(57)【要約】本発明は、その成分として、重量百分率におけるＢ２Ｏ３：１−３０％；ＳｉＯ２：０−２０％；Ｌａ２Ｏ３：２５−５５％；Ｇｄ２Ｏ３：５−４０％；Ｙ２Ｏ３：０−２５％；Ｙｂ２Ｏ３：０−１０％；Ｔａ２Ｏ５：０−１０％；Ｎｂ２Ｏ５：１−３０％；ＴｉＯ２：０−１０％；ＺｒＯ２：０．５−２０％；ＷＯ３：０−１０％；ＺｎＯ：０−１５％；Ｒ２Ｏ：０−１０％；ＲＯ：０−１０％；Ａｌ２Ｏ３：０−１０％；ＧｅＯ２：０−１０％；Ｂｉ２Ｏ３：０−１０％を含有する高屈折低分散光学ガラスを提供する。ガラス成分の中からＴａ２Ｏ５の含有量を下げ、適量の高屈折率低分散効果を有する希土類酸化物を導入することにより、優れた光透過率を有する、環境にやさしい、高屈折率低分散光学ガラスが得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量百分率における、Ｂ２Ｏ３：１−３０％、ＳｉＯ２：０−２０％、Ｌａ２Ｏ３：２５−５５％、Ｇｄ２Ｏ３：５−４０％、Ｙ２Ｏ３：０−２５％、Ｙｂ２Ｏ３：０−１０％、Ｔａ２Ｏ５：０−１０％、Ｎｂ２Ｏ５：１−３０％、ＴｉＯ２：０−１０％、ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．３以下、ＺｒＯ２：０．５−２０％、ＷＯ３：０−１０％、ＺｎＯ：０−１５％；（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．５以下、Ｒ２Ｏ：０−１０％［その内、Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ或いはＫ２Ｏの１種或いは数種］、ＲＯ：０−１０％［その内、ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ或いはＣａＯの１種或いは数種］、Ａｌ２Ｏ３：０−１０％、ＧｅＯ２：０−１０％、Ｂｉ２Ｏ３：０−１０％を含有する光学ガラスであって、ＰｂＯを含有せず、屈折率の範囲は１．８５以上で、アッベ数の範囲は３５−４５である、該ガラス。
【請求項２】
更にＳｂ２Ｏ３：０−１％；ＳｎＯ２：０−１％；ＣｅＯ２：０−１％を含有する請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
更に、Ｂ２Ｏ３：５−２５％及び／又はＳｉＯ２：０．１−１５％及び／又はＬａ２Ｏ３：３０−５２％及び／又はＧｄ２Ｏ３：５−３５％及び／又はＹ２Ｏ３：１−２０％及び／又はＴａ２Ｏ５：０−５％及び／又はＮｂ２Ｏ５：２−２５％及び／又はＴｉＯ２：０．１−５％及び／又はＺｒＯ２：１−１５％及び／又はＷＯ３：０−５％及び／又はＺｎＯ：０−１０％及び／又はＲ２Ｏ：０−５％及び／又はＲＯ：０−５％及び／又はＡｌ２Ｏ３：０−５％及び／又はＧｅＯ２：０−５％及び／又はＢｉ２Ｏ３：０−５％及び／又はＳｂ２Ｏ３：０−０．５％及び／又はＳｎＯ２：０−０．５％及び／又はＣｅＯ２：０−０．５％を含有する請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．５以下；及び／又はＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は０．２以下；及び／又はＮｂ２Ｏ５≧ＺｒＯ２；及び／又はＮｂ２Ｏ５／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）の範囲は０．４−０．８；及び／又はＮｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は１より小さい；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．０５−０．３である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項５】
ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．２５−０．４；及び／又はＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）の範囲は０．０５−０．１２；及び／又はＮｂ２Ｏ５／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）の範囲は０．４８−０．６；及び／又は（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．１−０．９；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．０８−０．１５である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項６】
（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．５−０．８である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項７】
屈折率の範囲は１．８７−１．９１であり；アッベ数の範囲は３７−４１である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項８】
