element (Yb 2 O 3 ) is adjusted to the concentration of
  • the above glass is prepared by weighing and blending raw materials such as oxides, carbonates, sulfates, nitrates, hydroxides, etc., and thoroughly mixing them to form a mixed batch, which is then placed in a melting vessel. It can be obtained by heating, melting, defoaming, and stirring to form a homogeneous and bubble-free molten glass, which is then molded. Specifically, it can be produced using a known melting method.
  • the above glass is a near-infrared cut filter glass having the above optical properties, it is excellent in thermal stability, so that it can be stably produced using a known melting method and molding method.
  • Glass material for press molding, optical element blank, and manufacturing method thereof Glass material for press molding, optical element blank, and manufacturing method thereof. Further, the above glass can be applied to press-molding glass materials and optical element blanks.
  • Glass materials for press molding are It can be obtained by molding the above glass into a glass material for press molding. Further, the optical element blank can be obtained by press-molding the above glass material for press-molding using a press-molding die. The optical element blank can also be obtained by molding the above glass into an optical element blank.
  • the optical element blank is similar to the shape of the target optical element, and is polished to the shape of the optical element (surface layer to be removed by polishing), and if necessary, is ground (to be removed by grinding). surface layer) is added to the optical element base material.
  • the optical element is finished by grinding and polishing the surface of the optical element blank.
  • an optical element blank can be produced by a method of press-molding a molten glass obtained by melting an appropriate amount of the glass (referred to as a direct press method).
  • an optical element blank can also be produced by solidifying a molten glass obtained by melting an appropriate amount of the above glass.
  • Press molding of the glass material for press molding can be performed by a known method of pressing the glass material for press molding that has been softened by heating with a press mold. Both heating and press molding can be performed in the atmosphere.
  • a homogeneous optical element blank can be obtained by annealing after press molding to reduce the strain inside the glass.
  • Glass materials for press molding include glass gobs for press molding, which are used as they are for press molding to produce optical element blanks, and glass gobs for press molding that are subjected to machining such as cutting, grinding, and polishing. Also includes those subjected to press molding through.
  • machining such as cutting, grinding, and polishing.
  • a cutting method grooves are formed in the part of the surface of the glass plate to be cut by a method called scribing. There are methods such as breaking a plate and cutting a glass plate with a cutting blade. Moreover, barrel polishing etc. are mentioned as a grinding and polishing method.
  • the glass material for press molding can be produced, for example, by casting molten glass in a mold, forming it into a glass plate, and cutting this glass plate into a plurality of glass pieces.
  • a glass gob for press molding can be produced by molding an appropriate amount of molten glass.
  • An optical element blank can also be produced by reheating, softening, and press-molding a press-molding glass gob.
  • a method of manufacturing an optical element blank by reheating, softening, and press-molding glass is called a reheat press method as opposed to the direct press method.
  • the above glass can be applied to an optical element.
  • the optical element can be obtained, for example, by grinding and/or polishing the above optical element blank. Grinding and polishing may be performed by a known method, and an optical element with high internal quality and surface quality can be obtained by sufficiently washing and drying the surface of the optical element after processing.
  • optical elements include various lenses such as spherical lenses, aspherical lenses, and microlenses, and prisms.
  • optical glass of the present embodiment will be further described below with reference to Examples (Examples 1 to 14) and Comparative Examples (Comparative Examples 1 to 3), but the present invention is not limited to these Examples. do not have.
  • Example 9 is an example in which the content of Yb 2 O 3 is 45%, and is a glass composition used for simulating spectral transmittance characteristics described later.
  • Comparative Example 2 is a simulation composition when the content of Yb 2 O 3 is 50%.
  • “Yb 2 O 3 /Ln 2 O 3 ” in Tables 1 to 3 is the rare earth Ln 2 O 3 component (wherein Ln is Yb , La, Y and Gd ).
  • both surfaces of the optical glasses of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1 were optically polished to a thickness of 2.5 ⁇ 0.1 mm, and then polished using a spectrophotometer. Light having an intensity Iin was incident on the surface perpendicular to the sample, and the intensity Iout of the light transmitted through each sample was measured to calculate the spectral transmittance Iout/Iin. 1 to 15, “L_ ⁇ 50” is the half-value wavelength (second 1 wavelength), and “H_ ⁇ 50” is the half-value wavelength (second wavelength) when the transmittance increases to 50% in the spectral transmittance curves of the optical glasses of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1. is shown.
  • the optical glasses of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1 were evaluated using "liquidus temperature (LT):° C.” as an index of stability. Specifically, a 10 cc (10 ml) sample (optical glass samples of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1) was put into a platinum crucible and melted at 1250 ° C. to 1350 ° C. for 20 to 30 minutes. After cooling to Tg or less, the sample was placed in a melting furnace at a predetermined temperature together with the platinum crucible and held there for two hours. The holding temperature was 1000° C. or higher in increments of 20° C. or 30° C., and the lowest temperature at which no crystals precipitated after holding for two hours was defined as “liquidus temperature (LT):° C.”. If the liquidus temperature is too high, devitrification tends to occur during production.
  • LT liquidus temperature
  • the "powder method water resistance (Dw): grade” is preferably grade 1 to 3, more preferably grade 1 to 2, and most preferably grade 1 to 3. Grade 1 is preferred.
  • Tables 4 to 6 show the average transmittance (%) in the wavelength range of 925 to 955 nm and the wavelength range of 965 to 985 nm for the optical glasses of Examples 1 to 14 and Comparative Example 1 shown in FIGS. , the average transmittance (%) in the wavelength range of 400 to 800 nm, and the half-value wavelength (" L_ ⁇ 50”: nm), the half-value wavelength (“H_ ⁇ 50”: nm) when the transmittance increases to 50%, and the “liquidus temperature (LT) of each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3 : °C" and "Powder method water resistance (Dw): class".
  • the average transmittance (%) of the optical glasses of Examples 1 to 14 in the wavelength range of 925 to 955 nm is in the range of 0.6 to 50.2%.
  • the average transmittance (%) in the wavelength range of 965 to 985 nm is in the range of 0.3 to 30.4%, and the optical glasses of Examples 1 to 14 transmit near-infrared light in the 900 nm band. It has a near-infrared absorption function (that is, a band-stop filter function) for selective absorption.
  • the optical glass of Comparative Example 2 devitrifies, so the upper limit of the Yb 2 O 3 content is set to 45% (Example 9) is preferable.
  • the average transmittance in the wavelength range of 925 to 955 nm can be adjusted in the range of 0 to 70% by adjusting the contents of Yb 2 O 3 and other components.
