JP7606351B2 - 光学ガラスおよび光学素子 - Google Patents
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Description
本発明は、光学ガラスおよび光学素子に関する。
屈折率ｎｄが１．５５～１．６８の範囲にあって、かつ高分散の光学ガラスは、光学系の設計において、色収差を補正し、光学系を高機能化、コンパクト化する上で利用価値が高い。
特許文献１～３には、アッベ数νｄが比較的低い光学ガラスが開示されている。しかしながら、特許文献１～３の光学ガラスは屈折率ｎｄが大きい。また、特許文献４に開示された光学ガラスについて光学恒数を調べたところ、アッベ数νｄは比較的低いものの、屈折率ｎｄは高いことがわかった。すなわち、特許文献１～４では、屈折率ｎｄが１．５５～１．６８の範囲にあって、かつ高分散の光学ガラスは提案されていない。
そこで、本発明は、屈折率ｎｄが１．５５～１．６８の範囲にあり、高分散な光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供することを目的とする。
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）ガラス成分としてＢ２Ｏ３およびＫ２Ｏを含み、
Ｐ２Ｏ５の含有量が３５．０～６０．０質量％であり、
Ｂ２Ｏ３の含有量とＰ２Ｏ５の含有量との質量比［Ｂ２Ｏ３／Ｐ２Ｏ５］が０．３９以下であり、
Ｎａ２Ｏの含有量が５．０～４０．０質量％であり、
ＢａＯの含有量が１５．０質量％以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］が１８．０質量％以下であり、
ＺｎＯの含有量が１５．０質量％以下であり、
Ｎｂ２Ｏ５の含有量が２５．０質量％以下であり、
ＷＯ３の含有量が５．０質量％以下であり、
Ｂｉ２Ｏ３の含有量が１０．０質量％以下であり、
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５の合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５］が３．０～３０．０質量％であり、
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５およびＺｎＯの合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｎＯ］が３．０～３３．０質量％である、光学ガラス。
（１）ガラス成分としてＢ２Ｏ３およびＫ２Ｏを含み、
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（２）上記（１）に記載の光学ガラスからなる光学素子。
本発明によれば、屈折率ｎｄが１．５５～１．６８の範囲にあり、高分散な光学ガラス、ならびに前記光学ガラスからなる光学素子を提供できる。
本発明および本明細書において、光学ガラスのガラス組成は、特記しない限り、酸化物基準で表示する。ここで「酸化物基準のガラス組成」とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されて光学ガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成をいい、各ガラス成分の表記は慣習にならい、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などと記載する。ガラス成分の含有量および合計含有量は、特記しない限り質量基準であり、「％」は「質量％」を意味する。
ガラス成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）等の方法で定量することができる。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％とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容する。
また、本明細書では、屈折率は、特記しない限り、ヘリウムのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率ｎｄをいう。
また、アッベ数νｄは、分散に関する性質を表す値として用いられるものであり、以下の式で表される。ここで、ｎＦは青色水素のＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）における屈折率、ｎＣは赤色水素のＣ線（６５６．２７ｎｍ）における屈折率である。
νｄ=（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ） ・・・（１）
νｄ=（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ） ・・・（１）
本実施形態に係る光学ガラスについて詳細に説明する。
本実施形態に係る光学ガラスは、ガラス成分としてＢ２Ｏ３を含む。Ｂ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０．３％であり、さらには０．６％、０．８％、１．０％の順により好ましい。また、Ｂ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは１５％であり、さらには１３．０％、１１．０％、１０．０％の順により好ましい。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。Ｂ２Ｏ３の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善できる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する傾向がある。
本実施形態に係る光学ガラスは、ガラス成分としてＫ２Ｏを含む。Ｋ２Ｏの含有量の下限は、好ましくは３．０％であり、さらには５．０％、７．０％、８．５％、９．００％、９．２０％の順により好ましい。また、Ｋ２Ｏの含有量の上限は、好ましくは２０．０％であり、さらには１７．０％、１５．０％、１４．０％の順により好ましい。
Ｋ２Ｏは、ガラスの熱的安定性および熔解性を改善する働きを有する。Ｋ２Ｏの含有量を上記範囲とすることで、熱的安定性および熔解性に優れる光学ガラスが得られる。一方、Ｋ２Ｏの含有量が少なすぎると、熱的安定性および熔解性が低下するおそれがある。また、Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、熱的安定性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｐ２Ｏ５の含有量は３５．０～６０．０％である。Ｐ２Ｏ５の含有量の下限は、好ましくは４０．０％であり、さらには４１．０％、４２．０％、４３．０％、４３．５％、４５．５％の順により好ましい。また、Ｐ２Ｏ５の含有量の上限は、好ましくは６０．０％であり、さらには５８．０％、５６．０％、５５．０％の順により好ましい。
Ｐ２Ｏ５は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラス中に高分散成分を多く含有するために必須の成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量を上記範囲とすることで、熱的安定性に優れ、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られないおそれがある。また、Ｐ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が悪化するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｂ２Ｏ３の含有量とＰ２Ｏ５の含有量との質量比［Ｂ２Ｏ３／Ｐ２Ｏ５］は０．３９以下である。該質量比の上限は、好ましくは０．３４であり、さらには０．３０、０．２７、０．２５の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは０．００５であり、さらには０．０１、０．０１５、０．０２の順により好ましい。
