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(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】P2024140808
(43)【公開日】2024-10-10
(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 3/064 20060101AFI20241003BHJP
C03C 3/089 20060101ALI20241003BHJP
G02B 1/00 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
C03C3/064
C03C3/089
G02B1/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023052148
(22)【出願日】2023-03-28
(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】小川 実紗
【テーマコード（参考）】
4G062
【Ｆターム（参考）】
4G062AA04
4G062BB01
4G062DA04
4G062DA05
4G062DB01
4G062DB02
4G062DB03
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4G062FB02
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4G062FD02
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4G062FE02
4G062FE03
4G062FF01
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4G062FG04
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4G062FH02
4G062FH03
4G062FJ01
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4G062FL01
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4G062HH05
4G062HH07
4G062HH08
4G062HH09
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4G062HH13
4G062HH15
4G062HH17
4G062JJ01
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4G062JJ05
4G062JJ07
4G062KK01
4G062KK02
4G062KK03
4G062KK04
4G062KK05
4G062KK06
4G062KK07
4G062KK08
4G062MM02
4G062NN02
4G062NN03
(57)【要約】
【課題】
屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下でありながら、部分分散比が小さく、品質の高い光学ガラス及び光学素子を提供する。
【解決手段】
屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、酸化物基準の質量％でＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、である光学ガラス。
【選択図】図１
屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下でありながら、部分分散比が小さく、品質の高い光学ガラス及び光学素子を提供する。
【解決手段】
屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、酸化物基準の質量％でＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、である光学ガラス。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり
アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、
酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、
Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、
質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、
である光学ガラス。
アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、
酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、
Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、
質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、
である光学ガラス。
【請求項2】
請求項１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。
【0003】
光学系は、その大小はあるが、収差と呼ばれるにじみを含んでいる。この収差は単色収差と色収差に分類されるが、特に色収差は、光学系に使用されるレンズの材料特性に強く依存している。
色収差は高分散のレンズと低分散のレンズ及び部分分散比の大きいレンズと小さいレンズを組み合わせることで解消されるが、材料特性上、低分散かつ部分分散比の小さい光学ガラスを得ることは困難である。
色収差は高分散のレンズと低分散のレンズ及び部分分散比の大きいレンズと小さいレンズを組み合わせることで解消されるが、材料特性上、低分散かつ部分分散比の小さい光学ガラスを得ることは困難である。
【0004】
また、Ｎｂ２Ｏ５成分を含む光学ガラスでは、ガラスの安定性を促すためにＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分を所定量含有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００８－２９７１９８号公報
【特許文献2】特開２０１６－２２２５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１で開示された光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、かつアッベ数（νｄ）が４３．００以下であるガラスについての開示はない。
【0007】
特許文献２で開示された光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下であるガラスについての開示はあるものの、Ｂ２Ｏ３成分を多量に含有している。
Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多いガラスは、Ｂ２Ｏ３成分由来の揮発による脈理の発生や、揮発に伴う品質の悪化を招く可能性が高まる。
Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多いガラスは、Ｂ２Ｏ３成分由来の揮発による脈理の発生や、揮発に伴う品質の悪化を招く可能性が高まる。
【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（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下でありながら、部分分散比が小さく、品質の高い光学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、ＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分を含有しつつ、質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５を０．２００～０．９００の範囲にすることで、屈折率及びアッベ数が所望の範囲でありながら、部分分散比が小さく、品質の高い光学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。
