(57)【要約】      （修正有）【課題】原料コストが低く、屈折率が１．７７−１．８５で、アッベ数が４０−４８であり、質量百分率で、以下の成分を含有する高屈折・低分散光学ガラスを提供する。【解決手段】ＳｉＯ２：４−２０％；Ｂ２Ｏ３：８−２４％；Ｌａ２Ｏ３：２０−４０％；Ｇｄ２Ｏ３：１１−３０％；Ｙ２Ｏ３：０−１５％；ＴｉＯ２：０−８％；Ｔａ２Ｏ５：０−８％；Ｎｂ２Ｏ５：０％超過８％以下、Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：１未満、ＺｒＯ２：０％超過１５％以下、ＺｎＯ：１１−３０％。本発明は、Ｔａ２Ｏ５の含有量を下げ、原料コストを最適化した。合理的な組成設計により、本発明に係る光学ガラスは、所望の光学定数を達成すると同時に精密成形にも有利であり、優れた化学安定性有する。当該光学ガラスからなるガラス母材と光学素子も開示される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＳｉＯ２：４−２０％；
Ｂ２Ｏ３：８−２４％；
Ｌａ２Ｏ３：２０−４０％；
Ｇｄ２Ｏ３：１１−３０％；
Ｙ２Ｏ３：０−１５％；
ＴｉＯ２：０−８％；
Ｔａ２Ｏ５：０−８％；
Ｎｂ２Ｏ５：０％超過８％以下；
Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：１未満；
ＺｒＯ２：０％超過１５％以下；
ＺｎＯ：１１−３０％。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＷＯ３：０−１５％；
Ａｌ２Ｏ３：０−１０％；
YＢ２Ｏ３：０−１０％；
Ｌｉ２Ｏ：０−２％；
Ｎａ２Ｏ：０−１０％；
Ｋ２Ｏ：０−１０％；
ＳＢ２Ｏ３：０−１％；
ＲＯ：０−１０％、ここで、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【請求項３】
光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＳｉＯ２：４−２０％；
Ｂ２Ｏ３：８−２４％；
Ｌａ２Ｏ３：２０−４０％；
Ｇｄ２Ｏ３：１１−３０％；
Ｙ２Ｏ３：０−１５％；
ＷＯ３：０−１５％；
Ｔａ２Ｏ５：０−８％；
Ｎｂ２Ｏ５：０％超過８％以下；
Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：１未満；
ＺｒＯ２：０％超過１５％以下；
ＺｎＯ：１１−３０％；
ＴｉＯ２：０−８％；
Ａｌ２Ｏ３：０−１０％；
YＢ２Ｏ３：０−１０％；
Ｌｉ２Ｏ：０−２％；
Ｎａ２Ｏ：０−１０％；
Ｋ２Ｏ：０−１０％；
ＳＢ２Ｏ３：０−１％；
ＲＯ：０−１０％、ここで、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、各成分の含有量は下記の９個の条件のうち１つ以上の条件を満足する。
（ｉ）Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：０．８未満；
（ｉｉ）ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．３−２；
（ｉｉｉ）Ｇｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２−０．５５；
（ｉｖ）ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２−０．６；
（ｖ）Ｎｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０１−０．４５；
（ｖｉ）（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−５；
（ｖｉｉ）Ｎｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０１−０．５；
（ｖｉｉｉ）ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．０１−０．８；
（ｉｘ）ＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：１．８以上。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、以下を含む。
ＳｉＯ２：５−１８％、及び／又はＢ２Ｏ３：１０−２３％、及び／又はＬａ２Ｏ３：２０−３５％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：１１−２５％、及び／又はＹ２Ｏ３：０−１０％、及び／又はＷＯ３：０−１０％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０−５％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０．１−６％、及び／又はＺｒＯ２：１−１０％、及び／又はＺｎＯ：１５−３０％；及び／又はＴｉＯ２：０−５；及び／又はＡｌ２Ｏ３：０−５％；及び／又はYＢ２Ｏ３：０−５％；及び／又はＬｉ２Ｏ：０−１％、及び／又はＮａ２Ｏ：０−５％；及び／又はＫ２Ｏ：０−５％；及び／又はＳＢ２Ｏ３：０−０．５％、及び／又はＲＯ：０−５％、ここで、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【請求項６】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、以下を含む。
ＳｉＯ２：６−１５％、及び／又はＢ２Ｏ３：１２−２０％、及び／又はＬａ２Ｏ３：２２−３２％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：１２−２２％、及び／又はＹ２Ｏ３：０−８％、及び／又はＷＯ３：０−７％、及び／又はＺｒＯ２：２−８％、及び／又はＺｎＯ：１５−２５％、及び／又はＴｉＯ２：０−２％。
【請求項７】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、以下を満たす。
Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：０．５未満、及び／又はＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．５−１．８、及び／又はＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２５−０．５、及び／又はＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２３−０．５、及び／又はＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０２−０．３５、及び／又は（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−３、及び／又はＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０２−０．３５、及び／又はＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．０５−０．７、及び／又はＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：３−１５。
