特開 2022-138242 光学ガラス及び光学素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022138242

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】光学ガラス及び光学素子

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/068 20060101AFI20220915BHJP

   C03C 3/064 20060101ALI20220915BHJP

   C03C 3/062 20060101ALI20220915BHJP

   G02B 1/00 20060101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

C03C3/068

C03C3/064

C03C3/062

G02B1/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021038023

(22)【出願日】2021-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000128784

【氏名又は名称】株式会社オハラ

(74)【代理人】

【識別番号】100137589

【弁理士】

【氏名又は名称】右田 俊介

(74)【代理人】

【識別番号】100160864

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 政治

(74)【代理人】

【識別番号】100158698

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 基樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健介

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA04

4G062BB01

4G062DA04

4G062DB01

4G062DC01

4G062DC02

4G062DC03

4G062DC04

4G062DD01

4G062DE01

4G062DF01

4G062EA01

4G062EA02

4G062EA03

4G062EB01

4G062EB02

4G062EB03

4G062EC01

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4G062EC03

4G062ED01

4G062ED02

4G062ED03

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4G062EE04

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4G062EG03

4G062EG04

4G062FA01

4G062FB04

4G062FB05

4G062FC01

4G062FC02

4G062FC03

4G062FD01

4G062FE01

4G062FF01

4G062FG03

4G062FH01

4G062FJ01

4G062FK01

4G062FK02

4G062FK03

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

4G062GC01

4G062GD01

4G062GE01

4G062HH01

4G062HH03

4G062HH05

4G062HH07

4G062HH08

4G062HH09

4G062HH11

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM02

4G062NN02

(57)【要約】

【課題】
屈折率に対し低比重でありながら、安定性の高い光学ガラス及び光学素子を提供する。
【解決手段】
酸化物基準の質量％で、Ｌｎ_２Ｏ_３成分が１０．０％以下（ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、質量比ＴｉＯ_２／ＲＯが０．５以上１．５以下（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）、質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３が１８．０％以下、質量比ＢａＯ／ＲＯが０．３０以上０．９５以下、であり、比重をｄ、屈折率をｎ_ｄとしたときに、ｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすガラス。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸化物基準の質量％で、
Ｌｎ_２Ｏ_３成分が１０．０％以下（ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、
質量比ＴｉＯ_２／ＲＯが０．５以上１．５以下（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）、
質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３が１８．０％以下、
質量比ＢａＯ／ＲＯが０．３０以上０．９５以下、
であり、
比重をｄ、屈折率をｎ_ｄとしたときに、
ｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすガラス。

【請求項2】

酸化物基準の質量％で、
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０～１８．０％、
ＷＯ_３成分 ０～１５．０％、
Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０～１０．０％
である請求項１に記載の光学ガラス。

【請求項3】

ＲＯ成分の含有量の和が２０．０％以上
である請求項１又は２に記載の光学ガラス。

【請求項4】

請求項１～３のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学ガラス、光学素子に関する。

【背景技術】

【0002】

光学ガラス、光学素子は、異なる光学領域のレンズを組み合わせてカメラや映像装置などの光学特性を向上させる用途や、光学機器中に搭載し様々な光学設計を実現する用途などに用いることができる。
特に光学ガラス、光学素子を軽量化することは、光学機器本体やモジュール等のコンパクト化や軽量化に繋がる。例えば、デジタルカメラ等の撮影機器においては複数のレンズを組み合わせることで色収差補正を図ることが可能であり、またズーム機能やオートフォーカス機能のあるカメラでは光学素子が軽量なことによってアクチュエータとレンズ間の動力の伝達がスムーズになり、パフォーマンスを高めることができる。

【0003】

他方で、屈折率が高いガラスとしては、特許文献１に記載のＬａ系のガラスや、特許文献２に記載のＰ－Ｎｂ系のガラスが知られており、特許文献３及び特許文献４には光学機器を軽量化することに着目した発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－０３５０３７号公報

【特許文献2】特開２０１２－１７１８４８号公報

【特許文献3】ＷＯ２０１８／２３５７２５号公報

【特許文献4】特開２００６－２１９３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１で開示されたガラスでは、他の成分と比べて比重が大きい希土類酸化物を多量に含んでおり、特許文献２では高屈折率作用がある成分の中でも比重を大きくしてしまうＮｂの含有量が多い。
屈折率を高める作用が大きい成分としては、希土類酸化物やＴｉＯ_２成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分があげられる。