具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0010】
（１） 屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり
アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、
酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、
Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、
質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、
である光学ガラス。
アッベ数（νｄ）が４３．００以下であり、
酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ２成分が２０．００～５０．００％、
Ｂ２Ｏ３成分が０％超２５．０％、
質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が０．２００～０．９００、
である光学ガラス。
【0011】
（２）（１）に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、屈屈折率（ｎｄ）が１．６４０００以下であり、アッベ数（νｄ）が４３．００以下でありながら、部分分散比が小さく、品質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】
【0013】
【図1】実施例のガラスについての部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
［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。
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。
【0016】
ＳｉＯ２成分は、安定なガラス形成を促す成分である。
特に、ＳｉＯ２成分の含有量を２０．０％以上にすることで、部分分散比を大幅に高めることなく、失透を低減でき、成形性も高められる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２３．００％以上、さらに好ましくは２５．０％以上、さらに好ましくは２７．０％以上、さらに好ましくは３０．０％以上、さらに好ましくは３２．０％以上、さらに好ましくは３５．０％以上を下限とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を５０．０％以下にすることで、部分分散比の上昇を抑えられる。また、これによりガラス原料の熔解性の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４８．０％以下、さらに好ましくは４７．０％以下、さらに好ましくは４６．０％以下、さらに好ましくは４５．０％以下を上限とする。
特に、ＳｉＯ２成分の含有量を２０．０％以上にすることで、部分分散比を大幅に高めることなく、失透を低減でき、成形性も高められる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２３．００％以上、さらに好ましくは２５．０％以上、さらに好ましくは２７．０％以上、さらに好ましくは３０．０％以上、さらに好ましくは３２．０％以上、さらに好ましくは３５．０％以上を下限とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を５０．０％以下にすることで、部分分散比の上昇を抑えられる。また、これによりガラス原料の熔解性の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４８．０％以下、さらに好ましくは４７．０％以下、さらに好ましくは４６．０％以下、さらに好ましくは４５．０％以下を上限とする。
【0017】
Ｂ２Ｏ３成分は、安定なガラス形成を促して失透を低減でき、且つガラス原料の熔解性を高められる成分である。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは５．０％以上、さらに好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上を下限とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラスの品質の悪化を抑制し、部分分散比の上昇を抑えられる。Ｂ２Ｏ３成分は揮発しやすい成分であり、揮発を抑制することで脈理の発生やガラスの品質の悪化を抑制することができる。Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１５．０％
以下、さらに好ましくは１３．０％以下、さらに好ましくは１１．０％以下を上限とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を２５．０％以下にすることで、ガラスの品質の悪化を抑制し、部分分散比の上昇を抑えられる。Ｂ２Ｏ３成分は揮発しやすい成分であり、揮発を抑制することで脈理の発生やガラスの品質の悪化を抑制することができる。Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１５．０％
以下、さらに好ましくは１３．０％以下、さらに好ましくは１１．０％以下を上限とする。
【0018】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、アッベ数及び部分分散比を低くできる成分である。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１２．０％以上、さらに好ましくは１５．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、屈折率を低減することができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３５．０％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、さらに好ましくは２５．０％以下を上限とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、屈折率を低減することができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３５．０％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、さらに好ましくは２５．０％以下を上限とする。
【0019】
Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、１０．０％以下にすることで、屈折率の上昇を抑えられ、リヒートプレス性の悪化、及び過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｌｉ２Ｏ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、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは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％以下を上限とする。
【0020】