  • the average transmittance in the wavelength range of 965 to 985 nm can be adjusted in the range of 0 to 50%.
  • the average transmittance (%) of the optical glasses of Examples 1 to 14 in the wavelength range of 400 to 800 nm was in the range of 87.4 to 88.9%. It was found to be flat in the visible region and to maintain a very high transmittance.
  • the average value (%) in the wavelength range of 400 to 800 nm can be adjusted in the range of 80 to 92%. I know it can be done.
  • the half-value wavelength (“L_ ⁇ 50”: nm) of the optical glasses of Examples 1 to 14 when the transmittance decreases to 50% is in the range of 882 to 935 nm.
  • the half-value wavelength (“H_ ⁇ 50”: nm) when the transmittance increases to 50% is in the range of 984 to 1026 nm, and the near-infrared light in the 900 nm band is accurately cut off (band stop) I found it possible.
  • the half-value wavelength (“L_ ⁇ 50”: nm) when the transmittance decreases to 50% is 860 940 nm
  • the half-value wavelength (“H_ ⁇ 50”: nm) at which the transmittance increases to 50% can be adjusted in the range of 970 to 1040 nm.
  • Example 8 when comparing Example 8 and Comparative Example 3, the optical glass of Comparative Example 3 (that is, the glass having a Li 2 O content of 0%) devitrifies. %, the content of Yb 2 O 3 can be increased to 41% (Example 8). It should be noted that experiments by the present inventors have shown that the content of Yb 2 O 3 can be increased to 30% or more by adjusting the content of alkali metals (Li 2 O, K 2 O, Na 2 O).
  • the liquidus temperature (LT): ° C.” in Tables 4 and 5 are all 1350 ° C. or less. (That is, it is stable), and it can be seen that devitrification during production is difficult to occur.
  • the “powder method water resistance (Dw): grade” in Tables 4 and 5 the “powder method water resistance (Dw): grade” of the optical glasses of Examples 1 to 14 are all grade 3 or lower. It can be seen that it has sufficient chemical durability as an optical glass.
  • the optical glasses of Examples 1 to 14 are based on glass compositions containing at least Yb 2 O 3 and B 2 O 3 as essential components, and are flat in the wavelength range of 400 to 800 nm. It maintains a high transmittance, has a spectral transmission characteristic that sharply attenuates in the 900 nm band, and has sufficient stability and chemical durability as an optical glass. Therefore, for example, when the optical glass of this embodiment (Examples 1 to 14) is applied to a near-infrared cut filter, it can be used as an optical filter (near-infrared cut filter) for blocking laser light of a LiDAR system. .
  • optical glass of this embodiment (Examples 1 to 14) to a press-molding glass element, an optical element blank, and an optical element
  • a press-molding glass element for blocking laser light of a LiDAR system may also be provided.

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Abstract

可視光域において平坦で高い透過率を維持しつつも、斜入射特性に優れると共に、耐久性、耐熱性及び耐候性に優れる、近赤外線吸収機能を備えた光学ガラス、およびそれを備える近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子を提供する。　少なくともＹｂ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を必須成分として含む、ガラス組成物をベースとする光学ガラスであって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、５～６０質量％であり、Ｂ２Ｏ３の含有量が、１０～５０質量％であり、光学ガラスの厚みを２．５ｍｍとしたときに、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～７０％であり、波長９６５～９８５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～５０％であることを特徴とする。

Description

光学ガラス、近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子
　本発明は、可視領域の光の透過性に優れ、かつ近赤外線領域の光の吸収性に優れる光学ガラス、およびそれを備える近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子に関する。
　近年、自動車の自動運転技術が急速に進歩している。このような自動運転技術においては、自車の周囲の広い範囲において、高速で移動する物体を正確に認識し、また測距する必要があるため、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）システムが用いられている。
　ＬｉＤＡＲシステムは、光を用いたリモートセンシング技術の１つであり、パルス状に発光するレーザを対象物に照射してその散乱光を測定し、遠距離にある対象物までの距離やその対象の性質を分析するものである。このようなＬｉＤＡＲシステムでは、環境光や直射日光に左右され難いとの理由から、一般に９００ｎｍの波長帯（例えば、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ、９７０ｎｍ）のレーザが使用される。