【0006】

屈折率の高い光学ガラスを得ようとした場合、前記成分の含有量を増やす必要があるが、前記成分は他の成分と比べた時にいずれも比重が大きい成分である。前記成分の中では、ＴｉＯ_２成分が最も比重の小さい成分であるが、ＴｉＯ_２成分は比重が小さい一方で、安定性を損ない失透を引き起こしやすい成分でもある。

【0007】

ガラスを作製するうえで、屈折率を高める成分の含有量を増やし屈折率が高まるほど、比重は大きくなりやすい傾向にある。
特許文献３で開示されたガラスは屈折率の大きさに対し、比重が大きいため光学ガラスの軽量化が十分であるとは言えなかった。さらに特許文献４で開示されたガラスは、屈折率(ｎ_ｄ)をＹ、ガラス比重をＸとしたとき、Ｙ≧０．１７５Ｘ＋１．１３７を満たすことで、屈折率に対し低比重なガラスを得ることを目的としている。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、屈折率に対し低比重でありながら、安定性の高いガラスを得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、希土類酸化物とＮｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量を抑え、ＴｉＯ_２成分とＲＯ成分の含有量を調整し、比重をｄ、屈折率をｎ_ｄとしたときに、ｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係とすることで、屈折率に対し低比重でありながら、安定性の高いガラスを得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

【0010】

（１） 酸化物基準の質量％で、
Ｌｎ_２Ｏ_３成分が１０．０％以下（ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）、
質量比ＴｉＯ_２／ＲＯが０．５以上１．５以下（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）、
質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３が１８．０％以下、
質量比ＢａＯ／ＲＯが０．３０以上０．９５以下、
であり、
比重をｄ、屈折率をｎ_ｄとしたときに、
ｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすガラス。

【0011】

（２） 酸化物基準の質量％で、
Ｎｂ_２Ｏ_５成分 ０～１８．０％、
ＷＯ_３成分 ０～１５．０％、
Ｌａ_２Ｏ_３成分 ０～１０．０％
である（１）に記載の光学ガラス。

【0012】

（３） ＲＯ成分の含有量の和が２０．０％以上
である（１）又は（２）に記載の光学ガラス。

【0013】

（４）（１）～（３）のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、屈折率に対し低比重でありながら、安定性の高い光学ガラスと、光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本願の実施例のガラスについての比重をｄ、屈折率をｎｄとしたときの、ｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を示す式と、特許文献４に記載されている屈折率(ｎ_ｄ)をＹ、ガラス比重をＸとしたときの、Ｙ≧０．１７５Ｘ＋１．１３７の関係を示す式（以下、Ｙ≧０．１７５Ｘ＋１．１３７と記載する場合がある。）をともに記載した図である。図１に記載されたプロットは特開２００６－２１９３６５号（特許文献４）の実施例１１、１３、１９、２２である。

【0016】

【図2】本願の実施例のガラスについての比重をｄ、屈折率をｎｄとしたときの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

【0018】

［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物換算組成のガラス全物質量に対する質量％で表示されるものとする。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。

【0019】

ＳｉＯ_２成分は、含有量を５．０％以上にすることで、安定なガラス形成を促すことでガラスの耐失透性を高める成分である。特に、ＳｉＯ_２成分の含有量を３５．０％以下にすることで、ＳｉＯ_２成分による屈折率の低下が抑えられる。従って、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは３５．０％以下、より好ましくは３３．０％以下、さらに好ましくは３０．０％以下、さらに好ましくは２８．０％以下、最も好ましくは２５．０％以下を上限とする。一方、ＳｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは６．０％以上、さらに好ましくは７．０％以上、最も好ましくは８．０％以上を下限とする。

【0020】

ＴｉＯ_２成分は、含有量を２１．０％以上にすることで、ガラスの屈折率及びアッベ数を高める成分であり、本発明の必須成分である。一方、ＴｉＯ_２成分の含有量を４０．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を抑制することができる。従って、ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３９．０％以下、最も好ましくは３８．０％以下を上限とする。ＴｉＯ_２成分の含有量は、好ましくは２１．０％以上、より好ましくは２２．０％以上、さらに好ましくは２３．０％以上、さらに好ましくは２４．０％以上、最も好ましくは２５．０％以上を下限とする。