屈折率の範囲は１．８８−１．９０であり；アッベ数の範囲は３８−４０である請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラスから製造されるガラス母材。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ガラスから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。特に、低コストの高屈折低分散光学ガラスと光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高屈折率低分散光学ガラスからなるレンズと高屈折率高分散光学ガラスからなるレンズを組み合わして、色差を補正することが出来、光学システムがコンパクト化になり、特に屈折率ｎｄが１．８６−１．９２で、アッベ数νｄが３６−４２の高屈折率低分散光学ガラスの市場ニーズが日々増大していく。
【０００３】
日本特開２００１−３４８２４４、特開２００７−２６９５８４、中国ＣＮ１０１３８６４６９Ａでは、全てこれら高折射低分散光学ガラスを開示しており、その明細書実施例では、屈折率が１．８６以上の光学ガラス成分には大量のＴａ２Ｏ５が含まれており、Ｔａ２Ｏ５は高価な希土類酸化物である。従って、高屈折率低分散光学ガラス原料原価の増加を抑えるために、Ｔａ２Ｏ５含有量を減少して欲しいのだ。また、撮影或いは投射等光学システムの光学素子は、光学ガラスの透過率に対する要求が高く、高折射低分散光学ガラスで出来たレンズから透過する明るさが足りないと、光学システムの投射光度が大幅に低減するか極端に減少してしまうので、優れた透過率性能の光学ガラスを望んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８２４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９５８４号公報
【特許文献３】中国特許公開ＣＮ１０１３８６４６９Ａ号公報
【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課題は、屈折率が１．８５以上で、アッベ数が３５−４５の高屈折低分散光学ガラスを提供することにある。当該ガラスはＰｂＯを含まず、ガラス成分のＴａ２Ｏ５含有量が低減される場合に優れた透過率を有する。
【０００６】
上記課題を解決する目的で、本発明は更に上記光学ガラスからなる光学母材と光学素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、重量百分率における、Ｂ２Ｏ３：１−３０％、ＳｉＯ２：０−２０％、Ｌａ２Ｏ３：２５−５５％、Ｇｄ２Ｏ３：５−４０％、Ｙ２Ｏ３：０−２５％、Ｙｂ２Ｏ３：０−１０％、Ｔａ２Ｏ５：０−１０％、Ｎｂ２Ｏ５：１−３０％、ＴｉＯ２：０−１０％、ＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は０．３以下、ＺｒＯ２：０．５−２０％、ＷＯ３：０−１０％、ＺｎＯ：０−１５％；（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．５以下、Ｒ２Ｏ：０−１０％［その内、Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ或いはＫ２Ｏの１種或いは数種］、ＲＯ：０−１０％［その内、ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ或いはＣａＯの１種或いは数種］、Ａｌ２Ｏ３：０−１０％、ＧｅＯ２：０−１０％、Ｂｉ２Ｏ３：０−１０％を含有する光学ガラスであって、ＰｂＯを含有せず、屈折率の範囲は１．８５以上で、アッベ数の範囲は３５−４５である、該ガラスを提供する。
【０００８】
上記光学ガラスは、更にＳｂ２Ｏ３：０−１％、ＳｎＯ２：０−１％、ＣｅＯ２：０−１％を含有しうる。
【０００９】
上記光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３：５−２５％及び／又はＳｉＯ２：０．１−１５％及び／又はＬａ２Ｏ３：３０−５２％及び／又はＧｄ２Ｏ３：５−３５％及び／又はＹ２Ｏ３：１−２０％及び／又はＴａ２Ｏ５：０−５％及び／又はＮｂ２Ｏ５：２−２５％及び／又はＴｉＯ２：０．１−５％及び／又はＺｒＯ２：１−１５％及び／又はＷＯ３：０−５％及び／又はＺｎＯ：０−１０％及び／又はＲ２Ｏ：０−５％及び／又はＲＯ：０−５％及び／又はＡｌ２Ｏ３：０−５％及び／又はＧｅＯ２：０−５％及び／又はＢｉ２Ｏ３：０−５％及び／又はＳｂ２Ｏ３：０−０．５％及び／又はＳｎＯ２：０−０．５％及び／又はＣｅＯ２：０−０．５％を含有しうる。
【００１０】
ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．５以下、及び／又はＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）は、０．２以下、及び／又はＮｂ２Ｏ５≧ＺｒＯ２。及び／又はＮｂ２Ｏ５／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）の範囲は０．４−０．８、及び／又はＮｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は１より小さい；及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．０５−０．３でありうる。
【００１１】
ＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．２５−０．４、及び／又はＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）の範囲は０．０５−０．１２、及び／又はＮｂ２Ｏ５／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）の範囲は０．４８−０．６、及び／又は（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．１−０．９、及び／又は（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲は０．０８−０．１５でありうる。
【００１２】
（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の範囲は０．５−０．８でありうる。
【００１３】
ガラスの屈折率の範囲は１．８７−１．９１でありえ、ガラスのアッベ数の範囲は３７−４１でありうる。
【００１４】
ガラスの屈折率の範囲は１．８８−１．９０でありえ、ガラスのアッベ数の範囲は３８−４０でありうる。
【００１５】
上記の光学ガラスにより製造されるガラス母材である。
【００１６】
上記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】
【００１７】
本発明の有益な効果：ガラス成分のＴａ２Ｏ５含有量を下げ、適量のＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３及びＹｂ２Ｏ３等高屈折率低分散の希土類酸化物を導入し、また、適量比例のＮｂ２Ｏ５或はＴｉＯ２の１種或いは数種を導入して、これら成分の配合比率を最適化し、且つ、ガラスにはＰｂＯが含まず、そのため優れた透過率の高屈折率低分散の環境にやさしい光学ガラスが得られ、また、記述の光学ガラスからなるガラス母材と光学素子が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
Ｉ．光学ガラス
本明細書において、各組成の含有量、総含有量は特別説明のない限り、重量百分率で示す。更に、ガラス成分の含有量と総含有量の比は重量比で示す。更に、以下の説明において、規定値以下或いは規定値以上の場合も当該規定値を含むものとする。
【００１９】
Ｂ２Ｏ３はガラスの網目形成成分であり、ガラスの可溶性を向上して、ガラス状転移温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１％以上或いはもっと多くのＢ２Ｏ３を取入れるが、その取入れ量が３０％を超えてしまうと、ガラスの安定性が下がり、屈折率も下がり、本発明の高屈折率ガラスは得られなくなる。従って、１−３０％のＢ２Ｏ３を取入れ、好ましくはＢ２Ｏ３を５−２５％取り入れ、更に好ましくは７−２０％を取入れる。
【００２０】
ＳｉＯ２はガラスの熱安定性の役割を有し、ガラス溶融及び形成時の粘度を上げることができる。但し、その含有量が２０％を超えてしまうと、ガラスは溶けにくくなり、本発明の屈折率が得られなくなる。従って、本発明のＳｉＯ２の含有量は０−２０％とし、好ましくはＳｉＯ２含有量を０．１−１５％とし、更に好ましくは３−１２％とする。
【００２１】
ガラスの溶融性を改善し、ガラスの安定性及び溶融ガラス成形に適切な粘性を維持するため、本発明で導入するＳｉＯ２含有量はより小なりイコールＢ２Ｏ３の含有量で、即ちＳｉＯ２≦Ｂ２Ｏ３である。
【００２２】
また透過率の高いガラスを得るために、ガラス的溶融温度の上昇を抑制し、溶融ガラスに溶融する白金イオン等着色を悪化させる物質の混入量を減少・抑制し、本発明ガラスのアッベ数範囲を効果的に調整する為、本発明ではＳｉＯ２／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）範囲を好ましくは０．５以下とし、更に好ましくは０．１−０．４５とし、より更に好ましくは０．２５−０．４範囲とする。
【００２３】
Ｌａ２Ｏ３は、本発明の必要な光学特性を得る必須組成である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が２５％より小さい場合は、必要な光学特性は果たせなくなる。但しその含有量が５５％を超えてしまうと、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２５−５５％とし、好ましくは３０−５２％とし、更に好ましくは３５−５０％とする。
【００２４】
本発明ではＧｄ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３が共存することによって、形成するガラスの安定性を向上することができる。但し、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が５％以下の場合は、上記の効果は明らかでない。その含有量が４０％を超えてしまうと、ガラスの耐失透性が低下し、ガラスの安定性が悪くなってしまう。従って、本発明ではＧｄ２Ｏ３の含有量は５−４０％で、好ましくは５−３５％範囲とし、更に好ましくは１０−３０％範囲とする。
【００２５】