質量比［Ｂ２Ｏ３／Ｐ２Ｏ５］を上記範囲とすることで、熱的安定性に優れる光学ガラスが得られる。一方、該質量比が大きすぎると、ガラスの熱的安定性が悪化するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏの含有量は５．０～４０．０％である。Ｎａ２Ｏの含有量の下限は、好ましくは１０％であり、さらには１２．０％、１３．５％、１５．０％、１６．５％、１７．５％、１８．０％の順により好ましい。また、Ｎａ２Ｏの含有量の上限は、好ましくは３０．０％であり、さらには２７．０％、２５．０％、２３．０％の順により好ましい。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの熱的安定性および熔解性を改善する働きを有する。Ｎａ２Ｏの含有量を上記範囲とすることで、熱的安定性および熔解性に優れる光学ガラスが得られる。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が少なすぎると、熱的安定性および熔解性が低下するおそれがある。また、Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると、熱的安定性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＢａＯの含有量は１５．０％以下である。ＢａＯの含有量の上限は、好ましくは１３．０％であり、さらには１１．０％、９．０％、７．０％の順により好ましい。また、ＢａＯの含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには１．０％、２．０％、３．０％の順に少ない方がより好ましい。ＢａＯの含有量は０％でもよい。
ＢａＯは、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分でもある。ＢａＯの含有量を上記範囲とすることで、熱的安定性および耐失透性に優れる光学ガラスが得られる。一方、ＢａＯの含有量多すぎると、ガラスの高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］は１８．０％以下である。該合計含有量の上限は、好ましくは１６．０％であり、さらには１４．０％、１２．０％、１０．０％の順により好ましい。また、該合計含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには１．０％、２．０％、３．０％の順に少ない方がより好ましい。該合計含有量は０％でもよい。
合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］を上記範囲とすることで、高分散化を妨げることなく熱的安定性および耐失透性を維持できる。一方、該合計含有量が大きすぎると、ガラスの高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＺｎＯの含有量は１５．０％以下である。ＺｎＯの含有量の上限は、好ましくは１３．０％であり、さらには１１．０％、９．０％、７．０％の順により好ましい。また、ＺｎＯの含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには１．０％、２．０％、３．０％の順に少ない方がより好ましい。ＺｎＯの含有量は０％でもよい。
ＺｎＯの含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善でき、また、ガラスの比重の増大を抑制できる。さらに、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は２５．０％以下である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量の上限は、好ましくは２０．０％であり、さらには１５．０％、１０．０％、７．０％、５．０％の順により好ましい。また、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには１．０％、２．０％、３．０％の順に少ない方がより好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０％でもよい。
Ｎｂ２Ｏ５は、高屈折率化および高分散化に寄与する成分である。したがって、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。一方、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラスの熱的安定性が低下し、また、ガラスの着色が強まるおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＷＯ３の含有量は５．０％以下である。ＷＯ３の含有量の上限は、好ましくは４．５％であり、さらには４．０％、３．５％、３．０％の順により好ましい。また、ＷＯ３の含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには０．５％、１．０％、１．５％の順に少ない方がより好ましい。ＷＯ３の含有量は０％でもよい。
ＷＯ３の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの透過率を高めることができ、また、ガラスの比重の増大を抑制できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は１０．０％以下である。Ｂｉ２Ｏ３の上限は、好ましくは８．０％であり、さらには７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は少ない方が好ましく、その下限は、好ましくは０％であり、さらには１．０％、１．５％、２．０％の順に少ない方がより好ましい。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は０％でもよい。
Ｂｉ２Ｏ３の含有量を上記範囲とすることで、ガラスの熱的安定性を改善でき、またガラスの比重の増大を抑制できる。一方、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が多すぎると、比重が増大し、またガラスの着色が増大するおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５の合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５］は３．０～３０．０％である。該合計含有量の下限は、好ましくは６．０％であり、さらには８．０％、１０．０％、１２．０％の順により好ましい。また、該合計含有量の含有量の上限は、好ましくは２９．０％であり、さらには２７．０％、２５．０％、２２．０％、２０．０％、１８．０％の順により好ましい。
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５は、ガラスの高分散化に寄与する成分である。したがって、合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５］を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性も改善できる。一方、該合計含有量が多すぎると、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られないおそれがあり、また、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラスの着色が強まるおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５およびＺｎＯの合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｎＯ］は３．０～３３．０％である。該合計含有量の下限は、好ましくは６．０％であり、さらには８．０％、１０．０％、１２．０％の順により好ましい。また、該合計含有量の含有量の上限は、好ましくは２９．０％であり、さらには２７．０％、２５．０％、２２．０％、２０．０％、１８．０％の順により好ましい。