　また、自動車の自動運転においては、高速道路及び一般道路を安全に自律走行する機能が必要となるため、システムにおけるセンシングの冗長性を担保するために、ＬｉＤＡＲシステムと共に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を内蔵した撮像装置が使用されることも多い。
　そして、このような撮像装置においては、固体撮像素子が近紫外域から近赤外域にわたる分光感度を有しているため、ＬｉＤＡＲシステムと共に使用すると、ＬｉＤＡＲシステムのレーザ光の影響によって良好な色再現性が得られないといった問題がある。
　このため、撮像装置においては、ＬｉＤＡＲシステムのレーザ光を遮断するための近赤外線カットフィルタ（光学フィルタ）を備えるものが提案されている。
　そして、このような近赤外線カットフィルタとしては、ガラス基板上に誘電体多層膜を形成して、所定波長の光（近赤外線）を誘電体多層膜で反射させる構成のものや（例えば、特許文献１）、ガラス基板上に近赤外線を吸収する吸収層を形成して、所定波長の光（近赤外線）を吸収層で吸収させる構成のもの（例えば、特許文献２）が実用に供されている。
特許第６１９４３８４号公報 国際公開第２０１９／１５１３４４号
　特許文献１に記載の構成によれば、近赤外線カットフィルタに入射する光のうち、所定波長の光（近赤外線）が誘電体多層膜で反射され、所望の波長の光（可視光）のみが透過するため、透過光を受光する固体撮像素子においては、色再現性に優れた画像が得られる。
　しかしながら、ＬｉＤＡＲシステムと撮像装置を同時に使用する場合、ＬｉＤＡＲシステムのレーザ光（近赤外線）が近赤外線カットフィルタの誘電体多層膜によって反射される結果、この反射光がＬｉＤＡＲシステムのノイズとなり、ＬｉＤＡＲシステムの測定精度に影響を与えることとなる。
　また、誘電体多層膜に対して斜めに光が入射すると光路長が長くなり、位相ずれが発生し、分光透過率曲線が短波長側にシフトしたり、分光透過率曲線にリップルが発生するといった問題がある。そして、分光透過率曲線に波長シフトが生じると、固体撮像素子の色再現性が低下し、また、分光透過率曲線にリップルが生じると、固体撮像素子上で一種のゴーストが観測されてしまうといった問題がある。
　また、特許文献２に記載の構成によれば、近赤外線カットフィルタに入射する光のうち、所定波長の光（近赤外線）が吸収層で吸収され、所望の波長の光（可視光）のみが透過するため、透過光を受光する固体撮像素子においては、色再現性に優れた画像が得られる。
　しかしながら、特許文献２に記載の吸収層は、近赤外線吸収色素と透明樹脂とを含有するものであり、耐久性、耐熱性、耐候性が悪いといった問題がある。また、特に、車載用のＬｉＤＡＲシステムにおいては、屋外での使用と安全性の観点から、高い信頼性が要求されるため、ＬｉＤＡＲシステムに使用される近赤外線カットフィルタについても、従来のものよりも遙かに高い耐久性、耐熱性、耐候性が求められている。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可視光域において平坦で高い透過率を維持しつつも、斜入射特性に優れる（つまり、入射角依存性が極めて少ない）と共に、耐久性、耐熱性及び耐候性に優れる、近赤外線吸収機能を備えた光学ガラス、およびそれを備える近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子を提供することである。
　上記目的を達成するために本発明者らが鋭意検討したところ、Ｙｂ（イッテルビウム）の９００ｎｍ帯の吸収に注目し、Ｙｂの添加量を増やすことによって、従来の近赤外線カットフィルタに用いられていた誘電体多層膜や吸収層を使用することなく、可視光域において平坦で高い透過率を維持しつつ、９００ｎｍ帯の近赤外光を選択的に吸収する光学ガラスを製造できることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
　すなわち、本発明の光学ガラスは、少なくともＹｂ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を必須成分として含む、ガラス組成物をベースとする光学ガラスであって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、５～６０質量％であり、Ｂ２Ｏ３の含有量が、１０～５０質量％であり、光学ガラスの厚みを２．５ｍｍとしたときに、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～７０％であり、波長９６５～９８５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～５０％であることを特徴とする。
　このような構成によれば、従来の誘電体多層膜や吸収層を有しないため、斜入射特性に優れる（つまり、入射角依存性が極めて少ない）と共に、耐久性、耐熱性及び耐候性に優れ、可視光域において平坦で高い透過率を維持する、近赤外線吸収機能を備えた光学ガラスが得られる。
　また、波長４００～８００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０～９２％であることが望ましい。
　また、光学ガラスの透過率曲線において、透過率が減少して５０％となるときの第１波長が８６０～９４０ｎｍであり、透過率が増加して５０％となるときの第２波長が９７０～１０４０ｎｍであることが望ましい。
　また、光学ガラスの厚みが、０．５～５．０ｍｍであることが望ましい。
　また、光学ガラスの液相温度が、１３５０℃以下であることが望ましい。
　また、光学ガラスの粉末法耐水性が、１級、２級又は３級であることが望ましい。
　また、ガラス組成物は、質量％表示で、ＳｉＯ２：０～３０％、Ａｌ２Ｏ３：０～１５％、ＭｇＯ：０～１０％、ＣａＯ：０～２０％、ＳｒＯ：０～１０％、ＢａＯ：０～２５％、ＺｎＯ：０～２５％、ＴｉＯ２：０～１５％、Ｎｂ２Ｏ５：０～１５％、Ｔａ２Ｏ５：０～７％、ＷＯ３：０～１０％、ＺｒＯ２：０～１０％、Ｌａ２Ｏ３：０～３０％、Ｙ２Ｏ３：０～３０％、Ｇｄ２Ｏ３：０～３０％、Ｓｂ２Ｏ３：０～０．０５％、ＳＯ３：０～０．３％を含有することが望ましい。
　また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの少なくとも１種を、合計含有量が０超～１０質量％以下の範囲でさらに含有することが望ましい。また、この場合、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、３０質量％以上であることが望ましい。
　また、Ｌｎ２Ｏ３成分（Ｌｎは、Ｙｂ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の和に対するＹｂ２Ｏ３の含有量が、０．６～１．０の範囲であることが望ましい。
　また、別の観点からは、本発明の近赤外線カットフィルタは、上記いずれかの光学ガラスを備えることを特徴とする。
　また、別の観点からは、本発明のプレス成形用ガラス素子は、上記いずれかの光学ガラスを備えることを特徴とする。
　また、別の観点からは、本発明の光学素子ブランクは、上記いずれかの光学ガラスを備えることを特徴とする。
　また、別の観点からは、本発明の光学素子は、上記いずれかの光学ガラスを備えることを特徴とする。
　以上のように、本発明によれば、従来の誘電体多層膜や吸収層を有しないため、斜入射特性に優れる（つまり、入射角依存性が極めて少ない）と共に、耐久性、耐熱性及び耐候性に優れ、可視光域において平坦で高い透過率を維持する、近赤外線吸収機能を備えた光学ガラスが実現される。また、このような光学ガラスを備えた近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子を提供することができる。
