(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高屈折率低分散光学ガラスであって、
その組成の重量パーセントは、B2O36〜17％、SiO2 2〜10％、25%＜La2O3＜45%、Gd2O3 5〜25％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜27%、ZnO 0〜16％、BaO 0〜5％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 0〜9％、Y2O3 0〜8％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項２】
その組成の重量パーセントは、B2O36〜17％、SiO2 2〜10％、25%＜La2O3＜45%、Gd2O3 5〜25％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜27%、ZnO 0〜16％、BaO 0〜5％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜8％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項３】
その組成の重量パーセントは、B2O39〜16％、SiO2 2〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O3 10〜22％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜5％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項４】
その組成の重量パーセントは、B2O310〜16％、SiO2 3〜6.5％、31%＜La2O3＜37%、Gd2O3 13〜18％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜22%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜5％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項５】
その組成の重量パーセントは、B2O39〜16％、SiO2 2〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O3 10〜22％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0.1〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜5％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項６】
その組成の重量パーセントは、B2O39〜16％、SiO2 2〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O3 10〜22％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0.2〜4％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％?Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項７】
その組成の重量パーセントは、B2O310〜16％、SiO2 3〜6.5％、31%＜La2O3＜37%、Gd2O3 13〜18％、Nb2O50％、19%＜Ta2O5＜22%、ZnO 0〜15％、BaO 0.1〜2％、ZrO23〜9％、Y2O3 0.2〜4％、WO3 0〜5％、Sb2O30.01〜0.05％であることを特徴とする請求項１記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項８】
前記光学ガラスの屈折率は1.85〜1.90であり、アッベ数は35〜45であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【請求項９】
前記光学ガラスの透過率は80％に達した時、対応された波長は440nm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の高屈折率低分散光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラスに関し、特に屈折率（nd）は1.85〜1.90であり、アッベ数（vd）は35〜45である光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
結像の品質を向上するように高屈折率低分散光学ガラスを新型の光学電子製品に広く応用されている。高屈折率低分散光学ガラスが溶融製造工程で失透し易い難題を解決するために、従来通常配合の中に酸化ゲルマニウムを加え、例えば、日本特開2006-151758Aには、GeO2-B2O3-La2O3-ZnO-Bi2O3系の高屈折率低分散光学ガラスが開示されたが、そのGeO2の含有量は13％（重量パーセントで、以下は同じ）に高く達し、甚だしきに至っては17％に達した。酸化ゲルマニウムの価格が高いので、当該光学ガラスのコストが高い。
【０００３】
光学ガラスの透過率は屈折率に大きく影響され、屈折率が高いほど透過率が低くなり、例えば、日本特開2006-225220Aには高屈折率低分散光学ガラスが開示され、ガラスの透過率は80％に達した時、対応された波長（λ80）は少なくとも460nm以上である。
【０００４】
人類の生存環境の悪化及び人々の環境保護意識の向上に伴って、世界各国は有害化学物質の使用に対して基準がますます厳しくなる。一般にSb2O3が光学ガラスの中に清澄剤として用いられ、通常その含有量は0.1〜1％である。Sb2O3は重金属であるので、新規な環境保護基準に基づき、光学ガラスにおけるSb2O3の重量パーセントの含有量は0.1％を超えてはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術課題は、高屈折率低分散、高透過度及び低コストの環境に優しい光学ガラスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が技術課題を解決するために用いられる技術方案は以下の通りである。高屈折率低分散光学ガラスであって、その組成の重量パーセントは、B2O3 6〜17％、SiO22〜10％、25%＜La2O3＜45%、Gd2O35〜25％、Nb2O5 0〜3％、19%＜Ta2O5＜27%、ZnO 0〜16％、BaO 0〜5％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 0〜9％、Y2O3 0〜8％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％であることを特徴とする。