合計含有量［ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｎＯ］を上記範囲とすることで、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られる。また、ガラスの熱的安定性も改善できる。一方、該合計含有量が多すぎると、所望の光学恒数を有する光学ガラスが得られないおそれがあり、また、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラスの着色が強まるおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおける上記以外のガラス成分の含有量および比率について、以下に非制限的な例を示す。
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５の合計含有量と、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＣｓ２Ｏの合計含有量との質量比［（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）］の上限は、好ましくは０．４５であり、さらには０．４３、０．４０、０．３７、０．３５、０．３３の順により好ましい。また、該質量比の下限は、好ましくは０．１０であり、さらには０．１２、０．１４、０．１５の順により好ましい。
所望の光学恒数を有する光学ガラスを得る観点から、質量比［（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）］は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２の含有量と、Ｐ２Ｏ５およびＢ２Ｏ３の合計含有量との質量比［ＴｉＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）］の下限は、好ましくは０．１０であり、さらには０．１６、０．２１、０．２４の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは０．４０であり、さらには０．３７、０．３５、０．３３の順により好ましい。
ＴｉＯ２は、高屈折率高分散化成分の中でも、特に高分散化の作用が大きい成分である。しかしＴｉＯ２の含有量が多くなると、熱的安定性、耐失透性が低下するおそれがある。したがって、高分散であり、熱的安定性および耐失透性に優れる光学ガラスを得る観点から、質量比［ＴｉＯ２／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３）］は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の合計含有量と、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＣｓ２Ｏの合計含有量との質量比［（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）］の下限は、好ましくは０．８０であり、さらには１．００、１．２０、１．３０の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは２．６０であり、さらには２．４０、２．２０、２．１０の順により好ましい。
熱的安定性に優れる光学ガラスを得る観点から、質量比［（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）］は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２の含有量と、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５の合計含有量との質量比［ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）］の下限は、好ましくは０．２０であり、さらには０．３０、０．４０、０．５０の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは０．９０であり、さらには０．８０、０．７０、０．６０の順により好ましい。該質量比は１．００でもよい。
ＴｉＯ２は、高屈折率高分散化成分の中でも、特に高分散化の作用が大きい成分である。したがって、所望の光学恒数を有し、かつ熱的安定性および耐失透性に優れる光学ガラスを得る観点から、質量比［ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）］は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏの含有量とＫ２Ｏの含有量との質量比［Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏ］の下限は、好ましくは０．８０であり、さらには１．００、１．２０、１．３０の順により好ましい。また、該質量比の上限は、好ましくは２．７０であり、さらには２．５０、２．３０、２．２０の順により好ましい。
ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する観点から、質量比［Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏ］は上記範囲とすることが好ましい。特に、屈折率の過度な低下や化学的耐久性の低下を抑制する観点から、該質量比の下限は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ａｌ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは１５．０％であり、さらには１１．０％、８．０％、６．０％の順により好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％であり、さらには０．５％、１．０％、１．５％の順により好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０％でもよい。
ガラスの耐失透性が低下するのを抑制する観点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は上記範囲とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｉＯ２の含有量の上限は、好ましくは５．０％であり、さらには４．０％、３．０％、２．０％の順により好ましい。ＳｉＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％である。ＳｉＯ２の含有量は０％でもよい。
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性、耐候性を改善し、熔融ガラスの粘度を高め、熔融ガラスを成形しやすくする働きを有する。一方、ＳｉＯ２の含有量が多いと、ガラスの耐失透性が低下する傾向がある。そのため、ガラスの熱的安定性および耐失透性等を改善する観点から、ＳｉＯ２の含有量の上限は上記範囲であることが好ましい。
なお、ガラスの熔融に石英ガラス製坩堝などの石英ガラス製の熔融器具を使用することがある。この場合、熔融器具からガラス熔融物に少量のＳｉＯ２が溶け込むため、ガラス原料がＳｉＯ２を含んでいなくても作製したガラスは少量のＳｉＯ２を含有する。石英ガラス製の熔融器具からガラスに混入するＳｉＯ２の量は熔融条件にもよるが、例えば、全ガラス成分の含有量の合計に対し、０．５～１質量％程度である。ＳｉＯ２以外のガラス成分の含有比は一定のまま、ＳｉＯ２の量が０．５～１質量％程度増加する。なお、熔解条件によって上記量は増減する。ＳｉＯ２の含有量によって、屈折率、アッベ数などの光学特性が変化するので、ＳｉＯ２以外のガラス成分の含有量を微調整して所望の光学特性を有する光学ガラスを得る。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％であり、さらには５．０％、９．０％、１２．０％の順により好ましい。ＴｉＯ２の含有量は０％でもよい。また、ＴｉＯ２の含有量の上限は、好ましくは３０．０％であり、さらには２５．０％、２１．０％、１８．０％の順により好ましい。