【請求項８】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、以下を満たす。
ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．５−１．４５；及び／又はＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２５−０．４５、及び／又はＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２５−０．４５、及び／又はＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０５−０．２５、及び／又は（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−１、及び／又はＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０３−０．２５、及び／又はＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．１−０．６、及び／又はＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：４−１２。
【請求項９】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２及びＺｎＯの合計含有量は９５％以上であり、Ｔａ２Ｏ５を含有しない。
【請求項１０】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光学ガラスであって、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２及びＺｎＯの合計含有量は９９％以上である。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
Ｐ２Ｏ５：０−１０％；
Ｂｉ２Ｏ３：０−１０％；
ＴｅＯ２：０−１０％；
Ｇａ２Ｏ３：０−１０％；
Ｌｕ２Ｏ３：０−１０％；
ＧｅＯ２：０−８％；
ＣｅＯ２：０−１％；
ＳｎＯ２：０−１％；
Ｆ：０−１０％。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
Ｐ２Ｏ５：０−５％；
Ｂｉ２Ｏ３：０−５％；
ＴｅＯ２：０−５％；
Ｇａ２Ｏ３：０−５％；
Ｌｕ２Ｏ３：０−５％；
ＧｅＯ２：０−５％；
ＣｅＯ２：０−０．５％；
ＳｎＯ２：０−０．５％；
Ｆ：０−５％。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学ガラスであって、その屈折率（ｎｄ）は１．７７−１．８５で、アッベ数（νｄ）は４０−４８で、ガラスの密度（ρ）は５．００ｇ／ｃｍ３以下である。
【請求項１４】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学ガラスであって、ガラスの透過率が８０％を達成する際の対応する波長λ８０は４１０ｎｍ以下で、透過率が５％に達成する際の対応する波長λ５は３５０ｎｍ以下で、失透温度の上限は１１６０℃以下で、ガラス転移温度（Ｔｇ）は６３０℃以下である。
【請求項１５】
請求項１〜１２の何れか一項に記載の光学ガラスであって、ガラスの透過率が８０％を達成する際の対応する波長λ８０は４００ｎｍ以下で、透過率が５％に達成する際の対応する波長λ５は３４０ｎｍ以下で、失透温度の上限は１１５０℃以下で、ガラス転移温度（Ｔｇ）は６２０℃以下で、ガラスの密度（ρ）は４．９０ｇ／ｃｍ３以下である。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか一項に記載の光学ガラスにより製造される、ガラス母材。
【請求項１７】
請求項１〜１５の何れか一項に記載の光学ガラスにより製造される、光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折・低分散光学ガラスに関する。また、低コストの高屈折・低分散光学ガラスによって製造されるガラス母材及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、光学システムのデジタル化、高精密化の急速な発展に伴い、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影設備、及び、プロジェクター、投写型テレビ等画像放送（投影）装置等の光学デバイスにおいて、光学システムに使用されるレンズ、プリズム等の光学素子の数を減少させ、光学システム全体の軽量化させ、コンパクト化させることがますます要求されてきている。光学システムの設計においては、高屈折率のガラスを幅広く採用し、非球面レンズを利用してコンパクト化、超薄型と広角化を実現し、光学システムの軽量化・高性能化を実現すると同時に色差補正もさらに容易であり、したがって、高屈折・低分散ガラスの研究開発ニーズは徐々に大きくなってきている。
【０００３】
初期の高屈折・低分散ガラスの製造には大量のＴａ２Ｏ５を含有した。特許文献１では、１５％超過３５％未満Ｔａ２Ｏ５を含む、屈折率が１．７５−１．８５、アッベ数が３４−４４の光学ガラスを開示している。タンタルはレアメタルであり、Ｔａ２Ｏ５を使うことは製品のコストコントロールにはとても不利である。そのため、高屈折・低分散ガラス組成においてＴａ２Ｏ５を低減又は不使用とすることは、光学ガラス開発者の研究開発目標となってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願公開第１８７６５８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、原料コストが低く、屈折率が１．７７−１．８５、アッベ数が４０−４８の高屈折・低分散光学ガラスを提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、上記光学ガラスからなるガラス母材と光学素子を更に提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る（１）光学ガラスは、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＳｉＯ２：４−２０％；
Ｂ２Ｏ３：８−２４％；
Ｌａ２Ｏ３：２０−４０％；
Ｇｄ２Ｏ３：１１−３０％；
Ｙ２Ｏ３：０−１５％；
ＴｉＯ２：０−８％；
Ｔａ２Ｏ５：０−８％；
Ｎｂ２Ｏ５：０％超過８％以下；
Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：１未満；