図１は、本発明の実施形態（実施例１）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図２は、本発明の実施形態（実施例２）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図３は、本発明の実施形態（実施例３）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図４は、本発明の実施形態（実施例４）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図５は、本発明の実施形態（実施例５）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図６は、本発明の実施形態（実施例６）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図７は、本発明の実施形態（実施例７）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図８は、本発明の実施形態（実施例８）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図９は、本発明の実施形態（実施例９）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１０は、本発明の実施形態（実施例１０）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態（実施例１１）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１２は、本発明の実施形態（実施例１２）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１３は、本発明の実施形態（実施例１３）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１４は、本発明の実施形態（実施例１４）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。 図１５は、本発明の比較例（比較例１）に係る光学ガラスの分光透過率曲線を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る光学ガラスは、少なくともＹｂ２Ｏ３を必須成分として含むガラス組成物をベースとするガラスであり、入射光のうち、９００ｎｍ帯の近赤外光を選択的に吸収する近赤外線吸収機能（つまり、バンドストップフィルタ機能）を有するものである。
　ガラス組成物は、必須成分としてＹｂ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含有し、必要に応じて、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３をさらに含有することができる。ガラス組成物を構成する各成分の望ましい組成範囲は以下の通りである。
　　Ｙｂ２Ｏ３：５～６０％、
　　Ｂ２Ｏ３：１０～５０％、
　　ＳｉＯ２：０～３０％、
　　Ａｌ２Ｏ３：０～１５％、
　　Ｌｉ２Ｏ：０～１０％、
　　Ｎａ２Ｏ：０～１０％、
　　Ｋ２Ｏ：０～１０％、
　　ＭｇＯ：０～１０％、
　　ＣａＯ：０～２０％、
　　ＳｒＯ：０～１０％、
　　ＢａＯ：０～２５％、
　　ＺｎＯ：０～２５％、
　　ＴｉＯ２：０～１５％、
　　Ｎｂ２Ｏ５：０～１５％、
　　Ｔａ２Ｏ５：０～７％、
　　ＷＯ３：０～１０％、
　　ＺｒＯ２：０～１０％、
　　Ｌａ２Ｏ３：０～３０％、
　　Ｙ２Ｏ３：０～３０％、
　　Ｇｄ２Ｏ３：０～３０％、
　　Ｓｂ２Ｏ３：０～０．０５％、
　　ＳＯ３：０～０．３％、
　なお、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が２５％以上の場合、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を必須成分として含有することが望ましく、この場合、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の合計含有量が０超～３２％以下になるように含有することが望ましい。
　なお、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が３０％以上の場合、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２に加え、アルカリ金属（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）を必須成分として含有することが望ましく、この場合、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１種を、合計含有量が１０％以下になるように含有することが望ましい。
　また、希土類Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、Ｌｎは、Ｙｂ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の和に対するＹｂ２Ｏ３の含有量が、０．６～１．０の範囲であることが望ましい。
　なお、各成分の含有率は、全て酸化物換算組成のガラス全質量に対する質量％で示すものである。ここで、酸化物換算組成とは、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。
　本発明におけるガラス組成は、例えばＩ Ｃ Ｐ － Ａ Ｅ Ｓ （Inductively Coupled Plasma -Atomic Emission Spectrometry） などの方法により定量することができる。Ｉ Ｃ Ｐ － Ａ Ｅ Ｓ により求められる分析値は、分析値の±５％程度の測定誤差を含んでいることがある。また、本明細書および本発明において、構成成分の含有量が０％または含まないもしくは導入しないとは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、この構成成分の含有量が不純物レベル程度以下であることを指す。
　以下では、数値範囲に関して、（より）好ましい下限および（より）好ましい上限を、表に示して記載することがある。表中、下方に記載されている数値ほど好ましく、最も下方に記載されている数値が最も好ましい。また、特記しない限り、（より）好ましい下限とは、記載されている値以上であることが（より）好ましいことをいい、（より）好ましい上限とは、記載されている値以下であることが（より）好ましいことをいう。表中の（より）好ましい下限の列に記載されている数値と（より）好ましい上限の列に記載されている数値を、任意に組み合わせて数値範囲を規定することができる。
　Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３はガラスの化学的耐久性、耐候性を改善し、ガラス転移点を高める働きをする。また、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３の中で、Ｙｂ２Ｏ３は波長８６０～１０３０ｎｍの近赤外線を吸収する希土類元素である。Ｙｂ２Ｏ３の含有量が５％より少なくなると近赤外線吸収機能が著しく低下するが、５％以上であると、含有量に応じた近赤外線吸収機能が得られるため、上記した光学特性を有するガラスを作製することが可能となる。一方、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が６０％より多くなると失透傾向が増し、６０％以下であれば熱的安定性を高めることができるため、ガラスを製造するときの結晶化の抑制や、ガラスを熔融するときの原料の熔け残り軽減することができる。したがって、上記ガラスにおいてＹｂ２Ｏ３の好ましい範囲は５～６０％、より好ましい範囲は１０～５７％、より好ましい範囲は１３～５５％、より好ましい範囲は、１６～５３％、より好ましい範囲は１８～５１％、さらに好ましい範囲は２０～５０％である。なお、本実施形態においては、化学的耐久性と耐候性を両立させる観点から、希土類Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、Ｌｎは、Ｙｂ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の和に対するＹｂ２Ｏ３の含有量が、０．６～１．０の範囲となるように調整している。
　Ｂ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性、熔融性を改善する働きがある成分である。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多くなると熔融ガラスを成形する際の粘度が低下傾向を示す。ガラスの熱的安定性、熔融性を良好に維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、Ｂ２Ｏ３の好ましい範囲は１０～５０％、より好ましい範囲は１２～４８％、さらに好ましい範囲は１４～４６％である。
　ＳｉＯ２は、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性を改善し、熔融ガラスを成形する際の粘度の調整に有効な成分ある。一方、ＳｉＯ２の含有量が多くなると熔融時にガラス原料が熔け残りやすくなる、すなわち、ガラスの熔融性も低下する傾向を示す。ガラスの熱的安定性、熔融性を良好に維持しつつ、所望の光学特性を得る上から、ＳｉＯ２の好ましい範囲は０～３０％、より好ましい範囲は０～２８％、さらに好ましい範囲は０～２５％であり、ＳｉＯ２の含有量を０％にすることもできる。
　Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善する働きをすることができる成分である。ガラスの熱的安定性および化学的耐久性を改善するとともに、液相温度の上昇および耐失透性低下を防ぐ上では、Ａｌ２Ｏ３の好ましい範囲は０～１５％、より好ましい範囲は０～１３％、より好ましい範囲は０～１１％であり、Ａｌ２Ｏ３の含有量を０％にすることもできる。
　Ｌｉ２Ｏは、ガラスの熔解性およびガラスの成形性を改善する働きを有する。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が多くなるとガラスの熱的化安定性が低下することがある。したがって、Ｌｉ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～８％、より好ましい範囲は０～６％、さらに好ましい範囲は０～５％である。
　Ｎａ２Ｏは、ガラスの熔解性およびガラスの成形性を改善する働きを有する。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多くなるとガラスの熱的化安定性が低下することがある。したがって、Ｎａ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～８％、より好ましい範囲は０～６％、さらに好ましい範囲は０～５％である。
　Ｋ２Ｏは、ガラスの熔解性改善する働きを有する。一方、Ｋ２Ｏの含有量が多くなるとガラスの熱的化安定性が低下することがある。したがって、Ｋ２Ｏの含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～８％、より好ましい範囲は０～６％、さらに好ましい範囲は０～５％である。
　ＭｇＯは、ガラスの熔融性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＭｇＯの含有量が多くなると、ガラス安定性が低下する傾向がある。したがって、ＭｇＯの含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～９％、さらに好ましい範囲は０～８％であり、ＭｇＯの含有量を０％にすることもできる。
　ＣａＯは、ガラスの熔融性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＣａＯの含有量が多くなると、ガラス安定性が低下する傾向がある。したがって、ＣａＯの含有量の好ましい範囲は０～２０％、より好ましい範囲は０～１８％、さらに好ましい範囲は０～１５％であり、ＣａＯの含有量を０％にすることもできる。
　ＳｒＯは、ガラスの熔融性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＳｒＯの含有量が多くなると、ガラス安定性が低下する傾向がある。したがって、ＳｒＯの含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～９％、さらに好ましい範囲は０～８％であり、ＳｒＯの含有量を０％にすることもできる。
　ＢａＯは、ガラスの熔融性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＢａＯの含有量が多くなると、ガラス安定性が低下する傾向がある。したがって、ＢａＯの含有量の好ましい範囲は０～２５％、より好ましい範囲は０～２２％、さらに好ましい範囲は０～１９％であり、ＢａＯの含有量を０％にすることもできる。
　ＺｎＯは、ガラスを熔解するときに、ガラス原料の熔融性を改善させる働きを有し、機械的加工性を向上させる成分である。一方、ＺｎＯの含有量が多くなると熔融ガラスを成形する際の粘度が低下傾向を示す。したがって、ＺｎＯの含有量の好ましい範囲は０～２５％、より好ましい範囲は０～２２％、さらに好ましい範囲は０～１９％であり、ＺｎＯの含有量を０％にすることもできる。
　ＴｉＯ２は、ガラスの熱的安定性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＴｉＯ２の含有量が多くなると、分光透過率の短波長側の光吸収端が長波長側にシフトとする。その結果、短波長側の光吸収端が長波長化してしまう。したがって、ＴｉＯ２の含有量の好ましい範囲は０～１５％、より好ましい範囲は０～１３％、さらに好ましい範囲は０～１１％であり、ＴｉＯ２の含有量を０％にすることもできる。
　Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの熱的安定性を改善させる働きを有する成分であり、ＴｉＯ２やＷＯ３と比較してガラスの短波長側の光吸収端を長波長化させにくい成分である。したがって、Ｎｂ２Ｏ５の含有量の好ましい範囲は０～１５％、より好ましい範囲は０～１３％、さらに好ましい範囲は０～１１％であり、Ｎｂ２Ｏ５の含有量を０％にすることもできる。
　Ｔａ２Ｏ５は、高価な成分であり、ガラスの比重を増大させる働きをする。したがって、ガラスの生産コストを抑えることにより、ガラスをより安定に提供するとともに、比重の増加を抑える上から、Ｔａ２Ｏ５の含有量の好ましい範囲は０～１５％、より好ましい範囲は０～１３％、さらに好ましい範囲は０～１１％であり、Ｔａ２Ｏ５の含有量を０％にすることもできる。
　ＷＯ３は、ガラスの熱的安定性を改善させる働きを有する成分である。一方、ＷＯ３の含有量が多くなると、分光透過率の短波長側の光吸収端が長波長側にシフトとする。その結果、短波長側の光吸収端が長波長化してしまう。したがって、ＷＯ３の含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～８％、さらに好ましい範囲は０～６％であり、ＷＯ３の含有量を０％にすることもできる。
　ＺｒＯ２は、ガラスの熱的安定性を改善させる働きを有する成分である。また、ガラス転移点を高めることにより機械的な加工時にガラスが破損しにくくする働きを有する。一方、ＺｒＯ２の添加量が多いとガラス製造時の結晶化や溶け残りが発生してしまう。したがって、ＺｒＯ２の含有量の好ましい範囲は０～１０％、より好ましい範囲は０～９％、さらに好ましい範囲は０～８％であり、ＺｒＯ２の含有量を０％にすることもできる。
　Ｌａ２Ｏ３は、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３と比較し含有量が多くしても熱的安定性が低下しにくい成分である。一方、Ｙｂ２Ｏ３のように波長８６０～１０３０ｎｍの近赤外線の吸収を有さない希土類成分でもある。したがって、Ｌａ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０～３０％、より好ましい範囲は０～２７％、より好ましい範囲は０～２５％、さらに好ましい範囲は０～２３％であり、Ｌａ２Ｏ３の含有量を０％にすることもできる。
　Ｙ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する成分である。一方、Ｙｂ２Ｏ３のように波長８６０～１０３０ｎｍの近赤外線の吸収を有さない希土類成分でもある。したがって、Ｙ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０～３０％、より好ましい範囲は０～２７％、より好ましい範囲は０～２５％、さらに好ましい範囲は０～２３％であり、Ｙ２Ｏ３の含有量を０％にすることもできる。
　Ｇｄ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する成分である。一方、ガラス成分の中でガラスの比重を高める成分であり、また、Ｙｂ２Ｏ３のように波長８６０～１０３０ｎｍの近赤外線の吸収を有さない希土類成分である。したがって、Ｇｄ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０～３０％、より好ましい範囲は０～２７％、より好ましい範囲は０～２５％、さらに好ましい範囲は０～２３％であり、Ｇｄ２Ｏ３の含有量を０％にすることもできる。
　Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、ＢｅおよびＳｅは、それぞれ毒性を有する。そのため、これらの元素を含有させないこと、すなわち、これら元素をガラス成分としてガラス中に導入しないことか好ましい。Ｕ、ＴｈおよびＲａはいずれも放射性元素である。そのため、これらの元素を含有させないこと、すなわち、これら元素をガラス成分としてガラス中に導入しないことか好ましい。Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ，Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、ＴｍおよびＣｅは、ガラスの着色を増大させたり、蛍光の発生源となり、光学素子用のガラスに含有させる元素としては好ましくない。そのため、これらの元素を含有させないこと、即ち、これら元素をガラス成分としてガラス中に導入しないことが好ましい。