ＴｉＯ２は、高分散化に大きく寄与する。一方、ＴｉＯ２は、比較的ガラスの着色を増大させやすい。また、ＴｉＯ２は、熔融ガラスを成形、徐冷して光学ガラスを得る過程で、ガラス内における結晶生成を促進させ、ガラスの透明性を低下（白濁）させる。したがって、ＴｉＯ２の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｔａ２Ｏ５の含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには５．０％、３．０％、１．０％の順により好ましい。また、Ｔａ２Ｏ５の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０％でもよい。
Ｔａ２Ｏ５は、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。一方、Ｔａ２Ｏ５は、屈折率を上昇させ、ガラスを高分散化させる。また、Ｔａ２Ｏ５の含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性が低下し、ガラスを熔融するときに、ガラス原料の熔け残りが生じやすくなる。そのため、Ｔａ２Ｏ５の含有量は上記範囲であることが好ましい。さらに、Ｔａ２Ｏ５は、他のガラス成分と比較し、極めて高価な成分であり、Ｔａ２Ｏ５の含有量が多くなるとガラスの生産コストが増大する。さらに、Ｔａ２Ｏ５は他のガラス成分と比べて分子量が大きいため、ガラスの比重を増大させ、結果的に光学素子の重量を増大させるおそれがある。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｉ２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。Ｌｉ２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｌｉ２Ｏの含有量は０％でもよい。
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度Ｔｇを下げる働きを有する。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が多くなると、耐酸性が低下する。したがって、Ｌｉ２Ｏの含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量［Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］の上限は、好ましくは４５．０％であり、さらには４２．０％、３９．０％、３７．０％の順により好ましい。また、該合計含有量の下限は、好ましくは１０．０％であり、さらには１５．０％、１９．０％、２２．０％の順により好ましい。
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、いずれもガラスの熱的安定性を改善する働きを有する。しかし、これらの含有量が多くなると、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量［Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ］は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｃｓ２Ｏの含有量の上限は、好ましくは５％であり、さらには３％、２％、１％の順により好ましい。また、Ｃｓ２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｃｓ２Ｏの含有量は０％でもよい。
Ｃｓ２Ｏは、ガラスの熱的安定性を改善する働きを有するが、含有量が多くなると、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性、耐候性が低下する。そのため、Ｃｓ２Ｏの含有量は、上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＭｇＯの含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、ＭｇＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＭｇＯの含有量は０％でもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＣａＯの含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５％の順により好ましい。また、ＣａＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＣａＯの含有量は０％でもよい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＳｒＯの含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、ＳｒＯの含有量の下限は、好ましくは０％である。ＳｒＯの含有量は０％でもよい。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、いずれもガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。しかし、これらガラス成分の含有量が多くなると、高分散性が損なわれ、また、ガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。そのため、これらガラス成分の各含有量は、それぞれ上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＺｒＯ２の含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、ＺｒＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％である。ＺｒＯ２の含有量は０％でもよい。
ＺｒＯ２は、ガラスの熱的安定性および耐失透性を改善する働きを有するガラス成分である。しかし、ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、熱的安定性が低下する傾向を示す。そのため、ガラスの熱的安定性および耐失透性を良好に維持する観点から、ＺｒＯ２の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｓｃ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、Ｓｃ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＨｆＯ２の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、ＨｆＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｓｃ２Ｏ３、ＨｆＯ２は、いずれも屈折率ｎｄを高める働きを有し、また高価な成分である。そのため、Ｓｃ２Ｏ３、ＨｆＯ２の各含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌｕ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、Ｌｕ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｌｕ２Ｏ３は、屈折率ｎｄを高める働きを有する。また、分子量が大きいことから、ガラスの比重を増加させるガラス成分でもある。そのため、Ｌｕ２Ｏ３の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＧｅＯ２の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、ＧｅＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％である。