Ｋ２Ｏ成分の含有量は、１０．０％以下にすることで、リヒートプレス性の悪化、及び過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｋ２Ｏ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、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
【0021】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの部分分散比を低くでき、ガラス原料の熔解性を高められる成分である。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは３．０％以上、より好ましくは４．０％以上、さらに好ましくは５．０％以上、さらに好ましくは７．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１１．０％以上、さらに好ましくは１２．０％以上を下限とする。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、２５．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下を上限とする。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、２５．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を低減できる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下を上限とする。
【0022】
ＭｇＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の上昇を抑制しつつ、失透を低減できる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0023】
ＣａＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の上昇を抑制しつつ、失透を低減できる。従って、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0024】
ＢａＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の上昇やアッベ数の上昇を抑制しつつ、失透を低減できる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0025】
ＳｒＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑制しつつ、失透を低減できる。従って、ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0026】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を低くし、部分分散比を低くでき、且つ失透を低減できる成分である。また、これにより再加熱時における失透や着色を低減できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは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％以上を下限とする。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量は２５．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を低減でき、且つ、より均質なガラスを得易くできる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満を上限とする。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量は２５．０％以下にすることで、過剰な含有による失透を低減でき、且つ、より均質なガラスを得易くできる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２０．０％未満、さらに好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１３．０％未満を上限とする。
【0027】
ＴｉＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、過剰な含有による屈折率及び分散の上昇を抑制することができる。従って、ＴｉＯ２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７．０％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、さらに好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下を上限とする。
【0028】
ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分は、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。ＷＯ３成分、Ｂｉ２Ｏ３成分の好ましい範囲は以下の通りである。
【0029】
ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、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。
【0030】
Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％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、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。
【0031】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分は、含有量が多いと屈折率を高め、安定性を損ない比重が大きくなってしまう。Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分の好ましい範囲は以下の通りである。
【0032】
Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１２．０％以下、より好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは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、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。
【0033】
Ｙ２Ｏ３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％以下を上限とするが、０％であってもよい。
【0034】
Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは８．０％未満、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは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％以下を上限とするが、０％であってもよい。
【0035】
Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％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％以下を上限とするが、０％であってもよい。
【0036】
Ａｌ２Ｏ３成分は、屈折率及び分散を低減することができる。従って、Ａｌ２Ｏ３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１．０％以上、さらに好ましくは１．５％としてもよい。特に、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％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、Ａｌ２Ｏ３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％以下を上限とする。