　Ｓｂ２Ｏ３は、清澄剤として添加可能な成分である。少量の添加でＦｅなどの不純物の混入による光線透過率の低下を抑える働きもできるが、Ｓｂ２Ｏ３の添加量を多くすると、ガラスの着色が増大傾向を示す。したがって、Ｓｂ２Ｏ３の含有量の好ましい範囲は０～０．５％、より好ましい範囲は０～０．４％、より好ましい範囲は０～０．３％、Ｓｂ２Ｏ３の含有量を０％にすることもできる。
　Ｓは、清澄剤として添加可能な成分である。一方、Ｓの添加量が多いと熔融ガラスの吹きこぼれやガラスの着色が増大傾向を示す。したがって、Ｓの量はＳＯ３に換算して含有量の好ましい範囲は０～０．３％、より好ましい範囲は０～０．２％、より好ましい範囲は０～０．１％、Ｓの含有量を０％にすることもできる。
　また、Ｓの他に、Ｃｅ酸化物、Ｓｎ酸化物、硝酸塩、塩化物、フッ化物を清澄剤として少量添加することもできる。
　このように、本発明のいくつかの実施形態に係る光学ガラスは、少なくともＹｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３を必須成分として含有するガラス組成物をベースとし、上述の他の成分を任意成分として含有させたものであるが、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が多くなると（例えば、２５％以上となると）、失透傾向が高まるといった問題がある。
　そこで、本発明のいくつかの実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の含有量の合計を減らすことによってＹｂ２Ｏ３の含有量を増やしている。
　具体的には、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の合計含有量を０％超にすることにより、ガラスの熱的安定性を改善させてＹｂ２Ｏ３の含有量を増やすことができるとの知見に基づき、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が２５％以上の場合に、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の合計含有量（すなわち、Ａｌ２Ｏ３含有量とＳｉＯ２の含有量の合計）が３２％以下になるように構成している。
　これにより、ガラスの熱的安定性を改善することができ、ガラス製造時にガラスが失透し易くなることを防ぐことができる。
　なお、本発明のいくつかの実施形態において、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の合計含有量の好ましい範囲は０％超～３２％、より好ましい範囲は２％超～３０％、さらに好ましい範囲は４％超～２５％である。
　このように、本実施形態に係る光学ガラスは、少なくともＹｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を必須成分として含有するガラス組成物をベースとし、上述の他の成分を任意成分として含有させたものであるが、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が多くなると（例えば、３０％以上となると）、さらに失透傾向が高まるといった問題がある。
　そこで、本発明のいくつかの実施形態においては、アルカリ金属（Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ）を添加することによって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を増やしている。
　具体的には、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量を０％超にすることにより、ガラスの熔融性を改善させてＹｂ２Ｏ３の含有量を増やすことができるとの知見に基づき、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が３０％以上の場合に、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を必須成分として含有させ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量（すなわち、Ｌｉ２Ｏの含有量とＮａ２Ｏの含有量とＫ２Ｏの含有量の合計）が１０％以下となるように構成している。これにより、ガラスの熱的安定性を改善することができ、ガラス製造時にガラスが失透しやすくなることを防ぐことができる。
　なお、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量の好ましい範囲は０超～１０％、より好ましい範囲は０超～９％、より好ましい範囲は０超～８％、さらに好ましい範囲は０超～５％である。
　なお、Ｙｂ２Ｏ３は、希土類元素の合計含有量に対して適量を配分することにより、熱的安定性を改善しつつ、近赤外線吸収機能を有するガラスを提供するうえで有効な成分である。そこで、Ｙｂ２Ｏ３については、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３の合計含有量に対するＹｂ２Ｏ３含有量の質量比{Ｙｂ２Ｏ３／(Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＧｄ２Ｏ３)}の好ましい範囲は０．３５～１％、より好ましい範囲は０．５～１％、さらに好ましい範囲は０．６０～１％、さらに好ましい範囲は０．７～１％としている。
　本実施形態の光学ガラスに入射される光は、光学ガラスを通過する際に近赤外線を吸収する希土類元素（Ｙｂ２Ｏ３）によって吸収され、９００ｎｍ帯の近赤外光のみが減衰されて出射されるため、光学ガラスの分光透過特性は、いわゆるランバート・ベールの法則によって説明することができ、近赤外線を吸収する希土類元素（Ｙｂ２Ｏ３）の濃度によって定まることとなる。つまり、本実施形態の光学ガラスは、可視域において平坦で高い透過率を維持し、かつ９００ｎｍ帯で急峻に減衰する分光透過特性となるように、近赤外線を吸収する希土類元素（Ｙｂ２Ｏ３）の濃度を調整したものである。
（ガラス（近赤外線カットフィルタガラス）の製造方法）
　上記ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作ることができる。上記ガラスは、上記光学特性を有する近赤外線カットフィルタガラスでありながら、熱的安定性が優れているため、公知の熔融法、成形法を用いて、安定的に製造することができる。
（プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、およびそれらの製造方法）
　また、上記ガラスをプレス成形用ガラス素材や、光学素子ブランクに適用することもできる。
　プレス成形用ガラス素材は、
上記のガラスをプレス成形用ガラス素材に成形することによって得ることができる。
　また、光学素子ブランクは、上記のプレス成形用ガラス素材を、プレス成形型を用いてプレス成形することにより得ることができる。
　また、光学素子ブランクは、上記のガラスを光学素子ブランクに成形することによっても得ることができる。
　光学素子ブランクとは、目的とする光学素子の形状に近似し、光学素子の形状に研磨しろ(研磨により除去することになる表面層)、必要に応じて研削しろ(研削により除去することになる表面層)を加えた光学素子母材である。光学素子ブランクの表面を研削、研磨することにより、光学素子が仕上げられる。一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスをプレス成形する方法（ダイレクトプレス法と呼ばれる）により、光学素子ブランクを作製することができる。他の一態様では、上記ガラスを適量熔融して得た熔融ガラスを固化することにより光学素子ブランクを作製することもできる。
　プレス成形用ガラス素材のプレス成形は、加熱して軟化した状態にあるプレス成形用ガラス素材をプレス成形型でプレスする公知の方法により行うことができる。加熱、プレス成形は、ともに大気中で行うことができる。プレス成形後にアニールしてガラス内部の歪を低減することにより、均質な光学素子ブランクを得ることができる。
　プレス成形用ガラス素材は、そのままの状態で光学素子ブランク作製のためのプレス成形に供されるプレス成形用ガラスゴブと呼ばれるものに加え、切断、研削、研磨などの機械加工を施してプレス成形用ガラスゴブを経てプレス成形に供されるものも含む。切断方法としては、ガラス板の表面の切断したい部分にスクライビングと呼ばれる方法で溝を形成し、溝が形成された面の裏面から溝の部分に局所的な圧力を加えて、溝の部分でガラス板を割る方法や、切断刃によってガラス板をカットする方法などがある。また、研削、研磨方法としてはバレル研磨などが挙げられる。