ＧｅＯ２は、屈折率ｎｄを高める働きを有し、また、一般的に使用されるガラス成分の中で、突出して高価な成分である。したがって、ガラスの製造コストを低減する観点から、ＧｅＯ２の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｌａ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、Ｌａ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量は０％であってもよい。
Ｌａ２Ｏ３の含有量が多くなるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下し、製造中にガラスが失透しやすくなる。したがって、熱的安定性および耐失透性の低下を抑制する観点から、Ｌａ２Ｏ３の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｇｄ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、Ｇｄ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多くなり過ぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下し、製造中にガラスが失透しやすくなる。また、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多くなり過ぎるとガラスの比重が増大し、好ましくない。したがって、ガラスの熱的安定性および耐失透性を良好に維持しつつ、比重の増大を抑制する観点から、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｙ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは１０．０％であり、さらには８．０％、７．０％、６．０％、５．０％の順により好ましい。また、Ｙ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。Ｙ２Ｏ３の含有量は０％であってもよい。
Ｙ２Ｏ３の含有量が多くなり過ぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。したがって、熱的安定性および耐失透性の低下を抑制する観点から、Ｙ２Ｏ３の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、Ｙｂ２Ｏ３の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、Ｙｂ２Ｏ３の含有量の下限は、好ましくは０％である。
Ｙｂ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３と比べて分子量が大きいため、ガラスの比重を増大させる。ガラスの比重が増大すると、光学素子の質量が増大する。例えば、質量の大きいレンズをオートフォーカス式の撮像レンズに組み込むと、オートフォーカス時にレンズの駆動に要する電力が増大し、電池の消耗が激しくなる。したがって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量を低減させて、ガラスの比重の増大を抑えることが望ましい。
また、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が多すぎるとガラスの熱的安定性および耐失透性が低下する。ガラスの熱的安定性の低下を防ぎ、比重の増大を抑制する観点から、Ｙｂ２Ｏ３の含有量は上記範囲であることが好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスは、主として上述のガラス成分、すなわち、必須成分としてＢ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、任意成分としてＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｌｕ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、およびＹｂ２Ｏ３で構成されていることが好ましく、上述のガラス成分の合計含有量は、９５％以上が好ましく、９８％以上より好ましく、９９％以上がさらに好ましく、９９．５％以上が一層好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、ＴｅＯ２の含有量の上限は、好ましくは２％である。また、ＴｅＯ２の含有量の下限は、好ましくは０％である。
ＴｅＯ２は毒性を有することから、ＴｅＯ２の含有量を低減させることが好ましい。そのため、ＴｅＯ２の含有量は上記範囲であることが好ましい。
なお、本実施形態に係る光学ガラスは、基本的に上記ガラス成分により構成されることが好ましいが、本発明の作用効果を妨げない範囲において、その他の成分を含有することも可能である。また、本発明において、不可避的不純物の含有を排除するものではない。
＜その他の成分組成＞
Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｂｅ、Ｓｅは、いずれも毒性を有する。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｂｅ、Ｓｅは、いずれも毒性を有する。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
Ｕ、Ｔｈ、Ｒａはいずれも放射性元素である。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍは、ガラスの着色を増大させ、蛍光の発生源となり得る。そのため、本実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）、Ｓｎ（ＳｎＯ２）、Ｃｅ（ＣｅＯ２）は清澄剤として機能する任意に添加可能な元素である。このうち、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）は、清澄効果の大きな清澄剤である。しかし、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）は酸化性が強く、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）の添加量を多くしていくと、精密プレス成形のときに、ガラスに含まれるＳｂ（Ｓｂ２Ｏ３）がプレス成形型の成形面を酸化する。そのため、精密プレス成形を重ねるうちに、成形面が著しく劣化し、精密プレス成形ができなくなる。また、成形した光学素子の表面品質が低下する。また、Ｓｎ（ＳｎＯ２）、Ｃｅ（ＣｅＯ２）は、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）と比較し、清澄効果が小さい。さらに、Ｃｅ（ＣｅＯ２）は、多量に添加するとガラスの着色が強まる。したがって、清澄剤を添加する場合は、添加量に注意しつつ、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ３）を添加することが好ましい。
下記清澄剤の含有量については、酸化物換算した値を示す。
Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、外割り表示とする。すなわち、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２およびＣｅＯ２以外の全ガラス成分の合計含有量を１００質量％としたときのＳｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１質量％以下であり、さらには０．２質量％以下、０．０５質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１質量％以下の順により好ましい。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０質量％であってもよい。
Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、外割り表示とする。すなわち、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２およびＣｅＯ２以外の全ガラス成分の合計含有量を１００質量％としたときのＳｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１質量％以下であり、さらには０．２質量％以下、０．０５質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１質量％以下の順により好ましい。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０質量％であってもよい。
ＳｎＯ２の含有量も、外割り表示とする。すなわち、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３およびＣｅＯ２以外の全ガラス成分の合計含有量を１００質量％としたときのＳｎＯ２の含有量は、好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．２質量％以下、さらに好ましくは０．０２質量％以下である。ＳｎＯ２の含有量は０質量％であってもよく、ＳｎＯ２は実質的に含まれないことが好ましい。ＳｎＯ２の含有量を上記範囲とすることによりガラスの清澄性を改善できる。
ＣｅＯ２の含有量も、外割り表示とする。すなわち、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２以外の全ガラス成分の合計含有量を１００質量％としたときのＣｅＯ２の含有量は、好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．２質量％以下、さらに好ましくは０．０２質量％以下である。ＣｅＯ２の含有量は０質量％であってもよく、ＣｅＯ２は実質的に含まれないことが好ましい。ＣｅＯ２の含有量を上記範囲とすることによりガラスの清澄性を改善できる。
（ガラス特性）
＜屈折率ｎｄ＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ｎｄは、好ましくは１．５５～１．６８であり、さらには１．５５～１．６５、または１．５７～１．６４の範囲でもよい。
＜屈折率ｎｄ＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、屈折率ｎｄは、好ましくは１．５５～１．６８であり、さらには１．５５～１．６５、または１．５７～１．６４の範囲でもよい。
屈折率ｎｄは各ガラス成分の含有量を適宜調整することにより所望の値にすることができる。相対的に屈折率ｎｄを高める働きを有する成分（高屈折率化成分）は、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３等である。一方、相対的に屈折率ｎｄを低くする働きを有する成分（低屈折率化成分）は、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ2、Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等である。したがって、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＣｓ２Ｏの合計含有量に対するＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５の合計含有量の質量比［（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｔａ２Ｏ５）／（Ｐ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）］を増加させることにより屈折率ｎｄを高めることができ、該質量比を減少させることにより屈折率ｎｄを低下させることができる。
＜アッベ数νｄ＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νｄは、好ましくは２５～５０であり、より好ましくは２８～４５である。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、アッベ数νｄは、好ましくは２５～５０であり、より好ましくは２８～４５である。
アッベ数νｄは、各ガラス成分の含有量を適宜調整することにより所望の値にすることができる。相対的にアッベ数νｄを低くする成分、すなわち高分散化成分は、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２等である。一方、相対的にアッベ数νｄを高くする成分、すなわち低分散化成分は、Ｐ２Ｏ５、ＳｉＯ2、Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌａ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ等である。
＜ガラスの比重＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、比重は、好ましくは３．２０以下であり、さらには、３．１０以下、２．９５以下の順により好ましい。比重の下限は特に限定されないが、通常２．５０である。ガラスの比重を低減することができれば、レンズの重量を減少できる。その結果、レンズを搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動の消費電力を低減できる。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、比重は、好ましくは３．２０以下であり、さらには、３．１０以下、２．９５以下の順により好ましい。比重の下限は特に限定されないが、通常２．５０である。ガラスの比重を低減することができれば、レンズの重量を減少できる。その結果、レンズを搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動の消費電力を低減できる。
＜ガラス転移温度Ｔｇ＞
本実施形態に係る光学ガラスのガラス転移温度Ｔｇは、好ましくは５２０℃以下であり、さらには５００℃以下、４８０℃以下、４７０℃以下の順により好ましい。ガラス転移温度Ｔｇの下限は、通常３００℃であり、好ましくは３５０℃である。
本実施形態に係る光学ガラスのガラス転移温度Ｔｇは、好ましくは５２０℃以下であり、さらには５００℃以下、４８０℃以下、４７０℃以下の順により好ましい。ガラス転移温度Ｔｇの下限は、通常３００℃であり、好ましくは３５０℃である。
ガラス転移温度Ｔｇの上限が上記範囲を満たすことにより、ガラスの成型温度およびアニール温度の上昇を抑制することができ、プレス成形用設備およびアニール設備への熱的ダメージを軽減できる。また、ガラス転移温度Ｔｇの下限が上記範囲を満たすことにより、所望のアッベ数、屈折率を維持しつつ、ガラスの熱的安定性を良好に維持しやすくなる。
＜ガラスの光線透過性＞
本実施形態に係る光学ガラスの光線透過性は、着色度λ５により評価できる。
厚さ１０．０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料について波長２００～７００ｎｍの範囲で分光透過率を測定し、外部透過率が５％となる波長をλ５とする。
本実施形態に係る光学ガラスの光線透過性は、着色度λ５により評価できる。
厚さ１０．０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料について波長２００～７００ｎｍの範囲で分光透過率を測定し、外部透過率が５％となる波長をλ５とする。