【0021】

Ｎｂ_２Ｏ_５成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められ、ＴｉＯ_２成分とともに含有することで安定性を高められる任意成分である。一方、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量を１８．０％以下にすることで、比重を小さくし、耐失透性を高めることができる。従って、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、より好ましくは１１．０％以下、最も好ましくは１０．０％以下を上限とする。他方で、Ｎｂ_２Ｏ_５成分の含有量は、安定性を高める観点から、好ましくは１．０％以上、より好ましくは２．０％以上、さらに好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは４．０％以上、最も好ましくは５．０％以上を下限とするが、０％であってもよい。

【0022】

ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合にガラスの屈折率を高める成分であるが、含有量が多いとガラスの着色を招き比重が大きくなってしまう。ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の好ましい範囲は以下の通りである。

【0023】

ＷＯ_３成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

【0024】

Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下、最も好ましくは０．１％以下を上限とする。

【0025】

Ｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、安定なガラスの形成を促すことで耐失透性を高める成分であり、任意成分である。特に、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、Ｂ_２Ｏ_３成分による屈折率の低下が抑えられるため、高屈折率を得易くすることができる。従って、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１７．０％以下、さらに好ましくは１５．０％以下、最も好ましくは１２．０％以下を上限とする。他方で、Ｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは０．８％以上、最も好ましくは１．０％以上を下限とするが、０％であってもよい。

【0026】

ＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの安定性を高め、研磨・研削時の加工性を良好にする成分である。特に、ＢａＯ成分の含有量を３５．０％以下にすることで、比重を小さくすることができる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは３５．０％以下、より好ましくは３３．５％以下、最も好ましくは３２．０％以下を上限とする。一方、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１２．０％以上、さらに好ましくは１４．０％以上、最も好ましくは１５．０％以上を下限とする。

【0027】

ＣａＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの比重を小さくできる成分である。特に、ＣａＯ成分の含有量を１５．０％以下にすることで、耐失透性を高めることができる。従って、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１４．０％以下、最も好ましくは１３．０％以下を上限とする。一方、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは０．５％以上、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上、最も好ましくは３．０％以上を下限とするが、０％であってもよい。

【0028】

ＭｇＯ成分、ＳｒＯ成分は、０％超含有する場合にガラスの耐失透性を高める成分であるが、含有量が多いと屈折率及びアッベ数の維持が難しくなる。ＭｇＯ成分、ＳｒＯ成分の好ましい範囲は以下の通りである。

【0029】

ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とするが、０％であってもよい。

【0030】

ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、最も好ましくは３．０％以下を上限とするが、０％であってもよい。

【0031】

Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分、Ｙｂ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合にガラスの屈折率を高め、研磨時のガラスの摩耗量を低減し、ガラスの割れや欠けや面精度の悪化を生じにくくする成分であるが、含有量が多いと安定性を損ない比重が大きくなってしまう。Ｌａ_２Ｏ_３成分、Ｙ_２Ｏ_３成分、Ｇｄ_２Ｏ_３成分、Ｙｂ_２Ｏ_３成分の好ましい範囲は以下の通りである。

【0032】

Ｌａ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

【0033】

Ｙ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

【0034】

Ｇｄ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、最も好ましくは０．５％以下を上限とする。

【0035】

Ｙｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、最も好ましくは０．５％以下を上限とする。

【0036】

ＺｒＯ_２成分は、０％超含有する場合に、安定なガラス形成を促してガラスの耐失透性を高める成分であり、任意成分である。一方で、ＺｒＯ_２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、研磨・研削等によるガラスの加工が行いやすくなる。従って、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは９．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下、最も好ましくは７．０％以下を上限とする。他方で、ＺｒＯ_２成分の含有量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．３％以上とするが、０％であってもよい。

【0037】

Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｋ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分は、０％超含有する場合にガラスの熔解温度を下げる成分であるが、含有量が多いと安定性を損ない失透しやすくなってしまう。Ｌｉ_２Ｏ成分、Ｋ_２Ｏ成分、Ｎａ_２Ｏ成分の好ましい範囲は以下の通りである。

【0038】

Ｌｉ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは７．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

【0039】

Ｋ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは７．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。