　プレス成形用ガラス素材は、例えば、熔融ガラスを鋳型に鋳込みガラス板に成形し、このガラス板を複数のガラス片に切断することにより作製することができる。または、適量の熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラスゴブを作製することもできる。プレス成形用ガラスゴブを、再加熱、軟化してプレス成形して作製することにより、光学素子ブランクを作製することもできる。ガラスを再加熱、軟化してプレス成形して光学素子ブランクを作製する方法は、ダイレクトプレス法に対してリヒートプレス法と呼ばれる。
（光学素子およびその製造方法）
　また、上記ガラスを光学素子に適用することもできる。
　光学素子は、例えば、上記の光学素子ブランクを研削および／または研磨することにより得ることができる。
　なお、研削、研磨は公知の方法を適用すればよく、加工後に光学素子表面を十分洗浄、乾燥させるなどすることにより、内部品質および表面品質の高い光学素子を得ることができる。光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、プリズムなどを例示することができる。
　以下、本実施形態の光学ガラスについて、実施例（実施例１～１４）及び比較例（比較例１～３）を挙げてさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（光学ガラスの作製方法）
　原料として硅石粉、硼酸、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等を用いた。これらの原料が表１～表３のガラス組成になるように、各原料を実施例及び比較例毎に秤量し、十分混合し、調合原料とした。得られた調合原料を白金製ルツボに入れて約１３００～１４５０℃で加熱し、２～３時間かけて熔融、清澄し、攪拌して均質化した融液ガラスを得た。予熱した成形型に熔融ガラスを流し込み急冷し、ガラス転移温度付近の温度で２時間保持した後、降下速度－３０℃/時間で降下して実施例１～８、１０～１４、及び比較例１、３の光学ガラスの試料を作製した。
　なお、実施例９は、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を４５％とした場合の一例であり、後述の分光透過率特性をシミュレーションするために用いたガラス組成である。また、比較例２は、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を５０％とした場合のシミュレーション組成である。
　また、表１～表３の「Ｙｂ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３」は、各実施例１～１４及び各比較例１～３における、希土類Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、Ｌｎは、Ｙｂ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の和に対するＹｂ２Ｏ３の含有量を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（光学ガラスの分光透過率の評価）
　実施例１～１４、比較例１の光学ガラスについて、分光透過率を評価した。なお、比較例３については、試料が失透してしまったため、分光透過率を評価していない。また、比較例２については、シミュレーション上、試料が失透してしまったため、分光透過率を評価していない。
　図１～図１４は、実施例１～１４の光学ガラスの厚さ２．５ｍｍにおける分光透過率曲線を示す図である。また、図１５は、比較例１の光学ガラスの厚さ２．５ｍｍにおける分光透過率曲線を示す図である。なお、図１～図１５の縦軸は透過率（％）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。なお、図１～図１５の測定にあたっては、実施例１～１４、比較例１の各光学ガラスについて、両面を光学研磨して厚さ２．５±０．１ｍｍとし、分光光度計により、研磨された面に対して垂直方向から強度Ｉｉｎの光を入射し、各試料を透過した光の強度Ｉｏｕｔを測定して、分光透過率Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎを算出した。また、図１～図１５において、「Ｌ＿λ５０」は、各実施例１～１４、比較例１の光学ガラスの分光透過率曲線において、透過率が減少して５０％となるときの半値波長（第１波長）を示し、「Ｈ＿λ５０」は、各実施例１～１４、比較例１の光学ガラスの分光透過率曲線において、透過率が増加して５０％となるときの半値波長（第２波長）を示している。
（光学ガラスの安定性の評価）
　実施例１～１４、比較例１の光学ガラスについて、「液相温度（ＬＴ）：℃」を安定性の指標として用い、各光学ガラスを評価した。具体的には、１０ｃｃ（１０ｍｌ）の試料（実施例１～１４、比較例１の光学ガラスのサンプル）を白金坩堝中に投入し１２５０℃～１３５０℃で２０～３０分熔融した後にガラス転移温度Ｔｇ以下まで冷却し、試料を白金坩堝ごと所定温度の熔解炉に入れ二時間保持した。保持温度は１０００℃以上で２０℃あるいは３０℃刻みとし、二時間保持後に結晶の析出しなかった最低温度を「液相温度（ＬＴ）：℃」と定義した。液相温度が高すぎると製造時に失透しやすくなるため、好ましくは１３５０℃以下、より好ましくは１２００℃以下、最も好ましくは１１００℃以下である。
（光学ガラスの化学的耐久性の評価）
　実施例１～１４、比較例１～３の光学ガラスについて、「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」を化学的耐久性の指標として用い、各光学ガラスを評価した。「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」は、日本光学硝子工業会規格：ＪＯＧＩＳ０６－１９９９に規定されているものであり、具体的には、比重に相当する質量の粉末試料（実施例１～１４、比較例１の光学ガラスのサンプル：粒度４２５～６００μｍ）を白金かごに入れ、それを純水(ｐＨ＝６．５～７．５)８０ｍｌの入った石英ガラス製丸底フラスコ内に浸漬し、沸騰水浴中で６０分間処理し、その減量率（％）によって１級（＜０．０５％）、２級（≧０．０５～＜０．１０％）、３級（≧０．１０～＜０．２５％）、４級（≧０．２５～＜０．６０％）、５級（≧０．６０～＜１．１０％）、６級（≧１．１０％）の６段階に分類した。化学的耐久性が悪すぎると、光学ガラスとして使用することが困難となる。特に、本発明の光学ガラスを車載用のＬｉＤＡＲシステムに適用することを考慮すると、「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」は、好ましくは１～３級、より好ましくは１～２級、最も好ましくは１級である。
（評価結果とその考察）
　表４～６は、図１～図１５に示す実施例１～１４、比較例１の光学ガラスの、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）と、波長９６５～９８５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）と、波長４００～８００ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）と、分光透過率曲線において、透過率が減少して５０％となるときの半値波長（「Ｌ＿λ５０」：ｎｍ）と、透過率が増加して５０％となるときの半値波長（「Ｈ＿λ５０」：ｎｍ）と、各実施例１～１４、比較例１～３の「液相温度（ＬＴ）：℃」と、「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」と、を示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４及び表５に示すように、実施例１～１４の光学ガラスの、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）は、０．６～５０．２％の範囲にあり、かつ、波長９６５～９８５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）は、０．３～３０．４％の範囲にあり、実施例１～１４の光学ガラスは、９００ｎｍ帯の近赤外光を選択的に吸収する、近赤外線吸収機能（つまり、バンドストップフィルタ機能）を有するものとなった。
　また、比較例１（表６）の光学ガラスの、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）は、８７．７％、波長９６５～９８５ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）は、８８．０％となり、比較例１の光学ガラス（つまり、Ｙｂ２Ｏ３の含有量：０％のガラス）では、近赤外線吸収機能（つまり、バンドストップフィルタ機能）を有しないことから、Ｙｂ２Ｏ３の含有量の下限値を５％（実施例６）とするのが好適であることが分かる。