本実施形態に係る光学ガラスのλ５は、好ましくは３９０ｎｍ以下であり、より好ましくは３８０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３７５ｎｍ以下である。
λ５が短波長化された光学ガラスを用いることで、好適な色再現を可能とする光学素子を提供できる。
＜平均線膨張係数α100-300＞
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、１００～３００℃における平均線膨張係数α100-300の下限は、好ましくは１００×１０-7℃-1であり、さらには１２０×１０-7℃-1、１３０×１０-7℃-1、１４０×１０ -7 ℃-1の順により好ましい。また、平均線膨張係数α100-300の上限は、ガラスの安定性を保持し所望の光学特性を得る観点から、２１０×１０-7℃-1を例示でき、好ましくは２０５×１０-7℃-1であり、さらには２００×１０-7℃-1、１９５×１０-7℃-1、１９０×１０-7℃-1の順により好ましい。
本実施形態に係る光学ガラスにおいて、１００～３００℃における平均線膨張係数α100-300の下限は、好ましくは１００×１０-7℃-1であり、さらには１２０×１０-7℃-1、１３０×１０-7℃-1、１４０×１０ -7 ℃-1の順により好ましい。また、平均線膨張係数α100-300の上限は、ガラスの安定性を保持し所望の光学特性を得る観点から、２１０×１０-7℃-1を例示でき、好ましくは２０５×１０-7℃-1であり、さらには２００×１０-7℃-1、１９５×１０-7℃-1、１９０×１０-7℃-1の順により好ましい。
平均線膨張係数α１００－３００は、ＪＯＧＩＳ０８－２０１９の規定に基づいて測定する。試料は長さ２０ｍｍ±０．５ｍｍ、直径５ｍｍ±０．５ｍｍの丸棒とする。試料に９８ｍＮの荷重を印加した状態で、４℃毎分の一定速度で上昇するように加熱し、温度と試料の伸びを１秒刻みで測定する。平均線膨張係数α１００－３００は１００～３００℃における線膨張係数の平均値である。
なお、本明細書では、平均線膨張係数αを［℃－１］の単位で表しているが、単位として［Ｋ－１］を用いた場合でも平均線膨張係数αの数値は同じである。
なお、本明細書では、平均線膨張係数αを［℃－１］の単位で表しているが、単位として［Ｋ－１］を用いた場合でも平均線膨張係数αの数値は同じである。
（光学ガラスの製造）
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解（ラフメルト）する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融（リメルト）して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解（ラフメルト）する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融（リメルト）して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
なお、ガラス中に所望のガラス成分を所望の含有量となるように導入することができれば、バッチ原料を調合するときに使用する化合物は特に限定されないが、このような化合物として、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、フッ化物等が挙げられる。
（光学素子等の製造）
本発明の実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、ガラス原料を熔融して熔融ガラスとし、この熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形（リヒートプレス）し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
本発明の実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、ガラス原料を熔融して熔融ガラスとし、この熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のカットピースを作製する。カットピースを加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形（リヒートプレス）し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。
光学素子としては、球面レンズなどの各種レンズ、プリズム、回折格子などが例示できる。
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものでは無い。
（実施例）
［ガラスサンプルの作製］
表１（１）、（２）に示す試料Ｎｏ．１～３２の組成を有するガラスとなるように、各成分に対応する化合物原料、すなわち、リン酸塩、炭酸塩、酸化物等の原料を秤量し、十分混合して調合原料とした。該調合原料を白金製坩堝に投入し、大気雰囲気下で９００～１３５０℃に加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して熔融ガラスを得た。該熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形し、徐冷して、ブロック形状のガラスサンプルを得た。
なお、調合原料を石英ガラス製坩堝に投入し、熔融した後、白金製坩堝へ移してさらに加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して得た熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形、徐冷してもよい。
［ガラスサンプルの作製］
表１（１）、（２）に示す試料Ｎｏ．１～３２の組成を有するガラスとなるように、各成分に対応する化合物原料、すなわち、リン酸塩、炭酸塩、酸化物等の原料を秤量し、十分混合して調合原料とした。該調合原料を白金製坩堝に投入し、大気雰囲気下で９００～１３５０℃に加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して熔融ガラスを得た。該熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形し、徐冷して、ブロック形状のガラスサンプルを得た。
なお、調合原料を石英ガラス製坩堝に投入し、熔融した後、白金製坩堝へ移してさらに加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して得た熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形、徐冷してもよい。
［ガラスサンプルの評価］
得られたガラスサンプルについて、以下に示す方法にて、ガラス組成、比重、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、λ５、ガラス転移温度Ｔｇ、平均線膨張係数α１００－３００を測定し、また、耐失透性を評価した。結果を、表２（１）、（２）に示す。
得られたガラスサンプルについて、以下に示す方法にて、ガラス組成、比重、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ、λ５、ガラス転移温度Ｔｇ、平均線膨張係数α１００－３００を測定し、また、耐失透性を評価した。結果を、表２（１）、（２）に示す。
〔１〕ガラス組成
得られたガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）で各ガラス成分の含有量を測定した。
得られたガラスサンプルについて、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）で各ガラス成分の含有量を測定した。
〔２〕比重
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－０５に基づいて測定した。