【0037】
ＺｎＯ成分は、ガラスの耐失透性を高める成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有量を５．０％以下にすることで、比重を小さくし低屈折率のガラス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。
【0038】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの耐失透性を高める成分である。一方で、Ｔａ２Ｏ５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Ｔａ２Ｏ５成分の使用量が減り、か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Ｔａ２Ｏ５成分の過剰な含有によるガラスの失透及び比重を低減できる。従って、Ｔａ２Ｏ５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。
【0039】
Ｐ２Ｏ５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。
【0040】
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。
【0041】
ＴｅＯ２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。
【0042】
ＧｅＯ２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。
【0043】
ＣｅＯ２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。
【0044】
Ｅｒ２Ｏ３成分、Ｐｒ２Ｏ３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。
【0045】
ＳｎＯ２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。
【0046】
Ｓｂ２Ｏ３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、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を０．２０％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、０．２０％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、Ｓｂ２Ｏ３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、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０．２０％以下、より好ましくは０.１０％以下、さらに好ましくは０．０８％以下を上限とするが、０％としてもよい。
【0047】
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３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。
【0048】
Ｃ成分は、白金坩堝内を還元雰囲気に保ち、酸化によるガラス中への白金の混入を抑制し、透過率を向上させることができる成分であるが、含有量が多いとガラス中のカチオン成分が還元し、ガラスに着色が生じる。従って、Ｃ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、より好ましくは６．０％以下、最も好ましくは５．０％以下を上限とする。他方で、Ｃ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１．０％以上、最も好ましくは２．０％以上を下限とするが、０％でもよい。
【0049】
Ｓ成分は、白金坩堝内を還元雰囲気に保ち、酸化によるガラス中への白金の混入を抑制し、透過率を向上させることができる成分であるが、含有量が多いとガラス中のカチオン成分が還元し、ガラスに着色が生じる。従って、Ｓ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、より好ましくは６．０％以下、最も好ましくは５．０％以下を上限とする。他方で、Ｓ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１．０％以上、最も好ましくは２．０％以上を下限とするが、０％でもよい。
【0050】
スクロース等の有機物成分は、白金坩堝内を還元雰囲気に保ち、酸化によるガラス中への白金の混入を抑制し、透過率を向上させることができる成分であるが、含有量が多いとガラス中のカチオン成分が還元し、ガラスに着色が生じる。従って、スクロース等の有機物成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．０％以下、最も好ましくは５．０％以下を上限とする。他方で、スクロース等の有機物分の含有量は、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１．０％以上、最も好ましくは２．０％以上を下限とするが、０％でもよい。
【0051】
Ｌｎ２Ｏ３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１２．０％以下とすることで、過剰な含有による失透を抑え屈折率を維持することができる。従って、好ましくは１２．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは８．０％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％以下を上限とするが、０％であってもよい。
【0052】
Ｒｎ２Ｏ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、５．０％以上とすることで、ガラス原料の溶解性を高め、低い転移点を維持しつつ部分分散比を低減することができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは８．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１２．０％以上、さらに好ましくは１３．０％以上を下限とする。一方で、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、２５．０％以下にすることでアッベ数の上昇を抑制できる。Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは１８．０％以下を上限とする。
【0053】
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、１０．０％以下とすることで、アッベ数の上昇を抑えられ、且つこれら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、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは１５．０％未満、さらに好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは２．０％未満を上限とする。
【0054】
Ｎｂ２Ｏ５成分に対するＺｒＯ２の比率である質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は、０．９００以下とすることで耐失透性を高めることができる。質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は、好ましくは０．９００以下、より好ましくは０．８７０以下、さらに好ましくは０．８５０以下、さらに好ましくは０．８３０以下、さらに好ましくは０．８００以下、さらに好ましくは０．７８０以下、さらに好ましくは０．７５０以下を上限とする。他方で、質量比ＺｒＯ２／Ｎｂ２Ｏ５は、０．２００以上とすることで部分分散比を下げ、且つ、アッベ数を低減することができる。従って、質量比Ｎｂ２Ｏ５／ＺｒＯ２は、好ましくは０．２００以上、より好ましくは０．２３０以上、さらに好ましくは０．２５０以上を下限とする。