本発明の高屈折低分散作用の組成では、好ましくはＹ２Ｏ３を取入れる事によって、ガラスの溶融性、耐失透性を改善することが出来、更にガラスの結晶上限温度を下げることができるが、その含有量が２５％を超えてしまうと、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０−２５％とし、好ましくは０−２０％範囲とし、更に好ましくは２−１５％範囲とする。
【００２６】
Ｙｂ２Ｏ３も高屈折、低分散性能の組成を付与された物で、その取入れ量が１０％超えてしまうと、ガラスの耐結晶性能が下がるので、その含有量を好ましくは０−１０％とする。更にＹｂ２Ｏ３はＧｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３に比べて比較的に高価であり、ガラスの溶融性能の改善に作用は少ないので、好ましくは導入しない。
【００２７】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３において、ガラスの屈折率を向上して、且つガラスの安定性を維持する一番大きな成分はＬａ２Ｏ３である。但し、本発明の光学ガラスはＬａ２Ｏ３のみ使う場合は、充分なガラスの安定性を保証することが難しい。従って、本発明ではＬａ２Ｏ３成分の導入量が一番多く、更にＬａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３を共存させる。或いは好ましくはＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３とＹ２Ｏ３を共存させる。更に好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３）を０．２以下とし、より更に好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を０．０１−０．１５とし、更に一歩好ましくはＹ２Ｏ３／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）を０．０５−０．１２とすることで、優れる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、同時にガラスは着色し難い。
【００２８】
Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率と分散を向上する役割を有し、ガラスの耐結晶性と化学耐久性を向上する役割を有する。但しＮｂ２Ｏ５の含有量が１％未満の場合は、上記の効果は得られなくなる。その含有量が３０％を超えてしまうと、ガラスの分散が向上され、本発明のガラスの光学特性は果たせなく、耐失透性も悪化してしまう。そのため、Ｎｂ２Ｏ５の含有量範囲は１−３０％とし、好ましくは２−２５％範囲とし、更に好ましくは３−２０％範囲とし、より更に好ましくは４−１５％範囲とする。
【００２９】
Ｔａ２Ｏ５はガラスの屈折率を向上する役割を有し、同時にガラスの低分散を維持する役割がＮｂ２Ｏ５より優れる。ガラスの安定性を更に改善する必要がある場合は、少量のＴａ２Ｏ５を導入することで一部のＮｂ２Ｏ５を代替することができる。但し、その他の成分と比べＴａ２Ｏ５は非常に高価であるため、本発明の実用性及び原価から勘案してその使用量を減少した。本発明のＴａ２Ｏ５含有量は０−１０％で、好ましくは０−５％範囲で、更に好ましくは導入しない。
【００３０】
ＴｉＯ２もガラス屈折率を向上する役割を有し、更にガラス網目形成に参加し、適量な導入はガラスが更に安定させる。但し、その含有量があまりにも多くなると、ガラス分散が明らかに増やし、同時にガラスの可視光エリアの短波部分の透射率が低下され、ガラスの着色傾向が増加される。そのため、本発明では好ましくはＴｉＯ２の含有量を０−１０％とし、更に好ましくはＴｉＯ２の含有量を０．１−５％とし、より更に好ましくは０．５−３％範囲とする。
【００３１】
本発明ガラス成分にＴａ２Ｏ５の導入量が低下或いは導入しない場合は、Ｎｂ２Ｏ５或いはＴｉＯ２を導入することによって、好ましくはＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５をガラス成分として共存させ、更に好ましくはＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を０．３以下に抑制し、より更に好ましくはＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を０．２５以下とし、より一歩更に好ましくはＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を０．２以下とすることで、高屈折低分散を実現し、ガラス着色度を抑制すると同時に、ガラスの安定性が優れる。
【００３２】
本発明は少量のＺｒＯ２を導入することによって、ガラス屈折率と安定性を向上し、０．５％或いはもっと多くのＺｒＯ２を導入することができる。但し、ＺｒＯ２導入量が２０％を超えてしまうと、ガラスは溶け難く、均一なガラスが得られなくなる。そのため、本発明のＺｒＯ２の含有量範囲は０．５−２０％とし、好ましい含有量範囲は１−１５％とし、更に好ましい範囲は３−１０％とする。
【００３３】
本発明では好ましくはガラス成分にＮｂ２Ｏ５の導入量を大なりイコールＺｒＯ２とし、即ちＮｂ２Ｏ５≧ＺｒＯ２とし、ガラスの着色を効果的に抑制し、且つガラスの耐失透性能を向上する。本発明では、更に好ましくはＮｂ２Ｏ５／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）を０．４−０．８範囲とし、更に好ましくは０．４５−０．７の範囲とし、より更に好ましくは０．４８−０．６の範囲とし、ガラスの着色をより良く抑制し、ガラスの透過率を向上する事ができる。