ＺｒＯ２：０％超過１５％以下；
ＺｎＯ：１１−３０％。
【０００７】
（２）（１）に記載の光学ガラスであり、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＷＯ３：０−１５％；
Ａｌ２Ｏ３：０−１０％；
YＢ２Ｏ３：０−１０％；
Ｌｉ２Ｏ：０−２％；
Ｎａ２Ｏ：０−１０％；
Ｋ２Ｏ：０−１０％；
ＳＢ２Ｏ３：０−１％；
ＲＯ：０−１０％、ここで、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【０００８】
（３）光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
ＳｉＯ２：４−２０％；
Ｂ２Ｏ３：８−２４％；
Ｌａ２Ｏ３：２０−４０％；
Ｇｄ２Ｏ３：１１−３０％；
Ｙ２Ｏ３：０−１５％；
ＷＯ３：０−１５％；
Ｔａ２Ｏ５：０−８％；
Ｎｂ２Ｏ５：０％超過８％以下；
Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：１未満；
ＺｒＯ２：０％超過１５％以下；
ＺｎＯ：１１−３０％；
ＴｉＯ２：０−８％；
Ａｌ２Ｏ３：０−１０％；
YＢ２Ｏ３：０−１０％；
Ｌｉ２Ｏ：０−２％；
Ｎａ２Ｏ：０−１０％；
Ｋ２Ｏ：０−１０％；
ＳＢ２Ｏ３：０−１％；
ＲＯ：０−１０％、ここで、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【０００９】
（４）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、各成分の含有量は下記の９個の条件のうち１つ以上の条件を満足する。
（ｉ）Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：０．８未満；
（ｉｉ）ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．３−２；
（ｉｉｉ）Ｇｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２−０．５５；
（ｉｖ）ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２−０．６；
（ｖ）Ｎｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０１−０．４５；
（ｖｉ）（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−５；
（ｖｉｉ）Ｎｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０１−０．５；
（ｖｉｉｉ）ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．０１−０．８；
（ｉｘ）ＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：１．８以上。
【００１０】
（５）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、更に以下を備える。ＳｉＯ２：５−１８％、及び／又はＢ２Ｏ３：１０−２３％、及び／又はＬａ２Ｏ３：２０−３５％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：１１−２５％、及び／又はＹ２Ｏ３：０−１０％、及び／又はＷＯ３：０−１０％、及び／又はＴａ２Ｏ５：０−５％、及び／又はＮｂ２Ｏ５：０．１−６％、及び／又はＺｒＯ２：１−１０％、及び／又はＺｎＯ：１５−３０％；及び／又はＴｉＯ２：０−５％；及び／又はＡｌ２Ｏ３：０−５％；及び／又はYＢ２Ｏ３：０−５％；及び／又はＬｉ２Ｏ：０−１％、及び／又はＮａ２Ｏ：０−５％；及び／又はＫ２Ｏ：０−５％；及び／又はＳＢ２Ｏ３：０−０．５％、及び／又はＲＯ：０−５％、ここで、ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種である。
【００１１】
（６）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、更に以下を備える。ＳｉＯ２：６−１５％、及び／又はＢ２Ｏ３：１２−２０％、及び／又はＬａ２Ｏ３：２２−３２％、及び／又はＧｄ２Ｏ３：１２−２２％、及び／又はＹ２Ｏ３：０−８％、及び／又はＷＯ３：０−７％、及び／又はＺｒＯ２：２−８％、及び／又はＺｎＯ：１５−２５％、及び／又はＴｉＯ２：０−２％。
【００１２】
（７）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、更に以下を満たす。Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５：０．５未満、及び／又はＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．５−１．８、及び／又はＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２５−０．５、及び／又はＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２３−０．５、及び／又はＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０２−０．３５、及び／又は（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−３、及び／又はＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０２−０．３５、及び／又はＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．０５−０．７、及び／又はＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：３−１５。
【００１３】
（８）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、更に以下を満たす。ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．５−１．４５；及び／又はＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：０．２５−０．４５、及び／又はＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）：０．２５−０．４５、及び／又はＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３：０．０５−０．２５、及び／又は（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）：０．１−１、及び／又はＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯ：０．０３−０．２５、及び／又はＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）：０．１−０．６、及び／又はＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）：４−１２。