　また、比較例２の光学ガラス（つまり、Ｙｂ２Ｏ３の含有量：５０％のガラス）では、失透してしまうことから、Ｙｂ２Ｏ３の含有量の上限値を４５％（実施例９）とするのが好適であることが分かる。
　なお、本発明者らの実験により、Ｙｂ２Ｏ３及び他の成分の含有量を調整することによって、波長９２５～９５５ｎｍの範囲における平均透過率を０～７０％の範囲で調整することができ、また波長９６５～９８５ｎｍの範囲における平均透過率を０～５０％の範囲で調整することができることが分かっている。
　また、表４及び表５に示すように、実施例１～１４の光学ガラスの、波長４００～８００ｎｍの範囲における透過率の平均値（％）は、８７．４～８８．９％の範囲にあり、可視域において平坦で、極めて高い透過率が維持されることが分かった。なお、本発明者らの実験により、実施例１～１４の各成分の含有量を調整することによって、波長４００～８００ｎｍの範囲における平均値（％）を８０～９２％の範囲で調整することができることが分かっている。
　また、表４及び表５に示すように、実施例１～１４の光学ガラスの、透過率が減少して５０％となるときの半値波長（「Ｌ＿λ５０」：ｎｍ）は、８８２～９３５ｎｍの範囲にあり、透過率が増加して５０％となるときの半値波長（「Ｈ＿λ５０」：ｎｍ）は、９８４～１０２６ｎｍの範囲にあり、９００ｎｍ帯の近赤外光を正確にカットオフ（バンドストップ）できることが分かった。なお、本発明者らの実験により、Ｙｂ２Ｏ３及び他の成分の含有量を調整することによって、透過率が減少して５０％となるときの半値波長（「Ｌ＿λ５０」：ｎｍ）を８６０～９４０ｎｍの範囲で調整することができ、透過率が増加して５０％となるときの半値波長（「Ｈ＿λ５０」：ｎｍ）を９７０～１０４０ｎｍの範囲で調整することができることが分かっている。
　また、実施例８と比較例３とを比較すると、比較例３の光学ガラス（つまり、Ｌｉ２Ｏの含有量：０％のガラス）では、失透してしまうことから、Ｌｉ２Ｏを１％含有させることにより、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を４１％（実施例８）まで増加させることができることが分かる。なお、本発明者らの実験により、アルカリ金属（Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ）の含有量を調整することによって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を３０％以上にできることが分かっている。
　また、表４及び表５の「液相温度（ＬＴ）：℃」から、実施例１～１４の光学ガラスの「液相温度（ＬＴ）：℃」は、いずれも１３５０℃以下となっており（つまり、安定しており）、製造時の失透もし難いことが分かる。
　また、表４及び表５の「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」から、実施例１～１４の光学ガラスの「粉末法耐水性（Ｄｗ）：級」は、いずれも３級以下となっており、光学ガラスとして十分な化学的耐久性を有していることが分かる。
　このように、実施例１～１４の光学ガラスは、少なくともＹｂ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を必須成分として含有するガラス組成物をベースとするものであり、波長４００～８００ｎｍの範囲で平坦で高い透過率を維持し、かつ９００ｎｍ帯で急峻に減衰する分光透過特性を有すると共に、光学ガラスとして十分な安定性、化学的耐久性を有するものとなる。
　従って、例えば、本実施形態（実施例１～１４）の光学ガラスを近赤外線カットフィルタに適用すると、ＬｉＤＡＲシステムのレーザ光を遮断するための光学フィルタ（近赤外線カットフィルタ）として使用することができる。
　また、本実施形態（実施例１～１４）の光学ガラスをプレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子に適用することにより、ＬｉＤＡＲシステムのレーザ光を遮断するためのプレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子を提供することもできる。
　以上が本発明の実施の形態、及び実施例の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
　また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

 

Claims (14)

  1. 　少なくともＹｂ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を必須成分として含む、ガラス組成物をベースとする光学ガラスであって、
    　Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、５～６０質量％であり、
    　Ｂ２Ｏ３の含有量が、１０～５０質量％であり、
    　前記光学ガラスの厚みを２．５ｍｍとしたときに、
    　　波長９２５～９５５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～７０％であり、
    　　波長９６５～９８５ｎｍの範囲における平均透過率が、０～５０％である
    ことを特徴とする光学ガラス。
  2. 　波長４００～８００ｎｍの範囲における平均透過率が、８０～９２％であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 　前記光学ガラスの分光透過率曲線において、透過率が減少して５０％となるときの第１波長が８６０～９４０ｎｍであり、透過率が増加して５０％となるときの第２波長が９７０～１０４０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  4. 　前記光学ガラスの厚みが、０．５～５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  5. 　前記光学ガラスの液相温度が、１３５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  6. 　前記光学ガラスの粉末法耐水性が、１級、２級又は３級であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  7. 　前記ガラス組成物は、質量％表示で、
    　　ＳｉＯ２：１～３０％、
    　　Ａｌ２Ｏ３：０～１５％、
    　　ＭｇＯ：０～１０％、
    　　ＣａＯ：０～２０％、
    　　ＳｒＯ：０～１０％、
    　　ＢａＯ：０～２５％、
    　　ＺｎＯ：０～２５％、
    　　ＴｉＯ２：０～１５％、
    　　Ｎｂ２Ｏ５：０～１５％、
    　　Ｔａ２Ｏ５：０～１５％、
    　　ＷＯ３：０～１０％、
    　　ＺｒＯ２：０～１０％、
    　　Ｌａ２Ｏ３：０～３０％、
    　　Ｙ２Ｏ３：０～３０％、
    　　Ｇｄ２Ｏ３：０～３０％、
    　　Ｓｂ２Ｏ３：０～０．０５％、
    　　ＳＯ３：０～０．３％
    を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  8. 　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの少なくとも１種を、合計含有量が０超～１０質量％以下の範囲でさらに含有することを特徴とする請求項７に記載の光学ガラス。
  9. 　Ｙｂ２Ｏ３の含有量が、３０質量％以上であることを特徴とする請求項８に記載の光学ガラス。
  10. 　Ｌｎ２Ｏ３成分（Ｌｎは、Ｙｂ、Ｌａ、Ｙ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の和に対するＹｂ２Ｏ３の含有量が、０．６～１．０の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の光学ガラス。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光学ガラスを備える近赤外線カットフィルタ。
  12. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光学ガラスを備えるプレス成形用ガラス素子。
  13. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光学ガラスを備える光学素子ブランク。
  14. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光学ガラスを備える光学素子。

     
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