【００３４】
本発明では好ましくはＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５とＺｒＯ２の合計量を抑制している。（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）とＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計量（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の比で、好ましくは（Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）の比を１より小さくし、更に好ましくは０．１−０．９範囲とし、より更に好ましくは０．５−０．８範囲として、本発明で好ましく選定した屈折率とアッベ数範囲を実現すると同時に、ガラスの着色を効果的に抑制し、ガラスの熱安定性と耐失透性能を向上する。
【００３５】
ＷＯ３は屈折率を向上する役割をするが、その含有量が１０％を超えてしまうと、分散が著しく高くなり、かつ、ガラスの可視光エリアの短波の長い側の投射率を低下させ、着色の増加傾向があるため、本発明ではＷＯ３の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは０−３％とし、より一歩好ましくは導入しないことである。
【００３６】
適量のＺｎＯはガラスの安定性或いは溶融性を改善し、加圧成形を改善する役割をするが、その含有量が余りにも高くなると、屈折率が下がって、本発明の要求を満たさず、ガラスの耐失透性も下がり、液相温度が上昇してしまう。そのため、本発明ではＺｎＯの含有量を０−１５％とし，好ましくはＺｎＯの含有量は０−１０とし、更に好ましくはＺｎＯの含有量を０−５％とし、より更に好ましくは導入しない。
【００３７】
本発明のガラス成分の好ましくは（ＺｎＯ＋Ｙ２Ｏ３）／Ｌａ２Ｏ３の範囲を０．５以下とし、更に好ましくは０．０５−０．３範囲とし、より更に好ましくは０．０８−０．１５範囲とし、ガラス安定性と転移温度の低下改善に更に有利である。
【００３８】
Ｒ２Ｏ（Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ或いはＫ２Ｏの１種或いは数種）はガラスの熔融性を改善して、ガラス化転移温度を下げることができるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラス安定性が悪くなり、屈折率が大幅に低下してしまうので、本発明ではＲ２Ｏの含有量を好ましくは０−１０とし、更に好ましくは含有量範囲を０−５％とし、より更に好ましくは導入しない。
【００３９】
ＲＯ（ＲＯはＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ或いはＭｇＯの１種或いは数種）はガラスの熔融性を改善して、ガラス化転移温度を低減することができるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラスの耐失透性下がるため、本発明ではＲＯの含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％範囲で、より更に好ましくは導入しない。
【００４０】
少量のＡｌ２Ｏ３の導入はガラスの安定性と化学安定性を改善できるが、その含有量が１０％を超える場合は、ガラスの溶融性が悪くなり、耐失透性が低下する傾向があり、そのため、本発明では、Ａｌ２Ｏ３の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。
【００４１】
Ｂｉ２Ｏ３はガラス屈折率を向上する事ができるが、過量に含有する場合は、可視光エリアの短波の長い側の投射率が低下してしまう場合があって、ガラスに着色の傾向が発生してしまうので、本発明ではＢｉ２Ｏ３含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。
【００４２】
ＧｅＯ２もガラスの安定性と耐失透性を改善する役割をするが、ＧｅＯ２は高価な成分であるため、ＧｅＯ２の含有量を好ましくは０−１０％とし、更に好ましくは０−５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。
【００４３】
少量なＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２成分を添加することにより、ガラスの澄清効果があるが、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が１％を超えてしまうと、ガラスの澄清性能が低下する傾向があり、強い酸化作用によって成形型の悪化を促すので、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、より更に好ましくは導入しないことである。ＳｎＯ２も澄清剤として添加できるが、その含有量が１％を超えてしまうと、ガラスは着色することが出来、或いはガラスを加熱、難化してモールド成形等二次成形を行う際、Ｓｎは結晶核生成のスタートポイントとなり、失透の傾向が生じてしまう。そのため、本発明のＳｎＯ２の含有量は好ましくは０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。ＣｅＯ２の役割及び添加量比例はＳｎＯ２と一致し、その含有量は好ましくは、０−１％とし、更に好ましくは０−０．５％とし、より更に好ましくは導入しないことである。