【０００７】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O3 6〜17％、SiO22〜10％、25%＜La2O3＜45%、Gd2O35〜25％、Nb2O5 0〜3％、19%＜Ta2O5＜27%、ZnO 0〜16％、BaO 0〜5％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜8％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％である。
【０００８】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O3 9〜16％、SiO22〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O310〜22％、Nb2O5 0〜2％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜5％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％である。
【０００９】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O3 10〜16％、SiO23〜6.5％、31%＜La2O3＜37%、Gd2O313〜18％、Nb2O5 0〜1％、19%＜Ta2O5＜22%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O3 0〜5％、Yb2O30〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％である。
【００１０】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O39〜16％、SiO2 2〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O3 10〜22％、Nb2O50〜2％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0.1〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O30〜5％、Yb2O3 0〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％である。
【００１１】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O3 9〜16％、SiO2 2〜8％、30%＜La2O3＜42%、Gd2O3 10〜22％、Nb2O50〜2％、19%＜Ta2O5＜25%、ZnO 0〜15％、BaO 0〜2％、CaO 0〜5％、SrO 0〜5％、ZrO2 3〜9％、Y2O30.2〜4％、Yb2O3 0〜8％、WO3 0〜5％、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量0〜2％、0.01％≦Sb2O3＜0.1％、SnO20〜1％である。
【００１２】
さらに、その組成の重量パーセントは、B2O3 10〜16％、SiO23〜6.5％、31%＜La2O3＜37%、Gd2O313〜18％、Nb2O5 0〜1％、19%＜Ta2O5＜22%、ZnO 0〜15％、BaO 0.1〜2％、ZrO23〜9％、Y2O3 0.2〜4％、WO3 0〜5％、Sb2O30.01〜0.05％である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明の組成成分には、GeO2を含まず、コストが低く、屈折率（nd）は1.85〜1.90であり、アッベ数（vd）は35〜45であり、同時に透過率は80％に達した時、対応された波長は440nm以下であり、高透過率があり、安定なロット生産が可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
B2O3はガラス綱目状形成体の酸化物であり、ガラス綱目状を構成する必須成分であり、特に高屈折率低分散光学ガラスでは、B2O3は安定なガラスを得るための主成分である。B2O3の含有量が6％より低くなると、性質が安定であるガラスが得られなく、耐失透性はよくない。B2O3の含有量は17％より高くなると、ガラスの屈折率は設定目標に達成できないので、B2O3の含有量を6〜17％に制限させ、より好ましくは含有量が9〜16％であり、最も好ましくは含有量が10〜16％である。
【００１５】
SiO2もガラス綱目状形成体を形成する酸化物であり、一定量のSiO2を加えると、ガラスの高温粘度を増大し、ガラスの耐失透性を向上することができる。しかし、その含有量は2％より低くなると、効果は不十分である。その含有量は10％より高くなると、ガラスの溶融性は悪くなり、気泡除去は困難であるので、SiO2の含有量を2〜10％に制限させ、より好ましくは含有量が2〜8％であり、最も好ましくは含有量が3〜6.5％である。
【００１６】
La2O3は高屈折低分散光学ガラスの主な成分であり、ガラスの屈折率を増加させ、且つガラスの分散を著しく向上させない目的で用いられ、本組成系ではB2O3と混合して存在させる時、ガラスの耐失透性を向上し、ガラスの化学的安定性を改善することができる。La2O3の含有量は25％より低くなると、上述の作用が得られない。その含有量は45％を超えると、ガラスの結晶性は悪くなるので、25％＜La2O3の含有量＜45％であることに制限させ、より好ましくは30％＜La2O3の含有量＜42％であり、最も好ましくは31％＜La2O3の含有量＜37％である。
【００１７】
Gd2O3の作用はLa2O3と類似であり、即ち、ガラス光学性能上でガラスの屈折率を増加させ、且つガラスの分散を著しく向上させない役割を果たす。物理化学性能上でガラスの化学的安定性及び耐失透性を改善する。一定量のGd2O3を用いてLa2O3に代えると、ガラスの耐失透性を向上することができる。しかし、その含有量は5％より低くなると、効果は不十分である。Gd2O3の含有量は25％より高くなると、逆にガラスの耐失透性を悪くさせるので、Gd2O3の含有量を5〜25％に制限させ、より好ましくは10〜22％であり、最も好ましくは13〜18％である。
【００１８】