【００１４】
（９）（１）〜（３）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２及びＺｎＯの合計含有量は９５％以上で、Ｔａ２Ｏ５を含有しない。
【００１５】
（１０）（９）に記載の光学ガラスであって、であって、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２及びＺｎＯの合計含有量は９９％以上である。
【００１６】
（１１）（１）又は（２）に記載の光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
Ｐ２Ｏ５：０−１０％；
Ｂｉ２Ｏ３：０−１０％；
ＴｅＯ２：０−１０％；
Ｇａ２Ｏ３:０−１０％；
Ｌｕ２Ｏ３:０−１０％；
ＧｅＯ２：０−８％；
ＣｅＯ２：０−１％；
ＳｎＯ２：０−１％；
Ｆ：０−１０％。
【００１７】
（１２）（１）又は（２）に記載の光学ガラスであって、質量百分率で、以下の成分を含有する。
Ｐ２Ｏ５：０−５％；
Ｂｉ２Ｏ３：０−５％；
ＴｅＯ２：０−５％；
Ｇａ２Ｏ３:０−５％；
Ｌｕ２Ｏ３:０−５％；
ＧｅＯ２：０−５％；
ＣｅＯ２：０−０．５％；
ＳｎＯ２：０−０．５％；
Ｆ：０−５％。
【００１８】
（１３）（１）〜（１２）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、その屈折率（ｎｄ）は１．７７−１．８５で、アッベ数（νｄ）は４０−４８で、ガラスの密度（ρ）は５．００ｇ／ｃｍ３以下である。
【００１９】
（１４）（１）〜（１２）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、ガラスの透過率が８０％を達成する際の対応する波長λ８０は４１０ｎｍ以下で、透過率が５％を達成する際の対応する波長λ５は３５０ｎｍ以下で、失透温度の上限は１１６０℃以下で、ガラス転移温度（Ｔｇ）は６３０℃以下である。
【００２０】
（１５）（１）〜（１２）の何れか１つに記載の光学ガラスであって、ガラスの透過率が８０％を達成する際の対応する波長λ８０は４００ｎｍ以下で、透過率が５％を達成する際の対応する波長λ５は３４０ｎｍ以下である；失透温度の上限は１１５０℃以下で、ガラス転移温度（Ｔｇ）は６２０℃以下で、ガラスの密度（ρ）は４．９０ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２１】
（１６）（１）から（１５）の何れか１つに記載の光学ガラスにより製造されるガラス母材である。
【００２２】
（１７）（１）から（１５）の何れか１つに記載の光学ガラスにより製造される光学素子である。
【発明の効果】
【００２３】
Ｔａ２Ｏ５の含有量を下げ、原料コストを最適化した。合理的な組成設計により、本発明に係る光学ガラスは、所望の光学定数を達成すると同時に精密成形にも有利であり、優れた化学安定性有する。当該光学ガラスからなるガラス母材と光学素子も開示される。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
Ｉ  光学ガラス
本発明に係る光学ガラスは、原料のコスト削減から鑑み、高価なＴａ２Ｏ５含有量を低減又は非含有とすることで、屈折率が１．７７−１．８５で、アッベ数が４０−４８である高屈折率低分散の光学ガラスを得ることである。
【００２５】
本発明になる光学ガラスの各成分に対して説明する。
本明細書において、各成分の含有量、総含有量は特別説明のない限り、質量百分率で示す。更に、以下の説明において、規定値以下又は規定値以上に言及する場合、当該規定値を含むものとする。
【００２６】
Ｂ２Ｏ３はガラスネットワークの形成成分であり、ガラスの可溶性と耐失透性を向上して、ガラス状転移温度と密度を下げる役割をする。上記の効果を達成するため、本発明では８％以上のＢ２Ｏ３を導入し、好ましくは１０％以上のＢ２Ｏ３を導入し、さらに好ましくは１２％以上のＢ２Ｏ３を導入する。但し、その導入量が２４％を超えると、ガラスの安定性が下がり、屈折率も下がり、本発明に係る高屈折率ガラスは得られなくなる。そのため、本発明のＢ２Ｏ３の含有量は２４％を上限と設定し、好ましくは２３％とし、更に好ましくは２０％とする。
【００２７】
ＳｉＯ２も、Ｂ２Ｏ３が構成するルーズなチェーン状の層状ネットワークとは異なる、ガラスの形成体である。ＳｉＯ２は、ガラスにおいて、非常に濃密で堅固な、珪素酸素四面体三次元ネットワークを形成する。このようなネットワークがガラスに加えられると、ルーズなホウ素酸素三角体［ＢＯ３］ネットワークを補強するため、濃密になり、これにより、ガラスの高温粘度が上がり、同時に、珪素酸素四面体三次元ネットワークの導入により、ガラスネットワークのＬａ、Ｎｂ、Ｌｉ等の失透陽イオンを隔離する能力が増強され、失透閾値が増え、ガラスの耐失透性能が向上する。本発明に係るガラスにおけるＳｉＯ２含有量の下限は４％とし、好ましくは５％とし、更に好ましくは６％にする。これにより、上記の効果はより向上される。但し、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、ガラスの転移温度が上がり、且つ、ガラスの溶融性が下がってしまう。そのため、その含有量の上限を２０％とし、好ましくは１８％とし、更に好ましくは１５％とする。
【００２８】
本発明では、ＳｉＯ２の含有量とＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計含有量の比ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）を制御することで、その比が０．２−０．６の範囲内である場合、ガラスの溶融性を保証するだけではなく、ガラス安定性と高温粘度を効果的に増加し、特にＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）値が０．２３−０．５であるとき、ガラスの高屈折・低分散光学特性及び低転移温度特性を維持すると同時に、ガラスの耐失透性能を効果的に改善させ、更に好ましくは０．２５−０．４５とする。
【００２９】
Ｌａ２Ｏ３は、本発明の必要な光学特性を得る必須組成であり、本発明の配合システムにおいて、Ｂ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との組み合わせが存在することは、ガラスの耐失透性能を効果的に向上させると同時に、ガラスの化学安定性を向上することができる。Ｌａ２Ｏ３の含有量が２０％未満である場合、必要な光学特性は達成し難くなる。但し、その含有量が４０％を超えると、ガラスの耐失透性と溶融性能が全て悪化してしまう。そのため、本発明のＬａ２Ｏ３の含有量は２０−４０％とし、好ましくは２０−３５％とし、更に好ましくは２２−３２％とする。