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－０５に基づいて測定した。
〔３〕屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－０１に基づいて測定した。
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－０１に基づいて測定した。
〔４〕λ５
ガラスサンプルを、厚さ１０ｍｍで、互いに平行かつ光学研磨された平面を有するように加工し、波長２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域における分光透過率を測定した。光学研磨された一方の平面に垂直に入射する光線の強度を強度Ａとし、他方の平面から出射する光線の強度を強度Ｂとして、分光透過率Ｂ／Ａを算出した。分光透過率が５％になる波長をλ５とした。なお、分光透過率には試料表面における光線の反射損失も含まれる。
ガラスサンプルを、厚さ１０ｍｍで、互いに平行かつ光学研磨された平面を有するように加工し、波長２８０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域における分光透過率を測定した。光学研磨された一方の平面に垂直に入射する光線の強度を強度Ａとし、他方の平面から出射する光線の強度を強度Ｂとして、分光透過率Ｂ／Ａを算出した。分光透過率が５％になる波長をλ５とした。なお、分光透過率には試料表面における光線の反射損失も含まれる。
〔５〕ガラス転移温度Ｔｇ
ガラス転移温度Ｔｇは、示差走査型熱量計ＤＳＣ３３００ＳＡ（ネッチ・ジャパン株式会社（NETZSCH Japan））を用いて固体状態のガラスを昇温したときのＤＳＣチャートに基づいて求めた。
ガラス転移温度Ｔｇは、示差走査型熱量計ＤＳＣ３３００ＳＡ（ネッチ・ジャパン株式会社（NETZSCH Japan））を用いて固体状態のガラスを昇温したときのＤＳＣチャートに基づいて求めた。
〔６〕平均線膨張係数α１００－３００
得られたガラスサンプルについて、ＪＯＧＩＳ０８－２０１９の規定を参照して平均線膨張係数を測定した。平均線膨張係数は、熱機械分析装置ＴＭＡ４０００ＳＥ（ネッチ・ジャパン株式会社（NETZSCH Japan））を使用し測定した。試料は長さ２０ｍｍ±０．５ｍｍ、直径５ｍｍ±０．５ｍｍの丸棒とした。測定中は試料に９８ｍＮの荷重を印加した状態で、４℃毎分の一定速度で上昇するように昇温させながら、温度と試料の伸びを１秒刻みで測定した。１００～３００℃における線膨張係数の平均値を平均線膨張係数α１００－３００とした。
得られたガラスサンプルについて、ＪＯＧＩＳ０８－２０１９の規定を参照して平均線膨張係数を測定した。平均線膨張係数は、熱機械分析装置ＴＭＡ４０００ＳＥ（ネッチ・ジャパン株式会社（NETZSCH Japan））を使用し測定した。試料は長さ２０ｍｍ±０．５ｍｍ、直径５ｍｍ±０．５ｍｍの丸棒とした。測定中は試料に９８ｍＮの荷重を印加した状態で、４℃毎分の一定速度で上昇するように昇温させながら、温度と試料の伸びを１秒刻みで測定した。１００～３００℃における線膨張係数の平均値を平均線膨張係数α１００－３００とした。
〔７〕耐失透性
得られたガラスサンプルについて、結晶または白濁の有無を光学顕微鏡で確認した。光学顕微鏡の観察倍率は、１０～１００倍とした。ガラス内部に、結晶も白濁も確認されなかった場合は「良」、結晶および白濁の少なくとも一方が確認された場合は「不良」と判定した。実施例の試料Ｎｏ．１～３２はいずれも「良」の判定であった。実施例の試料Ｎｏ．１～３２は、耐失透性に優れたガラスであることが確認された。
得られたガラスサンプルについて、結晶または白濁の有無を光学顕微鏡で確認した。光学顕微鏡の観察倍率は、１０～１００倍とした。ガラス内部に、結晶も白濁も確認されなかった場合は「良」、結晶および白濁の少なくとも一方が確認された場合は「不良」と判定した。実施例の試料Ｎｏ．１～３２はいずれも「良」の判定であった。実施例の試料Ｎｏ．１～３２は、耐失透性に優れたガラスであることが確認された。
（実施例２）
実施例１で得られたガラスサンプルを、切断、研削してカットピースを作製した。カットピースをリヒートプレスによりプレス成形して、光学素子ブランクを作製した。光学素子ブランクを精密アニールし、所要の屈折率になるよう屈折率を精密に調整した後、公知の方法で研削、研磨することで、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズが得られた。
実施例１で得られたガラスサンプルを、切断、研削してカットピースを作製した。カットピースをリヒートプレスによりプレス成形して、光学素子ブランクを作製した。光学素子ブランクを精密アニールし、所要の屈折率になるよう屈折率を精密に調整した後、公知の方法で研削、研磨することで、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ等の各種レンズが得られた。
今回開示された実施の形態はすべ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て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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記に例示されたガラス組成に対し、明細書に記載の組成調整を行うことにより、本発明の一態様にかかる光学ガラスを作製できる。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
また、明細書に例示または好ましい範囲として記載した事項の２つ以上を任意に組み合わせることは、もちろん可能である。
Claims (3)
- ガラス成分としてＢ2Ｏ3およびＫ2Ｏを含み、
Ｐ2Ｏ5の含有量が４３．５～６０．０質量％であり、
Ｂ2Ｏ3の含有量とＰ2Ｏ5の含有量との質量比［Ｂ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5］が０．３９以下であり、
Ｎａ2Ｏの含有量が５．０～４０．０質量％であり、
ＢａＯの含有量が１５．０質量％以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］が１８．０質量％以下であり、
ＺｎＯの含有量が１５．０質量％以下であり、
Ｎｂ2Ｏ5の含有量が２５．０質量％以下であり、
ＷＯ3の含有量が５．０質量％以下であり、
Ｂｉ2Ｏ3の含有量が１０．０質量％以下であり、
Ｌｉ2Ｏの含有量が１質量％以下であり、
Ｔａ2Ｏ5の含有量が１．０質量％以下であり、
Ｎａ2Ｏの含有量とＫ2Ｏの含有量との質量比［Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏ］が１．３０～２．７０であり、
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3およびＴａ2Ｏ5の合計含有量［ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5］が３．０～３０．０質量％であり、
ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5およびＺｎＯの合計含有量［ＴｉＯ2＋Ｎｂ2Ｏ5＋ＷＯ3＋Ｂｉ2Ｏ3＋Ｔａ2Ｏ5＋ＺｎＯ］が３．０～３３．０質量％であり、
下記（i）および（ii）のうち１以上を満たし、
（i）Ｎｂ 2 Ｏ 5 の含有量が１．０質量％以上である。
（ii）ＴｉＯ 2 の含有量が５．０質量％以上である。
Ｐｂを実質的に含まない、光学ガラス。 - ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量［ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ］が３．０４質量％以下である、請求項１に記載の光学ガラス。
- 請求項１または２に記載の光学ガラスからなる光学素子。
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