【００４４】
この他、ガラス原料は、硝酸塩、炭酸塩或いは硫酸塩の形で導入し、脱泡性も向上することができる。本発明において、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２或いはＣｅＯ２の１種或いは数種と前述の硝酸塩、炭酸塩或いは硫酸塩の１種或いは数種の組み合わせによって使用することも出来、全て効果がある。
【００４５】
Ｆは低分散化、ガラス化転移温度を低下する有効な成分であるが、過量に含有する場合は、ガラス屈折率が著しく低下、或いはガラス溶液の揮発性が増大し、ガラス溶液が成形の際に縞が発生し、或いは揮発により屈折率の変動が増大する傾向が生じる。Ｆは、原料としてＹＦ３、ＬａＦ３、ＹｂＦ３、ＺｒＦ４、ＺｎＦ２、アルカリ金属フッ化物或いはアルカリ性金属フッ化物を導入することができる。Ｆの導入量は、ガラス陰イオン総量が１００％の場合の、ガラス中の  Ｆイオン百分比で考えられる。陰イオン百分比で計上する場合、本発明ではＦの含有量は好ましくは０−３０％とし、更に好ましくは０−２０％とし、より更に好ましくは導入しないことである。
【００４６】
［光学ガラスの光学特性］
以下、本発明の光学ガラスの特性について詳細に説明する。
【００４７】
本発明の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。本発明の光学ガラスは、その用途の光学特性に適用する角度から勘案して、ガラス屈折率範囲を１．８５以上とし、好ましくは１．８７−１．９１範囲とし、更に好ましくは１．８８−１．８９範囲とする。本発明ガラスのアッベ数νｄの範囲は３５−４５で、好ましくは３７−４１範囲とし、更に好ましくは３８−４０範囲とする。
【００４８】
［光学ガラスの着色］
本発明ガラスの短波透射スペクトル特性は着色度（λ７０／λ５）で表す。λ７０とは、ガラス透過率が７０％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％達する時に対応する波長の事を指す。その内、λ７０の測定は相互並行して且つ、光学研磨の二つの相対平面で厚さが１０±０．１ｎｍのガラスを使って、２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域内の分光透過率を測定して、且つ透過率７０％の波長を表す。所謂分光透過率或いは透過率とは、ガラスの上記表面に強度Ｉｉｎの光を垂直に入射して、ガラスを透過して、異なる平面から強度Ｉｏｕｔの光を入射する状況において、Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎによって表示する量であり、また、ガラスの上記表面上の表面反射損失の透過率を含んだ。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、λ７０の値が小さければ、ガラス自体の着色は極めて少ない。
【００４９】
本発明の光学ガラスのλ７０は、４１０ｎｍより小か等しい、好ましくはλ７０の範囲は４００ｎｍより小か等しい、更に好ましくはλ７０の範囲は３８５ｎｍより小か等しい、より更に好ましくはλ７０の範囲は３７８−３８５ｎｍで、より一層更に好ましくはλ７０の範囲は３７８−３８０ｎｍである。
【００５０】
λ７０を４１０ｎｍより小か等しくさせることにより、色彩バランスが優れる撮影光学系統或いは投射光学系統の光学素子が得られる。この他、着色が少なく、かつ、高屈折率低分散性が有るため、撮影光学系統と投射光学系統のコンパクト化させることができる。これにより、本発明の光学ガラスは、撮影光学系統と投射光学系統を構成する光学素子の材料に適切し、特に、一眼レフカメラの交換レンズの光学素子用材料に適合する。
【００５１】
［光学ガラスの転移温度］
光学ガラスは、ある温度区間で徐々に固体状態から可塑態変わる。転移温度とは、ガラス試料が室温から撓み温度まで昇温し、その低温エリアと高温エリアの直線部分の延長線が交差する接点の対応する温度を言う。
【００５２】
本発明ガラスの転移温度Ｔｇは７３５℃以下で、好ましくは、７１０−７３５℃とし、更に好ましくは７１５−７２５℃とする。
【００５３】
［光学ガラスの化学安定性］
光学ガラス素子は製造及び使用において、その研磨表面が各種の侵蝕介在作用を抵抗する能力を光学ガラスの化学安定性と称する。
【００５４】
本発明ガラスの耐水作用安定性ＤＷ（粉末法）、耐酸作用安定性ＤＡ（粉末法）は全て２類以上で、好ましくは１類以上である。
【００５５】
上記耐水作用安定性ＤＷ（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する：
【００５６】
ＤＷ＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ−Ａ）＊１００
式において：ＤＷ−ガラス浸出百分率（％）
Ｂ−ろ過器と試料の質量（ｇ）
Ｃ−ろ過器と侵蝕後試料の質量（ｇ）
Ａ−ろ過器質量（ｇ）
により計算して得られる浸出百分率は、光学ガラス耐水作用安定ＤＷを６類に分類し、詳細は下表による。
【００５７】
【表１】