【００３０】
Ｇｄ２Ｏ３は、ガラスの屈折率を増加してもガラスの色分散を著しく向上しない。本発明では、１１％以上のＧｄ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を導入して共存させることで、ガラスの安定性を向上し、且つ、ガラスの化学安定性が著しく増強し、屈折率を維持すると同時に、アッベ数の過度な上昇を制御する。もし、その含有量が３０％を超えると、ガラスの耐失透性が下がり、且つガラスの密度も上昇する傾向になってしまう。そのため、本発明のＧｄ２Ｏ３の含有量は１１−３０％とし、好ましくは１１−２５％とし、更に好ましくは１２−２２％とする。
【００３１】
本発明の高屈折・低分散作用の組成では、更に好ましくはＹ２Ｏ３を導入し、高屈折率と高アッベ数を維持すると同時に、ガラス材料のコストの上昇を抑制し、ガラスの溶融性、耐失透性が改善し、ガラスの失透温度の上限と比重を下げることが出来る。但し、その含有量が１５％を超えると、ガラスの安定性、耐失透性が下がってしまう。そのため、Ｙ２Ｏ３の含有量範囲は０−１５％とし、好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−８％とする。
【００３２】
YＢ２Ｏ３も高屈折、低分散性能を付与する成分で、その導入量が１０％超えると、ガラスの耐失透性能が下がるので、その含有量を０−１０％に限定し、好ましくは０−５％とする。
【００３３】
本発明においてはＬａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３を共存させ、又は好ましくはＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３とＹ２Ｏ３を共存し、更に好ましくは０．２−０．５５の範囲でＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）、一層好ましくは０．２５−０．５の範囲でＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）、より一層好ましくは０．２５−０．４５の範囲でＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を共存させることにより、Ｔａ２Ｏ５の使用を削減又は不使用とすることによるガラス安定性低減の不良効果を最大限回避し、優良なガラス安定性を有する高屈折率低分散のガラスが得られ、同時にガラスも着色し難い。
【００３４】
本発明に係るガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が０を超えると、液相温度低減に非常に良い効果を有し、透過率を悪化させずに、ガラスの屈折率、耐失透性と化学耐久性を向上する作用を有し、適量のＮｂ２Ｏ５の導入は、精密成形過程において、ガラスの耐失透性能を効果的に改善させる。もし、その含有量が８％を超えると、ガラス色分散が高くなり、本発明に係るガラスの光学特性は得られなくなる。そのため、Ｎｂ２Ｏ５の含有量範囲は０％超過８％以下とし、好ましい範囲は０．１−６％とする。本発明者の研究によって、本発明に係るガラスにおいてＮｂ２Ｏ５含有量とＧｄ２Ｏ３含有量の比Ｎｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３が０．０１−０．４５であるとき、ガラスの化学耐久性と耐失透性は著しく改善し、特にＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３が０．０２−０．３５であるとき、効果は特に明らかで、さらに好ましくは０．０５−０．２５とする。
【００３５】
Ｔａ２Ｏ５はガラスの屈折率、耐失透性と溶融ガラスの粘度を向上するが、高価の為、原料コストの低減には不利であるため、その含有量を８％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは１％以下とし、より一層好ましくは加えない。
【００３６】
本発明に係る光学ガラスにおいて、Ｔａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５の値を１未満に制御すると、屈折率と色分散を効果的に調節すると同時に、ガラスの耐失透性能を向上し、更に、ガラスに着色し易い成分を含有する場合、好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５の値を０．８未満としてガラスの着色性能を効果的に改善し、好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５の値を０．５未満とし、更に好ましくはＴａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５の値を０．３未満とする。
【００３７】
ＺｎＯを本発明に係るシステムのガラスに入れると、ガラスの屈折率と色分散を調整することができ、ガラスの耐失透性能を改善し、ガラスの転移温度を下げ、ガラスの安定性を向上することができる。ＺｎＯは更にガラスの高温粘度を下げ、比較的に低い温度においてガラスを精錬して、ガラスの透過率を向上することができる。特に、本発明に係るガラスに酸化タンタルを少量含有する場合、又は、含有しない場合、１１％以上のＺｎＯを導入することにより、ある程度光学定数の低減を補うことが出来る。但し、ＺｎＯ添加量が余りにも多過ぎる場合は、ガラスの耐失透性能が下がってしまい、同時に高温粘度が小さくなり、成形し難くなる。本発明に係るガラスシステムにおいて、ＺｎＯの含有量が１１％より低い場合は、Ｔｇ温度が設計要求を満たさなくなる。もし、その含有量が３０％より高くなる場合は、ガラスの耐失透性が下がり、高温粘度は設計要求を達成しなくなる。そのため、ＺｎＯの含有量の下限は１１％に限定し、好ましい下限は１５％とする。ＺｎＯの含有量の上限を３０％に限定し、好ましい上限は２５％とする。
【００３８】
Ｔｇ温度が比較的低く、且つ安定性が良好で、溶解し易いガラスを得るため、発明者は大量な試験研究を通して、ＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）の比の範囲を０．３−２とし、好ましくはＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）の比の範囲を０．５−１．８とし、更に好ましくはＺｎＯ／（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）の比の範囲を０．５−１．４５とする場合、ガラスの安定性とＴｇ温度とは最適なバランスを取ることができ、良質の製品が得られる事を発見した。
【００３９】
同時に、ガラスに、適切なＴｇ温度において優れる耐失透性能を付与するために、好ましくはＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯの値を０．０１−０．５の範囲内に制御し、更に好ましくは０．０２−０．３５とし、より一層好ましくは０．０３−０．２５とする。