【0055】
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分の合計量である質量和ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は、２７．０％以上とする場合に、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性を向上させることができる。質量和ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は、好ましくは２７．０％以上、より好ましくは３０．０％以上、さらに好ましくは３３．０％以上、さらに好ましくは３５．０％以上を下限とする。一方、質量和ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は５０．０％以下とする場合に、過剰な含有による安定性の悪化を抑制することができる。従って、質量和ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３は、好ましくは５０．０％以下、より好ましくは５３．０％以下、さらに好ましくは５０．０％以下、さらに好ましくは４８．０％以下を上限とする。
【0056】
Ｎｂ２Ｏ５成分及びＺｒＯ２成分の合計量である質量和Ｎｂ２Ｏ５＋ＺｒＯ２は、２０．０％以上とする場合に、部分分散比を下げ、高分散化するとともに、化学的耐久性を高めることができる。質量和Ｎｂ２Ｏ５＋ＺｒＯ２は、好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２３．０％以上、さらに好ましくは２５．０％以上、さらに好ましくは２７．０％以上を下限とする。一方、質量和Ｎｂ２Ｏ５＋ＺｒＯ２は４０．０％以下とする場合に、過剰な含有による安定性の悪化を抑制することができる。従って、質量和Ｎｂ２Ｏ５＋ＺｒＯ２は、好ましくは４０．０％以下、より好ましくは３８．０％以下、さらに好ましくは３５．０％以下、さらに好ましくは３３．０％以下を上限とする。
【0057】
Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和に対するＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分の合計量の和である質量比（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｒｎ２Ｏは、０超１０．０以下の範囲にすることで、ガラスの耐失透性及び化学的耐久性を向上させつつ、リヒートプレス成形性を良好にし、屈折率の低下を抑制できる。質量比（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｒｎ２Ｏは、好ましくは０超、より好ましくは１．００以上、さらに好ましくは２．００以上、さらに好ましくは３．００以上を下限とする。一方、質量比（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｒｎ２Ｏは、好ましくは１０．０以下、より好ましくは８．００以下、さらに好ましくは７．００以下、さらに好ましくは６．００以下を上限とする。
【0058】
＜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。
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。
【0059】
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。
【0060】
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３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。
【0061】
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。
【0062】
［物性］
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．６４０００以下、より好ましくは１．６３５００以下、さらに好ましくは１．６３０００以下を上限とする。他方で、この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．５８０００以上、より好ましくは１．５９０００以上、さらに好ましくは１．６００００以上を下限としてもよい。他方で、本発明のアッベ数（νｄ）このアッベ数（νｄ）は、好ましくは４３．００以下、より好ましくは４２．５０以下、さらに好ましくは４２．００以下、を上限とする。他方で、このアッベ数（νｄ）は、好ましくは３５．００以上、より好ましくは３６．００以上、さらに好ましくは３８．００以上を下限としてもよい。
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．６４０００以下、より好ましくは１．６３５００以下、さらに好ましくは１．６３０００以下を上限とする。他方で、この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．５８０００以上、より好ましくは１．５９０００以上、さらに好ましくは１．６００００以上を下限としてもよい。他方で、本発明のアッベ数（νｄ）このアッベ数（νｄ）は、好ましくは４３．００以下、より好ましくは４２．５０以下、さらに好ましくは４２．００以下、を上限とする。他方で、このアッベ数（νｄ）は、好ましくは３５．００以上、より好ましくは３６．００以上、さらに好ましくは３８．００以上を下限としてもよい。
【0063】
本発明の光学ガラスは、低い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する。
より具体的には、本発明の光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、好ましくは０．５８６以下、より好ましくは０．５８５以下、さらに好ましくは０．５８４以下を上限とする。
これにより、低い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する光学ガラスが得られるため、この光学ガラスから形成される光学素子を、光学系の色収差の低減に役立てられる。
より具体的には、本発明の光学ガラスの部分分散比（θｇ，Ｆ）は、好ましくは０．５８６以下、より好ましくは０．５８５以下、さらに好ましくは０．５８４以下を上限とする。
これにより、低い部分分散比（θｇ，Ｆ）を有する光学ガラスが得られるため、この光学ガラスから形成される光学素子を、光学系の色収差の低減に役立てられる。
【0064】
他方で、本発明の光学ガラスでは、部分分散比（θｇ，Ｆ）及びアッベ数（νｄ）が、θｇ，Ｆ≦（－０．００１８７×νｄ＋０．６５１）の関係を満たすことが好ましく、θｇ，Ｆ≦（－０．００１８７×νｄ＋０．６５０）の関係を満たすことがより好ましく、θｇ，Ｆ≦（－０．００１８７×νｄ＋０．６４９）の関係を満たすことがさらに好ましく、θｇ，Ｆ≦（－０．００１８７×νｄ＋０．６４８）の関係を満たすことがさらに好ましい。
【0065】
また、本発明の光学ガラスは、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）が小さいため、色収差を高精度に補正できるレンズを得易い。
異常分散性（Δθｇ，Ｆ）は、好ましくは-０．００２０以下、より好ましくは-０．００３０以下、さらに好ましくは-０．００４０以下、さらに好ましくは-０．００５０以下を上限とする。