2018525311.tif 000002
【００５８】
上記耐酸作用安定性ＤＡ（粉末法）は、ＧＢ／Ｔ１７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する：
【００５９】
ＤＡ＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ−Ａ）＊１００
式において：ＤＡ−ガラス浸出百分率（％）
Ｂ−ろ過器と試料の質量（ｇ）
Ｃ−ろ過器と侵蝕後試料の質量（ｇ）
Ａ−ろ過器質量（ｇ）
計算によって得られる浸出百分率は、光学ガラス耐酸作用安定ＤＡを６類に分類し、詳細は下表による。
【００６０】
【表２】
2018525311.tif 000003
【００６１】
［光学ガラスの密度］
光学ガラスの密度は、温度が２０℃時の単位体積の質量で、単位はｇ／ｃｍ３で表示する。
本発明ガラスの密度は、５．３ｇ／ｃｍ３以下で、好ましくは５．１５−５．３ｇ／ｃｍ３とし、更に好ましくは５．１５−５．２ｇ／ｃｍ３とする。
【００６２】
II．光学母材及び光学素子
以下、本発明の光学母材及び光学素子を説明する。
【００６３】
本発明の光学母材及び光学素子は、全て上記本発明の光学ガラスからなる。本発明の光学母材は、高屈折率・低分散特性を有する。本発明の光学素子は、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、プリズム等光学素子を提供することができる。
【００６４】
レンズの例として、レンズ面が球面或い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、光学体系のコンパクト化にも非常に有效なレンズである。
【００６５】
プリズムにとっては、屈折率が高い為、撮影光学体系に組合せすることによって、屈曲光路を経由して、必要とする方向へ向けば、即ち、コンパクトで、広角の光学体系を実現できる。
【実施例】
【００６６】
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の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られない。
【００６７】
［光学ガラス実施例］
先ず、表１〜表４で示す成分のガラスＮｏ．１−３５を得るために、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物、ホウ酸等を原料とし、光学ガラス成分が対応する原料を比例によって計量して、充分に混合の後配合原料となり、当該配合原料をプラチナるつぼに入れて、１３８０〜１４５０℃まで加熱し、かつ、３〜５時間澄清撹拌後、均一な熔融ガラスとなり、更に、当該溶融ガラスを予熱した金型へ流し込み、６５０〜７００℃で２〜４時間保持後、除冷し、ガラスＮｏ．１−３５の各光学ガラス得る。
【００６８】
更に、以下に示す方法で本発明の各ガラスの特性を定義するものとし、測定結果を表１〜表４に示す。
【００６９】
（１）            屈折率ｎｄとアッベ数νｄ
屈折率とアッベ数は、ＧＢ／Ｔ  ７９６２．１−２０１０によって測定する。
【００７０】
（２）            ガラス着色度（λ７０、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。
【００７１】
（３）            ガラス転移温度（Ｔｇ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．１６−２０１０規定によって測定する。
【００７２】
（４）            ガラスの密度（ρ）
ＧＢ／Ｔ７９６２．２０−２０１０規定によって測定する。
【００７３】
（５）            化学安定性ＤＷ、ＤＡ
ＧＢ／Ｔ  １７１２９の測定方法により、下記の式に基づいて算出する。
【００７４】
【表３】
2018525311.tif 000004
【００７５】
【表４】
2018525311.tif 000005
【００７６】
【表５】
2018525311.tif 000006
【００７７】
【表６】
2018525311.tif 000007
【００７８】
【表７】
2018525311.tif 000008
【００７９】
［光学母材実施例］
表１における実施例１で得られた光学ガラスを予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・軟化の後、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、平凹レンズ等各種レンズ、プリズムの母材を制作する。
【００８０】
［光学素子実施例］
上記光学母材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すると同時に、微調整を行い、屈折率等光学特性が予期の必要値を達成させる。
【００８１】
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。
【００８２】
本発明は低コストで、且つ化学安定性の優れた高屈折低分散光学ガラスであり、屈折率は１．８５以上で、アッベ数は３５−４５で、及び記述のガラスからりなる光学素子であり、現代新型光電製品のニーズを満たすことができる。
【国際調査報告】
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