【００４０】
ＺｒＯ２は高屈折・低分散の酸化物であり、ガラスに入れると、ガラスの屈折率を向上し、色分散を調節する。同時に、適量のＺｒＯ２をガラスに入れると、ガラスの耐失透性能とガラスの安定性を向上することができる。本発明においては、その含有量が１５％より高い場合は、ガラスは溶け難く、精錬温度が上昇し、ガラス内部に介在物が生じ、透過率が下がってしまう。そのため、その含有量を０％超過１５％以下に設定し、好ましくは１−１０％とし、更に好ましくは２−８％とする。
【００４１】
ＴｉＯ２は高屈折高色分散酸化物であり、ガラスに入れるとガラスの屈折率と色分散を著しく向上することができる。本発明者は適量のＴｉＯ２を本発明に係るガラスに添加すると、ガラス安定性を増加し、特に耐失透性能が向上できることを発見する。但し、多すぎる量のＴｉＯ２をガラスに入れると、低分散の開発目標は実現し難く、同時にガラスの透過率も著しく低減し、ガラスの安定性も悪化してしまう事を発見した。そのため、ＴｉＯ２の含有量は０−８％とし、好ましくは０−５％とし、更に好ましくは０−２％とする。本発明においては、好ましくはＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）の値を０．０１−０．８に制御し、ガラスの失透性能と化学耐久性を効果的に調節し、更に好ましくはＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．０５−０．７とし、より一層好ましくはＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）を０．１−０．６とする。
【００４２】
ＷＯ３のガラスにおける主な役目は光学定数を維持して、ガラス失透を改善することであるが、その含有量が多すぎるとガラス透過率が下げ、着色度が増大され、失透性能も悪化してしまう。従って、ＷＯ３の好ましい含有量は０−１５％であり、更に好ましいは０−１０％で、より一層好ましい含有量は０−７％である。
【００４３】
ＷＯ３とＴｉＯ２の多すぎる量の導入は、ガラスの透過率を下げてしまうが、両者はガラスの耐失透性能に比較的に良好な役目を果たし、発明者は本システムの光学ガラスに対する研究を通して、（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）を０．１−５の範囲内に制御すると、透過率と失透性能のバランスを良くするだけではなく、更にガラスの化学安定性を最適化するので、更に好ましくは（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）の値を０．１−３とし、より一層好ましくは（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）の値を０．１−１とする。
【００４４】
特に、本発明者はガラス優れる耐失透性能と高屈折・低分散の光学特性を有すると同時に、ガラスに良好な透過率と低コストのメリットを保証するため、大量の実験研究を通して、ＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）を１．８以上制御することによって、好ましくは３−１５とし、更に好ましくは４−１２とする事によって、前記の目標を満たすことを発見した。
【００４５】
Ａｌ２Ｏ３を少量に導入するとガラスになる安定性と化学安定性を改善することができるが、その含有量が１０％を超えると、ガラス溶融性が悪くなり、耐失透性が低減する傾向があるので、本発明のＡｌ２Ｏ３の含有量は０−１０％で、好ましくは０−５％で、更に好ましくは０−１％で、より一層好ましくは導入しないことである。
【００４６】
Ｌｉ２Ｏをガラス組成に入れると、ガラスのＴｇ温度を効果的に下げることが出来る。但し、低軟化点光学ガラスは、通常、白金製容器又は白金合金製容器を用いて精錬され、高温精錬において、ガラス組成のＬｉ＋は、白金製容器又は白金合金製容器を腐食し、完成品のガラスに比較的多い白金を含む異物を混入させ、ガラスの品質が下がってしまう。また、本発明において、２％を超えるＬｉ２Ｏはガラスの失透性能が急激に下がってしまうので、その含有量を０−２％に限定し、好ましくは０−１％とする。
【００４７】
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏは、Ｔｇを下げる効果的な任意成分であり、その含有量が多すぎると、失透温度の上昇によりガラス化し難くなり、そのため、その含有量を好ましくはそれぞれ０−１０％に限定し、更に好ましくは０−５％とし、より一層好ましくは０−１％とする。
【００４８】
ＲＯ（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はＢａＯの１種又は数種）は、ガラスの溶融性を改善し、ガラスの光学性能を調整できるが、その含有量が１０％を超えると、ガラスの耐失透性が下がるので、本発明において、ＲＯの含有量は０−１０％とし、更に好ましい範囲は０−５％で、より一層好ましくは導入しない。
【００４９】
Ｐ２Ｏ５はガラスの耐失透性を向上する任意選択成分であり、特にＰ２Ｏ５の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの化学耐久性、特に耐水性の低減を抑制することができる。そのため、酸化物換算組成のガラス総質量に対して、その含有量を１０％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは３％以下とし、より一層好ましくは導入しない。
【００５０】
Ｂｉ２Ｏ３はガラス屈折率を適切に向上して、ガラス化温度を下げる任意選択成分であり、その含有量が１０％を超えると、ガラス耐失透性が下がってしまうので、その含有量を１０％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは１％以下とし、より一層好ましくは導入しない。
【００５１】
ＧｅＯ２はガラスの屈折率を向上して耐失透性効果を増加する成分であり、本発明に係る光学ガラスの任意選択成分であるが、高価なものであるため、多すぎる量を導入すると本発明の生産コストを削減する目的を果たせなくなるので、その含有量を８％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは２％以下とし、より一層好ましくは導入しない。
【００５２】
本発明において１０％以下のＬｕ２Ｏ３を導入すると、その他レアメタル組成とは相乗効果を果たし、ガラスの安定性をより一層向上するが、高価であるため、ガラスに導入すると生産コストの削減に不利であるため、その含有量を１０％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは３％以下とし、より一層好ましくは導入しない。
【００５３】
本発明に任意選択成分として、Ｇａ２Ｏ３を１０％以下に制御することにより、ガラスの耐失透性を向上して、ガラスの摩耗度を増加するので、その含有量は好ましくは１０％以下とし、更に好ましくは５％以下とし、さらに好ましくは３％以下、より一層好ましくは導入しない。