異常分散性（Δθｇ，Ｆ）は、好ましくは-０．００２０以下、より好ましくは-０．００３０以下、さらに好ましくは-０．００４０以下、さらに好ましくは-０．００５０以下を上限とする。
【0066】
一般に色収差は、低分散の凸レンズと高分散の凹レンズとを組み合わせて補正されるが、この組み合わせでは赤色領域と緑色領域の収差の補正しかできず、青色領域の収差が残る。この除去しきれない青色領域の収差を二次スペクトルと呼ぶ。二次スペクトルを補正するには、青色領域のｇ線（４３５．８３５ｎｍ）の動向を加味した光学設計を行う必要がある。このとき、光学設計で着目される光学特性の指標として、部分分散比（θｇ，Ｆ）が用いられている。上述の低分散のレンズと高分散のレンズとを組み合わせた光学系では、低分散側のレンズに部分分散比（θｇ，Ｆ）の大きい光学材料を用い、高分散側のレンズに部分分散比（θｇ，Ｆ）の小さい光学材料を用いることで、二次スペクトルが良好に補正される。
【0067】
部分分散比（θｇ，Ｆ）は、下式（１）により示される。
θｇ，Ｆ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ）・・・・・・（１）
θｇ，Ｆ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ）・・・・・・（１）
【0068】
光学ガラスには、短波長域の部分分散性を表す部分分散比（θｇ，Ｆ）とアッベ数（νｄ）との間に、およそ直線的な関係がある。この関係を表す直線は、部分分散比（θｇ，Ｆ）を縦軸に、アッベ数（νｄ）を横軸に採用した直交座標上で、ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線で表され、ノーマルラインと呼ばれている。ノーマルラインの基準となるノーマルガラスは光学ガラスメーカー毎によっても異なるが、各社ともほぼ同等の傾きと切片で定義している。（ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（νｄ）は３６．３，部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（νｄ）は６０．５、部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５４３６である。）
【0069】
［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１１００～１４００℃の温度範囲で１．５～５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。熔解は、石英坩堝を用いて熔解したあとに白金坩堝による熔解を行ってもよい。
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１１００～１４００℃の温度範囲で１．５～５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。熔解は、石英坩堝を用いて熔解したあとに白金坩堝による熔解を行ってもよい。
【0070】
［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。
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。
【0071】
［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。
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。
【0072】
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0073】
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（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）を表１～４に示す。比較例のガラスは特開２００８－２９７１９８の実施例１のガラスである。
【0074】
本発明の実施例のガラスは、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、硫酸塩、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１．５～５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。
【0075】
実施例のガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、部分分散比（θｇ，Ｆ）、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）の値は、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（ｎｄ）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（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線に対する屈折率（ｎｄ）と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）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。
そして、得られるアッベ数（νｄ）及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の値から、関係式（θｇ，Ｆ＝－ａ×νｄ＋ｂ）
における、傾きａが０．００１８７のときの切片ｂを求めた。
さらに、ノーマルライン（ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線。ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（νｄ）は３６．３，部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（νｄ）は６０．５、部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５４３６である。）上にある部分分散比（θｇ，Ｆ）の値と測定された部分分散比（θｇ，Ｆ）の値との差から、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）を求めた。
そして、得られるアッベ数（νｄ）及び部分分散比（θｇ，Ｆ）の値から、関係式（θｇ，Ｆ＝－ａ×νｄ＋ｂ）
における、傾きａが０．００１８７のときの切片ｂを求めた。
さらに、ノーマルライン（ＮＳＬ７とＰＢＭ２の部分分散比及びアッベ数をプロットした２点を結ぶ直線。ＮＳＬ７とＰＢＭ２は株式会社オハラ社製の光学ガラスであり、ＰＢＭ２のアッベ数（νｄ）は３６．３，部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５８２８、ＮＳＬ７のアッベ数（νｄ）は６０．５、部分分散比（θｇ，Ｆ）は０．５４３６である。）上にある部分分散比（θｇ，Ｆ）の値と測定された部分分散比（θｇ，Ｆ）の値との差から、異常分散性（Δθｇ，Ｆ）を求めた。
【0076】
【表1】
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】
【表4】
【0080】
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（ｎｄ）が１．６４０００以下であるとともに、アッベ数（νｄ）は４３．００以下であり、所望の範囲内であった。
【0081】
実施例の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）が所望の範囲内にあり、且つ部分分散比（θ
ｇ，Ｆ）の小さい光学ガラスであることが明らかになった。
ｇ，Ｆ）の小さい光学ガラスであることが明らかになった。
【0082】
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】