【0040】

Ｎａ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下、最も好ましくは４．０％以下を上限とする。他方で、Ｎａ_２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上、最も好ましくは０．５％以上を下限とするが、０％であってもよい。

【0041】

Ａｌ_２Ｏ_３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの化学的耐久性を向上しつつ、ガラス熔融時の粘度を高める成分であり、任意成分である。特に、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量を５．０％以下にすることで、ガラスの熔融性を高めつつ、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、Ａｌ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とするが、０％であってもよい。

【0042】

ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの液相温度を下げ、且つガラスの耐失透性を高める成分であり、任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有量を５．０％以下にすることで、高屈折率及び低分散を得易くすることができる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とするが、０％であってもよい。

【0043】

Ｔａ_２Ｏ_５成分は、０％超含有することで、ガラスの屈折率を高められ、且つガラスの耐失透性を高める成分であり、任意成分である。一方で、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量を５．０％以下にすることで、希少鉱物資源であるＴａ_２Ｏ_５成分の使用量が減り、且つガラスがより低温で熔解し易くなるため、ガラスの生産コストを低減できる。また、これによりＴａ_２Ｏ_５成分の過剰な含有によるガラスの失透を低減できる。従って、Ｔａ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とするが、０％であってもよい。

【0044】

Ｐ_２Ｏ_５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0045】

Ｆ成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0046】

ＴｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0047】

ＧｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0048】

ＣｅＯ_２成分の含有量は、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0049】

Ｅｒ_２Ｏ_３成分、Ｐｒ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１％以下、最も好ましくは実質的に含有しない。

【0050】

ＳｎＯ_２成分の含有量は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0051】

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は、ガラスを熔融する際に清澄や脱泡を促す成分であり、任意成分である。ここで、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量を０．１％以下にすることで、特に高屈折率ガラスにおける着色を抑えることが可能となる。また、０．１％以下とすることにより、ガラス熔融時における過度の発泡が生じ難くなるため、Ｓｂ_２Ｏ_３成分を熔解設備（特にＰｔ等の貴金属）と合金化し難くすることができる。従って、Ｓｂ_２Ｏ_３成分の含有量は、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０.０８％以下、さらに好ましくは０．０５％以下を上限とするが、０％としてもよい。

【0052】

なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ_２Ｏ_３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。

【0053】

Ｌｎ_２Ｏ_３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）は、含有量の和（質量和）を１０．０％以下とすることで、過剰な含有による失透を抑え比重を低減できる。従って、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは９．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下を上限とする。

【0054】

Ｒｎ_２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、１０．０％以下とすることで、リヒートプレス成形性の悪化を抑制できる。従って、Ｒｎ_２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは９．０％以下、最も好ましくは８．０％以下を上限とする。一方で、Ｒｎ_２Ｏ成分の含有量の和は、熔融性を良好にするために、好ましくは０．５％以上、より好ましくは０．８％以上、さらに好ましくは１．０％以上を下限とするが、０％であってもよい。

【0055】

ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、０％超とする場合に、ガラスの安定性を向上させることができる。特に、ＲＯ成分はＴｉＯ_２成分による失透を抑制する働きがある。ＲＯ成分の含有量の和は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２１．５％以上、さらに好ましくは２３．０％以上、最も好ましくは２５．０％以上とする。一方、ＲＯ成分の含有量の和は屈折率の低下を抑えるために、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３９．０％以下、より好ましくは３８．０％以下、さらに好ましくは３７．０％以下、最も好ましくは３６．０％以下を上限とする。

【0056】

ＲＯ成分に対するＴｉＯ_２成分の比率である質量比ＴｉＯ_２／ＲＯは、０．５０以上１．５０以下とすることで、ＴｉＯ_２成分による失透を抑制しながら安定性の高いガラスを作ることができる。安定性の高いガラスを作ることは、量産性の向上に繋がるため有用である。従って、質量比ＴｉＯ_２／ＲＯは、好ましくは０．５０以上、より好ましくは０．５５以上、さらに好ましく０．６０以上、さらに好ましくは０．６５以上、最も好ましくは０．７０以上を下限とする。他方で、質量比ＴｉＯ_２／ＲＯは、好ましくは１．５０以下、より好ましくは１．４５以下、さらに好ましくは１．４０以下、さらに好ましくは１．３５以下、最も好ましくは１．３０以下を上限とする。