【００５４】
ＴｅＯ２はガラスの屈折率を向上してガラスの転移温度を下げる任意選択成分であり、その含有量が多すぎると、白金製容器と反応し易くなり、設備の耐用年数に不利である。そのため、ＴｅＯ２の含有量を１０％以下に限定し、好ましくは５％以下とし、更に好ましくは導入しない。
【００５５】
ＳＢ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２組成を少量に添加することにより、ガラスの清澄効果を向上することができるが、ＳＢ２Ｏ３の含有量が１％超えると、ガラスは清澄性能が下がる傾向があり、同時に強い酸化作用によりガラスを精錬する白金製容器又は白金合金製容器の腐食及び成形型の悪化を進行させてしまうので、本発明ではＳＢ２Ｏ３の添加量を好ましくは０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より一層好ましくは導入しない。ＳｎＯ２も清澄剤として添加することができるが、その含有量が１％を超えると、ガラスは着色し、又はガラスを加熱、軟化して、圧縮成型等の再成形を行う際、Snは核形成の開始点となり、失透を生じる傾向がある。そのため、本発明のＳｎＯ２の含有量は好ましくは０−１％で、更に好ましくは０−０．５％で、より一層好ましくは添加しない。ＣｅＯ２の作用及び添加量の割合はＳｎＯ２と一致しており、その含有量は好ましくは０−１％で、更に好ましくは０−０．５％で、より一層好ましくは添加しない。
【００５６】
Ｆは低分散化、ガラス化転移温度を下げる有効な組成であるが、含有量が多すぎる場合には、ガラスの屈折率が著しく低減し、又は、ガラス融液の揮発性が増大され、ガラス溶液の成形時に縞が発生し、又は、揮発により、屈折率変動が増加する傾向に繋がる。Ｆの原料として、ＹＦ３、ＬａＦ３、ＧｄＦ３、ＺｒＦ４、ＺｎＦ２、アルカリ金属フッ素化物又はアルカリ土金属フッ素化物が導入される。本発明では、Ｆの含有量を好ましくは光学ガラスの総含有量の０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より好ましくは導入しない。
【００５７】
本発明の目的を達成するため、ガラスの各組成を質量百分率で示し、好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２とＺｎＯの合計含有量を９５％以上とし、Ｔａ２Ｏ５を含有しない。更に好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＺｒＯ２とＺｎＯの合計含有量を９９％以上とし、より一層好ましくはＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２とＺｎＯの合計含有量を９９％以上とする。
【００５８】
［含有すべきでない成分について］
本発明のガラス特性を損なわない範囲において、必要に応じて、上記において言及していないその他の成分を添加することができる。ただし、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等遷移金属成分は、個別に又は複合的に少量を含有する場合でも、ガラスが着色されてしまい、可視光区域の特定波長において吸収が発生し、本発明における、可視光透過率効果を向上する性質を低下させてしまう。そのため、特に可視光区域における波長の透過率を要求する光学ガラスについては、含有させないのが好ましい。
【００５９】
Ｐｂ、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ及びＳｅの陽イオンは、近年以来、有害化学物質として取り扱いを制限する傾向がある。ガラスの製造工程だけではなく、加工工程及び製品化後の処置まで、環境保護対策が必要である。そのため、環境への影響を重要視する状況においては、不可欠に混入する場合を除き、含有しないのが好ましい。従って、光学ガラスは、実際には環境汚染物質を含まないことになる。そのため、特殊の環境対策を取らなくても、本発明に係る光学ガラスは製造、加工及び廃棄が可能となる。
【００６０】
以下、本発明に係る光学ガラスの特性について詳細に説明する。
【００６１】
［光学ガラスの光学定数］
本発明に係る光学ガラスは高屈折率・低分散ガラスであり、高屈折率・低分散ガラスより製造されたレンズの多くは高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正に用いる。本発明に係る光学ガラスは、その用途の光学特性に適用する角度から考慮して、ガラス屈折率ｎｄの範囲を１．７７−１．８５とし、好ましい範囲は１．７８−１．８４とし、より好ましい範囲は１．７８５−１．８４とし、本発明に係るガラスのアッベ数νｄの範囲は４０−４８で、好ましい範囲は４１−４７である。
【００６２】
［光学ガラスの転移温度］
光学ガラスは、ある温度区間において徐々に固体状から塑性状態に変わる。転移温度とは、ガラス試料が室温状態から屈状温度まで上昇し、その低温区域と高温区域の直線部分の延長線が交差する交差点の対応する温度である。
本発明に係るガラスの転移温度Ｔｇは６３０℃以下で、６２０℃以下が好ましく、６１５℃以下が更に好ましく、６１０℃以下がより好ましい。
【００６３】
［光学ガラスの着色］
本発明に係るガラスの短波透射スペクトル特性は着色度（λ８０／λ５）で表す。λ８０とは、ガラス透過率が８０％に達する時に対応する波長の事を指し、λ５とは、ガラス透過率が５％に達する時に対応する波長の事を指す。λ８０は、互いに平行且つ光学研磨された２つの対向する平面を有する、１０±０．１ｎｍの厚さのガラスを用いて、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長領域の分光透過率を測定して、透過率が８０％である波長として測定される。いわゆる分光透過率又は透過率とは、ガラスの上記表面に強度Ｉｉｎの光が垂直に入射し、当該ガラスを透過して、異なる平面から強度Ｉｏｕｔの光を出射する場合に、Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎによって表される量であり、ガラスの上記表面上の表面反射損失の透過率を含む。ガラスの屈折率が高いほど、表面反射損失は大きい。そのため、高屈折率ガラスにおいては、λ８０の値が小さければ、ガラス自体の着色は極めて少ない。
【００６４】
本発明に係る光学ガラスのλ８０は、４１０ｎｍ以下、４０５ｎｍ以下の範囲が好ましく、４００ｎｍ以下の範囲が更に好ましく、３９５ｎｍ以下の範囲がさらに好ましく、３９０ｎｍ以下の範囲がより一層好ましい。λ５の範囲は３５０ｎｍ以下、３４５ｎｍ以下の範囲が更に好ましく、３４０ｎｍ以下の範囲のがさらに好ましく、３３５ｎｍ以下の範囲がより一層好ましい。
【００６５】
［光学ガラスの密度］
光学ガラスの密度は温度２０℃の時の単位体積の質量であり、単位はｇ／ｃｍ３で表示する。
本発明に係るガラスの密度は５．００ｇ／ｃｍ３以下であり、４．９０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００６６】