Nb2O5はガラスの屈折率を向上する有効成分であり、本発明におけるその含有量は5％より高くなると、ガラスの分散を大幅に向上させる恐れがあり、アッベ数は低下し、同時にガラスの短波長の透過率を低下させるので、Nb2O5の含有量は好ましくは0〜3％であり、より好ましくは0〜2％であり、最も好ましくは0〜1％である。
【００１９】
Ta2O5は本発明の欠けてはならない成分であり、それはガラスの屈折率及び耐失透性を著しく向上でき、その含有量は27％より高くなると、ガラスの比重が大きくなりすぎると、ガラスの溶融性及び安定性が影響される。しかし、その含有量は19％より低くなると、高透過率が得られない。従って、19％＜Ta2O5の含有量＜27％であることに制限させ、同時にTa2O5は高価格の原料であるので、より好ましくは19％＜Ta2O5の含有量＜25％であり、最も好ましくは19％＜Ta2O5の含有量＜22％である。
【００２０】
一定量のZnOを使用することによって、ガラスの耐失透性を向上し、ガラスの溶融性を改善することができ、同時にガラスの転移温度を低下させるが、ZnOの含有量の増加に伴ってガラスの屈折率は低下するので、ZnOの含有量を0〜16％に制限させ、好ましくは含有量が0〜15％である。
【００２１】
BaOのガラスにおける作用は、ガラスの分散を低下させ、ガラスの溶融性を改善し、同時にガラスの透過率を改善させるが、BaOの含有量は5％より高くなると、ガラスは結晶し易くなるので、BaOの含有量を0〜5％に制限させ、好ましくは0〜2％であり、より好ましくは0.1〜2％である。
【００２２】
CaOのガラスにおける作用は、BaOと類似であり、その含有量は5％より高くなると、高屈折率のガラスが得られないので、CaOの含有量を0〜5％に制限させ、より好ましくは加えないことである。
【００２３】
SrOのガラスにおける作用は、BaO及びCaOと類似であり、SrOを用いて部分のBaOに代えて、ガラスの熔解及び清澄を促進させ、ガラスの結晶を低下する傾向があるが、その含有量は5％より高くなると、溶錬は困難であるので、SrOの含有量を0〜5％に制限させ、より好ましくは加えないことである。
【００２４】
ZrO2はガラスの耐失透性を改善し、及び化学的安定性を向上する作用があり、同時に屈折率を向上し、分散を低下する役割を果たすが、その含有量は9％より高くなると、ガラスの耐失透性は悪くなるので、ZrO2の含有量を0〜9％に制限させ、より好ましくは3〜9％である。
【００２５】
Y2O3はガラスの安定性を向上する作用があり、また、ガラスの光学係数を調整する成分とすることができるが、その含有量は8％を超えると、ガラスの耐失透性は悪くなるので、Y2O3の含有量を0〜8％に制限させ、より好ましくは0＜Y2O3の含有量＜5％であり、最も好ましくは0.2〜4％である。
【００２６】
Yb2O3はガラスにおける作用は、Y2O3と同じであり、その含有量は8％を超えると、失透し易くなり、好ましくは含有量が0〜8％であり、より好ましくは加えないことである。
【００２７】
WO3はガラスにおける主な作用は、光学係数を維持し、ガラスの結晶を改善するものであるが、その含有量は高すぎると、ガラスの透過率を低下させ、着色度を増大させ、且つ結晶性は悪くなり、好ましくはWO3の含有量が0〜5％である。
【００２８】
Li2O、Na2O、 K2Oの主な作用は、ガラスの転移温度を低下させることである。ガラス転移温度が低くなると、ガラス部品のプレス型やアニールのコストを低減することに有利であるが、Li2O、Na2O、K2O の使用はガラスの耐失透能力を低下する恐れがあると共に、ガラスの屈折率を著しく低下する。従って、Li2O+Na2O+K2Oの総含有量を0-2％に制限させ、好ましくは使用しないことである。
【００２９】
Sb2O3は清澄剤として添加できるが、一定の含有量を超えると、ガラスの着色度を増加し、透過率を低下するおそれがあり、同時にプラチナ道具を用いて製造したガラスに大量のプラチナ粒子を現れ易い恐れがある。また、新規な環境保護基準に適応するため、従って、その含有量を0.1％に超えないことを制限させる。本発明では、微量のSb2O3を用いることによって、ガラスの清澄温度を有効に低下し、ガラスの透過率を向上することができるので、好ましくはSb2O3の含有量が0.01％≦Sb2O3＜0.1％、より好ましくは含有量が0.01〜0.05％である。
【００３０】
SnO2は清澄剤として用いられることもあるが、ガラスに対する清澄効果はSb2O3ほど良くなく、同時にその使用量が大きくなると、ガラスの着色を生じる恐れがあるので、その使用量を0〜1％に制限させ、好ましくは使用しないことである。
【００３１】
表1〜4は本発明の実施例1〜15及び比較例1〜4を示し、同時にガラスの屈折率（nd）、アッベ数（vd）及び着色度（λ80/λ5）を示す。
【表１】
0005368571.tif 000002
【表２】
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【表３】
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【表４】
0005368571.tif 000005
【００３２】
表1〜3に示す本発明の実施例の光学ガラスは以下の方法によって作られる。酸化物、水素酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの通常の光学ガラス用原料を計量し、表1〜3に示された各実施例の組成の割合を達する。混合した後、プラチナの坩堝に投入し、1200℃〜1450℃で4〜7時間溶融させる。溶解、清澄、攪拌、均質化をした後、金型に注入させて徐々に冷却した後に得られた。
【００３３】
表1〜4に示す屈折率（nd）、アッベ数（vd）は光学ガラス試料に対して−25℃/時間の徐冷をした後に測定されたデータである。
ガラスを10mm±0.1mmの厚みの試料を作製し、ガラスは透過率が80％に達した時、対応された波長λ80を測定し、透過率が5％に達した時、対応された波長λ5を測定する。
表1〜3に示すように、本発明の実施例1〜15のすべての光学ガラスは、本発明が要求される光学係数（屈折率とアッベ数）を有する。厚み10mmの光学ガラスは透過率が80％に達した時、対応された波長は440nmより小さいので、本発明の光学ガラスの透過率が高い。
【００３４】
以上に鑑み、本発明の光学ガラスの組成は、B2O3-SiO2-La2O3-Gd2O3-Ta2O5系であり、GeO2の成分を含まず、光学ガラスは屈折率が1.85〜1.90であり、アッベ数が35〜45である光学係数を有し、光学ガラスの透過率が80％に達した時、対応された波長は440nm以下であり、透過率が高く、製造コストが低く、同時に最新の環境保護基準に満たした。