【0057】

Ｎｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の合計量である質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３は、１８．０％以下とすることで比重の上昇を抑えることができる。高屈折率寄与成分は他の成分に比べて比重が大きいものが多く、高屈折率寄与成分であるＮｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分、Ｂｉ_２Ｏ_３成分の含有量を抑えることで比重の上昇が抑えられ、光学機器の小型化や軽量化につながる。従って、質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３は、好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１３．０％以下、さらに好ましくは１１．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下を上限とする。他方で、屈折率及び分散を高める観点から、質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３は、１．０％以上としてもよい。従って、質量和Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３＋Ｂｉ_２Ｏ_３は、好ましくは１．０％以上、２．０％以上、３．０％以上、４．０％以上、５．０％以上、６．０％以上であってもよい。

【0058】

ＲＯ成分に対するＢａＯ成分の比率である質量比ＢａＯ／ＲＯは、０．３０以上０．９５以下とすることで、安定性の高いガラスを得ることができる。特に本発明においてＢａＯ成分はＲＯ成分の中で最も安定性を高めてくれる成分である。また、研磨等の加工時のガラスの割れ・欠けや面精度の悪化を防止することができる。従って、質量比ＢａＯ／ＲＯは、好ましくは０．３０以上、より好ましくは０．４０以上、さらに好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．５５以上を下限とする。他方で、質量比ＢａＯ／ＲＯは、好ましくは０．９５以下、より好ましくは０．９３以下、さらに好ましくは０．９０以下を上限とする。

【0059】

ＴｉＯ_２成分に対するＮｂ_２Ｏ_５成分の比率である質量比Ｎｂ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２は、０．５０以下とすることで屈折率を高めながら比重を小さくすることができる。質量比Ｎｂ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２は、好ましくは０．５０以下、より好ましくは０．４８以下、さらに好ましくは０．４５以下、さらに好ましくは０．４２以下、最も好ましくは０．４０以下を上限とする。他方で、ＴｉＯ_２由来の失透を抑え安定性の高いガラスを得る観点から、質量比Ｎｂ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２は、０．０５以上としてもよい。従って、質量比Ｎｂ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０８以上、さらに好ましくは０．１０以上、最も好ましくは０．１３以上を下限とする。

【0060】

ＴｉＯ_２成分とＮｂ_２Ｏ_５成分の合計含有量に対するＺｒＯ_２成分の比率である質量比ＺｒＯ_２/(ＴｉＯ_２+Ｎｂ_２Ｏ_５)は０．２５以下とすることで耐失透性を高めるうえで有効である。ＴｉＯ_２成分とＮｂ_２Ｏ_５成分の合計含有量に対し、ＺｒＯ_２成分の含有量が多すぎると失透を引き起こす原因となる。質量比ＺｒＯ_２/(ＴｉＯ_２+Ｎｂ_２Ｏ_５)は、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以下、さらに好ましくは０．１９以下を上限とする。

【0061】

ＴｉＯ_２成分、Ｎｂ_２Ｏ_５成分、ＷＯ_３成分の合計含有量に対するＮｂ_２Ｏ_５成分とＷＯ_３成分の合計含有量の比率である質量比（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）はＮｂ_２Ｏ_５とＷＯ_３による比重の上昇を抑えるために０．５０以下とするのが好ましい。質量比（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）は、好ましくは０．５０以下、より好ましくは０．４０以下、さらに好ましくは０．３０以下、さらに好ましくは０．２８以下とする。他方で、屈折率及び分散を高める観点から質量比（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）は、０．０５以上としてもよい。質量比（Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）／（ＴｉＯ_２＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０７以上、さらに好ましくは０．０８以上、さらに好ましくは０．１０以上を下限としてもよい。

【0062】

＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない
成分について説明する。

【0063】

他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｎｄ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。

【0064】

また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ_２Ｏ_３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。

【0065】

さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。

【0066】

［物性］
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎ_ｄ）は、１．８０５００以上、１．８１０００以上、１．８２０００以上、１．８３０００以上、１．８４０００以上、１．８５０００以上、１．８６０００以上、１．８７０００以上、１．８８０００以上、１．８９０００以上、１．９００００以上の順に好ましい。他方で、この屈折率（ｎ_ｄ）は、２．０００００以下、１．９９０００以下、１．９８０００以下、１．９７０００以下、１．９６０００以下としてもよい。本発明のアッベ数（ν_ｄ）は、１７．００以上、１８．００以上、１９．００以上、２０．００以上、２１．００以上の順に好ましい。他方で、このアッベ数（ν_ｄ）は、３０．００以下、２８．００以下、２７．００以下、２６．００以下の順に好ましい。