［失透温度の上限］
温度勾配炉法を用いてガラスの失透化性能が測定される。大きさ１８０×１０×１０ｍｍのガラスサンプルを作製し、側面を研磨して、温度勾配を備える炉内に４時間入れた後、取り出して、顕微鏡を用いて失透化状態を観察する。ガラス結晶体に対応する最高温度が、ガラスの失透温度の上限である。
ガラスの失透温度の上限が低ければ低いほど、ガラスの高温における安定性が強くなり、生産の工学的性質もますます良くなる。
本発明に係るガラスの失透温度は１１６０℃以下で、好ましくは１１５５℃以下で、更に好ましくは１１５０℃以下で、より一層好ましくは１１４０℃以下である。
【００６７】
ＩＩ  ガラス母材と光学素子
以下、本発明に係る光学母材と光学素子を説明する。
本発明に係る光学母材と光学素子は、全て上記本発明に係る光学ガラスからなる。本発明に係る光学母材は、高屈折率・低分散特性を有する。本発明に係る光学素子は、高屈折率・低分散特性を有し、低コストで光学価値の高い各種レンズ、プリズム等の光学素子を提供することができる。
【００６８】
レンズの例として、レンズ面が球面又は非球面の凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等の各種レンズがある。
これらレンズは、高屈折率高分散ガラスより製造されたレンズと組合せて、色差校正をすることができ、色差校正用のレンズに適切する。また、光学システムのコンパクト化にも非常に有効なレンズである。
【００６９】
プリズムにとっては、屈折率が高い為、撮影光学システムに組み合わせることによって、曲線状の光路を経由して、所望の方向に向かう、コンパクトで、広角の光学システムを実現できる。
【００７０】
実施例
本発明の課題を解決するための手段として、以下、実施例を挙げて本発明に係る光学ガラスを更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７１】
光学ガラスを製造する溶融及び成型方法は、当該分野の当業者によって実施しうる。ガラス原料（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等）をガラス酸化物の配合比率によって計量し、均一に混合した後、精錬装置（例えば、白金製容器）に投入し、適切に攪拌した後１２５０℃以下まで温度を下げ、１１５０〜１４００℃で清澄化及び均質化した後、成型金型に流し込み又はリークし、最後にアニーリングによる後処理、処理等を行い、又は、精密プロファイリング技術によって直接圧縮成形を行った。
【００７２】
［光学ガラスの実施例］
更に、以下に示す方法で本発明に係る各ガラスの特性を測定し、測定結果を表１〜表６に示し、表において、Ｋ１はＴａ２Ｏ５／Ｎｂ２Ｏ５を示し、Ｋ２はＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）を示し、Ｋ３はＮｂ２Ｏ５／Ｇｄ２Ｏ３を示し、Ｋ４はＧｄ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を示し、Ｋ５は（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５）／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）を示し、Ｋ６はＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）を示し、Ｋ７はＮｂ２Ｏ５／ＺｎＯを示し、Ｋ８はＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）を示し、Ｋ９はＺｎＯ／（ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２）示す。
【００７３】
（１）屈折率ｎｄとアッベ数νｄ
屈折率とアッベ数は、ＧＢ／Ｔ７９６２．１−２０１０に規定される方法によって測定する。
【００７４】
（２）ガラス着色度（λ８０／λ５）
相互相対の二つの光学平面を研磨した厚さ１０±０．１ｍｍのガラスサンプルで、分光透過率を測定し、その結果によって算出する。
【００７５】
（３）ガラス転移温度（Ｔｇ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．１６−２０１０に規定される方法によって測定する。
【００７６】
（４）ガラスの密度（ρ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．２０−２０１０に規定される方法によって測定する。
【００７７】
（５）ガラス失透温度の上限
温度勾配炉法を用いてガラスの失透化性能が測定される。大きさ１８０×１０×１０ｍｍのガラスサンプルを作製し、側面を研磨して、温度勾配を備える炉内に４時間入れた後、取り出して、顕微鏡を用いて失透化状態を観察する。ガラス結晶体に対応する最高温度が、ガラスの失透温度の上限である。
【００７８】
（６）ガラス生産成形における失透状況
ガラスは、溶融、清澄化及び均質化された後、白金又は白金合金製ガラス排出管により成形型に流されインゴット又は角材に成形され、冷却された後、ガラスの内部及び表面が観察され、ガラス内部又は表面に結晶体が現れる場合は、ガラスの失透性能が不足することを示す。ガラス内部と表面に結晶体が無ければ「Ａ」と示し、内部又は表面に結晶体が有れば「０」と示す。
【００７９】
【表１】
2018052800.tif 000002
【００８０】
【表２】
2018052800.tif 000003
【００８１】
【表３】
2018052800.tif 000004
【００８２】
【表４】
2018052800.tif 000005
【００８３】
【表５】
2018052800.tif 000006
【００８４】
【表６】
2018052800.tif 000007
【００８５】
［光学母材の実施例］
表１における実施例１〜１０で得られた光学ガラスを所定の大きさにカットして、更にその表面に離型剤を均一に塗布してから、加熱及び軟化した後、加圧成形して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等の各種レンズ、プリズム母材を制作する。
【００８６】
［光学素子の実施例］
上記光学母材の実施例から得られたこれらの母材をアニーリングし、ガラス内部の変形を低下させるとともに微調整を行い、屈折率等の光学特性が所望する値となる。
【００８７】
次に、各母材を研削、研磨して、凹面のメニスカスレンズ、凸面のメニスカスレンズ、両凸レンズ、双凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等の各種レンズ、プリズムを制作する。得られる光学素子の表面には反射防止フィルムを塗布することができる。
【００８８】
本発明は、屈折率が１．７７−１．８５であり、アッベ数が４０−４８である、低コストで、且つ、化学安定性に優れた高屈折・低分散光学ガラス、及び当該ガラスからなる光学素子を提供し、近代的な新規の光電製品のニーズを満たすことができる。