【0067】

本発明の光学ガラスの比重（ｄ）は、４．４３以下、４．３０以下、４．２０以下、４．１０以下、４．０５以下の順に好ましい。
上記に加え、本発明の光学ガラスの比重（ｄ）は、屈折率（ｎ_ｄ）に対しｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすことが好ましい。ガラスを作製するうえで、屈折率を高める成分は他の成分に加え比重が大きいため、屈折率を高める成分の含有量を増やし屈折率が高まるほど、比重は大きくなりやすい傾向にある。本発明者はｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすことで、屈折率に対し比重が小さく光学設計上有用になることを見出した。比重（ｄ）は、屈折率（ｎ_ｄ）に対し、好ましくはｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすこと、より好ましくはｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．８００の関係を満たすこと、さらに好ましくはｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．９１４を満たすことである。
図１の通り、特許文献４に記載のＹ≧０．１７５Ｘ＋１．１３７と比べたときに、本発明のｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たすことは、屈折率に対しより低比重のガラスを表す式であることが明らかである。

【0068】

［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１５００℃の温度範囲で２～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。

【0069】

［ガラスの成形］
本発明のガラスは、公知の方法によって、熔解成形することが可能である。なお、ガラス熔融体を成形する手段は限定されない。

【0070】

［光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製することができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。

【0071】

このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、光学素子の軽量化に加え、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。

【実施例0072】

本発明のガラスの実施例及び比較例の組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、比重（ｄ）、また６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４、６．１７×ｎ_ｄ－７．８００、６．１７×ｎ_ｄ－７．９１４の値を表１、表２に示す。比較例ＢはＷＯ２０１８／２３５７２５の実施例１３である。

【0073】

本発明の実施例及び比較例のガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して、均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１４００℃の温度範囲で２～５時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。

【0074】

実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）は、ＪＩＳ Ｂ ７０７１－２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて測定した。ここで、屈折率（ｎ_ｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（ν_ｄ）は、ヘリウムランプのｄ線に対する屈折率（ｎ_ｄ）と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｆ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎ_Ｃ）の値を用いて、アッベ数（ν_ｄ）＝［（ｎ_ｄ－１）／（ｎ_Ｆ－ｎ_Ｃ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）は、徐冷降温速度を－２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。

【0075】

実施例のガラス中の比重は、ＪＩＳＺ８８０７：２０１２の液中ひょう量法による密度及び比重の測定方法に基づいて行った。

【0076】

【表1】

【0077】

【表2】

【0078】

表に表されるように、本発明の実施例のガラスは、いずれも屈折率（ｎ_ｄ）が１．８０５００以上、より詳細には１．８５０００以上であるとともに、この屈折率（ｎ_ｄ）は２．０００００以下、より詳細には１．９７０００以下であり、所望の範囲内であった。

【0079】

本発明の実施例のガラスは、いずれもアッベ数（ν_ｄ）が１７．００以上、より詳細には２１．００以上であるとともに、このアッベ数（ν_ｄ）は３０．００以下、より詳細には２６．００以下であり、所望の範囲内であった。

【0080】

本発明の実施例のガラスは、いずれも、失透を生じず安定性の高いガラスであった。一方で、質量比ＴｉＯ_２／ＲＯが１．５０を超える比較例Ａは失透し、ガラス化しなかった。

【0081】

本発明の実施例のガラスは、いずれもｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係、より詳細にはｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．８００を満たしていた。一方で、図１の通り特開２００６－２１９３６５号の実施例１１、１３、１９、２２のガラス、図２の通り比較例Ｂのガラスはｄ≦６．１７×ｎ_ｄ－７．６９４の関係を満たしておらず、製品重量の軽量化の観点で劣るものであった。

【0082】

従って、本発明の実施例の光学ガラスは、屈折率に対し低比重でありながら、安定性の高いガラスであることが明らかになった。

【0083】

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

【図1】

【図2】